CN109276239A - 便携式电子设备 - Google Patents

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平出拓也
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平出纪明
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Abstract

本发明提供一种具备可得到足够的发电量的太阳能电池的便携式电子设备。腕戴式设备(200)具备:壳体(31);太阳能电池(80),其被设置在所述壳体内;光传感器部(40),其作为对生物体信息进行计测的生物体信息测量部而被设置在所述壳体内,且在俯视观察所述太阳能电池的受光面(80a、80b、80c、80d)时,被配置在与所述太阳能电池重叠的位置上。

Description

便携式电子设备
技术领域
本发明涉及一种便携式电子设备。
背景技术
一直以来,已知一种具备钟表显示功能的便携式电子设备,所述便携式电子设备通过带部等而被佩戴在手腕等部位上,并且对佩戴者(用户)的脉搏等生物体信息进行测量。例如,在专利文献1中公开了一种身体佩戴型生活辅助装置,所述身体佩戴型生活辅助装置被佩戴在佩戴者的身体上,并利用所搭载的光学式的脉搏传感器、加速度传感器等而取得生物体信息、人体运动信息。在该身体佩戴型生活辅助装置中,由于用于使各种各样的传感器工作的电量增加,因此提出了如下的方法,即,通过例如在就寝中将对于用户的消息显示设为关闭(OFF)、或者在就寝中将特定的传感器设为关闭(OFF)这样的电源管理,从而减少电源的消耗的方法。
然而,在作为便携式电子设备的一个示例的专利文献1的身体佩戴型生活辅助装置中的电源管理中,在搭载了耗电量较大的传感器或多种的传感器的情况下,电源的电量有时会不足,从而有时会增加用户无法进行计测、或者需要充电动作等的不便。相对于此,为了确保电源,而考虑搭载可获得足够的发电量(充电量)的太阳能电池等的对策。然而,可能会根据太阳能电池的配置位置而无法充分地确保太阳能电池的平面面积,从而无法获得足够的发电量。
专利文献1:日本特开2006-320735号公报
发明内容
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的发明,并能够作为以下的方式或应用例来实现。
应用例1
本应用例所涉及的便携式电子设备具备:壳体;太阳能电池,其被设置在所述壳体内;生物体信息测量部,其被设置在所述壳体内,且在从所述太阳能电池的受光面的法线方向进行俯视观察时,被配置在与所述太阳能电池重叠的位置上,从而对生物体信息进行计测。
根据本应用例所涉及的便携式电子设备,由于通过在俯视观察时使太阳能电池与生物体信息测量部重叠配置,从而能够增大太阳能电池的平面面积,因此能够增大发电量,伴随于此,也能够增大向电源的充电量。由此,能够减少电源的电量不足的情况。
应用例2
在上述应用例所记载的便携式电子设备中,优选为,所述太阳能电池在所述俯视观察时为环状,在所述俯视观察时,所述太阳能电池的重心与所述生物体信息测量部重叠。
根据本应用例,能够提高便携式电子设备的平衡,从而能够提高向用户的佩戴性。
应用例3
在上述应用例所记载的便携式电子设备中,优选为,具备显示部和二次电池,所述电视部被设置在所述壳体内,所述二次电池被设置在所述壳体内,且与所述太阳能电池电连接,所述太阳能电池与所述显示部重叠,在所述太阳能电池与所述二次电池之间配置有所述显示部。
根据本应用例,用户能够在二次电池不被遮挡的条件下对显示部的显示进行目视确认。
应用例4
在上述应用例所记载的便携式电子设备中,优选为,在所述显示部与所述生物体信息测量部之间配置有所述二次电池。
根据本应用例,能够通过二次电池而遮挡所谓的杂散光,从而能够减少外部光对于生物体信息测量部的影响,其中,所述杂散光为,为了发电而朝向太阳能电池入射的光成为从间隙等侵入的漏光进而从太阳能电池侧侵入至壳体内的光。
应用例5
在上述应用例所记载的便携式电子设备中,优选为,在所述俯视观察时,所述太阳能电池、所述显示部以及所述生物体信息测量部具有相重叠的区域。
根据本应用例,由于能够增大太阳能电池的平面面积,因此能够增大发电量。
应用例6
在上述应用例所记载的便携式电子设备中,优选为,所述生物体信息测量部具备被设置于所述壳体上的测量窗部,在所述俯视观察时,所述测量窗部和所述太阳能电池被配置在重叠的位置上。
根据本应用例,由于能够增大太阳能电池的平面面积,因此能够增大发电量。
应用例7
在上述应用例所记载的便携式电子设备中,优选为,具备电路基板,所述电路基板被设置在所述壳体内,在从与所述受光面的法线方向正交的方向进行剖视观察时,与所述电路基板和所述生物体信息测量部之间的距离相比,所述电路基板与所述太阳能电池之间的距离较短。
根据本应用例,通过使电路基板与太阳能电池的距离较短,从而对由太阳能电池所发出的电力的送电损耗进行抑制,由此提高充电效率。
应用例8
在上述应用例所记载的便携式电子设备中,优选为,具备电路基板,所述电路基板被设置在所述壳体内,在从与所述受光面的法线方向正交的方向进行剖视观察时,与所述电路基板和所述生物体信息测量部之间的距离相比,所述电路基板与所述太阳能电池之间的距离较长。
根据本应用例,通过延长电路基板与太阳能电池之间的距离,从而太阳能电池不易受到电路基板或者其他的构成要素的发热的影响。由此,能够抑制太阳能电池的升温,从而能够提高太阳能电池中的发电效率。
应用例9
在上述应用例所记载的便携式电子设备中,优选为,所述电路基板具备第一面、和与所述第一面不同的第二面,所述太阳能电池与所述第一面连接,所述生物体信息测量部与所述第二面连接。
根据本应用例,能够将连接配线的引出设为最小限度,并且能够通过电路基板而遮挡所谓的杂散光,从而能够减少外部光对于生物体信息测量部的影响,所述杂散光为,为了发电而朝向太阳能电池入射的光成为从间隙等侵入的漏光进而从太阳能电池侧侵入至壳体内的光。
应用例10
在上述应用例所记载的便携式电子设备中,优选为,具备照明部,所述照明部对所述显示部进行照明,所述照明部与所述电路基板的所述第一面连接,所述生物体信息测量部与所述电路基板的所述第二面连接。
根据本应用例,能够将连接配线的布线设为最小限度,并且能够通过电路基板而遮挡从照明部射出的光,从而能够减少杂散光对于生物体信息测量部的影响。
应用例11
在上述应用例所记载的便携式电子设备中,优选为,所述生物体信息测量部具备发光部和受光部,在所述俯视观察时,所述发光部被配置在与所述受光部相比靠外侧的位置上。
根据本应用例,由于受光部位于与发光部相比靠内侧的位置,因此能够抑制外部光向受光部的侵入,从而能够减少外部光对于生物体信息测量部的影响。
附图说明
图1为表示应用了作为便携式电子设备的腕戴式设备的运动辅助***的概要的简要结构图。
图2为表示从表面侧(显示面侧)对腕戴式设备的简要结构进行观察的外观立体图。
图3为表示从背面侧对腕戴式设备的简要结构进行观察的外观立体图。
图4为表示腕戴式设备的结构的剖视图。
图5为表示腕戴式设备的结构的俯视图。
图6为表示腕戴式设备的简要结构的功能框图。
图7为表示腕戴式设备的构成要素的配置例1的局部剖视图。
图8为表示腕戴式设备的构成要素的配置例2的局部剖视图。
图9为表示太阳能电池及光传感器的配置的改变例1的俯视图。
图10为表示太阳能电池及光传感器的配置的改变例2的俯视图。
图11为表示太阳能电池及光传感器的配置的改变例3的俯视图。
具体实施方式
以下,对本发明所涉及的***的实施方式进行说明。另外,以下说明的实施方式并不是对权利要求书所记载的本发明的内容进行不当限定的方式。此外,各实施方式中所说明的所有结构并不一定是本发明的必要结构要件。
1.本实施方式的方法
首先,对作为应用了本发明所涉及的便携式电子设备的***的一个示例的运动辅助***进行说明。在下文中,作为便携式电子设备的一个示例,例如对被佩戴在用户的手腕上的具备脉搏传感器、人体运动传感器的腕戴式设备(可佩戴设备)进行例示而进行说明。
在被用于运动辅助***中的作为便携式电子设备的腕戴式设备中,在显示部侧具备太阳能电池,并设置有取得作为用户的生物体信息的脉搏信息的脉搏传感器、取得用户的动作信息的人体运动传感器。而且,在腕戴式设备中,设置有作为利用取得用户的位置信息的被称为全球导航卫星***(GNSS:Global Navigation Satellite System)等的位置信息卫星的位置定位***的一个示例的GPS(Global Positioning System,全球定位***)。另外,作为便携式电子设备,并不限于腕戴式设备,也可以为被佩戴于颈部或脚腕等用户的其他部位上的可佩戴设备。
作为生物体信息测量部的一个示例的脉搏传感器能够取得脉搏数等脉搏信息。作为脉搏传感器,例如使用了光电传感器(光传感器)。在该情况下,考虑通过该光电传感器而对向生物体所照射的光的反射光或者透过光进行检测的方法等。由于所照射的光在生物体内的吸收量、反射量会根据血管内的血流量而有所不同,因此由光电传感器检测出的传感器信息成为与血流量等相对应的信号,并且通过对该信号进行分析从而能够取得与搏动相关的信息。但是,脉搏传感器并不限定于光电传感器,也可以使用心电计或超声波传感器等其他的传感器。
另外,光电传感器(光传感器)需要接受所需的光,且遮挡无用的光,如果是脉搏传感器的示例,则需要接受由作为测量对象物的被检测体(尤其是包含测量对象的血管在内的部位)所反射的包含脉搏成分的反射光,且由于除此之外的光成为噪声成分因此将其遮光。
人体运动传感器为对用户的人体运动进行检测的传感器。虽然作为人体运动传感器而考虑到使用加速度传感器、角速度传感器、或者方位传感器(地磁传感器)、压力传感器(高度传感器)等,但是也可以使用其他的传感器。
GPS也被称为全球定位***,其为用于根据多个卫星信号而对地球上的当前位置进行测量的卫星定位***。GPS具备通过使用GPS时刻信息和轨道信息而实施定位计算从而取得用户的位置信息的功能、以及钟表功能中的时刻修正功能。
2.运动辅助***
接下来,参照图1,对应用了作为便携式电子设备的腕戴式设备的运动辅助***的结构进行说明。图1为表示应用了作为便携式电子设备的腕戴式设备的运动辅助***的概要的简要结构图。
如图1所示,本实施方式所涉及的运动辅助***100包括作为便携型电子设备的腕戴式设备200、作为运动辅助装置的便携设备300、和经由网络NE而与便携设备300连接的作为信息处理装置的服务器400,其中,所述腕戴式设备200为,设置有作为生物体传感器(光电传感器)的脉搏传感器、作为人体运动传感器的加速度传感器以及GPS等的检测装置。
作为被设置于腕戴式设备200中的全球导航卫星***的GPS具备如下的功能,即,接收来自GPS卫星8的电波(卫星信号)而对内部时刻进行修正、或者实施定位计算从而取得位置信息的功能。GPS卫星8为在地球的上空中于预定的轨道上进行环绕的位置信息卫星的一个示例,并将重叠了导航信息的高频率的电波发送至地面上。在以后的说明中,将重叠了导航信息的电波称为卫星信号。
在来自GPS卫星8的卫星信号中,包含有极其准确的GPS时刻信息、以及用于对时刻误差进行校正的时刻校正参数。腕戴式设备200能够接收从一个GPS卫星8所发送的卫星信号(电波),并使用被包含在其中的GPS时刻信息和时刻校正参数而取得时刻信息。
此外,在卫星信号中还包含有表示GPS卫星8的轨道上的位置的轨道信息。腕戴式设备200能够使用GPS时刻信息和轨道信息而实施定位计算。定位计算以在腕戴式设备200的内部时刻中包含某种程度的误差的情况为前提而被实施。即,除了用于确定腕戴式设备200的三维的位置的x、y、z参数之外,时刻误差也成为未知数。因此,腕戴式设备200例如能够接收从三个以上的GPS卫星8分别发送的卫星信号(电波),并使用被包含在其中的GPS时刻信息和轨道信息而实施定位计算,从而取得当前位置的位置信息。
作为运动辅助装置的便携设备300,例如能够由智能手机或平板电脑型的终端装置等而构成。便携设备300通过例如可例示出Bluetooth(注册商标)通信等的近距离无线通信或有线通信(未图示)等而与使用了作为光电传感器即生物体传感器的脉搏传感器的腕戴式设备200连接。便携设备300能够接收来自腕戴式设备200的计测信息,并且告知已被处理的用户的脉搏信息、人体运动信息、或者位置信息等。但是,便携设备300例如能够实施各种变形,例如使其包括腕戴式设备200中所包含的、后文所述的光传感器部40、人体运动传感器部170或者GPS接收部160等。
另外,本实施方式中的腕戴式设备200及便携设备300具有Bluetooth的功能,便携设备300和腕戴式设备200通过Bluetooth通信、例如Bluetooth Low Energy(低功耗蓝牙,也称为Bluetooth 4.0)而被连接。Bluetooth Low Energy重视节电性,从而与现有的版本相比能够大幅度地节电化,由此能够延长腕戴式设备的可使用时间。
此外,便携设备300能够经由网络NE而与PC(Personal Computer:个人计算机)或服务器***等服务器400连接。此处的网络NE能够利用WAN(Wide Area Network:广域网)、LAN(Local Area Network:局域网)、移动电话通信网、近距离无线通信等各种网络NE。在该情况下,服务器400作为如下的处理存储部而被实现,即,所述处理存储部从便携设备300经由网络NE而对由腕戴式设备200计测出的脉搏信息、人体运动信息、由便携设备300处理了的数据进行接收并存储。
另外,在上述那样的实施方式中,腕戴式设备200只需能够与便携设备300进行通信即可,而不需要直接与网络NE连接。因此,能够将腕戴式设备200的结构简化。但是,在运动辅助***100中,也能够实施如下改变,即,省略便携设备300,并将腕戴式设备200与服务器400直接进行连接。在该情况下,腕戴式设备200具备对便携设备300所包含的计测信息进行处理的功能、以及将计测信息发送至服务器400或者受理来自服务器400的信息的功能。
此外,运动辅助***100并不限定于通过包含服务器400在内的结构而实现的方式。例如,也可以通过便携设备300而实现由运动辅助***100实施的处理或功能。例如,虽然智能手机等便携设备300与服务器***相比在处理性能、存储区域、蓄电池容量上存在制约的情况较多,但是如果考虑近年来的性能提高,则也认为能够确保足够的处理性能等。因此,只要能够满足处理性能等的要求,则能够利用便携设备300单独地实现由本实施方式所涉及的运动辅助***100所实施的处理和功能。
此外,本实施方式所涉及的运动辅助***100并不限于由三个装置而实现的方式。例如,运动辅助***100也可以包含腕戴式设备200、便携设备300及服务器400中的两个以上的装置。在该情况下,由运动辅助***100所执行的处理既可以在任意一个设备中被执行,也可以由多个设备而分散处理。此外,本实施方式所涉及的运动辅助***100也可以包含与腕戴式设备200、便携设备300及服务器400不同的设备。而且,在考虑到终端性能的提高、或者利用方式等的情况下,也能够采用通过腕戴式设备200而实现本实施方式所涉及的运动辅助***100的实施方式。
此外,本实施方式的运动辅助***100包括对信息(例如程序与各种数据)进行存储的存储器、和根据被存储于存储器中的信息而工作的处理器。在处理器中,例如各部的功能既可以由独立的硬件来实现,或者各部的功能也可以由一体的硬件来实现。处理器例如可以为CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)。但是,处理器并不限定于CPU,也能够使用GPU(Graphics Processing Unit:图形处理器)或者DSP(DigitalSignalProcessor:数字信号处理器)等各种处理器。此外,处理器也可以为基于ASIC(专用集成电路)的硬件电路。存储器例如既可以为SRAM(Static Random Access Memory:静态随机存取存储器)、DRAM(Dynamic Random Access Memory:动态随机存取存储器)等半导体存储器,也可以为寄存器,也可以为硬盘装置等磁存储装置,还可以为光盘装置等光学存储装置。例如,存储器对能够由计算机读取的命令进行存储,并且通过由处理器执行该命令,从而实现运动辅助***100的各部的功能。此处的命令既可以为构成程序的命令,也可以为对处理器的硬件电路指示动作的命令。
3.腕戴式设备
接下来,参照图2、图3、图4、图5、图6、图7及图8,而对作为便携式电子设备的腕戴式设备的结构进行说明。图2为表示从表面侧(显示面侧)对腕戴式设备的简要结构进行观察的外观立体图。图3为表示从背面侧对腕戴式设备的简要结构进行观察的外观立体图。图4为表示腕戴式设备的结构的剖视图。图5为表示腕戴式设备的结构的俯视图。图6为表示腕戴式设备的简要结构的功能框图。图7为表示腕戴式设备的构成要素的配置例1的局部剖视图。图8为表示腕戴式设备的构成要素的配置例2的局部剖视图。
另外,在以下的腕戴式设备200的说明中,在由用户佩戴了设备主体30时,将位于成为生物体信息等的测量的对象部位的对象物侧的一侧作为“里侧或者背面侧”,将成为其相反侧的设备主体30的显示面侧作为“表侧或者表面侧”来进行说明。此外,有时会将被测量的“对象物(对象部位)”称为“被检测体”。此外,以腕戴式设备200的壳体31为基准来设定坐标系,并将在构成太阳能电池的面板的受光面80a、80b、80c、80d的法线方向上从壳体31远离的方向定义为Z轴正向(+Z轴方向)。此外,将与Z轴正交的两个轴设为XY轴,尤其是将相对于壳体31而安装有带部10的方向设为Y轴方向。此外,受光面80a、80b、80c、80d为光入射至太阳能电池80的面。
图2为在佩戴状态下从作为与被检测体侧的背面侧相反的一侧的表面侧(显示部50侧)的方向即+Z轴方向对固定有带部10的状态下的腕戴式设备200进行观察的立体图。此外,图3为从作为与图2相反的一侧的背面侧即-Z轴方向进行观察的立体图。此外,图4为从+Y轴方向进行观察时的剖视图。
如图2、图3及图4所示,作为便携式电子设备的腕戴式设备200被佩戴在用户的预定的部位(例如,手腕等测量的对象部位)上,并对脉搏信息、位置信息等进行检测。腕戴式设备200具有设备主体30和一对带部10,所述设备主体30包括壳体31,且被紧贴于用户,从而对脉搏信息等进行检测,所述一对带部10被安装于设备主体30上,且用于将设备主体30佩戴于用户。
在包括壳体31的设备主体30上,设置有显示部50、被配置于显示部50的外缘部的包括朝向+Z轴方向的面板的受光面80a、80b、80c、80d在内的太阳能电池80、以及与作为生物体信息测量部的光传感器部40(参照图4)相对应的测量窗部45。另外,也可以被配置为,在从+Z轴方向(受光面80a、80b、80c、80d的法线方向)进行俯视观察时,以使显示部50与太阳能电池80的一部分重叠。此外,在设备主体30的外侧面上设置有多个操作部(操作按钮)58,并且设置有以将显示部50的外缘包围成环状的方式而被配置的表圈57。但是,腕戴式设备200并不限定于这种结构,能够实施省略其中的一部分构成要素,或者追加其他的构成要素等各种改变。
设备主体30具有向表面侧开口的壳体31。在壳体31的背面侧上,在从作为壳体31的背面侧的面的背面突出的凸状部32的顶部上设置有光传感器部40的测量窗部45。并且,在从+Z轴方向进行俯视观察时,在与测量窗部45相对应的位置上配置有作为生物体信息测量部的光传感器部40,并且透明罩44被***至测量窗部45中。另外,透明罩44也可以从凸状部32的顶部突出。此外,优选为,在从+Z轴方向进行观察的俯视观察时,测量窗部45的至少一部分被配置在与太阳能电池80重叠的位置上。如此,由于通过将光传感器部40的测量窗部45的至少一部分配置在与被设置为环状的太阳能电池80重叠的位置上,从而能够增大太阳能电池80的平面面积、即受光面积,因此能够增大发电量。
另外,壳体31例如能够由不锈钢等金属、或者树脂等而形成。另外,壳体31的结构并不限于一体,也可以设为分割成多个部位的结构,例如在向用户佩戴的佩戴侧设置有背盖的双体结构的壳体31。
在设备主体30上,在突起部34的外周侧设置有表圈57,并且在该表圈57的内侧设置有保护内部结构的作为顶板部分的透明板即防风板(在本示例中为玻璃板)55,其中,所述突起部34在位于设备主体30的表面侧的壳体31的开口的外缘上,以向+Z轴方向突出的方式而立起设置。防风板55以在与太阳能电池80的受光面80a、80b、80c、80d正对的方向上、换言之从+Z轴方向进行观察的俯视观察时堵塞壳体31的开口的方式被配置。防风板55通过垫片或粘合剂等接合部件56而被安装在壳体31的突起部34的内缘侧。并且,在被壳体31和将壳体31的开口堵塞的防风板55所包围的壳体31的内侧,设置有作为封闭空间的内部空间36。
另外,防风板55并不限于玻璃板,其为可阅览显示部50的透光性部件,并且只要为具有能够对构成显示部50的液晶显示器(LCD(Liquid crystal display)60)等被收纳于内部空间36的要素部件进行保护程度的强度的部件,则能够采用透明的塑料等玻璃以外的材料。
并且,如图4所示,在壳体31内的内部空间36中,收纳有作为构成腕戴式设备200的要素部件的例如如下部件,即,电路基板20、作为被包含在人体运动传感器部170(参照图6)中的传感器的方位传感器224、加速度传感器23、GPS天线28、光传感器部40、构成显示部50的液晶显示器(以下,称为显示面板60)、显示面板60的照明部61、二次电池70(锂二次电池)及太阳能电池80等。但是,设备主体30并不限定于图4所示的结构,例如也可以追加用于计算海拔等的气压传感器或用于测量温度的气温传感器等其他传感器或振动器等。此外,在电路基板20上连接有与上述的要素部件连接的连接配线、CPU(Central Processing Unit)21以及其他的电路元件24,所述CPU21包括对构成腕戴式设备200的各传感器和显示部50等进行控制的控制电路、和驱动电路等。
被配置在内部空间36中的、构成腕戴式设备200的要素部件中的电路基板20、光传感器部40、显示面板60、二次电池70及太阳能电池80以从防风板55侧按照太阳能电池80、显示面板60、电路基板20、二次电池70、光传感器部40的顺序被配置。另外,太阳能电池80也可以被配置为,对显示部50的至少一部分进行覆盖。
如此,根据壳体31内的要素部件的配置,从而在太阳能电池80与二次电池70之间配置有构成显示部50的显示面板60。通过这样的配置,从而用户能够在二次电池70不被遮挡的条件下容易地对显示部50的显示进行目视确认。
如此,通过在太阳能电池80与光传感器部40之间配置有构成显示部50的显示面板60,从而能够通过显示面板60而遮挡所谓的杂散光,由此能够减少外部光(杂散光)对于光传感器部40的影响,其中,所述杂散光为,为了发电而朝向太阳能电池80入射的光成为从间隙等侵入的漏光进而从太阳能电池80侧侵入至壳体31内的光。
此外,根上述那样的壳体31内的要素部件的配置,从而在显示部50与光传感器部40之间配置有二次电池70。通过这样的配置,从而能够通过二次电池70而遮挡所谓的杂散光,由此能够减少外部光(杂散光)对于光传感器部40的影响,其中,所述杂散光为,为了发电而朝向太阳能电池80入射的光成为从间隙等侵入的漏光进而从太阳能电池80侧侵入至壳体内的光。
此外,优选为,在从+Z轴方向进行观察的俯视观察时,太阳能电池80、构成显示部50的显示面板60以及光传感器部40具有相重叠的区域。通过以此方式而使各自重叠的方式进行配置,从而能够增大太阳能电池80的平面面积,因此能够增大发电量。
另外,如图7所示,电路基板20、光传感器部40及太阳能电池80优选为采用如下配置,即,在从作为与+Z轴方向(受光面80a、80b、80c、80d的法线方向)正交的方向的-Y轴方向进行剖视观察时,与电路基板20和光传感器部40之间的距离L1(电路基板20与光传感器部40之间的最短距离)相比,电路基板20与太阳能电池80之间的距离L2(电路基板20与太阳能电池80之间的最短距离)较长。如此,将电路基板20与太阳能电池80之间的距离L2设为较长时,会使得太阳能电池80不易受到电路基板20或者其他的构成要素的发热的影响。即,能够抑制太阳能电池80的升温,由此能够对太阳能电池80中的发电效率的降低进行抑制。
此外,如图8所示,电路基板20、光传感器部40及太阳能电池80也可以以如下方式进行配置,即,在从作为与+Z轴方向(受光面80a、80b、80c、80d的法线方向)正交的方向的-Y轴方向进行的剖视观察时,与电路基板20和光传感器部40之间的距离L1(电路基板20与光传感器部40之间的最短距离)相比,电路基板20与太阳能电池80之间的距离L2(电路基板20与太阳能电池80之间的最短距离)较短。如此,将电路基板20与太阳能电池80之间的距离L2设为较短时,能够对由太阳能电池80所发出的电力的送电损耗进行抑制,由此能够提高充电效率。
此外,在壳体31内,通过在太阳能电池80与光传感器部40之间配置有电路基板20,从而能够通过电路基板20而遮挡所谓的杂散光,由此能够减少外部光(杂散光)对于光传感器部40的影响,其中,所述杂散光为,为了发电而朝向太阳能电池80入射的光成为从间隙等侵入的漏光,从而从太阳能电池80侧侵入至壳体31内的光。
以下,在一并参照图6所示的功能框图的同时,对各自的要素部件进行说明。
电路基板20包括作为第一面的表面20f、和与表面20f不同且成为表面20f的相反侧的面的作为第二面的背面20r,并且端部通过电路壳体75而被安装在壳体31内。在电路基板20的表面20f上安装有作为被包含在人体运动传感器部170中的传感器的方位传感器22和加速度传感器23、以及作为控制电路的CPU21等,而在背面20r上安装有其他的电路元件24等。
并且,显示面板60及太阳能电池80分别经由由柔性基板等构成的连接配线部63及连接配线部81而与电路基板20的表面20f连接。此外,光传感器部40经由由柔性基板等构成的连接配线部46而与作为表面20f的相反侧的面的电路基板20的背面20r电连接。通过采用这种配置,从而能够将用于连接的配线的引出设定为最小限度,并且能够通过电路基板20而遮挡所谓的杂散光,由此能够减少外部光对于光传感器部40的影响,其中,所述杂散光为,为了发电而朝向太阳能电池80入射的光成为从间隙等侵入的漏光进而从太阳能电池80侧侵入至壳体31内的光。另外,电路壳体75能够对二次电池70等进行引导。
被包含在人体运动传感器部170中的方位传感器(地磁传感器)22和加速度传感器23能够实施用户的身体的运动所涉及的信息的检测、即能够对人体运动信息进行检测。方位传感器(地磁传感器)22和加速度传感器23输出根据用户的人体运动而发生变化的信号即人体运动检测信号,并发送至作为控制电路的CPU21。
CPU21构成对如下的电路进行控制的控制电路等,所述电路包括:对包括GPS天线28的GPS接收部160进行控制的电路、驱动光传感器部40并对脉搏进行测量的电路、对显示部50(显示面板60)进行驱动的电路、驱动人体运动传感器部170并对人体运动信息进行检测的电路、以及太阳能电池80中的发电电路。并且,CPU21根据需要而将在各自的部位中所检测出的脉搏信息或人体运动信息、或者用户的位置信息等发送至通信部29。
GPS天线28与信号处理部66一起被包含在GPS接收部160中,并接收多个卫星信号。信号处理部66根据GPS天线28接收到的多个卫星信号而实施定位计算,并作为用户的位置信息而取得。
通信部29根据需要而将从CPU21发送的脉搏信息、人体运动信息、或者用户的位置信息发送至便携设备300等。
作为生物体信息测量部的光传感器部40为对脉搏等进行检测的部件,并且包含受光部41及被配置在受光部41的两侧的、换言之在俯视观察时被配置在与受光部41相比靠外侧(壳体31的外周侧)的多个(在本方式中为两个)发光部42。再换言之,在从+Z轴方向进行俯视观察时,受光部41被配置在与发光部42相比靠壳体31的中心部的位置上。因此,在从+Z轴方向进行俯视观察时,从壳体31的外缘起至光传感器部40为止的距离变长,从而与从发光部42所射出的光、以及从发光部42射出且由用户所反射的光不同的自然光或由照明等产生的光(以下,设为外部光)不易到达受光部41,因此能够抑制受光部41中的外部光的影响。另外,发光部42并不限于两个,也可以是单个或者三个以上。受光部41及两个发光部42被安装在传感器基板43的一个面上,例如由光硬化性树脂等而构成,并且通过由透过光的部件所构成的透明罩44而被覆盖。透明罩44被***于在壳体31上设置有包括与受光部41及两个发光部42相对应的区域在内的部分的测量窗部45中。另外,透明罩44也可以从壳体31的凸状部32的顶部突出。
光传感器部40通过如上文所述那样对被检测体(测量的对象物)照射从发光部42射出的光并由受光部41接收该反射光,从而能够对脉搏信息进行检测。光传感器部40输出由包含发光部42及受光部41的脉搏传感器检测出的信号,以作为脉搏检测信号。作为光传感器部40而使用例如光电传感器。在该情况下,考虑了对于生物体(用户的手腕),通过受光部41而对从发光部42所照射的光的反射光或者透过光进行检测的方法。在这种方法中,由于所照射的光的生物体内的吸收量、反射量会根据血管内的血流量而有所不同,因此由光电传感器检测出的传感器信息成为与血流量等相对应的信号,通过对该信号进行分析,从而能够取得与搏动相关的信息。但是,脉搏传感器并不限定于光电传感器,也可以使用心电计或超声波传感器等其他传感器。
此外,如图5所示,光传感器部40的至少一部分在从与太阳能电池80的受光面80a、80b、80c、80d正对的方向(+Z轴方向)进行观测的俯视观察时,被配置在与形成为环状的太阳能电池80重叠的位置上。此处,光传感器部40包括在+Z轴方向进行观察的俯视观察时延伸至透明罩44的外缘的区域、或者延伸至传感器基板43的外缘的区域。在本方式中,传感器基板43与被形成为环状的太阳能电池80重叠。另外,“重叠”是指,在从+Z轴方向进行观察的俯视观察时,在将太阳能电池80与光传感器部40重叠的面积设为S时,成为S>0的状态。
如此,由于通过在从+Z轴方向进行俯视观察时使光传感器部40的至少一部分被配置在与配置为环状的太阳能电池80重叠的位置上,从而能够增大太阳能电池80的平面面积,因此能够增大发电量,伴随于此,也能够增大向电源的充电量。
此外,如图5所示,优选为,被形成为环状的光传感器部40的至少一部分以在从+Z轴方向进行观察的俯视观察时与太阳能电池80的重心G重叠的方式被配置。通过这样的光传感器部40以及太阳能电池80的配置,从而能够设为在设备主体30内抑制了重心的偏倚的配置。换言之,在从+Z轴方向进行观察的俯视观察时,太阳能电池80的重心G与光传感器部40位于设备主体30的中央。因此,由于在从+Z轴方向进行俯视观察时,腕戴式设备30的重心位于腕戴式设备30的中央,因此平衡(重心位置)较为良好,从而能够提高用户的佩戴性。另外,能够将重心G换言为质量中心,并且存在立体物的情况被定义为立体物的结构内的情况,或者被定义为空间内的情况。此外,能够将与重心重叠的情况定义为,在从预定的方向进行观察时,将重心的位置投影于二维的平面或预定的对象物上时重叠的状态。
用户能够经由防风板55而对显示部50进行目视确认,并且所述显示部由显示面板60等显示体所显示的数字、图标、或者时刻显示用指针等而构成。即,在本实施方式中,利用显示面板60而对表示检测出的生物体信息或运动状态的信息、或者时刻信息等各种信息进行显示,并且将该显示从表面侧(+Z轴方向)提示给用户。另外,作为显示体,能够代替作为液晶显示器的显示面板60而使用有机EL(Organic Electro Luminescence:有机电致发光)显示器、电泳显示器(EPD:Electrophoretic Display)、LED(Light Emitting Diode:发光二极管)显示器等。
照明部61作为显示面板60的背光源而发挥功能。照明部61与作为电路基板20的第一面的表面20f连接。通过照明部61以这种方式与电路基板20连接,从而能够将用于连接的配线的引出设定为最小限度,并且能够通过电路基板20而遮挡从照明部61射出的光,由此能够减少杂散光对于光传感器部40的影响。
二次电池70的两极的端子通过连接基板(未图示)等而与电路基板20连接,并向对电源进行控制的电路供给电源。此外,二次电池70经由电路基板20而与太阳能电池80电连接。电源通过利用该电路而被转换为预定的电压等的方式而被供给至各个电路,从而使对光传感器部40进行驱动而对脉搏进行检测的电路、对显示面板60进行驱动的电路、对各电路进行控制的控制电路(CPU21)等工作。向二次电池70的充电通过利用线圈弹簧等导通部件(未图示)与电路基板20导通的一对充电端子而被实施,或者利用由太阳能电池80所发出的电力而被实施。
太阳能电池(Solar cell)80利用光生伏特效应,并将太阳光等外部光的光能转换为电力而进行发电。本实施方式的太阳能电池80位于防风板55与显示面板60之间,且被分割成四个面板而配置,并且以各自的面板的受光面80a、80b、80c、80d朝向+Z轴方向的方式而被配置。太阳能电池80位于显示面板60的外缘侧(显示部50的外缘部),且呈中央部成为贯穿孔的、所谓的环状(环形形状)而构成。换言之,太阳能电池80具有沿着壳体31的外缘的外周、以及与该外周相比周长较短的内周。另外,虽然在本结构中对使用四个面板的环状的太阳能电池80进行例示,但是太阳能电池80也可以由一体的面板而构成。此外,太阳能电池80由多个面板构成的情况下的面板的数量是任意的。此外,构成太阳能电池80的面板的形状是任意的。
存储部180根据CPU21的控制,而对由光传感器部40生成的脉搏等生物体信息、由GPS接收部160生成的位置信息、及由人体运动传感器部170生成的人体运动信息等进行存储。
根据上述的作为便携式电子设备的腕戴式设备200,由于通过在从+Z轴方向进行俯视观察时使光传感器部40的至少一部分被配置在与配置为环状的太阳能电池80重叠的位置上,从而能够增大太阳能电池80的平面面积,因此能够增大发电量,伴随于此,也能够增大向电源的充电量。由此,能够减少因电源(二次电池70)的电量不足而无法进行计测或者需要充电动作等的不良情况。此外,在从+Z轴方向进行观察的俯视观察时,被配置为环状的配置的太阳能电池80的重心G与光传感器部40位于设备主体30的中央。因此,由于在从+Z轴方向进行俯视观察时,腕戴式设备30的重心位于腕戴式设备30的中央,因此平衡(重心位置)较为良好,从而能够提高用户的佩戴性。
3.1.太阳能电池以及光传感器的配置的改变例
另外,虽然在上述中示出了环状的太阳能电池80被配置在显示面板60的外缘侧、且在从+Z轴方向进行俯视观察时光传感器部40被配置在太阳能电池80的中心部侧的结构来进行了说明,但是太阳能电池80及光传感器部40的配置结构并不限于此。太阳能电池80的配置和结构(形状)及光传感器部40的配置例如能够采用接下来的改变例所示的结构。另外,太阳能电池80及光传感器部40的配置结构并不限于改变例,能够采用其他的结构。以下,参照图9至图11,而依次对从太阳能电池及光传感器部的配置的改变例1至改变例3进行说明。另外,图9至图11为表示太阳能电池及光传感器的配置的改变例的俯视图,图9表示改变例1,图10表示改变例2,图11表示改变例3。
改变例1
首先,参照图9,对太阳能电池及光传感器的配置的改变例1进行说明。如图9所示,与前文所述的实施方式同样,改变例1所涉及的太阳能电池80位于防风板55与显示面板60(参照图4)之间,且位于显示面板60的外缘侧,并且被分割配置的四个面板的各个面板的受光面80a、80b、80c、80d以朝向+Z轴方向的方式被配置。太阳能电池80以中央部成为作为圆形的贯穿孔环状(环形形状)的方式被构成,且在其中央部分处构成有显示部50。另外,太阳能电池80也可以由未被分割的一体的面板而构成。
在此,光传感器部401包括连接有发光部42以及受光部41的传感器基板431、覆盖所述传感器基板431的透明罩441、以及被***透明罩441的一部分的测量窗部451。光传感器部401在从+Z轴方向进行观察的俯视观察时,被配置在光传感器部401的重心PG向-Y轴方向偏移了的位置上。由此,在从+Z轴方向进行观察的俯视观察时,光传感器部401的至少一部分、在本结构中为-Y方向上的几乎一半与太阳能电池80重叠。
根据本改变例1的配置,由于通过在从+Z轴方向进行俯视观察时,光传感器部401的至少一部分被配置在与配置为环状的太阳能电池80重叠的位置上,从而能够增大太阳能电池80的平面面积,因此能够增大发电量,伴随于此,也能够增大向电源的充电量。
改变例2
接下来,参照图10,对太阳能电池以及光传感器的配置的改变例2进行说明。如图10所示,改变例2所涉及的太阳能电池801位于防风板55与表示面板60(参照图4)之间,并且通过外周侧呈圆弧状的外缘、且中央侧呈沿着Y轴的大致直线状的外缘的半圆状的一个面板而构成。另外,太阳能电池801被配置在壳体31的+X轴侧(三点侧)。因此,显示部501被配置在壳体31的-X轴侧(九点侧)。此外,构成太阳能电池801的面板的受光面80i以朝向+Z轴方向的方式而被配置。
在此,光传感器部40至少包含连接有发光部42及受光部41的传感器基板43,且在从+Z轴方向进行观察的俯视观察时被配置在壳体31的中央部上。即,光传感器部40以在从+Z轴方向进行观察的俯视观察时其一部分与沿着太阳能电池801的Y轴的大致直线状的外缘侧重叠的方式被配置。另外,由于光传感器部40的结构与上述的实施方式相同,因此省略此处的说明。
根据本改变例2的配置,由于通过在从+Z轴方向进行俯视观察时,光传感器部40的至少一部分被配置在配置为半圆状的太阳能电池801重叠的位置上,从而能够增大太阳能电池801的平面面积,因此能够增大发电量,伴随于此,能够增大向电源的充电量。
另外,由于在将腕戴式设备200佩戴于用户的手腕上时,壳体31的+X轴侧(三点侧)位于用户的指尖侧的情况较多,从而成为用户的衣服(袖子)不易覆盖的位置,因此如改变例2所示,通过在壳体31的+X轴侧(三点侧)配置太阳能电池801,从而能够提高可吸收太阳光的概率,由此能够实施更有效的发电。
改变例3
接下来,参照图11,对太阳能电池以及光传感器的配置的改变例3进行说明。如图11所示,改变例3所涉及的太阳能电池802位于防风板55与表示面板60(参照图4)之间,并且通过外周侧呈圆弧状的外缘、且中央侧呈沿着X轴的大致直线状的外缘的半圆状的一个面板而构成。另外,太阳能电池802被配置在壳体31的+Y轴侧(十二点侧)。因此,显示部502被配置在壳体31的-Y轴侧(六点侧)。此外,构成太阳能电池802的面板的受光面80n以朝向+Z轴方向的方式而被配置。
在此,光传感器部40至少包含连接有发光部42及受光部41的传感器基板43,且在从+Z轴方向进行观察的俯视观察时被配置在壳体31的中央部上。即,光传感器部40以在从+Z轴方向进行观察的俯视观察时其一部分与沿着太阳能电池802的X轴的大致直线状的外缘侧重叠的方式被配置。另外,由于光传感器部40的结构与上述的实施方式相同,因此省略此处的说明。
根据本改变例3的配置,由于通过在从+Z轴方向进行俯视观察时,光传感器部40的至少一部分被配置在配置为半圆状的太阳能电池802重叠的位置上,从而能够增大太阳能电池802的平面面积,因此能够增大发电量,伴随于此,能够增大向电源的充电量。
另外,虽然在上述的实施方式中,作为利用了位置信息卫星的位置定位***的一个示例,而对作为全球导航卫星***(GNSS:Global Navigation Satellite System)所具备的位置信息卫星而利用了GPS卫星8的GPS进行例示来说明,但是这只不过是一个示例。全球导航卫星***为伽利略(EU)、GLONASS(俄罗斯)、北斗(中国)等其他的***、或SBAS等具备静止卫星或准天顶卫星等发送卫星信号的位置信息卫星的***即可。即,腕戴式设备200也可以采用如下结构,即,取得对来自包含GPS卫星8以外的卫星在内的位置信息卫星的电波(无线信号)进行处理而掌握的日期信息、时刻信息、位置信息及速度信息中的任意一个的结构。另外,能够将全球导航卫星***设为区域导航卫星***(RNSS:RegionalNavigation Satellite System)。
符号说明
8…GPS卫星;10…带部;20…电路基板;20f…作为第一面的表面;20r…作为第二面的背面;21…CPU;22…方位传感器;23…加速度传感器;24…电路元件;28…GPS天线;29…通信部;30…设备主体;31…壳体;32…凸状部;34…突起部;36…内部空间;40…作为生物体信息测量部的光传感器部;41…受光部;42…发光部;43…传感器基板;44…透明罩;45…测量窗部;46…连接配线部;50…显示部;55…防风板;56…接合部件;57…表圈;58…操作部(操作按钮);60…显示面板;61…照明部;63…连接配线部;70…二次电池;75…电路壳体;80…太阳能电池;80a、80b、80c、80d…受光面(面板);81…连接配线部;100…运动辅助***;160…GPS接收部;170…人体运动传感器部;180…存储部;200…作为便携式电子设备的腕戴式设备;300…作为运动辅助装置的便携设备;400…服务器(信息处理装置);NE…网络;L1、L2…距离;G…太阳能电池的重心;PG…光传感器的重心。

Claims (11)

1.一种便携式电子设备,具备:
壳体;
太阳能电池,其被设置在所述壳体内;
生物体信息测量部,其被设置在所述壳体内,且在从所述太阳能电池的受光面的法线方向进行俯视观察时,被配置在与所述太阳能电池重叠的位置上,从而对生物体信息进行计测。
2.如权利要求1所述的便携式电子设备,其中,
所述太阳能电池在所述俯视观察时为环状,
在所述俯视观察时,所述太阳能电池的重心与所述生物体信息测量部重叠。
3.如权利要求1或2所述的便携式电子设备,其中,
具备显示部和二次电池,所述显示部被设置在所述壳体内,所述二次电池被设置在所述壳体内且与所述太阳能电池电连接,
所述太阳能电池与所述显示部重叠,
在所述太阳能电池与所述二次电池之间配置有所述显示部。
4.如权利要求3所述的便携式电子设备,其中,
在所述显示部与所述生物体信息测量部之间配置有所述二次电池。
5.如权利要求3或4所述的便携式电子设备,其中,
在所述俯视观察时,所述太阳能电池、所述显示部以及所述生物体信息测量部具有相重叠的区域。
6.如权利要求1至5中任一项所述的便携式电子设备,其中,
所述生物体信息测量部具备被设置于所述壳体上的测量窗部,
在所述俯视观察时,所述测量窗部和所述太阳能电池被配置在重叠的位置上。
7.如权利要求1至6中任一项所述的便携式电子设备,其中,
具备电路基板,所述电路基板被设置在所述壳体内,
在从与所述受光面的法线方向正交的方向进行剖视观察时,与所述电路基板和所述生物体信息测量部之间的距离相比,所述电路基板与所述太阳能电池之间的距离较短。
8.如权利要求1至6中任一项所述的便携式电子设备,其中,
具备电路基板,所述电路基板被设置在所述壳体内,
在从与所述受光面的法线方向正交的方向进行剖视观察时,与所述电路基板和所述生物体信息测量部之间的距离相比,所述电路基板与所述太阳能电池之间的距离较长。
9.如权利要求8所述的便携式电子设备,其中,
所述电路基板具备第一面、和与所述第一面不同的第二面,
所述太阳能电池与所述第一面连接,所述生物体信息测量部与所述第二面连接。
10.如权利要求8或9所述的便携式电子设备,其中,
具备照明部,所述照明部对所述显示部进行照明,
所述照明部与所述电路基板的所述第一面连接,所述生物体信息测量部与所述电路基板的所述第二面连接。
11.如权利要求1至10中任一项所述的便携式电子设备,其中,
所述生物体信息测量部具备发光部和受光部,
在所述俯视观察时,所述发光部位于与所述受光部相比靠外侧的位置上。
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