光デバイスの製造方法、光デバイス及び生体情報検出器
【課題】 ボンディングワイヤーのボンディングパッドへの取り付けの信頼性を高める光デバイス等を提供する。
【解決手段】 光デバイスは、第１の面１１Ａ及び第２の面１１Ｂを有する基板と、第２の面１１Ｂに実装され、第１の中心１４−１を有する発光素子１４と、第１の面１１Ａに実装され、第２の中心１６−１を有する受光素子１６とを含む。発光素子１４の少なくとも一部は、平面視において、受光素子１６に重なる位置に配置され、発光素子１４よりも後付けされる受光素子１６は、ボンディングパッド１６Ａ’を有し、ボンディングパッド１６Ａ’は、平面視において、第２の中心１６−１よりも第１の方向ＤＲ１に変位した位置に設けられ、第１の中心１４−１は、平面視において、第２の中心１６−１よりも第２の方向ＤＲ２に変位した位置に設けられる。
【解決手段】 光デバイスは、第１の面１１Ａ及び第２の面１１Ｂを有する基板と、第２の面１１Ｂに実装され、第１の中心１４−１を有する発光素子１４と、第１の面１１Ａに実装され、第２の中心１６−１を有する受光素子１６とを含む。発光素子１４の少なくとも一部は、平面視において、受光素子１６に重なる位置に配置され、発光素子１４よりも後付けされる受光素子１６は、ボンディングパッド１６Ａ’を有し、ボンディングパッド１６Ａ’は、平面視において、第２の中心１６−１よりも第１の方向ＤＲ１に変位した位置に設けられ、第１の中心１４−１は、平面視において、第２の中心１６−１よりも第２の方向ＤＲ２に変位した位置に設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光デバイスの製造方法、光デバイス及び生体情報検出器等に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体情報測定装置は、例えば人間の脈拍数、血液中の酸素飽和度、体温、心拍数等の生体情報を測定し、生体情報測定装置の一例は、脈拍数を測定する脈拍計である。また、脈拍計等の生体情報測定装置は、時計、携帯電話、ページャー、パーソナルコンピューター等の電子機器に組み込まれてもよく、又は電子機器と組み合わせてもよい。生体情報測定装置は、生体情報を検出する生体情報検出器を有し、生体情報検出器は、被検査体（ユーザー）の被検出部位に向けて光を発光する発光素子と、被検出部位からの生体情報を有する光を受光する受光素子とを含む。このように、生体情報検出器又は生体情報測定装置は、光デバイスを有し、生体情報を検出又は測定することができる。生体情報検出器又は生体情報測定装置だけでなく、一般的な検出器又は測定装置（広義には、電子機器）も、光デバイスを有することができる。
【０００３】
特許文献１は、脈拍計（広義には、生体情報測定装置）を開示し、脈拍計の受光素子（例えば、特許文献１の図１６の受光素子１２）は、被検出部位での反射光（例えば、特許文献１の図１６の点線）を拡散反射面（例えば、特許文献１の図１６の反射部１３１）を介して受光する。特許文献１の光プローブ１は、平面視において発光素子１１と受光素子１２とが重なり、光プローブ１の小型化を図る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３３７６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の図４は、受光素子１２への配線（狭義には、ボンディングワイヤー）及び電極（狭義には、ボンディングパッド）が表されている。平面視において発光素子１１と受光素子１２とが重なる場合、特許文献１の図５に示されるように、ボンディングパッドの直下の位置に発光素子１１の第１の発光素子１１１が存在する。このような構成では、ボンディングワイヤーをボンディングパッドに取り付ける時、その取り付けの信頼性を高めることが困難である。或いは、このような製造工程において、発光素子１１１が破損してしまうこともある。
【０００６】
本発明の幾つかの態様によれば、ボンディングワイヤーをボンディングパッドに取り付ける時、その取り付けの信頼性を向上可能な光デバイスの製造方法、光デバイス及び生体情報検出器を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、第１の面及び前記第１の面と対向する第２の面を有する基板を準備し、
第１の中心を有する発光素子を前記第２の面に実装し、
（ａ）第２の中心及びボンディングパッドを有する受光素子が平面視において前記発光素子の少なくとも一部と重なり、（ｂ）ボンディングパッドが平面視において前記第２の中心よりも第１の方向に変位し、且つ（ｃ）第１の中心が平面視において前記第２の中心よりも前記第１の方向と反対である第２の方向に変位するように、前記受光素子を前記第１の面に実装し、
前記ボンディングパッドの直下の位置を支えながら、前記ボンディングパッドにボンディングワイヤーを取り付けることを特徴とする光デバイスの製造方法に関係する。
【０００８】
本発明の一態様によれば、受光素子のボンディングパッドが平面視において受光素子の中心（第２の中心）よりも第１の方向に変位し、且つ発光素子の中心（第１の中心）が平面視において受光素子の中心（第２の中心）よりも第２の方向に変位する。従って、受光素子のボンディングパッドの直下の位置を冶具（ｊｉｇ）等で支えることができる。受光素子のボンディングパッドの直下の位置が支えられているので、ボンディングツールでボンディングパッドを押さえても、受光素子のボンディングパッドは静止することができる。これにより、ボンディングパッドにボンディングワイヤーを確実に取り付けることができる。その結果として、ボンディングワイヤーをボンディングパッドに取り付ける時、その取り付けの信頼性が向上する。また、受光素子のボンディングパッドの直下の位置に空間が生じる場合、受光素子のボンディングパッドの直下の位置に発光素子を実装しないことができる。従って、ボンディングワイヤーをボンディングパッドに取り付ける時、発光素子の破損を防止できる。
【０００９】
また、本発明の一態様では、前記発光素子は、前記発光素子が発する光を反射させる第１の反射部を介して前記第２の面に実装されてもよく、
前記ボンディングワイヤーは、前記ボンディングパッドの前記直下の位置を前記第１の反射部で支えながら、前記ボンディングパッドに取り付けられてもよい。
【００１０】
このように、発光素子に第１の反射部が付加されることにより、受光素子のボンディングパッドの直下の位置を第１の反射部及び冶具等で支えることができる。従って、ボンディングパッドにボンディングワイヤーを確実に取り付けることができる。また、第１の反射部は、冶具が発光素子に接触することを防止することができ、その結果として、発光素子の破損を防止できる。
【００１１】
また、本発明の他の態様は、第１の面及び前記第１の面と対向する第２の面を有する基板と、
前記第２の面に実装され、第１の中心を有する発光素子と、
前記第１の面に実装され、第２の中心を有する受光素子と、
を含み、
前記発光素子の少なくとも一部は、平面視において、前記受光素子に重なる位置に配置され、
前記発光素子よりも後付けされる前記受光素子は、ボンディングパッドを有し、
前記ボンディングパッドは、平面視において、前記第２の中心よりも第１の方向に変位した位置に設けられ、
前記第１の中心は、平面視において、前記第２の中心よりも前記第１の方向と反対である第２の方向に変位した位置に設けられることを特徴とする光デバイスに関係する。
【００１２】
本発明の他の態様によれば、受光素子のボンディングパッドが平面視において受光素子の中心（第２の中心）よりも第１の方向に変位した位置に設けられ、且つ発光素子の中心（第１の中心）が平面視において受光素子の中心（第２の中心）よりも第２の方向に変位した位置に設けられる。従って、ボンディングパッドにボンディングワイヤーを確実に取り付けることができる。
【００１３】
また、本発明の他の態様では、前記発光素子は、平面視において、矩形の輪郭形状を有してもよく、
前記矩形の１辺は、平面視において、前記ボンディングパッドを中心とする所与の半径を有する円に接してもよい。
【００１４】
このように、発光素子は、受光素子のボンディングパッドの直下の位置から所与の半径だけ離すことができる。従って、受光素子のボンディングパッドの直下の位置に空間を確保することができる。
【００１５】
また、本発明の他の態様では、前記発光素子は、平面視において、矩形の輪郭形状を有してもよく、
前記矩形の１辺は、平面視において、前記第１の中心と前記第２の中心とを結ぶ方向に直交してもよい。
【００１６】
このように、発光素子は、受光素子のボンディングパッドの直下の位置から効果的に離すことができる。従って、受光素子のボンディングパッドの直下の位置に空間を確保することができる。
【００１７】
また、本発明の他の態様では、前記発光素子のすべては、平面視において、前記受光素子に完全に重なる位置に配置されてもよい。
【００１８】
このように、発光素子が平面視において受光素子に完全に重なることにより、光は、受光素子に到達し易くなる。言い換えれば、発光素子が形成する遮光領域は、受光素子が形成する遮光領域と重なり、全体としての遮光領域は、受光素子が形成する遮光領域だけとなる。
【００１９】
また、本発明の他の態様では、光デバイスは、
第３の中心を有し、前記発光素子が発する光を反射させる第１の反射部を、さらに含み、
前記第３の中心は、平面視において、前記第１の中心と一致してもよい。
【００２０】
このように、発光素子に第１の反射部が付加されることにより、受光素子のボンディングパッドの直下の位置を第１の反射部及び冶具等で支えることができる。従って、ボンディングパッドにボンディングワイヤーを確実に取り付けることができる。
【００２１】
また、本発明の他の態様は、上記に記載の光デバイスと、
被検査体との接触面を有し、前記発光素子が発する光の波長に対して透明な材料で構成される接触部と、
生体情報を有する光を反射させる第２の反射部と、
を含み、
前記発光素子は、前記被検査体の被検出部位に向かう光を発し、
前記受光素子は、前記発光素子が発する光が前記被検出部位にて反射された、前記生体情報を有する光を受け、
前記基板は、前記発光素子が発する光の波長に対して透明な材料で構成されるフレキシブル基板であり、
前記生体情報は、脈拍数であることを特徴とする生体情報検出器に関係する。
【００２２】
本発明の他の態様によれば、光デバイスを生体情報検出器に適用することにより、ボンディングワイヤーをボンディングパッドに取り付ける時、その取り付けの信頼性を向上した生体情報検出器（脈拍計）を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、本実施形態の光デバイスの構成例。
【図２】図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）、図２（Ｄ）は、本実施形態の光デバイスの製造方法の手順例。
【図３】光デバイスの比較例。
【図４】図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、光デバイスの配置例。
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、第１の中心と第２の中心との距離の説明図。
【図６】図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、本実施形態の生体情報検出器の構成例。
【図７】図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、図６（Ａ）の生体情報検出器の平面図。
【図８】図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）、図８（Ｄ）は、本実施形態の光デバイスの製造方法の他の手順例。
【図９】発光素子が発する光の強度特性の一例。
【図１０】接触部を通る光の透過特性の一例。
【図１１】本実施形態の生体情報検出器の他の構成例。
【図１２】光透過膜がコーティングされた基板を通る光の透過特性の一例。
【図１３】図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１３（Ｃ）は、第１の反射部の構成例。
【図１４】図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は、第１の反射部及び発光素子の平面視での外観例。
【図１５】図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）は、生体情報検出器を含む生体情報測定装置の外観例。
【図１６】生体情報測定装置の構成例。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２５】
１． 光デバイス
図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、本実施形態の光デバイスの構成例を示す。なお、図１（Ａ）、図１（Ｂ）において、各部材の寸法は、実際の寸法を正確に表すものではない。即ち、図１（Ａ）、図１（Ｂ）において、各部材の寸法は、以下の説明を理解し易くするために、拡大又は縮小されている。図１（Ａ）、図１（Ｂ）以外の他の図面も、同様に、必ずしも正確な寸法を表すものではない。
【００２６】
図１（Ａ）は、断面図を表し、図１（Ｂ）は、平面図を表す。図１（Ａ）に示されるように、光デバイスは、基板１１、発光素子１４及び受光素子１６を含む。基板１１は、第１の面１１Ａ及び第１の面１１Ａと対向する第２の面１１Ｂを有する。発光素子１４は、第１の面１１Ａに実装され、受光素子１６は、第２の面１１Ｂに実装される。例えば図１（Ｂ）に示されるように、平面視において、発光素子１４は、第１の中心１４−１を有し、受光素子１６は、第２の中心１６−１を有する。
【００２７】
図１（Ａ）、図１（Ｂ）の例では、発光素子１４のすべては、平面視において、受光素子１６に完全に重なる位置に配置されているが、発光素子１４の少なくとも一部が、平面視において、受光素子１６に重なる位置に配置されてもよい。即ち、発光素子１４は、平面視において、受光素子１６中に収まるが、発光素子１４の一部が、平面視において、受光素子１６の外に出てもよい。
【００２８】
図１（Ａ）、図１（Ｂ）の例では、発光素子１４及び受光素子１６の双方が既に基板１１に取り付けられているが、実際には、発光素子１４が基板１１に取り付けられた状態で、受光素子１６が基板１１に取り付けられる。発光素子１４よりも後付けされる受光素子１６は、ボンディングパッド１６Ａ’を有し、ボンディングパッド１６Ａ’は、平面視において、第２の中心１６−１よりも第１の方向ＤＲ１に変位した位置に設けられる。また、第１の中心１４−１は、平面視において、第２の中心１６−１よりも第１の方向ＤＲ１と反対である第２の方向ＤＲ２に変位した位置に設けられる。
【００２９】
受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’が平面視において受光素子１６の中心（第２の中心１６−１）よりも第１の方向ＤＲ１に変位した位置に設けられ、且つ発光素子１４の中心（第１の中心１４−１）が平面視において受光素子１６の中心（第２の中心１６−１）よりも第２の方向ＤＲ２に変位した位置に設けられる。従って、ボンディングパッド１６Ａ’にボンディングワイヤー６１−１を取り付ける時、ボンディングパッド１６Ａ’の直下の位置を冶具（ｊｉｇ）等で支えることができる。これにより、ボンディングワイヤー６１−１は、確実に取り付けることができる。
【００３０】
なお、図１（Ａ）、図１（Ｂ）の例では、ボンディングワイヤー６１−１は、受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’と受光素子１６への接続パッド６１’（広義には、受光素子１６への配線）との間を電気的に接続する。また、光デバイスの構成例は、図１（Ａ）、図１（Ｂ）によって限定されず、構成例の一部（例えば発光素子１４、受光素子１６、ボンディングパッド１６Ａ’等）の形状等は、変更してもよい。
【００３１】
１．１ 光デバイスの製造方法
図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）、図２（Ｄ）は、本実施形態の光デバイスの製造方法の手順例を示す。図１（Ａ）、図１（Ｂ）の例では、発光素子１４及び受光素子１６の双方が既に基板１１に取り付けられているが、図２（Ａ）に示すように、第１の面１１Ａ及び第１の面１１Ａと対向する第２の面１１Ｂを有する基板１１を準備する。第１の面１１Ａを例えば表面とし、第２の面１１Ｂを例えば裏面とする場合、図２（Ａ）の例では、基板１１は、裏返されている。
【００３２】
図２（Ｂ）に示すように、発光素子１４を第２の面１１Ｂの上に実装する。その後、発光素子１４が付けられた基板１１を裏返し、受光素子１６を第１の面１１Ａの上に実装する。図２（Ｃ）に示すように、以下の条件（ａ）〜（ｃ）を満たす（図１（Ｂ）参照）。
（ａ）第２の中心１６−１及びボンディングパッド１６Ａ’を有する受光素子１６が平面視において発光素子１４の少なくとも一部と重なること、
（ｂ）ボンディングパッド１６Ａ’が平面視において第２の中心１６−１よりも第１の方向ＤＲ１に変位すること、及び
（ｃ）第１の中心１４−１が平面視において第２の中心１６−１よりも第２の方向ＤＲ２に変位すること。
【００３３】
図２（Ｄ）に示すように、受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’の直下の位置を冶具７４で支えることができる。受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’の直下の位置が支えられているので、ボンディングツール７２でボンディングパッド１６Ａ’を押さえても、受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’は静止することができる。
【００３４】
図３は、光デバイスの比較例を示す。図３の例では、上記条件（ｃ）が満たされていない。図３に示すように、冶具７４は、発光素子１４を破壊しないように、受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’の直下の位置に空間を設ける必要がある。従って、受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’の直下の位置を冶具７４で直接に支えることができない。受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’の直下の位置が支えられていないので、ボンディングツール７２でボンディングパッド１６Ａ’を押さえると、基板１１が曲がってしまう。基板１１の曲がりに伴って受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’の位置は、変化する。ボンディングパッド１６Ａ’が静止することができないので、ボンディングパッド１６Ａ’にボンディングワイヤー６１−１を確実に取り付けることができない。
【００３５】
図３の例と比較して、図２（Ｄ）の例では、ボンディングパッド１６Ａ’の直下の位置を支えながら、ボンディングパッド１６Ａ’にボンディングワイヤー６１−１を取り付ける。このように、図２（Ｄ）の例では、ボンディングパッド１６Ａ’にボンディングワイヤー６１−１を確実に取り付けることができる。その結果として、ボンディングワイヤー６１−１をボンディングパッド１６Ａ’に取り付ける光デバイスの製造方法において、その取り付けの信頼性が向上する。
【００３６】
図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、光デバイスの配置例を示す。図１（Ｂ）と同様に、図４（Ａ）の例、及び図４（Ｂ）の例では、光デバイスとして、発光素子１４及び受光素子１６が表されている。図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示されるように、発光素子１４は、平面視において、矩形の輪郭形状を有し、矩形の１辺は、平面視において、ボンディングパッド１６Ａ’（狭義には、ボンディングパッド１６Ａ’の中心）を中心とする所与の半径を有する円に接する。発光素子１４は、平面視において、受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’の直下の位置から所与の半径だけ離すことができる。従って、受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’の直下の位置に空間を確保することができる。例えば、図２（Ｄ）に示すように、冶具７４で基板１１を直接に支えることができる。
【００３７】
図４（Ａ）に示すボンディングパッド１６Ａ’を中心とする所与の半径は、図４（Ｂ）に示すボンディングパッド１６Ａ’を中心とする所与の半径と等しく、受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’の直下の位置から同じ所与の半径だけ離すことができる。図４（Ａ）の例では、発光素子１４が平面視において受光素子１６に完全に重なる一方、図４（Ｂ）の例では、発光素子１４の一部が平面視において受光素子１６に重なる。発光素子１４が発する光が基板１１を通過し、受光素子１６で受ける場合、平面視における発光素子１４は遮光領域を形成し、平面視における受光素子１６も遮光領域を形成する。図４（Ａ）の例において、全体としての遮光領域は、受光素子１６の遮光領域だけになり、図４（Ｂ）の例において、全体としての遮光領域は、受光素子１６の遮光領域に、受光素子１６の遮光領域から外に出る発光素子１４の遮光領域（受光素子１６の遮光領域と重複しない発光素子１４の遮光領域）が加わる。図４（Ａ）の例で表される全体としての遮光領域は、図４（Ｂ）の例で表される全体としての遮光領域よりも小さい。従って、図４の例では、図４（Ｂ）の例と比較して、光は、受光素子１６に到達し易くなる。
【００３８】
図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、第１の中心１４−１と第２の中心１６−１との距離の説明図である。図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示されるように、発光素子１４は、平面視において、矩形（狭義には、正方形）の輪郭形状を有し、図５（Ａ）に示す正方形の１辺の長さは、図５（Ｂ）に示す正方形の１辺の長さと等しい。図５（Ａ）の例では、正方形（広義には、矩形）の１辺（例えば、ボンディングパッド１６Ａ’に最も近い１辺）は、平面視において、第１の中心１４−１と第２の中心１６−１とを結ぶ方向に直交する。図５（Ｂ）の例では、正方形（広義には、矩形）の１辺、即ち、４辺の何れもの辺も、平面視において、第１の中心１４−１と第２の中心１６−１とを結ぶ方向に直交しない。
【００３９】
図５（Ａ）に示すボンディングパッド１６Ａ’を中心とする所与の半径は、図５（Ｂ）に示すボンディングパッド１６Ａ’を中心とする所与の半径よりも小さくできる。このように、発光素子１４の輪郭形状である矩形の１辺が、平面視において、第１の中心１４−１と第２の中心１６−１とを結ぶ方向に直交する場合、第１の中心１４−１と第２の中心１６−１との距離を短くすることができる。発光素子１４が発する光が基板１１を通過し、受光素子１６で受ける場合、第１の中心１４−１と第２の中心１６−１との距離が短い程、受光素子１６−１は、光を効果的に受けることができる。
【００４０】
２． 生体情報検出器
図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、本実施形態の生体情報検出器の構成例を示す。図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示されるように、生体情報検出器は、例えば図１（Ａ）に示す光デバイスを含む。図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、本実施形態の光デバイスの他の構成例を示すとも言える。図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示されるように、生体情報検出器（広義には、光デバイス）は、第１の反射部９２をさらに含むことができる。また、上述した構成例と同一の構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４１】
図６（Ａ）は、被検査体（例えば、ユーザー）の被検出部位Ｏ側に発光素子１４を配置する一方、図６（Ａ）は、被検査体の被検出部位Ｏ側に受光素子１６を配置する。図６（Ａ）の基板１１の第１の面１１Ａに配置される受光素子１６等のすべては、図６（Ｂ）の基板１１の第２の面１１Ｂに配置されるが、図６（Ａ）中の１６Ａ’等の符号は、図６（Ｂ）において省略されている。また、図６（Ａ）の基板１１の第２の面１１Ｂに配置される発光素子１４等のすべては、図６（Ｂ）の基板１１の第１の面１１Ａに配置されるが、図６（Ａ）中の１４Ａ等の符号は、図６（Ｂ）において省略されている。さらに、図６（Ａ）の発光素子１４は、第１の光Ｒ１及び第２の光Ｒ２を発するが、第２の光Ｒ２は、図６（Ｂ）において省略されている。
【００４２】
発光素子１４は、被検査体（例えば、ユーザー）の被検出部位Ｏに向かう光Ｒ１を発する。また、発光素子１４は、被検出部位Ｏとは異なる方向（第１の反射部９２）に向かう第２の光Ｒ２も発する。第１の反射部９２は、第２の光Ｒ２を反射させて被検出部位Ｏに導く。受光素子１６は、発光素子１４が発する光Ｒ１が被検出部位Ｏにて反射された、生体情報を有する光Ｒ１’（反射光）を受ける。受光素子１６は、第２の光Ｒ２が被検出部位Ｏにて反射された、生体情報を有するＲ２’（反射光）も受ける。
【００４３】
生体情報検出器（広義には、光デバイス）は、第２の反射部１８をさらに含むことができる。図６（Ａ）、図６（Ｂ）の例では、第２の反射部１８は、発光素子１４が発する光Ｒ１又は生体情報を有する光Ｒ１’（反射光）を反射させる。図６（Ａ）において、第２の反射部１８は、被検出部位Ｏからの生体情報を有する光Ｒ１’、Ｒ２’（反射光）を反射させて受光素子１６に導く。図６（Ｂ）において、発光素子１４が発する光Ｒ１を反射させて被検出部位Ｏに導く。第２の反射部１８は、発光素子１４と受光素子１６との間に設けたドーム面に反射面を有することができる。
【００４４】
生体情報検出器（広義には、光デバイス）は、接触部１９をさらに含むことができる。接触部１９は、被検査体との接触面１９Ａを有し、発光素子１４が発する光Ｒ１の波長に対して透明な材料（例えば、ガラス）で構成される。基板１１も、発光素子１４が発する光Ｒ１の波長に対して透明な材料（例えば、ポリイミド）で構成され、基板１１は、例えば、フレキシブル基板で構成される。
【００４５】
図６（Ａ）、図６（Ｂ）の例において、被検出部位Ｏ（例えば、血管）は、被検査体の内部にある。第１の光Ｒ１は、被検査体の内部に進み、表皮、真皮及び皮下組織で拡散又は散乱する。その後、第１の光Ｒ１は、被検出部位Ｏに到達し、被検出部位Ｏで反射される。被検出部位Ｏでの反射光Ｒ１’は、皮下組織、真皮及び表皮で拡散又は散乱する。図１（Ａ）では、反射光Ｒ１’は、第２の反射部１８に向かう。図１（Ｂ）では、第１の光Ｒ１は、第２の反射部１８を介して被検出部位Ｏに向かう。なお、第１の光Ｒ１は、血管で部分的に吸収される。従って、脈拍の影響により、血管での吸収率が変化し、被検出部位Ｏでの反射光Ｒ１’の光量も変化する。このように、生体情報（例えば、脈拍数）は、被検出部位Ｏでの反射光Ｒ１’に反映される。
【００４６】
図６（Ａ）において、第２の光Ｒ２は、被検査体の内部に進み、被検出部位Ｏでの反射光Ｒ２’は、第２の反射部１８に向かう。生体情報（脈拍数）は、被検出部位Ｏでの反射光Ｒ２’にも反映される。
【００４７】
生体情報検出器（広義には、光デバイス）の構成例は、図６（Ａ）、図６（Ｂ）によって限定されず、構成例の一部（例えば、第１の反射部９２、第２の反射部１８等）の形状等は、変更してもよい。また、生体情報は、血液中の酸素飽和度、体温、心拍数等であってもよく、被検出部位Ｏが被検査体の表面ＳＡにあってもよい。図６（Ａ）の例において、第１の光Ｒ１及び第２の光Ｒ２がそれぞれ１つの線として描かれ、図６（Ｂ）の例において、第１の光Ｒ１が１つの線として描かれているが、実際には、発光素子１４は、様々な方向に多くの光を発する。
【００４８】
図６（Ａ）の例では、受光素子１６への配線の一部が表され、受光素子１６への接続パッド６１’が表されている。ボンディングパッド１６Ａ’（広義には、電極）は、例えば、受光素子１６のアノードである。図６（Ａ）の例では、受光素子１６への配線の一部として、例えば、受光素子１６の電極パッド１６Ｃ’（広義には、電極）と接続する接続部６２’も、表されている。電極パッド１６Ｃ’は、例えば、受光素子１６のカソードである。図６（Ａ）の例では、接続部６２’は、電極１６Ｃと直接に接続される。
【００４９】
また、図６（Ａ）の例では、発光素子１４への配線の一部も表され、発光素子１４への接続パッド６４’が表されている。接続パッド６４’は、ボンディングワイヤー６４−１を介して、発光素子１４のボンディングパッド１４Ａ’（広義には、電極）に接続され、ボンディングパッド１４Ａ’は、例えば、発光素子１４のアノードである。図６（Ａ）の例は、１つの切断面に対応する断面図を表し、図６（Ａ）の例では、１つの切断面には実際に存在しない接続パッド６３’を、点線で例示している。接続パッド６３’は、ボンディングワイヤー６３−１を介して、発光素子１４のボンディングパッド１４Ｃ’（広義には、電極）に接続され、ボンディングパッド１４Ｃ’は、例えば、発光素子１４のカソードである。
【００５０】
図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、図６（Ａ）の生体情報検出器（広義には、光デバイス）の平面図を示す。図７（Ａ）は、受光素子１６側の平面図に対応し、図７（Ｂ）は、発光素子１４側の平面図に対応する。また、上述した構成例と同一の構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００５１】
図７（Ａ）において、発光素子１４及び第１の反射部９２は、点線で示されている。図７（Ａ）に示すように、第１の反射部９２は、第３の中心９２−Ｃを有し、第３の中心９２−Ｃは、平面視において、発光素子１４の第１の中心１４−１と一致する。第３の中心９２−Ｃが第１の中心１４−１と一致する場合、第１の反射部９２は、発光素子１４が発する光を効果的に反射させることができる。なお、図７（Ａ）は、図１（Ｂ）に示す位置関係を満たすので、第３の中心９２−Ｃ（第１の中心１４−１）は、平面視において、第２の中心１６−１よりも第１の方向ＤＲ１と反対である第２の方向ＤＲ２に変位した位置に設けられる。
【００５２】
図７（Ａ）に示されるように、受光素子１６への配線６１は、一端に、接続パッド６１’及びボンディングワイヤー６１−１を有する。また、受光素子１６への配線６２は、一端に、接続部６２’を有する。図７（Ｂ）に示されるように、発光素子１４への配線６３は、一端に、接続パッド６３’及びボンディングワイヤー６３−１を有する。また、発光素子１４への配線６４は、一端に、接続パッド６４’及びボンディングワイヤー６４−１を有する。配線６３及び配線６４から発光素子１４に電力を供給することができ、配線６３及び配線６４から受光素子１６の電気信号を取り出すことができる。図７（Ａ）において、配線６３及び配線６４は、省略されている。図７（Ｂ）において、受光素子１６等は、点線で示されている。
【００５３】
なお、発光素子１４への配線６３及び配線６４並びに受光素子１６への配線６１及び配線６２の構成例は、図７（Ａ）、図７（Ｂ）によって限定されない。例えば、配線６１の接続パッド６１’の形状は、図７（Ａ）で示される円形の代わりに、例えば矩形、楕円、多角形等の他の形状でもよい。また、例えば配線６３の接続パッド６３’の形状も、図７（Ｂ）で示される矩形の代わりに、例えば円形、楕円、多角形等の他の形状でもよい。
【００５４】
２．１ 生体情報検出器における光デバイスの製造方法
図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）、図８（Ｄ）は、本実施形態の光デバイスの製造方法の他の手順例を示す。また、上述した構成例と同一の構成については同じ符号を付し、その説明を省略し、符号の一部は、図示を省略している。図２（Ｄ）の例と異なる点は、概して、発光素子１４は、発光素子１４が発する光を反射させる第１の反射部９２を介して第２の面１１Ｂに実装され、ボンディングワイヤー６１−１は、ボンディングパッド１６Ａ’の直下の位置を第１の反射部９２で支えながら、ボンディングパッド１６Ａ’に取り付けられる（図８（Ｄ））。
【００５５】
発光素子１４に第１の反射部９２が付加されることにより、受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’の直下の位置を第１の反射部９２及び冶具７４等で支えることができる。従って、ボンディングパッド１６Ａ’にボンディングワイヤー６１−１を確実に取り付けることができる。また、第１の反射部９２は、冶具７４が発光素子１４に接触することを防止することができ、その結果として、発光素子１４の破損を防止できる。
【００５６】
図８（Ａ）、図６（Ａ）、図７（Ｂ）に示すように、基板１１の第２の面１１Ｂには、接続パッド６４’及び接続パッド６３’（広義には、発光素子１４への配線６４、６３）が予め配置されている。また、基板１１の第１の面１１Ａには、接続パッド６１’及び接続部６２’（広義には、受光素子１６への配線６１、６２）が予め配置されている。
【００５７】
図８（Ｂ）に示すように、予め発光素子１４が取り付けられた第１の反射部９２を基板１１の第２の面１１Ｂに配置し、図示しない冶具等で基板１１の第１の面１１Ａを支えながら、ボンディングパッド１４Ａ’にボンディングワイヤー６４−１を取り付ける。また、ボンディングパッド１４Ｃ’にボンディングワイヤー６３−１を取り付ける。
【００５８】
図８（Ｃ）に示すように、以下の条件（ａ）〜（ｃ）を満たす。
（ａ）第２の中心１６−１及びボンディングパッド１６Ａ’を有する受光素子１６が平面視において発光素子１４の少なくとも一部と重なること、
（ｂ）ボンディングパッド１６Ａ’が平面視において第２の中心１６−１よりも第１の方向ＤＲ１に変位すること、及び
（ｃ）第３の中心９２−Ｃ（及び第１の中心１４−１）が平面視において第２の中心１６−１よりも第２の方向ＤＲ２に変位すること。
【００５９】
図８（Ｃ）に示すように、光デバイスのワイヤーボンディングが終了した後、例えば図６（Ａ）に示すように、基板１１に第２の反射部１８及び接触部１９を取り付ける。
【００６０】
図６（Ａ）又は図６（Ｂ）に示すように、基板１１は、第２の反射部１８と接触部１９との間に配置されるので、発光素子１４及び受光素子１６が基板１１に配置されたとしても、基板１１それ自身を支持する機構を別途設ける必要がなく、部品点数が減少する。また、基板１１は、発光波長に対して透明な材料で構成されるので、発光素子１４から受光素子１６に至る光路途中に基板１１を配置でき、基板１１を光路以外の位置例えば第２の反射部１８の内部に格納する必要がない。このように、容易に組み立て可能な生体情報検出器（広義には、光デバイス）を提供することができる。また、第２の反射部１８は、受光素子１６又は被検出部位Ｏに到達する光量を増加させることが可能であり、生体情報検出器の検出精度（ＳＮ比）は向上する。
【００６１】
なお、特許文献１では、発光素子１１、受光素子１２、基板１５及び透明材料１４２を反射部１３１の内部に組み込む必要がある。従って、小型な光プローブ１の組み立ては、容易ではない。また、特許文献１の段落［００４８］によれば、基板１５は、反射部１３１の内部の側を拡散反射面として形成されている。言い換えれば、特許文献１の基板１５は、透明な材料で構成する必要がない。
【００６２】
基板１１の厚さは、例えば、１０［μｍ］〜１０００［μｍ］である。基板１１は、例えばプリント基板であるが、一般には、プリント基板は、例えば特許文献１の基板１５のように、透明な材料で構成されていない。言い換えれば、本発明者らは、プリント基板を少なくとも発光素子１４の発光波長に対して透明な材料で構成することをあえて採用した。接触部１９の厚さは、例えば、１［μｍ］〜３０００［μｍ］である。
【００６３】
発光素子１４は、例えばＬＥＤであり、ＬＥＤが発する光の波長は、例えば４２５［ｎｍ］〜６２５［ｎｍ］の範囲に強度の最大値（広義には、ピーク値）を持ち、例えば緑色の光が発せられる。発光素子１４の厚さは、例えば、２０［μｍ］〜１０００［μｍ］である。受光素子１６は、例えばフォトダイオードであり、一般的にはＳｉフォトダイオードで構成できる。受光素子１６の厚さは、例えば、２０［μｍ］〜１０００［μｍ］である。Ｓｉフォトダイオードが受ける光の波長は、例えば８００［ｎｍ］〜１０００［ｎｍ］の範囲に感度の最大値（広義には、ピーク値）を持つ。好ましくは、受光素子１６は、ＧａＡｓＰフォトダイオードで構成され、ＧａＡｓＰフォトダイオードが受ける光の波長は、例えば５５０［ｎｍ］〜６５０［ｎｍ］の範囲に感度の最大値（広義には、ピーク値）を持つ。生体（水やヘモグロビン）は、７００［ｎｍ］〜１１００［ｎｍ］の範囲に含まれる赤外線を透過させ易いので、ＧａＡｓＰフォトダイオードで構成される受光素子１６は、例えばＳｉフォトダイオードで構成される受光素子１６と比較して、外光に起因するノイズ成分を減少させることができる。
【００６４】
図９は、発光素子１４が発する光の強度特性の一例を示す。図９の例において、５２０［ｎｍ］の波長を持つ光の強度が、最大値を示し、その強度で他の波長を持つ光の強度は正規化されている。また、図９の例において、発光素子１４が発する光の波長の範囲は、４７０［ｎｍ］〜６００［ｎｍ］である。
【００６５】
図１０は、接触部１９を通る光の透過特性の一例を示す。図１０に示すように、例えば図９の強度の最大値を示す発光素子１４が発する光の波長（５２０［ｎｍ］）の透過率は、５０［％］以上ある。また、基板１１そのものを通る光の透過特性の一例は、示されていないが、図１０の透過特性と同様に、５２０［ｎｍ］の波長に対する基板１１の透過率は、例えば５０［％］以上に設定することができる。接触部１９及び基板１１は、発光素子１４が発する光Ｒ１の波長に対して透明な材料で構成することができる。
【００６６】
図１１は、本実施形態の生体情報検出器の他の構成例を示す。図１１に示されるように、基板１１の第１の面１１Ａ及び第１の面と対向する第２の面１１Ｂに光透過膜１１−１を形成することができる。また、上述した構成例と同一の構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。なお、光透過膜１１−１は、第１の面１１Ａだけに形成されてもよく、又は、第２の面１１Ｂだけに形成されてもよい。また、図１１の例において、光透過膜１１−１は、発光素子１４及び受光素子１６（狭義には、第１の反射部９２、接続パッド６４’（図７（Ｂ）の発光素子１４への配線６３、６４）、接続部６２’及び接続パッド６１’（図７（Ｂ）の受光素子１６への配線６１、６２））が配置されていない基板１１の光透過領域に形成される。図１１は、図６（Ａ）に対応するが、図６（Ｂ）の基板１１の第１の面１１Ａ及び第２の面１１Ｂの少なくとも一方に光透過膜１１−１が形成されてもよい。光透過膜１１−１は、例えば、ソルダーレジスト（広義には、レジスト）で構成することができる。
【００６７】
図１１の例において、基板１１上の配線６１、６２、６３、６４（接続パッド６１’、６４’及び接続部６２’等を含む）が剥離しないように、基板１１の第１の面１１Ａ及び第２の面１１Ｂは、粗面加工することができる。従って、第１の面１１Ａ及び第２の面１１Ｂに光透過膜１１−１を形成することにより、基板１１の表面の粗面を光透過膜で埋め込んで、基板１１全体の平坦性は、向上する。言い換えれば、基板１１上の光透過膜１１−１は、平坦であるので、光が基板１１を透過する時、基板１１の表面の粗面での光の拡散を減少させることができる。言い換えれば、光透過膜１１−１の存在により、基板１１の透過率が向上する。従って、受光素子１６又は被検出部位Ｏに到達する光量が増加し、生体情報検出器の検出精度はさらに向上する。
【００６８】
なお、光透過膜１１−１の屈折率は、空気の屈折率と基板１１の屈折率の間であることが好ましい。さらに、光透過膜１１−１の屈折率は、空気の屈折率よりも、基板１１の屈折率に近い方が好ましい。このような場合、界面での光の反射を減少させることができる。
【００６９】
図１２は、光透過膜１１−１がコーティングされた基板１１を通る光の透過特性の一例を示す。図１２の例において、基板１１を透過する前の光の強度と基板１１を透過した後の光の強度とを用いて、透過率が計算されている。図１２の例において、生体の窓の下限である７００［ｎｍ］以下の波長領域において、５２５［ｎｍ］の波長を持つ光の透過率が、最大値を示す。或いは、図１２の例において、生体の窓の下限である７００［ｎｍ］以下の波長領域において、光透過膜１１−１を通る光の透過率の最大値は、例えば図９の発光素子１４が発する光の波長の強度の最大値の±１０％以内の範囲に入る。このように、光透過膜１１−１は、発光素子１４が発する光（例えば、図６（Ａ）の第１の光Ｒ１（狭義には、第１の光Ｒ１の反射光Ｒ１’））を選択的に透過させることが好ましい。光透過膜１１−１の存在により、基板１１の平坦性を向上するとともに、発光素子１４又は受光素子１６の効率の低下をある程度防止することができる。なお、図１２の例で示したように、例えば可視光領域において、５２５［ｎｍ］の波長を持つ光の透過率が最大値（広義には、ピーク値）を示す場合、光透過膜１１−１は、例えば緑色を示す。
【００７０】
図６（Ａ）の例において、発光素子１４は、被検出部位Ｏと対向し、第１の光Ｒ１を発する第１の発光面１４Ａを有することができる。また、発光素子１４は、第１の発光面１４Ａの側面であって、第２の光Ｒ２を発する第２の発光面１４Ｂをさらに有することができる。この場合、第１の反射部９２は、第２の発光面１４Ｂを囲む壁部を有することができる。
【００７１】
図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１３（Ｃ）は、図６（Ａ）の第１の反射部９２の構成例を示す。図１３（Ａ）に示されるように、第１の反射部９２は、発光素子１４を支持する支持部９２−１と、発光素子１４の第２の発光面１４Ｂを囲む壁部の内壁面９２−２及び頂面９２−３と、を有することができる。なお、図１３（Ａ）〜図１０（Ｃ）において、発光素子１４は省略されている。図１０（Ａ）の例において、第１の反射部９２は、内壁面９２−２において第２の光Ｒ２を被検出部位Ｏに反射させることができ（図６（Ａ）参照）、内壁面９２−２に第１の反射面を有する。支持部９２−１の厚さは、例えば、５０［μｍ］〜１０００［μｍ］であり、壁部（９２−３）の厚さは、例えば、１００［μｍ］〜１０００［μｍ］である。
【００７２】
図１３（Ａ）の例では、内壁面９２−２は、断面視において、幅方向（第１の方向）にて第１の反射部９２の中心から遠ざかる位置ほど、高さ方向（第１の方向と直交する方向）にて被検出部位Ｏ側に変位する斜面（９２−２）を有する。図１３（Ａ）の斜面（９２−２）は、断面視において、傾斜平面で形成されているが、例えば図１３（Ｃ）で示される湾曲面等の斜面であってもよい。内壁面９２−２は傾斜角度が異なる複数の傾斜平面で形成されてもよく、或いは複数の曲率を持つ湾曲面で形成されてもよい。第１の反射部９２の内壁面９２−２が斜面を有する場合、この第１の反射部９２の内壁面９２−２は、第２の光Ｒ２を被検出部位Ｏに向けて反射させることができる。言い換えれば、この第１の反射部９２の内壁面９２−２の斜面は、発光素子１４の指向性を高めた第１の反射面と言うことができる。このような場合、被検出部位Ｏに到達する光量は、さらに増加する。また、図１３（Ａ）、図１３（Ｃ）の頂面９２−３は、例えば図１３（Ｂ）に示されるように省略してもよい。第１の反射部９２が頂面９２−３を有する場合、冶具７４で頂面９２−３を支えることができる（図８（Ｄ）参照）。なお、図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）では、符号９２−４で示す範囲が鏡面部として機能する。
【００７３】
図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は、図６（Ａ）の第１の反射部９２及び発光素子１４の平面視での外観例を示す。図１４（Ａ）の例では、（例えば、図６（Ａ）の被検出部位Ｏの側の）平面視において、第１の反射部９２の外周は、円を表し、円の直径は、例えば、直径２００［μｍ］〜１１０００［μｍ］である。図１４（Ａ）の例において、第１の反射部９２の壁部（９２−２）は、発光素子１４を囲む（図６（Ａ）参照）。また、第１の反射部９２の外周は、平面視において、例えば図１４（Ｂ）に示すように、四角形（狭義には、正方形）を表してもよい。また、図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）の例では、（例えば、図６（Ａ）の被検出部位Ｏの側の）平面視において、発光素子１４の外周は、四角形（狭義には、正方形）を表し、正方形の１辺は、例えば、１００［μｍ］〜１００００［μｍ］である。また、発光素子１４の外周は、円形を表してもよい。
【００７４】
第１の反射部９２は、それ自身を金属で形成し、その表面を鏡面加工することで、反射構造（狭義には、鏡面反射構造）を有する。なお、第１の反射部９２は、例えば樹脂で形成し、その表面に鏡面加工してもよい。具体的には、例えば、第１の反射部９２の下地金属を準備し、その後、その表面を例えばめっきする。或いは、例えば、熱可塑性樹脂を第１の反射部９２の金型（図示せず）に充填して成形し、その後、その表面に例えば金属膜を蒸着する。
【００７５】
図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）の例では、（例えば、図６（Ａの被検出部位Ｏの側の）平面視において、第１の反射部９２は、発光素子１４を直接支持する領域以外の領域（支持部９２−１の一部、壁部の内壁面９２−２及び頂面９２−３）が露出する。この露出する領域は、図１３（Ａ）の例では、鏡面部９２−４として示されている。なお、図１３（Ａ）の例において、鏡面部９２−４を表す点線は、第１の反射部９２の内側に位置しているが、実際には、鏡面部９２−４は、第１の反射部９２の表面に形成されている。
【００７６】
図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１３（Ｃ）の例において、鏡面部９２−４は、高い反射率を有することが好ましい。鏡面部９２−４の反射率は、例えば、８０％〜９０％以上である。また、鏡面部９２−４は、内壁面９２−２の斜面だけに形成することができる。鏡面部９２−４が内壁面９２−２の斜面だけでなく、支持部９２−１にも形成される場合、発光素子１４の指向性は、さらに高くなる。
【００７７】
第２の反射部１８は、例えば樹脂で形成し、その表面（図６（Ａ）の受光素子１６側の反射面）に鏡面加工することで、反射構造（狭義には、鏡面反射構造）を有する。言い換えれば、第２の反射部１８は、光を拡散反射させずに、光を鏡面反射させることができる。第２の反射部１８が鏡面反射構造を有する場合、この第２の反射部１８は、第１の光Ｒ１の反射光Ｒ１’の反射角と異なる反射角を有する第１の光Ｒ１の反射光Ｒ１’’（直接反射光：無効光）を受光素子１６に反射させないこともできる（図６（Ａ）参照）。このような場合、生体情報検出器の検出精度はさらに向上する。なお、図６（Ａ）に示されるように、第１の光Ｒ１の反射光Ｒ１’は、被検査体の内部にある被検出部位Ｏが起点となるので、第１の光Ｒ１の反射光Ｒ１’の反射角（被検査体の表面ＳＡに垂直な直線を基準にした反射角）は、概して小さい。一方、第１の光Ｒ１の反射光Ｒ１’’は、被検査体の表面ＳＡが起点となるので、第１の光Ｒの反射光Ｒ１’’の反射角は、概して大きい。
【００７８】
ところで、特許文献１の図１６は、反射部１３１を開示し、特許文献１の段落［００４６］、［００５９］、［００７７］によれば、反射部１３１は、拡散反射構造を有し、反射率を向上させることによって受光素子１２の効率を高める。しかしながら、本出願時において、当業者は、特許文献１の反射部１３１では、直接反射光（広義には、ノイズ）も受光素子１２に反射させてしまうことを認識していない。言い換えれば、本発明者らは、直接反射光に起因するノイズ成分を受光信号から低減させることによって受光素子の効率を高めることを認識した。言い換えれば、本発明者らは、第２の反射部１８が鏡面反射構造を有する場合、生体情報検出器の検出精度がさらに向上することを認識した。
【００７９】
３． 生体情報測定装置
３．１ 脈拍計
図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）は、図１等の生体情報検出器を含む生体情報測定装置の外観例である。図１５（Ａ）に示されるように、例えば図６（Ａ）の生体情報検出器は、生体情報検出器を被検査体（ユーザー）の腕（狭義には、手首）に取り付け可能なリストバンド１５０をさらに含むことができる。図１５（Ａ）の例において、生体情報は、脈拍数であり、例えば「７２」が示されている。また、生体情報検出器は、腕時計に組み込まれ、時刻（例えば、午前８時１５分）が示されている。また、図１５（Ｂ）に示されるように、腕時計の裏蓋に開口部が設けられ、開口部に例えば図６（Ａ）の接触部１９が露出する。図１５（Ｂ）の例において、第２の反射部１８及び受光素子１６は、腕時計に組み込まれている。図１５（Ｂ）の例において、第１の反射部９２、発光素子１４、リストバンド１５０等は、省略されている。
【００８０】
図１６は、生体情報測定装置の構成例を示す。生体情報測定装置は、図６（Ａ）等の生体情報検出器と、生体情報検出器の受光素子１６において生成される受光信号から生体情報を測定する生体情報測定部とを含む。図１６に示すように、生体情報検出器は、発光素子１４と受光素子１６と発光素子１４の制御回路１６１とを有することができる。生体情報検出器は、受光素子１６の受光信号の増幅回路１６２をさらに有することができる。また、生体情報測定部は、受光素子１６の受光信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路１６３と脈拍数を算出する脈拍数算出回路１６４とを有することができる。生体情報測定部は、脈拍数を表示する表示部１６５をさらに有することができる。
【００８１】
生体情報検出器は、加速度検出部１６６を有することができ、生体情報測定部は、加速度検出部１６６の加速度信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路１６７とデジタル信号を処理するデジタル信号処理回路１６８とをさらに有することができる。生体情報測定装置の構成例は、図１６によって限定されない。図１６の脈拍数算出回路１６４は、例えば生体情報検出器を組み込む電子機器のＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であってもよい。
【００８２】
図１６の制御回路１６１は、発光素子１４を駆動する。制御回路１６１は、例えば、定電流回路であり、所与の電圧（例えば、６［Ｖ］）を保護抵抗を介して発光素子１４に供給し、発光素子１４に流れる電流を所与の値（例えば、２［ｍＡ］）に保つ。なお、制御回路１６１は、消費電流を低減するために、発光素子１４を間欠的に（例えば、１２８［Ｈｚ］で）駆動することができる。制御回路１６１は、例えばマザーボードに形成され、制御回路１６１と発光素子１４との配線は、例えば、図６（Ａ）の基板１１に形成される。
【００８３】
図１６の増幅回路１６２は、受光素子１６において生成される受光信号（電流）から直流成分を除去し、交流成分だけを抽出し、その交流成分を増幅して、交流信号を生成することができる。増幅回路１６２は、例えばハイパスフィルターで所与の周波数以下の直流成分を除去し、例えばオペアンプで交流成分をバッファーする。なお、受光信号は、脈動成分及び体動成分を含む。増幅回路１６２又は制御回路１６１は、受光素子１６を例えば逆バイアスで動作させるための電源電圧を受光素子１６に供給することができる。発光素子１４が間欠的に駆動される場合、受光素子１６の電源も間欠的に供給され、また交流成分も間欠的に増幅される。増幅回路１６２は、例えばマザーボードに形成され、増幅回路１６２と受光素子１６との配線は、例えば、図６（Ａ）の基板１１に形成される。また、増幅回路１６２は、ハイパスフィルターの前段で受光信号を増幅する増幅器を有してもよい。増幅回路１６２が増幅器を有する場合、増幅器は、例えば、基板１１に形成される。
【００８４】
図１６のＡ／Ｄ変換回路１６３は、増幅回路１６２において生成される交流信号をデジタル信号（第１のデジタル信号）に変換する。図１６の加速度検出部１６６は、例えば３軸（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸）の加速度を検出して、加速度信号を生成する。体（腕）の動き、従って生体情報測定装置の動きは、加速度信号に反映される。図１６のＡ／Ｄ変換回路１６７は、加速度検出部１６６において生成される加速度信号をデジタル信号（第２のデジタル信号）に変換する。
【００８５】
図１６のデジタル信号処理回路１６８は、第２のデジタル信号を用いて、第１のデジタル信号の体動成分を除去し又は低減させる。デジタル信号処理回路１６８は、例えば、ＦＩＲフィルター等の適応フィルターで構成することができる。デジタル信号処理回路１６８は、第１のデジタル信号及び第２のデジタル信号を適応フィルターに入力し、ノイズが除去又は低減されたフィルター出力信号を生成する。
【００８６】
図１６の脈拍数算出回路１６４は、フィルター出力信号を例えば高速フーリエ変換（広義には、拡散フーリエ変換）によって周波数解析する。脈拍数算出回路１６４は、周波数解析の結果に基づき脈動成分を表す周波数を特定し、脈拍数を算出する。
【００８７】
３．２ パルスオキシメーター
以下に、生体情報測定装置の他の例としての、パルスオキシメーターについて説明する。パルスオキシメーターに搭載される生体情報検出器（広義には、光デバイス）は、前述の実施形態と同じ構成（例えば図６（Ａ）や図１（Ａ）に示される構成）を用いて実現することができる。
【００８８】
ここでは、図６（Ａ）の構成に基づいて説明する。パルスオキシメーター（広義には、生体情報検出器）は、発光素子１４と受光素子１６で構成されている。発光素子１４は、例えば赤色光と赤外光を発し、これらの光が被検出部位Ｏ（例えば血管）にて反射した反射光を、受光素子１６で測定する。血液中のヘモグロビンは酸素との結合の有無により赤色光と赤外光の吸光度が異なる。よって、受光素子１６で反射光を測定して分析することにより、動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）を測定することができる。
【００８９】
パルスオキシメーター用の生体情報測定部の構成としては、図１６に示される脈拍計用の生体情報測定部（Ａ／Ｄ変換回路１６３、脈拍数算出回路１６４、表示部１６５、加速度検出部１６６、Ａ／Ｄ変換回路１６７、デジタル信号処理回路１６８）の構成をそのまま利用することができる。但し、図１６に示される脈拍算出回路１６４は、脈拍算出回路およびＦＦＴ等を用いた動脈血酸素飽和度分析回路１６４に置換される。
【００９０】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
【符号の説明】
【００９１】
１１ 基板、 １１Ａ 第１の面、 １１Ｂ 第２の面、 １１−１ 光透過膜、
１４ 発光素子、 １４−１ 第１の中心、 １４Ａ 第１の発光面、
１４Ｂ 第２の発光面、 １４Ａ’，１４Ｃ’ ボンディングパッド、
１６ 受光素子、 １６−１ 第２の中心、 １６Ａ’ ボンディングパッド、
１６Ｃ’ 電極パッド、 １８ 第２の反射部、 １９ 接触部、 １９Ａ 接触面
６１，６２，６３，６４ 配線、
６１−１，６３−１，６４−１ ボンディングワイヤー、
６１’，６３’，６４’，６３’’，６４’’ 接続パッド、 ６２’ 接続部、
７２ ボンディングツール、 ７４ 冶具、 ９２ 第１の反射部、
９２−１ 支持部、 ９２−２ 内壁面、 ９２−３ 頂面、 ９２−４ 鏡面部、
９２−Ｃ 第３の中心、 １５０ リストバンド、 １６１ 制御回路、
１６２ 増幅回路、 １６３，１６７ Ａ／Ｄ変換回路、 １６４ 脈拍数算出回路、
１６５ 表示部、 １６６ 加速度検出部、１６８ デジタル信号処理回路、
ＤＲ１ 第１の方向、 ＤＲ２ 第２の方向、 Ｏ 被検出部位、 Ｒ１ 第１の光、
Ｒ２ 第２の光、 Ｒ１’，Ｒ２’ 反射光（有効光）、
Ｒ１’’ 直接反射光（無効光）、ＳＡ 被検査体の表面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光デバイスの製造方法、光デバイス及び生体情報検出器等に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体情報測定装置は、例えば人間の脈拍数、血液中の酸素飽和度、体温、心拍数等の生体情報を測定し、生体情報測定装置の一例は、脈拍数を測定する脈拍計である。また、脈拍計等の生体情報測定装置は、時計、携帯電話、ページャー、パーソナルコンピューター等の電子機器に組み込まれてもよく、又は電子機器と組み合わせてもよい。生体情報測定装置は、生体情報を検出する生体情報検出器を有し、生体情報検出器は、被検査体（ユーザー）の被検出部位に向けて光を発光する発光素子と、被検出部位からの生体情報を有する光を受光する受光素子とを含む。このように、生体情報検出器又は生体情報測定装置は、光デバイスを有し、生体情報を検出又は測定することができる。生体情報検出器又は生体情報測定装置だけでなく、一般的な検出器又は測定装置（広義には、電子機器）も、光デバイスを有することができる。
【０００３】
特許文献１は、脈拍計（広義には、生体情報測定装置）を開示し、脈拍計の受光素子（例えば、特許文献１の図１６の受光素子１２）は、被検出部位での反射光（例えば、特許文献１の図１６の点線）を拡散反射面（例えば、特許文献１の図１６の反射部１３１）を介して受光する。特許文献１の光プローブ１は、平面視において発光素子１１と受光素子１２とが重なり、光プローブ１の小型化を図る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３３７６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の図４は、受光素子１２への配線（狭義には、ボンディングワイヤー）及び電極（狭義には、ボンディングパッド）が表されている。平面視において発光素子１１と受光素子１２とが重なる場合、特許文献１の図５に示されるように、ボンディングパッドの直下の位置に発光素子１１の第１の発光素子１１１が存在する。このような構成では、ボンディングワイヤーをボンディングパッドに取り付ける時、その取り付けの信頼性を高めることが困難である。或いは、このような製造工程において、発光素子１１１が破損してしまうこともある。
【０００６】
本発明の幾つかの態様によれば、ボンディングワイヤーをボンディングパッドに取り付ける時、その取り付けの信頼性を向上可能な光デバイスの製造方法、光デバイス及び生体情報検出器を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、第１の面及び前記第１の面と対向する第２の面を有する基板を準備し、
第１の中心を有する発光素子を前記第２の面に実装し、
（ａ）第２の中心及びボンディングパッドを有する受光素子が平面視において前記発光素子の少なくとも一部と重なり、（ｂ）ボンディングパッドが平面視において前記第２の中心よりも第１の方向に変位し、且つ（ｃ）第１の中心が平面視において前記第２の中心よりも前記第１の方向と反対である第２の方向に変位するように、前記受光素子を前記第１の面に実装し、
前記ボンディングパッドの直下の位置を支えながら、前記ボンディングパッドにボンディングワイヤーを取り付けることを特徴とする光デバイスの製造方法に関係する。
【０００８】
本発明の一態様によれば、受光素子のボンディングパッドが平面視において受光素子の中心（第２の中心）よりも第１の方向に変位し、且つ発光素子の中心（第１の中心）が平面視において受光素子の中心（第２の中心）よりも第２の方向に変位する。従って、受光素子のボンディングパッドの直下の位置を冶具（ｊｉｇ）等で支えることができる。受光素子のボンディングパッドの直下の位置が支えられているので、ボンディングツールでボンディングパッドを押さえても、受光素子のボンディングパッドは静止することができる。これにより、ボンディングパッドにボンディングワイヤーを確実に取り付けることができる。その結果として、ボンディングワイヤーをボンディングパッドに取り付ける時、その取り付けの信頼性が向上する。また、受光素子のボンディングパッドの直下の位置に空間が生じる場合、受光素子のボンディングパッドの直下の位置に発光素子を実装しないことができる。従って、ボンディングワイヤーをボンディングパッドに取り付ける時、発光素子の破損を防止できる。
【０００９】
また、本発明の一態様では、前記発光素子は、前記発光素子が発する光を反射させる第１の反射部を介して前記第２の面に実装されてもよく、
前記ボンディングワイヤーは、前記ボンディングパッドの前記直下の位置を前記第１の反射部で支えながら、前記ボンディングパッドに取り付けられてもよい。
【００１０】
このように、発光素子に第１の反射部が付加されることにより、受光素子のボンディングパッドの直下の位置を第１の反射部及び冶具等で支えることができる。従って、ボンディングパッドにボンディングワイヤーを確実に取り付けることができる。また、第１の反射部は、冶具が発光素子に接触することを防止することができ、その結果として、発光素子の破損を防止できる。
【００１１】
また、本発明の他の態様は、第１の面及び前記第１の面と対向する第２の面を有する基板と、
前記第２の面に実装され、第１の中心を有する発光素子と、
前記第１の面に実装され、第２の中心を有する受光素子と、
を含み、
前記発光素子の少なくとも一部は、平面視において、前記受光素子に重なる位置に配置され、
前記発光素子よりも後付けされる前記受光素子は、ボンディングパッドを有し、
前記ボンディングパッドは、平面視において、前記第２の中心よりも第１の方向に変位した位置に設けられ、
前記第１の中心は、平面視において、前記第２の中心よりも前記第１の方向と反対である第２の方向に変位した位置に設けられることを特徴とする光デバイスに関係する。
【００１２】
本発明の他の態様によれば、受光素子のボンディングパッドが平面視において受光素子の中心（第２の中心）よりも第１の方向に変位した位置に設けられ、且つ発光素子の中心（第１の中心）が平面視において受光素子の中心（第２の中心）よりも第２の方向に変位した位置に設けられる。従って、ボンディングパッドにボンディングワイヤーを確実に取り付けることができる。
【００１３】
また、本発明の他の態様では、前記発光素子は、平面視において、矩形の輪郭形状を有してもよく、
前記矩形の１辺は、平面視において、前記ボンディングパッドを中心とする所与の半径を有する円に接してもよい。
【００１４】
このように、発光素子は、受光素子のボンディングパッドの直下の位置から所与の半径だけ離すことができる。従って、受光素子のボンディングパッドの直下の位置に空間を確保することができる。
【００１５】
また、本発明の他の態様では、前記発光素子は、平面視において、矩形の輪郭形状を有してもよく、
前記矩形の１辺は、平面視において、前記第１の中心と前記第２の中心とを結ぶ方向に直交してもよい。
【００１６】
このように、発光素子は、受光素子のボンディングパッドの直下の位置から効果的に離すことができる。従って、受光素子のボンディングパッドの直下の位置に空間を確保することができる。
【００１７】
また、本発明の他の態様では、前記発光素子のすべては、平面視において、前記受光素子に完全に重なる位置に配置されてもよい。
【００１８】
このように、発光素子が平面視において受光素子に完全に重なることにより、光は、受光素子に到達し易くなる。言い換えれば、発光素子が形成する遮光領域は、受光素子が形成する遮光領域と重なり、全体としての遮光領域は、受光素子が形成する遮光領域だけとなる。
【００１９】
また、本発明の他の態様では、光デバイスは、
第３の中心を有し、前記発光素子が発する光を反射させる第１の反射部を、さらに含み、
前記第３の中心は、平面視において、前記第１の中心と一致してもよい。
【００２０】
このように、発光素子に第１の反射部が付加されることにより、受光素子のボンディングパッドの直下の位置を第１の反射部及び冶具等で支えることができる。従って、ボンディングパッドにボンディングワイヤーを確実に取り付けることができる。
【００２１】
また、本発明の他の態様は、上記に記載の光デバイスと、
被検査体との接触面を有し、前記発光素子が発する光の波長に対して透明な材料で構成される接触部と、
生体情報を有する光を反射させる第２の反射部と、
を含み、
前記発光素子は、前記被検査体の被検出部位に向かう光を発し、
前記受光素子は、前記発光素子が発する光が前記被検出部位にて反射された、前記生体情報を有する光を受け、
前記基板は、前記発光素子が発する光の波長に対して透明な材料で構成されるフレキシブル基板であり、
前記生体情報は、脈拍数であることを特徴とする生体情報検出器に関係する。
【００２２】
本発明の他の態様によれば、光デバイスを生体情報検出器に適用することにより、ボンディングワイヤーをボンディングパッドに取り付ける時、その取り付けの信頼性を向上した生体情報検出器（脈拍計）を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、本実施形態の光デバイスの構成例。
【図２】図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）、図２（Ｄ）は、本実施形態の光デバイスの製造方法の手順例。
【図３】光デバイスの比較例。
【図４】図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、光デバイスの配置例。
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、第１の中心と第２の中心との距離の説明図。
【図６】図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、本実施形態の生体情報検出器の構成例。
【図７】図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、図６（Ａ）の生体情報検出器の平面図。
【図８】図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）、図８（Ｄ）は、本実施形態の光デバイスの製造方法の他の手順例。
【図９】発光素子が発する光の強度特性の一例。
【図１０】接触部を通る光の透過特性の一例。
【図１１】本実施形態の生体情報検出器の他の構成例。
【図１２】光透過膜がコーティングされた基板を通る光の透過特性の一例。
【図１３】図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１３（Ｃ）は、第１の反射部の構成例。
【図１４】図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は、第１の反射部及び発光素子の平面視での外観例。
【図１５】図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）は、生体情報検出器を含む生体情報測定装置の外観例。
【図１６】生体情報測定装置の構成例。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２５】
１． 光デバイス
図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、本実施形態の光デバイスの構成例を示す。なお、図１（Ａ）、図１（Ｂ）において、各部材の寸法は、実際の寸法を正確に表すものではない。即ち、図１（Ａ）、図１（Ｂ）において、各部材の寸法は、以下の説明を理解し易くするために、拡大又は縮小されている。図１（Ａ）、図１（Ｂ）以外の他の図面も、同様に、必ずしも正確な寸法を表すものではない。
【００２６】
図１（Ａ）は、断面図を表し、図１（Ｂ）は、平面図を表す。図１（Ａ）に示されるように、光デバイスは、基板１１、発光素子１４及び受光素子１６を含む。基板１１は、第１の面１１Ａ及び第１の面１１Ａと対向する第２の面１１Ｂを有する。発光素子１４は、第１の面１１Ａに実装され、受光素子１６は、第２の面１１Ｂに実装される。例えば図１（Ｂ）に示されるように、平面視において、発光素子１４は、第１の中心１４−１を有し、受光素子１６は、第２の中心１６−１を有する。
【００２７】
図１（Ａ）、図１（Ｂ）の例では、発光素子１４のすべては、平面視において、受光素子１６に完全に重なる位置に配置されているが、発光素子１４の少なくとも一部が、平面視において、受光素子１６に重なる位置に配置されてもよい。即ち、発光素子１４は、平面視において、受光素子１６中に収まるが、発光素子１４の一部が、平面視において、受光素子１６の外に出てもよい。
【００２８】
図１（Ａ）、図１（Ｂ）の例では、発光素子１４及び受光素子１６の双方が既に基板１１に取り付けられているが、実際には、発光素子１４が基板１１に取り付けられた状態で、受光素子１６が基板１１に取り付けられる。発光素子１４よりも後付けされる受光素子１６は、ボンディングパッド１６Ａ’を有し、ボンディングパッド１６Ａ’は、平面視において、第２の中心１６−１よりも第１の方向ＤＲ１に変位した位置に設けられる。また、第１の中心１４−１は、平面視において、第２の中心１６−１よりも第１の方向ＤＲ１と反対である第２の方向ＤＲ２に変位した位置に設けられる。
【００２９】
受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’が平面視において受光素子１６の中心（第２の中心１６−１）よりも第１の方向ＤＲ１に変位した位置に設けられ、且つ発光素子１４の中心（第１の中心１４−１）が平面視において受光素子１６の中心（第２の中心１６−１）よりも第２の方向ＤＲ２に変位した位置に設けられる。従って、ボンディングパッド１６Ａ’にボンディングワイヤー６１−１を取り付ける時、ボンディングパッド１６Ａ’の直下の位置を冶具（ｊｉｇ）等で支えることができる。これにより、ボンディングワイヤー６１−１は、確実に取り付けることができる。
【００３０】
なお、図１（Ａ）、図１（Ｂ）の例では、ボンディングワイヤー６１−１は、受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’と受光素子１６への接続パッド６１’（広義には、受光素子１６への配線）との間を電気的に接続する。また、光デバイスの構成例は、図１（Ａ）、図１（Ｂ）によって限定されず、構成例の一部（例えば発光素子１４、受光素子１６、ボンディングパッド１６Ａ’等）の形状等は、変更してもよい。
【００３１】
１．１ 光デバイスの製造方法
図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）、図２（Ｄ）は、本実施形態の光デバイスの製造方法の手順例を示す。図１（Ａ）、図１（Ｂ）の例では、発光素子１４及び受光素子１６の双方が既に基板１１に取り付けられているが、図２（Ａ）に示すように、第１の面１１Ａ及び第１の面１１Ａと対向する第２の面１１Ｂを有する基板１１を準備する。第１の面１１Ａを例えば表面とし、第２の面１１Ｂを例えば裏面とする場合、図２（Ａ）の例では、基板１１は、裏返されている。
【００３２】
図２（Ｂ）に示すように、発光素子１４を第２の面１１Ｂの上に実装する。その後、発光素子１４が付けられた基板１１を裏返し、受光素子１６を第１の面１１Ａの上に実装する。図２（Ｃ）に示すように、以下の条件（ａ）〜（ｃ）を満たす（図１（Ｂ）参照）。
（ａ）第２の中心１６−１及びボンディングパッド１６Ａ’を有する受光素子１６が平面視において発光素子１４の少なくとも一部と重なること、
（ｂ）ボンディングパッド１６Ａ’が平面視において第２の中心１６−１よりも第１の方向ＤＲ１に変位すること、及び
（ｃ）第１の中心１４−１が平面視において第２の中心１６−１よりも第２の方向ＤＲ２に変位すること。
【００３３】
図２（Ｄ）に示すように、受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’の直下の位置を冶具７４で支えることができる。受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’の直下の位置が支えられているので、ボンディングツール７２でボンディングパッド１６Ａ’を押さえても、受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’は静止することができる。
【００３４】
図３は、光デバイスの比較例を示す。図３の例では、上記条件（ｃ）が満たされていない。図３に示すように、冶具７４は、発光素子１４を破壊しないように、受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’の直下の位置に空間を設ける必要がある。従って、受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’の直下の位置を冶具７４で直接に支えることができない。受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’の直下の位置が支えられていないので、ボンディングツール７２でボンディングパッド１６Ａ’を押さえると、基板１１が曲がってしまう。基板１１の曲がりに伴って受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’の位置は、変化する。ボンディングパッド１６Ａ’が静止することができないので、ボンディングパッド１６Ａ’にボンディングワイヤー６１−１を確実に取り付けることができない。
【００３５】
図３の例と比較して、図２（Ｄ）の例では、ボンディングパッド１６Ａ’の直下の位置を支えながら、ボンディングパッド１６Ａ’にボンディングワイヤー６１−１を取り付ける。このように、図２（Ｄ）の例では、ボンディングパッド１６Ａ’にボンディングワイヤー６１−１を確実に取り付けることができる。その結果として、ボンディングワイヤー６１−１をボンディングパッド１６Ａ’に取り付ける光デバイスの製造方法において、その取り付けの信頼性が向上する。
【００３６】
図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、光デバイスの配置例を示す。図１（Ｂ）と同様に、図４（Ａ）の例、及び図４（Ｂ）の例では、光デバイスとして、発光素子１４及び受光素子１６が表されている。図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示されるように、発光素子１４は、平面視において、矩形の輪郭形状を有し、矩形の１辺は、平面視において、ボンディングパッド１６Ａ’（狭義には、ボンディングパッド１６Ａ’の中心）を中心とする所与の半径を有する円に接する。発光素子１４は、平面視において、受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’の直下の位置から所与の半径だけ離すことができる。従って、受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’の直下の位置に空間を確保することができる。例えば、図２（Ｄ）に示すように、冶具７４で基板１１を直接に支えることができる。
【００３７】
図４（Ａ）に示すボンディングパッド１６Ａ’を中心とする所与の半径は、図４（Ｂ）に示すボンディングパッド１６Ａ’を中心とする所与の半径と等しく、受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’の直下の位置から同じ所与の半径だけ離すことができる。図４（Ａ）の例では、発光素子１４が平面視において受光素子１６に完全に重なる一方、図４（Ｂ）の例では、発光素子１４の一部が平面視において受光素子１６に重なる。発光素子１４が発する光が基板１１を通過し、受光素子１６で受ける場合、平面視における発光素子１４は遮光領域を形成し、平面視における受光素子１６も遮光領域を形成する。図４（Ａ）の例において、全体としての遮光領域は、受光素子１６の遮光領域だけになり、図４（Ｂ）の例において、全体としての遮光領域は、受光素子１６の遮光領域に、受光素子１６の遮光領域から外に出る発光素子１４の遮光領域（受光素子１６の遮光領域と重複しない発光素子１４の遮光領域）が加わる。図４（Ａ）の例で表される全体としての遮光領域は、図４（Ｂ）の例で表される全体としての遮光領域よりも小さい。従って、図４の例では、図４（Ｂ）の例と比較して、光は、受光素子１６に到達し易くなる。
【００３８】
図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、第１の中心１４−１と第２の中心１６−１との距離の説明図である。図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示されるように、発光素子１４は、平面視において、矩形（狭義には、正方形）の輪郭形状を有し、図５（Ａ）に示す正方形の１辺の長さは、図５（Ｂ）に示す正方形の１辺の長さと等しい。図５（Ａ）の例では、正方形（広義には、矩形）の１辺（例えば、ボンディングパッド１６Ａ’に最も近い１辺）は、平面視において、第１の中心１４−１と第２の中心１６−１とを結ぶ方向に直交する。図５（Ｂ）の例では、正方形（広義には、矩形）の１辺、即ち、４辺の何れもの辺も、平面視において、第１の中心１４−１と第２の中心１６−１とを結ぶ方向に直交しない。
【００３９】
図５（Ａ）に示すボンディングパッド１６Ａ’を中心とする所与の半径は、図５（Ｂ）に示すボンディングパッド１６Ａ’を中心とする所与の半径よりも小さくできる。このように、発光素子１４の輪郭形状である矩形の１辺が、平面視において、第１の中心１４−１と第２の中心１６−１とを結ぶ方向に直交する場合、第１の中心１４−１と第２の中心１６−１との距離を短くすることができる。発光素子１４が発する光が基板１１を通過し、受光素子１６で受ける場合、第１の中心１４−１と第２の中心１６−１との距離が短い程、受光素子１６−１は、光を効果的に受けることができる。
【００４０】
２． 生体情報検出器
図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、本実施形態の生体情報検出器の構成例を示す。図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示されるように、生体情報検出器は、例えば図１（Ａ）に示す光デバイスを含む。図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、本実施形態の光デバイスの他の構成例を示すとも言える。図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示されるように、生体情報検出器（広義には、光デバイス）は、第１の反射部９２をさらに含むことができる。また、上述した構成例と同一の構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４１】
図６（Ａ）は、被検査体（例えば、ユーザー）の被検出部位Ｏ側に発光素子１４を配置する一方、図６（Ａ）は、被検査体の被検出部位Ｏ側に受光素子１６を配置する。図６（Ａ）の基板１１の第１の面１１Ａに配置される受光素子１６等のすべては、図６（Ｂ）の基板１１の第２の面１１Ｂに配置されるが、図６（Ａ）中の１６Ａ’等の符号は、図６（Ｂ）において省略されている。また、図６（Ａ）の基板１１の第２の面１１Ｂに配置される発光素子１４等のすべては、図６（Ｂ）の基板１１の第１の面１１Ａに配置されるが、図６（Ａ）中の１４Ａ等の符号は、図６（Ｂ）において省略されている。さらに、図６（Ａ）の発光素子１４は、第１の光Ｒ１及び第２の光Ｒ２を発するが、第２の光Ｒ２は、図６（Ｂ）において省略されている。
【００４２】
発光素子１４は、被検査体（例えば、ユーザー）の被検出部位Ｏに向かう光Ｒ１を発する。また、発光素子１４は、被検出部位Ｏとは異なる方向（第１の反射部９２）に向かう第２の光Ｒ２も発する。第１の反射部９２は、第２の光Ｒ２を反射させて被検出部位Ｏに導く。受光素子１６は、発光素子１４が発する光Ｒ１が被検出部位Ｏにて反射された、生体情報を有する光Ｒ１’（反射光）を受ける。受光素子１６は、第２の光Ｒ２が被検出部位Ｏにて反射された、生体情報を有するＲ２’（反射光）も受ける。
【００４３】
生体情報検出器（広義には、光デバイス）は、第２の反射部１８をさらに含むことができる。図６（Ａ）、図６（Ｂ）の例では、第２の反射部１８は、発光素子１４が発する光Ｒ１又は生体情報を有する光Ｒ１’（反射光）を反射させる。図６（Ａ）において、第２の反射部１８は、被検出部位Ｏからの生体情報を有する光Ｒ１’、Ｒ２’（反射光）を反射させて受光素子１６に導く。図６（Ｂ）において、発光素子１４が発する光Ｒ１を反射させて被検出部位Ｏに導く。第２の反射部１８は、発光素子１４と受光素子１６との間に設けたドーム面に反射面を有することができる。
【００４４】
生体情報検出器（広義には、光デバイス）は、接触部１９をさらに含むことができる。接触部１９は、被検査体との接触面１９Ａを有し、発光素子１４が発する光Ｒ１の波長に対して透明な材料（例えば、ガラス）で構成される。基板１１も、発光素子１４が発する光Ｒ１の波長に対して透明な材料（例えば、ポリイミド）で構成され、基板１１は、例えば、フレキシブル基板で構成される。
【００４５】
図６（Ａ）、図６（Ｂ）の例において、被検出部位Ｏ（例えば、血管）は、被検査体の内部にある。第１の光Ｒ１は、被検査体の内部に進み、表皮、真皮及び皮下組織で拡散又は散乱する。その後、第１の光Ｒ１は、被検出部位Ｏに到達し、被検出部位Ｏで反射される。被検出部位Ｏでの反射光Ｒ１’は、皮下組織、真皮及び表皮で拡散又は散乱する。図１（Ａ）では、反射光Ｒ１’は、第２の反射部１８に向かう。図１（Ｂ）では、第１の光Ｒ１は、第２の反射部１８を介して被検出部位Ｏに向かう。なお、第１の光Ｒ１は、血管で部分的に吸収される。従って、脈拍の影響により、血管での吸収率が変化し、被検出部位Ｏでの反射光Ｒ１’の光量も変化する。このように、生体情報（例えば、脈拍数）は、被検出部位Ｏでの反射光Ｒ１’に反映される。
【００４６】
図６（Ａ）において、第２の光Ｒ２は、被検査体の内部に進み、被検出部位Ｏでの反射光Ｒ２’は、第２の反射部１８に向かう。生体情報（脈拍数）は、被検出部位Ｏでの反射光Ｒ２’にも反映される。
【００４７】
生体情報検出器（広義には、光デバイス）の構成例は、図６（Ａ）、図６（Ｂ）によって限定されず、構成例の一部（例えば、第１の反射部９２、第２の反射部１８等）の形状等は、変更してもよい。また、生体情報は、血液中の酸素飽和度、体温、心拍数等であってもよく、被検出部位Ｏが被検査体の表面ＳＡにあってもよい。図６（Ａ）の例において、第１の光Ｒ１及び第２の光Ｒ２がそれぞれ１つの線として描かれ、図６（Ｂ）の例において、第１の光Ｒ１が１つの線として描かれているが、実際には、発光素子１４は、様々な方向に多くの光を発する。
【００４８】
図６（Ａ）の例では、受光素子１６への配線の一部が表され、受光素子１６への接続パッド６１’が表されている。ボンディングパッド１６Ａ’（広義には、電極）は、例えば、受光素子１６のアノードである。図６（Ａ）の例では、受光素子１６への配線の一部として、例えば、受光素子１６の電極パッド１６Ｃ’（広義には、電極）と接続する接続部６２’も、表されている。電極パッド１６Ｃ’は、例えば、受光素子１６のカソードである。図６（Ａ）の例では、接続部６２’は、電極１６Ｃと直接に接続される。
【００４９】
また、図６（Ａ）の例では、発光素子１４への配線の一部も表され、発光素子１４への接続パッド６４’が表されている。接続パッド６４’は、ボンディングワイヤー６４−１を介して、発光素子１４のボンディングパッド１４Ａ’（広義には、電極）に接続され、ボンディングパッド１４Ａ’は、例えば、発光素子１４のアノードである。図６（Ａ）の例は、１つの切断面に対応する断面図を表し、図６（Ａ）の例では、１つの切断面には実際に存在しない接続パッド６３’を、点線で例示している。接続パッド６３’は、ボンディングワイヤー６３−１を介して、発光素子１４のボンディングパッド１４Ｃ’（広義には、電極）に接続され、ボンディングパッド１４Ｃ’は、例えば、発光素子１４のカソードである。
【００５０】
図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、図６（Ａ）の生体情報検出器（広義には、光デバイス）の平面図を示す。図７（Ａ）は、受光素子１６側の平面図に対応し、図７（Ｂ）は、発光素子１４側の平面図に対応する。また、上述した構成例と同一の構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００５１】
図７（Ａ）において、発光素子１４及び第１の反射部９２は、点線で示されている。図７（Ａ）に示すように、第１の反射部９２は、第３の中心９２−Ｃを有し、第３の中心９２−Ｃは、平面視において、発光素子１４の第１の中心１４−１と一致する。第３の中心９２−Ｃが第１の中心１４−１と一致する場合、第１の反射部９２は、発光素子１４が発する光を効果的に反射させることができる。なお、図７（Ａ）は、図１（Ｂ）に示す位置関係を満たすので、第３の中心９２−Ｃ（第１の中心１４−１）は、平面視において、第２の中心１６−１よりも第１の方向ＤＲ１と反対である第２の方向ＤＲ２に変位した位置に設けられる。
【００５２】
図７（Ａ）に示されるように、受光素子１６への配線６１は、一端に、接続パッド６１’及びボンディングワイヤー６１−１を有する。また、受光素子１６への配線６２は、一端に、接続部６２’を有する。図７（Ｂ）に示されるように、発光素子１４への配線６３は、一端に、接続パッド６３’及びボンディングワイヤー６３−１を有する。また、発光素子１４への配線６４は、一端に、接続パッド６４’及びボンディングワイヤー６４−１を有する。配線６３及び配線６４から発光素子１４に電力を供給することができ、配線６３及び配線６４から受光素子１６の電気信号を取り出すことができる。図７（Ａ）において、配線６３及び配線６４は、省略されている。図７（Ｂ）において、受光素子１６等は、点線で示されている。
【００５３】
なお、発光素子１４への配線６３及び配線６４並びに受光素子１６への配線６１及び配線６２の構成例は、図７（Ａ）、図７（Ｂ）によって限定されない。例えば、配線６１の接続パッド６１’の形状は、図７（Ａ）で示される円形の代わりに、例えば矩形、楕円、多角形等の他の形状でもよい。また、例えば配線６３の接続パッド６３’の形状も、図７（Ｂ）で示される矩形の代わりに、例えば円形、楕円、多角形等の他の形状でもよい。
【００５４】
２．１ 生体情報検出器における光デバイスの製造方法
図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）、図８（Ｄ）は、本実施形態の光デバイスの製造方法の他の手順例を示す。また、上述した構成例と同一の構成については同じ符号を付し、その説明を省略し、符号の一部は、図示を省略している。図２（Ｄ）の例と異なる点は、概して、発光素子１４は、発光素子１４が発する光を反射させる第１の反射部９２を介して第２の面１１Ｂに実装され、ボンディングワイヤー６１−１は、ボンディングパッド１６Ａ’の直下の位置を第１の反射部９２で支えながら、ボンディングパッド１６Ａ’に取り付けられる（図８（Ｄ））。
【００５５】
発光素子１４に第１の反射部９２が付加されることにより、受光素子１６のボンディングパッド１６Ａ’の直下の位置を第１の反射部９２及び冶具７４等で支えることができる。従って、ボンディングパッド１６Ａ’にボンディングワイヤー６１−１を確実に取り付けることができる。また、第１の反射部９２は、冶具７４が発光素子１４に接触することを防止することができ、その結果として、発光素子１４の破損を防止できる。
【００５６】
図８（Ａ）、図６（Ａ）、図７（Ｂ）に示すように、基板１１の第２の面１１Ｂには、接続パッド６４’及び接続パッド６３’（広義には、発光素子１４への配線６４、６３）が予め配置されている。また、基板１１の第１の面１１Ａには、接続パッド６１’及び接続部６２’（広義には、受光素子１６への配線６１、６２）が予め配置されている。
【００５７】
図８（Ｂ）に示すように、予め発光素子１４が取り付けられた第１の反射部９２を基板１１の第２の面１１Ｂに配置し、図示しない冶具等で基板１１の第１の面１１Ａを支えながら、ボンディングパッド１４Ａ’にボンディングワイヤー６４−１を取り付ける。また、ボンディングパッド１４Ｃ’にボンディングワイヤー６３−１を取り付ける。
【００５８】
図８（Ｃ）に示すように、以下の条件（ａ）〜（ｃ）を満たす。
（ａ）第２の中心１６−１及びボンディングパッド１６Ａ’を有する受光素子１６が平面視において発光素子１４の少なくとも一部と重なること、
（ｂ）ボンディングパッド１６Ａ’が平面視において第２の中心１６−１よりも第１の方向ＤＲ１に変位すること、及び
（ｃ）第３の中心９２−Ｃ（及び第１の中心１４−１）が平面視において第２の中心１６−１よりも第２の方向ＤＲ２に変位すること。
【００５９】
図８（Ｃ）に示すように、光デバイスのワイヤーボンディングが終了した後、例えば図６（Ａ）に示すように、基板１１に第２の反射部１８及び接触部１９を取り付ける。
【００６０】
図６（Ａ）又は図６（Ｂ）に示すように、基板１１は、第２の反射部１８と接触部１９との間に配置されるので、発光素子１４及び受光素子１６が基板１１に配置されたとしても、基板１１それ自身を支持する機構を別途設ける必要がなく、部品点数が減少する。また、基板１１は、発光波長に対して透明な材料で構成されるので、発光素子１４から受光素子１６に至る光路途中に基板１１を配置でき、基板１１を光路以外の位置例えば第２の反射部１８の内部に格納する必要がない。このように、容易に組み立て可能な生体情報検出器（広義には、光デバイス）を提供することができる。また、第２の反射部１８は、受光素子１６又は被検出部位Ｏに到達する光量を増加させることが可能であり、生体情報検出器の検出精度（ＳＮ比）は向上する。
【００６１】
なお、特許文献１では、発光素子１１、受光素子１２、基板１５及び透明材料１４２を反射部１３１の内部に組み込む必要がある。従って、小型な光プローブ１の組み立ては、容易ではない。また、特許文献１の段落［００４８］によれば、基板１５は、反射部１３１の内部の側を拡散反射面として形成されている。言い換えれば、特許文献１の基板１５は、透明な材料で構成する必要がない。
【００６２】
基板１１の厚さは、例えば、１０［μｍ］〜１０００［μｍ］である。基板１１は、例えばプリント基板であるが、一般には、プリント基板は、例えば特許文献１の基板１５のように、透明な材料で構成されていない。言い換えれば、本発明者らは、プリント基板を少なくとも発光素子１４の発光波長に対して透明な材料で構成することをあえて採用した。接触部１９の厚さは、例えば、１［μｍ］〜３０００［μｍ］である。
【００６３】
発光素子１４は、例えばＬＥＤであり、ＬＥＤが発する光の波長は、例えば４２５［ｎｍ］〜６２５［ｎｍ］の範囲に強度の最大値（広義には、ピーク値）を持ち、例えば緑色の光が発せられる。発光素子１４の厚さは、例えば、２０［μｍ］〜１０００［μｍ］である。受光素子１６は、例えばフォトダイオードであり、一般的にはＳｉフォトダイオードで構成できる。受光素子１６の厚さは、例えば、２０［μｍ］〜１０００［μｍ］である。Ｓｉフォトダイオードが受ける光の波長は、例えば８００［ｎｍ］〜１０００［ｎｍ］の範囲に感度の最大値（広義には、ピーク値）を持つ。好ましくは、受光素子１６は、ＧａＡｓＰフォトダイオードで構成され、ＧａＡｓＰフォトダイオードが受ける光の波長は、例えば５５０［ｎｍ］〜６５０［ｎｍ］の範囲に感度の最大値（広義には、ピーク値）を持つ。生体（水やヘモグロビン）は、７００［ｎｍ］〜１１００［ｎｍ］の範囲に含まれる赤外線を透過させ易いので、ＧａＡｓＰフォトダイオードで構成される受光素子１６は、例えばＳｉフォトダイオードで構成される受光素子１６と比較して、外光に起因するノイズ成分を減少させることができる。
【００６４】
図９は、発光素子１４が発する光の強度特性の一例を示す。図９の例において、５２０［ｎｍ］の波長を持つ光の強度が、最大値を示し、その強度で他の波長を持つ光の強度は正規化されている。また、図９の例において、発光素子１４が発する光の波長の範囲は、４７０［ｎｍ］〜６００［ｎｍ］である。
【００６５】
図１０は、接触部１９を通る光の透過特性の一例を示す。図１０に示すように、例えば図９の強度の最大値を示す発光素子１４が発する光の波長（５２０［ｎｍ］）の透過率は、５０［％］以上ある。また、基板１１そのものを通る光の透過特性の一例は、示されていないが、図１０の透過特性と同様に、５２０［ｎｍ］の波長に対する基板１１の透過率は、例えば５０［％］以上に設定することができる。接触部１９及び基板１１は、発光素子１４が発する光Ｒ１の波長に対して透明な材料で構成することができる。
【００６６】
図１１は、本実施形態の生体情報検出器の他の構成例を示す。図１１に示されるように、基板１１の第１の面１１Ａ及び第１の面と対向する第２の面１１Ｂに光透過膜１１−１を形成することができる。また、上述した構成例と同一の構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。なお、光透過膜１１−１は、第１の面１１Ａだけに形成されてもよく、又は、第２の面１１Ｂだけに形成されてもよい。また、図１１の例において、光透過膜１１−１は、発光素子１４及び受光素子１６（狭義には、第１の反射部９２、接続パッド６４’（図７（Ｂ）の発光素子１４への配線６３、６４）、接続部６２’及び接続パッド６１’（図７（Ｂ）の受光素子１６への配線６１、６２））が配置されていない基板１１の光透過領域に形成される。図１１は、図６（Ａ）に対応するが、図６（Ｂ）の基板１１の第１の面１１Ａ及び第２の面１１Ｂの少なくとも一方に光透過膜１１−１が形成されてもよい。光透過膜１１−１は、例えば、ソルダーレジスト（広義には、レジスト）で構成することができる。
【００６７】
図１１の例において、基板１１上の配線６１、６２、６３、６４（接続パッド６１’、６４’及び接続部６２’等を含む）が剥離しないように、基板１１の第１の面１１Ａ及び第２の面１１Ｂは、粗面加工することができる。従って、第１の面１１Ａ及び第２の面１１Ｂに光透過膜１１−１を形成することにより、基板１１の表面の粗面を光透過膜で埋め込んで、基板１１全体の平坦性は、向上する。言い換えれば、基板１１上の光透過膜１１−１は、平坦であるので、光が基板１１を透過する時、基板１１の表面の粗面での光の拡散を減少させることができる。言い換えれば、光透過膜１１−１の存在により、基板１１の透過率が向上する。従って、受光素子１６又は被検出部位Ｏに到達する光量が増加し、生体情報検出器の検出精度はさらに向上する。
【００６８】
なお、光透過膜１１−１の屈折率は、空気の屈折率と基板１１の屈折率の間であることが好ましい。さらに、光透過膜１１−１の屈折率は、空気の屈折率よりも、基板１１の屈折率に近い方が好ましい。このような場合、界面での光の反射を減少させることができる。
【００６９】
図１２は、光透過膜１１−１がコーティングされた基板１１を通る光の透過特性の一例を示す。図１２の例において、基板１１を透過する前の光の強度と基板１１を透過した後の光の強度とを用いて、透過率が計算されている。図１２の例において、生体の窓の下限である７００［ｎｍ］以下の波長領域において、５２５［ｎｍ］の波長を持つ光の透過率が、最大値を示す。或いは、図１２の例において、生体の窓の下限である７００［ｎｍ］以下の波長領域において、光透過膜１１−１を通る光の透過率の最大値は、例えば図９の発光素子１４が発する光の波長の強度の最大値の±１０％以内の範囲に入る。このように、光透過膜１１−１は、発光素子１４が発する光（例えば、図６（Ａ）の第１の光Ｒ１（狭義には、第１の光Ｒ１の反射光Ｒ１’））を選択的に透過させることが好ましい。光透過膜１１−１の存在により、基板１１の平坦性を向上するとともに、発光素子１４又は受光素子１６の効率の低下をある程度防止することができる。なお、図１２の例で示したように、例えば可視光領域において、５２５［ｎｍ］の波長を持つ光の透過率が最大値（広義には、ピーク値）を示す場合、光透過膜１１−１は、例えば緑色を示す。
【００７０】
図６（Ａ）の例において、発光素子１４は、被検出部位Ｏと対向し、第１の光Ｒ１を発する第１の発光面１４Ａを有することができる。また、発光素子１４は、第１の発光面１４Ａの側面であって、第２の光Ｒ２を発する第２の発光面１４Ｂをさらに有することができる。この場合、第１の反射部９２は、第２の発光面１４Ｂを囲む壁部を有することができる。
【００７１】
図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１３（Ｃ）は、図６（Ａ）の第１の反射部９２の構成例を示す。図１３（Ａ）に示されるように、第１の反射部９２は、発光素子１４を支持する支持部９２−１と、発光素子１４の第２の発光面１４Ｂを囲む壁部の内壁面９２−２及び頂面９２−３と、を有することができる。なお、図１３（Ａ）〜図１０（Ｃ）において、発光素子１４は省略されている。図１０（Ａ）の例において、第１の反射部９２は、内壁面９２−２において第２の光Ｒ２を被検出部位Ｏに反射させることができ（図６（Ａ）参照）、内壁面９２−２に第１の反射面を有する。支持部９２−１の厚さは、例えば、５０［μｍ］〜１０００［μｍ］であり、壁部（９２−３）の厚さは、例えば、１００［μｍ］〜１０００［μｍ］である。
【００７２】
図１３（Ａ）の例では、内壁面９２−２は、断面視において、幅方向（第１の方向）にて第１の反射部９２の中心から遠ざかる位置ほど、高さ方向（第１の方向と直交する方向）にて被検出部位Ｏ側に変位する斜面（９２−２）を有する。図１３（Ａ）の斜面（９２−２）は、断面視において、傾斜平面で形成されているが、例えば図１３（Ｃ）で示される湾曲面等の斜面であってもよい。内壁面９２−２は傾斜角度が異なる複数の傾斜平面で形成されてもよく、或いは複数の曲率を持つ湾曲面で形成されてもよい。第１の反射部９２の内壁面９２−２が斜面を有する場合、この第１の反射部９２の内壁面９２−２は、第２の光Ｒ２を被検出部位Ｏに向けて反射させることができる。言い換えれば、この第１の反射部９２の内壁面９２−２の斜面は、発光素子１４の指向性を高めた第１の反射面と言うことができる。このような場合、被検出部位Ｏに到達する光量は、さらに増加する。また、図１３（Ａ）、図１３（Ｃ）の頂面９２−３は、例えば図１３（Ｂ）に示されるように省略してもよい。第１の反射部９２が頂面９２−３を有する場合、冶具７４で頂面９２−３を支えることができる（図８（Ｄ）参照）。なお、図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）では、符号９２−４で示す範囲が鏡面部として機能する。
【００７３】
図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は、図６（Ａ）の第１の反射部９２及び発光素子１４の平面視での外観例を示す。図１４（Ａ）の例では、（例えば、図６（Ａ）の被検出部位Ｏの側の）平面視において、第１の反射部９２の外周は、円を表し、円の直径は、例えば、直径２００［μｍ］〜１１０００［μｍ］である。図１４（Ａ）の例において、第１の反射部９２の壁部（９２−２）は、発光素子１４を囲む（図６（Ａ）参照）。また、第１の反射部９２の外周は、平面視において、例えば図１４（Ｂ）に示すように、四角形（狭義には、正方形）を表してもよい。また、図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）の例では、（例えば、図６（Ａ）の被検出部位Ｏの側の）平面視において、発光素子１４の外周は、四角形（狭義には、正方形）を表し、正方形の１辺は、例えば、１００［μｍ］〜１００００［μｍ］である。また、発光素子１４の外周は、円形を表してもよい。
【００７４】
第１の反射部９２は、それ自身を金属で形成し、その表面を鏡面加工することで、反射構造（狭義には、鏡面反射構造）を有する。なお、第１の反射部９２は、例えば樹脂で形成し、その表面に鏡面加工してもよい。具体的には、例えば、第１の反射部９２の下地金属を準備し、その後、その表面を例えばめっきする。或いは、例えば、熱可塑性樹脂を第１の反射部９２の金型（図示せず）に充填して成形し、その後、その表面に例えば金属膜を蒸着する。
【００７５】
図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）の例では、（例えば、図６（Ａの被検出部位Ｏの側の）平面視において、第１の反射部９２は、発光素子１４を直接支持する領域以外の領域（支持部９２−１の一部、壁部の内壁面９２−２及び頂面９２−３）が露出する。この露出する領域は、図１３（Ａ）の例では、鏡面部９２−４として示されている。なお、図１３（Ａ）の例において、鏡面部９２−４を表す点線は、第１の反射部９２の内側に位置しているが、実際には、鏡面部９２−４は、第１の反射部９２の表面に形成されている。
【００７６】
図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１３（Ｃ）の例において、鏡面部９２−４は、高い反射率を有することが好ましい。鏡面部９２−４の反射率は、例えば、８０％〜９０％以上である。また、鏡面部９２−４は、内壁面９２−２の斜面だけに形成することができる。鏡面部９２−４が内壁面９２−２の斜面だけでなく、支持部９２−１にも形成される場合、発光素子１４の指向性は、さらに高くなる。
【００７７】
第２の反射部１８は、例えば樹脂で形成し、その表面（図６（Ａ）の受光素子１６側の反射面）に鏡面加工することで、反射構造（狭義には、鏡面反射構造）を有する。言い換えれば、第２の反射部１８は、光を拡散反射させずに、光を鏡面反射させることができる。第２の反射部１８が鏡面反射構造を有する場合、この第２の反射部１８は、第１の光Ｒ１の反射光Ｒ１’の反射角と異なる反射角を有する第１の光Ｒ１の反射光Ｒ１’’（直接反射光：無効光）を受光素子１６に反射させないこともできる（図６（Ａ）参照）。このような場合、生体情報検出器の検出精度はさらに向上する。なお、図６（Ａ）に示されるように、第１の光Ｒ１の反射光Ｒ１’は、被検査体の内部にある被検出部位Ｏが起点となるので、第１の光Ｒ１の反射光Ｒ１’の反射角（被検査体の表面ＳＡに垂直な直線を基準にした反射角）は、概して小さい。一方、第１の光Ｒ１の反射光Ｒ１’’は、被検査体の表面ＳＡが起点となるので、第１の光Ｒの反射光Ｒ１’’の反射角は、概して大きい。
【００７８】
ところで、特許文献１の図１６は、反射部１３１を開示し、特許文献１の段落［００４６］、［００５９］、［００７７］によれば、反射部１３１は、拡散反射構造を有し、反射率を向上させることによって受光素子１２の効率を高める。しかしながら、本出願時において、当業者は、特許文献１の反射部１３１では、直接反射光（広義には、ノイズ）も受光素子１２に反射させてしまうことを認識していない。言い換えれば、本発明者らは、直接反射光に起因するノイズ成分を受光信号から低減させることによって受光素子の効率を高めることを認識した。言い換えれば、本発明者らは、第２の反射部１８が鏡面反射構造を有する場合、生体情報検出器の検出精度がさらに向上することを認識した。
【００７９】
３． 生体情報測定装置
３．１ 脈拍計
図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）は、図１等の生体情報検出器を含む生体情報測定装置の外観例である。図１５（Ａ）に示されるように、例えば図６（Ａ）の生体情報検出器は、生体情報検出器を被検査体（ユーザー）の腕（狭義には、手首）に取り付け可能なリストバンド１５０をさらに含むことができる。図１５（Ａ）の例において、生体情報は、脈拍数であり、例えば「７２」が示されている。また、生体情報検出器は、腕時計に組み込まれ、時刻（例えば、午前８時１５分）が示されている。また、図１５（Ｂ）に示されるように、腕時計の裏蓋に開口部が設けられ、開口部に例えば図６（Ａ）の接触部１９が露出する。図１５（Ｂ）の例において、第２の反射部１８及び受光素子１６は、腕時計に組み込まれている。図１５（Ｂ）の例において、第１の反射部９２、発光素子１４、リストバンド１５０等は、省略されている。
【００８０】
図１６は、生体情報測定装置の構成例を示す。生体情報測定装置は、図６（Ａ）等の生体情報検出器と、生体情報検出器の受光素子１６において生成される受光信号から生体情報を測定する生体情報測定部とを含む。図１６に示すように、生体情報検出器は、発光素子１４と受光素子１６と発光素子１４の制御回路１６１とを有することができる。生体情報検出器は、受光素子１６の受光信号の増幅回路１６２をさらに有することができる。また、生体情報測定部は、受光素子１６の受光信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路１６３と脈拍数を算出する脈拍数算出回路１６４とを有することができる。生体情報測定部は、脈拍数を表示する表示部１６５をさらに有することができる。
【００８１】
生体情報検出器は、加速度検出部１６６を有することができ、生体情報測定部は、加速度検出部１６６の加速度信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路１６７とデジタル信号を処理するデジタル信号処理回路１６８とをさらに有することができる。生体情報測定装置の構成例は、図１６によって限定されない。図１６の脈拍数算出回路１６４は、例えば生体情報検出器を組み込む電子機器のＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であってもよい。
【００８２】
図１６の制御回路１６１は、発光素子１４を駆動する。制御回路１６１は、例えば、定電流回路であり、所与の電圧（例えば、６［Ｖ］）を保護抵抗を介して発光素子１４に供給し、発光素子１４に流れる電流を所与の値（例えば、２［ｍＡ］）に保つ。なお、制御回路１６１は、消費電流を低減するために、発光素子１４を間欠的に（例えば、１２８［Ｈｚ］で）駆動することができる。制御回路１６１は、例えばマザーボードに形成され、制御回路１６１と発光素子１４との配線は、例えば、図６（Ａ）の基板１１に形成される。
【００８３】
図１６の増幅回路１６２は、受光素子１６において生成される受光信号（電流）から直流成分を除去し、交流成分だけを抽出し、その交流成分を増幅して、交流信号を生成することができる。増幅回路１６２は、例えばハイパスフィルターで所与の周波数以下の直流成分を除去し、例えばオペアンプで交流成分をバッファーする。なお、受光信号は、脈動成分及び体動成分を含む。増幅回路１６２又は制御回路１６１は、受光素子１６を例えば逆バイアスで動作させるための電源電圧を受光素子１６に供給することができる。発光素子１４が間欠的に駆動される場合、受光素子１６の電源も間欠的に供給され、また交流成分も間欠的に増幅される。増幅回路１６２は、例えばマザーボードに形成され、増幅回路１６２と受光素子１６との配線は、例えば、図６（Ａ）の基板１１に形成される。また、増幅回路１６２は、ハイパスフィルターの前段で受光信号を増幅する増幅器を有してもよい。増幅回路１６２が増幅器を有する場合、増幅器は、例えば、基板１１に形成される。
【００８４】
図１６のＡ／Ｄ変換回路１６３は、増幅回路１６２において生成される交流信号をデジタル信号（第１のデジタル信号）に変換する。図１６の加速度検出部１６６は、例えば３軸（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸）の加速度を検出して、加速度信号を生成する。体（腕）の動き、従って生体情報測定装置の動きは、加速度信号に反映される。図１６のＡ／Ｄ変換回路１６７は、加速度検出部１６６において生成される加速度信号をデジタル信号（第２のデジタル信号）に変換する。
【００８５】
図１６のデジタル信号処理回路１６８は、第２のデジタル信号を用いて、第１のデジタル信号の体動成分を除去し又は低減させる。デジタル信号処理回路１６８は、例えば、ＦＩＲフィルター等の適応フィルターで構成することができる。デジタル信号処理回路１６８は、第１のデジタル信号及び第２のデジタル信号を適応フィルターに入力し、ノイズが除去又は低減されたフィルター出力信号を生成する。
【００８６】
図１６の脈拍数算出回路１６４は、フィルター出力信号を例えば高速フーリエ変換（広義には、拡散フーリエ変換）によって周波数解析する。脈拍数算出回路１６４は、周波数解析の結果に基づき脈動成分を表す周波数を特定し、脈拍数を算出する。
【００８７】
３．２ パルスオキシメーター
以下に、生体情報測定装置の他の例としての、パルスオキシメーターについて説明する。パルスオキシメーターに搭載される生体情報検出器（広義には、光デバイス）は、前述の実施形態と同じ構成（例えば図６（Ａ）や図１（Ａ）に示される構成）を用いて実現することができる。
【００８８】
ここでは、図６（Ａ）の構成に基づいて説明する。パルスオキシメーター（広義には、生体情報検出器）は、発光素子１４と受光素子１６で構成されている。発光素子１４は、例えば赤色光と赤外光を発し、これらの光が被検出部位Ｏ（例えば血管）にて反射した反射光を、受光素子１６で測定する。血液中のヘモグロビンは酸素との結合の有無により赤色光と赤外光の吸光度が異なる。よって、受光素子１６で反射光を測定して分析することにより、動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）を測定することができる。
【００８９】
パルスオキシメーター用の生体情報測定部の構成としては、図１６に示される脈拍計用の生体情報測定部（Ａ／Ｄ変換回路１６３、脈拍数算出回路１６４、表示部１６５、加速度検出部１６６、Ａ／Ｄ変換回路１６７、デジタル信号処理回路１６８）の構成をそのまま利用することができる。但し、図１６に示される脈拍算出回路１６４は、脈拍算出回路およびＦＦＴ等を用いた動脈血酸素飽和度分析回路１６４に置換される。
【００９０】
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
【符号の説明】
【００９１】
１１ 基板、 １１Ａ 第１の面、 １１Ｂ 第２の面、 １１−１ 光透過膜、
１４ 発光素子、 １４−１ 第１の中心、 １４Ａ 第１の発光面、
１４Ｂ 第２の発光面、 １４Ａ’，１４Ｃ’ ボンディングパッド、
１６ 受光素子、 １６−１ 第２の中心、 １６Ａ’ ボンディングパッド、
１６Ｃ’ 電極パッド、 １８ 第２の反射部、 １９ 接触部、 １９Ａ 接触面
６１，６２，６３，６４ 配線、
６１−１，６３−１，６４−１ ボンディングワイヤー、
６１’，６３’，６４’，６３’’，６４’’ 接続パッド、 ６２’ 接続部、
７２ ボンディングツール、 ７４ 冶具、 ９２ 第１の反射部、
９２−１ 支持部、 ９２−２ 内壁面、 ９２−３ 頂面、 ９２−４ 鏡面部、
９２−Ｃ 第３の中心、 １５０ リストバンド、 １６１ 制御回路、
１６２ 増幅回路、 １６３，１６７ Ａ／Ｄ変換回路、 １６４ 脈拍数算出回路、
１６５ 表示部、 １６６ 加速度検出部、１６８ デジタル信号処理回路、
ＤＲ１ 第１の方向、 ＤＲ２ 第２の方向、 Ｏ 被検出部位、 Ｒ１ 第１の光、
Ｒ２ 第２の光、 Ｒ１’，Ｒ２’ 反射光（有効光）、
Ｒ１’’ 直接反射光（無効光）、ＳＡ 被検査体の表面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面及び前記第１の面と対向する第２の面を有する基板を準備し、
第１の中心を有する発光素子を前記第２の面に実装し、
（ａ）第２の中心及びボンディングパッドを有する受光素子が平面視において前記発光素子の少なくとも一部と重なり、（ｂ）ボンディングパッドが平面視において前記第２の中心よりも第１の方向に変位し、且つ（ｃ）第１の中心が平面視において前記第２の中心よりも前記第１の方向と反対である第２の方向に変位するように、前記受光素子を前記第１の面に実装し、
前記ボンディングパッドの直下の位置を支えながら、前記ボンディングパッドにボンディングワイヤーを取り付けることを特徴とする光デバイスの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記発光素子は、前記発光素子が発する光を反射させる第１の反射部を介して前記第２の面に実装され、
前記ボンディングワイヤーは、前記ボンディングパッドの前記直下の位置を前記第１の反射部で支えながら、前記ボンディングパッドに取り付けられることを特徴とする光デバイスの製造方法。
【請求項３】
第１の面及び前記第１の面と対向する第２の面を有する基板と、
前記第２の面に実装され、第１の中心を有する発光素子と、
前記第１の面に実装され、第２の中心を有する受光素子と、
を含み、
前記発光素子の少なくとも一部は、平面視において、前記受光素子に重なる位置に配置され、
前記発光素子よりも後付けされる前記受光素子は、ボンディングパッドを有し、
前記ボンディングパッドは、平面視において、前記第２の中心よりも第１の方向に変位した位置に設けられ、
前記第１の中心は、平面視において、前記第２の中心よりも前記第１の方向と反対である第２の方向に変位した位置に設けられることを特徴とする光デバイス。
【請求項４】
請求項３において、
前記発光素子は、平面視において、矩形の輪郭形状を有し、
前記矩形の１辺は、平面視において、前記ボンディングパッドを中心とする所与の半径を有する円に接することを特徴とする光デバイス。
【請求項５】
請求項３において、
前記発光素子は、平面視において、矩形の輪郭形状を有し、
前記矩形の１辺は、平面視において、前記第１の中心と前記第２の中心とを結ぶ方向に直交することを特徴とする光デバイス。
【請求項６】
請求項３乃至５の何れかにおいて、
前記発光素子のすべては、平面視において、前記受光素子に完全に重なる位置に配置されることを特徴とする光デバイス。
【請求項７】
請求項３乃至６の何れかにおいて、
第３の中心を有し、前記発光素子が発する光を反射させる第１の反射部を、さらに含み、
前記第３の中心は、平面視において、前記第１の中心と一致することを特徴とする光デバイス。
【請求項８】
請求項３乃至７の何れかに記載の光デバイスと、
被検査体との接触面を有し、前記発光素子が発する光の波長に対して透明な材料で構成される接触部と、
生体情報を有する光を反射させる第２の反射部と、
を含み、
前記発光素子は、前記被検査体の被検出部位に向かう光を発し、
前記受光素子は、前記発光素子が発する光が前記被検出部位にて反射された、前記生体情報を有する光を受け、
前記基板は、前記発光素子が発する光の波長に対して透明な材料で構成されるフレキシブル基板であり、
前記生体情報は、脈拍数であることを特徴とする生体情報検出器。
【請求項１】
第１の面及び前記第１の面と対向する第２の面を有する基板を準備し、
第１の中心を有する発光素子を前記第２の面に実装し、
（ａ）第２の中心及びボンディングパッドを有する受光素子が平面視において前記発光素子の少なくとも一部と重なり、（ｂ）ボンディングパッドが平面視において前記第２の中心よりも第１の方向に変位し、且つ（ｃ）第１の中心が平面視において前記第２の中心よりも前記第１の方向と反対である第２の方向に変位するように、前記受光素子を前記第１の面に実装し、
前記ボンディングパッドの直下の位置を支えながら、前記ボンディングパッドにボンディングワイヤーを取り付けることを特徴とする光デバイスの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記発光素子は、前記発光素子が発する光を反射させる第１の反射部を介して前記第２の面に実装され、
前記ボンディングワイヤーは、前記ボンディングパッドの前記直下の位置を前記第１の反射部で支えながら、前記ボンディングパッドに取り付けられることを特徴とする光デバイスの製造方法。
【請求項３】
第１の面及び前記第１の面と対向する第２の面を有する基板と、
前記第２の面に実装され、第１の中心を有する発光素子と、
前記第１の面に実装され、第２の中心を有する受光素子と、
を含み、
前記発光素子の少なくとも一部は、平面視において、前記受光素子に重なる位置に配置され、
前記発光素子よりも後付けされる前記受光素子は、ボンディングパッドを有し、
前記ボンディングパッドは、平面視において、前記第２の中心よりも第１の方向に変位した位置に設けられ、
前記第１の中心は、平面視において、前記第２の中心よりも前記第１の方向と反対である第２の方向に変位した位置に設けられることを特徴とする光デバイス。
【請求項４】
請求項３において、
前記発光素子は、平面視において、矩形の輪郭形状を有し、
前記矩形の１辺は、平面視において、前記ボンディングパッドを中心とする所与の半径を有する円に接することを特徴とする光デバイス。
【請求項５】
請求項３において、
前記発光素子は、平面視において、矩形の輪郭形状を有し、
前記矩形の１辺は、平面視において、前記第１の中心と前記第２の中心とを結ぶ方向に直交することを特徴とする光デバイス。
【請求項６】
請求項３乃至５の何れかにおいて、
前記発光素子のすべては、平面視において、前記受光素子に完全に重なる位置に配置されることを特徴とする光デバイス。
【請求項７】
請求項３乃至６の何れかにおいて、
第３の中心を有し、前記発光素子が発する光を反射させる第１の反射部を、さらに含み、
前記第３の中心は、平面視において、前記第１の中心と一致することを特徴とする光デバイス。
【請求項８】
請求項３乃至７の何れかに記載の光デバイスと、
被検査体との接触面を有し、前記発光素子が発する光の波長に対して透明な材料で構成される接触部と、
生体情報を有する光を反射させる第２の反射部と、
を含み、
前記発光素子は、前記被検査体の被検出部位に向かう光を発し、
前記受光素子は、前記発光素子が発する光が前記被検出部位にて反射された、前記生体情報を有する光を受け、
前記基板は、前記発光素子が発する光の波長に対して透明な材料で構成されるフレキシブル基板であり、
前記生体情報は、脈拍数であることを特徴とする生体情報検出器。
【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】
【公開番号】特開２０１１−１６７３１８（Ｐ２０１１−１６７３１８Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３３０５８（Ｐ２０１０−３３０５８）
【出願日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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