(57)【要約】【課題】検出感度を低下させることなく、薄型化を図ること。【解決手段】人体の心拍を検出するセンシングユニット１００において、人体の心拍に応じて振動する受音用部材１０１と、受音用部材１０１の振動に応じて受音用部材１０１とは異なる振動特性で振動する反射用部材１０２と、の対向する面どうしが非接触となるように、受音用部材１０１および反射用部材１０２の間に形成されているキャビティ１０５の形状を維持するスペーサアレイ１０９を設けた。【選択図】図１
2008132010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の心拍に応じて振動する第１の振動板と、
前記第１の振動板に対向配置され、前記第１の振動板の振動に応じて当該第１の振動板とは異なる振動特性で振動する第２の振動板と、
前記第１および第２の振動板の対向する面どうしが非接触となるように、前記第１および第２の振動板の間に形成されているキャビティの形状を維持する形状維持部材と、
を備えることを特徴とするセンシングユニット。
【請求項２】
前記形状維持部材は、
前記キャビティ内に設けられたスペーサであることを特徴とする請求項１に記載のセンシングユニット。
【請求項３】
前記形状維持部材は、
前記第１の振動板において前記人体の心拍に応じて振動しない非振動領域に設けられた凹凸部であることを特徴とする請求項１に記載のセンシングユニット。
【請求項４】
前記形状維持部材は、
前記第１の振動板を形成する材料とは異なる材料によって形成されて、前記第２の振動板に積層された板状部材であることを特徴とする請求項１に記載のセンシングユニット。
【請求項５】
前記キャビティにおける気体の振動にともなう前記キャビティ内の圧力変化を検出する検出手段を備え、
前記キャビティおよび前記検出手段は、
前記キャビティおよび前記検出手段との間で気体が流れる気道により連通されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のセンシングユニット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載のセンシングユニットを複数備え、
前記センシングユニットは、アレー状に配列されるとともに、一定の配列順序を維持した状態で隣り合う前記センシングユニットに対して相対的に変位自在とされていることを特徴とする心拍検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、センシングユニットおよび心拍検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえば、運転者の自律神経系の反応状態にしたがって運転者の覚醒度を推定し、推定された運転者の覚醒度に応じて車両の安全走行を支援するようにした技術があった。運転者の覚醒度は、たとえば、運転者の自律神経系の反応状態に応じて変化する、単位時間当たりの運転者の心拍数や呼吸数などを用いて推定することが可能であった。
【０００３】
また、従来、たとえば、運転者の自律神経系の反応状態に応じて変化する呼吸周期や血圧などにしたがって心拍周期のゆらぎを計測することで、運転中の運転者の居眠りを予知するようにした技術があった。心拍周期は、たとえば、心拍周期の計測対象者の身体に装着した電極を介して検出した心電にしたがって計測することが可能であるが、特に、計測対象者が運転者である場合には、運転に支障をきたすことなく心拍周期を計測できるような計測方法が要求される。
【０００４】
このような要求に応じる技術として、従来、たとえば、２つの空気層（共鳴室）を有する集音パッド構造のダイアフラム型マイクをシートベルトに取り付け、ダイアフラムに伝達された心音を２つの空気層（共鳴室）を介してマイクへ導入し、マイクに導入された心音を用いて心拍数を計測するようにした車載用心音検出器に関する技術があった（たとえば、下記特許文献１を参照。）。
【０００５】
また、従来、たとえば、気密性を有する空気袋または密閉キャビネットの密閉空気式音センサを、人体や動物の体に巻き付ける装着用ベルトなどに取り付け、空気袋または密閉キャビネットの中の空気圧を無指向性マイクロフォンまたは圧力センサによって検出することにより、心拍数などの生体情報を計測するようにした生体情報収集装置に関する技術があった（たとえば、下記特許文献２を参照。）
【０００６】
また、従来、たとえば、車両のシートベルトに取り付けた薄型圧力センサの内部に充填された作動流体の圧力変動を圧力センサで検出し、検出された圧力変動に応じて心拍や呼吸状態を検出するようにした技術があった（たとえば、下記特許文献３を参照。）。
【０００７】
【特許文献１】実開平６−４２３７３号公報
【特許文献２】特開２００１−２８６４４８号公報
【特許文献３】特開２００２−１６６７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１に記載された従来の技術では、集音パッドを人体に密着させ、ダイアフラムと人体との間に空気層を維持した状態で心音を検出する構造であるが、実際には、ダイアフラムと人体との間には着衣などのように表面に凹凸がある領域に集音パッドを当てることになるため、平面形状のダイアフラムと着衣などの凹凸のある領域との間に空気層を維持し続けることが困難であり、検出感度が低下するという問題があった。また、上述した特許文献１に記載された従来の技術では、２つの空気層を有する集音パッドを用いるため、薄型化に限界があるという問題があった。
【０００９】
また、上述した特許文献１および２に記載された従来の技術では、たとえば、シートベルなどに取り付けて使用するために生体情報収集装置を薄型化した場合、構造を安定して維持することが困難であり、良好な検出感度を維持することが困難であるという問題があった。さらに、特許文献１や２に記載された技術では、薄型化にともなう感度低下を補うために、心音を受音する面積を大きくした場合、構造を安定して維持することが一層困難であり、良好な検出感度を維持することが困難であるという問題があった。
【００１０】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、検出感度を低下させることなく、薄型化を図ることができるセンシングユニットおよび心拍検出装置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】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかるセンシングユニットは、人体の心拍に応じて振動する第１の振動板と、前記第１の振動板に対向配置され、前記第１の振動板の振動に応じて当該第１の振動板とは異なる振動特性で振動する第２の振動板と、前記第１および第２の振動板の対向する面どうしが非接触となるように、前記第１および第２の振動板の間に形成されているキャビティの形状を維持する形状維持部材と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、第１の振動板が第２の振動板に接触することを防止できるので、検出感度を低下させることなく、センシングユニットの薄型化を図ることができる。これによって、この発明にかかるセンシングユニットおよび当該センシングユニットを備える心拍検出装置は、センシングユニットおよび心拍検出装置に対する煩わしさや違和感を利用者に与えることなく、利用者の心拍を精度よく検出することができる。
【００１３】
また、上記発明において、前記形状維持部材は、前記キャビティ内に設けられたスペーサであることとしてもよい。
【００１４】
この発明によれば、簡易な構成によって、第１の振動板が第２の振動板に接触することを防止できるので、検出感度を低下させることなく、センシングユニットの薄型化を図ることができる。これによって、この発明にかかるセンシングユニットおよび当該センシングユニットを備える心拍検出装置は、センシングユニットおよび心拍検出装置に対する煩わしさや違和感を利用者に与えることなく、利用者の心拍を精度よく検出することができる。
【００１５】
また、上記発明において、前記スペーサは、前記第１の振動板から離間していることとしてもよい。
【００１６】
この発明によれば、第１の振動板の振動を妨げることなく、第１の振動板が第２の振動板に接触することを防止できるので、検出感度を低下させることなく、センシングユニットの薄型化を図ることができる。これによって、この発明にかかるセンシングユニットおよび当該センシングユニットを備える心拍検出装置は、センシングユニットおよび心拍検出装置に対する煩わしさや違和感を利用者に与えることなく、利用者の心拍を精度よく検出することができる。
【００１７】
また、上記発明において、前記形状維持部材は、前記第１の振動板において前記人体の心拍に応じて振動しない非振動領域に設けられた凹凸部であることとしてもよい。
【００１８】
この発明によれば、第１の振動板の振動を妨げることなく、第１の振動板が第２の振動板に接触することを防止できるので、検出感度を低下させることなく、センシングユニットの薄型化を図ることができる。これによって、この発明にかかるセンシングユニットおよび当該センシングユニットを備える心拍検出装置は、センシングユニットおよび心拍検出装置に対する煩わしさや違和感を利用者に与えることなく、利用者の心拍を精度よく検出することができる。
【００１９】
また、上記発明において、前記形状維持部材は、前記第１の振動板を形成する材料とは異なる材料によって形成されて、前記第２の振動板に積層された板状部材であることとしてもよい。
【００２０】
この発明によれば、簡易な構成によって、第１の振動板が第２の振動板に接触することを防止できるので、検出感度を低下させることなく、センシングユニットの薄型化を図ることができる。これによって、この発明にかかるセンシングユニットおよび当該センシングユニットを備える心拍検出装置は、センシングユニットおよび心拍検出装置に対する煩わしさや違和感を利用者に与えることなく、利用者の心拍を精度よく検出することができる。
【００２１】
また、上記発明において、前記キャビティにおける気体の振動にともなう前記キャビティ内の圧力変化を検出する検出手段を備え、前記キャビティおよび前記検出手段は、前記キャビティおよび前記検出手段との間で気体が流れる気道により連通されていることとしてもよい。
【００２２】
この発明によれば、たとえば、レイアウト上の制約などによって検出手段とキャビティとを離間させた場合にも、キャビティ内の圧力変化を検出することができるので、検出感度を低下させることなく、センシングユニットの薄型化を図ることができる。これによって、この発明にかかるセンシングユニットおよび当該センシングユニットを備える心拍検出装置は、センシングユニットおよび心拍検出装置に対する煩わしさや違和感を利用者に与えることなく、利用者の心拍を精度よく検出することができる。
【００２３】
また、上記発明において、前記気道の開口径は、前記キャビティ側よりも前記検出手段側の方が小さいこととしてもよい。
【００２４】
この発明によれば、気道中における圧力変化の伝達ロスを低減することができるので、簡易な構成によって、検出感度を低下させることなく、センシングユニットの薄型化を図ることができる。これによって、この発明にかかるセンシングユニットおよび当該センシングユニットを備える心拍検出装置は、センシングユニットおよび心拍検出装置に対する煩わしさや違和感を利用者に与えることなく、利用者の心拍を精度よく検出することができる。
【００２５】
また、上記発明において、前記キャビティは、サイズを異ならせて複数設けられており、前記気道によって一の前記検出手段に連通されていることとしてもよい。
【００２６】
この発明によれば、簡易な構成によって、大きさの異なる複数種類の周波数の振動を検出することができるので、検出感度の向上およびセンシングユニットの薄型化を図ることができる。これによって、この発明にかかるセンシングユニットおよび当該センシングユニットを備える心拍検出装置は、センシングユニットおよび心拍検出装置に対する煩わしさや違和感を利用者に与えることなく、利用者の心拍を精度よく検出することができる。
【００２７】
また、上記発明において、前記検出手段は、前記気道内の気体の振動に応じて振動し、前記第１の振動板に正対しない位置に設けられたダイアフラムを備えたコンデンサマイクであることとしてもよい。
【００２８】
この発明によれば、キャビティ内全体の圧力変化を検出することができるので、検出感度の向上、および、センシングユニットの薄型化を図ることができる。これによって、この発明にかかるセンシングユニットおよび当該センシングユニットを備える心拍検出装置は、センシングユニットおよび心拍検出装置に対する煩わしさや違和感を利用者に与えることなく、利用者の心拍を精度よく検出することができる。
【００２９】
また、上記発明において、前記コンデンサマイクは、前記第２の振動板の表面と同一面内に設けられていることとしてもよい。
【００３０】
この発明によれば、コンデンサマイクに圧力変化を伝達する気体に、当該気体を特定の方向に回り込ませるための指向性をもたせることなくキャビティ内の圧力変化を検出することができるので、検出感度を低下させることなく、センシングユニットの薄型化を図ることができる。これによって、この発明にかかるセンシングユニットおよび当該センシングユニットを備える心拍検出装置は、センシングユニットおよび心拍検出装置に対する煩わしさや違和感を利用者に与えることなく、利用者の心拍を精度よく検出することができる。
【００３１】
また、この発明によれば、コンデンサマイクが第２の振動板に埋め込まれた状態となり、外部からコンデンサマイクに加えられる振動を低減することができるので、検出感度を低下させることなく、センシングユニットの薄型化を図ることができる。これによって、この発明にかかるセンシングユニットおよび当該センシングユニットを備える心拍検出装置は、センシングユニットおよび心拍検出装置に対する煩わしさや違和感を利用者に与えることなく、利用者の心拍を精度よく検出することができる。
【００３２】
また、上記発明において、前記第２の振動板の板厚は、前記第１の振動板の板厚よりも大きいこととしてもよい。
【００３３】
この発明によれば、第１の振動板と比較して第２の振動板を振動しにくくすることで、第１の振動板の振動によるキャビティ内の圧力変化を検出しやすくできるので、簡易な構成によって、検出感度を低下させることなく、センシングユニットの薄型化を図ることができる。これによって、この発明にかかるセンシングユニットおよび当該センシングユニットを備える心拍検出装置は、センシングユニットおよび心拍検出装置に対する煩わしさや違和感を利用者に与えることなく、利用者の心拍を精度よく検出することができる。
【００３４】
また、上記発明において、前記第２の振動板は、前記第１の振動板を形成する材料とは異なる材料によって形成されていることとしてもよい。
【００３５】
この発明によれば、構成を変えることなく、第１の振動板と比較して第２の振動板を振動しにくくすることで、第１の振動板の振動によるキャビティ内の圧力変化を検出しやすくできるので、簡易な構成によって、検出感度を低下させることなく、センシングユニットの薄型化を図ることができる。これによって、この発明にかかるセンシングユニットおよび当該センシングユニットを備える心拍検出装置は、センシングユニットおよび心拍検出装置に対する煩わしさや違和感を利用者に与えることなく、利用者の心拍を精度よく検出することができる。
【００３６】
また、上記発明において、前記第１の振動板よりも弾性率の低い材料によって形成されて、前記第１の振動板における前記人体の心拍に応じて振動しない非振動領域を外方から覆う弾性部材を備えることとしてもよい。
【００３７】
この発明によれば、人体の心拍に応じた第１の振動板の振動以外の振動を生じにくくすることで、第１の振動板の振動によるキャビティ内の圧力変化を一層検出しやすくできるので、簡易な構成によって、検出感度を低下させることなく、センシングユニットの薄型化を図ることができる。これによって、この発明にかかるセンシングユニットおよび当該センシングユニットを備える心拍検出装置は、センシングユニットおよび心拍検出装置に対する煩わしさや違和感を利用者に与えることなく、利用者の心拍を精度よく検出することができる。
【００３８】
また、この発明にかかる心拍検出装置は、上記のセンシングユニットを複数備え、前記センシングユニットは、アレー状に配列されるとともに、一定の配列順序を維持した状態で隣り合う前記センシングユニットに対して相対的に変位自在とされていることを特徴とする。
【００３９】
この発明によれば、複数のセンシングユニットによって心拍を検出することで検出精度の向上を図るとともに、各センシングユニットをそれぞれ人体に密着させることができるので、検出感度を低下させることなく、センシングユニットおよび当該センシングユニットを備える心拍検出装置の薄型化を図ることができる。これによって、この発明にかかるセンシングユニットおよび当該センシングユニットを備える心拍検出装置は、センシングユニットおよび心拍検出装置に対する煩わしさや違和感を利用者に与えることなく、利用者の心拍を精度よく検出することができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明にかかるセンシングユニットおよび心拍検出装置によれば、検出感度を低下させることなく、薄型化を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるセンシングユニットおよび心拍検出装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００４２】
（実施の形態１）
図１は、この発明にかかる実施の形態１のセンシングユニットを示す断面図である。はじめに、図１を用いて、この発明にかかる実施の形態１のセンシングユニットについて説明する。図１に示したように、センシングユニット１００は、受音用部材１０１と、反射用部材１０２と、サイドピラー部材１０３と、を備えている。センシングユニット１００における各部材１０１〜１０３は、それぞれ、薄い板状あるいはシート状の外形を有している。
【００４３】
センシングユニット１００における各部材１０１〜１０３は、受音用部材１０１、サイドピラー部材１０３、反射用部材１０２の順に積層されている。すなわち、センシングユニット１００において、受音用部材１０１と反射用部材１０２とは、サイドピラー部材１０３を間にして対向配置されている。受音用部材１０１の板厚は、反射用部材１０２の板厚よりも小さい。実施の形態においては、受音用部材１０１によって第１の振動板が実現され、反射用部材１０２によって第２の振動板が実現されている。
【００４４】
受音用部材１０１は、たとえば、ガラスエポキシ材料、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、硬質ゴムなどを用いて形成されている。受音用部材１０１を形成する硬質ゴムは、金属粒を含まない硬質ゴムが適している。反射用部材１０２は、たとえば、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）樹脂、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）、硬質ゴムなどを用いて形成されている。反射用部材１０２を形成する硬質ゴムは、金属粒を含む硬質ゴムが適している。
【００４５】
反射用部材１０２は、受音用部材１０１を形成する材料とは異なる材料によって形成されている。反射用部材１０２は、たとえば、受音用部材１０１を形成する材料よりも弾性係数が小さい材料によって形成されている。反射用部材１０２は、受音用部材１０１よりも振動しにくい。
【００４６】
サイドピラー部材１０３には、サイドピラー部材１０３の板厚方向にサイドピラー部材１０３を貫通する貫通孔１０４が設けられている。サイドピラー部材１０３は、貫通孔１０４が設けられていることにより、サイドピラー部材１０３の外形を縁取るような枠形状とされている。
【００４７】
上述したように、センシングユニット１００において、受音用部材１０１と反射用部材１０２とはサイドピラー部材１０３を間にして対向配置されているため、受音用部材１０１と反射用部材１０２との間には、サイドピラー部材１０３の板厚と貫通孔１０４の形状とにしたがった空間（以下、「キャビティ」という）１０５が形成されている。キャビティ１０５内には、たとえば、空気などの気体が満たされている。
【００４８】
反射用部材１０２には、反射用部材１０２における受音用部材１０１側の端面から、受音用部材１０１から離反する方向へ凹んだ凹部１０６が設けられている。凹部１０６には、コンデンサマイク１０７が設けられている。コンデンサマイク１０７は、凹部１０６に埋め込まれた状態で、反射用部材１０２に支持されている。公知の技術であるため詳細な図示および説明を省略するが、コンデンサマイク１０７は、一対の電極を備えており、当該一対の電極のうち一方の電極を振動板（以下、「ダイアフラム」という。）とした構造を備えている。
【００４９】
コンデンサマイク１０７において、ダイアフラムは、ダイアフラムの周囲における気体の振動に応じて振動する。ダイアフラムが振動すると、コンデンサマイク１０７における一対の電極間の間隔が変化し、一対の電極間に形成される電気容量が変化する。一対の電極間に一定の電荷を蓄積した状態でダイアフラムが振動すると、一対の電極間の電圧が変化する。コンデンサマイク１０７は、一対の電極間の電圧変化を電気信号として出力する。図示を省略するが、センシングユニット１００は、コンデンサマイク１０７に対して一定の電荷を与えるために電源を備えている。
【００５０】
センシングユニット１００において、コンデンサマイク１０７に電荷を与えるための電源は、必ずしも備えられている必要はない。たとえば、コンデンサマイク１０７に代えて、エレクトレット・コンデンサマイクを用いてもよい。エレクトレット・コンデンサマイクとは、テフロン（登録商標）などの誘電体の高い電界を与えると電荷を半永久的に保持する性質を利用し、電荷を保持した薄膜（以下、「エレクトレット」という）を電極に張りつけることで、素子への給電を不用としたコンデンサマイク１０７である。
【００５１】
エレクトレット・コンデンサマイクにおけるエレクトレットは、エレクレットをダイアフラム側に張りつけたフロントエレクトレットであってもよいし、固定電極側に張りつけたバックエレクトレットであってもよい。コンデンサマイク１０７には、キャビティ１０５とは反対側において、コンデンサマイク１０７における電圧変化に応じた信号が出力されるケーブルが接続されている。
【００５２】
受音用部材１０１と反射用部材１０２との対向方向において、キャビティ１０５とダイアフラムに接触する空間との間には、キャビティ１０５とダイアフラムに接触する空間との間で気体が流れる気道１０８が形成されている。キャビティ１０５内における空気の振動は、気道１０８を介してダイアフラムに伝達される。気道１０８の開口径は、キャビティ１０５の開口径よりも小さい。
【００５３】
受音用部材１０１において、キャビティ１０５に対向する領域は、人体の心拍に応じて振動する領域（以下、「受音領域」という。）とされている。受音領域は、センシングユニット１００の外部において圧力変化が生じた場合に、受音領域以外の領域（以下、「非振動領域」という。）と比較して振動しやすくなっている。
【００５４】
反射用部材１０２には、キャビティ１０５に対向する位置において受音用部材１０１に向けて突出する形状維持機構としてのスペーサアレイ１０９が設けられている。スペーサアレイ１０９は、受音用部材１０１に向けて突出するスペーサ部材１１０を複数備え、各スペーサ部材１１０を等間隔でアレー状に配置することによって形成されている。スペーサ部材１１０は、たとえば、円柱などの柱形状とすることができる。また、スペーサ部材１１０は、たとえば、スペーサ部材１１０の配列方向に直交する方向を長手方向とするリブ形状であってもよい。
【００５５】
図２は、この発明にかかる実施の形態１の心拍検出装置を示す説明図である。つぎに、図２を用いて、この発明にかかる実施の形態１の心拍検出装置について説明する。図２に示したように、この発明にかかる実施の形態１の心拍検出装置２００は、上述したセンシングユニット１００を複数備えている。心拍検出装置２００においては、各センシングユニット１００がそれぞれ向きを揃えた状態でアレー状に配置されている。
【００５６】
図示を省略するが、各センシングユニット１００は、たとえば、プラスチック材料を用いて形成された可撓性シートに取り付けられている。可撓性シートは、加えられた外力に応じて変形可能な可撓性を備えている。心拍検出装置２００において、各センシングユニット１００は、隣り合うセンシングユニット１００に対して所定間隔離間し、アレー状に配列された状態で、可撓性シートに取り付けられている。
【００５７】
図３は、心拍検出装置２００の使用形態を示す説明図（その１）である。つぎに、図３を用いて、心拍検出装置２００の使用形態について説明する。図３に示したように、心拍検出装置２００は、たとえば、車両のシートベルト３０１に取り付けて利用する。心拍検出装置２００は、利用者３０２がシートベルト３０１を着用した状態で、利用者３０２の人体（以下、単に「利用者」という。）とシートベルト３０１との間に位置するように、シートベルト３０１に取り付けられている。
【００５８】
ここで、利用者３０２とは、心拍検出装置２００が取り付けられた車両の運転席に設けられたシートベルト３０１を利用する人物、すなわち車両の運転者である。心拍検出装置２００は、各センシングユニット１００における反射用部材１０２側をシートベルト３０１に対向させ、各センシングユニット１００における受音用部材１０１が人体に対向するような状態で車両のシートベルト３０１に取り付けられている。
【００５９】
図４は、心拍検出装置２００の使用形態を示す説明図（その２）である。図４は、利用者３０２がシートベルト３０１を着用した状態における心拍検出装置２００の状態を示している。図４に示したように、心拍検出装置２００は、利用者３０２がシートベルト３０１を着用した状態において、各センシングユニット１００が人体の体幹部に対してもっとも密着するように、心拍検出装置２００全体に亘って人体の体幹部に沿って湾曲している。
【００６０】
図４に示した状態における心拍検出装置２００は、センシングユニット１００が取り付けられた可撓性シートを、隣り合うセンシングユニット１００の間で屈曲させることで、利用者３０２の体幹部に沿って心拍検出装置２００全体に亘って湾曲させている。心拍検出装置２００を車両のシートベルト３０１に取り付けることにより、利用者３０２が通常通りにシートベルト３０１を着用すると同時に、心拍の検出が可能な状態に心拍検出装置２００を位置付けることができる。
【００６１】
利用者３０２がシートベルト３０１を着用した状態では、心拍による振動に起因する圧力が、各センシングユニット１００の受音部材に加えられる。受音用部材１０１に対して圧力が加えられた場合、受音用部材１０１は加えられた圧力に応じて変形する。加えられた圧力の大きさが、振動のように断続的に変化する場合、受音用部材１０１は加えられた圧力の断続的な変化に応じて振動する。
【００６２】
受音用部材１０１が振動すると、キャビティ１０５内の圧力が経時的に変化する。キャビティ１０５内の圧力の経時的な変化は、たとえば、反射用部材１０２に伝達される。上述したように、反射用部材１０２は、受音用部材１０１よりも振動しにくいため、受音用部材１０１よりも小さい振幅で振動する。
【００６３】
キャビティ１０５内の空気の振動は、気道１０８を介してコンデンサマイク１０７におけるダイアフラムに伝達される。キャビティ１０５内の空気の振動に応じてダイアフラムが振動すると、コンデンサマイク１０７においては、ダイアフラムを含む電極間の間隔が変化し、電極間に形成される容量が変化する。コンデンサマイク１０７には、電源を介して一定の電荷が蓄積されているため、電極間に形成される容量変化にともなって電圧が変化する。コンデンサマイク１０７は、電圧変化に応じた信号を出力する。
【００６４】
図５は、心拍検出装置２００における信号処理回路を示す説明図である。図５に示したように、心拍検出装置２００は、コンデンサマイク１０７に接続された初段アンプ部５１０と、初段アンプ部５１０に接続された波形整形回路５２０と、を備えている。初段アンプ部５１０は、コンデンサマイク１０７から出力された信号に対して、バンド構造の周波数特性を負荷する。
【００６５】
波形整形回路５２０は、ハイパスフィルタ５２１、ローパスフィルタ５２２およびＡＣＬ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｌｅｖｅｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路５２３を備えている。公知の技術であるため説明を省略するが、ハイパスフィルタ５２１は、所定の遮断周波数以上の周波数の信号だけを通過させて、遮断周波数以下の周波数の信号を減衰させる性質をもったフィルタである。実施の形態１におけるハイパスフィルタ５２１は、２０Ｈｚ以下の体動成分を除去する。
【００６６】
同様に、公知の技術であるため説明を省略するが、ローパスフィルタ５２２は、特定の周波数以外の信号を遮断する機能をもつフィルタのうち、低域周波数のみを通過させるフィルタであり、特定の閾値よりも高い周波数信号を減衰させて遮断し、低域周波数のみを信号として通過させる。実施の形態１におけるローパスフィルタ５２２は、４０Ｈｚ以上の成分を除去する。また、同様に、公知の技術であるため説明を省略するが、ＡＣＬ回路５２３は、ローパスフィルタ５２２を通過した信号を所望の振幅に増幅する。ＡＣＬ回路５２３は、たとえば、心拍検出装置２００の製造時に設定された任意の振幅に増幅する。
【００６７】
初段アンプ部５１０は、バイパスコンデンサＣ１，Ｃ２を備えている。バイパスコンデンサＣ１は、電源ライン（Ｖｃｃ）とＧＮＤの間に設けられている抵抗５１１をブリッジするように設けられている。バイパスコンデンサＣ２は、波形整形回路５２０とＧＮＤの間に設けられている抵抗５１２をブリッジするように設けられている。
【００６８】
バイパスコンデンサＣ１，Ｃ２は、上述したローパスフィルタ５２２と同じ原理でインピーダンスノイズを削減する。バイパスコンデンサＣ１における容量を調整することで、所定の周波数信号のみを得ることができる。バイパスコンデンサＣ１，Ｃ２を設けることにより、心拍に加えて、たとえば、発話音声や体音などのノイズ成分に起因してダイアフラムが振動した場合にも、心拍成分を精度よく検出することができる。
【００６９】
このように、電気回路的に特性を調整することにより、構造的に位相調整などの手法が使えない心音などの低周波に属する周波数の音声を検出対象とする場合であっても、体動などの数Ｈｚ以下の低周波振動と、音声信号などの８０Ｈｚ程度以上の成分の混入を避け、音響周波数特性の飽和を避けることができる。
【００７０】
図６および図７は、心音計測結果を例示する説明図（（その１）および（その２））である。つぎに、図６および図７を用いて、バイパスコンデンサＣ１の作用について説明する。図６には、図５に示した回路におけるバイパスコンデンサＣ１を備えていない心拍検出装置２００を用いて計測した心音計測結果が示されている。図７には、バイパスコンデンサＣ１を備える、実施の形態１の心拍検出装置２００を用いて計測した心音計測結果が示されている。
【００７１】
図６に示したように、バイパスコンデンサＣ１を備えていない心拍検出装置２００では、心音の計測中になされた発話音声に応じた声帯振動など、心音の計測中に発生したすべての音声に応じた振動を含む信号が出力される。これに対し、図７に示したように、バイパスコンデンサＣ１を備える心拍検出装置２００は、声帯振動など、心音以外の振動成分を除去した心音のみに基づく信号が出力される。
【００７２】
図８は、心音計測結果を例示する説明図（その３）である。つぎに、図８を用いて、従来の心拍検出装置を用いた場合の心音計測結果と、実施の形態１の心拍検出装置２００を用いた場合の心音計測結果と、を説明する。図８には、発話時における心音計測結果が示されている。図８中符号８１０は、初段アンプから出力された波形を示している。図８中符号８２０は、波形整形回路５２０から出力された波形を示している。
【００７３】
図８に示したように、初段アンプから出力された波形は、心拍振動に加えて、発話による声帯振動が重畳されているため、波形が不鮮明である。これに対し、波形整形回路５２０から出力された波形は、発話による声帯振動が除去されており、心拍振動の波形が鮮明に把握できる。
【００７４】
図９は、心音計測結果を例示する説明図（その４）である。つぎに、図９を用いて、嘆息時における心音計測結果が示されている。図９中符号９１０は、バイパスコンデンサＣ１がブリッジされた回路を通過した後の波形を示している。図９中符号９２０は、波形整形回路５２０を通過後の波形を示している。図９中符号９３０は、バイパスコンデンサＣ２がブリッジされた回路を通過した後の波形を示している。図９中符号９４０は、波形整形回路５２０を通過後の波形を示している。
【００７５】
図示を省略するが、シートベルト３０１などを通じて混入する走行ノイズのうち、通過帯域内の信号成分に関しては、アレー化した複数箇所のセンサ信号を使って適応的に相関処理などを行いノイズ削減を行うことが有効である。ダイナミックレンジを大きくとることで、初段アンプで飽和しない構成とすることが可能である。この場合、すべての信号をデジタル処理することが可能となる。ダイナミックレンジとは、信号の再現能力をあらわす数値であり、最小値と最大値の比率をｄＢ単位であらわす数値である。また、シートベルト３０１などを通じて混入する走行ノイズのうち、通過帯域内の信号成分に関しては、伝達関数を求めておき、演算によって除去するようにしてもよい。
【００７６】
上述したように、実施の形態１のセンシングユニット１００およびセンシングユニット１００を用いた心拍検出装置２００によれば、キャビティ１０５内に設けられたスペーサアレイ１０９によって、受音用部材１０１が反射用部材１０２に接触することを防止できる。これによって、検出感度を低下させることなく、センシングユニット１００および心拍検出装置２００の薄型化を図ることができる。
【００７７】
また、実施の形態１のセンシングユニット１００およびセンシングユニット１００を用いた心拍検出装置２００によれば、キャビティ１０５内にスペーサアレイ１０９を設けるという簡易な構成によって、受音用部材１０１が反射用部材１０２に接触することを防止し、検出感度を低下させることなく、センシングユニット１００および心拍検出装置２００の薄型化を図ることができる。
【００７８】
また、実施の形態１のセンシングユニット１００およびセンシングユニット１００を用いた心拍検出装置２００によれば、スペーサアレイ１０９を構成する各スペーサ部材１１０が、受音用部材１０１から離間しているため、受音用部材１０１の振動を妨げることなく、受音用部材１０１が反射用部材１０２に接触することを防止できる。これによって、検出感度を低下させることなく、センシングユニット１００および心拍検出装置２００の薄型化を図ることができる。
【００７９】
また、実施の形態１のセンシングユニット１００およびセンシングユニット１００を用いた心拍検出装置２００によれば、キャビティ１０５およびコンデンサマイク１０７が気道１０８によって連通されているので、たとえば、レイアウト上の制約などによってキャビティ１０５およびコンデンサマイク１０７を離間させた場合にも、キャビティ１０５内の圧力変化をコンデンサマイク１０７によって確実に検出することができる。これによって、検出感度を低下させることなく、センシングユニット１００および心拍検出装置２００の薄型化を図ることができる。
【００８０】
また、実施の形態１のセンシングユニット１００およびセンシングユニット１００を用いた心拍検出装置２００によれば、コンデンサマイク１０７におけるダイアフラムが、受音用部材１０１に正対しない位置に設けられているため、受音用部材１０１における特定箇所から伝達された振動に起因する圧力変化ではなく、キャビティ１０５内全体の圧力変化を検出することができる。これによって、検出感度の向上、および、センシングユニット１００および心拍検出装置２００の薄型化を図ることができる。
【００８１】
また、実施の形態１のセンシングユニット１００およびセンシングユニット１００を用いた心拍検出装置２００によれば、反射用部材１０２の板厚を受音用部材１０１の板厚よりも大きくすることで、受音用部材１０１と比較して反射用部材１０２を振動しにくくして、受音用部材１０１の振動によるキャビティ１０５内の圧力変化を検出しやすくできるので、簡易な構成によって、受音用部材１０１が反射用部材１０２に接触することを防止できる。これによって、検出感度を低下させることなく、センシングユニット１００および心拍検出装置２００の薄型化を図ることができる。
【００８２】
また、実施の形態１のセンシングユニット１００およびセンシングユニット１００を用いた心拍検出装置２００によれば、反射用部材１０２を受音用部材１０１を形成する材料とは異なる材料によって形成することで、受音用部材１０１と比較して反射用部材１０２を振動しにくくし、簡易な構成によって、受音用部材１０１の振動によるキャビティ１０５内の圧力変化を検出しやすくできる。これによって、検出感度を低下させることなく、センシングユニット１００および心拍検出装置２００の薄型化を図ることができる。
【００８３】
また、実施の形態１の心拍検出装置２００によれば、アレー状に配列されたセンシングユニット１００を複数備え、各センシングユニット１００が一定の配列順序を維持した状態で隣り合うセンシングユニット１００に対して相対的に変位自在であるため、各センシングユニット１００をそれぞれ人体に密着させた状態で、複数のセンシングユニット１００によって心拍を検出することで、検出精度の向上を図ることができる。
【００８４】
また、実施の形態１のセンシングユニット１００およびセンシングユニット１００を用いた心拍検出装置２００によれば、コンデンサマイク１０７におけるキャビティ１０５とは反対側において、コンデンサマイク１０７における電圧変化に応じた信号が出力されるケーブルが接続されているので、ケーブルがキャビティ１０５内に存在することに起因して、コンデンサマイク１０７から出力される信号に、ノイズ成分が重畳されることを防止することができる。
【００８５】
以上説明したように、実施の形態１のセンシングユニット１００およびセンシングユニット１００を用いた心拍検出装置２００は、センシングユニット１００および心拍検出装置２００に対する煩わしさや違和感を利用者に与えることなく、利用者の心拍を精度よく検出することができる。
【００８６】
なお、センシングユニット１００およびセンシングユニット１００を用いた心拍検出装置２００におけるコンデンサマイク１０７の位置は、上述した位置に限るものではない。図１０は、実施の形態１の心拍検出装置の変形例を示す説明図である。ここで、図１０を用いて、実施の形態１の心拍検出装置の変形例について説明する。
【００８７】
図１０に示したように、変形例としての心拍検出装置においては、センシングユニット１００におけるコンデンサマイク１０７の位置が、たとえば、利用者３０２の着衣など、利用者３０２の体表面に接触しない位置とされている。また、変形例としての心拍検出装置においては、センシングユニット１００におけるコンデンサマイク１０７の位置が、シートベルト３０１に干渉しない位置とされている。
【００８８】
図１０に示した構造のセンシングユニット１００を備える心拍検出装置によれば、利用者３０２の体表面やシートベルト３０１に接触することによる接触音に起因するノイズ成分がコンデンサマイク１０７に伝達されることを低減することができる。これによって、利用者３０２の心拍を精度よく検出することができる。
【００８９】
また、実施の形態１の心拍検出装置２００においては、上述したセンシングユニット１００に限るものではなく、別の構成を備えるセンシングユニットを用いてもよい。図示を省略するが、たとえば、変形例として、実施の形態１の心拍検出装置２００におけるセンシングユニット１００に代えて、サイドピラー部材１０３を備えず、受音用部材１０１と反射用部材１０２とによって、受音用部材１０１と反射用部材１０２との間にキャビティ１０５を形成するようにしたセンシングユニットを用いてもよい。
【００９０】
このようなセンシングユニットを用いることにより、部品点数の低減を図り、センシングユニットおよびセンシングユニットを用いた心拍検出装置２００の組み立て作業工程数の低減を図ることができる。
【００９１】
（実施の形態２）
図１１は、この発明にかかる実施の形態２の心拍検出装置におけるセンシングユニットを示す断面図である。つぎに、図１１を用いて、この発明にかかる実施の形態２の心拍検出装置について説明する。実施の形態２は、上述した実施の形態１の心拍検出装置２００におけるセンシングユニット１００に代えて、図１１に示したセンシングユニット１１００を備える心拍検出装置２００について説明する。実施の形態２においては、上述した実施の形態１と同一部分については同一符号で示し、説明を省略する。
【００９２】
図１１に示したように、実施の形態２の心拍検出装置２００におけるセンシングユニット１１００は、上述した図１に示したスペーサアレイ１０９を構成するスペーサ部材１１０に代えて、スペーサ部材１１０１を備えている。スペーサ部材１１０１は、反射用部材１０２に設けられており、反射用部材１０２から受音様部材１０１に向けて突出している。
【００９３】
スペーサ部材１１０１は、キャビティ１０５の略中央位置において、反射用部材１０２から受音用部材１０１に向けて突出している。スペーサ部材１１０１において、受音用部材１０１側の端部は、受音用部材１０１から離間している。スペーサ部材１１０１は、キャビティ１０５内の空気の移動が可能な程度にスペーサ部材１１０１の周囲を解放する円柱などの柱形状とされている。
【００９４】
上述したセンシングユニット１１００においては、センシングユニット１１００全体あるいは受音用部材１０１に対して外力が加えられて、受音用部材１０１が反射用部材１０２に接近するようにセンシングユニット１１００全体あるいは受音用部材１０１が変形した場合にも、受音用部材１０１がスペーサ部材１１０１に接触し、反射用部材１０２への接触が回避される。
【００９５】
上述したように、実施の形態２のセンシングユニット１１００およびセンシングユニット１１００を用いた心拍検出装置２００によれば、キャビティ１０５内に設けられたスペーサ部材１１０１によって、受音用部材１０１が反射用部材１０２に接触することを防止できる。これによって、検出感度を低下させることなく、センシングユニット１１００および心拍検出装置２００の薄型化を図ることができる。
【００９６】
また、実施の形態２のセンシングユニット１１００およびセンシングユニット１１００を用いた心拍検出装置２００によれば、キャビティ１０５内にスペーサ部材１１０１を設けるという簡易な構成によって、受音用部材１０１が反射用部材１０２に接触することを防止し、検出感度を低下させることなく、センシングユニット１１００および心拍検出装置２００の薄型化を図ることができる。
【００９７】
また、実施の形態２のセンシングユニット１１００およびセンシングユニット１１００を用いた心拍検出装置２００によれば、スペーサ部材１１０１が、受音用部材１０１から離間しているため、受音用部材１０１の振動を妨げることなく、受音用部材１０１が反射用部材１０２に接触することを防止できる。これによって、検出感度を低下させることなく、センシングユニット１１００および心拍検出装置２００の薄型化を図ることができる。
【００９８】
以上説明したように、実施の形態２のセンシングユニット１１００およびセンシングユニット１１００を用いた心拍検出装置２００は、センシングユニット１１００および心拍検出装置２００に対する煩わしさや違和感を利用者に与えることなく、利用者の心拍を精度よく検出することができる。
【００９９】
（実施の形態３）
図１２は、この発明にかかる実施の形態３の心拍検出装置におけるセンシングユニットを示す断面図である。つぎに、図１２を用いて、この発明にかかる実施の形態３の心拍検出装置について説明する。実施の形態３は、上述した実施の形態１，２の心拍検出装置２００におけるセンシングユニット１００，１１００に代えて、図１２に示したセンシングユニット１２００を備える心拍検出装置２００について説明する。実施の形態３においては、上述した実施の形態１，２と同一部分については同一符号で示し、説明を省略する。
【０１００】
図１２に示したように、実施の形態３の心拍検出装置２００におけるセンシングユニット１２００は、上述した図１に示したスペーサアレイ１０９を構成するスペーサ部材１１０に代えて、凹凸部１２０１を備えている。凹凸部１２０１は、受音用部材１０１の外表面に設けられて、気道の軸心方向に交差する方向を長手方向とする複数の溝１２０２と、溝１２０２どうしの間に形成されるリブ状の突起と、によって構成されている。
【０１０１】
また、図１２に示したように、センシングユニット１２００において、コンデンサマイク１０７は、反射用部材１０２のキャビティ１０５側の端面と同一面内に設けられている。具体的に、コンデンサマイク１０７は、ダイアフラムが、反射用部材１０２のキャビティ１０５側の端面と同一面内に位置付けられるようにして、反射用部材１０２に埋め込まれている。
【０１０２】
センシングユニット１２００に対して外力が加えられた場合、センシングユニット１２００においては、外力にしたがってセンシングユニット１２００を屈曲させるように作用する力と、当該外力に抗して形状を維持させるように作用する反発力とが生じる。センシングユニット１２００には、凹凸部１２０１が設けられているため、屈曲する力と反発力とがそれぞれ複数方向に生じる。これによって、受音用部材１０１は、溝１２０２の長手方向において屈曲しにくくなる。
【０１０３】
また、溝１２０２は、心拍検出装置２００においてセンシングユニット１２００の配列方向に直交する方向を長手方向としている。これにより、人体の体幹部に沿った心拍検出装置２００全体に亘る心拍装置の湾曲を妨げることなく、各センシングユニット１２００の湾曲を防止することができる。
【０１０４】
たとえば、ダイアフラムが、反射用部材１０２のキャビティ１０５側の端面よりもキャビティ１０５の内部に入り込むように、反射用部材１０２から突出した位置に設けられている場合、気道１０８を介してコンデンサマイク１０７側へ圧力変化を伝達する気体のうち、反射用部材１０２のキャビティ１０５側の端面よりもキャビティ１０５側へ回り込んだ一部の気体のみがダイアフラムに伝達される。
【０１０５】
また、たとえば、ダイアフラムが、反射用部材１０２のキャビティ１０５側の端面よりもキャビティ１０５から離反する方向に、反射用部材１０２の端面から引っ込んだ位置に設けられている場合、気道１０８を介してコンデンサマイク１０７側へ圧力変化を伝達する気体のうち、引っ込んだ部分に回り込んだ一部分の気体のみがダイアフラムに伝達される。このように、いずれの場合にも、特定の条件を満たした一部の気体しかキャビティ１０５内の圧力変化をダイアフラムに伝達することができない。
【０１０６】
これに対して、実施の形態３のセンシングユニット１２００およびセンシングユニット１２００を用いた心拍検出装置２００によれば、上述したように、コンデンサマイク１０７におけるダイアフラムが、反射用部材１０２のキャビティ１０５側の端面と同一面内に位置付けられているため、格別な指向性を振動に付与することなく、キャビティ１０５内の振動をダイアフラムに伝達することができる。
【０１０７】
また、実施の形態３のセンシングユニット１２００およびセンシングユニット１２００を用いた心拍検出装置２００によれば、受音用部材１０１の非振動領域に凹凸部１２０１が設けられているため、受音用部材１０１の振動を妨げることなく、受音用部材１０１が反射用部材１０２に接触することを防止できる。これによって、検出感度を低下させることなく、センシングユニット１２００および心拍検出装置２００の薄型化を図ることができる。
【０１０８】
また、実施の形態３のセンシングユニット１２００およびセンシングユニット１２００を用いた心拍検出装置２００によれば、コンデンサマイク１０７が反射用部材１０２に埋め込まれた状態となり、外部からコンデンサマイク１０７に加えられる振動を低減することができるので、検出感度を低下させることなく、センシングユニット１２００および心拍検出装置２００の薄型化を図ることができる。
【０１０９】
以上説明したように、実施の形態３のセンシングユニット１２００およびセンシングユニット１２００を用いた心拍検出装置２００は、センシングユニット１２００および心拍検出装置２００に対する煩わしさや違和感を利用者に与えることなく、利用者の心拍を精度よく検出することができる。
【０１１０】
（実施の形態４）
図１３は、この発明にかかる実施の形態４の心拍検出装置におけるセンシングユニットを示す断面図である。つぎに、図１３を用いて、実施の形態４の心拍検出装置におけるセンシングユニットについて説明する。実施の形態４は、上述した実施の形態１〜３の心拍検出装置２００におけるセンシングユニット１００，１１００，１２００に代えて、図１３に示したセンシングユニット１３００を備える心拍検出装置２００について説明する。実施の形態４においては、上述した実施の形態１〜３と同一部分については同一符号で示し、説明を省略する。
【０１１１】
図１３に示したように、実施の形態４の心拍検出装置２００におけるセンシングユニット１３００は、上述した図１２に示した凹凸部１２０１に代えて、凹凸部１３０１を備えている。凹凸部１３０１は、受音用部材１０１の外表面に設けられて、気道の軸心方向に交差する方向を長手方向とする複数のリブ１３０２と、リブ１３０２どうしの間に形成される溝と、によって構成されている。
【０１１２】
センシングユニット１３００に対して外力が加えられた場合、センシングユニット１３００においては、外力にしたがってセンシングユニット１３００を屈曲させるように作用する力と、当該外力に抗して形状を維持させるように作用する反発力とが生じる。センシングユニット１３００には、凹凸部１３０１が設けられているため、屈曲する力と反発力とがそれぞれ複数方向に生じる。これによって、受音用部材１０１は、リブ１３０２の長手方向において屈曲しにくくなる。
【０１１３】
リブ１３０２は、心拍検出装置２００においてセンシングユニット１３００の配列方向に直交する方向を長手方向としている。これにより、人体の体幹部に沿った心拍検出装置２００全体に亘る心拍装置の湾曲を妨げることなく、各センシングユニット１３００の湾曲を防止することができる。
【０１１４】
上述したように、実施の形態４のセンシングユニット１３００およびセンシングユニット１３００を用いた心拍検出装置２００によれば、受音用部材１０１の非振動領域に凹凸部１３０１が設けられているため、受音用部材１０１の振動を妨げることなく、受音用部材１０１が反射用部材１０２に接触することを防止できる。これによって、検出感度を低下させることなく、センシングユニット１３００および心拍検出装置２００の薄型化を図ることができる。
【０１１５】
また、実施の形態４のセンシングユニット１３００およびセンシングユニット１３００を用いた心拍検出装置２００によれば、上述したように、コンデンサマイク１０７におけるダイアフラムが、反射用部材１０２のキャビティ１０５側の端面と同一面内に位置付けられているため、格別な指向性を振動に付与することなく、キャビティ１０５内の振動をダイアフラムに伝達することができる。
【０１１６】
また、実施の形態４のセンシングユニット１３００およびセンシングユニット１３００を用いた心拍検出装置２００によれば、コンデンサマイク１０７が反射用部材１０２に埋め込まれた状態となり、外部からコンデンサマイク１０７に加えられる振動を低減することができるので、検出感度を低下させることなく、センシングユニット１３００および心拍検出装置２００の薄型化を図ることができる。
【０１１７】
以上説明したように、実施の形態４のセンシングユニット１３００およびセンシングユニット１３００を用いた心拍検出装置２００は、センシングユニット１３００および心拍検出装置２００に対する煩わしさや違和感を利用者に与えることなく、利用者の心拍を精度よく検出することができる。
【０１１８】
（実施の形態５）
図１４は、この発明にかかる実施の形態５の心拍検出装置におけるセンシングユニットを示す断面図である。つぎに、図１４を用いて、実施の形態５の心拍検出装置におけるセンシングユニットについて説明する。実施の形態５は、上述した実施の形態１〜４の心拍検出装置２００におけるセンシングユニット１００，１１００，１２００，１３００に代えて、図１４に示したセンシングユニット１４００を備える心拍検出装置２００について説明する。実施の形態５においては、上述した実施の形態１〜４と同一部分については同一符号で示し、説明を省略する。
【０１１９】
図１４に示したように、実施の形態５の心拍検出装置２００におけるセンシングユニット１４００は、上述した図１に示したスペーサアレイ１０９を構成するスペーサ部材１１０に代えて、バックプレート１４０１を備えている。バックプレート１４０１は、受音用部材１０１および反射用部材１０２を形成する材料よりも硬く、振動しにくい材料によって形成されている。具体的には、たとえば、受音用部材１０１をＰＴＢまたはＰＰＳなどのポリマー材料によって形成し、反射用部材１０２をアルミニウムによって形成した場合、ステンレススチールによって形成された板状部材をバックプレートとして用いることができる。
【０１２０】
上述したように、実施の形態５のセンシングユニット１４００およびセンシングユニット１４００を用いた心拍検出装置２００によれば、反射用部材１０２にバックプレート１４０１が積層されているため、簡易な構成によって、受音用部材１０１が反射用部材１０２に接触することを防止できる。これによって、検出感度を低下させることなく、センシングユニット１４００および心拍検出装置２００の薄型化を図ることができる。
【０１２１】
そして、これによって、実施の形態５のセンシングユニット１４００およびセンシングユニット１４００を用いた心拍検出装置２００は、センシングユニット１４００および心拍検出装置２００に対する煩わしさや違和感を利用者に与えることなく、利用者の心拍を精度よく検出することができる。
【０１２２】
（実施の形態６）
図１５は、この発明にかかる実施の形態６の心拍検出装置におけるセンシングユニットを示す断面図である。つぎに、図１５を用いて、実施の形態６の心拍検出装置におけるセンシングユニットについて説明する。実施の形態６は、上述した実施の形態１〜５の心拍検出装置２００におけるセンシングユニット１００，１１００，１２００，１３００，１４００に代えて、図１５に示したセンシングユニット１５００を備える心拍検出装置２００について説明する。実施の形態６においては、上述した実施の形態１〜５と同一部分については同一符号で示し、説明を省略する。
【０１２３】
図１５に示したように、実施の形態６の心拍検出装置２００におけるセンシングユニット１５００は、受音用部材１０１、反射用部材１０２、バックプレート１４０１、および衝撃緩衝部材１５０１を備えている。センシングユニット１５００においては、受音用部材１０１と反射用部材１０２とによってキャビティ１０５が形成されている。具体的に、センシングユニット１５００における受音用部材１０１および反射用部材１０２は、互いに対向する方向に向けて開口する開口部を備える箱形形状を有しており、開口部を対向させるようにして組み合わされた状態においてキャビティ１０５を形成する。
【０１２４】
図１５中符号１５０２は、コンデンサマイク１０７における電圧変化に応じた信号が出力されるケーブルを示している。ケーブル１５０２は、コンデンサマイク１０７におけるキャビティ１０５とは反対側においてコンデンサマイク１０７に接続されている。バックプレート１４０１には、ケーブル１５０２を回避する切り欠き部１５０３が設けられている。
【０１２５】
衝撃緩衝部材１５０１は、受音用部材１０１よりも弾性率の低い材料によって形成されて、受音用部材１０１における、人体の心拍に応じて振動しない非振動領域を外方から覆うように設けられている。衝撃緩衝部材１５０１は、センシングユニット１５００の外部からセンシングユニット１５００に加えられる振動を減衰することが可能な弾性を有する材料によって形成されている。
【０１２６】
具体的には、たとえば、受音用部材１０１をＰＴＢまたはＰＰＳなどのポリマー材料によって形成し、反射用部材１０２をアルミニウムによって形成し、バックプレート１４０１をステンレススチールによって形成した場合、シリコンゴムを衝撃緩衝部材１５０１として用いることができる。
【０１２７】
なお、実施の形態６のセンシングユニット１５００に拘わらず、コンデンサマイク１０７に対するケーブル１５０２の接続位置は、キャビティ１０５とは反対側とする。これによって、キャビティ１０５内に不要な振動を発生させることなく、コンデンサマイク１０７における電圧変化に応じた信号を得ることができる。
【０１２８】
上述したように、実施の形態６のセンシングユニット１５００およびセンシングユニット１５００を用いた心拍検出装置２００によれば、受音用部材１０１における非振動領域が、衝撃緩衝部材１５０１によって外方から覆われているため、利用者３０２の心拍に応じた受音用部材１０１の振動以外の振動を生じにくくすることで、受音用部材１０１の振動によるキャビティ１０５内の圧力変化を一層検出しやすくできる。これによって、簡易な構成によって、検出感度を低下させることなく、センシングユニット１５００および心拍検出装置２００の薄型化を図ることができる。
【０１２９】
そして、これによって、実施の形態６のセンシングユニット１５００およびセンシングユニット１５００を用いた心拍検出装置２００は、センシングユニット１５００および心拍検出装置２００に対する煩わしさや違和感を利用者に与えることなく、利用者の心拍を精度よく検出することができる。
【０１３０】
（実施の形態７）
図１６は、この発明にかかる実施の形態７の心拍検出装置におけるセンシングユニットを示す断面図である。つぎに、図１６を用いて、この発明にかかる実施の形態７の心拍検出装置について説明する。実施の形態７は、上述した実施の形態１〜６の心拍検出装置２００におけるセンシングユニット１００，１１００，１２００，１３００，１４００，１５００に代えて、以下に示すセンシングユニットを備える心拍検出装置２００について説明する。実施の形態７においては、上述した実施の形態１〜６と同一部分については同一符号で示し、説明を省略する。
【０１３１】
図１６に示したように、この発明にかかる実施の形態７のセンシングユニット１６００は、上述した図１に示したキャビティ１０５に代えて、キャビティ１６０１を備えている。センシングユニット１６００におけるキャビティ１６０１は、受音用部材１０１および反射用部材１０２の端面を含む平面における形状が四角形状とされている。
【０１３２】
上述したように、実施の形態７のセンシングユニット１６００およびセンシングユニット１６００を用いた心拍検出装置２００によれば、キャビティ１６０１の形状が四角形状とされているため、受音用部材１０１や反射用部材１０２に併せてキャビティ１６０１の体積を拡大し、受音用部材１０１の振動によるキャビティ１６０１内の圧力変化を広範囲に亘って検出することができる。これによって、簡易な構成によって、検出感度を低下させることなく、センシングユニット１６００および心拍検出装置２００の薄型化を図ることができる。
【０１３３】
そして、これによって、実施の形態７のセンシングユニット１６００およびセンシングユニット１６００を用いた心拍検出装置２００は、センシングユニット１６００および心拍検出装置２００に対する煩わしさや違和感を利用者に与えることなく、利用者の心拍を精度よく検出することができる。
【０１３４】
（実施の形態８）
図１７は、この発明にかかる実施の形態８の心拍検出装置におけるセンシングユニットを示す断面図である。つぎに、図１７を用いて、この発明にかかる実施の形態８の心拍検出装置について説明する。実施の形態８は、上述した実施の形態１〜６の心拍検出装置２００におけるセンシングユニット１００，１１００，１２００，１３００，１４００，１５００，１６００に代えて、以下に示すセンシングユニットを備える心拍検出装置２００について説明する。実施の形態８においては、上述した実施の形態１〜７と同一部分については同一符号で示し、説明を省略する。
【０１３５】
図１７に示したように、この発明にかかる実施の形態８のセンシングユニット１７００は、上述した図１に示したキャビティ１０５に代えて、キャビティ１７０１を備えている。センシングユニット１７００におけるキャビティ１７０１は、受音用部材１０１全体に亘って開口するように、受音用部材１０１の形状に沿った四角形状とされている。気道１０８は、上述した図１に示した気道１０８と比較して、キャビティ１７０１が大型化した分だけ短くなっている。
【０１３６】
上述したように、実施の形態８のセンシングユニット１７００およびセンシングユニット１７００を用いた心拍検出装置２００によれば、キャビティ１７０１の形状が四角形状とされているため、受音用部材１０１や反射用部材１０２に併せてキャビティ１７０１の体積を拡大し、受音用部材１０１の振動によるキャビティ１７０１内の圧力変化を広範囲に亘って検出することができる。これによって、簡易な構成によって、検出感度を低下させることなく、センシングユニット１７００および心拍検出装置２００の薄型化を図ることができる。
【０１３７】
そして、これによって、実施の形態８のセンシングユニット１７００およびセンシングユニット１７００を用いた心拍検出装置２００は、センシングユニット１７００および心拍検出装置２００に対する煩わしさや違和感を利用者に与えることなく、利用者の心拍を精度よく検出することができる。
【０１３８】
（実施の形態９）
図１８は、この発明にかかる実施の形態９の心拍検出装置におけるセンシングユニットを示す断面図である。つぎに、図１８を用いて、この発明にかかる実施の形態９の心拍検出装置について説明する。実施の形態９は、上述した実施の形態１〜８の心拍検出装置２００におけるセンシングユニット１００，１１００，１２００，１３００，１４００，１５００，１６００，１７００に代えて、以下に示すセンシングユニットを備える心拍検出装置２００について説明する。実施の形態９においては、上述した実施の形態１〜８と同一部分については同一符号で示し、説明を省略する。
【０１３９】
図１８に示したように、この発明にかかる実施の形態９のセンシングユニット１８００は、上述した図１に示した気道１０８に代えて、気道１８０１を備えている。気道１８０１の開口径は、キャビティ１０５側よりもコンデンサマイク１０７の方が小さい。キャビティ１０５における圧力変化をコンデンサマイク１０７伝達する気道１８０１は、キャビティ１０５側からコンデンサマイク１０７側ほど振動が減衰する。
【０１４０】
上述したように、実施の形態９のセンシングユニット１８００およびセンシングユニット１８００を用いた心拍検出装置２００によれば、気道１８０１の開口径がキャビティ１０５側よりもコンデンサマイク１０７側の方が小さく設けられているため、気道１８０１中における圧力変化の伝達ロスを低減することができる。これによって、簡易な構成によって、検出感度を低下させることなく、センシングユニット１８００および心拍検出装置２００の薄型化を図ることができる。
【０１４１】
そして、これによって、実施の形態９のセンシングユニット１８００およびセンシングユニット１８００を用いた心拍検出装置２００は、センシングユニット１８００および心拍検出装置２００に対する煩わしさや違和感を利用者３０２に与えることなく、利用者３０２の心拍を精度よく検出することができる。
【０１４２】
（実施の形態１０）
図１９は、この発明にかかる実施の形態１０の心拍検出装置におけるセンシングユニットを示す断面図である。つぎに、図１９を用いて、この発明にかかる実施の形態１０の心拍検出装置について説明する。実施の形態１０は、上述した実施の形態１〜９の心拍検出装置２００におけるセンシングユニット１００，１１００，１２００，１３００，１４００，１５００，１６００，１７００，１８００に代えて、以下に示すセンシングユニットを備える心拍検出装置２００について説明する。実施の形態１０においては、上述した実施の形態１〜９と同一部分については同一符号で示し、説明を省略する。
【０１４３】
図１９に示したように、この発明にかかる実施の形態１０のセンシングユニット１９００は、上述した図１に示したキャビティ１０５に加えて、キャビティ１９０１，１９０２を備えている。キャビティ１９０１，１９０２の大きさは、キャビティ１０５の大きさよりも小さい。キャビティ１９０１，１９０２の大きさは、キャビティ１９０１とキャビティ１９０２とで異ならせてもよい。
【０１４４】
各キャビティ１０５，１９０１，１９０２は、気道１９０３によってコンデンサマイク１０７に連通されている。気道１９０３は、一端部がコンデンサマイク１０７に連通されており、他端部は途中で分岐して各キャビティ１０５，１９０１，１９０２に連通されている。各キャビティ１０５，１９０１，１９０２における圧力変化は、すべてコンデンサマイク１０７に伝達される。
【０１４５】
上述したように、実施の形態１０のセンシングユニット１９００およびセンシングユニット１９００を用いた心拍検出装置２００によれば、サイズが異なる複数のキャビティ１０５，１９０１，１９０２が１つの気道１９０３によってコンデンサマイク１０７に連通されているため、簡易な構成によって、大きさの異なる複数種類の周波数の振動を検出することができる。これによって、簡易な構成によって、検出感度を低下させることなく、センシングユニット１９００および心拍検出装置２００の薄型化を図ることができる。
【０１４６】
そして、これによって、実施の形態１０のセンシングユニット１９００およびセンシングユニット１９００を用いた心拍検出装置２００は、センシングユニット１９００および心拍検出装置２００に対する煩わしさや違和感を利用者３０２に与えることなく、利用者３０２の心拍を精度よく検出することができる。
【０１４７】
（実施の形態１１）
図２０は、この発明にかかる実施の形態１１の心拍検出装置におけるセンシングユニットを示す断面図である。つぎに、図２０を用いて、この発明にかかる実施の形態１１の心拍検出装置について説明する。実施の形態１１は、上述した実施の形態１〜１０の心拍検出装置２００におけるセンシングユニット１００，１１００，１２００，１３００，１４００，１５００，１６００，１７００，１８００，１９００に代えて、以下に示すセンシングユニットを備える心拍検出装置２００について説明する。実施の形態１１においては、上述した実施の形態１〜１０と同一部分については同一符号で示し、説明を省略する。
【０１４８】
図２０に示したように、この発明にかかる実施の形態１１のセンシングユニット２０００は、上述した図１に示したキャビティ１０５、コンデンサマイク１０７、および気道１０８によって形成されるユニット２０１０が、センシングユニット２０００一つあたりに２つずつ設けられている。
【０１４９】
ユニット２０１０は、各ユニット２０１０におけるコンデンサマイク１０７が互いに離間するように、互い違いの方向に向けて設けられている。各ユニット２０１０におけるキャビティ１０５の大きさは、ユニット２０１０ごとに異なっていてもよい。
【０１５０】
上述したように、実施の形態１１のセンシングユニット２０００およびセンシングユニット２０００を用いた心拍検出装置２００によれば、複数のユニット２０１０を用いて各キャビティ１０５内の圧力変化を検出するため、簡易な構成によって、広範囲に亘って周波数の振動を検出することができる。これによって、簡易な構成によって、検出感度を低下させることなく、センシングユニット２０００および心拍検出装置２００の薄型化を図ることができる。
【０１５１】
また、実施の形態１１のセンシングユニット２０００およびセンシングユニット２０００を用いた心拍検出装置２００によれば、各ユニット２０１０におけるキャビティ１０５の大きさがユニット２０１０ごとに異なっている場合、大きさの異なる複数種類の周波数の振動を検出することができる。これによって、簡易な構成によって、検出感度を低下させることなく、センシングユニット２０００および心拍検出装置２００の薄型化を図ることができる。
【０１５２】
以上説明したように、実施の形態１１のセンシングユニット２０００およびセンシングユニット２０００を用いた心拍検出装置２００は、センシングユニット２０００および心拍検出装置２００に対する煩わしさや違和感を利用者３０２に与えることなく、利用者３０２の心拍を精度よく検出することができる。
【０１５３】
（付記１）人体の心拍に応じて振動する第１の振動板と、
前記第１の振動板に対向配置され、前記第１の振動板の振動に応じて当該第１の振動板とは異なる振動特性で振動する第２の振動板と、
前記第１および第２の振動板の対向する面どうしが非接触となるように、前記第１および第２の振動板の間に形成されているキャビティの形状を維持する形状維持部材と、
を備えることを特徴とするセンシングユニット。
【０１５４】
（付記２）前記形状維持部材は、
前記キャビティ内に設けられたスペーサであることを特徴とする付記１に記載のセンシングユニット。
【０１５５】
（付記３）前記スペーサは、
前記第１の振動板から離間していることを特徴とする付記２に記載のセンシングユニット。
【０１５６】
（付記４）前記形状維持部材は、
前記第１の振動板において前記人体の心拍に応じて振動しない非振動領域に設けられた凹凸部であることを特徴とする付記１に記載のセンシングユニット。
【０１５７】
（付記５）前記形状維持部材は、
前記第１の振動板を形成する材料とは異なる材料によって形成されて、前記第２の振動板に積層された板状部材であることを特徴とする付記１に記載のセンシングユニット。
【０１５８】
（付記６）前記キャビティにおける気体の振動にともなう前記キャビティ内の圧力変化を検出する検出手段を備え、
前記キャビティおよび前記検出手段は、
前記キャビティおよび前記検出手段との間で気体が流れる気道により連通されていることを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載のセンシングユニット。
【０１５９】
（付記７）前記気道の開口径は、前記キャビティ側よりも前記検出手段側の方が小さいことを特徴とする付記６に記載のセンシングユニット。
【０１６０】
（付記８）前記キャビティは、サイズを異ならせて複数設けられており、
前記気道によって一の前記検出手段に連通されていることを特徴とする付記６に記載のセンシングユニット。
【０１６１】
（付記９）前記検出手段は、
前記気道内の気体の振動に応じて振動し、前記第１の振動板に正対しない位置に設けられたダイアフラムを備えたコンデンサマイクであることを特徴とする付記６に記載のセンシングユニット。
【０１６２】
（付記１０）前記コンデンサマイクは、
前記第２の振動板の表面と同一面内に設けられていることを特徴とする付記９に記載のセンシングユニット。
【０１６３】
（付記１１）前記第２の振動板の板厚は、前記第１の振動板の板厚よりも大きいことを特徴とする付記１〜１０のいずれか一つに記載のセンシングユニット。
【０１６４】
（付記１２）前記第２の振動板は、
前記第１の振動板を形成する材料とは異なる材料によって形成されていることを特徴とする付記１１に記載のセンシングユニット。
【０１６５】
（付記１３）前記第１の振動板よりも弾性率の低い材料によって形成されて、前記第１の振動板における前記人体の心拍に応じて振動しない非振動領域を外方から覆う弾性部材を備えることを特徴とする付記１〜１２のいずれか一つに記載のセンシングユニット。
【０１６６】
（付記１４）付記１〜１３のいずれか一つに記載のセンシングユニットを複数備え、
前記各センシングユニットは、隣り合う前記センシングユニットに対して所定間隔離間した状態でアレー状に配列されていることを特徴とする心拍検出装置。
【図面の簡単な説明】
【０１６７】
【図１】この発明にかかる実施の形態１のセンシングユニットを示す断面図である。
【図２】この発明にかかる実施の形態１の心拍検出装置を示す説明図である。
【図３】心拍検出装置の使用形態を示す説明図（その１）である。
【図４】心拍検出装置の使用形態を示す説明図（その２）である。
【図５】心拍検出装置における信号処理回路を示す説明図である。
【図６】心音計測結果を例示する説明図（その１）である。
【図７】心音計測結果を例示する説明図（その２）である。
【図８】心音計測結果を例示する説明図（その３）である。
【図９】心音計測結果を例示する説明図（その４）である。
【図１０】実施の形態１の心拍検出装置の変形例を示す説明図である。
【図１１】この発明にかかる実施の形態２の心拍検出装置におけるセンシングユニットを示す断面図である。
【図１２】この発明にかかる実施の形態３の心拍検出装置におけるセンシングユニットを示す断面図である。
【図１３】この発明にかかる実施の形態４の心拍検出装置におけるセンシングユニットを示す断面図である。
【図１４】この発明にかかる実施の形態５の心拍検出装置におけるセンシングユニットを示す断面図である。
【図１５】この発明にかかる実施の形態６の心拍検出装置におけるセンシングユニットを示す断面図である。
【図１６】この発明にかかる実施の形態７の心拍検出装置におけるセンシングユニットを示す断面図である。
【図１７】この発明にかかる実施の形態８の心拍検出装置におけるセンシングユニットを示す断面図である。
【図１８】この発明にかかる実施の形態９の心拍検出装置におけるセンシングユニットを示す断面図である。
【図１９】この発明にかかる実施の形態１０の心拍検出装置におけるセンシングユニットを示す断面図である。
【図２０】この発明にかかる実施の形態１１の心拍検出装置におけるセンシングユニットを示す断面図である。
【符号の説明】
【０１６８】
１００，１１００，１２００，１３００，１４００，１５００，１６００，１７００，１８００，１９０  センシングユニット
１０１  受音用部材
１０２  反射用部材
１０５，１６０１，１９０１，１９０２  キャビティ
１０７  コンデンサマイク
１０８，１８０１，１９０３  気道
１０９  スペーサアレイ
１１０  スペーサ部材
２００  心拍検出装置
１１０１  スペーサ
１２０１，１３０１  凹凸部
１４０１  バックプレート
【図１】
2008132010.tif 000003
【図２】
2008132010.tif 000004
【図３】
2008132010.tif 000005
【図４】
2008132010.tif 000006
【図５】
2008132010.tif 000007
【図６】
2008132010.tif 000008
【図７】
2008132010.tif 000009
【図８】
2008132010.tif 000010
【図９】
2008132010.tif 000011
【図１０】
2008132010.tif 000012
【図１１】
2008132010.tif 000013
【図１２】
2008132010.tif 000014
【図１３】
2008132010.tif 000015
【図１４】
2008132010.tif 000016
【図１５】
2008132010.tif 000017
【図１６】
2008132010.tif 000018
【図１７】
2008132010.tif 000019
【図１８】
2008132010.tif 000020
【図１９】
2008132010.tif 000021
【図２０】
2008132010.tif 000022