(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部端子を有する検体液センサと、前記検体液センサを着脱可能なリーダとを備え、
前記リーダは、第１部位、前記第１部位に対して変位可能である第２部位、および前記第１部位の上面に位置している接続端子を含み、
前記第１部位の上面と前記第２部位の下面との間に前記検体液センサが位置している閉状態において、前記検体液センサの外部端子と前記リーダの接続端子とが接触し、
前記外部端子は、前記検体液センサの側面に位置している、検体液センサ装置。
【請求項２】
前記検体液センサは、上面に位置し検体液に含まれる検出対象を検出するセンサ部をさらに含む、請求項１に記載の検体液センサ装置。
【請求項３】
前記検体液センサは、基体をさらに含む、請求項１または２に記載の検体液センサ装置。
【請求項４】
前記センサ部は、前記基体の上面に位置している、請求項２を引用する請求項３に記載の検体液センサ装置。
【請求項５】
前記外部端子は、前記基体の側面に位置している、請求項３または４に記載の検体液センサ装置。
【請求項６】
前記基体は、貫通孔をさらに有し、
前記外部端子は、前記貫通孔の内部に位置している、請求項３〜５のいずれかに記載の検体液センサ装置。
【請求項７】
前記センサ部は、圧電基板と、前記圧電基板の上面に位置している第１ＩＤＴと、前記圧電基板の上面であって前記第１ＩＤＴによって励振される弾性波の伝搬路に位置している第２ＩＤＴと、を含み、
前記リーダは、前記第１ＩＤＴに入力される電気信号を生成する送信回路と、前記第２ＩＤＴから出力された電気信号を受信する受信回路と、前記送信回路および前記受信回路の制御を行なう制御部とをさらに含む、請求項２に記載の検体液センサ装置。
【請求項８】
前記送信回路、前記受信回路および前記制御部の少なくとも一つは、前記第２部位の表面または内部に位置している、請求項７に記載の検体液センサ装置。
【請求項９】
前記リーダは、前記検体液センサに対する加熱および冷却の少なくとも一方が可能な温度調整部をさらに含む、請求項１〜８のいずれかに記載の検体液センサ装置。
【請求項１０】
前記温度調整部は、前記第２部位の下面に位置している、請求項９に記載の検体液センサ装置。
【請求項１１】
前記温度調整部は、熱電変換素子を有する、請求項９または１０に記載の検体液センサ装置。
【請求項１２】
上面透視で、前記閉状態において、前記温度調整部は前記検体液センサと重なって位置している、請求項９〜１１のいずれかに記載の検体液センサ装置。
【請求項１３】
前記温度調整部は、前記閉状態において、前記検体液センサと接触している、請求項９〜１２のいずれかに記載の検体液センサ装置。
【請求項１４】
前記リーダは表示部をさらに含む、請求項１〜１３のいずれかに記載の検体液センサ装置。
【請求項１５】
前記表示部は、前記温度調整部によって加熱および冷却の少なくとも一方が可能な部位に位置している、請求項９〜１３のいずれかを引用する請求項１４に記載の検体液センサ装置。
【請求項１６】
前記表示部は、前記第２部位の上面に位置している、請求項１４または１５に記載の検体液センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検体液センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１のセンサ装置では、検出ユニットは、筐体を兼ねるリーダのスロット部に抜き差しされる。リーダの内部には、ばね式のヒンジ機構を備える板状部材が存在し、当該板状部材はプリント配線基板を有する。そして、リーダの内部に検出ユニットを差し込んだ後に、筐体のスライドボタンを移動させると、上方に位置する板状部材がヒンジを軸に回転することによって、板状部材のプリント配線基板と検出ユニットとが電気的に接続するように固定されるものと判断される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／０２４１９３３号明細書
【発明の概要】
【０００４】
本発明の一実施形態に係る検体液センサ装置は、外部端子を有する検体液センサと、前記検体液センサを着脱可能なリーダとを備える。リーダは、第１部位、第１部位に対して変位可能である第２部位、および第１部位の上面に位置している接続端子を含み、第１部位の上面と第２部位の下面との間に検体液センサが位置している閉状態において、検体液センサの外部端子と前記リーダの接続端子とが接触している。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】（ａ）および（ｂ）は本発明の第１実施形態に係る検体液センサ装置を閉状態で示す斜視図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は図１の検体液センサ装置を開状態で示す斜視図である。
【図３】図１の検体液センサ装置の検体液センサの斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面で示す検体液センサを含む、図１の検体液センサ装置の概略断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は第１実施形態の検体液センサ装置における外部端子と接続端子との接続の例を示す概略断面図である。
【図６】図１の検体液センサの一部を示す平面図である。
【図７】図１の検体液センサ装置の信号処理系の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る検体液センサ装置の検体液センサの斜視図である。
【図９】図８のＢ−Ｂ線断面で示す検体液センサを含む、検体液センサ装置の概略断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は第２実施形態の検体液センサ装置における外部端子と接続端子との接続の例を示す概略断面図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は本発明の第３実施形態に係る検体液センサ装置を開状態で示す斜視図である。
【図１２】検体液センサを含む他の実施形態に係る検体液センサ装置の概略断面図である。
【図１３】他の実施形態に係る検体液センサ装置を開状態で示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
以下、本発明の実施形態に係る検体液センサ装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【０００７】
＜第１実施形態＞
図１（ａ）および（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る検体液センサ装置１（以下、単に「装置１」ということがある。）を閉状態で示す斜視図である。図２（ａ）は、装置１を開状態で示す斜視図である。図２（ｂ）は、装置１の一部を開状態かつ検体液センサの装着前の状態で示す斜視図である。
【０００８】
本実施形態の装置１は、検体液センサ３と、検体液センサ３が着脱されるリーダ５とを備えている。
【０００９】
（リーダ５）
リーダ５は、図１に示す閉状態と図２に示す開状態との間で遷移可能（相対移動可能）に連結された第１部位７（例えば、固定部）と第２部位９（例えば、可動部）と、第１部位７の上面に位置する接続端子２１、位置決めピン２３および端子保持部材２９（コンタクトユニット）からなる接続部品２とを有している。第１部位７と第２部位９はいずれもリーダ５の外形を構成する。
【００１０】
リーダ５は、第１部位７の上面と第２部位９の下面との間に着脱可能に挟まれる検体液センサ３の外部端子３１に、第１部位７の上面に位置する接続端子２１が閉状態で接続され、接続端子２１から外部端子３１に電気信号を入力するとともに、検体液センサ３から出力される電気信号を受け取るものである。このとき、検体液を吸引および収容した検体液センサ３は、この検体液センサ３に入力された電気信号をその検体液の性質または成分に応じて変化させて出力する。
【００１１】
第１部位７は、机の上面などの概ね水平な面に載置される。第２部位９は、第１部位７に一端が回動可能に連結することにより第１部位７に対して変位する。第１部位７の外形は、例えば、薄型直方体状であり、内部に回路基板等を収容している。第２部位９の外形は、後述する温度調整部２５を下面に有し、かつ検体液センサ３を収容可能な凹状部を設けた薄型直方体状である。
第２部位９は、閉状態では、第１部位７の上面上に重なって第１部位７と対向し（図１（ａ）、（ｂ））、開状態では、閉状態よりも第１部位７から離れる（図２（ａ））。したがって、リーダ５が開状態となると、第１部位７および第２部位９の互いに対向していた面は外部に露出する。露出した第１部位７の上面に検体液センサ３を載置し、第２部位９を変位（移動）させて閉状態とすることによって、検体液センサ３は、第１部位７と第２部位９との間に挟まれ、リーダ５に装着される。また、検体液センサ３をリーダ５から外す場合には上記手順を逆にすればよい。
【００１２】
なお、閉状態における第２部位９の長さ（検体液センサ３の長手方向の長さ）は、第１部位７の長さと同じであってもよいが、第１部位７の長さよりも短くてもよく、閉状態において、第１部位７における第２部位９との連結部側とは反対側の端部は、第２部位９に重ならずに露出してもよい。さらに、この第１部位７の端部の上面の少なくとも一部は、第１部位７上の検体液センサ３を摘みやすいように、検体液センサ３が載置される面よりも低くされていることが好ましい。本実施形態では、第１部位７の端部側ほど低くなる傾斜面とされている場合を例示している。
【００１３】
第１部位７および第２部位９は、それぞれの一端部を介して内部空間が連結されてもよい。この場合、同軸細線ケーブルまたはＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）等によって構成された可撓性の信号線が挿通され、両部位に設けられた回路同士が接続される。
【００１４】
例えば、第１部位７と第２部位９との閉状態と開状態との間の遷移の方式（開閉機構）は回転軸回りに回転可能に連結される、いわゆる折り畳み式であってもよい。例えば、図１（ａ）（ｂ）に示すように、第１部位７の一端には、閉状態において第２部位９に対向する方向（ｚ方向）に突出する第１凸部９ａが形成されている。一方、第２部位９の一端には、第１凸部９ａが収容される切り欠き９ｂが形成されている。換言すれば、第２部位９の一端には、切り欠き９ｂを構成する一対の第２凸部９ｃが形成されている。そして、第１凸部９ａおよび第２凸部９ｃに不図示のヒンジ部材がｙ方向に挿通されることによって、第１部位７と第２部位９とは、ｙ方向に平行な回転軸回りに互いに回転可能に連結されている。このような開閉機構には、公知の携帯電話機もしくはノート型パーソナルコンピュータの開閉機構を利用してよい。なお、不図示のヒンジ部材は、第２部位９を第１部位７に向けて閉じる時に、閉状態付近において、閉じる方向に勢いが増すような機構としてもよく、また、第２部位９を第１部位７から開くときには、開状態付近において、開く方向に勢いが増すような機構とされていてもよい。
なお、第１部位７および第２部位９の開閉機構は、上述のように一端同士がヒンジ部材などを用いて連結あるいは固定されている場合に限られず、別々に独立して存在する両者を嵌め合わせる方式であってもよい。これによれば、例えば、第１部位７の上面に検体液センサ３を載置した後に、第２部位９を第１部位７に対して上方から嵌め合わせることによって、閉状態とすることができる。また、第１部位７の上面と第２部位９の下面とが対向するような状態で嵌め合わせた状態で、両者の間に検体液センサ３を挿入することによって閉状態とすることも可能である。
【００１５】
第１部位７および第２部位９の形状や材質は特に制限されないが、使用者が持ち運びできるように小型で軽量であるのが好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタート（ＰＥＴ）などの樹脂によって構成されているのがよい。
【００１６】
図２（ｂ）に示すように、第１部位７は、検体液センサ３を位置決めし、かつ固定するための検体液センサ３とリーダ５とを電気的に接続するための接続部品２を有していてもよい。
【００１７】
位置決めピン２３は、第１部位７の上面から突出している。この位置決めピン２３は、接続部品２として第１部位７に設けられるが、例えば第１部位７と一体形成されていてもよい。本実施形態では、断面円形の位置決めピン２３が２つ設けられている場合を例示しているが、特にこれに限定されず、位置決めピン２３の数、配置位置、断面形状、直径および高さは、適宜に設定されてよい。
【００１８】
一方、検体液センサ３には、位置決めピン２３が嵌合する位置決め孔３ｈが形成されている。そして、検体液センサ３は、位置決め孔３ｈに位置決めピン２３が嵌合することによって、ｘｙ平面に沿う方向（閉状態における第１部位７および第２部位９の対向面に沿う平面方向）における第１部位７に対する位置決めがなされる。
なお、上記とは違い、検体液センサ３に下向きの位置決めピンを設け、第１部位７の対向面に位置決め孔を設けるようにしてもよい。
【００１９】
端子保持部材２９は、上部に複数の接続端子２１を有し、下部に回路基板２８と接続される回路端子２２を有している。なお、端子保持部材２９は、図２（ｂ）に示すように、第１部位７の上面にねじ３３によって固定されている。
【００２０】
端子保持部材２９は、例えば、全体として概ね板状に形成されている。その平面形状は、本実施形態では矩形とするが、適宜に設定されてよい。端子保持部材２９は、特に図示しないが、板状部材と、接続端子２１および回路端子２２に接続される配線とを有している。
第１部位７は、端子保持部材２９の下方に、図４に示すように、さらに回路基板２８を有している。この回路基板２８と端子保持部材２９とは回路端子２２で接続される。この回路基板２８は後述するように、検体液のデータの検出に関して、検体液のデータを検出し、外部装置等にこのデータを送受信するものである。
【００２１】
端子保持部材２９は、第１部位７の上面に対して、ねじ３３によって固定されて、リーダ５の開状態では外部に露出している。従って、第１部位７を分解しなくても、開状態において端子保持部材２９を簡単に交換することができる。なお、ねじ３３の数および配置は適宜設定されてよい。
【００２２】
接続端子２１および回路端子２２は、例えば、いわゆるスプリングピンによって構成されており、軸状の接点と、該接点をその軸方向に移動可能に保持する筒と、接点を先端側へ付勢するばねとを有している。接続端子２１は、開状態において第２部位９と対向する面から突出するように端子保持部材２９に設置されている。
【００２３】
接続端子２１は、図４に示すように、第１部位７の端子保持部材２９上に検体液センサ３が載置されたとき、検体液センサ３の外部端子３１に電気的に接続するように形成されている。
【００２４】
閉状態において、第１部位７と第２部位９とは、それらの対向面が検体液センサ３を介して当接する。この際、検体液センサ３に過度の圧縮力が加えられることが抑制されつつ、接続端子２１のスプリングピンの弾性力によって、外部端子３１との間の接触圧が十分に確保される。なお、第１部位７または第２部位９は、一方の対向面が、閉状態のときに他方の筐体の対向面に当接するようなゴム等からなる緩衝部材を有していてもよい。
【００２５】
リーダ５は、図２（ａ）に示すように、第２部位９の下面に、検体液センサ３に対する加熱および冷却の少なくとも一方が可能な温度調整部２５を有してもよい。この温度調整部２５は、例えば、ペルチェ素子などの熱電変換素子を含む部材である。ペルチェ素子は、例えば、半導体と、その両側に配置された電極と、さらにその両側に配置された放熱板とを有している。
【００２６】
ペルチェ素子は、電圧が印加されると、一方の放熱板から他方の放熱板へ熱を移動させ、また、電圧の極性が反転されると、その熱の移動方向を反転させる。すなわち、温度調整部２５は、接触した検体液センサ３の加熱および冷却の双方を行うことが可能である。
【００２７】
なお、閉状態において、温度調整部２５と検体液センサ３との間には、空気が介在しないことが好ましい。すなわち、ペルチェ素子の放熱板は、検体液センサ３に押し付けられ、当接していることが好ましい。また、放熱板は、検体液センサ３との密着性を向上させるように、その表面に、シリコーンゴム等の弾性部材からなる、リーダ５（樹脂）よりも熱伝導率が高い熱伝導シートを有していてもよい。
【００２８】
この熱電変換素子（ペルチェ素子）を含む温度調整部２５は、第２部位９の下面（第１部位７の上面との対向面）に設けられ、熱電変換素子（ペルチェ素子）は、一対の放熱板のうち一方（好ましくは発熱面側）を第２部位９の下面に形成された開口から下方の第１部位７へ向けて露出させている。
【００２９】
温度調整部２５は、第２部位９において上面（第１部位７との対向面の反対面）に表示部２６を有していても良い。この表示部２６は、温度調整部２５と熱の授受が可能なように隣接しており、かつ第２部位９の表面にて、使用者が視認できるように取り付けられるのが好ましい。この表示部２６としては、例えば液晶表示部等が挙げられる。表示部２６には、検体液から検体液センサ３で検出したデータが表示される。表示部２６は、温度調整部２５の冷却面側に隣接して、表示部２６の稼働による発熱を冷却することができる。
【００３０】
（検体液センサ３）
検体液センサ３は、図３に示すように、基体４３とその上に重ね合わせたカバー４５とを有し、基体４３とカバー４５との間には、流路３５が形成される。また、基体４３の上面で流路３５の先端部にはセンサ部３２が形成され、基体４３の下面にはセンサ部３２からのデータを第１部位７に送信するための外部端子３１が形成される。
検体液センサ３の形状は、全体として概ね板状に構成されており、例えば、その平面形状は長方形である。
【００３１】
流路３５は、例えば、検体液センサ３の長手方向（ｘ方向、リーダ５から露出する部分からリーダ５に挟まれる部分への方向）に直線状に延びるように形成されている。流路３５の両端は、検体液センサ３の外部に通じている。その一端は、検体液を取り込むための流入口３９であり、他端は、検体液が流路３５に流れ込んだときに流路３５の排気を行うための排気口４１である。なお、流入口３９および排気口４１は、検体液センサ３の上面（第２部位９の下面と対向する面）に開口しているのが好ましい。
【００３２】
流入口３９は、図１（ａ）に示すように、検体液センサ３のうち、閉状態のリーダ５から露出する部分に位置している。従って、検体液センサ３は、リーダ５に装着された後に検体液を取り込むことができる。すなわち、装置１は、検体液を取り込むと同時または直後に検体液の測定を行うことができる。その結果、検体液の性質の変化もしくは蒸発等に起因する測定精度の低下を抑制できる。
【００３３】
流路３５は、流入口３９に滴下された（流入口３９に接触した）検体液を毛細管現象によって排気口４１側へ導くように構成されている。流路３５は、例えば、その高さ（厚み、ｚ方向）が比較的低く設定されるとともに、底面および天井面の少なくとも一方の濡れ性が比較的高く設定されている。
【００３４】
流路３５のｚ方向の高さは、特に制限されないが、検体液の量を少なくする観点から好ましくは５０μｍ〜０．５ｍｍであり、より好ましくは５０μｍ程度である。なお、検体液として、血液等の原液を希釈したものが用いられる場合においては、必ずしも検体液の量が少なくされる必要はない。また、流路３５の底面および天井面における検体液（水に代表されてもよい。）の接触角（濡れ性）は、９０°未満であり、好ましくは６０°未満である。
【００３５】
外部端子３１は、検体液センサ３がリーダ５に挟まれた時に第１部位７上の接続端子２１と接触するように、検体液センサ３の下面側（第１部位７側）へ設けられている。
なお、上述のように、流入口３９はリーダ５から露出する部分に位置するため、外部端子３１は、長尺状の検体液センサ３において、流入口３９とは反対側に位置しているのが好ましい。
このような外部端子３１の数および配列は、例えば本実施形態では外部端子３１が流路３５の両側に流路３５に沿って配列されているが、これに制限されず、検体液センサ３内部の回路構成等に応じて適宜に設定される。
【００３６】
本実施形態において、基体４３は、絶縁性を有し、図４に示すように、厚み方向（上下方向）に貫通しており外部端子３１を形成するための貫通孔（以下、スルーホールともいう。）４２を有している。そして、基体４３の下面に位置している外部端子３１は、第１部位７の接続端子２１と電気的に接続される。基体４３の材料としては、例えば、樹脂またはセラミックを用いることができる。また、基体４３は、シールドとしてのグランド層を内部に有するなど、多層板であってもよい。なお、基体４３の平面形状は、例えば、検体液センサ３全体の平面形状と同様である。
外部端子３１は、図５（ａ）に示すように、基体４３のスルーホール４２内に充填されており、スルーホール４２の下部である基体４３の下面の開口部から露出しており接続端子２１と接続される。すなわち、基体４３の下面であってスルーホール４２の形成領域と接続端子２１とを接触させることによって、基体４３の下面に露出している外部端子３１と接続端子２１とを接続させてもよい。外部端子３１の材料としては、例えば、銅、ニッケルおよび金などの金属を用いることができる。
また、外部端子３１は、上述した図５（ａ）のような構成に代えて、図５（ｂ）に示すように、基体４３のスルーホール４２の内壁面に形成されてもよい。そして、スルーホール４２の内部に接続端子２１を嵌め込むことによって、外部端子３１と接続端子２１とを接続することができる。なお、このように外部端子３１をスルーホール４２の内壁面に形成する場合においても、上述のように、外部端子３１を、基体４３の下面において接続端子２１と接続するようにしてもよい。
また、外部端子３１は、図５（ｃ）に示すように、基体４３の下面においてスルーホール４２の周囲まで延在していてもよく、これによれば、外部端子３１と接続端子２１との接続の信頼性をより向上させることが可能となる。この場合は、接続端子２１を、例えば、スルーホール４２の径よりも大きく構成したり、スルーホール４２の周囲と接触する位置に形成することによって、スルーホール４２の形成領域に限らずスルーホール４２の周囲において外部端子３１と接続させることができる。
なお、外部端子３１を形成する方法としては、例えば、１つの基板から複数個の基体４３をまとめて形成する際に、１つの基板に設けられた複数のスルーホール４２を含むようなパターンで導体を厚膜形成した後、複数個に分断すればよい。また、他の方法として、基体４３の所定部位に導体をめっき処理することによって外部端子３１を形成してもよい。
【００３７】
カバー４５の外形の平面形状は、例えば、概ね、検体液センサ３全体の平面形状と同様である。カバー４５の下面には、カバー４５と基体４３との間に流路３５を構成するための溝が形成されている。また、カバー４５には、既述の流入口３９および排気口４１がカバー４５を上下に貫通するように形成されている。カバー４５は、例えば、接着剤によって基体４３と貼り合わされている。
カバー４５は、例えば、樹脂またはセラミック等の絶縁性材料によって構成されている。なお、カバー４５は、その全体が同一材料によって一体形成されてよい。また、カバー４５は、同一材料または互いに異なる材料からなる複数の層状部材が重ねられて構成されてもよい。例えば、カバー４５は、流路３５となるスリットが形成された層状部材と、その上に重ねられ、流路３５の天井面を構成する層状部材とから構成されてもよい。
【００３８】
基体４３およびカバー４５の少なくとも一方は、少なくとも流路３５を構成する領域において、流路３５の内面の濡れ性が高くなるように、親水性が高い材料から構成されるか、親水性処理が施されるか、親水性フィルムが貼りつけられることが好ましい。例えば、基体４３は、流路３５と重なる領域において、親水性フィルムが貼られてよい。なお、この場合、親水性フィルムは、基体４３の一部と捉えられてもよい。また、例えば、カバー４５は、上述のように、層状部材が重ねられて構成される場合において、スリットを塞ぐ上層の層状部材が親水性フィルムによって構成されてもよい。
【００３９】
なお、検体液センサ３全体としては、可撓性を有さないのが好ましく、例えば、基体４３およびカバー４５の少なくとも一方は、可撓性を有していないのがよい。
【００４０】
図６は、検体液センサ３からカバー４５を取り外した、検体液センサ３の一部を示す平面図である。
【００４１】
検体液センサ３は、流路３５を通る検体液に含まれる検出対象を検出するセンサ部３２を基体４３の上面に実装している。センサ部３２は、検体液に応じた信号の変換を実質的に行うセンサチップであり、基体４３およびカバー４５は、センサ部３２の取り扱い性の向上等に寄与するパッケージとして機能する。特に図示しないが、カバー４５の下面および基体４３の上面の少なくとも一方には、センサ部３２を収容するための凹部が構成されている。
【００４２】
センサ部３２は、圧電基板５３と、圧電基板５３の主面に弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）を発生させる第１ＩＤＴ５５Ａと、そのＳＡＷを受信するための第２ＩＤＴ５５Ｂと、第１ＩＤＴ５５Ａへの電気信号の入力または第２ＩＤＴ５５Ｂからの電気信号の出力に供される複数のチップパッド５７と、検体液の性質または成分に応じてＳＡＷを変化させるための反応部５９とを有している。以下、反応部５９として、圧電基板５３の表面に金属膜を設ける場合を例に説明を行なう。
【００４３】
圧電基板５３は、例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）単結晶，ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）単結晶、水晶などの圧電性を有する単結晶の基板からなる。圧電基板５３の平面形状および各種寸法は適宜に設定されてよい。一例として、圧電基板５３の厚みは、０．３ｍｍ〜１．０ｍｍである。圧電基板５３は、主面を基体４３に平行にするように配置されている。
【００４４】
第１ＩＤＴ５５Ａおよび第２ＩＤＴ５５Ｂ（以下、単に「ＩＤＴ」といい、両者を区別しないことがある。）は、圧電基板５３の上面に位置する導体層からなる。第１ＩＤＴ５５Ａおよび第２ＩＤＴ５５Ｂは、金属膜５９を挟んで対向している。各ＩＤＴ５５は、一対の櫛歯電極を有している。各櫛歯電極は、バスバーおよびバスバーから延びる複数の電極指を有している。そして、一対の櫛歯電極は、複数の電極指が互いに噛み合うように配置されている。第１ＩＤＴ５５Ａおよび第２ＩＤＴ５５Ｂは、ＳＡＷの伝搬方向において互いに離隔して配置され、トランスバーサル型のＩＤＴを構成している。
【００４５】
ＩＤＴ５５の電極指の本数、隣接する電極指同士の距離、電極指の交差幅などをパラメータとして周波数特性を設計することができる。ＩＤＴ５５によって励振されるＳＡＷとしては、レイリー波、ラブ波、リーキー波などが存在し、いずれが利用されてもよい。センサ部３２は、例えば、ラブ波を利用している。
【００４６】
ＳＡＷの伝搬方向（ｙ方向）において第１ＩＤＴ５５Ａおよび第２ＩＤＴ５５Ｂの外側にＳＡＷの反射抑制のための弾性部材を設けてもよい。ＳＡＷの周波数は、例えば、数メガヘルツ（ＭＨｚ）から数ギガヘルツ（ＧＨｚ）の範囲内において設定可能である。なかでも、数百ＭＨｚから２ＧＨｚとすれば、実用的であり、かつ圧電基板５３の小型化ひいてはセンサ部３２の小型化を実現することができる。
【００４７】
チップパッド５７は、チップ配線５６を介してＩＤＴ５５と接続されている。チップパッド５７およびチップ配線５６は、例えば、ＩＤＴ５５と同様に、圧電基板５３の上面に位置する導体層からなる。第１ＩＤＴ５５Ａに接続されたチップパッド５７は、第１ＩＤＴ５５Ａの第２ＩＤＴ５５Ｂとは反対側に位置し、第２ＩＤＴ５５Ｂに接続されたチップパッド５７は、第２ＩＤＴ５５Ｂの第１ＩＤＴ５５Ａとは反対側に位置している。なお、各チップパッド５７の面積を広く確保しつつ、複数のチップパッド５７のｘ方向の配列範囲を小さくする観点から、チップパッド５７は、第１ＩＤＴ５５Ａおよび第２ＩＤＴ５５の対向方向（ｙ方向）に見て、ＩＤＴ５５と重なっていることが好ましい。
【００４８】
ＩＤＴ５５、チップ配線５６およびチップパッド５７は、例えば、金、アルミニウム、アルミニウムと銅との合金などからなる。またこれらの電極は、多層構造としてもよい。多層構造とする場合は、例えば、１層目がチタンまたはクロムからなり、２層目がアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる。これらの厚みは、例えば、１００ｎｍ〜３００ｎｍである。
【００４９】
圧電基板５３の上面は、ＩＤＴ５５およびチップ配線５６の上から、不図示の保護膜によって覆うようにしてもよい。保護膜は、ＩＤＴ５５およびチップ配線５６の酸化抑制等に寄与するものである。保護膜は、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、窒化珪素、またはシリコンなどからなる。検体液センサ３では、保護膜として二酸化珪素（ＳｉＯ2）を使用している。保護膜は、例えば、チップパッド５７を露出させるようにして、圧電基板５３の上面全体にわたって形成されている。保護膜の厚み（圧電基板５３の上面からの高さ）は、例えば、ＩＤＴ５５の厚みよりも厚く、２００ｎｍ〜１０ｕｍである。
【００５０】
金属膜５９は、保護膜上において、第１ＩＤＴ５５Ａと第２ＩＤＴ５５Ｂとの間に位置している。また、金属膜５９は、流路３５内に位置している。金属膜５９は、例えば、チタンおよびチタン上に成膜された金、またはクロムおよびクロム上に成膜された金の２層構造となっている。金属膜５９の表面には、例えば、核酸やペプチドからなるアプタマーが固定化されている。
【００５１】
アプタマーが固定化された金属膜５９に検体液が接触すると、検体液中の特定の標的物質がその標的物質に対応するアプタマーと結合し、金属膜５９の重さが変化する。その結果、第１ＩＤＴ５５Ａから第２ＩＤＴ５５Ｂへ伝搬するＳＡＷの位相特性などが変化する。従って、その位相特性などの変化に基づいて、検体液の性質または成分を調べることができる。
【００５２】
第１ＩＤＴ５５Ａ、第２ＩＤＴ５５Ｂおよび金属膜５９の組み合わせは、流路３５の流路方向において適宜な数で設けられてよい。本実施形態では、当該組み合わせが２組設けられている場合を例示している。このような場合においては、１組の金属膜にはアプタマーを固定化させる一方で、他の１組の金属膜にはアプタマーを固定化させず、両者を比較することによって、検体液とアプタマーとの結合によるＳＡＷの変化を測定してもよい。また、金属膜毎に異なる種類のアプタマーを固定化させ、検体液について異なる性質または成分を測定してもよい。
【００５３】
特に図示しないが、圧電基板５３の上面（保護膜の下）においては、第１ＩＤＴ５５Ａと第２ＩＤＴ５５Ｂとの間に、電気的に浮遊状態とされる、またはグランド電位が付与される、ベタ電極状の短絡電極が設けられてもよい。このような短絡電極を設けることによってＳＡＷの種類によってはＳＡＷの損失を小さくすることができる。なお、ＳＡＷとして特にリーキー波を使用したときに短絡電極による損失抑制効果が高いと考えられる。
【００５４】
また、特に図示しないが、ＩＤＴ５５上には、ＳＡＷの伝搬（圧電基板５３の振動）が好適になされるように空間が構成されている。当該空間は、検体液が浸入しないようにされていることが好ましい。例えば、当該空間は、カバー４５の下面に流路３５とは隔離された凹部が形成されることによって構成されている。また、例えば、当該空間は、センサ部３２の一部としてＩＤＴ５５を覆うように設けられた部材によって構成されている。
【００５５】
また、流路３５において、流入口３９から金属膜５９の手前までの幅（ｙ方向）は、金属膜５９上における幅（ｙ方向）以下であることが好ましい。この場合、検体液の総量を少なくしつつ、測定に実質的に供される検体液の量を多くすることができる。例えば、流路３５の金属膜５９上における幅が３ｍｍ程度である場合、その手前までの幅は、好ましくは、５０μｍ〜３ｍｍであり、より好ましくは、５０μｍ〜１ｍｍであり、さらに好ましくは５０μｍ程度である。
【００５６】
センサ部３２を基体４３に実装する方式は、適宜なものとされてよい。本実施形態では、センサ部３２の実装方式は、ボンディングワイヤ６５を用いた表面実装とされている。なお、検体液センサがセンサ部を有する場合において、センサ部の実装方式はワイヤボンディングを用いた表面実装に限定されない。例えば、バンプを用いるフリップチップ実装であってもよいし、リードを基板に挿入するリード挿入実装であってもよい。
【００５７】
センサ部３２は、ＩＤＴ５５（第１ＩＤＴ５５Ａおよび第２ＩＤＴ５５Ｂ）がチップ配線５６を介してチップパッド５７と接続され、このチップパッド５７がボンディングワイヤ６５によって外部端子３１と接続されている。
【００５８】
なお、特に図示しないが、センサ部３２のチップパッド５７周辺においては、カバー４５の下面に凹部が形成されることなどによって、ボンディングワイヤ６５が配置される空間が適宜構成されている。
【００５９】
図７は、装置１の信号処理系の構成を示すブロック図である。
【００６０】
装置１（リーダ５）は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）１０１と接続されて使用される。なお、特に図示しないが、リーダ５には、ＰＣ１０１との接続のために、所定の規格に従ったコネクタが適宜に設けられている。ＰＣ１０１は、例えば、表示部１０３および操作部１０５等のインターフェースと接続されている。なお、表示部１０３および操作部１０５は、タッチパネルを構成していてもよい。
【００６１】
ＰＣ１０１は、例えば、ユーザの操作を促す情報を表示部１０３に表示させ、操作部１０５に対するユーザの操作に基づいてリーダ５に対して制御信号を出力する。リーダ５は、ＰＣ１０１からの制御信号に従って、検体液センサ３に電気信号を入力する。また、リーダ５は、検体液センサ３から出力された電気信号に対して、増幅、フィルタリング若しくはＡＤ変換等の適宜な処理を行い、その処理後の電気信号をＰＣ１０１に出力する。ＰＣ１０１は、リーダ５からの電気信号に基づいて、検体液の性質または成分の情報を表示部１０３に表示させる。
【００６２】
リーダ５は、少なくとも第１ＩＤＴ５５Ａに入力される電気信号を生成する送信回路７３と、第２ＩＤＴ５５Ｂから出力された電気信号を受信する受信回路７５と、既述の温度調整部２５と、温度センサ７７と、これらの制御等を行う制御部７９と、これらに電力を供給する電源部８１とを有している。
【００６３】
送信回路７３は、例えば、ＩＣ等によって構成され、高周波回路を含んでいる。そして、送信回路７３は、制御部７９からの信号に応じた周波数および電圧の交流信号を生成して第１ＩＤＴ５５Ａに入力する。
【００６４】
受信回路７５は、例えば、ＩＣ等によって構成され、増幅回路、フィルタもしくはＡＤ変換回路を含んでいる。そして、受信回路７５は、第２ＩＤＴ５５Ｂから出力された電気信号に適宜な処理を施して制御部７９に出力する。
【００６５】
制御部７９は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含んで構成されている。そして、ＰＣ１０１からの制御信号に基づいて、送信回路７３および受信回路７５を駆動する。また、制御部７９は、例えば、サーミスタなどの抵抗式等の接触式温度センサによって構成される温度センサ７７の検出する温度が所定の目標値に収束するように、温度調整部２５のフィードバック制御を行う。なお、目標値は、例えば、ＰＣ１０１から入力される。
【００６６】
電源部８１は、インバータまたはコンバータを含んで構成され、商用電源またはＰＣ１０１からの電力を適宜な電圧に変換して、送信回路７３、受信回路７５、温度調整部２５、温度センサ７７および制御部７９に供給する。
【００６７】
また、温度センサ７７を設けても良い。この温度センサ７７は、例えば、サーミスタなどの抵抗式等の接触式温度センサによって構成され、検体液センサ３が載置される位置の近傍に設けられて、周囲の温度に応じた電気信号を制御部７９に出力する。
【００６８】
以上のとおり、本実施形態では、装置１は、外部端子３１を有する検体液センサ３と、検体液センサ３が着脱されるリーダ５とを有している。リーダ５は、該リーダ５の外形を構成する第１部位７および第１部位７に対して変位可能に連結された第２部位９を有している。第２部位９は、第１部位７に最も近接した状態である閉状態において、第２部位９の下面の温度調整部２５と第１部位７の上面との間に挟まれた検体液センサ３の外部端子３１に第１部位７の上面に設けられた接続端子２１が接している。
【００６９】
すなわち、本実施形態では、検体液センサ３は、リーダに挿入されるのではなく、リーダ５によって挟み込まれる。このような検体液センサ３の着脱方式によって種々の効果がもたらされる。
【００７０】
例えば、従来の挿入型のユニットにおいては、検体液センサは、挿入時に座屈しないように、ある程度の剛性が必要である。これに対して、本実施形態においては、そのような剛性は不要であり、さらには、フィルムのように可撓性を有する検体液センサ３を用いることも可能である。従って、検体液センサ３の設計の自由度が向上し、また、検体液センサ３のコスト削減が期待される。
【００７１】
また、例えば、リーダ５を開状態としただけで、接続端子２１が外部に露出することから、リーダ５の筐体を分解することなく簡便に、接続端子２１の摩耗、変形もしくは位置ずれ等を検査することができる。また、例えば、リーダ５を分解することなく接続部品２を交換するような構成を採用することも可能となる。また、例えば、リーダ５において、第２部位９の重みを、外部端子３１と接続端子２１との接触圧の確保に利用できる。
【００７２】
また、例えば、第２部位９が温度調整部２５を有する場合においては、閉状態において検体液センサ３をリーダ５に挟む力を、検体液センサ３を温度調整部２５に密着させる（押し付ける）力として利用することができる。その結果、簡素な構成で熱伝達の効率を向上させることができる。なお、検体液センサ３を挟む力は、例えば、第２部位９の重量、第１部位７と第２部位９との連結機構の付勢力、または、ユーザの押さえる力等によって生じさせることができる。
【００７３】
以上のように、第１実施形態の検体液センサ装置１によれば、検体液センサ３の外部端子３１が、リーダ５の一方である第１部位７の接続端子と接触することから、簡素な構成で小型化を実現することが可能となる。すなわち、第１実施形態では、ヒンジ機構およびスライドボタンなどの複雑な機構・構成によって、検出ユニットと電気的な接続を行なう必要がない。それ故、電気的な接続を安定的に確保することができ、かつセンサ装置の小型化も可能になる。
【００７４】
＜第２実施形態＞
図８、図９および図１０は、本発明の第２実施形態に係る検体液センサ装置を示す図である。
本実施形態に係る検体液センサ装置では、上述の実施形態とは異なり、検体液センサ３の外部端子３１’は、リーダ５の第１部位７の接続端子２１と、基体４３の上面および／または側面において接続している。
図８および図９において、検体液センサ３は、基体４３の上面および側面に、導体から形成される外部端子３１’を有している。このとき、外部端子３１’は、図９に示すように、基体４３の側面に位置している部位が、閉状態において、リーダ５の接続端子２１に接続される。このように、外部端子３１’は、上述の実施形態に係る外部端子３１と同様に、閉状態において第１部位７の接続端子２１と接続する。そして、リーダ５の接続端子２１と検体液センサ３の外部端子３１’との間で電気信号の入出力を行なうことができる。これにより、検体液センサ装置を小型化することができる。
ここで、検体液センサ３の外部端子３１’とリーダ５の第１部位７の接続端子２１との接続方法としては、図１０に示すような形態を採用することができる。すなわち、リーダ５の第１部位７の接続端子２１が、検体液センサ３の基体４３の上面および／または側面に引っ掛かるようにして、検体液センサ３の外部端子３１’と接続させることができる。なお、接続端子２１’は、上部を屈曲した形状にすることができる。
図１０（ａ）は、基体４３の上面から側面を経て下面に形成された外部端子３１１と、接続端子２１’とが接続される場合を示している。このとき、接続端子２１’は、外部端子３１１のうち基体４３の上面および側面の部位において接続されるため、接触面積が増大することで接触抵抗を低減することができる。
また、図１０（ｂ）には、基体４３の上面に位置している外部端子３１２と接続端子２１’とが接続される場合を示している。このとき、外部端子３１２を基体４３の側面および下面に設けなくても、接続端子２１’と外部端子３１２とを接続することが可能となる。
また、図１０（ｃ）には、基体４３の側面に形成された外部端子３１３と、接続端子２１’とが接続される場合を示している。これによれば、外部端子３１３を基体４３の側面に設けてあるので、基体４３の側面において外部端子３１３と接続端子２１’との接続が可能になる。
【００７５】
また、検体液センサ３が、第１実施形態に係る基体４３のスルーホール４２内に形成された外部端子３１と、本実施形態に係る基体４３の外表面に形成された外部端子３１’とを同時に有するようにしてもよい。この場合には、外部端子３１、３１’の相互間の距離を離すことが可能となるため、寄生インダクタおよび抵抗成分を効果的に低減することが可能となる。
【００７６】
＜第３実施形態＞
図１１は、本発明の第３実施形態に係る検体液センサ装置を示す図である。
上述の第１および第２実施形態において、検体液センサ３は、検体液センサ３に設けられた位置決め孔３ｈを、リーダ５の第１部位７に設けられた位置決めピン２３に嵌合させることによって、リーダ５の第１部位７に設置される。
これに対して、本実施形態に係る検体液センサ装置は、図１１（ａ）に示すように、リーダ５の第１部位７にガイド部材２４が設けられており、検体液センサ３をガイド部材２４に当接させることによって、検体液センサ３をリーダ５の第１部位７に設置することができる。この際、検体液センサ３は、ガイド部材２４に対して、図１１（ｂ）に示すように上方から設置してもよく、側方から設置してもよい。側方から設置する場合は、例えば、第１部位７と第２部位９とが嵌め合わされている状態で、両者の間から検体液センサ３をガイド部材２４まで差し込むようにしてもよい。第１部位７と第２部位９とが開状態の場合に、検体液センサ３を側方から設置してもよい。
本実施形態の検体液センサ装置によれば、リーダ５の第１部位７のガイド部材２４に、検体液センサ３の端部を当接させるだけで、簡単に検体液センサ３を設置することができる。また、第２部位９に位置決めピン２３を形成することなく、且つ、検体液センサ３に位置決め孔３ｈを形成することなく、リーダ５の第１部位７のガイド部材２４によって検体液センサ３の位置決めを行なうことが可能となる。なお、ガイド部材２４は、例えばスプリング状に構成してもよく、また、閉状態において押圧力などによりガイド部材２４の少なくとも一部が第１部位７の内部に収容されるようにしてもよい。
【００７７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載の範囲内において種々の変更や改善が可能である。
例えば、上記実施形態では、温度調整部２５はリーダ５の第２部位９に設けたが、第1部位７に設けてもよい。図１２に示すように、第１部位７の上面にある一対の接続端子２１、２１列の間の領域に温度調整部２５´を設けてもよい。これによれば、主要な構成要素をリーダ５の第1部位７に設けることで、リーダ５の第２部位９に電気回路を簡素な構成にすることができる。
また、図１３に示すように、検体液センサ３´をリーダ５の内部に搭載し、リーダ５の閉状態では外部に露出しないようにしてもよい。これによれば、測定時における外部環境の影響を低減することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１：検体液センサ装置
２：接続部品
３：検体液センサ
５：リーダ
７：第１部位
９：第２部位
９ａ：第１凸部
９ｂ：第２凸部
９ｃ：切り欠き
２１：接続端子
２２：回路端子
２３：位置決めピン
２４：ガイド部材
２５：温度調整部
２６：表示部
２９：端子保持部材
３１、３１’：外部端子
３２：センサ部
３５：流路
４２：スルーホール
４３：基体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006564403.tif 000008
【図８】
0006564403.tif 000009
【図９】
0006564403.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0006564403.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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