(57)【要約】      （修正有）【課題】透光部と遮光部を含む生体情報検出装置における、防水性、小型（薄型）軽量化、強度等に関する課題の、少なくともいずれか１つの課題を解決する生体情報検出装置等を提供する。【解決手段】生体情報検出装置は、被検体の生体情報を検出するセンサー部３０と、センサー部３０が収納されるケース部を含み、ケース部は、センサー部３０に入射される光が透過する検出窓２２１１を有する透光部２２１と、透光部２２１の周辺に設けられる遮光部２２２を有し、透光部２２１と遮光部２２２とは一体形成されており、透光部２２１は樹脂材料で形成されてなり、遮光部２２２は、樹脂材料にガラスを含有させたガラス含有樹脂材料により形成されてなる。【選択図】図１
2016047086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の生体情報を検出するセンサー部と、
前記センサー部が収納されるケース部と、
を含み、
前記ケース部は、
前記センサー部に入射される光が透過する検出窓を有する透光部と、
前記透光部の周辺に設けられる遮光部と、
を有し、
前記透光部と前記遮光部とは一体形成されており、
前記透光部は、樹脂材料で形成されてなり、
前記遮光部は、樹脂材料にガラスを含有させたガラス含有樹脂材料により形成されてなることを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記透光部と、前記遮光部とは、二色成型又はインサート成型により一体形成されてなることを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記遮光部は、
前記検出窓以外の部分において、前記透光部の前記被検体側から前記透光部と重なるように設けられることを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記ケース部は、
トップケースと、
前記透光部及び前記遮光部を有するボトムケースと、
を有し、
前記透光部は、
前記検出窓から、前記トップケースと前記ボトムケースとの接続部に設けられる密封部まで延在していることを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記密封部には、前記ケース部の内部を外部から密閉するパッキンが設けられていることを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項６】
請求項４又は５において、
前記ボトムケースを、前記被検体との接触面に対する垂直方向から見た平面視において、
前記検出窓と前記密封部との間の領域に、前記透光部が設けられていることを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記透光部は、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂及びアクリル樹脂の少なくともいずれか１つを含み、
前記遮光部は、ガラスが含有された前記ポリカーボネート、ガラスが含有された前記ＡＢＳ樹脂、及びガラスが含有された前記アクリル樹脂の少なくともいずれか１つを含むことを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、
前記透光部には、
前記被検体に装着時に前記被検体の生体面に接触して押圧を与える凸部と、前記凸部の周辺に設けられる溝部とが設けられていることを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記ケース部を、前記被検体との接触面に対する垂直方向から見た平面視において、
前記凸部の周辺に設けられ、前記凸部が前記被検体に与える押圧を抑制する押圧抑制部を含むことを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかにおいて、
前記センサー部は、
前記被検体からの光を受光する第１の受光部及び第２の受光部を含むことを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記センサー部から前記被検体への方向において、前記透光部のうち前記第１の受光部に対応する位置又は領域での高さをｈ１とし、前記透光部のうち前記第２の受光部に対応する位置又は領域での高さをｈ２とした場合に、ｈ１＞ｈ２であることを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかにおいて、
前記ケース部に収納される二次電池と、
前記センサー部と電気的に接続する回路基板と、
を含み
前記二次電池は、
前記回路基板と前記センサー部との間に配置されていることを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記ケース部を、前記被検体との接触面に対する垂直方向から見た平面視において、
前記二次電池と前記ケース部との間に振動部が設けられていることを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項１４】
被検体の生体情報を検出するセンサー部と、
前記センサー部が収納されるケース部と、
を含み、
前記ケース部は、
トップケースと、
ボトムケースと、
を有し、
前記ボトムケースは、
前記センサー部に入射される光が透過する検出窓を有する透光部と、
前記透光部の周辺に設けられる遮光部と、
を有し、
前記透光部は、
前記検出窓から、前記トップケースと前記ボトムケースの接続部に設けられる密封部まで延在していることを特徴とする生体情報検出装置。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記透光部は、樹脂材料で形成され、
前記遮光部は、樹脂材料にガラスを含有させたガラス含有樹脂材料により形成されてなることを特徴とする生体情報検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報検出装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、センシング技術の向上により腕時計型の活動計が広く用いられるようになってきている。活動計に用いられるセンサーは、加速度センサー、ジャイロセンサー、ＧＰＳ（Global Positioning System）等が考えられる。このようなセンサーを用いることで、ユーザーの体の動きや、位置、移動距離、移動経路等の情報を取得することができる。
【０００３】
また、近年の活動計では、上記のような外面からわかるユーザーの活動だけではなく、内面的な生体活動についてもセンシングする場合がある。例えば、活動計に脈波センサーを設け、当該脈波センサーを用いてユーザーの脈波情報（脈拍数、脈拍間隔等）を取得、提示してもよい。
【０００４】
このような機器を実現しようとした場合、機器の構造を適切なものとすることで、精度のよいセンシングを可能にしたり、ユーザーにとっての使い心地をよいものとしたり、美観性を高めたりすることが可能である。
【０００５】
例えば特許文献１には、腕時計型の装置等に好適なバンドの構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−９０９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
脈波センサーとして光電センサーを用いる場合、被検体（特に測定対象の血管が含まれる部位）で反射された反射光は脈波成分を含むため受光すべきであるが、それ以外の光はノイズ成分となるため遮光すべきである。そのため、生体情報検出装置は必要な光を透過させ、不要な光を遮光するために、透光部と遮光部とを含んで構成されるとよい。
【０００８】
その場合、透光部と遮光部を簡易な手法で実現するとよいが、それ以外にも、機器内部に設けられる回路基板等を保護するためには防水性や、腕時計型等のウェアラブル機器ではユーザーの装着負担軽減のためにも小型（薄型）軽量化の必要性も高い。しかし特許文献１等の従来手法では、これらの種々の要求を満たす生体情報検出装置の構造は開示されていない。
【０００９】
本発明の幾つかの態様によれば、上述した課題の少なくともいずれか１つの課題を解決する生体情報検出装置等を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、被検体の生体情報を検出するセンサー部と、前記センサー部が収納されるケース部と、を含み、前記ケース部は、前記センサー部に入射される光が透過する検出窓を有する透光部と、前記透光部の周辺に設けられる遮光部と、を有し、前記透光部と前記遮光部とは一体形成されており、前記透光部は、樹脂材料で形成されてなり、前記遮光部は、樹脂材料にガラスを含有させたガラス含有樹脂材料により形成されてなる生体情報検出装置に関係する。
【００１１】
本発明の一態様では、センサー部に対する光の入射、遮光のための透光部と遮光部とを有する生体情報検出装置において、遮光部をガラス含有樹脂材料により形成する。これにより、ケース部（特にボトムケース）を構成する遮光部の強度を高めることができるため、変形等による水分等の流入や内部部品の損傷を抑止すること等が可能になる。さらに、強度を高める際に部材の厚みを増す必要がないため、生体情報検出装置を薄型、軽量とすること等も可能になる。
【００１２】
また、本発明の一態様では、前記透光部と、前記遮光部とは、二色成型又はインサート成型により一体形成されていてもよい。
【００１３】
これにより、透光部と遮光部を容易に形成すること等が可能になる。
【００１４】
また、本発明の一態様では、前記遮光部は、前記検出窓以外の部分において、前記透光部の前記被検体側から前記透光部と重なるように設けられてもよい。
【００１５】
これにより、検出窓以外の部分での生体情報検出装置（狭義にはセンサー部）への光の入射を抑止すること等が可能になる。
【００１６】
また、本発明の一態様では、前記ケース部は、トップケースと、前記透光部及び前記遮光部を有するボトムケースと、を有し、前記透光部は、前記検出窓から、前記トップケースと前記ボトムケースとの接続部に設けられる密封部まで延在していてもよい。
【００１７】
これにより、トップケースとボトムケースの間に設けられる密封部を利用して、透光部と遮光部の間における防水を実現すること等が可能になる。
【００１８】
また、本発明の一態様では、前記密封部には、前記ケース部の内部を外部から密閉するパッキンが設けられていてもよい。
【００１９】
これにより、密封部による防水をパッキンを用いて実現すること等が可能になる。
【００２０】
また、本発明の一態様では、前記ボトムケースを、前記被検体との接触面に対する垂直方向から見た平面視において、前記検出窓と前記密封部との間の領域に、前記透光部が設けられていてもよい。
【００２１】
これにより、検出窓及び密封部との関係において、透光部を適切な領域に設けること等が可能になる。
【００２２】
また、本発明の一態様では、前記透光部は、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂及びアクリル樹脂の少なくともいずれか１つを含み、前記遮光部は、ガラスが含有された前記ポリカーボネート、ガラスが含有された前記ＡＢＳ樹脂、及びガラスが含有された前記アクリル樹脂の少なくともいずれか１つを含んでもよい。
【００２３】
これにより、透光部の樹脂材料、及び遮光部におけるガラスを含有させる対象として種々の樹脂を用いること等が可能になる。
【００２４】
また、本発明の一態様では、前記透光部には、前記被検体に装着時に前記被検体の生体面に接触して押圧を与える凸部と、前記凸部の周辺に設けられる溝部とが設けられていてもよい。
【００２５】
これにより、凸部を用いて効率的に被検体に押圧を与えること等が可能になる。
【００２６】
また、本発明の一態様では、前記ケース部を、前記被検体との接触面に対する垂直方向から見た平面視において、前記凸部の周辺に設けられ、前記凸部が前記被検体に与える押圧を抑制する押圧抑制部を含んでもよい。
【００２７】
これにより、凸部による被検体に対する押圧を安定させること等が可能になる。
【００２８】
また、本発明の一態様では、前記センサー部は、前記被検体からの光を受光する第１の受光部及び第２の受光部を含んでもよい。
【００２９】
これにより、光電センサーに複数の受光部を設けることが可能になる。
【００３０】
また、本発明の一態様では、前記センサー部から前記被検体への方向において、前記透光部のうち前記第１の受光部に対応する位置又は領域での高さをｈ１とし、前記透光部のうち前記第２の受光部に対応する位置又は領域での高さをｈ２とした場合に、ｈ１＞ｈ２であってもよい。
【００３１】
これにより、第１の受光部と第２の受光部とで透光部（狭義には凸部）の高さを変えることができ、各受光部において特性の異なる信号を出力すること等が可能になる。
【００３２】
また、本発明の一態様では、前記ケース部に収納される二次電池と、前記センサー部と電気的に接続する回路基板と、を含み、前記二次電池は、前記回路基板と前記センサー部との間に配置されていてもよい。
【００３３】
これにより、生体情報検出装置で種々の処理（制御）を行うとともに、当該処理の実行や他の部品の駆動に用いられる電力を装置内の電池から供給すること等が可能になる。
【００３４】
また、本発明の一態様では、前記ケース部を、前記被検体との接触面に対する垂直方向から見た平面視において、前記二次電池と前記ケース部との間に振動部が設けられていてもよい。
【００３５】
これにより、ユーザーインターフェース等に利用可能な振動部を設けるとともに、振動部と二次電池とを生体情報検出装置内に効率的に配置すること等が可能になる。
【００３６】
本発明の他の態様は、被検体の生体情報を検出するセンサー部と、前記センサー部が収納されるケース部と、を含み、前記ケース部は、トップケースと、ボトムケースと、を有し、前記ボトムケースは、前記センサー部に入射される光が透過する検出窓を有する透光部と、前記透光部の周辺に設けられる遮光部と、を有し、前記透光部は、前記検出窓から、前記トップケースと前記ボトムケースの接続部に設けられる密封部まで延在している生体情報検出装置に関係する。
【００３７】
本発明の一態様では、センサー部に対する光の入射、遮光のための透光部と遮光部とを有する生体情報検出装置において、透光部が密封部まで延在している。これにより、トップケースとボトムケースの間に設けられる密封部を利用して、透光部と遮光部の間における防水を実現すること等が可能になる。
【００３８】
また、本発明の一態様では、前記透光部は、樹脂材料で形成され、前記遮光部は、樹脂材料にガラスを含有させたガラス含有樹脂材料により形成されていてもよい。
【００３９】
これにより、ケース部（特にボトムケース）を構成する遮光部の強度を高めることができるため、変形等による水分等の流入や内部部品の損傷を抑止すること等が可能になる。さらに、強度を高める際に部材の厚みを増す必要がないため、生体情報検出装置を薄型、軽量とすること等も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態に係る生体情報検出装置の断面図。
【図２】図２（Ａ）、図２（Ｂ）は本実施形態に係る生体情報検出装置の斜視図。
【図３】図３（Ａ）、図３（Ｂ）は本実施形態に係る生体情報検出装置の平面図。
【図４】ガラスを含有させることで強度が向上することの説明図。
【図５】図５（Ａ）はパッキンの平面図、図５（Ｂ）はパッキンの実装例。
【図６】水分等の流入経路を説明する図。
【図７】比較例の生体情報検出装置の断面図。
【図８】他の比較例の生体情報検出装置のセンサー部付近の断面図。
【図９】遮光部が設けられる箇所を表す平面図。
【図１０】図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）はセンサー部付近の詳細な構成例を表す断面図及び平面図。
【図１１】押圧により信号感度及びノイズ感度が変化することを説明する図。
【図１２】図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）は凸部の高さを説明する図。
【図１３】図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）は凸部の高さを説明する図。
【図１４】押圧抑制部を設ける場合の加重に対する押圧変化の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、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。また本実施形態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。
【００４２】
１．本実施形態の手法
まず本実施形態の手法について説明する。上述したように、ユーザーの手首等に装着されるウェアラブル型の生体情報検出装置において、光電センサーを用いて生体情報を取得する手法が知られている。光電センサーである生体センサーとしては例えば脈波センサーが考えられ、当該脈波センサーを用いることで脈拍数等の脈波情報を取得することが可能である。
【００４３】
以下では、手首に装着される腕時計型の装置を例にとって説明するが、本実施形態に係る生体情報検出装置は頸部や足首等、ユーザーの他の部位に装着されてもよい。また、本実施形態の生体センサー（光電センサー）は脈波センサーに限定されず、脈波情報以外の生体情報を取得する光電センサーが用いられてもよい。また、本実施形態の生体情報検出装置は光電センサー以外の生体センサーを含んでもよい。
【００４４】
光電センサーを含む生体情報検出装置では、必要な光を受光し、且つ不要な光を遮光する必要がある。脈波センサーの例であれば、被検体（特に測定対象の血管が含まれる部位）で反射された反射光は脈波成分を含むため受光すべきであるが、それ以外の光はノイズ成分となるため遮光すべきである。ここでの「それ以外の光」とは、発光部から射出され受光部に直接的に入射する直接光や、上記被検体以外で反射された反射光、或いは日光や照明光等の環境光が考えられる。
【００４５】
このような透光、遮光を適切に制御するためには、生体情報検出装置は透光部と遮光部とを含んで構成されるとよい。一例としては図１等を用いて後述するように、生体情報検出装置のうち被検体側に設けられる部分（狭義にはボトムケース）における、透光部と遮光部の配置等を考慮すればよい。
【００４６】
ただし、本実施形態に係る生体情報検出装置のユースケースを想定した場合、透光部と遮光部の位置関係以外にも種々の要件を満たすことでより適切な機器を実現可能となる。
【００４７】
第１に、生体情報検出装置は高い防水性が求められる。生体情報検出装置の内部（図１の例であればトップケース２１とボトムケース２２の間の空間）には、回路基板４０やバッテリー（二次電池６０）、振動部８０（振動モーター）等が含まれるため、防水性が低いとそれらの故障のおそれが生じるためである。特に腕時計型等のウェアラブル型デバイスは、運動時に装着され、運動強度等の情報提示に用いられることも考えられる。その場合、ユーザーの皮膚表面が汗でぬれることも多く、機器内部への水分（例えば水等の液体、或いは水蒸気等の気体）の流入の危険性を抑止しておくとよい。
【００４８】
第２に、ケース部（トップケース、ボトムケース）の強度が高い必要がある。上述したように、機器内部には種々の部品が配置されるが、ウェアラブル型の生体情報検出装置は、ユーザーの動きに連動して種々の力が加えられる。例えば、ユーザーがジョギング等をしていれば、腕を振ったりする動きにより、機器が押す力や、ねじる力が加えられたりする。この場合、回路基板等の内部部品に当該力が加わってしまうと、当該部品の故障につながる。
【００４９】
第３に、ユーザーの装着感を良好なものとする必要がある。ウェアラブル型の生体情報検出装置は、使用時にユーザーに装着される必要がある。上述したように運動時に用いるのであれば、データの取得を望む期間（例えば運動の開始時から終了時まで）、装着を継続する必要がある。或いは、ユーザーの健康度を判定する例であれば、長時間（例えば１２時間、２４時間、数日間と行ったスパン）、継続して生体情報の取得をする必要があり、当該期間では機器の装着を行う。そのため、生体情報検出装置の装着により、ユーザーの運動や日常生活が阻害されることは好ましくなく、良好な装着感は重要な要素となる。具体的には、生体情報検出装置は小型（薄型）であり、軽量であるとよい。
【００５０】
つまり、生体情報検出装置は、必要な光の受光及び不要な光の遮光ができ、防水性、強度が高く、さらに小型軽量であることが望ましい。しかし特許文献１等の従来手法ではこれらの要求を満たす生体情報検出装置の構造は開示されていなかった。
【００５１】
そこで本出願人は、上記の種々の要求を満たす生体情報検出装置１の構造、狭義にはボトムケースにおける透光部と遮光部の配置や使用材料を提案する。具体的には、本実施形態に係る生体情報検出装置１は図１に示すように、被検体の生体情報を検出するセンサー部３０と、センサー部３０が収納される（設けられる）ケース部２０とを含み、ケース部２０は、センサー部３０に入射される光を透過する検出窓２２１１を有する透光部２２１と、透光部２２１の周辺に設けられる遮光部２２２を有する。さらに透光部２２１と遮光部２２２とは一体形成されており、透光部２２１は、樹脂材料で形成されてなり、遮光部２２２は、樹脂材料にガラスを含有させたガラス含有樹脂材料により形成されている。
【００５２】
なお、図１ではケース部２０はトップケース２１とボトムケース２２とから構成されており、ボトムケース２２が透光部２２１及び遮光部２２２を有する構造としているが、これには限定されない。例えば、ケース部２０を一体の部材で形成してもよいし、透明な板状部材である天板と、当該天板と組み合わされる樹脂部材とからケース部２０を構成する等、種々の変形実施が可能である。以下、本明細書ではケース部２０を図１の構造であるものとして説明するが、本実施形態の手法は透光部２２１と遮光部２２２を有する他の構造のケース部２０を用いる場合にも適用可能である。また、図１ではセンサー部３０、検出窓２２１１、及び検出窓２２１１の周辺部分の構成を簡略化している。具体的な構造例については図１０（Ａ）等を用いて後述する。
【００５３】
このようにした場合、透光部２２１と遮光部２２２により、光電センサーで適切な光を測定に用いることが可能になる。遮光部２２２は光を透過しない（遮光する）部材で形成され、例えば検出窓２２１１以外の部分からの光がセンサー部３０に入射されるのを遮光するものであってもよい。その際、透光部２２１と遮光部２２２を一体形成しておけば、ケース部２０（特にボトムケース２２）の作成が容易となる。
【００５４】
上記第１，第２の要求に対しては、ケース部２０を変形しにくいものとすればよい。ケース部２０に変形が生じやすいと、当該変形により液体や水蒸気が流入する経路が生じてしまったり、外部からの圧力が内部部品に伝わりやすくなってしまう。ここでの流入経路としては、透光部２２１と遮光部２２２の隙間が考えられる。例えば透光部２２１と遮光部２２２を共通の樹脂ベースを用いて二色成型により形成したとしても、表面が少し溶けてくっついているだけなので、水蒸気等がその間の小さな隙間に侵入する可能性がある。しかし、変形しにくいケース部２０であればこれらの事態を抑止可能である。一般的に部材の厚みを増すことで変形しにくい構造とすることができるが、それでは生体情報検出装置の小型軽量化が難しく、上記第３の要求に対応できない。
【００５５】
その点本実施形態では、遮光部２２２をガラス含有樹脂材料とすることで、遮光部２２２を変形しにくいものとできる。そのため、遮光部２２２の厚みを厚くする必要がなく、防水性、強度を高くしつつ、生体情報検出装置１自体の薄型化、軽量化が可能である。つまり、遮光部２２２をガラス含有樹脂材料とすることで、上記の種々の課題を効率的に解決することが可能になる。
【００５６】
さらにいえば、生体情報検出装置１を薄型にすることで、生体情報の検出精度を高くする（精度低下を抑止する）効果も期待できる。なぜなら、生体情報検出装置１に厚みがあると、長袖の服を着る時期であれば袖に触れることになり、機器自体が袖の動きに応じて揺れることになるためである。脈波センサー等の生体センサーは肌に密着させて使用したいのに、機器が揺れると浮きが生じたりするため、測定精度が低下してしまうことになる。その点、生体情報検出装置１を薄型化しておけば、袖等が接触することによる機器の浮きを抑止でき、検出精度を高くすることが可能である。
【００５７】
このような小型（薄型）、軽量化により、具体的には本実施形態に係る生体情報検出装置１は、重量を６０ｇに抑えることが可能になり、外装ケース（ケース部２０）の平面サイズを６ｃｍ以下、ケース厚みを１５ｍｍ以下で構成することが可能になった。ここでケース部２０の平面サイズとは、後述する図３（Ａ）のように、生体情報検出装置１がユーザーに装着されて使用される状況における、被検体（ユーザー手首）側から観察した方向での平面図でのサイズを表し、ケース厚みとはそれに直交する方向（例えば図１におけるＤＲ１方向）でのサイズを表す。具体的には、平面図でのケース部２０の長さのうちの最大値が６ｃｍ以下とし、ＤＲ１方向での厚みのうちの最大値が１５ｍｍ以下とすることが可能である。
【００５８】
また、本実施形態に係る生体情報検出装置１のユースケースとして、例えば上述した第３の要求に示した運動状況の計測、健康度の計測が含まれることを想定している。よって本出願人は、センサー部３０や、回路基板４０、或いはその他部品の構成、制御手法を考慮することで長時間の連続使用が可能な生体情報検出装置１を実現した。後述する二次電池６０として１５０ｍＡｈのものを用いた場合の具体例を以下に示す。
【００５９】
駆動時間は動作状況によっても変化する。例えば、ＧＰＳ（後述するＧＰＳアンテナ９０）による毎秒の測位、及び脈波センサー３１（センサー部３０）による脈波情報の計測を同時に行った場合、生体情報検出装置１は２０時間の駆動が可能である。また、脈波センサー３１をＯＦＦとし、ＧＰＳによる毎秒測位を行った場合、生体情報検出装置１は２４時間の駆動が可能である。また、ＧＰＳをＯＦＦとし、脈波センサー３１の計測を行った場合、生体情報検出装置１は６０時間の駆動が可能である。
【００６０】
以下、図１〜図５（Ｂ）等を用いて本実施形態の生体情報検出装置１の具体的な構成例について説明する。その後、本実施形態に係るセンサー部３０の具体例として、２つの受光部を有する脈波センサーについて説明し、最後に本実施形態の変形例について述べる。
【００６１】
２．生体情報検出装置の構成
図２（Ａ）、図２（Ｂ）に本実施形態に係る生体情報検出装置１の斜視図を示す。図２（Ａ）はトップケース２１側から見た斜視図であり、図２（Ｂ）はボトムケース２２側から見た斜視図である。本実施形態に係る生体情報検出装置１は、ユーザーの所与の部位（例えば手首）に装着され、脈波情報等の生体情報を検出する。生体情報検出装置１は、ユーザーに密着されて生体情報を検出する機器本体１０と、機器本体１０に取り付けられ機器本体１０をユーザーに装着するためのバンド部１５と、を有する。
【００６２】
機器本体１０は、トップケース２１と、ボトムケース２２とを有する。図３（Ａ）、図３（Ｂ）は生体情報検出装置１のうちの機器本体１０部分を表す図である。図３（Ａ）はボトムケース２２からトップケース２１へ向かう方向、すなわち生体情報検出装置１がユーザーに装着されて使用される状況における、被検体（ユーザー手首）側から観察した方向での平面図である。また、図３（Ｂ）は図３（Ａ）とは反対側、すなわちトップケース２１からボトムケース２２へ向かう方向での平面図である。つまり、図３（Ａ）は主としてボトムケース２２の構造を表す平面図であり、図３（Ｂ）は主としてトップケース２１の構造を表す平面図である。
【００６３】
図３（Ａ）に示したように、ボトムケース２２には検出窓２２１１が設けられ、検出窓２２１１に対応する位置にセンサー部３０が設けられる。検出窓２２１１においては光が透過する構成となっており、センサー部３０に設けられる光電センサー（脈波センサー３１）のうちの発光部３１１から発光される光は、検出窓２２１１を透過して被検体に対して照射される。また、被検体での反射光も検出窓２２１１を透過し、脈波センサー３１のうちの受光部（例えば図１０（Ａ）等を用いて後述する第１の受光部３１３及び第２の受光部３１５）において受光される。つまり、検出窓２２１１を設けることで、光電センサーを用いた生体情報の検出が可能になる。具体的には、検出窓２２１１は透光部２２１により実現される（透光部２２１が検出窓２２１１を含む）ものとすればよい。透光部２２１の具体的な構造については後述する。
【００６４】
図３（Ｂ）に示したように、トップケース２１は、胴部２１１とガラス板２１２を備えてもよい。この場合、胴部２１１及びガラス板２１２は、内部構造を保護する外壁として用いられるとともに、ガラス板２１２を介して、ガラス板２１２の直下に設けられる液晶ディスプレイ（ＬＣＤ７０）等の表示部の表示をユーザーが閲覧可能な構成としてもよい。つまり本実施形態の生体情報検出装置１では、検出した生体情報や運動状態を表す情報、或いは時刻情報等の種々の情報をＬＣＤ７０を用いて表示し、当該表示をトップケース２１側からユーザーに提示するものであってもよい。なお、ここでは生体情報検出装置１の天板部分をガラス板２１２により実現する例を示したが、ＬＣＤ７０を閲覧可能な透明部材であり、ＬＣＤ７０等のケース部２０の内部に含まれる構成を保護可能な程度の強度を有する部材であれば、透明のプラスチック等、ガラス以外の材料により天板部分を構成することが可能である。
【００６５】
次に、生体情報検出装置１のうちの機器本体１０の詳細な断面構造の例を図１を用いて説明する。図１は図３（Ｂ）におけるＡ−Ａ’での断面図であり、図１の紙面上方がトップケース２１側であり、紙面下方がボトムケース２２側である。
【００６６】
図１に示したように、機器本体１０は、トップケース２１とボトムケース２２の他に、センサー部３０と、回路基板４０と、パネル枠４２と、回路ケース４４と、二次電池６０と、ＬＣＤ７０と、振動部（振動モーター）８０と、ＧＰＳアンテナ９０と、を含む。ただし、生体情報検出装置１の構成は図１に限定されず、他の構成を追加したり、一部の構成を省略することが可能である。例えば、図１の構成のうちＧＰＳアンテナ９０を省略してもよい。
【００６７】
センサー部３０は、光電センサーを備えている。これによれば、生体情報検出装置１は、センサー部３０が光電センサーを備えてなることから、その特性により、生体情報として例えば脈波を測定し、これに基づいて脈拍数や血管の固さ、運動に関する状態や精神的な状態などを導出することができる。
【００６８】
光電センサーは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光部３１１からユーザーの手首に向けて照射され手首の血管で反射された光を、集光ミラーで集光し、フォトダイオードなどの受光部で受光する。この際、光電センサーは、血管の拡張時と収縮時とで光の反射率が異なる現象を利用してユーザーの脈拍を測定する。このことから、センサー部３０は、測定ノイズとなる光が光電センサーの受光素子で受光されないように、手首に押圧されていることが好ましく、手首に密着していることがより好ましい。
【００６９】
なお、センサー部３０の具体的な構成例については、図１０（Ａ）等を用いて後述する。また、適切な押圧付加を考慮すれば、透光部２２１に押圧を与えるための凸部２２１２を設けるとよく、この点についても図１０（Ａ）等を用いて後述する。
【００７０】
回路基板４０には、一方の面にＬＣＤ７０等の表示パネルを案内するパネル枠４２が配置され、他方の面に二次電池６０などを案内する回路ケース４４が配置されている。
【００７１】
なお、回路基板４０には、ガラス繊維入りのエポキシ樹脂系の基板などが用いられ、両面に銅箔などからなる配線パターンが形成されている。また、パネル枠４２、回路ケース４４には、ポリアセタールやポリカーボネートなどの樹脂が用いられている。
【００７２】
回路基板４０には、光電センサーを駆動し脈拍を測定する回路、ＬＣＤ７０を駆動する回路、各回路を制御する回路などを構成する素子が実装されている。回路基板４０は、一方の面にＬＣＤ７０との接続用電極が形成され、ＬＣＤ７０の電極と図示しないコネクターを介して導通されている。
【００７３】
ＬＣＤ７０では、各モードに応じて脈拍数などの脈拍測定データや、現在時刻などの時刻情報などが表示される。
【００７４】
回路ケース４４には、充電可能なボタン型の二次電池６０（リチウム二次電池）が格納されている。二次電池６０は、両極の端子が回路基板４０に接続され、電源を制御する回路へ電源を供給する。電源は、この回路で所定の電圧に変換されるなどして各回路へ供給され、光電センサーを駆動し脈拍を検出する回路、ＬＣＤ７０を駆動する回路、各回路を制御する回路などを動作させる。二次電池６０の充電は、コイルばねなどの導通部材により回路基板４０と導通された一対の充電端子を介して行われる。なお、ここでは電池として二次電池６０を用いる例を説明したが、電池には、充電が不要な一次電池を用いてもよい。
【００７５】
以上に示したように、本実施形態に係る生体情報検出装置１は、図１に示したようにケース部２０に収納される二次電池６０と、センサー部３０と電気的に接続する回路基板４０を含む。そして二次電池６０は、回路基板４０とセンサー部３０との間に配置されている。ここでの回路基板４０とは、生体情報検出装置１の処理装置が実装される基板であってもよい。ここで、二次電池６０と回路基板４０は、被検体との接触面側から見た平面視（図３（Ａ）に対応）において、生体情報検出装置１の中央部に設けられるものであってもよい。
【００７６】
また、生体情報検出装置１は、ケース部２０（狭義にはボトムケース２２）を被検体との接触面に対する垂直方向から見た平面視において、二次電池６０とケース部２０との間に振動部８０（振動モーター）が設けられていてもよい。なお、ここでの接触面に対する垂直方向は、ボトムケース２２からトップケース２１へと向かう方向（図１のＤＲ１）であってもよいし、その逆方向であってもよい。振動部８０は例えば何らかの通知をユーザーに行うものであってもよく、ＬＣＤ７０とは異なるユーザーインターフェースとして利用可能である。図１の例であれば、振動部８０は二次電池６０よりも右端側に設けられている。
【００７７】
次に、透光部２２１と遮光部２２２の断面構造の詳細について説明する。図１からわかるように、遮光部２２２は、検出窓２２１１以外の部分において、被検体側から透光部２２１を覆うように設けられる。
【００７８】
検出窓２２１１では透光部２２１は遮光部２２２に覆われることはない、言い換えれば検出窓２２１１は透光部２２１により実現される。このため、上述したようにセンサー部３０に設けられる光電センサーでは、発光部３１１から被検体に対して光を照射することや、受光部（第１の受光部３１３，第２の受光部３１５）において被検体での反射光を受光することができ、脈波情報等の生体情報を検出することが可能になる。
【００７９】
一方、検出窓２２１１以外の部分では、透光部２２１は、被検体側（図１の紙面下方側）から遮光部２２２により覆われる。このようにすれば、センサー部３０に入射する光を制限することが可能になる。そのため、受光したい光、すなわち発光部３１１から照射され被検体により反射された反射光を受光可能としつつ、ノイズ源となる光、例えば太陽光や照明光等の環境光の受光を抑止することができ、生体情報の検出精度を向上させることが可能である。
【００８０】
また、遮光部２２２が透光部２２１を覆うという構造は他の観点から捉えることも可能である。具体的には、本実施形態の生体情報検出装置１では、生体情報検出装置１がユーザー（被検体）に装着された状態において、被検体からケース部２０へと向かう方向（狭義にはボトムケース２２からトップケース２１へと向かう方向）を第１の方向ＤＲ１とした場合に、検出窓２２１１以外の部分において、遮光部２２２の第１の方向ＤＲ１側に、透光部２２１が設けられている。
【００８１】
透光部２２１は光を透過する以上、透光部２２１が設けられる部分は、当該部分を介して光の流入の可能性を考慮しなくてはいけない。ここで、透光部２２１はボトムケース２２に設けられるのであるから、考慮すべき光の入射方向とは、被検体からボトムケース２２へ向かう方向、すなわち第１の方向ＤＲ１である。この際、遮光部２２２のＤＲ１側に透光部２２１が設けられるものとすれば、検出窓２２１１以外での透光部２２１への光は、遮光部２２２による遮光の影響を受けると考えられるため、センサー部３０へのノイズ源となる光の入射を抑止できる。
【００８２】
なお、図１の例からもわかるように、遮光部２２２のＤＲ１側に透光部２２１が設けられるとは、遮光部２２２の全ての領域に関して、それよりもＤＲ１側に透光部２２１が設けられることを表すものではない。例えば図１のＲＢに示した領域のように、遮光部２２２のＤＲ１側に透光部２２１が配置されない領域があってもよい。つまり、遮光部２２２のＤＲ１側に透光部２２１が設けられるとは、透光部２２１が設けられる場合には、検出窓２２１１の部分を除いて、それよりもＤＲ１とは反対方向側に遮光部２２２が設けられるということであってもよい。具体的には図１のＲＡに示した領域、すなわち検出窓２２１１以外の透光部２２１が設けられる領域では、透光部２２１は遮光部２２２よりもＤＲ１側となっている。
【００８３】
以上の構成を言い換えれば、本実施形態に係る生体情報検出装置１では、遮光部２２２は、検出窓２２１１以外の部分において、透光部２２１の被検体側から透光部２２１と重なるように設けられることになる。つまり、遮光部２２２が被検体側から透光部２２１に重なった部分では、当該遮光部２２２によりケース部２０の外部から内部への光が遮光され、重ならない部分ではケース部２０の内部へ（狭義にはセンサー部３０へ）光が入射する。そのため上述したように、検出窓２２１１の部分で光を透過させ、それ以外の部分で光を遮光することが可能になる。
【００８４】
ここで、透光部２２１は樹脂材料で形成され、遮光部２２２はガラス（狭義にはガラス繊維）を含有させたガラス含有樹脂材料で形成される。具体的には、透光部２２１は、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂及びアクリル樹脂のいずれかを含み、遮光部２２２は、ガラスが含有されたポリカーボネート、ガラスが含有されたＡＢＳ樹脂、及びガラスが含有されたアクリル樹脂のいずれかを含む。
【００８５】
つまり本実施形態に係る遮光部２２２は、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics、繊維強化樹脂）であってもよく、特にそのうちの、強化に用いる繊維としてガラス繊維を用いたＧＦＲＰ（Glass Fiber Reinforced Plastics）であってもよい。ＧＦＲＰでは、ガラス繊維とともに用いる樹脂として、熱可塑性樹脂を用いてもよく、本実施形態では熱可塑性樹脂としてポリカーボネートやＡＢＳ樹脂を用いることが可能である。また、アクリル樹脂は熱可塑性のものと熱硬化性のものが知られているが、本実施形態ではそのどちらを用いることも可能である。ＧＦＲＰはＦＲＰの中でも安価であり、一般的なものであるため、ＧＦＲＰを採用することで本実施形態に係る遮光部２２２を容易に実現することが可能である。なお、ＧＦＲＰにおける樹脂材料としてはポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等、種々の樹脂材料が利用可能であり、本実施形態に係る遮光部２２２はそれらを広く用いることが可能である。例えば、ガラスを含有させる対象となる樹脂材料は、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂をそれぞれ単体で用いるものに限定されず、それらを掛け合わせたアロイ材を用いる等の変形実施も可能である。
【００８６】
図４に、ガラス繊維の含有割合と、ＧＦＲＰの引っ張り強さの関係を表すグラフを示す。図４はＧＦＲＰのうち、特に樹脂材料としてポリカーボネートを用いた場合の例である。図４から明らかなように、ガラスを含有させることで強度を高くすることが可能であり、上述したように変形を抑止することによる防水効果や、内部部品への衝撃を抑える効果が期待できる。
【００８７】
また、本実施形態の生体情報検出装置１では、少なくとも遮光部２２２が、ガラス含有樹脂材料で形成されればよいため、透光部２２１についてはガラスを含有しない樹脂材料により形成されてもよい。しかしこれに限定されず、透光部２２１についてもガラス含有樹脂材料により形成されてもよい。
【００８８】
上述したように、透光部２２１は光を透過させる必要があり、一般的にはガラス繊維を含有させることで透明度（光の透過率）は落ちると考えられる。しかし、近年では透明度を高く保ちつつ、強度を高めることが可能なガラス含有樹脂材料が開発されている。そのような透明度の高いガラス含有樹脂材料を用いて透光部２２１を形成してもよく、この場合、光の透過率を大きく落とすことなく、透光部２２１についても強度を高めることが可能になる。なお、生体情報検出装置１の用途や検出対象とする生体情報等によっては、光の透過率が低下することによりセンサーの検出精度が多少低下しても、それが特に問題とならない状況もありえる。その場合には、透明度の高いガラス含有樹脂材料を用いずに、一般的な（ガラスを含有しない樹脂材料、或いは上記透明度の高いガラス含有樹脂材料に比べて透明度の低い）ガラス含有樹脂材料により透光部２２１を形成してもよい。この例では、光の透過率が多少犠牲になるものの、強度の高い透光部２２１を容易に形成することが可能である。
【００８９】
なお、透光部２２１を形成する樹脂材料についても種々の実施形態が考えられ、上述したようにポリカーボネート又はＡＢＳ樹脂又はアクリル樹脂により形成されてもよいし、それらを掛け合わせたアロイ材により形成されてもよい。透光部２２１の形成には透明樹脂材料が用いられるが、透明樹脂材料としては、例えばポリカーボネートとアクリル樹脂を掛け合わせたアロイ材が広く知られている。
【００９０】
また、透光部２２１と遮光部２２２は一体形成されるものとして説明したが、ここでの一体形成は、二色成型やインサート成形により実現されてもよい。言い換えれば、透光部２２１と遮光部２２２とは、二色成型又はインサート成型により一体形成されていてもよい。
【００９１】
なお、二色成型とインサート成形は、異材質（材料）どうしを組み合わせて一体に成形する点は共通である。違いは、二色成型では、一次側となる部分を成形してから、同一金型内で二次側となる部分を一次側と一体で成形させるのに対して、インサート成形は、一次側となる部分を成型後に型から取り出し、取り出した部品を二次側の型にセットして、二次側となる部分と一体で成型する点である。本実施形態に係るボトムケース２２は、いずれの成型手法を用いてもよいが、大量生産を想定するのであれば、一次側部品を金型から外す必要のない点で、二色成型が有利である。
【００９２】
また、透光部２２１と遮光部２２２が一体形成されているとは、各部の形成時点において２つの部材が一体となっているものには限定されない。つまり、本実施形態に係る透光部２２１と遮光部２２２とは、二色成型又はインサート成形により形成されるものには限定されず、透光部２２１と遮光部２２２を別体として成形した後、接着或いは溶着等により一体として形成するものであってもよい。
【００９３】
また、図１に示したように、透光部２２１は、検出窓２２１１から、トップケース２１とボトムケース２２の接続部に設けられる密封部５０まで延在形成されていてもよい。ここで、密封部５０は、ケース部２０の内部を外部から密閉するパッキン５２が設けられているものであってもよい。
【００９４】
上述してきたように、本実施形態で想定する生体情報検出装置１では、トップケース２１とボトムケース２２とを組み合わせることでケース部２０を実現し、当該ケース部２０に回路基板４０等の種々の部品を収納している。つまり、トップケース２１とボトムケース２２の接続部（隙間）も水分等の流入経路となるため、生体情報検出装置１の防水性を高めるには、当該隙間を埋めるような密封部５０が必然的に設けられる。
【００９５】
図５（Ａ）、図５（Ｂ）にパッキン５２の平面図を示す。図５（Ａ）、図５（Ｂ）は図３（Ａ）と同様に機器本体１０をボトムケース２２側から見た場合の平面図である。ただし、パッキン５２を描画する関係上、図５（Ｂ）は、図３（Ａ）に比べてより機器本体１０の内側の構造を示した図となっている。
【００９６】
トップケース２１とボトムケース２２とは、それぞれ図３（Ａ）、図３（Ｂ）等の平面視における周縁部分で接続されるため、パッキン５２は当該周縁部分をカバーするように設けられる。具体的には図５（Ａ）のように閉じた曲線により実現されてもよい。図５（Ａ）に示したパッキン５２の実際の装置への装着例が図５（Ｂ）である。この場合、図１は図５（Ｂ）におけるＢ−Ｂ’での断面図であるため、図５（Ｂ）のパッキン５２のうち、Ｂ１及びＢ２に示した箇所が、図１におけるパッキン５２として観察されることになる。
【００９７】
このパッキン５２は、上述したようにトップケース２１とボトムケース２２の接続部に設けられ、ケース部２０の内部を外部から密閉するものである。具体的には、図６のＣ１に示した経路での水分等の流入を抑止する。その際、透光部２２１をパッキン５２の所まで延在形成しておけば、当該パッキン５２はＣ２に示した経路での水分等の流入抑止も可能である。つまり、図１に示したように透光部２２１を延在形成することで、トップケース２１とボトムケース２２の接続部での防水に用いられるパッキン５２を、透光部２２１と遮光部２２２の間での防水に兼用できることになる。
【００９８】
これにより、図７、図８に示す本実施形態の比較例と比べた場合、密封部等の防水用の構造を新たに設けることなく、シンプルな構造により防水性を高めることが可能になる。図７は、透光部２２１が延在形成されない場合の例であり、図７のＤ１やＤ２の経路による水分等の流入の可能性がある。なお、図７は機器本体１０を図１と同様の方向から見た場合の断面図である。
【００９９】
また、図８は機器本体１０のうち、ボトムケース２２及びセンサー部３０付近を、図１と同様の方向から見た場合の断面図である。図８では図７と同様に透光部２２１は延在形成されておらず、Ｅ１，Ｅ２の経路（図７のＤ１，Ｄ２に対応）での水分等の流入を抑止するために、パッキン５４を追加した構成となっている。このような構成とした場合であっても防水性は確保される。しかし、パッキン５４等の構造により防水性を高めるためには、一般的に当該パッキン５４等に力を加えて押しつぶす必要がある。具体的には、図８に示したように、パッキン５４を押しつぶすための部材５６を設ける必要がある。つまり、図８の例では防水性を高めるために５６等の新たな部材を追加することから、機器本体１０の構造が複雑になるとともに、当該追加の部材の影響により機器本体１０の薄型化が難しくなる。薄型化は上述したようにユーザーの装着感に関する重要な要素であるため、図８のような部材の追加は好ましいものではない。
【０１００】
その点、図１に示した本実施形態の手法であれば、既存のパッキン５２を流用することができるため、シンプルな構造により効率的に防水性を高めることができ、薄型化を困難にすることもない。
【０１０１】
なお、透光部２２１の延在形成とは、言い換えれば、ボトムケース２２を被検体との接触面に対する垂直方向から見た平面視において、検出窓２２１１と密封部５０との間の領域に、透光部２２１が設けられていると考えることができる。具体的には、図９は図３（Ａ）と同様に、機器本体１０を被検体に対する垂直方向（特にそのうちの被検体から機器本体１０へと向かう方向）から見た平面図であるが、図９の斜線で示した箇所に透光部２２１が設けられることになる。さらにいえば、図１に示したように検出窓２２１１も透光部２２１により実現されることから、ボトムケース２２のうち、密封部５０よりも内側の領域に透光部２２１が設けられると考えてもよい。ただし、密封部５０よりも内側の領域が全て透光部２２１で覆われる必要はなく、一部領域に透光部２２１を設けない等の変形実施が可能である。
【０１０２】
３．センサー部の構成例、及び検出窓の周辺構造例
本実施形態に係るセンサー部３０の構成例について説明する。センサー部３０は、被検体からの光を受光する第１の受光部３１３及び第２の受光部３１５を含んでもよい。そして、生体情報検出装置１から被検体への方向において、透光部２２１のうち第１の受光部３１３に対応する位置又は領域での高さをｈ１とし、透光部２２１のうち第２の受光部３１５に対応する位置又は領域での高さをｈ２とした場合に、ｈ１＞ｈ２であってもよい。
【０１０３】
これを図示したものが、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）であり、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）はセンサー部３０付近を図１と同様の方向から見た場合の断面図である。なお、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）では簡単のために本実施形態に係る生体情報検出装置１の構成（特に透光部２２１の高さや形状）を模式的に図示しており、図中の寸法や比率は実際のものとは異なる。
【０１０４】
光電センサーを用いて脈波情報等の生体情報を検出する場合、体動によるノイズが問題となる。そのため、精度よく生体情報を検出するには、何らかの手法により体動ノイズを低減する必要がある。
【０１０５】
体動ノイズを低減する際には、光電センサーの検出信号のうち、脈信号に対応する成分をできるだけ維持し、体動ノイズに対応する成分を低減（狭義には除去）する。つまり、体動ノイズの低減処理では、体動ノイズに対応する信号成分がどのようなものであるかを知る必要がある。
【０１０６】
これに対して、モーションセンサーを用いることで、体動ノイズを低減する手法が知られている。モーションセンサーは、ユーザー（生体情報検出装置１の装着者）の動きを検出するセンサーであるため、当該モーションセンサーを用いることで、体動に対応する信号、即ち体動ノイズに対応する信号が取得可能である。ここでのモーションセンサーは、例えば加速度センサーやジャイロセンサー、気圧センサー等が考えられる。
【０１０７】
本実施形態においても、上記モーションセンサーを用いて体動ノイズを低減する手法を併用することは妨げられないが、ここでは、脈信号を検出する第１の受光部３１３とは異なる第２の受光部３１５を用いて、体動ノイズが多く含まれる信号を取得する。上述したように、光電センサーでの検出信号には体動ノイズが含まれてしまうものである。この点を利用し、第２の受光部３１５ではあえて、脈信号の感度を低く、体動ノイズの感度を高く設定することで、主として体動ノイズを含む検出信号を取得可能である。
【０１０８】
第２の受光部３１５において体動ノイズに対応する信号を検出できれば、第１の受光部３１３での検出信号から、第２の受光部３１５での検出信号に対応する成分を除去（低減）することで体動ノイズの低減が可能となる。この際、第２の受光部３１５では脈信号の感度が低いため、第１の受光部３１３の検出信号に含まれる脈成分まで過剰に低減してしまうことはない。
【０１０９】
ただし、このような処理を可能にするためには、第１の受光部３１３と第２の受光部３１５とで、検出信号に含まれる体動ノイズの特性（例えば周波数特性）が一致する（或いは十分近くなる）必要がある。つまり、第１の受光部３１３は主として脈信号を検出し、第２の受光部３１５は主として体動ノイズを検出するように検出特性に差を持たせつつも、２つの受光部の検出信号の相関は高く保たなくてはならない。
【０１１０】
被検体に対する押圧によって、脈信号や体動ノイズに対する感度が変化することが知られていることから、本実施形態では第１の受光部３１３に対応する押圧と、第２の受光部３１５に対応する押圧に差を設けるものとする。
【０１１１】
図１１は、押圧に対する吸光度の変化を例示する図である。横軸は押圧を、縦軸は血管における吸光度を示している。押圧が変化すると、影響を受ける血管が変化する。最も影響を受けやすい、すなわち最も低い押圧で影響を受ける血管は毛細血管である。図１１の例では、押圧がｐ１を超えたところで吸光度の変化量が大きくなっているが、これは押圧で毛細血管がつぶれ始めたことを意味する。押圧がｐ２を超えると吸光度の変化がなだらかになっているが、これは毛細血管がほぼ完全につぶれている（閉じている）ことを意味する。毛細血管の次に影響を受けるのは動脈である。さらに押圧が増してｐ３を超えると吸光度の変化量が再び大きくなっているが、これは押圧で動脈がつぶれ始めたことを意味する。押圧がｐ４を超えると吸光度の変化がなだらかになっているが、これは動脈がほぼ完全につぶれている（閉じている）ことを意味する。
【０１１２】
本実施形態では、第２の受光部３１５は毛細血管に対応する信号を検出することで体動ノイズの比率を高くし、第１の受光部３１３は動脈に対応する信号（脈信号）を測定することで脈信号の比率を高くする。そのため、第２の受光部３１５における押圧はｐ１からｐ２の範囲に、第１の受光部３１３における押圧はｐ３からｐ４の範囲に収まるように設計される。第１の受光部３１３と第２の受光部３１５との押圧の差は、例えば２．０ｋＰａ以上８．０ｋＰａ以下であることが望ましい。
【０１１３】
押圧の差は、具体的には被検体と接触する透光部２２１の高さの差により実現すればよい。上述したように、主として脈信号を検出する第１の受光部３１３では押圧を高くし、第２の受光部３１５では第１の受光部３１３に比べて押圧を低くする。そのため、第１の受光部３１３に対応する位置又は領域における透光部２２１の高さｈ１を、第２の受光部３１５に対応する位置又は領域における透光部２２１の高さｈ２に比べて高くすればよい。
【０１１４】
なぜなら、ここでは高さが高いほど、被検体側に突出することになるため、所与のカフ圧で生体情報検出装置１を手首等に固定した際に、高さが高い第１の受光部３１３に対応する押圧を、高さが低い第２の受光部３１５に対応する押圧に比べて強くできるためである。
【０１１５】
具体的には、透光部２２１は凸部２２１２を有し、当該凸部２２１２により被検体に対して適切な押圧を付加することになる。そして本実施形態に係る生体情報検出装置１では、受光部を複数設けることで複数の光電センサーを実現することから、凸部２２１２も複数（例えば光電センサーの数に対応する数）設けられてもよい。図１０（Ａ）の例では、発光部３１１と第１の受光部３１３により実現される第１の光電センサーに対して、凸部２２１２−１が設けられ、発光部３１１と第２の受光部３１５により実現される第２の光電センサーに対して、凸部２２１２−２が設けられている。
【０１１６】
この際、生体情報検出装置１が装着された状態において、センサー部３０から被検体に向かう方向（図１０（Ａ）におけるＤＲ２）を高さ方向とした場合に、第１の受光部３１３に対応する位置又は領域における透光部２２１の高さｈ１が、第２の受光部３１５に対応する位置又は領域における透光部２２１の高さｈ２に比べて高い。これは例えば、凸部２２１２−１の高さが凸部２２１２−２の高さに比べて高くすることでも実現可能である。なお、高さをどのように定義するかは種々の変形実施が可能であるが、例えば、図１０（Ａ）に示したようにセンサー基板３１７のうち発光部３１１等が設けられる面からの距離を高さとしてもよい。或いは、透光部２２１の厚み自体を高さとしてもよい。
【０１１７】
或いは、生体情報検出装置１の装着状態において、センサー基板３１７に対して被検体とは逆側（図１０（Ａ）の下側）に設けられ、且つセンサー基板３１７の面と平行な基準面を設定し、当該基準面からの距離を透光部２２１の高さとしてもよい。この基準面は、何らかの部材（例えば回路基板４０）の面であってもよいし、仮想的な面であってもよい。
【０１１８】
また、各受光部に対応する位置又は領域の定義も種々考えられる。例えば、高さｈ１は、第１の受光部３１３の代表位置での透光部２２１の高さであり、高さｈ２は、第２の受光部３１５の代表位置での透光部２２１の高さであってもよい。ここでの代表位置は、例えば各受光部の中心位置等を用いればよい。
【０１１９】
この場合、第１の受光部３１３の中心位置は図１０（Ｂ）のＦ１であり、第２の受光部３１５の中心位置はＦ２となる。そして、第１の受光部３１３の中心位置Ｆ１における透光部２２１の高さとは、図１０（Ａ）に示したように、Ｆ１からＤＲ２方向に伸ばした直線と透光部２２１の表面（装着時に被検体と接触する面）との交点を定義し、当該交点における透光部２２１の高さｈ１を用いればよい。同様に、第２の受光部３１５の中心位置Ｆ２における透光部２２１の高さは図１０（Ａ）のｈ２となる。
【０１２０】
或いは、被検体側から見た平面視において第１の受光部３１３及び発光部３１１を内包する領域を第１の領域とし、第２の受光部３１５及び発光部３１１を内包する領域を第２の領域とした場合に、高さｈ１は、第１の領域における透光部２２１の平均高さであり、高さｈ２は、第２の領域における透光部２２１の平均高さであってもよい。
【０１２１】
ここで、被検体側から見た平面視とは、図１０（Ａ）において発光部３１１等よりも被検体側（ＤＲ２側）に設定された視点からＤＲ３の方向を観察した状態となり、具体的には図１０（Ｂ）の状態を表す。また、発光部３１１と受光部を内包する領域も種々考えられるが、一例としては発光部３１１と受光部を内包し、且つ面積が最小となる長方形の領域を考えればよい。この場合、第１の受光部３１３に対応する領域（第１の領域）は図１２（Ｂ）のＲ１となる。
【０１２２】
そして、第１の受光部３１３に対応する領域における透光部２２１の高さとは、Ｒ１に含まれる各点からＤＲ２方向に伸ばした直線と、透光部２２１の表面との交点を定義し、当該交点における透光部２２１の高さを平均化して求めればよい。例えば、図１２（Ａ）に示した範囲での透光部２２１の高さの平均値がｈ１となる。なお図１２（Ａ）では１つの断面のみを示したが、図１２（Ａ）における奥行き方向においても高さの平均化を行ってもよい。同様に、図１３（Ｂ）のＲ２に示したように第２の受光部３１５に対応する領域（第２の領域）を設定し、図１３（Ａ）に示した範囲での平均高さをｈ２としてもよい。
【０１２３】
なお、ここではセンサー部３０が２つの受光部を有し、透光部２２１の凸部２２１２についても２つ設けられる例を説明したがこれには限定されない。例えば、センサー部３０が有する受光部は１つであってもよく、その場合の凸部２２１２は図１等に示したように１つであってもよい。
【０１２４】
また、以上ではセンサー部３０と、凸部２２１２について説明したが、検出窓２２１１及びその周辺には凸部２２１２以外の構造が設けられてもよい。具体的には図１０（Ａ）等に示したように、透光部２２１（狭義には透光部２２１の検出窓２２１１）には、生体情報検出装置１の装着時（被検体に装着されたとき）に被検体の生体面に接触して押圧を与える凸部２２１２と、凸部２２１２の周辺に（凸部２２１２を囲むように）設けられる溝部２２１３とが設けられてもよい。
【０１２５】
そして、ボトムケース２２を被検体との接触面に対する垂直方向から見た平面視において、凸部２２１２を囲むように設けられ、凸部２２１２が被検体に与える押圧を抑制する押圧抑制部２２３が設けられてもよい。押圧抑制部２２３は、生体情報検出装置１の筺体面（被検体側の面）において凸部２２１２の周辺に（凸部２２１２を囲むように）設けられ、凸部２２１２が被検体に与える押圧を抑制する。
【０１２６】
そして本実施形態では、２つの凸部２２１２のうちの凸部２２１２−１は、押圧抑制部２２３の押圧抑制面から被検体側に、Δｈ＞０となるように突出している。即ち、凸部２２１２−１は、押圧抑制部２２３の押圧抑制面よりも、Δｈの分だけ被検体側に突出している。これは図１０（Ａ）でいえばｈ１＞ｈ３であることに対応する。
【０１２７】
このように、Δｈ＞０となる凸部２２１２−１を設けることで、例えば静脈消失点を超えるための初期押圧を被検体に対して与えることが可能になる。また、凸部２２１２−１が被検体に与える押圧を抑制するための押圧抑制部２２３を設けることで、生体情報検出装置１により生体情報の測定を行う使用範囲において、押圧変動を最小限に抑えることが可能になり、ノイズ成分等の低減を図れる。また、Δｈ＞０となるように凸部２２１２−１が押圧抑制面から突出していれば、凸部２２１２−１が被検体に接触して初期押圧を与えた後に、押圧抑制部２２３の押圧抑制面が被検体に接触して、凸部２２１２−１が被検体に与える押圧を抑制できるようになる。ここで静脈消失点とは、被検体に凸部２２１２−１を接触させ押圧を次第に強くした時に、脈波信号に重畳された静脈に起因する信号が消失、または脈波測定に影響しない程度に小さくなる点のことであり、図１１のｐ２に相当する。
【０１２８】
例えば図１４では、横軸はバンド等が発生する荷重を表しており、縦軸は、凸部２２１２−１が被検体に与える押圧（血管にかかる圧力）を表している。そして凸部２２１２−１の押圧を発生させる荷重機構による荷重に対する凸部２２１２−１の押圧の変化量を押圧変化量としたとする。この押圧変化量は、荷重に対する押圧の変化特性の傾きに相当する。
【０１２９】
この場合に押圧抑制部２２３は、荷重機構の荷重が０〜ＦＬ１となる第１の荷重範囲ＲＦ１での押圧変化量ＶＦ１に対して、荷重機構の荷重がＦＬ１よりも大きくなる第２の荷重範囲ＲＦ２での押圧変化量ＶＦ２が小さくなるように、凸部２２１２−１が被検体に与える押圧を抑制する。即ち、初期押圧範囲である第１の荷重範囲ＲＦ１では、押圧変化量ＶＦ１を大きくする一方で、生体情報検出装置１の使用範囲である第２の荷重範囲ＲＦ２では、押圧変化量ＶＦ２を小さくする。
【０１３０】
つまり、第１の荷重範囲ＲＦ１では、押圧変化量ＶＦ１を大きくして、荷重に対する押圧の変化特性の傾きを大きくしている。このような変化特性の傾きが大きな押圧は、凸部２２１２−１の飛び出し量に相当するΔｈにより実現される。即ち、Δｈ＞０となる凸部２２１２−１を設けることで、荷重機構による荷重が少ない場合であっても、静脈消失点を超えるのに必要十分な初期押圧を、被検体に対して与えることが可能になる。
【０１３１】
一方、第２の荷重範囲ＲＦ２では、押圧変化量ＶＦ２を小さくして、荷重に対する押圧の変化特性の傾きを小さくしている。このような変化特性の傾きが小さな押圧は、押圧抑制部２２３による押圧抑制により実現される。即ち、凸部２２１２−１が被検体に与える押圧を、押圧抑制部２２３が抑制することで、生体情報検出装置１の使用範囲では、荷重の変動等があった場合にも、押圧の変動を最小限に抑えることが可能になる。これにより、ノイズ成分の低減等を図れる。
【０１３２】
このように、最適化された押圧（例えば１６ｋＰａ程度）が被検体に与えられるようにすることで、より高いＭ／Ｎ比（Ｓ／Ｎ比）の脈波検出信号を得ることが可能になる。すなわち、脈波センサー３１の信号成分を増加させると共に、ノイズ成分を低減できる。ここでＭは脈波検出信号の信号レベルを表し、Ｎはノイズレベルを表す。
【０１３３】
また、溝部２２１３の底面の高さは、押圧抑制部２２３の外面（装着時における被検体側の面）の高さ（最も高い端部での高さ）よりも低くなっており、溝部２２１３の底面は、上記外面よりも下方（センサー部３０側）の面となる。
【０１３４】
例えば、樹脂で形成される硬い素材の透光部２２１の接触面に対して、肌のように相対的に柔らかいものを接触させると、透光部２２１の周縁部（外周部）の付近においては、肌と接触していない領域や、接触圧の弱い領域が生じる。従って、例えば凸部２２１２の周囲に溝部２２１３を設けずに平坦部にすると、この平坦部が肌と接触しなかったり、弱い接触状態になるなどして、接触状態が動的に変化してしまう。そして、このような接触状態の動的な変化が原因で、光学的に光の強弱が発生しやすくなり、そのような光が受光部に入射すれば、脈成分とは相関の無いノイズとなってしまう。
【０１３５】
この点、図１０（Ａ）のような溝部２２１３を設ければ、このように接触状態が動的に変化する領域が発生してしまうのを、効果的に防止できるようになるため、信号品位の向上等を図れるようになる。
【０１３６】
４．変形例
以上の本実施形態では、遮光部２２２がガラス含有樹脂材料により形成されるものとした。しかし本実施形態の課題は防水性を高めつつ、小型軽量の生体情報検出装置１を実現するというものであり、必ずしもガラス含有樹脂材料により遮光部２２２を形成しなくてもよい。
【０１３７】
具体的には、本実施形態に係る生体情報検出装置１は、被検体の生体情報を検出するセンサー部３０と、センサー部３０が収納される（設けられる）ケース部２０を含み、ケース部２０は、トップケース２１と、ボトムケース２２を有し、ボトムケース２２は、センサー部３０に入射される光が透過する検出窓２２１１を有する透光部２２１と、透光部２２１の周辺に設けられる遮光部２２２を有し、透光部２２１は、検出窓２２１１から、トップケース２１とボトムケース２２の接続部に設けられる密封部５０まで延在しているものであってもよい。
【０１３８】
具体的には、図１に示した構造である。透光部２２１を延在形成することによる利点は上述したとおりであり、トップケース２１とボトムケース２２の接続部での防水に用いられるパッキン５２が、透光部２２１と遮光部２２２の間での防水に兼用され、それによりシンプルな構成により防水性を高めることが可能になる。すなわち、遮光部２２２をガラス含有樹脂材料としない場合であっても、高い防水性と薄型化（防水性を高めることで厚みが増すことを抑止すること）が可能であり、上述した課題を解決する構造となる。さらにいえば、防水性及び薄型化を重視する観点で言えば、透光部２２１と遮光部２２２とは必ずしも一体形成される必要はなく、別体として構成されてもよい。その場合であっても、パッキン５２により防水効果は保たれる。
【０１３９】
その他、透光部２２１を延在形成し、且つ遮光部２２２をガラス含有樹脂材料で形成した上で、透光部２２１と遮光部２２２は別体として形成する等、本実施形態には種々の変形例が考えられる。
【０１４０】
なお、以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また生体情報検出装置の構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０１４１】
１  生体情報検出装置、１０  機器本体、１５  バンド部、２０  ケース部、
２１  トップケース、２２  ボトムケース、３０  センサー部、３１  脈波センサー、
４０  回路基板、４２  パネル枠、４４  回路ケース、５０  密封部、
５２，５４  パッキン、５６  部材、６０  二次電池、８０  振動部、９０  アンテナ、
１６０  基板、２１１  胴部、２１２  ガラス板、２２１  透光部、２２２  遮光部、
２２３  押圧抑制部、３１１  発光部、３１３  第１の受光部、３１５  第２の受光部、
３１７  センサー基板、２２１１  検出窓、２２１２  凸部、２２１３  溝部
【図２】
2016047086.tif 000003
【図３】
2016047086.tif 000004
【図４】
2016047086.tif 000005
【図５】
2016047086.tif 000006
【図９】
2016047086.tif 000007
【図１１】
2016047086.tif 000008
【図１４】
2016047086.tif 000009
【図１】
2016047086.tif 000010
【図６】
2016047086.tif 000011
【図７】
2016047086.tif 000012
【図８】
2016047086.tif 000013
【図１０】
2016047086.tif 000014
【図１２】
2016047086.tif 000015
【図１３】
2016047086.tif 000016