WO2020196099A1 - データ取得装置、及び生体センサ - Google Patents

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隆嗣 鎌田
雄作 平井
昌行 植田
良真 吉岡
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日東電工株式会社
合同会社ＳＰＣｈａｎｇｅ
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    • G06F13/42—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation
    • G06F13/4282—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a serial bus, e.g. I2C bus, SPI bus

Definitions

  • the present invention relates to a data acquisition device and a biosensor.
  • biosensor using a biocompatible polymer substrate including a plate-shaped first polymer layer, a plate-shaped second polymer layer, an electrode, and a data acquisition module (see, for example, Patent Document 1). ).
  • the data acquisition device is It has a first terminal to which a switching signal for switching master / slave is input at the start of data acquisition, an A / D converter for converting the input analog data into digital data, and an output terminal for outputting the digital data.
  • An integrated circuit set to either master or slave by the switching signal, When the integrated circuit is a slave, it sets itself as a master, and when the integrated circuit is a master, it sets itself as a slave, and is connected to the switching setting unit that generates the switching signal and the first terminal.
  • An information processing device including a second terminal for outputting a switching signal and an input terminal connected to the output terminal for inputting the digital data. The integrated circuit outputs the digital data from the output terminal when the self is set to the master by the switching signal input from the information processing apparatus.
  • the biosensor connects the electrode in contact with the subject, a data acquisition device for processing analog electrocardiographic data acquired through the electrode, and the electrode and the data acquisition device.
  • the data acquisition device including the wiring, The first terminal to which a switching signal for switching master / slave is input at the start of acquisition of electrocardiographic data from the subject, and A / D conversion for converting analog electrocardiographic data input from the electrode into digital electrocardiographic data.
  • An integrated circuit having a device and an output terminal for outputting the digital electrocardiographic data and being set to either a master or a slave by the switching signal.
  • the integrated circuit When the integrated circuit is a slave, it sets itself as a master, and when the integrated circuit is a master, it sets itself as a slave, and is connected to the first terminal with a switching setting unit that generates the switching signal. It has an information processing device having a second terminal for outputting a switching signal and an input terminal connected to the output terminal for inputting the digital electrocardiographic data.
  • the integrated circuit outputs the digital electrocardiographic data from the output terminal when the self is set to the master by the switching signal input from the information processing apparatus.
  • FIG. 1 is a diagram showing a data acquisition device 150 of the embodiment.
  • the data acquisition device 150 is connected to a terminal, an electrode, or the like of an arbitrary device such as a sensor 300 to acquire target data.
  • the sensor 300 is, for example, a sensor that detects biological signals representing an electrocardiographic waveform, an electroencephalogram, a pulse, and the like, but is not limited to this example.
  • the form in which the sensor 300 is a sensor that detects a biological signal (analog electrocardiographic data) representing an electrocardiographic waveform will be described, but the sensor 300 detects signals other than biological signals such as temperature, light, pressure, and geomagnetism. It may be a sensor that does.
  • the data acquisition device 150 includes an ASIC (application specific integrated circuit) 150A, an MPU (Micro Processing Unit) 150B, a memory 150C, a bus 150D, 150E, a crystal oscillator 60, 70, an RC oscillator 80, and It has a switch 90.
  • Buses 150D and 150E are SPI (Serial Peripheral Interface) buses as an example.
  • the ASIC 150A is connected to the sensor 300, and inside the data acquisition device 150, it is connected to the MPU 150B via the bus 150D. Further, a crystal oscillator 60 is connected to the ASIC 150A.
  • the ASIC 150A has an ADC (Analog to Digital Converter, AD converter) 151A and a terminal 152A. Components other than the ADC 151A and the terminal 152A of the ASIC 150A will be described later with reference to FIG.
  • ADC Analog to Digital Converter
  • the ASIC150A has a terminal corresponding to the SPI interface.
  • the ASIC 150A can be either a master device or a slave device for the MPU 150B.
  • being a master device is referred to as a master
  • being a slave device is referred to as a slave.
  • Master / slave switching is performed by the MPU150B.
  • the master is a device that controls the control of the plurality of devices when the plurality of devices perform a cooperative operation.
  • a slave is a device that operates according to a command or control from a master when a plurality of devices perform a cooperative operation. While the data acquisition device 150 acquires data from the sensor 300, the ASIC 150A is set as the master and the MPU 150B is set as the slave to suppress power consumption.
  • the ADC 151A is a SAR (Successive Approximation Register) / SF (Stochastic Flash) type AD converter, and for example, the A / D converter described in JP-A-2016-092648 may be used. Can be done.
  • the ADC 151A converts the analog electrocardiographic data acquired by the sensor 300 into digital electrocardiographic data and outputs it to the MPU 150B.
  • the terminal 152A is connected to the MPU 150B via the bus 150D.
  • there are a plurality of terminals 152A including an M / S terminal for outputting a switching signal, an SS (Slave Select) terminal, a MISO (Master In Slave Out) terminal, a MOSI (Master Out Slave In) terminal, a CLK terminal, and the like. ..
  • the M / S terminal of the terminals 152A is an example of the first terminal to which the switching signal for switching the master / slave is input from the MPU 150B.
  • the MOSI terminal of the terminals 152A is an example of an output terminal in which the ASIC 150A outputs digital electrocardiographic data to the MPU 150B when the ASIC 150A is the master and the MPU 150B is the slave.
  • the ASIC 150A divides the 32 MHz clock oscillated by the crystal oscillator 60 to generate a 4 MHz system clock used internally. This configuration will be described later with reference to FIG.
  • the MPU 150B is an example of an information processing device, and is connected to the ASIC 150A via the bus 150D and to the memory 150C via the bus 150E.
  • the RC oscillator 80 and the crystal oscillator 70 are connected to the MPU 150B via a switch 90.
  • the switch 90 is a switch that selectively connects either one of the crystal oscillator 70 and the RC oscillator 80 to the MPU 150B, and the MPU 150B switches between the master and the slave.
  • the RC oscillator 80 outputs a clock having a lower frequency than the clock output by the crystal oscillator 70.
  • the RC oscillator 80 has a lower clock frequency and lower accuracy than the crystal oscillator 70, but consumes less power than the crystal oscillator 70.
  • the crystal oscillator 70 and RC oscillator 80 can be turned on / off by the MPU150B. When the crystal oscillator 70 is on, the RC oscillator 80 is turned off, and when the RC oscillator 80 is on, the crystal oscillator 70 is turned off.
  • the MPU 150B has a main control unit 151B, a switching setting unit 152B, a calculation unit 153B, a memory 154B, and terminals 155B and 156B.
  • the main control unit 151B, the switching setting unit 152B, and the calculation unit 153B represent the functions realized by the computer that realizes the MPU 150B, and the memory 154B functionally represents the memory of the computer that realizes the MPU 150B. Is.
  • the main control unit 151B is a processing unit that controls the processing of the MPU 150B, and executes processing other than the processing executed by the switching setting unit 152B and the calculation unit 153B.
  • the switching setting unit 152B sets the MPU 150B to either the master or the slave. Further, the switching setting unit 152B generates a switching signal for switching the master / slave of the ASIC 150A, and outputs the switching signal to the ASIC 150A.
  • the calculation unit 153B executes a process of calculating the added value of the digital electrocardiographic data input from the ASIC 150A and a process of calculating the average value of the added values.
  • the calculation unit 153B performs an addition process each time digital electrocardiographic data is acquired from the ASIC 150A, and calculates an average value each time an additional value of eight digital electrocardiographic data is obtained.
  • the calculation unit 153B calculates the average value, it stores it in the memory 150C.
  • the memory 154B stores programs and data necessary for the main control unit 151B, the switching setting unit 152B, and the calculation unit 153B of the MPU 150B to execute processing. Further, the memory 154B holds the added value obtained by the addition process of the calculation unit 153B.
  • terminals 155B There are actually a plurality of terminals 155B, including an M / S terminal, an SS terminal, a MISO terminal, a MOSI terminal, a CLK terminal, etc. that output a switching signal.
  • the M / S terminal is an example of a second terminal that outputs a switching signal
  • the MOSI terminal is connected to the terminal 152A of the ASIC150A, and when the ASIC150A is the master and the MPU150B is the slave, the digital electrocardiogram is transmitted from the ASIC150A.
  • This is an example of an input terminal into which data is input.
  • the terminal 156B is connected to the PC 50 via the memory 150C and the cable 51, and outputs electrocardiographic data to the memory 150C when the MPU 150B is a slave.
  • the MPU 150B generates a system clock to be used internally based on the clock oscillated by the crystal oscillator 70 or the RC oscillator 80. More specifically, the main control unit 151B performs a process of oscillating the crystal oscillator 70. The main control unit 151B and the crystal oscillator 70 construct a crystal oscillator.
  • the main control unit 151B sets the system clock frequency high (32 MHz as an example) in order to set the operating frequency high, and when the MPU150B is the slave, the system clock is set to lower the operating frequency.
  • the frequency of is set low (4 MHz as an example).
  • the main control unit 151B switches the crystal oscillator 70 and the RC oscillator 80 on / off.
  • the frequency of the clock output by the crystal oscillator 70 is 32 MHz as an example, and the frequency of the clock output by the RC oscillator 80 is 16 MHz as an example.
  • the main control unit 151B generates the system clock of the MPU 150B from the clock output from either the crystal oscillator 70 or the RC oscillator 80 by switching the switch 90.
  • the main control unit 151B uses the 32 MHz clock output by the crystal oscillator 70 as it is as the system clock. Further, when the MPU 150B is the master, the main control unit 151B divides the 32 MHz clock output by the crystal oscillator 70 and generates a 4 MHz clock in addition to the 32 MHz system clock. When the MPU 150B is the master, the MPU 150B outputs a 4 MHz clock to the ASIC 150A together with the switching signal when the switching signal or the like is output to the ASIC 150A. The 4 MHz clock is output to the ASIC 150A from the CLK terminal of the terminals 155B.
  • the main control unit 151B divides the clock of the RC oscillator 80 to generate a 4 MHz system clock, and uses the CS (Chip Select) signal input from the ASIC 150A as a trigger to trigger the system clock timing. To correct. In this way, when the MPU 150B is a slave, the main control unit 151B synchronizes the 4 MHz system clock obtained by dividing the clock of the RC oscillator 80 with the CS signal. Further, when the MPU 150B is a slave and outputs a switching signal or the like to the ASIC 150A, the MPU 150B outputs a 4 MHz system clock to the ASIC 150A together with the switching signal or the like. The 4 MHz clock is output to the ASIC 150A from the CLK terminal of the terminals 155B.
  • CS Chip Select
  • a 4MHz system clock is generated based on the clock of the RC oscillator 80 in order to reduce the power consumption of the MPU150B by lowering the frequency of the system clock.
  • the crystal oscillator 70 is used when the MPU 150B is the master, and is not used when the MPU 150B is the slave.
  • the memory 150C is connected to the MPU 150B via the bus 150E.
  • the memory 150C is, for example, a NAND flash memory, and has a capacity required for storing the target data.
  • the sensor 300 is a stick-on biosensor, it has a capacity capable of storing a required amount of electrocardiographic data acquired from the stick-on biosensor.
  • the stick-on biosensor is attached to the chest of a living body for about 24 hours to acquire analog electrocardiographic data.
  • the memory 150C has a capacity capable of storing at least 24 hours of electrocardiographic data.
  • the MPU 150B may perform addition averaging processing on the digital electrocardiographic data input from the ASIC 150A, and then store the processed data in the memory 150C.
  • the memory 150C has a terminal 151C.
  • a cable 51 connected to the PC 50 can be connected to the terminal 151C.
  • the electrocardiographic data stored in the memory 150C can be transferred to the PC 50 via the cable 51.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the ASIC 150A.
  • the ASIC150A includes an input terminal (VINP) 201, an input terminal (VINN) 202, a CLK terminal 203, a terminal 152A, an LNA (Low Noise Amplifier) 210, a BUF (Buffer, a buffer) 220, an LPF (Low Pass Filter) 230, an ADC 151A, It includes a bias circuit 240, a clock generator 250, an oscillator 260, a control unit 270, and a level shifter 280.
  • VNP input terminal
  • VINN input terminal
  • CLK terminal 203 a terminal 152A
  • LNA Low Noise Amplifier
  • BUF Buffer, a buffer
  • LPF Low Pass Filter
  • the ASIC150A includes a VREG terminal, a VCOM terminal, a VMID terminal, a VCS terminal, a TAB terminal (GND potential), a GND terminal, a VDD terminal (1.2), a VDDLV terminal (1.5V to 2.5V), and the like. including.
  • Input terminals 201 and 202 are connected to the sensor 300.
  • a + (positive) signal is input to the input terminal 201, and a- (negative) signal is input to the input terminal 201.
  • the CLK terminal 203 is connected to a crystal oscillator 60 provided outside the ASIC 150A.
  • the terminal 152A is connected to the MPU150B as described with reference to FIG. 1, and is an M / S terminal, an SS terminal, a MISO terminal, a MOSI terminal, and a CLK terminal.
  • the LNA 210 is connected between the input terminals 201 and 202 and the BUF 220, and amplifies and outputs the analog electrocardiographic data input from the input terminals 201 and 202.
  • the BUF 220 is connected between the LNA 210 and the ADC 151A, and shapes the waveform of the analog electrocardiographic data amplified by the LNA 210 and outputs it to the LPF 230.
  • the LPF 230 is connected between the BUF 220 and the ADC 151A, and passes only a predetermined band component on the low frequency side of the analog electrocardiographic data input from the BUF 220 in order to remove noise.
  • the ADC 151A operates based on the clock signal input from the clock generator 250, converts the analog electrocardiographic data input from the LPF 230 into digital electrocardiographic data, and outputs it to the control unit 270.
  • the clock signal input from the clock generator 250 is a clock signal that determines the sampling period of the ADC 151A, and is 4 MHz as an example.
  • the frequency of the clock signal input from the clock generator 250 is set lower than the system clock (32 MHz as an example) used inside the MPU 150B when the MPU 150B is the master.
  • the bias circuit 240 converts the power supply voltage (1.2V) input to the VCS terminal into the voltage required by the ADC 151A (0.5V and 0.25V as an example) and outputs the voltage.
  • the bias circuit 240 is, for example, a voltage divider circuit.
  • the clock generator 250 includes a PLL (Phase Locked Loop) and a frequency divider, and generates a clock having a predetermined frequency (4 MHz as an example) from the clocks input from the crystal oscillator 60 and the oscillator 260 to generate the ADC 151A and the control unit. Output to 270 etc.
  • the clock generator 250 divides the 32 MHz clock output from the crystal oscillator 60 to generate a 4 MHz system clock internally used by the ASIC 150A.
  • the clock generator 250 outputs the divided 4 MHz system clock to the ADC 151A, the control unit 270, and the like.
  • the oscillator 260 is an IC (Integrated Circuit) that oscillates the crystal oscillator 60.
  • the oscillator 260 and the crystal oscillator 60 construct a crystal oscillator.
  • the oscillator 260 and the crystal oscillator 60 oscillate a clock of 32 MHz as an example.
  • the control unit 270 is realized by a combinational circuit and has a register 271.
  • the control unit 270 exchanges data between the ADC 151A and the level shifter 280.
  • the control unit 270 operates according to the content of the command based on the command input from the terminal 152A via the level shifter 280. For example, the control unit 270 switches the master / slave of the ASIC 150A based on the switching signal input from the M / S terminal via the level shifter 280.
  • the control unit 270 When the ASIC 150A is switched to the master based on the switching signal from the MPU 150B, the control unit 270 outputs a start signal for starting the digital conversion process to the ADC 151A to the ADC 151A and outputs a CS signal to the MPU 150B.
  • the control unit 270 causes the clock generator 250 to output the clock for AD conversion synchronization, and outputs the clock for AD conversion synchronization to the MPU 150B.
  • the clock for synchronizing the start signal, the CS signal, and the AD conversion is synchronized with the system clock of the ASIC150A.
  • the clock for synchronization of AD conversion and the system clock are both 4 MHz clocks, which are the same clocks.
  • the start signal is output from the register 271 to the ADC 151A only once when the ADC 151A starts the digital conversion process. More specifically, when the ADC 151A starts the digital conversion process, an H level pulse is output from the register 271 to the ADC 151A only once.
  • the CS signal is output from the control unit 270 to the MPU 150B from the SS terminal of the terminal 152A via the level shifter 280.
  • the CS signal is a signal output by the control unit 270 to the MPU 150B.
  • the CS signal is a synchronization signal for causing the MPU 150B to acquire digital electrocardiographic data.
  • the clock for synchronization of AD conversion is a clock for synchronization used when the ADC 151A performs AD conversion, and is output from the clock generator 250 to the ADC 151A.
  • the ADC 151A performs AD conversion when the clock for synchronizing AD conversion rises to the H level.
  • the ADC 151A performs AD conversion in synchronization with the AD conversion synchronization clock output from the clock generator 250, and the MPU 150B is digital at the timing when the CS signal switches from the H (High) level to the L (Low) level. Capture electrocardiographic data. Therefore, the digital conversion process in the ADC 151A and the data acquisition in the MPU 150B can be synchronized.
  • the frequency of the CS signal is, for example, 2 to 8 times higher than the frequency of the system clock on the ASIC150A side.
  • the control unit 270 outputs the digital electrocardiographic data output from the ADC 151A to the level shifter 280 when the ASIC 150A is the master.
  • the digital electrocardiographic data is output from the level shifter 280 to the MPU 150B via the MOSI terminal.
  • the control unit 270 exchanges other commands and data with the MPU 150B via the level shifter 280 and the terminal 152A.
  • the register 271 holds the digital electrocardiographic data output from the ADC 151A, the start signal and the CS signal output by the control unit 270 to the ADC 151A, and the like.
  • the register 271 is an example of a data holding unit.
  • the level shifter 280 adjusts the signal level of data, commands, etc. between the control unit 270 and the terminal 152A.
  • FIG. 3 is a timing chart showing the processing of the MPU 150B.
  • FIG. 3A shows the timing of a reference example in which the MPU performs the addition process and the averaging process after acquiring the data x 0 to x 7 .
  • FIG. 3B shows the timing of an embodiment in which the addition process and the averaging process are performed on the added values each time the MPU 150B acquires each of the data x 0 to x 7 .
  • Data x 0 to x 7 are digital electrocardiographic data, and the horizontal axis in FIGS. 3 (A) and 3 (B) represents time.
  • the operation of the MPU of the reference example acquires data x 0 to x 7 in order according to the system clock.
  • the lengths of the intervals T 0 to T 7 required to acquire each of the data x 0 to x 7 are equal to each other.
  • the section Tsa inserted between each section T 0 to T 7 is a section for performing a process of transferring the acquired data to the memory.
  • the MPU of the reference example when the first data x 0 to the eighth data x 7 are acquired and transferred to the memory, the data x 0 to x 7 are read from the memory in the interval TA, and the data according to the following equation (1).
  • the addition value A of x 0 to x 7 is obtained, and the average value (A / 8) of the addition value A is further obtained.
  • the MPU of the reference example starts the process again from the acquisition of the data x 0 in the next cycle after obtaining the average value (A / 8) of the added value A, and repeatedly executes the process shown in FIG. 3 (A). ..
  • the MPU 150B has data x from the ASIC 150A at the timing when the CS signal transitions from the H level to the L level at each start point of the sections T 0 to T 7. 0 to get each of the ⁇ x 7. Every time each of the data x 0 to x 7 is acquired, the addition process is performed in the interval Tsb according to the following equation (2). In addition processing is added to the previous sum value A n every time each data x 0 ⁇ x 7 is obtained.
  • the added values A 1 to A 8 are obtained in the eight sections Tsb after the data x 0 to x 7 are acquired respectively.
  • the added value A 8 is a value obtained by adding the data x 0 to x 7 . Since the start of the section TB is the start of the section T 0 of the next cycle, the MPU 150B outputs data x 0 from the ASIC 150A when the CS signal changes from the H level to the L level at the start of the section T 0. get.
  • the MPU 150B performs an addition process of adding according to the equation (2) in the eight sections Tsb after each of the data x 0 to x 7 is acquired.
  • the section Tsb in FIG. 3 (B) and the section Tsa in FIG. 3 (A) are both times for leaving a space between tasks so that interrupt processing can be performed when the MPU 150B processes in the background. .. Therefore, the section Tsb in FIG. 3 (B) and the section Tsa in FIG. 3 (A) are substantially equal to each other.
  • the continuous usable time is about 33 hours to about. This is equivalent to extending to 40 hours. Since the stick-on biosensor using the MPU of the example consumes less power than the stick-on biosensor using the MPU of the reference example, the continuous usable time is extended by about 20%.
  • the main control unit 151B of the MPU150B stores and transfers the average value of the sum A 8 a (A 8/8) in the memory 150C.
  • the reason for performing the addition averaging process in this way is to reduce the noise level of the digital electrocardiographic data (to improve the S / N ratio).
  • FIG. 4 is a flowchart showing the processing of the MPU 150B.
  • the flowchart of FIG. 4 is a process from the start to the end of the acquisition and recording of data from the sensor 300 by the MPU 150B, and is repeatedly executed over a fixed period as an example.
  • the MPU150B determines whether or not to start acquiring data (step S0). Whether or not the data acquisition has started can be determined by whether or not the data acquisition device 150 is connected to the sensor 300, whether or not the data has been transferred from the sensor 300, whether or not the predetermined time has been reached, and the like. it can. S0 is repeated until data acquisition is started (S0: NO). If data acquisition is started (S0: YES), the switching setting unit 152B sets the switching signal level to "1" and outputs the data to the ASIC 150A, and sets the MPU 150B as a slave (step S1). The ASIC150A is set to the master by the switching signal whose level is "1".
  • the calculation unit 153B takes in digital data from the ASIC 150A according to the CS signal (step S3).
  • the calculation unit 153B performs an addition process according to the equation (2) (step S4).
  • the calculation unit 153B determines whether n is 7 or more (step S5).
  • n is incremented (step S6).
  • Calculation unit 153B is n is 7 or more in the step S5 (S5: YES) and it is determined, the average value of the sum A 8 a (A 8/8) determining (step S7).
  • Calculation unit 153B stores the obtained average value (A 8/8) in the memory 150C (step S8).
  • the main control unit 151B determines whether or not the data acquisition is completed (step S9). Whether or not the data acquisition is completed depends on whether or not the data acquisition device 150 is disconnected from the sensor 300, whether or not the data transfer from the sensor 300 has been performed for a certain period of time or longer, and a predetermined time from the start of data acquisition. It can be determined whether or not the data has passed, whether or not the data occupancy rate of the data storage area of the memory 150C exceeds a certain level, and the like. When the sensor 300 is a stick-on type biosensor, as an example, it may be determined that the data acquisition is completed when 24 hours have passed from the start of recording the digital electrocardiographic data.
  • the switching setting unit 152B sets the switching signal level to "0" and outputs the data to the ASIC 150A, and sets the MPU 150B to the master. (Step S10).
  • the ASIC150A is set as a slave by the switching signal whose level is "0".
  • the ADC 151A terminates the digital conversion process. Therefore, the ASIC 150A causes the ADC 151A to perform digital conversion processing while the switching signal is at the "1" level, and when the switching signal is switched to the "0" level, the ADC 151A ends the digital conversion processing. That is, the ADC 151A continues to perform the digital conversion process while the ASIC 150A is the master.
  • the total value of digital data is obtained over the data acquisition period, the averaging processing is performed, and the data is stored in the memory 150C.
  • the addition process is sequentially performed according to the equation (2) in each of the sections Tsb following the data acquisition.
  • the section TB after obtaining the 8 th addition value A 8 since only obtains the average value of the sum A 8 a (A 8/8), can shorten the processing time for obtaining the average value of the sum, consumption Power can be reduced.
  • Data acquisition device 150 while the MPU150B is seeking additional value A n + 1 shown in FIG. 3 (B), seeking an average value of the sum A 8 a (A 8/8), set ASIC150A to master, MPU150B To be a slave.
  • the frequency of the system clock of the MPU 150B is lowered to 4 MHz, which is equal to the sampling frequency of the ADC 151A. This also makes it possible to reduce power consumption.
  • the MPU 150B Since the MPU 150B takes in digital electrocardiographic data from the ASIC 150A when the CS signal transitions to the L level with the self set as a slave, the MPU 150B can output the digital electrocardiographic data even if the MPU 150B does not request the ASIC 150A to transmit the digital electrocardiographic data. Can be obtained. Therefore, the MPU 150B can immediately take in the digital electrocardiographic data acquired from the ADC 151A by the control unit 270, and has good real-time performance. Therefore, it is possible to provide the data acquisition device 150 having good real-time performance.
  • the mode in which the number of data to be added in one cycle is eight when the MPU 150B calculates the average value of the added values has been described, but the number of data of the added values when calculating the average value of the added values is Any number may be used as long as it is 2 or more.
  • the MPU 150B may generate a system clock to be used internally based on the clock oscillated by the crystal oscillator 60 connected to the ASIC 150A when it is the master.
  • the MPU 150B may obtain a clock for the crystal oscillator 60 to oscillate from the ASIC 150A.
  • the data acquisition device 150 does not have to include the crystal oscillator 70 and the switch 90.
  • the main control unit 151B generates a system clock based on the clock oscillated by the crystal oscillator 60 when the MPU 150B is the master, and the RC oscillator 80 oscillates when the MPU 150B is the slave.
  • the system clock may be generated based on this.
  • FIG. 5 is an exploded view showing the biosensor 100 of the embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing a cross section in a completed state corresponding to the cross section taken along the line AA of FIG.
  • the biosensor 100 includes, as main components, a pressure-sensitive adhesive layer 110, a base material layer 120, a circuit unit 130, a substrate 135, a probe 140, a fixing tape 145, a data acquisition device 150, a battery 160, and a cover 170.
  • the XYZ coordinate system will be defined and explained.
  • the negative side of the Z axis opposite to the stacking direction is referred to as the lower side or the lower side
  • the positive side of the Z axis along the stacking direction is referred to as the upper side or the upper side, but does not represent a universal hierarchical relationship.
  • a biological sensor 100 that is brought into contact with a living body as a subject to measure biological information
  • the living body means a human body and an organism other than the human body, and is attached to the skin, scalp, forehead, or the like.
  • each member constituting the biosensor 100 will be described.
  • the electrode that comes into contact with the living body as a subject is referred to as a probe 140, and a fixing tape 145 will be used as an example of the joint portion.
  • a pair of electrodes as the probe 140 is provided in order to measure biological information in a single channel.
  • Single channel means to acquire one biometric information from a pair of (two) electrodes.
  • the biosensor 100 is a sheet-like sensor having a substantially elliptical shape in a plan view.
  • the lower surface (the surface on the ⁇ Z direction side) of the biological sensor 100 is a sticking surface to be attached to the skin 10 of the living body.
  • the upper surface (the surface opposite to the sticking surface) of the biosensor 100 is covered with the cover 170.
  • the circuit unit 130 and the substrate 135 are mounted on the upper surface of the substrate layer 120. Further, the probe 140 is embedded in the pressure-sensitive adhesive layer 110 so as to be exposed on the lower surface 112 of the pressure-sensitive adhesive layer 110.
  • the lower surface 112 (see FIG. 6) of the pressure-sensitive adhesive layer 110 is a surface to which the biosensor 100 is attached.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 110 is a flat-plate adhesive layer.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 110 has a longitudinal direction in the X-axis direction and a lateral direction in the Y-axis direction.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 110 is supported by the base material layer 120, and is attached to the lower surface 121 of the base material layer 120 on the ⁇ Z direction side.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 110 has an upper surface 111 and a lower surface 112.
  • the upper surface 111 and the lower surface 112 are flat surfaces.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 110 is a layer in which the biological sensor 100 comes into contact with the living body. Since the lower surface 112 has pressure-sensitive adhesiveness, it can be attached to the skin 10 of a living body.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 110 has a through hole 113.
  • the through hole 113 has the same size and position as the through hole 123 of the base material layer 120 in a plan view, and communicates with the through hole 123.
  • the material of the pressure-sensitive adhesive layer 110 is not particularly limited as long as it has pressure-sensitive adhesiveness, and examples thereof include materials having biocompatibility.
  • Examples of the material of the pressure-sensitive adhesive layer 110 include an acrylic pressure-sensitive adhesive and a silicone-based pressure-sensitive adhesive. Acrylic pressure-sensitive adhesives are preferable.
  • Acrylic pressure-sensitive adhesive contains acrylic polymer as the main component.
  • Acrylic polymer is a pressure-sensitive adhesive component.
  • the acrylic polymer contains a (meth) acrylic acid ester such as isononyl acrylate and methoxyethyl acrylate as a main component, and a monomer component copolymerizing with a (meth) acrylic acid ester such as acrylic acid as an optional component.
  • a polymer obtained by polymerizing the above can be used.
  • the content of the main component in the monomer component is 70% by mass to 99% by mass, and the content of the optional component in the monomer component is 1% by mass to 30% by mass.
  • the acrylic polymer for example, the (meth) acrylic acid ester-based polymer described in JP-A-2003-342541 can be used.
  • the acrylic pressure-sensitive adhesive preferably further contains a carboxylic acid ester.
  • the carboxylic acid ester contained in the acrylic pressure-sensitive adhesive is a pressure-sensitive adhesive force adjusting agent that reduces the pressure-sensitive adhesive force of the acrylic polymer and adjusts the pressure-sensitive adhesive force of the pressure-sensitive adhesive layer 110.
  • the carboxylic acid ester is a carboxylic acid ester compatible with an acrylic polymer.
  • the carboxylic acid ester is a trifatty acid glyceryl as an example.
  • the content ratio of the carboxylic acid ester is preferably 30 parts by mass to 100 parts by mass, and more preferably 50 parts by mass to 70 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the acrylic polymer.
  • the acrylic pressure-sensitive adhesive may contain a cross-linking agent, if necessary.
  • the cross-linking agent is a cross-linking component that cross-links the acrylic polymer.
  • examples of the cross-linking agent include polyisocyanate compounds, epoxy compounds, melamine compounds, peroxide compounds, urea compounds, metal alkoxide compounds, metal chelate compounds, metal salt compounds, carbodiimide compounds, oxazoline compounds, aziridine compounds, amine compounds and the like. .. These cross-linking agents may be used alone or in combination.
  • the cross-linking agent is preferably a polyisocyanate compound (polyfunctional isocyanate compound).
  • the content of the cross-linking agent is preferably, for example, 0.001 part by mass to 10 parts by mass, and more preferably 0.01 part by mass to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the acrylic polymer.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 110 preferably has excellent biocompatibility.
  • the keratin peeling area ratio is preferably 0% to 50%, more preferably 1% to 15%.
  • the load on the skin 10 see FIG. 2
  • the keratin exfoliation test is measured by the method described in JP-A-2004-83425.
  • the moisture permeability of the pressure-sensitive adhesive layer 110 is preferably 300 (g / m 2 / day) or more, more preferably 600 (g / m 2 / day) or more, and 1000 (g / m 2 / day) or more. Day) or more is more preferable. If the moisture permeability of the pressure-sensitive adhesive layer 110 is 300 (g / m 2 / day) or more, even if the pressure-sensitive adhesive layer 110 is attached to the skin 10 of a living body (see FIG. 2), the skin 10 (FIG. 2). The load of (see) can be suppressed.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 110 satisfies at least one of the requirements that the keratin peeling area ratio in the keratin peeling test is 50% or less and the moisture permeability is 300 (g / m 2 / day) or more.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 110 is biocompatible. It is more preferable that the material of the pressure-sensitive adhesive layer 110 satisfies both of the above requirements. As a result, the pressure-sensitive adhesive layer 110 is more stable and has high biocompatibility.
  • the thickness between the upper surface 111 and the lower surface 112 of the pressure-sensitive adhesive layer 110 is preferably 10 ⁇ m to 300 ⁇ m.
  • the biosensor 100 can be thinned, and in particular, the area other than the data acquisition device 150 and the battery 160 in the biosensor 100 can be thinned.
  • the base material layer 120 is a support layer that supports the pressure-sensitive adhesive layer 110, and the pressure-sensitive adhesive layer 110 is adhered to the lower surface of the base material layer 120.
  • the circuit unit 130 and the substrate 135 are arranged on the upper surface side of the base material layer 120.
  • the base material layer 120 is a flat plate-shaped (sheet-shaped) member made of an insulator. As shown in FIG. 2, the shape of the base material layer 120 in a plan view is the same as the shape of the pressure-sensitive adhesive layer 110 in a plan view, and they are aligned and overlapped in a plan view.
  • the base material layer 120 has a lower surface 121 and an upper surface 122.
  • the lower surface 121 and the upper surface 122 are flat surfaces.
  • the lower surface 121 is in contact with the upper surface 111 of the pressure-sensitive adhesive layer 110 (pressure-sensitive adhesion).
  • the base material layer 120 may be made of a flexible resin having appropriate elasticity, flexibility and toughness.
  • a thermoplastic resin such as a polyester resin.
  • the thickness of the base material layer 120 is preferably 1 ⁇ m to 300 ⁇ m, more preferably 5 ⁇ m to 100 ⁇ m, and even more preferably 10 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the lower limit of the elongation at break of the base material layer 120 is preferably 100% or more, more preferably 200% or more, still more preferably 300% or more. When the elongation at break is 100% or more, the material of the base material layer 120 can have excellent elasticity.
  • the upper limit of the elongation at break of the base material layer 120 can be appropriately designed according to the thickness of the base material layer 120 and the like, and may be 2000% or less. The elongation at break is measured with a test piece type 2 at a tensile speed of 5 mm / min according to JIS K 7127 (1999).
  • the lower limit of the tensile strength of the base material layer 120 at 20 ° C. is preferably 0.1 N / 20 mm or more, and is preferably 1 N / 20 mm or more. Is more preferable.
  • the upper limit of the tensile strength of the base material layer 120 at 20 ° C. can be appropriately designed according to the material and thickness of the base material layer 120, and may be 20 N / 20 mm or less. The tensile strength is measured based on JIS K 7127 (1999).
  • the upper limit of the tensile storage elastic modulus E'at 20 ° C. of the base material layer 120 is preferably 2,000 MPa or less, more preferably 1,000 MPa or less, further preferably 100 MPa or less, and even more preferably 50 MPa. It is particularly preferably less than or equal to, and most preferably 20 MPa or less.
  • the lower limit of the tensile storage elastic modulus E' can be appropriately designed according to the material and thickness of the base material layer 120, and may be 0.1 MPa or more.
  • the tensile storage elastic modulus E'of the base material layer 120 at 20 ° C. is determined by measuring the dynamic viscoelasticity of the base material layer 120 under the conditions of a frequency of 1 Hz and a heating rate of 10 ° C./min.
  • the base material layer 120 becomes elastic.
  • the base material layer 120 exhibits more elasticity, it is preferable that two or more of the above requirements are satisfied, and it is more preferable that the three requirements are satisfied.
  • the peel strength (peel strength) of the base material layer 120 with respect to the copper foil is, for example, preferably 0.5 N / cm or more, more preferably 1.0 N / cm or more, further preferably 2.0 N / cm or more, and 2.5 N. / Cm or more is most preferable.
  • peel strength is equal to or higher than the above lower limit value, peeling between the base material layer 120 and the wiring 131 can be more reliably suppressed.
  • the peel strength of a sample (base material layer 120 and a laminate of copper foil) having a width of 1 cm is determined by using a tensile tester under the conditions of a peeling angle of 180 degrees and a peeling speed of 30 mm / min. Measured by peeling layer 120 from the copper foil.
  • the thickness of the base material layer 120 is preferably 1 ⁇ m to 300 ⁇ m, more preferably 5 ⁇ m to 100 ⁇ m, and even more preferably 10 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the base material layer 120 is formed from the base material composition.
  • the base material composition contains a base material resin as a main component.
  • the base material resin for example, a flexible resin capable of imparting appropriate elasticity, flexibility and toughness to the base material layer 120 is used.
  • the base resin include thermoplastic resins such as polyurethane-based resins, silicone-based resins, acrylic-based resins, polystyrene-based resins, vinyl chloride-based resins, and polyester resin-based resins. From the viewpoint of ensuring that the base material layer 120 has more excellent elasticity, it is preferable to use a polyurethane resin.
  • the circuit unit 130 has a wiring 131, a frame 132, and a substrate 133. More specifically, the circuit unit 130 is connected to the electrode via the frame 132, and is connected to the data acquisition device 150 via the wiring 131.
  • the biosensor 100 includes two such circuit units 130.
  • the wiring 131 and the frame 132 are provided on the upper surface of the substrate 133 and are integrally formed.
  • the wiring 131 connects the frame 132 with the data acquisition device 150 and the battery 160.
  • the wiring 131 and the frame 132 can be made of copper, nickel, gold, an alloy thereof, or the like.
  • the thickness of the wiring 131 and the frame 132 is preferably 0.1 ⁇ m to 100 ⁇ m, more preferably 1 ⁇ m to 50 ⁇ m, and even more preferably 5 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • the two circuit units 130 are provided corresponding to the two through holes 113 and 123 of the pressure-sensitive adhesive layer 110 and the base material layer 120, respectively.
  • the wiring 131 is connected to the data acquisition device 150 and the terminal 135A for the battery 160 via the wiring of the substrate 135.
  • the frame 132 is a rectangular annular conductive member larger than the opening of the through hole 123 of the base material layer 120.
  • the substrate 133 has the same shape as the wiring 131 and the frame 132 in a plan view.
  • the portion of the substrate 133 where the frame 132 is provided has a rectangular annular shape larger than the opening of the through hole 123 of the base material layer 120.
  • the frame 132 and the rectangular annular portion of the substrate 133 on which the frame 132 is provided are provided so as to surround the through hole 123 on the upper surface of the base material layer 120.
  • the substrate 133 may be made of an insulator, and for example, a polyimide substrate or a film can be used. Since the base material layer 120 has adhesiveness (tackiness), the substrate 133 is fixed to the upper surface of the base material layer 120.
  • the substrate 135 is an insulator substrate on which the data acquisition device 150 and the battery 160 are mounted, and is provided on the upper surface 122 of the substrate layer 120.
  • the substrate 135 is fixed by the tackiness (adhesiveness) of the base material layer.
  • a polyimide substrate or a film can be used as an example.
  • Wiring and terminals 135A for the battery 160 are provided on the upper surface of the substrate 135.
  • the wiring of the board 135 is connected to the data acquisition device 150 and the terminal 135A, and is also connected to the wiring 131 of the circuit unit 130.
  • Two probes 140 are provided and are a pair of electrodes that come into contact with the subject.
  • the probe 140 is an electrode that comes into contact with the skin 10 and detects a biological signal when the pressure-sensitive adhesive layer 110 is attached to the skin 10.
  • the biological signal is, for example, an electric signal representing an electrocardiographic waveform and a signal representing analog electrocardiographic data.
  • the biological signal represents the potential difference detected by the two probes 140.
  • the electrode used as the probe 140 is manufactured by using a conductive composition containing at least a conductive polymer and a binder resin as described later. Further, the electrode is manufactured by punching a sheet-shaped member obtained by using the conductive composition with a mold or the like, and is used as a probe.
  • the probe 140 is rectangular in a plan view and has holes 140A arranged in a matrix.
  • the hole 140A is larger than the through holes 113 and 123 of the pressure-sensitive adhesive layer 110 and the base material layer 120.
  • the ladder-shaped sides of the probe 140 may protrude.
  • the electrode used as the probe 140 may have a predetermined pattern shape. Examples of the predetermined electrode pattern shape include a mesh shape, a stripe shape, and a shape in which a plurality of electrodes are exposed from the sticking surface.
  • the fixing tape 145 is an example of the joint portion of the present embodiment.
  • the fixing tape 145 is, for example, a rectangular annular copper tape.
  • An adhesive is applied to the lower surface of the fixing tape 145.
  • the fixing tape 145 is provided on the frame 132 so as to surround the four sides of the probe 140 outside the openings of the through holes 113 and 123 in a plan view, and fixes the probe 140 to the frame 132.
  • the fixing tape 145 may be a metal tape other than copper.
  • the fixing tape 145 may be a non-conductive tape such as a resin tape composed of a non-conductive resin base material and an adhesive, in addition to a tape having a metal layer such as a copper tape.
  • a conductive tape such as a metal tape is preferable because the probe 140 can be bonded (fixed) to the frame 132 of the circuit unit 130 and electrically connected.
  • the probe 140 is fixed to the frame 132 by a rectangular annular fixing tape 145 that is placed on the four end portions in a state where the four end portions are arranged on the frame 132.
  • the fixing tape 145 is adhered to the frame 132 through a gap such as a hole 140A of the probe 140.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 110A and the base material layer 120A are laminated on the fixing tape 145 and the probe 140 to form a pressure-sensitive adhesive layer.
  • the probe 140 is pushed along the inner walls of the through holes 113 and 123, and the pressure-sensitive adhesive layer 110A is pushed into the hole 140A of the probe 140.
  • the probe 140 is pushed down to a position where the central portion is substantially flush with the lower surface 112 of the pressure-sensitive adhesive layer 110 while the four end portions are fixed to the frame 132 by the fixing tape 145. Therefore, when the probe 140 is applied to the skin 10 of a living body (see FIG. 2), the pressure-sensitive adhesive layer 110A is adhered to the skin 10 and the probe 140 can be brought into close contact with the skin 10.
  • the thickness of the probe 140 is preferably thinner than the thickness of the pressure-sensitive adhesive layer 110.
  • the thickness of the probe 140 is preferably 0.1 ⁇ m to 100 ⁇ m, and more preferably 1 ⁇ m to 50 ⁇ m or less.
  • peripheral portion surrounding the central portion in the plan view of the pressure-sensitive adhesive layer 110A is located on the fixing tape 145.
  • the upper surface of the pressure-sensitive adhesive layer 110A is substantially flat, but the central portion may be recessed below the peripheral portion.
  • the base material layer 120A is superposed on a substantially flat upper surface of the pressure sensitive adhesive layer 110A.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 110A and the base material layer 120A may be made of the same material as the pressure-sensitive adhesive layer 110 and the base material layer 120, respectively. Further, the pressure-sensitive adhesive layer 110A may be made of a material different from that of the pressure-sensitive adhesive layer 110. Further, the base material layer 120A may be made of a material different from that of the base material layer 120.
  • the thickness of the pressure-sensitive adhesive layers 110 and 110A is actually 10 ⁇ m to 300 ⁇ m, and the thickness of the base material layers 120 and 120A is 1 ⁇ m to 300 ⁇ m.
  • the thickness of the wiring 131 is 0.1 ⁇ m to 100 ⁇ m, the thickness of the substrate 133 is about several hundred ⁇ m, and the thickness of the fixing tape 145 is 10 ⁇ m to 300 ⁇ m.
  • the fixing tape 145 may be a non-conductive resin tape or the like. Good.
  • the fixing tape 145 covers the side surfaces of the frame 132 and the substrate 133 in addition to the probe 140, and reaches the upper surface of the base material layer 120.
  • the fixing tape 145 since the fixing tape 145 only needs to be able to bond the probe 140 and the frame 132, the fixing tape 145 does not have to reach the upper surface of the base material layer 120, does not have to cover the side surface of the substrate 133, and covers the side surface of the frame 132. It does not have to be covered.
  • the substrate 133 and the two substrates 135 may be one integrated substrate.
  • wiring 131, two frames 132, and terminal 135A are provided on the surface of one substrate, and the data acquisition device 150 and the battery 160 are mounted.
  • the electrode used as the probe 140 is preferably manufactured by thermosetting the following conductive composition and molding it.
  • the conductive composition contains a conductive polymer, a binder resin, and at least one of a cross-linking agent and a plasticizer.
  • polythiophene for example, polythiophene, polyacetylene, polypyrrole, polyaniline, polyphenylene vinylene and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use a polythiophene compound.
  • the content of the conductive polymer is preferably 0.20 parts by mass to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composition. When the content is within the above range, excellent conductivity, toughness and flexibility can be imparted to the conductive composition.
  • the content of the conductive polymer is more preferably 2.5 parts by mass to 15 parts by mass, and further preferably 3.0 parts by mass to 12 parts by mass with respect to the conductive composition.
  • a water-soluble polymer As the binder resin, a water-soluble polymer, a water-insoluble polymer, or the like can be used.
  • the binder resin it is preferable to use a water-soluble polymer from the viewpoint of compatibility with other components contained in the conductive composition.
  • the water-soluble polymer contains a polymer (hydrophilic polymer) that is completely insoluble in water and has hydrophilicity.
  • a hydroxyl group-containing polymer or the like can be used as the water-soluble polymer.
  • a hydroxyl group-containing polymer saccharides such as agarose, polyvinyl alcohol (PVA), modified polyvinyl alcohol, or a copolymer of acrylate and sodium acrylate can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, polyvinyl alcohol or modified polyvinyl alcohol is preferable, and modified polyvinyl alcohol is more preferable.
  • modified polyvinyl alcohol examples include acetacetyl group-containing polyvinyl alcohol and diacetone acrylamide modified polyvinyl alcohol.
  • diacetone acrylamide-modified polyvinyl alcohol for example, a diacetone acrylamide-modified polyvinyl alcohol-based resin (DA-modified PVA-based resin) described in JP-A-2016-166436 can be used.
  • the content of the binder resin is preferably 5 parts by mass to 140 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composition. When the content is within the above range, excellent conductivity, toughness and flexibility can be imparted to the conductive composition.
  • the content of the binder resin is more preferably 10 parts by mass to 100 parts by mass, and further preferably 20 parts by mass to 70 parts by mass with respect to the conductive composition.
  • the cross-linking agent and the plasticizer have a function of imparting toughness and flexibility to the conductive composition.
  • By imparting flexibility to the molded product of the conductive composition an electrode having elasticity was obtained.
  • the probe 140 having elasticity can be produced.
  • toughness is a property that achieves both excellent strength and elongation.
  • the toughness does not include the property that one of the strength and the elongation is remarkably excellent, but the other is remarkably low, and includes the property of having an excellent balance of both strength and elongation.
  • Flexibility is a property that can suppress the occurrence of damage such as breakage at the bent portion after bending the molded body (electrode sheet) of the conductive composition.
  • the cross-linking agent cross-links the binder resin.
  • the cross-linking agent preferably has reactivity with a hydroxyl group. If the cross-linking agent has reactivity with a hydroxyl group, the cross-linking agent can react with the hydroxyl group of the hydroxyl group-containing polymer when the binder resin is a hydroxyl group-containing polymer.
  • cross-linking agent examples include zirconium compounds such as zirconium salts; titanium compounds such as titanium salts; borides such as boric acid; isocyanate compounds such as blocked isocyanate; aldehyde compounds such as dialdehyde such as glyoxal; alkoxyl group-containing compounds and methylol groups. Examples include contained compounds. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, a zirconium compound, an isocyanate compound, or an aldehyde compound is preferable from the viewpoint of reactivity and safety.
  • the content of the cross-linking agent is preferably 0.2 parts by mass to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composition. When the content is within the above range, excellent toughness and flexibility can be imparted to the conductive composition.
  • the content of the cross-linking agent is more preferably 1 part by mass to 40 parts by mass, and more preferably 3.0 parts by mass to 20 parts by mass.
  • the plasticizer improves the tensile elongation and flexibility of the conductive composition.
  • the plasticizer include glycerin, ethylene glycol, propylene glycol, sorbitol, and polyol compounds such as N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), NN'-dimethylacetamide (DMAc), and dimethyl sulfoxide.
  • NMP N-methylpyrrolidone
  • DMF dimethylformamide
  • DMAc NN'-dimethylacetamide
  • dimethyl sulfoxide examples thereof include aprotic compounds such as (DMSO). These may be used alone or in combination of two or more. Among these, glycerin is preferable from the viewpoint of compatibility with other components.
  • the content of the plasticizer is preferably 0.2 parts by mass to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composition. When the content is within the above range, excellent toughness and flexibility can be imparted to the conductive composition.
  • the content of the plasticizer is more preferably 1.0 part by mass to 90 parts by mass, and further preferably 10 parts by mass to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive polymer.
  • At least one of the cross-linking agent and the plasticizer may be contained in the conductive composition.
  • the molded product of the conductive composition can improve toughness and flexibility.
  • the molded product of the conductive composition can further improve toughness, that is, both tensile strength and tensile elongation, and is flexible. It is possible to improve the sex.
  • the conductive composition contains a plasticizer but no cross-linking agent
  • the tensile elongation of the molded product of the conductive composition can be improved, and the molded product of the conductive composition as a whole becomes tough. Can be improved.
  • the flexibility of the molded product of the conductive composition can be improved.
  • both the cross-linking agent and the plasticizer are contained in the conductive composition.
  • the molded product of the conductive composition is imparted with even better toughness.
  • the conductive composition may contain a surfactant, a softener, a stabilizer, a leveling agent, an antioxidant, an antioxidant, a leavening agent, a thickener, a colorant, or, if necessary.
  • a surfactant include silicone-based surfactants.
  • the conductive composition is prepared by mixing each of the above components in the above ratio.
  • the conductive composition can appropriately contain a solvent in an arbitrary ratio, if necessary. As a result, an aqueous solution of the conductive composition (an aqueous solution of the conductive composition) is prepared.
  • an organic solvent or an aqueous solvent can be used as the solvent.
  • the organic solvent include ketones such as acetone and methyl ethyl ketone (MEK); esters such as ethyl acetate; ethers such as propylene glycol monomethyl ether; and amides such as N, N-dimethylformamide.
  • the aqueous solvent include water; methanol, ethanol, propanol, alcohol for isopropanol, and the like. Among these, it is preferable to use an aqueous solvent.
  • any one or more of the conductive polymer, the binder resin, and the cross-linking agent may be used as an aqueous solution dissolved in a solvent.
  • the above-mentioned aqueous solvent is preferable as the solvent.
  • the data acquisition device 150 is installed on the upper surface 122 of the base material layer 120 and is electrically connected to the wiring 131.
  • the data acquisition device 150 processes the biological signal acquired via the electrode used as the probe 140.
  • the data acquisition device 150 has a rectangular shape in a cross-sectional view.
  • a terminal is provided on the lower surface (-Z direction) of the data acquisition device 150. Examples of the terminal material include solder and conductive paste.
  • the data acquisition device 150 includes an ASIC (application specific integrated circuit) 150A, an MPU (Micro Processing Unit) 150B, a memory 150C, and a wireless communication unit 150TR as an example. It may be included.
  • the data acquisition device 150 is connected to the probe 140 and the battery 160 via the circuit unit 130.
  • the ASIC150A includes an A / D (Analog to digital) converter as described with reference to FIG.
  • the data acquisition device 150 is driven by the electric power supplied from the battery 160 and acquires analog electrocardiographic data measured by the probe 140.
  • the data acquisition device 150 performs processing such as filtering and digital conversion on the acquired analog electrocardiographic data.
  • the MPU 150B obtains the added average value of the electrocardiographic data acquired and digitally converted a plurality of times and stores it in the memory 150C.
  • the data acquisition device 150 can continuously acquire analog electrocardiographic data for 24 hours or more. Since the data acquisition device 150 may measure a biological signal (analog electrocardiographic data) for a long period of time, a device for reducing power consumption is provided as described with reference to FIGS. 1 to 4. ing.
  • the wireless communication unit 150TR is a transceiver used when the test device of the evaluation test reads out the digital electrocardiographic data stored in the memory 150C in the evaluation test before the actual sensing by wireless communication, and communicates at 2.4 GHz as an example. I do.
  • the evaluation test is, for example, a JIS 60601-2-47 standard test.
  • the evaluation test is a test for confirming the operation performed after the completion of the biological sensor 100 that detects a biological signal.
  • the evaluation test requires that when the biosensor 100 is used as a medical device, the attenuation rate of the signal output from the biosensor is less than 5% with respect to the biological signal detected by the biosensor 100. This evaluation test is performed on all finished products.
  • the start command of the evaluation test, the start command of the actual measurement, etc. are sent via the wireless communication unit 150TR, for example, through the function on the web browser of a smartphone or a PC (Personal Computer) in which the dedicated application program of the biosensor 100 is installed. May be input to the MPU 150B.
  • the wireless communication unit 150TR for example, through the function on the web browser of a smartphone or a PC (Personal Computer) in which the dedicated application program of the biosensor 100 is installed. May be input to the MPU 150B.
  • the data acquisition device 150 includes the wireless communication unit 150TR
  • the data acquisition device 150 includes a connector for connecting the cable of the test device instead of the wireless communication unit 150TR and the biological signal is read through the connector. Good.
  • the battery 160 is provided on the upper surface 122 of the base material layer 120.
  • a lead storage battery, a lithium ion secondary battery, or the like can be used.
  • the battery 160 may be a button battery type.
  • the battery 160 is an example of a battery.
  • the battery 160 has two terminals (not shown) provided on its lower surface. The two terminals of the battery 160 are connected to the probe 140 and the data acquisition device 150, respectively, via the circuit unit 130.
  • the capacity of the battery 160 is set so that the biological sensor 100 can measure a biological signal (analog electrocardiographic data) for 24 hours or more as an example.
  • the cover 170 covers the base material layer 120, the circuit unit 130, the substrate 135, the probe 140, the fixing tape 145, the data acquisition device 150, and the battery 160.
  • the cover 170 has a base 170A and a protrusion 170B protruding from the center of the base 170A in the + Z direction.
  • the base portion 170A is a portion located around the cover 170 in a plan view, and is a portion lower than the protruding portion 170B.
  • a recess 170C is provided inside the protrusion 170B (lower side in the stacking direction). In the cover 170, the lower surface of the base 170A is adhered to the upper surface 122 of the base material layer 120.
  • the substrate 135, the data acquisition device 150, and the battery 160 are housed in the recess 170C.
  • the cover 170 is adhered to the upper surface 122 of the base material layer 120 with the data acquisition device 150, the battery 160, and the like housed in the recess 170C.
  • the cover 170 not only protects the circuit unit 130 on the base material layer 120, the data acquisition device 150, and the battery 160, but also protects the internal components from the impact applied to the biosensor 100 from the upper surface side. It has a role as a layer.
  • the cover 170 for example, silicone rubber, soft resin, urethane or the like can be used.
  • FIG. 7 is a diagram showing a circuit configuration of the biosensor 100.
  • Each probe 140 is connected to the data acquisition device 150 and the battery 160 via the wiring 131 and the wiring 135B of the substrate 135.
  • the two probes 140 are connected in parallel to the data acquisition device 150 and the battery 160.
  • FIG. 8 is a schematic view of the data acquisition device 150 applied to the biosensor 100.
  • the detailed configuration and operation of the data acquisition device 150 are as described with reference to FIGS. 1 to 4.
  • the ASIC 150A is connected to the pair of probes 140 via the wiring 131 by the pair of terminals 153A.
  • the wireless communication unit 150TR is connected to the memory 150C.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the processing of the MPU 150B when the data acquisition device 150 is applied to the biosensor 100.
  • the flowchart of FIG. 9 is a process from the start to the end of the acquisition and recording of electrocardiographic data by the MPU 150B, and is repeatedly executed over a fixed period of time as an example.
  • the MPU150B determines whether or not the acquisition of electrocardiographic data has started (step S30). Whether or not the acquisition of the electrocardiographic data has started can be determined by whether or not the analog electrocardiographic data has been input from the probe 140, whether or not the predetermined time has come, and the like. S30 is repeated until the acquisition of electrocardiographic data is started (S30: NO). If the acquisition of electrocardiographic data is started (S30: YES), the switching setting unit 152B sets the switching signal level to "1" and outputs it to the ASIC 150A, and sets the MPU 150B as a slave (step S31). The ASIC150A is set to the master by the switching signal whose level is "1". When the ASIC 150A is set as the master, the ADC 151A causes the ADC 151A to start the digital conversion process.
  • the calculation unit 153B takes in digital electrocardiographic data from the ASIC 150A according to the CS signal (step S33).
  • the calculation unit 153B performs an addition process according to the equation (2) (step S34).
  • the calculation unit 153B determines whether n is 7 or more (step S35). When the calculation unit 153B determines that n is not 7 or more (S35: NO), n is incremented (step S36). Calculation unit 153B is n is 7 or more in the step S5 (S35: YES) and it is determined, the average value of the sum A 8 a (A 8/8) determined (step S37), the average value (A 8/8 ) Is stored in the memory 150C (step S38).
  • the main control unit 151B determines whether or not the acquisition of electrocardiographic data has been completed (step S39). Whether or not the acquisition of the electrocardiographic data is completed depends on whether or not the electrocardiographic data has been input from the probe 140 for a certain period of time or more, whether or not a predetermined time has elapsed from the start of the acquisition of the electrocardiographic data, and whether or not the electrocardiographic data of the memory 150C is completed. It can be determined whether or not the occupancy rate of the storage area exceeds a certain level. As an example, the data acquisition device 150 may have a built-in timer, and the main control unit 151B may determine that the acquisition of the electrocardiographic data is completed when 24 hours have elapsed from the start of recording the digital electrocardiographic data.
  • the switching setting unit 152B sets the switching signal level to "0" and outputs it to the ASIC 150A.
  • MPU150B is set as the master (step S410).
  • the ASIC150A is set as a slave by the switching signal whose level is "0".
  • the ADC 151A terminates the digital conversion process.
  • the ASIC 150A causes the ADC 151A to perform digital conversion processing while the switching signal is at the "1" level, and when the switching signal is switched to the "0" level, the ADC 151A terminates the digital conversion processing. That is, the ADC 151A continues to perform the digital conversion process while the ASIC 150A is the master.
  • the total value of the digital electrocardiographic data is obtained over the acquisition period of the electrocardiographic data, the averaging processing is performed, and the data is stored in the memory 150C.
  • the biosensor 100 using the data acquisition device 150 has acquired electrocardiographic data xi (i is an integer of 0 to 7) in each of the electrocardiographic data acquisition sections Ti (for example, i is an integer of 0 to 7).
  • Biometric sensor 100, MPU150B is determined an addition value A n + 1 shown in FIG. 3 (B), while seeking the average value of the sum A 8 a (A 8/8), set ASIC150A the master, the MPU150B Set to slave. In this state, the frequency of the system clock of the MPU 150B is lowered to 4 MHz, which is equal to the sampling frequency of the ADC 151A. This also makes it possible to reduce power consumption.
  • the MPU 150B Since the MPU 150B takes in digital electrocardiographic data from the ASIC 150A when the CS signal transitions to the L level with the self set as a slave, the MPU 150B can output the digital electrocardiographic data even if the MPU 150B does not request the ASIC 150A to transmit the digital electrocardiographic data. Can be obtained. Therefore, the MPU 150B can immediately take in the digital electrocardiographic data acquired from the ADC 151A by the control unit 270, and has good real-time performance. Therefore, it is possible to provide the biosensor 100 having good real-time performance.
  • Probe 150 Data acquisition device 150A ASIC 150B MPU 150C memory 150D, 150E bus 151A ADC 151B Main control unit 152B Switching setting unit 153B Calculation unit 154B Memory 160 Battery 300 Sensor

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Abstract

消費電力を低減したデータ取得を実現する。データ取得装置は、集積回路と情報処理装置を有し、前記集積回路は、データ取得開始時にマスタ／スレーブを切り替える切替信号が入力される第１端子と、入力されるアナログデータをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、前記デジタルデータを出力する出力端子を有し、前記切替信号によってマスタ又はスレーブのいずれかに設定され、前記情報処理装置は、前記集積回路がスレーブであるときには自己をマスタに設定し前記集積回路がマスタであるときには自己をスレーブに設定するともに、前記切替信号を生成する切替設定部と、前記第１端子に接続され前記切替信号を出力する第２端子と、前記出力端子に接続され前記デジタルデータが入力される入力端子とを有し、前記集積回路は、前記情報処理装置から入力される前記切替信号によって自己がマスタに設定されているときに、前記デジタルデータを前記出力端子から出力する。

Description

データ取得装置、及び生体センサ
　本発明は、データ取得装置、及び生体センサに関する。
　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）。
特開２０１２－０１０９７８号公報
　このようなデータ取得用モジュールや生体センサを電池で駆動する場合には、消費電力を低減することが課題になる。
　そこで、消費電力を低減したデータ取得装置、及び生体センサを提供することを目的とする。
　本発明の第１の態様では、データ取得装置は、
　データ取得開始時にマスタ／スレーブを切り替える切替信号が入力される第１端子と、入力されるアナログデータをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、前記デジタルデータを出力する出力端子とを有し、前記切替信号によってマスタ又はスレーブのいずれかに設定される集積回路と、
　前記集積回路がスレーブであるときには自己をマスタに設定し、前記集積回路がマスタであるときには自己をスレーブに設定するともに、前記切替信号を生成する切替設定部と、前記第１端子に接続され前記切替信号を出力する第２端子と、前記出力端子に接続され前記デジタルデータが入力される入力端子とを有する情報処理装置とを含み、
　前記集積回路は、前記情報処理装置から入力される前記切替信号によって自己がマスタに設定されているときに、前記デジタルデータを前記出力端子から出力する。
　本発明の第２の態様では、生体センサは、被検体に接触する電極と、前記電極を介して取得するアナログ心電データを処理するデータ取得装置と、前記電極及び前記データ取得装置を接続する配線とを含み、前記データ取得装置は、
　前記被検体からの心電データの取得開始時にマスタ／スレーブを切り替える切替信号が入力される第１端子と、前記電極から入力されるアナログ心電データをデジタル心電データに変換するＡ／Ｄ変換器と、前記デジタル心電データを出力する出力端子とを有し、前記切替信号によってマスタ又はスレーブのいずれかに設定される集積回路と、
　前記集積回路がスレーブであるときには自己をマスタに設定し、前記集積回路がマスタであるときには自己をスレーブに設定するとともに、前記切替信号を生成する切替設定部と、前記第１端子に接続され前記切替信号を出力する第２端子と、前記出力端子に接続され前記デジタル心電データが入力される入力端子とを有する情報処理装置とを有し、
　前記集積回路は、前記情報処理装置から入力される前記切替信号によって自己がマスタに設定されているときに、前記デジタル心電データを前記出力端子から出力する。
　消費電力を低減したデータ取得装置と生体センサを提供することができる。
データ取得装置の模式図である。 ＡＳＩＣ１５０Ａの構成を示す図である。 ＭＰＵ１５０Ｂの処理を示すタイミングチャートである。 ＭＰＵ１５０Ｂの処理の一例を示すフローチャートである。 実施の形態の生体センサを示す分解図である。 図５のＡ－Ａ矢視断面に対応する完成状態の断面を示す図である。 生体センサの回路構成を示す図である。 生体センサに適用されるデータ取得装置の模式図である。 生体センサで用いられるＭＰＵの処理例を示すフローチャートである。
　以下、本発明のデータ取得装置と、これを適用した生体センサの実施の形態について説明する。
　＜データ取得装置＞
　図１は、実施形態のデータ取得装置１５０を示す図である。データ取得装置１５０は、センサ３００等の任意の機器の端子、電極などに接続されて、目的とするデータを取得する。センサ３００は、例えば、心電波形、脳波、脈拍等を表す生体信号を検出するセンサであるが、この例に限定されない。以下では、センサ３００が心電波形を表す生体信号（アナログ心電データ）を検出するセンサである形態について説明するが、センサ３００は温度、光、圧力、地磁気等、生体信号以外の信号を検出するセンサであってもよい。
　データ取得装置１５０は、ＡＳＩＣ(application specific integrated circuit、特定用途向け集積回路)１５０Ａ、ＭＰＵ(Micro Processing Unit)１５０Ｂ、メモリ１５０Ｃ、バス１５０Ｄ、１５０Ｅ、水晶振動子６０、７０、ＲＣオシレータ８０、及び、スイッチ９０を有する。バス１５０Ｄ、１５０Ｅは、一例として、ＳＰＩ(Serial Peripheral Interface)バスである。
　ＡＳＩＣ１５０Ａはセンサ３００に接続されており、データ取得装置１５０の内部ではバス１５０Ｄを介してＭＰＵ１５０Ｂに接続されている。また、ＡＳＩＣ１５０Ａには水晶振動子６０が接続されている。
　ＡＳＩＣ１５０Ａは、ＡＤＣ(Analog to Digital Converter、ＡＤ変換器)１５１Ａ及び端子１５２Ａを有する。ＡＳＩＣ１５０ＡのＡＤＣ１５１Ａ及び端子１５２Ａ以外の構成要素については、図２を用いて後述する。
　ＡＳＩＣ１５０Ａは、ＳＰＩインターフェイスに対応した端子を有する。ＡＳＩＣ１５０Ａは、ＭＰＵ１５０Ｂに対してマスタデバイス及びスレーブデバイスのいずれか一方になり得る。以下では、マスタデバイスであることをマスタと称し、スレーブデバイスであることをスレーブと称する。マスタ／スレーブの切り替えは、ＭＰＵ１５０Ｂによって行われる。ここで、マスタとは、複数の機器が協調動作を行う際に、複数の機器の制御を司る機器である。スレーブとは、複数の機器が協調動作を行う際に、マスタからの指令又は制御に従って動作する機器である。データ取得装置１５０がセンサ３００からデータを取得する間は、ＡＳＩＣ１５０Ａはマスタに設定され、ＭＰＵ１５０Ｂはスレーブに設定されて消費電力を抑制する。
　ＡＤＣ１５１Ａは、一例として、ＳＡＲ(Successive Approximation Register、逐次比較)／ＳＦ（Stochastic Flash）型のＡＤ変換器であり、例えば、特開2016-092648号公報に記載されたＡ／Ｄ変換装置を用いることができる。
　ＡＤＣ１５１Ａは、センサ３００によって取得されるアナログ心電データをデジタル心電データに変換してＭＰＵ１５０Ｂに出力する。
　端子１５２Ａは、バス１５０Ｄを介してＭＰＵ１５０Ｂに接続される。実際には、端子１５２Ａは複数あり、切替信号を出力するＭ／Ｓ端子、ＳＳ(Slave Select)端子、ＭＩＳＯ(Master In Slave Out)端子、ＭＯＳＩ(Master Out Slave In)端子、ＣＬＫ端子等を含む。
　端子１５２ＡのうちのＭ／Ｓ端子は、ＭＰＵ１５０Ｂからマスタ／スレーブを切替る切替信号が入力される第１端子の一例である。端子１５２ＡのうちのＭＯＳＩ端子は、ＡＳＩＣ１５０ＡがマスタであってＭＰＵ１５０Ｂがスレーブであるときに、ＡＳＩＣ１５０ＡがＭＰＵ１５０Ｂにデジタル心電データを出力する出力端子の一例である。
　また、ＡＳＩＣ１５０Ａは、水晶振動子６０が発振する３２ＭＨｚのクロックを分周して、内部で用いる４ＭＨｚのシステムクロックを生成する。この構成についは図２を用いて後述する。
　ＭＰＵ１５０Ｂは、情報処理装置の一例であり、バス１５０Ｄを介してＡＳＩＣ１５０Ａに接続されるとともに、バス１５０Ｅを介してメモリ１５０Ｃに接続されている。ＭＰＵ１５０Ｂには、スイッチ９０を介してＲＣオシレータ８０と水晶振動子７０が接続されている。スイッチ９０は、水晶振動子７０及びＲＣオシレータ８０のいずれか一方を選択的にＭＰＵ１５０Ｂに接続するスイッチであり、ＭＰＵ１５０Ｂによってマスタ-スレーブ間の切り替えが行われる。
　ＲＣオシレータ８０は、水晶振動子７０が出力するクロックよりも周波数が低いクロックを出力する。ＲＣオシレータ８０は、水晶振動子７０よりもクロックの周波数が低く、精度が低いが、水晶振動子７０よりも消費電力が少ない。
　水晶振動子７０とＲＣオシレータ８０のオン／オフはＭＰＵ１５０Ｂによって切り替えられる。水晶振動子７０がオンのときにはＲＣオシレータ８０はオフにされ、ＲＣオシレータ８０がオンのときには水晶振動子７０はオフにされる。
　ＭＰＵ１５０Ｂは、主制御部１５１Ｂ、切替設定部１５２Ｂ、演算部１５３Ｂ、メモリ１５４Ｂ、及び端子１５５Ｂ、１５６Ｂを有する。主制御部１５１Ｂ、切替設定部１５２Ｂ、演算部１５３Ｂは、ＭＰＵ１５０Ｂを実現するコンピュータによって実現される機能を表したものであり、メモリ１５４Ｂは、ＭＰＵ１５０Ｂを実現するコンピュータのメモリを機能的に表したものである。
　主制御部１５１Ｂは、ＭＰＵ１５０Ｂの処理を統括する処理部であり、切替設定部１５２Ｂ、演算部１５３Ｂが実行する処理以外の処理を実行する。
　切替設定部１５２Ｂは、ＭＰＵ１５０Ｂをマスタ及びスレーブのいずれか一方に設定する。また、切替設定部１５２Ｂは、ＡＳＩＣ１５０Ａのマスタ／スレーブの切り替えを行う切替信号を生成し、ＡＳＩＣ１５０Ａに切替信号を出力する。
　演算部１５３Ｂは、ＡＳＩＣ１５０Ａから入力されるデジタル心電データの加算値を算出する処理と、加算値の平均値を算出する処理とを実行する。ここでは一例として、演算部１５３Ｂは、ＡＳＩＣ１５０Ａからデジタル心電データを取得する度に加算処理を行い、８つのデジタル心電データの加算値が得られる度に、平均値を算出する。演算部１５３Ｂは、平均値を算出すると、メモリ１５０Ｃに格納する。
　メモリ１５４Ｂは、ＭＰＵ１５０Ｂの主制御部１５１Ｂ、切替設定部１５２Ｂ、演算部１５３Ｂが処理を実行するのに必要なプログラムやデータを格納する。また、メモリ１５４Ｂは、演算部１５３Ｂの加算処理によって得られる加算値を保持する。
　端子１５５Ｂは、実際には複数あり、切替信号を出力するＭ／Ｓ端子、ＳＳ端子、ＭＩＳＯ端子、ＭＯＳＩ端子、ＣＬＫ端子等を含む。Ｍ／Ｓ端子は、切替信号を出力する第２端子の一例であり、ＭＯＳＩ端子は、ＡＳＩＣ１５０Ａの端子１５２Ａに接続され、ＡＳＩＣ１５０Ａがマスタであり、ＭＰＵ１５０Ｂがスレーブであるときに、ＡＳＩＣ１５０Ａからデジタル心電データが入力される入力端子の一例である。
　端子１５６Ｂは、メモリ１５０Ｃ及びケーブル５１を介してＰＣ５０に接続され、ＭＰＵ１５０Ｂがスレーブであるときにメモリ１５０Ｃに心電データを出力する。
　また、ＭＰＵ１５０Ｂは、水晶振動子７０又はＲＣオシレータ８０が発振するクロックに基づいて、内部で用いるシステムクロックを生成する。より具体的には、主制御部１５１Ｂが水晶振動子７０を発振させる処理を行う。主制御部１５１Ｂ、及び水晶振動子７０は、水晶発振器を構築する。
　主制御部１５１Ｂは、ＭＰＵ１５０Ｂがマスタのときには、動作周波数を高く設定するためにシステムクロックの周波数を高く（一例として３２ＭＨｚ）に設定し、ＭＰＵ１５０Ｂがスレーブのときには、動作周波数を低くするためにシステムクロックの周波数を低く（一例として４ＭＨｚ）に設定する。
　この際に、主制御部１５１Ｂは、水晶振動子７０とＲＣオシレータ８０のオン／オフを切り替える。水晶振動子７０が出力するクロックの周波数は、一例として３２ＭＨｚであり、ＲＣオシレータ８０が出力するクロックの周波数は一例として１６ＭＨｚである。主制御部１５１Ｂは、スイッチ９０を切り替えることにより、水晶振動子７０及びＲＣオシレータ８０のいずれか一方から出力されるクロックからＭＰＵ１５０Ｂのシステムクロックを生成する。
　主制御部１５１Ｂは、ＭＰＵ１５０Ｂがマスタのときは、水晶振動子７０が出力する３２ＭＨｚのクロックをシステムクロックとしてそのまま利用する。また、主制御部１５１Ｂは、ＭＰＵ１５０Ｂがマスタのときに、３２ＭＨｚのシステムクロックとは別に、水晶振動子７０が出力する３２ＭＨｚのクロックを分周して４ＭＨｚのクロックを生成する。ＭＰＵ１５０Ｂは、ＭＰＵ１５０Ｂがマスタのときは、切替信号等をＡＳＩＣ１５０Ａに出力するときには、４ＭＨｚのクロックを切替信号等とともにＡＳＩＣ１５０Ａに出力する。４ＭＨｚのクロックは、端子１５５ＢのうちのＣＬＫ端子からＡＳＩＣ１５０Ａに出力される。
　主制御部１５１Ｂは、ＭＰＵ１５０Ｂがスレーブのときは、ＲＣオシレータ８０のクロックを分周して４ＭＨｚのシステムクロックを生成し、ＡＳＩＣ１５０Ａから入力されるＣＳ(Chip Select)信号をトリガにしてシステムクロックのタイミングを補正する。このようにして主制御部１５１Ｂは、ＭＰＵ１５０Ｂがスレーブのときは、ＲＣオシレータ８０のクロックを分周した４ＭＨｚのシステムクロックをＣＳ信号に同期させる。また、ＭＰＵ１５０Ｂは、ＭＰＵ１５０Ｂがスレーブのときに、切替信号等をＡＳＩＣ１５０Ａに出力するときには、４ＭＨｚのシステムクロックを切替信号等とともにＡＳＩＣ１５０Ａに出力する。４ＭＨｚのクロックは、端子１５５ＢのうちのＣＬＫ端子からＡＳＩＣ１５０Ａに出力される。
　ＭＰＵ１５０ＢがスレーブのときにＲＣオシレータ８０のクロックに基づいて４ＭＨｚのシステムクロックを生成するのは、システムクロックの周波数を低下させることでＭＰＵ１５０Ｂの消費電力を低減させるためである。水晶振動子７０は、ＭＰＵ１５０Ｂがマスタのときに利用され、ＭＰＵ１５０Ｂがスレーブのときには利用されない。
　メモリ１５０Ｃは、バス１５０Ｅを介してＭＰＵ１５０Ｂに接続されている。メモリ１５０Ｃは、一例として、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリであり、目的とするデータの保存に必要な容量を有する。センサ３００が貼付型生体センサである場合は、貼付型生体センサから取得された心電データを必要な分量保存できる容量を有する。貼付型生体センサは、一例として、２４時間ほど生体の胸部に貼り付けられ、アナログ心電データを取得する。この場合、メモリ１５０Ｃは、少なくとも２４時間分の心電データを格納可能な容量を有する。ＭＰＵ１５０Ｂは、ＡＳＩＣ１５０Ａから入力されたデジタル心電データに加算平均処理を行ってから処理後のデータをメモリ１５０Ｃに格納してもよい。
　メモリ１５０Ｃは、端子１５１Ｃを有する。端子１５１ＣにはＰＣ５０に接続されるケーブル５１を接続することができる。メモリ１５０Ｃに格納される心電データは、ケーブル５１を介してＰＣ５０に転送することができる。
　図２は、ＡＳＩＣ１５０Ａの構成を示す図である。ＡＳＩＣ１５０Ａは、入力端子（ＶＩＮＰ）２０１、入力端子（ＶＩＮＮ）２０２、ＣＬＫ端子２０３、端子１５２Ａ、ＬＮＡ(Low Noise Amplifier)２１０、ＢＵＦ（Buffer、バッファ）２２０、ＬＰＦ(Low Pass Filter)２３０、ＡＤＣ１５１Ａ、バイアス回路２４０、クロック発生器２５０、発振器２６０、制御部２７０、レベルシフタ２８０を含む。
　ＡＳＩＣ１５０Ａは、これらの他に、ＶＲＥＧ端子、ＶＣＯＭ端子、ＶＭＩＤ端子、ＶＣＣ端子、ＴＡＢ端子（ＧＮＤ電位）、ＧＮＤ端子、ＶＤＤ端子（１．２）、ＶＤＤＬＶ端子（１．５Ｖ～２．５Ｖ）等を含む。
　入力端子２０１、２０２は、センサ３００に接続される。入力端子２０１には＋（正）の信号が入力され、入力端子２０１には－（負）の信号が入力される。
　ＣＬＫ端子２０３は、ＡＳＩＣ１５０Ａの外部に設けられる水晶振動子６０に接続される。
　端子１５２Ａは、図１を用いて説明した通りＭＰＵ１５０Ｂに接続されており、Ｍ／Ｓ端子、ＳＳ端子、ＭＩＳＯ端子、ＭＯＳＩ端子、ＣＬＫ端子である。
　ＬＮＡ２１０は、入力端子２０１、２０２とＢＵＦ２２０との間に接続されており、入力端子２０１、２０２から入力されるアナログ心電データを増幅して出力する。
　ＢＵＦ２２０は、ＬＮＡ２１０とＡＤＣ１５１Ａとの間に接続されており、ＬＮＡ２１０で増幅されたアナログ心電データの波形を整形してＬＰＦ２３０に出力する。
　ＬＰＦ２３０は、ＢＵＦ２２０とＡＤＣ１５１Ａとの間に接続されており、ノイズを除去するために、ＢＵＦ２２０から入力されるアナログ心電データの低周波数側の所定の帯域成分のみを通過させる。
　ＡＤＣ１５１Ａは、クロック発生器２５０から入力されるクロック信号に基づいて動作し、ＬＰＦ２３０から入力されるアナログ心電データをデジタル心電データに変換して制御部２７０に出力する。クロック発生器２５０から入力されるクロック信号は、ＡＤＣ１５１Ａのサンプリング周期を決めるクロック信号であり、一例として４ＭＨｚである。クロック発生器２５０から入力されるクロック信号は、ＭＰＵ１５０ＢがマスタであるときにＭＰＵ１５０Ｂの内部で用いるシステムクロック（一例として３２ＭＨｚ）よりも周波数が低く設定されている。
　バイアス回路２４０は、ＶＣＣ端子に入力される電源電圧（１．２Ｖ）をＡＤＣ１５１Ａが必要とする電圧（一例として０．５Ｖと０．２５Ｖ）に変換して出力する。バイアス回路２４０は、一例として分圧回路である。
　クロック発生器２５０は、ＰＬＬ(Phase Locked Loop)や分周器を含み、水晶振動子６０及び発振器２６０から入力されるクロックから所定の周波数（一例として４ＭＨｚ）のクロックを生成してＡＤＣ１５１Ａ及び制御部２７０等に出力する。クロック発生器２５０は、水晶振動子６０から出力される３２ＭＨｚのクロックを分周して、ＡＳＩＣ１５０Ａが内部で利用する４ＭＨｚのシステムクロックを生成する。クロック発生器２５０は、分周した４ＭＨｚのシステムクロックをＡＤＣ１５１Ａ及び制御部２７０等に出力する。
　発振器２６０は、水晶振動子６０を発振させるＩＣ(Integrated Circuit)である。発振器２６０及び水晶振動子６０は、水晶発振器を構築する。発振器２６０及び水晶振動子６０は、一例として３２ＭＨｚのクロックを発振する。
　制御部２７０は、組み合わせ回路によって実現され、レジスタ２７１を有する。制御部２７０は、ＡＤＣ１５１Ａとレベルシフタ２８０との間でデータのやり取りを行う。制御部２７０は、端子１５２Ａからレベルシフタ２８０を介して入力されるコマンドに基づいて、コマンドの内容に従った動作を行う。例えば、制御部２７０は、Ｍ／Ｓ端子からレベルシフタ２８０を介して入力される切替信号に基づいてＡＳＩＣ１５０Ａのマスタ／スレーブを切り替える。
　制御部２７０は、ＭＰＵ１５０Ｂからの切替信号に基づいてＡＳＩＣ１５０Ａをマスタに切り替えると、ＡＤＣ１５１Ａにデジタル変換処理を開始させるためのスタート信号をＡＤＣ１５１Ａに出力するとともに、ＣＳ信号をＭＰＵ１５０Ｂに出力する。制御部２７０は、ＡＳＩＣ１５０Ａをマスタに切り替えると、クロック発生器２５０にＡＤ変換の同期用のクロックを出力させ、ＡＤ変換の同期用のクロックをＭＰＵ１５０Ｂに出力する。スタート信号、ＣＳ信号、及びＡＤ変換の同期用のクロックは、ＡＳＩＣ１５０Ａのシステムクロックに同期している。ここでは、一例としてＡＤ変換の同期用のクロックとシステムクロックは、ともに４ＭＨｚのクロックであり、同一のクロックである。
　スタート信号は、ＡＤＣ１５１Ａにデジタル変換処理を開始させるときに１度だけレジスタ２７１からＡＤＣ１５１Ａに出力される。より具体的には、ＡＤＣ１５１Ａにデジタル変換処理を開始させるときに、１度だけＨレベルのパルスがレジスタ２７１からＡＤＣ１５１Ａに出力される。
　ＣＳ信号は、制御部２７０からレベルシフタ２８０を介して端子１５２ＡのＳＳ端子からＭＰＵ１５０Ｂに出力される。ＣＳ信号は、制御部２７０がＭＰＵ１５０Ｂに出力する信号である。ＣＳ信号は、ＭＰＵ１５０Ｂにデジタル心電データを取得させるための同期信号である。
　ＡＤ変換の同期用のクロックは、ＡＤＣ１５１ＡがＡＤ変換を行うときに用いる同期用のクロックであり、クロック発生器２５０からＡＤＣ１５１Ａに出力される。ＡＤＣ１５１Ａは、ＡＤ変換の同期用のクロックがＨレベルに立ち上がるときに、ＡＤ変換を行う。
　ＡＤＣ１５１Ａは、クロック発生器２５０から出力されるＡＤ変換の同期用クロックに同期してＡＤ変換を行っており、ＭＰＵ１５０Ｂは、ＣＳ信号がＨ(High)レベルからＬ(Low)レベルに切り替わるタイミングでデジタル心電データを取り込む。このため、ＡＤＣ１５１Ａにおけるデジタル変換処理と、ＭＰＵ１５０Ｂのデータの取り込みとを同期させることができる。なお、ＣＳ信号の周波数は、ＡＳＩＣ１５０Ａ側のシステムクロックの周波数よりも一例として２倍～８倍高い。
　制御部２７０は、ＡＳＩＣ１５０Ａがマスタのときに、ＡＤＣ１５１Ａから出力されるデジタル心電データをレベルシフタ２８０に出力する。デジタル心電データは、レベルシフタ２８０からＭＯＳＩ端子を経てＭＰＵ１５０Ｂに出力される。制御部２７０は、レベルシフタ２８０及び端子１５２Ａを介して、ＭＰＵ１５０Ｂとの間でその他のコマンドやデータのやり取りを行う。
　レジスタ２７１は、ＡＤＣ１５１Ａから出力されるデジタル心電データや、制御部２７０がＡＤＣ１５１Ａに出力するスタート信号やＣＳ信号等を保持する。レジスタ２７１はデータ保持部の一例である。
　レベルシフタ２８０は、制御部２７０と端子１５２Ａとの間でデータやコマンド等の信号レベルの調整を行う。
　図３は、ＭＰＵ１５０Ｂの処理を示すタイミングチャートである。図３（Ａ）は、ＭＰＵがデータｘ０～ｘ７を取得した後に加算処理と平均化処理を行う参考例のタイミングを示す。図３（Ｂ）は、ＭＰＵ１５０Ｂがデータｘ０～ｘ７の各々を取得する度に加算処理と、その加算値に対して平均化処理を行う実施例のタイミングを示す。
　データｘ０～ｘ７はデジタル心電データであり、図３（Ａ）、（Ｂ）における横軸は、時間を表す。
　図３（Ａ）に示すように、参考例のＭＰＵの動作は、システムクロックに従ってデータｘ０～ｘ７を順番に取得する。データｘ０～ｘ７の各々を取得するのに必要な区間Ｔ０～Ｔ７の長さは互いに等しい。また、各区間Ｔ０～Ｔ７の間に挿入される区間Ｔｓａは、取得したデータをメモリに転送する処理を行う区間である。参考例のＭＰＵは、１番目のデータｘ０から８番目のデータｘ７までを取得してメモリに転送すると、区間ＴＡにおいてメモリからデータｘ０～ｘ７を読み出し、次式（１）に従ってデータｘ０～ｘ７の加算値Ａを求め、加算値Ａの平均値（Ａ／８）をさらに求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　参考例のＭＰＵは、加算値Ａの平均値（Ａ／８）を求めた後に、次のサイクルでデータｘ０の取得から再び処理を開始し、図３（Ａ）に示す処理を繰り返し実行する。
　これに対し、実施例では図３（Ｂ）に示すように、ＭＰＵ１５０Ｂは、区間Ｔ０～Ｔ７のそれぞれの開始点でＣＳ信号がＨレベルからＬレベルに遷移するタイミングで、ＡＳＩＣ１５０Ａからデータｘ０～ｘ７の各々を取得する。データｘ０～ｘ７の各々を取得する度に、区間Ｔｓｂにおいて、次式（２）に従って加算処理を行う。加算処理では、データｘ０～ｘ７の各々が取得される度に前回の加算値Ａｎに加算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　ただし、Ａ０＝０，ｎ＝０，１，２，・・・，７である。
　データｘ０～ｘ７をそれぞれ取得した後の８つの区間Ｔｓｂで、加算値Ａ１～Ａ８が得られる。加算値Ａ８は、データｘ０～ｘ７を加算した値である。なお、区間ＴＢの開始時は、次のサイクルの区間Ｔ０の開始時であるため、ＭＰＵ１５０Ｂは、区間Ｔ０の開始時にＣＳ信号がＨレベルからＬレベルに遷移すると、ＡＳＩＣ１５０Ａからデータｘ０を取得する。
　ＭＰＵ１５０Ｂは、８番目のデータｘ７を取得して加算値Ａ８を求めると、その次の区間ＴＢにおいて加算値Ａ８の平均値（Ａ８／８）を求める。
　このように、ＭＰＵ１５０Ｂは、データｘ０～ｘ７をそれぞれ取得した後の８つの区間Ｔｓｂにおいて、式（２）に従って加算する加算処理を行う。ここで、図３（Ｂ）の区間Ｔｓｂと、図３（Ａ）の区間Ｔｓａとは、ともにＭＰＵ１５０Ｂがバックグラウンドで処理する際に割り込み処理ができるようにタスクの間を空けておく時間である。このため、図３（Ｂ）の区間Ｔｓｂと、図３（Ａ）の区間Ｔｓａとは略等しい。
　加算値Ａ８を求めた区間Ｔ７の次の区間ＴＢでは、加算値Ａ８の平均値（Ａ８／８）を求めるだけなので、図３（Ａ）に示す区間ＴＡに比べて区間ＴＢを大幅に短縮することができる。
　図３（Ａ）に示す処理を参考例のＭＰＵを用いた貼付型生体センサが行う場合の消費電力と、図３（Ｂ）に示す処理を貼付型生体センサが行う場合の消費電力とをシミュレーションによって求めたところ、６．１ｍＡから５．８ｍＡに低減できることが分かった。
　これは、例えば、参考例のＭＰＵを用いた貼付型生体センサと実施例のＭＰＵを用いた貼付型生体センサとで同一の電池１６０を用いた場合に、連続使用可能時間が約３３時間から約４０時間に延びたことに相当する。実施例のＭＰＵを用いた貼付型生体センサは、消費電力が参考例のＭＰＵを用いた貼付型生体センサよりも少ないため、連続使用可能時間が約２割延びる。
　加算値Ａ８の平均値（Ａ８／８）が求まると、ＭＰＵ１５０Ｂの主制御部１５１Ｂは、加算値Ａ８の平均値（Ａ８／８）をメモリ１５０Ｃに転送して格納する。このように加算平均処理を行うのは、デジタル心電データのノイズレベルを下げるため（Ｓ／Ｎ比を改善するため）である。
　図４は、ＭＰＵ１５０Ｂの処理を示すフローチャートである。図４のフローチャートは、ＭＰＵ１５０Ｂがセンサ３００からのデータの取得及び記録を開始してから終了するまでの処理であり、一例として、一定期間にわたって繰り返し実行される。
　処理がスタートすると、ＭＰＵ１５０Ｂは、データの取得開始か否かを判断する（ステップＳ０）。データの取得開始か否かは、データ取得装置１５０がセンサ３００に接続されたか否か、センサ３００からのデータ転送があったか否か、所定の時間になったか否か、等によって、判断することができる。データの取得開始となるまで（Ｓ０：ＮＯ）、Ｓ０を繰り返す。データの取得開始であれば（Ｓ０：ＹＥＳ）、切替設定部１５２Ｂは、切替信号のレベルを"１"に設定してＡＳＩＣ１５０Ａに出力するとともに、ＭＰＵ１５０Ｂをスレーブに設定する（ステップＳ１）。レベルが"１"の切替信号によって、ＡＳＩＣ１５０Ａはマスタに設定される。
　演算部１５３Ｂは、ｎ＝０に設定する（ステップＳ２）。
　演算部１５３Ｂは、ＣＳ信号に従ってＡＳＩＣ１５０Ａからデジタルデータを取り込む（ステップＳ３）。
　演算部１５３Ｂは、式（２）に従って加算処理を行う（ステップＳ４）。
　演算部１５３Ｂは、ｎが７以上であるかどうかを判定する（ステップＳ５）。
　演算部１５３Ｂは、ｎが７以上ではない（Ｓ５：ＮＯ）と判定すると、ｎをインクリメントする（ステップＳ６）。
　演算部１５３Ｂは、ステップＳ５でｎが７以上である（Ｓ５：ＹＥＳ）と判定すると、加算値Ａ８の平均値（Ａ８／８）を求める（ステップＳ７）。
　演算部１５３Ｂは、求めた平均値（Ａ８／８）をメモリ１５０Ｃに格納する（ステップＳ８）。
　主制御部１５１Ｂは、データ取得が終了したか否かを判断する(ステップＳ９)。データ取得の終了か否かは、データ取得装置１５０がセンサ３００から切断（disconnect）されたか否か、センサ３００からのデータ転送が一定時間以上行われていないか否か、データ取得開始から所定時間が経過したか否か、メモリ１５０Ｃのデータ保存領域のデータ占有率が一定レベルを超えたか否か、等で判断することができる。センサ３００が貼付型の生体センサである場合、一例として、デジタル心電データの記録を開始してから２４時間が経過したときに、データ取得終了と判断してもよい。
　主制御部１５１Ｂは、データ取得が終了していない（Ｓ９：ＮＯ）と判定すると、フローをステップＳ２に戻して、Ｓ２～Ｓ９を繰り返す。
　主制御部１５１Ｂによってデータ取得が終了した（Ｓ９：ＹＥＳ）と判定されると、切替設定部１５２Ｂは、切替信号のレベルを"０"に設定してＡＳＩＣ１５０Ａに出力するとともに、ＭＰＵ１５０Ｂをマスタに設定する（ステップＳ１０）。レベルが"０"の切替信号によって、ＡＳＩＣ１５０Ａはスレーブに設定される。ＡＳＩＣ１５０Ａは、"０"レベルの切替信号によってスレーブに設定されるとＡＤＣ１５１Ａにデジタル変換処理を終了させる。このため、ＡＳＩＣ１５０Ａは、切替信号が"１"レベルである間はＡＤＣ１５１Ａにデジタル変換処理を行わせ、切替信号が"０"レベルに切り替わると、ＡＤＣ１５１Ａにデジタル変換処理を終了させることになる。すなわち、ＡＤＣ１５１Ａは、ＡＳＩＣ１５０Ａがマスタである間は、デジタル変換処理を行い続けることになる。
　上述の処理により、データ取得期間にわたってデジタルデータの合計値が求められ、平均化処理が行われ、メモリ１５０Ｃに格納される。
　以上のように、データ取得装置１５０では、データｘ０～ｘ７をそれぞれ取得するごとに、データ取得に引き続く区間Ｔｓｂのそれぞれで、順次、式（２）に従って加算処理を行う。８番目の加算値Ａ８を得た後の区間ＴＢでは、加算値Ａ８の平均値（Ａ８／８）を求めるだけなので、加算値の平均値を得るための処理時間を短縮でき、消費電力を低減することができる。
　したがって、消費電力を低減したデータ取得装置１５０を提供することができる。
　データ取得装置１５０は、ＭＰＵ１５０Ｂが図３（Ｂ）に示す加算値Ａｎ＋１を求め、加算値Ａ８の平均値（Ａ８／８）を求めている間は、ＡＳＩＣ１５０Ａをマスタに設定し、ＭＰＵ１５０Ｂをスレーブに設定する。この状態では、ＭＰＵ１５０Ｂのシステムクロックの周波数は、ＡＤＣ１５１Ａのサンプリング周波数と等しい４ＭＨｚに低下される。このことによっても、消費電力を低減することができる。
　ＭＰＵ１５０Ｂは、自己をスレーブに設定した状態でＣＳ信号がＬレベルに遷移するとＡＳＩＣ１５０Ａからデジタル心電データを取り込むので、ＭＰＵ１５０ＢがＡＳＩＣ１５０Ａにデジタル心電データの送信を要求しなくてもデジタル心電データを取得することができる。このため、ＭＰＵ１５０Ｂは、制御部２７０がＡＤＣ１５１Ａから取得したデジタル心電データを即座に取り込むことができ、リアルタイム性が良好である。したがって、リアルタイム性が良好なデータ取得装置１５０を提供することができる。
　以上では、ＭＰＵ１５０Ｂが加算値の平均値を求める際に一つのサイクルで加算されるデータ数が８つである形態について説明したが、加算値の平均値を求める際の加算値のデータ数は、２以上であれば幾つであってもよい。
　以上では、ＭＰＵ１５０Ｂがマスタのときに水晶振動子７０が発振するクロックに基づいて、内部で用いるシステムクロックを生成する形態について説明した。しかしながら、ＭＰＵ１５０Ｂは、自己がマスタのときにＡＳＩＣ１５０Ａに接続される水晶振動子６０が発振するクロックに基づいて、内部で用いるシステムクロックを生成してもよい。この場合は、ＭＰＵ１５０ＢがＡＳＩＣ１５０Ａから水晶振動子６０が発振するクロックを入手すればよい。この場合には、データ取得装置１５０は、水晶振動子７０及びスイッチ９０を含まなくてよい。また、この場合には、主制御部１５１Ｂは、ＭＰＵ１５０Ｂがマスタのときに水晶振動子６０が発振するクロックに基づいてシステムクロックを生成し、ＭＰＵ１５０ＢがスレーブのときにＲＣオシレータ８０が発振するクロックに基づいてシステムクロックを生成すればよい。
　＜生体センサへの適用＞
　データ取得装置１５０を生体センサ１００に適用した構成例を説明する。
　図５は、実施の形態の生体センサ１００を示す分解図である。図６は、図５のＡ－Ａ矢視断面に対応する完成状態の断面を示す図である。生体センサ１００は、主な構成要素として、感圧接着層１１０、基材層１２０、回路部１３０、基板１３５、プローブ１４０、固定テープ１４５、データ取得装置１５０、電池１６０、及びカバー１７０を含む。
　以下では、ＸＹＺ座標系を定義して説明する。説明の便宜上、積層方向と逆向きのＺ軸負方向側を下側又は下、積層方向に沿った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。
　本実施の形態では、一例として、被検体としての生体に接触させて生体情報の測定を行う生体センサ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。以下、生体センサ１００を構成する各部材について説明する。
　被検体としての生体に接触する電極をプローブ１４０と称し、接合部の一例として固定テープ１４５を用いて説明する。プローブ１４０としての電極が一対設けられているのは、シングルチャンネルでの生体情報の測定を行うためである。シングルチャンネルとは、一対の（２つの）電極から１つの生体情報を取得するという意味である。
　生体センサ１００は、平面視で略楕円状の形状を有するシート状のセンサである。生体センサ１００の下面（－Ｚ方向側の面）は、生体の皮膚１０に貼り付けられる貼付面である。生体センサ１００の上面（貼付面と反対側の面）は、カバー１７０によって覆われている。
　回路部１３０と基板１３５は、基材層１２０の上面に実装されている。また、プローブ１４０は、感圧接着層１１０の下面１１２で露出するように感圧接着層１１０に埋め込まれている。感圧接着層１１０の下面１１２（図６参照）は、生体センサ１００の貼付面である。
　感圧接着層１１０は、平板状の接着層である。感圧接着層１１０は、長手方向がＸ軸方向であり、短手方向はＹ軸方向である。感圧接着層１１０は、基材層１２０によって支持されており、基材層１２０の－Ｚ方向側の下面１２１に貼り付けられている。
　感圧接着層１１０は、図６に示すように、上面１１１と、下面１１２とを有する。上面１１１及び下面１１２は平坦面である。感圧接着層１１０は、生体センサ１００が生体と接触する層である。下面１１２は、感圧接着性を有するため、生体の皮膚１０に貼り付けることができる。
　感圧接着層１１０は、貫通孔１１３を有する。貫通孔１１３は、基材層１２０の貫通孔１２３と平面視でのサイズ及び位置が等しく、貫通孔１２３と連通している。
　感圧接着層１１０の材料としては、感圧接着性を有する材料であれば特に限定されず、生体適合性を有する材料等が挙げられる。感圧接着層１１０の材料として、アクリル系感圧接着剤、シリコーン系感圧接着剤等が挙げられる。好ましくは、アクリル系感圧接着剤が挙げられる。
　アクリル系感圧接着剤は、アクリルポリマーを主成分として含有する。
　アクリルポリマーは、感圧接着成分である。アクリルポリマーとしては、アクリル酸イソノニル、アクリル酸メトキシエチル等の（メタ）アクリル酸エステルを主成分として含み、アクリル酸等の（メタ）アクリル酸エステルと共重合可能なモノマーを任意成分として含むモノマー成分を重合したポリマーを用いることができる。主成分のモノマー成分における含有量は、７０質量％～９９質量％とし、任意成分のモノマー成分における含有量は、１質量％～３０質量％とする。アクリルポリマーとしては、例えば、特開２００３－３４２５４１号公報に記載の（メタ）アクリル酸エステル系ポリマー等を用いることができる。
　アクリル系感圧接着剤は、好ましくは、カルボン酸エステルをさらに含有する。
　アクリル系感圧接着剤に含まれるカルボン酸エステルは、アクリルポリマーの感圧接着力を低減して、感圧接着層１１０の感圧接着力を調整する感圧接着力調整剤である。カルボン酸エステルは、アクリルポリマーと相溶可能なカルボン酸エステルである。
　具体的には、カルボン酸エステルは、一例としてトリ脂肪酸グリセリルである。
　カルボン酸エステルの含有割合は、アクリルポリマー１００質量部に対して、３０質量部～１００質量部であることが好ましく、５０質量部～７０質量部以下であることがより好ましい。
　アクリル系感圧接着剤は、必要により、架橋剤を含有してもよい。架橋剤は、アクリルポリマーを架橋する架橋成分である。架橋剤としては、ポリイソシアネート化合物、エポキシ化合物、メラミン化合物、過酸化化合物、尿素化合物、金属アルコキシド化合物、金属キレート化合物、金属塩化合物、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、アジリジン化合物、又はアミン化合物等が挙げられる。これらの架橋剤は、単独で使用してもよいし、併用してもよい。架橋剤としては、好ましくは、ポリイソシアネート化合物（多官能イソシアネート化合物）が挙げられる。
　架橋剤の含有量は、アクリルポリマー１００質量部に対して、例えば、０．００１質量部～１０質量部が好ましく、０．０１質量部～１質量部がより好ましい。
　感圧接着層１１０は、優れた生体適合性を有することが好ましい。例えば、感圧接着層１１０を角質剥離試験した時に、角質剥離面積率は、０％～５０％であることが好ましく、１％～１５％であることがより好ましい。角質剥離面積率が０％～５０％の範囲内であれば、感圧接着層１１０を皮膚１０（図２参照）に貼着しても、皮膚１０（図２参照）の負荷を抑制できる。なお、角質剥離試験は、特開２００４－８３４２５号公報に記載の方法によって、測定される。
　感圧接着層１１０の透湿度は、３００（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）以上であることが好ましく、６００（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）以上であることがより好ましく、１０００（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）以上であることがさらに好ましい。感圧接着層１１０の透湿度が３００（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）以上であれば、感圧接着層１１０を生体の皮膚１０（図２参照）に貼着しても、皮膚１０（図２参照）の負荷を抑制できる。
　感圧接着層１１０は、角質剥離試験の角質剥離面積率が５０％以下であることと、透湿度が３００（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）以上であることとの少なくともいずれかの要件を満たすことで、感圧接着層１１０は生体適合性を有する。感圧接着層１１０の材料は、上記要件の両方の要件を満たすことがより好ましい。これにより、感圧接着層１１０はより安定して高い生体適合性を有する。
　感圧接着層１１０の上面１１１と下面１１２との間の厚さは、１０μｍ～３００μｍであることが好ましい。感圧接着層１１０の厚さが１０μｍ～９５μｍであれば、生体センサ１００の薄型化、特に、生体センサ１００におけるデータ取得装置１５０及び電池１６０以外の領域の薄型化が図れる。
　基材層１２０は、感圧接着層１１０を支持する支持層であり、感圧接着層１１０は基材層１２０の下面に接着されている。基材層１２０の上面側には回路部１３０と基板１３５が配置されている。
　基材層１２０は、絶縁体製の平板状（シート状）の部材である。基材層１２０の平面視における形状は、図２に示すように感圧接着層１１０の平面視における形状と同一であり、平面視において位置を合わせて重ねられている。
　基材層１２０は、下面１２１と上面１２２とを有する。下面１２１及び上面１２２は、平坦面である。下面１２１は、感圧接着層１１０の上面１１１に接触（感圧接着）している。基材層１２０は、適度な伸縮性、可撓性及び靱性を有する可撓性樹脂製であればよく、例えば、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、及びポリエステル樹脂系等の熱可塑性樹脂で作製すればよい。基材層１２０の厚さは、１μｍ～３００μｍであることが好ましく、５μｍ～１００μｍであることがより好ましく、１０μｍ～５０μｍであることがさらに好ましい。
　基材層１２０の破断伸度の下限値は、１００％以上が好ましく、２００％以上がより好ましく、３００％以上がさらに好ましい。破断伸度が１００％以上であれば、基材層１２０の材料が優れた伸縮性を有することができる。なお、基材層１２０の破断伸度の上限値は、基材層１２０の厚さ等に応じて適宜設計可能であり、２０００％以下であればよい。なお、破断伸度は、ＪＩＳ　Ｋ　７１２７（１９９９年）に従い、引張速度５ｍｍ／分、試験片タイプ２で測定される。
　基材層１２０の２０℃における引張強度（チャック間１００ｍｍ、引張速度３００ｍｍ／ｍｉｎ、破断時の強度）の下限値は、０．１Ｎ／２０ｍｍ以上であることが好ましく、１Ｎ／２０ｍｍ以上であることがより好ましい。基材層１２０の２０℃における引張強度の上限値は、基材層１２０の材料や厚さ等に応じて適宜設計可能であり、２０Ｎ／２０ｍｍ以下であればよい。なお、引張強度は、ＪＩＳ　Ｋ　７１２７（１９９９年）に基づいて、測定される。
　基材層１２０の２０℃における引張貯蔵弾性率Ｅ'の上限値は、２，０００ＭＰａ以下であることが好ましく、１，０００ＭＰａ以下であることがより好ましく、１００ＭＰａ以下であることがさらに好ましく、５０ＭＰａ以下であることが特に好ましく、２０ＭＰａ以下であることが最も好ましい。基材層１２０の引張貯蔵弾性率Ｅ'の上限値が２，０００ＭＰａ以下であれば、基材層１２０は優れた伸縮性を有することができる。引張貯蔵弾性率Ｅ'の下限値は、基材層１２０の材料や厚さ等に応じて適宜設計可能であり、０．１ＭＰａ以上であればよい。基材層１２０の２０℃における引張貯蔵弾性率Ｅ'は、周波数１Ｈｚ及び昇温速度１０℃／分の条件で基材層１２０の動的粘弾性を測定することにより求められる。
　破断伸度が１００％以上、引張強度が２０Ｎ／２０ｍｍ以下、及び引張貯蔵弾性率Ｅ'が２，０００ＭＰａ以下であることの少なくともいずれか１つの要件を満たせば、基材層１２０が伸縮性を有する。基材層１２０が伸縮性をより発揮する点から、上記要件のうち、２つ以上の要件を満たしていることが好ましくは、３つの要件を満たすことがさらに好ましい。
　基材層１２０の銅箔に対する剥離強度（ピール強度）は、例えば、０．５Ｎ／ｃｍ以上が好ましく、１．０Ｎ／ｃｍ以上がより好ましく、２．０Ｎ／ｃｍ以上がさらに好ましく、２．５Ｎ／ｃｍ以上が最も好ましい。剥離強度が上記の下限値以上であれば、基材層１２０と配線１３１との剥離をより確実に抑制することができる。なお、剥離強度は、例えば、幅１ｃｍのサンプル（基材層１２０及び銅箔の積層体）に対して、引張試験機を用いて、剥離角度１８０度、剥離速度３０ｍｍ／分の条件で基材層１２０を銅箔から剥離することにより測定される。
　基材層１２０の厚さは、１μｍ～３００μｍであることが好ましく、５μｍ～１００μｍであることがより好ましく、１０μｍ～５０μｍであることがさらに好ましい。
　基材層１２０は、基材組成物から形成されている。基材組成物は、基材樹脂を主成分として含む。
　基材樹脂は、例えば、基材層１２０に適度な伸縮性、可撓性及び靱性を付与できる可撓性樹脂が用いられる。基材樹脂としては、ポリウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、及びポリエステル樹脂系等の熱可塑性樹脂が挙げられる。基材層１２０がより優れた伸縮性を確保する観点から、ポリウレタン系樹脂を用いることが好ましい。
　回路部１３０は、配線１３１、フレーム１３２、及び基板１３３を有する。回路部１３０は、詳しくは、フレーム１３２を介して電極と接続し、配線１３１を介してデータ取得装置１５０と接続する。生体センサ１００は、このような回路部１３０を２つ含む。配線１３１及びフレーム１３２は、基板１３３の上面に設けられており、一体的に形成されている。配線１３１は、フレーム１３２と、データ取得装置１５０及び電池１６０とを接続する。
　配線１３１及びフレーム１３２は、銅、ニッケル、金、又はこれらの合金等で作製することができる。配線１３１及びフレーム１３２の厚さは、０．１μｍ～１００μｍであることが好ましく、１μｍ～５０μｍであることがより好ましく、５μｍ～３０μｍであることがさらに好ましい。
　２つの回路部１３０は、それぞれ、感圧接着層１１０及び基材層１２０の２つの貫通孔１１３及び１２３に対応して設けられている。配線１３１は、基板１３５の配線を介して、データ取得装置１５０と、電池１６０用の端子１３５Ａとに接続されている。フレーム１３２は、基材層１２０の貫通孔１２３の開口よりも大きな矩形環状の導電部材である。
　基板１３３は、平面視で配線１３１及びフレーム１３２と同様の形状を有する。基板１３３のうちフレーム１３２が設けられている部分は、基材層１２０の貫通孔１２３の開口よりも大きな矩形環状の形状を有する。フレーム１３２と、基板１３３のうちフレーム１３２が設けられている矩形環状の部分とは、基材層１２０の上面で貫通孔１２３を囲むように設けられている。基板１３３は、絶縁体製であればよく、例えばポリイミド製の基板又はフィルムを用いることができる。基材層１２０は、粘着性（タック性）を有するため、基板１３３は基材層１２０の上面に固定される。
　基板１３５は、データ取得装置１５０及び電池１６０を実装する絶縁体製の基板であり、基材層１２０の上面１２２に設けられる。基板１３５は基材層のタック性（粘着性）によって固定される。基板１３５としては、一例としてポリイミド製の基板又はフィルムを用いることができる。基板１３５の上面には、配線と電池１６０用の端子１３５Ａとが設けられている。基板１３５の配線は、データ取得装置１５０及び端子１３５Ａに接続されるとともに、回路部１３０の配線１３１に接続される。
　プローブ１４０は、２つ設けられており、被検体に接触する一対の電極である。具体的には、プローブ１４０は、感圧接着層１１０が皮膚１０に貼付されたときに、皮膚１０に接触して、生体信号を検出する電極である。生体信号は、例えば、心電波形を表す電気信号であり、アナログ心電データを表す信号である。生体信号は、２つのプローブ１４０で検出される電位差を表す。
　プローブ１４０として用いられる電極は、後述するように少なくとも導電性高分子およびバインダー樹脂を含む導電性組成物を用いて作製される。また、電極は、導電性組成物を用いて得られた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、プローブとして用いられる。
　プローブ１４０は、一例として、平面視で矩形であり、マトリクス状に配置される孔部１４０Ａを有する。孔部１４０Ａは、感圧接着層１１０及び基材層１２０の貫通孔１１３及び１２３よりも大きい。プローブ１４０のＸ方向及びＹ方向における端（四方の端の部分）では、プローブ１４０の梯子状の辺が突出していてもよい。プローブ１４０として用いる電極は、所定のパターン形状を有していてもよい。所定の電極パターン形状として、メッシュ状、ストライプ状、貼付面から電極が複数個所表出する形状等が挙げられる。
　固定テープ１４５は、本実施の形態の接合部の一例である。固定テープ１４５は、一例として、矩形環状の銅テープである。固定テープ１４５は、下面に粘着剤が塗布されている。固定テープ１４５は、平面視で貫通孔１１３及び１２３の開口の外側で、プローブ１４０の四方を囲むようにフレーム１３２の上に設けられ、プローブ１４０をフレーム１３２に固定する。固定テープ１４５は、銅以外の金属テープであってもよい。
　固定テープ１４５は、銅テープ等の金属層を有するテープ以外にも、非導電性の樹脂基材と粘着剤で構成される樹脂テープ等の非導電性テープとしてもよい。金属テープ等の導電性テープは、回路部１３０のフレーム１３２にプローブ１４０を接合（固定）するとともに、電気的に接続することができるため、好ましい。
　プローブ１４０は、四方の端の部分がフレーム１３２の上に配置された状態で、四方の端の部分の上に被せられる矩形環状の固定テープ１４５によってフレーム１３２に固定される。固定テープ１４５は、プローブ１４０の孔部１４０Ａ等の隙間を通じてフレーム１３２に接着される。
　このように固定テープ１４５でプローブ１４０の四方の端の部分をフレーム１３２に固定した状態で、固定テープ１４５及びプローブ１４０の上に感圧接着層１１０Ａ及び基材層１２０Ａを重ね、感圧接着層１１０Ａ及び基材層１２０Ａを下方向に押圧すると、プローブ１４０は貫通孔１１３及び１２３の内壁に沿って押し込まれ、感圧接着層１１０Ａがプローブ１４０の孔部１４０Ａの内部にまで押し込まれる。
　プローブ１４０は、四方の端部が固定テープ１４５によってフレーム１３２に固定された状態で、中央部が感圧接着層１１０の下面１１２と略面一になる位置まで押し下げられる。このため、プローブ１４０を生体の皮膚１０（図２参照）に当てれば、感圧接着層１１０Ａが皮膚１０に接着され、プローブ１４０を皮膚１０に密着させることができる。
　プローブ１４０の厚さは、感圧接着層１１０の厚さより薄いことが好ましい。プローブ１４０の厚さは、０．１μｍ～１００μｍであることが好ましく、１μｍ～５０μｍ以下であることがより好ましい。
　また、感圧接着層１１０Ａの平面視で中央部を囲む周囲の部分（矩形環状の部分）は、固定テープ１４５の上に位置する。図２では感圧接着層１１０Ａの上面は略平坦であるが、中央部が周囲の部分よりも下方に凹んでいてもよい。基材層１２０Ａは、感圧接着層１１０Ａの略平坦な上面の上に重ねられる。
　このような感圧接着層１１０Ａ及び基材層１２０Ａは、それぞれ、感圧接着層１１０及び基材層１２０と同じ材質で作製されていてもよい。また、感圧接着層１１０Ａは、感圧接着層１１０とは異なる材質で作製されていてもよい。また、基材層１２０Ａは、基材層１２０とは異なる材質で作製されていてもよい。
　なお、図２では各部の厚さを誇張しているが、実際には、感圧接着層１１０及び１１０Ａの厚さは１０μｍ～３００μｍであり、基材層１２０及び１２０Ａの厚さは１μｍ～３００μｍである。また、配線１３１の厚さは０．１μｍ～１００μｍであり、基板１３３の厚さは数１００μｍ程度であり、固定テープ１４５の厚さは１０μｍ～３００μｍである。
　また、図２に示すようにプローブ１４０とフレーム１３２が直接接触して電気的な接続が確保されている場合には、固定テープ１４５は、導電性を有しない樹脂製等のテープであってもよい。
　また、図２では、固定テープ１４５は、プローブ１４０に加えてフレーム１３２及び基板１３３の側面を覆い、基材層１２０の上面にまで到達している。しかしながら、固定テープ１４５はプローブ１４０とフレーム１３２を接合できればよいため、基材層１２０の上面にまで到達していなくてもよく、基板１３３の側面を覆っていなくてもよく、フレーム１３２の側面を覆っていなくてもよい。
　また、基板１３３と２つの基板１３５は一体化された１つの基板であってもよい。この場合は、１つの基板の表面に、配線１３１、２つのフレーム１３２、及び端子１３５Ａが設けられ、データ取得装置１５０と電池１６０が実装される。
　プローブ１４０として用いられる電極は、次のような導電性組成物を熱硬化して成形し作製することが好ましい。導電性組成物は、導電性高分子と、バインダー樹脂と、架橋剤及び可塑剤のうちの少なくとも何れか一方とを含む。
　導電性高分子としては、例えば、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリアニリン、又はポリフェニレンビニレン等を用いることができる。これらは、一種単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。これらの中でも、ポリチオフェン化合物を用いることが好ましい。生体との接触インピーダンスがより低く、高い導電性を有する点から、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を用いることがより好ましい。
　導電性高分子の含有量は、導電性組成物１００質量部に対して、０．２０質量部～２０質量部であることが好ましい。前記含有量が上記範囲内であれば、導電性組成物に優れた導電性、強靱性及び柔軟性を付与できる。導電性高分子の含有量は、導電性組成物に対して、２．５質量部～１５質量部であることがより好ましく、３．０質量部～１２質量部であることがさらに好ましい。
　バインダー樹脂としては、水溶性高分子又は水不溶性高分子等を用いることができる。バインダー樹脂としては、導電性組成物に含まれる他の成分との相溶性の観点から、水溶性高分子を用いることが好ましい。なお、水溶性高分子は、水には完全に溶けず、親水性を有する高分子（親水性高分子）を含む。
　水溶性高分子としては、ヒドロキシル基含有高分子等を用いることができる。ヒドロキシル基含有高分子としては、アガロース等の糖類、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、変性ポリビニルアルコール、又はアクリル酸とアクリル酸ナトリウムとの共重合体等を用いることができる。これらは、一種単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。これらの中でも、ポリビニルアルコール、又は変性ポリビニルアルコールが好ましく、変性ポリビニルアルコールがより好ましい。
　変性ポリビニルアルコールとしては、アセトアセチル基含有ポリビニルアルコール、ジアセトンアクリルアミド変性ポリビニルアルコール等が挙げられる。なお、ジアセトンアクリルアミド変性ポリビニルアルコールとしては、例えば、特開２０１６－１６６４３６号公報に記載されているジアセトンアクリルアミド変性ポリビニルアルコール系樹脂（ＤＡ化ＰＶＡ系樹脂）を用いることができる。
　バインダー樹脂の含有量は、導電性組成物１００質量部に対して、５質量部～１４０質量部であることが好ましい。前記含有量が上記範囲内であれば、導電性組成物に優れた導電性、強靱性及び柔軟性を付与できる。バインダー樹脂の含有量は、導電性組成物に対して、１０質量部～１００質量部であることがより好ましく、２０質量部～７０質量部であることがさらに好ましい。
　架橋剤及び可塑剤は、導電性組成物に強靱性及び柔軟性を付与する機能を有する。導電性組成物の成形体に柔軟性を付与することにより、伸縮性を有する電極が得られた。これにより、伸縮性を有するプローブ１４０を作製することができる。
　なお、強靱性は、優れた強度及び伸度を両立する性質である。強靱性は、強度及び伸度のうち、一方が顕著に優れるが、他方が顕著に低い性質を含まず、強度及び伸度の両方のバランスに優れた性質を含む。
　柔軟性は、導電性組成物の成形体（電極シート）を屈曲した後、屈曲部分に破断等の損傷の発生を抑制できる性質である。
　架橋剤は、バインダー樹脂を架橋させる。架橋剤がバインダー樹脂に含まれることで、導電性組成物の強靱性を向上させることができる。架橋剤は、ヒドロキシル基との反応性を有することが好ましい。架橋剤がヒドロキシル基との反応性を有すれば、バインダー樹脂がヒドロキシル基含有ポリマーである場合、架橋剤はヒドロキシル基含有ポリマーのヒドロキシル基と反応できる。
　架橋剤としては、ジルコニウム塩等のジルコニウム化合物；チタン塩等のチタン化合物；ホウ酸等のホウ化物；ブロックイソシアネート等のイソシアネート化合物；グリオキサール等のジアルデヒド等のアルデヒド化合物；アルコキシル基含有化合物、メチロール基含有化合物等が挙げられる。これらは、一種単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。中でも、反応性及び安全性の点から、ジルコニウム化合物、イソシアネート化合物又はアルデヒド化合物が好ましい。
　架橋剤の含有量は、導電性組成物１００質量部に対して、０．２質量部～８０質量部であることが好ましい。前記含有量が上記範囲内であれば、導電性組成物に優れた強靱性及び柔軟性を付与できる。架橋剤の含有量は、１質量部～４０質量部であることがより好ましく、３．０質量部～２０質量部であることがより好ましい。
　可塑剤は、導電性組成物の引張伸度及び柔軟性を向上させる。可塑剤としては、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ソルビトール、これらの重合体等のポリオール化合物Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアルデヒド（ＤＭＦ）、Ｎ－Ｎ'－ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等の非プロトン性化合物等が挙げられる。これらは、一種単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。これらの中でも、他の成分との相溶性の観点から、グリセリンが好ましい。
　可塑剤の含有量は、導電性組成物１００質量部に対して、０．２質量部～１５０質量部が好ましい。前記含有量が上記範囲内であれば、導電性組成物に優れた強靱性及び柔軟性を付与できる。可塑剤の含有量は、導電性高分子１００質量部に対して、１．０質量部～９０質量部であることがより好ましく、１０質量部～７０質量部であることがさらに好ましい。
　架橋剤及び可塑剤は、これらのうちの少なくとも一方が導電性組成物に含まれていればよい。架橋剤及び可塑剤の少なくとも一方が導電性組成物に含まれることで、導電性組成物の成形体は、強靱性及び柔軟性を向上させることができる。
　導電性組成物に架橋剤は含まれるが可塑剤は含まない場合、導電性組成物の成形体は、強靱性、すなわち、引張強度及び引張伸度の両方をより向上させることができると共に、柔軟性を向上させることができる。
　導電性組成物に可塑剤は含まれるが架橋剤は含まれない場合、導電性組成物の成形体の引張伸度を向上させることができ、全体として導電性組成物の成形体は強靱性を向上させることができる。また、導電性組成物の成形体の柔軟性を向上させることができる。
　架橋剤及び可塑剤の両方が導電性組成物に含まれていることが好ましい。架橋剤及び可塑剤の両方が導電性組成物に含まれることで、導電性組成物の成形体にはより一層優れた強靱性が付与される。
　導電性組成物は、上記成分の他に、必要に応じて、界面活性剤、軟化剤、安定剤、レベリング剤、酸化防止剤、加水分解防止剤、膨張剤、増粘剤、着色剤、又は充てん剤等の公知の各種添加剤を適宜任意の割合で含むことができる。界面活性剤としては、シリコーン系界面活性剤等が挙げられる。
　導電性組成物は、上記した各成分を上記割合で混合することにより調製される。
　導電性組成物は、必要に応じて、溶媒を適宜任意の割合で含むことができる。これにより、導電性組成物の水溶液（導電性組成物水溶液）が調製される。
　溶媒としては、有機溶媒、又は水系溶媒を用いることができる。有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）等のケトン類；酢酸エチル等のエステル類；プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類；Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド等のアミド類が挙げられる。水系溶媒としては、例えば、水；メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール用のアルコール等が挙げられる。これらの中でも、水系溶媒を用いることが好ましい。
　導電性高分子、バインダー樹脂、及び架橋剤の何れか一つ以上は、溶媒に溶解した水溶液として用いてもよい。この場合、溶媒としては、上記の水系溶媒が好ましい。
　データ取得装置１５０は、基材層１２０の上面１２２に設置されており、配線１３１と電気的に接続されている。データ取得装置１５０は、プローブ１４０として用いられる電極を介して取得する生体信号を処理する。データ取得装置１５０は、断面視において矩形状である。データ取得装置１５０の下面（－Ｚ方向）には、端子が設けられる。端子の材料としては、はんだ、導電性ペースト等が挙げられる。
　データ取得装置１５０は、図５に示すように、一例としてＡＳＩＣ(application specific integrated circuit、特定用途向け集積回路)１５０Ａ、ＭＰＵ(Micro Processing Unit)１５０Ｂ、及びメモリ１５０Ｃに加えて、無線通信部１５０ＴＲを含んでもよい。データ取得装置１５０は、回路部１３０を介してプローブ１４０及び電池１６０に接続されている。
　ＡＳＩＣ１５０Ａは、図１を参照して説明したように、Ａ/Ｄ(Analog to digital)変換器を含む。データ取得装置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アナログ心電データを取得する。データ取得装置１５０は、取得されたアナログ心電データに、フィルタ処理やデジタル変換等の処理を行う。ＭＰＵ１５０Ｂは、複数回にわたって取得されデジタル変換された心電データの加算平均値を求めてメモリ１５０Ｃに格納する。データ取得装置１５０は、一例として２４時間以上にわたって連続的にアナログ心電データを取得することができる。データ取得装置１５０は、長時間にわたって生体信号（アナログ心電データ）を測定する場合があるため、図１～図４を参照して説明したように、消費電力を低減するための工夫が施されている。
　無線通信部１５０ＴＲは、実際のセンシング前の評価試験においてメモリ１５０Ｃに格納されたデジタル心電データを評価試験の試験装置が無線通信で読み出す際に用いられるトランシーバであり、一例として２．４ＧＨｚで通信を行う。評価試験は、一例としてJIS 60601-2-47の規格の試験である。評価試験は、生体信号を検出する生体センサ１００の完成後に行われる動作確認を行う試験である。評価試験は、生体センサ１００が医療機器として用いられる場合は、生体センサ１００が検知する生体信号に対する、生体センサから出力される信号の減衰率が５％未満であることを要求している。この評価試験は、すべての完成品に対して行われる。
　評価試験の開始コマンドや、実際の測定の開始コマンド等は、例えば、生体センサ１００の専用のアプリケーションプログラムをインストールしたスマートフォンや、ＰＣ(Personal Computer)のウェブブラウザ上の機能を通じて、無線通信部１５０ＴＲ経由でＭＰＵ１５０Ｂに入力されてもよい。
　なお、ここではデータ取得装置１５０が無線通信部１５０ＴＲを含む形態について説明するが、無線通信部１５０ＴＲの代わりに、試験装置のケーブルを接続するコネクタを含み、コネクタを介して生体信号を読み出してもよい。
　電池１６０は、図６に示すように、基材層１２０の上面１２２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、その下面に設けられる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、回路部１３０を介してプローブ１４０とデータ取得装置１５０に接続される。電池１６０の容量は、一例として生体センサ１００が２４時間以上にわたって生体信号（アナログ心電データ）の測定を行えるように設定されている。
　カバー１７０は、基材層１２０、回路部１３０、基板１３５、プローブ１４０、固定テープ１４５、データ取得装置１５０、及び電池１６０の上を覆っている。カバー１７０は、基部１７０Ａと、基部１７０Ａの中央から＋Ｚ方向に突出した突出部１７０Ｂとを有する。基部１７０Ａは、カバー１７０の平面視で周囲に位置する部分であり、突出部１７０Ｂよりも低い部分である。突出部１７０Ｂの内部（積層方向の下側）には凹部１７０Ｃが設けられている。カバー１７０は、基部１７０Ａの下面が基材層１２０の上面１２２に接着される。凹部１７０Ｃ内には、基板１３５、データ取得装置１５０、電池１６０が収納される。カバー１７０は、データ取得装置１５０及び電池１６０等を凹部１７０Ｃに収納した状態で、基材層１２０の上面１２２に接着されている。
　カバー１７０は、基材層１２０上の回路部１３０、データ取得装置１５０、及び電池１６０を保護する役割の他に、生体センサ１００に上面側から加えられる衝撃から内部の構成要素を保護する衝撃吸収層としての役割を有する。カバー１７０としては、例えば、シリコーンゴム、軟質樹脂、ウレタン等を用いることができる。
　図７は、生体センサ１００の回路構成を示す図である。各プローブ１４０は、配線１３１、及び基板１３５の配線１３５Ｂを介してデータ取得装置１５０及び電池１６０に接続されている。２つのプローブ１４０は、データ取得装置１５０及び電池１６０に対して並列に接続されている。
　図８は、生体センサ１００に適用されるデータ取得装置１５０の模式図である。データ取得装置１５０の詳細な構成と動作は、図１～図４を参照して説明したとおりである。この例では、データ取得装置１５０を生体センサ１００に適用しているため、ＡＳＩＣ１５０Ａは、一対の端子１５３Ａにより配線１３１を介して一対のプローブ１４０に接続されている。それ以外は、図１と同じであり、重複する説明を省略する。データ取得装置１５０が無線通信部１５０ＴＲを有する場合は、無線通信部１５０ＴＲはメモリ１５０Ｃに接続される。
　図９は、データ取得装置１５０が生体センサ１００に適用されるときのＭＰＵ１５０Ｂの処理を示すフローチャートである。図９のフローチャートは、ＭＰＵ１５０Ｂが心電データの取得、及び記録を開始してから終了するまでの処理であり、一例として一定時間にわたって繰り返し実行される。
　処理がスタートすると、ＭＰＵ１５０Ｂは、心電データの取得開始か否かを判断する（ステップＳ３０）。心電データの取得開始か否かは、プローブ１４０からアナログ心電データの入力があったか否か、所定の時刻になったか否か、等によって、判断することができる。心電データの取得開始となるまで（Ｓ３０：ＮＯ）、Ｓ３０を繰り返す。心電データの取得開始であれば（Ｓ３０：ＹＥＳ）、切替設定部１５２Ｂは、切替信号のレベルを"１"に設定してＡＳＩＣ１５０Ａに出力するとともに、ＭＰＵ１５０Ｂをスレーブに設定する（ステップＳ３１）。レベルが"１"の切替信号によって、ＡＳＩＣ１５０Ａはマスタに設定される。ＡＳＩＣ１５０Ａは、マスタに設定されるとＡＤＣ１５１Ａにデジタル変換処理を開始させる。
　演算部１５３Ｂは、ｎ＝０に設定する（ステップＳ３２）。演算部１５３Ｂは、ＣＳ信号に従ってＡＳＩＣ１５０Ａからデジタル心電データを取り込む（ステップＳ３３）。演算部１５３Ｂは、式（２）に従って加算処理を行う（ステップＳ３４）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 　演算部１５３Ｂは、ｎが７以上であるかどうかを判定する（ステップＳ３５）演算部１５３Ｂは、ｎが７以上ではない（Ｓ３５：ＮＯ）と判定すると、ｎをインクリメントする（ステップＳ３６）。演算部１５３Ｂは、ステップＳ５でｎが７以上である（Ｓ３５：ＹＥＳ）と判定すると、加算値Ａ８の平均値（Ａ８／８）を求め（ステップＳ３７）、平均値（Ａ８／８）をメモリ１５０Ｃに格納する（ステップＳ３８）。
　主制御部１５１Ｂは、心電データの取得終了か否かを判断する(ステップＳ３９)。心電データ取得終了か否かは、プローブ１４０から一定時間以上、心電データの入力がないか否か、心電データの取得開始から所定時間が経過したか否か、メモリ１５０Ｃの心電データ保存領域の占有率が一定レベルを超えたか否か、等で判断することができる。一例として、データ取得装置１５０はタイマを内蔵し、主制御部１５１Ｂはデジタル心電データの記録を開始してから２４時間が経過したときに心電データの取得終了と判断してもよい。
　主制御部１５１Ｂは、心電データの取得が終了していない（Ｓ３９：ＮＯ）と判定すると、フローをステップＳ３２に戻して、Ｓ３２～Ｓ３９を繰り返す。一方、主制御部１５１Ｂによって心電データの取得が終了した（Ｓ３９：ＹＥＳ）と判定されると、切替設定部１５２Ｂは、切替信号のレベルを"０"に設定してＡＳＩＣ１５０Ａに出力するとともに、ＭＰＵ１５０Ｂをマスタに設定する（ステップＳ４１０）。レベルが"０"の切替信号によって、ＡＳＩＣ１５０Ａはスレーブに設定される。ＡＳＩＣ１５０Ａは、"０"レベルの切替信号によってスレーブに設定されるとＡＤＣ１５１Ａにデジタル変換処理を終了させる。このため、ＡＳＩＣ１５０Ａは、切替信号が"１"レベルである間はＡＤＣ１５１Ａにデジタル変換処理を行わせ、切替信号が"０"レベルに切り替わると、ＡＤＣ１５１Ａにデジタル変換処理を終了させる。すなわち、ＡＤＣ１５１Ａは、ＡＳＩＣ１５０Ａがマスタである間は、デジタル変換処理を行い続ける。
　上述の処理により、心電データの取得期間にわたってデジタル心電データの合計値が求められ、平均化処理が行われ、メモリ１５０Ｃに格納される。
　データ取得装置１５０を用いた生体センサ１００は、心電データ取得区間Ｔｉ（たとえば、ｉは０～７の整数）のそれぞれで心電データｘｉ（ｉは０～７の整数）を取得した後の各区間Ｔｓｂにおいて、上記の式（２）に従って加算処理を行う（図３参照）。心電データ（ｘ０～ｘ７）の加算値Ａ８を得た後の区間ＴＢでは、加算値Ａ８の平均値（Ａ８／８）を求めるだけなので、消費電力を低減した生体センサ１００を提供することができる。
　生体センサ１００は、ＭＰＵ１５０Ｂが図３（Ｂ）に示す加算値Ａｎ＋１を求め、加算値Ａ８の平均値（Ａ８／８）を求めている間は、ＡＳＩＣ１５０Ａをマスタに設定し、ＭＰＵ１５０Ｂをスレーブに設定する。この状態では、ＭＰＵ１５０Ｂのシステムクロックの周波数は、ＡＤＣ１５１Ａのサンプリング周波数と等しい４ＭＨｚに低下される。このことによっても、消費電力を低減することができる。
　ＭＰＵ１５０Ｂは、自己をスレーブに設定した状態でＣＳ信号がＬレベルに遷移するとＡＳＩＣ１５０Ａからデジタル心電データを取り込むので、ＭＰＵ１５０ＢがＡＳＩＣ１５０Ａにデジタル心電データの送信を要求しなくてもデジタル心電データを取得することができる。このため、ＭＰＵ１５０Ｂは、制御部２７０がＡＤＣ１５１Ａから取得したデジタル心電データを即座に取り込むことができ、リアルタイム性が良好である。したがって、リアルタイム性が良好な生体センサ１００を提供することができる。
　以上、本発明の例示的な実施の形態のデータ取得装置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。
　本出願は、２０１９年３月２７日に出願された日本国特許出願第２０１９－０６０９９９号、及び、２０１９年３月２７日に出願された日本国特許出願第２０１９－０６１０００に基づいてその優先権を主張するものであり、これらの日本国特許出願の全内容を含む。
　１００　生体センサ
　１４０　プローブ
　１５０　データ取得装置
　１５０Ａ　ＡＳＩＣ
　１５０Ｂ　ＭＰＵ
　１５０Ｃ　メモリ
　１５０Ｄ、１５０Ｅ　バス
　１５１Ａ　ＡＤＣ
　１５１Ｂ　主制御部
　１５２Ｂ　切替設定部
　１５３Ｂ　演算部
　１５４Ｂ　メモリ
　１６０　電池
　３００　センサ

Claims (14)

  1. 　データ取得開始時にマスタ／スレーブを切り替える切替信号が入力される第１端子と、入力されるアナログデータをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器と、前記デジタルデータを出力する出力端子とを有し、前記切替信号によってマスタ又はスレーブのいずれかに設定される集積回路と、
    　前記集積回路がスレーブであるときには自己をマスタに設定し、前記集積回路がマスタであるときには自己をスレーブに設定するともに、前記切替信号を生成する切替設定部と、前記第１端子に接続され前記切替信号を出力する第２端子と、前記出力端子に接続され前記デジタルデータが入力される入力端子とを有する情報処理装置と
    　を含み、
    　前記集積回路は、前記情報処理装置から入力される前記切替信号によって自己がマスタに設定されているときに、前記デジタルデータを前記出力端子から出力する、
    データ取得装置。
  2. 　前記情報処理装置は、前記データ取得開始時に、前記集積回路をマスタに設定する第１切替信号を生成する、請求項１に記載のデータ取得装置。
  3. 　前記情報処理装置は、データ取得終了時に、マスタ／スレーブを切り替える第２切替信号を生成する、請求項１または２に記載のデータ取得装置。
  4. 　前記情報処理装置は、自己をスレーブに設定しているときには、自己をマスタに設定しているときよりもクロック周波数を低下させる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のデータ取得装置。
  5. 　前記情報処理装置は、
    　クロックに従って前記デジタルデータを取得する度に、前記デジタルデータを取得する取得区間の終了後に、取得したデジタルデータの加算値を求める加算処理と、
    　前記加算処理で加算された前記デジタルデータの数が所定数になると、前記所定数分の前記加算値の平均値を求める平均化処理と、
    を行う演算部をさらに有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のデータ取得装置。
  6. 　前記情報処理装置に接続され、前記平均値を格納するメモリをさらに含む、請求項５記載のデータ取得装置。
  7. 　前記集積回路は、ＳＰＩ(Serial  Peripheral Interface)バスで前記情報処理装置に接続される特定用途向け集積回路であり、
    　前記第１端子、前記出力端子、前記第２端子、及び前記入力端子は、ＳＰＩインターフェイスに対応した端子である、請求項１乃至６のいずれか一項記載のデータ取得装置。
  8. 　被検体に接触する電極と、
    　前記電極を介してアナログ心電データを取得するデータ取得装置と、
    　前記電極及び前記データ取得装置を接続する配線と
    　を含み、
    　前記データ取得装置は、
    　前記被検体からの心電データの取得開始時にマスタ／スレーブを切り替える切替信号が入力される第１端子と、前記電極から入力されるアナログ心電データをデジタル心電データに変換するＡ／Ｄ変換器と、前記デジタル心電データを出力する出力端子とを有し、前記切替信号によってマスタ又はスレーブのいずれかに設定される集積回路と、
    　前記集積回路がスレーブであるときには自己をマスタに設定し、前記集積回路がマスタであるときには自己をスレーブに設定するとともに、前記切替信号を生成する切替設定部と、前記第１端子に接続され前記切替信号を出力する第２端子と、前記出力端子に接続され前記デジタル心電データが入力される入力端子とを有する情報処理装置と
    　を有し、
    　前記集積回路は、前記情報処理装置から入力される前記切替信号によって自己がマスタに設定されているときに、前記デジタル心電データを前記出力端子から出力する、生体センサ。
  9. 　前記情報処理装置は、前記心電データの取得開始時に、前記集積回路をマスタに設定する第１切替信号を生成する、請求項８に記載の生体センサ。
  10. 　前記情報処理装置は、前記被検体からの前記心電データの取得終了時に、マスタ／スレーブを切り替える第２切替信号を生成する、請求項８または９に記載の生体センサ。
  11. 　前記情報処理装置は、前記心電データの取得開始から２４時間経過後に、前記心電データの取得を終了する、請求項１０に記載の生体センサ。
  12. 　前記情報処理装置は、自己をスレーブに設定しているときには、自己をマスタに設定しているときよりもクロック周波数を低下させる、請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の生体センサ。
  13. 　前記情報処理装置は、
    　クロックに従って前記デジタル心電データを取得する度に、前記デジタル心電データの取得区間の終了後に、取得したデジタル心電データの加算値を求める加算処理と、
    　前記加算処理で加算された前記デジタル心電データの数が所定数になると、前記所定数分の前記加算値の平均値を求める平均化処理と
    　を行う演算部をさらに有する、請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の生体センサ。
  14. 　前記被検体に貼り付けられる貼付面を有する感圧接着層と、
    　前記感圧接着層の貼付面の反対面に重ねて設けられる基材層と
    　をさらに含み、
    　前記電極は前記感圧接着層に固定され、
    　前記データ取得装置は、前記基材層上に設けられる、請求項８乃至１３のいずれか一項記載の生体センサ。
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