(57)【要約】【課題】体表面温度を上げることができる生体センシング機器を提供する。【解決手段】生体に光を照射する発光素子と、前記生体からの光を受ける受光素子と、前記生体と接触可能に構成されている接触部と、前記発光素子と前記接触部とを接続し、前記発光素子の熱を前記接触部に伝える伝熱部と、を有し、前記発光素子は、基板と、前記基板に設けられた第１ミラー層と、前記第１ミラー層の前記基板側とは反対側に設けられた活性層と、前記活性層の前記第１ミラー層側とは反対側に設けられた第２ミラー層と、を有し、前記伝熱部は、前記発光素子の前記第２ミラー層側と前記接触部とを接続している、生体センシング機器。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体に光を照射する発光素子と、
前記生体からの光を受ける受光素子と、
前記生体と接触可能に構成されている接触部と、
前記発光素子と前記接触部とを接続し、前記発光素子の熱を前記接触部に伝える伝熱部と、
を有し、
前記発光素子は、
基板と、
前記基板に設けられた第１ミラー層と、
前記第１ミラー層の前記基板側とは反対側に設けられた活性層と、
前記活性層の前記第１ミラー層側とは反対側に設けられた第２ミラー層と、
を有し、
前記伝熱部は、前記発光素子の前記第２ミラー層側と前記接触部とを接続している、生体センシング機器。
【請求項２】
請求項１において、
前記伝熱部は、ペルチェ素子またはヒートシンクを有する、生体センシング機器。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記発光素子は、光を出射する光出射面を有し、
前記受光素子は、前記生体からの光を受ける受光面を有し、
前記第１ミラー層と前記活性層との積層方向からみて、前記伝熱部は、前記光出射面と前記受光面との間に設けられている、生体センシング機器。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記発光素子を駆動させる回路基板を有し、
前記発光素子は、前記基板側を前記回路基板に向けて、前記回路基板に実装され、
前記発光素子は、
前記活性層および前記第２ミラー層を有する柱状部と、
前記柱状部の側面に設けられ、前記第１ミラー層の熱伝導率および前記第２ミラー層の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する半絶縁性部材と、
を有し、
前記伝熱部は、前記半絶縁性部材と前記接触部とを接続している、生体センシング機器。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記発光素子を駆動させる回路基板を有し、
前記発光素子は、前記第２ミラー層側を前記回路基板に向けて、前記回路基板に実装され、
前記伝熱部は、
前記発光素子の前記第２ミラー層側と前記回路基板とを接続する第１部分と、
前記第１部分と前記接触部とを接続する第２部分と、
を有する、生体センシング機器。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記発光素子は、赤外光を出射する、生体センシング機器。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか１項において、
前記発光素子は、２つ設けられ、
一方の前記発光素子は、赤色光を出射し、
他方の前記発光素子は、赤外光を出射する、生体センシング機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体センシング機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、腕時計のように人体に装着するタイプのウェアラブル端末が普及している。このようなウェアラブル端末の中には、脈拍やＳｐＯ２（経皮的動脈血酸素飽和度）など生体情報を取得できるものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このようなウェアラブル端末（生体センシング機器）では、脈動をもつ動脈に光を照射し、脈動に伴う吸光度変化から脈波を取得する。
【０００４】
しかし、脈動をもつ血管の血液量は、体表面温度により大きく変動する。そのため、取得できる振幅も、体表面温度に大きく影響を受ける。より大きな脈波振幅を得るためには、体表面温度を上げることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−４７０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、体表面温度を上げることができる生体センシング機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る生体センシング機器は、
生体に光を照射する発光素子と、
前記生体からの光を受ける受光素子と、
前記生体と接触可能に構成されている接触部と、
前記発光素子と前記接触部とを接続し、前記発光素子の熱を前記接触部に伝える伝熱部と、
を有し、
前記発光素子は、
基板と、
前記基板に設けられた第１ミラー層と、
前記第１ミラー層の前記基板側とは反対側に設けられた活性層と、
前記活性層の前記第１ミラー層側とは反対側に設けられた第２ミラー層と、
を有し、
前記伝熱部は、前記発光素子の前記第２ミラー層側と前記接触部とを接続している。
【０００８】
このような生体センシング機器では、例えば伝熱部が発光素子の基板と接触部とを接続している場合に比べて、伝熱部は、発光素子の熱を接触部に伝え易く、発光素子の熱によって、生体の体表面温度を上げることができる。
【０００９】
本発明に係る生体センシング機器において、
前記伝熱部は、ペルチェ素子またはヒートシンクを有してもよい。
【００１０】
このような生体センシング機器では、ペルチェ素子またはヒートシンクによって、発光素子の熱を接触部に伝えることができる。
【００１１】
本発明に係る生体センシング機器において、
前記発光素子は、光を出射する光出射面を有し、
前記受光素子は、前記生体からの光を受ける受光面を有し、
前記第１ミラー層と前記活性層との積層方向からみて、前記伝熱部は、前記光出射面と前記受光面との間に設けられていてもよい。
【００１２】
このような生体センシング機器では、伝熱部に遮光されることにより、発光素子から出射された光が生体を介さずに直接、受光面に至ることを抑制することができる。
【００１３】
本発明に係る生体センシング機器において、
前記発光素子を駆動させる回路基板を有し、
前記発光素子は、前記基板側を前記回路基板に向けて、前記回路基板に実装され、
前記発光素子は、
前記活性層および前記第２ミラー層を有する柱状部と、
前記柱状部の側面に設けられ、前記第１ミラー層の熱伝導率および前記第２ミラー層の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する半絶縁性部材と、
を有し、
前記伝熱部は、前記半絶縁性部材と前記接触部とを接続していてもよい。
【００１４】
このような生体センシング機器では、半絶縁性部材の熱伝導率が第１ミラー層および第２ミラー層の熱伝導率以下の場合に比べて、活性層で生じた熱は、半絶縁性部材を伝わり接触部から生体に放出され易い。
【００１５】
本発明に係る生体センシング機器において、
前記発光素子を駆動させる回路基板を有し、
前記発光素子は、前記第２ミラー層側を前記回路基板に向けて、前記回路基板に実装され、
前記伝熱部は、
前記発光素子の前記第２ミラー層側と前記回路基板とを接続する第１部分と、
前記第１部分と前記接触部とを接続する第２部分と、
を有してもよい。
【００１６】
このような生体センシング機器では、発光素子が回路基板側にジャンクションダウン実装された状態において、伝熱部によって、発光素子の熱を、接触部に伝えることができる。
【００１７】
本発明に係る生体センシング機器において、
前記発光素子は、赤外光を出射してもよい。
【００１８】
このような生体センシング機器では、出射された光が生体内により深く侵入し、速度をもつヘモグロビンに散乱されてドップラーシフトした光を検出することができる。
【００１９】
本発明に係る生体センシング機器において、
前記発光素子は、２つ設けられ、
一方の前記発光素子は、赤色光を出射し、
他方の前記発光素子は、赤外光を出射してもよい。
【００２０】
このような生体センシング機器では、経皮的動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）に係る情報を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態に係る生体センシング機器を模式的に示す斜視図。
【図２】第１実施形態に係る生体センシング機器を模式的に示す斜視図。
【図３】第１実施形態に係る生体センシング機器の機能ブロック図。
【図４】第１実施形態に係る生体センシング機器を模式的に示す断面図。
【図５】第１実施形態に係る生体センシング機器を模式的に示す斜視図。
【図６】第１実施形態に係る生体センシング機器の製造工程を模式的に示す断面図。
【図７】第１実施形態に係る生体センシング機器の製造工程を模式的に示す断面図。
【図８】第１実施形態に係る生体センシング機器の製造工程を模式的に示す断面図。
【図９】第１実施形態に係る生体センシング機器の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１０】第１実施形態に係る生体センシング機器の製造工程を模式的に示す断面図。
【図１１】第１実施形態の第１変形例に係る生体センシング機器を模式的に示す断面図。
【図１２】第１実施形態の第２変形例に係る生体センシング機器を模式的に示す断面図。
【図１３】第１実施形態の第２変形例に係る生体センシング機器を模式的に示す断面図。
【図１４】第１実施形態の第３変形例に係る生体センシング機器を模式的に示す平面図。
【図１５】第１実施形態の第３変形例に係る生体センシング機器を模式的に示す平面図。
【図１６】第１実施形態の第４変形例に係る生体センシング機器を模式的に示す断面図。
【図１７】第２実施形態に係る生体センシング機器の機能ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２３】
１．  第１実施形態
１．１．  生体センシング機器
まず、第１実施形態に係る生体センシング機器について、図面を参照しながら説明する。図１および図２は、第１実施形態に係る生体センシング機器１０００を模式的に示す斜視図である。図３は、第１実施形態に係る生体センシング機器１０００の機能ブロック図である。
【００２４】
本発明に係るセンシング機器は、非侵襲で光学的に当該血管の血液中の特定成分、例えば、グルコースなどの含有量を検出することで血糖値を取得したり、脈動によるヘモグロビンの光の吸収量変化を検出して脈拍を取得したり、脈動による光の吸収量変化の波長差から酸化ヘモグロビンおよび還元ヘモグロビンの含有比率を検出することでＳｐＯ２に係る情報を取得したりすることができる。本発明に係るセンシング機器は、速度をもつヘモグロビンに散乱され、ドップラーシフトした光を検出することで、血流量や脈拍を取得してもよい。
【００２５】
以下では、脈動によるヘモグロビンの光の吸収の変化を検出して脈拍を取得する生体センシング機器１０００について説明する。血管の収縮時には、ヘモグロビンの光の吸収が小さくなり、血管の拡張時には、ヘモグロビンの光の吸収が大きくなる。このような脈動による血液中のヘモグロビンの光吸収の変化を検出して、生体センシング機器１０００は、脈拍を取得する。
【００２６】
生体センシング機器１０００は、図１に示すように、例えば、人体（生体）Ｍの手首（リスト）に装着する携帯型の情報端末装置である。生体センシング機器１０００は、図１および図２に示すように、手首に装着可能な環状のベルト１０１０と、ベルト１０１０に取り付けられた本体ケース１０２０と、を有している。
【００２７】
本体ケース１０２０には、表示部１０２２、およびセンサー部１０３０が組み込まれている。表示部１０２２は、本体ケース１０２０の人体Ｍ側とは反対側に設けられる。センサー部１０３０は、本体ケース１０２０の人体Ｍ側に設けられる。センサー部１０３０は、例えば、人体Ｍと接して設けられる。本体ケース１０２０には、さらに、操作ボタン１０２３や、制御部１０２４などの回路系、電源としての電池などが組み込まれている。
【００２８】
生体センシング機器１０００は、図３に示すように、表示部１０２２と、制御部１０２４と、記憶部１０２５と、出力部１０２６と、通信部１０２７と、センサー部１０３０と、を有している。
【００２９】
センサー部１０３０は、人体Ｍに光Ｌ１を照射する発光素子１０２と、人体Ｍからの光Ｌ２を受ける受光素子１１０と、を有している。発光素子１０２および受光素子１１０は、それぞれ制御部１０２４に電気的に接続されている。
【００３０】
制御部１０２４は、発光素子１０２を駆動して光Ｌ１を出射させる。光Ｌ１は、人体Ｍの内部に伝播して散乱したり吸収を受けたりする。センサー部１０３０は、人体Ｍの内部で散乱された光Ｌ１の一部を光Ｌ２として受光素子１１０で受光することができる構成となっている。
【００３１】
制御部１０２４は、受光素子１１０により受光した光Ｌ２の情報を記憶部１０２５に記憶させることができる。そして、制御部１０２４は、当該光Ｌ２の情報を出力部１０２６で処理させる。出力部１０２６は、当該光Ｌ２の情報を、脈拍に変換して出力する。制御部１０２４は、脈拍の情報を表示部１０２２に表示させることができる。生体センシング機器１０００は、例えば、これらの情報を通信部１０２７から他の情報処理装置に送信することができる。
【００３２】
制御部１０２４は、通信部１０２７を介して他の情報処理装置からプログラムなどの情報を受け取って記憶部１０２５に記憶させることができる。通信部１０２７は、有線によって他の情報処理装置と接続される有線通信手段でもよいし、ブルートゥース（Blue tooth（登録商標））などの無線通信手段であってもよい。なお、制御部１０２４は、脈拍の情報を表示部１０２２に表示させるだけでなく、記憶部１０２５に予め記憶させたプログラムなどの情報や、現在時刻などの情報を表示部１０２２に表示させてもよい。記憶部１０２５は、脱着可能なメモリーであってもよい。
【００３３】
表示部１０２２の機能は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＥＬディスプレイ（Electroluminescence display）などにより実現できる。制御部１０２４および出力部１０２６の機能は、例えば、各種プロセッサー（ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等）などのハードウェアや、プログラムにより実現できる。記憶部１０２５の機能は、ハードディスク、ＲＡＭ（Random Access Memory
）などにより実現できる。
【００３４】
ここで、図４は、センサー部１０３０を模式的に示す断面図である。図５は、センサー部１０３０を模式的に示す断面斜視図である。なお、図４は、図５のＩＶ−ＩＶ線断面図である。また、便宜上、図５では、配線４、電極６０，６２、回路基板７０の図示を省略している。また、図５では、冷却部９０を透視して図示している。また、図４および図５では、互いに直交する３軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。
【００３５】
センサー部１０３０は、図４および図５に示すように、例えば、発光素子１０２と、受光素子１１０と、回路基板７０と、サブマウント８０と、冷却部９０と、接触部６と、を有している。
【００３６】
発光素子１０２は、例えば、基板１０と、第１ミラー層２０と、活性層３０と、第２ミラー層４０と、半絶縁性部材５０と、第１電極６０と、第２電極６２と、を有している。発光素子１０２は、例えば、垂直共振器面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）である。
【００３７】
基板１０は、例えば、第１導電型（例えばｎ型）のＧａＡｓ基板である。
【００３８】
第１ミラー層２０は、基板１０に設けられている。図示の例では、第１ミラー層２０は、基板１０の−Ｚ軸方向側に設けられている。第１ミラー層２０は、高屈折率層、および該高屈折率層よりも屈折率の小さい低屈折率層が、交互に積層された積層構造体を有している。第１ミラー層２０は、分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ：Distributed Bragg Reflector）ミラーである。高屈折率層は、例えば、ｎ型のＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層である。低屈折率層は、例えば、ｎ型のＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層である。高屈折率層と低屈折率層との積層数（ペア数）は、例えば、４０ペア以上８０ペア以下である。
【００３９】
活性層３０は、第１ミラー層２０の基板１０側とは反対側に設けられている。図示の例では、活性層３０は、第１ミラー層２０の−Ｚ軸方向側に設けられている。活性層３０は、第１ミラー層２０と第２ミラー層４０との間に設けられている。活性層３０は、例えば、ｉ型のＧａＩｎＰ層（ウェル層）と、ｉ型のＡｌＧａＩｎＰ層（バリア層）と、から構成される量子井戸構造を３つ重ねた多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有している。
【００４０】
活性層３０は、電流が注入されることで光を生じる。活性層３０で生じた光は、例えば、赤色光（例えば、６６０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長の光）、または赤外光（例えば、７５０ｎｍ以上１．４μｍ以下の波長の光）である。
【００４１】
第２ミラー層４０は、活性層３０の第１ミラー層２０側とは反対側に設けられている。図示の例では、第２ミラー層４０は、活性層３０の−Ｚ軸方向側に設けられている。第２ミラー層４０は、高屈折率層、および該高屈折率層よりも屈折率の小さい低屈折率層が、交互に積層された積層構造体を有している。第２ミラー層４０は、分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ）ミラーである。高屈折率層は、例えば、第２導電型（例えばｐ型）のＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層である。低屈折率層は、例えば、ｐ型のＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層である。高屈折率層と低屈折率層との積層数（ペア数）は、例えば、３０ペア以上５０ペア以下である。
【００４２】
第２ミラー層４０、活性層３０、および第１ミラー層２０の一部は、柱状部１０４を構成している。すなわち、柱状部１０４は、第２ミラー層４０、活性層３０、および第１ミラー層２０の一部を有している。図示の例では、柱状部１０４の側面１０５は、基板１０の第１ミラー層２０と接する面に対して傾斜している。
【００４３】
第２ミラー層４０、活性層３０、および第１ミラー層２０は、垂直共振器型のｐｉｎダイオードを構成している。電極６０，６２間にｐｉｎダイオードの順方向の電圧を印加すると、活性層３０において電子と正孔との再結合が起こり、光が生じる。活性層３０で生じた光は、第１ミラー層２０と第２ミラー層４０との間を往復し（多重反射し）、その際に誘導放出が起こって、強度が増幅される。そして、光利得が光損失を上回ると、レーザー発振が起こり、第２ミラー層４０側から−Ｚ軸方向に光Ｌ１が出射する。活性層３０で生じた光Ｌ１の出射方向は、−Ｚ軸方向である。第２ミラー層４０は、例えば、人体Ｍに光Ｌ１を出射する光出射面４２を有している。
【００４４】
なお、図示はしないが、第２ミラー層４０を構成する層のうちの少なくとも１層を酸化することによって形成される電流狭窄層が設けられていてもよい。電流狭窄層は、電極６０，６２によって柱状部１０４に注入される電流が平面方向（第１ミラー層２０と活性層３０との積層方向と直交する方向）に広がることを抑制することができる。
【００４５】
半絶縁性部材５０は、柱状部１０４の側面１０５に設けられている。半絶縁性部材５０は、第１ミラー層２０と活性層３０との積層方向（以下、単に「積層方向」ともいう）からみて（図示の例ではＺ軸方向からみて）、柱状部１０４の周囲に設けられている。図示の例では、半絶縁性部材５０は、第１ミラー層２０に設けられている。半絶縁性部材５０は、柱状部１０４および第１ミラー層２０と格子整合していてもよい。半絶縁性部材５０は、例えば、活性層３０およびミラー層２０，４０と接している。
【００４６】
半絶縁性部材５０は、第１ミラー層２０の熱伝導率および第２ミラー層４０の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有している。ミラー層２０，４０は、導電性を確保するために不純物をドーピングしており、組成のことなる界面も多数存在している。そのため、半絶縁性部材５０の熱伝導率は、ミラー層２０，４０の熱伝導率よりも高い。半絶縁性部材５０は、シート抵抗が３０００（Ω／ｓｑ）以上の化合物半導体部材である。シート抵抗Ｒは、ρを試料の抵抗率、ｔを試料の厚さとすると、Ｒ＝ρ／ｔ（Ω／ｓｑ）で表される。シート抵抗は、例えば、市販されている接触式や非接触式の抵抗測定装置によって測定することができる。半絶縁性部材５０は、例えば、ｉ型の化合物半導体部材である。半絶縁性部材５０がｉ型の化合物半導体部材であることにより、例えば、ポリイミド等の樹脂と比較して、高い熱伝導率を有することができる。半絶縁性部材５０の材質は、例えば、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ（例えばＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ）、ＡｌＩｎＰ、ＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰなどであり、好ましくはＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓであり、より好ましくはＧａＡｓである。なお、半絶縁性部材５０は、ミラー層２０，４０の熱伝導率より高い熱伝導率を有していれば、例えば、水素イオン（Ｈ＋）がドーピングされていてもよい。
【００４７】
第１電極６０は、基板１０に設けられている。図示の例では、第１電極６０は、基板１０の＋Ｚ軸方向側に設けられている。第１電極６０は、例えば、基板１０とオーミックコンタクトしている。第１電極６０は、基板１０を介して、第１ミラー層２０と電気的に接続されている。第１電極６０としては、例えば、基板１０側から、Ｃｒ層、ＡｕＧｅ層、Ｎｉ層、Ａｕ層の順序で積層したものを用いる。第１電極６０は、活性層３０に電流を注入するための一方の電極である。
【００４８】
第２電極６２は、例えば、第２ミラー層４０および半絶縁性部材５０に設けられている。図示の例では、第２電極６２は、第２ミラー層４０および半絶縁性部材５０の−Ｚ軸方向側に設けられている。例えば、第２ミラー層４０は、コンタクト層を有し、第２電極６２は、コンタクト層とオーミックコンタクトしている。コンタクト層は、第２ミラー層４０の最も−Ｚ軸方向側に位置している。第２電極６２は、第２ミラー層４０と電気的に接続されている。第２電極６２としては、例えば、第２ミラー層４０側から、Ｃｒ層、Ｐｔ
層、Ｔｉ層、Ｐｔ層、Ａｕ層の順序で積層したものを用いる。第２電極６２は、活性層３０に電流を注入するための他方の電極である。
【００４９】
受光素子１１０は、例えば、発光素子１０２の＋Ｘ軸方向に設けられている。受光素子１１０は、光Ｌ２を受けて、光Ｌ２を検出する。光Ｌ２は、例えば、人体Ｍの内部で散乱された光Ｌ１の一部である。受光素子１１０は、例えば、フォトダイオードである。受光素子１１０は、Ｐ型の第１半導体領域１１２と、Ｎ型の第２半導体領域１１４と、第１半導体領域１１２に接続されたアノード１１６と、第２半導体領域１１４に接続されたカソード１１８と、を有している。第１半導体領域１１２は、人体Ｍからの光Ｌ２を受ける受光面１１１を有している。
【００５０】
回路基板７０は、基板１０の第１ミラー層２０側とは反対側に設けられている。図示の例では、回路基板７０は、発光素子１０２および受光素子１１０の＋Ｚ軸方向側に設けられている。発光素子１０２は、第１電極６０側を回路基板７０に向けて（基板１０側を回路基板７０に向けて）、回路基板７０に実装されている。受光素子１１０は、カソード１１８側を回路基板７０に向けて、回路基板７０に実装されている。発光素子１０２および受光素子１１０は、例えば、はんだ等によって、回路基板７０に接合されている。
【００５１】
回路基板７０は、例えば、第１電極６０と接続された第１パッド７２と、配線４と接続された第２パッド７４と、を有している。さらに、回路基板７０は、例えば、ワイヤー１１７を介してアノード１１６と電気的に接続された第３パッド７６と、カソード１１８と電気的に接続された第４パッド７８と、を有している。パッド７２，７４，７６，７８の材質は、例えば、金属である。回路基板７０は、発光素子１０２および受光素子１１０を駆動させる。回路基板７０は、例えば、発光素子１０２および受光素子１１０を駆動させるためのＩＣ（Integrated Circuit）チップを有している。回路基板７０は、制御部１０２４を含んで構成されていてもよい。さらに、回路基板７０は、記憶部１０２５、出力部１０２６、および通信部１０２７を含んで構成されていてもよい。
【００５２】
サブマウント８０は、接合部材２を介して、半絶縁性部材５０に接合されている。接合部材２は、導電性を有している。接合部材２は、例えば、はんだ（例えばＡｕＳｎ）などである。接合部材２には、はんだペーストが塗布されていてもよい。また、接合部材２として、銀ペースト（例えば、ナノサイズの銀の粒子を含むナノ銀ペースト）を用いてもよい。接合部材２は、光Ｌ１を遮光しないように設けられている。
【００５３】
図示の例では、サブマウント８０は、回路基板７０の−Ｚ軸方向側に設けられている。サブマウント８０は、発光素子１０２および受光素子１１０を収容するような形状を有している。サブマウント８０の材質は、例えば、シリコンである。そのため、半導体プロセスを用いて、サブマウント８０を形成することができる。
【００５４】
サブマウント８０には、配線４が設けられている。配線４は、回路基板７０と接合部材２とを接続している。配線４の材質は、例えば、銅、アルミニウムなどである。回路基板７０と第２電極６２とは、接合部材２および配線４を介して、電気的に接続されている。
【００５５】
サブマウント８０は、回路基板７０と対向して配置された底部８２と、底部８２に接続された側部８６と、を有している。底部８２は、半絶縁性部材５０と接合されている。底部８２は、第１面８３と、第１面８３と反対を向く第２面８４と、を有している。第２面８４は、光Ｌ１の出射方向を向いている。図示の例では、第２面８４は、−Ｚ軸方向を向いている。第２面８４は、光出射面４２と同じ方向を向いている。光出射面４２および第２面８４は、例えば、互いに平行である。サブマウント８０は、第１面８３において半絶縁性部材５０に接合されている。
【００５６】
底部８２には、光Ｌ１が通過する開口部８５が設けられている。さらに、底部８２には、光Ｌ２が通過する開口部８８が設けられている。そのため、光Ｌ１，Ｌ２は、サブマウント８０を通過することができる。図示の例では、開口部８５，８８は、Ｘ軸方向に並んで設けられている。開口部８５，８８は、底部８２をＺ軸方向に貫通している。図４に示す例では、開口部８５，８８の断面形状（ＸＺ平面と平行な面における断面）は、矩形である。また、Ｚ軸方向からみて、開口部８５，８８の形状は、例えば、矩形である。側部８６は、底部８２から＋Ｚ軸方向に延出している。側部８６は、配線４を介して、回路基板７０と接続されている。発光素子１０２と受光素子１１０との間には、側部８６が設けられている。
【００５７】
冷却部９０は、サブマウント８０の第２面８４に設けられている。図示の例では、冷却部９０は、サブマウント８０の−Ｚ軸方向側に設けられている。冷却部９０は、例えば、銀やシリコンを含むグリスを介して、サブマウント８０に接着されていてもよい。さらに、冷却部９０は、例えば、銀やシリコンを含むグリスを介して、接触部６に接着されていてもよい。
【００５８】
冷却部９０は、活性層３０で生じた熱を接触部６に伝えることにより、第２面８４を冷却することができる。冷却部９０は、例えば、ペルチェ素子またはヒートシンクである。冷却部９０には、光Ｌ１が通過する開口部９２が設けられている。開口部９２は、冷却部９０をＺ軸方向に貫通している。
【００５９】
冷却部９０、サブマウント８０、配線４、および接合部材２は、活性層３０で生じた熱（発光素子１０２の熱）を、接触部６に伝える伝熱部９５を構成している。すなわち、センサー部１０３０は、伝熱部９５を有し、伝熱部９５は、冷却部９０を有している。伝熱部９５は、発光素子１０２の第２ミラー層４０側と接触部６とを接続している。図示の例では、伝熱部９５は、半絶縁性部材５０と接触部６とを接続している。
【００６０】
積層方向からみて、発光素子１０２の光出射面４２と、受光素子１１０の受光面１１１と、の間に、冷却部９０（伝熱部９５）が設けられている。冷却部９０は、例えば、光Ｌ１を透過させない（光Ｌ１を遮光する）材質である。
【００６１】
接触部６は、冷却部９０に設けられている。図示の例では、接触部６は、冷却部９０の−Ｚ軸方向側に設けられている。接触部６は、人体Ｍと接触可能に構成されている。図示の例では、接触部６は、人体Ｍと接触している。接触部６の材質は、例えば、金属である。接触部６には、開口部７，１０７が設けられている。図示の例では、開口部７，１０７は、接触部６をＺ軸方向に貫通している。
【００６２】
開口部７には、光Ｌ１を透過させる光透過部材８が設けられている。開口部１０７には、光Ｌ２を透過させる光透過部材１０８が設けられている。光透過部材８，１０８の材質は、例えば、ガラスである。光透過部材８の光Ｌ１の入射面および出射面と、光透過部材１０８の光Ｌ２の入射面および出射面と、には、図示しない反射防止膜（ＡＲ（Anti-Reflection）膜）が設けられていてもよい。接触部６および光透過部材８，１０８は、例えば、本体ケース１０２０の一部を構成している。
【００６３】
生体センシング機器１０００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００６４】
生体センシング機器１０００は、活性層３０で生じた熱（発光素子１０２の熱）を、接触部６に伝える伝熱部９５を有し、伝熱部９５は、発光素子１０２の第２ミラー層４０側と接触部６とを接続している。そのため、生体センシング機器１０００では、例えば伝熱
部９５が発光素子１０２の基板１０と接触部６とを接続している場合に比べて、伝熱部９５は、発光素子１０２の熱を接触部６に伝え易く、発光素子１０２の熱によって、人体Ｍの体表面温度を上げることができる。これにより、生体センシング機器１０００では、人体Ｍの血管が収縮することを抑制することができ、光Ｌ２から、大きな脈波振幅を得ることができる。したがって、生体センシング機器１０００では、大きな脈波振幅を得るために、発光素子１０２に注入する電流量を増やさなくてもよく、発熱量の増加に基づく照射光量の飽和を抑制することができる。さらに、省電力によって充電頻度を減少させることができる。さらに、同じ電流量でも人体Ｍが温まるため、より安定して脈波を収録することができる。
【００６５】
上記のように、発光素子１０２の熱が接触部６に伝わることにより、接触部６は、人体Ｍを加熱することができる。例えば、接触部６の温度は、発光素子１０２を駆動させた状態で、３８℃以上であってもよい。
【００６６】
例えば、伝熱部９５が発光素子１０２の基板１０と接触部６とを接続している場合、基板１０は、第２ミラー層４０および半絶縁性部材５０よりも厚いため、伝熱部９５は、発光素子１０２の熱を、接触部６に伝え難い。また、例えば、基板１０は、ｎ型のＧａＡｓ基板であるため、ｉ型の半絶縁性部材５０に比べて、熱伝導率も低い。発光素子１０２を回路基板７０またはサブマウント８０に実装後に、基板１０を研磨等して薄くすることも考えられるが、半絶縁性部材５０と同等まで薄くすることは困難であり、製造工程も複雑になってしまう。
【００６７】
生体センシング機器１０００では、伝熱部９５は、ペルチェ素子またはヒートシンクを有している。そのため、生体センシング機器１０００では、冷却部９０は、ペルチェ素子またはヒートシンクによって、活性層３０で生じた熱を接触部６に伝えることができる。
【００６８】
生体センシング機器１０００では、積層方向からみて、伝熱部９５は、光出射面４２と受光面１１１との間に設けられている。そのため、生体センシング機器１０００では、伝熱部９５に遮光されることにより、例えば、光Ｌ１が人体Ｍを介さずに直接、受光面１１１に至ることを抑制することができる。
【００６９】
生体センシング機器１０００では、発光素子１０２は、基板１０側を回路基板７０に向けて、回路基板７０に実装され、発光素子１０２は、柱状部１０４の側面１０５に設けられ、ミラー層２０，４０の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する半絶縁性部材５０を有し、伝熱部９５は、半絶縁性部材５０と接触部６とを接続している。そのため、生体センシング機器１０００では、半絶縁性部材５０の熱伝導率がミラー層２０，４０の熱伝導率以下の場合に比べて、活性層３０で生じた熱は、半絶縁性部材５０を伝わり接触部６から人体Ｍに放出され易い。
【００７０】
生体センシング機器１０００では、柱状部１０４の側面１０５に設けられ、ミラー層２０，４０の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する半絶縁性部材５０と、第１面８３において半絶縁性部材５０に接合され、活性層３０で生じた光Ｌ１が通過するサブマウント８０と、を有し、サブマウント８０の第２面８４は、光Ｌ１の出射方向を向いている。そのため、生体センシング機器１０００では、半絶縁性部材５０の熱伝導率がミラー層２０，４０の熱伝導率以下の場合に比べて、活性層３０で生じた熱は、半絶縁性部材５０、接合部材２、およびサブマウント８０を伝わり、第２面８４から放出される易い。したがって、生体センシング機器１０００では、光Ｌ１の出射方向と同じ方向に熱を放出させることができ、生体センシング機器１０００の外側に向けて、熱を放出することができる。よって、生体センシング機器１０００では、冷却の効率がよく、高い信頼性を有することができる。また、例えば、製品の寿命を向上させることができる。例えば生体センシング機器１
０００の内側に向けて、熱が放出される場合は、回路基板７０などの部品によって、冷却の効率が悪くなる場合がある。
【００７１】
さらに、生体センシング機器１０００では、半絶縁性部材５０が柱状部１０４の側面１０５に設けられているため、例えば樹脂部材が側面１０５に設けられている場合に比べて、柱状部１０４および第１ミラー層２０（半絶縁性部材５０の＋Ｚ軸方向側に設けられた第１ミラー層２０）に生じる応力を低減することができる。例えば、半絶縁性部材５０は、柱状部１０４および第１ミラー層２０と格子整合することができ、半絶縁性部材５０に起因して柱状部１０４および第１ミラー層２０に生じる応力を低減することができる。
【００７２】
生体センシング機器１０００では、半絶縁性部材５０の材質は、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）である。そのため、生体センシング機器１０００では、例えば半絶縁性部材５０の材質がＡｌＧａＡｓ、ＡｌＩｎＰ、ＧａＩｎＰ、またはＡｌＧａＩｎＰである場合に比べて、半絶縁性部材５０の熱伝導率を高くすることができる。
【００７３】
生体センシング機器１０００では、基板１０の第１ミラー層２０側とは反対側に設けられ、発光素子１０２を駆動させる回路基板７０を有する。生体センシング機器１０００では、活性層３０で生じた熱を、第２面８４から放出させることができるため、活性層３０で生じた熱が回路基板７０に伝わり難い。そのため、生体センシング機器１０００では、回路基板７０の信頼性を高くすることができる。
【００７４】
なお、上記では、基板１０がＧａＡｓ基板である例について説明したが、本発明に係る基板は、例えば、ＩｎＰ基板であってもよい。この場合、本発明に係る半絶縁性部材は、例えば、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰであり、好ましくはＩｎＰである。
【００７５】
また、図示の例では、生体センシング機器１０００を人体Ｍの手首に装着される腕時計型として説明したが、本発明に係る生体センシング機器は、上腕に装着される上腕型、耳たぶに装着される耳たぶ型、指先に装着される指先型であってもよい。
【００７６】
また、発光素子１０２が赤色光を出射する例について説明したが、発光素子１０２は、赤外光（例えば、７５０ｎｍ以上１．４μｍ以下の波長の光）を出射してもよい。この場合、第１ミラー層２０の高屈折率層は、例えば、ｎ型のＡｌ０．１Ｇａ０．９Ａｓ層であり、第１ミラー層２０の低屈折率層は、例えば、ｎ型のＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層であり、積層数は、例えば、２５ペア以上４５ペア以下である。活性層３０は、例えば、ｉ型のＧａＡｓ層（ウェル層）と、ｉ型のＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ層（バリア層）と、から構成されるＭＱＷ構造を有している。第２ミラー層４０の高屈折率層は、例えば、ｎ型のＡｌ０．１Ｇａ０．９Ａｓ層であり、第２ミラー層４０の低屈折率層は、例えば、ｎ型のＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層であり、積層数は、例えば、１５ペア以上３０ペア以下である。
【００７７】
発光素子１０２が赤外光を出射する場合、出射された光が人体Ｍにより深く進入し、速度をもつヘモグロビンに散乱されてドップラーシフトした光を検出することができる。
【００７８】
また、上記では、発光素子１０２がＶＣＳＥＬである例について説明したが、本発明に係る発光素子は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）であってもよい。この場合、本発明に係る発光素子は、例えば、緑色光（例えば、４９５ｎｍ以上５７０ｎｍ未満の波長の光）、黄色光（例えば、５７０ｎｍ以上５９０ｎｍ未満の波長の光）、橙色光（例えば、５９０ｎｍ以上６２０ｎｍ未満の波長の光）、赤色光（例えば、６６０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長の光）、または赤外光（例えば、７５０ｎｍ以上１．４μｍ以下の波長の光）を出射する。好ましくは、本発明に係る発光素子は、緑色光を出射する。
【００７９】
ここで、緑色光よりも波長の短い光は、人体Ｍの皮膚の表面付近で散乱されて脈動の検出が困難になる場合がある。緑色光よりも波長の長い光は、ヘモグロビンの吸収率が小さくなり吸光振幅が小さくなる。したがって、本発明に係る発光素子が緑色光を出射することにより、光電容積脈波の検出において、皮膚の表面付近で散乱を抑制しつつ、ヘモグロビンの吸収率を大きくすることができる。
【００８０】
１．２．  生体センシング機器の製造方法
次に、第１実施形態に係る生体センシング機器１０００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図６〜図１０は、第１実施形態に係る生体センシング機器１０００の製造工程を模式的に示す断面図である。
【００８１】
図６に示すように、基板１０上に、第１ミラー層２０、活性層３０、および第２ミラー層４０を、この順で形成する。第１ミラー層２０、活性層３０、および第２ミラー層４０は、例えば、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法などによって、エピタキシャル成長される。
【００８２】
次に、第２ミラー層４０上に、誘電体マスク９を形成する。誘電体マスク９は、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、スパッタ法などによって形成される。誘電体マスク９の材質は、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＴｉＯ２、ＴｉＮ、Ｔｉ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５などである。
【００８３】
図７に示すように、誘電体マスク９をマスクとして、第２ミラー層４０、活性層３０、第１ミラー層２０をエッチングする。これにより、柱状部１０４を形成することができる。
【００８４】
図８に示すように、柱状部１０４の側面１０５に、半絶縁性部材５０を形成する。半絶縁性部材５０は、例えば、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法などによって、エピタキシャル成長される。このとき、誘電体マスク９を形成した領域には、エピタキシャル成長は生じない。それにより、柱状部１０４の側面１０５および露出した第１ミラー層２０の上面から、選択的に半絶縁性部材５０をエピタキシャル成長させることができる。その後、誘電体マスク９を除去する。
【００８５】
次に、第２ミラー層４０上および半絶縁性部材５０上に、第２電極６２を形成する。次に、基板１０の下に第１電極６０を形成する。電極６０，６２は、例えば、真空蒸着法などにより形成される。その後、例えば、熱処理により、電極６０，６２をアロイ化させる。なお、電極６０，６２を形成する順序は、特に限定されない。
【００８６】
以上の工程により、発光素子１０２を製造することができる。
【００８７】
図９に示すように、例えば、シリコン基板をパターニングして、開口部８５，８８が設けられたサブマウント８０を形成する。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィーおよびエッチングによって行われる。開口部８５，８８は、例えば、同一の工程で形成される。
【００８８】
次に、サブマウント８０上に、配線４を形成する。配線４は、例えば、スパッタ法によって形成される。次に、配線４上に、接合部材２を形成する。
【００８９】
図１０に示すように、第２電極６２が接合部材２と接続されるように、発光素子１０２を載置する。次に、熱処理により、接合部材２を硬化させる。これにより、発光素子１０
２とサブマウント８０とを接合させることができる。
【００９０】
次に、受光素子１１０が実装された回路基板７０を準備し、例えば、はんだなどによって、第１電極６０と回路基板７０の第１パッド７２とを接合させ、さらに、配線４と回路基板７０の第２パッド７４とを接合させる。
【００９１】
図４に示すように、例えば、グリスを介して、サブマウント８０と冷却部９０とを接着させ、さらに、冷却部９０と接触部６とを接着させる。
【００９２】
以上の工程により、生体センシング機器１０００のセンサー部１０３０を製造することができる。
【００９３】
次に、センサー部１０３０を公知の方法により、本体ケース１０２０に組み込む。
【００９４】
以上の工程により、生体センシング機器１０００を製造することができる。
【００９５】
１．３．  変形例
１．３．１．  第１変形例
次に、第１実施形態の第１変形例に係る生体センシング機器について、図面を参照しながら説明する。図１１は、第１実施形態の第１変形例に係る生体センシング機器１００１を模式的に示す断面図である。なお、図１１および後述する図１２〜図１６では、互いに直交する３軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。
【００９６】
以下、第１実施形態の第１変形例に係る生体センシング機器１００１において、上述した第１実施形態に係る生体センシング機器１０００の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。このことは、後述する第１実施形態の第２，第３，第４変形例に係る生体センシング機器において、同様である。
【００９７】
上述した生体センシング機器１０００では、図４に示すように、サブマウント８０には、開口部８５，８８が設けられていた。これに対し、生体センシング機器１００１では、図１１に示すように、サブマウント８０には、開口部が設けられていない。
【００９８】
生体センシング機器１００１では、サブマウント８０の材質は、シリコンであり、活性層３０で生じた光Ｌ１の波長は、９４０ｎｍ以上である。そのため、光Ｌ１は、サブマウント８０に開口部が設けられていなくても、サブマウント８０において吸収され難く、サブマウント８０を透過することができる。さらに、光Ｌ２は、サブマウント８０に開口部が設けられていなくても、サブマウント８０において吸収され難く、サブマウント８０を透過することができる。
【００９９】
したがって、生体センシング機器１００１では、サブマウント８０に開口部を設けなくてよく、容易にサブマウント８０を形成することができる。なお、サブマウント８０の光Ｌ１，Ｌ２の入射面および出射面には、反射防止膜（図示せず）が設けられていることが好ましい。
【０１００】
１．３．２．  第２変形例
次に、第１実施形態の第２変形例に係る生体センシング機器について、図面を参照しながら説明する。図１２は、第１実施形態の第２変形例に係る生体センシング機器１００２を模式的に示す断面図である。図１３は、図１２の開口部８５周辺の拡大図である。なお、便宜上、図１２では、サブマウント８０以外の部材の図示を省略している。
【０１０１】
上述した生体センシング機器１０００では、図４に示すように、開口部８５の断面形状は、矩形であった。これに対し、生体センシング機器１００２では、図１２および図１３に示すように、開口部８５の断面形状は、例えば、台形である。
【０１０２】
生体センシング機器１００２では、開口部８５の面積（ＸＹ平面と平行な面における面積）は、サブマウント８０の第１面８３側から第２面８４に向けて、大きくなる。開口部８５の側面（開口部８５を規定するサブマウントの面）８５ａの傾斜角（図示の例では、ＹＺ平面に平行な面Ｓに対する傾斜角）θ１は、例えば、光Ｌ１のＦＦＰ（Far Field Pattern）の傾斜角（図示の例では、ＹＺ平面に平行な面Ｓに対する傾斜角）θ２以上であり、図示の例では、傾斜角θ１，θ２は、同じ大きさである。なお、図示の例では、開口部８８の断面形状は、台形である。開口部８５の面積（ＸＹ平面と平行な面における面積）は、＋Ｚ軸方向に向けて、大きくなる。
【０１０３】
さらに、生体センシング機器１００２では、サブマウント８０は、接合部材３０２によって、回路基板７０に接合されている点において、上述した生体センシング機器１０００と異なる。
【０１０４】
図示の例では、サブマウント８０は、接合部材３０２によって、回路基板７０に接合されている。接合部材３０２は、樹脂からなる突起部３０４と、突起部３０４を覆う導電層３０６と、を有している。接合部材３０２は、例えば、樹脂コアバンプである。
【０１０５】
突起部３０４は、サブマウント８０の側部８６に設けられている。図示の例では、突起部３０４は、側部８６の＋Ｚ軸方向側に設けられている。図示の例では、突起部３０４の断面形状は、略半円である。導電層３０６は、配線４と一体的に設けられている。
【０１０６】
生体センシング機器１００２では、開口部８５の面積は、第１面８３側から第２面８４に向けて、大きくなる。そのため、生体センシング機器１００２では、例えば、開口部８５の断面積が矩形である場合に比べて、光Ｌ１を遮光せずに、サブマウント８０の表面積を大きくすることができ、サブマウント８０の放熱性を高くすることができる。
【０１０７】
生体センシング機器１００２では、サブマウント８０は、接合部材３０２によって、回路基板７０に接合され、接合部材３０２は、樹脂からなる突起部３０４と、突起部３０４を覆う導電層３０６と、を有している。そのため、生体センシング機器１００２では、例えば、回路基板７０とサブマウント８０とを接合する際に、接合部材３０２が変形して（例えば−Ｚ軸方向に縮んで）、回路基板７０とサブマウント８０とは、接合されることができる。したがって、生体センシング機器１００２では、発光素子１０２の高さ（図示の例では＋Ｚ軸方向の端の位置）およびサブマウント８０の高さの自由度を高くすることができる。
【０１０８】
１．３．３．  第３変形例
次に、第１実施形態の第３変形例に係る生体センシング機器について、図面を参照しながら説明する。図１４は、本実施形態の第３変形例に係る生体センシング機器１００３を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図１４では、サブマウント８０以外の部材の図示を省略している。
【０１０９】
上述した生体センシング機器１０００では、サブマウント８０の材質は、例えば、シリコンであった。これに対し、生体センシング機器１００３では、サブマウント８０の材質は、シリコンではなく、例えば、ＡｌＮやＡｌ２Ｏ３などのセラミック、ＣｕＭｏなどの金属である。
【０１１０】
生体センシング機器１００３では、サブマウント８０は、図１４に示すように、第１板状部材４８０と、第２板状部材４８２と、を有している。板状部材４８０，４８２は、互いに離間している。光Ｌ１は、第１板状部材４８０と第２板状部材４８２との間の隙間を通過する。
【０１１１】
なお、生体センシング機器１００３では、図１５に示すように、サブマウント８０は、第１板状部材４８０と、第２板状部材４８２と、第３板状部材４８４と、第４板状部材４８６と、を有していてもよい。板状部材４８０，４８２，４８４，４８６は、開口部４８８を規定している。光Ｌ１は、開口部４８８を通過する。
【０１１２】
１．３．４．  第４変形例
次に、第１実施形態の第４変形例に係る生体センシング機器について、図面を参照しながら説明する。図１６は、本実施形態の第４変形例に係る生体センシング機器１００４を模式的に示す断面図である。
【０１１３】
上述した生体センシング機器１０００では、図４に示すように、発光素子１０２は、第１電極６０側を回路基板７０に向けて、回路基板７０に実装されていた。これに対し、生体センシング機器１００４では、図１６に示すように、発光素子１０２は、第２電極６２側を回路基板７０に向けて（基板１０側を回路基板７０に向けて）、回路基板７０に実装されている（回路基板７０側にジャンクションダウン実装されている）。
【０１１４】
生体センシング機器１００４では、第１ミラー層２０は、基板１０の＋Ｚ軸方向側に設けられている。活性層３０は、第１ミラー層２０の＋Ｚ軸方向側に設けられている。活性層３０は、第１ミラー層２０の＋Ｚ軸方向側に設けられている。第２ミラー層４０は、活性層３０の＋Ｚ軸方向側に設けられている。柱状部１０４の側面１０５には、絶縁層５２が設けられている。絶縁層５２の材質は、例えば、ポリイミドなどの樹脂である。絶縁層５２は、例えば、スピンコート法、ＣＶＤ法などによって形成される。
【０１１５】
第１電極６０は、基板１０の−Ｚ軸方向側に設けられている。第１電極６０には、光Ｌ１が通過する開口部６１が設けられている。開口部６１は、第１電極６０をＺ軸方向に貫通している。第１電極６０は、ワイヤー（図示せず）を介して、回路基板７０と電気的に接続されている。基板１０は、光Ｌ１を出射する光出射面１２を有している。
【０１１６】
第２電極６２は、第２ミラー層４０および絶縁層５２の＋Ｚ軸方向側に設けられている。第２電極６２は、接合部材５０２を介して、回路基板７０の第２パッド７４と電気的に接続されている。接合部材５０２の材質は、例えば、はんだ、ＡｕＳｎなどである。また、接合部材５０２として、銀ペースト（例えば、ナノサイズの銀の粒子を含むナノ銀ペースト）を用いてもよい。
【０１１７】
接合部材５０２は、例えば、発光素子１０２と回路基板７０との間に設けられた第１部分５０３と、第１部分５０３に接続され第１部分５０３から＋Ｘ軸方向に延出する第２部分５０４と、を有している。
【０１１８】
第１部分５０３は、発光素子１０２の第２ミラー層４０側と回路基板７０とを接続している。図示の例では、第１部分５０３は、第２ミラー層４０および第２電極６２と、回路基板７０と、を接続している。なお、図示はしないが、第１部分５０３の第２ミラー層４０と回路基板７０との間は、空洞となっていてもよい。第２部分５０４は、冷却部９０と回路基板７０とを接続している。
【０１１９】
生体センシング機器１００４は、例えば、第１支持部材５１０と、第２支持部材５１２
と、第３支持部材５１４と、有している。支持部材５１０，５１２，５１４は、回路基板７０を支持している。図示の例では、支持部材５１０，５１２，５１４は、接触部６に接続されている。支持部材５１０，５１２，５１４の材質は、例えば、銅、アルミニウムなのである。
【０１２０】
第１支持部材５１０は、第２支持部材５１２と第３支持部材５１４との間に設けられている。図示の例では、第１支持部材５１０は、発光素子１０２と受光素子１１０との間に設けられている。積層方向からみて、発光素子１０２の光出射面１２と、受光素子１１０の受光面１１１と、の間に、第１支持部５１０が設けられている。そのため、第１支持部５１０に遮光されることにより、例えば、光Ｌ１が人体Ｍを介さずに直接、受光面１１１に至ることを抑制することができる。
【０１２１】
第１支持部材５１０と回路基板７０との間には、冷却部９０が設けられている。図示の例では、冷却部９０は、接合部材５０２を介して、回路基板７０に接合されている。第２支持部材５１２は、例えば、発光素子１０２の−Ｘ軸方向側に設けられている。第３支持部材５１４は、例えば、受光素子１１０の＋Ｘ軸方向側に設けられている。図示の例では、支持部材５１２，５１４は、回路基板７０に接続されている。
【０１２２】
伝熱部９５は、発光素子１０２の第２ミラー層４０側と回路基板７０とを接続する第１部分９６と、第１部分９６と接触部６とを接続する第２部分９７と、を有している。伝熱部９５の第１部分９６は、例えば、接合部材５０２の第１部分５０３によって構成されている。伝熱部９５の第２部分９７は、例えば、接合部材５０２の第２部分５０４、冷却部９０、および第１支持部材５１０によって構成されている。
【０１２３】
生体センシング機器１００４では、発光素子１０２は、第２ミラー層４０側を回路基板７０に向けて、回路基板７０に実装され、伝熱部９５は、発光素子１０２の第２ミラー層４０側と回路基板７０とを接続する第１部分９６と、第１部分９６と接触部６とを接続する第２部分９７と、を有している。そのため、生体センシング機器１００４では、発光素子１０２が回路基板７０側にジャンクションダウン実装された状態において、伝熱部９５によって、活性層３０で生じた熱を、接触部６に伝えることができる。
【０１２４】
２．  第２実施形態
次に、第２実施形態の変形例に係る生体センシング機器について、図面を参照しながら説明する。図１７は、本実施形態の変形例に係る生体センシング機器２０００の機能ブロック図である。
【０１２５】
以下、第２実施形態に係る生体センシング機器２０００において、上述した第１実施形態に係る生体センシング機器１０００の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
【０１２６】
上述した生体センシング機器１０００は、脈拍を取得する生体センシング機器であった。これに対し、生体センシング機器２０００は、ＳｐＯ２に係る情報を取得する生体センシング機器である。
【０１２７】
生体センシング機器１００１では、図１７に示すように、発光素子１０２は、２つ設けられている（発光素子１０２ａ，発光素子１０２ｂ）。一方の発光素子１０２ａは、赤色光Ｌ１を出射し、他方の発光素子１０２ｂは、赤外光Ｌ３を出射する。受光素子１１０は、人体Ｍの内部で散乱された光Ｌ１の一部を光Ｌ２として受光し、人体Ｍの内部で散乱された光Ｌ３の一部を光Ｌ４として受光する。出力部１０２６は、光Ｌ２と光Ｌ４との強度比を、ＳｐＯ２に変換して出力する。制御部１０２４は、ＳｐＯ２の情報を表示部１０２
２に表示させることができる。
【０１２８】
ここで、赤色光に対して、血液中の酸化ヘモグロビンは、血液中の還元ヘモグロビンに比べて、赤色光に対する吸収量が大きい。一方、還元ヘモグロビンは、酸化ヘモグロビンに比べて、赤色光に対する吸収量が小さい。したがって、生体センシング機器２０００は、光Ｌ２と光Ｌ４との、脈動によって生じる吸収量変化の比率から、動脈中の酸化ヘモグロビンの比率であるＳｐＯ２を算出することができる。
【０１２９】
生体センシング機器２０００では、発光素子１０２は、２つ設けられ、一方の発光素子１０２ａは、赤色光を出射し、他方の発光素子１０２ｂは、赤外光を出射する。そのため、生体センシング機器２０００は、ＳｐＯ２に係る情報を取得することができる。
【０１３０】
本発明は、本願に記載の特徴や効果を有する範囲で一部の構成を省略したり、各実施形態や変形例を組み合わせたりしてもよい。
【０１３１】
本発明は、本願に記載の特徴や効果を有する範囲で一部の構成を省略したり、各実施形態や変形例を組み合わせたりしてもよい。
【０１３２】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１３３】
２…接合部材、４…配線、６…接触部、７…開口部、８…光透過部材、９…誘電体マスク、１０…基板、１２…光出射面、２０…第１ミラー層、３０…活性層、４０…第２ミラー層、４２…光出射面、５０…半絶縁性部材、６０…第１電極、６１…開口部、６２…第２電極、７０…回路基板、７２…第１パッド、７４…第２パッド、７６…第３パッド、７８…第４パッド、８０…サブマウント、８２…底部、８３…第１面、８４…第２面、８５…開口部、８５ａ…側面、８６…側部、８８…開口部、９０…冷却部、９２…開口部、９５…伝熱部、９６…第１部分、９７…第２部分、１０２，１０２ａ，１０２ｂ…発光素子、１０４…柱状部、１０５…側面、１１０…受光素子、１１１…受光面、１１２…第１半導体領域、１１４…第２半導体領域、１１６…アノード、１１７…ワイヤー、１１８…カソード、３０２…接合部材、３０４…突起部、３０６…導電層、４８０…第１板状部材、４８２…第２板状部材、４８４…第３板状部材、４８６…第４板状部材、４８８…開口部、５０２…接合部材、５０３…第１部分、５０４…第２部分、５１０…第１支持部材、５１２…第２支持部材、５１４…第３支持部材、１０００，１００１，１００２，１００３，１００４…生体センシング機器、１０１０…ベルト、１０２０…本体ケース、１０２２…表示部、１０２３…操作ボタン、１０２４…制御部、１０２５…記憶部、１０２６…出力部、１０２７…通信部、１０３０…センサー部、２０００…生体センシング機器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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