CN117651244A - 模块以及可穿戴设备 - Google Patents

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CN117651244A CN202311128738.1A CN202311128738A CN117651244A CN 117651244 A CN117651244 A CN 117651244A CN 202311128738 A CN202311128738 A CN 202311128738A CN 117651244 A CN117651244 A CN 117651244A
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Abstract

本发明提供模块，其特征在于，具备：基板，其搭载有生物体信息取得部；压电发声单元，其重叠于所述基板，并包括压电体；以及缓冲部件，其设置于所述基板与所述压电发声单元之间，所述压电发声单元配置于所述压电体的面方向的中心位置从所述基板的面方向的中心位置偏离的位置。

Description

模块以及可穿戴设备
技术领域
本发明涉及模块以及可穿戴设备。
背景技术
日本特开2021-013404号公报公开了一种设备，其搭载有能够非侵入地取得与生物体相关的各种信息的生物体信息取得部(各种生物体传感器等)。
在这样的具备生物体信息取得部的设备中，需要能够将感测生物体信息的部分(生物体传感器等)配置在接近生物体的位置。
另外，在各种可穿戴设备等中，已知一种可穿戴设备，其具有通过产生蜂鸣音(使蜂鸣器鸣响)来对用户等进行各种通知的发声部(压电发声单元)。在这样的发声部(压电发声单元)中，例如通过对压电体(压电元件)施加变动电压而使其周期性地变形，通过使粘贴有该压电体的振动板振动而能够产生蜂鸣音。
但是，在搭载有生物体信息取得部(各种生物体传感器等)的可穿戴设备中，从可用性等的观点出发，需要以易于听取的良好的声压而产生蜂鸣音。
发明内容
本发明所要解决的课题是提供模块以及可穿戴设备，其在通过设置于设备内的压电发声单元发出蜂鸣音等的情况下，能够抑制声压的降低而以良好的声压发声。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，根据本发明的模块，具备：
基板，其搭载有生物体信息取得部；
压电发声单元，其重叠于所述基板，并包括压电体；以及
缓冲部件，其设置于所述基板与所述压电发声单元之间，
所述压电发声单元配置于所述压电体的面方向的中心位置从所述基板的面方向的中心位置偏离的位置。
附图说明
图1是实施方式的钟表的主要部分侧剖视图。
图2是配置在图1所示的后盖部件侧的主要部件的主要部分分解立体图。
图3A是实施方式中的基板的传感器搭载侧的俯视图。
图3B是图3A所示的基板的背面侧的俯视图。
图4A是实施方式中的压电发声单元的视觉确认侧的俯视图。
图4B是图4A所示的压电发声单元的非视觉确认侧的俯视图。
图5是本实施方式的后盖部件和配置在后盖部件之上的部件的主要部分剖视图。
具体实施方式
参照附图，对根据本发明的模块(基板的固定结构)以及具备模块的可穿戴设备的一个实施方式，也包括模块的组装方法进行说明。在本实施方式中，例示可穿戴设备是穿戴于使用者的手腕来使用的电子钟表的情况进行说明。
此外，在以下所述的实施方式中，为了实施本发明而附加了在技术上优选的各种限定，但本发明的范围并不限定于以下的实施方式以及图示例。
[结构]
图1是本实施方式中的可穿戴设备(以下简称为“钟表”)的主要部分剖视图。此外，图2是示出图1所示的钟表的后盖侧的主要部件的主要部分分解立体图。
如图1所示，作为本实施方式中的可穿戴设备的钟表100具有设备壳体1。
本实施方式的设备壳体1形成为上下开口的中空的短柱形状，内部的中空部分构成容纳各种部件的容纳空间。
设备壳体1例如由工程塑料、超级工程塑料等比较硬质的合成树脂形成。此外，形成设备壳体1的材料并不限定于在此例示的材料。设备壳体1例如也可以由SUS等金属材料形成。
在设备壳体1的图2中的外侧部等设置有供用户进行各种输入操作的各种操作按钮12(按钮、表冠等)。
另外，虽然未图示，但在设备壳体1的外侧面，在模拟钟表中的12点位置和6点位置设置有安装未图示的带的一对带安装部(未图示)。
并且，设备壳体1的表面侧(钟表的视觉确认侧)的开口部分被未图示的防风部件封闭。防风部件例如是由玻璃材料、透明的树脂材料等形成的透明的部件(罩部件)。在其他设备壳体1的表面侧(钟表的视觉确认侧)，也可以以包围开口部分的方式设置有未图示的外装部件(表圈)。
虽然省略详细的图示以及说明，但在设备壳体1的内部容纳有作为可穿戴设备的钟表100的控制部、动作部、电池等。
在钟表100是数字显示方式的情况下，作为动作部，具有包含液晶(LiquidCrystal)显示面板等的显示部等，该显示部配置在钟表的表面侧(视觉确认侧，在图1中为上侧)。并且，在钟表100为模拟显示方式的情况下，作为动作部，代替上述各结构而具有指针、使该指针进行旋转动作的齿轮系(轮系机构)和驱动部(马达等)等。另外，钟表100也可以是具有数字方式和模拟方式双方的混合型，在此情况下，具有双方的结构部作为动作部。
控制部安装在未图示的电路基板上等，控制动作部的显示动作等。在图1中，将这些动作部和控制部统称为机芯3。
设备壳体1的背面侧(钟表的非视觉确认侧)的开口部分被后盖部件2封闭。另外，后盖部件2也可以与设备壳体1一体地形成。
另外，后盖部件2优选经由未图示的防水环等安装于设备壳体1。通过经由防水环等安装后盖部件2，能够在确保设备壳体1内的防水性(气密性)的状态下，封闭设备壳体1的背面侧(钟表的非视觉确认侧)的开口部分。
如图1及图2所示，在后盖部件2的面内的大致中央部形成有凹部21。
在凹部21内配置有生物体传感器单元5(参照图5)。生物体传感器单元5包括作为生物体信息取得部的生物体传感器51以及搭载有生物体传感器51的基板52。
另外，在凹部21内，将生物体传感器单元5组装于后盖部件2时生物体传感器51所处的部分成为窗部22。
生物体传感器51是能够取得生物体的生物体信息的传感器，例如是心跳传感器、血压传感器、血氧浓度测定传感器等。生物体传感器51只要是取得生物体的信息的传感器即可，并不限定于在此例示的传感器。生物体传感器51也可以是能够与多个生物体信息对应的传感器。
生物体传感器51例如具备包含LED(Light Emitting Diode)的发光部、包含PD(Photo Diode)的受光部(均未图示)。
例如在取得心跳等生物体信息时，生物体传感器51的发光部对作为生物体的用户的手臂等照射光。发光部照射的光例如是在皮肤较浅的部分反射的绿色的光。另外，从发光部照射的光并不限定于绿色。发光部也可以根据所取得的生物体信息的种类、用途而照射多种光。
受光部接受从发光部照射的光被手臂反射的反射光。然后，输出表示反射光的受光光量的检测信号作为检测信息。
检测信息由搭载于基板52等的未图示的运算部进行处理，计算用户的心率等。
图3A及图3B是本实施方式中的生物体传感器单元的基板的俯视图。图3A是在将生物体传感器单元5组装于后盖部件2时，从成为背面侧(钟表的非视觉确认侧，图1及图2的下侧)的面侧观察基板52的图，图3B是在将生物体传感器单元5组装于后盖部件2时，从成为表面侧(钟表的视觉确认侧，图1及图2的上侧)的面侧观察基板52的图。
本实施方式中的基板52由能够弯折变形的柔性印刷布线板(以下、将其称为“FPC”)构成，图中双点划线所示的部位是在向后盖部件组装时被正折的部位。虚线所示的部位是向后盖部件2组装时反折的部位。
在基板52的一端设置有搭载生物体传感器51的主基板主体53a。另外，搭载其他电路元件等的辅助基板主体53b经由FPC与主基板主体53a连接。
另外，基板52的另一端侧与机芯3内的未图示的电路基板(主体基板)连接。
另外，在主基板主体53a上，为了防止生物体传感器51的漏光，配置有与生物体传感器51的厚度同等以上的厚度的缓冲部件61(参照图3A)。
并且，在主基板主体53a的与搭载生物体传感器51的面相反侧的面上粘贴有缓冲部件6(参照图3B)。
缓冲部件61和缓冲部件6由冲击吸收性优异的各种树脂等形成。作为缓冲部件6的材料，例如优选使用微纤维素聚合物片(例如株式会社罗杰索诺克制的“PORON”(注册商标)等)那样的高功能聚氨酯泡沫。另外，形成缓冲部件61和缓冲部件6的材料不限于此。缓冲部件61和缓冲部件6各自形成的材料也可以不同。
另外，主基板主体53a中搭载生物体传感器51的一侧经由绝缘片55配置在后盖部件2的凹部21内。绝缘片55例如被主基板主体53a和后盖部件2夹着而固定。
并且，在生物体传感器单元5的上侧(后盖部件2的相反侧、钟表的视觉确认侧)配置有经由缓冲部件6产生蜂鸣音(使蜂鸣器鸣响)，从而对用户等进行各种通知的压电发声单元7。此外，如图2所示，在压电发声单元7的上侧(视觉确认侧)配置有冲击吸收用的缓冲部件57，保护压电发声单元7免受冲击。此外，缓冲部件57优选以不阻碍压电发声单元7的振动(后述)的方式配置于压电发声单元7的外周侧。
图4A是从视觉确认侧(图1及图2中的上侧)观察压电发声单元的俯视图，图4B是从非视觉确认侧(图1及图2中的下侧)观察压电发声单元的俯视图。
在经由缓冲部件6而在生物体传感器单元5之上配置压电发声单元7时，图4B所示的一侧与缓冲部件6对置(参照图2)。
如图4A及图4B所示，本实施方式的压电发声单元7是压电体71粘接于金属板部件72的单晶结构体。压电体71例如是形成有未图示的电极的压电陶瓷(压电瓷器板)，金属板部件72例如是SUS等金属板，压电发声单元7通过将金属板部件72粘接于压电体71而构成。另外，金属板部件72不限于SUS，也可以是黄铜或镍等。
在压电发声单元7中，通过施加电压，压电体71(压电陶瓷、压电瓷器板)伸长，另一方面，粘接于压电体71的金属板部件72不伸缩。由此，当对压电发声单元7施加电压时，压电发声单元7整体弯曲，当对压电发声单元7施加反向的电压时向反向弯曲。因此，通过输入信号以使电压的方向交替变化，从而压电发声单元7整体交替地向不同的方向弯曲，通过反复进行该操作而振动，产生声波，输出蜂鸣音。
如图4B所示，在压电发声单元7的非视觉确认侧的面上，沿着外周缘粘贴有双面胶带56。在后盖部件2的内侧(在图2中为上侧)的面，形成有与压电发声单元7的形状一致地挖下一级的台阶部23，压电发声单元7配置在后盖部件2的台阶部23内，通过双面胶带56粘贴。
图5是示意性地表示配置于后盖部件的内侧的生物体传感器单元及压电发声单元的位置关系的剖视图。
如图5所示，在以生物体传感器51从窗部22向外部(直接或经由玻璃等间接地)露出的方式将生物体传感器单元5配置于后盖部件2的内侧的情况下，生物体传感器单元5的基板52大致平坦地配置于凹部21内，在其上经由缓冲部件6而配置压电发声单元7。
由此，在作为生物体信息取得部的生物体传感器51能够与外部的生物体(例如用户的手臂等)对置并接近的位置固定基板52，压电发声单元7作为将包括基板52的生物体传感器单元5固定于规定位置的固定部件发挥作用。
[作用]
在组装本实施方式的钟表100的情况下，在设备壳体1内容纳机芯3并用防风部件封闭视觉确认侧的开口部分，并且用后盖部件2封闭非视觉确认侧的开口部分。
在该后盖部件2的内侧(配置于设备壳体1的内侧的一侧)配置生物体传感器单元5。具体而言，以使生物体传感器51从后盖部件2的窗部22露出的方式，在凹部21内配置基板52。然后，从其上方经由缓冲部件6配置压电发声单元7，用双面胶带56将压电发声单元7固定于后盖部件2的内侧面(后盖部件2的台阶部23内)等。
在本实施方式中，如图5所示，在将压电发声单元7配置于后盖部件2的台阶部23内并与基板52(包括基板52的生物体传感器单元5)重叠的状态下，压电发声单元7的压电体71的面方向上的中心位置C2配置于从基板52的面方向上的中心位置C1错开的位置。
在作为单晶结构体的压电发声单元7中，压电体71的中心位置C2及其附近最容易振动，影响发声的声压。
关于这一点，通过使基板52的中心位置C1与压电体71的中心位置C2错开，即使在构成为通过压电发声单元7将基板52(包括基板52的生物体传感器单元5)固定于规定位置，压电发声单元7兼作固定基板52(包括基板52的生物体传感器单元5)的固定部件的情况下，也能够使压电发声单元7充分振动，能够抑制压电发声单元7的声压的降低，以良好的声压发声。
更具体而言，具有以下的作用。
压电发声单元7的金属板部件72通过双面胶带(图5中未图示)粘接固定于后盖部件2。另外，至少压电体71的一部分配置在粘接有压电体71的金属板部件72和后盖部件2的固定面上。在本实施方式中，通过该压电发声单元7，经由缓冲部件6固定生物体传感器单元5的基板52。此时，通过使俯视时压电发声单元7中的圆形的压电体71的中心位置C2从生物体传感器单元5的基板52的中心位置C1错开，能够抑制声压的降低，以良好的声压发声。
这是因为，生物体传感器单元5的基板52的中心位置C1，从后盖部件2和压电发声单元7的金属板部件72被双面胶带粘接固定的部位分离，容易挠曲。另外，缓冲部件6(缓冲垫)的中心位置与生物体传感器单元5的基板52的中心位置C1大致一致。因此，缓冲部件6在缓冲部件6的中心位置最容易挠曲，成为向上侧挠曲的状态。压电发声单元7的压电体71上下振动而振动，输出声音，但若缓冲部件6向上侧挠曲，则压电发声单元7的压电体71难以向下侧振动，因此压电发声单元7的声压降低。关于这一点，通过使基板52的中心位置C1与压电体71的中心位置C2错开，能够消除这样的压电体71难以振动的状态。
[效果]
如上所述，本实施方式中的模块具备：基板52，其搭载有作为生物体信息取得部的生物体传感器51；压电发声单元7，其与基板52重叠，并且包括压电体71；以及缓冲部件6，其设置于基板52与压电发声单元7之间，压电发声单元7的压电体71的面方向上的中心位置C2配置于从基板52的面方向上的中心位置C1错开的位置。
由此，通过压电发声单元7，在后盖部件2的内侧的适当的位置(即生物体传感器51从窗部22露出，并且在凹部内配置基板52的位置)固定生物体传感器单元5。而且，在此情况下，在压电发声单元7中最容易振动，影响发声的声压的压电体71的中心位置C2与基板52的中心位置C1错开配置，由此能够确保充分的声压，以良好的声压输出蜂鸣音。
另外，在本实施方式中，构成为压电发声单元7兼作将基板52(包括基板52的生物体传感器单元5)固定于生物体传感器51能够与外部的生物体对置并接近的位置的固定部件。
这样，在本实施方式中，通过本来钟表100等电子设备(可穿戴设备)所具备的压电发声单元7来固定基板52(包括基板52的生物体传感器单元5)。因此，不需要另外设置用于固定基板52的部件，削减部件数量，有助于组装有模块的设备(钟表100)整体的小型化、轻量化。
此外，本实施方式的压电发声单元7是压电体71粘接于金属板部件72的单晶结构体。
这样，通过将压电发声单元7设为比较简单的结构，能够减少部件个数，实现组装有模块的设备(钟表100)整体的小型化、轻量化。
另外，在本实施方式中，基板52(包括基板52的生物体传感器单元5)与压电发声单元7相互分离地配置。
因此，生物体传感器单元5不会阻碍压电发声单元7的发声，能够在确保充分的声压的良好的状态下输出蜂鸣音。
另外，在本实施方式中，作为生物体信息取得部的生物体传感器51包括心率传感器、血压传感器、血氧浓度测定传感器中的任一个。
因此，仅通过将包括本实施方式的模块的可穿戴设备穿戴在手臂等上，用户就能够简单地获得心率信息等生物体信息。
另外，在作为本实施方式的可穿戴设备的钟表100具有上述的基板52(包括基板52的生物体传感器单元5)的固定构造的情况下，能够抑制部件件数而高效地固定生物体传感器单元5。因此，即使是能够取得心跳或血压等生物体信息的设备(钟表100)，也能够实现小型化、轻量化。
而且，在此情况下，如图5所示，通过将压电发声单元7中最容易振动且影响发声的声压的压电体71的中心位置C2与基板52的中心位置C1错开配置，能够确保充分的声压，以良好的声压输出蜂鸣音。
而且，在本实施方式中，在设备壳体1的与作为生物体信息取得对象的生物体(用户的手臂等)接触的一侧具有后盖部件2，基板52(包括基板52的生物体传感器单元5)配置并固定于后盖部件2的规定位置。
因此，若生物体传感器单元5的生物体传感器51的位置错开，则难以进行准确的感测，但在本实施方式中，能够将生物体传感器51固定于适于感测的位置，能够取得准确的生物体信息。
此外，以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于相关实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变形，这是不言而喻的。
例如在本实施方式中，例示了可穿戴设备为钟表100的情况，例示了模块(固定生物体传感器单元5的基板52的构造)搭载于钟表100的情况，但能够应用本实施方式的模块(基板52的固定构造)的设备并不限定于此。
例如能够广泛应用于各种智能手表、运动手表等电子设备、除了时刻以外还取得心跳、血流的信息等生物体信息的可穿戴设备等电子设备。
以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但本发明的范围并不限定于上述的实施方式，包含技术方案所记载的发明的范围及其等同的范围。

Claims (10)

1.一种模块，其特征在于，具备：
基板，其搭载有生物体信息取得部；
压电发声单元，其重叠于所述基板，并包括压电体；以及
缓冲部件，其设置于所述基板与所述压电发声单元之间，
所述压电发声单元配置于所述压电体的面方向的中心位置从所述基板的面方向的中心位置偏离的位置。
2.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，
所述压电发声单元兼作将所述基板固定于所述生物体信息取得部能够与外部的生物体对置地接近的位置的固定部件。
3.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，
所述压电发声单元是所述压电体粘接于金属板部件的单晶结构体。
4.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，
所述基板和所述压电发声单元相互分离地配置。
5.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，
所述生物体信息取得部包括心率传感器、血压传感器、血氧浓度测定传感器中的任一个。
6.一种可穿戴设备，其特征在于，
具有权利要求1至5中任一项所述的模块。
7.根据权利要求6所述的可穿戴设备，其特征在于，
具备设备壳体，该设备壳体容纳所述基板及所述压电发声单元。
8.根据权利要求7所述的可穿戴设备，其特征在于，
在所述设备壳体的与作为生物体信息取得对象的生物体接触的一侧具有后盖部件。
9.根据权利要求8所述的可穿戴设备，其特征在于，
所述基板配置并固定于所述后盖部件的规定位置。
10.根据权利要求9所述的可穿戴设备，其特征在于，
至少构成所述压电发声单元的压电体的一部分，配置在粘接有所述压电体的金属板部件与所述后盖部件的固定面上。
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