CN104921700B - 光检测单元 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光检测单元。该光检测单元具有:发光部,对对象物射出光;受光部,接收来自对象物的光;遮光用部件,至少遮挡受光部。并且,遮光用部件具有:第一面,设置在发光部和受光部之间,遮挡来自发光部的直接光入射到受光部;第二面以及第三面,设置在与第一面交叉的方向上,遮挡光入射到受光部。此外,第一面由第一材料形成,第二面以及第三面由不同于第一材料的第二材料形成。

Description

光检测单元
技术领域
本发明关于光检测单元。
背景技术
已知有检测人的脉搏等生物体信息的生物体信息检测装置。专利文献1、2中公开了作为这种生物体信息检测装置的一例的脉搏计的现有技术。脉搏计例如安装于胳膊、手腕、手指等,检测由人体的心率产生的脉动,测定脉搏数。
专利文献1、2中公开的脉搏计是光电式脉搏计,其光检测单元具有:向作为对象物的被检体发光的发光部;接收来自被检体的光(具有生物体信息的光)的受光部。在该脉搏计中,通过检测血流量的变化作为受光量的变化,而检测脉搏。并且,在专利文献1中,公开了安装于手腕类型的脉搏计,在专利文献2中,公开了安装于手指类型的脉搏计。并且,在专利文献3中,公开了对于受光部设置遮光部件的光传感器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-139725号公报
专利文献2:日本特开2009-201919号公报
专利文献3:日本特开平6-273229号公报
在这种生物体信息等的检测装置中,其光检测单元的发光部对对象物射出光,基于受光部接收来自对象物的光而得到的检测信号,检测各种信息。因此,检测信号的信号质量的提高成为重要的课题。例如,如果来自发光部的光入射到受光部,则存在检测出的信息的可靠性和检测精度等降低的可能性。
根据本发明的几个方式,能够提供一种光检测单元,该光检测单元能够在抑制来自发光部的光入射到受光部的同时,提高检测性能。
发明内容
本发明的一个方式关于光检测单元,包括:发光部,对对象物射出光;受光部,接收来自所述对象物的光;以及遮光用部件,至少遮挡所述受光部,所述遮光用部件具有:第一面,设置在所述发光部和所述受光部之间,遮挡来自所述发光部的直接光向所述受光部入射;以及第二面以及第三面,设置在与所述第一面交叉的方向上,遮挡光入射到所述受光部,所述第一面由第一材料形成,所述第二面以及所述第三面由不同于所述第一材料的第二材料形成。
根据本发明的一个方式,通过发光部对对象物射出光,来自对象物的光被受光部接收。并且,以至少遮挡受光部的方式设置遮光用部件。这样,通过将由第一材料形成的第一面设置于遮光用部件,能够抑制来自发光部的光入射到受光部,能够提高光检测单元的检测性能等。并且,通过将第二面以及第三面由不同于第一面的第一材料的第二材料形成,能够将这些第二面以及第三面由最适合的材料形成于各面。
并且,在本发明的一个方式中,所述第一材料可以是金属材料,所述第二材料可以是所述金属材料以外的材料。
这样,如果由金属材料形成第一面,则例如能够较薄地形成第一面等,容易减小发光部和受光部之间的距离。结果,能够在抑制来自发光部的光入射到受光部的同时,提高光检测单元的检测性能等。
并且,能够通过光检测单元的框体(外壳)自身、或构成光检测单元的其他部件形成第二面以及第三面等。由此,能够抑制第二面以及第三面的制造成本等。
并且,在本发明的一个方式中,所述第一面可以是通过钣金加工形成的金属板。
金属板例如与相同薄厚的塑料板相比,遮光度高。因此,使第一面较薄,容易减小发光部和受光部之间的距离,同时能够有效地遮挡从发光部向受光部的直接光等。
并且,在本发明的一个方式中,所述第二面以及所述第三面可以由塑料材料形成。
由此,能够轻量地形成遮光用部件的第二面以及第三面等。并且,与由金属材料形成第二面以及第三面的情况相比,能够容易形成复杂形状的第二面以及第三面。
并且,在本发明的一个方式中,所述第二面以及所述第三面可以通过将所述塑料材料射出成形而形成。
由此,能够提高遮光用部件的第二面以及第三面的量产性(容易制作性)等。具体来说,在通过射出成形形成第二面以及第三面的情况下,通过准备模具,能够容易并且均匀(抑制个体差)地形成复杂形状的第二面以及第三面等。此外,例如能够将光检测单元的框体和第二面以及第三面一体成形,在该情况下,能够抑制光检测单元的制造成本等。
并且,在本发明的一个方式中,所述第二材料可以是金属材料,所述第一材料可以是所述金属材料以外的材料。
由此,能够由金属材料形成遮光用部件的第二面以及第三面,能够由金属以外的材料形成第一面等。特别是在从第二面以及第三面侧入射到受光部的光的量较多的情况下,与由塑料板形成第二面以及第三面的情况相比,能够有效地遮挡入射到受光部的光等。此外,在光检测单元的框体由金属形成的情况下,将框体和第二面以及第三面一体成形,能够抑制光检测单元的制造成本等。
并且,在本发明的一个方式中,所述第二面以及所述第三面可以是通过钣金加工形成的金属板。
由此,使第二面以及第三面变薄,能够在使光检测单元小型化的同时,有效地遮挡从第二面以及第三面侧向受光部入射的光等。
并且,在本发明的其他方式中,关于光检测单元,包括:发光部,对对象物射出光;受光部,接收来自所述对象物的光;以及遮光用部件,至少遮挡所述受光部,所述遮光用部件具有:第一面,设置在所述发光部和所述受光部之间,遮挡来自所述发光部的直接光向所述受光部入射;以及第二面以及第三面,设置在与所述第一面交叉的方向上,遮挡光入射到所述受光部,所述第二面以及所述第三面是通过钣金加工形成的金属板,所述第一面是与所述第二面以及所述第三面独立形成的金属板。
由此,例如,使第一面、第二面以及第三面为同一形状的钣金,从而能够抑制遮光用部件的制造成本等。并且,使第一面变薄,容易减小发光部和受光部之间的距离,同时能够有效地遮挡从发光部向受光部的直接光等。此外,使第二面以及第三面变薄,能够在使光检测单元小型化的同时,有效地遮挡从第二面以及第三面侧向受光部入射的光等。
并且,在本发明的一个方式中,所述第一面的第一端面,在从所述发光部侧观看所述第一面的正面视图中,与所述第二面的端面相比,可以向一侧突出,与所述第一面的所述第一端面对向的第二端面,在所述正面视图中,与所述第三面的端面相比,可以向不同于所述一侧的另一侧突出。
由此,通过第一面的突出的第一端面以及第二端面,能够遮挡来自发光部的光,从而能够抑制来自发光部的光入射到受光部的事态等。
并且,在本发明的一个方式中,所述第一面以及所述第二面可以经由第一间隙区域邻接设置,所述第一以及和第三面可以经由第二间隙区域邻接设置。
这样,当第一面、第二面以及第三面组装时,即使存在产生组装误差,而产生第一间隙区域以及第二间隙区域的情况下,通过第一面的突出的第一端面以及第二端面,能够遮挡来自发光部的光,从而能够抑制来自发光部的光入射到受光部的事态等。
并且,在本发明的一个方式中,所述遮光用部件可以具有沿着与所述第一面交叉的方向设置并且遮挡光向所述受光部入射的第四面,在所述第四面上,可以形成有在所述对象物和所述受光部之间的光路中将来自所述对象物的光收缩的收缩部。
由此,由于能够抑制来自对象物等的散射光入射到受光部,因此能够实现光检测单元的检测性能的提高等。
并且,在本发明的一个方式中,在所述发光部和所述受光部之间的距离为LD的情况下,可以是LD<3mm。
由此,能够使发光部和受光部之间的距离比现有的光检测单元小,从而能够提高光检测单元的灵敏度等检测性能等。
并且,在本发明的一个方式中,可以是0.3mm<LD<2.5mm。
由此,能够进一步减小发光部和受光部之间的距离,从而能够提高灵敏度等检测性能等。并且,通过使0.3mm<LD,能够抑制由于在光检测单元的能够测定范围不存在对象物而不能得到足够信号强度的检测信号等的事态等。
并且,在本发明的一个方式中,可以具有安装所述发光部、所述受光部以及所述遮光用部件的基板,所述遮光用部件可以具有为了将所述遮光用部件固定于所述基板而卡止于所述基板的孔部的第一突起部以及第二突起部,所述第一突起部以及所述第二突起部可以设置在相对于所述遮光用部件的中心线非线对称的位置。
由此,当将遮光用部件安装于基板时,能够抑制遮光用部件在错误的位置或方向上安装于基板的事态,从而能够实现光检测单元的组装作业的简单化和有效化等。
并且,在本发明的其他方式中,关于具有光检测单元的生物体信息检测装置。
附图说明
图1是示出本实施方式的光检测单元的构成例的立体图。
图2的(A)、图2的(B)是示出本实施方式的光检测单元的构成例的俯视图、侧视图。
图3是示出遮光用部件的详细形状的俯视图、侧视图、主视图、后视图。
图4是示出发光部和受光部之间的距离和检测信号的信号强度的关系的视图。
图5是关于发光部和受光部的距离和深度方向上的测定距离的关系的说明图。
图6的(A)、图6的(B)是本实施方式的生物体信息检测装置的外观图。
图7是本实施方式的生物体信息检测装置的外观图。
图8是关于生物体信息检测装置的安装以及与终端装置的通信的说明图。
图9是生物体信息检测装置的功能框图。
图10的(A)、图10的(B)是传感器部的说明图。
符号说明
10带子部;12带子孔;14带扣部;15带子插入部;16突起部;30外壳部;32发光窗部;34顶壳;35端子部;36底壳;40传感器部;50透光部件;52凸部;54槽部;56凹部;58按压抑制部;70遮光用部件;71第一面;72第二面;73第三面;74第四面;75第五面;78突起部;79突起部;80收缩部;81开口部;100遮光壁;140受光部;142端子;150发光部;151圆顶型透镜;160基板;162端子;164端子;170体动传感器部;172加速度传感器;180振动产生部;200处理部;210信号处理部;212体动噪音降低部;220脉动信息运算部;230报知控制部;240储存部;250通信部;252天线;260报知部;400生物体信息检测装置;410手腕;420终端装置;430显示部。
具体实施方式
以下,对本实施方式进行说明。并且,以下说明的本实施方式,并不限定权利要求中记载的本发明的内容。并且,本实施方式中说明的构成的全部,不一定是本发明的必须构成要件。
1.光检测单元
图1是示出本实施方式的光检测单元的构成例的立体图,图2的(A)、图2的(B)是俯视图、侧视图。
本实施方式的光检测单元具有受光部140、发光部150、遮光用部件70。并且,可以具有基板160。
发光部150对对象物(被检体等)射出光,受光部140接收来自对象物的光。例如,发光部150射出光,如果该光被对象物反射,则受光部140接收该反射光。受光部140例如能够通过光电二极管等受光元件实现。发光部150例如能够通过LED等发光元件实现。例如,受光部140能够通过形成于半导体基板的PN接合的二极管元件等实现。在该情况下,也可以在该二极管元件上形成用于收缩受光角度的角度限制过滤器和限制入射到受光元件的光的波长的波长限制过滤器。
当将适用于脉搏计等生物体信息检测装置的情况作为实例时,来自发光部150的光进入作为对象物的被检体的内部,在表皮、真皮以及皮下组织等扩散或者散射。之后,该光到达血管(被检测部位)被反射。此时,光的一部分被血管吸收。并且,由于脉搏的影响,血管处的光的吸收率变化,反射光的光量也变化,因此,通过受光部140接收该反射光,并检测该光量的变化,能够检测作为生物体信息的脉搏数等。
并且,设置于发光部150的圆顶型透镜151(广义上是聚光透镜),是用于将来自被树脂密封(被透光树脂密封)于发光部150的LED芯片(广义上是发光元件芯片)的光进行聚集的透镜。即,在表面安装型的发光部150中,LED芯片配置在圆顶型透镜151的下方,来自LED芯片的光被圆顶型透镜151聚集而向对象物射出。由此,能够提高光检测单元的光学的效率。
遮光用部件70是用于进行光的遮挡的部件。例如,在图1中,遮光用部件70将受光部140遮挡。即,遮光用部件70没有设置在发光部150侧,而是设置在受光部140侧。例如,遮光用部件70被设置成覆盖受光部140,将向受光部140的入射光遮挡,但是对发光部150并不进行遮挡。但是,也可以将遮光用部件70设置在发光部150侧。
最好对遮光用部件70的至少内侧面进行反射抑制加工。例如,使遮光用部件70的表面(内侧面等)的颜色为黑色等规定颜色,以防止光的漫发射。或者,也可以使遮光用部件70的表面为蛾眼(moth eye)构造。例如,将数十~数百nm周期的凹凸构造形成于表面,形成反射防止构造。根据这种反射抑制加工,例如,使遮光用部件70的表面的反射光成为杂散光,能够有效地抑制成为检测信号的噪音成分的事态。
受光部140、发光部150、遮光用部件70安装于基板160。基板160例如是刚性基板。在基板160上,设置有用于与受光部140的信号/电源的端子142连接的端子162、用于在与外部的主基板之间将信号/电源连接的端子164。例如,受光部140的端子142和基板160的端子162通过引线接合法等连接。
并且,在本实施方式中,遮光用部件70具有设置在发光部150和受光部140之间的遮光壁100。该遮光壁100遮挡来自发光部150的光(直接光等)入射到受光部140。并且,该遮光壁100例如由通过钣金加工形成的遮光部用部件70的第一面71形成。即,成为遮光壁100的第一面71设置在受光部140和发光部150之间,由此,抑制来自发光部150的光入射到受光部140。
并且,遮光用部件70具有第二、第三面72、73。这些第二、第三面72、73沿着与第一面71交叉(例如直交)的方向设置。例如,在使第一面71为正面侧的面的情况下,第二、第三面72、73为侧面侧的面,成为侧面侧的遮光壁。
由此,能够在抑制来自发光部150的光(直接光)入射到受光部140的同时,提高检测性能。
并且,第一面71由第一材料形成,第二面72以及第三面73由不同于第一材料的第二材料形成。
因此,如后详述,优选较薄地形成的第一面71由能够较薄地形成的第一材料形成,较薄地形成的必要性低的第二面72以及第三面73能够由量产性高的第二材料形成。即,构成遮光用部件70的各面能够由最适合的材料形成。
例如,第一材料为金属材料,第二材料为金属材料以外的材料。
由此,能够在确保遮光用部件的强度等的同时,将第一面71形成得比第二面72以及第三面73薄。结果,容易减小发光部150和受光部140之间的距离,能够在抑制来自发光部150的光入射到受光部140的同时,提高光检测单元的检测性能等。
并且,能够通过光检测单元的框体(例如,图6中后述的外壳部30等)自身、或构成光检测单元的其他部件形成第二面72以及第三面73等。由此,能够抑制第二面72以及第三面73的制造成本。
此外,具体来说,第一面71是通过钣金加工形成的金属板。
这里,钣金加工例如是指,将金属材料通过轧辊进行压缩,减小金属材料的厚度(进行压延加工),对所生成的金属板例如进行运出加工、切断加工、冲孔加工以及弯曲加工等。
这样制造的金属板例如与相同薄厚的塑料板相比,遮光度高。因此,使第一面71较薄,容易减小发光部150和受光部140之间的距离,同时能够有效地遮挡从发光部150向受光部140的直接光等。
另一方面,第二面72以及第三面73由塑料材料形成。
由此,能够轻量地形成第二面72以及第三面73等。并且,与由金属材料形成第二面72以及第三面73的情况相比,能够容易形成复杂形状的第二面72以及第三面73。
在该情况下,第二面以及第三面通过将塑料材料射出成形而形成。
由此,能够提高遮光用部件的第二面以及第三面的量产性(容易制作性)等。具体来说,在通过射出成形形成第二面72以及第三面73的情况下,通过准备模具,能够容易并且均匀(抑制个体差)地形成复杂形状的第二面72以及第三面73等。此外,例如能够将光检测单元的框体和第二面72以及第三面73一体成形,在该情况下,能够抑制光检测单元的制造成本等。
如上所述,优选较薄地形成的第一面71能够通过钣金形成,较薄地形成的必要性低的第二面72以及第三面73能够由塑料形成。由此,能够在确保光学的性能的同时,使光检测单元小型化,并且能够提高光检测单元的容易制作性。
并且,作为金属材料以外的材料,可以包含橡胶等树脂(天然树脂以及合成树脂)。即,第一面71为金属板,第二面72以及第三面73可以由橡胶等树脂形成。
并且,如图1、图2所示,第一面71的D1示出的第一端面(左侧端面),在从发光部150侧观看第一面71的正面视图中,与第二面72的D3示出的端面相比,向一侧(左侧)突出。另一方面,与第一面71的第一端面对向的、D2示出的端面(右侧端面),在上述正面视图中,与第三面73的D4示出的端面相比,向不同于一侧的另一侧(右侧)突出。即,第一面71的D1、D2示出的端面,与第二、第三面的D3、D4示出的端面相比,向两侧突出。
例如,第一面71和第二面72经由图2的(B)的E1示出的第一间隙区域邻接设置。并且,第一面71和第三面73经由第二间隙区域邻接设置。即,第一面71的背面和第二、第三面的D3、D4示出的端面不相接,在该背面和端面之间存在间隙区域。
并且,如果存在这种间隙区域,则如后详述,存在来自发光部150的光经由该间隙区域入射到受光部140的可能性。但是,在本实施方式中,如前所述,第一面71的D1、D2示出的端面与第二、第三面72、73相比,在正面视图中向两侧突出,因此,能够有效地抑制这种来自发光部150的光入射到受光部140的事态。
并且,遮光用部件70具有沿着与第一面71交叉(例如直交)的方向设置并且遮挡光向受光部140的入射的第四面74。该第四面74例如是遮光用部件70的上面。
并且,在该第四面74上,形成有在对象物和受光部140之间的光路中将来自对象物的光(反射光等)收缩的收缩部80。即,在第四面74上,形成有收缩部80的开口部81。并且,遮光用部件70还设置有成为背面的遮光壁的第五面75,遮挡从背面侧入射的光。
2.遮光用部件
2.1钣金加工
在本实施方式的光检测单元中,如图1所示,设置有用于对受光部140等遮挡外部光的遮光用部件70。并且,遮光用部件70例如通过第一面71实现遮光壁100。并且,通过遮光用部件70的例如第四面74,实现具有开口部81的收缩部80。这里,遮光壁100例如具有沿着相对于连接受光部140的中心位置和发光部150的中心位置的线段交叉(直交)的方向的壁面。通过设置这种遮光壁100,抑制来自发光部150的光(直接光)入射到受光部140,能够提高检测数据的可靠性等。
即,如后详述发光部150和受光部140之间的距离越小,越能够提高光检测单元的光学的效率/性能。例如,光学的效率/性能与距离的平方成反比例地降低。因此,最好是尽可能地减小发光部150和受光部140之间的距离。
另一方面,如果减小发光部150和受光部140之间的距离,则来自发光部150的直接光入射到受光部140,产生DC成分的增加等,性能降低。因此,在本实施方式的光检测单元中,在发光部150和受光部140之间设置遮光壁100。
例如,图3示出表示遮光用部件70的详细形状的俯视图、侧视图、主视图、后视图。在本实施方式中,如前所述,通过对金属材料进行钣金加工,形成遮光用部件70的第一面71,通过对塑料材料进行射出成形,形成第二面72以及第三面73。具体来说,通过塑料材料的射出成形,将第二面72、第三面73、第四面74以及第五面75一体成形,通过在一体成形的四面(72~75)的塑料部件上组装成为第一面71的钣金,形成遮光用部件70。
并且,在图1中,与发光部150对向的第一面71成为遮挡来自发光部150的直接光入射到受光部140的遮光壁100。并且,在上面的第四面74上,形成有在对象物和受光部140之间的光路中将来自对象物的光收缩的收缩部80。即,形成具有开口部81的收缩部80。
这样,通过使用钣金加工形成的第一面71而实现遮光壁100,与由塑料材料形成第一面71的情况相比,能够使遮光壁100的厚度变薄。例如,在使用钣金加工的情况下,其面的厚度即使是例如0.1mm左右,也能更能够实现具有足够的强度的遮光用部件70。因此,成为遮光壁100的第一面71的厚度也能够形成例如0.1mm左右。因此,与使用遮光壁100的厚度形成例如0.4mm以上的射出成形的手法相比,能够使遮光壁100的厚度变得非常薄,发光部150和受光部140之间的距离也能够相应地缩短。因此,由于能够通过遮光壁100抑制来自发光部150的直接光入射到受光部140,同时还能够缩短从发光部150向受光部140经由对象物的光的光路长度,从而能够提高光检测单元的检测性能。
特别是在图1中,使用芯片封装型的发光部150。在该芯片封装型的发光部150中,例如通过将圆顶型透镜151配置在LED芯片的上方,能够提高光向对象物的射出效率,从而提高光检测单元的检测灵敏度。
但是,芯片封装型的发光部150与例如将LED芯片配置于反射器而实现的类型相比,其配置占有面积较大。因此,存在发光部150和受光部140之间的距离也相应地变长的问题。对于该点,根据本实施方式,如前所述,由于能够使遮光壁100的厚度变得非常薄,因此,在使用这种芯片封装型的发光部150的情况下,能够应对上述问题,提高光检测单元的灵敏度等检测性能。
并且,在图1~图2的(B)中,遮光用部件70没有设置在发光部150侧,而是设置在受光部140侧。即,遮光用部件70覆盖受光部140进行遮挡,但是对发光部150并没有覆盖。
例如,如果将遮光用部件70形成对发光部150进行遮挡的形状,则存在从发光部150向对象物的光的一部分被遮光用部件70遮挡,向对象物照射的光量等减少,灵敏度等检测性能降低的可能性。
对于该点,如图1~图2的(B)所示,如果将遮光用部件70的形状形成仅遮挡受光部140侧的形状,能够抑制来自发光部150的射出光被遮光用部件70遮挡而向对象物的光的光量减少的事态产生。
并且,将遮光用部件70没有设置在发光部150侧而是设置在受光部140侧的构成,在光检测单元的薄型化观点上是有利的。例如,如图2的(B)所示,具有圆顶型透镜151的发光部150与受光部140相比,其高度变高。因此,如果在发光部150侧设置遮光用部件70,则发光部150侧的高度相应地变高,妨碍光检测单元的薄型化。
对于该点,如果是将遮光用部件70仅设置在受光部140侧的构成,则由于在发光部150侧不存在遮光用部件70,因此,例如如图2的(B)所示,能够使受光部140侧的高度与发光部150侧的高度一致。因此,与也在发光部150侧设置遮光用部件70的手法相比,能够降低光检测单元整体的高度,容易实现光检测单元的薄型化。
并且,如上所述,在遮光用部件70上设置收缩部80。即,在遮光用部件70的上面的第四面74上形成开口部81,通过该开口部81实现收缩部80。在该情况下,收缩部80的开口部81越靠近发光部150,开口越大。例如,开口部81形成半圆形状(大致半圆形状),其半圆的直径位于发光部150侧。如果将收缩部80的开口部81形成这种形状,则能够将从发光部150射出并被对象物反射的光高效率地入射到受光部140,能够提高灵敏度等检测性能。并且,关于收缩部80的详细情况在后面详细描述。
但是,与前述实例不同,例如,虽然第一面71的厚度即使是0.4mm以上也能够确保光学的性能,但是,为了使光检测单元小型化,在需要使第二面72以及第三面73变薄的情况下、以及需要更有效地遮挡从第二面72以及第三面73侧入射到受光部140的光等情况下,第二材料可以是金属材料,第一材料可以是金属以外的材料。
由此,能够由金属材料形成第二面72以及第三面73,能够由金属以外的材料形成第一面71等。特别是在从第二面72以及第三面73侧入射到受光部140的光的量较多的情况下,与由塑料板形成第二面72以及第三面73的情况相比,能够有效地遮挡入射到受光部140的光等。此外,在光检测单元的框体由金属形成的情况下,将框体和第二面72以及第三面73一体成形,能够抑制光检测单元的制造成本等。
并且,在该情况下,第二面72以及第三面73也可以是通过钣金加工形成的金属板。另一方面,第一面71也可以通过将塑料材料射出成形而形成。
由此,使第二面72以及第三面73变薄,能够在使光检测单元小型化的同时,有效地遮挡从第二面72以及第三面73侧向受光部140入射的光等。
此外,与前述实例不同,第二面72以及第三面73可以是通过钣金加工形成的金属板,第一面71可以是与第二面72以及第三面73独立形成的金属板。即,第一面71、第二面72以及第三面73都可以是独立的金属板,通过在第二面72以及第三面73上组装第一面71,可以形成遮光用部件70。
由此,例如,使第一面71、第二面72以及第三面73为同一形状的钣金,从而能够抑制制造成本等。并且,使第一面71变薄,容易减小发光部150和受光部140之间的距离,同时能够有效地遮挡从发光部150向受光部140的直接光等。此外,使第二面72以及第三面73变薄,能够在使光检测单元小型化的同时,有效地遮挡从第二面72以及第三面73侧向受光部140入射的光等。
2.2间隙区域
如上所述,在将第一面71组装于第二面72以及第三面73而形成遮光用部件70的情况下,产生组装误差,如图3的E1所示,在相邻的第一面71和第二面72之间存在间隙区域。同样,如E2所示,在相邻的第一面71和第三面73之间也存在间隙区域。并且,如E3、E4所示,在第五面75和第二面72、第三面73之间也存在间隙区域。
并且,如果形成如E1、E2所示的间隙区域,则存在例如来自发光部150的光通过该间隙区域入射到受光部140,直接光产生的DC成分等增加,性能降低的可能性。
因此,在本实施方式中,图3的第一面71的D1、D2示出的端面,在从发光部150侧观看的正面视图(与面71直交的方向上的正面视图)中,以与第二面72、第三面73的D3、D4示出的端面相比向两侧突出的方式,形成遮光用部件70。例如,第一面71的D1示出的端面与第二面72的D3示出的端面相比向左侧(一侧)突出,第一面71的D2示出的端面与第三面73的D4示出的端面相比向右侧(另一侧)突出。即,在第一面71中,延伸形成如图3的F1、F2所示的突出部分。
这样,在形成E1、E2示出的间隙区域的情况下,来自发光部150的直接光被该第一面71的F1、F2示出的突出部分遮挡,不会入射到受光部140。即,关于直接光以外的外光,存在从间隙区域入射的可能性,但是该第一面71的突出部分成为屏障,至少来自发光部150的直接光不会入射到受光部140。
因此,能够抑制由于面的各边的边界存在间隙区域而入射直接光,防止检测性能降低。
并且,第一面71的D1、D2示出的端面和第二面72、第三面73的D3、D4示出的端面的位置关系/形状等,并不限定于图3中示出的位置关系/形状等。即,至少如F1、F2所示,相对于D3、D4示出的端面的突出部分延伸形成于第一面71,如果形成来自发光部150的光被该突出部分遮挡这种位置关系/形状,能够进行各种变形实施。
并且,如前述图1所示,发光部150、受光部140、遮光用部件70安装于基板160。并且,如图3所示,遮光用部件70具有突起部78、79(第一、第二突起部)。即,具有用于将遮光用部件70固定于基板160的突起部78、79。这些突起部78、79与形成于基板160的孔部卡止,由此,遮光用部件70固定于基板160。
具体来说,在图3中,突起部78形成于背面的第五面75,突起部79形成于右侧面的第三面73。在该情况下,突起部78、79的位置/形状没有形成相对于遮光用部件70的中心线CL线对称的位置/形状,而是形成非线对称的位置/形状。例如,突起部78、79没有设置在相对于中心线CL线对称的位置,而是设置在非线对称的位置。这里,中心线CL例如对应于连接受光部140的中心位置和发光部150的中心位置的线。并且,突起部78、79的面的朝向,也没有形成相对于中心线CL线对称的朝向。例如,突起部78的面形成沿着与中心线直交的方向的面,突起部79形成沿着中心线的方向的面。
这样,如果将突起部78、79形成非线对称的形状,则当将遮光用部件70安装于基板160时,能够抑制遮光用部件70在错误的位置/方向上安装于基板160的事态。因此,能够实现光检测单元的组装作业的简单化和有效化,并且能够实现成本降低等。即,如图3所示,通过在背面的第五面75的例如左侧形成突起部78,在右侧面的第三面73的例如前方侧形成突起部79,能够实现非线对称的位置/形状的突起部78、79。
2.3发光部-受光部间距离
图4是示出发光部150和受光部140之间的距离LD和信号强度的关系的视图。这里,信号强度是本实施方式的光检测单元所适用的检测装置的检测信号的强度。例如,在光检测单元适用于如后所述的脉搏等生物体信息的检测装置的情况下,是脉搏等生物体信息检测信号的强度。并且,发光部150和受光部140之间的距离LD,例如是发光部150、受光部140的中心位置(代表位置)之间的距离。例如,在受光部140为矩形形状(大致矩形形状)的情况下,受光部140的位置为该矩形形状的中心位置。并且,在发光部150具有如前所述的圆顶型透镜151的情况下,发光部150的位置例如为圆顶型透镜151的中心位置(LED芯片的位置)。
从图4可知,发光部150和受光部140的距离LD越小,检测信号的信号强度就越高,从而灵敏度等检测性能提高。因此,发光部150和受光部140的距离LD越小越好。
对于该点,在本实施方式中,如图1~图3所示,遮光用部件70的第一面71通过对金属进行钣金加工而形成,通过该第一面71实现遮光壁100。因此,与通过射出成形来实现遮光用部件70的情况相比,能够使遮光壁100的厚度变薄,例如能够形成0.1mm左右。因此,能够使发光部150和受光部140的距离LD减小遮光壁100的厚度变薄的量,从图4可知,能够提高检测装置的检测性能。
在该情况下,如图4所示,受光部140和发光部150之间的距离最好是LD<3mm。例如,从图4的特性曲线G1中距离较大侧的接线G2可知,在LD≧3mm的范围内,特性曲线G1饱和。与此相对,在LD<3mm的范围内,随着距离LD变短,信号强度较大地增加。因此,意思是LD<3mm最好。
此外,关于距离LD,最好是LD<2.5mm。例如,从距离较大侧的接线G2和较小侧的接线G3的关系可以理解,在距离为LD<2.5mm(2.4mm)的范围内,信号强度相对于距离的增加率进一步变高。因此,意思是LD<2.5mm更好。
并且,在图1~图3中示出的本实施方式的光检测单元中,例如距离LD为LD=2.0左右。因此,如图4所示,与LD≧3mm的现有的光检测单元相比,能够大幅提高检测性能。
并且,关于距离LD,也存在下限值,距离LD最好不要过小。例如,图5是示出将本实施方式的光检测单元适用于脉搏等生物体信息的检测装置的情况的视图。在该情况下,来自发光部150的光在被检体的血管等中扩散或者散射,该光入射到受光部140,从而检测脉搏。并且,在图5中,发光部150和受光部140之间的距离LD、以及深度方向上的测定距离LB之间,通常LD=2×LB的关系成立。例如,由分开距离LD的发光部150和受光部140构成的光检测单元所产生的测定界限距离,为LB=LD/2左右。并且,在距离LB例如为100μm~150μm的范围内,不存在成为脉搏的检测对象的血管。因此,如果距离LD为LD≦2×LB(=2×100μm~2×150μm)=0.2mm~0.3mm,则预想到脉搏的检测信号变得极小。即,如果距离LD变小,则与此相伴,深度方向上的测定距离LB也变小,如果在该距离LB的范围内不存在检测对象物,则检测信号变得极小。即,距离LD越小,检测性能越提高,但是具有界限,存在下限值。因此,意思是LD>0.3mm最好。即,0.3mm<LD<2.5mm(或者0.3mm<LD<3.0mm)最好。
3.生物体信息检测装置
3.1生物体信息检测装置的整体构成例
图6的(A)、图6的(B)、图7示出本实施方式的生物体信息检测装置(生物体信息测定装置)的外观图。图6的(A)是从正面方向侧观看生物体信息检测装置的视图,图6的(B)是从上方向侧观看的视图,图7是从侧面方向侧观看的视图。
如图6的(A)~图7所示,本实施方式的生物体信息检测装置具有带子部10、外壳部30和传感器部40。外壳部30安装于带子部10。传感器部40设置于外壳30。并且,如后述的图9所示,生物体信息检测装置具有处理部200。处理部200设置于外壳30,基于来自传感器部40的检测信号检测生物体信息。并且,本实施方式的生物体信息检测装置并不限定于图6的(A)~图7的构成,能够进行省略其构成要素的一部分,或者替换为其他构成要素,或者增加其他构成要素等各种变形实施。
并且,上述的光检测单元包含于传感器部40。例如,参照图10,传感器部40如后所述由具有基板160、发光部150、受光部140、遮光用部件70、收缩部80(80-1,80-2)的光检测单元和其他部件构成。根据图10的实例,其他部件是通过透光部件50实现的凸部52、槽部54、凹部56、按压抑制部58等。但是,本实施方式涉及的光检测单元也可以进行包含这些部件,即传感器部40整体对应于光检测单元等的变形实施。
带子部10缠绕于使用者的手腕,安装有生物体信息检测装置。带子部10具有带子孔12、带扣部14。带扣部14具有带子插入部15和突起部16。使用者通过将带子部10的一端侧插入带扣部14的带子插入部15,并将带扣部14的突起部16插入带子部19的带子孔12,从而将生物体信息检测装置安装于手腕。在该情况下,根据突起部16插入哪个带子孔12,能够调整后述的传感器部40的按压(对手腕表面的按压)的大小。
外壳部30相当于生物体信息检测装置的主体部。在外壳部30的内部,设置有处理部200等生物体信息检测装置的各种构成部件。即,外壳部30是收纳这些构成部件的框体。该外壳部30例如具有顶壳34和底壳36。并且,外壳部30也可以不是顶壳34和底壳36分离的样式。
在外壳部30上设置有发光窗部32。发光窗部32由透光部件形成。并且,在外壳部30上,设置有安装于柔性基板的发光部(与LED、光检测单元的发光部150不同的报知用的发光部),来自该发光部的光经由发光窗部32向外壳部30的外部射出。
如图7所示,在外壳部30上设置有端子部35。如果将生物体信息检测装置安装于未图示的支架,则支架的端子部与外壳部30的端子部35电性连接。由此,能够进行设置于外壳部30的二次电池(电池)的充电。
传感器部40检测被检体的脉搏等生物体信息。例如,如后述的图9、图10的(A)所示,传感器部40具有受光部140和发光部150。并且,传感器部40由透光部件形成,具有与被检体的皮肤表面接触并赋予按压的凸部52。这样,在凸部52对皮肤表面赋予按压的状态下,发光部150射出光,受光部140接收被被检体(血管)反射的光,该受光结果作为检测信号输出至处理部200。并且,处理部200赋予来自传感器部40的检测信号来检测脉搏等生物体信息。并且,成为本实施方式的生物体信息检测装置的检测对象的生物体信息,并不限定于脉搏(脉搏数),生物体信息检测装置也可以是检测脉搏以外的生物体信息(例如血液中的氧气饱和度、体温、心率等)的装置。
图8是关于生物体信息检测装置400的安装以及与终端装置420的通信的说明图。
如图8所示,作为被检体的使用者将生物体信息检测装置400以手表的方式安装于手腕410。如图7所示,在外壳部30的被检体侧的面上设置传感器部40。因此,如果安装生物体信息检测装置400,则传感器部40的凸部52与手腕410的皮肤表面接触并赋予按压,在该状态下,通过传感器部40的发光部150发光,受光部140接收反射光,从而检测脉搏等生物体信息。
生物体信息检测装置400和终端装置420通信连接,能够进行数据的交换。终端装置420例如是智能手机、便携电话、功能手机(future phone)等便携型通信终端。或者,终端装置420也可以是平板型计算机等信息处理终端。生物体信息检测装置400和终端装置420的通信连接,例如可以采用蓝牙(Bluetooth(注册商标))等接近无线通信。这样,通过生物体信息检测装置400和终端装置420通信连接,能够在终端装置420的显示部430(LCD等)上显示脉搏数或消耗卡路里等各种信息。即,能够显示基于传感器部40的检测信号而得到的各种信息。并且,脉搏数或消耗卡路里等信息的运算处理,可以在生物体信息检测装置400中实行,也可以将至少一部分在终端装置420中实行。
在生物体信息检测装置400上设置发光窗部32,通过报知用的发光部的发光(开灯、灭灯),向使用者报知各种信息。例如,在进入脂肪燃烧区域的情况下或者从脂肪燃烧区域出来的情况下,通过发光部经由发光窗部32的发光进行报知。并且,在终端装置420中,如果收到邮件等,则将其从终端装置420对生物体信息检测装置400进行通知。并且,通过生物体信息检测装置400的发光部进行发光,向使用者通知收到邮件等。
这样,在图8中,在生物体信息检测装置400上不设置LCD等显示部,需要以文字或数字等进行报知的信息在终端装置420的显示部430上显示。这样,在图8中,通过不设置LCD等显示部,将必要最小限度的信息利用发光部的发光向使用者进行报知,从而实现了生物体信息检测装置400的小型化。并且,通过在生物体信息检测装置400上不设置显示部,还能够提高生物体信息检测装置400的美观。
图9示出本实施方式的生物体信息检测装置的功能框图。在图9中,生物体信息检测装置具有传感器部40、体动传感器部170、振动产生部180、处理部200、储存部240、通信部250、天线252、报知部260。并且,本实施方式的生物体信息检测装置并不限定于图9的构成,能够进行省略其构成要素的一部分,或者替换为其他构成要素,或者增加其他构成要素等各种变形实施。
传感器部40检测脉搏等生物体信息,具有受光部140、发光部150。通过这些受光部140、发光部150等实现脉搏传感器(光电传感器)。传感器部40将脉搏传感器检测出的信号作为脉搏检测信号进行输出。
体动传感器部170基于各种传感器的传感器信息,将作为根据体动而变化的信号的体动检测信号进行输出。体动传感器部170例如具有加速度传感器172作为体动传感器。并且,体动传感器部170也可以具有压力传感器或陀螺传感器等作为体动传感器。
处理部200例如将储存部240作为工作区域,进行各种信号处理和控制处理,例如能够通过CPU等处理器或者ASIC等逻辑电路实现。处理部200具有信号处理部210、脉动信息运算部220、报知控制部230。
信号处理部210进行各种信号处理(过滤器处理等),例如对来自传感器部40的脉搏检测信号和来自体动传感器部170的体动检测信号等进行信号处理。例如,信号处理部210具有体动噪音降低部212。体动噪音降低部212基于来自体动传感器部170的体动检测信号,进行从脉搏检测信号将作为体动引起的噪音的体动噪音降低(去除)的处理。具体来说,例如进行使用适应过滤器等的噪音降低处理。
脉动信息运算部220基于来自信号处理部210的信号等,进行脉动信息的运算处理。脉动信息例如是脉动数等信息。具体来说,脉动信息运算部220对体动噪音降低部212进行噪音降低处理后的脉搏检测信号进行FFT等频率解析处理,求出频谱,进行使求出的频谱中代表的频率成为心率的频率的处理。求出的频率的60倍的值成为一般使用的脉搏数(心率数)。并且,脉动信息并不限定于脉搏数自身,例如也可以是表示脉搏数的其他各种信息(例如心率的频率或周期等)。并且,可以是表示脉动的状态的信息,例如也可以将表示血液量自身的值作为脉动信息。
报知控制部230控制报知部260。报知部260(报知装置)通过报知控制部230的控制,向使用者报知各种信息。作为报知部260,例如可以使用报知用的发光部。在该情况下,报知控制部230通过控制LED中流动的电流,控制发光部的开灯、灭灯等。并且,报知部260可以是LCD等显示部或蜂鸣器等。
并且,报知控制部230进行振动产生部180的控制。振动产生部180通过振动向使用者报知各种信息。振动产生部180例如能够通过振动电动机(振动器)实现。振动电动机例如通过使偏心锭子旋转产生振动。具体来说,在驱动轴(转轴)的两端安装偏心锭子,从而电动机自身进行摇动。振动产生部180的振动由报知控制部230控制。并且,振动产生部180并不限定于这种振动电动机,能够进行各种变形实施。例如,也可以通过压电元件等实现振动产生部180。
通过振动产生部180产生的振动,例如能够进行电源接通时的启动的报知、首次脉搏检测成功的报知、未检测出脉搏状态持续一定时间时的警告、脂肪燃烧区域移动时的报知、电池电压降低时的警告、起床闹铃的通知、或者来自智能手机等终端装置的邮件或电话等的通知等。并且,这些信息可以通过报知用的发光部进行报知,也可以由振动产生部180和发光部双方进行报知。
如图8的说明,通信部250进行与外部的终端装置420的通信处理。例如,进行依照蓝牙(Bluetooth(注册商标))等规格的无线通信处理。具体来说,通信部250进行信号来自天线252的接收处理和信号向天线的发送处理。该通信部250的功能能够通过通信用的处理器或者ASIC等逻辑电路实现。
3.2传感器部的构成例
图10的(A)示出传感器部40的详细的构成例。传感器部40具有受光部140和发光部150。这些受光部140和发光部150安装于基板160(传感器基板)。受光部140接收来自被检测体的光(反射光、透过光等)。发光部150对被检体射出光,例如,发光部150对被检体射出光,如果该光被被检体(血管)反射,则受光部140接收该反射光并进行检测。受光部140例如能够通过光电二极管等受光元件实现。发光部150例如能够通过LED等发光元件实现。例如,受光部140能够通过形成于半导体基板的PN接合的二极管元件等实现。在该情况下,也可以在该二极管元件上形成用于收缩受光角度的角度限制过滤器和限制入射到受光元件的光的波长的波长限制过滤器。
当以脉搏计作为实例时,来自发光部150的光进入被检体的内部,在表皮、真皮以及皮下组织等扩散或者散射。之后,该光到达血管(被检测部位)被反射。此时,光的一部分被血管吸收。并且,由于脉搏的影响,血管处的光的吸收率变化,反射光的光量也变化,因此,通过受光部140接收该反射光,并检测该光量的变化,能够检测作为生物体信息的脉搏数等。
在受光部140和发光部150之间设置有遮光用部件70(遮光壁100)。该遮光用部件70例如遮挡来自发光部150的光直接入射到受光部140。
并且,在传感器部40上设置有收缩部80(80-1、80-2)。收缩部80在被检体和传感器部40之间的光路中将来自被检体的光收缩,或者将来自发光部150的光收缩。在图10的(A)中,收缩部80设置在透光部件50和发光部150之间。但是,也可以将收缩部80设置在透过部件50和被检体之间或透光部件50内。
透光部件50设置在生物体信息检测装置的与被检体接触侧的面,使来自被检体的光透过。并且,透光部件50在被检体的生物体信息测定时,与被检体接触。例如,透光部件50的凸部52与被检体接触。并且,凸部52的表面形状最好是曲面形状(球面形状),但是并不限定于此,可以采用各种形状。并且,透光部件50只要是对于来自被检体的光的波长是透明的即可,可以使用透明的材料,也可以使用有色的材料。
在透光部件50的凸部52的周围,设置有用于抑制按压变动等的槽部54。并且,在透光部件50中将设置有凸部52侧的面作为第一面的情况下,透光部件50在其第一面的背面侧的第二面中对应于凸部52的位置具有凹部56。该凹部56的空间,设置受光部140、发光部150、遮光用部件70、收缩部80。
并且,在生物体信息检测装置的被检体侧的面上,设置有抑制凸部52对被检体(手腕的皮肤)赋予按压的按压抑制部58。在图10的(A)中,按压抑制部58被设置成包围透光部件50的凸部52。
并且,在图10的(A)中,在与生物体信息检测装置的被检体侧的面直交方向上的凸部52的高度为HA(例如凸部52的曲面形状的顶点的高度),按压抑制部58的高度为HB(例如最高部位的高度),从高度HA减去高度HB的值(高度HA与HB的差)为Δh的情况下,Δh=HA-HB>0的关系成立。例如,凸部52从按压抑制部58向被检体侧以Δh>0的方式突出。即,凸部52与按压抑制部(按压抑制面)58相比,向被检体侧突出Δh的量。
这样,通过设置Δh>0的凸部52,例如能够对被检体赋予用于超过静脉消失点的初期按压。并且,通过设置用于抑制凸部52赋予被检体的按压的按压抑制部58,在通过生物体信息检测装置进行生物体信息的测定的使用范围内,能够将按压变动抑制在最小限度,实现噪音成分等的降低。并且,如果Δh>0的凸部52从按压抑制部58突出,则在凸部52接触被检体而赋予初期压力之后,按压抑制部58与被检体接触,能够抑制凸部52赋予被检体的按压。这里,静脉消失点是当凸部52接触被检体并逐渐加强按压时,与脉搏信号重叠的经脉产生的信号消失、或者减小到不影响脉搏测定程度的点。
例如,在图10的(B)中,横轴表示生物体信息检测装置的负荷机构(由带子部或带扣部构成的机构)所产生的负荷,纵轴表示凸部52赋予被检体的按压(施加于血管的压力)。并且,将凸部52的按压相对于产生凸部52的按压的负荷机构所产生的负荷的变化量作为按压变化量。该按压变化量相当于按压相对于负荷的变化特性的倾斜度。
在该情况下,按压抑制部58抑制凸部52赋予被检体的按压,使得相对于负荷机构的负荷为0~FL1的第一负荷范围RF1内的按压变化量,负荷机构的负荷比FL1大的第二负荷范围RF2内的按压变化量VF2变小。即,在作为初期按压范围的第一负荷范围RF1中,按压变化量VF1增大,而在作为生物体信息检测装置的使用范围的第二负荷范围RF2中,按压变化量VF2减小。
即,在第一负荷范围RF1中,按压变化量VF1增大,按压相对于负荷的变化特性的倾斜度增大。这种变化特性的倾斜度大的按压通过相当于凸部52的突出量的Δh来实现。即,通过设置Δh>0的凸部52,即使在负荷机构产生的负荷减少的情况下,也能够对被检体赋予超过静脉消失点所足够需要的初期按压。
另一方面,在第二负荷范围RF2中,按压变化量VF2减小,按压相对于负荷的变化特性的倾斜度减小。这种变化特性的倾斜度小的按压通过按压抑制部58所产生的按压抑制来实现。即,通过按压抑制部58抑制凸部52赋予被检体的按压,在生物体信息检测装置的使用范围中,即使存在负荷变动等情况下,也能够将按压的变动抑制在最小限度。由此,实现噪音成分的降低。
这样,通过将最适合的按压(例如16kPa左右)赋予被检体,能够得到更高的M/N比(S/N比)的脉搏检测信号。即,能够在增加脉搏传感器的信号成分的同时,降低噪音成分。这里,M表示脉搏检测信号的信号电平,N表示噪音电平。
并且,通过将脉搏测定中使用的按压的范围设定为与第二负荷范围RF2对应的范围,能够抑制成最小限度的按压变动(例如±4kPa左右),从而能够降低噪音成分。
并且,虽然以上详细地说明了本实施方式,但是,本领域技术人员容易理解能够进行实质上不脱离本发明的新事项以及效果的多个变形。因此,这种变形例全部包含在本发明的范围内。例如,在说明书或附图中,至少一次与更为广义或者同义的不同的用语一同记载的用语,在说明书或者附图的任何地方,都能够替换为其不同的用语。并且,光检测单元、生物体信息检测装置等的构成、动作也不限定于以本实施方式说明的构成、动作,能够进行各种变形实施。

Claims (5)

1.一种光检测单元,其特征在于,
包括:
发光部,对对象物射出光;
受光部,接收来自所述对象物的光;以及
遮光用部件,至少对所述受光部进行遮光,
所述遮光用部件具有:
第一面,设置在所述发光部和所述受光部之间,遮挡来自所述发光部的直接光向所述受光部入射;以及
第二面以及第三面,设置在与所述第一面交叉的方向上,遮挡光入射到所述受光部,
所述第一面由第一材料形成,
所述第二面以及所述第三面由不同于所述第一材料的第二材料形成,
所述第一材料是金属材料,所述第二材料是除所述金属材料以外的材料,
所述第一面的第一端面,在从所述发光部侧观看所述第一面的正面视图中,与所述第二面的端面相比,向一侧突出,与所述第一面的所述第一端面对向的第二端面,在所述正面视图中,与所述第三面的端面相比,向不同于所述一侧的另一侧突出。
2.根据权利要求1所述的光检测单元,其特征在于,所述第一面是通过钣金加工形成的金属板。
3.根据权利要求1或2所述的光检测单元,其特征在于,所述第二面以及所述第三面由塑料材料形成。
4.根据权利要求3所述的光检测单元,其特征在于,所述第二面以及所述第三面通过将所述塑料材料射出成形而形成。
5.一种光检测单元,其特征在于,
包括:
发光部,对对象物射出光;
受光部,接收来自所述对象物的光;以及
遮光用部件,至少对所述受光部进行遮光,
所述遮光用部件具有:
第一面,设置在所述发光部和所述受光部之间,遮挡来自所述发光部的直接光向所述受光部入射;以及
第二面以及第三面,设置在与所述第一面交叉的方向上,遮挡光入射到所述受光部,
所述第二面以及所述第三面是通过钣金加工形成的金属板,
所述第一面是与所述第二面以及所述第三面独立形成的金属板,
所述第一面的第一端面,在从所述发光部侧观看所述第一面的正面视图中,与所述第二面的端面相比,向一侧突出,与所述第一面的所述第一端面对向的第二端面,在所述正面视图中,与所述第三面的端面相比,向不同于所述一侧的另一侧突出。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108135516B (zh) * 2015-12-22 2020-11-20 京瓷株式会社 测量传感器用封装体以及测量传感器
JP6809064B2 (ja) * 2016-09-12 2021-01-06 セイコーエプソン株式会社 光センサーモジュール、生体情報検出装置及び電子機器
CN108666281B (zh) * 2018-03-30 2019-12-27 维沃移动通信有限公司 光学器件封装结构及移动终端
JP7395848B2 (ja) * 2019-05-30 2023-12-12 セイコーエプソン株式会社 生体情報測定装置
US20210345895A1 (en) * 2020-05-11 2021-11-11 Gwangju Institute Of Science And Technology Patch-type wearable device
JP7015602B1 (ja) 2021-11-04 2022-02-14 株式会社Arblet 生体情報測定装置

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4685464A (en) * 1985-07-05 1987-08-11 Nellcor Incorporated Durable sensor for detecting optical pulses
JPH0642396U (ja) 1992-11-21 1994-06-03 株式会社松本建築デザイン 筒状容器用ホルダ
JP3198708B2 (ja) 1993-03-17 2001-08-13 株式会社デンソー 光センサ
JPH10216114A (ja) * 1997-02-06 1998-08-18 Nippon Colin Co Ltd 酸素飽和度測定装置
JP2004061482A (ja) 2002-07-30 2004-02-26 Sousei Denshi:Kk 反射型光センサー
JP4718324B2 (ja) 2005-12-28 2011-07-06 日本電信電話株式会社 光学センサ及びそのセンサ部
JP2008205221A (ja) 2007-02-20 2008-09-04 Furukawa Electric Co Ltd:The 半導体素子
US7842957B2 (en) 2007-03-08 2010-11-30 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte, Ltd. Optical transceiver with reduced height
JP2009168670A (ja) * 2008-01-17 2009-07-30 Sanyo Electric Co Ltd 光学測定ユニット
JP2009201919A (ja) 2008-02-29 2009-09-10 Seiko Instruments Inc 脈波検出装置および脈波検出方法
JP5031895B2 (ja) 2008-05-12 2012-09-26 パイオニア株式会社 自発光型センサ装置及びその製造方法
US9158416B2 (en) * 2009-02-15 2015-10-13 Neonode Inc. Resilient light-based touch surface
JP2010200970A (ja) 2009-03-03 2010-09-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光学センサ及びその製造方法
CN201431468Y (zh) * 2009-04-03 2010-03-31 深圳市索莱瑞医疗技术有限公司 一种新生儿、婴儿用血氧饱和度探头
US9525093B2 (en) * 2009-06-30 2016-12-20 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Infrared attenuating or blocking layer in optical proximity sensor
US9733357B2 (en) * 2009-11-23 2017-08-15 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Infrared proximity sensor package with improved crosstalk isolation
JP5454147B2 (ja) 2010-01-05 2014-03-26 セイコーエプソン株式会社 生体情報検出器及び生体情報測定装置
US8677605B2 (en) * 2011-07-22 2014-03-25 Lite-On Singapore Pte. Ltd. Method for manufacturing sensor unit
JP6002374B2 (ja) * 2011-09-20 2016-10-05 ローム株式会社 脈波センサ
US20120176599A1 (en) 2012-03-16 2012-07-12 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co. Ltd. Optical transceiver
US9063005B2 (en) * 2012-04-05 2015-06-23 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Reflowable opto-electronic module
US8946620B2 (en) 2012-10-16 2015-02-03 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Proximity sensor device with internal channeling section
JP6229338B2 (ja) * 2013-07-12 2017-11-15 セイコーエプソン株式会社 光検出ユニット及び生体情報検出装置

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