CN107923771A - 传感器装置 - Google Patents

Abstract

传感器装置包含壳体和搭载于壳体内部的传感器零件，壳体具有两个以上的通气孔，传感器零件均配置在连结两个通气孔的路径上。另外，传感器零件也可以是温度传感器、湿度传感器或传声器。另外，传感器零件也可以配置在连结两个通气孔的路径上，该两个通气孔分别设置于壳体的大致相对的面上。

Description

传感器装置

技术领域

本发明涉及传感器装置。

背景技术

目前，提案有具备各种测量单元，测量有关使用者的生物体信息或周边环境的环境信息的装置(例如，专利文献1)。专利文献1所列举的装置具备多个测量单元和通知单元。另外，影响测量结果的通知单元配置在与受影响的测量单元不同的区域。

另外，也提案有抑制因水滴侵入内部而引起的检测精度的降低的阻力式湿度传感器(例如，专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2006－300734号公报

专利文献2:日本特开2008－64616号公报

发明所要解决的课题

在用户携带测量有关周围的环境的信息的传感器产品的情况下，为了降低外部干扰的影响，往往在壳体(外壳)内搭载传感器零件。另一方面，在测量温度、湿度、声压等这样的外部气体的动态物理量的传感器零件的情况下，当密闭于壳体内时，响应性及精度会下降。

发明内容

于是，本发明的目的在于，提供取得了携带性和响应性及精度的平衡的传感器装置。

用于解决课题的技术方案

本实施方式的传感器装置包含壳体、搭载于壳体的内部的传感器零件，壳体具有两个以上的通气孔，传感器零件均配置于连结两个通气孔的路径上。

据此，能够促进外部气体和传感器装置内的空气，特别是与传感器零件周边的空气的交换，即使是在壳体内搭载传感器零件的情况，也能够抑制响应性及测量精度的降低。即，能够提供取得了携带性和响应性及精度的平衡的传感器装置。

另外，传感器零件也可以是温度传感器、湿度传感器或传声器(麦克风)。特别是只要是测量这样外部气体的动态的物理量的传感器零件，则通过外部气体和传感器零件周边的空气的交换，能够抑制响应性及测量精度的下降。

另外，传感器零件也可以配置在连结分别设置于壳体的大致相对的面的两个通气孔的路径上。据此，能够减少空气在传感器装置内的滞留，促进外部气体和传感器装置内的空气的交换。

另外，也可以是，壳体包含配设有传感器零件的基板，基板具有用于将该基板固定在壳体的固定部和从该固定部延伸的舌片部，传感器零件是温度传感器，配置于舌片部。据此，能够减少热传递到舌片部，能够抑制对温度传感器的输出的影响。

另外，也可以是，固定部设置于基板的端部，舌片部的边缘的至少一部分由设置于基板的缝隙形成。据此，能够通过基板的端部形成舌片部的周围的一部分，即使是设有缝隙的情况，也能够抑制基板的有效面积的减少。

另外，也可以是，还包含测量加速度及角速度至少一个的动作传感器，在固定部和动作传感器之间配置有刚性比基板高的零件。据此，能够抑制舌片部的振动引起的对加速度传感器的输出的影响。

另外，也可以是，传感器零件是温度传感器，温度传感器和发热量最大的零件配置在大致长方形状的基板上的对角的大致两端。据此，能够抑制来自发热量大的零件的对温度传感器的输出的影响。

此外，用于解决课题的技术方案中所描述的内容在不脱离本发明的课题及技术思想的范围内，能够尽可能地组合。

发明效果

能够提供取得了携带性和响应性及精度的平衡的传感器装置。

附图说明

图1是表示传感器装置的一例的立体图；

图2是表示传感器装置的一例的立体图；

图3是传感器装置的右侧面图；

图4是传感器装置的左侧面图；

图5是传感器装置的分解立体图；

图6是传感器装置的正面图；

图7是传感器装置的图6的A－A剖面图；

图8是示意表示安装于基板的零件的图；

图9是表示连结设置于传感器装置的左右的侧面的通气孔的路径的图；

图10是表示基板的其它的例子的图；

图11是表示基板的其它的例子的图；

图12是用于说明比较例的基板的图；

图13是用于说明其它的比较例的基板的图；

图14是表示变形例的传感器装置的图；

图15是表示其它的变形例的传感器装置的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的复合传感器进行说明。但是，以下说明的实施方式表示复合传感器的一例，本发明的复合传感器不限定于以下的结构。

(壳体)

图1是从右上方观察本实施方式的传感器装置1的正面的立体图。图2是从左下方观察传感器装置1的背面的立体图。图3是传感器装置1的右侧面图。图4是传感器装置1的左侧面图。传感器装置1是测量有关周围的环境的信息的通用的装置，在内部搭载各种传感器零件。传感器零件例如是指包含传感器元件和信号处理用的IC(Integrated Circuit：集成电路)的半导体封装。另外，传感器装置1也可以具有无线通信功能，能够用于高龄人或孩子的照料等。此外，也将传感器装置1称为复合传感器。

传感器装置1包含壳体主体11、电池盖12。壳体主体11及电池盖12例如由树脂形成。

另外，在壳体主体11的正面具有由透明的树脂形成的窗部13。窗部13例如由丙烯或PC(Polycarbonate：聚碳酸酯)等形成。在经由窗部13能够确认的位置也可以配设LED(Light Emitting Diode：发光二极管)等显示部。另外，在外部光经由窗部13到达的位置也可以配设照度传感器、UV(Ultraviolet：紫外线)传感器等。

另外，在壳体主体11的侧面具有通气孔14。如图3及图4所示，在本实施方式中，左右对称的位置及大小的通气孔14左右分别各设置三个。通气孔14是设置于壳体的贯通孔。在此，传感器装置1也可以搭载温度传感器、湿度传感器、绝对压传感器(大气压传感器)、传声器等那种通过暴露在外部气体中来发挥功能的传感器。通过设有通气孔14，由于容易地进行外部气体和传感器装置1内的空气的交换，因此，即使是将上述的传感器搭载在壳体内的情况，也能够保证传感器的响应性。另外，也可以在通气孔14上从壳体主体11的内部贴附透湿防水片材。据此，传感器装置1具备所谓生活防水程度的功能，在用户携带使用方面，便利性提高。另外，透湿防水片材也可以作为防风发挥功能，能够降低因风引起的对绝对压传感器165或温湿度传感器162的噪声。

另外，壳体主体11在其上部具有把手15。把手15是环状的手握部分，用户能够挂在提包或童车等而携带。此外，把手15不限于环状，也可以是拓扑性地与圆环同相的各种形状或钩状等。

图5是从背面侧右上方观察传感器装置1的内部的分解立体图。传感器装置1在其内部具备基板16、内部盖17。基板16是搭载各种传感器零件的电子电路基板。另外，内部盖17是通过与基板16组合，形成用于将钮扣电池固定在基板16上的电池盒的部件。另外，窗部13大致沿其缘在传感器装置1内形成壁面，通过与基板16组合，在内部形成配置有LED等的显示部或照度传感器、UV传感器等的室。另外，窗部13及电池盖12具有如所谓O型圈的密封垫，来密封与壳体主体11的连接部分。

图6是传感器装置1的正面图。图7是图6的A－A剖面图。此外，A－A剖面是从右侧朝向传感器装置1的正面观察在图6所示的正面图中沿着左右方向的中央切断传感器装置1的剖面的图。另外，如图7所示，通气孔14设置于由基板16分割成两部分的传感器装置1内的空间的一方，其位置在侧视时与安装在基板16上的零件重叠。

(基板)

图8是示意性表示安装于基板16的表面的零件的配置的图。本实施方式中表示将零件安装在单面的例子，但也可以是两面安装。基板16具有无线模块161、温湿度传感器162、闪存器163、动作传感器164、绝对压传感器165、传声器166、照度传感器/UV传感器/LED167、壳体固定部168、缝隙169。

无线模块161例如是根据蓝牙(Bluetooth、注册商标)、无线LAN、其它的移动数据通信等标准进行通信的通信部。无线模块161例如和用户所持的携带电话或智能电话等进行通信，发送测量的数据。另外，无线模块161在搭载于本实施方式的传感器装置1的零件之中，也可以称为在通常的使用状态下发热量较大的零件。

温湿度传感器162是一个芯片上搭载有温度传感器和湿度传感器的零件。另外，温度传感器及湿度传感器是测量外部气体的动态物理量的部件，通过暴露在外部气体中发挥功能。本实施方式中，如图9所示，在连结设置于传感器装置1的左右的侧面的通气孔14的路径上配置有温湿度传感器162。图9中用点划线的箭头表示连结设置于左右的侧面的通气孔14的路径。另外，用虚线表示搭载于内部的基板16，用细实线表示配置于基板16的零件。如图9所示，在连结设置于左右的侧面的通气孔14的路径上配置有温湿度传感器162。据此，温湿度传感器162的周围的空气与外部气体容易交换，因此，即使是将温湿度传感器162搭载在传感器装置1的壳体内的情况，也能够抑制响应性能的下降。

闪存器163是存储各传感器测量的值的存储装置。此外，本实施方式的闪存器163是刚性比基板16高的零件。另外，闪存器163可以说是安装面积较大的零件。

动作传感器164是测量作用于该传感器的加速度及角速度的至少一个的传感器。作为动作传感器164，具体而言，可以采用测量作用于三轴各自的加速度的形式、还具备测量三轴各自的角速度的陀螺传感器的形式、具备三轴陀螺传感器和测量三轴姿势的地磁传感器的形式、对于三轴各自具备加速度传感器、陀螺传感器及地磁传感器这三个传感器的形式等的各种组合。另外，加速度传感器能够采用所谓静电容量检测方式、压电电阻方式、热检测方式等，测量的方式并没有特别限定。同样地，陀螺传感器能够使用压电振动器或硅振动器所谓振动方式等。另外，地磁传感器能够利用使用MR(magneto-resistive)元件、MI(magneto-impedance)元件或霍尔元件的传感器等。

绝对压传感器165是测量作用于该传感器的气压的传感器。另外，绝对压传感器165测量以绝对真空为基准的绝对的压力。此外，测量的方式没有特别限定。本实施方式的传感器装置1没有被密闭，无论绝对压传感器165在基板16上的位置如何，就能充分发挥功能。

传声器166是检测声压的传感器。本实施方式中，在连结设置于传感器装置1的左右的侧面的通气孔14的路径上配置有传声器166，与温湿度传感器162同样，保证传声器166的响应速度。

照度传感器/UV传感器/LED167是在单芯片上安装有照度传感器、UV传感器、LED的零件。照度传感器测量表示光的亮度的照度。UV传感器测量紫外线量。LED是根据传感器装置1的动作状态、各传感器芯片测量的数据等，进行点亮、闪烁、发出颜色变更等的显示部。也可以采用所谓七段显示器，能够显示数字等。照度传感器及UV传感器需要暴露在外部光线中，因此，被配置在外部光线从窗部13到达的位置。另外，LED配置在用户能够从窗部13确认的位置。具体而言，照度传感器/UV传感器/LED167设置于正视传感器装置1时与窗部13重叠的位置。

壳体固定部168是用于将基板16固定于壳体主体11的固定部。图8的例子中，为设置于基板16的四角的螺纹孔。此外，壳体固定部168不限定于螺纹孔。图10是表示基板的其它的例子的图。图10的基板16A具有由从四角向基板16内延伸的平行线和半圆形形成的圆角长方形的切口即壳体固定部168A。另外，图11是表示基板的其它的例子的图。图11的基板16B具有壳体固定部168B，该壳体固定部168B是具有与设置于四角的基板16平行的边的圆角长方形的切口。即使是图10或图11所示的结构，通过螺钉紧固等也能够将基板16固定于壳体主体11。另外，基板16和壳体主体11的固定方法不限于螺钉紧固，也可以通过与设置于壳体主体11的爪状的部分卡合的结构、或热铆接等接合。

缝隙169设置于配置有温湿度传感器162的部分的周围。在此，配置有温湿度传感器162的部分为从一个壳体固定部168向其周围的一方向突出的舌片状。为了便于说明，将图8中用虚线的圆角四边线所示的该部分称为“舌片”。基板16例如由导热率较高的玻璃环氧树脂形成，温度传感器有可能因基板16上的其它的零件的发热而对输出有影响。另外，也通过基板16上的配线图案(未图示)进行传热。于是，通过设置缝隙169，隔断基板16上的热的传递。

图12是用于说明比较例的基板2的图。图12的基板2具有温度传感器21和设置在其周围的缝隙22。温度传感器21配置在基板2的中央附近，在其周围设有缝隙22，并且，配置温度传感器21的部分和基板整体在一部位连接。图13是用于说明其它比较例的基板2A的图。图13的基板2A具有温度传感器21和缝隙22A。温度传感器21配置于长方形状的基板2A的一边的中央附近，在其周围设有缝隙22A，并且，配置温度传感器21的部分和基板整体在一个部位连接。在图13的例子中，配置温度传感器21的部分设置于基板2A的端部，因此，缝隙整体的长度比图12的例子的情况短。

从加工的容易性来看，缝隙一般需要基板厚度左右的宽度。在如图12那样在基板的中央配置温度传感器21的情况或如图13那样在基板的端部即一边的中央附近配置温度传感器21的情况下，与图8所示的本实施方式的情况相比，基板的有效面积减少。即，在温度传感器的周围设置缝隙时，产生缝隙量的基板面积减少以及相应的零件安装及配线图案的制约。根据图8所示的本实施方式，由于在大致长方形状的基板16的角部附近配置温湿度传感器162，所以能够用基板16的端部代替图12的例子中设置于温度传感器21的大致四方的缝隙中的两边。另外，通常在壳体固定部168的周围难以设置配线图案，但通过在壳体固定部168的附近配置温湿度传感器162，能够抑制基板的有效面积的减少。同时，因为在温湿度传感器162的周围不存在配线图案，所以降低配线图案导致的热传导。另外，在通过螺纹孔形成壳体固定部168的情况下，通过金属螺钉向壳体主体11散热的效果提高。

(壳体的变形例)

图14是表示变形例的传感器装置1A的图。图14(A)是右侧面图，(B)是正面图，(C)是左侧面图。另外，在正面图中用虚线表示传感器装置1A内的基板16。基板16与图8所示的基板相同，但从图9的例子向右旋转90度，搭载于传感器装置1A内。如右侧面图及左侧面图所示，在图14的例子中侧视时不重叠的位置设置有左右的通气孔14。即使是这种结构，如正面图中用点划线的箭头所示，通过在连结左右的通气孔的路径上设置温湿度传感器162或传声器166，也能够保证响应速度。

图15是表示其它变形例的传感器装置1B的图。图15(A)是右侧面图，(B)是正面图，(C)是左侧面图。另外，在正面图中，用虚线表示传感器装置1B内的基板16。图15的基板16也与图8所示的基板相同，但从图9的例子向右旋转90度搭载于传感器装置1A内。另外，正面图中用点划线的箭头表示连结左右的通气孔14的路径。如图14或图15所示，通过在连结通气孔的路径上设置温湿度传感器162或传声器166，能够保持响应速度。另外，通气孔的数量或位置没有特别限定。如图15所示，通过增加通气孔14的数量，并设置在侧面的大范围内，外部气体和传感器装置1内的空气更容易进行交换。上述的实施方式及本变形例中，在侧面设有通气孔14，但不限定于这种例子，例如也可以在如侧面和底面那样不相对的面上设置通气孔14。另一方面，如实施方式或本变形例，只要在相对的面设置通气孔，则能够减少空气在内部的滞留。

(效果)

根据本发明的传感器装置，通过在连结通气孔的路径上配置温度传感器、湿度传感器或传声器等那种测量外部气体的动态物理量的传感器零件，即使是在壳体内搭载传感器零件的情况，也能够抑制响应性及测量精度的降低。另外，通过在壳体内搭载传感器零件，能够提高携带性，并且通过使外部干扰的影响降低，也能够提高测量精度。特别是通过在传感器装置的大致相对的(相反的)面分别设置通气孔，能够降低空气在传感器装置内的滞留，促进外部气体和传感器装置内的空气的交换。

在传感器装置内搭载基板并分割内部的空间的情况下，通气孔设置在配置上述的传感器零件侧的区域。这时，通过在其它的区域形成电池盒，也能够降低电源零件的损失发热导致的对温度传感器的影响。

另外，在基板上，在通常的使用中通过在远离发热量大的零件的位置配置温度传感器，能够降低对温度传感器输出的影响。在上述的实施方式中，无线模块161内置处理器(CPU)，在通常的使用中发热量最大。在大致长方形状的基板上，通过在对角的大致两端设置发热量大的零件和温度传感器，能够减少影响。

另外，通过在温度传感器的周围，在基板上设置缝隙，能够阻断热的传递，能够降低传感器装置内的零件的发热的影响。在上述的实施方式中，在基板的角部附近设置将基板固定在壳体的固定部，并以形成从该固定部向一方延伸的舌片部的方式设置缝隙。而且，只要在舌片部上配置温度传感器，则就能够抑制基板的有效面积的减少，同时，能够减少对温度传感器的热传导。进而，如果在固定部使用金属螺钉，则向壳体内散热的效果提高。

进而，在搭载动作传感器的情况下，通过设置舌片部，该部分容易引起振动，可能会影响动作传感器的输出。在本实施方式中，如上述，由于以从固定部延伸的方式设置，所以降低振动向动作传感器的传递。另外，在基板上，只要在固定部和动作传感器之间配置例如安装面积较大的零件或刚性比基板16高的零件那种使基板的振动降低的零件，则能够降低动作传感器受到的噪声。另外，配置于二者之间的零件的大小优选覆盖从舌片部至动作传感器的距离(具体而言，从位于舌片部的基部的固定部至动作传感器的距离)的三分之一(优选二分之一)以上。在图8的例子中，在壳体固定部168和动作传感器164之间配置刚性比基板16高，覆盖从壳体固定部168至动作传感器164的距离的二分之一以上的闪存器。

此外，上述的实施方式及变形例的结构能够组合一部分或全部而采用。例如，可以是温湿度传感器162及传声器166仅一个存在于通气路径上，另外，也可以是在通气路径上还存在没有例示的传感器零件。

符号说明

1：传感器装置

2：基板

11：壳体主体

12：电池盖

13：窗部

14：通气孔

15：把手

16：基板

17：内部盖

161：无线模块

162：温湿度传感器

163：闪存器

164：动作传感器

165：绝对压传感器

166：传声器

167：LED

168：壳体固定部

169：缝隙

Claims (7)

1.一种传感器装置，包含壳体和搭载于所述壳体内部的传感器零件，

所述壳体具有两个以上的通气孔，

所述传感器零件均配置在连结两个所述通气孔的路径上。

2.如权利要求1所述的传感器装置，其中，

所述传感器零件是温度传感器、湿度传感器或传声器。

3.如权利要求1或2所述的传感器装置，其中，

所述传感器零件配置在连结两个所述通气孔的路径上，该两个所述通气孔分别设置在所述壳体的大致相对的面上。

4.如权利要求1～3中任一项所述的传感器装置，其中，

所述壳体包含配设所述传感器零件的基板，

所述基板具有：用于将该基板固定在所述壳体的固定部、从该固定部延伸的舌片部，

所述传感器零件是温度传感器或湿度传感器，并配置于所述舌片部。

5.如权利要求4所述的传感器装置，其中，

所述固定部设置于所述基板的端部，

所述舌片部的边缘的至少一部分由设置于所述基板的缝隙形成。

6.如权利要求4或5所述的传感器装置，其中，

还包含测量加速度及角速度的至少一个的动作传感器，

在所述固定部和所述动作传感器之间配置有刚性比所述基板高的零件。

7.如权利要求1～6中任一项所述的传感器装置，其中，

所述传感器零件是温度传感器，

所述温度传感器和发热量最大的零件配置在大致长方形状的所述基板上的对角的大致两端。