特許 7229500 検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-17

(45)【発行日】2023-02-28

(54)【発明の名称】検出装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/02 20060101AFI20230220BHJP

   A61B 5/0245 20060101ALI20230220BHJP

【ＦＩ】

A61B5/02 310L

A61B5/0245 100C

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2022522569

(86)(22)【出願日】2021-04-13

(86)【国際出願番号】 JP2021015252

(87)【国際公開番号】W WO2021229978

(87)【国際公開日】2021-11-18

【審査請求日】2022-04-19

(31)【優先権主張番号】P 2020083394

(32)【優先日】2020-05-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(73)【特許権者】

【識別番号】517280605

【氏名又は名称】イアフレド株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】森田 暢謙

(72)【発明者】

【氏名】田坂 修一

【審査官】山口 裕之

(56)【参考文献】

【文献】韓国公開特許第１０－２０１２－００７０１５９（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４９２７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１０－００９７９４６（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開昭５４－０８５５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０２０－０００６４２５（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／０２

Ａ６１Ｂ ５／０２４５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１センサ部と、
前記第１センサ部が生体から受け取った変位に基づいて変位可能なように、前記第１センサ部を支持する第１弾性部材と、
前記生体に当接可能で、前記生体から受け取った変位を前記第１センサ部に伝達可能なように前記第１センサ部に当接して配置された第２弾性部材と、
前記第１センサ部から得られる電気信号を元に前記生体の生体情報を生成する信号処理部と、
前記第１センサ部および前記第１弾性部材を保持する筐体とを備え、
前記筐体は、前記生体の外耳道に挿入されるための挿入部を含み、前記第２弾性部材は、前記挿入部が前記外耳道に挿入されたときに前記生体のうち前記外耳道に隣接する部位に当接するように配置されており、前記第１センサ部は、円弧状に配置されており、
前記第２弾性部材は複数の突起を備え、前記筐体は複数の開口部を有し、前記複数の突起は前記複数の開口部を通って前記第１センサ部に当接する、検出装置。

【請求項2】

前記第１弾性部材は、ウレタン系またはシリコーン系の弾性材料を主材料とする、請求項１に記載の検出装置。

【請求項3】

前記外耳道に隣接する部位は、耳珠である、請求項１または２に記載の検出装置。

【請求項4】

変位可能な状態で保持された第２センサ部を備え、
前記信号処理部が前記生体の生体情報を生成する際には、前記第１センサ部から得られる第１電気信号と前記第２センサ部から得られる第２電気信号との差から前記生体情報を生成する、請求項１から３のいずれか１項に記載の検出装置。

【請求項5】

前記第１センサ部と前記第２センサ部とが、同一円周上に沿って互いに離隔して配置されている、請求項４に記載の検出装置。

【請求項6】

前記第１センサ部と前記第２センサ部とは、互いに対向する位置に配置されている、請求項４または５に記載の検出装置。

【請求項7】

前記筐体はガイド溝を有し、前記第１センサ部は前記ガイド溝に沿って配置されている、請求項１から６のいずれか１項に記載の検出装置。

【請求項8】

前記生体情報は脈拍である、請求項１から７のいずれか１項に記載の検出装置。

【請求項9】

前記第１センサ部は、振動検知センサを含む、請求項１から８のいずれか１項に記載の検出装置。

【請求項10】

前記振動検知センサは、フィルム状である、請求項９に記載の検出装置。

【請求項11】

前記振動検知センサは、圧電フィルムセンサである、請求項１０に記載の検出装置。

【請求項12】

前記圧電フィルムセンサは、ポリ乳酸を含む、請求項１１に記載の検出装置。

【請求項13】

スピーカーを備える、請求項１から１２のいずれか１項に記載の検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検出装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

脈拍などの生体情報を検出する技術が求められる。たとえば「生体解析装置」と称するものが特開２０１９－５５０８７号公報（特許文献１）に記載されている。この生体解析装置に備わる検出装置では、生体に光を照射する発光素子と、生体から到来する光を受光する受光素子とを備える光センサが用いられている。特許文献１では、この光センサから供給される検出信号について演算処理を実行することで、生体情報を測定するものとされている。

【0003】

特許第５８９９３０８号（特許文献２）には、「広帯域センサ」と称するものが記載されている。このセンサでは、音波、脈波などを検出するために圧電素子が用いられており、外乱ノイズを排除するために、対象表面に囲い部材を当接させて密閉キャビティを形成している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－５５０８７号公報

【文献】特許第５８９９３０８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載された発明によって、生体情報を検出するために、ＬＥＤなどの発光素子によって光を照射する必要があるので、消費電力が大きくなってしまう。また、発光素子および受光素子を適切な位置関係で配置しなければならないので、装置のサイズが大きくなってしまい、生体の近傍に配置するには不利である。

【0006】

特許文献２に記載された発明によって、脈拍を検出しようとすれば、囲い部材を生体に当接させて密閉空間を作る必要があるので、生体の中でも検出できる場所が限られる。また、特許文献２に記載されたセンサでは、装着している生体にとって違和感を覚えさせるものとなりがちであったため、このセンサを装着したまま生体が行動を続けるには不向きであった。

【0007】

そこで、本発明は、生体から生体情報を検出するために、簡便で使いやすく、また、装着していることによって生体に与える違和感をなるべく少なくした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】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明に基づく検出装置は、第１センサ部と、上記第１センサ部が生体から受け取った変位に基づいて変位可能なように、上記第１センサ部を支持する第１弾性部材と、上記第１センサ部から得られる電気信号を元に上記生体の生体情報を生成する信号処理部とを備える。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、生体から受け取った変位に基づいて第１センサ部自体に変位が生じ、この変位に起因して電気信号が生じ、この電気信号を元に生体１の生体情報を得ることができる。したがって、生体から生体情報を検出するために、簡便で使いやすく、また、装着していることによって生体に与える違和感をなるべく少なくした検出装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に基づく実施の形態１における検出装置の概念図である。

【図2】本発明に基づく実施の形態２における検出装置の概念図である。

【図3】本発明に基づく実施の形態３における検出装置の側面図である。

【図4】本発明に基づく実施の形態３における検出装置に含まれる筐体の側面図である。

【図5】生体の耳とその近傍にある動脈との位置関係を示す図である。

【図6】本発明に基づく実施の形態３における検出装置の挿入部が外耳道に挿入された状態の断面図である。

【図7】本発明に基づく実施の形態３における検出装置が生体から変位を検出している状態での、第１圧電フィルムセンサおよびその近傍の拡大断面図である。

【図8】本発明に基づく実施の形態３における検出装置の主な部分の分解図である。

【図9】本発明に基づく実施の形態４における検出装置の挿入部が外耳道に挿入された状態の断面図である。

【図10】本発明に基づく実施の形態５における検出装置の挿入部が外耳道に挿入された状態の断面図である。

【図11】抽象化した第１のモデルの断面図である。

【図12】抽象化した第１のモデルの第１の変形例の断面図である。

【図13】抽象化した第１のモデルの第２の変形例の断面図である。

【図14】抽象化した第２のモデルの断面図である。

【図15】抽象化した第２のモデルの第１の変形例の断面図である。

【図16】抽象化した第２のモデルの第２の変形例の断面図である。

【図17】抽象化した第３のモデルの断面図である。

【図18】抽象化した第３のモデルの第１の変形例の断面図である。

【図19】抽象化した第３のモデルの第２の変形例の断面図である。

【図20】本発明に基づく実施の形態６における検出装置に含まれるセンサユニットの説明図である。

【図21】本発明に基づく実施の形態６における検出装置の側面図である。

【図22】本発明に基づく実施の形態６における検出装置の平面図である。

【図23】図２１におけるＸＸＩＩＩ－ＸＸＩＩＩ線に関する矢視断面図である。

【図24】本発明に基づく実施の形態６における検出装置で、２つの圧電フィルムセンサから得られる電気信号を用いて生体情報を生成する様子の説明図である。

【図25】本発明で使用されうる圧電フィルムセンサの断面図である。

【図26】生体情報の一例としての脈拍が検出されたときのユーザ向け出力例である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図面において示す寸法比は、必ずしも忠実に現実のとおりを表しているとは限らず、説明の便宜のために寸法比を誇張して示している場合がある。以下の説明において、上または下の概念に言及する際には、絶対的な上または下を意味するとは限らず、図示された姿勢の中での相対的な上または下を意味する場合がある。

【0012】

（実施の形態１）
図１を参照して、本発明に基づく実施の形態１における検出装置について説明する。本実施の形態における検出装置の概念を図１に示す。

【0013】

本実施の形態における検出装置は、第１センサ部としての第１圧電フィルムセンサ４１と、第１圧電フィルムセンサ４１が生体１から受け取った変位に基づいて変位可能なように、第１圧電フィルムセンサ４１を支持する第１弾性部材１３１と、第１圧電フィルムセンサ４１から得られる電気信号を元に生体１の生体情報を生成する信号処理部３とを備える。

【0014】

ここでいう「第１圧電フィルムセンサ４１が生体１から受け取った変位」とは、生体１から直接受け取った変位だけでなく他の部材を介して間接的に受け取った変位も含む。

【0015】

生体１は、ヒトの体であってもよく、ヒト以外の生物の体であってもよい。ここでは、生体１がヒトの体であるものとして、説明を続ける。

【0016】

本実施の形態では、第１圧電フィルムセンサ４１は、変位可能なように支持されているので、生体１から受け取った変位に基づいて第１圧電フィルムセンサ４１自体に変位が生じ、この変位に起因して電気信号が生じる。本実施の形態では、この電気信号を元に生体１の生体情報を生成する信号処理部３を備えるので、生体情報を得ることができる。

【0017】

本実施の形態では、生体１から第１圧電フィルムセンサ４１に変位が伝わりさえすればよいので、生体１の近傍に密閉空間を作る必要はない。したがって、装着していることによって生体１に与える違和感をなるべく少なくすることができる。

【0018】

以上のように、本実施の形態によれば、生体から生体情報を検出するために、簡便で使いやすく、また、装着していることによって生体に与える違和感をなるべく少なくした検出装置とすることができる。

【0019】

なお、第１弾性部材１３１は、ウレタン系またはシリコーン系の弾性材料を主材料とすることが好ましい。この構成を採用することにより、第１圧電フィルムセンサ４１が生体１から受け取った変位に基づいて変位可能なように、第１圧電フィルムセンサ４１を支持する構造を容易に実現することができる。第１弾性部材１３１の厚みは、たとえば０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。ただし、第１弾性部材１３１の材料は、上述の種類に限定されるものではない。第１弾性部材１３１の材料は、たとえばエラストマー、ゴムなどの弾性材料であってもよい。

【0020】

なお、前記生体情報はたとえば脈拍であってもよい。脈動によって生体１の表面が変位し、この変位を第１圧電フィルムセンサ４１が直接または間接的に受け取って電気信号に変換し、信号処理部３がこの電気信号を処理することによって生体情報としての脈拍を得ることができる。

【0021】

（実施の形態２）
図２を参照して、本発明に基づく実施の形態２における検出装置について説明する。本実施の形態における検出装置の概念を図２に示す。

【0022】

本実施の形態における検出装置は、実施の形態１で説明した構成に加えて、第２弾性部材１３２を備える。第２弾性部材１３２は、生体１に当接可能である。第２弾性部材１３２は、生体１から受け取った変位を第１センサ部としての第１圧電フィルムセンサ４１に伝達可能なように第１圧電フィルムセンサ４１に当接して配置されている。

【0023】

第２弾性部材１３２は、第１弾性部材１３１と同様にウレタン系またはシリコーン系の材料で形成されていてもよい。第２弾性部材１３２は、たとえばエラストマー、ゴムなどの弾性材料で形成されたものであってよい。

【0024】

本実施の形態においても、実施の形態１で説明したような効果を得ることができる。本実施の形態では、第２弾性部材１３２が生体１と第１圧電フィルムセンサ４１との間に介在することによって、振動の高周波成分をカットすることができ、その結果、第１圧電フィルムセンサ４１において得られる電気信号が安定する。

【0025】

本実施の形態で示したように、第２弾性部材１３２が生体１と第１圧電フィルムセンサ４１との間に介在することによって、第１圧電フィルムセンサ４１が直接生体１に接触しない構造を実現することができるので、第１圧電フィルムセンサ４１の耐久性を向上することができる。ここでいう耐久性とは、耐摩耗性、防水性などの観点から把握されるものである。

【0026】

実施の形態１，２では、あくまで概念的な構成を示した。このあと、より具体的な構成の例について説明する。

【0027】

（実施の形態３）
図３～図８を参照して、本発明に基づく実施の形態３における検出装置について説明する。本実施の形態における検出装置の側面図を図３に示す。この検出装置は、イヤホンである。

【0028】

本実施の形態における検出装置１０１は、第１センサ部としての第１圧電フィルムセンサ４１および第１弾性部材としてのクッション材３１（後述）を保持する筐体２を備える。この検出装置は、第２弾性部材としてスタビライザ３２を備える。第１弾性部材としてのクッション材３１は、第１圧電フィルムセンサ４１が生体１から受け取った変位に基づいて変位可能なように、第１圧電フィルムセンサ４１を支持する。

【0029】

検出装置１０１が備える筐体２を単独で取り出したところを図４に示す。筐体２は、生体１の外耳道に挿入されるための挿入部１０を含む。挿入部１０においては、筐体２の外周を取り囲むようにガイド溝２１が設けられている。ガイド溝２１の幅Ｂは、たとえば２．５ｍｍであってよい。ガイド溝２１が設けられている部分の直径は、たとえば１５ｍｍであってよい。スタビライザ３２はガイド溝２１に嵌め込むようにして取り付けられている。

【0030】

生体１が人体である場合、生体１の耳は、たとえば図５に示すような構造となっている。耳孔８の前側に耳珠７と呼ばれる突起がある。耳珠７の近傍には、動脈５が通っている。検出装置１０１の挿入部１０が外耳道に挿入されたときの状況を、図６に示す。スタビライザ３２は、挿入部１０が外耳道９に挿入されたときに生体１のうち外耳道９に隣接する部位に当接するように配置されている。ここでいう「外耳道９に隣接する部位」は、図５および図６に示される耳珠７である。

【0031】

筐体２からは、一方に向かって音道管１２が突出している。音道管１２にはイヤーピース１１が接続されている。イヤーピース１１は弾性部材で形成されていてもよい。イヤーピース１１には貫通孔が設けられており、この貫通孔が音道管１２と連通することによって、通路１７が形成される。筐体２の中心軸８１に対して、通路１７の中心軸８２は、平行ではなく、一定角度だけ異なっている。筐体２の内部には、スピーカー１３、プリント基板１４、バッテリ１５、プリント基板１６が収納されている。バッテリ１５は、たとえばコイン型バッテリである。プリント基板１４，１６は、バッテリ１５を挟み込むように配置されている。これらの配置は、あくまで一例として示すものであり、この通りとは限らない。

【0032】

筐体２の内面に沿って第１圧電フィルムセンサ４１が配置されている。第１圧電フィルムセンサ４１を、筐体２の中心から外に向かって押圧するように第１弾性部材としてのクッション材３１が配置されている。

【0033】

第１圧電フィルムセンサ４１およびその近傍を拡大したところを図７に示す。第２弾性部材としてのスタビライザ３２は突起１８を有する。筐体２は開口部１９を有する。突起１８は開口部１９を通って第１圧電フィルムセンサ４１に当接している。第１圧電フィルムセンサ４１のスタビライザ３２とは反対側の面には第１弾性部材としてのクッション材３１が当接している。すなわち、第１圧電フィルムセンサ４１は、少なくとも一部の領域において、クッション材３１とスタビライザ３２とによって挟み込まれている。突起１８の外径は、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ましい。

【0034】

生体１の内部に位置する動脈５において発生している拍動は、皮膚４を通じて第２弾性部材としてのスタビライザ３２に伝わり、さらに、第１圧電フィルムセンサ４１に伝わる。第１圧電フィルムセンサ４１は、クッション材３１に押さえられているが、変位することはできるので、受け取った拍動に対応して変位する。その結果、第１圧電フィルムセンサ４１は変位を電気信号に変換して出力する。この電気信号を元に、信号処理部３が生体１の生体情報を生成する。

【0035】

検出装置１０１の主な部分の分解図を図８に示す。この図に示されるように、第１圧電フィルムセンサ４１は環状であってもよい。ここでは第１圧電フィルムセンサ４１が環状かつ帯状であるものとして示したが、これはあくまで一例であり、第１圧電フィルムセンサ４１は、短冊状であってもよい。第１圧電フィルムセンサ４１が短冊状である場合には、筐体２の内周面に沿って円弧状に配置することが好ましい。クッション材３１は、環状であってもよい。クッション材３１は、第１圧電フィルムセンサ４１の内側に配置されて内から外に向かって第１圧電フィルムセンサ４１を押圧するように配置される。筐体２は、複数の部品に分割することができる。図８で示す例では、筐体２は、トップカバー２ａとミドルカバー２ｂとを含む。第２弾性部材としてのスタビライザ３２は、内面に複数の突起１８を備える。ミドルカバー２ｂは円筒状部分に複数の開口部１９を有する。図８に示す例では、複数の突起１８はスタビライザ３２の全周にわたって配列されているが、全周ではなく一部の区間のみに配置されていてもよい。図８に示す例では、複数の開口部１９はミドルカバー２ｂの全周にわたって配列されているが、全周ではなく一部の区間のみに配列されていてもよい。スピーカー１３およびプリント基板１４は、トップカバー２ａの内部に収容される。

【0036】

本実施の形態では、生体１の外耳道に挿入されるための挿入部を含み、第２弾性部材が適切な位置に配置されているので、この検出装置は、容易に装着することができ、一旦装着したときには、第２弾性部材を生体１の所望の部位に安定して当接させることができる。したがって、適正に生体１から変位を受け取り、生体情報を得ることができる。すなわち、実施の形態１で述べたような効果を容易に得ることができる。

【0037】

本実施の形態で示したように、第２弾性部材としてのスタビライザ３２は突起１８を備え、筐体２は開口部１９を有し、突起１８は開口部１９を通って第１センサ部としての第１圧電フィルムセンサ４１に当接することが好ましい。この構成を採用することにより、第２弾性部材から第１圧電フィルムセンサ４１に変位を的確に伝えることができる。

【0038】

（実施の形態４）
図９を参照して、本発明に基づく実施の形態４における検出装置について説明する。本実施の形態における検出装置１０２は、イヤホンである。検出装置１０２の挿入部が外耳道９に挿入されたときの状況を、図９に示す。検出装置１０２は、第２弾性部材としてスタビライザ３２ｉを備える。スタビライザ３２ｉはスカート状に広がる部分を含んでおり、生体１の当接することによって矢印で示すように内側に向かって弾性変形することが可能である。他の部分の構成は、実施の形態３で述べたものと同様であるので、説明を繰り返さない。

【0039】

本実施の形態においても、実施の形態１で述べたような効果を得ることができる。本実施の形態では、第２弾性部材としてスタビライザ３２ｉを備えるので、生体１の装着箇所周辺の実際のサイズに合わせて弾性変形してフィットすることができる。

【0040】

（実施の形態５）
図１０を参照して、本発明に基づく実施の形態５における検出装置について説明する。本実施の形態における検出装置１０３は、イヤホンである。検出装置１０３の挿入部が外耳道９に挿入されたときの状況を、図１０に示す。検出装置１０３は、第２弾性部材としてスタビライザ３２ｊを備える。スタビライザ３２ｊの内側においては、筐体２は、第１圧電フィルムセンサ４１および第１弾性部材としてのクッション材３１を保持するための構造としてガイド溝を備える。筐体２はガイド溝を有し、第１センサ部としての第１圧電フィルムセンサ４１はガイド溝に沿って配置されている。このガイド溝は、筐体２の内面に設けられている。

【0041】

本実施の形態においても、実施の形態１で述べたような効果を得ることができる。本実施の形態では、筐体２に、第１圧電フィルムセンサ４１および第１弾性部材としてのクッション材３１を保持するためのガイド溝が設けられているので、第１圧電フィルムセンサ４１が安定して適正な位置に保持されている。したがって、衝撃、振動などに強い検出装置とすることができる。

【0042】

なお、実施の形態３～５では、第１圧電フィルムセンサ４１は、筐体２の円筒状の部分の内周面において、第１圧電フィルムセンサ４１の長手方向が筐体２の周方向に一致するように、円弧状に配置されていた。これらの例で示したように、第１センサ部としての第１圧電フィルムセンサ４１は、円弧状に配置されていることが好ましい。この構成を採用することにより、生体１の表面との接触箇所を確保しやすくなり、生体１に生じている変位をより確実に検出できるようになる。第１圧電フィルムセンサ４１を円弧状に配置する場合、円周の１／４以上の範囲にまたがるように配置されることが好ましい。

【0043】

なお、図１１～図１９を参照して、より抽象化したモデルについて説明する。図１１に示す例では、筐体２に設けられた凹部に第１弾性部材としてのクッション材３１が収容されており、第１圧電フィルムセンサ４１は、このクッション材３１によって支持されている。第１圧電フィルムセンサ４１は生体１に直接接している。このような構成であってもよい。

【0044】

第１弾性部材としてのクッション材３１は、必ずしも第１圧電フィルムセンサ４１の全面に接していなくてもよい。クッション材３１は、第１圧電フィルムセンサ４１の面の一部にのみ接する形であってもよい。第１弾性部材としてのクッション材３１は、第１圧電フィルムセンサ４１の変位を妨げない範囲で存在していればよい。たとえば図１１に示した例の変形例として、図１２または図１３に示すような構成も考えられる。図１２に示した例では、第１弾性部材としてのクッション材３１の中央に凹部が設けられており、この部分では、第１圧電フィルムセンサ４１はクッション材３１とは接していない。図１３に示した例では、第１弾性部材としてのクッション材３１は、第１圧電フィルムセンサ４１の中央部のみに接することによって第１圧電フィルムセンサ４１を支持している。これらの構成であってもよい。ここでは、クッション材３１に凹部を設ける例を示したが、凹部に限らずクッション材３１を貫通する孔であってもよい。

【0045】

たとえば第１圧電フィルムセンサ４１のたわみ量が微小である場合に、クッション材３１に凹部または貫通孔として設けたこのような空間を利用して第１圧電フィルムセンサ４１のたわみを容易にすることで、第１圧電フィルムセンサ４１のたわみ量をなるべく大きく検出することができる。

【0046】

図１４に示す例では、第１弾性部材としてのクッション材３１が筐体２によって保持されている。第１圧電フィルムセンサ４１は、クッション材３１によって背後から支持されており、前に向かって脱落しないように筐体２によって拘束されている。筐体２よりさらに前側には、第２弾性部材としてスタビライザ３２が配置されている。筐体２には開口部があり、開口部を通じてスタビライザ３２の突起が第１圧電フィルムセンサ４１に向かって進入しており、この突起の先端は、第１圧電フィルムセンサ４１に当接している。このような構成であってもよい。スタビライザ３２は、必ずしも環状になっている必要はなく、突起ごとに分離された形状であってもよい。

【0047】

第１弾性部材としてのクッション材３１は、必ずしも第１圧電フィルムセンサ４１の全面に接していなくてもよいので、図１４に示した構成の変形例として、図１５または図１６に示すような構成も考えられる。図１５に示した例では、第１弾性部材としてのクッション材３１の中央に開口部が設けられており、この部分では、第１圧電フィルムセンサ４１はクッション材３１とは接していない。図１６に示した例では、第１弾性部材としてのクッション材３１は、第１圧電フィルムセンサ４１の中央部のみに接することによって第１圧電フィルムセンサ４１を支持している。これらの構成であってもよい。

【0048】

図１７に示す例では、第１弾性部材としてのクッション材３１が筐体２によって保持されている。第１センサ部としての第１圧電フィルムセンサ４１は、第１弾性部材としてのクッション材３１によって包み込まれている。第１圧電フィルムセンサ４１は、生体１には直接は接していない。このような構成であってもよい。

【0049】

第１弾性部材としてのクッション材３１は、必ずしも第１圧電フィルムセンサ４１の全面に接していなくてもよいので、図１７に示した構成の変形例として、図１８または図１９に示すような構成も考えられる。図１８に示した例では、第１弾性部材としてのクッション材３１のうち第１圧電フィルムセンサ４１より下側の部分の中央に開口部が設けられており、この部分では、第１圧電フィルムセンサ４１はクッション材３１とは接していない。クッション材３１は外縁部で第１圧電フィルムセンサ４１を支持している。図１９に示した例では、第１弾性部材としてのクッション材３１のうち第１圧電フィルムセンサ４１より下側の部分では、第１圧電フィルムセンサ４１の中央部のみに接することによって第１圧電フィルムセンサ４１を支持している。これらの構成であってもよい。

【0050】

（実施の形態６）
図２０～図２４を参照して、本発明に基づく実施の形態６における検出装置について説明する。本実施の形態における検出装置は、図２０に示すようなセンサユニットを備える。このセンサユニットは、アンプ回路部５３と、第１圧電フィルムセンサ４１と、第２圧電フィルムセンサ４２とを備える。第１圧電フィルムセンサ４１とアンプ回路部５３とは、同軸ケーブル５１によって接続されている。第２圧電フィルムセンサ４２とアンプ回路部５３とは、同軸ケーブル５２によって接続されている。アンプ回路部５３は、基板５４を備える。基板５４にはいくつかのＩＣ５５が実装されている。基板５４の１つの辺に沿って、基板５４の一方の表面には、Ｖｄｄ端子５６、ＧＮＤ端子５７、Ｖｏｕｔ１端子５８、Ｖｏｕｔ２端子５９が設けられている。Ｖｄｄ端子５６は、このセンサユニットを動作させるための電源を与えるための入力端子である。Ｖｏｕｔ１端子５８は、第１圧電フィルムセンサ４１の出力端子であり、アナログの電気信号が出力される。Ｖｏｕｔ２端子５９は、第２圧電フィルムセンサ４２の出力端子であり、アナログの電気信号が出力される。アンプ回路部５３は、図示しない配線により、図１および図２に示した信号処理部３に接続されている。

【0051】

本実施の形態における検出装置１０４の側面図を図２１に示す。検出装置１０２の平面図を図２２に示す。図２１においてもイヤーピース１１および音道管１２が示されているが、実際には、イヤーピース１１および音道管１２は、図２１において紙面奥側に傾くように延在している。図２２では、そのことが示されている。図２２における右側は、図２１における紙面奥側である。図２２における左側は、図２１における紙面手前側である。第２弾性部材としてのスタビライザ３２は、円環状に設けられている。図２１におけるＸＸＩＩＩ－ＸＸＩＩＩ線に関する矢視断面図を図２３に示す。図２３に示すように、スタビライザ３２の内側に、第１圧電フィルムセンサ４１および第２圧電フィルムセンサ４２が配置されている。第１圧電フィルムセンサ４１および第２圧電フィルムセンサ４２のさらに内側に第１弾性部材としての環状のクッション材３１が配置されている。第１圧電フィルムセンサ４１および第２圧電フィルムセンサ４２の各々は、クッション材３１とスタビライザ３２とによって挟み込まれている。クッション材３１のさらに内側には、スピーカー１３が配置されている。図２３に示される断面部分には筐体２が図示省略されているが、実際には、第１圧電フィルムセンサ４１とスタビライザ３２との間に筐体２が存在する。筐体２には複数の開口部が設けられており、スタビライザ３２はこれらの開口部を通じて第１圧電フィルムセンサ４１に接している。

【0052】

検出装置１０４は、基本的には実施の形態３で述べた検出装置１０１と同様の構成を備えている。さらに、検出装置１０４は、変位可能な状態で保持された第２センサ部としての第２圧電フィルムセンサ４２を備える。信号処理部３が生体１の生体情報を生成する際には、第１圧電フィルムセンサ４１から得られる第１電気信号と第２圧電フィルムセンサ４２から得られる第２電気信号との差から前記生体情報を生成する。このように２つの圧電フィルムセンサから得られる電気信号を用いて生体情報を生成する様子の一例を図２４に示す。図２４におけるＡは、第１圧電フィルムセンサ４１から得られる第１電気信号である。図２４におけるＢは、第２圧電フィルムセンサ４２から得られる第２電気信号を反転させたものである。ＡとＢとを足し合わせることによって、Ｃの電気信号が得られる。Ｂは第２電気信号を反転したものであるので、Ｃは、第１電気信号と第２電気信号との差に相当する。ここで示す例では、電気信号Ｃは脈拍を表す。

【0053】

本実施の形態では、生体１から受け取った変位に基づいて変位可能なように、第１弾性部材によって支持されている第１圧電フィルムセンサ４１と、単に変位可能な状態で保持された第２圧電フィルムセンサ４２との両方を備えており、これらの２つの圧電フィルムセンサからそれぞれ得られる第１電気信号と第２電気信号との差から生体情報を生成するので、生体１が体を動かしたり発声したりすることによって生じる変位、あるいは、外部から伝わってくる音によって生じる変位は除去され、真に測定すべき変位のみを検出することが容易となる。図２４に示した例でいえば、電気信号Ａ，Ｂから電気信号Ｃを生成することにより、真に測定すべき変位のみを検出することができる。「変位」を「振動」に読み替えても同様である。

【0054】

本実施の形態で示したように、第１センサ部としての第１圧電フィルムセンサ４１と第２センサ部としての第２圧電フィルムセンサ４２とは、同一円周上に沿って互いに離隔して配置されていることが好ましい。この構成を採用することにより、第１圧電フィルムセンサ４１では生体１からの測定対象変位を含む変位を検出し、第２圧電フィルムセンサ４２では生体１からの測定対象変位を含まない変位を検出するという、区別を明確にすることができ、より正確な測定を行なうことができる。

【0055】

第１センサ部としての第１圧電フィルムセンサ４１と第２センサ部としての第２圧電フィルムセンサ４２とは、互いに対向する位置に配置されている。この構成を採用することにより、生体からの測定対象変位を含むか否かをより明確に区別することができる。第１圧電フィルムセンサ４１と第２圧電フィルムセンサ４２とがなす角度は１８０°であれば好ましいが、たとえ１８０°でなくても、９０°以上１８０°以下であることが好ましい。一方、この角度が９０°未満であるような構成を排除するものではない。

【0056】

ここでは、検出装置が２つの圧電フィルムセンサを備えてこれらの間で電気信号の差を得ることで所望の生体情報を検出する例を示したが、３つ以上の圧電フィルムセンサを備えていてもよい。圧電フィルムセンサが３つ以上備わっている場合には、生体情報を適切に検出できるいずれか２つの圧電フィルムセンサの組合せをその都度選択できることが好ましい。

【0057】

第１センサ部は、振動探知センサを含むことが好ましい。振動検知センサは、フィルム状であることが好ましい。振動検知センサは、圧電フィルムセンサであることが好ましい。

【0058】

なお、これまでの複数の実施の形態に共通していえることであるが、検出装置において、第１圧電フィルムセンサ４１は、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ポリ乳酸などの有機圧電フィルムを含むか、あるいは、圧電性を有するセラミック箔などの圧電フィルムを含むことが好ましい。特に、圧電フィルムセンサは、ポリ乳酸を含むものであることが好ましい。ポリ乳酸は他の圧電材料と異なり、焦電性を有さない材料である。焦電性を有する圧電材料が人体の周辺などで使用される場合、体温に反応して電荷が発生するので、この電荷がノイズとなってセンサ出力に現れる。脈拍のような、体表面に現れる微細な皮膚振動を検出しようとした際、焦電性によって生じるノイズの影響は大きく、脈拍によって生じた電荷との分離が困難なケースがある。

【0059】

ここでいうポリ乳酸は、Ｌ型ポリ乳酸であることが好ましい。第１圧電フィルムセンサ４１は、Ｌ型ポリ乳酸からなるフィルムを一軸延伸して分子を配向させることによって、圧電性をもたせたフィルムを含む。第１圧電フィルムセンサ４１は、たとえば、図２５に示すように、ポリ乳酸層６０を電極６１，６２で挟み込んだ構造を含んでいてよい。ここでは、第１圧電フィルムセンサ４１について説明したが、第２圧電フィルムセンサ４２についても同様である。

【0060】

検出装置は、スピーカー１３を備えることが好ましい。この構成を採用することにより、検出装置に、イヤホンとしての機能をもたせることができる。検出装置を装着している生体は、スピーカー１３から出る音声を聴くことができ、同時に、検出装置は生体情報の検出を行なうことができる。

【0061】

なお、上記実施の形態のうち複数を適宜組み合わせて採用してもよい。
ここでは、検出装置がイヤホンである例を主に説明したが、検出装置はイヤホン以外のものであってもよい。たとえば、検出装置は、マスク、眼鏡、ゴーグル、ヘルメット、帽子、首輪、腕時計、リストバンド、乗り物のハンドル、ゲーム機のコントローラ、パッド貼付型筋力トレーニンググッズなど、生体が身に付ける何らかの装着物であってもよい。これらの装着物の生体に当接する部分において、図１１～図１９に例示したような構造を適宜採用することにより、所望の生体情報を検出することができる。生体情報の一例として脈拍を検出した場合の、検出結果のユーザ向け出力の一例を図２６に示す。

【0062】

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

【符号の説明】

【0063】

１ 生体、２ 筐体、２ａ トップカバー、２ｂ ミドルカバー、３ 信号処理部、４ 皮膚、５ 動脈、７ 耳珠、８ 外耳孔、９ 外耳道、１０ 挿入部、１１ イヤーピース、１２ 音道管、１３ スピーカー、１４ プリント基板、１５ バッテリ、１６ プリント基板、１７ 通路、１８ 突起、１９ 開口部、２１ ガイド溝、３０，３１ クッション材、３２，３２ｉ，３２ｊ スタビライザ、４１ 第１圧電フィルムセンサ、４２ 第２圧電フィルムセンサ、５１，５２ 同軸ケーブル、５３ アンプ回路部、５４ 基板、５５ ＩＣ、５６ Ｖｄｄ端子、５７ ＧＮＤ端子、５８ Ｖｏｕｔ１端子、５９ Ｖｏｕｔ２端子、６０ ポリ乳酸層、６１，６２ 電極、８１，８２ 中心軸、９１ 矢印、１０１，１０２，１０３，１０４ 検出装置、１３１ 第１弾性部材、１３２ 第２弾性部材。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】