発電装置付可撓性モジュールと、これを用いた発電装置付可撓性センサ装置
【課題】本発明は生産性の良好な発電装置付可撓性モジュールを提供することを目的とするものである。
【解決手段】本発明は、この課題を解決するために信号処理回路５ｂと、この信号処理回路５ｂを駆動する発電ブロック６と、これら発電ブロック６と信号処理回路５が形成された基板８とを備え、基板８には可撓性領域９と剛性領域１０とを設け、この剛性領域１０上には電子部品１３や半導体素子１２が装着されて、信号処理回路５ｂが形成されるとともに、可撓性領域９には発電ブロック６が形成されたものである。これにより、信号処理回路５ｂは剛性領域１０に形成されるので、容易に実装ができる。また、発電ブロックが可撓性領域９に設けられるので可撓性を失うこともないので、しっかりと測定対象へ装着できる。
【解決手段】本発明は、この課題を解決するために信号処理回路５ｂと、この信号処理回路５ｂを駆動する発電ブロック６と、これら発電ブロック６と信号処理回路５が形成された基板８とを備え、基板８には可撓性領域９と剛性領域１０とを設け、この剛性領域１０上には電子部品１３や半導体素子１２が装着されて、信号処理回路５ｂが形成されるとともに、可撓性領域９には発電ブロック６が形成されたものである。これにより、信号処理回路５ｂは剛性領域１０に形成されるので、容易に実装ができる。また、発電ブロックが可撓性領域９に設けられるので可撓性を失うこともないので、しっかりと測定対象へ装着できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物に装着され、発電手段とこの発電手段によって駆動される信号処理回路とを含む発電装置付可撓性モジュールとこれを用いた発電装置付可撓性センサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来のセンサ装置について説明する。従来のセンサ装置は、片面のフレキシブル基板上に、アンテナ、バッテリ、信号処理回路や温度センサ５ａが搭載され、これらが保護膜で覆われた構成である。
【０００３】
このように構成されたセンサ装置は例えば人体に直接貼り付けられ、信号処理回路が温度センサで検出した体温の信号を送信信号へと変換し、アンテナを介して外部の監視装置へと送信するものである。なお、これらの温度センサや信号処理回路は、バッテリから供給される電源電圧によって駆動される。
【０００４】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２０１３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら従来のセンサ装置では、フレキシブル基板上に信号処理回路や温度センサが構成されている。つまり、これらの部品をフレキシブル基板上に実装する必要があるが、汎用の実装機などでの実装が困難であり、生産性が悪いという課題を有していた。
【０００７】
そこで本発明は、この問題を解決したもので、汎用の実装機などで容易に実装でき、生産性の良好な発電装置付可撓性モジュールならびにセンサ装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために発電ブロックと、センサで検出された信号が入力される信号処理回路とを有し、基板には可撓性領域と剛性領域と、この剛性領域上には複数の電子部品が装着されて、少なくとも前記信号処理回路が形成されるとともに、前記可撓性領域には少なくとも前記発電ブロックが形成されたものである。これにより初期の目的を達成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明によれば、基板と、この基板上に構成された信号処理回路と、この信号処理回路を駆動する電源電圧を発生する発電ブロックとを備え、前記発電ブロックが前記基板上に構成された発電装置付センサモジュールにおいて、前記基板には可撓性領域と剛性領域とを設け、この剛性領域上には複数の電子部品が装着されて、少なくとも前記信号処理回路が形成されるとともに、前記可撓性領域には少なくとも前記発電ブロックが形成された発電装置付可撓性モジュールである。
【００１０】
これにより、剛性領域上に信号処理回路が形成されるので、この信号処理回路を構成する電子部品は汎用の実装機などで容易に実装が可能となる。したがって、非常に生産性の良好な発電装置付可撓性モジュールを実現できる。
【００１１】
また、発電ブロックが可撓性領域に形成されるので、装着対象の形状や、動きなどによらず、装着対象に対して発電装置付可撓性モジュールをしっかりと装着することができる。従って、発電装置付可撓性モジュール上にセンサなどを設けておけば、センサを測定対象に近接あるいは接触させて測定することも可能となるので、精度よく検知することができる。さらに、装着対象を人体としたような場合、発電装置付可撓性モジュールの装着に対する違和感を少なくするとともに、行動への妨げを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態におけるセンサ装置の正面図
【図２】同、断面図
【図３】同、回路ブロック図
【図４】同、第２の例のセンサ装置の断面図
【図５】同、第３の例のセンサ装置の断面図
【図６】同、第４の例のセンサ装置の断面図
【図７】実施の形態２におけるセンサ装置を貼り付けた状態での断面図
【図８】同、センサ装置の下面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施の形態１）
以下、本実施の形態における発電装置付可撓性センサ装置（以降センサ装置１という）について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施の形態におけるセンサ装置の正面図であり、図２は、同断面図である。本実施の形態におけるセンサ装置１は、測定対象に装着されて、規定の情報を検知し、その検知情報を親機（図示なし）へ送信するものである。そのためにセンサ装置１には、検知した情報を送信するセンサモジュール２（発電装置付可撓性モジュールの一例として用いた）と、このセンサモジュール２を測定対象へ装着するための装着部材とを有した構成となっている。
【００１４】
なお、本実施の形態におけるセンサ装置１では、装着部材として、センサモジュール２の測定対象と面する側（図１における下面側）に増粘剤３が形成されている。なお、本実施の形態では、センサモジュール２の下面に増粘剤３が設けられているが、これは下面側に増粘剤３が塗布され、センサモジュール２より大きなサイズの樹脂シートを用いても良い。そしてこの場合、樹脂シートはセンサモジュール２を覆うようにして測定対象へ貼り付けられる。ここで、本実施の形態のセンサ装置１における測定対象は人体であり、人体に貼り付けてさまざまな人体情報を検知するものである。
【００１５】
図３は、本実施の形態におけるセンサモジュール２の回路ブロック図である。では図３を用いて、本実施の形態におけるセンサモジュール２の回路について詳細に説明する。センサモジュール２には、信号処理部５と、この信号処理部５へ電源電圧を供給する発電ブロック６と、信号処理部５の出力（あるいは入出力、または入力）に接続されたアンテナ７とを有している。ここで信号処理部５には、人体の人体情報を検知するセンサ５ａと、このセンサ５ａで検出された情報を送信信号へと変換する信号処理回路５ｂと、これらのセンサ５ａや信号処理回路５ｂを駆動制御するための駆動回路５ｃとを有している。
【００１６】
本実施の形態におけるセンサ５ａは人体の体温を測定する温度センサとしているが、これに限らず脈拍や動作など他の生体情報を検知するセンサであっても良い。また、本実施の形態では人体に装着して、人体情報を検知しているが、これに限らず人体以外を測定対象としても良い。この場合、それぞれの測定対象に応じ、種々の情報を検知するためのセンサが適宜設けられる。
【００１７】
次に、図１、図２を用いて、本実施の形態におけるセンサ装置１の構成を説明する。基板８は、フレキシブル配線基板８ａ（可撓性基材の一例として用いた）とガラス基材エポキシ樹脂系のプリント基板８ｂ（非可撓性基材の一例として用いた）とから形成されている。本実施の形態では、フレキシブル配線基板８ａの両端部近傍上にプリント基板８ｂが積層された構成としている。そしてこの構成により、基板８には、フレキシブル配線基板８ａ単独の可撓性領域９と、フレキシブル配線基板８ａ上にプリント基板８ｂが搭載された剛性領域１０とが形成される。つまり、フレキシブル配線基板８ａにおいてプリント基板８ｂと接続される接続部１１は、可撓性領域９のフレキシブル配線基板８ａの両端から延在して形成される。そしてこの接続部１１とプリント基板８ｂとは、はんだや導電性接着剤などのような導電部材によって接続される。
【００１８】
ここで剛性領域１０には、信号処理部５が形成されている。ただし本実施の形態では、信号処理回路５ｂや駆動回路５ｃなどを構成する半導体素子１２（電子部品の一例として用いた）や電子部品１３が、プリント基板８ｂの上面側に装着されている。この半導体素子１２は、いわゆるベアチップであり、プリント基板８ｂへフリップチップ実装されている。一方センサ５ａはフレキシブル配線基板８ａの接続部１１の下面へ装着される。本実施の形態では、半導体素子１２のプリント基板８ｂへの実装は、異方性導電フィルム（いわゆるＡＣＦ）により行われているが、これは異方性導電ペーストや非導電性フィルムや非導電性ペーストなどによる接続でも良い。一方、電子部品１３やセンサ５ａは、クリーム半田や導電性の接着剤などによって装着される。
【００１９】
なお、プリント基板８ｂは、フレキシブル配線基板８ａにおける接続部１１の上側のみに搭載しているが、これは上下両面や下面側のみとしても構わない。また、本実施の形態ではセンサ５ａは測定対象へ接触させて検知するセンサ５ａであるので、フレキシブル配線基板８ａの下面にセンサ５ａが装着される。これによって人体の情報を精度良く検知できる。
【００２０】
図４は、第２の例におけるセンサ装置の断面図である。本実施の形態においてセンサ５ａは、フレキシブル配線基板８ａの下面に搭載されたが、これはプリント基板８ｂの下面に装着しても良い。いずれにしてもセンサ５ａを剛性領域１０におけるフレキシブル配線基板８ａあるいはプリント基板８ｂの下面側（剛性領域１０の下面側）に搭載することが重要である。この構成により、汎用の実装機などを用いて容易にセンサ５ａを実装できるので、生産性の良好なセンサモジュール２を実現できる。
【００２１】
ただし、測定対象へ接触させる必要性のないセンサ５ａは、他の電子部品１３や半導体素子１２と同様にプリント基板８ｂの上面に装着すると良い。この場合これらの部品を同時に装着できるので、さらに生産性が良くできる。
【００２２】
一方可撓性領域９には、発電ブロック６とアンテナ７とが形成されている。本実施の形態では、アンテナ７にはプリントアンテナを用いているので、フレキシブル配線基板８ａ上に形成した。しかし、アンテナ７に例えば空芯コイルなどを用いる場合には、これもプリント基板８ｂ上に搭載する。
【００２３】
では次に発電ブロック６について詳細に説明する。本実施の形態における発電ブロック６は色素増感型の太陽電池であり、フレキシブル配線基板８ａにおける可撓性領域９上に形成されている。この少なくともフレキシブル配線基板８ａの上面には銅箔によるパターンが配線され、可撓性領域９には、銅箔によって太陽電池の一方の電極（図示せず）が形成されている。そして太陽電池の他方の電極１４は、フレキシブル配線基板８ａにおける可撓性領域９の上方に配置される。この他方の電極１４とフレキシブル配線基板８ａとの間の接続は、スペーサ１５によって行われ、このスペーサ１５に設けられた孔１５ａは電解液によって満たされている。すなわち、電解液はフレキシブル配線基板８ａとスペーサ１５と電極１４とによって囲まれ、完全に密封された状態となる。ここで電極は、透明な樹脂製の支持基材と、この支持基板の下面に形成された透明電極膜より形成される。なお、透明電極膜には、酸化亜鉛などの金属膜が用いられる。
【００２４】
このとき、発電ブロック６の可撓性を失わないようにするため、スペーサ１５や電極１４にもＰＥＴなどのような可撓性を有した基材が用いられる。このように色素増感型の太陽電池は、可撓性を有した材料で形成し易いので、可撓性を有したセンサ装置１を実現し易くなる。
【００２５】
ここで、センサ装置１はある期間の間、継続的に情報を検知するために、長期間人体に貼り付けられた状態のままとなる。しかし、同一場所への長期の装着はかぶれなどの原因となるため、定期的にセンサ装置１を貼り付ける位置を変更することや、あるいは入浴時にセンサ装置１を外し、装着箇所を洗うなどの処置をすることが望ましい。ところが、一般的に一度肌へ貼り付けた増粘剤３には、ごみ（垢など）が付着するので、再度貼り付けようとした場合、増粘剤３の粘着力が大幅に低下する。そこで、このように人体へ増粘剤３で直接貼り付けて使用されるセンサ装置１では、多くとも数回程度の再利用の後は廃棄され、新しいセンサ装置１へと交換されるため、低価格であることが非常に重要となる。そこで、本実施の形態における太陽電池には、色素増感型太陽電池を用いている。色素増感型太陽電池は、シリコンアモルファスによる太陽電池に比べて、その製造コストや原材料のコストが低価格であり、非常に低価格なセンサ装置１を実現できる。なお本実施の形態において、発電ブロック６は色素増感型の太陽電池としたが、これは例えばシリコンアモルファスによる太陽電池や、燃料電池などでも良く、可撓性を有した発電手段であれば良い。
【００２６】
以上のような構成によって、剛性領域１０であるプリント基板８ｂ上に信号処理回路５ｂが形成されるので、電子部品１３や半導体素子１２は汎用の実装機などで容易に実装が可能となる。したがって、非常に生産性の良好なセンサモジュール２を実現できる。また、半導体素子１２が剛性領域１０にフリップチップ実装されるので、半導体素子１２をプリント基板８ｂにしっかりと圧接できる。したがって、半導体素子１２とプリント基板８ｂとの間の接続の信頼性を高くできる。
【００２７】
また、フレキシブル配線基板８ａの可撓性領域９上に色素増感太陽電池が形成されるので、センサ装置１を貼り付ける場所の形状や、動きなどによらず、センサ装置１をしっかりと装着することができる。従って、センサ５ａと測定対象との間の距離などの変化も小さく、あるいは確実に測定対象へ接触させて測定することも可能となるので、精度のよい検知を行うことができる。さらに、発電ブロック６が可撓性領域９に形成されているので、センサ装置１の装着に対する違和感を少なくするとともに、行動への妨げを少なくすることができる。
【００２８】
さらにまた、剛性領域１０の端部近傍には、帯状（あるいは紐状など）の装着具が取り付けられる装着具固定部が形成される。これにより、装着具固定部が剛性領域１０に設けられるので、装着具の取り付け部の破壊などが生じ難くなり、長期にセンサ装置１をしっかりと装着することができる。なお本実施の形態では可撓性領域９の両側に剛性領域１０を設け、これら両方の剛性領域１０の両端部近傍に装着具固定部が形成されている。そしてその装着具固定部の一例として、プリント基板８ｂ、接続部１１、増粘剤３ならびに剥離紙４を貫通する孔１６を形成している。そしてこの孔１６に柔軟性と弾性とを有した帯や紐を通すことで、帯や紐などを用いて腕などの部位へ装着することができる。これにより孔１６は剛性領域１０に設けられているので、たとえ帯や紐などを取り付けても孔１６に亀裂などが生じにくくなり、センサ装置１をしっかりと装着することができる。
【００２９】
なお、装着具ならびに装着具固定部の形態は本実施の形態に限るものではなく、例えば孔１６に代えてプリント基板８ｂの端部よりＴ字状の切り込みを設けても良い。あるいは、装着具側にクリップのような保持具が設けられているような場合、装着具固定部としては、保持具で挟まれるために電子部品１３や半導体素子１２が装着されない領域が形成される。そしていずれにしてもこのような構成とすることによって、装着具固定部は剛性領域に設けられるので、センサ装置１をしっかりと装着することができる。
【００３０】
そしてこのようなセンサ装置１を、人体や衣服などへ直接貼り付ける場合には、増粘剤３の表面にあらかじめ設けられた剥離紙４（反射光量調整部材の一例として用いた）を剥がし、増粘剤３によってセンサモジュール２を貼り付ける。また、例えば皮膚が弱く増粘剤によるかぶれなどがあるように、人体や衣服へ直接貼り付けられないような場合、剥離紙４は剥がさず（あるいはあらかじめ増粘剤３のないセンサ装置１を準備し）、センサ装置１に装着具を装着し、この装着具によってセンサ装置１を装着する。この場合、太陽電池と装着対象との間に剥離紙４が設けられるので、装着対象の色によらず反射光量が安定する。従って、衣服の色や肌の色の違いなどに対しても安定した電圧を得ることができる。特に、剥離紙４に反射率の高い部材を用いれば、光の反射率の小さな暗色系の衣服などの上に装着された場合でも高い発電効率の太陽電池を得ることができる。
【００３１】
ここで、剥離紙４と増粘剤３との間（接触面）には、シリコン樹脂などによる剥離層（表面処理の一例として用いた、図示はなし）が形成されている。これにより、剥離紙４は増粘剤３から容易に剥離（分離）可能となり、剥離紙４を剥がすと増粘剤３はフレキシブル基板８ａ側に残ることとなる。このようにフレキシブル基板８ａの下面に増粘剤３を設けておき、剥離紙４は増粘剤３から剥がすことができる構成であるので、剥離紙４を剥がすだけで、直接装着対象へ貼り付けて使用することも可能となる。したがって、センサ装置１を直接衣服や肌へ装着することも可能となるので、装着具が不要となる。また、装着具を装着したときの違和感（締め付け感）なども少なくできる。そしてこれは、肌の色が色白である場合や、反射率の大きな色の衣服上に装着する場合には特に有効となる。
【００３２】
以上のような構成によって、剥離紙４の反射率と装着対象の反射率とがほぼ等しい場合には、剥離紙４を剥がして増粘剤３によって直接センサ装置１を貼り付けることができる。一方、剥離紙４の反射率と装着対象の反射率とが異なる場合には、センサ装置１は剥離紙４を剥がさずに、装着具を取り付け、この装着具によって衣服上へ装着することができる。これにより、装着対象の色の違いに関わらず、安定した発電効率を実現できる。
【００３３】
一方、衣服や肌が反射率の大きな色であるような場合、反射光量調整部材の有無による太陽電池の効率の差は小さくなる。そこで、このような場合には、剥離紙４を剥がして衣服や肌へ直接装着することも可能となるので、別途装着具などを準備する必要がなくなる。
【００３４】
本実施の形態において剥離紙４の反射率は肌の反射率とほぼ同じとしている。具体的には、肌の色に近い色合いのマット紙を用いている。これにより、センサ装置１を肌へ直接装着した場合と、衣服へ装着した場合とでの太陽電池の効率のばらつきを小さくできる。また、剥離紙４は紙であるので、非常に低価格なセンサ装置１を実現できる。なお、剥離紙４の素材は、紙に限られるものではなく、ＰＥＴなど他の材料を用いても構わない。ただし、このように光が透過するような材料を用いる場合、剥離紙４の表面に反射率の高い材料や色の塗料などによる表面処理を行って、光を反射するようにすればよい。
【００３５】
本実施の形態における剥離紙４には、肌に近い色を用いたが、これは他の色としても良い。たとえば剥離紙４として反射素材を用いても良い。このとき、装着対象が反射率の小さな素材や暗色系の色である場合には、センサ装置１は剥離紙４を剥がさずに、装着具を取り付け、この装着具によって衣服上へ装着すると良い。一方、装着対象が反射率の大きな素材や淡色系の色である場合には、剥離紙４を剥がし、増粘剤３によって直接センサ装置１を貼り付けることができる。これによって、装着対象が違っても反射量を大きくできるので、装着対象の反射率の違いなどによらず効率の良好な太陽電池を実現できる。従って、センサ装置１がたとえば暗色系の衣服のような反射率の小さな素材上に装着されても安定した発電量を維持できる。なお反射素材には、たとえば剥離紙４の色を反射率の大きな白色や淡色系の色の素材を用いるとか、あるいはマット紙でなく光沢紙やコーティング素材などのような表面がつるつるな素材を用いれば良い。
【００３６】
ここで本実施の形態では可撓性領域９の両側に剛性領域１０を設けたが、電子部品１３や半導体素子１２が一方の剛性領域１０にのみ集中して装着される場合、剛性領域１０は電子部品１３を搭載される側一方のみとしても良い。この場合、可撓性領域９（図１においてはフレキシブル配線基板８ａの左側）の端部近傍に装着具固定部を形成する。また、帯や紐による装着が不要であるような場合にも、一方（図１において可撓性領域９の左側）の剛性領域１０は削除しても良い。
【００３７】
さらに、剛性領域１０の両側や４方向あるいは剛性領域１０を囲むように可撓性領域９を形成しても良い。この場合、剛性領域１０が３箇所以上設けられるが、このような場合には、少なくとも最も離れた剛性領域１０に対し装着具固定部が形成する。もちろんこの場合も上述のように、可撓性領域９に対して装着具固定部を形成しても良い。
【００３８】
さらに加えて、本実施の形態では可撓性領域９と剛性領域１０との間に幅狭部１７を設けている。この幅狭部１７の幅は、可撓性領域９の幅や剛性領域１０の幅に比べて狭くしている。なお本実施の形態における幅狭部１７は、可撓性領域９のフレキシブル配線基板８ａにおけるプリント基板８ｂとの接合境界にスリット１７ａを設けることによって形成する。これにより、可撓性領域９と剛性領域１０との間の連結は、幅狭部１７によって連結されるので、可撓性領域９の変形が阻害されにくくなる。従って、センサ装置１をしっかりと測定対象へ貼り付けることができる。なお、本実施の形態では、可撓性領域９の片側にのみスリット１７ａを設けたが、これは両側に設けても良い。また、可撓性領域９の４方向に剛性領域１０を設けても良く、いずれの場合も可撓性領域９と剛性領域１０とが連結される箇所は幅狭部１７とする。
【００３９】
さらに、本実施の形態ではスリット１７ａは可撓性領域９側に形成したが、これは剛性領域１０側へ形成しても良い。この場合、幅狭部１７においてもプリント基板８ｂが形成されるので、幅狭部１７上に配線された配線パターンなどに加わるストレスを小さくできる。従って、幅狭部１７で配線パターンの切断などが生じ難くなり、信頼性の高いセンサ装置１を実現できる。
【００４０】
センサ５ａは下面（センサ装置１の人体への貼り付け面側）に搭載されている。したがって、センサ５ａは直接肌などの測定対象へ接触するので、精度の良い検知が可能となる。そしてさらに本実施の形態では、センサ５ａにおいて肌と接触する部分は増粘剤３が塗布されず、増粘剤３の不形成部３ａとしている。
【００４１】
図５は、第３の例におけるセンサ装置の断面図である。図５において図１から図４と同じものには、同じ番号を用いており、その説明は簡略化している。第３の例におけるセンサ装置１において、基板２０は、可撓性を有する電極１４（可撓性基材の他の例として用いた）と、プリント基板８ｂ（非可撓性基材）とによって構成される。この例においては、電極１４の下方にフレキシブル基板８ｂが対向して、太陽電池が形成された領域が可撓性領域９となる。一方、剛性領域１０は、電極１４の下にプリント基板８ｂが積層されて形成される。
【００４２】
そして電極１４の下面では、透明電極膜がフレキシブル基板８ａと対向した面からプリント基板８ｂと電極１４とが接続される箇所にまで延在して形成される。これにより、太陽電池と信号処理部５とが接続され、太陽電池で発電された電力が信号処理部５へと供給されることとなる。
【００４３】
以上の構成により、半導体素子１２、電子部品１３やセンサ５ａは剛性領域１０に装着できるので、非常に生産性が良好となる。また、支持基材の上面に導体パターンを形成すれば、支持基材上面に半導体素子１２、電子部品１３やセンサ５ａを実装することも可能となるので、信号処理部５を小型することができ、装着時の違和感を少なくできる。
【００４４】
図６は、第４の例におけるセンサ装置の断面図である。図６において図１から図５と同じものには、同じ番号を用いており、その説明は簡略化している。第４の例におけるセンサ装置１において基板２２は、フレキシブル基板８ａとプリント基板８ｂとによって構成される点は、第１の例と同じである。しかし剛性領域１０は、フレキシブル基板８ａの下面側にプリント基板８ｂが積層されることによって形成される。この場合、フレキシブル基板８ａには、下面にも導体パターンが形成された両面配線基板を用いる。
【００４５】
この例の場合においても半導体素子１２、電子部品１３やセンサ５ａは剛性領域１０に装着できるので、非常に生産性が良好となる。また、支持基材の上面に導体パターンを形成すれば、支持基材上面に半導体素子１２、電子部品１３やセンサ５ａを実装することも可能となるので、信号処理部５を小型することができ、装着時の違和感を少なくできる。
【００４６】
なおこれら第３と第４の例の場合、プリント基板８ｂの下面に半導体素子１２、電子部品１３やセンサ５ａが装着される。そしてセンサ装置１は、信号処理部５が下方を向く方向に装着される。従って、半導体素子１２、電子部品１３やセンサ５ａが露出した状態であると、これらが直接に肌へあたることとなり、違和感が大きくなる。そこで、この例の場合、半導体素子１２、電子部品１３やセンサ５ａを樹脂２１によって覆っておく。これにより装着時の違和感を小さくできる。
【００４７】
（実施の形態２）
図７は本実施の形態におけるセンサ装置を人体へ貼り付けた状態での断面図であり、図８は同、センサ装置の下面図である。これらの図７、図８において、図１や図２と同じものには、同じ番号を用いており、その説明は簡略化している。図７、図８において、剛性領域１０の一部分には、フレキシブル配線基板８ａとプリント基板８ｂとが接続された接続領域１１ａを有する。この接続領域１１ａでは、はんだや導電性接着剤などのような導電部材によって、フレキシブル配線基板８ａとプリント基板８ｂとが接続される。そして剛性領域１０において接続領域１１ａに隣接した領域には、遊離可能領域１１ｂが形成される。この遊離可能領域１１ｂでは、プリント基板８ｂとフレキシブル配線基板８ａとは接続されておらず、遊離可能となる。
【００４８】
具体的には、フレキシブル配線基板８ａおよびプリント基板８ｂの幅方向（図２において上下方向）において全体がプリント基板８ｂに対して非接続とするものである。これによって、フレキシブル配線基板８ａの遊離可能領域１１ｂは、プリント基板８ｂから自在に遊離することができることとなる。そしてセンサ５ａは、フレキシブル基板８ａにおける遊離可能領域１１ｂの下面に装着されるので、センサ５ａ装着領域を含め、センサ５ａ搭載側の端部はプリント基板８ｂと固定されず、遊離できる構成としている。これにより、センサ５ａはプリント基板８ｂより遊離した状態で、被検査対象へ貼り付けることができる。従って、例えセンサ装置１の装着場所の形状が湾曲し、その局率半径が小さくても、センサ５ａを確実に測定対象の表面に接触させることができる。
【００４９】
さらに、センサ５ａは剛体領域に搭載されることとなる。つまり、センサ５ａをフレキシブル配線基板８ａへ実装する工程において、センサ５ａは剛体領域上に装着されることとなる。つまりこの実装工程において、センサ５ａが実装される箇所では、剛性を有したプリント基板８ｂ上にフレキシブル配線基板８ａが重ねられた状態となる。これにより、プリント基板８ｂが受けとして作用し、センサ５ａはあたかも硬い基板に実装するかのごとくに実装することができる。したがって、センサ５ａの実装は汎用の実装機で容易に実装することができるので、非常に生産性の良好なセンサモジュール２を実現することができる。
【００５０】
また、センサ５ａは剛性領域１０におけるフレキシブル配線基板８ａの下面（センサモジュール２の人体への貼り付け面側）に搭載される。したがって、センサ５ａは直接肌などの測定対象へ接触させることができるので、精度の良い検知が可能となる。
【００５１】
さらにフレキシブル配線基板８ａには遊離可能領域１１ｂが形成されているので、センサモジュール２を被検査対象へ貼り付けた場合、フレキシブル配線基板８ａがプリント基板８ｂより遊離し、測定対象に沿った状態で貼り付けられることとなる。そして、この遊離可能領域１１ｂにセンサ５ａが装着されているので、例えセンサモジュール２の装着場所の形状が湾曲し、その局率半径が小さくても、センサ５ａを確実に測定対象の表面に接触させることができる。
【００５２】
つまり、センサ５ａを実装する時には、剛性を有したプリント基板８ｂがフレキシブル配線基板８ａの受けとしての働きをし、測定対象へ貼り付けられたときには、測定対象へ貼り付けられるフレキシブル配線基板８ａから遊離し、センサモジュール２の装着（センサ５ａの接触）を妨げなくできる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明にかかる発電装置付可撓性モジュールは、生産性が良好であるという効果を有し、可撓性を有したセンサ装置に用いると有用である。
【符号の説明】
【００５４】
２ センサモジュール
５ｂ 信号処理回路
６ 発電ブロック
８ 基板
９ 可撓性領域
１０ 剛性領域
１２ 半導体素子
１３ 電子部品
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物に装着され、発電手段とこの発電手段によって駆動される信号処理回路とを含む発電装置付可撓性モジュールとこれを用いた発電装置付可撓性センサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来のセンサ装置について説明する。従来のセンサ装置は、片面のフレキシブル基板上に、アンテナ、バッテリ、信号処理回路や温度センサ５ａが搭載され、これらが保護膜で覆われた構成である。
【０００３】
このように構成されたセンサ装置は例えば人体に直接貼り付けられ、信号処理回路が温度センサで検出した体温の信号を送信信号へと変換し、アンテナを介して外部の監視装置へと送信するものである。なお、これらの温度センサや信号処理回路は、バッテリから供給される電源電圧によって駆動される。
【０００４】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２０１３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら従来のセンサ装置では、フレキシブル基板上に信号処理回路や温度センサが構成されている。つまり、これらの部品をフレキシブル基板上に実装する必要があるが、汎用の実装機などでの実装が困難であり、生産性が悪いという課題を有していた。
【０００７】
そこで本発明は、この問題を解決したもので、汎用の実装機などで容易に実装でき、生産性の良好な発電装置付可撓性モジュールならびにセンサ装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために発電ブロックと、センサで検出された信号が入力される信号処理回路とを有し、基板には可撓性領域と剛性領域と、この剛性領域上には複数の電子部品が装着されて、少なくとも前記信号処理回路が形成されるとともに、前記可撓性領域には少なくとも前記発電ブロックが形成されたものである。これにより初期の目的を達成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明によれば、基板と、この基板上に構成された信号処理回路と、この信号処理回路を駆動する電源電圧を発生する発電ブロックとを備え、前記発電ブロックが前記基板上に構成された発電装置付センサモジュールにおいて、前記基板には可撓性領域と剛性領域とを設け、この剛性領域上には複数の電子部品が装着されて、少なくとも前記信号処理回路が形成されるとともに、前記可撓性領域には少なくとも前記発電ブロックが形成された発電装置付可撓性モジュールである。
【００１０】
これにより、剛性領域上に信号処理回路が形成されるので、この信号処理回路を構成する電子部品は汎用の実装機などで容易に実装が可能となる。したがって、非常に生産性の良好な発電装置付可撓性モジュールを実現できる。
【００１１】
また、発電ブロックが可撓性領域に形成されるので、装着対象の形状や、動きなどによらず、装着対象に対して発電装置付可撓性モジュールをしっかりと装着することができる。従って、発電装置付可撓性モジュール上にセンサなどを設けておけば、センサを測定対象に近接あるいは接触させて測定することも可能となるので、精度よく検知することができる。さらに、装着対象を人体としたような場合、発電装置付可撓性モジュールの装着に対する違和感を少なくするとともに、行動への妨げを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態におけるセンサ装置の正面図
【図２】同、断面図
【図３】同、回路ブロック図
【図４】同、第２の例のセンサ装置の断面図
【図５】同、第３の例のセンサ装置の断面図
【図６】同、第４の例のセンサ装置の断面図
【図７】実施の形態２におけるセンサ装置を貼り付けた状態での断面図
【図８】同、センサ装置の下面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施の形態１）
以下、本実施の形態における発電装置付可撓性センサ装置（以降センサ装置１という）について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施の形態におけるセンサ装置の正面図であり、図２は、同断面図である。本実施の形態におけるセンサ装置１は、測定対象に装着されて、規定の情報を検知し、その検知情報を親機（図示なし）へ送信するものである。そのためにセンサ装置１には、検知した情報を送信するセンサモジュール２（発電装置付可撓性モジュールの一例として用いた）と、このセンサモジュール２を測定対象へ装着するための装着部材とを有した構成となっている。
【００１４】
なお、本実施の形態におけるセンサ装置１では、装着部材として、センサモジュール２の測定対象と面する側（図１における下面側）に増粘剤３が形成されている。なお、本実施の形態では、センサモジュール２の下面に増粘剤３が設けられているが、これは下面側に増粘剤３が塗布され、センサモジュール２より大きなサイズの樹脂シートを用いても良い。そしてこの場合、樹脂シートはセンサモジュール２を覆うようにして測定対象へ貼り付けられる。ここで、本実施の形態のセンサ装置１における測定対象は人体であり、人体に貼り付けてさまざまな人体情報を検知するものである。
【００１５】
図３は、本実施の形態におけるセンサモジュール２の回路ブロック図である。では図３を用いて、本実施の形態におけるセンサモジュール２の回路について詳細に説明する。センサモジュール２には、信号処理部５と、この信号処理部５へ電源電圧を供給する発電ブロック６と、信号処理部５の出力（あるいは入出力、または入力）に接続されたアンテナ７とを有している。ここで信号処理部５には、人体の人体情報を検知するセンサ５ａと、このセンサ５ａで検出された情報を送信信号へと変換する信号処理回路５ｂと、これらのセンサ５ａや信号処理回路５ｂを駆動制御するための駆動回路５ｃとを有している。
【００１６】
本実施の形態におけるセンサ５ａは人体の体温を測定する温度センサとしているが、これに限らず脈拍や動作など他の生体情報を検知するセンサであっても良い。また、本実施の形態では人体に装着して、人体情報を検知しているが、これに限らず人体以外を測定対象としても良い。この場合、それぞれの測定対象に応じ、種々の情報を検知するためのセンサが適宜設けられる。
【００１７】
次に、図１、図２を用いて、本実施の形態におけるセンサ装置１の構成を説明する。基板８は、フレキシブル配線基板８ａ（可撓性基材の一例として用いた）とガラス基材エポキシ樹脂系のプリント基板８ｂ（非可撓性基材の一例として用いた）とから形成されている。本実施の形態では、フレキシブル配線基板８ａの両端部近傍上にプリント基板８ｂが積層された構成としている。そしてこの構成により、基板８には、フレキシブル配線基板８ａ単独の可撓性領域９と、フレキシブル配線基板８ａ上にプリント基板８ｂが搭載された剛性領域１０とが形成される。つまり、フレキシブル配線基板８ａにおいてプリント基板８ｂと接続される接続部１１は、可撓性領域９のフレキシブル配線基板８ａの両端から延在して形成される。そしてこの接続部１１とプリント基板８ｂとは、はんだや導電性接着剤などのような導電部材によって接続される。
【００１８】
ここで剛性領域１０には、信号処理部５が形成されている。ただし本実施の形態では、信号処理回路５ｂや駆動回路５ｃなどを構成する半導体素子１２（電子部品の一例として用いた）や電子部品１３が、プリント基板８ｂの上面側に装着されている。この半導体素子１２は、いわゆるベアチップであり、プリント基板８ｂへフリップチップ実装されている。一方センサ５ａはフレキシブル配線基板８ａの接続部１１の下面へ装着される。本実施の形態では、半導体素子１２のプリント基板８ｂへの実装は、異方性導電フィルム（いわゆるＡＣＦ）により行われているが、これは異方性導電ペーストや非導電性フィルムや非導電性ペーストなどによる接続でも良い。一方、電子部品１３やセンサ５ａは、クリーム半田や導電性の接着剤などによって装着される。
【００１９】
なお、プリント基板８ｂは、フレキシブル配線基板８ａにおける接続部１１の上側のみに搭載しているが、これは上下両面や下面側のみとしても構わない。また、本実施の形態ではセンサ５ａは測定対象へ接触させて検知するセンサ５ａであるので、フレキシブル配線基板８ａの下面にセンサ５ａが装着される。これによって人体の情報を精度良く検知できる。
【００２０】
図４は、第２の例におけるセンサ装置の断面図である。本実施の形態においてセンサ５ａは、フレキシブル配線基板８ａの下面に搭載されたが、これはプリント基板８ｂの下面に装着しても良い。いずれにしてもセンサ５ａを剛性領域１０におけるフレキシブル配線基板８ａあるいはプリント基板８ｂの下面側（剛性領域１０の下面側）に搭載することが重要である。この構成により、汎用の実装機などを用いて容易にセンサ５ａを実装できるので、生産性の良好なセンサモジュール２を実現できる。
【００２１】
ただし、測定対象へ接触させる必要性のないセンサ５ａは、他の電子部品１３や半導体素子１２と同様にプリント基板８ｂの上面に装着すると良い。この場合これらの部品を同時に装着できるので、さらに生産性が良くできる。
【００２２】
一方可撓性領域９には、発電ブロック６とアンテナ７とが形成されている。本実施の形態では、アンテナ７にはプリントアンテナを用いているので、フレキシブル配線基板８ａ上に形成した。しかし、アンテナ７に例えば空芯コイルなどを用いる場合には、これもプリント基板８ｂ上に搭載する。
【００２３】
では次に発電ブロック６について詳細に説明する。本実施の形態における発電ブロック６は色素増感型の太陽電池であり、フレキシブル配線基板８ａにおける可撓性領域９上に形成されている。この少なくともフレキシブル配線基板８ａの上面には銅箔によるパターンが配線され、可撓性領域９には、銅箔によって太陽電池の一方の電極（図示せず）が形成されている。そして太陽電池の他方の電極１４は、フレキシブル配線基板８ａにおける可撓性領域９の上方に配置される。この他方の電極１４とフレキシブル配線基板８ａとの間の接続は、スペーサ１５によって行われ、このスペーサ１５に設けられた孔１５ａは電解液によって満たされている。すなわち、電解液はフレキシブル配線基板８ａとスペーサ１５と電極１４とによって囲まれ、完全に密封された状態となる。ここで電極は、透明な樹脂製の支持基材と、この支持基板の下面に形成された透明電極膜より形成される。なお、透明電極膜には、酸化亜鉛などの金属膜が用いられる。
【００２４】
このとき、発電ブロック６の可撓性を失わないようにするため、スペーサ１５や電極１４にもＰＥＴなどのような可撓性を有した基材が用いられる。このように色素増感型の太陽電池は、可撓性を有した材料で形成し易いので、可撓性を有したセンサ装置１を実現し易くなる。
【００２５】
ここで、センサ装置１はある期間の間、継続的に情報を検知するために、長期間人体に貼り付けられた状態のままとなる。しかし、同一場所への長期の装着はかぶれなどの原因となるため、定期的にセンサ装置１を貼り付ける位置を変更することや、あるいは入浴時にセンサ装置１を外し、装着箇所を洗うなどの処置をすることが望ましい。ところが、一般的に一度肌へ貼り付けた増粘剤３には、ごみ（垢など）が付着するので、再度貼り付けようとした場合、増粘剤３の粘着力が大幅に低下する。そこで、このように人体へ増粘剤３で直接貼り付けて使用されるセンサ装置１では、多くとも数回程度の再利用の後は廃棄され、新しいセンサ装置１へと交換されるため、低価格であることが非常に重要となる。そこで、本実施の形態における太陽電池には、色素増感型太陽電池を用いている。色素増感型太陽電池は、シリコンアモルファスによる太陽電池に比べて、その製造コストや原材料のコストが低価格であり、非常に低価格なセンサ装置１を実現できる。なお本実施の形態において、発電ブロック６は色素増感型の太陽電池としたが、これは例えばシリコンアモルファスによる太陽電池や、燃料電池などでも良く、可撓性を有した発電手段であれば良い。
【００２６】
以上のような構成によって、剛性領域１０であるプリント基板８ｂ上に信号処理回路５ｂが形成されるので、電子部品１３や半導体素子１２は汎用の実装機などで容易に実装が可能となる。したがって、非常に生産性の良好なセンサモジュール２を実現できる。また、半導体素子１２が剛性領域１０にフリップチップ実装されるので、半導体素子１２をプリント基板８ｂにしっかりと圧接できる。したがって、半導体素子１２とプリント基板８ｂとの間の接続の信頼性を高くできる。
【００２７】
また、フレキシブル配線基板８ａの可撓性領域９上に色素増感太陽電池が形成されるので、センサ装置１を貼り付ける場所の形状や、動きなどによらず、センサ装置１をしっかりと装着することができる。従って、センサ５ａと測定対象との間の距離などの変化も小さく、あるいは確実に測定対象へ接触させて測定することも可能となるので、精度のよい検知を行うことができる。さらに、発電ブロック６が可撓性領域９に形成されているので、センサ装置１の装着に対する違和感を少なくするとともに、行動への妨げを少なくすることができる。
【００２８】
さらにまた、剛性領域１０の端部近傍には、帯状（あるいは紐状など）の装着具が取り付けられる装着具固定部が形成される。これにより、装着具固定部が剛性領域１０に設けられるので、装着具の取り付け部の破壊などが生じ難くなり、長期にセンサ装置１をしっかりと装着することができる。なお本実施の形態では可撓性領域９の両側に剛性領域１０を設け、これら両方の剛性領域１０の両端部近傍に装着具固定部が形成されている。そしてその装着具固定部の一例として、プリント基板８ｂ、接続部１１、増粘剤３ならびに剥離紙４を貫通する孔１６を形成している。そしてこの孔１６に柔軟性と弾性とを有した帯や紐を通すことで、帯や紐などを用いて腕などの部位へ装着することができる。これにより孔１６は剛性領域１０に設けられているので、たとえ帯や紐などを取り付けても孔１６に亀裂などが生じにくくなり、センサ装置１をしっかりと装着することができる。
【００２９】
なお、装着具ならびに装着具固定部の形態は本実施の形態に限るものではなく、例えば孔１６に代えてプリント基板８ｂの端部よりＴ字状の切り込みを設けても良い。あるいは、装着具側にクリップのような保持具が設けられているような場合、装着具固定部としては、保持具で挟まれるために電子部品１３や半導体素子１２が装着されない領域が形成される。そしていずれにしてもこのような構成とすることによって、装着具固定部は剛性領域に設けられるので、センサ装置１をしっかりと装着することができる。
【００３０】
そしてこのようなセンサ装置１を、人体や衣服などへ直接貼り付ける場合には、増粘剤３の表面にあらかじめ設けられた剥離紙４（反射光量調整部材の一例として用いた）を剥がし、増粘剤３によってセンサモジュール２を貼り付ける。また、例えば皮膚が弱く増粘剤によるかぶれなどがあるように、人体や衣服へ直接貼り付けられないような場合、剥離紙４は剥がさず（あるいはあらかじめ増粘剤３のないセンサ装置１を準備し）、センサ装置１に装着具を装着し、この装着具によってセンサ装置１を装着する。この場合、太陽電池と装着対象との間に剥離紙４が設けられるので、装着対象の色によらず反射光量が安定する。従って、衣服の色や肌の色の違いなどに対しても安定した電圧を得ることができる。特に、剥離紙４に反射率の高い部材を用いれば、光の反射率の小さな暗色系の衣服などの上に装着された場合でも高い発電効率の太陽電池を得ることができる。
【００３１】
ここで、剥離紙４と増粘剤３との間（接触面）には、シリコン樹脂などによる剥離層（表面処理の一例として用いた、図示はなし）が形成されている。これにより、剥離紙４は増粘剤３から容易に剥離（分離）可能となり、剥離紙４を剥がすと増粘剤３はフレキシブル基板８ａ側に残ることとなる。このようにフレキシブル基板８ａの下面に増粘剤３を設けておき、剥離紙４は増粘剤３から剥がすことができる構成であるので、剥離紙４を剥がすだけで、直接装着対象へ貼り付けて使用することも可能となる。したがって、センサ装置１を直接衣服や肌へ装着することも可能となるので、装着具が不要となる。また、装着具を装着したときの違和感（締め付け感）なども少なくできる。そしてこれは、肌の色が色白である場合や、反射率の大きな色の衣服上に装着する場合には特に有効となる。
【００３２】
以上のような構成によって、剥離紙４の反射率と装着対象の反射率とがほぼ等しい場合には、剥離紙４を剥がして増粘剤３によって直接センサ装置１を貼り付けることができる。一方、剥離紙４の反射率と装着対象の反射率とが異なる場合には、センサ装置１は剥離紙４を剥がさずに、装着具を取り付け、この装着具によって衣服上へ装着することができる。これにより、装着対象の色の違いに関わらず、安定した発電効率を実現できる。
【００３３】
一方、衣服や肌が反射率の大きな色であるような場合、反射光量調整部材の有無による太陽電池の効率の差は小さくなる。そこで、このような場合には、剥離紙４を剥がして衣服や肌へ直接装着することも可能となるので、別途装着具などを準備する必要がなくなる。
【００３４】
本実施の形態において剥離紙４の反射率は肌の反射率とほぼ同じとしている。具体的には、肌の色に近い色合いのマット紙を用いている。これにより、センサ装置１を肌へ直接装着した場合と、衣服へ装着した場合とでの太陽電池の効率のばらつきを小さくできる。また、剥離紙４は紙であるので、非常に低価格なセンサ装置１を実現できる。なお、剥離紙４の素材は、紙に限られるものではなく、ＰＥＴなど他の材料を用いても構わない。ただし、このように光が透過するような材料を用いる場合、剥離紙４の表面に反射率の高い材料や色の塗料などによる表面処理を行って、光を反射するようにすればよい。
【００３５】
本実施の形態における剥離紙４には、肌に近い色を用いたが、これは他の色としても良い。たとえば剥離紙４として反射素材を用いても良い。このとき、装着対象が反射率の小さな素材や暗色系の色である場合には、センサ装置１は剥離紙４を剥がさずに、装着具を取り付け、この装着具によって衣服上へ装着すると良い。一方、装着対象が反射率の大きな素材や淡色系の色である場合には、剥離紙４を剥がし、増粘剤３によって直接センサ装置１を貼り付けることができる。これによって、装着対象が違っても反射量を大きくできるので、装着対象の反射率の違いなどによらず効率の良好な太陽電池を実現できる。従って、センサ装置１がたとえば暗色系の衣服のような反射率の小さな素材上に装着されても安定した発電量を維持できる。なお反射素材には、たとえば剥離紙４の色を反射率の大きな白色や淡色系の色の素材を用いるとか、あるいはマット紙でなく光沢紙やコーティング素材などのような表面がつるつるな素材を用いれば良い。
【００３６】
ここで本実施の形態では可撓性領域９の両側に剛性領域１０を設けたが、電子部品１３や半導体素子１２が一方の剛性領域１０にのみ集中して装着される場合、剛性領域１０は電子部品１３を搭載される側一方のみとしても良い。この場合、可撓性領域９（図１においてはフレキシブル配線基板８ａの左側）の端部近傍に装着具固定部を形成する。また、帯や紐による装着が不要であるような場合にも、一方（図１において可撓性領域９の左側）の剛性領域１０は削除しても良い。
【００３７】
さらに、剛性領域１０の両側や４方向あるいは剛性領域１０を囲むように可撓性領域９を形成しても良い。この場合、剛性領域１０が３箇所以上設けられるが、このような場合には、少なくとも最も離れた剛性領域１０に対し装着具固定部が形成する。もちろんこの場合も上述のように、可撓性領域９に対して装着具固定部を形成しても良い。
【００３８】
さらに加えて、本実施の形態では可撓性領域９と剛性領域１０との間に幅狭部１７を設けている。この幅狭部１７の幅は、可撓性領域９の幅や剛性領域１０の幅に比べて狭くしている。なお本実施の形態における幅狭部１７は、可撓性領域９のフレキシブル配線基板８ａにおけるプリント基板８ｂとの接合境界にスリット１７ａを設けることによって形成する。これにより、可撓性領域９と剛性領域１０との間の連結は、幅狭部１７によって連結されるので、可撓性領域９の変形が阻害されにくくなる。従って、センサ装置１をしっかりと測定対象へ貼り付けることができる。なお、本実施の形態では、可撓性領域９の片側にのみスリット１７ａを設けたが、これは両側に設けても良い。また、可撓性領域９の４方向に剛性領域１０を設けても良く、いずれの場合も可撓性領域９と剛性領域１０とが連結される箇所は幅狭部１７とする。
【００３９】
さらに、本実施の形態ではスリット１７ａは可撓性領域９側に形成したが、これは剛性領域１０側へ形成しても良い。この場合、幅狭部１７においてもプリント基板８ｂが形成されるので、幅狭部１７上に配線された配線パターンなどに加わるストレスを小さくできる。従って、幅狭部１７で配線パターンの切断などが生じ難くなり、信頼性の高いセンサ装置１を実現できる。
【００４０】
センサ５ａは下面（センサ装置１の人体への貼り付け面側）に搭載されている。したがって、センサ５ａは直接肌などの測定対象へ接触するので、精度の良い検知が可能となる。そしてさらに本実施の形態では、センサ５ａにおいて肌と接触する部分は増粘剤３が塗布されず、増粘剤３の不形成部３ａとしている。
【００４１】
図５は、第３の例におけるセンサ装置の断面図である。図５において図１から図４と同じものには、同じ番号を用いており、その説明は簡略化している。第３の例におけるセンサ装置１において、基板２０は、可撓性を有する電極１４（可撓性基材の他の例として用いた）と、プリント基板８ｂ（非可撓性基材）とによって構成される。この例においては、電極１４の下方にフレキシブル基板８ｂが対向して、太陽電池が形成された領域が可撓性領域９となる。一方、剛性領域１０は、電極１４の下にプリント基板８ｂが積層されて形成される。
【００４２】
そして電極１４の下面では、透明電極膜がフレキシブル基板８ａと対向した面からプリント基板８ｂと電極１４とが接続される箇所にまで延在して形成される。これにより、太陽電池と信号処理部５とが接続され、太陽電池で発電された電力が信号処理部５へと供給されることとなる。
【００４３】
以上の構成により、半導体素子１２、電子部品１３やセンサ５ａは剛性領域１０に装着できるので、非常に生産性が良好となる。また、支持基材の上面に導体パターンを形成すれば、支持基材上面に半導体素子１２、電子部品１３やセンサ５ａを実装することも可能となるので、信号処理部５を小型することができ、装着時の違和感を少なくできる。
【００４４】
図６は、第４の例におけるセンサ装置の断面図である。図６において図１から図５と同じものには、同じ番号を用いており、その説明は簡略化している。第４の例におけるセンサ装置１において基板２２は、フレキシブル基板８ａとプリント基板８ｂとによって構成される点は、第１の例と同じである。しかし剛性領域１０は、フレキシブル基板８ａの下面側にプリント基板８ｂが積層されることによって形成される。この場合、フレキシブル基板８ａには、下面にも導体パターンが形成された両面配線基板を用いる。
【００４５】
この例の場合においても半導体素子１２、電子部品１３やセンサ５ａは剛性領域１０に装着できるので、非常に生産性が良好となる。また、支持基材の上面に導体パターンを形成すれば、支持基材上面に半導体素子１２、電子部品１３やセンサ５ａを実装することも可能となるので、信号処理部５を小型することができ、装着時の違和感を少なくできる。
【００４６】
なおこれら第３と第４の例の場合、プリント基板８ｂの下面に半導体素子１２、電子部品１３やセンサ５ａが装着される。そしてセンサ装置１は、信号処理部５が下方を向く方向に装着される。従って、半導体素子１２、電子部品１３やセンサ５ａが露出した状態であると、これらが直接に肌へあたることとなり、違和感が大きくなる。そこで、この例の場合、半導体素子１２、電子部品１３やセンサ５ａを樹脂２１によって覆っておく。これにより装着時の違和感を小さくできる。
【００４７】
（実施の形態２）
図７は本実施の形態におけるセンサ装置を人体へ貼り付けた状態での断面図であり、図８は同、センサ装置の下面図である。これらの図７、図８において、図１や図２と同じものには、同じ番号を用いており、その説明は簡略化している。図７、図８において、剛性領域１０の一部分には、フレキシブル配線基板８ａとプリント基板８ｂとが接続された接続領域１１ａを有する。この接続領域１１ａでは、はんだや導電性接着剤などのような導電部材によって、フレキシブル配線基板８ａとプリント基板８ｂとが接続される。そして剛性領域１０において接続領域１１ａに隣接した領域には、遊離可能領域１１ｂが形成される。この遊離可能領域１１ｂでは、プリント基板８ｂとフレキシブル配線基板８ａとは接続されておらず、遊離可能となる。
【００４８】
具体的には、フレキシブル配線基板８ａおよびプリント基板８ｂの幅方向（図２において上下方向）において全体がプリント基板８ｂに対して非接続とするものである。これによって、フレキシブル配線基板８ａの遊離可能領域１１ｂは、プリント基板８ｂから自在に遊離することができることとなる。そしてセンサ５ａは、フレキシブル基板８ａにおける遊離可能領域１１ｂの下面に装着されるので、センサ５ａ装着領域を含め、センサ５ａ搭載側の端部はプリント基板８ｂと固定されず、遊離できる構成としている。これにより、センサ５ａはプリント基板８ｂより遊離した状態で、被検査対象へ貼り付けることができる。従って、例えセンサ装置１の装着場所の形状が湾曲し、その局率半径が小さくても、センサ５ａを確実に測定対象の表面に接触させることができる。
【００４９】
さらに、センサ５ａは剛体領域に搭載されることとなる。つまり、センサ５ａをフレキシブル配線基板８ａへ実装する工程において、センサ５ａは剛体領域上に装着されることとなる。つまりこの実装工程において、センサ５ａが実装される箇所では、剛性を有したプリント基板８ｂ上にフレキシブル配線基板８ａが重ねられた状態となる。これにより、プリント基板８ｂが受けとして作用し、センサ５ａはあたかも硬い基板に実装するかのごとくに実装することができる。したがって、センサ５ａの実装は汎用の実装機で容易に実装することができるので、非常に生産性の良好なセンサモジュール２を実現することができる。
【００５０】
また、センサ５ａは剛性領域１０におけるフレキシブル配線基板８ａの下面（センサモジュール２の人体への貼り付け面側）に搭載される。したがって、センサ５ａは直接肌などの測定対象へ接触させることができるので、精度の良い検知が可能となる。
【００５１】
さらにフレキシブル配線基板８ａには遊離可能領域１１ｂが形成されているので、センサモジュール２を被検査対象へ貼り付けた場合、フレキシブル配線基板８ａがプリント基板８ｂより遊離し、測定対象に沿った状態で貼り付けられることとなる。そして、この遊離可能領域１１ｂにセンサ５ａが装着されているので、例えセンサモジュール２の装着場所の形状が湾曲し、その局率半径が小さくても、センサ５ａを確実に測定対象の表面に接触させることができる。
【００５２】
つまり、センサ５ａを実装する時には、剛性を有したプリント基板８ｂがフレキシブル配線基板８ａの受けとしての働きをし、測定対象へ貼り付けられたときには、測定対象へ貼り付けられるフレキシブル配線基板８ａから遊離し、センサモジュール２の装着（センサ５ａの接触）を妨げなくできる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明にかかる発電装置付可撓性モジュールは、生産性が良好であるという効果を有し、可撓性を有したセンサ装置に用いると有用である。
【符号の説明】
【００５４】
２ センサモジュール
５ｂ 信号処理回路
６ 発電ブロック
８ 基板
９ 可撓性領域
１０ 剛性領域
１２ 半導体素子
１３ 電子部品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号処理回路と、この信号処理回路を駆動する電源電圧を発生する発電ブロックと、この発電ブロックと前記信号処理回路とが形成される基板とを備え、前記基板には可撓性領域と剛性領域とを設け、この剛性領域には複数の電子部品が装着されて、少なくとも前記信号処理回路が形成されるとともに、前記可撓性領域には少なくとも前記発電ブロックが形成された発電装置付可撓性モジュール。
【請求項２】
可撓性領域は可撓性基材によって形成されるとともに、前記剛性領域は、前記可撓性基材における接続部の少なくともいずれか一方の面に非可撓性基材が積層されることによって形成された請求項１に記載の発電装置付可撓性モジュール。
【請求項３】
非可撓性基材には、ガラス基材のプリント配線基板を用いた請求項２に記載の発電装置付可撓性モジュール。
【請求項４】
発電ブロックには、太陽電池が形成された請求項３記載の発電装置付可撓性モジュール。
【請求項５】
太陽電池は、色素増感型太陽電池とした請求項４に記載の発電装置付可撓性モジュール。
【請求項６】
可塑性基材には、フレキシブル配線基板を用い、前記フレキシブル基板に形成された銅箔を色素増感型太陽電池の電極とした請求項５に記載の発電装置付可撓性モジュール。
【請求項７】
信号処理回路の入力に接続されたセンサを設け、このセンサは非可撓性基材に装着された請求項２に記載の発電装置付可撓性モジュール。
【請求項８】
信号処理回路の入力に接続されたセンサを設けるとともに、可撓性基材の上面に非可撓性基材が搭載され、前記センサは可撓性基材の下面であるとともに、前記非可撓性基材の下方となる位置に装着された請求項２に記載の発電装置付可撓性モジュール。
【請求項９】
前記剛性領域と前記可撓性領域との間には、前記剛性領域と前記可撓性領域との間を接続する連結領域を設け、この連結領域の幅は、前記剛性領域の幅と前記可撓性領域の幅との少なくともいずれか一方の幅より小さな幅とした請求項１に記載の発電装置付可撓性モジュール。
【請求項１０】
請求項１に記載の発電装置付可撓性モジュールと、この発電装置付可撓性モジュールを測定対象物に装着するために、前記発電装置付可撓性モジュールに取り付けられる装着具とを有した発電装置付可撓性センサ装置において、前記発電装置付可撓性モジュールには、信号処理回路の入力に接続されるとともに、前記測定対象の情報を検知するセンサと、前記装着具が固定される装着具固定部とを設け、前記装着具固定部は前記剛性領域の端部近傍に形成された発電装置付可撓性センサ装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の発電装置付可撓性モジュールと、この発電装置付可撓性モジュールを測定対象へ貼り付ける増粘剤とを有した発電装置付きセンサ装置において、前記発電装置付センサ装置には、信号処理回路の入力に接続されるとともに、前記測定対象の情報を検知するセンサを設け、前記センサは前記剛性領域の下面側に搭載されて、前記測定対象へと直接接触する発電装置付可撓性センサ装置。
【請求項１２】
前記センサの下側には、前記増粘剤の不形成部が形成された請求項１０に記載の発電装置付可撓性センサ装置。
【請求項１】
信号処理回路と、この信号処理回路を駆動する電源電圧を発生する発電ブロックと、この発電ブロックと前記信号処理回路とが形成される基板とを備え、前記基板には可撓性領域と剛性領域とを設け、この剛性領域には複数の電子部品が装着されて、少なくとも前記信号処理回路が形成されるとともに、前記可撓性領域には少なくとも前記発電ブロックが形成された発電装置付可撓性モジュール。
【請求項２】
可撓性領域は可撓性基材によって形成されるとともに、前記剛性領域は、前記可撓性基材における接続部の少なくともいずれか一方の面に非可撓性基材が積層されることによって形成された請求項１に記載の発電装置付可撓性モジュール。
【請求項３】
非可撓性基材には、ガラス基材のプリント配線基板を用いた請求項２に記載の発電装置付可撓性モジュール。
【請求項４】
発電ブロックには、太陽電池が形成された請求項３記載の発電装置付可撓性モジュール。
【請求項５】
太陽電池は、色素増感型太陽電池とした請求項４に記載の発電装置付可撓性モジュール。
【請求項６】
可塑性基材には、フレキシブル配線基板を用い、前記フレキシブル基板に形成された銅箔を色素増感型太陽電池の電極とした請求項５に記載の発電装置付可撓性モジュール。
【請求項７】
信号処理回路の入力に接続されたセンサを設け、このセンサは非可撓性基材に装着された請求項２に記載の発電装置付可撓性モジュール。
【請求項８】
信号処理回路の入力に接続されたセンサを設けるとともに、可撓性基材の上面に非可撓性基材が搭載され、前記センサは可撓性基材の下面であるとともに、前記非可撓性基材の下方となる位置に装着された請求項２に記載の発電装置付可撓性モジュール。
【請求項９】
前記剛性領域と前記可撓性領域との間には、前記剛性領域と前記可撓性領域との間を接続する連結領域を設け、この連結領域の幅は、前記剛性領域の幅と前記可撓性領域の幅との少なくともいずれか一方の幅より小さな幅とした請求項１に記載の発電装置付可撓性モジュール。
【請求項１０】
請求項１に記載の発電装置付可撓性モジュールと、この発電装置付可撓性モジュールを測定対象物に装着するために、前記発電装置付可撓性モジュールに取り付けられる装着具とを有した発電装置付可撓性センサ装置において、前記発電装置付可撓性モジュールには、信号処理回路の入力に接続されるとともに、前記測定対象の情報を検知するセンサと、前記装着具が固定される装着具固定部とを設け、前記装着具固定部は前記剛性領域の端部近傍に形成された発電装置付可撓性センサ装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の発電装置付可撓性モジュールと、この発電装置付可撓性モジュールを測定対象へ貼り付ける増粘剤とを有した発電装置付きセンサ装置において、前記発電装置付センサ装置には、信号処理回路の入力に接続されるとともに、前記測定対象の情報を検知するセンサを設け、前記センサは前記剛性領域の下面側に搭載されて、前記測定対象へと直接接触する発電装置付可撓性センサ装置。
【請求項１２】
前記センサの下側には、前記増粘剤の不形成部が形成された請求項１０に記載の発電装置付可撓性センサ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２３４０４７（Ｐ２０１０−２３４０４７Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９７４１４（Ｐ２００９−２９７４１４）
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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