WO2021153582A1 - 測定装置 - Google Patents

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WO2021153582A1
WO2021153582A1 PCT/JP2021/002743 JP2021002743W WO2021153582A1 WO 2021153582 A1 WO2021153582 A1 WO 2021153582A1 JP 2021002743 W JP2021002743 W JP 2021002743W WO 2021153582 A1 WO2021153582 A1 WO 2021153582A1
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wiring
light
measuring device
package
light emitting
Prior art date
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PCT/JP2021/002743
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English (en)
French (fr)
Inventor
翔吾 松永
啓介 戸田
Original Assignee
京セラ株式会社
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Priority to CN202180010710.0A priority patent/CN115003989A/zh
Priority to EP21746930.3A priority patent/EP4098980A1/en
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    • G01F1/661—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters using light
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    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0233—Special features of optical sensors or probes classified in A61B5/00

Definitions

  • This disclosure relates to a measuring device.
  • Patent Document 1 describes a technique for improving the noise immunity of an integrated circuit (Integrated Circuit). Further, Patent Document 2 describes a technique for improving the noise resistance of the communication module.
  • the measuring device has a first surface, a second surface opposite to the first surface, a wiring board having ground wiring, and a sensor located on the first surface.
  • the arithmetic circuit, the amplifier circuit located on the second surface, and the first shield case covering the amplifier circuit are provided.
  • the sensor receives the light emitting portion that irradiates the irradiated object through which the fluid flows inside and the interference light including the light scattered by the irradiated object among the light emitted from the light emitting portion, and the intensity of the interference light is received. It has a light receiving unit that outputs an output signal according to the above, and a package that houses the light emitting unit and the light receiving unit and has a first wiring.
  • the amplifier circuit amplifies the output signal.
  • the arithmetic circuit calculates the calculated value related to the state of the fluid flow based on the output signal amplified by the amplifier circuit.
  • the first wiring surrounds the light emitting portion and the light receiving portion.
  • the first wiring and the first shield case are electrically connected to the ground wiring.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of the appearance of the measuring device 1.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of the cross-sectional structure of the arrow AA in FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a part of the structure shown in FIG.
  • the configuration of the measuring device 1 will be described with the upper side of FIGS. 2 and 3 as the upper side of the measuring device 1 and the lower side of FIGS. 2 and 3 as the lower side of the measuring device 1.
  • the measuring device 1 can irradiate, for example, an object (also referred to as an irradiated object) 500 through which the fluid 502 flows inside 503 with light L1.
  • the irradiated object 500 includes an object (flow path component) 501 that constitutes a flow path and a fluid 502 that flows through the flow path.
  • the inside 503 of the flow path component 501 becomes the inside 503 of the irradiated object 500.
  • the measuring device 1 receives the interference light including the light scattered by the object to be irradiated 500, and can quantitatively measure the flow state of the fluid 502 based on the received interference light.
  • the measuring device 1 can obtain a quantitative value (also referred to as a flow quantitative value) indicating the flow state of the fluid 502.
  • the flow path component 501 is, for example, a tubular object (also referred to as a tubular body) such as a blood vessel in a living body or a pipe of various devices.
  • the flow quantitative value includes, for example, at least one of the flow rate and the flow velocity.
  • the flow rate is, for example, the amount of fluid passing through the flow path per unit time.
  • the amount of fluid is represented, for example, by volume or mass.
  • Flow velocity is the speed of fluid flow in the flow path.
  • the speed of flow is expressed, for example, by the distance the fluid travels per unit time.
  • the measuring device 1 can quantitatively measure the flow state of the fluid 502 by utilizing, for example, the Doppler effect of light. For example, when the light is scattered by the fluid 502 in response to the irradiation of the fluid 502 with light, the frequency of the light is shifted according to the moving speed of the fluid 502 by the Doppler effect according to the flow of the fluid 502. Doppler shift) occurs. The measuring device 1 can quantitatively measure the flow state of the fluid 502 by utilizing this Doppler shift.
  • the fluid 502 as an object (also referred to as an object to be measured) whose flow state is quantitatively measured may be, for example, a fluid 502 itself that scatters light.
  • the fluid 502 may be a fluid that flows a substance that scatters light (also referred to as a scattering substance) or an object that scatters light (also referred to as a scatterer).
  • a substance that scatters light also referred to as a scattering substance
  • an object that scatters light also referred to as a scatterer
  • water, blood, ink for a printer, or a gas containing a scatterer such as powder is applied to the fluid 502 as the object to be measured.
  • the "scatterer or scatterer flow rate” may be regarded as the "fluid flow rate” or the “scatterer or scatterer flow velocity”. May be regarded as the "fluid flow velocity”.
  • the measuring device 1 includes, for example, a wiring board 2, a sensor 3, an amplifier circuit 4, a shield case 5, an arithmetic circuit 6, a processing circuit 7, and a connector 8. It is provided with an outer case 9.
  • the exterior case 9 houses the wiring board 2, the sensor 3, the amplifier circuit 4, the shield case 5, the arithmetic circuit 6, the processing circuit 7, and the connector 8.
  • the outer case 9 has, for example, a box shape.
  • the outer shape of the outer case 9 is, for example, a substantially rectangular parallelepiped or a substantially cube.
  • the outer case 9 is made of, for example, resin.
  • the wiring board 2 includes a surface 2a and a surface 2b opposite to the surface 2a.
  • the surface 2a may be the upper surface and the surface 2b may be the lower surface.
  • the wiring board 2 includes a plurality of wirings including the ground wiring 20.
  • the wiring board 2 is, for example, a multilayer board.
  • the ground wiring 20 is formed, for example, in the inner layer of the wiring board 2.
  • the ground wiring 20 may be a planar wiring extending along the surfaces 2a and 2b, or may be a wiring having another shape.
  • the wiring board 2 includes a plurality of vias for electrically connecting the wirings of the plurality of layers, and a plurality of connection pads located on the surfaces 2a and 2b.
  • the plurality of vias include a plurality of vias 21 connected to the ground wiring 20 (see FIG. 3).
  • the plurality of connection pads include a plurality of connection pads 22 electrically connected to the ground wiring 20 (see FIG. 3).
  • the connection pad 22 is electrically connected to the ground wiring 20 through the via 21.
  • the sensor 3 and the processing circuit 7 are located on the surface 2a, for example.
  • the amplifier circuit 4, the shield case 5, the arithmetic circuit 6, and the connector 8 are located, for example, on the surface 2b.
  • the wiring board 2 may be a single-layer board. Further, the processing circuit 7 may be located on the surface 2b. Further, the amplifier circuit 4 and the shield case 5 may be located on the surface 2a. Further, at least one of the arithmetic circuit 6 and the connector 8 may be located on the surface 2a.
  • a cable extending from an external device of the measuring device 1 is connected to the connector 8.
  • the measuring device 1 is electrically connected to the external device.
  • the connector 8 is supplied with, for example, the power supply of the measuring device 1.
  • the power supplied to the connector 8 is supplied to the amplifier circuit 4, the arithmetic circuit 6, the processing circuit 7, and the like through the power supply wiring of the wiring board 2.
  • the ground wiring 20 of the wiring board 2 may be electrically connected to a metal housing or chassis provided in an external device of the measuring device 1 through the connector 8. Further, the ground wiring 20 may be grounded through the connector 8.
  • the sensor 3 includes, for example, a light emitting unit 31 and a light receiving unit 32. As shown in FIG. 2, the light emitting unit 31 can irradiate the irradiated object 500 with the light L1.
  • the outer case 9 has an opening 90 facing the sensor 3, and the light L1 is irradiated to the irradiated object 500 through the opening 90.
  • light having a predetermined wavelength corresponding to the fluid 502 is applied to the light L1 that the light emitting unit 31 irradiates the object to be irradiated 500.
  • the wavelength of the light L1 is set to about 600 nm to 900 nm.
  • the wavelength of the light L1 is set to about 700 nm to 1000 nm.
  • a semiconductor laser element such as a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting LASER) is applied to the light emitting unit 31.
  • VCSEL Vertical Cavity Surface Emitting LASER
  • the light receiving unit 32 can receive, for example, the interference light L2 including the light scattered by the irradiated object 500 among the light L1 irradiated from the light emitting unit 31 to the irradiated object 500.
  • the interference light L2 is received by the light receiving unit 32 through the opening 90 of the outer case 9.
  • the light receiving unit 32 can, for example, convert the received light into an electric signal according to the intensity of the light.
  • the light receiving unit 32 can receive the interference light L2 including the light scattered by the irradiated object 500 and output an output signal corresponding to the intensity of the interference light L2.
  • the interference light L2 that can be received by the light receiving unit 32 is scattered light from the irradiated object 500 that does not cause Doppler shift from an object (also referred to as a stationary object) that is stationary around the fluid 502.
  • an object also referred to as a stationary object
  • the stationary object includes skin, blood vessels, and the like.
  • the stationary object includes the pipe and the like.
  • the piping is made of, for example, a translucent material. For example, glass or a polymer resin is applied to the material having translucency.
  • the change in the intensity of the interfering light L2 with the passage of time corresponds to the frequency difference between the frequency of the scattered light that does not cause the Doppler shift and the frequency of the scattered light that has caused the Doppler shift. Indicates frequency roar. Therefore, the output signal corresponding to the intensity of the interference light L2 output from the light receiving unit 32 includes a component of a signal (also referred to as a beat signal or an optical beat signal) corresponding to the beat in the time change of the intensity of the interference light L2. ..
  • the light receiving unit 32 for example, one having an ability (also referred to as time resolution) capable of following a beat in a time change of the intensity of the interference light L2 is applied.
  • the wavelength of light that can be received by the light receiving unit 32 is set according to measurement conditions such as, for example, the wavelength of the light L1 emitted from the light emitting unit 31 to the object to be irradiated 500 and the speed range of the fluid 502. .
  • Various photodiodes such as silicon (Si) photodiodes, gallium arsenide (GaAs) photodiodes, indium gallium arsenide (InGaAs) photodiodes, and germanium (Ge) photodiodes are applied to the light receiving unit 32. ..
  • the sensor 3 includes, for example, a package 30 and a cover member 38 in addition to the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32.
  • the package 30 houses the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32.
  • the package 30 has a plurality of recesses for accommodating the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32, respectively.
  • the cover member 38 covers a plurality of recesses of the package 30. The configurations of the package 30 and the cover member 38 will be described in detail later.
  • the amplifier circuit 4 is electrically connected to the light receiving unit 32 through the wiring board 2.
  • the amplifier circuit 4 amplifies and outputs the output signal of the light receiving unit 32.
  • the amplifier circuit 4 includes, for example, an operational amplifier, a resistor, a capacitor, and the like.
  • the ground terminal of the amplifier circuit 4 is electrically connected to the ground wiring 20 of the wiring board 2 through the via 21 and the connection pad 22 located on the surface 2b.
  • the output signal simply means the output signal of the light receiving unit 32.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of a state in which the shield case 5 and the wiring board 2 are viewed from below in a plan view.
  • the shield case 5 has, for example, a box shape.
  • the shield case 5 is made of, for example, a metal such as aluminum or stainless steel.
  • the shield case 5 is located on the surface 2b of the wiring board 2 so as to cover the amplifier circuit 4.
  • the shield case 5 is electrically connected to the ground wiring 20 of the wiring board 2 through the via 21 and the connection pad 22 located on the surface 2b.
  • the shield case 5 is fixed to the surface 2b, for example, by being soldered to the connection pad 22 located on the surface 2b.
  • the shape of the shield case 5 is not limited to the above. Further, the shield case 5 may have a structure in which the surface of a base material such as resin is covered with a metal film. This metal film is made of, for example, nickel.
  • the processing circuit 7 is composed of a plurality of electronic components including, for example, a capacitor, a resistor, and an inductor.
  • the processing circuit 7 is electrically connected to the light receiving unit 32 of the sensor 3 and the amplifier circuit 4 through the wiring board 2.
  • the ground terminal of the processing circuit 7 is electrically connected to the ground wiring 20 through the via 21 and the connection pad 22 located on the surface 2a.
  • the processing circuit 7 can perform a plurality of types of processing, for example.
  • the processing circuit 7 can perform filter processing on the output signal amplified by the amplifier circuit 4.
  • the output signal filtered by the processing circuit 7 is input to the arithmetic circuit 6.
  • the processing circuit 7 can control the light emission of the light emitting unit 31 by controlling the supply of electric power to the light emitting unit 31.
  • the arithmetic circuit 6 is electrically connected to the processing circuit 7 through the wiring board 2.
  • the ground terminal of the arithmetic circuit 6 is electrically connected to the ground wiring 20 through the via 21 and the connection pad 22 located on the surface 2a.
  • the arithmetic circuit 6 can perform various processing on the output signal after the filter processing input from the processing circuit 7.
  • the arithmetic circuit 6 includes, for example, at least one processor. According to various embodiments, at least one processor may be run as a single integrated circuit (IC) or as multiple communicably connected integrated circuit ICs and / or discrete circuits. good. At least one processor can be run according to a variety of known techniques.
  • the processor comprises, for example, one or more circuits or units configured to perform one or more data calculation procedures or processes by executing instructions stored in the associated memory.
  • the processor may be firmware (eg, a discrete logic component) configured to perform one or more data computation procedures or processes.
  • the processor is one or more processors, controllers, microprocessors, microcontrollers, application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processing devices, programmable logic devices, field programmable gates.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • digital signal processing devices programmable logic devices
  • field programmable gates field programmable gates.
  • the arithmetic circuit 6 includes, for example, a microprocessor.
  • the microprocessor includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a storage circuit, an A / D converter, and the like.
  • the storage circuit includes a non-temporary recording medium that can be read by a CPU, such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory).
  • a control program or the like is stored in the storage circuit.
  • Various functions of the microprocessor are realized by the CPU executing a control program in the storage circuit.
  • the A / D converter of the arithmetic circuit 6 can convert the output signal input from the processing circuit 7 from the analog format to the digital format.
  • the CPU of the arithmetic circuit 6 can quantitatively measure the flow state of the fluid 502 based on the output signal in the digital format.
  • an example of a method in which the arithmetic circuit 6 quantitatively measures the flow state of the fluid 502 based on the output signal of the light receiving unit 32 will be described.
  • the frequency and intensity (also referred to as signal intensity) of the output signal of the light receiving unit 32 depend on the Doppler effect of light. Therefore, the power spectrum showing the relationship between the frequency of the output signal and the signal strength changes according to the flow rate (flow rate or flow velocity) of the fluid 502. Therefore, the arithmetic circuit 6 (specifically, the CPU) performs a Fourier transform (specifically, a discrete Fourier transform) on the output signal from the processing circuit 7 to obtain the power spectrum of the output signal.
  • a Fourier transform specifically, a discrete Fourier transform
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a power spectrum obtained by the arithmetic circuit 6.
  • the horizontal axis in FIG. 5 indicates the frequency.
  • the vertical axis of FIG. 5 shows the signal strength of the output signal at each frequency.
  • the calculation circuit 6 calculates a calculated value (also referred to as a flow calculation value) related to the flow state of the fluid 502 flowing through the inside 503 of the irradiated object 500 based on the obtained power spectrum.
  • a calculated value also referred to as a flow calculation value
  • the frequency is fn
  • the signal strength of the output signal at the frequency fn is P (fn).
  • the arithmetic circuit 6 uses, for example, a value obtained by integrating the signal strength P (fn) weighted by the frequency fn as the flow calculation value.
  • Vc is expressed by the following equation (1).
  • the arithmetic circuit 6 calculates a quantitative value (flow quantitative value) indicating the flow state of the fluid 502 based on the obtained flow calculation value Vc. For example, the arithmetic circuit 6 calculates the flow quantitative value based on the calculated flow calculated value Vc and the calibration data (also referred to as a calibration curve) prepared in advance.
  • the calibration data is stored in advance in the storage circuit of the arithmetic circuit 6, for example, before measuring the flow quantitative value of the fluid 502.
  • the calibration data may be stored, for example, in the form of a function expression or in the form of a table.
  • the calculation circuit 6 calculates the flow rate of the fluid 502 based on the obtained flow calculation value Vc and the stored calibration data. Can be calculated.
  • the calculation circuit 6 determines the flow velocity of the fluid 502 based on the obtained flow calculation value Vc and the stored calibration data. Can be calculated.
  • the arithmetic circuit 6 does not have to calculate the flow quantitative value based on the flow calculated value.
  • an external device of the measuring device 1 may calculate the flow quantitative value based on the flow calculated value calculated by the arithmetic circuit 6.
  • the flow calculation value calculated by the arithmetic circuit 6 may be notified to an external device through the connector 8. Further, the method of calculating the flow calculation value of the arithmetic circuit 6 is not limited to the above.
  • FIG. 6 is a plan view schematically showing an example of the structure of the sensor 3 from which the cover member 38 has been removed.
  • FIG. 6 schematically shows an example of a state in which the sensor 3 from which the cover member 38 has been removed is viewed from above.
  • the outer shape of the package 30 is a substantially rectangular parallelepiped and has six surfaces.
  • the package 30 is mounted on the surface 2a so that a surface 30b included in the six surfaces faces the surface 2a of the wiring board 2.
  • the certain surface 30b becomes the lower surface 30b of the package 30, and the surface 30a on the opposite side of the certain surface 30b becomes the upper surface 30a of the package 30.
  • Package 30 is composed of, for example, a multilayer substrate.
  • the package 30 has, for example, a multi-layered dielectric layer and a multi-layered wiring layer.
  • the wiring layer is formed on the dielectric layer, and the dielectric layer is located between the wiring layers.
  • the multilayer wiring layer includes a plurality of wirings. Multiple wirings include multiple layers of wiring.
  • the dielectric layer of the package 30 may be made of a ceramic material or an organic material. For example, an aluminum oxide sintered body or a mullite sintered body is applied to the ceramic material.
  • an epoxy resin or a polyimide resin is applied to the organic material.
  • Each wiring included in the package 30 is made of, for example, metal.
  • Each wiring included in the package 30 may be made of copper, gold, or other metal. It can be said that the wiring provided in the package 30 is metal wiring.
  • the package 30 includes a plurality of vias 300 for connecting the wirings of the plurality of layers.
  • the package 30 also includes a plurality of connection pads
  • the package 30 includes a bottom portion 340, a peripheral wall portion (also referred to as a side wall portion) 341 erected on the bottom portion 340, and a partition portion 342 that divides the space surrounded by the peripheral wall portion 341 into two spaces.
  • the recesses 331 and 332 are formed by dividing the space surrounded by the peripheral wall portion 341 into two spaces by the partition portion 342.
  • the lower surface of the bottom 340 constitutes the lower surface 30b of the package 30.
  • the recess 331 accommodates the light emitting unit 31.
  • the recess 332 accommodates the light receiving portion 32.
  • Each of the recesses 331 and 332 opens toward the upper surface 30a.
  • the recess 331 and the recess 332 do not communicate with each other and are provided apart from each other.
  • the light emitting unit 31 is located on the bottom surface of the recess 331, and the light receiving unit 32 is located on the bottom surface of the recess 332.
  • a step is formed on the inner peripheral surface of the recess 331 that accommodates the light emitting portion 31.
  • a connection pad 310 (also referred to as a first connection pad 310) is located on the upper surface 331a of the step (see FIG. 6).
  • One of the positive terminal and the negative terminal of the light emitting unit 31 is electrically connected to the first connection pad 310 by the bonding wire 33.
  • Two connection pads 310 which are electrically connected to the positive terminal and the negative terminal of the light emitting unit 31, are located on the lower surface 30b of the package 30.
  • One of the two connection pads 310 is electrically connected to the first connection pad 310 through vias 300, wiring, and the like.
  • connection pad 310 is electrically connected to the other of the positive terminal and the negative terminal of the light emitting unit 31 through vias 300 and wiring.
  • the connection pad 310 on the lower surface 30b of the package 30 electrically connected to the negative terminal of the light emitting unit 31 is connected to the connection pad 22 electrically connected to the ground wiring 20 located on the surface 2a of the wiring board 2. It is connected by a conductive bonding material such as solder. As a result, the negative terminal of the light emitting unit 31 is electrically connected to the ground wiring 20.
  • connection pad 310 on the lower surface 30b of the package 30 electrically connected to the positive terminal of the light emitting unit 31 is a connection pad 22 electrically connected to the processing circuit 7 located on the surface 2a of the wiring board 2. On the other hand, they are connected by a conductive joining member such as solder. As a result, the positive terminal of the light emitting unit 31 is electrically connected to the processing circuit 7 that controls the light emission of the light emitting unit 31.
  • a step is formed on the inner peripheral surface of the recess 332 that accommodates the light receiving portion 32.
  • a connection pad 310 (also referred to as a second connection pad 310) is located on the upper surface 332a of the step (see FIG. 6).
  • One of the output terminal and the minus terminal of the light receiving unit 32 is electrically connected to the second connection pad 310 by the bonding wire 33.
  • Two connection pads 310 which are electrically connected to the output terminal and the minus terminal of the light receiving unit 32, are located on the lower surface 30b of the package 30.
  • One of the two connection pads 310 is electrically connected to the second connection pad 310 through vias 300, wiring, and the like.
  • connection pad 310 is electrically connected to the other of the output terminal and the minus terminal of the light receiving unit 32 through vias 300 and wiring.
  • the connection pad 310 on the lower surface 30b of the package 30 electrically connected to the negative terminal of the light receiving unit 32 is connected to the connection pad 22 electrically connected to the ground wiring 20 located on the surface 2a of the wiring board 2. It is connected by a conductive bonding material such as solder. As a result, the negative terminal of the light receiving unit 32 is electrically connected to the ground wiring 20.
  • connection pad 310 on the lower surface 30b of the package 30 electrically connected to the output terminal of the light receiving unit 32 is a connection pad 22 electrically connected to the amplifier circuit 4 located on the surface 2a of the wiring board 2.
  • the output terminal of the light receiving unit 32 is electrically connected to the amplifier circuit 4.
  • the amplifier circuit 4 amplifies and outputs the output signal output from the output terminal of the light receiving unit 32.
  • the package 30 includes a wiring 320 (also referred to as a first wiring 320) electrically connected to the ground wiring 20 of the wiring board 2.
  • a wiring 320 also referred to as a first wiring 320
  • the first wiring 320 surrounds the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32.
  • the wiring 320 includes, for example, a plurality of layers of wiring (also referred to as a plurality of layers of second wiring).
  • the second wiring of the plurality of layers includes the outer layer wiring 321 located on the upper surface 30a of the package 30 and the inner layer wiring 322 of the plurality of layers located inside the package 30.
  • the outer layer wiring 321 and the plurality of layers inner layer wiring 322 are electrically connected to the ground wiring 20.
  • the outer layer wiring 321 surrounds the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32 in a plan view from the upper side (in other words, the upper surface 30a side) of the package 30.
  • the outer layer wiring 321 is located on the upper surface of the peripheral wall portion 341 and the partition portion 342 of the package 30.
  • the outer layer wiring 321 surrounds the light emitting unit 31 and surrounds the light receiving unit 32 in a plan view. That is, the outer layer wiring 321 individually surrounds each of the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32 in a plan view. It can be said that the outer layer wiring 321 individually surrounds each of the recesses 331 and 332 in a plan view.
  • the outer layer wiring 321 is located above the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32.
  • the outer layer wiring 321 may not be located on the upper surface of the partition portion 342, but may surround the light emitting portion 31 and the light receiving portion 32 together.
  • FIG. 7 is a plan view schematically showing an example of the structure of the inner layer wiring 322a included in the plurality of layers of inner layer wiring 322.
  • the inner layer wiring 322a and the structure below the inner layer wiring 322a of the package 30 are shown.
  • the light emitting portion 31 and the light receiving portion 32 when the package 30 is viewed from above are shown by broken lines.
  • the inner layer wiring 322a is located inside the peripheral wall portion 341 and the partition portion 342 of the package 30.
  • the inner layer wiring 322a surrounds the recesses 331 and 332 in a plane parallel to the lower surface 30b of the package 30.
  • the inner layer wiring 322a surrounds the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32.
  • the inner layer wiring 322a individually surrounds each of the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32.
  • the inner layer wiring 322a may be located above at least one of the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32. Further, the inner layer wiring 322a may be located below at least one of the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32. Further, the inner layer wiring 322a may be located between the upper surface and the lower surface of the light emitting unit 31 or between the upper surface and the lower surface of the light receiving unit 32 in the vertical direction of the measuring device 1. Further, the inner layer wiring 322a may surround the light emitting portion 31 and the light receiving portion 32 in a plane parallel to the lower surface 30b of the package 30. Further, the inner layer wiring 322a may not be provided inside the partition portion 342, but may surround the light emitting portion 31 and the light receiving portion 32 together.
  • Each of the plurality of layers of inner layer wiring 322 included in the package 30 may have a structure similar to the structure shown in FIG. 7. Further, only a part of the plurality of layers of the inner layer wiring 322 may have a structure similar to the structure shown in FIG. 7.
  • the package 30 includes wiring 325 (also referred to as third wiring 325) electrically connected to the ground wiring 20 of the wiring board 2 in addition to the wiring 320 including the outer layer wiring 321 and the inner layer wiring 322.
  • the third wiring 325 is, for example, an inner layer wiring located inside the package 30.
  • the third wiring 325 is included in, for example, the wiring layer located at the lowermost side of the multilayer wiring layers included in the package 30.
  • the third wiring 325 is located below the inner layer wiring 322 of the plurality of layers.
  • the third wire 325 is located inside the bottom 340 of the package 30.
  • FIG. 8 is a plan view schematically showing an example of the structure of the wiring 325.
  • FIG. 8 shows the wiring 325 and the structure below it in the package 30. Further, in FIG. 8, the light emitting portion 31 and the light receiving portion 32 when the package 30 is viewed from above are shown by broken lines.
  • the wiring 325 extends in a plane along the lower surface 30b of the package 30.
  • the wiring 325 is located closer to the wiring board 2 than the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32.
  • the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32 are located above the wiring 325. Specifically, the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32 are located directly above the wiring 325.
  • the wiring 325 is also called a solid wiring.
  • the wiring 325 may include a planar wiring in which the light emitting unit 31 is located directly above and a planar wiring in which the light receiving unit 32 is located directly above. At this time, the respective wirings may not be connected to each other and may be individually connected to different ground wirings, or each wiring may be connected to one ground wiring.
  • the plurality of vias 300 included in the package 30 include a plurality of through-hole vias 300a extending from the upper surface 30a to the lower surface 30b and electrically connected to the ground wiring 20. Further, the plurality of vias 300 included in the package 30 include a plurality of embedded vias 300b electrically connected to the ground wiring 20. Each embedded via 300b is connected to a plurality of layers of inner layer wiring 322. At least one of the plurality of embedded vias 300b may be connected to at least two layers of the inner layer wiring 322 of the plurality of layers of the inner layer wiring 322. Each through-hole via 300a is connected to an outer layer wiring 321 and a plurality of layers of inner layer wiring 322 and wiring 325.
  • each through-hole via 300a is connected to a connection pad 310 located on the lower surface 30b of the package 30.
  • the connection pad 310 is connected to the connection pad 22 electrically connected to the ground wiring 20 located on the surface 2a of the wiring board 2 with a conductive bonding material such as solder.
  • solder a conductive bonding material
  • the structure of the wiring 320 is not limited to the above.
  • the wiring 320 does not have to surround the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32 in a plan view from the upper side of the package 30.
  • the wiring 320 does not have to include the outer layer wiring 321.
  • the wiring 320 does not have to surround the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32 in the plan perspective of the package 30.
  • the wiring 320 does not have to include the inner layer wiring 322a.
  • the wiring 320 may include a plurality of layers of wiring that cooperately surround the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32 in the plan perspective of the package 30.
  • the wiring 320 may or may not include the wiring that surrounds the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32 by itself, as in the outer layer wiring 321 and the inner layer wiring 322a shown in FIG.
  • FIG. 9 is a plan view schematically showing an example in which a plurality of layers of wiring cooperate to surround the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32 in the plan perspective of the package 30.
  • FIG. 9 shows an example of a state in which the outer layer wiring 321 and the inner layer wiring 322b included in the plurality of layers inner layer wiring 322 are viewed from the upper surface 30a side. In FIG. 9, only the outer layer wiring 321 and the inner layer wiring 322b are shown among the configurations included in the package 30. In the example of FIG.
  • outer layer wiring 321 and the inner layer wiring 322b do not independently surround the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32, the outer layer wiring 321 and the inner layer wiring 322b cooperate with each other to form the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32. Surrounds 32.
  • the inner layer wiring 322b may be located above at least one of the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32. Further, the inner layer wiring 322b may be located below at least one of the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32. Further, the inner layer wiring 322b may be located between the upper surface and the lower surface of the light emitting unit 31 or between the upper surface and the lower surface of the light receiving unit 32 in the vertical direction of the measuring device 1.
  • FIG. 10 is a plan view schematically showing another example in which a plurality of layers of wiring cooperate to surround the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32 in the plan perspective of the package 30.
  • FIG. 10 shows an example of a state in which the inner layer wirings 322c and 322d included in the inner layer wirings 322 of the plurality of layers are viewed from the upper surface 30a side. In FIG. 10, only the inner layer wirings 322c and 322d are shown among the configurations included in the package 30.
  • the inner layer wiring 322c is formed in a wiring layer different from the inner layer wiring 322d.
  • FIG. 10 shows an example of a state in which the inner layer wirings 322c and 322d included in the inner layer wirings 322 of the plurality of layers are viewed from the upper surface 30a side.
  • the inner layer wiring 322c is formed in a wiring layer different from the inner layer wiring 322d.
  • the inner layer wirings 322c and 322d do not independently surround the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32, the inner layer wirings 322c and 322d cooperate with each other to surround the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32. There is.
  • At least one of the inner layer wirings 322c and 322d may be located above at least one of the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32. Further, at least one of the inner layer wirings 322c and 322d may be located below at least one of the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32. Further, at least one of the inner layer wirings 322c and 322d may be located between the upper surface and the lower surface of the light emitting unit 31 in the vertical direction of the measuring device 1, or may be located between the upper surface and the lower surface of the light receiving unit 32. May be good.
  • FIG. 11 is a plan view schematically showing another example in which a plurality of layers of wiring cooperate to surround the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32 in the plan perspective of the package 30.
  • FIG. 11 shows an example of the appearance of the outer layer wiring 321 and the inner layer wirings 322e and 322f included in the inner layer wirings 322 of the plurality of layers as viewed from the upper surface 30a side.
  • FIG. 11 only the outer layer wiring 321 and the inner layer wiring 322e and the inner layer wiring 322f are shown among the configurations included in the package 30.
  • the inner layer wiring 322e is formed in a wiring layer different from the inner layer wiring 322f.
  • FIG. 11 shows an example of the appearance of the outer layer wiring 321 and the inner layer wirings 322e and 322f included in the inner layer wirings 322 of the plurality of layers as viewed from the upper surface 30a side.
  • the inner layer wiring 322e is formed in a wiring layer different from the inner layer wiring 322f.
  • the outer layer wiring 321 and the inner layer wiring 322e and the inner layer wiring 322f do not independently surround the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32, the outer layer wiring 321 and the inner layer wiring 322e and the inner layer wiring 322f cooperate with each other. It surrounds the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32.
  • At least one of the inner layer wirings 322e and 322f may be located above at least one of the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32. Further, at least one of the inner layer wirings 322e and 322f may be located below at least one of the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32. Further, at least one of the inner layer wirings 322e and 322f may be located between the upper surface and the lower surface of the light emitting unit 31 in the vertical direction of the measuring device 1, or may be located between the upper surface and the lower surface of the light receiving unit 32. May be good.
  • the mode in which the wiring of the plurality of layers of the package 30 surrounds the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32 is not limited to the above example.
  • the wiring of four or more layers included in the wiring 320 may cooperate to surround the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32.
  • cover member 38 is fixed to the upper surface 30a of the package 30 so as to cover the recesses 331 and 332 of the package 30.
  • the cover member 38 includes, for example, a translucent base material 380 and a metal light-shielding film 381.
  • the plan view shape of the cover member 38 is, for example, a rectangle.
  • the light-shielding film 381 is located on the lower surface of the base material 380.
  • the light-shielding film 381 includes openings 381a and 381b that penetrate in the thickness direction thereof.
  • the opening 381a faces a part of the opening of the recess 331, and the opening 381b faces a part of the opening of the recess 332.
  • the light-shielding film 381 covers a part of the recess 331 and a part of the recess 332.
  • the light L1 emitted by the light emitting portion 31 in the recess 331 passes through the opening 381a of the light-shielding film 381 and irradiates the object to be irradiated 500.
  • the interference light L2 including the light scattered by the irradiated object 500 passes through the opening 381b of the light-shielding film 381 and is received by the light receiving portion 32 in the recess 332.
  • the light-shielding film 381 may, for example, block light by 97% or more. Further, the light-shielding film 381 may block light by 99% or more.
  • the translucent base material 380 is composed of, for example, a transparent material.
  • the base material 380 is made of, for example, glass, ceramic or resin.
  • the light-shielding film 381 is made of, for example, a metal such as Cr, Ti, Al, Cu, Co, Ag, Au, Pd, Pt, Ru, Sn, Ta, Fe, In, Ni or W.
  • the light-shielding film 381 is composed of an alloy composed of a plurality of types of metals among Cr, Ti, Al, Cu, Co, Ag, Au, Pd, Pt, Ru, Sn, Ta, Fe, In, Ni and W. May be done.
  • the light-shielding film 381 is connected to, for example, the outer layer wiring 321 located on the upper surface 30a of the package 30 with a conductive bonding material such as solder. As a result, the light-shielding film 381 is electrically connected to the ground wiring 20 of the wiring board 2.
  • the measuring device 1 includes a light-shielding film 381 that covers a part of the recess 331 that accommodates the light emitting portion 31 and a part of the recess 332 that accommodates the light receiving portion 32.
  • a light-shielding film 381 the light L1 emitted by the light emitting portion 31 in the recess 331 can be appropriately output in a desired direction.
  • the light receiving portion 32 in the recess 332 can appropriately receive light from a desired direction.
  • the arithmetic circuit 6 can appropriately obtain the flow calculation value based on the output signal of the light receiving unit 32. As a result, the accuracy of the flow quantitative value (at least one of the flow velocity and the flow rate) obtained by the arithmetic circuit 6 is improved.
  • the base material 380 is present in the openings 381a and 381b of the light-shielding film 381, but the base material 380 may not be present in the openings 381a and 381b. Further, the measuring device 1 does not have to include the cover member 38.
  • FIG. 12 is a plan view showing an example of the relationship between the outer shape of the shield case 5 that covers the amplifier circuit 4 and the outer shape of the package 30 of the sensor 3.
  • FIG. 12 schematically shows an example of the shield case 5 and the wiring board 2 viewed from below in a plan view.
  • the outer shape 5c of the shield case 5 is located outside the outer shape 30c of the package 30 in plan perspective.
  • the entire area of the package 30 overlaps the shield case 5. Therefore, the mounting area of the shield case 5 on the surface 2b of the wiring board 2 is larger than the mounting area of the package 30 on the surface 2a of the wiring board 2.
  • the outer shape 5c of the shield case 5 does not have to be located outside the outer shape 30c of the package 30 in the plan perspective. In this case, at least a part of the package 30 does not have to overlap with the shield case 5 in the plan perspective.
  • the arithmetic circuit 6 when at least one of the light emitting unit 31, the light receiving unit 32, and the amplifier circuit 4 is affected by noise from the surroundings, the arithmetic circuit 6 appropriately obtains the flow calculation value. You may not be able to. As a result, the accuracy of the flow quantitative value (at least one of the flow velocity and the flow rate) obtained by the arithmetic circuit 6 may deteriorate.
  • Examples of the source of noise around the light emitting unit 31, the light receiving unit 32, and the amplifier circuit 4 include an arithmetic circuit 6. Further, when a motor for driving a pump or the like exists around the measuring device 1, the motor becomes a source of noise.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a power spectrum obtained by the arithmetic circuit 6 when at least one of the light emitting unit 31, the light receiving unit 32, and the amplifier circuit 4 is affected by noise from the surroundings.
  • the waveform of the power spectrum may be disturbed as shown in FIG. Therefore, the arithmetic circuit 6 may not be able to appropriately obtain the flow calculation value.
  • the wiring 320 surrounding the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32 and the shield case 5 covering the amplifier circuit 4 are electrically connected to the ground wiring 20 of the wiring board 2 in the plan view or the plan view of the package 30. ing.
  • the light emitting unit 31, the light receiving unit 32, and the amplifier circuit 4 are less likely to be affected by noise from the surroundings. That is, the noise resistance of the measuring device 1 can be improved.
  • the arithmetic circuit 6 can appropriately obtain the flow calculation value.
  • the wiring 320 surrounding the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32 includes a plurality of layers of wiring electrically connected to the ground wiring 20 in the plan view or the plane perspective of the package 30, the light emitting unit 31 and the light receiving unit 31 and the light receiving unit 32 are included.
  • the 32 is less susceptible to noise from the surroundings. Therefore, the arithmetic circuit 6 can more appropriately obtain the flow calculation value.
  • the arithmetic circuit 6 can more appropriately obtain the flow calculation value.
  • the measuring device 1 includes a metal light-shielding film 381 that covers a part of the recess 331 and a part of the recess 332, which is electrically connected to the ground wiring 20, the light emitting portion 31 in the recess 331 is provided.
  • the light receiving portion 32 in the recess 332 is less susceptible to the influence of noise from the surroundings. Therefore, the arithmetic circuit 6 can more appropriately obtain the flow calculation value.
  • the outer shape 5c of the shield case 5 on the surface 2b of the wiring board 2 is outside the outer shape 30c of the package 30 of the sensor 3 on the surface 2a of the wiring board 2. positioned.
  • the entire area of the package 30 overlaps the shield case 5.
  • noise generated from the lower side (in other words, the surface 2b side) of the wiring board 2 is less likely to reach the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32 on the upper side of the wiring board 2.
  • the noise generated from the arithmetic circuit 6 on the surface 2b is less likely to reach the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32 on the surface 2a.
  • the noise from the noise generation source is less likely to reach the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32 on the surface 2a.
  • the light emitting unit 31 and the light receiving unit 32 are less susceptible to the influence of noise from the surroundings.
  • the outer case 9 is made of resin, but it may function as a shield case 9a by being made of metal, for example.
  • the shield case 9a may be electrically connected to the ground wiring 20 of the wiring board 2.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of how the shield case 9a is electrically connected to the ground wiring 20.
  • the shield case 9a does not have to be electrically connected to the ground wiring 20.
  • the electric wire 190 electrically connected to the ground wiring 20 is connected to the shield case 9a.
  • One end of the electric wire 190 is connected to, for example, a connection pad 22 electrically connected to the ground wiring 20 located on the surface 2a of the wiring board 2 with a conductive bonding material such as solder.
  • the other end of the electric wire 190 is connected to the shield case 9a with a conductive bonding material such as solder.
  • the shield case 9a is made of, for example, a metal such as aluminum or stainless steel.
  • the measuring device 1 includes the shield case 9a that covers the wiring board 2, the sensor 3, the amplifier circuit 4, the shield case 5, the arithmetic circuit 6, and the like, the light emitting unit 31, the light receiving unit 32, and the amplifier circuit 4 Is less susceptible to noise from the surroundings. That is, the noise resistance of the measuring device 1 is further improved. As a result, the arithmetic circuit 6 can more appropriately obtain the flow calculation value.
  • the shield case 9a when the shield case 9a is electrically connected to the ground wiring 20 of the wiring board 2, the light emitting unit 31, the light receiving unit 32, and the amplifier circuit 4 are affected by noise from the surroundings. It becomes even more difficult to receive. As a result, the arithmetic circuit 6 can more appropriately obtain the flow calculation value.
  • the shield case 9a may have a structure in which the surface of a base material made of resin or the like is covered with a metal film. This metal film is made of, for example, nickel. Further, the method of electrically connecting the shield case 9a to the ground wiring 20 is not limited to the above example.
  • the shield case 9a may be electrically connected to the ground wiring 20 by using a leaf spring 191.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of how the shield case 9a is electrically connected to the ground wiring 20 by using the leaf spring 191.
  • the leaf spring 191 is made of, for example, metal.
  • the leaf spring 191 includes, for example, a fixing portion 191a fixed to the wiring board 2 and a contact portion 191b that abuts on the shield case 9a.
  • the fixing portion 191a is connected to, for example, the connection pad 22 located on the surface 2a of the wiring board 2 with a conductive bonding material 192 such as solder.
  • the connection pad 22 is electrically connected to the ground wiring 20 through the via 21.
  • the contact portion 191b is in contact with the inner surface of the shield case 9a. Even in the example of FIG. 15, the light emitting unit 31, the light receiving unit 32, and the amplifier circuit 4 are less susceptible to noise from the surroundings.
  • the measuring device 1 has been described in detail, but the above description is an example in all aspects, and the disclosure is not limited thereto.
  • the various examples described above can be applied in combination as long as they do not contradict each other. And it is understood that innumerable examples not illustrated can be assumed without departing from the scope of this disclosure.

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Abstract

第１シールドケースは、配線基板の第２面上の増幅回路を覆う。配線基板の第１面上のセンサは、発光部、受光部及びパッケージを有する。発光部は、内部で流体が流れる被照射物に光を照射する。受光部は、発光部から照射された光のうち被照射物で散乱した光を含む干渉光を受光して当該干渉光の強度に応じた出力信号を出力する。パッケージは、発光部及び受光部を収容し、第１配線を有する。増幅回路は出力信号を増幅する。演算回路は、増幅された出力信号に基づいて、流体の流れの状態に係る計算値を算出する。パッケージの平面視あるいは平面透視において、第１配線は、発光部及び受光部を取り囲む。第１配線及び第１シールドケースは、配線基板のグランド配線に電気的に接続されている。

Description

測定装置
　本開示は、測定装置に関する。
　特許文献１には、集積回路 (Integrated Circuit) の耐ノイズ性を向上させるための技術が記載されている。また、特許文献２には、通信モジュールの耐ノイズ性を向上させるための技術が記載されている。
特開平６－３５０２８０号公報 特開平１０－２３３４７１号公報
　測定装置が開示される。一の実施の形態では、測定装置は、第１面と、当該第１面とは反対側の第２面とを有し、グランド配線を有する配線基板と、第１面上に位置するセンサと、演算回路と、第２面上に位置する増幅回路と、増幅回路を覆う第１シールドケースとを備える。センサは、内部で流体が流れる被照射物に光を照射する発光部と、当該発光部から照射される光のうち被照射物で散乱した光を含む干渉光を受光して当該干渉光の強度に応じた出力信号を出力する受光部と、発光部及び受光部を収容し、第１配線を有するパッケージとを有する。増幅回路は、出力信号を増幅する。演算回路は、増幅回路で増幅された出力信号に基づいて、流体の流れの状態に係る計算値を算出する。パッケージの平面視あるいは平面透視において、第１配線は、発光部及び受光部を取り囲む。第１配線及び第１シールドケースは、グランド配線に電気的に接続されている。
測定装置の外観の一例を示す斜視図である。 測定装置の断面構造の一例を示す図である。 測定装置の断面構造の一例を示す図である。 シールドケース及び配線基板の一例を示す平面図である。 パワースペクトルの一例を示す図である。 センサの構造の一例を示す平面図である。 内層配線の一例を示す平面図である。 内層配線の一例を示す平面図である。 パッケージが備える複数層の配線の一例を示す平面図である。 パッケージが備える複数層の配線の一例を示す平面図である。 パッケージが備える複数層の配線の一例を示す平面図である。 シールドケース及び配線基板の一例を示す平面図である。 パワースペクトルの一例を示す図である。 測定装置の断面構造の一例を示す図である。 測定装置の断面構造の一例を示す図である。
　図１は測定装置１の外観の一例を模式的に示す斜視図である。図２は、図１の矢視Ａ－Ａの断面構造の一例を模式的に示す図である。図３は、図２に示される構造の一部を拡大して示す図である。以下では、図２及び３の上側を測定装置１の上側とし、図２及び３の下側を測定装置１の下側として、測定装置１の構成について説明する。
　測定装置１は、図２に示されるように、例えば、内部５０３で流体５０２が流れる物体（被照射物ともいう）５００に光Ｌ１を照射することができる。被照射物５００は、流路を構成する物体（流路構成部）５０１と、当該流路を流れる流体５０２とを含む。流路構成部５０１の内部５０３が被照射物５００の内部５０３となる。測定装置１は、被照射物５００で散乱した光を含む干渉光を受光し、受光した当該干渉光に基づいて、流体５０２の流れの状態を定量的に測定することができる。つまり、測定装置１は、流体５０２の流れの状態を示す定量的な値（流れ定量値ともいう）を求めることができる。流路構成部５０１は、例えば、生体内の血管、または各種装置の配管などの管状の物体（管状体ともいう）である。流れ定量値は、例えば、流量及び流速の少なくとも一方を含む。流量は、例えば、単位時間あたりに流路を通過する流体の量である。流体の量は、例えば、体積または質量で表される。流速は、流路における流体の流れの速さである。流れの速さは、例えば、単位時間あたりに流体が進む距離で表される。
　測定装置１は、例えば、光のドップラー効果を利用して流体５０２の流れの状態を定量的に測定することができる。例えば、流体５０２に対する光の照射に応じて、その光が流体５０２で散乱を生じる場合には、流体５０２の流れに応じたドップラー効果によって、流体５０２の移動速度に応じた光の周波数のシフト（ドップラーシフトともいう）が生じる。測定装置１は、このドップラーシフトを利用して、流体５０２の流れの状態を定量的に測定することができる。
　流れの状態が定量的に測定される対象物（被測定物ともいう）としての流体５０２は、例えば、その流体５０２自体が光を散乱するものであってもよい。あるいは、流体５０２は、光を散乱する物質（散乱物質ともいう）または光を散乱する物体（散乱体ともいう）を流動させるものであってもよい。被測定物としての流体５０２には、例えば、水、血液、プリンター用のインク、または粉体などの散乱体を含む気体などが適用される。例えば、散乱物質または散乱体が流体に追従して流動する場合には、「散乱物質または散乱体の流量」を「流体の流量」とみなしてもよいし、「散乱物質または散乱体の流速」を「流体の流速」とみなしてもよい。
　図１～３に示されるように、測定装置１は、例えば、配線基板２と、センサ３と、増幅回路４と、シールドケース５と、演算回路６と、処理回路７と、コネクタ８と、外装ケース９とを備える。
　外装ケース９は、配線基板２と、センサ３と、増幅回路４と、シールドケース５と、演算回路６と、処理回路７と、コネクタ８とを収容する。外装ケース９は、例えば箱形を成している。外装ケース９の外形は、例えば、略直方体あるいは略立方体となっている。外装ケース９は、例えば樹脂で構成されている。
　配線基板２は、面２ａと、当該面２ａとは反対側の面２ｂとを備える。例えば、配線基板２が平板の場合には、面２ａが上面で、面２ｂが下面であってもよい。配線基板２は、グランド配線２０を含む複数の配線を備える。配線基板２は、例えば多層基板である。グランド配線２０は、例えば、配線基板２の内層に形成されている。グランド配線２０は、面２ａ及び２ｂに沿って広がる面状の配線であってもよいし、他の形状を有する配線であってもよい。また、配線基板２は、複数層の配線間を電気的に接続する複数のビアと、面２ａ及び面２ｂに位置する複数の接続パッドとを備える。複数のビアには、グランド配線２０に接続された複数のビア２１が含まれる（図３参照）。複数の接続パッドには、グランド配線２０に電気的に接続された複数の接続パッド２２が含まれる（図３参照）。接続パッド２２は、ビア２１を通じてグランド配線２０に電気的に接続されている。
　センサ３及び処理回路７は、例えば面２ａ上に位置する。増幅回路４、シールドケース５、演算回路６及びコネクタ８は、例えば面２ｂ上に位置する。
　なお、配線基板２は単層基板であってもよい。また、処理回路７は面２ｂ上に位置してもよい。また、増幅回路４及びシールドケース５は面２ａ上に位置してもよい。また、演算回路６及びコネクタ８の少なくとも一方は面２ａ上に位置してもよい。
　コネクタ８には、例えば、測定装置１の外部の装置から延びるケーブルが接続される。これにより、測定装置１は外部の装置と電気的に接続される。コネクタ８には、例えば、測定装置１の電源が供給される。コネクタ８に供給された電源は、配線基板２が有する電源配線を通じて、増幅回路４、演算回路６及び処理回路７などに供給される。配線基板２のグランド配線２０は、コネクタ８を通じて、測定装置１の外部の装置が備える金属製の筐体あるいはシャーシに電気的に接続されてもよい。また、グランド配線２０はコネクタ８を通じて接地されてもよい。
　センサ３は、例えば、発光部３１及び受光部３２を備える。発光部３１は、図２に示されるように、被照射物５００に光Ｌ１を照射することができる。外装ケース９は、センサ３と対向する開口部９０を有しており、この開口部９０を通じて光Ｌ１が被照射物５００に照射される。発光部３１が被照射物５００に照射する光Ｌ１には、例えば、流体５０２に応じた所定の波長の光が適用される。例えば、流体５０２が血液である場合には、光Ｌ１の波長は、６００ｎｍから９００ｎｍ程度に設定される。また、例えば、流体５０２がプリンター用のインクである場合には、光Ｌ１の波長は、７００ｎｍから１０００ｎｍ程度に設定される。発光部３１には、例えば、垂直共振器面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting LASER）などの半導体レーザー素子が適用される。
　受光部３２は、例えば、発光部３１から被照射物５００に照射された光Ｌ１のうち、被照射物５００で散乱した光を含む干渉光Ｌ２を受光することができる。干渉光Ｌ２は、外装ケース９の開口部９０を通じて受光部３２で受光される。受光部３２は、例えば、受光した光を光の強度に応じた電気信号に変換することができる。言い換えれば、受光部３２は、被照射物５００で散乱した光を含む干渉光Ｌ２を受光して、この干渉光Ｌ２の強度に応じた出力信号を出力することができる。受光部３２が受光することができる干渉光Ｌ２は、被照射物５００からの散乱光のうち、流体５０２の周囲で静止している物体（静止物体ともいう）からのドップラーシフトを生じていない散乱光と、流体５０２からのドップラーシフトを生じた散乱光とによって生じる干渉光を含む。例えば、流体５０２が血管内を流れる血液である場合には、静止物体は、皮膚及び血管などを含む。流体５０２が配管内を流れるインクである場合には、静止物体は、当該配管などを含む。この場合には、配管は、例えば、透光性を有する材料によって構成される。透光性を有する材料には、例えば、ガラスまたはポリマー樹脂などが適用される。
　ここで、時間の経過に対する干渉光Ｌ２の強度の変化（時間変化ともいう）は、ドップラーシフトを生じていない散乱光の周波数と、ドップラーシフトを生じた散乱光の周波数との周波数差に対応する周波数のうなりを示す。このため、受光部３２から出力される干渉光Ｌ２の強度に応じた出力信号は、干渉光Ｌ２の強度の時間変化におけるうなりに対応する信号（うなり信号とも光ビート信号ともいう）の成分を含む。受光部３２には、例えば、干渉光Ｌ２の強度の時間変化におけるうなりに追従することができる能力（時間分解能ともいう）を有するものが適用される。受光部３２が受光することができる光の波長は、例えば、発光部３１から被照射物５００に照射される光Ｌ１の波長及び流体５０２の速さの範囲などの測定条件に応じて設定される。受光部３２には、例えば、シリコン（Ｓｉ）フォトダイオード、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）フォトダイオード、ヒ化インジウムガリウム（ＩｎＧａＡｓ）フォトダイオード、またはゲルマニウム（Ｇｅ）フォトダイオードなどの各種のフォトダイオードが適用される。
　センサ３は、発光部３１及び受光部３２以外に、例えばパッケージ３０及びカバー部材３８を備える。パッケージ３０は発光部３１及び受光部３２を収容する。パッケージ３０は、発光部３１及び受光部３２をそれぞれ収容する複数の凹部を有する。カバー部材３８はパッケージ３０の複数の凹部を覆う。パッケージ３０及びカバー部材３８の構成は後で詳細に説明する。
　増幅回路４は、配線基板２を通じて、受光部３２と電気的に接続されている。増幅回路４は、受光部３２の出力信号を増幅して出力する。増幅回路４は、例えば、オペアンプ、抵抗及びコンデンサなどを含む。増幅回路４のグランド端子は、配線基板２のグランド配線２０に対して、ビア２１及び面２ｂに位置する接続パッド２２を通じて電気的に接続されている。以後、単に出力信号と言えば、受光部３２の出力信号を意味する。
　図４は、シールドケース５及び配線基板２を下側から平面視した様子の一例を模式的に示す図である。図２～４に示されるように、シールドケース５は、例えば箱形である。シールドケース５は、例えば、アルミニウムあるいはステンレスなどの金属で構成されている。シールドケース５は、増幅回路４を覆うように、配線基板２の面２ｂ上に位置する。シールドケース５は、配線基板２のグランド配線２０に対して、ビア２１及び面２ｂに位置する接続パッド２２を通じて電気的に接続されている。シールドケース５は、例えば、面２ｂに位置する接続パッド２２に半田付けされることによって、面２ｂに固定されている。
　なお、シールドケース５の形状は上記の限りではない。また、シールドケース５は、樹脂等の基材の表面が金属膜に覆われた構造を有してもよい。この金属膜は、例えば、ニッケルなどで構成される。
　処理回路７は、例えば、コンデンサ、抵抗及びインダクタを含む複数の電子部品で構成されている。処理回路７は、配線基板２を通じて、センサ３の受光部３２及び増幅回路４に対して電気的に接続されている。処理回路７のグランド端子は、グランド配線２０に対して、ビア２１及び面２ａに位置する接続パッド２２を通じて電気的に接続されている。
　処理回路７は、例えば、複数種類の処理を行うことができる。例えば、処理回路７は、増幅回路４で増幅された出力信号に対してフィルタ処理を行うことができる。処理回路７でフィルタ処理された出力信号は演算回路６に入力される。また、処理回路７は、発光部３１に対する電力の供給を制御することによって、発光部３１の発光を制御することができる。
　演算回路６は、配線基板２を通じて処理回路７に電気的に接続されている。演算回路６のグランド端子は、グランド配線２０に対して、ビア２１及び面２ａに位置する接続パッド２２を通じて電気的に接続されている。演算回路６は、処理回路７から入力されるフィルタ処理後の出力信号に対して様々な処理を行うことができる。演算回路６は、例えば少なくとも一つのプロセッサを備える。種々の実施形態によれば、少なくとも１つのプロセッサは、単一の集積回路（ＩＣ）として、または複数の通信可能に接続された集積回路ＩＣ及び／またはディスクリート回路（discrete circuits）として実行されてもよい。少なくとも１つのプロセッサは、種々の既知の技術に従って実行されることが可能である。
　１つの実施形態において、プロセッサは、例えば、関連するメモリに記憶された指示を実行することによって１以上のデータ計算手続又は処理を実行するように構成された１以上の回路又はユニットを含む。他の実施形態において、プロセッサは、１以上のデータ計算手続き又は処理を実行するように構成されたファームウェア（例えば、ディスクリートロジックコンポーネント）であってもよい。
　種々の実施形態によれば、プロセッサは、１以上のプロセッサ、コントローラ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：application specific integrated circuit）、デジタル信号処理装置、プログラマブルロジックデバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイ、又はこれらのデバイス若しくは構成の任意の組み合わせ、または他の既知のデバイス及び構成の組み合わせを含み、以下に説明される機能を実行してもよい。
　本例では、演算回路６は、例えばマイクロプロセッサを備える。マイクロプロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶回路及びＡ／Ｄコンバータなどを備える。記憶回路は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などの、ＣＰＵが読み取り可能な非一時的な記録媒体を含む。記憶回路には制御プログラム等が記憶されている。マイクロプロセッサの各種機能は、ＣＰＵが記憶回路内の制御プログラムを実行することによって実現される。
　演算回路６のＡ／Ｄコンバータは、処理回路７から入力される出力信号をアナログ形式からデジタル形式に変換することができる。演算回路６のＣＰＵは、デジタル形式の出力信号に基づいて、流体５０２の流れの状態を定量的に測定することができる。以下に、演算回路６が、受光部３２の出力信号に基づいて、流体５０２の流れの状態を定量的に測定する方法の一例について説明する。
　受光部３２の出力信号の周波数及び強度（信号強度ともいう）は、光のドップラー効果に依存する。このため、出力信号の周波数と信号強度との関係を示すパワースペクトルは、流体５０２の流れ定量値（流量または流速）に応じて変化する。そこで、演算回路６（具体的にはＣＰＵ）は、処理回路７からの出力信号に対してフーリエ変換（詳細には離散フーリエ変換）を行って、当該出力信号のパワースペクトルを求める。
　図５は演算回路６で求められるパワースペクトルの一例を示す図である。図５の横軸は周波数を示す。図５の縦軸は、各周波数における出力信号の信号強度を示す。
　演算回路６は、求めたパワースペクトルに基づいて、被照射物５００の内部５０３を流れる流体５０２の流れの状態に係る計算値（流れ計算値ともいう）を算出する。
　ここで、周波数をｆｎとし、周波数ｆｎにおける出力信号の信号強度をＰ（ｆｎ）とする。演算回路６は、例えば、周波数ｆｎで重み付けされた信号強度Ｐ（ｆｎ）を積分することによって得られる値を流れ計算値とする。流れ計算値をＶｃで表すと、Ｖｃは以下の式（１）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　次に演算回路６は、求めた流れ計算値Ｖｃに基づいて、流体５０２の流れの状態を示す定量的な値（流れ定量値）を算出する。例えば、演算回路６は、算出した流れ計算値Ｖｃと、予め準備された検量データ（検量線ともいう）とに基づいて、流れ定量値を算出する。検量データは、例えば、流体５０２の流れ定量値を測定する前に、演算回路６の記憶回路に予め記憶される。検量データは、例えば、関数式の形式で記憶されていてもよいし、テーブルの形式で記憶されていてもよい。演算回路６の記憶回路に、流体５０２の流量に係る検量データが記憶されている場合、演算回路６は、求めた流れ計算値Ｖｃと、記憶する検量データとに基づいて、流体５０２の流量を算出することができる。演算回路６の記憶回路に、流体５０２の流速に係る検量データが記憶されている場合、演算回路６は、求めた流れ計算値Ｖｃと、記憶する検量データとに基づいて、流体５０２の流速を算出することができる。
　なお、演算回路６は、流れ計算値に基づいて流れ定量値を算出しなくてもよい。この場合、測定装置１の外部の装置が、演算回路６で算出された流れ計算値に基づいて流れ定量値を算出してもよい。この場合、演算回路６で算出された流れ計算値は、コネクタ８を通じて、外部の装置に通知されてもよい。また、演算回路６の流れ計算値の算出方法については上記の限りではない。
　＜センサのパッケージ及びカバー部材の構成の一例＞
　図６は、カバー部材３８が取り外されたセンサ３の構造の一例を模式的に示す平面図である。図６には、カバー部材３８が取り外されたセンサ３を上側から見た様子の一例が模式的に示されている。
　＜パッケージの構造例＞
　図２，３，６に示されるように、パッケージ３０の外形は、略直方体を成しており、６つの面を有している。パッケージ３０は、当該６つの面に含まれるある面３０ｂが配線基板２の面２ａと対向するように当該面２ａ上に搭載されている。当該ある面３０ｂが、パッケージ３０の下面３０ｂとなり、当該ある面３０ｂの反対側の面３０ａがパッケージ３０の上面３０ａとなる。
　パッケージ３０は、例えば多層基板で構成されている。パッケージ３０は、例えば、多層の誘電体層と、多層の配線層とを有する。配線層は誘電体層上に形成されており、配線層間には誘電体層が位置する。多層の配線層には複数の配線が含まれる。複数の配線には複数層の配線が含まれる。パッケージ３０の誘電体層は、セラミック材料で構成されてもよいし、有機材料で構成されてもよい。セラミック材料には、例えば、酸化アルミニウム質焼結体またはムライト質焼結体などが適用される。有機材料には、例えば、エポキシ樹脂またはポリイミド樹脂などが適用される。パッケージ３０が備える各配線は、例えば金属で構成される。パッケージ３０が備える各配線は、銅で構成されてもよいし、金で構成されてもよいし、他の金属で構成されてもよい。パッケージ３０が備える配線は金属配線であると言える。また、パッケージ３０は、複数層の配線間を接続する複数のビア３００を備える。また、パッケージ３０は複数の接続パッド３１０を備える。
　パッケージ３０は、底部３４０と、当該底部３４０に立設された周壁部（側壁部ともいう）３４１と、当該周壁部３４１によって取り囲まれた空間を２つの空間に区分する仕切り部３４２とを備える。周壁部３４１によって取り囲まれた空間が仕切り部３４２によって２つの空間に区分されることによって凹部３３１及び３３２が形成されている。底部３４０の下面がパッケージ３０の下面３０ｂを構成する。
　凹部３３１は発光部３１を収容する。凹部３３２は受光部３２を収容する。凹部３３１及び３３２のそれぞれは、上面３０ａに向かって開口している。凹部３３１及び凹部３３２は、互いに連通しておらず、離れて設けられている。発光部３１は凹部３３１の底面上に位置し、受光部３２は凹部３３２の底面上に位置する。
　発光部３１を収容する凹部３３１の内周面には段差が形成されている。その段差の上面３３１ａには接続パッド３１０（第１接続パッド３１０ともいう）が位置する（図６参照）。発光部３１のプラス端子及びマイナス端子の一方は、ボンディングワイヤ３３によって第１接続パッド３１０に電気的に接続されている。パッケージ３０の下面３０ｂには、発光部３１のプラス端子及びマイナス端子に対してそれぞれ電気的に接続された２つの接続パッド３１０が位置する。当該２つの接続パッド３１０のうちの一方は、第１接続パッド３１０に対して、ビア３００及び配線などを通じて電気的に接続されている。また、当該２つの接続パッド３１０のうちの他方は、発光部３１のプラス端子及びマイナス端子の他方に対して、ビア３００及び配線などを通じて電気的に接続されている。発光部３１のマイナス端子に電気的に接続された、パッケージ３０の下面３０ｂの接続パッド３１０は、配線基板２の面２ａに位置する、グランド配線２０に電気的に接続された接続パッド２２に対して、半田などの導電性接合材で接続されている。これにより、発光部３１のマイナス端子は、グランド配線２０に対して電気的に接続される。また、発光部３１のプラス端子に電気的に接続された、パッケージ３０の下面３０ｂの接続パッド３１０は、配線基板２の面２ａに位置する、処理回路７に電気的に接続された接続パッド２２に対して、半田などの導電性接合部材で接続されている。これにより、発光部３１のプラス端子は、発光部３１の発光を制御する処理回路７に対して電気的に接続される。
　受光部３２を収容する凹部３３２の内周面には段差が形成されている。その段差の上面３３２ａには接続パッド３１０（第２接続パッド３１０ともいう）が位置する（図６参照）。受光部３２の出力端子及びマイナス端子の一方は、ボンディングワイヤ３３によって第２接続パッド３１０に電気的に接続されている。パッケージ３０の下面３０ｂには、受光部３２の出力端子及びマイナス端子に対してそれぞれ電気的に接続された２つの接続パッド３１０が位置する。当該２つの接続パッド３１０のうちの一方は、第２接続パッド３１０に対して、ビア３００及び配線などを通じて電気的に接続されている。また、当該２つの接続パッド３１０のうちの他方は、受光部３２の出力端子及びマイナス端子の他方に対して、ビア３００及び配線などを通じて電気的に接続されている。受光部３２のマイナス端子に電気的に接続された、パッケージ３０の下面３０ｂの接続パッド３１０は、配線基板２の面２ａに位置する、グランド配線２０に電気的に接続された接続パッド２２に対して、半田などの導電性接合材で接続されている。これにより、受光部３２のマイナス端子は、グランド配線２０に対して電気的に接続される。また、受光部３２の出力端子に電気的に接続された、パッケージ３０の下面３０ｂの接続パッド３１０は、配線基板２の面２ａに位置する、増幅回路４に電気的に接続された接続パッド２２に対して、半田などの導電性接合材で接続されている。これにより、受光部３２の出力端子は増幅回路４に電気的に接続される。増幅回路４は、受光部３２の出力端子から出力される出力信号を増幅して出力する。
　パッケージ３０は、配線基板２のグランド配線２０に電気的に接続された配線３２０（第１配線３２０ともいう）を備える。パッケージ３０の平面視あるいは平面透視において、第１配線３２０は、発光部３１及び受光部３２を取り囲んでいる。
　配線３２０は、例えば複数層の配線（複数層の第２配線ともいう）を含む。本例では、複数層の第２配線には、パッケージ３０の上面３０ａに位置する外層配線３２１と、パッケージ３０の内部に位置する複数層の内層配線３２２とが含まれる。外層配線３２１及び複数層の内層配線３２２は、グランド配線２０に電気的に接続されている。
　図６に示されるように、パッケージ３０の上側（言い換えれば上面３０ａ側）からの平面視において、外層配線３２１は発光部３１及び受光部３２を取り囲んでいる。外層配線３２１は、パッケージ３０の周壁部３４１及び仕切り部３４２の上面に位置する。外層配線３２１は、平面視において、発光部３１を取り囲み、かつ受光部３２を取り囲んでいる。つまり、外層配線３２１は、平面視において、発光部３１及び受光部３２のそれぞれを個別に取り囲んでいる。外層配線３２１は、平面視において、凹部３３１及び３３２のそれぞれを個別に取り囲んでいると言える。外層配線３２１は、発光部３１及び受光部３２よりも上方に位置する。なお、外層配線３２１は、仕切り部３４２の上面には位置せずに、発光部３１及び受光部３２をまとめて取り囲んでもよい。
　図７は、複数層の内層配線３２２に含まれる内層配線３２２ａの構造の一例を模式的に示す平面図である。図７では、パッケージ３０のうち、内層配線３２２ａとそれよりも下側の構造が示されている。また、図７では、パッケージ３０を上側から見た場合の発光部３１及び受光部３２が破線で示されている。
　図７に示されるように、内層配線３２２ａは、パッケージ３０の周壁部３４１及び仕切り部３４２の内部に位置する。内層配線３２２ａは、パッケージ３０の下面３０ｂに平行な面内において、凹部３３１及び３３２を取り囲んでいる。これにより、パッケージ３０の平面透視において、内層配線３２２ａは、発光部３１及び受光部３２を取り囲んでいる。本例では、パッケージ３０の平面透視において、内層配線３２２ａは、発光部３１及び受光部３２のそれぞれを個別に取り囲んでいる。
　内層配線３２２ａは、発光部３１及び受光部３２の少なくとも一方よりも上方に位置してもよい。また、内層配線３２２ａは、発光部３１及び受光部３２の少なくとも一方よりも下方に位置してもよい。また、内層配線３２２ａは、測定装置１の上下方向において、発光部３１の上面及び下面の間に位置してもよいし、受光部３２の上面及び下面の間に位置してもよい。また、内層配線３２２ａは、パッケージ３０の下面３０ｂに平行な面内において、発光部３１及び受光部３２を取り囲んでもよい。また、内層配線３２２ａは、仕切り部３４２の内部に設けられずに、発光部３１及び受光部３２をまとめて取り囲んでもよい。
　パッケージ３０が備える複数層の内層配線３２２のそれぞれが、図７に示される構造と同様の構造を有してもよい。また、複数層の内層配線３２２の一部だけが、図７に示される構造と同様の構造を有してもよい。
　パッケージ３０は、外層配線３２１及び内層配線３２２を備える配線３２０以外にも、配線基板２のグランド配線２０に電気的に接続された配線３２５（第３配線３２５ともいう）を備える。第３配線３２５は、例えば、パッケージ３０の内部に位置する内層配線である。第３配線３２５は、例えば、パッケージ３０が備える多層の配線層のうちの最も下側に位置する配線層に含まれる。第３配線３２５は、複数層の内層配線３２２よりも下側に位置する。第３配線３２５は、パッケージ３０の底部３４０の内部に位置する。
　図８は配線３２５の構造の一例を模式的に示す平面図である。図８では、パッケージ３０のうち、配線３２５とそれよりも下側の構造が示されている。また、図８では、パッケージ３０を上側から見た場合の発光部３１及び受光部３２が破線で示されている。図３及び８に示されるように、配線３２５は、パッケージ３０の下面３０ｂに沿って面状に広がっている。配線３２５は、発光部３１及び受光部３２よりも配線基板２側に位置する。発光部３１及び受光部３２は、配線３２５の上に位置している。詳細には、発光部３１及び受光部３２は、配線３２５の直上に位置している。配線３２５はベタ配線とも呼ばれる。なお、配線３２５は、発光部３１が直上に位置する面状の配線と、受光部３２が直上に位置する面状の配線とを含んでいてもよい。このとき、それぞれの配線が互いに接続されておらず、個別に異なるグランド配線に接続されていてもよいし、それぞれの配線が１つのグランド配線に接続されていてもよい。
　パッケージ３０が備える複数のビア３００には、上面３０ａから下面３０ｂまで延び、かつグランド配線２０に電気的に接続された複数のスルーホールビア３００ａが含まれる。また、パッケージ３０が備える複数のビア３００には、グランド配線２０に電気的に接続された複数の埋め込みビア３００ｂが含まれる。各埋め込みビア３００ｂは、複数層の内層配線３２２に接続されている。複数の埋め込みビア３００ｂの少なくとも一つは、複数層の内層配線３２２のうちの少なくとも２層の内層配線３２２に接続されてもよい。各スルーホールビア３００ａは、外層配線３２１、複数層の内層配線３２２及び配線３２５に接続されている。また、各スルーホールビア３００ａは、パッケージ３０の下面３０ｂに位置する接続パッド３１０に接続されている。この接続パッド３１０は、配線基板２の面２ａに位置する、グランド配線２０に電気的に接続された接続パッド２２に対して、半田などの導電性接合材で接続されている。これにより、外層配線３２１、複数層の内層配線３２２及び配線３２５は、グランド配線２０に電気的に接続される。
　なお、配線３２０の構造は上記の限りではない。例えば、配線３２０は、パッケージ３０の上側からの平面視において、発光部３１及び受光部３２を取り囲まなくてもよい。この場合、配線３２０は外層配線３２１を備えなくてもよい。また、配線３２０は、パッケージ３０の平面透視において、発光部３１及び受光部３２を取り囲まなくてもよい。この場合、配線３２０は内層配線３２２ａを備えなくてもよい。
　また、配線３２０は、パッケージ３０の平面透視において、発光部３１及び受光部３２を協働して取り囲む複数層の配線を含んでもよい。この場合、配線３２０は、図６に示される外層配線３２１及び内層配線３２２ａのように、それだけで発光部３１及び受光部３２を取り囲む配線を含んでもよいし、含まなくてもよい。
　図９は、パッケージ３０の平面透視において複数層の配線が協働して発光部３１及び受光部３２を取り囲む様子の一例を模式的に示す平面図である。図９では、外層配線３２１と、複数層の内層配線３２２に含まれる内層配線３２２ｂとを上面３０ａ側から見た様子の一例が示されている。図９では、パッケージ３０が備える構成のうち、外層配線３２１及び内層配線３２２ｂだけが示されている。図９の例では、外層配線３２１及び内層配線３２２ｂのそれぞれは、単独では発光部３１及び受光部３２を取り囲んでいないものの、外層配線３２１及び内層配線３２２ｂは協働して発光部３１及び受光部３２を取り囲んでいる。
　内層配線３２２ｂは、発光部３１及び受光部３２の少なくとも一方よりも上方に位置してもよい。また、内層配線３２２ｂは、発光部３１及び受光部３２の少なくとも一方よりも下方に位置してもよい。また、内層配線３２２ｂは、測定装置１の上下方向において、発光部３１の上面及び下面の間に位置してもよいし、受光部３２の上面及び下面の間に位置してもよい。
　図１０は、パッケージ３０の平面透視において複数層の配線が協働して発光部３１及び受光部３２を取り囲む様子の他の例を模式的に示す平面図である。図１０では、複数層の内層配線３２２に含まれる内層配線３２２ｃ及び３２２ｄを上面３０ａ側から見た様子の一例が示されている。図１０では、パッケージ３０が備える構成のうち、内層配線３２２ｃ及び３２２ｄだけが示されている。内層配線３２２ｃは、内層配線３２２ｄとは別の配線層に形成されている。図１０の例では、内層配線３２２ｃ及び３２２ｄのそれぞれは、単独では発光部３１及び受光部３２を取り囲んでいないものの、内層配線３２２ｃ及び３２２ｄは協働して発光部３１及び受光部３２を取り囲んでいる。
　内層配線３２２ｃ及び３２２ｄの少なくとも一方は、発光部３１及び受光部３２の少なくとも一方よりも上方に位置してもよい。また、内層配線３２２ｃ及び３２２ｄの少なくとも一方は、発光部３１及び受光部３２の少なくとも一方よりも下方に位置してもよい。また、内層配線３２２ｃ及び３２２ｄの少なくとも一方は、測定装置１の上下方向において、発光部３１の上面及び下面の間に位置してもよいし、受光部３２の上面及び下面の間に位置してもよい。
　図１１は、パッケージ３０の平面透視において複数層の配線が協働して発光部３１及び受光部３２を取り囲む様子の他の例を模式的に示す平面図である。図１１では、外層配線３２１と、複数層の内層配線３２２に含まれる内層配線３２２ｅ及び３２２ｆとを上面３０ａ側から見た様子の一例が示されている。図１１では、パッケージ３０が備える構成のうち、外層配線３２１、内層配線３２２ｅ及び内層配線３２２ｆだけが示されている。内層配線３２２ｅは、内層配線３２２ｆとは別の配線層に形成されている。図１１の例では、外層配線３２１、内層配線３２２ｅ及び内層配線３２２ｆのそれぞれは、単独では発光部３１及び受光部３２を取り囲んでいないものの、外層配線３２１、内層配線３２２ｅ及び内層配線３２２ｆは協働して発光部３１及び受光部３２を取り囲んでいる。
　内層配線３２２ｅ及び３２２ｆの少なくとも一方は、発光部３１及び受光部３２の少なくとも一方よりも上方に位置してもよい。また、内層配線３２２ｅ及び３２２ｆの少なくとも一方は、発光部３１及び受光部３２の少なくとも一方よりも下方に位置してもよい。また、内層配線３２２ｅ及び３２２ｆの少なくとも一方は、測定装置１の上下方向において、発光部３１の上面及び下面の間に位置してもよいし、受光部３２の上面及び下面の間に位置してもよい。
　なお、パッケージ３０の平面透視において、パッケージ３０の複数層の配線が、発光部３１及び受光部３２を取り囲む態様は、上記の例に限られない。例えば、配線３２０が備える４層以上の配線が協働して発光部３１及び受光部３２を取り囲んでもよい。
　＜カバー部材の構造例＞
　図２及び３に示されるように、カバー部材３８は、パッケージ３０の凹部３３１及び３３２を覆うように、パッケージ３０の上面３０ａに固定されている。カバー部材３８は、例えば、透光性の基材３８０と、金属製の遮光膜３８１とを備える。カバー部材３８の平面視形状は例えば矩形である。遮光膜３８１は基材３８０の下面上に位置する。遮光膜３８１は、その厚さ方向に貫通する開口部３８１ａ及び３８１ｂを備える。開口部３８１ａは凹部３３１の開口の一部と対向し、開口部３８１ｂは凹部３３２の開口の一部と対向する。これにより、遮光膜３８１は、凹部３３１の一部と凹部３３２の一部とを覆っている。凹部３３１内の発光部３１が発する光Ｌ１は、遮光膜３８１の開口部３８１ａを通って被照射物５００に照射される。被照射物５００で散乱した光を含む干渉光Ｌ２は、遮光膜３８１の開口部３８１ｂを通って、凹部３３２内の受光部３２で受光される。遮光膜３８１は、例えば、光を９７％以上遮光するものであってもよい。また、遮光膜３８１は、光を９９％以上遮光するものであってもよい。
　透光性の基材３８０は、例えば、透明材料で構成される。基材３８０は、例えば、ガラス、セラミックあるいは樹脂で構成される。遮光膜３８１は、例えば、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｆｅ、Ｉｎ、ＮｉあるいはＷなどの金属で構成される。あるいは、遮光膜３８１は、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｆｅ、Ｉｎ、ＮｉおよびＷのうちの複数種類の金属から成る合金で構成されてもよい。
　遮光膜３８１は、例えば、パッケージ３０の上面３０ａに位置する外層配線３２１と、半田などの導電性接合材で接続される。これにより、遮光膜３８１は、配線基板２のグランド配線２０に電気的に接続される。
　このように、測定装置１は、発光部３１を収容する凹部３３１の一部と、受光部３２を収容する凹部３３２の一部とを覆う遮光膜３８１を備える。このような遮光膜３８１によって、凹部３３１内の発光部３１が発光する光Ｌ１を所望の方向に向かって適切に出力することができる。また、凹部３３２内の受光部３２は、所望の方向からの光を適切に受光することができる。これにより、演算回路６は、受光部３２の出力信号に基づいて、流れ計算値を適切に求めることができる。その結果、演算回路６で求められる流れ定量値（流速及び流量の少なくとも一方）の精度が向上する。
　なお、図２及び図３の例では、遮光膜３８１の開口部３８１ａ及び３８１ｂ内に基材３８０が存在するが、開口部３８１ａ及び３８１ｂ内に基材３８０が存在しなくてもよい。また、測定装置１は、カバー部材３８を備えなくてもよい。
　＜シールドケースの外形とパッケージの外形との関係について＞
　図１２は、増幅回路４を覆うシールドケース５の外形と、センサ３のパッケージ３０の外形との関係の一例を示す平面図である。図１２には、シールドケース５及び配線基板２を下側から平面視した様子の一例が模式的に示されている。図１２に示されるように、本例では、平面透視において、シールドケース５の外形５ｃは、パッケージ３０の外形３０ｃよりも外側に位置する。言い換えれば、平面透視において、パッケージ３０の全領域が、シールドケース５に重なっている。したがって、配線基板２の面２ｂにおけるシールドケース５の搭載面積が、配線基板２の面２ａにおけるパッケージ３０の搭載面積よりも大きくなっている。
　なお、平面透視において、シールドケース５の外形５ｃは、パッケージ３０の外形３０ｃよりも外側に位置しなくてもよい。この場合、平面透視において、パッケージ３０の少なくとも一部が、シールドケース５と重なっていなくてもよい。
　以上のような構成を有する測定装置１において、発光部３１、受光部３２及び増幅回路４の少なくとも一つが、周囲からのノイズの影響を受けると、演算回路６は、流れ計算値を適切に求めることができない可能性がある。その結果、演算回路６で求められる流れ定量値（流速及び流量の少なくとも一方）の精度が悪化する可能がある。発光部３１、受光部３２及び増幅回路４の周囲のノイズの発生源としては、例えば、演算回路６が挙げられる。また、測定装置１の周囲に、ポンプなどを駆動するモータが存在する場合には、当該モータがノイズの発生源となる。
　図１３は、発光部３１、受光部３２及び増幅回路４の少なくとも一つが周囲からのノイズの影響を受ける場合において演算回路６で求められるパワースペクトルの一例を示す図である。発光部３１、受光部３２及び増幅回路４の少なくとも一つが周囲からのノイズの影響を受ける場合、図１３に示されるように、パワースペクトルの波形が乱れる可能性がある。そのため、演算回路６は流れ計算値を適切に求めることができない可能性がある。
　本例では、パッケージ３０の平面視あるいは平面透視において発光部３１及び受光部３２を取り囲む配線３２０と、増幅回路４を覆うシールドケース５とが、配線基板２のグランド配線２０に電気的に接続されている。これにより、発光部３１、受光部３２及び増幅回路４が周囲からのノイズの影響を受けにくくなる。つまり、測定装置１の耐ノイズ性を向上させることができる。その結果、演算回路６は、流れ計算値を適切に求めることができる。
　また、パッケージ３０の平面視あるいは平面透視において発光部３１及び受光部３２を取り囲む配線３２０が、グランド配線２０に電気的に接続された複数層の配線を含む場合には、発光部３１及び受光部３２が周囲からのノイズの影響をさらに受けにくくなる。よって、演算回路６は、流れ計算値をより適切に求めることができる。
　また、発光部３１及び受光部３２が、グランド配線２０に電気的に接続された、面状に広がる配線３２５の直上に位置する場合には、発光部３１及び受光部３２が周囲からのノイズの影響をさらに受けにくくなる。よって、演算回路６は、流れ計算値をより適切に求めることができる。
　また、測定装置１が、グランド配線２０に電気的に接続された、凹部３３１の一部と凹部３３２の一部を覆う金属製の遮光膜３８１を備える場合には、凹部３３１内の発光部３１及び凹部３３２内の受光部３２は周囲からのノイズの影響をさらに受けにくくなる。よって、演算回路６は、流れ計算値をより適切に求めることができる。
　また、上述の図１２の例では、平面透視において、配線基板２の面２ｂ上のシールドケース５の外形５ｃが、配線基板２の面２ａ上のセンサ３のパッケージ３０の外形３０ｃよりも外側に位置している。言い換えれば、平面透視において、パッケージ３０の全領域が、シールドケース５に重なっている。このような場合には、配線基板２の下側（言い換えれば面２ｂ側）から発生するノイズが、配線基板２の上側の発光部３１及び受光部３２に届きにくくなる。例えば、面２ｂ上の演算回路６から発生するノイズが、面２ａ上の発光部３１及び受光部３２に届きにくくなる。また、測定装置１の下側にノイズ発生源が存在する場合には、当該ノイズ発生源からのノイズが、面２ａ上の発光部３１及び受光部３２に届きにくくなる。これにより、発光部３１及び受光部３２が周囲からのノイズの影響をさらに受けにくくなる。
　上記の例では、外装ケース９は、樹脂で構成されていたが、例えば金属で構成されることによってシールドケース９ａとして機能してもよい。この場合、シールドケース９ａは、配線基板２のグランド配線２０に電気的に接続されてもよい。図１４は、シールドケース９ａがグランド配線２０に電気的に接続されている様子の一例を示す図である。なお、シールドケース９ａはグランド配線２０に電気的に接続されていなくてもよい。
　図１４の例では、グランド配線２０に電気的に接続された電線１９０がシールドケース９ａに接続されている。電線１９０の一端は、例えば、配線基板２の面２ａに位置する、グランド配線２０に電気的に接続された接続パッド２２に対して、半田等の導電性接合材で接続されている。電線１９０の他端は、シールドケース９ａに対して、例えば、半田等の導電性接合材で接続されている。シールドケース９ａは、例えば、アルミニウムあるいはステンレスなどの金属で構成される。
　このように、測定装置１が、配線基板２、センサ３、増幅回路４、シールドケース５及び演算回路６などを覆うシールドケース９ａを備える場合には、発光部３１、受光部３２及び増幅回路４が周囲からのノイズの影響をさらに受けにくくなる。つまり、測定装置１の耐ノイズ性がさらに向上する。その結果、演算回路６は、流れ計算値をさらに適切に求めることができる。
　また、図１４の例のように、シールドケース９ａが配線基板２のグランド配線２０に電気的に接続される場合には、発光部３１、受光部３２及び増幅回路４が周囲からのノイズの影響をさらに受けにくくなる。その結果、演算回路６は、流れ計算値をさらに適切に求めることができる。
　なお、シールドケース９ａは、樹脂などから成る基材の表面が金属膜で覆われた構造を有してもよい。この金属膜は、例えば、ニッケルなどで構成される。また、シールドケース９ａがグランド配線２０に電気的に接続される方法は上記の例には限られない。例えば、シールドケース９ａは、板バネ１９１が使用されてグランド配線２０に電気的に接続されてもよい。図１５は、シールドケース９ａが板バネ１９１が使用されてグランド配線２０に電気的に接続される様子の一例を示す図である。
　板バネ１９１は例えば金属で構成されている。板バネ１９１は、例えば、配線基板２に固定される固定部１９１ａと、シールドケース９ａに当接する当接部１９１ｂとを備える。固定部１９１ａは、例えば、配線基板２の面２ａに位置する接続パッド２２に対して、半田等の導電性接合材１９２で接続されている。当該接続パッド２２は、ビア２１を通じてグランド配線２０に電気的に接続されている。当接部１９１ｂは、シールドケース９ａの内側の面に当接している。図１５の例であっても、発光部３１、受光部３２及び増幅回路４は周囲からのノイズの影響を受けにくくなる。
　以上のように、測定装置１は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この開示がそれに限定されるものではない。また、上述した各種例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない無数の例が、この開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
　１　測定装置
　２　配線基板
　２ａ，２ｂ　第１面，第２面
　３　センサ
　４　増幅回路
　５，９ａ　シールドケース
　６　演算回路
　２０　グランド配線
　３０　パッケージ
　３１　発光部
　３２　受光部
　３２０，３２５　配線（第１配線，第３配線）
　３２１　外層配線（第２配線）
　３２２　内層配線（第２配線）
　３３１，３３２　凹部
　３８１　遮光膜

Claims (9)

  1. 　第１面と、当該第１面とは反対側の第２面とを有し、グランド配線を有する配線基板と、
    　前記第１面上に位置するセンサと、
    　演算回路と、
    　前記第２面上に位置する増幅回路と、
    　前記増幅回路を覆う第１シールドケースと
    を備え、
    　前記センサは、
    　　内部で流体が流れる被照射物に光を照射する発光部と、
    　　前記発光部から照射された光のうち前記被照射物で散乱した光を含む干渉光を受光して当該干渉光の強度に応じた出力信号を出力する受光部と、
    　　前記発光部及び前記受光部を収容し、第１配線を有するパッケージと
    を有し、
    　前記増幅回路は、前記出力信号を増幅し、
    　前記演算回路は、前記増幅回路で増幅された前記出力信号に基づいて、前記流体の流れの状態に係る計算値を算出し、
    　前記パッケージの平面視あるいは平面透視において、前記第１配線は、前記発光部及び前記受光部を取り囲み、
    　前記第１配線及び前記第１シールドケースは、前記グランド配線に電気的に接続されている、測定装置。
  2. 　請求項１に記載の測定装置であって、
    　前記第１配線は、複数層の第２配線を含む、測定装置。
  3. 　請求項２に記載の測定装置であって、
    　前記パッケージは、前記複数層の第２配線のうちの少なくとも２層の第２配線に接続されたビアを有する、測定装置。
  4. 　請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の測定装置であって、
    　前記パッケージは、前記グランド配線に電気的に接続されるとともに、面状に広がる第３配線を有し、
    　前記パッケージの平面透視において、前記発光部及び前記受光部は前記第３配線の上に位置する、測定装置。
  5. 　請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の測定装置であって、
    　前記配線基板、前記センサ、前記演算回路、前記増幅回路及び前記第１シールドケースを覆う第２シールドケースをさらに備える、測定装置。
  6. 　請求項５に記載の測定装置であって、
    　前記第２シールドケースは、前記グランド配線に電気的に接続されている、測定装置。
  7. 　請求項１から請求項６のいずれか一つに記載の測定装置であって、
    　平面透視において、前記第１シールドケースの外形は、前記センサの前記パッケージの外形よりも外側に位置する、測定装置。
  8. 　請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の測定装置であって、
    　前記パッケージは、
    　　前記発光部が位置する第１凹部と、
    　　前記受光部が位置する第２凹部と
    を有し、
    　前記第１凹部の一部と前記第２凹部の一部を覆う金属製の遮光膜をさらに備え、
    　前記遮光膜は、前記グランド配線に電気的に接続されている、測定装置。
  9. 　請求項１から請求項８のいずれか一つに記載の測定装置であって、
    　前記グランド配線は、前記配線基板の内層に位置する、測定装置。
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