(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面に対向配置された第１の凹部と第２の凹部とを有し、前記第１の凹部と第２の凹部に共通する底部が振動子として機能する圧電体と、
前記底部の両面に形成された導電性皮膜と、
この導電性皮膜に一端が接続され、前記導電性皮膜に通電するための配線部と、
前記第１の凹部に充填された振動整合部材と、
を具備することを特徴とする圧電トランスデューサ。
【請求項２】
前記振動子として機能する底部は一定の厚さに形成され、
前記導電性皮膜が形成される前記底部の面積よりも、前記第１の凹部の開口部の面積が広く形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の圧電トランスデューサ。
【請求項３】
前記振動子として機能する底部は一定の厚さに形成されるとともに、当該底部は前記第１の凹部、及び第２の凹部の開口部に対して傾斜している、
ことを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の圧電トランスデューサ。
【請求項４】
振動子として機能する前記底部は、前記導電性皮膜が形成されている前記第１の凹部側の面が前記第１の凹部に充填された前記振動整合部材を振動し、前記導電性皮膜が形成されている前記第２の凹部側の面が開放されていることを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の圧電トランスデューサ。
【請求項５】
前記底部が二つ以上の異なる厚みを有することを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１の請求項に記載の圧電トランスデューサ。
【請求項６】
前記第１の凹部と第２の凹部に共通する底部が２つ形成された請求項１から請求項５のうちの何れか１の請求項に記載の圧電トランスデューサと、
一方の前記底部を振動させ、前記振動整合部材を介して動脈に超音波を発信する発信手段と、
この発信手段から発信され前記動脈を伝搬した超音波を、前記振動整合部材を介して他方の前記底部で受信し、この受信した超音波から脈波に関する情報を取得する脈波情報取得手段と、
この脈波情報取得手段により取得された脈波に関する情報を出力する出力手段と、を具備することを特徴とする圧電トランスデューサを用いた脈波検出装置。
【請求項７】
圧電体に、両面に対向配置された第１の凹部と第２の凹部とを有し、前記第１の凹部と第２の凹部に共通する底部が振動子として機能する、前記第１の凹部と第２の凹部を形成する凹部形成工程と、
この凹部形成工程で形成された前記底部両面に導電性皮膜を形成する皮膜形成工程と、
この皮膜形成工程で形成された導電性皮膜に一端が接続される配線部を形成する配線工程と、
前記皮膜形成工程の後に前記第１の凹部に振動整合部材を充填する充填工程と、からなることを特徴とする圧電トランスデューサの製造方法。
【請求項８】
前記凹部形成工程は、圧電体をダイシング加工により凹部を形成することを特徴とする請求項７に記載の圧電トランスデューサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電トランスデューサ、圧電トランスデューサの製造方法、及び圧電トランスデューサを用いた脈波検出装置に係り、詳細には、動脈に対する超音波の送受信により脈波を検出するための、圧電トランスデューサ、圧電トランスデューサの製造方法、及び脈波検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
動脈を流れる血流による脈波を検出することは、医療現場や健康管理を行う際に広く行われている。この脈波検出は、触診により所定時間の脈波数として検出する場合の他、脈波検出装置を使用して電子的に脈波数等を自動検出することも広く行われている。
電子的に脈波を検出して脈拍数を得る装置として、ピエゾ型の圧電素子（ＰＺＴ）をセンサとして動脈上に配置し、動脈内部の圧力変化に伴う表皮の圧力変化（圧力による表皮の変位）から脈波数を検出するものや、超音波を利用して脈波数を検出するものが存在する。
超音波を利用する脈波検出装置としては、血流によるドップラ効果を利用したものがあり、例えば、特開平１−２１４３３５号公報や、ＵＳＰ４０８６９１６で提案されている。
【０００３】
以下、この超音波を利用する脈波検出装置１０と、この脈波検出装置１０に備わる圧電トランスデューサ１とを、図１４を参照して説明する。
【０００４】
図１４に示されるように、脈波検出装置１０は、圧電トランスデューサ１と、発信器１１と、受信器１２を備えており、圧電トランスデューサ１は、発信器１１と受信器１２に、配線を介して接続されている。
そして、発信器１１と受信器１２とに接続された、発信側振動子２Ａと受信側振動子２Ｂとが固形樹脂部３に囲まれて固定され一体にされた圧電トランスデューサ１が形成されている。
この圧電トランスデューサ１が体表１３に当接され固定された後、圧電トランスデューサ１の発信側振動子２Ａから動脈１４に向けて超音波Ａが発信され、その反射波Ｂが圧電トランスデューサ１の受信側振動子２Ｂで受信される。
【０００５】
この受信信号から、反射波の周波数や位相の変化が検出される。
すなわち、血流により動脈１４が拡大している間は動脈１４の表面が発信源である圧電トランスデューサ１の発信側振動子２Ａと受信素子である圧電トランスデューサ１の受信側振動子２Ｂに近づくことになる。その結果、ドップラ効果により周波数が高くなり、逆に動脈が縮小している間は周波数が低くなる。そして、この周波数や位相の変化を検出することで脈波を検出し、さらに脈波数を検出したり、血流速を検出したりすることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、かかる従来の圧電トランスデューサ１には以下のような欠点がある。
まず、発信側振動子２Ａや受信側振動子２Ｂの周りが固形樹脂部３で固められているため圧電トランスデューサの振動が減衰し、発信側振動子２Ａや受信側振動子２Ｂの振動効率の低下を招く。
また、発信側振動子２Ａ及び受信側振動子２Ｂは、均一な厚みしか持たないため、共振周波数も単一であり、幅広い周波数領域を用いての脈波検出には対応出来ない。
また、発信側振動子２Ａと、受信側振動子２Ｂを、上述のように固形樹脂内部で一定の位置に固定する（例えば、送受信側の両振動子間の角度等を均一にする）のが製造上難しく、この位置決め工程が圧電トランスデューサ１の製造過程の作業効率の低下を招く。
【０００７】
そこで、本発明は、圧電トランスデューサの振動効率を向上させることができる、圧電トランスデューサ、この圧電トランスデューサの製造方法、又は前記圧電トランスデューサを用いた脈波検出装置を提供することを第１の目的とする。
また、本発明は、圧電トランスデューサの製造過程の作業効率を向上させることができる、圧電トランスデューサ、この圧電トランスデューサの製造方法、又は前記圧電トランスデューサを用いた脈波検出装置を提供することを第２の目的とする。
更に、本発明は、脈波測定において最適な周波数領域が選択でき、脈波測定可能な範囲を広げることができる、圧電トランスデューサ、この圧電トランスデューサの製造方法、又は前記圧電トランスデューサを用いた脈波検出装置を提供することを第３の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）請求項１記載の発明では、両面に対向配置された第１の凹部と第２の凹部とを有し、前記第１の凹部と第２の凹部に共通する底部が振動子として機能する圧電体と、前記底部の両面に形成された導電性皮膜と、この導電性皮膜に一端が接続され、前記導電性皮膜に通電するための配線部と、前記第１の凹部に充填された振動整合部材と、を具備することを特徴とする圧電トランスデューサを提供する。
（２）請求項２記載の発明では、前記振動子として機能する底部は一定の厚さに形成され、前記導電性皮膜が形成される前記底部の面積よりも、前記第１の凹部の開口部の面積が広く形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の圧電トランスデューサを提供する。
（３）請求項３記載の発明では、前記振動子として機能する底部は一定の厚さに形成されるとともに、当該底部は前記第１の凹部、及び第２の凹部の開口部に対して傾斜している、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧電トランスデューサを提供する。
（４）請求項４記載の発明では、振動子として機能する前記底部は、前記導電性皮膜が形成されている前記第１の凹部側の面が前記第１の凹部に充填された前記振動整合部材を振動し、前記導電性皮膜が形成されている前記第２の凹部側の面が開放されていることを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の圧電トランスデューサを提供する。
（５）請求項５記載の発明では、前記底部が二つ以上の異なる厚みを有することを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１の請求項に記載の圧電トランスデューサを提供する。
（６）請求項６記載の発明では、前記第１の凹部と第２の凹部に共通する底部が２つ形成された請求項１から請求項５のうちの何れか１の請求項に記載の圧電トランスデューサと、一方の前記底部を振動させ、前記振動整合部材を介して動脈に超音波を発信する発信手段と、この発信手段から発信され前記動脈を伝搬した超音波を、前記振動整合部材を介して他方の前記底部で受信し、この受信した超音波から脈波に関する情報を取得する脈波情報取得手段と、この脈波情報取得手段により取得された脈波に関する情報を出力する出力手段と、を具備することを特徴とする圧電トランスデューサを用いた脈波検出装置を提供する。
（７）請求項７記載の発明では、圧電体に、両面に対向配置された第１の凹部と第２の凹部とを有し、前記第１の凹部と第２の凹部に共通する底部が振動子として機能する、前記第１の凹部と第２の凹部を形成する凹部形成工程と、この凹部形成工程で形成された前記底部両面に導電性皮膜を形成する皮膜形成工程と、この皮膜形成工程で形成された導電性皮膜に一端が接続される配線部を形成する配線工程と、前記皮膜形成工程の後に前記第１の凹部に振動整合部材を充填する充填工程と、からなることを特徴とする圧電トランスデューサの製造方法を提供する。
（８）請求項８記載の発明では、前記凹部形成工程は、圧電体をダイシング加工により凹部を形成することを特徴とする請求項７に記載の圧電トランスデューサの製造方法を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における好適な実施形態について、図１から図９を参照して詳細に説明する。
（１）実施形態の概要
所定サイズの直方体形状の圧電体セラミックスにダイシング加工で凹部６０Ａ、Ｂを形成し、その底部１０７Ａ、Ｂの両面に導電性皮膜の電極１０２Ａ、１０３Ａ、１０２Ｂ、１０３Ｂを形成する。そして、これらの電極に配線した後に、凹部６０Ａに振動整合部材（例えばゲル状の材質）１０６Ａ、Ｂを中実充填することで、圧電トランスデューサ１００が形成される。
この圧電トランスデューサ１００は、圧電体に形成した凹部６０Ａ、Ｂの底部１０７Ａ、Ｂが圧電振動子として機能する。
このような構造や製造方法を採用することにより、底部（圧電振動子として超音波の受信及び発信をする）１０７Ａ、Ｂの位置決めが容易になる。さらに、圧電振動子１０７Ａ、Ｂからの振動がゲル状の材質で伝搬されるので振動効率が良好になる。また、この圧電トランスデューサ１００を超音波発信部と超音波受信部の超音波用振動子として用いた脈波検出装置１５０が提供される。
また、本実施形態の圧電トランスデューサ１００では、圧電振動子１０７Ａ、Ｂの厚さ、圧電トランスデューサ１００の凹部６０Ａ、Ｂの形状、及び圧電振動子１０７Ａ、Ｂの振動面の傾斜を適宜変更することにより、複数の周波数領域の発信及び受信や、脈波測定において最適な周波数領域の選択をすることができ、脈波測定可能な範囲を広げることができる。
【００１４】
（２）実施形態の詳細
まず、本発明に係る圧電トランスデューサの好適実施態様を、図１と図２を参照して説明する。
図１は、本発明に係る圧電トランスデューサ１００の好適実施態様の断面構成図を表したものである。
図１に示されるように、圧電トランスデューサ１００は、超音波発信部１００Ａと、超音波受信部１００Ｂからなり、この圧電トランスデューサ１００の外寸は、幅１．５ｍｍ、高さ１ｍｍ、奥行き２ｍｍである。但し、この外寸は適宜変更可能である。
また、超音波発信部１００Ａと超音波受信部１００Ｂは、境界面５０で分離された別体として使用されてもよく、また境界面５０で貼り合わされるか、全く境界のない一体構造として使用されてもよい。また、超音波発信部を１００Ｂとし、超音波受信部を１００Ａとしてもよい。
【００１５】
圧電トランスデューサ１００の超音波発信部１００Ａは、圧電素子部１０１Ａ、電極部１０２Ａ、電極部１０３Ａ、配線部１０４Ａ、配線部１０５Ａ、及び振動整合部材１０６Ａからなる。
また、同様に、超音波受信部１００Ｂは、圧電素子部１０１Ｂ、電極部１０２Ｂ、電極部１０３Ｂ、配線部１０４Ｂ、配線部１０５Ｂ、及び振動整合部材１０６Ｂからなる。
【００１６】
圧電素子部１０１Ａ、Ｂは、底部１０７Ａ、Ｂと、その両端側に直立して設けられた側部１０９Ａ、１１０Ａ、１０９Ｂ、１１０Ｂとから、断面コの字形状に形成されている。この底部１０７Ａ、Ｂと、側部１０９Ａ、１１０Ａ、１０９Ｂ、１１０Ｂにより凹部６０Ａ、Ｂが形成されている。圧電素子部１０１Ａ、Ｂは中実圧電体セラミックス（焼結体）が使用される。
底部１０７Ａ、Ｂが、圧電振動膜として機能し、その厚さは２００μｍである。ただし、この厚さ寸法は圧電振動膜の共振周波数が、超音波発信部１００Ａから発生させる超音波の周波数に一致するような厚さに適宜変更が可能である。
なお、圧電素子部１０１Ａ、Ｂは、断面「コ」の字形状の内側角隅部に丸みをつけた形状としてもよい。
底部１０７Ａ、Ｂのそれぞれの両面には、電極部１０２Ａ、１０３Ａ、１０２Ｂ、１０３Ｂが形成されている。これら各電極部１０２Ａ、１０３Ａ、１０２Ｂ、１０３Ｂは、数μｍ厚の金、銀、銅等の電気抵抗の低い導電性皮膜である。
【００１７】
配線１０４Ａ、Ｂは、図２に示されるように、例えば金、銀、銅等の電気抵抗の低い材質からなる導電線が側部１０９Ａ、Ｂの内側（凹部６０Ａ、Ｂ側）の面に沿って配設され、その一端部は電極部１０２Ａ、Ｂの端部に接続される。
配線１０４Ａ、Ｂの他端部は、電源供給のために発信器や、反射波を受信後脈波を検出または測定するために適宜延長され、所定の装置に接続される。
なお、図１のコの字状の側部面から配線１０４Ａ、Ｂを引き出すようにしてもよい。また、圧電素子部１０１Ａ、Ｂの凹部６０Ａ、Ｂから側部１０９Ａ、１１０Ｂの側面壁に貫通孔を開けて配線を引き出してもよい。
【００１８】
配線１０５Ａ、Ｂは、同様に金、銀、銅等の電気抵抗の低い導電線が圧電素子部１０１Ａ、Ｂの底面に沿って配設され、その一端部は電極部１０３Ａ、Ｂの端部に接続される。
このように、本実施形態の圧電トランスデューサ１００によれば、電極の設定や、配線の取り出しが容易となる。
【００１９】
図１において、振動整合部材１０６Ａ、Ｂは、凹部６０Ａ、Ｂの上端まで満たすように中実充填されている。
振動整合部材１０６Ａ、Ｂは、圧電振動子１０７Ａ、Ｂの超音波の振動を外部に、例えば動脈上の体表に効率的に伝達する。
この様に本実施形態の圧電トランスデューサ１００によれば、圧電振動子１０７Ａ、Ｂが片面は振動整合部材１０６Ａ、Ｂに、もう片面は開放されているので振動に対する拘束度が低く、振動効率が良好となる。
また、振動整合部材１０６Ａ、Ｂにゲル状物質、例えばシリコンゴム等を用いた場合はゲル状物質そのものに密着性があるので、ゲル状物質が、従来脈波測定前に体表に塗布していたクリーム状物質の機能も果たす。よって、ユーザは測定前のクリーム状物質の塗布作業を省くことができ、脈波測定作業の効率化を図ることができる。
なお、振動整合部材１０６Ａ、Ｂに、凹部６０Ａ、Ｂから垂れて落ちない程度の粘度を有する液体状物質を充填してもよい。この場合は、凹部６０Ａ、Ｂにポリイミドフィルム等で蓋をすることが好ましい。
このように液体状物質を凹部６０Ａ、Ｂに充填した場合は、ポリイミドフィルム等の蓋により液体状物質を密封することができるので、その液体状物質を介して体表に超音波を伝えることができる。
【００２０】
図２は、図１の圧電トランスデューサ１００の斜視図である。
図２では、圧電素子ユニット１００の側面２面と同等の大きさの蓋部１０８Ａ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２が、圧電素子ユニット１００の側面２面に付加されている。これらの蓋部１０８Ａ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２は、振動整合部材１０６Ａ、Ｂのシリコンゴム等が横から脱着しないようにする機能と、圧電トランスデューサ１００の強度を補強する機能とを果たす。
なお、本実施態様において、蓋部１０８Ａ１と蓋部１０８Ｂ１の対、蓋部１０８Ａ１と蓋部１０８Ｂ２の対はそれぞれ一体構造になっているが、境界面５０（図１）を境として分離される構造としてもよい。
【００２１】
また、これらの蓋部１０８Ａ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２の装着は任意であり、特に装着しなくてもよい。振動整合部材１０６Ａ、Ｂに使用されるゲル状の材質として、例えばシリコンゴムを用いた場合は、シリコンゴム自体が十分な保形力を有しており、シリコンゴムの保有する弾性力が、圧電素子部１０１Ａ、Ｂの凹部６０Ａの壁面を押圧する。
その結果、圧電素子部１０１Ａの凹部６０Ａや圧電素子部１０１Ｂの凹部６０Ｂにシリコンゴムが充填された後は、開放部の横側面から、振動整合部材１０６Ａ、Ｂが脱着しにくいからである。
【００２２】
次に、以上説明した圧電トランスデューサの製造方法の好適実施態様を、図３と図４を参照して説明する。
なお、図３（ａ）から図３（ｇ）は、圧電トランスデューサ１００の製造工程を説明するための断面図である。
また、図４（ａ）と図４（ｂ）は、それぞれ、図３（ｅ）と図３（ｆ）に対応した、圧電トランスデューサ１００の製造工程を説明するための斜視図である。
また、圧電トランスデューサ１００の、超音波発信部１００Ａと超音波受信部１００Ｂの製造工程は同様であるので、ここでは一方の部分、すなわち、圧電トランスデューサ１００の超音波発信部１００Ａを代表させて、圧電トランスデューサ１００の製造方法を説明することとする。
【００２３】
１）圧電トランスデューサ１００の第１の製造方法：
この第１の製造方法では、ダイシング加工等の切削加工により、圧電体に凹部６０Ａを形成することで、圧電振動子１０７Ａを形成する。
（Ａ）圧電体の焼結体の形成工程（図３（ａ）参照）；
圧電体の焼結体（セラミックス）を形成する。
例えば、高さ（厚さ）１ｍｍ、幅１．５ｍｍ、奥行きが任意の長さの直方体形状の、ＰＺＴ系、チタン酸鉛系、若しくはチタン酸バリウム系の強誘電体セラミックスからなる圧電体を形成する。
【００２４】
（Ｂ）ダイシング加工機による加工工程（図３（ｂ）〜（ｄ）参照）；
形成された圧電体のセラミックスを、図示しないダイシング加工機の、水平に保たれたステージの平面上に固定する。
次に、このステージの平面を加工基準面として、圧電素子部１０１Ａの奥行き方向に直線的に移動するようにダイシングカッター（例えば、円盤状のダイアモンドカッター）の位置を設定する。
【００２５】
そして、圧電振動子１０７Ａ（圧電素子部１０１Ａの底部）の厚さ２００μｍを残した切り込み深さとなるように、加工ステージの加工基準面からダイシングカッターまでの高さ位置を設定する。
ダイシングカッターの設定後、準備された圧電素子のセラミックス直方体の一面から、この面と垂直な方向に、この面に対向する面に向かって溝が形成されるように前記圧電素子セラミックスを、ダイシングカッターで繰り返し直線的に切り込んでいく（図３（ｂ）〜（ｃ）参照）。
そして、圧電振動子１０７Ａの所望の幅が得られるまで、このダイシングカッターの動作を繰り返して行うことにより、最終的に、図３（ｄ）に示されるように圧電素子部１０１Ａに、圧電振動子１０７Ａ（底部）とこの底部面から垂直上方に直立した側部１０９Ａ、１１０Ａとが形成される。
【００２６】
すなわち、最終的に、振動整合部材１０６Ａを充填することができる凹部６０Ａと、２００μｍの厚さと面積を有する圧電振動子１０７Ａとが形成されるまで、ダイシングカッターによる加工が継続される（図３（ｄ））。
なお、上の加工時の諸条件の設定は、ダイシング切削加工機をＮＣ制御することにより行われる。
なお、上記のようなダイシング加工の代わりに、ワイヤ放電加工やレーザビーム加工等の超微細加工の適用が可能である。
【００２７】
（Ｃ）導電性薄膜による電極・配線形成工程（図３（ｅ）参照）；
上記（Ｂ）工程で形成された断面凹形状の圧電素子部１０１Ａの凹部６０Ａの底部１０７Ａの両面と、底部１０７Ａの両面のうち上面の一部と繋がり、凹部６０Ａの内壁部１０４Ａを伝わり圧電素子部１０１Ａの側部１０９Ａの上面までの所定幅の部分と、この凹部６０Ａの底部１０７Ａの両面のうち下面（圧電素子部１０１Ａの底面）の一部と繋がり、側部１０９Ａの底面までの所定幅の部分とをマスキングする。
次に、このマスキングされた圧電素子部１０１Ａを真空装置内に設定して、金、銀、銅等の数μｍ厚の導電性薄膜を、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティイング等の乾式めっき法により施す。この導電性薄膜を施した圧電トランスデューサを真空装置から取り出し、マスキングされた部分を剥離する。
その結果、断面凹形状の圧電素子部１０１Ａの凹部６０Ａの底部両面には導電性薄膜からなる２つの電極が、そして、側部１０９Ａと側部１０９Ａの底面（圧電素子部１０１Ａの底面）にそれぞれ、所定幅の配線部１０４Ａ、１０５Ａが同時に形成される。
これにより、電極と配線の半田工程が不要となり、半田による、振動面積の減少、及び振動効率の低下が防止される。
なお、導電性薄膜を上記のような乾式めっき法によるのではなく、無電解めっき等の湿式めっき法によって形成することも可能である。
【００２８】
（Ｄ）ゲル充填工程；（図３（ｆ））
断面凹形状の圧電素子部１０１Ａの凹部６０Ａ内部へ、凹部６０Ａ内に空間ができないように、凹部６０Ａ内部の空間と同一体積か、それよりも多少大きい体積のシリコンゴム等の振動整合部材を充填する。
なお、凹部６０Ａ部の内壁と振動整合部材の界面に接着剤を塗布してから、振動整合部材を凹部６０Ａへ充填してもよい。
【００２９】
（Ｅ）側部蓋装着工程；（図３（ｇ））
（Ｄ）ゲル充填工程終了後、前述した側部蓋を、断面凹形状の圧電素子部１０１Ａの断面の側面に、例えば、接着剤で固着して装着する。
なお、この側部蓋装着工程は任意工程で省略可能である。
図２に示した側部蓋１０８Ａ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２が装着されなくても、前述したように、シリコンゴム等の振動整合部材は保形力があるので、側部から振動整合部材は脱着しにくいためである。
また、シリコンゴム等の振動整合部材を断面凹形状の圧電素子部１０１Ａの凹部６０Ａへ充填する際に、この振動整合部材と圧電素子部１０１Ａの凹部６０Ａとの接触面（界面）に接着剤を塗布することで、側部蓋が存在しなくても、圧電素子部１０１Ａの凹部６０Ａに振動整合部材が固定可能であるためである。
【００３０】
（Ｆ）奥行き方向の長さカット工程（図４参照）；
上記（Ａ）圧電素子焼結体の準備工程（図３（ａ））で、準備された圧電焼結体は奥行きが任意であるが、準備された初期の奥行きが、最終的な圧電トランスデューサ１００の所望の奥行きと一致している場合は、この奥行き方向の長さカット工程は不要である。
一方、準備された圧電焼結体の奥行きの長さが１１０ｍｍであり、圧電トランスデューサ１００の所望の奥行き方向の長さが、例えば、２ｍｍである場合には、（Ｂ）ダイシング加工機による加工工程の終了後、奥行きが２ｍｍ間隔で切断する。
【００３１】
このように、長尺状の圧電セラミックスを準備し、凹部６０Ａ形成後、所望の奥行きの長さに適宜切断することにより、圧電トランスデューサ１００の量産化が可能となる。
なお、この（Ｆ）奥行き方向の長さカット工程は、次の（Ｃ）導電性薄膜による電極・配線形成工程の後、又は（Ｄ）ゲル充填工程終了後に行ってもよい。
【００３２】
２）圧電トランスデューサ１００の第２の製造方法：
この第２の製造方法では、金型粉末焼結加工による製造方法により、圧電素子部１０１Ａの凹部６０Ａと、圧電振動子１０７Ａとを同時に形成する。
（Ａ）金型成型工程：
図３（ｄ）や図４（ａ）で示される、断面凹型形状の圧電素子部１０１Ａの輪郭形状を金型の内面に形成している金型を準備し、この金型を成型器に装着する。
そして、微粉砕された圧電素子の材料にバインダを混合した粉末を仮焼後、油圧プレス成型機に装着された金型内部に充填して、油圧プレス成型機の臼（上パンチ）で、金型内の粉末に一定の圧力をかけながら成型する。
【００３３】
（Ｂ）焼結工程：
成型器で粉末成型された成形品を、高温で焼結することにより、圧電素子部１０１Ａの凹部６０Ａと、この凹部６０Ａの底部である圧電振動子１０７Ａとが同時に形成される。
これにより、第１の実施態様による加工工程の（Ａ）圧電素子焼結体の準備工程と、（Ｂ）ダイシング加工機による切削加工工程に代わり、始めから圧電セラミックスの焼結体として、図３（ｄ）で示されるような、断面凹形状の圧電素子とその凹部６０Ａの底部１０７Ａを圧電振動子とする圧電セラミックスを形成することができ、全体の工程を短縮できる。
【００３４】
以降の工程は、前述のダイシング加工機による第１の製造法の、（Ｃ）導電性薄膜による電極・配線形成工程、（Ｄ）振動整合部材充填工程、（Ｅ）側部蓋装着工程、（Ｆ）奥行き方向の長さカット工程、と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００３５】
次に、上述のような方法で製造される圧電トランスデューサ１００を実装した脈波検出装置（脈波計）１５０の好適実施態様を、図５から図７を参照して説明する。
図５は、脈波検出装置１５０の構成を表したブロック図である。
この図５に示されるように、脈波検出装置１５０は、検出部１００、駆動回路１１９、脈拍計数部１２０、及び表示部１３１を備える出力部１３０により構成される。
【００３６】
検出部１００は、体表面に配置される、発信側振動子（図１では超音波発信部として機能している）１００Ａと受信側振動子（図１では超音波受信部として機能している）１００Ｂを有する圧電トランスデューサ１００を備えている。
駆動回路１１９は、発信側振動子１００Ａを駆動して超音波を発信させる駆動回路である。圧電トランスデューサ１００の発信側振動子１１０Ａは動脈上に配置され、動脈流中で減衰され振幅変調される超音波を取り出すために、３２ＫＨｚの超音波を動脈流に向けて発信する。
【００３７】
発信側振動子１００Ａからの発信周波数を３２ＫＨｚとすることで、脈波検出装置１５０を時計に配置した場合、時計の発振周波数と共通であるため、図示しない時計の発信器を駆動回路１１９で共通に使用し、必要に応じて増幅した後に出力する。これにより、脈波検出装置１５０の部品点数を少なくすることができ、安価に製造することができる。
【００３８】
受信側振動子１００Ｂは、発信側振動子１００Ａ近傍の体表面動脈上に配置される。通常は、受信側振動子１００Ｂと、発信側振動子１００Ａとは、脈波センサとして同一部品内に、一つのユニットとしてパッケージされて、動脈上の体表面に配置されるようになっている。
すなわち、本実施形態における圧電トランスデューサ１００は、図１の境界面５０で、発信側振動子１００Ａと受信側振動子１００Ｂとで、一体構造を形成する。
脈拍計数部１２０は、受信側振動子１００Ｂから供給される受信信号（超音波信号）を振幅検波する検波回路と、脈波情報取得部とを有している。
【００３９】
この検波回路は、通常のＡＭ検波回路と同様に、整流用のダイオード、平滑用のコンデンサと、負荷抵抗とを備えている。この検波回路に受信側振動子１００Ｂで受信した超音波が入力されると、ダイオードによる整流とコンデンサによる平滑化の後、負荷抵抗の両端子電圧として、検波信号が脈波情報取得部に出力される。
【００４０】
脈波情報取得部は、検波回路で振幅検波された後の信号から脈拍数を計数する図示しない計数部を備えている。この計数部では、各脈波間の時間間隔を所定回数（例えば、３回、５回、７回、１０回等）測定し、各回の測定時間の平均時間Ｔから１分間の脈波数Ｖを次の数式（１）に従って求めるようになっている。
Ｖ＝６０／Ｔ  …  （１）
なお、脈波間の平均時間Ｔから脈波数を求める場合に限られず、例えば、所定時間ｔ（例えば、１０秒）内に存在する脈波数ｗを検出し、次の数式（２）により１分間の脈波数Ｖを求めるようにしてもよい。
Ｖ＝ｗ×（６０／ｔ）  …  （２）
計数部では、また、各脈波毎にパルス信号等の脈波の存在を示す脈波信号を発生させるようになっており、求めた脈波数と共に、出力部１３０に供給するようになっている。
【００４１】
なお、上記の例は、動脈流に向け、３２ＫＨｚの周波数の超音波を発信し、動脈流により減衰され振幅変調された超音波信号により脈拍を検出する脈拍計数部１２０の実施形態について説明した。
しかし、発信側振動子１００Ａによる発信周波数としては、３２ＫＨｚに限らず、任意周波数の超音波を発信することが可能であり、２０ＫＨｚ〜５０ＫＨｚ、好ましくは３０ＫＨｚ〜４０ＫＨｚの範囲で選択することができる。また、時計において他の発振周波数ｍが採用されている場合には、同一の周波数ｍとすることも可能である。
【００４２】
また、上記のように、動脈流により振幅変調された超音波信号から脈拍を検出する脈拍計数部１２０の代わりに、動脈流によるドップラ効果で周波数変調された超音波信号から脈拍を検出するようにしてもよい。この場合の周波数は、より高周波である１０ＭＨｚ程度の超音波を発信する。そして、受信した超音波のドップラシフト量から脈拍を検出する脈波計数部を適用することもできる。
【００４３】
出力部１３０は表示部１３１を備えており、脈拍計数部１２０から供給される脈拍数を表示するようになっている。表示部１３１は、液晶表示装置で構成することで脈波数を画像表示し、又はパネルに脈波数を電光表示するようにしてもよい。
【００４４】
次に、時計２００に組み込んだ脈波検出装置１５０により脈波を検出する状態を、図６と図７を参照して説明する。
この図６に示されるように脈波検出装置（時計）１５０は、時計本体２００と、ベルト２０１を備えており、ベルト２０１の内側面には、脈波センサとして圧電トランスデューサ１００が取り付けられている。
そして、図７に示されるように、時計２００は、一般の時計と同様に、時計本体２００を手の甲側にして左（又は右）手首１５に取り付けるようになっている。その際、圧電トランスデューサ１００の位置は、とう骨動脈上に位置するように圧電トランスデューサ１００をベルト２０１の長さ方向に移動して位置調整できるようになっている。
【００４５】
圧電トランスデューサ１００の発信側振動子１００Ａと受信側振動子１００Ｂとが、とう骨動脈に沿って配置されるように、ベルト２０１の長さ方向と直交する方向に並べられ、手先側に発信側振動子１００Ａが、肩側に受信側振動子１００Ｂが配置されている。なお、発信側振動子１００Ａと受信側振動子１００Ｂの配置位置は、この逆であってもよい。
【００４６】
時計本体２００には、時計のムーブメント等の駆動部の他、発信側振動子１００Ａの駆動回路１１９、検波部と脈波情報取得部とを備える脈波計数部１２０、表示部１３１を備える表示部１３１が配置されている。駆動回路１１９については、時計機能で使用される駆動回路と兼用にしてもよい。
圧電トランスデューサ１００と、時計本体２００の駆動回路１１９、脈波計数部１２０とは、ベルト２０１内に組み込まれた図示しない配線によって接続されている。
【００４７】
時計本体２００の表示面（文字盤）は、時計としての時刻（や日、曜日等）が表示される時計表示部２５０と、図示しない脈波数が表示される脈波数表示部および脈波表示部からなる表示部１３１とを備えている。
脈波計数部は、脈波波形のピークを検出する毎にパルス信号を表示部に供給するようになっており、このパルス信号の出力に応じて脈波表示部が緑色点滅するようになっている。この脈波表示部１３１の点滅をみることで、ユーザは自分の脈波を視覚的に認識することができる。
【００４８】
なお、脈波表示部１３１の点滅色を脈波数に応じて変えるようにしてもよい。
例えば、６９以下を黄色点滅、脈波数が７０〜９０の間は青色点滅、９１〜１１０の間を緑色点滅、１１１〜１３０の間を橙色点滅、１３１以上を赤色点滅とする。このように、脈波数に応じて脈波表示部１３１の点滅色が変化するので、現在の脈波の状態を容易に区別することができる。
【００４９】
（３）変形例
各請求項に記載した発明は、説明した各実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載された範囲において、次に説明するように各種の変形例を採用することが可能である。
なお、以下に説明する各変形例では、各実施形態に説明された構成と同一構成部分については説明を省略し、変形部分を中心に説明する。
【００５０】
（ａ）第１の変形例
図１に示した圧電トランスデューサ１００では、圧電振動子１０１Ａ、Ｂの底部１０７Ａ、Ｂが、圧電トランスデューサ１００の底面と一致していたが、図８に示されるように圧電トランスデューサ１０００の凹部６０Ａを両面に対向配置し、第１の凹部１０６０Ａと、第２の凹部１０８０Ａに共通する底部１０７０Ａの位置を底上げした構造とすることができる。この場合、体表と接する第１の凹部１０６０Ａの深さａと、圧電振動膜である底部１０７０Ａを底上げするための第２の凹部１０８０Ａの深さｂとの関係は、深さａを深さｂよりもかなり深くすることが好ましい。
なお、体表に接する第１の凹部１０６０Ａ側は振動整合部材を充填するが、第２の凹部１０８０Ａには振動整合部材を充填しなくてもよい。ただし、深さｂの値が小さい場合には振動整合部材を充填することで振動に影響を与えることなく保護が図られる。
また、図８に示されるように、ポリイミドフィルム等により底部に蓋部１０９０Ａを設けてもよい。
【００５１】
（ｂ）第２の変形例
図１に示した圧電トランスデューサ１００は、超音波発信部１００Ａと超音波受信部１００Ｂの一対の構造からなり、図３や図４を参照した圧電トランスデューサ１００の前述した製造方法は、この一対の構造の圧電トランスデューサ１００の工法である。しかし、図９に示すように、さらに量産化に対応した製造方法を採ることができる。
図９は、図３や図４を参照して前述した製造方法に基づき、圧電トランスデューサ１００を２対同時に製造できる圧電トランスデューサ構造体２０００である。
この２対の圧電トランスデューサ構造体２０００のまま使用も可能であるが、境界２５００でカッティングした１対の圧電トランスデューサ１００と同等のものを使用してもよい。
【００５２】
（ｃ）第３の変形例
図１を参照して、圧電振動子１０７Ａ、Ｂの両面は、圧電トランスデューサ（圧電素子振動子ユニット）１００の底面と平行になるように設定されていると説明したが、超音波発信部１００Ａの圧電振動子１０７Ａの振動面と、超音波受信部１００Ｂの圧電振動子１０７Ｂの振動面とによりなす角度が所定の角度を保っていればよい。すなわち、超音波発信部１００Ａの圧電振動子１０７Ａの振動面から発した超音波が、動脈等に反射した後、必ず超音波受信部１００Ｂの圧電振動子１０７Ｂの振動面に戻ってくるように、超音波発信部１００Ａの圧電振動子１０７Ａの振動面と、超音波受信部１００Ｂの圧電振動子１０７Ｂの振動面とによりなす角度が所定の角度を保っていればよい。
（ｄ）第４の変形例
図１から図４を参照して、圧電トランスデューサ１００が直方体形状である実施形態を説明したが、例えば、圧電トランスデューサ１００を円柱形状としてもよい。
【００５３】
（ｅ）第５の変形例
圧電振動膜として機能する底部１０７Ａ、Ｂは、その厚さに応じた共振周波数を有している。図１から図４を参照して説明した圧電トランスデューサ１００の底部１０７Ａ、Ｂは一定の厚みであったが、ここでは図１０に示すように、底部（圧電振動子として機能する）３１０７Ａ、Ｂの厚みが段階的に異なる構造の圧電トランスデューサ３０００について説明する。
超音波発信部３１００Ａと超音波受信部３１００Ｂは、図１と同様に境界面３０５０で分離された別体としても使用可能であり、境界面３０５０で貼り合わされていてもよい。本変形例では、底部３１０７Ａ、Ｂ各々の側部３１１０Ａ、Ｂ側である底部３１２７Ａ、Ｂの方が側部３１０９Ａ、Ｂ側の底部３１１７Ａ、Ｂよりも厚みがあるようになっている。
図１０（ａ）のように圧電振動膜としての底部３１０７Ａ、Ｂに段階的な厚みを持たせることにより、複数の周波数領域において共振させることができる。すなわち、底部３１０７Ａ、Ｂの両面に形成されている電極部（ここでは図示を省略）の制御によって、それぞれの厚さに応じた周波数領域の超音波を動脈に向けて発信することができる。このように圧電振動膜として機能する底部３１０７Ａ、Ｂに複数の厚みを有することで、複数周波数領域の超音波の発信及び受信が可能となり、脈波測定において最適な周波数領域を選択して発信及び受信をすることができる。
なお、図１０（ａ）では、側部３１１０Ａ、Ｂ側の底部３１２７Ａ、Ｂが底部３１１７Ａ、Ｂよりも厚くなるようになっているが、側部３１０９Ａ、Ｂ側の底部３１１７Ａ、Ｂが底部３１２７Ａ、Ｂよりも厚くなるようにしてもよい。また、境界面３０５０側の底部３１２７Ａ及び底部３１１７Ｂが他方側の底部３１１７Ａ及び底部３１２７Ｂよりも厚くなるようにしてもよい。逆に、側部３１０９Ａ及び側部３１１０Ｂ側の底部３１１７Ａ及び底部３１２７Ｂが境界面３０５０側の底部３１２７Ａ及び底部３１１７Ｂよりも厚くなるようにしてもよい。
また、底部３１０７Ａ、Ｂの厚さの段階は二段階となっているが複数段階とすることも可能である。
【００５４】
また、図１０（ａ）では凹部３０６０Ａ、Ｂの超音波発信部３１００Ａ及び超音波受信部３１００Ｂ側の底部３１０７Ａ、Ｂの面が段階的に異なっていくようになっているが、図１０（ｂ）のように、超音波発信部３１００Ａ及び超音波受信部３１００Ｂ側と反対側の底部３１０７Ａ、Ｂの面（圧電トランスデューサ３０００の底面でもある）が段階的に異なるようにして、超音波発信部３１００Ａ及び超音波受信部３１００Ｂ側の底部３１０７Ａ、Ｂの面は変わらず一定とするようにしてもよい。
また、図１０（ａ）では底部３１０７Ａ、Ｂの厚さがデジタル的な複数段階となっているがこれに限られず、図１０（ｃ）のように、側部３１０９Ａ、Ｂから側部３１１０Ａ、Ｂに向かって斜めに底部３１０７Ａ、Ｂの厚さが増加するようにしてもよい。逆に、側部３１１０Ａ、Ｂから側部３１０９Ａ、Ｂに向かって厚さが増加するようにしてもよい。
【００５５】
（ｆ）第６の変形例
ここでは、第５の変形例の圧電トランスデューサ３０００の製造方法を説明する。この圧電トランスデューサ３０００の製造方法は、圧電素子セラミックスにダイシングカッターで切り込む工程までは図３（ａ）から（ｂ）までと同様である。その後のダイシングカッターによる切り込み工程において、図１１（ｈ）に示すように切り込みの深さを変更することにより、底部３１０７Ａの厚みを任意に変えることができる。この切り込みの深さを変えることで、図１１（ｉ）に示すように段階的に異なる厚みの底部３１０７Ａを有する圧電トランスデューサ３０００を形成することができる。
【００５６】
（ｇ）第７の変形例
図１から図４を参照して、圧電トランスデューサ１００の凹部６０Ａおよび６０Ｂが直方体形状である実施形態を説明したが、ここでは図１２に示すように、凹部４０６０Ａ、４０６０Ｂの切断面の形状が、底部（体表接触面との間の超音波伝搬をする圧電振動子）４１０７Ａ、Ｂより開口部に向けて広がった形状である変形例について説明する。
超音波発信部４１００Ａと超音波受信部４１００Ｂは、図１と同様に境界面４０５０で分離された別体としても使用可能であり、また境界面４０５０で貼り合わされていてもよい。図１２（ａ）において、底部４１０７Ａ、Ｂの両端側に設けられた側部４１０９Ａ、Ｂおよび側部４１１０Ａ、Ｂの幅は、圧電トランスデューサ４０００の底面から開口部にかけて徐々に細くなっている。すなわち、底部４１０７Ａ、Ｂの幅は開口部よりも小さく、圧電振動部材４１０６Ａおよび４１０６Ｂが底部４１０７Ａ、Ｂから開口部である体表接触面に向かって広がった形状の構造となっている。
【００５７】
本変形例の圧電トランスデューサ４０００は、脈波測定をする動脈がある手首などの動きによって、圧電トランスデューサ４０００の位置が図１２（ｂ）のように動脈からずれても脈波測定をすることができる。すなわち、動脈に対する圧電トランスデューサ４０００の位置がｂの場合に、超音波の発信及び受信が圧電体壁面によって妨げられることなくできるだけでなく、動脈に対する圧電トランスデューサ４０００の位置がａ、ｃの場合でも、圧電体壁面によって妨げられることなく脈波測定をすることができる。
なお、図１２（ａ）では、側部４１０９Ａ、Ｂおよび４１１０Ａ、Ｂの幅両側共が徐々に開口部に向かって細くなっているが、これに限られるものではない。
例えば、側部４１０９Ａ、Ｂまたは側部４１１０Ａ、Ｂのどちらか一方の幅が徐々に細くなっていき（図１２（ｃ）参照）、他方の幅は変わらないというような形状の凹部４０６０Ａ、Ｂとすると、動脈に対する圧電トランスデューサ４０００の位置が図１２（ｂ）のａ、ｃの場合に特に圧電体壁面に妨げられることなく脈波測定を行うことができる。
本変形例では底部４１０７Ａ、Ｂの幅は、体表接触面である超音波受信部４１００Ａ及び超音波発信部４１００Ｂとの超音波伝搬が良くなるように開口部の幅より小さくなればよく、適宜変更可能である。このように圧電振動部材４１０６Ａ、Ｂの形状を開口部に向かって広がった形状とすることで、圧電振動子４１０７Ａおよび４１０７Ｂと体表接触面との間の超音波伝搬が圧電体壁面に妨げられることがなくなり、脈波測定可能な範囲を広くすることができる。
【００５８】
（ｆ）第８の変形例
図１から図４を参照して、底部（体表接触面との間の超音波伝搬をする圧電振動子）１０７Ａ、Ｂの両面が圧電トランスデューサ（圧電素子振動子ユニット）１００の底面と平行な構成に関して説明したが、ここでは図１３に示すように、超音波発信部５１００Ａの圧電振動子５１０７Ａの振動面と、超音波受信部５１００Ｂの圧電振動子５１０７Ｂの振動面が、ともに圧電トランスデューサ５０００の底面に対して一定の角度を保って傾斜している変形例について説明する。
超音波発信部５１００Ａと超音波受信部５１００Ｂは、図１と同様に境界面５０５０で分離された別体としても使用可能であり、境界面５０５０で貼り合わされていてもよい。図１３（ａ）に示されるように、凹部５０６０Ａ、Ｂ及び５０８０Ａ、Ｂは、圧電トランスデューサ５０００の両面に配置されている。第１の凹部５０６０Ａ、Ｂと第２の凹部５０８０Ａ、Ｂの間に位置する圧電振動子５１０７Ａ、Ｂの振動面は、圧電振動子５１０７Ａ、Ｂの振動面と側部５１０９Ａ、Ｂとで形成される角度が圧電トランスデューサ５０００の体表接触面に対して鋭角になるような一定角度を保つように傾斜している。
また、図１３（ａ）では、この圧電振動子５１０７Ａ、Ｂは、圧電トランスデューサ５０００の体表接触面に対して側部５１１０Ａ、Ｂと鋭角になるよう傾斜しているが、側部５１０９Ａ、Ｂと圧電トランスデューサ５０００の体表接触面に対して鋭角を形成するように傾斜させてもよい。このように圧電振動子５１０７Ａ、Ｂに傾斜をつけることにより、超音波を動脈に向かって発信及び受信する振動面も傾斜するようになっている。この各底部５１０７Ａ、Ｂの傾斜は各々同じ方向に傾斜してもよいし、圧電振動子５１０７Ａと側部５１１０Ａが体表接触面に対して鋭角を、圧電振動子５１０７Ｂと側部５１０９Ａが体表接触面に対して鋭角を形成するような各底部５１０７Ａ、Ｂが向き合う傾斜にしてもよい。
【００５９】
本変形例の圧電トランスデューサ５０００では、時計２００のベルト２０１に配置されている圧電トランスデューサ５０００（図６参照）を腕に装着した際に、動脈が圧電トランスデューサ５０００の真下でなく、斜め方向にあった場合でも、超音波発信部５１００Ａの圧電振動子５１０７Ａの振動面から発した超音波が、動脈に到達することができる。そして、動脈上で反射した後、必ず超音波発信部５１００Ｂの圧電振動子５１０７Ｂの振動面にその反射した超音波が戻ってくるようにすることができる。
また、手首の外側に存在するとう骨動脈（又はしゃく骨動脈）上に配置されるように圧電トラスデューサ５０００が時計２００のベルト２０１に取り付けられた場合に違和感を感じたり、又は圧電トランスデューサ５０００が手首の骨に当たるなどを気にしたりしないようにするために、圧電振動子５１０７Ａ、Ｂの振動面を傾斜させることで、圧電トランスデューサ５０００の位置を手首中央側にずらして配置しても脈波測定をすることができる。
なお、体表に接する第１の凹部５０６０Ａ、Ｂ側は振動整合部材５１０６Ａ、Ｂを充填するが、第２の凹部５０８０Ａ、Ｂ側には振動整合部材５１０８Ａ、Ｂを充填しなくてもよい。
また、図１３（ｂ）のように第５、第７および第８の変形例のいずれか２つを組み合わせることにより、さらに脈波検出可能な範囲が広くなる圧電トランスデューサ５０００を提供することができる。
以上説明した圧電トランスデューサは、底部が振動子として機能する凹部を少なくとも１つ有する圧電体と、前記底部の両面に形成された導電性皮膜と、この導電性皮膜に一端が接続され、前記導電性皮膜に通電するための配線部と、前記凹部に充填された振動整合部材とを具備する構成であるので、圧電トランスデューサの振動効率、及び脈波検出能力、及び製造過程の作業効率を向上させることができる。
更に、振動子として機能する前記底部は、前記導電性皮膜が形成されている一方の面が前記凹部に充填された前記振動整合部材を振動し、前記導電性皮膜が形成されている他方の面が開放されている構成としたので、圧電トランスデューサの振動効率、及び脈波検出能力、及び製造過程の作業効率を向上させることができる。
更に、振動子として機能する前記底部を、段階的な二つ以上の異なる厚みをもつ構成としたので、圧電トランスデューサの振動効率、及び脈波検出能力、及び製造過程の作業効率を向上させることができる。
更に、本発明の圧電トランスデューサは、同一の面に２つの凹部が形成された請求項１又は請求項２に記載の圧電トランスデューサと、一方の前記凹部の底部を振動させ、前記振動整合部材を介して動脈に超音波を発信する発信手段と、この発信手段から発信され前記動脈を伝搬した超音波を、前記振動整合部材を介して他方の前記凹部の底部で受信し、この受信した超音波から脈波に関する情報を取得する脈波情報取得手段と、この脈波情報取得手段により取得された脈波に関する情報を出力する出力手段とを具備する構成であるので、圧電トランスデューサの振動効率、及び脈波検出能力、及び製造過程の作業効率を向上させることができる。
更に、本発明の圧電トランスデューサの製造方法において、圧電体に、底部が振動子として機能する凹部を少なくとも１つ形成する凹部形成工程と、この凹部形成工程で形成された前記凹部の底部両面に導電性皮膜を形成する皮膜形成工程と、この皮膜形成工程で形成された導電性皮膜に一端が接続される配線部を形成する配線工程と、前記皮膜形成工程の後に前記凹部に振動整合部材を充填する充填工程とを備えることにより、圧電トランスデューサの振動効率、及び脈波検出能力、及び製造過程の作業効率を向上させることができる。
更に、前記凹部形成工程において、圧電体をダイシング加工により凹部を形成することにより、圧電トランスデューサの振動効率、及び脈波検出能力、及び製造過程の作業効率を向上させることができる。
本発明の圧電トランスデューサは、底部が二つ以上の異なる厚みを有する構成とすることにより、複数の周波数領域において共振させることができ、複数の周波数での超音波の発信及び受信をすることができる。また、脈波測定において最適な周波数領域の選択をすることができる。
また、本発明の圧電トランスデューサは、凹部の開口部の幅を底部の幅よりも大きくすることにより、体表面との接触面積が広くなるので、超音波伝搬が圧電体の壁面に遮られるようなことがなくなり、脈波検出可能な範囲を広くすることができる。
更に、本発明の圧電トランスデューサは、凹部の振動子として機能する底部は、圧電体の側面に対して傾斜していることにより、脈波検出装置が動脈の真上に位置していなくても、動脈から反射した超音波を振動子が受信することができるので、脈波検出可能な範囲を広くすることができる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、圧電トランスデューサの振動効率を向上させることができる。
また、本発明によれば、圧電トランスデューサ製造時の作業効率を向上させることができる。
本発明によれば、複数の周波数での超音波の発信及び受信ができ、脈波測定において最適な周波数領域を選択することができる。また、脈波検出可能な範囲を広くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】圧電トランスデューサの基本構成を示す断面図である。
【図２】圧電トランスデューサの基本構成を示す立体斜視図である。
【図３】圧電トランスデューサ製造工程を説明するための断面図である。
【図４】圧電トランスデューサ製造工程を説明するための立体斜視図である。
【図５】圧電トランスデューサを適用した脈波検出装置の基本構成を示すブロック図である。
【図６】圧電トランスデューサを適用した脈波検出装置を腕時計に搭載した場合の実施形態を示す模式図である。
【図７】圧電トランスデューサを適用した脈波検出装置を腕時計に搭載した場合の実施形態を示す模式図である。
【図８】圧電トランスデューサの基本構成に対する第１の変形例を示す図である。
【図９】圧電トランスデューサ製造過程の第２の変形例を説明するための図である。
【図１０】圧電トランスデューサの基本構成に対する第５の変形例を示す図である。
【図１１】圧電トランスデューサ製造過程に対する第６の変形例を示す図である。
【図１２】圧電トランスデューサの基本構成に対する第７の変形例を示す図である。
【図１３】圧電トランスデューサ製造過程に対する第８の変形例を示す図である。
【図１４】従来の圧電トランスデューサの基本構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１００  圧電トランスデューサ
１０１Ａ、１０１Ｂ  圧電素子部
１０２Ａ、１０３Ａ、１０２Ｂ、１０３Ｂ  電極部
１０４Ａ、１０５Ａ、１０４Ｂ、１０５Ｂ  配線部
１０６Ａ、１０６Ｂ  振動整合部材
１０７Ａ、１０７Ｂ  圧電振動子
１１９  駆動回路
１２０  脈拍計数部
１３０  出力部
１３１  表示部
１５０  脈波検出装置
【図１】
0004553216.tif 000002
【図２】
0004553216.tif 000003
【図３】
0004553216.tif 000004
【図４】
0004553216.tif 000005
【図５】
0004553216.tif 000006
【図６】
0004553216.tif 000007
【図７】
0004553216.tif 000008
【図８】
0004553216.tif 000009
【図９】
0004553216.tif 000010
【図１０】
0004553216.tif 000011
【図１１】
0004553216.tif 000012
【図１２】
0004553216.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
0004553216.tif 000015