特開 2017-196211 振動波形センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-196211(P2017-196211A)

(43)【公開日】2017年11月2日

(54)【発明の名称】振動波形センサ

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/02 20060101AFI20171006BHJP

   H01L 41/113 20060101ALI20171006BHJP

   H01L 41/047 20060101ALI20171006BHJP

   H01L 41/053 20060101ALI20171006BHJP

   H01L 41/083 20060101ALI20171006BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/02 310K

   H01L41/113

   H01L41/047

   H01L41/053

   H01L41/083

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-90163(P2016-90163)

(22)【出願日】2016年4月28日

(71)【出願人】

【識別番号】000204284

【氏名又は名称】太陽誘電株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090413

【弁理士】

【氏名又は名称】梶原 康稔

(74)【代理人】

【識別番号】100195028

【弁理士】

【氏名又は名称】高久 由紀子

(72)【発明者】

【氏名】小林 啓一

(72)【発明者】

【氏名】石黒 隆

【テーマコード（参考）】

4C017

【Ｆターム（参考）】

4C017AA09

4C017AA10

4C017AC03

4C017AC20

4C017FF05

(57)【要約】

【課題】高いセンサ感度と耐ノイズ性能の両立が可能な圧電素子を用いた振動波形センサを提供する。
【解決手段】基板２０上に一対の導電パッド２２，２３と圧電素子３０が設けられ、これらの周囲が導電性を有するスペーサ４０で囲まれる。前記圧電素子３０は、圧電体３２の分極方向が、一対の端子電極３４，３６の対向する方向に対して垂直方向であり、前記端子電極３４，３６を前記導電パッド２２，２３に接続して、前記分極方向が前記基板２０に対して垂直になるように実装される。前記圧電体３２には、分極端子４２，４４を用いてｄ３１方向に分極を施すことで従来と同様の高い感度を維持する。また、分極時のみ分極端子４２，４４を用い、内部導体を分極に利用しない構造のため、容量的には単板となり、従来構造の１／１０程度の容量となり、ノイズの影響を回避する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板上に形成された一対の導電パッドと、
前記一対の導電パッドの各々から引き出された一対の外部導体と、
圧電体と該圧電体に形成された一対の端子電極とを有し、前記圧電体の分極方向が前記一対の端子電極の対向する方向に対して垂直方向であり、前記一対の端子電極の各々が前記一対の導電パッドに接続されて、前記分極方向が前記基板に対して垂直になるように実装された圧電素子と、
前記圧電素子及び前記一対の導電パッドの周辺に、前記圧電素子の実装高さよりも高く形成されたスペーサと、
を備えたことを特徴とする振動波形センサ。

【請求項2】

前記スペーサが、
前記圧電素子及び前記一対の導電パッドの周囲を囲むように形成されたことを特徴とする請求項１記載の振動波形センサ。

【請求項3】

前記圧電素子は、前記圧電体内部に、前記分極方向に対向する一対の第１の内部導体を有することを特徴とする請求項１又は２記載の振動波形センサ。

【請求項4】

前記一対の第１の内部導体の交差面積は、前記圧電体を前記分極方向から見たときの面積の７０〜９９％であることを特徴とする請求項３記載の振動波形センサ。

【請求項5】

前記圧電素子は、前記一対の端子電極の各々と接続された一対の第２の内部導体を有し、前記一対の第２の内部導体の交差面積は、前記圧電体を前記分極方向から見たときの面積の５０％以下であることを特徴とする請求項３又は４記載の振動波形センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、脈拍などの各種の波形を計測する振動波形センサに関し、更に具体的には、圧電素子を利用したセンサにおける感度維持とノイズ低減に関するものである。

【背景技術】

【0002】

脈波の連続測定による健康管理をうたい文句にしたセンサデバイスの中で、圧電素子を利用した振動波形センサというものが考案されている。例えば、下記特許文献１には、圧電素子によって脈波を検出することで動脈硬化度を評価する動脈硬化評価装置が開示されている。振動波形センサを構成する部品のうちで一番重要なのは、振動を拾う圧電素子である。脈波信号を効率よく捕捉し、センサの感度を上げるためには、圧電素子はｄ３１方向に分極されている必要がある。これは、振動波形センサにおいては、脈波の捕捉は指の下の動脈からの振動がリングに伝わり、さらにそれが基板を通して素子に伝わることでなされるが、基板からの振動を効率良く捕捉するには、素子の実装方向に対して基板と垂直な方向，すなわちｄ３１方向への振動を捕捉する必要があるからである。

【0003】

一方で、センサの信号品位を考慮した場合、ノイズの発生は問題である。ノイズは素子の容量に依存するが、ｄ３１方向への感度が高くなるように分極する設計とは、それと同時に、ノイズが発生しやすい設計でもある。そのため、感度の高い圧電素子ほどノイズの影響も大きいという欠点がある。ノイズが大きいと得られた脈波波形のベースラインがずれて波形解析の精度に悪影響を与えるため、従来はソフトやアプリケーションでベースライン補正をかけていたが、元のデータのベースラインが安定したほうが、波形解析精度が上がるのはいうまでもない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０１０／０２４４１７号パンフレット

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来は、上述した問題を避けるために、圧電素子を分極した後で外部導体を削り落とし、端面を絶縁して、再度外部導体を焼き付ける工程を入れることなどが提案されてはいた。前記工程を入れることで、圧電素子自体は確実にｄ３１方向に分極されつつも、内部導体が容量に寄与しないため、感度が高く、ノイズ発生の低い圧電素子が得られる。しかしながら、この方法はあまりに生産性が低く、実用性に欠けるという課題がある。

【0006】

本発明は、以上のような点に着目したもので、高いセンサ感度と耐ノイズ性能の両立が可能な圧電素子を用いた振動波形センサを提供することを、その目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、基板と、前記基板上に形成された一対の導電パッドと、前記一対の導電パッドの各々から引き出された一対の外部導体と、圧電体と該圧電体に形成された一対の端子電極とを有し、前記圧電体の分極方向が前記一対の端子電極の対向する方向に対して垂直方向であり、前記一対の端子電極の各々が前記一対の導電パッドに接続されて、前記分極方向が前記基板に対して垂直になるように実装された圧電素子と、前記圧電素子及び前記一対の導電パッドの周辺に、前記圧電素子の実装高さよりも高く形成されたスペーサと、を備えたことを特徴とする。

【0008】

主要な形態の一つは、前記スペーサが、前記圧電素子及び前記一対の導電パッドの周囲を囲むように形成されたことを特徴とする。他の形態の一つは、前記圧電素子は、前記圧電体内部に、前記分極方向に対向する一対の第１の内部導体を有することを特徴とする。更に他の形態の一つは、前記一対の第１の内部導体の交差面積は、前記圧電体を前記分極方向から見たときの面積の７０〜９９％であることを特徴とする。更に他の形態の一つは、前記圧電素子は、前記一対の端子電極の各々と接続された一対の第２の内部導体を有し、前記一対の第２の内部導体の交差面積は、前記圧電体を前記分極方向から見たときの面積の５０％以下であることを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、基板と、前記基板上に形成された一対の導電パッドと、前記一対の導電パッドの各々から引き出された一対の外部導体と、圧電体と該圧電体に形成された一対の端子電極とを有し、前記圧電体の分極方向が前記一対の端子電極の対向する方向に対して垂直方向であり、前記一対の端子電極の各々が前記一対の導電パッドに接続されて、前記分極方向が前記基板に対して垂直になるように実装された圧電素子と、前記圧電素子及び前記一対の導電パッドの周辺に、前記圧電素子の実装高さよりも高く形成されたスペーサと、を備えることとした。このため、圧電素子の分極方向がｄ３１のため高い感度を示しつつ、容量に寄与する内部導体がないか、あっても交差面積を狭くして、ノイズ成分を低く抑えることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施例１の振動波形センサを示す図であり、(A)は断面図，(B)は組立図，(C)は基板の実装面側から見た平面図である。

【図2】前記実施例１の圧電素子を示す図であり、(A)は外観斜視図，(B)は前記(A)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し、矢印方向に見た断面図，(C)は分極時の様子を示す断面図である。

【図3】脈波波形を示すグラフであり、(A)は実施例１の圧電素子による脈波波形を示し、(B)は従来の圧電素子による脈波波形を示す。

【図4】本発明の実施例２を示す図であり、(A)は圧電素子の外観斜視図，(B)は前記(A)を＃Ｂ−＃Ｂ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図，(C)は前記圧電素子の内部導体を示す平面図である。

【図5】本発明の実施例３を示す図であり、(A)は圧電素子の外観斜視図，(B)は前記(A)を＃Ｃ−＃Ｃ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図，(C)は前記圧電素子の内部導体を示す平面図である。

【図6】従来の圧電素子を示す図であり、(A)は圧電素子の外観斜視図，(B)は分極時の様子を示す断面図、(C)は前記圧電素子の内部導体を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。

【実施例1】

【0012】

最初に、図１〜図３及び図６を参照しながら、本発明の実施例１を説明する。図１には、本発明を脈波センサとして使用する場合が示されており、(A)は振動波形センサの断面図，(B)は組立図，(C)は基板の実装面側から見た平面図である。図２(A)は本実施例の圧電素子の外観斜視図，図２(B)は前記(A)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図，図２(C)は分極時の様子を示す断面図である。図３は、脈波波形を示す図であり、(A)は本実施例の圧電素子による脈波波形を示し、(B)は従来の圧電素子による脈波波形を示す。図６は、従来の圧電素子を示す図であり、(A)は圧電素子の外観斜視図，(B)は分極時の様子を示す断面図，(C)は前記圧電素子の内部導体を示す平面図である。図１(A)〜(C)において、振動波形センサ１０は、基板２０の主面上に圧電素子３０が配置されており、この圧電素子３０をリング状のスペーサ４０で覆った構造となっている。前記圧電素子３０は、本実施例では、図１(C)に示すように長方形であり、長手方向を有している。

【0013】

以上の各部のうち、前記基板２０は、圧電素子３０を固定支持するとともに、その電極の引出や信号増幅を行うためのもので、ガラスエポキシやセラミックなどによって形成されている。基板２０の主面には、中央付近に一対の導電パッド２２，２３が設けられており、その周囲には導電膜２４が形成されている。導電パッド２２，２３は、基板２０の裏面側にスルーホール２２Ａ，２３Ａによって引き出されて、外部導体２２Ｂ，２３Ｂに接続されている。導電パッド２２，２３には、圧電素子３０の端子電極３４，３６が導電性接着剤などで接合されている。このように、導電パッド２２，２３及びスルーホール２２Ａ，２３Ａによって、基板２０の裏面側に設けられた図示しないアンプなどと圧電素子３０が接続されている。

【0014】

前記圧電素子３０は、本実施例では、圧電体３２と、該圧電体３２に形成された対向する一対の端子電極３４，３６とにより構成された圧電体が単板の構造である。前記圧電体３２は、分極方向が、前記一対の端子電極３４，３６の対向する方向に対して垂直な方向である。そして、前記一対の端子電極３４，３６が、前記導電パッド２２，２３に接続され、圧電体３２の分極方向が前記基板２０に対して垂直になるように圧電素子３０が実装される。前記圧電体３２としては、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）が使用される。また、導電パッド２２，２３を覆うように絶縁性の樹脂が設けられていてもよい。このとき、圧電素子３０も樹脂で覆ってもよい。

【0015】

次に、前記導電パッド２２，２３及び前記圧電素子３０の周囲には、これらを囲むようにリング状のスペーサ４０が設けられている。該スペーサ４０の高さは、前記圧電素子３０を基板２０に実装したときの実装高さよりも高い。前記スペーサ４０は導電膜２４と電気的に接合している。また、導電膜２４は、スルーホール２４Ａ，２４Ｂ（図１(A)のみに図示））によって基板２０の裏面側に引き出されている。前記スペーサ４０は、例えばステンレスによって形成されて導電性を有しており、接触する人体の皮膚との間でグランド電位を共通にするとともに、皮膚の振動を導入して、更に基板２０に伝達する振動導入体として機能する。

【0016】

皮膚の振動は、前記スペーサ４０に伝達されるとともに、スペーサ４０から基板２０に伝達される。基板２０は、振動体としても機能し、スペーサ４０から伝達された振動は、圧電素子３０に伝達されるようになっている。前記スペーサ４０は、硬質で導電性を有するものであれば、金属に限定されるものではなく、例えば、硬質プラスチックの表面に金属めっきを施したものであってもよい。このように硬質で導電性を有するスペーサ４０をはさむことによって、脈波振動が確実に伝わるとともに、電気的ノイズをグランドに逃がすことができるため、より品位の高い脈波信号が得られる。これが振動波形センサの基本的な構造である。

【0017】

以上のような振動波形センサ１０は、人体の指などの適宜位置に、医療用の固定テープ等によって、前記スペーサ４０が人体の皮膚に当たるように装着される。なお、振動波形センサ１０を装着する部位は、腕であってもよく、装着方法も、面ファスナーを利用して巻きつけるようにしてもよい。振動脈波は、導電性を有するスペーサ４０を通して基板２０経由で圧電素子３０に伝わる。前記圧電素子３０は、この振動を検知して電圧に変換し、脈波信号として、図示しない解析装置等に出力する。

【0018】

本実施例では、単板素子に対し、分極時のみｄ３１方向，すなわち、端子電極３４，３６の対向する方向と垂直方向（いいかえれば、実装したときに基板２０に対して垂直な方向）へ分極をかけて素子を作成している。すなわち、分極方向はｄ３１方向なので従来品と同様の高い感度を示すが、容量的には単板のため、従来品の１／１０程度の容量となり、高い感度を維持しながら、ノイズの影響を回避することができる。

【0019】

次に、本実施例の製造手順の一例を説明する。まず、ＰＺＴを主成分とする圧電体粉末をＰＶＢバインダーと２０ｈ混練後、ドクターブレードにて２７μｍ厚のシートに成形する。本実施例では、このシート成形体を３８層積層して熱圧着後、３．２×１．６ｍｍ形状にカットし、９５０℃で焼成して、３２１６形状（厚さｔ＝１．０ｍｍ）の単板焼成体を得た。さらに、その焼成体に、外部導体（端子電極３４，３６）として、Ａｇを形成し、８５０℃で焼き付けて単板素子を形成した。そして、図２(C)に示すように、分極端子４２，４４を、素子上面や下面よりも、やや小さい長方形断面として、外部導体（端子電極３４，３６）と直交するｄ３１方向から所定の電圧をかけて分極を行った。

【0020】

そして、この圧電素子３０を振動波形センサ１０に実装して、脈波のセンシングを行った。結果として、素子の容量は、２０ｐＦであり、ノイズ低減に有効な低容量であった。また、この振動波形センサ１０での速度脈波の波形データを図３(A)に示した。同図において、横軸は、時間ｔ[ｓ]、縦軸は、感度（起電力）[ｍＶ]である。

【0021】

また、比較用に、図６に示す従来品の圧電素子１００を形成した。具体的には、上述した積層工程において、内部導体１１０，１１２用に２μｍ厚のＡｇ／Ｐｄを塗布したシートＳ（図６(C)参照）を２枚配置して、圧電体１層の積層ｄ３１型素子を得た。そして、Ａｇを焼き付けて外部導体（端子電極１０４，１０６）を形成した。一方の端子電極１０４は、一方の内部導体１１０と接続し、他方の端子電極１０６は、他方の内部導体１１２と接続している。そして、前記端子電極１０４，１０６を通して、図６(B)に示すように分極した。このような従来品の圧電素子１００の分極方向は、図６(B)に示す矢印の通りとなり、ｄ３１方向であって、本発明の実施例の分極方向と同様である。この比較例についても、実施例と同様に振動波形センサに実装して、脈波のセンシングを行ったところ、素子の容量は１４７ｐＦと高い容量となった。また、この振動波形センサでの脈波波形を図３(B)に示した。

【0022】

図３(A)に示すように、本実施例ではベースラインの揃ったきれいな波形が得られた。それに対して、図３(B)に示すように従来品では、ノイズの影響でベースラインがゆらぎ、同図に破線で示すようにベースラインＢＬにうねりがあり、波形が乱れているのがわかる。変位素子等に使われる従来の圧電素子は、変位量を多くとるため、内部導体（内部電極）の交差面積を大きくするような設計となっている。そして、この内部導体を用いて分極を施すと、分極方向はｄ３１方向になるものの、センサに用いたときに、内部導体が容量に寄与して静電容量が大きくなるため、ノイズが入りやすくなる。

【0023】

このように、実施例１によれば、基板２０と、前記基板２０上に形成された一対の導電パッド２２，２３と、前記一対の導電パッド２２，２３の各々から引き出された一対の外部導体２２Ｂ，２３Ｂと、圧電体３２と該圧電体３２に形成された一対の端子電極３４，３６とを有し、分極方向が前記一対の端子電極３４，３６の対向する方向に対して垂直方向であり、前記一対の端子電極３４，３６の各々が前記一対の導電パッド２２，２３に接続されて、前記分極方向が前記基板２０に対して垂直になるように実装された圧電素子３０と、前記圧電素子３０及び前記一対の導電パッド２２，２３の周辺に、前記圧電素子３０の実装高さよりも高く形成されたスペーサ４０と、を備えることとした。このように、単板構造の圧電素子３０にｄ３１方向の分極を施すことで、従来と同様の高い感度を示すことができる。また、分極時のみ分極端子４２，４４を用い、分極に内部導体を用いない構造のため、容量的には圧電体単板となり、従来構造の１／１０程度の容量となって、ノイズの影響を回避することができる。また、高価な貴金属を使用する内部導体が不要のため、コスト削減にも有効である。

【実施例2】

【0024】

次に、図４を参照しながら本発明の実施例２を説明する。上述した実施例は、圧電体の内部に導体を設けない構造としたが、本実施例は、分極時にのみ用い、基板に実装した後は使用しない内部導体を設けた構造である。図４(A)は本実施例の圧電素子の外観斜視図，図４(B)は前記(A)を＃Ｂ−＃Ｂ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図，図４(C)は前記圧電素子の内部導体を示す平面図である。

【0025】

図４に示すように、本実施例の圧電素子５０は、圧電体５２の対向する一対の側面に、一対の端子電極５６，５８を形成するとともに、前記圧電体５２の他の一対の側面に、他の一対の端子電極６０，６２を形成した構造となっている。また、前記圧電体５２の内部には、分極方向に対向する一対の内部導体６４，６６が設けられている。一方の内部導体６４は、図４(C)に示すように引出部６４Ａを有しており、前記端子電極６０に接続する。また、他方の内部導体６６は、引出部６６Ａによって、他方の端子電極６２に接続している。これら端子電極６０，６２は、分極用のものであって、圧電素子５０を基板に実装した後には機能しないものである（が、使用することを妨げるものではない）。また、前記内部導体６４，６６は、回路で機能する端子電極５６，５８には接続されていない。

【0026】

前記圧電体５２の分極方向は、前記実施例１と同様に、前記一対の端子電極５６，５８の対向する方向に対して垂直である。前記内部導体６４，６６の交差面積は、前記圧電体５２の分極方向から見たときの面積７０〜９９％とする。これは、チップ全体を分極できるように、その面積がチップのＬ×Ｗ（長さ×幅）で得られる面積の７０％以上９９％以下として感度を高めるためである。なお、本実施例の圧電素子５０を基板２０に実装した振動波形センサの構造自体は、前記実施例１と同様である。

【0027】

次に、本実施例の製造手順の一例を説明する。まず、ＰＺＴを主成分とする圧電体粉末をＰＶＢバインダーと２０ｈ混練後、ドクターブレードにて２７μｍ厚のシートに成形する。本実施例では、図４(C)に示す構造の内部導体６４，６６をスクリーン印刷法で印刷し、図４(B)に示す層構造で積層した。なお、前記内部導体６４，６６は、Ａｇ／Ｐｄで２μｍ厚に印刷した。これらのシートＳを積層して熱圧着後、３．２×１．６ｍｍ形状にカットし、９５０℃で焼成して、３２１６形状（厚さｔ＝１．０ｍｍ）の焼成体を得た。さらに、その焼成体に、外部導体（端子電極５６，５８，６０，６２）としてＡｇを形成し、８５０℃で焼き付けて積層圧電素子を形成した。

【0028】

一方の内部導体６４は一方の端子電極６０に接続し、他方の内部導体６６は他方の端子電極６２に接続している。そして、前記分極用の端子電極６０，６２から所定の電圧で分極を行った。分極はｄ３１方向にチップ全体を通して行われるので、得られる電荷量が多く高感度なセンサ素子が得られる。本実施例では、前記内部導体６４，６６及び端子電極６０，６２は分極用であり、圧電素子５０が基板２０に実装された後は、回路には接続されず機能しない。このため、圧電素子をｄ３１方向に分極して高い感度を維持しながら、前記内部導体６４，６６は容量に寄与しないためノイズが抑えられるという、上述した実施例１と同様の効果がある。

【実施例3】

【0029】

次に、図５を参照しながら本発明の実施例３を説明する。本実施例は、圧電体の内部に分極用の内部導体と、回路用の内部導体をそれぞれ一対設けた構造となっている。図５(A)は圧電素子の外観斜視図，図５(B)は前記(A)を＃Ｃ−＃Ｃ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図，図５(C)は前記圧電素子の内部導体を示す平面図である。なお、本実施例の圧電素子７０の外観は、前記実施例２の圧電素子５０と同様であり、４端子構造である。

【0030】

図５に示すように、本実施例の圧電素子７０は、圧電体７２の対向する一対の側面に、一対の端子電極７６，７８を形成するとともに、前記圧電体７２の対向する他の一対の側面に、一対の端子電極８０，８２を形成した構造となっている。また、前記圧電体７２の内部には、分極方向に対向する一対の第１の内部導体８４，８６と、一対の第２の内部導体９０，９２が設けられている。一方の第１の内部導体８４は、引出部８４Ａによって前記端子電極８０に接続され、他方の第１の内部導体８６は、引出部８６Ａによって、前記端子電極８２に接続している。これら第１の内部導体８４，８６と、端子電極８０，８２は分極用のものであって、圧電素子７０を基板に実装した後には機能しないものである。一方の第２の内部導体９０は、その端部９０Ａが前記端子電極７６に接続され、他方の第２の内部導体９２は、その端部９２Ａが前記端子電極７８に接続されている。

【0031】

前記圧電体７２の分極方向は、前記実施例１と同様に、前記一対の端子電極７６，７８の対向する方向に対して垂直である。前記内部導体８４，８６の交差面積は、前記実施例２と同様に、前記圧電体７２の分極方向から見たときのチップ面積の７０％〜９９％とする。一方、第２の内部導体９０，９２は、圧電素子７０を基板２０に実装した後に、回路に接続されて機能するものである。これら第２の内部導体９０，９２の交差面積は、前記圧電体７２の分極方向から見たときのチップ面積の１０％以上５０％以下として、容量を低く抑える。本実施例の圧電素子７０を基板２０に実装した振動波形センサの構造自体は、前記実施例１と同様である。

【0032】

次に、本実施例の製造手順の一例を説明する。まず、ＰＺＴを主成分とする圧電体粉末をＰＶＢバインダーと２０ｈ混練後、ドクターブレードにて２７μｍ厚のシートに成形する。本実施例では、図５(C)に示す構造の内部導体８４，８６，９０，９２をスクリーン印刷法で印刷し、図５(B)に示す層構造で積層した。なお、前記内部導体は、Ａｇ／Ｐｄで２μｍ厚に印刷した。これらのシートＳを積層して熱圧着後、３．２×１．６ｍｍ形状にカットし、９５０℃で焼成して、３２１６形状（厚さｔ＝１．０ｍｍ）の焼成体を得た。さらに、その焼成体に、外部導体（端子電極７６，７８，８０，８２）としてＡｇを形成し、８５０℃で焼き付けて積層圧電素子を形成した。

【0033】

前記第１の内部導体８４は、端子電極８０に接続し、他方の第１の内部導体８６は端子電極８２に接続している。また、第２の内部導体９０は端子電極７６に接続し、他方の第２の内部導体９２は端子電極７８に接続している。そして、前記分極用の端子電極８０，８２から所定の電圧で分極を行った。本実施例では、前記第１の内部導体８４，８６と、端子電極８０，８２は分極専用であり、圧電素子７０が基板２０に実装された後は、回路には接続されず機能しない。このため、圧電素子をｄ３１方向に分極して高い感度を維持しながら、前記第１の内部導体８４，８６は容量に寄与しない。なお、本実施例では、容量成分は、交差面積の狭い第２の内部導体９０，９２によって得られるため、ノイズ成分を低く抑えることができる。

【0034】

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例１では、脈波を測定対象としたが、本発明の振動波形センサの測定対象は脈波に限定されるものではなく、呼吸や他の公知の各種の波形を対象としてよい。例えば、エンジンやモータの振動波形を解析するといった具合である。
(2)前記実施例１では、リング状のスペーサ４０を用いることとしたが、これも一例であり、角枠状のスペーサとしてもよいし、直接皮膚等に触れられる構造を取っていれば対向する２辺のみを接着した角柱であってもよい。また、板状ないし棒状のスペーサを基板２０に立設するとともに、その近傍に圧電素子３０を配置するような構成としてもよい。このように、スペーサが対象物に接触してその振動が基板２０に伝達されれば、スペーサはどのような形状であってもよい。

【0035】

(3)前記実施例１では、金属製のスペーサ４０を用いることとしたが、これも一例であり、スペーサは硬質で導電性を有するものであれば、金属製でなくてもよい。例えば、樹脂やセラミックなどの絶縁体の表面に導電膜を設けたものであってもよい。
(4)前記実施例では、圧電体は一般的なＰＺＴを用いたが、これに限定されるものではなく、同様の効果を奏する適切な感度（圧電定数，容量）を有するものであればよい。また、前記圧電素子の形状や寸法も、用途等に応じて適宜変更してよい。
(5)前記実施例では、基板２０としてガラスエポキシ樹脂を利用したが、これも一例であり、セラミックのような更に硬質のものであってもよい。
(6)前記スペーサ４０の内側に、絶縁性樹脂等を充填してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0036】

本発明によれば、基板と、前記基板上に形成された一対の導電パッドと、前記一対の導電パッドの各々から引き出された一対の外部導体と、圧電体と該圧電体に形成された一対の端子電極とを有し、前記圧電体の分極方向が前記一対の端子電極の対向する方向に対して垂直方向であり、前記一対の端子電極の各々が前記一対の導電パッドに接続されて、前記分極方向が前記基板に対して垂直になるように実装された圧電素子と、前記圧電素子及び前記一対の導電パッドの周辺に、前記圧電素子の実装高さよりも高く形成されたスペーサと、を備えることとした。このため、圧電素子の分極方向がｄ３１のため高い感度を示しつつ、容量に寄与する内部導体がないか、あっても交差面積を狭くして、ノイズ成分を低く抑えることができるため、振動波形センサの用途に適用できる。

【符号の説明】

【0037】

１０：振動波形センサ
２０：基板
２２，２３：導電パッド
２２Ａ，２３Ａ：スルーホール
２２Ｂ，２３Ｂ：外部導体
２４：導電膜
２４Ａ，２４Ｂ：スルーホール
３０：圧電素子
３２：圧電体
３４，３６：端子電極
４０：スペーサ
４２，４４：分極端子
５０：圧電素子
５２：圧電体
５６，５８：端子電極（回路用）
６０，６２；端子電極（分極用）
６４，６６：内部導体（ダミー電極）
６４Ａ，６６Ａ：引出部
７０：圧電素子
７２：圧電体
７６，７８：端子電極（回路用）
８０，８２：端子電極（分極用）
８４，８６：第１の内部導体（ダミー電極）
８４Ａ，８６Ａ：引出部
９０，９２：第２の内部導体（容量用電極）
９０Ａ，９０Ｂ：端部
１００：圧電素子
１０２：圧電体
１０４，１０６：端子電極
１１０，１１２：内部電極（分極用電極兼用）
１１０Ａ，１１２Ａ：端部
１１４，１１６：分極端子
ＢＬ：ベースライン
Ｓ：圧電体シート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】