(57)【要約】  生体の体内に埋め込むためのセンサシステムであって、生体のパラメータを計測して、対応する計測された信号を生成する計測ユニットと、計測された信号を利用して信号を送信する送信ユニットと、計測ユニットと送信ユニットとに接続されて、計測された信号を処理して、送信ユニットの送信信号の送信を制御する、制御及び評価ユニットと、計測ユニット、送信ユニット、並びに、制御及び評価ユニットにエネルギーを供給するエネルギー蓄積ユニットと、計測ユニット、送信ユニット、制御及び評価ユニット、並びに、エネルギー蓄積ユニットを少なくとも部分的に取り囲む外皮とを備え、センサシステムは、計測ユニット、制御及び評価ユニット、並びに送信ユニットが集積されている少なくとも２つの薄い基板層を有し、少なくとも２つの薄い基板層は、互いに積層されて、少なくとも２つの薄い基板層の間に信号送信させるために電気ビアによって互いに接続されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の体内に埋め込むためのセンサシステムであって、
前記生体のパラメータを計測して、対応する計測された信号を生成する計測ユニットと、
前記計測された信号を利用して信号を送信する送信ユニットと、
前記計測ユニットと前記送信ユニットとに接続されて、前記計測された信号を処理して、前記送信ユニットの送信信号の送信を制御する、制御及び評価ユニットと、
前記計測ユニット、前記送信ユニット、並びに、前記制御及び評価ユニットにエネルギーを供給するエネルギー蓄積ユニットと、
前記計測ユニット、前記送信ユニット、前記制御及び評価ユニット、並びに、前記エネルギー蓄積ユニットを少なくとも部分的に取り囲む外皮と
を備え、
前記センサシステムは、前記計測ユニット、前記制御及び評価ユニット、並びに前記送信ユニットのスイッチング回路が集積されている少なくとも２つの薄い基板層を有し、
前記少なくとも２つの薄い基板層は、互いに積層されて、前記少なくとも２つの薄い基板層の間に信号送信させるために電気ビアによって互いに接続されている、センサシステム。
【請求項２】
前記少なくとも２つの薄い基板層のうちの少なくとも１つの基板層は湾曲されて、前記少なくとも１つの薄い基板層の少なくとも１つの部分領域が、積層されている前記少なくとも２つの薄い基板層の共通の主面から突出するようにして、前記計測ユニットのセンサ、信号を送信または受信するための前記センサシステムの前記送信ユニットのコンポーネント、及び、受信ユニットのコンポーネントの少なくとも１つを含む、前記センサシステムの少なくとも１つの機能コンポーネントが、前記少なくとも１つの部分領域に配置されるようにする、請求項１に記載のセンサシステム。
【請求項３】
前記送信ユニットは、前記少なくとも２つの薄い基板層の第１の基板層に配置されており、
前記第１の基板層と、前記少なくとも２つの薄い基板層の別の基板層との間には、前記送信ユニットの送信信号をスクリーニングするための中間層が設けられている、請求項１または２に記載のセンサシステム。
【請求項４】
前記計測ユニットは、体温を計測するための温度センサを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサシステム。
【請求項５】
前記計測ユニットは、前記生体の加速度を計測するための加速度計を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のセンサシステム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの部分領域は、前記少なくとも２つの薄い基板層の前記共通の主面に対して少なくとも２０度の角度を持つ、請求項２に記載のセンサシステム。
【請求項７】
前記少なくとも２つの薄い基板層の前記共通の主面から突出している前記少なくとも１つの部分領域に配置されている前記少なくとも１つのセンサは、圧力、温度、加速度、放射強度、材料の濃度、ｐＨ、湿度、電流、電圧、電界、または磁界を計測するよう構成されている、請求項２または６に記載のセンサシステム。
【請求項８】
前記外皮の長さは、前記外皮の幅及び高さの２から２０倍である、請求項１から７のいずれか一項に記載のセンサシステム。
【請求項９】
前記外皮は、シリコーンを含む埋め込み材料を含む、生体適合埋め込み材料から生成される、請求項１から８のいずれか一項に記載のセンサシステム。
【請求項１０】
前記計測ユニットは、前記計測ユニットの前記スイッチング回路に接続され、前記外皮の外側に配置されて、前記生体の圧力を計測する少なくとも１つの圧力センサを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載のセンサシステム。
【請求項１１】
第１の圧力センサ及び第２の圧力センサは、前記外皮の互いに対向する側に配置される、請求項１０に記載のセンサシステム。
【請求項１２】
前記制御及び評価ユニットは、前記少なくとも１つの圧力センサが生成した、計測された信号の周波数スペクトルを判断して、前記周波数スペクトルから、前記生体の血圧、環境圧、潜水深さ、心拍、及び、呼吸数のうち少なくとも１つを判断する、請求項１０または１１に記載のセンサシステム。
【請求項１３】
前記計測ユニットは、前記計測ユニットのスイッチング回路に接続され、前記外皮の外表面に配置されて、皮膚の電位及び皮膚の抵抗の少なくとも１つを計測する少なくとも２つの電極を含み、前記少なくとも２つの電極のうち少なくとも２つが、リング形状に前記外皮の周りに配される、請求項１から１２のいずれか一項に記載のセンサシステム。
【請求項１４】
前記エネルギー蓄積ユニットは、少なくとも１つの第１の電気エネルギー蓄積部と少なくとも１つの第２の電気エネルギー蓄積部とを含み、前記少なくとも１つの第１の電気エネルギー蓄積部は、予め定義された負のアノードの電位を有し、前記少なくとも１つの第２の電気エネルギー蓄積部は、予め定義された正のカソードの電位を有する、請求項１から１３のいずれか一項に記載のセンサシステム。
【請求項１５】
前記エネルギー蓄積ユニットは、互いに平行に配向された少なくとも１つの第１の平板状のエネルギー蓄積部と少なくとも１つの第２の平板状のエネルギー蓄積部とを含む、請求項１から１４のいずれか一項に記載のセンサシステム。
【請求項１６】
さらに、電圧適合回路が、前記計測ユニット、前記制御及び評価ユニット、及び前記送信ユニットのうちの少なくとも１つに対する供給電圧を適合させるために、前記少なくとも２つの薄い基板層のうちの１つの基板層に集積される、請求項１４または１５に記載のセンサシステム。
【請求項１７】
前記少なくとも２つの薄い基板層のうちの１つの基板層の端部は、前記少なくとも１つの第１の平板状のエネルギー蓄積部と前記少なくとも１つの第２の平板状のエネルギー蓄積部との間に配置され、さらに電圧適合回路が、前記計測ユニット、前記制御及び評価ユニット、及び前記送信ユニットのうちの少なくとも１つに対する供給電圧を適合させるために、前記１つの基板層の前記端部に集積される、請求項１４または１５に記載のセンサシステム。
【請求項１８】
前記エネルギー蓄積ユニットは、磁気エネルギーによって前記エネルギー蓄積ユニットに接触せずに充電するコイルを含む、請求項１から１７のいずれか一項に記載のセンサシステム。
【請求項１９】
複数の薄い基板層に前記計測ユニット、前記評価及び制御ユニット、並びに、前記送信ユニットのスイッチング回路を集積する段階と、
前記複数の薄い基板層を積層する段階と、
ビアを使って前記複数の薄い基板層を接続する段階と、
前記エネルギー蓄積ユニットを、前記計測ユニット、前記評価及び制御ユニット、並びに、前記送信ユニットの少なくとも１つに接続する段階と、
前記計測ユニット、前記評価及び制御ユニット、前記送信ユニット、並びに、前記エネルギー蓄積ユニットを型内に固定する段階と、
埋め込み材料で前記型を成形する段階と
を備える、請求項１から１８のいずれか一項に記載のセンサシステムを製造するための方法。
【請求項２０】
皮膚の抵抗を計測するための電極を、前記複数の薄い基板層の１つの基板層に集積されている前記計測ユニットの前記スイッチング回路によって接続して、前記電極を前記型の内面に固定する段階と、
少なくとも１つの圧力センサを、前記複数の薄い基板層の１つに集積されている前記計測ユニットの前記スイッチング回路に接続して、前記少なくとも１つの圧力センサを、前記型の前記内面に固定する段階と、
前記複数の薄い基板層のうちの少なくとも１つの基板層を湾曲させて、前記少なくとも１つの基板層の少なくとも１つの部分領域が、積層されている前記複数の薄い基板層の共通の主面から突出するようにする段階と、
前記計測ユニットのセンサ、信号を送信または受信するための送信ユニットのコンポーネント、及び、受信ユニットのコンポーネントの少なくとも１つを含む、前記センサシステムの少なくとも１つの機能コンポーネントを、前記共通の主面から突出する、湾曲された前記少なくとも１つの基板の少なくとも１つの部分領域に配置する段階と
のうち少なくとも１つの段階をさらに備える、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主要な請求項のプリアンブルによる、生体の体内への埋め込み用のセンサシステムに関する。本発明はさらに、当該センサシステムを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
これらセンサシステムは、血圧、心拍もしくは呼吸数、または、体温等である生体の状態を特徴付けることができるパラメータの計測を行うことができる。これらのシステムは、無線信号または光信号または音響信号等の送信信号を生成して、これらによって計測値を遠隔の受信機に送信することができる計測ユニットを有している。
【０００３】
これらパラメータを計測するべく、システムは、１以上のセンサを有する計測ユニットと、通常は、計測ユニットを起動して対応する計測を行わせて、計測ユニットが生成した計測信号を準備して、対応する信号を送信ユニットから送信するよう制御する制御及び評価ユニットとを含み、この信号には、計測されたパラメータ及びパラメータから導出された他の信号が符号化されている。
【０００４】
さらに、これらシステムは、たとえば磁界を介して接触せずに充電可能である場合が多いエネルギー蓄積ユニットを含む。これらユニットは、最終的に、通常は気密性及び密閉式に設計される生体適合した外皮に覆われている。
【０００５】
医療目的をはじめとする人間の体内への応用に加えて、これらセンサシステムは、動物研究、畜産、及び動物育種分野でも、動物の健康状態の制御に益々利用されるようになってきている。たとえば、これらセンサシステムは、養魚において、一定の魚群の魚に埋め込まれて、個々の魚の健康状態を、様々な生体パラメータ（移動、遊泳、心拍及び呼吸数、皮膚の抵抗及び血圧）を計測することで利用されている。センサシステムは、たとえば無線受信機等の対応する受信機により読み出すことができ、個々の魚の生体パラメータを、コンピュータを利用して後で評価したりチェックしたりすることができる。センサシステムを、特に動物の健康リスクが高く、伝染病及び寄生虫が繁殖しやすい分野（たとえば養鶏、養豚、及び牧畜等の大量畜産等）の、他の動物に適用することも考えられる。
【０００６】
これらセンサシステムの利用における最大の課題の１つに、これらシステムの大きさがある。大きなシステムは、体内へ埋め込むのが難しい場合が多く、合併症を生じさせたり、コストや時間が多くかかったりしやすい。さらに、埋め込むシステムが大きくなることで、インプラントに起因した合併症のリスクも大きくなる。
【発明の概要】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、前述した課題、つまり、特に小型で、生体の体内に埋め込みやすく、埋め込まれた状態でなるべく合併症を生じさせない、という課題を解決することができるようなセンサシステムの提案である。したがって、センサシステムは、なるべく小型にしつつも、同時に、安全かつ正確になるべく多くの体内パラメータを計測でき、対応する信号を遠隔の受信機に送信可能なものである必要がある。さらには、なるべく簡単で安価なシステムの製造方法も提案される。
【０００８】
この目的は、本発明では、独立請求項のセンサシステム及び製造方法によって達成される。さらなる展開例及び実施形態も独立請求項の主題である。
【０００９】
したがって、本発明の、生体の体内への埋め込み用のセンサシステムは、生体のパラメータを計測して、対応する計測された信号を生成する計測ユニットと、計測された信号を利用して信号を送信する送信ユニットと、計測ユニットと送信ユニットとに接続されて、計測された信号を加工、処理し、かつ、送信ユニットの送信信号の送信を制御する制御及び評価ユニットとを備える。この点において、計測された信号の処理及び／または加工には、計測されたアナログ信号のデジタル化、信号の増幅、及び／または、信号のフィルタリング（たとえばノイズ抑制）が含まれる。
【００１０】
さらにシステムは、ユニットのエネルギー供給のためのエネルギー蓄積ユニットと、少なくとも部分的に計測ユニット、送信ユニット、制御及び評価ユニット、及びエネルギー蓄積ユニットを覆うための外皮とを含んでいる。
【００１１】
システムが持つ上述した目的の本発明における解決法は、上部に、計測ユニット、制御及び評価ユニット、及び送信ユニットが少なくとも部分的にスイッチング回路として搭載された少なくとも２つの薄い基板層を備え、計測ユニットのスイッチング回路、制御及び評価ユニットのスイッチング回路、及び、送信ユニットのスイッチング回路は、基板層の上に集積されている。スイッチング回路は、ここでは、定義された機能を満たすよう構成されており、この目的に対応した機能コンポーネントまたはデバイス（たとえば、体の（生理学的）パラメータ等の計測値を計測するセンサ、対応する計測された信号を評価するためのデバイス、他の機能的デバイスを制御するための制御信号を生成するためのデバイス、外部送信機の、または、対象の受信機の信号を送信、受信、または、送受信するためのデバイス（たとえば外部送信機または対象となるエレメント（アンテナまたは感光性の部材））を含む電気または電子回路のユニットとして理解されるべきである。この点に関して、基板層は、互いに積層され、電気ビアで互いが接続されることで、基板層の間で信号を伝送させて、センサシステムの個々のユニットのスイッチング回路を互いに接続して、センサシステムのスイッチング回路全体を形成する。互いにビア（貫通シリコンビア、ＴＳＶ）で接続されている薄い基板層と、互いに積層された基板層とは、当技術分野で公知である。
【００１２】
通常、このカテゴリのセンサシステムで、計測ユニット、制御及び評価ユニット、及び送信ユニットそれぞれを製造するためには、ＳＭＴ（表面実装）チップが利用されている。これと対照的に、本発明のセンサシステムでは、上述したように、これらのユニットは、少なくとも部分的に、薄い積層された基板層に集積されている。薄い基板層（ウェハ）を積層する技術の実質的な利点は、２つの薄い基板層（これら基板層に集積されているスイッチング回路を含む）を、積層体に積層することができるので、構造スペースが特に小さくてすむ点である。利用される基板層の厚みは、５μｍから２５μｍの範囲が望ましい。通常、積層体の高さは、積層される基板層の厚み及び数に応じて、だいたい０．１ｍｍから０．２ｍｍ以下の範囲である。通常、積層体の長さ及び幅は、約３ｍｍ、または、これ未満が望ましい。
【００１３】
このような積層体が必要とする構成スペースは、１つの通常のＳＭＴチップより小さいということになる。したがって本発明のセンサシステムは、薄く、積層されている基板層を利用することで、ＳＭＴチップに基づく、対応する従来のセンサシステムよりも小さい全体寸法とすることができ、かなり小型に製造することができる。本発明のセンサシステムの通常の外形寸法は、１５ｍｍ（長さ）ｘ４ｍｍ（幅）ｘ３ｍｍ（厚み）程度しかなく、対応する機能を持つ従来のセンサシステムよりもずっと小型化されている。従来のセンサシステムの外形寸法は、４０ｍｍ（長さ）ｘ２０ｍｍ（幅）ｘ８ｍｍ（厚み）程度、またはこれより大きい。
【００１４】
前述した基板層及びエネルギー蓄積ユニットは、外皮に完全に覆われていると好適である。計測ユニットの、基板層の１つに配置されていない部分も（たとえば、随意に提供可能な圧力センサまたは、皮膚の電位を計測する電極）、皮膚に、または皮膚の外部に少なくとも部分的に配置することができる（詳細は後述する）。外皮の重要な目的は、基板層、エネルギー蓄積ユニット、随意で設けられるエネルギー伝送および信号伝送の両方または片方を行うための配線及びケーブルを機械的に安定化させることであり、さらに、これら部材を外部からの力から守ることである。
【００１５】
さらなる発展例では、送信ユニットを、２つの薄い基板層のうちの第１の層に設けて、送信ユニットの送信信号をスクリーニングするための中間層を、第１の基板層と、２つの薄い基板層のうちの別の層の間に設ける、というものがある。このようにすることで、送信ユニットから発信される信号が、他の基板層のスイッチング回路に干渉したり、悪影響を与えたりしないようにすることができる。これは、前述したスイッチング回路内の電子プロセスと干渉して、これらの中間層がなければ干渉してしまうような無線信号に対して特に有効である。無線信号のスクリーニングには、特に、送信ユニットを支持している第１の基板層の底部に対する被膜として設けることができる金属製の中間層が適している。中間層は、５μｍから２５μｍの間の範囲の厚みを持つ、銅等の金属製の材料で製造すると好適である。
【００１６】
センサシステムの、特に埋め込みが容易なことを特徴とする発展例として、外皮を細長く、平坦に製造する、というものがある。さらに、外皮の長さを、幅と高さのＸ倍大きくするとよい（倍数Ｘは、２から２０の間の範囲であり、好適には、３から１０の間とする）。外皮は、シリコーン等の生体適合性を有する埋め込み材料、または、生体適合性があり熱可塑性をもつ材料から製造すると好適である。こうすると、特に簡単で安価に製造することができる。システムのエネルギー蓄積ユニット及びシステムの残りのコンポーネント（センサ、配線、ケーブル等）の基板層を特に信頼性高く機械的に安定化させるためには、外皮に、これらの埋め込み材料を利用すると好適であると思われる。これは、これらの埋め込み材料でコンポーネントすべてを少なくとも部分的に覆うことができるので、支持をして、変形、ずれ、または、ねじれから保護することができるからである。
【００１７】
さらに、製造時に適した型を利用することで、実際にいかなる所望の形態の外皮であっても製造することができるようになる。一例として、外皮の形状は、端部の丸い、扁長の楕円体または細長い円筒形が特に適している。総合的にみると、細長く、好適には凸形状の外皮が、埋め込みが容易で、埋め込まれた状態での適合性が特に優れている。このように外皮を成形すると、人または動物の皮膚の下からの押し上げが特に容易となる。外皮の形状は、少なくとも側面を先細り形状にすると、埋め込み性能を良好にする、という観点から好適である。
【００１８】
さらなる実施形態として、計測ユニットに、体温を計測する温度センサを設ける、というものがある。この温度センサは、薄い基板層の１つに直接配置することができる。温度センサは、好適には高オーミックの抵抗センサ（high-ohmic resistance sensor）として設計される。前処理としてキャリブレーションを行ったうえで、計測した温度を体内温度に変換することができる相関付ソフトウェアを、関連する評価回路に含ませるとよい。
【００１９】
さらには、計測ユニットが、生体の加速度を計測して、これにより生体の運動について結論を下すための加速度計を含んでもよい。たとえば魚の場合には、この加速度計によって遊泳運動を観測することができるようになる。この遊泳運動には、魚の罹患に特有の特徴として、ぎこちない遊泳や緩慢な動き（movement inertia）が含まれていてよい。システムを特に小型に構成するためには、加速度計を、温度センサと同様に、薄い基板層の１つに直接配置すると好適である。加速度計は、互いに直交するよう配向された微細な櫛状の構造（micromechanical comb structure）とすることで、三次元の空間加速度を判断することができる。
【００２０】
上述したセンサに加えて、または上述したセンサに代えて、計測ユニットは、望ましくは外皮の外側に設けられて、体圧を計測することができる少なくとも１つの圧力センサを含んでよい。この点に関して、この少なくとも１つのセンサは、スイッチング回路に、さらなる処理を受けさせるべく計測された圧力信号を送信することができる１以上のライン（たとえばワイヤライン）を介して薄い基板層の１つに配置された計測ユニットのスイッチング回路に接続されている。特に好適な実施形態では、外皮の互いに反対側に、第１の圧力センサと第２の圧力センサとが設けられる。こうすることで、圧力の計測精度が上がる。圧力センサは、たとえば微小な膜を有する（好適にはシリコンベースの）マイクロチップとして設けることもできる。さらなる発展例では、制御及び評価ユニットは、少なくとも１つの圧力センサが生成した、計測された信号の周波数スペクトルを判断するため、及び、周波数スペクトルから身体の血圧、環境圧、心拍、および、呼吸数のうち少なくとも１つを判断するように構成される。この点に関しては、心拍は、高い方の周波数部分から得られ、呼吸数は、低い方の周波数部分から得られ、潜水深さ（diving depth）または環境圧は、準静的な部分から得られる。
【００２１】
既に説明したセンサに加えて、またはこれらに代えて、システムの計測ユニットが、外皮の外表面に設けられて、皮膚の電位及び（内部の）皮膚の抵抗の計測の一方または両方を行う少なくとも２つの電極を備えてよい。この点に関して、この少なくとも２つの電極は、少なくとも２つの電極及びこのスイッチング回路の間を通して、たとえば少なくとも１つのワイヤまたはケーブルへと信号を送信するための、薄い基板層の１つの上に配置されている計測ユニットのスイッチング回路へと、ラインを介して接続される。これらの電極の少なくとも２つは、好適にはリング形状に外皮のまわりに設けられている。上述したように外皮が細長い場合には、これらの電極は好適には、外皮の長軸を横切るように、外皮のまわりに巻かれる。このようにすることで、上述した長軸のまわりのシステムの回転角度とは独立して接触を存在させることができるようになるので、電極と生体の皮膚との間に特に簡単に接触を構築することができるようになる。対応する計測は、これら電極の間の抵抗の計測によって行われる。（純）金その他の金属（できるだけ貴金属とする）を電極材料として利用して、電極の厚みは好適には、０．０１ｍｍから２ｍｍの間であり、好適には０．０１ｍｍから０．５ｍｍの間であり、互いの間に２ｍｍから５ｍｍの間の空間があると好適である。
【００２２】
さらなる発展例では、エネルギー蓄積ユニットが、少なくとも１つの第１の電気エネルギー蓄積器と少なくとも１つの電気エネルギー蓄積器とを含み、第１のエネルギー蓄積器が、所定の負のアノード電位を持ち、第２のエネルギー蓄積器が、所定の正のカソード電位を有している。こうすることで、時間が経って変化したり、その符号が変化したりした場合であっても、皮膚の電位を特に信頼性高く正確に計測することができるようになる。特定の励起状態における皮膚の電位（たとえば魚の場合）の符号が変わることがある（「逆極性」）。この場合には、計測に、第２の逆電圧が必要となる。第１のエネルギー蓄積器のアノードの電位の好適な値は、約−３Ｖであり、第２のエネルギー蓄積器のカソードの電位の好適な値は、約＋３Ｖである。
【００２３】
特にセンサシステムを小型に設計できるようになることから、板状または平面状の電池または蓄電池がエネルギー蓄積器としては適している（特に、これらのエネルギー蓄積器が実質的に互いに平行に配向され（製造許容範囲内で）、つまり、互いに面積的に（areally）互いの上に設けられると、なおよい）。リチウムイオン電池に加えて、特にフィルム電池も利用可能である（ドイツ国特許文献１０  ２００７  ０３１  ４７７  Ａ１号明細書及びドイツ国特許文献１０３  ４６  ３１０Ａ１明細書参照）。これらは、特に高いエネルギー密度を特徴としており、任意で柔軟性を持つ成形されてもよく、こうすると、特に小さな構成スペースに適す。
【００２４】
センサシステムの特に小型な構成は、２つのエネルギー蓄積器の接触に接続されている基板層の端部が、少なくとも１つの第１のエネルギー蓄積器及び第２のエネルギー蓄積器の間に配置されているときに実現可能である。この点に関して、この端部の上部が、第１のエネルギー蓄積器に接触して、下部が第２のエネルギー蓄積器に接触するようにすることもできる。さらに、基板層に（好適には上述した基板層の上記端部に）電圧適合回路を集積させて、計測ユニット、制御及び評価ユニット、及び／または、送信ユニットに電圧を供給してもよい。システムは、スイッチ（第１の用途では接触不要で「スイッチオン」されるので、システムを動作状態とすることができる、いわゆるリードコンタクトまたはリードリレイ等の磁気スイッチ）を含んでよい。スイッチオフ状態においてはセンサはエネルギーを消費しないことが好ましい。
【００２５】
さらなる発展例では、エネルギー蓄積ユニットが、エネルギー蓄積ユニットに、接触せずに、磁気エネルギーの形で充電できるコイルを備える。この点に関して、コイルは、基板層の１以上の上の導電トラックとして、または、積層された基板層及びエネルギー蓄積ユニットのまわりに設けられるワイヤコイルとして配置されてよい。このコイルを利用することで、磁気エネルギーを放射する遠隔の充電ユニットが、エネルギー蓄積ユニットを再充電することができる。この点に関しては、埋め込まれた状態で、さらに対応する充電プロセスを実行してもよい。この充電プロセスを実行するために必要となる、充電ユニットとシステムとの間の最大距離は、実質的に、充電ユニットの送電力と、コイルの感度（インダクタンス）とに依る。この最大距離は、数メートルに及んでよい。水中（たとえば水産養殖用水または自由水）を泳ぐ魚に埋め込まれたシステムに充電するためにはこれが特に有用である。
【００２６】
本発明から得られるさらなる利点は以下の通りとなる。（１）利用される材料を最小限に抑えることでコストが削減されること（シリコンの面積ｍｍ２）。（２）たとえばシリコンを含む、薄い基板層が柔軟であり、湾曲させることで、センサの所望の位置、または要求されている位置に配置することができる点。（３）各スイッチング回路（パーツ）を、別々の基板上に配置させることができるので、製造の初期段階で、欠陥品であるスイッチング回路の選り分けを一回のテストで行うことができる点。（４）大量生産であってもユーザごとの（一度の）製造であっても、用途に応じた スイッチング回路（パーツ）を選択して搭載することができる点。（５）かなり微細にすることができるので、大きなセンサシステムを埋め込むと死亡率が上がってしまうような若い動物にも埋め込むことができる点。（６）センサが計測値を検知するために必要となる、すべての空間方向でアクティブな（随意で指向性であってもよい）センサの表面を、基板の表面の柔軟性を利用して柔軟に配置することができる点。送受信ユニットの機能コンポーネント（アンテナ等）を、このようにして直接方向づけることができるようになるので、たとえば感度を向上させて、必要となる送電力を減らすことができる（これに関しては後述する）。（７）加えて、基板層の１つの上に計測ユニットのセンサを設ける構成により、計測された信号を送信するための信号導体も、この基板層の上に集積することができるようになる。柔軟なライン等の別個のラインエレメントを節約することができるようになる。
【００２７】
本願は、さらに、２以上の薄い基板層の積層体も対象としており、基板層の少なくとも１つが、湾曲されて、この少なくとも１つの基板層の１つの部分領域または複数の部分領域が、積層された基板層の共通の主面から飛び出す形になっている。この点に関して、積層された基板層の共通の主面とは、平面的に互いの上に積層されて、互いに平行になるよう積層されている基板層に平行に延びている平面、として定義されている。
【００２８】
湾曲させることで薄い基板層を永久成形する際には、基板層が比較的脆弱な材料（たとえばシリコン）で形成された場合であっても、薄いということから、柔軟性を有しているという事実を利用する。この点に関して、少なくとも１つの基板層の湾曲により達成可能な曲率半径は、通常、この基板層の厚み（及び、基板層の材料）に応じて決定される。それぞれの基板層が薄いほど、曲率半径も小さくすることができる。たとえば、厚みが約１０μｍのシリコンを含む基板層であれば、曲率半径を、約１ｍｍ以下にすることができる。
【００２９】
湾曲された、薄い基板層をそのままの形態で維持、固定するためには、対応する１つまたは複数の保持部材を提供して、積層体の主面から突出している各基板層の少なくとも１つの部分領域の位置を安定させて、固定する必要がある。この保持部材は、たとえば、積層体を覆うカプセルまたは外皮の領域によって提供することができる。または、積層体を、好適には剛性を有する支持部に固定することで、行ってもよく、さらにこの支持部が随意で対応する保持部材を有していてもよい。この保持部材は、たとえば、支持部または外皮またはカプセルのクランプ、スピゴット、凹部、凸部、または通気口として設計されてもよい。
【００３０】
電子、光電子、マイクロメカニカルまたはマイクロ流体のコンポーネント等の１以上の機能コンポーネント／デバイス（特に、計測値検知するためのセンサまたは信号を送受信するための送信ユニットおよび受信ユニットのいずれかまたは両方の機能デバイス／コンポーネント）を、湾曲されている基板層の前述した少なくとも１つの部分領域に配置することで、基板層の積層体の主面から突出させることもできる。原則としては、圧力（たとえば血圧用）、温度、加速度、放射強度（たとえば光、さらにはスペクトル解像度用）、材料濃度（たとえば血中の糖またはインシュリンなど）、ｐＨ（たとえば血中の）湿度、電流、電圧、電界、または磁界（たとえばホールプローブを利用する）の計測センサ等、十分に非常に小型化されたセンサをすべて、センサとして考えることができる。たとえば、音響（たとえば超音波周波数）、電気、磁気、電磁気（たとえば２．４ＧＨｚ等の無線周波数のアンテナ）、光及び熱コンポーネントまたはデバイスを、送受信ユニットの機能コンポーネント／デバイスとして考えることができる。
【００３１】
この少なくとも１つの部分領域が、前述した主面から、主面に対して予め定義された角度で突出していることから、部分領域に配置されているコンポーネントは、主面に対して予め定義された空間配置及び配向となる。各部分領域に配置されている機能コンポーネントがセンサである場合には、方向、角度、位置の少なくとも１つに依存する計測値を、直接検知することができ、たとえば、これら計測値の方向、角度、位置の少なくとも１つの依存関係（dependence）を解明（resolve）することができる。たとえば、２以上のセンサが積層体の１以上の基板層のそれぞれ別の部分領域に配置されており、これらの部分領域が、主面に対して、及び互いに対して固定的に予め定義された角度を持っている場合を考える。この構成では、異なる方向の放射強度、電界、磁界などを、同時に計測することができる。このようにすると、圧力波（気体または液体の）も、空間及び時間において解明でき、たとえば飛行時間の差（time of flight differences）を利用して、圧力波の源の位置を特定したり、さらに、心臓等の特定の源と関連している信号の部分をフィルタリングしたりして、たとえば後でさらなる分析（たとえば上述した周波数分析）を行うことができるようにすることができる。これに対応して、制御及び評価ユニットも、計測された信号を分析及び評価するよう構成されてよい。できるだけ広域をカバーできる（far-reaching）センサシステムの制御及び評価ユニットで、計測された信号の評価を行う利点は、しばしば、計測された信号から、かなりのデータを削減することができる点である。通常、評価の後で、この比較的少ない量のデータのみを、外部の対称受信機に送信するだけでよいので、送信ユニットが消費する送信エネルギーが大幅に節約される。
【００３２】
積層体の主面から突出する部分領域に配置される機能コンポーネントが受信ユニットのコンポーネントである場合（たとえばＲＦアンテナまたは感光性センサ等）には、特定の信号方向から発されて、受信ユニットに入射する信号は、受信ユニットがこの信号方向からの信号に特別な感度を有する方向に配置されているときに、とりわけ良好に受信される。受信ユニットのこの最適化された方向は、受信ユニットを配置される部分領域の対応する方向を決めることで達成することができ、つまり、受信ユニットの前述した（理想的な）方向が達成されるまで、この部分領域の基板層を対応して湾曲させることで達成することができる。
【００３３】
積層体の主面から突出する部分領域に配置されている機能コンポーネントが、送信ユニットのコンポーネントである場合（たとえばＲＦアンテナまたは光送信機等）、たとえば送信された信号の宛先となる受信機が特定に方向に位置している場合などに、特定の信号方向に送信されるべき信号を、特定の方向に方向付けることができるので、送信におけるエネルギーを節約することができ、送電力をこの信号方向に大きくすることができる。このような送信ユニットの方向の最適化は、送信ユニットを配置する、部分領域の対応する位置によって達成することができ、つまり、送信ユニットの前述した（理想的な）方向が達成されるまで、この部分領域の基板層を湾曲させることで達成することができる。
【００３４】
たとえば、少なくとも１つの部分領域を、基板層の共通の主面に対して少なくとも２０度、少なくとも３０度、または少なくとも４５度の角度とすることで、上述した構成が可能となる。この角度は、特に好適な実施形態では（約）９０度である。主面から突出する２つの部分領域が、少なくとも２０度、少なくとも３０度、または少なくとも４５度の角度であってもよい。２つの部分領域の間の角度が、（約）９０度であってもよい。
【００３５】
ここで提案されるセンサシステムの基板層は、湾曲させることができ、これも上述したように、上述した部分領域の送信ユニット、受信ユニット、及び／または、計測ユニットのセンサ等の機能デバイスを有することで、上述した利点及び好適な点を達成することができる。しかし、積層体の主面から突出するこれら基板層の少なくとも１つの少なくとも１つの部分領域を持つ薄い基板層の積層体を他の目的に利用することもでき、ここで記載したセンサシステムの種類に限定はされない点を理解されたい。
【００３６】
しかし通常は、薄く、部分的に湾曲された基板層の積層体を有するシステムは、（物理的または化学的）計測値を計測して、対応する計測された信号を生成する計測ユニット、計測された信号を利用して信号を送信する送信ユニット、及び、計測ユニット及び送信ユニットに接続されて、計測された信号を処理して、送信ユニットを制御して送信信号を送信させる制御及び評価ユニットのいずれか１つであってよい。システムはさらに、これらユニットにエネルギーを供給するエネルギー蓄積ユニットを含む。この点に関して、計測ユニット、制御及び評価ユニット、及び、送信ユニットのスイッチング回路が、システムの少なくとも２つの薄い基板層に集積されていてもよく、基板層が互いに積層されて、互いに電気ビアで接続されることで、基板層間の信号転送を促してよい。
【００３７】
本発明の、ここで提示するセンサシステムの製造方法は、以下の段階を備える。（１）薄い基板層に計測ユニット、評価及び制御ユニット、及び、送信ユニットのスイッチング回路を集積する段階、（２）基板層を積層する段階、（３）ビアを使って基板層同士を接続する段階、（４）エネルギー蓄積ユニットを計測ユニット、評価及び制御ユニット、及び、送信ユニットの少なくとも１つに、たとえばワイヤまたはケーブル等の少なくとも１つのラインにより、または、直接接触させることにより（たとえば、エネルギー蓄積ユニットを基盤にはんだ付け、ろう付けすることにより）接続する段階、（５）計測ユニット、評価及び制御ユニット、送信ユニット、及び／または、エネルギー蓄積ユニットを型内に、たとえば型の耳（mold lug）及び／または少なくとも１つのクランプを利用して固定する段階、（６）好適に生体適合した方用材料を有する型を、たとえばシリコーンまたは生体適合した熱可塑性を持つ材料で成形する段階。
【００３８】
前述した段階を異なる順序で実行してもよい。たとえば、計測ユニット、評価及び制御ユニット、及び、送信ユニットをまずエネルギー蓄積ユニットの少なくとも１つに接続してから、これらのユニットを型に固定してもよい。しかし、計測ユニット、評価及び制御ユニット、及び、送信ユニット、及びエネルギー蓄積ユニットの少なくとも１つを型に固定してから、これらユニット同士を接続してもよい。
【００３９】
方法のさらなる発展例には、以下のうちの少なくとも１つが含まれる。（１）たとえば少なくとも１つのライン（たとえばワイヤ）を利用して、皮膚の抵抗を計測するための好適にはリング形状の、少なくとも２つ（好適には３つ）の電極を、基板層の１つの計測ユニットのスイッチング回路によって接続して、これら電極を前記型の内面に固定する段階、（２）少なくとも１つの圧力センサを、少なくとも１つのライン（たとえばワイヤ）を利用して、基板層の１つの計測ユニットのスイッチング回路に接続して、少なくとも１つの圧力センサを、型の内面に固定する段階、（３）計測ユニットのセンサ、外部送信機の信号用の送信ユニット及び受信ユニットの両方または片方のコンポーネント等の少なくとも１つの機能コンポーネントを、少なくとも１つの基板層の少なくとも１つの部分領域に配置して、少なくとも１つの部分領域が、積層されている基板層の共通の主面から既に突出している、または、この基板層を湾曲させることで後続する段階で湾曲される段階、（４）基板層の少なくとも１つを湾曲させて、この少なくとも１つの基板層の少なくとも１つの部分領域が、積層されている基板層の共通の主面から突出するようにする段階、及び、（５）湾曲された基板層の少なくとも１つの部分領域を、保持部材及び型の片方または両方を使って固定する段階。
【００４０】
この点に関して、少なくとも１つの基板層の湾曲は、前述したスイッチング回路、機能コンポーネント／デバイス、センサ、送信ユニット及び／または受信ユニットをそれぞれの基板層に集積または配置する前後、ならびに、基板層の積層の前後に行われてよい。スイッチング回路の、機能コンポーネント／デバイスの、センサの、送信ユニット及び受信ユニットの一方または両方の、集積または配置は、好適には、基板層が湾曲される前に行われる。少なくとも１つの基板層を湾曲させた後で、基板層の積層体を型に挿入して、積層体の共通の主面から突出している少なくとも１つの部分領域が、型または（型の）保持部材によって安定化されるようにする。前述した部分領域は、埋め込み用材料で型による成形によって永久的に安定化される（特に、システムを型から取り除いた後）。
【００４１】
前述した追加の方法段階を、任意の所望の順序で行うこともできる。２つの圧力センサを提供する場合には、これらセンサを、型の内面において、２つの互いに対向する側に固定する。
【００４２】
一般的には、上述した、薄く、部分的に湾曲した基板層の積層体を製造する方法は、以下の段階を含むことができる。（１）薄い基板層の上の計測ユニットの、評価及び制御ユニットの、送信ユニット及び受信ユニットの両方または片方の、スイッチング回路を集積する段階、（２）基板層を積層する段階、（３）ビアによって基板層同士を接続する段階、（４）積層体の、少なくとも１つの薄い基板層の少なくとも１つの部分領域にそれぞれある外部送信機または受信機の信号用に、計測ユニットの機能コンポーネント／デバイスの少なくとも１つ（たとえばセンサ）、送信ユニット及び受信ユニットの両方または片方の機能コンポーネント／デバイス（これらユニットのアンテナ）を配置する段階、（５）基板層の少なくとも１つを湾曲させて、この少なくとも１つの基板層の部分領域の少なくとも１つが、積層された基板層の共通の主面から突出するようにする段階、（６）少なくとも１つの保持部材及び型内の両方または片方によって、少なくとも１つの部分領域を固定する段階、（７）型を埋め込み用樹脂で成形する段階。
【００４３】
提案した、センサシステムを製造する方法では、段階の順序、特に、始めの３つの段階の順序は入れ替えることができる。
【００４４】
本発明を、図面に示す２つの具体的実施形態を参照しながら以下で説明する。
【００４５】
以下に簡単に図を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】ここで提案する種類のセンサシステムである。
【図２】図１に示すセンサシステムの縦断面図である。
【図３】図２に示す表現の拡大詳細図である。
【図４】ここで提案する種類のさらなるセンサシステムの縦断面図である。
【図５】ここで提案する種類の薄い基板層の積層体である。
【図６】ここに提案する種類の薄い基板層の積層体である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
この点に関して、繰り返し利用される参照番号は、同じ部材を示す。
【００４８】
図１に概略を示すセンサシステム１は、たとえば魚への埋め込み等の、生体の体内への埋め込みに適した、提案される発明の好適な実施形態を示している。センサシステム１は、この例では、シリコーンである生体適合された埋め込み材料から製造される、細長い外皮１を含んでいる。外皮の長さｌは、約１５ｍｍであり、高さｈは、約４ｍｍであり、深さ（図面の平面に垂直方向に計測した）は、約３ｍｍである。この点において、外皮は、楕円形状であり、特に魚の皮膚の下への埋め込みが容易なものであってよい。
【００４９】
センサシステム１は、内部の皮膚抵抗及び皮膚の電位を計測するために３つの電極３を有しており、これら電極は、生体適合された金属材料から形成され、外皮の外部に、リング形状に、システム１の長軸を横切るように巻かれ（これに沿って長さｌが入る）、実質的に同心円形状に設けられている。さらにセンサシステム１は、魚の血圧、心拍、呼吸数、及び潜水深さを測るために、外皮２の外面の２つの互いに反対側に配置された２つの圧力センサ４を有している。
【００５０】
図１に示すセンサシステム１の縦横断面の概略を図２に示す。センサシステム１は、計測ユニットのスイッチング回路が集積された第１の薄い基板層５と、制御及び評価ユニットが集積された第２の薄い基板層６と、送信ユニットのスイッチング回路が集積された第３の薄い基板層７とを含む。前述した基板層５、６、及び７は、シリコンから生成され、互いに積層されて、積層体を形成しており、互いにビア８（いわゆる貫通シリコンビア（ＴＳＶ））を介して接続されて、基板層に集積されたスイッチング回路の間で信号を送信する（図３を参照のこと）。
【００５１】
薄い基板層はそれぞれ、５μｍから２５μｍの厚みを持ち、基板層が形成する積層体全体の高さが１００μｍから２００μｍという低いものになっている。
【００５２】
圧力センサ４及び電極３はそれぞれ、電気コネクタ３０（たとえば電線またはワイヤ（部分的にしか図示されていない））を介して、第１の基板層５に集積されている計測回路のスイッチング回路に接続されて、このスイッチング回路に信号を送信する。
【００５３】
２．４ＧＨｚの周波数で無線信号を送信する無線ユニットを有する送信ユニットを有する第３の基板層７は、第３の基板層５、６、及び７の上部に配置されている。
【００５４】
第１の基板層５と第３の基板層７との間に配置されている第２の基板層６は、第１の基板層５と第３の基板層７の反対側に突出して、第１のエネルギー蓄積器９及び第２のエネルギー蓄積器１０の間に設けられている端部１１を有している。これらエネルギー蓄積器９及び１０は、フィルム格納バッテリとして設計され、ともに、システム１の前述したコンポーネントに対してエネルギーを供給するエネルギー蓄積ユニットを形成する。
【００５５】
センサシステム１の内部空間１２は、外皮２の埋め込み材料で完全充填されている。言い換えると、外皮２は、突出して薄い基板層５、６及び７の積層体にまで、及び、エネルギー蓄積ユニット９、１０にまで到達して、センサシステム１のこれらコンポーネントを支持している。このようにすることで、これらコンポーネントを機械的に安定化させて、外部力から保護することができる。
【００５６】
図２に示す縦断面の拡大図を図３に概略する。計測ユニットのスイッチング回路全体が、第１の薄い基板層５に集積されており、圧力計測を司り、ワイヤ（図１及び図２参照）等の電気コネクタ３０を介して圧力センサ４に接続されている第１のスイッチング回路１３と、温度計測を司り、温度センサ１４'が、たとえば温度に依存した抵抗素子の形態で集積されている第２のスイッチング回路１４と、加速度計測を司り、加速度計１５'が、たとえば互いに直交する微細な櫛状の構造として集積されている第３のスイッチング回路１５と、皮膚の電位計測と皮膚の抵抗計測とを司り、電気コネクタ３０経由で電極３に接続されている第４のスイッチング回路１６とを含んでいる。
【００５７】
上述した４つのスイッチング回路１３、１４、１５、１６は、計測ユニットのスイッチング回路全体の部分をそれぞれが形成しており、それぞれのセンサ（つまり、圧力センサ４、電極３、温度センサ、加速度計）の計測された信号を増幅し、これら計測された信号を、ビア８経由で、第２の基板層６の上のスイッチング回路１７として実装される評価及び制御ユニットに転送するよう構成されている。評価及び制御ユニット１７は、計測ユニットの上述したスイッチング回路１３、１４、１５、及び１６を起動して、計測を実行して、そこで受信した計測された信号を評価してデジタル化するよう構成されている。
【００５８】
評価及び制御ユニット１７は、特に、圧力計測に関して計測された信号を周波数分析して、魚の心拍及び呼吸数、ならびに、血圧及び潜水深さを計算するよう構成されている。評価及び制御ユニット１７は、さらに、温度計測に関して計測された信号から魚の体温を計算して、加速度計測に関して計測された信号から遊泳運動を計算して、ぎこちない遊泳や緩慢な動きといった特定の運動の特徴を計算するよう構成されている。最後に、評価及び制御ユニット１７は、皮膚の電位及び皮膚の抵抗計測に関して計測された信号から皮膚の電位及び皮膚の抵抗を計測するよう構成されている。
【００５９】
さらに、評価及び制御ユニット１７は、このようにして決定されたパラメータ（体温、皮膚の電位及び皮膚の抵抗の計測、運動の特徴、遊泳運動、心拍及び呼吸数、血圧及び潜水深さ）を、ビア８を介して、第３の薄い基板層７の上に集積されている送信ユニット１８のスイッチング回路に転送する。システムの無線素子は、このスイッチング回路１８に集積される。このスイッチング回路１８は、上述したパラメータがエンコードされた無線信号を、無線素子により生成するよう構成されている。
【００６０】
金属被膜１９が、第３の基板層７の下側に取り付けられる。この被膜１９は、無線素子１８の無線信号に対して、第３の基板層７の下に設けられた第１の基板層５及び第２の基板層６をスクリーニングするための中間層１９を表している。
【００６１】
再充電回路２０及び電圧適合回路２０を含む回路２０は、端部１１に集積されている。このスイッチング回路は、コンタクト２１から、第１のエネルギー蓄積器９のアノード２２、第１のエネルギー蓄積器９のカソード２３、第２のエネルギー蓄積器１０のアノード２４、第２のエネルギー蓄積器１０のカソード２５に続く。
【００６２】
電解質２６は、第１のエネルギー蓄積器９のアノード２２と、第１のエネルギー蓄積器９のカソード２３との間に配置される。第１のエネルギー蓄積器９のアノードの電位は、約−３ボルトであり、第１のエネルギー蓄積器９のカソードの電位は、約０ボルトである。
【００６３】
電解質２７は、第２のエネルギー蓄積器１０のアノード２４と、第２のエネルギー蓄積器１０のカソード２５との間に配置される。第２のエネルギー蓄積器１０のアノードの電位は、約０ボルトであり、第２のエネルギー蓄積器１０のカソードの電位は、約３ボルトである。
【００６４】
再充電回路２０は、２つのエネルギー蓄積器９及び１２を再充電するよう構成されている。再充電回路２０は、外部の充電ユニット（不図示）により起動される。この目的のために、再充電回路は、第２の基板層６の外周縁に設けられているコイル２８に接続されて、コイル２８から再充電回路２０に電気エネルギーを伝送する。このエネルギー伝送が行われると、再充電回路２０が軌道され、受け取られた電気エネルギーが適切な充電電流に変換されて、２つのエネルギー蓄積器９及び１０が充電される。コイル２８は、遠隔の充電ユニット（不図示）が送信することができる磁気エネルギーを受信するよう構成されている。
【００６５】
図１、図２、及び図３を参照して記載したセンサシステム１を製造するために、第１の段階で、前述した回路１３、１４、１５、１６、１７、１８、及び２０を前述した３つの基板層５、６、７に集積して、金属中間層１９を、送信ユニット１８を支持する第３の基板層７の下側に取り付ける。次いで、これら基板層同士を積層して、ビア８により接続する。さらに、コイル２８を第２の基板層６の外周縁に配置して、電圧適合回路２０と、エネルギー伝送のために第２の基板層の端部１１に配置されている再充電回路２０とに接続する。２つのエネルギー蓄積部９及び１０は、電圧適合回路２０と、再充電回路２０とに、コンタクト２１経由で同じように接続されて、エネルギー伝送が行われる。
【００６６】
積層された基板層５、６、及び７は、エネルギー蓄積部９及び１０とともに、固定部材（たとえばクランプまたは迫台（abutment））によって型内に固定される。２つの圧力センサ４及び３つの電極３は、型の内面に均等に固定され、２つの圧力センサは型の互いに対向する箇所に配置される。次いで、圧力センサ４が回路１３に接続されて、電極が、ワイヤ等の電気コネクタ３０によって計測ユニットの回路１６に接続される。次に、型を生体適合埋め込み用樹脂（この例ではシリコーン）で充填して、外皮２を製造する。
【００６７】
図４に、ここで提案する種類のさらなるセンサシステムの縦断面図を示す。この実施形態は、図１に示す実施形態と、エネルギー蓄積部９、１０を充電する２つのコイル２８、２８'、及び、センサシステムの切り替えを行うリード接触２９（リード中継）の構成のみが異なっている。すべての他の特徴は、図１に示すセンサシステムのものと同じであり、同じ参照番号が付されている。断面は、図２に示す断面Ｘに沿ったものであり、第２の基板層６を上からみたとき、この第２の基板層６のすぐ上に、平行に位置している。
【００６８】
これら２つのコイル２８の第１のものが、第２の基板層６の上の導体トラックとして設計されているが、他の基板層のいずれかにも容易に配置可能であると思われる。この導体トラックは、この導体の外郭沿いに延びており、つまり、基板層の外端になるべく近く、かつ、これとなるべく平行に配置することで、できるだけ高いインダクションを達成している。第２のコイル２８'は、センサシステム１の２つのエネルギー蓄積部９及び１０、ならびに、基板層５、６、７の周りに巻かれたワイヤ（たとえば銅製）であってよい。
【００６９】
これら２つのコイル２８、２８'のいずれかのみ（つまり、導体トラックコイル２８のみ、またはワイヤコイル２８'のみ）を提供してもよい。しかしこれら２つのコイルは、基本的な機能に違いはなく、図３に示すコイル２８とも違いがない。ワイヤコイル２８'は、型を埋め込み材料（外皮２の形成目的で）で成形する前に、センサシステム１の製造において、型の中に固定してもよい（たとえば、クランプにより、または、型内の適した迫台によって）。
【００７０】
センサシステム１は、磁界（不図示）の外部送信機により、この例えは第２の基板層の端部１１に配置されている前述したリードコンタクト２９を利用して、磁気起動信号を介して、切り替えることができる。魚用のセンサシステムの場合には、魚は、事前に水から取り出しておき、埋め込まれているセンサシステムの切り替えの起動プロセスを確実に行うことができてもよい。センサシステムは、リードコンタクト２９により最初に起動された後は起動状態（スイッチオン状態）が続くように構成されていると好適である。
【００７１】
示してきた実施形態（図１から図４）のエネルギー蓄積部９、１０は、センサシステム１を埋め込まれた魚が水中にいるときであっても、コイル２８及び２８'の少なくとも１つによっても起動可能にして、センサシステム１を充電するために魚を捕まえたり水から取り出したりしなくても済むようにすると好適である。
【００７２】
図５は、ここで提案する種類の薄い基板層の積層体３１の概略図である。積層体３１は、それぞれが約１０マイクロメートルの厚みをもつ４つの薄い基板層５、６、７、および３２を含み、積層体３１の最底部の層であり、１ｍｍから１０ｍｍの幅であってよい第４の基板層３２を湾曲させて、この基板層３２の第１の部分領域３３と第２の部分領域３４とが、積層体３１の積層されている基板層５、６、７、３２の共通の主面Ｅから突出するようにする。この主面Ｅは、残りの湾曲されていない基板層５、６、７に平行に延びている。
【００７３】
第１のセンサ３５は、第１の部分領域３３に配置され、第２のセンサ３６は、第２の部分領域３４に配置され、つまり、これらが、ここで記載する種類のセンサシステムの計測ユニットの機能コンポーネントである。この例では、２つのセンサ３５及び３６がそれぞれ圧力センサであるが、センサ３５、３６は、温度、加速度、放射強度、材料密度（たとえば血中の糖またはインシュリン）、ｐＨ（たとえば血中の）、湿度、電流、電圧、電界、または磁界（たとえばホールプローブを利用する）を計測するよう構成されていてもよい。センサ３５、３６の代わりに、送信ユニット及び受信ユニットの少なくとも１つの機能コンポーネントを、ＲＦアンテナ、感光性センサ、またはＬＥＤ等としてもよい。
【００７４】
この例では、２つの部分領域３３及び３４、ひいては、センサ３５、３６が、互いの間に、及び、主面Ｅとの間に、約９０度の角度を有している。この構成によって、圧力波の電波（空気または血液等の液体中）を、空間及び時間的において解明でき、心臓等の特定の源と関連している信号の部分を、飛行時間の差を利用してフィルタリングして、後で周波数分析できるようにする。センサをこのように配置することで、圧力波の源の位置を特定することもできる。
【００７５】
このように、積層体３１は、第４の基板層３２の上に配置（集積）されて、計測値をとり、対応する計測された信号を生成するための２つのセンサ３５、３６を有する計測ユニットを含んでいる。積層体３１はさらに、第３の基板層７の上に設けられて、計測された信号を利用して信号を送信するＲＦ送信ユニット（関連付けられているスイッチング回路は図示されていない）と、計測ユニットと送信ユニットとに接続されて、第１の基板層５及び第２の基板層６の上に配置されて、計測された信号を処理して、送信ユニットからの送信信号の送信を制御する制御及び評価ユニット（関連付けられているスイッチング回路は図示されていない）とを有する。制御及び評価ユニットは特に、２つのセンサ３５、３６の計測された信号をフィルタリング、増幅して、後でデジタル／アナログ変換し、上述した、計測された信号のさらなる評価を行うように構成されている。加えて、４つの基板層は、ビア（不図示）を介して互いと接続されてもよい。信号導体（ここでは不図示）は、さらに、第４の基板３２の上に集積されて、センサ３４、３５の計測された信号を、第１の基板層５及び第２の基板層６に集積されている制御及び評価ユニットに送信する。
【００７６】
積層体３１は、たとえば、ここで記載する種類のセンサシステムに利用することができる（たとえば図１から図４を参照して記載したように）。従い、２つの圧力センサ３５、３６も、第４の基板層３２の２つの互いに対抗する側に配置されてよい。加えて、これらユニットにエネルギー供給するために、積層体３１をエネルギー蓄積ユニットに接続することができる。
【００７７】
図６は、ここに提案する種類の薄い基板層の積層体３１を有する、ここに提案する種類のセンサシステム１の具体的な実施形態の詳細の概略図である。センサシステム１の、製造中の未完成の状態が示されている。積層体３１の湾曲された基板層５の一部を見ることができ、基板層５の部分領域３３が、積層体３１の主面Ｅから突出している様子が示されている。センサシステム１の計測ユニットの機能コンポーネントである圧力センサ４が、この部分領域３３に配置されている。圧力センサ４の代わりに、最初に記載したセンサの別のものを利用することもできることは、容易に分かるだろう。さらには、センサシステム１の送信ユニットまたは受信ユニットの機能コンポーネント（たとえばアンテナ、感光性センサまたはＬＥＤ）であってもよい。
【００７８】
制御及び評価ユニット及び送信ユニットのスイッチング回路がさらに集積されてよい（不図示）積層体３１を、後続する段階で、生体適合する埋め込み材料（不図示）を利用して型３７に固定して、システム１を完成させる。この状態において、基板層５の部分領域３３は、型３７に支持されて、その位置が安定化され、主面Ｅ側に戻らないようになっている。このように、型は、部分領域３３を固定して保持する役割を果たしている。この点に関して、圧力センサ４を、型３７の通空口３８に配置して、型３７を成形した後で、センサシステム１の外部スペースに圧力センサ４も直接接触するようにする。
【００７９】
型３７を埋め込み材料で満たしてから硬化させた後で、型３７を取り除く。埋め込み用樹脂は、同時に、部分領域３３を現在の位置に固定する保持部材としての機能も同時に果たす。
【符号の説明】
【００８０】
１  センサシステム
２  外皮
３  電極
４  圧力センサ
５  第１の薄い基板層
６  第２の薄い基板層
７  第３の薄い基板層
８  ビア
９  第１のエネルギー蓄積部
１０  第２のエネルギー蓄積部
１１  薄い基板層の端部
１２  システムの内部空間
１３  圧力計測用のスイッチング回路
１４  温度計測用のスイッチング回路
１４'  温度センサ
１５  加速度計測用のスイッチング回路
１５'  加速度計
１６  皮膚の抵抗及び皮膚の電位の計測用のスイッチング回路
１７  評価及び制御ユニット用のスイッチング回路
１８  送信ユニット用のスイッチング回路
１９  中間層
２０  電圧適合回路及び再充電回路を含む回路
２１  コンタクト
２２  第１のエネルギー蓄積部のアノード
２３  第１のエネルギー蓄積部のカソード
２４  第２のエネルギー蓄積部のアノード
２５  第２のエネルギー蓄積部のカソード
２６  第１のエネルギー蓄積部の電解質
２７  第２のエネルギー蓄積部の電解質
２８  コイル
２８'  別のコイル
２９  リードコンタクト
３０  電気コネクタ
３１  薄い基板層の積層体
３２  第４の薄い基板層
３３  基板層の第１の部分領域
３４  基板層の第２の部分領域
３５  部分領域の第１のセンサ
３６  部分領域の第２のセンサ
３７  型
３８  通空口
Ｅ  薄い基板層の積層体の主面
【図１】
2013539692.tif 000003
【図２】
2013539692.tif 000004
【図３】
2013539692.tif 000005
【図４】
2013539692.tif 000006
【図５】
2013539692.tif 000007
【図６】
2013539692.tif 000008
【国際調査報告】
2013539692.tif 000009
2013539692.tif 000010
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