JP2016112279A - 画像取得装置、生体情報取得装置、電子機器 - Google Patents

Abstract

【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】画像取得装置は、受光素子を有する撮像部と、撮像部に重畳され、被写体を照明する発光部１１０と、を備え、発光部１１０は、透光性の第１基板としての素子基板１１１と、素子基板１１１に設けられた発光素子３０と、発光素子３０における発光領域３１ｂを規定する樹脂層としての隔壁部２３と、照明された被写体からの反射光を透過させて受光素子に導く透光部１１２と、を含み、隔壁部２３は、絶縁性の樹脂材料と、光吸収部材とを含む。発光領域３１から発して透光部１１２側に漏れるおそれのある光Ｌ１，Ｌ２は隔壁部２３により吸収される。【選択図】図７

Description

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。

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。

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。

特開２０１４−６７５７７号公報

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あるいは反射した光も含まれる。

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。

［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、前記撮像部に重畳され、被写体を照明する発光部と、を備え、前記発光部は、透光性の第１基板と、前記第１基板に設けられた発光素子と、前記発光素子における発光領域を規定する樹脂層と、照明された前記被写体からの反射光を透過させて前記受光素子に導く透光部と、を含み、前記樹脂層は、絶縁性の樹脂材料と、光吸収部材とを含むことを特徴とする。

本適用例によれば、発光素子の発光領域を規定する樹脂層に光吸収部材が含まれているので、発光領域から透光部に漏れるおそれがある光は、樹脂層の光吸収部材によって吸収される。したがって、照明された被写体からの反射光以外に透光部から撮像部の受光素子に入射する迷光が低減され、明瞭な画像を取得可能な画像取得装置を提供することができる。

上記適用例に記載の画像取得装置において、前記光吸収部材は、カーボンブラックまたはＴｉ系黒色顔料であることを特徴とする。
この構成によれば、発光素子の発光領域から透光部に漏れるおそれがある光を光吸収部材によって充分に吸収させることができる。

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、前記第１基板上に対向して配置された第１電極及び第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置された発光機能層と、を含み、前記樹脂層は、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ、前記第１電極と前記発光機能層とが接する領域を規定しており、平面的に前記第１電極の外縁を内包するように配置されていることが好ましい。
この構成によれば、発光素子の発光領域から発した光が、樹脂層と第１電極や第２電極の界面で反射して透光部側に漏れるおそれがない。つまり、発光素子の発光領域から透光部に漏れるおそれがある光を確実に樹脂層によって吸収させることができる。

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、前記第１基板と前記第１電極との間に配置された反射層を含み、前記第１電極は、光透過性を有し、前記反射層に積層されていることが好ましい。
この構成によれば、発光素子で発した照明光を第２電極側から効率的に取り出すことができる。つまり、発光部によって被写体を効率的に照明することができる。

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、前記第１基板と前記第１電極との間に配置された反射層を含み、前記第１電極は、光透過性を有し、前記反射層に層間絶縁膜を介して積層されているとしてもよい。
この構成によれば、反射層と第１電極との間の層間絶縁膜の膜厚を調整することで、第２電極側から特定波長の光強度が強調された照明光を取り出すことができる。

上記適用例に記載の画像取得装置において、前記発光部に重畳された集光部をさらに備え、前記集光部は、透光性の第２基板と、前記第２基板の前記発光部側の面において前記透光部と対向する位置に設けられた集光レンズと、を含むことが好ましい。
この構成によれば、発光部に対して集光部の側に被写体を配置すれば、照明された被写体からの反射光を集光レンズによって集光して受光素子に導くことができる。つまり、明るく明瞭な画像を取得することが可能な画像取得装置を提供できる。

上記適用例に記載の画像取得装置において、前記発光部と前記撮像部との間に配置された遮光部をさらに備え、前記遮光部は、透光性の第３基板と、前記第３基板の前記撮像部側の面に設けられた遮光層と、前記遮光層の前記受光素子と対向する位置に形成された開口部とを含むことが好ましい。
この構成によれば、照明された被写体からの反射光が発光部から撮像部に導かれる間に、屈折率が異なる部材の界面を透過することで、当該界面で反射したり屈折したりして生ずる迷光を遮光部の遮光層で遮光することができる。つまり、照明された被写体からの反射光に迷光が影響することがさらに低減され、より明瞭な画像を取得することが可能な画像取得装置を提供できる。

上記適用例に記載の画像取得装置において、前記発光部と前記撮像部の間に配置された集光部と遮光部とをさらに備え、前記集光部は、透光性の第２基板と、前記第２基板の前記発光部側と反対側の面において前記透光部と対向する位置に設けられた集光レンズと、を含み、前記遮光部は、透光性の第３基板と、前記第３基板の前記撮像部側の面に設けられた遮光層と、前記遮光層の前記受光素子と対向する位置に形成された開口部とを含むとしてもよい。
この構成によれば、発光部と撮像部との間に集光部と遮光部とを備えることにより、明るくより明瞭な画像を取得可能な画像取得装置を提供することができる。

上記適用例に記載の画像取得装置において、平面的に、前記受光素子における受光面の中心と、前記遮光層の前記開口部の中心と、前記発光部の前記透光部の中心とがほぼ合致していることが好ましい。
この構成によれば、照明された被写体からの反射光を効率的に撮像部の受光素子に導くことができる。

［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、前記撮像部に重畳され、生体を照明する発光部と、を備え、前記発光部は、透光性の第１基板と、前記第１基板に設けられた近赤外光を発する発光素子と、前記発光素子における発光領域を規定する樹脂層と、照明された前記生体からの反射光を透過させて前記受光素子に導く透光部と、を含み、前記樹脂層は、絶縁性の樹脂材料と、光吸収部材とを含むことを特徴とする。

本適用例によれば、発光素子の発光領域を規定する樹脂層に光吸収部材が含まれているので、発光領域から透光部に漏れるおそれがある光は、樹脂層の光吸収部材によって吸収される。したがって、照明された生体からの反射光以外に透光部から撮像部の受光素子に入射する迷光が低減され、明瞭な生体情報を取得可能な生体情報取得装置を提供することができる。

上記適用例に記載の生体情報取得装置において、前記光吸収部材は、カーボンブラックまたはＴｉ系黒色顔料であることが好ましい。
この構成によれば、発光素子の発光領域から透光部に漏れるおそれがある近赤外光を光吸収部材によって充分に吸収させることができる。

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、前記第１基板上に対向して配置された第１電極及び第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置された発光機能層と、を含み、前記樹脂層は、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ、前記第１電極と前記発光機能層とが接する領域を規定しており、平面的に前記第１電極の外縁を内包するように配置されていることが好ましい。
この構成によれば、発光素子の発光領域から発した近赤外光が、樹脂層と第１電極や第２電極の界面で反射して透光部側に漏れるおそれがない。つまり、発光素子の発光領域から透光部に漏れるおそれがある近赤外光を確実に樹脂層によって吸収させることができる。

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、前記第１基板と前記第１電極との間に配置された反射層を含み、前記第１電極は、光透過性を有し、前記反射層に積層されていることが好ましい。
この構成によれば、発光素子で発した照明光としての近赤外光を第２電極側から効率的に取り出すことができる。つまり、発光部によって生体を効率的に照明することができる。

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、前記第１基板と前記第１電極との間に配置された反射層を含み、前記第１電極は、光透過性を有し、前記反射層に層間絶縁膜を介して積層されているとしてもよい。
この構成によれば、反射層と第１電極との間の層間絶縁膜の膜厚を調整することで、第２電極側から近赤外波長範囲のうち特定波長の光強度が強調された照明光としての近赤外光を取り出すことができる。

上記適用例に記載の生体情報取得装置において、前記発光部に重畳された集光部をさらに備え、前記集光部は、透光性の第２基板と、前記第２基板の前記発光部側の面において前記透光部と対向する位置に設けられた集光レンズと、を含むことが好ましい。
この構成によれば、発光部に対して集光部の側に生体を配置すれば、照明された生体からの反射光を集光レンズによって集光して受光素子に導くことができる。つまり、明るく明瞭な生体情報を取得することが可能な生体情報取得装置を提供できる。

上記適用例に記載の生体情報取得装置において、前記発光部と前記撮像部との間に配置された遮光部をさらに備え、前記遮光部は、透光性の第３基板と、前記第３基板の前記撮像部側の面に設けられた遮光層と、前記遮光層の前記受光素子と対向する位置に形成された開口部とを含むことが好ましい。
この構成によれば、照明された生体からの反射光が発光部から撮像部に導かれる間に、屈折率が異なる部材の界面を透過することで、当該界面で反射したり屈折したりして生ずる迷光を遮光部の遮光層で遮光することができる。つまり、照明された生体からの反射光に迷光が影響することがさらに低減され、より明瞭な生体情報を取得することが可能な生体情報取得装置を提供できる。

上記適用例に記載の生体情報取得装置において、前記発光部と前記撮像部の間に配置された集光部と遮光部とをさらに備え、前記集光部は、透光性の第２基板と、前記第２基板の前記発光部側と反対側の面において前記透光部と対向する位置に設けられた集光レンズと、を含み、前記遮光部は、透光性の第３基板と、前記第３基板の前記撮像部側の面に設けられた遮光層と、前記遮光層の前記受光素子と対向する位置に形成された開口部とを含むとしてもよい。
この構成によれば、発光部と撮像部との間に集光部と遮光部とを備えることにより、明るく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することができる。

上記適用例に記載の生体情報取得装置において、平面的に、前記受光素子における受光面の中心と、前記遮光層の前記開口部の中心と、前記発光部の前記透光部の中心とがほぼ合致していることが好ましい。
この構成によれば、照明された生体からの反射光を効率的に撮像部の受光素子に導くことができる。

［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画像取得装置を備えているので、取得された画像を用いて、例えば被写体としての使用者を特定してセキュリティー管理が可能な電子機器を提供することができる。

［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、発光部から発した近赤外光により生体を照明すると、例えば生体の内部の血管を流れる血液中の成分が近赤外光を吸収する性質を有しているため、血管のパターンや、血液中に含まれる成分の濃度などの生体情報を入手することができる。したがって、生体情報取得装置を備えることで得られた生体情報から例えば生体の識別や人体の健康管理などが可能な電子機器を提供することができる。あるいは、血液中の成分とその量を特定して治療に利用可能な電子機器としての医療機器を提供することができる。

電子機器としての携帯型情報端末の構成を示す斜視図。 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。 センサー部の構成を示す概略斜視図。 センサー部の構造を示す概略断面図。 発光素子の構成を示す模式断面図。 （ａ）は発光素子、透光部、受光素子の配置を示す概略平面図、（ｂ）は樹脂層及び透光部の配置を示す概略平面図。 （ａ）は発光部の構造を示す概略断面図、（ｂ）は発光部と集光部との光学的な関係を説明する概略断面図。 センサー部における遮光部、撮像部の構造を示す概略断面図。 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。 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。 変形例の発光素子の構造を示す概略断面図。

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。

（第１実施形態）
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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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。

図３に示すように、本実施形態のセンサー部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、発光部１１０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。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方向に沿って集光部１２０側から見ることを平面視と言う。

図４に示すように、センサー部１５０は、撮像部１４０と、撮像部１４０に順に積層された遮光部１３０と、発光部１１０と、集光部１２０とを備えている。発光部１１０は、集光部１２０側の面１１１ｂに複数の発光素子３０が設けられた第１基板としての素子基板１１１を備えている。素子基板１１１の基板本体は、透光性の例えばガラスやプラスチックなどの基板である。素子基板１１１において、複数の発光素子３０は所定の間隔をおいて配置されており、隣り合う発光素子３０の間が透光部１１２となっている。以降、透光性の基板とは、ガラスやプラスチックなどでできた基板を指し、透光性とは少なくとも発光素子３０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。

発光部１１０に重畳された集光部１２０は、第２基板としての透光性の基板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が発光部１１０側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の透光部１１２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。発光部１１０に対して集光部１２０を貼り合わせることで、発光素子３０を保護すると共に、発光素子３０に外部から発光機能を低下させるおそれがある水分や酸素などのガスが浸入することを防ぐ構造としている。つまり、集光部１２０は、集光レンズ１２２に入射する反射光ＲＬを集光させる機能だけでなく、発光素子３０を保護し且つ封止する機能を有している。なお、素子基板１１１に発光素子３０を封止する封止層を設けてもよい。

発光素子３０は、素子基板１１１において近赤外光ＩＬを集光部１２０側に射出するように構成されており、集光部１２０の基板１２１の他方の面１２１ｂ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の透光部１１２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を下層の撮像部１４０に導くために設けられている。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。発光素子３０と透光部１１２の平面的な詳しい位置関係については後述する。

撮像部１４０と発光部１１０との間には、遮光部１３０が配置されている。遮光部１３０は、第３基板としての透光性の基板１３１と、基板１３１の撮像部１４０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における透光部１１２の配置に対応する位置に開口部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、発光部１１０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。

遮光部１３０と発光部１１０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、発光部１１０の発光素子３０が設けられていない面１１１ａと、遮光部１３０の遮光層１３２が設けられていない面１３１ｂとを所定の間隔で対向して配置し、遮光部１３０と発光部１１０とを真空下または大気圧下で貼り合わせる。

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。

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。

撮像部１４０と遮光部１３０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ｎ２と、接着層１３５の屈折率ｎ３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。

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、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、遮光部１３０の基板１３１の発光部１１０側の面１３１ｂと、素子基板１１１の遮光部１３０側の面１１１ａとが接するように、遮光部１３０と発光部１１０とを貼り合わせてもよい。また、このようにすれば厚み方向（Ｚ方向）における開口部１３３と透光部１１２との位置関係をより確実なものとすることができる。

［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、光透過性を有する第１電極としての陽極３１と、光透過性を有する第２電極としての陰極３７と、陽極３１と陰極３７との間に設けられた発光機能層３６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。

［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。

［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。

［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。

［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。

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。

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。

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。

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。

［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。

［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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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）は発光素子、透光部、受光素子の配置を示す概略平面図、図６（ｂ）は樹脂層及び透光部の配置を示す概略平面図である。

図６（ａ）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。

したがって、隣り合う透光部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、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、陽極３１の平面形状は略菱形となっている。図６（ｂ）に示すように、隔壁部２３は、本発明における樹脂層に相当し光吸収部材を含むものであって、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とが接する領域を囲んで配置されている。つまり、隔壁部２３は、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。なお、隔壁部２３によって規定される発光領域３１ｂの平面形状は、略菱形に限定されるものではなく、円形や四角形などの多角形であってもよい。

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。

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。

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（ａ）は発光部の構造を示す概略断面図、図７（ｂ）は発光部と集光部との光学的な関係を説明する概略断面図である。詳しくは、図７（ａ）及び（ｂ）は、図６（ａ）に示す、陽極３１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。

図７（ａ）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とほぼ同じ位置かあるいは反射層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。樹脂層としての隔壁部２３は、光吸収部材を含む絶縁性の例えば感光性樹脂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、平面視で陽極３１の外縁３１ａや反射層２１の外縁２１ａを内包するように隔壁部２３がパターニングされる。つまり、透光部１１２の外縁が隔壁部２３の端部２３ａによって規定され、前述したように透光部１１２は平面視で円形となる。

隔壁部２３（感光性樹脂膜）に含まれる光吸収部材としては、例えばカーボンブラックやＴｉ系黒色顔料が挙げられる。これらの光吸収部材を用いれば隔壁部２３に入射する近赤外光ＩＬを確実に吸収させることができる。光吸収部材は１種に限定されず、２種以上の光吸収部材を用いてもよい。例えば可視光波長領域の光を吸収する部材と、近赤外波長領域の光を吸収する部材とを組み合わせて用いてもよい。

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。また、陰極３７を覆う封止層を形成してもよい。封止層は気体透過性が低い無機材料や有機材料を用いて形成される。

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（ａ）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。

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Ｌ１が、図７（ａ）の二点鎖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と陰極３７との間に設けられた隔壁部２３は光吸収部材を含んでいるため、漏れるおそれがある光Ｌ１（迷光）は隔壁部２３によって吸収される。

また、発光部１１０の構造によれば、図７（ｂ）に二点鎖線の矢印で示すように、発光領域３１ｂから発した光Ｌ２が集光レンズ１２２のレンズ面１２２ａで反射して発光領域３１ｂの外側の透光部１１２側に漏れるおそれがある。このような光Ｌ２（迷光）もまた隔壁部２３によって吸収される。つまり、発光素子３０の間の透光部１１２に反射光ＲＬ以外の迷光（光Ｌ１，Ｌ２）が入射し難い構造となっている。

次に、撮像部１４０における受光素子１４２と、遮光部１３０における遮光層１３２の開口部１３３との位置関係について、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（ｂ）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’線に沿って切った発光部１１０、遮光部１３０、撮像部１４０の構造を示す概略断面図である。

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を介して発光部１１０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。平面形状が円形の透光部１１２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、発光部１１０を積層するにあたり、透光部１１２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。

前述したように、透光部１１２には、発光部１１０により照明された人体Ｍから発して集光レンズ１２２で集光された反射光ＲＬが入射する。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上における透光部１１２、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、発光部１１０の素子基板１１１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。

例えば、図８に実線の矢印で示すように、撮像部１４０においてＸ方向に隣り合って配置された一方（図面上で左側）の受光素子１４２と他方（図面上で中央側）の受光素子１４２とにおいて、他方の受光素子１４２に対向する開口部１３３に入射した光Ｌ３が一方の受光素子１４２に到達するおそれがある。このような光Ｌ３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、このような光Ｌ３（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。

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）

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に入射するときの臨界角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（図面上で中央側）の開口部１３３から入射した光Ｌ３が、他方（図面上で左側）の開口部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Ｌ３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。

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、全反射角度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、全反射角度θｍを特定できる。

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。

なお、上記迷光は、図７（ａ）及び（ｂ）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に隣り合う透光部１１２側に漏れるおそれがある光Ｌ１，Ｌ２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、他方の受光素子１４２に対向する開口部１３３から一方の受光素子１４２に入射するおそれがある光Ｌ３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。

（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。

図９に示すように、本実施形態のセンサー部１５０Ｂは、発光部１１０Ｂ、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１１０Ｂ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。

発光部１１０Ｂは、近赤外光ＩＬを発する複数の発光素子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。素子基板１１１において所定の間隔を置いて隣り合う発光素子３０の間に透光部１１２が設けられている。

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。

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。

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１１０Ｂ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、平面形状が円形の透光部１１２の中心を通る反射光ＲＬの光軸上に位置するように、集光部１２０と発光部１１０Ｂとが貼り合わされている。さらに、素子基板１１１の発光素子３０が設けられていない側の面１１１ａと、集光レンズ１２２が設けられていない側の基板１２１の面１２１ｂとが接するように貼り合わされている。言い換えれば、発光部１１０Ｂ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。

集光部１２０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。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。

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。本実施形態においても、遮光部１３０の基板１３１の屈折率ｎ２と、接着層１３５の屈折率ｎ３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。

本実施形態のセンサー部１５０Ｂにおける発光素子３０、集光レンズ１２２、開口部１３３、受光素子１４２の平面視における配置は、上記第１実施形態において図６（ａ）及び（ｂ）を用いて説明した配置と基本的に同じである。すなわち、平面形状が円形の透光部１１２の中心を通る反射光ＲＬの光軸上に、集光レンズ１２２の中心と、遮光層１３２の開口部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、撮像部１４０に対して遮光部１３０、集光部１２０、発光部１１０Ｂのそれぞれが積層されている。

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実施形態において図８に示した通りであって、上記数式（１）を満たすものである。

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。
特に、遮光部１３０と発光部１１０Ｂとの間に集光部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に入射するような迷光が生じない。したがって、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。
ゆえに、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携帯型情報端末１００を実現できる。

（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。

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、発光部１１０と、集光部１２０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、集光部１２０、発光部１１０Ｂ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。

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。

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。

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から透光部１１２側に漏れるおそれのある光は光吸収部材を含む隔壁部２３により吸収され透光部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。

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。

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。

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及び生体情報取得装置、並びに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。

（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（ａ）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が露出するように隔壁部２３が形成されている。隔壁部２３における発光領域３１ｂ側と反対側の端部２３ａが透光部１１２の外縁を構成している。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から外側の透光部１１２に漏れるおそれのある光を隔壁部２３で吸収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。

（変形例２）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。

（変形例３）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。

（変形例４）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。

３０，３０Ｂ，３０Ｇ，３０Ｒ…発光素子、２１…反射層、２１ａ…反射層の外縁、２３…樹脂層としての隔壁部、２３ａ…隔壁部の端部、３１…第１電極としての陽極、３１ｂ…発光領域、３６…発光機能層、３７…第２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…第１基板としての素子基板、１１２…透光部、１２０…集光部、１２１…集光部の第２基板としての基板、１２２…集光レンズ、１２５…透光層、１３０…遮光部、１３１…遮光部の第３基板としての基板、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。

Claims (20)

1. 受光素子を有する撮像部と、
   前記撮像部に重畳され、被写体を照明する発光部と、を備え、
   前記発光部は、透光性の第１基板と、前記第１基板に設けられた発光素子と、前記発光素子における発光領域を規定する樹脂層と、照明された前記被写体からの反射光を透過させて前記受光素子に導く透光部と、を含み、
   前記樹脂層は、絶縁性の樹脂材料と、光吸収部材とを含むことを特徴とする画像取得装置。
2. 前記光吸収部材は、カーボンブラックまたはＴｉ系黒色顔料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。
3. 前記発光素子は、前記第１基板上に対向して配置された第１電極及び第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置された発光機能層と、を含み、
   前記樹脂層は、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ、前記第１電極と前記発光機能層とが接する領域を規定しており、平面的に前記第１電極の外縁を内包するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像取得装置。
4. 前記発光素子は、前記第１基板と前記第１電極との間に配置された反射層を含み、
   前記第１電極は、光透過性を有し、前記反射層に積層されていることを特徴とする請求項３に記載の画像取得装置。
5. 前記発光素子は、前記第１基板と前記第１電極との間に配置された反射層を含み、
   前記第１電極は、光透過性を有し、前記反射層に層間絶縁膜を介して積層されていることを特徴とする請求項３に記載の画像取得装置。
6. 前記発光部に重畳された集光部をさらに備え、
   前記集光部は、透光性の第２基板と、前記第２基板の前記発光部側の面において前記透光部と対向する位置に設けられた集光レンズと、を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像取得装置。
7. 前記発光部と前記撮像部との間に配置された遮光部をさらに備え、
   前記遮光部は、透光性の第３基板と、前記第３基板の前記撮像部側の面に設けられた遮光層と、前記遮光層の前記受光素子と対向する位置に形成された開口部とを含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像取得装置。
8. 前記発光部と前記撮像部の間に配置された集光部と遮光部とをさらに備え、
   前記集光部は、透光性の第２基板と、前記第２基板の前記発光部側と反対側の面において前記透光部と対向する位置に設けられた集光レンズと、を含み、
   前記遮光部は、透光性の第３基板と、前記第３基板の前記撮像部側の面に設けられた遮光層と、前記遮光層の前記受光素子と対向する位置に形成された開口部とを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像取得装置。
9. 平面的に、前記受光素子における受光面の中心と、前記遮光層の前記開口部の中心と、前記発光部の前記透光部の中心とがほぼ合致していることを特徴とする請求項７または８に記載の画像取得装置。
10. 受光素子を有する撮像部と、
    前記撮像部に重畳され、生体を照明する発光部と、を備え、
    前記発光部は、透光性の第１基板と、前記第１基板に設けられた近赤外光を発する発光素子と、前記発光素子における発光領域を規定する樹脂層と、照明された前記生体からの反射光を透過させて前記受光素子に導く透光部と、を含み、
    前記樹脂層は、絶縁性の樹脂材料と、光吸収部材とを含むことを特徴とする生体情報取得装置。
11. 前記光吸収部材は、カーボンブラックまたはＴｉ系黒色顔料であることを特徴とする請求項１０に記載の生体情報取得装置。
12. 前記発光素子は、前記第１基板上に対向して配置された第１電極及び第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置された発光機能層と、を含み、
    前記樹脂層は、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられ、前記第１電極と前記発光機能層とが接する領域を規定しており、平面的に前記第１電極の外縁を内包するように配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の生体情報取得装置。
13. 前記発光素子は、前記第１基板と前記第１電極との間に配置された反射層を含み、
    前記第１電極は、光透過性を有し、前記反射層に積層されていることを特徴とする請求項１２に記載の生体情報取得装置。
14. 前記発光素子は、前記第１基板と前記第１電極との間に配置された反射層を含み、
    前記第１電極は、光透過性を有し、前記反射層に層間絶縁膜を介して積層されていることを特徴とする請求項１２に記載の生体情報取得装置。
15. 前記発光部に重畳された集光部をさらに備え、
    前記集光部は、透光性の第２基板と、前記第２基板の前記発光部側の面において前記透光部と対向する位置に設けられた集光レンズと、を含むことを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の生体情報取得装置。
16. 前記発光部と前記撮像部との間に配置された遮光部をさらに備え、
    前記遮光部は、透光性の第３基板と、前記第３基板の前記撮像部側の面に設けられた遮光層と、前記遮光層の前記受光素子と対向する位置に形成された開口部とを含むことを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか一項に記載の生体情報取得装置。
17. 前記発光部と前記撮像部の間に配置された集光部と遮光部とをさらに備え、
    前記集光部は、透光性の第２基板と、前記第２基板の前記発光部側と反対側の面において前記透光部と対向する位置に設けられた集光レンズと、を含み、
    前記遮光部は、透光性の第３基板と、前記第３基板の前記撮像部側の面に設けられた遮光層と、前記遮光層の前記受光素子と対向する位置に形成された開口部とを含むことを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の生体情報取得装置。
18. 平面的に、前記受光素子における受光面の中心と、前記遮光層の前記開口部の中心と、前記発光部の前記透光部の中心とがほぼ合致していることを特徴とする請求項１６または１７に記載の画像取得装置。
19. 請求項１乃至９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。
20. 請求項１０乃至１８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。

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