ホーム > 特許ランキング > スタンレー電気株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024089722
(43)【公開日】2024-07-04
(54)【発明の名称】パルスオキシメーター用プローブ
(51)【国際特許分類】
A61B 5/1455 20060101AFI20240627BHJP
【ＦＩ】
A61B5/1455
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022205090
(22)【出願日】2022-12-22
(71)【出願人】
【識別番号】000002303
【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000888
【氏名又は名称】弁理士法人山王坂特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】福嶋 宙人
(72)【発明者】
【氏名】伊村 司
【テーマコード（参考）】
4C038
【Ｆターム（参考）】
4C038KK01
4C038KL05
4C038KL07
4C038KY01
4C038KY07
(57)【要約】
【課題】発光部および受光部が突出しておらず、発光部の温度上昇を抑制することができ、かつ、被検体への装着時に発光部と受光部の位置合わせの必要のないパルスオキシメーター用プローブを提供する。
【解決手段】プローブは、被検体の指に装着される指輪型基材と、指輪型基材の内周面に搭載された可撓性のフィルムと、指輪型基材の指を挟んで対向する位置のフィルムに搭載された、発光素子と受光素子とを有する。指輪型基材は、断面がＣ字形状であって、可撓性を有する。発光素子および受光素子は、いずれも、ベアチップであり、フィルムの表面に設けられた配線に直接接合されている。発光素子および受光素子の周囲は透明な封止材により封止されている。
【選択図】図２
【解決手段】プローブは、被検体の指に装着される指輪型基材と、指輪型基材の内周面に搭載された可撓性のフィルムと、指輪型基材の指を挟んで対向する位置のフィルムに搭載された、発光素子と受光素子とを有する。指輪型基材は、断面がＣ字形状であって、可撓性を有する。発光素子および受光素子は、いずれも、ベアチップであり、フィルムの表面に設けられた配線に直接接合されている。発光素子および受光素子の周囲は透明な封止材により封止されている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検体の指に装着される指輪型基材と、
前記指輪型基材の内周面に搭載された可撓性のフィルムと、
前記指輪型基材の前記指を挟んで対向する位置の前記フィルムに搭載された、半導体発光素子と半導体受光素子とを有し、
前記指輪型基材は、周方向の一部が切り欠かれ、断面がＣ字形状であって、可撓性を有し、
前記半導体発光素子および前記半導体受光素子は、いずれも、半導体層と、前記半導体層に設けられた一対の電極とを備えたベアチップであり、前記半導体発光素子および前記半導体受光素子の前記一対の電極は、前記フィルムの表面に設けられた配線に直接接合され、
前記半導体発光素子および前記半導体受光素子の周囲はそれぞれ、前記半導体発光素子の発する光を透過させる封止材により封止され、
前記半導体発光素子は、前記指に向かって光を出射し、前記半導体受光素子は、前記半導体発光素子から出射され、前記指を通過した光を受光することを特徴とするパルスオキシメーター用プローブ。
前記指輪型基材の内周面に搭載された可撓性のフィルムと、
前記指輪型基材の前記指を挟んで対向する位置の前記フィルムに搭載された、半導体発光素子と半導体受光素子とを有し、
前記指輪型基材は、周方向の一部が切り欠かれ、断面がＣ字形状であって、可撓性を有し、
前記半導体発光素子および前記半導体受光素子は、いずれも、半導体層と、前記半導体層に設けられた一対の電極とを備えたベアチップであり、前記半導体発光素子および前記半導体受光素子の前記一対の電極は、前記フィルムの表面に設けられた配線に直接接合され、
前記半導体発光素子および前記半導体受光素子の周囲はそれぞれ、前記半導体発光素子の発する光を透過させる封止材により封止され、
前記半導体発光素子は、前記指に向かって光を出射し、前記半導体受光素子は、前記半導体発光素子から出射され、前記指を通過した光を受光することを特徴とするパルスオキシメーター用プローブ。
【請求項2】
請求項１に記載のパルスオキシメーター用プローブであって、前記半導体受光素子は、前記フィルムの前記指輪型基材側の面に搭載され、
前記フィルムは、少なくとも前記半導体受光素子が搭載されている領域が、前記半導体発光素子の発する光を透過させる特性を有し、前記半導体受光素子は、前記半導体発光素子から出射され、前記指および前記フィルムを透過した光を受光することを特徴とするパルスオキシメーター用プローブ。
前記フィルムは、少なくとも前記半導体受光素子が搭載されている領域が、前記半導体発光素子の発する光を透過させる特性を有し、前記半導体受光素子は、前記半導体発光素子から出射され、前記指および前記フィルムを透過した光を受光することを特徴とするパルスオキシメーター用プローブ。
【請求項3】
請求項２に記載のパルスオキシメーター用プローブであって、前記半導体受光素子の周囲を封止する封止材の周囲は、光反射性樹脂により覆われていることを特徴とするパルスオキシメーター用プローブ。
【請求項4】
請求項３に記載のパルスオキシメーター用プローブであって、前記封止材と前記光反射性樹脂との界面は、一部が傾斜していることを特徴とするパルスオキシメーター用プローブ。
【請求項5】
請求項１に記載のパルスオキシメーター用プローブであって、前記半導体受光素子は、前記フィルムの前記指側の面に搭載されていることを特徴とするパルスオキシメーター用プローブ。
【請求項6】
請求項１に記載のパルスオキシメーター用プローブであって、前記フィルムの前記半導体発光素子が搭載されている領域、または、前記半導体受光素子が搭載されている領域は、折りたたまれて二重になっていることを特徴とするパルスオキシメーター用プローブ。
【請求項7】
請求項１に記載のパルスオキシメーター用プローブであって、前記半導体発光素子および前記半導体受光素子の前記電極は、接合材により、前記フィルム上の前記配線に接合され、
前記接合材は、金属粒子の焼結体であることを特徴とするパルスオキシメーター用プローブ。
前記接合材は、金属粒子の焼結体であることを特徴とするパルスオキシメーター用プローブ。
【請求項8】
請求項１に記載のパルスオキシメーター用プローブであって、前記指輪型基材は、遮光性であることを特徴とするパルスオキシメーター用プローブ。
【請求項9】
請求項１に記載のパルスオキシメーター用プローブであって、前記指輪型基材の表面には、金属膜が配置されていることを特徴とするパルスオキシメーター用プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、パルスオキシメーター用の光源部および受光部を備えたプローブに関する。
【背景技術】
【0002】
パルスオキシメーターは、指先等にプローブを装着し、プローブ内の発光部から指先等に光（赤色光と赤外光）を照射し、指先等を透過した光をプローブ内の受光部により受光する。これにより、血液中のヘモグロビンのうち、酸素と結合した酸化ヘモグロビンと結合していない還元ヘモグロビンの存在比を赤色光と赤外光の吸収率の差を利用して測定する。
【0003】
医療現場では、感染症予防のためにディスポタイプのプローブが使用されることが多い。ディスポタイプのプローブは、指を覆う大きさの粘着テープの内側に発光部と受光部が配置されており、指先に粘着テープの粘着面を貼り付けて固定し、使用する。市販のパルスオキシメーター用プローブでは、ガラスエポキシなどの剛性のある回路基板に、予めパッケージングされたＬＥＤを実装したものが発光部として用いられる。受光部にはフォトダイオードが用いられている。これらがそれぞれ粘着テープ上に搭載されている。
【0004】
特許文献１には、ＬＥＤが発生する熱が粘着テープの内側にこもり、被検者のプローブ装着部の体温を５～６℃上昇させ、被検者に低温やけどをおこさせる恐れがあるという課題が記載されている。特許文献１では、この課題の解決するために、熱良導性で可撓性の保持材（粘着テープ）を用いるプローブが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第３１５６１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１のパルスオキシメーター用プローブは、熱良導性の保持材（粘着テープ）を用いることにより、発光部の熱がこもることを抑制し、発光部が粘着テープから突出する問題は保持材の可撓性で解決しようとしている。しかしながら、ガラスエポキシなどの剛性のある回路基板に予めパッケージングされたＬＥＤを実装した発光部のサイズは、粘着テープの粘着面に対して１．５－３ｍｍの高さで突出する。このため、粘着テープの可撓性で発光部の突出を完全に吸収することは困難である。
【0007】
突出した発光部と受光部が粘着テープで指に押し付けられると、血流が滞り、発光部からの熱を血流によって周囲に逃がすことができにくくなり、指の温度が上昇する。指の圧迫と温度上昇との相互作用により、指の皮膚に発光部や受光部の痕がついたり、かぶれが生じたりしやすくなり、長時間装着すると低温やけどが発生する恐れがある。このため、医療従事者は、成人で約８時間おき、新生児や高齢者や皮膚が弱い患者では８時間より短い間隔で、頻繁にプローブを貼り替えて、低温やけどを回避する必要があり、医療従事者の負担になっている。
【0008】
また、従来のパルスオキシメーター用プローブは、装着の際に、発光部と受光部の光軸を、指を挟んで正確に位置合わせして、粘着テープを指に貼り付ける必要がある。このため、プローブを貼り替えの際の位置合わせの作業も医療従事者の負担となっている。
【0009】
本発明の目的は、発光部および受光部が突出しておらず、発光部の温度上昇を抑制することができ、かつ、被検体への装着時に発光部と受光部の位置合わせの必要のないパルスオキシメーター用プローブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するために、本発明によれば、被検体の指に装着される指輪型基材と、指輪型基材の内周面に搭載された可撓性のフィルムと、指輪型基材の指を挟んで対向する位置のフィルムに搭載された、半導体発光素子と半導体受光素子とを有するパルスオキシメーター用プローブが提供される。指輪型基材は、周方向の一部が切り欠かれ、断面がＣ字形状であって、可撓性を有する。半導体発光素子および半導体受光素子は、いずれも、半導体層と、半導体層に設けられた一対の電極とを備えたベアチップである。半導体発光素子および半導体受光素子の一対の電極は、フィルムの表面に設けられた配線に直接接合されている。半導体発光素子および半導体受光素子の周囲はそれぞれ、半導体発光素子の発する光を透過させる封止材により封止されている。半導体発光素子は、指に向かって光を出射し、半導体受光素子は、半導体発光素子から出射され、指を通過した光を受光する。
【発明の効果】
【0011】
本発明のパルスオキシメーター用プローブは、発光部および受光部がフィルムから突出しておらず、発光部がベアチップであるため熱伝導性がよく温度上昇を抑制することができ、被検体への装着時に発光部と受光部の光軸の位置合わせが不要である。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】（ａ）実施形態１のパルスオキシメーター用プローブの上面図、（ｂ）正面図。
【図2】（ａ）および（ｂ）本発明の実施形態１のパルスオキシメーター用プローブの断面図。
【図3】実施形態１のパルスオキシメーター用プローブの一製造工程を示す図。
【図4】（ａ）～（ｃ）実施形態１のパルスオキシメーター用プローブの指に装着した場合、指のサイズによって光軸がずれること説明する図。一製造工程を示す図。
【図5】（ａ）および（ｂ）実施形態１のパルスオキシメーター用プローブの指に装着した場合、指のサイズによって光軸がずれること説明する図。
【図6】（ａ）および（ｂ）実施形態１のパルスオキシメーター用プローブの指に装着した場合、指のサイズによって光軸がずれること説明する図。
【図7】（ａ）～（ｄ）実施形態１のパルスオキシメーター用プローブの製造工程を示す説明図。
【図8】（ａ）～（ｆ）実施形態１のパルスオキシメーター用プローブの製造工程を示す説明図。
【図9】（ａ）～（ｅ）実施形態１のパルスオキシメーター用プローブの製造工程を示す説明図。
【図10】（ａ－１）～（ｄ－１）、（ａ－２）～（ｄ－２）、（ａ－３）～（ｃ－３）実施形態１のパルスオキシメーター用プローブの製造工程を示す説明図。
【図11】（ａ）および（ｂ）本発明の実施形態２のパルスオキシメーター用プローブの断面図。
【図12】実施形態２パルスオキシメーター用プローブの一製造工程を示す図。
【図13】実施形態２のパルスオキシメーター用プローブの一製造工程を示す図。
【図14】（ａ）および（ｂ）変形例１および２のプローブの半導体受光素子３１の周辺構造と光路を示す断面図。
【図15】（ａ）および（ｂ）変形例３および４のプローブの半導体受光素子３１の周辺構造と光路を示す断面図。
【図16】（ａ）および（ｂ）変形例５および６のプローブの半導体受光素子３１の周辺構造と光路を示す断面図。
【図17】（ａ）および（ｂ）本発明の実施形態３のパルスオキシメーター用プローブの断面図。
【図18】本発明の実施形態３のプローブの半導体受光素子３１の周辺構造と光路を示す断面図。
【図19】変形例８のプローブの半導体受光素子３１の周辺構造と光路を示す断面図。
【図20】変形例９のプローブの半導体受光素子３１の周辺構造と光路を示す断面図。
【図21】（ａ）および（ｂ）変形例１０および１１のプローブの半導体受光素子３１の周辺構造と光路を示す断面図。
【図22】（ａ）～（ｅ）変形例１１のプローブの半導体受光素子３１の周辺構造の製造工程を説明する図。
【図23】変形例１２のプローブの断面図。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明の一実施形態について図面を用いて以下に説明する。
【0014】
【0015】
図１（ａ）、（ｂ）は、実施形態１のパルスオキシメーター用プローブ１の上面図および正面図である。ただし、図１において、プローブ１は断面図ではないが明確にするためにハッチングを付してある。図２（ａ），（ｂ）は、プローブ１のＡ－Ａ断面図およびＢ－Ｂ断面図である。図３は、製造時の一工程を説明する図である。
【0016】
図１（ａ），（ｂ）のように、プローブ１は、被検体２の指に装着されて使用される。
【0017】
図２（ａ），（ｂ）のように、プローブ１は、指輪型の基材７０と、指輪型基材７０の内周面に固定された可撓性のフィルム１０とを備えて構成される。指輪型基材７０は、周方向の一部が切り欠かれ、断面がＣ字形状であって、可撓性を有している。
【0018】
指輪型基材７０の指を挟んで対向する位置のフィルム１０には、一方に半導体発光素子２１ａ、２１ｂが、他方に半導体受光素子３１が搭載されている。
【0019】
半導体発光素子２１ａの発光波長は、赤色光であり、半導体発光素子２１ｂの発光波長は、赤外光である。半導体発光素子２１ａ、２１ｂは、被検体２の指に向かって光を出射し、半導体受光素子３１は、半導体発光素子から出射され、被検体２の指を通過した光を受光する。
【0020】
これにより、プローブ１に接続されたパルスオキシメータは、被検体２の指の赤色光の透過光強度と、赤外光の透過光強度と比等を算出し、被検体２の指の動脈血のヘモグロビンの何％が酸素と結合しているかを示す動脈血酸素飽和度（SpO2）を算出することができる。
【0021】
ここで、半導体発光素子２１ａ，２１ｂおよび半導体受光素子３１は、いずれも、半導体層と、半導体層に設けられた一対の電極とを備えたベアチップである。半導体発光素子２１ａ，２１ｂのベアチップのサイズは、３００μｍ角で厚さ２００μｍ程度であり、半導体受光素子３１のベアチップのサイズは、３ｍｍ各で厚さ２００μｍ程度であり、いずれも小さい。
【0022】
半導体発光素子２１ａ，２１ｂおよび半導体受光素子３１としてベアチップを用いることにより、高さ（厚さ）を２００μｍ程度以下にすることができる。よって、半導体発光素子２１ａ，２１ｂおよび半導体受光素子３１は、被検体２の皮膚を圧迫しない。
【0023】
ベアチップの半導体発光素子２１ａ，２１ｂは、フィルム１０の被検体２の指側の面に搭載されている。半導体発光素子２１ａ，２１ｂの発光面は、フィルム１０とは逆側、すなわち被検体２の指側の面である。
【0024】
一方、半導体受光素子３１は、フィルム１０の指輪型基材７０側の面に搭載されている。半導体受光素子３１の受光面は、フィルム１０側の面である。
【0025】
このように、半導体発光素子２１ａ，２１ｂよりもベアチップのサイズが大きい半導体受光素子３１を、フィルム１０の被検体２の指とは反対側の面に搭載したことにより、半導体受光素子３１が被検体２の皮膚の圧迫をさらに防止することができる。
【0026】
また、ベアチップのサイズが小さい半導体発光素子２１ａ，２１ｂは、フィルム１０の被検体２の指側の面に搭載したことにより、半導体発光素子２１ａ，２１ｂから発せられた光は、フィルム１０を通過して減衰することなく、指に向かって照射することができる。
【0027】
なお、フィルム１０は、少なくとも半導体受光素子３１が搭載されている領域が、半導体発光素子２１ａ，２１ｂの発する光を透過させる特性を有している。これにより、半導体受光素子３１は、半導体発光素子から出射され、指およびフィルム１０を透過した光を受光する。
【0028】
フィルム１０の半導体発光素子２１ａ，２１ｂが搭載されている領域、または、半導体受光素子３１が搭載されている領域は、折りたたまれて二重になっていてもよい。これにより、製造時に、フィルム１０の同じ側の面に、半導体発光素子２１ａ，２１ｂと半導体受光素子３１とを形成していても、フィルム１０を折りたたむことにより、半導体発光素子２１ａ，２１ｂは、フィルム１０の被検体２の指側の面に搭載し、半導体受光素子３１をフィルム１０の指輪型基材７０側の面に搭載することができる。これにより、製造工程を簡素化することができる。
【0029】
実施形態１では、図２（ａ），（ｂ）のように、半導体発光素子２１ａ，２１ｂが搭載されている領域のフィルム１０が、折りたたまれて二重になっている。
【0030】
半導体発光素子２１ａ，２１ｂの一対の電極は、フィルム１０の表面に設けられた配線１１ａに直接接合されている。半導体受光素子３１の一対の電極は、フィルム１０の表面に設けられた配線１１ｂに直接接合されている。
【0031】
ベアチップの半導体発光素子２１ａ，２１ｂおよび半導体受光素子３１の電極を、フィルム１０の配線１１ａまたは１１ｂ上に接合する接合材は、金属粒子の焼結体を用いることが好ましい。金属粒子の焼結体を用いることにより、可撓性のフィルム１０にダメージを与えない温度で焼結することが可能である。
【0032】
また、半導体発光素子２１ａ，２１ｂおよび半導体受光素子３１の周囲はそれぞれ、半導体発光素子の発する光を透過する透明な封止材２２により封止されている。
【0033】
半導体発光素子２１ａ，２１ｂを封止する封止材２２の側面は、光反射性樹脂３３により覆われている。
【0034】
半導体受光素子３１を封止する封止材２２の周囲は、光反射性樹脂３３により覆われている。すなわち、封止材２２がフィルム１０に接する面以外の面（側面、および、基材７０側の面）が光反射性樹脂３３により覆われている。
【0035】
これにより、半導体発光素子２１ａ，２１ｂから発せられた光のうち側面方向に進んだ光を、光反射性樹脂２３により反射して、被検体２に向かわせることができるため、被検体２に照射される光量を増加させることができる。
【0036】
また、被検体２を通過して、半導体受光素子３１に向かった光のうち、半導体受光素子３１の受光面に直接入射しなかった光を、図５および図６のように透明な封止材３２の周囲の光反射性樹脂３３により反射してフィルム１０側に戻し、フィルム１０と空気の界面で反射して、半導体受光素子３１の受光面に入射させることができるため、受光効率を向上させることができる。
【0037】
このため、透明な封止材３２とフィルム１０は、屈折率が一致しているか、またはフィルム１０の屈折率の方が封止材３２よりも屈折率が大きい方が望ましい。光反射性樹脂３３により反射された光を、透明な封止材３２からフィルム１０に入射させ、フィルム１０と空気との界面によって反射してこれにより、半導体受光素子３１の受光面に入射させることができる。
【0038】
封止材と光反射性樹脂との界面は、フィルム１０の主平面に対して一部を傾斜した形状に形成してもよい。これにより、光の向きを制御して、半導体受光素子３１の受光面に入射させることが可能になるため、半導体受光素子３１の受光効率をさらに向上させることができる。
【0039】
なお、本実施形態のリング状のプローブにおいて、配線１１ａには、半導体発光素子２１ａ，２１ｂに給電を行うための給電用配線５０ａが接続されている。配線１１ｂには、半導体受光素子３１の出力信号を取り出すだめの信号取り出し用配線５０ｂが接続されている。給電用配線５０ａおよび信号取り出し用配線５０ｂは、一部が平行にフィルム１０上に設けられている。給電用配線５０ａおよび信号取り出し用配線５０ｂをまとめて給電・信号取り出し用配線５０と呼ぶ。給電・信号取り出し用配線５０の先端には、接続端子６０が取り付けられている。
【0040】
上述したように、実施形態１のプローブ１では、半導体発光素子２１ａ，２１ｂおよび半導体受光素子３１としてベアチップを用いることにより、半導体発光素子２１ａ，２１ｂおよび半導体受光素子３１が、被検体２の皮膚を圧迫しないように構成されている。
【0041】
また、ベアチップの半導体発光素子２１ａ、２１ｂは、発生する熱を直接配線１１ａに熱伝導させ、配線１１ａおよび配線５０に沿って熱をさらに伝導させながら放熱することができる。すなわち、ベアチップの半導体発光素子２１ａ、２１ｂは、配線１１ａと半導体発光素子２１ａ、２１ｂとの間に、パッケージ基板やキャビティ等がないため、熱伝導のボトルネックとなる部材や、蓄熱し得る部材がない。よって、パッケージされたＬＥＤと比較して、熱引き特性に優れ、配線１１ａから効率よく放熱することができる。これにより、半導体発光素子２１ａ、２１ｂの温度上昇を抑制することができる。
【0042】
また、フィルム１０がＣ字形状の指輪型であるため、半導体発光素子２１ａ，２１ｂと半導体受光素子３１とを、被検体２が配置される空間を挟んで、対向させた位置に予め搭載することができる。よって、被検体２に本実施形態のプローブ１を被検体２の指に嵌めるだけで装着が完了し、半導体発光素子２１ａ，２１ｂと半導体受光素子３１の位置合わせをする必要がない。これにより、医療従事者の負担を軽減することができる。
【0043】
また、半導体発光素子２１ａ、２１ｂを封止する封止材２２の側面を光反射性樹脂２３で覆い、半導体受光素子３１を封止する封止材３２の周囲を光反射性樹脂３３で覆ったことにより、半導体受光素子３１の受光効率を向上させることができる。
【0044】
なお、指輪型基材７０は、遮光性であることが望ましい。これにより、発光部２０の光反射性樹脂３３の側面から漏れ出た光が、指輪型基材７０を伝搬して、受光部３０に到達することを防ぐことができる。
【0045】
透明封止材２２、３２、光反射性樹脂２３，３３、および、指輪型基材７０は、いずれも弾性のある材料により構成されていることが望ましい。
【0046】
また、半導体発光素子２１ａ，２１ｂの周囲の透明封止材２２および光反射性樹脂２３と、フィルム１０との段差を滑らかに埋めるように、保護用封止材１０１を配置することが望ましい。保護用封止材１０１を配置することにより、パルスオキシメーター用プローブ１の内周面をさらに滑らかに成形にすることができる。ただし、半導体発光素子２１ａ，２１ｂの周囲の透明封止材２２の表面（光出射面）には、保護用封止材１０１が付着しないようにする。保護用封止材１０１は、遮光性を有することが望ましく、例えば、遮光性を有するシリコーン樹脂により形成することができる。遮光性の保護用封止材１０１を用いることにより、半導体発光素子２１ａ，２１ｂの発光した光のうち光反射性樹脂２３の側面から漏れ出た光が、保護用封止材１０１を伝搬して、半導体受光素子３１に到達することを防ぐことができる。
【0047】
透明封止材２２、３２、光反射性樹脂２３，３３、および、保護用封止材１０１は、弾性のある材料で形成してもよい。光反射性樹脂２３，３３と保護用封止材１０１は、それぞれ光反射性および遮光性のある同材料で構成することができる。
【0048】
＜＜プローブ１の使用時＞＞
プローブ１を使用する際には、被検体２の指に指輪型のプローブ１を嵌め、端子６０をパルスオキシメーター装置に接続し、給電・信号取り出し用配線５０および配線１１ａまたは１１ｂを介して、半導体発光素子２１ａ，２１ｂに給電する。半導体発光素子２１ａ，２１ｂから出射された赤色光と赤外光は、指を通過し、半導体受光素子３１によって受光される。半導体受光素子３１の出力は、配線１１ｂおよび給電・信号取り出し用配線５０を介してパルスオキシメーターに入力される。パルスオキシメーターは、半導体受光素子３１の出力から、赤色光と赤外光の強度比等から血中のヘモグロビンのうち酸化ヘモグロビンの比率（ＳｐＯ２）を算出して表示する。
プローブ１を使用する際には、被検体２の指に指輪型のプローブ１を嵌め、端子６０をパルスオキシメーター装置に接続し、給電・信号取り出し用配線５０および配線１１ａまたは１１ｂを介して、半導体発光素子２１ａ，２１ｂに給電する。半導体発光素子２１ａ，２１ｂから出射された赤色光と赤外光は、指を通過し、半導体受光素子３１によって受光される。半導体受光素子３１の出力は、配線１１ｂおよび給電・信号取り出し用配線５０を介してパルスオキシメーターに入力される。パルスオキシメーターは、半導体受光素子３１の出力から、赤色光と赤外光の強度比等から血中のヘモグロビンのうち酸化ヘモグロビンの比率（ＳｐＯ２）を算出して表示する。
【0049】
このとき、可撓性のある指輪型基材７０は、Ｃ字形状であるため、Ｃ字形状の切り欠かれている部分を狭める方向に縮む内部応力が生じる。図４（ｂ）に示したように、半導体発光素子２１ａ，２１ｂと半導体受光素子３１が対向する位置を設計した際に想定した標準サイズの指と同じサイズの被検体２の指に指輪型のプローブ１を装着した場合、半導体発光素子２１ａ，２１ｂと半導体受光素子３１が向かい合う。しかしながら、標準サイズの指より、被検体２の指のサイズが小さい場合（図４（ａ））と指のサイズが大きい場合（図４（ｃ））の場合、半導体発光素子２１ａ，２１ｂの光軸が、半導体受光素子３１の光軸に対して傾き、半導体受光素子３１の受光面に直接入射する光量が、図４（ｂ）の場合よりも低減する。
【0050】
しかしながら、本実施形態１では、図５（ａ）のように半導体受光素子３１は、フィルム１０の間に透明な封止材３２が挟まれた状態で、配線１１ｂに接合されている。このため、図５（ｂ）のように、指サイズが標準より大きい場合、半導体発光素子２１ａ，２１ｂの光軸が半導体受光素子３１の光軸に対して傾き、半導体受光素子３１の受光面へ直接入射する光が減っても、光反射性樹脂３３で拡散反射した光が透明フィルムに入射して、透明フィルムと空気の界面で全反射して、半導体受光素子３１の受光面に向かう。半導体受光素子３１とフィルム１０の間に透明な封止材３２が形成されているが、半導体受光素子３１の電極パッドが接続される配線１１ｂの厚みを高く形成する（もしくは、半導体受光素子３１の電極パッドの厚みのみ高く形成する）ことにより、透明フィルム１０裏面と半導体受光素子３１と間の封止材３２の距離（厚み）を増やすことができる。結果的に、透明フィルム１０の表面から半導体受光素子３１との距離を確保できる。すなわち、配線１１ｂおよび／または電極パッドの厚みは、透明フィルム１０表面と半導体受光素子３１と間の封止材の距離（厚み）を調整する厚み調整部となる。これにより、全反射光は、半導体受光素子３１の中央寄りにむかうため、確実に受信することが可能になる。指サイズが標準サイズより大きく、半導体受光素子３１の受光面に入射する直射光が減っても、全反射光で補えるため、受光量の低減を抑えつつ、精度のよい検知が可能になる。
【0051】
また、半導体受光素子３１として、受光面が、半導体発光素子２１ａ，２１ｂの発光面より大きいものを用いたことにより、全反射光の取り込み効率を向上させている。
【0052】
また、本実施形態では、２つの半導体発光素子２１ａ，２１ｂを用いており、指サイズが標準（図６（ａ））より大きい場合、２つの半導体発光素子２１ａ，２１ｂの光軸が、半導体受光素子３１の光軸に対して傾く（図６（ｂ））。Ｃ字形状の基材７０の奥側に位置する半導体発光素子２１ｂから発せられた光は、図６（ｂ）のように半導体受光素子３１に直接入射する割合が多く、受光される光度が低下しにくい。一方、Ｃ字形状の基材７０の切り欠き側に位置する半導体発光素子２１ａから発せられた光は、半導体受光素子３１の受光面から外れる割合が多い。しかしながら、受光面から外れた光は、光反射性樹脂３３（白樹脂）で散乱し、封止材３２を通過して透明なフィルム１０に入射し、透明なフィルム１０と空気との界面で全反射し、半導体受光素子３１の受光面に入射するができる。これにより、受光量の低減を補うことができる。
【0053】
透明なフィルム１０は薄いため、フィルム１０で全反射した光が、半導体受光素子３１まで届くように、半導体受光素子３１と透明フィルムの間に透明な封止材３２が形成され、半導体受光素子３１まで届くように高さを確保している。
【0054】
【0055】
（配線１１ａ，１１ｂ付きフィルム１０の作製工程）
図７（ａ）のように、銅箔１１（例えば厚み１２μｍ）上に、未硬化の透明ポリイミド層１００をダイコーターを用いて一定の厚み（例えば７０μｍ）で塗工する。
図７（ａ）のように、銅箔１１（例えば厚み１２μｍ）上に、未硬化の透明ポリイミド層１００をダイコーターを用いて一定の厚み（例えば７０μｍ）で塗工する。
【0056】
図７（ｂ）のように、未硬化のポリイミド層１００つき銅箔１１をホットプレート等を用いて所定の温度および時間（例えば１００℃、１０ｍｉｎ）で加熱して、仮乾燥を実施する。このとき、ホットプレートに穴を設けておき、ポリイミド層１００付き銅箔１１をホットプレートに吸着しながら加熱してもよい。また、必要に応じて、ポリイミド層１００付き銅箔１１の上から枠を載せて押下してもよい。
【0057】
図７（ｃ）のように、オーブンを用い、窒素雰囲気下で、ポリイミド層１００付き銅箔１１を所定温度で所定時間（例えば、２６０℃、６０ｍｉｎ）加熱し、本乾燥を実施する。これにより、銅箔１１が一体化された透明なフィルム１０（透明ポリイミド：厚み３５μｍ）を形成する（図７（ｄ））。
【0058】
次に、図７（ｄ）のフィルム１０上の銅箔をエッチングにより加工し、半導体発光素子２１ａ、２１ｂを搭載する配線１１ａのパターン、半導体受光素子３１を搭載する配線１１ｂのパターン、給電・信号取り出し用配線５０のパターンの形状にする。加工後の銅箔表面に無電解めっきにより金めっき層を形成する。具体的には、図３に示した配線パターンに形成する。いずれの配線１１ａ、１１ｂ、５０も、フィルム１０上の同じ面の銅箔を加工して形成する。
【0059】
（半導体発光素子２１ａ、２１ｂの実装工程）
フィルム１０上の配線１１ａの上に、半導体発光素子２１ａ、２１ｂを実装する。半導体発光素子２１ａ、２１ｂは、電極が同一面側にあり、電極とは反対側の面から出射するフリップチップタイプのものを使用する。
フィルム１０上の配線１１ａの上に、半導体発光素子２１ａ、２１ｂを実装する。半導体発光素子２１ａ、２１ｂは、電極が同一面側にあり、電極とは反対側の面から出射するフリップチップタイプのものを使用する。
【0060】
具体的には、図８（ａ）のように、平均粒径３０ｎｍの金粒子を溶媒（グリセリン）に８２ｗｔ％の濃度で分散させたＡｕインク８０を用意し、配線１１ａの半導体発光素子２１ａ、２１ｂを実装する部分にディスペンサーで塗布する。このとき、フィルム１０は、シリコン基板に搭載し、さらにガラス基板に搭載しておくことが好ましい。
【0061】
つぎに、図８（ｂ）のように、ホットプレート上で所定の温度および時間（例えば、５０℃、４５－６０分）加熱し、Ａｕインク８０を乾燥させる。
【0062】
図８（ｃ）のように、光ボンディング装置８１に、フィルム１０をセッティングし、図８（ｄ）のように、Ａｕインク８０の上に半導体発光素子２１ａ，２１ｂの電極を搭載し、荷重コレット８２で、半導体発光素子２１ａ，２１ｂを配線１１ａに所定の圧力で押しつける。
【0063】
図８（ｅ）のように、フィルム１０の下面から所定のビーム径の青色レーザー光を、配線１１ａのＡｕインク８０が搭載された領域に対して照射する。配線１１ａのうち青色レーザー光が照射された領域は、青色レーザー光を吸収し加熱され、この熱がＡｕインク８０に伝導し、Ａｕインク８０を加熱する。Ａｕインク８０の金粒子は、平均粒径が３０ｎｍと小さいため、Ａｕの融点よりも低い温度で焼結されて焼結体となり、配線１１ａと半導体発光素子２１ａ，２１ｂの電極とを接合する接合材８３が形成される。
【0064】
このとき、フィルム１０は、透明であるため、青色レーザー光を吸収せず、直接的には加熱されない。青色レーザー光で加熱された配線１１ａの熱は、青色レーザー光が照射されていない配線１１ａの領域に熱伝導し、急速に放熱される。よって、半導体発光素子２１ａ，２１ｂや樹脂製のフィルム１０にダメージを与えることなく、光ボンディングにより、金粒子焼結体の接合材８３により半導体発光素子２１ａ，２１ｂを配線１１ａに実装することができる。
【0065】
（半導体受光素子３１の実装工程）
半導体受光素子３１は、一対の電極が同一面側にあるフリップチップタイプのフォトダイオードであり、一対の電極間に受光面がある物を用いる。
半導体受光素子３１は、一対の電極が同一面側にあるフリップチップタイプのフォトダイオードであり、一対の電極間に受光面がある物を用いる。
【0066】
半導体受光素子３１は、フィルム１０の配線１１ｂ上に実装する。実装方法は、図８（ａ）～（ｆ）と同様の光ボンディング法によって実装してもよいし、半導体発光素子２１ａ，２１ｂに比べて半導体受光素子３１は、サイズが大きいので、はんだで接合してもよい。
【0067】
（封止および組み立て工程）
図９（ａ）のように、半導体発光素子２１ａ，２１ｂが実装された配線１１ａと、半導体受光素子３１が実装された配線１１ｂと、これらに接続された給電・信号取り出し用配線５０が形成されたフィルム１０を図３および図９（ａ）の形状に切り出す。
図９（ａ）のように、半導体発光素子２１ａ，２１ｂが実装された配線１１ａと、半導体受光素子３１が実装された配線１１ｂと、これらに接続された給電・信号取り出し用配線５０が形成されたフィルム１０を図３および図９（ａ）の形状に切り出す。
【0068】
シリコーン樹脂に酸化チタンもしくは酸化亜鉛もしくは酸化アルミニウムを分散させた未硬化の白色樹脂を用意し、半導体発光素子２１ａ，２１ｂおよび半導体受光素子３１（図１０（ａ－１）～（ａ－３））から所定の距離だけ離れた位置に、半導体発光素子２１ａ，２１ｂおよび半導体受光素子３１をそれぞれ囲む枠状に塗布し、未硬化の光反射性樹脂２３、３３を形成する（図９（ｂ）、図１０（ｂ－１）～（ｂ－３））。枠状の光反射性樹脂２３，３３の高さは、半導体発光素子２１ａ，２１ｂおよび半導体受光素子３１の高さよりも高い予め設計した高さとなるように形成する。
【0069】
図９（ｃ）、図１０（ｃ－１）～（ｃ－３）のように、形成した枠状の光反射性樹脂２３、３３の中に、透明なシリコーン樹脂を注入し、半導体受光素子３１および半導体発光素子２１ａ，２１ｂの周囲を封止する未硬化の透明封止材２２、３２を形成する。その後、予め定めた温度および時間（例えば、１５０℃、４ｈ）でフィルム１０を加熱し、光反射性樹脂２３，３３および透明封止材２２，３２を硬化もしくは仮硬化させる。これにより、光軸方向の厚みが３０μｍの透明封止材２２，３２を形成した。
【0070】
図１０（ｄ－１）、（ｄ－２）のように、半導体受光素子３１を封止する透明封止材３２の上に、さらに未硬化の白色樹脂で覆い、予め定めた温度および時間で加熱し、透明封止材３２の周囲を覆う光反射性樹脂３３を形成する。
【0071】
図９（ｄ）のように、半導体発光素子２１ａ，２１ｂと半導体受光素子３１が実装されたフィルム１０の所定の山折りする領域にシリコーン樹脂もしくはポリイミドワニスを塗布することにより接着層１２を形成する。
【0072】
フィルム１０を山折りすることにより、半導体発光素子２１ａ，２１ｂと半導体受光素子３１の向きを図２（ａ）、（ｂ）に示した向きにする。これにより、フィルム１０は、半導体発光素子２１ａ，２１ｂを搭載した領域で二重になる。
【0073】
【0074】
さらに、半導体発光素子２１ａ，２１ｂの周囲の透明封止材２２および光反射性樹脂２３と、フィルム１０との段差を滑らかに埋めるように、保護用封止材１０１を塗布して硬化させる。これにより、パルスオキシメーター用プローブ１の内周面を滑らかな成形にする。保護用封止材１０１は、金型を用いて光反射性樹脂２３とフィルム１０との段差を埋めるように充填して硬化させてもよい。いずれの場合も、半導体発光素子２１ａ，２１ｂの周囲の透明封止材２２の表面（光出射面）には、保護用封止材１０１が付着しないようにする。
【0075】
透明封止材２２、３２、光反射性樹脂２３，３３、および、保護用封止材１０１は、弾性のある材料で形成してもよい。光反射性樹脂２３，３３と保護用封止材１０１は、それぞれ光反射性および遮光性のある同材料で構成することができる。
【0076】
なお、図９（ｅ）においては、目で見て構造を理解できるようにするために、微小な半導体発光素子２１ａ，２１ｂおよび半導体受光素子３１のサイズを実際のサイズよりも大きく描いている。
【0077】
最後に、リング状のフィルム１０から引き出されている給電・信号取り出し用配線５０の先端に接続端子６０を接続する。
【0078】
以上により、実施形態１のパルスオキシメーター用プローブ１が完成する。
【0079】
なお、上記製造方法では、Ｃ字形状の指輪型基材７０を予め作製しておいたが、金型に図９（ｄ）の形状のフィルムを配置した後、樹脂を金型内に流し込んで指輪型基材７０を成形してもよい。
【0080】
具体的には、Ｃ字形状のリング形状の凹部が形成された金型に沿って図９（ｄ）の形状のフィルム１０をセットする。このとき、給電・信号取り出し用配線５０およびそれが搭載されたフィルム１０の部分は、金型から引き出されるようにセットする。遮光性を有するシリコーン樹脂等をフィルム１０の周囲に充填する。このとき、発光部２０および受光部３０の内周面には、遮光性の指輪型基材７０が付着しないように金型が形成されている。
【0081】
金型内の指輪型基材７０を、所定の温度および時間（例えば、１５０℃、４ｈ）で加圧しながら硬化させる。これにより、内周面に図９（ｄ）のフィルム１０が固着された遮光性の指輪型基材７０を形成し、金型から取り出すことにより図９（ｅ）の構造のプローブ１を製造することができる。
【0082】
【0083】
【0084】
図１２（ａ）、（ｂ）のプローブは、実施形態１の図２のプローブとほぼ同様の構成であるが、フィルム１０が半導体受光素子３１を搭載している領域で二重になっている点で実施形態１とは異なる。また、半導体受光素子３１、透明な封止材３２および光反射性樹脂３３は、二重になったフィルム１０の間に配置され、二重になったフィルム１０のうち被検体２の指側に位置するフィルム１０の配線１１ｂに電極が接合されている。
【0085】
実施形態２のプローブの製造方法は、実施形態１のプローブ１の製造方法と同様であるが、実施形態１の図９（ａ）の工程において、フィルム１０を切り出す際に図１２に示した形状に切り出し、点線１２１の位置で谷折りにすることにより図１３の形状にし、半導体受光素子３１の受光面の向きを反転させている。
【0086】
実施形態２のプローブにおいて、上述した以外の構成および上述した以外の製造工程は、実施形態１と同様であるので説明を省略する。また、実施形態２のプローブの各部の動作も実施形態１のプローブと同様である。
【0087】
＜＜＜変形例１＞＞＞
実施形態１および２のパルスオキシメーター用プローブにおいて、半導体受光素子３１の周囲の封止する透明な封止材３２と、その周囲を覆う光反射性樹脂３３の界面形状の変形例について説明する。
実施形態１および２のパルスオキシメーター用プローブにおいて、半導体受光素子３１の周囲の封止する透明な封止材３２と、その周囲を覆う光反射性樹脂３３の界面形状の変形例について説明する。
【0088】
図１４（ａ）に示した変形例１は、封止材３２は、直方体形状であり、その周囲を一様な厚さの光反射性樹脂３３が覆っている。半導体受光素子３１の上面の受光面に、光反射性樹脂３３が散乱反射した光が到達しやすくなるように、封止材３２とフィルム１０の屈折率を一致させている。フィルム１０に入射した散乱反射光のうち、フィルム１０と空気との界面で全反射した光が、半導体受光素子３１の上面の受光面に入射するように、フィルム１０の屈折率および厚さが設計されている。
【0089】
＜＜＜変形例２＞＞＞
図１４（ｂ）に示した変形例２は、透明な封止材３２と光反射性樹脂３３との界面の、Ｃ字形状の基材７０の切り欠かれた側の側面から底面にかけて、傾斜面１４１を設けた例である。
図１４（ｂ）に示した変形例２は、透明な封止材３２と光反射性樹脂３３との界面の、Ｃ字形状の基材７０の切り欠かれた側の側面から底面にかけて、傾斜面１４１を設けた例である。
【0090】
図５（ｂ）および図６（ｂ）のように、指のサイズが標準より大きい場合、半導体発光素子２１ａの光が到達する範囲が、Ｃ字形状の基材７０の切り欠かれた部分側にずれる。よって、ずれた光が照射される部分を傾斜面１４１にしたことにより、傾斜面における反射光が、フィルム１０と空気の界面に全反射角に近い角度で到達でき、半導体受光素子３１の受光面に入射しやすくなる。
【0091】
＜＜＜変形例３＞＞＞
図１５（ａ）に示した変形例３は、変形例２の傾斜面１４１に加えて、逆側の側面から底面に掛けても、傾斜面１５１を設けた例である。
図１５（ａ）に示した変形例３は、変形例２の傾斜面１４１に加えて、逆側の側面から底面に掛けても、傾斜面１５１を設けた例である。
【0092】
これにより、図４（ａ）のように指のサイズが標準より小さい場合にＣ字形状の基材７０の奥側にずれた光を傾斜面１５１において反射することができる。
【0093】
よって、図５（ｂ）および図６（ｂ）のように、指のサイズが標準より大きい場合には、光軸がずれた光を傾斜面１４１で反射し、図４（ａ）のように指のサイズが標準より小さい場合には、光軸がずれた光を傾斜面１５１により反射して、フィルム１０と空気の界面に全反射角に近い角度で到達させることができ、半導体受光素子３１の受光面に入射しやすくなる。
【0094】
＜＜＜変形例４＞＞＞
図１５（ｂ）に示した変形例４は、変形例３の傾斜面１４１と傾斜面１５１を、曲面１５２と曲面１５３にした例である。
図１５（ｂ）に示した変形例４は、変形例３の傾斜面１４１と傾斜面１５１を、曲面１５２と曲面１５３にした例である。
【0095】
傾斜面１４１と１５１の代わりに曲面１５２と曲面１５３（Ｒ面）にした場合、変形例３と同様に、封止材３２に入射した光を受光面に到達させることができる。
【0096】
＜＜＜変形例５＞＞＞
図１６（ａ）に示した変形例５は、変形例３の傾斜面１４１と傾斜面１５１の位置をフィルム１０に近い位置に配置した例である。変形例３と同様の作用・効果を得ることができる。
図１６（ａ）に示した変形例５は、変形例３の傾斜面１４１と傾斜面１５１の位置をフィルム１０に近い位置に配置した例である。変形例３と同様の作用・効果を得ることができる。
【0097】
＜＜＜変形例６＞＞＞
図１６（ｂ）に示した変形例５は、変形例５の傾斜面１４１と傾斜面１５１を段差１６３，１６４した例である。変形例５と同様の作用・効果を得ることができる。
図１６（ｂ）に示した変形例５は、変形例５の傾斜面１４１と傾斜面１５１を段差１６３，１６４した例である。変形例５と同様の作用・効果を得ることができる。
【0098】
＜＜＜変形例７＞＞＞
変形例７では、実施形態１－２および変形例１－６に示した構造において、透明な封止材３２として、フィルム１０よりも高屈折率な材料を用いる。
変形例７では、実施形態１－２および変形例１－６に示した構造において、透明な封止材３２として、フィルム１０よりも高屈折率な材料を用いる。
【0099】
これにより、半導体発光素子２１ａ、２１ｂが出射し、半導体受光素子３１が搭載されているフィルム１０を透過したが半導体受光素子３１の受光面には直接入射しなかった光は、透明な封止材３２に入射し、光反射性樹脂３３により反射されて、再びフィルム１０に戻る。このとき、透明な封止材３２が、フィルム１０（例えば、ポリイミド）の屈折率（＝1.6）より高い屈折率の樹脂により構成されていることにより、透明な封止材３２とフィルム１０との界面において、反射されず、かつ、フィルム１０の法線に対する入射角が大きくなる。すなわち、フィルム１０への主平面に対して進行方向がより浅い角度になる方向に屈折するため、フィルム１０と空気との界面において、より全反射されやすくなり、受光面に入射しやすくなる。
【0100】
【0101】
実施形態１－２および変形例１－６では、半導体受光素子３１を、フィルム１０よりも、基材７０側に配置する構成であったが、実施例３では、半導体受光素子３１をフィルム１０よりも被検体２の指側に配置する。この場合、半導体受光素子３１の受光面も被検体２の指側に向ける。
【0102】
これにより、半導体発光素子２１ａ、２１ｂから出射された光は、被検体２の指を透過して、受光素子３１の受光面に到達して受光される。
【0103】
なお、図１８のように、透明な封止材３２の上面に拡散層１７１を設けることが望ましい。これにより、半導体発光素子２１ａ、２１ｂから出射された光は、被検体２の指を透過して、拡散層１７１に入射する。拡散層１７１で拡散されて半導体受光素子３１の受光面に到達して受光される。
【0104】
このように拡散層１７１を配置することにより、被検体２の指のサイズが標準よりも大きい、または、小さい場合に、半導体発光素子２１ａ、２１ｂから出射された光の光軸がずれても、拡散層１７１で拡散されて受光面に到達することができる。
【0105】
＜＜＜変形例８＞＞＞
実施形態３の変形例として、変形例８を図１９を用いて説明する。
実施形態３の変形例として、変形例８を図１９を用いて説明する。
【0106】
実施形態３の変形例８は、図１９のように、拡散層１７１を半導体受光素子３１の直上領域に設けず、半導体受光素子３１の周辺の封止材３２の上面にのみ設けている点で、実施形態３とは異なる。
【0107】
変形例８では、半導体受光素子３１の直上領域には拡散層１７１が設けられていないため、被検体２の指のサイズが標準サイズと異なっており、半導体発光素子２１ａ，２１ｂの光軸がずれた場合でも、受光面に向かって直進する光は、拡散層１７１を通過せず、封止材３２を透過して受光面に直接到達することができる。これにより、受光面に向かって直進する光を、拡散層１７１で減衰させることなく、受光面に入射させることができる。
【0108】
一方、光軸がずれたために、受光面に直接到達することができない光は、拡散層１７１によって拡散させて、一部を受光面に到達させることができる。
【0109】
これにより、半導体受光素子３１の受光面に到達する光を、実施形態３の構造よりも増加させることができる。
【0110】
＜＜＜変形例９＞＞＞
実施形態３の変形例として、変形例９を図１９を用いて説明する。
実施形態３の変形例として、変形例９を図１９を用いて説明する。
【0111】
変形例９は、実施形態３と同様に、半導体受光素子３１をフィルム１０よりも、被検体２の指側に配置し、封止材３２の上面に拡散層１７１を設ける構成であるが、フィルム１０と基材７０との間にも光反射性樹脂３３を配置している点で変形例８とは異なっている。また、半導体受光素子３１の受光面をフィルム１０の側に向けている点でも実施形態３とは異なっている。
【0112】
このような構成により、変形例９では、半導体発光素子２１ａ、２１ｂから出射された光は、被検体２の指を透過して、拡散層１７１に入射し、拡散層１７１で拡散されて、さらに光反射性樹脂で拡散反射されて、半導体受光素子３１の下面側の受光面に到達して受光される。
【0113】
変形例９の構造では、遮光性の基材７０とフィルム１０との間に、光反射性樹脂３３が配置されているため、遮光性の基材７０によって光が吸収されず、効率よく受光面に到達させることができる。
【0114】
＜＜＜変形例１０＞＞＞
ここで、実施形態１のプローブの変形例として、拡散層を備えた例について図２１（ａ）を用いて説明する。
ここで、実施形態１のプローブの変形例として、拡散層を備えた例について図２１（ａ）を用いて説明する。
【0115】
図２１（ａ）に示すように、半導体受光素子３１は、実施形態１と同様に、フィルム１０の基材７０側に配置されているが、半導体受光素子３１の受光面が、フィルム１０とは逆側に向けられている。
【0116】
フィルム１０には、被検体２の指側の面に拡散層２１１が搭載されている。
【0117】
この構成において半導体発光素子２１ａ、２１ｂから出射された光が被検体の指を透過して、まず拡散層２１１に到達して拡散される。拡散された光は、光反射性樹脂３３によりさらに１回以上拡散反射され、半導体受光素子３１の受光面に到達して受光される。
【0118】
図２１（ａ）の構成の場合、拡散層２１１は、拡散フィルム等をフィルム１０の表面に貼り付けることによって配置することができる。
【0119】
【0120】
この構成も、図２１（ａ）の変形例１０と同様に、半導体発光素子２１ａ、２１ｂから出射された光が被検体の指を透過して、まず拡散層２１１に到達して拡散される。拡散された光は、光反射性樹脂３３によりさらに１回以上拡散反射され、半導体受光素子３１の受光面に到達して受光される。
【0121】
図２１（ｂ）のように、基材７０と、透明な封止材３２との間に拡散層２１１を備えたプローブを製造する場合、実施形態１の図１０（ａ－２）～（ｄ－２）の工程と同様に工程で製造する途中で、拡散層２１１を形成する。
【0122】
具体的には、シリコーン樹脂に酸化チタンもしくは酸化亜鉛もしくは酸化アルミニウムを分散させた未硬化の白色樹脂を用意し、半導体受光素子３１（図２２（ａ））から所定の距離だけ離れた位置のフィルム１０上に、半導体受光素子３１を囲む枠状に白色樹脂を塗布し、未硬化の光反射性樹脂３３を形成する（図２２（ｂ））。枠状の光反射性樹脂２３，３３の高さは、半導体受光素子３１の高さよりも高い。
【0123】
ここで、拡散粒子分散せた透明樹脂を用意し、枠状の光反射性樹脂３３の内側のフィルム１０の表面に塗り広げ、未硬化の拡散層２１１を形成する（図２２（ｃ）。
【0124】
図２２（ｄ）のように、枠状の光反射性樹脂２３、３３の中であって、拡散層２１１の上に、透明なシリコーン樹脂を注入し、半導体受光素子３１を封止する未硬化の透明な封止材３２を形成する。その後、予め定めた温度および時間（例えば、１５０℃、４ｈ）でフィルム１０を加熱し、光反射性樹脂２３，３３および透明な封止材２２，３２を硬化もしくは仮硬化させる。これにより、透明な封止材３２を形成した。
【0125】
図２２（ｅ）のように、透明な封止材３２の上を、未硬化の白色樹脂でさらに覆い、未硬化の光反射性樹脂２３を形成する。
【0126】
予め定めた温度および時間で加熱し、透明封止材３２、拡散層２１１および光反射性樹脂３３を硬化させる。
【0127】
他の製造工程は、実施形態１と同様であるので説明を省略する。
【0128】
＜＜＜変形性１２＞＞＞
図２３を用いて変形例１２について説明する。変形例１２のプローブは、実施形態１～３または変形例１～１１のパルスオキシメーター用プローブの指輪型基材７０の外周側の表面に、金属膜９０が配置されている。
図２３を用いて変形例１２について説明する。変形例１２のプローブは、実施形態１～３または変形例１～１１のパルスオキシメーター用プローブの指輪型基材７０の外周側の表面に、金属膜９０が配置されている。
【0129】
金属膜９０は、発光部２０の発する熱を放出することができるため、プローブの放熱作用を高めることができる。また、金属膜９０は、電磁シールドとしても作用し、外部からの電磁ノイズが、発光部２０、受光部３０および配線１１ａ，１１ｂに混入するのを防止することができる。
【0130】
金属膜９０の材質は銅やアルミニウムなどの導電性の高い金属を用いることができる。膜厚は、１μｍ～１００μｍであることが好ましい。
【0131】
金属膜９０は、指輪型基材７０の形成工程の後に、気相成長法やめっきにより成膜することが可能である。また、金型を用いて指輪型基材７０の形成する場合、指輪型基材７０の外周部に沿うように金型に金属箔を配置して、指輪型基材７０と同時に硬化させてもよい。また、予め金属加工の技術を用いて、別途生成しておいた金属リングを、指輪型基材７０の外側に装着や接着してもよい。
【0132】
＜＜＜製品への適用＞＞＞
本実施形態のパルスオキシメーター用プローブは、パルスオキシメータ用としてはもちろん、スマートリング等の生体情報を光学的に取得する他のウェアラブルデバイスの光源ユニットとしても用いることができる。
本実施形態のパルスオキシメーター用プローブは、パルスオキシメータ用としてはもちろん、スマートリング等の生体情報を光学的に取得する他のウェアラブルデバイスの光源ユニットとしても用いることができる。
【符号の説明】
【0133】
１ パルスオキシメーター用プローブ
２ 被検体
１０ フィルム
１０ 基材
１１ 銅箔
１１ａ 配線
１１ｂ 配線
１２ 接着層
２０ 発光部
２１ａ 半導体発光素子
２１ｂ 半導体発光素子
２２ 封止材
２３ 光反射性樹脂
３０ 受光部
３１ 半導体受光素子
３２ 封止材
３３ 光反射性樹脂
５０ 配線
５０ａ 給電用配線
５０ｂ 信号取り出し用配線
６０ 接続端子
７０ 基材
８０ インク
８１ 光ボンディング装置
８２ 荷重コレット
８３ 接合材
９０ 金属膜
１００ ポリイミド層
１０１ 保護用封止材
１２１ 点線
１４１ 傾斜面
１５１ 傾斜面
１５２ 曲面
１５３ 曲面
１６３ 段差
１７１ 拡散層
２１１ 拡散層
２ 被検体
１０ フィルム
１０ 基材
１１ 銅箔
１１ａ 配線
１１ｂ 配線
１２ 接着層
２０ 発光部
２１ａ 半導体発光素子
２１ｂ 半導体発光素子
２２ 封止材
２３ 光反射性樹脂
３０ 受光部
３１ 半導体受光素子
３２ 封止材
３３ 光反射性樹脂
５０ 配線
５０ａ 給電用配線
５０ｂ 信号取り出し用配線
６０ 接続端子
７０ 基材
８０ インク
８１ 光ボンディング装置
８２ 荷重コレット
８３ 接合材
９０ 金属膜
１００ ポリイミド層
１０１ 保護用封止材
１２１ 点線
１４１ 傾斜面
１５１ 傾斜面
１５２ 曲面
１５３ 曲面
１６３ 段差
１７１ 拡散層
２１１ 拡散層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
