(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
血管の位置情報取得用であって、中心波長λ１の近赤外光を発する第１赤外光源と、
分光分析用であって、前記中心波長λ１と異なる中心波長λ２の近赤外光を発する第２赤外光源と、を備えた生体情報取得装置であって、
前記第１赤外光源は、同一の面上に複数配置され、
前記第２赤外光源は、前記面の周囲に配置されており、
前記第２赤外光源は、前記面の周囲に複数配置され、
複数の前記第２赤外光源は、前記中心波長λ２の値が異なる前記第２赤外光源を含むことを特徴とする生体情報取得装置。
【請求項２】
前記第２赤外光源は、ＬＥＤ素子であることを特徴とする請求項１に記載の生体情報取得装置。
【請求項３】
前記第１赤外光源または前記第２赤外光源の近赤外光の射出方向と反対側に配置された受光部を備えることを特徴とする請求項１乃至２のいずれか一項に記載の生体情報取得装置。
【請求項４】
前記第１赤外光源及び／または前記第２赤外光源は、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の生体情報取得装置。
【請求項５】
前記受光部に入射する近赤外光の分光分布を変更可能な可変バンドパスフィルターを有することを特徴とする請求項４に記載の生体情報取得装置。
【請求項６】
前記可変バンドパスフィルターは、前記中心波長λ１の近赤外光と、前記中心波長λ２の近赤外光とが異なる期間に前記受光部に入射するように制御されることを特徴とする請求項５に記載の生体情報取得装置。
【請求項７】
前記第２赤外光源は、９００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の波長の光を発する広帯域の赤外光源であり、
前記可変バンドパスフィルターは、前記中心波長λ２の値が異なる近赤外光がそれぞれ異なる期間に前記受光部に入射するように制御されることを特徴とする請求項５に記載の生体情報取得装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の生体情報取得装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報取得装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体情報取得装置として、例えば、特許文献１には、水による吸収が大きくなく、生体組織を透過可能な６００ｎｍ〜９００ｎｍの波長の光（近赤外線）を生体に照射して、血液中の特定成分、例えばヘモグロビン濃度やヘマトクリットを分析可能な非侵襲血液分析装置が開示されている。また、特許文献２には、眼底に可視光線及び赤外光線を照射して走査し、眼底における血管の映像と、該血管における血液中の特定成分、例えばグルコースやヘモグロビンの含有情報とを取得可能な光走査測定装置が開示されている。該光走査測定装置によれば、複数の波長の赤外光線を照射してもよいし、照射する赤外光線の波長を変動させてもよいとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３２３号公報
【特許文献２】特開２００９−１１９１７３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の非侵襲血液分析装置は、血管の位置を特定して血液の分析を行うことは難しいという課題がある。また、上記特許文献２の光走査測定装置は、可視光線や赤外光線で眼底を走査するための機構が複雑であって、装置を小型化することが難しいという課題がある。
【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］本適用例に係る生体情報取得装置は、血管の位置情報取得用であって、中心波長λ１の近赤外光を発する第１赤外光源と、分光分析用であって、前記中心波長λ１と異なる中心波長λ２の近赤外光を発する第２赤外光源と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本適用例によれば、生体の血管の位置情報や、当該血管中の血液に含まれる特定成分の含有量などの分析情報を非侵襲で取得可能な生体情報取得装置を提供することができる。
【０００８】
上記適用例に記載の生体情報取得装置において、前記中心波長λ１は、７００ｎｍ＜λ１≦９００ｎｍの範囲にあることを特徴とする。
この構成によれば、中心波長λ１は、血液中の成分である例えばヘモグロビンによる光の吸収が周囲の組織に比べて大きい波長範囲にあるので、生体における血管の位置を特定することができる。
【０００９】
上記適用例に記載の生体情報取得装置において、前記中心波長λ２は、９００ｎｍ＜λ２≦２０００ｎｍの範囲にあることを特徴とする。
この構成によれば、中心波長λ２は、血液中の成分である例えばグルコースなどによる吸収が得られる波長範囲にあるので、例えばグルコース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。
【００１０】
上記適用例に記載の生体情報取得装置において、前記第１赤外光源及び前記第２赤外光源は、同一の面上に配置されていることが好ましい。
この構成によれば、小型な生体情報取得装置を実現できる。
【００１１】
上記適用例に記載の生体情報取得装置において、前記第１赤外光源及び前記第２赤外光源のそれぞれは、同一の面上に複数配置され、前記第２赤外光源の数は、前記第１赤外光源の数よりも多いことが好ましい。
この構成によれば、第１赤外光源を複数配置することで、所定の範囲における血管の位置情報すなわち血管の画像を取得することが可能となる。また、第１赤外光源の数に比べて第２赤外光源の数を多くすることで、分光分析に用いられる光量を確保して検出精度よく分析することが可能となる。
【００１２】
上記適用例に記載の生体情報取得装置において、前記第１赤外光源は、同一の面上に複数配置され、前記第２赤外光源は、前記面の周囲に配置されているとしてもよい。
この構成によれば、第１赤外光源と第２赤外光源とを同一の面に配置する場合に比べて、第１赤外光源から照射される近赤外光の光量を確保して明瞭な血管の画像を取得可能であると共に、第１赤外光源から近赤外光が照射される実質的な範囲を拡大できる。
【００１３】
上記適用例に記載の生体情報取得装置において、前記第２赤外光源は、前記面の周囲に複数配置され、複数の前記第２赤外光源は、前記中心波長λ２の値が異なる前記第２赤外光源を含むとしてもよい。
この構成によれば、複数の第２赤外光源から発せられる近赤外光の中心波長λ２を分析対象である血液中の成分の吸収波長に対応させて複数設定することが可能となる。
【００１４】
上記適用例に記載の生体情報取得装置において、前記第２赤外光源は、ＬＥＤ素子であることが好ましい。
この構成によれば、ＬＥＤ素子は小型な点光源であり、安定した中心波長の光を得られることから、小型で高性能な分析機能を有する生体情報取得装置を実現できる。
【００１５】
上記適用例に記載の生体情報取得装置において、前記第２赤外光源は、同一の面上に複数配置され、前記第１赤外光源は、前記面の周囲に配置されているとしてもよい。
この構成によれば、第１赤外光源と第２赤外光源とを同一の面に配置する場合に比べて、第２赤外光源から照射される近赤外光の光量を確保して検出精度よく血液中の成分の分析が取得可能であると共に、第２赤外光源から近赤外光が照射される実質的な範囲を拡大できる。
【００１６】
上記適用例に記載の生体情報取得装置において、前記第１赤外光源または前記第２赤外光源の近赤外光の射出方向と反対側に配置された受光部を備えることを特徴とする。
この構成によれば、第１赤外光源から発した近赤外光が生体に照射され、生体から反射した近赤外光を受光部で受けることで血管の画像情報を取得できる。また、第２赤外光源から発した近赤外光が生体に照射され、生体から反射した近赤外光を受光部で受けることで血管の血液中に含まれる特定成分の情報を取得できる。
【００１７】
上記適用例に記載の生体情報取得装置において、前記第１赤外光源及び／または第２赤外光源は、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする。
この構成によれば、有機エレクトロルミネッセンス素子は、ＬＥＤ素子などに比べて、薄型で設計上における形状や配置の自由度が高い。したがって、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いて第１赤外光源を構成すれば、高精細な血管の画像の取得が可能である。また、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いて第２赤外光源を構成すれば、発光むらが目立ち難い分光分析用の面光源を実現できる。すなわち、薄型で高性能な生体情報取得装置を実現できる。
【００１８】
上記適用例に記載の生体情報取得装置において、前記受光部に入射する近赤外光の分光分布を変更可能な可変バンドパスフィルターを有することが好ましい。
この構成によれば、可変バンドパスフィルターを制御することで、受光部に対して所望の波長範囲の近赤外光を選択的に入射させることができる。また、所望の波長範囲以外の近赤外光が受光部に入射しないように可変バンドパスフィルターを制御することで、血管の画像の取得や血液中に含まれる特定成分の分析におけるノイズを低減できる。
【００１９】
上記適用例に記載の生体情報取得装置において、前記可変バンドパスフィルターは、前記中心波長λ１の近赤外光と、前記中心波長λ２の近赤外光とが異なる期間に前記受光部に入射するように制御されることを特徴とする。
この構成によれば、可変バンドパスフィルターを制御することで、血管の画像の取得と、血管における血液中の特定成分の分光分析とを確実に区分して行うことができる。
【００２０】
上記適用例に記載の生体情報取得装置において、前記第２赤外光源は、９００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の波長の光を発する広帯域の赤外光源であり、前記可変バンドパスフィルターは、前記中心波長λ２の値が異なる近赤外光がそれぞれ異なる期間に前記受光部に入射するように制御されることを特徴とする。
この構成によれば、９００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の波長範囲の中から所望の波長範囲の近赤外光を受光部に選択的に入射させることができる。
【００２１】
［適用例］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の生体情報取得装置を備えたことを特徴とする。
本適用例によれば、生体の血管の位置情報や、当該血管中の血液に含まれる特定成分の含有量などの情報を非接触で取得し、例えば健康管理や医療などに役立てることが可能な電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】携帯型情報端末の構成を示す斜視図。
【図２】携帯型情報端末の電気的な構成を示すブロック図。
【図３】センサー部の構成を示す概略斜視図。
【図４】センサー部の構造を示す概略断面図。
【図５】第１発光素子と第２発光素子の配置を示す概略平面図。
【図６】具体的な受光素子、第１発光素子、第２発光素子の配置の状態を示す概略平面図。
【図７】第１発光素子及び第２発光素子の構造を示す概略断面図。
【図８】第１発光素子及び第２発光素子の構成を示す模式断面図。
【図９】発光部の分光特性を示すグラフ。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は可変分光部の構成と動作とを説明する概略図。
【図１１】（ａ）は第２実施形態のセンサー部の構成を示す概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線で切った概略断面図。
【図１２】第３実施形態のセンサー部の構成を示す概略平面図。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は変形例の第１発光素子及び第２発光素子の配置を示す概略平面図。
【図１４】変形例の光源部における分光特性を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、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、適宜拡大または縮小して表示している。
【００２４】
（第１実施形態）
＜電子機器＞
まず、本実施形態の電子機器について、携帯型情報端末を例に挙げ、図１及び図２を参照して説明する。図１は携帯型情報端末の構成を示す斜視図、図２は携帯型情報端末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、本実施形態の携帯型情報端末１００は、人体Ｍの手首（リスト）に装着して、手首の内部における血管の画像や当該血管の血液中の特定成分などの情報を入手可能な装置である。携帯型情報端末１００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１５０と、を有している。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。
【００２６】
センサー部１５０は、本発明の生体情報取得装置の一例であって、ベルト１６４に組み込まれた配線（図１では図示を省略している）により本体部１６０と電気的に接続されている。
【００２７】
このような携帯型情報端末１００は、手の甲と反対の手のひら側の手首にセンサー部１５０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１５０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。
【００２８】
なお、本実施形態の携帯型情報端末１００では、ベルト１６４に対して本体部１６０とセンサー部１５０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１５０とを一体としベルト１６４に組み込んだ構成としてもよい。
【００２９】
図２に示すように、携帯型情報端末１００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１５０と、記憶部１６７と、出力部１６８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と、通信部１６９とを有している。
【００３０】
センサー部１５０は、発光部１１０と、受光部１４０とを含んで構成されている。発光部１１０と受光部１４０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１１０は、波長が７００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲の近赤外光ＩＬを発する光源部を有している。制御部１６５は発光部１１０を駆動して所望の中心波長の近赤外光ＩＬを発光させる。近赤外光ＩＬは人体Ｍの内部に伝搬して散乱する。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１４０で受光することができる構成となっている。
【００３１】
制御部１６５は、受光部１４０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。また、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。また、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。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。
【００３２】
＜生体情報取得装置＞
次に、本実施形態の生体情報取得装置としてのセンサー部１５０について、図３及び図４を参照して説明する。図３はセンサー部の構成を示す概略斜視図、図４はセンサー部の構造を示す概略断面図である。
図３に示すように、センサー部１５０は、保護部１５１、発光部１１０、可変分光部１２０、遮光部１３０、受光部１４０を有している。各部はそれぞれ板状であって、受光部１４０に、遮光部１３０、可変分光部１２０、発光部１１０、保護部１５１の順に積層された構成となっている。なお、センサー部１５０は、各部が積層された積層体を収容し、ベルト１６４に取り付け可能なケース（図示省略）を有している。以降、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をＺ方向として説明する。また、Ｚ方向に沿って保護部１５１側から見ることを平面視と言うこととする。
【００３３】
図４に示すように、発光部１１０は、透光性の基板本体１１１と、基板本体１１１の一方の面１１１ａに設けられた光源部３０と、透光部１１２とを有している。光源部３０や透光部１１２と重なるように保護部１５１が設けられている。保護部１５１は透明な例えばカバーガラスやプラスチックの板である。保護部１５１の一方の面１５１ａに接するように人体Ｍが配置される。光源部３０は、保護部１５１側に近赤外光ＩＬが射出される構成となっており、人体Ｍの内部で散乱した近赤外光ＩＬの一部である反射光ＲＬは透光部１１２を透過して、下層の可変分光部１２０へ導かれる。
【００３４】
可変分光部１２０は、本発明の可変バンドパスフィルターの一例であり、固定基板１２１と、可動基板１２２とを含む。可変分光部１２０の詳細については後述するが、固定基板１２１と可動基板１２２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１２０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１２０を透過した反射光ＲＬは下層の遮光部１３０に導かれる。
【００３５】
遮光部１３０は、透光性の基板本体１３１と、基板本体１３１の可変分光部１２０側の面１３１ａに対して反対側の面１３１ｂに設けられた遮光膜１３３とを有している。遮光膜１３３には、発光部１１０の透光部１１２の配置に対応する位置に開口部（ピンホール）１３２が形成されている。遮光部１３０は、開口部１３２を透過した反射光ＲＬだけが受光素子１４２に導かれ、それ以外の反射光ＲＬが遮光膜１３３によって遮光されるように、可変分光部１２０と受光部１４０との間に配置されている。
【００３６】
受光部１４０は、近赤外光用のイメージセンサーであって、基板本体１４１と、基板本体１４１の遮光部１３０側の面１４１ａに設けられた複数の受光素子１４２とを有している。基板本体１４１は、受光素子１４２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、受光素子１４２が接続される電気回路（図示省略）を有している。複数の受光素子１４２は、基板本体１４１の面１４１ａにおいて、遮光部１３０における開口部１３２の配置に対応した位置に配置されている。受光素子１４２は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳなどの光センサーを用いることができる。光センサーは光の波長によって感度が異なることが知られている。例えばＣＭＯＳセンサーは近赤外光ＩＬに対する感度よりも可視光に対する感度のほうが高い。人体Ｍを介して受光される発光部１１０から発せられた近赤外光ＩＬに可視光が混ざるとノイズとしてＣＭＯＳセンサーから出力される。本実施形態の可変分光部１２０は、波長が７００ｎｍ〜２０００ｎｍの近赤外光ＩＬの透過率よりも、可視光の透過率が低くなるように構成されている。
なお、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１１０の透光部１１２や、遮光部１３０の開口部１３２に対応して配置されていてもよい。
【００３７】
保護部１５１、発光部１１０、可変分光部１２０、遮光部１３０、受光部１４０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４では図示を省略している）などを用いて互いに貼り合わされている。
なお、センサー部１５０の構成は、これに限定されるものではない。例えば、発光部１１０は、保護部１５１を含む構成としてもよく、保護部１５１によって光源部３０を封止する構造としてもよい。また、透光部１１２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１１０の基板本体１１１の面１１１ｂと、可変分光部１２０とが接するように、発光部１１０と可変分光部１２０とを貼り合わせてもよい。また、可変分光部１２０と遮光部１３０の面１３１ａ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。
【００３８】
次に、光源部３０の構成について、図５〜図８を参照して説明する。図５は第１発光素子と第２発光素子の配置を示す概略平面図、図６は具体的な受光素子、第１発光素子、第２発光素子の配置の状態を示す概略平面図、図７は第１発光素子及び第２発光素子の構造を示す概略断面図、図８は第１発光素子及び第２発光素子の構成を示す模式断面図である。
【００３９】
図５に示すように、光源部３０は、第１赤外光源としての複数の第１発光素子３０Ａと、第２赤外光源としての複数の第２発光素子３０Ｂとを含んで構成されている。これらの第１発光素子３０Ａ及び第２発光素子３０Ｂは、Ｘ方向とＹ方向とにマトリックス状に配置されている。具体的には、１つの受光素子１４２を含む単位画素はＸ方向とＹ方向とにマトリックス状に配置されている。平面視で正方形の単位画素の中心に受光素子１４２が配置され、正方形の単位画素の１つの角部に第１発光素子３０Ａが配置され、残りの３つの角部に第２発光素子３０Ｂが配置されている。複数の第１発光素子３０Ａは人体Ｍの血管の位置情報を取得するための照明（光源）として用いられるものであって、互いに等間隔（この場合、２つの単位画素の配置間隔）でＸ方向とＹ方向とに配置されている。一方、複数の第２発光素子３０Ｂは、血液中の特定成分の含有量など情報を取得するための照明（光源）として用いられるものであり、光量を確保するため、第１発光素子３０Ａの数よりも多く配置されている。上記単位画素では、第１発光素子３０Ａの数と第２発光素子３０Ｂの数との比は、１対３になっている。
【００４０】
本実施形態において、第１発光素子３０Ａ及び第２発光素子３０Ｂは、有機エレクトロルミネッセンス素子（以降、有機ＥＬ素子とする）を用いて構成されている。
有機ＥＬ素子は、薄型であって、陽極と、陰極と、これらの電極間に挟まれた発光機能を有する機能層とを備えている。また、有機ＥＬ素子の形状や配置を比較的に自由に設定することが可能である。
有機ＥＬ素子は、機能層に含まれる発光層を構成する材料を選択することで、赤、緑、青の単色光やこれらを組み合わせた白色光などの可視光だけでなく、目に見えない近赤外光ＩＬを発光させることが可能であることが知られている。
【００４１】
図６に示すように、本実施形態では、人体Ｍからの反射光ＲＬを受光素子１４２に導く透光部１１２は、Ｘ方向とＹ方向とにマトリックス状に配置されている。また、透光部１１２の平面形状は、反射光ＲＬを偏りなく万遍に受光素子１４２に導くように、受光素子１４２を中心とした円形になっている。受光素子１４２もまた受光面が円形となっており、遮光部１３０における開口部１３２も受光素子１４２を中心とした円形となっている。
したがって、これらの透光部１１２の間に配置された第１発光素子３０Ａ及び第２発光素子３０Ｂの平面形状は、円弧で囲まれた略菱形となっている。本実施形態では、第１発光素子３０Ａ及び第２発光素子３０Ｂの平面形状は、陽極３１の機能層に接する形状によって規定されている。
【００４２】
図７に示すように、第１発光素子３０Ａ及び第２発光素子３０Ｂは、基板本体１１１上に形成されている。具体的には、基板本体１１１上に、光反射性を有する例えばＡｌ（アルミニウム）とＮｄ（ネオジウム）の合金を用いて反射層２１ａ，２１ｂがそれぞれ島状形成される。反射層２１ａの膜厚は反射層２１ｂに比べて厚くなっている。
次に、反射層２１ａ，２１ｂを覆う透光性の例えば酸化シリコンを用いて層間絶縁膜２２が形成される。層間絶縁膜２２は、厚みが異なる反射層２１ａ，２１ｂを覆うことでその表面に凹凸が生ずるので、この凹凸を緩和すべく例えばＣＭＰ処理などの平坦化処理が施される。平坦化処理が施された層間絶縁膜２２上に、例えばＩＴＯ膜などの透明導電膜を用いて陽極３１が島状に形成される。反射層２１ａと陽極３１との間の層間絶縁膜２２の厚みは、反射層２１ｂと陽極３１との間の層間絶縁膜２２の厚みよりも薄く（小さく）なる。
次に、陽極３１を覆って感光性樹脂層が形成され、感光性樹脂層をフォトリソグラフィ法により露光・現像して、陽極３１の外縁部と重なり、陽極３１を露出させる隔壁部３８が形成される。隔壁部３８は、隣り合う陽極３１を互いに区画するように形成される。
次に、反射層２１ａに対向する陽極３１上において隔壁部３８で囲まれた領域に機能層３６ａが形成される。また、反射層２１ｂに対向する陽極３１上において隔壁部３８で囲まれた領域に機能層３６ｂが形成される。これらの機能層３６ａ，３６ｂの層構成については後述するが、機能層３６ａと機能層３６ｂとは同じ層構成であってもよいし、異なる層構成であってもよい。
次に、機能層３６ａ，３６ｂ及び隔壁部３８を覆って陰極３７が形成される。陰極３７は、例えばＡｇとＭｇとからなる合金を用い、膜厚を制御して光反射性と透過性とを兼ね備えるように形成される。なお、陰極３７は、ＡｇとＭｇとの合金層に限定されず、例えばＡｇとＭｇとの合金層にＭｇからなる層が積層された複層構造であってもよい。
これにより、基板本体１１１の反射層２１ａ上に、陽極３１と、機能層３６ａと、陰極３７とを含む第１発光素子３０Ａが形成される。また、基板本体１１１の反射層２１ｂ上に、陽極３１と、機能層３６ｂと、陰極３７とを含む第２発光素子３０Ｂが形成される。
【００４３】
機能層３６ａで発した光の一部は、陽極３１を透過して反射層２１ａにより反射し陰極３７を透過して射出される。同様に、機能層３６ｂで発した光の一部は、陽極３１を透過して反射層２１ｂにより反射し陰極３７を透過して射出される。つまり、第１発光素子３０Ａ及び第２発光素子３０Ｂは、トップエミッション型の発光素子である。前述したように陰極３７が光反射性を有することから、第１発光素子３０Ａの機能層３６ａで発した光の一部は、陰極３７と反射層２１ａとの間で反射が繰り返され、陰極３７と反射層２１ａとの間の光学的な距離に基づいた特定波長の光の強度が強められて射出される。つまり、第１発光素子３０Ａには特定波長の光の強度が強められる光共振構造が導入されている。
【００４４】
一方で、第２発光素子３０Ｂの機能層３６ｂで発した光の一部も、陰極３７と反射層２１ｂとの間で反射するものの、第１発光素子３０Ａにおける陽極３１と反射層２１ａとの間の距離に比べて、第２発光素子３０Ｂの陽極３１と反射層２１ｂとの間の距離が大きい（離れている）ので、特定波長の光の強度が強められ難い構造となっている。
【００４５】
なお、図７には図示していないが、基板本体１１１には陽極３１と陰極３７との間に電流を流して機能層３６ａと機能層３６ｂとをそれぞれ独立して発光させることが可能な駆動回路が第１発光素子３０Ａ及び第２発光素子３０Ｂごとに設けられている。
【００４６】
次に、図８を参照して機能層３６ａ，３６ｂの層構成について説明する。図８に示すように、第１発光素子３０Ａの陽極３１と陰極３７との間に挟まれた機能層３６ａは、正孔注入輸送層３２ａと、発光層３３ａと、電子輸送層３４と、電子注入層３５とを含んで構成されている。第２発光素子３０Ｂの陽極３１と陰極３７との間に挟まれた機能層３６ｂは、正孔注入輸送層３２ｂと、発光層３３ｂと、電子輸送層３４と、電子注入層３５とを含んで構成されている。
【００４７】
［正孔注入輸送層］
正孔注入輸送層３２ａ，３２ｂは、陽極３１から受け渡される正孔を発光層３３ａ，３３ｂへ輸送する機能を有するものである。したがって、正孔注入輸送層３２ａ，３２ｂに含まれる正孔注入輸送材料は、正孔の注入性と輸送性とを兼ね備えることが好ましく、以下に示す化学式（１）で示される、骨格の一部Ａがフェニレンジアミン系、ベンジジン系、ターフェニレンジアミン系の中から選ばれる芳香族アミン化合物を用いることが好ましい。
【００４８】
【化１】
0006428052.tif 000002
Ｒ１〜Ｒ４は独立に置換、非置換の芳香族官能基を表し、特に置換、非置換のアリール官能基が好ましく、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、トリアリールアミノ基が好ましい。ｎ＝１〜３である。
【００４９】
Ａがｎ＝１のフェニルジアミン系の化合物としては、以下に示す化学式ＨＴＬ１〜ＨＴＬ７の化合物が挙げられる。
【００５０】
【化２】
0006428052.tif 000003
【００５１】
Ａがｎ＝２のベンジジン系の化合物としては。以下に示す化学式ＨＴＬ８〜ＨＴＬ１６の化合物が挙げられる。
【００５２】
【化３】
0006428052.tif 000004
【００５３】
Ａがｎ＝３のターフェニレンジアミン系の化合物としては、以下に示す化学式ＨＴＬ１７〜ＨＴＬ２５の化合物が挙げられる。
【００５４】
【化４】
0006428052.tif 000005
【００５５】
このような正孔注入輸送層３２ａ，３２ｂの平均厚さは、特に限定されないが、５ｎｍ〜２００ｎｍ程度であるのが好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
なお、第１発光素子３０Ａにおいて、陽極３１と発光層３３ａとの間に設けられる層は、正孔注入輸送層３２ａのみであることに限定されない。例えば、陽極３１から正孔を注入し易い正孔注入層と、発光層３３ａへ正孔を輸送し易い正孔輸送層とを含む複数の層としてもよい。また、発光層３３ａから陽極３１側に漏れる電子をブロックする機能を有する層を含んでいてもよい。第２発光素子３０Ｂにおける陽極３１と発光層３３ｂとの間の正孔注入輸送層３２ｂにおいても同様である。
【００５６】
［発光層］
発光層３３ａ，３３ｂとして、基本骨格が下記化学式（５）で表わされる化合物（以下、単に「チアジアゾール系化合物またはセレナジアゾール系化合物」ともいう）を含んで構成されている。
【００５７】
【化５】
0006428052.tif 000006
化学式（５）中、ＸはＳまたはＳｅ、Ｙは官能基を示し、環をなしていてもよい。
具体的には、以下に示す化学式ＥＭＬ１〜ＥＭＬ８のチアジアゾール系化合物を用いることが好ましい。
【００５８】
【化６】
0006428052.tif 000007
Ｒ１は、芳香族化合物（置換基を有していても、有していなくても構わない）が好ましい。特に、アリール基、置換基を有するアリール基、アリールアミノ基、チオフェニル基が好ましい。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基が好ましい。置換基を有するアリール基としては、トリフェニルアミノ基が好ましい。
Ｒ２は、水素、アルキル基、アルコキシ基、エステル基、もしくは芳香族化合物（置換基を有していても、有していなくても構わない）が好ましい。特に、アリール基、置換基を有するアリール基、アリールアミノ基、チオフェニル基が好ましい。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
【００５９】
このような化合物を含む発光層３３ａ，３３ｂは、７００ｎｍ〜２０００ｎｍの波長域（近赤外域）での発光を得ることができる。
【００６０】
なお、発光層３３ａ，３３ｂは、上述した発光材料以外の発光材料（各種蛍光材料、各種燐光材料）が含まれていてもよい。また、発光層３３ｂは発光層３３ａと異なる発光材料を含んでいてもよい。その場合、発光層３３ｂに対応して、正孔注入輸送層３２ｂは、正孔注入輸送層３２ａと異なる正孔注入輸送材料を含むとしてもよい。
また、発光層３３ａ，３３ｂの構成材料としては、前述したような発光材料に加えて、この発光材料がゲスト材料（ドーパント）として添加（担持）されるホスト材料を用いる。このホスト材料は、正孔と電子とを再結合して励起子を生成するとともに、その励起子のエネルギーを発光材料に移動（フェルスター移動またはデクスター移動）させて、発光材料を励起する機能を有する。そのため、発光効率を高めることができる。このようなホスト材料には、例えば、ゲスト材料である発光材料がドーパントとしてドープされて用いられる。
【００６１】
特に、このようなホスト材料として、キノリノラト金属錯体、もしくはアセン系有機化合物を用いることが好ましい。アセン系材料ではアントラセン系材料、テトラセン系材料が好ましく、より好ましくはテトラセン系材料がよい。発光層のホスト材料がアセン系材料を含んで構成されていると、電子輸送層中の電子輸送性材料から発光層（ＥＭＬ）中のアセン系材料へ電子を効率的に受け渡すことができる。
【００６２】
また、アセン系材料は、電子及び正孔に対する耐性に優れる。また、アセン系材料は、熱安定性にも優れる。そのため、第１発光素子３０Ａ及び第２発光素子３０Ｂの長寿命化を図ることができる。また、アセン系材料は、熱安定性に優れるため、気相成膜法を用いて発光層を形成する場合に、成膜時の熱によるホスト材料の分解を防止することができる。そのため、優れた膜質を有する発光層を形成することができ、その結果、この点でも、第１発光素子３０Ａ及び第２発光素子３０Ｂの発光効率を高めるとともに長寿命化を図ることができる。
【００６３】
さらに、アセン系材料は、それ自体発光しにくいので、ホスト材料が第１発光素子３０Ａ及び第２発光素子３０Ｂの発光スペクトルに悪影響を及ぼすことを防止することもできる。
【００６４】
テトラセン系材料としては、１つの分子内に少なくとも１つのテトラセン骨格を有し、且つ、前述したようなホスト材料としての機能を発揮し得るものであれば、特に限定されないが、例えば、基本骨格が下記化学式ＩＲＨ−１で表わされる化合物を用いるのが好ましく、下記化学式ＩＲＨ−２で表わされる化合物を用いるのがより好ましく、下記化学式ＩＲＨ−３で表わされる化合物を用いるのがさらに好ましい。これにより、連続駆動時の電圧上昇を抑えることができ、且つ第１発光素子３０Ａ及び第２発光素子３０Ｂの発光効率をより高めるとともに、長寿命化を図ることができる。
【００６５】
【化７】
0006428052.tif 000008
前記化学式ＩＲＨ−１中、ｎは、１〜１２の自然数を示し、Ｒは、置換基または官能基を表し、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、アリールアミノ基を示す。また、前記化学式ＩＲＨ−２、ＩＲＨ−３中、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、アリールアミノ基を示す。また、Ｒ１〜Ｒ４は、互いに同じであっても異なっていてもよい。
【００６６】
また、ホスト材料として用いるテトラセン系材料は、炭素原子及び水素原子で構成されているのが好ましい。これにより、ホスト材料と発光材料との不本意な相互作用が生じるのを防止することができる。そのため、第１発光素子３０Ａ及び第２発光素子３０Ｂの発光効率を高めることができる。また、電子及び正孔に対するホスト材料の耐性を高めることができる。そのため、連続駆動時の電圧上昇を抑えることができ、且つ第１発光素子３０Ａ及び第２発光素子３０Ｂの長寿命化を図ることができる。
具体的には、テトラセン系材料としては、例えば、下記化学式Ｈ１−１〜Ｈ１−２７で表わされる化合物を用いるのが好ましい。
【００６７】
【化８】
0006428052.tif 000009
【００６８】
【化９】
0006428052.tif 000010
【００６９】
このような発光材料及びホスト材料を含む発光層３３ａ，３３ｂにおける発光材料の含有量（ドープ量）は、０．０１ｗｔ％〜１０ｗｔ％であるのが好ましく、０．１ｗｔ％〜５ｗｔ％であるのがより好ましい。発光材料の含有量をこのような範囲内とすることで、発光効率を最適化することができる。
また、発光層３３ａ，３３ｂの平均厚さは、特に限定されないが、１ｎｍ〜６０ｎｍ程度であるのが好ましく、３ｎｍ〜５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００７０】
［電子輸送層］
電子輸送層３４は、陰極３７から電子注入層３５を介して注入された電子を発光層３３ａ，３３ｂに輸送する機能を有するものである。
電子輸送層３４の構成材料（電子輸送性材料）としては、例えば、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ）などのフェナントロリン誘導体、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）などの８−キノリノールまたはその誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、アザインドリジン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体などが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００７１】
また、電子輸送層３４は、前述したような電子輸送性材料のうち２種以上を組み合わせて用いる場合、２種以上の電子輸送性材料を混合した混合材料で構成されていてもよいし、異なる電子輸送性材料で構成された複数の層を積層して構成されていてもよい。
【００７２】
特に、発光層３３ａ，３３ｂにおいて、ホスト材料としてテトラセン誘導体を用いた場合には、電子輸送層３４は、アザインドリジン誘導体を含むことが好ましい。より好ましくは分子内にアントラセン骨格を有するアザインドリジン誘導体が好ましい。アザインドリジン誘導体分子中のアントラセン骨格から電子を効率的にホスト材料に受け渡すことができる。
アザインドリジン誘導体として、以下に示す化学式ＥＴＬ−Ａ１〜Ａ２４、ＥＴＬ−Ｂ１〜Ｂ１２、ＥＴＬ−Ｃ１〜Ｃ２０の化合物を挙げることができる。
【００７３】
【化１０】
0006428052.tif 000011
【００７４】
【化１１】
0006428052.tif 000012
【００７５】
【化１２】
0006428052.tif 000013
【００７６】
電子輸送層３４の平均厚さは、特に限定されないが、１ｎｍ〜２００ｎｍ程度であるのが好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
なお、発光層３３ａ，３３ｂと電子注入層３５との間に設けられる層は、電子輸送層３４のみであることに限定されない。例えば、電子注入層３５から電子を注入し易い層と、発光層３３ａ，３３ｂへ電子を輸送し易い層、あるいは発光層３３ａ，３３ｂへ注入される電子の量を制御する層とを含む複数の層としてもよい。また、発光層３３ａ，３３ｂから電子注入層３５側に漏れる正孔をブロックする機能を有する層を含んでいてもよい。
【００７７】
［電子注入層］
電子注入層３５は、陰極３７からの電子注入効率を向上させる機能を有するものである。
この電子注入層３５の構成材料（電子注入性材料）としては、例えば、各種の無機絶縁材料、各種の無機半導体材料が挙げられる。
このような無機絶縁材料としては、例えば、アルカリ金属カルコゲナイド（酸化物、硫化物、セレン化物、テルル化物）、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物などが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらを主材料として電子注入層（ＥＩＬ）を構成することにより、電子注入性をより向上させることができる。特にアルカリ金属化合物（アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物など）は仕事関数が非常に小さく、これを用いて電子注入層（ＥＩＬ）を構成することにより、第１発光素子３０Ａ及び第２発光素子３０Ｂは、高い輝度が得られるものとなる。
【００７８】
アルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、Ｌｉ2Ｏ、ＬｉＯ、Ｎａ2Ｓ、Ｎａ2Ｓｅ、ＮａＯなどが挙げられる。
アルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯ、ＢａＳ、ＭｇＯ、ＣａＳｅなどが挙げられる。
アルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣｓＦ、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ、ＮａＣｌなどが挙げられる。
アルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣａＦ2、ＢａＦ2、ＳｒＦ2、ＭｇＦ2、ＢｅＦ2などが挙げられる。
【００７９】
また、無機半導体材料としては、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｓｂ及びＺｎのうちの少なくとも１つの元素を含む酸化物、窒化物または酸化窒化物などが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００８０】
電子注入層３５の平均厚さは、特に限定されないが、０．１ｎｍ〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、０．２ｎｍ〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましく、０．２ｎｍ〜５０ｎｍ程度であるのがさらに好ましい。
なお、この電子注入層３５は、陰極３７及び電子輸送層３４の構成材料や厚さなどによっては、省略してもよい。
【００８１】
本実施形態において、陽極３１上に機能層３６ａ，３６ｂを形成する方法としては、各層の材料を真空中で蒸発させて成膜する蒸着法が採用されている。機能層３６ａと機能層３６ｂとを作り分ける方法としては、一方を成膜しているときに他方の成膜を遮るマスクを用いる方法が挙げられる。また、機能層３６ａ，３６ｂを形成する方法は、蒸着法などの気相成長法に限定されず、各層を構成する材料を含んだ溶液を塗布して乾燥・焼成することにより成膜する液相成長法を採用してもよい。特に、液相成長法のうちインクジェットヘッドのノズルから溶液を液滴として吐出可能な液滴吐出法を採用すれば、図７に示したように隔壁部３８で区画された領域ごとに異なる種類の溶液を容易に塗布することができる。
【００８２】
次に、発光部１１０から発せられる近赤外光ＩＬの分光特性について、図９を参照して説明する。図９は発光部の分光特性を示すグラフである。
図９に示すように、本実施形態の発光部１１０における第１発光素子３０Ａは、前述したように光共振構造を有することから、中心波長（共振波長）λ１がおよそ８００ｎｍであり、波長範囲が７００ｎｍ〜９００ｎｍの分光分布ＳＰ１を有する近赤外光ＩＬを発光する。第２発光素子３０Ｂは、波長範囲が９００ｎｍ〜２０００ｎｍの分光分布ＳＰ２を有する近赤外光ＩＬを発光する。第２発光素子３０Ｂの波長範囲は、第１発光素子３０Ａよりも広く、その中心波長λ２はおよそ１４５０ｎｍである。
【００８３】
第１発光素子３０Ａの中心波長（共振波長）λ１がおよそ８００ｎｍであることから、血液中のヘモグロビンは、人体Ｍの組織よりも第１発光素子３０Ａから発せられた近赤外光ＩＬをよく吸収する。その結果、血液が流れる血管よりも周囲の組織によって反射された反射光ＲＬが増え、血管とその周囲の組織との間で反射光ＲＬの量が異なることから、受光素子１４２がこのような反射光ＲＬを受光することで、出力部１６８は血管の画像を出力することができる。言い換えれば、ヘモグロビンによる特定波長の光の吸収を利用して血管の位置情報を取得する観点から、第１発光素子３０Ａから発光する近赤外光ＩＬの中心波長λ１は、７００ｎｍ＜λ１≦９００ｎｍの波長範囲にあることが好ましい。また、７００ｎｍ〜９００ｎｍの波長範囲以外の波長の近赤外光が受光素子１４２で受光されるとノイズとなるので、７００ｎｍ〜９００ｎｍの波長範囲の近赤外光を発することが好ましい。
【００８４】
図４に示したように、センサー部１５０は、発光部１１０と受光部１４０との間に可変分光部１２０を備えている。発光部１１０における第２発光素子３０Ｂは第１発光素子３０Ａよりも広い波長範囲の近赤外光ＩＬを発光する。可変分光部１２０は、このような広帯域の近赤外光ＩＬのうち特定の中心波長λ２を有する近赤外光ＩＬを選択的に透過させることができる。例えば、図９に示すように、中心波長λ２がおよそ１６００ｎｍであり波長範囲が１５００ｎｍ〜１７００ｎｍの分光分布ＳＰ３を有する近赤外光ＩＬを選択的に透過させることができる。中心波長λ２がおよそ１６００ｎｍの近赤外光ＩＬは血液中のグルコース（ブドウ糖）によってよく吸収される。したがって、受光素子１４２により中心波長λ２が１６００ｎｍの反射光ＲＬを受光することで、センサー部１５０は血液中の特定成分であるグルコースの含有量を特定（分析）することができる。特に、グルコースの吸光度のピーク波長が１２００ｎｍ、１６００ｎｍ、２０００ｎｍであることから、精度よく含有量を特定（分析）する観点で、第２発光素子３０Ｂは、９００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の波長範囲の近赤外光ＩＬを発光可能であることが好ましい。
【００８５】
次に、可変分光部１２０の構成について図１０を参照して説明する。図１０（ａ）〜（ｃ）は可変分光部の構成と動作とを説明する概略図である。
図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、可変分光部１２０は、固定基板１２１と、固定基板１２１に対向配置された可動基板１２２とを有する。固定基板１２１の可動基板１２２と対向する側の面１２１ａには凸部１２１ｂが形成されている。凸部１２１ｂ上には第１光学膜１２３が形成されている。平面視で凸部１２１ｂ及び第１光学膜１２３の形状は円形である。一方、可動基板１２２には平面視で環状（リング状）の凹部（溝部）１２２ａが形成されている。凹部（溝部）１２２ａによって可動基板１２２には平面視で円形の可動部１２２ｂが形成される。可動部１２２ｂの固定基板１２１側において第１光学膜１２３と対向する位置に第２光学膜１２４が形成されている。平面視で第２光学膜１２４の形状は第１光学膜１２３と同じく円形である。固定基板１２１の面１２１ａにおいて、第１光学膜１２３（凸部１２１ｂ）を囲んで環状（リング状）の第１電極１２６が形成されている。同じく、可動基板１２２の可動部１２２ｂにおいて、第２光学膜１２４を囲んで環状（リング状）の第２電極１２７が形成されている。
【００８６】
固定基板１２１及び可動基板１２２は、それぞれ透光性の例えばソーダガラスや石英などの基板が用いられ、当該基板をエッチング加工することで、凸部１２１ｂ、支持部１２１ｃ、凹部（溝部）１２２ａつまり可動部１２２ｂが形成される。固定基板１２１と可動基板１２２とは第１電極１２６の周囲に形成された支持部１２１ｃと接合部１２９とを介して接合されている。固定基板１２１と可動基板１２２とを接合することで、第１光学膜１２３と第２光学膜１２４とは所定の間隔Ｇ１を介して対向配置される。
【００８７】
所定の間隔Ｇ１で対向配置された第１光学膜１２３と第２光学膜１２４とは、例えばＡｇ、Ｍｇ、Ｔｉなどの金属やこれらの合金、あるいはこれらの金属の酸化物を用い、それぞれ光反射性と透過性とを有するように膜厚が制御されて成膜される。なお、第１光学膜１２３及び第２光学膜１２４のそれぞれは、単層の誘電体膜であっても複層の誘電体膜であってもよい。以降、対向配置された第１光学膜１２３及び第２光学膜１２４を一対の光学膜１２５と呼ぶ。
一対の光学膜１２５を囲む位置に形成された環状（リング状）の第１電極１２６及び第２電極１２７は、静電アクチュエーター１２８として機能するものである。
【００８８】
図１０では図示を省略したが、固定基板１２１には第１電極１２６に繋がる配線が形成されている。同様に可動基板１２２には第２電極１２７に繋がる配線が形成されている。固定基板１２１と可動基板１２２とを有する可変分光部１２０は、制御部１６５（図２参照）に電気的に接続されている。制御部１６５から静電アクチュエーター１２８として機能する第１電極１２６と第２電極１２７との間に直流電位を印加すれば、図１０（ｃ）に示すように、第１電極１２６に第２電極１２７を引き付けて上記所定の間隔Ｇ１を狭めることができる。つまり、一対の光学膜１２５の間の光学的距離がΔＧだけ変化することになる。
【００８９】
このような固定基板１２１と可動基板１２２とは、図４に示すように、反射光ＲＬが透過する透光部１１２に対向して設けられている。つまり、制御部１６５が静電アクチュエーター１２８を制御することにより、受光素子１４２ごとに一対の光学膜１２５の間の光学的距離を変化させることができる。これにより、一対の光学膜１２５を透過する反射光ＲＬの分光特性を光学的距離の変化量ΔＧに対応させて変化させることができる。
したがって、前述したように、分光分析用の光源である第２発光素子３０Ｂの分光特性が広帯域（ブロード）であっても、可変分光部１２０によって、血液中の特定成分である例えばグルコースの吸収波長である１６００ｎｍの近赤外光（反射光ＲＬ）を選択的に受光素子１４２に導くことができる。
【００９０】
このようなセンサー部１５０を備えた携帯型情報端末１００において、制御部１６５は、発光部１１０の光源部３０のうち複数の第１発光素子３０Ａを選択して中心波長λ１がおよそ８００ｎｍの近赤外光ＩＬを発光させる。人体Ｍに入射した近赤外光ＩＬは内部で散乱する。散乱した近赤外光ＩＬの一部は、反射光ＲＬとして受光部１４０の受光素子１４２に導かれる。受光素子１４２が受光した反射光ＲＬの情報（吸光度）から血管の画像を取得することができる。
【００９１】
また、制御部１６５は、発光部１１０の光源部３０のうち複数の第２発光素子３０Ｂを選択して中心波長λ２がおよそ１４５０ｎｍの広帯域の近赤外光ＩＬを発光させる。人体Ｍに入射した近赤外光ＩＬは内部で散乱する。散乱した近赤外光ＩＬの一部は、反射光ＲＬとして可変分光部１２０に入射する。このとき制御部１６５は、可変分光部１２０を制御して一対の光学膜１２５の間隔Ｇ１をねらいの間隔に狭める。これにより、入射した広帯域の反射光ＲＬは、中心波長λ２がおよそ１６００ｎｍの反射光ＲＬとして受光部１４０の受光素子１４２に導かれる。受光素子１４２が受光した反射光ＲＬの情報（吸光度）から血液中の特定成分であるグルコースの含有量を計測し、計測結果から血糖値を特定（分析）することができる。
このような血管の画像の取得と、血液中の特定成分の分析とは、ノイズとなる不必要な光が受光素子１４２に入射しないように、時間的にタイミングをずらして行われる。また、光源部３０を発光させる場合、複数の第１発光素子３０Ａのすべてや、複数の第２発光素子３０Ｂのすべてを発光させずに、センサー部１５０が接した人体Ｍの一部の領域に近赤外光ＩＬが入射するようにしてもよい。
【００９２】
なお、携帯型情報端末１００が装着される人体Ｍの部位は、手首に限らず、血管や血液に係る情報を得易い、腕や足首、あるいは首であってもよい。
【００９３】
本実施形態の携帯型情報端末１００によれば、生体情報取得装置としてのセンサー部１５０は、血管の位置情報取得用であって、中心波長λ１の近赤外光ＩＬを発する第１赤外光源としての第１発光素子３０Ａと、分光分析用であって、中心波長λ１と異なる中心波長λ２の近赤外光ＩＬを発する第２赤外光源としての第２発光素子３０Ｂと、を備えている。第１発光素子３０Ａ及び第２発光素子３０Ｂはいずれも有機ＥＬ素子であって、基板本体１１１上の同一面上にそれぞれ複数配置されている。したがって、薄型で小型なセンサー部１５０を実現できる。
【００９４】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の生体情報取得装置としてのセンサー部について、図１１を参照して説明する。図１１（ａ）は第２実施形態のセンサー部の構成を示す概略平面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＢ−Ｂ’線で切った概略断面図である。
第２実施形態のセンサー部は、第１実施形態のセンサー部１５０に対して発光部１１０における光源部３０の構成を異ならせたものである。したがって、第１実施形態のセンサー部１５０と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９５】
図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態のセンサー部１５０Ｂは、順に積層された、受光部１４０、遮光部１３０、可変分光部１２０、発光部１１０Ｂ、保護部１５１を備えている。発光部１１０Ｂには、第１発光素子３０ＡがＸ方向とＹ方向とにマトリックス状に複数配置されている。また、発光部１１０Ｂの周辺には、第２赤外光源としてのＬＥＤ素子４１，４２，４３が配置されている。第１実施形態において説明したように第１発光素子３０Ａは光共振構造が導入された有機ＥＬ素子であって、中心波長（共振波長）λ１がおよそ８００ｎｍの近赤外光ＩＬを発する。一方でＬＥＤ素子４１，４２，４３は互いに中心波長λ２が異なる近赤外光ＩＬを発するものであって、すべてのＬＥＤ素子４１，４２，４３を発光させると、第１実施形態の図９に示したような波長範囲が９００ｎｍ〜２０００ｎｍの近赤外光ＩＬを発光させることができる。言い換えれば、中心波長λ２が異なる近赤外光ＩＬを発光可能なＬＥＤ素子４１，４２，４３から１つまたは２つのＬＥＤ素子を選択して発光させることができる。すなわち、分光分析用として、血液中に含まれる特定成分の吸収波長に対応した発光が得られるＬＥＤ素子を用意すればよい。上記特定成分は１種に限らず複数種であることがセンサー部１５０Ｂの利便性を考慮すると好ましい。
【００９６】
図１１（ｂ）に示すように、ＬＥＤ素子４１，４２，４３は、保護部１５１の下層に配置されている。ＬＥＤ素子４１，４２，４３からの発光は、保護部１５１を透過して人体Ｍに照射される。言い換えれば、ＬＥＤ素子４１，４２，４３は保護部１５１によって保護されている。人体Ｍに付着している汗などの汚れがＬＥＤ素子４１，４２，４３に影響を及ぼすことがない構造となっている。
【００９７】
なお、中心波長λ２が異なるＬＥＤ素子４１，４２，４３の数や配置は、これに限定されるものではない。
【００９８】
第２実施形態のセンサー部１５０Ｂによれば、発光部１１０Ｂには血管の位置情報取得用の第１発光素子３０Ａが複数配置されているので、同一面上に第１発光素子３０Ａと第２発光素子３０Ｂとを配置する第１実施形態に比べて、高精細な血管の画像を取得することが可能である。
【００９９】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態の生体情報取得装置としてのセンサー部について、図１２を参照して説明する。図１２は第３実施形態のセンサー部の構成を示す概略平面図である。
第３実施形態のセンサー部は、第２実施形態のセンサー部１５０Ｂに対して発光部１１０Ｂにおける光源部やＬＥＤ素子の構成を異ならせたものである。したがって、第２実施形態のセンサー部１５０Ｂと同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
本実施形態のセンサー１５０Ｃは、順に積層された、受光部１４０、遮光部１３０、可変分光部１２０、発光部１１０Ｃ、保護部１５１を備えている。図１２に示すように、発光部１１０Ｃには、第２発光素子３０ＢがＸ方向とＹ方向とにマトリックス状に複数配置されている。また、発光部１１０Ｃの周辺においてＸ方向に沿って、第１赤外光源としてのＬＥＤ素子５０が複数配置されている。第１実施形態において説明したように第２発光素子３０Ｂは有機ＥＬ素子であって、中心波長λ２がおよそ１４５０ｎｍの広帯域の近赤外光ＩＬを発する。一方でＬＥＤ素子５０は中心波長λ１がおよそ８００ｎｍであり、波長範囲が７００ｎｍ〜９００ｎｍの近赤外光ＩＬを発するものである。なお、ＬＥＤ素子５０は第２実施形態と同様に保護部１５１の下層に配置され、保護されている。また、ＬＥＤ素子５０の数や配置はこれに限定されるものではない。
【０１００】
第３実施形態のセンサー部１５０Ｃによれば、発光部１１０Ｃには分光分析用の第２発光素子３０Ｂが複数配置されているので、同一面上に第１発光素子３０Ａと第２発光素子３０Ｂとを配置する第１実施形態に比べて、センサー部１５０Ｃが小型であっても、第２発光素子３０Ｂを数多く配置して、分光分析用の近赤外光ＩＬの輝度を確保することが可能となる。したがって、血液中の特定成分の分析を高精度に行うことができ、且つ小型なセンサー部１５０Ｃを実現することができる。
【０１０１】
本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨ある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生体情報取得装置および該生体情報取得装置を適用する電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
【０１０２】
（変形例１）生体情報取得装置としてのセンサー部１５０における第１発光素子３０Ａと第２発光素子３０Ｂの配置は、これに限定されない。図１３（ａ）〜（ｃ）は変形例の第１発光素子及び第２発光素子の配置を示す概略平面図である。
例えば、図１３（ａ）に示すように、単位画素は、マトリックス状に配置され、隣り合う４つの受光素子１４２と、４つの受光素子１４２の周囲に同じくマトリックス状に配置された、１つの第１発光素子３０Ａ及び８つの第２発光素子３０Ｂを含むものとする。これによれば、第１実施形態に比べて第１発光素子３０Ａの配置間隔が広がるものの、第２発光素子３０Ｂの単位面積当たりの数を増やすことができるので、分光分析用の近赤外光ＩＬの輝度を確保し易くなる。
また、単位画素の形状は正方形に限らず、例えば図１３（ｂ）に示すように、隣り合う２つの受光素子１４２と、２つの受光素子１４２を囲んで配置された１つの第１発光素子３０Ａと５つの第２発光素子３０Ｂとを含む長方形としてもよい。また例えば図１３（ｃ）に示すように、単位画素は、中心に配置された受光素子１４２と、受光素子１４２を中心としてその周辺に配置された１つの第１発光素子３０Ａ及び５つの第２発光素子３０Ｂとを含む六角形であるとしてもよい。
いずれの変形例においても分光分析用の近赤外光ＩＬの輝度を確保するため、第１発光素子３０Ａの数に比べて第２発光素子３０Ｂの数を増やしている。
【０１０３】
（変形例２）生体情報取得装置としてのセンサー部１５０は、中心波長λ１の近赤外光ＩＬが得られる第１赤外光源と、中心波長λと異なる中心波長λ２の近赤外光ＩＬが得られる第２赤外光源の両方を備えることに限定されない。図１４は、変形例の光源部における分光特性を示すグラフである。図１４に示すように、波長範囲が７００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の広帯域の近赤外光ＩＬを発する発光素子を基板本体１１１に複数配置して発光させる。その一方で、可変分光部１２０を発光部１１０と保護部１５１との間に配置する。これにより、発光素子から発光した近赤外光ＩＬの分光分布を可変分光部１２０で可変することで、血管の位置情報取得用の中心波長λ１がおよそ８００ｎｍの分光分布ＳＰ５を有する近赤外光ＩＬを人体Ｍに照射して、その反射光ＲＬを受光素子１４２で受光する。また、発光素子から発光した近赤外光ＩＬの分光分布を可変分光部１２０で可変することで、血液中の特定成分を分析可能な中心波長λ２が例えば１６００ｎｍの分光分布ＳＰ３を有する近赤外光ＩＬを人体Ｍに照射して、その反射光ＲＬを受光素子１４２で受光するとしてもよい。これによれば、光源部３０の構成をより簡素な構成とすることができる。
【０１０４】
（変形例３）可変バンドパスフィルターとして機能する可変分光部１２０の構成は、これに限定されない。センサー部１５０がより小型となった場合、発光部１１０における複数の透過部１１２を透過した反射光ＲＬが一対の光学膜１２５を通過するように、可変分光部１２０は１組の固定基板１２１及び可動基板１２２を有する構成としてもよい。
【０１０５】
（変形例４）上記第２実施形態では、発光部１１０Ｂの周囲にＬＥＤ素子４１，４２，４３を配置したが、１つの光源から発した近赤外光を光ファイバーにより複数個所に分けて人体Ｍに照射するように構成してもよい。上記第３実施形態の場合も同様である。
【０１０６】
（変形例５）トップエミッション型の上記第１発光素子３０Ａにおける光共振構造は、反射層２１ａを有することに限定されない。例えば、光反射性を有するアルミニウムやその合金などで陽極３１を形成し、反射層２１ａを削除してもよい。上記第２発光素子３０Ｂについても同様に陽極３１が光反射性を有すれば、反射層２１ｂを削除することができる。
【０１０７】
（変形例６）生体情報取得装置としてのセンサー部１５０，１５０Ｂ，１５０Ｃが適用される電子機器は、上記携帯型情報端末１００に限定されない。例えば、パーソナルコンピューターにセンサー部１５０，１５０Ｂ，１５０Ｃのいずれかを適用することで、血管の画像からパーソナルコンピューターの使用者を特定する生体認証を行うことができる。また、使用者の血液中の特定成分の情報を取得することができる。
また、例えば、医療機器として、血圧、血糖、脈拍、脈波、コレステロール量、ヘモグロビン量、血中水分、血中酸素量などの計測装置に適用することができる。また、色素と併用することで肝機能（解毒率）測定や血管位置確認、癌部位の確認をすることができる。さらには、検体での知見を増やすことで皮膚癌の良性／悪性腫瘍（メラノーマ）を判断することが可能になる。また、上記項目の一部または全部を総合的に判断することで、肌年齢、肌の健康度の指標判断も可能となる。
【０１０８】
本発明の技術的な思想は、非侵襲で生体情報を取得可能な生体情報取得装置であって、７００ｎｍ〜２０００ｎｍの波長範囲内の近赤外光を発する赤外光源と、近赤外光用の受光部及び可変分光部と、を備え、前記可変分光部は、前記赤外光源から発する近赤外光のうち、血管の位置情報を取得可能な輝度のピーク波長λ１が７００ｎｍ＜λ１≦９００ｎｍの範囲にある近赤外光と、血液中の特定成分の情報を取得可能な輝度のピーク波長λ２が９００ｎｍ＜λ２≦２０００ｎｍの範囲にある近赤外光とを、前記受光部に導くことを特徴とする。
また、前記赤外光源は、ピーク波長λ１が７００ｎｍ＜λ１≦９００ｎｍの範囲にある近赤外光を発する第１赤外光源と、ピーク波長λ２が９００ｎｍ＜λ２≦２０００ｎｍの範囲にある近赤外光を発する第２赤外光源とを含むとしてもよい。
また、生体情報取得装置は、ピーク波長λ１が７００ｎｍ＜λ１≦９００ｎｍの範囲にある近赤外光と、ピーク波長λ２が９００ｎｍ＜λ２≦２０００ｎｍの範囲にある近赤外光とが異なる期間に前記受光部に導かれるように前記可変分光部を制御する制御部を備えることが望ましい。
【符号の説明】
【０１０９】
３０Ａ…第１赤外光源としての第１発光素子、３０Ｂ…第２赤外光源としての第２発光素子、４１，４２，４３…第２赤外光源としてのＬＥＤ素子、５０…第１赤外光源としてのＬＥＤ素子、１００…電子機器としての携帯型情報端末、１２０…可変バンドパスフィルターとしての可変分光部、１４０…受光部。
【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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