(57)【要約】【課題】生体センサにおいて、外部からの音がセンサ部に到達することを抑制できるようにする。【解決手段】生体Ｈに接する外面１１、及び、外面から窪んで形成されると共に外面が生体に接した状態で外部に対して密閉される凹部１２を有し、音を遮蔽する筐体２と、筐体の外面側から見て凹部の内側に配され、少なくとも筐体の外面が生体に接した状態で凹部に入り込み、生体の振動を検出するセンサ部３と、センサ部を筐体に対して凹部が開口する方向に弾性的に変位可能に接続し、筐体の外面が生体に接した状態でセンサ部を生体に押し付ける弾性部４と、を備える生体センサ１を提供する。【選択図】図１
2019141349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に接する外面、及び、前記外面から窪んで形成されると共に前記外面が前記対象物に接した状態で外部に対して密閉される凹部を有し、音を遮蔽する筐体と、
前記外面側から見て前記凹部の内側に配され、少なくとも前記筐体の外面が前記対象物に接した状態で前記凹部に入り込み、前記対象物の振動を検出するセンサ部と、
前記センサ部を前記筐体に対して前記凹部が開口する方向に弾性的に変位可能に接続し、前記筐体の外面が前記対象物に接した状態で前記センサ部を前記対象物に押し付ける弾性部と、
を備える生体センサ。
【請求項２】
前記筐体が、前記凹部の開口の縁から張り出す環状に形成されて前記凹部の開口の一部を覆う張出壁部を有し、
前記センサ部が、前記凹部内に配されると共に前記外面側から見て前記張出壁部の孔よりも大きく形成された本体部と、前記本体部から突出して前記張出壁部の孔に挿入される突起部と、を備える請求項１に記載の生体センサ。
【請求項３】
前記弾性部が、前記センサ部と前記凹部の底面との間に介在する弾性スペーサである請求項１または２に記載の生体センサ。
【請求項４】
前記センサ部と前記弾性スペーサとの間に、プレート部が設けられている請求項３に記載の生体センサ。
【請求項５】
前記筐体、前記センサ部及び弾性部を含むセンサユニットを前記対象物に取り付ける取付具を備え、
前記センサユニットが、前記取付具に一体に設けられている請求項１から４のいずれか一項に記載の生体センサ。
【請求項６】
前記筐体が、前記外面に開口する複数の前記凹部を有し、
前記センサ部が、複数の凹部に対して一つずつ設けられている請求項１から５のいずれか一項に記載の生体センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体の振動や音を検出するセンサがある。特許文献１には、カフの内部空間に配されたセンサ（振動センサ）によってコロトコフ音を検出することで、血圧測定を行う血圧計が開示されている。特許文献１の血圧計では、カフによる阻血を邪魔しないようにセンサによってコロトコフ音等の生体信号を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−１２５３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、一般に、カフは外部からの音を通してしまう。このため、外部からの音がセンサに到達すると、センサから出力される信号には、生体の振動に応じた信号だけではなく、外部の音に応じた信号がノイズとして含まれてしまう。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、外部からの音がセンサに到達することを抑制できる生体センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の生体センサは、対象物に接する外面、及び、前記外面から窪んで形成されると共に前記外面が前記対象物に接した状態で外部に対して密閉される凹部を有し、音を遮蔽する筐体と、前記外面側から見て前記凹部の内側に配され、少なくとも前記筐体の外面が前記対象物に接した状態で前記凹部に入り込み、前記対象物の振動を検出するセンサ部と、前記センサ部を前記筐体に対して前記凹部が開口する方向に弾性的に変位可能に接続し、前記筐体の外面が前記対象物に接した状態で前記センサ部を前記対象物に押し付ける弾性部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、外部からの音がセンサ部に到達することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態の生体センサの生体への取り付け前の断面図である。
【図２】第１実施形態の生体センサのうちセンサユニットを示す斜視図である。
【図３】第１実施形態の生体センサの生体への取り付け後の断面図である。
【図４】第２実施形態の生体センサの生体への取り付け前の断面図である。
【図５】第２実施形態の生体センサの生体への取り付け後の断面図である。
【図６】第３実施形態の生体センサの生体への取り付け前の断面図である。
【図７】第３実施形態の生体センサの生体への取り付け後の断面図である。
【図８】第４実施形態の生体センサの生体への取り付け前の断面図である。
【図９】第４実施形態の生体センサの生体への取り付け後の断面図である。
【図１０】第５実施形態の生体センサの生体への取り付け後の断面図である。
【図１１】第５実施形態の生体センサの生体への取り付け後の平面図である。
【図１２】第５実施形態の生体センサの構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を適用した生体センサの実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各実施形態において、共通する要素、部材等について、同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化することがある。また、各構成要素の厚さや寸法の比率は適宜調整されている。
【００１０】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る生体センサは、生体（対象物）の一例である人体に接触した状態で、人体の振動を検出する。図１，２に示すように、生体センサ１は、筐体２と、センサ部３と、弾性部４と、を備える。また、生体センサ１は、カフ（取付具）５を備える。
【００１１】
筐体２は、人体Ｈに接触させる外面１１（以下、第１外面１１と呼ぶ。）と、第１外面１１から窪んで形成された凹部１２と、を有する。第１外面１１は、平坦な面に形成されている。なお、第１外面１１は、例えば人体Ｈの表面に対応する湾曲面に形成されてもよい。
凹部１２の開口は、筐体２の第１外面１１によって囲まれている。これにより、凹部１２は、筐体２の第１外面１１が人体Ｈに接触した状態において外部に対して密閉される。凹部１２の開口は、筐体２の第１外面１１側から見た平面視で円形状に形成されている。なお、凹部１２の開口の平面視形状は、多角形状など任意の形状に形成されてよい。凹部１２の内面は、凹部１２が開口する方向に向く底面１３と、底面１３の縁から凹部１２の開口に向けて延びる内側面１４と、を有する。なお、凹部１２の内面は、任意の形状に形成されてよい。
【００１２】
筐体２は、音を遮蔽するように構成されている。筐体２は、ある程度の重みを有していればよい。筐体２は、比重の大きい材料によって構成されるとよい。筐体２は、例えば後述するカフ５よりも比重が大きい材料によって構成されてよい。筐体２は、金属製であってもよいし、シリコーン樹脂等の樹脂製であってもよいし、陶器や石等によって構成されてもよい。また、筐体２は、後述する弾性部４よりも高い剛性を有していればよい。
【００１３】
センサ部３は、人体Ｈの振動を検出するエレクトレットセンサ２１（センサ本体）を備える。エレクトレットセンサ２１は、シート状またはフィルム状に形成され、厚み方向の振動（圧力）を検出して電圧に変換する圧電センサである。エレクトレットセンサ２１は、扁平な気孔を多数含む多孔質をなしている。エレクトレットセンサ２１に用いる高分子材料としては、厚み方向に感度を有するものであれば任意であってよく、例えば内部に多孔質構造を有するポリプロピレン（ＰＰ）が挙げられる。
【００１４】
センサ部３は、エレクトレットセンサ２１と人体Ｈとの間に設けられる振動伝達スペーサ２２をさらに備える。振動伝達スペーサ２２は、例えば、ゲル状の材料で構成されており、体積がほぼ不変のまま変形する部材である。振動伝達スペーサ２２は、ゲルのように人体Ｈに近い機械特性を有する。振動伝達スペーサ２２は、エレクトレットセンサ２１に対してその厚み方向に重ねて設けられる。
【００１５】
振動伝達スペーサ２２の、弾性変形する前の平面視した形状は、エレクトレットセンサ２１と略同一とされている。エレクトレットセンサ２１を平面視した形状が円形状である場合、振動伝達スペーサ２２の形状も円形状に設定される。なお、振動伝達スペーサ２２を平面視した形状がエレクトレットセンサ２１を平面視した形状と異なるようにしてもよい。
振動伝達スペーサ２２に対して厚み方向に力が加えられた場合、振動伝達スペーサ２２は、その厚み方向に小さくなるように変形しつつ平面方向に広がるように変形する。
【００１６】
センサ部３は、後述する弾性部４によって筐体２に接続される。センサ部３は、筐体２の第１外面１１側から見た平面視で、凹部１２の内側に配される。具体的に、センサ部３は、凹部１２の内側面１４よりも内側に間隔をあけて位置する。
センサ部３は、少なくとも筐体２の第１外面１１が人体Ｈに接した状態で凹部１２に入り込む。筐体２の第１外面１１が人体Ｈに接していない状態、かつ、弾性部４の弾性力がセンサ部３に作用していない状態では、センサ部３の一部が凹部１２内に位置し、センサ部３の残部が第１外面１１から突出するように凹部１２の外側に位置する。なお、凹部１２の開口方向において人体Ｈに接触するセンサ部３の面２３（接触面２３）が第１外面１１と同じ位置に配されるように、センサ部３全体が凹部１２内に位置してもよい。以下の説明において、凹部１２が開口する方向、凹部１２の開口方向は、凹部１２の内側から外側に向かう方向（凹部１２の底面１３から離れる方向）、及び、凹部１２の外側から内側に向かう方向（凹部１２の底面１３に近づく方向）の両方を含む。
【００１７】
弾性部４は、センサ部３を筐体２に対して凹部１２が開口する方向に弾性的に変位可能に接続する。弾性部４は、筐体２の外面が人体Ｈに接した状態でセンサ部３を人体Ｈに押し付ける。弾性部４は、表裏に配置される第１面３２及び第２面３３を有し、第１面３２側にセンサ部３が設けられる弾性フィルム３１である。
弾性フィルム３１の平面方向における縁部は、筐体２に接続されている。弾性フィルム３１の縁部は、凹部１２の内側面１４に接続されている。なお、弾性フィルム３１の縁部は、例えば筐体２の第１外面１１に接続されてもよい。センサ部３は、弾性フィルム３１の第１面３２の略中央位置に設けられている。弾性フィルム３１の第２面３３は、凹部１２の底面１３に対向する。
【００１８】
センサ部３が筐体２に対して凹部１２が開口する方向に変位した際には、弾性フィルム３１が弾性変形する。これにより、弾性フィルム３１の弾性力がセンサ部３に作用する。例えば図３に示すように、センサ部３が凹部１２の底面１３に近づくように変位した際、センサ部３には凹部１２の底面１３から離れる方向への弾性フィルム３１の弾性力が作用する。
【００１９】
弾性フィルム３１は、例えば、凹部１２の底面１３側の一部空間を外部に対して密閉するように配されてよい。図示例では、弾性フィルム３１の縁部全体が凹部１２の内側面１４に取り付けられている。これにより、凹部１２の底面１３側の一部空間が外部に対して密閉され、凹部１２の一部空間に存在するエアが空気バネを構成する。なお、弾性フィルム３１は、例えば凹部１２の空間全体を外部に対して密閉してもよい。この場合、弾性フィルム３１は、例えば凹部１２の開口を塞ぐように筐体２の第１外面１１に取り付けられてよい。
【００２０】
図１，３に示すように、カフ５は、上記した筐体２、センサ部３及び弾性部４を含むセンサユニット６を人体Ｈに取り付ける。カフ５は、内部に空気を出し入れ可能な空洞５１を有する。カフ５は、人体Ｈの部位（例えば手首や腕部）が通る筒状に形成されてもよいし、帯状に形成されて人体Ｈの部位に巻き付け可能に構成されてもよい。カフ５は、センサユニット６と別個に構成されている。
【００２１】
以上のように構成される生体センサ１において、センサユニット６を人体Ｈに取り付ける際には、はじめに、センサユニット６を人体Ｈの部位の表面に配する。次いで、センサユニット６が人体Ｈとカフ５の内周面５２との間に配されるように、カフ５に人体Ｈの部位（例えば手首や腕部）を通す。その後、エアーポンプ等の空気供給部（不図示）によってカフ５内の空気圧を上昇させることで、図３に示すように、センサユニット６をカフ５と人体Ｈとの間に挟み込む。ここで、カフ５の内周面５２には、センサユニット６の筐体２のうち第１外面１１と反対側の第２外面１５が接触する。これにより、センサユニット６は、筐体２の第１外面１１が人体Ｈに接触するようにカフ５の空気圧（以下、カフ圧と呼ぶ。）によって人体Ｈに押し付けられる。この状態では、凹部１２の開口が人体Ｈによって塞がれる。すなわち、凹部１２が外部に対して密閉される。
【００２２】
センサユニット６がカフ圧によって人体Ｈに押し付けられると、センサ部３は、その全体がわずかに凹部１２に入り込むように（センサ部３が凹部１２の底面１３側に近づくように）筐体２に対して変位する。すなわち、センサ部３は密閉された凹部１２内に位置する。センサ部３の変位は、筐体２の第１外面１１によって制限されるため、センサ部３に作用するカフ圧は緩和される。したがって、センサ部３のエレクトレットセンサ２１がその厚み方向において過度な圧力で圧縮されることを防いで、エレクトレットセンサ２１の感度低下を防止することができる。
【００２３】
また、上記したセンサ部３の変位に応じて弾性フィルム３１が弾性変形するため、センサ部３は弾性フィルム３１の弾性力によって人体Ｈに押し付けられる。弾性フィルム３１の弾性率を適切に設定することにより、センサ部３を適度な弾性力（エレクトレットセンサ２１の感度が低下しない程度の弾性力）で人体Ｈに押し付けることができる。センサ部３は、人体Ｈに押し付けられるため、人体Ｈの振動（例えば血液の流動に伴う振動）を、空気を介さずに（すなわち音に変換することなく）直接検出できる。
具体的に、センサ部３が人体Ｈに押し付けられた状態では、センサ部３の振動伝達スペーサ２２が、エレクトレットセンサ２１と人体Ｈとの間に挟み込まれて弾性変形する。人体Ｈの振動は、人体Ｈに接触した振動伝達スペーサ２２を介してエレクトレットセンサ２１に伝達される。
【００２４】
第１実施形態の生体センサ１では、カフ５によって人体Ｈ内部の血管の阻血を行うことができる。すなわち、第１実施形態の生体センサ１は、血圧を測定する血圧計として利用することができる。具体的には、カフ圧を変化させながらセンサ部３によってコロトコフ音を振動で検出することで、血圧を測定できる。凹部１２の開口を除く筐体２の第１外面１１及びカフ５の内周面５２が、カフ圧で人体Ｈに接触して押し付けられるため、センサユニット６が血圧の測定に影響を与えることはない。
【００２５】
第１実施形態に係る生体センサ１では、筐体２の第１外面１１が人体Ｈに接触することで筐体２の凹部１２が外部に対して密閉され、センサ部３が密閉された凹部１２内に配される。すなわち、センサ部３は、遮音性を有する筐体２の凹部１２と人体Ｈとによって囲まれた密閉空間に配される。また、人体Ｈもある程度の重み（大きな比重）を有するため、外部からの音は人体Ｈを通過し難い。したがって、外部からの音がセンサ部３に到達することを抑制できる。これにより、人体Ｈの振動に応じてセンサ部３から出力される信号に含まれるノイズを低減でき、生体の振動を正確に把握することが可能となる。
【００２６】
また、第１実施形態に係る生体センサ１では、エレクトレットセンサ２１と人体Ｈとの間に介在する振動伝達スペーサ２２は、弾性フィルム３１の弾性力によって人体Ｈに押し付けられて密着する。これにより、人体Ｈの振動が振動伝達スペーサ２２を介してエレクトレットセンサ２１に伝わりやすくなるようにすることができる。さらには、振動伝達スペーサ２２が人体Ｈに近い機械物性を有することにより、人体Ｈの振動はほとんど減衰することなくエレクトレットセンサ２１に伝達される。したがって、エレクトレットセンサ２１によって人体Ｈの振動を精度よく検出することができる。
【００２７】
また、振動伝達スペーサ２２は、弾性を有するため、人体Ｈの表面形状の変化に追従することができる。仮に、人体Ｈの表面に凹凸などがあったとしても、振動伝達スペーサ２２は人体Ｈの表面の凹凸を吸収するように変形する。このため、エレクトレットセンサ２１に大きな形状の変化が生じることを抑制できる。
【００２８】
また、第１実施形態に係る生体センサ１では、凹部１２のうち少なくとも底面１３側の一部空間が弾性フィルム３１によって外部に対して密閉され、凹部１２の一部空間に存在するエアが空気バネを構成する。このため、センサ部３の凹部１２の開口方向への変位に伴って、筐体２の凹部１２に形成された空気バネによってセンサ部３に弾性力を付与できる。このため、弾性フィルム３１自体の弾性力が小さくても、十分な弾性力をセンサ部３に付与することができる。
【００２９】
［第２実施形態］
次に、図４，５を参照して本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、第１実施形態と同様の構成要素について同一符号を付す等して、その説明を省略する。
【００３０】
図４に示すように、第２実施形態の生体センサ１Ｂは、第１実施形態と同様に、筐体２Ｂと、センサ部３Ｂと、弾性部４と、カフ５と、を備える。
【００３１】
第２実施形態の筐体２Ｂは、凹部１２の開口の縁から張り出す環状に形成された張出壁部１６Ｂを有する。張出壁部１６Ｂは、凹部１２の開口の一部を覆う。これにより、凹部１２内の空間は、張出壁部１６Ｂの孔１７Ｂを通して外部につながっている。
張出壁部１６Ｂは、筐体２Ｂの他の部位と一体に形成され、筐体２Ｂの他の部位と同様の遮音性を有する。張出壁部１６Ｂは、筐体２Ｂの他の部位と共に筐体２Ｂの第１外面１１を形成している。また、張出壁部１６Ｂは、凹部１２の底面１３に対向する。
【００３２】
第２実施形態のセンサ部３Ｂは、本体部２４Ｂと、突起部２５Ｂと、を備える。
本体部２４Ｂは、凹部１２内に配されると共に筐体２Ｂの第１外面１１側から見て張出壁部１６Ｂの孔１７Ｂよりも大きく形成されている。このため、本体部２４Ｂが凹部１２の外側に出ることはない。
突起部２５Ｂは、本体部２４Ｂから一体に突出して張出壁部１６Ｂの孔１７Ｂに挿入される。すなわち、突起部２５Ｂは、筐体２Ｂの第１外面１１側から見て張出壁部１６Ｂの孔１７Ｂよりも小さく形成されている。
【００３３】
センサ部３Ｂのエレクトレットセンサ２１は、前述した本体部２４Ｂの一部を構成している。また、センサ部３Ｂの振動伝達スペーサ２２は、前述した突起部２５Ｂの一部を構成している。すなわち、筐体２Ｂの第１外面１１側から見た振動伝達スペーサ２２の大きさは、エレクトレットセンサ２１よりも小さい。
さらに、センサ部３Ｂは、エレクトレットセンサ２１と振動伝達スペーサ２２との間に設けられて、本体部２４Ｂ及び突起部２５Ｂの一部を構成するアダプタ２６Ｂを備える。アダプタ２６Ｂは、撓み変形しない程度に高い剛性を有していればよい。アダプタ２６Ｂは、人体Ｈの振動を振動伝達スペーサ２２からエレクトレットセンサ２１に伝えることができるように構成されていればよい。
筐体２Ｂに対するセンサ部３Ｂの位置（特に凹部１２の開口方向における位置）は、第１実施形態の場合と同様である。
【００３４】
以上のように構成される生体センサ１Ｂは、第１実施形態と同様に、人体Ｈに取り付けることができる。図５に示すように、生体センサ１Ｂを人体Ｈに取り付けた状態では、筐体２Ｂの張出壁部１６Ｂの孔１７Ｂが人体Ｈによって塞がれる。これにより、凹部１２が外部に対して密閉される。
【００３５】
また、第１実施形態と同様に、筐体２Ｂ、センサ部３Ｂ及び弾性部４を含むセンサユニット６Ｂがカフ圧（カフ５の空気圧）によって人体Ｈに押し付けられると、センサ部３Ｂは、その全体が張出壁部１６Ｂの孔１７Ｂを含む凹部１２内の空間に入り込むように筐体２Ｂに対して変位し、密閉された凹部１２内に位置する。また、センサ部３Ｂの突起部２５Ｂ（振動伝達スペーサ２２）が、弾性フィルム３１の弾性力によって人体Ｈに押し付けられる。この状態において、人体Ｈの振動は、人体Ｈに接触した振動伝達スペーサ２２及びアダプタ２６Ｂを介してエレクトレットセンサ２１に伝達される。
【００３６】
第２実施形態に係る生体センサ１Ｂでは、第１実施形態と同様の効果を奏する。
また、第２実施形態に係る生体センサ１Ｂでは、凹部１２の開口の一部が張出壁部１６Ｂによって覆われる。すなわち、凹部１２の開口が実質的に小さくなる。また、センサ部３Ｂの本体部２４Ｂの一部が張出壁部１６Ｂによって覆われる。このため、外部からの音が凹部１２内に入り込んでセンサ部３Ｂの本体部２４Ｂ（エレクトレットセンサ２１）に到達することを効果的に抑制できる。例えば、筐体２Ｂの第１外面１１が人体Ｈに接した状態で、外部からの音が人体Ｈを通して凹部１２内に入り込むことを抑制できる。したがって、人体Ｈの振動に応じてセンサ部３Ｂ（エレクトレットセンサ２１）から出力される信号に含まれるノイズをさらに低減できる。
【００３７】
また、第２実施形態に係る生体センサ１Ｂでは、凹部１２の開口が実質的に小さくなることで、センサユニット６Ｂが人体Ｈに押し付けられても、人体Ｈが凹部１２に入り込むことを抑制できる。具体的には、凹部１２に入り込む人体Ｈの大きさにばらつきが生じることを抑制できる。これにより、センサユニット６Ｂを人体Ｈに押し付けた際に凹部１２に入り込むセンサ部３Ｂの変位のばらつきに基づいて、センサ部３Ｂを人体Ｈに押し付ける弾性部４の弾性力にばらつきが生じることを抑制できる。したがって、人体Ｈの振動をセンサ部３Ｂによって安定に検出することができる。
【００３８】
第２実施形態において、センサ部３Ｂの本体部２４Ｂはエレクトレットセンサ２１及びアダプタ２６Ｂによって構成され、センサ部３Ｂの突起部２５Ｂは振動伝達スペーサ２２のみによって構成されてもよい。
【００３９】
［第３実施形態］
次に、図６，７を参照して本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態では、第１実施形態と同様の構成要素について同一符号を付す等して、その説明を省略する。
【００４０】
図６に示すように、第３実施形態の生体センサ１Ｃは、第１実施形態と同様に、筐体２と、センサ部３と、弾性部４Ｃと、カフ５と、を備える。
【００４１】
第３実施形態の弾性部４Ｃは、センサ部３と筐体２の凹部１２の底面１３との間に介在する弾性スペーサ３１Ｃである。
弾性スペーサ３１Ｃは、例えば振動伝達スペーサ２２と同様に、ゲル状の材料にて構成されている。弾性スペーサ３１Ｃは、凹部１２の内側面１４との間に間隔をあけて配されている。また、弾性スペーサ３１Ｃは、凹部１２が開口する方向から見た平面視で環状に形成されている。このため、弾性スペーサ３１Ｃは、凹部１２が開口する方向から見て、凹部１２の底面１３やこれに対向するセンサ部３の面のうち環状の領域に重なる。
【００４２】
さらに、センサ部３と弾性スペーサ３１Ｃとの間には、剛性プレート（プレート部）３５Ｃが設けられている。剛性プレート３５Ｃは、凹部１２の底面１３に対向するセンサ部３の面全体に接するように配されている。剛性プレート３５Ｃは、例えば金属製であり、振動伝達スペーサ２２や弾性スペーサ３１Ｃよりも高い剛性を有する。このため、剛性プレート３５Ｃは、振動伝達スペーサ２２や弾性スペーサ３１Ｃが変形したとしても変形しにくい。
【００４３】
以上のように構成される生体センサ１Ｃは、第１実施形態と同様に、人体Ｈに取り付けることができる。図７に示すように、生体センサ１Ｃを人体Ｈに取り付けた状態では、筐体２の凹部１２の開口が人体Ｈによって塞がれ、凹部１２が外部に対して密閉される。
また、第１実施形態と同様に、筐体２、センサ部３及び弾性部４Ｃを含むセンサユニット６Ｃがカフ圧（カフ５の空気圧）によって人体Ｈに押し付けられると、センサ部３は、その全体が凹部１２内の空間に入り込むように筐体２に対して変位し、密閉された凹部１２内に位置する。また、弾性スペーサ３１Ｃがセンサ部３と凹部１２の底面１３との間で押し潰されることで生じる弾性スペーサ３１Ｃの弾性力によって、センサ部３が人体Ｈに押し付けられる。
【００４４】
第３実施形態に係る生体センサ１Ｃでは、第１実施形態と同様の効果を奏する。
また、第３実施形態に係る生体センサ１Ｃでは、弾性スペーサ３１Ｃの弾性力によってセンサ部３を人体Ｈに押し付ける。このため、第１、第２実施形態のような弾性フィルム３１を用いることなく、センサ部３に弾性力を付与できる。特に、センサ部３が振動伝達スペーサ２２を備える場合には、振動伝達スペーサ２２と弾性スペーサ３１Ｃとを共通の材料で設けることができるため、部材の多様化を抑制することができる。
【００４５】
また、第３実施形態に係る生体センサ１Ｃでは、センサ部３と弾性スペーサ３１Ｃとの間に剛性プレート３５Ｃが設けられている。このため、弾性スペーサ３１Ｃがその弾性力によって剛性プレート３５Ｃの一部にのみ押し付けられても、弾性スペーサ３１Ｃの弾性力が凹部１２の底面１３に対向するセンサ部３の面全体に均一に作用しやすくなる。これにより、センサ部３（特にエレクトレットセンサ２１）における感度をさらに高めることができる。
【００４６】
また、第３実施形態に係る生体センサ１Ｃでは、弾性スペーサ３１Ｃが、センサ部３が凹部１２の底面１３に近づくように変位した際に押し潰されるが、弾性スペーサ３１Ｃの外側及び内側には空間が形成されている。この空間は弾性スペーサ３１Ｃの変形を許容するスペースとなるため、弾性スペーサ３１Ｃが逃げる領域を広く確保することができる。さらに、弾性スペーサ３１Ｃは、外側と内側の双方に向けて均一に変形できる領域を確保することができる。
【００４７】
第３実施形態において、弾性スペーサ３１Ｃは、任意の形状に形成されてよい。弾性スペーサ３１Ｃは、例えば凹部１２の開口方向において、凹部１２の底面１３に対向するセンサ部３の面全体に重なる形状に形成されてもよい。この場合、剛性プレート３５Ｃは設けられなくてもよい。
【００４８】
第３実施形態の弾性スペーサ３１Ｃや剛性プレート３５Ｃは、第２実施形態の生体センサ１Ｂにも適用可能である。また、第２実施形態の筐体２Ｂやセンサ部３Ｂは、第３実施形態の生体センサ１Ｃに適用可能である。
【００４９】
［第４実施形態］
次に、図８，９を参照して本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態では、第１実施形態と同様の構成要素について同一符号を付す等して、その説明を省略する。
【００５０】
図８，９に示すように、第４実施形態の生体センサ１Ｄは、第１実施形態と同様に、筐体２、センサ部３及び弾性部４を含むセンサユニット６と、カフ５と、を備える。
【００５１】
第４実施形態の生体センサ１Ｄでは、センサユニット６がカフ５に一体に設けられている。センサユニット６は、少なくとも筐体２の第１外面１１がカフ５の内周面５２と共に人体Ｈの表面に対向するようにカフ５に対して設けられればよい。具体的に、センサユニット６は、筐体２がカフ５の内周側の膜部５３Ｄに形成された貫通孔５４Ｄを塞ぐようにカフ５に対して設けられている。すなわち、筐体２はカフ５の一部を構成している。図示例において、筐体２の第１外面１１は、カフ５の内周面５２よりも高く位置しているが、例えばカフ５の内周面５２と共に同一面をなすように（カフ５の内周面５２との間に段差が生じないように）位置してもよい。
【００５２】
第４実施形態に係る生体センサ１Ｄでは、第１実施形態と同様の効果を奏する。
また、第４実施形態に係る生体センサ１Ｄでは、センサユニット６がカフ５に一体に設けられている。このため、人体Ｈ（例えば手首や腕部）に対するカフ５の位置決めと同時に、センサユニット６（特にセンサ部３）を人体Ｈに対して位置決めすることができる。すなわち、人体Ｈに対するセンサ部３の位置決めを容易に行うことができる。
【００５３】
第４実施形態において、筐体２はカフ５の内周面５２に接着等によって固定されてもよい。
【００５４】
第４実施形態の構成は、第２、第３実施形態の生体センサ１Ｂ，１Ｃにも適用可能である。
【００５５】
［第５実施形態］
次に、図１０〜１２を参照して本発明の第５実施形態について説明する。第５実施形態では、第１実施形態と同様の構成要素について同一符号を付す等して、その説明を省略する。
【００５６】
図１０，１１に示すように、第５実施形態の生体センサ１Ｅは、第１実施形態と同様に、筐体２Ｅ、センサ部３及び弾性部４を含むセンサユニット６Ｅと、カフ５と、を備える。
【００５７】
第５実施形態の筐体２Ｅは、第１外面１１に開口する複数（図１０においては九つ）の凹部１２を有する。センサ部３は、上記した筐体２Ｅの複数の凹部１２に対して一つずつ設けられている。複数の凹部１２は、筐体２Ｅの第１外面１１に沿う一方向に間隔をあけて配列される。なお、複数の凹部１２は、例えば筐体２Ｅの第１外面１１に沿って互いに直交する二つの方向に配列されてもよい。
【００５８】
筐体２Ｅは、腕部の表面のように人体Ｈの表面が湾曲していても、複数のセンサ部３が人体Ｈの表面に接触できるように、すなわち筐体２Ｅの第１外面１１が人体Ｈの表面に追従できるように、構成されているとよい。具体的に、筐体２Ｅは、例えば、シリコーン樹脂により形成される等して、撓み変形可能に構成されてよい。また、筐体２Ｅは、例えば、第１外面１１及び第１外面１１に開口する凹部１２を有する筐体要素部を複数備え、複数の筐体要素部が、連結部によって互いに回転可能に連結されてもよい。連結部は、例えば蝶番であってもよい。また、連結部は、例えば筐体要素部と同じ材料で筐体要素部に一体に形成され、撓み変形するように筐体要素部よりも薄く形成されてもよい。
【００５９】
図１２に示すように、第５実施形態の生体センサ１Ｅは、取得部７Ｅと、信号処理部８Ｅと、をさらに備える。取得部７Ｅは、複数のセンサ部３から出力された信号を取得する。センサ部３からの出力信号は、センサ部３において検出された人体Ｈの振動を示す信号である。
信号処理部８Ｅは、取得部７Ｅが得た複数のセンサ部３の出力信号から抽出または合成して所望の信号となるように信号処理をする。信号処理部８Ｅは、例えば、複数のセンサ部３から出力された複数の出力信号を比較して、最も出力（振幅）が大きい出力信号を選択してよい。この場合、信号処理部８Ｅは、選択された出力信号を外部の各種機器に出力する。また、信号処理部８Ｅは、例えば、複数のセンサ部３から出力された複数の出力信号を合成演算してよい。複数の出力信号を合成演算する場合には、人体Ｈにおける振動源（図１０，１１において腕部の内部に通る上腕動脈ＡＲ１）から各センサ部３までの距離に応じて、複数の出力信号を遅延加算するとよい。
【００６０】
この点について、具体的に説明する。人体Ｈの振動源（上腕動脈ＡＲ１）から各センサ部３までの距離は、複数のセンサ部３の間で異なる。このため、人体Ｈの振動（上腕動脈ＡＲ１の脈動）が各センサ部３に到達する時間は、複数のセンサ部３の間で異なる。そこで、信号処理部８Ｅは、人体Ｈの振動を示す複数の出力信号の特徴部分（例えば、相互相関解析を行うことで得られる特徴量データ）が一致するか出力信号の特徴部分のうち相関が高い部分が重なるように、出力信号の位相を合わせるようにして加算することで合成する。これにより、人体Ｈの振動源から各センサ部３までの距離が互いに異なる場合であっても、各センサ部３からの出力信号に遅延時間を考慮して、複数の出力信号を合成することができる。なお、複数のセンサ部３からの出力信号を合成する場合、複数のセンサ部３のうち全てのセンサ部３からの出力信号を合成してもよいし、出力信号の特徴部分の相関性が高いセンサ部３のみを選択して合成してもよい。
【００６１】
第５実施形態に係る生体センサ１Ｅでは、第１実施形態と同様の効果を奏する。
また、第５実施形態に係る生体センサ１Ｅは、複数のセンサ部３が人体Ｈに接するように構成されている。このため、人体Ｈに対する生体センサ１Ｅの位置精度が低くても、いずれかのセンサ部３を人体Ｈの振動源の近くに位置させることができる。これにより、例えば、複数のセンサ部３からの出力信号のうち最も高い出力を示す信号を選択して用いることで、人体Ｈの振動を精度よく検出することができる。また、例えば、複数のセンサ部３からの出力信号を合成演算することでも、人体Ｈの振動を精度よく検出することができる。すなわち、生体センサ１Ｅから出力される信号のS/N比（signal-noise ratio）を改善することができる。
【００６２】
第５実施形態の生体センサ１Ｅには、第２〜第４実施形態の構成が適用されてもよい。
また、第５実施形態の生体センサ１Ｅにおいて、取得部７Ｅ、信号処理部８Ｅは、例えば、例えばＣＰＵ（中央処理装置）等の処理装置若しくは専用の電子回路で構成されてよい。また、取得部７Ｅ、信号処理部８Ｅは、例えばそれぞれ別個の処理装置や電子回路で構成されてもよいし、例えばこれらのうち少なくとも一部が共通の処理装置や電子回路で構成されてもよい。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００６４】
例えば、上記の各実施形態において、生体センサを設ける部位は、生体の振動を検出する対象の部位であればよい。生体センサを設ける部位は、手首や腕部以外の部位、例えば人体の頭部、胴体、足首、脚部等の部位であってもよい。
また、上記の各実施形態において、生体の振動を検出するセンサ本体（センサ部）は、エレクトレットセンサに限らず、ピエゾ等の振動検出センサや、他の圧力センサなどの任意のセンサであってよい。
【符号の説明】
【００６５】
１，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ…生体センサ、２，２Ｂ，２Ｅ…筐体、３，３Ｂ…センサ部、４，４Ｃ…弾性部、５…カフ（取付具）、６，６Ｂ，６Ｃ，６Ｅ…センサユニット、１１…第１外面（外面）、１２…凹部、１３…底面、１６Ｂ…張出壁部、１７Ｂ…張出壁部１６Ｂの孔、２１…エレクトレットセンサ（センサ本体）、２２…振動伝達スペーサ、２４Ｂ…本体部、２５Ｂ…突起部、２６Ｂ…アダプタ、３１…弾性フィルム、３１Ｃ…弾性スペーサ、３５Ｃ…剛性プレート（プレート部）、Ｈ…人体
【図１】
2019141349.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】令和1年7月10日(2019.7.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に接する外面、及び、前記外面から窪んで形成されると共に前記外面が前記対象物に接した状態で外部に対して密閉される凹部を有し、音を遮蔽する筐体と、
前記外面側から見て前記凹部の内側に配され、少なくとも前記筐体の外面が前記対象物に接した状態で前記凹部に入り込み、前記対象物の振動を検出するセンサ部と、
前記センサ部を前記筐体に対して前記凹部が開口する方向に弾性的に変位可能に接続し、前記筐体の外面が前記対象物に接した状態で前記センサ部を前記対象物に押し付ける弾性フィルムと、
を備える生体センサ。
【請求項２】
前記弾性フィルムの第１面に前記センサ部が設けられ、
前記弾性フィルムの第２面は前記凹部の底面に対向する請求項１に記載の生体センサ。
【請求項３】
前記センサ部は、シート状またはフィルム状に形成され、厚み方向の振動を検出して電圧に変換する圧電センサである請求項１または２に記載の生体センサ。
【請求項４】
前記センサ部は、内部に多孔質構造を有するエレクトレットセンサである請求項１から３のいずれか一項に記載の生体センサ。
【請求項５】
前記筐体、前記センサ部及び弾性フィルムを含むセンサユニットを前記対象物に取り付ける取付具を備え、
前記センサユニットが、前記取付具に一体に設けられている請求項１から４のいずれか一項に記載の生体センサ。
【請求項６】
前記筐体が、前記外面に開口する複数の前記凹部を有し、
前記センサ部が、複数の凹部に対して一つずつ設けられている請求項１から５のいずれか一項に記載の生体センサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の生体センサは、対象物に接する外面、及び、前記外面から窪んで形成されると共に前記外面が前記対象物に接した状態で外部に対して密閉される凹部を有し、音を遮蔽する筐体と、前記外面側から見て前記凹部の内側に配され、少なくとも前記筐体の外面が前記対象物に接した状態で前記凹部に入り込み、前記対象物の振動を検出するセンサ部と、前記センサ部を前記筐体に対して前記凹部が開口する方向に弾性的に変位可能に接続し、前記筐体の外面が前記対象物に接した状態で前記センサ部を前記対象物に押し付ける弾性フィルムと、を備える。