CN105708413A - 图像获取装置、生物体信息获取装置、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供减少无助于拍摄的杂散光的影响而能获取清楚的图像信息的图像获取装置、生物体信息获取装置、电子设备,电子设备使用了这些获取装置。图像获取装置具备:摄像部,具有受光元件;及发光部(110),叠置于摄像部,对拍摄对象进行照明,发光部(110)包括透光性的作为第一基板的元件基板(111)、设置于元件基板(111)的发光元件(30)、限定发光元件(30)的发光区域(31b)的作为树脂层的间隔壁部(23)、及使来自被照明的拍摄对象的反射光透过而引导至受光元件的透光部(112),间隔壁部(23)包含绝缘性的树脂材料和光吸收部件。从发光区域(31)发出而可能漏出至透光部(112)侧的光(L1、L2)被间隔壁部(23)吸收。
Description
技术领域
本发明涉及图像获取装置、生物体信息获取装置、电子设备。
背景技术
公开有通过拍摄拍摄对象来获取图像的摄像装置(专利文献1)。专利文献1中例示的摄像装置形成为受光部、遮光部、发光部、以及聚光部依次层叠的结构。来自拍摄对象的入射光被聚光部聚光后,透过分别设置在发光部和遮光部上的开口部而到达位于最下层的受光部,其中,从发光部射出的摄像光对拍摄对象进行照明。受光部构成为具有多个受光元件,通过对射入多个受光元件各自中的来自拍摄对象的入射光的强度进行图像处理而得到拍摄对象的图像信息。
上述摄像装置中例示的发光部具有第一电极层和第二电极层、以及夹在两电极层之间并由有机EL(ElectroLuminescence:电致发光)材料形成的发光层。发光部中的发光区域由绝缘层限定,其中,绝缘层设置为包围第一电极层和发光层接触的区域。在上述专利文献1中,示出了以下例子:限定发光区域相对于透镜的光轴的位置,以使除来自被照明的拍摄对象的入射光以外,从发光部射出的摄像光中的在作为聚光部的透镜的表面反射的光不射入受光元件的受光面。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-67577号公报
发明内容
然而,在上述专利文献1的摄像装置中,发光部的第二电极层是作为多个第一电极层通用的公共电极而设置的,包括设置于发光区域以外并隔着绝缘层而与第一电极层相对的部分。由于第一电极层的表面具有光反射性,且绝缘层和第二电极层由折射率不同的材料构成,因此来自发光层的发光有可能在发光区域以外的第一电极层的表面反射,进而在绝缘层和第二电极层的界面再次反射而产生所谓的杂散光。如果这样的杂散光射入受光元件的受光面,则恐怕会影响来自拍摄对象的入射光的强度,从而无法得到清楚的拍摄对象的图像。需要说明的是,杂散光不仅包括在绝缘层和第二电极层的界面上反射的光,而且还包括从聚光部到受光部之间在光所透过的部件的界面上折射或反射的光。
本发明用于解决上述技术问题中的至少一部分而提出,可作为以下方式或应用例而实现。
[应用例]本应用例的图像获取装置,其特征在于,具备:摄像部,具有受光元件;以及发光部,叠置于所述摄像部,对拍摄对象进行照明,所述发光部包括:透光性的第一基板;设置于所述第一基板的发光元件;限定所述发光元件中的发光区域的树脂层;以及透光部,所述透光部使来自被照明的所述拍摄对象的反射光透过而将所述反射光引导至所述受光元件,所述树脂层包含绝缘性的树脂材料和光吸收部件。
根据本应用例,由于在限定发光元件的发光区域的树脂层中包含光吸收部件,因此,可能从发光区域漏出至透光部的光被树脂层的光吸收部件吸收。因而,能够提供这样一种图像获取装置:即、除来自被照明的拍摄对象的反射光以外,从透光部射入摄像部的受光元件的杂散光得以减少,可获取清楚的图像。
在上述应用例所述的图像获取装置中,其特征在于,所述光吸收部件是炭黑或Ti系黑色颜料。
根据该构成,能够通过光吸收部件充分吸收可能从发光元件的发光区域漏出至透光部的光。
在上述应用例所述的图像获取装置中,优选地,所述发光元件包括:相对配置在所述第一基板上的第一电极和第二电极;以及配置于所述第一电极和所述第二电极之间的发光功能层,所述树脂层设置于所述第一电极和所述第二电极之间,限定所述第一电极和所述发光功能层相接触的区域,并被配置成在俯视下包围(内包)所述第一电极的外缘。
根据该构成,无需担忧从发光元件的发光区域发出的光在树脂层与第一电极、第二电极的界面上反射而漏出至透光部侧。也就是说,能够通过树脂层可靠地吸收可能从发光元件的发光区域漏出至透光部的光。
在上述应用例所述的图像获取装置中,优选地,所述发光元件包括配置于所述第一基板和所述第一电极之间的反射层,所述第一电极具有光透过性,并层叠在所述反射层上。
根据该构成,能够从第二电极侧高效地取出发光元件发出的照明光。也就是说,能够通过发光部对拍摄对象进行高效照明。
在上述应用例所述的图像获取装置中,也可以是,所述发光元件包括配置于所述第一基板和所述第一电极之间的反射层,所述第一电极具有光透过性,并隔着层间绝缘膜层叠在所述反射层上。
根据该构成,通过调整反射层和第一电极之间的层间绝缘膜的膜厚,能够从第二电极侧取出特定波长的光强度增强的照明光。
在上述应用例所述的图像获取装置中,优选地,所述图像获取装置还具备:叠置于所述发光部的聚光部,所述聚光部包括透光性的第二基板和聚光透镜,其中,所述聚光透镜在所述第二基板的所述发光部一侧的面设置在与所述透光部相对的位置上。
根据该构成,如果相对于发光部将拍摄对象配置于聚光部一侧,则能够通过聚光透镜使来自被照明的拍摄对象的反射光聚光而引导至受光元件。也就是说,能够提供可获取明亮且清楚的图像的图像获取装置。
在上述应用例所述的图像获取装置中,优选地,所述图像获取装置还具备:配置于所述发光部和所述摄像部之间的遮光部,所述遮光部包括透光性的第三基板、遮光层、以及开口部,其中,所述遮光层设置于所述第三基板的所述摄像部一侧的面,所述开口部形成于所述遮光层的与所述受光元件相对的位置上。
根据该构成,来自被照明的拍摄对象的反射光在从发光部被引导至摄像部的期间透过折射率不同的部件的界面而在该界面上或反射或折射所生成的杂散光能够被遮光部的遮光层阻断。也就是说,能够提供这样一种图像获取装置:即、进一步减少杂散光对来自被照明的拍摄对象的反射光的影响,可获取更加清楚的图像。
在上述应用例所述的图像获取装置中,也可以是,所述图像获取装置还具备:配置于所述发光部和所述摄像部之间的聚光部和遮光部,所述聚光部包括透光性的第二基板和聚光透镜,其中,所述聚光透镜在所述第二基板的与所述发光部侧相反一侧的面设置在与所述透光部相对的位置上,所述遮光部包括透光性的第三基板、遮光层、以及开口部,其中,所述遮光层设置于所述第三基板的所述摄像部一侧的面,所述开口部形成于所述遮光层的与所述受光元件相对的位置上。
根据该构成,通过在发光部和摄像部之间配备聚光部和遮光部,能够提供可获取明亮且更加清楚的图像的图像获取装置。
在上述应用例所述的图像获取装置中,优选地,所述受光元件的受光面的中心、所述遮光层的所述开口部的中心、以及所述发光部的所述透光部的中心在俯视下几乎一致。
根据该构成,能够将来自被照明的拍摄对象的反射光高效地引导至摄像部的受光元件。
[应用例]本应用例的生物体信息获取装置,其特征在于,具备:摄像部,具有受光元件;以及发光部,叠置于所述摄像部,对生物体进行照明,所述发光部包括透光性的第一基板、设置于所述第一基板并发出近红外光的发光元件、限定所述发光元件中的发光区域的树脂层、以及透光部,所述透光部使来自被照明的所述生物体的反射光透过而将所述反射光引导至所述受光元件,所述树脂层包含绝缘性的树脂材料和光吸收部件。
根据本应用例,由于在限定发光元件的发光区域的树脂层中包含光吸收部件,因此,可能从发光区域漏出至透光部的光被树脂层的光吸收部件吸收。因而,能够提供这样一种生物体信息获取装置:即、除来自被照明的生物体的反射光以外,从透光部射入摄像部的受光元件的杂散光得以减少,可获取清楚的生物体信息。
在上述应用例所述的生物体信息获取装置中,优选地,所述光吸收部件是炭黑或Ti系黑色颜料。
根据该构成,能够通过光吸收部件充分吸收可能从发光元件的发光区域漏出至透光部的近红外光。
在上述应用例所述的生物体信息获取装置中,优选地,所述发光元件包括:相对配置在所述第一基板上的第一电极和第二电极;以及配置于所述第一电极和所述第二电极之间的发光功能层,所述树脂层设置于所述第一电极和所述第二电极之间,限定所述第一电极和所述发光功能层相接触的区域,并被配置成在俯视下包围(内包)所述第一电极的外缘。
根据该构成,无需担忧从发光元件的发光区域发出的近红外光在树脂层与第一电极、第二电极的界面上反射而漏出至透光部侧。也就是说,能够通过树脂层可靠地吸收可能从发光元件的发光区域漏出至透光部的近红外光。
在上述应用例所述的生物体信息获取装置中,优选地,所述发光元件包括配置于所述第一基板和所述第一电极之间的反射层,所述第一电极具有光透过性,并层叠在所述反射层上。
根据该构成,能够从第二电极侧高效地取出发光元件发出的作为照明光的近红外光。也就是说,能够通过发光部对生物体进行高效照明。
在上述应用例所述的生物体信息获取装置中,也可以是,所述发光元件包括配置于所述第一基板和所述第一电极之间的反射层,所述第一电极具有光透过性,并隔着层间绝缘膜层叠在所述反射层上。
根据该构成,通过调整反射层和第一电极之间的层间绝缘膜的膜厚,能够从第二电极侧取出近红外波长范围中特定波长的光强度被增强的作为照明光的近红外光。
在上述应用例所述的生物体信息获取装置中,优选地,所述生物体信息获取装置还具备:叠置于所述发光部的聚光部,所述聚光部包括透光性的第二基板和聚光透镜,其中,所述聚光透镜在所述第二基板的所述发光部一侧的面设置在与所述透光部相对的位置上。
根据该构成,如果相对于发光部将生物体配置于聚光部一侧,则能够通过聚光透镜使来自被照明的生物体的反射光聚光而引导至受光元件。也就是说,能够提供可获取明亮且清楚的生物体信息的生物体信息获取装置。
在上述应用例所述的生物体信息获取装置中,优选地,所述生物体信息获取装置还具备:配置于所述发光部和所述摄像部之间的遮光部,所述遮光部包括透光性的第三基板、遮光层、以及开口部,其中,所述遮光层设置于所述第三基板的所述摄像部一侧的面,所述开口部形成于所述遮光层的与所述受光元件相对的位置上。
根据该构成,来自被照明的生物体的反射光在从发光部被引导至摄像部的期间透过折射率不同的部件的界面而在该界面上或反射或折射所生成的杂散光能够被遮光部的遮光层阻断。也就是说,能够提供这样一种生物体信息获取装置:即、进一步减少杂散光对来自被照明的生物体的反射光的影响,可获取更加清楚的生物体信息。
在上述应用例所述的生物体信息获取装置中,也可以是,所述生物体信息获取装置还具备:配置于所述发光部和所述摄像部之间的聚光部和遮光部,所述聚光部包括透光性的第二基板和聚光透镜,其中,所述聚光透镜在所述第二基板的与所述发光部侧相反一侧的面设置在与所述透光部相对的位置上,所述遮光部包括透光性的第三基板、遮光层、以及开口部,其中,所述遮光层设置于所述第三基板的所述摄像部一侧的面,所述开口部形成于所述遮光层的与所述受光元件相对的位置上。
根据该构成,通过在发光部和摄像部之间配备聚光部和遮光部,能够提供可获取明亮且更加清楚的生物体信息的生物体信息获取装置。
在上述应用例所述的生物体信息获取装置中,优选地,所述受光元件的受光面的中心、所述遮光层的所述开口部的中心、以及所述发光部的所述透光部的中心在俯视下几乎一致。
根据该构成,能够将来自被照明的生物体的反射光高效地引导至摄像部的受光元件。
[应用例]本应用例的电子设备,其特征在于,具备上述应用例所述的图像获取装置。
根据本应用例,由于具备可获取清楚的图像的图像获取装置,因此,能够提供一种可使用所获取的图像指定例如作为拍摄对象的使用者来进行安全管理的电子设备。
[应用例]本应用例的电子设备,其特征在于,具备上述应用例所述的生物体信息获取装置。
根据本应用例,由于当使用从发光部发出的近红外光对生物体进行照明时,例如在生物体内部的血管内流动的血液中的成分具有吸收近红外光的性质,因此,能够获取血管的图案、血液中所含有的成分的浓度等生物体信息。因而,能够提供一种可根据通过配备生物体信息获取装置而得到的生物体信息进行例如生物体的识别、人体的健康管理等的电子设备。或者,能够提供一种作为电子设备的医疗设备,其能够指定血液中的成分及其量而用于治疗。
附图说明
图1是示出作为电子设备的便携式信息终端的构成的立体图。
图2是示出作为电子设备的便携式信息终端的电气构成的框图。
图3是示出传感器部的构成的简要立体图。
图4是示出传感器部的结构的简要截面图。
图5是示出发光元件的构成的示意性截面图。
图6的(a)是示出发光元件、透光部、受光元件的配置的简要俯视图,图6的(b)是示出树脂层和透光部的配置的简要俯视图。
图7的(a)是示出发光部的结构的简要截面图,图7的(b)是说明发光部和聚光部的光学关系的简要截面图。
图8是示出传感器部中的遮光部、摄像部的结构的简要截面图。
图9是示出作为第二实施方式的生物体信息获取装置的传感器部的结构的简要截面图。
图10是示出第三实施方式的图像获取装置中的发光元件、受光元件的配置的简要俯视图。
图11是示出变形例的发光元件的结构的简要截面图。
附图标记说明
30、30B、30G、30R发光元件21反射层
21a反射层的外缘23作为树脂层的间隔壁部
23a间隔壁部的端部31作为第一电极的阳极
31b发光区域36发光功能层
37作为第二电极的阴极
100作为电子设备的便携式信息终端
110、110B、110C发光部
111作为第一基板的元件基板
112透光部120聚光部
121作为第二基板的聚光部的基板122聚光透镜
125透光层130遮光部
131作为第三基板的遮光部的基板132遮光层
133开口部135粘结层
140摄像部142受光元件
142a受光面
150、150B作为生物体信息获取装置的传感器部
350图像获取装置
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的具体实施方式。需要说明的是,在所使用的附图中,适当放大或缩小显示,以使所说明的部分成为能够辨认的状态。
第一实施方式
首先,参照图1和图2,以便携式信息终端为例来说明本实施方式的电子设备。图1是示出作为电子设备的便携式信息终端的构成的立体图,图2是示出作为电子设备的便携式信息终端的电气构成的框图。
如图1所示,作为本实施方式的电子设备的便携式信息终端100是佩戴在人体M的手腕(wrist)上而能够取得手腕内部的血管的图像、该血管的血液中的特定成分等信息的装置。便携式信息终端100具有:环状的带164,可佩戴在手腕上;主体部160,安装于带164的外侧;以及传感器部150,在与主体部160相对的位置上安装于带164的内侧。主体部160具有主体外壳161和组装在主体外壳161上的显示部162。在主体外壳161上不仅组装有显示部162,还组装有操作按钮163、后述的控制部165等电路系统(参照图2)、作为电源的电池等。
传感器部150是本发明的生物体信息获取装置的一例,其通过组装在带164中的配线(图1中省略图示)而与主体部160电连接。考虑到在人体M上的佩戴性,优选地,带164具有伸缩性。
这种便携式信息终端100以使传感器部150接触与手背相反的手掌一侧的手腕的方式佩戴在手腕上使用。通过这样佩戴,能够避免传感器部150因肤色不同而检测灵敏度发生变动。
需要说明的是,在本实施方式的便携式信息终端100中,采用将主体部160和传感器部150分开组装在带164上的构成,但也可以采用将主体部160和传感器部150作为一体组装在带164上的构成。
如图2所示,便携式信息终端100具有控制部165、电连接于控制部165的传感器部150、存储部167、输出部168、以及通信部169。另外,还具有电连接于输出部168的显示部162。
传感器部150构成为包括发光部110和摄像部140。发光部110和摄像部140分别电连接于控制部165。发光部110具有发光元件,该发光元件发出波长范围为700nm~2000nm的近红外光IL。控制部165驱动发光部110而使其发出近红外光IL。近红外光IL传播至人体M的内部并散射。构成为在人体M的内部散射的近红外光IL的一部分可作为反射光RL由摄像部140接收。
控制部165能使存储部167存储由摄像部140接收的反射光RL的信息。而且,控制部165使输出部168处理该反射光RL的信息。输出部168将该反射光RL的信息转换成血管的图像信息后输出、或者转换成血液中特定成分的含有信息后输出。另外,控制部165能使显示部162显示转换后的血管的图像信息、血液中的特定成分的信息。而且,能将这些信息从通信部169发送至其它信息处理装置。另外,控制部165可经由通信部169从其它信息处理装置接收程序等信息并存储在存储部167中。通信部169既可以是以有线方式与其它信息处理装置连接的有线通信单元,也可以是蓝牙(Bluetooth(注册商标))等无线通信单元。需要说明的是,控制部165不仅使显示部162显示所获取的关于血管、血液的信息,而且还可以使显示部162显示预先存储在存储部167中的程序等信息、当前时刻等信息。另外,存储部167也可以是可拆卸的存储器。
生物体信息获取装置
接着,参照图3和图4,对作为本实施方式的生物体信息获取装置的传感器部150进行说明。图3是示出传感器部的构成的简要立体图,图4是示出传感器部的结构的简要截面图。
如图3所示,本实施方式的传感器部150具有发光部110、聚光部120、遮光部130、以及摄像部140。各部分均为板状,并形成为遮光部130、发光部110、以及聚光部120依次层叠于摄像部140的构成。传感器部150具有可安装在便携式信息终端100的带164上的外壳(省略图示),用于容纳各部分层叠而成的层叠体。以后,将沿上述层叠体的一边部的方向作为X方向,将沿与一边部正交的另一边部的方向作为Y方向,将上述层叠体的厚度方向作为Z方向来进行说明。另外,将沿Z方向从聚光部120侧进行的观察称为“俯视观察”。
如图4所示,传感器部150具备摄像部140和依次层叠于摄像部140的遮光部130、发光部110、以及聚光部120。发光部110具备作为第一基板的元件基板111,在该元件基板111的聚光部120侧的面111b上设置有多个发光元件30。元件基板111的基板主体是透光性的例如玻璃、塑料等的基板。在元件基板111上,多个发光元件30隔开预定间隔地配置,相邻的发光元件30之间成为透光部112。以后,透光性的基板是指由玻璃、塑料等制成的基板,透光性是指至少从发光元件30发出的光的代表性波长的透过率为85%以上。
叠置于发光部110的聚光部120具有作为第二基板的透光性的基板121和设置于基板121的一个面121a上的多个聚光透镜122。聚光部120和发光部110以聚光透镜122的凸状的透镜面122a朝向发光部110侧的方式相贴合。并且,以使聚光透镜122的光学中心位于透过发光部110的透光部112的反射光RL的光轴上的方式贴合聚光部120和发光部110。换言之,透光部112在发光部110上的配置间隔与聚光透镜122在聚光部120上的配置间隔基本相同。形成通过使聚光部120贴合于发光部110,从而保护发光元件30,同时防止可能导致发光功能下降的水分、氧气等气体从外部进入发光元件30的结构。也就是说,聚光部120不仅具有使射入聚光透镜122的反射光RL聚光的功能,而且还具有保护并密封发光元件30的功能。需要说明的是,也可以在元件基板111上设置密封发光元件30的密封层。
发光元件30构成为在元件基板111上向聚光部120侧射出近红外光IL,可对配置在聚光部120的基板121的另一个面121b上的人体M进行照明。元件基板111的透光部112用于将反射光RL引导至下层的摄像部140而设置,其中,反射光RL是从被照明的人体M的内部反射并射入发光部110的光。透光部112配置于相邻配置的发光元件30之间。将在后文叙述发光元件30和透光部112的详细的平面位置关系。
在摄像部140和发光部110之间配置有遮光部130。遮光部130具有作为第三基板的透光性的基板131和遮光层132,其中,遮光层132设置于基板131的摄像部140侧的面131a。在遮光层132上,开口部133形成在与透光部112在发光部110上的配置相对应的位置上。遮光部130配置在发光部110和摄像部140之间,仅使透过了开口部133的反射光RL被引导至受光元件142,使除此以外的反射光RL被遮光层132阻断。遮光层132使用遮光性的例如Cr等金属、其合金等金属膜、或者含有至少能吸收近红外光的光吸收材料的树脂膜而形成。
遮光部130和发光部110隔着透光层125而相对配置。具体而言,透光层125是空间,由真空层或空气层构成。换言之,以预定间隔相对配置发光部110的没有设置发光元件30的面111a和遮光部130的没有设置遮光层132的面131b,并在真空下或大气压下贴合遮光部130和发光部110。
摄像部140是近红外光用的图像传感器,具有基板141、以及设置于基板141的遮光部130侧的面141a上的多个受光元件142。受光元件142可使用例如CCD、CMOS等光传感器。基板141可以采用能够安装受光元件142的例如环氧玻璃基板、陶瓷基板、或者能够直接形成受光元件142的半导体基板等,其具有连接受光元件142的电路(省略图示)。在基板141的面141a上,多个受光元件142配置在与开口部133在遮光部130上的配置相对应的位置上。
已知用作受光元件142的光传感器随着光的波长而灵敏度有所不同。例如CMOS传感器对可见光的灵敏度高于对近红外光IL的灵敏度。不光近红外光IL(反射光RL),当可见光被CMOS传感器接收时会作为噪声而从CMOS传感器输出。因此,也可以与发光部110的透光部112、遮光部130的开口部133对应地配置例如阻截可见光波长范围(400nm~700nm)的光的滤波器。
摄像部140和遮光部130隔开预定间隔地相对配置,经由透光性的粘结层135而贴合。在本实施方式中,选定构成遮光部130的基板131和粘结层135各自的部件,以使遮光部130的基板131的折射率n2和粘结层135的折射率n3大致相同。例如,遮光部130的基板131为石英玻璃基板(折射率n2≈1.53),粘结层135为环氧类树脂(折射率n3≈1.55)。
需要说明的是,传感器部150的构成并不限定于此。例如,由于透过了透光部112的反射光RL可能在所透过的部件的界面上反射而衰减,因此,例如也可以以遮光部130的基板131的发光部110侧的面131b与元件基板111的遮光部130侧的面111a接触的方式来贴合遮光部130和发光部110。另外,这样的话,可使开口部133和透光部112在厚度方向(Z方向)上的位置关系更可靠。
发光元件
接着,参照图5说明发光元件30。图5是示出发光元件的构成的示意性截面图。
如图5所示,发光元件30具有设置在元件基板111上的反射层21、作为第一电极的阳极31、作为第二电极的阴极37、以及发光功能层36,其中,反射层21具有光反射性,阳极31具有光透过性,阴极37具有光透过性,发光功能层36设置于阳极31和阴极37之间。在反射层21和阳极31之间设置有调整反射层21和阳极31之间的距离的层间绝缘膜22。发光功能层36包括从阳极31侧起依次层叠的空穴注入传输层32、发光层33、电子传输层34、电子注入层35。发光元件30通过从阳极31侧注入的空穴和从阴极37侧注入的电子在发光层33中再结合而使再结合时释放的能量变成光发出。发光层33包含由有机半导体材料构成的发光材料,发光元件30被称为有机EL(EL:电致发光)元件。来自发光层33的发光透过阴极37而射出。另外,发光的一部分透过阳极31而在反射层21上反射,再透过阳极31而从阴极37侧射出。也就是说,可从阴极37侧取出发光层33的大部分发光。这种发光元件30被称为“顶部发光型”。
反射层
反射层21可使用具有光反射性的例如Al(铝)、Ag(银)等金属、其合金来形成。考虑到光反射性和生产性,作为合金,优选Al(铝)和Cu(铜)、Al(铝)和Nd(钕)等组合。考虑到光反射性,反射层21的膜厚例如设为200nm。
阳极
考虑到空穴的注入性,阳极31使用功函数大的例如ITO等透明导电膜来形成。考虑到光透过性,阳极31的膜厚例如设为15nm。
阴极
阴极37使用例如由Ag和Mg构成的合金并控制膜厚而形成,以兼具光反射性和光透过性。阴极37的膜厚例如为20nm。需要说明的是,阴极37并不限定于Ag和Mg的合金层,也可以是例如在Ag和Mg的合金层上层叠由Mg构成的层的多层结构。通过形成这样的反射层21、阳极31、阴极37的构成,从而来自发光元件30的发光功能层36的发光的一部分在阴极37和反射层21之间反复反射,并且,基于阴极37和反射层21之间的光学距离的特定波长的光的强度被增强而射出。也就是说,在发光元件30中导入了增强特定波长的光的强度的光谐振结构。设置于反射层21和阳极31之间的层间绝缘膜22用于调整这种光谐振结构中的光学距离而设置,使用例如氧化硅而形成。
发光层
发光功能层36的发光层33是包含能够得到近红外波长范围(700nm~2000nm)的发光的发光材料(有机半导体材料)的层。作为这种发光材料,可列举出例如噻二唑类化合物或硒二唑类化合物等公知的发光材料。另外,除了发光材料,还使用发光材料作为客体材料(掺杂剂)而被添加(承载)的主体材料。主体材料具有使空穴与电子再结合而生成激子,并使该激子的能量转移至发光材料(福斯特转移或德克斯特转移)而激发发光材料的功能。因此,能够提高发光效率。例如,将作为客体材料的发光材料作为掺杂剂掺杂到这样的主体材料中使用。
尤其是,作为这样的主体材料,优选使用羟基喹啉金属络合物(キノリノラト金属錯体)、或并苯类(アセン系)有机化合物。在并苯类材料中,优选蒽类材料、并四苯类材料,更优选并四苯类材料。如果发光层33的主体材料构成为包含并苯类材料,则能够将电子从后述的电子传输层34中的电子传输性材料高效地交接给发光层33中的并苯类材料。
另外,并苯类材料对电子和空穴的耐性优异。另外,并苯类材料的热稳定性也优异。因此,能够实现发光元件30的使用寿命延长。另外,由于并苯类材料的热稳定性优异,因此,在使用气相成膜法来形成发光层33的情况下,能够防止成膜时的热导致的主体材料分解。因而,能够形成具有优异的膜质的发光层33,结果,在这一点上,也能够提高发光元件30的发光效率,并且实现使用寿命延长。
进而,由于并苯类材料自身难以发光,因此,也能够防止主体材料对发光元件30的发光光谱产生不良影响。
在含有这样的发光材料和主体材料的发光层33中,发光材料的含量(掺杂量)优选为0.01wt%~10wt%,更优选为0.1wt%~5wt%。通过使发光材料的含量处于这样的范围内,能够优化发光效率。
另外,发光层33的平均厚度并没有特别限定,但优选为1nm~60nm左右,更优选为3nm~50nm左右。
空穴注入传输层
空穴注入传输层32包含空穴注入传输材料而形成,空穴注入传输材料用于改善对发光层33的空穴注入性和传输性。作为空穴注入传输材料,可列举出例如骨架的一部分选自苯二胺类、联苯胺类、三苯二胺(ターフェニレンジアミン)类中的芳香族胺化合物。
这样的空穴注入传输层32的平均厚度并没有特别限定,但优选为5nm~200nm左右,更优选为10nm~100nm左右。
需要说明的是,在发光元件30中,设置于阳极31和发光层33之间的层并不限定于只是空穴注入传输层32。例如,也可以是包括易从阳极31注入有空穴的空穴注入层、以及易将空穴传输至发光层33的空穴传输层的多个层。另外,也可以包括具有阻挡从发光层33泄露至阳极31侧的电子的功能的层。
电子传输层
电子传输层34具有将从阴极37通过电子注入层35注入的电子传输至发光层33的功能。作为电子传输层34的构成材料(电子传输性材料),可列举出例如2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BCP)等菲咯啉衍生物、将三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)等8-羟基喹啉或其衍生物作为配体的有机金属络合物等喹啉衍生物、氮杂吲哚嗪(azaindolizine)衍生物、噁二唑衍生物、苝(perylene)衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、喹喔啉衍生物、二苯醌(dephenylquinone)衍生物、硝基取代芴(nitro-substitutedfluorene)衍生物等,可组合使用它们中的一种或两种以上。
另外,电子传输层34在组合使用上述的电子传输性材料中的两种以上的情况下,既可以由混合了两种以上的电子传输性材料的混合材料构成,也可以层叠由不同的电子传输性材料构成的多个层来构成。
尤其是,在发光层33中,在使用并四苯衍生物作为主体材料的情况下,优选地,电子传输层34包含氮杂吲哚嗪衍生物。更优选分子内具有蒽骨架的氮杂吲哚嗪衍生物。能够将电子从氮杂吲哚嗪衍生物分子中的蒽骨架高效地交接至主体材料。
电子传输层34的平均厚度并没有特别限定,但优选为1nm~200nm左右,更优选为10nm~100nm左右。
需要说明的是,设置于发光层33和电子注入层35之间的层并不限定于只有电子传输层34。例如,也可以是包括易从电子注入层35注入有电子的层、以及易将电子传输至发光层33的层、或者控制向发光层33注入的电子的量的层的多个层。另外,也可以包括具有阻挡从发光层33泄漏至电子注入层35侧的空穴的功能的层。
电子注入层
电子注入层35具有提高来自阴极37的电子注入效率的功能。
作为该电子注入层35的构成材料(电子注入性材料),可列举出例如各种无机绝缘材料、各种无机半导体材料。
作为这样的无机绝缘材料,可列举出例如碱金属硫族化物(alkalimetalchalcogenide)(氧化物、硫化物、硒化物、碲化物)、碱土金属硫族化物、碱金属的卤化物以及碱土金属的卤化物等,可组合使用它们中的一种或两种以上。通过将它们作为主材料来构成电子注入层(EIL),能够进一步提高电子注入性。尤其是碱金属化合物(碱金属硫族化物、碱金属的卤化物等)的功函数非常小,通过使用它来构成电子注入层35,发光元件30可获得高亮度的发光。
作为碱金属硫族化物,例如可列举出Li2O、LiO、Na2S、Na2Se、NaO等。
作为碱土金属硫族化物,例如可列举出CaO、BaO、SrO、BeO、BaS、MgO、CaSe等。
作为碱金属的卤化物,例如可列举出CsF、LiF、NaF、KF、LiCl、KCl、NaCl等。
作为碱土金属的卤化物,例如可列举出CaF2、BaF2、SrF2、MgF2、BeF2等。
另外,作为无机半导体材料,例如可列举出包含Li、Na、Ba、Ca、Sr、Yb、Al、Ga、In、Cd、Mg、Si、Ta、Sb以及Zn中至少一种元素的氧化物、氮化物或氮氧化物等,可组合使用它们中的一种或两种以上。
电子注入层35的平均厚度并没有特别限定,但优选为0.1nm~1000nm左右,更优选为0.2nm~100nm左右,进一步优选为0.2nm~50nm左右。
需要说明的是,根据阴极37和电子传输层34的构成材料、厚度等,也可省略该电子注入层35。
接着,参照图6对传感器部150中的发光元件30、透光部112、受光元件142的配置关系进行说明。图6的(a)是示出发光元件、透光部、受光元件的配置的简要俯视图,图6的(b)是示出树脂层和透光部的配置的简要俯视图。
如图6的(a)所示,来自人体M的反射光RL被引导到其中的受光元件142在X方向和Y方向上隔开预定间隔地配置为矩阵状。受光元件142的受光面142a为圆形。将反射光RL引导至受光元件142的透光部112以受光元件142为中心形成为圆形,以便将反射光RL无偏差均匀地引导至受光面142a。遮光部130的开口部133以受光元件142为中心配置于透光部112的内侧,形成为比受光面142a大的圆形。
因此,配置于相邻的透光部112之间的发光元件30的平面形状为被圆弧包围的大致菱形。发光元件30的平面形状由阳极31、间隔壁部23的形状所限定。具体而言,阳极31的平面形状为大致菱形。如图6的(b)所示,间隔壁部23相当于本发明的树脂层,包含光吸收部件,与阳极31的外缘31a重叠设置,并配置为包围阳极31和发光功能层36接触的区域。也就是说,间隔壁部23限定发光元件30中的发光区域31b。因此,发光区域31b的平面形状为比阳极31小一号的大致菱形。需要说明的是,由间隔壁部23限定的发光区域31b的平面形状并不限定于大致菱形,也可以是圆形、四边形等多边形。
对多个发光元件30中的每个发光元件独立地设置反射层21和阳极31。另一方面,覆盖反射层21的层间绝缘膜22跨多个反射层21而设置。另外,阴极37作为跨多个发光元件30的公共电极而设置。
这样,本实施方式的传感器部150具备多个发光元件30和多个受光元件142,并形成为在一个受光元件142(透光部112)的周围配置有四个发光元件30的状态。换言之,形成为在一个发光元件30的周围配置有四个受光元件142(透光部112)的状态。从高精度地获取生物体信息的观点出发,优选地,在摄像部140中,在X方向和Y方向上呈矩阵状配置的受光元件142的个数为例如240×240=57600个以上。
接着,参照图7说明发光部110的具体结构。图7的(a)是示出发光部的结构的简要截面图,图7的(b)是说明发光部和聚光部的光学关系的简要截面图。详细而言,图7的(a)和(b)是示出沿图6的(a)所示的以斜45度方向通过阳极31的A-A'线截取后的发光元件30和透光部112的结构的简要截面图。
如图7的(a)所示,发光部110具有形成在元件基板111上的发光元件30和透光部112。首先,在元件基板111上形成光反射性的例如Al(铝)等金属或包含该金属的合金的膜,将该膜图案化而形成反射层21。接着,在元件基板111的整个面上形成覆盖反射层21的层间绝缘膜22。在层间绝缘膜22上成膜例如ITO等透明导电膜,将该透明导电膜图案化而在反射层21的上方形成阳极31。以使阳极31的外缘31a位于与反射层21的外缘21a大致相同的位置或位于比反射层21的外缘21a更靠内侧的位置的方式进行图案化。在与阳极31的外缘31a重叠的位置上形成间隔壁部23。作为树脂层的间隔壁部23可使用包含光吸收部件的绝缘性的例如感光性树脂材料来形成。在本实施方式中,遍及元件基板111的大致整个面地形成膜厚为1.0μm~2.0μm的感光性树脂膜,将该感光性树脂膜图案化而形成间隔壁部23。间隔壁部23被图案化为包围阳极31和发光功能层36相接触的发光区域31b。另外,间隔壁部23被图案化为间隔壁部23的与发光区域31b相反一侧的端部23a在俯视观察下将阳极31的外缘31a、反射层21的外缘21a包围(内包)。也就是说,透光部112的外缘由间隔壁部23的端部23a限定,如前文所述,透光部112在俯视观察下形成为圆形。
作为包含在间隔壁部23(感光性树脂膜)中的光吸收部件,可列举出例如炭黑、Ti系黑色颜料。如果使用这些光吸收部件,则能够可靠地吸收射入间隔壁部23的近红外光IL。光吸收部件并不限定于一种,也可以使用两种以上的光吸收部件。例如,也可以组合使用吸收可见光波长区域的光的部件和吸收近红外波长区域的光的部件。
接着,遍及形成有间隔壁部23的元件基板111的大致整个面地形成发光功能层36。如前文所述,发光功能部36包括空穴注入传输层32、发光层33、电子传输层34、电子注入层35,各层使用例如真空蒸镀法等气相成膜法依次层叠而形成。各层并不限定于使用气相成膜法来形成,一部分层也可以通过液相成膜法来形成。接着,遍及元件基板111的大致整个面地通过例如真空蒸镀法等气相成膜法来使用Ag和Mg的合金形成覆盖发光功能层36的阴极37,使其具有光反射性和光透过性。另外,也可以形成覆盖阴极37的密封层。密封层使用气体透过性低的无机材料、有机材料来形成。
这样,发光元件30包括反射层21、层间绝缘膜22、阳极31、发光功能层36、阴极37。在元件基板111上,形成于发光元件30之间的透光部112包括层间绝缘膜22、发光功能层36、阴极37。需要说明的是,虽然在图7的(a)中省略了图示,但在元件基板111的基板主体和反射层21之间设置有像素电路,其电地开关控制发光元件30的阳极31,能使电流在阳极31和阴极37之间流动。该像素电路包括作为开关元件的晶体管、存储电容、连接它们的配线。反射层21作为允许该像素电路向阳极31提供电位的中继电极而发挥作用。
根据这样的发光部110的结构,从顶部发光型的发光元件30的发光区域31b发出的光的大部分从阴极37侧射出。另一方面,在发光区域31b外侧的设置有间隔壁部23的部分上,如图7的(a)的双点划线的箭头所示,从发光功能层36发出的光L1在阳极31的表面反射,之后,在发光功能层36和阴极37的界面反射,从而可能从阳极31的外缘31a漏出至外侧。然而,由于设置于阳极31和阴极37之间的间隔壁部23包含光吸收部件,因此可能漏出的光L1(杂散光)被间隔壁部23吸收。
另外,根据发光部110的结构,如图7的(b)中的双点划线的箭头所示,从发光区域31b发出的光L2在聚光透镜122的透镜面122a上反射而可能漏出至发光区域31b外侧的透光部112侧。这样的光L2(杂散光)同样也被间隔壁部23吸收。也就是说,形成为反射光RL以外的杂散光(光L1、L2)不易射入发光元件30之间的透光部112的结构。
接着,参照图8,对摄像部140中的受光元件142与遮光部130中的遮光层132的开口部133之间的位置关系进行说明。图8是示出传感器部中的遮光部、摄像部的结构的简要截面图。详细而言,图8是示出沿图6的(b)所示的在X方向上横切相邻的受光元件142的B-B'线截取后的发光部110、遮光部130、摄像部140的结构的简要截面图。
如图8所示,遮光部130隔着粘结层135而层叠在摄像部140上,进而,发光部110隔着透光层125而层叠在遮光部130上。如前文所述,透光层125是真空层或空气层,因此有时也将透光层125称作“空间125”。受光元件142的受光面142a的中心和遮光层132的开口部133的中心位于通过平面形状为圆形的透光部112的中心的光轴L0上。需要说明的是,实际上,当对摄像部140、遮光部130、发光部110进行层叠时,透光部112的中心、受光元件142的受光面142a的中心、以及遮光层132的开口部133的中心在正交于光轴L0的面内相对于光轴L0位于制造工艺上的公差范围内即可。
如前文所述,从被发光部110照明的人体M发出并由聚光透镜122聚光的反射光RL射入透光部112。反射光RL通过遮光部130的开口部133后射入摄像部140的受光元件142。换言之,为了使被聚光透镜122聚光后的反射光RL射入受光元件142,考虑聚光透镜122的焦距来确定透光部112、开口部133、受光元件142在光轴L0上的相对位置。
另一方面,由于在发光部110的元件基板111和遮光部130的基板131之间存在空间125,该空间125的折射率小于基板131的折射率,因此,从空间125侧射入基板131的另一个面131b的光被基板131折射,折射后的光未必全都射入受光元件142。
例如,如图8中的实线箭头所示,在摄像部140的在X方向上相邻配置的一个(图上左侧)受光元件142和另一个(图上中间侧)受光元件142中,射入与另一个受光元件142相对的开口部133的光L3可能到达一个受光元件142。这样的光L3也被作为对射入一个受光元件142的反射光RL产生影响的杂散光对待。在本实施方式中,限定相对于受光元件142的受光面142a的大小的开口部133的大小、受光元件142和开口部133的相对位置关系,以使这样的光L3(杂散光)难以射入一个受光元件142。
具体而言,当设受光元件142的受光面142a的直径为d、开口部133的直径为a、受光元件142的配置节距(ピッチ)为p、空间(透光层)125的折射率为n1、基板131的折射率为n2、受光元件142与遮光层132之间的距离为h时,对直径d、直径a、配置节距p、距离h中的各值进行限定以满足以下数学式(1)。
Arctan((p-a/2-d/2)/h)≥Arcsin(n1/n2)···(1)
根据斯涅尔定律,如图8所示,θm=Arcsin(n1/n2)表示光从遮光部130的折射率n2的基板131射入折射率n1的空间125时的临界角θm。与此相对,θ=Arctan((p-a/2-d/2)/h)表示从遮光部130上的相邻开口部133中的一个(图上中间侧)开口部133射入的光L3射入与另一个(图上左侧)开口部133相对的受光元件142的受光面142a时的角度θ。从空间125射入基板131后折射而射入遮光部130的开口部133的光Lγ的入射角度θγ小于临界角θm。即,当入射角度θγ稍小于临界角θm时,作为射入开口部133的光Lγ的光路,存在从空间125侧进入基板131的光路。当入射角度θγ等于临界角θm时,全反射条件成立,因此不存在从空间125侧进入基板131的光路,但如果考虑假想光路,则该假想光路平行于基板131的另一个面131b。这样,如果上述角度θ的值等于或大于临界角θm,则射入遮光部130的一个开口部133的光L3不会射入与另一个开口部133相对的受光元件142的受光面142a。需要说明的是,在本实施方式中,如前文所述,基板131的折射率n2和粘结层135的折射率n3大致相同,因此如果射入开口部133的光L3的入射角度为角度θ,则从开口部133射入受光元件142的受光面142a的光的入射角度也大致为相同的角度θ。
在本实施方式中,例如,受光元件142的受光面142a的直径d为10μm,开口部133的直径a为16μm,受光元件142与遮光层132之间的距离h为100μm,受光元件142在X方向上的配置节距p为100μm,空间125的折射率n1为1.0,基板131的折射率n2约为1.53。因此,根据上述数学式(1),全反射角度θm≈40.8,角度θ≈41.0,对射入受光元件142的反射光RL产生影响的杂散光减少。需要说明的是,在本实施方式中,由于空间125为真空层或空气层,因此折射率n1为1.0,但空间125、即透光层125并不限定于是空间。如果透光层125为由折射率n1的值小于基板131的折射率n2的透光性的物质构成的层,则可以指定全反射角度θm。
根据第一实施方式的传感器部150,由来自发光部110的发光(近红外光)产生的杂散光从开口部133射入受光元件142的受光面142a的情况减少。因而,由于射入受光面142a的反射光RL不易受杂散光的影响,因此能够实现可获取清楚的生物体信息的传感器部150。
另外,通过具备这样的传感器部150的、作为电子设备的便携式信息终端100,能够高精度地获取佩戴有便携式信息终端100的人体M的血管图像、该血管的血液中的特定成分等信息。例如,通过减少杂散光的影响,从而能够准确地捕捉血液中的特定成分的浓度变化而导致的吸光度变化,关系到对该特定成分进行高精度的定量评价。
需要说明的是,如图7的(a)和(b)所示,上述杂散光包括从发光元件30发出的近红外光IL没有照射至人体M而可能漏出至与发光区域31b相邻的透光部112侧的光L1、L2。另外,如图8所示,上述杂散光还包括在沿X方向相邻配置的一个受光元件142和另一个受光元件142间,可能从与另一个受光元件142相对的开口部133射入一个受光元件142的光L3。另外,图8示出了在X方向上相邻的受光元件142和开口部133的例子,但在Y方向上相邻的受光元件142和开口部133的关系也同样如此。
第二实施方式
生物体信息获取装置
接着,参照图9说明第二实施方式的生物体信息获取装置。图9是示出作为第二实施方式的生物体信息获取装置的传感器部的结构的简要截面图。相对于上述第一实施方式的传感器部150,作为第二实施方式的生物体信息获取装置的传感器部150B的区别在于发光部110的构成和聚光部120的配置。因此,对于与第一实施方式的传感器部150相同的构成,将标以相同的符号并省略详细说明。
如图9所示,本实施方式的传感器部150B具有发光部110B、聚光部120、遮光部130、摄像部140。各部分均为板状,并形成为遮光部130、聚光部120、以及发光部110B依次层叠于摄像部140的构成。传感器部150B具有可安装在第一实施方式中所说明的作为电子设备的便携式信息终端100的带164上的外壳(省略图示),用于容纳各部分层叠而成的层叠体。
发光部110B构成为包括:元件基板111,设置有发出近红外光IL的多个发光元件30;密封层113,密封发光元件30,以使水分等不渗入发光元件30;以及保护基板114,隔着密封层113而与元件基板111相对配置。在元件基板111上,透光部112设置于隔开预定间隔而相邻的发光元件30之间。
保护基板114是透光性的例如盖玻璃、塑料的基板。人体M配置成与保护基板114的一个面114a接触。
密封层113由例如热固化型的环氧类树脂或丙烯酸类树脂构成,具有透光性。
聚光部120具有透光性的基板121和设置于基板121的一个面121a的多个聚光透镜122。聚光部120和发光部110B以聚光透镜122的凸状的透镜面122a朝向遮光部130的方式相贴合。并且,聚光部120和发光部110B以使聚光透镜122的光学中心位于通过平面形状为圆形的透光部112的中心的反射光RL的光轴上的方式相贴合。进而,以元件基板111的未设置发光元件30一侧的面111a与基板121的未设置聚光透镜122一侧的面121b接触的方式相贴合。换言之,透光部112在发光部110B上的配置间隔与聚光透镜122在聚光部120上的配置间隔基本相同。
在聚光部120和遮光部130之间设置有透光层125。透光层125是在Z方向上具有预定厚度的空间,该空间为真空层或空气层。因此,在本实施方式中也将透光层125称作“空间125”。换言之,以预定间隔相对配置聚光部120的设置有聚光透镜122的面121a和遮光部130的面131b,并在真空下或大气压下贴合聚光部120和遮光部130。
遮光部130和摄像部140隔开预定间隔地相对配置,经由透光性的粘结层135而贴合。在本实施方式中,也选定构成遮光部130的基板131和粘结层135各自的部件,以使遮光部130的基板131的折射率n2与粘结层135的折射率n3大致相同。
本实施方式的传感器部150B中的发光元件30、聚光透镜122、开口部133、受光元件142在俯视观察下的配置与上述第一实施方式中采用图6的(a)和(b)所说明的配置基本相同。即,将遮光部130、聚光部120、发光部110B分别层叠在摄像部140上,以使聚光透镜122的中心、遮光层132的开口部133的中心、以及受光元件142的受光面142a的中心位于通过平面形状为圆形的透光部112的中心的反射光RL的光轴上。
另外,摄像部140中的受光元件142的受光面142a的直径d、受光元件142的配置节距p、遮光部130中的开口部133的直径a、受光元件142与遮光层132之间的距离h、空间125的折射率n1、遮光部130的基板131的折射率n2之间的关系如上述第一实施方式中的图8所示,满足上述数学式(1)。
根据上述第二实施方式的传感器部150B,与上述第一实施方式的传感器部150同样,能够减少由来自发光部110B的发光(近红外光)而产生的杂散光从开口部133射入受光元件142的受光面142a的情况。
尤其是,通过将聚光部120配置在遮光部130和发光部110B之间,从而不会产生像来自发光元件30的发光在聚光透镜122的透镜面122a上反射而射入透光部112那样的杂散光。因此,射入受光元件142的受光面142a的反射光RL不易受到杂散光的影响,能够实现可获取清楚的生物体信息的传感器部150B。
因而,通过在作为电子设备的便携式信息终端100中配备这样的传感器部150B,从而能够实现可高精度获取佩戴有该便携式信息终端100的人体M的血管图像、该血管的血液中的特定成分等信息的便携式信息终端100。
第三实施方式
图像获取装置
接着,参照图10说明第三实施方式的图像获取装置。图10是示出第三实施方式的图像获取装置中的发光元件、受光元件的配置的简要俯视图。相对于作为上述第一实施方式的生物体信息获取装置的传感器部150,第三实施方式的图像获取装置350的区别在于发光部110的构成。因此,对于与传感器部150相同的构成,将标以相同的符号并省略详细说明。
本实施方式的图像获取装置350与上述第一实施方式的传感器部150同样,具有发光部110、聚光部120、遮光部130、摄像部140。各部分均为板状,并形成为遮光部130、发光部110和聚光部120依次层叠于摄像部140的构成。需要说明的是,图像获取装置350的基本构成也可以与第二实施方式的传感器部150B相同。也就是说,图像获取装置350也可以是遮光部130、聚光部120、发光部110B依次层叠于摄像部140而成的层叠体。在本实施方式中,由于发光部110的构成不同于第一实施方式,因此以后称为“发光部110C”。
如图10所示,图像获取装置350在摄像部140中具有在X方向和Y方向上隔开预定间隔而配置的受光元件142。另外,在发光部110C中具有圆形的透光部112和三种发光元件30R、30G、30B,其中,圆形的透光部112在俯视观察下以受光元件142为中心,三种发光元件30R、30G、30B配置于在X方向和Y方向上以预定间隔定位的透光部112之间。
这些发光元件30R、30G、30B全都是有机EL元件,从发光元件30R能得到红色(R)的发光,从发光元件30G能得到绿色(G)的发光,从发光元件30B能得到蓝色(B)的发光。
另外,沿X方向交替配置发光元件30R和发光元件30G而成的元件行与沿X方向交替配置发光元件30B和发光元件30R而成的元件行在Y方向上交替配置。由此,形成沿Y方向交替配置发光元件30R和发光元件30B而成的元件列以及沿Y方向交替配置发光元件30G和发光元件30R而成的元件列。也就是说,形成为以下状态:以一个受光元件142(透光部112)为中心,在其周围分别配置有发光元件30B和发光元件30G各一个、以及两个发光元件30R。需要说明的是,三种发光元件30R、30G、30B的配置并不限定于此。另外,也可以配置能得到红(R)、绿(G)、蓝(B)以外的发光色的发光元件。
各发光元件30R、30G、30B中的反射层21、阳极31、间隔壁部23、阴极37等的构成与上述第一实施方式的发光元件30基本相同,可能从发光区域31b漏出至透光部112侧的光被包含光吸收部件的间隔壁部23吸收而不会射入透光部112侧。另外,摄像部140中的受光元件142的受光面142a的直径d、受光元件142的配置节距p、遮光部130中的开口部133的直径a、受光元件142与遮光层132之间的距离h、空间125的折射率n1、遮光部130的基板131的折射率n2之间的关系满足上述第一实施方式中的数学式(1)。
需要说明的是,从增强光谐振结构中的特定波长的光强度的观点出发,优选地,对应特定波长不同的发光元件30R、30G、30B各自来设定配置在反射层21和阳极31之间的层间绝缘膜22的膜厚。
根据上述第三实施方式的图像获取装置350,能够减少由来自发光部110C的发光而产生的杂散光从开口部133射入受光元件142的受光面142a的情况。因而,从被发光部110C照明的拍摄对象射入受光元件142的受光面142a的反射光不易受杂散光的影响,能够实现可获取清楚的图像的图像获取装置350。另外,由于发光部110C具备三种发光元件30R、30G、30B,因此能够获取拍摄对象的彩色图像。另外,由于能够独立地对发光元件30R、30G、30B各自进行发光控制,因此能够取得对应于拍摄对象的状态的图像。
当用这样的图像获取装置350替换例如上述第一实施方式的便携式信息终端100中的传感器部150,并对作为拍摄对象的手指进行拍摄时,能够获取指纹信息。通过使用获取的指纹信息,能够进行识别操作人员的安全管理。另外,例如,通过减少杂散光的影响,从而能够准确地捕捉血液中的特定成分的浓度变化而导致的吸光度变化(三波长),关系到对该特定成分进行高精度的定量评价。
本发明并不限于上述实施方式,在不违背从权利要求书及说明书全体意会的发明宗旨或思想的范围内,可进行适当变更,伴随这样的变更的图像获取装置和生物体信息获取装置以及应用了这些装置的电子设备也都包含在本发明的技术范围之内。除上述实施方式以外,还可以考虑各种变形例。下面,列举变形例来进行说明。
(变形例1)在上述第一实施方式的发光元件30中,并不限定于在反射层21和阳极31之间配置层间绝缘膜22。图11是示出变形例的发光元件的结构的简要截面图。详细而言,与上述第一实施方式的图7的(a)同样,是沿图6的(a)的A-A'线进行截取时的发光元件的简要截面图。
如图11所示,变形例的发光元件30具有阳极31,该阳极31具有光透过性,且直接层叠在具有光反射性的反射层21上。间隔壁部23形成为覆盖反射层21和阳极31的外缘21a、31a并至少使阳极31上露出发光区域31b。间隔壁部23的与发光区域31b侧相反一侧的端部23a构成透光部112的外缘。根据这种变形例的发光元件30的结构,与第一实施方式同样,能够使间隔壁部23吸收可能从发光区域31b漏出至外侧的透光部112的光。另外,能够容易地使反射层21和阳极31电连接。
(变形例2)在上述各实施方式中,反射层21并不限定于对每个发光元件独立地设置。例如,也可以是,以跨多个发光元件30的方式形成反射层21,通过除去反射层21中在俯视观察下与受光元件142重叠的部分而形成圆形的透光部112。在这种情况下,反射层21和阳极31电分离。
(变形例3)上述第三实施方式的图像获取装置350并不限定于在发光部110C中具备三种发光元件30R、30G、30B。例如,也可以构成为具备能够发出可见光波长区域的光的一种或两种发光元件。进而,也可以构成为具备发出可见光波长区域的光的发光元件和发出近红外波长区域的光的发光元件。由此,能够获取拍摄对象的图像信息和拍摄对象内部的生物体信息。
(变形例4)应用作为生物体信息获取装置的传感器部150或传感器部150B的电子设备并不限定于便携式信息终端100。例如,通过在个人电脑中应用传感器部150、150B中任一个,从而能够进行根据血管图像来指定个人电脑的使用者的生物体认证。另外,能够获取使用者的血液中的特定成分的信息。
另外,例如,作为医疗设备,能够应用于血压、血糖、脉搏、脉波、胆固醇量、血红蛋白量、血液中水分、血氧量等的计测装置。另外,通过并用色素,可进行肝功能(解毒率)测定、血管位置确认、癌部位的确认。进而,通过增加基于标本的发现,可以判断皮肤癌的良性/恶性肿瘤(黑素瘤)。另外,通过综合判断上述项目的一部分或全部,还可进行皮肤年龄、皮肤健康程度的指标判断。
Claims (20)
1.一种图像获取装置,其特征在于,具备:
摄像部,具有受光元件;以及
发光部,叠置于所述摄像部,对拍摄对象进行照明,
所述发光部包括:
透光性的第一基板;
设置于所述第一基板的发光元件;
限定所述发光元件中的发光区域的树脂层;以及
透光部,所述透光部使来自被照明的所述拍摄对象的反射光透过而将所述反射光引导至所述受光元件,
所述树脂层包含绝缘性的树脂材料和光吸收部件。
2.根据权利要求1所述的图像获取装置,其特征在于,
所述光吸收部件是炭黑或Ti系黑色颜料。
3.根据权利要求1所述的图像获取装置,其特征在于,
所述发光元件包括:
相对配置在所述第一基板上的第一电极和第二电极;以及
配置于所述第一电极和所述第二电极之间的发光功能层,
所述树脂层设置于所述第一电极和所述第二电极之间,限定所述第一电极和所述发光功能层相接触的区域,并被配置成在俯视下包围所述第一电极的外缘。
4.根据权利要求3所述的图像获取装置,其特征在于,
所述发光元件包括配置于所述第一基板和所述第一电极之间的反射层,
所述第一电极具有光透过性,并层叠在所述反射层上。
5.根据权利要求3所述的图像获取装置,其特征在于,
所述发光元件包括配置于所述第一基板和所述第一电极之间的反射层,
所述第一电极具有光透过性,并隔着层间绝缘膜层叠在所述反射层上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的图像获取装置,其特征在于,所述图像获取装置还具备:
叠置于所述发光部的聚光部,
所述聚光部包括透光性的第二基板和聚光透镜,其中,所述聚光透镜在所述第二基板的所述发光部一侧的面设置在与所述透光部相对的位置上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的图像获取装置,其特征在于,所述图像获取装置还具备:
配置于所述发光部和所述摄像部之间的遮光部,
所述遮光部包括透光性的第三基板、遮光层、以及开口部,其中,所述遮光层设置于所述第三基板的所述摄像部一侧的面,所述开口部形成于所述遮光层的与所述受光元件相对的位置上。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的图像获取装置,其特征在于,所述图像获取装置还具备:
配置于所述发光部和所述摄像部之间的聚光部和遮光部,
所述聚光部包括透光性的第二基板和聚光透镜,其中,所述聚光透镜在所述第二基板的与所述发光部一侧相反侧的面设置在与所述透光部相对的位置上,
所述遮光部包括透光性的第三基板、遮光层、以及开口部,其中,所述遮光层设置于所述第三基板的所述摄像部一侧的面,所述开口部形成于所述遮光层的与所述受光元件相对的位置上。
9.根据权利要求7或8所述的图像获取装置,其特征在于,
所述受光元件的受光面的中心、所述遮光层的所述开口部的中心、以及所述发光部的所述透光部的中心在俯视下几乎一致。
10.一种生物体信息获取装置,其特征在于,具备:
摄像部,具有受光元件;以及
发光部,叠置于所述摄像部,对生物体进行照明,
所述发光部包括:
透光性的第一基板;
设置于所述第一基板并发出近红外光的发光元件;
限定所述发光元件中的发光区域的树脂层;以及
透光部,所述透光部使来自被照明的所述生物体的反射光透过而将所述反射光引导至所述受光元件,
所述树脂层包含绝缘性的树脂材料和光吸收部件。
11.根据权利要求10所述的生物体信息获取装置,其特征在于,
所述光吸收部件是炭黑或Ti系黑色颜料。
12.根据权利要求10所述的生物体信息获取装置,其特征在于,
所述发光元件包括:
相对配置在所述第一基板上的第一电极和第二电极;以及
配置于所述第一电极和所述第二电极之间的发光功能层,
所述树脂层设置于所述第一电极和所述第二电极之间,限定所述第一电极和所述发光功能层相接触的区域,并被配置成在俯视下包围所述第一电极的外缘。
13.根据权利要求12所述的生物体信息获取装置,其特征在于,
所述发光元件包括配置于所述第一基板和所述第一电极之间的反射层,
所述第一电极具有光透过性,并层叠在所述反射层上。
14.根据权利要求12所述的生物体信息获取装置,其特征在于,
所述发光元件包括配置于所述第一基板和所述第一电极之间的反射层,
所述第一电极具有光透过性,并隔着层间绝缘膜层叠在所述反射层上。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的生物体信息获取装置,其特征在于,所述生物体信息获取装置还具备:
叠置于所述发光部的聚光部,
所述聚光部包括透光性的第二基板和聚光透镜,其中,所述聚光透镜在所述第二基板的所述发光部一侧的面设置在与所述透光部相对的位置上。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的生物体信息获取装置,其特征在于,所述生物体信息获取装置还具备:
配置于所述发光部和所述摄像部之间的遮光部,
所述遮光部包括透光性的第三基板、遮光层、以及开口部,其中,所述遮光层设置于所述第三基板的所述摄像部一侧的面,所述开口部形成于所述遮光层的与所述受光元件相对的位置上。
17.根据权利要求10至14中任一项所述的生物体信息获取装置,其特征在于,所述生物体信息获取装置还具备:
配置于所述发光部和所述摄像部之间的聚光部和遮光部,
所述聚光部包括透光性的第二基板和聚光透镜,其中,所述聚光透镜在所述第二基板的与所述发光部一侧相反侧的面设置在与所述透光部相对的位置上,
所述遮光部包括透光性的第三基板、遮光层、以及开口部,其中,所述遮光层设置于所述第三基板的所述摄像部一侧的面,所述开口部形成于所述遮光层的与所述受光元件相对的位置上。
18.根据权利要求16或17所述的生物体信息获取装置,其特征在于,
所述受光元件的受光面的中心、所述遮光层的所述开口部的中心、以及所述发光部的所述透光部的中心在俯视下几乎一致。
19.一种电子设备,其特征在于,具备权利要求1至9中任一项所述的图像获取装置。
20.一种电子设备,其特征在于,具备权利要求10至18中任一项所述的生物体信息获取装置。
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Legal Events
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160629 |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |