CN110475507B - 生物体传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明的光电脉搏波传感器(2)具备:发光元件(21)以及光接收元件(22),在布线基板(30)的主面隔开规定的间隔而配置;壳体(10),安装有布线基板(30),与发光元件(21)以及光接收元件(22)分别对应地形成一对开口部(104、105),并且具有至少设置于该一对开口部(104、105)之间的遮光部(101)。遮光部(101)包含遮光部件(102),该遮光部件(102)设置于壳体(10)的与布线基板(30)对置的面,具有遮光性以及挠性,在布线基板(30)安装于壳体(10)时与布线基板(30)抵接而变形。
Description
技术领域
本发明涉及获取生物体信号的生物体传感器。
背景技术
近年来,对健康的管理、维持增进的人们的关心高涨,希望人们更简单地得到脉搏、心电等生物体信息。然而,从以往公知有利用血中的血红蛋白吸收可见光~红外光的特性,将透过手指等生物体、或者在生物体反射的光的强度变化作为光电脉搏波信号获取的生物体传感器。
在这里,在专利文献1中,公开有手镯型的传感器节点。在该传感器节点中,构成脉搏传感器的一对红外线发光二极管与光电晶体管呈直线地配置于基板上。这些红外线发光二极管以及光电晶体管设置为从设置于容器的开口部与皮肤对置,基板支承于主板的背面。
在专利文献2中,公开有具备用于生成测定用户的PPG信号的多个光路的一个以上的光放射器以及一个以上的光传感器的光体积描记(PPG)装置。在该光体积描记装置中,光放射器与光传感器安装于元件安装平面。另外,在光放射器与光传感器之间配置有光隔离部。光隔离部例如由用于使寄生DC光减少的不透明材料形成。
专利文献1:日本特开2006-288619号公报
专利文献2:日本特开2016-52503号公报
在上述的专利文献1的传感器节点中,设为将不经过生物体而从红外线发光二极管向光电晶体管直接入射的杂光通过容器遮光的结构,但有若在容器与基板之间存在哪怕一点缝隙则可能产生杂光而光传感器不起作用的担忧。
另一方面,在专利文献2中记载的光体积描记装置的构造中,由于光隔离部配置在光放射器与光传感器之间,因此不会像上述的专利文献1所涉及的传感器节点的那样,从容器与基板的缝隙产生杂光。然而,例如在测定时等从外侧向壳体施加挤压的情况下,有若光隔离部的刚性不充分则因挤压而变形的担忧。这种情况下,有由于挤压经由光隔离部向元件安装平面施加,因此元件安装平面因挤压而形变,产生安装部件的连接不良等的担忧。
发明内容
本发明是为了消除上述问题点而完成的,以提供如下那样的生物体传感器为目,即:能够在获取光电脉搏波信号的生物体传感器中抑制在测定时作用于布线基板的压力,防止安装于布线基板的安装部件的连接不良等,且能够减少不透过生物体而接收的杂光。
本发明所涉及的生物体传感器的特征在于,具备:布线基板;发光元件以及光接收元件,在布线基板的主面隔开规定的间隔而配置;以及壳体,安装有布线基板,与发光元件以及光接收元件分别对应地形成一对开口部,并且具有设置在至少该一对开口部之间的遮光部,遮光部件包含遮光部,该遮光部设置于壳体的与布线基板对置的面,具有遮光性以及挠性,在布线基板安装于壳体时与布线基板抵接而变形。
根据本发明所涉及的生物体传感器,具备安装有布线基板,与发光元件以及光接收元件分别对应地形成一对开口部,并且具有设置在至少该一对开口部之间的遮光部的壳体,遮光部包含设置于壳体的与布线基板对置的面,具有遮光性以及挠性,在布线基板安装于壳体时与布线基板抵接而变形的遮光部件。因此,通过该具有挠性的遮光部件与布线基板接触而变形,能够防止在遮光部布线基板之间产生缝隙,能够可靠地隔绝从发光元件向光接收元件直接入射的杂光。另外,由于遮光部件具有挠性,因此能够充分减小向布线基板给予的挤压。因此,能够防止产生安装在布线基板上的电子部件的连接不良等不良情况。其结果是,能够抑制在测定时作用于布线基板的压力,防止安装于布线基板的安装部件的连接不良等,且能够减少不透过生物体而接受的杂光。
根据本发明,能够在获取光电脉搏波信号的生物体传感器中,抑制在测定时作用于布线基板的压力,防止安装于布线基板的安装部件的连接不良等,且能够减少不透过生物体而接受的杂光。
附图说明
图1是示出应用了实施方式所涉及的生物体传感器的把持型脉搏波测定装置的外观、以及以手把持该把持型脉搏波测定装置的状态的主视图以及左右视图。
图2是放大示出形成在应用了实施方式所涉及的生物体传感器的把持型脉搏波测定装置的主体部表面的凹陷的剖视图。
图3是实施方式所涉及的生物体传感器的纵剖视图。
图4是实施方式所涉及的生物体传感器的俯视图。
图5是示出应用了实施方式所涉及的生物体传感器的把持型脉搏波测定装置的功能结构的框图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的适宜的实施方式详细地进行说明。应予说明,图中,设为对相同或者相当部分使用同一附图标记。另外,在各图中,对同一要素标记同一附图标记而省略重复的说明。应予说明,在这里,以将本发明所涉及的生物体传感器应用于把持型的脉搏波测定装置的情况为例进行说明。
首先,一并使用图1~图5,对实施方式所涉及的生物体传感器2、以及应用了生物体传感器2的把持型脉搏波测定装置1的结构进行说明。在这里,图1是示出应用了生物体传感器2的把持型脉搏波测定装置1的外观、以及以手把持该把持型脉搏波测定装置1的状态的主视图以及左右视图。图2是放大示出形成于把持型脉搏波测定装置1的主体部表面的凹陷17的剖视图。图3是沿着图4的III-III的生物体传感器2的纵剖视图。此外,上段是示出在主体部10组装布线基板30前的状态的剖视图,下段是示出在主体部10组装布线基板30后的状态的剖视图。另外,图4是生物体传感器2的俯视图。图5示出应用了生物体传感器2的把持型脉搏波测定装置1的功能结构的框图。
把持型脉搏波测定装置1是通过使用者以单手把持而能够从大拇指的指尖获取光电脉搏波并测定脉搏数等的把持型的脉搏波测定装置。
把持型脉搏波测定装置1具有形成为在测定时使用者以右手或者左手的大拇指与其他4根手指握住的大致旋转椭圆体状的主体部10(相对于权利要求中记载的壳体,以下也称为壳体)。在主体部10沿着主体部10的轴向凸设有在使用者以单手把持该主体部10时通过碰到大拇指的中节、基节的侧面而限制该大拇指的位置的限位器部11。此外,优选主体部10例如通过不透明树脂等形成。另外,所谓“大致旋转椭圆体状”,是不限定于几何学中定义的精确的意义下的旋转椭圆体的意思。
在主体部10的从限位器部11侧观察比背面侧的中央靠前端部附近的位置形成有用于在把持主体部10时将食指引导至适当的把持位置的台阶部12。即,通过使食指沿着该台阶部12而握住,各指的位置稳定为大致恒定,大拇指的指尖的纵向位置的偏差,即相对于后述的光电脉搏波传感器2的位置的偏差被抑制。
另外,在主体部10安装有具有遮光功能,在测定时遮光使得干扰光不向后述的光电脉搏波传感器2入射的遮光罩13。遮光罩13形成为大致半圆筒状以便覆盖后述的光电脉搏波传感器2的上方,即能够在测定时覆盖使用者的大拇指。
在主体部10的从限位器部11沿着主体部10的周向偏离的位置,装配有光电脉搏波传感器2(相当于权利要求中记载的生物体传感器)。光电脉搏波传感器2具有发光元件21以及光接收元件22,从通过限位器部11限制的大拇指的指尖获取光电脉搏波信号。光电脉搏波传感器2是利用血中血红蛋白的吸光特性,光学地检测光电脉搏波信号的生物体传感器。
此外,在这里,在主体部10,装配有具有发光元件21以及光接收元件22的光电脉搏波传感器2的区域例如比周围的面凹陷而呈大致椭圆状。即,光电脉搏波传感器2装配于形成于主体部10的凹陷17的中心部。因此,使用者通过使大拇指的指腹接触凹陷17,能够不目视观察而将大拇指的指尖可靠地配合在光电脉搏波传感器2上。更详细而言,优选如图2所示,凹陷17从主体部10的表面凹下2~5mm左右。
接下来,对光电脉搏波传感器2的结构详细地进行说明。布线基板30例如是形成为矩形的薄板状的印刷电路基板。更具体而言,布线基板30例如是以FR4(Flame RetardantType 4)的板为基材,在其上形成铜箔等构成的布线图案的玻璃环氧基板。
在形成为矩形的布线基板30的主面30a隔开规定的间隔而安装有发光元件21与光接收元件22。发光元件21与光接收元件22之间的距离例如设定为4~20mm左右。此外,优选在布线基板30上的发光元件21与光接收元件22之间不配置大型的电子部件。
作为发光元件21,能够使用LED、VCSEL(Vertical Cavity Surface EmittingLASER)、或者共振器型LED等。另一方面,作为光接收元件22,适宜地使用光电二极管或者光电晶体管等。
在布线基板30的主面30a上,形成有密封发光元件21的发光元件密封部23、以及密封光接收元件22的光接收元件密封部24。发光元件密封部23例如通过透光性树脂形成为柱状,密封发光元件21。同样地,光接收元件密封部24例如由透光性树脂形成为柱状,密封光接收元件22。作为形成发光元件密封部23以及光接收元件密封部24的透光性树脂,例如使用透明的环氧树脂等。此外,也可以发光元件密封部23以及光接收元件密封部24形成为长方体状。
安装有通过发光元件密封部23密封的发光元件21、以及通过光接收元件密封部24密封的光接收元件22的布线基板30例如嵌入形成于板状的基板压板31的矩形的凹部31a。基板压板31例如从内侧通过螺纹固定而固定于不透明树脂等构成的壳体10。此外,由于若安装在布线基板30上的发光元件21以及光接收元件22的安装位置相对于壳体10的开口部104、105偏移则影响传感器特性,因此需要固定使得位置偏移变小。位置偏移的允许值根据发光元件尺寸、光接收元件尺寸、开口径、开口部104、105的壳体厚度、发光元件特性、光接收元件特性等而确定。
例如,在发光元件21为LED的情况下,与横向的位置偏移相比上下方向的位置偏移的影响较大,需要设计为在壳体10与布线基板30之间不夹着后述的遮光部件102。为了抑制横向的位置偏移,优选利用布线基板30的外形形状。更具体而言,例如,在本实施方式中,在形成于基板压板31的、布线基板30所嵌入的矩形的凹部31a的内周以及底部设置定位用的多个突起31b,通过该多个突起31b进行布线基板30对壳体10的定位。此外,例如,也可以在布线基板30形成定位用的贯通孔,通过将形成于壳体10或基板压板31的销插入布线基板30的定位用孔而定位。
此外,优选基板压板31通过螺纹固定等固定于壳体10,但也可以代替上述固定方法,通过例如胶带、粘合剂等固定。另外,也可以在布线基板30钻出贯通孔并且在壳体10钻出螺孔,来将布线基板30直接螺纹固定,也可以在壳体10形成使布线基板30嵌合的形状而使布线基板30嵌合而固定。并且,也可以通过胶带、粘合剂等固定。但是,在将布线基板30直接螺纹固定的情况下,由于容易对布线基板30的螺纹固定部施加应力而布线基板30容易形变因此需要注意。此外,也可以将图3中示出的结构设为能够从壳体10装卸,设为在将布线基板30通过基板压板31与上述开口部104、105的周边部固定后组装于壳体10的构造。光电脉搏波传感器2的测定性能受到对壳体10的开口部104、105的组装误差的影响,但由于在组装于大致旋转椭圆体状的壳体10后难以进行性能评价,因此通过设为只能够装卸壳体10的开口部104、105的周边部的构造而能够容易地进行性能评价。另外,无论采用任意方法,在被施加振动等的情况下都需要布线基板30固定为相对于壳体10不动。这是因为若布线基板30相对于壳体10移动,则光接收光量变化而成为噪声,测定中出现负面影响。另外,在固定部位较多的情况、固定面积较广的情况下,由于存在若壳体10变形,则在固定时布线基板30弯曲而产生布线基板30上的安装部件的连接不良等问题的担忧,因此在设计时需要留意。
在壳体10如上述那样安装有布线基板30时,开口部104形成为发光元件21的轴线与开口部104的轴线一致。同样地,开口部105形成为光接收元件22的轴线与开口部105的轴线一致。即,在壳体10与发光元件21以及光接收元件22分别对应地形成有一对开口部104、105。因此,布线基板30将存在发光元件21以及光接收元件22的一侧朝着壳体10的外侧而固定于壳体10。而且,经过与发光元件21以及光接收元件22分别对应的壳体10的开口部104、105,来自发光元件21的光向壳体10的外部发射,散射/反射而返回的光通过光接收元件22接收。
壳体10具有在从垂直于布线基板30的方向观察的情况下,设置在一对开口部104、105各自的周围以及一对开口部104、105之间的遮光部101。即,在组装了布线基板30的状态下,在发光元件21以及光接收元件22各自的周围以及发光元件21以及光接收元件22之间配置遮光部101。此外,也可以设为遮光部只设置在一对开口部104、105之间,即发光元件21与光接收元件22之间的结构。在遮光部101中,例如适宜地使用含有炭黑等有遮光性的粉末的环氧树脂等。
在遮光部101的与布线基板30对置的面的至少发光元件21与光接收元件22之间的区域形成有凹部103。特别是,形成于遮光部101的凹部103从其开口部至底部形成为2阶的带阶形状。即,首先,在遮光部101形成浅而广的第1阶的凹部103a,在其内部形成更深而窄的第2阶的凹部103b。
而且,在第2阶的凹部103b设置有具有挠性或者弹性的遮光部件102。此外,例如,也可以第2阶的凹部103b不为阶梯状而成为锥状。第2阶的凹部103b考虑到遮光部件102的设置位置的偏移而设为比遮光部件102的尺寸大,形成为遮光部件102可靠地配置于第2阶的凹部103b的内部。
另外,遮光部101的周缘部,即第1阶的凹部103a的外边缘部构成为在壳体10安装有布线基板30时,不与布线基板30接触。例如,若遮光部101的周缘部接触布线基板3,则存在向布线基板30施加应力,产生安装于布线基板30上的电子部件的连接不良等不良情况的担忧,因此这是用于防止这样的不良情况的。
在遮光部101,即第2阶的凹部103b的底部安装有具有遮光性以及挠性,在布线基板30已安装于壳体时与布线基板30抵接而变形(即堵住布线基板30与遮光部101的缝隙而遮光)的遮光部件102的端部。此外,遮光部101与遮光部件102也可以一体形成,也可以单独地构成。另外,凹部103以及遮光部件102也可以设为除了在发光元件21与光接收元件22之间之外,还设置在发光元件21以及/或者光接收元件22的周围的结构。
作为遮光部件102的材料,例如,能够使用发泡塑料、橡胶、树脂、具有弹簧特性的金属等。另外,作为遮光部件102的形状,例如,四棱柱是所希望的,但若能够遮光使得来自发光元件21的直射光不到达光接收元件22则也可以为其他的形状,例如也可以为中空管、袋状等形状。对遮光部件102而言,凹部103的深度方向的尺寸设定为在不施加外力时比凹部103的深度略大一些。而且,如上述的那样,遮光部件102构成(设计)为在安装有发光元件21与光接收元件22的布线基板30已固定于壳体10时,与布线基板30的表面接触而变形。但是,在使用挠性较低的材料或设为在已固定布线基板30时的变形量较大的结构的情况下,存在遮光部件102对布线基板30施加的应力变大,而产生布线基板30上的安装部件的连接不良等问题的担忧。因此,在这样的情况下,优选使用挠性相对较大的材料,或设为变形量较小的结构。向第2阶的凹部103b的遮光部件102的安装例如,也可以通过双面胶带贴上,也可以通过粘合剂固定。另外,也可以嵌合于壳体10。
如上述的那样,优选第1阶的凹部103a的内侧的尺寸设为与在固定布线基板30时遮光部件102变形而有可能在横向,即沿着基板面扩展的区域相比较大。即,例如,在作为遮光部件102使用海绵的情况下,由于根据挤压方向存在海绵斜向压坏的可能性,因此第1阶的凹部103a的内侧的尺寸设定为不在遮光部101的周缘部,即第1阶的凹部103a的外边缘部与布线基板30之间夹着压坏的海绵的端部。
在壳体10的外表面,即遮光部101的上表面,安装有具有透光性的罩40以便覆盖开口部104、105。即,隔着遮光部101与布线基板30平行地设置有罩40。罩40例如是由具有透光性的丙烯酸树脂、聚碳酸酯、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等形成的,厚度为0.1~2mm左右的平板状的部件。此外,也可以罩40与壳体10一体形成。另外,也可以设为将发光元件21的开口部104与光接收元件22的开口部105分别以其他的透光性罩覆盖的结构。但是,由于发光元件21的开口部104与光接收元件22的开口部105之间的距离较短的情况较多,因此存在分别以其他的透光性罩覆盖在设计上或制造上困难的情况。
罩40从开口部104、105的外侧设置是所希望的。罩40例如通过嵌合、贴附、粘合等而固定于形成于壳体10的外侧的凹部10a。通过像这样固定,能够成为抵抗来自外部的挤压的构造。即,即使从外侧施加挤压也能够防止罩40从开口部104、105脱落或向内部压入。
罩40覆盖形成于壳体10的2个开口部104、105。这是为了防止例如水分、汗、灰尘等从开口部104、105进入内部,引起传感器的不良情况。
罩40的发光元件21侧的端部位于比开口部104靠外侧。即,罩40的端部在从布线基板30的主面30a的法线方向观察的情况下,配置为不与开口部104重合。特别是,罩40配置为覆盖比开口部104广的区域使得其端部的侧面不与经过发光元件21的发光区域的整个周缘部与壳体10的开口部104的整个周缘部的所有虚拟线L114相交。换言之,开口部104形成为经过发光元件21的发光部的发光区域与设置在发光元件21的周围的壳体10的开口部104的开口端的整内周缘部的全部的虚拟线L114不与罩40的端部的侧面相交。
同样地,罩40的光接收元件2两侧的端部位于比开口部105靠外侧。即,罩40的端部在从布线基板30的主面30a的法线方向观察的情况下,配置为不与开口部105重合。特别是,罩40配置为覆盖比开口部105广的区域使得其端部的侧面不与经过光接收元件22的光接收区域的整个周缘部与壳体10的开口部105的整个周缘部的所有虚拟线L115相交。换言之,开口部105形成为经过光接收元件22的光接收部的光接收区域与设置在光接收元件22的周围的壳体10的开口部105的开口端的整内周缘部的全部的虚拟线L115不与罩40的端部的侧面相交。
基于具有上述的结构的光电脉搏波传感器2的光电脉搏波的检测通过使生物体的部位,例如,被检者的右手的大拇指的指尖接触光电脉搏波传感器2而进行。
在检测光电脉搏波时,从发光元件21发射的光透过发光元件密封部23,从开口部104向罩40入射,经过该罩40而向指尖入射。
向指尖入射而透过该指尖的光经过罩40而向开口部105入射。接下来,透过光接收元件密封部24,通过光接收元件22接收。由此,获取透过指尖的光的强度变化作为光电脉搏波信号。
更详细而言,如图5所示,发光元件21根据从后述的信号处理部310的驱动部350输出的脉冲状的驱动信号发光。此外,驱动部350生成而输出驱动发光元件21的脉冲状的驱动信号。
光接收元件22输出与从发光元件21照射,透过大拇指或者在大拇指反射而入射的光的强度对应的检测信号。
光接收元件22连接于信号处理部310,通过光接收元件22得到的光电脉搏波信号向信号处理部310输出。信号处理部310处理输入的光电脉搏波信号,测量脉搏数、脉搏间隔等。
在这里,在主体部10的内部收纳有信号处理部310、以及将测量到的光电脉搏波信号、脉搏数等生物体信息向外部的机器发送的无线通信模块60。另外,在主体部10的内部,收纳有向光电脉搏波传感器2、信号处理部310、无线通信模块60等供给电力的电池。
信号处理部310具有放大部321、信号处理部320、峰值检测部326、峰值修正部328以及脉搏数等测量部330。另外,上述信号处理部320具有模拟滤波器322、A/D转换器323、数字滤波器324、2阶微分处理部325。
在这里,上述的各部分中,数字滤波器324、2阶微分处理部325、峰值检测部326、峰值修正部328、脉搏数等测量部330由进行运算处理的CPU、存储用于使该CPU执行各处理的程序、数据的ROM、以及暂时存储运算结果等各种数据的RAM等构成。即,通过由CPU执行存储于ROM的程序而实现上述各部分的功能。
放大部321例如由使用运算放大器等的放大器构成,放大通过光电脉搏波传感器2检测到的光电脉搏波信号。通过放大部321放大过的光电脉搏波信号向信号处理部320输出。
信号处理部320如上述的那样,具有模拟滤波器322、A/D转换器323、数字滤波器324、2阶微分处理部325,通过对通过放大部321放大过的光电脉搏波信号实施滤波处理以及2阶微分处理而提取跳动成分。
模拟滤波器322以及数字滤波器324进行用于除去表征光电脉搏波信号的频率以外的成分,即噪声,提高S/N的滤波。更详细而言,由于对光电脉搏波信号而言0.1~几十Hz附近的频率成分处支配地位,因此通过使用低通滤波器、带通滤波器等模拟滤波器322、以及数字滤波器324实施滤波处理,只选择性地使上述频率范围的信号通过来提高S/N。
此外,在只以跳动成分的提取为目的的情况,即不需要获取波形等的情况下,也可以为了提高噪声耐性而进一步减小通过频率范围来隔绝跳动成分以外的成分。另外,并不一定需要具备模拟滤波器322与数字滤波器324两者,也可以设为设置模拟滤波器322与数字滤波器324任意一方的结构。此外,通过模拟滤波器322、数字滤波器324实施过滤波处理的光电脉搏波信号向2阶微分处理部325输出。
2阶微分处理部325通过对光电脉搏波信号进行2阶微分,获取2阶微分脉搏波(以下称为“加速度脉搏波”)。获取的加速度脉搏波向峰值检测部326输出。此外,由于有光电脉搏波的上升点的变化不明确而难以检测的情况,因此优选变换为加速度脉搏波而进行峰值检测,但设置2阶微分处理部325不是必须的,也可以设为省略的结构。
峰值检测部326检测通过信号处理部320实施过滤波处理的光电脉搏波信号(加速度脉搏波)的峰值。此外,峰值检测部326在脉搏间隔的正常范围内进行峰值检测,针对检测到的全部的峰值,将峰值时间、峰值振幅等信息保存于RAM等。
峰值修正部328求出信号处理部320中的光电脉搏波信号的延迟时间。峰值修正部328基于求出的光电脉搏波信号的延迟时间,修正通过峰值检测部326检测到的光电脉搏波信号(加速度脉搏波)的峰值。修正后的加速度脉搏波的峰值向脉搏数等测量部330输出。
脉搏数等测量部330从通过峰值修正部328修正过的加速度脉搏波峰值的间隔求出脉搏数。另外,脉搏数等测量部330也计算脉搏间隔、脉搏间隔变化率等。
此外,获取的脉搏数、脉搏间隔、脉搏间隔变化率等的测量数据经由无线通信模块60例如向PC、具有显示器的便携式音乐播放器、或者智能手机等发送。此外,在这种情况下,优选除了测量结果、检测结果之外,还发送测量时间等数据。
接下来,对把持型脉搏波测定装置1的使用方法进行说明。在使用该把持型脉搏波测定装置1检测光电脉搏波信号,测量脉搏数等时,如图1所示,以右手的大拇指与其他4根手指握住把持型脉搏波测定装置1。
另外,使用者在把持主体部10时,通过使大拇指碰到限位器部11为止,即在图1的例中从右侧向左侧移动,而使大拇指的指腹碰到凹陷17,从而使大拇指的指尖与光电脉搏波传感器2接触。
通过这样做,通过光电脉搏波传感器2从大拇指的指尖获取光电脉搏波信号。而且,通过信号处理部310测定脉搏数等。此外,针对脉搏数等的测定方法为如上述的那样,在这里省略详细的说明。
像这样,使用者仅通过把持把持型脉搏波测定装置1,就能够检测测量光电脉搏波信号、脉搏数等。此外,检测测量到的光电脉搏波信号、脉搏数等信息通过无线通信模块60向外部的机器发送。
以上,如已详细地说明的那样,根据本实施方式,具备安装有布线基板30,与发光元件21以及光接收元件22分别对应而形成一对开口部104、105,具有至少设置在该一对开口部104、105之间的遮光部101的壳体10。而且,遮光部101包含设置于壳体10的与布线基板30对置的面,具有遮光性以及挠性,在布线基板30安装于壳体10时,与布线基板30抵接而变形的遮光部件102。因此,通过该具有挠性的遮光部件102与布线基板30接触而变形,能够防止在遮光部101布线基板30之间产生缝隙,能够可靠地隔绝从发光元件21向光接收元件22直接入射的杂光。另外,由于遮光部件102具有挠性,因此能够充分地减小向布线基板30给予的挤压。因此,能够防止产生安装在布线基板30上的电子部件的连接不良等不良情况。其结果是,能够抑制在测定时作用于布线基板的压力,防止安装于布线基板30的安装部件的连接不良等,且能够减少不透过生物体而接收的杂光。另外,能够相对简便并且廉价地实现遮光构造。
根据本实施方式,在遮光部101的与布线基板30对置的面的至少发光元件21与光接收元件22之间的区域形成凹部103,遮光部件102设置于形成于壳体10的凹部103的底部,凹部103的周缘部构成为在布线基板30安装于壳体10时,不与布线基板30接触。因此,在具有挠性的遮光部件102与布线基板30接触而变形时,例如能够防止由于该遮光部件102的一部分被夹在壳体10与布线基板30之间,而在壳体10与布线基板30之间产生缝隙,而高度方向的尺寸变化,能够防止由高度方向的尺寸变化引起的测定精度的恶化。另外,在施加了相对较大的外力的情况下,通过凹部103的周缘部与布线基板30接触,而能够抑制这以上的遮光部101等的变形,防止传感器2的破损。
另外,根据本实施方式,由于形成于遮光部101的凹部103从开口部至底部形成为2阶的带阶形状,因此在具有挠性的遮光部件102与布线基板30接触而变形时,例如能够更可靠地防止该遮光部件102的一部分夹在壳体10与布线基板30之间。因此,能够防止由于遮光部件102的一部分夹在壳体10与布线基板30之间,而在壳体10与布线基板30之间产生缝隙,能够防止高度方向的尺寸变化,能够更可靠地防止由高度方向的尺寸变化引起的测定精度的恶化。
根据本实施方式,具备设置为覆盖壳体10的开口部104、105的具有透光性的罩40。像这样,由于壳体10的开口部104、105被具有透光性的罩40堵住,因此能够相对简便地防止水分、灰尘等侵入壳体10内部而引起不良情况。另外,能够设为抵抗来自外部的挤压的构造。
根据本实施方式,开口部104、105形成为经过发光元件21的发光区域的整个周缘部与设置于发光元件21的周围的壳体10的开口部104的整个周缘部的全部的虚拟线L114不与罩40的端部的侧面相交,并且经过光接收元件22的光接收区域的整个周缘部与设置于光接收元件22的周围的壳体10的开口部105的整个周缘部的全部的虚拟线L115不与罩40的端部的侧面相交。因此,从发光元件21发射的光难以向罩40的端部入射。另外,通过罩40的端部反射的杂光难以向光接收元件22入射。因此,能够更有效地减少不透过生物体而经过罩40之中来传递而接收的杂光。
根据本实施方式,壳体10的装配有发光元件21以及光接收元件22的区域比周围的面凹陷。因此,例如通过使指尖的指腹碰到凹陷,能够不目视观察而将指尖可靠地配合在光电脉搏波传感器2上。特别是,由于能够通过触觉明白放置指尖的位置,因此能够抑制指尖的横向以及纵向的位置偏差,能够进行稳定的测定。并且,例如在通过大拇指的指尖测定的情况下,若以大拇指的第一关节伸直的状态长时间保持则会疲惫,但由于光电脉搏波传感器2比周围的面凹陷,因此大拇指成为适度地弯曲的状态而难以疲惫。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明不限定于上述实施方式,能够进行各种的变形。例如,在上述实施方式中,作为生物体传感器例举出光电脉搏波传感器,但不限于光电脉搏波传感器,例如也可以是接近传感器、氧饱和度传感器、血流传感器、分光传感器等。
在上述实施方式中,形成于遮光部101的凹部103从开口部至底部形成为2阶的带阶形状,但其阶数不限于2阶,也可以为1阶,也可以为3阶以上。
在上述实施方式中,将遮光部件102装配在发光元件21与光接收元件22之间,但也可以设为将遮光部件102装配在发光元件21以及/或者光接收元件22的周围的结构。
在上述的实施方式中,遮光罩13固定,但也可以设为遮光罩13能够摆动。
附图标记说明:
1...把持型脉搏波测定装置;2...光电脉搏波传感器;10...主体部;101...遮光部;102...遮光部件;103、103a、103b...凹部;104、105...开口部;11...限位器部;12...台阶部;13...遮光罩;17...凹陷;21...发光元件;22...光接收元件;23...发光元件密封部;24...光接收元件密封部;30...布线基板;31...基板压板;31b...突起;40...罩;60...无线通信模块;L114、L115...虚拟线
Claims (8)
1.一种生物体传感器,其特征在于,具备:
布线基板;
发光元件以及光接收元件,在上述布线基板的主面隔开规定的间隔而配置;以及
壳体,安装有上述布线基板,与上述发光元件以及光接收元件分别对应地形成一对开口部,并且具有设置在至少该一对开口部之间的遮光部,
上述遮光部包含遮光部件和凹部,该遮光部件设置在上述壳体的与上述布线基板对置的面,具有遮光性以及挠性,在上述布线基板安装于上述壳体时与上述布线基板抵接而变形,上述凹部形成在与上述布线基板对置的面的至少上述发光元件与上述光接收元件之间,
上述遮光部件设置于上述凹部的底部。
2.根据权利要求1所述的生物体传感器,其特征在于,
上述凹部是具有阶梯的形状,上述遮光部件被配置成能够与上述阶梯接触。
3.根据权利要求1或2所述的生物体传感器,其特征在于,
上述凹部是限制上述遮光部件的变形的部件,
上述凹部的周缘部构成为在上述布线基板安装于上述壳体时不与上述布线基板接触。
4.根据权利要求3所述的生物体传感器,其特征在于,
形成于上述遮光部的上述凹部从该凹部的开口部遍及至底部形成为多阶的带阶形状。
5.根据权利要求1或2所述的生物体传感器,其特征在于,
具有透光性的部件,该透光性的部件设置为覆盖形成于上述壳体的一对开口部,
上述遮光部相对于形成在上述壳体的凹部具有缝隙地配置。
6.根据权利要求5所述的生物体传感器,其特征在于,
上述具有透光性的部件形成为板状,是隔着上述遮光部与上述布线基板平行地设置的罩。
7.根据权利要求6所述的生物体传感器,其特征在于,
上述壳体被形成为:经过上述光接收元件的光接收区域的整个周缘部和设置在上述光接收元件的周围的上述壳体的开口部的整个周缘部的全部的虚拟线不与上述罩的端部的侧面相交,且经过上述发光元件的发光区域的整个周缘部和设置于上述发光元件的周围的上述壳体的开口部的整个周缘部的全部的虚拟线不与上述罩的端部的侧面相交。
8.根据权利要求1或2所述的生物体传感器,其特征在于,
上述壳体的装配有上述发光元件以及上述光接收元件的区域比周围的区域凹陷。
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