CN114258284B - 窗部件、窗部件的制造方法及电子设备 - Google Patents

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CN114258284B CN202080058093.7A CN202080058093A CN114258284B CN 114258284 B CN114258284 B CN 114258284B CN 202080058093 A CN202080058093 A CN 202080058093A CN 114258284 B CN114258284 B CN 114258284B
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Abstract

提供一种能够将由发光元件发光的光中被向受光元件直接照射的光遮光,并且能够使遮光部牢固地固定来确保防水性的窗部件、其制造方法及具备该窗部件的电子设备。窗部件具备:具有透光性的树脂板(23),在作为规定的区域的第1透光区域(E1)的外周在厚度方向上设有分隔槽(25);以及第1遮光部(24a),被埋入在分隔槽(25)中,在分隔槽(25)内的界面处的一部分具有被熔接的熔接部(27)而第1遮光部(24a)被固接于树脂板(23)。因而,通过在设于第1透光区域(E1)的外周的分隔槽(25)中在厚度方向上设有第1遮光部(24a),能够将不需要的光用第1遮光部(24a)遮光,仅将需要的光从第1透光区域(E1)取入,并且通过在分隔槽(25)内的界面处一部分被熔接的熔接部(27),能够使第1遮光部(24a)牢固地固定在树脂板(23)的分隔槽(25)内,能够确保分隔槽(25)的防水性。

Description

窗部件、窗部件的制造方法及电子设备
技术领域
本发明涉及在手腕佩戴型的电子设备或便携通信设备等的电子设备中使用的窗部件、其制造方法及具备该窗部件的电子设备。
背景技术
例如,在手腕佩戴型的电子设备中,如在专利文献1中记载那样,已知有具备脉搏传感器的构造,该脉搏传感器使发光元件的光向手腕照射,并通过由受光元件受光该反射光来测量脉搏。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018—7887号公报
发明内容
发明要解决的课题
在这样的手腕佩戴型的电子设备中,在用脉搏传感器测量脉搏时,需要使发光元件发光,使该发光的光经由透明的窗部件向手腕照射,并使该照射的光的反射光经由透明的窗部件由受光元件受光。
但是,在这样的手腕佩戴型的电子设备中,由发光元件发光的光中的一部分的光不通过透明的窗部件而被直接照射在受光元件,所以不能够仅由受光元件将发光元件的光被手腕反射而通过窗部件的反射光受光,不能精度良好地测量脉搏。
因此,在这样的手腕佩戴型的电子设备中,可以考虑在与受光元件对应的透明的窗部件的规定区域的外周形成分隔槽,将遮光部埋入到该分隔槽中而将规定区域外的光遮断,但仅通过将遮光部埋入到该分隔槽中不能得到充分的固定强度,发生不能确保防水性的问题。
本发明的目的是提供一种能够将由发光元件发光的光中的被向受光元件直接照射的光遮光,并且能够使遮光部牢固地固定来确保防水性的窗部件、其制造方法及具备该窗部件的电子设备。
用来解决课题的手段
本发明的一技术方案是一种窗部件,其特征在于,具备:具有透光性的树脂板,在规定的区域的外周的至少一部分在厚度方向上设有分隔槽;以及遮光部,被埋入在上述分隔槽中,在上述分隔槽内的界面处具有一部分被熔接的熔接部而上述遮光部被固接于上述树脂板。
此外,本发明的另一技术方案是一种窗部件,其特征在于,具备:具有透光性的树脂板,具备对应于受光元件的第1区域及对应于发光元件的第2区域,并且在对应于上述受光元件的受光部的上述第1区域的外周与对应于上述发光元件的上述第2区域的外周之间在厚度方向上设有分隔槽;以及遮光部,被埋入在上述分隔槽中,上述分隔槽内的界面处的一部分具有被熔接的熔接部而上述遮光部被固接于上述树脂板。
进而,本发明的另一技术方案是一种窗部件的制造方法,其特征在于,具备:第1工序,通过1次成形模具成形在厚度方向上设有分隔槽且具有透光性的树脂板,上述分隔槽设于规定的区域的外周的至少一部分;以及第2工序,通过2次成形模具将遮光部埋入到上述分隔槽中,形成使上述分隔槽内的上述遮光部和上述树脂板的界面处的一部分熔接的熔接部而将上述遮光部向上述树脂板固接。
发明效果
根据本发明,能够将由发光元件发光的光中的被直接照射在受光元件上的光遮光,并且能够使遮光部牢固地固定,并且能够确保防水性。
附图说明
图1是表示将本发明应用于手腕佩戴型的电子设备的一实施方式的放大正视图。
图2是图1所示的手腕佩戴型的电子设备的A—A向视的放大剖视图。
图3是表示图2所示的手腕佩戴型的电子设备的主要部的放大剖视图。
图4是表示由图3所示的脉搏传感器进行的脉搏测量的原理的图。
图5是表示图3所示的脉搏传感器的多个发光元件相对于受光元件的位置关系的放大俯视图。
图6是将图3所示的窗部件从下表面侧观察的放大正视图。
图7表示图6所示的窗部件的截面,图7的(a)是图6的B—B向视的放大剖视图,图7的(b)是图6的C—C向视的放大剖视图,图7的(c)是表示窗部件的分隔槽及埋入在其中的第1遮光部的放大剖视图。
图8是表示用来将图6所示的窗部件成形的1次成形模具的第1上模具的内表面的放大俯视图。
图9表示图8所示的1次成形模具的截面,图9的(a)是图8的D—D向视的1次成形模具的放大剖视图,图9的(b)是图8的E—E向视的1次成形模具的放大剖视图。
图10表示将由图9所示的1次成形模具成形的1次成形品2次成形的2次成形模具的截面,图10的(a)是图6的B—B向视的2次成形模具的放大剖视图,图10的(b)是图6的C—C向视的2次成形模具的放大剖视图。
具体实施方式
以下,参照图1~图10,对将本发明应用于手腕佩戴型的电子设备的一实施方式进行说明。
该电子设备如图1所示,是作为佩戴在手腕上使用的手腕佩戴型的信息终端的可穿戴设备,具备设备壳体1。
在该设备壳体1,如图1及图2所示,在12时侧和6时侧分别设有带安装部2。这些带安装部2构成为,将腕带3用销部件2a分别安装。此外,在该设备壳体1的2时侧、3时侧及4时侧,分别设有按钮开关4。
该设备壳体1如图1及图2所示,具备被配置到手腕上的大小的壳体主体5和设在该壳体主体5的外周的第1外装部件6及第2外装部件7。壳体主体5由金属或硬质的合成树脂形成。第1外装部件6是由金属或合成树脂形成的边框,经由环状的分隔部件8安装在壳体主体5的上部外周。第2外装部件7是由金属或合成树脂形成的装饰件,被安装在与腕带3对应处的壳体主体5的外周部。
此外,在设备壳体1的上部开口部即壳体主体5的上部开口部,如图1及图2所示,经由衬垫10a安装着透明的保护玻璃10。在此情况下,透明的保护玻璃10在其上表面的外周部配置有分隔部件8。该分隔部件8其外周被第1外装部件6向透明的保护玻璃10推压。
在该设备壳体1的内部、即壳体主体5的内部,如图2所示,配置有模组11。该模组11除了显示信息的显示装置12及测量脉搏的后述的脉搏测量装置13以外,虽然没有图示,但还具备将它们驱动并控制的电路基板、无线通信所需要的通信部及电池等的各种零件。
显示装置12如图2所示,具备液晶显示面板或EL(电致发光)显示面板等的平面型的显示面板,设在透明的保护玻璃10的下表面。由此,在显示装置12上,电光学地显示时刻及日期等的时间信息、通信信息、脉搏测量结果等的各信息,显示装置12构成为,使得该显示的信息能够经由透明的保护玻璃10从设备壳体1的外部看到。
此外,在该设备壳体1的下部即壳体主体5的下部,如图2所示,经由防水环14a安装着背盖14。该背盖14由不锈钢等的金属形成,构成为,当设备壳体1被佩戴在手腕上时被推抵在手腕的皮肤T(参照图4)上。在此情况下,背盖14其位于12时侧和6时侧的外周部的下表面被腕带3的推压部3a从下侧推压。
在该背盖14的中央部,如图2及图3所示,以圆形状形成有向下侧突出的突出部15。在该圆形状的突出部15,设有比其外径小的圆形状的开口部16。该开口部16的内周部被形成为表面侧(在图3中是下表面侧)比内表面侧(在图3中是上表面侧)大的阶差状,在该开口部16的阶差状的表面侧嵌入着后述的窗部件17。在该背盖14的内表面,对应于开口部16设有脉搏测量装置13。
脉搏测量装置13如图2及图3所示,具备传感器基板18和脉搏传感器19。传感器基板18被形成为具有比开口部16的内径大的外径的圆板状,以将开口部16堵塞的方式设在背盖14的内表面。该传感器基板18通过连接部件(未图示)与模组11的电路基板(未图示)电连接。
脉搏传感器19如图2及图3所示构成为:具备以被***开口部16内的阶差状的内表面侧(在图3中是上表面侧)而配置的方式分别设在传感器基板18的下表面的受光元件20和多个发光元件21。这些多个发光元件21分别如图4所示,是发光出容易被血液K中的血红蛋白H吸收的绿色的光、例如520nm~530nm的波长的光的发光二极管,其中血液K作为由多个发光元件21照射光的范围内的血液。这些多个发光元件21如图5所示,对应于受光元件20的外周而配置。
另一方面,受光元件20如图4所示,是将光受光并作为电信号输出的光敏二极管,构成为,将由多个发光元件21分别照射在手腕上的光的反射光受光,输出与该受光量对应的电量作为电信号。在该实施方式的情况下,受光元件20如图5所示,被形成为例如1个角部被切掉的大致四边形状,为在该大致四边形状的4边中的除了1边以外的其他的3边分别设有受光部20a的构造。
由此,多个发光元件21如图5所示,在相对于受光元件20的3边的各受光部20a有一定的间隔S而配置的状态下分别设在传感器基板18。这样,受光元件20通过相对于3边的各受光部20a分别以一定的间隔S而多个发光元件21被配置,构成为,当由各受光部20a将由多个发光元件21分别照射在手腕上的光的反射光受光时,各受光部20a的受光率成为均匀。
在此情况下,在传感器基板18的下表面,如图2及图3所示,设有将多个发光元件21与受光元件20的各自之间及多个发光元件21的外周分隔的多个分隔壁22。这些多个分隔壁22是限制由多个发光元件21发光的光的射出区域及受光元件20的入射区域的遮光壁。
即,这些多个分隔壁22如图2及图3所示那样构成为,防止由多个发光元件21发光的光被直接照射在受光元件20。在此情况下,分隔壁22形成为,其上下方向的长度比受光元件20及多个发光元件21从传感器基板18的下表面起的各厚度稍长,比受光元件20及多个发光元件21向下侧突出。
由此,脉搏传感器19如图2及图3所示那样构成为,传感器基板18被配置在背盖14的内表面,当受光元件20和多个发光元件21被***到开口部16内的阶差状的内表面侧(在图3中是上表面侧)时,通过分隔壁22被推抵在窗部件17的内表面,使得受光元件20和多个发光元件21不与窗部件17的内表面接触。
顺便说一下,窗部件17如图2及图3所示,用来将设在背盖14的突出部15的开口部16堵塞并密封,具备具有透光性的树脂板23。该树脂板23由丙烯酸(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、ABS树脂等的透明或半透明的合成树脂形成为圆板状。
此外,该树脂板23如图2及图3所示,被形成为其外径为与背盖14的开口部16的内周部的阶差状的表面侧(在图3中是下部侧)的内径相同大小的圆板状。并且,该树脂板23被嵌入到位于开口部16的内周部的阶差状的表面侧的内部中,在该状态下通过超声波熔接被固接在开口部16的内周部。
此外,在该树脂板23,如图6所示,设有第1透光区域E1、多个第2透光区域E2和遮光部24。第1透光区域E1与受光元件20对应而设置。多个第2透光区域E2与多个发光元件21分别对应而设置。除了第1、第2透光区域E1、E2以外,遮光部24被埋入设置在设于树脂板23的分隔槽25和分隔凹部26处。
分隔槽25如图7及图8所示,位于与第1透光区域E1和多个第2透光区域E2之间、即与受光元件20和多个发光元件21的各自之间对应的部位,在树脂板23的厚度方向即树脂板23的正反面方向上贯通而设置。由此,分隔槽25位于与受光元件20的3边的各受光部20a和多个发光元件21的各自之间对应的部位、即第1透光区域E1与多个第2透光区域E2之间,除了受光元件20的4边中的1边以外,以大致U字状连续而形成。
此外,该分隔槽25如图7的(a)~图7的(c)所示成为如下构造:起模斜度以作为树脂板23的一面侧的表面侧(在图7中是上表面侧)的槽宽比作为树脂板23的另一面侧的内表面侧(在图7中是下表面侧)的槽宽宽的方式,将形成分隔槽25的对置面以后述的1次成形模具30的起模斜度倾斜。
在此情况下,在形成分隔槽25的对置面,如图7的(a)~图7的(c)所示,设有阶差部25a,以使树脂板23的表面侧的槽宽比树脂板23的内表面侧的槽宽宽。该阶差部25a是用来防止埋入在分隔槽25内的后述的第1遮光部24a在正反面方向即树脂板23的厚度方向的晃动的。
另一方面,除了第1、第2透光区域E1、E2及分隔槽25以外,分隔凹部26如图7及图8所示,设在作为树脂板23的一面的表面(在图7中是上表面)的大致全域中。该分隔凹部26其深度被形成为树脂板23的厚度的1/2~1/3左右。在此情况下,在分隔凹部26的位于多个第2透光区域E2的各外周的部位,设有比分隔凹部26稍深的边界凹部26a。
顺便说一下,遮光部24如图6及图7所示,由在与树脂板23相同的原材料例如丙烯酸(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、ABS树脂等的具有透光性的合成树脂中混入了黑色的物质而将光的透过遮断的遮光性的树脂形成。该遮光部24具备被埋入到设在树脂板23的分隔槽25中的第1遮光部24a和被埋入到分隔凹部26中的第2遮光部24b。
在此情况下,被埋入到分隔槽25中的第1遮光部24a如图7的(c)所示,经由在分隔槽25内的界面处一部分被熔接的熔接部27粘接在树脂板23。即,就该第1遮光部24a而言,通过在由后述的1次成形模具30的余热将树脂板23加热的状态下对分隔槽25填充遮光部24的遮光性的树脂,在分隔槽25内树脂板23和第1遮光部24a的界面处的一部分被熔接,形成熔接部27。
该熔接部27如图7的(c)所示,遍及树脂板23的偏向于与表面侧(在图7的(c)中是上表面侧)相反侧的内表面侧(在图7的(c)中是下表面侧)的部位、即从树脂板23的内表面(下表面)朝向表面侧(上表面侧)在树脂板23的厚度的1/3左右的区域R设置。由此,熔接部27形成为,使第1遮光部24a牢固地固接在树脂板23的分隔槽25内,并确保分隔槽25的防水性。
此外,该熔接部27如图7的(c)所示那样形成为,在由后述的1次成形模具30的热将树脂板23加热的状态下,在分隔槽25中填充第1遮光部24a的遮光性的合成树脂,在分隔槽25内树脂板23和第1遮光部24a的界面处树脂板23和第1遮光部24a的一部分被熔接时,在分隔槽25内的脂板23和第1遮光部24a的界面处发生形变,所以通过该形变使第1遮光部24a牢固地固接在树脂板23。
在此情况下,第1遮光部24a如图7的(a)~图7的(c)所示那样构成为,在被填充到分隔槽25内并固化的状态下,当窗部件17被推压在手腕上时,通过分隔槽25的阶差部25a,使得第1遮光部24a不会在树脂板23的厚度方向上被推入。即,第1遮光部24a不仅在树脂板23的厚度方向上不会晃动,而且防止因树脂板23的厚度方向上的第1遮光部24a的晃动造成的熔接部27的位置偏差,使得在熔接部27上不发生龟裂。
另一方面,除了第1透光区域E1、多个第2透光区域E2及第1遮光部24a以外,被埋入到分隔凹部26中的第2遮光部24b如图6及图7所示,将树脂板23的表面(在图7中是上表面)覆盖而设置。由此,树脂板23构成为,通过第1遮光部24a和第2遮光部24b使得光不透过除了第1透光区域E1及多个第2透光区域E2以外的区域。
在此情况下,在分隔凹部26的位于多个第2透光区域E2的各外周的部位,如图7及图8所示,设有比分隔凹部26稍深的边界凹部26a。由此,被埋入到分隔凹部26中的第2遮光部24b也被埋入到分隔凹部26的边界凹部26a中。因此,第2遮光部24b构成为,防止位于多个第2透光区域E2的各外周的部位的卷曲或间隙等的发生。
因此,该窗部件17如图3所示那样构成为,在被安装到背盖14的开口部16的状态下,当在背盖14的内表面(在图3中是上表面)配置有传感器基板18时,设于传感器基板18的分隔壁22被推抵到第1遮光部24a而配置,设于传感器基板18的分隔壁22被推抵到第2遮光部24b的与边界凹部26a对应的部位的树脂板23而配置,其中第1遮光部24a埋入在树脂板23的分隔槽25中,第2遮光部24b埋入在树脂板23的分隔凹部26中。
由此,脉搏传感器19如图3所示那样构成为,在设备壳体1被佩戴在手腕上而窗部件17密接在手腕的皮肤T(参照图4)上的状态下,当多个发光元件21发光时,其发光的光由于传感器基板18的分隔壁22、和被埋入在窗部件17的树脂板23的分隔槽25中的第1遮光部24a的作用而不会被直接照射于受光元件20,而透过树脂板23的多个第2透光区域E2被向外部射出。
此外,该脉搏传感器19如图3所示那样构成为,在设备壳体1被佩戴在手腕上而窗部件17密接在手腕的皮肤T上的状态下,当多个发光元件21发光的光透过树脂板23的多个第2透光区域E2而被照射在手腕上时,仅该被照射的光的反射光透过第1透光区域E1而被受光元件20的多个受光部20a受光。
接着,参照图8~图10,对窗部件17的制造方法进行说明。
该窗部件17的制造方法具备:第1工序,将1次成形品用1次成形模具30成形;以及第2工序,将由该第1工序成形的1次成形品用2次成形模具31进行2次成形而将2次成形品成形。
即,在第1工序中将1次成形品成形的1次成形模具30如图8及图9所示,具备第1下模具32和第1上模具33。该1次成形模具30构成为,在第1下模具32和第1上模具33上下重合的状态时,在它们之间形成与作为1次成形品的树脂板23相同形状的称作腔体的第1空间部30a。
在此情况下,在第1下模具32,如图9的(a)及图9的(b)所示,设有为树脂板23的厚度的大致一半左右的深度且与树脂板23的外形相同形状的下模凹部32a。在第1上模具33,设有为与树脂板23的厚度的大致一半左右的深度且与第1、第2透光区域E1E2对应的形状的第1上模凹部33a、供形成将树脂板23的第1透光区域E1的3边包围的分隔槽25的第1突起33b、以及供形成将第1透光区域E1和多个第2透光区域E2包围的分隔凹部26的第2突起33c。
由此,1次成形模具30如图9的(a)及图9的(b)所示,在第1下模具32和第1上模具33上下重合的状态时,在1次成形模具30的内部,形成除了被埋入窗部件17的遮光部24的分隔槽25及分隔凹部26以外与树脂板23相同形状的第1空间部30a。
在该状态下,如图8及图9所示,从第1浇口33d向第1空间部30a内注入丙烯酸(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、ABS树脂等的透光性的树脂,将树脂板23成形为1次成形品,其中第1浇口33d设在与没有设置将第1透光区域E1的3边包围的分隔槽25的1边对应的第2突起33c的部位处。由此,在第1工序中形成作为1次成形品的树脂板23。
接着,在第2工序中将作为1次成形品的树脂板23用2次成形模具31进行2次成形,将2次成形品成形。此时,预先使1次成形模具30的第1上模具33从第1下模具32脱模,在第1下模具32内留有作为1次成形品的树脂板23的状态下,仅将第1上模具33拆下。在该状态下,使2次成形模具31的第2上模具34重合在第1下模具32上。
即,2次成形模具31如图10的(a)及图10的(b)所示,是与1次成形模具30共用第1下模具32的模具,在该共用的第1下模具32内留有作为1次成形品的树脂板23的状态下,如果将第2上模具34重合在第1下模具32上,则在其内部形成称作腔体的第2空间部31a。在此情况下,在第2上模具34的下表面上,设有具有与树脂板23的上表面即第1、第2透光区域E1、E2的各上表面接触的平坦面的第2上模凹部34a。
由此,2次成形模具31如图10的(a)及图10的(b)所示,在留有作为1次成形品的树脂板23的第1下模具32和第2上模具34上下重合的状态时,在2次成形模具31的内部,被形成与被埋入窗部件17的遮光部24的分隔槽25及分隔凹部26相同形状的第2空间部31a。
在该状态下,从作为侧浇口的第2浇口34b(参照图10的(b))向第2空间部31a内注入在丙烯酸(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、ABS树脂等的透光性的树脂中混入了黑色的物质的遮光性的树脂,在树脂板23的分隔槽25内和分隔凹部26内形成遮光部24,其中第2浇口34b设在与图6所示的位于窗部件17的上部侧的分隔凹部26的外周对应的第2上模具34的侧壁部。
在此情况下,当混入了黑色的物质的遮光性的树脂被注入到第2空间部31a内时,作为1次成形品的树脂板23被1次成形模具30的第1下模具32的余热加热。因此,在被注入到作为第2空间部31a的分隔槽25内的第1遮光部24a和树脂板23的界面处,树脂板23和第1遮光部24a的一部分熔接,在树脂板23和第1遮光部24a的界面处形成熔接部27。
即,该熔接部27如图7的(c)所示,在树脂板23的偏向于与表面侧(在图7的(c)中是上表面侧)相反侧的内表面侧(在图7的(c)中是下表面侧)的部位、即从树脂板23的内表面朝向表面侧在树脂板23的厚度的1/3左右的区域R中形成。由此,熔接部27形成为,使第1遮光部24a牢固地固接在树脂板23的分隔槽25内并确保分隔槽25的防水性。
此外,此时如图7的(c)所示,在通过第1下模具32的余热将树脂板23加热的状态下,当在分隔槽25内形成第1遮光部24a时,通过在分隔槽25内的树脂板23和第1遮光部24a的界面处树脂板23和第1遮光部24a的一部分熔接,在分隔槽25内的树脂板23和第1遮光部24a的界面处发生形变,通过该形变也将第1遮光部24a牢固地固接在树脂板23。
此外,此时混入了黑色的物质的遮光性的树脂也被注入到作为第2空间部31a的树脂板23的分隔凹部26中而形成第2遮光部24b。被填充在该分隔凹部26中的第2遮光部24b也被填充到比分隔凹部26稍深的边界凹部26a中。因此,防止了位于多个第2透光区域2的各外周的第2遮光部24b的卷曲或间隙等的发生。由此,在第2工序中形成作为2次成形品的窗部件17。
接着,对将该窗部件17向背盖14安装、将脉搏测量装置13向背盖14组装的情况进行说明。
在此情况下,在开口部16的内周部的阶差状的下部侧嵌入窗部件17,在该状态下将窗部件17的外周部通过超声波熔接而固接到开口部16的内周部,开口部16设于背盖14的圆形状的突出部15。由此,将窗部件17固接到背盖14的开口部16,并实现窗部件17与开口部16之间的防水。
在该状态下,在背盖14的内表面(在图3中是上表面)上安装脉搏测量装置13。在该情况下,预先在传感器基板18的下表面安装脉搏传感器19。即,脉搏传感器19具备大致四边形状的受光元件20和多个发光元件21。在将这些受光元件20和多个发光元件21向传感器基板18的下表面配置时,与受光元件20的3边的受光部20a对应而以一定的间隔S配置多个发光元件21。
在该状态下,在受光元件20与多个发光元件21之间及多个发光元件21的外周设置具有遮光性的分隔壁22。由此,受光元件20和多个发光元件21被分隔壁22包围。在此情况下,分隔壁22其上下方向的长度形成为比受光元件20和多个发光元件21的各厚度长。
接着,使传感器基板18配置到背盖14的内表面而安装。此时,使脉搏传感器19的受光元件20、多个发光元件21和分隔壁22***到开口部16的内周部中的阶差状的上部侧的内部,使受光元件20与窗部件17的树脂板23中的第1透光区域E1对应,使多个发光元件21与树脂板23中的多个第2透光区域E2分别对应,使分隔壁22与被埋入在树脂板23中的遮光部24的第1遮光部24a对应。
在该状态下,将传感器基板18向背盖14的内表面推抵。于是,分隔壁22被推抵到被埋入在树脂板23的分隔槽25中的第1遮光部24a的内端面,并且被推抵到第2遮光部24b中与边界凹部26a对应的部位的树脂板23的内表面,其中第2遮光部24b被埋入到被设在树脂板23的分隔凹部26中。此时,由于分隔壁22在上下方向上形成为比受光元件20和多个发光元件21的各厚度长,所以受光元件20和多个发光元件21不会与窗部件17的内表面接触。
由此,就脉搏传感器19而言,由于由多个发光元件21发光的光被传感器基板18的分隔壁22和埋入在树脂板23的分隔槽25中的第1遮光部24a遮光,所以不会被直接照射在受光元件20的各受光部20a。因此,由多个发光元件21发光的光仅透过设在窗部件17的树脂板23的多个第2透光区域E2而被向外部射出。此外,受光元件20用3边的受光部20a仅将透过树脂板23的第1透光区域E1的光受光。
接着,对用这样的电子设备的脉搏测量装置13测量脉搏的情况进行说明。
在该情况下,首先,将设备壳体1用腕带3安装到手腕上。于是,设备壳体1的背盖14被配置到手腕上。此时,由于设在背盖14的突出部15的开口部16处的窗部件17被背盖14的突出部15推抵在手腕上,所以窗部件17的表面(在图3中是下表面)密接在手腕的皮肤T上。
在以该状态测量脉搏的情况下,首先,使多个发光元件21同时发光。于是,从多个发光元件21发光波长为520nm~530nm的绿色的光,该发光的光仅从树脂板23的多个第2透光区域E2放出而被照射在手腕上。此时,由多个发光元件21发光的光被传感器基板18的分隔壁22和埋入在窗部件17的树脂板23的分隔槽25中的第1遮光部24a遮光,所以不会被直接照射在受光元件20。
这样,当由多个发光元件21发光的光被照射在手腕上时,照射的光被皮肤T反射,该反射光透过窗部件17的树脂板23的第1透光区域E1而被受光元件20的各受光部20a受光。即,照射在皮肤T的光被照射在血管P内的血液K,而由于照射的光的波长是520nm~530nm的绿色的光,所以被血液K中的血红蛋白H吸收。
因此,根据血液K中的血红蛋白H的量,反射光的光量变化,受光元件20的各受光部20a的受光量变化。即,当脉搏搏动时,由于血管P的容量及血液K的量变化,所以随之而被血液K中的血红蛋白H吸收的光量也变化。由此,通过测量受光量的增减而计算脉搏数,来测量脉搏。
此时,由多个发光元件21发光的光被传感器基板18的分隔壁22和埋入在树脂板23的分隔槽25中的第1遮光部24a遮光,所以不会被直接照射在受光元件20的各受光部20a。因此,由多个发光元件21发光的光仅透过设在窗部件17的树脂板23的多个第2透光区域E2而被照射在皮肤T上。此外,该照射的光的反射光仅透过树脂板23的第1透光区域E1的光被受光元件20的各受光部20a受光。因此,能够正确地测量脉搏。
这样,根据该电子设备的窗部件17,具备:具有透光性的树脂板23,在作为规定的区域的第1透光区域E1的外周的一部分贯通厚度方向而设置有分隔槽25;以及第1遮光部24a,被埋入在分隔槽25中,在分隔槽25内的界面处具有一部分被熔接的熔融部27而第1遮光部24a被固接于树脂板23;由此,能够仅将需要的光从第1透光区域E1正确地取入,并且能够使第1遮光部24a牢固地固定,并且能够确保防水性。
即,在该电子设备的窗部件17中,由于树脂板23的分隔槽25在作为树脂板23的厚度方向的正反面方向上贯通设置,在该分隔槽25内在树脂板23的厚度方向上贯通而埋入有第1遮光部24a,所以能够由该第1遮光部24a将第1透光区域E1外的不需要的光可靠地遮断,仅将需要的光从第1透光区域E1正确地取入。
此外,在该电子设备的窗部件17中,在树脂板23的分隔槽25内的界面处,埋入在分隔槽25中的第1遮光部24a和树脂板23的一部分被熔接而形成熔接部27,所以能够通过该熔接部27使第1遮光部24a固接在树脂板23,由此能够使第1遮光部24a牢固地固定到树脂板23的分隔槽25内,并且能够由熔接部27确保分隔槽25的防水性。
此外,根据该电子设备的窗部件17,具备:具有透光性的树脂板23,具备对应于受光元件20的第1透光区域E1及对应于发光元件21的第2透光区域E2,并且在与受光元件20的受光部20a对应的第1透光区域E1的外周和与其对应的第2透光区域E2的外周之间贯通厚度方向而设置有分隔槽25;以及第1遮光部24a,被埋入在分隔槽25中,分隔槽25内的界面处的一部分具有被熔接的熔接部27而第1遮光部24a被固接于树脂板23;由此,能够将由发光元件21发光的光中的被直接照射在受光元件20上的光遮光,能够仅将需要的光从第1透光区域E1正确地取入,并且能够使第1遮光部24a牢固地固定,并且能够确保防水性。
即,在该电子设备的窗部件17中,由于在对应于受光元件20的树脂板23的第1透光区域E1的外周与对应于发光元件21的第2透光区域E2的外周之间在作为树脂板23的厚度方向的正反面方向上贯通设置有分隔槽25,在该分隔槽25内在树脂板23的厚度方向上贯通而埋入有第1遮光部24a,所以能够由该第1遮光部24a将第1透光区域E1外的不需要的光可靠地遮断,能够仅将需要的光从第1透光区域E1正确地取入。
此外,在该电子设备的窗部件17中,由于在树脂板23的分隔槽25内的界面处,埋入在分隔槽25中的第1遮光部24a和树脂板23的一部分熔接而形成熔接部27,所以能够由该熔接部27使第1遮光部24a固接于树脂板23,由此能够使第1遮光部24a牢固地固定到树脂板23的分隔槽25内,能够由熔接部27确保分隔槽25的防水性。
在此情况下,窗部件17通过第2透光区域E2与对应于设在受光元件20上的多个受光部20a对应的第1透光区域E1中的外周的多个部位分别对应而设置多个,能够通过多个第2透光区域E2使由多个发光元件21发光的光向窗部件17的外部放出,并且能够将放出的光的反射光从第1透光区域E1正确地取入而使受光元件20的多个受光部20a良好地受光。
即,该窗部件17通过受光元件20被形成为大致四边形状,在该大致四边形状的3边上设有受光部20a,对应于该3边的受光部20a而分别以一定的间隔S配置多个发光元件21,能够使对应于多个发光元件21的多个第2透光区域E2与对应于受光元件20的第1透光区域E1的3边对应而配置,由此,由多个发光元件21发光的各光分别透过多个第2透光区域E2,能够将该透过的光的各反射光从第1透光区域E1正确地取入而使受光元件20的各受光部20a可靠且良好地受光。
在此情况下,通过多个发光元件21在相对于受光元件20的3边的各受光部20a以一定的间隔S对置的状态下分别设在传感器基板18,当使多个发光元件21同时发光而向手腕照射,并由受光元件20的各受光部20a将该照射的各光的反射光受光时,能够使各受光部20a的受光率变得均匀,由此能够精度良好地测量脉搏。
此外,在该窗部件17中,通过熔接部27设在树脂板23的偏向位于与作为一面的表面相反侧的作为另一面侧的内表面侧的部位,能够在树脂板23的分隔槽25内的界面处使埋入在分隔槽25中的第1遮光部24a和树脂板23容易且良好地熔接。
即,在该窗部件17中,在用2次成形模具31将遮光部24埋入在树脂板23中而成形时,通过在用2次成形模具31的第1下模具32的余热使树脂板23加热的状态下将第1遮光部24a成形,能够在树脂板23的分隔槽25内的界面处容易且良好地使树脂板23与第1遮光部24a熔接。
在此情况下,在该窗部件17中,通过由2次成形模具31的第1下模具32的余热将树脂板23加热的部位是树脂板23的与表面侧相反侧的内表面侧,从树脂板23的内表面朝向表面侧将树脂板23的厚度的1/3左右的区域R熔接而形成熔接部27,所以通过该熔接部27能够使第1遮光部24a牢固地固定到树脂板23的分隔槽25内,并且能够确保分隔槽25的防水性。
此外,该熔接部27通过具有在分隔槽25内的树脂板23和第1遮光部24a的界面处发生的形变,借助该形变也能够使第1遮光部24a牢固地固定到树脂板23的分隔槽25内,并且能够确保分隔槽25的防水性。
即,在该窗部件17中,在借助2次成形模具31的第1下模具32的余热使树脂板23加热的状态下,在树脂板23的分隔槽25内的界面处使树脂板23与第1遮光部24a熔接时,在树脂板23和第1遮光部24a的界面处发生形变,通过该形变也能够使第1遮光部24a牢固地固定到树脂板23的分隔槽25内,并且能够确保分隔槽25的防水性。
此外,在该窗部件17中,树脂板23的分隔槽25通过使分隔槽25的对置面以起模斜度倾斜,以使树脂板23的作为一面侧的表面侧的槽宽比树脂板23的作为另一面侧的内表面侧的槽宽宽,在用1次成形模具30将树脂板23成形并脱模时,即使在第1上模具33内设有形成分隔槽25的第1突起33b,也能够将该第1突起33b通过起模斜度的倾斜而从树脂板23内良好地抜出,所以能够顺畅且良好地进行1次成形模具30的脱模。
进而,在该窗部件17中,通过在分隔槽25的对置面设有阶差部25a,当第1遮光部24a被埋入在分隔槽25内时,能够由分隔槽25的阶差部25a将第1遮光部24a承接,以使得第1遮光部24a不被向树脂板23的厚度方向推入。
因此,在该窗部件17中,通过分隔槽25的阶差部25a,能够使得第1遮光部24a在树脂板23的厚度方向上不会晃动,由此能够防止因树脂板23的厚度方向上的第1遮光部24a的晃动造成的熔接部27的位置偏移,以使得在熔接部27上不发生龟裂。
此外,在该窗部件17的制造方法中,具备:第1工序,通过1次成形模具30成形设置有分隔槽25且具有透光性的树脂板23,该分隔槽25贯通厚度方向而设置于第1透光区域E1的外周的一部分;以及第2工序,通过2次成形模具31,在分隔槽25中埋入第1遮光部24a,并形成使分隔槽25内的第1遮光部24a与树脂板23的界面处的一部分熔接的熔接部27而将第1遮光部24a固接于树脂板23;由此,能够良好地制造窗部件17。
即,在该窗部件17的制造方法中,在第1工序中通过1次成形模具30将树脂板23成形时,通过将1次成形模具30的第1下模具32和第1上模具33重合,使第1上模具的第1突起33b和第2突起33c配置在第1下模具32的下模凹部32a内,能够在1次成形模具30内形成除了分隔槽25及分隔凹部26以外与树脂板23相同形状的称作腔体的第1空间部30a,能够使透光性的树脂流入到该第1空间部30a中,将树脂板23进行1次成形而良好地成形。
此外,在该窗部件17的制造方法中,在第2工序中通过2次成形模具31将2次成形品成形时,通过在将作为1次成形品的树脂板23留在1次成形模具30的第1下模具32内的状态下,将第2上模具34重合在该第1下模具32,使树脂板23的第1、第2透光区域E1、E2配置到第2上模具34的第2上模凹部34a内,能够形成与分隔槽25及分隔凹部26相同的形状的称作腔体的第2空间部31a,能够使遮光性的树脂流入到该第2空间部31a中而将作为2次成形品的窗部件17良好地形成。
在此情况下,在该窗部件17的制造方法中,通过具备1次成形模具30和2次成形模具31共用的第1下模具32,由于能够由1次成形模具30和2次成形模具31共用第1下模具32,所以能够实现模具制作的简单化,并且能够实现模具制作的低价化,除此以外,在将1次成形模具30脱模时,只要将作为1次成形品的树脂板23留在第1下模具32内并将第1上模具脱模即可,所以能够实现脱模作业的简单化,能够实现生产性的提高。
此外,在该窗部件17的制造方法中,通过在第2工序中借助与1次成形模具30共用的第1下模具32的余热使作为1次成形品的树脂板23和第1遮光部24a的界面处的一部分熔接而形成熔接部27,能够当使遮光性的树脂流入到2次成形模具31的第2空间部31a内而将第1遮光部24a成形时,借助第1下模具32的余热将树脂板23加热。
由此,在该窗部件17的制造方法中,由于在第2工序中能够使流入到第2空间部31a的分隔槽25中的第1遮光部24a的遮光性的树脂和树脂板23在其界面的一部分处可靠且良好地熔接,所以能够在树脂板23和第1遮光部24a的界面的一部分上良好地形成熔接部27,并且能够使熔接部27产生形变。因此,能够使第1遮光部24a牢固地固定在树脂板23的分隔槽25内,并且能够确保分隔槽25的防水性。
另外,在上述的实施方式中,对将树脂板23和遮光部24用相同材料的合成树脂形成的情况进行了叙述,但本发明并不限于此,例如也可以将树脂板23和遮光部24用不同材料的合成树脂形成。在此情况下,优选的是在2次成形时使具有比在1次成形时流入的材料高熔点的材料流入。即,在上述的实施方式中,优选的是将遮光部24用其熔点比树脂板23的熔点高的材料形成。
由此,在2次成形时,容易在遮光部24与树脂板23之间产生熔接部27。此外,本实施方式在1次成形时形成树脂板23,在2次成形时形成遮光部24,但也可以使形成的顺序相反。在此情况下,在将树脂板23和遮光部24用不同材料的合成树脂形成时,优选的是将遮光部24用其熔点比树脂板23的熔点低的材料形成。
此外,在上述的实施方式中,对受光元件20被形成为大致四边形状、在该大致四边形状的3边上设有受光部20a的情况进行了说明,但本发明并不限于此,例如也可以是在受光元件的2边上设置受光部的构造,此外也可以是将受光元件形成为五边形、六边形等的多边形、在4边以上设置受光部的构造。
进而,在上述的实施方式中,熔接部27从树脂板23的内表面朝向表面侧遍及树脂板23的厚度的1/3左右的区域R而设置,但并不限于此,也可以变更设置熔接部的范围。例如也可以从树脂板23的内表面到阶差部25a设置熔接部,做成更容易防止晃动并容易保持防水的结构。
进而,在上述的实施方式中,对应用于手腕佩戴型的电子设备的情况进行了说明,但本发明并不需要一定是手腕佩戴型的电子设备,对于例如便携通信设备等的电子设备也能够应用。
以上,对本发明的一实施方式进行了说明,但本发明并不限于此,而包含权利要求书所记载的发明和其等价的范围。
本申请基于2019年8月19日提出的日本专利申请第2019—150016号主张优先权,这里引用其全部内容。
产业上的可利用性
本发明能够提供能够将由发光元件发光的光中的被直接照射向受光元件照射的光遮光、并且能够使遮光部牢固地固定而确保防水性的窗部件、其制造方法及具备该窗部件的电子设备。
标号说明
1设备壳体
5壳体主体
6第1外装部件
7第2外装部件
10保护玻璃
11模组
12显示装置
13脉搏测量装置
14背盖
15突出部
16开口部
17窗部件
18传感器基板
19脉搏传感器
20受光元件
20a受光部
21发光元件
22分隔壁
23树脂板
24遮光部
24a第1遮光部
24b第2遮光部
25分隔槽
25a阶差部
26分隔凹部
26a边界凹部
27熔接部
301次成形模具
30a第1空间部
312次成形模具
31a第2空间部
32第1下模具
32a下模凹部
33第1上模具
33a第1上模凹部
33b第1突起
33c第2突起
34第2上模具
34a第2上模凹部
E1第1透光区域
E2第2透光区域
S间隔

Claims (9)

1.一种窗部件,其特征在于,具备:具有透光性的树脂板,在规定的区域的外周的至少一部分在厚度方向上设有分隔槽;以及遮光部,被埋入在上述分隔槽中,在上述分隔槽内的界面处具有一部分被熔接的熔接部而上述遮光部被固接于上述树脂板,在上述分隔槽的内部设有阶差部,以使上述树脂板的接触皮肤的表面侧的槽宽比上述树脂板的位于上述表面侧相反侧的内表面侧的槽宽宽,上述熔接部仅设于比上述阶差部偏向上述内表面侧的部位。
2.一种窗部件,其特征在于,具备:具有透光性的树脂板,具备对应于受光元件的第1区域及对应于发光元件的第2区域,并且在对应于上述受光元件的受光部的上述第1区域的外周与对应于上述发光元件的上述第2区域的外周之间在厚度方向上设有分隔槽;以及遮光部,被埋入在上述分隔槽中,上述分隔槽内的界面处的一部分具有被熔接的熔接部而上述遮光部被固接于上述树脂板,在上述分隔槽的内部设有阶差部,以使上述树脂板的接触皮肤的表面侧的槽宽比上述树脂板的位于上述表面侧相反侧的内表面侧的槽宽宽,上述熔接部仅设于比上述阶差部偏向上述内表面侧的部位。
3.如权利要求2所述的窗部件,其特征在于,上述第2区域与上述第1区域的外周的多个部位分别对应而设有多个,其中上述第1区域的外周的上述多个部位对应于设在上述受光元件的多个受光部。
4.如权利要求1~3中任一项所述的窗部件,其特征在于,上述熔接部具有在上述分隔槽内的上述树脂板和上述遮光部的界面处发生的形变。
5.如权利要求1~3中任一项所述的窗部件,其特征在于,上述分隔槽的对置面以起模斜度倾斜,以使上述分隔槽在上述树脂板的上述表面侧的槽宽比在上述树脂板的上述内表面侧的槽宽宽。
6.如权利要求1~3中任一项所述的窗部件,其特征在于,上述遮光部其熔点比上述树脂板的熔点高。
7.一种窗部件的制造方法,其特征在于,具备:第1工序,通过1次成形模具成形在厚度方向上设有分隔槽且具有透光性的树脂板,上述分隔槽设于规定的区域的外周的至少一部分;以及第2工序,通过2次成形模具将遮光部埋入到上述分隔槽中,形成使上述分隔槽内的上述遮光部和上述树脂板的界面处的一部分熔接的熔接部而将上述遮光部向上述树脂板固接,在上述第1工序中,使在上述分隔槽的内部设有阶差部,以使上述树脂板的接触皮肤的表面侧的槽宽比上述树脂板的位于上述表面侧相反侧的内表面侧的槽宽宽,在上述第2工序中,使上述熔接部仅设于比上述阶差部偏向上述内表面侧的部位。
8.如权利要求7所述的窗部件的制造方法,其特征在于,上述1次成形模具和上述2次成形模具具备共用的下模具;在上述第2工序中,借助上述1次成形模具的上述共用的下模具的余热,使上述树脂板和上述遮光部的界面处的上述一部分熔接,形成上述熔接部。
9.一种电子设备,其特征在于,具备权利要求1~6中任一项所述的窗部件。
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