專利名稱：生物體信息計測傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過接收來自生物體的光而非侵入地計測生物體信息的 生物體信息計測傳感器，
背JI技術(shù)
在醫(yī)療領(lǐng)域中頻繁地進(jìn)行著對于生物體信息的計測。對于生物體信息的 計測，在判斷被檢査者的健康狀態(tài)時非常重要，在此，生物體信息包括包含 在生物體組織中的特定成分的濃度、體溫信息、心率及血壓值等。此外，作 為計測對象的包含在生物體組織中的特定成分，可舉例例如包含在血液中的 血糖、血紅蛋白、氣合血紅蛋白、中性脂肪、膽固醉、白蛋白以及尿酸等。
例如，在耳式體溫計中，通過接收位于耳孔內(nèi)的鼓膜所放射山的放射光, 計測體溫信息，另外，針對血糖儀，也嘗試著對于如F技術(shù)的開發(fā)，即，將 位于耳孔內(nèi)的鼓Eff放射出的旨光分光為特定區(qū)域波長的光并接收，并檢 測所接收的光的光譜，從而通過光譜學(xué)的方法非侵入地計測血糖濃度，此外, 針對計測氧飽和度的裝置或指*61壓計等，已確立了接收來自生物體的光而 以光學(xué)或光譜學(xué)的，非侵入地計測生物體信息的技術(shù)。
如上所述那樣，在接收來自生物體的光而以光學(xué)或光譜學(xué)的方法非侵入 地進(jìn)行計測的計測方法中，由于無需從被檢査者采集以血液和體液等為代表 的生物體組織而作為試樣，所以大幅度減輕了給被檢査者帶來的負(fù)擔(dān)，因此 適合作為對于生物體信息的計測方法，
在利用光學(xué)或光譜學(xué)的計測攤非侵入地計測生物體信息時，采用生物 體信息計測傳感器，該生物體信息計測傳感器通過受光裝置接收生物體發(fā)凼 的放射光或者透過了生物體的Jt^fc或者被生物體反射的反射光，并對該光 進(jìn)行光電變換而輸出，作為公開了這種生物體信息計測傳感器的文獻(xiàn)，例如
有JP特開2003-70751號公報(專利文獻(xiàn)1)和JP特表2001-503999號公報 (專利文獻(xiàn)2)等，
專利文獻(xiàn)l: JP特開2003-70751號公報
專利文獻(xiàn)2: JP特表2001-503999號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明想要解決的問題
要利用上述生物體信息計測傳感器以更高精度計測生物體信息，則需要 提商受光裝置的受光效率。尤其是，在不具有另外的光源而僅捕捉生物體發(fā) 出的放射光來計測生物體計測傳感器時，由于生物體IW出的放射光非常微 弱，面此受光效率的提商是必不W少的，
面此，本發(fā)明是為解決上述問題而提出的，其目的在于，提供一種能夠
以商效率接收來自生物體的光的生物體信息計測傳感器，從而ti^以布精度 計測生物體信息'
用于解決問題的手段
基于本發(fā)明的生物體信息計測傳自皿過接收來自生物體的光而非侵 入地計測生物體信息的傳感器，其具有受光區(qū)域和波導(dǎo)，上述受光區(qū)域設(shè)覽 在接收來自生物體的光的受光裝置中。上述波導(dǎo)包括上述光入射的入口側(cè)開 口部以及上述光出射的出口側(cè)開口部，而且對應(yīng)于上述受光區(qū)域而設(shè)置，從 而將上述光導(dǎo)向上述受光區(qū)域。上述波導(dǎo)包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，其中， 該第一區(qū)域位于上述入口側(cè)開口部附近，而且其開口面積從上述入口側(cè)開口 部開始向上述出口側(cè)開口部遂漸變大，該第二區(qū)域位于上述出口側(cè)開口部附 近，而且其開口面積從上述入口側(cè)開口部開始向上述出口側(cè)開口部逐漸變小。
此外，上述"來自生物體的光"除了包括生物體發(fā)出的放射光以外，還 包括從光源向生物體照射的光的,光以及反射光，
通過這種結(jié)構(gòu)，在被導(dǎo)的第一區(qū)域中，使相對入口側(cè)開口部的開口面傾 斜入射的光被其壁面反射，從面使該光變換成沿著與波導(dǎo)的延伸方向更加平 行的方向傳播的光，而且，波導(dǎo)的第二區(qū)域以其開口面積逐漸縮小的方式構(gòu) 成，因此能夠使沿著其形狀通過第二區(qū)域的光在單位面積的光量增加。因此， 能夠使相對受光區(qū)域盡可能垂直入射的光的光量增加，從而能夠提高受光區(qū) 域的^fc效率，進(jìn)而能夠以商精度計測生物體信息，
另外，波導(dǎo)的第二區(qū)域以開口面積遂漸變小的方式構(gòu)成，因此在盡可能
抑制將入射到波導(dǎo)的第二區(qū)域光被波導(dǎo)壁面反射的次數(shù)少的基礎(chǔ)上，能夠使 該光在出口側(cè)開口部匯聚，從而能夠防止反射時的光的吸收及散射，進(jìn)而能 夠?qū)崿F(xiàn)更高的受光效率。
進(jìn)而，由于能夠?qū)⒉▽?dǎo)的入口側(cè)開口郁附坻前的形狀形成為前端變細(xì)的 形狀，因此能夠使形成波導(dǎo)的構(gòu)件的前端形狀相應(yīng)地前端變細(xì)，因此，不會 使形成波導(dǎo)的構(gòu)件的前端接觸到周圍的降礙物而能夠靠近被檢測部位，其結(jié) 果，能夠使入口側(cè)開口部靠近被檢測部位，因此，能夠?qū)碜员粰z測部位的 光以離效率導(dǎo)入到波導(dǎo)中，其結(jié)果，能夠提離受光區(qū)域的受光效率，進(jìn)而能 夠以商精度計測生物體信息。
在基于上述本發(fā)明的生物體信息計測傳感器中，上述波導(dǎo)優(yōu)先由筒狀的 波導(dǎo)形成構(gòu)件的內(nèi)周面構(gòu)成，此時，優(yōu)選地，上述被導(dǎo)在上述第"M域的內(nèi) 周面和上述波導(dǎo)形成構(gòu)件的中心軸所成的角度，大于上述波導(dǎo)在上述第二區(qū) 域的內(nèi)周面和上述波導(dǎo)形成構(gòu)件的中心軸所成的角度。
在此，波導(dǎo)形成構(gòu)件的內(nèi)周面和上述波導(dǎo)形成構(gòu)件的中心軸所成的角度 是指，這些內(nèi)周面和中心軸所成的角度中的狹角側(cè)角度，
在波導(dǎo)的第一區(qū)域中，為了將更多的光變換為更接坻于平行光的狀態(tài)， 有必耍使形成波導(dǎo)的波導(dǎo)形成構(gòu)件的內(nèi)周面相對中心軸更加陡。另外，在不 影響變換為更加接坻平行光狀態(tài)的光的平行度的狀態(tài)下，要在波導(dǎo)的第二區(qū) 域匯聚這些光，則有必要使形成波導(dǎo)的波導(dǎo)形成構(gòu)件的內(nèi)周面平緩。因此， 通過作為滿足這些條件的一個例子而翻如上所述的結(jié)構(gòu)，具有大幅度提高 受光效率的前景。
在基于上述本發(fā)明的生物體信息計測傳感器中，優(yōu)先以在上述入口側(cè)開 口部的開口形狀與在上述出口側(cè)開口都的開口形狀不同的方式形成.卜-述波 導(dǎo)。
通過這種結(jié)構(gòu)，能夠以在波導(dǎo)的入口側(cè)有盡可能多的光入射到波導(dǎo)中的 方式選擇入口側(cè)開口部的自，而且根據(jù)受光區(qū)域的形狀，能夠以在波導(dǎo)的 出口側(cè)所匯聚的光無損耗地入射到受光區(qū)域的方式選擇出口側(cè)開口部的形 狀，因此能夠?qū)崿F(xiàn)更高的受光效率，
發(fā)明的 根據(jù)本發(fā)明，則可提供能夠以高效率接收來自生物體的光的生物體信息 計測傳感器，從而能夠以高精度計測生物體信息，


圖1是示意性地示出了本發(fā)明的實(shí)施方式的生物體信息計測傳感器的使 用狀態(tài)的圖，
圖2是圖1所示的生物體信息計測傳感器的示意性剖視圖. 圖3A是示出了導(dǎo)入到圖1以及圖2所示的生物體信息計測傳感器中的光 的光路的圖-
圖3B是示出了導(dǎo)入到現(xiàn)有例的生物體信息計測傳感器中的光的光路的
圖，
圖4是用于針對圉3A以及圖3B所示的生物體信息計測傳感器說明所入
射的光相對受光區(qū)域的入射角的不同點(diǎn)的示意圖，
圉5是示出了本實(shí)施方式的波導(dǎo)形成構(gòu)件的內(nèi)周面的傾斜狀態(tài)的圖， 圉6是示出了本實(shí)施方式的生物體信息計測傳感器的變形例的示意性剖視圖。
圖7是示出了本實(shí)施方式的生物體信息計測傳感器的波導(dǎo)形成構(gòu)件的變 形例的圖》
圖8是示出了本實(shí)施方式的生物體信息計測傳感器的波導(dǎo)形成構(gòu)件的其 他 例的圖.
圖9是示出了本實(shí)施方式的生物體信息計測傳感器的波導(dǎo)形成構(gòu)件的另 外其他變形例的圖，其中，(a)是波導(dǎo)形成構(gòu)件的側(cè)視圖，(b)是示出了 波導(dǎo)形成構(gòu)件的入口側(cè)端面形狀的圖，(c)是示出了被導(dǎo)形成構(gòu)件的出口側(cè) 端面形狀的圖，
附圖標(biāo)記的說明
10生物體信息計測傳感器11探頭部12保護(hù)框體13防塵薄膜 i3a防塵窗i 14波導(dǎo)形成構(gòu)件s 14A、 B構(gòu)件14a入口側(cè)開口部14b出 口側(cè)開口部；14c內(nèi)周面i 14el入口側(cè)內(nèi)周面i 14c2出口側(cè)內(nèi)周面；15波 導(dǎo)15a前方側(cè)波導(dǎo)15b后方倒波導(dǎo)20受先元件21、 22受光區(qū)域
23、 24濾光片i 30鼓膜(被測定部位)40a、 40b入射光Al第一區(qū)域: A2第二區(qū)域，
具體實(shí)施弒
下面，參照附圉詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式，此外，在以下職的實(shí)施 方式中，舉例說明將本發(fā)明適用于血糖儀的情形，該血糖儀向耳孔內(nèi)插入內(nèi) 置有生物體信息計測傳感器的探頭部，并通過該生物體信息計測傳感器檢測
鼓膜所放射出的中紅外線的2個區(qū)域波長的光譜，由此計測血糖濃度，
圖1是示意性地示州了本發(fā)明的實(shí)施方式的生物體信息計測傳感器的使 用狀態(tài)的圖，圖2是圖1所示的生物體信息計測傳感器的示意性剖視圖，下 面，參照這些附圍來說明本實(shí)施方式的生物體信息計測傳感器的結(jié)構(gòu)。
如圖1所示，本實(shí)施方式的生物體信息計測傳感器IO包括于血糖儀的檢 測端中，用于檢測作為位于耳孔內(nèi)的被檢測部位的鼓膜30所放射出的微弱的 放射光，當(dāng)進(jìn)行計測時，如圖l所示，將作為檢測端的探頭部ll插入到耳孔 內(nèi)，使得所插入的探頭部11的前面(前端面)與鼓膜30相對置，并在該狀 態(tài)下，從探頭部11的前面向探頭部11內(nèi)導(dǎo)入鼓膜30所放射出的放射光，從 而計測血糖濃度，
如圖1以及圖2所示，生物體信息計測傳感器10主要由筒狀的波導(dǎo)形成 構(gòu)件W以及作為受光裝置的受光元件20構(gòu)成，其中，該波導(dǎo)形成構(gòu)件14以 及受光元件20配置在由保護(hù)框體12以及防塵薄膜13構(gòu)成的探頭部11的內(nèi) 部，
上述保護(hù)框體12由前面開口的筒狀的構(gòu)件構(gòu)成，防塵薄膜13以堵塞保 護(hù)框體12的前面開口的方式安^ft保護(hù)框體12上，而且，尤其是堵塞保護(hù) 框體12的前面開口的部分發(fā)揮防塵窗13a的功能》防塵薄膜13是用于防止 塵埃^A到探頭部11內(nèi)部的薄膜，作為該防塵薄膜13,例如可以采用塑料、 玻瑰、硅或鍺等的傳膜，在本實(shí)縱式中鄉(xiāng)聚乙烯薄膜，以使鼓腹30所放
射出的itM光良好地透過，
如圖2所示，波導(dǎo)形成構(gòu)件14在內(nèi)都具有波導(dǎo)15,而且，通過波導(dǎo)形成 構(gòu)件14的內(nèi)周面14c來規(guī)定波導(dǎo)15,波導(dǎo)形成構(gòu)件14例如由樹脂材料或金 屬材料等材料形成，而JJt于規(guī)定形成于其內(nèi)部的波導(dǎo)15的內(nèi)周面i4c實(shí)施
了鏡面加工。作為鏡面加工的方法，雖可以適用各種各樣的方法，但.優(yōu)先來 用例如鍍金或金、鉬等的蒸鍍，
波導(dǎo)形成構(gòu)件14以其前面與探頭部il的防塵窗i3a相對置的方式配置。 在波導(dǎo)形成構(gòu)件14的后方配置有上述受光元件20,在波導(dǎo)15中，鼓膜30 所放射出的鵬光入射的入口側(cè)開口部14a設(shè)置在其前面，通過了波導(dǎo)15的 上述放射光出射的出口側(cè)開口部Wb設(shè)置在其背面，
波導(dǎo)15包括前方側(cè)波導(dǎo)15a,其位于入口側(cè)開口部14a附近后方惻 波導(dǎo)15b,其位于出口側(cè)開口部14b附近，在此，前方側(cè)波導(dǎo)15a是相當(dāng)于波 導(dǎo)15的第一區(qū)域Al的部分，后方側(cè)波導(dǎo)15b是相當(dāng)于第二區(qū)域A2的部分。 在波導(dǎo)1S的第一區(qū)域Al,波導(dǎo)形成構(gòu)件14的入口側(cè)內(nèi)周面14cl以使波導(dǎo) 15的開口面積從入口側(cè)開口部Wa起向出口側(cè)開口部14b遂漸變大的方式形 成為傾斜狀態(tài)，另一方面，在波導(dǎo)1S的第二區(qū)域A2，波導(dǎo)形成構(gòu)件14的出 口側(cè)內(nèi)周面Mc2以使波導(dǎo)15的開口面積從入口側(cè)開口部Wa起向出口側(cè)開 口都14b逐漸變小的方式形成為傾斜狀態(tài)，
配置在波導(dǎo)形成構(gòu)件14的后方的受ftS件20是--種將在后述的受光區(qū) 域上所接收的光信號光電變換為電信號的元件，在受光元件加的主表面上設(shè) 置有兩個受光區(qū)域2K 22。這些受光區(qū)域2K 22是接收來自生物體的光的區(qū) 域.此外，作為受光元件20,例如可以翻將兩個光電二極管內(nèi)置于單個半 導(dǎo)體基板中的元件，或可以采用兩個將一個光電二極管內(nèi)置于單個半導(dǎo)體基 板中的元件.
在受光元件21、 22的表面上分別粘貼有濾光片23、 24。濾光片23、 24 是-一種僅使特定區(qū),長的光透過而防止特定區(qū)域波長以外區(qū)域波長的光透
過的分光裝置。在本實(shí)施方式中，作為濾光片23采用使依賴于血糖濃度的波 長為9 m W n m的中紅外線透過的濾光片，而作為濾光片24采用使不依 賴于血 ^的波長為8nm 9nin的中紅外線透過的濾光片，形成于波導(dǎo) 形成構(gòu)件14內(nèi)部的波導(dǎo)15的凼口側(cè)開口部14b,中間隔著這些濾光片23、 24而與受光元件20的受光區(qū)域21、 22相對置，此外，在本實(shí)施方式中舉例 了采用濾光片而作為分光裝置的情形，但除此之外還可以采用衍射光柵或梭 鏡等，
通過如JJf述的結(jié)構(gòu),iM皿凼并入射到波導(dǎo)15中的放射光在波導(dǎo)15
內(nèi)匯聚，然后照射到濾光片23、 24,照射到濾光片23、 24的雌光被濾光片 23、 24分光為兩個區(qū)域波長的中紅外線，由此只有分光為各自區(qū)域波長的中 紅外線分別入射到受光元件20的受光區(qū)域2K 22。然后，在受光無件20中 對所接收到的光進(jìn)行光電變換并輸出，并在血糖儀中，基于其輸出信號檢測 光譜，從而決定血糖濃度，
圖3A是示凼了導(dǎo)入到圖1以及圖2所示的生物體信息計測傳感器中的光 的光路的圖，圖3B是為了比較而示出了導(dǎo)入到現(xiàn)有例的生物體信息計測傳感 器中的光的光路的圉，另外，圖4是用于針對圖3A以及圖3B所示的生物體 信息計測傳感器說明所入射的光相對受光區(qū)域的入射角的不同點(diǎn)的示意圖， 下面，參照這幾附圖來說明采用本實(shí)施方式的生物體信息計測傳感器時可獲 得的效果、即受光效率的提離，
如圉3A所示，在本實(shí)施方式中的生物體信息計測傳麟10中，以規(guī)定 角度沿著傾斜方向入射到波導(dǎo)形成構(gòu)件14的入口惻開口部14a的丌口面的放 射光40a,入射到規(guī)定前方側(cè)波導(dǎo)15a的波導(dǎo)形成構(gòu)件14的入口側(cè)內(nèi)周面 并被該入U側(cè)內(nèi)周面14cl反射，如上所述，由于波導(dǎo)形成構(gòu)件14的 入口側(cè)內(nèi)周面Wcl具有規(guī)定的傾斜形狀，面此被入口側(cè)內(nèi)周面14cl反射的 放射光40a變換為沿著進(jìn)一歩與波導(dǎo)15的延伸方向(即，波導(dǎo)形成構(gòu)件14 的中心軸的延伸方向)平行的方向的光，因此，由于存在該前方側(cè)波導(dǎo)15a, 所以導(dǎo)入到后方側(cè)波導(dǎo)ISb的放射光會調(diào)整為更加接坻于平行光的狀態(tài)，
然后，入射到后方側(cè)波導(dǎo)15b的放射光絲鵬后方側(cè)波導(dǎo)15b的波導(dǎo) 形成構(gòu)件14的出口側(cè)內(nèi)周面lc2的形狀匯聚，并通過出口側(cè)開口部14b入 射到受光元件20的受光區(qū)域21、 22,此外，在此，后方側(cè)波導(dǎo)lSb以其開口 面積從入口側(cè)開口都14a側(cè)開始向凼口側(cè)開口部Wb逐漸減少的方式形成， 因ftA射到后方側(cè)波導(dǎo)15b的微光被出口側(cè)內(nèi)周面14c2反射盡可能少的次 數(shù)，因此，能夠防止發(fā)生反射時的放射光的吸收以及散射，從而能夠防止從
凼口側(cè)開口部wb a射的放射光的光量的減少，
另一方面，如圉3B所示，在將波導(dǎo)形成構(gòu)件14形成為筆直的管狀形狀 的現(xiàn)有樹的生物體信息計測傳感器中，以規(guī)定的角度沿著傾斜方向入射到波 導(dǎo)形成構(gòu)件14的入口側(cè)開口部14a的開口面的放射光40b,被規(guī)定波導(dǎo)15a 的波導(dǎo)形成構(gòu)件14的內(nèi)周面14c反復(fù)反射,從而在沒有變換為沿著與波導(dǎo)15
的延伸方向更加平行的方向傳播的光的狀態(tài)下通過出口側(cè)開口部14b,因此直 接到達(dá)受光元件20的受光區(qū)域21、 22,通過被該內(nèi)周面14c的反復(fù)反射，放 射光4他的一部分被內(nèi)周面14c吸收或散射，因此以光量減少的狀態(tài)入射到 受光區(qū)域21、 22,
在此，如圖4所示，受光元件20具有能夠接收AJt到受光區(qū)域21、 22 的光的角度范圍，通常稱之為開口角，在圖4中，將該開U角表示為8 ,該 開口角是表示從受光區(qū)域21、 22的受先面的法線開始的傾斜度的角度，面且， 在入射光與該法線所成的角度為規(guī)定角度以上的惜況下(即，針對相對受光 面以大于開口角的角度所入射的入射光)，成為不能接收該入射光的臨界角，
如上所述，在本實(shí)施方式的生物體信息計測傳感器10中，針對傾斜入射 到波導(dǎo)形成構(gòu)件14的入口側(cè)開口部l紐的開口面的放射光40a,通過規(guī)定前 方惻波導(dǎo)15a的入口側(cè)內(nèi)周面14cl反射該旨光，也使之變換為沿著與波導(dǎo) 15的延伸方向更加平行的方向的光。因此，變換后的放射光以飾平行靠近 受光區(qū)域21、 22的受光面的法線的狀態(tài)入射到受光區(qū)域21、 22,與此相對， 在現(xiàn)有例的生物體信息計測傳感器中，傾斜AM到波導(dǎo)形成構(gòu)件14的入口側(cè) 開口部14a的開口面的放射光40b,在相對受光區(qū)域21、 22的受光而的法線 維持相間角度的情況下入射到受光區(qū)域21、 22,
因此，如圖3A、圖3B所示，以相同角度傾斜入射到波導(dǎo)形成構(gòu)件14的 入口側(cè)開口部Wa的開口面的放射光40a、 40b,如圖4所示，會以不同角度 入射到受光區(qū)域21、 22的受光面，將此時的放射光40a、 40b與受光區(qū)域21、 22的受光面的法線所成的角度分別設(shè)定為a 1 、 a 2時，這些角度與開口角的 關(guān)系有時會變?yōu)?1<0< 2 從而可知，會發(fā)生現(xiàn)冇例的生物體信息計測傳 感器中不能接收的放射光會被本實(shí)施方式的生物體信息計測傳感器10接收的 情形，因此本實(shí)施方式的生物體信息計測傳感器IO與現(xiàn)有例的生物體信息計 測傳自相比，其受光效率可大幅度提髙，
如上所說明的那樣，通M3R用本實(shí)施方式的生物體信息計測傳感器10, 在lnr側(cè)波導(dǎo)15a中，通過使傾斜入射到入口側(cè)開口部14a的開口面的g[M 光被入口側(cè)內(nèi)周面14cl反射，能夠使之變換為與被導(dǎo)15的延伸方向更加平 行的方向傳播的光，另外，由于后方側(cè)波導(dǎo)15b以其開口面積逐漸變小的方 式構(gòu)成，因此能夠增加沿著其形狀而通過后方側(cè)波導(dǎo)15b的S^光在單位面積的光量。因此，能夠增加盡可能垂直入射到受光區(qū)域21、 22的光的光量， 從而,提高受光區(qū)域21、 22的受光效率，從而能夠以高精度計測生物體信息。
另外，后方側(cè)波導(dǎo)15b以其開口面積逐漸變小的方式構(gòu)成，因此在盡可 能抑制入射到后方側(cè)波導(dǎo)15b的放射光被后方側(cè)波導(dǎo)1Sb的出口惻內(nèi)周面 lc2反射的次數(shù)少的基礎(chǔ)上，能夠使該光在出口側(cè)開口部14b匯聚，因此能 夠防止反射時的光的吸收及散射，從而能夠?qū)崿F(xiàn)更高的受光效率，
圉5是示fH了本實(shí)施方式的波導(dǎo)形成構(gòu)件的內(nèi)周面的傾斜狀態(tài)的圖。在 前方側(cè)波導(dǎo)15a中，要使更多的放射光變換成更加接近于平行光的狀態(tài)，則 需要使規(guī)定前方側(cè)波導(dǎo)15a的入口側(cè)內(nèi)周面14cl相對波導(dǎo)形成構(gòu)件14的中 心軸更陡，另外，在不影響前方側(cè)波導(dǎo)15a中變換為更加接近平行光的狀態(tài) 的光的平行度的前提下，要在后方側(cè)波導(dǎo)15b匯聚這些放射光，則有必要規(guī) 定后方側(cè)波導(dǎo)1Sb的出口側(cè)內(nèi)周面14e2相對波導(dǎo)形成構(gòu)件i4的中心軸平緩，
作為滿足于此的條件之一，可考慮采用如下結(jié)構(gòu)，即，規(guī)定前方側(cè)波導(dǎo) 15a的入口側(cè)內(nèi)周面14cl和波導(dǎo)形成構(gòu)件14的屮心軸所成的角度，大于規(guī)定 后方側(cè)波導(dǎo)15b的出口側(cè)內(nèi)周面14c2和波導(dǎo)形成構(gòu)件14的中心軸所成的角 度，在此，入口側(cè)以及出口側(cè)內(nèi)周面14cl、 14o2和波導(dǎo)形成構(gòu)件14的中心 軸所成的角度是指，這幾入口側(cè)以及出口側(cè)內(nèi)周面WcK 14c2和波導(dǎo)形成構(gòu) 件W的中心軸所成的角度中狹角側(cè)角度，
通3M足這種IHt-,在前方側(cè)波導(dǎo)15a中能夠?qū)⒏嗟墓庾儞Q為更接近 于平行光的狀態(tài)，另外，在不影響在前方側(cè)波導(dǎo)15a變換為更加接坻平行光 狀態(tài)的光的平行度的前提下，能夠在后方側(cè)波導(dǎo)15b忙聚這些光，因此具有 大幅度提高受光效率的前景，
圖6是示出了本實(shí)旅友式的生物體信息計測傳感器的變形例的示意性剖 視圖，在本變形例的生物體信息計測傳感器中，根據(jù)前方側(cè)波導(dǎo)15a的形狀， 將波導(dǎo)形成構(gòu)件的前端形狀形成為前部變細(xì)的形狀，而且，進(jìn)而根據(jù)該前部 變細(xì)的形狀的波導(dǎo)形成構(gòu)件W,將血糖儀的探頭部11的前端形狀形成為前部 變細(xì)的形狀，
通，用這種結(jié)構(gòu)，與包括圖2所示的生物體信息計測傳感器的血 ^ 相比，能夠使探頭部11的前端形狀縮小如圖6中以虛線所示的量，因此，在　 將探頭部U插入到耳孔內(nèi)時，進(jìn)一步能夠使探頭部"的前端面插入到耳孔 的深處，因此，能夠使波導(dǎo)形成構(gòu)件14的入口側(cè)開口部14a更加靠近作為被 檢測部位的鼓膜30,其結(jié)果，能夠?qū)⒐哪?0所發(fā)出的腿光以離效率導(dǎo)入到 波導(dǎo)15中，因此，能夠提寓受光區(qū)域21、 22的受光效率，從而能夠以離—精 度計測生物體信息-
在上述內(nèi)容中，舉例說明了將本發(fā)明適用于內(nèi)置在血糖儀中的生物體信 息計測傳感器的情形，該血糖儀是檢測中紅外線的兩個區(qū)域波長的光譜，由 此計測血糖濃度的AII儀，但本發(fā)明也可以適用于內(nèi)置在檢測其他生物體成 分的計測裝置中的生物體信息計測傳感器、或者內(nèi)置在計測體溢信息、心率 或血壓值等的計測裝置中的生物體信息計測傳感器，若為前者，則除了利用 例如中紅外線的傳感器之外，還可以適用于利用近紅外線的傳感器以及利用 可見光的傳感器等中，另外，作為檢測對象成分，除了如上所述的包含在血 液中的血糖之外，還可以舉例血虹蛋白、氧合血紅蛋白、中性脂助、膽固醉、 白蛋白、尿酸等。
在計測對象不同的情況下，有必要對生物體信息計測傳感器的結(jié)構(gòu)也進(jìn) 行各種各樣的變形，另外，在計測對象為上述血糖的情況下，也可以對生物 體信息計測傳M的結(jié)構(gòu)進(jìn)行各種各樣的變形，F(xiàn)面，對于這些當(dāng)屮的--個 例子進(jìn)行說明-
圖7至面9是示出了本實(shí)施方式的生物體信息計測傳感器的波睹形成構(gòu) 件的變形例的圖，此外，在閣9中，(a)是波導(dǎo)形成構(gòu)件的側(cè)視圖，(b) 是示出了波導(dǎo)形成構(gòu)件的入口側(cè)端面形狀的圖，(c)是示凼了波導(dǎo)形成構(gòu)件 的出口側(cè)端面形狀的圖，下面，參照這些附國來說明本實(shí)施方式的生物體信 息計測傳感器的波導(dǎo)形成構(gòu)件的變形例，
在圖7所示的變形例是，波導(dǎo)形成構(gòu)件14在中心軸的延伸方向上分割為 構(gòu)件14A、 14B,并i鄉(xiāng)結(jié)等方法組合這些構(gòu)件14A、 WB而成為一體的情 形,在構(gòu)件WA設(shè)置有前方惻波導(dǎo)i5a,而在構(gòu)件l祖設(shè)置有后方惻波導(dǎo)15b,
在這樣相互組合內(nèi)部形成有被導(dǎo)的多個構(gòu)件而一體形成波導(dǎo)形成構(gòu)件的 情況下，也可以得到與上述本實(shí)施方式同樣的效果，在這樣相互組合多個構(gòu) 件而一體形成的情況下的優(yōu)點(diǎn)為，在通過金屬切削或樹脂成型制作波導(dǎo)形成 構(gòu)件時，有時通過這些加工會很難形成期望的形狀，但此時采用本結(jié)構(gòu)，則
也可以使制作變得容易。
圖8所示的變形例是，在波導(dǎo)形成構(gòu)件14中形成了兩個波導(dǎo)15的情形。 這些兩個波導(dǎo)15是對應(yīng)于設(shè)置在未圖示的受光元件的兩個受光區(qū)域而設(shè)置 的，而且，從設(shè)置在波導(dǎo)形成構(gòu)件14的前面的入口側(cè)開口部14aAlt到波導(dǎo) 15的各自的放射光通過各自的波導(dǎo)15內(nèi)，并且，在設(shè)置于波導(dǎo)形鵬件14 的背面的各自的凼口側(cè)開口部l幼忙聚并出射，進(jìn)而分別照射到未圖示的受 光無件的兩個受光區(qū)域而被接收，
通過艦這種結(jié)構(gòu)，能夠使波導(dǎo)形成構(gòu)件14的出口側(cè)開口部！4b的各自 的形狀分別對應(yīng)于受光區(qū)域的形狀，因此能夠通ittS光元件來對導(dǎo)入到波導(dǎo) 15內(nèi)的放射光無損耗地進(jìn)行光電變換，因此能夠以更高的精度計測生物體信
息<
在圖9所示的變形例中，波導(dǎo)形成構(gòu)件14的入口側(cè)開口郁Wa的開口形 狀和波導(dǎo)形成構(gòu)件14的出口側(cè)開口部14b的開口形狀不同，具體地說，將入 口側(cè)開口部14a的開口形狀形成為圓形，而將出口側(cè)開口部14b的開口形狀 形成為矩形，
這樣，在使波導(dǎo)的入U側(cè)開口部和出口側(cè)開口都的開口形狀不同的情lft 下的優(yōu)點(diǎn)為，能夠以在波導(dǎo)的入口側(cè)有盡可能多的光入射到波導(dǎo)內(nèi)的方式選 擇入口側(cè)開口部的形狀，面且，根據(jù)受光區(qū)域的形狀，能夠以使在波導(dǎo)的出 口側(cè)所匯聚的光無損耗地入射到受光區(qū)域的方式選擇出口側(cè)開口部的形狀， 因此，能夠?qū)崿F(xiàn)更寓的效效率，
在如上所說明的實(shí)施方式中，舉例說明了接收生物體的被測定部位所放 射出的放射光的生物體信息計測傳感器，但本發(fā)明當(dāng)然也可以適用于接收從 光源照射到生物體的被測定部位的光的,光或放射光并對該光進(jìn)行光電變 換的生物體信息計測傳感器，
另外，在如上所說明的實(shí)施方式及其變形例中，舉例說明了將鼓膜作為 生物體的被測定部位的情形，但被測定部位并不僅限定于此，而也可以利用 生物體的各種各樣的部位，
如上所述，這次公開的上述實(shí)施方式及其變形例在所有方而可視為示例， 而不可視為限定，本發(fā)明的技術(shù)范圍由后述的技術(shù)方案所決定，而且包括在 與后述的技術(shù)方案均等的含義及范圍內(nèi)的所有變形，
權(quán)利要求
1.一種生物體信息計測傳感器，通過接收來自生物體的光而非侵入地計測生物體信息，其特征在于，具有受光區(qū)域，其設(shè)置在接收來自生物體的光的受光裝置；波導(dǎo)，其包括上述光入射的入口側(cè)開口部以及上述光出射的出口側(cè)開口部，而且對應(yīng)于上述受光區(qū)域而設(shè)置，從而將上述光導(dǎo)向上述受光區(qū)域，而且上述波導(dǎo)包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，其中，該第一區(qū)域位于上述入口側(cè)開口部附近，而且其開口面積從上述入口側(cè)開口部開始向上述出口側(cè)開口部逐漸變大，該第二區(qū)域位于上述出口側(cè)開口部附近，而且其開口面積從上述入口側(cè)開口部開始向上述出口側(cè)開口部逐漸變小。
2. 如權(quán)利要求l所述的生物體信息計測傳感器，其特征在于， 上述波導(dǎo)由簡狀的波導(dǎo)形成構(gòu)件的內(nèi)周面構(gòu)成，上述波導(dǎo)在上述第一區(qū)域的內(nèi)周面和上述波導(dǎo)形成構(gòu)件的中心軸所成的 角度，大于上述波導(dǎo)在上述第二區(qū)域的內(nèi)周面和上述波導(dǎo)形成構(gòu)件的中心軸 所成的角度。
3. 如權(quán)利要求l所述的生物體信息計測傳感器，,征在于，上述波導(dǎo) 在上述入口側(cè)開口部的開口形狀與在上述出口側(cè)開口部的開口形狀不同。
全文摘要
生物體信息計測傳感器(10)具有受光區(qū)域(21、22)，其設(shè)置在接收來自生物體的光的受光元件(20)；波導(dǎo)(15)，其包括上述光入射的入口側(cè)開口部(14a)以及上述光出射的出口側(cè)開口部(14b)，而且對應(yīng)于受光區(qū)域(21、22)而設(shè)置，從而將上述光導(dǎo)向受光區(qū)域(21、22)。波導(dǎo)(15)包括前方側(cè)波導(dǎo)(15a)和后方側(cè)波導(dǎo)(15b)，其中，該前方側(cè)波導(dǎo)(15a)位于入口側(cè)開口部(14a)附近，而且其開口面積從上述入口側(cè)開口部(14a)開始向上述出口側(cè)開口部(14b)逐漸變大，該后方側(cè)波導(dǎo)(15b)位于出口側(cè)開口部(14b)附近，而且其開口面積從上述入口側(cè)開口部(14a)開始向出口側(cè)開口部(14b)逐漸變小。通過這種結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)能夠以高效率接收來自生物體的光的生物體信息計測傳感器。
文檔編號A61B5/145GK101184440SQ20068001898
公開日2008年5月21日 申請日期2006年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月7日
發(fā)明者時田宗雄 申請人:歐姆龍健康醫(yī)療事業(yè)株式會社