專利名稱：活體信息檢測器和活體信息測定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及活體信息檢測器和活體信息測定裝置等。
背景技術(shù)：
活體信息測定裝置例如測定人的脈搏數(shù)、血液中的氧飽和度、體溫、心律數(shù)等活體 信息，活體信息測定裝置的一例是測定脈搏數(shù)的脈搏計。另外，脈搏計等活體信息測定裝置 也可以裝配在鐘表、手機、尋呼機、個人計算機等電子設(shè)備中，或者還可以與電子設(shè)備相組 合。活體信息測定裝置具有檢測活體信息的活體信息檢測器，活體信息檢測器具有發(fā)光 部，其朝向被檢查體(用戶)的被檢測部位發(fā)出光；以及受光部，其接受來自被檢測部位的 具有活體信息的光。專利文獻1公開了一種脈搏計(廣義上指活體信息測定裝置)，脈搏計的受光部 (例如專利文獻1的圖16的受光部12)通過漫反射面(例如專利文獻1的圖16的反射部 131)，接收被檢測部位的反射光(例如專利文獻1的圖16的虛線)。對于專利文獻1的光 探頭1而言，在平面視圖中，發(fā)光部11與受光部12重疊，實現(xiàn)了光探頭1的小型化。專利文獻1日本特開2004-337605號公報專利文獻1的發(fā)光部11和受光部12與基板15 —起配置在反射部131的內(nèi)部，在 反射部131的內(nèi)部填充有透明材料142。對于這種結(jié)構(gòu)而言，在發(fā)光部11與被檢測部位之 間存在規(guī)定的距離，活體信息檢測器的檢測精度不好。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的幾個方式，可提供能夠提高檢測精度或測定精度的活體信息檢測器 和活體信息測定裝置。本發(fā)明的一個方式涉及一種活體信息檢測器，其特征在于，該活體信息檢測器包 括發(fā)光部，其發(fā)出朝向被檢查體的被檢測部位的光；受光部，其接受所述發(fā)光部發(fā)出的光 被所述被檢測部位反射后的、具有活體信息的光；以及接觸部，其由對于所述發(fā)光部發(fā)出的 光的波長透明的材料構(gòu)成，具有與所述被檢查體之間的接觸面以及與所述接觸面相對的相 對面，其中，所述發(fā)光部安裝在所述相對面上。根據(jù)本發(fā)明的該一個方式，發(fā)光部例如通過凸塊等連接部件安裝在接觸部的相對 面上。即，能夠縮短發(fā)光部與被檢查體(例如用戶)的被檢測部件之間的距離。因此，到達 被檢測部位的光量增加，活體信息檢測器的檢測精度(SN比)提高。并且，在本發(fā)明的一個方式中，可以在所述相對面上配置有接至所述發(fā)光部的第1 配線，且所述發(fā)光部可以安裝在所述第1配線的表面上。這樣，通過在相對面上配置第1配線，從而可利用例如凸塊等連接部件將發(fā)光部 安裝在第1配線上。能夠通過從第1配線供給的電力來使發(fā)光部發(fā)光。 并且，在本發(fā)明的一個方式中，所述發(fā)光部發(fā)出的光可具有朝向所述被檢測部位 的第1光和朝向與所述被檢測部位不同的方向的第2光，且該活體信息檢測器還可以包括第1反射部，該第1反射部將所述第2光反射到所述被檢測部位上。這樣，不直接到達被檢查體的被檢測部位的第2光也借助第1反射部而到達被檢 測部位。因此，到達被檢測部位的光量增加，活體信息檢測器的檢測精度進一步提高。并且，在本發(fā)明的一個方式中，所述第1反射部可以固定在所述相對面上。這樣，能夠縮短第1反射部與被檢測部位之間的距離。因此，不僅是到達被檢測部 位的第1光的光量增加，第2光的光量也增加，活體信息檢測器的檢測精度提高。并且，在本發(fā)明的一個方式中，所述第1反射部可以隔著絕緣部件固定在所述相 對面上。對于在相對面上配置有例如接至發(fā)光部的第1配線的情況等，可通過絕緣部件來 保護相對面。并且，在本發(fā)明的一個方式中，所述活體信息檢測器還可以包括基板，該基板由對 于所述發(fā)光部發(fā)出的光的波長透明的材料構(gòu)成，且具有第1面和與所述第1面相對的第2 面，其中，在所述第2面上可以配置有接至所述發(fā)光部的第2配線，所述第1配線可以經(jīng)由 導(dǎo)電部件與所述第2配線電連接。這樣，第1配線與第2配線連接。第2配線可以經(jīng)由導(dǎo)電部件及第1配線向發(fā)光 部供給電力。并且，在本發(fā)明的一個方式中，該活體信息檢測器還可以包括第2反射部，該第2 反射部反射來自所述被檢測部位的具有所述活體信息的光而將其引導(dǎo)至所述受光部，所述 受光部可以配置在所述第1面上，所述基板可以配置在所述第2反射部與所述接觸部之間。這樣，基板配置在第2反射部與接觸部之間。因此，即使受光部配置在基板上，也 無需另外設(shè)置對基板本身進行支撐的機構(gòu)，減少了部件數(shù)量。并且，基板由對于發(fā)光波長透 明的材料構(gòu)成，因此可將基板配置在從發(fā)光部到受光部的光路的途中，沒有必要將基板存 放在光路以外的位置、例如反射部的內(nèi)部。這樣，可提供能夠容易裝配的活體信息檢測器。并且，本發(fā)明的另一方式涉及一種活體信息測定裝置，其特征在于，該活體信息測 定裝置包括上述的活體信息檢測器；以及活體信息測定部，其根據(jù)在所述受光部中生成 的受光信號測定所述活體信息，其中，所述活體信息是脈搏數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的該另一方式，能夠使用檢測精度提高后的活體信息檢測器，來提高 活體信息測定裝置的測定精度。并且，可以將活體信息測定器應(yīng)用于脈搏計。


圖1 (A)、圖1⑶是本實施方式的活體信息檢測器的結(jié)構(gòu)例。圖2(A)、圖2(B)、圖2(C)是圖I(B)所示的活體信息檢測器的平面圖。圖3(A)、圖3(B)是相對于圖1的結(jié)構(gòu)例的比較例。圖4(A)、圖4(B)、圖4(C)是圖3(B)所示的活體信息檢測器的平面圖。圖5 (A)、圖5 (B)是本實施方式的活體信息檢測器的其他結(jié)構(gòu)例。圖6(A)、圖6(B)是接至發(fā)光部的配線的說明圖。圖7是發(fā)光部發(fā)出的光的強度特性的一例。圖8是透過接觸部的光的透射特性的一例。圖9是透過涂敷有透光膜的基板的光的透射特性的一例。
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圖10 (A)、圖10 (B)、圖10 (C)是第1反射部的結(jié)構(gòu)例。圖11(A)、圖Il(B)是第1反射部及發(fā)光部的外觀例。圖12 (A)、圖12 (B)是包含活體信息檢測器的活體信息測定裝置的外觀例。圖13是活體信息測定裝置的結(jié)構(gòu)例。標號說明11 基板11A:第 1 面IlB 第 2 面11-1 透光膜14:發(fā)光部14A 第1發(fā)光面14B 第2發(fā)光面16 受光部18:反射部(第2反射部)18-1 邊界19 接觸部19A 接觸面19B 相對面61、62、63、64 配線61-1、63-1、64_1 鍵合線63-2、64-2:凸塊63-3、64-3 絕緣材料63-4、64-4 彈簧(導(dǎo)電部件)61，、63，、64，、63，，、64” 連接焊盤62，連接部92:反射部(第1反射部)92-1 支撐部92-2:內(nèi)壁面92-3 頂面92-4:鏡面部93 粘結(jié)劑150 腕帶161 控制電路162:放大電路163、167 :A/D 轉(zhuǎn)換電路164 脈搏數(shù)計算電路165 顯示部166 加速度檢測部168 數(shù)字信號處理電路
dl、d2 距離
hl、h2 高度
0 被檢測部位
Rl 第1光
R2 第2光
R1，、R2，反射光(有效光)
Rl ”直接反射光(無效光)
SA 被檢查體的表面
tl、t2 厚度
δ 1 間隙
S2 高度
具體實施例方式下面對實施方式進行說明。另外，以下說明的實施方式并不對權(quán)利要求書中記載 的本發(fā)明的內(nèi)容進行不恰當(dāng)?shù)南薅?。并且，本實施方式中說明的所有結(jié)構(gòu)不一定是本發(fā)明 的必要結(jié)構(gòu)要件。1.活體信息檢測器1. 1第1結(jié)構(gòu)例圖1(A)、圖I(B)表示本實施方式的活體信息檢測器的結(jié)構(gòu)例。這里，在圖1(A)、 圖I(B)中，各部件的尺寸并非準確地表示實際尺寸。S卩，在圖1(A)、圖I(B)中，為了容易理 解以下的說明而對各部件的尺寸進行了放大或縮小。圖1(A)、圖I(B)以外的其他附圖也是 如此，不一定表示準確的尺寸。如圖1 (A)、圖1⑶所示，活體信息檢測器包括發(fā)光部14、受光部16以及接觸部 19。發(fā)光部14發(fā)出朝向被檢查體(例如用戶)的被檢測部位0的光R1。受光部16接受發(fā) 光部14發(fā)出的光Rl由被檢測部位0反射后的、具有活體信息的光Rl’ (反射光)。接觸部 19具有與被檢查體之間的接觸面19A以及與接觸面19A相對的相對面19B，接觸部19由對 于發(fā)光部14發(fā)出的光Rl的波長透明的材料(例如玻璃)構(gòu)成。接觸部19可以保護發(fā)光 部14。如圖KA)所示，發(fā)光部14安裝在相對面19B上。在圖I(A)的例子中，省略了接 至發(fā)光部14的配線及接至受光部16的配線，而這些配線例如可如圖I(B)所示地來表示。 這里，圖I(B)的例子表示與一個剖面對應(yīng)的剖面圖，實際上還存在圖I(B)的例子中示出的 配線以外的配線。在圖I(B)的例子中，用虛線及白色的圓圈例示出實際上不是處于一個剖 面中的連接焊盤63’及凸塊63-2。并且，在圖I(B)的例子中，示出了接至發(fā)光部14的配 線64的一部分，且配線64具有接至發(fā)光部14的連接焊盤64’。接至發(fā)光部14的連接焊 盤64’(廣義上指接至發(fā)光部14的第1配線)配置在相對面19B上，且發(fā)光部14安裝在接 至發(fā)光部14的連接焊盤64’的表面上。在圖I(B)的例子中，發(fā)光部14例如通過例如凸塊 64-2等連接部件而安裝在連接焊盤64’的表面(廣義上指接觸部19的相對面19B)上。由于發(fā)光部14安裝在相對面19B上，因此能夠縮短發(fā)光部14與被檢查體(例如 用戶)的被檢測部位0之間的距離。因此，到達被檢測部位0的光量增加，活體信息檢測器的檢測精度(SN比)提高。另一方面，專利文獻1的發(fā)光部11及受光部12是與基板15 — 起配置在反射部131的內(nèi)部，并且在反射部131的內(nèi)部充填有透明材料142。在這樣的結(jié)構(gòu) 中，在發(fā)光部11與被檢測部位之間存在規(guī)定的距離，活體信息檢測器的檢測精度不好。在圖I(B)的例子中，連接焊盤64’經(jīng)由凸塊64-2(例如金凸塊、焊錫凸塊等)，例 如與發(fā)光部14的陽極連接。在圖I(B)的例子中，由虛線表示的連接焊盤63’經(jīng)由用白色 圓圈表示的凸塊63-2例如與發(fā)光部14的陰極連接。在圖I(B)的例子中，示出了接至受光 部16的配線的一部分，且示出了接至受光部16的連接焊盤61’。連接焊盤61’經(jīng)由鍵合 線61-1例如與受光部16的陽極連接。在圖I(B)的例子中，作為接至受光部16的配線的 一部分，例如還示出了與受光部16的陰極連接的連接部62’。連接部62’例如通過粘結(jié)劑 (未圖示)直接與受光部16的陰極連接。作為導(dǎo)電性粘結(jié)劑(廣義上指連接部件)，例如 可以采用銀膏。如圖1(A)、圖I(B)所示，活體信息檢測器還可以包含反射部18。另外，還可以將 活體信息檢測器變形為，該活體信息檢測器具有不包含如圖1 (A)、圖1 (B)所示的反射部18 的結(jié)構(gòu)。反射部18反射具有活體信息的光Rl’(反射光)。反射部18可以在設(shè)于發(fā)光部 14與受光部16之間的光路上的拱形面上，具有反射面。并且，如圖1(A)、圖I(B)所示，活體信息檢測器還可以包含基板11?；?1具有 第1面IlA和與第1面IlA相對的第2面11B，并且，該基板11由對于發(fā)光部14發(fā)出的光 Rl的波長透明的材料(例如聚酰亞胺)構(gòu)成。另外，還可以將活體信息檢測器變形為，該活 體信息檢測器具有不包含如圖1 (A)、圖1⑶所示的基板11的結(jié)構(gòu)。在圖1㈧的例子和圖 1 (B)的例子中，基板11配置在反射部18與接觸部19之間，且受光部16處于反射部18側(cè) 而載置在基板11 (狹義上指基板11的第1面11A)上。由于基板11配置在反射部18與接觸部19之間，因此，即使受光部16配置在基板 11上，也不需要另外設(shè)置用于對基板11本身進行支撐的機構(gòu)，減少了部件數(shù)量。并且，基板 11由對于發(fā)光波長透明的材料構(gòu)成，因此，可以將基板11配置在從發(fā)光部14到受光部16 的光路的途中，不需要將基板11存放在光路以外的位置、例如反射部18的內(nèi)部。這樣，能 夠提供可容易地進行組裝的活體信息檢測器。并且，反射部18能夠使得到達受光部16或 被檢測部位0的光量增加，活體信息檢測器的檢測精度(SN比)提高。而在專利文獻1中，需要將發(fā)光部11、受光部12、基板15及透明材料142裝配到 反射部131的內(nèi)部。因此，不容易進行小型的光探頭1的組裝。并且，根據(jù)專利文獻1的段 落
，基板15的位于反射部131內(nèi)部的一側(cè)形成為漫反射面。換言之，專利文獻1的 基板15沒有必要由透明材料構(gòu)成。在圖1 (A)、圖1 (B)的例子中，被檢測部位0 (例如血管)位于被檢查體的內(nèi)部。第 1光Rl進入到被檢查體的內(nèi)部，并在表皮、真皮及皮下組織上發(fā)生漫射或散射。之后，第1 光Rl到達被檢測部位0，且由被檢測部位0反射。被檢測部位0上的反射光R1’在皮下組 織、真皮及表皮上發(fā)生漫射或散射。這里，第1光Rl被血管部分吸收。因此，由于脈搏的影 響，使得血管中的吸收率發(fā)生變化，從而被檢測部位0處的反射光R1’的光量也發(fā)生變化。 這樣，活體信息(例如脈搏數(shù))反映在被檢測部位0處的反射光R1’中。基板11的厚度例如為10[μ m] 1000[μ m]。在基板11上可形成接至發(fā)光部14 的配線以及接至受光部16的配線?；?1例如是印刷基板，但一般而言，印刷基板是像例如專利文獻1的基板15那樣不是由透明材料構(gòu)成的。換言之，本發(fā)明的發(fā)明人大膽采用了 這樣的結(jié)構(gòu)，即印刷基板由至少對于發(fā)光部14的發(fā)光波長透明的材料構(gòu)成。接觸部19的 厚度例如為1 [ μ m] 1000 [ μ m]。活體信息檢測器的結(jié)構(gòu)例不限于圖1 (A)、圖1 (B)所示的結(jié)構(gòu)，也可以變更結(jié)構(gòu)例 的一部分(例如受光部16)的形狀等。并且，活體信息可以是血液中的氧飽和度、體溫、心 律數(shù)等，被檢測部位0可以位于被檢查體的表面SA。在圖1(A)、圖I(B)的例子中，將第1 光Rl描繪為1條線，但實際上，發(fā)光部14是向各個方向發(fā)出許多的光。發(fā)光部14例如是LED，由LED發(fā)出的光的波長例如在425[nm] 625[nm]的范 圍內(nèi)具有強度的最大值(廣義上指峰值)，例如發(fā)出綠色的光。發(fā)光部14的厚度例如為 20[μπι] 1000[μπι]。受光部16例如是光電二極管，通?？捎蒘i光電二極管構(gòu)成。受 光部16的厚度例如為20[μπι] 1000 [ μ m]。Si光電二極管所接受的光的波長例如在 800[nm] 1000[nm]的范圍內(nèi)具有敏感度的最大值(廣義上指峰值)。優(yōu)選受光部16由 GaAsP光電二極管構(gòu)成，GaAsP光電二極管所接受的光的波長例如在550 [nm] 650 [nm] 的范圍內(nèi)具有敏感度的最大值(廣義上指峰值)?；铙w(水或血紅蛋白)容易使包含在 700[nm] 1100[nm]的范圍內(nèi)的紅外線透過，因而由GaAsP光電二極管構(gòu)成的受光部16與 例如由Si光電二極管構(gòu)成的受光部16相比，能夠減小因外光引起的噪聲成分。圖2(A)、圖2(B)、圖2(C)示出了圖I(B)所示的活體信息檢測器的平面視圖。圖 2(A)對應(yīng)于受光部16側(cè)的平面視圖，圖2 (B)對應(yīng)于發(fā)光部14側(cè)的平面視圖，圖2(C)對應(yīng) 于包含受光部16及發(fā)光部14的遮光區(qū)域。另外，圖2(A)、圖2(C)僅示出了具有活體信息 的光Rl’ (反射光)朝向基板11進行照射的照射區(qū)域，照射區(qū)域例如可以由反射部18的反 射面(在圖1(A)、圖I(B)的例子中為拱形面)與基板11之間的邊界18-1來規(guī)定。邊界 18-1的外形例如呈圓形。如圖2㈧所示，在(例如圖I(B)的受光部16側(cè)的)平面視圖中，在基板11上形 成有用于與受光部16的陽極(廣義上指電極)連接的配線61。并且在基板11上還形成有 用于與受光部16的陰極(廣義上指電極)連接的配線62。在圖2(A)的例子中，配線61具 有接至受光部16的連接焊盤61，和鍵合線61-1，配線61的連接焊盤61，通過鍵合線61_1 與受光部16的陽極連接。在圖2(A)的例子中，配線62具有與受光部16的陰極連接的連 接部62，。如圖2(B)所示，在(例如圖I(B)的發(fā)光部14側(cè)的)平面視圖中，在接觸部19 (狹 義上指相對面19B)上形成有用于與發(fā)光部14的陰極連接的配線63。并且，在接觸部19 (狹 義上指相對面19B)上還形成有用于與發(fā)光部14的陽極連接的配線64。在圖2(B)的例子 中，配線63具有接至發(fā)光部14的連接焊盤63’和凸塊63-2，且配線63的連接焊盤63’經(jīng) 由凸塊63-2與發(fā)光部14的陰極連接。并且，配線63可以包含連接焊盤63”。在圖2(B) 的例子中，配線64具有接至發(fā)光部14的連接焊盤64’和凸塊64-2，且配線64的連接焊盤 64’經(jīng)由凸塊64-2與發(fā)光部14的陽極連接。并且，配線64可以包含連接焊盤64”。這里，接至發(fā)光部14的配線63及配線64、以及接至受光部16的配線61及配線 62的結(jié)構(gòu)例不限定于圖2 (A)、圖2 (B)。例如，配線61的連接焊盤61’的形狀也可以不是圖 2(A)中所示的圓形，而是例矩形、橢圓、多邊形等其他形狀。并且，例如配線63的連接焊盤 63’、63”的形狀也可以不是圖2(B)所示的矩形，而是例如圓形、橢圓、多邊形等其他形狀。而且，在圖2(A)的例子中，受光部16是在底面上具有陰極，但也可以像陽極那樣，在正面具 有陰極。例如，如圖KA)所示，在具有活體信息的光R1’(反射光)朝向基板11的情況 下，具有活體信息的光R1’(反射光)到達接觸部19的相對面19B。如圖2(B)所示，在存 在接至發(fā)光部14的配線63及配線64的情況下，至少配線63及配線64將具有活體信息的 光R1’(反射光)遮斷或反射，形成遮光區(qū)域。并且，即使在具有活體信息的光R1’(反射 光)進入到基板11的內(nèi)部的情況下，如圖2(A)所示，當(dāng)存在接至受光部16的配線61及配 線62時，配線61及配線62也將抑制具有活體信息的光Rl’ (反射光)從基板11的內(nèi)部射 出到外部。這樣，配置有配線61、配線62、配線63及配線64的接觸部19及基板11的遮光 區(qū)域抑制了具有活體信息的光R1’(反射光)到達反射部18。換言之，具有活體信息的光 R1’(反射光)能夠透過除了接觸部19及基板11的遮光區(qū)域以外的基板11的區(qū)域。圖2(C)表示照射區(qū)域中的遮光區(qū)域，且在圖2(C)的例子中，用黑色來描繪遮光區(qū) 域。如圖2(C)所示，在平面視圖中，可以由圖2(A)中的配線61 (包含連接焊盤61’及鍵合 線61-1)和配線62 (包含連接部62’)、以及圖2 (B)中的配線63 (包含連接焊盤63’及凸 塊63- 和配線64 (包含連接焊盤64’及凸塊64- 來規(guī)定遮光區(qū)域。1.2比較例圖3(A)、圖3(B)表示相對于圖1的結(jié)構(gòu)例的比較例。并且，對與上述結(jié)構(gòu)例相同 的結(jié)構(gòu)標注相同的符號，并省略其說明。另外，圖3(A)、圖3(B)的例子雖然是比較例，但也 是新穎的結(jié)構(gòu)。在圖3(A)的例子中，發(fā)光部14配置在基板11的第2面IlB上。具體地講， 如圖3(B)所示，接至發(fā)光部14的連接焊盤64’(廣義上指接至發(fā)光部14的第1配線)配 置在第2面IlB上，且連接焊盤64’經(jīng)由鍵合線64-1例如與發(fā)光部14的陽極連接。在圖3(A)中，與被檢測部位0相對且發(fā)出第1光Rl的第1發(fā)光面14A與被檢查 體的表面SA之間的距離用d2來表示。在圖I(A)中，用dl表示第1發(fā)光面14A與被檢查 體的表面SA之間的距離。在圖I(A)的例子中，由于發(fā)光部14安裝在相對面19B上，因此 dl < d2。因此，發(fā)光部14與被檢測部位0之間的距離短，因而到達被檢測部位0的光量增 加，活體信息檢測器的檢測精度(SN比)提高。如圖3(B)所示，在發(fā)光部14配置在基板11的第2面IlB上的情況下，需要使用 鍵合線64-1。鍵合線64-1配置在連接焊盤64’與發(fā)光部14的陽極之間，如圖3 (B)所示， 鍵合線64-1描繪成弧狀，并且用δ 2表示鍵合線64-1 (弧)的高度或深度。δ 2例如是 120[μπι]。并且，為了使接觸部19不破壞鍵合線64-1，在圖3(B)中，用δ 1表示間隙。δ 例如為300[μπι]。當(dāng)考慮鍵合線64-1的制造誤差及基板11的偏差時，無法使δ 成為零。因此，圖3(B)所示的接觸部19的厚度t2比圖I(B)所示的接觸部19的厚度tl 大。由此，圖3 (A)所示的活體信息檢測器的高度h2也比圖1 (B)所示的活體信息檢測器的 高度hi大。換言之，在圖1(A)、圖I(B)的例子中，能夠使活體信息檢測器小型化。圖4(A)、圖4(B)、圖4(C)表示圖3(B)所示的活體信息檢測器的平面圖。圖4(A) 對應(yīng)于受光部16側(cè)的平面視圖，圖4(B)對應(yīng)于發(fā)光部14側(cè)的平面視圖，圖4(C)對應(yīng)于包 含受光部16及發(fā)光部14的遮光區(qū)域。并且，對與上述結(jié)構(gòu)例相同的結(jié)構(gòu)標注相同的符號， 并省略其說明。雖然圖4(A)與圖2(A) —致，但在圖4(B)的例子中，配線63具有接至發(fā)光 部14的連接焊盤63’和鍵合線63-1，配線63的連接焊盤63’經(jīng)由鍵合線63_1與發(fā)光部
914的陰極連接。在圖4(B)的例子中，配線64具有接至發(fā)光部14的連接焊盤64’和鍵合線 64-1，且配線64的連接焊盤64’經(jīng)由鍵合線64-1與發(fā)光部14的陽極連接。由于圖4 (B)中的連接焊盤63，及連接焊盤64 ’是在發(fā)光部14的外側(cè)分別與鍵合 線63-1及鍵合線64-1連接，因此圖2 (C)所示的遮光區(qū)域比圖4 (C)所示的遮光區(qū)域小。因 此，在圖2(C)的例子中，具有活體信息的光R1’(反射光)容易到達受光部14，活體信息檢 測器的檢測精度(SN比)提高。1.3第2結(jié)構(gòu)例圖5(A)、圖5(B)表示本實施方式的活體信息檢測器的其他結(jié)構(gòu)例。圖5(A)是對 應(yīng)于與圖I(B)的剖面相同的剖面的剖面圖，圖5(B)是與其他的剖面對應(yīng)的剖面圖。并且， 對與上述結(jié)構(gòu)例相同的結(jié)構(gòu)標注相同的符號，并省略其說明。如圖5(A)、圖5(B)所示，活體 信息檢測器還可以包含反射部92。另外，在將反射部92稱為第1反射部的情況下，可以將 反射部18稱為第2反射部。在圖5(A)、圖5(B)的例子中，第1反射部92固定在接觸部19 的相對面19B上。第1反射部92例如可以用粘結(jié)劑93來固定。如圖5㈧所示，發(fā)光部14發(fā)出朝向被檢查體(例如用戶)的被檢測部位0的第1 光Rl以及朝向與被檢測部位0不同的方向(第1反射部92)的第2光R2。第1反射部92 對第2光R2進行反射而將其引導(dǎo)至被檢測部位0。受光部16接受由被檢測部位0對第1 光Rl及第2光R2進行反射后的、具有活體信息的光R1’、R2’(反射光有效光)。第2反 射部18反射來自被檢測部位0的具有活體信息的光R1’、R2’(反射光)而將其引導(dǎo)至受 光部16。由于第1反射部92的存在，使得不直接到達被檢查體(用戶)的被檢測部位0的 第2光R2也能到達被檢查部位0。換言之，通過第1反射部92，使得到達被檢測部位0的 光量增加，發(fā)光部14的效率提高。因此，活體信息檢測器的檢測精度(SN比)提高。這里，專利文獻1揭示了與第2反射部18對應(yīng)的結(jié)構(gòu)(專利文獻1的圖16的反 射部131)。具體地講，專利文獻1的圖16的受光部12經(jīng)由反射部131接收被檢測部位處 的反射光。但是，專利文獻1沒有揭示與第1反射部92對應(yīng)的結(jié)構(gòu)。換言之，在本申請的 申請時，本領(lǐng)域技術(shù)人員尚未認識到提高專利文獻1的圖16的發(fā)光部11的效率。如圖5 (A)、圖5⑶所示，可以在基板11的第1面(例如正面)上形成透光膜11_1。 另外，透光膜11-1也可以形成在與第1面相對的第2面(例如背面)上(參照圖6(A)、圖 6(B))。并且，透光膜11-1可形成在配置有例如連接焊盤61’、連接部62’等的基板11的遮 光區(qū)域以外的基板11的透光區(qū)域(照射區(qū)域)中。透光膜11-1例如可由阻焊劑(廣義上 指抗蝕劑)構(gòu)成。圖6(A)、圖6(B)表示接至發(fā)光部14的配線的說明圖。圖6 (A)對應(yīng)于圖5 (B)，圖 6(B)是對應(yīng)于與圖6(A)的剖面不同的剖面的剖面圖。并且，對與上述的結(jié)構(gòu)例相同的結(jié) 構(gòu)標注相同的符號，并省略其說明。如圖6 (A)所示，在基板11的第2面1IB上配置有配線 64 (接至發(fā)光部14的第2配線)的情況下，配置在接觸部19的相對面19B上的配線64 (接 至發(fā)光部14的第1配線)經(jīng)由導(dǎo)電部件與配置在基板11的第2面IlB上的配線64(接至 發(fā)光部14的第2配線)電連接。在圖6(A)的例子中，導(dǎo)電部件例如是彈簧64-4，例如通 過對彈簧實施鍍金，使得彈簧64-4具有導(dǎo)電性。導(dǎo)電部件例如也可以是導(dǎo)電性橡膠。在圖 6(B)的例子中，配置在接觸部19的相對面19B上的配線63 (接至發(fā)光部14的第1配線) 經(jīng)由導(dǎo)電部件(例如彈簧63-4、導(dǎo)電性橡膠等)與配置在基板11的第2面IlB上的配線64(接至發(fā)光部14的第2配線)電連接。在圖6(B)的例子中，發(fā)光部14經(jīng)由凸塊63-2安 裝在配線63 (接至發(fā)光部14的第1配線)的表面上。另外，如圖5(B)所示，在第1反射部92固定在配線64上的情況下，有時還存在粘 結(jié)劑93的厚度很薄的情況。因此，為了保護配線64(接至發(fā)光部14的配線)(廣義上指 相對面19B)，如圖6(A)所示，可以在配線64上配置絕緣部件64-3。并且，為了保護配線 63 (接至發(fā)光部14的配線)(廣義上指相對面19B)，如圖6 (B)所示，可以在配線63上配置 絕緣部件63-3。這樣，第1反射部92隔著絕緣部件63-3、64-3固定在相對面19B上。絕緣 部件63-3、64-3與透光膜11-1同樣，例如可以由阻焊劑(廣義上指抗蝕劑)構(gòu)成。可以對圖5(A)、圖5(B)、圖6(A)、圖6(B)所示的基板11的第1面IlA及第2面 IlB進行粗糙加工，使得基板11上的配線63、64不會發(fā)生脫落。因此，通過在第1面IlA及 第2面IlB中的至少一方上形成透光膜11-1，從而將透光膜嵌入到基板11的表面的粗糙面 中，提高了基板11整體的平坦性。換言之，由于基板11上的透光膜11-1是平坦的，因此在 光透過基板11時，能夠減小光在基板11的粗糙的表面上的漫射。換言之，由于存在透光膜 11-1，因此基板11的透射率提高。因此，到達被檢測部位0的光量增加，進一步提高了活體 信息檢測器的檢測精度。另外，透光膜11-1的折射率優(yōu)選處于空氣的折射率與基板11的折射率之間。進 一步講，透光膜11-1的折射率優(yōu)選比空氣的折射率更接近基板11的折射率。此時，能夠減 小界面上光的反射。圖7表示發(fā)光部14發(fā)出的光的強度特性的一例。在圖7的例子中，具有520[nm] 的波長的光的強度呈現(xiàn)出最大值，利用該強度對具有其他波長的光的強度進行歸一化。并 且，在圖7的例子中，發(fā)光部14發(fā)出的光的波長的范圍為470 [nm] 600[nm]。圖8表示透過接觸部19的光的透射特性的一例。如圖8所示，例如，發(fā)光部14發(fā) 出的呈現(xiàn)出圖7的強度最大值的光的波長(520[nm])的透射率為50[%]以上。另外，雖未 給出透過基板11自身的光的透射特性的例子，但與圖8的透射特性同樣，與520[nm]的波 長對應(yīng)的基板11的透射率例如可以設(shè)定為50[%]以上。接觸部19及基板11可以由對于 發(fā)光部14發(fā)出的光Rl的波長透明的材料構(gòu)成。圖9表示透過涂敷有透光膜11-1的基板11的光的透射特性的一例。在圖9的例子 中，使用透射過基板11之前的光的強度和透射過基板11之后的光的強度，來計算透射率。 在圖9的例子中，在作為活體窗口下限的700[nm]以下的波長區(qū)域中，具有525[nm]波長的 光的透射率示出最大值?；蛘?，在圖9的例子中，在作為活體窗口下限的700[nm]以下的波 長區(qū)域中，透過透光膜11-1的光的透射率的最大值處于例如圖7所示的、發(fā)光部14發(fā)出的 光的波長的強度的最大值的士 10%以內(nèi)的范圍內(nèi)。這樣，優(yōu)選透光膜11-1選擇性地使發(fā)光 部14發(fā)出的光(例如圖KA)中的第1光Rl (狹義上指第1光Rl的反射光R1’ ))透過。 由于存在透光膜11-1，因此基板11的平坦性提高，并且能夠在一定程度上防止發(fā)光部14或 受光部16的效率下降。另外，如圖9的例子所示，例如在可見光區(qū)域中，在具有525[nm]波 長的光的透射率示出最大值(廣義上指峰值)的情況下，透光膜11-1例如呈現(xiàn)為綠色。圖10 (A)、圖 10 (B)、圖 10 (C)表示圖 5 (A)、圖 5 (B)、圖 6 (A)、圖 6 (B)中的第 1 反 射部92的結(jié)構(gòu)例。如圖10(A)所示，第1反射部92可以具有支撐發(fā)光部14的支撐部 92-1 ；以及圍繞發(fā)光部14的第2發(fā)光面14B的壁部的內(nèi)壁面92-2和頂面92-3。另外，在圖10(A) 圖10(C)中，省略了發(fā)光部14。在圖10㈧的例子中，第1反射部92可以在內(nèi)壁面 92-2上將第2光R2反射到被檢測部位0 (參照圖5 (A))，在內(nèi)壁面92_2上具有第1反射面。 支撐部92-1的厚度例如為50 [μ m] 1000 [μ m]，壁部(92-3)的厚度例如為100 [ μ m]
1000[μm]ο在圖10的(A)的例子中，內(nèi)壁面92-2具有斜面(92_2)，在剖視圖中，對于該斜面 (92-2)中的位置，在寬度方向(第1方向)上離第1反射部92的中心越遠，在高度方向 (與第1方向垂直的方向)上越向被檢測部位0側(cè)移動。圖10(A)的斜面(92-2)在剖視圖 中形成為傾斜平面，但也可以是例如圖10(C)所示的彎曲面等斜面。內(nèi)壁面92-2也可以由 傾斜角度不同的多個傾斜平面形成，或者還可以由具有多個曲率的彎曲面形成。在第1反 射部92的內(nèi)壁面92-2具有斜面的情況下，該第1反射部92的內(nèi)壁面92_2可朝向被檢測 部位0反射第2光R2。換言之，該第1反射部92的內(nèi)壁面92-2的斜面可以說是提高了發(fā) 光部14的指向性的第1反射面。在這種情況下，到達被檢測部位0的光量進一步增加。并 且，例如圖10(B)所示，也可以省略圖10(A)、圖10(C)的頂面92-3。另外，在圖10(A) 圖 10(C)中，符號92-4所示的范圍作為鏡面部發(fā)揮功能。圖11 (A)、圖11⑶表示圖5 (A)、圖5 (B)、圖6 (A)、圖6 (B)的第1反射部92及發(fā)光 部14在平面視圖中的外觀例。在圖Il(A)的例子中，(例如圖5(A)的被檢測部位0側(cè)的) 平面視圖中，第1反射部92的外周呈圓形，且圓的直徑例如為200 [μ m] 11000[μπι]。在 圖11的㈧的例子中，第1反射部92的壁部(92-2)圍著發(fā)光部14 (參照圖5(A)、圖10的 (A))。另外，第1反射部92的外周在平面視圖中例如也可以如圖11⑶所示呈現(xiàn)為四邊形 (狹義上指正方形)。并且，在圖11(A)、圖11⑶的例子中，在(例如圖5㈧的被檢測部位 0側(cè)的)平面視圖中，發(fā)光部14的外周呈四邊形(狹義上指正方形)，正方形的一邊例如為 100 [ μ m] 10000 [ μ m]。另外，發(fā)光部14的外周也可以呈圓形。第1反射部92自身是由金屬形成的，通過對其表面進行鏡面加工，從而具有了反 射構(gòu)造(狹義上指鏡面反射構(gòu)造)。另外，第1反射部92例如也可以由樹脂形成，并且也可 以對其表面進行鏡面加工。具體地講，例如制備第1反射部92的底層金屬，然后對其表面 進行例如鍍覆。或者，例如將熱塑性樹脂填充到第1反射部92的模具(未圖示)中進行成 形，然后在其表面上蒸鍍例如金屬膜。在圖11(A)、圖Il(B)的例子中，在(例如圖5(A)的被檢測部位0側(cè)的)平面視圖 中，第1反射部92的除了直接支撐發(fā)光部14的區(qū)域以外的區(qū)域(支撐部92-1的一部分、 壁部的內(nèi)壁面92-2以及頂面92- 露出。該露出的區(qū)域在圖10(A)的例子中被表示為鏡 面部92-4。另外，在圖10(A)的例子中，表示鏡面部92-4的虛線位于第1反射部92的內(nèi) 側(cè)，但實際上，鏡面部92-4是形成在第1反射部92的表面上。在圖10(A)、圖10(B)、圖10(C)的例子中，優(yōu)選鏡面部92_4具有高反射率。鏡面 部92-4的反射率例如為80 90%以上。并且，鏡面部92-4可僅形成在內(nèi)壁面92_2的斜 面上。在鏡面部92-4不僅形成在內(nèi)壁面92-2的斜面上、還形成在支撐部92-1上的情況下， 發(fā)光部14的指向性進一步提高。在圖5 (A)的例子中，第2光R2進入到被檢查體的內(nèi)部，被檢測部位0處的反射光 R2’朝向第2反射部18。活體信息(脈搏數(shù))還反映在被檢測部位0處的反射光R2’中。 在圖5(A)的例子中，第1光Rl在被檢查體的表面(皮膚表面)SA上被部分反射。在被檢
12測部位0位于被檢查體內(nèi)部的情況下，活體信息(脈搏數(shù))不能反映在被檢查體的表面SA 上的反射光Rl”(直接反射光)中。第2反射部18例如由樹脂形成，通過對其表面(受光部16側(cè)的反射面)進行鏡 面加工，從而具有反射構(gòu)造(狹義上指鏡面反射構(gòu)造)。換言之，第2反射部18能夠使光發(fā) 生鏡面反射而不發(fā)生漫反射。在第2反射部18具有鏡面反射構(gòu)造的情況下，該第2反射部 18還能夠使第1光Rl的反射光Rl，，(直接反射光無效光)不反射到受光部16，上述反射 光Rl”具有與第1光Rl的反射光R1’的反射角不同的反射角(參照圖5(A))。在這種情況 下，活體信息檢測器的檢測精度進一步提高。另外，如圖5(A)所示，由于第1光Rl的反射 光R1’的起點為位于被檢查體內(nèi)部的被檢測部位0，因此第1光Rl的反射光R1’的反射角 (以與被檢查體的表面SA垂直的直線為基準的反射角)一般較小。另一方面，由于第1光 Rl的反射光R1”的起點為被檢查體的表面SA，因此，第1光Rl的反射光R1”的反射角一般 較大。這里，專利文獻1的圖16公開了反射部131，根據(jù)專利文獻1的段落
、
,
，反射部131具有漫反射構(gòu)造，并且通過提高反射率來提高受光部12的效 率。但是，在本申請的申請時，本領(lǐng)域技術(shù)人員尚未認識到在專利文獻1的反射部131中， 直接反射光(廣義上指噪聲)也會反射到受光部12。換言之，本發(fā)明的發(fā)明人認識到通 過從受光信號中降低因直接反射光引起的噪聲成分，能夠提高受光部的效率。換言之，本發(fā) 明的發(fā)明人認識到在第2反射部18具有鏡面反射構(gòu)造的情況下，活體信息檢測器的檢測 精度進一步提高。2.活體信息測定裝置圖12(A)、圖12(B)是包含圖1 (A)、圖5 (A)等中的活體信息檢測器的活體信息測 定裝置的外觀例。如圖12(A)所示，例如圖1的活體信息檢測器還具有能夠?qū)⒒铙w信息檢 測器安裝在被檢查體(用戶)的腕部(狹義上指手腕)上的腕帶150。在圖12(A)的例子 中，活體信息是脈搏數(shù)，例如顯示為“72”。另外，活體信息檢測器被裝配在手表中，示出了時 刻(例如上午8時15分)。另外，如圖12(B)所示，在手表的后蓋上設(shè)有開口部，在開口部 中例如露出圖1的接觸部19。在圖12⑶的例子中，第2反射部18和受光部16被裝配在 手表中。在圖12(B)的例子中，省略了第1反射部92、發(fā)光部14、腕帶150等。圖13表示活體信息測定裝置的結(jié)構(gòu)例?；铙w信息測定裝置具有圖1(A)、圖5㈧ 等中的活體信息檢測器；以及根據(jù)在活體信息檢測器的受光部16中生成的受光信號來測 定活體信息的活體信息測定部。如圖13所示，活體信息檢測器可具有發(fā)光部14、受光部16 以及發(fā)光部14的控制電路161?；铙w信息檢測器還可以具有受光部16的受光信號的放大 電路162。并且，活體信息測定部可以具有對受光部16的受光信號進行A/D轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn) 換電路163和計算脈搏數(shù)的脈搏數(shù)計算電路164。活體信息測定部還可以具有顯示脈搏數(shù) 的顯示部165?；铙w信息檢測器可以具有加速度檢測部166，活體信息測定部還可以具有對加速 度檢測部166的加速度信號進行A/D轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換電路167和對數(shù)字信號進行處理的數(shù) 字信號處理電路168?；铙w信息測定裝置的結(jié)構(gòu)例不限于圖13。圖13的脈搏數(shù)計算電路 164例如可以是裝配活體信息檢測器的電子設(shè)備的MPU (Micro Processing Unit)。圖13的控制電路161對發(fā)光部14進行驅(qū)動?？刂齐娐?61例如是恒流電路，經(jīng)由保護電阻向發(fā)光部14提供給定的電壓(例如6 [V])，并將流過發(fā)光部14的電流保持為給 定的值(例如2[mA])。另外，控制電路161可間歇地(例如以128[Hz])驅(qū)動發(fā)光部14，以 降低消耗電流?？刂齐娐?61例如形成于主板上，控制電路161與發(fā)光部14之間的配線例 如形成于圖6(A)、圖6(B)的基板11及接觸部19上。圖13的放大電路162可從由受光部16生成的受光信號(電流)中去除直流成分， 而僅提取交流成分，并對該交流成分進行放大，生成交流信號。放大電路162例如通過高通 濾波器來去除給定頻率以下的直流成分，例如通過運算放大器對交流成分進行緩沖。另外， 受光信號包括脈動成分和體動成分。放大電路162或者控制電路161可向受光部16提供用 于使受光部16例如以反向偏置狀態(tài)工作的電源電壓。在間歇地驅(qū)動發(fā)光部14的情況下， 受光部16的電源也是被間歇地提供的，并且交流成分也是被間歇地放大的。放大電路162 例如形成于主板上，放大電路162與受光部16之間的配線例如形成在圖5 (A)、圖5 (B)的基 板11上。并且，放大電路162還可以在高通濾波器的前級具有對受光信號進行放大的放大 器。在放大電路162具有放大器的情況下，放大器例如形成在基板11上。圖13的A/D轉(zhuǎn)換電路163將在放大電路162生成的交流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(第 1數(shù)字信號)。圖16的加速度檢測部166例如檢測三軸(X軸、Y軸及Z軸)的加速度，生成 加速度信號。身體(手腕)的運動、即活體信息測定裝置的動作反映在加速度信號中。圖 13的A/D轉(zhuǎn)換電路167將在加速度檢測部166中生成的加速度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(第2 數(shù)字信號)。圖13的數(shù)字信號處理電路168使用第2數(shù)字信號，去除或者降低第1數(shù)字信號的 體動成分。數(shù)字信號處理電路168例如可由HR濾波器等自適應(yīng)濾波器構(gòu)成。數(shù)字信號處 理電路168將第1數(shù)字信號和第2數(shù)字信號輸入到自適應(yīng)濾波器中，生成去除或者降低了 噪聲后的濾波器輸出信號。圖13的脈搏數(shù)計算電路164例如通過高速傅立葉變換(廣義上指擴展傅立葉變 換)，對濾波器輸出信號進行頻率分析。脈搏數(shù)計算電路164根據(jù)頻率分析的結(jié)果，確定示 出脈動成分的頻率，計算脈搏數(shù)。需要說明的是，雖然已如上地對本實施方式進行了詳細說明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員 能夠容易理解到，可以在實質(zhì)上不脫離本發(fā)明的新穎事項及效果的情況下實現(xiàn)許多變形。 因此，這樣的變形例全部包含在本發(fā)明的范圍中。例如，在說明書或附圖中，對于不止一次 與更廣義或同義的不同用語一起記載的用語，在說明書或附圖的任何位置都可將其置換成 該不同的用語。
權(quán)利要求
1.一種活體信息檢測器，其特征在于，該活體信息檢測器包括 發(fā)光部，其發(fā)出朝向被檢查體的被檢測部位的光；受光部，其接受所述發(fā)光部發(fā)出的光被所述被檢測部位反射后的、具有活體信息的光；以及接觸部，其由對于所述發(fā)光部發(fā)出的光的波長透明的材料構(gòu)成，具有與所述被檢查體 之間的接觸面以及與所述接觸面相對的相對面， 其中，所述發(fā)光部安裝在所述相對面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活體信息檢測器，其特征在于， 在所述相對面上配置有接至所述發(fā)光部的第1配線， 所述發(fā)光部安裝在所述第1配線的表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的活體信息檢測器，其特征在于，所述發(fā)光部發(fā)出的光具有朝向所述被檢測部位的第1光和朝向與所述被檢測部位不 同的方向的第2光，該活體信息檢測器還包括第1反射部，該第1反射部將所述第2光反射到所述被檢測 部位上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的活體信息檢測器，其特征在于， 所述第1反射部固定在所述相對面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的活體信息檢測器，其特征在于， 所述第1反射部隔著絕緣部件固定在所述相對面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活體信息檢測器，其特征在于，該活體信息檢測器還包括基板，該基板由對于所述發(fā)光部發(fā)出的光的波長透明的材料 構(gòu)成，具有第1面和與所述第1面相對的第2面，其中，在所述第2面上配置有接至所述發(fā)光部的第2配線， 所述第1配線經(jīng)由導(dǎo)電部件與所述第2配線電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的活體信息檢測器，其特征在于，該活體信息檢測器還包括第2反射部，該第2反射部反射來自所述被檢測部位的具有 所述活體信息的光而將其引導(dǎo)至所述受光部， 所述受光部配置在所述第1面上， 所述基板配置在所述第2反射部與所述接觸部之間。
8.一種活體信息測定裝置，其特征在于，該活體信息測定裝置包括 權(quán)利要求1至7中任意一項所述的活體信息檢測器；以及活體信息測定部，其根據(jù)在所述受光部中生成的受光信號測定所述活體信息，其中，所 述活體信息是脈搏數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供活體信息檢測器和活體信息測定裝置，它們能夠提高檢測精度或測定精度。該活體信息檢測器包括發(fā)光部(14)，其發(fā)出朝向被檢查體的被檢測部位(O)的光(R1)；受光部(16)，其接受所述發(fā)光部(14)發(fā)出的光(R1)被所述被檢測部位(O)反射后的、具有活體信息的光(R1’)；以及接觸部(19)，其由對于所述發(fā)光部(14)發(fā)出的光(R1)的波長透明的材料構(gòu)成，并具有與所述被檢查體之間的接觸面(19A)和與所述接觸面(19A)相對的相對面(19B)。所述發(fā)光部(14)安裝在所述相對面(19B)上。
文檔編號A61B5/0245GK102144920SQ20111003516
公開日2011年8月10日 申請日期2011年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者佐藤茂美, 山下秀人, 飯島好隆 申請人:精工愛普生株式會社