(57)【要約】【課題】従来の生体情報を検出するための振動検出装置では、検出手段を生体に押圧する力が一定であり可変できなかった。【解決手段】検出手段を押圧する押圧手段は、第１の磁力発生手段と第２の磁力発生手段とを平面的に重なるように設けている。第１の磁力発生手段と第２の磁力発生手段とは、同一の磁極が対向するように設けることにより反発力を発生させる。この反発力によりシリコンやエラストマ等の可撓性のある弾性材料からなる押圧手段１１０が変形することによって、測定対象である生体に検出手段を押圧する。これら磁力発生手段は、電磁石でも構成することができ、そのときは、押圧力を可変にすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の振動を検出する検出手段と、
前記検出手段と平面的に重なるようにするとともに、該測定対象の方向に押圧する押圧手段と、
を備え、
前記押圧手段は、第１の磁力発生手段と第２の磁力発生手段とが平面的に重なるように設けていることを特徴とする振動検出装置。
【請求項２】
前記第１の磁力発生手段と前記第２の磁力発生手段とは、同一の磁極が対向するように設け、互いが離間する方向に反発力を発生させ、該反発力を用いて前記検出手段を押圧することを特徴とする請求項１に記載の振動検出装置。
【請求項３】
前記第１の磁力発生手段または前記第２の磁力発生手段の少なくともどちらか一方が永久磁石であることを特徴とする請求項１または２に記載の振動検出装置。
【請求項４】
前記第１の磁力発生手段または前記第２の磁力発生手段の少なくともどちらか一方が電磁石であり、
前記電磁石は、導電性の配線を所定の回数だけ巻回するコイル形状を有することを特徴とする請求項１または２に記載の振動検出装置。
【請求項５】
前記電磁石を構成する前記配線に電流を流す電源手段と、
前記電源手段が発生する電流を制御する電流制御手段と、
を有し、
前記電流制御手段の制御によって、磁力の大きさまたは磁極の向きを可変することを特徴とする請求項４に記載の振動検出装置。
【請求項６】
前記電流制御手段は、前記検出手段の検出結果を基にして前記電源手段が発生する電流を制御することを特徴とする請求項４に記載の振動検出装置。
【請求項７】
前記検出手段は、複数の検出素子が所定間隔を有してアレイ状に配設され、
前記複数の検出素子を、所定の数を有するように複数のエリアに区分したとき、
前記第１の磁力発生手段および前記第２の磁力発生手段は、前記エリアごとに前記検出素子と平面的に重なるように少なくとも１組設けることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の振動検出装置。
【請求項８】
前記検出手段は、複数の検出素子が所定間隔を有してアレイ状に配設され、
前記複数の検出素子を、所定の数を有するように複数のエリアに区分したとき、
前記第１の磁力発生手段または前記第２の磁力発生手段のどちらか一方を複数の前記エリアに平面的に重なるように設け、他方を前記エリアごとに前記検出素子と平面的に重なるように設けることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の振動検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体に接触させて振動を検出する装置に関し、特に人体の皮膚面に接触させて血流により皮膚に現れる脈波を検出する装置に属する。
【背景技術】
【０００２】
生活習慣病の改善や予防のため、ダイエットに関する注目が集まっている。特に適度な運動を行うダイエット運動は、実践者も多い。このようなダイエット運動は、酸素消費とカロリー消費とに密接に関係する。
しかしながら、ダイエット運動を行うときに、どのくらいの運動量を行えば上述の酸素消費とカロリー消費とがなされているかを知ることは難しい。そこで、これらを直接計測するのではなく、心拍数を計測して換算することが知られている。一般的に心拍数は、酸素消費量、カロリー消費量に比例するためである。
【０００３】
このような事情から、ダイエット運動中に心拍数を計測し、この心拍数の数値を管理したり、ある心拍数の数値を示す運動を行う時間を管理することで運動量を知り得る手法が広く実践されている。
しかしながら、近年の研究では、心拍数の数値だけ上昇させても、一定の心拍数の数値を示す運動を長時間実施しても、必ずしもダイエットに効果がある運動とはいえないことが分かってきた。
【０００４】
運動の強弱は運動強度とも呼ばれ、心拍数から公知の計算式を用いて算出することができる。まず、運動強度を知る上で、心拍数の最高心拍数と安静時心拍数を知る必要がある。最高心拍数は、次に示す式で表すことが知られている。
最高心拍数＝２２０−年齢
ここで、最高心拍数とは、これ以上に心拍数を上げると心臓などに障害が起こる可能性があるという数値のことである。上記の式を用いて例示すると、被験者の年齢が４０歳ならば、最高心拍数は１８０となる。安静時心拍数とは、被験者が安静にしているときの心拍数である。
【０００５】
運動強度は、一例をあげると、被験者の安静時心拍数が７０であるとき、このときの運動強度が０％となり、被験者が運動したことで最も高くなった心拍数、つまり最高心拍数が１８０であるとき、このときの運動強度が１００％となる。このように、運動強度は、被験者ごとに変わるものである。
一般に運動強度４０％〜８０％までが有酸素運動、８０％を超えると無酸素運動になるとされる。健康管理やダイエット運動には、有酸素運動が適していると言われている。
【０００６】
年齢が４０歳の被験者の場合、有酸素運動を行い、ダイエットに適した運動を行おうとしたときの心拍数の上限ともいえる数値は、上述の式と説明とによれば、最高心拍数１８０に０．８を乗じた数値である１４４となる。
つまり、この被験者の場合、心臓などに負担をかけずにダイエットに効果がある運動を実施する場合、心拍数の上限を１４４として、これを超えないようにすればよい。
【０００７】
このように運動中の心拍数を管理するには、運動中の心拍数をモニターする必要がある。一般的に心拍数をもっとも測りやすいのは手首の手の平側の親指に近い側の動脈であるとされ、この部位を指先で押圧することによって脈波を感じ取り、心拍数を測定することができる。
しかしながら、安静時での測定ならばよいが、運動中での測定は、指先の押圧が安定せ
ず正確な測定ができない。また、運動中に常時手首に指先を当てていることは、運動の妨げにもなる。そこで、心拍数を電気的に計測する心拍計が提案されている。
【０００８】
このような心拍計は、人体の測定対象部位にクリップ形状やバンド形状の固定具を用いて装着する。運動中であっても心拍数の計測ができるように、心拍数を測定する検出手段を人体の測定対象部位に押圧する押圧手段を有するものも提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
特許文献１に示した従来技術を図７を用いて説明する。なお、図７は、特許文献１に示した従来技術を、説明しやすいようにその主旨を逸脱しない程度に書き直した図である。
【００１０】
図７において、６０４は生体、６０５はセンサーケース、６０６はセンサーの摺動部、６０７はスプリング、６０８は発光部、６０９は受光部である。センサーの摺動部６０６には、発光部６０８と受光部６０９とが設けられており、センサーケース６０５にスプリング６０７を介して接続している。センサーケース６０５を生体６０４の測定対象部位に押し当てたとき、スプリング６０７によりセンサーの摺動部６０６は、生体６０４に常に適度な押圧力で押し付けられる。
【００１１】
特許文献１に示した従来技術は、心拍数を検出する検出手段として光を用いている。光照射手段である発光部６０８から生体６０４に光を照射して、その反射光を受光手段である受光部６０９で検出することにより、心拍数を測定する。特徴的な部分は、スプリング６０７によりセンサーの摺動部６０６が生体６０４に押し付けられることであって、この技術は、検出手段の種類を限定せずに用いることができる。例えば、静電容量の変化量を検出する検出手段にも適用できる。
【００１２】
【特許文献１】実開昭５４−５９７８６号公報（第１頁、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１に示した従来技術は、発明者が調べたところ、次に示す３つの問題があることが分かった。
まず、検出手段を生体の一方向にしか押圧できないという問題である。
センサーの摺動部６０６はセンサーケース６０５に収められており、生体６０４と直交する方向（図面横方向）には自由度がなく、生体６０４の方向（スプリング６０７が伸縮する方向）にしか押圧力が発生しない。
したがって、特許文献１に示した従来技術は、使用者の運動に伴う皮膚表面の動きに追従しにくいのである。
【００１４】
次に、検出手段を生体に押圧する力が一定であり、可変できないという問題である。
センサーの摺動部６０６と生体６０４との間にかかる押圧力は、スプリング６０７のバネ係数による。このバネ係数は、設計時に決めるものである。しかし、使用者は筋肉や骨、皮膚の状態によって凹凸があり、測定対象部位の形状もさまざまである。
したがって、特許文献１に示した従来技術は、使用者の状態に関係なく一定の押圧力しか印加できず、押圧力に強弱やむらが出てしまうのである。
【００１５】
さらに、検出手段が複数の検出素子からなるときに、押圧する力が全ての検出素子に均一に加わらないという問題である。
検出手段に備える検出素子は、特許文献１に示した従来技術に例示されているものでは、発光部６０８と受光部６０９との１組であるが、測定対象部位が広範囲の場合など、複数の検出素子をアレイ状に配設する場合もある。
そのような比較的広い測定対象部位から心拍数を測定しようとすると、それに合わせて検出手段自体も大型化する。このような大型化したセンサーの摺動部６０６であっても、センサーケース６０５の形状でスプリング６０７による押圧力が制限されてしまう。
したがって、特許文献１に示した従来技術は、検出素子全体を均一に生体６０４に押圧させることができないのである。
【００１６】
本発明の振動検出装置は、上述の課題を解決するためになされたものであって、検出手段を生体に押圧する力を可変でき、広い面積を有する検出手段であっても均一に生体に押圧することができる振動検出装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明の生体情報測定装置は下記に示す構造を採用する。
【００１８】
測定対象と接して測定対象の振動を検出する検出手段と、検出手段と平面的に重なるようにするとともに、測定対象の方向に押圧する押圧手段と、を備え、押圧手段は、第１の磁力発生手段と第２の磁力発生手段とが平面的に重なるように設けていることを特徴とする。
【００１９】
第１の磁力発生手段と第２の磁力発生手段とは、同一の磁極が対向するように設け、互いが離間する方向に反発力を発生させ、この反発力を用いて検出手段を押圧することを特徴とする。
【００２０】
第１の磁力発生手段または第２の磁力発生手段の少なくともどちらか一方が永久磁石であることを特徴とする。
【００２１】
第１の磁力発生手段または第２の磁力発生手段の少なくともどちらか一方が電磁石であり、電磁石は、導電性の配線を所定の回数だけ巻回するコイル形状を有することを特徴とする。
【００２２】
電磁石を構成する配線に電流を流す電源手段と、電源手段が発生する電流を制御する電流制御手段と、を有し、電流制御手段の制御によって、磁力の大きさまたは磁極の向き可変することを特徴とする。
【００２３】
電流制御手段は、検出手段の検出結果を基にして電源手段が発生する電流を制御することを特徴とする。
【００２４】
検出手段は、複数の検出素子が所定間隔を有してアレイ状に配設され、複数の検出素子を、所定の数を有するように複数のエリアに区分したとき、第１の磁力発生手段および第２の磁力発生手段は、エリアごとに検出素子と平面的に重なるように少なくとも１組設けることを特徴とする。
【００２５】
検出手段は、複数の検出素子が所定間隔を有してアレイ状に配設され、複数の検出素子を、所定の数を有するように複数のエリアに区分したとき、第１の磁力発生手段または第２の磁力発生手段のどちらか一方を複数のエリアに平面的に重なるように設け、他方をエリアごとに検出素子と平面的に重なるように設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の振動検出装置は、機械的な可動部分を有さずに検出手段を生体に押圧できる。さらに、この押圧力を可変できる。
このような構成を有することにより、常に適切な押圧力下において検出手段を生体に押
圧することができ、安定した心拍数測定を実現するという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の振動検出装置について図を用いて説明する。また、本発明の実施形態では、生体の振動を、心臓の鼓動に伴う血液の流れの強弱が人体の皮膚面に振動として現れる心拍数（脈波）として説明する。本発明の振動検出装置は、心拍数を測定する心拍計に搭載されるものとして説明する。
【００２８】
本発明の振動検出装置は、測定対象となる生体と接触するための接触手段と、測定対象の心拍数を検出する検出手段と、この検出手段を測定対象となる生体の方向に押圧する押圧手段とを有している。それぞれは、平面的に重なるようになっている。
押圧手段には、第１の磁力発生手段と第２の磁力発生手段とが平面的に重なるように設けている。これら２つの磁力発生手段同士は、同一の磁極が対向するように設けることにより、双方の間に反発力が発生する。この反発力を利用すると、双方は互いが離間する方向に常に力が加わるようにできる。
【００２９】
また、これら２つの磁力発生手段同士は、そのどちらか一方を電磁石で構成することもできる。この電磁石に流す電流に応じて磁力の大きさまたは磁極の向きを可変できるようになっている。
【実施例１】
【００３０】
［本発明の振動検出装置の構成の説明：図１］
本発明の振動検出装置の第１の実施形態の構成を図に基づいて説明する。図１は本発明の振動検出装置の構成を模式的に示す断面図である。図１において、１００は本発明の振動検出装置、１１０は押圧手段であり、１４０ａ，１４０ｂは第１の磁力発生手段、１５０ａ，１５０ｂは第２の磁力発生手段である。１２０は検出手段、１３０は接触手段である。１６０ａ，１６０ｂは電極である。図１に示すＡ１，Ａ２は、本発明の振動検出装置１００の領域である。
本発明の振動検出装置１００は、生体に接する側から接触手段１３０、検出手段１２０、押圧手段１１０の順番に積層している。
【００３１】
押圧手段１１０は、特に限定しないがシリコンやエラストマ等の可撓性のある弾性材料の中に第１の磁力発生手段１４０ａ，１４０ｂと第２の磁力発生手段１５０ａ，１５０ｂとが、平面的に重なるように備えている。領域Ａ１では、第１の磁力発生手段１４０ａと第２の磁力発生手段１５０ａとが対向するように設けてあり、領域Ａ２では、第１の磁力発生手段１４０ｂと第２の磁力発生手段１５０ｂとが対向するように設けてある。
【００３２】
第１の磁力発生手段１４０ａ，１４０ｂと第２の磁力発生手段１５０ａ，１５０ｂとは、永久磁石で構成している。磁石にはＮ極とＳ極との磁極があるが、この双方の磁力発生手段は、互いに反発力が生じるように同一の磁極が対向するように配置されている。このようにすることで、検出手段１２０を接触手段１３０の方向、つまり生体の方向に押圧することができる。磁力発生手段同士は、機械的な可動部分による反発力を受けているものではないから、機械的に磨り減ることもなく長く押圧力を持続させることができる。
このような反発力が生じても、押圧手段１１０は、可撓性のある弾性材料からなっているため、変形だけで押圧手段１１０自体が壊れることはない。
【００３３】
検出手段１２０は、電極１６０ａ，１６０ｂを同じく可撓性のある弾性材料の中に備えている。
電極１６０ａ，１６０ｂは、特に限定しないが、双方が対向配置されており、互いの距離が変化することで生体の振動を静電容量値として検出する検出素子１６０を構成してい
る。電極１６０ａ，１６０ｂは、生体の振動により互いの距離が近づくほど静電容量値は高くなる。この静電容量値の大小で生体の振動を検出するのである。
【００３４】
検出素子１６０は、少なくとも１つあればよいが、測定対象となる生体の面積が大きいときなどは、複数設けてもよい。図１では、１２個設けている例を示しており、領域Ａ１，Ａ２ともに６個ずつ設けている。なお、図１においては、説明をしやすくするため、検出素子１６０の配線などは省略して表示している。
【００３５】
接触手段１３０は、生体と接触する手段であって、特に限定しないが、通気性を有するとともに耐湿性を有するフィルム状の素材で構成している。このような構成にすることで、本発明の振動検出装置１００を使用しても、汗や水分の浸入を防止することができる。
【００３６】
図１に示す例では、領域Ａ１で６つの検出素子１６０を第１の磁力発生手段１４０ａと第２の磁力発生手段１５０ａとで発生させる反発力で押圧し、同様に、領域Ａ２で６つの検出素子１６０を第１の磁力発生手段１４０ｂと第２の磁力発生手段１５０ｂとで発生させる反発力で押圧するように設けてある。
【００３７】
第１の磁力発生手段１４０ａ，１４０ｂと第２の磁力発生手段１５０ａ，１５０ｂとは、永久磁石で構成している。磁石にはＮ極とＳ極との磁極があるが、この双方の磁力発生手段は、互いに反発力が生じるように同一の磁極が対向するように配置されている。このようにすることで、検出手段１２０を接触手段１３０の方向、つまり生体の方向に押圧することができる。
このような反発力が生じても、押圧手段１１０は、可撓性のある弾性材料からなっているため、変形だけで押圧手段１１０自体が壊れることはない。
【００３８】
第１の磁力発生手段１４０ａ，１４０ｂと第２の磁力発生手段１５０ａ，１５０ｂとは、永久磁石であるから、双方の磁力発生手段の間にスプリングのような機械的に作用する部分がない。適度な反発力を有するとともに、本発明の振動検出装置１００が生体の動きなどに合わせて変形したとしても、若干ではあるが、双方の磁力発生手段が対向する方向と直交する方向（図１では左右方向）にも動くことができる。このため、双方の磁力発生手段の間の反発力は維持されたまま、一方向だけの押圧ではなく、若干ではあるものの三次元的な押圧ができ、生体の動きに追従させることができる。
【００３９】
また、図１に示す本発明の振動検出装置１００は、領域Ａ１と領域Ａ２とで、第１の磁力発生手段１４０ａ，１４０ｂと第２の磁力発生手段１５０ａ，１５０ｂとの反発力を変えても構わない。
例えば、領域Ａ１における第１の磁力発生手段１４０ａと第２の磁力発生手段１５０ａとで発生させる反発力より、領域Ａ２における第１の磁力発生手段１４０ｂと第２の磁力発生手段１５０ｂとで発生させる反発力を大きくしたり小さくしたりしてもよいのである。このような場合は、異なる磁力の大きさを有する永久磁石を用いればよい。
このような構成にすることによって、本発明の振動検出装置１００と測定対象となる生体とが接触する部分に凹凸や傾斜があったとしても、領域Ａ１と領域Ａ２とで常に適する押圧力で検出手段１２０が押圧されるようになる。これにより、振動検出装置１００と生体とがフィットして、検出手段１２０の検出感度や検出精度が向上するのである。
【００４０】
なお、図示はしないが、押圧手段１１０を構成する可撓性のある弾性材料にスリットを設けておき、第１の磁力発生手段１４０ａ，１４０ｂと第２の磁力発生手段１５０ａ，１５０ｂとを着脱自在にすることができる。
このような構成にすれば、磁力発生手段の磁力を変えるときに、いくつか異なる磁力の大きさの磁力発生手段を用意しておき、簡単に交換することができる。
【実施例２】
【００４１】
［本発明の振動検出装置の別構成の説明：図１］
本発明の振動検出装置の第２の実施形態の構成を引き続き図１を用いて説明する。すでに説明した例では、第１の磁力発生手段１４０ａ，１４０ｂと第２の磁力発生手段１５０ａ，１５０ｂとは、永久磁石で構成している。しかし、第１の磁力発生手段１４０ａ，１４０ｂまたは第２の磁力発生手段１５０ａ，１５０ｂのどちらか一方もしくは両方を電磁石で構成することができる。
【００４２】
磁力発生手段を構成する電磁石は、特に限定しないが、導電性の配線を所定回数巻回するコイルによって構成することができる。また、ポリイミド等の可撓性のある弾性材料からなるフレキシブル基板にコイル状に配線を施すことによっても構成することができる。このように、電磁石は、知られている構成を適宜使用することができる。
【００４３】
本発明の振動検出装置１００の第１の実施形態では、第１の磁力発生手段１４０ａと第２の磁力発生手段１５０ａとで発生させる反発力は、永久磁石の磁力の大きさによるものであった。本発明の振動検出装置１００を設計するとき、この永久磁石の磁力の大きさを予め決めることができるが、心拍計などに本発明の振動検出装置１００を組み込んだ後に、その使用環境に応じて当該反発力を可変することはできなかった。
しかしながら、本発明の振動検出装置１００の第２の実施形態では、電磁石を用いているため、この電磁石に通電する電流を制御することによって、第１の磁力発生手段１４０ａと第２の磁力発生手段１５０ａとで発生させる反発力を可変することができる。
【００４４】
電磁石は、磁力の大きさだけでなく、通電する電流の向きを変えることによって、磁極の向きも変えることができる。
このようにすることで、第１の磁力発生手段１４０ａ，１４０ｂと第２の磁力発生手段１５０ａ，１５０ｂとは、双方に引き合う力を発生させることもできるのである。
このようにすることで、振動検出装置１００と測定対象となる生体とが接触する部分に凹凸や傾斜があったとしても、その形状に合わせて、反発力または引き合う力を使い分け、振動検出装置１００と生体とがさらにフィットして、検出手段１２０の検出感度や検出精度がより向上するのである。
【００４５】
［本発明の電磁石制御の構成説明：図１、図２、図３］
次に、第１の磁力発生手段１４０ａ，１４０ｂまたは第２の磁力発生手段１５０ａ，１５０ｂに用いる電磁石の制御を説明する。図２は、電磁石の制御を説明するためのブロック図である。図３は振動検出装置１００の押圧手段１１０の部分のみを示すものであって、押圧手段１１０が変形する様子を説明する図である。なお、すでに説明した構成には同一の番号を付与している。
【００４６】
図２（ａ）において、１７０はコイル、２１０は電源手段、２２０は電流制御手段である。２３０は図１に示す検出手段１２０からの信号を送信する送信手段である。
コイル１７０は、第１の磁力発生手段１４０ａ，１４０ｂまたは第２の磁力発生手段１５０ａ，１５０ｂに用いる電磁石を模式的に示すものであって、導電性の配線を所定の回数だけ巻回したものである。
【００４７】
電源手段２１０は、コイル１７０に電流を流すための電源である。電源手段２１０は、例えば、任意の電圧を出力するための電圧生成手段である昇圧または降圧回路を含み、また、本発明の振動検出装置１００を搭載する完成体の形状によっても構成が異なり、例えば、完成体の製品が、屋内の据付タイプであれば、家庭用電源から電力を取得するための変圧手段を有し、人体に装着して外出や運動するタイプであれば、乾電池や充電式電池を
有する構成とすることができる。
【００４８】
電流制御手段２２０は、電源手段２１０とコイル１７０との間に設け、コイル１７０に通電する電流量とその向きとを制御する。電流制御手段２２０は、例えば、コイル１７０の両端に任意の電圧を任意の方向に印加する構成や、ＰＷＭ（パルス幅変調）のようにパルス幅のＯＮとＯＦＦとの比率を制御して一定の電圧を任意の方向に印加する構成とすることができる。
【００４９】
コイル１７０の両端の任意の方向に印加するということは、２系統の電流発生手段を用意しておき、一方は、コイル１７０をＮ極に磁化する方向に電流を流す手段とし、他方は、コイル１７０をＳ極に磁化する方向に電流を流す手段とすることができる。これらの切換を、電流制御手段２２０からの命令にて行うものである。
【００５０】
このようにすることで、第１の磁力発生手段１４０ａ，１４０ｂと第２の磁力発生手段１５０ａ，１５０ｂとの間に反発力または引き合う力を発生させることができる。
【００５１】
図２（ｂ）は、上述の構成に送信手段２３０を加えたものである。送信手段２３０が制御手段２２０に送信する信号は、図１に示す検出手段１２０からのものである。検出素子１６０で検出した生体の心拍数と、検出手段１２０に検出素子１６０が複数あるときは、どの検出素子から得られたものかなどの情報を含んでいる。
電流制御手段２２０は、この信号を用いて電源手段２１０を制御し、コイル１７０に通電する電流量とその向きとを制御する。
【００５２】
［領域Ａ１から信号が検出されないとき：図３（ａ）］
図を用いて具体的に説明する。振動検出装置１００と測定対象となる生体とが接触して心拍数の計測を行う場合、図１に示す領域Ａ１，Ａ２の検出手段１２０にある検出素子１６０は、生体に現れる振動により電極１６０ａと電極１６０ｂとの距離が変化し、心拍数を測定できる。
このとき、領域Ａ２の検出素子１６０からの信号は得られるものの、領域Ａ１の検出素子１６０からの信号がほとんど得られない場合を説明する。
この状況は、領域Ａ２の電極１６０ａ，１６０ｂとの距離は、生体の脈波に応じて変化しているが、領域Ａ１の電極１６０ａ，１６０ｂとの距離は、測定前からほとんど変化がない状態であることを示している。
つまり、領域Ａ１において、振動検出装置１００と生体とが接触する部分に凹凸や傾斜があるなどして、振動検出装置１００と生体とが正常に接していない状態である。
【００５３】
電流制御手段２２０は、送信手段２３０から得られた信号により、当該状況を知り、領域Ａ１にある第１の磁力発生手段１４０ａと第２の磁力発生手段１５０ａとの間に反発力が発生するように電源手段２１０を制御する。一方、領域Ａ２に関しては、その検出素子１６０からの信号は得られるので何もしない。
電源手段２１０は、領域Ａ１にある第１の磁力発生手段１４０ａと第２の磁力発生手段１５０ａとが同じ磁極に磁化するような電流を出力する。
これにより、図３（ａ）に示すように、第１の磁力発生手段１４０ａと第２の磁力発生手段１５０ａとの距離は、第１の磁力発生手段１４０ｂと第２の磁力発生手段１５０ｂとの距離に比べて大きくなり、領域Ａ１において双方の検出手段１２０は生体により強く押圧されるのである。このようになることで、領域Ａ１においても心拍数の検出ができるようになるのである。
【００５４】
［領域Ａ２から信号が強く検出され過ぎたとき：図３（ｂ）］
また、振動検出装置１００と測定対象となる生体とが接触して心拍数の計測を行う場合
、領域Ａ１の検出素子１６０からの信号は正常に得られるものの、領域Ａ２の検出素子１６０からの信号が強すぎた場合を説明する。
この状況は、領域Ａ１の電極１６０ａ，１６０ｂとの距離は、生体の脈波に応じて変化しているが、領域Ａ２の電極１６０ａ，１６０ｂとの距離は、生体の脈波に応じて変化する距離に比べてさらに近くなっていることを示している。
つまり、領域Ａ２において、振動検出装置１００と生体とが接触する部分に凹凸や傾斜があるなどして、振動検出装置１００と生体とが強く接し過ぎている状態である。
このような場合、電極１６０ａと電極１６０ｂとの距離が近くなりすぎるため、その状態では正しく生体の振動が伝達せず、心拍数を正しく検出することができなくなるのである。すでに説明したように、電極１６０ａ，１６０ｂは、互いの距離が近ければ近いほど静電容量値が高くなるので、予めある静電容量値のしきい値を設定しておけば、すぐさまこの状況を検出することができる。
【００５５】
電流制御手段２２０は、送信手段２３０から得られた信号により、当該状況を知り、領域Ａ２にある第１の磁力発生手段１４０ｂと第２の磁力発生手段１５０ｂとの間に引き合う力が発生するように電源手段２１０を制御する。一方、領域Ａ１に関しては、その検出素子１６０からの信号は得られるので何もしない。
電源手段２１０は、領域Ａ２にある第１の磁力発生手段１４０ｂと第２の磁力発生手段１５０ｂとが異なる磁極に磁化するような電流を出力する。
これにより、図３（ｂ）に示すように、第１の磁力発生手段１４０ｂと第２の磁力発生手段１５０ｂとの距離は、第１の磁力発生手段１４０ａと第２の磁力発生手段１５０ａとの距離に比べて小さくなり、領域Ａ２において検出手段１２０は生体から離れるようになるのである。このようになることで、領域Ａ２においても心拍数の検出ができるようになるのである。
【００５６】
このようにすることで、第１の磁力発生手段１４０ａ，１４０ｂと第２の磁力発生手段１５０ａ，１５０ｂとの間に発生する反発力または引き合う力を制御し、振動検出装置１００と生体とが接触する部分の状態に関係なく、振動検出装置１００と生体とを正常に接触させることができるのである。
【００５７】
［本発明の振動検出装置のさらに別構成の説明：図４］
なお、以上説明した例では、図１に示すように、本発明の振動検出装置１００を領域Ａ１，Ａ２に分け、第１の磁力発生手段１４０ａ，１４０ｂと第２の磁力発生手段１５０ａ，１５０ｂとは、それぞれ６つの検出素子１６０の上部を覆う構成を例にして説明した。すでに説明したように、この構成は一例であって、これに限定されるものではない。
【００５８】
例えば、図４に示すように、振動検出装置１００を領域Ａ１〜Ａ４に分け、第１の磁力発生手段１４０ａ〜１４０ｄと、第２の磁力発生手段１５０ａ〜１５０ｄとを有し、それぞれ３つの検出素子１６０の上部を覆う構成としてもよいのである。
図３を用いて説明したように、磁力発生手段同士の反発力や引き合う力は、自由に制御できるから、第１の磁力発生手段１４０ａ〜１４０ｄおよび第２の磁力発生手段１５０ａ〜１５０ｄの下部の検出素子１６０の数を小さくするほど、検出素子１つあたりの押圧力を細かく制御することができるようになるのである。
したがって、振動検出装置１００と生体とがよりフィットすることで、生体が運動中であっても検出手段１２０の検出感度や検出精度が低下することがないのである。
【実施例３】
【００５９】
［本発明の振動検出装置のさらに別構成の説明：図５］
本発明の振動検出装置の第３の実施形態の構成を図５を用いて説明する。すでに説明した例では、第１の磁力発生手段と第２の磁力発生手段とは、同じ数であった。本発明の第
３の実施形態では、そのどちらかを１つにしている。図５に示す例では、第２の磁力発生手段１５５を１つにして、それと対向するように複数の第１の磁力発生手段１４０ａ〜１４０ｄを設けている。第２の磁力発生手段１５５は、特に限定しないが、可撓性を有するマグネットシート等を用いることができる。
図３を用いて説明したように、磁力発生手段同士の反発力や引き合う力は、自由に制御できる。そして、その制御は、どちらか一方の磁力発生手段だけを制御してもよいのである。
【００６０】
例えば、第１の磁力発生手段１４０ａ〜１４０ｄを電磁石で構成し、第２の磁力発生手段１５５を永久磁石で構成してもよい。
このような構成にすることで、図２に示す電源手段２１０は、第１の磁力発生手段１４０ａ〜１４０ｄに電流を流せばよくなるため、電源手段２１０の小型化や簡素化を行うことができる。同様に、電流制御手段２２０も、電源手段２１０への制御が簡単になる。
もちろん、第２の磁力発生手段１５５は１つであっても、第１の磁力発生手段１４０ａ〜１４０ｄを制御することによって第１の磁力発生手段１４０ａ〜１４０ｄの下部の検出素子１つあたりの押圧力を細かく制御することに変わりはなく、すでに図４を用いて説明した例と同様に、振動検出装置１００と生体とがよりフィットすることで、生体が運動中であっても検出手段１２０の検出感度や検出精度が低下することがないのである。
【００６１】
［本発明の振動検出装置の測定対象への取り付け構成説明：図６］
次に、本発明の振動検出装置１００を他の装置、例えば、手首に装着する心拍計に組み込むときの様子を説明する。すでに説明したように、振動検出装置１００は、接触手段１３０と検出手段１２０と押圧手段１１０とを積層なる構造体である。この振動検出装置１００を固定する枠体を備え、心拍計のケースに固定する。
図６は、本発明の振動検出装置１００を備えた心拍計の構成を説明する図であって、図６（ａ）は断面図、図６（ｂ）は斜視図である。
図６において、２００は振動検出装置１００を固定するフレームとなる枠体、３００は心拍計のケースとなる外部ケース、３１０ａは第１のバンド、３１０ｂは第２のバンドである。３２０は外部ケース３００に備えるディスプレイである。４００は測定対象部位の手首を示している。
【００６２】
図６（ａ）に示すように、振動検出装置１００は、枠体２００によって外部ケース３００に固定されている。図中下側に測定対象部位が来るため、振動検出装置１００の接触手段１３０はその位置にある。接触手段１３０を介して検出手段１２０が手首４００に現れる脈波（心拍数）を検出する必要があるため、枠体２００は接触手段１３０と手首４００との間には設けていない。
外部ケース３００には、第１のバンド３１０ａ，第２のバンド３１０ｂが接続してある。なお、図示はしないが、枠体２００は外部ケース３００と一体に構成してもよい。
【００６３】
図６（ｂ）に示すように、第１のバンド３１０ａ，第２のバンド３１０ｂを用いて外部ケース３００を手首４００に巻き付ける。第１のバンド３１０ａ，第２のバンド３１０ｂの締め付け力により、振動検出装置１００は手首４００の方向に押し付けられ、接触手段１３０は手首４００の被測定部位に接触する。
【００６４】
押圧手段１１０は、すでに説明したように、シリコンやエラストマ等の可撓性のある弾性材料で構成している。押圧手段１１０に備える２つの磁力発生手段が互いに離間するように反発力が生じて検出手段１２０が手首４００の方向に押圧されても、枠体２００によって、図中上側、つまり手首４００とは反する方向への押圧手段１１０の変形が抑制される。これにより、押圧手段１１０に生じる反発力は、そのほとんどが手首４００側にかかることになり、検出手段１２０を効率よく手首４００に押し付けることができる。
【００６５】
図６（ｂ）に示すように、このように手首４００に装着された心拍計には、例えば、液晶表示装置などで構成するディスプレイ３２０があり、使用者は、振動検出装置１００によって検出される心拍数や時間等の情報を目視することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の振動検出装置は、検出手段を生体に押圧する力を可変でき、広い面積を有する検出手段であっても均一に生体に押圧することができる。このため、運動中でも測定できる心拍計に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の振動検出装置の構成を説明する断面図である。
【図２】本発明の振動検出装置において電磁石を制御する構成を説明するブロック図である。
【図３】本発明の振動検出装置の動作を説明する断面図である。
【図４】本発明の振動検出装置の構成を説明する断面図である。
【図５】本発明の振動検出装置の異なる構成を説明する断面図である。
【図６】本発明の振動検出装置の測定対象への取り付ける様子を説明する図である。
【図７】特許文献１に示した従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
【００６８】
１００  振動検出装置
１１０  押圧手段
１２０  検出手段
１３０  接触手段
１４０ａ  領域Ａ１に設ける第１の磁力発生手段
１４０ｂ  領域Ａ２に設ける第１の磁力発生手段
１５０ａ  領域Ａ１に設ける第２の磁力発生手段
１５０ｂ  領域Ａ２に設ける第２の磁力発生手段
１５５  第２の磁力発生手段
１６０  検出素子
１６０ａ，１６０ｂ  電極
１７０  コイル
２００  枠体
２１０  電源手段
２２０  電流制御手段
２３０  送信手段
３００  外部ケース
３１０  バンド
３１０ａ  第１のバンド
３１０ｂ  第２のバンド
３２０  ディスプレイ
４００  手首
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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