JP2017029241A

JP2017029241A - センサ

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Publication number: JP2017029241A
Application number: JP2015149856A
Authority: JP
Inventors: 徳人今野; Norihito Konno; 義博井原; Yoshihiro Ihara; 朋治藤井; Tomoharu Fujii
Original assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd; Nippon Koden Corp
Current assignee: Shinko Electric Industries Co Ltd; Nippon Koden Corp
Priority date: 2015-07-29
Filing date: 2015-07-29
Publication date: 2017-02-09
Anticipated expiration: 2035-07-29
Also published as: US10219745B2; US20170027516A1; JP6457348B2

Abstract

【課題】センサの非使用時における電力消費を回避しつつ、当該センサの大型化を抑制する。
【解決手段】第一導電路５２と第二導電路５４は、基層５１に支持されている。第一粘着層５３は、基層５１に支持され、第一導電路５２の第一部分５２ａを覆う。第二粘着層５５は、基層５１に支持され、第二導電路５４を覆う。絶縁シート５６は、第二粘着層５５を剥離可能に覆う第一保護部５６ａ、第一導電路５２の第二部分５２ｂと第二導電路５４の端部５４ａの間に剥離可能に配置されている第二保護部５６ｂ、および第一粘着層５３を剥離可能に覆う第三保護部５６ｃを有している。第一導電路５２は、基層５１に支持された電源と電気的に接続されている。第二導電路５４は、基層５１に支持された検出部および無線送信部と電気的に接続されている。絶縁シート５６が剥離されることにより、第一導電路５２の第二部分５２ｂと第二導電路５４の端部５４ａが接触し、電源から検出部および無線送信部へ電力が供給される。
【選択図】図２

Description

本発明は、被検者の身体に装着され、当該被検者の生体情報に対応する信号を無線送信するセンサに関する。

特許文献１は、この種のセンサを開示している。当該センサは、被検者の生体情報に対応する電気信号を検出する検出部を備えている。検出部により検出された電気信号は、信号処理部において所定の信号処理に供され、送信器を通じて外部の医療機器へ無線送信される。

特表２００４−５２９７０９号公報

この種のセンサは、電源を備えている。電源は、検出部、信号処理部、送信器などに電力を供給するように構成されている。センサの非使用時における電力消費を避けるために、センサの使用時にのみ電源からの電力供給を可能にするためのスイッチ素子が設けられる。

スイッチ素子を設ける必要性は、この種のセンサに求められている薄型化、小型化を阻害する一因となっている。

本発明は、センサの非使用時における電力消費を回避しつつ、当該センサの大型化を抑制することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明がとりうる一態様は、被検者の身体に装着されるセンサであって、
基層と、
前記基層に支持された第一導電路と、
前記基層に支持され、前記第一導電路の第一部分を覆う第一粘着層と、
前記基層に支持された第二導電路と、
前記基層に支持され、前記第二導電路を覆う第二粘着層と、
前記第二粘着層を剥離可能に覆う第一保護部、前記第一導電路の第二部分と前記第二導電路の一部の間に剥離可能に配置されている第二保護部、および前記第一粘着層を剥離可能に覆う第三保護部を有している絶縁シートと、
前記第一導電路と前記第二導電路の一方と電気的に接続されるように前記基層に支持され、前記被検者の生体情報を検出する検出部と、
前記第一導電路と前記第二導電路の前記一方と電気的に接続されるように前記基層に支持され、前記生体情報を外部装置へ無線送信する無線送信部と、
前記第一導電路と前記第二導電路の他方と電気的に接続されるように前記基層に支持された電源と、
を備えており、
前記絶縁シートが剥離されることにより、前記第一導電路の前記第二部分と前記第二導電路の前記一部が接触し、前記電源から前記検出部と前記無線送信部へ電力が供給されるように構成されている。

このような構成によれば、絶縁シートは、センサの非使用時において、第一粘着層と第二粘着層が被検者の身体に接着することを防ぐための保護シートとして機能するのみならず、電源を検出部および無線送信部から電気的に絶縁する。センサの使用時においては、絶縁シートを剥離するのみで、第一粘着層と第二粘着層が被検者の身体に接着可能に露出するだけでなく、電源を検出部および無線送信部と電気的に接続する。すなわち、絶縁シートは、第一粘着層と第二粘着層を保護するとともに、検出部および無線送信部に対する電源の電気的接続状態を切り替えるスイッチとして機能する。

これにより、センサの非使用時における電力消費を回避するためにスイッチ素子を設ける必要がない。また、絶縁シートそれ自体は非常に薄いものであり、第一粘着層と第二粘着層を覆う面積は本来必要なものである。したがって、低コストでセンサの非使用時における電力消費を回避しつつ、当該センサの大型化を抑制できる。

第一実施形態に係るセンサの機能構成を示す図である。第一実施形態に係るセンサのスイッチ部の構成を示す図である。第二実施形態に係るセンサのスイッチ部の構成を示す図である。第三実施形態に係るセンサのスイッチ部の構成を示す図である。

添付の図面を参照しつつ、実施形態の例を詳細に説明する。以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。

図１は、第一実施形態に係るセンサ１の機能構成を模式的に示している。センサ１は、被検者２の身体に装着され、被検者２の生体情報を取得するように構成されている。生体情報の例としては、生体電位、体温、脈拍、動脈血酸素飽和度、血糖値などが挙げられる。ここで、生体電位とは生体情報の電位の変化を捉えるものであればよく、例えば心電図、インピーダンス呼吸、サーミスタ呼吸、心拍、心拍出量などが含まれる。

センサ１は、検出部１１を備えている。検出部１１は、被検者２の生体情報を検出し、当該生体情報に対応する信号を出力するように構成されている。

検出部１１は、取得する生体情報に応じて様々な態様をとりうる。生体情報として心電図やインピーダンス呼吸を取得する場合、検出部１１は、生体電位を検出する複数の電極の態様をとる。生体情報としてサーミスタ呼吸や体温を取得する場合、検出部１１は、温度検知素子の態様をとる。生体情報として脈拍や動脈血酸素飽和度を取得する場合、検出部１１は、発光素子と受光素子の態様をとる。発光素子は所定の波長の光を出射するように構成され、受光素子は当該波長の光に感度を有するように構成される。生体情報として血糖値を取得する場合、検出部１１は、血糖値検知素子の態様をとる。

センサ１は、信号処理部１２を備えている。信号処理部１２は、検出部１１と電気的に接続されている。信号処理部１２は、信号増幅器、Ａ／Ｄ変換器、中央演算処理装置などを備えている。信号処理部１２は、検出部１１より出力された信号に対して所定の信号処理を行なうように構成されている。例えば、検出部１１より出力された生体情報に対応するアナログ信号は、増幅され、デジタル信号に変換される。中央演算処理装置は、信号処理部１２に含まれる各素子の動作を統括制御するように構成されている。

センサ１は、通信部１３を備えている。通信部１３は、信号処理部１２と電気的に接続されている。通信部１３は、所定の無線通信方式で外部装置と通信を行なうためのアンテナを備えている。無線通信方式の例としては、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energy、Bluetoothは登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、ＡＮＴ＋（登録商標）、ＮＦＣ、ＷｉＦｉ（登録商標）などが挙げられる。通信部１３（無線送信部の一例）は、検出部１１により検出され、信号処理部１２により信号処理された信号を外部装置へ無線送信するように構成されている。すなわち通信部１３は、被検者２の生体情報を無線送信するように構成されている。通信部１３は、所定の制御信号を無線受信するように構成されてもよい。

センサ１は、電源１４を備えている。電源１４は、検出部１１、信号処理部１２、および通信部１３が動作するために必要な電力を供給するように構成されている。

センサ１は、スイッチ部１５を備えている。スイッチ部１５は、第一状態と第二状態のいずれかをとりうるように構成されている。第一状態においては、電源１４が、検出部１１、信号処理部１２、および通信部１３と電気的に絶縁される。第二状態においては、電源１４が、検出部１１、信号処理部１２、および通信部１３と電気的に接続される。

すなわち、スイッチ部１５は、センサ１の非使用時においては第一状態をとり、センサ１の使用時においては第二状態をとるように構成されている。これにより、センサ１の非使用時における電力消費を回避できる。

図２の（Ａ）は、本実施形態に係るスイッチ部１５の断面構成を示している。スイッチ部１５は、基層５１を備えている。基層５１は電気的絶縁性を有する適宜の材料により形成されている。図示を省略するが、基層５１は、検出部１１、信号処理部１２、通信部１３、および電源１４を支持している。

スイッチ部１５は、第一導電路５２を備えている。第一導電路５２は、基層５１に支持されている。第一導電路５２は、電源１４と電気的に接続されている。

スイッチ部１５は、第一粘着層５３を備えている。第一粘着層５３は、粘着性と電気的絶縁性を有する適宜の材料により形成されている。第一粘着層５３は、基層５１に支持されている。第一粘着層５３は、第一導電路５２の第一部分５２ａを覆っている。

スイッチ部１５は、第二導電路５４を備えている。第二導電路５４は、基層５１に支持されている。第二導電路５４は、検出部１１、信号処理部１２、および通信部１３と電気的に接続されている。

スイッチ部１５は、第二粘着層５５を備えている。第二粘着層５５は、粘着性と電気的絶縁性を有する適宜の材料により形成されている。第二粘着層５５は、基層５１に支持されている。第二粘着層５５は、第二導電路５４を覆っている。

センサ１の非使用時において、スイッチ部１５は、絶縁シート５６を備えている。絶縁シート５６は、電気的絶縁性を有する適宜の材料により形成されている。また、絶縁シート５６は、自身は粘着性を有さず、第一粘着層５３を形成する材料および第二粘着層５５を形成する材料に対して剥離可能性を有する適宜の材料により形成されている。

絶縁シート５６は、第一保護部５６ａ、第二保護部５６ｂ、および第三保護部５６ｃを有している。第一保護部５６ａは、第二粘着層５５を剥離可能に覆っている。第二保護部５６ｂは、第一導電路５２の第二部分５２ｂと第二導電路５４の端部５４ａ（第二導電路の一部の一例）の間に、剥離可能に配置されている。第三保護部５６ｃは、第一粘着層５３を剥離可能に覆っている。

すなわち、図２の（Ａ）に示される状態において、第一導電路５２と第二導電路５４は、絶縁シート５６により電気的に絶縁されている。これにより、スイッチ部１５は上記の第一状態をとる。

センサ１の使用時においては、まず、図２の（Ｂ）に示されるように、絶縁シート５６の第三保護部５６ｃが第一粘着層５３から剥離される。続いて、第二導電路５４の端部５４ａが上方に持ち上げられ、図２の（Ｃ）に示されるように、絶縁シート５６の第二保護部５６ｂが、第一導電路５２の第二部分５２ｂと第二導電路５４の端部５４ａの間から剥離される。最後に、図２の（Ｄ）に示されるように、絶縁シート５６の第一保護部５６ａが第二粘着層５５から剥離される。

絶縁シート５６が剥離される結果、第一導電路５２の第二部分５２ｂと第二導電路５４の端部５４ａが機械的に接触する。これにより、第一導電路５２と第二導電路５４が電気的に接続され、電源１４が検出部１１、信号処理部１２、および通信部１３と電気的に接続される。すなわち、スイッチ部１５が上記の第二状態とされる。電源１４は、検出部１１、信号処理部１２、および通信部１３へ電力の供給を開始する。検出部１１、信号処理部１２、および通信部１３は、当該電力により、所定の動作を開始する。

他方、絶縁シート５６が除去されることにより、第一粘着層５３と第二粘着層５５が露出する。これにより、第一粘着層５３と第二粘着層５５を介して、センサ１が被検者２の身体に装着可能とされる。

このような構成によれば、絶縁シート５６は、センサ１の非使用時において、第一粘着層５３と第二粘着層５５が被検者２の身体に接着することを防ぐための保護シートとして機能するのみならず、電源１４を検出部１１、信号処理部１２、および通信部１３から電気的に絶縁する。センサ１の使用時においては、絶縁シート５６を剥離するのみで、第一粘着層５３と第二粘着層５５が被検者２の身体に接着可能に露出するだけでなく、電源１４を検出部１１、信号処理部１２、および通信部１３と電気的に接続する。すなわち、絶縁シート５６は、第一粘着層５３と第二粘着層５５を保護するとともに、検出部１１、信号処理部１２、および通信部１３に対する電源１４の電気的接続状態を切り替えるスイッチとして機能する。

これにより、センサ１の非使用時における電力消費を回避するためにスイッチ素子を設ける必要がない。また、絶縁シート５６それ自体は非常に薄いものであり、第一粘着層５３と第二粘着層５５を覆う面積は本来必要なものである。したがって、低コストでセンサ１の非使用時における電力消費を回避しつつ、センサ１の大型化を抑制できる。

基層５１は、可撓性を有していることが好ましい。この場合、第一粘着層５３と第二粘着層５５が被検者２の身体に接着される際に、基層５１が被検者２の身体の形状に合わせて撓みうる。したがって、センサ１の被検者２の身体への装着性を向上できる。

図３の（Ａ）は、第二実施形態に係るセンサ１のスイッチ部１５Ａの断面構成を示している。第一実施形態に係るスイッチ部１５と同一または同等の構成要素については、同一の参照番号を付与し、繰り返しとなる説明は省略する。

本実施形態においては、絶縁シート５６は、第一絶縁シート５６Ａと第二絶縁シート５６Ｂを含んでいる。第一絶縁シート５６Ａは、上述した第一保護部５６ａと第二保護部５６ｂを有している。第二絶縁シート５６Ｂは、上述した第三保護部５６ｃを有している。

すなわち、図３の（Ａ）に示される状態において、第一導電路５２と第二導電路５４は、第一絶縁シート５６Ａにより電気的に絶縁されている。これにより、スイッチ部１５Ａは上記の第一状態をとる。

センサ１の使用時においては、まず、図３の（Ｂ）に示されるように、第二絶縁シート５６Ｂの第三保護部５６ｃが第一粘着層５３から剥離される。続いて、図３の（Ｃ）に示されるように、第一絶縁シート５６Ａの第二保護部５６ｂが、第一導電路５２の第二部分５２ｂと第二導電路５４の端部５４ａの間から剥離される。第二導電路５４の端部５４ａは上方に持ち上げられる。最後に、図３の（Ｄ）に示されるように、第一絶縁シート５６Ａの第一保護部５６ａが第二粘着層５５から剥離される。

第一絶縁シート５６Ａと第二絶縁シート５６Ｂが剥離される結果、第一導電路５２の第二部分５２ｂと第二導電路５４の端部５４ａが機械的に接触する。これにより、第一導電路５２と第二導電路５４が電気的に接続され、電源１４が検出部１１、信号処理部１２、および通信部１３と電気的に接続される。すなわち、スイッチ部１５Ａが上記の第二状態とされる。電源１４は、検出部１１、信号処理部１２、および通信部１３へ電力の供給を開始する。検出部１１、信号処理部１２、および通信部１３は、当該電力により、所定の動作を開始する。

他方、第一絶縁シート５６Ａと第二絶縁シート５６Ｂが除去されることにより、第一粘着層５３と第二粘着層５５が露出する。これにより、第一粘着層５３と第二粘着層５５を介して、センサ１が被検者２の身体に装着可能とされる。

このような構成によっても、センサ１の非使用時における電力消費を回避するためにスイッチ素子を設ける必要がない。また、第一絶縁シート５６Ａと第二絶縁シート５６Ｂそれ自体は非常に薄いものであり、第一粘着層５３と第二粘着層５５を覆う面積は本来必要なものである。したがって、低コストでセンサ１の非使用時における電力消費を回避しつつ、センサ１の大型化を抑制できる。

図４の（Ａ）は、第三実施形態に係るセンサ１のスイッチ部１５Ｂの断面構成を示している。第一実施形態に係るスイッチ部１５と同一または同等の構成要素については、同一の参照番号を付与し、繰り返しとなる説明は省略する。

本実施形態においては、絶縁シート５６は、第一絶縁シート５６Ａと第二絶縁シート５６Ｂを含んでいる。第一絶縁シート５６Ａは、上述した第一保護部５６ａを有している。第二絶縁シート５６Ｂは、上述した第二保護部５６ｂと第三保護部５６ｃを有している。

すなわち、図４の（Ａ）に示される状態において、第一導電路５２と第二導電路５４は、第二絶縁シート５６Ｂにより電気的に絶縁されている。これにより、スイッチ部１５Ｂは上記の第一状態をとる。

センサ１の使用時においては、まず、図４の（Ｂ）に示されるように、第二絶縁シート５６Ｂの第三保護部５６ｃが第一粘着層５３から剥離される。続いて、第二導電路５４の端部５４ａが上方に持ち上げられ、図４の（Ｃ）に示されるように、第二絶縁シート５６Ｂの第二保護部５６ｂが、第一導電路５２の第二部分５２ｂと第二導電路５４の端部５４ａの間から剥離される。最後に、図４の（Ｄ）に示されるように、第一絶縁シート５６Ａの第一保護部５６ａが第二粘着層５５から剥離される。

第一絶縁シート５６Ａと第二絶縁シート５６Ｂが剥離される結果、第一導電路５２の第二部分５２ｂと第二導電路５４の端部５４ａが機械的に接触する。これにより、第一導電路５２と第二導電路５４が電気的に接続され、電源１４が検出部１１、信号処理部１２、および通信部１３と電気的に接続される。すなわち、スイッチ部１５Ｂが上記の第二状態とされる。電源１４は、検出部１１、信号処理部１２、および通信部１３へ電力の供給を開始する。検出部１１、信号処理部１２、および通信部１３は、当該電力により、所定の動作を開始する。

上記の実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであって、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更・改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは明らかである。

上記の各実施形態においては、第一導電路５２が電源１４と電気的に接続され、第二導電路５４が検出部１１、信号処理部１２、および通信部１３と電気的に接続されている。しかしながら、第二導電路５４が電源１４と電気的に接続され、第一導電路５２が検出部１１、信号処理部１２、および通信部１３と電気的に接続されてもよい。

基層５１上における検出部１１、信号処理部１２、通信部１３、電源１４の配置は、センサ１の仕様に応じて適宜に定められうる。第一導電路５２、第一粘着層５３、第二導電路５４、第二粘着層５５、および絶縁シート５６の基層５１に対する配置や形状は、図２から図４に示される例に限られず、センサ１の仕様に応じて適宜に定められうる。

１：センサ、２：被検者、１１：検出部、１３：通信部、１４：電源、１５、１５Ａ、１５Ｂ：スイッチ部、５１：基層、５２：第一導電路、５２ａ：第一導電路の第一部分、５２ｂ：第一導電路の第二部分、５３：第一粘着層、５４：第二導電路、５４ａ：第二導電路の端部、５５：第二粘着層、５６：絶縁シート、５６Ａ：第一絶縁シート、５６Ｂ：第二絶縁シート、５６ａ：第一保護部、５６ｂ：第二保護部、５６ｃ：第三保護部

Claims

被検者の身体に装着されるセンサであって、
基層と、
前記基層に支持された第一導電路と、
前記基層に支持され、前記第一導電路の第一部分を覆う第一粘着層と、
前記基層に支持された第二導電路と、
前記基層に支持され、前記第二導電路を覆う第二粘着層と、
前記第二粘着層を剥離可能に覆う第一保護部、前記第一導電路の第二部分と前記第二導電路の一部の間に剥離可能に配置されている第二保護部、および前記第一粘着層を剥離可能に覆う第三保護部を有している絶縁シートと、
前記第一導電路と前記第二導電路の一方と電気的に接続されるように前記基層に支持され、前記被検者の生体情報を検出する検出部と、
前記第一導電路と前記第二導電路の前記一方と電気的に接続されるように前記基層に支持され、前記生体情報を外部装置へ無線送信する無線送信部と、
前記第一導電路と前記第二導電路の他方と電気的に接続されるように前記基層に支持された電源と、
を備えており、
前記絶縁シートが剥離されることにより、前記第一導電路の前記第二部分と前記第二導電路の前記一部が接触し、前記電源から前記検出部と前記無線送信部へ電力が供給されるように構成されている、
センサ。
前記絶縁シートは、前記第一保護部および前記第二保護部を有する第一絶縁シートと、前記第三保護部を有する第二絶縁シートを含んでおり、
前記第一絶縁シートと前記第二絶縁シートが剥離されることにより、前記第一導電路の前記第二部分と前記第二導電路の前記一部が接触し、前記電源から前記検出部と前記無線送信部へ電力が供給されるように構成されている、
請求項１に記載のセンサ。
前記絶縁シートは、前記第一保護部を有する第一絶縁シートと、前記第二保護部および前記第三保護部を有する第二絶縁シートを含んでおり、
前記第一絶縁シートと前記第二絶縁シートが剥離されることにより、前記第一導電路の前記第二部分と前記第二導電路の前記一部が接触し、前記電源から前記検出部と前記無線送信部へ電力が供給されるように構成されている、
請求項１に記載のセンサ。
前記基層は、可撓性を有している、
請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサ。
前記検出部は、前記生体情報として、生体電位、温度、脈拍、動脈血酸素飽和度、血糖値の少なくとも一つを検出するように構成されている、
請求項１から４のいずれか一項に記載のセンサ。