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CN105816185A - 信息取得设备 - Google Patents

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CN105816185A
CN105816185A CN201610019425.6A CN201610019425A CN105816185A CN 105816185 A CN105816185 A CN 105816185A CN 201610019425 A CN201610019425 A CN 201610019425A CN 105816185 A CN105816185 A CN 105816185A
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Seiko Epson Corp
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Abstract

本发明提供了SN比高且能够更加可靠地进行血管的位置的指定、血液信息的测量的信息取得设备。生物体信息取得设备(200)具备摄像装置(90)和导光板(60)，该摄像装置(90)具有平面配置且向人体(M)射出光的发光元件(43)、和平面配置且接收来自人体(M)的光的受光元件(12)，该导光板(60)层叠设置于摄像装置(90)的人体(M)侧并在受光元件(12)以及发光元件(43)的法线方向上具有透光性，导光板(60)具有平面配置且折射率相互不同的第一部分(孔(62))和第二部分(基板(61))，第一部分(孔(62))配置为俯视时与受光元件(12)重叠，第二部分(基板(61))配置为俯视时与发光元件(43)重叠。

Description

信息取得设备
技术领域
本发明涉及信息取得设备。
背景技术
提出有以非侵入光学地检测血液中的指定成分(例如血糖、酒精成分等)的信息取得设备(例如参照专利文献1)。在专利文献1记载的信息取得设备(生物体信息生成设备)中，使从发光元件(有机EL元件)射出的光照射到生物体，将在生物体的内部散射的光的一部分作为反射光由受光元件接收，从而成为取得血管的图像信息、血液中的指定成分的含有信息等信息的结构。
【现有技术文献】
【专利文献】
专利文献1；日本特开2012-217570号公报
但是，受光元件所接收的光中一旦较多地包含有原本应该入射的光(信号光)以外的光(噪声光)，则导致信号/噪声比(SN比)降低，血管的图像信息、血液中的指定成分的含有信息等信息的取得变得困难。因此，谋求受光元件接收的光的SN比高的信息取得设备。
发明内容
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而提出，能够作为以下的方式或应用例而实现。
[应用例1]本应用例的信息取得设备具备：摄像装置，具有发光元件和受光元件，所述发光元件将光向对象物射出，所述受光元件接收来自所述对象物的光；以及导光板，层叠设置于所述摄像装置的所述对象物侧，所述导光板在所述摄像装置层叠有所述导光板的方向上具有透光性，且具有折射率相互不同的第一部分和第二部分，所述第一部分被配置为从所述方向观察的情况下与所述受光元件重叠，所述第二部分被配置为从所述方向观察的情况下与所述发光元件重叠。
根据该结构，配置有层叠于具有发光元件以及受光元件的摄像装置的对象物侧的导光板。并且，导光板在上述摄像装置层叠有导光板的方向上具有透光性，且具有折射率相互不同的第一部分和第二部分，第一部分以从上述方向观察的情况下与受光元件重叠的方式被配置，第二部分以从上述方向观察的情况下与发光元件重叠的方式被配置。因此，从发光元件射出的射出光透过导光板的第二部分而朝向对象物侧，在对象物的内部散射并被反射的反射光透过导光板的第一部分而朝向受光元件侧。在此，由于第一部分的折射率与第二部分的折射率不同，因此在折射光以及反射光的至少一方上，相对于上述方向斜着进入的光的至少一部分在第一部分与第二部分的界面被反射。斜着进入的射出光在第一部分与第二部分的界面被反射时，射出光中入射到对象物的内部的光变多，在与对象物的界面被反射并成为噪声光的光变少。另外，从对象物的内部斜着进入并从受光元件逃逸的反射光在第一部分与第二部分的界面被反射时，被导向受光元件的反射光(信号光)变多。其结果，能够使受光元件接收的光的SN比提高。
[应用例2]在上述应用例的信息取得设备中，优选所述第一部分的折射率小于所述第二部分的折射率。
根据该结构，由于第一部分的折射率小于第二部分的折射率，因此从第二部分朝向第一部分斜着进入的光的至少一部分在第二部分与第一部分的界面被反射。另外，从第二部分向第一部分斜着入射并被折射的光的折射角变得比入射角大。因此，从受光元件以放射状扩散的方式被发出并相对于上述方向斜着进入的射出光，在从导光板的第二部分入射到第一部分时，射出光的至少一部分在第一部分与第二部分的界面被反射。另外，从导光板的第二部分斜着入射到第一部分的射出光被折射到相对于上述方向的角度变小的一侧。由此，能够使射出光中入射到对象物的内部的光增多，并使在与对象物的界面被反射成为噪声光的光减少。其结果，受光元件接收的光的SN比提高。
[应用例3]在上述应用例的信息取得设备中，优选在所述导光板，在沿所述受光元件以及所述发光元件的所述方向上设置有孔，所述孔是所述第一部分，所述导光板的所述孔以外的部分是所述第二部分。
根据该结构，设置于导光板的孔是第一部分，此外的部分是第二部分。由于在第一部分存在空气，因此能够使第一部分的折射率小于第二部分的折射率。
[应用例4]在上述应用例的信息取得设备中，优选所述第一部分的折射率大于所述第二部分的折射率。
根据该结构，由于第一部分的折射率大于第二部分的折射率，因此从第一部分朝向第二部分斜着进入的光的至少一部分被反射。因此，作为信号光的来自对象物的反射光相对于所述方向斜着进入并从导光板的第一部分入射到第二部分时，斜着进入的反射光的至少一部分在第一部分与第二部分的界面被反射并朝向受光元件。由此，如果作为信号光的反射光中没有导光板则不会朝向受光元件的光由导光板导向受光元件，因此能够使受光元件接收的信号光增多。其结果，受光元件接收的光的SN比提高。
[应用例5]在上述应用例的信息取得设备中，优选在所述导光板，在沿所述受光元件以及所述发光元件的所述方向上设置有孔，所述孔是所述第二部分，所述导光板的所述孔以外的部分是所述第一部分。
根据该结构，设置于导光板的孔是第二部分，此外的部分是第一部分。由于在第二部分存在空气，因此能够使第一部分的折射率大于第二部分的折射率。
[应用例6]在上述应用例的信息取得设备中，优选在所述第一部分与所述第二部分的界面形成有反射膜。
根据该结构，由于在第一部分与第二部分的界面上形成有反射膜，因此从第二部分朝向第一部分斜着进入的光以及从第一部分朝向第二部分斜着进入的光的双方被反射膜全部反射。由此，能够使射出光中在与对象物的界面被反射成为噪声光的光减少，同时使受光元件接收的信号光增多。其结果，受光元件接收的光的SN比更加提高。
[应用例7]上述应用例的信息取得设备，优选所述反射膜是金属膜。
根据该结构，由于反射膜是金属膜，因此能够使入射的光良好地反射。
附图说明
图1是示出作为第一实施方式涉及的信息取得设备的一例的生物体信息取得设备的结构的立体图。
图2是示出第一实施方式涉及的生物体信息取得设备的电结构的框图。
图3是示出第一实施方式涉及的传感器部的结构的概略立体图。
图4是示出第一实施方式涉及的传感器部的构造的概略截面图。
图5的(a)、(b)是示出第一实施方式涉及的传感器部的结构的概略俯视图。
图6是示出生物体信息取得设备的生物体信息的取得方法的流程图。
图7是示出第二实施方式涉及的传感器部的构造的概略截面图。
图8的(a)、(b)是示出第二实施方式涉及的传感器部的结构的概略俯视图。
图9是示出第三实施方式涉及的传感器部的构造的概略截面图。
图10是示出第四实施方式涉及的传感器部的构造的概略截面图。
图11是示出变形例1涉及的传感器部的构造的概略截面图。
图12是示出作为比较例的传感器部的构造的概略截面图。
符号说明
12受光元件43发光元件
60、60A、70、70A、80导光板
62、72、82孔63、73、83反射膜
90、91摄像装置
200生物体信息取得设备(信息取得设备)
M人体(对象物)。
具体实施方式
以下，参照附图对具体化的本发明的实施方式进行说明。为了使所说明的部分为能够识别的状态，对所使用的附图适当放大、缩小或夸张地显示。另外，对说明所必需的结构要素以外，存在省略图示的情况。
另外，在以下的实施方式中，例如被记载为“基板上”的情况作为以下情况表示：以与基板上接触的方式被配置的情况；经由其他结构物被配置于基板上的情况；或者以一部分与基板上接触的方式被配置而一部分经由其他结构物被配置的情况。
在以下的实施方式中，作为信息取得设备的例子，以取得生物体的血液信息的生物体信息取得设备为例列举说明。
(第一实施方式)
<信息取得设备>
首先，参照图1以及图2对作为第一实施方式的信息取得设备的一例的生物体信息取得设备进行说明。图1是示出作为第一实施方式涉及的信息取得设备的一例的生物体信息取得设备的结构的立体图。图2是示出第一实施方式涉及的生物体信息取得设备的电结构的框图。
如图1所示，本实施方式涉及的生物体信息取得设备200是安装于作为对象物的生物体(人体)M的手腕(腕部)的便携式的信息终端设备。在生物体信息取得设备200中，从手腕的内部的血管的图像信息确定生物体中的血管的位置、以非侵入式光学地检测该血管的血液中的指定成分例如葡糖糖等的含量，从而能够确定血糖值。
生物体信息取得设备200具有能够安装在手腕上的环状的带164、安装于带164的外侧的主体部160、相对于主体部160在对置的位置上安装于带164的内侧的传感器部100。
主体部160具有主体壳体161、组装于主体壳体161的显示部162。在主体壳体161上不仅组装有显示部162，还组装有操作按钮163、后述的控制部165等的电路系统(参照图2)、以及作为电源的电池等。
传感器部100通过被组装在带164的布线(图1中省略图示)电连接于主体部160。传感器部100具备摄像装置90和导光板60(参照图2)。摄像装置90具有发光部40和受光部10(参照图4)。
这样的生物体信息取得设备200以传感器部100与手背相反的手掌侧的手腕接触的方式被安装于手腕进行使用。通过这样安装，传感器部100能够避免由皮肤的颜色引起检测敏感度变动。
另外，本实施方式涉及的生物体信息取得设备200中，采用了相对于带164将主体部160与传感器部100分开组装的结构，但是也可以采用使主体部160与传感器部100作为一体组装在带164的结构。
如图2所示，生物体信息取得设备200具有控制部165、与控制部165电连接的传感器部100、存储部167、输出部168、通信部169。另外，具有与输出部168电连接的显示部162。
传感器部100具备摄像装置90和导光板60。摄像装置90具备发光部40和受光部10。发光部40和受光部10分别与控制部165电连接。发光部40具有发出波长为700nm～2000nm的范围的近红外光IL的发光元件43(参照图4)。控制部165驱动发光部40并使近红外光IL发光。近红外光IL在人体M的内部传导散射。成为使在人体M的内部散射的近红外光IL的一部分作为反射光RL由受光部10的受光元件12(参照图4)接收的结构。
控制部165能够将由受光部10接收到的反射光RL的信息存储在存储部167。然后，控制部165使该反射光RL的信息通过输出部168处理。输出部168将该反射光RL的信息转换为血管的图像信息输出或转换为血液中的指定成分的含有信息输出。另外，控制部165能够使被转换后的血管的图像信息、血液中的指定成分的信息显示在显示部162。然后，能够将这些信息从通信部169发送到其他的信息处理装置。
另外，控制部165能够经经由通信部169从其他的信息处理装置获取程序等的信息并存储在存储部167。通信部169可以是通过有线与其他信息处理装置连接的有线通信单元，也可以是蓝牙(Bluetooth(注册商标))等的无线通信单元。另外，控制部165不仅使所取得的与血管、血液有关的信息显示在显示部162，还使预先存储在存储部167的程序等的信息、现在时刻等的信息显示在显示部162。另外，存储部167也可以是能够拆卸的存储器。
<传感器部>
接下来，参照图3、图4以及图5对第一实施方式涉及的生物体信息取得设备200具有的传感器部100进行说明。图3是示出第一实施方式涉及的传感器部的结构的概略立体图。图4是示出第一实施方式涉及的传感器部的构造的概略截面图。图5是示出第一实施方式涉及的传感器部的结构的概略俯视图。详细地，图5的(a)是示出发光元件以及受光元件的平面配置与导光板的位置关系的图，图5的(b)是示出导光板的平面形状的图。
如图3所示，第一实施方式涉及的传感器部100具备摄像装置90和导光板60。摄像装置90具有受光部10、遮光部20、可变分光部30、发光部40和保护部50。受光部10、遮光部20、可变分光部30、发光部40、保护部50以及导光板60的各部分分别是板状，且成为在受光部10上以遮光部20、可变分光部30、发光部40、保护部50、导光板60的顺序被层叠的结构。
另外，传感器部100具有收容层叠有各部分的层叠体且能安装于带164(参照图1)的壳体(省略图示)。传感器部100以导光板60位于人体M(参照图2)侧的方式被安装于带164。
在以下的说明中，将沿上述层叠体的一边部的方向作为X方向，沿与一边部正交的另一边部的方向作为Y方向，沿上述层叠体的厚度方向的方向作为Z方向。Z方向是导光板60被层叠的方向，是受光部10以及发光部40的法线方向。另外，将从导光板60被层叠的方向、导光板60的法线方向(Z方向)观察传感器部100称为“俯视”。
图4中，+Z方向侧是传感器部100中的上方侧且是与人体M接触的一侧。另外，-Z方向侧是传感器部100中的下方侧。如图4所示，发光部40具有透光性的基板主体41、设置于基板主体41的上方侧的面41a的发光元件43、透光部42。作为发光元件43，能够使用例如LED(发光二极管)元件、有机电致发光元件等。发光元件43朝向人体M侧射出近红外光IL。
保护部50以与发光部40重叠的方式被设置。保护部50例如是由玻璃等的无机材料和丙烯酸、聚碳酸酯等的树脂材料构成的透明板。保护部50用于保护发光部40的发光元件43远离水分、氧。因此，从抑制水分、氧的透过的观点出发，保护部50中优选使用玻璃等的无机材料。
导光板60以与保护部50的上方侧的面50a接触(接する)的方式被配置。导光板60的下方侧(保护部50侧)的面60b与保护部50的面50a接触，人体M配置于导光板60的上方侧的面60a。导光板60是由玻璃等的无机材料和丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯等的树脂材料构成的透明的基板61构成。
基板61的折射率优选与保护部50的折射率尽量接近。另外，玻璃的折射率是1.5左右，丙烯酸树脂的折射率是1.49～1.53左右，聚甲基丙烯酸甲酯的折射率是1.49～1.6左右，聚碳酸酯的折射率是1.59左右。
导光板60具有第一部分和第二部分。在基板61上设置有沿Z方向即沿受光部10以及发光部40的法线方向贯通的孔62。该孔62是导光板60的第一部分，设置有孔62的基板61(除去孔62的部分)是导光板60的第二部分。孔62例如在基板61上由实施蚀刻加工、切削加工而形成。在导光板60中，第一部分(孔62)为空气层，因此第一部分的折射率约为1.0。因此，导光板60的第一部分的折射率小于第二部分的折射率。
从发光部40的发光元件43朝向人体M被射出的近红外光IL，透过作为导光板60的第二部分的基板61并被照射到人体M。入射到人体M的近红外光IL在人体M的内部散射。在人体M的内部散射的近红外光IL的一部分作为反射光RL透过作为导光板60的第一部分的孔62，并透过发光部40的透光部42向下方侧进入。
可变分光部30和遮光部20配置于发光部40与受光部10之间。可变分光部30配置于发光部40的下方侧。可变分光部30包括固定基板31和可动基板32。在可变分光部30中，通过电气控制固定基板31与可动基板32之间的间隙(缝隙)，从而能够改变透过可变分光部30的反射光RL的分光分布(分光特性)。透过可变分光部30的反射光RL向下方的遮光部20进入。
遮光部20配置于可变分光部30的下方侧。遮光部20具有透光性的基板主体21、设置于基板主体21的下方侧的面21b的遮光膜23。在遮光膜23，在发光部40的与透光部42的位置对应的位置上形成有开口部(针孔)22。透过可变分光部30的反射光RL中，只有透过开口部22的反射光RL被导向受光部10并由受光元件12接收，此外的反射光RL被遮光膜23遮光。
受光部10是相对于近红外光具有高光敏感度的图像传感器，且具有基板主体11、设置于基板主体11的上方侧的面11a的多个受光元件12。基板主体11能够采用可安装受光元件12的、例如玻璃环氧树脂基板和陶瓷基板等。基板主体11设置有包括连接有受光元件12的放大晶体管等的电气电路(省略图示)。作为受光元件12，能够使用例如光电二极管。
例如，将光电二极管使用于受光元件12的情况下，在露光期间中若反射光RL入射到受光元件12，则对应于所入射的反射光RL的光量受光元件12的结漏电流(junctionleakagecurrent)发生变化，对应于结漏电流放大晶体管的栅极电位发生变化。在读出期间中在每受光元件12测量该结果产生的放大晶体管的电导的变化，从而能够检测出在露光期间中入射的反射光RL的光量。基于该受光元件12的光量的检测结果，能够取得人体M的血管的图像。
如图5的(a)所示，传感器部100具有以取得生物体信息为单位的单位像素P。单位像素P呈大致正方形，沿X方向和Y方向呈矩阵状被配置。如图5的(a)中标注斜线所示，以俯视时与单位像素P的各角部重叠的方式，受光部10的受光元件12沿X方向和Y方向呈矩阵状被配置。受光元件12的受光面俯视时呈大致圆形。
另外，以俯视时与单位像素P重叠的方式，发光部40的发光元件43沿X方向和Y方向呈矩阵状被配置。发光部40的透光部42以俯视时与受光元件12重叠的方式被配置。透光部42在俯视时是以受光元件12为中心的大致圆形。遮光部20的开口部22在俯视时也是以受光元件12为中心的大致圆形。透光部42以及开口部22也可以形成为比受光元件12的外形大。
图5的(b)中，对作为导光板60的第二部分的基板61的区域标注斜线示出。以俯视时与单位像素P的各角部重叠的方式，在基板61上设置有作为导光板60的第一部分的孔62。如图5的(a)所示，孔62以俯视时与受光元件12重叠的方式被配置。孔62也可以形成为比受光元件12的外形大。作为导光板60的第二部分的基板61以俯视时与发光元件43重叠的方式被配置。
在摄像装置90，遮光部20、可变分光部30、发光部40、保护部50分别彼此隔开间隔被相对配置，使用粘结剂(未图示)等使彼此粘合。使用粘结剂等使保护部50和导光板60彼此粘合。优选保护部50和导光板60接触。
除了以上的结构，为了抑制可见光混杂在入射到受光元件12的反射光RL中，还可以对应发光部40的透光部42、遮光部20的开口部22配置例如使可见光波长范围(400nm～700nm)的光截止的滤波器。
另外，传感器部100的结构并不限定于此。例如发光部40可以采用包括保护部50的结构，也可以采用由保护部50密封发光元件43的结构。另外，透过透光部42的光，由于存在被折射率不同的部件的界面反射并衰减的担忧，因此例如也可以以发光部40的基板主体41的下方侧的面41b与可变分光部30接触的方式使发光部40与可变分光部30粘合。另外，也可以以使可变分光部30与遮光部20的上方侧的面21a接触的方式粘合。这样做一来，能够使彼此的厚度方向(Z方向)上的位置关系更加切实。
<生物体信息的取得方法>
接下来，参照图6对第一实施方式涉及的生物体信息取得设备200的生物体信息的取得方法的概略进行说明。图6是示出生物体信息取得设备的生物体信息的取得方法的流程图。在将生物体信息取得设备200安装在作为用户的人体M的手腕(腕部)的状态下，由用户操作而使生物体信息取得设备200的测量开始。
首先，在图6所示的步骤S01中，生物体信息取得设备200从所有的发光元件43朝向人体M射出近红外光IL。然后，作为在人体M的内部散射的近红外光IL的一部分向生物体信息取得设备200侧被反射的反射光RL由所有的受光元件12接收。生物体信息取得设备200基于对应于各受光元件12所接收的光的光量的检测信号来取得人体M的血管的图像。
后续的步骤S02中，生物体信息取得设备200根据在步骤S01中所取得的血管的图像检测人体M的血管图案(pattern)，判定血管的位置是否已能指定。当在步骤S02中判定血管的位置已能指定的情况下(步骤S02：是)，生物体信息取得设备200使处理进入步骤S03。
在接着的步骤S03中，生物体信息取得设备200从与在步骤S02中指定的血管的位置对应的发光元件43朝向人体M的血管射出近红外光IL。然后，从人体M向生物体信息取得设备200侧被反射的反射光RL由与在步骤S02中指定的血管的位置对应的受光元件12接收。生物体信息取得设备200基于对应于受光元件12接收到的光的光量的检测信号，测量人体M的血液中的指定成分等的血液信息，使处理完成。
另一方面，当在步骤S02中判定血管的位置未能指定的情况下(步骤S02：否)，生物体信息取得设备200使处理转移到步骤S04。在步骤S04中，生物体信息取得设备200变更步骤S01中用于取得血管的图像的条件。作为用于取得血管的图像的条件，可举例如射出近红外光IL时的发光元件43的发光强度、由受光元件12接收反射光RL时的曝光时间等。
在步骤S04中变更条件之后，生物体信息取得设备200使处理返回步骤S01，反复进行至步骤S03的处理。
但是，在步骤S04中即使变更了条件，在步骤S02中也存在无法指定血管的位置的情况。另外，在步骤S02中即使能指定血管的位置，在步骤S03中也存在无法稳定进行血液信息的测量的情况。本申请发明人等发现，作为产生这些情况的原因之一，在受光元件12接收的光中，在人体M的内部散射并被反射的反射光RL(信号光)以外的光，更具体地被人体M的表面(皮肤)反射的光(噪声光)较多。
以下，参照图12对被人体M的表面反射的光的影响进行说明。图12是示出作为比较例的传感器部的构造的概略截面图。作为图12示出的比较例的传感器部190，除具备摄像装置90而不具备导光板60的点以外，具有与本实施方式的传感器部100相同的结构。
如图12所示，由于传感器部190不具备导光板60，因此摄像装置90(保护部50的面50a)以与人体M接触的方式被配置。从发光部40的发光元件43被射出的近红外光IL，理想的是沿发光部40的法线方向(Z方向)进入，但是也存在从发光元件43以放射状被射出并相对于法线方向斜着进入的近红外光ILa(以下也称为斜光ILa)。斜光ILa以平面性地从发光元件43的中心位置向外侧扩散的方式被射出。
当斜光ILa被朝向人体M照射时，在保护部50(面50a)与人体M(皮肤)的界面发生向人体M的相反侧的部分反射。这样，斜光ILa的一部分在保护部50与人体M的界面被反射而成的反射光RLa相对于在人体M的内部散射并被反射的反射光RL(信号光)成为噪声光。一旦反射光RLa(噪声光)被受光元件12接收，则导致取得血管的图像时的信号/噪声比(SN比)降低。这成为在步骤S02中无法指定血管的位置的情况和在步骤S03中无法稳定进行血液信息的测量的情况的原因之一。
另一方面，在人体M的内部散射并被反射的反射光RL中，也存在相对于发光部40的法线方向斜着进入的反射光RLb。这样的斜着进入的反射光RLb(信号光)的大多数被发光部40的发光元件43、遮光部20的遮光膜23等遮光，从而不会被受光单元12接收。
因此，为了在步骤S02中更加切实地指定血管的位置、在步骤S03中更加稳定的进行血液信息的测量，优选使被受光单元12接收的噪声光(例如反射光RLa)尽量减少，同时使被受光单元12接收的信号光(例如反射光RLb)尽量增多。
另外，在取得血管的图像时，优选保护部50的整个面50a相对于人体M的手腕为均匀地接触的状态。但是，与保护部50的面50a是大致平坦的面相对，人体M的手腕的表面不平坦，因此在人体M与保护部50之间存在空气、水分(例如汗等)，从而有时会产生人体M与保护部50未直接接触的部分的情况。
在人体M与保护部50之间存在空气时，相比于人体M与保护部50直接接触的情况，由于保护部50与空气的折射率的差异大，因此在保护部50与空气的界面容易发生反射，导致反射光RLa(噪声光)的增加。另外，在人体M与保护部50之间存在水分时，由水的吸收光谱等的影响，人体M与保护部50之间的光学性条件变得不稳定。
如图4所示，在第一实施方式的传感器部100中，具备层叠于摄像装置90(保护部50)的导光板60，导光板60的面60a以与人体M接触的方式被配置。如上述那样，导光板60具有以俯视时与受光元件12重叠的方式被配置的第一部分(孔62)和以俯视时与发光元件43重叠的方式被配置的第二部分(基板61)。
从发光元件43被射出的斜光ILa透过导光板60的第二部分(基板61)到达与第一部分(孔62)的界面。第一部分(孔62)是空气层，第一部分的折射率小于第二部分(基板61)的折射率，因此斜光ILa在第一部分与第二部分的界面被部分反射，被部分反射而成的反射光RLc朝向人体M。被部分反射的反射光RLc平面地朝向发光元件43的中心位置，因此即使反射光RLc进一步地在导光板60的第二部分(基板61)与人体M的界面被部分反射，其大部分也会被发光元件43遮光。
另外，从发光元件43射出的斜光ILa中，从导光板60的第二部分(基板61)入射到第一部分(孔62)的入射光ILa’的折射角变得比入射角大。因此，入射光ILa’从导光板60的第一部分(孔62)入射到人体M时的入射角与斜光ILa直接地进入并入射到人体M的情况相比变小。因此，在与人体M(皮肤)的界面上的反射变得不易发生。
如以上那样，在第一实施方式的传感器部100中，由于具备配置于摄像装置90与人体M之间的导光板60，因此能够使从发光元件43射出的斜光ILa在导光板60与人体M(皮肤)的界面被反射并变为噪声光的反射光RLa(参照图12)减少。由此，由图12所示的传感器部190受光元件12接收的光的信号/噪声比(SN比)提高，因此能够更加切实地进行血管的位置的确定、血液信息的测量。
另外，在第一实施方式涉及的传感器部100中，由于导光板60具有第一部分(孔62)，因此导光板60的第二部分(基板61)与人体M之间的空气、水分变得易于逃散到第一部分(孔62)。由此，导光板60的第二部分(基板61)与人体M的紧贴性提高，因此相比于图12所示的传感器部190，被人体M的表面(皮肤)反射的反射光RLa(噪声光)变少，使人体M与摄像装置90(保护部50)之间的光学性条件稳定。
(第二实施方式)
第二实施方式中，相对于第一实施方式，生物体信息取得设备的结构以及生物体信息取得方法大致相同，但是传感器部上的导光板的结构不同。在此，对第二实施方式的导光板的结构以及作用，说明与第一实施方式的差异。
<传感器部>
参照图7以及图8说明第二实施方式涉及的传感器部110。图7是示出第二实施方式涉及的传感器部的构造的概略截面图。图8是示出第二实施方式的传感器部的结构的概略俯视图。详细地，图8的(a)是示出发光元件以及受光元件的平面性配置与导光板的位置关系的图，图8的(b)是示出导光板的平面性形状的图。
如图7所示，第二实施方式涉及的传感器部110具备摄像装置90和导光板70。导光板70层叠于摄像装置90上，并以与保护部50的上方侧的面50a接触的方式被配置。第二实施方式的导光板70由与第一实施方式涉及的导光板60(基板61)相同的材料构成的透明的基板71而构成。
导光板70具有第一部分和第二部分。在基板71设置有沿Z方向(受光部10以及发光部40的法线方向)贯通的孔72。该孔72是导光板70的第二部分，设置有孔72的基板71(除去孔72的部分)是导光板70的第一部分。在导光板70中，由于第二部分(孔72)为空气层，因此第一部分(除去基板71的孔72的部分)的折射率大于第二部分(孔72)的折射率。
图8的(b)中，对作为导光板70的第一部分的基板71标注斜线示出。如图8的(b)所示，基板71具有俯视时与单位像素P的各角部重叠的部分71a、沿单位像素P的各边在X方向和Y方向延伸的部分71b。部分71b是在X方向以及Y方向上连接支承位于单位像素P的角部的部分71a彼此的部分。
如图8的(a)所示，作为导光板70的第一部分的基板71的部分71a，俯视时是以受光元件12为中心的大致圆形，以与受光元件12重叠的方式被配置。部分71a也可以形成为比受光元件12的外形大。另外，作为导光板70的第二部分的孔72，以俯视时与发光元件43重叠的方式被配置。因此，第二实施方式涉及的导光板70中，相比于第一实施方式涉及的导光板60，第一部分(基板71)与第二部分(孔72)相对于受光元件12以及发光元件43的位置关系为相反。
如图7所示，从发光部40的发光元件43朝向人体M射出的近红外光IL，透过作为导光板70的第二部分的孔72被照射到人体M。在人体M的内部散射并反射的反射光RL透过作为导光板70的第一部分的基板71(部分71a)，并透过发光部40的透光部42向下方侧进入，透过可变分光部30和遮光部20(开口部22)被受光部10的受光元件12接收。
在人体M的内部散射并相对于发光部40的法线方向斜着进入的反射光RLb，透过作为导光板70的第一部分的基板71(部分71a)到达与第二部分(孔72)的界面。第二部分(孔72)是空气层，第一部分(基板71)的折射率大于第二部分的折射率，因此反射光RLb在第一部分与第二部分的界面被部分反射。被部分反射的反射光RLb’透过发光部40的透光部42向下方侧进入，透过可变分光部30和遮光部20(开口部22)并被导向受光部10的受光元件12。
因此，在图12所示的传感器部190中作为未被受光元件12接收的反射光RLb(信号光)的一部分的反射光RLb’，在第二实施方式涉及的传感器部110中能够由受光元件12接收。即，在第二实施方式涉及的传感器部110中，由传感器部190能够使被受光元件12接收的信号光增多。由此，取得血管的图像时的信号/噪声比(SN比)提高，因此能够更加切实地进行血管的位置的确定、血液信息的测量。
另外，在第二实施方式的传感器部110中，由于导光板70具有第二部分(孔72)，因此导光板70的第一部分(基板71)与人体M之间的空气、水分变得容易逃散到第二部分(孔72)。由此，导光板70的第一部分(基板71)与人体M的紧贴性提高，由传感器部90能够使人体M与摄像装置90(保护部50)之间的光学性条件稳定。
(第三实施方式)
第三实施方式中，相对于第一实施方式，生物体信息取得设备的结构以及生物体信息取得方法大致相同，但是传感器部上的导光板的结构不同。在此，对第三实施方式涉及的导光板的结构以及作用，说明与第一实施方式的差异。
<传感器部>
参照图9说明第三实施方式的传感器部100A。图9是示出第三实施方式涉及的传感器部的构造的概略截面图。
如图9所示，第三实施方式涉及的传感器部100A具备摄像装置90和导光板60A。第三实施方式涉及的导光板60A相对于第一实施方式涉及的导光板60，在形成有孔62的基板61的壁面(沿Z方向的面)上形成有反射膜63这点不同。反射膜63例如是由铬(Cr)、铝(Al)、金(Au)等的金属膜构成。
在第三实施方式的导光板60A中，在形成有孔62的基板61的壁面上形成有反射膜63，因此在第二部分(基板61)与第一部分(孔62)的界面上存在反射膜63。因此，从发光元件43射出的斜光ILa到达第二部分(基板61)与第一部分(孔62)的界面时，被反射膜63全部反射而朝向人体M。因此，相比于第一实施方式的导光板60，能够使噪声光(图12所示的反射光RLa)更加减少。
另一方面，相对于发光部40的法线方向斜着进入的反射光RLb(信号光)到达第一部分(孔62)与第二部分(基板61)的界面时，被反射膜63全部反射并导向受光部10的受光元件12。因此，相比于第一实施方式涉及的导光板60，能够使被受光单元接收的信号光更加增多。
这样，在第三实施方式涉及的传感器部100A中，相比于第一实施方式涉及的传感器部100，能够使被受光单元12接收的噪声光(反射光RLa)进一步减少，同时使被受光单元12接收的信号光(反射光RLb)进一步增多。由此，取得血管的图像时的信号/噪声比(SN比)进一步提高，能够更加进一步地切实地进行血管的位置的确定、血液信息的测量。
(第四实施方式)
第四实施方式中，相对于第二实施方式，生物体信息取得设备的结构以及生物体信息取得方法大致相同，但是传感器部上的导光板的结构不同。在此，对第四实施方式涉及的导光板的结构以及作用，说明与第二实施方式的差异。
<传感器部>
参照图10说明第四实施方式涉及的传感器部110A。图10是示出第四实施方式涉及的传感器部的构造的概略截面图。
如图10所示，第四实施方式涉及的传感器部110A具备摄像装置90和导光板70A。第四实施方式的导光板70A相对于第二实施方式的导光板70，在形成有孔72的基板71的壁面(沿Z方向的面)上形成有反射膜73这点不同。反射膜73由与反射膜63相同的金属膜构成。
在第四实施方式涉及的导光板70A中，在形成有孔72的基板71的壁面上形成有反射膜73，因此在第一部分(基板71)与第二部分(孔72)的界面上存在反射膜73。因此，从发光元件43射出的斜光ILa到达第二部分(孔72)与第一部分(基板71)的界面时，被反射膜73全部反射而朝向人体M。因此，相比于第二实施方式的导光板70，能够使噪声光(图12所示的反射光RLa)更加减少。
另一方面，相对于发光部40的法线方向斜着进入的反射光RLb(信号光)到达第一部分(基板71)与第二部分(孔72)的界面时，被反射膜73全部反射并被受光部10的受光元件12接收。因此，相比于第二实施方式涉及的导光板70，能够使被受光单元接收的信号光更加增多。
这样，在第四实施方式涉及的传感器部110A中，相比于第二实施方式涉及的传感器部110，能够使被受光单元12接收的噪声光(反射光RLa)更加减少，同时使被受光单元12接收的信号光(反射光RLb)更加增多。由此，与第三实施方式涉及的传感器部100A相同，取得血管的图像时的信号/噪声比(SN比)更加提高，能够更加进一步地切实地进行血管的位置的确定、血液信息的测量。
上述的实施方式只不过示出了本发明的一个方式，在本发明的范围内能够任意地变形以及应用。作为变形例，例如可考虑以下方式。
(变形例1)
在上述实施方式中，传感器部100、100A、110、110A具有在摄像装置90的保护部50上层叠有导光板60、60A、70、70A的结构，但是本发明并不限定于该方式。也可以具有使保护部50与导光板60、60A、70、70A一体化的结构。
图11是示出变形例1的传感器部的构造的概略截面图。图11中示出了作为变形例1涉及的传感器部120，使保护部50与第四实施方式涉及的导光板70A一体化的情况的例子。传感器部120具备的摄像装置91具有被与保护部一体化的导光板80。导光板80由与上述实施方式的基板61、71相同的材料构成的基板81构成。基板81上设置有从上方侧的面80a未贯通基板81的孔82。基板81具有上方侧的部分81a和下方侧的部分81b。上方侧的部分81a是相当于例如图8的(b)所示的导光板70的基板71(部分71a)的部分。下方侧的部分81b是相当于图7的保护部50的平板状的部分。在导光板80中，由于通过下方侧的部分81b能够支承上方侧的部分81a，因此相当于图8的(b)所示的导光板70的部分71b变得不需要。在形成有孔82的上方侧的部分81a的壁面(沿Z方向的面)上形成有由金属膜构成的反射膜83。
根据这样的结构的导光板80，可得到与第四实施方式相同的效果。然后，由于相当于保护部50的下方侧的部分81b和上方侧的部分81a由同一基板81被一体地构成，因此相比于第四实施方式能够抑制保护部50与导光板70A的界面上的反射，从而能够使噪声光进一步地减少。另外，基板81的上方侧的部分81a也可以是相当于图5的(b)所示的导光板60的基板61的部分。
(变形例2)
在第三实施方式、第四实施方式以及变形例1中，具有在基板61、71以及基板81的上方侧的部分81a的壁面上形成有由金属膜构成的反射膜63、73、83的结构，但是本发明并不限定于该方式。也可以是替代反射膜63、73、83而形成有例由遮光性的树脂材料等构成的遮光膜的结构。根据这样的结构，斜光ILa被遮光膜遮光，因此能够使被受光元件12接收的噪声光减少。
(变形例3)
在上述实施方式中，作为信息取得设备，已经列举以作为能够得到血管的图像信息、血液中的指定成分等的信息的便携式的信息终端设备的生物体信息取得设备200为例进行了说明，但是本发明并不限定于该方式。信息取得设备也可以是固定式等不同方式的信息终端设备，也可以是取得手指的静脉的图像信息并通过比较与预先被登记的静脉的图像信息从而确定个体的生物体认证设备。另外，信息取得设备也可以是对指纹、眼球的虹彩等进行摄像的固体摄像设备。

Claims (7)

1.一种信息取得设备，其特征在于，具备：
摄像装置，具有发光元件和受光元件，所述发光元件将光向对象物射出，所述受光元件接收来自所述对象物的光；以及
导光板，层叠设置于所述摄像装置的所述对象物侧，
所述导光板在所述摄像装置层叠有所述导光板的方向上具有透光性，且具有折射率相互不同的第一部分和第二部分，所述第一部分被配置为从所述方向观察的情况下与所述受光元件重叠，所述第二部分被配置为从所述方向观察的情况下与所述发光元件重叠。
2.根据权利要求1所述的信息取得设备，其特征在于，
所述第一部分的折射率小于所述第二部分的折射率。
3.根据权利要求2所述的信息取得设备，其特征在于，
在所述导光板，在沿所述受光元件以及所述发光元件的所述方向上设置有孔，所述孔是所述第一部分，所述导光板的所述孔以外的部分是所述第二部分。
4.根据权利要求1所述的信息取得设备，其特征在于，
所述第一部分的折射率大于所述第二部分的折射率。
5.根据权利要求4所述的信息取得设备，其特征在于，
在所述导光板，在沿所述受光元件以及所述发光元件的所述方向上设置有孔，所述孔是所述第二部分，所述导光板的所述孔以外的部分是所述第一部分。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的信息取得设备，其特征在于，
在所述第一部分与所述第二部分的界面形成有反射膜。
7.根据权利要求6所述的信息取得设备，其特征在于，
所述反射膜是金属膜。
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