JP2024027214A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ピエゾ素子のサイズを大きくすることなく、ピエゾ素子の感度を上げる手段を提供すること。【解決手段】聴診器１（電子機器）は、ピエゾ素子３と、ピエゾ素子３が取り付けられる被取付部材４（第１部材）と、被取付部材４とピエゾ素子３との間に介在し、被取付部材４とピエゾ素子３との間に空間を設けるワッシャ５（第２部材）と、を備える。ワッシャ５は、ピエゾ素子３の外縁の被取付部材４側に設けられている。ワッシャ５は、複数設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は、電子機器に関する。

聴診器の中には、マイク等のセンサーにより電子的に心音等の音を採取し、採取した音を増幅し、増幅した音を医師等に聴取させる、いわゆる電子聴診器と呼ばれるものがある（例えば、特許文献１参照。）。上述のセンサーとして、ピエゾ素子が使用される場合がある。電子聴診器に使用されるピエゾ素子のサイズが大きければ大きいほど、感度も上がる。しかしながら、電子聴診器は、凹凸がある人体に接触して使用されるため、ピエゾ素子のサイズ（円形であれば、直径）が大きすぎると、電子聴診器が人体に接触しにくくなり、感度が下がる、という相反する課題がある。

一般的には、ある程度の大きさのピエゾ素子が用いられ、ピエゾ素子からの信号が、電気的に増幅器（アンプ）によって増幅されるという方法がとられていることが多い。その結果、心音等の生体音とノイズとのＳ／Ｎ比が低下するという課題がある。このため、Ｓ／Ｎ比を少しでも向上させようと、外来ノイズ低減用のノイズキャンセル機能等が搭載されている場合が多いと考えられる。しかしながら、電気的な処理が多く入ると、聴診音から、医師が判断するための細かな音のディテールが失われたり、聴診音が機械学習に用いられる場合、ＡＩが特徴量として学習するための情報が失われたりする可能性があった。

特開２００４－２４２８４９号公報

上述したように、電子聴診器等の電子機器に用いられるピエゾ素子は、サイズが大きければ大きいほど、感度は上がるが、ピエゾ素子のサイズが大きすぎると、電子聴診器が人体に接触しにくくなり、感度が下がる、という相反する課題がある。

本発明の目的は、ピエゾ素子のサイズを大きくすることなく、ピエゾ素子の感度を上げる手段を提供することである。

第１の発明の電子機器は、ピエゾ素子と、前記ピエゾ素子が取り付けられる第１部材と、前記第１部材と前記ピエゾ素子との間に介在し、前記第１部材と前記ピエゾ素子との間に空間を設ける第２部材と、を備えることを特徴とする。

本発明では、第２部材は、ピエゾ素子が取り付けられる第１部材との間に介在し、第１部材とピエゾ素子との間に空間を設けている。この空間によって、ピエゾ素子が撓みやすくなるため、ピエゾ素子のサイズを大きくすることなく、ピエゾ素子の感度を上げることができる。

第２の発明の電子機器は、第１の発明の電子機器において、前記第２部材は、前記ピエゾ素子の外縁の前記第１部材側に設けられていることを特徴とする。

本発明では、第２部材は、ピエゾ素子の外縁の第１部材側に設けられている。これにより、ピエゾ素子がより撓みやすくなるため、ピエゾ素子の感度が、より向上する。

第３の発明の電子機器は、第１の発明の電子機器において、前記第２部材は、複数設けられていることを特徴とする。

第４の発明の電子機器は、第１の発明の電子機器において、前記第２部材は、ワッシャであることを特徴とする。

第５の発明の電子機器は、第１の発明の電子機器において、ピエゾ素子と、前記ピエゾ素子が取り付けられる、可撓性を有する弾性体と、を備えることを特徴とする。

本発明では、ピエゾ素子は、可撓性を有する弾性体に取り付けられている。これにより、ピエゾ素子が撓みやすくなるため、ピエゾ素子のサイズを大きくすることなく、ピエゾ素子の感度を上げることができる。

第６の発明の電子機器は、第５の発明の電子機器において、前記弾性体は、前記ピエゾ素子の振動方向に直交する方向において、前記ピエゾ素子よりも大きいことを特徴とする。

本発明では、弾性体は、ピエゾ素子の振動方向に直交する方向において、ピエゾ素子よりも大きい。これにより、よりピエゾ素子が撓みやすくなるため、ピエゾ素子の感度がより向上する。また、弾性体は、可撓性を有しているため、弾性体が、ピエゾ素子の振動方向に直交する方向において、ピエゾ素子より大きくても、人体への接触に問題となることはない。

第７の発明の電子機器は、第１又は第５の発明の電子機器において、前記ピエゾ素子は、略円盤形状であることを特徴とする。

第８の発明の電子機器は、第１又は第５の発明の電子機器において、聴診器であることを特徴とする。

本発明によれば、ピエゾ素子のサイズを大きくすることなく、ピエゾ素子の感度を上げることができる。

本発明の実施形態に係る聴診器を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る聴診器を示す斜視図である。 （ａ）は、ピエゾ素子を示すイメージ図である。（ｂ）、（ｃ）は、ピエゾ素子、被取付部材を示すイメージ図である。 ワッシャの有無による感度を比較するための図である。 ピエゾ素子、弾性体を示すイメージ図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、及び、図２は、本発明の実施形態に係る聴診器１（電子機器）を示す斜視図である。以下では、ピエゾ素子３が設けられ、聴診対象に接触する接触面側を正面、正面と反対側を背面として説明する。聴診器１の使用者は、聴診器１の背面側から、聴診器１を手で握って、聴診器１の正面側を聴診対象に当てて、使用する。

聴診器１は、正面視、略砂時計形状である。聴診器１は、筐体２と、ピエゾ（圧電）素子３と、等を備える。筐体２は、内部に、プリント基板、バッテリー等を収容する。本実施形態では、聴診器１の正面側に、２つのピエゾ素子３が設けられている。なお、本実施形態では、２つのピエゾ素子３が設けられているが、ピエゾ素子３の数は、２つに限られず、１つ、３つ以上であってもよい。ピエゾ素子３は、扁平な略円盤形状である。

図３（ａ）は、ピエゾ素子３を示すイメージ図である。図３（ａ）に示すように、ピエゾ素子３は、上部電極３ａと、下部電極３ｂと、を有している。上部電極３ａ、下部電極３ｂに、それぞれ、配線が接続される。上部電極３ａと下部電極３ｂとの間には、図示しないが、圧電体が存在する。圧電体には、例えば、セラミックスが用いられる。

図３（ｂ）、（ｃ）は、ピエゾ素子３、被取付部材４を示すイメージ図である。被取付部材４（第１部材）は、ピエゾ素子３が取り付けられる部材である。なお、図３（ｂ）では、被取付部材４が、円盤形状で示されているが、被取付部材４の形状は、図示される形状に限られない。ここで、ピエゾ素子３と被取付部材４との間には、ワッシャ５（第２部材）が介在している。ワッシャ５によって、ピエゾ素子３と被取付部材５との間に、空間が設けられている。なお、本実施形態では、ピエゾ素子３と被取付部材４との間に空間を設けるため、ワッシャ５が設けられているが、特に、ピエゾ素子３と被取付部材4との間に空間を設ける部材、言い換えれば、ピエゾ素子３を嵩上する部材であれば、ワッシャ５に限られない。

また、ワッシャ５は、３つ、ピエゾ素子３の下部電極３ｂの外縁（外周）の被取付部材４側（下側）に設けられている。なお、設けられるワッシャ５の数は、３つに限られない。また、ワッシャ５は、ピエゾ素子３の下部電極３ｂの外縁（外周）に設けられていなくてもよい。ただし、ワッシャ５は、ピエゾ素子３３ｂの下部電極３ｂの外縁（外周）に設けられているほうが、ピエゾ素子３が撓みやすいため、好ましい。ここで、「外縁」とは、ピエゾ素子３が略円盤形状である場合、中心から半径の７０％以上よりも外側を意味するが、ピエゾ素子３を撓ませることができれば、６９％以下を除くことを意図はしない。

図４は、ワッシャ５の有無による感度を比較するための図である。同一人物の心音が、略同一時刻に採取されているが、（ａ）は、ワッシャ５がない場合に採取された心音であり、（ｂ）は、ワッシャ５がある場合に採取された心音である。図４に示すように、ワッシャ５がある場合に感度が上がっている。

以上説明したように、本実施形態では、ワッシャ５は、ピエゾ素子３が取り付けられる被取付部材４との間に介在し、被取付部材４とピエゾ素子３との間に空間を設けている。この空間によって、ピエゾ素子３が撓みやすくなるため、ピエゾ素子３のサイズを大きくすることなく、ピエゾ素子３の感度を上げることができる。

また、本実施形態では、ワッシャ５は、ピエゾ素子３の外縁（外周）の被取付部材４側に設けられている。これにより、ピエゾ素子３がより撓みやすくなるため、ピエゾ素子３の感度が、より向上する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明を適用可能な形態は、上述の実施形態には限られるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることが可能である。

上述の実施形態においては、被取付部材４とピエゾ素子３との間に空間を設けるために、ワッシャ５が設けられており、ピエゾ素子３が取り付けられる被取付部材４が設けられている。ワッシャ５、被取付部材４が設けられておらず、図５に示すように、ピエゾ素子３が取り付けられる、可撓性を有する弾性体６が設けられていてもよい。このように、ピエゾ素子３が、可撓性を有する弾性体６に取り付けられることで、ピエゾ素子３が撓みやすくなる。このため、ピエゾ素子３のサイズを大きくすることなく、ピエゾ素子の感度を上げることができる。

また、弾性体６は、ピエゾ素子３の振動方向（垂直方向）に直交する方向（水平方向）において、ピエゾ素子３よりも大きい。言い換えれば、弾性体６の直径は、ピエゾ素子３の直径よりも大きい。これにより、よりピエゾ素子３が撓みやすくなるため、ピエゾ素子の感度がより向上する。また、弾性体６は、可撓性を有しているため、弾性体６が、ピエゾ素子３の振動方向に直交する方向において、ピエゾ素子３より大きくても、人体への接触に問題となることはない。

本発明は、電子機器に好適に採用され得る。

１ 聴診器（電子機器）
２ 筐体
３ ピエゾ素子
４ 被取付部材（第１部材）
５ ワッシャ（第２部材）
６ 弾性体

Claims (8)

1. ピエゾ素子と、
   前記ピエゾ素子が取り付けられる第１部材と、
   前記第１部材と前記ピエゾ素子との間に介在し、前記第１部材と前記ピエゾ素子との間に空間を設ける第２部材と、
   を備えることを特徴とする電子機器。
2. 前記第２部材は、前記ピエゾ素子の外縁の前記第１部材側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記第２部材は、複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
4. 前記第２部材は、ワッシャであることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
5. ピエゾ素子と、
   前記ピエゾ素子が取り付けられる、可撓性を有する弾性体と、
   を備えることを特徴とする電子機器。
6. 前記弾性体は、前記ピエゾ素子の振動方向に直交する方向において、前記ピエゾ素子よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の電子機器。
7. 前記ピエゾ素子は、略円盤形状であることを特徴とする請求項１又は５に記載の電子機器。
8. 聴診器であることを特徴とする請求項１又は５に記載の電子機器。

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