WO2019003621A1 - 振動センサー - Google Patents

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WO2019003621A1
WO2019003621A1 PCT/JP2018/017076 JP2018017076W WO2019003621A1 WO 2019003621 A1 WO2019003621 A1 WO 2019003621A1 JP 2018017076 W JP2018017076 W JP 2018017076W WO 2019003621 A1 WO2019003621 A1 WO 2019003621A1
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gel layer
vibration
vibration sensor
detection element
side gel
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PCT/JP2018/017076
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邦夫 ▲樋▼山
夕輝 植屋
一郎 太箸
鈴木　克典
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ヤマハ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a vibration sensor.
  • vibration generated inside the living body such as heart beat, pulse wave, blood flow sound, respiratory sound (not limited to acoustic vibration in the audible area, including low frequency vibration in the inaudible area and ultrasonic vibration)
  • diagnosis and health management can be performed.
  • produced inside these biological bodies is put together and it is called "biological vibration.”
  • the pulse wave of the human body during living body vibration an apparatus for measuring a pulse waveform by irradiating a ray to an artery in the skin and receiving reflected light by a sensor has been put to practical use.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-177227 proposes a pulse wave detection device for pressing a pressure-sensitive element against the wrist and detecting the vibration as a pressure change on the surface of the human body.
  • the pulse wave detection device described in this publication is disposed between the pressure-sensitive element and the clip plate, and the pressure-sensitive element is disposed between the pressure-sensitive element and the clip plate. Hold the bladder against the wrist, the pressure-sensitive element, the clip plate, and the bladder, and extend it from the clip plate to the distal side (distal side) to restrict the movement of the wrist. It is set as the structure which has a bending board.
  • the pressure sensitive element is held by the cloth and pressed against the wrist, since the cloth has a wide area, the biological vibration to be detected in this cloth is Is different from the source of vibration, and vibration is transmitted through the external air. Even if the cloth does not directly contact the pressure-sensitive element, the cloth that has conducted such vibrations causes the vibration to press the outer surface of the air bag that pressurizes the pressure-sensitive element, and the internal pressure of the air bag The noise is input to the pressure sensitive element by changing.
  • the pulse wave detection device described in the above-mentioned publication presses the pressure-sensitive element against the surface of the living body by the air pressure, the subject may feel discomfort and sometimes pain, so it is used continuously for a long time Is avoided.
  • the pulse wave is affected by the stress of the subject due to discomfort and pain, and by the physical effect of strongly pressing a blood vessel.
  • the waveform may be different from that of normal.
  • the present invention has an object to provide a vibration sensor having a large S / N ratio and a small sense of incongruity given to a subject.
  • a vibration sensor made to solve the above problems comprises: a sheet-like piezoelectric body; a vibration detection element having a pair of electrodes stacked on the front and back of the piezoelectric body; And a back side gel layer laminated on the side disposed opposite to the living body surface.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a vibration sensor according to an embodiment different from FIGS. 1 to 3 of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic plan view showing a gel casing used in the method of manufacturing the vibration sensor of FIG. 5.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the gel casing of FIG. 7 taken along line AA.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a state in which an acoustic matching agent is filled in the gel casing in the method of manufacturing a vibration sensor using the gel casing of FIG. 7.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a vibration detection element is inserted into the gel casing in the method of manufacturing a vibration sensor using the gel casing of FIG. 7.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a vibration sensor according to an embodiment different from FIGS. 1 to 3 and 5; It is a schematic plan view of the vibration sensor of FIG. It is a typical sectional view showing a vibration sensor concerning a reference form.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a vibration sensor according to an embodiment different from FIGS. 1 to 3, 5 and 11 of the present invention.
  • a vibration sensor made to solve the above problems comprises: a sheet-like piezoelectric body; a vibration detection element having a pair of electrodes stacked on the front and back of the piezoelectric body; And a back side gel layer laminated on the side disposed opposite to the living body surface.
  • the vibration sensor may further include a surface side gel layer laminated on the surface of the vibration detection element opposite to the surface of the living body.
  • the surface side gel layer extends to the outside of the vibration detection element in plan view.
  • the back side gel layer and the front side gel layer may be integrally formed.
  • the vibration sensor includes a cover that covers the surface side of the surface-side gel layer and that can press the surface-side gel layer from the surface side, and a connection that connects the coating and the living body surface. It is good.
  • the average thickness of the back side gel layer is preferably 0.2 mm or more and 3.0 mm or less.
  • the elastic modulus of the back side gel layer is preferably 1 MPa or less.
  • a hydrogel be included as a material constituting the back side gel layer.
  • the back side gel layer may be conductive and electrically connected to one of the pair of electrodes.
  • the vibration sensor includes the back side gel layer stacked on the side of the vibration detection element disposed to face the living body surface, so the back side gel layer is in close contact with the living body surface and vibrates.
  • the detection element is held on the surface of the living body, and the sound in the living body is efficiently propagated to the vibration detection element. For this reason, the vibration sensor can efficiently convert biological vibration into an electrical signal.
  • the vibration sensor can efficiently convert biological vibration into an electrical signal.
  • the vibration sensor can make the entire projected area almost equal to the projected area of the vibration detection element. As a result, it is difficult for noise to be transmitted to the vibration sensor, so the S / N ratio is increased.
  • the vibration sensor since the vibration sensor is attached to the surface of the living body by the back side gel layer, it can detect the natural vibration of the biological vibration without pressing the living body.
  • the vibration sensor since the back surface side gel layer is less likely to lose adhesion even when peeled back from the surface of the living body, the vibration sensor has low detection accuracy even when it is peeled off once and repositioned and repeatedly reused. It is difficult to do.
  • the said vibration sensor can make an area comparatively small, the discomfort given to a subject is small. Therefore, by using the vibration sensor, it is possible to perform long-term biological vibration measurement.
  • FIG. 1 shows a vibration sensor according to an embodiment of the present invention.
  • the vibration sensor is disposed in close proximity to the surface of a living body such as a person or an animal, for example, and is used to detect vibration inside the living body.
  • the vibration sensor includes a sheet-like vibration detection element 1 and a back side gel layer 2 stacked on the surface of the vibration detection element 1 on the side disposed facing the living body surface.
  • the side opposite to the surface of the living body is called “back side”, and the opposite side is called “front side”.
  • the vibration detection element 1 has a sheet-like piezoelectric body 3 and a pair of electrodes 4 and 5 stacked on the front and back of the piezoelectric body 3.
  • the vibration detection element 1 includes a pair of shield layers 6 and 7 covering the surface of the pair of electrodes 4 and 5 opposite to the piezoelectric body 3, and the electrode 4 and shield disposed on the opposite side (front side) of the living body surface.
  • a pair of protective layers 9 and 10 which are disposed between the layer 6 and have an elastic modulus similar to that of the piezoelectric body 3 and cover surfaces of the shield layers 6 and 7 opposite to the piezoelectric body 3 respectively Are further connected to the electrode 4 on the front side, and the other end further has a lead wire 11 extending to the outside.
  • the piezoelectric body and the elastic modulus are similar means that the difference in elastic modulus with the piezoelectric body is 50% or less, preferably 30% or less, of the elastic modulus of the piezoelectric body.
  • the piezoelectric body 3 is formed of a piezoelectric material that converts pressure into voltage, is stressed by a pressure wave of biological vibration, and generates a potential difference on the front and back according to the stress change.
  • the piezoelectric material forming the piezoelectric body 3 may be, for example, an inorganic material such as lead zirconate titanate, but is preferably a polymeric piezoelectric material having flexibility so as to be in close contact with the surface of a living body. .
  • polymer piezoelectric material examples include polyvinylidene fluoride (PVDF), vinylidene fluoride-trifluoride ethylene copolymer (P (VDF / TrFE)), and vinylidene cyanide-vinyl acetate copolymer (P (VDCN /). And the like.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • VDF / TrFE vinylidene fluoride-trifluoride ethylene copolymer
  • VDCN / vinylidene cyanide-vinyl acetate copolymer
  • a large number of flat pores are formed in, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE), polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET) etc. having no piezoelectric property, for example, corona It is also possible to use one to which a piezoelectric characteristic is imparted by polarizing and charging the facing surface of flat pores by discharge or the like.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • PET polyethylene terephthalate
  • the lower limit of the average thickness of the piezoelectric body 3 is preferably 10 ⁇ m, more preferably 50 ⁇ m.
  • the upper limit of the average thickness of the piezoelectric body 3 is preferably 500 ⁇ m, more preferably 200 ⁇ m. If the average thickness of the piezoelectric body 3 is less than the lower limit, the strength of the piezoelectric body 3 may be insufficient. On the contrary, when the average thickness of the piezoelectric body 3 exceeds the upper limit, the deformability of the piezoelectric body 3 becomes small, and the detection sensitivity may be insufficient.
  • the size of the piezoelectric body 3 can be set to a size in accordance with the area in which the biological vibration to be detected is generated.
  • the piezoelectric body 3 can be square or rectangular with a width of 1 cm to 5 cm and a length of 1 cm to 10 cm.
  • the piezoelectric body 3 is preferably oriented such that a positive charge is generated on the surface side and a negative charge is generated on the back surface side. As a result, by detecting the potential on the front surface side of the piezoelectric body 3 with the potential on the back surface side of the piezoelectric body 3 as the reference potential (ground), stable detection becomes possible.
  • Electrode The electrodes 4 and 5 are stacked on both sides of the piezoelectric body 3 and are used to detect the potential difference between the front and back of the piezoelectric body 3. Therefore, the electrodes 4 and 5 are connected to a detection circuit (not shown).
  • one of the electrodes 4 and 5 be grounded for stable detection of biological vibration. Further, it is preferable that the electrode 4, 5 disposed on the side of the piezoelectric body 3 that generates negative charge be grounded. As a ground for grounding one of the electrodes 4 and 5, a human body may be used so as to simplify the wiring.
  • the material of the electrodes 4 and 5 may be any one having conductivity, and examples thereof include metals such as aluminum, copper and nickel, and carbon.
  • the method of laminating the electrodes 4 and 5 on the piezoelectric body 3 is not particularly limited, and examples thereof include vapor deposition of metal, printing of a carbon conductive ink, and coating and drying of silver paste.
  • the average thickness of the electrodes 4 and 5 is not particularly limited, and may be, for example, 0.1 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less, although it depends on the lamination method. When the average thickness of the electrodes 4 and 5 is less than the above lower limit, the strength of the electrodes 4 and 5 may be insufficient. Conversely, when the average thickness of the electrodes 4 and 5 exceeds the upper limit, transmission of vibration to the piezoelectric body 3 may be inhibited.
  • the electrodes 4 and 5 may be divided into a plurality of regions in plan view, and may effectively function the vibration detection element 1 as a plurality of piezoelectric elements.
  • the electrode 4 on the front surface side serving as the positive electrode be slightly smaller than the electrode 5 on the back surface side serving as the negative electrode, and the piezoelectric 3 and the isolation layer 8 be in contact at the outer periphery of the electrode 4 on the front surface side. This facilitates electrical insulation between the electrode 4 on the front side and the shield layer 6.
  • the shield layers 6 and 7 are made of a conductive material, and shield the electromagnetic waves to prevent the noise voltage from being applied to the electrodes 4 and 5.
  • the shield layers 6 and 7 of the present embodiment are electrically joined to each other on the outside of the piezoelectric body 3, the electrode 5 on the back surface side, and the isolation layer 8 in plan view.
  • the shield layers 6, 7 are preferably grounded to ensure electromagnetic shielding. Therefore, the shield layers 6 and 7 may be electrically connected to the electrode 5 on the back surface side.
  • a metal foil As the shield layers 6 and 7, a metal foil, a metal deposition layer, a metal plating layer, a coating layer of a conductive ink or the like can be used, and among them, a metal foil is preferable.
  • Examples of the material of the shield layers 6 and 7 include copper, aluminum and the like, and for example, plating of gold, nickel, silver and the like may be performed to prevent oxidation and the like.
  • the shield layers 6, 7 preferably use, for example, a vapor deposition film or a laminate film as a laminate with the protective layers 9, 10 described later. It is also possible to use a laminate including other layers such as those commercially available, for example, an insulating layer that insulates from the electrode 4.
  • the shield layers 6 and 7 may be adhered to the electrode 5 on the back surface side and the separation layer 8 by an adhesive.
  • the average thickness of the shield layers 6 and 7 can be, for example, 0.5 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less, depending on the method of forming the shield layers. If the average thickness of the shield layers 6 and 7 is less than the above lower limit, a sufficient electromagnetic shielding effect may not be obtained. Conversely, when the average thickness of the shield layers 6 and 7 exceeds the upper limit, the flexibility of the vibration detection element 1 may be insufficient, and the transmission of the vibration to the piezoelectric body 3 is inhibited to prevent the vibration sensor There is a risk of lowering the detection sensitivity.
  • the isolation layer 8 is provided to secure a distance between the electrode 4 on the front side and the shield layer 6 on the front side and to reduce parasitic capacitance formed between the electrode 5 and the shield layer 6.
  • the isolation layer 8 is formed of a material having an insulating property and an elastic modulus close to that of the piezoelectric body 3.
  • the average thickness of the isolation layer 8 is preferably the same as that of the piezoelectric body 3 so as not to inhibit the deformation of the piezoelectric body 3 due to the acoustic vibration.
  • the same material as the piezoelectric body 3 can be used as the isolation layer 8.
  • the same material as the piezoelectric body 3 before polarization is preferably used as the separation layer 8. it can.
  • Protective layers 9 and 10 are provided to prevent damage to shield layers 6 and 7.
  • the protective layers 9 and 10 can be formed of a resin having flexibility.
  • resin which forms the protective layers 9 and 10 For example, polyolefin, a polyurethane, etc. can be mentioned, Especially, the polyurethane which is excellent in flexibility is used especially suitably.
  • the average thickness of the protective layers 9 and 10 can be, for example, 10 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less. When the average thickness of the protective layers 9 and 10 is less than the lower limit, the protective layers 9 and 10 may break. Conversely, when the average thickness of the protective layers 9 and 10 exceeds the upper limit, the transmission of biological vibration to the piezoelectric body 3 may be inhibited.
  • the lead wire 11 is a coated electric wire connected to the electrode 4 on the front surface side, and is disposed to measure the potential of the electrode 4 by an external circuit (not shown).
  • the lead wire 11 can also be used as a wiring for grounding the electrode 5 on the back surface side and the shield layer 6.
  • a vinyl insulated wire, an enameled wire etc. can be used, for example.
  • the lead wire 11 can be connected to the electrode 4 on the surface side (the electrode 5 on the back surface side or the shield layer 6 as needed) using, for example, a conductive adhesive, solder or the like.
  • the back side gel layer 2 is formed of a polymer gel, and by attaching the vibration detection element 1 on the surface of the living body by its adhesive force, it transmits the biological vibration to the vibration detection element.
  • the back surface side gel layer 2 in the present embodiment is laminated on substantially the entire back surface of the vibration detection element 1.
  • the material of the back side gel layer 2 has a vibration characteristic similar to that of a living body, and by adhering to the surface of the living body, it behaves as if the skin of the living body is thickened.
  • the back side gel layer 2 preferably has an elastic modulus of 1 MPa or less.
  • the material of the back side gel layer 2 is selected to be less likely to cause inflammation of the skin even if it is directly stuck to the skin.
  • a hydrogel in which the dispersion medium is water is preferable, but an organogel in which the dispersion medium is an organic solvent may be used.
  • safe hydrogels include hydrophilic polyurethane gels, polyacrylic acid cross-linked gels and the like, and hydrophilic polyurethane gels are particularly preferably used.
  • average thickness of back side gel layer 2 As a minimum of average thickness of back side gel layer 2, 0.2 mm is preferred and 0.5 mm is more preferred. On the other hand, as an upper limit of average thickness of back side gel layer 2, 3.0 mm is preferred and 2.0 mm is more preferred. When the average thickness of the back side gel layer 2 is less than the above lower limit, there is a possibility that adhesion may be insufficient due to evaporation of water and the like and the vibration sensor may not be reliably adhered to the surface of the living body. Conversely, when the average thickness of the back side gel layer 2 exceeds the upper limit, the transmission efficiency of the biological vibration may be unnecessarily reduced.
  • the water content of the back side gel layer 2 is, for example, 70% by mass or more and 90% by mass or less, although it depends on the type of the gel base material (polymer). If the water content of the back side gel layer 2 does not reach the above lower limit, the transmission efficiency of biological vibration may be reduced. On the contrary, when the water content of back side gel layer 2 exceeds the above-mentioned upper limit, there is a possibility that water exudes and it becomes easy to slip on the living body surface.
  • the vibration sensor includes the back side gel layer 2 stacked on the side of the vibration detection element 1 disposed so as to face the living body surface. Is held on the surface of the living body, and the sound in the living body is efficiently propagated to the vibration detection element 1. For this reason, the vibration sensor can efficiently convert biological vibration into an electrical signal.
  • the said vibration sensor can stick the back surface side gel layer 2 on the biological body surface, the whole projection area can be made substantially equal to the projection area of the vibration detection element 1, and an area becomes comparatively small. .
  • the vibration sensor for example, another biological vibration different in generation site from the biological vibration to be detected, noise such as sound wave vibration propagating external air, and so the S / N ratio is relatively large. growing.
  • the said vibration sensor is stuck on the biological body surface by the back surface side gel layer 2, and can measure biological vibration, without pressing a biological body. Therefore, the vibration sensor can detect a natural waveform of biological vibration.
  • the said vibration sensor is stuck on the biological body surface by the back surface side gel layer 2, when it peels off from the biological body surface and is stuck again, adhesive force does not fall easily. Therefore, the detection accuracy of the vibration sensor does not easily decrease even when the measurement position is adjusted or the sensor used once is repeatedly used.
  • the said vibration sensor is stuck on the biological body surface by the back surface side gel layer 2 laminated
  • the S / N ratio can be further improved.
  • the vibration sensor is formed between the electrode 4 and the shield layer 6 by the separation layer 8 because the vibration detection element 1 has the separation layer 8 between the electrode 4 on the front surface side and the shield layer 6. Parasitic capacitance can be reduced. Further, since the isolation layer 8 has an elastic modulus close to that of the piezoelectric body 3, it is difficult to inhibit the deformation of the piezoelectric body 3, and it is possible to minimize the decrease in the detection efficiency of the biological vibration. Therefore, the isolation layer 8 can further improve the S / N ratio of the vibration sensor.
  • the vibration sensor may prevent the decrease in the S / N ratio due to the damage of the shield layers 6 and 7 by the vibration detection element 1 further including the protective layers 9 and 10 covering the shield layers 6 and 7. it can. Further, the vibration sensor can be provided at a relatively low cost because the protection of the shield layers 6 and 7 by the protective layers 9 and 10 facilitates handling of the vibration detection element 1 at the time of manufacture.
  • the vibration detection element 1 to the back surface gel layer 2 do not damage the shield layer 7. Can be peeled off relatively easily. Therefore, the vibration sensor can be reused relatively easily by peeling off the old back side gel layer 2 after use and laminating a new back side gel layer 2.
  • FIG. 2 shows a vibration sensor according to another embodiment of the present invention.
  • the vibration sensor of FIG. 2 is disposed closely to the surface of a living body such as a human or an animal, for example, and is used to detect vibration inside the living body.
  • the vibration sensor includes a sheet-like vibration detection element 1, a back side gel layer 2 a laminated in a region excluding the outer edge of the back surface of the vibration detection element 1, and a back side on the outer edge of the back surface of the vibration detection element 1. And a frame-like member 12 disposed to surround the gel layer 2a.
  • the configuration of the vibration detection element 1 in the vibration sensor of FIG. 2 can be the same as the configuration of the vibration detection element 1 in the vibration sensor of FIG. Therefore, in the vibration sensor of FIG. 2, the same components as those of the vibration sensor of FIG.
  • the configuration of the back side gel layer 2a in the vibration sensor of FIG. 2 is that the back side gel in the vibration sensor of FIG. 1 is stacked except that it is laminated only in the central region of the back surface of the vibration detection element 1. It may be similar to the configuration of layer 2.
  • the back side gel layer 2a be laminated in a region facing the smaller one of the pair of electrodes 4 and 5.
  • the transmission of the biological vibration to the effective area (the area where the thickness change of the piezoelectric body 3 can be detected) of the vibration detection element 1 is not limited.
  • the frame-like member 12 prevents the outer edge of the vibration detection element 1 from adhering to the surface of the living body. Thereby, when peeling from the living body surface after use, the vibration sensor can put a fingernail on the back surface of the outer edge, and can be easily peeled off.
  • the frame-like member 12 is disposed on the back surface of the outer edge portion of the vibration detection element 1, and the frame-like member 12 is used in proximity to the surface of the living body. Therefore, in the vibration sensor, it is possible to prevent another object from entering between the vibration detecting element 1 and the biological surface during use and being unintentionally peeled off from the biological surface.
  • the thickness of the frame-like member 12 be substantially equal to the thickness of the back side gel layer 2a.
  • a resin having elasticity is preferable, and a foamed resin may be used.
  • Third Embodiment 3 and 4 show a vibration sensor according to another embodiment of the present invention.
  • the vibration sensor of FIGS. 3 and 4 is, for example, disposed closely to the surface of a living body such as a person or an animal, as in the case of the vibration sensor of FIG.
  • the vibration sensor includes a sheet-like vibration detection element 1, a back side gel layer 2 stacked on the side of the vibration detection element 1 disposed to face the living body surface, and a body surface opposite to the vibration detection element 1. And the surface side gel layer 13 laminated
  • the configuration of the vibration detection element 1 in the vibration sensor can be the same as the configuration of the vibration detection element 1 in the vibration sensor of FIG.
  • the structure of the back side gel layer 2 in the said vibration sensor can be made to be the same as that of the structure of the back side gel layer 2 in the vibration sensor of FIG. Therefore, the vibration detection element 1 and the back side gel layer 2 of the vibration sensor are given the same reference numerals as the vibration sensor of FIG.
  • the front side gel layer 13 is laminated on the front side of the vibration detection element 1 so as to include a region overlapping the back side gel layer 2 with the vibration detection element 1 interposed therebetween, and in the present embodiment Directly stacked.
  • the surface side gel layer 13 extends to the outside of the vibration detection element 1 in plan view.
  • the surface-side gel layer 13 is configured to be able to attach a region (hereinafter, also referred to as “extension region P”) located outside the outer edge of the vibration detection element 1 in plan view to the living body surface.
  • the surface side gel layer 13 extends outside the entire area of the outer peripheral edge of the vibration detecting element 1 (more specifically, the entire area of the outer peripheral edge of the vibration detecting element 1 excluding the lead wires), as shown in FIG. doing. Thereby, the surface side gel layer 13 is configured to be able to cover the entire area of the circumferential surface of the vibration detection element 1 from the outside.
  • the lower limit of the average extension length L of the front side gel layer 13 from the outer edge of the vibration detection element 1 is preferably 3 mm, more preferably 4 mm.
  • an upper limit of the average extension length L 20 mm is preferable and 10 mm is more preferable. If the average extension length is less than the lower limit, it may not be easy to attach the extension region P to the surface of the living body. Conversely, when the average extension length exceeds the upper limit, the extension area P becomes unnecessarily large, and vibrations other than biological vibration may be transmitted to the vibration detection element 1 through the extension area P. is there.
  • the front side gel layer 13 and the back side gel layer 2 are formed of separate sheet members.
  • the front side gel layer 13 is disposed at a distance from the back side gel layer 2. Thereby, as shown in FIG. 3, a space S is formed between the end face of the vibration detection element 1 and the end face of the back side gel layer 2 and the front side gel layer 13.
  • the surface side gel layer 13 is formed of a polymer gel.
  • the material of the front side gel layer 13 can be the same as the material of the back side gel layer 2.
  • the average thickness and the moisture content of the front side gel layer 13 can be the same as those of the back side gel layer 2.
  • the surface side gel layer 13 functions as an anchor layer for the vibration sensor to reliably detect biological vibration such as a pulse wave.
  • the surface-side gel layer 13 is laminated on the surface side of the vibration detection element 1 and the extension region P is attached to the surface of the living body, whereby the vibration detection element 1 is artificially embedded in the living body Reveal the outright condition.
  • the surface side gel layer 13 suppresses that the vibration detection element 1 detects the movement of the living body other than the vibration inside the living body. Therefore, in the vibration sensor, the elastic modulus of the surface side gel layer 13 may be larger than the elastic modulus of the back surface side gel layer 2 so that the vibration detection element 1 can be supported more reliably from the outer surface side.
  • the surface side gel layer 13 is laminated on the surface side of the vibration detection element 1 in the vibration sensor, so that the pressure applied to the front and back of the vibration detection element 1 can be prevented from becoming nonuniform. It can be detected reliably.
  • the vibration sensor detects the vibration of the surface side gel layer 13 by attaching the extension region P to the surface of the living body It is possible to suppress that the region stacked on the surface side of the element 1 functions as a weight, and it is possible to more reliably detect biological vibration.
  • the vibration sensor suppresses that vibrations other than the biological vibration are transmitted to the vibration detection element 1 through the extension region P. It's easy to do.
  • the front side gel layer 13 is disposed at a distance from the back side gel layer 2, and between the end face of the vibration detection element 1 and the end face of the back side gel layer 2 and the front side gel layer 13 Since the space S is formed on the surface of the piezoelectric body 3, the region in the vicinity of the outer edge of the piezoelectric body 3 can be held in a pressurized state from the surface side while the extension region P is attached to the surface of the living body. Thereby, the said vibration sensor can suppress the unintended deformation
  • Fourth Embodiment 5 and 6 show a vibration sensor according to another embodiment of the present invention.
  • the vibration sensor of FIGS. 5 and 6 is, for example, disposed closely to the surface of a living body of a person or animal, as in the case of the vibration sensor of FIG. 1, and is used to detect vibration inside the living body.
  • the vibration sensor includes a sheet-like vibration detection element 1, a back side gel layer 2 b laminated on the side of the vibration detection element 1 disposed to face the living body surface, and a body surface opposite to the vibration detection element 1. And the surface side gel layer 13b laminated
  • the configuration of the vibration detection element 1 in the vibration sensor can be the same as the configuration of the vibration detection element 1 in the vibration sensor of FIG. Therefore, the vibration detection element 1 of the vibration sensor is given the same reference numeral as the vibration sensor of FIG. 1 and the description thereof is omitted.
  • the back side gel layer 2 b is laminated on substantially the entire back side of the vibration detection element 1.
  • the back side gel layer 2 b is directly laminated on the back side of the vibration detection element 1.
  • the surface side gel layer 13 b is laminated on substantially the entire surface of the vibration detection element 1.
  • the front side gel layer 13 b is directly laminated on the surface of the vibration detection element 1.
  • the materials of the back side gel layer 2 b and the front side gel layer 13 b can be the same as the back side gel layer 2 of the vibration sensor of FIG. 1.
  • the average thickness and moisture content of the back side gel layer 2 b and the front side gel layer 13 b can be the same as those of the back side gel layer 2 of the vibration sensor of FIG. 1.
  • the back side gel layer 2b and the front side gel layer 13b are integrally formed. In other words, the back side gel layer 2 b and the front side gel layer 13 b are continuously formed of the same material.
  • the back side gel layer 2 b and the front side gel layer 13 b cover the outer surface of the vibration detection element 1 excluding the lead wires.
  • the back side gel layer 2b and the front side gel layer 13b are formed in a flat shape having a hollow internal space as a whole, in the present embodiment, a rectangular solid shape, and the vibration detection element 1 is inserted in this internal space .
  • the back side gel layer 2 b and the front side gel layer 13 b have the same planar shape, and the vibration detection element 1 may be interposed between the facing surfaces so that the connection can be made outside the vibration detection element 1.
  • the back side gel layer 2b and the front side gel layer 13b have substantially rectangular front and back walls facing each other, and three end walls connecting the side edges of the front and back walls.
  • it may be integrated by using a gel casing in which an internal space in which the vibration detection element 1 can be stored is formed. That is, the back side gel layer 2b and the front side gel layer 13b may include the back wall and the front wall of the gel casing, and may be connected by the end wall.
  • the inner surfaces of the back side gel layer 2b and the front side gel layer 13b defining the inner space may be in close contact with the outer surface of the vibration detection element 1, and acoustic waves may be generated between the inner surface and the outer surface of the vibration detection element 1 It may be filled with an acoustic matching agent such as gel capable of suppressing the reflection of
  • the vibration sensor suppresses peeling of the back side gel layer 2b and / or the front side gel layer 13b from the vibration detection element 1 be able to.
  • the vibration sensor even if the back side gel layer 2b and the front side gel layer 13b are not bonded to the vibration detection element 1, the lamination of the back side gel layer 2b and the front side gel layer 13b to the vibration detection element 1 It is possible to maintain the state.
  • the vibration sensor Furthermore, in the vibration sensor, the back side gel layer 2b and the front side gel layer 13b are connected outside the end face of the vibration detection element 1 so as to surround the vibration detection element 1, and the back side gel layer 2b and the front side gel layer The end face of the vibration detection element 1 can be supported from the outside by 13 b. Therefore, the vibration sensor can reveal the state in which the vibration detection element 1 is artificially embedded in the living body, and suppresses the detection of the movement of the living body other than the vibration inside the living body. can do. In addition, when the back side gel layer 2b and the front side gel layer 13b are in close contact with the outer surface of the vibration detection element 1, the vibration sensor is attached to the vibration detection element 1 by the back side gel layer 2b and the front side gel layer 13b. Pressure can be applied isotropically and it is easy to increase detection sensitivity.
  • a step of preparing the gel casing 21 (gel casing preparing step) and a step of filling the acoustic matching agent 22 into the gel casing 21 prepared in the gel casing preparing step (acoustic matching agent A filling step) and a step of inserting the vibration detection element 1 into the gel casing 21 after the acoustic matching agent filling step (vibration detection element insertion step).
  • the gel casing 21 has a rectangular shape in plan view, as shown in FIG. As shown in FIGS. 7 and 8, the gel casing 21 has an internal space 21a having a rectangular shape in plan view from the end face on one side in the longitudinal direction toward the end face on the other side in the longitudinal direction. Further, the gel casing 21 has an acoustic matching agent discharge port 21c communicating the internal space 21a with the outside at an end face on the other side in the longitudinal direction.
  • a vibration detection element insertion portion 21b having a length in the thickness direction (length in the front and back direction of the vibration sensor) smaller than that of the other region is formed at an edge of the one side in the longitudinal direction of the internal space 21a.
  • the inner surface of the gel casing 21 that defines the internal space 21a may be a smooth surface. Further, the inner surface on the front surface side and / or the back surface side of the gel casing 21 defining the inner space 21a may be a curved surface meandering in one direction in a wavelike manner. When the inner surface meanders in a wave shape in one direction, the bendability with the ridge line direction of this curved surface as the curved axis direction can be enhanced, and adhesion to the surface of the living body can be easily enhanced.
  • the composition for forming the gel casing is filled in a mold having a cavity corresponding to the outer shape of the gel casing 21, and the composition for forming the gel casing is filled with the internal space.
  • plate material is mentioned.
  • the acoustic matching agent 22 is filled in the internal space 21a of the gel casing 21 prepared in the gel casing preparing step.
  • this acoustic matching agent 22 gel etc. which can suppress reflection of an acoustic wave are mentioned.
  • the vibration detection element 1 is inserted into the internal space 21 a of the gel casing 21 filled with the acoustic matching agent 22 in the acoustic matching agent filling step.
  • the vibration detection element insertion step when the vibration detection element 1 is inserted into the internal space 21a of the gel casing 21, the acoustic matching agent 22 of an amount corresponding to the insertion volume of the vibration detection element 1 is from the acoustic matching agent outlet 21c. Exhausted. Thereby, as shown in FIG. 10, the vibration detection element 1 is held in the internal space 21a of the gel casing 21 in a state where the acoustic matching agent 22 is filled in the periphery.
  • the method of manufacturing the vibration sensor further includes a sealing step of sealing the vibration detection element insertion portion 21b of the gel casing 21 and the acoustic matching agent outlet 21c with gel after the vibration detection element insertion step. It is also good.
  • the gel casing 21 constitutes the back side gel layer 2 b and the front side gel layer 13 b of the vibration sensor.
  • the method of manufacturing the vibration sensor can easily and reliably manufacture the vibration sensor.
  • the method of manufacturing the vibration sensor includes the acoustic matching agent filling step, even if there is a gap between the internal space 21 a of the gel casing 21 and the vibration detection element 1, the gap is filled with the acoustic matching agent 22. As a result, the vibration detection element 1 can be stably held in the internal space 21 a of the gel casing 21.
  • the method of manufacturing the vibration sensor when the gel casing 21 or the vibration detection element 1 is damaged, only the damaged member can be easily replaced. Therefore, the method of manufacturing the vibration sensor can manufacture a vibration sensor having excellent maintainability.
  • the vibration sensor of FIGS. 11 and 12 show a vibration sensor according to another embodiment of the present invention.
  • the vibration sensor of FIGS. 11 and 12 is disposed closely to the surface of a living body such as a human or an animal, for example, and is used to detect vibration inside the living body.
  • the vibration sensor includes a sheet-like vibration detection element 1, a back side gel layer 2 b laminated on the side of the vibration detection element 1 disposed to face the living body surface, and a body surface opposite to the vibration detection element 1. And the surface side gel layer 13b laminated
  • the configuration of the vibration detection element 1 in the vibration sensor can be the same as the configuration of the vibration detection element 1 in the vibration sensor of FIG. Further, the configurations of the back side gel layer 2b and the front side gel layer 13b in the vibration sensor can be similar to those of the back side gel layer 2b and the front side gel layer 13b in the vibration sensor of FIG. Therefore, the vibration detecting element 1, the back side gel layer 2b, and the front side gel layer 13b of the vibration sensor are given the same reference numerals as the vibration sensor in FIG. 1 and FIG.
  • the cap 14 covers the entire area of the outer surface of the back side gel layer 2 b and the front side gel layer 13 b except for the side of the back side gel layer 2 b in contact with the living body surface.
  • the cap 14 is configured to be capable of pressing the entire area of the outer surface of the back side gel layer 2 b and the front side gel layer 13 b except for the surface of the back side gel layer 2 b in contact with the living body surface.
  • the cap 14 directly covers the outer surfaces of the back side gel layer 2 b and the front side gel layer 13 b.
  • the cap 14 has a flat, bottomed square cylindrical shape as a whole, and the bottom of the bottomed square cylindrical shape constitutes a covering portion 14a, and the square cylindrical portion constitutes a connecting portion 14b.
  • the edge on the opening side of the connection portion 14b is disposed flush with the back surface of the back side gel layer 2b, whereby the edge on the opening side of the connection portion 14b is configured to be able to abut on the living body surface There is.
  • the cap 14 prevents the vibration detection element 1 from detecting the movement of the living body other than the vibration inside the living body when the connection portion 14 b abuts on the surface of the living body.
  • the covering portion 14a promotes detection of vibration by the vibration detection element 1 by pressing the surface-side gel layer 13b from the surface side. . That is, the cap 14 selectively enhances the detection sensitivity based on the compressive deformation of the piezoelectric body 3 due to the biological vibration, and suppresses the detection of the deformation other than the compressive deformation.
  • Examples of the material of the cap 14 include rigid materials such as metal. As described above, when the cap 14 is made of a rigid material, the cap 14 easily functions as the outer wall of the back side gel layer 2 b and the front side gel layer 13 b, and the detection sensitivity based on the compressive deformation of the piezoelectric body 3 by biological vibration. While selectively suppressing deformation other than this compressive deformation. Further, as a material of the cap 14, it is also possible to use a thermoplastic resin such as polyethylene terephthalate.
  • the vibration sensor includes the cover 14a capable of pressing the surface side gel layer 13b from the surface side and the cap 14 having the connection 14b connecting the cover 14a and the surface of the living body. And it is easy to detect surely.
  • FIG. 13 shows a vibration sensor according to a reference form related to the present invention.
  • the vibration sensor of FIG. 13 is, for example, disposed closely to the surface of the living body of a person or animal, and is used to detect vibration inside the living body.
  • the vibration sensor includes a sheet-like vibration detection element 1 and a surface-side gel layer 13 stacked on the surface of the vibration detection element 1 opposite to the surface facing the living body surface.
  • the surface side gel layer 13 extends to the outside of the vibration detection element 1 in plan view. Further, a space S is formed between the end face of the vibration detection element 1 and the front side gel layer 13.
  • the configuration of the vibration detection element 1 in the vibration sensor can be the same as the configuration of the vibration detection element 1 in the vibration sensor of FIG.
  • the structure of the surface side gel layer 13 in the said vibration sensor can be made to be the same as that of the structure of the surface side gel layer 13 in the vibration sensor of FIG.
  • the vibration sensor can easily detect biological vibration.
  • Embodiments does not limit the configuration of the present invention. Therefore, the embodiment can omit, substitute, or add the components of each part of the embodiment based on the description of the present specification and common technical knowledge, and all of them can be construed as belonging to the scope of the present invention. It should.
  • the shield layer, the isolation layer and the protective layer have an arbitrary configuration and can be omitted individually. Further, in the vibration sensor, the shield layer and the protective layer may be separately formed, and either one or both of the front and back may be omitted separately.
  • the shield layer on the front surface side and the shield layer on the rear surface side may be formed by folding one sheet in two. Also, in the case of grounding one of the electrodes, the grounded electrode can function as an electromagnetic shield even if the shield layer covering the grounded electrode is omitted.
  • a gel having conductivity is used as a material of the gel layer, and the gel layer having conductivity is electrically connected to one of the electrodes, preferably the electrode on the back surface side, thereby allowing one electrode to be a human body. It may be grounded. This eliminates the need for wiring for grounding, and facilitates measurement of vibration.
  • a method of imparting conductivity to the gel layer there may be mentioned, for example, a method of containing metal ions or complexes in the dispersion medium of the gel forming the gel layer (in the case of organogel, a polar solvent is used as the dispersion medium) ).
  • the electrode may be directly or shielded by forming an opening or a notch in at least the protective layer, usually a film in which the shield layer and the protective layer are integrated.
  • a method of electrically connecting to the gel layer can be employed.
  • the vibration sensor of FIGS. 1-3 and 13 may include a cap.
  • the back side gel layer 2a of the vibration sensor of FIG. 2 and the frame member 12 may be used instead of the back side gel layer 2 of the vibration sensor of FIG.
  • the front side gel layer 13 c is a vibration detection element in plan view. It does not have to extend to the outside of 1.
  • the surface-side gel layer 13c does not extend outside the vibration detection element 1 in plan view, not only the vibration of the living body but also the movement of the living body can be detected widely.
  • the surface side gel layer 13 may not extend to the outside of the vibration detection element 1 in plan view.
  • the surface side gel layer when the surface side gel layer extends to the outside of the vibration detection element in plan view, the surface side gel layer may extend to the outside only from a part of the outer edge of the vibration detection element.
  • the surface gel layer When the surface gel layer extends outward from only a portion of the outer edge of the vibration detection element, the surface gel layer preferably extends outward from a pair of opposing side edges of the vibration detection element.
  • the piezoelectric body is caused by the movement of the living body other than the living body vibration by affixing the extending region extending outward from the pair of opposing side edges of the vibration detecting element on the surface side gel layer to the living body surface. And easy to suppress deformation.
  • the vibration detection element has a through hole in the thickness direction, and the back side gel layer and the front side gel layer may be integrally formed by filling the gel layer in the through hole. . Also by this configuration, peeling of the back side gel layer and / or the front side gel layer from the vibration detection element can be suppressed.
  • the cap does not necessarily have to have a bottomed cylindrical shape.
  • the cap has, for example, a rectangular covering portion covering the surface side of the surface side gel layer, and a pair of connecting portions extending toward the living body surface from a pair of opposing side edges of the covering portion. It is also possible.
  • Irregularities may be formed on the front surface or the back surface of the front side gel layer.
  • a plurality of slits extending in one direction may be provided in parallel at predetermined intervals on the front surface or the back surface of the front side gel layer.
  • the bending direction of the vibration sensor can be controlled by the plurality of slits.
  • the vibration sensor can also cover two or more vibration detection elements with a back side gel layer and a front side gel layer. According to this configuration, it is easy to make the detection sensitivity of each vibration detection element uniform.
  • a gel layer may be disposed instead of the above-described isolation layer 8.
  • the method including the gel casing preparation step, the acoustic matching agent filling step, and the vibration detection element insertion step has been described, but the method of manufacturing the vibration sensor is the gel casing As long as the vibration detection element can be stably held in the internal space, the above-mentioned acoustic matching agent filling step may not necessarily be provided.
  • the vibration sensor according to the present invention can be used to measure various vibrations generated in the human or animal body.

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Abstract

本発明の一態様に係る振動センサーは、シート状の圧電体３及びこの圧電体３の表裏に積層される一対の電極４，５を有する振動検出素子１と、振動検出素子１の生体表面に対向して配置される側に積層される裏面側ゲル層２とを備える。

Description

振動センサー
　本発明は、振動センサーに関する。
　例えば心拍、脈波、血流音、呼吸音等の生体の内部で発生する振動（可聴域の音波振動に限定されず、非可聴域の低周波振動や超音波振動を含む）を測定又は観測することによって、例えば診断、健康管理等を行うことができる。なお、これら生体内部で発生する振動をまとめて「生体振動」という。生体振動の中で人体の脈波については、皮膚の中の動脈に光線を照射して反射光をセンサーで受光することで脈波形を測定する装置が実用化されている。しかしながら、この方法では、肌に対してのセンサーの設置のされ方が安定しない、高精度な光センサーを用意しなくてはならない、という問題がありきれいな脈波形を計測することは難しい。特に血流音は、心拍数だけでなく、血管や血液の状態を示す様々な情報を含んでいる。このため、肌へ直接貼付して各種の生体振動を直接検出できる振動センサーが望まれる。
　生体の振動を検出する装置としては、例えば特開２００２－１７７２２７号公報に、感圧素子を手首に押圧し、振動を人体表面の圧力変化として検出する脈波検出装置が提案されている。この公報に記載される脈波検出装置は、感圧素子（圧電体）を手首表面に保持する断面視Ｃ型のクリップ板と、感圧素子とクリップ板との間に配置されて感圧素子を手首に押圧する空気袋と、感圧素子、クリップ板及び空気袋を保持し、手首に巻き付けられる布帯と、クリップ板から末梢側（遠位側）に延出して手首の動きを制限する屈曲板とを有する構成とされている。
　前記公報に記載の脈波検出装置において、布帯によって感圧素子を保持して手首に押圧しているが、布帯が広い面積を有するため、この布帯には検出しようとする生体振動とは発生源が異なる別の生体振動や、外部の空気中を伝播する音波振動が伝導する。このような振動が伝導した布帯は、布帯が直接感圧素子に接触していない場合であっても、その振動が感圧素子を加圧する空気袋の外面を押圧し、空気袋の内圧を変化させることによって感圧素子にノイズを入力する。
　また、前記公報に記載の脈波検出装置は、空気圧によって生体表面に感圧素子を押圧するため、被検者に不快感、時には痛みを与えることがあることから、長時間継続して使用することが忌避される。また、生体表面に感圧素子を押圧する脈波検出装置を用いると、不快感や痛みに起因する被検者のストレスによる影響、及び血管を強く圧迫することによる物理的影響によって、脈波が通常時と異なる波形となるおそれがある。
特開２００２－１７７２２７号公報
　前記不都合に鑑みて、本発明は、Ｓ／Ｎ比が大きく、被検者に与える違和感が小さい振動センサーを提供することを課題とする。
　前記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る振動センサーは、シート状の圧電体及びこの圧電体の表裏に積層される一対の電極を有する振動検出素子と、前記振動検出素子の生体表面に対向して配置される側に積層される裏面側ゲル層とを備える。
本発明の一実施形態に係る振動センサーを示す模式的断面図である。 本発明の図１とは異なる実施形態に係る振動センサーを示す模式的断面図である。 本発明の図１及び図２とは異なる実施形態に係る振動センサーを示す模式的断面図である。 図３の振動センサーの模式的平面図である。 本発明の図１～図３とは異なる実施形態に係る振動センサーを示す模式的断面図である。 図５の振動センサーの模式的平面図である。 図５の振動センサーの製造方法で用いるゲル製ケーシングを示す模式的平面図である。 図７のゲル製ケーシングのＡ－Ａ線断面図である。 図７のゲル製ケーシングを用いた振動センサーの製造方法において、前記ゲル製ケーシング内に音響整合剤が充填された状態を示す模式的断面図である。 図７のゲル製ケーシングを用いた振動センサーの製造方法において、前記ゲル製ケーシング内に振動検出素子が挿入された状態を示す模式的断面図である。 図１～図３及び図５とは異なる実施形態に係る振動センサーを示す模式的断面図である。 図１１の振動センサーの模式的平面図である。 参考形態に係る振動センサーを示す模式的断面図である。 本発明の図１～図３、図５及び図１１とは異なる実施形態に係る振動センサーを示す模式的断面図である。
　以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。
　前記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る振動センサーは、シート状の圧電体及びこの圧電体の表裏に積層される一対の電極を有する振動検出素子と、前記振動検出素子の生体表面に対向して配置される側に積層される裏面側ゲル層とを備える。
　当該振動センサーは、前記振動検出素子の生体表面と反対の面側に積層される表面側ゲル層をさらに備えるとよい。
　前記表面側ゲル層が平面視で前記振動検出素子の外側に延出しているとよい。
　前記裏面側ゲル層及び表面側ゲル層が一体的に形成されているとよい。
　当該振動センサーは、前記表面側ゲル層の表面側を被覆し、前記表面側ゲル層を表面側から押圧可能な被覆部、及びこの被覆部と生体表面とを接続する接続部を有するキャップを備えるとよい。
　振動センサーにおいて、前記裏面側ゲル層の平均厚さとしては、０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下が好ましい。
　振動センサーにおいて、前記裏面側ゲル層の弾性率が１ＭＰａ以下であるのが好ましい。
　振動センサーにおいて、前記裏面側ゲル層を構成する材質としてヒドロゲルが含まれるのが好ましい。
　振動センサーにおいて、前記裏面側ゲル層が導電性を有し、前記一対の電極の一方と電気的に接続されてもよい。
　本発明の一態様に係る振動センサーは、振動検出素子の生体表面に対向して配置される側に積層される裏面側ゲル層を備えるので、この裏面側ゲル層が生体表面に密着して振動検出素子を生体表面上に保持すると共に、生体内の音を効率よく振動検出素子に伝播させる。このため、当該振動センサーは、生体振動を効率よく電気信号に変換することができる。また、当該振動センサーは、裏面側ゲル層を生体表面に貼着することができるため、全体の投影面積を振動検出素子の投影面積と略等しくすることができる。これにより、当該振動センサーには雑音が伝わりにくいので、Ｓ／Ｎ比が大きくなる。
　また、当該振動センサーは、裏面側ゲル層によって生体表面に貼着するので、生体を圧迫せず、自然な波形の生体振動を検出することができる。また、裏面側ゲル層は生体表面から剥がして貼り直した場合にも粘着力が低下しにくいため、当該振動センサーは、一旦剥がして位置調整をしたり繰り返し再利用する場合にも検出精度が低下しにくい。また、当該振動センサーは、比較的面積を小さくできるので、被検者に与える違和感が小さい。このため、当該振動センサーを用いることで、長時間の生体振動測定を行うことができる。
［第一実施形態］
　図１に、本発明の一実施形態に係る振動センサーを示す。当該振動センサーは、例えば人、動物等の生体の表面に密接して配置され、生体内部の振動を検出するために用いられる。
　当該振動センサーは、シート状の振動検出素子１と、この振動検出素子１の生体表面に対向して配置される側の面に積層される裏面側ゲル層２とを備える。本発明においては、生体表面に対向する側の面を「裏面」といい、これと反対側の面を「表面」という。
＜振動検出素子＞
　振動検出素子１は、シート状の圧電体３及びこの圧電体３の表裏に積層される一対の電極４，５を有する。また、振動検出素子１は、一対の電極４，５の圧電体３と反対側の面を覆う一対のシールド層６，７と、生体表面と反対側（表側）に配置される電極４とシールド層６との間に配置され、圧電体３と弾性率が近似する隔離層８と、シールド層６，７の圧電体３と反対側の面をそれぞれ覆う一対の保護層９，１０と、一端が表側の電極４に接続され、他端が外部に延出するリード線１１とをさらに有する。なお、「圧電体と弾性率が近似する」とは、圧電体との弾性率の差が圧電体の弾性率の５０％以下、好ましくは３０％以下であることを意味するものとする。
（圧電体）
　圧電体３は、圧力を電圧に変換する圧電材料から形成され、生体振動の圧力波によって応力を受け、この応力変化に応じて表裏に電位差を生じる。
　この圧電体３を形成する圧電材料としては、例えばチタン酸ジルコン酸鉛等の無機材料であってもよいが、生体の表面に密着できるよう可撓性を有する高分子圧電材料であることが好ましい。
　前記高分子圧電材料としては、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニリデン－三フッ化エチレン共重合体（Ｐ（ＶＤＦ／ＴｒＦＥ））、シアン化ビニリデン－酢酸ビニル共重合体（Ｐ（ＶＤＣＮ／ＶＡｃ））等を挙げることができる。
　また、圧電体３としては、圧電特性を有しない例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等に多数の扁平な気孔を形成し、例えばコロナ放電等によって扁平な気孔の対向面を分極して帯電させることによって圧電特性を付与したものを使用することもできる。
　圧電体３の平均厚さの下限としては、１０μｍが好ましく、５０μｍがより好ましい。一方、圧電体３の平均厚さの上限としては、５００μｍが好ましく、２００μｍがより好ましい。圧電体３の平均厚さが前記下限に満たない場合、圧電体３の強度が不十分となるおそれがある。逆に、圧電体３の平均厚さが前記上限を超える場合、圧電体３の変形能が小さくなり、検出感度が不十分となるおそれがある。
　圧電体３の大きさとしては、検出する生体振動が発生する領域に合わせた大きさとすることができる。具体例として、当該振動センサーによって脈波を検出する場合、圧電体３は、幅１ｃｍ以上５ｃｍ以下、長さ１ｃｍ以上１０ｃｍ以下の正方形状又は長方形状とすることができる。
　圧電体３は、表面側に正の電荷、裏面側に負の電荷が生じるよう配向されることが好ましい。これにより、圧電体３裏面側の電位を基準電位（接地）として圧電体３の表面側の電位を検出することで、安定した検出が可能となる。
（電極）
　電極４，５は、圧電体３の両面に積層され、圧電体３の表裏の電位差を検出するために用いられる。このため、電極４，５は、不図示の検出回路に接続される。
　電極４，５は、安定した生体振動の検出のために、いずれか一方が接地されることが好ましい。また、電極４，５のうち、圧電体３の負の電荷を生じる側に配置される方が接地されることが好ましい。電極４，５の一方を接地するグランドとしては、配線を簡略化できるよう、人体を用いてもよい。
　電極４，５の材質としては、導電性を有するものであればよく、例えばアルミニウム、銅、ニッケル等の金属や、カーボン等を挙げることができる。
　電極４，５の圧電体３への積層方法としては、特に限定されず、例えば金属の蒸着、カーボン導電インクの印刷、銀ペーストの塗布乾燥等が挙げられる。
　電極４，５の平均厚さとしては、特に限定されず、積層方法にもよるが、例えば０．１μｍ以上３０μｍ以下とすることができる。電極４，５の平均厚さが前記下限に満たない場合、電極４，５の強度が不十分となるおそれがある。逆に、電極４，５の平均厚さが前記上限を超える場合、圧電体３への振動の伝達を阻害するおそれがある。
　電極４，５は、平面視で複数の領域に分割して形成され、実効的に振動検出素子１を複数の圧電素子として機能させるものであってもよい。
　正極となる表面側の電極４が負極となる裏面側の電極５よりも僅かに小さく、表面側の電極４の外周で圧電体３と隔離層８とが接することが好ましい。これにより、表面側の電極４とシールド層６との間の電気的絶縁が容易となる。
（シールド層）
　シールド層６，７は、導電性を有する材料から形成され、電磁波を遮蔽して電極４，５にノイズ電圧が加わることを防止する。
　本実施形態のシールド層６，７は、平面視で圧電体３、裏面側の電極５及び隔離層８の外側において互いに電気的に接合されている。
　シールド層６，７は、電磁気的遮蔽を確実にするために、接地されることが好ましい。従って、シールド層６，７は、裏面側の電極５と電気的に接続されていてもよい。
　シールド層６，７としては、金属箔、金属蒸着層、金属めっき層、導電性インクの塗工層等を用いることができ、中でも金属箔が好ましい。
　シールド層６，７の材質としては、例えば銅、アルミニウム等が挙げられ、酸化等を防止するために例えば金、ニッケル、銀等のめっきが施されていてもよい。
　また、シールド層６，７は振動検出素子１の製造を容易化するために、後述する保護層９，１０との積層体として、例えば蒸着フィルム又はラミネートフィルム等を用いることが好ましく、シールドフィルムとして市販されているもの、例えば電極４との間を絶縁する絶縁層等の他の層を含む積層体を使用してもよい。
　シールド層６，７は、裏面側の電極５及び隔離層８に対して接着剤により接着してもよい。
　シールド層６，７の平均厚さとしては、その形成方法にもよるが、例えば０．５μｍ以上、２０μｍ以下とすることができる。シールド層６，７の平均厚さが前記下限に満たない場合、十分な電磁シールド効果が得られないおそれがある。逆に、シールド層６，７の平均厚さ前記上限を超える場合、振動検出素子１の可撓性が不十分となるおそれや、圧電体３への振動の伝達を阻害して当該振動センサーの検出感度を低下させるおそれがある。
（隔離層）
　隔離層８は、表側の電極４と表側のシールド層６のとの距離を確保し、電極５とシールド層６との間に形成される寄生容量を小さくするために設けられる。
　隔離層８は、絶縁性を有し、圧電体３と近似する弾性率を有する材料から形成される。この隔離層８の平均厚さとしては、圧電体３の音波振動による変形を阻害しないよう、圧電体３と同程度とすることが好ましい。
　具体的には、隔離層８としては、圧電体３と同じ材料を用いることができる。また、特に圧電体３がコロナ放電等によって材料の気孔の対向面を分極して帯電させたものである場合には、隔離層８として分極前の圧電体３と同じ材料を好適に用いることができる。
（保護層）
　保護層９，１０は、シールド層６，７の損傷を防止するために設けられる。この保護層９，１０は、柔軟性を有する樹脂から形成することができる。
　保護層９，１０を形成する樹脂としては、特に限定されないが、例えばポリオレフィン、ポリウレタン等を挙げることができ、中でも柔軟性に優れるポリウレタンが特に好適に用いられる。
　保護層９，１０の平均厚さとしては、例えば１０μｍ以上５０μｍ以下とすることができる。保護層９，１０の平均厚さが前記下限に満たない場合、保護層９，１０が破断するおそれがある。逆に、保護層９，１０の平均厚さが前記上限を超える場合、圧電体３への生体振動の伝達を阻害するおそれがある。
（リード線）
　リード線１１は、表面側の電極４に接続される被覆電線であり、電極４の電位を不図示の外部回路により測定するために配設される。また、リード線１１として多芯ケーブルを使用すれば、リード線１１を裏面側の電極５及びシールド層６を接地するための配線としても使用することができる。
　このリード線１１としては、例えばビニル絶縁電線、エナメル線等を用いることができる。
　リード線１１は、例えば導電性接着剤、半田等を用いて表面側の電極４（必要に応じて裏面側の電極５又はシールド層６）に接続することができる。
＜裏面側ゲル層＞
　裏面側ゲル層２は、高分子ゲルから形成され、その粘着力によって生体表面上に振動検出素子１を取り付けると共に、生体振動を振動検出素子に伝達する。本実施形態における裏面側ゲル層２は、振動検出素子１の裏面略全体に積層されている。
　この裏面側ゲル層２の材質としては、振動特性が生体に近似し、生体表面に貼着することによって生体の皮膚を厚くしたように振る舞うものであることが好ましい。具体的には、裏面側ゲル層２は、弾性率が１ＭＰａ以下であることが好ましい。
　また、裏面側ゲル層２の材質は、皮膚に直接貼り付けても皮膚の炎症等を招来しにくいものが選択される。このような安全なゲルとしては、分散媒が水であるヒドロゲルが好ましいが、分散媒が有機溶媒であるオルガノゲルであってもよい。安全なヒドロゲルとしては、例えば親水性ポリウレタンゲル、ポリアクリル酸架橋体ゲル等が挙げられ、親水性ポリウレタンゲルが特に好適に用いられる。
　裏面側ゲル層２の平均厚さの下限としては、０．２ｍｍが好ましく、０．５ｍｍがより好ましい。一方、裏面側ゲル層２の平均厚さの上限としては、３．０ｍｍが好ましく、２．０ｍｍがより好ましい。裏面側ゲル層２の平均厚さが前記下限に満たない場合、水分の揮発等により粘着力が不足して当該振動センサーを生体表面に確実に貼着することができないおそれがある。逆に、裏面側ゲル層２の平均厚さが前記上限を超える場合、生体振動の伝達効率が不必要に低下するおそれがある。
　裏面側ゲル層２の材質がヒドロゲルである場合、その含水率としては、ゲル基材（高分子）の種類等にもよるが、例えば７０質量％以上９０質量％以下とすることができる。裏面側ゲル層２の含水率が前記下限に満たない場合、生体振動の伝達効率が低下するおそれがある。逆に、裏面側ゲル層２の含水率が前記上限を超える場合、水が染み出して生体表面上で滑りやすくなるおそれがある。
＜利点＞
　当該振動センサーは、振動検出素子１の生体表面に対向して配置される側に積層される裏面側ゲル層２を備えるので、この裏面側ゲル層２が生体表面に密着して振動検出素子１を生体表面上に保持すると共に、生体内の音を効率よく振動検出素子１に伝播させる。このため、当該振動センサーは、生体振動を効率よく電気信号に変換することができる。
　また、当該振動センサーは、裏面側ゲル層２を生体表面に貼着することができるため、全体の投影面積を振動検出素子１の投影面積と略等しくすることができ、比較的面積が小さくなる。これにより、当該振動センサーには、例えば検出しようとする生体振動とは発生部位が異なる別の生体振動、外部の空気を伝播する音波振動などの雑音が伝わりにくいので、Ｓ／Ｎ比が比較的大きくなる。
　また、当該振動センサーは、裏面側ゲル層２によって生体表面に貼着され、生体を圧迫せずに生体振動を測定することができる。このため、当該振動センサーは、自然な波形の生体振動を検出することができる。
　また、当該振動センサーは、裏面側ゲル層２によって生体表面に貼着するので、生体表面から剥がして貼り直した場合にも粘着力が低下しにくい。このため、当該振動センサーは、測定位置を調整したり、一度使用したものを繰り返し使用する場合にも検出精度が低下しにくい。
　また、当該振動センサーは、振動検出素子１の裏面に積層される裏面側ゲル層２によって生体表面に貼着するため、比較的面積を小さくできる。このため、当該振動センサーは、被検者に与える違和感が小さいので、長時間の生体振動測定を行う場合の被検者の負担が小さい。
　また、当該振動センサーは、振動検出素子１がシールド層６，７を有することによって、シールド層６により電磁ノイズを遮断することができるため、Ｓ／Ｎ比をより向上することができる。
　また、当該振動センサーは、振動検出素子１が表面側の電極４とシールド層６との間に隔離層８を有するため、この隔離層８によって電極４とシールド層６との間に形成される寄生容量を低減することができる。また、隔離層８は、弾性率が圧電体３と近似するので、圧電体３の変形を阻害しにくく、生体振動の検出効率の低下を最小限に留めることができる。従って、隔離層８は、当該振動センサーのＳ／Ｎ比をさらに向上することができる。
　また、当該振動センサーは、振動検出素子１が、シールド層６，７を覆う保護層９，１０をさらに有することによって、シールド層６，７の損傷によるＳ／Ｎ比の低下を防止することができる。また、当該振動センサーは、保護層９，１０によってシールド層６，７が保護されることで製造時の振動検出素子１の取り扱いが容易であるため、比較的安価に提供することができる。
　また、当該振動センサーは、裏面側のシールド層７と裏面側ゲル層２との間に保護層１０が存在しているため、シールド層７を傷つけることなく振動検出素子１から裏面側ゲル層２を比較的容易に剥離することができる。このため、当該振動センサーは、使用後に古い裏面側ゲル層２を剥離して新しい裏面側ゲル層２を積層することによって、比較的容易に再利用することができる。
［第二実施形態］
　図２に、本発明の別の実施形態に係る振動センサーを示す。図２の振動センサーは、図１の振動センサーと同様に、例えば人、動物等の生体の表面に密接して配置され、生体内部の振動を検出するために用いられる。
　当該振動センサーは、シート状の振動検出素子１と、この振動検出素子１の裏面の外縁部を除く領域に積層される裏面側ゲル層２ａと、振動検出素子１の裏面の外縁部に裏面側ゲル層２ａを取り囲むよう配設される枠状部材１２とを備える。
＜振動検出素子＞
　図２の振動センサーにおける振動検出素子１の構成は、図１の振動センサーにおける振動検出素子１の構成と同様とすることができる。このため、図２の振動センサーについて、図１の振動センサーと同じ構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略する。
＜裏面側ゲル層＞
　図２の振動センサーにおける裏面側ゲル層２ａの構成は、振動検出素子１の裏面の中央領域のみに積層されること、つまり平面寸法が小さいことを除いて、図１の振動センサーにおける裏面側ゲル層２の構成と同様とすることができる。
　裏面側ゲル層２ａは、一対の電極４，５のうち小さい方に対向する領域に積層されることが好ましい。これにより、振動検出素子１の実効領域（圧電体３の厚さ変化を検出可能領域）に対する生体振動の伝達が制限されない。
＜枠状部材＞
　枠状部材１２は、振動検出素子１の外縁部が生体表面に接着されないようにする。これにより、当該振動センサーは、使用後に生体表面から剥離する際に、外縁部の裏面に指の爪をかけることができ、容易に剥離することができる。
　また、当該振動センサーは、振動検出素子１の外縁部の裏面に枠状部材１２が配設され、この枠状部材１２が生体表面に近接する状態で使用される。このため、当該振動センサーは、使用中に振動検出素子１と生体表面との間に他の物体が入り込んで意図せずに生体表面から剥離されることが防止される。
　このため、枠状部材１２の厚さは、裏面側ゲル層２ａの厚さと略等しいことが好ましい。
　枠状部材１２の材質としては、弾性を有する樹脂が好ましく、発泡樹脂を使用してもよい。
［第三実施形態］
　図３及び図４に、本発明の別の実施形態に係る振動センサーを示す。図３及び図４の振動センサーは、図１の振動センサーと同様に、例えば人、動物等の生体の表面に密接して配置され、生体内部の振動を検出するために用いられる。
　当該振動センサーは、シート状の振動検出素子１と、この振動検出素子１の生体表面に対向して配置される側に積層される裏面側ゲル層２と、振動検出素子１の生体表面と反対の面側に積層される表面側ゲル層１３とを備える。
　当該振動センサーにおける振動検出素子１の構成は、図１の振動センサーにおける振動検出素子１の構成と同様とすることができる。また、当該振動センサーにおける裏面側ゲル層２の構成は、図１の振動センサーにおける裏面側ゲル層２の構成と同様とすることができる。このため、当該振動センサーの振動検出素子１及び裏面側ゲル層２については、図１の振動センサーと同一符号を付して説明を省略する。
＜表面側ゲル層＞
　表面側ゲル層１３は、振動検出素子１を挟んで裏面側ゲル層２と重なり合う領域を包含するよう振動検出素子１の表面側に積層されており、本実施形態では振動検出素子１の表面に直接積層されている。
　表面側ゲル層１３は、平面視で振動検出素子１の外側に延出している。表面側ゲル層１３は、平面視で振動検出素子１の外縁よりも外側に位置する領域（以下、「延出領域Ｐ」ともいう）を生体表面に貼り付け可能に構成されている。表面側ゲル層１３は、図４に示すように、振動検出素子１の外周縁の全領域（より詳しくは、リード線を除く振動検出素子１の外周縁の全領域）よりも外側まで延在している。これにより、表面側ゲル層１３は、振動検出素子１の周面の全領域を外側から覆うことができるよう構成されている。
　表面側ゲル層１３の振動検出素子１の外縁からの平均延出長さＬの下限としては、３ｍｍが好ましく、４ｍｍがより好ましい。一方、前記平均延出長さＬの上限としては、２０ｍｍが好ましく、１０ｍｍがより好ましい。前記平均延出長さが前記下限に満たない場合、延出領域Ｐを生体表面に貼り付けることが容易でなくなるおそれがある。逆に、前記平均延出長さが前記上限を超える場合、延出領域Ｐが不必要に大きくなり、延出領域Ｐを介して生体振動以外の振動が振動検出素子１に伝達されるおそれがある。
　表面側ゲル層１３と裏面側ゲル層２とは別個のシート体によって形成されている。また、表面側ゲル層１３は裏面側ゲル層２と間隔を空けて配設されている。これにより、図３に示すように、振動検出素子１の端面及び裏面側ゲル層２の端面と表面側ゲル層１３との間には空間Ｓが形成されている。
　表面側ゲル層１３は、高分子ゲルから形成される。表面側ゲル層１３の材質としては、裏面側ゲル層２の材質と同様とすることができる。また、表面側ゲル層１３の平均厚さ及び含水率としては、裏面側ゲル層２と同様とすることができる。
　表面側ゲル層１３は、当該振動センサーが脈波等の生体振動を確実に検出するためのアンカー層として機能する。詳しく説明すると、表面側ゲル層１３は、振動検出素子１の表面側に積層されると共に、延出領域Ｐが生体表面に貼り付けられることで、振動検出素子１が疑似的に生体内に埋め込まれた状態を現出する。これにより、表面側ゲル層１３は、振動検出素子１が生体内部の振動以外の生体の動きを検出することを抑制する。そのため、当該振動センサーにおいては、振動検出素子１を外面側からより確実に支持できるよう、表面側ゲル層１３の弾性率は裏面側ゲル層２の弾性率よりも大きくてもよい。
　当該振動センサーは、振動検出素子１の表面側に表面側ゲル層１３が積層されるので、振動検出素子１の表裏に加わる圧力が不均一となることを抑制することができ、生体振動をより確実に検出することができる。
　特に、当該振動センサーは、表面側ゲル層１３が平面視で振動検出素子１の外側に延出しているので、延出領域Ｐを生体表面に貼り付けることで、表面側ゲル層１３の振動検出素子１の表面側に積層される領域が錘として機能することを抑制することができ、生体振動をさらに確実に検出することができる。また、表面側ゲル層１３はシートの面方向への振動を減衰しやすいため、当該振動センサーは、延出領域Ｐを介して生体振動以外の振動が振動検出素子１に伝達されることを抑制しやすい。
　当該振動センサーは、表面側ゲル層１３が裏面側ゲル層２と間隔を空けて配設されており、振動検出素子１の端面及び裏面側ゲル層２の端面と表面側ゲル層１３との間には空間Ｓが形成されるので、延出領域Ｐを生体表面に貼り付けた状態で圧電体３の外縁近傍領域を表面側から加圧した状態で保持することができる。これにより、当該振動センサーは、圧電体３の意図しない変形を抑制し、生体振動を容易かつ確実に検出することができる。
［第四実施形態］
　図５及び図６に、本発明の別の実施形態に係る振動センサーを示す。図５及び図６の振動センサーは、図１の振動センサーと同様に、例えば人、動物当の生体の表面に密接して配置され、生体内部の振動を検出するために用いられる。
　当該振動センサーは、シート状の振動検出素子１と、この振動検出素子１の生体表面に対向して配置される側に積層される裏面側ゲル層２ｂと、振動検出素子１の生体表面と反対の面側に積層される表面側ゲル層１３ｂとを備える。
　当該振動センサーにおける振動検出素子１の構成は、図１の振動センサーにおける振動検出素子１の構成と同様とすることができる。このため、当該振動センサーの振動検出素子１については、図１の振動センサーと同一符号を付して説明を省略する。
＜ゲル層＞
　裏面側ゲル層２ｂは、振動検出素子１の裏面側の略全体に積層されている。裏面側ゲル層２ｂは振動検出素子１の裏面に直接積層されている。また、表面側ゲル層１３ｂは、振動検出素子１の表面側の略全体に積層されている。表面側ゲル層１３ｂは、振動検出素子１の表面に直接積層されている。裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂの材質としては、図１の振動センサーの裏面側ゲル層２と同様とすることができる。また、裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂの平均厚さ及び含水率としては、図１の振動センサーの裏面側ゲル層２と同様とすることができる。
　裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂは一体的に形成されている。換言すると、裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂは同じ材料によって連続的に形成されている。裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂは、リード線を除く振動検出素子１の外面を覆っている。裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂは全体として中空な内部空間を有する扁平形状、本実施形態においては直方体状、に形成されており、この内部空間に振動検出素子１が挿入されている。
　裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂは平面形状が同一であり、対向面間に振動検出素子１を挟むようにして、振動検出素子１の外側で連結をされる構成とすることができる。
　また、裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂは、互いに対向する略矩形状の表壁及び裏壁と、この表壁及び裏壁の側縁同士を接続する３つの端壁とを有し、振動検出素子１を格納できる内部空間が形成されたゲル製ケーシングを用いることで一体化されていてもよい。つまり、裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂは、前記ゲル製ケーシングの裏壁及び表壁を含み、前記端壁によって連結されてもよい。
　裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂの前記内部空間を画定する内面は振動検出素子１の外面と密着していてもよく、前記内面と振動検出素子１の外面との間には音響波の反射を抑制可能なジェル等の音響整合剤が充填されていてもよい。
　当該振動センサーは、裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂが一体的に形成されているので、裏面側ゲル層２ｂ及び／又は表面側ゲル層１３ｂの振動検出素子１からの剥がれを抑制することができる。また、当該振動センサーは、裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂが振動検出素子１と接着されていなくても、裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂの振動検出素子１への積層状態を維持することができる。さらに、当該振動センサーは、裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂが振動検出素子１を取り囲むよう振動検出素子１の端面の外側で接続されており、裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂによって振動検出素子１の端面を外側から支持することができる。そのため、当該振動センサーは、振動検出素子１が疑似的に生体内に埋め込まれた状態を現出することができ、振動検出素子１が生体内部の振動以外の生体の動きを検出することを抑制することができる。加えて、当該振動センサーは、裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂが振動検出素子１の外面に密着している場合、裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂによって振動検出素子１に等方的に圧力を加えることができ、検出感度を高めやすい。
＜製造方法＞
　図７～図１０を参照して、図５及び図６の振動センサーの製造方法の一例について説明する。当該振動センサーの製造方法は、ゲル製ケーシング２１を用意する工程（ゲル製ケーシング用意工程）と、ゲル製ケーシング用意工程で用意したゲル製ケーシング２１に音響整合剤２２を充填する工程（音響整合剤充填工程）と、音響整合剤充填工程後のゲル製ケーシング２１に振動検出素子１を挿入する工程（振動検出素子挿入工程）とを備える。
（ゲル製ケーシング用意工程）
　前記ゲル製ケーシング用意工程では、図７及び図８に示すように、略直方体状のゲル製の板状体（又は帯状体）の１つの端面から内側に振動検出素子１を挿入可能な内部空間２１ａが形成されたゲル製ケーシング２１を用意する。
　ゲル製ケーシング２１は、図７に示すように、平面視長方形状である。図７及び図８に示すように、ゲル製ケーシング２１は、長手方向の一方側の端面から長手方向他方側の端面に向けて平面視矩形状の内部空間２１ａを有する。また、ゲル製ケーシング２１は、長手方向他方側の端面部に、内部空間２１ａと外部とを連通する音響整合剤排出口２１ｃを有する。前記内部空間２１ａの前記長手方向一方側の端縁には、他の領域よりも厚さ方向長さ（振動センサーにおける表裏方向長さ）が小さい振動検出素子挿入部２１ｂが形成されている。
　内部空間２１ａを画定するゲル製ケーシング２１の内面は平滑面とすることができる。また、内部空間２１ａを画定するゲル製ケーシング２１の表面側及び／又は裏面側の内面は、一方向に波状に蛇行した湾曲面であってもよい。前記内面が一方向に波状に蛇行する場合、この湾曲面の稜線方向を湾曲軸方向とした曲げ性を高めることができ、生体表面への密着性を高めやすい。
　ゲル製ケーシング２１の形成方法としては、例えばゲル製ケーシング２１の外形に対応するキャビティを有する金型内にゲル製ケーシング形成用組成物を充填し、かつこのゲル製ケーシング形成用組成物に内部空間２１ａを形成するための板材を挿入し、ゲル製ケーシング形成用組成物を硬化させた後に前記板材を引き抜く方法が挙げられる。
（音響整合剤充填工程）
　前記音響整合剤充填工程では、図９に示すように、前記ゲル製ケーシング用意工程で用意したゲル製ケーシング２１の内部空間２１ａに音響整合剤２２を充填する。この音響整合剤２２としては、音響波の反射を抑制可能なジェル等が挙げられる。
（振動検出素子挿入工程）
　前記振動検出素子挿入工程では、前記音響整合剤充填工程で音響整合剤２２が充填されたゲル製ケーシング２１の内部空間２１ａに振動検出素子１を挿入する。前記振動検出素子挿入工程では、ゲル製ケーシング２１の内部空間２１ａに振動検出素子１を挿入する際、振動検出素子１の挿入体積に対応する量の音響整合剤２２が音響整合剤排出口２１ｃから排出される。これにより、図１０に示すように、振動検出素子１は、周囲に音響整合剤２２が充填された状態でゲル製ケーシング２１の内部空間２１ａに保持される。
　なお、当該振動センサーの製造方法は、前記振動検出素子挿入工程後に、ゲル製ケーシング２１の振動検出素子挿入部２１ｂ及び音響整合剤排出口２１ｃをゲルで封止する封止工程をさらに備えていてもよい。
　当該振動センサーの製造方法では、ゲル製ケーシング２１が振動センサーの裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂを構成する。当該振動センサーの製造方法は、当該振動センサーを容易かつ確実に製造することができる。
　当該振動センサーの製造方法は、前記音響整合剤充填工程を備えるので、ゲル製ケーシング２１の内部空間２１ａと振動検出素子１との間に隙間がある場合でもこの隙間を音響整合剤２２で埋めることができるので、ゲル製ケーシング２１の内部空間２１ａ内に振動検出素子１を安定的に保持することができる。
　また、当該振動センサーの製造方法によると、ゲル製ケーシング２１や振動検出素子１が損傷した場合、損傷した部材のみを容易に取り替えることができる。そのため、当該振動センサーの製造方法は、メンテナンス性に優れた振動センサーを製造することができる。
［第五実施形態］
　図１１及び図１２に、本発明の別の実施形態に係る振動センサーを示す。図１１及び図１２の振動センサーは、図１の振動センサーと同様に、例えば人、動物等の生体の表面に密接して配置され、生体内部の振動を検出するために用いられる。
　当該振動センサーは、シート状の振動検出素子１と、この振動検出素子１の生体表面に対向して配置される側に積層される裏面側ゲル層２ｂと、振動検出素子１の生体表面と反対の面側に積層される表面側ゲル層１３ｂとを備える。また、当該振動センサーは、表面側ゲル層１３ｂの表面側を被覆し、表面側ゲル層１３ｂを表面側から押圧可能な被覆部１４ａ及び被覆部１４ａと生体表面とを接続する接続部１４ｂを有するキャップ１４を備える。
　当該振動センサーにおける振動検出素子１の構成は、図１の振動センサーにおける振動検出素子１の構成と同様とすることができる。また、当該振動センサーにおける裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂの構成は、図５の振動センサーにおける裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂと同様とすることができる。このため、当該振動センサーの振動検出素子１、裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂについては、図１及び図５の振動センサーと同一符号を付して説明を省略する。
＜キャップ＞
　キャップ１４は、裏面側ゲル層２ｂの生体表面と当接する面を除く裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂの外面の全領域を覆っている。キャップ１４は、裏面側ゲル層２ｂの生体表面と当接する面を除く裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂの外面の全領域を押圧可能に構成されている。本実施形態では、キャップ１４は裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂの外面を直接覆っている。
　キャップ１４は全体として扁平な有底四角筒状であり、この有底四角筒状の底部が被覆部１４ａを構成し、四角筒状部が接続部１４ｂを構成している。接続部１４ｂの開口側の端縁は、裏面側ゲル層２ｂの裏面と面一状に配置されており、これにより接続部１４ｂの開口側の端縁は生体表面と当接可能に構成されている。
　キャップ１４は、接続部１４ｂが生体表面に当接することで、振動検出素子１が生体内部の振動以外の生体の動きを検出することを抑制する。また、被覆部１４ａは、生体表面から生体振動が表面側ゲル層１３ｂに伝達された場合に表面側ゲル層１３ｂを表面側から押圧することで振動検出素子１による振動の検出容易化を促進する。つまり、キャップ１４は、生体振動による圧電体３の圧縮変形に基づく検出感度を選択的に高めると共に、この圧縮変形以外の変形が検出されることを抑制する。
　キャップ１４の材質としては、例えば金属等の剛性材料が挙げられる。このように、キャップ１４が剛性材料から構成されることで、キャップ１４が裏面側ゲル層２ｂ及び表面側ゲル層１３ｂの外壁として機能しやすく、生体振動による圧電体３の圧縮変形に基づく検出感度を選択的に高めると共に、この圧縮変形以外の変形が検出されることを抑制しやすい。また、キャップ１４の材質としては、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂を用いることも可能である。
　当該振動センサーは、表面側ゲル層１３ｂを表面側から押圧可能な被覆部１４ａ及びこの被覆部１４ａと生体表面とを接続する接続部１４ｂを有するキャップ１４を備えるので、生体振動を選択的に容易かつ確実に検出しやすい。
［参考形態］
　図１３に、本発明に関連する参考の形態に係る振動センサーを示す。図１３の振動センサーは、図１の振動センサーと同様に、例えば人、動物当の生体の表面に密接して配置され、生体内部の振動を検出するために用いられる。
　当該振動センサーは、シート状の振動検出素子１と、この振動検出素子１の生体表面に対向する面と反対の面側に積層される表面側ゲル層１３とを備える。表面側ゲル層１３は、平面視で振動検出素子１の外側に延出している。また、振動検出素子１の端面と表面側ゲル層１３との間には空間Ｓが形成されている。
　当該振動センサーにおける振動検出素子１の構成は、図１の振動センサーにおける振動検出素子１の構成と同様とすることができる。また、当該振動センサーにおける表面側ゲル層１３の構成は、図３の振動センサーにおける表面側ゲル層１３の構成と同様とすることができる。
　当該振動センサーは、振動検出素子１の表面側に表面側ゲル層１３が積層されるので、生体振動を検出しやすい。
［その他の実施形態］
　前記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、前記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて前記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
　当該振動センサーにおいて、シールド層、隔離層及び保護層は任意の構成であり、個別に省略することができる。また、当該振動センサーにおいて、シールド層及び保護層は、別々に形成されてもよく、個別に表裏いずれか又は表裏両方を省略してもよい。
　当該振動センサーにおいて、表面側のシールド層と裏面側のシールド層とは、１枚のシートを２つ折りにして形成されてもよい。また、一方の電極を接地する場合は、接地される側の電極を覆うシールド層を省略しても、接地される電極が電磁シールドとして機能し得る。
　当該振動センサーにおいて、ゲル層の材質として導電性を有するゲルを用い、この導電性を有するゲル層を一方の電極、好ましくは裏面側の電極と電気的に接続することで、一方の電極を人体に接地してもよい。これにより、接地のための配線が不要となり、振動の測定が容易となる。
　このようにゲル層に導電性を付与する方法としては、ゲル層を形成するゲルの分散媒に例えば金属イオンや錯体を含有させる方法が挙げられる（オルガノゲルの場合は、分散媒として極性溶媒が用いられる）。
　また、裏面側の電極をゲル層に接続する方法としては、少なくとも保護層、通常はシールド層と保護層とが一体化されたフィルムに開口又は切欠を形成することにより、電極を直接又はシールド層を介してゲル層に電気的に接続する方法を採用することができる。
　前述の各実施形態の構成は適宜組み合せて用いることが可能である。例えば、図１～図３及び図１３の振動センサーがキャップを備えていてもよい。また、図３の振動センサーの裏面側ゲル層２に替えて図２の振動センサーの裏面側ゲル層２ａ及び枠状部材１２を用いてもよい。さらに、図１４に示すように、当該振動センサーは、裏面側ゲル層２と表面側ゲル層１３ｃとが別個のシート体によって形成される場合に、表面側ゲル層１３ｃが平面視で振動検出素子１の外側に延出していなくてもよい。表面側ゲル層１３ｃが平面視で振動検出素子１の外側に延出していない場合、生体振動のみならず、生体の動作を幅広く検出しやすい。さらに、図１３の振動センサーにおいて表面側ゲル層１３が平面視で振動検出素子１の外側に延出しない構成とすることもできる。
　当該振動センサーは、前記表面側ゲル層が平面視で振動検出素子の外側に延出する場合、この表面側ゲル層は、振動検出素子の外縁の一部分のみから外側に延出してもよい。また、前記表面側ゲル層が振動検出素子の外縁の一部分のみから外側に延出する場合、前記表面側ゲル層は、振動検出素子の対向する一対の側縁から外側に延出することが好ましい。当該振動センサーは、表面側ゲル層の振動検出素子の対向する一対の側縁から外側に延出した延出領域を生体表面に貼り付けることで、圧電体が生体振動以外の生体の動きに起因して変形することを抑制しやすい。
　前記裏面側ゲル層及び表面側ゲル層が一体的に形成される場合、これらのゲル層は振動検出素子の外側で接続されていなくてもよい。当該振動センサーは、例えば振動検出素子が厚さ方向に貫通孔を有し、この貫通孔にゲル層が充填されることで裏面側ゲル層及び表面側ゲル層が一体的に形成されてもよい。この構成によっても、裏面側ゲル層及び／又は表面側ゲル層の振動検出素子からの剥がれを抑制することができる。
　当該振動センサーが前述のキャップを備える場合、このキャップは必ずしも有底筒状である必要はない。前記キャップは、例えば表面側ゲル層の表面側を被覆する矩形状の被覆部と、この被覆部の対向する一対の側縁から生体表面に向けて延出される一対の接続部とを有する構成とすることも可能である。
　前記表面側ゲル層の表面又は裏面には凹凸が形成されていてもよい。例えば前記表面側ゲル層の表面又は裏面には一方向に延在する複数のスリットが所定間隔で並列に設けられていてもよい。この構成によると、前記複数のスリットによって当該振動センサーの湾曲方向を制御することができる。具体的には、この構成によると、前記複数のスリットの延在方向を湾曲軸方向として湾曲させた状態を安定的に維持しやすくなる。その結果、当該振動センサーの生体表面への密着性を高めやすい。
　当該振動センサーは、２以上の振動検出素子を裏面側ゲル層及び表面側ゲル層で被覆することも可能である。この構成によると、各振動検出素子の検出感度の均一化を図りやすい。
　当該振動センサーは、前述の隔離層８に替えてゲル層を配置してもよい。
　第四実施形態に係る振動センサーの製造方法として、ゲル製ケーシング用意工程、音響整合剤充填工程及び振動検出素子挿入工程を備える方法について説明したが、当該振動センサーの製造方法は、ゲル製ケーシングの内部空間に振動検出素子を安定的に保持することができる限り、必ずしも前述の音響整合剤充填工程を備えていなくてもよい。
　本発明に係る振動センサーは、人や動物の体内で発生する様々な振動を測定するために利用することができる。
１　振動検出素子
２，２ａ，２ｂ　裏面側ゲル層
３　圧電体
４，５　電極
６，７　シールド層
８　隔離層
９，１０　保護層
１１　リード線
１２　枠状部材
１３，１３ｂ，１３ｃ　表面側ゲル層
１４　キャップ
１４ａ　被覆部
１４ｂ　接続部
２１　ゲル製ケーシング
２１ａ　内部空間
２１ｂ　振動検出素子挿入部
２１ｃ　音響整合剤排出口
２２　音響整合剤
Ｐ　延出領域
Ｓ　空間

Claims (9)

  1. 　シート状の圧電体及びこの圧電体の表裏に積層される一対の電極を有する振動検出素子と
    　前記振動検出素子の生体表面に対向して配置される側に積層される裏面側ゲル層と
    　を備える振動センサー。
  2. 　前記振動検出素子の生体表面と反対の面側に積層される表面側ゲル層をさらに備える請求項１に記載の振動センサー。
  3. 　前記表面側ゲル層が平面視で前記振動検出素子の外側に延出している請求項２に記載の振動センサー。
  4. 　前記裏面側ゲル層及び表面側ゲル層が一体的に形成されている請求項２又は請求項３に記載の振動センサー。
  5. 　前記表面側ゲル層の表面側を被覆し、前記表面側ゲル層を表面側から押圧可能な被覆部、及びこの被覆部と生体表面とを接続する接続部を有するキャップを備える請求項２、請求項３又は請求項４に記載の振動センサー。
  6. 　前記裏面側ゲル層の平均厚さが０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の振動センサー。
  7. 　前記裏面側ゲル層の弾性率が１ＭＰａ以下である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の振動センサー。
  8. 　前記裏面側ゲル層を構成する材質としてヒドロゲルが含まれる請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の振動センサー。
  9. 　前記裏面側ゲル層が導電性を有し、前記一対の電極の一方と電気的に接続される請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の振動センサー。
     
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