JP6809064B2 - 光センサーモジュール、生体情報検出装置及び電子機器 - Google Patents

光センサーモジュール、生体情報検出装置及び電子機器 Download PDF

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Description

本発明は、光センサーモジュール、生体情報検出装置及び電子機器等に関する。
従来、発光部と受光部とを有する光センサー(光電センサー)が広く知られている。光センサーとしては、例えば脈波を測定するための脈波センサーが広く知られている。脈波センサーでは、発光部から被検体(皮膚表面)に向けて光を照射し、被検体(人体内部)からの反射光又は透過光を受光部で受光する。例えば反射型の脈波センサーでは、発光部と受光部とが並べて配置され、この発光部と受光部との上部に透光部材が設けられる。そして脈波センサーの使用時(脈波の計測時)には、透光部材が人体の指や腕の皮膚表面に密着する。
特許文献1には、所与の配線パターンが形成された基板上に、発光部と受光部を実装する光学センサーが開示されている
特開2007−175415号公報
特許文献1では、半田膜を用いて発光部及び受光部を基板上にボンディングする。そのため、3次元的な配置を行う手法(例えば特許文献1の図16〜図19に開示されるような手法)に比べて、低コスト化が可能であり、量産も容易と考えられる。ただし特許文献1の手法では、光センサーモジュールの厚みは、基板の厚みと、基板に実装される部品の厚みの和により決定される。特許文献1の手法では、発光部や受光部の揺れによるノイズを抑制するためには、適度な強度を有する基板が必要となる。そのため、基板がある程度の厚みを持ってしまうことになり、光センサーモジュールの薄型化が困難であった。また、光センサーモジュールとウェアラブル機器のメイン基板とを接続するためにケーブルを用いる構成があるが、ケーブルと各基板との接続部は、物理的な空間を必要とするため、ウェアラブル機器の小型化がしづらい場合があった。
本発明の幾つかの態様によれば、薄型であり、且つ強度を有する光センサーモジュール、生体情報検出装置及び電子機器等を提供できる。
本発明の一態様は、対象物に光を照射する発光部と、前記対象物からの光を受光する受光部と、前記発光部及び前記受光部が設けられる変形可能な基板と、前記基板の強度を補強する補強板と、を含む光センサーモジュールに関係する。
本発明の一態様では、発光部と受光部が設けられる基板を変形可能な基板とした上で、補強板により当該基板の強度を補強する。このようにすれば、光センサーモジュールを薄型化するとともに、強度を確保することが可能になる。そして、光センサーモジュールとフレキシブルケーブルとの接点が不要になるため、省スペース化を実現することができる。
また本発明の一態様では、前記補強板の一部が、前記発光部から前記受光部への直接光を遮蔽する遮光部を形成してもよい。
このようにすれば、部品点数を削減し、効率的に光センサーモジュールを構成すること等が可能になる。
また本発明の一態様では、前記補強板とは別体として形成され、前記発光部から前記受光部への直接光を遮蔽する遮光部をさらに含んでもよい。
このようにすれば、補強板と遮光部を別部材にできるため、各部材の形状を簡略化すること等が可能になる。
また本発明の一態様では、前記基板と、前記補強板とを接続する接続部を有してもよい。
これにより、基板と補強板を適切に接続することが可能になる。
また本発明の一態様では、前記接続部は、半田により前記基板と前記補強板とを接続してもよい。
これにより、基板と補強板を半田により接続することが可能になる。
また本発明の一態様では、前記対象物の側から見た平面視において、複数の前記接続部は、前記発光部と前記受光部を囲むように設けられてもよい。
このようにすれば、発光部と受光部の周辺での基板の変形を抑止し、検出精度を高くすること等が可能になる。
また本発明の一態様では、前記接続部は、前記基板の第1の辺に沿った領域、及び前記基板の前記第1の辺に対向する第2の辺に沿った領域に配置されてもよい。
このようにすれば、基板と補強板を適切に接続し、基板の変形を効率的に抑止することが可能になる。
また本発明の一態様では、前記対象物の側から見た平面視において、前記補強板は、前記発光部と前記受光部を内包するように設けられてもよい。
このようにすれば、発光部と受光部の周辺での基板の変形を抑止し、検出精度を高くすること等が可能になる。
また本発明の一態様では、前記対象物の側から見た平面視において、前記補強板は、前記発光部と前記受光部を露出させる少なくとも1つの穴部を有してもよい。
これにより、補強板を接続した際にも、発光部及び受光部を露出した状態にすることが可能になる。
また本発明の一態様では、前記補強板は、前記少なくとも1つの穴部として、前記発光部を露出させる第1の穴部と、前記受光部を露出させる第2の穴部を有してもよい。
このようにすれば、発光部と受光部のそれぞれに対して、個別に露出用の穴部を設けることが可能になる。
また本発明の一態様では、前記対象物の側から見た平面視において、前記補強板は、前記発光部を露出させる第1の穴部と、前記受光部を露出させる第2の穴部を有し、前記遮光部は、少なくとも前記第1の穴部と前記第2の穴部の間に設けられてもよい。
このようにすれば、発光部から受光部への直接光を効率的に遮蔽することが可能になる。
また本発明の一態様では、前記受光部からの検出信号を増幅する増幅部を少なくとも有する検出部を含み、前記検出部は、前記基板に設けられてもよい。
このようにすれば、基板上に検出部を実装することが可能になる。
また本発明の一態様では、前記基板は、前記受光部からの前記検出信号に基づく処理を行う処理部が設けられる第2の基板と電気的に接続されるコネクター部が設けられてもよい。
このようにすれば、受光部の受光結果に基づく信号を他の基板に対して出力することが可能になる。
また本発明の一態様では、前記コネクター部から前記検出部までの距離をL1とし、前記コネクター部から前記発光部までの距離をL2とし、前記コネクター部から前記受光部までの距離をL3とした場合に、L1<L2、且つL1<L3であってもよい。
このようにすれば、基板上に発光部、受光部、検出部を適切に配置すること等が可能になる。
また本発明の一態様では、前記補強板は、金属部材又は樹脂部材であってもよい。
このようにすれば、金属部材又は樹脂部材の補強板を用いることが可能になる。
また本発明の一態様では、変形可能な前記基板は、フレキシブル基板であってもよい。
このようにすれば、基板として非常に薄いフレキシブル基板を用いることが可能になる。
また本発明の他の態様は、上記の光センサーモジュールを含む生体情報検出装置に関係する。
また本発明の他の態様は、上記の光センサーモジュールを含む電子機器に関係する。
従来手法の光センサーモジュールの側面図。 本実施形態の光センサーモジュールの側面図。 第1の実施形態の基板の平面図。 第1の実施形態の基板及び補強板の平面図。 第1の実施形態の補強板の平面図。 第1の実施形態の補強板の斜視図。 第1の実施形態の補強板の展開図。 第1の実施形態の光センサーモジュールの平面図。 光センサーモジュールの回路図。 第2の実施形態の基板の平面図。 第2の実施形態の補強板の平面図。 第2の実施形態の補強板の斜視図。 第2の実施形態の光センサーモジュールの平面図。 第2の実施形態の光センサーモジュールの側面図。 第3の実施形態の遮光部の平面図。 第3の実施形態の遮光部の斜視図。 第3の実施形態の補強板の平面図。 第3の実施形態の光センサーモジュールの平面図。 第3の実施形態の光センサーモジュールの側面図。 生体情報検出装置の分解図。 生体情報検出装置の外観図。 生体情報検出装置の外観図。 印刷装置の要部の斜視図。
以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
1.本実施形態の手法
まず本実施形態の手法について説明する。従来、発光部と受光部を含む光センサーモジュールや、当該光センサーモジュールを含む種々の装置が知られている。例えば光センサーモジュールは、発光部からの光を被検体(生体)に対して照射し、生体からの反射光を受光部で受光することで、生体情報を取得する生体情報検出装置に利用される。生体情報検出装置に含まれる光センサーモジュールでは、発光部から血液(狭義には血液に含まれるヘモグロビン)により吸収されやすい波長帯域の光を照射する。血流量が多くヘモグロビンの量も多ければ光の吸収量が大きく反射光の強度が小さくなる。逆に、血流量が少なくヘモグロビンの量も少なければ光の吸収量が小さく反射光の強度が大きくなる。この場合、受光部からの信号の変動(AC成分)が、血流量の変動を表すことになるため、生体情報検出装置では受光部からの信号に基づいて、脈波情報を求めることが可能になる。
或いは発光部は、酸化ヘモグロビンの吸収係数が相対的に大きい第1の波長帯域の光と、還元ヘモグロビンの吸収係数が相対的に大きい第2の波長帯域の光を照射する構成であってもよい。この場合、第1の波長帯域の光に起因する反射光の受光信号と、第2の波長帯域の光に起因する反射光の受光信号とを用いることで、血液中の酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの比率を推定できる。つまり生体情報検出装置では、受光部からの信号に基づいて、生体情報として血液中の酸素飽和度(狭義には動脈血酸素飽和度SpO2)を求めることができる。
また、発光部と受光部を含む光センサーモジュールで検出される情報は生体情報には限定されない。例えば図23を用いて後述する印刷装置(液体消費装置)の例であれば、消費対象である液体(インク)と空気との屈折率の違いを利用して、液体の有無(液体残量)を検出する。或いは、光センサーモジュールから対象物までの距離を計測することも可能である。光センサーモジュールを用いた測距としては、発光部から照射された光が対象物で反射され受光部で受光されるまでの時間を計測するタイム・オブ・フライト方式等が知られている。
このように、種々の装置での利用が考えられる光センサーモジュールでは、薄型化に対する要求が大きい。光センサーモジュールを薄型化することで、当該光センサーモジュールを含む装置の薄型化、小型化が可能になるためである。例えば図21、図22等を用いて後述するように、光センサーモジュール100を含む生体情報検出装置200は、ユーザーにより装着されるウェアラブル型の機器であることが想定される。この場合、生体情報検出装置200が大きくなってしまうと、装着の不快感が増すため、装置の小型化は非常に重要である。生体情報検出装置200には、図20を用いて後述するように、バッテリー60、処理部(DPS等)が実装される第2の基板70、OLEDパネル80等、光センサーモジュール100以外の部品も設けられる。つまり生体情報検出装置200の小型化においては、各部品の小型化は重要であり、光センサーモジュール100についても例外ではない。また、液体消費装置や測距装置等の他の電子機器であっても、光センサーモジュール100を配置する空間に余裕があることが保証されるものではないため、光センサーモジュール100の薄型化には、同様に利点が大きい。
これに対して、例えば基板に溝(凹部)や穴を設けて、発光部や受光部等の実装部品を埋め込む手法が考えられる。このようにすれば、溝や穴の深さ分だけ厚みを減らすことが可能になる。しかし、このような実装方法はコストが大きく、生産性も低い。特許文献1ではこの点を考慮して、発光部と受光部を2次元的に配置する手法を開示している。しかし、特許文献1の手法では光センサーモジュールの薄型化を考慮していない。
光センサーモジュールでは、基板の変形(曲がりや歪み)はノイズ要因となるため、ある程度の強度を有する基板を用いることが通常であり、そのような基板はある程度の厚みを有する。例えば、ソリッドなシリコン基板等を用いれば、基板厚みは500μm程度となる。図1は特許文献1等の従来手法を説明する図であり、ある程度の強度を有する基板1に対して、溝や穴を設けることなく、発光部2と、受光部3と、遮光部4と、を実装した場合の側面図(実装面を横から見た図)である。図1に示したように従来手法では、光センサーモジュールの厚みhは、基板の厚みh1と、当該基板に実装される部品の厚みh2の和に対応する。光センサーモジュールの薄型化には、h1又はh2を小さくする必要があるが、部品自体のサイズはある程度決まっているため、h2を小さくすることは容易でない。また、出力する光の強度を大きくするという要求があれば、発光部2として大型のレンズを有するLED(light emitting diode)を用いることもあり、性能面の要求等から部品の薄型化が難しいこともある。つまり、光センサーモジュールの薄型化には、基板を薄くするというアプローチが有効と考えられる。
しかし上述したように、基板の変形が大きくなると、発光部と対象物の位置関係、受光部と対象物の位置関係、発光部と受光部の位置関係等が変化してしまうため、受光部での受信信号が変動してしまう。その場合、受信信号の変動が、検出すべき対象物の変動に起因するものか、基板の変形に起因するものかを区別できず、検出精度が低下してしまう。検出すべき対象物の変動とは、上記の生体情報検出装置200の例であれば、拍動による血流量の変動である。つまり、光センサーモジュールで用いる基板は、過剰な変形が生じない程度の強度を有することが前提であった。そのため、特許文献1等の従来手法における基板を、単純に薄い基板に置き換えるだけでは、精度の面で問題が残る。
そこで本実施形態では、部品の実装が容易であり、ある程度の強度を有し、且つ薄型化が可能な光センサーモジュール100を提案する。本実施形態の光センサーモジュール100は、対象物に光を照射する発光部110と、対象物からの光を受光する受光部120と、発光部110及び受光部120が設けられる変形可能な基板130と、基板の強度を補強する補強板140を含む。ここでの発光部110は例えばLEDであり、受光部120は例えばPD(Photodiode)であるが、これには限定されない。また、発光部110は1つであってもよいし、上記動脈血酸素飽和度の例からわかるように複数設けられてもよい。受光部120も、1つでもよいし複数でもよい。また、発光部110や受光部120が複数設けられる場合、光学特性(照射する光の波長帯域、受光感度の高い波長帯域)は同じものを複数設けてもよいし、異なるものを設けてもよい。
図2は、本実施形態に係る光センサーモジュール100を、基板130の実装面に沿った方向から見た側面図である。ただし、高さ関係を明示するため、他の部品より奥側にある部品についても必要に応じて図示している。なお、図2では検出部150に含まれる集積回路IC0や、遮光部160についても図示しているが、これらの詳細については後述する。図2では、基板130の実装面に垂直な方向をZ軸とし、実装面に沿った方向をX軸、Y軸としている。また図2では紙面横方向をX軸、奥行き方向をY軸としているが、図4等を用いて後述するように、X軸とは略四角形状の基板130のうちの所与の一辺に沿った方向であり、Y軸とは当該所与の一辺と交差する一辺に沿った方向であってもよい。或いは、図8を用いて後述するように、基板130にメイン基板(第2の基板70)とのコネクター部131が設けられる場合に、X軸とはコネクター部131から部品実装領域Re1へと向かう方向であり、Y軸とはX軸と直交する方向であってもよい。
本実施形態では、基板130として変形可能な基板を用いる。ここで変形可能な基板は、フレキシブル基板(FPC,Flexible Printed Circuits)であってもよい。フレキシブル基板は、ソリッドな基板に比べて薄く、例えば100μm程度である。つまり変形可能な基板を用いることで、光センサーモジュール100の薄型化を実現できる。また、フレキシブル基板は、図3のRe2等を用いて後述するように、配線(フレキシブルケーブル)として利用可能である。つまり、光センサーモジュール100と他の基板(例えば後述する第2の基板70)とを接続する際に、当該光センサーモジュール100とケーブルとの接続部を設ける必要がなく、省スペース化も可能になる。なお一般的なFPCは、薄膜状の絶縁体であるベースフィルム上に、接着層を介して導体箔が張り合わされた構造のプリント基板であるが、本実施形態に係る変形可能な基板は、これ以外の構造の基板であってもよい。
変形可能な基板130だけでは強度が低く、上述した変形による精度低下を抑止できない。その点、本実施形態では基板130の強度を補強する補強板140を有する。補強板140は、基板130の実装面に沿った方向の平面状の部材を少なくとも一部に含み、当該平面状部材が基板130の実装面と接続(固定、接着)されることで、基板130の変形を抑止する部材である。このようにすれば、補強板140を用いた補強により、基板130の変形に起因する検出精度の低下を抑止できる。
なお、補強板140は、基板130の面のうち、実装面の裏面に接続されることは妨げられない。この場合、光センサーモジュール100の厚みhは、基板130の厚みh1と、補強板140の厚みh3と、基板130に実装される部品の厚みh2の和によって決定される。例えば補強板140として金属部材を用いれば、充分薄い補強板140でもある程度の強度を確保できるため、補強板140を裏面に固定しても、光センサーモジュール100の薄型化が可能である。
或いは図2に示したように、補強板140を基板130の実装面側に接続してもよい。図5等を用いて後述するように、補強板140は、発光部110等の部品とZ軸方向で干渉しないように、穴部141が設けられる。つまり補強板140を基板130の実装面側に接続した場合、補強板140は光センサーモジュール100全体の厚みに寄与しない。結果として、光センサーモジュール100の厚みhは、基板130の厚みh1と、基板130に実装される部品の厚みh2の和によって決定されることになり、基板130として変形可能な薄い基板を用いることによる薄型化効果を高くできる。なお、後述する第1,第2の実施形態では、補強板140の一部である遮光部160が、光センサーモジュール100の最も厚い部分となることもある。ただし遮光部160は、発光部110から受光部120への直接光等を遮蔽するという特性上、基板面からの高さ(厚さ)は発光部110等の厚さに依存する。つまりこのような場合にも、光センサーモジュール100全体の厚みが、h1+h2に依存して決定される点に変わりはない。
以下、本実施形態に係る光センサーモジュール100の具体的な構成例について説明した後、光センサーモジュール100を含む具体的な機器の例を説明する。
2.光センサーモジュールの構成例
光センサーモジュール100の構成例として、第1〜第3の実施形態について説明する。第1の実施形態の光センサーモジュール100は、補強板140が金属部材であり、当該金属部材の一部が遮光部160を形成する。第2の実施形態の光センサーモジュール100は、補強板140が樹脂部材であり、当該樹脂部材の一部が遮光部160を形成する。第3の実施形態の光センサーモジュール100は、補強板140が樹脂部材であり、補強板140とは別体として金属部材の遮光部160が形成される。
2.1 第1の実施形態(金属部材の補強板の一部が遮光部を構成する例)
図3は、第1の実施形態の光センサーモジュール100に含まれる基板130を、実装面に垂直な方向(動作時に対象物の位置する側)から見た平面図である。図3に示したように、基板130は、実装領域Re1とコネクター部131と、配線領域Re2が設けられる。実装領域Re1は、各部品が実装される領域であり、発光部110が実装される発光部実装領域Re11と、受光部120が実装される受光部実装領域Re12と、検出部150を構成する集積回路が実装されるIC実装領域Re13と、予備実装領域Re14を含む。なお、発光部実装領域Re11の全体を発光部110の実装に用いる必要はなく、発光部実装領域Re11の一部の領域に発光部110を実装し、他の領域に他の部品を実装してもよい。この点は、受光部実装領域Re12等についても同様である。また、予備実装領域Re14は部品の実装に用いられなくてもよいし、図8等では不図示の他の部品を実装してもよい。図3に示したLa1〜La12は、補強板140との接続に用いられる半田ランドを表す。半田ランドLa1〜La12の詳細については後述する。
また図3に示したように、基板130は、受光部120からの検出信号に基づく処理を行う処理部が設けられる第2の基板70と電気的に接続されるコネクター部131が設けられる。ここでの処理部は、例えばDSP(digital signal processor)等のプロセッサーである。光センサーモジュール100が生体情報検出装置200に含まれる場合、処理部は検出信号に基づいて生体情報を演算する処理等を行う。光センサーモジュール100が液体消費装置に含まれる場合、処理部は検出信号に基づいて液体残量を判定する処理等を行う。
図3の例では、コネクター部131は、検出信号(OUT)を処理部に出力する第1端子N1と、低電位側基準電位(GND)が供給される第2端子N2と、高電位側基準電位(VDD)が供給される第3端子N3と、温度検出信号(TH)を処理部に出力する第4端子N4と、発光部110に対して電流信号を供給する第5,第6端子N5,N6を含む。各端子は、基板130の配線領域Re2に設けられた配線を介して、処理部と電気的に接続される。各端子と、発光部110、受光部120、検出部150等との関係については図9を用いて後述する。また、コネクター部131の構成は図3には限定されず、種々の変形実施が可能である。
図4は、図3に示した基板130に対して、Z軸正方向側から補強板140が固定された状態での平面図である。なお、基板130の一部は、補強板140により覆われることでZ軸正方向側から視認できないが、図4では当該部分についても便宜上図示している。図4の例では、補強板140は、基板130の実装領域Re1(実装面)に比べてX軸方向での長さ及びY軸方向での長さの両方が長く、Z軸正方向からの平面視において、実装領域Re1を覆うように設けられる。このようにすれば、補強板140により充分な面積で基板130を補強することができ、強度を確保できる。ただし、第2の実施形態で後述するように、補強板140と基板130の実装領域Re1を同等のサイズとしてもよいし、強度確保が可能であれば、補強板140を基板130の実装領域Re1よりも小さいサイズとすることは妨げられない。
補強板140は対象物側からの平面視において、発光部110が実装される領域(広義には発光部実装領域R11)及び受光部120が実装される領域(広義には受光部実装領域R12)と重ならないことが望ましい。なぜなら、発光部110は、対象物側を中心として光を照射し、受光部120は当該光の対象物での反射光を受光する。つまりZ軸正方向とは光センサーモジュール100の動作時には対象物が位置する側となるため、Z軸正方向に補強板140が重なった場合、光を遮ってしまうおそれがある。また、図2を用いて上述したように、Z軸方向での部品と補強板140との干渉は、薄型化の観点からも好ましくない。
よって、対象物の側から見た平面視において、補強板140は、発光部110と受光部120を露出させる少なくとも1つの穴部141を有するとよい。図5は、第1の実施形態における補強板140の平面図である。図5に示したように補強板140は、少なくとも1つの穴部141として、発光部110を露出させる第1の穴部141−1と、受光部120を露出させる第2の穴部141−2を有してもよい。
図5に示した補強板140を、Z軸正方向側から基板130に接続することで、図4の状態が実現される。図4では第1の穴部141−1は発光部実装領域Re11を包含するため、発光部実装領域Re11内での発光部110の具体的な実装位置によらず、第1の穴部141−1により発光部110を露出させられる。同様に、第2の穴部141−2は受光部実装領域Re12を包含するため、第2の穴部141−2により受光部120を露出させられる。
図4、図5では、補強板140は、IC実装領域Re13を包含する第3の穴部141−3、及び予備実装領域Re14を内包する第4の穴部141−4を有する。これにより、IC実装領域Re13及び予備実装領域Re14に部品が実装される場合にも、当該部品と補強板140との干渉を抑止できる。
また、発光部110と受光部120を含む光センサーモジュール100では、遮光部160(遮光壁)を含む構成が広く知られている。光センサーモジュール100では、発光部110から照射され、対象物で反射された光が受光部120での検出対象となる。そのため、発光部110からの直接光が受光部120で受光されてしまうと、直接光に起因する信号はノイズとなる。遮光部160は少なくとも当該直接光を遮蔽する構造物であり、遮光部160を設けることで、検出精度を高くすることが可能になる。
その際、第3の実施形態で後述するように、補強板140と遮光部160を別体として設けても薄型化という観点からは問題無い。ただし本実施形態では、補強板140の一部が、発光部110から受光部120への直接光を遮蔽する遮光部160を形成する。このようにすれば、光センサーモジュール100の部品点数を削減でき、低コスト化や生産性の向上が可能になる。なお、ここでの遮蔽とは、直接光を100%カットするものには限定されず、強度をある程度低減するものであればよい。
図6は、図5に示した補強板140の斜視図である。図6に示したように、補強板140は、第2の穴部141−2を囲むように、4つの面D1〜D4を含む。D1,D2は、YZ平面に沿った方向の面であり、D3,D4はXZ平面に沿った方向の面である。本実施形態における遮光部160は、D1〜D4により構成される。
図6のD1からわかるように、遮光部160は、少なくとも第1の穴部141−1と第2の穴部141−2の間に設けられる。遮光部160が主として遮るべきは発光部110から受光部120への直接光であるため、遮光部160(D1)を2つの穴部の間に設けることで、効率的な遮光が可能になる。第1の穴部141−1に対応する位置に発光部110が実装され、第2の穴部141−2に対応する位置に受光部120が実装されるため、上記配置とすることで、対象物側からの平面視において、遮光部160が発光部110と受光部120の間の位置に設けられることになるためである。
ただし、遮光部160は2つの穴部の間以外の位置にも設けることが可能である。例えば図6のD2〜D4に示すように、受光部120を囲む位置に遮光部160を設ける。このようにすれば、直接光以外の外乱光についても、受光部120への入射を抑止することが可能になる。
本実施形態では補強板140を金属部材により形成する。補強板140の一部により遮光部160を形成する手法は種々考えられるが、例えば板金加工により遮光部160を形成すればよい。
図7は、板金加工による折り曲げ(遮光部160の形成)が行われる前の、補強板140の平面図(展開図)である。図7に示したように、補強板は、Y軸方向を長辺とする長方形のうち、+Y方向での端部及び−Y方向での端部がそれぞれ+X方向に延伸した形状(略コの字型)を有する穴部A1と、A1より+X方向側に設けられ、A1とY軸に沿った方向を対称軸として線対称な形状の穴部A2を有する。また、A1とA2の間には、Y軸方向を長辺とする長方形のうち、−X側の端部が+Y方向及び−Y方向のそれぞれの側に延伸し、且つ+X側の端部が+Y軸方向及び−Y方向のそれぞれの側に延伸した形状(略H型)の穴部A3を有する。また、A1〜A3の−X方向側に長方形の穴部A4を有する。
図7のうち、B1〜B4が遮光部160を構成することになる部分である。B1’に示した軸においてB1を90度曲げて+Z方向に立たせる。曲げた後のB1は、図6のD1に対応する。同様に、図7のB2〜B4を、それぞれB2’〜B4’を軸として90度曲げて+Z方向に立たせることで、図6のD2〜D4を形成できる。
また、図5と図7の比較からわかるように、第1の穴部141−1は、折り曲げ前から開けられていた図7の穴部A1と、B1を折り曲げることで開口となる領域とから形成される。同様に、第2の穴部141−2は、図7の穴部A3と、B3及びB4を折り曲げることで開口となる領域とから形成される。このようにすれば、遮光部160を形成する板金加工により、効率的に穴部141を形成することが可能になる。
次に、基板130と補強板140の接続(固定、接着)について説明する。上述したように、補強板140は、フレキシブル基板等の変形可能な基板130の変形を抑止し、強度を高めるための構成である。基板130が補強板140と独立して変形可能な構成であっては、補強板140を設ける意義が薄いため、基板130と補強板140とは適切に接続される必要がある。
よって光センサーモジュール100は、基板130と、補強板140とを接続する接続部を有する。本実施形態では、補強板140が金属部材であることを想定している。よって接続部は、半田により基板130と補強板140とを接続してもよい。
例えば、図3に示したように基板130に半田ランドLa1〜La12を設ける。当該半田ランドLa1〜La12に半田を塗布し、その上から補強板140を配置する。その状態でリフロー炉等により熱を加えて半田を溶かすことで、基板130と補強板140が接続される。このようにすれば、表面実装と同様の手法により基板130と補強板140を接続できるため、コストの低下や生産性の向上が可能になる。例えば、発光部110等の部品の一部又は全部の基板130への実装と、補強板140の基板への接続を同時に行うことも可能である。ただし、半田とは異なる接着剤を用いる等の変形実施も可能である。
なお、接続部の配置(半田ランドLa1〜La12の個数、位置)については種々の観点から設定が可能である。例えば、基板130と補強板140とをある程度の接続強度で固定することを考えれば、基板130の周縁部に接続部を配置するとよい。
例えば接続部は、基板130の第1の辺に沿った領域、及び基板130の第1の辺に対向する第2の辺に沿った領域に配置される。図3の例であれば、第1の辺及び第2の辺は、X軸に沿った方向の2辺を表す。ただし、接続部が配置される領域は、Y軸方向の2辺に沿った領域を用いてもよい。第1の辺に沿った領域に配置される接続部とは、半田ランドLa1〜La4に対応し、第2の辺に沿った領域に配置される接続部とは、半田ランドLa5〜La8に対応する。このような配置とすることで、補強板140と基板130を適切に接続でき、基板130の変形を補強板140を用いて抑止することが可能になる。また、図3のLa9、La12についても基板130の周縁部に設けられる接続部に対応するため、La1〜La8と同様に、基板の変形を効率的に抑制する。
また、基板130の変形が問題となるのは、上述したように発光部110や受光部120の揺れがノイズ要因となるためである。この観点からすれば、変形を抑止する優先度が高いのは発光部110及び受光部120の設けられる領域であり、IC実装領域Re13等の他の領域については変形抑制の優先度は相対的に低い。
よって、対象物の側から見た平面視(基板130の実装面に垂直な方向からの平面視、Z軸正方向からの平面視)において、複数の接続部は、発光部110と受光部120を囲むように設けられるとよい。図3の例であれば、発光部110と受光部120を囲むように設けられる接続部とは、半田ランドLa2〜La4、La6〜La8、La10、La11に対応する。
このようにすれば、発光部110と受光部120を囲むような位置で、基板130と補強板140を固定できるため、発光部110及び受光部120の揺れを効率的に抑制することが可能になる。
また、発光部110と受光部120の揺れを抑制するという観点からすれば、対象物の側から見た平面視において、補強板140は、発光部110と受光部120を内包するように設けられてもよい。図4の例であれば、発光部110、及び受光部120は、補強板140の第1の穴部141−1及び第2の穴部141−2の内部に設けられ、各穴部の周囲は全周(360度全方向)に渡って補強板140を構成する部材が存在する。ただし、本実施形態における内包とは、全周を囲むものには限定されず、一部の方向に補強板140を構成する部材が存在しない形態であってもよい。このようにすれば、基板130のうち、発光部110と受光部120の周辺領域での揺れが抑制されるため、発光部110と受光部120の揺れについても効率的に抑制可能となる。
なお、薄型化の効果を高めるために、補強板140の接続部に対応する位置に対して加工を施してもよい。上述したように、基板130と補強板140の接続は、例えば半田を用いて行われる。この場合、基板130に垂直な方向からの平面視において、半田ランド全体を覆うように補強板140が接続されるものとすると、半田ランドに塗布された半田は、接続後も基板130と補強板140との間の領域に残る。半田ランドに過剰な半田が塗布された場合、基板130と補強板140との間に残った半田が厚みを持ってしまい、光センサーモジュール100の厚みが増してしまうおそれがある。
これに対して、図4のLa3、La4、La7〜La12のように、平面視において半田ランドの少なくとも一部の領域が、補強板140の穴部141と重複する場合、過剰な半田は穴部の方向に移動する(逃げる)。つまり、半田が逃げるための空間があれば、半田による厚みの増大を抑止可能である。
よって、補強板140の半田ランドに対応する位置に、半田を逃がすための構造を設けるとよい。図5〜図7の例であれば、半田ランドLa1、La2、La5、La6に対応する位置に、半田を逃がすための穴部H1、H2、H5、H6を設ける。接続が行われた状態では、図4に示すように、平面視において半田ランドLaiと穴部Hi(i=1,2,5,6)が重なるため、半田ランドに塗布された過剰な半田を、当該穴部から補強板140の+Z側の方向に逃がすことが可能になる。なお、穴部H1、H2、H5、H6の各穴部の面積を大きくするほど半田が逃げやすくなるが、接続面積が狭くなり接続強度は低下する。よって、穴部の具体的な形状、サイズについては、種々の条件を勘案して決定するとよい。また、補強板140には半田の逃げが可能な構造(半田逃げ部)を設ければよく、当該構造は穴に限定されるものではない。例えば半田逃げ部として、切り欠き等の構造を用いてもよい。
図8は、基板130に発光部110や受光部120等の部品が実装された状態での、光センサーモジュール100の平面図である。図8のY軸負方向側からの側面図が、上述した図2に対応する。図8に示した例では、基板130には、発光部110と、受光部120と、抵抗R1〜R4と、キャパシターC1〜C4と、オペアンプOPに対応する集積回路IC0と、温度センサーTHとが実装される。発光部実装領域Re11には、発光部110と抵抗R1、R2と、キャパシターC1、C2が実装される。受光部実装領域Re12には、受光部120と、温度センサーTHが実装される。IC実装領域Re13には、抵抗R3、R4と、キャパシターC3、C4と、集積回路IC0が実装される。ただし、各部品の配置は種々の変形実施が可能であるし、図8に示した部品の一部を省略したり、他の部品を追加することも可能である。
図9は、光センサーモジュール100の回路図の例である。発光部110(LED)のアノードが第5端子N5に接続され、発光部110のカソードが第6端子N6に接続される。これにより、発光部110には、コネクター部131を介して電流信号が供給される。
温度センサーTHは、高電位側基準電位VDDが供給される第3端子N3と、第4端子N4との間に設けられ、温度検出信号を第4端子N4から出力する。
受光部120(フォトダイオード、PD)のカソードは第3端子N3に接続され、アノードはオペアンプOPの反転入力端子に接続される。これにより、受光部120の受光により発生した電流信号が、オペアンプOPの反転入力端子に対して入力される。
また、抵抗R1及び抵抗R2は、第3端子N3と第2端子N2の間に、直列に設けられる。抵抗R1及び抵抗R2により、VDDとGND間の電位差に対応する電圧を分圧して基準電圧が生成され、生成された基準電圧がオペアンプOPの非反転入力端子に入力される。具体的には、抵抗R1と抵抗R2の間のノードと、オペアンプOPの非反転入力端子が接続される。キャパシターC1は、抵抗R2に並列に接続され、キャパシターC2は抵抗R1及び抵抗R2に並列に接続される。キャパシターC1及びC2は安定化用のキャパシターである。
また、オペアンプOPの2つの電源端子には、それぞれ第2端子N2及び第3端子N3が接続され、オペアンプOPは、当該電源端子からの信号を電源として動作する。オペアンプOPの出力端子と、非反転入力端子との間には、抵抗R3及びキャパシターC3が並列に設けられる。オペアンプOP、抵抗R3及びキャパシターC3により、電流を電圧に変換する増幅器であるトランス・インピーダンス・アンプ(TIA)が構成される。すなわちオペアンプOPは、受光部120の出力電流に対して、電圧変換及び増幅が行われた信号を出力する。
また、オペアンプOPの出力端子と、第1端子N1との間に抵抗R4が設けられるとともに、抵抗R4の第1端子N1側のノードと第2端子N2との間に、キャパシターC4が設けられる。抵抗R4及びキャパシターC4によりローパスフィルターが構成され、オペアンプOPの出力信号に対して、ローパスフィルター処理が施された信号が、出力信号OUTとして第1端子N1から出力される。
図8、図9に示したように、光センサーモジュール100は、受光部120からの検出信号を増幅する増幅部を少なくとも有する検出部150を含み、検出部150は、基板130に設けられてもよい。
ここでの増幅部とは、上述のトランス・インピーダンス・アンプ等により実現される。また、図8、図9の例では、検出部150は、ローパスフィルターも含む。このようにすれば、光センサーモジュール100は、受光部120からの信号に対して、増幅等の処理を行った信号を出力することが可能になる。なお、検出部150の構成は種々の変形実施が可能である。例えば、第2の基板70(メイン基板)の処理部が、アンチエイリアシングフィルターであるローパスフィルターとA/D変換回路を含む場合、光センサーモジュール100のローパスフィルターを省略することも可能である。或いは、検出部150に、増幅部とローパスフィルター以外の構成を追加してもよい。
なお図8に示したように、本実施形態では、コネクター部131から検出部(トランス・インピーダンス・アンプ、ローパスフィルター)までの距離をL1とし、コネクター部131から発光部110までの距離をL2とし、コネクター部131から受光部120までの距離をL3とした場合に、L1<L2、且つL1<L3である。光センサーモジュール100の出力信号は、検出部150から出力される。よって、L1<L2、且つL1<L3とすることで、コネクター部131と検出部150との距離を近くできるため、基板130での配線が容易になる。なお、図8の例ではL1<L2<L3であるが、これには限定されない。また、第2,第3の実施形態で後述するように、L2<L1,L3<L1といった変形実施も可能である。なお、ここでの各距離L1〜L3は、対象物側からの平面視における各部品の中央を基準とした距離であってもよい。例えば、図8等ではコネクター部131の第1〜第6端子N1〜N6はY軸に沿った方向の直線上に配置されるため、各距離は、当該直線から部品中央までのX軸方向での距離を用いる。距離L2は、上記直線から発光部110の中央までの距離であり、L3は上記直線から受光部120の中央までの距離である。なお、検出部150については、集積回路IC0や、抵抗R3、R4、キャパシターC3、C4等を含むため、例えばいずれか1つの部品の中央を代表点として用いてもよいし、IC実装領域R13の中央を用いてもよい。また、距離の基準は部品の中央に限定されず、所与の端点や、他の基準点を用いる等、種々の変形実施が可能である。
以上、第1の実施形態として説明したように、補強板140は、金属部材であってもよい。ここでの金属部材は、例えば銅と亜鉛とニッケルの合金である洋白である。ただし、金属部材は、銅と亜鉛の合金である真鍮であってもよいし、鉄とクロムを含む合金鋼であるステンレス鋼であってもよいし、他の金属部材であってもよい。
金属部材を用いることで、第2の実施形態の樹脂部材に比べて薄い部材により、必要な強度を持たせること等が可能になる。また、金属部材をグラウンドを接続することで、シールド効果を持たせることも可能である。例えば、低電位側基準電位がグラウンドである場合、金属部材である補強板140を第2端子N2と接続することで、当該補強板140をシールド部材として利用することも可能になる。
2.2 第2の実施形態(樹脂部材の補強板の一部が遮光部を構成する例)
次に第2の実施形態について説明する。本実施形態における補強板140は、樹脂部材である。樹脂部材は、金型を用いた射出成形が可能である。そのため、補強板140の一部を遮光部160とする場合にも、要求を満たす形状を容易に、大量に生産することが可能である。
図10は、第2の実施形態の光センサーモジュール100に含まれる基板130を、実装面に垂直な方向から見た平面図である。第1の実施形態と同様に、基板130は、実装領域Re1とコネクター部131と、配線領域Re2が設けられる。実装領域Re1は、発光部実装領域Re11と、受光部実装領域Re12と、IC実装領域Re13を含む。なお、第2の実施形態では、コネクター部131から近い順に、発光部実装領域Re11、受光部実装領域Re12、IC実装領域Re13が+X方向に沿って配置される。La13〜La18は、第1の実施形態と同様に接続部に対応する半田ランドである。
図11、図12は樹脂部材である本実施形態の補強板140の形状を説明する図である。図11が平面図であり、図12が斜視図である。
図11、図12に示すように、樹脂部材である補強板140は、第1の穴部141−1、第2の穴部141−2、及び第3の穴部141−3を有する。図10のRe11〜Re13に対応して、3つの穴部は、第1の穴部141−1、第2の穴部141−2、第3の穴部141−3の順に+X方向に沿って配置される。
またZ軸正方向側からの平面視における第2の穴部141−2の周囲の領域は、図12に示すように、補強板140の他の部分よりもZ軸方向での高さが高い。図12からわかるように、第2の穴部141−2の周囲の領域に対応する部分の樹脂部材は、第2の穴部141−2を囲む壁状の遮光部160となる。
図13は、図11、図12に示した補強板140、及び各部品が基板130に対して実装された光センサーモジュール100の、対象物側から見た平面図である。図14は、図13の光センサーモジュール100を、−Y方向から見た側面図である。
図13、図14に示したように、発光部110、受光部120を含む各部品は、補強板140の第1〜第3の穴部141−1〜141−3のいずれかの領域に配置されるため、補強板140と部品は干渉しない。また、受光部120の周辺に遮光部160が設けられるため、ノイズ要因となる光の受光部120への入射を抑止できる。
なお、近年の樹脂部材では、一部に金属端子を設けたものが広く知られている。当該金属端子部分を接続部とすることで、基板130と補強板140との接続は、第1の実施形態と同様に半田等を用いて実現するできる。ただし、接着剤等、半田以外を用いた接続を行ってもよい。また、図13等では接続部を6箇所に設ける例を示したが、接続部の配置を種々の観点から設定可能な点は第1の実施形態と同様である。また、補強板140には、図11、図12に示すように半田を逃がすための構造である穴部H13〜H18が、半田ランドLa13〜La18に対応して設けられてもよく、この点も第1の実施形態と同様である。
2.3 第3の実施形態(樹脂部材の補強板と金属部材の遮光部の組み合わせ)
第1、第2の実施形態では、補強板140の一部が遮光部160を形成する例を説明したがこれには限定されない。光センサーモジュール100は、補強板140とは別体として形成され、発光部110から受光部120への直接光を遮蔽する遮光部160を含んでもよい。例えば、光センサーモジュール100は、金属部材である遮光部160と、樹脂部材である補強板140を含む。以下、詳細に説明する。なお基板130については、図10と同様の構成を例にとって説明する。
図15、図16は、金属部材により形成される遮光部160の構造例である。図15は、遮光部160を、基板130への実装時に基板130の実装面に垂直となる方向から見た平面図であり、図16は遮光部160の斜視図である。
図15、図16に示すように、遮光部160は、XY平面(実装時の基板130の実装面)に沿った方向の面であり、開口部E1を有する第1金属面161を含む。また遮光部160は、第1金属面161に交差する方向に配置され、遮光部160の側面を形成する第2金属面162、第3金属面163、第4金属面164、第5金属面165を含む。第2金属面162及び第3金属面163はYZ平面に沿った方向の面であり、第4金属面164及び第5金属面165はXZ平面に沿った方向の面である。
また、遮光部160は、XY平面に沿った方向の面であり、第4金属面164に接続される第6金属面166と、第5金属面165に接続される第7金属面167を含む。
図17は、樹脂部材により形成される補強板140の平面図である。図17に示すように、補強板140は、1つの穴部141を有する。すなわち、発光部実装領域Re11、受光部実装領域Re12の両方を包含する1つの穴部141を設ける。ただし、本実施形態においても発光部110を露出させる穴部と、受光部120を露出させる穴部を個別に設ける変形実施は可能である。
図18は、補強板140、遮光部160、及び各部品が基板130に対して実装された光センサーモジュール100の、対象物側から見た平面図である。図19は、図18の光センサーモジュール100を、−Y方向から見た側面図である。図18、図19に示したように、穴部141を設けることで、発光部110等の部品と補強板140とは干渉しない。また、受光部120は遮光部160の第1金属面161の開口部E1に対応する位置となるため、第1金属面161の開口部E1を通過した光以外の光が、受光部120へ入射することを抑止できる。
本実施形態では、基板130に対して、+Z側から遮光部160を配置し、さらに+Z側から補強板140を配置する。このようにすれば、図18、図19に示したように、遮光部160のうちの第6金属面166及び第7金属面167が、基板130と補強板140とにより挟み込まれ、遮光部160を適切に固定することが可能になる。
なお、半田ランドについては、補強板140を基板130に接続するためのLa19〜La24と、遮光部160を基板に接続するためのLa25〜La28を図示したが、半田ランドの個数や配置について種々の変形実施が可能な点は、第1,第2の実施形態と同様である。また、半田逃げ部である穴部として、La19〜La24に対応するH19〜H24を示したが、半田逃げ部についても種々の変形実施が可能である。
3.光センサーモジュールを含む装置の例
本実施形態の手法は、上記の光センサーモジュール100を含む生体情報検出装置200に適用できる。
図20は、光センサーモジュール100を含む生体情報検出装置200の分解図である。図20に示したように、生体情報検出装置200は、第1ケース部31と、第2ケース部32とを含み、第1ケース部31及び第2ケース部32によりケース部30(本体部)が構成される。ケース部30の内部には、光センサーモジュール100と、バッテリー60と、第2の基板70(メイン基板)と、OLED(Organic Light Emitting Diode)パネル80が設けられる。
バッテリー60は、生体情報検出装置200の各部を動作させる電力を供給する。第2の基板70は、処理部等が設けられ、処理部では光センサーモジュール100からの信号に基づく生体情報の検出処理等が行われる。また、処理部ではバッテリー制御や、OLEDパネル80等を用いた報知制御を行ってもよい。OLEDパネル80は、ユーザーに対する報知用の発光部である。例えば第1ケース部31の一部を透光部材により形成し、OLEDパネル80による発光を、外部から視認可能に構成する。
図20に示した生体情報検出装置200は、例えばユーザーの腕に装着されるウェアラブル型(ウォッチ型)の機器であってもよい。その場合、ケース部30の端部に、ケース部30をユーザーの腕に固定するためのバンド部が接続される。
図21,図22は、図20の例とは異なる生体情報検出装置200の外観例である。図21に示したように、生体情報検出装置200は、ケース部30と、ケース部30をユーザーの身体(狭義には手首)に固定するためのバンド部10を含み、バンド部10には嵌合穴12と尾錠14が設けられる。尾錠14は、尾錠枠15及び係止部(突起棒)16から構成される。
図21は、嵌合穴12と係止部16を用いてバンド部10が固定された状態である生体情報検出装置200を、バンド部10側の方向(ケース部30の面のうち装着状態において被検体側となる面側)から見た斜視図である。図21の生体情報検出装置200では、バンド部10に複数の嵌合穴12が設けられ、尾錠14の係止部16を、複数の嵌合穴12のいずれかに挿入することでユーザーへの装着が行われる。複数の嵌合穴12は、図21に示すようにバンド部10の長手方向に沿って設けられる。
生体情報検出装置200のケース部30うち、生体情報検出装置200の装着時に被検体側となる面に光センサーモジュール100が設けられる。
図22は、ユーザーが装着した状態での生体情報検出装置200を、表示部50の設けられる側から見た図である。図22からわかるように、本実施形態に係る生体情報検出装置200は通常の腕時計の文字盤に相当する位置、あるいは数字やアイコンを視認可能な位置に表示部50を有する。生体情報検出装置200の装着状態では、ケース部30のうちの図21に示した側の面が被検体に密着するとともに、表示部50は、ユーザーによる視認が容易な位置となる。
また、本実施形態の手法は、上記の光センサーモジュール100を含む電子機器300に適用できる。電子機器300は、種々の機器により実現でき、例えば印刷装置や測距装置等が考えられる。
図23は、光センサーモジュール100を含む印刷装置(液体消費装置)の要部を示す斜視図である。図23のX軸、Y軸、Z軸は互いに直交し、印刷装置の通常の使用姿勢において、印刷装置の正面方向をX方向とし、鉛直方向をZ方向とする。なお、図23における座標系は、印刷装置に設定される座標系であり、図2等を用いて上述した光センサーモジュール100の座標系と一致しなくてよい。
印刷装置は、インクカートリッジIC1〜IC4(液体容器、液体収容容器)と、インクカートリッジIC1〜IC4を着脱可能に収容するホルダー321を備えるキャリッジ320と、ケーブル330と、紙送りモーター340と、キャリッジモーター350と、キャリッジ駆動ベルト355と、光センサーモジュール100を含む。
インクカートリッジIC1〜IC4には、それぞれ一色ずつのインク(液体、印刷材)が収容される。ホルダー321には、インクカートリッジIC1〜IC4が着脱可能に装着される。キャリッジ320の−Z方向の面には、ヘッドが設けられている。インクカートリッジIC1〜IC4から供給されるインクは、ヘッドから記録媒体に向かって吐出される。記録媒体は、例えば印刷紙である。キャリッジモーター350は、キャリッジ駆動ベルト355を駆動し、キャリッジ320を±Y方向に移動させる。
光センサーモジュール100は、インクカートリッジIC1〜IC4のインク残存状態を検出するための信号を出力する。具体的には、発光部110は、インクカートリッジIC1〜IC4に設けられたプリズムへ光を照射し、受光部120は、プリズムからの反射光を受光して電気信号に変換する。
例えば、全反射の臨界角をθ1とし、プリズムへの入射角をθ2とした場合に、インクカートリッジにインクが残存している場合はθ1>θ2となり、インクが残存していない場合はθ2>θ1となるように設定しておく。臨界角θ1は、プリズムの材質やインクの特性に応じて決定される。
このようにすれば、インク残存時にはプリズムでの全反射が起こらないため、大部分の光がインクカートリッジに進入し、受光部120で受信される信号は小さくなる。一方、インク非残存時にはプリズムで全反射が起こるため、受光部120で受信される信号が相対的に大きくなる。この信号レベルの差を検出することで、光センサーモジュール100を用いたインク残量検出が可能になる。
以上、本発明を適用した実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は、各実施形態やその変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階では、発明の要旨を逸脱しない範囲内で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記した各実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、各実施形態や変形例に記載した全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態や変形例で説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。また、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能である。
IC0…集積回路、N1〜N6…第1〜第6端子、La1〜La28…半田ランド、
OP…オペアンプ、R1〜R4…抵抗、C1〜C4…キャパシター、
Re1…実装領域、Re11…発光部実装領域、Re12…受光部実装領域、
Re13…IC実装領域、Re14…予備実装領域、Re2…配線領域、
TH…温度センサー、1…基板、2…発光部、3…受光部、4…遮光部、
10…バンド部、12…嵌合穴、14…尾錠、15…尾錠枠、16…係止部、
30…ケース部、31…第1ケース部、32…第2ケース部、50…表示部、
60…バッテリー、70…第2の基板、80…OLEDパネル、
100…光センサーモジュール、110…発光部、120…受光部、130…基板、
131…コネクター部、140…補強板、141…穴部、150…検出部、
160…遮光部、161〜167…第1〜第7金属面、200…生体情報検出装置、
300…電子機器、IC1〜IC4…インクカートリッジ、320…キャリッジ、
321…ホルダー、330…ケーブル、340…紙送りモーター、
350…キャリッジモーター、355…キャリッジ駆動ベルト

Claims (19)

  1. 対象物に光を照射する発光部と、
    前記対象物からの光を受光する受光部と、
    前記発光部及び前記受光部が設けられる変形可能な基板と、
    前記基板と接続され、前記基板の変形を抑止するための補強板と、
    を含み、
    前記補強板の一部が、
    前記発光部から前記受光部への直接光を遮蔽する遮光部を形成していることを特徴とする光センサーモジュール。
  2. 請求項1において、
    前記補強板は、前記基板に沿った第1方向の面である第1面と、前記第1方向に交差する方向の面である第2面とを有する金属部材であり、
    前記金属部材は、
    前記第1面において、前記基板の変形を抑止し、
    前記第2面において、前記発光部から前記受光部への前記直接光を遮蔽することを特徴とする光センサーモジュール。
  3. 請求項1において、
    前記補強板は、前記対象物の側から見た平面視において、第1領域と、前記第1領域とは厚みが異なる第2領域とを有する樹脂部材であり、
    前記樹脂部材は、
    少なくとも前記第1領域において、前記基板の変形を抑止し、
    前記第2領域において、前記発光部から前記受光部への前記直接光を遮蔽することを特徴とする光センサーモジュール。
  4. 対象物に光を照射する発光部と、
    前記対象物からの光を受光する受光部と、
    前記発光部及び前記受光部が設けられる変形可能な基板と、
    前記基板と接続され、前記基板の変形を抑止するための補強板と、
    前記補強板とは別体として形成され、前記発光部から前記受光部への直接光を遮蔽する遮光部と、
    を含み、
    前記補強板は、前記対象物の側から見た平面視において、前記発光部及び前記受光部を内包する樹脂部材であり、
    前記遮光部は、前記基板に沿った第1方向の面である第1面と、前記第1方向に交差する方向の面である第2面とを有する金属板であり、
    前記遮光部は、
    前記第1面の一部が前記基板と前記補強板とに挟まれることによって、前記基板に固定されることを特徴とする光センサーモジュール。
  5. 請求項1乃至のいずれかにおいて、
    前記基板と、前記補強板とを接続する接続部を有することを特徴とする光センサーモジュール。
  6. 請求項において、
    前記接続部は、
    半田により前記基板と前記補強板とを接続することを特徴とする光センサーモジュール。
  7. 請求項6において、
    前記発光部及び前記受光部は、
    半田により前記基板と接続されることを特徴とする光センサーモジュール。
  8. 請求項5乃至7のいずれかにおいて、
    前記対象物の側から見た平面視において、
    複数の前記接続部は、前記発光部と前記受光部を囲むように設けられることを特徴とする光センサーモジュール。
  9. 請求項5乃至7のいずれかにおいて、
    前記接続部は、
    前記基板の第1の辺に沿った領域、及び前記基板の前記第1の辺に対向する第2の辺に沿った領域に配置されることを特徴とする光センサーモジュール。
  10. 請求項1乃至のいずれかにおいて、
    前記対象物の側から見た平面視において、
    前記補強板は、前記発光部と前記受光部を内包するように設けられることを特徴とする光センサーモジュール。
  11. 請求項1乃至10のいずれかにおいて、
    前記対象物の側から見た平面視において、
    前記補強板は、前記発光部と前記受光部を露出させる少なくとも1つの穴部を有することを特徴とする光センサーモジュール。
  12. 請求項11において、
    前記補強板は、
    前記少なくとも1つの穴部として、前記発光部を露出させる第1の穴部と、前記受光部を露出させる第2の穴部を有することを特徴とする光センサーモジュール。
  13. 請求項1乃至3のいずれかにおいて、
    前記対象物の側から見た平面視において、
    前記補強板は、前記発光部を露出させる第1の穴部と、前記受光部を露出させる第2の穴部を有し、
    前記遮光部は、少なくとも前記第1の穴部と前記第2の穴部の間に設けられることを特徴とする光センサーモジュール。
  14. 請求項1乃至13のいずれかにおいて、
    前記受光部からの検出信号を増幅する増幅部を少なくとも有する検出部を含み、
    前記検出部は、前記基板に設けられることを特徴とする光センサーモジュール。
  15. 請求項14において、
    前記基板は、
    前記受光部からの前記検出信号に基づく処理を行う処理部が設けられる第2の基板と電気的に接続されるコネクター部が設けられることを特徴とする光センサーモジュール。
  16. 請求項15において、
    前記コネクター部から前記検出部までの距離をL1とし、前記コネクター部から前記発光部までの距離をL2とし、前記コネクター部から前記受光部までの距離をL3とした場合に、
    L1<L2、且つL1<L3であることを特徴とする光センサーモジュール。
  17. 請求項1乃至16のいずれかにおいて、
    変形可能な前記基板は、フレキシブル基板であることを特徴とする光センサーモジュール。
  18. 請求項1乃至17のいずれかに記載の光センサーモジュールを含むことを特徴とする生体情報検出装置。
  19. 請求項1乃至17のいずれかに記載の光センサーモジュールを含むことを特徴とする電子機器。
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