特開 2024-137332 生体音検出装置

(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】P2024137332

(43)【公開日】2024-10-07

(54)【発明の名称】生体音検出装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 7/04 20060101AFI20240927BHJP

   A61B 5/02 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

A61B7/04 H

A61B5/02 350

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023048816

(22)【出願日】2023-03-24

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】520124752

【氏名又は名称】株式会社ミライズテクノロジーズ

(74)【代理人】

【識別番号】110001128

【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】情家 智也

(72)【発明者】

【氏名】安野 裕貴

(72)【発明者】

【氏名】種村 友貴

【テーマコード（参考）】

4C017

【Ｆターム（参考）】

4C017AA04

4C017AC04

4C017FF05

(57)【要約】

【課題】検出精度が低下することを抑制できる生体音検出装置を提供する。
【解決手段】生体音に応じた検出信号を出力するセンサ素子１１と、センサ素子１１を収容する筐体１２と、を有するセンサ部１０と、内部にセンサ部１０が配置され、人体が接触するシート部２０と、を備え、センサ部１０およびシート部２０は、生体音の周波数を含む所定範囲の検出周波数帯域に対し、共振周波数が検出周波数帯域と異なる周波数とされている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

人体の生体音を検出する生体音検出装置であって、
前記生体音に応じた検出信号を出力するセンサ素子（１１）と、前記センサ素子を収容する筐体（１２）と、を有するセンサ部（１０）と、
内部に前記センサ部が配置され、前記人体が接触するシート部（２０）と、を備え、
前記センサ部および前記シート部は、前記生体音の周波数を含む所定範囲の検出周波数帯域に対し、共振周波数（ｆ１、ｆ２）が前記検出周波数帯域と異なる周波数とされている生体音検出装置。

【請求項2】

前記センサ部は、前記センサ部の共振周波数（ｆ１）が前記検出周波数帯域の上限値より大きくされ、
前記シート部は、前記シート部の共振周波数（ｆ２）が前記検出周波数帯域の下限値より小さくされている請求項１に記載の生体音検出装置。

【請求項3】

前記シート部は、
前記人体が接触する表皮（２１）と、前記表皮を挟んで前記人体側と反対側に配置され、前記センサ部の少なくとも一部を覆う内包部材（２３）と、を有し、
前記検出周波数帯域の下限値をｆｍｉｎとし、前記筐体の質量をｍ２とし、前記内包部材のうちの、前記センサ部を前記表皮側から投影した際に重なる部分、および前記センサ部を前記表皮側と反対側から投影した際に重なる部分の質量をｍ３、投影方向に沿った前記内包部材の厚さをｔとすると、下記数式１を満たす構成とされている請求項２に記載の生体音検出装置。

【数1】

【請求項4】

前記生体音は、心音であり、
前記シート部は、下記数式２を満たす構成とされている請求項３に記載の生体音検出装置。

【数2】

【請求項5】

前記センサ部は、前記筐体に重量体（１３）が付加されている請求項３または４に記載の生体音検出装置。

【請求項6】

前記重量体は、ステンレスまたは真鍮で構成されている請求項５に記載の生体音検出装置。

【請求項7】

前記センサ部は、前記センサ部の共振周波数（ｆ１）が前記検出周波数帯域の上限値より大きくされ、
前記シート部は、前記シート部の共振周波数（ｆ２）が前記検出周波数帯域の上限値より大きくされている請求項１に記載の生体音検出装置。

【請求項8】

前記シート部は、
前記人体が接触する表皮（２１）と、前記表皮を挟んで前記人体側と反対側に配置され、前記センサ部の少なくとも一部を覆う内包部材（２３）と、を有し、
前記検出周波数帯域の上限値をｆｍａｘとし、前記筐体の質量をｍ２とし、前記内包部材のうちの、前記センサ部を前記表皮側から投影した際に重なる部分、および前記センサ部を前記表皮側と反対側から投影した際に重なる部分の質量をｍ３、投影方向に沿った前記内包部材の厚さをｔとすると、下記数式３を満たす構成とされている請求項７に記載の生体音検出装置。

【数3】

【請求項9】

前記生体音は、心音であり、
前記シート部は、下記数式４を満たす構成とされている請求項８に記載の生体音検出装置。

【数4】

【請求項10】

前記シート部は、前記内包部材のうちの、前記センサ部を前記表皮側から投影した際に重なる部分、および前記センサ部を前記表皮側と反対側から投影した際に重なる部分に、前記センサ部を投影した際に重なる部分と異なる部分よりもヤング率が高くされた部分を有する請求項８または９に記載の生体音検出装置。

【請求項11】

前記センサ部は、前記センサ部の共振周波数が前記検出周波数帯域の下限値より小さくされ、
前記シート部は、前記シート部の共振周波数が前記検出周波数帯域の上限値より大きくされている請求項１に記載の生体音検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、人体の生体音を検出する生体音検出装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、圧電素子等を有するセンサ部を用いて人体の生体音を検出する生体音検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、この生体音検出装置では、センサ部が人体に直接的または着衣等を介して間接的に備えられ、センサ部から生体音に基づいた検出信号が出力される。そして、生体音は、検出信号に基づいて把握される。なお、生体音は、人体の心音等である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－１８３８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、本発明者らは、人体が着座したり横たわったりするシート部の内部にセンサ部を配置し、センサ部が人体に非拘束となる状態で生体音を検出する生体音検出装置を検討している。しかしながら、本発明者らがこのような生体音検出装置について検討したところ、センサ部やシート部の構成によって検出精度が低下する場合があることが確認された。

【0005】

本発明は上記点に鑑み、検出精度が低下することを抑制できる生体音検出装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するための請求項１は、人体の生体音を検出する生体音検出装置であって、生体音に応じた検出信号を出力するセンサ素子（１１）と、センサ素子を収容する筐体（１２）と、を有するセンサ部（１０）と、内部にセンサ部が配置され、人体が接触するシート部（２０）と、を備え、センサ部およびシート部は、生体音の周波数を含む所定範囲の検出周波数帯域に対し、共振周波数（ｆ１、ｆ２）が検出周波数帯域と異なる周波数とされている。

【0007】

これによれば、センサ部およびシート部は、共振周波数が検出周波数帯域と異なる周波数とされている。このため、検出精度が低下することを抑制できる。

【0008】

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態における心音検出装置の断面図である。

【図2】検出周波数帯域、心音、生体ノイズの関係を説明するための図である。

【図3】課題を説明するための図である。

【図4】第１実施形態における検出周波数帯域と、センサ部の共振周波数およびシート部の共振周波数の関係を示す図である。

【図5】第１実施形態におけるバネマス系を説明するための図である。

【図6A】第１実施形態におけるセンサ部の質量を大きくする構成を示す断面図である。

【図6B】第１実施形態におけるセンサ部の質量を大きくする構成を示す断面図である。

【図6C】第１実施形態におけるセンサ部の質量を大きくする構成を示す断面図である。

【図7A】第１実施形態におけるシート部の質量を大きくする構成を示す断面図である。

【図7B】第１実施形態におけるシート部の質量を大きくする構成を示す断面図である。

【図7C】第１実施形態におけるシート部の質量を大きくする構成を示す断面図である。

【図7D】第１実施形態におけるシート部の質量を大きくする構成を示す断面図である。

【図7E】第１実施形態におけるシート部の質量を大きくする構成を示す断面図である。

【図8】シート部の共振周波数の回帰式を説明するための図である。

【図9】シート部の厚さを厚くする構成を示す断面図である。

【図10】第２実施形態における検出周波数帯域と、センサ部の共振周波数およびシート部の共振周波数の関係を示す図である。

【図11】シート部の厚さを薄くする構成を示す断面図である。

【図12】第３実施形態における検出周波数帯域と、センサ部の共振周波数およびシート部の共振周波数の関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

【0011】

（第１実施形態）
第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、生体音としての心音を検出する心音検出装置について説明する。本実施形態の心音検出装置は、図１に示されるように、センサ部１０およびシート部２０等を備えて構成されており、例えば、ベッド、椅子、車両の運転席や助手席等に適用されると好適である。

【0012】

センサ部１０は、センサ素子１１および筐体１２を備えている。

【0013】

センサ素子１１は、本実施形態では、薄膜状の圧電素子を含んで構成されており、心音が印加されると、心音に応じた検出信号を出力する。なお、センサ素子１１は、後述するように筐体１２の収納部１２ａに収納され、筐体１２を介して心音が印加される。

【0014】

筐体１２は、アクリル樹脂や金属等で構成された収納部１２ａを有する箱状とされ、収納部１２ａにセンサ素子１１が収容されている。なお、筐体１２は、特に図示しないが、壁面の所定箇所にセンサ素子１１と電気的に接続されるコネクタ部が形成されている。そして、センサ素子１１は、コネクタ部に外部の配線部が接続されることで外部の配線部と電気的に接続される。

【0015】

シート部２０は、人体が接触する表皮２１、表皮２１と反対側の支持部２２、表皮２１と支持部２２との間に配置される内包部材２３等を有する構成とされている。例えば、表皮２１は、布、合皮、本革等で構成され、内包部材２３は、ウレタン等のクッション材で構成され、支持部２２は、内包部材２３よりも硬い木製の板、アクリル板、鉄板等で構成される。なお、本実施形態の内包部材２３は、表皮２１および支持部２２よりも十分に厚さが厚くされている。

【0016】

そして、センサ部１０は、表皮２１と支持部２２との間に配置されている。本実施形態では、センサ部１０（すなわち、筐体１２）は、一面１０ａ、他面１０ｂ、側面１０ｃを有する箱状とされ、一面１０ａが表皮２１と当接しつつ、他面１０ｂおよび側面１０ｃが内包部材２３で覆われるように配置されている。なお、本実施形態のセンサ素子１１は、筐体１２における収納部１２ａのうちの一面１０ａ側に備えられている。

【0017】

以上が本実施形態における心音検出装置の基本的な構成である。

【0018】

ここで、上記のような心音検出装置で心音を検出する場合、図２に示されるように、検出範囲としている周波数帯域（以下では、検出周波数帯域ともいう）内には、脈動や呼吸音等の生体ノイズが含まれる。また、本発明者らの検討によれば、本実施形態のようにシート部２０内にセンサ部１０を配置する心音検出装置では、図３に示されるように、検出周波数帯域内に、センサ部１０の共振周波数ｆ１およびシート部２０の共振周波数ｆ２が含まれる可能性があることが確認された。そして、本発明者らの検討によれば、検出周波数帯域内にセンサ部１０の共振周波数ｆ１またはシート部２０の共振周波数ｆ２が含まれる場合には、これらの共振周波数によって生体ノイズが増幅されることが確認された。この場合、検出信号とノイズの比であるＳＮ比が小さくなり、検出精度が低下する。

【0019】

このため、本実施形態では、図４に示されるように、センサ部１０の共振周波数ｆ１およびシート部２０の共振周波数ｆ２が検出周波数帯域と異なる周波数となるように、センサ部１０およびシート部２０が構成されている。

【0020】

なお、人体の心音は、個人差が存在するが、一般的に３０～３５Ｈｚであると報告されている。このため、検出周波数帯域は、３０～３５Ｈｚを含む範囲とされている。また、本実施形態では、検出周波数帯域の上限値ｆｍａｘおよび下限値ｆｍｉｎが次のように設定されている。すなわち、人体は、一般的に１５～２５Ｈｚ程度に大きな振幅を有する心弾道が発生することが報告されている。このため、検出周波数帯域の下限値ｆｍｉｎは、心弾道の影響によるノイズを低減できるように、２５Ｈｚとされている。また、センサ素子１１等には、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの電源電圧が供給されることが想定される。このため、検出周波数帯域の上限値ｆｍａｘは、電源電圧によるノイズの影響を低減できるように、５０Ｈｚとされている。すなわち、本実施形態の検出周波数帯域は、２５Ｈｚ以上であって５０Ｈｚ以下の範囲とされている。そして、本実施形態では、センサ部１０の共振周波数ｆ１が検出周波数帯域における上限値ｆｍａｘの５０Ｈｚより大きく、シート部２０の共振周波数ｆ２が検出周波数帯域における下限値ｆｍｉｎの２５Ｈｚより小さくされている。

【0021】

次に、センサ部１０の共振周波数ｆ１およびシート部２０の共振周波数ｆ２について説明する。まず、一般的な共振周波数ｆは、対象となる質量をｍ、バネ定数をｋとすると、下記数式１で示される。

【0022】

【数1】

そして、本実施形態のような心音検出装置では、検出信号を出力するセンサ部１０を基準とすると、バネマス系が図５のように模式化される。なお、図５では、センサ素子１１の質量をｍ１、筐体１２の質量をｍ２、シート部２０の質量をｍ３としている。また、センサ素子１１のバネ定数をｋ１、筐体１２のバネ定数をｋ２、シート部２０のバネ定数をｋ３としている。

【0023】

なお、ここでのシート部２０とは、センサ部１０の上方または下方に位置する部分のことである。言い換えると、ここでのシート部２０とは、センサ部１０の側面１０ｃを通り、支持部２２の面方向に対する法線方向に沿って延びる仮想線Ａにて囲まれる部分のことである。さらに言い換えると、ここでのシート部２０とは、シート部２０のうちの、センサ部１０を挟んで表皮２１側から支持部２２側に向かってセンサ部１０を投影した際に重なる部分、およびセンサ部１０を挟んで支持部２２側から表皮２１側に向かってセンサ部１０を投影した際に重なる部分のことである。そして、シート部２０は、上記のように表皮２１や支持部２２を有しているが、表皮２１や支持部２２は内包部材２３に対して十分に薄くされている。このため、シート部２０の質量ｍ３やバネ定数ｋ３は、内包部材２３の影響が支配的となり、表皮２１や支持部２２の影響は無視することができる。したがって、本実施形態におけるシート部２０の質量ｍ３およびバネ定数ｋ３は、内包部材２３における質量ｍ３およびバネ定数ｋ３である。

【0024】

まず、本実施形態のセンサ素子１１は、薄膜状の圧電素子で構成され、例えば、質量ｍ１が１～１００μｇとされる。また、筐体１２は、アクリル樹脂や金属で構成され、例えば、質量ｍ２が７４ｇとされる。シート部２０における内包部材２３は、ウレタン等で構成され、例えば、質量ｍ３が１００ｇとされる。つまり、センサ素子１１は、筐体１２やシート部２０と比較して質量が十分に小さくされている。このため、ｍ１＜＜ｍ２、ｍ１＜＜ｍ３となる。言い換えると、センサ素子１１、筐体１２、シート部２０（すなわち、内包部材２３）は、ｍ１＜＜ｍ２、ｍ１＜＜ｍ３を満たすように材料が選択されている。

【0025】

また、センサ素子１１は構成する圧電膜は、ヤング率が１００ＧＰａ程度とされ、筐体１２を構成するアクリル樹脂や金属は、ヤング率が１～１００Ｇｐａ程度とされる。これに対し、内包部材２３を構成するウレタンは、一般的にヤング率が１０～１Ｍｐａ程度とされる。つまり、内包部材２３は、センサ素子１１および筐体１２に対してバネ定数が十分に小さくされている。このため、ｋ１＞＞ｋ３、ｋ２＞＞ｋ３となる。言い換えると、センサ素子１１、筐体１２、シート部２０（すなわち、内包部材２３）は、ｋ１＞＞ｋ３、ｋ２＞＞ｋ３を満たすように材料が選択されている。

【0026】

したがって、図５のバネマス系に基づくと、センサ部１０の共振周波数ｆ１は、下記数式２で示される。また、シート部２０の共振周波数ｆ２は、下記数式３で示される。

【0027】

【数2】

【0028】

【数3】

そして、本実施形態では、上記のように、センサ部１０の共振周波数ｆ１が検出周波数帯域における上限値ｆｍａｘの５０Ｈｚより大きく、シート部２０の共振周波数ｆ２が検出周波数帯域における下限値ｆｍｉｎの２５Ｈｚより小さくされている。

【0029】

まず、センサ部１０の共振周波数ｆ１を検出周波数帯域の上限値ｆｍａｘより大きくするための構成について説明する。センサ部１０の共振周波数ｆ１は、上記のように数式２で示される。このため、共振周波数ｆ１を大きくするためには、質量ｍ１を小さくするか、またはバネ定数ｋ１を大きくすればよい。

【0030】

例えば、質量ｍ１を小さくする場合には、センサ素子１１が圧電素子であるため、圧電素子を薄膜化して質量ｍ１を小さくするか、または圧電素子の材料として軽い材料を選択して質量ｍ１を小さくすればよい。また、バネ定数ｋ１を大きくする場合には、圧電素子の材料として硬い材料を選択してバネ定数ｋ１を大きくすればよい。なお、圧電素子の材料を選択してバネ定数ｋ１を大きくする場合には、例えば、圧電素子より硬い金属板で圧電素子を挟み込むようにすることでバネ定数ｋ１が大きくなるようにしてもよい。

【0031】

そして、本実施形態では、上記のように検出周波数帯域における上限値ｆｍａｘが５０Ｈｚとされる。このため、センサ部１０は、共振周波数ｆ１が下記数式４を満たすように形成される。

【0032】

【数4】

次に、シート部２０の共振周波数ｆ２を検出周波数帯域の下限値ｆｍｉｎより小さくするための構成について説明する。シート部２０の共振周波数ｆ２は、上記のように数式３で示される。このため、共振周波数ｆ２を小さくするためには、質量ｍ２あるいはｍ３を大きくするか、またはバネ定数ｋ３を小さくすればよい。

【0033】

例えば、質量ｍ２を大きくする場合には、筐体１２の材料を変更して質量ｍ２が大きくなるようにすればよい。また、質量ｍ２を大きくする場合には、図６Ａに示されるように、筐体１２に別の重量体１３を備えるようにしてもよい。この場合、図６Ｂに示されるように、重量体１３は、複数に分割されていてもよいし、図６Ｃに示されるように、重量体１３は、筐体１２の側面１０ｃに配置されていてもよい。なお、重量体１３は、例えば、ステンレスや真鍮等が採用される。また、重量体１３を筐体１２に配置する場合には、重量体１３を含む部分がセンサ部１０とされる。

【0034】

質量ｍ３を大きくする場合には、例えば、センサ部１０の下方に位置する内包部材２３の密度を大きくすることで質量ｍ３が大きくなるようにすればよい。例えば、図７Ａに示されるように、内包部材２３において、センサ部１０と支持部２２との間に位置する部分を第１部材２３ａ、第１部材２３ａと異なる部分を第２部材２３ｂとすると、第１部材２３ａの密度が第２部材２３ｂの密度より大きくなるようにすればよい。なお、センサ部１０と支持部２２との間に位置する内包部材２３とは、内包部材２３のうちの、センサ部１０を表皮２１側から投影した際に重なる部分ともいえる。

【0035】

この場合、図７Ｂに示されるように、センサ部１０の側面１０ｃも第１部材２３ａで覆われるようにしてもよい。さらに、図７Ｃに示されるように、第１部材２３ａを支持部２２側のみに配置し、第１部材２３ａとセンサ部１０との間に第２部材２３ｂが配置されるようにしてもよい。この場合、図７Ｄに示されるように、第１部材２３ａが分割して備えられていてもよい。さらに、図７Ｅに示されるように、第１部材２３ａが層状に積層されるようにしてもよい。

【0036】

バネ定数ｋ３を小さくする場合には、内包部材２３の材料として柔らかい材料を選択してバネ定数ｋ１を小さくすればよい。また、バネ定数ｋ３は、内包部材２３の厚さをｔ、ヤング率をＥとすると、Ｅ／（ｔ）^１／２に比例する。このため、シート部２０の共振周波数ｆ２は、下記数式５でも示される。なお、内包部材２３の厚さとは、本実施形態では、センサ部１０と支持部２２との間の長さのことであり、表皮２１側からセンサ部１０を投影する際の投影方向に沿った長さのことである。

【0037】

【数5】

そして、本発明者らが数式５について有限要素法で実際に計算したところ、図８に示される結果が得られ、図８より下記数式６が得られた。なお、図８の回帰分析における寄与率Ｒ^２は１．０となった。

【0038】

【数6】

図８に示されるように、シート部２０の共振周波数ｆ２は、理論通りに一次式となることが確認される。但し、有限要素法で計算した場合には、係数に２．５が付与されることが確認された。これは、机上計算では集中定数で考えているが、実際には分布定数であるためであると推定される。

【0039】

したがって、さらに詳細には、上記数式６で得られる共振周波数ｆ２が検出周波数帯域の下限値ｆｍｉｎ以下となるように、シート部２０の構成が調整されることが好ましい。より具体的には、本実施形態では、検出周波数帯域の下限値ｆｍｉｎが２５Ｈｚとされている。このため、共振周波数ｆ２が下記数式７を満たすように、シート部２０の構成が調整されることが好ましい。

【0040】

【数7】

上記数式７より、共振周波数ｆ２を小さくするためには、質量ｍ２あるいはｍ３を大きくするか、ヤング率Ｅを小さくするか、またはシート部２０（すなわち、内包部材２３）の厚さｔを大きくすればよいことが確認される。質量ｍ２または質量ｍ３を大きくする構成は、上記の通りである。

【0041】

ヤング率Ｅを小さくする場合には、例えば、上記の図７Ａ～図７Ｅの構成において、第１部材２３ａのヤング率が第２部材２３ｂのヤング率より小さくなるようにすればよい。

【0042】

また、厚さｔを厚くする場合には、図９に示されるように、筐体１２の収納部１２ａを小さくすることで厚さｔが厚くするようにすればよい。

【0043】

以上説明した本実施形態によれば、センサ部１０およびシート部２０は、共振周波数ｆ１、ｆ２が検出周波数帯域と異なる周波数となるように、構成が調整されている。このため、検出周波数帯域における生体ノイズが増幅されることを抑制でき、検出精度が低下することを抑制できる。

【0044】

（１）本実施形態では、センサ部１０は、共振周波数ｆ１が検出周波数帯域の上限値ｆｍａｘより大きくされており、シート部２０は、シート部２０の共振周波数ｆ２が検出周波数帯域の下限値ｆｍｉｎより小さくされている。このため、共振周波数ｆ１、ｆ２が検出周波数帯域と異なる周波数となり、検出精度が低下することを抑制できる。

【0045】

（２）本実施形態では、シート部２０は、上記の数式６で示される共振周波数ｆ２が検出周波数帯域の下限値ｆｍｉｎより小さくされている。このため、共振周波数ｆ２が検出周波数帯域と異なる周波数となり、検出精度が低下することを抑制できる。

【0046】

（３）本実施形態では、シート部２０は、上記の数式７を満たすように構成されている。このため、心弾道の影響によるノイズを低減でき、検出精度が低下することを抑制できる。

【0047】

（４）本実施形態では、シート部２０のヤング率を小さくして共振周波数ｆ２を小さくする場合には、センサ部１０の構成を変更しなくてもよい。また、シート部２０の厚さｔを厚くして共振周波数ｆ２を小さくする場合には、センサ素子１１の構成を変更しなくてもよい。さらに、内包部材２３の構成を変更することで質量ｍ３を大きくする場合には、センサ部１０の構成を変更しなくてもよい。このため、センサ部１０として従来と同様のものを用いることができる。

【0048】

（５）本実施形態では、センサ部１０の質量ｍ２を大きくして共振周波数ｆ２を小さくする場合には、シート部２０の構成を変更しなくてもよい。このため、シート部２０として従来と同様のものを用いることができる。

【0049】

（６）本実施形態では、センサ部１０の質量ｍ２を大きくする場合には、重量体１３を付加することにより、容易に質量ｍ２を大きくできる。この場合、重量体１３としてステンレスや真鍮等を用いることにより、特別な材料を用いる必要もなく、構造が複雑になることを抑制できる。

【0050】

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、シート部２０の共振周波数ｆ２を変更したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

【0051】

本実施形態では、図１０に示されるように、シート部２０の共振周波数ｆ２も検出周波数帯域の上限値ｆｍａｘより大きくされている。つまり、シート部２０は、上記の数式６で示される共振周波数ｆ２が検出周波数帯域の上限値ｆｍａｘより大きくされている。本実施形態では、検出周波数帯域の上限値ｆｍａｘが５０Ｈｚであるため、シート部２０は、下記数式８を満たすように形成されている。

【0052】

【数8】

そして、上記数式８より、共振周波数ｆ２を大きくするためには、質量ｍ２またはｍ３を小さくするか、ヤング率Ｅを大きくするか、または厚さｔを薄くすればよい。

【0053】

質量ｍ２を小さくする場合には、筐体１２の材料を変更して質量ｍ２が小さくなるようにすればよい。また、センサ部１０を小型化してセンサ部１０を軽量化すればよい。

【0054】

質量ｍ３を小さくする場合には、上記の図７Ａ～図７Ｄの構成において、第１部材２３ａの密度が第２部材２３ｂの密度より小さくなるようにすればよい。

【0055】

ヤング率Ｅを大きくする場合には、上記の図７Ａ～図７Ｄの構成において、第１部材２３ａのヤング率が第２部材２３ｂのヤング率より大きくなるようにすればよい。

【0056】

また、図１１に示されるように、厚さｔを薄くする場合には、筐体１２の収納部１２ａを大きくすることで厚さｔが薄くなるようにすればよい。

【0057】

以上説明した本実施形態によれば、センサ部１０およびシート部２０は、共振周波数ｆ１、ｆ２が検出周波数帯域と異なる周波数となるように構成が調整されている。このため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0058】

（１）本実施形態では、センサ部１０およびシート部２０は、共振周波数ｆ１、ｆ２が検出周波数帯域の上限値ｆｍａｘより大きくされている。このように、共振周波数ｆ１、ｆ２を共に検出周波数帯域の上限値ｆｍａｘより大きくするようにしてもよい。

【0059】

（２）本実施形態では、シート部２０は、上記の数式６で示される共振周波数ｆ２が検出周波数帯域の上限値ｆｍａｘより大きくされている。このため、共振周波数ｆ２が検出周波数帯域と異なる周波数となり、検出精度が低下することを抑制できる。

【0060】

（３）本実施形態では、シート部２０は、上記の数式８を満たすように構成されている。このため、電源電圧の影響によるノイズを低減でき、検出精度が低下することを抑制できる。

【0061】

（４）本実施形態では、シート部２０のヤング率を大きくして共振周波数ｆ２を大きくする場合には、センサ部１０の構成を変更しなくてもよい。また、シート部２０の厚さｔを薄くして共振周波数ｆ２を大きくする場合には、センサ素子１１の構成を変更しなくてもよい。さらに、シート部２０の構成を変更することで質量ｍ３を小さくする場合には、センサ部１０の構成を変更しなくてもよい。このため、センサ部１０として従来と同様のものを用いることができる。

【0062】

（５）本実施形態では、センサ部１０の質量ｍ２を小さくして共振周波数ｆ２を大きくする場合には、シート部２０の構成を変更しなくてもよい。このため、シート部２０として従来と同様のものを用いることができる。

【0063】

（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態は、第２実施形態に対し、センサ部１０の共振周波数ｆ１を変更したものである。その他に関しては、第２実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

【0064】

本実施形態では、図１２に示されるように、センサ部１０の共振周波数ｆ１が検出周波数帯域の下限値ｆｍｉｎより小さくされ、シート部２０の共振周波数ｆ２が検出周波数帯域の上限値ｆｍａｘより大きくされている。

【0065】

センサ部１０の共振周波数ｆ１は、上記の数式２で示される。このため、センサ部１０の共振周波数ｆ１を小さくするためには、バネ定数ｋ１を小さくするか、または質量ｍ１を大きくすればよい。例えば、質量ｍ１を大きくする場合には、圧電素子を構成する材料を変更して質量ｍ１を大きくすればよい。また、バネ定数ｋ１を小さくする場合には、センサ素子１１のヤング率を小さくすればよいため、圧電素子を構成する材料を変更してバネ定数ｋ１を小さくすればよい。

【0066】

以上説明した本実施形態によれば、センサ部１０およびシート部２０は、共振周波数ｆ１、ｆ２が検出周波数帯域と異なる周波数となるように、構成が調整されている。このため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0067】

（１）本実施形態のように、センサ部１０の共振周波数ｆ１が検出周波数帯域の下限値ｆｍｉｎより小さくなるようにしてもよい。

【0068】

（他の実施形態）
本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

【0069】

上記各実施形態では、センサ素子１１としての圧電素子を例に挙げて説明した。しかしながら、センサ素子１１は、加速度センサやＭＥＭＳマイク等で構成されていてもよい。なお、ＭＥＭＳは、Micro Electro Mechanical Systemsの略である。

【0070】

また、上記各実施形態では、センサ部１０の一面１０ａが表皮２１と当接するように配置されている例について説明した。しかしながら、センサ部１０は、一面１０ａと表皮２１との間に内包部材２３が存在するように配置されていてもよい。この場合、シート部２０（すなわち、内包部材２３）の質量ｍ３等は、センサ部１０と表皮２１との間に位置する部分、およびセンサ部１０と支持部２２との間に位置する部分となる。

【0071】

さらに、上記各実施形態では、箱状の筐体１２内にセンサ素子１１が配置される例について説明した。しかしながら、センサ素子１１の構成によっては、筐体１２の一部がセンサ素子１１で構成されていてもよい。例えば、センサ部１０の一面１０ａは、センサ素子１１で構成されるようにしてもよい。

【0072】

また、上記各実施形態では、生体音検出装置としての心音検出装置を例に挙げて説明した。しかしながら、生体音検出装置は、例えば、生体音としての肺音を検出する肺音検出装置であってもよいし、生体音としての心弾道を検出する検出装置であってもよい。この場合、検出周波数帯域は、検出したい生体音の周波数を含むように適宜設定される。

【符号の説明】

【0073】

１０ センサ素子
１１ センサ部
２０ シート部
ｆ１ 共振周波数
ｆ２ 共振周波数

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図7E】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】