CN112006666B - 生物体信息测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够精度良好地检测出脉搏的生物体信息测量装置。生物体信息测量装置(1)具备：发光部(5)，其射出向胳膊(12)照射的照射光(31)；受光部(6)，其接受照射光(31)在胳膊(12)上被反射的反射光(32)；通过部(4)，其中有照射光(31)以及反射光(32)通过；遮光部(15)，其对从发光部(5)朝向受光部(6)行进的照射光(31)进行遮光；背盖(3)，其不透明，并对通过部(4)进行支承，在从自发光部(5)朝向通过部(4)的第一方向(17)进行的俯视观察中，遮光部(15)为被配置在发光部(5)与受光部(6)之间的金属板，在受光部(6)中的朝向与第一方向(17)交叉的方向的第一侧面(6e)至第四侧面(6h)中，不与遮光部(15)对置的第二侧面(6f)至第四侧面(6h)与背盖(3)对置。

Description

生物体信息测量装置

技术领域

本发明涉及一种生物体信息测量装置。

背景技术

一直以来，已知有一种对作为生物体信息之一的脉搏进行测量的生物体信息测量装置。在专利文献1中，公开了一种在该生物体信息测量装置中使用的光电传感器。据此，光电传感器具备作为发光部的发光元件以及作为受光部的受光元件。发光元件具备LED(Light Emitting Diode：发光二极管)。发光元件通过透光性树脂而向生物体射出照射光。受光元件将通过透光性树脂而入射的反射光转换为作为电信号的脉搏波信号。

在生物体中具有血液流动的血管。血管的脉动与心脏的跳动联动。由于血液会吸收发光部所射出的光的一部分，因此受光部将接受反映了血管的脉动的反射光。也就是说，受光部所接受的反射光的强度反映了血管的脉动。而且，脉搏波信号成为反映了血管的脉动的信号。

发光元件所射出的照射光通过透光性树脂而照射生物体。由生物体反射的反射光的一部分通过透光性树脂而照射受光元件。受光元件接受被照射的反射光。发光元件所射出的照射光伴随着行进而扩大。因此，发光元件与生物体之间的距离越短，照射到生物体上的照射光的强度越强。此外，由生物体反射的反射光也伴随着行进而扩大。因此，生物体与受光元件之间的距离越短，受光元件所接受的反射光的强度越变强。

发光元件以及受光元件与生物体之间的距离越短，越能够增强受光元件所接受的反射光的强度。而且，受光元件所接受的反射光的强度越强，则越能够提高脉搏波信号相对于噪声的比率。

在专利文献1所记载的光电传感器中，在发光元件与受光元件之间配置有遮光性树脂的壁。遮光性树脂的壁对发光元件所射出的照射光进行遮光，从而抑制直接照射受光元件的情况。由于当遮光性树脂设得较薄时遮光性会不足，因此需要增厚壁的厚度。由于遮光性树脂较厚，因此发光元件与受光元件之间的距离变长。发光元件与受光元件之间的距离较长时与较短时相比，照射光的行进距离与反射光的行进距离之和的距离变长。当光的行进距离较长时，受光元件所接受的反射光的强度变小。当受光元件所接受的反射光的强度较小时，脉搏的检测精度降低。如此，由于发光元件与受光元件之间的距离较长，因此对于提高脉搏的检测精度而言是存在极限的。

专利文献1：国际公开第2017/094089号

非专利文献1：野川雅道等著、生物体医工学49卷6号、公益社团法人日本生物体医工学会发行、2011年12月、P.968-976

发明内容

本申请的生物体信息测量装置，其特征在于，具备：发光部，其射出向生物体照射的照射光；受光部，其接受所述照射光在所述生物体上被反射的反射光；通过部，其中有所述照射光以及所述反射光通过；遮光部，其对从所述发光部朝向所述受光部行进的所述照射光进行遮光；背盖，其不透明，并且对所述通过部进行支承，在从自所述发光部朝向所述通过部的第一方向进行的俯视观察中，所述遮光部为被配置于所述发光部与所述受光部之间的金属板，在所述受光部中的朝向与所述第一方向交叉的方向的侧面中，不与所述遮光部对置的所述侧面与所述背盖对置。

在上述的生物体信息测量装置中，优选为，在从所述第一方向进行的俯视观察中，所述受光部的所述侧面和所述背盖分离。

在上述的生物体信息测量装置中，优选为，在从所述第一方向进行的俯视观察中，所述受光部的所述侧面与所述背盖接触。

在上述的生物体信息测量装置中，优选为，在从所述第一方向进行的俯视观察中，在所述受光部的所述生物体侧，所述受光部与所述背盖的一部分重叠。

在上述的生物体信息测量装置中，优选为，所述通过部的朝向所述遮光部的内表面凹陷，所述遮光部的朝向所述通过部的一侧沿着所述内表面而突出。

附图说明

图1为表示第一实施方式所涉及的生物体信息测量装置的结构的概要立体图。

图2为用于对生物体信息测量装置的佩戴状态进行说明的概要立体图。

图3为表示生物体信息测量装置的结构的示意俯视图。

图4为表示生物体信息测量装置的结构的示意侧剖视图。

图5为表示传感器部的结构的概要立体图。

图6为用于对光的行进路线进行说明的主要部分示意侧剖视图。

图7为用于对光的行进路线进行说明的主要部分示意侧剖视图。

图8为表示受光部的结构的示意侧剖视图。

图9为用于对检测血管的脉动的方法进行说明的示意图。

图10为用于对血管内外压差与血管内容积的关系进行说明的图。

图11为表示血管内容积的经时变化的图。

图12为生物体信息测量装置的电气控制框图。

图13为表示第二实施方式所涉及的传感器部以及背盖的结构的主要部分示意侧剖视图。

图14为表示传感器部以及背盖的结构的主要部分示意侧剖视图。

图15为表示第三实施方式所涉及的传感器部以及背盖的结构的主要部分示意侧剖视图。

图16为表示传感器部以及背盖的结构的主要部分示意侧剖视图。

图17为用于对第四实施方式所涉及的生物体信息测量装置的佩戴状态进行说明的示意图。

图18为表示生物体信息测量装置的结构的概要立体图。

具体实施方式

以下，根据附图来对实施方式进行说明。另外，由于各个附图中的各个部件在各个附图上被设为可识别的程度的大小，因此针对各个部件中的每一个，而以使比例尺不同的方式来进行图示。

第一实施方式

在本实施方式中，按照图1至图12来对检测血管的脉动的生物体信息测量装置的特征性的示例进行说明。图1为，表示生物体信息测量装置的结构的概要立体图。如图1所示，生物体信息测量装置1具备具有预定的厚度的箱状的外壳2。在外壳2的厚度方向的一方上设置有背盖3。在背盖3上，配置有光能够通过的通过部4。在外壳2的内部，配置有具备发光部5以及受光部6的传感器部7等。发光部5射出向生物体照射的照射光。受光部6接受在生物体内反射了照射光的反射光。

在外壳2的侧面上，以夹持外壳2的方式而配置有第一带8以及第二带9。在第一带8的一端上，配置有对第一带8和第二带9进行连结的未图示的连结部。在附图中，将从发光部5朝向受光部6的方向设为X方向。将从第二带9朝向第一带8的方向设为Y方向。将从外壳2朝向背盖3的方向设为Z方向。X方向、Y方向、Z方向分别成为正交的方向。将与X方向相反的方向设为-X方向。将与Y方向相反的方向设为-Y方向。将与Z方向相反的方向设为-Z方向。

生物体信息测量装置1具备进行无线通信的功能。而且，生物体信息测量装置1通过无线通信而将测量到的脉搏数据向智能手机11等的电子设备进行发送。而且，智能手机11显示生物体信息测量装置1所测量到的脉搏数据。

图2为，用于对生物体信息测量装置的佩戴状态进行说明的概要立体图。图2如所示，在人体的作为生物体的胳膊12上佩戴了生物体信息测量装置1。将第一带8以及第二带9缠绕在胳膊12上并通过连结部来连结第一带8以及第二带9。如此，生物体信息测量装置1为，被佩戴于胳膊12上并对人体的生物体信息进行测量的可穿戴设备。生物体信息测量装置1对脉搏波信号进行检测，并对脉搏数进行运算。另外，脉搏波信号为，观测到血管的脉动的压力变化或容积变化的信号。脉搏数为，在一分钟内包含的脉搏波信号的峰值数。

以背盖3与胳膊12接触的方式来佩戴生物体信息测量装置1。此时，背盖3以及通过部4与胳膊12接触。在外壳2的侧面上，配置有USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)的外部连接器13。生物体信息测量装置1通过外部连接器13而被充电。

图3为表示生物体信息测量装置的结构的示意俯视图，且为从背盖3侧对生物体信息测量装置1进行观察时的图。图4为表示生物体信息测量装置的结构的示意侧剖视图，且为从沿着图3的A-A线的剖面侧观察时的图。图5为表示传感器部的结构的概要立体图。

如图3至图5所示，通过部4的外形为圆形。通过部4的Z方向侧的面向Z方向侧突出。通过部4的-Z方向侧的面向Z方向侧凹陷。因此，通过部4成为板状。背盖3从-Z方向侧对通过部4进行支承。背盖3不透明。在背盖3上，在发光部5以及受光部6的Z方向侧配置有孔3b。由于通过部4覆盖了孔3b并罩在背盖3上，因此孔3b被通过部4堵塞。由于通过部4是透明的，穿过孔3b而可观察到发光部5、受光部6以及遮光部15，因此在图3中，发光部5、受光部6以及遮光部15用实线来表示。

在由外壳2、背盖3以及通过部4包围的内部的通过部4侧，配置有传感器部7。传感器部7具备被支承于背盖3上的传感器基板14。传感器基板14为刚性基板。在传感器基板14的通过部4侧，配置有发光部5、受光部6、遮光部15以及驱动部16。

发光部5射出照射在胳膊12上的照射光。发光部5由发光体5a和透镜体5b等构成。发光体5a为，LED(Light Emitting Diode)等的发光元件被树脂密封而成的LED芯片。发光体5a也可以为，发光元件未被密封树脂所密封的裸芯片。发光体5a所射出的光为绿色光。由于绿色光在皮肤较浅的部分处发生反射，因此能够照射小动脉。另外，发光体5a所射出的光也可以为绿色光以外的光。

透镜体5b使照射光聚光在胳膊12的预定的深度处。该预定的深度是指，小动脉所存在的深度。透镜体5b的材质只要具有透光性即可，并未被特别限定，例如，能够使用丙烯树脂、环氧树脂、玻璃等。

受光部6接受照射光被胳膊12反射了的反射光。而且，受光部6输出表示反射光的受光光量的检测信号。该检测信号为脉搏波信号。虽然受光部6省略了详细的图示，但作为PD(Photodiode：光电二极管)的受光元件为，通过密封树脂而被密封了的PD芯片。受光部6也可以为受光元件未被树脂密封的裸芯片。

在从第一方向17进行的俯视观察中，受光部6为平面的长方形的板状的长方体。将朝向-X方向的受光部6的侧面设为第一侧面6e。第一侧面6e与遮光部15对置。将朝向Y方向的受光部6的侧面设为第二侧面6f。将朝向X方向的受光部6的侧面设为第三侧面6g。将朝向-Y方向的受光部6的侧面设为第四侧面6h。第一侧面6e、第二侧面6f、第三侧面6g以及第四侧面6h相当于受光部6中的朝向与第一方向17交叉的方向的侧面。不与遮光部15对置的第二侧面6f、第三侧面6g以及第四侧面6h分别与背盖3的孔3b的侧面对置。

受光元件具有硅基板侧的n型半导体区域、和受光面侧的p型半导体区域。当在p型半导体区域中入射有具有足够大的能量的光时，通过光电效应从而输出电流。在受光部6中，设置有使与反射光大致相同的波长的光通过而不使反射光以外的光通过的波长限制滤波器。

遮光部15被配置于发光部5与受光部6之间。将从发光部5朝向通过部4的方向设为第一方向17。第一方向17为，与Z方向相同的方向。在从第一方向17进行的俯视观察中，遮光部15为被配置于发光部5与受光部6之间的金属板。虽然遮光部15的材质并未被特别限定，但在本实施方式中，例如使用了锌白铜。通过冲压机械而被形成。由于在遮光部15的表面上实施了镀锡，因此易于通过焊锡而被接合在传感器基板14上。遮光部15对从发光部5朝向受光部6行进的照射光进行遮蔽。遮光部15抑制了从发光部5射出的照射光未经由胳膊12而直接入射至受光部6的情况。此外，遮光部15也抑制了被胳膊12反射的反射光以外的杂散光入射受光部6的情况。遮光部15也可以实施抑制光的反射的表面处理。

驱动部16为，对发光部5以及受光部6进行驱动的电路。驱动部16对向发光部5供给的电力进行控制。并且，对电力的供给的开始以及停止进行控制。而且，驱动部16作为AFE(Analog Front End：模拟前端)而发挥功能。驱动部16对受光部6所输出的电信号放大。而且，驱动部16具备滤波器，滤波器去除被放大的电信号中所包含的噪声。而且，驱动部16具备ADC(Analog Digtal converter：模拟数字转换器)，ADC将模拟的电信号转换为数字数据的电信号并输出。

在传感器基板14的外壳2侧的面上配置有第一连接器18。在传感器基板14的外壳2侧配置有主基板19。在主基板19的传感器基板14侧的面上配置有第二连接器21。第二连接器21和第一连接器18被电连接。

在主基板19的两面上，安装有CPU、存储器、片状电阻器、片状电容器、天线等的电气元件22。从传感器基板14向主基板19输入有表示反射光的受光光量的检测信号。而且，主基板19对脉搏数进行运算。而且，主基板19通过无线通信而发送脉搏数的数据。

在主基板19的外壳2侧配置有二次电池23。二次电池23对从外部连接器13被供给的电力进行蓄电。而且，向传感器基板14以及主基板19供给电力。在二次电池23中使用了锂电池。

通过部4具有透光性。因此，从发光部5射出的照射光从通过部4中通过。而且，被胳膊12反射的反射光也通过通过部4。将通过部4的第一方向17侧的部分设为外表面部4a。外表面部4a与胳膊12接触。此外，将背盖3与胳膊12接触的面设为接触面3a。外表面部4a为，与接触面3a相比向第一方向17突出的凸面。

将在通过部4中与外表面部4a处于表里关系的部分设为作为内表面的内表面部4b。将与第一方向17正交的方向中的一个方向设为第二方向25。第二方向25被设为从发光部5朝向受光部6的方向。第二方向25为，与X方向相同的方向。在从第二方向25进行观察的剖视观察中，内表面部4b成为凹面。

外表面部4a为形成圆顶状的球面。通过部4的剖面为圆弧，内表面部4b成为与外表面部4a相比而小一圈的同心圆的圆弧形状，并且壁厚均匀。由于通过部4的内表面部4b侧成为空间，因此能够将遮光部15配置到外表面部4a的附近为止。

发光部5以及受光部6被收纳于背盖3的孔3b中。发光部5的一部分与接触面3a相比向第一方向17突出。由于通过部4的内表面部4b侧成为空间，因此能够将发光部5配置到外表面部4a的附近为止。由于发光部5与胳膊12之间的距离较短，因此胳膊12能够接受较强的照射光。

图6以及图7为，用于对光的行进路线进行说明的主要部分示意侧剖视图。图6为，从沿着图3的B-B线的剖面侧进行观察时的图。图7为，从沿着图3的A-A线的剖面侧进行观察时的图。如图6以及图7所示，将穿过从第一方向17进行的俯视观察时的发光部5的中心5d的中心线设为发光部中心线5c。发光部5的中心5d为，从第一方向17进行的俯视观察中的图形的重心。在从第一方向17进行的俯视观察中，将穿过受光部6的中心6d的中心线设为受光部中心线6c。受光部6的中心6d为，从第一方向17进行的俯视观察中的图形的重心。而且，在从第一方向17进行的俯视观察中，将穿过外表面部4a的顶点4g并向第一方向17延伸的线设为顶点指示线4f。外表面部4a的顶点4g表示外表面部4a中的向第一方向17最突出的点。

将发光部中心线5c与顶点指示线4f之间的距离设为第一距离26。将受光部中心线6c与顶点指示线4f之间的距离设为第二距离27。此时，第一距离26和第二距离27成为相同的距离。

外表面部4a的顶点4g强力地对胳膊12进行加压。在被加压的位置处，血管的脉动的变化变大。因此，在胳膊12的顶点指示线4f上的部分处，血管的脉动的变化较大。将穿过发光部5的发光部中心线5c和受光部6的受光部中心线6c的中间的第一方向17的线设为中间线28。中间线28与顶点指示线4f重叠。将中间线28以及顶点指示线4f的第一方向17上的胳膊12的内部设为被测量部29。

发光部5所射出的照射光31行进至胳膊12的内部。而且，被胳膊12的内部反射的反射光32的一部分朝向受光部6行进。将从发光部5至被测量部29为止的距离与从被测量部29至受光部6为止的距离相加得到的距离设为第一距离。在从第一方向17进行观察时的俯视观察中，将被测量部29以外的任意的部分设为参照部。而且，将从发光部5至参照部为止的距离和从参照部至受光部6为止的距离相加得到的距离设为第二距离。此时，第一距离短于第二距离。在发光部5至受光部6之间光所行进的距离越短，则受光部6接收的光越强。

因此，被测量部29为，生物体信息测量装置1能够灵敏度良好地对血管的脉动的变化进行测量的部位。由于外表面部4a的顶点4g对被测量部29进行加压，因此生物体信息测量装置1能够灵敏度良好地对血管的脉动的变化较大的地方进行测量。而且，在运动中等的、生物体信息测量装置1的外表面部4a沿着胳膊12的表面发生移动时，传感器部7也对外表面部4a所按压的被测量部29的血管的脉动进行测量。也就是说，生物体信息测量装置1灵敏度良好地对血管的脉动的变化较大的地方进行测量。因此，生物体信息测量装置1能够稳定地对血管的脉动进行测量。

由于照射光31的强度变化没有反映脉搏，因此即使受光部6接受到照射光31，也将成为噪声成分。在受光部6不接受照射光31时，脉搏的检测精度变好。照射光31的一部分并未通过胳膊12就朝向受光部6行进。遮光部15被配置于发光部5与受光部6之间。遮光部15遮盖了朝向受光部6行进的照射光31。遮光部15抑制了照射光31被受光部6接受的情况。

受光部6所接受的反射光32的强度较强时的脉搏的检测精度与较弱时相比较高。发光部5与被测量部29之间的距离越短，则越是有强度越强的照射光31照射在被测量部29上。受光部6与被测量部29之间的距离越短，则越是有强度越强的反射光32被受光部6所接受。

在以发光部5、被测量部29、受光部6为顶点的三角形中，发光部5与被测量部29之间的距离为照射光31的行进距离。受光部6与被测量部29之间的距离为反射光32的行进距离。发光部5与受光部6之间的距离较短时与较长时相比，能够缩短第一距离。由于照射光31以及反射光32不具有收敛性，因此第一距离越短，则受光部6越接受强度越强的反射光32。

由于遮光部15为金属板，因此即使较薄，也具有刚性，从而能够可靠地遮光。因此，由于能够缩短发光部5与受光部6之间的距离，因此生物体信息测量装置1能够精度良好地对脉搏进行检测。

在受光部6中的、朝向与第一方向17交叉的方向的侧面上，没有与遮光部15对置的第二侧面6f、第三侧面6g以及第四侧面6h与背盖3对置。通过部4为，具有曲面的板状。照射光31的一部分在通过部4的内部进行内部反射。在通过部4的内部进行内部反射的光为杂散光(stray light)。杂散光的一部分朝向受光部6行进。背盖3不透明，从而背盖3能够遮挡朝向受光部6行进的杂散光的一部分。

由于从图6中的Y方向的通过部4的内部朝向受光部6行进的杂散光照射了背盖3，因此并未到达受光部6。由于从-Y方向的通过部4的内部朝向受光部6行进的杂散光也照射了背盖3，因此也未到达受光部6。由于从图7中的X方向的通过部4的内部朝向受光部6行进的杂散光照射了背盖3，因此并未到达受光部6。

如图6以及图7所示，除此之外，背盖3还能够遮挡从远离被测量部29的位置朝向受光部6行进的反射光32。由于受光部6能够抑制成为噪声成分的杂散光的受光，因此生物体信息测量装置1能够精度良好地对脉搏进行检测。

如图6所示，通过部4的朝向遮光部15的内表面部4b是凹陷的。遮光部15的朝向通过部4的一侧沿着内表面部4b而突出。例如，与朝向通过部4的一侧的遮光部15平坦或凹陷时相比，能够缩窄通过部4与遮光部15之间的间隙。因此，能够抑制受光部6接受了被通过部4反射并穿过通过部4与遮光部15之间的间隙的杂散光的情况。

如图6以及图7所示，在从第一方向17进行的俯视观察中，受光部6的第二侧面6f、第三侧面6g以及第四侧面6h和背盖3分离。由于在受光部6的第二侧面6f、第三侧面6g以及第四侧面6h与背盖3之间具有间隙，因此能够很容易地组装受光部6和背盖3。

图8为，表示受光部的结构的示意侧剖视图。如图8所示，受光部6具备硅基板33。硅基板33为P型基板。在硅基板33的内部，在第一方向17侧于平面方向上交替地配置有N型扩散层34和P型扩散层35。而且，通过N型扩散层34与硅基板33之间的pn结而形成了光电二极管36。而且，通过N型扩散层34与P型扩散层35之间的pn结而形成了光电二极管。N型扩散层34成为光电二极管的阴极，P型扩散层35以及硅基板33成为阳极。

在硅基板33的第一方向17侧配置有角度限制滤波器37。在角度限制滤波器37中，在第二方向25上等间隔地配置有遮光物38。遮光物38为，第二方向25较薄的膜。在遮光物38的材质上可使用铝或钨等。在遮光物38之间，配置有透光物41。透光物41的材质只要能够使光电二极管36所接受的波长的反射光32通过即可。在本实施方式中，例如在透光物41的材质上使用了二氧化硅。

在角度限制滤波器37中，配置有与N型扩散层34电连接的第一配线42。而且，配置有与P型扩散层35电连接的第二配线43。在第一配线42以及第二配线43中，在第一方向17上较长的部分上使用了钨。在第一配线42以及第二配线43中，在第二方向25上较长的部分上使用了铝。

由于到达遮光物38的反射光32的光的强度发生衰减，因此强度较强的反射光32到达光电二极管36的角度被限制在限制角度46内。将透光物41的第一方向17的长度设为第一长度44。将透光物41的第二方向25的长度设为第二长度45。而且，对反射光32进行限制的限制角度46成为arctan(第二长度45/第一长度44)。通过对第一长度44以及第二长度45进行设定，从而设定了限制角度46。在本实施方式中，例如，第一长度44为5μm，第二长度45为3μm。此时，限制角度46为31°。

在角度限制滤波器37的第一方向17侧配置有保护膜47。在保护膜47的材质上可使用与透光物41相同的二氧化硅。

在保护膜47的第一方向17侧配置有带通滤波器48。带通滤波器48由被形成于保护膜47上的长通滤波器51和被形成于长通滤波器51上的短通滤波器52构成。长通滤波器51为，具有使长波长侧的光通过并使短波长侧的光衰减的功能的滤波器。短通滤波器52为具有使短波长侧的光通过并使长波长侧的光衰减的功能的滤波器。在本实施方式中，例如，带通滤波器48使波长为500nm～600nm的光通过。长通滤波器51和短通滤波器52为，层叠了薄膜的薄膜滤波器。另外，长通滤波器51和短通滤波器52的第一方向17的位置也可以更换。

对受光部6的概要的制造方法进行说明。首先，形成光电二极管36。光电二极管36在作为P型基板的硅基板33上形成有N型扩散层34以及P型扩散层35。N型扩散层34通过向硅基板33的预定的图案中注入磷或砷等的V族的元素而被形成。P型扩散层35通过向硅基板33的预定的图案中注入硼等的III族的元素而被形成。

接下来，形成角度限制滤波器37。首先，在步骤1中，通过溅射法而使二氧化硅的膜成膜。接下来，在步骤2中，利用光刻法以及蚀刻法而形成孔。接下来，在步骤3中，在该孔中以及二氧化硅的膜上，利用溅射法而配置铝或钨的金属膜。然后，在步骤4中，通过CMP(chemical mechanical polishing：化学机械抛光)而使二氧化硅的膜平坦。

反复执行以上的步骤1至步骤4，从而形成遮光物38以及透光物41。当在第一配线42以及第二配线43中形成硅基板33的平面方向的配线时，使用光刻法以及蚀刻法而形成在步骤3中形成的金属膜。然后，转移至步骤1。采用这样的方式，从而形成了角度限制滤波器37。以与角度限制滤波器37重叠的方式形成保护膜47。保护膜47通过溅射法而使二氧化硅的膜成膜。

接下来，以与保护膜47重叠的方式形成带通滤波器48。然后，在保护膜47上实施各向异性干法蚀刻以及由CMP所实施的研磨，从而形成倾斜结构体的倾斜面。接下来，交替地实施钛氧化膜的溅射和二氧化硅膜的溅射，在倾斜面上形成多层薄膜。钛氧化膜为高折射率的薄膜，二氧化硅膜为低折射率的薄膜。根据长通滤波器51以及短通滤波器52的光学特性来对钛氧化膜的膜厚以及二氧化硅膜的膜厚进行调节。通过以上的工序来完成受光部6。

图9为，用于对检测血管的脉动的方法进行说明的模式图。如图9所示，在胳膊12的内部配置有小动脉的血管53。在血管53的内部有血液54流动。通过血液54的输出从而传导血管53的膨胀。将预定长度的血管53内的血液54的体积设为血管内容积。血管内容积与在血管53中流动有血液54的区域的截面面积成比例。当血管53膨胀时，血管内容积变大，当血管53缩小时，血管内容积变小。血管内容积以与心脏的跳动同步地发生变动。由于心脏的跳动与血管的脉动相联动，因此血管内容积的变动与血管的脉动相联动。

从发光部5被射出的照射光31的一部分被血液54内的血红蛋白所吸收。未被血红蛋白吸收的照射光31的一部分作为反射光32而被受光部6所接受。当血管内容积变大时，被血红蛋白吸收的照射光31相对于被射出的照射光31的比率变大。当血管内容积变大时，被受光部6所接受的反射光32变小。因此，受光部6所接受的反射光32的光强度与血管内容积的变动相联动。

在非专利文献1中，公开了施加于血管53上的压力与血管内容积的变动的关系的信息。据此，当向血管53施加了接近血压的压力时，血管内容积的变动变大。图10为，用于对血管内外压差和血管内容积的关系进行说明的图。在图10中，横轴表示血管内外压差。血管内外压差为，从“血管内部的平均压力”中减去“从外侧施加于血管上的压力”而得到的压差。横轴的图中左侧与右侧相比，从外侧施加于血管53上的压力变高。当通过部4的外表面部4a离开胳膊12时，血管内外压差变为横轴的图中右侧的状态。当通过部4的外表面部4a按压胳膊12时，血管内外压差成为接近于横轴的“0”的状态。血管内外压差为横轴的“0”的状态为，血管53内的血压的平均值与通过部4的外表面部4a施加于血管53上的压力相同的状态。

纵轴表示血管内容积，图中上侧与下侧相比，血管内容积较大。压力容积曲线55表示血管内外压差与血管内容积之间的关系。压力容积曲线55的变化率表示压力容积曲线55的倾斜度。当压力容积曲线55的倾斜度较大时，血管内容积的变化率较大，当压力容积曲线55的倾斜度较小时，血管内容积的变化率较小。当血管内外压差为“0”时，血管内容积的变化率变大，随着血管内外压差偏离“0”，从而血管内容积的变化率变小。

将接触面3a与胳膊12接触且通过部4的外表面部4a按压了胳膊12时的血管内外压差的变动设为第一压力变动56。第一压力变动56的幅度表示通过输出而发生变化的血管内外压差。第一压力变动56在血管内外压差为“0”的附近处发生变动。而且，将与第一压力变动56相对应的血管内容积设为第一容积变动57。

将接触面3a与胳膊12分离时的血管内外压差的变动设为第二压力变动58。第一压力变动56和第二压力变动58之间的变动压差的幅度相同。由于在第二压力变动58中血管53并未被通过部4的外表面部4a按压，因此第二压力变动58通过第一压力变动56而变成图中右侧。而且，将与第二压力变动58相对应的血管内容积设为第二容积变动61。

第一压力变动56中的压力容积曲线55的倾斜度与第二压力变动58中的压力容积曲线55的倾斜度相比更陡峭。也就是说，压力容积曲线55的变化率较大。因此，第一容积变动57的变动幅度大于第二容积变动61的变动幅度。

图11为，表示血管内容积的经时变化的图。图11的横轴表示时间的经过，时间从图中左侧向右侧变化。纵轴表示血管内容积，图中上侧与下侧相比，血管内容积较大。第一波形62为与第一容积变动57相对应的波形，第二波形63为与第二容积变动61相对应的波形。第一波形62和第二波形63的波形为相似形。而且，第一波形62的血管内容积的峰值大于第二波形63的血管内容积的峰值。因此，通过通过部4的外表面部4a按压胳膊12而将适当的压力施加在血管53上，从而使发生变化的血管内容积的振幅变大。此时，传感器部7易于对血管53的脉动进行检测。

图12为，生物体信息测量装置的电气控制框图。在图12中，生物体信息测量装置1具备对生物体信息测量装置1的动作进行控制的控制部64。而且，控制部64具备实施各种运算处理的信号处理部65、和对各种信息进行存储的存储部66。传感器部7以及通信部67与信号处理部65相连接。

通信部67具备用于进行无线通信的调制电路与解调电路。而且，在通信部67上连接有天线68。通信部67在其与智能手机11等的终端装置之间例如实施蓝牙(注册商标)等的近距离无线通信的通信处理。具体而言，通信部67实施来自天线68的信号的接收处理与向天线68发送信号的发送处理。通信部67的功能能够通过通信用的处理器或ASIC(application specific integrated circuit：专用集成电路)等的逻辑电路来实现。通信部67将信号处理部65所运算出的脉搏数等的脉搏信息从天线68向智能手机11进行无线通信。

操作者对智能手机11进行操作，从而实施生物体信息测量装置1的动作的设定或指示。然后，智能手机11向生物体信息测量装置1发送指示信息。通信部67从智能手机11接收指示信息。因此，智能手机11实施向生物体信息测量装置1发出的动作指示或生物体信息测量装置1所检测出的脉搏波或脉搏数的数据的显示。

存储部66由RAM、ROM等这样的半导体存储器构成。存储部66对记述有生物体信息测量装置1的动作的控制步骤或脉搏波的运算步骤的程序进行存储。除此之外，存储部66还对传感器部7所输出的脉搏波信号的数据进行存储。除此之外，还具备作为用于信号处理部65进行动作的工作区域或临时文件等而发挥功能的存储区域或其他各种存储区域。

信号处理部65为，例如将存储部66作为工作区域从而实施各种信号处理或控制处理的部件。通过例如CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等的处理器或ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)等的逻辑电路，从而实现了信号处理部65。

信号处理部65具有脉搏波运算部71。脉搏波运算部71从传感器部7输入脉搏波信号的数据，从而实施脉搏信息的运算处理。脉搏信息为，例如脉搏数等的信息。具体而言，脉搏波运算部71针对脉搏波信号而实施FFT(fast Fourier transform：快速傅里叶变换)等的频率解析处理，从而求出脉搏波信号的光谱。将在求出的光谱中强度较大的频率设为60倍，从而计算出脉搏数。另外，脉搏信息并未被限定于脉搏数本身，例如，也可以为脉搏波的频率或周期等。此外，脉搏信息也可以包括脉搏数的经时变化的数据。

第二实施方式

接下来，使用图13以及图14来对生物体信息测量装置的一个实施方式进行说明。图13以及图14为表示传感器部以及背盖的结构的主要部分示意侧剖视图。图13相当于从沿着图3的B-B线的剖面侧进行观察时的图。图14相当于从沿着图3的A-A线的剖面侧进行观察时的图。本实施方式与第一实施方式不同之处在于，传感器部7与背盖3之间的间隙不同这一点。另外，关于与第一实施方式相同之处，则省略说明。

即，在本实施方式中，如图13以及图14所示，生物体信息测量装置75具备背盖76。在背盖76中，在发光部5以及受光部6的Z方向侧配置有孔76b。孔76b被通过部4所堵塞。在从第一方向17进行的俯视观察中，在孔76b中，受光部6的第二侧面6f、第三侧面6g以及第四侧面6h与背盖76接触。

精度良好地形成受光部6以及背盖76的形状并对受光部6和背盖76进行组装。背盖76不透明，并且背盖76能够遮挡朝向受光部6行进的杂散光的一部分。由于背盖76以与受光部6接触的方式被配置，因此与背盖76在其与受光部6之间具有间隙时相比，背盖76能够抑制受光部6接受杂散光的情况。除此之外，背盖76能够遮挡从远离被测量部29的地方朝向受光部6行进的反射光32。由于背盖76以与受光部6的第二侧面6f、第三侧面6g以及第四侧面6h接触的方式被配置，因此与背盖76在其与受光部6的第二侧面6f、第三侧面6g以及第四侧面6h之间具有间隙时相比，背盖76能够抑制受光部6接受不需要的反射光32的情况。

第三实施方式

接下来，使用图15以及图16来对生物体信息测量装置的一个实施方式进行说明。图15以及图16为表示传感器部以及背盖的结构的主要部分示意侧剖视图。图15相当于从沿着图3的B-B线的剖面侧进行观察时的图。图16相当于从沿着图3的A-A线的剖面侧进行观察时的图。本实施方式与第一实施方式不同之处在于，在受光部6的第一方向17上受光部6和背盖的一部分重叠这一点。另外，关于与第一实施方式相同之处，则省略说明。

即，在本实施方式中，如图15以及图16所示，生物体信息测量装置80具备背盖81。在背盖81中，在发光部5以及受光部6的Z方向侧配置有孔81b。孔81b被通过部4所堵塞。在从第一方向17进行的俯视观察中，在受光部6的胳膊12侧，受光部6与背盖81的一部分重叠。重叠的位置在受光部6的外周侧。

而且，背盖81不透明，并且背盖81能够遮挡朝向受光部6行进的杂散光的一部分。在受光部6的胳膊12侧，背盖81的一部分向受光部6侧突出。背盖81吸收被照射在背盖81的突出的部分上的杂散光。因此，背盖81能够抑制受光部6接受杂散光的情况。除此之外，相对于第一方向17而斜向行进的反射光32的一部分被背盖81遮光。除此之外，背盖81能够抑制受光部6接受从太阳或荧光灯等射出的外来光的情况。背盖81能够遮挡从远离被测量部29的地方朝向受光部6行进的反射光32。因此，背盖81能够抑制受光部6接受不需要的反射光32的情况。

第四实施方式

接下来，使用图17以及图18来对生物体信息测量装置的一个实施方式进行说明。图17为用于对生物体信息测量装置的佩戴状态进行说明的模式图。图18为表示生物体信息测量装置的结构的概要立体图。本实施方式与第一实施方式不同之处在于，生物体信息测量装置具备显示部这一点。另外，关于与第一实施方式相同之处，则省略说明。

如图17所示，生物体信息测量装置85的外观类似于钟表。生物体信息测量装置85被佩戴于用户的胳膊12上，并对脉搏波信息等的生物体信息进行检测。生物体信息测量装置85具有外壳86、第一带87以及第二带88。第一带87以及第二带88将外壳86佩戴在用户上。另外，列举出生物体信息测量装置85为佩戴于胳膊12上的钟表型的脉搏计的情况为示例来进行说明。并不限定于该示例。例如，生物体信息测量装置85也可以为，被佩戴于手指、上臂、胸部等上从而对生物体信息进行检测的装置。此外，成为生物体信息测量装置85的检测对象的生物体信息也未被限定于脉搏波。例如，生物体信息测量装置85也可以为，对脉搏波以外的血液中的氧饱和度、体温、心率、血压等进行检测的装置。

在外壳86中，设置有LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)等的第一显示部89。在第一显示部89上，显示有脉搏数、消耗卡路里或时间等的各种信息。生物体信息测量装置85可与智能手机11通信连接，并实施数据的交换。智能手机11具备LCD等的第二显示部11a。在智能手机11的第二显示部11a上，能够显示脉搏数或消耗卡路里等的各种信息。另外，生物体信息测量装置85也可以执行脉搏数或消耗卡路里等的信息的运算处理，智能手机11也可以执行至少一部分的运算处理。

如图18所示，在与第一显示部89相反侧的外壳86中设置有背盖90。在背盖90的中央处，配置有光能够通过的通过部91。在外壳86的内部，配置有具备发光部5、受光部6以及遮光部15的传感器部7等。在背盖90中，在与发光部5以及受光部6对置的位置处配置有孔90b。孔90b被通过部91所堵塞。由于通过部91透明，并且可通过孔90b而观察到发光部5、受光部6以及遮光部15，因此在图18中以实线来表示发光部5、受光部6以及遮光部15。

在从第一方向17进行的俯视观察中，遮光部15为，被配置于发光部5与受光部6之间的金属板。在受光部6中的、朝向与第一方向17交叉的方向的侧面中，不与遮光部15对置的侧面与背盖90对置。

在生物体信息测量装置85中，由于遮光部15为金属板，因此即使较薄也具有刚性，从而能够可靠地遮挡光。因此，由于能够缩短发光部5与受光部6之间的距离，因此生物体信息测量装置85能够精度良好地对脉搏进行检测。背盖90能够遮挡朝向受光部6行进的杂散光的一部分。除此之外，背盖90能够遮挡从远离被测量部29的地方朝向受光部6行进的反射光32。

另外，本实施方式并未被限定于上述的实施方式，在本发明的技术思想内，可由在本领域中具有通常知识的人员来施加各种变更或改良。以下，对变形例进行叙述。

变形例1

在上述第一实施方式中，遮光部15的朝向通过部4的一侧突出。在通过部4的朝向遮光部15一侧的内表面部4b为平面时，遮光部15的朝向通过部4的一侧也可以为平面。在通过部4的朝向遮光部15的一侧的内表面部4b突出时，遮光部15的朝向通过部4的一侧也可以凹陷。遮光部15的形状也可以设为与通过部4的形状相对应的形状。

变形例2

在上述第一实施方式中，生物体信息测量装置1被佩戴于人体的胳膊12上。生物体信息测量装置1也可以被佩戴在胳膊12以外的部位上。例如，生物体信息测量装置85也可以为被佩戴于手指、上臂、胸部等上并对生物体信息进行检测的装置。也可以在人体以外的动物上佩戴生物体信息测量装置1。此外，成为生物体信息测量装置1的检测对象的生物体信息也未被限定于脉搏波。例如，生物体信息测量装置1也可以为，对脉搏波以外的血液中的氧饱和度、体温、心率、血压等进行检测的装置。

以下，对从实施方式导出的内容进行记载。

生物体信息测量装置的特征在于，具备：发光部，其射出向生物体照射的照射光；受光部，其接受所述照射光在所述生物体上被反射的反射光；通过部，其中有所述照射光以及所述反射光通过；遮光部，其对从所述发光部朝向所述受光部行进的所述照射光进行遮光；背盖，其不透明，并且对所述通过部进行支承，在从自所述发光部朝向所述通过部的第一方向进行的俯视观察中，所述遮光部为被配置在所述发光部与所述受光部之间的金属板，在所述受光部中的朝向与所述第一方向交叉的方向的侧面中，不与所述遮光部对置的所述侧面与所述背盖对置。

根据该结构，生物体信息测量装置具备发光部以及受光部。发光部朝向生物体射出照射光。在发光部与生物体之间配置有通过部。照射光通过通过部而朝向生物体行进。朝向生物体行进的照射光在生物体上被反射。被生物体反射的反射光的一部分朝向受光部行进。在受光部与生物体之间配置有通过部。反射光通过通过部而朝向受光部行进。受光部接受反射光。

在生物体的血管中，血液会吸收照射光的一部分。在血管中，由于血液成为脉动血流，因此反射光具有反映出血液的脉动血流的强度的经时变化。生物体信息测量装置通过对反射光进行测量，从而对血管的脉动进行检测。由于照射光不具有反映出脉搏的强度的经时变化，因此受光部即使接受了照射光，也成为噪声成分。受光部没有接受到照射光时的脉搏的检测精度较为良好。

照射光的一部分朝向受光部行进。遮光部被配置于发光部与受光部之间。遮光部遮挡了朝向受光部行进的照射光。遮光部抑制了照射光被受光部接受的情况。照射光的一部分在通过部的内部进行内部反射。将在通过部的内部进行内部反射的光称为杂散光。杂散光的一部分朝向受光部行进。不与遮光部对置的受光部的侧面和背盖对置。而且，背盖不透明，从而背盖遮挡了朝向受光部行进的杂散光的一部分。由于受光部能够抑制成为噪声成分的杂散光的受光，因此生物体信息测量装置能够精度良好地对脉搏进行检测。

受光部所接受的反射光的强度较强时与较弱时相比，脉搏的检测精度较高。发光部与生物体之间的距离越短，越会有强度越强的照射光照射在生物体上。受光部与生物体之间的距离越短，越会接受强度越强的反射光。

在以发光部、生物体、受光部为顶点的三角形中，发光部与生物体之间的距离为照射光的行进距离。受光部与生物体之间的距离为反射光的行进距离。发光部与受光部之间的距离较短时与较长时相比，能够缩短照射光的行进距离与反射光的行进距离之和的距离。由于照射光以及反射光不具有收敛性，因此照射光以及反射光的行进距离越短，受光部越会接受强度越强的反射光。

由于遮光部为金属板，因此即使较薄也具有刚性，从而能够可靠地遮挡光。因此，由于能够缩短发光部与受光部之间的距离，因此生物体信息测量装置能够精度良好地对脉搏进行检测。

在上述的生物体信息测量装置中，优选为，在从所述第一方向进行的俯视观察中，所述受光部的所述侧面和所述背盖分离。

根据该结构，受光部的侧面和背盖分离。也就是说，由于在受光部的侧面和背盖之间具有间隙，因此能够很容易地组装受光部和背盖。

在上述的生物体信息测量装置中，优选为，在从所述第一方向进行的俯视观察中，所述受光部的所述侧面与所述背盖接触。

根据该结构，受光部的侧面和背盖接触。在能够精度良好地形成受光部以及背盖的形状时，可将受光部和背盖组装在一起。由于背盖被配置在与受光部较近的地方，因此背盖能够抑制受光部接受杂散光的情况。

在上述的生物体信息测量装置中，优选为，在从所述第一方向进行的俯视观察中，在所述受光部的所述生物体侧，所述受光部与所述背盖的一部分重叠。

根据该结构，在受光部的生物体侧，背盖的一部分向受光部侧突出。背盖吸收被照射在背盖的一部分上的杂散光。因此，背盖能够抑制受光部接受杂散光的情况。

在上述的生物体信息测量装置中，优选为，所述通过部的朝向所述遮光部的内表面凹陷，所述遮光部的朝向所述通过部的一侧沿着所述内表面而突出。

根据该结构，遮光部被配置于发光部与受光部之间。在发光部以及受光部的生物体侧配置有通过部。因此，在遮光部的生物体侧配置有通过部。通过部的朝向遮光部的内表面凹陷。遮光部的朝向通过部的一侧沿着内表面而突出。此时，与朝向通过部的一侧的遮光部平坦或凹陷时相比，能够缩窄通过部与遮光部之间的间隙。因此，能够抑制受光部接受在通过部中反射并穿过通过部与遮光部之间的间隙的杂散光的情况。

符号说明

1、75、80、85…生物体信息测量装置；3、76、81、90…背盖；4、91…通过部；5…发光部；6…受光部；6e…作为侧面的第一侧面；6f…作为侧面的第二侧面；6g…作为侧面的第三侧面；6h…作为侧面的第四侧面；12…作为生物体的胳膊；15…遮光部；17…第一方向；31…照射光；32…反射光。

Claims (5)

1.一种生物体信息测量装置，其特征在于，具备：

发光部，其射出向生物体照射的照射光；

受光部，其接受所述照射光在所述生物体上被反射的反射光；

通过部，其中有所述照射光以及所述反射光通过；

遮光部，其对从所述发光部朝向所述受光部行进的所述照射光进行遮光；

背盖，其不透明，并且对所述通过部进行支承，

所述通过部以及所述背盖为，与所述生物体接触的部分，

在从自所述发光部朝向所述通过部的第一方向进行的俯视观察中，所述遮光部为被配置在所述发光部与所述受光部之间的金属板，

在所述受光部中的朝向与所述第一方向交叉的方向的侧面中，不与所述遮光部对置的所述侧面与所述背盖对置。

2.如权利要求1所述的生物体信息测量装置，其特征在于，

在从所述第一方向进行的俯视观察中，所述受光部的所述侧面和所述背盖分离。

3.如权利要求1所述的生物体信息测量装置，其特征在于，

在从所述第一方向进行的俯视观察中，所述受光部的所述侧面与所述背盖接触。

4.如权利要求1所述的生物体信息测量装置，其特征在于，

在从所述第一方向进行的俯视观察中，在所述受光部的所述生物体侧，所述受光部与所述背盖的一部分重叠。

5.如权利要求1至4中的任一项所述的生物体信息测量装置，其特征在于，

所述通过部的朝向所述遮光部的内表面凹陷，

所述遮光部的朝向所述通过部的一侧沿着所述内表面而突出。