(57)【要約】【課題】携帯性に優れるとともに衝撃や曲げに対して強く、筐体が割れることによる故障が起こりにくいカード型電気化学センサを提供する。【解決手段】測定試料Ｓと接触した際に発生する電位を検出するための電極チップ１と、前記電極チップで発生した電位を取得し、その電位に基づいて前記測定試料Ｓの電気化学量を算出する演算チップ２と、薄板状に形成されており、前記演算チップ２で算出された電気化学量を表示する表示部３と、薄板状に形成されており、前記演算チップ２及び前記表示部３を駆動するのに必要な電力を供給する電力供給部４と、前記電極チップ１、前記演算チップ２、前記表示部３、前記電力供給部４をについて各部材の少なくとも一部を内部に収容するカード状筐体５と、を備え、前記カード状筐体５に屈曲性を持たせた。【選択図】図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定試料と接触した際に発生する電位を検出するための電極チップと、
前記電極チップで発生した電位を取得し、その電位に基づいて前記測定試料の電気化学量を算出する演算チップと、
薄板状に形成されており、前記演算チップで算出された電気化学量を表示する表示部と、
薄板状に形成されており、前記演算チップ及び前記表示部を駆動するのに必要な電力を供給する電力供給部と、
前記電極チップ、前記演算チップ、前記表示部、前記電力供給部について各部材の少なくとも一部を内部に収容するカード状筐体と、を備え、
前記カード状筐体が、屈曲性を有する事を特徴とするカード型電気化学センサ。
【請求項２】
前記カード状筐体が、曲げＲを５ｍｍ以上許容するものである請求項１記載のカード型電気化学センサ。
【請求項３】
前記電力供給部が、有機薄膜型太陽電池である請求項１又は２記載のカード型電気化学センサ。
【請求項４】
前記表示部が、電子ペーパーで形成されている請求項１、２又は３記載のカード型電気化学センサ。
【請求項５】
各部材間を接続する配線が、フレキシブルプリント配線である請求項１、２、３又は４記載のカード型電気化学センサ。
【請求項６】
前記カード状筐体が、厚さ方向寸法が縦方向寸法及び横方向寸法よりも小さく、表面と裏面とが概略長方形形状をなすものであり、
前記表面の角近傍に前記電極チップの一部が露出するように配置された請求項１、２、３、４又は５記載のカード型電気化学センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定電極が測定試料と接触した際に生じる電位に基づいて、前記測定試料の電気化学量を測定するためのカード型電気化学センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から環境分析等の分野で用いられるｐＨセンサ等の電気化学センサは、様々な測定環境において、簡便に測定できることが求められている。例えば、特許文献１に示される電気化学センサは、どこへでも持ち運びやすいように携帯性を高めるために、カード型に形成されている。
【０００３】
ところで、特許文献１に示される電気化学センサは、カード型に形成されることにより、小さく軽くなっているため確かに持ち運びやすくはなっているものの、その筐体や液晶表示部、太陽電池の部分が硬く脆い材質で形成されているため、携帯中の不意の衝撃や曲げが加わることで簡単に割れてしまい、故障することがある。例えば河川等の水質測定の場合、野外での測定を多数の測定地点で行う必要があり、移動中にカード型電気化学センサに対して衝撃や曲げが加わらないように持ち運ぶことは難しい。このため、カード型電気化学センサは実際の測定現場において使用しにくいものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−６１１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述したような問題点を鑑みてなされたものであり、携帯性に優れるとともに衝撃や曲げに対して強く、筐体が割れることによる故障が起こりにくいカード型電気化学センサを提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明のカード型電気化学センサは、測定試料と接触した際に発生する電位を検出するための電極チップと、前記電極チップで発生した電位を取得し、その電位に基づいて前記測定試料の電気化学量を算出する演算チップと、薄板状に形成されており、薄板状に形成されており、前記演算チップで算出された電気化学量を表示する表示部と、薄板状に形成されており、前記演算チップ及び前記表示部を駆動するのに必要な電力を供給する電力供給部と、前記電極チップ、前記演算チップ、前記表示部、前記電力供給部について各部材の少なくとも一部を内部に収容するカード状筐体と、を備え、前記カード状筐体が、屈曲性を有する事を特徴とする。
【０００７】
このようなものであれば、カード状筐体が従来のように硬く脆い材質ではなく、屈曲性を有するものであるので、例えば、このカード型電気化学センサをズボンのポケットに入れる等の粗雑な持ち運び方をして、曲げが加わったとしても割れてしまいにくい。つまり、本発明のカード型電気化学センサは、従来には付与されることのなかった屈曲性を有しているので、持ち運び時において、筐体が折れてしまい、故障するのを防ぐことができ、より様々な測定現場において用いることが可能となる。
【０００８】
持ち運び時において、筐体が折れてしまうことを防ぐための具体的な屈曲性の目安としては、前記カード状筐体が、曲げＲを５ｍｍ以上許容するものであればよい。
【０００９】
前記電力供給部に屈曲性を持たせてより故障を生じにくくするための具体的な実施の態様としては、前記電力供給部が、有機薄膜型太陽電池である場合が挙げられる。
【００１０】
前記表示部を屈曲性のあるものとし、さらに故障を生じにくくするための具体例としては、前記表示部が、電子ペーパーで形成されているものが挙げられる。
【００１１】
曲げが加わった際に各部材間を接続する配線が断線する等して故障するのを防ぐには、各部材間を接続する配線が、フレキシブルプリント配線であればよい。
【００１２】
液体の測定試料にカード型電気化学センサの一部を浸して測定する際に、電極チップを測定試料に対して接触させやすくするには、前記カード状筐体が、厚さ方向寸法が縦方向寸法及び横方向寸法よりも小さく、表面と裏面とが概略長方形形状をなすものであり、前記表面の角近傍に前記電極チップの一部が露出するように配置されたものであればよい。
【発明の効果】
【００１３】
このように本発明のカード型電気化学センサによれば、前記カード状筐体が屈曲性を有するように構成されているので、持ち運び中に多少の衝撃や曲げが加わったとしても割れが生じることにより壊れるのを防ぐことができる。従って、携行性及び耐久性に優れたカード型電気化学測定センサとすることができ、移動の多い現場での測定等に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るカード型電気化学センサを示す模式図。
【図２】同実施形態におけるカード型電気化学センサの模式的分解斜視図。
【図３】同実施形態におけるカード型電気化学センサの使用状態を示す模式的斜視図。
【図４】同実施形態におけるカード型電気化学センサの通常状態と曲げ状態を示す模式的斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本実施形態のカード型電気化学センサ１００は、測定試料ＳのｐＨを測定するためのカード型ｐＨセンサであり、例えば、水質のチェックや、食品の品質管理等のために用いられるものである。
【００１６】
このカード型電気化学センサ１００は、図１に示すように概略キャッシュカード等と同様の大きさ、薄さに形成してあり、その表面にはｐＨに応じた電位を発生する電極チップ１と、測定時の演算等に必要な電力を発生させるための電力供給部たる太陽電池４と、測定結果等を表示するための表示部３と、前記表示部３のオンオフを切り替えるためのスイッチ６と、が露出させてあり、その内部には、ｐＨ値等の電気化学量を算出するための演算チップ２が収容してある。また、これらの各部材は、樹脂等により形成されたカード状筐体５に収容してある。さらに、表面に露出させてある各部材は、前記カード状筐体５の表面においてそれぞれ略四隅に１つずつ配置してある。
【００１７】
各部について説明する。以下の説明では、図１及び図２の分解斜視図を参照しながら説明する。
【００１８】
前記カード状筐体５は、表面を形成する表側部材５ａと、裏面を形成する裏側部材５ｂと、を備え、前記電極チップ１、前記太陽電池４、前記表示部３、前記スイッチ６とをそれぞれをフレキシブルプリント配線Ｌにより接続して形成されたフレキシブルプリント回路ＦＰＣを前記表側部材５ａと裏側部材５ｂとで挟み込むことによりカード型電気化学センサ１００を形成するものである。前記表側部材５ａ及び前記裏側部材５ｂは、屈曲性を有するとともに、水分が内部へと浸透するのを防ぐ事ができる塩化ビニル樹脂やＰＥＴ等の樹脂材料で形成してある。この屈曲性について詳述すると、カード状筐体５を曲げた際に生じる曲げＲが５ｍｍ以上を許容できるものである。すなわち、カード型電気化学センサ１００を、折るのではなく面板方向に対して曲げただけでは、亀裂が生じたり破断したりしない程度の屈曲性を有している。
【００１９】
前記表側部材５ａは、面板部が概略長方形状の薄板状に形成したものであり、左下角近傍に前記電極チップ１の一部を露出させるための第１開口部５１と、左上角近傍に前記太陽電池４の受光面を露出させるための第２開口部５２と、右上角近傍に表示部３を露出させるための第３開口部５３と、を備えている。さらに前記表側部材５ａは、内部に収容されるスイッチ６を厚さ方向に押圧するために押圧部５４が右下角の近傍に形成してある。
【００２０】
前記裏側部材５ｂも、面板部が概略長方形状の薄板状に形成してあり、所定の厚みを有する前記演算チップ２と、前記スイッチ６とがそれぞれ収容される第１凹部５５、第２凹部５６が形成してある。なお、第１凹部５５及び第２凹部５６は、裏面に対して開口しないように有底穴として形成してあり、裏面は平面状にしてある。これらの表側部材５ａと裏側部材５ｂに設けられた各開口部及び各凹部に対し電極チップ１等の各部材が嵌め合うようにしてフレキシブルプリント回路ＦＰＣが挟み込まれる。これらの表側部材５ａと裏側部材５ｂとを張り合わせて形成されるカード状筐体５は、その表面、裏面のそれぞれが略平面となるようにしてある。
【００２１】
前記電極チップ１は、測定試料Ｓと接触した際に電気化学量に応じて発生する電位を検出するためもの例えばＩＳＦＥＴチップであって、測定極と参照極がセットになったものである。この電極チップ１は、前記カード状筐体５の角近傍に露出するように設けてあるので、図３の使用状態を示す斜視図のように、測定試料Ｓ中に前記カード型電気化学センサ１００自体を浸しやすく、容易にｐＨの測定を行うことができる。また、カード型電気化学センサ１００の一部のみを測定試料Ｓ中に浸せばよいので、例えば、何らかの原因でカード状筐体５の密閉が破れる等した場合でも、内部に液体が侵入し故障の原因となるのを防ぎやすい。また、測定試料Ｓが固体の場合であっても同様に接触させやすい。ここで、前記電極チップ１の一例として本実施形態ではＩＳＦＥＴチップを挙げているが、電極チップ１としては、概略平板状であり、前記カード状筐体５と同程度の厚みを有し、測定試料Ｓと接触した際に電気化学量に応じた電位が発生するチップ状の電極であればよい。具体例としては、シート状に形成されたガラス応答膜を用いたガラス電極チップを用いてもよい。すなわち、電極チップ１は、例示している半導体電極に限られるものではなく、上述したような厚み及び大きさにより規定されるものであり、ガラス電極等であってもチップ状に形成されたものであればそれらを含む概念のものである。
【００２２】
前記電力供給部は、薄板状に形成された有機薄膜太陽電池４であり、屈曲性を有するものである。従って、この有機薄膜太陽電池４を用いているので、カード型電気化学センサ１００に対して所定量以下の曲げを受けた際にもその給電能力を維持することができる。
【００２３】
前記演算チップ２は、前記電力供給部から電力の供給を受けるとともに、前記電極チップ１からで検出された電位に基づいて、測定試料ＳのｐＨ値を算出するものである。ここで、本実施形態では、ｐＨ値であるが、その他のイオン濃度や酸化還元電位等様々な電気化学量を算出するようにしてもかまわない。
【００２４】
前記表示部３は、例えばＥ−Ｉｎｋ等の電子ペーパーにより薄板状に形成されており、前記演算チップ２で算出された電気化学量を表示するものである。
【００２５】
前記スイッチ６は、例えば前記表示部３及び前記演算チップ２におけるオンオフを切り替えるためのものであり、使用していない時における電力消費を抑えるために用いられるものである。
【００２６】
このように構成されたカード型電気化学センサ１００であれば、前記カード状筐体５、前記電力供給部、前記表示部３が屈曲性を有する素材で形成されているので、図４（ａ）の平板状態から図４（ｂ）のように曲げを許容することができる。また、各部材の特性から薄く形成することができるので、非常に薄いカード型電気化学センサ１００にできる。
【００２７】
従って、非常に小さく薄いカード型電気化学センサ１００であることから携帯性に優れるとともに、従来のように硬く脆い素材で形成されておらず、屈曲性を有するものであることから、ポケットに入れて持ち運ぶなど乱暴な扱いをした場合でも曲げによって割れることがなく、故障を防ぐことができる。
【００２８】
つまり、特に前記カード状筐体５が屈曲性を有する素材で形成されていることから、携帯性に優れるとともに、曲げによる故障の少ない電気化学センサとすることができる。
【００２９】
その他の実施形態について説明する。
【００３０】
前記実施形態では、カードの形状としては長方形状のものを図示したがこれに限定されるものではなく、その他の形状でも薄板状であればよい。さらに、前記実施形態におけるカード型電気化学センサは、前記表示部、前記電力供給部、前記カード状筐体の全てについて屈曲性を有するものであったが、少なくともカード状筐体が屈曲性を有するものであればよい。言い換えると、前記カード状筐体は、厚さ方向寸法が縦方向寸法及び横方向寸法よりも小さく設定してあればよい。
【００３１】
前記電力供給部は、有機薄膜太陽電池であったがその他の太陽電池であってもよいし、屈曲性を有するシート状のバッテリーをカード状筐体の内部に収容しても構わない。また、前記表示部も電子ペーパーに限定されるものではなく、例えば、液晶パネル等であっても構わない。
【００３２】
また、前記電極チップは、測定対象だけでなく、補正用の測定値を取得するための機構を有するものであっても構わない。また、前記スイッチを省略し、常に測定待機状態として動作するものであってもかまわない。
【００３３】
その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な変形や実施形態の組み合わせを行っても構わない。
【符号の説明】
【００３４】
１００・・・カード型電気化学センサ
１    ・・・電極チップ
２    ・・・演算チップ
３    ・・・表示部
４    ・・・太陽電池（電力供給部）
５    ・・・カード状筐体
Ｓ    ・・・測定試料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2013061300.tif 000006