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図面 (9)

課題

装置の小型化を図ること。

解決手段

計測装置1は、センサを備える計測装置であり、筒状の筐体11と、筐体11の長手方向に沿って配置され、一端部が筐体内に配置され、他端部が筐体の外部に配置される光ファイバー12と、筐体11内の、一端部の延長線上に配置される受光部を備える基板18と、可撓性を備える可撓部を介して基板18に電気的に接続され、基板18に対して鋭角または直角に配置される基板17と、を有している。

概要

背景

野生生物行動生理や経験環境を計測するために、様々なセンサを搭載した計測装置生物に直接装着し計測を行うバイオロギングバイオテレメトリー手法が知られている。

ここで、バイオロギングは、例えば計測したデータを計測装置の内部に記録することを言う。また、バイオテレトリーは、例えば計測したデータを無線等で計測装置の外部に飛ばし、遠隔的に計測データを回収することを言う。

計測装置はバッテリーおよびセンサやメモリ無線端末等を搭載した電子基板、およびこれらを覆う筐体樹脂や金属等で製造されたケースまたはそれと同等性能を有するもの)で構成される。

近年、計測装置で様々な情報を得るため電子基板の高機能化が求められている。必然的に基板に搭載する部品点数の増加や部品サイズの増大が求められている。このため、結果的に基板サイズや構成基板枚数が増大する。

電子機器の小型化を図る1つの方法として、電池出し入れする開口部を有する電池収納容器と、記録媒体着脱可能に収納する記録媒体収納部と、所定の回路が構成される複数の回路基板とを備える電子機器において、電池収納容器の外側で開口部を除く部分に前記記録媒体収納部と複数の回路基板とが電池収納容器を取り囲むよう配置されている電子機器が知られている。

概要

装置の小型化をること。計測装置1は、センサを備える計測装置であり、筒状の筐体11と、筐体11の長手方向に沿って配置され、一端部が筐体内に配置され、他端部が筐体の外部に配置される光ファイバー12と、筐体11内の、一端部の延長線上に配置される受光部を備える基板18と、可撓性を備える可撓部を介して基板18に電気的に接続され、基板18に対して鋭角または直角に配置される基板17と、を有している。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

センサを備える計測装置において、筒状の筐体と、前記筐体の長手方向に沿って配置され、一端部が前記筐体内に配置され、他端部が前記筐体の外部に配置される光ファイバーと、前記筐体内の、前記一端部の延長線上に配置される受光部を備える第1の基板と、前記第1の基板に対して鋭角または直角に配置される第2の基板と、を有することを特徴とする計測装置。

請求項2

前記第2の基板は、可撓性を備える可撓部を介して前記第1の基板に接続される請求項1に記載の計測装置。

請求項3

前記第1の基板または第2の基板が有する記憶部に情報を読み書きする際に使用される、前記筐体の長手方向の端部から露出するコネクタ実装され、前記第2の基板に対して鋭角または直角に接続される第3の基板を有する請求項1または2に記載の計測装置。

請求項4

前記筐体の長手方向の端部から露出する圧力センサが実装され、前記第2の基板に接続される第3の基板を有する請求項1に記載の計測装置。

請求項5

前記第1の基板と前記第2の基板と前記第3の基板が側面視でZ状に配置される請求項3または4に記載の計測装置。

技術分野

0001

本発明は計測装置に関する。

背景技術

0002

野生生物行動生理や経験環境を計測するために、様々なセンサを搭載した計測装置を生物に直接装着し計測を行うバイオロギングバイオテレメトリー手法が知られている。

0003

ここで、バイオロギングは、例えば計測したデータを計測装置の内部に記録することを言う。また、バイオテレトリーは、例えば計測したデータを無線等で計測装置の外部に飛ばし、遠隔的に計測データを回収することを言う。

0004

計測装置はバッテリーおよびセンサやメモリ無線端末等を搭載した電子基板、およびこれらを覆う筐体樹脂や金属等で製造されたケースまたはそれと同等性能を有するもの)で構成される。

0005

近年、計測装置で様々な情報を得るため電子基板の高機能化が求められている。必然的に基板に搭載する部品点数の増加や部品サイズの増大が求められている。このため、結果的に基板サイズや構成基板枚数が増大する。

0006

電子機器の小型化を図る1つの方法として、電池出し入れする開口部を有する電池収納容器と、記録媒体着脱可能に収納する記録媒体収納部と、所定の回路が構成される複数の回路基板とを備える電子機器において、電池収納容器の外側で開口部を除く部分に前記記録媒体収納部と複数の回路基板とが電池収納容器を取り囲むよう配置されている電子機器が知られている。

先行技術

0007

特開2004−39845号公報

発明が解決しようとする課題

0008

バイオロギング・バイオテレメトリー手法において、機器装着による生物への負荷を低減するため、計測装置の小型化が求められる。計測装置の筐体の形状は、取り付ける生物によって負荷が小さくなる形状や、取り付けしやすい形状など、適した形状が異なる。

0009

さらに上記に関して、水中生物においては耐圧・耐水性能が求められる。例えば、筐体に基板およびバッテリーが同時に収納され、筐体内の空いた空間(基板およびバッテリーでない部分)は、樹脂等で充填される場合がある。

0010

上においても耐衝撃防水性能が求められることから、基板およびバッテリーが同時にまたはそれぞれ単独で筐体内に収納され、樹脂等で充填される場合がある。このとき、圧力センサコネクタ等は樹脂の中に埋まっては機能しないため、筐体から露出するようにセンサやコネクタを配置する。
以上に関し、圧力センサやコネクタ以外においても、照度センサなど筐体形状に対する位置が限定されたセンサが存在する。

0011

以上をまとめると高機能性をもたせるために基板面積が大きくなる一方で、筐体も含めた計測装置全体のサイズを小型にし、取り付ける生物に適した形状にするという、通常両立が困難なことを実現することが求められている状況である。さらに、筐体形状に対する位置が限定されたセンサやコネクタが存在しており、基板の構成が複雑になるという問題がある。
1つの側面では、本発明は、装置の小型化を図ることを目的とする。

課題を解決するための手段

0012

上記目的を達成するために、開示の計測装置が提供される。この計測装置は、センサを備える計測装置であり、筒状の筐体と、筐体の長手方向に沿って配置され、一端部が筐体内に配置され、他端部が筐体の外部に配置される光ファイバーと、筐体内の、一端部の延長線上に配置される受光部を備える第1の基板と、可撓性を備える可撓部を介して第1の基板に電気的に接続され、第1の基板に対して鋭角または直角に配置される第2の基板と、を有している。

発明の効果

0013

1態様では、装置の小型化を図ることができる。

図面の簡単な説明

0014

実施の形態の計測装置を示す図である。
実施の形態の計測装置の使用例を説明する図である。
基板の配置を説明する図である。
実施の形態の計測装置の第1変形例を示す図である。
実施の形態の計測装置の第2変形例を示す図である。
実施の形態の計測装置の第3変形例を示す図である。
第2の実施の形態の計測装置を示す図である。
第3の実施の形態の計測装置を示す図である。

実施例

0015

以下、実施の形態の計測装置を、図面を参照して詳細に説明する。
<実施の形態>

0016

例えば魚類への計測装置の装着方法としては、魚類の腹腔内に入れて取り付ける内部装着と、魚類の体表に計測装置を取り付ける外部装着がある。外部装着は、取り付けの際に金属ワイヤーテグスケーブルタイ等を体内部に通す場合がある。外部装着の場合、流体抵抗が増加し、取り付け部分の傷が化膿する等、一般的に長期の装着には適していない場合が多い。このため、魚類においては、長期の装着において内部装着の方が適している場合が多いと一般的に考えられている。
図1は、実施の形態の計測装置を示す図である。

0017

実施の形態の計測装置1は、野生生物の行動・生理や経験環境等を計測するセンサを備えている。具体的には、実施の形態の計測装置1は、筐体11と光ファイバー12と照度センサ13と圧力センサ14とコネクタ15と基板16、17、18と電池19、20とを有している。

0018

筐体11は、角部が丸みを帯びた円筒状をなしている。角部が丸みを帯びることで、魚類の腹腔の損傷を抑制することができる。筐体11の直径は、例えば直径8mm程度である。また、筐体11の長手方向の長さは、例えば30mmである。なお、筐体11は、中空の筒状であれば前述の形状に限定されず、例えば1つの半球が円筒の一方の端部に結合されたような形状をなしていてもよいし、2つの半球が円筒の両端部に結合されたカプセル状であってもよい。

0019

筐体11内には、図示しない透明または不透明の樹脂が充填されており、光ファイバー12の一部と、圧力センサ14の一部とコネクタ15の一部が筐体11外に露出している。なお、筐体11の内部は実際には不透過の場合もあるが、図1では説明の便宜上、計測装置1が有する構成が分かるように表記している。
図2は、実施の形態の計測装置の使用例を説明する図である。

0020

図2に示すように、筐体11は、魚類100の腹腔内に入れることにより取り付けられる(内部装着)。内部装着の場合、計測装置1の全体が魚類100の内部に入ることから、このままでは魚類100の外部の環境照度の計測は困難である。
筐体11を内部装着した状態で、光ファイバー12は、その一部が魚類100の外部に露出する。

0021

この光ファイバー12は、外部の光を筐体11内に取り込む。これにより、魚類の腹腔内に入れた筐体11内で魚類100の外部の環境照度を計測することができる。
再び図1に戻って説明する。

0022

照度センサ13は、基板18に実装されている。この照度センサ13は、光ファイバー12により取り込んだ光の強度(光強度)を計測する。同様の光ファイバーを魚類の外部に露出させ、照度を腹腔に入れた筐体内の基板で計測することは、例えばLotek Wireless社のLAT2510等でも行われているが、Lotek Wireless社ものは、本実施の形態のように基板をZ状に配置することはしておらず、実施の形態の計測装置1と明らかに異なる。
圧力センサ14は、基板16に実装されている。圧力センサ14は、魚類100の腹腔内の圧力を計測する。

0023

ところで、計測装置1では、照度センサ13および圧力センサ14にて値を正しく計測するために、照度センサ13および圧力センサ14を、予め決められた位置に配置している。

0024

具体的には、照度センサ13を用いた計測の際、十分な環境照度を反映するようにするためには、光ファイバー12からの光を可能な限り直接、照度センサ13の受光部に当てるのが好ましい。他方、光ファイバー12が光伝達の特性を変えず曲げられる程度は限られている。

0025

このため、円筒形の筐体11に光ファイバー12を接続し、筐体11に収納した基板18上の照度センサ13の受光部に直接光を当てるために、筐体11の図1中、上面から筐体11内部に光ファイバー12を挿入し、照度センサ13を搭載した基板18を光ファイバー12の端面に可能な限り平行になるように配置している。

0026

また、樹脂を筐体11内に充填する場合において、圧力センサ14は樹脂の外部に露出させる。圧力センサ14を筐体11の外部に露出させる場合、筐体11の上面または下面(筐体11の長手方向の端面)に配置するのが好ましい。このため、圧力センサ14が実装される基板16を筐体11の上面または下面近傍に配置するのが好ましい。図1では、基板16を筐体11の上面近傍に配置している。また、コネクタ15は、計測装置1をPC(Personal Computer)と接続して計測の設定や計測データのダウンロードを行うために基板16に実装されている。このコネクタ15も筐体11の外部に露出するように配置されている。なお、実施の形態ではPCとの接続にコネクタ15を用いたが、Bluetooth(登録商標)等を用いて計測装置1との無線通信を行うことにより計測の設定や計測データのダウンロード等を行ってもよい。
基板17には、例えば、マイクロコンピュータやメモリ等のバイオロギング・バイオテレメトリーに使用する機能が搭載されている。

0027

このように、円筒形の筐体11内において照度センサ13、圧力センサ14、およびコネクタ15の位置を限定しつつ、限られた筐体11内の空間でその他の計測に使用する機能を搭載した基板の配置を実現するため、実施の形態では、基板16、17、18を側面視でZ型になるように配置している。
図3は、基板の配置を説明する図である。
なお、図3では、照度センサ13、圧力センサ14およびコネクタ15の図示を省略している。
基板16、17、18は、それぞれフレキシブル部21、22を介して互いに電気的に接続されている。
フレキシブル部21、22は、可撓部の一例である。フレキシブル部21、22は、フレキシブル基板またはリジッドフレキシブル基板である。
フレキシブル部21は、基板16と基板17とを電気的に接続している。フレキシブル部22は、基板17と基板18とを電気的に接続している。

0028

フレキシブル部21を紙面手前側に折り曲げ、フレキシブル部22を紙面奥側に折り曲げ、白抜きの矢印の方向(側面方向)から見ると、図1に示すようにZ状になる。すなわち、基板16は、基板17に対して側面視で鋭角に配置される。また、基板18は、基板17に対して側面視で鋭角に配置される。

0029

なお、本実施の形態では、基板16と基板17と基板18を側面視でZ状に配置した。しかし、これに限らず、基板16と基板17と基板18が側面視でそれぞれ直角に(コの字状に)なるように配置してもよい。なお、基板16と基板17と基板18を側面視でZ状に配置する際に、フレキシブル部以外にもコネクタを用いてもよい。
再び図1に戻って説明する。

0030

電池19、20は、基板16、17、18に実装された素子や回路に電力を供給する。電池19、20としては、例えばボタン電池SR626等が挙げられる。なお、電池の個数は図示した数に限定されず、1つでもよいし3つ以上でもよい。
魚類100の腹腔内に計測装置1を入れる場合、魚類100への装着の負荷を低減するため、円筒形の筐体11の直径が小さいのが好ましい。

0031

種別やサイズによっては、筐体11の直径が数ミリ大きいだけで死亡率が増大することもある。しかしセンサだけでなく電源マイコン、メモリ等のバイオロギング・バイオテレメトリーに使用する機能を搭載した基板のサイズを限られた直径の円の中に収めることは、部品サイズ・部品点数の観点から困難である。一方で、円筒形の長手方向に関しては、直径と比較し、大きくても魚類100の負荷には影響を与えない場合が多い。

0032

以上述べたように、野生生物の行動・生理や経験環境等を計測するセンサを備える計測装置1は、魚類100の内部に配置され、角部が丸みを帯びた筒状の筐体11と、筐体11の長手方向に沿って配置され、一端部が筐体内に配置され、他端部が魚類100の外部に配置される光ファイバー12と、筐体11内の、一端部の延長線上に配置される受光部を備える照度センサ13が実装された基板18と、可撓性を備えるフレキシブル部22を介して基板18に接続され、基板18に対して鋭角または直角に配置される基板17と、を有する。

0033

すなわち、フレキシブル部21、22を用いて基板16、17、18を接続し、フレキシブル部21、22を折り曲げる構成・構造により、限られた空間に、高機能を実現した基板を高密度に収納することができる。

0034

このため、基板の高機能性を実現しつつも、筐体11も含めた計測装置1全体のサイズを小型にし、取り付ける生物に適した形状にできる、さらに筐体11に対する配置が限定されたセンサやコネクタを適した位置に配置できる。すなわち、計測に使用する機能を搭載した基板16、17、18を、筐体11の直径内に収まり、かつ、長手方向に長い基板として構成することが可能である。

0035

これにより、合計すると大きな基板面積を、限られた空間に配置することができる。また、基板面積が大きい分、多数の回路を実装することができるため、多数の機能を備える計測装置1を実現しつつ、サイズの小型化を図れる。
次に、計測装置1の変形例を説明する。
<第1変形例>

0036

以下、計測装置の第1変形例について、前述した計測装置1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。また、以下の説明では、計測装置が実装する基板の集合体を「基板部」と言う。例えば、計測装置1の基板部は基板16、17、18およびフレキシブル部21、22を有している。
図4は、実施の形態の計測装置の第1変形例を示す図である。

0037

図4に示す計測装置1aは、基板の構成が計測装置1と異なっている。具体的には、図4(a)に示すように、第1変形例の基板部10aは、さらにフレキシブル部23および基板24を有している。基板24は、フレキシブル部23を介して基板17に接続されている。
この基板部10aを筐体11内に収容する場合、図4(b)に示すように、平面視で基板24が基板17にほぼ重なるようにフレキシブル部23を折り曲げる。

0038

そして、計測装置1と同様に、フレキシブル部21を紙面手前側に折り曲げ、フレキシブル部22を紙面奥側に折り曲げる。この基板部10aを紙面右方向(側面方向)から見ると、図1に示すようにZ状になる。

0039

第1変形例の計測装置1aによれば、計測装置1と同様の効果が得られる。そして、計測装置1aによれば、筐体11内に配置できる基板の面積をより大きくできる。このため、計測装置1aの高機能化を実現するため、多くのセンサを搭載したり、メモリ容量を増大したりする場合にも対応することができる。
<第2変形例>
以下、計測装置の第2変形例について、前述した計測装置1aとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図5は、実施の形態の計測装置の第2変形例を示す図である。

0040

図5に示す第2変形例の計測装置1bは、基板の構成が計測装置1aと異なっている。具体的には、図5に示すように、第2変形例の基板部10bは、さらに基板25、26およびフレキシブル部27、28を有している。基板25は、フレキシブル部27を介して基板17に接続されている。基板26は、フレキシブル部28を介して基板25に接続されている。

0041

この基板部10bを筐体11内に収容する場合、基板17、24、25、26が筒の周部を形成するようにフレキシブル部23、27、28を折り曲げる。これにより、基板23と基板25が対向し、基板17と基板26とが対向する。そして、基板16、18にて筒の上下をふさぐようにフレキシブル部21、22を折り曲げる。

0042

第2変形例の計測装置1bによれば、計測装置1aと同様の効果が得られる。そして、計測装置1bによれば、筐体11内に配置できる基板の面積をより大きくできる。
<第3変形例>
以下、計測装置の第3変形例について、前述した計測装置1bとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図6は、実施の形態の計測装置の第3変形例を示す図である。

0043

図6に示す第3変形例の計測装置1cは、基板の構成が計測装置1bと異なっている。具体的には、図6に示すように、第3変形例の基板部10cは、さらに基板29およびフレキシブル部30を有している。基板29は、フレキシブル部30を介して基板16に接続されている。

0044

この基板部10を筐体11内に収容する場合、基板17、24、25、26が筒の周部を形成するようにフレキシブル部23、27、28を折り曲げる。そして、基板16、18にて筒の上下をふさぐようにフレキシブル部21、22を折り曲げる。そして、基板29が基板17に重なるようにフレキシブル部30を折り曲げる。
このように、フレキシブル部を介して基板を重ねることにより、面数が六面以上の基板を比較的小さなスペースに配置することができる。
<第2の実施の形態>
以下、計測装置の第2の実施の形態について、前述した計測装置1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

0045

第1の実施の形態の計測装置1は、電池19、20を基板の下部に配置する例を示した。しかし、前述した変形例1〜変形例3のように折り曲げた基板部10a、10b、10cで電池を取り囲むようにしてもよい。
図7は、第2の実施の形態の計測装置を示す図である。

0046

第2の実施の形態の計測装置1dは、フレキシブル部31を介して電気的に接続される基板32、33を有している。基板33は、さらにフレキシブル部34を介して基板35に電気的に接続される。基板35は、さらにフレキシブル部36を介して基板37に電気的に接続される。フレキシブル部31、34、36を折り曲げることにより、筐体11内の電池38を取り囲むようにして計測に用いる機能を備える基板32、33、35、37が配置されている。

0047

基板37の左側の端部には、照度センサ13が配置されている。筐体11の図7中、上面から筐体11内部に光ファイバー12を挿入し、照度センサ13を搭載した基板37を光ファイバー12の端面に可能な限り平行になるように配置している。

0048

これにより、圧力センサ14やコネクタ15を搭載した基板33を筐体11の上面に露出させつつも、計測に用いる機能を搭載した基板32、35、37を電池38に添わせて配置することが可能となる。また、電池38を取り囲む基板37の左側の端部に照度センサ13を配置することにより、結果的に計測装置1dの全体サイズを小さくすることが可能である。
<第3の実施の形態>
以下、計測装置の第3の実施の形態について、前述した計測装置1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図8は、第3の実施の形態の計測装置を示す図である。
第1の実施の形態の計測装置1は、電池19、20を基板の下部に配置する例を示した。
しかし、第3の実施の形態の計測装置は、電池に沿うように基板を配置している。
図8に示す筐体11より大きな筐体11aに配置された電池41は、電池19、20よりも大きな電池を想定している。

0049

計測装置1eは、電池41に沿って基板16、17、18が配置されている。フレキシブル部42は、基板16と基板18とを電気的に接続している。フレキシブル部43は、基板16と基板17とを電気的に接続している。このような構成によっても大きな基板面積を限られた空間に配置することができる。また、基板面積が大きい分、多数の回路を実装することができるため、多数の機能を備える計測装置1を実現しつつ、サイズの小型化を図れる。

0050

以上、本発明の計測装置を、図示の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物や工程が付加されていてもよい。
また、本発明は、前述した各実施の形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。

0051

1、1a、1b、1c、1d、1e計測装置
10a、10b、10c基板部
11筐体
12光ファイバー
13照度センサ
14圧力センサ
15コネクタ
16,17,18、24、25、26、29、32、33、35、37 基板
19、20、38、41電池
21、22、23、27、28、30、31、34、36フレキシブル部
100 魚類

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