(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面的に配置され対象物に光を射出する複数の発光素子と、
平面的に配置され前記対象物からの光を受光する複数の受光素子と、
複数の前記発光素子および複数の前記受光素子の前記対象物側に積層して設けられ、かつ複数の前記受光素子および複数の前記発光素子の法線方向に透光性を有する、1つの導光板と、
を備えた情報取得機器であって、
1つの前記導光板は、平面的に配置され、かつ互いに屈折率が異なる第１部分と第２部分とを有し、
前記第１部分は平面視で前記受光素子と重なるように配置され、前記第２部分は平面視で前記発光素子と重なるように配置され、
前記第１部分の屈折率は、前記第２部分の屈折率よりも小さいことを特徴とする情報取得機器。
【請求項２】
請求項１に記載の情報取得機器であって、
1つの前記導光板には、前記受光素子および前記発光素子の法線方向に沿って穴が設けられ、
前記穴が前記第１部分であり、前記導光板の前記穴以外の部分が前記第２部分であることを特徴とする情報取得機器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の情報取得機器であって、
前記第１部分と前記第２部分との界面に反射膜が形成されていることを特徴とする情報取得機器。
【請求項４】
請求項３に記載の情報取得機器であって、
前記反射膜は金属膜であることを特徴とする情報取得機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報取得機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
非侵襲で光学的に血液中の特定成分（例えば、血糖やアルコール成分など）を測定する情報取得機器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の情報取得機器（生体情報生成装置）では、発光素子（有機ＥＬ素子）から射出された光を生体に照射し、生体の内部で散乱した光の一部を反射光として受光素子で受光して、血管の画像情報や血液中の特定成分の含有情報などの情報を取得する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２１７５７０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、受光素子が受光する光の中に本来入射するべき光（信号光）以外の光（ノイズ光）が多く含まれていると、シグナル／ノイズ比（ＳＮ比）が低下してしまい、血管の画像情報や血液中の特定成分の含有情報などの情報の取得が困難となる。そのため、受光素子が受光する光のＳＮ比が高い情報取得機器が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例の情報取得機器は、平面的に配置され対象物に光を射出する発光素子と、平面的に配置され前記対象物からの光を受光する受光素子と、を有する撮像装置と、前記撮像装置の前記対象物側に積層して設けられ、前記受光素子および前記発光素子の法線方向に透光性を有する導光板と、を備え、前記導光板は、平面的に配置され互いに屈折率が異なる第１部分と第２部分とを有し、前記第１部分は平面視で前記受光素子と重なるように配置され、前記第２部分は平面視で前記発光素子と重なるように配置されていることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、平面的に配置された発光素子および受光素子を有する撮像装置の対象物側に積層して、受光素子および発光素子の法線方向に透光性を有する導光板が配置されている。そして、導光板は平面的に配置された第１部分と第２部分とを有しており、第１部分は平面視で受光素子と重なるように配置され、第２部分は平面視で発光素子と重なるように配置されている。そのため、発光素子から射出される射出光は導光板の第２部分を透過して対象物側に向かい、対象物の内部で散乱し反射された反射光は導光板の第１部分を透過して受光素子側に向かう。ここで、第１部分の屈折率と第２部分の屈折率とが異なるので、射出光および反射光の少なくとも一方において、法線方向に対して斜めに進む光の少なくとも一部が第１部分と第２部分との界面で反射される。斜めに進む射出光が第１部分と第２部分との界面で反射されると、射出光のうち対象物の内部に入射する光が多くなり対象物との界面で反射されてノイズ光となる光が少なくなる。また、対象物の内部から斜めに進み受光素子から逸れてしまう反射光が第１部分と第２部分との界面で反射されると、受光素子に導かれる反射光（信号光）が多くなる。この結果、受光素子が受光する光のＳＮ比を向上させることができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例の情報取得機器であって、前記第１部分の屈折率は、前記第２部分の屈折率よりも小さいことが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、第１部分の屈折率が第２部分の屈折率よりも小さいので、第２部分から第１部分に向かって斜めに進む光の少なくとも一部は第２部分と第１部分との界面で反射される。また、第２部分から第１部分に斜めに入射して屈折される光の屈折角は入射角よりも大きくなる。そのため、発光素子から放射状に拡散するように発せられ法線方向に対して斜めに進む射出光が、導光板の第２部分から第１部分に入射する際、射出光の少なくとも一部は第１部分と第２部分との界面で反射される。また、導光板の第２部分から第１部分に斜めに入射した射出光は、法線方向に対する角度が小さくなる側に屈折される。これにより、射出光のうち対象物の内部に入射する光を多くし、対象物との界面で反射されてノイズ光となる光を少なくすることができる。この結果、受光素子が受光する光のＳＮ比が向上する。
【００１０】
［適用例３］上記適用例の情報取得機器であって、前記導光板には、前記受光素子および前記発光素子の法線方向に沿って穴が設けられ、前記穴が前記第１部分であり、前記導光板の前記穴以外の部分が前記第２部分であることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、導光板に設けられた穴が第１部分であり、それ以外の部分が第２部分である。第１部分には空気が存在するので、第１部分の屈折率を第２部分の屈折率よりも小さくすることができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例の情報取得機器であって、前記第１部分の屈折率は、前記第２部分の屈折率よりも大きいことが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、第１部分の屈折率が第２部分の屈折率よりも大きいので、第１部分から第２部分に向かって斜めに進む光の少なくとも一部は反射される。そのため、信号光である対象物からの反射光が法線方向に対して斜めに進んで導光板の第１部分から第２部分に入射する際、斜めに進む反射光の少なくとも一部は第１部分と第２部分との界面で反射されて受光素子に向かう。これにより、信号光である反射光のうち導光板がなければ受光素子に向かわない光が導光板により受光素子に導かれるので、受光素子が受光する信号光を多くすることができる。この結果、受光素子が受光する光のＳＮ比が向上する。
【００１４】
［適用例５］上記適用例の情報取得機器であって、前記導光板には、前記受光素子および前記発光素子の法線方向に沿って穴が設けられ、前記穴が前記第２部分であり、前記導光板の前記穴以外の部分が前記第１部分であることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、導光板に設けられた穴が第２部分であり、それ以外の部分が第１部分である。第２部分には空気が存在するので、第１部分の屈折率を第２部分の屈折率よりも大きくすることができる。
【００１６】
［適用例６］上記適用例の情報取得機器であって、前記第１部分と前記第２部分との界面に反射膜が形成されていることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、第１部分と第２部分との界面に反射膜が形成されているので、第２部分から第１部分に向かって斜めに進む光、および、第１部分から第２部分に向かって斜めに進む光の双方が反射膜で全反射される。これにより、射出光のうち対象物との界面で反射されてノイズ光となる光を少なくするとともに、受光素子が受光する信号光を多くすることができる。この結果、受光素子が受光する光のＳＮ比がより向上する。
【００１８】
［適用例７］上記適用例の情報取得機器であって、前記反射膜は金属膜であることが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、反射膜が金属膜であるので、入射する光を良好に反射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態に係る情報取得機器の一例としての生体情報取得機器の構成を示す斜視図。
【図２】第１の実施形態に係る生体情報取得機器の電気的な構成を示すブロック図。
【図３】第１の実施形態に係るセンサー部の構成を示す概略斜視図。
【図４】第１の実施形態に係るセンサー部の構造を示す概略断面図。
【図５】第１の実施形態に係るセンサー部の構成を示す概略平面図。
【図６】生体情報取得機器による生体情報の取得方法を示すフローチャート。
【図７】第２の実施形態に係るセンサー部の構造を示す概略断面図。
【図８】第２の実施形態に係るセンサー部の構成を示す概略平面図。
【図９】第３の実施形態に係るセンサー部の構造を示す概略断面図。
【図１０】第４の実施形態に係るセンサー部の構造を示す概略断面図。
【図１１】変形例１に係るセンサー部の構造を示す概略断面図。
【図１２】比較例としてのセンサー部の構造を示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大、縮小、あるいは誇張して表示している。また、説明に必要な構成要素以外は図示を省略する場合がある。
【００２２】
なお、以下の実施形態において、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構成物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。
【００２３】
以下の実施形態では、情報取得機器の例として、生体の血液情報を取得する生体情報取得機器を例に挙げて説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
＜情報取得機器＞
まず、第１の実施形態に係る情報取得機器の一例としての生体情報取得機器について、図１および図２を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る情報取得機器の一例としての生体情報取得機器の構成を示す斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る生体情報取得機器の電気的な構成を示すブロック図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態に係る生体情報取得機器２００は、対象物としての生体（人体）Ｍの手首（リスト）に装着する携帯型の情報端末機器である。生体情報取得機器２００では、手首の内部における血管の画像情報から生体における血管の位置を特定することや、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特定することができる。
【００２６】
生体情報取得機器２００は、手首に装着可能な環状のベルト１６４と、ベルト１６４の外側に取り付けられた本体部１６０と、本体部１６０に対して対向する位置においてベルト１６４の内側に取り付けられたセンサー部１００とを有している。
【００２７】
本体部１６０は、本体ケース１６１と、本体ケース１６１に組み込まれた表示部１６２とを有している。本体ケース１６１には、表示部１６２だけでなく、操作ボタン１６３や、後述する制御部１６５などの回路系（図２参照）、電源としての電池などが組み込まれている。
【００２８】
センサー部１００は、ベルト１６４に組み込まれた配線（図１では図示を省略）により本体部１６０と電気的に接続されている。センサー部１００は、撮像装置９０と導光板６０とを備えている（図２参照）。撮像装置９０は、発光部４０と受光部１０とを有している（図４参照）。
【００２９】
このような生体情報取得機器２００は、手の甲と反対の手のひら側の手首にセンサー部１００が接するように手首に装着して用いられる。このように装着することで、センサー部１００が皮膚の色によって検出感度が変動することを避けることができる。
【００３０】
なお、本実施形態に係る生体情報取得機器２００では、ベルト１６４に対して本体部１６０とセンサー部１００とを分けて組み込んだ構成となっているが、本体部１６０とセンサー部１００とを一体としベルト１６４に組み込んだ構成としてもよい。
【００３１】
図２に示すように、生体情報取得機器２００は、制御部１６５と、制御部１６５に電気的に接続されたセンサー部１００と、記憶部１６７と、出力部１６８と、通信部１６９とを有している。また、出力部１６８に電気的に接続された表示部１６２を有している。
【００３２】
センサー部１００は、撮像装置９０と導光板６０とを備えている。撮像装置９０は、発光部４０と受光部１０とを備えている。発光部４０と受光部１０とは、それぞれ制御部１６５に電気的に接続されている。発光部４０は、波長が７００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲の近赤外光ＩＬを発する発光素子４３を有している（図４参照）。制御部１６５は発光部４０を駆動して近赤外光ＩＬを発光させる。近赤外光ＩＬは人体Ｍの内部に伝播して散乱する。人体Ｍの内部で散乱した近赤外光ＩＬの一部を反射光ＲＬとして受光部１０の受光素子１２（図４参照）で受光する構成となっている。
【００３３】
制御部１６５は、受光部１０により受光した反射光ＲＬの情報を記憶部１６７に記憶させることができる。そして、制御部１６５は、当該反射光ＲＬの情報を出力部１６８で処理させる。出力部１６８は、当該反射光ＲＬの情報を血管の画像情報に変換して出力したり、血液中の特定成分の含有情報に変換して出力したりする。また、制御部１６５は、変換された血管の画像情報や血液中の特性成分の情報を表示部１６２に表示させることができる。そして、これらの情報を通信部１６９から他の情報処理装置に送信することができる。
【００３４】
また、制御部１６５は、通信部１６９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１６７に記憶させることができる。通信部１６９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１６５は、取得した血管や血液に纏わる情報を表示部１６２に表示させるだけでなく、記憶部１６７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１６２に表示させてもよい。また、記憶部１６７は脱着可能なメモリーであってもよい。
【００３５】
＜センサー部＞
次に、第１の実施形態に係る生体情報取得機器２００が有するセンサー部１００について、図３、図４、および図５を参照して説明する。図３は、第１の実施形態に係るセンサー部の構成を示す概略斜視図である。図４は、第１の実施形態に係るセンサー部の構造を示す概略断面図である。図５は、第１の実施形態に係るセンサー部の構成を示す概略平面図である。詳しくは、図５（ａ）は発光素子および受光素子の平面的な配置と導光板との位置関係とを示す図であり、図５（ｂ）は導光板の平面的な形状を示す図である。
【００３６】
図３に示すように、第１の実施形態に係るセンサー部１００は、撮像装置９０と導光板６０とを備えている。撮像装置９０は、受光部１０と遮光部２０と可変分光部３０と発光部４０と保護部５０とを有している。受光部１０、遮光部２０、可変分光部３０、発光部４０、保護部５０、および導光板６０の各部はそれぞれ板状であって、受光部１０上に、遮光部２０、可変分光部３０、発光部４０、保護部５０、導光板６０の順に積層された構成となっている。
【００３７】
なお、センサー部１００は、各部が積層された積層体を収容し、ベルト１６４（図１参照）に取り付け可能なケース（図示省略）を有している。センサー部１００は、導光板６０が人体Ｍ（図２参照）側に位置するように、ベルト１６４に取り付けられる。
【００３８】
以下の説明では、上記積層体の一辺部に沿った方向をＸ方向とし、一辺部と直交する他の辺部に沿った方向をＹ方向とし、上記積層体の厚み方向に沿った方向をＺ方向とする。Ｚ方向は、受光部１０および発光部４０の法線方向である。また、センサー部１００を導光板６０の法線方向（Ｚ方向）から見ることを「平面視」という。
【００３９】
図４において、＋Ｚ方向側が、センサー部１００における上方側であり人体Ｍに接する側である。また、−Ｚ方向側が、センサー部１００における下方側である。図４に示すように、発光部４０は、透光性の基板本体４１と、基板本体４１の上方側の面４１ａに設けられた発光素子４３と、透光部４２とを有している。発光素子４３としては、例えば、ＬＥＤ素子や有機エレクトロルミネッセンス素子などを用いることができる。発光素子４３は、人体Ｍ側に向けて近赤外光ＩＬを射出する。
【００４０】
発光部４０と重なるように保護部５０が設けられている。保護部５０は、例えば、ガラスなどの無機材料やアクリル、ポリカーボネイトなどの樹脂材料からなる透明な板である。保護部５０は、発光部４０の発光素子４３を水分や酸素から保護するためのものである。したがって、保護部５０には、水分や酸素の透過を抑止する観点から、ガラスなどの無機材料を用いることが好ましい。
【００４１】
保護部５０の上方側の面５０ａに接するように、導光板６０が配置されている。導光板６０の下方側（保護部５０側）の面６０ｂは保護部５０の面５０ａに接しており、導光板６０の上方側の面６０ａに人体Ｍが配置される。導光板６０は、ガラスなどの無機材料やアクリル、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネイトなどの樹脂材料からなる透明な基板６１で構成される。
【００４２】
基板６１の屈折率は、保護部５０の屈折率にできるだけ近いことが好ましい。なお、ガラスの屈折率は１．５程度であり、アクリル樹脂の屈折率は、１．４９〜１．５３程度であり、ポリメタクリル酸メチルの屈折率は１．４９〜１．６程度であり、ポリカーボネイトの屈折率は１．５９程度である。
【００４３】
導光板６０は、第１部分と第２部分とを有している。基板６１には、Ｚ方向、すなわち受光部１０および発光部４０の法線方向に沿って貫通する穴６２が設けられている。この穴６２が導光板６０の第１部分であり、穴６２が設けられた基板６１（穴６２を除く部分）が導光板６０の第２部分である。穴６２は、例えば、基板６１にエッチング加工や切削加工を施すことにより形成される。導光板６０において、第１部分（穴６２）は空気層となるため、第１部分の屈折率は約１．０である。したがって、導光板６０の第１部分の屈折率は第２部分の屈折率よりも小さい。
【００４４】
発光部４０の発光素子４３から人体Ｍに向けて射出された近赤外光ＩＬは、導光板６０の第２部分である基板６１を透過して人体Ｍに照射される。人体Ｍに入射した近赤外光ＩＬは人体Ｍの内部で散乱する。人体Ｍの内部で散乱した近赤外光ＩＬの一部は、反射光ＲＬとして導光板６０の第１部分である穴６２を透過し、発光部４０の透光部４２を透過して下方側へ進む。
【００４５】
可変分光部３０と遮光部２０とは、発光部４０と受光部１０との間に配置されている。可変分光部３０は、発光部４０の下方側に配置されている。可変分光部３０は、固定基板３１と、可動基板３２とを含む。可変分光部３０では、固定基板３１と可動基板３２との間の隙間（ギャップ）を電気的に制御することで、可変分光部３０を透過する反射光ＲＬの分光分布（分光特性）を変えることができる。可変分光部３０を透過した反射光ＲＬは下方の遮光部２０へ進む。
【００４６】
遮光部２０は、可変分光部３０の下方側に配置されている。遮光部２０は、透光性の基板本体２１と、基板本体２１の下方側の面２１ｂに設けられた遮光膜２３とを有している。遮光膜２３には、発光部４０の透光部４２の配置に対応する位置に開口部（ピンホール）２２が形成されている。可変分光部３０を透過した反射光ＲＬのうち、開口部２２を透過した反射光ＲＬだけが受光部１０に導かれて受光素子１２で受光され、それ以外の反射光ＲＬは遮光膜２３によって遮光される。
【００４７】
受光部１０は、近赤外光に対して高い光感度を有するイメージセンサーであって、基板本体１１と、基板本体１１の上方側の面１１ａに設けられた複数の受光素子１２とを有している。基板本体１１は、受光素子１２を実装可能な、例えばガラスエポキシ基板やセラミック基板などを採用することができる。基板本体１１には、受光素子１２が接続される増幅トランジスターなどを含む電気回路（図示省略）が設けられている。受光素子１２としては、例えば、フォトダイオードを用いることができる。
【００４８】
例えば、受光素子１２にフォトダイオードを用いる場合、露光期間中に受光素子１２に反射光ＲＬが入射すると、入射した反射光ＲＬの光量に応じて受光素子１２の接合リーク電流が変化し、接合リーク電流に応じて増幅トランジスターのゲート電位が変化する。この結果生ずる増幅トランジスターのコンダクタンスの変化を、読み出し期間中に受光素子１２毎に計測することにより、露光期間中に入射した反射光ＲＬの光量を測定できる。この受光素子１２による光量の測定結果に基づいて、人体Ｍの血管の画像を取得することができる。
【００４９】
図５（ａ）に示すように、センサー部１００は、生体情報を取得する単位となる単位画素Ｐを有している。単位画素Ｐは、略正方形であり、Ｘ方向とＹ方向とに沿ってマトリックス状に配置されている。図５（ａ）に斜線を付して示すように、平面視で単位画素Ｐの各角部と重なるように、受光部１０の受光素子１２がＸ方向とＹ方向とに沿ってマトリックス状に配置されている。受光素子１２の受光面は、平面視で略円形である。
【００５０】
また、平面視で単位画素Ｐと重なるように、発光部４０の発光素子４３がＸ方向とＹ方向とに沿ってマトリックス状に配置されている。発光部４０の透光部４２は、受光素子１２と平面視で重なるように配置されている。透光部４２は、平面視で受光素子１２を中心とした略円形である。遮光部２０の開口部２２も、平面視で受光素子１２を中心とした略円形である。透光部４２および開口部２２は、受光素子１２の外形よりも大きく形成されていてもよい。
【００５１】
図５（ｂ）に、導光板６０の第２部分である基板６１の領域を斜線を付して示す。基板６１には、平面視で単位画素Ｐの各角部と重なるように、導光板６０の第１部分である穴６２が設けられている。図５（ａ）に示すように、穴６２は平面視で受光素子１２と重なるように配置されている。穴６２は、受光素子１２の外形よりも大きく形成されていてもよい。導光板６０の第２部分である基板６１は、平面視で発光素子４３と重なるように配置されている。
【００５２】
撮像装置９０において、遮光部２０、可変分光部３０、発光部４０、保護部５０のそれぞれは互いに間隔を置いて対向配置され、接着剤（図示しない）などを用いて互いに貼り合わされている。保護部５０と導光板６０とは、接着剤などを用いて互いに貼り合わされる。保護部５０と導光板６０とは、接していることが好ましい。
【００５３】
上記の構成に加えて、受光素子１２に入射する反射光ＲＬに可視光が混ざることを抑制するために、例えば可視光波長範囲（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の光をカットするフィルターが、発光部４０の透光部４２や、遮光部２０の開口部２２に対応して配置されていてもよい。
【００５４】
なお、センサー部１００の構成は、これに限定されるものではない。例えば、発光部４０は、保護部５０を含む構成としてもよく、保護部５０によって発光素子４３を封止する構造としてもよい。また、透光部４２を透過した光は、屈折率が異なる部材の界面で反射して減衰するおそれがあるので、例えば、発光部４０の基板本体４１の下方側の面４１ｂと、可変分光部３０とが接するように、発光部４０と可変分光部３０とを貼り合わせてもよい。また、可変分光部３０と遮光部２０の上方側の面２１ａとが接するように貼り合わせてもよい。このようにすれば互いの厚み方向（Ｚ方向）における位置関係をより確実なものとすることができる。
【００５５】
＜生体情報の取得方法＞
次に、第１の実施形態に係る生体情報取得機器２００による生体情報の取得方法の概略を図６を参照して説明する。図６は、生体情報取得機器による生体情報の取得方法を示すフローチャートである。生体情報取得機器２００をユーザーである人体Ｍの手首（リスト）に装着した状態でユーザーが操作することにより、生体情報取得機器２００による計測が開始される。
【００５６】
まず、図６に示すステップＳ０１では、生体情報取得機器２００は全ての発光素子４３から人体Ｍに向けて近赤外光ＩＬを射出する。そして、人体Ｍの内部で散乱した近赤外光ＩＬの一部として生体情報取得機器２００側へ反射される反射光ＲＬを、全ての受光素子１２で受光する。生体情報取得機器２００は、各受光素子１２が受光した光の光量に応じた検出信号に基づいて人体Ｍの血管の画像を取得する。
【００５７】
次のステップＳ０２では、生体情報取得機器２００は、ステップＳ０１で取得した血管の画像から人体Ｍの血管パターンを検出し、血管の位置が特定できたか否かを判定する。ステップＳ０２で血管の位置が特定できたと判定した場合（ステップＳ０２：ＹＥＳ）、生体情報取得機器２００は、処理をステップＳ０３に進める。
【００５８】
続くステップＳ０３では、生体情報取得機器２００は、ステップＳ０２で特定した血管の位置に対応する発光素子４３から人体Ｍの血管に向けて近赤外光ＩＬを射出する。そして、人体Ｍから生体情報取得機器２００側へ反射される反射光ＲＬを、ステップＳ０２で特定した血管の位置に対応する受光素子１２で受光する。生体情報取得機器２００は、受光素子１２が受光した光の光量に応じた検出信号に基づいて、人体Ｍの血液中の特定成分などの血液情報を計測し、処理を終了する。
【００５９】
一方、ステップＳ０２で血管の位置が特定できなかったと判定した場合（ステップＳ０２：ＮＯ）、生体情報取得機器２００は、処理をステップＳ０４に移行する。ステップＳ０４では、生体情報取得機器２００は、ステップＳ０１において血管の画像を取得するための条件を変更する。血管の画像を取得するための条件としては、例えば、近赤外光ＩＬを射出する際の発光素子４３の発光強度や、受光素子１２で反射光ＲＬを受光する際の露光時間などが挙げられる。
【００６０】
ステップＳ０４で条件を変更した後、生体情報取得機器２００は、処理をステップＳ０１に戻して、ステップＳ０３までの処理を繰り返す。
【００６１】
ところで、ステップＳ０４で条件を変更しても、ステップＳ０２で血管の位置が特定できない場合がある。また、ステップＳ０２で血管の位置が特定できても、ステップＳ０３で血液情報の計測が安定して行えない場合がある。本願発明者らは、これらの場合が生じる原因の一つとして、受光素子１２が受光する光の中に、人体Ｍの内部で散乱して反射された反射光ＲＬ（信号光）以外の光、より具体的には人体Ｍの表面（皮膚）で反射された光（ノイズ光）が多いことを見出した。
【００６２】
以下に、人体Ｍの表面で反射された光の影響について、図１２を参照して説明する。図１２は、比較例としてのセンサー部の構造を示す概略断面図である。図１２に示す比較例としてのセンサー部１９０は、撮像装置９０を備えており、導光板６０を備えていない点以外は本実施形態に係るセンサー部１００と同様の構成を有している。
【００６３】
図１２に示すように、センサー部１９０は、導光板６０を備えていないので、撮像装置９０（保護部５０の面５０ａ）が人体Ｍに接するように配置される。発光部４０の発光素子４３から射出される近赤外光ＩＬは、理想的には発光部４０の法線方向（Ｚ方向）に沿って進むが、発光素子４３から放射状に射出されて法線方向に対して斜めに進む近赤外光ＩＬａ（以下では、斜め光ＩＬａともいう）も存在する。斜め光ＩＬａは、平面的には発光素子４３の中心位置から外側へ拡散するように射出される。
【００６４】
斜め光ＩＬａが人体Ｍに向けて照射されると、保護部５０（面５０ａ）と人体Ｍ（皮膚）との界面で、人体Ｍの反対側への部分反射が起きる。このように斜め光ＩＬａの一部が保護部５０と人体Ｍとの界面で反射された反射光ＲＬａは、人体Ｍの内部で散乱して反射された反射光ＲＬ（信号光）に対してノイズ光となる。反射光ＲＬａ（ノイズ光）が受光素子１２で受光されると、血管の画像を取得する際のシグナル／ノイズ比（ＳＮ比）が低下してしまう。これが、ステップＳ０２で血管の位置が特定できない場合や、ステップＳ０３で血液情報の計測が安定して行えない場合の原因の一つとなる。
【００６５】
一方、人体Ｍの内部で散乱して反射された反射光ＲＬの中にも、発光部４０の法線方向に対して斜めに進む反射光ＲＬｂも存在する。このような斜めに進む反射光ＲＬｂ（信号光）の多くは、発光部４０の発光素子４３や遮光部２０の遮光膜２３などで遮光されてしまい、受光素子１２で受光されない。
【００６６】
したがって、ステップＳ０２で血管の位置をより確実に特定し、ステップＳ０３で血液情報の計測をより安定して行うためには、受光素子１２で受光されるノイズ光（例えば、反射光ＲＬａ）をできるだけ少なくするとともに、受光素子１２で受光される信号光（例えば、反射光ＲＬｂ）をできるだけ多くすることが望ましい。
【００６７】
なお、血管の画像を取得する際は、人体Ｍの手首に対して保護部５０の面５０ａ全体が均一に接した状態となることが望ましい。しかしながら、保護部５０の面５０ａは略平坦な面であるのに対して人体Ｍの手首の表面は平坦でないため、人体Ｍと保護部５０との間に空気や水分（例えば、汗など）が介在することにより、人体Ｍと保護部５０とが直接接しない部分が生じる場合がある。
【００６８】
人体Ｍと保護部５０との間に空気が介在すると、人体Ｍと保護部５０とが直接接している場合と比べて保護部５０と空気との屈折率の差が大きいため、保護部５０と空気との界面で反射が生じ易くなり、反射光ＲＬａ（ノイズ光）の増加を招く。また、人体Ｍと保護部５０との間に水分が介在すると、水の吸収スペクトルなどの影響により人体Ｍと保護部５０との間の光学的な条件が不安定となる。
【００６９】
図４に示すように、第１の実施形態に係るセンサー部１００では、撮像装置９０（保護部５０）に積層された導光板６０を備えており、導光板６０の面６０ａが人体Ｍに接するように配置される。上述したように、導光板６０は、受光素子１２と平面視で重なるように配置された第１部分（穴６２）と、発光素子４３と平面視で重なるように配置された第２部分（基板６１）とを有している。
【００７０】
発光素子４３から射出された斜め光ＩＬａは、導光板６０の第２部分（基板６１）を透過して第１部分（穴６２）との界面に到達する。第１部分（穴６２）は空気層であり、第１部分の屈折率は第２部分（基板６１）の屈折率よりも小さいため、斜め光ＩＬａは第１部分と第２部分との界面で部分反射され、部分反射された反射光ＲＬｃは人体Ｍに向かう。部分反射された反射光ＲＬｃは、平面的には発光素子４３の中心位置に向かうため、反射光ＲＬｃがさらに導光板６０の第２部分（基板６１）と人体Ｍとの界面で部分反射されたとしても、そのほとんどは発光素子４３で遮光される。
【００７１】
また、発光素子４３から射出された斜め光ＩＬａのうち、導光板６０の第２部分（基板６１）から第１部分（穴６２）に入射する入射光ＩＬａ’の屈折角は入射角よりも大きくなる。そのため、入射光ＩＬａ’が導光板６０の第１部分（穴６２）から人体Ｍに入射する際の入射角は、斜め光ＩＬａがそのまま直進して人体Ｍに入射する場合と比べて小さくなる。したがって、人体Ｍ（皮膚）との界面での反射が起きにくくなる。
【００７２】
以上のように、第１の実施形態に係るセンサー部１００では、撮像装置９０と人体Ｍとの間に配置された導光板６０を備えているので、発光素子４３から射出される斜め光ＩＬａが導光板６０と人体Ｍ（皮膚）との界面で反射されノイズ光となる反射光ＲＬａ（図１２参照）を少なくすることができる。これにより、図１２に示すセンサー部１９０よりも受光素子１２が受光する光のシグナル／ノイズ比（ＳＮ比）が向上するので、血管の位置の特定や血液情報の計測をより確実に行うことが可能となる。
【００７３】
なお、第１の実施形態に係るセンサー部１００では、導光板６０が第１部分（穴６２）を有しているため、導光板６０の第２部分（基板６１）と人体Ｍとの間の空気や水分が第１部分（穴６２）に逃げ易くなる。これにより、導光板６０の第２部分（基板６１）と人体Ｍとの密着性が向上するので、図１２に示すセンサー部１９０と比べて、人体Ｍの表面（皮膚）で反射される反射光ＲＬａ（ノイズ光）が少なくなり、人体Ｍと撮像装置９０（保護部５０）との間の光学的な条件が安定する。
【００７４】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、第１の実施形態に対して、生体情報取得機器の構成および生体情報取得方法はほぼ同じであるが、センサー部における導光板の構成が異なっている。ここでは、第２の実施形態に係る導光板の構成および作用について、第１の実施形態との相違点を説明する。
【００７５】
＜センサー部＞
第２の実施形態に係るセンサー部１１０について、図７および図８を参照して説明する。図７は、第２の実施形態に係るセンサー部の構造を示す概略断面図である。図８は、第２の実施形態に係るセンサー部の構成を示す概略平面図である。詳しくは、図８（ａ）は発光素子および受光素子の平面的な配置と導光板との位置関係とを示す図であり、図８（ｂ）は導光板の平面的な形状を示す図である。
【００７６】
図７に示すように、第２の実施形態に係るセンサー部１１０は、撮像装置９０と導光板７０とを備えている。導光板７０は、撮像装置９０上に積層され、保護部５０の上方側の面５０ａに接するように配置されている。第２の実施形態に係る導光板７０は、第１の実施形態に係る導光板６０（基板６１）と同じ材料からなる透明な基板７１で構成される。
【００７７】
導光板７０は、第１部分と第２部分とを有している。基板７１には、Ｚ方向（受光部１０および発光部４０の法線方向）に沿って貫通する穴７２が設けられている。この穴７２が導光板７０の第２部分であり、穴７２が設けられた基板７１（穴７２を除く部分）が導光板７０の第１部分である。導光板７０において、第２部分（穴７２）は空気層となるため、第１部分（基板７１の穴７２を除く部分）の屈折率は第２部分（穴７２）の屈折率よりも大きい。
【００７８】
図８（ｂ）に、導光板７０の第１部分である基板７１に斜線を付して示す。図８（ｂ）に示すように、基板７１は、平面視で単位画素Ｐの各角部と重なる部分７１ａと、単位画素Ｐの各辺に沿ってＸ方向とＹ方向とに延在する部分７１ｂとを有している。部分７１ｂは、単位画素Ｐの角部に位置する部分７１ａ同士をＸ方向およびＹ方向において接続し支持する部分である。
【００７９】
図８（ａ）に示すように、導光板７０の第１部分である基板７１の部分７１ａは、平面視で受光素子１２を中心とした略円形であり、受光素子１２と重なるように配置されている。部分７１ａは、受光素子１２の外形よりも大きく形成されていてもよい。また、導光板７０の第２部分である穴７２は、平面視で発光素子４３と重なるように配置されている。したがって、第２の実施形態に係る導光板７０では、第１の実施形態に係る導光板６０と比べて、受光素子１２および発光素子４３に対する第１部分（基板７１）と第２部分（穴７２）との位置関係が反対になっている。
【００８０】
図７に示すように、発光部４０の発光素子４３から人体Ｍに向けて射出された近赤外光ＩＬは、導光板７０の第２部分である穴７２を透過して人体Ｍに照射される。人体Ｍの内部で散乱して反射された反射光ＲＬは、導光板７０の第１部分である基板７１（部分７１ａ）を透過し、発光部４０の透光部４２を透過して下方側へ進み、可変分光部３０と遮光部２０（開口部２２）とを透過して、受光部１０の受光素子１２で受光される。
【００８１】
人体Ｍの内部で散乱し、発光部４０の法線方向に対して斜めに進む反射光ＲＬｂは、導光板７０の第１部分である基板７１（部分７１ａ）を透過して第２部分（穴７２）との界面に到達する。第２部分（穴７２）は空気層であり、第１部分（基板７１）の屈折率は第２部分の屈折率よりも大きいため、反射光ＲＬｂは第１部分と第２部分との界面で部分反射される。部分反射された反射光ＲＬｂ’は、発光部４０の透光部４２を透過して下方側へ進み、可変分光部３０と遮光部２０（開口部２２）とを透過して、受光部１０の受光素子１２に導かれる。
【００８２】
したがって、図１２に示すセンサー部１９０では受光素子１２で受光されなかった反射光ＲＬｂ（信号光）の一部である反射光ＲＬｂ’を、第２の実施形態に係るセンサー部１１０では受光素子１２で受光させることができる。すなわち、第２の実施形態に係るセンサー部１１０では、センサー部１９０よりも受光素子１２で受光される信号光を多くすることができる。これにより、血管の画像を取得する際のシグナル／ノイズ比（ＳＮ比）が向上するので、血管の位置の特定や血液情報の計測をより確実に行うことが可能となる。
【００８３】
なお、第２の実施形態に係るセンサー部１１０では、導光板７０が第２部分（穴７２）を有しているため、導光板７０の第１部分（基板７１）と人体Ｍとの間の空気や水分が第２部分（穴７２）に逃げ易くなる。これにより、導光板７０の第１部分（基板７１）と人体Ｍとの密着性が向上するので、センサー部１９０よりも人体Ｍと撮像装置９０（保護部５０）との間の光学的な条件を安定させることができる。
【００８４】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、第１の実施形態に対して、生体情報取得機器の構成および生体情報取得方法はほぼ同じであるが、センサー部における導光板の構成が異なっている。ここでは、第３の実施形態に係る導光板の構成および作用について、第１の実施形態との相違点を説明する。
【００８５】
＜センサー部＞
第３の実施形態に係るセンサー部１００Ａについて、図９を参照して説明する。図９は、第３の実施形態に係るセンサー部の構造を示す概略断面図である。
【００８６】
図９に示すように、第３の実施形態に係るセンサー部１００Ａは、撮像装置９０と導光板６０Ａとを備えている。第３の実施形態に係る導光板６０Ａは、第１の実施形態に係る導光板６０に対して、穴６２が形成された基板６１の壁面（Ｚ方向に沿った面）に反射膜６３が形成されている点が異なる。反射膜６３は、例えば、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）などの金属膜からなる。
【００８７】
第３の実施形態に係る導光板６０Ａでは、穴６２が形成された基板６１の壁面に反射膜６３が形成されているので、第２部分（基板６１）と第１部分（穴６２）との界面に反射膜６３が存在する。そのため、発光素子４３から射出された斜め光ＩＬａは、第２部分（基板６１）と第１部分（穴６２）との界面に到達すると、反射膜６３で全反射されて人体Ｍに向かう。したがって、第１の実施形態に係る導光板６０と比べて、ノイズ光（図１２に示す反射光ＲＬａ）をより少なくすることができる。
【００８８】
一方、発光部４０の法線方向に対して斜めに進む反射光ＲＬｂ（信号光）は、第１部分（穴６２）と第２部分（基板６１）との界面に到達すると、反射膜６３で全反射されて受光部１０の受光素子１２に導かれる。したがって、第１の実施形態に係る導光板６０と比べて、受光素子で受光される信号光をより多くすることができる。
【００８９】
このように、第３の実施形態に係るセンサー部１００Ａでは、第１の実施形態に係るセンサー部１００と比べて、受光素子１２で受光されるノイズ光（反射光ＲＬａ）をより少なくするとともに、受光素子１２で受光される信号光（反射光ＲＬｂ）をより多くすることができる。これにより、血管の画像を取得する際のシグナル／ノイズ比（ＳＮ比）がより向上するので、血管の位置の特定や血液情報の計測をより一層確実に行うことが可能となる。
【００９０】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、第２の実施形態に対して、生体情報取得機器の構成および生体情報取得方法はほぼ同じであるが、センサー部における導光板の構成が異なっている。ここでは、第４の実施形態に係る導光板の構成および作用について、第２の実施形態との相違点を説明する。
【００９１】
＜センサー部＞
第４の実施形態に係るセンサー部１１０Ａについて、図１０を参照して説明する。図１０は、第４の実施形態に係るセンサー部の構造を示す概略断面図である。
【００９２】
図１０に示すように、第４の実施形態に係るセンサー部１１０Ａは、撮像装置９０と導光板７０Ａとを備えている。第４の実施形態に係る導光板７０Ａは、第２の実施形態に係る導光板７０に対して、穴７２が形成された基板７１の壁面（Ｚ方向に沿った面）に反射膜７３が形成されている点が異なる。反射膜７３は、反射膜６３と同様の金属膜からなる。
【００９３】
第４の実施形態に係る導光板７０Ａでは、穴７２が形成された基板７１の壁面に反射膜７３が形成されているので、第１部分（基板７１）と第２部分（穴７２）との界面に反射膜７３が存在する。そのため、発光素子４３から射出された斜め光ＩＬａは、第２部分（穴７２）と第１部分（基板７１）との界面に到達すると、反射膜７３で全反射されて人体Ｍに向かう。したがって、第２の実施形態に係る導光板７０と比べて、ノイズ光（図１２に示す反射光ＲＬａ）をより少なくすることができる。
【００９４】
一方、発光部４０の法線方向に対して斜めに進む反射光ＲＬｂ（信号光）は、第１部分（基板７１）と第２部分（穴７２）との界面に到達すると、反射膜７３で全反射されて受光部１０の受光素子１２で受光される。したがって、第２の実施形態に係る導光板７０と比べて、受光素子で受光される信号光をより多くすることができる。
【００９５】
このように、第４の実施形態に係るセンサー部１１０Ａでは、第２の実施形態に係るセンサー部１１０と比べて、受光素子１２で受光されるノイズ光（反射光ＲＬａ）をより少なくするとともに、受光素子１２で受光される信号光（反射光ＲＬｂ）をより多くすることができる。これにより、第３の実施形態に係るセンサー部１００Ａと同様に、血管の画像を取得する際のシグナル／ノイズ比（ＳＮ比）がより向上するので、血管の位置の特定や血液情報の計測をより一層確実に行うことが可能となる。
【００９６】
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。変形例としては、例えば、以下のようなものが考えられる。
【００９７】
（変形例１）
上記実施形態では、センサー部１００，１００Ａ，１１０，１１０Ａが、撮像装置９０の保護部５０上に導光板６０，６０Ａ，７０，７０Ａが積層された構成を有していたが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。保護部５０と導光板６０，６０Ａ，７０，７０Ａとが一体化された構成を有していてもよい。
【００９８】
図１１は、変形例１に係るセンサー部の構造を示す概略断面図である。図１１には、変形例１に係るセンサー部１２０として、保護部５０と第４の実施形態に係る導光板７０Ａとを一体化させた場合の例を示している。センサー部１２０が備える撮像装置９１は、保護部と一体化された導光板８０を有している。導光板８０は、上記実施形態の基板６１，７１と同様の材料からなる基板８１で構成される。基板８１には、上方側の面８０ａから基板８１を貫通しない穴８２が設けられている。基板８１は、上方側の部分８１ａと下方側の部分８１ｂとを有している。上方側の部分８１ａは、例えば、図８（ｂ）に示す導光板７０の基板７１（部分７１ａ）に相当する部分である。下方側の部分８１ｂは、図７の保護部５０に相当する平板状の部分である。導光板８０では、上方側の部分８１ａを下方側の部分８１ｂで支持できるので、図８（ｂ）に示す導光板７０の部分７１ｂに相当する部分が不要となる。穴８２が形成された上方側の部分８１ａの壁面（Ｚ方向に沿った面）には、金属膜からなる反射膜８３が形成されている。
【００９９】
このような構成の導光板８０によれば、第４の実施形態と同様の効果が得られる。そして、保護部５０に相当する下方側の部分８１ｂと上方側の部分８１ａとが同一の基板８１で一体に構成されるため、第４の実施形態と比べて保護部５０と導光板７０Ａとの界面における反射を抑止できるので、ノイズ光をさらに少なくすることができる。なお、基板８１の上方側の部分８１ａは、図５（ｂ）に示す導光板６０の基板６１に相当する部分であってもよい。
【０１００】
（変形例２）
第３の実施形態、第４の実施形態、および変形例１では、基板６１，７１および基板８１の上方側の部分８１ａの壁面に金属膜からなる反射膜６３，７３，８３が形成された構成を有していたが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。反射膜６３，７３，８３の代わりに、例えば遮光性の樹脂材料などからなる遮光膜が形成された構成であってもよい。このような構成によれば、斜め光ＩＬａが遮光膜で遮光されるので、受光素子１２で受光されるノイズ光を少なくすることができる。
【０１０１】
（変形例３）
上記実施形態では、情報取得機器として、血管の画像情報や血液中の特定成分などの情報を入手可能な携帯型の情報端末機器である生体情報取得機器２００を例に挙げて説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではない。情報取得機器は、据置型など異なる形態の情報端末機器であってもよいし、指の静脈の画像情報を取得し予め登録された静脈の画像情報と比較することで個人を特定する生体認証機器であってもよい。また、情報取得機器は、指紋や眼球の虹彩などを撮像する固体撮像機器であってもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１２…受光素子、４３…発光素子、６０，６０Ａ，７０，７０Ａ，８０…導光板、６２，７２，８２…穴、６３，７３，８３…反射膜、９０，９１…撮像装置、２００…生体情報取得機器（情報取得機器）、Ｍ…人体（対象物）。
【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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