JP2018121702A - 導電性ゴム基板および生体情報取得用センサ機器 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板とセンサ部品との間に導電性ゴム基板を介在させた生体情報取得用センサ機器について、センサを人体表面に密着させ易くする構成を提供すること。【解決手段】センサ部品Ｓの接点端子Ｓ２，Ｓ３と回路基板Ｐ上の接点Ｃとを導通する導通部１２と、導通部１２を囲う絶縁部１１を有し、回路基板Ｐに対して接地する支持脚１４の接地面に前記導通部１２の一方端が開口し、センサ部品Ｓを支持するセンサ受け部１５に前記導通部１２の他方端が開口しており、人体表面からの押圧を受けたセンサ部品が当該人体表面に密着して動くように前記支持脚１４が変形可能な導電性ゴム基板１０を用いた生体情報取得用センサ機器１とした。【選択図】図２

Description

本発明は、生体情報を取得するセンサ機器とそのセンサ機器に用いられる導電性ゴム基板に関する。

ヒトの体温や心拍、脈波、血中酸素飽和度、血圧、心電、呼吸、脳波、体動などの生体情報は、そのヒトの体調管理や病気の診断、運動機能の評価等に利用できるため、近年では身に付けるだけでこれらの生体情報を簡単に取得できるウエアラブル機器が開発されている。こうした技術は、例えば、特開２００１−２９２９７１号公報（特許文献１）や、特開平８−２１５１６３号公報（特許文献２）、特開２００９−１１２８６０号公報（特許文献３）、特開２００１−３５３１３３号公報（特許文献４）などに記載されている。

特開２００１−２９２９７１号公報 特開平８−２１５１６３号公報 特開２００９−１１２８６０号公報 特開２００１−３５３１３３号公報

しかしながら、動作を行うヒトからこれらの生体情報を正確に取得するためには、情報取得に適した状態に常に各種センサをおく必要があり、手足などの人体表面からセンサが離れたりくっついたりせずに密着させて保持し続けることが求められる。しかしながら、これらのセンサ表面は金属や樹脂、ガラスなどの硬質な材料からなる平面であり、その一方で人体表面は非平面であるため、センサを人体表面に対する一定の角度、圧力で密着させて測定を続けるのは難しかった。例えば、センサをテープやゴムバンドで身体に固定しても、動きのある身体に対して密着圧力は一定でなく、接触状態が変わってしまい、得られる生体情報の分析を困難なものにしていた。
そこで本発明は、センサを人体表面に密着させ易くする構成を提供することを目的としてなされたものである。

即ち、本発明は、回路基板とセンサ部品との間に介在し、回路基板とセンサ部品とを導電接続する導電性ゴム基板であって、センサ部品の接点端子と回路基板上の接点とを導通する導通部と、導通部を囲う絶縁部を有し、回路基板に対して接地する支持脚の接地面に前記導通部の一方端が開口し、センサ部品を支持するセンサ受け部に前記導通部の他方端が開口しており、人体表面からの押圧を受けたセンサ部品が当該人体表面に密着して動くように前記支持脚が変形可能な導電性ゴム基板を提供する。

プリント配線基板やフレキシブル配線基板等の回路基板と、その上に設置されるセンサ部品との間に、柔軟性のある導電性ゴム基板を介在させたため、センサ部品を人体表面に対し密着させることができる。そのため、ノイズの少ない生体情報の取得が可能となる。
センサ部品の接点端子と回路基板上の接点とを導通する導通部を備えるため、センサ部品と回路基板とを導電接続することができる。また、この導通部を囲う絶縁部を有するため、複数の導通部どうしを絶縁することができ、また、導通部が過度に折れ曲がるなどの不都合を回避することができる。

回路基板に対して接地する支持脚の接地面に前記導通部の一方端が開口し、センサ部品を支持するセンサ受け部に前記導通部の他方端が開口しているため、回路基板に対しては支持脚を通じて、センサ部品に対してはセンサ受け部を通じて、導電接続することができる。
そして、人体表面からの押圧を受けたセンサ部品が当該人体表面に密着して動くように前記支持脚が変形可能としたため、センサ部品からみれば人体表面に密着させることができてノイズの少ない生体情報を取得でき、身体からみればセンサ部品に密着して装着感に優れた生体情報取得用センサ機器とすることができる。

前記導通部が、ゴム状弾性体中に磁性導電性粒子が配向したものとすることができる。
ゴム状弾性体中に磁性導電性粒子が配向した導通部としたため、この導通部の両端面に接続しただけでは導通せず、この導通部の両端面を圧接することで抵抗値が下がり導通させる導電性ゴム基板とすることができる。

前記導電性ゴム基板の無圧縮時の抵抗値が１．２Ω以上であり、圧接時の抵抗値が０．１Ω以下に低下する導電性ゴム基板とすることができる。
無圧縮時の抵抗値が１．２Ω以上であり、圧接時の抵抗値が０．１Ω以下に低下するようにできるため、圧縮により所定の導通が起こるようにすることができる。

前記センサ受け部がセンサ部品の接点端子を支持するものであり、当該センサ受け部に当該端子と接触する金属薄板を配置する導電性ゴム基板とすることができる。
センサ受け部がセンサ部品の接点端子を支持するものであり、このセンサ受け部に接点端子と接触する金属薄板を配置したため、センサ部品を支持するセンサ受け部を通じて導通させることができる。また、センサ受け部に金属薄板を配置したため、センサ部品との接続をハンダや導電性接着剤で簡単に行うことができ、また、接触抵抗を低くすることができる。
さらにまた、導電性ゴム基板の圧縮に際し、センサ部品の接点端子が細い場合には十分に圧縮できず、導電性が得られにくいことが考えられるが、金属薄板が圧接面を広くし、十分な圧縮が可能となる。

前記支持脚が、前記回路基板に接地しない下表面を有するベース部から突出している導電性ゴム基板とすることができる。
回路基板に接地しない下表面を有するベース部から支持脚が突出したものとしたため、センサ部品から伝わる押圧荷重を支持脚に集中させることができ、支持脚を効果的に変形させることができる。また、支持脚を容易に変形させることができる。

前記導通部を有しない前記支持脚を備える導電性ゴム基板とすることができる。導通部を有しない支持脚を備えるため、導通部以外にも回路基板に対する導電性ゴム基板の接地箇所を設けることができる。そのため、導電性ゴム基板を安定的に回路基板上に載置することができる。また、また、導通部を有する支持脚以外の支持脚も、圧縮変形を受けるため、導電性ゴム基板を滑らかに変形させることができる。

導通部と同じ材質からなる補強部を有する前記支持脚を備える導電性ゴム基板とすることができる。導通部と同じ材質からなる補強部を有する前記支持脚を備えるため、導通部を有しない支持脚も導通部を有する支持脚と同等の強度、柔軟性を有する支持脚とすることができる。そのため、導通部の有無、位置によって変形の状態が変わることを防止できる。

前記センサ部品を反射型フォトセンサとすることができる。反射型フォトセンサとしたため、脈波等の生態情報を取得することができる。

本発明はまた、上記何れかの導電性ゴム基板と、前記センサ部品と、前記回路基板とを備え、人体表面からの押圧を受けたセンサ部品が当該人体表面に密着して動くように前記支持脚が変形し、前記人体表面に密着した前記センサ部品を通じて生体情報の取得が可能な生体情報取得用センサ機器を提供する。
導電性ゴム基板と、前記センサ部品と、前記回路基板とを備え、人体表面からの押圧を受けたセンサ部品が当該人体表面に密着して動くように前記支持脚が変形し、前記人体表面に密着した前記センサ部品を通じて生体情報の取得が可能であるため、ノイズが少ない生体情報を取得でき、高い精度での生態情報の利用が可能である。

前記センサ部品の周囲を囲う窓枠部をさらに備える生体情報取得用センサ機器とすることができる。
センサ部品の周囲を囲う窓枠部をさらに備えるため、センサ部品を適度な位置に位置決めすることができ、また、センサ表面以外へ予期せぬ押圧を受けることを阻止することができる。

さらに、前記導電性ゴム基板に載置される窓枠部を有し、人体表面からの押圧を受けた窓枠部がセンサ部品とともに当該人体表面に密着して動く生体情報取得用センサ機器とすることができる。
導電性ゴム基板に載置される窓枠部を有し、人体表面からの押圧を受けた窓枠部がセンサ部品とともに人体表面に密着して動くため、よりフィット感のある生体情報取得用センサ機器とすることができる。

本発明の生体情報取得用センサ機器及び導電性ゴム基板によれば、センサ部品を人体表面に圧接し易く、またノイズの少ない分析のし易い生体情報を取得することができる。

第１実施形態の生体情報取得用センサ機器の平面図である。 図１の生体情報取得用センサ機器のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図１の生体情報取得用センサ機器のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図１の導電性ゴム基板の底面図である。 導電性ゴム基板が人体表面で押圧される状態を示す説明図であり、分図５（ａ）は、センサ部品の一方側が押圧される状態の変化を、分図５（ｂ）は、センサ部品の中央が押圧される状態の変化を、分図５（ｃ）は、センサ部品の他方側が押圧される状態の変化を、それぞれ示す。 導電性ゴム基板が人体表面で押圧される場合について説明する説明図である。 第２−１実施形態の生体情報取得用センサ機器の平面図である。 図７の生体情報取得用センサ機器の正面図である。 図７の生体情報取得用センサ機器のＩＸ−ＩＸ線断面図である。 図７の生体情報取得用センサ機器のＸ−Ｘ線断面図である。 図７の生体情報取得用センサ機器のＸＩ−ＸＩ線断面図である。 図７の導電性ゴム基板の底面図である。 第２−２実施形態の生体情報取得用センサ機器の図９相当断面図である。 図１３の導電性ゴム基板の底面図である。 第２−３実施形態の生体情報取得用センサ機器の図９相当断面図である。 図１５の導電性ゴム基板の底面図である。 第３実施形態の生体情報取得用センサ機器の平面図である。 図１７の生体情報取得用センサ機器のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面図である。 図１７の生体情報取得用センサ機器のＸＩＸ−ＸＩＸ線断面図である。 図１７の導電性ゴム基板の底面図である。 第４実施形態の生体情報取得用センサ機器の図１９相当断面図である。 図２１の導電性ゴム基板の底面図である。 各実施形態の変形例１の生体情報取得用センサ機器の平面図である。 図２３の生体情報取得用センサ機器の図１８相当断面図である。 第５実施形態の生体情報取得用センサ機器の図１８相当断面図である。 図２５の導電性ゴム基板が人体表面で押圧される状態について説明する説明図である。 変形例２の生体情報取得用センサ機器の図１０相当断面図である。 実施例の生体情報取得用センサ機器の平面図である。 図２８の生体情報取得用センサ機器のＸＸＩＸ−ＸＸＩＸ線断面図である。 図２８の生体情報取得用センサ機器のＸＸＸ−ＸＸＸ線断面図である。 図２８の導電性ゴム基板の底面図である。

本発明の導電性ゴム基板および生体情報取得用センサ機器についていくつかの実施形態に基づいて詳しく説明する。各実施形態において共通する材料、製造方法、効果等の重複する部分についてはその説明を省略する。

第１実施形態［図１〜図４］：
本実施形態の生体情報取得用センサ機器１および導電性ゴム基板１０を図１〜図４に示す。
生体情報取得用センサ機器１は、センサ部品Ｓが導電性ゴム基板を挟んで回路基板Ｐ上に設けられたものであり、心拍数や血圧等の生体情報の取得を行うことができる。以下、生体情報取得用センサ機器１を構成する部分について説明するが、本明細書や図面において、センサ部品Ｓ側を「上側」、回路基板Ｐ側を「下側」として説明する。但し、これらは説明の便宜上のものであり、生体情報取得用センサ機器１や導電性ゴム基板１０の設置方向や使用方向を限定するものではない。

まずセンサ部品Ｓには、取得すべき生体情報に応じて、温度センサや光電センサ、圧力センサのほか、発光素子と受光素子を有するフォトセンサ（フォトリフレクタ）、超音波診断用プローブなどの各種のセンサ部品を用いることができるが、ここでは、発光部と受光部を上面に有する反射型フォトセンサを利用している。本実施形態で用いるセンサ部品Ｓａは、センサが内蔵され硬質樹脂で封止されたセンサ本体Ｓ１を有し、その裏面の８箇所に接点端子としての端子面Ｓ２が形成されている（図２の拡大図）。反射型フォトセンサには、ＯＳＲＡＭ製反射型センサＳＦＨ７０５０等を好適に利用することができる。

回路基板Ｐには、剛直なガラスエポキシ樹脂基板上に配線形成をしたプリント配線基板や、屈曲可能な樹脂フィルム基板上に配線形成をしたフレキシブル配線基板を用いることができるが、ここでは剛直なプリント配線基板を利用している。回路基板Ｐの表面にはセンサ部品Ｓａと導通させる接点Ｃが設けられている。

導電性ゴム基板１０は、センサ部品Ｓａと回路基板Ｐとの間に位置するゴムシートであり、絶縁性のゴム状弾性体からなる絶縁部１１に導電性粒子が配向した導通部１２を備えている。またその形状は、大略板状のベース部１３を有しており、ベース部１３の下表面１３ａからは回路基板Ｐに対して接地する支持脚１４が下方に突出している。

導通部１２は、ベース部１３および支持脚１４を上下方向に貫いており、その上側は、センサ部品Ｓａを支持しセンサ受け部１５となる金属薄板１５ａに接している。また下側は、支持脚１３の回路基板Ｐとの接地面に露出し、回路基板Ｐ上の接点Ｃと接している。一方、絶縁部１１は導通部１２を囲み、導通部１２どうしの電気的接触を防止している。また、絶縁部１１が導通部１２を囲うことで導通部１２が過度に折れ曲がるなどの現象を起こし難くしている。

本実施形態では、センサ受け部１５に金属薄板１５ａを設けることで導通部１２を確実に圧縮させるとともに、センサ部品Ｓａの端子面Ｓ２に対してハンダ接続をし易くしている。金属薄板１５ａの材質には、銅やニッケル、アルミニウム、鉄、およびこれらを含む合金等が挙げられる。金属薄板１５ａは導電性ゴム基板１０の金型成形時に固着一体化させたり、導電性接着剤等を用いて導通部１２の表面に貼り付けて一体化させたりすることができる。

図４の底面図等で示すように、導電性ゴム基板１０は回路基板Ｐに接地しない下表面１３ａを有するベース部１３から支持脚１４が導通部１２ごとに８本突出して設けられている。この支持脚１４は、図３の拡大図等で示すように、ベース部１３から回路基板Ｐ側に向かうに従い、先端が先細りする絶縁部１１が導通部１２を囲っている。支持脚１４がベース部１３から突出することでセンサ部品Ｓａへの押圧による圧縮を支持脚１４が受け易くなっており、さらに、こうした円錐台形状に支持脚１４が形成されることで、支持脚１４の回路基板Ｐとの接地面が確実に回路基板Ｐの接点Ｃと接触することになる。また、導通部１２が好適に圧縮されて導通部１２の抵抗値の低下を生じさせ易い。

導電性粒子が配向した導通部１２には、絶縁性のゴム状弾性体中に磁性導電性粒子が数珠繋ぎに配向したものとすることが好ましい。磁性導電性粒子としては、ニッケル、コバルト、鉄、フェライト、又はこれらの合金が挙げられ、形状としては粒子状、繊維状、細片状、細線状などである。さらに良電性の金属、樹脂、セラミックに磁性導電体を被覆したもの、磁性導電体に良電性の金属を被覆したものとしても良い。良電性の金属には、金、銀、白金、アルミニウム、銅、鉄、パラジウム、クロム、ステンレスなどが挙げられる。磁性導電性粒子の平均粒径は、磁場配向によって連鎖状態を形成し易く、効率よく導体を形成することができる点で、１μｍ〜２００μｍとすることが好ましい。

絶縁部１１の材質としては、絶縁性の熱硬化性ゴム、絶縁性の熱可塑性エラストマーを例示できる。より具体的には、熱硬化性ゴムでは、シリコーンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエン、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、クロロスリホンゴム、ポリエチレンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴムなどが挙げられる。なかでも、成形加工性、電気絶縁性、耐候性などが優れるシリコーンゴムが好ましい。熱可塑性エラストマーでは、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、アミド系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、フッ化系熱可塑性エラストマー、イオン架橋系熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。

また、導通部１２を磁性導電性粒子が配向した構成とするためには、絶縁部１１には液状ゴムを硬化した絶縁性のゴム状弾性体、又は加熱溶融可能な絶縁性のゴム状弾性体を用いることが好ましい。例えば、液状ゴムを硬化したゴム状弾性体では、シリコーンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエン、スチレン・ブタジエンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。加熱溶融可能なゴム状弾性体では、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、アミド系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、フッ化系熱可塑性エラストマー、イオン架橋系熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。

導電性ゴム基板１０の製造について、磁性導電性粒子を配向させて導通部１２を形成する方法について説明する。
まず、強磁性体でなる配向ピンを埋め込んだ上型と下型からなる成形用金型を準備し、この成形用金型内に磁性導電性粒子を分散した液状ゴムを注入する。そして、成形用金型に磁場をかけ磁性導電性粒子を配向ピンに沿って配向させて、導通部１２となる部分とその周囲に絶縁部１１となる部分を形成した後、液状ゴムを加熱硬化させる。こうして導電性ゴム基板１０を形成する。

この導電性ゴム基板１０では、ベース部１３の厚み方向に導電性粒子が連鎖配置した異方導電性に導通部１２を形成できるので、導電性粒子が少なくても効率よく導通部１２を形成することができ、低硬度の導電性ゴム基板１０が得られる。

こうして得られた導電性ゴム基板１０の大きさは、その導通部１２の高さを０．５〜１０ｍｍ程度、直径を０．３〜１．０ｍｍ程度とすることができる。
また、この導電性ゴム基板１０は、センサ部品Ｓａが人体表面Ｂと密着して圧縮を受けることにより、導電性粒子の連結が強まり、導電性が得られることから、無圧縮時の抵抗値が１．２Ω以上であっても、人体表面Ｂと密着して圧縮を受けたときの抵抗値を０．１Ω以下とすることができる。

生体情報取得用センサ機器１を製造するには、センサ本体Ｓａと導電性ゴム基板１０と回路基板Ｐとをハンダ接続する。ハンダ接続は、回路基板Ｐの接点Ｃとなる端子上にソルダーペーストを塗布し、その上に導電性ゴム基板１０の導通部１２の位置を合わせて設置し、リフロー炉にて約２６５℃に加熱して、回路基板Ｐと導電性ゴム基板１０とを固着する。次に、導電性ゴム基板１０の金属薄板１５ａにソルダーペーストを塗布し、その上にセンサ部品Ｓａの金属端子面Ｓ２を位置合わせして載置し、リフロー炉にて同様に加熱して、導電性ゴム基板１０とセンサ部品Ｓａとを固着する。こうしてセンサ部品Ｓａと回路基板Ｐが導通接続され、導電性ゴム基板１０と一体となった生体情報取得用センサ機器１を得る。なお、ハンダ接続においては、回路基板Ｐと導電性ゴム基板１０とセンサ部品Ｓａとを同時にリフロー炉に入れて行っても良い。

次に導電性ゴム基板１０の動作について、図５の説明図を参照して説明する。
手脚等の人体表面Ｂがセンサ部品Ｓａの表面に接触するに際し、図５（ａ）で示すように、人体表面Ｂがセンサ部品Ｓａの中央より右側に接触すると、右側の支持脚１４ｂが左側の支持脚１４ａよりも押圧されて導電性ゴム基板１０が右側に傾倒してセンサ部品Ｓａの表面が人体表面Ｂに密着する。一方、図５（ｂ）で示すように、人体表面Ｂがセンサ部品Ｓａの中央に接触すると、左側の支持脚１４ａと右側の支持脚１４ｂが同等に押圧されて導電性ゴム基板１０が傾倒せずにセンサ部品Ｓａの表面が人体表面Ｂに密着する。

あるいはまた、図５（ｃ）で示すように、人体表面Ｂがセンサ部品Ｓａの中央より左側に接触すると、左側の支持脚１４ａが右側の支持脚１４ｂよりも押圧されて導電性ゴム基板１０が左側に傾倒してセンサ部品Ｓａの表面が人体表面Ｂに密着する。このように、センサ部品Ｓａに対して押圧を受ける部位が必ずしも一定していなくても、人体表面Ｂの接触位置に応じて導電性ゴム基板１０が適度に変形し、センサ部品Ｓａを人体表面Ｂに密着させることができる。

上記説明は、図１で見れば、人体表面Ｂがセンサ部品Ｓａの上側に接触するか、中心に接触するか、あるいはまた下側に接触するか、の説明であったが、この図１におけるセンサ部品Ｓａの右側、または左側に人体表面Ｂが接触する場合について、図６を参照して説明する。図６は、導電性ゴム基板１０上にセンサ部品Ｓａが載置した状態の平面図であり、導電性ゴム基板１０の底面に備える８つの支持脚１４を支持脚１４ａ１〜１４ａ８として区別して示している。

この図６において、例えば人体表面Ｂが領域Ｒ１の部分に接触すれば、その押圧を受けた側の支持脚１４ほど潰されることになる。即ち、支持脚１４ａ１，１４ａ５が最も潰され、支持脚１４ａ２，１４ａ６が次に潰され、支持脚１４ａ３，１４ａ７がその次に潰され、支持脚１４ａ４，１４ａ８が最も潰されずに変形し、図６における右側が下方になるように導電性ゴム基板１０が傾倒してセンサ部品Ｓａの表面が人体表面Ｂに密着する。あるいはまた、例えば人体表面Ｂが領域Ｒ２の部分に接触すれば、支持脚１４ａ８が最も潰され、支持脚１４ａ７が次に潰され、支持脚１４ａ４がその次に潰され、というように変形し、図６における左下側が下方になるように導電性ゴム基板１０が傾倒してセンサ部品Ｓａの表面が人体表面Ｂに密着する。

したがって、導電性ゴム基板１０を介在させた生態情報取得用センサ機器１では、センサ部品Ｓａが容易にその表面の向きを変え、また押圧されるため、身体はセンサ部品Ｓａと接触することによる圧迫感や違和感を少なくすることができる。また、センサ部品Ｓａは人体表面Ｂに対して密着することでノイズが少なく分析のし易い生体情報を取得することができる。

導電性ゴム基板１０の導通部１２を導電性粒子で形成し、センサ受け部１５を金属薄板１５ａで形成しているため、センサ部品Ｓａの端子面Ｓ２や回路基板Ｐの接点Ｃとの接触抵抗が小さいことから、センサ部品Ｓａを通じての生体情報の取得が容易である。

第２−１実施形態［図７〜図１２］：
本実施形態の生体情報取得用センサ機器２および導電性ゴム基板２０を図７〜図１２に示す。
生体情報取得用センサ機器２も、センサ部品Ｓｂが導電性ゴム基板２０を挟んで回路基板Ｐ上に設けられたものであるが、センサ部品Ｓｂにはセンサ本体Ｓ１から６本の金属端子Ｓ３が延び、脈波や血中酸素飽和度を検知できるフォトセンサを３つ用いている。このフォトセンサには、例えばＯＳＲＡＭ製反射型センサＳＦＨ９２０６等を好適に利用することができる。接点端子としての金属端子Ｓ３は、導電性ゴム基板２０にセンサ受け部１５として設けた金属薄板１５ａに対してハンダ接続をしている。

図１２の底面図等で示すように、導電性ゴム基板２０の下表面１３ａから突出する支持脚１４は、平行な２本の壁状脚１４ｂ１，１４ｂ２として形成されており、９つの導通部１２が１本の脚内にまとめて設けられている。この支持脚１４ｂ１，１４ｂ２も、図１０〜図１２で示すように、ベース部１３から回路基板Ｐ側に向かうに従い、先端が先細りする絶縁部１１が導通部１２を囲っている。こうした先細り形状に支持脚１４ｂ１，１４ｂ２が形成されることで、センサ部品Ｓｂへの押圧による圧縮を受け易く導電性が得易くなっている。

本実施形態で用いるセンサ部品Ｓｂでは、センサ本体Ｓ１が導電性ゴム基板２０の表面から浮き上がっており、金属端子Ｓ３が導電性ゴム基板２０のセンサ受け部１５を押して導通部１２が圧縮され易くなっている。
また、図８で示すように、３つのセンサ部品Ｓの表面は同じ高さにあり、人体表面Ｂに対してそれぞれ独立して接して生体情報を取得する。こうした構成としたため、各センサ部品Ｓに対する人体表面Ｂからの圧接の有無を分析して体動を検知することもできる。

また導電性ゴム部品２０では、その支持脚１４を平行な２本の壁状脚１４ｂ１，１４ｂ２として形成しているが、第１実施形態で示した導電性ゴム部品１０と同様に、人体表面Ｂが接触する部分に近い支持脚１４の部分がより多く潰されて、この接触する部分から遠ざかる支持脚１４の部分ほど潰されずにおかれるため、人体表面Ｂの接触位置に応じて導電性ゴム基板１０が適度に変形し、センサ部品Ｓｂを人体表面Ｂに密着させることができる。

第２−２実施形態［図１３，図１４］：
本実施形態の生体情報取得用センサ機器３および導電性ゴム基板２１を図１３，図１４に示す。本実施形態の生態情報取得用センサ機器３は、第２−１実施形態の生態情報取得用センサ機器２と比べて、導電性ゴム基板２１の支持脚１４の形状が異なっている。

図１４の底面図等で示すように、導電性ゴム基板２１の下表面１３ａから突出する支持脚１４は、３つの導通部１２がまとまって一つの支持脚１４となっており、６つの壁状脚１４ｃ１〜１４ｃ６として形成されている。ベース部１３から回路基板Ｐ側に向かうに従い、先端が先細りする形状は他の実施形態と同様である。

第２−３実施形態［図１５，図１６］：
本実施形態の生体情報取得用センサ機器４および導電性ゴム基板２２を図１５，図１６に示す。本実施形態の生態情報取得用センサ機器４でも、第２−１実施形態の生態情報取得用センサ機器２に比べて、導電性ゴム基板２１の支持脚１４の形状が異なっている。

図１６の底面図等で示すように、導電性ゴム基板２２の下表面１３ａから突出する支持脚１４は、１つの導通部１２に対して１つの支持脚１４が形成されている。ベース部１３から回路基板Ｐ側に向かうに従い、先端が先細りする形状は他の実施形態と同様である。

第３実施形態［図１７〜図２０］：
本実施形態の生体情報取得用センサ機器５および導電性ゴム基板３０を図１７〜図２０に示す。
生体情報取得用センサ機器５では、その導電性ゴム基板３０に、導通部１２が貫通する支持脚１４の他に、導通部１２が通じていない支持脚１４ｄを設けた点で第１、第２実施形態の導電性ゴム基板と異なる。

導電性ゴム基板３０では、導通部１２としてセンサ部品Ｓａと回路基板Ｐとを接続する必要がない部分にも支持脚１４ｄを設けることで回路基板Ｐ上に導電性ゴム基板３０を安定的に載置し、また、ベース部１３と回路基板Ｐとの間の長さが長い場合に導通部１２を備える支持脚１４の倒れ込みを防止することができる。

第４実施形態［図２１，図２２］：
本実施形態の生体情報取得用センサ機器６および導電性ゴム基板４０を図２１，図２２に示す。
生体情報取得用センサ機器６では、その導電性ゴム基板４０において、導通部１２が貫通する支持脚１４の他に、導通部１２が通じていない支持脚１４ｅを設けた点で第３実施形態の導電性ゴム基板３０と同じであるが、支持脚１４ｅは、絶縁部１１のみからなるのではなく、その中心に導通部１２と同等の材質からなる補強部１６を有する点で異なる。なお、図２１では支持脚１４ｅにおける補強部１６がベース部１３を貫通していない構成を示すが、ベース部１３を貫通したものとすることも可能である。また、図２２では、導通部１２と補強部１６とを区別するために、導通部１２については塗りつぶして表示している。

導電性ゴム基板４０では、導通部１２としてセンサ部品Ｓａと回路基板Ｐとを接続する必要がない部分にも支持脚１４ｅを設け、かつこの支持脚１４ｅには、
導通部１２と同等の材質からなる補強部１６を設けているため、支持脚１４ｅの強度や柔軟性は、導通部１２が通じている支持脚１４と同等であり、圧縮力を受けた際の挙動も支持脚１４と同等とすることができるため、回路基板Ｐ上に導電性ゴム基板４０を安定的に載置し得ることに加え、センサ部品Ｓａが押圧を受けた際の導電性ゴム基板４０の変化が滑らかである。

各実施形態の変形例［図２３，図２４］：
上記各実施形態の生体情報取得用センサ機器および導電性ゴム基板については、センサ部品Ｓの表面を露出させるとともにその周囲を覆う窓枠部Ｈを設けることができる。この窓枠部Ｈつきの生体情報取得用センサ機器７を変形例１として図２３，図２４に示す。
窓枠部Ｈにより、センサ部品Ｓａの周囲を保護しており、発光部や受光部のあるセンサ表面以外の部分に人体表面Ｂなどの外力が及ばないようにしている。また、窓枠部Ｈにより、センサ部品Ｓａのセンサ表面に過大な荷重がかかることを防止している。

窓枠部Ｈは、センサ部品Ｓａの外枠となるホルダーの一部であっても、生体情報取得用センサ機器５の外装部品となる筐体の一部であっても良い。また、窓枠部Ｈに通じるホルダーや筺体の一部が、導電性ゴム基板１０を加圧固定するものであってもよい。導電性ゴム基板１０を加圧固定すれば、導通部１２が加圧される以前に比べるとその抵抗値が小さくなるため、生体情報の取得のために好ましい。

第５実施形態［図２５，図２６］：
本実施形態の生体情報取得用センサ機器８を図２５に示す。生体情報取得用センサ機器８では、補強部１６を有する支持脚１４ｅを備えた導電性ゴム基板４０と、前記変形例１で示した窓枠部Ｈを用いており、窓枠部Ｈを導電性ゴム基板４０上に接地したことを特徴としている。
本実施形態における窓枠部Ｈは、固定されて動きがないものとは異なり、導電性ゴム基板４０上にあって、人体表面Ｂで押圧を受ければ、導電性ゴム基板４０の変形により、窓枠部Ｈも傾倒変化をするものである。図２６で示すように、例えばセンサ部品Ｓａと窓枠部Ｈの境界部分が人体表面Ｂにより押圧されると、センサ部品Ｓａと窓枠部Ｈの両者が傾倒し、押し込まれる。

生体情報取得用センサ機器８では、センサ部品Ｓａとともに窓枠部Ｈも傾倒し、変形する。そのため、センサ部品Ｓａだけが変形し窓枠部Ｈが変形しない場合と比べて、身体の生体情報取得用センサ機器に対する密着性が高まり、よりフィット感の強い生体情報取得用センサ機器とすることができる。

各実施形態のその他の変形例：
上記各実施形態では、センサ受け部１５には、金属薄板１５ａを用いていたが、こうした金属薄板１５ａを設けることなしに、導電性粒子が配向してなる導通部１２の端部をベース部１３の上表面１３ｂから露出してセンサ受け部１５としても良い。また、回路基板Ｐ側の導通部１２の露出面に金属薄板を設けても良い。回路基板Ｐ側に金属薄板を設けることで、回路基板Ｐとのハンダ接続が容易になる。

上記各実施形態における導電性ゴム基板では、センサ受け部１５はベース部１３の上表面１３ｂに面一に設けられていたが、ベース部１３の下表面１３ａから支持脚１４が突出するように、ベース部１３の上表面１３ｂから上方に突出させた突出部１７を設けその先端位置にセンサ受け部１５を設けることができる。こうした導電性ゴム基板５０を変形例２として図２７に示す。
センサ受け部１５がベース部１３の上表面１３ｂから突出していると、小さな圧縮荷重でも導通部１２が圧縮され、導電性粒子の接触密度が高まり高い導電性を得易くなる。

導通部１２や各種支持脚１４，１４ｄ，１４ｅ等は、センサ部品Ｓやその端子Ｓ２，Ｓ３、あるいは回路基板Ｐの接点Ｃの位置などに応じて適宜、その位置や大きさを変更することができる。こうした位置や大きさの変更により、センサ部品Ｓと回路基板Ｐとの導通を容易にし、また、センサ部品Ｓの回路基板Ｐに対する位置決めを容易にすることができる。

次に本発明の実施例について説明する。

＜試料の作製＞
試料１：
第２−２実施形態で説明した生体情報取得用センサ機器(4)に似た図２８〜図３１で示す生体情報取得用センサ機器(4')を作製し、試料１の生体情報取得用センサ機器とした。試料１では、センサ部品(S)に、第２−２実施形態で用いた金属端子(S3)を有するセンサ部品(Sb)であるＯＳＲＡＭ製反射型センサＳＦＨ９２０６を、回路基板(P)にプリント配線基板を用いた。導電性ゴム基板には第２−２実施形態で用いた導電性ゴム基板(22)に似た導電性ゴム基板とした。より具体的には、上記センサ部品(Sb)の一つに対応する導電性ゴム基板(60)であり、金属端子(S3)と接続するセンサ受け部(15)の位置から、その直下方向にベース部(13)を貫通するとともに、支持脚(14)が伸びる形状に形成した。

導電性ゴム基板(60)は、液状シリコーンゴムに磁性導電性粒子である銀メッキを施したニッケル粒子を分散させた液状混合物を磁場配向させて硬化して製造した。得られた導電性ゴム基板(60)は、ベース部(13)の厚みが１．５ｍｍ、ベース部(13)から先の支持脚(14)の長さを０．３ｍｍ、導通部(12)の直径を０．６ｍｍ、センサ受け部(15)として銅箔からなる金属薄板(15a)の厚みを０．０１２ｍｍとした。導電性センサ部品(S)と導電性ゴム基板(60)と回路基板(P)はそれぞれハンダ接続した。

試料２：
試料１で用いたセンサ部品(S)を、導電性ゴム基板(60)を挟まずに直接試料１で用いた回路基板(P)にハンダ接続し、試料２の生態情報取得用センサ機器を得た。

＜導通試験＞
回路基板(P)にＬＥＤを接続し、センサ部品(S)と回路基板(P)とが通電すると回路基板(P)上のＬＥＤが発光するように構成した。また、人体表面Ｂの代替品として硬度２５（ＪＩＳ−Ａ）で先端が半球形状のシリコーンゴムを押し子として用いた。そして、試料１及び２のそれぞれにおいて、センサ部品(S)の表面中央を前記押し子で徐々に押圧する導通試験を行った。

この導通試験の結果、試料２では、押し子でセンサ部品(S)の表面を押圧する前に、センサ部品(S)の上方１ｍｍ以内の位置に押し子を近付けるとＬＥＤが発光した。一方、試料１では、押し子をセンサ部品(S)の表面に接触させただけではＬＥＤは発光せず、押圧荷重が０．０５Ｎ以上に導電性ゴム基板(60)を圧接するとＬＥＤは発光した。

＜考察＞
導通試験の結果より、センサ部品を回路基板に配置しただけでは、検出対象物（押し子）が近づいただけでセンサ部品が反応するため、変わり得るセンサ部品と検出対象物との位置関係に影響してノイズの多い生体情報が検出されるものと考えられる。一方、導電性ゴム基板を介在させることで、検出対象物がセンサ部品に接触し、かつ一定の荷重で押圧して初めて生体情報が検出されるため、ノイズの少ない生体情報が検出できると考えられる。

１ 生体情報取得用センサ機器（第１実施形態）
１０ 導電性ゴム基板（第１実施形態）
１１ 絶縁部
１２ 導通部
１３ ベース部
１３ａ 下表面
１３ｂ 上表面
１４ 支持脚
１４ａ１〜１４ａ８ 支持脚
１５ センサ受け部
１５ａ 金属薄板
Ｓ センサ部品
Ｓａ 端子面を有するセンサ部品
Ｓ１ センサ本体
Ｓ２ 端子面
Ｐ 回路基板
Ｃ 接点
Ｂ 人体表面
Ｒ１，Ｒ２ 領域
２ 生体情報取得用センサ機器（第２実施形態）
２０ 導電性ゴム基板（第２実施形態）
Ｓ センサ部品
Ｓｂ 金属端子を有するセンサ部品
Ｓ１ センサ本体
Ｓ３ 金属端子
１４ 支持脚
１４ｂ１，１４ｂ２ 支持脚
３ 生体情報取得用センサ機器（第２−１実施形態）
２１ 導電性ゴム基板（第２−１実施形態）
１４ 支持脚
１４ｃ１〜１４ｃ６ 支持脚
４ 生体情報取得用センサ機器（第２−２実施形態）
２２ 導電性ゴム基板（第２−２実施形態）
５ 生体情報取得用センサ機器（第３実施形態）
３０ 導電性ゴム基板（第３実施形態）
１４ 支持脚
１４ｄ （導通部のない）支持脚
６ 生体情報取得用センサ機器（第４実施形態）
４０ 導電性ゴム基板（第４実施形態）
１４ 支持脚
１４ｅ （補強部のある）支持脚
１６ 補強部
７ 生体情報取得用センサ機器（変形例１）
Ｈ 窓枠部
８ 生体情報取得用センサ機器（第５実施形態）
９ 生体情報取得用センサ機器（変形例２）
５０ 導電性ゴム基板（変形例２）
１７ 突出部
４’ 生体情報取得用センサ機器（実施例）
６０ 導電性ゴム基板（実施例）

Claims (11)

1. 回路基板とセンサ部品との間に介在し、回路基板とセンサ部品とを導電接続する導電性ゴム基板であって、
   センサ部品の接点端子と回路基板上の接点とを導通する導通部と、導通部を囲う絶縁部を有し、回路基板に対して接地する支持脚の接地面に前記導通部の一方端が開口し、センサ部品を支持するセンサ受け部に前記導通部の他方端が開口しており、
   人体表面からの押圧を受けたセンサ部品が当該人体表面に密着して動くように前記支持脚が変形可能な導電性ゴム基板。
   
2. 前記導通部が、ゴム状弾性体中に磁性導電性粒子が配向したものである請求項１記載の導電性ゴム基板。
   
3. 前記導電性ゴム基板の無圧縮時の抵抗値が１．２Ω以上であり、圧接時の抵抗値が０．１Ω以下に低下するものである請求項１または請求項２記載の導電性ゴム基板
   
4. 前記センサ受け部がセンサ部品の接点端子を支持するものであり、当該センサ受け部に当該接点端子と接触する金属薄板を配置する請求項１〜請求項３何れか１項記載の導電性ゴム基板。
   
5. 前記支持脚が、前記回路基板に接地しない下表面を有するベース部から突出している請求項１〜請求項４何れか１項記載の導電性ゴム基板。
   
6. 前記導通部を有しない前記支持脚を備える請求項１〜請求項５何れか１項記載の導電性ゴム基板。
   
7. 導通部と同じ材質からなる補強部を有する前記支持脚を備える請求項１〜請求項６何れか１項記載の導電性ゴム基板。
   
8. 前記センサ部品が反射型フォトセンサである請求項１〜請求項７何れか１項記載の導電性ゴム基板。
   
9. 請求項１〜請求項８何れか１項記載の導電性ゴム基板と、前記センサ部品と、前記回路基板とを備え、
   人体表面からの押圧を受けたセンサ部品が当該人体表面に密着して動くように前記支持脚が変形し、前記人体表面に密着した前記センサ部品を通じて生体情報の取得が可能な生体情報取得用センサ機器。
   
10. 前記センサ部品の周囲を囲う窓枠部をさらに備える請求項９記載の生体情報取得用センサ機器。
    
11. 前記導電性ゴム基板に載置される窓枠部を有し、人体表面からの押圧を受けた窓枠部がセンサ部品とともに当該人体表面に密着して動く請求項１０記載の生体情報取得用センサ機器。
    

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