(57)【要約】【課題】測定精度が向上した脈波センサを提供すること。【解決手段】生体Ｓの脈動に対応して内圧が変化する第１センサ室１１及び第２センサ室１２を有し、生体表面Ｓ１に押し当てられるアタッチメント部１３と、第１センサ室の内圧変化に応じて変位する第１圧力センサ２０を有し、該内圧変化に応じた第１脈波信号を出力する第１脈波検出部と、第２センサ室の内圧変化に応じて変位する第２圧力センサ３０を有し、該内圧変化に応じた第２脈波信号を出力する第２脈波検出部と、第１脈波信号に基づいて脈波を検出すると共に第２脈波信号に基づいて生体表面に対するアタッチメント部の押し当て状態を検出する処理部とを備えている脈波センサ４を提供する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象血管の脈動に対応して内圧が変化する第１センサ室及び第２センサ室を有し、生体表面に押し当てられるアタッチメント部と、
前記第１センサ室の内圧変化に応じて変位する第１圧力センサを有し、該内圧変化に応じた第１脈波信号を出力する第１脈波検出部と、
前記第２センサ室の内圧変化に応じて変位する第２圧力センサを有し、該内圧変化に応じた第２脈波信号を出力する第２脈波検出部と、
前記第１脈波信号に基づいて脈波を検出すると共に、前記第２脈波信号に基づいて前記生体表面に対する前記アタッチメント部の押し当て状態を検出する処理部と、を備えていることを特徴とする脈波センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の脈波センサにおいて、
前記第２センサ室は、前記第１センサ室に対して、前記測定対象血管が延在する延在方向に交差する交差方向に並んで配置されている、脈波センサ。
【請求項３】
請求項２に記載の脈波センサにおいて、
前記第２センサ室は複数形成されている、脈波センサ。
【請求項４】
請求項３に記載の脈波センサにおいて、
少なくとも２つの前記第２センサ室は、前記第１センサ室を間にして向かい合うように配置されている、脈波センサ。
【請求項５】
請求項４に記載の脈波センサにおいて、
前記２つの第２センサ室は、前記延在方向に対して直交する方向に沿って並んでいる、脈波センサ。
【請求項６】
請求項３から５のいずれか１項に記載の脈波センサにおいて、
複数の前記第２センサ室は、前記第１センサ室の周囲を囲むように、前記アタッチメント部の周方向に間隔をあけて配置されている、脈波センサ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の脈波センサにおいて、
前記処理部は、
前記第１センサ室と前記第２センサ室との相対位置関係、及び前記第２脈波信号に基づいて、前記測定対象血管の直上に前記第１センサ室が位置する基準位置に対する、前記アタッチメント部の位置ずれ方向及び位置ずれ量を算出する算出部と、
算出した前記位置ずれ方向及び前記位置ずれ量を外部に報知する報知部と、を備えている、脈波センサ。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の脈波センサにおいて、
前記アタッチメント部は、
アタッチメント本体と、
前記アタッチメント本体よりも前記生体表面側に配置されると共に、前記生体表面に対する前記アタッチメント部の押し当て時に弾性変形可能な弾性体と、を備えている、脈波センサ。
【請求項９】
請求項８に記載の脈波センサにおいて、
前記弾性体は、前記生体表面の弾性よりも低い弾性の弾性材料で形成されている、脈波センサ。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の脈波センサにおいて、
前記アタッチメント部には、前記生体表面に対する前記アタッチメント部の相対位置を示す指標部が形成されている、脈波センサ。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の脈波センサにおいて、
前記第１圧力センサは、前記第１センサ室内の内圧変化に応じて撓み変形する第１カンチレバーを備え、
前記第１脈波検出部は、前記第１カンチレバーの撓み変形に応じて抵抗値が変化する第１変位検出抵抗を含む第１検出回路を有し、前記第１変位検出抵抗の抵抗値変化に対応した前記第１検出回路からの出力信号を、前記第１脈波信号として出力する、脈波センサ。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の脈波センサにおいて、
前記第２圧力センサは、前記第２センサ室内の内圧変化に応じて撓み変形する第２カンチレバーを備え、
前記第２脈波検出部は、前記第２カンチレバーの撓み変形に応じて抵抗値が変化する第２変位検出抵抗を含む第２検出回路を有し、前記第２変位検出抵抗の抵抗値変化に対応した前記第２検出回路からの出力信号を、前記第２脈波信号として出力する、脈波センサ。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載の脈波センサにおいて、
前記第１センサ室及び前記第２センサ室は、血管幅が２ｍｍ〜４ｍｍの範囲内の動脈に起因する前記生体表面の変動に対応して内圧が変化する、脈波センサ。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の脈波センサを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１５】
生体表面に押し当て可能とされ、第１センサ室及び第２センサ室を有するアタッチメント部と、前記第１センサ室の内圧変化に応じて変位する第１圧力センサを有し、該内圧変化に応じた第１脈波信号を出力する第１脈波検出部と、前記第２センサ室の内圧変化に応じて変位する第２圧力センサを有し、該内圧変化に応じた第２脈波信号を出力する第２脈波検出部と、を備え、前記生体表面に対する前記アタッチメント部の押し当て時に、測定対象血管の脈動に対応して前記第１センサ室及び前記第２センサ室の内圧が変化する脈波センサを利用して、前記脈波を測定する脈波測定方法であって、
前記第１脈波信号に基づいて脈波を測定する脈波測定工程と、
前記第２脈波信号に基づいて前記生体表面に対する前記アタッチメント部の押し当て状態を検出する状態検出工程と、を備えていることを特徴とする脈波測定方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の脈波測定方法において、
前記状態検出工程の際、前記第１センサ室と前記第２センサ室との相対位置関係、及び前記第２脈波信号に基づいて、前記測定対象血管の直上に前記第１センサ室が位置する基準位置に対する、前記アタッチメント部の位置ずれ方向及び位置ずれ量を算出する、脈波測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脈波センサ、電子機器及び脈波測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、心臓の拍動に伴って伝わる血管（動脈）の圧力波を脈波として測定する脈波センサが知られている。この種の脈波センサとして、例えば下記特許文献１に示されるように、血管の脈動に起因した皮膚の変動（上下動）を測定することで、脈波を測定する非侵襲的な脈波センサが知られている。
【０００３】
この脈波センサは、圧力センサ及びシール部材を主に備えている。圧力センサは、円形の薄膜状に形成されたダイヤフラム部と、ダイヤフラム部を支持する支持基板と、ダイヤフラム部に設けられたピエゾ抵抗と、を備えている。支持基板には、被測定部位である皮膚側に開口した円形の開口部が形成されている。ダイヤフラム部は、開口部を塞ぐように支持基板に支持されている。シール部材は、弾性変形可能な環状に形成され、支持基板と皮膚との間に位置するように支持基板に取り付けられている。
【０００４】
このように構成された脈波センサによれば、シール部材を皮膚に押し当てた状態で粘着テープを腕に固定することで、開口部の内部空間、すなわち皮膚とダイヤフラム部との間に形成された空間を密閉室にすることが可能とされている。そして、血管の脈動に起因した皮膚の変動に対応してダイヤフラム部が変位する。これにより、ダイヤフラム部の応力変化をピエゾ抵抗の抵抗変化として検出することができ、この抵抗変化をモニタすることで脈波の測定が可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−６３９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の脈波センサにおいて、脈波を高精度且つ高Ｓ／Ｎ比で測定するためには、血管から最も近い皮膚表面、すなわち血管の直上に位置する皮膚表面に脈波センサを密着させた状態で固定しておく必要がある。
【０００７】
しかしながら、上記従来の脈波センサでは、粘着テープを利用して皮膚表面に脈波センサを固定できるものの、皮膚自体が弾性を有しているので、体動や姿勢変化等の影響によって、皮膚表面と脈波センサとの相対位置が変化し易い。そのため、脈波センサと血管との相対位置が変化してしまい、Ｓ／Ｎ比が低下（悪化）する可能性があった。
この場合、脈波の測定結果の信頼性を回復するために、脈波センサの位置を修正することが必要とされるが、皮膚表面を通じて血管の位置を目視することが困難であるうえ、脈波センサの装着状態をそもそも把握することが難しいので、脈波センサの位置修正を適切に行うことが難しい。
【０００８】
さらに、上記従来の脈波センサでは、密閉室を形成するための支持基板の開口部の形状が円形であるので、血管の走行方向に対して交差する方向に脈波センサが動いた（位置ずれした）場合には、脈波の測定結果の信頼性が低下し易かった。
【０００９】
詳細に説明する。
上記従来の脈波センサでは、血管の脈動に起因した皮膚の変動に対応してダイヤフラム部を変位させる必要がある。そのため、脈波の測定精度は、開口部の内側に位置して密閉室内に露出している皮膚の変動に左右され易い。
このような状況のもと、例えば開口部を横切る仮想面上に血管を投影した場合において、円形の開口部の中央部を血管が通るように脈波センサを固定すると、開口部の直径が最大となる部分を血管が通過した状態となる。ところが、この状態から血管の走行方向に対して交差する方向に脈波センサが動いてしまうと、開口部の直径が最大となる部分から血管の位置がずれてしまうので、開口部内に投影される血管の投影面積が減少してしまう。そのため、密閉室内に露出している皮膚のうち、血管の直上に位置する部分の割合が減少してしまう。従って、密閉室内に露出している皮膚を、血管の脈動に起因して反応良く変動させることが難しくなってしまい、ダイヤフラム部を適切に変位させることが難しくなってしまう。その結果、例えば測定する脈波の絶対値の減少や脈波の反転等が生じる可能性があり、測定精度の低下を招く、或いは測定自体を行うことができない等の不都合が生じ易かった。
【００１０】
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、測定精度が向上した脈波センサ、電子機器及び脈波測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）本発明に係る脈波センサは、測定対象血管の脈動に対応して内圧が変化する第１センサ室及び第２センサ室を有し、生体表面に押し当てられるアタッチメント部と、前記第１センサ室の内圧変化に応じて変位する第１圧力センサを有し、該内圧変化に応じた第１脈波信号を出力する第１脈波検出部と、前記第２センサ室の内圧変化に応じて変位する第２圧力センサを有し、該内圧変化に応じた第２脈波信号を出力する第２脈波検出部と、
前記第１脈波信号に基づいて脈波を検出すると共に、前記第２脈波信号に基づいて前記生体表面に対する前記アタッチメント部の押し当て状態を検出する処理部と、を備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る脈波センサによれば、アタッチメント部を生体表面に対して押し当てることで、測定対象血管の脈動に対応して第１センサ室の内圧を変化させることができる。これにより、第１センサ室の内圧変化に応じて第１圧力センサを変位させることができ、第１センサ室の内圧変化に応じた第１脈波信号を、第１脈波検出部から出力することができる。その結果、処理部によって第１脈波信号に基づいて脈波の検出を行うことができる。
【００１３】
特に、第１センサ室とは別個に第２センサ室を具備しているので、脈波測定を行っている際、処理部は、第２脈波信号の出力の有無に基づいて、第１センサ室が測定対象血管の直上に位置した状態でアタッチメント部が生体表面に押し付けられている、或いは第１センサ室が測定対象血管の直上から位置ずれした状態でアタッチメント部が生体表面に押し付けられている等といった、アタッチメント部の押し当て状態、すなわち生体に対する脈波センサの装着状態を検出することができる。
これにより、使用者は、生体に対する脈波センサの装着状態を一定の状態に維持し易く、測定対象血管の直上に第１センサ室を位置させた状態で脈波の測定を行える。従って、脈波を精度良く測定することができる。
【００１４】
（２）前記第２センサ室は、前記第１センサ室に対して、前記測定対象血管が延在する延在方向に交差する交差方向に並んで配置されても良い。
【００１５】
この場合には、第２センサ室を、第１センサ室に対して測定対象血管の延在方向に交差する交差方向に並んで配置するので、脈波測定を行っている際、測定対象血管の直上に第１センサ室が位置するように、生体に対して脈波センサが最適な基準位置で装着されている場合には、第２センサ室は測定対象血管の直上から外れた位置に配置される。これにより、脈動の影響を受け難い位置に第２センサ室を配置することができるので、第２センサ室の内圧は生体の脈動によって変化し難い状態とされている。
【００１６】
これに対して脈波の測定中に、例えば体動や姿勢変化等の影響によって、測定対象血管の延在方向に対して交差する交差方向に脈波センサが位置ずれした場合には、生体表面のうち測定対象血管の直上に位置する部分が相対的に第２センサ室側に移動するので、少なくとも一部分が第２センサ室内に露出する。これにより、測定対象血管の脈動に対応して第２センサ室の内圧を変化させることができ、第２センサ室の内圧変化に応じて第２圧力センサを変位させることができる。そのため、第２センサ室の内圧変化に応じた第２脈波信号を、第２脈波検出部から出力することができる。
【００１７】
従って、処理部は、第２脈波信号の出力の有無に基づいて、第１センサ室が測定対象血管の直上に位置した状態でアタッチメント部が生体表面に押し付けられている、或いは第１センサ室が測定対象血管の直上から位置ずれした状態でアタッチメント部が生体表面に押し付けられている等といった、アタッチメント部の押し当て状態を、より精度良く検出することができる。
【００１８】
（３）前記第２センサ室は複数形成されても良い。
【００１９】
この場合には、複数の第２センサ室を有しているので、例えば体動や姿勢変化等の影響によって、第１センサ室が測定対象血管の直上から位置ずれしたときに、一方向への位置ずれの検出だけでなく、多方向への位置ずれを検出することが可能となる。従って、生体に対する脈波センサの装着状態を一定の状態により維持し易く、脈波を安定且つ精度良く測定することができる。
【００２０】
（４）少なくとも２つの前記第２センサ室は、前記第１センサ室を間にして向かい合うように配置されても良い。
【００２１】
この場合には、第１センサ室を間にして、２つの第２センサ室を向かい合うように配置するので、これら２つの第２センサ室及び第１センサ室を一列に配置できる。これにより、例えば体動や姿勢変化等の影響によって、第１センサ室が測定対象血管の直上から位置ずれした場合であっても、脈波センサの位置を直線的に移動させるだけの簡便な方法で、位置ずれを容易に修正することが可能となる。
【００２２】
（５）前記２つの第２センサ室は、前記延在方向に対して直交する方向に沿って並んでも良い。
【００２３】
この場合には、人体の手首に脈波センサを装着した場合、手首を周回する方向が、橈骨動脈等の測定対象血管が延在する延在方向に対して直交する方向になり易い。そのため、手首を周回する方向（手首回り）に脈波センサが位置ずれしたとしても、手首回りに脈波センサを移動させるだけの簡便な方法で、位置ずれを修正することが可能となる。従って、手首に装着する脈波センサとして好適に利用することができる。
【００２４】
（６）複数の前記第２センサ室は、前記第１センサ室の周囲を囲むように、前記アタッチメント部の周方向に間隔をあけて配置されても良い。
【００２５】
この場合には、第１センサ室の周囲を囲むように複数の第２センサ室を配置するので、脈波の測定中に、外乱の影響（例えば、外部からの振動（音）の影響や直射日光等の影響等）によって、第１センサ室の内圧が変化してしまうことを抑制することができる。従って、Ｓ／Ｎ比が高い脈波の測定を行うことができる。
【００２６】
（７）前記処理部は、前記第１センサ室と前記第２センサ室との相対位置関係、及び前記第２脈波信号に基づいて、前記測定対象血管の直上に前記第１センサ室が位置する基準位置に対する、前記アタッチメント部の位置ずれ方向及び位置ずれ量を算出する算出部と、
算出した前記位置ずれ方向及び前記位置ずれ量を外部に報知する報知部と、を備えても良い。
【００２７】
この場合には、処理部が基準位置（測定対象血管の直上に第１センサ室が配置される位置）に対するアタッチメント部の位置ずれ方向及び位置ずれ量を算出し、報知部が算出された位置ずれ方向及び位置ずれ量を周囲に報知する。これにより、第１センサ室が測定対象血管の直上から位置ずれしたときに、その位置ずれ方向及び位置ずれ量を使用者が容易に把握することができるので、容易且つ速やかに位置ずれを修正することができる。
【００２８】
（８）前記アタッチメント部は、アタッチメント本体と、前記アタッチメント本体よりも前記生体表面側に配置されると共に、前記生体表面に対する前記アタッチメント部の押し当て時に弾性変形可能な弾性体と、を備えても良い。
【００２９】
この場合には、弾性体を介してアタッチメント部を生体表面に対して押し当てることができるので、生体表面の表面形状に対応して弾性体を弾性変形させることができる。そのため、生体表面に対して弾性体を密着させることができる。従って、生体表面の変動に対応して第１センサ室及び第２センサ室の内圧をより反応良く変化させることができる。そのため、脈波をさらに精度良く測定することができると共に、脈波センサの位置ずれ等に伴う押し当て状態をより精度良く検出することができる。
【００３０】
（９）前記弾性体は、前記生体表面の弾性よりも低い弾性の弾性材料で形成されても良い。
【００３１】
この場合には、大きな押し当て力を必要とせずに、弾性体を弾性変形させながら生体表面に対して弾性体を密着させることができ、使用者に対して不快感を与え難い。
【００３２】
（１０）前記アタッチメント部には、前記生体表面に対する前記アタッチメント部の相対位置を示す指標部が形成されても良い。
【００３３】
この場合には、指標部を利用して、生体表面に対するアタッチメント部の相対位置を確認できるので、生体表面に対して常に位置合わせしながらアタッチメント部を押し当てることができる。従って、測定対象血管の直上に第１センサ室が位置するように、脈波センサを装着し易い。
【００３４】
（１１）前記第１圧力センサは、前記第１センサ室内の内圧変化に応じて撓み変形する第１カンチレバーを備え、前記第１脈波検出部は、前記第１カンチレバーの撓み変形に応じて抵抗値が変化する第１変位検出抵抗を含む第１検出回路を有し、前記第１変位検出抵抗の抵抗値変化に対応した前記第１検出回路からの出力信号を、前記第１脈波信号として出力しても良い。
【００３５】
この場合には、測定対象血管の脈動に対応して第１センサ室の内圧が変化すると、これに対応して第１カンチレバーが撓み変形する。これにより、第１カンチレバーの撓み量（変位量）に対応して第１変位検出抵抗の抵抗値が変化するので、第１検出回路から出力される出力信号である第１脈波信号が変化する。従って、第１カンチレバーの撓み量に基づいた第１脈波信号の変化をモニタすることで、第１センサ室の内圧変化を検出することができ、結果的に脈波の検出を行うことができる。
特に、第１カンチレバーを利用するので、第１センサ室の内圧変化が微小であったとしても、内圧変化に第１カンチレバーを反応良く追従させて撓み変形させることができるので、脈波を感度良く測定することができる。
【００３６】
（１２）前記第２圧力センサは、前記第２センサ室内の内圧変化に応じて撓み変形する第２カンチレバーを備え、前記第２脈波検出部は、前記第２カンチレバーの撓み変形に応じて抵抗値が変化する第２変位検出抵抗を含む第２検出回路を有し、前記第２変位検出抵抗の抵抗値変化に対応した前記第２検出回路からの出力信号を、前記第２脈波信号として出力しても良い。
【００３７】
この場合には、測定対象血管の脈動に対応して第２センサ室の内圧が変化すると、これに対応して第２カンチレバーが撓み変形する。これにより、第２カンチレバーの撓み量（変位量）に対応して第２変位検出抵抗の抵抗値が変化するので、第２検出回路から出力される出力信号である第２脈波信号が変化する。従って、第２カンチレバーの撓み量に基づいた第２脈波信号の変化をモニタすることで、第２センサ室の内圧変化を検出することができ、結果的にアタッチメント部の押し当て状態の検出を行うことができる。
特に、第２カンチレバーを利用するので、第２センサ室の内圧変化が微小であったとしても、内圧変化に第２カンチレバーを反応良く追従させて撓み変形させることができるので、アタッチメント部の押し当て状態を高精度に測定することができる。
【００３８】
（１３）前記第１センサ室及び前記第２センサ室は、血管幅が２ｍｍ〜４ｍｍの範囲内の動脈に起因する前記生体表面の変動に対応して内圧が変化しても良い。
【００３９】
この場合には、血管幅が２ｍｍ〜４ｍｍの範囲内の動脈とされている橈骨動脈を測定対象血管とすることができ、人体の腕部、特に手首に装着する脈波センサとして好適に利用することができる。
【００４０】
（１４）本発明に係る電子機器は、前記脈波センサを備えることを特徴とする。
【００４１】
本発明に係る電子機器によれば、上述した脈波センサを具備しているので、脈波を精度良く測定することができ、脈波の測定機能を具備する各種の電子機器に好適に適用することができる。
【００４２】
（１５）本発明に係る脈波測定方法は、生体表面に押し当て可能とされ、第１センサ室及び第２センサ室を有するアタッチメント部と、前記第１センサ室の内圧変化に応じて変位する第１圧力センサを有し、該内圧変化に応じた第１脈波信号を出力する第１脈波検出部と、前記第２センサ室の内圧変化に応じて変位する第２圧力センサを有し、該内圧変化に応じた第２脈波信号を出力する第２脈波検出部と、を備え、前記生体表面に対する前記アタッチメント部の押し当て時に、測定対象血管の脈動に対応して前記第１センサ室及び前記第２センサ室の内圧が変化する脈波センサを利用して、前記脈波を測定する脈波測定方法であって、前記第１脈波信号に基づいて脈波を測定する脈波測定工程と、前記第２脈波信号に基づいて前記生体表面に対する前記アタッチメント部の押し当て状態を検出する状態検出工程と、を備えていることを特徴とする。
【００４３】
本発明に係る脈波測定方法によれば、第１脈波信号に基づいて脈波を測定することができると共に、第２脈波信号の出力の有無に基づいて生体表面に対するアタッチメント部の押し当て状態を検出することができる。従って、使用者は、生体に対する脈波センサの装着状態を一定の状態に維持し易く、測定対象血管の直上に第１センサ室を位置させた状態で脈波の測定を行えるので、脈波を精度良く測定することができる。
【００４４】
（１６）前記状態検出工程の際、前記第１センサ室と前記第２センサ室との相対位置関係、及び前記第２脈波信号に基づいて、前記測定対象血管の直上に前記第１センサ室が位置する基準位置に対する、前記アタッチメント部の位置ずれ方向及び位置ずれ量を算出しても良い。
【００４５】
この場合には、脈波の測定中に、第１センサ室が測定対象血管の直上から位置ずれしたとしても、その位置ずれ方向及び位置ずれ量を使用者が容易に把握することができるので、容易且つ速やかに位置ずれを修正することができる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明に係る脈波センサ、電子機器及び脈波測定方法によれば、測定精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る脈波センサ及び脈波測定装置（電子機器）の第１実施形態を示す図であって、手首に装着している状態を示す図である。
【図２】図１に示す矢印Ａ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】図２に示す脈波センサの縦断面図である。
【図４】図２に示す脈波センサを構成するブロック図である。
【図５】図３に示す矢印Ｂ−Ｂ線に沿ったアタッチメント本体の断面図である。
【図６】図３に示す第１圧力センサ周辺の詳細を示す縦断面図である（図７に示すＣ−Ｃ線に沿った縦断面図に相当）。
【図７】図６に示す第１圧力センサの平面図である。
【図８】図４に示す第１脈波検出部における第１検出回路の構成図である。
【図９】図３に示す第２圧力センサ周辺の詳細を示す縦断面図である（図１０に示すＤ−Ｄ線に沿った縦断面図に相当）。
【図１０】図９に示す第２圧力センサの平面図である。
【図１１】図４に示す第２脈波検出部における第２検出回路の構成図である。
【図１２】図４に示す表示部の画面の一例を示す図である。
【図１３】図５に示す状態における第１脈波信号及び第２脈波信号の出力例を示す図である。
【図１４】図５に示す状態からアタッチメント部が橈骨動脈の走行方向に交差する直交方向に位置ずれした状態を示す断面図である。
【図１５】図１４に示す状態からアタッチメント部が橈骨動脈の走行方向に交差する直交方向にさらに位置ずれした状態を示す断面図である。
【図１６】図１５に示す状態における第１脈波信号及び第２脈波信号の出力例を示す図である。
【図１７】本発明に係る脈波センサ及び脈波測定装置（電子機器）の第２実施形態を示す図であって、アタッチメント本体の断面図である。
【図１８】本発明に係る脈波センサ及び脈波測定装置（電子機器）の第３実施形態を示す図であって、アタッチメント本体の断面図である。
【図１９】本発明に係る脈波センサ及び脈波測定装置（電子機器）の第４実施形態を示す図であって、手首に装着している状態を示す断面図である。
【図２０】図１９に示す矢印Ｅ−Ｅ線に沿ったアタッチメント本体の断面図である。
【図２１】本発明に係る脈波センサ及び脈波測定装置（電子機器）の第５実施形態を示す図であって、手首に装着している状態を示す断面図である。
【図２２】本発明に係る脈波センサ及び脈波測定装置（電子機器）の第６実施形態を示す図であって、手首に装着している状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る脈波センサ、電子機器及び脈波測定方法の第１実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、電子機器の一例として、腕時計型の脈波測定装置を例に挙げて説明する。
【００４９】
図１〜図３に示すように、本実施形態の脈波測定装置１は、脈波センサ４を具備し、使用者の手首Ｓに装着されて使用される。具体的には、脈波測定装置１は、主に手首Ｓの裏側（手の平側）に装着される。脈波センサ４は、心臓の拍動に伴って伝わる橈骨動脈（本発明に係る測定対象血管）Ｒの圧力波を脈波として測定するセンサとされている。
【００５０】
従って、本実施形態では測定対象血管として橈骨動脈Ｒを利用する場合について説明する。そのため、橈骨動脈Ｒの脈動が本発明に係る生体の脈動に相当する。
なお、橈骨動脈Ｒは人体の腕部の長さ方向に沿って延びる動脈であり、血管幅は一般的に２ｍｍ〜４ｍｍの範囲内とされている。本実施形態では、橈骨動脈Ｒが延びる方向を走行方向（本発明に係る延在方向）Ｍ１といい、手首Ｓの裏側の平面視で走行方向Ｍ１に対して交差する方向を交差方向という。特に、交差方向のうち、走行方向Ｍ１に対して直交する方向を直交方向Ｍ２という。
【００５１】
脈波測定装置１は、手首Ｓに装着されると共に脈波センサ４を有するセンサ筐体２と、センサ筐体２を手首Ｓに対して取り外し可能に固定する固定ベルト３と、を備えている。
なお、本実施形態では、手首表面Ｓ１（本発明に係る生体表面）からセンサ筐体２に向かう方向を上方といい、その反対方向を下方という。
【００５２】
図３及び図４に示すように、脈波センサ４は、手首表面Ｓ１に対して対向配置された状態で、センサ筐体２を介して手首Ｓに固定されるセンサ基板１０と、センサ基板１０に対して一体に組み合わされると共に、手首表面Ｓ１に対して押し当て可能とされ、且つ内部に第１センサ室１１及び第２センサ室１２を有する筒状のアタッチメント部１３と、第１センサ室１１の内圧変化に応じて変位する第１圧力センサ２０を有し、該内圧変化に応じた第１脈波信号Ｖ１（図８参照）を出力する第１脈波検出部２１と、第２センサ室１２の内圧変化に応じて変位する第２圧力センサ３０を有し、該内圧変化に応じた第２脈波信号Ｖ２（図１１参照）を出力する第２脈波検出部３１と、第１脈波信号Ｖ１に基づいて脈波を検出すると共に、第２脈波信号Ｖ２に基づいて手首表面Ｓ１に対するアタッチメント部１３の押し当て状態を検出する処理部４０と、を備えている。
【００５３】
本実施形態では、第２センサ室１２を複数備えている場合を例に挙げて説明する。より具体的には、第２センサ室１２を２つ備えている場合を例に挙げて説明する。さらに、第２センサ室１２に対応して、第２圧力センサ３０を２つ備えている場合を例に挙げて説明する。
なお、図１では、脈波測定装置１を簡略化して図示していると共に、橈骨動脈Ｒとアタッチメント部１３との位置関係を理解し易いように図示している。
【００５４】
図１〜図３に示すように、センサ筐体２は、本体ケース５０と、該本体ケース５０に対して図示しない締結部材等を介して一体的に組み合された裏蓋５１と、を備え、内部に各種の構成部品を収容可能な図示しない収容空間が形成されている。
【００５５】
固定ベルト３は、手首Ｓを巻回するように延びた第１固定ベルト５５及び第２固定ベルト５６を備えている。
第１固定ベルト５５及び第２固定ベルト５６は、センサ筐体２を間に挟むようにセンサ筐体２の両側に配置され、基端部が例えば裏蓋５１に対して回動可能にそれぞれ連結されている。ただし、この場合に限定されるものではなく、第１固定ベルト５５及び第２固定ベルト５６の基端部は本体ケース５０に対して連結されていても構わない。
【００５６】
図２に示すように、第１固定ベルト５５の先端部側には、該第１固定ベルト５５を厚さ方向に貫通する図示しない複数の固定孔が形成されている。これら複数の固定孔は、第１固定ベルト５５の延在方向に沿って、一定の間隔をあけて形成されている。第２固定ベルト５６の先端部側には、第１固定ベルト５５が挿通される尾錠枠５７、及び固定孔内に挿通される図示しないつき棒を有する尾錠５７ａが取り付けられている。
【００５７】
このように固定ベルト３が構成されているので、第１固定ベルト５５及び第２固定ベルト５６を手首Ｓに巻回し、つき棒を固定孔内に挿通することで、第１固定ベルト５５及び第２固定ベルト５６を連結することが可能となる。これにより、センサ筐体２が手首Ｓの裏側に位置するように、脈波測定装置１の全体を手首Ｓに対して安定且つ強固に装着することが可能となる。なお、第２固定ベルト５６には、環状の遊革５８が第２固定ベルト５６に沿って移動可能に挿通されている。
【００５８】
図３に示すように、センサ基板１０は例えば回路基板とされ、裏蓋５１に対して一体的に組み合されている。
なお、センサ基板１０の平面視で、互いに直交する２方向のうちの一方の方向を前後方向Ｌ１といい、他方向を左右方向Ｌ２という。センサ基板１０は、前後方向Ｌ１に沿った長さが左右方向Ｌ２に沿った長さよりも長い平面視長方形状に形成されている。ただし、センサ基板１０の形状はこの場合に限定されるものではなく、適宜変更して構わない。
【００５９】
本実施形態では、橈骨動脈Ｒの走行方向Ｍ１にセンサ基板１０の左右方向Ｌ２が一致し、且つ直交方向Ｍ２にセンサ基板１０の前後方向Ｌ１が一致するように、固定ベルト３によって脈波測定装置１が手首Ｓに装着される。
【００６０】
センサ基板１０には、該センサ基板１０を厚み方向に貫通する第１貫通孔６０、及び２つの第２貫通孔６１が形成されている。
これら第１貫通孔６０及び２つの第２貫通孔６１は、センサ基板１０における左右方向Ｌ２の中央部分に配置され、且つ前後方向Ｌ１に一列に並んで配置されるように形成されている。これにより、第１貫通孔６０及び２つの第２貫通孔６１は、橈骨動脈Ｒの走行方向Ｍ１に直交する直交方向Ｍ２に沿って並ぶように形成されている。さらに、第１貫通孔６０及び２つの第２貫通孔６１は、２つの第２貫通孔６１の間に第１貫通孔６０が配置されるように形成されている。
さらに、センサ基板１０上には、後述する３つのＳＯＩ基板９０が配置されていると共に、脈波の測定に必要とされる各種の電子部品が実装されている。
【００６１】
センサ筐体２内の収容空間には、図４に示すように、例えば演算処理部であるＣＰＵ７０、メモリ７１、表示部７２、通信部７３、通信アンテナ７４及び電源部７５が少なくとも収容されている。
ＣＰＵ７０は、脈波センサ４の作動を総合的に制御する機能を有しており、上述した処理部４０、後述する第１検出回路１１１及び第２検出回路１２２を少なくとも有している。なお、ＣＰＵ７０は例えばセンサ基板１０上に実装されている。
【００６２】
メモリ７１には、ＣＰＵ７０に各種の演算処理を実行させるためのプログラム或いはテーブルが予め格納されている。さらにメモリ７１は、処理部４０によって検出された脈波及び押し当て情報を記憶する機能を有している。なお、メモリ７１は例えばセンサ基板１０上に実装されている。
【００６３】
表示部７２は、処理部４０によって検出された脈波、及び押し当て情報を少なくとも表示可能とされ、例えば本体ケース５０の上面に露出するように配置されている。この表示部７２は、脈波及び押し当て情報等を外部に報知する報知部としても機能する。なお、表示部７２に、その他の各種の情報、例えば時刻、日付或いは曜日等に関する情報を表示させても構わない（図１２参照）。
【００６４】
通信部７３は、処理部４０によって検出された脈波及び押し当て情報等を、通信アンテナ７４を介して外部機器Ｅと無線通信する機能を有している。なお、外部機器Ｅとしては、例えば情報端末或いはサーバ等が挙げられるが、特定の機器に限定されるものではない。ただし、通信部７３及び通信アンテナ７４は必須なものではなく、具備しなくても構わない。
【００６５】
電源部７５は、例えばボタン電池等の交換可能な一次電池、或いは充放電可能な二次電池等とされている。さらに、本体ケース５０には、図示しない入力ボタン等の入力部が設けられ、入力部による入力操作によって、例えば脈波測定装置１の電源のオンオフ操作やＣＰＵ７０を介した各構成部品の制御操作を行うことが可能とされている。
【００６６】
図３に示すように、アタッチメント部１３は、センサ基板１０から下方に向けて（手首表面Ｓ１）に向けて突出するように形成されている。
アタッチメント部１３は、センサ基板１０側に配置され、下方に向けて開口したアタッチメント本体８０と、アタッチメント本体８０よりも下方に配置されると共に、手首表面Ｓ１側に開口した弾性体８１と、を備え、全体として中心軸線Ｏを中心とした筒状に形成されている。
なお、アタッチメント部１３の中心軸線Ｏ方向から見た平面視で中心軸線Ｏに交差する方向を径方向といい、中心軸線Ｏ回りに周回する方向を周方向という。
【００６７】
アタッチメント本体８０は、例えば所定の剛性を有する硬質材料によって形成され、センサ基板１０に対して上端部が一体的に連結されている。本実施形態のアタッチメント本体８０は、上下方向の全長に亘って外径が一定とされた円筒状に形成されている。従って、アタッチメント本体８０の外形は、平面視円形状に形成されている。
【００６８】
図３及び図５に示すように、アタッチメント本体８０には、第１センサ室１１、及び２つの第２センサ室１２が手首表面Ｓ１側に開口した状態で形成されている。
第１センサ室１１は、アタッチメント本体８０における中央部分に中心軸線Ｏと同軸上に配置され、横断面視円形状に形成されている。２つの第２センサ室１２は、第１センサ室１１を間にして径方向に向かいように配置されている。具体的には、２つの第２センサ室１２は、第１センサ室１１を間にして、前後方向Ｌ１に一列に並ぶように配置されている。これにより、第１センサ室１１及び第２センサ室１２は、橈骨動脈Ｒの走行方向Ｍ１に直交する直交方向Ｍ２に沿って一列に並ぶように配置されている。従って、２つの第２センサ室１２は、第１センサ室１１に対して、橈骨動脈Ｒの走行に方向に交差する交差方向に並んで配置されている。
本実施形態では、２つの第２センサ室１２は、周方向に延びる横断面視円弧状に形成されている。ただし、第２センサ室１２の形状はこの場合に限定されるものではない。
【００６９】
上述のように構成された第１センサ室１１は、センサ基板１０に形成された第１貫通孔６０の下方に配置されていると共に、第１貫通孔６０に対して連通している。同様に、２つの第２センサ室１２は、センサ基板１０に形成された第２貫通孔６１の下方に配置されていると共に、第２貫通孔６１に対して連通している。
【００７０】
図３に示すように、弾性体８１は、アタッチメント本体８０の下端部に対して、一体的に固定或いは離脱可能に固定され、手首表面Ｓ１に対するアタッチメント部１３の押し当て時に弾性変形可能とされている。
なお、弾性体８１をアタッチメント本体８０の下端部に対して一体的に固定する場合、その固定方法としては、特定の方法に限定されるものではないが、例えば接着や溶着等によって固定しても構わない。さらには、二色成形或いはインサート成形等によって、アタッチメント本体８０と弾性体８１とを一体的に固定しても構わない。
【００７１】
弾性体８１は、手首表面Ｓ１の弾性よりも低い弾性の弾性材料、例えば合成ゴム、シリコン、高分子ゲル等によって形成されている。
より具体的には、弾性体８１は、ＪＩＳ  Ｋ６２５３（加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの硬さ試験方法）で準拠されるデュロメータタイプＥの硬度７０以下程度の硬さを満足する弾性とされている。
このように形成された弾性体８１は、例えば厚み方向（上下方向）に潰れるように弾性変形可能とされている。
【００７２】
本実施形態の弾性体８１は、アタッチメント本体８０よりも薄く形成され、その外形はアタッチメント本体８０と同径の平面視円形状に形成されている。そして、弾性体８１には、該弾性体８１を上下に貫通する第１開口部８２及び２つの第２開口部８３が形成されている。
【００７３】
第１開口部８２は、第１センサ室１１の下方に配置され、第１センサ室１１と同じ形状、すなわち平面視円形状に形成されている。これにより、第１センサ室１１は、第１開口部８２を通じて手首表面Ｓ１側に開口している。２つの第２開口部８３は、２つの第２センサ室１２の下方にそれぞれ配置され、第２センサ室１２と同じ形状、すなわち平面視円弧状に形成されている。これにより、２つの第２センサ室１２は、第２開口部８３を通じて手首表面Ｓ１側にそれぞれ開口している。
ただし、第１開口部８２及び第２開口部８３の形状は、第１センサ室１１及び第２センサ室１２の形状と同形状である必要はなく、異なる形状であっても構わない。
【００７４】
上述のように構成された弾性体８１は、該弾性体８１を介してアタッチメント部１３を手首表面Ｓ１に対して押し当てたときに、手首表面Ｓ１の表面形状（凹凸等）に対応して弾性変形することで、手首表面Ｓ１に対して密着可能とされている。そして、手首表面Ｓ１に対する弾性体８１の密着によって、第１センサ室１１及び２つの第２センサ室１２を密閉状態にすることが可能とされている。これにより、第１センサ室１１及び２つの第２センサ室１２は、橈骨動脈Ｒの脈動に起因する手首表面Ｓ１の変動（上下動）に対応して内圧が変化可能とされている。
【００７５】
図３、図６及び図７に示すように、第１圧力センサ２０は、第１センサ室１１の内圧変化に応じて撓み変形可能な第１カンチレバー２５を備えている。
第１カンチレバー２５は、センサ基板１０の上面に対して重なった状態で接合された半導体基板によって形成されている。本実施形態では、半導体基板として、シリコン支持層９１、シリコン酸化膜等の絶縁層９２及びシリコン活性層９３を、下方からこの順番で熱的に張り合わせたＳＯＩ基板９０を例に挙げて説明している。従って、第１カンチレバー２５は、ＳＯＩ基板９０によって形成されている。
【００７６】
ただし、第１カンチレバー２５はＳＯＩ基板９０によって形成される場合に限定されるものではない。なお、シリコン支持層９１を一定電位に維持する（例えば、シリコン支持層９１をセンサ基板１０のグラウンド等に接続）等して、ＳＯＩ基板９０に厚さ方向の電位差の変動が生じることを抑制することが好ましい。
【００７７】
図６及び図７に示すように、ＳＯＩ基板９０は、センサ基板１０と同様に、前後方向Ｌ１に沿った長さが左右方向Ｌ２に沿った長さよりも長い平面視長方形状に形成され、第１貫通孔６０を上方から覆うようにセンサ基板１０上に配置されている。シリコン支持層９１及び絶縁層９２には、これらシリコン支持層９１及び絶縁層９２を厚み方向に貫通する第１連通孔９５が形成されている。
【００７８】
第１連通孔９５は、第１貫通孔６０を通じて第１センサ室１１内に連通していると共に、後述する第１ギャップ１００を通じて第１カンチレバー２５の上方に位置する上部空間９６に連通している。これにより、第１ギャップ１００、第１連通孔９５及び第１貫通孔６０を通じて、第１センサ室１１内と上部空間９６内とは互いに連通している。
【００７９】
シリコン活性層９３は、絶縁層９２の上面に該絶縁層９２の全面に亘って形成されている。そのため、シリコン活性層９３は第１連通孔９５を上方から覆っている。さらにシリコン活性層９３のうち、ＳＯＩ基板９０の平面視で第１連通孔９５の内側に位置する部分には、該シリコン活性層９３を厚さ方向に貫通する平面視Ｃ形状の第１ギャップ１００が形成されている。シリコン活性層９３のうち第１ギャップ１００の内側に位置する部分が、上記第１カンチレバー２５とされている。
従って、第１カンチレバー２５は、ＳＯＩ基板９０の平面視で、第１ギャップ１００をあけた状態で第１連通孔９５を部分的に覆っている。なお、第１ギャップ１００のギャップ幅は、例えば数百ｎｍ〜数十μｍの微小幅とされている。
【００８０】
第１カンチレバー２５は、片持ち状に支持された状態でＳＯＩ基板９０に形成されている。具体的には第１カンチレバー２５は、先端部が自由端とされたレバー本体２６と、レバー本体２６とシリコン活性層９３とを一体的に接続すると共に、レバー本体２６を片持ち状態で支持する２つのレバー支持部２７とを備え、第１連通孔９５を上方から覆うように配置されている。これにより、第１カンチレバー２５は、レバー本体２６の先端部側が自由端とされた片持ち梁構造とされ、レバー支持部２７を中心として第１センサ室１１の内圧変化に応じて撓み変形する。
なお、本実施形態では、前後方向Ｌ１に沿ってレバー支持部２７からレバー本体２６に向かう方向を前方といい、その反対方向を後方という。
【００８１】
第１カンチレバー２５の基端部には、該第１カンチレバー２５を厚さ方向に貫通する第２ギャップ１０１が形成されている。第２ギャップ１０１は、第１カンチレバー２５の基端部においてＳＯＩ基板９０における左右方向Ｌ２の中央部に位置するように形成されている。なお、第２ギャップ１０１のギャップ幅は、第１ギャップ１００のギャップ幅と同等とされている。
２つのレバー支持部２７は、第２ギャップ１０１を間に挟んで左右方向Ｌ２に並ぶように配置されている。これにより、先に述べたように、第１カンチレバー２５はレバー支持部２７を中心として撓み変形し易い構造とされている。
【００８２】
第２ギャップ１０１は、前後方向Ｌ１に沿って直線状に延びると共に、左右方向Ｌ２に間隔をあけて互いに平行に配置された第１直線ギャップ１０１ａ及び第２直線ギャップ１０１ｂと、左右方向Ｌ２に沿って直線状に延びると共に、第１直線ギャップ１０１ａと第２直線ギャップ１０１ｂとを接続する第３直線ギャップ１０１ｃと、を備え、全体として平面視Ｃ形状に形成されている。
なお、第２直線ギャップ１０１ｂは、第１直線ギャップ１０１ａよりも後方に向かって長く形成されており、後述する第２溝部１０８に接続されている。
【００８３】
２つのレバー支持部２７の左右方向Ｌ２に沿った支持幅は、互いに同等とされている。従って、第１カンチレバー２５が撓み変形した際、一方のレバー支持部２７に作用する応力と、他方のレバー支持部２７に作用する応力とは同等とされている。
【００８４】
シリコン活性層９３には、第１カンチレバー２５を含むようにピエゾ抵抗層（圧電抵抗層）１０２が形成されている。ピエゾ抵抗層１０２は、平面視で第１連通孔９５よりも一回り大きいサイズとなるように形成されている。これにより、ピエゾ抵抗層１０２は、少なくとも第１カンチレバー２５の全面に亘って形成されている。なお、ピエゾ抵抗層１０２は、例えばリン等のドーパント（不純物）がイオン注入法や拡散法等の各種の方法によりドーピングされることで形成されている。
【００８５】
ピエゾ抵抗層１０２のうち第１カンチレバー２５が形成された部分、すなわち、レバー本体２６及び２つのレバー支持部２７が形成された部分は、第１カンチレバー２５の撓み変形に応じて抵抗値が変化する第１変位検出抵抗１０５として機能する。
【００８６】
シリコン活性層９３のうちピエゾ抵抗層１０２を除いた領域には、例えばピエゾ抵抗層１０２よりも電気抵抗率が小さい導電性材料（例えばＡＵ等）からなる外部電極１０６が形成されている。
なお、ピエゾ抵抗層１０２及び外部電極１０６の上面に、図示しない絶縁膜を保護膜として被膜することで、外部との電気的な接触を防止することも可能である。
【００８７】
シリコン活性層９３には、該シリコン活性層９３を複数の領域に区画する複数の溝部が形成されている。本実施形態では、第１溝部１０７及び第２溝部１０８が、シリコン活性層９３の上面から絶縁層９２に達する深さで形成されている。
第１溝部１０７は、シリコン活性層９３のうち第１ギャップ１００よりも前方側に位置する領域に形成されていると共に、前後方向Ｌ１に沿って直線状に延びるように形成されている。第１溝部１０７は、前端部がＳＯＩ基板９０の前方側の側面に達し、且つ後端部が第１ギャップ１００に連通するように形成されている。
これにより、ピエゾ抵抗層１０２及び外部電極１０６のうち、第１ギャップ１００よりも前方側に位置する部分は、第１溝部１０７によって左右方向Ｌ２に分断されている。
【００８８】
第２溝部１０８は、シリコン活性層９３のうち第２ギャップ１０１よりも後方側に位置する領域に形成されていると共に、前後方向Ｌ１に沿って直線状に延びるように形成されている。より具体的には、第２溝部１０８は、シリコン活性層９３のうち第２ギャップ１０１における第２直線ギャップ１０１ｂよりも後方側に位置する領域に形成されている。そして、第２溝部１０８は、前端部が第２直線ギャップ１０１ｂに連通し、且つ後端部がＳＯＩ基板９０の後方側の側面に達するように形成されている。
これにより、ピエゾ抵抗層１０２及び外部電極１０６のうち、第２ギャップ１０１よりも後方側に位置する部分は、第２溝部１０８によって左右方向Ｌ２に分断されている。
【００８９】
上述した第１溝部１０７及び第２溝部１０８によって、外部電極１０６は第１外部電極１０６ａ及び第２外部電極１０６ｂに区画されている。従って、第１外部電極１０６ａ及び第２外部電極１０６ｂは、第１変位検出抵抗１０５を経由する通電経路を除き、直接的な相互の電気的接続は切り離されている。
なお、第２溝部１０８は、第２直線ギャップ１０１ｂに接続される場合に限定されるものではない。例えば、第１直線ギャップ１０１ａを第２直線ギャップ１０１ｂよりも後方に向かって長く形成し、第２溝部１０８と第１直線ギャップ１０１ａとを接続させても構わない。
【００９０】
図７に示すように、第１変位検出抵抗１０５は、第１外部電極１０６ａ及び第２外部電極１０６ｂに対してそれぞれ電気接続されている。これにより、第１外部電極１０６ａ及び第２外部電極１０６ｂ間に電圧が印加されると、この電圧印加に起因する電流は第１外部電極１０６ａから第１変位検出抵抗１０５を経由して第２外部電極１０６ｂに流れる。
【００９１】
図８に示すように、第１脈波検出部２１は、第１変位検出抵抗１０５を含むホイートストンブリッジ回路１１０を有する第１検出回路１１１を備え、第１変位検出抵抗１０５の抵抗値変化に対応したホイートストンブリッジ回路１１０からの出力信号を第１脈波信号Ｖ１として出力する。
なお、図４に示すように、第１検出回路１１１は、ＣＰＵ７０を構成する一部とされ、センサ基板１０に実装されている。
【００９２】
図８に示すように、第１検出回路１１１は、ホイートストンブリッジ回路１１０と、ホイートストンブリッジ回路１１０に対して所定の基準電圧Ｖｃｃを印加する基準電圧発生回路１１２と、差動増幅回路１１３と、を備えている。
ホイートストンブリッジ回路１１０は、第１変位検出抵抗１０５及び第１固定抵抗１１４が直列接続された枝辺と、第２固定抵抗１１５及び第３固定抵抗１１６が直列接続された枝辺と、が基準電圧発生回路１１２に対して並列に接続されている。
【００９３】
第１変位検出抵抗１０５は、第１端が基準電圧Ｖｃｃの供給線に接続され、第２端がノードＮ１に接続されている。第１固定抵抗１１４は、第１端がノードＮ１に接続され、第２端が電源線ＧＮＤに接続されている。第２固定抵抗１１５は、第１端が基準電圧Ｖｃｃの供給線に接続され、第２端がノードＮ２に接続されている。第３固定抵抗１１６は、第１端がノードＮ２に接続され、第２端が電源線ＧＮＤに接続されている。
なお、第１固定抵抗１１４、第２固定抵抗１１５及び第３固定抵抗１１６は、例えばセンサ基板１０に実装された外付け抵抗とされている。
【００９４】
差動増幅回路１１３は、例えば計測アンプであって、センサ基板１０上に取り付けられている。差動増幅回路１１３は、ノードＮ１とノードＮ２との間の電位差を所定の増幅率で増幅して第１脈波信号Ｖ１として、処理部４０に出力する。
なお、この電位差は、ピエゾ抵抗層１０２の抵抗値変化に応じた値、すなわち第１カンチレバー２５の変位に基づいた値となる。差動増幅回路１１３は、反転入力端子（−端子）がノードＮ１に接続され、非反転入力端子（＋端子）がノードＮ２に接続されている。
【００９５】
なお、第１外部電極１０６ａは第１変位検出抵抗１０５の第１端として機能し、基準電圧Ｖｃｃの供給線が接続される。第２外部電極１０６ｂは第１変位検出抵抗１０５の第２端及び第１固定抵抗１１４の第１端として機能し、ノードＮ１を介して差動増幅回路１１３の反転入力端子（−端子）が接続される。
【００９６】
図３に示すように、２つの第２圧力センサ３０は、各第２センサ室１２の内圧変化に応じて撓み変形可能な第２カンチレバー３５をそれぞれ備えている。
なお、２つの第２圧力センサ３０は、ともに同一の構成とされているので、一方の第２圧力センサ３０についての説明を行い、他方の第２圧力センサ３０については説明を省略する。さらに、第２圧力センサ３０は、基本的に先に述べた第１圧力センサ２０と同様の構成とされている。従って、第２圧力センサ３０については、説明を簡略化すると共に、第１圧力センサ２０と同等の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する場合がある。
【００９７】
図９及び図１０に示すように、第２カンチレバー３５は、第１カンチレバー２５と同様に、センサ基板１０の上面に対して重なった状態で接合された半導体基板であるＳＯＩ基板９０によって形成されている。
このＳＯＩ基板９０は、第２貫通孔６１を上方から覆うようにセンサ基板１０上に配置されている。シリコン支持層９１及び絶縁層９２には、これらシリコン支持層９１及び絶縁層９２を厚み方向に貫通する第２連通孔１２０が形成されている。
【００９８】
第２連通孔１２０は、第２貫通孔６１を通じて第２センサ室１２内に連通していると共に、第１ギャップ１００を通じて第２カンチレバー３５の上方に位置する上部空間９７に連通している。これにより、第１ギャップ１００、第２連通孔１２０及び第２貫通孔６１を通じて、第２センサ室１２内と上部空間９７内とは互いに連通している。
【００９９】
第２カンチレバー３５は、第１カンチレバー２５と同様に、ＳＯＩ基板９０の平面視で、第１ギャップ１００をあけた状態で第２連通孔１２０を部分的に覆っている。第２カンチレバー３５は、片持ち状に支持された状態でＳＯＩ基板９０に形成されている。具体的には第２カンチレバー３５は、先端部が自由端とされたレバー本体３６と、レバー本体３６とシリコン活性層９３とを一体的に接続すると共に、レバー本体３６を片持ち状態で支持する２つのレバー支持部３７とを備え、第２連通孔１２０を上方から覆うように配置されている。
これにより、第２カンチレバー３５は、レバー本体３６の先端部側が自由端とされた片持ち梁構造とされ、レバー支持部３７を中心として第２センサ室１２の内圧変化に応じて撓み変形する。
【０１００】
シリコン活性層９３には、第２カンチレバー３５を含むようにピエゾ抵抗層（圧電抵抗層）１０２が形成されている。ピエゾ抵抗層１０２のうち第２カンチレバー３５が形成された部分は、第２カンチレバー３５の撓み変形に応じて抵抗値が変化する第２変位検出抵抗１２１として機能する。
【０１０１】
シリコン活性層９３のうちピエゾ抵抗層１０２を除いた領域には、例えばピエゾ抵抗層１０２よりも電気抵抗率が小さい導電性材料（例えばＡＵ等）からなる外部電極１０６が形成されている。外部電極１０６は、第１溝部１０７及び第２溝部１０８によって、第１外部電極１０６ａ及び第２外部電極１０６ｂに区画されている。従って、第１外部電極１０６ａ及び第２外部電極１０６ｂは、第２変位検出抵抗１２１を経由する通電経路を除き、直接的な相互の電気的接続は切り離されている。
【０１０２】
図１０に示すように、第２変位検出抵抗１２１は、第１外部電極１０６ａ及び第２外部電極１０６ｂに対してそれぞれ電気接続されている。これにより、第１外部電極１０６ａ及び第２外部電極１０６ｂ間に電圧が印加されると、この電圧印加に起因する電流は、第１外部電極１０６ａから第２変位検出抵抗１２１を経由して第２外部電極１０６ｂに流れる。
【０１０３】
図１１に示すように、第２脈波検出部３１は、第２変位検出抵抗１２１を含むホイートストンブリッジ回路１１０を有する第２検出回路１２２を備え、第２変位検出抵抗１２１の抵抗値変化に対応したホイートストンブリッジ回路１１０からの出力信号を、第２脈波信号Ｖ２として処理部４０に出力する。
なお、図４に示すように、第２検出回路１２２はＣＰＵ７０を構成する一部とされ、センサ基板１０に実装されている。
【０１０４】
図１１に示すように、第２検出回路１２２は、ホイートストンブリッジ回路１１０と、ホイートストンブリッジ回路１１０に対して所定の基準電圧Ｖｃｃを印加する基準電圧発生回路１１２と、差動増幅回路１１３と、を備えている。
ホイートストンブリッジ回路１１０は、第２変位検出抵抗１２１及び第１固定抵抗１１４が直列接続された枝辺と、第２固定抵抗１１５及び第３固定抵抗１１６が直列接続された枝辺と、が基準電圧発生回路１１２に対して並列に接続されている。
【０１０５】
第２変位検出抵抗１２１は、第１端が基準電圧Ｖｃｃの供給線に接続され、第２端がノードＮ１に接続されている。第１固定抵抗１１４は、第１端がノードＮ１に接続され、第２端が電源線ＧＮＤに接続されている。第２固定抵抗１１５は、第１端が基準電圧Ｖｃｃの供給線に接続され、第２端がノードＮ２に接続されている。第３固定抵抗１１６は、第１端がノードＮ２に接続され、第２端が電源線ＧＮＤに接続されている。
【０１０６】
差動増幅回路１１３は、ノードＮ１とノードＮ２との間の電位差を所定の増幅率で増幅して第２脈波信号Ｖ２として出力する。なお、この電位差は、ピエゾ抵抗層１０２の抵抗値変化に応じた値、すなわち第２カンチレバー３５の変位に基づいた値となる。
【０１０７】
なお、第１外部電極１０６ａは第２変位検出抵抗１２１の第１端として機能し、基準電圧Ｖｃｃの供給線が接続される。第２外部電極１０６ｂは第２変位検出抵抗１２１の第２端及び第１固定抵抗１１４の第１端として機能し、ノードＮ１を介して差動増幅回路１１３の反転入力端子（−端子）が接続される。
【０１０８】
図３に示すように、センサ基板１０の上面には、３つのＳＯＩ基板９０を上方からそれぞれ覆うように有頂筒状に形成され、センサ基板１０に対して例えば密に接触した蓋部材１２５、１２６が組み合わされている。
蓋部材１２５は、第１圧力センサ２０が形成されたＳＯＩ基板９０を上方から覆っている。これにより、蓋部材１２５の内側が上部空間９６として機能する。また、蓋部材１２６は、第２圧力センサ３０が形成されたＳＯＩ基板９０を上方からそれぞれ覆っている。これにより、蓋部材１２６の内側が上部空間９７として機能する。ただし、蓋部材１２５、１２６は必須なものではなく、具備しなくても構わない。
【０１０９】
図４に示すように、ＣＰＵ７０は処理部４０を備えている。
処理部４０は、先に述べたように、第１脈波検出部２１から出力された第１脈波信号Ｖ１に基づいて脈波を検出すると共に、第２脈波検出部３１から出力された第２脈波信号Ｖ２に基づいて、手首表面Ｓ１に対する弾性体８１を介したアタッチメント部１３の押し当て情報を検出する。
押し当て情報としては、例えば手首表面Ｓ１に対するアタッチメント部１３の押し当て方向等である。
【０１１０】
処理部４０は、脈波を算出する脈波算出部４１と、位置ずれ方向及び位置ずれ量を算出する位置ずれ算出部（本発明に係る算出部）４２と、を備えている。
【０１１１】
脈波算出部４１は、第１センサ室１１の内圧変化による第１カンチレバー２５の撓み変形に対応した第１脈波信号Ｖ１に基づいて、脈波を算出する。
位置ずれ算出部４２は、第２センサ室１２の内圧変化による第２カンチレバー３５の撓み変形に対応した第２脈波信号Ｖ２と、第１センサ室１１と第２センサ室１２との相対位置関係とに基づいて、橈骨動脈Ｒの直上に第１センサ室１１が位置する基準位置に対する、アタッチメント部１３の位置ずれ方向及び位置ずれ量を算出することが可能とされている。なお、これらの点については、後に詳細に説明する。
【０１１２】
表示部７２は、位置ずれ算出部４２によって算出された位置ずれ方向及び位置ずれ量を表示することが可能とされている。
具体的には表示部７２は、押し当て位置を中心として、位置ずれ量に対応した矢印長さ、及び位置ずれ方向に対応した矢印方向で構成される矢印４５を画面７２ａに表示する。表示部７２の画面７２ａには、押し当て位置を中心とした円形のガイドサークル４６が同心円状に複数表示されている。複数のガイドサークル４６の１つは、例えば太線表示され、その内側の領域が位置ずれ量の許容範囲内であることを示す許容サークル４７とされている。
【０１１３】
そして表示部７２は、ガイドサークル４６に矢印４５を重ね合わせた状態で表示する。これにより、矢印方向及び矢印長さを視認することで、位置ずれ量及び位置ずれ方向を判断することが可能であると共に、許容サークル４７との関係に基づいて位置ずれ量が許容範囲内であるか否かを判断することが可能とされている。
なお、位置ずれ量の許容範囲とは、第１圧力センサ２０の変位に対応した第１脈波信号Ｖ１の出力が確認できる範囲である。
【０１１４】
（脈波測定装置及び脈波センサの作用）
次に、上述のように構成された脈波測定装置１及び脈波センサ４を利用して、心臓の拍動に伴って伝わる橈骨動脈Ｒの脈波を測定する脈波測定方法について説明する。
【０１１５】
この場合には、図３に示すように、弾性体８１を介してアタッチメント部１３を手首表面Ｓ１に対して押し当てることで、手首表面Ｓ１に対して弾性体８１を密着させながら弾性体８１を弾性変形させることができる。また、弾性体８１の第１開口部８２及び第２開口部８３が手首表面Ｓ１によって閉塞されるので、第１センサ室１１及び第２センサ室１２内を密閉状態にすることができる。
【０１１６】
第１センサ室１１内を密閉にすることができるので、橈骨動脈Ｒの脈動に起因した手首表面Ｓ１の変動（図３に示す矢印のような上下動）に対応して、第１センサ室１１の内圧を変化させることができると共に、第１センサ室１１の内圧変化に応じて、第１圧力センサ２０を変位させることができる。従って、第１脈波検出部２１により、第１圧力センサ２０の変位に基づいて第１脈波信号Ｖ１を出力することができる。
【０１１７】
具体的には、橈骨動脈Ｒの脈動に起因した手首表面Ｓ１の変動に対応して第１センサ室１１の内圧が変化すると、これに対応して第１カンチレバー２５が図３に示す矢印の如く上下に撓み変形する。これにより、第１カンチレバー２５の撓み量（変位量）に対応して第１変位検出抵抗１０５の抵抗値が変化するので、ホイートストンブリッジ回路１１０から出力される第１脈波信号Ｖ１が変化する。
従って、処理部４０における脈波算出部４１によって、第１カンチレバー２５の撓み量に基づいた第１脈波信号Ｖ１の変化をモニタすることで、第１センサ室１１の内圧変化を検出することができ、結果的に脈波の測定を行うことができる。なお、以上の工程が、第１脈波信号Ｖ１に基づいて脈波を測定する脈波測定工程に相当する。
【０１１８】
従って、本実施形態の脈波測定装置１及び脈波センサ４によれば、脈波測定工程によって、非侵襲的に、しかも橈骨動脈Ｒを圧迫せずに脈波を検出することができるので、例えば使用者に対して不快感を与えることなく、長時間に亘って脈波の測定を行うことができる。
【０１１９】
特に第１カンチレバー２５は、レバー本体２６を片持ち状態で支持するレバー支持部２７を中心に撓み変形する。そのため、第１変位検出抵抗１０５のうち主にレバー支持部２７に形成された部分は、感度への寄与度（貢献度）が大きい応力検知部位とされ、第１カンチレバー２５の撓み量に正確に対応して抵抗値が変化する。そのため、ホイートストンブリッジ回路１１０から出力された第１脈波信号Ｖ１に基づいて、脈波の検出を精度良く且つ感度良く行うことができる。
【０１２０】
ところで、脈波の測定精度は、弾性体８１の第１開口部８２を通じて第１センサ室１１内に露出する手首表面Ｓ１の変動に大きく左右される。従って、例えば体動等によって、手首Ｓに対して脈波測定装置１及び脈波センサ４が位置ずれした場合には、できるだけ速やかに位置ずれを修正することが好ましい。
【０１２１】
この点、本実施形態の脈波測定装置１及び脈波センサ４では、第１センサ室１１に対して橈骨動脈Ｒの走行方向Ｍ１に交差する交差方向に、２つの第２センサ室１２を備えているので、手首表面Ｓ１に対する押し当て状態を検出する状態検出工程を行うことができる。従って、位置ずれの有無を把握することができ、位置ずれを速やかに解消することが可能である。
以下に詳細に説明する。
【０１２２】
図５に示すように、脈波の測定中、橈骨動脈Ｒの直上に第１センサ室１１が位置するように、手首Ｓに対して脈波測定装置１及び脈波センサ４が最適な位置である基準位置で装着されている場合には、２つの第２センサ室１２は橈骨動脈Ｒの直上から外れた位置に配置されている。これにより、脈動の影響を受け難い位置に第２センサ室１２を配置することができる。従って、この場合には、第２センサ室１２の内圧は、脈動に伴う手首表面Ｓ１の変動によって変化し難い状態とされている。
【０１２３】
従ってこの場合には、図１３に示すように、第１圧力センサ２０においては、橈骨動脈Ｒの脈動に起因した手首表面Ｓ１の変動に対応して第１センサ室１１の内圧が変化するので、先に述べたように、第１脈波検出部２１から、第１センサ室１１の内圧変化に応じた（すなわち第１圧力センサ２０の変位に応じた）第１脈波信号Ｖ１を出力することができる。
その一方、２つの第２圧力センサ３０においては、上述のように第２センサ室１２の内圧が脈動に伴う手首表面Ｓ１の変動によって変化し難い状態とされているので、第２脈波検出部３１から、第２センサ室１２の内圧変化に応じた第２脈波信号Ｖ２はほとんど出力されず、零に近い状態となる。
【０１２４】
これに対して脈波の測定中に、例えば体動や姿勢変化等の影響によって、図１４に示すように、橈骨動脈Ｒの走行方向Ｍ１に対して交差する交差方向である直交方向Ｍ２に脈波測定装置１及び脈波センサ４が位置ずれした場合には、手首表面Ｓ１のうち橈骨動脈Ｒの直上に位置する部分が相対的に一方の第２センサ室１２側に移動するので、少なくとも一部分が第２センサ室１２内に露出する。
これにより、脈動に伴う手首表面Ｓ１の変動によって第２センサ室１２の内圧を変化させることができ、第１圧力センサ２０の動きと同様に、第２センサ室１２の内圧変化に応じて第２圧力センサ３０の第２カンチレバー３５を撓み変形させることができる。そのため、第２センサ室１２の内圧変化に応じた第２脈波信号Ｖ２を、第２脈波検出部３１から出力することができる。
【０１２５】
そして、体動や姿勢変化等の影響によって、図１５に示すように直交方向Ｍ２に脈波測定装置１及び脈波センサ４がさらに位置ずれした場合には、手首表面Ｓ１のうち橈骨動脈Ｒの直上に位置する部分が第１センサ室１１内から外れて、第２センサ室１２内に露出した状態となる。
この場合には、第２センサ室１２の内圧変化に応じた第２脈波信号Ｖ２を、第２脈波検出部３１から出力することができる反面、第１センサ室１１の内圧は、脈動に伴う手首表面Ｓ１の変動によって変化し難い状態とされている。
【０１２６】
従ってこの場合には、図１６に示すように、第１圧力センサ２０においては、上述のように第１センサ室１１の内圧が脈動に伴う手首表面Ｓ１の変動によって変化し難い状態とされているので、第１脈波検出部２１から、第１センサ室１１の内圧変化に応じた第１脈波信号Ｖ１はほとんど出力されず、零に近い状態となる。
その一方、２つの第２圧力センサ３０の一方については、上述のように橈骨動脈Ｒの脈動に起因した手首表面Ｓ１の変動に対応して第２センサ室１２の内圧が変化するので、第２脈波検出部３１から、第２センサ室１２の内圧変化に応じた（すなわち第２圧力センサ３０の変位に応じた）第２脈波信号Ｖ２を出力することができる。
【０１２７】
従って、処理部４０における位置ずれ算出部４２は、第２脈波信号Ｖ２の出力の有無に基づいて、第１センサ室１１が橈骨動脈Ｒの直上に位置した状態でアタッチメント部１３が手首表面Ｓ１に押し付けられている、或いは第１センサ室１１が橈骨動脈Ｒの直上から位置ずれした状態でアタッチメント部１３が手首表面Ｓ１に押し付けられている等といった、アタッチメント部１３の押し当て状態、すなわち手首Ｓに対する脈波測定装置１及び脈波センサ４の装着状態を検出することができる。
【０１２８】
これにより、使用者は、手首Ｓに対する脈波測定装置１及び脈波センサ４の装着状態を一定の状態に維持し易く、橈骨動脈Ｒの直上に第１センサ室１１を位置させた状態で脈波の測定を行える。従って、脈波を精度良く測定することができる。
【０１２９】
以上説明したように、本実施形態の脈波測定装置１及び脈波センサ４によれば、手首Ｓに対する脈波測定装置１及び脈波センサ４の装着状態を一定の状態に維持し易く、長時間に亘って脈波を安定且つ精度良く測定することができる。
【０１３０】
特に、本実施形態では、橈骨動脈Ｒの直上に第１センサ室１１が位置する基準位置に対する、アタッチメント部１３の位置ずれ方向及び位置ずれ量を算出することが可能とされている。
例えば、図５に示すように、橈骨動脈Ｒの直上に第１センサ室１１が位置している状態で脈波測定装置１及び脈波センサ４が装着されている場合には、橈骨動脈Ｒの脈動に起因して第２センサ室１２の内圧変化が生じ難い。従って、図１３に示すように、第１脈波信号Ｖ１は出力されるものの、第２脈波信号Ｖ２については出力が零に近い状態となる。従って、この場合には、位置ずれ算出部４２は位置ずれが生じていないと判断する。
【０１３１】
これに対して、体動等によって橈骨動脈Ｒの直上から第１センサ室１１が位置ずれして、図１４に示すように、一方の第２センサ室１２の一部が相対的に橈骨動脈Ｒの直上に位置した場合、或いは図１５に示すように、一方の第２センサ室１２が橈骨動脈Ｒの直上に位置した場合には、橈骨動脈Ｒの脈動に起因して第２センサ室１２の内圧が変化する。
これにより、図１４及び図１５に示す場合には、第２圧力センサ３０から第２脈波信号Ｖ２が出力される。特に、第２センサ室１２が橈骨動脈Ｒの直上に接近するほど（すなわち、位置ずれ量が大きくなるほど）、第２脈波信号Ｖ２の出力が大きくなる。
なお、図１５に示すように、一方の第２センサ室１２が橈骨動脈Ｒの直上に位置する程度まで位置ずれが生じた場合には、図１６に示すように、第１脈波信号Ｖ１はほとんど出力されずに、第２脈波信号Ｖ２が出力される。
【０１３２】
従って、位置ずれ算出部４２は、第２脈波信号Ｖ２の出力の大きさに基づいて位置ずれ量を算出することが可能であると共に、第２脈波信号Ｖ２が出力された側の第２センサ室１２と第１センサ室１１との相対位置関係に基づいて、位置ずれ方向を算出することが可能とされている。
【０１３３】
このとき表示部７２は、図１２に示すように、押し当て位置を中心として、位置ずれ量に対応した矢印長さ、及び位置ずれ方向に対応した矢印方向で構成される矢印４５を画面７２ａに表示する。これにより、使用者は、矢印４５を視認することで、位置ずれ量及び位置ずれ方向を判断することができると共に、許容サークル４７との関係に基づいて、位置ずれ量が許容範囲内であるか否かを判断することができる。
従って、使用者は表示部７２に表示された矢印４５を参考に脈波測定装置１及び脈波センサ４の位置ずれを速やかに修正することができ、適切な装着位置に脈波測定装置１及び脈波センサ４を位置させた状態で脈波の測定を行うことができる。従って、信頼性の高い測定結果を得ることができる。
【０１３４】
さらに、本実施形態の脈波測定装置１及び脈波センサ４では、ＳＯＩ基板９０におけるシリコン活性層９３、及びＳＯＩ基板９０におけるシリコン活性層９３を利用して、半導体プロセス技術により第１カンチレバー２５及び第２カンチレバー３５を形成できるので、容易に薄型化（例えば数十〜数百ｎｍ）し易い。従って、第１センサ室１１及び第２センサ室１２の内圧変化が微小であったとしても、内圧変化に第１カンチレバー２５及び第２カンチレバー３５を反応良く追従させて撓み変形させることができる。従って、脈波の検出を精度良く且つ感度良く行うことができると共に、アタッチメント部１３の押し当て状態の検出を精度良く行うことができる。
【０１３５】
さらに、弾性体８１を介してアタッチメント部１３を手首表面Ｓ１に対して押し当てるので、手首表面Ｓ１の表面形状に対応して弾性体８１を弾性変形させることができる。そのため、手首表面Ｓ１に対して弾性体８１を確実に密着させることができ、第１センサ室１１内及び第２センサ室１２内を高い密閉状態に維持し易い。従って、脈波を安定して測定することができると共に、アタッチメント部１３の押し当て状態の検出を安定して行うことができる。
さらに、弾性体８１が手首表面Ｓ１の弾性よりも低い弾性の弾性材料で形成されているので、大きな押し当て力を必要とせずに、弾性体８１を弾性変形させながら、手首表面Ｓ１に対して弾性体８１を密着させることができる。従って、使用者に対して不快感を与え難い。
【０１３６】
さらに、本実施形態の脈波測定装置１及び脈波センサ４では、第１センサ室１１を間にして、２つの第２センサ室１２を径方向に向かい合うように配置しているので、これら２つの第２センサ室１２及び第１センサ室１１を一列に配置できる。これにより、体動や姿勢変化等の影響によって、第１センサ室１１が橈骨動脈Ｒの直上から位置ずれした場合であっても、脈波測定装置１及び脈波センサ４の位置を直線的に移動させるだけの簡便な方法で、位置ずれを容易に修正することが可能となる。
特に、２つの第２センサ室１２は、第１センサ室１１を間にして、橈骨動脈Ｒの走行方向Ｍ１に対して直交する直交方向Ｍ２に沿って並んでいる。従って、手首Ｓを周回する方向（手首回り）に脈波測定装置１及び脈波センサ４が位置ずれしたとしても、手首回りに脈波測定装置１及び脈波センサ４を移動させるだけの簡便な方法で、位置ずれを修正することが可能となる。
【０１３７】
なお、上記実施形態において、例えば第２センサ室１２を具備せずに、その分、第１センサ室１１の内容積を増大した場合には、位置ずれに対する許容量を大きくすることができ、測定範囲が広げることができる。従って、位置ずれの影響を受け難い状態で脈波を測定することが可能になる。しかしながら、この場合には、第１センサ室１１の内容積が大きくなってしまうので、脈動に起因する手首表面Ｓ１の変動に対して内圧変化の感度が低下し易くなってしまう。そのため、第１脈波信号Ｖ１の出力が減少してしまい、測定精度が低下する傾向となる。
これに対して、本実施形態の場合には、第２センサ室１２を具備することで、第１センサ室１１の内容積を大きくする必要がないので、脈動に起因する手首表面Ｓ１の変動に対して感度良く内圧変化させることができる。従って、第１脈波信号Ｖ１の出力を減少させることがなく、脈波を精度良く測定することができる。
【０１３８】
（第１実施形態の変形例）
上述した第１実施形態では、２つの第２センサ室１２を形成した場合を例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではなく、１つでも構わないし、３つ以上形成しても構わない。
ただし、第２センサ室１２を複数具備することで、例えば体動や姿勢変化等の影響によって、第１センサ室１１が橈骨動脈Ｒの直上から位置ずれしたときに、一方向への位置ずれの検出だけでなく、多方向への位置ずれを検出することが可能となる。従って、脈波測定装置１及び脈波センサ４の装着状態を一定の状態により維持し易く、脈波の安定且つ精度の良い測定に繋がるので、第２センサ室１２を複数形成することが好ましい。
【０１３９】
さらに、上述した第１実施形態では、アタッチメント部１３をアタッチメント本体８０と弾性体８１とで構成した場合を例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではない。
例えば硬質材料で形成されたアタッチメント本体８０だけでアタッチメント部１３を構成しても構わないし、弾性体８１だけでアタッチメント部１３を構成しても構わない。
【０１４０】
ただし、第１実施形態のように、アタッチメント部１３をアタッチメント本体８０と弾性体８１とで構成することが好ましい。この場合には、弾性体８１を具備しているので、脈波測定装置１及び脈波センサ４の装着時に、弾性体８１がクッションの役目を果たすので装着感を向上させることができると共に、第１センサ室１１及び第２センサ室１２内をより確実に密閉させ易い。さらに、アタッチメント本体８０を具備しているので、弾性体８１だけでアタッチメント部１３を構成する場合よりも、アタッチメント部１３としての耐久性等を向上することができる。
このようなことから、アタッチメント部１３をアタッチメント本体８０と弾性体８１とで構成することが好ましい。
【０１４１】
さらに、上記第１実施形態では、アタッチメント本体８０を、上下方向の全長に亘って外径が同一の円筒状に形成したが、この場合に限定されるものではなく、アタッチメント本体８０の形状は適宜変更して構わない。例えば、弾性体８１側からセンサ基板１０側に向けて漸次縮径するようにアタッチメント本体８０を形成しても構わない。なお、この場合とは逆に、弾性体８１側からセンサ基板１０側に向けて漸次拡径するようにアタッチメント本体８０を形成しても構わない。
【０１４２】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る脈波センサ及び電子機器の第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【０１４３】
第１実施形態では、アタッチメント本体８０を、外形が円形状となるように形成すると共に、第１センサ室１１を横断面視円形状に形成し、且つ２つの第２センサ室１２を横断面視円弧状に形成したが、本実施形態では、第１センサ室１１及び第２センサ室１２が横断面視長方形状に形成されている。
【０１４４】
図１７に示すように、本実施形態の脈波測定装置１の脈波センサ１３０は、外形が長方形状に形成されたアタッチメント本体１３１を有するアタッチメント部１３２を有している。具体的には、アタッチメント本体１３１は、橈骨動脈Ｒの走行方向Ｍ１に沿った長さよりも、直交方向Ｍ２に沿った長さの方が僅かに長い平面視長方形状に外形が形成されている。
【０１４５】
第１センサ室１１は、横断面視で橈骨動脈Ｒの走行方向Ｍ１に沿った長さが直交方向Ｍ２に沿った長さよりも長い長方形状に形成されている。そのため、第１センサ室１１は、橈骨動脈Ｒの走行方向Ｍ１に向かい合う第１壁面１３５及び第２壁面１３６と、直交方向Ｍ２に向かい合う第３壁面１３７及び第４壁面１３８とによって形成されている。
【０１４６】
第１壁面１３５及び第２壁面１３６は、走行方向Ｍ１に直交する直交方向Ｍ２に沿って延びる平坦面とされ、互いに平行に向かい合っている。第３壁面１３７及び第４壁面１３８は、走行方向Ｍ１に沿って延びる平坦面とされ、互いに平行に向かい合っている。
なお、第１壁面１３５及び第２壁面１３６の壁面長さは、橈骨動脈Ｒの血管幅の２倍程度の長さとされている。ただし、第１壁面１３５及び第２壁面１３６の壁面長さは、この場合に限定されるものではなく、例えば３ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内であっても構わない。
【０１４７】
第２センサ室１２は、第１センサ室１１を間に挟んで直交方向Ｍ２に一列に並ぶように形成されている。第２センサ室１２は、第１センサ室１１と同様に、横断面視で橈骨動脈Ｒの走行方向Ｍ１に沿った長さが直交方向Ｍ２に沿った長さよりも長い長方形状に形成されている。
【０１４８】
（脈波測定装置及び脈波センサの作用）
上述のように構成された本実施形態の脈波測定装置１及び脈波センサ１３０であっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。
それに加え、本実施形態の場合には、第１センサ室１１における第１壁面１３５及び第２壁面１３６が、走行方向Ｍ１に対して直交する直交方向Ｍ２に沿って互いに平行に延びる平坦面とされ、その壁面長さが血管幅の２倍程度とされている。そのため、第１壁面１３５と第２壁面１３６との間の走行方向Ｍ１に沿った間隔Ｈは、直交方向Ｍ２において血管幅の２倍程度の範囲に亘って同一とされている。
【０１４９】
従って、橈骨動脈Ｒの直上に第１センサ室１１が位置するように脈波測定装置１及び脈波センサ１３０を装着した状態で脈波の測定を行っているときに、脈波測定装置１及び脈波センサ１３０が直交方向Ｍ２に、血管幅の２倍程度の範囲内で僅かに位置ずれした場合であっても、第１センサ室１１内に投影される橈骨動脈Ｒの投影面積を同じ状態に維持することができる。従って、僅かな位置ずれに影響されることなく、より精度良く脈波の測定を行うことができる。
【０１５０】
（第３実施形態）
次に、本発明に係る脈波センサ及び電子機器の第３実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第３実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第１実施形態では、２つの第２センサ室１２を形成したが、本実施形態では、４つの第２センサ室１２を具備している。
【０１５１】
図１８に示すように、本実施形態の脈波測定装置１の脈波センサ１４０は、アタッチメント部１３に第１センサ室１１及び４つの第２センサ室１２が形成されている。
４つの第２センサ室１２は、周方向に延びる横断面視円形状に形成されていると共に、第１センサ室１１の周囲を囲むように周方向に間隔をあけて配置されている。
４つの第２センサ室１２のうち、２つの第２センサ室１２は、第１センサ室１１を間にして径方向に向かいように配置されている。これにより、この２つの第２センサ室１２及び第１センサ室１１は、橈骨動脈Ｒの走行方向Ｍ１に交差する交差方向に一列に並ぶように配置されている。従って、２つの第２センサ室１２は、第１センサ室１１に対して橈骨動脈Ｒの走行に方向に交差する交差方向に並んで配置されている。
４つの第２センサ室１２のうち、残り２つの第２センサ室１２も同様に、第１センサ室１１を間にして径方向に向かいように配置されている。これにより、この２つの第２センサ室１２及び第１センサ室１１は、橈骨動脈Ｒの走行方向Ｍ１に交差する交差方向に一列に並ぶように配置されている。従って、残り２つの第２センサ室１２についても、第１センサ室１１に対して橈骨動脈Ｒの走行に方向に交差する交差方向に並んで配置されている。
【０１５２】
（脈波測定装置及び脈波センサの作用）
上述のように構成された本実施形態の脈波測定装置１及び脈波センサ１４０であっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。
それに加え、本実施形態の場合には、第１センサ室１１の周囲を囲むように４つの第２センサ室１２を配置しているので、脈波の測定中に、外乱の影響（例えば、外部からの振動（音）の影響や直射日光等の影響等）によって、第１センサ室１１の内圧が変化してしまうことを抑制することができる。従って、Ｓ／Ｎ比が高い脈波の測定を行うことができる。
【０１５３】
（第４実施形態）
次に、本発明に係る脈波センサ及び電子機器の第４実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第４実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第１実施形態では、第１圧力センサ２０及び第２圧力センサ３０を共通のセンサ基板１０上に形成したが、本実施形態では、第２圧力センサ３０をアタッチメント部１３に一体的に形成している。
【０１５４】
図１９及び図２０に示すように、本実施形態の脈波測定装置（本発明に係る電子機器）１５０は、脈波センサ１５１を備えている。
脈波センサ１５１は、２つの第２圧力センサ３０をアタッチメント本体８０に一体的に組み合わせるように形成している。そのため、センサ基板１０には、第１貫通孔６０だけが形成され、第１実施形態における第２貫通孔６１については形成していない。
また、本実施形態の第２センサ室１２は横断面視半円状に形成されている。ただし、第２センサ室１２の形状は、この場合に限定されるものではなく、適宜変更して構わない。
【０１５５】
第２圧力センサ３０は、ＳＯＩ基板９０の一部、例えばシリコン支持層９１及び絶縁層９２がアタッチメント本体８０に一体的に形成されることで、アタッチメント本体８０に一体的に組み合わされている。
これにより、アタッチメント部１３の内部空間のうち、第２圧力センサ３０よりも下方に位置する空間が第２センサ室１２として機能する。また、アタッチメント部１３の内部空間のうち、第２圧力センサ３０よりも上方に位置する空間は、第１ギャップ１００及び第２連通孔１２０を通じて第２センサ室１２内に連通する上部空間１５２とされている。
【０１５６】
（脈波測定装置及び脈波センサの作用）
上述のように構成された本実施形態の脈波測定装置１５０及び脈波センサ１５１であっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。
それに加え、本実施形態の場合には、センサ基板１０上に、第２圧力センサ３０分のスペースをさらに確保することができるので、確保したスペースを利用して他の構成部品を効率良く配置することが可能である。従って、脈波測定装置１５０及び脈波センサ１５１のさらなる小型化に繋げることができる。
【０１５７】
（第５実施形態）
次に、本発明に係る脈波センサ及び電子機器の第５実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第５実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【０１５８】
第１実施形態では、手首表面Ｓ１に対してアタッチメント部１３を離間させた状態においては、第１センサ室１１内及び第２センサ室１２内が開放された開放側の脈波センサを例に挙げて説明したが、本実施形態では第１センサ室１１内及び第２センサ室１２内が常時密閉された密閉側の脈波センサとされている。
【０１５９】
図２１に示すように、本実施形態の脈波測定装置（本発明に係る電子機器）１６０は、脈波センサ１６１を備えている。
脈波センサ１６１は、弾性体１６２が第１センサ室１１及び第２センサ室１２をそれぞれ塞ぐ弾性膜状に形成されている。また、センサ基板１０に組み合わされた蓋部材１２５、１２６は、弾性体１６２と協働して第１センサ室１１及び第２センサ室１２を覆う密閉部材として機能する。これにより、弾性体１６２と蓋部材１２５、１２６とによって囲まれた第１センサ室１１内及び第２センサ室１２内は、常に密閉された状態とされている。従って、本実施形態では、蓋部材１２５、１２６は必須な部材とされている。
【０１６０】
さらに、第１センサ室１１及び第２センサ室１２の内圧は、外気圧よりも高い圧力に設定され、弾性体１６２を手首表面Ｓ１側に向けて予め膨張するように弾性変形させている。具体的には、第１センサ室１１内及び第２センサ室１２内には高圧気体が封入され、以下の気圧範囲を維持するように、第１センサ室１１及び第２センサ室１２の内圧が調整されている。
・（外気圧）＜（第１センサ室１１又は第２センサ室１２の内圧）≦（外気圧＋３００ｍｍＨｇ（４０ＫＰａ））
なお、高圧気体としては、例えば乾燥窒素ガス、アルゴンガス、圧縮空気等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【０１６１】
本実施形態の弾性体１６２としては、例えば所定の膜厚の樹脂フィルムが挙げられる。この場合、ガス透過性の低い、すなわちガスバリア性の高い樹脂フィルムが好ましい。また、樹脂に限定されるものではなく、例えば金属フィルムであっても構わないし、その他の材質からなる薄膜フィルムであっても構わない。さらには、単層膜の樹脂フィルムとしても構わないし、多層膜の樹脂フィルムとしても構わない。
【０１６２】
（脈波測定装置及び脈波センサの作用）
上述のように構成された本実施形態の脈波測定装置１６０及び脈波センサ１６１の場合であっても、基本的には第１実施形態と同様の方法で脈波の検出を行うことができる。
それに加え、本実施形態の場合には、手首表面Ｓ１に対する弾性体１６２を介したアタッチメント部１３の押し当てに関係なく、第１センサ室１１内及び第２センサ室１２内を常に密閉状態に維持している。しかも、第１センサ室１１及び第２センサ室１２の内圧が外気圧よりも高い圧力に設定され、弾性体１６２が手首表面Ｓ１側に向けて凸状に膨らむように予め膨出している。
【０１６３】
そのため、手首表面Ｓ１に対して弾性体１６２を適切に密着させ、且つ弾性体１６２の張りを保ちながら、手首表面Ｓ１に対して弾性体１６２を介してアタッチメント部１３を押し当てることができる。従って、橈骨動脈Ｒの脈動に起因した手首表面Ｓ１の変動に対応して弾性体１６２を弾性変形させることができると共に、さらに弾性体１６２の弾性変形に対応して第１センサ室１１及び第２センサ室１２の内圧を変化させることができる。これにより、第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。
【０１６４】
さらに、第１センサ室１１内及び第２センサ室１２内を常に密閉状態に維持できるので、手首表面Ｓ１との間に気密性を保つ必要性がない。しかも、弾性体１６２によって第１センサ室１１内及び第２センサ室１２内が閉塞されているので、例えば手首表面Ｓ１から分泌される汗や皮脂、或いは塵埃等から第１圧力センサ２０及び第２圧力センサ３０が影響を受けてしまうことを防止することができる。これらのことから、さらに安定した脈波の測定を行うことができる。
【０１６５】
（第６実施形態）
次に、本発明に係る脈波センサ及び電子機器の第６実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第６実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【０１６６】
図２２に示すように、本実施形態の脈波測定装置（本発明に係る電子機器）１７０の脈波センサ１７１は、手首表面Ｓ１に対する（より詳しくは橈骨動脈Ｒに対する）アタッチメント部１３の相対位置を示すノッチ部（本発明に係る指標部）１７２が形成されたアタッチメント部１３を有している。
詳細には、アタッチメント部１３の外周面にノッチ部１７２が形成されている。ノッチ部１７２は、径方向の内側に向かって平面視半円状に窪んだ切欠部であって、上下に開口するように縦長に形成されている。特に、ノッチ部１７２は、中心軸線Ｏを間に挟んで走行方向Ｍ１に並ぶように２つ形成されている。
【０１６７】
（脈波測定装置及び脈波センサの作用）
このように構成された本実施形態の脈波測定装置１７０及び脈波センサ１７１によれば、第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができることに加え、さらに以下の作用効果を奏功することができる。
すなわち、ノッチ部１７２を利用して、橈骨動脈Ｒに対するアタッチメント部１３の相対位置を確認できるので、手首表面Ｓ１に対して常に位置合わせしながらアタッチメント部１３を押し当てることができる。そのため、脈波測定装置１７０及び脈波センサ１７１を毎回同じ装着状態で装着することができ、脈波をより安定して測定することが可能である。
しかも、橈骨動脈Ｒの直上にノッチ部１７２が位置するように脈波測定装置１７０及び脈波センサ１７１を装着することで、橈骨動脈Ｒの直上に第１センサ室１１が位置するように脈波測定装置１７０及び脈波センサ１７１を装着できる。
【０１６８】
なお、ノッチ部１７２は、アタッチメント本体８０の外周面に形成しても構わないし、弾性体８１の外周面に形成しても構わない。さらには、指標部の一例としてノッチ部１７２を例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではなく、例えば目印或いはマーク等を指標部として、アタッチメント部１３の外周面に印刷、貼着等によって明示しても構わない。
【０１６９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形例には、例えば当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものなどが含まれる。
【０１７０】
例えば、上記各実施形態では、電子機器の一例として、腕時計型の脈波測定装置を例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではなく、脈波測定機能を具備する各種の電子機器に適用することが可能である。
【０１７１】
また、上記各実施形態では、人体の腕部を走行する橈骨動脈を測定対象血管として、手首に装着する脈波センサを例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではない。例えば、腕部を巻回するように固定ベルトを取り付けることで、腕部に装着する脈波センサとしても構わない。この場合、測定対象血管としては、橈骨動脈に限定されるものではなく、例えば尺骨動脈或いは上腕動脈であって構わない。
さらには、人体の脚部の巻回するように固定ベルトを取り付けることで、脚部に装着する脈波センサとしても構わない。この場合、測定対象血管としては、例えば大腿動脈であって構わない。さらには、本発明に係る脈波センサを、例えば家畜等の飼育動物或いは実験動物等に装着することも可能である。
【０１７２】
また、上記各実施形態では、圧力センサの一例として、カンチレバーを利用したセンサを例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではなく、センサ室の内圧変化に応じて変位するセンサであれば、その他の構造を採用しても構わない。
例えば、センサ室の内圧変化に応じて変位する薄膜のダイヤフラムを有する圧力センサを採用しても構わない。この場合であっても、同様の作用効果を奏功することができる。ただし、カンチレバーを利用する場合には、センサ室の微小な内圧変化であってもカンチレバーを反応良く追従させながら変形させることができるので、脈波をより精度良く、且つ感度良く検出でき、好ましい。
【０１７３】
また、上記各実施形態では、ホイートストンブリッジ回路を利用して、変位検出抵抗の抵抗値変化を検出したが、この場合に限定されるものではない。変位検出抵抗の抵抗値変化を検出できれば、検出回路をどのように構成しても構わない。
【０１７４】
さらに、上記各実施形態では、手首表面に対するアタッチメント部の位置ずれ方向及び位置ずれ量を、表示部に表示させることで使用者に報知させた場合を例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではなく、例えば音声や振動等によって報知するように構成しても構わない。
【０１７５】
さらに、上記各実施形態において、第２センサ室の内圧変化に対応した第２脈波信号に基づいて、脈波センサの位置ずれを検出した際、単に位置ずれを検出するだけでなく、第１脈波信号及び第２脈波信号に基づいて脈波を検出しても構わない。つまり、第２脈波信号を位置ずれ検出だけに利用するのではなく、脈波の検出に利用しても構わない。
さらに、上記各実施形態では、複数の第２センサ室に対応して第２圧力センサをそれぞれ設けた構成としたが、この場合に限定されるものではなく、例えば複数の第２圧力センサを連通させることで、１つの第２圧力センサを具備する構成としても構わない。
【符号の説明】
【０１７６】
Ｒ…橈骨動脈（測定対象血管）
Ｓ…手首（生体）
Ｓ１…手首表面（生体表面）
Ｍ１…走行方向（延在方向）
Ｍ２…直交方向
１、１５０、１６０、１７０…脈波測定装置（電子機器）
４、１３０、１４０、１５１、１６１、１７１…脈波センサ
１１…第１センサ室
１２…第２センサ室
１３、１３２…アタッチメント部
２０…第１圧力センサ
２１…第１脈波検出部
２５…第１カンチレバー
３０…第２圧力センサ
３１…第２脈波検出部
３５…第２カンチレバー
４０…処理部
４２…位置ずれ算出部（算出部）
７２…表示部（報知部）
８０、１３１…アタッチメント本体
８１、１６２…弾性体
１０５…第１変位検出抵抗
１１１…第１検出回路
１２１…第２変位検出抵抗
１２２…第２検出回路
１７２…ノッチ部（指標部）
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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