CN109717850A - 便携式电子设备 - Google Patents

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CN109717850A
CN109717850A CN201811257402.4A CN201811257402A CN109717850A CN 109717850 A CN109717850 A CN 109717850A CN 201811257402 A CN201811257402 A CN 201811257402A CN 109717850 A CN109717850 A CN 109717850A
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CN
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shell
monocell
solar power
circuit substrate
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长谷井宏宣
上村岳久
平出纪明
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

本发明提供一种便携式电子设备,其能够在使用环境下通过自发电而提供电力。便携式电子设备具有:太阳能发电部,其被收纳于佩戴在用户的身体上的外壳内,并具备以具有间隙的方式而配置的第一单电池以及第二单电池;显示部;多个操作部,受理用户的操作;电路基板,其被收纳于所述外壳内且与所述太阳能发电部电连接,并在俯视观察时与通过直线将所述多个操作部连结而构成的第一区域的至少一部分重叠;配线部,其被配置在与所述第一区域不同且包含所述间隙的第二区域内;生物体传感器,其被配置在与所述第一区域重叠的位置且对所述用户的生物体信号进行检测;配线部,其被配置在与所述第一区域不同且包含所述间隙的第二区域内,并对所述太阳能发电部和所述电路基板进行电连接。

Description

便携式电子设备
技术领域
本发明涉及一种便携式电子设备。
背景技术
在现有技术中,已知有通过绑带等佩戴于手腕等部位并具有时钟显示功能、位置显示功能的可穿戴设备(腕戴式设备)等便携式电子设备。例如在专利文献1中,作为便携式电子设备的一个示例而记载了如下的可穿戴设备,即,佩戴于佩戴者的身体上,并且能够实施通过来自作为位置定位系统的一个示例的GPS(Global Positioning System:全球定位系统)卫星的GPS电波而进行的位置定位、对心搏等进行测量的生物体信息的取得、或着信息通信等。
然而,在专利文献1所记载的这种可穿戴设备中,会因实施位置定位、心搏测定或信息通信等而导致例如二次电池等内部电力的使用量增大、充电的频率增多。用户为了实施充电,需要在附属的电缆等上安装设备,从而存在如下的不良情况,即,耗费较多工夫、产生无法进行定位、测量的期间等。与此相对,虽然也存在力求通过导入自发电而进行改善的设备,但是在这种情况下,会使设备的结构要素增多,从而存在难以实现小型化、轻薄化的问题。
专利文献1:日本特表2016-530626号公报
发明内容
本发明是为了解决上述的课题的至少一部分而完成的发明,并且能够作为以下的方式或者应用例而实现。
应用例1
本应用例的便携式电子设备具有:外壳,其被佩戴于用户的身体上;太阳能发电部,其被收纳于所述外壳内,并具备以具有间隙的方式而配置的第一单电池以及第二单电池;显示部,其被收纳于所述外壳内;多个操作部,用于受理所述用户的操作;电路基板,其被收纳于所述外壳内,并与所述太阳能发电部电连接,在从所述第一单电池的受光面的法线方向观察的俯视观察时,所述电路基板与通过直线将所述多个操作部连结而构成的第一区域的至少一部分重叠;配线部,其在所述俯视观察时被配置于与所述第一区域不同且包含所述间隙的第二区域内;生物体传感器,其被收纳于所述外壳内,且被配置在与所述第一区域重叠的位置,并对所述用户的生物体信号进行检测;以及配线部,其在所述俯视观察时被配置于与所述第一区域不同且包含所述间隙的第二区域内,并对所述太阳能发电部和所述电路基板进行电连接。
根据本应用例所涉及的便携式电子设备,由于能够通过由具备以具有间隙的方式而配置的第一单电池以及第二单电池的太阳能发电部所发出的电力而实施位置定位、心搏测定或信息通信等,因此即使在多样的使用环境下,也能够通过自发电而提供使用电力,并且能够减少充电的频率。除此之外,由于在俯视观察时在作为通过直线将操作部连结而成的区域的第一区域内配置有电路基板和生物体传感器,并在第二区域内配置有配线部,因此能够实现小型化、轻薄化。
应用例2
在上述应用例所记载的便携式电子设备中,优选为,具备透光性部件,所述透光性部件被配置在所述太阳能发电部的所述受光面侧,且具有在所述俯视观察时与所述间隙重叠的标识,在所述俯视观察时,所述间隙、所述标识以及所述配线部重叠。
根据本应用例,由于第一单电池和第二单电池的间隙、被设置在透光性部件上的标识以及配线部以重叠的方式被配置在第二区域内,因此能够充分确保配置有电路基板的第一区域的广度(面积)及空间(体积),从而能够实现小型化、轻薄化。
应用例3
在上述应用例所记载的便携式电子设备中,优选为,所述标识包括文字、符号、线中的至少任一个。
根据本应用例,能够容易地显示例如LOGO标记、表示操作部的功能的符号或线等。此外,能够通过该标识而使第一单电池以及第二单电池的间隙难以被观察到。
应用例4
在上述应用例所记载的便携式电子设备中,优选为,在所述俯视观察时,所述标识为至少包括间隙的平面形状在内的形状。
根据本应用例,能够通过至少包括第一单电池与第二单电池的间隙的平面形状在内的形状的标识,换言之,通过在俯视观察时与间隙重叠的形状的标识,而将俯视观察时的第一单电池与第二单电池的间隙隐藏,从而能够难以观察到间隙。
应用例5
在上述应用例所记载的便携式电子设备中,优选为,在所述俯视观察时,所述太阳能发电部与所述显示部的外缘部重叠。
根据本应用例,能够确保显示部的有效面积,从而能够增大显示量,并且能够确保太阳能发电部的面积,从而能够增大发电量。
应用例6
在上述应用例所记载的便携式电子设备中,优选为,具备天线部,所述天线部被收纳于所述外壳内,且与所述电路基板电连接,并对无线信号进行接收,在所述俯视观察时,所述天线部与所述太阳能发电部重叠。
根据本应用例,通过在俯视观察时,天线部与太阳能发电部重叠地配置,从而能够增大太阳能发电部的受光面积,进而能够得到更多的发电量。
应用例7
在上述应用例所记载的便携式电子设备中,优选为,具备天线部,所述天线部被收纳于所述外壳内,且与所述电路基板电连接,并对无线信号进行接收,在所述俯视观察时,所述天线部被配置在所述外壳的内壁面与所述太阳能发电部之间。
根据本应用例,通过在俯视观察时,在外壳的内壁面与太阳能发电部之间配置天线部,从而能够确保天线部的接收灵敏度。
应用例8
在上述应用例所记载的便携式电子设备中,优选为,具备天线部,所述天线部被收纳于所述外壳内,且与所述电路基板电连接,并对无线信号进行接收,所述天线部被配置在所述第二区域内。
根据本应用例,由于在与通过多个操作部而围成的第一区域不同的第二区域内配置有天线部,由此能够确保天线部的接收灵敏度。
应用例9
在上述应用例所记载的便携式电子设备中,优选为,具备加速度传感器,所述加速度传感器对所述用户的体动进行检测,所述加速度传感器被配置在所述第二区域内。
根据本应用例,由于加速度传感器的元件的体积较小,因此也能够配置在设置了太阳能发电部及配线部的空间较不富余的第二区域内。并且,通过在与外壳的外缘部较近的第二区域内配置加速度传感器,从而容易检测出通过轻敲等而实现的的用户操作。
应用例10
本应用例所涉及的便携式电子设备具备:外壳,其被佩戴于用户的身体上;太阳能发电部,其被收纳于所述外壳内,且具备以具有间隙的方式而配置的第一单电池以及第二单电池;生物体传感器,其被收纳于所述外壳内,并对所述用户的生物体信号进行检测;显示部,其被收纳于所述外壳内,并对基于来自所述生物体传感器的信号而导出的所述用户的生物体信息进行显示;以及电路基板,其被收纳于所述外壳内,并与所述太阳能发电部、所述生物体传感器以及所述显示部电连接,其中,所述太阳能发电部的所述间隙与所述生物体传感器在从所述第一单电池的受光面的法线方向观察的俯视观察时不重叠。
根据本应用例的便携式电子设备,由于能够通过由具备以具有间隙的方式而配置的第一单电池以及第二单电池的太阳能发电部所发出的电力而实施位置定位、心搏测定或者信息通信等,因此即使在多样的使用环境下,也能够通过自发电而提供使用电力,并且能够减少充电的频率。除此之外,由于在俯视观察时,生物体传感器被配置在和第一单电池与第二单电池的间隙不重叠的位置处,因此能够使便携式电子设备轻薄化。
应用例11
在上述应用例所记载的便携式电子设备中,优选为,在从与所述第一单电池的受光面的法线方向正交的方向观察的剖视观察时,所述显示部被配置在所述太阳能发电部与所述电路基板之间。
根据本应用例,用户能够不被电路基板遮挡地容易地目视确认到显示部的显示。此外,能够通过太阳能发电部而将显示部的外缘隐藏,因此使审美性提高。
应用例12
在上述应用例所记载的便携式电子设备中,优选为,在所述剖视观察时,所述电路基板被配置在所述生物体传感器与所述太阳能发电部之间。
根据本应用例,能够通过电路基板而对所谓的杂散光进行遮挡,其中所述杂散光为,为了发电而向太阳能电池射入的光成为从第一单电池与第二单电池的间隙或其他的间隙等侵入的漏光从而从太阳能电池侧侵入到封装体内的光,从而能够减少外光对于生物体传感器的测定的影响。
应用例13
在上述应用例所记载的便携式电子设备中,优选为,具备二次电池,所述二次电池至少向所述电路基板以及所述生物体传感器供给电源,在所述剖视观察时,所述二次电池被配置在所述生物体传感器与所述电路基板之间。
根据本应用例,由于能够通过这样的二次电池的配置而确保太阳能发电部与生物体传感器之间的距离,因此能够减少因所谓的杂散光而导致的对于生物体传感器的测定的影响,其中所述杂散光为,为了发电而向太阳能电池射入的光成为从第一单电池与第二单电池的间隙或其他的间隙等侵入的漏光从而从太阳能电池侧侵入到了封装体内的光。
应用例14
在上述应用例所记载的便携式电子设备中,优选为,具备:多个操作部,所述多个操作部与所述电路基板连接,并受理所述用户的操作;以及配线部,其对所述电路基板和所述显示部进行电连接,并在所述俯视观察时以包含所述间隙的方式而配置,所述电路基板在所述俯视观察时具有通过直线将所述多个操作部连结而构成的第一区域,在所述第一区域内配置有生物体传感器,在所述俯视观察时,在与所述第一区域不同的第二区域内配置有所述配线部。
根据本应用例,由于在作为通过直线将操作部连结而成的区域的第一区域内配置有电路基板和生物体传感器,并在第二区域内配置配线部,因此能够实现小型化、轻薄化。
应用例15
在上述应用例所记载的便携式电子设备中,优选为,在所述第二区域内配置有对所述用户的体动进行检测的加速度传感器。
根据本应用例,由于加速度传感器的元件的体积较小,因此也能够配置在设置了太阳能发电部及配线部的空间较不富余的第二区域内。并且,通过在与外壳的外缘部较近的第二区域内配置加速度传感器,从而容易检测到通过轻敲等而实现的用户操作。
附图说明
图1为表示应用了作为便携式电子设备的腕戴式设备的运动辅助系统的概要的概要结构图。
图2为表示第一实施方式所涉及的腕戴式设备的概要结构的从表面侧(显示面侧)观察的外观立体图。
图3为表示第一实施方式所涉及的腕戴式设备的概要结构的从背面侧观察的外观立体图。
图4为表示第一实施方式所涉及的腕戴式设备的结构的剖视图。
图5为表示第一实施方式所涉及的腕戴式设备的结构的俯视图。
图6为表示第一实施方式所涉及的腕戴式设备的概要结构的功能框图。
图7为表示第二实施方式所涉及的腕戴式设备的结构的剖视图。
图8为表示第二实施方式所涉及的腕戴式设备的结构的俯视图。
具体实施方式
以下,对于本发明所涉及的系统的实施方式进行说明。另外,以下所说明的实施方式并不是对权利要求书中记载的本发明的内容进行不当限定的内容。此外,在各个实施方式中说明的结构并非全部是本发明的必须构成要件。
1.本实施方式的方法
首先,对作为应用了本发明所涉及的便携式电子设备的系统的一个示例的运动辅助系统进行说明。以下,作为便携式电子设备的一个示例,例如对佩戴于用户的手腕上的具有脉波传感器、体动传感器的腕戴式设备(可穿戴设备)进行例示并说明。
在作为被用于运动辅助系统的便携式电子设备的腕戴式设备中,于显示部侧具备太阳能发电部,并且,具备取得作为用户的生物体信息的脉波信息的脉波传感器及取得用户的动作信息的体动传感器。并且,在腕戴式设备中具备作为位置定位系统的一个示例的GPS(Global Positioning System:全球定位系统),所述位置定位系统使用了取得用户的位置信息的被称为全球导航卫星系统(GNSS:Global Navigation Satellite System)等的位置信息卫星。此外,作为便携式电子设备,并不局限于腕戴式设备,也可以是被佩戴于颈部或脚踝等用户的其他部位上的可穿戴设备。
作为对用户的生物体信号进行检测的生物体传感器的一个示例的脉波传感器,能够取得脉搏数等脉波信息。作为脉波传感器,例如使用光电传感器(光传感器)。在这种情况下,考虑到了通过该光电传感器而对被照射到生物体上的光的反射光或者透过光进行检测的方法等。由于被照射的光在生物体上的吸收量、反射量根据血管内的血流量而有所不同,因此通过光电传感器所检测到的传感器信息成为与血流量等相对应的信号,通过对该信号进行解析而能够取得与搏动相关的信息。但是,脉波传感器并不限定于光电传感器,也可以使用心电仪、超声波传感器等其他的传感器。
另外,光电传感器(光传感器)需要接收必要的光并且遮挡不必要的光,若作为脉波传感器的示例,则需要接收通过作为测定的对象物的被检体(特别是测定对象的包含血管的部位)而被反射的含有脉波成分的反射光,并且除此之外的光由于成为噪声成分而将被遮光。
体动传感器是对用户的体动进行检测的传感器。作为体动传感器,考虑使用加速度传感器、角速度传感器或者方位传感器(磁性传感器)、压力传感器(高度传感器)等,但是也可以使用其他的传感器。
GPS也被称为全球定位系统,是用于根据多个卫星信号来测定地球上的当前位置的卫星定位系统。GPS具备使用GPS时刻信息和轨道信息来取得实施定位计算的用户的位置信息的功能、以及时钟功能中的时刻修正功能。
2.运动辅助系统
接下来,参照图1,对应用了作为便携式电子设备的腕戴式设备的运动辅助系统的结构进行说明。图1是表示应用了作为便携式电子设备的腕戴式设备的运动辅助系统的概要的概要结构图。
如图1所示,本实施方式的运动辅助系统100包括:作为便携式电子设备的腕戴式设备200,所述便携式电子设备为,具有作为生物体传感器(光电传感器)的脉波传感器、作为体动传感器的加速度传感器以及GPS等的检测装置;便携式设备300,其作为运动辅助装置;服务器400,其作为经由网络NE而与便携式设备300连接的信息处理装置。
腕戴式设备200所具备的作为全球导航卫星系统的GPS具备通过接收来自GPS卫星8的电波(卫星信号)而对内部时刻进行修正以及实施定位计算而取得位置信息的功能。GPS卫星8为,在地球的上空沿着预定的轨道环绕的位置信息卫星的一个示例,并向地面发送叠加有导航消息的高频的电波。在以下的说明中,将叠加了导航消息的电波称为卫星信号。
在来自GPS卫星8的卫星信号中包含极为准确的GPS时刻信息以及用于对时刻误差进行校正的时刻校正参数。腕戴式设备200能够对从一个GPS卫星8发送来的卫星信号(电波)进行接收,并使用其中所包含的GPS时刻信息和时刻校正参数而取得时刻信息。
另外,在卫星信号中还包含表示GPS卫星8的轨道上的位置的轨道信息。腕戴式设备200能够使用GPS时刻信息和轨道信息而实施定位计算。定位计算是以腕戴式设备200的内部时刻中包含某种程度的误差为前提而实施的。即,除了用于对腕戴式设备200的三维的位置进行确定的x、y、z参数之外,时刻误差也成为未知数。因此,腕戴式设备200例如能够接收从三个以上的GPS卫星8分别发送来的卫星信号(电波),并使用其中包含的GPS时刻信息和轨道信息而实施定位计算,从而取得当前地点的位置信息。
作为运动辅助装置的便携式设备300例如能够由智能手机、平板式的终端装置等构成。便携式设备300通过例如能够例示出蓝牙(Bluetooth)(注册商标)通信等的近距离无线通信、有线通信(未图示)等而与使用作为生物体传感器的光电传感器(脉波传感器)、作为体动传感器的加速度传感器的腕戴式设备200连接。便携式设备300能够接收来自腕戴式设备200的测量信息,并报告被处理了的用户的脉波信息及体动信息或位置信息等。但是,便携式设备300也可以实施例如包括腕戴式设备200所包含的后述的光电传感器部40、体动传感器部170或GPS接收部160等在内的种种的变形实施方式。
此外,本实施方式中的腕戴式设备200以及便携式设备300具有蓝牙的功能,便携式设备300和腕戴式设备200通过蓝牙通信、例如低功率蓝牙(Bluetooth Low Energy)(也称为蓝牙4.0)连接。低功率蓝牙注重节电性,与以往的版本相比能够大幅节约电力,从而能够延长腕戴式设备的可使用时间。
此外,便携式设备300可以经由网络NE与PC(Personal Computer:个人计算机)、服务器系统等的服务器400连接。这里的网络NE可以利用WAN(Wide Area Network:广域网)、LAN(Local Area Network:局域网)、移动电话通信网、近距离无线通信等各种网络NE。在该情况下,服务器400作为处理存储部而被实现,所述处理存储部经由网络NE而从便携式设备300接收通过腕戴式设备200测量到的脉波信息、体动信息、通过便携式设备300而被处理了的数据,并进行存储。
此外,在上述那样的实施方式中,腕戴式设备200只要能够与便携式设备300通信即可,无需直接与网络NE连接。因此,能够简化腕戴式设备200的结构。但是,在运动辅助系统100中,也能够省略便携式设备300而进行将腕戴式设备200和服务器400直接连接的变形实施方式。在该情况下,腕戴式设备200具备对便携式设备300中包含的测量信息进行处理的功能以及向服务器400发送测量信息或受理来自服务器400的信息的功能。
此外,运动辅助系统100并不限定于通过包括服务器400的结构而实现的系统。例如,运动辅助系统100所实施的处理或功能也可以通过便携式设备300而实现。虽然例如智能手机等便携式设备300多数情况下与服务器系统相比,在处理性能、存储区域、蓄电池容量上存在制约,但是如果考虑近年来性能的提高,也认为能够确保足够的处理性能等。因此,只要满足处理性能等的要求,则能够单独通过便携式设备300来实现通过本实施方式所涉及的运动辅助系统100所实施的处理及功能。
此外,本实施方式所涉及的运动辅助系统100并不限定于由三个装置而实现的系统。例如,运动辅助系统100也可以包括腕戴式设备200、便携式设备300以及服务器400中的两个以上的装置。在该情况下,通过运动辅助系统100而执行的处理可以在任意一个设备中执行,还可以通过多个设备而分散处理。此外,本实施方式所涉及的运动辅助系统100也可以包括与腕戴式设备200、便携式设备300以及服务器400不同的设备。并且,在考虑到了终端性能的提高或利用方式等的情况下,也能够设为通过腕戴式设备200来实现本实施方式所涉及的运动辅助系统100的实施方式。
此外,本实施方式的运动辅助系统100包括对信息(例如程序或各种数据)进行存储的存储器、基于存储器中所存储的信息而进行动作的处理器。在处理器中,例如各部的功能可以通过单独的硬件来实现,或者各部的功能也可以通过一体的硬件来实现。处理器例如可以是CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)。但是,处理器并不限定于CPU,也能够使用GPU(Graphics Processing Unit:图形处理单元)或DSP(Digital SignalProcessor:数字信号处理器)等各种处理器。此外,处理器也可以是通过ASIC而形成的硬件电路。存储器例如可以是SRAM(Static Random Access Memory:静态随机存取存储器)、DRAM(Dynamic Random Access Memory:动态随机存取存储器)等半导体存储器,可以是非易失性存储器,也可以是硬盘装置等磁性存储装置,还可以是光盘装置等光学式存储装置。例如,存储器对能够由计算机读取的命令进行存储,通过由处理器来执行该命令,从而实现运动辅助系统100的各部的功能。在此的命令可以是构成程序的命令,也可以是对于处理器的硬件电路指示动作的命令。
3.第一实施方式所涉及的腕戴式设备
接下来,参照图2、图3、图4、图5以及图6而对作为便携式电子设备的腕戴式设备(测定设备)的第一实施方式所涉及的结构进行说明。图2是表示第一实施方式所涉及的腕戴式设备的概要结构的从表面侧(显示面侧)观察的外观立体图。图3是表示第一实施方式所涉及的腕戴式设备的概要结构的从背面侧观察的外观立体图。图4是表示第一实施方式所涉及的腕戴式设备的结构的剖视图。图5是表示第一实施方式所涉及的腕戴式设备的结构的俯视图。图6是表示第一实施方式所涉及的腕戴式设备的概要结构的功能框图。
另外,在以下的第一实施方式所涉及的腕戴式设备200的说明中,在将设备主体30佩戴到了用户上时,将位于成为生物体信息等的测定的对象部位的对象物侧的一侧作为“背侧或背面侧”,并将成为其相反侧的设备主体30的显示面侧作为“表侧或表面侧”而进行说明。此外,有时将被测定的“对象物(对象部位)”称为“被检体”。此外,以腕戴式设备200的外壳31为基准而设定坐标系,并将显示部50的显示面的中心设为原点,将与显示部50的显示面交叉的方向、且在将显示部50的显示面侧作为表面的情况下的从背面朝向表面的方向设为Z轴正方向(+Z轴方向)。或者,也可以将显示部的显示面的法线方向设为Z轴正方向。或者,也可以将从构成脉波传感器的光电传感器部40朝向显示部50的方向、或者在构成太阳能发电部80的面板型的单电池(第一单电池80a、第二单电池80b、第三单电池80c以及第四单电池80d)的受光面80af、80bf、80cf、80df的法线方向上的远离外壳31的方向定义为Z轴正方向,其中,脉波传感器为对用户的生物体信号进行检测的生物体传感器的一个示例。在腕戴式设备200被佩戴于被检体的状态下,上述Z轴正方向相当于从被检体朝向外壳31的方向。此外,将与Z轴正交的两个轴设为XY轴,尤其是将带部10相对于外壳31而进行安装的方向设定为Y轴。另外,受光面80af、80bf、80cf、80df为光入射到构成太阳能发电部80的第一单电池80a、第二单电池80b、第三单电池80c以及第四单电池80d中的面。
图2为从+Z轴方向对带部10处于被固定的状态下的腕戴式设备200进行观察的立体图,所述+Z轴方向为,在佩戴状态下与成为被检体侧的背侧为相反侧的成为表侧(显示部50侧)的方向。此外,图3为从-Z轴方向观察的立体图,所述-Z方向为,与图2为相反侧的背侧。此外,图4为从+X轴方向观察时的剖视图。此外,图5为从+Z轴方向观察时的俯视图。
如图2、图3以及图4所示,作为便携式电子设备的腕戴式设备200被佩戴于用户的既定部位(例如手腕等测定的对象部位),并对脉波信息、体动信息以及位置信息等进行检测。腕戴式设备200具有:设备主体30,其包括外壳31并紧贴于用户从而对脉波信息、体动信息等进行检测;一对带部10,其被安装在设备主体30上并用于将设备主体30佩戴于用户上。
在包含外壳31的设备主体30上设置有显示部50、被配置在显示部50的外缘部处且包括朝向+Z轴方向的各个单电池(第一单电池80a、第二单电池80b、第三单电池80c以及第四单电池80d)的受光面80af、80bf、80cf、80df在内的环状的太阳能发电部80、以及与作为生物体传感器的光电传感器部40(参照图4)相对应的测定窗部45。另外,也可以使显示部50与太阳能发电部80的一部分在从+Z轴方向(受光面80af、80bf、80cf、80df的法线方向)观察的俯视观察时重叠地配置。此外,在设备主体30的外侧面上设置有与电路基板20(参照图4)连接的多个操作部(操作按钮)58,并且设置有以呈环状而包围显示部50的外缘部的方式配置的表圈57。但是,腕戴式设备200并不局限于这样的结构,也能够进行省略这些部件的一部分的结构要素或追加其他的结构要素等各种的变形实施方式。另外,显示部50的外缘部是指构成显示部50的液晶显示器(显示面板60)的外周或者将能够进行信息的显示的显示区域包围的区域。
此外,在以下的说明中,如图5所示,在从+Z轴方向观察的俯视观察时,将由与电路基板20(参照图4)连接的多个操作部(操作按钮)58包围而成的区域,例如,通过直线而将多个操作部(操作按钮)58的朝向设备主体30的外侧面侧的突出部分连结起来的外壳31的中央部分的区域设为第一区域R1。此外,将与第一区域R1不同的区域且与外壳31重叠的区域设为第二区域R2、R3。在本结构中,以将位于第一区域R1的+Y轴方向(12点钟侧)的区域设为“第二区域R2”,并将位于第一区域R1的-Y轴方向(6点钟侧)的区域设为“第二区域R3”的方式进行说明。另外,本说明书中的第一区域R1以及第二区域R2、R3是指包括外壳31内的平面区域以及空间区域的区域。此外,虽然在本实施方式的说明中并未例示,但是也可以设为由配置于电路基板20上的多个触摸开关(未图示)包围而成的区域。
设备主体30具有外壳31,该外壳31具备在表侧开口的开口部31s。在外壳31的背侧,于凸状部32的顶部设置有光电传感器部40的测定窗部45,所述凸状部32从外壳31的背侧的面即背面而突出。并且,在从+Z轴方向观察的俯视观察时,在与测定窗部45对应的位置处配置有作为生物体传感器的光电传感器部40,透明盖44被插入到测定窗部45上。另外,透明盖44也可以从凸状部32的顶部突出。另外,在从+Z轴方向观察的俯视观察时,也可以说光电传感器部40的测定窗部45被配置在第一区域R1内。如此,通过在第一区域R1内,也就是说,在俯视观察时例如在和第一单电池80a与第二单电池80b的间隙不重叠的位置即外壳31的中央部处配置有光电传感器部40(测定窗部45),从而能够使外壳31(作为便携式电子设备的腕戴式设备200)轻薄化。此外,通过在外壳31的中央部处配置光电传感器部40(测定窗部45),从而能够提高设备主体30的平衡性,进而能够提高针对用户的佩戴性。
另外,外壳31例如能够由不锈钢等金属或者树脂等而形成。另外,外壳31的结构并不局限于一体的方式,也可以是分割成多个部位的结构,例如设为在向用户进行佩戴的佩戴侧设置有背盖的二体结构的外壳31。
在设备主体30上,于突起部34的外周侧设置有表圈57,并且在该表圈57的内侧设置有作为对内部结构进行保护的顶板部分的透光性部件即防风板(本例中为玻璃板)55,所述突起部34在位于设备主体30的表侧的外壳31的开口部31s(参照图4)的外缘处向+Z轴方向突出地立设。作为透光性部件的防风板55在从与太阳能发电部80的受光面80af、80bf、80cf、80df正对的方向、即+Z轴方向观察的俯视观察时,被配置为将外壳31的开口密封。防风板55通过垫圈、粘合剂等接合部件56而被安装于外壳31的突起部34的内缘侧。并且,在通过外壳31和将外壳31的开口密封的防风板55而包围起来的外壳31的内侧设置有作为封闭空间的内部空间36。
另外,防风板55并不局限于玻璃板,只要是能够阅览显示部50的透光性部件,且具有能够对构成显示部50的液晶显示器(显示面板60)等被收纳在内部空间36内的要素部件进行保护的程度的强度的部件,则能够设为透明的塑料等玻璃以外的材料。此外,在防风板55的背面侧或表面侧(本方式中为背面侧)也设置有包含文字、符号、线中的至少任意一个在内的各种标识(例如,第一标识90、第二标识91以及第三标识92)。
此外,如图4所示,在外壳31内的内部空间36内收纳有构成腕戴式设备200的要素部件,即例如电路基板20、作为体动传感器部170(参照图6)中包含的传感器的角速度传感器22及加速度传感器23、作为天线部的GPS天线28、光电传感器部40、构成显示部50的液晶显示器(以下,记作显示面板60)、显示面板60的照明部61、二次电池70(锂二次电池)以及太阳能发电部80等。但是,设备主体30并不限定于图4所示的结构,例如也可以追加用于计算标高等的气压传感器及用于测定温度的气温传感器等其他的传感器或振荡器等。
这里,电路基板20被配置为,在从+Z轴方向观察的俯视观察时与第一区域的至少一部分重叠。此外,在电路基板20上连接有如下的部件,即,作为与上述的要素部件的连接配线、例如作为对电路基板20和构成显示部50的显示面板60进行电连接的配线部的柔性配线基板65、包括对构成腕戴式设备200的各个传感器及显示部50等进行控制的控制电路及驱动电路等在内的作为处理部的CPU(Central Processing Unit)21以及其他的电路元件24。另外,作为处理部的CPU21与各个传感器例如光电传感器部40及加速度传感器23电连接,从而能够对各个传感器所检测到的信号进行处理。此外,CPU21与构成显示部50的显示面板60电连接,从而能够对显示面板60的显示进行控制。此外,也可以在电路基板20上连接角速度传感器22及加速度传感器23。此外,能够在电路基板20上配置与多个操作部(操作按钮)58抵接的多个轻触开关(未图示)。
被配置在内部空间36内的构成腕戴式设备200的要素部件中的电路基板20、光电传感器部40、显示面板60、二次电池70以及太阳能发电部80,从防风板55侧朝向-Z轴方向按照太阳能发电部80、显示面板60、电路基板20、二次电池70、光电传感器部40的顺序而配置。如此,在外壳31内,通过在太阳能发电部80与电路基板20之间配置构成显示部50的显示面板60,从而用户能够不被电路基板20遮挡地容易地对显示部50的显示进行目视确认。
太阳能发电部(Solar cell)80位于防风板55与显示面板60之间,并被分割为四个单电池(第一单电池80a、第二单电池80b、第三单电池80c、第四单电池80d),且被配置为在相邻的单电池与单电池之间具有间隙80s1、80s2、80s3、80s4。具体而言,在第一单电池80a与第二单电池80b之间设置有间隙80s1,在第一单电池80a与第三单电池80c之间设置有间隙80s2,在第三单电池80c与第四单电池80d之间设置有间隙80s3,在第二单电池80b与第四单电池80d之间设置有间隙80s4。另外,在第一单电池80a与第二单电池80b之间,间隙80s1以处于作为+Y轴方向的12点钟方向的第二区域R2之内的方式而配置。并且,太阳能发电部80以四个单电池(第一单电池80a、第二单电池80b、第三单电池80c、第四单电池80d)的受光面80af、80bf、80cf、80df朝向+Z轴方向的方式而配置。
被设置于防风板55的背面侧的第一标识90由文字“EPN”构成。第一标识90被配置在第二区域R2内,且被设置为,与设置在第一单电池80a和第二单电池80b之间的间隙80s1重叠。同样,被设置在防风板55的背面侧的第二标识91由作为表示返回的符号的“箭头标记”而构成。第二标识91被配置在第一区域R1内,且被配置为,与设置在第四单电池80d和第二单电池80b之间的间隙80s4重叠。同样,被设置在防风板55的背面侧的第三标识92由例如表示山的“图画文字”而构成。第三标识92被配置在第二区域R3内,且被设置为,与设置在第三单电池80c和第四单电池80d之间的间隙80s3重叠。
如此,能够容易地显示例如LOGO标记(例如,第一标识90)、表示操作部58(操作按钮)的功能的符号(例如,第二标识91)或者线、图画(图画文字)等(例如,第三标识92)。能够通过该第一标识90而使设置在第一单电池80a与第二单电池80b之间的间隙80s1难以被目视确认到。通过第二标识91而使设置在第四单电池80d与第二单电池80b之间的间隙80s4难以被目视确认到。此外,能够通过第三标识92而使设置在第三单电池80c与第四单电池80d之间的间隙80s3难以被目视确认到。另外,也可以通过与其他的间隙80s2重叠的方式而设置其他的标识,从而能够起到与上述相同的效果。
此外,优选为,在从+Z轴方向观察的俯视观察时,与CPU21电连接的显示面板60的外周端部被配置在下文所说明的太阳能发电部80的圆周状的作为外缘部的外周80os与作为内缘部的圆周状的内周80is之间。如此,在从+Z轴方向观察的俯视观察时,在太阳能发电部80的外周80os与内周80is之间配置有显示面板60的外周端部。换言之,通过使显示面板60的外周端部与太阳能发电部80重叠,从而能够提高太阳能发电部80与显示部50(显示面板60)的配置平衡,从而能够在确保显示部50的面积的同时确保更大的太阳能发电部80的面积。并且,通过以被太阳能发电部80覆盖的方式而配置显示部50的端部,从而能够隐藏显示部50的端部,因此能够提高审美性。
此外,在外壳31内,当从与太阳能发电部80的受光面80af、80bf、80cf、80df的法线方向(+Z轴方向)正交的方向(X轴方向)观察的剖视观察时,于太阳能发电部80与光电传感器部40之间配置电路基板20,从而能够通过电路基板而遮挡所谓的杂散光,所述杂散光为,为了进行发电而向太阳能发电部80射入的光成为例如从第一单电池80a与第二单电池80b的间隙80s1或其他的间隙等侵入的漏光从而侵入到外壳31内的光。由此,能够减少外光对于光电传感器部40的测定的影响。
此外,在上述剖视观察时,通过在外壳31内于显示部50和光电传感器部40之间配置二次电池70,从而能够确保太阳能发电部80与光电传感器部40之间的距离。由此,能够减少由所谓的杂散光而给光电传感器部40的测定所带来的影响,所述杂散光为,为了发电而向光电传感器部40射入的光成为例如从第一单电池80a与第二单电池80b的间隙80s1或其他的间隙等侵入的漏光从而侵入到外壳31内的光。
此外,在上述剖视观察时,通过在外壳31内于太阳能发电部80和光电传感器部40之间配置有构成显示部50的显示面板60,从而能够通过显示面板60来遮挡所谓的杂散光,从而能够减少外光(杂散光)对光电传感器部40的影响,所述杂散光为,为了进行发电而向太阳能发电部80射入的光成为从间隙等侵入的漏光从而从太阳能发电部80侧侵入到外壳31内的光。
作为配线部的柔性配线基板65对电路基板20和显示面板60进行电连接。在从+Z轴方向观察的俯视观察时,柔性配线基板65被设置在+Y轴方向上的第二区域R2内。另外,在从+Z轴方向观察的俯视观察时,柔性配线基板65被配置为同第一单电池80a与第二单电池80b的间隙80s1重叠。
另外,也可以将柔性配线基板65配置在当从+Z轴方向观察的俯视观察时同第一单电池80a与第二单电池80b之间的间隙80s1不重叠的第二区域R2内。如此,通过在第二区域R2内配置柔性配线基板65,而能够充分确保配置有电路基板20的第一区域R1的广度(面积)及空间(体积),因此能够实现外壳31的小型化、轻薄化。
作为对定位卫星信号进行接收的天线部的GPS天线28包括作为非导电性部件的例如由树脂部件构成的基座26以及被设置在基座26的位于防风板55侧(+Z轴方向)的表面上的、例如由铜、铜合金、铝、铝合金等金属而构成的导电体27。如图5所示,基座26沿着12点钟方向(+Y轴方向)的外壳31的开口部31s的内周弯曲地配置,并且被配置为,在从+Z轴方向观察的俯视观察时与太阳能发电部80(各个单电池80a、80b、80c、80d中的任意一个)重叠。GPS天线28将非导电性的基座26视为电介质,并通过利用由基座26(电介质)所产生的波长缩短效应而构成天线。此外,通过进行这样的配置,从而能够通过基座26与太阳能发电部80之间的电容耦合而提高GPS天线28的接收灵敏度。
由于这种GPS天线28能够通过基座26和设置在基座26的表面上的导电体27而紧凑地构成,因此能够使GPS天线28小型化。此外,通过在从+Z轴方向观察的俯视观察时GPS天线28与太阳能发电部80重叠配置,从而能够增大太阳能发电部80的受光面积,进而能够得到更多的发电量。
另外,优选为,GPS天线28沿着12点钟方向(+Y轴方向)的外壳31的开口部31s的内周而弯曲地配置,并且被配置为,在从+Z轴方向观察的俯视观察时在第二区域R2之内与太阳能发电部80重叠。
通过以这种方式而将GPS天线28配置在由多个操作部(操作按钮)58包围而成的第二区域R2内,从而能够在确保多个操作部(操作按钮)58的功能及配置的同时确保GPS天线28的接收灵敏度。
此外,优选为,在从与太阳能发电部80的受光面80af、80bf、80cf、80df的法线方向(+Z轴方向)正交的方向(X轴方向)观察的剖视观察时,GPS天线28被配置在太阳能发电部80与电路基板20之间。若以这种方式进行配置,则除了基座26之外,还能够将电路基板20视为电介质来利用波长缩短效应,进而能够形成为更紧凑(小型)的GPS天线28。此外,通过GPS天线28与电路基板20之间的电容耦合,从而能够提高GPS天线28的接收灵敏度。
此外,GPS天线28在导电体27处经由被电路基板20支承的作为接点的连接部25而与被电路基板20支承的作为处理部的CPU21电连接。通过这种连接,能够在电路基板20上紧凑地实施CPU21与作为其他部件的GPS天线28的电连接,从而能够增大GPS天线28与CPU21的配置布局的自由度。
此外,不需要将导电体27设置在基座26的位于防风板55侧(+Z轴方向)的表面的整个面上,只要设置在表面的至少一部分上即可。此外,除了基座26的位于防风板55侧(+Z轴方向)的表面之外,还可以将导电体27设置在侧面或背面。
此外,虽未进行图示,但是也可以设置为,将GPS天线28配置在当从+Z轴方向观察的俯视观察时与太阳能发电部80的外周80os(参照图5)相比而靠外侧(外壳31的外周侧)处。换言之,对于GPS天线28,在从+Z轴方向观察的俯视观察时,能够于外壳31的内壁面31is与构成太阳能发电部80的第一单电池80a以及第二单电池80b之间配置GPS天线28。如此,在从+Z轴方向观察的俯视观察时,将GPS天线28配置在外壳的内壁面与太阳能发电部80之间,从而能够更有效地确保GPS天线28的接收灵敏度。
以下,同时参照图6所示的功能框图而对第一实施方式所涉及的腕戴式设备200的要素部件进行进一步说明。
电路基板20包括表面20f(第一面)和与表面20f为不同的面且成为表面20f的相反侧的面的背面20r(第二面),外周侧的端部被安装于作为电路固定部的电路壳体75上,并经由电路壳体75而被支承于外壳31的内侧。电路基板20被配置在与第一区域R1的一部分、在本方式中为第一区域R1的中央部分重叠的位置处。在电路基板20的表面20f上安装有作为体动传感器部170所包含的传感器的角速度传感器22及加速度传感器23以及包括控制电路在内的作为处理部的CPU21等,在背面20r上安装有其他的电路元件24等,并且分别被电连接。另外,由于电路基板20在其外周侧被支承在外壳31上,因此容易向与电路基板20连接的加速度传感器23传递来自外壳31的振动,从而能够进一步提高由加速度传感器23进行的轻敲检测等的检测精度。此外,在电路基板20的表面20f的端部处支承(连接)有作为对GPS天线28和CPU21进行电连接的接点的连接部25。
并且,显示面板60以及太阳能发电部80分别经由通过柔性基板等构成的连接配线部63以及连接配线部81而与电路基板20的表面20f连接。此外,光电传感器部40经由通过柔性基板等构成的连接配线部46而与表面20f的相反侧的面即电路基板20的背面20r电连接。通过设为这种配置,从而能够将用于连接的配线的盘绕设为最小限度,并且能够通过电路基板20而对杂散光进行遮挡,所述杂散光为,为了进行发电而射入的光成为从太阳能发电部80侧泄漏的漏光从而侵入到封装体内的光,从而能够减少外光对于光电传感器部40的影响。另外,电路壳体75能够对二次电池70等进行导引。
体动传感器部170中包含的角速度传感器22及加速度传感器23能够进行与用户的身体的动作相关的信息的检测,即能够对体动信息进行检测。角速度传感器22及加速度传感器23对根据用户的移动及方向转换等体动而进行变化的信号即体动检测信号进行输出,并向包括控制电路在内的作为处理部的CPU21发送。另外,加速度传感器23除了实施与用户的移动等动作相关的检测之外,还能够实施所谓的轻敲动作的检测,所谓的轻敲动作为,例如通过由用户利用指尖来对外壳31的外周部分或防风板55等进行敲击的动作从而通过对外壳31施加轻微冲击而实施操作的意思表示的动作。另外,能够在体动传感器部170中包含方位传感器(地磁传感器)等。
在此,角速度传感器22以及加速度传感器23被配置在第二区域R3之内。被配置在第二区域R3的角速度传感器22以及加速度传感器23由于元件的体积较小,因此也能够以较高的空间利用率而容易地配置在已配置了太阳能发电部80、连接配线部63以及GPS天线28等的空间较不富余的第二区域R2、R3内。另外,虽然在图5中示出了加速度传感器23被配置于第二区域R3内的示例,但是也可以将角速度传感器22以及加速度传感器23配置在第二区域R2或者第二区域R3中的任意一个区域内。
此外,如图5所示,优选为,加速度传感器23在从+Z轴方向观察的俯视观察时被配置在至少一部分与太阳能发电部80重叠的位置处。换言之,优选为,加速度传感器23被安装在电路基板20的外周侧,换言之,被安装在与封装体内壁(内周)较近的位置(与外壳31的外缘部较近的第二区域R3内)处。或者,如图4所示,优选为,被配置在满足如下关系的位置处,即,同加速度传感器23的中心与电路基板20的中心之间的距离相比,电路壳体75和电路基板20相接触的部位与加速度传感器23的中心之间的距离较短。通过以这种方式而配置加速度传感器23,从而容易使外壳31受到的轻敲动作等的冲击经由在外周侧处被支承于外壳31上的电路基板20而向加速度传感器23传递,从而能够进一步提高加速度传感器23的检测精度。
作为处理部的CPU21构成对下述电路进行控制的控制电路等,即,对包括GPS天线28在内的GPS接收部160进行控制的电路、对光电传感器部40进行驱动并对脉波进行测定的电路、对显示部50(显示面板60)进行驱动的电路、对体动传感器部170进行驱动并对检测到的信号进行处理且作为体动信息而取得的电路、以及太阳能发电部80中的发电电路。并且,CPU21根据需要而向通信部29发送在各个部位处检测到的脉波信息及体动信息或者用户的位置信息等。
GPS天线28同信号处理部66一起被包括在GPS接收部160中,并对多个卫星信号进行接收。信号处理部66基于GPS天线28所接收到的多个卫星信号而实施定位计算,从而取得用户的位置信息。
通信部29根据需要而向便携式设备300等发送从CPU21发送来的脉波信息及体动信息或者用户的位置信息。
作为生物体传感器的光电传感器部40是对脉波及脉搏等进行检测的部分,包括受光部41以及配置于受光部41的两侧、换言之在俯视观察时与受光部41相比而被配置在外侧(外壳31的外周侧)的多个(本方式中为两个)发光部42。这样,通过与发光部42相比而将受光部41配置在内侧,从而能够对从外壳31的外周侧侵入的外光向受光部41的侵入进行抑制,从而能够减少外光对于光电传感器部40的影响。另外,发光部42并不局限于两个,也可以是一个或三个以上。受光部41以及两个发光部42被安装于传感器基板43的一面,并且由例如光固化性树脂等构成,并且通过由使光透过的部件构成的透明盖44而被覆盖。透明盖44的包括与受光部41以及两个发光部42对应的区域的部分被插入到设置在外壳31上的测定窗部45中。另外,透明盖44也可以从外壳31的凸状部32的顶部突出。
光电传感器部40能够通过以上述方式而对被检体(测定的对象物)照射从发光部42射出的光,并由受光部41接收其反射光,从而对脉波信息进行检测。光电传感器部40将包括发光部42以及受光部41在内的脉波传感器所检测到的信号作为脉波检测信号而输出。作为光电传感器部40,例如使用光电传感器。在该情况下,考虑到通过受光部41而对从发光部42向生物体(用户的手腕)照射的光的反射光或者透过光进行检测的方法等。在这种方法中,由于照射的光在生物体上的吸收量、反射量根据血管内的血流量而有所不同,因此由光电传感器检测到的传感器信息成为与血流量等相对应的信号,通过对该信号进行解析从而能够取得与搏动相关的信息。然而,脉波传感器并不限定于光电传感器,也可以使用心电仪、超声波传感器等其他的传感器。
此外,如图5所示,在从+Z轴方向观察的俯视观察时,光电传感器部40被配置在与形成为环状的太阳能发电部80不重叠的位置的第一区域R1内。换言之,在从+Z轴方向观察的俯视观察时,太阳能发电部80与光电传感器部40的外缘相比而被配置于外侧,并且太阳能发电部80和光电传感器部40被配置在不重叠的位置处。进一步换言之,在从+Z轴方向观察的俯视观察时,在表圈57与光电传感器部40之间配置有太阳能发电部80。在此,光电传感器部40的外缘优选为,至少包含受光部41以及两个发光部42的外缘,并且各自的外缘被连结起来的在图5中通过斜影线而示出的区域的外缘。另外,在本实施方式中,能够将包括受光部41以及两个发光部42在内的测定窗部45的外缘设为光电传感器部40的外缘。此外,也可以将传感器基板43的外缘设为光电传感器部40的外缘。此外,还可以将透明盖44的外缘设为光电传感器部40的外缘。
如此,在从+Z轴方向观察的俯视观察时,配置为环状的太阳能发电部80以包围光电传感器部40的方式而被配置在与光电传感器部40的外缘相比而靠外侧处。换言之,成为如下的情况,即,在俯视观察时,光电传感器部40被配置于外壳31的中心部处,或者,从光电传感器部40至外壳31的内壁(内周)的距离与从太阳能发电部的内周80is至外壳31的内壁(内周)的距离相比而较长,从而能够对光电传感器部40中的外光(漏光)的影响进行抑制。由此,能够在不使光电传感器部40的检测精度下降的情况下配置太阳能发电部80,因此能够兼顾光电传感器部40的生物体信息的检测精度和太阳能发电部80的有效的发电。此外,由于在俯视观察时,太阳能发电部80与光电传感器部40的外缘相比而被配置于外侧,且光电传感器部40被配置于第一区域R1内,因此在从+Z轴方向观察的俯视观察时,同第一单电池80a与第二单电池80b之间的间隙80s1不重叠,因此能够减少太阳能发电部80所受光的例如太阳光的热的影响所导致的对光电传感器部40的所谓温度特性带来的影响。并且,能够使得用于在高效地实施太阳能发电部80中的发电的同时容易地实施光电传感器部40的检测的配置平衡提高,并且能够提高腕戴式设备200的设备主体30对于用户的佩戴性。
此外,也可以将透明盖44的外缘设为光电传感器部40的外缘。另外,所述的“不重叠”是指,在将从+Z轴方向观察的俯视观察时太阳能发电部80与光电传感器部40重叠的面积设为S时,S=0的状态。此外,光电传感器部40被太阳能发电部80包围,也能够包括光电传感器部40由多个太阳能发电部80包围起来的情况,也可以是太阳能发电部80可以被分割的情况或者具有缺口。另外,“与生物体传感器重叠”是指,在从+Z轴方向观察的俯视观察时,生物体传感器(光电传感器)的受光部与作为对象的结构要素重叠的状态。或者是指,发光部以及受光部双方在从+Z轴方向观察的俯视观察时重叠的状态,或者搭载发光部以及受光部的脉波传感器基板与作为对象的其他结构要素重叠的状态。此外,“与生物体传感器不重叠”是指,在从+Z轴方向观察的俯视观察时,生物体传感器(光电传感器)的受光部与其他的结构要素不重叠的状态。或者是指,发光部以及受光部双方在从+Z轴方向观察的俯视观察时,与作为对象的结构要素不重叠的状态,或者搭载发光部以及受光部的脉波传感器基板与作为对象的结构要素不重叠的状态。
此外,如图5所示,优选为,光电传感器部40的至少一部分在从+Z轴方向观察的俯视观察时被配置为与太阳能发电部80的重心G重叠。通过这样的光电传感器部40以及太阳能发电部80的配置,从而使设备主体30的的平衡(重心位置)变得良好,进而能够提高对于用户的佩戴性。另外,能够将重心G改称为质量中心,在立体物的情况下,存在被定义为立体物的结构内的情况或被定义为空间的情况。此外,能够将与重心重叠定义为,在从预定的方向观察的情况下,在将重心的位置向二维的平面或预定的对象物投影时重叠的状态。
显示部50经由作为透过性部件的防风板55而被设置在与被配置为环状的太阳能发电部80的内周80is相比而靠中心侧的区域内。将显示部50设为如下的结构,即,用户能够经由防风板55而对被设置在防风板55的正下方的显示面板60等显示体上所显示的数字及图标或者时刻显示用指针等的显示进行目视确认。也就是说,在本实施方式中,使用显示面板60而对从各种传感器(例如加速度传感器23)的检测结果导出的表示用户的活动信息(生物体信息、运动状态)的信息或者利用时刻信息等各种信息进行显示,并从表侧(+Z轴方向)向用户提示该显示。另外,作为显示体,能够代替作为液晶显示器的显示面板60,而使用有机EL(Organic Electro Luminescence:有机电致发光)显示器、电泳显示器(EPD:Electrophoretic Display)、LED(Light Emitting Diode:发光二极管)显示器等。
照明部61作为显示面板60的背光灯而发挥功能。照明部61被连接于电路基板20的表面20f(第一面)。通过使照明部61以如此方式而与电路基板20连接,从而能够将用于连接的配线的盘绕设为最小限度,并且通过电路基板20而使从照明部61射出的光被遮挡,从而能够减少杂散光对光电传感器部40的影响。
二次电池70的两极的端子通过连接基板(未图示)等而与电路基板20连接,并向对电源进行控制的电路供给电源。此外,二次电池70经由电路基板20而太阳能发电部80电连接。电源通过该电路而变换成预定的电压并向各个电路供给,从而使对光电传感器部40进行驱动并对脉搏进行检测的电路、对显示面板60进行驱动的电路、对各个电路进行控制的控制电路(CPU21)等进行动作。向二次电池70进行的充电经由利用螺旋弹簧等导通部件(未图示)而与电路基板20导通的一对充电端子来实施,并且使用由太阳能发电部80所发出的电力而实施。
此外,优选为,在从+Z轴方向观察的俯视观察时,二次电池70被配置在与太阳能发电部80不重叠的位置。如此,由于在从+Z轴方向观察的俯视观察时二次电池70被配置在与太阳能发电部80不重叠的位置,从而使太阳能发电部80难以受到在二次电池70的充电过程中所产生的发热的影响,进而能够对太阳能发电部80的升温进行抑制,因此能够提高太阳能发电部80中的发电效率。
太阳能发电部80利用光伏效应而将太阳光等外光的光能转换为电力从而进行发电。太阳能发电部80在防风板55与显示面板60之间以被分割成四个单电池的方式而配置。太阳能发电部80位于包括显示面板60的外缘在内的外周部(显示部50的外缘部),换言之,位于外壳31的外周侧,并以呈中央部成为贯通孔的所谓环状(圆环状)的方式而构成。
具体而言,构成太阳能发电部80的第一单电池80a、第二单电池80b、第三单电池80c以及第四单电池80d位于外壳31的开口部31s侧,且具有与开口部31s的内周长相比而较短的圆周状的作为外缘部的外周80os、与外周80os相比而周长较短的作为内缘部的圆周状的内周80is、以及在两侧对外周80os和内周80is进行连结的两个侧边,并且,各个单电池被配置在显示面板60的外周部处。即,在具有受光面80af、80bf、80cf、80df的各个单电池(第一单电池80a、第二单电池80b、第三单电池80c以及第四单电池80d)中,具有与外周相比而周长较短的内周。另外,也可以换言之,在从+Z轴方向观察的俯视观察时,太阳能发电部80的同心圆之中半径较短的一方为内周,半径较长的一方为外周。在本结构的太阳能发电部80中,通过将具有这样的受光面80af、80bf、80cf、80df的四个单电池沿外壳31的开口部31s的内周配置而构成。通过这样的环状的太阳能发电部80的配置,从而能够有效配置显示部50的显示区域等而能够提高腕戴式设备200的设计性。
另外,虽然在本结构中例示了使用四个单电池(第一单电池80a、第二单电池80b、第三单电池80c以及第四单电池80d)的环状的太阳能发电部80,但是只要由多个单电池构成即可,单电池的数量任意。例如,也可以由不具有单电池间的间隙80s2而使第一单电池80a和第三单电池80c成为一体的结构的单电池、以及不具有单电池间的间隙80s4而使第二单电池80b和第四单电池80d成为一体的结构的单电池这样的两个单电池而构成太阳能发电部80。此外,太阳能发电部80也可以不由单电池(面板)构成,而由薄膜构成。
此外,构成太阳能发电部80的单电池(第一单电池80a、第二单电池80b、第三单电池80c以及第四单电池80d)的形状只要不损害显示部50的可视性或损害外观设计性,则不受限制。例如,可以设为如下方式等,即,各个单电池的外周边由在沿着开口部31s的内周的位置处被二等分的直线构成,从而作为四个单电池整体而由外周边在沿着开口部31s的内周的位置处被八等分的直线构成,或者各个单电池的外周边由在沿着开口部31s的内周的位置处被三等分的直线构成,从而作为四个单电池全体而由外周边在沿着开口部31s的内周的位置处被十二等分的直线构成。或者,也能够将单电池的内周进行二等分或三等分。此外,还能够将内周以及外周进行二等分或三等分。另外,还能够对具有直线状的外周或者内周的单电池和不具有直线状的外周或者内周的单电池进行组合使用。
存储部180通过CPU21的控制而对光电传感器部40所产生的脉波等生物体信息、GPS接收部160所接收的位置信息以及体动传感器部170所检测到的体动信息等进行存储。
根据上述的便携式电子设备的第一实施方式所涉及的腕戴式设备200,能够通过由太阳能发电部80所发出的电力而实施位置定位、心搏测定或者信息通信等,其中所述太阳能发电部80至少具备以具有间隙80s1的方式而配置的第一单电池80a以及第二单电池80b,因此,即使在多样的使用环境下,也能够通过自发电来提供使用电力,并且能够减少充电的频率。
此外,由于在俯视观察时,在与由多个操作部(操作按钮)58包围而成的区域、例如通过直线而将多个操作部(操作按钮)58的向设备主体30的外侧面侧突出的突出部分连结而成的区域即第一区域R1不同的第二区域R2内,将第一单电池80a与第二单电池80b的间隙80s1、被设置在作为透光性部件的防风板55上的标识(第一标识90)以及作为配线部的柔性配线基板65重叠地进行配置,因此能够充分确保配置有电路基板20的第一区域R1的广度(面积)、空间(体积),因此能够实现外壳31(腕戴式设备200)的小型化、轻薄化。
此外,由于在从+Z轴方向观察的俯视观察时,加速度传感器23被配置在同第一单电池80a与第二单电池80b之间的间隙80s1不重叠的位置,因此从间隙80s1侵入的太阳光难以到达加速度传感器23,从而能够减少由太阳光等导致的加速度传感器23的温度变化中的特性变化。
4.第二实施方式所涉及的腕戴式设备
接下来,参照图7以及图8对作为便携式电子设备的腕戴式设备(测定设备)的第二实施方式所涉及的结构进行说明。图7是表示第二实施方式的腕戴式设备的结构的剖视图。图8是表示第二实施方式所涉及的腕戴式设备的结构的俯视图。此外,在与第二实施方式相关的以下的说明中,以与上述的第一实施方式不同结构为中心进行说明,对于相同的结构,在各个附图中标注相同符号,并省略其说明。
此外,在以下的说明中,与第一实施方式同样,将在从+Z轴方向观察的俯视观察时通过直线而将与电路基板20A(参照图7)连接的多个操作部(操作按钮)58的朝向设备主体30的外侧面侧突出的突出部分连结起来的外壳31的中央部分的区域设为第一区域R1。另外,将与第一区域R1不同的区域且与外壳31重叠的区域设为第二区域R2、R3。在本结构中,以将位于第一区域R1的+Y轴方向(12点钟侧)的区域设为“第二区域R2”,将位于第一区域R1的-Y轴方向(6点钟侧)的区域设为“第二区域R3”的方式而进行说明。
图7及图8所示的第二实施方式的腕戴式设备200A与前述的第一实施方式的腕戴式设备200的不同之处在于GPS天线28A的结构以及配置、设置于防风板55上的标识(时刻显示标识93以及时刻辅助显示标识94)的结构以及配置,与此相应地,电路基板20A的支承结构也与第一实施方式不同。除此以外的结构与前述的第一实施方式的腕戴式设备200相同。在以下的说明中,以不同结构的GPS天线28A、电路基板20A的支承结构以及防风板55的标识(时刻显示标识93以及时刻辅助显示标识94)为中心进行说明。
第二实施方式的腕戴式设备200A的设备主体30与第一实施方式同样具有具备在表侧开口的开口部31s的外壳31,并在背侧设置有光电传感器部40的测定窗部45。外壳31的开口部31s通过对内部构造进行保护的作为透光性部件的防风板55而被密封。由此,外壳31的内部成为被外壳31和防风板55包围起来的作为密闭空间的内部空间36。并且,如图7所示,虽然在外壳31内的内部空间36内收容有构成腕戴式设备200A的单元部件,但是由于与第一实施方式相同,因此省略详细的说明。
作为天线部的GPS天线28A包括作为非导电性部件的例如由树脂部件构成的基座26A、设置在基座26A的位于防风板55侧(+Z轴方向)的表面的、例如由铜、铜合金、铝、铝合金等金属而构成的导电体27A。基座26A呈沿着外壳31的开口部31s的内周的环状,或者呈沿着开口部31s的内周且组合了圆弧状的部件的环状等的形状,并被固定在外壳31的内壁上。另外,在从太阳能发电部80的受光面80af、80bf、80cf、80df的法线方向(+Z轴方向)观察的俯视观察时,基座26A以与太阳能发电部80重叠的方式而被配置在第一区域R1内。导电体27A位于显示面板60与电路基板20A之间,并由与电路基板20A对置的大体呈圆板形状的金属薄板构成,且外周部分与基座26A的位于防风板55侧(+Z轴方向)的表面连接。在GPS天线28A中,将非导电性的基座26A视为电介质,并利用基座26A(电介质)所产生的波长缩短效应而构成天线。这样的天线能够通过基座26A和以包含基座26A的表面的方式配置的导电体27A而较薄地构成。
另外,优选为,构成GPS天线28A的基座26A在从+Z轴方向观察的俯视观察时,与显示部50的轮廓、换言之与后述的太阳能发电部80的内周80is相比而被配置在外侧(外壳31的外周侧),并且被配置于第一区域R1内。如此,只要将基座26A配置于外壳31的外周侧且配置于第一区域R1内,则能够增大显示部50、太阳能发电部80等的配置布局的自由度,从而能够更有效地对显示部50、太阳能发电部80等进行配置。
此外,GPS天线28A经由被支承在电路基板20A上的连接部25A而与被支承在电路基板20A上的CPU21电连接。通过这样的连接,能够在电路基板20A上紧凑地实施CPU21与作为其他部件的GPS天线28A的电连接。并且,优选为,连接部25A在从+Z轴方向观察的俯视观察时与太阳能发电部80重叠地配置,从而能够起到与第一实施方式相同的效果。
此外,导电体27A可以不只设置在位于基座26A的防风板55侧(+Z轴方向)的电路基板20A的表面20Af侧,也可以设置在与表面20Af侧为相反侧的背面20Ar侧。另外,还可以设置在表面20Af侧和背面20Ar侧这两侧。
电路基板20A包括表面20Af(第一面)和成为与表面20Af为相反侧的面的背面20Ar(第二面),外周侧的端部被安装在作为电路固定部的电路壳体75A上,并经由电路壳体75A而被支承在外壳31的内侧。在电路基板20A的表面20Af上安装有作为体动传感器部170所包含的传感器的角速度传感器22及加速度传感器23以及作为包括控制电路在内的处理部的CPU21等,在背面20Ar安装有其他的电路元件24等,并且与各部件分别电连接。此外,在电路基板20A的表面20Af的端部处支承(连接)有作为对GPS天线28A和CPU21进行电连接的接点的连接部25A。此外,在电路基板20A上连接有作为对电路基板20A和显示面板60进行电连接的配线部的柔性配线基板65A。
柔性配线基板65A对电路基板20A和显示面板60进行电连接。柔性配线基板65A在从+Z轴方向观察的俯视观察时,被设置在+Y轴方向上的第二区域R2内。另外,也可以将柔性配线基板65A配置为,在从+Z轴方向观察的俯视观察时同第一单电池80a与第二单电池80b的间隙80s1重叠。此外,也可以将柔性配线基板65A配置于,在从+Z轴方向观察的俯视观察时同第一单电池80a与第二单电池80b的间隙80s1不重叠的第二区域R2内。如此,通过在第二区域R2内配置柔性配线基板65A,从而能够维持操作部(操作按钮)58的功能,并确保审美性和设计的容易性。
太阳能发电部(Solar cell)80位于防风板55与显示面板60之间,并被分割成四个单电池(第一单电池80a、第二单电池80b、第三单电池80c,第四单电池80d),且以在各个单电池之间具有间隙80s1、80s2、80s3、80s4的方式而配置。另外,四个单电池(第一单电池80a、第二单电池80b、第三单电池80c、第四单电池80d)的具体的配置以及结构与第一实施方式相同,因此省略说明。
此外,在防风板55的背面侧设置有位于防风板55的外周侧且由从外壳31的中心朝向外侧呈放射状延伸的大致直线来表现的标识(时刻显示标识93以及时刻辅助显示标识94)。时刻显示标识93为表示12点钟、3点钟、6点钟以及9点钟的位置的标识。时刻显示标识93被构成为至少包括被设置在构成太阳能发电部80的各个单电池(第一单电池80a、第二单电池80b、第三单电池80c、第四单电池80d)之间的间隙80s1、80s2、80s3、80s4的、从+Z轴方向观察的平面形状在内的形状。通过以这种方式而设置至少包括第一单电池80a以及第二单电池80b的间隙80s1的平面形状在内的形状(本方式中为四个间隙80s1、80s2、80s3、80s4)的标识(时刻显示标识93),从而使从+Z轴方向观察的俯视观察时的四个间隙80s1、80s2、80s3、80s4难以被观察到。
另外,也可以在防风板55的背面侧设置除了时刻显示标识93以及时刻辅助显示标识94以外的其他标识。
根据上述的便携式电子设备的第二实施方式的腕戴式设备200A,能够利用由至少具备以具有间隙80s1的方式而配置的第一单电池80a以及第二单电池80b的太阳能发电部80发电的电力,而实施位置定位、心搏测定或信息通信等,因此即使在多样的使用环境下,也能够通过自发电而提供使用电力,从而能够减少充电的频率。
除此之外,在俯视观察时,通过设置至少包含第一单电池80a以及第二单电池80b的间隙80s1的平面形状在内的形状(本方式中为四个间隙80s1、80s2、80s3、80s4)的标识(时刻显示标识93),从而使从+Z轴方向观察的俯视观察时的四个间隙80s1、80s2、80s3、80s4难以被观察到。
此外,通过将作为非导电性部件的基座26A视作电介质,并利用基座26A所产生的波长缩短效应,从而能够利用基座26A和设置在基座26A的表面的金属薄板的导电体27A而实现构成为薄型的GPS天线28A。此外,由于GPS天线28A的基座26A的至少一部分在从+Z轴方向观察的俯视观察时与太阳能发电部80重叠地配置,因此即使在作为小型的便携式电子设备的腕戴式设备200A中,也能够将太阳能发电部80以及GPS天线28A等要素部件收容在外壳31内。
此外,在上述的实施方式中,作为使用位置信息卫星的位置定位系统的一个示例,以使用GPS卫星8作为全球导航卫星系统(GNSS:Global Navigation Satellite System)所具备的位置信息卫星的GPS为例进行了说明,但这只不过是一个示例。全球定位卫星系统也可以是伽利略(EU)、GLONASS(俄国)、北斗(中国)等其他的系统,或是具备SBAS等的静止卫星、准天顶卫星等发送卫星信号的位置信息卫星的系统。即,腕戴式设备200可以是取得对来自包含GPS卫星8以外的卫星的位置信息卫星的电波(无线信号)进行处理从而掌握的日期信息、时刻信息、位置信息以及速度信息的任意信息的结构。此外,全球定位卫星系统也可以是地域导航卫星系统(RNSS:Regional Navigation Satellite System)。
符号说明
8…GPS卫星;10…带部;20…电路基板;20f…表面(第一面);20r…背面(第二面);21…CPU;22…角速度传感器;23…加速度传感器;24…电路元件;25…连接部(接点);26…作为非导电部件的基座;27…导电体;28…作为天线部的GPS天线;29…通信部;30…设备主体;31…外壳;31is…外壳的内壁面;31s…开口部;32…凸状部;34…突起部;36…内部空间;40…作为生物体传感器的光电传感器部;41…受光部;42…发光部;43…传感器基板;44…透明盖;45…测定窗部;46…连接配线部;50…显示部;55…作为透光性部件的防风板;56…接合部件;57…表圈;58…操作部(操作按钮);60…显示面板;61…照明部;63…连接配线部;65…作为配线部的柔性配线基板;70…二次电池;75…电路壳体(电路固定部);80…太阳能发电部;80a…第一单电池;80b…第二单电池;80c…第三单电池;80d…第四单电池;80af、80bf、80cf、80df…受光面;80os…太阳能发电部的外周;80is…太阳能发电部的内周;81…连接配线部;90…作为标识的第一标识;91…作为标识的第二标识;92…作为标识的第三标识;93…作为标识的时刻显示标识;94…作为标识的时刻辅助显示标识;100…运动辅助系统;160…GPS接收部;170…体动传感器部;180…存储部;200、200A…作为便携式电子设备的腕戴式设备;300…作为运动辅助装置的便携式设备;400…服务器(信息处理装置);R1…第一区域;R2、R3…第二区域;NE…网络;G…太阳能发电部的重心。

Claims (15)

1.一种便携式电子设备,其特征在于,具有:
外壳,其被佩戴于用户的身体上;
太阳能发电部,其被收纳在所述外壳内,并具备以具有间隙的方式而配置的第一单电池以及第二单电池;
显示部,其被收纳于所述外壳内;
多个操作部,用于受理所述用户的操作;
电路基板,其被收纳于所述外壳内,并与所述太阳能发电部电连接,在从所述第一单电池的受光面的法线方向观察的俯视观察时,所述电路基板与通过直线将所述多个操作部连结而构成的第一区域的至少一部分重叠;
配线部,其在所述俯视观察时被配置于与所述第一区域不同且包含所述间隙的第二区域内;
生物体传感器,其被收纳在所述外壳内,且被配置在与所述第一区域重叠的位置处,并对所述用户的生物体信号进行检测;以及
配线部,其在所述俯视观察时被配置于与所述第一区域不同且包含所述间隙的第二区域内,并对所述太阳能发电部和所述电路基板进行电连接。
2.如权利要求1所述的便携式电子设备,其特征在于,
具备透光性部件,所述透光性部件被配置在所述太阳能发电部的所述受光面侧,且具有在所述俯视观察时与所述间隙重叠的标识,
在所述俯视观察时,所述间隙、所述标识以及所述配线部重叠。
3.如权利要求2所述的便携式电子设备,其特征在于,
所述标识包括文字、符号、线中的至少任意一个。
4.如权利要求2或权利要求3所述的便携式电子设备,其特征在于,
在所述俯视观察时,所述标识为至少包括间隙的平面形状在内的形状。
5.如权利要求1至权利要求4中的任意一项所述的便携式电子设备,其特征在于,
在所述俯视观察时,所述太阳能发电部与所述显示部的外缘部重叠。
6.如权利要求1至权利要求5中的任意一项所述的便携式电子设备,其特征在于,
具备天线部,所述天线部被收纳于所述外壳内,且与所述电路基板电连接,并对无线信号进行接收,
在所述俯视观察时,所述天线部与所述太阳能发电部重叠。
7.如权利要求1至权利要求5中的任意一项所述的便携式电子设备,其特征在于,
具备天线部,所述天线部被收纳于所述外壳内,且与所述电路基板电连接,并对无线信号进行接收,
在所述俯视观察时,所述天线部被配置在所述外壳的内壁面与所述太阳能发电部之间。
8.如权利要求1至权利要求5中的任意一项所述的便携式电子设备,其特征在于,
具备天线部,所述天线部被收纳于所述外壳内,且与所述电路基板电连接,并对无线信号进行接收,
所述天线部被配置在所述第二区域内。
9.根据权利要求1至权利要求8中的任意一项所述的便携式电子设备,其特征在于,
具备加速度传感器,所述加速度传感器对所述用户的体动进行检测,
所述加速度传感器被配置在所述第二区域内。
10.一种便携式电子设备,其特征在于,具备:
外壳,其被佩戴于用户的身体上;
太阳能发电部,其被收纳于所述外壳内,且具备以具有间隙的方式而配置的第一单电池以及第二单电池;
生物体传感器,其被收纳于所述外壳内,并对所述用户的生物体信号进行检测;
显示部,其被收纳于所述外壳内,并对基于来自所述生物体传感器的信号而导出的所述用户的生物体信息进行显示;以及
电路基板,其被收纳于所述外壳内,并与所述太阳能发电部、所述生物体传感器以及所述显示部电连接,
其中,所述太阳能发电部的所述间隙与所述生物体传感器在从所述第一单电池的受光面的法线方向观察的俯视观察时不重叠。
11.如权利要求10所述的便携式电子设备,其特征在于,
在从与所述第一单电池以及所述第二单电池的受光面的法线方向正交的方向观察的剖视观察时,
所述显示部被配置在所述太阳能发电部与所述电路基板之间。
12.如权利要求10或权利要求11所述的便携式电子设备,其特征在于,
具备生物体传感器,所述生物体传感器对所述用户的生物体信号进行检测,
在所述剖视观察时,所述电路基板被配置在所述生物体传感器与所述太阳能发电部之间。
13.如权利要求12所述的便携式电子设备,其特征在于,
具备二次电池,所述二次电池至少向所述电路基板以及所述生物体传感器供给电源,
在所述剖视观察时,所述二次电池被配置在所述生物体传感器与所述电路基板之间。
14.如权利要求10至权利要求13中的任意一项所述的便携式电子设备,其特征在于,具备:
多个操作部,所述多个操作部与所述电路基板连接,并受理所述用户的操作;以及
配线部,其对所述电路基板和所述显示部进行电连接,并在所述俯视观察时以包含所述间隙的方式而配置,
所述电路基板在所述俯视观察时具有通过直线将所述多个操作部连结而构成的第一区域,
在所述第一区域内配置有生物体传感器,
在所述俯视观察时,在与所述第一区域不同的第二区域内配置有所述配线部。
15.如权利要求14所述的便携式电子设备,其特征在于,
在所述第二区域内,配置有对所述用户的体动进行检测的加速度传感器。
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