WO2019171807A1 - 通信装置 - Google Patents

Abstract

トランスミッタ（７）は、本体ケース（２０）と、本体ケース（２０）内に設けられた制御部（１３）と、制御部（１３）に接続された通信部（１７）と、通信部（１７）に接続された長形状のアンテナ部（１８）と、を備えている。アンテナ部（１８）は、本体ケース（２０）の内側壁面（２０ａａ）に沿って配置されている。

Description

通信装置

　本願は、アンテナ部によって通信を行う通信装置に関するものである。

　従来の通信装置の構成は、以下のようになっていた。
　すなわち、従来の通信装置は、本体ケースと、本体ケース内に設けられた制御部と、制御部に接続された通信部と、通信部に接続されたアンテナ部と、を備え、アンテナ部を用いて外部機器と通信する構成となっていた。

　このような通信装置は、例えば、継続的に血糖値を測定する生体情報測定器に使用され、測定された血糖値が通信装置を用いて携帯電話に送信される（例えば、下記特許文献１）。

　生体情報測定器は、継続的に血糖値を測定するために、患者の腕に１～２週間継続して装着される。このように、人体に常時装着されるので、できるだけ小型化された生体情報測定器が求められる。

　そのため、アンテナ部を含む通信装置も小さくすることが求められる。

特表２０１３－５２３２１７号公報

　上記従来例における課題は、通信装置が大きくなることであった。
　すなわち、従来の通信装置では、制御部と、通信部と、アンテナ部とが、同じ基板上に実装されていた。

　アンテナ部は、周囲に配置された金属によって悪影響を受けるおそれがある。このため、アンテナ部の周囲には、他の金属を含む部品（例えば、制御マイコン、通信用ＩＣ、電池等）が実装されない特別なエリアが設けられる。この結果、アンテナ部と他の金属を含む部品とを離間するための特別なエリア分だけ基板が大きくなり、通信装置が大きくなっていた。

　そこで、本発明は、アンテナ部を含む通信装置を従来よりも小型化することを目的とする。
　この目的を達成するために、本発明の通信装置は、本体ケースと、本体ケース内に設けられた制御部と、制御部に接続された通信部と、通信部に接続された長形状のアンテナ部と、を備えている。そして、アンテナ部は、本体ケースの内側壁面に沿って配置されている。
　この構成により所期の目的を達成する。

（発明の効果）
　すなわち、本発明においては、長形状のアンテナ部は、本体ケースの内側壁面に沿って配置されている。

　このため、アンテナ部は、他の金属を含む部品から離れた位置、つまり内側壁面に沿って配置される。したがって、他の金属を含む部品が実装されている基板には、従来のように、アンテナ部の周囲に必要な金属を含む部品の未実装エリアを設ける必要がない。

　その結果、基板のサイズを小さくすることができるため、通信装置を小型化することができる。

本発明の実施形態１係るトランスミッタを適用した生体情報測定器の斜視図。 図１の生体情報測定器の装着状態を示す図。 図１の生体情報測定器の分解斜視図。 図１のトランスミッタの制御ブロック図。 図１のトランスミッタの分解斜視図。 図５の制御基板の正面図。 図６の制御基板を組み立てた斜視図。 図５のＡ－Ａ線断面図。

　以下に、本発明の一実施形態を、図面とともに詳細に説明する。
　なお、以下の実施形態において、「上」、「下」とは、図２に示す生体情報測定器１の使用状態（人体２へ装着状態）における「上」、「下」を表すものとする。

（実施形態１）
　図１は、持続血糖測定を行う生体情報測定器１を示している。生体情報測定器１は、図１に示すように、例えば、患者の上腕部２に装着された状態で、５分おきに１～２週間継続して血糖値の測定を行う。これにより、患者の血糖状態の傾向や、寝ている時の血糖状態を把握することができる。

　図２は、図１の状態における生体情報測定器１の断面図である。
　生体情報測定器１の下面には、図２に示すように、針状のセンサ３が突出している。センサ３は、先端が皮下組織４に届いた状態で、上腕部２内に留置されている。このセンサ３を用いて、間質液中のグルコースの濃度（血糖値）を連続的に測定する。

　図３は、生体情報測定器１の構成を示している。
　生体情報測定器１は、図３に示すように、ベースユニット５、センサユニット６、トランスミッタ７（通信装置の一例）を備えている。

　ベースユニット５は、樹脂によって円板状に形成されている。ベースユニット５の下面には、患者の皮膚に対する装着性を向上させるため、接着部８が設けられている。ベースユニット５の中央部付近には、円筒形状のセンサユニット装着部９が設けられている。センサユニット６は、センサユニット装着部９に装着される。

　センサユニット６には、下面から針状のセンサ３が突出するように、センサ３が取り付けられている。
　トランスミッタ７は、樹脂によってドーム形状に形成されている。なお、トランスミッタ７の詳細な構成については、後段において詳細に説明する。

　生体情報測定器１の装着について、図２および図３を用いて説明すれば以下の通りである。
　患者は、まず、図３のベースユニット５を、接着部８を接着面として、患者の上腕部２に装着する。

　次に、患者は、センサ装着装置（図示せず）を用いて、センサユニット６を、ベースユニット５のセンサユニット装着部９に装着する。すると、センサ３は、上腕部２に刺されたまま、上腕部２内に留置される（図２参照）。

　その後、トランスミッタ７の下部がベースユニット５の環状の嵌合部１０に嵌め込まれると、生体情報測定器１の装着が完了する。このとき、センサユニット６の接続端子１１が、トランスミッタ７の測定部１２（図４参照）に、電気的に接続される。

　図４は、トランスミッタ７の制御ブロック図を示している。
　センサユニット６が接続された測定部１２は、制御部１３に電気的に接続されている。制御部１３には、電池１４、温度センサ１５、記憶部１６、通信部１７が電気的に接続されている。通信部１７には、アンテナ部１８が電気的に接続されている。

　電池１４は、本体ケース２０内に設けられており、制御部１３に接続された各部に電力を供給する。より具体的には、電池１４は、本体ケース２０の下ケース２０ｂの底面に取り付けられた第１基板２２上に配置されている（図５および図６参照）。

　生体情報測定器１では、所定時間（例えば５分）毎に、測定部１２がセンサユニット６を用いて血糖値を測定する。制御部１３は、温度センサ１５の検出温度に基づいて血糖値を補正した後、記憶部１６に記憶させる。

　また、制御部１３が通信部１７を動作させると、通信部１７は、アンテナ部１８を介して記憶部１６に記憶された測定値を含む各種情報を、外部機器（例えば、携帯電話１９）に送信する。

　以上の説明では、本実施形態における基本的な構成と動作を説明した。
　以下で、本実施形態のトランスミッタ７の構成について詳細に説明する。
　トランスミッタ７は、図３に示すように、生体情報測定器１の大きな部分を占めている。本実施形態においては、トランスミッタ７を小さくすることで、生体情報測定器１を小型化する。

　トランスミッタ７は、図５および図６に示すように、ドーム形状の本体ケース２０と、ベース基板２１とを備えている。ベース基板２１は、円形状の第１基板２２と、接続部２３と、円形状の第２基板２４と、連結部２５と、アンテナ部２７と、を有している（図５および図６参照）。

　本体ケース２０は、樹脂製の上ケース２０ａと、樹脂製の下ケース２０ｂとを有している。上ケース２０ａは、下面側に開口を有するドーム形状に形成されており、図８に示すように、円筒状の内側に内周面（内側壁面）２０ａａを有している。下ケース２０ｂは、有底で円筒状に形成されており、図５に示すように、上方を覆われるように上ケース２０ａが取り付けられる。

　図５は、トランスミッタ７の内部の構成を示しており、上ケース２０ａが取り外された状態を示している。下ケース２０ｂの内部には、ベース基板２１が配置されている。
　図６は、図５のベース基板２１の展開図である。

　ベース基板２１は、図６に示すように、円形状の第１基板２２と、接続部２３と、円形状の第２基板２４とを含むように構成されている。
　第１基板２２は、本体ケース２０（下ケース２０ｂ）の底面に略平行に配置されている（図８参照）。また、第１基板２２上には、第１端側（図６の右側）に測定部１２が配置され、その反対側である第２端側（図６の左側）に２個の電池１４が配置されている。つまり、第１基板２２は、測定を行うためのアナログ部品が配置されたアナログ基板である。

　接続部２３は、長方形状に形成されており、その長辺側において、第１基板２２と第２基板２４とを連結している。また、接続部２３は、図７および図８に示すように、互いに略平行に配置された第１基板２２と第２基板２４との間の隙間に、第１基板２２および第２基板２４に対して略垂直な向きで配置されている。

　第２基板２４は、第１基板２２と同様に、本体ケース２０（下ケース２０ｂ）の底面に略平行に配置されている。また、第２基板２４は、図６に示すように、第１端側に設けられた部品基板２４ａと、その反対側である第２端側に設けられたグランド基板２４ｂと、これら２つの基板２４ａ，２４ｂを連結する連結部２５と、を含むように構成されている。

　部品基板２４ａとグランド基板２４ｂとは、図７に示すように、長方形状の連結部２５を中心にして折り畳まれ、連結部２５を挟んで互いに略平行に設けられている。そして、部品基板２４ａは、接続部２３を介して、第１基板２２に連結されている。また、図６に示すように、部品基板２４ａとグランド基板２４ｂとは、連結部２５を挟んで対称に配置されている。

　第２基板２４において、部品基板２４ａ上には、制御部１３、温度センサ１５、記憶部１６、通信部１７が配置されている。グランド基板２４ｂ上には、その略全面にグランド２６が配置されている。つまり、第２基板２４は、制御部１３、温度センサ１５等のデジタル部品が配置されたデジタル基板である。

　このように、ベース基板２１において、第１基板２２（アナログ基板）と、第２基板２４（デジタル基板）とは、それぞれの端部において接続部２３によって連結され、本体ケース２０内において互いに略平行に配置される（図８参照）。そして、この接続部２３の短辺に、アンテナ基板（第３基板）２７が連結されている。

　アンテナ基板２７は、図６に示すように、長方形状を有しており、第１端側が接続部２３に連結され、第１端側とは反対側の第２端側は遊端になっている。アンテナ基板２７には、第１端側から第２端側にかけて、長形状を有するアンテナ部１８が設けられている。

　第１基板２２、接続部２３、第２基板２４およびアンテナ基板２７は、互いに連結されたフレキシブル基板によって構成されており、それぞれの基板２２～２４，２７に配置された電子部品が電気的に接続されている。

　そして、ベース基板２１は、小さく折り畳まれた状態で、本体ケース２０の内部に収納される。
　具体的には、図６および図７に示すように、先ず、第２基板２４において、グランド基板２４ｂが、連結部２５を中心にして部品基板２４ａに重ねるように折り畳まれる。グランド基板２４ｂは、連結部２５の幅に相当する隙間を介して、部品基板２４ａに対向配置される。

　次に、この折り畳まれた第２基板２４が、接続部２３を中心にして、第１基板２２上に重ねるように折り畳まれる。すると、第２基板２４は、図７に示すように、接続部２３を介して、第１基板２２に対向配置される。

　図７に示す状態では、第２基板２４に実装された部品と、第１基板２２に実装された部品とが、対向配置される。そこで、それぞれの基板に実装された部品がお互いに干渉しないようにするため、第１基板２２と第２基板２４との間には、接続部２３の幅（図中、上下方向における高さ）によって、所定の隙間が形成される。そして、この隙間の外周部を覆うように、長方形状のアンテナ基板２７が、第１基板２２および第２基板２４の外周部分に沿って巻きつけられている。

　これにより、アンテナ基板２７は、図８に示すように、本体ケース２０の上ケース２０ａの内周面（内側壁面）２０ａａに略平行に配置される。この結果、アンテナ基板２７上に設けられたアンテナ部１８は、本体ケース２０の内部において、最も外周側に沿って配置される。

　すなわち、本実施形態においては、アンテナ基板２７に配置された長形状のアンテナ部１８は、本体ケース２０の内周面２０ａａに沿って配置されている。
　このため、アンテナ部１８は、悪影響を受けるおそれがある金属を含む他の部品（例えば、測定部１２、制御部１３、電池１４、通信部１７）から離れた位置、つまり、本体ケース２０内における最も外周側の内側壁面に沿って配置される。したがって、本実施形態の構成によれば、金属を含む他の部品が実装されている第１基板２２あるいは第２基板２４には、アンテナ部１８の周囲に部品が実装されない特別なエリアを設ける必要がない。

　その結果として、ベース基板２１を小さくできるため、通信装置であるトランスミッタ７を従来よりも小型化することができる。
　また、本実施形態においては、図７に示すように、アンテナ基板２７は、第１基板２２および第２基板２４の外周部分に沿って巻きつけられるように配置されている。

　このため、第１基板２２および第２基板２４の外周側の本体ケース２０の内周面２０ａａに沿った平面部分を活用して、アンテナ部１８を最適な長さで形成することができる。その結果として、アンテナ部１８による通信を安定させることができる。

　また、第１基板２２と第２基板２４との間、より具体的には、第１基板２２と部品基板２４ａとの間には、上下方向に所定の隙間が形成されている。
　本実施形態においては、この隙間を利用して、隙間に対応する位置にアンテナ基板２７が配置されている。

　このため、アンテナ基板２７は、折り畳まれたベース基板２１の第１基板２２と第２基板２４との間に形成される隙間に配置されるので、ベース基板２１を小さくすることができる。この点からも、トランスミッタ７を従来よりも小型化することができる。

　さらに本実施形態においては、トランスミッタ７を従来よりも小型化するために、第１基板２２、接続部２３、第２基板２４、アンテナ基板２７が、連結されたフレキシブル基板によって構成されている。

　このため、ベース基板２１を折り畳むことができる。また、折り畳まれたベース基板２１の外周側のスペースに、ベース基板２１の外周部分に沿うようにアンテナ基板２７を曲げながら配置することができる。

　その結果、ベース基板２１の設置スペースを小さくすることができるので、従来よりも小型化されたトランスミッタ７を得ることができる。
　さらにまた、本実施形態においては、折り畳まれたベース基板２１を本体ケース２０内に安定的に配置するため、アンテナ部１８が導電性パターンによって形成され、アンテナ基板２７において、アンテナ部１８の表裏面が樹脂板によってラミネートされている。

　このため、アンテナ基板２７は、樹脂板の剛性によって平板の状態を維持しようとする。
　すなわち、アンテナ基板２７は、図５に示すように、本体ケース２０の内周面２０ａａに沿って円弧状に曲げられている。そして、アンテナ基板２７は、表裏面に取り付けられた樹脂板の剛性によって平板の状態に戻ろうとするので、その復元力によって本体ケース２０の内周面２０ａａに対して押し付けられる。

　その結果、アンテナ部１８は、本体ケース２０内において安定的に配置される。
　また、図５に示すように、本体ケース２０内には、電池１４が配置されている。電池１４は、測定部１２、制御部１３および通信部１７等と同様に、金属を含む部品であって、特に、大きな金属製部品であるため、アンテナ部１８への悪影響が懸念される。

　そこで、本実施形態のトランスミッタ７では、本体ケース２０内には、制御部１３と通信部１７とに電力を供給する電池１４が配置されると共に、電池１４は、アンテナ部１８が配置された内周面２０ａａとは反対の内周面寄りの位置に配置されている。

　このため、アンテナ部１８は、金属製の電池１４から離れた位置に配置されるので、電池１４からアンテナ部１８へ悪影響が及ぶことを回避して、通信を安定させることができる。

　なお、本実施形態においては、第１基板２２に電池１４が配置されているが、第２基板２４に電池１４が配置されていてもよい。
　また、アンテナ基板２７に設けられたアンテナ部１８の先端は、図５に示すように、電池１４と近接する位置よりも手前までしか延長されていない。しかし、アンテナ基板２７は、図５に示すように、アンテナ部１８よりも先端よりもさらに先端側へと延長された延長部（非通電部）２７ａを有している。

　延長部２７ａは、アンテナ基板２７の中で電気が通じていない部分であって、電池１４の外周面と本体ケース２０の内周面２０ａａとの間で最も間隔が狭くなる部分まで延長されている。

　つまり、フレキシブル基板によって構成されるアンテナ基板２７自体は、平面形状であったものを、本体ケース２０の内周面に沿って湾曲させられている。このため、電池１４の近傍まで延伸されたアンテナ基板２７の先端は、本体ケース２０の内周面２０ａａに適切に押し付けられた状態で安定して配置されている。よって、アンテナ部１８の特性も安定化することができる。

　一方で、上腕部２に装着される前に、本体ケース２０を落下させてしまったり、過度の振動を与えてしまったりした場合には、アンテナ基板２７の先端が本体ケース２０内で不用意に移動してしまい、その結果、アンテナ部１８の特性が変化してしまうおそれがある。

　そこで、本実施形態では、上述のように、図５に示すように、アンテナ基板２７自体は、アンテナ部１８の先端よりもさらに延長される。そして、延長部２７ａは、電池１４の外周面と本体ケース２０の内周面２０ａａとの間の隙間が最も狭くなる部分まで延長されている。

　この結果、隙間の小さい電池１４の外周面と本体ケース２０の内周面２０ａａとの間において先端部２７ａが配置されているため、上述した落下や過度の振動によってもアンテナ基板２７の先端部が不用意に移動してしまうことを抑制し、アンテナ部１８の特性を極めて安定した状態で維持することができる。

　さらにまた、本実施形態のトランスミッタ７では、上述のように、第１基板２２（アナログ基板）および第２基板２４（デジタル基板）は、接続部２３を介して分離されている。これにより、デジタルの制御回路の電気特性が、アナログの測定回路の特性に悪影響を及ぼすことを回避することができる。

　以上のように、本実施形態のトランスミッタ７では、測定への悪影響をできる限り排除した状態で、トランスミッタ７を小型化するために、図７に示すベース基板２１が折り畳まれる。

　折り畳まれた状態では、第２基板２４の部品基板２４ａのデジタル回路が、第１基板２２のアナログ回路に近接した位置に対向配置される。よって、デジタル回路の電気特性がアナログの測定回路に悪影響を及ぼすことが懸念される。

　そこで、本実施形態においては、図７に示すように、第２基板２４が第１基板２２に対して近接した位置において対向配置された状態において、第１基板２２（アナログ基板）と第２基板２４（デジタル基板）の部品基板２４ａとの間に、グランド基板２４ｂが配置されている。

　これにより、部品基板２４ａのデジタルの制御回路の電気特性による悪影響を、グランド基板２４ｂによって遮ることができる。
　その結果、デジタルの制御回路の電気特性が、アナログの測定回路の特性に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。

　なお、図５に示すように、本実施形態のアンテナ基板２７は、本体ケース２０の底面に対して垂直になるように配置されているが、本体ケース２０の形状に応じて、本体ケース２０の底面に対して斜めになるように、傾きが設定されてもよい。

　例えば、本体ケース２０の形状が円錐台形状である場合には、アンテナ基板２７が本体ケース２０の内周面に沿って配置される。このため、アンテナ基板２７の上部を径方向内側に傾けた状態で、アンテナ基板２７が配置されていてもよい。この場合、アンテナ基板２７は、細長い円弧形状に形成され、一方の端部が接続部２３に連結されていればよい。

　この構成においても、長形状のアンテナ部１８は、金属を含む他の部品（例えば、測定部１２、制御部１３、電池１４および通信部１７）から離れた位置、つまり内周面２０ａａに沿って配置される。したがって、金属を含む他の部品が実装されている第１基板２２あるいは第２基板２４には、アンテナ部１８の周囲に部品が実装されないエリアを設ける必要がない。

　これにより、ベース基板２１を小型化し、結果として、トランスミッタ７の小型化を図ることができる。

　本発明は、アンテナ部によって通信を行う通信装置として活用が期待される。

　１　　　生体情報測定器
　２　　　上腕部
　３　　　センサ
　４　　　皮下組織
　５　　　ベースユニット
　６　　　センサユニット
　７　　　トランスミッタ（通信装置の一例）
　８　　　接着部
　９　　　センサユニット装着部
１０　　　嵌合部
１１　　　接続端子
１２　　　測定部
１３　　　制御部
１４　　　電池
１５　　　温度センサ
１６　　　記憶部
１７　　　通信部
１８　　　アンテナ部
１９　　　携帯電話
２０　　　本体ケース
２０ａ　　上ケース
２０ａａ　内周面（内側壁面）
２０ｂ　　下ケース
２１　　　ベース基板
２２　　　第１基板
２３　　　接続部
２４　　　第２基板
２４ａ　　部品基板
２４ｂ　　グランド基板
２５　　　連結部
２６　　　グランド
２７　　　アンテナ基板（第３基板）
２７ａ　　延長部（非通電部）
 

Claims (16)

1. 　本体ケースと、
   　前記本体ケース内に設けられた制御部と、
   　前記制御部に接続された通信部と、
   　前記通信部に接続された長形状のアンテナ部と、
   を備え、
   　前記アンテナ部は、前記本体ケースの内側壁面に沿って配置されている、
   通信装置。
2. 　前記制御部は、前記本体ケース内における前記内側壁面から離間した位置に配置されている、
   請求項１に記載の通信装置。
3. 　前記制御部に接続されており、生体情報を測定する測定部を、さらに備えている、
   請求項１または２に記載の通信装置。
4. 　前記本体ケースの内部に配置された第１基板、第２基板、および第３基板を、さらに備え、
   　前記アンテナ部は、前記第３基板に配置されている、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の通信装置。
5. 　前記測定部は、前記本体ケースの底面に沿って配置された前記第１基板に配置されており、
   　前記制御部は、前記本体ケースの底面に沿って配置された前記第２基板に配置されている、
   請求項４に記載の通信装置。
6. 　前記第１基板と前記第２基板を連結している接続部を、さらに備え、
   　前記接続部は、前記アンテナ部が配置された前記第３基板に連結されている、
   請求項４に記載の通信装置。
7. 　前記第２基板は、前記接続部を介して前記第１基板に対向配置され、
   　前記第１基板および前記第２基板の外周部分に、前記第３基板が配置されている、
   請求項６に記載の通信装置。
8. 　前記第２基板が前記第１基板に対向配置された状態で、
   　前記第２基板と前記第１基板との間の隙間に対応する位置に、前記第３基板が配置されている、
   請求項７に記載の通信装置。
9. 　前記第３基板は、前記本体ケースの前記内側壁面に対して略平行に配置されている、
   請求項４から８のいずか１項に記載の通信装置。
10. 　前記第１基板、前記第２基板および前記第３基板は、１枚のフレキシブル基板によって構成されている、
    請求項４から９のいずれか１項に記載の通信装置。
11. 　前記アンテナ部は、導電性パターンによって形成されており、
    　前記アンテナ部の表裏面の少なくとも一方は、樹脂板によってラミネートされている、
    請求項１から１０のいずれか１項に記載の通信装置。
12. 　前記本体ケース内には、前記制御部と前記通信部に電力を供給する電池が配置されると共に、
    　前記電池は、前記アンテナ部が配置された内側壁面とは反対の内側壁面側に配置されている、
    請求項１から１１のいずれか１項に記載の通信装置。
13. 　前記電池と前記本体ケースの内側壁面との間における前記アンテナ部の先端側に設けられた非通電部を、さらに備えている、
    請求項１２に記載の通信装置。
14. 　前記第２基板は、前記制御部が配置された部品基板と、グランドが配置されたグランド基板と、を有している、
    請求項４から１０のいずれか１項に記載の通信装置。
15. 　前記第２基板が前記第１基板に対向配置された状態で、
    　前記部品基板と前記第１基板との間には、前記グランド基板が配置されている、
    請求項１４に記載の通信装置。
16. 　前記本体ケースは、ドーム形状に形成されている、
    請求項１から１５のいずれか１項に記載の通信装置。
     

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