JP2017219341A - 圧力検出装置および生体情報計測システム - Google Patents

Abstract

【課題】被計測体に生じる微小な圧力変動を高精度に計測する。
【解決手段】圧力検出装置１２は、圧電素子１７と、圧電素子１７を壁面の一部とする入力室３５が設けられた中空体１５と、中空体１５に設けられるとともに入力室３５内に連通し、圧電素子１７に対して傾斜する方向に向けて入力室３５内に空気を導入する導入部２１と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧力検出装置および生体情報計測システムに関する。

従来から、生体情報計測システムとして、下記特許文献１に記載の構成が知られている。生体情報計測システムは、受圧部と、圧力検出装置と、を備えている。受圧部が圧力を受けると、受圧部が圧力検出装置に空気を圧送（圧力を送出）する。

特開２００５−１１０９６９号公報

この種の生体情報計測システム等、被計測体に生じる微小な圧力変動（例えば、動物（人や家畜）の呼吸数や心拍数など）を計測するシステムにおいて、圧力検出装置として、圧電素子を備える構成を採用することが考えられる。この構成では、受圧部から圧送された空気の圧力を圧電素子が受けて電圧に変換する。このとき受圧部が、想定されていた計測範囲を超えるような大きな圧力を受け、受圧部から圧力検出装置に圧送される空気の圧力が過度に高くなると、圧電素子によって変換される電圧も過度に高くなる。その結果、被計測体に生じる微小な圧力変動の計測精度が一時的に低下するおそれがある。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、被計測体に生じる微小な圧力変動を高精度に計測することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
（１）本発明に係る圧力検出装置は、圧電素子と、前記圧電素子を壁面の一部とする入力室が設けられた中空体と、前記中空体に設けられるとともに前記入力室内に連通し、前記圧電素子に対して傾斜する方向に向けて前記入力室内に空気を導入する導入部と、を備えている。
なお、前記傾斜する方向には、圧電素子に平行である方向が含まれ、かつ、圧電素子の垂線方向が含まれない。

この場合、導入部が、前記傾斜する方向に向けて入力室内に空気を導入する。したがって、例えば、導入部が、前記垂線方向に向けて入力室内に空気を導入する場合に比べて、導入部を通して入力室内に導入された空気から圧電素子が直接的に受ける圧力を小さく抑えることができる。
なお前述のように、導入部が、前記垂線方向に向けて入力室内に空気を導入する場合、圧電素子が空気から直接的に受ける圧力を小さくするために、圧電素子と導入部とを離間させることも考えられる。これに対して、導入部が、前記傾斜する方向に向けて入力室内に空気を導入する場合、圧電素子と導入部とを接近させた上で、圧力を小さく抑えることができる。
以上より、この圧力検出装置によれば、小型化を図りつつ、被計測体に生じる微小な圧力変動を高精度に計測することができる。

（２）上記（１）に記載の圧力検出装置では、前記圧電素子が、前記中空体内に収容されるとともに、前記中空体内において前記圧電素子を間に挟んだ前記入力室の反対側に参照室を形成している構成を採用してもよい。

この場合、圧電素子が、中空体内において圧電素子を間に挟んだ入力室の反対側に参照室を形成している。したがって、導入部を通して入力室内に空気が導入されたときに、入力室と参照室との圧力差に基づいて圧電素子を変形させることができる。これにより、被計測体に生じる微小な圧力変動をより高精度に計測することができる。

（３）上記（２）に記載の圧力検出装置では、前記中空体が、互いに対向する第１端壁部および第２端壁部と、これらの両端壁部を連結する周壁部と、を備え、前記圧電素子が、前記第１端壁部に対して傾斜している構成を採用してもよい。

この場合、中空体が、両端壁部および周壁部を備えている。これにより、中空体を把持し易くしたり、設置し易くしたりすることが可能になり、圧力検出装置の取り扱い性を向上させることができる。
また圧電素子が、第１端壁部に対して傾斜している。したがって、例えば、圧電素子が第１端壁部に平行に配置されている場合など比べて、中空体内に、大きい圧電素子を配置することができる。これにより、圧電素子の感度を高め易くすることが可能になり、被計測体に生じる微小な圧力変動をより一層高精度に計測することができる。

（４）上記（３）に記載の圧力検出装置では、前記中空体内に収容されるとともに前記圧電素子が接続された基板を更に備え、前記圧電素子が、前記第１端壁部との間に前記入力室を形成し、前記基板が、前記中空体内において前記圧電素子と前記第２端壁部との間に配置されるとともに、前記第１端壁部に沿って延びている構成を採用してもよい。

この場合、圧電素子が、第１端壁部に対して傾斜している。つまり圧電素子では、その傾斜方向の両側に位置する一対の端部のうち、一方の端部が他方の端部よりも第１端壁部に近くなっている。これにより、前記一方の端部と基板との間に広い空間を確保することができる。ここで基板が、第１端壁部に沿って延びている。したがって、基板に配置される突起物（例えば演算処理用の電子部品など）を前記広い空間に配置することで、基板と第２端壁部とを近接させることができる。これにより、中空体内に基板を配置しつつも、両端壁部間の距離を短くすることが可能になり、圧力検出装置の確実な小型化を図ることができる。

（５）上記（３）または（４）に記載の圧力検出装置では、前記導入部が前記周壁部に設けられている構成を採用してもよい。

この場合、導入部が周壁部に設けられている。したがって、両端壁部を挟み込むように中空体を把持したり、第１端壁部または第２端壁部を設置面上に設置したりするときに、導入部が邪魔になるのを抑えることができる。これにより、圧力検出装置の取り扱い性を更に向上させることができる。

（６）上記（２）から（５）のいずれか１つに記載の圧力検出装置では、前記中空体内に収容され、前記圧電素子との間に前記参照室を形成する室部材を更に備えている構成を採用してもよい。

この場合、圧電素子と室部材との間に参照室を形成するので、参照室の設計の自由度を高め易くすることができる。

（７）上記（２）から（６）のいずれか１つに記載の圧力検出装置では、前記参照室の内部と前記中空体の外部とを連通可能な連通部を更に備えている構成を採用してもよい。

圧力検出装置の使用環境によっては、中空体の外部の圧力（外圧）が変動することがある。例えば、締め切った部屋で圧力検出装置を使用する場合には、ドアを開閉すること等により、外圧に微小な変動が生じうる。このとき、入力室が導入部を通して外圧変動の影響を受ける場合がある。この場合、参照室も外圧変動から同様の影響を受けないと、計測精度が低下するおそれがある。
この圧力検出装置では、参照室の内部と中空体の外部とが連通部を通して連通可能である。したがって、入力室が外圧変動の影響を受ける場合には、連通部を通して参照室の内部と中空体の外部とを連通しておくことで、参照室にも連通部を通して同様の影響を受けさせることができる。その結果、圧力変動の同相成分をキャンセルすることができる。一方で、入力室が外圧の変動の影響を受けない場合には、参照室も影響を受けないように、連通部を通した参照室の内部と中空体の外部との連通を遮断しておくことができる。これにより、外圧変動に伴う入力室への影響の有無によらず、被計測体に生じる微小な圧力変動を高精度に計測することができる。

（８）上記（１）から（７）のいずれか１つに記載の圧力検出装置では、前記導入部が、前記圧電素子の中央部に向けて前記入力室内に空気を導入する構成を採用してもよい。

この場合、導入部が、圧電素子の中央部に向けて入力室内に空気を導入するので、被計測体に生じる微小な圧力変動を高精度に計測しつつ、計測感度も良好に確保することができる。

（９）本発明に係る生体情報計測システムは、被計測体から圧力を受ける受圧部と、上記（１）から（８）のいずれか１つに記載の圧力検出装置と、を備え、前記受圧部が圧力を受けたときに、前記受圧部が前記導入部に空気を圧送する。

この場合、生体情報計測システムが、前記圧力検出装置を備えているので、被計測体に生じる微小な圧力変動を高精度に計測することができる。

本発明によれば、被計測体に生じる微小な圧力変動を高精度に計測することができる。

本発明の一実施形態に係る生体情報計測システムにおいて一部を断面視した図である。 図１に示す生体情報計測システムを構成する圧力検出装置の第１分割体の平面図である。 図１に示す生体情報計測システムを構成する圧力検出装置の室部材を反転させた状態を示す斜視図である。

以下、図１から図３を参照し、本発明の一実施形態に係る生体情報計測システム１０を説明する。
生体情報計測システム１０は、医療分野や介護分野において、見守りや睡眠管理を目的として使用することができる。また、生体情報計測システム１０は、畜産分野において、家畜の心拍数や反芻数、体動の管理を目的として使用することもできる。

生体情報計測システム１０は、被計測体（例えば、人や家畜などの動物）に生じる微小な圧力変動（例えば呼吸数や心拍数など）を、生体情報として計測する。また、生体情報計測システム１０は、前記微小な圧力変動だけでなく、前記微小な圧力変動よりも振幅が大きい圧力変動（例えば体動など）も、生体情報として計測することができる。

例えば、医療分野や介護分野において、生体情報計測システム１０を寝台装置（ベッド）に使用した場合、生体情報計測システム１０は、寝台上の人の呼吸数、心拍数、体動、着床や在床、離床を計測することができる。生体情報計測システム１０をトイレや車いすに使用した場合、生体情報計測システム１０は、トイレや車いすに着座した人の呼吸数や心拍数、トイレや車いすへの人の着座の有無を計測することができる。

生体情報計測システム１０は、前述したような寝台装置やトイレ、車いすに適用することで、被計測体の生体情報を無拘束で計測する。生体情報計測システム１０は、低周波領域（例えば、周波数が０．１Ｈｚ〜２００Ｈｚ）の信号を検出する。生体情報計測システム１０の計測結果は、外部の図示しない情報処理装置に送出される。前記情報処理装置は、例えば、計測結果を表示部に表示させたり、計測結果を記憶部に記憶させたりする。

生体情報計測システム１０は、受圧部１１と、圧力検出装置１２と、接続管１３と、を備えている。
受圧部１１は、被計測体から圧力を受ける。本実施形態では、受圧部１１が、弾性変形可能な中空の空気パッドである。受圧部１１が圧力を受けると、受圧部１１が圧縮変形して受圧部１１の内部の空気が圧力検出装置１２に圧送される。このとき本実施形態では、空気自体が減衰ダンパーとして働き、音域領域の振動（周波数が比較的高く、例えば周波数が３００Ｈｚ〜４ｋＨｚ程度）に基づく圧力変動が圧力検出装置１２に実質的には伝達されない。

圧力検出装置１２は、受圧部１１が受ける圧力を検出する。圧力検出装置１２は、中空体１５と、室部材１６と、圧電素子１７と、連通部１８と、遮断部１９と、基板２０と、導入部２１と、を備えている。
中空体１５は、第１端壁部２２と、第２端壁部２３と、周壁部２４と、を備えている。

第１端壁部２２および第２端壁部２３は、互いに対向する。これらの両端壁部２２、２３は、互いに同等の形状で、かつ同等の大きさに形成されている。両端壁部２２、２３それぞれの平面視形状は、矩形状とされている。なお以下では、前記矩形の長手方向を長手方向Ｘといい、短手方向を短手方向Ｙという。また、第１端壁部２２および第２端壁部２３が対向する方向を対向方向Ｚという。

周壁部２４は、両端壁部２２、２３を連結する。周壁部２４は、両端壁部２２、２３の間に配置され、平面視において矩形枠状に形成されている。周壁部２４は、一対の長手側壁部２５と、一対の短手側壁部２６と、を備えている。各長手側壁部２５は、長手方向Ｘに延びる。各短手側壁部２６は、短手方向Ｙに延びる。長手側壁部２５の端部と短手側壁部２６の端部とは、互いに連結されていて、周壁部２４における角部を形成している。

中空体１５内には、基板台座部２７と、素子台座部２８と、が設けられている。
基板台座部２７は、４つの支柱部２９を備えている。各支柱部２９は、周壁部２４の角部に配置されている。各支柱部２９は、第１端壁部２２から第２端壁部２３に向けて延びている。各支柱部２９は、互いに同等の形状で、かつ同等の大きさに形成されている。

素子台座部２８は、第１端壁部２２から第２端壁部２３に向けて隆起している。素子台座部２８の対向方向Ｚの大きさ（第１端壁部２２からの高さ）は、長手方向Ｘの第１側Ｘ１から第２側Ｘ２に向けて徐々に小さくなっている。素子台座部２８は、支柱部２９よりも対向方向Ｚに小さい。素子台座部２８において第２端壁部２３に対向する表面は、第１端壁部２２に対して傾斜している。前記表面は、長手方向Ｘに傾斜する傾斜面である。

素子台座部２８の第１側Ｘ１の端部は、一方の短手側壁部２６（以下、「連結側壁部２６ａ」という。）に連結されている。素子台座部２８の第２側Ｘ２の端部は、他方の短手側壁部２６から長手方向Ｘに離間している。この端部は、素子台座部２８の平面視において、第２側Ｘ２に突となる曲線状に形成されている。
素子台座部２８の短手方向Ｙの各端部は、一対の長手側壁部２５に連結されている。

素子台座部２８は、第１端壁部２２から筒状に隆起し、内部空間を有している。素子台座部２８の内周面は、素子台座部２８の平面視において、円形状（真円形状）に形成されている。素子台座部２８の前記表面における内周縁部には、環状の段部３０が形成されている。

中空体１５は、対向方向Ｚに２分割されている。中空体１５には、環状の分割部３１（分割線）が形成されている。分割部３１は、中空体１５を、第１端壁部２２側の第１分割体３２と、第２端壁部２３側の第２分割体３３と、に分割する。分割部３１は、基板台座部２７および素子台座部２８よりも第２端壁部２３側に位置している。

室部材１６は、中空体１５内に収容されている。室部材１６は、第１端壁部２２に向けて開口する偏平な有頂筒状に形成されている。室部材１６は、室部材１６の平面視において円形状（真円形状）に形成されている。室部材１６の開口端部は、前記段部３０内に配置され、素子台座部２８に固着されている。
室部材１６は、第１端壁部２２との間に空気室３４を形成する。空気室３４は、室部材１６と、第１端壁部２２と、素子台座部２８と、によって形成されている。

圧電素子１７は、圧力を電圧に変換する。圧電素子１７は、受圧面１７ａが受けた圧力を電圧に変換する。圧電素子１７は、中空体１５に配置され、本実施形態では、中空体１５内に収容されている。圧電素子１７は、表面が第１端壁部２２を向く円形の薄板状（膜状）に形成され、本実施形態では、前記表面が、受圧面１７ａとなっている。圧電素子１７の直径は、例えば１５ｍｍ程度である。

圧電素子１７は、室部材１６に組み付けられている。圧電素子１７は、室部材１６内に配置されている。本実施形態では、圧電素子１７の外周縁が、室部材１６の開口端部の内周縁に全周にわたって固着されている。圧電素子１７は、第１端壁部２２に対して傾斜している。圧電素子１７は、素子台座部２８の前記表面に平行に延びていて、長手方向Ｘに対して傾斜している。

圧電素子１７は、素子台座部２８の内部空間を、第２端壁部２３側から閉塞する。受圧面１７ａは、素子台座部２８の内部を通して第１端壁部２２に対向する。
圧電素子１７は、中空体１５の内部に、入力室３５と、参照室３６と、を形成する。圧電素子１７は、空気室３４を入力室３５および参照室３６に仕切る。

入力室３５および参照室３６はそれぞれ、密閉されている。入力室３５では、圧電素子１７の受圧面１７ａと素子台座部２８との間を通した外部への連通が遮断されている。参照室３６では、圧電素子１７の外周縁と室部材１６の内周縁との間を通した外部への連通が遮断されている。

入力室３５は、圧電素子１７（受圧面１７ａ）を壁面の一部とする。入力室３５は、素子台座部２８の内部が圧電素子１７により閉塞されてなる。入力室３５は、圧電素子１７と第１端壁部２２との間に形成されている。
参照室３６は、中空体１５内において圧電素子１７を間に挟んだ入力室３５の反対側に設けられている。参照室３６は、圧電素子１７と室部材１６との間に形成されている。

基板２０は、中空体１５内に収容されている。基板２０には、圧電素子１７が接続されている。本実施形態では、圧電素子１７から延びる図示しないリード線が、基板２０に接続されている。基板２０は、中空体１５内において圧電素子１７と第２端壁部２３との間に配置されている。基板２０は、第１端壁部２２に沿って延びていている。基板２０は、第１端壁部２２および第２端壁部２３と平行である。

基板２０には、突起物３７が配置されている。本実施形態では、基板２０が、回路基板であり、突起物３７が、例えば演算処理用の電子部品などである。突起物３７は、基板２０から第１端壁部２２側に向けて突出している。突起物３７は、長手方向Ｘに複数設けられている。複数の突起物３７の突出量は、第１側Ｘ１から第２側Ｘ２に向かうに従い大きくなっている。

基板２０（回路基板）は、演算処理部３８を形成している。演算処理部３８は、圧電素子１７からの電圧を電気信号に変換し、計測結果としての前記電気信号を前記情報処理装置に送出する。基板２０は、図示しないケーブルを介して前記情報処理装置に接続される。前記ケーブルは、分割部３１の周方向の一部分の間を通して中空体１５の内部から外部に延びている。

なお演算処理部３８は、圧電素子１７が変換した電圧中のノイズをフィルタリングしてもよい。前記ノイズは、受圧部１１に入力される一定の周波数領域の振動に基づく電圧である。前記一定の周波数領域としては、３００Ｈｚ以上の高い周波数領域が挙げられる。この種のノイズは、例えば、受圧部１１の表面を擦ることで生じ得る。

また基板２０として、演算処理部３８を有する前述の回路基板に代えて、演算処理部３８を有さないコネクタ基板を採用することも可能である。この場合、回路基板（演算処理部３８）を別途、外部に設け、圧電素子１７を、コネクタ基板を介して外部の回路基板に接続することができる。このとき、コネクタ基板と回路基板とをシールド線を介して接続することが可能である。なおこの場合、前記突起物３７が、例えばコネクタなどになる。

連通部１８は、参照室３６の内部と中空体１５の外部とを連通可能である。連通部１８は、密閉された参照室３６を外部に開放可能である。連通部１８は、第１連通部３９と、第２連通部４０と、図示しない第３連通部と、を備えている。
第１連通部３９は、室部材１６に設けられている。第１連通部３９は、室部材１６を貫通する貫通孔である。第１連通部３９は、室部材１６の頂壁部における中央部に配置されている。

第２連通部４０は、中空体１５の内部に設けられている。第２連通部４０は、素子台座部２８と、第１端壁部２２と、周壁部２４と、第２端壁部２３と、の間の空間によって形成されている。第２連通部４０には、基板２０が配置されている。
前記第３連通部は、第１分割体３２と第２分割体３３との間に設けられている。前記第３連通部は、分割部３１のうち、前記ケーブルが通過する部分に設けられている。前記第３連通部は、中空体１５と前記ケーブルとの間に設けられた隙間によって形成される。

遮断部１９は、連通部１８を通した参照室３６の内部と中空体１５の外部との連通を遮断する。遮断部１９は、第１連通部３９を閉塞している。遮断部１９は、室部材１６に貼着されたフィルムである。遮断部１９は、室部材１６に、参照室３６の反対側（第２連通部４０側）から貼着されている。

導入部２１は、中空体１５に設けられるとともに入力室３５内に連通している。導入部２１は、密閉された入力室３５を外部に開放可能である。導入部２１は、圧電素子１７（受圧面１７ａ）に対して傾斜する方向に向けて入力室３５内に空気を導入する。なお、前記傾斜する方向には、圧電素子１７（受圧面１７ａ）に平行である方向が含まれ、かつ、圧電素子１７（受圧面１７ａ）の垂線Ｐ方向が含まれない。図示の例では、導入部２１が、前記傾斜する方向（ただし、圧電素子１７に平行である方向を除く）に向けて入力室３５内に空気を導入する。

導入部２１は、周壁部２４に設けられている。導入部２１は、中空体１５を貫通している。導入部２１は、圧電素子１７の中央部に向けて入力室３５内に空気を導入する。導入部２１は、中空体１５とは別個の部材によって形成されている。導入部２１は、管体である。

導入部２１の軸線Ｏは、長手方向Ｘに延び、図示の例では、第１端壁部２２に平行に延びている。軸線Ｏは、受圧面１７ａの中央部を通過し、受圧面１７ａおよび垂線Ｐに対して傾斜している。長手方向Ｘおよび対向方向Ｚの両方向に沿う断面視において、軸線Ｏと受圧面１７ａとの傾斜角度θは、例えば４５°以下である。前記傾斜角度θは、０°より大きく４５°以下であり、例えば、１０°以上２０°以下である。

導入部２１は、連結側壁部２６ａおよび素子台座部２８の第１側Ｘ１の端部を一体に貫通している。導入部２１の第１側Ｘ１の端部は、中空体１５から第１側Ｘ１に突出している。導入部２１の第２側Ｘ２の端部は、入力室３５の内部に突出していない。導入部２１の第２側Ｘ２の端面は、素子台座部２８の内周面（入力室３５の内面）と長手方向Ｘに同等の位置に配置されている。

接続管１３は、受圧部１１と導入部２１とを連通している。接続管１３は、受圧部１１からの空気を導入部２１に導入する。導入部２１の内径および接続管１３の内径はそれぞれ、例えば２ｍｍ以下である。
前記生体情報計測システム１０では、受圧部１１が圧力を受けたときに、受圧部１１が導入部２１に空気を圧送（圧力を送出）する。なお本実施形態では、受圧部１１が、中空体１５の外部の圧力（外圧）の変動に伴って変形することがなく、受圧部１１が、外圧変動の影響を実質的に受けない。そのため入力室３５も、外圧の変動の影響を実質的に受けない。

以上説明したように、本実施形態に係る圧力検出装置１２および生体情報計測システム１０によれば、導入部２１が、前記傾斜する方向に向けて入力室３５内に空気を導入する。したがって、例えば、導入部２１が、前記垂線Ｐ方向に向けて入力室３５内に空気を導入する場合に比べて、導入部２１を通して入力室３５内に導入された空気から圧電素子１７が直接的に受ける圧力を小さく抑えることができる。

なお前述のように、導入部２１が、前記垂線Ｐ方向に向けて入力室３５内に空気を導入する場合、圧電素子１７が空気から直接的に受ける圧力を小さくするために、圧電素子１７と導入部２１とを離間させることも考えられる。これに対して、導入部２１が、前記傾斜する方向に向けて入力室３５内に空気を導入する場合、圧電素子１７と導入部２１とを接近させた上で圧力を小さく抑えることができる。

以上より、この圧力検出装置１２によれば、小型化を図りつつ、被計測体に生じる微小な圧力変動を高精度に計測することができる。
また導入部２１が、圧電素子１７の中央部に向けて入力室３５内に空気を導入するので、被計測体に生じる微小な圧力変動を高精度に計測しつつ、計測感度も良好に確保することができる。

また圧電素子１７が、中空体１５内において圧電素子１７を間に挟んだ入力室３５の反対側に参照室３６を形成している。したがって、導入部２１を通して入力室３５内に空気が導入されたときに、入力室３５と参照室３６との圧力差に基づいて圧電素子１７を変形させることができる。これにより、被計測体に生じる微小な圧力変動をより高精度に計測することができる。
また、圧電素子１７と室部材１６との間に参照室３６を形成するので、参照室３６の設計の自由度を高め易くすることができる。

また中空体１５が、両端壁部２２、２３および周壁部２４を備えている。これにより、中空体１５を把持し易くしたり、設置し易くしたりすることが可能になり、圧力検出装置１２の取り扱い性を向上させることができる。
また圧電素子１７が、第１端壁部２２に対して傾斜している。したがって、例えば、圧電素子１７が第１端壁部２２に平行に配置されている場合など比べて、中空体１５内に、大きい圧電素子１７を配置することができる。これにより、圧電素子１７の感度を高め易くすることが可能になり、被計測体に生じる微小な圧力変動をより一層高精度に計測することができる。

また圧電素子１７が、第１端壁部２２に対して傾斜している。本実施形態では、圧電素子１７の第２側Ｘ２の端部が、第２側Ｘ２の端部よりも第１端壁部２２に近くなっている。これにより、圧電素子１７の第２側Ｘ２の端部と基板２０との間に広い空間を確保することができる。ここで基板２０が、第１端壁部２２に沿って延びている。したがって、基板２０に配置される突起物３７を前記広い空間に配置することで、基板２０と第２端壁部２３とを近接させることができる。これにより、中空体１５内に基板２０を配置しつつも、両端壁部２２、２３間の距離を短くすることが可能になり、圧力検出装置１２の確実な小型化を図ることができる。

また導入部２１が周壁部２４に設けられている。したがって、両端壁部２２、２３を挟み込むように中空体１５を把持したり、第１端壁部２２または第２端壁部２３を設置面上に設置したりするときに、導入部２１が邪魔になるのを抑えることができる。これにより、圧力検出装置１２の取り扱い性を更に向上させることができる。

ところで、圧力検出装置１２の使用環境によっては、中空体１５の外部の圧力（外圧）が変動することがある。例えば、締め切った部屋で圧力検出装置１２を使用する場合には、ドアを開閉すること等により、外圧に微小な変動が生じうる。このとき、入力室３５が導入部２１を通して外圧変動の影響を受ける場合がある。この場合、参照室３６も外圧変動から同様の影響を受けないと、計測精度が低下するおそれがある。

この圧力検出装置１２では、参照室３６の内部と中空体１５の外部とが連通部１８を通して連通可能である。したがって、本実施形態と異なり、入力室３５（受圧部１１）が外圧変動の影響を受ける場合には、遮断部１９を除外して、連通部１８を通して参照室３６の内部と中空体１５の外部とを連通しておくことで、参照室３６にも連通部１８を通して同様の影響を受けさせることができる。その結果、圧力変動の同相成分をキャンセルすることができる。一方で、本実施形態のように、入力室３５（受圧部１１）が外圧の変動の影響を受けない場合には、参照室３６も前述の影響を受けないように、連通部１８を通した参照室３６の内部と中空体１５の外部との連通を、前述の遮断部１９のような構成によって遮断しておくことができる。これにより、外圧変動に伴う入力室３５への影響の有無によらず、被計測体に生じる微小な圧力変動を高精度に計測することができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

受圧部１１として、空気パッドとは異なる構成を採用することもできる。例えば、受圧部１１として、聴診器において皮膚に直接接触させる部分のように振動板を備える構成を採用してもよい。

導入部２１が、圧電素子１７の中央部に向けて入力室３５内に空気を導入していなくてもよい。導入部２１が、圧電素子１７の外周縁に向けて入力室３５内に空気を導入してもよく、圧電素子１７に向けて空気を導入しなくてもよい。軸線Ｏが、受圧面１７ａの外周縁を通過してもよく、受圧面１７ａを通過しなくてもよい。

導入部２１が、管体でなくてもよい。例えば、導入部２１が、中空体１５に形成された通路などであってもよい。
導入部２１が、第１端壁部２２や第２端壁部２３に設けられていてもよい。基板２０が、中空体１５内に収容されていなくてもよい。

遮断部１９や連通部１８がなくてもよい。
室部材１６がなくてもよい。例えば、圧力検出装置１２における第２連通部４０に相当する空間を、参照室３６としてもよい。

中空体１５が、第１端壁部２２、第２端壁部２３および周壁部２４を備えていなくてもよい。例えば、中空体１５が、第１端壁部２２および素子台座部２８のみによって構成されていてもよい。この場合、室部材１６または圧電素子１７が、中空体１５内に収容されずに外部に露出されている構成を採用することができる。

その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１０ 生体情報計測システム
１１ 受圧部
１２ 圧力検出装置
１５ 中空体
１６ 室部材
１７ 圧電素子
１８ 連通部
２０ 基板
２１ 導入部
２２ 第１端壁部
２３ 第２端壁部
２４ 周壁部
３５ 入力室
３６ 参照室

Claims (9)

1. 圧電素子と、
   前記圧電素子を壁面の一部とする入力室が設けられた中空体と、
   前記中空体に設けられるとともに前記入力室内に連通し、前記圧電素子に対して傾斜する方向に向けて前記入力室内に空気を導入する導入部と、を備えていることを特徴とする圧力検出装置。
2. 前記圧電素子が、前記中空体内に収容されるとともに、前記中空体内において前記圧電素子を間に挟んだ前記入力室の反対側に参照室を形成していることを特徴とする請求項１に記載の圧力検出装置。
3. 前記中空体が、互いに対向する第１端壁部および第２端壁部と、これらの両端壁部を連結する周壁部と、を備え、
   前記圧電素子が、前記第１端壁部に対して傾斜していることを特徴とする請求項２に記載の圧力検出装置。
4. 前記中空体内に収容されるとともに前記圧電素子が接続された基板を更に備え、
   前記圧電素子が、前記第１端壁部との間に前記入力室を形成し、
   前記基板が、前記中空体内において前記圧電素子と前記第２端壁部との間に配置されるとともに、前記第１端壁部に沿って延びていることを特徴とする請求項３に記載の圧力検出装置。
5. 前記導入部が前記周壁部に設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の圧力検出装置。
6. 前記中空体内に収容され、前記圧電素子との間に前記参照室を形成する室部材を更に備えていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の圧力検出装置。
7. 前記参照室の内部と前記中空体の外部とを連通可能な連通部を更に備えていることを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の圧力検出装置。
8. 前記導入部が、前記圧電素子の中央部に向けて前記入力室内に空気を導入することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の圧力検出装置。
9. 被計測体から圧力を受ける受圧部と、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の圧力検出装置と、を備え、
   前記受圧部が圧力を受けたときに、前記受圧部が前記導入部に空気を圧送することを特徴とする生体情報計測システム。

Images