JP7261634B2 - Electrode structure and biosensor device having the electrode structure - Google Patents
Electrode structure and biosensor device having the electrode structure Download PDFInfo
- Publication number
- JP7261634B2 JP7261634B2 JP2019061625A JP2019061625A JP7261634B2 JP 7261634 B2 JP7261634 B2 JP 7261634B2 JP 2019061625 A JP2019061625 A JP 2019061625A JP 2019061625 A JP2019061625 A JP 2019061625A JP 7261634 B2 JP7261634 B2 JP 7261634B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- probe
- electrode structure
- conductive
- layer
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Description
本発明は、電極構造、及び、生体センサデバイスに関する。 The present invention relates to electrode structures and biosensor devices.
従来より、板状の第1ポリマー層と、板状の第2ポリマー層と、電極と、データ取得用モジュールとを備える生体適合性ポリマー基板を用いた生体センサがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, there is a biosensor using a biocompatible polymer substrate that includes a plate-like first polymer layer, a plate-like second polymer layer, electrodes, and a data acquisition module (see, for example, Patent Document 1). ).
ところで、生体センサが貼り付けられる生体の表面は平坦ではなく、立体的に湾曲している部位が多い。特に、生体の表面が凹んでいる凹面に生体センサを貼り付けると、電極が生体の凹面に十分に接触せず、インピーダンス等の電気的特性が変化して正確に測定できなくなるおそれがある。また、電極を通じて生体からデータを取得するには、ある程度の時間が必要である。 By the way, the surface of the living body to which the biosensor is attached is not flat, and many of the parts are three-dimensionally curved. In particular, if the biosensor is attached to the concave surface of the living body, the electrodes may not be in sufficient contact with the concave surface of the living body, and electrical characteristics such as impedance may change, making accurate measurement impossible. Also, it takes a certain amount of time to acquire data from a living body through electrodes.
このため、生体センサには、生体の凹面に電極を安定的に接触させた状態を保持できることが求められる。 Therefore, the biosensor is required to be able to maintain a state in which the electrode is stably brought into contact with the concave surface of the living body.
そこで、生体の凹面に電極を安定的に接触させた状態を保持できる電極構造、及び、当該電極構造を有する生体センサデバイスを提供することを目的とする。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide an electrode structure capable of maintaining a state in which an electrode is stably brought into contact with a concave surface of a living body, and a biosensor device having the electrode structure.
本発明の実施の形態の電極構造は、表面層と、貫通孔を有する底面層と、前記表面層と前記底面層との間に設けられる導電ポリマーシートと、前記導電ポリマーシートの端部に電気的に接続される導電部材と、前記表面層と前記導電ポリマーシートとの間に設けられ、前記導電ポリマーシートの一部を前記底面層の貫通孔を通じて突出させる弾性部材とを含み、前記導電ポリマーシートの一部は、前記底面層の底面から、0.2mm以上2mm以下突出する。
An electrode structure according to an embodiment of the present invention includes a surface layer, a bottom layer having through holes, a conductive polymer sheet provided between the surface layer and the bottom layer, and an electric and an elastic member that is provided between the surface layer and the conductive polymer sheet and causes a part of the conductive polymer sheet to protrude through the through hole of the bottom layer, A portion of the polymer sheet protrudes from the bottom surface of the bottom layer by 0.2 mm or more and 2 mm or less .
生体の凹面に電極を安定的に接触させた状態を保持できる電極構造、及び、生体センサデバイスを提供することができる。 It is possible to provide an electrode structure and a biosensor device capable of maintaining a state in which an electrode is stably brought into contact with a concave surface of a living body.
以下、本発明の電極構造、及び、生体センサデバイスを適用した実施の形態について説明する。 Embodiments to which the electrode structure and the biosensor device of the present invention are applied will be described below.
<実施の形態(電極構造)>
本発明の電極構造は、表面層と、貫通孔を有する底面層と、前記表面層と前記底面層との間に設けられる導電ポリマーシートと、前記導電ポリマーシートの端部に電気的に接続される導電部材と、前記表面層と前記導電ポリマーシートとの間に設けられ、前記導電ポリマーシートの一部を前記底面層の貫通を通じて孔突出させる弾性部材とを含む。
<Embodiment (electrode structure)>
The electrode structure of the present invention comprises a surface layer, a bottom layer having through holes, a conductive polymer sheet provided between the surface layer and the bottom layer, and electrically connected to the ends of the conductive polymer sheet. and an elastic member provided between the surface layer and the conductive polymer sheet to allow a portion of the conductive polymer sheet to protrude through the bottom layer.
以下、図6及び図17を用いて、本発明の電極構造の実施形態の一例を説明するが、本発明の電極構造は、本実施形態に限定されるものではない。 An example of an embodiment of the electrode structure of the present invention will be described below with reference to FIGS. 6 and 17, but the electrode structure of the present invention is not limited to this embodiment.
本発明の電極構造は、下記生体センサデバイスにても詳述するが、導電性シート140を有し、導電性シート140は、被検体と接触する電極、いわゆるプローブとして機能する。図6に示されるように、導電性シート140は、表面層120及び底面層110の間に配置される。底面層110には、導電性シート140の一部の面が露出可能なように貫通孔111が設けられている。表面層120及び底面層110は、任意の材料を用いて構成されればよいが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられる。
The electrode structure of the present invention has a
導電性シート140の端部(端辺部)の少なくとも一部又は一辺は、導電部材の一例である導電部材145が導電性シート140と電気的に接触可能なように配置されている。導電部材145は、導電部材145の構成部材145A及び145Bが導電性シート140の端部を挟む形で積層されていてもよい。また、導電部材145は、導電部材145の構成部材145A及び145Bの端部同士がラミネート加工されて接合されている形態を有していてもよく、この形態においては、接合されていない領域で導電性シート140の端部を挟む。導電性シート140と導電部材145とは接着層を介して積層されていてもよく、該接着層は導電性を有していてもよい。導電部材145は、矩形又は円形の環状構造を有することができ、環状構造の内側の寸法は底面層110の貫通孔と略一致していればよい。なお、環状構造は、連続的でも断続的でもよい。導電部材145は、生体センサデバイスとする際に、導電シートで検出した信号を配線130に伝達し、当該信号は電子装置に伝達される。導電部材145は、材料及び材質等は特に限定されないが、通常、銅等の金属、合金、導電性ポリマー、及び、導電性ポリマーとナノ粒子との混合物を含むグループから選択される。
A
導電性シート140と表面層120との間には、弾性部材124が配置される。図17に示されるように、該弾性部材124は、該貫通孔111を通じて導電性シート140の一部を、底面層110を越えて突出させることを可能にする。該弾性部材の厚み及び導電性シート140と接触する面積等の寸法は、導電性シート140が被検体に押圧されて常時接触できるように設計されていればよい。また、該弾性部材のヤング率は、本発明の目的が達成できれば特に限定されないが、表面層120のヤング率より小さいことが好ましく、該弾性部材のショア硬度が10以上60以下であることがより好ましい。このようにすることで、該弾性部材を有する電極構造によれば、粘着剤層を設けて被検体に貼着した際に、被検体と接触する電極(プローブ140)が被検体に押圧される形で常時接触させることが可能となり、安定して生体信号等を測定できる。推定されるメカニズムとして、以下が考えられ得る。本発明の電極構造に粘着剤層170を設け被検体に貼着させた際、微視的には、当該粘着層170を介して被検体に固定されたカバー120(表面層)は、突出したプローブ140の表面が被検体との接触及び弾性部材124の押圧により粘着剤層170の表面と同一平面内に収まろうとする応力を受け、被検体とは反対側に凸になる弾性変形をしようとする。しかし、弾性部材124はカバー層120よりヤング率が低いため、カバー層120の原状の形状に回復する応力が優位に立ち、弾性部材124が導電性シート140の一部(プローブ140の貫通孔を通じた露出部)を被検体側に押圧する。このような弾性部材としては、シリコーンゴムが挙げられる。このとき、表面層120には、ポリテトラフルオロエチレンが用いられる。
An
本発明の電極構造は、底面層110の表面層120側とは反対側に粘着剤層を有していてもよい。当該粘着剤層は、底面層110の貫通孔の周囲、言い換えれば、突出した導電性シート140の表面の周囲に配置されることが好ましい。
The electrode structure of the present invention may have an adhesive layer on the side of the
本発明の電極構造においては、前記突出した導電性シート140の一部が底面層110を越えて突出していれば特に限定されないが、電極構造の厚み方向における突出部の長さは、底面層110を基準にして、0.2mm以上2mm以下であることが好ましい。また、底面層110の突出した導電性シート140の一部の周囲に粘着剤層を設ける場合には、該粘着剤層が形成する底面層110と反対側の面を基準にして、電極構造の厚み方向における突出部の長さは、0.2mm以上2mm以下であることが好ましい。
The electrode structure of the present invention is not particularly limited as long as a portion of the protruding
<実施の形態(生体センサデバイス)>
図1は、生体センサデバイス100を示す平面図である。図2は、図1のA-A矢視断面を示す図である。図3は、図1のB-B矢視断面を示す図である。
図2には、生体の皮膚10を示す。生体センサデバイス100は、平面視で矩形状の形状を有するシート状のデバイスであるが、図2では各部の構成を分かり易くするために厚さを誇張して示す。
<Embodiment (biological sensor device)>
FIG. 1 is a plan view showing a
FIG. 2 shows the
以下では、XYZ座標系を定義して説明する。また、以下では、説明の便宜上、Z軸負方向側を下側又は下、Z軸正方向側を上側又は上と称すが、普遍的な上下関係を表すものではない。 An XYZ coordinate system will be defined and explained below. Also, hereinafter, for convenience of explanation, the Z-axis negative direction side is referred to as the lower side or the lower side, and the Z-axis positive direction side is referred to as the upper side or the upper side, but this does not represent a universal vertical relationship.
本実施の形態では、一例として、生体に接触させて生体情報の測定を行う生体センサデバイス100について説明する。生体とは、人体及び人体以外の生物等をいい、これらの皮膚、頭皮又は額等に貼付される。
In the present embodiment, as an example, a
生体センサデバイス100は、主な構成要素として、プレート110、カバー120、弾性部材124、配線130、プローブ140、電子装置150、電池160、及び粘着剤層170を含む。生体センサデバイス100の構成要素のうち、プレート110、カバー120、弾性部材124、配線130、プローブ140、及び粘着剤層170は、電極構造100Aを構築する。生体センサデバイス100は、2つの電極構造100Aを含む。
The
以下では、底面層の一例であるプレート110、表面層の一例であるカバー120、導電部材の一例である枠部145、導電ポリマーシートの一例であるプローブ140を用いた実施の形態について説明する。
An embodiment using a
プレート110は、板状の部材であり、生体センサデバイス100の底面側(皮膚10に貼り付けられる面側)に設けられる。プレート10は、上面には配線130、電子装置150、及び電池160が実装される。プレート110は、生体センサデバイス100の基板として利用される部材である。プレート110は、例えば、シリコーンゴム又はウレタンのように、弾性及び可撓性を有する樹脂で作製すればよい。
The
プレート110は、X方向の両端側にそれぞれ設けられる2つの貫通孔111を有する。貫通孔111には、プローブ140が設けられる。貫通孔111にプローブ140を設ける構成の詳細については、カバー120とともに説明する。
The
カバー120は、プレート110の上で、配線130、電子装置150、及び電池160を覆っている。カバー120は、プレート110と接着されており、プレート110とともに生体センサデバイス100の筐体を構築する。カバー120は、プレート110と同様に、例えば、シリコーンゴム又はウレタンのように、弾性及び可撓性を有する樹脂で作製すればよい。
A
カバー120は、生体センサデバイス100の表面側(皮膚10に貼り付けられる底面側とは反対側)に設けられる。カバー120は、側壁121、基部122、凸部123を有する。側壁121は、平面視でカバー120を略矩形環状に囲んでおり、下端はプレート110の上面に第2接着層125によって接着されている。第2接着層125は、導電性を有する導電性接着剤であってもよい。
The
基部122は、側壁121の上に連続的に設けられてXY平面に沿って延在する部分である。平面視で基部122の中央には凸部123が設けられている。凸部123は、基部122のX方向及びY軸方向の中央部が上方に突出した部分である。
The
このような構成のカバー120は、側壁121、基部122、及び凸部123で囲まれる収納部120Aを有しており、収納部120Aに配線130、電子装置150、及び電池160が収納されている。
The
弾性部材124は、X方向の両端側において基部122の下面側に設けられており、基部122によって下方に押圧されて貫通孔111の内部に挿入される。弾性部材124のヤング率は、カバー120のヤング率よりも小さく、弾性部材の硬度は10以上60以下である。なお、ここでは、硬度をショア硬さ(shore hardness)で表す。このため、本発明の電極構造に粘着剤層170を設け被検体に貼着させた際、微視的には、当該粘着層170を介して被検体に固定されたカバー120(表面層)は、突出したプローブ140の表面が被検体との接触及び弾性部材124の押圧により粘着剤層170の表面と同一平面内に収まろうとする応力を受け、被検体とは反対側に凸になる弾性変形をしようとする。しかし、弾性部材124はカバー層120よりヤング率が低いため、カバー層120の原状の形状に回復する応力が優位に立ち、弾性部材124が導電性シート140の一部(プローブ140の貫通孔を通じた露出部)を被検体側に押圧する。このように、電極構造によれば、粘着剤層を設けて被検体に貼着した際に、被検体と接触する電極(プローブ140)が被検体に押圧される形で常時接触させることが可能となり、安定して生体信号等を測定できる。
The
配線130は、プレート110の上面に設けられており、プローブ140、電子装置150、及び電池160を電気的に接続する。配線130は、プローブ140側においては、少なくともプローブ140の端部に固定されていればよい。ここで言うプローブ140の端部とは、平面視で矩形状のプローブ140の端部のうち、配線130に最も近い端部である。
The
配線130は、少なくとも、金属、合金、導電性ポリマー、及び、導電性ポリマーとナノ粒子との混合物を含むグループから選択される。
The
プローブ140は、プレート110の下面が皮膚10に触れると皮膚10に接触し、生体信号を検出する電極である。生体信号は、例えば、心電波形、脳波、脈拍等を表す電気信号である。
The
プローブ140は、導電性及び伸縮性を有するポリマー(導電性ポリマー)によって作製される。導電性ポリマーとしては、例えばポリ3、4-エチレンジオキシチオフェン(PEDOT)にポリスチレンスルホン酸(ポリ4-スチレンサルフォネート;PSS)をドープしたPEDOT/PSSを用いることができる。
The
プローブ140は、導電性ポリマー製のシート状部材を金型等でパンチングすることによって作製される。プローブ140は、平面視で矩形状で、マトリクス状に配置される孔部140Aを有する。このため、プローブ140は、メッシュ状である。
The
ここで、プローブ140については、図1及び図2に加えて図4乃至図6を用いて説明する。図4は、プローブ140と枠部145A、145Bを重ね合わせた構造体146を示す図である。図5は、図4におけるC-C矢視断面を示す図である。図6は、電極構造100Aの分解図である。図6では、図4及び図5に示す構造体146も分解した状態で示す。
Here, the
図4及び図5に示すように、プローブ140は、平面視の外形サイズが等しい矩形環状の枠部145A、145Bと重ね合わされている。プローブ140の孔部140Aは、枠部145A、145Bと重なる部分には形成されていない。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
プローブ140の下側には枠部145Aが接着され、上側には枠部145Bが接着される。すなわち、プローブ140は、枠部145A、145Bによって挟まれている。一例として、プローブ140は15mm×15mmであり、枠部145A、145Bは、外形が15mm×15mmであり、矩形環状の内側の開口部分が11mm×11mmである。また、弾性部材124の-Z方向の厚さは、一例として1.5mmである。
A
プローブ140と枠部145A、145Bの接着には、例えばカーボン接着剤を用いることができる。カーボン接着剤は導電性を有するため、プローブ140と枠部145A、145Bとの電気的な接続をより確実なものにすることができる。なお、プローブ140は剛性が低く単独では平板形状を保持することが難しい。枠部145A、145Bは、プローブ140の形状を保持する役割も担っている。
A carbon adhesive, for example, can be used to bond the
生体センサデバイス100を組み立てる際には、配線130、電子装置150、及び電池160を上面に実装したプレート110と、2つの構造体146(図4参照)と、カバー120とを用意し、2つの構造体146の枠部145Aを第2接着層125でプレート110の2つの貫通孔111の周囲に固定する。このとき、枠部145Aは、配線130に接続される。第2接着層125は、枠部145Aの下の平面視で矩形環状の部分に塗布されている。
When assembling the
この状態で、弾性部材124の位置をプローブ140の上に合わせて、弾性部材124の下端をプローブ140の上面に当接させた状態で、カバー120を下方に押圧すると弾性部材124が貫通孔111の内部に押し込まれ、プローブ140が引き延ばされながら、弾性部材124が貫通孔111の内部に入って行く。プローブ140は、図4乃至図6に示すように平坦な状態から、中央部が弾性部材124によって押圧されることにより、図2に示すように、枠部145A、145Bによって挟まれた矩形環状の部分と、中央部との間に段差が生じるように引き延ばされる。
In this state, when the
弾性部材124を貫通孔111の中に完全に押し込むと、図2に示す状態になり、プローブ140の平面視における中央部は、プレート110の下面よりも下方に突出した状態になる。以下では、弾性部材124の下端よりも下に位置するプローブ140の平面視における中央部の下面をプローブ140の下面140Bと称す。
When the
また、この状態では、弾性部材124の周りの基部122の下面は、枠部145Bの上面に当接している。また、この状態では、カバー120の側壁121の下端は、第2接着層125によってプレート110の上面に接着される。したがって、カバー120の収納部120Aの下部は、第2接着層125によって接着されるプレート110によって封止される。
Also, in this state, the lower surface of the
なお、ここでは、構造体146が枠部145Bを含む形態について説明したが、構造体146は、枠部145Bを含まなくてもよい。また、プローブ140は、メッシュ状ではなくてもよい。また、プローブ140は、導電性ポリマー製に限らず、伸縮性を有していない電極であってもよい。例えば、配線基板に銅箔等の金属箔を形成した電極をプローブ140として用いてもよい。また、プローブ140は、高分子ゲルのようなウェットタイプよりは、インピーダンスの安定化の見地からドライタイプの方が好ましい。また、弾性部材124は、基部122の下面から直方体状に突出する形状に限らず、半球状等であってもよい。
In addition, although the form in which the
電子装置150は、一例としてASIC(application specific integrated circuit、特定用途向け集積回路)、MPU(Micro Processing Unit)、及びメモリを含む。電子装置150は、端子151を介して配線130に接続され、配線130を介してプローブ140及び電池160に接続されている。
The
ASICはA/D(Analog to digital)変換器を含む。電子装置150は、電池160から供給される電力によって駆動され、プローブ140によって測定される生体信号を取得する。電子装置150は、生体信号にフィルタ処理やデジタル変換等の処理を行い、複数回にわたって取得された生体信号の加算平均値をMPUが求めてメモリに格納する。電子装置150は、一例として24時間以上にわたって連続的に生体信号を取得することができる。電子装置150は、長時間にわたって生体信号を測定する場合があるため、消費電力を低減するための工夫が施されている。
The ASIC includes an A/D (Analog to digital) converter.
電池160は、プレート110の上面に設けられている。電池160としては、鉛蓄電池又はリチウムイオン二次電池等を用いることができる。電池160は、ボタン電池型であってもよい。電池160は、バッテリの一例である。電池160は、下面に設けられる2つの端子(図示せず)を有する。電池160の2つの端子は、それぞれ、2つの端子161を介して配線130に電気的に接続される。電池160の容量は、一例として電子装置150が24時間以上にわたって生体信号の測定を行えるように設定されている。
A
粘着剤層170は、プレート110の下面のうち、貫通孔111の周囲の部分に設けられている。粘着剤層170としては、一例としてアクリル系粘着剤、ゴム径粘着剤、シリコーン系粘着剤等を用いることができる
粘着剤層170は、一例として平面視で貫通孔111を囲むように矩形環状に設けられる。粘着剤層170の厚さは、プレート110の下面に対してプローブ140が-Z方向に突出する量よりも薄いことが好ましい。
The
次に、図7を用いて、生体センサデバイス100におけるプローブ140、電子装置150、及び電池160の接続関係について説明する。
Next, the connection relationship among the
図7は、生体センサデバイス100の回路構成を示す図である。各プローブ140は、配線130を介して電子装置150及び電池160に接続されている。2つのプローブ140は、電子装置150及び電池160に対して並列に接続されている。
FIG. 7 is a diagram showing the circuit configuration of the
ここで、図8を用いて生体センサデバイス100の効果について説明する。図8は、生体センサデバイス100の効果を説明する図である。
Here, the effects of the
例えば、心電波形を測定するために生体センサデバイス100を粘着剤層170で生体の胸部に貼り付けたときに、胸部の皮膚10が凹状に湾曲していることによって、X方向におけるプレート110の中央の上面を谷とし、下面を山とするように折り曲げる力が掛かったとする。
For example, when the
この場合には、プレート110が元の平板形状に復帰しようとするが、粘着剤層170が皮膚10に貼り付けられているため、弾性部材124を皮膚10に押し付ける方向の力(矢印Aで示す方向の力)が掛かる。この矢印Aの方向の力によってプローブ140の下面140Bは皮膚10に押し付けられ、プローブ140の下面140Bの全体が皮膚10に十分に接触した状態になる。
In this case, the
したがって、プローブ140の下面140Bを生体の皮膚10の凹面に安定的に接触させた状態を保持できる電極構造、及び、生体センサデバイス100を提供することができる。
Therefore, it is possible to provide the electrode structure and the
なお、これは、プローブ140がプレート110の下面よりも-Z方向に突出しておらず、Z方向の位置がプレート110の下面と等しい場合でも同様である。
Note that this is the same even when the
また、プローブ140は、導電性ポリマーのみによって構成されており、プローブ140自体には接着剤等を設けていない。接着剤の中には、水分を含有するものがあり、このような接着剤を例えばプローブ140の孔部140Aに注入すると、接着剤の水分の変動によってプローブ140のインピーダンスが変動し、生体信号の測定に影響が出るおそれがある。
Moreover, the
しかしながら、本実施の形態では、プローブ140は、導電性ポリマーのみによって構成されているため、接着剤の水分の影響を受けることはなく、安定的に生体信号を測定できる。
However, in the present embodiment, the
また、プローブ140自体を水分を含有しないドライタイプにすることによっても、安定的に生体信号を測定できる。
Also, by making the
また、粘着剤層170は、プレート110の下面の全体には必要なく、プローブ140が表出する貫通孔111の周囲だけで足りる。皮膚10の凹面に生体センサデバイス100を貼り付ける場合には、プローブ140の下面140Bを皮膚10に押し付ける力を効率的に発生させるためにも、粘着剤層170は、プレート110の貫通孔111の周囲に設けられていて、プレート110の下面のX方向における中央部には設けられていない方が好ましい。このような構成にすることにより、粘着剤層170の量を低減することができる。
Further, the
なお、以上では、プレート110の貫通孔111にカバー120の弾性部材124を挿入する形態について説明したが、プレート110は貫通孔111の代わりに、次のような構成を含んでもよい。図9は、実施の形態の変形例の生体センサデバイスのプレート110Mを示す平面図である。
In the above description, the
プレート110Mは、図1に示すプレート110の貫通孔111の代わりに切欠部111Mを有する。切欠部111Mは、プレート110のX方向の両端からプレート110MのX方向の中央に向けて切り欠かれた部分である。切欠部111Mに構造体146(図4参照)を取り付ければよい。
The
また、以上では、図4及び図5に示すように、プローブ140が平面視の外形サイズが等しい矩形環状の枠部145A、145Bと重ね合わされている形態について説明した。しかしながら、プローブ140は、図10のような構成であってもよい。図10は、実施の形態の変形例の構造体146M1を示す図である。
In the above description, as shown in FIGS. 4 and 5, the mode in which the
構造体146M1は、プローブ140M1と、枠部145A、145Bとを重ね合わせたものである。プローブ140M1は、平面視の外形サイズが枠部145A、145Bよりも小さい。このため、構造体146M1の両端では、枠部145A、145Bの両端が重なり合っている。
The structural body 146M1 is obtained by overlapping the probe 140M1 and the
図11は、実施の形態の変形例の構造体146M2を示す図である。構造体146M2では、枠部145MA、145MBは平面視で円環状であり、プローブ140M1は平面視で円形である。このような構造体146M2を用いる場合には、プレート110の貫通孔111の開口形状を円形にすればよい。
FIG. 11 is a diagram showing a structure 146M2 of a modified example of the embodiment. In the structure 146M2, the frame portions 145MA and 145MB are annular in plan view, and the probe 140M1 is circular in plan view. When using such a structure 146M2, the opening shape of the through
図12は、実施の形態の変形例の生体センサデバイス100Mを示す図である。生体センサデバイス100Mでは、プローブ140の下面140Bがプレート110の下面よりも0.2mmから2mm突出している。
このように、プレート110の下面よりもプローブ140の下面140Bが突出している場合には、生体センサデバイス100Mを皮膚10に貼り付けると、プローブ140の下面140Bが皮膚10により強く押し付けられることになる。
FIG. 12 is a diagram showing a
Thus, when the
次に、図13及び図14を用いて、構造体146(図4及び図5参照)の製造方法について説明する。図13は、構造体146の製造工程を示す図である。図14乃至図16は、図13に示す製造工程の前処理を示す図である。
Next, a method for manufacturing the structure 146 (see FIGS. 4 and 5) will be described with reference to FIGS. 13 and 14. FIG. 13A and 13B are diagrams showing the manufacturing process of the
図13は、ローラ11~15を用いて、構造体146を個片化する前のテープ146Rを作製する工程を示す。ここでは、プローブ140、枠部145A、145Bのように個片化する前のテープ状のプローブテープ140R、銅テープ145AR、145BRを用いる。プローブテープ140Rは、銅テープ145AR、145BRと重ね合わせる前の状態では、PET(polyethylene terephthalate)フィルム141R、142Rによって両面が保護されている。
FIG. 13 shows a process of making a
PETフィルム141R、142Rによって両面が保護されたプローブテープ140Rと、銅テープ145AR、145BRとは、それぞれ、ロール状に巻き取った状態で保管可能である。
The
図13に示すように、PETフィルム141R、142Rによって両面が保護されたプローブテープ140Rをローラ11、12でMD(Machine Direction)1の方向に送るながら、プローブテープ140RとPETフィルム141R、142Rとを重ね合わせたテープから、ローラ11でPETフィルム141Rを剥がす。これにより、プローブテープ140Rの下面側が露出する。
As shown in FIG. 13, the
また、ローラ13、14で銅テープ145ARをMD2の方向に送り込み、ローラ14とローラ12との間の区間でプローブテープ140Rの下面に銅テープ145ARを貼り付ける。ローラ13で銅テープ145ARを送り出す際に、カーボン接着剤144Aを銅テープ145ARの上面に塗布することにより、ローラ14とローラ12との間の区間でプローブテープ140Rの下面に銅テープ145ARをカーボン接着剤144Aで貼り付けることができる。
Further, the copper tape 145AR is fed in the MD2 direction by the
ローラ12は、銅テープ145AR、プローブテープ140R、PETフィルム142Rを重ね合わせたテープをMD3の方向に送り出しつつ、プローブテープ140Rの上の銅テープ145BRを剥がす。
The
そして、MD3の方向においてローラ12よりも下流側にあるローラ15は、銅テープ145BRをMD4の方向に送り込み、銅テープ145ARとプローブテープ140Rを重ね合わせたテープの上に、プローブテープ140Rの上に銅テープ145BRを貼り付ける。
Then, the
ローラ15で銅テープ145BRを送り出す際に、カーボン接着剤144Bを銅テープ145BRの下面に塗布することにより、ローラ15でプローブテープ140Rの上面に銅テープ145BRをカーボン接着剤144Bで貼り付けることができる。
When the copper tape 145BR is sent out by the
また、図14に示すように、プローブテープ140Rには、PETフィルム141R、142Rによって両面が保護された状態で、レーザ加工又はパンチング処理によって孔部140Aを形成しておけばよい。孔部140Aは、後に個片化することを考慮して、プローブ140のメッシュ状の領域に対応する領域に作製すればよい。メッシュ状の領域のMD1方向における間隔は、一例として2mmである。なお、孔部140Aの加工は、図13のローラ11でMD1方向に送る前に行っておけばよい
また、図15に示すように、銅テープ145ARには、後に個片化することを考慮して、開口部145AR1を形成しておけばよい。開口部145AR1は、レーザ加工、パンチング処理、エッチング処理等によって作製しておけばよい。なお、これは銅テープ145BRについても同様である。
Further, as shown in FIG. 14, the
また、図16に示す実線に沿ってテープ146Rを個片化すれば、プローブ140と枠部145A、145Bを重ね合わせた構造体146(図4参照)を作製することができる。
In addition, by separating the
以上により、銅テープ145AR、プローブテープ140R、銅テープ145BRを貼り合わせたテープ146Rを作製することができる。テープ146Rは、ロール状に巻き取って保管可能である。このように、テープ146Rは、ロールトゥーロールで作製可能である。
As described above, the
以上、本発明の例示的な実施の形態の電極構造、及び、生体センサデバイスについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。 Although the electrode structures and biosensor devices of the exemplary embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiments, but rather the scope of the claims. Various modifications and changes may be made without departing from the scope of the invention.
100 生体センサデバイス
110 プレート
111 貫通孔
120 カバー
124 凸部
130 配線
140 プローブ
150 電子装置
160 電池
170 粘着剤層
REFERENCE SIGNS
Claims (8)
貫通孔を有する底面層と、
前記表面層と前記底面層との間に設けられる導電ポリマーシートと、
前記導電ポリマーシートの端部に電気的に接続される導電部材と、
前記表面層と前記導電ポリマーシートとの間に設けられ、前記導電ポリマーシートの一部を前記底面層の貫通孔を通じて突出させる弾性部材と
を含み、
前記導電ポリマーシートの一部は、前記底面層の底面から、0.2mm以上2mm以下突出する、電極構造。 a surface layer;
a bottom layer having through holes;
a conductive polymer sheet provided between the surface layer and the bottom layer;
a conductive member electrically connected to an end of the conductive polymer sheet;
an elastic member that is provided between the surface layer and the conductive polymer sheet and causes a portion of the conductive polymer sheet to protrude through the through hole of the bottom layer;
The electrode structure , wherein a part of the conductive polymer sheet protrudes from the bottom surface of the bottom layer by 0.2 mm or more and 2 mm or less .
前記電極構造を介して取得する生体信号を処理する電子装置と
を含む、生体センサデバイス。 an electrode structure according to any one of claims 1 to 7 ;
and electronics for processing bio-signals acquired through said electrode structure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019061625A JP7261634B2 (en) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | Electrode structure and biosensor device having the electrode structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019061625A JP7261634B2 (en) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | Electrode structure and biosensor device having the electrode structure |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020156916A JP2020156916A (en) | 2020-10-01 |
JP7261634B2 true JP7261634B2 (en) | 2023-04-20 |
Family
ID=72640599
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019061625A Active JP7261634B2 (en) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | Electrode structure and biosensor device having the electrode structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7261634B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114141429B (en) * | 2021-11-18 | 2023-09-26 | 深圳大学 | Epidermis electrode and preparation method and application thereof |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002177231A (en) | 2000-12-18 | 2002-06-25 | Nou Kinou Kenkyusho:Kk | Bio-electrode structure and electroencephalogram measuring head gear |
US20020177767A1 (en) | 2000-05-16 | 2002-11-28 | Steve Burton | Sensor for biopotential measurements |
US20090227856A1 (en) | 2007-12-21 | 2009-09-10 | Brian Keith Russell | Electrocardiogram sensor |
JP3178230U (en) | 2012-06-25 | 2012-09-06 | 金鼎聯合科技纖維股▲分▼有限公司 | Biological signal detection structure with waterproof performance |
JP2015037696A (en) | 2011-11-17 | 2015-02-26 | 日本電信電話株式会社 | Biological electrode, and device for measuring biological signals |
JP2018019997A (en) | 2016-08-05 | 2018-02-08 | 株式会社心電技術研究所 | Electrocardiograph |
WO2018155449A1 (en) | 2017-02-27 | 2018-08-30 | シャープ株式会社 | Electrode instrument and biological information measurement device |
JP2019025133A (en) | 2017-08-01 | 2019-02-21 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Electrode body, method of forming the same, and clothing |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4257424A (en) * | 1979-04-30 | 1981-03-24 | Ndm Corporation | X-ray transparent medical electrode |
JP2600744Y2 (en) * | 1993-03-19 | 1999-10-25 | 日本光電工業株式会社 | Multi sensor |
US5733324A (en) * | 1995-12-08 | 1998-03-31 | Ferrari; R. Keith | X-ray transmissive transcutaneous stimulating electrode |
-
2019
- 2019-03-27 JP JP2019061625A patent/JP7261634B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020177767A1 (en) | 2000-05-16 | 2002-11-28 | Steve Burton | Sensor for biopotential measurements |
JP2002177231A (en) | 2000-12-18 | 2002-06-25 | Nou Kinou Kenkyusho:Kk | Bio-electrode structure and electroencephalogram measuring head gear |
US20090227856A1 (en) | 2007-12-21 | 2009-09-10 | Brian Keith Russell | Electrocardiogram sensor |
JP2015037696A (en) | 2011-11-17 | 2015-02-26 | 日本電信電話株式会社 | Biological electrode, and device for measuring biological signals |
JP3178230U (en) | 2012-06-25 | 2012-09-06 | 金鼎聯合科技纖維股▲分▼有限公司 | Biological signal detection structure with waterproof performance |
JP2018019997A (en) | 2016-08-05 | 2018-02-08 | 株式会社心電技術研究所 | Electrocardiograph |
WO2018155449A1 (en) | 2017-02-27 | 2018-08-30 | シャープ株式会社 | Electrode instrument and biological information measurement device |
JP2019025133A (en) | 2017-08-01 | 2019-02-21 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Electrode body, method of forming the same, and clothing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020156916A (en) | 2020-10-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108027589B (en) | Wearable smart device with flexible semiconductor package mounted on strap | |
US7486980B2 (en) | Bio-monitoring apparatus | |
KR101674579B1 (en) | Electrode for living body and device for detecting living signal | |
US7668580B2 (en) | Electrode for living body and device for detecting living signal | |
US20230123737A1 (en) | Biological sensor | |
CN104768450A (en) | A monitoring device | |
KR100773447B1 (en) | Electrode for living body and device for detecting living signal | |
CN211294932U (en) | Elastic piece, electronic equipment and wearable equipment | |
US20200229706A1 (en) | Biological information measurement device | |
JP7261634B2 (en) | Electrode structure and biosensor device having the electrode structure | |
US20180235502A1 (en) | Sensor sheet | |
US20200187859A1 (en) | Biosensor | |
JP6484502B2 (en) | Adhesive plaster module | |
JP2020151104A (en) | Sticking type biological sensor | |
US20170150927A1 (en) | Adhesive plaster module | |
CN113613558B (en) | Adhesive biosensor | |
WO2020195796A1 (en) | Electrode joining structure and biological sensor | |
WO2018198457A1 (en) | Laminate for biosensor and biosensor | |
KR100742402B1 (en) | Electrode for living body and device for detecting living signal | |
CN211749634U (en) | Analyte sensor module and analyte sensor system | |
CN115334970A (en) | Biosensor and method for measuring the same | |
WO2011033632A1 (en) | Waterproof connector, waterproof connection adapter, and waterproof connection structure | |
JP7285665B2 (en) | Stick-on biosensor | |
WO2024004943A1 (en) | Biosensor | |
WO2023054279A1 (en) | Biosensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220203 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221012 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221108 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221221 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230314 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230410 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7261634 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |