(57)【要約】【課題】撮像に寄与しない迷光の影響を低減して明瞭な画像情報を取得可能な画像取得装置、生体情報取得装置、これらを用いた電子機器を提供すること。【解決手段】画像取得装装置は、受光素子１４２を有する撮像部１４０と、遮光部１３０と、集光部１２０と、発光素子を有する発光部と、を備え、遮光部１３０は、透光性の基板１３１と、遮光層１３２と、遮光層１３２に設けられた開口部１３３とを有し、集光部１２０と遮光部１３０との間に、遮光部１３０の基板１３１の屈折率よりも屈折率が小さい透光層１２５を有し、受光素子１４２の受光面１４２ａの直径をｄ、開口部１３３の直径をａ、受光素子１４２の配置ピッチをｐ、透光層１２５の屈折率をｎ１、基板１３１の屈折率をｎ２、受光素子１４２と遮光層１３２との間の距離をｈとするとき、以下の数式を満たす。Ａｒｃｔａｎ（（ｐ−ａ／２−ｄ／２）／ｈ）≧Ａｒｃｓｉｎ（ｎ１／ｎ２）【選択図】図８
2016115862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光素子を有する撮像部と、遮光部と、発光素子を有する発光部と、を備えた画像取得装置であって、
前記遮光部は、透光性の基板と、前記撮像部に対向する前記基板の表面に設けられた遮光層と、前記撮像部における前記受光素子の配置に対応して前記遮光層に設けられた開口部とを有し、
前記発光部と前記遮光部との間に、前記遮光部の前記基板の屈折率よりも屈折率が小さい透光層を有し、
前記受光素子の受光面の直径をｄ、前記開口部の直径をａ、前記受光素子の配置ピッチをｐ、前記透光層の屈折率をｎ１、前記基板の屈折率をｎ２、前記受光素子と前記遮光層との間の距離をｈとするとき、以下の数式を満たすことを特徴とする画像取得装置。
Ａｒｃｔａｎ（（ｐ−ａ／２−ｄ／２）／ｈ）≧Ａｒｃｓｉｎ（ｎ１／ｎ２）
【請求項２】
前記撮像部と前記遮光部との間に接着層を有し、
前記接着層の屈折率ｎ３は、前記基板の屈折率ｎ２とほぼ同等であることを特徴とする請求項１に記載の画像取得装置。
【請求項３】
前記発光部と前記遮光部との間に、前記受光素子と前記開口部とを結ぶ光軸上に配置された集光レンズを含む集光部を備え、
前記遮光部と前記集光部との間に前記透光層を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像取得装置。
【請求項４】
前記透光層は、真空層または空気層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画像取得装置。
【請求項５】
前記発光素子は、光反射性を有する反射層と、光透過性を有する電極と、前記反射層と前記電極との間に配置された発光機能層と、を有し、
前記発光部は、前記反射層と前記電極との間に配置され前記発光機能層における発光領域を画定する絶縁層と、隣り合う前記発光素子の間に配置された透光部と、を有し、
前記反射層の外縁は、前記絶縁層の前記透光部側の端部よりも前記透光部側に位置していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像取得装置。
【請求項６】
受光素子を有する撮像部と、遮光部と、近赤外光を発する発光素子を有する発光部と、を備えた生体情報取得装置であって、
前記遮光部は、透光性の基板と、前記撮像部に対向する前記基板の表面に設けられた遮光層と、前記撮像部における前記受光素子の配置に対応して前記遮光層に設けられた開口部とを有し、
前記発光部と前記遮光部との間に、前記遮光部の前記基板の屈折率よりも屈折率が小さい透光層を有し、
前記受光素子の受光面の直径をｄ、前記開口部の直径をａ、前記受光素子の配置ピッチをｐ、前記透光層の屈折率をｎ１、前記基板の屈折率をｎ２、前記受光素子と前記遮光層との間の距離をｈとするとき、以下の数式を満たすことを特徴とする生体情報取得装置。
Ａｒｃｔａｎ（（ｐ−ａ／２−ｄ／２）／ｈ）≧Ａｒｃｓｉｎ（ｎ１／ｎ２）
【請求項７】
前記撮像部と前記遮光部との間に接着層を有し、
前記接着層の屈折率ｎ３は、前記基板の屈折率ｎ２とほぼ同等であることを特徴とする請求項６に記載の生体情報取得装置。
【請求項８】
前記発光部と前記遮光部との間に、前記受光素子と前記開口部とを結ぶ光軸上に配置された集光レンズを含む集光部を備え、
前記遮光部と前記集光部との間に前記透光層を有することを特徴とする請求項６または７に記載の生体情報取得装置。
【請求項９】
前記透光層は、真空層または空気層であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の生体情報取得装置。
【請求項１０】
前記発光素子は、光反射性を有する反射層と、光透過性を有する電極と、前記反射層と前記電極との間に配置された発光機能層と、を有し、
前記発光部は、前記反射層と前記電極との間に配置され前記発光機能層における発光領域を画定する絶縁層と、隣り合う前記発光素子の間に配置された透光部と、を有し、
前記反射層の外縁は、前記絶縁層の前記透光部側の端部よりも前記透光部側に位置していることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか一項に記載の生体情報取得装置。
【請求項１１】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像取得装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１２】
請求項６乃至１０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】
本発明は画像取得装置、生体情報取得装置、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体を撮像して画像を取得する撮像装置が開示されている（特許文献１）。特許文献１に例示された撮像装置は、受光部と、遮光部と、発光部と、集光部とがこの順に積層された構造となっている。発光部から射出された撮像光により照明された被写体からの入射光が集光部で集光された後に、発光部と遮光部とにそれぞれ設けられた開口部を透過して最下層に位置する受光部に到達する。受光部は複数の受光素子を有し、複数の受光素子のそれぞれに入射した被写体からの入射光の強度を画像処理して、被写体の画像情報が得られる構成となっている。
【０００３】
上記撮像装置において例示された発光部は第１電極層及び第２電極層と、両電極層の間に挟まれ有機ＥＬ（Electro  Luminescence）材料で形成された発光層とを有している。発光部における発光領域は、第１電極層と発光層とが接する領域を囲んで設けられた絶縁層によって規定されている。上記特許文献１では、照明された被写体からの入射光以外に、発光部から射出された撮像光のうち集光部としてのレンズの表面で反射した光が受光素子の受光面に入射しないように、レンズの光軸に対する発光領域の位置を規定する例が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−６７５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の撮像装置において発光部の第２電極層は、複数の第１電極層に共通する共通電極として設けられており、発光領域以外に設けられ第１電極層に対して絶縁層を介して対向する部分を含んでいる。第１電極層の表面は光反射性を有しており、絶縁層と第２電極層とは屈折率が異なる材料で構成されていることから、発光層からの発光が例えば発光領域以外の第１電極層の表面で反射し、さらに絶縁層と第２電極層との界面で再び反射して、いわゆる迷光が発生するおそれがある。このような迷光が受光素子の受光面に入射すると、被写体からの入射光の強度に影響して明瞭な被写体の画像を得られなくなるおそれがあった。なお、迷光は、絶縁層と第２電極層との界面で反射する光だけでなく、集光部から受光部までの間において光が透過する部材の界面で屈折した光も含まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
［適用例］本適用例に係る画像取得装置は、受光素子を有する撮像部と、遮光部と、発光素子を有する発光部と、を備えた画像取得装置であって、前記遮光部は、透光性の基板と、前記撮像部に対向する前記基板の表面に設けられた遮光層と、前記撮像部における前記受光素子の配置に対応して前記遮光層に設けられた開口部とを有し、前記発光部と前記遮光部との間に、前記遮光部の前記基板の屈折率よりも屈折率が小さい透光層を有し、前記受光素子の受光面の直径をｄ、前記開口部の直径をａ、前記受光素子の配置ピッチをｐ、前記透光層の屈折率をｎ１、前記基板の屈折率をｎ２、前記受光素子と前記遮光層との間の距離をｈとするとき、以下の数式を満たすことを特徴とする。
Ａｒｃｔａｎ（（ｐ−ａ／２−ｄ／２）／ｈ）≧Ａｒｃｓｉｎ（ｎ１／ｎ２）
【０００８】
スネルの法則によれば、Ａｒｃｓｉｎ（ｎ１／ｎ２）は、遮光部の基板から透光層に入射する光の臨界角（以降、臨界角θｍとする）を示すものである。これに対して、Ａｒｃｔａｎ（（ｐ−ａ／２−ｄ／２）／ｈ）は、遮光部において隣り合う開口部のうちの一方の開口部から入射した光が、他方の開口部に対向する受光素子の受光面に入射するときの角度θを示すものである。透光層から遮光部の基板に入射して屈折し遮光部の開口部に入射する光の入射角度は臨界角θｍよりも小さくなる。すなわち、上記角度θの値が臨界角θｍに対して等しいかまたは大きければ、遮光部の一方の開口部に入射した光は、他方の開口部に対向する受光素子の受光面に入射しなくなる。
本適用例によれば、発光部からの発光により生じた迷光が開口部から受光素子の受光面に入射することを低減できる。ゆえに、迷光が受光素子の受光面に入射することが低減され、明瞭な画像を取得可能な画像取得装置を提供できる。
【０００９】
上記適用例に記載の画像取得装置において、前記撮像部と前記遮光部との間に接着層を有し、前記接着層の屈折率ｎ３は、前記基板の屈折率ｎ２とほぼ同等であることが好ましい。
この構成によれば、接着層により撮像部と遮光部とを強固に接着すると共に、迷光が開口部に入射したとしても、迷光の開口部からの射出角度が変化し難くなるので、受光素子の受光面に迷光が到達し難くなる。すなわち、明瞭な画像を取得可能であると共に耐久性に優れた画像取得装置を提供できる。
【００１０】
上記適用例に記載の画像取得装置において、前記発光部と前記遮光部との間に、前記受光素子と前記開口部とを結ぶ光軸上に配置された集光レンズを含む集光部を備え、前記遮光部と前記集光部との間に前記透光層を有するとしてもよい。
この構成によれば、発光部から発光した撮像光により照明された被写体からの入射光を集光レンズによって受光素子に集光させることができる。また、発光部の上方に集光部を配置する場合に比べて、発光部からの発光が集光レンズのレンズ面で反射して生ずる迷光を防ぐことができる。すなわち、より明瞭な画像を取得可能な画像取得装置を提供できる。
【００１１】
上記適用例に記載の画像取得装置において、前記透光層は、真空層または空気層であることが好ましい。
この構成によれば、透光層の屈折率ｎ１がほぼ１になることから、透光層の屈折率ｎ１が１よりも大きい場合に比べて、透光層から遮光部の基板に迷光が入射したときの屈折角度が大きくなるので、基板で屈折した迷光が遮光部の開口部に入射し難くなる。すなわち、迷光の影響を受け難い画像取得装置を提供できる。
【００１２】
上記適用例に記載の画像取得装置において、前記発光素子は、光反射性を有する反射層と、光透過性を有する電極と、前記反射層と前記電極との間に配置された発光機能層と、を有し、前記発光部は、前記反射層と前記電極との間に配置され前記発光機能層における発光領域を画定する絶縁層と、隣り合う前記発光素子の間に配置された透光部と、を有し、前記反射層の外縁は、前記絶縁層の前記透光部側の端部よりも前記透光部側に位置していることが好ましい。
この構成によれば、発光素子の発光機能層から発光し、絶縁層を介して透光部側に漏れるおそれがある迷光を反射層によって反射させることができる。つまり、当該迷光が撮像部に到達し難くなるため、より明瞭な画像を取得することができる。
【００１３】
［適用例］本適用例に係る生体情報取得装置は、受光素子を有する撮像部と、遮光部と、近赤外光を発する発光素子を有する発光部と、を備えた生体情報取得装置であって、前記遮光部は、透光性の基板と、前記撮像部に対向する前記基板の表面に設けられた遮光層と、前記撮像部における前記受光素子の配置に対応して前記遮光層に設けられた開口部とを有し、前記発光部と前記遮光部との間に、前記遮光部の前記基板の屈折率よりも屈折率が小さい透光層を有し、前記受光素子の受光面の直径をｄ、前記開口部の直径をａ、前記受光素子の配置ピッチをｐ、前記透光層の屈折率をｎ１、前記基板の屈折率をｎ２、前記受光素子と前記遮光層との間の距離をｈとするとき、以下の数式を満たすことを特徴とする。
Ａｒｃｔａｎ（（ｐ−ａ／２−ｄ／２）／ｈ）≧Ａｒｃｓｉｎ（ｎ１／ｎ２）
【００１４】
スネルの法則によれば、Ａｒｃｓｉｎ（ｎ１／ｎ２）は、遮光部の基板から透光層に入射する光の臨界角（以降、臨界角θｍとする）を示すものである。これに対して、Ａｒｃｔａｎ（（ｐ−ａ／２−ｄ／２）／ｈ）は、遮光部において隣り合う開口部のうちの一方の開口部から入射した光が、他方の開口部に対向する受光素子の受光面に入射するときの角度θを示すものである。透光層から遮光部の基板に入射して屈折し遮光部の開口部に入射する光の入射角度は臨界角θｍよりも小さくなる。すなわち、上記角度θの値が臨界角θｍに対して等しいかまたは大きければ、遮光部の一方の開口部に入射した光は、他方の開口部に対向する受光素子の受光面に入射しなくなる。
【００１５】
本適用例によれば、発光部からの発光（近赤外光）により生じた迷光が開口部から受光素子の受光面に入射することを低減できる。ゆえに、迷光が受光素子の受光面に入射することが低減され、明瞭な生体情報を取得可能な生体情報取得装置を提供できる。
【００１６】
上記適用例に記載の生体情報取得装置において、前記撮像部と前記遮光部との間に接着層を有し、前記接着層の屈折率ｎ３は、前記基板の屈折率ｎ２とほぼ同等であることが好ましい。
この構成によれば、接着層により撮像部と遮光部とを強固に接着すると共に、迷光が開口部に入射したとしても、迷光の開口部からの射出角度が変化し難くなるので、受光素子の受光面に迷光が到達し難くなる。すなわち、明瞭な生体情報を取得可能であると共に耐久性に優れた生体情報取得装置を提供できる。
【００１７】
上記適用例に記載の生体情報取得装置において、前記発光部と前記遮光部との間に、前記受光素子と前記開口部とを結ぶ光軸上に配置された集光レンズを含む集光部を備え、前記遮光部と前記集光部との間に前記透光層を有するとしてもよい。
この構成によれば、発光部から発光した撮像光により照明された被写体からの入射光を集光レンズによって受光素子に集光させることができる。また、発光部の上方に集光部を配置する場合に比べて、発光部からの発光が集光レンズのレンズ面で反射して生ずる迷光を防ぐことができる。すなわち、より明瞭な生体情報を取得可能な生体情報取得装置を提供できる。
【００１８】
上記適用例に記載の生体情報取得装置において、前記透光層は、真空層または空気層であることが好ましい。
この構成によれば、透光層の屈折率ｎ１がほぼ１になることから、透光層の屈折率ｎ１が１よりも大きい場合に比べて、透光層から遮光部の基板に迷光が入射したときの屈折角度が大きくなるので、基板で屈折した迷光が遮光部の開口部に入射し難くなる。すなわち、迷光の影響を受け難い生体情報取得装置を提供できる。
【００１９】
上記適用例に記載の生体情報取得装置において、前記発光素子は、光反射性を有する反射層と、光透過性を有する電極と、前記反射層と前記電極との間に配置された発光機能層と、を有し、前記発光部は、前記反射層と前記電極との間に配置され前記発光機能層における発光領域を画定する絶縁層と、隣り合う前記発光素子の間に配置された透光部と、を有し、前記反射層の外縁は、前記絶縁層の前記透光部側の端部よりも前記透光部側に位置していることが好ましい。
この構成によれば、発光素子の発光機能層から発光し、絶縁層を介して透光部側に漏れるおそれがある迷光を反射層によって反射させることができる。つまり、当該迷光が撮像部に到達し難くなるため、より明瞭な生体情報を取得することができる。
【００２０】
［適用例］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の画像取得装置を備えたことを特徴とする。
本適用例によれば、明瞭な画像を取得可能な電子機器を提供できる。例えば、画像取得装置によって操作者の顔や指紋などの画像を取得すれば、操作者のセキュリティーを確保した電子機器としての情報端末装置を提供できる。
【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、明瞭な生体情報を取得可能な電子機器を提供できる。例えば、生体情報取得装置によって被検者の血糖値などの血液成分情報を取得すれば、被検者の健康管理が可能な電子機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】電子機器としての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】発光素子の構成を示す模式断面図。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は発光素子、透光部、受光素子の配置を示す概略平面図。
【図７】発光部の構造を示す概略断面図。
【図８】センサー部における集光部、遮光部、撮像部の構造を示す概略断面図。
【図９】第２実施形態の生体情報取得装置としてのセンサー部の構造を示す概略断面図。
【図１０】第３実施形態の画像取得装置における発光素子、受光素子の配置を示す概略平面図。
【図１１】変形例の発光素子の構造を示す概略断面図。
【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は電子機器としての携帯型情報端末の構成を示す斜視図、図２は電子機器としての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、本実施形態の電子機器としての携帯型情報端末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。ベルト１６４は人体Ｍへの装着性を考慮して伸縮性を有することが好ましい。
【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、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。
【００３０】
センサー部１５０は、発光部１１０と、撮像部１４０とを含んで構成されている。発光部１１０と撮像部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を発する発光素子を有している。制御部１６５は発光部１１０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として撮像部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、撮像部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。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。
【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。
【００３３】
図３に示すように、センサー部１５０は、発光部１１０、集光部１２０、遮光部１３０、撮像部１４０を有している。各部はそれぞれ板状であって、撮像部１４０に、遮光部１３０と、集光部１２０と、発光部１１０とがこの順に積層された構成となっている。センサー部１５０は、各部が積層された積層体を収容し、携帯型情報端末１００のベルト１６４に取り付け可能なケース（図示省略）を有している。なお、発光部１１０は、発光素子が形成された素子基板１１１と、発光素子を保護する保護基板１１４とを有するものである。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方向に沿って保護基板１１４側から見ることを平面視と言う。
【００３４】
図４に示すように、発光部１１０は、発光素子３０が設けられた素子基板１１１と、発光素子３０に水分等が浸入しないように発光素子３０を封止する封止層１１３と、封止層１１３を介して素子基板１１１に対向して配置された保護基板１１４とを含んで構成されている。
【００３５】
保護基板１１４は、透光性の例えばカバーガラスやプラスチックの基板である。保護基板１１４の一方の面１１４ａに接するように人体Ｍが配置される。以降、透光性の基板とは、ガラスやプラスチックでできた基板を指し、透光性とは少なくとも発光部１１０から発する光の代表的な波長における透過率が８５％以上であることを言う。
【００３６】
封止層１１３は、例えば熱硬化型のエポキシ系樹脂あるいはアクリル系樹脂からなり、透光性を有している。
【００３７】
素子基板１１１の基板本体もまた透光性の基板が用いられている。詳しくは後述するが、発光素子３０は、素子基板１１１において近赤外光ＩＬを保護基板１１４側に射出するように構成されており、保護基板１１４上に配置された人体Ｍを照明可能となっている。素子基板１１１には、照明された人体Ｍの内部から反射して発光部１１０に入射する反射光ＲＬを下層の集光部１２０に導くための透光部１１２を有している。透光部１１２は、隣り合って配置された発光素子３０の間に配置されている。
【００３８】
集光部１２０は、透光性の基板１２１と、基板１２１の一方の面１２１ａに設けられた複数の集光レンズ１２２とを有している。集光部１２０と発光部１１０とは、集光レンズ１２２における凸状のレンズ面１２２ａが遮光部１３０に向くように貼り合わされている。また、集光レンズ１２２の光学的な中心が、発光部１１０を透過する反射光ＲＬの光軸上に位置するように、集光部１２０と発光部１１０とが貼り合わされている。言い換えれば、発光部１１０における透光部１１２の配置間隔と、集光部１２０における集光レンズ１２２の配置間隔は、基本的に同一である。
【００３９】
遮光部１３０は、透光性の基板１３１と、基板１３１の集光部１２０側の面１３１ｂに対して反対側の面１３１ａに設けられた遮光層１３２とを有している。遮光層１３２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）１３３が形成されている。遮光部１３０は、開口部１３３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が遮光層１３２によって遮光されるように、集光部１２０と撮像部１４０との間に配置されている。遮光層１３２は、遮光性の例えばＣｒなどの金属やその合金などの金属膜、あるいは少なくとも近赤外光を吸収可能な光吸収材料を含む樹脂膜を用いて形成される。
【００４０】
集光部１２０と遮光部１３０とは透光層１２５を介して対向して配置されている。具体的には、透光層１２５は空間であって、真空層または空気層からなる。言い換えれば、集光部１２０の集光レンズ１２２が設けられた面１２１ａと遮光部１３０の面１３１ｂとを所定の間隔で対向して配置し、集光部１２０と遮光部１３０とを真空下または大気圧下で貼り合わせる。
【００４１】
撮像部１４０は、近赤外光用のイメージセンサーであって、基板１４１と、基板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。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。基板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、あるいは受光素子１４２を直に形成可能な半導体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１４１の面１４１ａにおいて、遮光部１３０における開口部１３３の配置に対応した位置に配置されている。
【００４２】
受光素子１４２として用いられ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。ＣＭＯＳセンサーが近赤外光ＩＬ（反射光ＲＬ）だけでなく可視光を受光すると、ノイズとしてＣＭＯＳセンサーから出力される。したがって、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を、発光部１１０の透光部１１２や、遮光部１３０の開口部１３３に対応して配置してもよい。
【００４３】
遮光部１３０と撮像部１４０とは所定の間隔を置いて対向して配置され、透光性の接着層１３５を介して貼り合わされている。本実施形態では、遮光部１３０の基板１３１の屈折率と、接着層１３５の屈折率とがほぼ同じとなるように、それぞれを構成する部材が選定されている。例えば、遮光部１３０の基板１３１は石英ガラス基板（屈折率ｎ２≒１．５３）であり、接着層１３５はエポキシ系樹脂（屈折率ｎ３≒１．５５）である。
【００４４】
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、封止層１１３を介さずに保護基板１１４によって発光素子３０を封止する構造としてもよい。また、透光部１１２を透過した反射光ＲＬは、透過す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の素子基板１１１の集光部１２０側の面１１１ａと、集光部１２０の基板１２１の発光部１１０側の面１２１ｂとが接するように、発光部１１０と集光部１２０とを貼り合わせることが好ましい。また、このようにすれば厚み方向（Ｚ方向）における透光部１１２と集光レンズ１２２との位置関係をより確実なものとすることができる。
【００４５】
［発光素子］
次に、図５を参照して発光素子３０について説明する。図５は発光素子の構成を示す模式断面図である。
図５に示すように、発光素子３０は、素子基板１１１上に設けられた、光反射性を有する反射層２１と、光透過性を有する陽極３１と、発光機能層３６と、光透過性を有する電極としての陰極３７とを有している。反射層２１と陽極３１との間には、反射層２１と陽極３１との間の距離を調整する層間絶縁膜２２が設けられている。発光機能層３６は、陽極３１側から順に積層された正孔注入輸送層３２、発光層３３、電子輸送層３４、電子注入層３５を含んでいる。発光素子３０は、陽極３１側から注入された正孔と、陰極３７側から注入された電子とが発光層３３において再結合することにより、再結合時に放出されるエネルギーが光となって発せられるものである。発光層３３は有機半導体材料からなる発光材料を含むものであり、発光素子３０は有機ＥＬ（ＥＬ；エレクトロルミネッセンス）素子と呼ばれている。発光層３３からの発光は陰極３７を透過して射出される。また発光の一部は、陽極３１を透過し反射層２１で反射して、再び陽極３１を透過し陰極３７側から射出される。つまり、発光層３３における発光のほとんどを陰極３７側から取り出すことができる。このような発光素子３０は、トップエミッション型と呼ばれている。
【００４６】
［反射層］
反射層２１は、光反射性を有する例えばＡｌ（アルミニウム）やＡｇ（銀）などの金属やその合金を用いて形成することができる。光反射性と生産性とを考慮すると、合金としては、Ａｌ（アルミニウム）とＣｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）とＮｄ（ネオジウム）などの組み合わせが好ましい。反射層２１の膜厚は、光反射性を考慮して例えば２００ｎｍとする。
【００４７】
［陽極］
陽極３１は、正孔の注入性を考慮して仕事関数が大きい例えばＩＴＯなどの透明導電膜を用いて形成されている。陽極３１の膜厚は、光透過性を考慮して例えば１５ｎｍとする。
【００４８】
［陰極］
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光透過性とを兼ね備えるように形成される。陰極３７の膜厚は例えば２０ｎｍである。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。このような、反射層２１、陽極３１、陰極３７の構成とすることで、発光素子３０の発光機能層３６からの発光の一部は、陰極３７と反射層２１との間で反射が繰り返され、陰極３７と反射層２１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、発光素子３０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。反射層２１と陽極３１との間に設けられる層間絶縁膜２２は、このような光共振構造における光学的な距離を調整するために設けられ、例えば酸化シリコンを用いて形成されている。
【００４９】
［発光層］
発光機能層３６の発光層３３は、近赤外波長範囲（７００ｎｍ〜２００００ｎｍ）の発光が得られる発光材料（有機半導体材料）を含むものである。このような発光材料としては、例えば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などの公知の発光材料を挙げることができる。また、発光材料に加えて、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。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。
【００５０】
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３３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、後述する電子輸送層３４中の電子輸送性材料から発光層３３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。
【００５１】
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、発光素子３０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３３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３３を形成することができ、その結果、この点でも、発光素子３０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。
【００５２】
さらに、アセン系材料は、それ自体発光しにくいので、ホスト材料が発光素子３０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。
【００５３】
このような発光材料及びホスト材料を含む発光層３３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３３の平均的な厚さは、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。
【００５４】
［正孔注入輸送層］
正孔注入輸送層３２は、発光層３３への正孔の注入性及び輸送性を改善するための正孔注入輸送材料を含んで形成されている。正孔注入輸送材料としては、例えば骨格の一部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挙げることができる。
このような正孔注入輸送層３２の平均的な厚さは、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、発光素子３０において、陽極３１と発光層３３との間に設けられる層は、正孔注入輸送層３２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３３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３３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。
【００５５】
［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３３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。
【００５６】
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。
【００５７】
特に、発光層３３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。
【００５８】
電子輸送層３４の平均的な厚さは、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３３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３３へ電子を輸送し易い層、あるいは発光層３３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３３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。
【００５９】
［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３５を構成することにより、発光素子３０は、高い輝度の発光が得られるものとなる。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
電子注入層３５の平均的な厚さは、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。
【００６３】
次に、センサー部１５０における発光素子３０、透光部１１２、受光素子１４２の配置関係について図６を参照して説明する。図６（ａ）及び（ｂ）は発光素子、透光部、受光素子の配置を示す概略平面図である。
【００６４】
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、人体Ｍからの反射光ＲＬが導かれる受光素子１４２は、Ｘ方向とＹ方向とに所定の間隔を置いてマトリックス状に配置されている。受光素子１４２の受光面１４２ａは円形である。反射光ＲＬを受光素子１４２に導く透光部１１２は、反射光ＲＬを偏りなく万遍に受光面１４２ａに導くように、受光素子１４２を中心とした略円形になっている。遮光部１３０の開口部１３３は、透光部１１２の内側において受光素子１４２を中心として配置され、受光面１４２ａよりも大きな円形となっている。
【００６５】
したがって、これらの透光部１１２の間に配置された発光素子３０の平面形状は、円弧で囲まれた略菱形となっている。発光素子３０の平面形状は、反射層２１、陽極３１、隔壁部２３の形状によって規定されている。具体的には、略菱形の反射層２１の外縁２１ａのうち円弧状の部分によって略円形の透光部１１２が規定されている。平面視で反射層２１の内側に配置された陽極３１は、大きさが反射層２１よりも一回り小さく、反射層２１と相似の略菱形である。隔壁部２３は、本発明における絶縁層に相当するものであって、陽極３１の外縁３１ａと重なって設けられ、陽極３１と発光機能層３６とが接する領域、つまり発光素子３０における発光領域３１ｂを規定するものである。したがって、発光領域３１ｂの平面形状は、陽極３１よりも一回り小さい略菱形である。
【００６６】
反射層２１及び陽極３１は、複数の発光素子３０ごとに独立して設けられている。一方で、反射層２１を覆う層間絶縁膜２２は、複数の反射層２１に跨って設けられている。また、陰極３７は、複数の発光素子３０に跨る共通電極として設けられている。
【００６７】
このように本実施形態のセンサー部１５０は、複数の発光素子３０と、複数の受光素子１４２とを備え、１つの受光素子１４２（透光部１１２）の周辺に４つの発光素子３０が配置された状態となっている。言い換えれば、１つの発光素子３０の周辺に４つの受光素子１４２（透光部１１２）が配置された状態となっている。撮像部１４０においてＸ方向とＹ方向とにマトリックス状に配置された受光素子１４２の数は例えば２４０×２４０＝５７６００個以上であることが、生体情報を高精度に取得する観点で好ましい。
【００６８】
次に、発光部１１０の具体的な構造について図７を参照して説明する。図７は発光部の構造を示す概略断面図である。詳しくは、図７は、図６（ａ）に示す、反射層２１を斜め４５度方向に通過するＡ−Ａ’線に沿って切った発光素子３０及び透光部１１２の構造を示す概略断面図である。
【００６９】
図７に示すように、発光部１１０は、素子基板１１１上に形成された発光素子３０と透光部１１２とを有するものである。素子基板１１１上には、まず、光反射性の例えばＡｌ（アルミニウム）などの金属または当該金属を含む合金の膜が形成され、この膜をパターニングして反射層２１が形成される。次に、素子基板１１１の全面に亘って反射層２１を覆う層間絶縁膜２２が形成される。層間絶縁膜２２上に例えばＩＴＯなどの透明導電膜を成膜し、この透明導電膜をパターニングして反射層２１の上方に陽極３１が形成される。陽極３１の外縁３１ａが反射層２１の外縁２１ａよりも内側に位置するようにパターニングされる。陽極３１の外縁３１ａと重なる位置に隔壁部２３が形成される。絶縁層としての隔壁部２３は、無機または有機の絶縁材料を用いて形成することができる。本実施形態では、素子基板１１１のほぼ全面に亘って膜厚が１．０μｍ〜２．０μｍの感光性樹脂膜を形成し、この感光性樹脂膜をパターニングして隔壁部２３が形成されている。隔壁部２３は、陽極３１と発光機能層３６とが接する発光領域３１ｂを囲むようにパターニングされる。また、隔壁部２３において発光領域３１ｂと反対側の端部２３ａが、反射層２１の外縁２１ａと陽極３１の外縁３１ａとの間に位置するように隔壁部２３がパターニングされる。次に、隔壁部２３が形成された素子基板１１１のほぼ全面に亘って発光機能層３６が形成される。前述したように発光機能層３６は、正孔注入輸送層３２、発光層３３、電子輸送層３４、電子注入層３５を含むものであって、各層は、例えば真空蒸着法などの気相成膜法を用い、順次積層して形成される。各層は、気相成膜法を用いて形成されることに限定されず、一部の層が液相成膜法で形成されるとしてもよい。次に、素子基板１１１のほぼ全面に亘って発光機能層３６を覆う陰極３７が例えば真空蒸着法などの気相成膜法によりＡｇとＭｇとの合金を用いて光反射性と光透過性とを有するように形成される。
【００７０】
このように、発光素子３０は、反射層２１、層間絶縁膜２２、陽極３１、発光機能層３６、陰極３７を含むものである。素子基板１１１上において発光素子３０の間に形成される透光部１１２は、層間絶縁膜２２、発光機能層３６、陰極３７を含むものである。なお、図７では図示を省略したが、素子基板１１１の基板本体と反射層２１との間には、発光素子３０の陽極３１を電気的にスイッチング制御して、陽極３１と陰極３７との間に電流を流すことが可能な画素回路が設けられている。当該画素回路は、スイッチング素子としてのトランジスターや蓄積容量、これらを繋ぐ配線を含むものである。反射層２１は当該画素回路によって陽極３１に電位を与えるための中継電極として機能している。
【００７１】
このような発光部１１０の構造によれば、トップエミッション型の発光素子３０の発光領域３１ｂから発した光のほとんどは、陰極３７側から射出される。一方、発光領域３１ｂの外側の隔壁部２３が設けられた部分では、発光機能層３６から発した光が、図７の実線の矢印で示すように、陽極３１の表面で反射し、その後、発光機能層３６と陰極３７との界面で反射して、陽極３１の外縁３１ａから外側に漏れるおそれがある。ところが陽極３１の外縁３１ａから外側には反射層２１が配置されているので、漏れた光（迷光）は反射層２１によって反射される。つまり、このようにして隔壁部２３を介して漏れた迷光が反射層２１で反射されるので、発光素子３０の間の透光部１１２に迷光が入射し難くい構造となっている。
【００７２】
次に、集光部１２０、遮光部１３０、撮像部１４０の具体的な構造について、図８を参照して説明する。図８はセンサー部における集光部、遮光部、撮像部の構造を示す概略断面図である。詳しくは、図８は、図６（ａ）に示す、Ｘ方向において隣り合う受光素子１４２を横断するＢ−Ｂ’線に沿って切った集光部１２０、遮光部１３０、撮像部１４０の構造を示す概略断面図である。尚、図８では説明を判りやすくするために、光軸の屈折角を誇張して描いている。
【００７３】
図８に示すように、撮像部１４０に接着層１３５を介して遮光部１３０が積層され、さらに遮光部１３０に透光層１２５を介して集光部１２０が積層されている。透光層１２５は、前述したように真空層または空気層であることから、透光層１２５を空間１２５と呼ぶこともある。凸状のレンズ面１２２ａを有する集光レンズ１２２の中心を通る光軸Ｌ0上に、受光素子１４２の受光面１４２ａの中心と、遮光層１３２の開口部１３３の中心とが位置している。なお、実際には、撮像部１４０、遮光部１３０、集光部１２０を積層するにあたり、集光レンズ１２２の中心と、受光素子１４２の受光面１４２ａの中心と、遮光層１３２の開口部１３３の中心とが、光軸Ｌ0に直交する面内において製造プロセスにおける公差の範囲で光軸Ｌ0に対して位置していればよい。
【００７４】
前述したように、集光部１２０の集光レンズ１２２には、発光部１１０により照明された人体Ｍから発した反射光ＲＬが入射する。集光レンズ１２２によって集光された反射光ＲＬは、遮光部１３０の開口部１３３を通過して撮像部１４０の受光素子１４２に入射する。言い換えれば、集光レンズ１２２によって集光された反射光ＲＬが受光素子１４２に入射するように、集光レンズ１２２の焦点距離を考慮して、光軸Ｌ0上における集光レンズ１２２、開口部１３３、受光素子１４２の相対的な位置が決められている。
一方で、基板１３１の遮光層１３２が設けられた一方の面１３１ａに対向する他方の面１３１ｂに入射する光は、集光レンズ１２２によって集光された反射光ＲＬや、集光レンズ１２２に入射しなかった反射光ＲＬも含まれる。集光部１２０と遮光部１３０の基板１３１との間には、基板１３１の屈折率よりも屈折率が小さい空間１２５が存在していることから、空間１２５側から基板１３１の他方の面１３１ｂに入射した光は、基板１３１により屈折し、屈折した光のすべてが受光素子１４２に入射するとは限らない。
【００７５】
例えば、図８に実線の矢印で示したように、撮像部１４０においてＸ方向に隣り合って配置された一方の受光素子１４２と他方の受光素子１４２とにおいて、一方の受光素子１４２に、他方の受光素子１４２に対向する開口部１３３に入射した光が入射するおそれがある。このような光も一方の受光素子１４２に入射する反射光ＲＬに影響を与える迷光として扱われる。本実施形態では、このような迷光が一方の受光素子１４２に入射し難くなるように、受光素子１４２の受光面１４２ａの大きさに対する開口部１３３の大きさや、受光素子１４２と開口部１３３との相対的な位置関係が規定されている。
【００７６】
具体的には、受光素子１４２の受光面１４２ａの直径をｄ、開口部１３３の直径をａ、受光素子１４２の配置ピッチをｐ、空間（透光層）１２５の屈折率をｎ１、基板１３１の屈折率をｎ２、受光素子１４２と遮光層１３２との間の距離をｈとするとき、以下の数式（１）を満たすように、直径ｄ、直径ａ、配置ピッチｐ、距離ｈの各値が規定されている。
Ａｒｃｔａｎ（（ｐ−ａ／２−ｄ／２）／ｈ）≧Ａｒｃｓｉｎ（ｎ１／ｎ２）…（１）
【００７７】
スネルの法則によれば、θｍ＝Ａｒｃｓｉｎ（ｎ１／ｎ２）は、図８に示すように、光が遮光部１３０の屈折率ｎ２の基板１３１から屈折率ｎ１の空間１２５へ向かうときの臨界角θｍを示すものである。これに対して、θ＝Ａｒｃｔａｎ（（ｐ−ａ／２−ｄ／２）／ｈ）は、遮光部１３０において隣り合う開口部１３３のうちの一方の開口部１３３（図８では中央に描かれた開口部１３３）から入射した光が、他方の開口部１３３（図８では左に描かれた開口部１３３）に対向する受光素子１４２の受光面１４２ａに入射するときの角度θを示すものである。空間１２５から基板１３１に入射して屈折し遮光部１３０の開口部１３３に入射する光Ｌγの入射角度θγは臨界角θｍよりも小さくなる。すなわち、入射角度θγが臨界角θｍよりもわずかに小さい場合に、開口部１３３に入射する光Ｌγの光路としては、空間１２５側から基板１３１に入って来る光路が存在する様になる。入射角度θγが臨界角θｍと等しい場合には、全反射条件が成り立つので、空間１２５側から基板１３１に入って来る光路は存在しないが、仮想的な光路を考えると、この仮想的な光路は基板１３１の他方の面１３１ｂに平行となる。この様に、上記角度θの値が臨界角θｍに対して等しいかまたは大きければ、遮光部１３０の一方の開口部１３３に入射した光は、他方の開口部１３３に対向する受光素子１４２の受光面１４２ａに入射しなくなる。なお、本実施形態において、基板１３１の屈折率ｎ２と接着層１３５の屈折率ｎ３とは前述したようにほぼ同じであることから、開口部１３３に入射する光Ｌ３の入射角度が角度θならば、開口部１３３から受光素子１４２の受光面１４２ａに入射する光の入射角度もほぼおなじ角度θとなる。
【００７８】
本実施形態において、例えば、受光素子１４２の受光面１４２ａの直径ｄは１０μｍ、開口部１３３の直径ａは１６μｍ、受光素子１４２と遮光層１３２との間の距離ｈは１００μｍ、受光素子１４２のＸ方向における配置ピッチｐは１００μｍ、空間１２５の屈折率ｎ１は１．０、基板１３１の屈折率ｎ２はおよそ１．５３である。したがって、上記数式（１）によれば、臨界角θｍ≒４０．８、角度θ≒４１．０となり、受光素子１４２に入射する反射光ＲＬに影響を与える迷光が低減される。なお、本実施形態では、空間１２５が真空層または空気層であることから屈折率ｎ１が１．０であるとしたが、空間１２５すなわち透光層１２５は、空間であることに限定されない。透光層１２５は、基板１３１の屈折率ｎ２よりも屈折率ｎ１の値が小さい透光性の物質からなる層であれば、臨界角θｍを特定できる。
【００７９】
第１実施形態のセンサー部１５０によれば、発光部１１０からの発光（近赤外光）により生じた迷光が開口部１３３から受光素子１４２の受光面１４２ａに入射することが低減される。ゆえに、受光面１４２ａに入射した反射光ＲＬが迷光の影響を受け難くなるため、明瞭な生体情報を取得可能なセンサー部１５０を実現できる。
また、このようなセンサー部１５０を備えた電子機器としての携帯型情報端末１００によれば、携帯型情報端末１００が装着された人体Ｍの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高精度に取得することができる。例えば、迷光の影響を低減することで、血液中の特定成分の濃度変化による吸光度変化を正確に捉えることができ、該特定成分の高精度な定量評価に繋がる。
【００８０】
なお、上記迷光は、図７に示したように発光素子３０から発した近赤外光ＩＬが人体Ｍに照射されずに、発光領域３１ｂの周囲に位置する隔壁部２３を介して透光部１１２側に漏れる光を含む。また、上記迷光は、図８に示したように、Ｘ方向に隣り合って配置された一方の受光素子１４２と他方の受光素子１４２とにおいて、一方の受光素子１４２に、他方の受光素子１４２に対向する開口部１３３から入射する光を含むものである。また、図８では、Ｘ方向に隣り合う受光素子１４２及び開口部１３３の例を示したが、Ｙ方向に隣り合う受光素子１４２及び開口部１３３の関係も同様である。
【００８１】
（第２実施形態）
＜生体情報取得装置＞
次に、第２実施形態の生体情報取得装置について、図９を参照して説明する。図９は第２実施形態の生体情報取得装置としてのセンサー部の構造を示す概略断面図である。第２実施形態の生体情報取得装置としてのセンサー部１５０Ｂは、上記第１実施形態のセンサー部１５０に対して、発光部１１０の構成と、集光部１２０の配置と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。
【００８２】
図９に示すように、本実施形態の生体情報取得装置としてのセンサー部１５０Ｂは、集光部１２０、発光部１１０Ｂ、遮光部１３０、撮像部１４０を有している。各部はそれぞれ板状であって、撮像部１４０に、遮光部１３０と、発光部１１０Ｂと、集光部１２０とがこの順に積層された構成となっている。センサー部１５０Ｂは、各部が積層された積層体を収容し、第１実施形態で説明した電子機器としての携帯型情報端末１００のベルト１６４に取り付け可能なケース（図示省略）を有している。
【００８３】
発光部１１０Ｂは、発光素子３０と透光部１１２とが形成された素子基板１１１を備えている。本実施形態では、集光部１２０が発光素子３０を保護する保護基板として機能するものである。素子基板１１１上における各構成とその配置は、第１実施形態において図５、図７を用いて説明したとおりである。
【００８４】
発光部１１０Ｂと遮光部１３０との間には透光層１２５が設けられている。透光層１２５は、Ｚ方向において所定の厚みを有する空間であって、該空間は真空層または空気層である。したがって、本実施形態においても透光層１２５を空間１２５と呼ぶこととする。
【００８５】
遮光部１３０は、接着層１３５を介して撮像部１４０に貼り合わされている。このようなセンサー部１５０Ｂにおいて、集光部１２０の集光レンズ１２２の中心を通る光軸上に、遮光部１３０の遮光層１３２に形成された開口部１３３の中心と、受光素子１４２の受光面１４２ａの中心とが位置するように、各部が積層されている。
【００８６】
撮像部１４０における受光素子１４２の受光面１４２ａの直径ｄ、受光素子１４２の配置ピッチｐ、遮光部１３０における開口部１３３の直径ａ、受光素子１４２と遮光層１３２との間の距離ｈ、空間１２５の屈折率ｎ１、遮光部１３０の基板１３１の屈折率ｎ２における関係は、上記第１実施形態における数式（１）を満たすものである。
【００８７】
人体Ｍは、集光部１２０の集光レンズ１２２が設けられた面１２１ａに対向する面１２１ｂに配置される。発光部１１０Ｂの発光素子３０から発した近赤外光ＩＬにより人体Ｍが照明され、照明された人体Ｍの内部で反射した反射光ＲＬが集光部１２０に入射する。集光部１２０に入射した反射光ＲＬは集光レンズ１２２によって集光され、素子基板１１１の透光部１１２を透過して撮像部１４０の受光素子１４２に導かれる。
センサー部１５０Ｂは、撮像部１４０における複数の受光素子１４２に入射した反射光ＲＬの強度に基づいた画像信号を出力する。
【００８８】
上記第２実施形態のセンサー部１５０Ｂによれば、上記第１実施形態のセンサー部１５０と同様に、発光部１１０Ｂからの発光（近赤外光）により生じた迷光が開口部１３３から受光素子１４２の受光面１４２ａに入射することを低減できる。ゆえに、受光素子１４２の受光面１４２ａに入射する反射光ＲＬが迷光の影響を受け難くなり、明瞭な生体情報を取得可能なセンサー部１５０Ｂを実現できる。
特に、発光部１１０Ｂの上方に集光部１２０を配置することで、発光素子３０からの発光が集光レンズ１２２のレンズ面１２２ａで反射して透光部１１２に入射する迷光が生じたとしても、遮光部１３０及び撮像部１４０における各構成が上記数式（１）を満たしているので、上記迷光が受光素子１４２に入射し難くなる。また、集光部１２０を保護基板として機能させることができるので、積層体であるセンサー部１５０Ｂの厚みをセンサー部１５０に比べて薄くすることができる。
したがって、このようなセンサー部１５０Ｂを電子機器としての携帯型情報端末１００に備えることにより、装着された人体Ｍの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高精度に取得することができると共に、薄型で軽量な携帯型情報端末１００を実現できる。
【００８９】
（第３実施形態）
＜画像取得装置＞
次に、第３実施形態の画像取得装置について図１０を参照して説明する。図１０は第３実施形態の画像取得装置における発光素子、受光素子の配置を示す概略平面図である。第３実施形態の画像取得装置３５０は、上記第１実施形態の生体情報取得装置としてのセンサー部１５０に対して発光部１１０の構成を異ならせたものである。したがって、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。
【００９０】
本実施形態の画像取得装置３５０は、上記第１実施形態のセンサー部１５０と同様に、発光部１１０、集光部１２０、遮光部１３０、撮像部１４０を有している。各部はそれぞれ板状であって、撮像部１４０に、遮光部１３０と、集光部１２０と、発光部１１０とがこの順に積層された構成となっている。なお、画像取得装置３５０の基本的な構成は、第２実施形態のセンサー部１５０Ｂと同じであってもよい。つまり、画像取得装置３５０は、撮像部１４０に、遮光部１３０、発光部１１０、集光部１２０がこの順に積層された積層体であってもよい。本実施形態では第１実施形態に対して発光部１１０の構成を異ならせていることから、以降、発光部１１０Ｃと呼ぶこととする。
【００９１】
図１０に示すように、画像取得装置３５０は、撮像部１４０において、Ｘ方向とＹ方向とに所定の間隔を置いて配置された受光素子１４２を有する。また、発光部１１０Ｃにおいて、平面視で受光素子１４２を中心とする略円形の透光部１１２と、Ｘ方向とＹ方向とに所定の間隔で位置する透光部１１２の間に配置された３種の発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを有する。
【００９２】
これらの発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂはいずれも有機ＥＬ素子であって、発光素子３０Ｒからは赤色（Ｒ）の発光が得られ、発光素子３０Ｇからは緑色（Ｇ）の発光が得られ、発光素子３０Ｂからは青色（Ｂ）の発光が得られるものである。
また、Ｘ方向に発光素子３０Ｒと発光素子３０Ｇとが交互に配置された素子行と、Ｘ方向に発光素子３０Ｂと発光素子３０Ｒとが交互に配置された素子行とが、Ｙ方向に交互に配置されている。これにより、Ｙ方向に発光素子３０Ｒと発光素子３０Ｂとが交互に配置された素子列と、Ｙ方向に発光素子３０Ｇと発光素子３０Ｒとが交互に配置された素子列とができあがっている。つまり、１つの受光素子１４２（透光部１１２）を中心としてその周囲にそれぞれ１つずつの発光素子３０Ｂ及び発光素子３０Ｇと、２つの発光素子３０Ｒとが配置された状態となっている。なお、３種の発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの配置はこれに限定されるものではない。また、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）以外の発光色が得られる発光素子が配置されていてもよい。
【００９３】
各発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂにおける反射層２１、陽極３１、隔壁部２３、陰極３７などの構成は、基本的に上記第１実施形態の発光素子３０と同じであり、発光領域３１ｂの外側の隔壁部２３から漏れる光は反射層２１で反射され透光部１１２側には入射しない。また、撮像部１４０における受光素子１４２の受光面１４２ａの直径ｄ、受光素子１４２の配置ピッチｐ、遮光部１３０における開口部１３３の直径ａ、受光素子１４２と遮光層１３２との間の距離ｈ、空間１２５の屈折率ｎ１、遮光部１３０の基板１３１の屈折率ｎ２における関係は、上記第１実施形態における数式（１）を満たすものである。
【００９４】
なお、反射層２１と陽極３１との間に配置される層間絶縁膜２２の膜厚は、光共振構造における特定波長の光強度を強める観点から、特定波長が異なる発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂごとに設定されることが好ましい。
【００９５】
上記第３実施形態の画像取得装置３５０によれば、発光部１１０Ｃからの発光により生じた迷光が開口部１３３から受光素子１４２の受光面１４２ａに入射することを低減できる。ゆえに、発光部１１０Ｃにより照明された被写体から受光素子１４２の受光面１４２ａに入射する反射光が迷光の影響を受け難くなり、明瞭な画像を取得可能な画像取得装置３５０を実現できる。また、発光部１１０Ｃは、３種の発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを備えることから、被写体のカラー画像を取得することができる。また、発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのそれぞれを独立して発光制御可能であることから、被写体の状態に応じた画像を入手することができる。
このような画像取得装置３５０を、例えば上記第１実施形態の携帯型情報端末１００におけるセンサー部１５０と置き換え、被写体として指を撮像すると、指紋情報を取得することができる。取得された指紋情報を用いることで取扱い者を識別するセキュリティー管理を行うことができる。また、例えば、迷光の影響を低減することで、血液中の特定成分の濃度変化による吸光度変化（３波長）を正確に捉えることができ、該特定成分の高精度な定量評価に繋がる。
【００９６】
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画像取得装置、生体情報取得装置、及びこれらの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。
【００９７】
（変形例１）上記第１実施形態の発光素子３０において、反射層２１と陽極３１との間に層間絶縁膜２２を配置することに限定されない。図１１は変形例の発光素子の構造を示す概略断面図である。詳しくは、上記第１実施形態の図７と同様に、図６（ａ）のＡ−Ａ’線に沿って切ったときの発光素子の概略断面図である。
図１１に示すように、変形例の発光素子３０は、光反射性を有する反射層２１に直に積層させた光透過性を有する陽極３１を有するものである。反射層２１及び陽極３１の外縁２１ａ，３１ａを覆い、陽極３１において少なくとも発光領域３１ｂが露出するように層間絶縁膜２２が形成されている。隔壁部２３は、陽極３１上において発光領域３１ｂを囲むと共に、一部が層間絶縁膜２２と重なるように形成されている。隔壁部２３の透光部１１２側の端部２３ａは、発光領域３１ｂの外縁と、反射層２１及び陽極３１の外縁２１ａ，３１ａとの間に位置している。このような変形例の発光素子３０の構造によれば、第１実施形態と同様に、発光領域３１ｂの周辺に位置する隔壁部２３を介して透光部１１２側に漏れる光を反射層２１によって反射させることができる。また、反射層２１と陽極３１とを電気的に容易に接続させることができる。
【００９８】
（変形例２）上記各実施形態において、発光領域３１ｂの平面形状は略菱形であることに限定されない。例えば、円形や四角形などの多角形であってもよい。
【００９９】
（変形例３）上記各実施形態において、反射層２１は発光素子ごとに独立して設けられることに限定されない。例えば、複数の発光素子３０に跨るように反射層２１を形成し、反射層２１のうち平面視で受光素子１４２と重なる部分を除くことで円形の透光部１１２を形成してもよい。その場合、反射層２１と陽極３１とは電気的に分離される。
【０１００】
（変形例４）上記第３実施形態の画像取得装置３５０は、発光部１１０Ｃに３種の発光素子３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを備えることに限定されない。例えば、可視光波長領域の光を発することが可能な、１種または２種の発光素子を備える構成であってもよい。さらには、可視光波長領域の光を発する発光素子と、近赤外波長領域の光を発する発光素子とを備える構成としてもよい。これによれば、被写体の画像情報と、被写体の内部の生体情報とを取得することが可能となる。
【０１０１】
（変形例５）生体情報取得装置としてのセンサー部１５０あるいはセンサー部１５０Ｂが適用される電子機器は、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。
【符号の説明】
【０１０２】
３０，３０Ｂ，３０Ｇ，３０Ｒ…発光素子、２１…反射層、２１ａ…反射層の外縁、２３…絶縁層としての隔壁部、２３ａ…隔壁部の端部、３１…陽極、３１ｂ…発光領域、３６…発光機能層、３７…光透過性を有する電極としての陰極、１００…電子機器としての携帯型情報端末、１１０，１１０Ｂ，１１０Ｃ…発光部、１１１…素子基板、１１２…透光部、１２０…集光部、１２２…集光レンズ、１２５…透光層、１３０…遮光部、１３１…遮光部の基板、１３２…遮光層、１３３…開口部、１３５…接着層、１４０…撮像部、１４２…受光素子、１４２ａ…受光面、１５０，１５０Ｂ…生体情報取得装置としてのセンサー部、３５０…画像取得装置。
【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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