(57)【要約】【課題】簡易なセンサにより十分な分解能を持つ検出信号が得られる脈波測定装置を提供する。【解決手段】脈波測定装置は、圧力を検出する圧力検出部と、測定対象と接触してこの測定対象の脈波を圧力検出部に直接伝える圧力伝達部と、圧力検出部を測定対象方向に押圧する押圧部とを備える構成である。押圧部と圧力伝達部との間に圧力検出部を挟持し、この押圧部によって圧力検出部を圧力伝達部に圧接する。圧力検出部は圧力伝達部を介して測定対象から脈波が伝達される。このとき、圧力検出部は押圧部によって圧力伝達部に押圧され、さらに、この圧力伝達部も測定対象に押圧される。測定対象から圧力検出部までの間において、各部材間はより密着した状態で隙間無く接触することになるため、測定対象から圧力検出部まで脈波が伝わる間での脈波の検出漏れを低減し、圧力検出部は減衰の少ない脈波を検出する。【選択図】図１
2008168032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力を検出する圧力検出部と、
測定対象と接触し、当該測定対象の脈波を前記圧力検出部に直接伝える圧力伝達部と、
前記圧力検出部を測定対象方向に押圧する押圧部とを備え、
前記圧力検出部を前記押圧部と前記圧力伝達部との間に挟持し、前記押圧部により前記圧力検出部を前記圧力伝達部に圧接することを特徴とする脈波測定装置。
【請求項２】
前記押圧部、前記圧力検出部、および前記圧力伝達部は順に積層させた三層構造であることを特徴とする、請求項１に記載の脈波測定装置。
【請求項３】
前記押圧部および前記圧力伝達部は、前記圧力検出部を内部に収納する一体の構造であることを特徴とする、請求項１に記載の脈波測定装置。
【請求項４】
前記圧力検出部、前記圧力伝達部、および前記押圧部を測定対象に取り付ける取り付け部材を備え、
当該取り付け部材は前記押圧部を直接に又は枠体を介して間接に連結し、取り付け部材を測定対象に取り付けることにより押圧部に押圧力を印加することを特徴とする、請求項1から請求項３のいずれか１つに記載の脈波測定装置。
【請求項５】
前記圧力検出部が検出する圧力変化から測定対象の脈波を測定する脈波測定部を備えることを特徴とする請求項1から請求項４のいずれか１つに記載の脈波測定装置。
【請求項６】
前記脈波測定部は前記枠体に取り付けることを特徴とする、請求項５に記載の脈波測定装置。
【請求項７】
前記脈波測定部は前記枠体と分離して設けることを特徴とする、請求項５に記載の脈波測定装置。
【請求項８】
前記押圧部は、少なくとも前記圧力検出部と接触する部分は弾性材であることを特徴とする、請求項１から請求項７の何れか１つに記載の脈波測定装置。
【請求項９】
前記押圧部は、前記弾性材と平面的に重なるとともに、前記圧力検出部と接触しない部分に硬質材を備えることを特徴とする、請求項８に記載の脈波測定装置。
【請求項１０】
前記押圧部は、脈波測定装置を覆う外部ケースの内で前記圧力検出部を外側から覆う部分を兼ねることを特徴とする、請求項１から請求項９のいずれか１つに記載の脈波測定装置。
【請求項１１】
前記押圧部は、脈波測定装置を測定対象に取り付ける係止部材を兼ねることを特徴とする、請求項１から請求項１０のいずれか１つに記載の脈波測定装置。
【請求項１２】
前記押圧部は、前記測定対象の湾曲の湾曲方向と同方向に湾曲した形状であることを特徴とする、請求項１から請求項１１のいずれか１つに記載の脈波測定装置。
【請求項１３】
前記押圧部は、前記測定対象の湾曲の湾曲方向と逆方向に湾曲した形状であることを特徴とする、請求項１から請求項１１のいずれか１つに記載の脈波測定装置。
【請求項１４】
前記押圧部は、前記圧力検出部と接触する側、又は前記圧力検出部との非接触面側に突起部を備えることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１つに記載の脈波測定装置。
【請求項１５】
前記突起部は、前記圧力検出部の検出部位の配置間隔に対して等間隔又は１／ｎ（ｎは１を除く整数）の間隔で配置することを特徴とする請求項１４に記載の脈波測定装置。
【請求項１６】
前記突起部は、柱状体、錐体、ドーム形状体のいずれかであり、先端の断面形状が凸状に又は凹状に半円形であることを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の脈波測定装置。
【請求項１７】
前記突起部は、軟質樹脂内に硬質樹脂を分散配置させて形成することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の脈波測定装置。
【請求項１８】
前記硬質樹脂は、前記圧力検出部の検出部位の配置間隔に対して等間隔又は１／ｎ（ｎは１を除く整数）の間隔で配置することを特徴とする請求項１７に記載の脈波測定装置。
【請求項１９】
前記圧力検出部は、検出素子を列状あるいは格子状に複数配設してなるアレイセンサであることを特徴とする、請求項１から請求項１８のいずれか１つに記載の脈波測定装置。
【請求項２０】
前記アレイセンサを複数配設してなることを特徴とする、請求項１９に記載の脈波測定装置。
【請求項２１】
前記複数のアレイセンサを平面状に併置させることを特徴とする、請求項２０に記載の脈波測定装置。
【請求項２２】
前記複数のアレイセンサを少なくとも一部を積層させることを特徴とする、請求項２０又は２１に記載の脈波測定装置。
【請求項２３】
前記積層したアレイセンサの上層の検出素子と下層の検出素子は互いに平面的に重ならない位置に配置することを特徴とする、請求項２２に記載の脈波測定装置。
【請求項２４】
前記圧力伝達部は、前記圧力検出部と接触する側、又は前記測定対象と接触する側に突起部を備えることを特徴とする請求項１から請求項２３のいずれか１つに記載の脈波測定装置。
【請求項２５】
前記突起部は、前記圧力検出部の検出部位の配置間隔に対して等間隔又は１／ｎ（ｎは１を除く整数）の間隔で配置することを特徴とする請求項２４に記載の脈波測定装置。
【請求項２６】
前記突起部は、柱状体、錐体、ドーム形状体のいずれかであり、先端の断面形状が凸状に又は凹状に半円形であることを特徴とする、請求項２４又は２５に記載の脈波測定装置。
【請求項２７】
前記圧力伝達部は、軟質樹脂内に硬質樹脂を分散配置させたことを特徴とする請求項１から請求項２６のいずれか１つに記載の脈波測定装置。
【請求項２８】
前記硬質樹脂は、前記圧力検出部の検出部位の配置間隔に対して等間隔又は１／ｎ（ｎは１を除く整数）の間隔で配置することを特徴とする請求項２７に記載の脈波測定装置。
【請求項２９】
前記圧力伝達部は、前記測定対象と接触する面に保護部材を備えることを特徴とする、請求項１から請求項２８のいずれか１つに記載の脈波測定装置。
【請求項３０】
前記保護部材は、前記圧力伝達部に着脱自在であることを特徴とする、請求項２９に記載の脈波測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心拍測定や血圧測定に用いることができる脈波測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
脈波測定装置で測定した脈波は、その脈波数や脈の有無の検出することによって心拍測定や血圧測定等に利用される。例えば、発光素子から身体に光を照射し、その反射光または透過光を受光素子で検出することによって生体の心拍を測定する心拍計が知られており、受光信号を脈拍信号に変換して脈拍を検出している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
脈波測定装置は、測定対象を含む種々の測定環境で使用されることが予想されるため、正確な脈波を測定するには、安定した脈波信号を得ることが求められる。安定した脈波信号を得るには、測定対象の脈圧変動による信号を高い分解能で検出することや、センサで検出した検出信号に含まれるノイズ分に対して脈拍数を安定して表示すること等が検討されている。
【０００４】
検出信号に含まれるノイズに対して脈拍数を安定して表示するものとして、例えば、特許文献２が知られている。この特許文献２は、雑音に起因するパルスが比較的幅のせまいパルスであることに着目し、脈波検出回路と脈波演算手段との間に、脈波検出回路が出力する脈波信号のパルス幅を評価する脈波パルス評価手段を設け、正規の脈波信号と認められる信号のみを脈波演算手段に伝達することによって脈拍数表示の安定性を得ようとするものである。
【０００５】
また、測定対象の脈圧変動による信号を高い分解能で検出するために、発受光素子を用いた光センサの他に種々のセンサが考えられ、また、装置を身体に取り付ける位置についても、上腕、手首、指等の種々の位置が考えられる。
【０００６】
本発明の出願人は、検出信号に含まれるノイズに対して脈拍数を安定して表示する心拍検出技術として、特許文献３，４を出願している。これらは、検出信号に含まれる歪み検出して、脈波を正確に検出する技術に係わるものである。
【０００７】
【特許文献１】特公昭６１−２９７３０号公報
【特許文献２】特公平４−７９２５０号公報
【特許文献３】特願２００５−２６８７１７号（２００５年９月１５日出願）
【特許文献４】特願２００５−２８０３９８号（２００５年９月２７日出願）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
脈波は、例えば、人体を測定対象とする場合では、上腕、手首、指等の種々の部位を測定位置とし、この測定位置にセンサを取り付けることによってその部位の近傍の動脈の脈波の圧力変化を測定する。この測定対象の脈圧変動を高い精度で検出するには、検出センサの感度が高いことや、脈波を効率よく検出することができる部位にセンサを位置決めすることが求められる。
【０００９】
しかしながら、高感度のセンサを用いた構成では測定装置のコストが高くなるという問題があり、センサを脈波の測定に好適な部位位置に位置決めするには、経験者の補助が必要となるという問題がある。
【００１０】
脈波によって健康状態を把握する場合には、専門技術を有する者が高精度の測定装置を用いて行う形態の他に、専門技術を有さない者が簡易な測定装置で測定する形態が考えられ、この内、簡易な測定装置を用いて簡便に測定することは、日々の健康状態を把握する上で有意であると考えられる。
【００１１】
このような簡易な測定に用いる測定装置では、装置構成においては簡易なセンサの適用が可能であることが求められ、また、使用形態においては専門技術を有さない者が正確な測定部位にセンサを取り付けられない場合であっても、十分な精度を持つ検出信号が得られることが求められる。
【００１２】
そこで、本発明は従来の問題を解決し、簡易なセンサにより十分な測定精度を持つ検出信号が得られる脈波測定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】
【００１３】
本発明の脈波測定装置は、脈波を検出するセンサを測定対象に押圧することによってセンサによる脈波の測定感度を高める構成とし、これによって、高感度のセンサを要することなく、また、専門技術を有さない者であっても簡便な操作で脈波を測定することができる。また、センサの取り付け位置についても、正確さを要することなく脈波測定が可能である。
【００１４】
本発明の脈波測定装置は、圧力を検出する圧力検出部と、測定対象と接触してこの測定対象の脈波を圧力検出部に直接伝える圧力伝達部と、圧力検出部を測定対象方向に押圧する押圧部とを備える構成である。押圧部と圧力伝達部との間に圧力検出部を挟持し、この押圧部によって圧力検出部を圧力伝達部に圧接する。圧力検出部は圧力伝達部を介して測定対象から脈波が伝達される。このとき、圧力検出部は押圧部によって圧力伝達部に押圧され、さらに、この圧力伝達部も測定対象に押圧される。
【００１５】
これによって、測定対象から圧力検出部までの間において、各部材間はより密着した状態で隙間無く接触することになるため、測定対象から圧力検出部まで脈波が伝わる間での脈波の検出漏れを低減することができ、圧力検出部は減衰の少ない脈波を検出することができる。
【００１６】
脈波測定装置は、圧力検出部と圧力伝達部と押圧部との各部を種々の形態で構成することができる。
【００１７】
脈波測定装置の１つの形態は、圧力検出部、圧力伝達部、および押圧部は順に積層させて、三層構造とすることができる。この三層構造において、測定対象側から圧力伝達部、圧力検出部、押圧部の順に積層する。
【００１８】
脈波測定装置の他の形態は、押圧部および圧力伝達部は、圧力検出部を内部に収納する一体の構造とすることができる。この構成では、押圧部および圧力伝達部を構成する部材内に圧力検出部を設けることで、部品点数を減少させることができる。
【００１９】
脈波測定装置の別の形態は、圧力検出部、圧力伝達部、および押圧部を測定対象に取り付ける取り付け部材を備える。この取り付け部材は押圧部を直接に、または枠体を介して間接に連結する。この構成により、取り付け部材を測定対象に取り付けることによって、押圧部に押圧力を印加することができる。このとき印加される押圧力の方向は、圧力伝達部を介して圧力検出部を測定対象に押圧する方向である。
【００２０】
この取り付け部材は、例えば、測定対象の周囲を巻回する紐状体とすることができ、開閉自在のベルトや、弾性を有するベルトや紐を用いることができる。開閉自在のベルトは、閉状態のベルトは開状態のベルトよりも内径を小さくすることによって、脈波測定装置を測定対象の周囲に巻き付けるとともに、押圧部を測定対象側に向けて押し付け押圧力を発生する。また、弾性を有するベルトは、弾性による収縮力によって押圧部を測定対象側に向けて押し付け押圧力を発生する。
【００２１】
また、脈波測定装置は、圧力検出部が検出する圧力変化から測定対象の脈波を測定する脈波測定部を備える。この脈波測定部は枠体に取り付ける構成とすることで、脈波測定装置本体に結合させた状態とすることができる。また、脈波測定部は枠体と分離して設ける構成とすることで、脈波測定装置本体から分離した状態とすることができる。
【００２２】
脈波測定装置が備える押圧部の構成についても種々の形態とすることができる。
【００２３】
本発明の押圧部の一形態は、少なくとも圧力検出部と接触する部分は弾性材とし、この弾性材の反発力によって押圧力を生じさせる。また、押圧部は、弾性材とともに硬質材を備える構成とし、弾性材と硬質材とを平面的に重ねるとともに、硬質材は圧力検出部と接触しない部分に設ける。硬質材は、弾性材に対して平面的に重なることで、弾性材を偏り無く押圧することができる。また、硬質材を圧力検出部と接触しない部分に設けることによって、圧力検出部を弾性材を介して押圧し、硬質材が直接に押圧することによる圧力検出部の誤検出や損傷を防ぐことができる。
【００２４】
本発明の押圧部の他の形態は、脈波測定装置を覆う外部ケースの内で圧力検出部を外側から覆う部分を兼ねる構成とする。この構成によれば構成部材の点数を減少させることができる。
【００２５】
本発明の押圧部の別の形態は、脈波測定装置を測定対象に取り付ける係止部材を兼ねる構成とする。この構成によれば構成部材の点数を減少させることができる。
【００２６】
本発明の押圧部の形状形態として、測定対象の湾曲の湾曲方向と同方向に湾曲した形状、あるいは、測定対象の湾曲の湾曲方向と逆方向に湾曲した形状とすることができる。湾曲形状とすることで、押圧力を所定分布状態とすることができ、例えば、脈波測定装置を測定対象に取り付けた際に、測定対象の形状に合わせて押圧力の分布を定めることができ、測定対象側の形状が不均一であっても、圧力検出部に印加する押圧力の圧力分布を均一とすることができる。
【００２７】
また、測定対象において脈波の検出が予定される部分と脈波の検出が予定されない部分とで押圧力の分布を変え、脈波の検出が予定される部分の押圧力分布を高めることで検出部分間の信号強度に差を付けることができる。
【００２８】
さらに、本発明の押圧部の別の形状形態として突起部を設ける構成とすることができる。この突起部は、圧力検出部と接触する面側、あるいは圧力検出部と接触しない面側に設けることができる。また、両面に設けても良い。
【００２９】
この突起部の配置間隔は、圧力検出部の検出部位の配置間隔に対して等間隔、あるいは１／ｎ（ｎは１を除く整数）の間隔で配置することができる。突起部と検出部位との配置間隔に対して等間隔あるいは１／ｎ間隔とすることで、平面的に重なる押圧部の突起部と圧力検出部の検出部位との位置が横方向にずれた場合であっても、圧力検出部への押圧力の圧力分布の偏りを低減させることができる。
【００３０】
また、突起部の凸部分の形状は、柱状体、錐体、ドーム形状体のいずれかとすることができ、その先端の断面形状は凸状にまたは凹状に半円形とすることができる。この先端の断面形状によって、脈波測定装置を測定対象に取り付けた際に、押圧部や圧力検出部が測定対象の形状に沿って湾曲した場合であっても、先端形状によって押圧力の偏りの発生を低減させることができる。
【００３１】
また、突起部は、凸部分の形成を押圧部の形成部材である弾性部材によって行う他、軟質樹脂内に硬質樹脂を分散配置させることで形成してもよい。なお、弾性部材によって凸部分を形成する場合には、隣り合う凸部分の隙間は空気とする他、流動性材によって満たしてもよい。また、硬質樹脂の配置についても、前述の凸部分と同様に、圧力検出部の検出部位の配置間隔に対して等間隔とする他、１／ｎ（ｎは１を除く整数）の間隔で配置することができ、平面的に重なる押圧部の突起部と圧力検出部の検出部位との位置が横方向にずれた場合であっても、圧力検出部への押圧力の圧力分布の偏りを低減させることができるという同様の効果を奏する。
【００３２】
本発明の圧力検出部の一形態は、検出素子を列状あるいは格子状に複数配設してなるアレイセンサで構成することができる。ここで、検出素子は、静電型検出素子、圧電型検出素子、抵抗型検出素子等を適用することができる。静電型検出素子は対向配置した電極を有し、脈波の圧力変動によって変化する電極間距離を静電容量変化として検出する。圧電型検出素子は、脈波の圧力変動を電圧変化として検出する。また、抵抗型検出素子は、脈波の圧力変動を電気抵抗変化として検出する。
【００３３】
このアレイセンサは、複数の検出素子を列状に配設した場合にはラインセンサが構成される。このラインセンサによれば、測定対象上の脈波をラインに沿った圧力分布として検出することができ、この圧力分布のピーク位置がそのライン上で検出される脈波の検出位置に相当し、ピーク値がライン上で検出される脈波の強度に相当する。
【００３４】
また、このアレイセンサは、複数の検出素子を格子状に配設した場合には二次元センサが構成される。この二次元センサによれば、測定対象上の脈波を面上の圧力分布として検出することができ、この圧力分布のピーク位置がその面内で検出される脈波の検出位置に相当し、ピーク値が面内で検出される脈波の強度に相当する。
【００３５】
本発明の脈波測定装置は、１つのアレイセンサを備える構成とする他に、複数のアレイセンサを複数配設する構成としてもよい。
【００３６】
複数のアレイセンサを複数配設する構成は複数の形態とすることができる。
【００３７】
複数のアレイセンサによる一形態は、複数のアレイセンサを平面状に併置させる構成であり、この構成とすることで測定領域を拡大することができ、脈波測定装置の測定対象への取り付けを粗い位置決めで行っても、脈波を検出することができる。
【００３８】
また、複数のアレイセンサを併置する形状を任意に設定することができ、測定対象の形状等に合わせた測定領域を形成することができる。
【００３９】
複数のアレイセンサによる他の形態は、複数のアレイセンサを少なくとも一部を積層させる構成であり、この構成とすることで測定領域によって検出信号の出力態様を種々に設定することができる。検出信号の出力態様として、重ね合わせた領域については、各アレイセンサから複数の検出出力を得ることができ、各アレイセンサの検出特性に応じた検出を行うことができる。また、他の検出出力の出力形態として、重ね合わせた領域については、各アレイセンサから複数の検出出力を重ね合わせることで、アレイセンサの検出出力を増やすことができる。
【００４０】
複数のアレイセンサによる別の形態は、積層したアレイセンサの上層の検出素子と下層の検出素子は互いに平面的に重ならない位置に配置する構成とする。上下の検出素子が互いに平面的に重ならないように配置することで、検出素子の配置密度を実質的に高めることができる。
【００４１】
脈波測定装置が備える圧力伝達部の構成についても種々の形態とすることができ、一形態として突起部を設ける構成とすることができる。この突起部は、圧力検出部と接触する面側、あるいは測定対象と接触する面側に設けることができる。また、その両面に設けても良い。
【００４２】
この突起部の形態は、押圧部に設けた突起部の形態と同様とすることができる。突起部の配置間隔は、圧力検出部の検出部位の配置間隔に対して等間隔、あるいは１／ｎ（ｎは１を除く整数）の間隔で配置することができる。突起部と検出部位の配置間隔に対して等間隔あるいは１／ｎ間隔とすることで、平面的に重なる押圧部の突起部と圧力検出部の検出部位との位置が横方向にずれた場合であっても、圧力検出部への押圧力の圧力分布の偏りを低減させることができる。
【００４３】
また、突起部の凸部分の形状は、柱状体、錐体、ドーム形状体のいずれかとすることができ、その先端の断面形状は凸状にまたは凹状に半円形とすることができる。この先端の断面形状によって、脈波測定装置を測定対象に取り付けた際に、押圧部や圧力検出部が測定対象の形状に沿って湾曲した場合であっても、先端形状によって押圧力の偏りの発生を低減させることができる。
【００４４】
また、突起部は、凸部分の形成を押圧部の形成部材である弾性部材によって行う他、軟質樹脂内に硬質樹脂を分散配置させることで形成してもよい。なお、弾性部材によって凸部分を形成する場合には、隣り合う凸部分の隙間は空気とする他、流動性材によって満たしてもよい。また、硬質樹脂の配置についても、前述の凸部分と同様に、圧力検出部の検出部位の配置間隔に対して等間隔とする他、１／ｎ（ｎは１を除く整数）の間隔で配置することができ、平面的に重なる押圧部の突起部と圧力検出部の検出部位との位置が横方向にずれた場合であっても、圧力検出部への押圧力の圧力分布の偏りを低減させることができるという同様の効果を奏する。
【００４５】
本発明が備える凹凸状の突起部は、圧力検出部に対する圧力伝達の伝達効率の低減を抑制する効果、圧力検出部での圧力分布の偏りを低減する効果を奏することができる。また、突起部を圧力伝達部の測定対象との接触面に設けることで、通気性を向上させることができる。
【００４６】
本発明の圧力伝達部の他の形態として、測定対象と接触する面に保護部材を備える構成とすることができる。この保護部材は、圧力検出部の他、圧力伝達部や押圧部に対して、測定対象や外気から湿気が侵入することを防ぐ。この保護部材は、シート状部材とすることができ、圧力伝達部の面に密着させることで取り付けることができる。この湿気の侵入を防ぐことで、圧力検出部の劣化による誤動作を防ぎ、また、圧力伝達部や押圧部の劣化による弾性の低下を防ぐことができる。
【００４７】
この保護部材は、圧力伝達部に対して着脱自在であり、保護部材自体が劣化した場合や破損した場合には交換することができる。また、脈波測定装置で複数の測定対象を測定する場合には、測定対象毎に保護部材を交換してもよい。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によれば、簡易なセンサにより十分な測定精度を持つ検出信号を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、本発明の脈波測定装置について図を用いて詳細に説明する。以下、本発明の脈波測定装置の概略を図１〜図４を用いて説明し、本発明の脈波測定装置が備える圧力検出部について図５〜図７を用いて説明し、本発明の脈波測定装置が備える圧力伝達部および押圧部が備える突起部について図８〜図１１を用いて説明し、本発明の脈波測定装置が備える保護部材について図１２を用いて説明し、本発明の脈波測定装置が備える押圧部について図１３〜図１７を用いて説明し、本発明の脈波測定装置に適用されるライン状のアレイセンサについて図１８〜図２１を用いて説明する。
【００５０】
[装置概略説明：図１〜４]
はじめに、本発明の脈波測定装置の概略を図１〜図４を用いて説明する。
【００５１】
図１は本発明の脈波測定装置１の概略構成を説明するための図である。脈波測定装置１は、圧力を検出する圧力検出部１０と、測定対象９０と接触して測定対象の脈動による脈波を圧力検出部１０に伝える圧力伝達部３０と、圧力検出部１０を測定対象方向に押圧する押圧部２０とを備える。押圧部２０と圧力伝達部３０とは間に圧力検出部１０を挟持し、押圧部２０は圧力検出部１０を圧力伝達部３０の方向に圧接する。圧接された圧力伝達部３０は、測定対象９０の動脈９１の脈動による脈波の圧力変化を、圧力伝達部３０を構成する構成部材を介して直接に伝達する。
【００５２】
圧力検出部１０は圧力伝達部３０を介して伝達された圧力変化を検出して検出信号を脈波測定部５０に出力する。脈波測定部５０は圧力検出部１０の検出信号を受け、信号処理によってノイズ分を除去し脈波を検出する。
【００５３】
押圧部２０は、圧力検出部１０を圧力伝達部３０に押圧することによって、圧力検出部１０と圧力伝達部３０との間の隙間を無くして密着性を高めて、圧力伝達部３０から圧力検出部１０への圧力の伝達効率を向上させる。また、圧力伝達部３０と測定対象９０の間の隙間についても密着性が高まるため、測定対象９０から圧力伝達部３０への圧力の伝達効率についても向上させる。押圧部２０による押圧力は、脈波測定装置１を測定対象９０に取付部材６で取り付ける際の締め付け力等によって生じさせることもできる。
【００５４】
脈波測定部５０は、圧力検出部１０で検出した検出信号から脈波信号を抽出する。脈波測定部５０で抽出した脈波信号は心拍測定や血圧測定に利用することができる。心拍測定は脈波測定部５０で抽出した脈波信号を用いて脈波数を計数し、血圧測定は脈波測定部５０で抽出した脈波信号を用いて脈波を監視しながら圧力値を測定する。
【００５５】
脈波測定部５０は、所定の周波数特性を付加する信号処理を行うことによって、周波数成分の信号強度を増幅させた脈波信号を形成する。この周波数成分の信号強度の増幅では、脈波波形の主成分を増加させ、ノイズ成分を低減させる。
【００５６】
脈波測定部５０は、検出信号を信号増幅する信号増幅回路５０ａと、検出信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路５０ｂと信号処理部を備える。信号処理部は、検出信号をバンドパスフィルタや２階微分特性等によってノイズ除去や２倍高調波の信号増幅を行う狭帯域信号処理回路５０ｃ、狭帯域信号処理回路５０ｃで生成された信号の波形歪みを形成して心拍を検出する波形歪検出回路（スロープ検出回路）５０ｄを備える。
【００５７】
信号処理部の一構成例では、脈波波形の周波数成分を信号増幅する信号増幅部を有し、この信号増幅部は、脈波波形の低域側の周波数成分を低増幅率で増幅し、脈波波形の高域側の周波数成分を高増幅率で増幅する信号増幅特性とすることによって、脈波波形に所定の周波数特性を付加し、脈波波形の主成分を増加させ、ノイズ成分を低減させる。この信号処理としては、例えば、脈波波形の周波数成分を微分特性で信号増幅する。
【００５８】
また、信号処理部は帯域通過のフィルタ処理を含むことができ、これによって脈波波形の所定狭帯域の信号に対して信号処理を行い、脈波波形の主成分以外の周波数帯域にあるノイズ成分を除去する。この信号処理部で行うノイズ成分の除去及び信号強度の増幅の信号処理は、脈波信号に波形歪みを付加する。この波形歪みは、脈波波形の主成分を増加し、ノイズ成分を低減する。これにより、波形歪みは脈波と強い相関で関係付けられる。したがって、波形歪みは脈波情報を良好なＳ／Ｎ比で備えることになる。
【００５９】
心拍計６０において、心拍数計数回路６０ａは脈波測定部５０で求めた脈波から心拍数を計数し、心拍数報知部６０ｂは心拍数計数回路６０ａで計数した心拍数を報知する。なお、報知は、心拍数の表示、記録、送信等を含むものである。
【００６０】
また、血圧計７０において、血圧測定回路７０ａは脈波測定部５０で求めた脈波と圧力値から血圧値を測定し、血圧値報知部７０ｂは血圧測定回路７０ａで測定した血圧値を報知する。なお、報知は、血圧値の表示、記録、送信等を含むものである。
【００６１】
[装置の概略断面の説明：図２]
次に、脈波測定装置の概略断面を説明する。図２は概略断面図である。脈波測定装置１は、圧力伝達部３０、圧力検出部１０、および押圧部２０を順に配置してなり、図２（ａ）に示す構成ではこれらを順に積層させた三層構造の例を示している。なお、圧力伝達部３０、圧力検出部１０、および押圧部２０はこの三層構造に限らず、押圧部および圧力伝達部の内部に圧力検出部を収納した一体構造等、他の構成としてもよい。他の構成例については後述する。図２（ｂ）は、圧力伝達部３０を測定対象９０側に接触させ、押圧部２０によって圧力検出部１０を測定対象９０側に押圧した状態を示している。
【００６２】
圧力検出部１０は複数の検出素子１１を備え、圧力伝達部３０を介して測定対象９０から伝達される脈波を検出し、検出信号として出力する。
【００６３】
圧力伝達部３０の測定対象９０と接触する面には、保護部材４０が着脱自在に設けられる。この保護部材４０は、圧力伝達部３０の外表面に取り付けられるシート状の部材であって、圧力伝達部３０の外表面を保護するとともに、測定対象９０からの脈波を圧力伝達材３０に伝える。保護部材４０は、脈波を圧力伝達材３０に伝えるに十分な薄さを有し、脈波測定装置１を測定対象に取り付けた際に、測定対象との密着性が良好となるに十分な柔軟性を備える。この保護部材４０の詳細については後述する。
【００６４】
[装置の態様の説明：図３]
図３は本発明の脈波測定装置の各形態と測定対象に取り付ける態様を説明するための図である。
【００６５】
図３（ａ）、（ｂ）は本発明の脈波測定装置の第１の形態と取り付け態様を説明するための図である。この第１の形態は、脈波測定装置１は、外部ケースを構成する枠体４内に、圧力伝達部３０、圧力検出部１０、および押圧部２１を順に積層して備えるとともに、圧力検出部１０で検出した検出信号から脈波を抽出する信号処理や、表示部３に測定結果等の種々の表示内容を表示させる処理等を行う回路を搭載した回路基板２を内蔵する。表示部３は、枠体４に設けた開口部を通してディスプレイ面に表示内容を表示する。図示はしないが、これらに電力を供給する電池などの電源手段、操作を行うスイッチなどの入力手段も備えられている。
【００６６】
枠体４には係止部５が設けられ、脈波測定装置１を測定対象９０に取り付けるための取付部材６が取り付けられる。取付部材６は、脈波測定装置１を測定対象９０に取り付けるとともに、取り付ける際の取り付ける力の作用によって押圧部２１を測定対象９０側に押し、これによって圧力検出部１０を圧力伝達部３０に押圧する。
【００６７】
取付部材６は、脈波測定装置１を測定対象９０に取り付け、押圧部２１を測定対象９０側に押す機能を奏するものであれば任意の構成とすることができるが、一例として、弾性作用を奏するベルト状体とすることができる。このベルト状体としては、例えば、通常の止め具材（図示していない）の開閉によって内径を変更自在とする帯体あるいは紐体、あるいは、それ自体が弾性を備えた帯体あるいは紐体とすることができる。取付部材６の端部は、係止部５によって枠体４に取り付けられる。係止部５は、枠体４に設けた部材により構成する他、枠体４を形成する際に取付部材６の端部を埋め込んだ状態で形成する構成としてもよい。
【００６８】
また、取付部材６および係止部５は上記した構成に限られるものではない。例えば、取付部材６とは係止部５とを着脱自在な構成としてもよい。図３（ｂ）はこの一構成を示している。この構成では、取付部材６に係止部５を掛けるための被係止部６ａを設け、この被係止部６ａに係止部５を掛けることによって装着させる。この被係止部６ａとしては、例えば、取付部材６に設けた孔を用いることができる。係止部５の一端をこの孔に掛けることで装着させる。この際、押圧部２１に押圧力が作用するように、被係止部６ａの位置を選択する。なお、この構成では、取付部材６には、取り付けた脈波測定装置１の圧力伝達部３０の接触面が外部に露出するように開口部分が設けられている。
【００６９】
図３（ｃ）は本発明の脈波測定装置の第２の形態と取り付け態様を説明するための図である。
【００７０】
この第２の形態の脈波測定装置１は、押圧部２２は、脈波測定装置を覆う外部ケースである枠体４において圧力検出部２０を外側から覆う部分を兼ねる構成であり、枠体４内に、圧力伝達部３０および圧力検出部１０を順に積層して備える。ここで、外部ケースを構成する枠体４と押圧部２２とを一体で形成してもよい。
【００７１】
また、図３（ａ），（ｂ）で示した第１の態様と同様に、回路基板２を枠体４内に内蔵し、表示部３を枠体４に設けた開口部を通してディスプレイ面が露出するようの設け、このディスプレイ面に表示内容を表示する。
【００７２】
この第２の形態の取り付け態様においても、第１の形態の取り付け態様と同様に、枠体４に係止部５を設けられ、この係止部５と取付部材６とによって脈波測定装置１を測定対象９０に取り付けられる。取付部材６は、脈波測定装置１を測定対象９０に取り付けるとともに、取り付ける際の取り付ける力の作用によって押圧部２２を測定対象９０側に押し、これによって圧力検出部１０を圧力伝達部３０に押圧する。係止部５と取付部材６との構成は、第１の形態と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００７３】
図３（ｄ）は本発明の脈波測定装置の第３の形態と取り付け態様を説明するための図である。
【００７４】
この第３の態様の脈波測定装置１は、前述の枠体４を用いない構成例であり、押圧部２３自体を取付部材６によって測定対象に取り付ける構成である。この第３の形態では、取付部材６が押圧部２３を押圧するとともに測定対象９０への取り付けを行う。
【００７５】
図３（ｄ）では、回路基板２および表示部３は、圧力検出部１０から分離する構成を示しているが、取付部材６に回路基板２と表示部３とを搭載した構成としてもよく、また、回路基板２および表示部３を搭載した取付部材６と、圧力検出部１０、押圧部２０および圧力伝達部３０を搭載した取付部材６とを別に設ける構成としてもよい。
【００７６】
[手首装着状態の説明：図４]
図４は、本発明の脈波測定装置１を身体の手首に装着する状態を示している。この装着例では、取付部材６を手首９２の周囲に取り付け、この取付部材６に脈波測定装置１を装着する。この取り付けにおいて、脈波測定装置１の圧力伝達部（図４には示していない）が手首の脈動がより良好に検出できる位置に位置合わせして取り付けを行う。
【００７７】
なお、本発明の脈波測定装置は、測定部位として上腕、手首、指等、脈波測定として利用される箇所に限らず、脈波が得られる部位であれば、任意の位置に取り付けて使用することができる。
【００７８】
[圧力検出部の説明：図５〜７]
次に、図５〜図７を用いて本発明の脈波測定装置が備える圧力検出部について説明する。
【００７９】
本発明の圧力検出部１０は、検出素子１１を列状あるいは格子状に複数配設してなるアレイセンサを備える。図５は、検出素子１１を格子状に複数配設してなるアレイセンサの一構成例を示し、静電型検出素子の例を示している。静電型検出素子は対向配置した電極を有し、脈波の圧力変動によって変化する電極間距離を静電容量変化として検出する。
【００８０】
[センサアレイ構成の説明：図５]
図５（ａ）は静電型検出素子によるアレイセンサの構成図である。静電型検出素子によるアレイセンサ１００は、複数の電極１２ａを互いに所定の間隔を開けて並置した上部シート１２と、複数の電極１３ａを互いに所定の間隔を開けて並置した下部シート１３とを、互いの電極１２ａ，１３ａが直交するように対向させて配置し、両シートの間にスペーサ１４を挟み込むことで構成する。この電極の配置において電極１２ａと電極１３ａとが平面上で交差する部分が検出素子１１を構成する。この電極の交差点では、スペーサ１４を挟んで２つの電極が対向して配置されてコンデンサを形成する。
【００８１】
スペーサ１４は、誘電体を兼ねることもできる。この誘電体の材料としては、特に限定しないが、空気やポリエチレンフィルム、紙や木材、ガス（例えば、六フッ化硫黄）、液晶などを用いることができる。真空にしてもよい。スペーサ１４を構成する材質を変えることでコンデンサの静電容量を自由に選択することができる。図５に示す例では、図面を見やすくするためにスペーサ１４は省略してある。
【００８２】
この電極で挟まれたコンデンサ部分の静電容量は、電極１２ａと電極１３ａとの間の距離によっても変化する。アレイセンサ１００のシートに圧力が印加されると、その圧力が印加された部分のシート間距離が縮まり、そのシートに設けられた電極間の距離も縮まる。この電極間距離の縮小は印加した圧力に依存するため、電極間距離の変化に基づくコンデンサの容量変化を測定することによって、印加された圧力を求めることができる。また、容量変化が発生した位置を求めることで、圧力が印加された位置を求めることができる。
【００８３】
図５（ａ）に示すように、検出素子を格子状に配置する構成によって、面上に印加される圧力の圧力分布を求めることができ、アレイセンサは面センサを構成する。図５（ｂ）はアレイセンサ１００の検出出力によって得られる圧力分布を模式的に示している。この圧力分布は、圧力変化が生じた位置とその大きさについての情報を有している。このアレイセンサ１００を用いて脈波測定装置を構成した場合には、図５（ｂ）の圧力分布例によれば、圧力分布のピーク位置から脈動が発生した位置を求めることができ、ピーク値から脈動による脈波のピーク値を求めることができる。
【００８４】
なお、脈波のピーク値の大きさは相対的な値と成るため、絶対値を求めるには基準圧力によりピーク値を求めるなどによって測定値を校正する必要がある。
【００８５】
脈波測定装置によって脈波を検出し測定する場合には、身体において脈波を効率よく検出できる位置は個人差があるため、脈波を良好に検出することができる位置を特定することは必ずしも容易ではなく、脈波のピーク値を検出することも容易ではない。
【００８６】
これに対して、このアレイセンサ１００によれば、検出した二次元の圧力分布中のピーク位置は脈動のピーク位置に相当するため、圧力分布中のピーク位置でのピーク値を求めることで脈波のピーク値に相当する値の検出を容易に行うことができる。
【００８７】
圧力分布の検出精度は、図５（ａ）の構成による場合には、並置される電極１２ａ間の間隔、および同じく並置される電極１３ａ間の間隔により定まり、この並置する電極間の間隔を縮めることによって検出精度を高めることができる。
【００８８】
なお、アレイセンサを構成する検出素子は、上記した静電型検出素子に限らず、圧電型検出素子、抵抗型検出素子等を適用することができる。圧電型検出素子は、脈波の圧力変動を電圧変化として検出し、また、抵抗型検出素子は、脈波の圧力変動を電気抵抗変化として検出する。
【００８９】
上記したアレイセンサ１００は、単独で使用する他に、複数のアレイセンサを組み合わせる構成としてもよい。以下、図６，７を用いて複数のアレイセンサを組み合わせた構成例について説明する。
【００９０】
[複数のアレイセンサの構成例の説明：図６]
図６（ａ）は、複数のアレイセンサを平面上あるいは曲面上において直線状に配列する構成例である。ここでは、２つのアレイセンサ１０Ａ，１０Ｂを、同一平面上において両アレイセンサの辺を隣接させて並置する構成を示している。この構成によれば、アレイセンサを構成要素として、隣接させながら直線状に配列することで、測定領域の長さを任意に定めることができる。
【００９１】
図６（ｂ）は、複数のアレイセンサを平面上あるいは曲面上において面状に配列する構成例である。ここでは、４つのアレイセンサ１０Ａ〜１０Ｄを、同一平面上において両アレイセンサの辺を隣接させて並置する構成を示している。この構成によれば、アレイセンサを構成要素として、隣接させながら面状に配列することで、測定領域の面積や形状を任意に定めることができる。
【００９２】
図６（ｃ）〜（ｆ）は、複数のアレイセンサに重なり分を設けた配置する構成例である。図６（ｃ）は、アレイセンサ１０Ｆの一部の上方にアレイセンサ１０Ｅの一部を重ねる構成例を示し、図６（ｄ）は、アレイセンサ１０Ｈの全部の上方にアレイセンサ１０Ｇの一部を重ねる構成例を示し、図６（ｅ），（ｆ）は、アレイセンサ１０Ｊの全部の上方にアレイセンサ１０Ｉの一部を重ねる構成例を示している。なお、図６（ｆ）は図６（ｅ）の構成例の断面を示している。図６（ｆ）ではアレイセンサ１０Ｊの平面形状を円形としているが、円形に限らず任意の形状としてもよく、また、アレイセンサ１０ＩとアレイセンサＪの上下関係を逆としてもよい。
【００９３】
図６（ｃ）〜（ｆ）の構成によれば、複数のアレイセンサが重ねられた部分について複数のアレイセンサで測定することができ、例えば、各アレイセンサの検出特性を変えることで、同一領域の脈波について複数種の波形特性を検出することが可能となる。複数種の波形特性としては、例えば周波数特性とすることができ、脈波の高周波成分と低周波成分を分離して検出することができる。
【００９４】
[検出素子の態様の説明：図７]
図７は、複数のアレイセンサを重ねた場合において、検出素子の態様を説明するための図である。なお、図７では２つのアレイセンサを積層し、押圧部２０と圧力伝達部３０とを１つづつ備える構成を示している。
【００９５】
図７（ａ）に示す構成は、積層した２つのアレイセンサ１０ａ，１０ｂにおいて、各アレイセンサが備える検出素子１１ａ，１１ｂは上下に平面状で重なる位置にある。この構成によれば、測定対象の同一点の脈動を検出素子１１ａと検出素子１１ｂとの２つの検出素子で検出することができる。
【００９６】
これにより、検出素子１１ａと検出素子１１ｂとが同じ検出特性を有する場合には、両検出素子の出力信号を加算することで検出信号レベルを高めることができる。また、検出素子１１ａと検出素子１１ｂとが異なる検出特性を有する場合には、脈波に含まれる異なる周波数成分を個別に検出することができる。
【００９７】
図７（ｂ）に示す構成は、積層した２つのアレイセンサ１０ｃ，１０ｄにおいて、各アレイセンサが備える検出素子１１ｃ，１１ｄは上下にあり、平面状で互いにずれた位置にある。積層したアレイセンサの上層の検出素子と下層の検出素子とを互いに平面的に重ならない位置に配置する構成によれば、測定対象の測定点の密度を検出素子の配置密度の２倍とすることができる。
【００９８】
図７（ｃ）、（ｄ）に示す構成は、積層した２つのアレイセンサ１０ｅ，１０ｆおよびアレイセンサ１０ｇ，１０ｈの検出特性を上下で異ならせる構成である。図では、各アレイセンサが備える検出素子１１ｅ〜１１ｈの電極間隔を異ならせる構成例を示しており、これによって、測定対象の弾性等の特性に応じて、圧力変化に対する異なる検出出力特性のセンサを組み合わせることができる。もちろん、検出素子の誘電体の材質を異ならせる構成としてもよい。
【００９９】
[突起部の説明：図８〜１１]
次に、図８〜図１１を用いて本発明の脈波測定装置が備える圧力伝達部および押圧部が備える突起部について説明する。
【０１００】
本発明の圧力伝達部３０は、圧力検出部１０と接触する側、または測定対象９０と接触する側に突起部を備える。この圧力伝達部３０の突起部は、測定対象９０との接触面における脈波の減衰、圧力伝達部３０において脈波が圧力検出部１０に伝わるまでの間での減衰、圧力検出部１０との接触面における脈波の減衰等の各所での脈波の減衰を減少させることで伝達効率を向上させる効果を奏する他、圧力伝達部３０と圧力検出部１０との接触状態を均一化して、場所による脈波の圧力伝達の偏りを避ける効果を奏する。
【０１０１】
また、押圧部２０においても、圧力検出部１０と接触する側、または圧力検出部１０との非接触面側に突起部を備える構成とする。この押圧部２０の突起部は、圧力検出部１０を押圧する際に、圧力検出部１０との接触状態を均一化して、圧力伝達部３０と圧力検出部１０との接触状態を均一化し、場所による脈波の圧力伝達の偏りを避ける効果を奏する。
【０１０２】
本発明の脈波測定装置のように、様々な外形形状を有する測定対象の外周に取り付けて脈波を検出する装置では、測定対象の外形形状や取り付け位置によって圧力検出部と圧力伝達部との接触状態が異なり、場所によって圧力の伝達状態に偏りが生じて均一にならないという状態が発生する可能性が高い。そのため、このような測定対象の脈波を測定する測定環境では、本発明のように圧力伝達部や押圧部に突起部を備える構成は特に有効となる。
【０１０３】
図８（ａ）は、突起部を備えていない構成を示し、図８（ｂ）〜図８（ｈ）は圧力伝達部や押圧部が備える突起部の種々の組み合わせを示している。突起部は、圧力伝達部あるいは押圧部のいずれに設けるか、また、いずれの側に設けるかで種々の形態とすることができる。
【０１０４】
図８（ｂ）の形態は、突起部３１ａを圧力伝達部３０に設ける形態であり、圧力検出部１０に向かう面に設ける例である。隣接する突起部３１ａとの間の部分３１ｃは、例えば空気層で形成することができる。
【０１０５】
図８（ｃ）の形態は、突起部３１ｂを圧力伝達部３０に設ける形態であり、測定対象９０に向かう面に設ける構成例である。隣接する突起部３１ｂとの間の部分３１ｃは、例えば空気層で形成することができる。
【０１０６】
図８（ｄ）の形態は、突起部２１ａを押圧部２０に設ける形態であり、圧力検出部１０に向かう面に設ける例である。隣接する突起部２１ａとの間の部分である突起間部分２１ｃは、例えば空気層で形成することができる。
【０１０７】
図８（ｅ）の形態は、突起部２１ｂを押圧部２０に設ける形態であり、外部に向かう面に設ける例である。隣接する突起部２１ｂとの間の突起間部分２１ｃは、例えば空気層で形成することができる。
【０１０８】
図８（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）の形態は、突起部３１ａまたは突起部３１ｂを圧力伝達部３０に設けるとともに、突起部２１ａまたは突起部２１ｂを押圧部２０に設ける形態であり、図８（ｆ）の形態では、突起部３１ａを圧力検出部１０に向かう面に設け、突起部２１ａを圧力検出部１０に向かう面に設け、図８（ｇ）の形態では、突起部３１ｂを測定対象９０に向かう面に設け、突起部２１ａを圧力検出部１０に向かう面に設け、図８（ｈ）の形態では、突起部３１ｂを測定対象９０に向かう面に設け、突起部２１ｂを外部に向かう面に設ける。
【０１０９】
また、上記構成の他、突起部を圧力伝達部３０と押圧部２０の両面に設ける構成としてもよい。この両面に突起部を設ける構成では、両面に設けた突起部は平面状で同位置に対向させて配置する構成の他、あるいは平面状で位置をずらせて重ならない位置に配置する構成としてもよい。
【０１１０】
突起部は種々の形態とすることができる。図９は突起部の各種の形態を説明するための図である。なお、ここでは、圧力伝達部３０について圧力検出部１０に向かう構成例について示しているが、押圧部２０に設ける構成や、突起部を他の面に設ける構成についても同様とすることができる。
【０１１１】
図９（ａ）に示す突起部の形態例は、圧力伝達部３０を構成するゴムやエラストマー等の弾性素材の形状によって突起部３１ａを形成する例である。隣接する突起部３１ａとの間の空間部分３１ｃは弾性素材を設けずに空気層とする。突起部３１ａ間のピッチｐは、圧力検出部１０の検出素子のピッチと同ピッチあるいは１／ｎピッチ（ｎは整数）とする。
【０１１２】
図９（ｂ）に示す突起部の形態例は、圧力伝達部３０を構成するゴムやエラストマー等の弾性素材の形状によって突起部３１ａを形成するとともに、圧力伝達部３０の平面状の基部部分である基部３０ｂと突起部３１ａの剛性を異ならせる例である。なお、隣接する突起部３１ａとの間の空間部分３１ｃは弾性素材を設けずに空気層とする構成は図９（ａ）と同様とすることができる。また、突起部３１ａ間のピッチｐも図９（ａ）と同様に、圧力検出部１０の検出素子のピッチと同ピッチあるいは１／ｎピッチ（ｎは整数）とする。
【０１１３】
また、上記構成において、基部３０ｂと突起部３１ａとは一体で形成する他、それぞれ別に形成した後、接合させてもよい。
【０１１４】
突起部は、柱状体、錐体、ドーム形状体等とし、その先端の断面形状を凸状または凹状、あるいは半円形等とすることができる。図９（ｃ）〜（ｌ）は、突起部の例を示す図である。
【０１１５】
図９（ｃ）、（ｄ）に示す突起部３１Ａ、３１Ｂは柱状体の例を示している。
【０１１６】
柱状の突起部は、図９（ｆ）〜（ｈ）に示す突起部３１Ａ，３１Ａａ、３１Ａｂのように円柱状とすることができる。その先端部は、突起部３１Ａ（図９（ｆ）に示す）のような平面状、突起部３１Ａａ（図９（ｇ）に示す）のような断面形状が凸の半円形形状、突起部３１Ａｂ（図９（ｈ）に示す）のような断面形状が凹の半円形形状とすることができる。
【０１１７】
また、柱状の突起部は、図９（ｉ）〜（ｋ）に示す突起部３１Ｂ，３１Ｂａ、３１Ｂｂのように角柱状とすることができる。その先端部は、突起部３１Ｂ（図９（ｉ）に示す）のような平面状、突起部３１Ｂａ（図９（ｊ）に示す）のような断面形状が凸の半円形形状、突起部３１Ｂｂ（図９（ｋ）に示す）のような断面形状が凹の半円形形状とすることができる。
【０１１８】
図９（ｌ）は、柱状部分を有さないドーム形状の例を示している。また、柱状の突起部の径を先端に向かって細くして錐状としてもよい。
【０１１９】
突起部は、図９（ｂ）で示した構成のように、圧力伝達部３０あるいは押圧部２０を構成する弾性部材の硬度を異ならせて形成してもよい。図１０は弾性部材の硬度を異ならせることで突起部を形成する例を示している。なお、ここでは、圧力伝達部３０について示しているが、押圧部２０についても同様とすることができる。
【０１２０】
図１０（ａ）は断面を示し、図１０（ｂ）は斜視図を示している。図１０（ａ）において、圧力伝達部３０を構成するゴムやエラストマーや弾性樹脂等の弾性部材の硬度を異ならせ、硬質部で突起部３０ａを形成し、軟質部で基部３０ｂを形成する。
【０１２１】
突起部の配置間隔は、圧力検出部１０が備える検出素子間のピッチｐと同ピッチあるいは１／ｎピッチ（ｎは整数）とすることで、突起部と圧力検出部１０とが面方向で位置ずれした場合であっても、圧力検出部１０における圧力分布に偏りが発生しないようにする。図１１は、この突起部の配置間隔を説明するための図である。ここで、圧力検出部１０が備える検出素子１１の配置間隔をｐとする。
【０１２２】
図１１（ａ）は検出素子１１と突起部３１とが面方向で一致している状態を示し、図１１（ｂ）〜（ｄ）は検出素子１１と突起部３１とが面方向でそれぞれｐ／４ピッチ、ｐ／２ピッチ、ｐピッチだけ位置ずれした状態を示している。いずれの状態であっても、各検出素子１１と突起部３１との位置関係は、同様の位置関係を維持されるため、圧力検出部１０における圧力分布に偏りは生じない。
【０１２３】
なお、図１１（ｃ），（ｄ）に示す例では、検出素子１１の下部に圧力伝達部３０が示されていない部分（図中の右端側）があるが、これは圧力伝達部３０を図面向かって左方向にずらし、位置ずれを説明しやすくしたものであって、圧力検出部１０より圧力伝達部３０が面積的に大きければ、常に検出素子１１の下部に常に圧力伝達部３０が設けられることになる。
【０１２４】
［保護部材の説明：図１２］
圧力伝達部３０は、測定対象９０と接触する面に図２に示すような保護部材４０を備える構成とすることができ、この保護部材４０は着脱自在とすることができる。図１２を用いて本発明の脈波測定装置が備える保護部材について説明する。
【０１２５】
図１２（ａ）は保護部材の一構成例である。この構成例の保護部材４０は、保護シート４１を枠４２に保持させ、この枠４２によって保護シート４１を圧力伝達部３０の表面に貼り付けることで着脱自在とすることができる。
【０１２６】
また、図１２（ｂ）は保護部材の他の構成例である。この構成例の保護部材４０は、接着性を有したフィルム４３とし、接着面を圧力伝達部３０の表面に貼り付けることで着脱自在とすることができる。なお、フィルム４３に複数の穴４４を設け、測定対象からの湿気を外気に逃すようにしてもよい。
【０１２７】
［押圧部の説明：図１３〜１７］
次に、図１３〜図１７を用いて本発明の脈波測定装置が備える押圧部について説明する。
【０１２８】
押圧部２０は、圧力検出部１０を圧力伝達部３０に押し付けることで脈波の検出感度を向上させる部材であり、種々の形態とすることができる。
【０１２９】
押圧部２０は、圧力検出部１０と面で接触して押す押圧部材２１と、この弾性を有する押圧部材２１に押圧力を加えるために、圧力検出部１０との接触面と反対側の面を覆う硬質部材で形成される枠部２４とを備える。
【０１３０】
図１３（ａ），（ｂ）は押圧部の第１の形態を説明するための図である。第１の形態は、押圧部材２１および枠部２４を平坦に形成する構成例である。図１３（ａ）は押圧する前の状態を示し、図１３（ｂ）は押圧状態を示している。
【０１３１】
また、図１３（ｃ），（ｄ）は押圧部の第２の形態を説明するための図である。第２の形態は、押圧部材２１および枠部２４を上方に湾曲させて形成する例である。図１３（ｃ）は押圧する前の状態を示し、図１３（ｄ）は押圧状態を示している。
【０１３２】
第２の形態によれば、測定対象９０の接触面が上方に凸に湾曲した形状であるとき、この湾曲状態を合わせることで、圧力検出部１０に印加する押圧力を均一化させることができる。
【０１３３】
図１４（ａ），（ｂ）は押圧部の第３の形態を説明するための図である。第３の形態は、押圧部材２１を下方に湾曲させて形成する例である。図１４（ａ）は押圧する前の状態を示し、図１４（ｂ）は押圧状態を示している。
【０１３４】
第３の形態によれば、押圧部材２１ を下方に湾曲させることによって、圧力検出部１０を押圧した際に、印加する押圧力に圧力分布を形成し、所定の位置により大きな押圧力を印加することができる。
【０１３５】
図１５（ａ），（ｂ）は押圧部の第４の形態を説明するための図である。第４の形態は、押圧部材２１を上方に湾曲させるとともに、枠部２４の押圧部材２１との接触面側を下方に（押圧部材２１側に）湾曲させて形成する例である。図１５（ａ）は押圧する前の状態を示し、図１５（ｂ）は押圧状態を示している。
【０１３６】
第４の形態によれば、枠部２４を下方に湾曲させることによって、圧力検出部１０を押圧した際に、印加する押圧力に圧力分布を形成し、所定の位置により大きな押圧力を印加することができる。
【０１３７】
図１６（ａ），（ｂ）は押圧部の第５の形態を説明するための図である。第５の形態は、押圧部２０を枠部２４のみとし、枠部２４によって押圧部２０を兼用する構成例である。図１６（ａ）は押圧する前の状態を示し、図１６（ｂ）は押圧状態を示している。第５の形態によれば、押圧部２０の構成を簡略化することができる。
【０１３８】
図１７（ａ）〜（ｄ）は押圧部の第６〜９の形態を説明するための図である。
【０１３９】
図１７（ａ）に示す第６の形態は、押圧部２０を構成する押圧部材と圧力伝達部３０を構成する弾性部材とを一体で形成する構成例である。この構成例では、押圧部材と圧力伝達部とを兼ねる弾性部材内に圧力検出部１０を埋め込み、枠部２４で押圧する。第６の形態によれば、押圧部２０および圧力伝達部３０の構成を簡略化することができる。
【０１４０】
図１７（ｂ）に示す第７の形態は、第６の形態と同様に、押圧部２０を構成する押圧部材と圧力伝達部３０を構成する弾性部材とを一体で形成し、枠部２４で押圧する構成例であり、枠部２４を下方（圧力検出部１０側）に向かって湾曲させた構成である。第７の形態によれば、第６の形態と同様に、押圧部２０および圧力伝達部３０の構成を簡略化することができる他、枠部２４を下方に湾曲させることによって、圧力検出部１０を押圧した際に、印加する押圧力に圧力分布を形成し、所定の位置により大きな押圧力を印加することができる。
【０１４１】
図１７（ｃ）、（ｄ）に示す第８，９の形態は、第６，７の形態と同様に、押圧部２０を構成する押圧部材と圧力伝達部３０を構成する弾性部材とを一体で形成し、枠部２４で押圧する構成例であり、枠部２４と圧力検出部１０との間に硬質材２５を設ける構成である。第８の形態の硬質材２５は平面状であり、第９の形態の硬質材２５は枠部２４を下方（圧力検出部１０側）に向かって湾曲させた構成である。
【０１４２】
第８，９の形態によれば、硬質材２５によって圧力検出部１０に対する押圧力を高めることができる。また、第９の形態によれば、硬質材２５を下方に湾曲させることによって、圧力検出部１０を押圧した際に、印加する押圧力に圧力分布を形成し、所定の位置により大きな押圧力を印加することができる。
【０１４３】
硬質材２５は特に限定しないが、金属で構成することができる。そのとき、平板形状やワイヤー形状とすることができる。もちろん、それらは形状記憶合金などで構成してもよい。
【０１４４】
［ライン状アレイセンサの説明：図１８〜２１］
次に、図１８〜図２１を用いて本発明の脈波測定装置に適用されるライン状のアレイセンサについて説明する。
【０１４５】
本発明の圧力検出部は、検出素子を格子状に複数配設してアレイセンサを構成する他に、検出素子を列状に複数配設してライン状のアレイセンサする構成とすることもできる。以下、ライン状のアレイセンサをラインセンサと称して説明する。
【０１４６】
図１８はラインセンサの一構成を説明するための図である。図１８（ａ）はラインセンサを構成する押圧部２２０、圧力検出部２１０、および圧力伝達部２３０を分離した状態を示し、図１８（ｂ）は各部を接合してラインセンサ２００を構成した状態を示している。
【０１４７】
ラインセンサ２００は、１ライン分を単位として用いることができ、１本のラインセンサによって脈波測定装置を構成する他に、複数本のラインセンサ２００Ａ〜２００Ｎを並置させて面状のアレイセンサを形成して脈波測定装置を構成してもよい。このラインセンサ２００Ａ〜２００Ｎ間は緩く接合させることで、少なくともラインセンサの長さ方向に柔軟性を持たせることができ、測定対象の外形形状に合わせて、測定対象の接触面との間で隙間無く取り付けることができる。図１８（ｄ），（ｆ）はこの状態を示している。
【０１４８】
図１８（ｅ）は一ライン分のラインセンサが備える圧力検出部の一構成例を示している。なお、ここでは静電型の圧力検出部２１０について示している。
【０１４９】
圧力検出部２１０は、複数の電極２１２ａを配列した上部ストリップ２１２と、１つの電極２１３ａを配列した下部ストリップ２１３とをスペーサ２１４を介して対向配置することによって構成する。圧力検出は、外圧によってスペーサ２１４の間隔が変化し、複数の電極２１２ａと１つの電極２１３ａとの距離が変化することで生じる容量変化を検出することで行うことができる。電極２１２ａにそれぞれ引き出し線を設けることで各部の容量変化を検出することができ、各部位に印加された圧力を検出することができる。
【０１５０】
スペーサ２１４は、誘電体を兼ねることもできる。この誘電体の材料としては、特に限定しないが、空気やポリエチレンフィルム、紙や木材、ガス（例えば、六フッ化硫黄）、液晶などを用いることができる。真空にしてもよい。スペーサ２１４を構成する材質を変えることでコンデンサの静電容量を自由に選択することができる。図１８に示す例では、図面を見やすくするためにスペーサ２１４は省略してある。
【０１５１】
ラインイセンサによって脈波を形成する場合について、図１９を用いて説明する。
【０１５２】
並置された各ラインセンサ２００Ａ〜２００Ｆの検出信号（図１９中に示す右側の出力信号）から、ラインの長さ方向についての圧力分布を求めることができる。このライン状の圧力分布を複数のラインセンサの並置状態の合わせて並べ得ることによって、面状の圧力分布を擬似的に求めることができる。この面状の圧力分布において表れる圧力ピークの位置は、測定対象の脈動部分に相当し、そのピーク値は脈動のピーク値に相当する。
【０１５３】
図２０はラインセンサの他の構成を説明するための図である。図２０（ａ）はラインセンサの概略構成を説明するための図であり、図２０（ｂ），（ｃ）はラインセンサの断面状態を説明するための図である。
【０１５４】
このラインセンサ３００は、押圧部３２０、圧力検出部３１０、および圧力伝達部３３０を備える。圧力検出部３１０は、中心電極３１３ａと外周電極３１２ａとをスペーサ３１４を介して同心円状に配置して形成される。圧力伝達部３３０は外周電極３１２ａと外装部３４０との間に設けた弾性体によって形成される。なお、この弾性体はスペーサ３１４と同じ弾性体で形成してもよい。また、押圧部３２０は、外装部３４０の外周の一方の側に設けられる。
【０１５５】
図２０（ｂ）は非接触状態を示し、図２０（ｃ）は接触状態を示している。図２０（ｂ）の非接触状態では、中心電極３１３ａと外周電極３１２ａとの距離において、測定対象９０側の距離ｄ１と押圧部３２０側の距離ｄ２とはほぼ同距離にあり、同様の電極間容量となる。一方、図２０（ｃ）の接触状態において、脈波による圧力を受けると、測定対象９０側の距離ｄ１は狭まり、押圧部３２０側の距離ｄ２は広がり、電極間容量に差が発生する。これによって、中心電極３１３ａと外周電極３１２ａとの間の電極間容量は脈波を反映して変化することになるため、電極間容量を検出することで脈波を検出することができる。
【０１５６】
図２０（ｄ）は別のラインセンサの概略構成を説明するための図であり、図２０（ｅ），（ｆ）はラインセンサの断面状態を説明するための図である。
【０１５７】
このラインセンサ４００は、押圧部４２０、圧力検出部４１０、および圧力伝達部４３０を備える。圧力検出部４１０は、中心電極４１３ａと外周電極４１２ａとをスペーサ４１４を介して同心円状に配置して形成される。圧力伝達部４３０は外周電極４１２ａと外装部４４０との間に設けた弾性体によって形成される。なお、この弾性体はスペーサ４１４と同じ弾性体で形成してもよい。
【０１５８】
この構成では、押圧部４２０は、中心電極４１３ａの中心に設けた中心部材とすることができ、前述の構成のように外装部４４０の外側の押圧部を省くことができるとともに、押圧部の設置位置に依存することなく検出することができ、ラインセンサ４００が周方向で回転しても検出することができる。
【０１５９】
図２０（ｅ）は非接触状態を示し、図２０（ｆ）は接触状態を示している。図２０（ｅ）の非接触状態では、中心電極４１３ａと外周電極４１２ａとの距離において、測定対象９０側の距離ｄ１と押圧部４２０側の距離ｄ２とはほぼ同距離にあり、同様の電極間容量となる。一方、図２０（ｆ）の押圧状態において、脈波による圧力を受けると、測定対象９０側の距離ｄ１は狭まり、押圧部４２０側の距離ｄ２は広がり、電極間容量に差が発生する。これによって、中心電極３１３ａと外周電極３１２ａとの間の電極間容量は脈波を反映して変化することになるため、電極間容量を検出することで脈波を検出することができる。
【０１６０】
図２１は、手首９２に対してのラインセンサの取り付け状態を示している。図２１（ａ）は複数本のラインセンサの取り付け状態を示し、図２１（ｂ）は一本のラインセンサの取り付け状態を示している。
【０１６１】
図２１（ａ）のラインセンサ５００は、すでに説明したラインセンサ２００，３００，４００のいずれかを複数本並置した構成か、またはラインセンサ２００，３００，４００を組み合わせて複数本並置した構成である。図２１（ｂ）のラインセンサ６００は、すでに説明したラインセンサ２００，３００，４００のいずれかを複数本直列に接続した構成か、またはラインセンサ２００，３００，４００を組み合わせて複数本直列に接続した構成である。
【０１６２】
このラインセンサによれば、押圧部材に弾性部材を用いて環状に形成することで、取付部材を要することなく測定対象の周囲に取り付けることができる。
【０１６３】
なお、７００は、図示しない表示部，回路基板，電池などの電源手段を備えたボックスであって、測定した情報などを報知することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６４】
本発明の脈波測定装置は、心拍計や血圧計に適用する他、脈波を用いる身体機能測定装置に適応することができる。
【０１６５】
また、本発明の脈波測定装置は、人体の脈波測定に限らず、動物の脈波測定に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【図１】本発明の脈波測定装置の概略構成を説明するための図である。
【図２】本発明の脈波測定装置の概略断面図を示す図である。
【図３】本発明の脈波測定装置の各形態と測定対象に取り付ける態様を説明するための図である。
【図４】本発明の脈波測定装置を身体の手首に装着する状態を示す図である。
【図５】本発明の検出素子を格子状に複数配設してなるアレイセンサの一構成例を示す図である。
【図６】本発明の複数のアレイセンサを組み合わせた構成例を示す図である。
【図７】本発明の複数のアレイセンサを重ねた場合の検出素子の態様を説明するための図である。
【図８】本発明の脈波測定装置が備える突起部を説明するための図である。
【図９】本発明の突起部の各種の形態を説明するための図である。
【図１０】本発明の弾性部材の硬度を異ならせることで突起部を形成する例を示す図である。
【図１１】本発明の突起部の配置間隔を説明するための図である。
【図１２】本発明の脈波測定装置が備える保護部材を説明するための図である。
【図１３】本発明の押圧部の第１、２の形態を説明するための図である。
【図１４】本発明の押圧部の第３の形態を説明するための図である。
【図１５】本発明の押圧部の第４形態を説明するための図である。
【図１６】本発明の押圧部の第５形態を説明するための図である。
【図１７】本発明の押圧部の第６〜９の形態を説明するための図である。
【図１８】本発明のラインセンサの一構成を説明するための図である。
【図１９】本発明のラインイセンサを圧力形成部によって脈波を形成する場合を説明するための図である。
【図２０】本発明のラインセンサの他の構成を説明するための図である。
【図２１】本発明のラインセンサの取り付け状態を示す図である。
【符号の説明】
【０１６７】
１  脈波測定装置
２  回路基板
３  表示部
４  枠体
５  係止部
６  取付部材
１０，１１ａ〜１０ｈ  圧力検出部
１０Ａ〜１０Ｊ  アレイセンサ
１１，１１ａ，１１ｂ  検出素子
１２  上部シート
１２ａ  電極
１３  下部シート
１３ａ  電極
１４  スペーサ
２０〜２３  押圧部
２１ａ，２１ｂ  突起部
２１ｃ  突起間部分
２４  枠部
２５  硬質材
３０  圧力伝達部
３０ａ，３０ｃ  硬質部
３０ｂ  基部
３１ａ，３１ｂ  突起部
３１ｃ  空間部
３１Ａ〜３１Ｃ  突起部
４０  保護部材
４１  保護シート
４２  枠
４３  フィルム
４４  穴
５０  脈波測定部
５０ａ  信号増幅回路
５０ｂ  Ａ／Ｄ変換回路
５０ｃ  狭帯域信号処理回路
５０ｄ  波形歪検出回路（スロープ検出回路）
６０  心拍計
６０ａ  心拍数計数回路
６０ｂ  心拍数報知部
７０  血圧計
７０ａ  血圧測定回路
７０ｂ  血圧値報知部
９０  測定対象
９１  動脈
９２  手首
１００  アレイセンサ
２００，２００Ａ〜２００Ｎ  ラインセンサ
２１０  圧力検出部
２２０  押圧部
２３０  圧力伝達部
２１２ａ  電極
２１３ａ  電極
２１２  上部ストリップ
２１３  下部ストリップ
２１４  スペーサ
３００  ラインセンサ
３１０  圧力検出部
３１２ａ  外周電極
３１３ａ  中心電極
３１４  スペーサ
３２０  押圧部
３３０  圧力伝達部
４００  ラインセンサ
４１０  圧力検出部
４１２ａ  外周電極
４１３ａ  中心電極
４２０  押圧部
４３０  圧力伝達部
５００  ラインセンサ
６００  ラインセンサ
７００  ボックス
【図１】
2008168032.tif 000003
【図２】
2008168032.tif 000004
【図３】
2008168032.tif 000005
【図４】
2008168032.tif 000006
【図５】
2008168032.tif 000007
【図６】
2008168032.tif 000008
【図７】
2008168032.tif 000009
【図８】
2008168032.tif 000010
【図９】
2008168032.tif 000011
【図１０】
2008168032.tif 000012
【図１１】
2008168032.tif 000013
【図１２】
2008168032.tif 000014
【図１３】
2008168032.tif 000015
【図１４】
2008168032.tif 000016
【図１５】
2008168032.tif 000017
【図１６】
2008168032.tif 000018
【図１７】
2008168032.tif 000019
【図１８】
2008168032.tif 000020
【図１９】
2008168032.tif 000021
【図２０】
2008168032.tif 000022
【図２１】
2008168032.tif 000023