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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-25
(45)【発行日】2024-12-03
(54)【発明の名称】検出装置および測定装置
(51)【国際特許分類】
A61B 5/02 20060101AFI20241126BHJP
A61B 5/1455 20060101ALI20241126BHJP
【ＦＩ】
A61B5/02 310B
A61B5/1455
A61B5/02 310P
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2021029742
(22)【出願日】2021-02-26
(65)【公開番号】P2022131019
(43)【公開日】2022-09-07
【審査請求日】2023-12-01
(73)【特許権者】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100179475
【弁理士】
【氏名又は名称】仲井 智至
(74)【代理人】
【識別番号】100216253
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 宏紀
(74)【代理人】
【識別番号】100225901
【弁理士】
【氏名又は名称】今村 真之
(72)【発明者】
【氏名】田尻 顕嗣
(72)【発明者】
【氏名】深川 剛史
【審査官】鳥井 俊輔
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－１２３７１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０６１６７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－２０２７９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１９－５１９２７２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ ５／００－ ５／０３
Ａ６１Ｂ ５／０６－ ５／２２
Ａ６１Ｂ ９／００－１０／０６
Ｇ０１Ｎ ２１／００－２１／０１
Ｇ０１Ｎ ２１／１７－２１／６１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光を発光する発光部と、前記発光部から発光され、生体から射出された光を受光する受光部と、
前記発光部と前記受光部との間に設けられ、光吸収性を有する平板状の第１壁部と、
前記発光部の前記受光部と反対側に設けられ、光反射性を有する第２壁部と、を備え、
前記第２壁部は、前記発光部から発光された光を反射する反射面を含み、
前記反射面は、前記発光部および前記受光部を支持する支持面に対して傾斜した面であ
り、
前記反射面は、前記発光部の光射出方向から平面視した場合に、前記第１壁部と反対側
に湾曲する曲面形状を有する
検出装置。
【請求項2】
前記第１壁部および前記第２壁部が並ぶ方向を第１方向とし、前記第１方向に交差する方向を第２方向としたとき、
前記第１壁部および前記第２壁部の前記第２方向の一方側に設けられる第３壁部と、
前記第１壁部および前記第２壁部の前記第２方向の他方側に設けられる第４壁部と、を
さらに備え、
前記第３壁部および前記第４壁部の少なくとも一方は、光反射性を有する
請求項１に記載の検出装置。
【請求項3】
前記発光部は、緑色波長帯を有する第１光を発光する第１発光素子と、前記緑色波長帯よりも長い波長帯を有する第２光を発光する第２発光素子と、を含み、
前記受光部は、前記第１発光素子から発光され、生体から射出された前記第１光を受光
する第１受光素子と、前記第２発光素子から発光され、生体から射出された前記第２光を
受光する第２受光素子と、を含み、
前記第１発光素子および前記第２発光素子が並ぶ方向を第１方向とし、前記第１方向に
交差する方向を第２方向としたとき、
前記第２方向において、前記第１受光素子は、前記第２受光素子よりも前記発光部の近
くに設けられている
請求項１または請求項２に記載の検出装置。
【請求項4】
前記第２壁部は、前記第１発光素子に対応する第１部分と、前記第２発光素子に対応する第２部分と、を含む
請求項３に記載の検出装置。
【請求項5】
前記第１部分は、前記第１発光素子から発光された光を反射する第１反射面を含み、前記第２部分は、前記第２発光素子から発光された光を反射する第２反射面を含み、
前記第１反射面および前記第２反射面は異なる形状を有する
請求項４に記載の検出装置。
【請求項6】
前記発光部は、前記第２光よりも長い波長帯を有する第３光を発光する第３発光素子をさらに含み、
前記第３発光素子から発光され、生体から射出された前記第３光は、前記第２受光素子
に受光される
請求項３または請求項４に記載の検出装置。
【請求項7】
請求項１から請求項６のうちのいずれか一項に記載の検出装置と、前記検出装置による検出結果を示す検出信号から生体情報を特定する情報解析部と、を
備える
測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、検出装置および測定装置に関する。
【背景技術】
【0002】
脈波等の生体情報を非侵襲で測定する各種の測定技術が従来から提案されている。例えば、下記特許文献１には、生体に光を射出する発光部と、発光部から射出され、生体で反射されることで入射する光を受光する受光部とを備える検出装置において、発光部と受光部との間に遮光部材を設置することで、発光部の光利用効率を高めるとともに受光部の迷光対策を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１８－０６１６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記検出装置では、遮光部材に形成した傾斜面によって光を反射することで発光部の光利用効率を向上させている。しかしながら、遮光部材に傾斜面を設けるためのスペースが必要となるため、装置構成が大型化するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の１つの態様によれば、光を発光する発光部と、前記発光部から発光され、生体
から射出された光を受光する受光部と、前記発光部と前記受光部との間に設けられ、光吸
収性を有する平板状の第１壁部と、前記発光部の前記受光部と反対側に設けられ、光反射
性を有する第２壁部と、を備え、前記第２壁部は、前記発光部から発光された光を反射す
る反射面を含み、前記反射面は、前記発光部および前記受光部を支持する支持面に対して
傾斜した面であり、前記反射面は、前記発光部の光射出方向から平面視した場合に、前記
第１壁部と反対側に湾曲する曲面形状を有する検出装置が提供される。
から射出された光を受光する受光部と、前記発光部と前記受光部との間に設けられ、光吸
収性を有する平板状の第１壁部と、前記発光部の前記受光部と反対側に設けられ、光反射
性を有する第２壁部と、を備え、前記第２壁部は、前記発光部から発光された光を反射す
る反射面を含み、前記反射面は、前記発光部および前記受光部を支持する支持面に対して
傾斜した面であり、前記反射面は、前記発光部の光射出方向から平面視した場合に、前記
第１壁部と反対側に湾曲する曲面形状を有する検出装置が提供される。
【0006】
本発明の１つの態様によれば、上記態様の検出装置と、前記検出装置による検出結果を示す検出信号から生体情報を特定する情報解析部と、を備える測定装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】第１実施形態の測定装置の側面図である。
【図2】測定装置の機能に着目した構成図である。
【図3】検出装置の平面図である。
【図5】検出装置の動作を説明するための図である。
【図6】シミュレーション結果を示す表である。
【図7】シミュレーション結果を示すグラフである。
【図8A】第２実施形態の検出装置の平面図である。
【図8B】第２実施形態の検出装置の断面図である。
【図9】第３実施形態の検出装置の平面図である。
【図10】第３実施形態の変形例の検出装置の平面図である。
【図11A】第４実施形態の検出装置の平面図である。
【図11B】第４実施形態の検出装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の各図においては、各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各部材の尺度や角度を実際とは異ならせている。
【0009】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の測定装置１００の側面図である。図１に示される本実施形態の測定装置１００は、生体の例示である被験者（例えば、人間）の生体情報を非侵襲的に測定する生体計測機器であり、被験者の身体のうち測定対象となる部位（以下「測定部位」という）Ｍに装着される。本実施形態の測定装置１００は、筐体部１とベルト２とを備える腕時計型の携帯機器であり、測定部位（生体）Ｍの例示である手首に帯状のベルト２を巻回することで被験者の手首に装着可能である。本実施形態では、被験者の脈波（例えば脈拍間隔ＰＰＩ）および酸素飽和度（ＳｐＯ２）を生体情報として例示する。脈波とは、心臓の拍動に連動した血管内の体積の時間変化を意味する。酸素飽和度とは、被験者の血液中のヘモグロビンのうち酸素と結合したヘモグロビンの割合（％）を意味し、被験者の呼吸機能を評価するための指標である。
図１は、第１実施形態の測定装置１００の側面図である。図１に示される本実施形態の測定装置１００は、生体の例示である被験者（例えば、人間）の生体情報を非侵襲的に測定する生体計測機器であり、被験者の身体のうち測定対象となる部位（以下「測定部位」という）Ｍに装着される。本実施形態の測定装置１００は、筐体部１とベルト２とを備える腕時計型の携帯機器であり、測定部位（生体）Ｍの例示である手首に帯状のベルト２を巻回することで被験者の手首に装着可能である。本実施形態では、被験者の脈波（例えば脈拍間隔ＰＰＩ）および酸素飽和度（ＳｐＯ２）を生体情報として例示する。脈波とは、心臓の拍動に連動した血管内の体積の時間変化を意味する。酸素飽和度とは、被験者の血液中のヘモグロビンのうち酸素と結合したヘモグロビンの割合（％）を意味し、被験者の呼吸機能を評価するための指標である。
【0010】
図２は、測定装置１００の機能に着目した構成図である。図２に示すように、本実施形態の測定装置１００は、制御装置５と記憶装置６と表示装置４と検出装置３とを備えている。制御装置５および記憶装置６は、筐体部１の内部に設置される。図１に示されるように、表示装置４は、筐体部１のうち測定部位Ｍとは反対側の表面に設置され、測定結果を含む各種の画像を制御装置５による制御のもとで表示する。表示装置４は、例えば、液晶表示パネルである。
【0011】
検出装置３は、測定部位Ｍの状態に応じた検出信号Ｓを生成する光学センサーモジュールである。図１に示すように、検出装置３は、例えば筐体部１のうち測定部位Ｍとの対向面（以下、検出面という）１６に設置される。検出面１６は、測定部位Ｍに接触する表面である。図２に示されるように、本実施形態の検出装置３は、発光ユニット部１１と受光ユニット部１２と駆動回路１３と出力回路１４とを備える。なお、駆動回路１３および出力回路１４の一方または双方を検出装置３の外部回路として設置することも可能である。すなわち、駆動回路１３および出力回路１４は検出装置３から省略され得る。
【0012】
発光ユニット部１１は、第１発光素子５０と、第２発光素子６０と、第３発光素子７０と、を有している。第１発光素子５０、第２発光素子６０および第３発光素子７０は、測定部位Ｍに対して各々が異なる波長の光を発光する素子である。
【0013】
第１発光素子５０は、５２０ｎｍ～５５０ｎｍの緑色波長帯を有する緑色光（第１光）ＬＧを測定部位Ｍに向けて射出する。本実施形態の緑色光ＬＧは、例えば、ピーク波長が５２０ｎｍの光である。
第２発光素子６０は、例えば、６００ｎｍ～８００ｎｍの赤色波長帯を有する赤色光（第２光）ＬＲを測定部位Ｍに向けて射出する。本実施形態の赤色光ＬＲは、例えば、ピーク波長が６６０ｎｍの光である。
第３発光素子７０は、例えば、８００ｎｍ～１３００ｎｍの近赤外波長帯を有する近赤外光（第３光）ＬＩを測定部位Ｍに向けて射出する。本実施形態の近赤外光ＬＩは、例えば、ピーク波長が９０５ｎｍの光である。
第２発光素子６０は、例えば、６００ｎｍ～８００ｎｍの赤色波長帯を有する赤色光（第２光）ＬＲを測定部位Ｍに向けて射出する。本実施形態の赤色光ＬＲは、例えば、ピーク波長が６６０ｎｍの光である。
第３発光素子７０は、例えば、８００ｎｍ～１３００ｎｍの近赤外波長帯を有する近赤外光（第３光）ＬＩを測定部位Ｍに向けて射出する。本実施形態の近赤外光ＬＩは、例えば、ピーク波長が９０５ｎｍの光である。
【0014】
これら第１発光素子５０、第２発光素子６０および第３発光素子７０を構成する発光素子としては、例えばベアチップ型または砲弾型のＬＥＤ（Light Emitting Diode）が好適に利用される。なお、各発光部が射出する光の波長は上記数値範囲に限定されない。以下、第１発光素子５０、第２発光素子６０および第３発光素子７０を特に区別しない場合、これらを総称して、各発光素子５０，６０，７０という。
【0015】
駆動回路１３は、駆動電流の供給により各発光素子５０，６０，７０の各々を発光させる。本実施形態の駆動回路１３は、各発光素子５０，６０，７０の各々を時分割で周期的に発光させる。各発光素子５０，６０，７０から射出した光は、測定部位Ｍに入射するとともに測定部位Ｍの内部で反射および散乱を繰返しながら伝播した後、筐体部１側に射出して受光ユニット部１２に到達する。すなわち、本実施形態の検出装置３は、発光ユニット部１１と受光ユニット部１２とが測定部位Ｍに対して一方側に位置する反射型の光学センサーである。
【0016】
受光ユニット部１２は、発光ユニット部１１の発光により測定部位Ｍから到来する光を受光する。本実施形態の受光ユニット部１２は、第１受光素子５１と、第２受光素子６１と、を有している。第１受光素子５１および第２受光素子６１は受光した光の強度に応じた検出信号を生成する。以下、第１受光素子５１および第２受光素子６１を特に区別しない場合、これらをまとめて「各受光素子５１，６１」という。
【0017】
第１受光素子５１は、発光素子５０から射出されて測定部位Ｍの内部を伝搬した緑色光ＬＧを受光し、その受光強度に応じた検出信号を生成する。第２受光素子６１は、第２発光素子６０から射出されて測定部位Ｍの内部を伝搬した赤色光ＬＲ、または、第３発光素子７０から射出されて測定部位Ｍの内部を伝搬した近赤外光ＬＩを受光し、その受光強度に応じた検出信号を生成する。
【0018】
出力回路１４は、例えば、各受光素子５１，６１が生成した検出信号をアナログからデジタルに変換するＡ/Ｄ変換器と、変換後の検出信号を増幅する増幅回路とを含んで構成され（いずれも図示略）、相異なる波長に対応する複数の検出信号Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）を生成する。
【0019】
検出信号Ｓ１は、発光素子５０から射出された緑色光ＬＧを受光したときの第１受光素子５１の受光強度を表す信号である。検出信号Ｓ２は、第２発光素子６０から射出された赤色光ＬＲを受光したときの第２受光素子６１の受光強度を表す信号であり、検出信号Ｓ３は、第３発光素子７０から射出された近赤外光ＬＩを受光したときの第２受光素子６１の受光強度を表す信号である。
【0020】
一般的に血管の拡張時と収縮時とで血液による吸光量は相違することから、各検出信号Ｓは、測定部位Ｍの内部の動脈の脈動成分（容積脈波）に対応した周期的な変動成分を含む脈波信号となる。
【0021】
なお、駆動回路１３および出力回路１４は、ＩＣチップの形態で発光ユニット部１１および受光ユニット部１２とともに配線基板に実装されている。なお、上述のように、駆動回路１３および出力回路１４を検出装置３の外部に設置することも可能である。
【0022】
制御装置５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の演算処理装置であり、測定装置１００の全体を制御する。記憶装置６は、例えば不揮発性の半導体メモリーで構成され、制御装置５が実行するプログラム、および制御装置５が使用する各種のデータを記憶する。なお、制御装置５の機能を複数の集積回路に分散した構成、または、制御装置５の一部または全部の機能を専用の電子回路で実現した構成も採用され得る。なお、図２では、制御装置５と記憶装置６とを別体の要素として図示したが、記憶装置６を内包する制御装置５を例えばＡＳＩＣ（ApplicationSpecific Integrated Circuit）等により実現することも可能である。
【0023】
本実施形態の制御装置５は、記憶装置６に記憶されたプログラムを実行することで、検出装置３が生成した複数の検出信号Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）から被験者の生体情報を特定する。具体的には、制御装置５は、第１受光素子５１による緑色光ＬＧの受光強度を表す検出信号Ｓ１から被験者の脈拍間隔（ＰＰＩ）を特定することができる。また、制御装置５は、第２受光素子６１による赤色光ＬＲの受光強度を表す検出信号Ｓ２と、第２受光素子６１による近赤外光ＬＩの受光強度を表す検出信号Ｓ３とを解析することで、被験者の酸素飽和度（ＳｐＯ２）を特定することができる。
【0024】
以上のように測定装置１００において、制御装置５は、検出装置３による検出結果を示す検出信号Ｓから生体情報を特定する情報解析部として機能する。制御装置（情報解析部）５は、検出信号Ｓから特定した生体情報を表示装置４に表示させる。なお、音声出力で測定結果を利用者に報知することも可能である。脈拍数または酸素飽和度が所定の範囲外の数値に変動した場合に利用者に警告（身体機能の障害の可能性）を報知する構成も好適である。
【0025】
図３は検出装置３の平面図である。図４は、図３におけるＩＶ－ＩＶ線矢視による断面図である。図３および図４に示すように、本実施形態の検出装置３は、発光ユニット部（発光部）１１および受光ユニット部（受光部）１２の他に、ケース４０と、封止層４２と、をさらに備えている。なお、図３および図４においては、駆動回路１３および出力回路１４の図示を省略している。
【0026】
以下、ＸＹＺ座標系を用いて検出装置３の構成を説明する。Ｘ軸は矩形状の外形を有するケース４０の長辺（一方の辺）に沿う軸に相当し、Ｙ軸はＸ軸に直交し、ケース４０の短辺（他方の一辺）に沿う軸に相当し、Ｚ軸とはＸ軸およびＹ軸にそれぞれ直交し、測定部位Ｍに接触する検出面１６の法線に沿う軸に相当する。
【0027】
図３および図４に示すように、ケース４０は、検出装置３を構成する各要素（発光ユニット部１１および受光ユニット部１２）を収容する。ケース４０は、例えば、アルミニウムで形成される。なお、ケース４０の材質および製法は任意である。例えば樹脂材料の射出成形によりケース４０を形成することも可能である。また、筐体部１と一体にケース４０を形成した構成も好適である。
【0028】
本実施形態のケース４０は、矩形平板状の底板部１４０と、第１壁部１４１と、第２壁部１４２と、第３壁部１４３と、第４壁部１４４と、第５壁部１４５と、第６壁部１４６と、第７壁部１４７と、を有する。なお、底板部１４０、第１壁部１４１、第２壁部１４２、第３壁部１４３、第４壁部１４４、第５壁部１４５、第６壁部１４６および第７壁部１４７の少なくとも一部同士は一体に成形されていてもよい。
【0029】
ケース４０は、第１収容領域１４０Ａと、第２収容領域１４０Ｂと、を有する。
発光ユニット部１１は不図示の配線基板に実装された状態でケース４０内の第１収容領域１４０Ａに設置されている。受光ユニット部１２は不図示の配線基板に実装された状態でケース４０内の第２収容領域１４０Ｂに設置されている。
発光ユニット部１１は不図示の配線基板に実装された状態でケース４０内の第１収容領域１４０Ａに設置されている。受光ユニット部１２は不図示の配線基板に実装された状態でケース４０内の第２収容領域１４０Ｂに設置されている。
【0030】
第１収容領域１４０Ａは、底板部１４０、第１壁部１４１、第２壁部１４２、第３壁部１４３および第４壁部１４４で区画され、受光ユニット部１２を収容する領域である。第２収容領域１４０Ｂは、底板部１４０、第１壁部１４１、第５壁部１４５、第６壁部１４６および第７壁部１４７で区画され、発光ユニット部１１を収容する領域である。発光ユニット部１１および受光ユニット部１２は配線基板（図示略）に実装された状態でケース４０内の第１収容領域１４０Ａまたは第２収容領域１４０Ｂに設置されている。
【0031】
第１壁部１４１は、Ｘ軸に沿う方向において、第１収容領域１４０Ａと第２収容領域１４０Ｂとを隔てるように設けられる。すなわち、第１壁部１４１は、発光ユニット部１１と受光ユニット部１２との間に設けられている。第１壁部１４１は、底板部１４０から＋Ｚ側に突出し、Ｙ軸方向に延びる平板状の部材である。
【0032】
第１壁部１４１は光吸収性を有している。第１壁部１４１は、例えば、ケース４０を構成するアルミニウム材料を黒色に着色することで構成される。これにより、第１壁部１４１は、発光ユニット部１１から射出された光を直接的に受光ユニット部１２に入射させない遮光部材として機能する。
【0033】
第２壁部１４２は、底板部１４０の－Ｘ側の周縁から＋Ｚ側に突出し、Ｙ軸方向に延びる平板状の部材である。第２壁部１４２は、Ｘ軸に沿う方向において、第１壁部１４１と対向するように、底板部１４０に設けられる。第２壁部１４２は、発光ユニット部１１の－Ｘ側に設けられている。すなわち、第２壁部１４２は、発光ユニット部１１の受光ユニット部１２と反対側に設けられている。第１壁部１４１および第２壁部１４２は相互に間隔をあけてＸ軸に沿う方向（第１方向）に並んで配置されている。
【0034】
第２壁部１４２は、光反射性を有する。本実施形態の場合、第２壁部１４２は、発光ユニット部１１に対向する内面側に設けられた反射面１４２ａを含む。反射面１４２ａは、例えば、ケース４０を構成するアルミニウム材料の表面にミラー膜を設けることで構成される。なお、反射面１４２ａは、アルミニウム材料を研磨した研磨面で構成してもよい。
【0035】
第３壁部１４３および第４壁部１４４は、Ｘ軸と交差（直交）するＹ軸に沿う方向（第２方向）に並んで配置されている。
第３壁部１４３は、第１壁部１４１および第２壁部１４２の＋Ｙ側（第２方向の一方側）に設けられる。第３壁部１４３は、底板部１４０の＋Ｙ側の周縁から＋Ｚ側に突出し、Ｘ軸方向に延びる平板状の部材である。
第４壁部１４４は、第１壁部１４１および第２壁部１４２の－Ｙ側（第２方向の他方側）に設けられる。第４壁部１４４は、底板部１４０の－Ｙ側の周縁から＋Ｚ側に突出し、Ｘ軸方向に延びる平板状の部材である。第４壁部１４４は、Ｙ軸に沿う方向において、第３壁部１４３と対向するように、底板部１４０に設けられる。
第３壁部１４３は、第１壁部１４１および第２壁部１４２の＋Ｙ側（第２方向の一方側）に設けられる。第３壁部１４３は、底板部１４０の＋Ｙ側の周縁から＋Ｚ側に突出し、Ｘ軸方向に延びる平板状の部材である。
第４壁部１４４は、第１壁部１４１および第２壁部１４２の－Ｙ側（第２方向の他方側）に設けられる。第４壁部１４４は、底板部１４０の－Ｙ側の周縁から＋Ｚ側に突出し、Ｘ軸方向に延びる平板状の部材である。第４壁部１４４は、Ｙ軸に沿う方向において、第３壁部１４３と対向するように、底板部１４０に設けられる。
【0036】
本実施形態の場合、第３壁部１４３および第４壁部１４４は、第２壁部１４２と同様、光反射性を有している。これにより、発光ユニット部１１からＹ方向に射出された光が第３壁部１４３および第４壁部１４４で反射されて生体に入射することで、発光ユニット部１１の光利用効率を向上できる。
【0037】
第５壁部１４５は、底板部１４０の＋Ｘ側の周縁から＋Ｚ側に突出し、Ｙ軸方向に延びる平板状の部材である。第５壁部１４５は、Ｘ軸に沿う方向において、第１壁部１４１と対向するように、底板部１４０に設けられる。第６壁部１４６は、底板部１４０の＋Ｙ側の周縁から＋Ｚ側に突出し、Ｘ軸方向に延びる平板状の部材である。第７壁部１４７は、底板部１４０の－Ｙ側の周縁から＋Ｚ側に突出し、Ｘ軸方向に延びる平板状の部材である。第７壁部１４７は、Ｙ軸に沿う方向において、第６壁部１４６と対向するように、底板部１４０に設けられる。
【0038】
本実施形態の場合、第５壁部１４５、第６壁部１４６および第７壁部１４７は、第１壁部１４１と同様、光吸収性を有している。これにより、第５壁部１４５、第６壁部１４６および第７壁部１４７によって反射された光が迷光として受光ユニット部１２に入射することを抑制している。
【0039】
封止層４２はケース４０内に収容された発光ユニット部１１および受光ユニット部１２とケース４０との隙間に充填された光透過性の樹脂材料である。封止層４２は発光ユニット部１１および受光ユニット部１２をケース４０内に封止（モールド）している。封止層４２の表面は検出面１６として機能する。
なお、封止層４２で封止する構成に代えて、ケース４０の上面を透光性基板で覆う構成を採用してもよい。この場合、透光性基板の上面が検出面１６として機能する。
なお、封止層４２で封止する構成に代えて、ケース４０の上面を透光性基板で覆う構成を採用してもよい。この場合、透光性基板の上面が検出面１６として機能する。
【0040】
各発光素子５０，６０，７０の発光面がＸＹ平面に平行となるようにケース４０内に設置されている。すなわち、各発光素子５０，６０，７０は＋Ｚ側に向けて光を発光するようになっている。
【0041】
図３に示されるように、各発光素子５０，６０，７０は相互に間隔をあけてＹ軸に沿う方向に並んで配置されている。具体的に第２発光素子６０は第１発光素子５０の＋Ｙ側に配置され、第３発光素子７０は第１発光素子５０の－Ｙ側に配置される。すなわち、第１発光素子５０は、Ｙ軸に沿う方向において、第２発光素子６０および第３発光素子７０の間に配置されている。また、第１発光素子５０は、第２発光素子６０と第３発光素子７０との間に位置すると換言することもできる。
【0042】
図３に示されるように、各受光素子５１，６１は相互に間隔をあけて、Ｙ軸と交差（直交）するＸ軸に沿う方向に並んで配置されている。具体的に第１受光素子５１は発光ユニット部１１の＋Ｘ側に配置され、第２受光素子６１は第１受光素子５１の＋Ｘ側に配置されている。すなわち、第１受光素子５１は第２受光素子６１を挟んで発光ユニット部１１と反対側に配置されている。
【0043】
ここで、第１発光素子５０から第１受光素子５１までの距離をＤ１、第２発光素子６０から第２受光素子６１までの距離をＤ２、第３発光素子７０から第２受光素子６１までの距離をＤ３とする。距離Ｄ１とは第１発光素子５０および第１受光素子５１をＺ軸方向から平面視した際の各々の中心部同士の距離に相当する。また、距離Ｄ２とは第２発光素子６０および第２受光素子６１をＺ軸方向から平面視した際の各々の中心部同士の距離に相当する。また、距離Ｄ３とは第３発光素子７０および第２受光素子６１をＺ軸方向から平面視した際の各々の中心部同士の距離に相当する。
【0044】
本実施形態の検出装置３において、第１発光素子５０から第１受光素子５１までの距離Ｄ１は、第２発光素子６０から第２受光素子６１までの距離Ｄ２よりも短い。また、第１発光素子５０から第１受光素子５１までの距離Ｄ１は、第３発光素子７０から第２受光素子６１までの距離Ｄ３よりも短い。なお、距離Ｄ２と距離Ｄ３とは等しい。
このように本実施形態の検出装置３では、緑色光ＬＧを射出する第１発光素子５０の最も近い位置に緑色光ＬＧを受光するための第１受光素子５１を配置した構成を採用している。
このように本実施形態の検出装置３では、緑色光ＬＧを射出する第１発光素子５０の最も近い位置に緑色光ＬＧを受光するための第１受光素子５１を配置した構成を採用している。
【0045】
図４に示すように、第１受光素子５１は、センサー１２０と、角度制限フィルター１２１と、バンドパスフィルター１２２と、を含む。
【0046】
センサー１２０は、例えばフォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）から構成される。角度制限フィルター１２１は、センサー１２０の受光面１２０ａの全体を覆うように設けられている。角度制限フィルター１２１は、例えば、光透過性を有する酸化シリコン層１２１１内にタングステンなどの遮光性材料からなるプラグ１２２２を埋め込むことで形成される。
【0047】
酸化シリコン層１２１１は、センサー１２０の受光面１２０ａに光を導く光路を形成する。酸化シリコン層１２１１に埋め込まれたプラグ１２２２は光路（酸化シリコン層１２１１）を通過する光の入射角度を制限する。すなわち、酸化シリコン層１２１１内に入射する光が光路に対して所定角度よりも傾いている場合、入射した光はプラグ１２２２に当たり、その光の一部はプラグ１２２２に吸収され、残りは反射される。そして、光路を通過するまでの間に反射が繰り返されることによって反射光の強度は弱くなるため、角度制限フィルター１２１を最終的に通過できる光は、実質的に、光路に対する傾きが所定の制限角度以内の光に制限される。
【0048】
角度制限フィルター１２１は、所定の入射角度よりも小さい角度で入射する光を透過させ、所定の入射角度よりも大きい角度で入射する光を透過させずにカットする特性を有する。これにより、角度制限フィルター１２１は、センサー１２０に入射する光の入射角度を制限することが可能である。具体的に角度制限フィルター１２１は、生体内を伝搬することで所定の入射角度（以下、許容入射角度と称す）で入射する光を透過させ、太陽光等の外光や生体内に入射しなかった光のように許容入射角度よりも大きい角度で入射する光をカットする。
【0049】
バンドパスフィルター１２２は、緑色光ＬＧの波長帯を選択的に透過させ、それ以外の波長帯の光である赤色光ＬＲおよび近赤外光ＬＩを吸収してカットする特性を有する。バンドパスフィルター１２２は、例えば、角度制限フィルター１２１上に、酸化シリコン等の低屈折率層と酸化チタン等の高屈折率層とを交互に複数積層して形成される。
【0050】
また、第２受光素子６１は、赤色光ＬＲあるいは近赤外光ＬＩを受光するセンサー２２０と、センサー２２０に到達する赤色光ＬＲあるいは近赤外光ＬＩの入射角度を制限する角度制限フィルター２２１と、を含む。すなわち、本実施形態の検出装置３において、第２受光素子６１は、赤色光ＬＲあるいは近赤外光ＬＩを選択的に透過させるバンドパスフィルターを含まない点において、第１受光素子５１と異なる構成を有している。
【0051】
センサー２２０は、例えばフォトダイオードから構成される。角度制限フィルター２２１は、センサー２２０の受光面２２０ａ上に設けられている。角度制限フィルター２２１は、角度制限フィルター１２１と同様の構成を有しており、センサー２２０に到達する赤色光ＬＲあるいは近赤外光ＬＩの入射角度を制限することが可能である。角度制限フィルター２２１は、例えば、生体内を伝搬して許容入射角度で入射する赤色光ＬＲまたは近赤外光ＬＩを透過させ、太陽光等の外光や生体内を通らなかった赤色光ＬＲあるいは近赤外光ＬＩのように許容入射角度よりも大きい角度で入射する光をカットする。
【0052】
ここで、第２発光素子６０から射出された赤色光ＬＲおよび近赤外光ＬＩの一部は、生体内を通過して第１受光素子５１に入射することがある。本実施形態の場合、第１受光素子５１は、緑色光ＬＧを選択的に透過させるバンドパスフィルター１２２を含む。このため、第１受光素子５１は、緑色光ＬＧと異なる波長帯を有する赤色光ＬＲおよび近赤外光ＬＩをカットすることができる。よって、第１受光素子５１は、発光素子５０から射出された緑色光ＬＧを効率良く受光することができる。
【0053】
以下、本実施形態の検出装置３における動作について説明する。図５は検出装置３の動作を説明するための図である。
本実施形態の検出装置３において、第１発光素子５０から射出された緑色光ＬＧは、全方位に射出される。図５に示すように、第１発光素子５０から＋Ｘ側に射出された緑色光ＬＧの一部は、光吸収性を有する第１壁部１４１によって遮光される。これにより、第１発光素子５０から射出された緑色光ＬＧの一部が受光ユニット部１２に直接入射することによる検出精度の低下を抑制できる。
本実施形態の検出装置３において、第１発光素子５０から射出された緑色光ＬＧは、全方位に射出される。図５に示すように、第１発光素子５０から＋Ｘ側に射出された緑色光ＬＧの一部は、光吸収性を有する第１壁部１４１によって遮光される。これにより、第１発光素子５０から射出された緑色光ＬＧの一部が受光ユニット部１２に直接入射することによる検出精度の低下を抑制できる。
【0054】
本実施形態の検出装置３において、＋Ｘ側に射出された緑色光ＬＧの一部は、光反射性を有する第２壁部１４２に入射する。第２壁部１４２に入射した緑色光ＬＧは反射面１４２ａで反射されて生体に入射する。反射面１４２ａで反射された緑色光ＬＧは生体に対して斜め方向から入射する。具体的に、反射面１４２ａで反射された緑色光ＬＧは、生体に対して、生体の法線方向から受光ユニット部１２側に傾いた方向から入射する。
【0055】
同様に、＋Ｘ側に射出された赤色光ＬＲまたは近赤外光ＬＩの一部は、光反射性を有する第２壁部１４２で反射されて生体に入射する。反射面１４２ａで反射された赤色光ＬＲまたは近赤外光ＬＩは、生体に対して、生体の法線方向から受光ユニット部１２側に傾いた方向から入射する。
【0056】
なお、＋Ｙ側あるいは－Ｙ側に射出された緑色光ＬＧ、赤色光ＬＲあるいは近赤外光ＬＩの一部は光反射性を有する第３壁部１４３または第４壁部１４４によって反射され、生体に入射する。これにより、発光ユニット部１１の光利用効率を向上させることができる。
【0057】
本発明者らは、生体に入射する光の入射角度によって、生体を透過した光の受光量が変化するかをシミュレーションで検証した。図６は本シミュレーション結果を示す表である。なお、本シミュレーションでは、緑色光を生体に対して垂直方向（法線方向）から入射させる条件Ａ、緑色光を生体に対して法線方向から受光部側に２０°傾けた斜め方向から入射させる条件Ｂ、緑色光を生体に対して法線方向から受光部と反対側に２０°傾けた斜め方向から入射させる条件Ｃ、について、例えば、緑色光を同じパワーで発光させたときの各受光量の比を求めた。
【0058】
図６に示すように生体に対して垂直方向から入射させる条件Ａの受光量を基準としたとき、受光部側に２０°傾けた斜め方向から入射させる条件Ｂの受光量比は１．４、受光部と反対側に２０°傾けた斜め方向から入射させる条件Ｃの受光量比は０．７となった。
受光部側に傾けて生体に光を入射させた場合、受光部と反対側に傾けて生体に光を入射させる場合に比べて、受光量が２倍となる。つまり、生体への入射光量を増やす場合において、受光部側に傾く斜め方向、すなわち、受光部側に向かって生体に入射する成分の光を増やすことで受光部の受光効率を向上できることが確認できた。
受光部側に傾けて生体に光を入射させた場合、受光部と反対側に傾けて生体に光を入射させる場合に比べて、受光量が２倍となる。つまり、生体への入射光量を増やす場合において、受光部側に傾く斜め方向、すなわち、受光部側に向かって生体に入射する成分の光を増やすことで受光部の受光効率を向上できることが確認できた。
【0059】
また、本発明者らは、生体に入射する光の波長を異ならせた場合について同様のシミュレーションを行った。その結果、生体に入射する光の波長帯によらず、受光部側に傾く斜め方向から生体に入射する成分の光を増やすことで受光部の受光効率が向上することが確認された。
【0060】
本実施形態の検出装置３では、上述のように、発光ユニット部１１から射出した光の一部を第２壁部１４２の反射面１４２ａで反射させることで受光ユニット部１２側に傾く斜め方向から生体に入射する成分の光を増やすことができる。よって、本実施形態の検出装置３は、第２壁部１４２の反射面１４２ａで反射させた光を受光ユニット部１２が効率良く受光することで高い検出精度を実現できる。
【0061】
また、本発明者らは、受光部側に傾く斜め方向から生体に入射する光の波長によって、受光部における受光ピーク位置が変化するかをシミュレーションで検証した。すなわち、本シミュレーションによって、発光素子から射出する光の波長と発光素子および受光素子間の最適距離との関係を検証した。
【0062】
図７は本シミュレーション結果を示すグラフである。図７に示すグラフにおいて、横軸は光の波長を示し、縦軸は生体を透過した光の受光量が最大となる受光ピーク位置、すなわち、発光素子から受光素子までの距離を示している。図７は、一例として、皮膚の法線方向に対して受光部側に２０°傾けた斜め方向から光を入射させる場合における受光ピーク位置を示している。
【0063】
図７のグラフに示されるように、緑色光の波長帯（例えば、５２０ｎｍ）の受光ピーク位置は最も短く、近赤外光の波長帯（例えば、９０５ｎｍ）の受光ピーク位置は最も長く、赤色光の波長帯（例えば、６６０ｎｍ）の受光ピーク位置は緑色光および近赤外光の受光位置の間に位置している。
【0064】
図７のグラフによれば、緑色光を受光する受光素子は、赤色光または近赤外光を受光する受光部によりも発光素子の近くに配置した場合、生体を透過した緑色光を効率良く受光できることが確認できた。すなわち、赤色光または近赤外光は、生体内を緑色光に比べて長い距離だけ伝搬可能であることが確認できた。つまり、緑色光は赤色光または近赤外光に比べて生体内で減衰され易く、生体内を長く伝搬できないと換言することができる。
【0065】
本実施形態の検出装置３では、第１発光素子５０と第１受光素子５１との距離Ｄ１を第２発光素子６０または第３発光素子７０と第２受光素子６１との距離（距離Ｄ２または距離Ｄ３）よりも小さくしている。
【0066】
本実施形態の場合、第１発光素子５０の最も近い位置に第１受光素子５１が配置されるため、生体内を伝搬して第１受光素子５１に入射する緑色光ＬＧを効率良く受光することができる。また、上述のように赤色光ＬＲおよび近赤外光ＬＩは、緑色光ＬＧに比べて、生体内をより遠くまで伝播可能である。そのため、第２受光素子６１は、生体内を緑色光ＬＧに比べて長い距離だけ伝搬した赤色光ＬＲおよび近赤外光ＬＩを効率良く受光できる。
このように本実施形態の検出装置３は、生体内を伝搬した緑色光ＬＧ、赤色光ＬＲおよび近赤外光ＬＩを受光ユニット部１２にて精度良く検出できる。
このように本実施形態の検出装置３は、生体内を伝搬した緑色光ＬＧ、赤色光ＬＲおよび近赤外光ＬＩを受光ユニット部１２にて精度良く検出できる。
【0067】
また、図５に示したように、本実施形態の検出装置３において、第１発光素子５０から射出された緑色光ＬＧの一部は、例えば生体表面（測定部位Ｍ）で反射されることで、生体を通ることなく第１受光素子５１に直接入射する場合がある。また、太陽光等の外光が生体および検出面１６の隙間から第１受光素子５１に直接入射する場合がある。以下、生体内を通らずに第１受光素子５１に向かう緑色光ＬＧを「第１迷光成分ＳＬ１」、第１受光素子５１に直接向かう外光を「第２迷光成分ＳＬ２」と称す。
【0068】
第１迷光成分ＳＬ１は緑色波長帯を有するため、バンドパスフィルター１２２を通過し、バンドパスフィルター１２２の下層に設けられた角度制限フィルター１２１に入射する。角度制限フィルター１２１は、上述のように、許容入射角度よりも小さい角度で入射する光を透過させ、許容入射角度よりも大きい角度で入射する光をカットする特性を有する。
【0069】
第１迷光成分ＳＬ１は生体内を通過することなく第１受光素子５１に入射するため、緑色光ＬＧの第１受光素子５１に対する入射角度は角度制限フィルター１２１の許容入射角度よりも大きくなる。つまり、第１迷光成分ＳＬ１は角度制限フィルター１２１でカットされる。これにより、第１受光素子５１は、角度制限フィルター１２１によってセンサー１２０の受光面１２０ａへの第１迷光成分ＳＬ１の入射を抑制できる。
【0070】
第２迷光成分ＳＬ２はバンドパスフィルター１２２で概ねカットされるが、第２迷光成分ＳＬ２に含まれる緑色波長帯を有する成分はバンドパスフィルター１２２を透過してしまう。ここで、第２迷光成分ＳＬ２は、上述のように、生体および検出面１６の隙間から入射するため、第２迷光成分ＳＬ２の第１受光素子５１に対する入射角度は角度制限フィルター１２１の許容入射角度よりも大きくなる。そのため、バンドパスフィルター１２２を透過した第２迷光成分ＳＬ２の一部（緑色波長帯を有する成分）は角度制限フィルター１２１でカットされる。これにより、第１受光素子５１は、角度制限フィルター１２１によってセンサー１２０の受光面１２０ａへの第２迷光成分ＳＬ２の入射を抑制できる。
【0071】
このように本実施形態の検出装置３では、発光ユニット部１１から射出されて生体を通った緑色光ＬＧをセンサー１２０の受光面１２０ａに効率良く入射させることができる。また、本実施形態の検出装置３では、第１迷光成分ＳＬ１および第２迷光成分ＳＬ２をセンサー１２０の受光面１２０ａに入射させ難くすることができる。
【0072】
よって、第１受光素子５１は、ノイズ成分となる第１迷光成分ＳＬ１および第２迷光成分ＳＬ２の入射が抑制されることで高いＳ／Ｎ比を得ることができる。そのため、本実施形態の検出装置３は、第１受光素子５１において緑色光ＬＧを高精度に受光可能となるので、第１発光素子５０における緑色光ＬＧの発光量を抑えることで発光ユニット部１１の消費電力を抑制できる。
【0073】
本実施形態の検出装置３において、第２発光素子６０または第３発光素子７０と第２受光素子６１との距離（距離Ｄ２または距離Ｄ３）は、第１発光素子５０と第１受光素子５１との距離Ｄ１よりも大きい。つまり、赤色光ＬＲおよび近赤外光ＬＩが第２受光素子６１に入射されるまでに生体内を伝搬する距離は、緑色光ＬＧが第１受光素子５１に入射されるまでに生体内を伝搬する距離よりも大きくなっている。
【0074】
上述のように緑色光ＬＧは、赤色光ＬＲまたは近赤外光ＬＩに比べて、生体内を短い距離しか伝播することができない。そのため、仮に緑色光ＬＧが第２受光素子６１に到達可能となるように生体内を伝搬した場合、緑色光ＬＧは生体内を通過する際に十分に減衰された状態となる。よって、緑色光ＬＧは第２受光素子６１に入射することができない。
【0075】
一方、赤色光ＬＲおよび近赤外光ＬＩは、緑色光ＬＧに比べて、生体内をより遠くまで伝播可能である。そのため、赤色光ＬＲおよび近赤外光ＬＩは、緑色光ＬＧよりも生体内を長い距離だけ伝搬した場合でも、発光ユニット部１１からより離れた第２受光素子６１に対して十分な光量を有した状態で入射可能である。
【0076】
本実施形態の場合、第２受光素子６１には、赤色光ＬＲおよび近赤外光ＬＩのみが入射するので、赤色光ＬＲおよび近赤外光ＬＩを選択的に透過させ、緑色光ＬＧをカットするバンドパスフィルターを第２受光素子６１に設ける必要はない。すなわち、本実施形態の検出装置３では、第１受光素子５１のみがバンドパスフィルター１２２を含み、第２受光素子６１がバンドパスフィルターを含まない上記の構成を採用することが可能となる。よって、本実施形態の検出装置３は、第２受光素子６１のバンドパスフィルターを省略することでコスト低減を図ることができる。
【0077】
また、第２発光素子６０から射出された赤色光ＬＲの一部、または第３発光素子７０から射出された近赤外光ＬＩの一部は、生体内を通ることなく第２受光素子６１に直接入射する場合がある。また、太陽光等の外光が生体および検出面１６の隙間から第２受光素子６１に直接入射する場合がある。以下、生体内を通ることなく第２受光素子６１に直接向かう赤色光ＬＲあるいは近赤外光ＬＩをまとめて「第３迷光成分ＳＬ３」、第２受光素子６１に直接向かう外光を「第４迷光成分ＳＬ４」と称す。
【0078】
第３迷光成分ＳＬ３は生体内を通過することなく角度制限フィルター２２１に入射するため、第３迷光成分ＳＬ３の第２受光素子６１に対する入射角度は角度制限フィルター２２１の許容入射角度よりも大きくなる。また、第４迷光成分ＳＬ４は生体と検出面１６との隙間から入射するため、第４迷光成分ＳＬ４の第２受光素子６１に対する入射角度は角度制限フィルター２２１の許容入射角度よりも大きくなる。
【0079】
そのため、第３迷光成分ＳＬ３および第４迷光成分ＳＬ４は角度制限フィルター２２１で良好にカットされる。これにより、第２受光素子６１は、角度制限フィルター２２１によってセンサー１２０の受光面２２０ａへの第３迷光成分ＳＬ３および第４迷光成分ＳＬ４の入射を抑制することができる。
【0080】
このように本実施形態の検出装置３では、発光ユニット部１１から射出されて生体を通った赤色光ＬＲあるいは近赤外光ＬＩをセンサー２２０の受光面２２０ａに効率良く入射させることができる。また、本実施形態の検出装置３では、第３迷光成分ＳＬ３および第４迷光成分ＳＬ４をセンサー２２０の受光面２２０ａに入射させ難くすることができる。
【0081】
よって、第２受光素子６１は、ノイズ成分となる第３迷光成分ＳＬ３および第４迷光成分ＳＬ４の入射が抑制されることで高いＳ／Ｎ比を得ることができる。本実施形態の検出装置３によれば、第２受光素子６１において赤色光ＬＲおよび近赤外光ＬＩが効率良く受光されるので、第２発光素子６０および第３発光素子７０の各発光量を抑えて発光ユニット部１１の消費電力を抑制できる。
【0082】
（第１実施形態の効果）
本実施形態の検出装置３は、緑色光ＬＧを発光する第１発光素子５０と、緑色光ＬＧよりも高い波長帯を有する赤色光ＬＲを発光する第２発光素子６０と、緑色光ＬＧよりも高い波長帯を有する近赤外光ＬＩを発光する第３発光素子７０と、第１発光素子５０から発光され、測定部位Ｍから射出された緑色光ＬＧを受光する第１受光素子５１と、第２発光素子６０から発光され、測定部位Ｍから射出された赤色光ＬＲを受光する第２受光素子６１と、第３発光素子７０から発光され、測定部位Ｍから射出された近赤外光ＬＩを受光する第２受光素子６１と、第１発光素子５０、第２発光素子６０および第３発光素子７０を含む発光ユニット部１１と第１受光素子５１および第２受光素子６１を含む受光ユニット部１２との間に設けられ、光吸収性を有する平板状の第１壁部１４１と、前記発光部の前記受光部と反対側に設けられ、光反射性を有する第２壁部１４２と、を備える。
本実施形態の検出装置３は、緑色光ＬＧを発光する第１発光素子５０と、緑色光ＬＧよりも高い波長帯を有する赤色光ＬＲを発光する第２発光素子６０と、緑色光ＬＧよりも高い波長帯を有する近赤外光ＬＩを発光する第３発光素子７０と、第１発光素子５０から発光され、測定部位Ｍから射出された緑色光ＬＧを受光する第１受光素子５１と、第２発光素子６０から発光され、測定部位Ｍから射出された赤色光ＬＲを受光する第２受光素子６１と、第３発光素子７０から発光され、測定部位Ｍから射出された近赤外光ＬＩを受光する第２受光素子６１と、第１発光素子５０、第２発光素子６０および第３発光素子７０を含む発光ユニット部１１と第１受光素子５１および第２受光素子６１を含む受光ユニット部１２との間に設けられ、光吸収性を有する平板状の第１壁部１４１と、前記発光部の前記受光部と反対側に設けられ、光反射性を有する第２壁部１４２と、を備える。
【0083】
本実施形態の検出装置３によれば、迷光対策用の遮光部材として、発光ユニット部１１および受光ユニット部１２の間に平板状の第１壁部１４１を備えるため、発光ユニット部１１および受光ユニット部１２が並ぶＸ方向において装置構成を小型化できる。
【0084】
第１壁部１４１はＸ方向の幅が小さいことから、第１壁部１４１および発光ユニット部１１は互いに近接して配置可能である。第１壁部１４１は、発光ユニット部１１に近づくほど発光ユニット部１１から射出された光を遮光するために必要な高さ（Ｚ軸方向の厚さ）が抑えられる。本実施形態の検出装置３によれば、第１壁部１４１の高さを抑えることで、Ｚ軸に沿う方向の厚さが小さくなることで装置構成の薄型化、ひいては装置構成のさらなる小型化を実現できる。
【0085】
本実施形態の検出装置３は、発光ユニット部１１の受光ユニット部１２と反対側に設けられた光反射性を有する第２壁部１４２を備えるので、発光ユニット部１１から射出した緑色光ＬＧ、赤色光ＬＲまたは近赤外光ＬＩの一部を第２壁部１４２で反射することで受光ユニット部１２側に傾く斜め方向から生体に入射させることができる。上述のように受光ユニット部１２側に傾いた光線は受光ユニット部１２に効率良く受光される。そのため、本実施形態の検出装置３によれば、装置構成を小型化しつつ、生体内を通った緑色光ＬＧ、赤色光ＬＲまたは近赤外光ＬＩを高精度に検出可能な信頼性に優れたものとなる。
【0086】
本実施形態の検出装置３では、第３壁部１４３および第４壁部１４４が光反射性を有している。この構成によれば、第３壁部１４３および第４壁部１４４が発光ユニット部１１からＹ方向に射出された光を反射して生体に入射させることができるので、発光ユニット部１１の光利用効率を向上することができる。
【0087】
（第２実施形態）
続いて、第２実施形態の検出装置について説明する。本実施形態の検出装置は、第２壁部の構成が第１実施形態と異なる。
続いて、第２実施形態の検出装置について説明する。本実施形態の検出装置は、第２壁部の構成が第１実施形態と異なる。
【0088】
図８Ａおよび図８Ｂは本実施形態の検出装置の構成を示す図である。図８Ａは本実施形態の検出装置１０３の平面図である。図８Ｂは、検出装置１０３の断面図であり、第１実施形態の図４に相当する図である。なお、第１実施形態と共通の構成及び部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
【0089】
図８Ａおよび図８Ｂに示すように、本実施形態の検出装置１０３は、発光ユニット部１１と、受光ユニット部１２と、ケース４０１と、封止層４２と、をさらに備えている。本実施形態のケース４０１は、底板部１４０と、第１壁部１４１と、第２壁部１４２０と、第３壁部１４３と、第４壁部１４４と、第５壁部１４５と、第６壁部１４６と、第７壁部１４７と、を有する。
【0090】
本実施形態の第２壁部１４２０は、発光ユニット部１１に対向する内面側に設けられた反射面１４２１を含む。本実施形態の反射面１４２１は、ケース４０の底板部１４０の表面（支持面）１４０ａに対して傾斜した面である。反射面１４２１は、例えば、ケース４０１を構成するアルミニウム材料の表面にミラー膜を設ける、あるいはアルミニウム材料を研磨した研磨面で構成される。
【0091】
本実施形態の検出装置１０３において、第２壁部１４２０に入射した光は反射面１４２１で反射されて生体に入射する。反射面１４２１で反射された光は、生体の法線方向から受光ユニット部１２側に傾いた方向から生体に入射する。
【0092】
本実施形態の場合、反射面１４２１が底板部１４０の表面１４０ａに対して傾斜するため、反射面１４２１の傾斜角を調整することで生体に対する光の入射角度を任意に調整可能となる。よって、本実施形態の検出装置１０３によれば、上記実施形態と同様に装置構成を小型化しつつ、反射面１４２１の傾斜角度を最適化することで生体内を通った緑色光ＬＧ、赤色光ＬＲまたは近赤外光ＬＩをより高精度に検出することが可能となる。
【0093】
（第３実施形態）
続いて、第３実施形態の検出装置について説明する。本実施形態の検出装置は、第２壁部の構成が上記実施形態と異なる。
図９は本実施形態の検出装置の平面図である。なお、上記実施形態と共通の構成及び部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
図９に示すように、本実施形態の検出装置２０３において、第２壁部２４２０は、第１部分２１と、第２部分２２と、第３部分２３と、を含む。第１部分２１は、第１発光素子５０に対応して設けられる壁であり、第２部分２２は第２発光素子６０に対応して設けられる壁であり、第３部分２３は第３発光素子７０に対応して設けられる壁である。
続いて、第３実施形態の検出装置について説明する。本実施形態の検出装置は、第２壁部の構成が上記実施形態と異なる。
図９は本実施形態の検出装置の平面図である。なお、上記実施形態と共通の構成及び部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
図９に示すように、本実施形態の検出装置２０３において、第２壁部２４２０は、第１部分２１と、第２部分２２と、第３部分２３と、を含む。第１部分２１は、第１発光素子５０に対応して設けられる壁であり、第２部分２２は第２発光素子６０に対応して設けられる壁であり、第３部分２３は第３発光素子７０に対応して設けられる壁である。
【0094】
第１部分２１は第１発光素子５０から発光された緑色光ＬＧを反射する第１反射面２１１を含み、第２部分２２は第２発光素子６０から発光された赤色光ＬＲを反射する第２反射面２１２を含み、第３部分２３は第３発光素子７０から発光された近赤外光ＬＩを反射する第３反射面２１３を含む。本実施形態の場合、第１反射面２１１、第２反射面２１２および第３反射面２１３は、ケース４０の底板部１４０に対する傾斜角がそれぞれ異なっている。すなわち、各反射面２１１，２１２，２１３は、互いに異なる形状を有する。
【0095】
本実施形態の場合、各発光素子５０，６０，７０に対して反射面２１１，２１２、２１３が個別に設けられるため、各反射面２１１，２１２、２１３の傾斜角を個別に調整することで、各受光素子５１，６１の受光効率が最も高くなるように生体に対する光の入射角度を調整できる。よって、本変形例の検出装置２０３によれば、上記実施形態と同様に装置構成を小型化しつつ、各反射面２１１，２１２、２１３の傾斜角度を最適化することで生体内を通った緑色光ＬＧ、赤色光ＬＲまたは近赤外光ＬＩをより高精度に検出できる。
【0096】
なお、本実施形態では、各反射面２１１，２１２、２１３が同じ側（＋Ｘ側）を向くように設けられていたが、各反射面２１１，２１２、２１３の向きを異ならせてもよい。例えば、ケース４０の底板部１４０の表面１４０ａを法線方向から平面視した場合（＋Ｚ側から視た場合）において、図１０に示すように、反射面２１２、２１３は第２受光素子６１の中心を向けるように傾けて配置してもよい。このようにすれば、各反射面２１１，２１２、２１３が第１受光素子５１または第２受光素子６１の中心を向くように配置されるため、各反射面２１１，２１２、２１３で反射した光を各受光素子５１、６１に効率良く入射させ易くなる。
【0097】
（第４実施形態）
続いて、第４実施形態の検出装置について説明する。本実施形態の検出装置は、第２壁部の構成が上記第３実施形態と異なる。
続いて、第４実施形態の検出装置について説明する。本実施形態の検出装置は、第２壁部の構成が上記第３実施形態と異なる。
【0098】
図１１Ａおよび図１１Ｂは本実施形態の検出装置の構成を示す図である。図１１Ａは本実施形態の検出装置３０３の平面図である。図１１Ｂは、検出装置３０３の断面図であり、第１実施形態の図４に相当する図である。なお、第１実施形態と共通の構成及び部材については同じ符号を付し、詳細については説明を省略する。
【0099】
図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、本実施形態の検出装置３０３は、発光ユニット部１１と、受光ユニット部１２と、ケース４０２と、封止層４２と、をさらに備えている。本実施形態のケース４０２は、底板部１４０と、第１壁部１４１と、第２壁部３４２０と、第３壁部１４３と、第４壁部１４４と、第５壁部１４５と、第６壁部１４６と、第７壁部１４７と、を有する。
【0100】
本実施形態の検出装置３０３において、第２壁部３４２０は、第１部分３１と、第２部分３２と、第３部分３３と、を含む。第１部分３１は、第１発光素子５０に対応して設けられる壁であり、第２部分３２は第２発光素子６０に対応して設けられる壁であり、第３部分３３は第３発光素子７０に対応して設けられる壁である。
【0101】
第１部分３１は第１発光素子５０から発光された緑色光ＬＧを反射する第１反射面３１１を含み、第２部分３２は第２発光素子６０から発光された赤色光ＬＲを反射する第２反射面３１２を含み、第３部分３３は第３発光素子７０から発光された近赤外光ＬＩを反射する第３反射面３１３を含む。各反射面３１１，３１２，３１３は、ケース４０の底板部１４０に対して傾斜する傾斜面である。また、各反射面３１１，３１２，３１３は、ケース４０の底板部１４０に対する傾斜角がそれぞれ異なっている。すなわち、各反射面３１１，３１２，３１３は互いに異なる形状を有する。
【0102】
本実施形態の場合、各反射面３１１，３１２，３１３は、発光ユニット部１１の光射出方向であるＺ軸に沿う方向から平面視した場合に、第１壁部１４１と反対側（－Ｘ側）に湾曲する曲面形状を有する。本実施形態の場合、各反射面３１１，３１２，３１３は円錐面の一部で構成される。
【0103】
第１反射面３１１は、Ｚ軸に沿う方向から平面視した場合において、第１発光素子５０における、－Ｘ側の側面、＋Ｙ側の側面の一部、および、－Ｙ側の側面の一部、に対向するように、形成されている。すなわち、本実施形態の場合、第１反射面３１１は、第１発光素子５０の３つの側面を囲むように設けられている。
【0104】
第２反射面３１２は、Ｚ軸に沿う方向から平面視した場合において、第２発光素子６０における、－Ｘ側の側面、＋Ｙ側の側面の一部、および、－Ｙ側の側面の一部、に対向するように、形成されている。すなわち、本実施形態の場合、第２反射面３１２は、第２発光素子６０の３つの側面を囲むように設けられている。
【0105】
第３反射面３１３は、Ｚ軸に沿う方向から平面視した場合において、第３発光素子７０における、－Ｘ側の側面、＋Ｙ側の側面の一部、および、－Ｙ側の側面の一部、に対向するように、形成されている。すなわち、本実施形態の場合、第３反射面３１３は、第３発光素子７０の３つの側面を囲むように設けられている。
【0106】
本実施形態の検出装置３０３において、第２壁部３４２０に入射した光は各反射面３１１，３１２，３１３で反射されて生体に入射する。各反射面３１１，３１２，３１３で反射された光は、生体の法線方向から受光ユニット部１２側に傾いた方向から生体に入射する。
【0107】
本実施形態の場合、各反射面３１１，３１２，３１３が各発光素子５０，６０，７０のＹ方向両側の側面に対向するため、Ｙ方向に発光された光を反射して生体に入射させることができる。よって、各発光素子５０，６０，７０から発光された光を効率良く生体に入射することができる。
【0108】
よって、本実施形態の検出装置３０３によれば、上記実施形態と同様に装置構成を小型化しつつ、各反射面３１１，３１２，３１３の傾斜角度を最適化することで生体内を通った緑色光ＬＧ、赤色光ＬＲまたは近赤外光ＬＩをより高精度に検出することが可能となる。
また、本実施形態の場合、各反射面３１１，３１２，３１３によって各発光素子５０，６０，７０のＹ方向の光線の拡がりを制御できるので、受光素子５１、６１における少なくともＹ方向のサイズを小型化することもできる。よって、装置構成のさらなる小型化が可能となる。
また、本実施形態の場合、各反射面３１１，３１２，３１３によって各発光素子５０，６０，７０のＹ方向の光線の拡がりを制御できるので、受光素子５１、６１における少なくともＹ方向のサイズを小型化することもできる。よって、装置構成のさらなる小型化が可能となる。
【0109】
以上、上述の実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。
例えば、上記実施形態では、ケース４０をアルミニウム材料で一体に成形する場合を例に挙げたが、例えば、第２壁部１４２のみを光反射性を有する樹脂材料で構成してもよい。
例えば、上記実施形態では、ケース４０をアルミニウム材料で一体に成形する場合を例に挙げたが、例えば、第２壁部１４２のみを光反射性を有する樹脂材料で構成してもよい。
【0110】
また、上記実施形態では、生体として人間を例示したが、他の動物の生体情報（例えば、脈拍）の測定にも本発明は適用可能である。
【0111】
また、上記実施形態の測定装置１００では、検出装置３が筐体部１内に設けられる場合を例に挙げたが、検出装置３の設置場所はこれに限られず、例えば、ベルト２内に埋め込まれていてもよい。
【0112】
また、上記実施形態の測定装置１００として、腕時計型の構成を例に挙げたが、例えば、ネックレス型として被験者の首に装着する構成や、シール型として被験者の体に貼り付けて装着する構成や、ヘッドマウントディスプレイ型として被験者の頭部に装着する構成にも本発明は適用可能である。
【0113】
また、上記実施形態では、第１受光素子５１のみにバンドパスフィルター１２２を設ける場合を例に挙げたが、第２受光素子６１にも赤色光ＬＲあるいは近赤外光ＬＩを選択的に透過させるバンドパスフィルターを設けてもよい。
【0114】
また、上記実施形態では、各発光素子５０，６０，７０の各々を時分割で発光させる場合を例に挙げたが、第１発光素子５０の緑色光ＬＧに対応する第１受光素子５１を個別に備えることから、第１発光素子５０を時分割ではなく常時点灯させてもよい。
【0115】
本発明の一態様の検出装置は、以下の構成を有していてもよい。
本発明の一態様の検出装置は、光を発光する発光部と、発光部から発光され、生体から射出された光を受光する受光部と、発光部と受光部との間に設けられ、光吸収性を有する平板状の第１壁部と、発光部の受光部と反対側に設けられ、光反射性を有する第２壁部と、を備える。
本発明の一態様の検出装置は、光を発光する発光部と、発光部から発光され、生体から射出された光を受光する受光部と、発光部と受光部との間に設けられ、光吸収性を有する平板状の第１壁部と、発光部の受光部と反対側に設けられ、光反射性を有する第２壁部と、を備える。
【0116】
本発明の一つの態様の検出装置において、第２壁部は、発光部から発光された光を反射する反射面を含み、反射面は、発光部および受光部を支持する支持面に対して傾斜した面である構成としてもよい。
【0117】
本発明の一つの態様の検出装置において、反射面は、発光部の光射出方向から平面視した場合に、第１壁部と反対側に湾曲する曲面形状を有する構成としてもよい。
【0118】
本発明の一つの態様の検出装置において、第１壁部および第２壁部が並ぶ方向を第１方向とし、第１方向に交差する方向を第２方向としたとき、第１壁部および第２壁部の第２方向の一方側に設けられる第３壁部と、第１壁部および第２壁部の第２方向の他方側に設けられる第４壁部と、をさらに備え、第３壁部および第４壁部の少なくとも一方は、光反射性を有する構成としてもよい。
【0119】
本発明の一つの態様の検出装置において、発光部は、緑色波長帯を有する第１光を発光する第１発光素子と、緑色波長帯よりも長い波長帯を有する第２光を発光する第２発光素子と、を含み、受光部は、第１発光素子から発光され、生体から射出された第１光を受光する第１受光素子と、第２発光素子から発光され、生体から射出された第２光を受光する第２受光素子と、を含み、第１発光素子および第２発光素子が並ぶ方向を第１方向とし、第１方向に交差する方向を第２方向としたとき、第２方向において、第１受光素子は、第２受光素子よりも発光部の近くに設けられている構成としてもよい。
【0120】
本発明の一つの態様の検出装置において、第２壁部は、第１発光素子に対応する第１部分と、第２発光素子に対応する第２部分と、を含む構成としてもよい。
【0121】
本発明の一つの態様の検出装置において、第１部分は、第１発光素子から発光された光を反射する第１反射面を含み、第２部分は、第２発光素子から発光された光を反射する第２反射面を含み、第１反射面および第２反射面は異なる形状を有する構成としてもよい。
【0122】
本発明の一つの態様の検出装置において、発光部は、第２光よりも長い波長帯を有する第３光を発光する第３発光素子をさらに含み、第３発光素子から発光され、生体から射出された第３光は、第２受光素子に受光される構成としてもよい。
【0123】
本発明の一態様の測定装置は、以下の構成を有していてもよい。
本発明の一態様の測定装置は、上記態様の検出装置と、検出装置による検出結果を示す検出信号から生体情報を特定する情報解析部と、を備える。
本発明の一態様の測定装置は、上記態様の検出装置と、検出装置による検出結果を示す検出信号から生体情報を特定する情報解析部と、を備える。
【符号の説明】
【0124】
３，１０３，２０３，３０３…検出装置、５…制御装置（情報解析部）、１１…発光ユニット部（発光部）、１２…受光ユニット部（受光部）、２１，３１…第１部分、２２，３２…第２部分、２３，３３…第３部分、５０…第１発光素子、５１…第１受光素子、６０…第２発光素子、６１…第２受光素子、７０…第３発光素子、１００…測定装置、１４０ａ…表面（支持面）、１４１…第１壁部、１４２，１４２０，２４２０，３４２０…第２壁部、１４２ａ，１４２１…反射面、１４３…第３壁部、１４４…第４壁部、２１１，３１１…第１反射面、２１２，３１２…第２反射面、２１３，３１３…第３反射面、ＬＧ…緑色光（第１光）、ＬＲ…赤色光（第２光）、ＬＩ…近赤外光（第３光）、Ｍ…測定部位（生体）。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】