JP4784294B2 - センサデバイスおよびセンサチップ測定システム - Google Patents

Description

本発明は、微量試料中の特定成分の定量等に用いられるセンサデバイス、特にバイオセンサデバイスに関する。本発明は、またこのセンサデバイスを使用するセンサチップ測定システムに関する。

バイオセンサデバイスは、バイオセンサチップを着脱可能に把持し、バイオセンサチップよりの情報により測定結果を得る機能を有する測定機である。このバイオセンサデバイスによる測定では、試料をチップ内の反応部に導入し、該反応部内で酵素反応や抗原−抗体反応等の生化学反応を起こし、この化学反応により得られる情報が、バイオセンサデバイスへ出力される。

バイオセンサチップは、生体の持つ優れた分子識別機能を利用するものであり、微量の化学物質の迅速かつ簡便な測定を可能にするものとして注目されており、例えば、血液中のグルコース量（血糖値）や尿糖値を測定する血糖値センサ等として、糖尿病を自己管理し予防する家庭内健康診断（セルフケア）に使用されて、市販されている。

従来市販のバイオセンサデバイスにおいては、センサチップを正しい向きでコネクタに挿入する必要があった。そこで、多くの市販バイオセンサデバイスやバイオセンサチップでは、間違った方向での挿入を防止するための構造が設けられている。

例えば、特開平４−３５７４４９号公報（特許文献１）には、センサチップに非対称の突起部を設け、挿入の向きが正しくないと、測定機に差し込めず物理的にチップの電極がコネクタと接続されず、又装置の駆動電源がオンされない構造であるバイオセンサ測定装置（バイオセンサデバイス）が開示されている。

しかし、このようなセンサデバイスでは、間違えた方向で挿入するミス自体を防ぐことはできず、間違えた方向で挿入した場合、チップを差しなおすとの操作が必要になる。又、間違えた方向でチップを挿入し、使用者が測定機の表示を確認しなかった時は、そのまま採血等の測定に入ってしまう可能性もあり、その場合は、一通りの作業が終了した後で、初めて挿入ミスに気がつくこととなり、時間とチップのロスとなる。

特開平１１−８３７８７号公報（特許文献２）には、作用極と対極とを対面構造をとるように配置した酸化還元酵素固定化バイオセンサ（バイオセンサチップ）と、その各電極が挿入される、又はその各電極間に挿入されるコネクタを有するバイオセンサデバイスが開示されている（請求項１、請求項３）。

このバイオセンサデバイスでは、各電極が対面構造をとるように配置されているので、チップの挿入方向に関係なく導通が可能であり、挿入方向を間違えてもチップを差しなおす操作をせずに測定が可能である。しかし、このバイオセンサデバイスでは、作用極と対極とが対面構造を採るチップ、すなわち対向電極という特殊な構造のチップのみが使用可能であり、一般的な片面電極構造のチップを使うことはできない。

又特開平１１−２４８６６７号公報（特許文献３）には、作用極と対極とを対面構造をとるように内側に設けた２枚の基板の端部を、それぞれ互い違いになるように基板幅の半分以下に切欠いたバイオセンサチップと、露出された各電極リード部と接続可能な板バネ状端子部を有するコネクタを設けるバイオセンサデバイスが記載されている（請求項１）。

このバイオセンサデバイスでも、チップの挿入方向に関係なく導通が可能であるが、対向電極を内側に設け、かつ前記のような特殊な構造の端部を有するチップのみが使用可能であり、一般的な片面電極構造のチップを使うことはできない。又、このような特殊な構造のチップは、一般的な片面電極構造のチップと比較して製造が困難であり、コストが高くなる。
特開平４−３５７４４９号公報 特開平１１−８３７８７号公報（請求項１、請求項３） 特開平１１−２４８６６７号公報（請求項１）

本発明は、従来技術の前記の問題を解決するためになされたものであり、一般的な片面電極構造のセンサチップを使用した場合でも、挿入の向きに関係なく、センサチップの電極と導通し、同様な測定を行うことができるセンサデバイスを提供することを課題とする（課題１）。

本発明はさらに、センサチップの挿入の向きを変えるのみで、異なった条件の測定に変えることができるセンサデバイスを提供することを課題とする（課題２）。

本発明はさらに又、センサチップをコネクタに挿入するとの操作のみで、２種類のセンサチップを使い分けて、それぞれに対応した条件で測定することができるセンサデバイスを提供することを課題とする（課題３）。

本発明は、さらに又、このセンサデバイスを使用する測定の管理を容易にする、センサチップ測定システムを提供することを課題とする（課題４）。

前記の課題は、片面に少なくとも一対の電極を有するセンサチップの電極と導通するコネクタを有し、該コネクタは、互いに非接触の状態で対向して配置されている弾性変形可能な導通端子の対を２以上有し、該導通端子によりセンサチップを把持固定し、センサチップの挿入がいずれの向きであっても導通する、ことを特徴とするセンサデバイス（請求項１）により解決される。

センサデバイスのコネクタは、センサチップが挿入される凹部を有するが、本発明のセンサデバイスは、この凹部の上面と下面（挿入されるセンサチップ面に平行な面の一方及び他方をそれぞれ意味する。）のそれぞれに、弾性変形可能な導通端子を、互いに対向するように有し、かつこの導通端子の対を２以上有することを特徴とする。すなわち、上面と下面のいずれにも２以上の導通端子を有するので、それぞれをセンサチップの対極、作用極等の複数の各電極に対応するように配置すれば、センサチップがいずれの向きに挿入されても、各電極に対応する導通端子が存在し、導通することとなる。そこで、上面と下面の導通端子が、回路的に等価となるように構成されておれば、裏向きに挿入された場合でも、表向きに挿入された時と同様に導通し、同じ測定を行なうことができる（すなわち課題１が達成される。）。

本発明のセンサデバイスでは、対向する導通端子間に挿入されたセンサチップは、該導通端子のみで把持固定されることが好ましい。この場合、センサチップの挿入により導通端子は弾性変形するが、センサチップは、その両面側にある導通端子の弾性変形による圧力のみで把持固定される。その結果、両側の接点に同等の接触圧力が加わるので、一方の接点が他方の接点と比べて接触不良となることがない。

導通端子が、対向して配置されているとは、向かい合っている２つの導通端子の水平位置（挿入されるセンサチップ面方向の位置）が互いに近いことを意味する。水平位置は、より近い方が好ましく、特に、対向する導通端子を、挿入されるセンサチップ面に垂直な方向に揃うように配置することが好ましい。

すなわち、センサデバイスにおいては、チップをコネクタに接続した状態で種々の測定を実施するため、センサチップを強固に把持固定する必要があり、そのために導通端子の弾性力はある程度大きくする必要がある。一方、センサチップの中には比較的薄い樹脂板等の柔らかい材質で製造されているものがあるため、導通端子の水平位置が互いに離れている配置の場合、センサチップが反るように変形する可能性がある。対向する導通端子を、挿入されるセンサチップ面に垂直な方向に揃うように配置することにより、反りの発生を防ぐことができる。請求項２は、この好ましい態様に該当する。

コネクタの凹部の上面と下面のそれぞれに設けられる導通端子の数は、電極の数と等しい数（対極と作用極の２電極のみの場合は２）あれば、測定に必要な電流を導通させることができ、測定は可能である。しかし、各電極に接触する導通端子の数を２より多くしておけば、把持固定がより強固になり、チップの姿勢も安定するのみならず、導通不良の可能性も小さくなり、好ましい。

弾性変形可能な導通端子は、銅、銀、金、白金等の電気的導電材料から形成し得る。特に、りん青銅は、弾性変形と導電性の観点から好ましい材料である。チップとの接触部の耐久性を高めるために、金やクローム等のコーティングを施してもよい。又後述（図５）するような対向する導通端子が一体構造であるものは、一枚の金属板を打ち抜いて作製することができる。従って、生産性良くコネクタを製造することができる。なお、このような導通端子を有するコネクタは、電子回路部品であるＦＰＣ用のコネクタとして市販されているので、それを利用することも可能である。

前記のように、センサチップの挿入の向きが異なっても同様に導通し同じ測定を行なうことができるためには、上面と下面の導通端子が、回路的に等価となるように構成される必要がある。電極反応を用いたバイオセンサデバイスを例にとると、一方の向き（以下、表向きとする。）で挿入した場合の作用極／対極に接触する導通端子と、他方の向き（以下、裏向きとする。）で挿入した場合の作用極／対極に接触する導通端子を回路的に等価にし、バイオセンサチップの表裏が逆になっても、作用極と対極が入れ替わらないように、コネクタに配線しておく必要がある。

請求項３は、この態様に該当し、前記のセンサデバイスであって、センサチップが表向きに挿入されたときに該センサチップの各電極と接触する導通端子が接続する回路と、センサチップが裏向きに挿入されたときに該センサチップの各電極と接触する導通端子が接続する回路が、等価であることを特徴とするセンサデバイスを提供するものである。なお、表向き、裏向きとはそれぞれ特定の向きを意味するのではなく、センサチップ２表面の内の一方の面がコネクタ凹部の上面に対向する場合を表向きとしたときは、下面に対向する場合を裏向きとする意味である。

前記のように、センサチップの挿入の向きが異なっても同様に導通し同じ測定を行なうことができるためには、コネクタの凹部の上面と下面の導通端子が、回路的に等価となるように構成される必要があるが、一方、上面と下面の導通端子が接続する回路を非等価なものとすることにより、センサチップの挿入の向きを変えることにより異なった測定を行うことができるセンサデバイスが得られる（課題２が達成される。）。

請求項４は、このセンサデバイスに該当するものであり、前記請求項１又は請求項２に記載のセンサデバイスであって、センサチップが表向きに挿入されたときに該センサチップの各電極と接触する導通端子が接続する回路と、センサチップが裏向きに挿入されたときに該センサチップの各電極と接触する導通端子が接続する回路が、非等価であることを特徴とするセンサデバイスを提供するものであり、前記の発明の発展的な形態である。

非等価の回路に接続されることにより、チップの挿入向きにより、印加電圧や測定時間等の測定条件を変化させることが可能になる。例えば、使用者の意向によって、少々測定誤差が多くても短時間で結果を知りたい時と、逆に時間がかかってもより正確な測定値がほしい時が考えられる。この請求項４のセンサデバイスでは、例えば表向きで挿入すると短時間での測定モードとなり、裏向きで挿入すると高精度での測定モードとなるように設定することが可能になる。従って、切替ボタン等をつけることなく、使用者が挿入向きを変えるだけで、測定モードを切り替えて測定することができ、非常に便利である。

前記請求項４のセンサデバイスは、２種類の異なる機能を有するセンサチップを、同一のセンサデバイスで測定する場合にも有効に使用できる。異なる機能を有するセンサチップの場合、普通は印加電圧や測定時間等の測定条件は異なるものとなるが、一方のセンサチップに対応する導通端子をコネクタの凹部の上面に設け、他方のセンサチップに対応する導通端子を下面に設ければ、一方のセンサチップは表向きで挿入し、他方のセンサチップは裏向きで挿入することにより、切替ボタン等をつけることなく、それぞれのセンサチップに対応した異なった測定条件に切替ることができる。

この場合、各センサチップを所定の向きとは逆向きに挿入した時の誤作動防止手段を備えることが好ましい。誤作動防止手段を有するセンサデバイスとしては、例えば、対向する導通端子の一方の側の導通端子が、電極の配置位置又は／及び電極形状が異なる２種のセンサチップの中の、１種のセンサチップの電極のみと測定可能な接触をし、他方の側の導通端子が、他方のセンサチップの電極のみと測定可能な接触をすることを特徴とするセンサデバイスが挙げられる。請求項５は、この態様に該当する。

ここで、一方の側の導通端子が測定可能な接触をするとは、測定に必要な全ての電極が、一方の側にある導通端子の少なくとも一部と接触して、測定可能な状態になるとの意味である。測定可能な接触をする場合は、正しい向きに挿入された場合のみに限られ、センサチップを逆向きに入れた場合は測定可能な接触をしない。このようにするためには、センサチップを逆向きに入れた場合は、測定に必要な電極の中の一部が導通端子と接触しない、又はチップ検知機能が作動せず電源が入らない等の構造にする方法が挙げられる。

本発明のセンサデバイスとしては、前記のセンサデバイス以外にも、電極の配置位置又は／及び電極形状が異なる複数種類のセンサチップのそれぞれについて、測定可能な接触をする導通端子の組を有するものを挙げることができる。この場合、複数の導通端子の組のそれぞれが接続する回路が、互いに非等価であると、多数の異なった種類のセンサチップのそれぞれに対応した測定を行うことができる。請求項６は、この態様に該当するセンサデバイスを提供するものである。

このようなセンサデバイスの簡単な例としては、コネクタの凹部の上面にａ、ｂ、ｃの３つの導通端子を有し、下面にａ’、ｂ’、ｃ’の３つの導通端子を有し、センサチップＡが表向きに挿入されたときは、ａとｂが測定可能な接触をし、センサチップＢが表向きに挿入されたときは、ａとｃが測定可能な接触をするものが挙げられる。ａとｂが接続する回路と、ａとｃが接続する回路をそれぞれに対応した非等価とすることにより、センサチップＡとセンサチップＢのそれぞれに対応した測定を行うことができる。

さらに、センサチップＡが裏向きに挿入されたときは、ａ’とｂ’が測定可能な接触をし、センサチップＢが裏表向きに挿入されたときは、ａ’とｃ’が測定可能な接触をするようにし、それぞれが接続する回路を全て非等価とすることにより、２種のセンサチップを用いて４種類の測定を行うことができる。

一方、ａとｂが接続する回路と、ａ’とｂ’が接続する回路を等価とすれば、センサチップＡの挿入向きに関わりなく同様な測定を行うことができる。センサチップＢについても同様である。

前記のセンサデバイスの中には、センサチップの挿入向きに関わりなく同様な測定を行うことができるものもあるが、その場合でも、センサチップを挿入した際の向きを検知し表示する機能を有していると使用者にとって便利である。例えば、試料導入口等も含めたセンサチップの全体構造は、表裏で対称でない場合も多く、一方の側面にのみ試料導入口が存在するようなチップも多いが、この場合、挿入の向きにより試料導入口の位置が逆になるので、その向きにより試料とセンサチップの接触方向が異なるので、挿入の向きの情報は使用者に有益である。

センサチップを挿入した際の向きを検知し表示する機能を有するセンサデバイスとしては、センサチップの挿入時、該センサチップの１電極に同時に接触可能な複数の導通端子、及び該複数の導通端子間の導通を確認する手段を有するセンサデバイスが挙げられる。請求項７は、この態様に該当するセンサデバイスを提供するものである。

センサチップの挿入時、該センサチップの１電極に対して同時に接触することがある複数の導通端子、及び該複数の導通端子間の導通を確認する手段を、センサデバイスが２つ以上有していてもよい。例えば、前記の請求項５や請求項６のセンサデバイスにおいて、この確認する手段を、異なる種類のセンサチップのそれぞれについて、又挿入の向きのそれぞれについて有することにより、センサチップの種類と挿入の向きを正確に判別することができ、それぞれに応じた動作（測定）をすることができる。

なお、本発明のセンサデバイスに使用されるセンサチップとしては、従来のセンサチップ、特に片面電極構造のセンサチップと同様なものを用いることができる。センサデバイスについても、コネクタ及びそれに接続する回路が前記の特徴を有する以外は、従来のセンサデバイスと同様なものを用いることができる。

以上説明した本発明のセンサデバイスは、特にバイオセンサチップを用いたバイオセンサデバイスとして、例えば、血液中のグルコース量（血糖値）や尿糖値を測定する血糖値センサ等に、好適に用いることができる。請求項８は、この好ましい態様に該当するものであり、前記のセンサデバイスであって、バイオセンサデバイスであることを特徴とするセンサデバイスを提供するものである。

本発明のセンサデバイスであって、導通端子を３以上有する場合、一部の端子については回路との接続を行わないことにより、回路と接続された端子と適合する（導通可能な接続をする）センサチップのみが測定可能になり、この端子と適合しない他のセンサチップは測定不能とすることができる。また、センサデバイス内の配線を変更することのみにより、回路と接続する端子を変えることができ、従って、測定可能なセンサチップの種類を変更することができる。

例えば、安全性向上、法令遵守、販売管理などのため、特定の地域毎に特定のセンサチップのみが使用可能であり、他のセンサチップは測定不能とする管理が望まれる場合があるが、センサデバイス内の配線の変更は容易に行うことができるので、前記の方法により、この管理を容易に行うことができ、前記の課題４を達成することができる。

すなわち、本発明は、互いに非接触の状態で対向して配置されている弾性変形可能な導通端子の対を３以上有し、該導通端子によりセンサチップを把持固定するコネクタ、一部の導通端子を測定可能モードとし、他の導通端子を測定不能モードとする配線の複数種類、片面に少なくとも一対の電極を有し、該導通端子の一部とのみ測定可能な接続をするセンサチップの複数種類を含み、該コネクタ、および前記配線の複数種類の中から選ばれる１種の配線を有するセンサデバイスに、該センサチップの複数種類の中から選ばれる１種のセンサチップを装着して測定が行われることを特徴とするセンサチップ測定システム（請求項９）を提供するものである。

ここで使用されるセンサデバイスは、前記の請求項１〜８のセンサデバイスに含まれ、さらに導通端子の対を３以上有し、一部の導通端子のみを測定可能モードとする配線を有することを特徴とするものである。なお、測定可能モードとは、適合するセンサチップを装着することにより測定が行われるように、回路と電気的に接続されることをいい、測定不能モードとは、回路と電気的に接続されていないことをいう。

本発明のセンサデバイスであって、センサチップが表向きに挿入されたときに該センサチップの各電極と接触する導通端子が接続する回路と、センサチップが裏向きに挿入されたときに該センサチップの各電極と接触する導通端子が接続する回路が、等価であるものを用いることで、片側電極構造のセンサチップを、どちら向きに挿入しても、同じ測定を正確にすることができる。従って、チップの挿入向きを間違えても、チップを差し替える必要がない。

又、センサチップが表向きに挿入されたときと裏向きに挿入されたときでは、該センサチップの各電極と接触する導通端子が接続する回路が、非等価であるものを用いることで、センサチップの挿入の向きを変えることのみにより、異なった条件の測定に変更することができる。又、一つのセンサデバイスで、２種類の異なったセンサチップを使い分けて、それぞれに対応した条件で測定することができる。

本発明のセンサチップ測定システムにより、特定のセンサチップのみが使用可能であり、他のセンサチップは測定不能とする管理を容易に行うことができる。

次に本発明を実施するための最良の形態を、図を用いて説明する。なお、本発明はこの形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない限り、他の形態へ変更することができる。

図１は、本発明のセンサデバイスのコネクタの一例を示すもので、図１ａはセンサチップの挿入方向に垂直な面で切った断面概略図であり、図１ｂは、センサチップの挿入方向に平行な面で切った断面概略図である。

導通端子２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄは、弾性変形可能な金属板を折り曲げて、又は打抜き成形で得られるもので、それぞれの一端は、絶縁性材料（例えば樹脂）により形成されたハウジング１の溝１ａ内に固着され、他の端は、センサデバイスを把持固定するために２ａと２ｃ、２ｂと２ｄが互いに対向するとともに、互いに接触しない位置にある。導通端子２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄを溝１ａ内に固着する方法は特に限定されないが、機械的にはめ込む方法や、接着剤等で固定する方法、射出成形時にインサート成形等の手法で一体化させる方法等が挙げられる。

図２は、図１の例のセンサデバイスに、センサチップ３を挿入した状態を示し、図２ａは、センサチップ３を表向きに挿入した場合の、センサチップの挿入方向に垂直な面で切った断面概略図であり、図２ｂは、センサチップ３を表向きに挿入した場合の、センサチップの挿入方向に平行な面で切った断面概略図であり、図２ｃは、センサチップ３を裏向きに挿入した場合の、センサチップの挿入方向に垂直な面で切った断面概略図であり、図２ｄは、センサチップ３を裏向きに挿入した場合の、センサチップの挿入方向に平行な面で切った断面概略図である。

センサチップ３が挿入されると、導通端子２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄは、弾性変形し、その弾性力により、センサチップ３は把持固定される。図２ａに示されるように、センサチップ３が表向きに挿入されたとき、作用極４は導通端子２ａと接触し、対極４’は導通端子２ｂと接触している。一方、図２ｃに示されるように、センサチップ３が裏向きに挿入されたときは、作用極４は導通端子２ｄと接触し、対極４’は導通端子２ｃと接触する。従って、導通端子２ａ、２ｂが接続する回路と、導通端子２ｃ、２ｄが接続する回路が等価の場合、センサチップ３が異なった向きで挿入されても、同様に導通し同じ測定を行なうことができる。またセンサチップ３は、導通端子２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄの弾性力のみで把持固定されているため、両側の導通端子に同等の弾性力が加わる。さらに、２ａと２ｂ、２ｃと２ｄの形状、材質等を同等のものとすることにより、これらの間の弾性力にも差違を生じないので、一部の導通端子が接触不良になることは無い。

又、導通端子２ａ、２ｂが接続する回路と、導通端子２ｃ、２ｄが接続する回路が非等価の場合、センサチップ３の挿入される向きを変えることにより、異なった測定条件での測定を行うことができる。例えば、印加電圧や測定時間等の測定条件が異なる測定モードに、使用者が挿入向きを変えるだけで、切り替えることができる。さらに、異なる機能を有するセンサチップの場合、普通は印加電圧や測定時間等の測定条件は異なるものとなるが、この形態のセンサデバイスにより、２つの異なったセンサチップを使い分けることができる。すなわち、電極の配置位置又は／及び電極形状が異なる２種のセンサチップの一方のセンサチップについては、導通端子２ａ、２ｂが接続する回路により測定可能とし、他方のセンサチップについては導通端子２ｃ、２ｄが接続する回路により測定可能とすることにより、２種のセンサチップを、使用者が挿入向きを変えて挿入するだけで、使い分けて異なる条件で測定することができる。

図３は、対向する導通端子が、挿入されるセンサチップ面に垂直な方向に揃うように配置されているコネクタ、すなわち請求項２の態様におけるコネクタの一例を示すもので、センサチップの挿入方向に垂直な面で切った断面概略図である。図３に示されているように、２ａと２ｃ、２ｂと２ｄは、センサチップ面に垂直な方向に揃った位置に設けられている。このような配置をすることにより、比較的薄い樹脂板等の柔らかい材質で製造されているセンサチップが、導通端子の弾性力により、反るように変形してしまう問題を解決できる。なお、導通端子の位置を除けば、このコネクタは、図１の例のコネクタと同等である。

図４は、１電極に接触する導通端子の数が２であるコネクタの一例を示す。図４ａは、センサチップの挿入方向に垂直な面で切った断面概略図であり、さらに図４ｂは、センサチップ３を表向きに挿入した場合を示すセンサチップの挿入方向に垂直な面で切った断面概略図である。図４ｂに示されるように、センサチップ３の作用極４は、導通端子２ａ及び２ａ’と接触しており、対極４’は、導通端子２ｂ及び２ｂ’と接触しており、又センサチップ３の反対の面は、導通端子２ｃ、２ｃ’、２ｄ、２ｄ’と接触しているので、センサチップの把持固定がより強固になり、チップの姿勢も安定するのみならず、導通不良の可能性も小さくなり、望ましい形態である。

又、図４ａに示されるように、この例では、導通端子２ａ及び２ａ’間、及び導通端子２ｃ及び２ｃ’間に、それぞれ、導通モニタ５及び５’、すなわち導通を確認する手段が設けられている。センサチップ３が表向きに挿入されたとき（すなわち、図４ｂで示される場合）は、作用極４により導通端子２ａ及び２ａ’間が導通され、一方導通端子２ｃ及び２ｃ’間は導通されない。センサチップ３が裏向きに挿入されたときは、対極４’により導通端子２ｃ及び２ｃ’間が導通され、一方導通端子２ａ及び２ａ’間は導通されない。従って、この導通を導通モニタ５、５’で確認することにより、チップが表向きに挿入されたのか裏向きに挿入されたのかを確認することができる。

図５は、対向する導通端子が一体構造である例を示す、センサチップの挿入方向に平行な面で切った断面概略図である。この例の導通端子２は、一枚の弾性変形可能な金属板を打ち抜いて作製され、ハウジング１の溝１ａにはめ込まれたものである。

図６は、電極の配置位置又は／及び電極形状が異なる２種のセンサチップ６、７を使い分けて測定可能なセンサデバイスであって、センサチップを所定の向きとは逆向きに挿入した時の誤作動防止手段を備えたコネクタの一例を示す図であり、センサチップの挿入方向に垂直な面で切った断面概略図である。図６ａは、センサチップ６を表向き（正しい向き）に挿入した場合を示し、図６ｂは、センサチップ７を表向き（誤った向き）に挿入した場合を示し、図６ｃは、センサチップ６を裏向き（誤った向き）に挿入した場合を示し、図６ｄは、センサチップ７を裏向き（正しい向き）に挿入した場合を示す。図６ａでは、作用極８及び対極８’は、それぞれ導通端子２ａ及び２ｂに接触しているが、図６ｂでは、作用極９は導通端子２ｂに接触しているものの、対極９’はいずれの導通端子とも接触せず、従って測定は行われない。図６ｃ、図６ｄに示されるように、センサチップ６又は７を裏向きに挿入した場合も同様である。

図７は、導通端子の数を増やして、２種類のセンサチップ１０、１１が、それぞれどの向きに挿入されても、正確にセンサチップの種類と挿入の向きを判別し、それぞれに応じた動作を測定機にさせることができる形態の一例を示す。図７は、センサチップ１０が表向きに挿入された場合のセンサチップの挿入方向に垂直な面で切った断面概略図である。このような形態では導通端子の数が多いので、コネクタの生産性を高めるためと、コネクタ周辺での配線の煩雑を避けるために、図５に示した一体構造の導通端子を用いることが好ましく、この例でも一体構造の導通端子が５つ用いられており、それぞれが端子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥと接続している。

図８は、２種類のセンサチップ１０、１１の、挿入方向に垂直な面で切った断面概略図である。図に示されるように電極（作用極１２及び対極１２’、作用極１３及び対極１３’）の形状、位置は、センサチップ１０と１１とでは異なっている。

図９は、６種類のセンサチップについて、図７のセンサデバイスに挿入した場合におけるセンサチップの電極とセンサデバイスの各導通端子（接続する端子名で示されている。）との位置関係を模式的に表した説明図である。図９中の、太線が各電極の位置に該当する。６種類のセンサチップのそれぞれについて、表向きに挿入した場合と裏向きに挿入した場合が示されている。

具体的には、図９のａは、前記のセンサチップ１０が表向きに挿入されたときの各電極の位置と各端子との位置関係を表し、ｅは、前記のセンサチップ１１が表向きに挿入されたときの各電極の位置と各端子との位置関係を表し、ｈは、センサチップ１１が裏向きに挿入されたときの各電極の位置と各端子との位置関係を表し、ｌは、センサチップ１０が裏向きに挿入されたときの各電極の位置と各端子との位置関係を表す。

図９は、センサチップ１０、１１と同様に図７のセンサデバイスのコネクタに挿入可能なセンサチップであって、センサチップ１０、１１とは異なった位置に電極を有する、センサチップ（イ）、センサチップ（ロ）、センサチップ（ハ）、センサチップ（ニ）の各電極と各導通端子の位置関係も模式的に示す。具体的には、図９中の各図は、各センサチップと以下に示すように対応する。

ｂ： センサチップ（イ）を表向きに挿入したとき。
ｃ： センサチップ（ロ）を表向きに挿入したとき。
ｄ： センサチップ（ハ）を表向きに挿入したとき。
ｆ： センサチップ（ニ）を表向きに挿入したとき。
ｇ： センサチップ（ニ）を裏向きに挿入したとき。
ｉ： センサチップ（ハ）を裏向きに挿入したとき。
ｊ： センサチップ（ロ）を裏向きに挿入したとき。
ｋ： センサチップ（イ）を裏向きに挿入したとき。

図９から明らかなように、センサチップ１０を表向きに挿入した場合は、作用極１２が端子Ａ及びＢに接触して、端子ＡとＢの間が導通され、対極１２’は端子Ｃに接触する。一方、センサチップ１１を表向きに挿入した場合は、作用極１３が端子Ｂ及びＣに接触して、端子ＢとＣの間が導通され、対極１３’は端子Ｄに接触する。

また、センサチップ１０を裏向きに挿入した場合には、作用極１２が端子Ｄ及びＥに接触して、端子ＤとＥの間が導通され、対極１２’は端子Ｃに接触し、センサチップ１１を裏向きに挿入した場合には、作用極１３が端子Ｃ及びＤに接触して、端子ＣとＤの間が導通され、対極１３’は端子Ｂに接触する。

従って、端子間の導通を確認する手段（図示されていない。）をセンサデバイスが有すると、いずれの端子間が導通されたかを確認することにより、センサチップ１０、１１のいずれが挿入されたか、又どの向きで挿入されたか確認することができる。同様に、他のセンサチップについても、センサチップの種類と挿入向きを判別することが可能となる。

図９には、端子の組合せが１２種類示されているが、この１２種類の組合せのそれぞれが、非等価の回路と接続されるように設計すると、１２種類の異なった測定を行うことができる。

一方、対称形となる導通パターン（例えば、ａとｌ、ｂとｋ）における回路を等価に設計しておけば、センサチップの挿入の向きに関係なく、同じ測定を行うことができる。この場合、異なるセンサチップによる６種類の測定が可能となる。

なお、図４の構造のコネクタであって、対向する導通端子が一体構造でない場合も、全ての導通端子をモニタすればチップ種別と挿入向きを判別することはできる。ただし、その場合は８本のリード線を１つの小さなコネクタの両面に接続する必要が生じ、配線が煩雑となる。図７のような構成であれば、コネクタに接続されるリード線は５本であり、かつ、コネクタの片側のみの配線となるので、配線作業は極めて簡単となる。例えば、リード線を用いずに、５つの電気的接点を露出させた基板の上に、本コネクタの接点を直接ハンダ付け等で接続することもできるので、極めて高い生産性が達成できる。

さらに、図７の例のセンサデバイスにおいて、一部の端子については回路との接続を行わないことにより、一部のセンサチップのみが測定可能になり、他のセンサチップは測定不能とすることができる。例えば、端子Ｄ、Ｅについては回路との接続を行わないようにすれば、図９に示されるように、ａ、ｄの場合、すなわち、センサチップ１０（表向き）及びセンサチップ（ハ）（表向き）のみが測定可能であり、他のセンサチップでは測定をすることができない。

従ってこのセンサデバイスによれば、配線を変更し回路と接続する端子を変更するだけで、使用可能なセンサチップの種類を容易に変えることができ、他のセンサチップは使用不能とすることができる。すなわち、センサデバイスやセンサチップをこのように使用する本発明のセンサチップ測定システムにより、安全性向上、法令遵守、販売管理などのため、特定の地域毎に、特定のセンサチップのみが使用可能であり、他のセンサチップは測定不能とする管理を容易に行うことができる。

センサデバイスの配線の変更は容易に行うことができる。また、前記の目的の場合は、使用される多種類のセンサチップは、電極の位置が異なるのみで、他の構成については等価であるので、その製造工程における電極の印刷位置を変更するのみにより多種類のセンサチップの製造を容易に行うことができる。従って、互いに適合する（測定可能となる）センサデバイスとセンサチップの組合せを、多くの種類製造する場合でも、その生産性が損なわれることはない。

本発明のセンサデバイスのコネクタの例を示す断面概略図である。 本発明のセンサデバイスのコネクタの他の例を示す断面概略図である。 本発明のセンサデバイスのコネクタの他の例を示す断面概略図である。 本発明のセンサデバイスのコネクタの他の例を示す断面概略図である。 本発明のセンサデバイスのコネクタの他の例を示す断面概略図である。 本発明のセンサデバイスのコネクタの他の例を示す断面概略図である。 本発明のセンサデバイスのコネクタの他の例を示す断面概略図である。 本発明のセンサデバイスに使用されるセンサチップの例を示す断面概略図である。 センサチップの各電極と、センサデバイスの各端子との位置関係を模式的に表した説明図である。

符号の説明

１ ハウジング
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 導通端子
３、６、７、１０、１１ センサチップ
４、８、９、１２、１３ 作用極
４’、８’、９’、１２’、１３’ 対極
５ 導通モニタ

Claims (4)

1. 片面に少なくとも一対の電極を有するセンサチップの電極と導通するコネクタを有し、該コネクタは、互いに非接触の状態で対向して配置されている弾性変形可能な導通端子の対を２以上有し、該導通端子によりセンサチップを把持固定し、センサチップの挿入が表向き又は裏向きのいずれの向きであっても導通するセンサデバイスであって、
   センサチップが表向きに挿入されたときに該センサチップの各電極と接触する導通端子が接続する回路と、センサチップが裏向きに挿入されたときに該センサチップの各電極と接触する導通端子が接続する回路が、非等価であることを特徴とするセンサデバイス。
2. 対向する導通端子の一方の側の導通端子が、電極の配置位置又は／及び電極形状が異なる２種のセンサチップの中の、１種のセンサチップの電極のみと測定可能な接触をし、他方の側の導通端子が、他のセンサチップの電極のみと測定可能な接触をすることを特徴とする請求項１に記載のセンサデバイス。
3. 前記センサデバイスが、バイオセンサデバイスであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のセンサデバイス。
4. 片面に少なくとも一対の電極を有する複数種類のセンサチップと、
   互いに非接触の状態で対向して配置されている弾性変形可能な導通端子の対を３以上有し、該導通端子によりセンサチップを把持固定するコネクタを有し、
   前記センサチップは、それぞれ、該導通端子の一部とのみ測定可能な接続をし、
   前記センサチップが、表向きに挿入されたときに該センサチップの各電極と接触する導通端子が接続する回路と、裏向きに挿入されたときに該センサチップの各電極と接触する導通端子が接続する回路が、非等価になるように構成されたセンサデバイスと、を含み
   前記複数種類のセンサチップから選ばれる１種のセンサチップが、前記センサデバイス表向き又は裏向きのいずれの向きに挿入されても、前記センサチップの種類と挿入方向を特定して測定を行うことができることを特徴とするセンサチップ測定システム。
   

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