(57)【要約】      （修正有）【課題】薄型化を図ることができる光電センサー、光電センサーモジュール及び生体情報測定装置を提供する。【解決手段】光電センサー８２Ａは、シリコン基板８２１に、第１の光を出射する発光部８２２と、第２の光を受光する受光部８２４と、発光部８２２に電力を供給する発光部用端子８２３と、受光部８２４から信号が出力される受光部用端子８２５と、が設けられており、発光部８２２及び受光部８２４はシリコン基板８２１の同じ面に設けられる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板に、
第１の光を出射する発光部と、
第２の光を受光する受光部と、
前記発光部に電力を供給する発光部用端子と、
前記受光部から信号が出力される受光部用端子と、が設けられていることを特徴とする光電センサー。
【請求項２】
請求項１に記載の光電センサーにおいて、
前記発光部及び前記受光部は、前記シリコン基板の同じ面に設けられていることを特徴とする光電センサー。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光電センサーにおいて、
前記シリコン基板における前記発光部及び前記受光部の間に設けられた遮光部を備えることを特徴とする光電センサー。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光電センサーにおいて、
前記発光部は、有機ＥＬ素子であることを特徴とする光電センサー。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光電センサーにおいて、
前記発光部は、複数の発光領域を有し、
前記発光部用端子は、前記複数の発光領域に応じて設けられていることを特徴とする光電センサー。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光電センサーにおいて、
前記発光部は、前記受光部を囲むように配置されていることを特徴とする光電センサー。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光電センサーにおいて、
前記発光部は、緑色光を出射することを特徴とする光電センサー。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光電センサーにおいて、
前記受光部は、前記受光部に入射される光の入射角度を制限する角度制限層を有することを特徴とする光電センサー。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の光電センサーにおいて、
前記受光部は、前記受光部に入射される光の波長帯域のうち所定帯域の光を透過する光学薄膜層を有することを特徴とする光電センサー。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の光電センサーにおいて、
前記発光部及び前記受光部を覆う透光性部材を備えることを特徴とする光電センサー。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の光電センサーと、
前記光電センサーを制御するセンサー制御部と、
前記光電センサー及び前記センサー制御部が位置するプリント基板と、を備え、
前記センサー制御部は、前記発光部の点灯制御、及び、前記受光部からの信号処理の少なくともいずれかを行うことを特徴とする光電センサーモジュール。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光電センサーモジュールと、
前記光電センサーモジュールから出力された信号に基づいて生体情報を導出する回路基板と、
前記プリント基板及び前記回路基板を電気的に接続する接続部材と、を備えることを特徴とする生体情報測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電センサー、光電センサーモジュール及び生体情報測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、脈波等の生体情報を測定可能な測定装置が知られている。このような測定装置として、対象物に光を出射する発光部と、対象物からの光を受光する受光部とを有するセンサー部を生体情報測定モジュールとして備えた生体情報測定機器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の生体情報測定機器において、発光部及び受光部は、基板に実装されている。これらのうち、発光部は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子により実現され、受光部は、例えばフォトダイオード等の受光素子により実現される。更に、発光部には、ドーム型レンズが設けられ、当該レンズは、発光部に光透過樹脂によって封止されるＬＥＤチップからの光を集光する。
このような測定機器として脈拍計を例にとると、発光部から出射された光は、対象物である被検体の内部を進み、表皮、真皮及び皮下組織等にて拡散又は散乱する。この後、当該光は血管（被検出部位）に到達して反射される。この際、当該光の一部は、血管により吸収されるので、脈拍の影響によって血管での光の吸収率が変化し、反射光の光量も変化する。このため、受光部によって受光される反射光の光量変化を検出することによって、生体情報である脈拍数等を測定できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１２３７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の生体情報測定機器では、発光部及び受光部は、基板上に実装される。このため、例えばパッケージ化されたＬＥＤチップが、発光部として採用される場合や、例えばパッケージ化されたＰＤ（Photodiode）チップやＰＴ（Phototransistor）チップが、受光部として採用される場合がある。これらの場合には、光の出射方向に沿うセンサー部の厚みが厚くなりやすい。
近年、生体情報を測定するセンサーを備えるウェアラブル機器が身近となっている。このようなウェアラブル機器は、ユーザーに装着されて利用されることから、ユーザーの動きを妨げない大きさであることが望まれる。しかしながら、上記のように、センサーの厚みが厚くなると、当該センサーを内蔵するハウジングも厚くなりやすく、ユーザーにとって使い勝手が悪くなるという問題が生じる。
このようなことから、薄型化を図ることができるセンサーが要望されてきた。
【０００５】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決することを目的としたものであり、薄型化を図ることができる光電センサー、光電センサーモジュール及び生体情報測定装置を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１態様に係る光電センサーは、シリコン基板に、第１の光を出射する発光部と、第２の光を受光する受光部と、前記発光部に電力を供給する発光部用端子と、前記受光部から信号が出力される受光部用端子と、が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
なお、光電センサーが、生体の生体情報を検出する光電センサーとして採用される場合には、発光部から出射される第１の光は、生体に照射される光であり、受光部によって受光される第２の光は、生体を介して受光される光であり、例えば脈波や体動等の情報を含む光である。
このような構成によれば、光電センサーは、発光部、発光部用端子、受光部及び受光部用端子がシリコン基板に設けられた構成を有する。これによれば、発光部及び受光部を、パッケージ化されていないベアチップとしてシリコン基板に構成できる。このため、パッケージ化されたＬＥＤチップ及びフォトダイオードをシリコン基板に実装する場合に比べて、光電センサーの厚みを小さくできる。また、発光部及び受光部がシリコン基板上に構成されることから、それぞれパッケージ化されたＬＥＤチップ及びフォトダイオードを、バンプ等を介してシリコン基板に取り付ける必要が無い。このため、発光部及び受光部とシリコン基板との間の寸法を削減できる。従って、光電センサーの厚みを小さくでき、光電センサーの薄型化を図ることができる。また、光電センサーに設けられる構成部品の点数削減を図ることができるだけでなく、光電センサーの製造工程の簡略化を図ることができるので、光電センサーの低コスト化を実現できる。
【０００８】
ここで、一般的に、光電センサーは、発光部と受光部との間隔は小さい方が、受光部による受光光量が高くなり、検出対象の検出精度は高くなる。
一方、それぞれパッケージ化されたＬＥＤチップ及びフォトダイオードをシリコン基板上に実装する場合には、これらの間に、実装のための隙間が必要になる。
これに対し、発光部及び受光部をシリコン基板上に構成することによって、上記の場合に比べて、発光部と受光部との間隔を狭めることができる。従って、受光部による受光光量を高めやすくすることができ、光電センサーによる検出対象の検出感度を高めることができる。
【０００９】
上記第１態様では、前記発光部及び前記受光部は、前記シリコン基板の同じ面に設けられていることが好ましい。
なお、シリコン基板の同じ面に設けられているとは、シリコン基板における１つの面に上記構成要素が配置されることを示す。なお、受光部については、シリコン基板の内部にｐ型領域及びｎ型領域が設けられることとなるが、このように、構成要素の一部がシリコン基板内部に設けられる形態も含めて、同じ面に設けられることとする。
このような構成によれば、発光部及び受光部がシリコン基板において互いに反対側となる面に設けられる場合に比べて、光電センサーの厚みを更に小さくでき、光電センサーの更なる薄型化を図ることができる。
【００１０】
上記第１態様では、前記シリコン基板における前記発光部及び前記受光部の間に設けられた遮光部を備えることが好ましい。
このような構成によれば、遮光部によって、発光部から出射された光が受光部に直接入射されることを抑制できる。従って、光電センサーによる検出対象の検出精度を高めることができる。
【００１１】
上記第１態様では、前記発光部は、有機ＥＬ素子であることが好ましい。
このような構成によれば、シリコン基板に陰極層、有機層及び陽極層を形成することによって、有機ＥＬ素子を構成でき、ひいては、光を出射可能な発光部を形成できる。従って、シリコン基板に発光部を容易に形成できる。
【００１２】
上記第１態様では、前記発光部は、複数の発光領域を有し、前記発光部用端子は、前記複数の発光領域に応じて設けられていることが好ましい。
このような構成によれば、複数の発光領域を個別に点灯させることが可能となるので、光電センサーの汎用性を拡大できる。
例えば、点灯させる発光領域の数を調整することによって、発光部から出射される光量を調整できる。この他、例えば、各発光領域に異なるカラーフィルター層や偏光層を設けることによって、発光部から用途に応じた波長の光や偏光光を出射できる。
【００１３】
上記第１態様では、前記発光部は、前記受光部を囲むように配置されていることが好ましい。
このような構成によれば、例えば発光部から出射された光を、対象物（例えば生体）を介して受光部に入射させやすくすることができる。従って、受光部による受光光量を増加させやすくすることができ、これにより、光電センサーによる検出対象の検出精度を高めることができる。そして、例えば光電センサーが生体情報を検出する場合には、当該生体情報の検出精度を高めることができる。
【００１４】
上記第１態様では、前記発光部は、緑色光を出射することが好ましい。
ここで、血流や脈波等の血液に関係する生体情報を検出する光電センサーでは、血液中のヘモグロビンの吸収率が高く、外乱光の影響が少ない緑色光を、生体に出射する光として用いることが好ましい。
このため、発光部が緑色光を出射することにより、上記血液に関係する生体情報を検出する光電センサーとして、上記第１態様の光電センサーを構成できる。
【００１５】
上記第１態様では、前記受光部は、前記受光部に入射される光の入射角度を制限する角度制限層を有することが好ましい。
このような構成によれば、発光部から出射された光が照射される照射対象を介さずに、外部から受光部に向かって進行する光や外乱光の受光部への入射を抑制できる。従って、誤検出を抑制でき、光電センサーの検出精度を高めることができる。
【００１６】
上記第１態様では、前記受光部は、前記受光部に入射される光の波長帯域のうち所定帯域の光を透過する光学薄膜層を有することが好ましい。
換言すると、上記第１態様では、前記受光部は、前記受光部が受光する光の波長帯域以外の波長帯域の光の透過を抑制する光学薄膜層を有することが好ましい。
なお、所定帯域の光としては、例えば、発光部が出射する第１の光の波長が含まれる帯域の光とすることができる。
このような構成によれば、光学薄膜層によって、受光部が受光すべき光とは異なる波長帯域の光を、受光部が受光することを抑制できる。従って、ノイズの影響を低減でき、光電センサーの検出感度を高めることができる。
【００１７】
上記第１態様では、前記発光部及び前記受光部を覆う透光性部材を備えることが好ましい。
このような構成によれば、発光部及び受光部が外部に直接露出されてしまうことを抑制できるので、発光部及び受光部を保護できる。
【００１８】
本発明の第２態様に係る光電センサーモジュールは、上記光電センサーと、前記光電センサーを制御するセンサー制御部と、前記光電センサー及び前記センサー制御部が位置するプリント基板と、を備え、前記センサー制御部は、前記発光部の点灯制御、及び、前記受光部からの信号処理の少なくともいずれかを行うことを特徴とする。
このような構成によれば、上記第１態様に係る光電センサーと同様の効果を奏することができる他、センサー制御部と光電センサーとがプリント基板に位置するので、光電センサーモジュールをコンパクトに構成できる。
また、センサー制御部は、発光部の点灯を制御する発光制御部としての機能と、受光部からの信号を処理する信号処理部としての機能の少なくともいずれかを有する。このため、これら発光制御部及び信号処理部としてのそれぞれの機能をセンサー制御部が有していれば、これら機能に応じた回路がそれぞれ個別に設けられている場合に比べて、光源センサーモジュールの構成を簡略化できる。
【００１９】
本発明の第３態様に係る生体情報測定装置は、上記光電センサーモジュールと、前記光電センサーモジュールから出力された信号に基づいて生体情報を導出する回路基板と、前記プリント基板及び前記回路基板を電気的に接続する接続部材と、を備えることを特徴とする。
このような生体情報として、例えば光源センサーモジュールによって検出された脈波を示す脈波信号に基づいて導出される脈拍数を挙げることができる。
このような構成によれば、上記第２態様に係る光源センサーモジュールと同様の効果を奏することができる。また、光源センサーモジュールのプリント基板と回路基板とは、接続部材によって電気的に接続されるので、当該光源センサーモジュールによる検出結果に基づいて、回路基板によって生体情報を確実に導出できる。なお、接続部材によって回路基板と接続される光電センサーモジュールを変更することによって、回路基板によって導出可能な生体情報を変更できるので、生体情報測定装置の汎用性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る生体情報測定装置の使用例を示す模式図。
【図２】上記第１実施形態における生体情報測定装置を示す正面図。
【図３】上記第１実施形態におけるハウジングの背面部を示す図。
【図４】上記第１実施形態における生体情報測定装置の構成を示すブロック図。
【図５】上記第１実施形態における光電センサーモジュールを光出射側から見た図。
【図６】上記第１実施形態における光電センサーを光出射側から見た図。
【図７】上記第１実施形態における光電センサーを示す断面図。
【図８】上記第１実施形態における計測制御処理を示すフローチャート。
【図９】上記第１実施形態における光電センサーの製造工程を示すフローチャート。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る生体情報測定装置が備える光電センサーモジュールの光電センサーを光出射側から見た図。
【図１１】第１変形例である光電センサーを光出射側から見た図。
【図１２】第２変形例である光電センサーを光出射側から見た図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図面に基づいて説明する。
［生体情報測定装置の概略構成］
図１は、本実施形態に係る生体情報測定装置１の使用例を示す模式図である。
本実施形態に係る生体情報測定装置１（以下、測定装置１と略す場合がある）は、図１に示すように、ユーザーＵＳの体に装着されて利用され、当該ユーザーＵＳの生体情報を測定するウェアラブル機器である。具体的に、測定装置１は、ユーザーＵＳの手首等の被装着部位ＵＳ１に装着されて利用され、当該ユーザーＵＳの脈波を生体情報として検出し、同じく生体情報である脈拍数を測定する。
【００２２】
図２は、測定装置１の外観を示す図である。
測定装置１は、図２に示すように、ハウジング２と、当該ハウジング２に設けられるバンドＢＮ１，ＢＮ２と、を備える。
なお、図２を含む以降の図において、ハウジング２の正面部２１から背面部２２に向かう方向を＋Ｚ方向とする。＋Ｚ方向に対して直交する二方向を＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向とし、＋Ｘ方向を、正面部２１に対向する位置から見て９時方向とし、＋Ｙ方向を１２時方向とする。また、図示を省略するが、＋Ｚ方向とは反対方向を−Ｚ方向とする。−Ｘ方向及び−Ｙ方向も同様である。
【００２３】
バンドＢＮ１，ＢＮ２は、ハウジング２における±Ｙ方向側の端部に接続され、バンドＢＮ１は、ハウジング２に対して＋Ｙ方向側に延出し、バンドＢＮ２は、−Ｙ方向側に延出している。バンドＢＮ１，ＢＮ２は、中留（図示省略）によって互いに連結されることによって、ハウジング２が上記被装着部位ＵＳ１に装着される。なお、バンドＢＮ１，ＢＮ２は、ハウジング２と一体的に形成されていてもよい。
【００２４】
ハウジング２は、正面部２１、背面部２２（図３参照）及び側面部２３を有する。
正面部２１は、ハウジング２において−Ｚ方向側に位置する部位であり、正面部２１の略中央には、後述する報知部５を構成する表示部５１が設けられている。すなわち、正面部２１は、ハウジング２において測定装置１を装着したユーザーＵＳが、表示部５１の表示を視認可能な部位である。表示部５１は、円形状のカバー２１１によって覆われている。本実施形態においては、カバー２１１は、透光性部材であり、例えば風防ガラスである。なお、表示部５１の表示面の法線方向は、−Ｚ方向と平行である。
側面部２３は、＋Ｚ方向を中心とする周方向に沿って形成された環状部であり、正面部２１と背面部２２とを接続する。側面部２３における−Ｘ方向側の領域には、後述する操作部３を構成するボタン３１，３２が配置され、＋Ｘ方向側の領域には、同じく操作部３を構成するボタン３３，３４が配置されている。ボタン３１〜３４は、ハウジング２に対して突没するボタンである。
【００２５】
図３は、ハウジング２の背面部２２を示す図である。なお、図３においては、ボタン３１〜３４の図示を省略している。
背面部２２は、ハウジング２において＋Ｚ方向側に位置する部位であり、ハウジング２において被装着部位ＵＳ１と対向及び接触する部位である。
背面部２２の中央には、略環状の突出部２２１が形成されている。突出部２２１の中央には、開口部２２２が形成されており、当該開口部２２２の内側領域は、後述する光電センサーモジュール８を構成する光電センサー８２Ａが配置される配置部２２３である。
【００２６】
［生体情報測定装置の詳細構成］
図４は、測定装置１の構成を示すブロック図である。
測定装置１は、ハウジング２の他、図４に示すように、ハウジング２にそれぞれ設けられる操作部３、計測部４、報知部５、通信部６及び主制御部７を有する。
操作部３は、上記ボタン３１〜３４を有し、ボタン３１〜３４の入力に応じた操作信号を、主制御部７に出力する。
計測部４は、生体情報を検出して、検出結果を主制御部７に出力する。この計測部４は、光電センサーモジュール８を有し、光電センサーモジュール８は、生体情報である脈波を示す脈波信号を主制御部７に出力する。なお、光電センサーモジュール８の構成については、後に詳述する。
【００２７】
報知部５は、主制御部７による制御の下、各種情報をユーザーに報知する。報知部５は、表示部５１、音声出力部５２及び振動部５３を有する。
表示部５１は、液晶や電子ペーパー等の各種表示パネルを有し、主制御部７から入力される情報を表示する。例えば、表示部５１は、計測部４によって検出されて解析された脈拍数を表示する。
音声出力部５２は、主制御部７から入力される音声信号に応じた音声を出力する。
振動部５３は、主制御部７により動作が制御されるモーターを有し、当該モーターの駆動によって発生する振動によって、例えば警告をユーザーに報知する。
【００２８】
通信部６は、検出及び測定された生体情報を外部機器に送信する他、外部機器から受信される情報を主制御部７に出力する通信モジュールである。なお、本実施形態では、通信部６は、近距離無線通信方式により外部機器と無線で通信するが、クレードル等の中継装置やケーブルを介して外部機器と通信してもよい。更に、通信部６は、ネットワークを介して外部機器と通信してもよい。
【００２９】
主制御部７は、演算処理回路やフラッシュメモリーを有する回路基板ＣＢ（図５参照）によって構成され、操作部３、計測部４、報知部５及び通信部６と電気的に接続されている。この主制御部７は、自律的に、或いは、上記操作部３から入力される操作信号に応じて、測定装置１全体の動作を制御する。この他、主制御部７は、光電センサーモジュール８の動作を制御して、光電センサーモジュール８から入力される脈波信号を解析する。
このような主制御部７は、上記フラッシュメモリーによって構成される記憶部７１と、当該記憶部７１に記憶されたプログラムを実行する上記演算処理回路によって構成される計測制御部７２及び解析部７３と、を有する。
【００３０】
記憶部７１は、測定装置１の動作に必要な各種プログラム及びデータを記憶している。また、記憶部７１は、光電センサーモジュール８から入力される脈波信号、及び、解析部７３によって解析された脈拍数を記憶する。
計測制御部７２は、光電センサーモジュール８の動作を制御して、光電センサーモジュール８に脈波を検出させる。計測制御部７２によって実行される計測制御処理については、後に詳述する。
解析部７３は、光電センサーモジュール８から入力される脈波信号を解析して、脈拍数を算出する。具体的に、解析部７３は、脈波信号に対してＦＦＴ（高速フーリエ変換：Fast Fourier Transform）等の周波数解析を行い、得られた解析結果（パワースペクトル）から脈拍の周波数を抽出し、抽出された周波数に基づいて脈拍数を算出する。なお、解析部７３は、他の手法により脈拍数を算出してもよい。
【００３１】
［光電センサーモジュールの構成］
図５は、光電センサーモジュール８を光出射側から見た図であり、換言すると、光電センサーモジュール８をハウジング２の内側から見た図である。なお、図５では、説明の便宜上、光電センサーモジュール８と主制御部７を構成する回路基板ＣＢとは、＋Ｘ方向に沿って配置されているが、光電センサーモジュール８と回路基板ＣＢとは、接続部材ＣＭを介して＋Ｚ方向において重なるように配置されていてもよい。
光電センサーモジュール８は、ユーザーＵＳの身体に光を出射し、身体から反射等によって入射される光（反射光）の光量変化に基づいて生体情報を検出する。詳述すると、光電センサーモジュール８は、受光光量の変化を生体情報である脈波として検出し、検出された脈波を示す脈波信号を主制御部７に出力する。
このような光電センサーモジュール８は、図５に示すように、プリント基板８１と、当該プリント基板８１上に設けられる光電センサー８２Ａ及びセンサー制御部８４と、を有する。
【００３２】
［プリント基板の構成］
プリント基板８１は、略長方形状のリジッド基板（ボード状の硬質基板）である。このプリント基板８１は、＋Ｚ方向側の面である実装面８１Ａに、センサー配置部８１１と、複数の基板側電極８１２（図７参照）と、複数のＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）８１３と、回路配置部８１４と、コネクター８１５と、を有する。
【００３３】
センサー配置部８１１は、光電センサー８２Ａが配置される部位であり、プリント基板８１において＋Ｘ方向側の部位に位置している。
複数の基板側電極８１２は、センサー配置部８１１の周囲に設けられている。
複数のＦＰＣ８１３は、各基板側電極８１２と、光電センサー８２Ａにおいて後述する発光部用端子８２３及び受光部用端子８２５とを接続する。
回路配置部８１４は、センサー制御部８４が配置される部位であり、プリント基板８１においてセンサー配置部８１１より−Ｘ方向側に位置している。
コネクター８１５は、実装面８１Ａにおいて−Ｘ方向側の端部に位置している。プリント基板８１は、コネクター８１５と接続される接続部材ＣＭを介して、主制御部７を構成する回路基板ＣＢと電気的に接続される。接続部材ＣＭとしては、ＦＰＣやワイヤーハーネスを例示できる。
【００３４】
［センサー制御部の構成］
光電センサー８２Ａの先に、センサー制御部８４について説明する。
センサー制御部８４は、回路配置部８１４に配置される集積回路によって構成されている。センサー制御部８４は、光電センサー８２Ａの動作を制御するとともに、プリント基板８１を介して光電センサー８２Ａから入力される脈波信号を処理し、処理した脈波信号を、コネクター８１５を介して主制御部７に出力する。
【００３５】
具体的に、センサー制御部８４は、接続部材ＣＭを介して接続される主制御部７の計測制御部７２から入力される制御信号に応じて、発光部８２２を点灯させる発光制御部としての機能を有する。詳述すると、センサー制御部８４は、入力される制御信号に応じて、光電センサー８２Ａの発光部８２２を構成する第１発光領域８２２Ａ及び第２発光領域８２２Ｂ（図６及び図７参照）のそれぞれの点灯状態を制御する。
また、センサー制御部８４は、光電センサー８２Ａから入力される脈波信号に対して増幅、フィルタリング及びＡ／Ｄ変換等の処理を行う信号処理部としての機能を有する。すなわち、センサー制御部８４は、ＡＦＥ（Analog Front End）としての機能を含む。このように処理された脈波信号は、主制御部７に出力される。
【００３６】
［光電センサーの構成］
図６は、光電センサー８２Ａを光出射側（＋Ｚ方向側）から見た図である。なお、図６では、発光部８２２及び受光部８２４の構成要素の一部の図示を省略している。
光電センサー８２Ａは、緑色光である光を出射するとともに、身体から出射された光を受光して、受光光量に応じた検出信号を脈波信号として出力する反射型光電センサー（反射型脈波センサー）である。光電センサー８２Ａは、図６に示すように、シリコン基板８２１、発光部８２２、発光部用端子８２３、受光部８２４、受光部用端子８２５及び透光性部材８２６を備える。
【００３７】
［シリコン基板の構成］
シリコン基板８２１は、半導体基板であり、光電センサー８２Ａを光出射側から見た場合に、略正方形状に形成されている。シリコン基板８２１において＋Ｚ方向を向く面８２１Ａ（＋Ｚ方向側の面８２１Ａ）は、発光部８２２、発光部用端子８２３、受光部８２４及び受光部用端子８２５が設けられる面（形成される面）である。
なお、受光部８２４については、シリコン基板８２１の内部に後述するｐ型領域８２４２及びｎ型領域８２４３が設けられることとなるが、このように、それぞれの一部がシリコン基板８２１の内部に設けられる場合も含めて、発光部８２２、発光部用端子８２３、受光部８２４及び受光部用端子８２５は、同じ面８２１Ａに設けられるとする。
このようなシリコン基板８２１に発光部８２２及び受光部８２４を形成する工程については、後に詳述する。
【００３８】
［受光部の構成］
図７は、光電センサーモジュール８を示す断面図である。詳述すると、図７は、図５におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線における光電センサー８２Ａの断面を示す図である。
次に、受光部８２４について説明する。
受光部８２４は、ユーザーＵＳの身体（厳密には血管）で反射された反射光（第２の光）を受光し、当該反射光の光量変化に応じた信号を脈波信号として、受光部用端子８２５に出力する。受光部８２４は、シリコン基板８２１の略中央に形成されている。
このような受光部８２４は、図６に示すように、受光層８２４１及び受光用電極層８２４４と、を有する他、図７に示すように、角度制限層８２４７及び光学薄膜層８２４８を有する。
【００３９】
受光層８２４１は、図６に示すように、１つのｐ型領域８２４２（ｐ層）と、当該１つのｐ型領域８２４２を＋Ｙ方向において挟む２つのｎ型領域８２４３（ｎ層）とを有する。すなわち、受光部８２４は、ｐｎ接合型のフォトダイオードである。ｐ型領域８２４２及びｎ型領域８２４３が位置する領域は、受光部８２４における受光領域であり、受光領域の法線方向は、＋Ｚ方向と平行な方向である。
【００４０】
受光用電極層８２４４は、ｐ型領域８２４２の一部を＋Ｚ方向側にて覆い、ｐ型領域８２４２に接続されるｐ用電極層８２４５と、２つのｎ型領域８２４３の一部を＋Ｚ方向側にて覆い、２つのｎ型領域８２４３に接続されるｎ用電極層８２４６と、を有する。
ｐ用電極層８２４５は、ｐ型領域８２４２から−Ｘ方向に延出し、受光部用端子８２５のｐ用端子８２５１と接続される。
ｎ用電極層８２４６は、ｎ型領域８２４３から＋Ｘ方向に延出し、受光部用端子８２５のｎ用端子８２５２と接続される。
【００４１】
角度制限層８２４７は、図７に示すように、受光層８２４１を＋Ｚ方向側にて覆うように設けられる。角度制限層８２４７は、受光領域の法線方向（＋Ｚ方向）に沿って所定間隔で配置された複数の柱状部で構成され、所定角度未満の入射角で入射される光を透過し、当該所定角度以上の入射角で入射される光の透過を抑制する。柱状部の配置間隔は、光の波長に応じて設定され、たとえば、入射光の波長をλとし、柱状部の高さをＲとし、受光領域の法線方向に直交する方向からの断面視において柱状部の間隔をｄとする場合に、ｄ２／λＲ≧２を満たすように配置することができる。
光学薄膜層８２４８は、角度制限層８２４７を＋Ｚ方向側にて覆うように設けられる。光学薄膜層８２４８は、受光部８２４に向かう光の波長帯域のうち、発光部８２２が出射する光が含まれる波長帯域（所定帯域）の光を透過し、他の波長帯域の光の透過を抑制するフィルター層である。
【００４２】
［受光部用端子の構成］
受光部用端子８２５は、図６に示すように、シリコン基板８２１における−Ｘ方向側の端縁に位置するｐ用端子８２５１と、シリコン基板８２１における＋Ｘ方向側の端縁に位置するｎ用端子８２５２を有する。
ｐ用端子８２５１は、ｐ用電極層８２４５と接続される端子であり、ｐｎ接合型のフォトダイオードにおけるアノードである。
ｎ用端子８２５２は、ｎ用電極層８２４６と接続される端子であり、ｐｎ接合型のフォトダイオードにおけるカソードである。
ｐ用端子８２５１及びｎ用端子８２５２とＦＰＣ８１３を介して、受光部８２４とプリント基板８１とが接続される。
【００４３】
受光部８２４におけるｐ型領域８２４２と２つのｎ型領域８２４３の一方との接合面に光が入射されると、光起電力効果によって、当該光の強度に応じた電流が、ｎ用電極層８２４６を介してｎ用端子８２５２に出力される。ｎ用端子８２５２に出力された電流は、ＦＰＣ８１３を介してプリント基板８１に出力される。なお、詳しくは後述するが、プリント基板８１に出力された電流は、当該プリント基板８１に実装されたセンサー制御部８４（図５参照）に入力される。
【００４４】
［発光部の構成］
発光部８２２は、シリコン基板８２１上に形成された有機ＥＬ素子であり、ユーザーＵＳの身体に緑色光である光（第１の光）を出射する。発光部８２２は、本実施形態では図６に示すように、＋Ｙ方向側に位置して−Ｙ方向側に開口する略Ｕ字状に形成された第１発光領域８２２Ａと、−Ｙ方向側に位置して＋Ｙ方向側に開口する略Ｕ字状に形成された第２発光領域８２２Ｂと、を有する。すなわち、発光部８２２は、領域分割された複数の発光領域である第１発光領域８２２Ａ及び第２発光領域８２２Ｂを有する。そして、第１発光領域８２２Ａ及び第２発光領域８２２Ｂは、所定の間隔を隔てて受光部８２４を囲むように設けられている。
【００４５】
第１発光領域８２２Ａ及び第２発光領域８２２Ｂは、それぞれ同じ層構造を有する。
具体的に、各発光領域８２２Ａ，８２２Ｂは、図７に示すように、発光層８２２１及びフィルター層８２２５を有する。
発光層８２２１は、陰極層８２２２、有機層８２２３及び陽極層８２２４を有する。すなわち、発光層８２２１は、シリコン基板８２１から順に陰極層８２２２、有機層８２２３、陽極層８２２４が積層されて構成されており、有機層８２２３は、陰極層８２２２及び陽極層８２２４に＋Ｚ方向において挟まれている。
第１発光領域８２２Ａの陰極層８２２２は、後述する第１発光領域用端子８２３Ａの端子８２３１（図６参照）と接続され、陽極層８２２４は、第１発光領域用端子８２３Ａの端子８２３２（図６参照）と接続されている。
第２発光領域８２２Ｂの陰極層８２２２は、後述する第２発光領域用端子８２３Ｂの端子８２３３（図６参照）と接続され、陽極層８２２４は、第２発光領域用端子８２３Ｂの端子８２３４（図６参照）と接続されている。
なお、陽極層８２２４は、有機層８２２３から出射される光を透過する必要があることから、少なくとも陽極層８２２４は、光を透過可能な透明電極層である。
【００４６】
フィルター層８２２５は、発光層８２２１を覆うように形成されている。フィルター層８２２５は、光電センサー８２Ａが出射すべき光（例えば緑色光）を透過させ、他の色光を遮蔽する。フィルター層８２２５が設けられているのは、本実施形態に係る発光層８２２１が白色光を出射する構成であるためであり、発光層８２２１自体が緑色光を出射可能であれば、フィルター層８２２５を省略できる。また、フィルター層８２２５に代えて、発光層８２２１から出射された光の波長を変換して緑色光を出射する波長変換層を採用してもよい。また、発光部８２２は、緑色光を出射する構成に限らず、他の波長の光を出射する構成としてもよい。例えば、血中酸素濃度の測定を行う場合には、赤外光と赤色光とを利用する。このような場合には、赤外光及び赤色光を透過し、他の色光を遮蔽するフィルター層を設ける等して、所望の色の発光をするように発光部を制御することで、血中酸素濃度を測定可能な光電センサーモジュールを構成できる。
【００４７】
［発光部用端子の構成］
発光部用端子８２３は、図６に示すように、発光部８２２の発光領域に応じて設けられ、各発光領域に電力を供給する。本実施形態では、発光部８２２が第１発光領域８２２Ａ及び第２発光領域８２２Ｂを有することから、発光部用端子８２３は、第１発光領域８２２Ａに応じた第１発光領域用端子８２３Ａと、第２発光領域８２２Ｂに応じた第２発光領域用端子８２３Ｂと、を有する。
【００４８】
第１発光領域用端子８２３Ａは、第１発光領域８２２Ａに応じて、シリコン基板８２１における＋Ｙ方向側の端部に設けられている。第１発光領域用端子８２３Ａは、第１発光領域８２２Ａの陰極層８２２２と接続される端子８２３１と、第１発光領域８２２Ａの陽極層８２２４と接続される端子８２３２と、を有する。なお、第１発光領域用端子８２３Ａでは、端子８２３１は、端子８２３２に対して＋Ｘ方向側に位置する。
第２発光領域用端子８２３Ｂは、第２発光領域８２２Ｂに応じて、シリコン基板８２１における−Ｙ方向側の端部に設けられている。第２発光領域用端子８２３Ｂは、第２発光領域８２２Ｂの陰極層８２２２と接続される端子８２３３と、第２発光領域８２２Ｂの陽極層８２２４と接続される端子８２３４と、を有する。なお、第２発光領域用端子８２３Ｂでも、端子８２３３は、端子８２３４に対して＋Ｘ方向側に位置する。
また、端子８２３１〜８２３４は、シリコン基板８２１の中央に位置する受光部８２４を中心として、点対称となる位置にそれぞれ配置されている。
【００４９】
これら発光領域用端子８２３Ａ，８２３Ｂを介して、発光部８２２に電力が供給されると、当該発光部８２２が光を出射する。この際、第１発光領域８２２Ａ及び第１発光領域用端子８２３Ａと、第２発光領域８２２Ｂ及び第２発光領域用端子８２３Ｂとは、それぞれ独立している。このため、第１発光領域８２２Ａと第２発光領域８２２Ｂとを、それぞれ独立して点灯させることが可能である。
【００５０】
［透光性部材の構成］
透光性部材８２６は、図７に示すように、発光部８２２及び受光部８２４を＋Ｚ方向側にて覆って、発光部８２２及び受光部８２４を保護するものである。透光性部材８２６は、発光部８２２から出射された光、及び、ユーザーＵＳの身体から出射されて受光部８２４に入射される光を透過させる透光性の樹脂或いはガラスによって構成されている。
このような透光性部材８２６は、光電センサーモジュール８がハウジング２に取り付けられ、発光部８２２及び受光部８２４が上記配置部２２３に配置された際に、ハウジング２外に露出され、ユーザーＵＳの身体に接触し得る。すなわち、透光性部材８２６は、ユーザーＵＳの身体に接触する接触部材でもある。
【００５１】
［計測制御部の構成］
図８は、計測制御部７２が実行する計測制御処理を示すフローチャートである。
本実施形態における計測制御部７２は、光電センサーモジュール８の発光部８２２が複数の発光領域（第１発光領域８２２Ａ及び第２発光領域８２２Ｂ）を有することから、光電センサーモジュール８を用いて生体情報である脈波を計測する際に、以下に示す計測制御処理を実行する。計測制御処理は、記憶部７１に記憶された計測制御プログラムに沿って行われる。
計測制御処理では、図８に示すように、まず、計測制御部７２が、第１発光領域８２２Ａを点灯させる（ステップＳ１）。
次に、計測制御部７２は、光電センサーモジュール８から入力される脈波信号に基づいて、脈波を検出可能であるか否かを判定する（ステップＳ２）。
ステップＳ２の判定処理にて、脈波を検出可能であると判定した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、計測制御部７２は、処理をステップＳ８に移行する。
ステップＳ２の判定処理にて、脈波を検出できないと判定した場合（ステップＳ２：ＮＯ）、計測制御部７２は、第１発光領域８２２Ａを消灯させ、第２発光領域８２２Ｂを点灯させる（ステップＳ３）。
【００５２】
ステップＳ３の後、計測制御部７２は、光電センサーモジュール８から入力される脈波信号に基づいて、脈波を検出可能であるか否かを判定する（ステップＳ４）。
ステップＳ４の判定処理にて、脈波を検出可能であると判定した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、計測制御部７２は、処理をステップＳ８に移行する。
ステップＳ４の判定処理にて、脈波を検出できないと判定した場合（ステップＳ４：ＮＯ）、計測制御部７２は、第１発光領域８２２Ａを再度点灯させて、第１発光領域８２２Ａ及び第２発光領域８２２Ｂを点灯させる（ステップＳ５）。
【００５３】
ステップＳ５の後、計測制御部７２は、光電センサーモジュール８から入力される脈波信号に基づいて、脈波を検出可能であるか否かを判定する（ステップＳ６）。
ステップＳ６の判定処理にて、脈波を検出可能であると判定した場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、計測制御部７２は、処理をステップＳ８に移行する。
ステップＳ６の判定処理にて、脈波を検出できないと判定した場合（ステップＳ６：ＮＯ）、計測制御部７２は、脈波の計測に異常が生じていると判定して、異常処理を実行する（ステップＳ７）。具体的に、計測制御部７２は、報知部５に脈波の計測に異常が生じたことを報知させる。例えば、計測制御部７２は、異常が生じたことを示す報知情報を表示部５１に表示させたり、所定の音声を音声出力部５２に出力させたりする。
このステップＳ７の後、計測制御部７２は、計測制御処理を終了する。
【００５４】
ステップＳ８では、計測制御部７２は、光電センサーモジュール８による脈波の検出を継続させ、入力される脈波信号を解析部７３に解析させる（ステップＳ８）。ステップＳ８の後、計測制御部７２は、計測制御処理を終了する。
なお、計測制御処理は、計測制御部７２によって定期的に実行されるが、ユーザーＵＳによって操作部３に対して処理の入力操作が行われたタイミングで実行されてもよい。
【００５５】
［光電センサーの製造工程］
図９は、光電センサー８２Ａの製造工程を示すフローチャートである。
光電センサー８２Ａは、例えば、図９に示す製造工程によって製造される。
この製造工程では、工程ＳＡ１〜ＳＡ７のうち工程ＳＡ１〜ＳＡ４を順に実施して、シリコン基板８２１にｐｎ接合型のフォトダイオードである受光部８２４を形成する。
受光層形成工程ＳＡ１では、シリコン基板８２１における受光部形成予定領域に不純物を注入して受光層８２４１（ｐ型領域８２４２及びｎ型領域８２４３）を形成する。
電極層形成工程ＳＡ２では、受光用電極層８２４４を形成する。具体的に、電極層形成工程ＳＡ２では、ｐ用電極層８２４５及びｎ用電極層８２４６を、受光層８２４１のｐ型領域８２４２及びｎ型領域８２４３に応じて形成する。
なお、電極層形成工程ＳＡ２では、発光部用端子８２３及び受光部用端子８２５も形成する。
【００５６】
角度制限層形成工程ＳＡ３では、形成された受光層８２４１及び受光用電極層８２４４を覆うように、角度制限層８２４７を形成する。
光学薄膜層形成工程ＳＡ４では、角度制限層８２４７の＋Ｚ方向側の位置、或いは、角度制限層８２４７において受光部形成予定領域に応じた位置に、光学薄膜層８２４８を形成する。
これにより、受光部８２４が形成される。
【００５７】
次に、受光部８２４が形成されたシリコン基板８２１に対して、工程ＳＡ５及びＳＡ６を順に実施して、有機ＥＬ素子である発光部８２２を形成する。
発光層形成工程ＳＡ５では、発光部８２２の発光層８２２１を形成する。具体的に、発光層形成工程ＳＡ５では、シリコン基板８２１における発光部形成予定領域に形成された角度制限層８２４７をエッチングによって取り除く。この後、陰極層８２２２、有機層８２２３及び陽極層８２２４を順に形成する。
フィルター層形成工程ＳＡ６では、陽極層８２２４を覆うように、フィルター層８２２５を形成する。なお、上記のように、発光層８２２１が所望の色光を出射可能であれば、フィルター層形成工程ＳＡ６を省略できる。また、フィルター層形成工程ＳＡ６に代えて、波長変換層を形成する波長変換層形成工程を採用してもよい。
これにより、発光部８２２が形成される。
【００５８】
上記工程ＳＡ６の後、発光部８２２及び受光部８２４が形成されたシリコン基板８２１に対して、基板封止工程ＳＡ７が実施される。
基板封止工程ＳＡ７では、発光部８２２及び受光部８２４を封止樹脂によって封止した後、当該封止樹脂を平坦に加工して、透光性部材８２６を形成する。
このような製造工程により、光電センサー８２Ａが形成される。
【００５９】
［第１実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係る生体情報測定装置１は、以下の効果を奏することができる。
光電センサー８２Ａは、シリコン基板８２１と、それぞれシリコン基板８２１の面８２１Ａに設けられる発光部８２２、発光部用端子８２３、受光部８２４及び受光部用端子８２５と、を備える。これによれば、発光部８２２及び受光部８２４を、パッケージ化されていないベアチップとしてシリコン基板８２１の面８２１Ａに構成できる。このため、それぞれパッケージ化されたＬＥＤチップ及びフォトダイオードがシリコン基板８２１に実装する場合に比べて、光電センサー８２Ａの厚み（発光部８２２から光が出射される方向の寸法であり、＋Ｚ方向における寸法）を小さくできる。また、発光部８２２及び受光部８２４がシリコン基板８２１上に構成されることから、それぞれパッケージ化されたＬＥＤチップ及びフォトダイオードを、バンプ等を介してシリコン基板８２１に取り付ける必要が無い。このため、発光部８２２及び受光部８２４とシリコン基板８２１との間の寸法を削減できる。従って、光電センサー８２Ａの厚みを小さくでき、光電センサー８２Ａの薄型化を図ることができる。また、光電センサー８２Ａに設けられる構成部品の点数削減を図ることができるだけでなく、光電センサーの製造工程の簡略化を図ることができるので、光電センサー８２Ａの低コスト化を実現できる。
更に、発光部８２２及び受光部８２４をシリコン基板８２１に形成することによって、これらの間に、チップ実装のための隙間を設ける必要がないので、発光部８２２と受光部８２４との間隔を狭めることができる。従って、受光部８２４による受光光量を高めやすくすることができ、光電センサー８２Ａによる脈波の検出感度を高めることができる。
【００６０】
発光部８２２、発光部用端子８２３、受光部８２４及び受光部用端子８２５は、シリコン基板８２１において同じ面８２１Ａに設けられている。これによれば、発光部８２２及び受光部８２４がシリコン基板８２１において互いに反対側となる面に設けられる場合に比べて、光電センサー８２Ａの厚みを更に小さくでき、光電センサー８２Ａの更なる薄型化を図ることができる。
【００６１】
発光部８２２は、有機ＥＬ素子である。これによれば、シリコン基板８２１に陰極層８２２２、有機層８２２３及び陽極層８２２４を含む発光層８２２１を形成することによって、光を出射可能な発光部８２２を形成できる。従って、シリコン基板８２１に発光部８２２を容易に形成できる。
【００６２】
発光部８２２は、第１発光領域８２２Ａ及び第２発光領域８２２Ｂを有し、発光部用端子８２３は、各発光領域８２２Ａ，８２２Ｂに応じて設けられている。すなわち、発光部用端子８２３は、第１発光領域８２２Ａに応じた第１発光領域用端子８２３Ａと、第２発光領域８２２Ｂに応じた第２発光領域用端子８２３Ｂと、を有する。これによれば、各発光領域８２２Ａ，８２２Ｂを個別に点灯させることができるので、光電センサー８２Ａの汎用性を拡大できる。
【００６３】
発光部８２２は、受光部８２４を囲むように配置されている。これによれば、発光部８２２から出射された光を、ユーザーＵＳの身体を介して受光部８２４に入射させやすくすることができる。従って、受光部８２４による受光光量を増加させやすくすることができ、これにより、光電センサー８２Ａによる脈波の検出感度を高めることができる。
【００６４】
ここで、脈波を検出する光電センサーでは、血液中のヘモグロビンの吸収率が高く、外乱光の影響が少ない緑色光を用いることが好ましい。これに対し、発光部８２２は、緑色光を出射するので、光電センサーによる脈波の検出精度を高めることができる。
【００６５】
受光部８２４は、受光部８２４に入射される光の入射角度を制限する角度制限層８２４７を有する。これによれば、発光部８２２から出射された光がユーザーＵＳの身体を介さずに、外部から受光部８２４に向かって進行する光や外乱光の受光部８２４への入射を抑制できる。従って、脈波の誤検出を抑制でき、光電センサー８２Ａによる脈波の検出精度を高めることができる。
【００６６】
受光部８２４は、受光部８２４に入射される光の波長帯域のうち、発光部８２２が出射する光が含まれる波長帯域（所定帯域）の光を透過し、他の波長帯域の光の透過を抑制する光学薄膜層８２４８を有する。これによれば、光学薄膜層８２４８によって、受光部８２４が受光すべき光とは異なる波長帯域の光を、受光部８２４が受光することを抑制できる。従って、ノイズの影響を低減でき、光電センサー８２Ａの検出感度を高めることができる。
【００６７】
光電センサー８２Ａは、発光部８２２及び受光部８２４を覆う透光性部材８２６を備える。これによれば、発光部８２２及び受光部８２４が外部に直接露出されてしまうことを抑制できるので、発光部８２２及び受光部８２４を保護できる。
【００６８】
光電センサーモジュール８は、光電センサー８２Ａと、光電センサー８２Ａを制御するセンサー制御部８４と、光電センサー８２Ａ及びセンサー制御部８４が位置するプリント基板８１と、を備える。センサー制御部８４は、発光部８２２の点灯制御、及び、受光部８２４からの信号処理を行う。これによれば、センサー制御部８４と光電センサー８２Ａとがプリント基板８１に位置するので、光電センサーモジュール８をコンパクトに構成できる。
また、センサー制御部８４は、発光制御部としての機能、及び、信号処理部としての機能を有するので、これらの機能に応じた回路がそれぞれ個別に設けられている場合に比べて、光電センサーモジュール８の構成を簡略化できる。
【００６９】
生体情報測定装置１は、光電センサーモジュール８と、光電センサーモジュール８から出力された脈波信号に基づいて生体情報の１つである脈拍数を導出する回路基板ＣＢと、光電センサーモジュール８のプリント基板８１及び回路基板ＣＢを電気的に接続する接続部材ＣＭと、を備える。これによれば、光電センサーモジュール８による検出結果に基づいて、回路基板ＣＢによって構成される主制御部７が脈拍数を確実に導出できる。なお、接続部材ＣＭと接続される光電センサーモジュールを変更することによって、回路基板ＣＢによって導出可能な生体情報を変更できるので、生体情報測定装置１の汎用性を高めることができる。
【００７０】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態に係る生体情報測定装置は、第１実施形態にて示した生体情報測定装置１と同様の構成を備えるが、光電センサーが、発光部８２２と受光部８２４との間に配置される遮光部を更に有する点で、生体情報測定装置１と相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７１】
図１０は、本実施形態に係る生体情報測定装置が備える光電センサー８２Ｂを光出射側（＋Ｚ方向側）から見た図である。なお、図１０にでは、光電センサー８２Ｂの一部の構成についての図示を省略している。
本実施形態に係る生体情報測定装置は、光電センサー８２Ａに代えて、図１０に示す光電センサー８２Ｂを有する他は、生体情報測定装置１と同様の構成及び機能を有する。すなわち、本実施形態に係る生体情報測定装置は、光電センサー８２Ｂを有する光電センサーモジュール８を備える。
光電センサー８２Ｂは、上記光電センサー８２Ａと同様に、光を出射して、ユーザーＵＳの身体から出射される光を受光して、生体情報の１つである脈波を検出し、検出した脈波を示す脈波信号をプリント基板８１に出力する。この光電センサー８２Ｂは、図１０に示すように、光電センサー８２Ａの構成に加えて、遮光部８２７を有する。すなわち、光電センサー８２Ｂは、シリコン基板８２１、発光部８２２、発光部用端子８２３、受光部８２４、受光部用端子８２５、透光性部材８２６及び遮光部８２７を有する。
【００７２】
遮光部８２７は、発光部８２２（第１発光領域８２２Ａ及び第２発光領域８２２Ｂ）から出射された光が、発光部８２２によって囲まれる受光部８２４に直接入射されることを抑制する。遮光部８２７は、本実施形態では、光の出射方向である＋Ｚ方向側から見て発光部８２２の内側で、かつ、受光部８２４の外側に位置し、受光部８２４を囲むように、シリコン基板８２１の面８２１Ａに形成されている。すなわち、遮光部８２７は、発光部８２２と受光部８２４との間に設けられている。
このような遮光部８２７は、詳しい図示を省略するが、シリコン基板８２１の面８２１Ａから＋Ｚ方向に起立する複数の柱状体が、受光部８２４を囲むように配列されて構成されている。これら柱状体は、上記製造工程における電極層形成工程ＳＡ２及び角度制限層形成工程ＳＡ３にて、シリコン基板８２１において遮光部８２７が形成される予定の領域である遮光部形成予定領域に、複数の遮光材料を積層することによって形成可能である。すなわち、遮光部８２７は、光電センサー８２Ｂの製造時に発光部８２２及び受光部８２４とともに、シリコン基板８２１に形成可能である。
【００７３】
［第２実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係る生体情報測定装置は、上記生体情報測定装置１と同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
光電センサー８２Ｂは、発光部８２２と受光部８２４との間に設けられ、発光部８２２から出射された光が受光部８２４に直接入射されることを抑制する遮光部８２７を備える。これによれば、光電センサー８２Ｂによる脈波の検出精度を高めることができる。
【００７４】
また、遮光部８２７は、シリコン基板８２１に形成されるので、遮光部となる部材を光電センサー８２Ａに別途取り付ける等の手間を省略できる。
ここで、上記のように、発光部と受光部との間隔は小さい方がよいが、発光部と受光部との間隔が小さいと、これら発光部と受光部との間に遮光部を別途取り付ける場合には、取付作業が煩雑となる。これに対し、遮光部８２７は、シリコン基板８２１に形成されるので、シリコン基板８２１に対する発光部８２２及び受光部８２４の形成工程に、遮光部８２７の形成工程を含めることもできる。このため、発光部８２２と受光部８２４との間隔が小さい場合でも、発光部８２２と受光部８２４との間に遮光部を容易に形成できる。従って、脈波の検出精度を向上させることができる光電センサー８２Ｂを簡易に製造できる。
【００７５】
［実施形態の変形］
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００７６】
［発光領域の数の変形］
上記各実施形態では、光電センサー８２Ａ，８２Ｂは、２つの発光領域８２２Ａ，８２２Ｂを有する発光部８２２と、１つの受光部８２４とを有するとした。しかしながら、これに限らず、光電センサー８２Ａ，８２Ｂとは異なる数の発光領域を有する光電センサーを、光電センサー８２Ａ，８２Ｂに代えて採用してもよい。
【００７７】
［第１変形例］
図１１は、光電センサー８２Ａの第１変形例である光電センサー８２Ｃを光出射側から見た図である。
例えば、光電センサー８２Ａ，８２Ｂに代えて、図１１に示す光電センサー８２Ｃを採用してもよい。
光電センサー８２Ｃは、図１１に示すように、発光部８２２に代えて発光部８２８を有する他は、光電センサー８２Ａと同様の構成及び機能を有する。すなわち、光電センサー８２Ｃは、シリコン基板８２１と、シリコン基板８２１の面８２１Ａにそれぞれ設けられる発光部８２８、発光部用端子８２３、受光部８２４及び受光部用端子８２５と、透光性部材８２６と、を有する。
【００７８】
発光部８２８は、受光部８２４を囲む矩形枠状に形成され、緑色光を出射する１つの発光領域を有し、発光部８２２と同様の層構造を有する。すなわち、発光部８２８は、それぞれ上記した発光層８２２１及びフィルター層８２２５を有する有機ＥＬ素子である。
発光部８２８の発光層８２２１を構成する陰極層８２２２及び陽極層８２２４のうち、陰極層８２２２は、発光部用端子８２３を構成する端子８２３１〜８２３４のいずれかと接続される。また、陽極層８２２４は、これら端子８２３１〜８２３４のうち陰極層８２２２と接続された端子を除く他の端子と接続される。図１１の例では、陰極層８２２２は、端子８２３３と接続され、陽極層８２２４は、端子８２３２と接続されている。
【００７９】
このような光電センサー８２Ｃを光電センサー８２Ａに代えて採用した場合でも、第１実施形態にて示した効果と同様の効果を奏することができる。また、光電センサー８２Ｃが、発光部８２８と受光部８２４との間に配置される遮光部８２７を有する場合には、第２実施形態にて示した効果と同様の効果を奏することができる。
なお、光電センサー８２Ｂを有する測定装置１では、光電センサー８２Ｂが１つの発光領域を有することから、上記計測制御処理におけるステップＳ３〜Ｓ６は省略される。
【００８０】
［第２変形例］
図１２は、光電センサー８２Ａの第２変形例である光電センサー８２Ｄを光出射側から見た図である。
例えば、光電センサー８２Ａ，８２Ｂに代えて、図１２に示す光電センサー８２Ｄを採用してもよい。
光電センサー８２Ｄは、図１２に示すように、発光部８２２及び発光部用端子８２３に代えて発光部８２９及び発光部用端子８３０を有する他は、光電センサー８２Ａと同様の構成及び機能を有する。すなわち、光電センサー８２Ｄは、シリコン基板８２１と、シリコン基板８２１の面８２１Ａにそれぞれ設けられる発光部８２９、発光部用端子８３０、受光部８２４及び受光部用端子８２５と、透光性部材８２６と、を有する。
【００８１】
発光部８２９は、緑色光をそれぞれ出射し、領域分割された４つの発光領域８２９Ａ〜８２９Ｄを有し、４つの発光領域８２９Ａ〜８２９Ｄは、＋Ｚ方向側から見た場合に受光部８２４を囲む矩形枠状に配置される。詳述すると、第１発光領域８２９Ａは、受光部８２４に対して＋Ｙ方向側に位置し、第２発光領域８２９Ｂは、受光部８２４に対して−Ｙ方向側に位置する。また、第３発光領域８２９Ｃは、受光部８２４に対して＋Ｘ方向側に位置し、第４発光領域８２９Ｄは、受光部８２４に対して−Ｘ方向側に位置する。
このような発光部８２９は、発光部８２２と同様の層構造を有する有機ＥＬ素子であり、面８２１Ａに形成されている。すなわち、発光領域８２９Ａ〜８２９Ｄは、それぞれ発光層８２２１及びフィルター層８２２５を有する。
【００８２】
発光部用端子８３０は、発光部用端子８２３と同様に機能する。発光部用端子８３０は、陰極層８２２２と接続される端子、及び、陽極層８２２４と接続される端子により構成される組を、発光領域８２９Ａ〜８２９Ｄに応じて有する。すなわち、発光部用端子８３０は、第１発光領域８２９Ａに応じた第１発光領域用端子８３０Ａと、第２発光領域８２９Ｂに応じた第２発光領域用端子８３０Ｂと、第３発光領域８２９Ｃに応じた第３発光領域用端子８３０Ｃと、第４発光領域８２９Ｄに応じた第４発光領域用端子８３０Ｄと、を備え、これら発光領域用端子８３０Ａ〜８３０Ｄは、面８２１Ａに形成されている。
【００８３】
第１発光領域用端子８３０Ａは、第１発光領域８２９Ａに応じてシリコン基板８２１の＋Ｙ方向側の端部に設けられている。第１発光領域用端子８３０Ａは、第１発光領域８２９Ａの陰極層８２２２と接続される端子８３０１と、第１発光領域８２９Ａの陽極層８２２４と接続される端子８３０２と、を有する。
第２発光領域用端子８３０Ｂは、第２発光領域８２９Ｂに応じてシリコン基板８２１の−Ｙ方向側の端部に設けられている。第２発光領域用端子８３０Ｂは、第２発光領域８２９Ｂの陰極層８２２２と接続される端子８３０３と、第２発光領域８２９Ｂの陽極層８２２４と接続される端子８３０４と、を有する。
【００８４】
第３発光領域用端子８３０Ｃは、第３発光領域８２９Ｃに応じてシリコン基板８２１の＋Ｘ方向側の端部に設けられている。第３発光領域用端子８３０Ｃは、第３発光領域８２９Ｃの陰極層８２２２と接続される端子８３０５と、第３発光領域８２９Ｃの陽極層８２２４と接続される端子８３０６と、を有する。
第４発光領域用端子８３０Ｄは、第４発光領域８２９Ｄに応じてシリコン基板８２１の−Ｘ方向側の端部に設けられている。第４発光領域用端子８３０Ｄは、第４発光領域８２９Ｄの陰極層８２２２と接続される端子８３０７と、第４発光領域８２９Ｄの陽極層８２２４と接続される端子８３０８と、を有する。
発光領域用端子８３０Ａ〜８３０Ｄは、図示を省略するが、ＦＰＣ８１３を介して、プリント基板８１の基板側電極８１２と接続される。そして、発光領域８２９Ａ〜８２９Ｄの点灯及び消灯は、主制御部７による制御の下、センサー制御部８４によって制御される。
【００８５】
このような光電センサー８２Ｄを光電センサー８２Ａに代えて採用した場合でも、第１実施形態にて示した効果と同様の効果を奏することができる。また、光電センサー８２Ｄが遮光部８２７を有する場合には、第２実施形態にて示した効果と同様の効果を奏することができる。
なお、光電センサー８２Ｄを有する測定装置１では、計測制御部７２は、上記計測制御処理において、発光領域８２９Ａ〜８２９Ｄ毎に点灯及び脈波の検出判定（例えばステップＳ１，Ｓ２で行われる処理）を行い、適切に脈波を検出可能な発光領域と受光部との組合せにより、脈波の計測を実行する。
【００８６】
［他の変形］
上記各実施形態及び上記各変形例では、シリコン基板８２１において＋Ｚ方向側を向く面８２１Ａに、発光部８２２，８２８，８２９及び受光部８２４は設けられるとした。この面８２１Ａは、平坦でなくてもよく、段差があってもよい。すなわち、シリコン基板において、発光部が位置する部位と、受光部が位置する部位とは、＋Ｚ方向における位置が異なっていてもよい。また、発光部用端子及び受光部用端子は、シリコン基板において発光部及び受光部が設けられる面とは異なる面に設けられていてもよく、発光部及び受光部と同じ面上に形成される場合でも、発光部用端子及び受光部用端子の位置は適宜変更可能である。すなわち、発光部の発光面、及び、受光部の受光面が、それぞれ同じ方向を向いていればよい。
一方、シリコン基板において、発光部が位置する面と、受光部が位置する面とが異なっていてもよい。例えば、シリコン基板において、発光部が設けられた面とは反対側の面に受光部が設けられていてもよい。
【００８７】
上記各実施形態及び上記各変形例では、発光部８２２，８２８，８２９は、有機ＥＬ素子である発光領域を有するとした。しかしながら、これに限らず、シリコン基板に形成可能であれば、他の発光素子である発光領域を有する発光部を形成してもよい。
上記各実施形態及び上記各変形例では、発光部８２２，８２８，８２９は、それぞれ２つ、１つ、４つの発光領域を有するとした。しかしながら、これに限らず、発光部が有する発光領域の数は、適宜変更可能である。
【００８８】
上記各実施形態及び上記各変形例では、発光部８２２，８２８，８２９は、受光部８２４を囲むように配置されるとした。しかしながら、これに限らず、受光部に対する発光部の配置位置は、適宜変更可能であり、発光部は、必ずしも受光部を囲む位置に配置される必要はない。例えば、１つの発光部と１つの受光部とが、＋Ｘ方向又は＋Ｙ方向に沿って並んで配置されていてもよい。また例えば、２つの発光部の間に１つの発光部が配置されていてもよく、２つの受光部の間に１つの発光部が配置されていてもよい。更に、２つの受光部が、１つの発光部と隣り合うように配置されていてもよい。この場合、２つの受光部のうち一方の受光部が他方の受光部と１つの発光部との間に配置されていてもよく、２つの受光部が、＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向のうち一方に並んで配置され、１つの発光部が２つの受光部に対して＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向のうち他方に並んで配置されていてもよい。
上記各実施形態及び上記各変形例では、光電センサー８２Ａ〜８２Ｄは、脈波を検出対象としたことから、発光部８２２，８２８，８２９は、緑色光を出射するとした。しかしながら、これに限らず、光電センサーが検出する検出対象に応じて、発光部が出射する色光は、適宜変更可能である。例えば、発光部は、赤外光を出射する構成としてもよく、青色光を出射する構成としてもよい。
【００８９】
上記各実施形態及び上記各変形例では、受光部８２４は、角度制限層８２４７を有するとした。しかしながら、これに限らず、角度制限層８２４７は省略されてもよい。例えば、受光部８２４は、受光層８２４１及び光学薄膜層８２４８を有し、角度制限層８２４７が無い構成としてもよく、また受光部８２４は、受光層８２４１を有し、角度制限層８２４７及び光学薄膜層８２４８が無い構成としてもよい。
上記各実施形態及び上記各変形例では、光電センサー８２Ａ〜８２Ｄは、発光部８２２，８２８，８２９及び受光部８２４を覆う透光性部材８２６を有するとした。しかしながら、これに限らず、透光性部材８２６は無くてもよい。また、例えば上記開口部２２２に嵌合する等して、配置部２２３に配置された発光部及び受光部を＋Ｚ方向側にて覆う他の透光性部材を設けてもよい。
【００９０】
上記各実施形態及び上記各変形例では、光電センサーモジュール８は、光電センサー８２Ａ〜８２Ｄが配置されるプリント基板８１に、当該光電センサー８２Ａ〜８２Ｄを制御するセンサー制御部８４が配置されるとした。しかしながら、これに限らず、センサー制御部８４は、回路基板ＣＢ等、他の部位に配置されていてもよい。
また、センサー制御部８４は、点灯制御部としての機能、及び、信号処理部としての機能を有するとした。しかしながら、これに限らず、センサー制御部は、これら機能のうちいずれかのみを有する構成としてもよい。
【００９１】
上記各実施形態及び上記各変形例では、主制御部７を構成する回路基板ＣＢと、光電センサーモジュール８とは、接続部材ＣＭによって電気的に接続されるとした。しかしながら、これに限らず、光電センサーモジュールに、解析部７３の機能を有する回路を設けてもよく、主制御部７に光電センサーモジュール８が設けられていてもよい。また、光電センサーモジュール８と、回路基板ＣＢとは、無線で通信する構成としてもよい。
【００９２】
上記各実施形態及び上記各変形例では、発光部８２２，８２８，８２９の発光領域は、それぞれ同じフィルター層８２２５を有するとした。しかしながら、これに限らず、発光部が複数の発光領域を有する場合には、少なくとも１つの発光領域に、他の発光領域とは異なるフィルター層や偏光層を設け、光電センサーの用途に応じて、発光部から出射される光の種別を異ならせてもよい。また、上記計測制御処理に例示したように、検出対象の検出状態や周囲環境等によって、点灯させる発光領域の数を調整して、発光部から出射される光量を調整してもよい。
【００９３】
上記各実施形態及び上記各変形例では、光電センサー８２Ａ〜８２Ｄは、生体情報として脈波を検出し、当該光電センサー８２Ａ〜８２Ｄのいずれかを有する光電センサーモジュールは、当該脈波を示す脈波信号を主制御部７に出力し、主制御部７の解析部７３が、入力される脈波信号に基づいて脈拍数を解析するとした。すなわち、生体情報測定装置１は、それぞれ生体情報である脈波及び脈拍数を測定するとした。しかしながら、これに限らず、本発明の生体情報測定装置が測定可能な生体情報は、上記に限定されない。例えば、生体情報測定装置は、上記した構成を有する光電センサーによる検出結果に基づいて、ＨＲＶ（Heart Rate Variability）、ＲＲＩ（R-R Interval：脈拍間隔）、血圧、血糖値、活動量、消費カロリー及び最大酸素摂取量（ＶＯ２ｍａｘ）等の他の生体情報を測定してもよい。
更に、生体情報測定装置１は、ユーザーの体動情報を検出可能な加速度センサー及びジャイロセンサー等の運動センサーや、方位を検出する方位センサー、或いは、位置情報を計測可能な位置センサー（例えばＧＰＳセンサー）のような他のセンサーを更に備えていてもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１…生体情報測定装置、８…光電センサーモジュール、８１…プリント基板、８２Ａ〜８２Ｄ…光電センサー、８２１…シリコン基板、８２１Ａ…面、８２２，８２８，８２９…発光部、８２２１…発光層、８２２２…陰極層、８２２３…有機層、８２２４…陽極層、８２２５…フィルター層、８２２Ａ，８２８Ａ…第１発光領域（発光領域）、８２２Ｂ，８２８Ｂ…第２発光領域（発光領域）、８２８Ｃ…第３発光領域（発光領域）、８２８Ｄ…第４発光領域（発光領域）、８２３，８３０…発光部用端子、８２３１〜８２３４，８３０１〜８３０８…端子、８２３Ａ，８３０Ａ…第１発光領域用端子、８２３Ｂ，８３０Ｂ…第２発光領域用端子、８３０Ｃ…第３発光領域用端子、８３０Ｄ…第４発光領域用端子、８２４…受光部、８２４１…受光層、８２４２…ｐ型領域、８２４３…ｎ型領域、８２４４…受光用電極層、８２４５…ｐ用電極層、８２４６…ｎ用電極層、８２４７…角度制限層、８２５…受光部用端子、８２５１…ｐ用端子、８２５２…ｎ用端子、８２６…透光性部材、８２７…遮光部、８４…センサー制御部、ＣＢ…回路基板、ＣＭ…接続部材。
【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】
2019134089.tif 000011
【図１０】
2019134089.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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