JP2018044804A - デバイス - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献1には、周囲環境の情報を収集すると共に該情報を送信する手段を有する携帯可能な装置を備えたことを特徴とする携帯電話端末装置による情報収集・管理システムが記載されている。また、特許文献1の背景技術には、使用者周辺の気温・気圧・高度を測定して表示することができる腕時計が開発されている旨の記載がある。
また、筐体の内部に、発熱または冷却を行う機構が存在する場合にも、筐体に内蔵された温度センサでは、周囲環境の温度を計測することができない。
前記デバイスは、さらに湿度センサを備え、前記計算部は、前記湿度センサの計測結果に基づき、前記周囲環境の温度に補正を加える機能を有してもよい。
前記デバイスは、さらに筐体を備え、前記第1センサが、前記筐体の内部に配置されており、前記第2センサが、前記第1センサよりも前記筐体の表層側に配置されていてもよい。
まず、図1を参照して、筐体2の内部側から表層に向けた熱3の流れについて考察する。図1の例では、筐体2の内部側から周囲環境1までの間に内部層2aと外部層2bが存在し、周囲環境1は、例えば外気である。
筐体2と周囲環境1との間の熱伝達率をh[W/(m2・K)]とする。
熱3の流れ方向に沿った内部層2aの寸法をl1[m]、同じ方向に沿った外部層2bの寸法をl2[m]とする。
筐体2の内部(位置r1[m])における温度をTin[K]、筐体2の表層(位置r2[m])における温度をT1[K]とする。r1≦r≦r2の区間では、熱流束q[W/m2]は、次の式(7)で表される。
熱流束センサとしては、ペルチェ素子、サーモパイル等が挙げられる。
温度センサとしては、熱電対、サーミスタ、半導体ブリッジ等が挙げられる。
図3に、第1実施形態のデバイスを模式的に示す。このデバイスは、基板11上に搭載されたIC12が、筐体を構成する成形部14の内部に設けられたパッケージ10である。成形部14の表層側には、熱流束センサ13として、例えばペルチェ素子が設けられている。基板11上には、配線12a,13aによりそれぞれIC12または熱流束センサ13と電気的に接続された配線(図示せず)が設けられている。成形部14は、例えば樹脂等の成形品であり、モールド(金型等)を用いた樹脂モールド(モールディング)等により構成することができる。
図6に、第2実施形態のデバイスを模式的に示す。本実施形態では、第1実施形態のパッケージ10が、介在物22を介して外部筐体21に固定されている。外部筐体21には、熱流束センサ13の位置に開口部23を有する。これにより、熱流束センサ13を通って筐体の内部から外部に放出される熱19の伝達を、外気に開放された開口部23により向上させることができる。
図7に、第3実施形態のデバイスを模式的に示す。本実施形態では、第2実施形態と同様に、第1実施形態のパッケージ10が、介在物25を介して外部筐体24に固定されているが、外部筐体24が熱伝導性の良い材質から構成されている。熱伝導性の良い材質としては、アルミニウム、銅等が挙げられる。外部筐体24には、熱流束センサ13を外気に向けて開放する開口部が設けられなくてもよい。
図8に、第4実施形態のデバイスを模式的に示す。本実施形態のパッケージ30では、IC12の基板がリードフレーム31から構成され、熱流束センサ13がリードフレーム31の表層側に設けられている。この場合、例えば導電部32により熱流束センサ13をリードフレーム31に接続することができる。導電部32としては、導電性接着剤、半田、ワイヤーボンディングが挙げられる。
本実施形態のパッケージ30を筐体に組み込む構成は、例えば第1実施形態のパッケージ10を、第2〜第3実施形態の外部筐体21,24に組み込む構成と同様でもよい。
熱流束センサ13とIC12との間の接続は、+および−の2本を有してもよい。
図10に、第5実施形態のデバイスを模式的に示す。基板11は、電子機器40の筐体41の内部に収容され、IC12は、基板11上に実装されている。筐体41の内面には、温度センサ16が設けられ、配線16aにより、基板11上の配線(図示せず)に接続されている。筐体41の外面には、熱流束センサ13が設けられ、配線13aにより、基板11上の配線(図示せず)に接続されている。
実施例1は、第1実施形態のデバイスの実施例である。配線基板上に、温度センサを内蔵したICをダイボンドし、ICと配線との間にワイヤーボンディングを設ける。この配線基板にペルチェ素子を接続する。ICおよびペルチェ素子を一体にモールド成形することにより、周囲環境温度計測用のパッケージを形成する。パッケージ外部への電気接続のため、駆動用電源線と信号線とが設けられている。
実施例2は、第2実施形態のデバイスの実施例である。実施例1のパッケージを、例えばペルチェ素子が露出するように、開口部(孔)を設けた筐体に接着してもよい。筐体と支持部材との間にパッケージを挟み、筐体に対して支持部材をネジ止め等により固定してもよい。パッケージの設置箇所は、ペルチェ素子が大気(外気)と接触する配置にする必要がある。例えば、腕時計型筐体の場合は、人体近傍となる裏面にパッケージを設置することは望ましくなく、人体と接しない表側の面に設置することが望ましい。あるいは、時計のバンド部にパッケージを設置してもよい。日光等の電磁波による熱の影響を減らすため、周囲環境と接する面を金属光沢面としても良い。
実施例3は、第3実施形態のデバイスの実施例である。実施例1のパッケージを、熱伝導の高いアルミニウム等から構成された筐体の内側に配置し、熱伝導の高い素材(シリコーングリスなど)でペルチェ素子と筐体とを熱的に接続してもよい。さらに、筐体と支持部材との間にパッケージを挟み、筐体に対して支持部材をネジ止め等により固定してもよい。
実施例4は、第4実施形態のデバイスの実施例である。リードフレーム上にペルチェ素子を接着固定し、ペルチェ素子の熱起電力の出力を、導電性接着剤、半田、ワイヤーボンディング等により、リードフレームに接続する。リードフレームのペルチェ素子とは反対側の面上にICをダイボンドし、ワイヤーボンディングにより電気的接続を行う。さらにモールド成形を行うことにより、周囲環境温度計測用のパッケージを形成する。パッケージの設置方法、計算方法等は、実施例1〜3と同様にしてもよい。
実施例5は、第5実施形態のデバイスの実施例である。筐体の表層にペルチェ素子を搭載し、筐体の裏面でペルチェ素子とは反対側の位置に温度センサを搭載する。この場合、周囲環境温度計測デバイスをパッケージ化することなく、筐体に直接設置することができる。温度センサとペルチェ素子との位置関係は、必ずしも近接させる必要はないが、近接していることが好ましい。計算方法等は、実施例1と同様にしてもよい。
Claims (5)
- 筐体の内部に配置される第1センサと、前記第1センサよりも前記筐体の表層側に配置される第2センサと、前記第1センサの計測結果および前記第2センサの計測結果をもとに、周囲環境の温度を予測して算出する計算部と、を備え、
前記第1センサが温度センサであり、前記第2センサが熱流束センサであることを特徴とするデバイス。 - 筐体の内部に配置される第1センサと、前記第1センサよりも前記筐体の表層側に配置される第2センサと、前記第1センサの計測結果および前記第2センサの計測結果をもとに、周囲環境の温度を予測して算出する計算部と、を備え、
前記第1センサおよび前記第2センサが温度センサであることを特徴とするデバイス。 - 前記デバイスは、さらに圧力センサを備え、
前記計算部は、前記圧力センサの計測結果に基づき、前記周囲環境の温度に補正を加える機能を有することを特徴とする請求項1または2に記載のデバイス。 - 前記デバイスは、さらに湿度センサを備え、
前記計算部は、前記湿度センサの計測結果に基づき、前記周囲環境の温度に補正を加える機能を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のデバイス。 - 前記デバイスは、さらに筐体を備え、前記第1センサが、前記筐体の内部に配置されており、前記第2センサが、前記第1センサよりも前記筐体の表層側に配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のデバイス。
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JP2016178209A JP2018044804A (ja) | 2016-09-13 | 2016-09-13 | デバイス |
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JP7122056B1 (ja) * | 2022-02-22 | 2022-08-19 | Biodata Bank株式会社 | 内部温度測定装置、内部温度測定方法、及びプログラム |
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2016
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WO2023162054A1 (ja) * | 2022-02-22 | 2023-08-31 | Biodata Bank株式会社 | 内部温度測定装置、内部温度測定方法、及びプログラム |
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