JP2020018379A

JP2020018379A - 生体情報計測装置

Info

Publication number: JP2020018379A
Application number: JP2018142513A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　敦史; Atsushi Ito; 敦史伊藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2018-07-30
Filing date: 2018-07-30
Publication date: 2020-02-06
Also published as: WO2020026612A1; US20210282653A1

Abstract

【課題】体動に起因するノイズを低減することが可能な生体情報計測装置を提供すること。【解決手段】コヒーレント光を出射する発光部と受光部とを内部に収容し、前記コヒーレント光が透過する蓋部を有する筐体と、前記蓋部の外側に位置し前記コヒーレント光が透過する光透過層と、前記コヒーレント光が前記光透過層で反射して前記受光部へ到達すること防ぐ遮光膜と、を備える、生体情報計測装置を提供する。【選択図】図３

Description

本技術は、生体情報計測装置に関する。

皮膚にコヒーレント光を照射し、その後方散乱光を解析することにより皮膚下の血流速度を非侵襲的に計測する装置として、レーザードップラー血流計が知られている（例えば特許文献１及び２）。血流計に搭載される血流センサーは、レーザーダイオードとフォトダイオードが内包された１つのパッケージとして製造される場合が多い。当該パッケージは、アンプなどの電気処理回路と合わせて回路基板上に配置されて、血流計に実装される。回路基板を汗や埃などの異物から保護するために、透光性部材よりなるカバー部を血流計に設ける技術が知られている（例えば特許文献３）。

特開２００４−２２９９２０号公報国際公開第２００９／１３９０２９号国際公開第２０１６／０６７３５９号

特許文献３に記載されているような異物侵入を防ぐ透光性部材を設けると、計測時に体動が発生した場合、計測値に大きなノイズが生じることを本発明者は発見した。

そこで、本技術は、体動に起因するノイズを低減することが可能な生体情報計測装置を提供することを主目的とする。

すなわち、本技術は、
コヒーレント光を出射する発光部と受光部とを内部に収容し、前記コヒーレント光が透過する蓋部を有する筐体と、
前記蓋部の外側に位置し前記コヒーレント光が透過する光透過層と、
前記コヒーレント光が前記光透過層で反射して前記受光部へ到達すること防ぐ遮光膜と、を備える、生体情報計測装置を提供する。
前記遮光膜は、前記蓋部の内表面及び前記蓋部の外表面のうち少なくとも１つに設けられ、前記発光部に対向する発光側開口部と前記受光部に対向する受光側開口部とを有し、
前記発光部の発光中心から前記コヒーレント光が反射する前記光透過層の反射面までの距離をＤ_１、
前記遮光膜の遮光面から前記反射面までの距離をＤ_２、
前記受光部の受光面から前記反射面までの距離をＤ_３、
前記発光側開口部における前記発光部の発光中心に対応する位置から前記受光側開口部の近位端までの距離をＬ_１、
前記発光部の発光中心から前記受光部の遠位端までの距離をＬ_２、とした場合に、
下記数式（１）を満たす、生体情報計測装置であってもよい。

前記遮光膜は、前記蓋部の内表面及び前記蓋部の外表面のうち少なくとも１つに設けられ、前記発光部に対向する発光側開口部と前記受光部に対向する受光側開口部とを有し、
前記発光部の発光中心から前記コヒーレント光が反射しうる前記光透過層の反射面までの距離をＤ_１、
前記遮光膜の遮光面から前記反射面までの距離をＤ_２、
前記受光部の受光面から前記反射面までの距離をＤ_３、
前記発光部の発光中心から前記受光部の遠位端までの距離をＬ_２、
前記発光側開口部における前記発光部の発光中心に対応する位置から、前記発光側開口部の前記受光側開口部中心方向の端部までの距離をＬ_３、とした場合に、
下記数式（２）を満たす、生体情報計測装置であってもよい。

前記遮光膜は、前記蓋部の外表面、前記光透過層の内表面、及び前記光透過層の外表面のうち少なくとも１つに設けられ、
前記発光部の発光中心から前記遮光膜の遮光面を含む平面までの距離をＤ_４、
前記受光部の受光面から前記遮光膜の遮光面を含む平面までの距離をＤ_５、
前記発光部の発光中心から前記受光部の受光面中心までの距離をＬ_４、
前記発光部の発光中心と前記受光部の受光面中心とを結ぶ方向を幅方向としたときの前記遮光膜の前記幅方向の長さをＷ_１、
前記受光部の前記幅方向の長さをＷ_２、とした場合に、
下記数式（３）を満たす、生体情報計測装置であってもよい。

前記筐体は、２つ以上の受光部を内部に収容してもよい。
前記筐体は、３つ以上の受光部を内部に収容し、前記受光部は、不等間隔で配置されていてもよい。
前記生体情報計測装置は、前記受光部同士の間に対応する位置に前記発光部と電気的に接続される接続パッドを備えてもよい。
前記生体情報計測装置は、前記受光部同士の間に対応する位置に電気部品を備えてもよい。

本技術によれば、生体情報を計測する装置において、体動に起因するノイズを低減することができる。なお、本技術の効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されるものではなく、本明細書中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

本技術の生体情報計測装置１０の一部を示す模式的な断面図である。従来のレーザードップラー血流計９１０の一部を示す模式的な断面図である。第１実施形態に係る生体情報計測装置１０の一部を示す模式的な断面図である。第２実施形態に係る生体情報計測装置１１の一部を示す模式的な断面図である。第３実施形態に係る生体情報計測装置１２の一部を示す模式的な断面図である。第４実施形態に係る生体情報計測装置１３の一部を示す模式的な図である。第５実施形態に係る生体情報計測装置１４の一部を示す模式的な平面図である。第６実施形態に係る生体情報計測装置１５の一部を示す模式的な平面図である。図８に示す筐体４０を実装した基板９０を示す模式的な図である。

以下、本技術を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。説明は以下の順序で行う。
１．生体情報計測装置の全体構成
２．生体情報計測装置の動作
３．体動発生時に生じるノイズの原因に関する説明
４．第１実施形態（遮光膜の構成例）
５．第２実施形態（遮光膜の構成例）
６．第３実施形態（遮光膜の構成例）
７．第４実施形態（２つ以上の受光部を内包する構成例）
８．第５実施形態（受光部が不等間隔で配置されている構成例）
９．第６実施形態（電気部品を備える構成例）

＜１．生体情報計測装置の全体構成＞
本技術に係る生体情報計測装置の全体構成について説明する。

図１は、本技術の生体情報計測装置１０の一部を示す模式的な断面図である。生体情報計測装置１０は、一例としてレーザードップラー血流計であるものとして、以下説明を行う。

生体情報計測装置１０は、筐体４０、光透過層５０、遮光膜６０、基板９０及び本体部１００を備える。

筐体４０は、コヒーレント光を出射する発光部２０と、受光部３０と、を内部に収容し、蓋部４１を有する。筐体４０、発光部２０、受光部３０及び蓋部４１は、血流センサーを構成する部材に相当する。発光部２０としては、例えばレーザーダイオードなどが挙げられる。受光部３０としては、例えばフォトダイオード、フォトトランジスタなどが挙げられる。蓋部４１は、コヒーレント光が透過する透光性部材により形成されている。透光性部材は、少なくとも発光部２０から出射されるコヒーレント光が透過可能であればよく、当該コヒーレント光以外の光は透過できなくてもよい。例えば、発光部２０の光源として赤外光を用いる場合、蓋部４１は、赤外光のみが透過し赤外光以外の光を吸収する部材により形成されてもよい。受光部３０に不要な光が入射することを防止する観点からは、蓋部４１は、発光部２０から出射されるコヒーレント光以外の光が透過しない部材により形成されることが好ましい。透光性部材の材料としては、例えばガラス、樹脂などが挙げられる。

光透過層５０は、コヒーレント光が透過する透光性部材により形成されている。光透過層５０に用いられる透光性部材も、蓋部４１に用いられる透光性部材と同様に、少なくともコヒーレント光が透過可能な部材であればよい。光透過層５０に用いられる透光性部材は、蓋部４１に用いられる透光性部材と同一でもよく異なってもよい。光透過層５０は、生体情報計測装置１０の内部に配置されている回路基板など（図示せず）を汗や埃などの異物から保護する機能を有する。これにより、生体情報計測装置１０の機械的信頼性をより高めることが可能である。

遮光膜６０は、発光部２０から出射されたコヒーレント光が光透過層５０で反射して受光部３０へ到達すること防ぐ機能を有する。遮光膜６０の構成は後段で詳述する。

基板９０には筐体４０が実装されている。基板９０と光透過層５０は、本体部１００によって、筐体４０の蓋部４１と光透過層５０とが向き合うように固定されている。筐体４０は、基板９０、光透過層５０及び本体部１００によって囲まれた空間内に配置されている。

＜２．生体情報計測装置の動作＞
生体情報計測装置１０を使用する際には、ユーザーの皮膚に光透過層５０を接触させた状態で、発光部２０から皮膚に向けてコヒーレント光を出射する。出射されたコヒーレント光は、蓋部４１、光透過層５０、皮膚表面を通過して、皮膚下の血管に到達する。血管を流れる血液に含まれる血球細胞によって散乱された光は、受光部３０によって検知される。生体情報計測装置１０は、検知した散乱光を解析することにより、血流速度などの生体情報を得る。

＜３．体動発生時に生じるノイズの原因に関する説明＞
図２は、従来のレーザードップラー血流計９１０の一部を示す模式的な断面図である。図２を参照して、体動発生時に生じるノイズの原因について説明する。

レーザードップラー血流計９１０は、発光部９２０、受光部９３０、透光性部材よりなるカバー部９５０及び遮蔽層９６０を備えている。発光部９２０は、ユーザーＵの被検部位に向けてコヒーレント光を出射する。カバー部９５０は、レーザードップラー血流計９１０の内部に配置されている回路基板など（図示せず）を異物から保護する機能を有する。なお、図２に示す遮蔽層９６０は、従来技術で採用されている構成要素であり、図１に示した本技術の遮光膜６０と同一の機能を有するものではない。

まず、透光性部材よりなるカバー部９５０を備えていない場合について説明する。発光部９２０から出射されたコヒーレント光の電場をＥ_０とし、その際の振動数をωとする。ユーザーＵの被検部位である皮膚下の血管を経由して戻る光の電場は、血液によってドップラーシフトしない振動数ωの光Ｅ_１と、血液によってドップラーシフトした振動数ω+Δωの光Ｅ_２の両方を含み、受光部９３０上では光Ｅ_１と光Ｅ_２の重ね合わせが発生する。受光部９３０上に現れる光の電場Ｅ_ＰＤは、下記数式（４）のように表される。

上記条件下で体動が発生すると、計測位置が変わるなどの影響により光Ｅ_１と光Ｅ_２が変化して、光の電場Ｅ_ＰＤは下記数式（５）のように表される。

この場合、受光部９３０で観測される信号は電場の絶対値なので、信号Ｐ_ＰＤは下記数式（６）のように表される。

ここで、上記数式（６）の最後の項がビート信号と呼ばれる受光部９３０に現れる干渉項である。レーザードップラー血流計９１０は、このビート信号の周波数を解析することにより血流速度などを算出する。上記数式（６）に示されるビート信号には体動の影響を受けた光の周波数が含まれているため、このビート信号を解析して得られる値（血流速度など）は体動ノイズ込みの値である。

次に、レーザードップラー血流計９１０がカバー部９５０を備える場合について説明する。体動発生時、ユーザーＵの被検部位（皮膚下の血管）とカバー部９５０は異なるスピードで動くため、発光部９２０から出射されるコヒーレント光は異なる動きをする２つの対象物、即ち被検部位とカバー部９５０とを通過する。このため、被検部位を経由した光Ｅ_１及び光Ｅ_２にカバー部９５０の光学的界面（以下、単に界面ともいう。）からの反射光Ｅ_Ｗが加わる。この結果、受光部９３０上に現れる光の電場Ｅ_ＰＤと受光部９３０で観測される信号Ｐ_ＰＤは、それぞれ下記数式（７）、（８）のように表される。

カバー部９５０を備える場合の数式（８）には、カバー部９５０を備えていない場合の数式（６）と比較して、最後に２つの項が追加されている。この結果、受光部９３０で観測されるビート信号にはカバー部９５０に起因するノイズがさらに重畳され、体動が発生するとカバー部９５０によりノイズが大幅に悪化するという現象が生じる。特にカバー部９５０の外表面は、ユーザーＵの皮膚と接するため傷や汚れが付きやすい。これら非連続構造が界面に形成されるとそこが輝点となって輝くため、受光部９３０で観測される結果に大きく影響を与える。

なお、受光部９３０はユーザーの皮膚表面で反射した光（図示せず）も検出する。この皮膚表面で反射した光は、血液によってドップラーシフトしない振動数ωの光Ｅ_１に含まれる。

以上のとおり、コヒーレント光を使用し且つ内部を保護する透光性部材を備える生体情報計測装置において、体動が発生すると、コヒーレント光が当該透光性部材の界面で反射して受光部へ到達することが原因となってノイズが生じることを本発明者は発見した。なお、このような問題は、ＬＥＤなどの非コヒーレント光を光源とし受光部へ戻る光量の変化を測定している装置（例えば従来の脈波計など）では発生しない。

本発明者は、上述した体動に起因するノイズを低減すべく鋭意検討を行った結果、特定の遮光膜を備えることにより上記ノイズを低減可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。以下、本技術の生体情報計測装置について詳細に説明する。

＜４．第１実施形態＞
本技術の第１実施形態に係る生体情報計測装置について説明する。

図３は、第１実施形態に係る生体情報計測装置１０の一部を示す模式的な断面図である。図３では、図１に示した基板９０と本体部１００の図示を省略している。また、図３において、図１に示した構成要素と同様の構成要素については同一の符号を付し、それらの説明は適宜省略する。

生体情報計測装置１０が備える遮光膜６０は、蓋部４１の内表面４１ａに設けられており、発光部２０に対向する発光側開口部６０ａと受光部３０に対向する受光側開口部６０ｂとを有する。図３は、発光部２０の発光中心、受光部３０の受光面中心、発光側開口部６０ａの中心及び受光側開口部６０ｂの中心を通る面の断面を示す。

本実施形態の生体情報計測装置１０の遮光膜６０は、発光部２０から出射されたコヒーレント光が光透過層５０で反射して受光部３０へ到達することを防ぐ。具体的には、図３に示すように、光透過層５０の界面からの反射光Ｅ_３を遮蔽して、反射光Ｅ_３が受光部３０に到達することを防ぐ。これにより、体動発生時に光透過層５０の界面で反射する光が原因となって生じるノイズを低減することができる。

本実施形態の生体情報計測装置１０は、Ｄ_１、Ｄ_２、Ｄ_３、Ｌ_１及びＬ_２を以下の通り定義した場合に、下記数式（１）を満たす。

上記数式（１）において、
Ｄ_１は発光部２０の発光中心からコヒーレント光が反射する光透過層５０の反射面５０ｂまでの距離であり、
Ｄ_２は遮光膜６０の遮光面６０ｃから上記反射面５０ｂまでの距離であり、
Ｄ_３は受光部３０の受光面から上記反射面５０ｂまでの距離であり、
Ｌ_１は発光側開口部６０ａにおける発光部２０の発光中心に対応する位置から受光側開口部６０ｂの近位端までの距離であり、
Ｌ_２は発光部２０の発光中心から受光部３０の遠位端までの距離である。

遮光膜６０の受光側開口部６０ｂは、上記数式（１）に基づいて、光透過層５０の界面からの反射光Ｅ_３を遮蔽するように構成されている。

図３は、コヒーレント光が、ユーザーの皮膚と接する光透過層５０の外表面５０ｂで反射する場合を模式的に示している。本実施形態では、上記数式（１）のＤ_１、Ｄ_２及びＤ_３におけるコヒーレント光が反射する光透過層５０の反射面が、光透過層５０の外表面５０ｂである場合を示している。しかしながら、コヒーレント光が反射する光透過層５０の反射面は、光透過層５０の外表面５０ｂに限られない。例えば、光透過層５０の外表面５０ｂが常に皮膚と接しており動かないことを前提とする場合は、コヒーレント光が反射する反射面を光透過層５０の内表面５０ａとすることが好ましい。この場合、上記数式（１）において、Ｄ_１は発光部２０の発光中心からコヒーレント光が反射する光透過層５０の反射面５０ａまでの距離であり、Ｄ_２は遮光膜６０の遮光面６０ｃから当該反射面５０ａまでの距離であり、Ｄ_３は受光部３０の受光面から当該反射面５０ａまでの距離である。

このように、上記数式（１）におけるコヒーレント光が反射する光透過層の反射面とは、光透過層の内表面又は外表面を意味する。

本実施形態の生体情報計測装置１０において、遮光膜６０は蓋部４１の内表面４１ａに設けられているが、遮光膜６０の位置はこれに限定されない。遮光膜６０は、蓋部４１の外表面４１ｂに設けられてもよい。この場合であっても、生体情報計測装置１０は上記数式（１）を満たす構成される。また、遮光膜６０は、蓋部４１の内表面４１ａと外表面４１ｂの両方に設けられてもよい。この場合、生体情報計測装置１０は、２つの遮光膜のそれぞれについて上記数式（１）を満たすように構成される。製造工程の簡素化とコストダウンの観点からは、遮光膜６０を１つ備える構成とし、当該遮光膜６０は蓋部４１の内表面４１ａ又は蓋部４１の外表面４１ｂに設けられることが好ましい。

遮光膜６０を構成する部材は、光を遮るものであれば特に限定されず、光吸収性部材でもよく光反射性部材でもよい。つまり、遮光膜６０は光反射性の膜でもよく光吸収性の膜でもよい。遮光膜６０は、金属蒸着などの手段によって形成される伝導性部材であることが好ましく、適切な接地が施されていることが好ましい。これにより、遮光だけではなく不要な電磁波の遮蔽も可能となり、筐体４０内に不要な電磁波が侵入することで発生する電磁ノイズを抑制することができる。

本実施形態では、本技術に係る生体情報計測装置の一実施形態として、レーザードップラー血流計を例に挙げて説明した。レーザードップラー血流計は、人の皮膚表面にレーザー光を照射して毛細血管内血流を非侵襲に且つ連続的に計測することが可能である上に、小型である。このため、本実施形態の生体情報計測装置１０は、ヘッドバンド型、ネックバンド型、ベルト型などのウェアラブル型の血流計に好適である。本技術に係る生体情報計測装置の他の実施形態としては、例えば、スマートフォンやタブレット端末などの任意の携帯情報端末（PDA：Personal Digital Assistant）；医療機器、ゲーム機器、家電機器などの任意の電子機器；などが挙げられる。

本実施形態の生体情報計測装置を用いて計測可能な生体情報としては、例えば、血流量、血球量、血流速度、脈拍数などが挙げられる。

＜５．第２実施形態＞
本技術の第２実施形態に係る生体情報計測装置について説明する。

図４は、第２実施形態に係る生体情報計測装置１１の一部を示す模式的な断面図である。本実施形態に係る生体情報計測装置１１の遮光膜６１は、上記第１実施形態に係る生体情報計測装置１０の遮光膜６０と構成が異なる。以下、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

生体情報計測装置１１が備える遮光膜６１は、蓋部４１の内表面４１ａに設けられており、発光部２０に対向する発光側開口部６１ａと受光部３０に対向する受光側開口部６１ｂとを有する。図４は、発光部２０の発光中心、受光部３０の受光面中心、発光側開口部６１ａの中心及び受光側開口部６１ｂの中心を通る面の断面を示す。

本実施形態の生体情報計測装置１１の遮光膜６１は、発光部２０から出射されたコヒーレント光が光透過層５０で反射すること自体を防ぐ。つまり、遮光膜６１がコヒーレント光を遮蔽して、コヒーレント光が光透過層５０に到達することを妨げることによって、コヒーレント光が光透過層５０で反射することを防ぐ。これにより、体動発生時に光透過層５０の界面で反射する光が原因となって生じるノイズを低減することができる。

本実施形態の生体情報計測装置１１は、Ｄ_１、Ｄ_２、Ｄ_３、Ｌ_２及びＬ_３を以下の通り定義した場合に、下記数式（２）を満たす。

上記数式（２）において、
Ｄ_１は発光部２０の発光中心からコヒーレント光が反射しうる光透過層５０の反射面５０ｂまでの距離であり、
Ｄ_２は遮光膜６１の遮光面６１ｃから上記反射面５０ｂまでの距離であり、
Ｄ_３は受光部３０の受光面から上記反射面５０ｂまでの距離であり、
Ｌ_２は発光部２０の発光中心から受光部３０の遠位端までの距離であり、
Ｌ_３は発光側開口部６１ａにおける発光部２０の発光中心に対応する位置から、発光側開口部６１ａの受光側開口部６１ｂ中心方向の端部までの距離である。

図４に示す例において、仮に、発光部２０から出射されたコヒーレント光が遮光膜６１の遮光面（表面）６１ｃで遮蔽されない場合、コヒーレント光が光透過層５０の外表面５０ｂで反射して外表面５０ｂから受光部３０へ向かう反射光が発生してしまう。そこで、本実施形態の生体情報計測装置１１の遮光膜６１は、発光部２０から出射されたコヒーレント光Ｅ_４を遮光面６１ｃで遮蔽することで、コヒーレント光Ｅ_４が光透過層５０に到達することを妨げている。これにより、コヒーレント光が光透過層５０の反射面（外表面）５０ｂで反射することを防止する。遮光膜６１の発光側開口部６１ａは、上記数式（２）に基づいて、コヒーレント光Ｅ_４を遮蔽するように構成されている。

本実施形態では、上記数式（２）のＤ_１、Ｄ_２及びＤ_３におけるコヒーレント光が反射しうる光透過層５０の反射面が、光透過層５０の外表面５０ｂである場合を示している。しかしながら、コヒーレント光が反射しうる光透過層５０の反射面は、光透過層５０の外表面５０ｂに限られない。例えば、光透過層５０の外表面５０ｂが常に皮膚と接しており動かないことを前提とする場合は、コヒーレント光が反射しうる反射面を光透過層５０の内表面５０ａとすることが好ましい。この場合、上記数式（２）において、Ｄ_１は発光部２０の発光中心からコヒーレント光が反射しうる光透過層５０の反射面５０ａまでの距離であり、Ｄ_２は遮光膜６１の遮光面６１ｃから当該反射面５０ａまでの距離であり、Ｄ_３は受光部３０の受光面から当該反射面５０ａまでの距離である。

このように、上記数式（２）におけるコヒーレント光が反射しうる光透過層の反射面とは、光透過層の内表面又は外表面を意味する。

＜６．第３実施形態＞
本技術の第３実施形態に係る生体情報計測装置について説明する。

図５は、第３実施形態に係る生体情報計測装置１２の一部を示す模式的な断面図である。本実施形態に係る生体情報計測装置１２の遮光膜６２は、上記第１実施形態に係る生体情報計測装置１０の遮光膜６０と構成が異なる。以下、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

生体情報計測装置１２が備える遮光膜６２は、光透過層５０の内表面５０ａに設けられている。図５は、発光部２０の発光中心、受光部３０の受光面中心及び遮光膜６２の中心を通る面の断面を示す。

本実施形態の生体情報計測装置１２の遮光膜６２は、発光部２０から出射されたコヒーレント光が光透過層５０で反射すること自体を防ぐ。つまり、遮光膜６２がコヒーレント光を遮光面６２ｃで遮蔽して、コヒーレント光が光透過層５０に到達することを妨げることによって、コヒーレント光が光透過層５０で反射することを防ぐ。これにより、体動発生時に光透過層５０の界面で反射する光が原因となって生じるノイズを低減することができる。

本実施形態の生体情報計測装置１２は、Ｄ_４、Ｄ_５、Ｌ_４、Ｗ_１及びＷ_２を以下の通り定義した場合に、下記数式（３）を満たす。

上記数式（３）において、
Ｄ_４は発光部２０の発光中心から遮光膜６２の遮光面６２ｃを含む平面までの距離であり、
Ｄ_５は受光部３０の受光面から遮光膜６２の遮光面６２ｃを含む平面までの距離であり、
Ｌ_４は発光部２０の発光中心から受光部３０の受光面中心までの距離であり、
Ｗ_１は発光部２０の発光中心と受光部３０の受光面中心とを結ぶ方向を幅方向としたときの遮光膜６２の上記幅方向の長さであり、
Ｗ_２は受光部３０の上記幅方向の長さである。

上記Ｄ_４及びＤ_５がほぼ等しいとみなせる場合、Ｗ_１及びＷ_２の関係は、下記数式（３´）のように表される

本実施形態の生体情報計測装置１２において、遮光膜６２は光透過層５０の内表面５０ａに設けられているが、遮光膜６２の位置はこれに限定されない。遮光膜６２は、蓋部４１の外表面４１ｂ、光透過層５０の内表面５０ａ、及び光透過層５０の外表面５０ｂのうち少なくとも１つに設けられていればよい。遮光膜６２を複数備える場合、複数の遮光膜６２のそれぞれについて上記数式（３）を満たすように構成される。製造容易性とコストダウンの観点からは、遮光膜６２を１つ備える構成が好ましい。製造容易性と汚れの付着防止の観点からは、遮光膜６２は、光透過層５０の内表面５０ａに設けられることが好ましい。

遮光膜６２を構成する部材は、光反射性部材以外であることが好ましく、光吸収性部材であることが好ましい。つまり、遮光膜６２、光反射性の膜以外であることが好ましく、光吸収性の膜であることが好ましい。

上述した第１〜第３実施形態において、上記数式（１）〜（３´）は反射光を防止するための必要最小限の要件を規定したものであり、実際の製造工程においては、光透過層５０の取り付け公差、実装公差などを考慮した構成とされうる。

＜７．第４実施形態＞
本技術の第４実施形態に係る生体情報計測装置について説明する。

図６は、第４実施形態に係る生体情報計測装置１３の一部を示す模式的な図である。図６Ａは、生体情報計測装置１３の一部の平面図である。図６Ｂは、図６Ａに示す生体情報計測装置１３のＢ−Ｂ線矢視方向断面図である。図６Ｃは、図６Ａに示す生体情報計測装置１３のＣ−Ｃ線矢視方向断面図である。図６Ａでは、図６Ｂ及びＣに示した遮光膜６０、蓋部４１及び光透過層５０の図示を省略している。本実施形態に係る生体情報計測装置１３の筐体４０は、２つ以上の受光部３０を内部に収容する。以下、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

図６に示す生体情報計測装置１３では、筐体４０の内部に８つの受光部３０が収容されている。このように受光部３０を２つ以上備えることにより、光の検出精度を向上させることが可能である。

図６Ａに示すように、８つの受光部３０は、平面視において、仮想線Ｌ１で示す同心円上に等間隔で配置されている。図６Ｂ及びＣに示すように、発光部２０と受光部３０はそれぞれボンディングワイヤ７１で接続パッド７０と接続されている。図６Ｂ及びＣに示す各構成要素は、上記第１実施形態と同様に数式（１）を満たすように構成されている。

本実施形態の生体情報計測装置１３は、上記第１実施形態の遮光膜６０と同様の遮光膜を備えているが、遮光膜の構成はこれに限定されない。上記第２実施形態や第３実施形態と同様の遮光膜であってもよい。

＜８．第５実施形態＞
本技術の第５実施形態に係る生体情報計測装置について説明する。

図７は、第５実施形態に係る生体情報計測装置１４の一部を示す模式的な平面図である。図７Ａは第５実施形態に係る生体情報計測装置１４を示し、図７Ｂは第５実施形態の変形例に係る生体情報計測装置１４Ａを示す。本実施形態に係る生体情報計測装置１４の筐体４０は、３つ以上の受光部３０を内部に収容し、受光部３０同士が不等間隔で配置されている。以下、上記第４実施形態と異なる点を中心に説明する。

図７Ａ及びＢに示すように、８つの受光部３０は、平面視において、仮想線Ｌ２で示す同心円上に不等間隔で配置されている。受光部３０同士の間に対応する位置、具体的には受光部３０１と受光部３０２との間に対応する位置に、発光部２０と電気的に接続される接続パット７０が備えられている。受光部３０１と受光部３０２との間隔は、他の受光部３０同士の間隔より広く構成されている。このように、３つ以上の受光部３０を不当間隔で配置して、少なくとも１つの間隔が他の間隔よりも広い構成とすることで、この間隔が広い部分に発光部２０の接続パッド７０を配置することができる。これにより、筐体４０の外形を小さく抑えることが可能である。

＜９．第６実施形態＞
本技術の第６実施形態に係る生体情報計測装置について説明する。

図８は、第６実施形態に係る生体情報計測装置１５の一部を示す模式的な平面図である。本実施形態に係る生体情報計測装置１５の筐体４０は、８つの受光部３０を内部に収容しており、受光部３０同士の間に対応する位置に電気部品を備えることができる。以下、上記第４実施形態と異なる点を中心に説明する。

図８に示すように、８つの受光部３０は、平面視において、仮想線Ｌ３で示す同心円上に配置されている。加えて、８つの受光部３０は、２つずつ４つのグループに分かれて配置されている。このように受光部３０を複数のグループに分けて配置することで、仮想線Ｌ４で示す受光部３０同士の間に電気部品を配置する空間を設けることが可能である。例えば、電気部品として、受光部３０の出力を増幅する半導体回路（オペアンプ）を配置することが可能である。本実施形態の構成を採用することで、受光部３０と半導体回路との距離を最小化することができるため、ノイズに強い生体情報計測装置を製造することが可能である。

図９は、図８に示す筐体４０を実装した基板９０を示す模式的な図である。図９Ａは図８に示す筐体４０を実装した基板９０の平面図であり、図９Ｂは図９Ａの側面図であり、図９Ｃは図９Ａの底面図である。図９に示すように、筐体４０が基板９０の下面に実装されている。また、基板９０の上面には、電気部品８０が４つ実装されている。筐体４０は血流センサーに相当し、電気部品８０は例えばオペアンプである。

なお、上記第５及び第６実施形態について、平面上別の位置に設けられる電源を持たず電極上に発光部や受光部を実装するフリップチップボンディングとして図示したが、実装方式はこれに限定されず、例えばワイヤーボンディングであってもよい。

以上説明した本技術に係る特徴部分のうち、２つ以上の特徴部分を組み合わせることが可能である。すなわち、各実施形態で説明した種々の特徴部分は、各実施形態の区別なく、任意に組み合わされてもよい。

なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
〔１〕コヒーレント光を出射する発光部と受光部とを内部に収容し、前記コヒーレント光が透過する蓋部を有する筐体と、
前記蓋部の外側に位置し前記コヒーレント光が透過する光透過層と、
前記コヒーレント光が前記光透過層で反射して前記受光部へ到達すること防ぐ遮光膜と、を備える、生体情報計測装置。
〔２〕前記遮光膜は、前記蓋部の内表面及び前記蓋部の外表面のうち少なくとも１つに設けられ、前記発光部に対向する発光側開口部と前記受光部に対向する受光側開口部とを有し、
前記発光部の発光中心から前記コヒーレント光が反射する前記光透過層の反射面までの距離をＤ_１、
前記遮光膜の遮光面から前記反射面までの距離をＤ_２、
前記受光部の受光面から前記反射面までの距離をＤ_３、
前記発光側開口部における前記発光部の発光中心に対応する位置から前記受光側開口部の近位端までの距離をＬ_１、
前記発光部の発光中心から前記受光部の遠位端までの距離をＬ_２、とした場合に、
下記数式（１）を満たす、〔１〕に記載の生体情報計測装置。

〔３〕前記遮光膜は、前記蓋部の内表面及び前記蓋部の外表面のうち少なくとも１つに設けられ、前記発光部に対向する発光側開口部と前記受光部に対向する受光側開口部とを有し、
前記発光部の発光中心から前記コヒーレント光が反射しうる前記光透過層の反射面までの距離をＤ_１、
前記遮光膜の遮光面から前記反射面までの距離をＤ_２、
前記受光部の受光面から前記反射面までの距離をＤ_３、
前記発光部の発光中心から前記受光部の遠位端までの距離をＬ_２、
前記発光側開口部における前記発光部の発光中心に対応する位置から、前記発光側開口部の前記受光側開口部中心方向の端部までの距離をＬ_３、とした場合に、
下記数式（２）を満たす、〔１〕又は〔２〕に記載の生体情報計測装置。

〔４〕前記遮光膜は、前記蓋部の外表面、前記光透過層の内表面、及び前記光透過層の外表面のうち少なくとも１つに設けられ、
前記発光部の発光中心から前記遮光膜の遮光面を含む平面までの距離をＤ_４、
前記受光部の受光面から前記遮光膜の遮光面を含む平面までの距離をＤ_５、
前記発光部の発光中心から前記受光部の受光面中心までの距離をＬ_４、
前記発光部の発光中心と前記受光部の受光面中心とを結ぶ方向を幅方向としたときの前記遮光膜の前記幅方向の長さをＷ_１、
前記受光部の前記幅方向の長さをＷ_２、とした場合に、
下記数式（３）を満たす、〔１〕〜〔３〕のいずれか１つに記載の生体情報計測装置。

〔５〕前記筐体は、２つ以上の受光部を内部に収容する、〔１〕〜〔３〕のいずれか１つに記載の生体情報計測装置。
〔６〕前記筐体は、３つ以上の受光部を内部に収容し、
前記受光部は、不等間隔で配置されている、〔１〕〜〔５〕のいずれか１つに記載の生体情報計測装置。
〔７〕前記受光部同士の間に対応する位置に前記発光部と電気的に接続される接続パッドを備える、〔６〕に記載の生体情報計測装置。
〔８〕前記受光部同士の間に対応する位置に電気部品を備える、〔６〕又は〔７〕に記載の生体情報計測装置。

１０，１１，１２，１３，1４，１５生体情報計測装置
２０発光部
３０受光部
４０筐体
４１蓋部
５０光透過層
６０，６１，６２遮光膜
７０接続パッド
７１ボンディングワイヤ
８０電子部品
９０基板
１００本体部

Claims

コヒーレント光を出射する発光部と受光部とを内部に収容し、前記コヒーレント光が透過する蓋部を有する筐体と、
前記蓋部の外側に位置し前記コヒーレント光が透過する光透過層と、
前記コヒーレント光が前記光透過層で反射して前記受光部へ到達すること防ぐ遮光膜と、を備える、生体情報計測装置。
前記遮光膜は、前記蓋部の内表面及び前記蓋部の外表面のうち少なくとも１つに設けられ、前記発光部に対向する発光側開口部と前記受光部に対向する受光側開口部とを有し、
前記発光部の発光中心から前記コヒーレント光が反射する前記光透過層の反射面までの距離をＤ_１、
前記遮光膜の遮光面から前記反射面までの距離をＤ_２、
前記受光部の受光面から前記反射面までの距離をＤ_３、
前記発光側開口部における前記発光部の発光中心に対応する位置から前記受光側開口部の近位端までの距離をＬ_１、
前記発光部の発光中心から前記受光部の遠位端までの距離をＬ_２、とした場合に、
下記数式（１）を満たす、請求項１に記載の生体情報計測装置。
前記遮光膜は、前記蓋部の内表面及び前記蓋部の外表面のうち少なくとも１つに設けられ、前記発光部に対向する発光側開口部と前記受光部に対向する受光側開口部とを有し、
前記発光部の発光中心から前記コヒーレント光が反射しうる前記光透過層の反射面までの距離をＤ_１、
前記遮光膜の遮光面から前記反射面までの距離をＤ_２、
前記受光部の受光面から前記反射面面までの距離をＤ_３、
前記発光部の発光中心から前記受光部の遠位端までの距離をＬ_２、
前記発光側開口部における前記発光部の発光中心に対応する位置から、前記発光側開口部の前記受光側開口部中心方向の端部までの距離をＬ_３、とした場合に、
下記数式（２）を満たす、請求項１に記載の生体情報計測装置。
前記遮光膜は、前記蓋部の外表面、前記光透過層の内表面、及び前記光透過層の外表面のうち少なくとも１つに設けられ、
前記発光部の発光中心から前記遮光膜の遮光面を含む平面までの距離をＤ_４、
前記受光部の受光面から前記遮光膜の遮光面を含む平面までの距離をＤ_５、
前記発光部の発光中心から前記受光部の受光面中心までの距離をＬ_４、
前記発光部の発光中心と前記受光部の受光面中心とを結ぶ方向を幅方向としたときの前記遮光膜の前記幅方向の長さをＷ_１、
前記受光部の前記幅方向の長さをＷ_２、とした場合に、
下記数式（３）を満たす、請求項１に記載の生体情報計測装置。
前記筐体は、２つ以上の受光部を内部に収容する、請求項１に記載の生体情報計測装置。
前記筐体は、３つ以上の受光部を内部に収容し、
前記受光部は、不等間隔で配置されている、請求項１に記載の生体情報計測装置。
前記受光部同士の間に対応する位置に前記発光部と電気的に接続される接続パッドを備える、請求項６に記載の生体情報計測装置。
前記受光部同士の間に対応する位置に電気部品を備える、請求項６に記載の生体情報計測装置。