JP2019074972A - ウエアラブル型の測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２つのケース部材を用いて内部空間を形成する際に、防水部材を適切に組み付けることを容易にする。【解決手段】ウェラブル型測定装置は、測定光及び可視光に対して透過性が比較的低い材料により形成され、外周部２１００を有する上筐体２０１と、外周部２２００を有し、第１方向で第１ケース部材に被せられ、測定光及び可視光に対して透過性が比較的高い材料により形成され、光学窓を形成する下筐体２００と、筐体内に配置され、光学窓１１に対向し、光学窓を介してケースの外部に対し測定光を送受する発光部２０と受光部３０と、弾性を有し、外周部２１００と外周部２２００との間に、弾性変形した状態で設けられるＯリング９０と、下筐体における光学窓とは異なる領域を覆い、下筐体を上筐体に対して拘束し、測定光及び可視光に対して透過性が比較的低い材料により形成される、爪部２５０を有するベゼル２０２とを含む。【選択図】図３

Description

本開示は、ウエアラブル型の測定装置に関する。

上筐体と下筐体とが上下方向において突き合わせられ、上筐体と下筐体とにより電子部品が設けられる防水性空間が形成されるウェアラブル機器の本体が知られている。

特表2016-530626号公報

しかしながら、上記のような従来技術では、２つのケース部材を用いて内部空間を形成する際に、当該内部空間に対する防水性を確保する防水部材を、適切に組み付けることが難しい。例えば、上筐体と下筐体との接続部をＯリングのような防水部材を使って防水する場合、Ｏリングが適正な位置でなく十分つぶれないままで上筐体と下筐体とが組み付けられる虞があり、防水性を保てない可能性がある。

そこで、１つの側面では、本発明は、２つのケース部材を用いて内部空間を形成する際に、防水部材を適切に組み付けることを容易にすることを目的とする。

１つの側面では、ウエアラブル型の形態のケースの一部を形成し、測定光及び可視光に対して透過性が比較的低い材料により形成され、第１外周部を有する第１ケース部材と、
前記ケースの他の一部を形成し、第２外周部を有し、第１方向で前記第１ケース部材に被せられ、測定光及び可視光に対して透過性が比較的高い材料により形成され、光学窓を形成する第２ケース部材と、
前記ケース内に配置され、前記光学窓に対向し、前記光学窓を介して前記ケースの外部に対し測定光を送受する光送受部と、
弾性を有し、前記第１ケース部材の前記第１外周部と前記第２ケース部材の第２外周部との間に、弾性変形した状態で設けられる防水部材と、
前記第２ケース部材における前記光学窓とは異なる領域を覆い、前記第２ケース部材を前記第１ケース部材に対して拘束し、測定光及び可視光に対して透過性が比較的低い材料により形成される押さえ部材とを含む、ウエアラブル型の測定装置が提供される。

１つの側面では、本発明によれば、２つのケース部材を用いて内部空間を形成する際に、防水部材を適切に組み付けることが容易となる。

一実施例による生体情報測定装置１を示す斜視図である。 生体情報測定装置１の分解斜視図である。 生体情報測定装置１の中心を通るＸＺ平面に沿った断面図である。 コネクタ８２を通るＹＺ平面に沿った断面図である。 生体情報測定装置１の測定動作の説明図である。 生体情報測定装置１を切断した状態（組み付け途中）で示す斜視図である。 生体情報測定装置１を切断した状態で示す斜視図である。 本実施例の効果の説明図である。

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。

図１は、一実施例による生体情報測定装置１を示す斜視図である。図１には、直交する３軸Ｘ，Ｙ，Ｚが定義されている。ここでは、説明上、Ｚ軸が上下方向（第１方向の一例）であり、Ｚ軸方向正側を「下側」とする。尚、図１では、生体情報測定装置１の一部の図示が省略されている。具体的には、生体情報測定装置１は、下側に生体信号のセンシング面を有し、図１では、細かい部品の図示が省略されている。図２は、生体情報測定装置１の分解斜視図であり、下方から視た斜視図である。図３及び図４は、生体情報測定装置１の断面図であり、図３は、生体情報測定装置１の中心を通るＸＺ平面に沿った断面図であり、図４は、コネクタ８２を通るＹＺ平面に沿った断面図である。尚、図３及び図４では、都合上、図２で省略した細かい部品の一部が図示されている。

生体情報測定装置１は、生体信号のセンシング面に設けられる透明な光学窓１１を介して生体情報を光学的に測定可能な装置である。光学的に生体信号を測定して検出可能な生体情報は、任意であるが、生体（例えば人）の脈拍数や血中酸素濃度等である。

生体情報測定装置１は、図１及び図２に示すように、生体情報測定部２（光送受部の一例）と、筐体（ケース）１０と、位置決め部材６０と、基板８０と、バッテリ８４と、Ｏリング９０（防水部材の一例）とを含む。

生体情報測定部２は、例えば、図３に示すように、センサヘッド基板１００や、反射板１２０、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）１４０等の積層構造である。センサヘッド基板１００には、発光部２０や受光部３０が設けられる。発光部２０は、光学窓１１を介して外部に向けて光（測定光）を照射する。発光部２０は、例えばＬＥＤ（Light-Emitting Diode）により形成される。受光部３０は、測定時に発光部２０から外部に放出された光のうち、生体を通って筐体１０内に入射する光を受光する。受光部３０は、例えばフォトダイオードにより形成される。

筐体１０は、ウエアラブル型の形態である。これにより、生体情報測定装置１は、ウエアラブル装置となる。

筐体１０は、下筐体２００（第２ケース部材の一例）と、上筐体２０１（第１ケース部材の一例）と、ベゼル２０２（押さえ部材の一例）とを含む。下筐体２００及びベゼル２０２は、測定光及び可視光の低透過性材料により形成される。他方、上筐体２０１は、測定光及び可視光の高透過性材料により形成される。尚、測定光の波長は、可視光の波長の範囲内であってもよい。この場合、「測定光及び可視光の高透過性又は低透過性」とは、「可視光の高透過性又は低透過性」と同義となる。ここで高透過性材料とは、測定光波長及び可視光波長の光が当該材料を通過可能な材料（即ち透過性が比較的高い材料）であり、筐体の内部から筐体の外部に放出されたり、筐体の外部から筺体の内部に入射可能な材料である。また低透過性材料とは、測定光波長及び可視光波長の光が当該材料を通過できない材料であり、筐体の内部から筐体の外部に放出されず、測定光及び可視光と同じ波長の外来光由来の光が入射できない材料である。但し、低透過性材料は、測定光波長及び可視光波長の光の透過率が０％である必要はなく、例えば透過性が０％よりも大きいが１０％以下であるといったような、高透過性材料よりも透過性が有意に低い材料であってもよい。

上筐体２０１は、上下方向で下筐体２００に被せられる。下筐体２００と上筐体２０１とは、図３及び図４に示すように、それぞれ、外周部２２００（第２外周部の一例）と、外周部２１００（第１外周部の一例）とを含む。下筐体２００と上筐体２０１とは、外周部２２００と外周部２１００とが上下方向に当接し合う。

ベゼル２０２は、下筐体２００における光学窓１１とは異なる領域を覆う。本実施例では、一例として、ベゼル２０２は、下筐体２００の下側表面における光学窓１１以外の領域を覆う。

ベゼル２０２は、下筐体２００を上筐体２０１に対して拘束する。本実施例では、一例として、Ｘ軸方向の両側に爪部２５０（図２では、一方のみが可視）を備え、爪部２５０が上筐体２０１の係合穴２５２に係合する。これにより、上筐体２０１と下筐体２００とが一体化される。尚、ベゼル２０２は、爪部２５０を形成する側部が下筐体２００と上筐体２０１との間に位置する。

ベゼル２０２は、筐体１０のＹ軸方向正側の側面には、電源スイッチ２１２が設けられる。筐体１０のＹ軸方向負側の側面には、コネクタ８２が嵌合される嵌合穴２４０が設けられる。下筐体２００は、上述した光学窓１１を形成する。ベゼル２０２には、光学窓１１が露出する開口穴２６０を有する。

以下の説明において、特に言及しない限り、「外部」とは、筐体１０の外部を指し、筐体１０内とは、筐体１０により形成される内部空間を指す。

位置決め部材６０は、筐体１０内に設けられる。位置決め部材６０は、筐体１０に対して変位不能に支持又は固定される。本実施例では、一例として、位置決め部材６０は、生体情報測定部２に両面テープ１１０（図３参照）で接着されることで、筐体１０に対して固定される。詳細には、生体情報測定部２は両面テープ１１０、反射板１２０、両面テープ１１２、ＦＰＣ１４０、透明両面テープ１１４を積層して構成され、透明両面テープ１１４が下筺体２００に接着することで位置決め部材６０は筐体１０に対して固定される。また、位置決め部材６０の突起部６２が下筺体２００に嵌合することで筐体１０に対して位置決めされる。位置決め部材６０は、生体情報測定部２やバッテリ８４をそれぞれ位置決める機能を有する。位置決め部材６０の詳細な説明は省略する。

基板８０は、筐体１０内に設けられる。基板８０には、生体情報測定部２の制御を行う制御部８３が実装される。制御部８３は、例えばマイクロプロセッサにより実現されてよい。基板８０には、図４に示すように、コネクタ８２が実装される。コネクタ８２は、基板８０に固定される。基板８０には、図示を省略するが、アンテナ等が実装されてよい。

コネクタ８２は、図４に示すように、下筐体２００に形成される嵌合穴２４０に嵌合される。尚、コネクタ８２は、嵌合穴２４０との間の隙間が形成されないように、嵌合穴２４０まわりの外周部が弾性変形可能であってよい。コネクタ８２は、上筐体２０１に形成される開口部２４１を介して外部との電気的な接続が可能とされる。

バッテリ８４は、筐体１０内に設けられる。バッテリ８４は、生体情報測定装置１に係る電源を供給する。バッテリ８４は、図３に示すように、位置決め部材６０よりも上側に設けられる。

Ｏリング９０は、弾性を有する。Ｏリング９０は、上筐体２０１の外周部２１００と下筐体２００の外周部２２００との間に、弾性変形した状態で設けられる。下筐体２００と上筐体２０１とは、Ｏリング９０を介して液密に嵌合される。即ち、下筐体２００と上筐体２０１とは、Ｏリング９０と協動して、防水構造を実現する。防水構造の詳細は、後述する。

Ｏリング９０は、上面視で、筐体１０の外周形状に沿った円環状の形態であるが、筐体１０の外周形状は、直線状に延在する区間を有するので、同様に直線状に延在する区間を有する。即ち、Ｏリング９０は、一般的な円筒面用のＯリングとは異なり、直線部分を含む異型である。但し、円筐体１０の外周形状が円形である変形例では、Ｏリング９０は、円筒面用のＯリングであってもよい。

図５は、生体情報測定装置１の測定動作の説明図であり、測定対象の生体の表面に載置された状態の生体情報測定装置１を断面視で非常に概略的に示す図である。図５では、説明上、生体情報測定装置１は、非常に概略的に示されている。

測定時、生体情報測定装置１は、光学窓１１側のセンシング面に生体が接触する（例えばセンシング面に指が押し当てられる）。この接触状態で、発光部２０が外部へと光（測定光）を放出すると、図４にて矢印Ｒ１で模式的に示すように、光の一部は生体を通って受光部３０側に向かう。そして、生体を通った光の一部は、受光部３０に入射する。受光部３０では、受光結果に応じた電気信号（受光信号）が生成される。この受光信号に生体内部の情報が含まれる。受光部３０からの受光信号は、例えばセンサヘッド基板１００上の処理装置（図示せず）等で処理されてよい。

ここで、本実施例では、上述のように、下筐体２００は、可視光及び測定光に対して高い透過性を有するが、上筐体２０１やベゼル２０２は、可視光及び測定光に対して低い透過性を有する。従って、筐体１０は、実質的に、下筐体２００におけるベゼル２０２で覆われない部位である光学窓１１だけを介して、筺体１０の外部と筺体１０内との間を可視光や測定光が透過できる。これにより、測定の際の測定光の通る領域が、光学窓１１のみに限定され、かつ、他の部位を介して可視光が筐体１０内に入射するのが防止される。この結果、生体情報の測定精度を高めることができる。

次に、図６及び図７を参照して、Ｏリング９０に係る防水構造について説明する。以下、Ｚ方向及びＯリング９０の延在方向（周方向）の双方に対して垂直な方向を、「径方向」（第２方向の一例）と称する。尚、Ｏリング９０の延在方向（周方向）は、上筐体２０１の外周部２１００や下筐体２００の外周部２２００の延在方向（周方向）と同じである。また、径方向外側とは、径方向で筐体１０の外部側に近い側を指し、径方向内側とは、径方向で筐体１０の内部側（中心）に近い側を指す。

図６及び図７は、生体情報測定装置１を切断した状態で示す斜視図であり、防水構造の部分を示す斜視図である。図６は、下筐体２００に上筐体２０１を被せる前の組み付け途中の状態を示し、図７は、下筐体２００に上筐体２０１を被せた後の状態を示す。図６及び図７では、Ｏリング９０は、元の形状（弾性変形前の形状）で示され、本来収まるべき空間からはみ出している部分は破線で示されている。

上筐体２０１の外周部２１００は、上筐体２０１の全周にわたり略同一の断面形状を有する。外周部２１００は、第１表面２１０２と、第１外壁部２１０４（第１壁部の一例）と、第１内壁部２１０６を有する。第１表面２１０２は、Ｏリング９０の上部に対向する。第１表面２１０２は、径方向で第１外壁部２１０４と第１内壁部２１０６との間に延在する。第１外壁部２１０４と第１内壁部２１０６は、断面視で、第１表面２１０２を底部とする凹状の溝６０１を形成する。また、第１外壁部２１０４は、筐体１０の外周の側面を形成する。第１外壁部２１０４の下端からは、下筐体２００の側部の上側端部を径方向外側から覆う延長部２１０８が延在してもよい。第１外壁部２１０４及び第１内壁部２１０６は、上下方向に延在するだけであり、径方向に屈曲等しない。即ち、第１外壁部２１０４及び第１内壁部２１０６は、上筐体２０１を形成する際の金型の抜き方向（例えば上下方向）に沿って延在し、アンダーカット形状にならない構造が実現される。

下筐体２００の外周部２２００は、下筐体２００の全周にわたり略同一の断面形状を有する。外周部２２００は、第１表面２１０２に対向する第２表面２２０２と、径方向で第１外壁部２１０４に対向する第２壁部２２０４とを有する。第２壁部２２０４は、上下方向に延在するだけであり、径方向に屈曲等しない。即ち、第２壁部２２０４は、下筐体２００を形成する際の金型の抜き方向（例えば上下方向）に沿って延在し、アンダーカット形状にならない構造が実現される。特に、外周部２２００は、外周部２１００とは対照的に、１つの壁部（第２壁部２２０４）しか備えないので、第２表面２２０２が、パーティングライン等の無い連続して平滑なシール面となり、 二次加工無しでも防水性能が確保できる。

Ｏリング９０は、図７等に示すように、上下方向で第１表面２１０２及び第２表面２２０２の間、かつ、径方向で第１外壁部２１０４及び第２壁部２２０４の間に設けられる。

Ｏリング９０は、下筐体２００に上筐体２０１を被せる前に、下筐体２００に組み付けられる。具体的には、Ｏリング９０は、下筐体２００に上筐体２０１を被せる前に、下筐体２００の外周部２２００に組み付けられる。この際、Ｏリング９０は、外周部２２００の第２壁部２２０４の径方向外側へ、外周部２２００まわりに組み付けられる。本実施例では、上述のように、外周部２２００は、外周部２１００とは対照的に、１つの壁部（第２壁部２２０４）しか備えないので、Ｏリング９０自体の組み込み作業も容易となる。即ち、外周部２２００は、径方向外側の壁部を有さないので、外周部２２００への径方向外側からのＯリング９０の組み込み作業も容易となる。

ここで、Ｏリング９０の潰し方（弾性変形状態）について説明する。弾性変形状態でのＯリング９０の径方向の寸法Ｌ１は、図７に示すように、凹状の溝６０１の径方向寸法Ｌ３、及び第２壁部２２０４の径方向寸法Ｌ２のみで決まる。これにより、Ｏリング９０の潰し代（直径−Ｌ１）が他の部位の寸法のバラツキや応力による変形の影響を受けない構造を実現できる。以下、このような効果を、潰し代の安定化効果と称する。従って、Ｏリング９０が上述のように直線部分を含む異型である場合でも、安定した潰し率、即ち防水性能を確保できる。

また、本実施例では、Ｏリング９０は、組み付け状態（弾性変形した状態）において、上下方向よりも径方向の方が弾性変形量が大きい。即ち、Ｏリング９０の潰れは、上述のように、主に、径方向で第１外壁部２１０４及び第２壁部２２０４の間で実現される。これにより、上下方向で第１表面２１０２及び第２表面２２０２の間でＯリング９０が必要以上に潰れる場合に生じる不都合（例えばＯリング９０の上下方向の反力を抑えるために、爪部２５０での保持能力を高める必要が生じる等の不都合）を低減できる。

図８は、本実施例の効果の説明図であり、ベゼル２０２を組み付ける前の組み付け途中の状態を示す断面図である。

ところで、本実施例のように、下筐体２００及び上筐体２０１のような２つのケース部材の嵌合部をＯリングを使って防水する場合、Ｏリングが適正な位置でなく十分潰れないままで嵌合する恐れがあり、防水性を保てない可能性がある。

この点、本実施例によれば、下筐体２００は、上述のように、可視光に対して透過性を有する。従って、図８に矢印Ｒ２で模式的に示すように、作業者又は作業ロボットは、ベゼル２０２を組み付ける前に、Ｏリング９０が適正な位置にあることを確認した上で、ベゼル２０２を組み付けることができる。よって、本実施例によれば、Ｏリング９０が適正な位置でなく十分潰れないままで、ベゼル２０２が組み付けられてしまう可能性を低減できる。

以上説明した本実施例によれば、上述のように、２つのケース部材である上筐体２０１と下筐体２００とを用いて内部空間を形成する際に、Ｏリング９０を適切な位置に組み付けることが容易となる。即ち、図８を参照して説明したように、下筐体２００が可視光に対して高い透過性を有する点を利用して、作業者による目視チェック又は作業ロボットによる画像チェック等を行うことで、Ｏリング９０を適切な位置に組み付けることが容易となる。以下、このような効果を、「目視チェックを可能とする効果」と称する。

また、本実施例によれば、可視光に対して高い透過性を有する下筐体２００に対して、低い透過性のベゼル２０２が光学窓１１以外の領域を覆うので、生体情報測定装置１の測定に影響を及ぼすことなく、上述した目視チェックを可能とする効果を得ることができる。

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

１ 生体情報測定装置
２ 生体情報測定部
１０ 筐体
１１ 光学窓
２０ 発光部
３０ 受光部
８０ 基板
８２ コネクタ
８３ 制御部
８４ バッテリ
９０ Ｏリング
１００ センサヘッド基板
１１０ 両面テープ
１２０ 反射板
２００ 下筐体
２０１ 上筐体
２０２ ベゼル
２１２ 電源スイッチ
２４０ 嵌合穴
２５０ 爪部
２５２ 係合穴
２６０ 開口穴
６０１ 溝
２１００ 外周部
２１０２ 第１表面
２１０４ 第１外壁部
２１０６ 第１内壁部
２１０８ 延長部
２２００ 外周部
２２０２ 第２表面
２２０４ 第２壁部

Claims (4)

1. ウエアラブル型の形態のケースの一部を形成し、測定光及び可視光に対して透過性が比較的低い材料により形成され、第１外周部を有する第１ケース部材と、
   前記ケースの他の一部を形成し、第２外周部を有し、第１方向で前記第１ケース部材に被せられ、測定光及び可視光に対して透過性が比較的高い材料により形成され、光学窓を形成する第２ケース部材と、
   前記ケース内に配置され、前記光学窓に対向し、前記光学窓を介して前記ケースの外部に対し測定光を送受する光送受部と、
   弾性を有し、前記第１ケース部材の前記第１外周部と前記第２ケース部材の第２外周部との間に、弾性変形した状態で設けられる防水部材と、
   前記第２ケース部材における前記光学窓とは異なる領域を覆い、前記第２ケース部材を前記第１ケース部材に対して拘束し、測定光及び可視光に対して透過性が比較的低い材料により形成される押さえ部材とを含む、ウエアラブル型の測定装置。
2. 前記第１ケース部材の前記第１外周部は、第１表面と、前記ケースの外周の側面を形成する第１壁部とを有し、
   前記第２ケース部材の前記第２外周部は、前記第１方向で前記第１表面に対向する第２表面と、前記第２外周部の周方向及び前記第１方向の双方に垂直な第２方向で前記第１壁部に対向する第２壁部とを有し、
   前記防水部材は、前記第１方向で前記第１表面及び前記第２表面の間、かつ、前記第２方向で前記第１壁部及び前記第２壁部の間に設けられる、請求項１に記載のウエアラブル型の測定装置。
3. 前記防水部材は、前記弾性変形した状態において、前記第１方向よりも前記第２方向の方が弾性変形量が大きい、請求項２に記載のウエアラブル型の測定装置。
4. 前記防水部材は、Ｏリングである、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載のウエアラブル型の測定装置。