JP6323111B2 - 光検出ユニット及び生体情報検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、光検出ユニット及び生体情報検出装置等に関する。

従来より、人間の脈波等の生体情報を検出する生体情報検出装置が知られている。特許文献１、２には、このような生体情報検出装置の一例である脈拍計の従来技術が開示されている。脈拍計は、例えば腕、手首、指等に装着されて、人体の心拍に由来する拍動を検出して、脈拍数を測定する。

特許文献１、２に開示される脈拍計は、光電式の脈拍計であり、その光検出ユニットは、対象物である被検体に向けて光を発光する発光部と、被検体からの光（生体情報を有する光）を受光する受光部を有する。この脈拍計では、血流量の変化を受光量の変化として検出することで、脈波を検出している。そして特許文献１には、手首に装着するタイプの脈拍計が開示され、特許文献２には、指に装着するタイプの脈拍計が開示されている。また特許文献３には、受光部に対して遮光部材を設けた光センサーが開示されている。

特開２０１１−１３９７２５号公報 特開２００９−２０１９１９号公報 特開平６−２７３２２９公報

このような生体情報等の検出装置では、その光検出ユニットの発光部が対象物に対して光を出射し、受光部が対象物からの光を受光することで得られる検出信号に基づいて、種々の情報を検出する。このため、検出信号の信号品位の向上が重要な課題となる。

このような課題に対しては、光検出ユニット（センサー）の感度を向上させればよいが、そのためには、より輝度が高く、光束角度を狭めたＬＥＤを発光部として使用することが有効と考えられる。しかし、そのようなＬＥＤは、従来の比較的輝度が低く、光束角度が広いＬＥＤに比べて素子が大きく、特に高さが高くなる。そのため、モジュールの小型化が難しいという課題がある。

また、このような光検出ユニットでは被検体からの反射光等を検出することになる。そのため、発光部からの直接光が受光部で受光されてしまうと、当該直接光に起因する成分はノイズとなり処理精度の低下等を引き起こす。これに対して、特許文献３に開示されているように、少なくとも直接光を遮光する遮光部材が必要であった。

本発明の幾つかの態様によれば、第１，第２の基板のそれぞれに対して受光部と発光部を適切に実装することで、素子の効率的な配置等を可能にする光検出ユニット及び生体情報検出装置等を提供することができる。

本発明の一態様は、対象物に対して光を射出する発光部と、前記対象物からの光を受光する受光部と、前記発光部が実装される第１の基板と、前記受光部が実装される第２の基板と、を含み、前記第１の基板に対して前記対象物とは反対側に設定された基準面からの、前記第１の基板の高さをｈ１とし、前記基準面からの前記第２の基板の高さをｈ２とした場合に、ｈ２＞ｈ１となる光検出ユニットに関係する。

本発明の一態様では、基準面から、発光部が実装される第１の基板までの高さに比べて、受光部が実装される第２の基板までの高さが高い。これにより、第１，第２の基板に発光部と受光部を分けて配置できるため、発光部と受光部の高さの差を小さく抑えたり、光検出ユニットや当該光検出ユニットを含む機器において、素子の効率的な配置を行うこと等が可能になる。

また、本発明の一態様では、前記第２の基板は、前記発光部から前記受光部への直接光を遮蔽してもよい。

これにより、第２の基板を直接光を遮光する遮光用部材として用いること等が可能になる。

また、本発明の一態様では、前記光検出ユニットを含む機器が、前記対象物である被検体に装着された状態において、前記第１の基板から前記対象物までの距離をｄ１とし、前記第２の基板から前記対象物までの距離をｄ２とした場合に、ｄ１＞ｄ２となってもよい。

これにより、第１，第２の基板から対象物までの距離により、光検出ユニットの各部の相対的な位置関係を規定すること等が可能になる。

また、本発明の一態様では、前記基準面からの前記発光部の高さをｈ３とし、前記基準面からの前記受光部の高さをｈ４とした場合に、ｈ４＞ｈ３となってもよい。

これにより、所与の基準面から、発光部、受光部までの距離により、光検出ユニットの各部の相対的な位置関係を規定すること等が可能になる。

また、本発明の一態様では、前記発光部は、光を集光するレンズ部と、発光素子が封入される封入部と、前記封入部の台座となる台座部とを有し、前記発光部の高さｈ３は、前記基準面からの前記レンズ部の高さであってもよい。

これにより、発光部の高さとして、レンズ部の高さを用いること等が可能になる。

また、本発明の一態様では、ノイズ低減用の検出信号を出力する第２の受光部をさらに含み、前記第２の受光部は、前記第１の基板に実装されていてもよい。

これにより、ノイズ低減用の受光部を第１の基板に実装することが可能になる。

また、本発明の一態様では、ノイズ低減用の検出信号を出力する第２の受光部をさらに含み、前記第２の受光部は、前記第２の基板に実装されていてもよい。

これにより、ノイズ低減用の受光部を第２の基板に実装することが可能になる。

また、前記発光部と前記受光部との距離をＬ１とし、前記発光部と前記第２の受光部との距離をＬ２とした場合に、Ｌ１＜Ｌ２であってもよい。

これにより、第２の基板に実装される２つの受光部について、発光部との距離の関係を適切に設定すること等が可能になる。

また、本発明の一態様では、前記第１の基板と、前記第２の基板は、フレキシブル基板により一体形成されてもよい。

これにより、第１，第２の基板を異なる２つの基板とするのではなく、一体形成すること等が可能になる。

また、本発明の一態様は、前記第１の基板の前記発光部が実装される面を第１の面とし、前記第１の基板の前記第１の面の裏面を第２の面とし、前記第１の面から前記第２の面への方向を第１の方向とした場合に、前記基準面は、前記第２の面よりも第１の方向側に位置し、且つ前記第２の面と平行な面であってもよい。

これにより、第１の基板の各面に基づいて、基準面を設定すること等が可能になる。

また、本発明の他の態様は、対象物に対して光を射出する発光部と、前記対象物からの光を受光する受光部と、前記発光部が実装される第１の基板と、前記受光部が実装される第２の基板と、を含み、光検出ユニットを含む機器が、前記対象物である被検体に装着された状態において、前記第１の基板から前記対象物までの距離をｄ１とし、前記第２の基板から前記対象物までの距離をｄ２とした場合に、ｄ１＞ｄ２となる光検出ユニットに関係する。

本発明の他の態様では、発光部が実装される第１の基板から対象物までの距離に比べて、受光部が実装される第２の基板から対象物までの距離に比べて大きい。これにより、第１，第２の基板に発光部と受光部を分けて配置できるため、発光部と受光部の高さの差を小さく抑えたり、光検出ユニットや当該光検出ユニットを含む機器において、素子の効率的な配置を行うこと等が可能になる。

また、本発明の他の態様は、上記の光検出ユニットを含む生体情報検出装置に関係する。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）は本実施形態の手法に対する比較例の説明図。 本実施形態の光検出ユニットの構成例を示す側面図。 基準面からの高さを説明する図。 第２の基板による直接光の遮蔽を説明する図。 レンズ部の有無による光検出ユニットの検出信号レベルの差を説明する図。 第１，第２の基板から被検体までの距離を説明する図。 第１，第２の基板がフレキシブル基板により一体形成される例。 発光部と受光部の間の距離と検出信号の信号強度の関係を示す図。 発光部と受光部の距離と深さ方向での測定距離の関係についての説明図。 図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は第１の基板又は第２の基板にノイズ検出用の第２の受光部を設けた場合の光検出ユニットの側面図。 図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）は本実施形態の生体情報検出装置の外観図。 本実施形態の生体情報検出装置の外観図。 生体情報検出装置の装着及び端末装置との通信についての説明図。 生体情報検出装置の機能ブロック図。 図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）はセンサー部の説明図。 ケース部の内部構造等を示す分解図。 ケース部の内部構造等を示す分解図。

以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１．本実施形態の手法
まず本実施形態の手法について説明する。上述したように、生体情報等の検出装置では、光検出ユニットにおいて高品位の信号を検出する必要がある。そしてそのためには、高性能な発光部（例えばＬＥＤ）を用いることが有効である。発光部の性能評価の観点は種々考えられるが、ここでは輝度が高く、光束角度が狭いものを想定している。このような発光部であれば、強い光をより限定された範囲に対して照射するため、例えば生体等で反射された反射光の強度も強くなり、結果として受光部で受光する光の強度を強くすることが可能である。

しかし、このような発光部は、比較的性能の低い発光部に比べてサイズが大きくなってしまう。特に、基板面に対して垂直な方向を高さ方向とした場合、高さが高くなる。図１（Ａ）、図１（Ｂ）に比較例の光検出ユニットの例を示す。

図１（Ａ）は第１の比較例の光検出ユニットの側面図（断面図）であり、図１（Ｂ）は第２の比較例の光検出ユニットの断面図を示す。第２の比較例は第１の比較例に比べて、高性能な発光部を設けた例である。図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示したように、いずれの場合においても、光検出ユニットは、基板１６１と、受光部１４０と、発光部１５０と、遮光用部材７０が設けられる。なお、図１（Ａ）等では遮光用部材７０のうち遮光壁１００を図示しているが、遮光用部材７０が絞り部等を含んでもよい。遮光用部材７０は、発光部１５０から受光部１４０への直接光や、外乱光を遮蔽することで、検出信号におけるノイズを抑止するものである。

また、図１（Ａ）、図１（Ｂ）のいずれの発光部１５０も、レンズ１５１と、発光素子が封入される封入部１５３と、封入部１５３の台座となる台座部１５５を含む。ただし、上述したように比較的性能の低い図１（Ａ）に比べて、高性能な図１（Ｂ）の発光部１５０はサイズが大きく、特に高さが高い。ここで高さとは、基板面に交差する方向（狭義には直交する方向）での長さを表す。

そのため、図１（Ａ）に示した第１の比較例においても、レンズ部１５１を有さない発光部を用いる例に比べれば高さが高くなってしまうところ、図１（Ｂ）に示した第２の比較例の発光部１５０ではさらに高さが高くなってしまう。これによるデメリットは大きく２点考えられる。第１に、光検出ユニット（及び当該光検出ユニットを含む機器）が厚みを持ってしまうため、小型化が困難になるという点である。図１１（Ａ）等を用いて後述するように、光検出ユニットを含む生体情報検出装置は、腕時計型等のウェアラブル機器が想定される。この場合、ユーザーは計測期間中は機器を継続して装着する必要があるため、ユーザーに不快感を与えない、或いはユーザーの行動を阻害しないという観点から、小型化が困難なことは大きな問題となる。

第２に、発光部１５０と受光部１４０の高さの差が大きくなってしまう点である。光検出ユニットをどれだけ対象物（光を照射する対象であり狭義には生体）に近づけられるかは、光検出ユニットのうち最も高い部分に依存する。つまり、発光部１５０の高さが高くなり、受光部１４０の高さと差ができすぎてしまうと、光検出ユニットをどれだけ対象物に近づけたとしても、受光部１４０が十分対象物に近づくことができない。結果として、対象物での反射光が受光部１４０に受光するまでの光路が長くなり、受光部１４０での検出信号のレベルが低下してしまう。

ここで、受光部１４０に台座となる部分を設ける等、受光部１４０を高くすれば高さの差による問題は解決できる。しかしその場合であっても、光検出ユニットを小型化できないという課題には対応できない。

また、上記２点の課題だけでなく、遮光用部材７０を設ける必要があるとの課題も生じる。本実施形態の光検出ユニットでは、発光部１５０から対象物（例えば被検体）に照射され、当該対象物により反射された反射光を受光部１４０で検出することを想定している。つまり、発光部１５０から受光部１４０への直接光はノイズに寄与することになるため、特許文献３等の従来手法や、図１（Ａ）、図１（Ｂ）で示した比較例１，２においては、少なくとも当該直接光を遮光する遮光用部材７０を設ける必要があった。

遮光用部材７０が必須の場合、部品点数が増えることになる。また、図８を用いて後述するように発光部１５０と受光部１４０との間の距離はある程度近いことが好ましいが、遮光用部材７０（特に遮光壁１００）が存在することで、その距離を十分に近づけられないおそれもあった。

そこで本出願人は、発光部１５０が設けられる基板と、受光部１４０が設けられる基板を分ける手法を提案する。具体的には、本実施形態に係る光検出ユニットは、図２に示したように、対象物に対して光を射出する発光部１５０と、対象物からの光を受光する受光部１４０と、発光部１５０が実装される第１の基板１６０と、受光部１４０が実装される第２の基板１６１を含む。そして、第１の基板１６０に対して対象物とは反対側に設定された基準面からの、第１の基板の高さをｈ１とし、基準面からの第２の基板１６１の高さをｈ２とした場合に、ｈ２＞ｈ１となる。

ここで基準面とは高さを考える際の基準となる面であり、ここでは第１の基板１６０に対して、対象物側（光が射出される方向であり、図２であれば上側）とは反対側（図２であれば下側）に設定される。ここでの基準面は狭義には第１の基板１６０と平行な面である。或いは、光検出ユニットが組み込まれる機器（生体情報検出装置）が、対象物に接触する面と、裏側の面（ＬＣＤ側）を有するときに、基準面は当該裏側の面とすることができる。生体情報検出装置が後述する図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）であれば、基準面は発光窓部３２が設けられる面、或いは当該面に基づいて決定される平面とすればよい。

或いは、第１の基板１６０の発光部１５０が実装される面を第１の面（図３のＳＦ１１）とし、第１の基板１６０の第１の面ＳＦ１１の裏面を第２の面（図３のＳＦ１２）とし、第１の面ＳＦ１１から第２の面ＳＦ１２への方向を第１の方向（図３のＤＲ１）とした場合に、基準面は、第２の面ＳＦ１２よりも第１の方向ＤＲ１側に位置し、且つ第２の面ＳＦ１２と平行な面であってもよい。

このようにすれば、第１の基板１６０の各面に基づいて、基準面を設定することが可能になる。この場合の基準面は、図３に示す面となる。なお、基準面の位置に何らかの部材が配置される必要はなく、基準面が仮想的な面であってもよい。

また、ｈ１，ｈ２の説明図が図３であり、図３に示したような基準面が設定された場合、ｈ１とｈ２はそれぞれ図示した距離に対応する。なお、図３では第１の基板１６０、第２の基板１６１までの高さとして、各基板の有する２つの面のうち、対象物側（基準面から遠い側）の面までの距離を用いた例を示している。対象物側の面とは、第１の基板１６０では上述した第１の面ＳＦ１１であり、第２の基板１６１では、図３のＳＦ２１に示した面であり、狭義には受光部１４０が実装される面となる。

このようにすれば、第１の基板１６０と第２の基板１６１とで、基板面からの高さがそもそも異なる。そのため、ｈ２＞ｈ１、すなわち発光部１５０側の第１の基板１６０を、受光部１４０側の第２の基板１６１よりも低くしておけば、当該高さの差により、発光部１５０と受光部１４０の高さの差を吸収することができる。この場合、高さ方向に複数の基板が設けられる（或いは図７を用いて後述するように、１枚の基板が多重となるように折り曲げられる）ため、光検出ユニット単体での小型化という点での効果は極端に大きくない。しかし、第１の基板１６０及び第２の基板１６１には、他の素子を配置可能であるため、上記以外の素子を追加する場合の光検出ユニット、或いは、光検出ユニットを含む生体情報検出装置として考えた場合には、効率的な素子配置が可能になり、全体としての小型化が可能である。

なお、基準面からの第１の基板１６０の高さｈ１と、第２の基板１６１の高さｈ２との相対的な関係は、第１の基板１６０と第２の基板１６１の位置関係が確定しなければ考えることができない。本実施形態でいうｈ１やｈ２は、例えば第１の基板１６０と第２の基板１６１（及び発光部１５０や受光部１４０）が、光検出ユニットとして実装された状態における基準面からの高さとすればよい。具体的には、本実施形態に係る光検出ユニットが図１１（Ａ）〜図１２に示したように生体情報検出装置に組み込まれる場合であれば、ｈ１やｈ２は、第１の基板１６０と第２の基板１６１が生体情報検出装置に組み込まれ、固定された状態での基準面からの高さを表すことになる。

この際、図４に示すように、第２の基板１６１は、発光部１５０から受光部１４０への直接光（図４におけるＬＡ）を遮蔽するように、位置関係を設定するとよい。

このようにすれば、図１（Ａ）や図１（Ｂ）に示したような遮光壁１００を設けずとも、第２の基板１６１自体を用いて直接光を遮蔽することが可能になる。そのため、部品点数を削減したり、発光部１５０と受光部１４０の基板面に沿った方向での距離を小さくすること等が可能になる。

なお、本実施形態の光検出ユニットでは、直接光だけでなく、外部から進入してくる光や、対象物以外により反射された反射光もノイズ要因となり得る。よって、遮光壁１００を設けないとした場合であっても、それらの外乱光を遮光する遮光用部材７０を設けることは妨げられない。

以下、本実施形態について詳細に説明する。具体的には、まず光検出ユニットの構成例について説明し、その後、発光部１５０と受光部１４０の間の距離と関連づけて、受光部１４０を複数設ける実施形態について説明する。最後に、光検出ユニットを含む生体情報検出装置の具体例を説明する。

２．光検出ユニット
図２を用いて上述したように、本実施形態の光検出ユニットは、受光部１４０と、発光部１５０と、発光部１５０が実装される第１の基板１６０と、受光部１４０が実装される第２の基板１６１を含む。

発光部１５０は、対象物（被検体等）に対して光を出射し、受光部１４０は、対象物からの光を受光する。例えば発光部１５０が光を出射し、その光が対象物により反射されると、受光部１４０が、その反射光を受光する。受光部１４０は、例えばフォトダイオード等の受光素子により実現できる。発光部１５０は、例えばＬＥＤ等の発光素子により実現できる。例えば受光部１４０は、半導体の基板に形成されたＰＮ接合のダイオード素子などにより実現できる。この場合に、受光角度を絞るための角度制限フィルターや受光素子に入射する光の波長を制限する波長制限フィルターを、このダイオード素子上に形成してもよい。

脈拍計などの生体情報検出装置に適用した場合を例にとると、発光部１５０からの光は、対象物である被検体の内部を進み、表皮、真皮及び皮下組織等で拡散又は散乱する。その後、この光は、血管（被検出部位）に到達し、反射される。この際に、光の一部は血管により吸収される。そして、脈拍の影響により血管での光の吸収率が変化し、反射光の光量も変化するため、受光部１４０がこの反射光を受光して、その光量の変化を検出することで、生体情報である脈拍数等を検出できるようになる。

なお発光部１５０に設けられるドーム型レンズ１５１（広義には集光レンズであり、以下ではレンズ部とも記載する）は、発光部１５０に樹脂封止（光透過樹脂で封止）されるＬＥＤチップ（広義には発光素子チップであり、以下では発光素子とも記載する）からの光を集光するためのレンズである。即ち、表面実装型の発光部１５０では、ＬＥＤチップがドーム型レンズ１５１の下方に配置されており、ＬＥＤチップからの光は、ドーム型レンズ１５１により集光されて対象物に出射される。これにより光検出ユニットの光学的な効率を向上できる。

なお、レンズ部１５１の有無による光検出ユニットの検出信号のレベル（ここでは脈信号のＡＣパワー）の違いを図５に示す。ここでは、異なる３人のユーザーのそれぞれについて、レンズ部１５１を有する場合とレンズ部１５１を有さない場合での信号レベルを測定した。図５から明らかなように、信号レベルの向上度合いに差はあるものの、いずれのユーザーについてもレンズ部１５１を設けた方が信号レベルが改善されることが確認された。

図３を用いて上述したように、本実施形態の光検出ユニットの各部の相対的な位置関係は基準面から第１の基板１６０までの高さｈ１と、基準面から第２の基板１６１までの高さｈ２により規定される。ただし、位置関係を規定する条件はｈ１，ｈ２によるものに限定されず、他の条件を用いて位置関係を規定してもよい。

例えば、図３に示したように基準面からの発光部１５０の高さをｈ３とし、基準面からの受光部の高さをｈ４としたときに、ｈ４＞ｈ３となるように、光検出ユニットの各部の相対的な位置関係を決定してもよい。

ここで、ｈ３は基準面から発光部１５０のうちの所与の基準点までの距離を考えればよく、同様に、ｈ４は基準面から受光部１４０のうちの所与の基準点までの距離を考えればよい。ただし、第２の基板１６１に直接光を遮光する遮光用部材としての役割を持たせるのであれば、上記発光部１５０の所与の基準点を、発光部１５０のうちの光の照射される位置とし、上記受光部１４０の所与の基準点を、受光部１４０のうちの光の受光される位置とするとよい。

このようにすれば、図３に示したように、基準面に対して発光部１５０を受光部１４０よりも低い位置（図３でいう下側）に設けることが可能になる。そのため、発光部１５０から受光部１４０への直接光を第２の基板１６１により遮光するという条件を満足することが容易となる。特に、ｈ３，ｈ４を上述したように、光の照射点、受光点を基準に設定すれば、直接光は必ず低い位置から高い位置へ向かう方向（図４等でいう下から上への方向）となる。その場合、当該直接光は受光部１４０より低い位置となる第２の基板１６１により遮光される可能性が非常に高くなり、遮光壁１００を設けずとも直接光が問題となる可能性を抑止できる。

図５を用いて上述したように、発光部１５０にレンズ部１５１を設けることで、光検出ユニットの光学的な性能の向上が期待できる。そのため、発光部１５０は図２等に示したように、光を集光するレンズ部１５１と、発光素子が封入される封入部１５３と、封入部１５３の台座となる台座部１５５とを有してもよい。その場合、発光部１５０の高さｈ３は、基準面からのレンズ部１５１の高さとすればよい。

上述したように、ｈ３を決定する発光部１５０内の位置は、光の照射される点とするとよい。そして、レンズ部１５１が設けられる発光部１５０においては、当該光の照射される点とはレンズ部１５１となるのであるから、発光部１５０の高さｈ３を、基準面からのレンズ部１５１の高さとすることで、適切な相対位置関係を設定することが可能になる。

また、基準面からの高さとは異なる観点から、光検出ユニットの各部の相対的な位置関係を規定してもよい。例えば図６に示すように、光検出ユニットを含む機器が、対象物である被検体に装着された状態において、第１の基板１６０から対象物までの距離をｄ１とし、第２の基板１６１から対象物までの距離をｄ２とした場合に、ｄ１＞ｄ２となるような位置関係を用いてもよい。

ここで、光検出ユニットを含む機器として、図１１（Ａ）等を用いて後述する生体情報検出装置を例にとって説明する。この場合、機器が被検体に装着された状態とは、図１３に示すように、バンド部１０を用いて、機器がユーザーの手首に固定された状態に対応する。

図１１（Ａ）の生体情報検出装置は、図１５（Ａ）を用いて後述するように、透光部材５０により形成される凸部５２が被検体に押しつけられることで、当該被検体に対して適切な押圧を付加する。つまり装着状態では、光検出ユニットと被検体との位置関係は図６に示したようになる。ここで第１の基板１６０と被検体の距離ｄ１をどのように設定するかは種々の手法が考えられるが、一例としては図６に示したように、第１の基板１６０のうち発光部１５０が実装される点から、第１の基板１６０に垂直な方向での直線が被検体（凸部５２と被検体の境界）と交差する点までの距離をｄ１とすればよい。同様に、第２の基板１６１のうち受光部１４０が実装される点から、第２の基板１６１に垂直な方向での直線が被検体と交差する点までの距離をｄ２とする。ただし、生体情報検出装置と被検体の接触の仕方や、ｄ１，ｄ２の設定の仕方は種々の変形実施が可能である。

図６からわかるように、装着状態での距離ｄ１，ｄ２を用いても、第１の基板１６０と第２の基板１６１の高さ（基板に垂直な方向での位置）に差を設けることが可能である。

また、第１の基板１６０と第２の基板１６１は、異なる２枚の基板であってもよいが、これには限定されない。例えば図７に示すように、第１の基板１６０と、第２の基板１６１は、フレキシブル基板により一体形成されてもよい。

このようにすれば、１枚の基板を用いて、発光部１５０と受光部１４０に高さの差を設けることが可能になる。なお、上記基板は、全体が屈曲可能なフレキシブル基板であってもよいし、フレキシブル基板とリジッド基板を一体化したリジッドフレキシブル基板であってもよい。リジッドフレキシブル基板を用いる場合、発光部１５０が設けられる第１のリジッド部と、受光部１４０が設けられる第２のリジッド部との間に、屈曲可能なフレキシブル部が設けられる構造を用いることが考えられる。

３．発光部−受光部間距離
図８は、発光部１５０と受光部１４０の間の距離ＬＤと信号強度の関係を示す図である。ここで信号強度は、本実施形態の光検出ユニットが適用される検出装置の検出信号の強度である。例えば後述するような脈波等の生体情報の検出装置に光検出ユニットを適用した場合には、脈波等の生体情報検出信号の強度である。また発光部１５０と受光部１４０の間の距離ＬＤは、例えば発光部１５０、受光部１４０の中心位置（代表位置）の間の距離である。例えば受光部１４０が矩形形状（略矩形形状）である場合には、受光部１４０の位置は、この矩形形状の中心位置である。また発光部１５０が前述のようなドーム型レンズ１５１を有する場合には、発光部１５０の位置は、例えばドーム型レンズ１５１の中心位置（ＬＥＤチップの位置）である。

図８から明らかなように発光部１５０と受光部１４０の距離ＬＤが近いほど、検出信号の信号強度が高くなり、感度等の検出性能が向上する。従って、発光部１５０と受光部１４０の距離ＬＤは近ければ近いほど望ましい。

この点、本実施形態では第２の基板１６１により直接光を遮蔽することができる。従って、遮光壁１００設けなくてもよい分だけ、発光部１５０と受光部１４０の距離ＬＤを近づけることが可能となり、図８から明らかなように検出装置の検出性能を向上できる。

この場合に図８に示すように、受光部１４０と発光部１５０の間の距離はＬＤ＜３ｍｍであることが望ましい。例えば図８の特性曲線Ｇ１における、距離が大きい側の接線Ｇ２から明らかなように、ＬＤ≧３ｍｍとなる範囲では、特性曲線Ｇ１が飽和している。これに対して、ＬＤ＜３ｍｍの範囲では、距離ＬＤが短くなるにつれて、信号強度が大きく増加している。従って、この意味においてＬＤ＜３ｍｍであることが望ましい。

更に、距離ＬＤについてはＬＤ＜２．５ｍｍであることが望ましい。例えば距離が大きい側の接線Ｇ２と小さい側の接線Ｇ３の関係から理解されるように、距離がＬＤ＜２．５ｍｍ（２．４ｍｍ）となる範囲で、距離に対する信号強度の増加率が更に高くなっている。従って、この意味においてＬＤ＜２．５ｍｍであることが更に望ましい。

そして図２等に示す本実施形態の光検出ユニットでは、例えば距離ＬＤはＬＤ＝２．０ｍｍ程度となっている。従って、図８に示すように、ＬＤ≧３ｍｍとなる従来の光検出ユニットに比べて、検出性能を大幅に向上できる。

また距離ＬＤについては下限値も存在し、距離ＬＤを近づけすぎることも望ましくない。例えば図９は、本実施形態の光検出ユニットを脈波等の生体情報の検出装置に適用した場合について示す図である。この場合には、発光部１５０からの光は、被検体の血管等で拡散又は散乱し、その光が受光部１４０に入射されて、脈波が検出される。そして図９において、発光部１５０と受光部１４０の間の距離ＬＤと、深さ方向での測定距離ＬＢとの間には、ＬＤ＝２×ＬＢの関係が一般的に成り立つ。例えば距離ＬＤだけ離れた発光部１５０と受光部１４０からなる光検出ユニットによる測定限界距離は、ＬＢ＝ＬＤ／２程度となる。そして距離ＬＢが例えば１００μｍ〜１５０μｍとなる範囲には、脈波の検出対象物となる血管は存在しない。従って、距離ＬＤが、ＬＤ≦２×ＬＢ＝２×１００μｍ〜２×１５０μｍ）＝０．２ｍｍ〜０．３ｍｍになると、脈波の検出信号が極めて小さくなることが予想される。即ち、距離ＬＤが近くなると、それに伴い深さ方向での測定距離ＬＢも小さくなり、その距離ＬＢの範囲に検出対象物が存在しないと、検出信号が極めて小さくなってしまう。つまり、距離ＬＤは近いほどが検出性能は向上するが、それにも限界があり、下限値が存在する。従って、この意味においてＬＤ＞０．３ｍｍであることが望ましい。即ち、０．３ｍｍ＜ＬＤ＜２．５ｍｍ（或いは０．３ｍｍ＜ＬＤ＜３．０ｍｍ）であることが望ましい。

また、以上で説明した、発光部１５０と受光部１４０との距離ＬＤと、深さ方向での測定距離ＬＢとの関係を利用して、検出信号のノイズ低減処理（ノイズ除去処理）を行ってもよい。上述したように、信号検出用の受光部１４０については、０．３ｍｍ＜ＬＤ＜２．５ｍｍ（或いは０．３ｍｍ＜ＬＤ＜３．０ｍｍ）であることが望ましい。

しかし、受光部１４０で検出した信号には、体動に起因する体動ノイズ等、種々のノイズが含まれることになり、精度のよい処理を行うためには、それらのノイズを低減することが好ましい。ここでは、上述したようにＬＤ＜０．３ｍｍ、或いは、ＬＤ＞３．０ｍｍの範囲では表皮或いは皮下組織の情報を検出してしまい、所望の血管に関する情報を取得できないことを利用して、上記の受光部１４０とは異なる第２の受光部１４１によりノイズ信号を検出する。

具体的には、受光部１４０では、０．３ｍｍ＜ＬＤ＜２．５ｍｍ（或いは０．３ｍｍ＜ＬＤ＜３．０ｍｍ）とすることで所望の血管に起因する信号を取得しつつ、第２の受光部１４１では、ＬＤ＜０．３ｍｍ、或いは、ＬＤ＞３．０ｍｍとすることでノイズ信号を取得する。このようにした場合、受光部１４０で検出した信号成分のうち、第２の受光部１４１においても検出した信号成分は、本来検出すべきでないノイズ成分であるという判定ができる。よって、当該ノイズ成分を受光部１４０の検出信号から除外することで、ノイズ低減処理を行うことが可能である。

この場合の第２の受光部１４１の配置は種々の手法が考えられる。例えば図１０（Ａ）に示した例では、光検出ユニットはノイズ低減用の検出信号を出力する第２の受光部１４１をさらに含み、第２の受光部１４１は、第２の基板１６１に実装されている。

この際、図１０（Ａ）に示したように、発光部１５０と受光部１４０との距離をＬ１とし、発光部１５０と第２の受光部１４１との距離をＬ２とした場合に、Ｌ１＜Ｌ２であってもよい。ここで、Ｌ１やＬ２は、発光部１５０と、受光部１４０又は第２の受光部１４１の直線距離であってもよいし、図１０（Ａ）に示すように、第１の面（或いはそれに平行な面）に射影した状態での距離でもよい。

脈成分を検出する受光部１４０での検出信号の感度を高めることを考えた場合、発光部１５０から受光部１４０までの距離は上記の条件を満たしつつ、できるだけ小さくして、光路長を短くすることが好ましい。その場合、Ｌ２＜Ｌ１としてしまうと、発光部１５０と受光部１４０の間に第２の受光部１４１が実装される可能性があり、発光部１５０と受光部１４０との距離Ｌ１を小さくすることが難しい。よって複数の受光部を第２の基板１６１に配置する場合には、図１０（Ａ）に示したようにＬ１＜Ｌ２とするとよい。

ただし、受光部１４０で主として血管に関する情報を取得し、第２の受光部１４１でノイズ成分を検出するのであれば、上記のＬＤの条件を考慮すればよく、その大小関係はＬ１＜Ｌ２に限定されるものではない。例えば、第２の受光部１４１を、第２の基板１６１上であり、且つ受光部１４０よりも発光部１５０に近い位置に設ける（Ｌ２＜Ｌ１）ものとしてもよい。

また、図１０（Ｂ）に示したように、光検出ユニットはノイズ低減用の検出信号を出力する第２の受光部１４１をさらに含み、第２の受光部１４１は、第１の基板１６０に実装されていてもよい。

図１０（Ｂ）ではＬ２＜Ｌ１としたが、図１０（Ａ）の場合と同様に、Ｌ２＞Ｌ１とする変形実施が可能である。なお、図１０（Ａ）の場合、受光部１４０と第２の受光部１４１がともに第２の基板１６１に実装されるため、発光部１５０から受光部１４０への直接光と、発光部１５０から第２の受光部１４１への直接光はともに第２の基板１６１で遮光可能であり、遮光壁１００を設けなくてもよい。しかし図１０（Ｂ）では、第２の受光部１４１が第１の基板１６０に実装されるため、発光部１５０から第２の受光部１４１への直接光は第２の基板１６１で遮光することが難しい。よって、図１０（Ｂ）に示したように、発光部１５０から第２の受光部１４１への直接光を遮光する遮光用部材７０（遮光壁１００）を別途設けることを考えるとよい。

４．生体情報検出装置
４．１ 生体情報検出装置の全体構成例
図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）、図１２に本実施形態の生体情報検出装置（生体情報測定装置）の外観図を示す。図１１（Ａ）は生体情報検出装置を正面方向側から見た図であり、図１１（Ｂ）は上方向側から見た図であり、図１２は側面方向側から見た図である。

図１１（Ａ）〜図１２に示すように本実施形態の生体情報検出装置はバンド部１０とケース部３０とセンサー部４０を有する。ケース部３０はバンド部１０に取り付けられる。センサー部４０は、ケース部３０に設けられる。また生体情報検出装置は後述する図１４に示すように処理部２００を有する。処理部２００は、ケース部３０に設けられ、センサー部４０からの検出信号に基づいて生体情報を検出する。なお、本実施形態の生体情報検出装置は図１１（Ａ）〜図１２の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。

なお、上述してきた光検出ユニットは、センサー部４０に含まれることになる。例えばセンサー部４０は、図１５（Ａ）を用いて後述するように、第１の基板１６０と、第２の基板１６１と、発光部１５０と、受光部１４０を有する光検出ユニットと、他の部材とから構成される。図１５（Ａ）の例であれば、他の部材とは、透光部材５０により実現される凸部５２、溝部５４、凹部５６、押圧抑制部５８等である。ただし、本実施形態に係る光検出ユニットがそれらの部材を含む、即ち、センサー部４０全体が、光検出ユニットに対応する等の変形実施も可能である。

バンド部１０はユーザーの手首に巻き付けて生体情報検出装置を装着するためのものである。バンド部１０はバンド穴１２、バックル部１４を有する。バックル部１４はバンド挿入部１５と突起部１６を有する。ユーザーは、バンド部１０の一端側を、バックル部１４のバンド挿入部１５に挿入し、バンド部１０のバンド穴１２にバックル部１４の突起部１６を挿入することで、生体情報検出装置を手首に装着する。この場合、どのバンド穴１２に突起部１６を挿入するかに応じて、後述するセンサー部４０の押圧（手首表面に対する押圧）の大きさが調整される。

ケース部３０は、生体情報検出装置の本体部に相当するものである。ケース部３０の内部には、センサー部４０、処理部２００等の生体情報検出装置の種々の構成部品が設けられる。即ち、ケース部３０は、これらの構成部品を収納する筐体である。このケース部３０は例えばトップケース３４とボトムケース３６を有する。なおケース部３０は、トップケース３４とボトムケース３６に分離される態様のものでなくてもよい。

ケース部３０には発光窓部３２が設けられている。発光窓部３２は透光部材により形成されている。そしてケース部３０には、フレキシブル基板７１に実装された発光部７２（ＬＥＤ、光検出ユニットの発光部１５０とは異なる報知用の発光部）が設けられており、この発光部７２からの光が、発光窓部３２を介してケース部３０の外部に出射される。

図１２に示すようにケース部３０には端子部３５が設けられている。生体情報検出装置を図示しないクレードルに装着すると、クレードルの端子部とケース部３０の端子部３５とが電気的に接続される。これによりケース部３０に設けられる二次電池（バッテリー）の充電が可能になる。

センサー部４０は被検体の脈波等の生体情報を検出するものである。例えばセンサー部４０は、後述する図１５（Ａ）に示すように受光部１４０と発光部１５０を有する。またセンサー部４０は、透光部材により形成され、被検体の皮膚表面に接触して押圧を与える凸部５２を有する。このように凸部５２が皮膚表面に押圧を与えた状態で、発光部１５０が光を出射し、その光が被検体（血管）により反射された光を受光部１４０が受光し、その受光結果が検出信号として処理部２００に出力される。そして処理部２００は、センサー部４０からの検出信号に基づいて脈波等の生体情報を検出する。なお本実施形態の生体情報検出装置の検出対象となる生体情報は、脈波（脈拍数）には限定されず、生体情報検出装置は、脈波以外の生体情報（例えば血液中の酸素飽和度、体温、心拍等）を検出する装置であってもよい。

図１３は生体情報検出装置４００の装着及び端末装置４２０との通信についての説明図である。

図１３に示すように被検体であるユーザーは手首４１０に生体情報検出装置４００を時計のように装着する。図１２に示すように、ケース部３０の被検体側の面にはセンサー部４０が設けられている。従って、生体情報検出装置４００が装着されると、センサー部４０の凸部５２が手首４１０の皮膚表面に接触して押圧を与え、その状態でセンサー部４０の発光部１５０が光を発光し、受光部１４０が反射光を受光することで、脈波等の生体情報が検出される。

生体情報検出装置４００と端末装置４２０は通信接続されて、データのやり取りが可能になっている。端末装置４２０は、例えばスマートフォン、携帯電話機、フューチャーフォン等の携帯型通信端末である。或いは端末装置４２０は、タブレット型コンピュータ等の情報処理端末であってもよい。生体情報検出装置４００と端末装置４２０の通信接続としては、例えばブルートゥース（Bluetooth（登録商標））等の近接無線通信を採用できる。このように生体情報検出装置４００と端末装置４２０が通信接続されることで、端末装置４２０の表示部４３０（ＬＣＤ等）に、脈拍数や消費カロリーなどの各種の情報を表示できる。即ち、センサー部４０の検出信号に基づき求められた各種の情報を表示できる。なお脈拍数や消費カロリーなどの情報の演算処理は、生体情報検出装置４００において実行してもよいし、その少なくとも一部を端末装置４２０において実行してもよい。

生体情報検出装置４００には、発光窓部３２が設けられており、報知用の発光部７２の発光（点灯、点滅）により、各種の情報をユーザーに報知する。例えば脂肪燃焼ゾーンに入った場合や脂肪燃焼ゾーンから出た場合に、これを発光窓部３２を介した発光部７２の発光により報知する。また端末装置４２０においてメール等が受信されると、それが端末装置４２０から生体情報検出装置４００に通知される。そして生体情報検出装置４００の発光部が発光することで、メール等の受信がユーザーに通知される。

このように図１３では、生体情報検出装置４００にはＬＣＤ等の表示部が設けられておらず、文字や数字等で報知する必要がある情報は、端末装置４２０の表示部４３０に表示される。このように図１３では、ＬＣＤ等の表示部を設けずに、必要最小限の情報を発光部の発光によりユーザーに報知することで、生体情報検出装置４００の小型化を実現している。また生体情報検出装置４００に表示部を設けないことで、生体情報検出装置４００の美観についても向上できる。

図１４に本実施形態の生体情報検出装置の機能ブロック図を示す。図１４では生体情報検出装置は、センサー部４０、体動センサー部１７０、振動発生部１８０、処理部２００、記憶部２４０、通信部２５０、アンテナ２５２、報知部２６０を含む。なお本実施形態の生体情報検出装置は図１４の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。

センサー部４０は、脈波等の生体情報を検出するものであり、受光部１４０、発光部１５０を含む。これらの受光部１４０、発光部１５０等により脈波センサー（光電センサー）が実現される。センサー部４０は、脈波センサーにより検出された信号を、脈波検出信号として出力する。

体動センサー部１７０は、種々のセンサーのセンサー情報に基づいて、体動に応じて変化する信号である体動検出信号を出力する。体動センサー部１７０は、体動センサーとして例えば加速度センサー１７２を含む。なお、体動センサー部１７０は、体動センサーとして圧力センサーやジャイロセンサーなどを有していてもよい。

処理部２００は、例えば記憶部２４０をワーク領域として、各種の信号処理や制御処理を行うものであり、例えばＣＰＵ等のプロセッサー或いはＡＳＩＣなどの論理回路により実現できる。処理部２００は、信号処理部２１０、拍動情報演算部２２０、報知制御部２３０を含む。

信号処理部２１０は各種の信号処理（フィルター処理等）を行うものであり、例えば、センサー部４０からの脈波検出信号や体動センサー部１７０からの体動検出信号などに対して信号処理を行う。例えば信号処理部２１０は体動ノイズ低減部２１２を含む。体動ノイズ低減部２１２は、体動センサー部１７０からの体動検出信号に基づいて、脈波検出信号から、体動に起因したノイズである体動ノイズを低減（除去）する処理を行う。具体的には、例えば適応フィルターなどを用いたノイズ低減処理を行う。

拍動情報演算部２２０は、信号処理部２１０からの信号等に基づいて、拍動情報の演算処理を行う。拍動情報は例えば脈拍数などの情報である。具体的には、拍動情報演算部２２０は、体動ノイズ低減部２１２でのノイズ低減処理後の脈波検出信号に対してＦＦＴ等の周波数解析処理を行って、スペクトルを求め、求めたスペクトルにおいて代表的な周波数を心拍の周波数とする処理を行う。求めた周波数を６０倍にした値が、一般的に用いられる脈拍数（心拍数）となる。なお、拍動情報は脈拍数そのものには限定されず、例えば脈拍数を表す他の種々の情報（例えば心拍の周波数や周期等）であってもよい。また、拍動の状態を表す情報であってもよく、例えば血液量そのものを表す値を拍動情報としてもよい。

報知制御部２３０は報知部２６０を制御する。報知部２６０（報知デバイス）は、報知制御部２３０の制御により、ユーザーに各種の情報を報知する。報知部２６０としては例えば報知用の発光部７２を用いることができる。この場合には報知制御部２３０はＬＥＤに流れる電流を制御することで、発光部の点灯、点滅等を制御する。なお報知部２６０は、ＬＣＤ等の表示部やブザー等であってもよい。

また報知制御部２３０は振動発生部１８０の制御を行う。振動発生部１８０は、振動により各種の情報をユーザーに報知するものである。振動発生部１８０は例えば振動モーター（バイブレーター）により実現できる。振動モーターは、例えば、偏芯した錘を回転させることで振動を発生する。具体的には駆動軸（ローター軸）の両端に偏心した錘を取り付けてモーター自体が揺れるようにする。振動発生部１８０の振動は報知制御部２３０により制御される。なお振動発生部１８０はこのような振動モーターには限定されず、種々の変形実施が可能である。例えばピエゾ素子などにより振動発生部１８０を実現してもよい。

振動発生部１８０による振動により、例えば電源オン時のスタートアップの報知、初回の脈波検出の成功の報知、脈波が検出できない状態が一定時間続いた時の警告、脂肪燃焼ゾーンの移動時の報知、電池電圧低下時の警告、起床アラームの通知、或いはスマートフォン等の端末装置からのメールや電話等の通知などが可能になる。なお、これらの情報は、報知用の発光部７２により報知してもよいし、振動発生部１８０、発光部の両者で報知してもよい。

通信部２５０は、図１３で説明したように外部の端末装置４２０との通信処理を行う。例えばブルートゥース（Bluetooth（登録商標））などの規格にしたがった無線通信の処理を行う。具体的には通信部２５０は、アンテナ２５２からの信号の受信処理や、アンテナ２５２への信号の送信処理を行う。この通信部２５０の機能は通信用のプロセッサー或いはＡＳＩＣなどの論理回路により実現できる。

４．２ センサー部の構成例
図１５（Ａ）にセンサー部４０の詳細な構成例を示す。センサー部４０は、受光部１４０と発光部１５０を有する。これらの受光部１４０は第２の基板１６１（センサー基板）に実装され、発光部１５０は、第１の基板１６０（回路基板）に実装されている。受光部１４０は、被検体からの光（反射光、透過光等）を受光する。発光部１５０は、被検体に対して光を出射する。例えば発光部１５０が光を被検体に出射し、その光が被検体（血管）により反射されると、受光部１４０が、その反射光を受光して検出する。

透光部材５０は、生体情報検出装置の被検体に接触する側の面に設けられ、被検体からの光を透過する。また透光部材５０は、被検体の生体情報の測定時に、被検体に接触する。例えば透光部材５０の凸部５２（検出窓）が被検体に接触する。なお凸部５２の表面形状は、曲面形状（球面形状）であることが望ましいが、これに限定されるものではなく、種々の形状を採用できる。また、透光部材５０は被検体からの光の波長に対して透明であればよく、透明な材料を用いてもよいし、有色の材料を用いてもよい。

透光部材５０の凸部５２の周囲には、押圧変動等を抑制するための溝部５４が設けられている。また、透光部材５０において凸部５２が設けられる側の面を第１の面とした場合に、透光部材５０は、その第１の面の裏側の第２の面において凸部５２に対応する位置に、凹部５６を有している。この凹部５６のスペースに、受光部１４０、発光部１５０が設けられている。

また生体情報検出装置の被検体側の面には、凸部５２が被検体（手首の肌）に与える押圧を抑制する押圧抑制部５８が設けられている。図１５（Ａ）では押圧抑制部５８は、透光部材５０の凸部５２を囲むように設けられている。

そして図１５（Ａ）では、生体情報検出装置の被検体側の面に直交する方向での凸部５２の高さをＨＡ（例えば凸部５２の曲面形状の頂点の高さ）とし、押圧抑制部５８の高さをＨＢ（例えば最も高い場所での高さ）とし、高さＨＡから高さＨＢを減じた値（高さＨＡとＨＢの差）をΔｈとした場合に、Δｈ＝ＨＡ−ＨＢ＞０の関係が成り立っている。例えば、凸部５２は、押圧抑制部５８から被検体側に、Δｈ＞０となるように突出している。即ち、凸部５２は、押圧抑制部（押圧抑制面）５８よりも、Δｈの分だけ被検体側に突出している。

このように、Δｈ＞０となる凸部５２を設けることで、例えば静脈消失点を超えるための初期押圧を被検体に対して与えることが可能になる。また、凸部５２が被検体に与える押圧を抑制するための押圧抑制部５８を設けることで、生体情報検出装置により生体情報の測定を行う使用範囲において、押圧変動を最小限に抑えることが可能になり、ノイズ成分等の低減を図れる。また、Δｈ＞０となるように凸部５２が押圧抑制部５８から突出していれば、凸部５２が被検体に接触して初期押圧を与えた後に、押圧抑制部５８が被検体に接触して、凸部５２が被検体に与える押圧を抑制できるようになる。ここで静脈消失点とは、被検体に凸部５２を接触させ押圧を次第に強くした時に、脈波信号に重畳された静脈に起因する信号が消失、または脈波測定に影響しない程度に小さくなる点のことである。

例えば図１５（Ｂ）では、横軸は、生体情報検出装置の荷重機構（バンド部やバックル部等で構成される機構）が発生する荷重を表しており、縦軸は、凸部５２が被検体に与える押圧（血管にかかる圧力）を表している。そして凸部５２の押圧を発生させる荷重機構による荷重に対する凸部５２の押圧の変化量を押圧変化量としたとする。この押圧変化量は、荷重に対する押圧の変化特性の傾きに相当する。

この場合に押圧抑制部５８は、荷重機構の荷重が０〜ＦＬ１となる第１の荷重範囲ＲＦ１での押圧変化量ＶＦ１に対して、荷重機構の荷重がＦＬ１よりも大きくなる第２の荷重範囲ＲＦ２での押圧変化量ＶＦ２が小さくなるように、凸部５２が被検体に与える押圧を抑制する。即ち、初期押圧範囲である第１の荷重範囲ＲＦ１では、押圧変化量ＶＦ１を大きくする一方で、生体情報検出装置の使用範囲である第２の荷重範囲ＲＦ２では、押圧変化量ＶＦ２を小さくする。

つまり、第１の荷重範囲ＲＦ１では、押圧変化量ＶＦ１を大きくして、荷重に対する押圧の変化特性の傾きを大きくしている。このような変化特性の傾きが大きな押圧は、凸部５２の飛び出し量に相当するΔｈにより実現される。即ち、Δｈ＞０となる凸部５２を設けることで、荷重機構による荷重が少ない場合であっても、静脈消失点を超えるのに必要十分な初期押圧を、被検体に対して与えることが可能になる。

一方、第２の荷重範囲ＲＦ２では、押圧変化量ＶＦ２を小さくして、荷重に対する押圧の変化特性の傾きを小さくしている。このような変化特性の傾きが小さな押圧は、押圧抑制部５８による押圧抑制により実現される。即ち、凸部５２が被検体に与える押圧を、押圧抑制部５８が抑制することで、生体情報検出装置の使用範囲では、荷重の変動等があった場合にも、押圧の変動を最小限に抑えることが可能になる。これにより、ノイズ成分の低減等を図れる。

このように、最適化された押圧（例えば１６ｋＰａ程度）が被検体に与えられるようにすることで、より高いＭ／Ｎ比（Ｓ／Ｎ比）の脈波検出信号を得ることが可能になる。即ち、脈波センサーの信号成分を増加させると共に、ノイズ成分を低減できる。ここでＭは脈波検出信号の信号レベルを表し、Ｎはノイズレベルを表す。

また、脈波測定に使用する押圧の範囲を、第２の荷重範囲ＲＦ２に対応する範囲に設定することで、最小限の押圧変動（例えば±４ｋＰａ程度）に抑えることが可能になり、ノイズ成分を低減できる。

４．３ その他の詳細な構造例
以上のように本実施形態の生体情報検出装置は、バンド部１０と、バンド部１０に取り付けられるケース部３０と、ケース部３０に設けられるセンサー部４０と、ケース部３０に設けられ、センサー部４０からの検出信号に基づいて生体情報を検出する処理部２００を有する。

図１６、図１７はケース部３０の内部構造等を示す分解図である。６０は装飾用カバー、６２は両面テープである。装飾用カバー６０は両面テープ６２によりトップケース３４の外面に接着される。このような装飾用カバー６０を設けることで、生体情報検出装置の美観の向上が可能になる。

７１はフレキシブル基板であり、７４は両面テープである。フレキシブル基板７１にはＬＥＤ等の発光部７２が実装される。またフレキシブル基板７１にはアンテナ２５２が設けられている。具体的にはアンテナ２５２の金属パターン（不図示）がフレキシブル基板７１に形成される。ここで、発光部７２は報知用の発光部であり、上述した光検出ユニットの発光部１５０とは異なる。また、フレキシブル基板７１は、発光部７２が実装される基板であり、上述した第１の基板１６０、第２の基板１６１のいずれとも異なることが想定される。

８０は二次電池（バッテリー）であり、８２は両面テープであり、８４は二次電池８０のホルダーである。二次電池８０は両面テープによりホルダー８４に接着される。

１６０は回路基板（メイン基板）であり、１７０は体動センサー部であり、１８０は振動発生部（振動モーター）であり、２００は処理部である。体動センサー部１７０，処理部２００は回路基板１６０に実装される。回路基板に第１の基板と同一の符号（１６０）を付したことからもわかるように、本実施形態の第１の基板１６０とは、例えばメイン基板として実現されてもよい。

１６１はセンサー基板であり、４９は接続ケーブルである。センサー基板は受光部１４０が実装される基板であり、上述した第２の基板１６１に対応する。センサー基板１６１と回路基板１６０は接続ケーブル４９により電気的に接続される。ただし、図７を用いて上述したようにフレキシブル基板を用いて、回路基板１６０とセンサー基板１６１が一体として形成されてもよく、その場合配線は当該基板上に設ければよい。なお９０、９２、９６は緩衝部材である。

３６はボトムケースであり、９７、９８はネジである。トップケース３４とボトムケース３６はネジ９７、９８によりネジ止めされる。

図１６、図１７に示すように、ケース部３０には、処理部２００が実装される回路基板１６０が設けられる。この回路基板１６０は例えばリジッド基板である。そして回路基板１６０とトップケース３４（ケース部３０の外面）との間に二次電池８０が配置されている。具体的には二次電池８０は、トップケース３４の裏面３３と回路基板１６０との間に設けられ、トップケース３４の裏面３３は曲面になっている。

二次電池８０は、回路基板１６０（処理部２００、体動センサー部１７０）、振動発生部１８０、センサー部４０等に電源を供給する。例えば生体情報検出装置をクレードルに装着することで、クレードルの端子部とケース端子部３５が電気的に接続され、クレードルからの電源により二次電池８０が充電される。二次電池８０としては例えばリチウムイオンポリマー電池等を採用できる。

本実施形態では、回路基板１６０とトップケース３４との間に二次電池８０を配置している。従って、回路基板１６０のＤＲ２方向側の空きスペースを有効活用して、二次電池８０を配置できる。例えばトップケース３４の内面３３は曲面となっているため、回路基板１６０のＤＲ２方向側に比較的広い空きスペースを確保することができる。本実施形態では、この空きスペースに、体積が大きい二次電池８０を配置している。これにより、ケース部３０内の空間を有効活用した部品の配置が可能になり、ケース部３０の薄型化や小型化等を実現できる。

なお、以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また光検出ユニット、生体情報検出装置等の構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。

１０ バンド部、１２ バンド穴、１４ バックル部、１５ バンド挿入部、
１６ 突起部、３０ ケース部、３２ 発光窓部、３４ トップケース、３５ 端子部、
３６ ボトムケース、４０ センサー部、４９ 接続ケーブル、５０ 透光部材、
５２ 凸部、５４ 溝部、５６ 凹部、５８ 押圧抑制部、６０ 装飾用カバー、
６２ 両面テープ、７０ 遮光用部材、７１ フレキシブル基板、７２ 発光部、
８０ 二次電池、８４ ホルダー、９７ ネジ、１００ 遮光壁、１４０ 受光部、
１４１ 第２の受光部、１５０ 発光部、１５１ レンズ部、１５３ 封入部、
１５５ 台座部、１６０ 第１の基板、１６１ 第２の基板、１７０ 体動センサー部、
１７２ 加速度センサー、１８０ 振動発生部、２００ 処理部、２１０ 信号処理部、
２１２ 体動ノイズ低減部、２２０ 拍動情報演算部、２３０ 報知制御部、
２４０ 記憶部、２５０ 通信部、２５２ アンテナ、２６０ 報知部、
４００ 生体情報検出装置、４１０ 手首、４２０ 端末装置、４３０ 表示部

Claims (9)

1. 対象物に対して光を射出する発光部と、
   前記対象物からの光を受光する受光部と、
   前記発光部が設けられる第１の基板と、
   前記受光部が設けられる第２の基板と、
   を含み、
   前記第１の基板に対して前記対象物とは反対側に設定された基準面からの、前記第１の基板の高さをｈ１とし、
   前記基準面からの前記第２の基板の高さをｈ２とした場合に、ｈ２＞ｈ１となり、
   前記第２の基板は、
   前記発光部から前記受光部への直接光を遮蔽することを特徴とする光検出ユニット。
2. 対象物に対して光を射出する発光部と、
   前記対象物からの光を受光する受光部と、
   前記発光部が設けられる第１の基板と、
   前記受光部が設けられる第２の基板と、
   を含み、
   前記第１の基板に対して前記対象物とは反対側に設定された基準面からの、前記第１の基板の高さをｈ１とし、前記基準面からの前記第２の基板の高さをｈ２とした場合に、ｈ２＞ｈ１となり、
   前記基準面からの前記発光部の高さをｈ３とし、前記基準面からの前記受光部の高さをｈ４とした場合に、ｈ４＞ｈ３となり、
   前記発光部は、
   光を集光するレンズ部と、発光素子が封入される封入部と、前記封入部の台座となる台座部とを有し、
   前記発光部の高さｈ３は、前記基準面からの前記レンズ部の高さであることを特徴とする光検出ユニット。
3. 対象物に対して光を射出する発光部と、
   前記対象物からの光を受光する受光部と、
   前記発光部が設けられる第１の基板と、
   前記受光部が設けられる第２の基板と、
   を含み、
   前記第１の基板に対して前記対象物とは反対側に設定された基準面からの、前記第１の基板の高さをｈ１とし、
   前記基準面からの前記第２の基板の高さをｈ２とした場合に、ｈ２＞ｈ１となり、
   前記第１の基板と、前記第２の基板は、フレキシブル基板により一体となっていることを特徴とする光検出ユニット。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   ノイズ低減用の検出信号を出力する第２の受光部をさらに含み、
   前記第２の受光部は、前記第１の基板に設けられていることを特徴とする光検出ユニット。
5. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   ノイズ低減用の検出信号を出力する第２の受光部をさらに含み、
   前記第２の受光部は、前記第２の基板に設けられていることを特徴とする光検出ユニット。
6. 対象物に対して光を射出する発光部と、
   前記対象物からの光を受光する受光部と、
   ノイズ低減用の検出信号を出力する第２の受光部と、
   前記発光部が設けられる第１の基板と、
   前記受光部が設けられる第２の基板と、
   を含み、
   前記第１の基板に対して前記対象物とは反対側に設定された基準面からの、前記第１の基板の高さをｈ１とし、
   前記基準面からの前記第２の基板の高さをｈ２とした場合に、ｈ２＞ｈ１となり、
   前記第２の受光部は、前記第２の基板に設けられ、
   前記発光部と前記受光部との距離をＬ１とし、前記発光部と前記第２の受光部との距離をＬ２とした場合に、Ｌ１＜Ｌ２であることを特徴とする光検出ユニット。
7. 請求項１乃至６のいずれかにおいて、
   前記光検出ユニットを含む機器が、前記対象物である被検体に装着された状態において、
   前記第１の基板から前記対象物までの距離をｄ１とし、
   前記第２の基板から前記対象物までの距離をｄ２とした場合に、ｄ１＞ｄ２となることを特徴とする光検出ユニット。
8. 請求項１乃至７のいずれかにおいて、
   前記第１の基板の前記発光部が設けられる面を第１の面とし、前記第１の基板の前記第１の面の裏面を第２の面とし、前記第１の面から前記第２の面への方向を第１の方向とした場合に、
   前記基準面は、
   前記第２の面よりも第１の方向側に位置し、且つ前記第２の面と平行な面であることを特徴とする光検出ユニット。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の光検出ユニットを含むことを特徴とする生体情報検出装置。