WO2019064708A1 - 生体センサ - Google Patents

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WO2019064708A1
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plate
sensor
living body
pulse wave
wave sensor
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Inventor
夕輝 植屋
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ヤマハ株式会社
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure

Definitions

  • the present disclosure relates to a biometric sensor.
  • a sensor for detecting a biological signal of a living body there is a sheet-like biological sensor provided with a piezoelectric sensor and a foam sheet laminated and integrated on one surface of the piezoelectric sensor (see, for example, Patent Document 1).
  • this biological sensor for example, to a position corresponding to the radial artery (wrist) of the living body, the pulse of the living body can be measured.
  • a portion of the detection surface of the biological sensor that is not in contact with the region corresponding to the radial artery does not receive vibration from the living body due to the pulse, and thus becomes a stray capacitance. That is, in the case where the biosensor is attached to be wound around the wrist, when only one point of the radial artery is elevated, the corresponding portion of the biosensor is pushed up and contracted in the thickness direction of the biosensor, while being elevated The area around the area does not receive the push-up force associated with the protuberance of the living body, and the contracted area is pushed up to expand in the thickness direction (the size of the thickness increases).
  • the senor as a whole includes detection components from each of the contracted area and the expanded area, and in addition to the component due to the vibration from the living body, the change component other than the vibration (expanded in the thickness direction Detection component) is also included in the detection result.
  • the vibration from the living body can not be accurately measured, and the detection accuracy may be lowered.
  • the problem to be solved by the present disclosure is to provide a biological sensor with improved detection accuracy.
  • one aspect of the present disclosure is a biological sensor for detecting a biological signal in a living body, the plate having a curvature disposed along the surface of the living body, and the living body in the plate And a sheet sensor provided on the side surface.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the biological sensor according to the first embodiment.
  • the biosensor 1 according to the present embodiment is used by being attached to a part of a human body that is a living body.
  • the pulse wave sensor 10 constituting the living body sensor 1 has a flat shape, and is attached, for example, at a position corresponding to a radial artery on the wrist of the human body. At this time, the pulse wave sensor 10 detects the vibration of the radial artery (a living body vibration generated from a living body) as a biological signal.
  • the biological sensor 1 includes a pulse wave sensor 10 and a plate 20.
  • the pulse wave sensor 10 is a piezoelectric sensor that converts vibration (pressure) such as a pulse wave into a voltage.
  • the shape of the pulse wave sensor 10 may be arbitrary, but in the present embodiment, it is formed in a film shape or a sheet shape.
  • the pulse wave sensor 10 is preferably flexible.
  • the material used for the pulse wave sensor 10 may be, for example, an inorganic material such as zinc zirconate titanate, but in the case of using an inorganic material, even if it is divided so as to be able to be arranged along the plate 20 Good.
  • the piezoelectric material used for the pulse wave sensor 3 in the present embodiment is a flexible polymer material.
  • the polymeric material used for pulse wave sensor 10 may be, for example, any of polyvinylidene fluoride (PVDF), polypropylene (PP) and the like.
  • the pulse wave sensor 10 can be set, for example, to a width dimension of about 1 ⁇ 5 of the length around the wrist of the human body.
  • an electret sensor is used as an example.
  • the electret sensor as the pulse wave sensor 10 includes a pair of electrodes 12 widely covering the base material on both sides of the sheet-like base material 11, and is charged.
  • the electret sensor has a property that the charge increases (is generated) as the thickness dimension decreases (contracts), and the charge decreases (disappears) as the thickness dimension increases (expansion).
  • the pulse wave sensor 10 detects the displacement in the thickness direction (contraction direction).
  • the pulse wave sensor 10 does not expand or contract in the surface direction.
  • the electret sensor detects the pressure in the thickness direction by forming a porous material including a large number of flat pores.
  • the plate 20 is made of, for example, a resin, is made of a plastic material that is harder than the pulse wave sensor 10, is harder than the pulse wave sensor 10, and has a large elastic modulus.
  • the plate 20 may be made of other materials such as metal and nonmetal.
  • the plate 20 has a substantially rectangular shape in plan view, as shown in FIG.
  • the plate 20 is, as shown in FIG. 1, provided with a concave portion having a curvature disposed along the surface of the wrist of the human body, for example, a part of a hollow hollow cylinder of uniform thickness in the axial direction It has a tunnel-like shape (hereinafter referred to as “arch shape”) in which the shape is not changed in the depth direction.
  • the curvature of the plate 20 may be the same as the curvature of the surface of the living body, but it does not have to be the same, as long as the curvature is close to the curvature of the surface of the living body.
  • the plate 20 has, for example, a width that is greater than the width of the pulse wave sensor 10.
  • the plate 20 is mounted
  • the arch-shaped outer ends of the plate 20 are respectively disposed on the side of the wrist corresponding to the radial artery in the wrist of the human body and pressed against the wrist.
  • the plate 20 may be made of, for example, an adhesive sheet such as a bandage, or may be mounted in a state where the arched outer end of the plate 20 is pressed against the wrist of the living body H by a cuff, a band or the like. .
  • the pulse wave sensor 10 is disposed on a concave surface which is a bottom surface (inner surface) of the concave portion of the plate 20, and is disposed so as to include a position corresponding to a radial artery on the wrist of the human body.
  • the width dimension of the pulse wave sensor 10 is set to be shorter than the width dimension of the plate 20, that is, shorter than the distance between the outer ends of the plate 20, as shown in FIGS. It protrudes outside the end of the pulse wave sensor 10 in the planar direction.
  • the width dimension width of the pulse wave sensor 10 may be the same as the width dimension of the plate 20, and both end portions of the pulse wave sensor 10 may be disposed so as to coincide with the outer end portions of the plate 20.
  • the pulse wave sensor 10 detects the vibration of the radial artery caused by the vibration in the radial artery. For example, as shown by a dotted line in FIG. 1 by the pulse wave in the radial artery, when the skin S of the body swells, the pulse wave sensor 10 is pressed and contracted while swelling. In the pulse wave sensor 10, the vibration of the radial artery is detected by the change in volume based on the contraction and the expansion, so the vibration of the radial artery is detected by the pulse wave sensor 10 contracting or expanding.
  • the skin S is a site that swells when the radial artery vibrates in the skin to which the pulse wave sensor 10 is attached.
  • the pulse wave sensor 10 is simply mounted on the skin S without providing the plate 20, the area around the portion contracted while swelling due to the vibration of the radial artery in the pulse wave sensor 10 is conversely expanded. Will occur.
  • a contracted portion and an expanded portion are generated, and components other than the radial artery vibration are also included in the detection component, and the detection accuracy by the pulse wave sensor 10 is lowered.
  • the pulse wave sensor 10 is provided on the surface of the living body H on the plate 20 having a curvature disposed along the surface of the living body H.
  • the plate 20 has a curvature disposed along the surface of the living body H and is made of a plastic material, and each of the arch-shaped outer ends corresponds to the radial artery in the wrist of the human body. It is placed laterally and pressed against the wrist.
  • the pulse wave sensor 10 in the biological sensor 1 contracts while the swelling is suppressed by the plate 20. Since the rise of the pulse wave sensor 10 is suppressed by the plate 20, the expansion around the contracted portion in the pulse wave sensor 10 is suppressed. As a result, the pulse wave sensor 10 can suppress the detection of components other than the vibration of the living body, so that the detection accuracy of the vibration from the living body can be improved. Note that, as shown in FIG. 1, the surface of the pulse wave sensor 10 facing the plate 20 (hereinafter referred to as the facing surface of the pulse wave sensor 10.
  • the surface facing the plate 20 is in contact with the concave surface of the plate 20, it is not necessary for all the opposing surfaces of the pulse wave sensor 10 to be in contact with the concave surface.
  • the plate 20 is intended to suppress the swelling of the contracted portion in the pulse wave sensor 10
  • at least the portion on the opposite surface of the pulse wave sensor 10 corresponds to the contracted portion of the pulse wave sensor 10. It is sufficient that the portion is in contact with the concave surface of the plate 20. That is, as shown in FIG. 1, when the contraction site of the pulse wave sensor 10 is a portion located immediately above the skin S, at least one of the opposing surfaces of the pulse wave sensor 10, the trueness of the skin S. It is only necessary that the upper portion is in contact with the concave surface of the plate 20.
  • the opposite surface of the pulse wave sensor 10 located directly above the skin S contacts the plate 20, expansion around the contracted portion of the pulse wave sensor 10 is suppressed.
  • the biosensor 1 moves in the thickness direction as a whole (the thickness of the biosensor 1 does not change but the entire biosensor 1 floats away from the surface of the living body). You can suppress that. Therefore, it can contribute to the improvement of detection accuracy of the vibration by living body sensor 1.
  • a plate 20 is provided, and by pressing both ends of the arch shape in the plate 20 against the wrist of the living body H, force in the thickness direction applied from the external environment of the living body, for example, pressurization with a cuff Even if the pressure at the time of contact or any object strikes the biosensor 1 from the outside of the plate 20, the outer end of the plate 20 abuts the living body at both ends, and the plate 20 is not deformed. Therefore, the force from the outside of the plate 20 is not transmitted to the inside. Thereby, it is possible to detect the vibration of the living body without being influenced by the external environment of the biosensor 1 (force from the outside).
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the biosensor according to the second embodiment.
  • the biological sensor 2 according to the present embodiment includes the pulse wave sensor 10 and the plate 20 in the biological sensor 1 according to the first embodiment. Further, on the living body H side of the pulse wave sensor 10, an internal plate 30 is provided.
  • the inner plate 30 is made of the same material as the plate 20. For this reason, the inner plate 30 is not deformed even if it receives pulse vibration. Also, the inner plate 30 is flat, and the width dimension of the inner plate 30 is smaller than the width dimension of the plate 20. For this reason, the inner plate 30 is disposed at a position sandwiched between the arched ends of the plate 20. The inner plate 30 is disposed at a position corresponding to the radial artery. For this reason, the inner plate 30 moves in the direction approaching the inner plate 30 and in the direction away from the inner plate 30 by the vibration of the radial artery.
  • the biological sensor 2 in which the pulse wave sensor 10 is sandwiched between the plate 20 and the inner plate 30 is attached to the living body H.
  • the outer end of the plate 20 is pressed against the wrist of the living body H by an adhesive such as a bandage, a cuff, a band or the like.
  • the inner plate 30 may be made of a material having a smaller density than the plate 20.
  • the inner plate 30 may act to stop the vibration of the surface of the living body due to the pulse, so it is desirable that the inner plate 30 be lightweight.
  • the inner plate 30 may move while maintaining the tilt, or may move in a tilt direction.
  • the inner plate 30 is provided, so the skin S swells up due to the vibration of the radial artery, and the inner plate is even when the pulse wave sensor 10 receives pressure from the living body H side.
  • pressure can be widely applied to the lower surface of pulse wave sensor 10. Therefore, the pulse wave sensor 10 can be contracted over a wide area range.
  • a plate 20 having a curvature disposed along the surface of the living body H is provided, whereby the pulse wave sensor 10 is suppressed from rising. While contracting. Since the rise of the pulse wave sensor 10 is suppressed by the plate 20, the pressure from the inner plate 30 can be efficiently detected by the pulse wave sensor 10. As a result, the pulse wave sensor 10 can contribute to improvement in detection accuracy by the biological sensor 1 by being sandwiched between the plate 20 and the internal plate 30.
  • the distance between the internal plate 30 and the plate 20 becomes narrow, and the area of the portion displaced in the thickness direction of the biological sensor 1 is It becomes wider compared to the case where the inner plate 30 is not provided. Therefore, a uniform pressure distribution can be formed in the pulse wave sensor 10, and the detection accuracy can be enhanced, since the displacement due to the swelling of the skin S is widely averaged.
  • the position at which the biosensors 1 and 2 are provided is a position other than the wrist in the human body, it may be attached to any site as long as it is a target for detecting the vibration of the living body.
  • the positions of the head, arms, ankles, legs, etc. of the human body may be used.
  • a plurality of the biosensors 1 and 2 may be attached to the wrist and used.
  • the pulse wave sensor 10 may detect not only pulse waves but also body vibrations such as heartbeats and blood flow sounds.
  • biometric sensor 1 and 2 is a tunnel-like shape (arch shape) which an arch-like or arc-like shape does not change in a depth direction
  • the biosensor of another shape is constituted by a plate 50 having a dome shape and the pulse wave sensor 10.
  • the plate 50 is provided with a flat plate portion 51 and a dome-shaped dome portion 52 provided on the center side of the flat plate portion 51 in the plane direction, and curved in a curved shape so that the central portion is raised.
  • the dimensions in the thickness direction of the flat plate portion 51 and the dome portion 52 are both uniform, and in the dome portion 52, one surface is convex because the central portion is raised, and the opposite surface (bottom surface) Is concave.
  • the pulse wave sensor 10 is disposed to be contained in the concave portion.
  • a sheet sensor having such a plate 50 may be used.
  • seat part of the pulse wave sensor 10 is comprised with paper, materials other than paper may be sufficient.
  • the pulse wave sensor 10 has a flat shape, but may have a shape other than the flat shape, for example, may have a curved shape.
  • the pulse wave sensor 10 is an electret sensor, but may be another sensor such as another pressure sensor.
  • the inner plate 30 is smaller than the plate 20, but the inner plate 30 may have the same size as the plate 20.

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Abstract

検出精度を向上させた生体センサを提供する。　生体センサは、生体における表面に沿って配設される曲率を有するプレートと、プレートにおける生体側の面に設けられた脈波センサとを備える。

Description

生体センサ
　本開示は、生体センサに関する。
　生体の生体信号を検出するセンサとして、圧電センサと、圧電センサの一面に積層一本化された発泡シートとを備えるシート状の生体センサがある（例えば、特許文献１参照）。この生体センサを、例えば、生体の橈骨動脈（手首）に対応する位置に取り付けることにより、生体の脈拍を測定することができる。
特開２０１４－１４７５７１号公報
　生体センサを生体に取り付けるにあたり、測定対象となる橈骨動脈の領域は非常に狭いため、生体センサの取付位置を定めるのが難しい。この場合、生体センサの検出面を橈骨動脈の径方向の幅よりも広くすることが考えられる。これにより、橈骨動脈の位置を正確に把握できていなくても、橈骨動脈があると思われる領域に生体センサを設ければ、生体センサのいずれかの領域が橈骨動脈に重なるので、生体センサを橈骨動脈の位置に容易に取り付けることができる。
　しかし、生体センサの検出面のうち、橈骨動脈に対応する領域に当接していない部位については、脈拍による生体からの振動を受けないため、浮遊容量となる。すなわち、生体センサを手首に巻くように取り付けた場合において、橈骨動脈の一点のみが隆起すると、そこに対応する生体センサの部位が生体センサの厚み方向において押し上げられつつ収縮し、一方で、隆起された箇所の周囲の部位は、生体の隆起に伴う押し上げる力を受けない状態となり、かつ、収縮した部位が押し上げられることにより厚み方向に、膨張（厚さの寸法が大きくなる）してしまう。
　そうすると、センサ全体としては、収縮した領域と膨張した領域とのそれぞれからの検出成分が含まれることになり、生体からの振動による成分の他に、振動以外の変化成分（厚さ方向に膨張したことによる検出成分）も検出結果に含まれることになる。その結果、生体からの振動を正確に測定することができなくなり、検出精度が低くなることがあった。
　本開示が解決しようとする課題は、検出精度を向上させた生体センサを提供することである。
　上記問題を解決するために、本開示の一態様は、生体における生体信号を検出する生体センサであって、前記生体における表面に沿って配設される曲率を有するプレートと、前記プレートにおける前記生体側の面に設けられたシートセンサと、を備えることを特徴とする生体センサである。
　本開示に係る生体センサによれば、検出精度を向上させることができる。
生体センサの断面図である。 生体センサの平面図である。 生体センサの斜視図である。 生体センサの他の例の断面図である。 生体センサの他の例の斜視図である。
　以下、本開示を適用した生体センサの実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各実施形態において、共通する要素、部材等について、同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化することがある。また、各構成要素の厚さや寸法の比率は適宜調整されている。
　［第１実施形態］
　本開示の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る生体センサの断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る生体センサ１は、生体である人体の一部に取り付けられて使用される。生体センサ１を構成する脈波センサ１０は、平坦状をなしており、例えば人体の手首における橈骨動脈に対応する位置に取り付けられる。このとき、橈骨動脈の振動（生体から発せられる生体振動）を生体信号として脈波センサ１０が検出する。
　生体センサ１は、脈波センサ１０と、プレート２０と、を備えている。脈波センサ１０は、脈波等の振動（圧力）を電圧に変換する圧電センサである。脈波センサ１０の形状は、任意であってもよいが、本実施形態ではフィルム状又はシート状に形成されている。脈波センサ１０は可撓性を有することが好ましい。脈波センサ１０に用いる材料は、例えばチタン酸ジルコン酸亜鉛等の無機材料であってもよいが、無機材料を用いる場合はプレート２０に沿って配置ができるように分割されたものを用いてもよい。本実施形態において脈波センサ３に用いる圧電材料は、可撓性を有する高分子材料である。脈波センサ１０に用いる高分子材料は、たとえばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリプロピレン（ＰＰ）など任意であってよい。脈波センサ１０は、例えば人体の手首の周囲の長さの約１／５程度の幅寸法に設定することができる。
　脈波センサ１０としては、一例としてエレクトレットセンサが用いられる。脈波センサ１０としてのエレクトレットセンサは、シート状のベース材１１の両面にベース材を広く覆う一対の電極１２を備え、帯電されているものである。エレクトレットセンサは、その厚さ寸法が小さくなる（収縮する）と電荷が増加（発生）し、その厚さ寸法が大きくなる（膨張する）と電荷が減少（消滅）する性質を有している。脈波センサ１０は、その厚さ方向（収縮方向）の変位を検出する。脈波センサ１０は面方向の伸び縮みをしない。エレクトレットセンサは、扁平な気孔を多数含む多孔質をなしていることで厚み方向の圧力を検出する。
　プレート２０は、例えば樹脂製であり、脈波センサ１０よりも硬質の可塑性材料で構成されており、脈波センサ１０よりも硬く、弾性率が大きくされている。なお、プレート２０は、金属や非金属など、他の材料で構成されていてもよい。プレート２０は、図２に示すように、平面視において略長方形状をなしている。プレート２０は、図１に示すように、人体の手首の表面に沿って配設される曲率を有する凹部を備えており、例えば、中空であり均一な肉厚の円柱の一部をその軸方向に沿った面で切断した形状であって、奥行き方向に弓状または弧状の形状が変化しないトンネル状の形状（以下「アーチ形状」という）をなしている。なお、プレート２０の曲率は、生体における表面の曲率と一致していてもよいが、一致している必要はなく、生体における表面の曲率に近い曲率であればよい。
　また、プレート２０は、例えば、脈波センサ１０の幅寸法よりも広い幅寸法を有している。プレート２０は、図３に示すように、粘着シート４０（テープ部材の一例）によって生体Ｈの手首に押し付けられた状態で装着されている。すなわち、粘着シート４０は、プレート２０から生体Ｈの表面に向かう向きの力をプレート２０に付与するものと言うことができる。このため、プレート２０におけるアーチ形状の両外側端部は、それぞれ人体の手首における橈骨動脈に対応する位置の側方に配置されて手首に押し付けられる。なお、プレート２０は、例えば、絆創膏などの粘着シートによって製造されるか、カフ、バンド等によってプレート２０のアーチ形状の外側端部が生体Ｈの手首に押し付けられた状態で装着されていてもよい。
　脈波センサ１０は、プレート２０の凹部の底面（内面）である凹面に配置され、人体の手首における橈骨動脈に対応する位置を含むようにして配置される。脈波センサ１０の幅寸法は、プレート２０の幅寸法よりも短い、すなわち、プレート２０の外側端部どうしの距離よりも短い寸法に設定され、図１及び図２に示すように、プレート２０は、平面方向において脈波センサ１０の端部よりも外側に突出している。なお、脈波センサ１０の幅寸法幅は、プレート２０幅寸法と同一とし、脈波センサ１０の両端部と、プレート２０の外側端部のそれぞれとが一致するようにして配置されてもよい。
　本実施形態に係る生体センサ１では、橈骨動脈における振動によって生じる橈骨動脈の振動を脈波センサ１０によって検出する。例えば、橈骨動脈における脈波によって、図１に点線で示すように、体の皮膚Ｓが盛り上がると、脈波センサ１０が押圧されて盛り上がりながら収縮する。脈波センサ１０では、収縮と膨張に基づく体積の変化によって橈骨動脈の振動が検出されるので、脈波センサ１０が収縮または膨張することによって橈骨動脈の振動が検出される。ここで、皮膚Ｓは、脈波センサ１０が取り付けられる皮膚において、橈骨動脈が振動したときに盛り上がる部位である。
　ここで、脈波センサ１０がプレート２０を設けることなく単に皮膚Ｓの上に装着された状態であると、脈波センサ１０における橈骨動脈の振動によって盛り上がりながら収縮した部位の周囲では、逆に膨張が発生してしまう。その結果、脈波センサ１０においては、収縮した部位と膨張した部位が発生し、橈骨動脈の振動以外の成分も検出成分に含まれることになり、脈波センサ１０による検出精度が低下する。
　これに対し、本実施形態に係る生体センサ１では、脈波センサ１０が、生体Ｈにおける表面に沿って配設される曲率を有するプレート２０において、生体Ｈ側の面に設けられている。このプレート２０は、生体Ｈにおける表面に沿って配設される曲率を有しており、可塑性材料で構成されて、アーチ形状の外側端部のそれぞれが人体の手首における橈骨動脈に対応する位置の側方に配置されて手首に押し付けられている。
　このため、生体センサ１における脈波センサ１０は、皮膚Ｓの盛り上がりによって生体Ｈ側から圧力を受けた場合でも、プレート２０によって盛り上がりが抑制されながら収縮する。脈波センサ１０の盛り上がりがプレート２０によって抑制されることから、脈波センサ１０における収縮した部位の周囲における膨張が抑制される。その結果、脈波センサ１０は、生体の振動以外の成分が検出されてしまうことを抑制することができるため、生体からの振動の検出精度を向上することができる。なお、図１に示すように、脈波センサ１０のプレート２０に向かい合う面（以下、脈波センサ１０の対向面と称する。対向面上に形成された電極１２を考慮する場合は、電極１２のプレート２０に向かい合う面）は、プレート２０の凹面に接触しているが、脈波センサ１０の対向面のすべてが凹面に接触していなくても良い。上述のように、プレート２０は、脈波センサ１０における収縮した部位の盛り上がりを抑制するものであるため、脈波センサ１０の対向面のうち、少なくとも、脈波センサ１０の収縮した部位に対応する部分がプレート２０の凹面に接触していれば良い。すなわち、図１に示すように、脈波センサ１０の収縮する部位が皮膚Ｓの真上に位置する部分であるとした場合は、脈波センサ１０の対向面のうちの少なくとも、皮膚Ｓの真上に位置する部分がプレート２０の凹面に接触していれば良いのである。このように、皮膚Ｓの真上に位置する脈波センサ１０の対向面がプレート２０に接触することにより、脈波センサ１０の収縮した部位の周囲における膨張が抑制されるのである。
　さらには、プレート２０が設けられていることにより、生体センサ１が、その厚さ方向に全体的に移動して（厚みが変わらないが生体表面から離れるように生体センサ１全体が浮いて）しまうことを抑えることができる。したがって、生体センサ１による振動の検出精度の向上に寄与することができる。
　また、プレート２０が設けられており、プレート２０におけるアーチ形状の両端部が生体Ｈの手首に押し付けられていることにより、生体の外部環境から加えられる厚み方向への力、例えば、カフで加圧される際の圧力や何らかの物体がプレート２０の外側から生体センサ１側に向かって当たったとしても、プレート２０の外側端部が両端とも生体に当接しており、プレート２０についても変形が生じないため、プレート２０の外部側からの力が内部側に伝達されない。これにより、生体センサ１の外部環境からの影響（外部からの力）を受けない状態で生体の振動を検出することができる。
　［第２実施形態］
　次に、本開示の第２実施形態について説明する。図４は、第２実施形態に係る生体センサの断面図である。図４に示すように、本実施形態に係る生体センサ２は、上記第１実施形態に係る生体センサ１における脈波センサ１０及びプレート２０を備えている。また、脈波センサ１０における生体Ｈ側には、内部プレート３０が設けられている。
　内部プレート３０は、プレート２０と同じ材料で構成されている。このため、内部プレート３０は、脈拍の振動を受けても変形しないようにされている。また、内部プレート３０は平坦状をなしており、内部プレート３０の幅寸法は、プレート２０の幅寸法よりも小さくされている。このため、内部プレート３０は、プレート２０におけるアーチ形状の両端部の間に挟まれる位置に配置されている。内部プレート３０は、橈骨動脈に対応する位置に配置されている。このため内部プレート３０は、橈骨動脈の振動によって内部プレート３０を近づく方向及び内部プレート３０から遠ざかる方向に移動する。
　こうして、プレート２０と内部プレート３０によって脈波センサ１０を挟まれた生体センサ２が生体Ｈに取り付けられている。その際、プレート２０の外側端部は、絆創膏などの粘着剤やカフ、バンド等によって生体Ｈの手首に押し付けられる。内部プレート３０は、プレート２０よりも密度の小さな材料で構成されていてもよい。
　内部プレート３０の重量が大きいと、脈拍による生体表面の振動を止めるように内部プレート３０が作用してしまう可能性があることから、内部プレート３０は、軽量であることが望ましい。また、内部プレート３０は、傾きを維持したまま動いてもよいし、ある方向に傾くようにして動いてもよい。
　第２実施形態に係る生体センサ２では、内部プレート３０が設けられていることにより、橈骨動脈の振動によって皮膚Ｓが盛り上がり、脈波センサ１０が生体Ｈ側から圧力を受けた場合でも、内部プレート３０が移動するので、脈波センサ１０の下側の面に対して広い範囲で圧力をかけることができる。したがって、広い面積範囲で脈波センサ１０を収縮させることができる。このとき、脈波センサ１０における生体Ｈの反対側には、生体Ｈにおける表面に沿って配設される曲率を有するプレート２０が設けられていることにより、脈波センサ１０は、盛り上がりが抑制されながら収縮する。脈波センサ１０の盛り上がりがプレート２０によって抑制されることから、脈波センサ１０によって、内部プレート３０からの圧力を効率よく検出することができる。その結果、脈波センサ１０は、プレート２０と内部プレート３０とで挟まれることによって、生体センサ１による検出精度の向上に寄与することができる。
　また、内部プレート３０が設けられていることにより、脈拍によって生体Ｈの表面が振動すると、内部プレート３０とプレート２０の距離が狭くなり、生体センサ１の厚さ方向に変位する部分の面積は、内部プレート３０が設けられていない場合に比較して広くなる。したがって、皮膚Ｓの盛り上がりによる変位が広く平均化されることで、脈波センサ１０内に均一な圧力分布を形成することができ、検出精度を高めることができる。
　以上、本開示の実施形態について、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
　例えば、上記の各実施形態では、生体センサ１、２を設ける位置を人体における手首以外の位置であっても、生体の振動を検出する対象の部位であればいずれの部位に取り付けられてもよく、例えば、人体の頭部、腕部、足首、脚部等の位置としてもよい。また、生体センサ１、２は、手首に１つのみ設けているが、生体センサ１、２を手首に複数本取り付けて使用してもよい。この場合、例えば複数の生体センサ１、２を橈骨動脈の血流方向に沿って複数設置することで、例えば、脈波伝搬速度を測定することができ、血管年齢を把握することが可能となる。また、脈波センサ１０によって脈波だけでなく、心拍や血流音等の生体振動を検出してもよい。
　また、上記の各実施形態では、生体センサ１、２は、奥行き方向に弓状または弧状の形状が変化しないトンネル状の形状（アーチ形状）であるが、他の形状でもよい。例えば、図５に示すように、他の形状の生体センサは、ドーム形状を有するプレート５０と、脈波センサ１０によって構成されている。プレート５０は、平板部５１と、平面方向における平板部５１の中央側に設けられ、中央部が盛り上がるように曲面状に湾曲するドーム形状のドーム部５２と、を備えている。平板部５１及びドーム部５２の厚さ方向の寸法はいずれも均一であり、ドーム部５２では、中央部が盛り上がっている分、一方の面は凸面となっており、反対側の面（底面）は凹面となっている。この凹面となっている部分に収まるように脈波センサ１０が配置されている。このようなプレート５０を有するシートセンサであってもよい。
　また、脈波センサ１０のシート部は、紙で構成されているが、紙以外の材料であってもよい。また、脈波センサ１０は、平坦状をなしているが、平坦状以外の形状でもよく、例えば、湾曲形状であってもよい。また、脈波センサ１０は、エレクトレットセンサであるが、他のセンサ、例えば他の圧力センサなどでもよい。また、上記第２実施形態では、内部プレート３０は、プレート２０よりも小さくされているが、内部プレート３０は、プレート２０と同じ大きさであってもよい。
１、２…生体センサ、１０…脈波センサ、２０…プレート、３０…内部プレート、Ｈ…生体、Ｓ…皮膚

Claims (8)

  1. 　曲率を有するプレートと、
    　前記プレートの凹面に配置されたシートセンサと、
    　を備える生体センサ。
  2. 　前記プレートは、前記シートセンサの外側端部よりも外側に突出している請求項１に記載の生体センサ。
  3. 　前記プレートは、アーチ形状またはドーム形状を備える請求項１または２に記載の生体センサ。
  4. 　前記シートセンサは、生体の表面における盛り上がりを検出するものであり、
    　前記プレートから前記生体の表面に向かう向きの力を前記プレートに付与する力付与部をさらに備える請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の生体センサ。
  5. 　前記力付与部は、前記生体の前記表面及び前記プレートの表面に粘着する粘着部を有するテープ部材である請求項４に記載の生体センサ。
  6. 　前記シートセンサは、生体の表面における盛り上がりを検出するものであり、
    　前記プレートの前記凹面は、前記シートセンサの、前記凹面に向き合う面のうちの少なくとも、前記生体の前記表面の盛り上がる部位の真上に位置する部分と接触する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の生体センサ。
  7. 　前記シートセンサにおける前記プレート側の面と反対側の面に設けられた内部プレートをさらに備える請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の生体センサ。
  8. 　生体における表面に沿って配設され、前記プレートよりも生体側の面に設けられた前記シートセンサによって、生体から発せられる生体振動を検出する請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載の生体センサ。
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