(57)【要約】  自発光型センサ装置は、基板（１１０）と、基板上に配置され、光を被検体に照射する照射部（１２０）と、基板上に配置され、照射された光に起因する被検体からの光を検出する受光部（１６０）と、基板上に配置され、（i）照射部及び受光部の少なくとも一方を収容するキャップ本体及び（ii）キャップ本体の表面の一部をなすと共に基板の基板面に対して傾斜した斜面に形成され、照射部から出射された光を被検体に向かうように反射すると共に照射部から出射された光が受光部に入射するのを遮る反射遮光膜（２５２）を有するキャップとを備える。これにより、量産に適し、被検体における例えば血流速度等の所定種類の情報を高精度で検出可能となる。
2009139030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
該基板上に配置され、光を被検体に照射する照射部と、
前記基板上に配置され、前記照射された光に起因する前記被検体からの光を検出する受光部と、
前記基板上に配置され、（i）前記照射部及び前記受光部の少なくとも一方を収容するキャップ本体及び（ii）前記キャップ本体の表面の一部をなすと共に前記基板の基板面に対して傾斜した斜面に形成され、前記照射部から出射された光を前記被検体に向かうように反射すると共に前記照射部から出射された光が前記受光部に入射するのを遮る反射遮光膜を有するキャップと
を備えることを特徴とする自発光型センサ装置。
【請求項２】
前記キャップ本体は、樹脂から形成され、当該キャップ本体の表面のうち前記斜面を除く面には、少なくとも部分的に遮光膜が形成されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の自発光型センサ装置。
【請求項３】
前記キャップ本体は、前記少なくとも一方として前記受光部を収容すると共に前記被検体からの光を通過させるための細孔を有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の自発光型センサ装置。
【請求項４】
前記照射部は、複数の光源を有し、
前記キャップ本体は、前記斜面として、前記複数の光源から出射される複数の光に夫々対応して形成されると共に互いに異なる角度で前記基板面に対して傾斜した複数の斜面を有する
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の自発光型センサ装置。
【請求項５】
前記複数の光源は、互いに異なる波長のレーザ光を夫々出射する複数の半導体レーザであることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の自発光型センサ装置。
【請求項６】
前記複数の斜面は、前記複数の光が前記反射遮光膜によって夫々反射された複数の反射光が前記被検体における同一部位に照射されるように配置されることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の自発光型センサ装置。
【請求項７】
前記キャップ本体は、前記少なくとも一方として前記照射部を収容すると共に前記照射部から出射された光を透過可能な透明部材からなり、
前記斜面は、前記キャップ本体の表面のうち前記照射部に対向しない側に位置する外面の一部であり、
前記キャップ本体は、前記照射部から出射された光を前記反射遮光膜に向かうように屈折させる屈折面を有する
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の自発光型センサ装置。
【請求項８】
前記キャップ本体は、前記少なくとも一方として前記照射部を収容すると共に前記照射部から出射された光を透過可能な透明部材からなり、
前記斜面は、前記キャップ本体の表面のうち前記照射部に対向しない側に位置する外面の一部であり、
前記反射遮光膜を覆うと共に前記受光部を包囲するように遮光性樹脂から形成された樹脂部を更に備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の自発光型センサ装置。
【請求項９】
前記受光部の上面に設けられ、遮光性材料からなると共に前記被検体からの光を通過させるための細孔を有する受光部上面遮光膜を更に備えることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の自発光型センサ装置。
【請求項１０】
前記キャップ本体は、前記照射部及び前記受光部を収容すると共に前記照射部から出射された光を透過可能な透明部材からなり、
前記斜面は、前記キャップ本体の表面のうち前記受光部に対向する受光部側内面の一部であり、
前記キャップ本体の表面のうち前記照射部に対向する照射部側内面の一部は、前記照射部から出射された光を前記反射遮光膜に向かうように屈折させる屈折面として形成されている
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の自発光型センサ装置。
【請求項１１】
前記照射部は、前記光としてレーザ光を前記基板面に沿って出射する端面発光型の半導体レーザを有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の自発光型センサ装置。
【請求項１２】
前記検出された光に基づいて、前記被検体に係る血流速度を算出する算出部を更に備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の自発光型センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば血流速度等を測定することが可能な自発光型センサ装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の自発光型センサ装置として、レーザ光等の光を生体に照射し、その反射又は散乱の際におけるドップラーシフトによる波長の変化により、生体の血流速度等を算出するものがある（例えば特許文献１から４参照）。このような自発光型センサ装置では、典型的には、筺体内に、光を生体に照射するための例えば半導体レーザ等の光源と、生体からの光を検出するための例えばフォトダイオード等の光検出器とが互いに近接して設けられることにより小型化が図られる。更に、このような自発光型センサ装置は、例えば光源からの光のうち生体に照射されることなく光検出器に直接向かう光等の、検出されるべきでない光が光検出器によって検出されるのを防ぐための遮光構造を有することが多い。また、光源として端面発光型の半導体レーザが用いられる場合には、この半導体レーザからの光の光路を規定するための光反射手段が設けられることが多い。【０００３】
例えば特許文献１では、上述した遮光構造を、筺体内において半導体レーザとフォトダイオードとの間に遮蔽板を設けることで実現すると共に、上述した光反射手段として、光源からのレーザ光の照射方向に対し略４５°をなす反射板を設けている。例えば特許文献２では、上述した遮光構造を、シリコン基板に対して異方性エッチング処理を施すことにより形成された２つの凹部の各々に半導体レーザとフォトダイオードとを別々に配置することにより実現すると共に、該凹部の内面に上述した光反射手段としてのミラー用金属膜を形成している。【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３５７７８４号公報
【特許文献２】特開２００４−２２９９２０号公報
【特許文献３】特開２００２−３３０９３６号公報
【特許文献４】特開２００６−１３０２０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した例えば特許文献１及び２に開示された技術によれば、自発光型センサ装置を製造する製造プロセスにおいて、多くの時間を要する工程が増えたり、工程数が増加したりしてしまうおそれがあるという技術的問題点がある。このため、製造プロセスにおける歩留まりが低下し、その結果、装置の製造コストが増大してしまうおそれもある。【０００６】
例えば、特許文献１に開示された技術では、例えば、筺体内に、半導体レーザ及びフォトダイオードに加えて、上述した遮蔽板や反射板等を含む比較的多くの部品を組み込む必要があるため、工程数が増加してしまったり、これら部品の位置調整のために多くの時間が必要となってしまったりするおそれがある。【０００７】
また、特許文献２に開示された技術では、例えば、大きさが数ミリメートル×数ミリメートル程度の小型のセンサ装置は実現できるが、シリコン基板に凹部を形成するための異方性エッチング処理を施すのに要する時間が多くなってしまったり、異方性エッチング処理に起因する製造ばらつきによって、歩留まりが低下してしまったりするおそれがある。更に、異方性エッチング処理によってシリコン基板に凹部を形成するので、ミラー用金属膜が形成される凹部の傾斜面の傾斜角度は、シリコンの結晶構造に依存して、例えば５４．７度などの一定の角度に殆ど限定されてしまう。【０００８】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、量産に適しており、被検体における例えば血流速度等の所定種類の情報を高精度で検出可能な小型の自発光型センサ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の自発光型センサ装置は上記課題を解決するために、基板と、該基板上に配置され、光を被検体に照射する照射部と、前記基板上に配置され、前記照射された光に起因する前記被検体からの光を検出する受光部と、前記基板上に配置され、（i）前記照射部及び前記受光部の少なくとも一方を収容するキャップ本体及び（ii）前記キャップ本体の表面の一部をなすと共に前記基板の基板面に対して傾斜した斜面に形成され、前記照射部から出射された光を前記被検体に向かうように反射すると共に前記照射部から出射された光が前記受光部に入射するのを遮る反射遮光膜を有するキャップとを備える。【００１０】
本発明の自発光型センサ装置によれば、その検出時には、例えば端面発光型の半導体レーザを含んでなる照射部によって、例えばレーザ光等の光が、例えば生体の一部である被検体に対して照射される。ここで、照射部から典型的には基板の基板面に沿って出射された光は、反射遮光膜によって反射されることにより被検体に向かって進行する。このように被検体に照射された光に起因する被検体からの光は、例えば受光素子を含んでなる受光部により検出される。ここに「被検体に照射された光に起因する被検体からの光」とは、被検体において反射、散乱、回折、屈折、透過、ドップラーシフトされた光及びそれらの光による干渉光などの、被検体に照射された光に起因する光を意味する。受光部により検出された光に基づいて、被検体に係る例えば血流速度等の所定の情報を得ることができる。【００１１】
本発明では特に、例えば樹脂等からなるキャップ本体と該キャップ本体の表面の一部に形成された反射遮光膜とを有するキャップを備えている。反射遮光膜は、例えば金属反射膜からなり、照射部から出射された光を被検体に向かうように反射する。よって、照射部から出射された光を、確実に被検体に入射させることができる。更に、反射遮光膜は、照射部から出射された光が受光部に入射するのを遮る。即ち、反射遮光膜は、照射部から受光部に直接向かう光を遮る。言い換えれば、照射部から出射され、被検体に照射されることなく、そのまま受光部へ向かう光は、反射遮光膜によって遮られる。従って、受光部によって検出される光が、照射部から受光部に直接向かう光に起因して変動してしまうのを防止できる。この結果、被検体における例えば血流速度等の所定種類の情報を高精度に検出することができる。【００１２】
更に、本発明では特に、反射遮光膜は、例えば樹脂等からなるキャップ本体の表面の一部をなす斜面に形成されているので、製造プロセスにおける各工程を単純化或いは短縮化することができる。これより、歩留まりを向上させることが可能となり、製造コストを低減することも可能となる。加えて、キャップ本体を、例えば樹脂、ガラス等から形成することで、反射遮光膜を形成すべき斜面の傾斜角を任意に設定することが可能となる。即ち、例えば、仮にシリコン基板に異方性エッチング処理を施すことにより斜面を形成する場合と比較して、斜面の傾斜角度を自由に選択することができる。【００１３】
以上説明したように、本発明の自発光型センサ装置によれば、被検体における例えば血流速度等の所定種類の情報を高精度で検出することができる。更に、歩留まりの向上や製造コストの低減が可能であり、量産に適している。【００１４】
本発明の自発光型センサ装置の一態様では、前記キャップ本体は、樹脂から形成され、当該キャップ本体の表面のうち前記斜面を除く面には、少なくとも部分的に遮光膜が形成される。【００１５】
この態様によれば、キャップ本体の加工の容易性を高めることができる。更に、遮光膜によって、当該自発光型センサ装置の周囲からの不要な光が、照射部或いは受光部に入射してしまうのを低減できる。【００１６】
本発明の自発光型センサ装置の他の態様では、前記キャップ本体は、前記少なくとも一方として前記受光部を収容すると共に前記被検体からの光を通過させるための細孔を有する。【００１７】
この態様によれば、照射部及び受光部のうち受光部のみがキャップ内に収容される。検出時には、被検体からの光は、細孔（即ち、ピンホール）を介して受光部に入射される。細孔によって、受光部に入射する光が制限される。よって、検出しなくてもよい光が受光部に入射してしまうのを防止し、検出の精度を高めることができる。尚、細孔は、その内部の一部又は全部に透明部材が形成されていてもよい。【００１８】
本発明の自発光型センサ装置の他の態様では、前記照射部は、複数の光源を有し、前記キャップ本体は、前記斜面として、前記複数の光源から出射される複数の光に夫々対応して形成されると共に互いに異なる角度で前記基板面に対して傾斜した複数の斜面を有する。【００１９】
この態様によれば、例えば複数の端面発光型の半導体レーザである複数の光源から出射された光を、互いに異なる角度で傾斜した複数の斜面に形成された反射遮光膜によって、例えば被検体における互いに異なる部位に向けて反射させることができる。よって、被検体における互いに異なる複数の部位における例えば血流速度等の所定情報をより迅速に検出することが可能となる。言い換えれば、被検体と自発光型センサ装置との相対的な位置関係を変更することなく、被検体の複数の部位における例えば血流速度等の所定情報を検出することが可能である。【００２０】
上述したキャップ本体が複数の斜面を有する態様では、前記複数の光源は、互いに異なる波長のレーザ光を夫々出射する複数の半導体レーザであってもよい。【００２１】
この場合には、レーザ光は波長の違いによって、例えば生体等への浸透力が異なるという性質を持っている。この性質を利用することで、被検体の様々な深度における測定が可能となる。【００２２】
上述した複数の光源が、互いに異なる波長のレーザ光を夫々出射する複数の半導体レーザである態様では、前記複数の斜面は、前記複数の光が前記反射遮光膜によって夫々反射された複数の反射光が前記被検体における同一部位に照射されるように配置されてもよい。【００２３】
この場合には、被検体における同一部位に対して互いに異なる波長のレーザ光を照射することによる例えば血流速度等の所定情報の検出が可能となる。よって、例えば血流速度等の所定情報を検出する検出精度をより一層向上させることも可能となる。尚、「被検体における同一部位に照射されるように」とは、被検体に対し、少なくとも部分的に相互に重なって照射されることを意味し、「同一部位」とは、被検体の深さ方向について言えば、相異なる深度を有する箇所を意味し得る。【００２４】
本発明の自発光型センサ装置の他の態様では、前記キャップ本体は、前記少なくとも一方として前記照射部を収容すると共に前記照射部から出射された光を透過可能な透明部材からなり、前記斜面は、前記キャップ本体の表面のうち前記照射部に対向しない側に位置する外面の一部であり、前記キャップ本体は、前記照射部から出射された光を前記反射遮光膜に向かうように屈折させる屈折面を有する。【００２５】
この態様によれば、照射部から出射された光は、屈折面によって屈折された後、キャップ本体内を通過して、キャップ本体の外面の一部をなす斜面に形成された反射遮光膜によって被検体に向かうように反射される。よって、例えば、屈折面及び斜面の各々の基板面に対する傾斜角度を変更することで、照射部から出射された光の被検体に至るまでの経路を変更することができる。言い換えれば、照射部から出射された光の被検体に至るまでの経路を設計する際、斜面に加えて屈折面の傾斜角度を設計パラメータとすることができる（つまり、設計の自由度を高めることができる）。【００２６】
本発明の自発光型センサ装置の他の態様では、前記キャップ本体は、前記少なくとも一方として前記照射部を収容すると共に前記照射部から出射された光を透過可能な透明部材からなり、前記斜面は、前記キャップ本体の表面のうち前記照射部に対向しない側に位置する外面の一部であり、前記反射遮光膜を覆うと共に前記受光部を包囲するように遮光性樹脂から形成された樹脂部を更に備える。【００２７】
この態様によれば、樹脂部によって、例えば銀膜、アルミニウム膜などの金属反射膜からなる反射遮光膜の酸化を防止できると共に、受光部の周囲からの不要な光が、受光部に入射してしまうのを低減できる。【００２８】
本発明の自発光型センサ装置の他の態様では、前記受光部の上面に設けられ、遮光性材料からなると共に前記被検体からの光を通過させるための細孔を有する受光部上面遮光膜を更に備える。【００２９】
この態様によれば、受光部の上面は、受光部上面遮光膜によって覆われる。検出時には、被検体からの光は、細孔を介して受光部に入射される。細孔によって、受光部に入射する光が制限される。よって、検出しなくてもよい光が受光部に入射してしまうのを防止し、検出の精度を高めることができる。【００３０】
本発明の自発光型センサ装置の他の態様では、前記キャップ本体は、前記照射部及び前記受光部を収容すると共に前記照射部から出射された光を透過可能な透明部材からなり、前記斜面は、前記キャップ本体の表面のうち前記受光部に対向する受光部側内面の一部であり、前記キャップ本体の表面のうち前記照射部に対向する照射部側内面の一部は、前記照射部から出射された光を前記反射遮光膜に向かうように屈折させる屈折面として形成されている。【００３１】
この態様によれば、照射部及び受光部をキャップ本体によって保護することができる。よって、当該自発光型センサ装置の耐久性或いは信頼性を高めることができる。【００３２】
本発明の自発光型センサ装置の他の態様では、前記照射部は、前記光としてレーザ光を前記基板面に沿って出射する端面発光型の半導体レーザを有する。【００３３】
この態様によれば、照射部の半導体レーザに、レーザ発振閾値より高い電流が流れるように電圧を印可することでレーザ光を照射することができる。レーザ光は波長の違いによって、例えば生体等への浸透力が異なるという性質を持っている。この性質を利用することで、被検体の様々な深度における測定が可能となる。【００３４】
更に、照射部は、例えば比較的安価であるファブリペロー型（ＦＰ）レーザ等の端面発光型の半導体レーザを有するので、製造コストをより一層低減できる。【００３５】
本発明の自発光型センサ装置の他の態様では、前記検出された光に基づいて、前記被検体に係る血流速度を算出する算出部を更に備える。【００３６】
この態様によれば、光の生体への浸透力が波長に依存することを利用して、皮膚表面からの深度の異なる血管の各々の血流速度を計測することができる。具体的には、光を生体の表面に照射することにより、内部に浸透した光が血管中を流れる赤血球によって反射又は散乱され、赤血球の移動速度に応じたドップラーシフトを受けて波長が変化する。一方、赤血球に対して不動と見なせる皮膚組織などによって散乱又は反射された光は、波長が変化することなく受光部に到達する。これらの光が干渉することにより、受光部においてドップラーシフト量に対応した光ビート信号が検出される。この光ビート信号を算出部で周波数解析等の演算処理等を行うことにより、血管中を流れる血流速度を求めることが可能である。【００３７】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。【００３８】
以上詳細に説明したように、本発明の自発光型センサ装置によれば、基板と、照射部と、受光部と、キャップとを備えているので、被検体における例えば血流速度等の所定種類の情報を高精度で検出することができる。更に、歩留まりの向上や製造コストの低減が可能であり、量産に適している。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】第１実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部のセンサ部基板上の構成を示す平面図である。
【図２】第１実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部の上面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’断面図である。
【図４】第１実施形態に係る血流センサ装置の構成を示すブロック図である。
【図５】第１実施形態に係る血流センサ装置の使用方法の一例を示す概念図である。
【図６】第２実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部の上面図である。
【図７】第２実施形態における３つのレーザダイオードからのレーザ光が、対応する斜面上に形成された反射遮光膜によって夫々反射された光を示す概念図である。
【図８】第３実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部の上面図である。
【図９】第３実施形態におけるレーザダイオードからのレーザ光が、対応する斜面上に形成された反射遮光膜によって反射された光を示す概念図である。
【図１０】第４実施形態における図３と同趣旨の断面図である。
【図１１】第５実施形態における図１０と同趣旨の断面図である。
【図１２】変形例における図１０と同趣旨の断面図である。
【図１３】第６実施形態における図３と同趣旨の断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１００、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６  センサ部
１１０  センサ部基板
１２０、１２２、１２３  レーザダイオード
１３０  電極
１５０  レーザダイオードドライブ回路
１６０  フォトダイオード
１７０  フォトダイオードアンプ
２００、２０２、２０３、２０４、２０６  キャップ
２５１  遮光膜
２５２  反射遮光膜
２９０  ピンホール
３１０  Ａ／Ｄ変換器
３２０  血流速度用ＤＳＰ
４００  埋包樹脂
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。尚、以下の実施形態では、本発明の自発光型センサ装置の一例である血流センサ装置を例にとる。
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る血流センサ装置について、図１から図５を参照して説明する。【００４２】
先ず、本実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部の構成について、図１から図３を参照して説明する。【００４３】
図１は、第１実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部のセンサ部基板上の構成を示す平面図である。図２は、第１実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部の上面図である。図３は、図２のＡ−Ａ’断面図である。尚、図１においては、説明の便宜上、図２に示すキャップ２００を破線で囲む領域として透過的に図示してある。【００４４】
図１から図３に示すように、本実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部１００は、センサ部基板１１０と、レーザダイオード１２０と、電極１３０と、ワイヤ配線１４０と、レーザダイオードドライブ回路１５０と、フォトダイオード１６０と、フォトダイオードアンプ１７０と、キャップ２００とを備えている。【００４５】
センサ部基板１１０は、シリコン基板等の半導体基板からなる。センサ部基板１１０上には、レーザダイオード１２０と、レーザダイオードドライブ回路１５０と、フォトダイオード１６０と、フォトダイオードアンプ１７０とが集積して配置されている。【００４６】
レーザダイオード１２０は、例えばＦＰレーザ等である端面発光型の半導体レーザであり、レーザ光をセンサ部基板１１０の基板面に沿ってキャップ２００に向けて出射する。尚、レーザダイオード１２０は、本発明に係る「照射部」の一例である。レーザダイオード１２０は、ワイヤ配線１４０を通じて電極１３０と電気的に接続されている。電極１３０は、センサ部基板１１０を貫通する配線（図示せず）によってセンサ部基板１１０の底部に設けられた電極パッド（図示せず）に電気的に接続されている。また、レーザダイオード１２０の底面に形成された他方の電極（図示せず）は、センサ部基板１１０上の配線（図示せず）又はセンサ部基板１１０を貫通する配線（図示せず）によってセンサ部基板１１０の底部に設けられた電極パッド（図示せず）に電気的に接続されており、センサ部１００の外部からの電流注入によるレーザダイオード１２０の駆動を可能にする構成になっている。【００４７】
レーザダイオードドライブ回路１５０は、レーザダイオード１２０の駆動を制御する回路であり、レーザダイオード１２０に注入する電流量を制御する。【００４８】
フォトダイオード１６０は、本発明に係る「受光部」の一例であり、被検体５００（図３参照）から反射又は散乱された光を検出する光検出器として機能する。具体的には、フォトダイオード１６０は、光を電気信号に変換することにより光の強度に関する情報を得ることができる。フォトダイオード１６０は、センサ部基板１１０上にレーザダイオード１２０と並んで配置されている。フォトダイオード１６０で受光された光は電気信号に変換され、ワイヤ配線（図示せず）やフォトダイオード１６０の底面に形成された電極（図示せず）等を介して、フォトダイオードアンプ１７０に入力される。【００４９】
フォトダイオードアンプ１７０は、フォトダイオード１６０によって得られた電気信号を増幅する増幅回路である。フォトダイオードアンプ１７０は、センサ部基板１１０を貫通する配線（図示せず）によってセンサ部基板１１０の底部に設けられた電極パッド（図示せず）に電気的に接続されており、増幅した電気信号を外部に出力可能に構成されている。フォトダイオードアンプ１７０は、センサ部１００の外部に設けられたＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換器３１０（後述する図４参照）に電気的に接続される。【００５０】
キャップ２００は、フォトダイオード１６０を収容するキャップ本体２００ａ（図３参照）と、該キャップ本体２００ａの表面に形成された遮光膜２５１及び反射遮光膜２５２とを有している。【００５１】
キャップ本体２００ａは、遮光性の樹脂（例えば遮光性の顔料やメタルパウダーを分散させたアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、尿素樹脂等）からなり、フォトダイオード１６０を収容することが可能なように凹状に形成されている。キャップ本体２００ａは、その外面（即ち、その表面のうちフォトダイオード１６０に対向しない面）の一部として、センサ部基板１１０に対して傾斜角度θ（例えば６０°）だけ傾斜した斜面２１０ｓを有している。キャップ本体２００ａにおけるフォトダイオード１６０の上方に位置する部分には、本発明に係る「細孔」の一例であるピンホール２９０（図２及び図３参照）が形成されている。被検体５００からの光Ｐ２は、ピンホール２９０を介してフォトダイオード１６０に入射される。ピンホール２９０によって、フォトダイオード１６０に入射される光が制限される。よって、検出しなくてもよい光がフォトダイオード１６０に入射してしまうのを防止し、検出の精度を高めることができる。尚、キャップ本体２００ａは、ガラスから形成してもよいが、この場合は以下のような遮光膜２５１が必要となる。【００５２】
遮光膜２５１は、キャップ本体２００ａの材料として遮光性樹脂を使用する場合は本来必要ないが、光に対して透明な材料でキャップ本体２００ａを形成した場合、例えばクロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）等の遮光性を有する金属膜からなり、キャップ本体２００ａの内面２２０ｓ（即ち、フォトダイオード１６０に対向する面）及び外面のうち斜面２１０ｓを除く外面２３０ｓ、並びにピンホール２９０の内面に形成されている。遮光膜２５１によって、センサ部１００の周囲からの不要な光が、フォトダイオード１６０に入射してしまうのを防ぐことができる。尚、ピンホール２９０の直径は、例えば５０ｕｍ程度である。【００５３】
ピンホール２９０には、外部からのゴミやガスの侵入を防ぐことによる信頼性向上の目的で、レーザダイオード１２０からの光に対して透明な樹脂やガラス等によって保護層を形成、もしくはピンホール２９０の内部に充填してもよい。【００５４】
反射遮光膜２５２は、金属反射膜（即ち、例えば銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）等の高い反射率を有する金属を含む膜）からなり、斜面２１０ｓ上に形成されている。反射遮光膜２５２は、レーザダイオード１２０から出射された光を被検体５００に向かうように反射する。反射遮光膜２５２によって、レーザダイオード１２０からセンサ部基板１１０の基板面に沿って出射された光を、センサ部基板１１０の基板面に対向するように（つまり、図３においてセンサ部基板１１０の上方に）配置される被検体５００に確実に入射させることができる。尚、矢印Ｐ１は、レーザダイオード１２０から出射された光が反射遮光膜２５２によって反射されて被検体５００に向かう光を概念的に示している。また、矢印Ｐ２は、例えば指先等である被検体５００の生体組織により反射又は散乱されてセンサ部１００（より詳細には、フォトダイオード１６０）に入射する光を概念的に示している。【００５５】
更に、反射遮光膜２５２は、レーザダイオード１２０から出射された光がフォトダイオード１６０に直接入射するのを遮る遮光手段としても機能する。即ち、レーザダイオード１２０から出射され、被検体５００に照射されることなく、そのままフォトダイオード１６０へ向かう光は、反射遮光膜２５２によって遮られる。従って、フォトダイオード１６０によって検出される光が、レーザダイオード１２０からフォトダイオード１６０に直接向かう光に起因して変動してしまうのを防止できる。この結果、被検体５００における血流速度を高精度に検出することができる。尚、血流速度の測定については、図４及び図５を参照して後述する。【００５６】
加えて、反射遮光膜２５２は、樹脂からなるキャップ本体２００ａの表面の一部をなす斜面２１０ｓ上に形成されている。ここで、本実施形態では特に、キャップ本体２００ａは、樹脂からなるので、加工が容易であり、斜面２１０ｓの傾斜角θを任意に設定することが可能である。即ち、斜面２１０ｓの傾斜角度θを自由に選択することができる。言い換えれば、センサ部１００からの光（レーザダイオード１２０からの光）が被検体５００に入射する角度を、任意に設定することが可能である。【００５７】
キャップ２００は、センサ部基板１１０に遮光性の接着剤によって接着されている。遮光性の接着剤は、例えば、カーボンブラック、アルミニウム、銀等の導電性粒子が内部に分散された、アクリル系、エポキシ系、ポリイミド系又はシリコン系の接着剤であってもよいし、黒色顔料等の顔料が内部に分散された、アクリル系、エポキシ系、ポリイミド系又はシリコン系の接着剤であってもよい。よって、センサ部１００の周囲からの不要な光が、キャップ２００とセンサ部基板１１０との間を通過してフォトダイオード１６０に入射してしまうのを遮光性の接着剤によって低減できる。【００５８】
センサ部基板１１０は、遮光性材料による基板であることが望ましいが、電子回路やフォトダイオードを一体的に作り込むために、Ｓｉ（シリコン）のように赤外光が透過可能な材料から形成されてもよい。この場合、遮光性レジストなどで別途遮光処理を施しておけばよい。【００５９】
次に、本実施形態に係る血流センサ装置全体の構成について、図４を参照して説明する。【００６０】
図４は、本実施形態に係る血流センサ装置の構成を示すブロック図である。【００６１】
図４において、本実施形態に係る血流センサ装置は、上述したセンサ部１００に加えて、Ａ／Ｄ変換器３１０と、血流速度用ＤＳＰ（Digital Signal Processor）３２０とを備えている。尚、本実施形態では、レーザダイオードドライブ回路１５０及びフォトダイオードアンプ１７０がセンサ部基板１１０上に形成されるように構成したが、後述するＡ／Ｄ変換器３１０や血流速度用ＤＳＰ３２０と同様に、センサ部基板１１０上に形成されず、センサ部１００とは別個に設けられてもよいし、あるいはＡ／Ｄ変換器３１０や血流速度用ＤＳＰ３２０も含めてセンサ部基板１１０上に一体化、あるいは各々の機能を有するその他基板をセンサ部基板１１０とともに積層し、相互をワイヤ配線や貫通配線で電気的に接続する方法等で実装してもよい。Ａ／Ｄ変換器３１０や血流速度用ＤＳＰ３２０をセンサ部基板１１０と近接させることで微弱信号処理において十分なＳＮ比（Signal to Noise Ratio）と帯域を確保することができる。【００６２】
Ａ／Ｄ変換器３１０は、フォトダイオードアンプ１７０から出力される電気信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。即ち、フォトダイオード１６０によって得られた電気信号は、フォトダイオードアンプ１７０により増幅された後、Ａ／Ｄ変換器３１０によりデジタル信号へと変換される。Ａ／Ｄ変換器３１０は、デジタル信号を血流速度用ＤＳＰ３２０に出力する。【００６３】
血流速度用ＤＳＰ３２０は、本発明に係る「算出部」の一例であり、Ａ／Ｄ変換器３１０から入力されるデジタル信号に対して所定の演算処理を行うことにより、血流速度を算出する。【００６４】
次に、本実施形態に係る血流センサ装置による血流速度の測定について、図４に加えて図５を参照して説明する。【００６５】
図５は、本実施形態に係る血流センサ装置の使用方法の一例を示す概念図である。【００６６】
図５に示すように、本実施形態に係る血流センサ装置は、被検体５００（図３参照）としての指先５０１に対して、レーザダイオード１２０により所定波長のレーザ光（例えば波長７８０ｎｍの短波光、或いは、例えば波長８３０ｎｍの長波光）を照射することにより血流速度を計測する。この際、レーザ光を照射する部位は、表皮から比較的近い位置に密に毛細血管が部分布しているような部位（例えば手、足、顔、耳など）である方がより望ましい。【００６７】
図５において、指先５０１に照射されたレーザ光は、その波長に応じた深度まで浸透し、指先５０１の毛細血管等の血管中を流れる血液や例えば表皮等を構成する皮膚細胞などの生体組織により反射又は散乱される。尚、図５において、矢印Ｐ１は、センサ部１００から指先５０１に向かう光を概念的に示している。また、矢印Ｐ２は、指先５０１の生体組織により反射又は散乱されてセンサ部１００に入射する光を概念的に示している。そして、血管中を流れる赤血球によって反射又は散乱された光にはドップラーシフトが起こり、赤血球の移動速度、つまり血液の流れる速度（即ち、血流速度）に依存して光の波長が変化する。一方、赤血球に対して不動とみなせる皮膚細胞などによって散乱又は反射された光は、波長が変化しない。これらの光が互いに干渉することにより、フォトダイオード１６０（図４参照）においてドップラーシフト量に対応した光ビート信号が検出される。血流速度用ＤＳＰ３２０（図４参照）では、フォトダイオード１６０によって検出された光ビート信号を周波数解析してドップラーシフト量を算出し、それによって血流速度を算出することができる。【００６８】
再び図１から図３に戻り、本実施形態では特に、上述したように、樹脂からなるキャップ本体２００ａと該キャップ本体２００ａの斜面２１０ｓに形成された反射遮光膜２５２とを有するキャップ２００を備えている。よって、レーザダイオード１２０からセンサ部基板１１０の基板面に沿って出射された光を、反射遮光膜２５２によって反射させることにより被検体５００に確実に入射させることができる。更に、レーザダイオード１２０からセンサ部基板１１０の基板面に沿って出射された光が、被検体５００に照射されることなく、そのままフォトダイオード１６０に入射するのを、反射遮光膜２５２によって防止できる。よって、フォトダイオード１６０によって検出される光が、レーザダイオード１２０からフォトダイオード１６０に直接向かう光に起因して変動してしまうのを防止できる。【００６９】
更に、キャップ２００は、樹脂からなるキャップ本体２００ａと該キャップ本体２００ａの表面に形成された遮光膜２５１及び反射遮光膜２５２からなるので、加工が容易であり、製造プロセスにおける各工程を単純化或いは短縮化することができる。これより、歩留まりを向上させることが可能となり、製造コストを低減することも可能となる。よって、本実施形態に係る血流センサ装置は、量産に適している。
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る血流センサ装置について、図６及び図７を参照して説明する。【００７０】
図６は、第２実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部の上面図である。図７は、第２実施形態における３つのレーザダイオードからのレーザ光が、対応する斜面上に形成された反射遮光膜によって夫々反射された光を示す概念図である。尚、図７では、センサ部１００を図６におけるＸ方向（即ち、下方から上方へ向かう方向）から見た場合のセンサ部１００の側面に対応して示している。尚、図６及び図７において、図１から図５に示した第１実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。【００７１】
第２実施形態に係る血流センサ装置は、上述した第１実施形態におけるセンサ部１００に代えてセンサ部１０２を備える点で、上述した第１実施形態に係る血流センサ装置と異なり、その他の点については、上述した第１実施形態に係る血流センサ装置と概ね同様に構成されている。【００７２】
図６及び図７において、第２実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部１０２は、上述した第１実施形態におけるレーザダイオード１２０に代えて３つのレーザダイオード１２２（即ち、レーザダイオード１２２ａ、１２２ｂ及び１２２ｃ）を備える点、及び上述した第１実施形態におけるキャップ２００に代えてキャップ２０２を備える点で、上述した第１実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部１００と異なり、その他の点については、上述した第１実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部１００と概ね同様に構成されている。【００７３】
尚、図６では、３つのレーザダイオード１２２を駆動するためのレーザダイオードドライブ回路、電極及びワイヤ配線は、図示を省略してある。これらレーザダイオードドライブ回路、電極及びワイヤ配線は、上述した第１実施形態と概ね同様にセンサ部基板１１０上に配置されてもよいし、センサ部基板１１０上に形成されず、センサ部１０２とは別個に設けられてもよい。【００７４】
図６及び図７において、本実施形態では特に、センサ部基板１１０上に３つのレーザダイオード１２２ａ、１２２ｂ及び１２２ｃが設けられていると共に、キャップ２０２には、各レーザダイオード１２２に対応して互いに異なる傾斜角度でセンサ部基板１１０の基板面に対して傾斜する斜面２１１ｓ、２１２ｓ及び２１３ｓが形成されている。【００７５】
レーザダイオード１２２ａ、１２２ｂ及び１２２ｃは、それぞれ、端面発光型の半導体レーザであり、レーザ光をキャップ２０２に向けて出射する。より具体的には、レーザダイオード１２２ａは、キャップ２０２に形成された斜面２１１ｓに向けて、センサ部基板１１０の基板面に沿ってレーザ光を出射し、レーザダイオード１２２ｂは、キャップ２０２に形成された斜面２１２ｓに向けて、センサ部基板１１０の基板面に沿ってレーザ光を出射し、レーザダイオード１２２ｃは、キャップ２０２に形成された斜面２１３ｓに向けて、センサ部基板１１０の基板面に沿ってレーザ光を出射する。【００７６】
キャップ２０２は、上述した第１実施形態における斜面２１０ｓに代えて３つの斜面２１１ｓ、２１２ｓ及び２１３ｓを有する点で、上述した第１実施形態におけるキャップ２００と異なり、その他の点については、上述した第１実施形態におけるキャップ２００と概ね同様に構成されている。【００７７】
斜面２１１ｓ、２１２ｓ及び２１３ｓは、互いに異なる傾斜角度でセンサ部基板１１０の基板面に対して傾斜している。即ち、斜面２１１ｓがセンサ部基板１１０の基板面に対して傾斜する傾斜角度θ１と、斜面２１２ｓがセンサ部基板１１０の基板面に対して傾斜する傾斜角度θ２と、斜面２１３ｓがセンサ部基板１１０の基板面に対して傾斜する傾斜角度θ３とは、互いに異なる。斜面２１１ｓ、２１２ｓ及び２１３ｓ上には、金属反射膜からなる反射遮光膜２５２が形成されている。【００７８】
よって、３つのレーザダイオード１２２ａ、１２２ｂ及び１２２ｃから出射された光を、互いに異なる傾斜角度で傾斜した３つの斜面２１１ｓ、２１２ｓ及び２１３ｓに形成された反射遮光膜２５２によって、被検体における互いに異なる部位に向けて反射させることができる。尚、図７において、矢印Ｑ１は、レーザダイオード１２２ａから出射された光が、反射遮光膜２５２のうち斜面２１１ｓ上に形成された部分によって反射されて被検体に向かう光を概念的に示している。矢印Ｑ２は、レーザダイオード１２２ｂから出射された光が、反射遮光膜２５２のうち斜面２１２ｓ上に形成された部分によって反射されて被検体に向かう光を概念的に示している。矢印Ｑ３は、レーザダイオード１２２ｃから出射された光が、反射遮光膜２５２のうち斜面２１３ｓ上に形成された部分によって反射されて被検体に向かう光を概念的に示している。【００７９】
従って、被検体における互いに異なる３つの部位における血流速度をより迅速に検出することが可能となる。言い換えれば、被検体とセンサ部１０２との相対的な位置関係を変更することなく、被検体の３つの部位における血流速度を検出することが可能である。【００８０】
尚、血流速度の測定時には、３つのレーザダイオード１２２ａ、１２２ｂ及び１２２ｃは、順次にレーザ光を出射し、フォトダイオード１６０は、時分割で被検体からの光をレーザダイオード１２２ａ、１２２ｂ及び１２２ｃ毎に検出する。【００８１】
尚、３つのレーザダイオード１２２ａ、１２２ｂ及び１２２ｃは、互いに同じ波長のレーザ光を夫々出射する半導体レーザであってもよいし、互いに異なる波長のレーザ光を夫々出射する半導体レーザであってもよい。ここで、３つのレーザダイオード１２２ａ、１２２ｂ及び１２２ｃを、互いに異なる波長のレーザ光を夫々出射する半導体レーザから構成した場合には、被検体の様々な深度における測定が可能となる。
＜第３実施形態＞
第３実施形態に係る血流センサ装置について、図８及び図９を参照して説明する。【００８２】
図８は、第３実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部の上面図である。図９は、第３実施形態におけるレーザダイオードからのレーザ光が、対応する斜面上に形成された反射遮光膜によって反射された光を示す概念図である。尚、図９では、図８のＢ１−Ｂ１’線に沿ってセンサ部１０３を切った場合の断面に対応して、遮光膜によって反射された光を模式的に示しているが、図８のＢ２−Ｂ２’線に沿ってセンサ部１０３を切った場合及び図８のＢ３−Ｂ３’線に沿ってセンサ部１０３を切った場合についても図９と概ね同様である。尚、図８及び図９において、図１から図５に示した第１実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。【００８３】
第３実施形態に係る血流センサ装置は、上述した第１実施形態におけるセンサ部１００に代えてセンサ部１０３を備える点で、上述した第１実施形態に係る血流センサ装置と異なり、その他の点については、上述した第１実施形態に係る血流センサ装置と概ね同様に構成されている。【００８４】
図８及び図９において、第２実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部１０３は、上述した第１実施形態におけるレーザダイオード１２０に代えて３つのレーザダイオード１２３（即ち、レーザダイオード１２３ａ、１２３ｂ及び１２３ｃ）を備える点、及び上述した第１実施形態におけるキャップ２００に代えてキャップ２０３を備える点で、上述した第１実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部１００と異なり、その他の点については、上述した第１実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部１００と概ね同様に構成されている。【００８５】
尚、図８では、３つのレーザダイオード１２３を駆動するためのレーザダイオードドライブ回路、電極及びワイヤ配線は、図示を省略してある。これらレーザダイオードドライブ回路、電極及びワイヤ配線は、上述した第１実施形態と概ね同様にセンサ部基板１１０上に配置されてもよいし、センサ部基板１１０上に形成されず、センサ部１０３とは別個に設けられてもよい。【００８６】
図８及び図９において、本実施形態では、センサ部基板１１０上には、３つのレーザダイオード１２３ａ、１２３ｂ及び１２３ｃが設けられ、且つ、キャップ２０３には、各レーザダイオード１２３に対応して１つずつ、センサ部基板１１０の基板面に対して傾斜する斜面２１４ｓ、２１５ｓ及び２１６ｓが形成されている。斜面２１４ｓ、２１５ｓ及び２１６ｓ上には金属反射膜からなる反射遮光膜２５２が形成されている。【００８７】
レーザダイオード１２３ａ、１２３ｂ及び１２３ｃは、それぞれ端面発光型の半導体レーザであり、互いに異なる波長のレーザ光をキャップ２０３に向けて出射する。より具体的には、レーザダイオード１２３ａは、キャップ２０３に形成された斜面２１４ｓに向けて、センサ部基板１１０の基板面に沿ってレーザ光を出射し、レーザダイオード１２３ｂは、キャップ２０３に形成された斜面２１５ｓに向けて、センサ部基板１１０の基板面に沿ってレーザ光を出射し、レーザダイオード１２３ｃは、キャップ２０３に形成された斜面２１６ｓに向けて、センサ部基板１１０の基板面に沿ってレーザ光を出射する。【００８８】
キャップ２０３は、上述した第１実施形態における斜面２１０ｓに代えて３つの斜面２１４ｓ、２１５ｓ及び２１６ｓを有する点で、上述した第１実施形態におけるキャップ２００と異なり、その他の点については、上述した第１実施形態におけるキャップ２００と概ね同様に構成されている。【００８９】
本実施形態では特に、斜面２１４ｓ、２１５ｓ及び２１６ｓは、レーザダイオード１２３ａ、１２３ｂ及び１２３ｃの各々からのレーザ光が当該斜面において夫々反射された反射光が被検体における同一部位に照射されるように配置されている。【００９０】
即ち、レーザダイオード１２３ａから出射された光が反射遮光膜２５２のうち斜面２１４ｓに形成された部分によって反射された光と、レーザダイオード１２３ｂから出射された光が反射遮光膜２５２のうち斜面２１５ｓに形成された部分によって反射された光と、レーザダイオード１２３ｃから出射された光が反射遮光膜２５２のうち斜面２１６ｓに形成された部分によって反射された光とが、被検体５００における一の部位５１０にそれぞれ入射されるように、レーザダイオード１２３ａ、１２３ｂ及び１２３ｃの配置に合わせて、斜面２１４ｓ、２１５ｓ及び２１６ｓの各々の方位や傾斜角度θが調整されている。【００９１】
よって、被検体５００における同一部位（例えば、図９における部位５１０）に対して互いに異なる波長のレーザ光を照射することによる血流速度の検出が可能となる。従って、血流速度を検出する検出精度をより一層向上させることも可能となる。【００９２】
尚、血流速度の測定時には、３つのレーザダイオード１２３ａ、１２３ｂ及び１２３ｃは、順次にレーザ光を出射し、フォトダイオード１６０は、時分割で被検体からの光をレーザダイオード１２３ａ、１２３ｂ及び１２３ｃ毎に検出する。
＜第４実施形態＞
第４実施形態に係る血流センサ装置について、図１０を参照して説明する。【００９３】
図１０は、第４実施形態における図３と同趣旨の断面図である。尚、図１０において、図１から図５に示した第１実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。【００９４】
第４実施形態に係る血流センサ装置は、上述した第１実施形態におけるセンサ部１００に代えてセンサ部１０４を備える点で、上述した第１実施形態に係る血流センサ装置と異なり、その他の点については、上述した第１実施形態に係る血流センサ装置と概ね同様に構成されている。【００９５】
図１０において、第４実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部１０４は、上述した第１実施形態におけるキャップ２００に代えて、レーザダイオード１２０からの光を透過する材料を含んでなるキャップ２０４を備える点、及び本発明に係る「受光部上面遮光膜」の一例である遮光フィルム１９０を更に備える点で、上述した第１実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部１００と異なり、その他の点については、上述した第１実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部１００と概ね同様に構成されている。【００９６】
図１０において、キャップ２０４は、レーザダイオード１２０を収容するキャップ本体２０４ａと、該キャップ本体２０４ａの表面に形成された遮光膜２５１及び反射遮光膜２５２とからなる。【００９７】
キャップ本体２０４ａは、透明な樹脂（例えばアクリル樹脂）からなり、レーザダイオード１２０を収容することが可能なように凹状に形成されている。キャップ本体２０４ａは、その外面（即ち、その表面のうちレーザダイオード１２０に対向しない面）の一部として、センサ部基板１１０に対して傾斜角度θ（例えば６０°）だけ傾斜した斜面２１７ｓを有している。斜面２１７ｓ上には金属反射膜からなる反射遮光膜２５２が形成されている。更に、キャップ本体２０４ａの一部として、キャップ本体２０４ａにおける上面側にレンズ２８０が形成されている。レンズ２８０は、キャップ本体２０４ａと同時に成型することができる。レンズ２８０によって、レーザダイオード１２０からのレーザ光（言い換えれば、レーザダイオード１２０から出射され反射遮光膜２５２によって反射された光）をコリメートすることができる。即ち、レンズ２８０によって、被検体５００に入射するレーザ光を平行光とし、強度及びレーザ光の利用効率を高めることができる。【００９８】
遮光膜２５１は、キャップ本体２０４ａの内面（即ち、フォトダイオード１６０に対向する面）のうち後述する屈折面２２５ｓを除く面、及びキャップ本体２０４ａの外面のうち斜面２１７ｓ及びレンズ２８０が形成された領域を除く面に形成されている。【００９９】
屈折面２２５ｓは、キャップ本体２０４ａの内面の一部を構成し、レーザダイオード１２０から出射されたレーザ光を斜面２１７ｓに形成された反射遮光膜２５２に向かうように屈折させる面である。【０１００】
本実施形態では特に、上述のように構成されたキャップ２０４を備えるので、レーザダイオード１２０から出射された光は、屈折面２２５ｓによって屈折された後、キャップ本体２０４ａ内を透過して、キャップ本体２０４の外面の一部をなす斜面２１７ｓ上に形成された反射遮光膜２５２によって被検体５００に向かうように反射される。そして、反射された光は、レンズ２８０によってコリメートされて被検体５００に照射される。よって、例えば、屈折面２２５ｓ及び斜面２１７ｓの各々の基板面に対する傾斜角度を変更することで、レーザダイオード１２０から出射された光の被検体５００に至るまでの経路を変更することができる。言い換えれば、レーザダイオード１２０から出射された光の被検体５００に至るまでの経路を設計する際、斜面２１７ｓ及び屈折面２２５ｓの傾斜角度を設計パラメータとすることができる。【０１０１】
図１０において、遮光フィルム１９０は、フィルム状の遮光性樹脂からなり、フォトダイオード１６０の上面を覆うように形成されている。遮光性フィルム１９０には、ピンホール１９１が形成されている。被検体５００からの光は、ピンホール１９１を介してフォトダイオード１６０に入射される。ピンホール１９１によって、フォトダイオード１６０に入射される光が制限される。よって、検出しなくてもよい光がフォトダイオード１６０に入射してしまうのを防止し、検出の精度を高めることができる。尚、ピンホール１９１には、外部からのゴミやガスの侵入を防ぐことによる信頼性向上の目的で、レーザダイオード１２０からの光に対して透明な樹脂やガラス等によって保護層を形成、もしくはピンホール１９１の内部に充填してもよい。
＜第５実施形態＞
第５実施形態に係る血流センサ装置について、図１１を参照して説明する。【０１０２】
図１１は、第５実施形態における図１０と同趣旨の断面図である。尚、図１１において、図１０に示した第４実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。【０１０３】
第５実施形態に係る血流センサ装置は、上述した第４実施形態におけるセンサ部１０４に代えてセンサ部１０５を備える点で、上述した第４実施形態に係る血流センサ装置と異なり、その他の点については、上述した第４実施形態に係る血流センサ装置と概ね同様に構成されている。【０１０４】
図１１において、第５実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部１０５は、本発明に係る「樹脂部」の一例である埋包樹脂４００を更に備える点で、上述した第４実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部１０４と異なり、その他の点については、上述した第４実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部１０４と概ね同様に構成されている。【０１０５】
図１１において、埋包樹脂４００は、遮光性樹脂からなり、反射遮光膜２５２を覆うと共にセンサ部基板１１０上で平面的に見てフォトダイオード１６０を包囲するように形成されている。埋包樹脂４００によって、例えばＡｇ膜、Ａｌ膜等の金属反射膜からなる反射遮光膜２５２の酸化を防止できると共に、フォトダイオード１６０の周囲からの不要な光が、フォトダイオード１６０に入射してしまうのを低減できる。従って、センサ部１０５の耐久性或いは信頼性を高めることができると共に、検出の精度を高めることができる。【０１０６】
図１２は、変形例における図１０と同趣旨の断面図である。【０１０７】
図１２に変形例として示すように、センサ部１０５を他の構造体（図示せず）に実装後、遮光性フィルム１９０の上部をレーザダイオード１２０からの光に対して透明な樹脂４１０によって包み込むようにモールド（成形）してもよい。このようにすることで、他の構造体に実装後のセンサ部１０５を安定に保持することができ、対環境性能等の信頼性を大幅に向上させることができる。尚、透明な樹脂部４１０は、センサ部１０５の全体を包み込むようにモールドされてもよい。この場合にも、他の構造体に実装後のセンサ部１０５を安定に保持することができ、対環境性能等の信頼性を大幅に向上させることができる。
＜第６実施形態＞
第６実施形態に係る血流センサ装置について、図１３を参照して説明する。【０１０８】
図１３は、第６実施形態における図３と同趣旨の断面図である。尚、図１３において、図１から図５に示した第１実施形態に係る構成要素と同様の構成要素に同一の参照符合を付し、それらの説明は適宜省略する。【０１０９】
図１３において、第６実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部１０６は、上述した第１実施形態におけるキャップ２００に代えてキャップ２０６を備える点で、上述した第１実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部１００と異なり、その他の点については、上述した第１実施形態に係る血流センサ装置のセンサ部１００と概ね同様に構成されている。【０１１０】
図１３において、キャップ２０６は、レーザダイオード１２０及びフォトダイオード１６０を収容するキャップ本体２０６ａと、該キャップ本体２０６ａの表面に形成された遮光膜２５１及び反射遮光膜２５２とからなる。【０１１１】
キャップ本体２０６ａは、透明な樹脂（例えばアクリル樹脂）からなり、レーザダイオード１２０及びフォトダイオード１６０を別々に収容することが可能な２つの凹部８１０及び８２０を有している。レーザダイオード１２０は、キャップ本体２０６ａの凹部８１０内に収容され、フォトダイオード１６０は、キャップ本体２０６の凹部８２０内に収容されている。【０１１２】
キャップ本体２０６ａは、その凹部８２０の内面（即ち、その表面のうちフォトダイオード１６０に対向する面）の一部として、センサ部基板１１０に対して傾斜角度θ（例えば６０°）だけ傾斜した斜面２１８ｓを有している。斜面２１８ｓ上には、金属反射膜からなる反射遮光膜２５２が形成されている。更に、キャップ本体２０６ａは、その凹部８１０の内面（即ち、その表面のうちレーザダイオード１２０に対向する面）の一部として、レーザダイオード１２０から出射されたレーザ光を斜面２１８ｓに向かうように屈折させる屈折面２２６ｓを有している。【０１１３】
キャップ本体２０６ａの一部として、キャップ本体２０６ａにおける上面側にレンズ２８１が形成されている。レンズ２８１は、キャップ本体２０６ａと同時に成型することができる。レンズ２８１によって、レーザダイオード１２０からのレーザ光（言い換えれば、レーザダイオード１２０から出射され反射遮光膜２５２によって反射された光）をコリメートすることができる。キャップ本体２００ａにおけるフォトダイオード１６０の上方に位置する部分には、ピンホール２９０が形成されている。被検体５００からの光は、ピンホール２９０を介してフォトダイオード１６０に入射される。【０１１４】
遮光膜２５１は、キャップ本体２０６ａの内面（即ち、凹部８１０及び８２０の内面、言い換えれば、レーザダイオード１２０及びフォトダイオード１６０に夫々対向する面）のうち屈折面２２６ｓ及び斜面２１７を除く面、及びキャップ本体２０６ａの外面（即ち、レーザダイオード１２０及びフォトダイオード１６０のいずれにも対向しない面）のうちレンズ２８１が形成された領域を除く面に形成されている。【０１１５】
本実施形態では特に、上述のように構成されたキャップ２０６を備えるので、レーザダイオード１２０から出射された光は、屈折面２２６ｓによって屈折された後、キャップ本体２０６ａ内を透過して、キャップ本体２０６ａの凹部８２０の内面の一部をなす斜面２１８ｓに形成された反射遮光膜２５２によって被検体５００に向かうように反射される。そして、反射された光は、レンズ２８１によってコリメートされて被検体５００に照射される。よって、例えば、屈折面２２６ｓ及び斜面２１８ｓの各々の基板面に対する傾斜角度を変更することで、レーザダイオード１２０から出射された光の被検体５００に至るまでの経路を変更することができる。言い換えれば、レーザダイオード１２０から出射された光の被検体に至るまでの経路を設計する際、斜面２１８ｓ及び屈折面２２６ｓの傾斜角度を設計パラメータとすることができる。【０１１６】
更に、本実施形態では特に、キャップ２０６は、レーザダイオード１２０及びフォトダイオード１６０の各々を２つの凹部８１０及び８２０内に夫々収容するように形成されているので、レーザダイオード１２０及びフォトダイオード１６０をキャップ２０６によって保護することができる。よって、当該センサ部１０６の耐久性或いは信頼性を高めることができる。【０１１７】
加えて、図１３におけるセンサ部１０６を他の構造体（図示せず）に実装後、ピンホール２９０の上部、又はセンサ部１０６の全体をレーザダイオード１２０からの光に対して透明な樹脂（図示せず）によって包み込むようにモールドしてもよい。このようにすることで、他の構造体に実装後のセンサ部１０６を安定に保持することができ、対環境性能等の信頼性を大幅に向上させることができる。【０１１８】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う自発光型センサ装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明に係る自発光型センサ装置及びその製造方法は、例えば血流速度等を測定することが可能な血流センサ装置等に利用することが可能である。
【図１】
2009139030.tif 000003
【図２】
2009139030.tif 000004
【図３】
2009139030.tif 000005
【図４】
2009139030.tif 000006
【図５】
2009139030.tif 000007
【図６】
2009139030.tif 000008
【図７】
2009139030.tif 000009
【図８】
2009139030.tif 000010
【図９】
2009139030.tif 000011
【図１０】
2009139030.tif 000012
【図１１】
2009139030.tif 000013
【図１２】
2009139030.tif 000014
【図１３】
2009139030.tif 000015
【国際調査報告】
2009139030.tif 000016
2009139030.tif 000017