JP2020048943A - 脈波センサ及び脈波測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生体表面に対する装着状態を一定の状態に維持し易く、脈波を精度良く測定すること。【解決手段】生体表面Ｓ１に押し当てられる開口部及び内部にセンサ室１１を有するアタッチメント部１２と、アタッチメント部が生体表面に押し当てられた際に、生体の脈動に対応して変化するセンサ室の内圧変化に応じて変位する圧力センサ１４と、圧力センサの変位に基づいて脈波を検出する脈波検出部と、生体表面に押し当てられたアタッチメント部の押し当て状態に基づいて、脈波の測定状態を検出する測定状態検出部１７と、を備える脈波センサ１を提供する。【選択図】図３

Description

本発明は、脈波センサ及び脈波測定方法に関する。

従来、心臓の拍動に伴って伝わる血管（動脈）の圧力波を脈波として測定する脈波センサが知られている。
この種の脈波センサとして、例えば下記特許文献１に示されるように、血管の脈動に起因した皮膚の変動（上下動）を測定することで、脈波を測定する非侵襲的な脈波センサが知られている。

この脈波センサは、圧力センサ、シール部材及び粘着テープを主に備えている。圧力センサは、円形の薄膜状に形成されたダイヤフラム部と、ダイヤフラム部を支持する支持基板と、ダイヤフラム部に設けられたピエゾ抵抗と、を備えている。支持基板には、被測定部位である皮膚側に開口した円形の開口部が形成されている。ダイヤフラム部は、開口部を塞ぐように支持基板に支持されている。シール部材は、弾性変形可能な環状に形成され、支持基板と皮膚との間に位置するように支持基板に取り付けられている。

この脈波センサによれば、シール部材を皮膚に押し当てた状態で粘着テープを腕に固定することで、開口部の内部空間、すなわち皮膚とダイヤフラム部との間に画成された空間を密閉室にすることが可能とされている。そして、血管の脈動に起因した皮膚の変動に対応してダイヤフラム部が変位する。これにより、ダイヤフラム部の応力変化をピエゾ抵抗の抵抗変化として検出することができ、この抵抗変化をモニタすることで脈波の測定が可能とされている。

特開２０１６−６３９３６号公報

上記従来の脈波センサにおいて、脈波を高精度且つ高Ｓ／Ｎ比で測定するためには、血管から最も近い皮膚表面、すなわち血管の直上に位置する皮膚表面に脈波センサを密着させた状態で固定しておく必要がある。
しかしながら上記脈波センサでは、皮膚表面に対して適切に密着した状態で固定されているか否かを、例えば目視等によって判断するしかなく、脈波センサの装着状態を正確に判断することが難しい。そのため、例えば皮膚表面に対する密着が不十分となる場合があり、Ｓ／Ｎ比が低下（悪化）する可能性があった。

さらに、粘着テープを利用して皮膚表面に脈波センサを固定できるものの、皮膚自体が弾性を有しているので、体動や姿勢変化等の影響によって、皮膚表面と脈波センサとの相対位置が変化し易い。そのため、脈波センサと血管との相対位置が変化してしまい、同様にＳ／Ｎ比が低下する可能性があった。
この場合、脈波の測定結果の信頼性を回復するために、脈波センサの位置を修正することが必要とされるが、皮膚表面を通じて血管の位置を目視することが困難であるうえ、脈波センサの装着状態をそもそも把握することが難しいので、脈波センサの位置修正を適切に行うことが難しい。

しかも、脈波センサの位置修正を行う場合には、粘着テープを剥がして脈波センサの位置調整を行った後に、粘着テープを再び貼り付けて、開口部の内部空間の密閉状態を確保し、ピエゾ抵抗の出力確認をするといった手順を行う必要がある。このとき、脈波センサの位置修正が確定するまでに、微調整を複数回にわたって行う場合が多いので、位置修正作業が煩雑となってしまう。それに加え、粘着テープの張り直しを繰り返し行った場合には、粘着テープの粘着力が低下してしまうので、開口部の内部空間の気密性を維持することが難しくなり、測定精度が低下する不都合があった。

本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、生体表面に対する装着状態を一定の状態に維持し易く、脈波を精度良く測定することができる脈波センサ及び脈波測定方法を提供することである。

（１）本発明に係る脈波センサは、生体表面に押し当てられる開口部及び内部にセンサ室を有するアタッチメント部と、前記アタッチメント部が前記生体表面に押し当てられた際に、生体の脈動に対応して変化する前記センサ室の内圧変化に応じて変位する圧力センサと、前記圧力センサの変位に基づいて脈波を検出する脈波検出部と、前記生体表面に押し当てられた前記アタッチメント部の押し当て状態に基づいて、前記脈波の測定状態を検出する測定状態検出部と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る脈波センサによれば、アタッチメント部を生体表面に対して押し当てることで、生体の脈動に対応してセンサ室の内圧を変化させることができると共に、センサ室の内圧変化に応じて圧力センサを変位させることができる。従って、脈波検出部により、圧力センサの変位に基づいて脈波の検出を行うことができる。
特に、測定状態検出部によって、生体表面に対するアタッチメント部の押し当て状態に基づいて脈波の測定状態を検出できるので、生体に対する脈波センサの装着状態を把握することができる。そのため、生体表面に対する脈波センサの装着状態を一定の状態に維持し易く、脈波を精度良く測定することができる。

（２）前記アタッチメント部における前記生体表面側に設けられ、前記生体表面に対する前記アタッチメント部の押し当て時に弾性変形可能な弾性体を備え、前記測定状態検出部は、前記弾性体に取り付けられ、該弾性体の弾性変形に対応した応力信号を出力する応力センサを備えても良い。

この場合には、弾性体を介してアタッチメント部を生体表面に対して押し当てることができるので、生体表面の表面形状に対応して弾性体を弾性変形させることができる。そのため、生体表面に対して弾性体を密着させることができ、センサ室内を密閉状態に維持することが可能である。従って、生体の脈動に対応してセンサ室の内圧を反応良く変化させることができ、脈波を精度良く測定することができる。
特に、応力センサが弾性体の弾性変形に対応した応力信号を出力するので、応力信号をモニタすることで弾性体の変形状態を把握することができる。これにより、例えば弾性体のどの部分が、どの程度、弾性変形しているか、或いは脈波の測定中に弾性体の弾性変形がどのように変化したのか等の弾性体の状態を把握することができる。従って、生体表面に対する弾性体を介したアタッチメント部の押し当て状態を把握することができ、脈波の測定状態、すなわち生体に対する脈波センサの装着状態を把握することができる。

（３）前記弾性体は、前記生体表面側に開口したリング状に形成されても良い。

この場合には、弾性体を介してアタッチメント部を生体表面に対して押し当てたときに、弾性体の開口部が生体表面によって閉塞されるので、センサ室内をより密閉状態に維持し易い。特に、弾性体が特定の角部を有さないリング状に形成されているので、弾性体を全周に亘って均等に弾性変形させ易く、センサ室内を密閉状態に維持し易い。

（４）前記弾性体は、前記アタッチメント部の開口部を塞ぐ弾性膜状に形成され、前記弾性体と協働して前記センサ室を覆う密閉部材を有し、前記センサ室の内圧は、外気圧よりも高い圧力に設定され、前記弾性体を前記生体表面側に向けて予め膨出するように弾性変形させても良い。

この場合には、密閉部材を備えているので、弾性体と協働してセンサ室を覆うことができ、生体表面に対する弾性体を介したアタッチメント部の押し当てに関係なく、例えばセンサ室内を密閉状態に維持することが可能である。しかも、センサ室の内圧が外気圧よりも高い圧力に設定され、弾性体が生体表面側に向けて凸状に膨らむように予め膨出している。そのため、生体表面に対して弾性体を適切に密着させながら、生体表面に対して弾性体を介してアタッチメント部を押し当てることができる。従って、生体の脈動に起因した生体表面の変動に対応して弾性体を弾性変形させることができると共に、さらに弾性体の弾性変形に対応してセンサ室の内圧を変化させることができる。これにより、センサ室の内圧変化に応じて圧力センサを変位させることができ、圧力センサの変位に基づいて脈波の検出を行うことができる。

特に、センサ室内を常に密閉状態に維持することが可能であるので、生体表面との間に気密性を保つ必要性がない。そのため、例えば脈波の測定中に、傾きの修正作業や位置ずれの修正作業を容易に行い易い。さらに、弾性体によってセンサ室内が閉塞されているので、例えば生体表面から分泌される汗や皮脂、或いは塵埃等から圧力センサが影響を受けてしまうことを防止することができる。これにより、圧力センサの品質を維持し易く、さらに安定した脈波の測定を行うことができる。

（５）前記弾性体は、前記生体表面の弾性よりも低い弾性の弾性材料で形成されても良い。

この場合には、大きな押し当て力を必要とせずに、弾性体を弾性変形させながら生体表面に対して弾性体を密着させることができる。

（６）前記応力センサは、前記弾性体に対して、前記アタッチメント部の周方向に間隔をあけて複数取り付けられても良い。

この場合には、応力センサを複数有しているので、各応力センサからの応力信号に基づいて生体表面に対するアタッチメント部の押し当て状態をより精度良く把握することができる。例えば、各応力センサからの応力信号の平均値に基づいて、押し当て力を精度良く把握することが可能となる。また、各応力センサからの応力信号の出力差に基づいて、アタッチメント部が傾く等して押し当て方向が変化したことを精度良く把握することが可能となる。さらに、各応力センサからの応力信号の強弱や変化量等に基づいて、初期の押し当て位置から、どの方向にどの程度、位置ずれしたかを精度良く把握することが可能となる。従って、生体に対する脈波センサの装着状態をより精度良く把握することができ、安定した脈波の測定に繋げることができる。

（７）前記応力信号に基づいて、前記生体表面に対する前記弾性体を介した前記アタッチメント部の押し当てに関する押し当て情報を算出する処理部と、前記押し当て情報を外部に報知する報知部と、を備えても良い。

この場合には、処理部が応力信号に基づいて生体表面に対するアタッチメント部の押し当てに関する各種の押し当て情報を算出し、報知部が算出された押し当て情報を周囲に報知する。これにより、例えばユーザは、報知部を介して脈波センサの装着状態を容易且つ正確に把握することができる。従って、生体表面に対する脈波センサの装着状態を一定の状態により安定して維持し易い。

（８）前記報知部は、前記押し当て情報を表示する表示部でも良い。

この場合には、表示部を視認することで、視覚を通じて生体表面に対するアタッチメント部の押し当て情報を把握することができるので、生体に対する脈波センサの装着状態をさらに適切に把握することができる。

（９）前記処理部は、前記押し当て情報として、前記生体表面に対する前記アタッチメント部の押し当て力を算出し、前記表示部は、算出された前記押し当て力を表示するときに、予め決められた押し当て力の適正範囲と関連付けて表示を行っても良い。

この場合には、表示部に、生体表面に対するアタッチメント部の実際の押し当て力を、予め決められた押し当て力の適正範囲と関連付けて表示できるので、例えばユーザは押し当て力の強弱を容易に判断でき、最適な押し当て力で脈波センサを装着し易い。

（１０）前記処理部は、前記押し当て情報として、前記生体表面に対する前記アタッチメント部の押し当て方向を算出し、前記表示部は、算出された前記押し当て方向を表示しても良い。

この場合には、表示部に、生体表面に対するアタッチメント部の実際の押し当て方向を表示できるので、例えばユーザは押し当て方向を容易に判断でき、生体に対して適切な姿勢で脈波センサを装着し易い。

（１１）前記処理部は、前記押し当て情報として、前記生体表面に対する前記アタッチメント部の押し当て位置からの位置ずれ量及び位置ずれ方向を算出し、前記表示部は、算出された前記位置ずれ量及び前記位置ずれ方向を表示するときに、前記押し当て位置を中心として、前記位置ずれ量に対応した矢印長さ、及び前記位置ずれ方向に対応した矢印方向で構成される矢印を表示しても良い。

この場合には、脈波の測定中に、脈波センサが初期の押し当て位置から位置ずれしたとしても、表示部に表示された矢印の矢印長さ及び矢印方向に基づいて、位置ずれ量及び位置ずれ方向を容易且つ適切に把握することができる。従って、脈波センサの位置ずれを適切に修正し易い。

（１２）前記処理部は、前記圧力センサの変位及び前記押し当て情報に基づいて、前記脈波検出部による検出結果の信頼性を算出し、前記表示部は、算出した信頼性を表示しても良い。

この場合には、脈波の測定中に脈波の測定結果の信頼性が表示されるので、使い易い脈波センサとすることができる。

（１３）前記アタッチメント部を前記生体に対して取り外し可能に固定する固定部材を備えても良い。

この場合には、例えばバンド等の固定部材を利用して、脈波センサを例えば手首等に対して安定且つ強固に装着することができる。

（１４）前記圧力センサは、前記センサ室内に連通する連通孔が形成された基板と、前記連通孔を覆うように前記基板に片持ち状態で接続され、前記連通孔を通じた前記センサ室内の内圧変化に応じて撓み変形するカンチレバーと、を備え、前記カンチレバーは、前記基板の平面視で、所定のギャップをあけた状態で前記連通孔の内側に配置されることで、前記連通孔を部分的に覆うように形成され、前記脈波検出部は、前記カンチレバーの撓み変形に応じて抵抗値が変化する変位検出抵抗を含む抵抗値変化検出回路を有し、前記変位検出抵抗の抵抗値変化に対応した前記抵抗値変化検出回路からの出力信号に基づいて前記脈波を検出しても良い。

この場合には、生体の脈動に対応してセンサ室の内圧が変化すると、これに対応してカンチレバーが撓み変形する。これにより、カンチレバーの撓み量（変位量）に対応して変位検出抵抗の抵抗値が変化するので、抵抗値変化検出回路から出力される出力信号が変化する。従って、カンチレバーの撓み量に基づいた出力信号の変化をモニタすることで、センサ室の内圧変化を検出することができ、結果的に脈波の検出を行うことができる。
特に、基板に片持ち状態で接続されたカンチレバーを利用するので、センサ室の内圧変化が微小であったとしても、内圧変化にカンチレバーを反応良く追従させて撓み変形させることができるので、脈波を感度良く測定することができる。

（１５）前記センサ室は、血管幅が２ｍｍ〜４ｍｍの範囲内の動脈に起因する前記生体表面の変動に対応して内圧が変化しても良い。

この場合には、血管幅が２ｍｍ〜４ｍｍの範囲内の動脈とされている橈骨動脈を測定対象血管とすることができ、人体の腕部、特に手首に装着する脈波センサとして好適に利用することができる。

（１６）本発明に係る脈波測定方法は、生体表面に押し当て可能とされ、内部にセンサ室を有するアタッチメント部と、前記センサ室の内圧変化に応じて変位する圧力センサと、前記圧力センサの変位に基づいて脈波を検出する脈波検出部と、前記生体表面に押し当てられた前記アタッチメント部の押し当て状態に基づいて、前記脈波の測定状態を検出する測定状態検出部と、を備え、前記生体表面に対する前記アタッチメント部の押し当て時に、生体の脈動に対応して前記センサ室の内圧が変化する脈波センサを利用して、前記脈波を測定する脈波測定方法であって、前記測定状態検出部による検出結果に基づいて、前記生体表面に対する前記脈波センサの装着状態を判断する判断工程と、前記脈波センサの装着状態が予め決められた状態である場合に、前記脈波の検出を開始する測定工程と、を備えていることを特徴とする。

本発明に係る脈波測定方法によれば、脈波測定を開始する前段階で生体に対する脈波センサの装着状態を適切に把握することができるので、生体表面に対する脈波センサの装着状態を一定の状態に維持することが可能である。そして、脈波センサの装着状態が適切である場合に、脈波の測定を開始できるので、脈波を精度良く測定することができる。

（１７）前記測定工程の際、前記測定状態検出部による検出結果に基づいて、前記生体表面に対する前記アタッチメント部の押し当て位置からの位置ずれ方向及び位置ずれ量を算出しても良い。

この場合には、脈波の測定中に、脈波センサが初期の押し当て位置から位置ずれしたとしても、例えばユーザは位置ずれ量及び位置ずれ方向を容易且つ適切に把握することができる。従って、脈波センサの位置ずれを適切に修正することが可能となる。

本発明に係る脈波センサ及び脈波測定方法によれば、生体表面に対する装着状態を一定の状態に維持し易く、脈波を精度良く測定することができる。

本発明に係る脈波センサ及び脈波測定方法の第１実施形態を示す図であって、脈波センサを手首に装着している状態を示す図である。 図１に示す矢印Ａ−Ａ線に沿った断面図である。 図２に示す脈波センサの縦断面図である。 図２に示す脈波センサを構成するブロック図である。 図３に示す圧力センサ周辺の詳細を示す縦断面図である（図６に示すＢ−Ｂ線に沿った縦断面図に相当）。 図３に示す圧力センサの平面図である。 図４に示す脈波検出部における検出回路の構成図である。 図３に示す矢印Ｃ−Ｃ線に沿った断面図である。 図３に示す状態から、脈波センサを手首に対して離間させた状態を示す図である。 図３に示す状態から脈波センサが手首に対して交差方向に傾いた状態を示す図である。 図３に示す状態から脈波センサが手首に対して交差方向に位置ずれした状態を示す図である。 図４に示す表示部の画面の一例を示す図である。 図１２に示す画面の一部を拡大した図である。 図１に示す脈波センサを利用して脈波を検出する場合の一例を示したフローチャートである。 図１に示す脈波センサを利用して脈波を検出する場合の一例を示したフローチャートである。 図８に示す応力センサの取り付けに関する変形例を示した図である。 図８に示す応力センサの取り付けに関する別の変形例を示した図である。 本発明に係る脈波センサ及び脈波測定方法の第２実施形態を示す図であって、脈波センサを手首に装着している状態を示す縦断面図である。 図１８に示す矢印Ｄ−Ｄ線に沿った断面図である。 図１８に示す状態から、脈波センサを手首に対して離間させた状態を示す図である。 図１８に示す状態から脈波センサが手首に対して交差方向に傾いた状態を示す図である。 図１８に示す状態から脈波センサが手首に対して交差方向に位置ずれした状態を示す図である。 図１９に示す応力センサの取り付けに関する変形例を示した図である。 図１９に示す応力センサの取り付けに関する別の変形例を示した図である。 本発明に係る脈波センサ及び脈波測定方法の第３実施形態を示す図であって、脈波センサを手首に装着している状態を示す縦断面図である。 図２５に示す状態から脈波センサが手首に対して交差方向に傾いた状態を示す図である。 本発明に係る脈波センサ及び脈波測定方法の第４実施形態を示す図であって、脈波センサを手首に装着している状態を示す縦断面図である。 図２７に示す状態から脈波センサが手首に対して交差方向に傾いた状態を示す図である。

（第１実施形態）
以下、本発明に係る脈波センサ及び脈波測定方法の第１実施形態について図面を参照して説明する。
図１〜図３に示すように、本実施形態の脈波センサ１は、使用者の手首Ｓ（本発明に係る生体）に装着されて使用され、心臓の拍動に伴って伝わる橈骨動脈Ｒの圧力波を脈波として測定するセンサとされている。具体的には、脈波センサ１は主に手首Ｓの裏側（手の平側）に装着される。

従って本実施形態では、測定対象血管として橈骨動脈Ｒを利用する場合について説明する。従って、橈骨動脈Ｒの脈動が本発明に係る生体の脈動に相当する。
なお、橈骨動脈Ｒは人体の腕部の長さ方向に沿って延びる動脈であり、血管幅は一般的に２ｍｍ〜４ｍｍの範囲内とされている。本実施形態では、橈骨動脈Ｒが延びる方向を走行方向Ｍ１といい、手首Ｓの裏側の平面視で走行方向Ｍ１に対して直交するように交差する方向を交差方向Ｍ２という。

脈波センサ１は、手首Ｓに装着されるセンサ筐体２と、センサ筐体２を手首Ｓに対して取り外し可能に固定する固定ベルト（本発明に係る固定部材）３と、を備えている。
なお、本実施形態では、手首表面Ｓ１（本発明に係る生体表面）からセンサ筐体２に向かう方向を上方といい、その反対方向を下方という。

さらに脈波センサ１は、手首表面Ｓ１に対して対向配置された状態で、センサ筐体２を介して手首Ｓに固定されるセンサ基板１０と、センサ基板１０に対して一体に組み合わされると共に、手首表面Ｓ１に対して押し当て可能とされ、且つ手首表面Ｓ１側に開口して、内部にセンサ室１１を有する筒状のアタッチメント部１２と、アタッチメント部１２の下端部（アタッチメント部１２における手首表面Ｓ１側）に設けられ、手首表面Ｓ１に対するアタッチメント部１２の押し当て時に弾性変形可能な弾性体１３と、センサ基板１０に支持されると共に、センサ室１１の内圧変化に応じて変位する圧力センサ１４と、圧力センサ１４の変位に基づいて脈波を検出する脈波検出部１５（図４参照）と、弾性体１３を介して手首表面Ｓ１に押し当てられたアタッチメント部１２の押し当て状態に基づいて、脈波の測定状態を検出する測定状態検出部１７と、を備えている。

なお、図１では、脈波センサ１を簡略化して図示していると共に、橈骨動脈Ｒと弾性体１３との位置関係を理解し易いように図示している。

センサ筐体２は、本体ケース２０と、該本体ケース２０に対して図示しない締結部材等を介して一体的に組み合された裏蓋２１と、を備え、内部に各種の構成部品を収容可能な図示しない収容空間が形成されている。

固定ベルト３は、手首Ｓを巻回するように延びた第１固定ベルト２５及び第２固定ベルト２６を備えている。
第１固定ベルト２５及び第２固定ベルト２６は、センサ筐体２を間に挟むようにセンサ筐体２の両側に配置され、基端部が例えば裏蓋２１に対して回動可能にそれぞれ連結されている。ただし、この場合に限定されるものではなく、第１固定ベルト２５及び第２固定ベルト２６の基端部は本体ケース２０に対して連結されていても構わない。

図２に示すように、第１固定ベルト２５の先端部側には、該第１固定ベルト２５を厚さ方向に貫通する図示しない複数の固定孔が形成されている。これら複数の固定孔は、第１固定ベルト２５の延在方向に沿って、一定の間隔をあけて形成されている。第２固定ベルト２６の先端部側には、第１固定ベルト２５が挿通される尾錠枠２７ａ、及び固定孔内に挿通される図示しないつき棒を有する尾錠２７が取り付けられている。

このように固定ベルト３が構成されているので、第１固定ベルト２５及び第２固定ベルト２６を手首Ｓに巻回し、つき棒を固定孔内に挿通することで、第１固定ベルト２５及び第２固定ベルト２６を連結することが可能となる。これにより、センサ筐体２が手首Ｓの裏側に位置するように、脈波センサ１を手首Ｓに対して安定且つ強固に装着することが可能となる。なお、第２固定ベルト２６には、環状の遊革２８が第２固定ベルト２６に沿って移動可能に挿通されている。

図３に示すように、センサ基板１０は、例えば回路基板とされ、裏蓋２１に対して一体的に組み合されている。
なお、センサ基板１０の平面視で、互いに直交する２方向のうちの一方の方向を前後方向Ｌ１といい、他方向を左右方向Ｌ２という。センサ基板１０は、前後方向Ｌ１に沿った長さが左右方向Ｌ２に沿った長さよりも長い平面視長方形状に形成されている。ただし、センサ基板１０の形状はこの場合に限定されるものではなく、適宜変更して構わない。

本実施形態では、橈骨動脈Ｒの走行方向Ｍ１にセンサ基板１０の左右方向Ｌ２が一致し、且つ交差方向Ｍ２にセンサ基板１０の前後方向Ｌ１が一致するように、固定ベルト３によって脈波センサ１が手首Ｓに装着される。

センサ基板１０には、該センサ基板１０を厚み方向に貫通する貫通孔３０が形成されている。さらに、センサ基板１０上には、後述するＳＯＩ基板３１が配置されていると共に、脈波の測定に必要とされる各種の電子部品が実装されている。

センサ筐体２内の収容空間には、図４に示すように、例えば演算処理部であるＣＰＵ４０、メモリ４１、表示部４２、通信部４３、通信アンテナ４４及び電源部４５が少なくとも収容されている。
ＣＰＵ４０は、脈波センサ１の作動を総合的に制御する機能を有している。さらにＣＰＵ４０は、脈波を検出する脈波検出部１５及び、手首表面Ｓ１に対するアタッチメント部１２の押し当てに関する押し当て情報を算出する情報算出部４６を少なくとも有している。なお、ＣＰＵ４０は例えばセンサ基板１０上に実装されている。

メモリ４１には、ＣＰＵ４０に各種の演算処理を実行させるためのプログラム或いはテーブルが予め格納されている。さらにメモリ４１は、脈波検出部１５によって検出された脈波、及び情報算出部４６によって算出された各種の押し当て情報を記憶する機能を有している。なお、メモリ４１は例えばセンサ基板１０上に実装されている。

表示部４２は、脈波検出部１５によって検出された脈波、及び情報算出部４６によって算出された各種の押し当て情報を少なくとも表示可能とされ、例えば本体ケース２０の上面に露出するように配置されている。この表示部４２は、脈波及び各種の押し当て情報等を外部に報知する報知部としても機能する。なお、表示部４２に、その他の各種の情報、例えば時刻、日付或いは曜日等に関する情報を表示させても構わない（図１２参照）。

通信部４３は、脈波検出部１５によって検出された脈波、及び情報算出部４６によって算出された各種の押し当て情報を、通信アンテナ４４を介して外部機器Ｅと無線通信する機能を有している。なお、外部機器Ｅとしては、例えば情報端末或いはサーバ等が挙げられるが、特定の機器に限定されるものではない。
ただし、通信部４３及び通信アンテナ４４は必須なものではなく、具備しなくても構わない。

電源部４５は、例えばボタン電池等の交換可能な一次電池、或いは充放電可能な二次電池等とされている。さらに、本体ケース２０には、図示しない入力ボタン等の入力部が設けられ、入力部による入力操作によって、例えば脈波センサ１の電源のオンオフ操作やＣＰＵ４０を介した各構成部品の制御操作を行うことが可能とされている。

図３に示すように、アタッチメント部１２は、センサ基板１０から下方に向けて（手首表面Ｓ１に向けて）突出するように形成され、例えばリング状（円環状）に形成されている。これにより、アタッチメント部１２の下端部は、裏蓋２１よりも下方に配置されている。アタッチメント部１２は、例えば所定の剛性を有する硬質材料によって形成され、内側に位置する内部空間がセンサ室１１とされている。
なお、アタッチメント部１２の中心軸線Ｏ方向から見た平面視で中心軸線Ｏに交差する方向を径方向といい、中心軸線Ｏ回りに周回する方向を周方向という。

弾性体１３は、アタッチメント部１２の形状に対応して、手首表面Ｓ１側に開口したリング状に形成され、アタッチメント部１２の下端部に一体的に固定されている。
なお、アタッチメント部１２に対する弾性体１３の固定方法としては、特定の方法に限定されるものではないが、例えば接着や溶着等によって固定して構わない。さらには、二色成形或いはインサート成形等によって、アタッチメント部１２と弾性体１３とを一体的に固定しても構わない。

弾性体１３は、手首表面Ｓ１の弾性よりも低い弾性の弾性材料、例えば合成ゴム、シリコン、高分子ゲル等によって形成されている。より具体的には、弾性体１３は、ＪＩＳ Ｋ６２５３（加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの硬さ試験方法）で準拠されるデュロメータタイプＥの硬度７０以下程度の硬さを満足する弾性とされている。
このように形成された弾性体１３は、厚み方向（上下方向）に潰れるように弾性変形可能とされているうえ、アタッチメント部１２の下端部との接続部分を基点として径方向に湾曲するように弾性変形可能とされている。

弾性体１３は、該弾性体１３を介してアタッチメント部１２を手首表面Ｓ１に対して押し当てたときに、手首表面Ｓ１の表面形状（凹凸等）に対応して弾性変形することで、手首表面Ｓ１に対して密着可能とされている。そして、手首表面Ｓ１に対する弾性体１３の密着によって、センサ室１１を密閉状態にすることが可能とされている。これにより、センサ室１１は、橈骨動脈Ｒの脈動に起因する手首表面Ｓ１の変動（上下動）に対応して内圧が変化する。

図３及び図５に示すように、圧力センサ１４は、センサ室１１の内圧変化に応じて撓み変形可能なカンチレバー５０を備えている。
カンチレバー５０は、センサ基板１０の上面に対して重なった状態で接合された半導体基板によって形成されている。本実施形態では、半導体基板として、シリコン支持層３２、シリコン酸化膜等の絶縁層３３及びシリコン活性層３４を、下方からこの順番で熱的に張り合わせたＳＯＩ基板（本発明に係る基板）３１を例に挙げて説明している。従って、カンチレバー５０は、ＳＯＩ基板３１によって形成されている。

ただし、カンチレバー５０はＳＯＩ基板３１によって形成される場合に限定されるものではない。なお、シリコン支持層３２を一定電位に維持する（例えば、シリコン支持層３２をセンサ基板１０のグラウンド等に接続）等して、ＳＯＩ基板３１に厚さ方向の電位差の変動が生じることを抑制することが好ましい。

図５及び図６に示すように、ＳＯＩ基板３１は、センサ基板１０と同様に、前後方向Ｌ１に沿った長さが左右方向Ｌ２に沿った長さよりも長い平面視長方形状に形成されている。シリコン支持層３２及び絶縁層３３には、これらシリコン支持層３２及び絶縁層３３を厚み方向に貫通すると共に、センサ基板１０に形成された貫通孔３０に連通する連通孔３５が形成されている。
連通孔３５は、貫通孔３０を通じてセンサ室１１内に連通していると共に、後述する第１ギャップ３７を通じてカンチレバー５０の上方に位置する上部空間３６に連通している。これにより、第１ギャップ３７、連通孔３５及び貫通孔３０を通じて、センサ室１１内と上部空間３６内とは互いに連通している。

シリコン活性層３４は、絶縁層３３の上面に該絶縁層３３の全面に亘って形成されている。そのため、シリコン活性層３４は連通孔３５を上方から覆っている。さらにシリコン活性層３４のうち、ＳＯＩ基板３１の平面視で連通孔３５の内側に位置する部分には、該シリコン活性層３４を厚さ方向に貫通する平面視Ｃ形状の第１ギャップ（本発明に係るギャップ）３７が形成されている。シリコン活性層３４のうち第１ギャップ３７の内側に位置する部分が、上記カンチレバー５０とされている。従って、カンチレバー５０は、ＳＯＩ基板３１の平面視で、第１ギャップ３７をあけた状態で連通孔３５を部分的に覆っている。なお、第１ギャップ３７のギャップ幅は、例えば数百ｎｍ〜数十μｍの微小幅とされている。

カンチレバー５０は、片持ち状に支持された状態でＳＯＩ基板３１に形成されている。
具体的にはカンチレバー５０は、先端部が自由端とされたレバー本体５１と、レバー本体５１とシリコン活性層３４とを一体的に接続すると共に、レバー本体５１を片持ち状態で支持する２つのレバー支持部５２とを備え、連通孔３５を上方から覆うように配置されている。これにより、カンチレバー５０は、レバー本体５１の先端部側が自由端とされた片持ち梁構造とされ、レバー支持部５２を中心としてセンサ室１１の内圧変化に応じて撓み変形する。
なお、本実施形態では、前後方向Ｌ１に沿ってレバー支持部５２からレバー本体５１に向かう方向を前方といい、その反対方向を後方という。

カンチレバー５０の基端部には、該カンチレバー５０を厚さ方向に貫通する第２ギャップ３８が形成されている。第２ギャップ３８は、カンチレバー５０の基端部においてＳＯＩ基板３１における左右方向Ｌ２の中央部に位置するように形成されている。なお、第２ギャップ３８のギャップ幅は、第１ギャップ３７のギャップ幅と同等とされている。
２つのレバー支持部５２は、第２ギャップ３８を間に挟んで左右方向Ｌ２に並ぶように配置されている。これにより、先に述べたように、カンチレバー５０はレバー支持部５２を中心として撓み変形し易い構造とされている。

第２ギャップ３８は、前後方向Ｌ１に沿って直線状に延びると共に、左右方向Ｌ２に間隔をあけて互いに平行に配置された第１直線ギャップ３８ａ及び第２直線ギャップ３８ｂと、左右方向Ｌ２に沿って直線状に延びると共に、第１直線ギャップ３８ａと第２直線ギャップ３８ｂとを接続する第３直線ギャップ３８ｃと、を備え、全体として平面視Ｃ形状に形成されている。
なお、第２直線ギャップ３８ｂは、第１直線ギャップ３８ａよりも後方に向かって長く形成されており、後述する第２溝部５７に接続されている。

なお、２つのレバー支持部５２の左右方向Ｌ２に沿った支持幅は、互いに同等とされている。従って、カンチレバー５０が撓み変形した際、一方のレバー支持部５２に作用する応力と、他方のレバー支持部５２に作用する応力とは同等とされている。

シリコン活性層３４には、カンチレバー５０を含むようにピエゾ抵抗層（圧電抵抗層）５３が形成されている。ピエゾ抵抗層５３は、平面視で連通孔３５よりも一回り大きいサイズとなるように形成されている。これにより、ピエゾ抵抗層５３は、少なくともカンチレバー５０の全面に亘って形成されている。なお、ピエゾ抵抗層５３は、例えばリン等のドーパント（不純物）がイオン注入法や拡散法等の各種の方法によりドーピングされることで形成されている。

ピエゾ抵抗層５３のうちカンチレバー５０が形成された部分、すなわち、レバー本体５１及び２つのレバー支持部５２が形成された部分は、カンチレバー５０の撓み変形に応じて抵抗値が変化する変位検出抵抗５４として機能する。

シリコン活性層３４のうちピエゾ抵抗層５３を除いた領域には、例えばピエゾ抵抗層５３よりも電気抵抗率が小さい導電性材料（例えばＡＵ等）からなる外部電極５５が形成されている。
なお、ピエゾ抵抗層５３及び外部電極５５の上面に、図示しない絶縁膜を保護膜として被膜することで、外部との電気的な接触を防止することも可能である。

シリコン活性層３４には、該シリコン活性層３４を複数の領域に区画する複数の溝部が形成されている。本実施形態では、第１溝部５６及び第２溝部５７が、シリコン活性層３４の上面から絶縁層３３に達する深さで形成されている。
第１溝部５６は、シリコン活性層３４のうち第１ギャップ３７よりも前方側に位置する領域に形成されていると共に、前後方向Ｌ１に沿って直線状に延びるように形成されている。第１溝部５６は、前端部がＳＯＩ基板３１の前方側の側面に達し、且つ後端部が第１ギャップ３７に連通するように形成されている。これにより、ピエゾ抵抗層５３及び外部電極５５のうち、第１ギャップ３７よりも前方側に位置する部分は、第１溝部５６によって左右方向Ｌ２に分断されている。

第２溝部５７は、シリコン活性層３４のうち第２ギャップ３８よりも後方側に位置する領域に形成されていると共に、前後方向Ｌ１に沿って直線状に延びるように形成されている。より具体的には、第２溝部５７は、シリコン活性層３４のうち第２ギャップ３８における第２直線ギャップ３８ｂよりも後方側に位置する領域に形成されている。そして、第２溝部５７は、前端部が第２直線ギャップ３８ｂに連通し、且つ後端部がＳＯＩ基板３１の後方側の側面に達するように形成されている。これにより、ピエゾ抵抗層５３及び外部電極５５のうち、第２ギャップ３８よりも後方側に位置する部分は、第２溝部５７によって左右方向Ｌ２に分断されている。

上述した第１溝部５６及び第２溝部５７によって、外部電極５５は第１外部電極５５ａ及び第２外部電極５５ｂに区画されている。従って、第１外部電極５５ａ及び第２外部電極５５ｂは、後述する変位検出抵抗５４を経由する通電経路を除き、直接的な相互の電気的接続は切り離されている。
なお、第２溝部５７は、第２直線ギャップ３８ｂに接続される場合に限定されるものではない。例えば、第１直線ギャップ３８ａを第２直線ギャップ３８ｂよりも後方に向かって長く形成し、第２溝部５７と第１直線ギャップ３８ａとを接続させても構わない。

図６に示すように、変位検出抵抗５４は、第１外部電極５５ａ及び第２外部電極５５ｂに対してそれぞれ電気接続されている。これにより、第１外部電極５５ａ及び第２外部電極５５ｂ間に電圧が印加されると、この電圧印加に起因する電流は、第１外部電極５５ａから変位検出抵抗５４を経由して第２外部電極５５ｂに流れる。

脈波検出部１５は、図７に示すように、変位検出抵抗５４を含むホイートストンブリッジ回路６０を有する検出回路６１を備え、変位検出抵抗５４の抵抗値変化に対応したホイートストンブリッジ回路（本発明に係る抵抗値変化検出回路）６０からの出力信号Ｖに基づいて脈波を検出する。

検出回路６１は、ホイートストンブリッジ回路６０と、ホイートストンブリッジ回路６０に対して所定の基準電圧Ｖｃｃを印加する基準電圧発生回路６２と、差動増幅回路６３と、を備えている。
ホイートストンブリッジ回路６０は、変位検出抵抗５４及び第１固定抵抗６４が直列接続された枝辺と、第２固定抵抗６５及び第３固定抵抗６６が直列接続された枝辺と、が基準電圧発生回路６２に対して並列に接続されている。

変位検出抵抗５４は、第１端が基準電圧Ｖｃｃの供給線に接続され、第２端がノードＮ１に接続されている。第１固定抵抗６４は、第１端がノードＮ１に接続され、第２端が電源線ＧＮＤに接続されている。第２固定抵抗６５は、第１端が基準電圧Ｖｃｃの供給線に接続され、第２端がノードＮ２に接続されている。第３固定抵抗６６は、第１端がノードＮ２に接続され、第２端が電源線ＧＮＤに接続されている。なお、第１固定抵抗６４、第２固定抵抗６５及び第３固定抵抗６６は、例えばセンサ基板１０に実装された外付け抵抗とされている。

差動増幅回路６３は、例えば計測アンプであって、センサ基板１０上に取り付けられている。差動増幅回路６３は、ノードＮ１とノードＮ２との間の電位差を所定の増幅率で増幅して出力信号Ｖとして出力する。なお、この電位差は、ピエゾ抵抗層５３の抵抗値変化に応じた値、すなわちカンチレバー５０の変位に基づいた値となる。差動増幅回路６３は、反転入力端子（−端子）がノードＮ１に接続され、非反転入力端子（＋端子）がノードＮ２に接続されている。

なお、第１外部電極５５ａは変位検出抵抗５４の第１端として機能し、基準電圧Ｖｃｃの供給線が接続される。第２外部電極５５ｂは変位検出抵抗５４の第２端及び第１固定抵抗６４の第１端として機能し、ノードＮ１を介して差動増幅回路６３の反転入力端子（−端子）が接続される。

上述した検出回路６１を含む脈波検出部１５は、ＣＰＵ４０を構成する一部とされ、センサ基板１０に実装されている。
図３及び図５に示すように、センサ基板１０の上面には、ＳＯＩ基板３１を上方から覆うように有頂筒状に形成され、センサ基板１０に対して例えば密に接触した蓋部材７０が組み合わされている。よって、蓋部材７０の内側が上部空間３６として機能する。ただし、蓋部材７０は必須なものではなく、具備しなくても構わない。

図３及び図８に示すように、測定状態検出部１７は、弾性体１３に取り付けられ、該弾性体１３の弾性変形に対応した応力信号を出力する応力センサ１６を備えている。
具体的には、応力センサ１６は、上下方向に延びる縦長の帯状に形成され、アタッチメント部１２と弾性体１３との接続部分を上下方向に跨ぐように、アタッチメント部１２及び弾性体１３の内周面側に取り付けられている。つまり、応力センサ１６は、上端部がアタッチメント部１２における下端部の内周面側に固定され、下端部が弾性体１３における上端部の内周面側に固定されるように取り付けられている。
なお、応力センサ１６の固定方法としては、特に限定されるものではないが、例えば接着や印刷等による固定が挙げられる。

応力センサ１６は、周方向に間隔をあけて複数取り付けられている。本実施形態では、２つの応力センサ１６が、アタッチメント部１２の中心軸線Ｏを中心として周方向に１８０度の間隔をあけて配置されるように取り付けられている。さらに２つの応力センサ１６は、交差方向Ｍ２に沿って並ぶように配置されている。これにより、２つの応力センサ１６は、平面視で橈骨動脈Ｒを挟んで交差方向Ｍ２に向かい合うように配置されている。

応力センサ１６は、例えば歪ゲージとされ、弾性体１３の弾性変形に対応した抵抗値変化に基づく応力信号を出力する。従って、２つの応力センサ１６は、弾性体１３のうち該応力センサ１６自身が取り付けられた部分の弾性変形に対応した応力信号をそれぞれ出力する。

図４に示すように、ＣＰＵ４０は情報算出部（本発明に係る処理部）４６を備えている。情報算出部４６は、応力センサ１６から出力された応力信号に基づいて、手首表面Ｓ１に対する弾性体１３を介したアタッチメント部１２の押し当てに関する各種の押し当て情報を算出する。
押し当て情報としては、例えば、手首表面Ｓ１に対するアタッチメント部１２の押し当て力、手首表面Ｓ１に対するアタッチメント部１２の押し当て方向、及び手首表面Ｓ１に対するアタッチメント部１２の初期の押し当て位置からの位置ずれ量及び位置ずれ方向等である。

情報算出部４６は、押し当て力を算出する押し当て力算出部７１と、押し当て方向を算出する方向算出部７２と、位置ずれ量及び位置ずれ方向を算出する位置ずれ算出部７３と、を備えている。

押し当て力算出部７１について説明する。
図９に示すように、脈波センサ１の装着前の状態では、弾性体１３が手首表面Ｓ１から離間しているので、該弾性体１３は弾性変形することなく初期状態を維持している。押し当て力算出部７１は、このときに２つの応力センサ１６から出力された応力信号を初期値として、メモリ４１を介して記録する。
次いで、図３に示すように、手首表面Ｓ１に対して弾性体１３を接触させながらアタッチメント部１２を押し当てると、押し当て力に応じて弾性体１３は圧縮するように弾性変形する。そのため、２つの応力センサ１６は、弾性体１３の弾性変形に対応した応力信号をそれぞれ出力する。

押し当て力算出部７１は、２つの応力センサ１６から出力された各応力信号について、初期値からの変化量（変化率）を算出すると共に、各応力信号の初期値からの変化量の平均値を算出する。これにより、押し当て力算出部７１は、手首表面Ｓ１に対する弾性体１３を介したアタッチメント部１２の押し当て力を算出することが可能とされている。

方向算出部７２について説明する。
方向算出部７２は、２つの応力センサ１６から出力された各応力信号の出力差に基づいて、押し当て方向を算出することが可能とされている。
例えば、図３に示すように、弾性体１３が全体に亘って均等に圧縮するように弾性変形している場合には、２つの応力センサ１６から出力された各応力信号は同等の信号となる。従って、２つの応力信号から出力された各応力信号の出力差は、予め決められた所定範囲内に収まる。この場合、方向算出部７２は、手首表面Ｓ１に対してアタッチメント部１２が傾くことなく押し当てられ、押し当て方向が手首表面Ｓ１に対して略垂直であることを算出する。

これに対して、図１０に示すように、例えば手首表面Ｓ１に対してアタッチメント部１２が交差方向Ｍ２に傾いた状態で押し当てられた場合には、弾性体１３が不均等に圧縮するように弾性変形する。つまり、弾性体１３のうち一方の応力センサ１６が取り付けられた部分が、他方の応力センサ１６が取り付けられている部分よりも、大きく弾性変形する。そのため、２つの応力センサ１６から出力された各応力信号は異なる信号となり、予め決められた所定範囲外の出力差が生じる。
これにより、方向算出部７２は、手首表面Ｓ１に対してアタッチメント部１２が傾いた状態で押し当てられ、押し当て方向が手首表面Ｓ１に対して垂直ではないことを算出する。従って、方向算出部７２は、大きな応力信号を出力している側に押し当て方向が傾いていることを算出することが可能とされている。

位置ずれ算出部７３について説明する。
位置ずれ算出部７３は、２つの応力センサ１６から出力された各応力信号の正負の変化及び変化量に基づいて、押し当て位置からの位置ずれ量及び位置ずれ方向を算出することが可能とされている。
位置ずれ算出部７３は、図３に示すように、手首表面Ｓ１に対してアタッチメントが垂直に押し当てられたときの、２つの応力センサ１６から出力された応力信号を初期値としてメモリ４１を介して記録する。この状態から、図１１に示すように、例えば体動等によって脈波センサ１と手首Ｓとが交差方向Ｍ２に相対的に位置ずれした場合には、弾性体１３は手首表面Ｓ１（皮膚）に引きずられるように径方向に湾曲するように弾性変形する。そのため、一方の応力センサ１６が弾性体１３の弾性変形に伴って圧縮するように変位すると共に、他方の応力センサ１６が弾性体１３の弾性変形に伴って引っ張られるように変位する。そのため、２つの応力センサ１６が出力する各応力信号は、正負が逆の信号となる。

これにより、位置ずれ算出部７３は、各応力信号の正負の変化に基づいて、押し当て位置からの位置ずれ方向を算出することが可能となる。さらに、位置ずれ算出部７３は、各応力信号の初期値からの変化量（変化率）に基づいて、位置ずれ量を算出することが可能となる。

表示部４２は、上述した押し当て力算出部７１、方向算出部７２及び位置ずれ算出部７３によってそれぞれ算出された、押し当て力、押し当て方向、位置ずれ量及び位置ずれ方向を表示することが可能とされている。

特に表示部４２は、押し当て力算出部７１によって算出された押し当て力を表示するときに、予め決められた押し当て力の適正範囲と関連付けて表示を行う。
具体的には、図１２及び図１３に示すように、表示部４２の画面４２ａには押し当て力の適正範囲、及び適正範囲に対する強弱を段階的に示す複数のライト窓８０が形成されている。表示部４２は、算出された押し当て力に対応して、複数のライト窓８０のいずれか１つを点灯させる。このとき、表示部４２は、算出された押し当て力が、適正範囲内である場合には、複数のライト窓８０のうち２本の境界ラインで挟まれた３つのライト窓８０のいずれか１つを点灯させ、適正範囲よりも押し当て力が強い場合には、適正範囲を示すライト窓８０よりも画面４２ａ上の上方に位置するライト窓８０のいずれか１つを点灯させ、適正範囲よりも押し当て力が弱い場合には、適正範囲を示すライト窓８０よりも画面４２ａ上の下方に位置するライト窓８０のいずれか１つを点灯させる。

これにより、点灯したライト窓８０を視認することで、算出された押し当て力が適正範囲内であるか否かを判断することが可能とされている。
なお、表示部４２はライト窓８０を点灯させる際に、異なる色を発色するように点灯させても構わない。例えば、適正範囲を示すライト窓８０を点灯させる場合には緑色に点灯させ、適正範囲を示すライト窓８０よりも画面４２ａ上の下方に位置するライト窓８０を点灯させる場合には、下方に向けて黄色、橙色、赤色の順に色が変化するように点灯させても構わない。
なお、図１２及び図１３では、色の変化を示す例として、異なるハッチングをライト窓８０に図示している。

さらに表示部４２は、位置ずれ算出部７３によって算出された位置ずれ量及び位置ずれ方向を表示するときに、押し当て位置を中心として、位置ずれ量に対応した矢印長さ、及び位置ずれ方向に対応した矢印方向で構成される矢印８２を画面４２ａに表示する。
表示部４２の画面４２ａには、押し当て位置を中心とした円形のガイドサークル８３が同心円状に複数表示されている。複数のガイドサークル８３の１つは、例えば太線表示され、その内側の領域が位置ずれ量の許容範囲内であることを示す許容サークル８４とされている。

そして表示部４２は、ガイドサークル８３に矢印８２を重ね合わせた状態で表示する。これにより、矢印方向及び矢印長さを視認することで、位置ずれ量及び位置ずれ方向を判断することが可能であると共に、許容サークル８４との関係に基づいて位置ずれ量が許容範囲内であるか否かを判断することが可能とされている。

さらにＣＰＵ４０は、図４に示すように、圧力センサ１４におけるカンチレバー５０の変位状態、及び情報算出部４６で算出された押し当て情報に基づいて、脈波検出部１５の検出結果の信頼性を算出する信頼性算出部７４を備えている。
信頼性算出部７４は、脈波検出部１５におけるホイートストンブリッジ回路６０からの出力信号Ｖに基づいて脈波が適切に検出されたか否かを判断すると共に、情報算出部４６による押し当て情報に基づいて、脈波の測定中に脈波センサ１が適切に手首表面Ｓ１に押し当てられているか否かを判断する。そして、信頼性算出部７４は、上記各判断に基づいて、脈波検出部１５の検出結果の信頼性を算出する。

そして表示部４２は、信頼性算出部７４で算出された信頼性を表示する。具体的には、図１２及び図１３に示すように、表示部４２は信頼性に応じて異なる色を発色する円形の信頼性マーク８５を画面４２ａに表示する。このとき表示部４２は、信頼性が高い場合には緑色で信頼性マーク８５を表示し、信頼性が低い場合には赤色で信頼性マーク８５を表示する。ただし、色の種類は、この場合に限定されるものではなく、適宜変更して構わない。さらに、信頼性マーク８５を点灯表示させても構わないし、脈拍と同期して点滅するように信頼性マーク８５を点滅表示させても構わない。
なお、図１２及び図１３では、ガイドサークル８３に重なるように信頼性マーク８５を表示している例を示す。

（脈波センサの作用）
次に、上述のように構成された脈波センサ１を利用して、心臓の拍動に伴って伝わる橈骨動脈Ｒの脈波を測定する脈波測定方法について説明する。

この場合には、図３に示すように、弾性体１３を介してアタッチメント部１２を手首表面Ｓ１に対して押し当てることで、手首表面Ｓ１に対して弾性体１３を密着させながら弾性体１３を弾性変形させることができる。また、弾性体１３の開口部が手首表面Ｓ１によって閉塞されるので、センサ室１１内を密閉状態にすることができる。
特に、弾性体１３が特定の角部を有さないリング状に形成されているので、弾性体１３を全周に亘って均等に弾性変形させ易い。従って、センサ室１１内を確実に密閉状態にすることが可能となる。

センサ室１１内を密閉にすることができるので、橈骨動脈Ｒの脈動に起因した手首表面Ｓ１の変動（図３に示す矢印のような上下動）に対応して、センサ室１１の内圧を変化させることができると共に、センサ室１１の内圧変化に応じて圧力センサ１４を変位させることができる。従って、脈波検出部１５により、圧力センサ１４の変位に基づいて脈波の検出を行うことができる。

具体的には、橈骨動脈Ｒの脈動に起因した手首表面Ｓ１の変動に対応してセンサ室１１の内圧が変化すると、これに対応してカンチレバー５０が図３に示す矢印の如く上下に撓み変形する。これにより、カンチレバー５０の撓み量（変位量）に対応して変位検出抵抗５４の抵抗値が変化するので、ホイートストンブリッジ回路６０から出力される出力信号Ｖが変化する。従って、脈波検出部１５によって、カンチレバー５０の撓み量に基づいた出力信号Ｖの変化をモニタすることで、センサ室１１の内圧変化を検出することができ、結果的に脈波の検出を行うことができる。

従って、本実施形態の脈波センサ１によれば、非侵襲的に、しかも橈骨動脈Ｒを圧迫せずに脈波を検出することができるので、例えばユーザに対して不快感を与えることなく、長時間に亘って脈波の測定を行うことができる。

特にカンチレバー５０は、レバー本体５１を片持ち状態で支持するレバー支持部５２を中心に撓み変形する。そのため、変位検出抵抗５４のうち主にレバー支持部５２に形成された部分は、感度への寄与度（貢献度）が大きい応力検知部位とされ、カンチレバー５０の撓み量に正確に対応して抵抗値が変化する。そのため、ホイートストンブリッジ回路６０から出力された出力信号Ｖに基づいて、脈波の検出を精度良く且つ感度良く行うことができる。

しかも、ＳＯＩ基板３１におけるシリコン活性層３４を利用して半導体プロセス技術によりカンチレバー５０を形成できるので、容易に薄型化（例えば数十〜数百ｎｍ）し易い。従って、センサ室１１の内圧変化が微小であったとしても、内圧変化にカンチレバー５０を反応良く追従させて撓み変形させることができる。この点においても、脈波の検出を精度良く且つ感度良く行うことができる。

さらに、弾性体１３を介してアタッチメント部１２を手首表面Ｓ１に対して押し当てるので、手首表面Ｓ１の表面形状に対応して弾性体１３を弾性変形させることができる。そのため、手首表面Ｓ１に対して弾性体１３を確実に密着させることができ、センサ室１１内を高い密閉状態に維持し易い。従って、脈波を安定して測定することができる。
さらに、弾性体１３が手首表面Ｓ１の弾性よりも低い弾性の弾性材料で形成されているので、大きな押し当て力を必要とせずに、弾性体１３を弾性変形させながら、手首表面Ｓ１に対して弾性体１３を密着させることができる。従って、ユーザに対してさらに不快感を与え難い。

さらに本実施形態の脈波センサ１では、弾性体１３に応力センサ１６が取り付けられているので、弾性体１３を介してアタッチメント部１２を手首表面Ｓ１に対して押し当てたときに、応力センサ１６が弾性体１３の弾性変形に対応した応力信号を出力する。
そのため、応力センサ１６からの応力信号をモニタすることで、弾性体１３の変形状態を把握することができる。これにより、例えば弾性体１３のどの部分が、どの程度、弾性変形しているか、或いは脈波の測定中に弾性体１３の弾性変形がどのように変化したのか等の弾性体１３の状態を把握することができる。

従って、手首表面Ｓ１に対するアタッチメント部１２の押し当て状態を把握することができ、この押し当て状態に基づいて脈波の測定状態を検出することができる。従って、手首Ｓに対する脈波センサ１の装着状態を把握することができる。そのため、手首Ｓに対する脈波センサ１の装着状態を一定の状態に維持し易く、長時間に亘って脈波を精度良く測定することができる。

以上説明したように、本実施形態の脈波センサ１によれば、手首表面Ｓ１に対する装着状態を一定の状態に維持し易く、長時間に亘って脈波を精度良く測定することができる。
特に、応力センサ１６を複数（２つ）有しているので、各応力センサ１６からの応力信号に基づいて手首表面Ｓ１に対するアタッチメント部１２の押し当て状態をより精度良く把握することができる。例えば、各応力センサ１６からの応力信号の平均値に基づいて、押し当て力を精度良く把握することが可能となる。また、各応力センサ１６からの応力信号の出力差に基づいて、アタッチメント部１２が傾く等して押し当て方向が変化したことを精度良く把握することが可能となる。さらに、各応力センサ１６からの応力信号の正負の変化及び変化量に基づいて、初期の押し当て位置から、どの方向にどの程度、位置ずれしたかを精度良く把握することが可能となる。
従って、手首Ｓに対する脈波センサ１の装着状態を、より精度良く把握することができ、安定した脈波の測定に繋げることができる。

ここで、手首Ｓに対する脈波センサ１の装着状態に着目しながら、脈波を検出する場合について、図１４に示すフローチャートを参照しながら、より詳細に説明する。

入力部を介して脈波センサ１の電源を入れて、脈波の測定を開始させると、はじめに表示部４２が脈波センサ１を手首表面Ｓ１から離間させる旨の表示を行う（ステップＳ１）。これにより、ユーザは、例えば脈波センサ１を手首Ｓに装着している場合には、図９に示すように、脈波センサ１を手首Ｓから一旦取り外す。
すると押し当て力算出部７１は、２つの応力センサ１６から出力された応力信号を初期値としてメモリ４１を介して記録する（ステップＳ２）。つまり、押し当て力算出部７１は、弾性変形する前の弾性体１３の初期状態における応力センサ１６の応力信号を記録する。そして、押し当て力算出部７１が応力信号の初期値を記録すると、表示部４２は脈波センサ１を手首Ｓに押し当てる旨の表示を行う（ステップＳ３）。

これによりユーザは、図３に示すように、手首表面Ｓ１に対して弾性体１３を接触させながらアタッチメント部１２を押し当て、弾性体１３を弾性変形させた状態で固定ベルト３を介して脈波センサ１を手首Ｓに装着する。
脈波センサ１の装着後、脈波検出部１５が、先に述べたようにカンチレバー５０の撓み量に基づいたホイートストンブリッジ回路６０からの出力信号Ｖの変化を検出する。すると、信頼性算出部７４は、検出した出力信号Ｖの出力変動幅（脈波信号の振幅幅）が所定範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ４）。

信頼性算出部７４は、出力信号Ｖの出力変動幅が所定範囲外の場合、脈波センサ１の装着状態が不十分、或いは橈骨動脈Ｒの直上に脈波センサ１が適切に装着されていないため、カンチレバー５０が適切に変位していないと判断する。従って、この場合には、表示部４２が装着位置の変更を促す旨の表示を行う（ステップＳ５）。

これに対して、出力信号Ｖの出力変動幅が所定範囲内であると信頼性算出部７４が判断した場合には、押し当て力算出部７１が、応力センサ１６から出力される応力信号について、先ほど記憶した初期値からの変化量（変化率）を算出すると共に、各応力信号の初期値からの変化量の平均値を算出する。
これにより、押し当て力算出部７１は、手首表面Ｓ１に対する弾性体１３を介したアタッチメント部１２の押し当て力を算出する。そして表示部４２が、押し当て力算出部７１によって算出された押し当て力を表示する（ステップＳ６）。

このとき表示部４２は、図１２及び図１３に示すように、予め決められた押し当て力の適正範囲と関連付けて表示を行う。つまり表示部４２は、算出された押し当て力が、適正範囲内である場合には、複数のライト窓８０のうち２本の境界ライン８１で挟まれた３つのライト窓８０のいずれか１つを点灯させ、適正範囲よりも押し当て力が強い場合には、適正範囲を示すライト窓８０よりも画面４２ａ上の上方に位置するライト窓８０のいずれか１つを点灯させ、適正範囲よりも押し当て力が弱い場合には、適正範囲を示すライト窓８０よりも画面４２ａ上の下方に位置するライト窓８０のいずれか１つを点灯させる。

これによりユーザは、点灯したライト窓８０を視認することで、算出された押し当て力が適正範囲内であるか否かを判断することができる（ステップＳ７）。そのため、ユーザは、算出された押し当て力が適正範囲外である場合には、押し当て力の調整を行う（ステップＳ８）。

次いで、押し当て力算出部７１によって算出された押し当て力が適正範囲内である場合には、方向算出部７２が押し当て方向を算出する。すなわち、方向算出部７２は、２つの応力センサ１６から出力された各応力信号の出力差に基づいて、押し当て方向を算出する。そして、表示部４２が、方向算出部７２によって算出された押し当て方向を表示する（ステップＳ９）。

さらに押し当て力算出部７１は、２つの応力センサ１６から出力された応力信号の出力差が予め決められた所定範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ１０）。押し当て力算出部７１は、応力信号の出力差が予め決められた所定範囲内である場合には、手首表面Ｓ１に対してアタッチメント部１２が傾くことなく押し当てられ、押し当て方向が手首表面Ｓ１に対して略垂直であることを算出する。
従って、この場合には、ＣＰＵ４０が手首Ｓに対して脈波センサ１が適切な押し当て力で押し当てられ、且つ適切な押し当て方向で装着されていると判断する。

なお、ここまでの各工程が、測定状態検出部１７による検出結果、すなわち応力センサ１６からの応力信号に基づいて、手首表面Ｓ１に対する脈波センサ１の装着状態を判断する判断工程に相当する。
そしてＣＰＵ４０が、手首Ｓに対して脈波センサ１が適切な押し当て力で押し当てられ、且つ適切な押し当て方向で装着されていると判断した場合には、脈波の検出を開始する測定工程を行う（ステップＳ１１）。

これに対して、２つの応力センサ１６から出力された応力信号の出力差が予め決められた所定範囲外である場合には、押し当て力算出部７１は、手首表面Ｓ１に対してアタッチメント部１２が傾いた状態で押し当てられ、押し当て方向が手首表面Ｓ１に対して垂直ではないことを算出する。従って、ユーザは、表示部４２に表示された押し当て方向に基づいて、手首表面Ｓ１に対してアタッチメント部１２が傾くことなく押し当てられるように、押し当て方向の調整を行う（ステップＳ１２）。

上述のように脈波の検出が開始すると、位置ずれ算出部７３は、脈波の検出中、２つの応力センサ１６から出力された各応力信号の正負の変化及び変化量に基づいて、押し当て位置からの位置ずれ量及び位置ずれ方向の算出を行う。そして、表示部４２が、位置ずれ算出部７３によって算出された位置ずれ方向及び位置ずれ量を表示する。

このとき表示部４２は、図１２及び図１３に示すように、押し当て位置を中心として、位置ずれ量に対応した矢印長さ、及び位置ずれ方向に対応した矢印方向で構成される矢印８２を画面４２ａに表示する。これにより、ユーザは、矢印８２を視認することで、位置ずれ量及び位置ずれ方向を判断することができると共に、許容サークル８４との関係に基づいて、位置ずれ量が許容範囲内であるか否かを判断することができる。
そして、ユーザは、２つの応力センサ１６から出力された応力信号の出力差が予め決められた所定範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ１３）と共に、範囲外である場合には、表示部４２に表示された矢印８２を参考に脈波センサ１の位置ずれを調整する（ステップＳ１４）。

なお、脈波センサ１の位置ずれを修正した後、信頼性算出部７４は、脈波検出部１５におけるホイートストンブリッジ回路６０からの出力信号Ｖの出力変動幅が所定範囲内であるか否かを再度判断する（ステップＳ１５）。そして、信頼性算出部７４は、出力信号Ｖの出力変動幅が所定範囲内である場合には、位置ずれ修正が適切に行われたと判断する。

上述したように、本実施形態の脈波センサ１によれば、情報算出部４６が応力センサ１６からの応力信号に基づいて手首表面Ｓ１に対するアタッチメント部１２の押し当てに関する各種の押し当て情報を算出し、表示部４２が算出された押し当て情報を表示する。従って、ユーザは表示部４２を介して脈波センサ１の装着状態を容易且つ正確に把握することができ、脈波センサ１の装着状態を適切に把握することができる。従って、手首表面Ｓ１に対する脈波センサ１の装着状態を一定の状態に安定して維持し易い。

しかも、表示部４２を視認することで、視覚を通じて、手首表面Ｓ１に対するアタッチメント部１２の押し当て情報を把握することができるので、手首Ｓに対する脈波センサ１の装着状態をさらに適切に把握し易い。

さらに、表示部４２に、手首表面Ｓ１に対するアタッチメント部１２の実際の押し当て力を、予め決められた押し当て力の適正範囲と関連付けて表示できるので、ユーザは押し当て力の強弱等を容易に把握でき、最適な押し当て力で脈波センサ１を装着できるように調整等を行える。
押し当て力が弱い場合には、センサ室１１内の気密を維持することが難しくなり、センサ室１１内の密閉性が低下する。そのため、検出できる脈波信号が小さくなり、Ｓ／Ｎ比が悪くなってしまう。これとは逆に押し当て力が強い場合には、橈骨動脈Ｒ周囲の生体組織を圧迫してしまい、血行を悪くしてしまう。そのため、脈波の検出結果の信頼性が低下するうえ、脈波センサ１が手首に強く押し当たって圧迫感を感じさせてしまうので、ユーザに対して装着時の不快感を与え易い。
しかしながら、本実施形態の脈波センサ１によれば、最適な押し当て力で脈波センサ１を装着できるので、上述した不都合が生じ難い。

さらに、表示部４２に、手首表面Ｓ１に対するアタッチメント部１２の実際の押し当て方向を表示できるので、ユーザは押し当て方向を容易に把握でき、適切な姿勢で脈波センサ１を装着できるように調整等を行える。
図１０に示すように、押し当て方向が手首表面Ｓ１に対して略垂直でない場合には、弾性体１３が部分的に大きく弾性変形するので、手首表面Ｓ１に対して押し当て力が局所的に強く作用し易い。そのため、脈波センサ１が手首に対して局所的に強く押し当たることで、部分的な圧迫感を感じさせてしまうので、先ほどと同様にユーザに対して装着時の不快感を与え易い。さらに、手首表面Ｓ１に対してアタッチメント部１２が傾いて押し当たるので、手首表面Ｓ１からアタッチメント部１２が部分的に浮き易く、センサ室１１内の気密が低下或いは損なわれるおそれがある。
しかしながら、本実施形態の脈波センサ１によれば、手首表面Ｓ１に対して略垂直に押し当たるように適切な姿勢で脈波センサ１を装着できるので、上述した不都合を生じさせることがない。

さらには、脈波の測定中に、図１１に示すように、脈波センサ１が初期の押し当て位置から位置ずれしたとしても、図１２及び図１３に示すように、表示部４２に表示された矢印８２の矢印長さ及び矢印方向に基づいて、位置ずれ量及び位置ずれ方向を容易且つ適切に把握することができる。従って、脈波センサ１の位置ずれを適切に調整することが可能である。

さらに、本実施形態の脈波センサ１は、信頼性算出部７４を備えているので、脈波の測定中に、脈波の測定結果の信頼性を表示することができる。この場合について、図１５に示すフローチャートを参照しながら説明する。

脈波の測定中、信頼性算出部７４は、脈波検出部１５におけるホイートストンブリッジ回路６０からの出力信号Ｖの出力変動幅を取得する（ステップＳ２０）。さらに信頼性算出部７４は、情報算出部４６で算出された押し当て情報を取得する（ステップＳ２１）。例えば、２つの応力センサ１６から出力された応力信号の出力差を取得する。そして信頼性算出部７４は、これらの取得情報から、脈波検出部１５による検出結果の信頼性を算出する（ステップＳ２２）。

表示部４２は、信頼性算出部７４で算出された信頼性を表示する（ステップＳ２３）。具体的には、図１２及び図１３に示すように、表示部４２は信頼性に応じて異なる色を発色する円形の信頼性マーク８５を表示する。このとき表示部４２は、信頼性が高い場合には緑色で信頼性マーク８５を表示し、信頼性が低い場合には赤色で信頼性マーク８５を表示する。
これにより、ユーザは、信頼性マーク８５を視認することで、脈波の測定結果の信頼性を容易に把握することができる。従って、ユーザは、測定結果の信頼性を常に把握することができ、使い易く、利便性に優れた脈波センサ１とすることができる。

（第１実施形態の変形例）
上述した第１実施形態では、応力センサ１６を２つ設けた場合を例にして説明したが、応力センサ１６の数は２つに限定されるものではない。例えば、弾性体１３を介したアタッチメント部１２の押し当て力だけを算出する場合には、応力センサ１６が１つだけでも構わない。
ただし、本実施形態のように応力センサ１６を２つ設けることで、押し当て力、押し当て方向、位置ずれ量及び位置ずれ方向をそれぞれ算出することができるので好ましい。

また、押し当て力、押し当て方向、位置ずれ量及び位置ずれ方向をそれぞれ算出する場合、２つ以上の応力センサ１６を利用しても構わない。例えば、図１６に示すように３つの応力センサ１６を周方向に均等に配置しても構わないし、図１７に示すように４つの応力センサ１６を周方向に均等に配置しても構わない。

このように構成した場合であっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。特に、これらの場合には、応力センサ１６を３つ以上設けているので、押し当て方向及び位置ずれ方向を検知するときに、交差方向Ｍ２だけの一軸方向の検知ではなく、例えば交差方向Ｍ２及び走行方向Ｍ１の２軸方向の検知が可能となり、好ましい。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る脈波センサ及び脈波測定方法の第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。

第１実施形態では、手首表面Ｓ１に対してアタッチメント部１２を離間させた状態においては、センサ室１１内が開放された開放側の脈波センサ１を例に挙げて説明したが、本実施形態ではセンサ室１１内が常時密閉された密閉側の脈波センサとされている。

図１８に示すように、本実施形態の脈波センサ９０は、弾性体９１がアタッチメント部１２の開口部を塞ぐ弾性膜状に形成されている。また、ＳＯＩ基板３１に組み合わされた蓋部材７０は、弾性体９１と協働してセンサ室１１を覆う密閉部材として機能する。これにより、弾性体９１と蓋部材７０とによって囲まれたセンサ室１１内は、常に密閉された状態とされている。従って、本実施形態では、蓋部材７０は必須な部材とされている。

さらに、センサ室１１の内圧は、外気圧よりも高い圧力に設定され、弾性体９１を手首表面Ｓ１側に向けて予め膨張するように弾性変形させている。具体的には、センサ室１１内には高圧気体が封入され、以下の気圧範囲を維持するように、センサ室１１の内圧が調整されている。
・（外気圧）＜（センサ室１１の内圧）≦（外気圧＋３００ｍｍＨｇ（４０ＫＰａ））
なお、高圧気体としては、例えば乾燥窒素ガス、アルゴンガス、圧縮空気等が挙げられるが、特に限定されるものではない。

本実施形態の弾性体９１としては、例えば所定の膜厚の樹脂フィルムが挙げられる。この場合、ガス透過性の低い、すなわちガスバリア性の高い樹脂フィルムが好ましい。また、樹脂に限定されるものではなく、例えば金属フィルムであっても構わないし、その他の材質からなる薄膜フィルムであっても構わない。さらには、単層膜の樹脂フィルムとしても構わないし、多層膜の樹脂フィルムとしても構わない。

本実施形態の応力センサ１６は、図１８及び図１９に示すように、縦長の帯状に形成され、弾性体９１の内面に、該内面に沿うように取り付けられていると共に、周方向に間隔をあけて２つ取り付けられている。
２つの応力センサ１６は、第１実施形態と同様に、アタッチメント部１２の中心軸線Ｏを中心として周方向に１８０度の間隔をあけて配置されるように取り付けられていると共に、交差方向Ｍ２に沿って並ぶように配置されている。これにより、２つの応力センサ１６は、平面視で橈骨動脈Ｒを挟んで交差方向Ｍ２に向かい合うように配置されている。

ただし、本実施形態の応力センサ１６は、弾性体９１の内面に全体が接するように取り付けられている。このため、２つの応力センサ１６は、弾性体９１のうち該応力センサ１６自身が取り付けられた部分の弾性変形、すなわち弾性体９１の曲率の変化に対応した抵抗値変化に基づく応力信号をそれぞれ出力する。

（脈波センサの作用）
次に、上述のように構成された脈波センサ９０を利用して、心臓の拍動に伴って伝わる橈骨動脈Ｒの脈波を測定する脈波測定方法について説明する。

本実施形態の脈波センサ９０の場合であっても、基本的には第１実施形態と同様の方法で脈波の検出を行うことができる。
それに加え、本実施形態の場合には、図２０に示すように、センサ室１１を覆う蓋部材７０と弾性体９１とが協働してセンサ室１１を囲んでおり、手首表面Ｓ１に対する弾性体９１を介したアタッチメント部１２の押し当てに関係なく、センサ室１１内を常に密閉状態に維持している。しかも、センサ室１１の内圧が外気圧よりも高い圧力に設定され、弾性体９１が手首表面Ｓ１側に向けて凸状に膨らむように予め膨出している。

そのため、図１８に示すように、手首表面Ｓ１に対して弾性体９１を適切に密着させ、且つ弾性体９１の張りを保ちながら、手首表面Ｓ１に対して弾性体９１を介してアタッチメント部１２を押し当てることができる。従って、橈骨動脈Ｒの脈動に起因した手首表面Ｓ１の変動に対応して弾性体９１を弾性変形させることができると共に、さらに弾性体９１の弾性変形に対応してセンサ室１１の内圧を変化させることができる。これにより、センサ室１１の内圧変化に応じて、圧力センサ１４のカンチレバー５０を変位させることができ、カンチレバー５０の変位に基づいて脈波の検出を行うことができる。

従って、本実施形態の脈波センサ９０であっても、第１実施形態と同様に、非侵襲的に、しかも橈骨動脈Ｒを圧迫せずに脈波を検出することができ、ユーザに対して不快感を与えることなく長時間に亘って脈波の測定を行うことができる。

さらに、弾性体９１が手首表面Ｓ１側に向けて凸状に膨らむように膨出した弾性膜状に形成されているので、手首表面Ｓ１に対して弾性体９１を介してアタッチメント部１２を押し当てたときに、弾性体９１は全体が僅かに潰れるように弾性変形する。これにより、弾性体９１は、曲率が変化するように弾性変形する。従って、応力センサ１６は、弾性体９１の曲率変化に対応した応力信号を出力する。

従って、第１実施形態と同様に、応力センサ１６からの応力信号をモニタすることで、弾性体９１の変形状態、すなわち潰れ具合を把握することができる。これにより、例えば弾性体９１のどの部分が、どの程度、弾性変形しているか、或いは脈波の測定中に弾性体９１の弾性変形がどのように変化したか等の弾性体９１の状態を把握することができる。

従って、手首表面Ｓ１に対するアタッチメント部１２の押し当て状態を把握することができると共に、結果的に手首Ｓに対する脈波センサ９０の装着状態を把握することができる。その結果、本実施形態の脈波センサ９０であっても、第１実施形態と同様に、手首Ｓに対する脈波センサ９０の装着状態を一定の状態に維持し易く、長時間に亘って脈波を精度良く測定することができる。

本実施形態の脈波センサ９０において、押し当て力の算出を行う場合には、図２０に示すように、脈波センサ９０の装着前の状態において、押し当て力算出部７１が２つの応力センサ１６から出力された応力信号を初期値として記録する。次いで、図１８に示すように、手首表面Ｓ１に対して弾性体９１を接触させながらアタッチメント部１２を押し当てると、弾性体９１が潰れるように弾性変形するので、各応力センサ１６は、弾性体９１の曲率変化に対応した応力信号をそれぞれ出力する。

押し当て力算出部７１は、２つの応力センサ１６から出力された各応力信号について、初期値からの変化量（変化率）を算出すると共に、各応力信号の初期値からの変化量の平均値を算出する。これにより、押し当て力算出部７１は、手首表面Ｓ１に対する弾性体９１を介したアタッチメント部１２の押し当て力を算出することが可能である。

さらに、図１８に示す状態から、例えば図２１に示すように手首表面Ｓ１に対してアタッチメント部１２が交差方向Ｍ２に傾いた状態で押し当てられた場合には、弾性体９１が径方向に不均等に潰れるように弾性変形する。つまり、弾性体９１のうち一方の応力センサ１６が取り付けられた部分が、他方の応力センサ１６が取り付けられている部分よりも、大きな曲率半径となるように弾性変形する。そのため、２つの応力センサ１６から出力された各応力信号は異なる信号となり、予め決められた所定範囲外の出力差が生じる。
これにより、方向算出部７２は、手首表面Ｓ１に対してアタッチメント部１２が傾いた状態で押し当てられ、押し当て方向が手首表面Ｓ１に対して垂直ではないことを算出する。従って、方向算出部７２は、大きな応力信号を出力している側に押し当て方向が傾いていることを算出することが可能である。

さらに、図１８に示す状態から、例えば図２２に示すように脈波センサ９０と手首Ｓとが交差方向Ｍ２に相対的に位置ずれした場合には、弾性体９１は径方向に不均等に潰れるように弾性変形する。つまり、弾性体９１のうち一方の応力センサ１６が取り付けられた部分が、他方の応力センサ１６が取り付けられている部分よりも、大きな曲率半径となるように弾性変形する。そのため、２つの応力センサ１６から出力された各応力信号は異なる信号となり、予め決められた所定範囲外の出力差が生じる。

従って、各応力信号の大小関係に基づいて、押し当て位置からの位置ずれ方向を算出することが可能となる。さらに、各応力信号の変化量（変化率）に基づいて、位置ずれ量を算出することが可能となる。特に、位置ずれが生じた場合には、瞬間的に応力信号が変化する傾向にあるので、応力信号の時間変化等により、位置ずれが生じたことを精度良く算出し易い。

上述のように、本実施形態の脈波センサ９０であっても、第１実施形態と同様に、押し当て力、押し当て方向、位置ずれ方向及び位置ずれ量を算出することができ、手首表面Ｓ１に対する脈波センサ９０の装着状態を一定の状態に維持し易い。
さらに、センサ室１１内を常に密閉状態に維持できるので、手首表面Ｓ１との間に気密性を保つ必要性がない。そのため、例えば脈波の測定中に、傾きの修正作業や位置ずれの修正作業を容易に行い易い。さらに、弾性体９１によってセンサ室１１内が閉塞されているので、例えば手首表面Ｓ１から分泌される汗や皮脂、或いは塵埃等から圧力センサ１４が影響を受けてしまうことを防止することができる。これにより、圧力センサ１４の品質を維持し易く、さらに安定した脈波の測定を行うことができる。

（第２実施形態の変形例）
上述した第２実施形態では、応力センサ１６を２つ設けた場合を例にして説明したが、応力センサ１６の数は２つに限定されるものではなく、第１実施形態の変形例と同様に、１つでも構わないし、３つ以上の応力センサ１６を設けても構わない。
例えば、図２３に示すように３つの応力センサ１６を周方向に均等に配置しても構わないし、図２４に示すように４つの応力センサ１６を周方向に均等に配置しても構わない。

このように構成した場合であっても、第２実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。特に、これらの場合には、応力センサ１６を３つ以上設けているので、押し当て方向及び位置ずれ方向を検知するときに、交差方向Ｍ２だけの一軸方向の検知ではなく、例えば交差方向Ｍ２及び走行方向Ｍ１の２軸方向の検知が可能となり、好ましい。

さらに、第２実施形態において、手首表面Ｓ１に対する弾性体９１の滑りを抑制するために、例えば弾性体９１の外表面（手首表面Ｓ１に対する接触面）に、手首表面Ｓ１に対する摩擦力を増大させる処理を施しても構わない。
例えば、弾性体９１の外表面に弱粘着層を形成することで、手首表面Ｓ１に対する吸着性を高めても構わない。さらに、弾性体９１の外表面に、例えば微細な吸着孔を複数形成することで、自己吸着性を高めるいわゆる吸盤構造を形成しても構わない。
これらのことにより、手首表面Ｓ１に対する弾性体９１の摩擦力を増大させることができ、手首表面Ｓ１に対して弾性体９１を押し当てたときに、弾性体９１が滑ってしまうことを防止し易い。従って、脈波をより安定して測定することができるうえ、手首表面Ｓ１に対する位置ずれをより効果的に検出し易くなる。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る脈波センサ及び脈波測定方法の第３実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第３実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。

第１実施形態では、測定状態検出部１７が応力センサ１６を具備し、応力センサ１６からの応力信号をモニタすることで弾性体１３の変形状態を把握し、これによって手首表面Ｓ１に対する弾性体１３を介したアタッチメント部１２の押し当て状態を把握し、脈波の測定状態、すなわち手首Ｓに対する脈波センサ１の装着状態を把握した。
本実施形態では、応力センサ１６を利用することなく、測定状態検出部が手首表面Ｓ１に押し当てられたアタッチメント部１２の押し当て状態に基づいて、脈波の測定状態、すなわち手首Ｓに対する脈波センサの装着状態を把握する場合を説明する。

図２５に示すように、本実施形態の脈波センサ１００は、測定状態検出部１０１が、手首表面Ｓ１に向けて検出光Ｋを照射する光源１０２と、手首表面Ｓ１で反射された検出光Ｋを受光する受光部１０３と、を備えている。

光源１０２は、検出光Ｋとして例えば所定の波長のレーザ光を照射するレーザ光源とされている。光源１０２は、例えばアタッチメント部１２の内周面に取り付けられており、手首表面Ｓ１に向かうように検出光Ｋを斜め下方に向けて照射することが可能とされている。光源１０２は、例えばＣＰＵ４０からの制御信号によって検出光Ｋを照射するように構成されている。

受光部１０３は、例えばフォトディテクタであり、検出光Ｋを受光したときに、受光信号を例えばＣＰＵ４０に出力する。これにより、受光信号の有無に基づいて、手首表面Ｓ１で反射された検出光Ｋを受光したか否かを把握することが可能とされている。
受光部１０３は、光源１０２と同様にアタッチメント部１２の内周面に取り付けられている。具体的には、受光部１０３は、光源１０２に対して、アタッチメント部１２の中心軸線Ｏを中心として周方向に１８０度の間隔をあけて配置されるように取り付けられている。さらに光源１０２及び受光部１０３は、交差方向Ｍ２に沿って並ぶように配置されている。これにより、光源１０２及び受光部１０３は、平面視で橈骨動脈Ｒを挟んで交差方向Ｍ２に向かい合うように配置されている。

特に、図２５に示すように、手首表面Ｓ１に対して弾性体１３を介してアタッチメント部１２を所定の押し当て力で押し当て、且つ手首表面Ｓ１に対して略垂直にアタッチメント部１２を押し当てたときに、手首表面Ｓ１で反射した検出光Ｋが受光部１０３に入射するように、光源１０２及び受光部１０３が取り付けられている。

（脈波センサの作用）
上述のように構成された本実施形態の脈波センサ１００によれば、受光部１０３からの受光信号に基づいて、手首表面Ｓ１に対する弾性体１３を介したアタッチメント部１２の押し当て状態を把握することができ、手首Ｓに対する脈波センサ１００の装着状態を把握することができる。
例えば、図２５に示すように、手首表面Ｓ１に対して弾性体１３を介してアタッチメント部１２を所定の押し当て力で押し当て、且つ手首表面Ｓ１に対して略垂直にアタッチメント部１２を押し当てた場合には、光源１０２から照射された検出光Ｋは、手首表面Ｓ１で反射した後に受光部１０３に入射する。これにより、受光部１０３は、検出光Ｋを受光すると共に受光信号をＣＰＵ４０に出力する。従って、受光部１０３から受光信号が出力されてきたことを受けて、手首表面Ｓ１に対して適切な押し当て力、適切な押し当て方向でアタッチメント部１２が押し当てられたことを検出（把握）することができる。

これに対して、例えば手首表面Ｓ１に対して弾性体１３を介してアタッチメント部１２が所定の押し当て力で押し当てられていない場合には、手首表面Ｓ１で反射した検出光Ｋが受光部１０３に入射することがない。また、例えば図２６に示すように、手首表面Ｓ１に対して弾性体１３を介してアタッチメント部１２が交差方向Ｍ２に傾いた状態で押し当てられた場合には、同様に、手首表面Ｓ１で反射した検出光Ｋが受光部１０３に入射することがない。従って、これらの場合には、受光部１０３から受光信号が出力されることがない。

以上のことから、受光信号の有無に基づいて、手首表面Ｓ１に対して適切な押し当て力、及び適切な押し当て方向でアタッチメント部１２が押し当てられたか否かを検出（把握）することができる。そのため、本実施形態の場合であっても、手首Ｓに対する脈波センサ１００の装着状態を把握することができる。
従って、手首表面Ｓ１に対する脈波センサ１００の装着状態を一定の状態に維持し易く、脈波を精度良く測定することが可能である。

なお、脈波の測定中に、例えば体動等によって脈波センサ１００が位置ずれした場合には、手首表面Ｓ１で反射した検出光Ｋが受光部１０３から外れる。そのため、位置ずれしたことを適切に把握することが可能である。

（第３実施形態の変形例）
上記第３実施形態において、複数組の光源１０２及び受光部１０３をアタッチメント部１２の内周面に設けても構わない。この場合には、複数の受光部１０３から出力された受光信号に基づいて、さらに精度良く脈波センサ１００の装着状態を把握することが可能となる。それに加え、押し当て方向或いは位置ずれ方向の検出を行うことも可能になるので、好ましい。

さらに、上記第３実施形態において、受光部１０３として例えば４分割フォトディテクタ等の分割受光素子で構成し、検出光Ｋの入射位置に対応した受光信号を出力するように構成しても構わない。この場合には、分割受光素子から出力される各受光信号に基づいて、押し当て方向或いは位置ずれ方向をさらに検出し易くなるので、好ましい。しかもこの場合には、１つの受光部１０３であっても、押し当て方向或いは位置ずれ方向を検出することが可能となるので、好ましい。

（第４実施形態）
次に、本発明に係る脈波センサ及び脈波測定方法の第４実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第４実施形態においては、第２実施形態及び第３実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。

本実施形態では、第２実施形態で説明した密閉型の脈波センサ９０に光源１０２及び受光部１０３を適用した場合について説明する。

図２７に示すように、本実施形態の脈波センサ１１０は、第２実施形態と同様に、アタッチメント部１２の開口部を塞ぐ弾性膜状の弾性体９１を備えている。そして、アタッチメント部１２の内周面に、光源１０２及び受光部１０３が取り付けられている。
本実施形態では、光源１０２から照射された検出光Ｋは、手首表面Ｓ１に密着した弾性体９１の内面で反射した後に、受光部１０３に入射可能とされている。

（脈波センサの作用）
上述のように構成された本実施形態の脈波センサ１１０によれば、第２実施形態及び第３実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。
特に、手首Ｓに対する脈波センサ１１０の装着状態については、例えば図２７に示すように、手首表面Ｓ１に対して弾性体９１を介してアタッチメント部１２を所定の押し当て力で押し当て、且つ手首表面Ｓ１に対して略垂直にアタッチメント部１２を押し当てた場合には、光源１０２から照射された検出光Ｋは、手首表面Ｓ１に密着した弾性体９１の内面で反射した後に受光部１０３に入射する。

これに対して、例えば手首表面Ｓ１に対して弾性体９１を介してアタッチメント部１２が所定の押し当て力で押し当てられていない場合には、手首表面Ｓ１に密着した弾性体９１の内面で反射した検出光Ｋが受光部１０３に入射することがない。また、例えば図２８に示すように、手首表面Ｓ１に対して弾性体９１を介してアタッチメント部１２が交差方向Ｍ２に傾いた状態で押し当てられた場合には、同様に反射した検出光Ｋが受光部１０３に入射することがない。従って、これらの場合には、受光部１０３から受光信号が出力されることがない。

従って、本実施形態の場合であっても、受光信号の有無に基づいて、手首表面Ｓ１に対して適切な押し当て力、及び適切な押し当て方向でアタッチメント部１２が押し当てられたか否かを検出（把握）することができる。そのため、手首Ｓに対する脈波センサ１１０の装着状態を把握することができる。従って、手首表面Ｓ１に対する脈波センサ１１０の装着状態を一定の状態に維持し易く、脈波を精度良く測定することが可能である。

また、脈波の測定中に、例えば体動等によって脈波センサ１１０が位置ずれした場合には、反射した検出光Ｋが受光部１０３から外れる。そのため、位置ずれしたことを適切に把握することが可能である。

（第４実施形態の変形例）
上記第４実施形態において、弾性膜状の弾性体９１の内面に、金属薄膜等を成膜して、検出光Ｋの反射率を向上させることが好ましい。この場合には、受光部１０３による受光精度が向上するので、受光信号に基づいて脈波センサ１１０の装着状態をより精度良く把握することが可能となる。
なお、反射率を向上させることができれば、金属薄膜等に限定されるものではない。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形例には、例えば当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものなどが含まれる。

例えば、上記各実施形態では、人体の腕部を走行する橈骨動脈を測定対象血管として、手首に装着する脈波センサを例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではない。例えば、腕部を巻回するように固定ベルトを取り付けることで、腕部に装着する脈波センサとしても構わない。この場合、測定対象血管としては、橈骨動脈に限定されるものではなく、例えば尺骨動脈或いは上腕動脈であって構わない。
さらには、人体の脚部の巻回するように固定ベルトを取り付けることで、脚部に装着する脈波センサとしても構わない。この場合、測定対象血管としては、例えば大腿動脈であって構わない。さらには、本発明に係る脈波センサを、例えば家畜等の飼育動物或いは実験動物等に装着することも可能である。

また、上記各実施形態では、圧力センサの一例として、カンチレバーを利用したセンサを例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではなく、センサ室の内圧変化に応じて変位するセンサであれば、その他の構造を採用しても構わない。
例えば、センサ室の内圧変化に応じて変位する薄膜のダイヤフラムを有する圧力センサを採用しても構わない。この場合であっても、同様の作用効果を奏功することができる。ただし、カンチレバーを利用する場合には、センサ室の微小な内圧変化であってもカンチレバーを反応良く追従させながら変形させることができるので、脈波をより精度良く、且つ感度良く検出でき、好ましい。

また、上記各実施形態では、ホイートストンブリッジ回路を利用して、変位検出抵抗の抵抗値変化を検出したが、この場合に限定されるものではない。変位検出抵抗の抵抗値変化を検出できれば、抵抗値変化検出回路をどのように構成しても構わない。

さらに、上記各実施形態では、手首表面に対する各種の押し当て情報を、表示部に表示させることで、ユーザに報知させた場合を例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではなく、例えば音声や振動等によって報知するように構成しても構わない。

Ｓ…手首（生体）
Ｓ１…手首表面（生体表面）
１、９０、１００、１１０…脈波センサ
３…固定ベルト（固定部材）
１１…センサ室
１２…アタッチメント部
１３、９１…弾性体
１４…圧力センサ
１５…脈波検出部
１６…応力センサ
１７、１０１…測定状態検出部
３１…ＳＯＩ基板（基板）
３５…連通孔
３７…第１ギャップ（ギャップ）
４２…表示部（報知部）
４６…情報算出部（処理部）
５０…カンチレバー
５４…変位検出抵抗
６０…ホイートストンブリッジ回路（抵抗値変化検出回路）
８２…矢印

Claims (17)

1. 生体表面に押し当てられる開口部及び内部にセンサ室を有するアタッチメント部と、
   前記アタッチメント部が前記生体表面に押し当てられた際に、生体の脈動に対応して変化する前記センサ室の内圧変化に応じて変位する圧力センサと、
   前記圧力センサの変位に基づいて脈波を検出する脈波検出部と、
   前記生体表面に押し当てられた前記アタッチメント部の押し当て状態に基づいて、前記脈波の測定状態を検出する測定状態検出部と、を備えることを特徴とする脈波センサ。
2. 請求項１に記載の脈波センサにおいて、
   前記アタッチメント部における前記生体表面側に設けられ、前記生体表面に対する前記アタッチメント部の押し当て時に弾性変形可能な弾性体を備え、
   前記測定状態検出部は、前記弾性体に取り付けられ、該弾性体の弾性変形に対応した応力信号を出力する応力センサを備えている、脈波センサ。
3. 請求項２に記載の脈波センサにおいて、
   前記弾性体は、前記生体表面側に開口したリング状に形成されている、脈波センサ。
4. 請求項２に記載の脈波センサにおいて、
   前記弾性体は、前記アタッチメント部の開口部を塞ぐ弾性膜状に形成され、
   前記弾性体と協働して前記センサ室を覆う密閉部材を有し、
   前記センサ室の内圧は、外気圧よりも高い圧力に設定され、前記弾性体を前記生体表面側に向けて予め膨出するように弾性変形させている、脈波センサ。
5. 請求項２から４のいずれか１項に記載の脈波センサにおいて、
   前記弾性体は、前記生体表面の弾性よりも低い弾性の弾性材料で形成されている、脈波センサ。
6. 請求項２から５のいずれか１項に記載の脈波センサにおいて、
   前記応力センサは、前記弾性体に対して、前記アタッチメント部の周方向に間隔をあけて複数取り付けられている、脈波センサ。
7. 請求項２から６のいずれか１項に記載の脈波センサにおいて、
   前記応力信号に基づいて、前記生体表面に対する前記弾性体を介した前記アタッチメント部の押し当てに関する押し当て情報を算出する処理部と、
   前記押し当て情報を外部に報知する報知部と、を備えている、脈波センサ。
8. 請求項７に記載の脈波センサにおいて、
   前記報知部は、前記押し当て情報を表示する表示部である、脈波センサ。
9. 請求項８に記載の脈波センサにおいて、
   前記処理部は、前記押し当て情報として、前記生体表面に対する前記アタッチメント部の押し当て力を算出し、
   前記表示部は、算出された前記押し当て力を表示するときに、予め決められた押し当て力の適正範囲と関連付けて表示を行う、脈波センサ。
10. 請求項８又は９に記載の脈波センサにおいて、
    前記処理部は、前記押し当て情報として、前記生体表面に対する前記アタッチメント部の押し当て方向を算出し、
    前記表示部は、算出された前記押し当て方向を表示する、脈波センサ。
11. 請求項８から１０のいずれか１項に記載の脈波センサにおいて、
    前記処理部は、前記押し当て情報として、前記生体表面に対する前記アタッチメント部の押し当て位置からの位置ずれ量及び位置ずれ方向を算出し、
    前記表示部は、算出された前記位置ずれ量及び前記位置ずれ方向を表示するときに、前記押し当て位置を中心として、前記位置ずれ量に対応した矢印長さ、及び前記位置ずれ方向に対応した矢印方向で構成される矢印を表示する、脈波センサ。
12. 請求項８から１１のいずれか１項に記載の脈波センサにおいて、
    前記処理部は、前記圧力センサの変位及び前記押し当て情報に基づいて、前記脈波検出部による検出結果の信頼性を算出し、
    前記表示部は、算出した信頼性を表示する、脈波センサ。
13. 請求項１から１２のいずれか１項に記載の脈波センサにおいて、
    前記アタッチメント部を前記生体に対して取り外し可能に固定する固定部材を備えている、脈波センサ。
14. 請求項１から１３のいずれか１項に記載の脈波センサにおいて、
    前記圧力センサは、
    前記センサ室内に連通する連通孔が形成された基板と、
    前記連通孔を覆うように前記基板に片持ち状態で接続され、前記連通孔を通じた前記センサ室内の内圧変化に応じて撓み変形するカンチレバーと、を備え、
    前記カンチレバーは、前記基板の平面視で、所定のギャップをあけた状態で前記連通孔の内側に配置されることで、前記連通孔を部分的に覆うように形成され、
    前記脈波検出部は、前記カンチレバーの撓み変形に応じて抵抗値が変化する変位検出抵抗を含む抵抗値変化検出回路を有し、前記変位検出抵抗の抵抗値変化に対応した前記抵抗値変化検出回路からの出力信号に基づいて前記脈波を検出する、脈波センサ。
15. 請求項１から１４のいずれか１項に記載の脈波センサにおいて、
    前記センサ室は、血管幅が２ｍｍ〜４ｍｍの範囲内の動脈に起因する前記生体表面の変動に対応して内圧が変化する、脈波センサ。
16. 生体表面に押し当て可能とされ、内部にセンサ室を有するアタッチメント部と、前記センサ室の内圧変化に応じて変位する圧力センサと、前記圧力センサの変位に基づいて脈波を検出する脈波検出部と、前記生体表面に押し当てられた前記アタッチメント部の押し当て状態に基づいて、前記脈波の測定状態を検出する測定状態検出部と、を備え、前記生体表面に対する前記アタッチメント部の押し当て時に、生体の脈動に対応して前記センサ室の内圧が変化する脈波センサを利用して、前記脈波を測定する脈波測定方法であって、
    前記測定状態検出部による検出結果に基づいて、前記生体表面に対する前記脈波センサの装着状態を判断する判断工程と、
    前記脈波センサの装着状態が予め決められた状態である場合に、前記脈波の検出を開始する測定工程と、を備えていることを特徴とする脈波測定方法。
17. 請求項１６に記載の脈波測定方法において、
    前記測定工程の際、前記測定状態検出部による検出結果に基づいて、前記生体表面に対する前記アタッチメント部の押し当て位置からの位置ずれ方向及び位置ずれ量を算出する、脈波測定方法。

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