專利名稱：活體信息檢測器和活體信息測定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及活體信息檢測器和活體信息測定裝置等。
背景技術(shù)：
活體信息測定裝置測定例如人的脈搏數(shù)、血液中的氧飽和度、體溫、心跳數(shù)等的活體信息，活體信息測定裝置的一例是測定脈搏數(shù)的脈搏計。并且，脈搏計等的活體信息測定裝置可以裝入到鐘表、便攜電話、尋呼機(jī)、個人計算機(jī)等的電子設(shè)備內(nèi)，或者可以與電子設(shè)備組合。活體信息測定裝置具有檢測活體信息的活體信息檢測器，活體信息檢測器具有向被檢查體(例如用戶)的被檢測部位發(fā)出光的發(fā)光部，以及接受來自被檢測部位的具有活體信息的光的受光部。專利文獻(xiàn)1公開了脈搏計(廣義上是活體信息測定裝置)，脈搏計的受光部(例如，專利文獻(xiàn)1的圖16的受光部12)經(jīng)由散射面(例如，專利文獻(xiàn)1的圖16的反射部131) 接受被檢測部位的反射光(例如，專利文獻(xiàn)1的圖16的點線)。專利文獻(xiàn)1的光探頭1 (廣義上是活體信息檢測器)在平面視圖中，發(fā)光部11和受光部12重合，實現(xiàn)光探頭1的小型化。專利文獻(xiàn)1日本特開2004-337605號公報在專利文獻(xiàn)1的光探頭1中，在例如由外部光引起的噪聲多等情況下，活體信息檢測器的檢測精度不良。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的若干方式，可提供能提高檢測精度或測定精度的活體信息檢測器和活體信息測定裝置。本發(fā)明的一個方式涉及一種活體信息檢測器，其特征在于，該活體信息檢測器具有發(fā)光部，其發(fā)出朝向被檢查體的被檢測部位的第1光和朝向與所述被檢測部位不同方向的第2光；第1反射部，其反射所述第2光而將其引導(dǎo)到所述被檢測部位；受光部，其接受所述第1光和所述第2光被所述被檢測部位反射后的、具有活體信息的光；以及第2反射部，其反射來自所述被檢測部位的所述具有活體信息的光而將其引導(dǎo)到所述受光部。根據(jù)本發(fā)明的一個方式，未直接到達(dá)被檢查體(例如用戶)的被檢測部位的第2 光也經(jīng)由第1反射部到達(dá)被檢測部位。因此，到達(dá)被檢測部位的光量增加，活體信息檢測器的檢測精度(信噪比)提高。并且，在本發(fā)明的一個方式中，所述發(fā)光部可以具有第1發(fā)光面，其與所述被檢測部位相對，發(fā)出所述第1光；以及
第2發(fā)光面，其是所述第1發(fā)光面的側(cè)面，發(fā)出所述第2光，所述第1反射部可以具有包圍所述第2發(fā)光面的壁部，所述壁部可以具有第1反射面，該第1反射面使所述第2光向所述被檢測部位反
射。 這樣，由于包圍發(fā)光部的第2發(fā)光面的壁部(第1反射部)具有第1反射面，因而到達(dá)被檢測部位的光量增加，活體信息檢測器的檢測精度進(jìn)一步提高。并且，在本發(fā)明的一個方式中，所述壁部可以還具有第2反射面，該第2反射面通過反射被所述被檢查體的表面反射后的不具有活體信息的光，抑制所述不具有活體信息的光入射到所述受光部。這樣，利用第1反射部的第2反射面來抑制不具有活體信息的光(無效光噪聲) 入射到受光部，可提高信噪比。并且，在本發(fā)明的一個方式中，所述第1反射部可以比所述發(fā)光部更向所述被檢測部位突出。換句話說，所述第1反射部與所述被檢查體的表面之間的最短距離可以比所述發(fā)光部與所述被檢查體的表面之間的最短距離短。這樣，第1反射部可以以規(guī)定與被檢查體的表面之間的最短距離的發(fā)光部的面(例如第1發(fā)光面)為基準(zhǔn)，向被檢測部位突出例如給定的高度Ahl。換句話說，可使第1反射部與被檢查體的表面之間的間隙(例如Ah2 = AhO-Ahl)比發(fā)光部與被檢查體的表面之間的最短距離即間隙(例如AhO= Ahl+Ah2) 小。因此，第1反射部由于例如從發(fā)光部突出的突出量Ahl的存在而第1反射面的面積增力口，可增加到達(dá)被檢測部位的光量。被檢測部位的反射光由于例如Δ1ι2的存在而可確保光從被檢測部位到達(dá)第2反射部的光路。并且，在第1反射部具有第2反射面的情況下，通過調(diào)整Ahl和Δ1ι2，可分別調(diào)整具有活體信息的光(有效光)和不具有活體信息的光(無效光噪聲)入射到受光部的量，由此可進(jìn)一步提高信噪比。并且，在本發(fā)明的一個方式中，活體信息檢測器可以還具有基板，該基板具有第1 面和與所述第1面相對的第2面，所述受光部可以配置在所述第1面，所述第1反射部可以配置在所述第2面，可以在剖視圖中，將平行于所述第1面的方向上的所述第1反射部的長度的最大值設(shè)為W1，將平行于所述第1面的方向上的所述受光部的長度的最大值設(shè)為W2，則滿足 Wl彡W2的關(guān)系式。這樣，通過使第1反射部的長度的最大值Wl為受光部的長度的最大值W2以下，可增加到達(dá)第2反射部的有效光量。換句話說，可將第1反射部的長度的最大值Wl設(shè)定成使第1反射部遮斷或不反射被檢測部位的反射光(具有活體信息的反射光)。并且，在本發(fā)明的一個方式中，所述第2反射部的反射面可以是球面或拋物面，規(guī)定所述球面的圓弧的中心可以位于所述被檢查體的內(nèi)部，或者，規(guī)定所述拋物面的拋物線的焦點可以以所述受光部的受光面為基準(zhǔn)位于所述被檢查體一側(cè)。在被檢測部位位于被檢查體的內(nèi)部的情況下，被檢查體的表面的反射光不具有活體信息。在第2反射部的反射面由球面構(gòu)成、且規(guī)定球面的圓弧的中心位于被檢查體的內(nèi)部的情況下，本發(fā)明者們認(rèn)識到，第2反射部抑制被檢查體的表面的反射光(廣義上是噪聲)。并且，在第2反射部的反射面由拋物面構(gòu)成、且規(guī)定拋物面的拋物線的焦點以受光部的受光面為基準(zhǔn)位于被檢查體一側(cè)的情況下，接近與被檢查體的表面垂直的光的光(例如，第1光的反射光(有效光))容易聚集在受光部的受光面。并且，在本發(fā)明的一個方式中，活體信息檢測器可以還包括能夠?qū)⑺龌铙w信息檢測器安裝在所述被檢查體的腕部上的腕帶。這樣，可將被檢測部位設(shè)定在被檢查體(用戶)的腕上。換句話說，在由外部光引起的噪聲多的環(huán)境中，可應(yīng)用檢測精度提高的活體信息檢測器。并且，本發(fā)明的另一個方式涉及一種活體信息測定裝置，其特征在于，該活體信息測定裝置具有上述記載的活體信息檢測器；以及根據(jù)所述受光部中生成的受光信號測定所述活體信息的活體信息測定部。根據(jù)本發(fā)明的另一個方式，可使用檢測精度提高的活體信息檢測器來提高活體信息測定裝置的測定精度。


圖1是本實施方式的活體信息檢測器的結(jié)構(gòu)例。圖2的A、B、C是第1反射部的結(jié)構(gòu)例。圖3的A、B是第1反射部和發(fā)光部的外觀例。圖4是本實施方式的活體信息檢測器的另一結(jié)構(gòu)例。圖5是受光部的外觀例。圖6是第2反射部的設(shè)定位置的說明圖。圖7是第2反射部的設(shè)定位置與受光部的受光量的關(guān)系圖。圖8的A、B是包含活體信息檢測器的活體信息測定裝置的外觀例。圖9是活體信息測定裝置的結(jié)構(gòu)圖。標(biāo)號說明12:第1反射部；12-1;支撐部；12-2:內(nèi)壁面(第1反射面)；12_3 頂面(第2 反射面)；12-4 鏡面部；14 發(fā)光部；14A 第1發(fā)光面；14B 第2發(fā)光面；16 :受光部；18 第2反射部；41 基板；49 保護(hù)部；80 腕帶；91 控制電路；92 放大電路；93,97 :A/D轉(zhuǎn)換電路；94 脈搏數(shù)計算電路；95 顯示部；96 加速度檢測部；98 數(shù)字信號處理電路；C 規(guī)定球面的圓弧的中心；F 規(guī)定拋物面的拋物線的焦點；0 被檢測部位；Rl 第1光；R2 第2 光；R1，、R2，反射光(有效光)；R1”:直接反射光(無效光)；SA:被檢查體的表面；Wl 第 1反射部的長度的最大值；W2 受光部的長度的最大值；Ah 距離；AhO、Ahl 高度；Ah2、 Ah2，間隙。
具體實施例方式以下，說明本實施方式。另外，以下說明的本實施方式并不是對權(quán)利要求書中記載的本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行不當(dāng)限定。并且，在本實施方式中說明的全部結(jié)構(gòu)并不一定是本發(fā)明的必要構(gòu)成要件。1.活體信息檢測器
圖1示出本實施方式的活體信息檢測器的結(jié)構(gòu)例。如圖1所示，活體信息檢測器具有發(fā)光部14、第1反射部12、受光部16以及第2反射部18。發(fā)光部14發(fā)出朝向被檢查體(例如用戶)的被檢測部位0的第1光Rl和朝向與被檢測部位0不同方向(第1反射部12)的第2光R2。第1反射部12反射第2光R2而將其引導(dǎo)到被檢測部位0。受光部 16接受第1光Rl和第2光R2由被檢測部位0反射后的、具有活體信息的光Rl’、R2’(反射光)。第2反射部18反射來自被檢測部位0的具有活體信息的光R1’、R2’(反射光)而將其引導(dǎo)到受光部16。由于第1反射部12的存在，不直接到達(dá)被檢查體(用戶)的被檢測部位0的第2光R2也到達(dá)被檢測部位0。換句話說，經(jīng)由第1反射部12到達(dá)被檢測部位0 的光量增加，發(fā)光部14的效率提高。因此，活體信息檢測器的檢測精度(信噪比)提高。另外，專利文獻(xiàn)1公開了與第2反射部18對應(yīng)的結(jié)構(gòu)(專利文獻(xiàn)1的圖16的反射部131)。具體地說，專利文獻(xiàn)1的圖16的受光部12經(jīng)由反射部131接受被檢測部位的反射光。然而，專利文獻(xiàn)1未公開與第1反射部12對應(yīng)的結(jié)構(gòu)。換句話說，在本申請時，本行業(yè)人員沒有認(rèn)識到提高專利文獻(xiàn)1的圖16的發(fā)光部11的效率。在圖1的例子中，被檢測部位0(例如血管)位于被檢查體的內(nèi)部。如圖1所示， 發(fā)光部14可具有第1發(fā)光面14A，該第1發(fā)光面14A與被檢測部位0相對，并發(fā)出第1光 Rl0第1光Rl進(jìn)入被檢查體的內(nèi)部，在表皮、真皮和皮下組織擴(kuò)散或散射。之后，第1光Rl 到達(dá)被檢測部位0，由被檢測部位0反射。被檢測部位0的反射光R1’在皮下組織、真皮和表皮擴(kuò)散或散射，朝向第2反射部18。另外，第1光Rl被血管(廣義上是被檢測部位0)部分地吸收。因此，由于脈搏影響，血管的吸收率變化，被檢測部位0的反射光R1’的光量也變化。這樣，活體信息(例如脈搏數(shù))被反映在被檢測部位0的反射光R1’上。在圖1的例子中，發(fā)光部14還具有第2發(fā)光面14B，該第2發(fā)光面14B是第1發(fā)光面14A的側(cè)面，并發(fā)出第2光R2。在該情況下，第1反射部12可具有包圍第2發(fā)光面14B的壁部，該壁部可具有使第2光R2向被檢測部位0反射的第1反射面(與圖2(A) 圖2(C) 所示的標(biāo)號12-2對應(yīng))。另外，第2光R2不一定是從第2發(fā)光面14B發(fā)出的光。總之，第 1反射面(圖2(A) 圖2(C)的標(biāo)號12-2)反射從發(fā)光部14直接朝向被檢測部位0的光以外的光(第2光R2)而將其引導(dǎo)到被檢測部位0。第2光R2也進(jìn)入被檢查體的內(nèi)部，被檢測部位0的反射光R2’朝向第2反射部 18?；铙w信息(脈搏數(shù))也被反映在被檢測部位0的反射光R2’上。在圖1的例子中，第 1光Rl由被檢查體的表面(例如，皮膚表面)SA部分地反射。在被檢測部位0位于被檢查體的內(nèi)部的情況下，活體信息(脈搏數(shù))不被反映在被檢查體的表面SA的反射光R1”(直接反射光)上。第1反射部12的壁部可還具有第2反射面(與圖2㈧和圖2 (C)所示的標(biāo)號12_3 對應(yīng))，該第2反射面通過反射由被檢查體的表面反射后的不具有活體信息的光(無效光 噪聲)，可抑制不具有活體信息的光入射到受光部?；铙w信息檢測器的結(jié)構(gòu)例不受圖1限定，可以變更結(jié)構(gòu)例的一部分(例如第1反射部12)的形狀等。并且，活體信息可以是血液中的氧飽和度、體溫、心跳數(shù)等，被檢測部位 0可以位于被檢查體的表面SA。在圖1的例子中，第1光Rl和第2光R2分別被描繪為1 條線，然而實際上，發(fā)光部14朝各個方向發(fā)出許多光。發(fā)光部14例如是LED，LED發(fā)出的光的波長在例如425[nm] 625[nm]的范圍內(nèi)具有強大的最大值(廣義上是峰值)，例如可發(fā)出綠色的光。發(fā)光部14的厚度例如是 20 [ μ m] 1000 [ μ m]。受光部16例如是光電二極管，一般可由Si光電二極管構(gòu)成。受光部 16的厚度例如是20 [μ m] 1000 [μ m]。Si光電二極管接受的光的波長例如在800 [nm] 1000 [nm]的范圍內(nèi)具有靈敏度的最大值(廣義上是峰值)。優(yōu)選地，受光部16由GaAsP光電二極管構(gòu)成，GaAsP光電二極管接受的光的波長例如在550[nm] 650[nm]的范圍內(nèi)具有靈敏度的最大值(廣義上是峰值)。由于活體(水或血紅蛋白)容易使700[nm] 1100[nm] 的范圍內(nèi)包含的紅外線透射，因而由GaAsP光電二極管構(gòu)成的受光部16與例如由Si光電二極管構(gòu)成的受光部16相比較，可減少由外部光引起的噪聲分量。 圖2(A)、圖2(B)、圖2(C)示出圖1的第1反射部12的結(jié)構(gòu)例。如圖2㈧所示，第 1反射部12可具有支撐發(fā)光部14的支撐部12-1，以及包圍發(fā)光部14的第2發(fā)光面14B 的壁部的內(nèi)壁面12-2和頂面12-3。另外，在圖2(A) 圖2(C)中，省略了發(fā)光部14。在圖 2 (A)的例子中，第1反射部12可在內(nèi)壁面12-2中使第2光R2反射到被檢測部位0 (參照圖 1)，并在內(nèi)壁面12-2具有第1反射面。支撐部12-1的厚度例如是50[μπι] 1000[μπι]， 壁部(12-3)的厚度例如是100[μπι] 1000[μπι]。另外，第1反射部12可以不一定具有支撐部12-1，可以使第1反射部12以外的其它部支撐發(fā)光部14。在圖2(A)的例子中，內(nèi)壁面12-2具有斜面(12_2)，該斜面在剖視圖中，在寬度方向(第1方向)上位置越是遠(yuǎn)離第1反射部12的中心，在高度方向(與第1方向正交的方向)上越是朝被檢測部位0側(cè)位移。圖2㈧的斜面(12-2)在剖視圖中由傾斜平面形成，然而也可以是例如圖2(C)所示的彎曲面等的斜面。內(nèi)壁面12-2可以由傾斜角度不同的多個傾斜平面形成，或者也可以由具有多個曲率的彎曲面形成。在第1反射部12的內(nèi)壁面12-2 具有斜面的情況下，該第1反射部12的內(nèi)壁面12-2可使第2光R2向被檢測部位0反射。 換句話說，該第1反射部12的內(nèi)壁面12-2的斜面可以說是提高了發(fā)光部14的指向性的第 1反射面。在該情況下，到達(dá)被檢測部位0的光量進(jìn)一步增加。并且，圖2(A)、圖2(C)的頂面12-3例如如圖2(B)所示可以省略。在第1反射部12具有頂面12-3的情況下，可使被檢查體的表面SA的反射光R1” (直接反射光)反射到被檢測部位0或其周邊，抑制該反射光R1”到達(dá)受光部16(參照圖1)。也就是說，圖2(A)、圖2(C)的頂面12_3可以說是反射要到達(dá)第2反射部18和受光部16的直接反射光(廣義上是噪聲)而減少噪聲的第2反射面。另外，在圖2(A) 圖2(C)中，由標(biāo)號12-4表示的范圍作為鏡面部發(fā)揮功能。在圖1的例子中，第1反射部可以以規(guī)定與被檢查體的表面SA之間的最短距離的發(fā)光部14的面(例如第1發(fā)光面14Α)為基準(zhǔn)，向被檢測部位0突出例如給定的高度 Ahl (例如，Ahl = 50 [μ m] 950 [μ m])。換句話說，可使第1反射部12與被檢查體的表面SA之間的間隙(例如Ah2 = AhO-Ahl = 200[μπι] 1200[μπι])比發(fā)光部14與被檢查體的表面SA之間的最短距離即間隙(例如AhO = Ahl+Ah2)小。因此，第1反射部12例如由于存在從發(fā)光部14突出的突出量Ahl而使第1反射面(12-2)的面積增加， 可使到達(dá)被檢測部位0的光量增加。并且，被檢測部位0的反射光由于存在第1反射部12 與被檢查體的表面SA之間的間隙Δ h2，可確保光從被檢測部位0到達(dá)第2反射部18的光路。并且，在第1反射部12具有第2反射面(12-3)的情況下，通過調(diào)整Δ hi和Ah2，可分別調(diào)整具有活體信息的光(有效光)和不具有活體信息的光(無效光噪聲)入射到受光部16的量，由此可進(jìn)一步提高信噪比。
圖3(A)、圖3(B)示出圖1的第1反射部12和發(fā)光部14在俯視圖中的外觀例。在圖3 (A)的例子中，在(例如圖1的被檢測部位0—側(cè)的)俯視圖中，第1反射部12的外周表示圓，圓的直徑例如是直徑200[μπι] 11000[μπι]。在圖3(A)的例子中，第1反射部 12的壁部(12-2)包圍發(fā)光部14 (參照圖1、圖2(A))。并且，第1反射部12的外周在俯視圖中，例如如圖3(B)所示，可以表示方形(狹義上是正方形)。并且，在圖3(A)、圖3(B)的例子中，在(例如圖1的被檢測部位0 —側(cè)的)俯視圖中，發(fā)光部14的外周表示方形(狹義上是正方形)，正方形的1邊例如是100 [ μ m] 10000 [ μ m]。并且，發(fā)光部14的外周可以表示圓形。第1反射部12自身由金屬形成，通過對其表面進(jìn)行鏡面加工，具有反射結(jié)構(gòu)(狹義上是鏡面反射結(jié)構(gòu))。另外，第1反射部12可以例如由樹脂形成，可以在其表面進(jìn)行鏡面加工。具體地說，例如，準(zhǔn)備第1反射部12的基底金屬，之后例如對其表面進(jìn)行電鍍?；蛘?，例如，將熱塑性樹脂填充到第1反射部12的膜(未圖示)內(nèi)成形，之后，在其表面上蒸鍍例如金屬膜。在圖3(A)、圖3(B)的例子中，在(例如圖1的被檢測部位0—側(cè)的)俯視圖中，第 1反射部12的直接支撐發(fā)光部14的區(qū)域以外的區(qū)域(支撐部12-1的一部分、壁部的內(nèi)壁面12-2以及頂面12-3)露出。該露出區(qū)域在圖2(A)的例子中表示為鏡面部12_4。另外， 在圖2(A)的例子中，表示鏡面部12-4的點線位于第1反射部12的內(nèi)側(cè)，然而實際上，鏡面部12-4形成在第1反射部12的表面。在圖2(A)、圖2(B)、圖2(C)的例子中，優(yōu)選的是，鏡面部12_4具有高反射率。鏡面部12-4的反射率例如是80% 90%以上。并且，鏡面部12-4僅形成在內(nèi)壁面12_2的斜面上。在鏡面部12-4不僅形成在內(nèi)壁面12-2的斜面上，而且還形成在支撐部12-1的情況下，發(fā)光部14的指向性更高。在鏡面部12-4形成在頂面12-3的情況下，例如如圖1所示，該第1反射部12可使被檢查體的表面SA的反射光Rl” (直接反射光無效光)反射到被檢測部位0或其周邊，可抑制該反射光R1”到達(dá)第2反射部18和受光部16。發(fā)光部14 的指向性變高，并且，直接反射光(廣義上是噪聲)減少，因而活體信息檢測器的檢測精度提尚。圖4是本實施方式的活體信息檢測器的另一結(jié)構(gòu)例。如圖4所示，活體信息檢測器還可包括基板41，該基板41具有第1面(例如表面)和與第1面相對的第2面(例如里面)。并且，對與上述的結(jié)構(gòu)例相同的結(jié)構(gòu)附上相同標(biāo)號，省略其說明。在圖4的例子中，受光部16配置在第1面，第1反射部12配置在第2面。在剖視圖中，將平行于第1面的方向上的第1反射部12的長度的最大值設(shè)為W1，將該方向上的受光部16的長度的最大值設(shè)為 W2，則可滿足Wl ^ W2的關(guān)系式。基板41例如由透明材料(例如聚酰亞胺)構(gòu)成，并使在被檢測部位0發(fā)出的第1 光Rl的反射光R1’等透射。通過使第1反射部12的長度的最大值Wl為受光部16的長度的最大值W2以下，可增加到達(dá)第2反射部18的光量。換句話說，可將第1反射部12的長度的最大值Wl設(shè)定成使第1反射部12遮斷或不反射被檢測部位0的反射光Rl，?；?1 的厚度例如是10 [ μ m] 1000 [ μ m]?？稍诨?1上形成到發(fā)光部14的布線和到受光部 16的布線?；?1例如是印刷基板，然而，一般來說，印刷基板不是例如如專利文獻(xiàn)1的基板15那樣由透明材料構(gòu)成。換句話說，本發(fā)明者們采用這樣的做法使用至少針對發(fā)光部14的發(fā)光波長透明的材料構(gòu)成印刷基板。另外，在圖4的例子中，在被檢測部位0經(jīng)由第1反射部12發(fā)出的第2光R2、被檢測部位0的反射光R2’、被檢查體的表面SA的反射光R1”(直接反射光)被省略(參照圖 1)。對于本行業(yè)人員，可容易地理解第2光R2的路徑、和第1光Rl的正確路徑。如圖4所示，活體信息檢測器可還包括保護(hù)第1反射部12和發(fā)光部14的保護(hù)部 49。保護(hù)部49例如由透明材料(例如玻璃)構(gòu)成，并使在被檢測部位0發(fā)出的第1光Rl 和第1光Rl的反射光R1’等透射。并且，保護(hù)部49可確保第1反射部12和被檢測部位 0之間的間隙(例如Ah2)。而且，也存在第1反射部12和保護(hù)部49之間的間隙(例如 Δ h2，)。保護(hù)部49的厚度例如是1 [ μ m] 1000 [ μ m]?；?1被夾持在第2反射部18和保護(hù)部49之間，受光部16在第2反射部18 — 側(cè)被放置在基板41 (狹義上是基板41的第1面)上，發(fā)光部14在保護(hù)部49 一側(cè)被放置在基板41 (狹義上是基板41的第2面)上。由于基板41被夾持在第2反射部18和保護(hù)部 49之間，因而即使發(fā)光部14和受光部16配置在基板41上，也無需單獨設(shè)置支撐基板41自身的機(jī)構(gòu)，部件數(shù)量減少。并且，由于基板41由針對發(fā)光波長透明的材料構(gòu)成，因而可在從發(fā)光部14到受光部16的光路途中配置基板41，無需將基板41放在光路以外的位置例如第 2反射部18的內(nèi)部。這樣，可提供能容易地組裝的活體信息檢測器。圖5示出圖4的受光部16的外觀例。在圖5的例子中，在(例如圖4的第2反射部18側(cè)的)俯視圖中，受光部16的外周表示方形(狹義上是正方形)，正方形的1邊例如是100 [μ m] 10000 [μ m]。并且，第1反射部12的外周在(例如圖4的第2反射部18側(cè)的)俯視圖中，表示圓。如圖3(B)的例子所示，第1反射部12的外周可以表示方形(狹義上是正方形)。并且，受光部16的外周可以表示圓形。在圖5的例子中，如線段A-A’所示，將第1反射部12的長度的最大值設(shè)為W1，將受光部16的長度的最大值設(shè)為W2，則可滿足W2的關(guān)系式。使用圖5的線段A-A’的剖視圖對應(yīng)于圖4。使用圖5的線段B-B’的剖視圖類似于圖1，第1反射部12的長度的最大值Wl大于受光部16的長度的最小值。第1反射部12的長度的最大值Wl可以設(shè)定為受光部16的長度的最小值以下，然而第1反射部12的效率(廣義上是發(fā)光部14的效率)減少。在圖5的例子中，為了在維持發(fā)光部14的效率的同時遮斷或不反射反射光R1’，第1反射部12的長度的最大值Wl設(shè)定為受光部16的長度的最大值W2以下，且第1反射部12的長度的最大值Wl設(shè)定為大于受光部16的長度的最小值。圖6是圖1或圖4的第2反射部18的設(shè)定位置的說明圖。第2反射部18的反射面可由例如球面(廣義上是穹頂面)構(gòu)成，以使被檢測部位0的第1光Rl的反射光R1’反射到受光部16。如圖6所示，在剖視圖中，第2反射部18的反射面表示圓弧。圓弧的半徑例如是1000[μ m] 15000[μ m]。規(guī)定球面的圓弧的中心C配置在被檢查體的內(nèi)部。在被檢測部位0位于被檢查體的內(nèi)部的情況下，被檢查體的表面SA的反射光Rl” (直接反射光)是不具有活體信息的無效光。在第2反射部18的反射面由球面構(gòu)成、且將規(guī)定球面的圓弧的中心C設(shè)定在被檢查體的內(nèi)部的情況下，本發(fā)明者們認(rèn)識到，第2反射部18抑制被檢查體的表面SA的反射光(廣義上是噪聲)。另外，在圖6中，受光部16的受光面與規(guī)定球面的圓弧的中心C的距離由Ah表示。另外，第2反射部18的反射面可以由拋物面(廣義上是穹頂面)構(gòu)成而取代球面。如圖6所示，在剖視圖中，第2反射部18的反射面表示圓弧，然而也可以表示拋物線而取代圓弧。在圖6中，在假定第2反射部18的反射面是拋物面的情況下，規(guī)定拋物面的拋物線的焦點由標(biāo)號F表示。規(guī)定拋物面的拋物線的焦點F以受光部16的受光面為基準(zhǔn)配置在被檢查體側(cè)。垂直于被檢查體的表面SA的光由第2反射部18的反射面(拋物面)反射，收斂于規(guī)定拋物面的拋物線的焦點F，因而通過不使焦點F與受光部16的受光面一致， 接近與被檢查體的表面SA垂直的光的光(例如第1光Rl的反射光Rl’(有效光))容易聚集在受光部16的受光面。第2反射部18例如由樹脂形成，通過對其表面(受光部16側(cè)的反射面)進(jìn)行鏡面加工，具有反射結(jié)構(gòu)(狹義上是鏡面反射結(jié)構(gòu))。換句話說，第2反射部18可使光鏡面反射而不使光散射。在第2反射部18具有鏡面反射結(jié)構(gòu)的情況下，該第2反射部18也可以不使具有與第1光Rl的反射光R1’的反射角不同的反射角的第1光Rl的反射光R1”(直接反射光)反射到受光部16。在該情況下，活體信息檢測器的檢測精度進(jìn)一步提高。另外， 如圖6所示，由于位于被檢查體的內(nèi)部的被檢測部位0為起點，因而第1光Rl的反射光R1’ 的反射角(以與被檢查體的表面SA垂直的直線為基準(zhǔn)的反射角)一般較小。另一方面，由于被檢查體的表面SA為起點，因而第1光Rl的反射光R1”的反射角一般較大。另外，專利文獻(xiàn)1的圖16公開了反射部131，根據(jù)專利文獻(xiàn)1的段落
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，反射部131具有散射結(jié)構(gòu)，通過提高反射率來提高受光部12的效率。然而，在本申請時，本行業(yè)人員未認(rèn)識到，在專利文獻(xiàn)1的反射部131中，直接反射光(廣義上是噪聲)也反射到受光部12。換句話說，本發(fā)明者們認(rèn)識到，通過從受光信號中減少由直接反射光引起的噪聲分量來提高受光部的效率。換句話說，本發(fā)明者們認(rèn)識到，在第2反射部 18具有鏡面反射結(jié)構(gòu)的情況下，活體信息檢測器的檢測精度進(jìn)一步提高。圖7是圖6的第2反射部18的設(shè)定位置與受光部16的受光量的關(guān)系圖。如圖7 所示，隨著受光部16的受光面與規(guī)定球面的圓弧的中心C的距離Ah增大，被檢查體的表面SA的直接反射光(廣義上是例如與反射光R1”對應(yīng)的噪聲)減少，另一方面，被檢測部位0的反射光(廣義上是例如與反射光R1’對應(yīng)的活體信息)增加然后減少。因此，可優(yōu)化Ah的位置。在第2反射部18的反射面是拋物面的情況下，可優(yōu)化受光部16的受光面與規(guī)定拋物面的拋物線的焦點F的距離。2.活體信息測定裝置圖8 (A)、圖8 (B)是包含圖1等的活體信息檢測器的活體信息測定裝置的外觀例。 如圖8(A)所示，例如圖1的活體信息檢測器可還包括能夠?qū)⒒铙w信息檢測器安裝在被檢查體(用戶)的腕部(狹義上是手腕)上的腕帶80。在圖8(A)的例子中，活體信息是脈搏數(shù)， 例如表示“72”。并且，活體信息檢測器被裝入在手表內(nèi)，表示時刻(例如上午8時15分)。 并且，如圖8 (B)所示，在手表的后蓋設(shè)有開口部，例如圖4的保護(hù)部49在開口部露出。在圖8(B)的例子中，第2反射部18和受光部16被裝入到手表內(nèi)。在圖8(B)的例子中，省略了第1反射部12、發(fā)光部14、腕帶80等。圖9示出活體信息測定裝置的結(jié)構(gòu)例。活體信息測定裝置包括圖1等的活體信息檢測器和活體信息測定部，該活體信息測定部根據(jù)在活體信息檢測器的受光部16中生成的受光信號測定活體信息。如圖9所示，活體信息檢測器可具有發(fā)光部14、受光部16以及發(fā)光部14的控制電路91?；铙w信息檢測器還可具有受光部16的受光信號的放大電路92。并且，活體信息測定部可具有對受光部16的受光信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換電路93和計算脈搏數(shù)的脈搏數(shù)計算電路94。活體信息測定部可還具有顯示脈搏數(shù)的顯示部95?；铙w信息檢測器可具有加速度檢測部96，活體信息測定部可還具有對加速度檢測部96的受光信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換電路97和處理數(shù)字信號的數(shù)字信號處理電路 98。活體信息測定裝置的結(jié)構(gòu)例不受圖9限定。圖9的脈搏數(shù)計算電路94例如可以是裝入活體信息檢測器的電子設(shè)備的MPU (Micro Processing Unit，微處理單元)。圖9的控制電路91驅(qū)動發(fā)光部14?？刂齐娐?1例如是恒流電路，將給定的電壓 (例如6[V])經(jīng)由保護(hù)電阻提供給發(fā)光部14，將流入發(fā)光部14的電流保持在給定的值(例如2[mA])。另外，控制電路91可間歇地(例如128[Hz])驅(qū)動發(fā)光部14，以便減少消耗電流。控制電路91例如形成在母板上，控制電路91和發(fā)光部14的布線例如形成在圖4的基板41上。圖9的放大電路92可從在受光部16中生成的受光信號(電流)中去除直流分量， 僅提取交流分量，將該交流分量放大，生成交流信號。放大電路92例如使用高通濾波器去除給定頻率以下的直流分量，例如使用運算放大器緩沖交流分量。另外，受光信號包括脈動分量和體動分量。放大電路92或控制電路91可將用于使用例如逆偏壓使受光部16動作的電源電壓提供給受光部16。在發(fā)光部14被間歇地驅(qū)動的情況下，受光部16的電源也被間歇地提供，并且交流分量也被間隙地放大。放大電路92例如形成在母板上，放大電路92 和受光部16的布線例如形成在圖4的基板41上。并且，放大電路92可以在高通濾波器的前級具有將受光信號放大的放大器。在放大電路92具有放大器的情況下，放大器例如形成在圖4的基板41上。圖9的A/D轉(zhuǎn)換電路93將在放大電路92中生成的交流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(第 1數(shù)字信號)。圖9的加速度檢測部96檢測例如3軸(X軸、Y軸和Z軸)的重力加速度，生成加速度信號。身體(手腕)的運動以及活體信息測定裝置的運動被反映在加速度信號上。 圖9的A/D轉(zhuǎn)換電路97將在加速度檢測部96中生成的加速度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(第2 數(shù)字信號)。圖9的數(shù)字信號處理電路98使用第2數(shù)字信號來去除或減少第1數(shù)字信號的體動分量。數(shù)字信號處理電路98例如可由HR濾波器等的自適應(yīng)濾波器構(gòu)成。數(shù)字信號處理電路98將第1數(shù)字信號和第2數(shù)字信號輸入到自適應(yīng)濾波器，生成去除或減少了噪聲后的濾波輸出信號。圖9的脈搏數(shù)計算電路94通過例如高速傅里葉變換(廣義上是擴(kuò)散傅里葉變換) 對濾波輸出信號進(jìn)行頻率分析。脈搏數(shù)計算電路94根據(jù)頻率分析的結(jié)果確定表示脈動分量的頻率，計算脈搏數(shù)。另外，如上所述詳細(xì)說明了本實施方式，然而本行業(yè)人員可容易理解的是，可在實體上不背離本發(fā)明的新事項和效果的情況下進(jìn)行許多變型。因此，這樣的變型例全部包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，在說明書或附圖中，至少一次與更廣義或同義的不同用語一起被記載的用語在說明書或附圖的任何部位，都能置換為該不同的用語。
權(quán)利要求
1.一種活體信息檢測器，其特征在于，該活體信息檢測器具有發(fā)光部，其發(fā)出朝向被檢查體的被檢測部位的第1光和朝向與所述被檢測部位不同方向的第2光；第1反射部，其反射所述第2光而將其引導(dǎo)到所述被檢測部位； 受光部，其接受所述第1光和所述第2光被所述被檢測部位反射后的、具有活體信息的光；以及第2反射部，其反射來自所述被檢測部位的所述具有活體信息的光而將其引導(dǎo)到所述受光部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活體信息檢測器，其特征在于， 所述發(fā)光部具有第1發(fā)光面，其與所述被檢測部位相對，發(fā)出所述第1光；以及第2發(fā)光面，其是所述第1發(fā)光面的側(cè)面，發(fā)出所述第2光， 所述第1反射部具有包圍所述第2發(fā)光面的壁部，所述壁部具有第1反射面，該第1反射面使所述第2光向所述被檢測部位反射。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活體信息檢測器，其特征在于，所述壁部還具有第2反射面， 該第2反射面通過反射被所述被檢查體的表面反射后的不具有活體信息的光，抑制所述不具有活體信息的光入射到所述受光部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任意一項所述的活體信息檢測器，其特征在于，所述第1反射部比所述發(fā)光部更向所述被檢測部位突出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中的任意一項所述的活體信息檢測器，其特征在于， 該活體信息檢測器還具有基板，該基板具有第ι面和與所述第1面相對的第2面， 所述受光部配置在所述第1面，所述第1反射部配置在所述第2面，在剖視圖中，將平行于所述第1面的方向上的所述第1反射部的長度的最大值設(shè)為W1， 將平行于所述第1面的方向上的所述受光部的長度的最大值設(shè)為W2，則滿足Wl ^ W2的關(guān)系式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中的任意一項所述的活體信息檢測器，其特征在于， 所述第2反射部的反射面是球面或拋物面，規(guī)定所述球面的圓弧的中心位于所述被檢查體的內(nèi)部，或者，規(guī)定所述拋物面的拋物線的焦點以所述受光部的受光面為基準(zhǔn)位于所述被檢查體一側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中的任意一項所述的活體信息檢測器，其特征在于，該活體信息檢測器還具有能夠?qū)⑺龌铙w信息檢測器安裝在所述被檢查體的腕部上的腕帶。
8.一種活體信息測定裝置，其特征在于，該活體信息測定裝置具有 權(quán)利要求1 7中的任意一項所述的活體信息檢測器；以及根據(jù)所述受光部中生成的受光信號測定所述活體信息的活體信息測定部。
全文摘要
活體信息檢測器和活體信息測定裝置。本發(fā)明提供能提高檢測精度的活體信息檢測器等。活體信息檢測器具有發(fā)光部(14)，其發(fā)出朝向被檢查體的被檢測部位(O)的第1光(R1)和朝向與所述被檢測部位(O)不同方向的第2光(R2)；第1反射部(12)，其反射所述第2光(R2)而將其引導(dǎo)到所述被檢測部位(O)；受光部(16)，其接受所述第1光(R1)和所述第2光(R2)被所述被檢測部位(O)反射后的、具有活體信息的光(R1’、R2’)；以及第2反射部(18)，其反射來自所述被檢測部位(O)的具有所述活體信息的光(R1’、R2’)(反射光)而將其引導(dǎo)到所述受光部(16)。
文檔編號A61B5/0245GK102160782SQ20101061163
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月5日
發(fā)明者佐藤茂美, 山下秀人, 飯島好隆 申請人:精工愛普生株式會社