WO2015004912A1 - 光検出ユニット及び生体情報検出装置 - Google Patents

Abstract

　発光部からの光が受光部に入射されるのを抑制しながら検出性能の低下を向上できる光検出ユニット、生体情報検出装置等の提供。　光検出ユニットは、対象物に対して光を出射する発光部１５０と、対象物からの光を受光する受光部１４０と、少なくとも受光部１４０を遮光する遮光用部材７０を含む。遮光用部材７０は、金属を板金加工することで形成されると共に、発光部１５０と受光部１４０の間に設けられ発光部１５０からの光が受光部１４０に入射されるのを遮光する遮光壁１００を有する。遮光壁１００は、遮光用部材７０の第１の金属面７１により形成される。

Description

光検出ユニット及び生体情報検出装置

　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。例えば発光部からの光が受光部に入射されてしまうと、検出される情報の信頼性や検出精度等が低下してしまうおそれがある。

　本発明の幾つかの態様によれば、発光部からの光が受光部に入射されるのを抑制しながら検出性能の低下を向上できる光検出ユニット、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出射する発光部と、前記対象物からの光を受光する受光部と、少なくとも前記受光部を遮光する遮光用部材と、を含み、前記遮光用部材は、金属を板金加工することで形成されると共に、前記発光部と前記受光部との間に設けられ前記発光部からの光が前記受光部に入射されるのを遮光する遮光壁を有し、前記遮光壁は、前記遮光用部材の第１の金属面により形成されている光検出ユニットに関係する。

　本発明の一態様によれば、発光部により対象物に光が出射され、対象物からの光が受光部により受光される。そして、少なくとも受光部を遮光するように、金属を板金加工することで形成される遮光用部材が設けられる。この場合に、発光部からの光を遮光する遮光壁が、板金加工により形成された遮光用部材の第１の金属面により形成される。このように遮光壁を設けることで、発光部からの光が受光部に入射されるのを抑制できる。そして遮光用部材を金属の板金加工により形成すれば、遮光用部材の強度等を確保しながら金属面の厚さを薄くできるようになる。従って、発光部と受光部との間に設けられる遮光壁を、板金加工により形成された遮光用部材の第１の金属面により形成することで、例えば射出成型等により形成する場合に比べて、遮光壁の厚さを薄くできる。この結果、発光部と受光部の間の距離を近づけることが可能になり、発光部からの光が受光部に入射されるのを抑制しながら光検出ユニットの検出性能等を向上できるようになる。

　また本発明の一態様では、前記遮光用部材は、前記第１の金属面に交差する方向に沿って設けられ、前記受光部への光の入射を遮光する遮光壁となる第２の金属面及び第３の金属面を有し、前記第１の金属面の第１の端面は、前記第１の金属面を前記発光部側から見た正面視において、前記第２の金属面の端面よりも、一方側に突出し、前記第１の金属面の前記第１の端面に対向する第２の端面は、前記正面視において、前記第３の金属面の端面よりも、前記一方とは異なる他方側に突出していてもよい。

　このようにすれば、発光部からの光を、これらの第１の金属面の突出する第１、第２の端面により遮光して、この光が受光部に入射されてしまう事態を抑制できるようになる。

　また本発明の一態様では、前記第１の金属面と前記第２の金属面とは第１の隙間領域を介して隣接して設けられ、前記第１の金属面と前記第３の金属面とは第２の隙間領域を介して隣接して設けられていてもよい。

　このように第１、第２の隙間領域を設ければ、遮光用部材の板金加工の際に折り曲げ部分に歪み等が生じて、折り曲げ加工が上手く行かなくなってしまう事態を抑制できる。そして、発光部からの光が、これらの第１、第２の隙間領域を介して受光部に入射されてしまう事態を、第１の金属面の突出する第１、第２の端面により抑制できるようになる。

　また本発明の一態様では、前記遮光用部材は、前記第１の金属面に交差する方向に沿って設けられ、前記受光部への光の入射を遮光する第４の金属面を有し、前記第４の金属面には、前記対象物と前記受光部の間の光路において前記対象物からの光を絞る絞り部が形成されていてもよい。

　このような絞り部を設ければ、対象物等からの迷光が受光部に入射されてしまうのを抑制できるため、光検出ユニットの検出性能の向上等を図れるようになる。

　また本発明の一態様では、前記発光部と前記受光部の間の距離をＬＤとした場合に、ＬＤ＜３ｍｍであってもよい。

　このようにすれば、発光部と受光部の間の距離を、従来の光検出ユニットに比べて近づけることが可能になり、光検出ユニットの感度等の検出性能を向上できるようになる。

　また本発明の一態様では、０．３ｍｍ＜ＬＤ＜２．５ｍｍであってもよい。

　このようにすれば、発光部と受光部の間の距離を更に近づけることが可能になり、感度等の検出性を向上できるようになる。また、０．３ｍｍ＜ＬＤとすることで、光検出ユニットの測定可能範囲に対象物が存在しないことで検出信号の十分な信号強度を得られないなどの事態を抑制できる。

　また本発明の一態様では、前記遮光用部材の少なくとも内側面に対して反射抑制加工が行われていてもよい。

　このようにすれば、遮光用部材の表面での反射光が迷光となって、検出信号のノイズ成分となってしまうなどの事態を抑制できるようになる。

　また本発明の一態様では、前記遮光用部材は、前記発光部側には設けられず前記受光部側に設けられていてもよい。

　このようにすれば、発光部からの出射光が遮光用部材により遮られて、対象物への光の光量が減少してしまう事態を抑制できる。また発光部側に遮光用部材を設けることで発光部側の高さが高くなってしまい、光検出ユニットの薄型化の妨げとなってしまう事態の発生も抑制できるようになる。

　また本発明の一態様では、前記発光部、前記受光部及び遮光用部材が実装される基板を有し、前記遮光用部材は、前記遮光用部材を前記基板に固定するために前記基板の穴部に係止される第１、第２の突起部を有し、前記第１、第２の突起部は、前記遮光用部材の中心線に対して非線対称な位置に設けられていてもよい。

　このようにすれば、遮光用部材を基板に取り付ける際に、遮光用部材が誤った位置や方向で基板に取り付けられてしまう事態を抑制でき、光検出ユニットの組み立て作業の簡素化や効率化を図ることが可能になる。

　また本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載の光検出ユニットを含む生体情報検出装置に関係する。

　また本発明の他の態様では、前記対象物である被検体の生体情報の測定時に前記被検体に接触して押圧を与える凸部を有し、前記受光部への入射光及び前記発光部からの出射光を透過する透光部材と、前記凸部を囲むように設けられ、前記凸部が前記被検体に与える押圧を抑制する押圧抑制部と含んでもよい。

　このようにすれば、凸部が被検体に与える押圧を押圧抑制部により抑制して、押圧変動を低減することなどが可能になり、生体情報検出装置の検出性能等を向上できる。

本実施形態の光検出ユニットの構成例を示す斜視図。 図２（Ａ）、図２（Ｂ）は本実施形態の光検出ユニットの構成例を示す平面図、側面図。 遮光用部材の詳細な形状を示す平面図、側面図、正面図、背面図。 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６（Ａ）、図６（Ｂ）は本実施形態の生体情報検出装置の外観図。 図７（Ａ）～図７（Ｃ）は生体情報検出装置の連結部の説明図。 生体情報検出装置の本体部の裏蓋部の斜視図。 裏蓋部の断面図。 図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は被検体に対する透光部材の押圧が変化したときの問題点の説明図。 図１１（Ａ）～図１１（Ｃ）は絞り部の配置位置の他の例を示す図。 図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）は透光部材の凸部及び押圧抑制部の説明図。 生体情報検出装置の全体構成の例を示す機能ブロック図。

　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．光検出ユニット
　図１は、本実施形態の光検出ユニットの構成例を示す斜視図であり、図２（Ａ）、図２（Ｂ）は平面図、側面図である。

　本実施形態の光検出ユニットは、受光部１４０、発光部１５０、遮光用部材７０を含む。また基板１６０を含むことができる。

　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１５２（広義には集光レンズ）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）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１５２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１５２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。

　遮光用部材７０は光の遮光を行うための部材である。例えば図１では遮光用部材７０は受光部１４０を遮光している。即ち、遮光用部材７０は、発光部１５０側には設けられておらず、受光部１４０側に設けられている。例えば、遮光用部材７０は受光部１４０を覆うように設けられ、受光部１４０への入射光を遮光しているが、発光部１５０については遮光を行っていない。但し、遮光用部材７０を発光部１５０側に設ける変形実施も可能である。

　遮光用部材７０の少なくとも内側面に対しては、反射抑制加工を行うことが望ましい。例えば遮光用部材７０の表面（内側面等）の色を、黒色等の所定色にして、光の乱反射を防ぐようにする。或いは、遮光用部材７０の表面をモスアイ構造にしてもよい。例えば数十～数百ｎｍ周期の凹凸構造を表面に形成して、反射防止構造とする。このような反射抑制加工をすれば、例えば遮光用部材７０の表面での反射光が迷光となって、検出信号のノイズ成分となってしまう事態を効果的に抑制できる。

　受光部１４０、発光部１５０、遮光用部材７０は、基板１６０に実装される。基板１６０は例えばリジッド基板である。基板１６０には、受光部１４０の信号・電源の端子１４２と接続するための端子１６２や、外部のメイン基板との間で信号・電源を接続するための端子１６４が設けられている。例えば受光部１４０の端子１４２と基板１６０の端子１６２はワイヤボンディング等により接続される。

　そして本実施形態では、遮光用部材７０は、金属（例えば錫と銅の合金）を板金加工することで形成されている。例えば１枚の金属板を板金加工することで図１、図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示すような形状の遮光用部材７０が形成される。そして遮光用部材７０は、発光部１５０と受光部１４０の間に設けられる遮光壁１００を有している。この遮光壁１００は、発光部１５０からの光（直接光等）が受光部１４０に入射されるのを遮光する。そして、この遮光壁１００は、板金加工により形成された遮光用部材７０の第１の金属面７１により形成されている。即ち、遮光壁１００となる第１の金属面７１が、受光部１４０と発光部１５０との間に設けられており、これにより発光部１５０からの光が受光部１４０に入射されるのが抑制される。

　また遮光用部材７０は、第２、第３の金属面７２、７３を有する。これらの第２、第３の金属面７２、７３は、第１の金属面７１に交差（例えば直交）する方向に沿って設けられる。例えば第１の金属面７１を正面側の金属面とした場合に、第２、第３の金属面７２、７３は側面側の金属面であり、側面側の遮光壁となる。

　そして図１、図２（Ａ）に示すように、第１の金属面７１のＤ１に示す第１の端面（左側端面）は、第１の金属面７１を発光部１５０側から見た正面視において、第２の金属面７２のＤ３に示す端面よりも、一方側（左側）に突出している。一方、第１の金属面７１の第１の端面に対向する、Ｄ２に示す第２の端面（右側端面）は、上記の正面視において、第３の金属面７３のＤ４に示す端面よりも、一方とは異なる他方側（右側）に突出している。即ち、第１の金属面７１のＤ１、Ｄ２に示す端面が、第２、第３の金属面のＤ３、Ｄ４に示す端面よりも、両側に突出している。

　例えば第１の金属面７１と第２の金属面７２とは、図２（Ｂ）のＥ１に示す第１の隙間領域を介して隣接して設けられる。また第１の金属面７１と第３の金属面７３とは第２の隙間領域を介して隣接して設けられる。即ち、第１の金属面７１の背面と、第２、第３の金属面のＤ３、Ｄ４に示す端面とは接しておらず、当該背面と端面との間には隙間領域が存在している。

　そして、このような隙間領域が存在すると、後に詳述するようにこの隙間領域を介して発光部１５０からの光が受光部１４０に入射されてしまうおそれがある。しかしながら、本実施形態では、前述のように第１の金属面７１のＤ１、Ｄ２に示す端面が、第２、第３の金属面７２、７３よりも正面視において両側に突出しているため、このような発光部１５０からの光が受光部１４０に入射されてしまう事態を効果的に抑制できる。

　また遮光用部材７０は、第１の金属面７１に交差（例えば直交）する方向に沿って設けられ、受光部１４０への光の入射を遮光する第４の金属面７４を有する。この第４の金属面７４は、例えば遮光用部材７０の上面の金属面である。

　そして、この第４の金属面７４には、対象物と受光部１４０の間の光路において対象物からの光（反射光等）を絞る絞り部８０が形成されている。即ち、第４の金属面７４には、絞り部８０の開口部８１が形成されている。なお遮光用部材７０は、背面の遮光壁となる第５の金属面７５も設けられており、背面側から入射される光を遮光している。

　２．遮光用部材
　２．１　板金加工
　本実施形態の光検出ユニットでは、図１に示すように、受光部１４０等を外部光から遮光するための遮光用部材７０を設けている。そして、遮光用部材７０は、金属を板金加工することで形成されており、この遮光用部材７０の例えば金属面７１により、遮光壁１００を実現している。また遮光用部材７０の例えば金属面７４により、開口部８１を有する絞り部８０を実現している。ここで遮光壁１００は、例えば受光部１４０の中心位置と発光部１５０の中心位置を結ぶ線分に対して交差（直交）する方向に沿った壁面を有するものである。このような遮光壁１００を設けることで、発光部１５０からの光（直接光）が受光部１４０に入射されるのが抑止されて、検出データの信頼性等を向上できるようになる。

　即ち、後に詳述するように、発光部１５０と受光部１４０の間の距離が近いほど、光検出ユニットの光学的な効率・性能が向上する。例えば光学的な効率・性能は距離の二乗に反比例して低下する。従って、できる限り発光部１５０と受光部１４０の間の距離を近づけることが望ましい。

　一方、発光部１５０と受光部１４０の間の距離を近づけると、発光部１５０からの直接光が受光部１４０に入射してしまい、ＤＣ成分の増加等が生じて、性能が低下してしまう。このため本実施形態の光検出ユニットでは、受光部１４０と発光部１５０の間に遮光壁１００を設けている。

　この場合に本実施形態の比較例の手法として、遮光用部材７０を射出成型により形成する手法が考えられる。射出成型を用いる比較例の手法は、機器の量産性等の観点からは有利な手法である。

　しかしながら、遮光用部材７０を射出成型で形成すると、遮光壁１００の壁厚が厚くなってしまう。即ち、遮光壁１００の壁厚を薄い設計にすると、射出成形時に遮光壁１００の部分に樹脂が十分に充填されなくなってしまい、十分な強度を有する遮光壁１００を実現できない。このため、射出成型を用いる比較例の手法では、遮光壁１００の厚さが例えば０．４ｍｍ以上になってしまう。

　そして、このように遮光壁１００が厚くなると、発光部１５０と受光部１４０の間の距離も長くなってしまう。従って、例えば発光部１５０と受光部１４０との間の対象物を介した光路長も長くなってしまい、光検出ユニットの光学的な効率・性能が低下してしまう。

　そこで本実施形態では遮光用部材７０を金属の板金加工により形成する。例えば図３は遮光用部材７０の詳細な形状を示す平面図、側面図、正面図、背面図である。例えば１枚の金属板を板金加工により折り曲げることで、金属面７１、７２、７３、７４、７５からなる遮光用部材７０が形成される。具体的には、上面である金属面７４に対して、金属面７１、７２、７３、７５を直角（略直角）に折り曲げることで、遮光用部材７０が形成される。

　そして図１において発光部１５０と対向する金属面７１が、発光部１５０からの直接光が受光部１４０に入射されるのを遮光する遮光壁１００となる。また上面の金属面７４には、対象物と受光部１４０の間の光路において対象物からの光を絞る絞り部８０が形成される。即ち、開口部８１を有する絞り部８０が形成される。

　このように、板金加工による金属面７１を用いて遮光壁１００を実現すれば、射出成型を用いる比較例の手法に比べて、遮光壁１００の厚さを薄くできる。例えば板金加工を用いた場合には、その金属面の厚さが例えば０．１ｍｍ程度であっても、十分な強度を有する遮光用部材７０を実現できる。このため、遮光壁１００となる金属面７１の厚さも例えば０．１ｍｍ程度にすることが可能になる。従って、遮光壁１００の厚さが例えば０．４ｍｍ以上になってしまう射出成型を用いる比較例の手法に比べて、遮光壁１００の厚さを十分に薄くでき、その分だけ、発光部１５０と受光部１４０の間の距離も短くできる。従って、発光部１５０からの直接光が受光部１４０に入射されるのを遮光壁１００により抑制しながら、発光部１５０から受光部１４０への対象物を介した光の光路長も短くできるため、光検出ユニットの検出性能等を向上できるようになる。

　特に図１では、チップパッケージ型の発光部１５０を使用している。このチップパッケージ型の発光部１５０では、例えばドーム型レンズ１５２がＬＥＤチップの上に配置されることで、対象物への光の出射効率が高くなり、光検出ユニットの検出感度を高めることができる。

　しかしながら、チップパッケージ型の発光部１５０は、例えばリフレクターにＬＥＤチップを配置して実現するタイプのものに比べて、その配置占有面積が大きい。従って、その分だけ発光部１５０と受光部１４０の間の距離も長くなってしまうという問題がある。この点、本実施形態によれば、前述のように遮光壁１００の厚さを十分に薄くできるため、このようなチップパッケージ型の発光部１５０を用いた場合にも、これに対応することが可能となり、光検出ユニットの感度等の検出性能を向上できる。

　また図１～図２（Ｂ）では、遮光用部材７０は、発光部１５０側には設けられず受光部１４０側にだけ設けられている。即ち、遮光用部材７０は、受光部１４０を覆ってその遮光を行っているが、発光部１５０については覆っていない。

　例えば、遮光用部材７０を、発光部１５０についても遮光するような形状にすると、発光部１５０から対象物へと向かう光の一部が、遮光用部材７０により遮られてしまい、対象物へ照射される光量等が減少し、感度等の検出性能が低下するおそれがある。

　この点、図１～図２（Ｂ）のように、遮光用部材７０の形状を、受光部１４０側だけを遮光するような形状にすれば、発光部１５０からの出射光が遮光用部材７０により遮られて対象物への光の光量が減少してしまう事態の発生を抑制できる。

　また遮光用部材７０を発光部１５０側に設けず受光部１４０側だけに設ける構成は、光検出ユニットの薄型化という観点においても有利な構成である。例えば図２（Ｂ）に示すように、ドーム型レンズ１５２を有する発光部１５０は、受光部１４０に比べてその高さが高くなる。従って、発光部１５０側に遮光用部材７０を設けると、その分だけ発光部１５０側での高さが高くなってしまい、光検出ユニットの薄型化の妨げとなる。

　この点、遮光用部材７０を受光部１４０側だけに設ける構成であれば、発光部１５０側には遮光用部材７０が存在しないため、例えば図２（Ｂ）に示すように受光部１４０側での高さと発光部１５０側での高さを揃えることが可能になる。従って、発光部１５０側にも遮光用部材７０を設ける手法に比べて、光検出ユニットの全体として高さを低くすることが可能になり、光検出ユニットの薄型化の実現が容易になる。

　また、上述のように遮光用部材７０には絞り部８０が設けられている。即ち、遮光用部材７０の上面の金属面７４に開口部８１が形成され、この開口部８１により絞り部８０が実現される。この場合に、絞り部８０の開口部８１は、発光部１５０に近いほど広く開いている。例えば開口部８１は、半円形状（略半円形状）になっており、その半円の直径が発光部１５０側に位置している。絞り部８０の開口部８１をこのような形状にすれば、発光部１５０から出射されて対象物により反射された光を、効率良く受光部１４０に入射させることが可能になり、感度等の検出性能を向上できる。なお、絞り部８０の詳細については後に詳述する。

　２．２　隙間領域
　遮光用部材７０を板金加工により形成する場合には、図３のＥ１に示すように、隣り合う金属面７１と金属面７２の間に隙間領域が設けられる。またＥ２に示すように、隣り合う金属面７１と金属面７３の間にも隙間領域が設けられる。また金属面７５と金属面７２、７３との間にもＥ３、Ｅ４に示すように隙間領域が設けられる。このような隙間領域を設けないと、上面の金属面７４に対して金属面７１、７２、７３、７５を板金加工で折り曲げた場合に、折り曲げ部分に歪み等が生じて、折り曲げ加工が上手く行かなくなってしまうという問題がある。

　この点、図３のＥ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４に示すように隙間領域を設けて、例えば金属面の折り曲げのコーナー部分を曲線形状（Ｒ形状）にすれば、このような問題の発生を抑制できる。

　しかしながら、Ｅ１、Ｅ２に示すような隙間領域が形成されると、例えば発光部１５０からの光が、この隙間領域を通って受光部１４０に入射されてしまい、直接光によるＤＣ成分等が増加し、性能が低下してしまうおそれがある。

　そこで本実施形態では、図３の金属面７１のＤ１、Ｄ２に示す端面が、発光部１５０側から見た正面視（金属面７１に直交する方向での正面視）において、金属面７２、７３のＤ３、Ｄ４に示す端面よりも両側に突出するように、遮光用部材７０を形成している。例えば金属面７１のＤ１に示す端面は、金属面７２のＤ３に示す端面よりも左側（一方側）に突出しており、金属面７１のＤ２に示す端面は、金属面７３のＤ４に示す端面よりも右側（他方側）に突出している。即ち、金属面７１において、図３のＦ１、Ｆ２に示すような突出部分を延在形成している。

　このようにすれば、Ｅ１、Ｅ２に示す隙間領域が形成されている場合においても、発光部１５０からの直接光は、この金属面７１のＦ１、Ｆ２に示す突出部分に遮られて、受光部１４０に入射されないようになる。即ち、直接光以外の外光については、隙間領域から入射される可能性があるものの、少なくとも発光部１５０からの直接光については、この金属面７１の突出部分が障壁になって、受光部１４０には入射されないようになる。

　従って、金属面の各辺の境界に隙間領域を形成することで板金加工における折り曲げ時の不具合を解消すると共に、この隙間領域の存在を原因とする直接光の入射を抑制して、検出性能の低下を防止することが可能になり、２つの問題点を両立して解決することに成功している。

　なお、金属面７１のＤ１、Ｄ２に示す端面と、金属面７２、７３のＤ３、Ｄ４に示す端面との位置関係・形状等は、図３に示す位置関係・形状等に限定されるものではない。即ち、少なくともＦ１、Ｆ２に示すように、Ｄ３、Ｄ４に示す端面に対する突出部分が金属面７１に延在形成されており、発光部１５０からの光がこの突出部分により遮光されるような位置関係・形状であれば、種々の変形実施が可能である。

　また前述の図１に示すように、発光部１５０、受光部１４０、遮光用部材７０は基板１６０に実装されている。そして図３に示すように、遮光用部材７０は突起部７８、７９（第１、第２の突起部）を有している。即ち、遮光用部材７０を基板１６０に固定するための突起部７８、７９を有している。これらの突起部７８、７９は、基板１６０に形成された穴部に係止され、これにより遮光用部材７０は基板１６０に固定される。

　具体的には図３では、突起部７８は背面の金属面７５に形成され、突起部７９は、右側面の金属面７３に形成される。この場合、突起部７８、７９の位置・形状は、遮光用部材７０の中心線ＣＬに対して線対称な位置・形状になっておらず、非線対称な位置・形状になっている。例えば突起部７８、７９は、中心線ＣＬに対して線対称な位置には設けられておらず、非線対称な位置に設けられている。ここで中心線ＣＬは、例えば受光部１４０の中心位置と発光部１５０の中心位置を結んだ線に対応している。また突起部７８、７９の面の向きも、中心線ＣＬに対して線対称な向きにはなっていない。例えば突起部７８の面は、中心線に直交する方向に沿った面となっており、突起部７９は、中心線の方向に沿った面となっている。

　このように、突起部７８、７９を非線対称な位置・形状にすれば、遮光用部材７０を基板１６０に取り付ける際に、遮光用部材７０が誤った位置・方向で基板１６０に取り付けられてしまう事態を抑制できる。従って、光検出ユニットの組み立て作業の簡素化や効率化を図ることが可能になり、コスト低減等を実現できる。また本実施形態では、遮光用部材７０は板金加工で形成されるものであるため、このような非線対称な位置・形状の突起部７８、７９を容易に形成できるという利点もある。即ち、図３に示すように、背面の金属面７５の例えば左側に突起部７８を形成し、右側面の金属面７３の例えば前方側に突起部７９を形成することで、非線対称な位置・形状の突起部７８、７９を実現することが可能になる。

　２．３　発光部－受光部間距離
　図４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１５２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１５２の中心位置（ＬＥＤチップの位置）である。

　図４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、本実施形態では前述の図１～図３に示すように、遮光用部材７０は金属を板金加工することで形成され、その金属面７１により遮光壁１００が実現されている。従って、射出成型で遮光用部材７０を実現する場合に比べて、遮光壁１００の厚さを薄くすることが可能であり、例えば０．１ｍｍ程度にすることができる。従って、遮光壁１００の厚さが薄くなった分だけ、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４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４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４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１～図３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４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５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５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。

　３．生体情報検出装置
　図６（Ａ）は本実施形態の光検出ユニットを有する生体情報検出装置（生体情報測定装置）の一例を示す外観図である。この生体情報検出装置は時計タイプの脈拍計であり、本体部３００と、被検体の手首４００に生体情報検出装置を取り付けるためのバンド３２０、３２２（リストバンド）を有する。機器本体である本体部３００には、各種の情報を表示する表示部３１０や、脈波センサー（検出部、透光部材等で構成されるセンサー。光検出ユニット）や、各種の処理を行う処理部などが設けられる。表示部３１０には、測定された脈拍数や時刻が表示されている。なお図６（Ａ）では、手首４００（又は腕）の周長方向を第１の方向ＤＲ１とし、手４１０から下腕４２０に向かう方向を第２の方向ＤＲ２としている。

　図６（Ｂ）は生体情報検出装置の詳細な構成例を示す外観図である。バンド３２０、３２２は、伸縮部３３０、３３２を介して本体部３００に接続される。伸縮部３３０、３３２は、図６（Ａ）の第１の方向ＤＲ１及び第２の方向ＤＲ２等に沿って変形可能となっている。バンド３２０の一端には連結部３４０が接続される。この連結部３４０は時計におけるバックルに相当するものであり、バックルの棒部が挿入されるバンド穴部は、逆側のバンド３２２に形成されている。

　図７（Ａ）に示すように、連結部３４０は、バンド３２０に固定される固定部材３４２や、スライド部材３４４や、弾性部材であるバネ３５０、３５２を有する。そして図７（Ｂ）、図７（Ｃ）に示すように、スライド部材３４４は、固定部材３４２に対して、スライド方向ＤＲＳに沿ってスライド自在に取り付けられており、バネ３５０、３５２は、スライド時における引っ張り力を発生する。これらのバネ３５０、３５２や伸縮部３３０、３３２やバンド３２０、３２２等により、本実施形態の荷重機構が実現される。

　固定部材３４２には表示器３４３が設けられており、適正なスライド範囲（押圧範囲）を示す点Ｐ１、Ｐ２が付されている。これらの点Ｐ１、Ｐ２の範囲内に、スライド部材３４４のバンド３２０側の端部が位置していれば、適正なスライド範囲（押圧範囲）内にあり、適切な引っ張り力が作用していることが保証される。ユーザーは、この適正なスライド範囲内になるように、バックルである連結部３４０の棒部を、バンド３２２のバンド穴部に挿入して、生体情報検出装置を手首に装着する。こうすることで、被検体に対する脈波センサー（透光部材の凸部）の押圧が、想定した適切な押圧になることが、ある程度保証されることになる。

　なお、図６（Ａ）～図７（Ｃ）では、生体情報検出装置が、手首に装着する時計タイプの脈拍計である場合を例にとり説明したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、本実施形態の生体情報検出装置は、手首以外の部位（例えば、指、上腕、胸等）に装着されて生体情報を検出（測定）するものであってもよい。また、生体情報検出装置の検出対象となる生体情報も、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８は、生体情報検出装置の本体部３００の裏側に設けられる裏蓋部１０の構成例を示す斜視図であり、図９は、図８のＡ－Ａ’での断面図である。裏蓋部１０は、カバー部材２０と透光部材３０により構成され、この裏蓋部１０により、本体部３００の裏側の筐体面２２（裏面）が構成される。

　透光部材３０は、生体情報検出装置の被検体（広義には対象物）に接触する筺体面２２側に設けられる。そして受光部１４０への入射光（被検体からの光）を透過する。また発光部１５０からの出射光を透過する。また透光部材３０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３０は、被検体の生体情報の測定時に被検体に接触して押圧を与える凸部４０を有する。なお凸部４０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３０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。

　図９に示すように、カバー部材２０は、透光部材３０を覆うように形成される。透光部材３０は透光性を有するが、カバー部材２０は、透光性を有さず、非透光性の部材となっている。例えば、透光部材３０は、透明な樹脂（プラスチック）で形成され、カバー部材２０は、黒等の所定色の樹脂で形成される。なお、非透光性とは生体情報検出装置が検知可能な波長の光を透過しない材料のことを意味する。

　そして図８、図９に示すように、透光部材３０は、その一部が、カバー部材２０の開口から被検体側に露出しており、この露出部分に凸部４０が形成されている。従って、生体情報の測定時に、この露出部分に形成された凸部４０が、被検体（例えばユーザの手首の肌）に接触することになる。図８、図９では、この露出部分に形成された凸部４０により、生体情報検出装置の検出窓が構成されている。ここで、図９では、この検出窓以外の部分、つまりカバー部材２０（押圧抑制部６０）の裏側部分にも透光部材３０が設けられている。但し本実施形態はこれに限定されず、検出窓の部分にだけ透光部材３０を設けてもよい。

　なお図９に示すように、凸部４０の周囲には、押圧変動等を抑制するための溝部４２が設けられている。また、透光部材３０において凸部４０が設けられる側の面を第１の面とした場合に、透光部材３０は、その第１の面の裏側の第２の面において凸部４０に対応する位置に、凹部３２を有している。また裏蓋部１０には、裏蓋部１０をネジ止めするためのねじ穴部２４や、信号伝達や電源供給用の端子を接続するための端子穴部２６なども設けられている。

　図８に示すように、生体情報検出装置の筺体面２２（裏面）が、第１の方向ＤＲ１に沿った中心線ＣＬにより第１の領域ＲＧ１と第２の領域ＲＧ２に区画される場合に、凸部４０は、第１の領域ＲＧ１に設けられている。図６（Ａ）に示すような手首に装着するタイプの生体情報検出装置を例にとれば、第１の領域ＲＧ１は手側（時計における３時方向）の領域であり、第２の領域ＲＧ２は下腕側（時計における９時方向）の領域である。このように透光部材３０の凸部４０は、筐体面２２において手に近い側の第１の領域ＲＧ１に設けられる。こうすることで、腕の径変化が小さい場所に凸部４０が配置されるようになるため、押圧変動等を抑制できる。

　そして凸部４０は、被検体の生体情報の測定時に被検体に接触して押圧（押圧力）を与える。具体的には、ユーザーが生体情報検出装置を手首に装着して、脈波等の生体情報を検出する際に、凸部４０がユーザーの手首の肌に接触して押圧を与える。この押圧は、図６（Ａ）～図７（Ｃ）で説明した荷重機構による荷重により発生することになる。

　また生体情報検出装置の筐体面２２には、凸部４０が被検体（手首の肌）に与える押圧を抑制する押圧抑制部６０が設けられている。図８、図９では、押圧抑制部６０は、筐体面２２において、透光部材３０の凸部４０を囲むように設けられている。そしてカバー部材２０の面が押圧抑制部６０として機能している。即ち、カバー部材２０の面を土手形状に成型することで、押圧抑制部６０が形成されている。図９に示すように、この押圧抑制部６０の押圧抑制面は、凸部４０の位置から第２の方向ＤＲ２（手首から下腕側への方向）に向かうにつれて低くなるように傾斜している。つまり、筐体面２２に直交する方向ＤＲＨでの高さが、第２の方向ＤＲ２に向かうにつれて低くなるように傾斜している。

　なお、図８、図９では、検出部１３０や凸部４０（検出窓）が、筺体面２２（裏面）の手側（３時方向）の第１の領域ＲＧ１に設けられているが、本実施形態はこれに限定されない。例えば検出部１３０や凸部４０（検出窓）を、筺体面２２の中央部の領域（中心線ＣＬが通る領域）などに設け、その周辺に押圧抑制部６０を設けてもよい。

　図９に示すように、透光部材３０の凸部４０の下方には、検出部１３０が設けられている。ここで、上方は、方向ＤＲＨの方向であり、下方は、方向ＤＲＨの反対方向である。別の言い方をすれば、下方は、生体情報検出装置の本体部３００の裏面（被検体に接触する側の面）から表面（被検体に接触しない側の面）へと向かう方向である。

　検出部１３０は、本実施形態の光検出ユニットを構成するものであり、受光部１４０と発光部１５０を有する。なお受光部１４０、発光部１５０の詳細については前述したので、ここでは詳細な説明は省略する。

　そして本実施形態では図９に示すように、受光部１４０と発光部１５０との間に遮光壁１００（遮光部）が設けられており、この遮光壁１００により、発光部１５０から受光部１４０への直接光の入射を抑止している。この遮光壁１００は図１の遮光用部材７０の金属面７１により形成される。また受光部１４０側には、開口部８１を有する絞り部８０が設けられている。この絞り部８０は、被検体と受光部１４０の間の光路において、被検体からの光を絞る。この絞り部８０は図１の遮光用部材７０の金属面７４により形成される。

　４．絞り部
　さて、図６（Ａ）～図９で説明した生体情報検出装置では、透光部材３０において、被検体である肌に接触する面は有限面積の接触面となっている。そして、例えば樹脂やガラス等で形成される硬い素材の透光部材３０の有限面積の接触面に対して、肌のように相対的に柔らかいものを接触させている。すると、弾性力学の観点で見ると、透光部材３０の周縁部（外周部）の付近においては、肌と接触していない領域や、接触圧の弱い領域が生じる。また生体情報検出装置の機器に外力が加えられて、機器にモーメントが発生するときなども、接触面の周縁部の付近の領域は、最も浮きやすい。

　このような領域を介して、発光部１５０、肌、受光部１４０の間を通過する光には、動的な接触状態の変化に起因して、光学的に光の強弱が発生しやすい。そして、そのような光が受光部１４０に入射すれば、脈成分とは相関の無いノイズとなってしまう。

　また、静的な接触状態であっても、信号品位の低下は起こり得る。肌にきちんと接触していなければ、発光部１５０を起源としない外光が、受光部１４０に入射することがある。一方、過大な接触圧となっている場合には、皮下の血管を潰してしまうことにより、この領域を通過した光には、拍動成分が入りにくくなる。

　このようなノイズが大きく重畳するほど、脈波検出信号の信号品位は低下し、脈拍計測などの様々な生体計測において、計測データの信頼性が低下してしまう。

　例えば図１０（Ａ）は、透光部材３０の凸部４０（接触面）が、被検体である肌２に与える押圧が小さい場合を示し、図１０（Ｂ）は当該押圧が大きい場合を示している。図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）のＡ１、Ａ２に示す場所に着目すると、押圧の変化により、肌２と凸部４０との間の接触状態が変化している。例えば図１０（Ａ）では、Ａ１、Ａ２の場所において肌２と凸部４０が非接触状態又は弱い接触状態になっているが、図１０（Ｂ）では接触状態になっている。従って、発光部１５０から出射されて受光部１４０に戻ってくる光の強弱などが、図１０（Ａ）と図１０（Ｂ）とで変化してしまい、計測データの信頼性が低下する。即ち、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）のＡ１、Ａ２に示す場所では、荷重の微少な変化によって、接触面での押圧が急激に変化してしまい、計測データの信頼性が著しく低下する。

　例えば図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）では、人体の皮膚に接触する透光部材３０の接触面を、曲面形状の凸形状（凸部）で構成している。このようにすることで、皮膚表面に対する透光部材３０の密着度が向上するため、皮膚表面からの反射光量や外乱光等のノイズ光の侵入を防止できる。

　しかしながら、凸形状の周縁部（外周部）では中心部に対して相対的に肌との接触圧が低下する。この場合に、中心部の接触圧で最適化すると、周縁部の接触圧は最適範囲未満となる。一方、周縁部の接触圧で最適化すると、中心部の接触圧が最適範囲に対し過剰となる。

　接触圧が最適範囲未満の場合は、機器の揺れにより脈波センサーが肌と接触したり離れたりするケースや、接触したままとしても脈波センサーが静脈を潰しきれていないことにより、脈波検出信号に体動ノイズが重畳する。このノイズ成分を低減すれば、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。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。

　以上のような問題を解決するために、本実施形態では、図１、図９等に示すような絞り部８０を設けている。即ち、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）のＡ１、Ａ２に示す場所等での光（迷光）が検出されないように、絞り部８０を設けて、光を絞っている。例えば、最適押圧化された透光部材３０の透光領域の中心部（例えば凸部の頂点）を通過する光は、できるだけ遮断せずに透過させる一方で、透光部材３０の透光領域（例えば凸部）の周縁部の付近を介した光は遮断する。このようにすれば、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）に示すようにＡ１、Ａ２に示す場所で接触状態が変化した場合にも、Ａ１、Ａ２に示す場所での光の状態が受光結果に影響を及ばさなくなる。従って、計測データの信頼性等を向上できるようになる。

　なお、以上では、遮光用部材７０の金属面７４を用いて絞り部８０を実現する場合について説明した。この場合には、図９に示すように、絞り部８０は、透光部材３０と検出部１３０（受光部１４０）の間に設けられることになる。このように、透光部材３０と検出部１３０の間に絞り部８０を配置すれば、被検体と検出部１３０の間の光路上において、絞り部８０により迷光を効果的に遮って、この迷光によるノイズが計測データに重畳されてしまう事態を効果的に抑制できる。但し、絞り部８０の配置形成手法は、これに限定されず、種々の変形実施が可能であり、絞り部８０を、透光部材３０と被検体との間又は透光部材３０内に設けてもよい。

　例えば図１１（Ａ）では、絞り部８０は、透光部材３０と検出部１３０（受光部１４０）の間に設けられているものの、透光部材３０に対して密着するように絞り部８０が配置形成されている。また図１１（Ｂ）では、透光部材３０内（材質中）に絞り部８０が配置形成されている。また図１１（Ｃ）では、被検体と透光部材３０の間に絞り部８０が配置形成されている。このように絞り部８０の配置形成手法としては種々の態様を想定できる。

　また絞り部８０の形成手法も、図１のように板金加工された金属面７４により実現する手法に限定されず、種々の手法を採用できる。例えば図１１（Ａ）、図１１（Ｃ）のように透光部材３０に密着するように絞り部８０を形成する場合には、塗装、蒸着又は印刷などの手法により絞り部８０を形成すればよい。或いは図１１（Ｂ）のように透光部材３０の中に絞り部８０を形成する場合には、例えばインサート成型などの手法により絞り部８０を形成すればよい。

　５．透光部材の凸部
　図１２（Ａ）に示すように本実施形態では、透光部材３０は、被検体の生体情報の測定時に被検体に接触して押圧を与える凸部４０を有している。

　そして絞り部８０は、Ｃ１に示すように、この凸部４０の周縁領域を通過する光を遮光している。こうすれば、Ｃ１のように接触状態が不安定な場所での迷光を原因とする計測データの信頼性の低下等を抑制できる。

　また図１２（Ａ）では、押圧抑制部６０が設けられている。この押圧抑制部６０は、生体情報検出装置の筺体面（被検体側の面）において凸部４０を囲むように設けられ、凸部４０が被検体に与える押圧を抑制する。この押圧抑制部６０は、図８、図９では、凸部４０の位置から第２の方向ＤＲ２側（手から下腕へと向かう方向側）に広がる押圧抑制面を有している。具体的には、押圧抑制部６０は、カバー部材２０に形成された土手形状の部分により実現されている。

　この場合に、例えば、生体情報検出装置の筺体面に直交する方向ＤＲＨでの凸部４０の高さをＨＡ（例えば凸部４０の曲面形状の頂点の高さ）とし、押圧抑制部６０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４０は、押圧抑制部６０の押圧抑制面から被検体側に、Δｈ＞０となるように突出している。即ち、凸部４０は、押圧抑制部６０の押圧抑制面よりも、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４０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４０が被検体に与える押圧を抑制するための押圧抑制部６０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。ここで静脈消失点とは、被検体に凸部４０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１２（Ｂ）では、横軸は、図６（Ｂ）～図７（Ｃ）で説明した荷重機構（バネ、伸縮部などの弾性部材や、バンド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４０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４０の押圧を発生させる荷重機構による荷重に対する凸部４０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６０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４０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４０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４０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６０による押圧抑制により実現される。即ち、凸部４０が被検体に与える押圧を、押圧抑制部６０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、脈波センサーの信号成分（Ｍ）を増加させると共に、ノイズ成分（Ｎ）を低減できる。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。また、絞り部８０や遮光壁１００を用いて、光学的なノイズを低減することで、脈波検出信号に乗るノイズ成分を、更に低減することが可能になる。

　さて、凸部４０の飛び出し量を表すΔｈは、最適押圧を規定する重要なパラメーターとなる。即ち、静脈消失点を超えるための押圧を常に与えるためには、ある程度の飛び出し量が必要であり、Δｈを大きな値にする必要がある。しかしながら、Δｈが過大な値になってしまうと、脈波センサーの信号成分の低減や押圧変動の増加の要因となるおそれがある。

　そこで、脈波センサーの信号成分を十分確保できる範囲、つまり最適押圧を与えることができる範囲で、最小のΔｈを選択するようにする。即ち、最適押圧を与えることができる範囲であれば、Δｈが小さいほど、ノイズ成分を低く抑えることができる。

　具体的には、Δｈの範囲は、０．０１ｍｍ≦Δｈ≦０．５ｍｍであることが望ましく、更に好ましくは、０．０５ｍｍ≦Δｈ≦０．３５ｍｍであることが望ましい。例えばΔｈ＝０．２５ｍｍ程度にすることで、ＭＮ比（ＳＮ比）を最も大きくすることが可能になる。即ち、このようにΔｈを小さな値にすることで、静脈消失点を超えるための最低限の押圧を被検体に与えながら、押圧変動等を要因とするノイズ成分の増加を抑制して、信号の品位を表すＭＮ比を高めることが可能になる。

　６．生体情報検出装置の全体構成
　図１３は、生体情報検出装置の全体構成の例を示す機能ブロック図である。図１３の生体情報検出装置は、検出部１３０、体動検出部１９０、処理部２００、記憶部２４０、表示部３１０を含む。なお本実施形態の生体情報検出装置は図１３の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加したりするなどの種々の変形実施が可能である。

　検出部１３０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。検出部１３０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。

　体動検出部１９０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。体動検出部１９０は、体動センサーとして例えば加速度センサー１９２を含む。なお、体動検出部１９０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、表示制御部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、検出部１３０からの脈波検出信号や体動検出部１９０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、体動検出部１９０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。

　表示制御部２３０は、表示部３１０に各種の情報や画像を表示するための表示制御を行う。例えば図６（Ａ）に示すように、脈拍数などの拍動情報や時刻情報などの各種情報を、表示部３１０に表示する制御を行う。また、表示部３１０の代わりとして光、音又は振動等のユーザーの知覚を刺激する出力を行う報知デバイスを設けてもよい。このような報知デバイスとしては例えばＬＥＤ、ブザー又はバイブレーターなどを想定できる。

　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。

　２　肌、１０　裏蓋部、２０　カバー部材、２２　筺体面、２４　ねじ穴部、２６　端子穴部、３０　透光部材、３２　凹部、４０　凸部、４２　溝部、６０　押圧抑制部、７０　遮光用部材、７１～７５　第１～第５の金属面、７８、７９　突起部、８０　絞り部、８１　開口部、１００　遮光壁、１３０　検出部、１４０　受光部、１４２　端子、１５０　発光部、１５２　ドーム型レンズ、１６０　基板、１６２、１６４　端子、１９０　体動検出部、１９２　加速度センサー、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　表示制御部、２４０　記憶部、３００　本体部、３１０　表示部、３２０、３２２　バンド、３３０、３３２　伸縮部、３４０　連結部、３４２　固定部材、３４３　表示器、３４４　スライド部材、３５０、３５２　バネ、４００　手首、４１０　手、４２０　下腕。

Claims (8)

1. 　対象物に対して光を出射する発光部と、
   　前記対象物からの光を受光する受光部と、
   　少なくとも前記受光部を遮光する遮光用部材と、
   　を含み、
   　前記遮光用部材は、
   　金属を板金加工することで形成されると共に、前記発光部と前記受光部との間に設けられ前記発光部からの光が前記受光部に入射されるのを遮光する遮光壁を有し、
   　前記遮光壁は、前記遮光用部材の第１の金属面により形成されていることを特徴とする光検出ユニット。
2. 　請求項１において、
   　前記遮光用部材は、
   　前記第１の金属面に交差する方向に沿って設けられ、前記受光部への光の入射を遮光する遮光壁となる第２の金属面及び第３の金属面を有し、
   　前記第１の金属面の第１の端面は、前記第１の金属面を前記発光部側から見た正面視において、前記第２の金属面の端面よりも、一方側に突出し、
   　前記第１の金属面の前記第１の端面に対向する第２の端面は、前記正面視において、前記第３の金属面の端面よりも、前記一方とは異なる他方側に突出していることを特徴とする光検出ユニット。
3. 　請求項２において、
   　前記第１の金属面と前記第２の金属面とは第１の隙間領域を介して隣接して設けられ、前記第１の金属面と前記第３の金属面とは第２の隙間領域を介して隣接して設けられ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、
   　前記遮光用部材は、
   　前記第１の金属面に交差する方向に沿って設けられ、前記受光部への光の入射を遮光する第４の金属面を有し、
   　前記第４の金属面には、前記対象物と前記受光部の間の光路において前記対象物からの光を絞る絞り部が形成さ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４のいずれかにおいて、
   　前記発光部と前記受光部の間の距離をＬＤとした場合に、ＬＤ＜３ｍｍであることを特徴とする光検出ユニット。
6. 　請求項５において、
   　０．３ｍｍ＜ＬＤ＜２．５ｍｍ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、
   　前記発光部、前記受光部及び遮光用部材が実装される基板を有し、
   　前記遮光用部材は、
   　前記遮光用部材を前記基板に固定するために前記基板の穴部に係止される第１、第２の突起部を有し、
   　前記第１、第２の突起部は、前記遮光用部材の中心線に対して非線対称な位置に設けられてい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。

Images