JP7002000B2 - 生体センサおよび生体センサの製造方法 - Google Patents
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Description
まず、本発明者らが本開示の生体センサを想到するに至った知見について説明する。
図1は、実施の形態1に係る生体センサ100を模式的に示した断面斜視図である。図1に示すように、実施の形態1に係る生体センサ100は、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有するシート1の一方の面に所定の間隔で複数の突起2を備えている。複数の突起2の頂部の表面には導電パターン3を備えており、これらの複数の導電パターン3のそれぞれは、突起2の側部の表面およびシート1の一方の面上の導電パターン3を介して接続されている。このように、突起2の側面およびシート1の突起2を備えた面上にも導電パターン3を備えることにより、複数の突起2の頂部から得られる生体信号を電気的に外部に引き出すことができる。また、複数の突起2は外力が加わるとそれに追随して柔軟に変形できるエラスティックな構造体である。このように複数の突起2がエラスティックな構造体であることにより、複数の突起2は、生体表面の形状および体動による生体表面の変形に追随することができ、複数の突起2の頂部に備えた導電パターン3(以下、検出電極4)と生体表面との密着性を安定的に確保することができる。これにより、生体センサ100は生体表面と検出電極4との電気的な接続を安定的に確保することができる。
図6は、実施の形態1の変形例に係る生体センサ100aを模式的に示した断面斜視図である。生体センサ100aは、実施の形態1の生体センサ100と以下の点で異なり、他の点で同じである。生体センサ100aは、複数の突起2aのそれぞれの頂部の表面に、一つまたは複数の開口8を有する形状で導電パターン3aを備えている。導電パターン3aの形状は、例えば、格子状である。複数の突起2aのそれぞれの頂部の導電パターン3aは、生体センサ100aの検出電極4aである。複数の突起2aの頂部の複数の導電パターン3aは、複数の突起2aの側部の表面およびシートの一方の面上の導電パターン3aを介して互いに電気的に接続されている。
図7は、実施の形態2に係る生体センサ100bを模式的に示した断面斜視図である。実施の形態2に係る生体センサ100bは、上述した生体センサ100および100aと異なり、可撓性および伸縮性を有するシート1bは、第一のシート10と、第一のシート10上に設けられた第二のシート11とを備える。第二のシート11は、複数の突起2bを備える。
図9は、実施の形態2の変形例1に係る生体センサ100cを模式的に示した断面斜視図である。本変形例に係る生体センサ100cは、複数の突起2cの各々は、シート1cの平面視において、蛇行形状を有する。
図10は、実施の形態2の変形例2に係る生体センサ100dの製造方法を説明する図である。
まず、図10の(a)に示すように、第二のシート11bとなる一枚のシートの一方の面上に導電性ペーストを、例えば、格子状に印刷して、開口8cを有する導電パターン3dを形成する。ここで、第二のシート11bとなるシートとしては、可撓性および伸縮性を有するポリウレタンシートを用いる。導電性ペーストとしては、伸縮性を有するウレタン樹脂に銀粉を混練したペーストを用いる。このように、第二のシート11bとなるシートおよび導電パターン3dがともに伸縮性を有する。
続いて、図10の(b)に示すように、第二のシート11bとなるシートと導電パターン3dとを含む構造を、導電パターン3d側が金型20aと対向するように反転して配置する。その後、当該構造を金型20aの形状に沿わせて変形、固定することにより、複数の突起2dを成型する。これにより、突起形状を有する第二のシート11bが形成される。第二のシート11bおよび導電パターン3dを含む部材は、本開示の第二のシートの一例である。なお、加工工程では、第二のシート11bとなるシートと導電パターン3dとを含む構造を金型20aの凹部に対して上方から押圧用の金型で押して複数の突起2dを成型してもよい。または、当該構造を、金型20aの凹部に対して上方から空圧または液圧で加圧して複数の突起2dを成型してもよい。または、金型20aの凹部側に真空引き用の経路を設け、当該構造が金型20aの形状に沿うように真空引きして複数の突起2dを成型してもよい。このとき、第二のシート11bとなるシートおよび導電パターン3dはともに伸縮性に優れた素材を用いているため、容易に金型20aの形状に沿った複数の突起2dを成型することができる。
続いて、図10の(c)に示すように、第二のシート11bの複数の突起2dが成型された面と反対側の面上に第一のシート10bを重ねて金型20bで押圧し、第二のシート11bを第一のシート10bに接着する。このとき、第二のシート11bは、それぞれの突起2dが成型された部分を囲む領域が第一のシート10bと接着層13を介して接着される。これにより、複数の突起2dの内側に密閉空間12bを形成する。
2、2a、2b、2c、2d 突起
3、3a、3b、3c、3d 導電パターン
4、4a、4b、4c 検出電極
5 配線
6 信号処理回路ユニット
7 生地
8、8a、8b、8c 開口
10、10a、10b 第一のシート
11、11a、11b 第二のシート
12、12a、12b 密閉空間
13 接着層
20a、20b 金型
100、100a、100b、100c、100d 生体センサ
200 生体信号測定装置
Claims (6)
- 可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有する第一のシートと、
可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有し、前記第一のシートに対向する第一の面と前記第一の面の反対側の第二の面とを有する第二のシートと、
を備え、
前記第二の面は、生体に接触させて前記生体に関する情報を取得するための複数の突起形状を有し、
前記第二の面において、前記複数の突起形状のそれぞれの少なくとも一部は導電性を有する導電パターンを備えかつ当該導電パターンを介して前記複数の突起形状は電気的に互いに接続され、
前記第一の面において、前記複数の突起形状のそれぞれ周囲の部分は前記第一のシートに接着されており、
前記複数の突起形状のそれぞれの内部には、前記第二のシートの前記第一の面および前記第一のシートで画定される密閉空間が存在する、
生体センサ。 - 前記導電パターンは、前記複数の突起形状のそれぞれの頂部に配置された第一の導電パターンを含む、
請求項1に記載の生体センサ。 - 前記導電パターンは、前記複数の突起形状の側面、および前記第二の面の突起形状でない部分に配置された第二の導電パターンを含み、
前記第二の導電パターンは、複数の前記第一の導電パターンを互いに接続する、
請求項2に記載の生体センサ。 - 前記密閉空間内に流体を有する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の生体センサ。 - 前記複数の突起の各々は、前記シートの平面視において、蛇行形状を有する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の生体センサ。 - 第一の面と前記第一の面の反対側の第二の面とを有し、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有するシートの前記第二の面に導電性を有する導電パターンを形成し、
前記第二の面に、生体に接触させて前記生体に関する情報を取得するための複数の突起形状を形成し、
前記導電パターンを介して前記複数の突起形状は電気的に互いに接続され、
前記第一の面において、前記複数の突起形状の周囲の部分を、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有する他のシートに接着し、前記複数の突起形状のそれぞれの内部に、前記シートの前記第一の面および前記他のシートで画定される密閉空間を形成する、
生体センサの製造方法。
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