专利名称：阵列型静电电容式压脉波传感器及其脉波测定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于测定静脉内压的压力变动波形的阵列型静电电容式压脉波传感器和装备有该传感器的脉波测定装置。
背景技术：
作为以非观血式简便地获得动脉内压力的压力变动波形的压脉波测定法，在记载在G.L.Pressman、P.M.Newgard“A Tranducer for Continuous ExteralMeasurement of Arterial Blood Pressur”IEEE TRANSACTIONS ON BIO-MEDICAL ELECTRONICS，1963、PP73-81(以下称为文献1)中的张力法是公知的。张力法是将固体形态平板顶压在人体的表面上，通过该固体形态平板将位于体内的动脉平坦地压扁并保持除了在动脉的表面上产生的张力影响外的压力平衡状态，从而高精度和稳定地只测定动脉内的压力变动的压脉波测法。
近年来通过从由在上述文献1中公开的张力法测定的动脉内压的压力变动波形计算出特征量进行了测定身体内的状态的尝试。作为尝试之一就判断动脉硬化状态的指标即AI(Augmentation Index)值进行了认真的研究。
作为用张力法测定动脉内压的压力变动波形的条件，除了将动脉按压平坦外，还必需在平坦压扁的动脉的正上面配置传感元件。并且为了高精度地进行动脉内压的压力变动波形的测定而必需使传感元件的宽度比将动脉平坦地压扁的部分宽度小。因此传感元件必需比动脉直径充分的小，由于考虑了以上的场合，将单一的传感元件定位配置在上述动脉平坦压扁的区域的正上面是非常困难的，所以现实的是，用在与动脉的延伸方向大致正交的方向配置微小加工的多个传感元件的压力传感器测定压脉波。
作为实现上述测定原理的脉波测定装置有在美国专利第4269193号说明书(以下称为文献2)中公开的脉波测定装置和在特开昭63-293424号公报(以下称为文献3)中公开的脉波测定装置，在对比文件2和3中公开的压脉波传感器中，传感元件的宽度比动脉直径(通常为1.2mm～3.5mm左右)充分的小(实际上为0.2mm～0.5mm左右)，将该微细化的传感元件在与动脉延伸方向大致正交的方向排列多个，至少将某一个传感元件配置在平坦压扁的动脉的正上面。
在上述文献2中公开的脉波测定装置中，据记载用在单晶硅芯片上通过蚀刻形成多个膜片的半导体压力传感器作为满足必需的灵敏度和S/N比的压力传感器。另外，据记载，在上述文献3中公开的脉波测定装置中，利用压电元件和半导体应变计、形成在半导体芯片上的压敏二极管或压敏晶体管等作为压力传感器。这些利用应变电阻元件的压力传感器通过适用任何半导体制造工艺等就能微细化，最适合作为满足上述条件的压力传感器。然而为了传感元件的微细化却存在需要高额的制造成本这样的问题。
众所周知，一般作为测定压力的传感方式除了利用应变电阻元件的传感方式外还利用静电电容元件的传感方式。因为在利用静电电容元件的传感方式中，传感元件的结构比上述应变电阻元件简单，所以具有不采用需要高额制造成本的半导体制造工艺而就能低成本制造的优点。
虽然不是用于获得动脉内压的压力变动波形，但作为在传感面上将静电电容元件配置成阵列状的压力传感器有在RS Fearing“TactileSensing Mechanisms”，The international Journal of Robotics Rearing，June1990，V01.9，No3 PP.3-23(以称为文献4)中记载的触觉传感器、和D.A.Kontarinis etal.“A Tactile Shape Sensing and Display System forTeleoperated Manipulation”，IEEE Inter national Con ference on Roboticsand Automation，1995，PP.641-64(以下称为文献5)中记载的触觉传感器。
下面就上述文献4和文献5中记载的触觉传感器进行详细说明。图16是在上述文献5中记载的触角传感器的压力检测部的外观立体图，图17是在图16中所示的压力检测部的分解立体图。图18A是从上方看图16中所示的压力检测部时的平面图。图18B是表示在图16中所示的压力检测部中的静电电容元件的布置的模式图。图19是包含图16中所示的压力检测部的触角传感器的电路结构图。
如图16和图17所示，在上述文献5中记载的触角传感器1E主要包括下部电极10、上部电极20和底座构件30。下部电极10由以互相并行的方式设置成行状的基体延伸成直线状的多条带状铜箔电极构成。上部电极20由以互相在与上述下部电极10正交的方向互相并行的方式设置成列状的基本上延伸成直线状的多条铜箔电极构成。在这些下部电极10与上部电极20之间配置有硅橡胶组成的垫片构件30。
在配置成行列状的下部电极10和上部电极20的交叉部上，下部电极10的一部分和上部电极20的一部分通过垫片构件30以规定的距离相对配置。借此，在该交叉部形成作为传感元件的静电电容元件40(见图18A)。
如图18A和图18B所示，在上述构成的触觉传感器1E中，在平面上看压力检测部时静电电容元件40通过校准成阵列状配置。各个静电电容元件40随着通过在上部电极20或下部电极10上加的压力而向互相接近的方向变形，其静电电容量发生变化。
因此如图19所示，将电源60通过多路转换器50连接在配置成行列状的下部电极10或上部电极20的一方电极上，同样通过多路转换器50将检测器70连接在另一方的电极上，借此构成回路。由于可以通过多路转换器50选择特定的下部电极10和上部电极20，所以可以通过检测器70获得配置成阵列状的静电电容元件中的一个静电电容元件40的静电电容量。例如在图19中，在选择从上第2行的下部电极10和从左第3列的上部电极20的场合，就可以进行用符号41表示的1个电容元件静电电容容量的输出。因此可以测定在触觉传感器1E的传感面的任意位置中的压力。
在用上述的从来已知的静电电容式的压力传感器作为在脉波测定用的压脉波传感器的场合，与用上述的应变电阻元件的压力传感器相比，具有制作成本可以大幅度减少的优点，但是与通过适用半导体工艺制作的应变电阻元件相比，静电电容式的压力传感器在微细这点上是差的，可制作现状的静电电容元件的最小宽度是大约1.0mm～2.0mm左右。
在利用上述结构的静电电容式的压力传感器作为压脉波传感器的场合，传感元件的中心位置与动脉的中心位置的偏移，如图18B所示那样，在假设相邻的传感元件间的距离为A的场合最大为A/2。因此在用以可能制作现状的最小加工宽度制作的上述结构的静电电容式的压力传感器作为压脉波传感器的场合，传感元件的中心位置与动脉的中心位置的最大位置偏差为0.5mm～1.0mm左右。这个值比用上述的应变电阻式的压力传感器作为压脉波传感器的场合劣化得更多，如果按其原样使用，就会在测定值上产生大的误差，不能进行高精度地测定。
发明内容
本发明的目的是提供能低成本制作并能精度高和稳定地进行压脉波的测定的阵列型静电电容式压脉波传感器和装备该传感器的脉波测定装置。
根据本发明的阵列型静电电容式压脉波传感器，是用于通过按压在人体表面上测定动脉内压的压力变动波形的阵列型静电电容式压脉波传感器，其特征在于，具有在按压时，以在与动脉延方向大致正交的方向上基本上延伸成直线状的方式互相并行配置的m行(m是大于等于2的自然数)的第1电极，置于与上述m行的第1电极具有规定的距离的位置，以在与上述m行的第1电极的延伸方向交叉方向上延伸的方式互相并行配置的n列(n是大于等于2的自然数)的第2电极，在上述m行的第1电极与上述n列的第2电极的交叉部形成的m×n个静电电容元件；上述m×n个静电电容元件在平面上看配置成曲折状。
由于通过这样的构成能使在与动脉的延伸方向大致正交的方向的静电电容元件的配置密度提高，所以即使在利用能低成本制作的静电电容式压力传感器作为脉波测定用的压脉波传感器的场合，也能高精度、稳定地测定脉波。
就根据本发明的阵列型静电电容式传感器而言，优选的是上述n列的第2电极在平面上看，在与上述m行的第1电极不交叉的部分具有在与动脉的延伸方向交叉的方向上折弯的折弯部(21a、21b)。
通过这样的构成，可以使静电电容元件配置成曲折状的阵列型静电电容式压脉波传感器制作简便。
就根据本发明的阵列型静电电容式传感器而言，优选的是上述n列的第2电极基本上延伸直线状，上述m行的第1电极和上述n列的第2电极在平面上看以非直角交叉。
通过这样的构成，可以使静电电容元件配置成曲折状的阵列型静电电容式压脉波传感器制作简便。
根据本发明的脉波测定装置，具有如上述任何1项所述的阵列型静电式压脉波传感器的传感器单元，相对人体固定上述传感器单元的固定装置，相对人体按压上述阵列型静电电容式压脉波传感器的按压装置。
通过这样的构成就可以低成本的制作能高精度且稳定地测定脉波的脉波测定装置。
按照本发明，可以用能低成本制作的静电电容式的压力传感器进行高精度压脉波的测定。
本发明的上述和其它的目的、特征、方面和优点通过结合附图的下面的关于本发明的详细说明会更加清楚。
图1是表示在动脉的中心位置与传感元件的中心位置偏移的场合测定在得到的AI值上产生多大程度的误差的结果的曲线。
图2是本发明实施方式1中的阵列型静电电容式压脉波传感器的压力检测部的外观立体图。
图3是图2中所示的压力检测部的分解立体图。
图4A是从上方看图2中所示的压力检测部时的平面图。
图4B是表示图2中所示的压力检测部中的静电电容元件的布置的模式图。
图5是本发明实施方式2中的阵列型静电电容式压脉波传感器的压力检测部的外观立体图。
图6是图5中所示的压力检测部的分解立体图。
图7A是从上方看图5中所示的压力检测部时的平面图。
图7B是表示图5中所示的压力检测部中的静电电容元件的布置的模式图。
图8是本发明的实施方式3中的阵列型静电电容式压脉波传感器的压力检测部的外观立体图。
图9是图8中所示的压力检测器的分解立体图。
图10A是从上方看图8中所示的压力检测部时的平面图。
图10B是表示图8中所示的压力检测部中的静电电容元件的布置的模式图。
图11是本发明实施方式4中的阵列型静电电容式压脉波传感器的压力检测部的外观立体图。
图12是图11中所示的压力检测部的分解立体图。
图13A是从上方看图11中所示的压力检测部时的平面图。
图13B是表示图11中所示的压力检测部中的静电电容元件的布置的模式图。
图14是本发明的实施方式5中的脉波测定装置的外观图，是表示将阵列型静电电容式压脉波传感器按压在手腕上的测定状态的图。
图15是图14中所示的测定状态中的手腕和脉波测定装置的模式剖面图。
图16是从来例中的静电电容式的压力传感器的压力检测部的外观立体图。
图17是图16中所示的压力检测部的分解立体图。
图18A是从上方看图16中所示的压力检测部时的平面图。
图18B是表示图16中所示的压力检测部中的静电电容元件的布置图。
图19是包含图16中所示的压力检测部的静电电容式压力传感器的电路结构图。
具体实施例方式
本发明人就利用以能制作现状的最小加工宽度尺寸制作的静电电容式的压力传感器作为压脉波传感器时产生的0.5mm～1.0mm左右的传感元件中心位置与动脉中心位置的位置偏移对AI值的测定精度产生多大程度影响进行了验证。图1是表示验证在按压时动脉的中心位置与传感元件的中心位置偏移时误差对获得的AI值有多大程度影响的试验结果的曲线。如图1所示如传感元件的中心位置从动脉的中心位置偏移，则AI值的误差也相应于该偏移的增加而增大。从验证结果不难看出，在位置偏移为0.5mm的场合，AI值产生大约0.5％左右的误差，在位置偏移为1.0mm的场合产生大约2％左右的误差。从而可以确认，在利用以当前能制作的最小加工宽度尺寸制作的静电电容式的压力传感器作为压脉波传感器的场合，也会在AI值测定结果中产生最大为0.5％～2％左右的误差，因此如按原样实用化，则就不能高精度地测定脉波。
因此，本发明人对是否能通过在静电电容式的压力传感器中改进压力检测部的结构防止随着上述位置偏移引起的测定精度降低这个问题进行了认真研究。通过在从平面上看静电电容式的压力传感器的传感面上看时以将静电电容元件配置成曲折状的方式构成压力传感器使在与动脉的延伸方向交叉的方向的传感器密度提高，达到预想的结果。可是，因为一般在静电电容式的压力传感器中上部电极和下部电极分别配置成行状和列状，所以由于使这些电极正交配置，而将静电电容元件配置成曲折形是困难的。
因此，本发明人发现，在把配置成行状的一方的各个电极变成延伸成直线状的带状电极，以使这些带状电极以互相大致平行配置的方式构成的场合，也能通过变更配置成列状的另一方的电极的形状或布置等，使上述一方电极与另一方电极的交叉部以逐行到达偏移位置的方式配置成曲折状，借此可以使在与静电电容元件的上述一方的电极的延伸方向平行的方向上的传感器密度提高，并且直到使本发明完成。具有地说，业已发现，由于是采用把上述另一方的电极作为曲折形状或阶梯形状或S字状等非直线状的带状电极并行配置成列状，或者是采用使另一方的电极并行倾斜配置成列状，以使另一方电极也变成延伸成直线状的带状电极，同时变成与上述另一方的电极非正交，所以在静电电容式的压力传感器中也能将静电电容元件配置成曲折状。
因此，在把静电电容式的压力传感器作为脉波测定用的压脉波传感器实用的场合，也能以所要求的精度进行测定。即，由于在把静电电容式的压力传感器作为压脉波传感器利用的场合，也能使与动脉直径相比使在与动脉轴交叉的方向的传感器密度充分的大，所以能使随着位置偏移的误差减少一半，另外由于通过将静电电容式压力传感器的静电电容元件配置成曲折状，使最靠近位于动脉中心位置的静电电容元件只在被压力传感器压扁的动脉的变平坦的部分上的可能性增加，所以不会传感由动脉的平坦部分产生的张力分量，可以只高精度地检测压脉波成分。从而即使压力传感器相对动脉位置定位不正确，通过将静电电容式压脉波传感器的传感面按在大致的位置，也能高精度地测定压脉波。
下面参照附图就经过上述研究过程终于完成了的本发明的优选的实施方式进行详细说明。
(实施方式1)图2是本发明的实施方式1中的阵列型静电电容式压脉波传感器的压力检测部的外观立体图，图3是图2中所示的压力检测部的分解立体图。图4A是从上方看图2中所示的压力检测部时的平面图，图4B是表示图2中所示的压力检测部中的静电电容元件的布置的模式图。
如图2和图3所示，本实施方式中的阵列型静电电容式压脉波传感器1A主要包括作为第1电极的下部电极10、作为第2电极的上部电极20、和配置在这些下部电极10与上部电极20之间的垫片构件30。下部电极10是以m行(m是大于等于2的自然数，在此，m＝2)的互相并行方式配置的基本上延伸成直线状的带状电极。上部电极20是n列(n是大于等于2的自然数，在此，n＝5)的互相并行的方式延伸的多条带状电极。这些下部电极20和上部电极20由例如铜箔等形成，通过由硅橡胶等构成的垫片构件30以在上下方向规定的距离离开配置。
如图4A所示，下部各电极10在按压时以在与动脉的延伸方向(图中箭头X方向)大致正交的方向(图中箭头Y方向)延伸的方式配置，而各上部电极10以在与上述下部电极10的延伸方向(图中箭头Y方向)交叉的方向上延伸的方式配置。
如图4A所示，在上部电极20的规定位置上设置折弯部21a。具体地说，将折弯部21a在平面上看阵列型静电电容式压脉波传感器1A的压力检测部时设置在与上部电极20的下部电极10不交叉的部分上，在与动脉的延伸方向(图中箭头X方向)交叉的方向上折弯。因此，在平面上看阵列型静电电容式脉波传感器1A的压力检测部时，1个上部电极20与下部电极10交叉的交叉部在下部电极10的延伸方向(图中箭头Y方向)形成在各行逐个偏移的位置上。
在配置成行列状的下部电极10和上部电极20的交叉部上，下部电极10和上部电极20由硅橡胶等构成的垫片构件30以规定的距离(例如100μm左右)离开配置。借此将上部电极20的一部分和下部电极10的一部分相对配置，在该交叉部形作为传感元件的m×n个(在此共计10个)静电电容元件40。
如图4B所示，在本实施方式中的阵列型静电电容式压脉波传感器1A中，形成在位于图中上段的第1行的下部电极10上的静电电容元件组S1、和形成在位于图中下段的第2行的下部电极10上的静电电容元件组S2在与动脉的延伸方向(图中箭头X方向)正交的方向(图中箭头Y方向)偏移配置，因此在平面上看压力检测部时，静电电容元件配置成曲折状。这是通过在上述电极20的规定位置上设置折弯部21a的结果。另外，在本实施方式中的阵列型静电电容式压脉波传感器1A中，如设在图中箭头Y方向相邻的电容元件40的中心位置的距离为A时，则形成在位于图上段的第1行的下部电极10上的静电电容元件组S1、和形成在位于图中下段的第2行的下部电极10上的静电电容元件组S2在图中箭头Y方向只偏移A/2配置。
这样，通过静电电容元件组S1和静电电容元件组S2在图中箭头Y方向偏移布置，使在与动脉的延伸方向正交的方向的传感器密度提高。上部电极20也与延伸成直线状的下部电极同样变为直线状，在使这些延伸成直线状的下部电极10和上部电极20正交配置的场合，即，在变成如上述从来例中的压力传感器1E(参照图16至图18B)那样的传感元件的布置(参照图18B)的场合，在按压时动脉的中心位置与最靠近该动脉的中心位置上存在的传感元件的中心位置的图中箭头Y方向的位置偏移最大为A/2，但是在变成如本实施方式那样的布置(参照图4B)的场合，上述位置偏移最大才为A/4。因此可以比从来的高精度且稳定地测定脉波。
另外在本实施方式中的阵列型静电电容式传感器1A中，可以照原样适用静电电容式的压力传感器中的现状的微细加工技术，不需要新的改进的微细加工技术。以低成本地制作压脉波传感器。另外，本实施方式中的静电电容式压脉波传感器的电路结构与在图19中所示的从来例中的电路结构是相同的。
在采用如本实施方式那样的传感元件的布置(图4B中所示的布置)的场合，因为使图中箭头Y方向的传感器密度提高，位置偏移最大被限制在0.25mm～0.5mm左右，因此，从图1中不难看出，可以预测AI值的误差最大被限在0.5％左右，这个值作为压脉波传感器实用化是足够的。
如在以上所说明的那样，因为采用如本实施方式那样的阵列型静电电容式压脉波传感器，比用从来的静电电容式的压力传感器的场合可以高精度且稳定地测定压脉波。从而可以利用低成本制作的静电电容式的压力传感器作为压脉波传感器，可以大幅度地降低成本。
(实施方式2)图5是本发明的实施方式2中的阵列型静电电容式压脉波传感器压力检测部的外观立体图，图6是图5中所示的压力检测部的分解立体图。图7A是从上方看图5中所示的压力检测部时的平面图，图7B是表示图5中所示的压力检测部中的静电电容元件的布置的模式图。另外，就与上述实施方式1相同的部分在图中附加同一符号，并在此不重复其说明。
如图5和图6所示，本实施方式中的阵列型静电电容式压脉传感器1B与上述实施方式1中的阵列型静电电容式压脉波传感器1A同样，主要包括作为第1电极的下部电极10、作为第2电极的上部电极20、和配置在该下部电极10与上部电极20之间的垫片构件30。
如图7A所示，下部电极10由在按压时以在与动脉的延长方向(图中箭头X方向)大致正交方向(图中箭头Y方向)基板上延伸成直线状的方式互相并行地配置的2行带状电极组成。而上部电极20由以在与上述下部电极10的延伸方向(图中箭头Y方向)交叉的方向上延伸的方式互相并行配置的5列带状电极组成。该下部电极10和上部电极20由例如铜箔等形成，被由硅橡胶等构成的垫片构件30以在上下方向具有规定距离离开配置(参照图5和图6)。
如图7A所示，在上部电极20的规定位置上设置折弯部21b。具体地说，在平面上看阵列型电容式压脉波传感器1B的压力检测部时折弯部21b设置在上部电极20的下部电极10不交叉的部分上。与位于地图中上段的第1行的下部电极10交叉的上部电极20的上侧交叉部分和与位于图中下段的第2行的下部电极10交叉的上部电极20的下侧交叉的部分在与动脉的延伸方向(图中箭头X方向)正交的方向(图中箭头Y方向)在偏离的状态配置上述折弯部21b与该上侧交叉部分和下侧部分连接。通过这样的构成，在平面上看阵列型静电电容式压脉波传感器1B的压力检测部时1个上部电极20与下部电极10交叉的交叉部在下部电极10的延伸方向(图中箭头Y方向)各行逐个在偏移的位置上形成。
在配列成行列状的下部电极部10与上部电极20的交叉部下部电极部10和上部电极部20被由硅橡胶等构成的垫片构件30以规定的距离离开配置。借此将上部电极20的一部分和下部电极10的一部分相对配置，在该交叉部形成作为传感元件的静电电容元件40。
在以上那样构成的场合也与在上述的实施方式1中的静电电容式压脉波传感器1A同样，能将静电电容元件40在平面上看压力检测部时配置成曲折状。从而可以获得与上述实施方式1的同样的效果。
(实施方式3)图8是本发明的实施方式3中的阵列式压脉波传感器的压力检测部的外观立体图，图9是图8中所示的压力检测部的分解立体图。图10A是从上方看图8中所示的压力检测部时的平面图。图10B是表示图8中所示的压力检测部中的静电电容元件的布置的模式图。另外，就与上述实施方式1同样的部分附加图中相同的符号，在此不重复其说明。
如图8和图9所示，本实施方式中的阵列型静电电容式压脉波传感器1C与上述实施方式1中的阵列型静电电容式压脉波传感器1A相同，主要包括作为第1电极的下部电极10、作为第2电极的上部电极20、和配置在该下部电极10与上部电极20之间的垫构件30。
如图10A所示，下部电极10由在按压时以在与动脉的延伸方向(图中箭头X方向)大致正交的方向(图中箭头Y方向)基本上延伸成直线状的方式互相并行配置的2行带状电极组成，而上部电极20以在与上述下部电极10的延伸方向(图中箭头Y方向)非正交交叉的方向上基本上延伸成直线状的方式互相并行配置的5列带状电极组成。这些下部电极10和上部电极20由例如铜箔等形成，被由硅橡胶等构成的垫片构件30以上下方向具有规定距离离开配置(参照图8和图9)。
如图10A所示，在配列成行列状的下部电极10和上部电极20的交叉部下部电极10和上部电极20被由硅橡胶等构成的垫片构件30以规定的距离离开配置。借此，将上部电极20的一部分和下部电极10的一部分相对配置，在其交叉部形成作为传感元件的静电电容元件40。
如图10B所示，如本实施方式中的静电电容式压脉波传感器1C那样，通过使基本上延伸成直线状的下部电极10和上部电极20在非正交状态交叉构成，能将形成在位于图中上段的第1行的下部电极10上的静电电容元件组S1和形成在位于图中下段的第2行的下部电极上的静电电容元件组S2在与动脉延伸方向(图中箭头X方向)正交的方向(图中箭头Y方向)偏移配置。另外，这些静电电容元件组S1与静电电容元件组S2的偏移宽度由下部电极10与上部电极20的夹角θ决定。因此作为静电电容元件40的中心位置的偏移量的距离A1和A2可以通过适当变更上述交叉角θ设定为各种不同的值。
在以上那样构成的场合，与上述实施方式1中的静电电容式压脉波传感器1A相同，可以在平面上看压力检测部时将静电电容元件配置成曲折状。从而可以获得与上述实施方式1同样的效果。
(实施方式4)图11是本发明的实施方式4中的阵列型静电电容式脉波传感器的检测部的外观立体图，图12是图11中所示的压力检测部的分解立体图。图13A是从上方看图11中所示的压力检测部的平面图，图13B是表示图11中所示的压力检测部中的静电电容元件的布置的模式图。另外，就与上述实施方式1同样的部分附加图中相同的符号，并在此不重复其说明。
如图11和图12所示，本实施方式中的阵列型静电电容式压脉波传感器1D，与上述实施方式1中的阵列型静电电容式压脉波传感器1A同样，主要包括作为第1电极的下部电极10、作为第2电极的上部电极20、和在该下部电极10与上部电极20之间配置的垫片构件30。
如图13A所示，下部电极由在按压时以在与动脉延伸方向(图中箭头X方向)大致正交的方向(图中箭头Y方向)基本上延伸成直线状的方式互相并行配置的3行带状电极组成，而上部电极20由以在与上述下部电极10的延伸方向(图中箭头Y方向)交叉的方向上延伸的方式互相并行配置的5列带状电极组成。这些下部电极10和上部电极20由例如铜箔等形成，被由硅橡胶等构成的垫片构件30以上下方向具有规定距离离开配置(参照图11和图12)。
如图13A所示，在上部电极20a的规定位置上设置折弯部21a，在一个上附加2个位置。具体地说，将折弯部21a设置在平面上看阵列型静电电容式压脉波传感器1D的压力检测部时，在与上部电极20不交叉的部分上，在与动脉的延伸方向(图中箭头X方向)交叉的方向上折弯。借此，在平面上看阵列型静电电容式压脉波传感器1D的压力检测部10，1个上部电极20与下部电极10交叉的交叉部在下部电极10延伸方向(图中箭头Y方向)在各行逐个偏移的位置上形成。
在配列成行列状的下部电极10与上部电极20的交叉部上下部电极10和上部电极20被由硅橡胶等构成的垫片构件以规定的距离离开配置。借此能将上部电极20的一部分和下部电极10的一部分相对配置，在其交叉部形成作为传感元件的m×n个(在此合计为15个)静电电容元件40。
如图13B所示，在本实施方式中的阵列型静电电容式压脉波传感器1D中，形成在位于图中上段的第1行的下部电极10上的静电电容元件组S1、形成在位于图中中段的第2行的下部电极10上的静电电容元件组S2、和形成在位于图中下段的第3行的下部电极10上的静电电容元件组S3在与动脉的延伸方向(图中箭头X方向)正交的方向(图中箭头Y方向)偏移配置。因此在平面上看压力检测部时，静电电容元件40配置成曲折状。这是通过在上部电极20的规定位置上在二个位置设置折弯部21a的结果。另外，在本实施方式中的阵列型静电电容式压脉波传感器1D中，在假设图中箭头Y方向相邻的静电电容元件40的中心位置的距离为A时，则形成在位于图中上段的第1行的下部电极10上的静电电容元件组S1、和形成在位于图中中段的第2行的下部电极10上的静电电容元件组S2在图中箭头Y方向只偏移A/3配置，形成在位于图中中段的第2行的下部电极10上的静电电容元件组S2和形成在位于图中下段的第3行的下部电极10上的静电电容元件组S3在图中箭头Y方向只偏移A/3配置。
在这样的构成的场合，也与上述的实施方式1中的静电电容式压脉波传感器1A同样，在平面上看压力检测部时静电电容元件40配置成曲折状。从而可以获得与上述实施方式同样的效果。
另外，在采用如本实施方式那样的布置(图13B中所示的布置)的场合，Y方向的传感器密度比上述实施方式1中的静电电容式压脉波传感器1A进一步提高。具体地说，如在上述的实施方式1中说明的那样，想到进行现状可能范围的微细加工的场合在采用图4B中所示的布置的场合产生的动脉中心位置与最接近的传感元件的中心位置，在图中箭头Y方向中的位置偏移最大为0.25mm～0.5mm左右，与此相反，在采用如本实施方式的布置(图13B中所示的布局)的场合，位置偏移最大被限制在0.17mm～0.33mm左右。因此，从图1中不难看出，可以将AI值的误差最大限制在0.25％左右，这个值作为压脉波传感器实用化是充分的。
(实施方式5)接着就将上述的本发明的实施方式1至4中的阵列型静电电容式压脉波传感器实际组装在脉波测定装置中的场合的一构成例进行说明。图14是本发明的实施方式5中的脉波测定装置的外观图。在图14中示出了将阵列型静电电容式脉波传感器按压在手腕上的测定状态。图15是图14中所示的测定状态中的手腕和脉波测定装置的模式剖面图。
如图14所示，本实施方式中的脉波测定装置100是用于在被检查的一个手腕上测定压脉波的，脉波测定装置100主要包括包含用于载置被检者的一个胳膊200的手腕和前臂的载置部112的载置台110、作为固定载置在该载置台110上的胳膊200的手腕部分的固定机构的紧固带130、安装在该紧固带130上并在内部装备有上述实施方式1至4中的任何一个所述的阵列型静电电容式在脉波传感器1A～1D的传感器单元120。
如图14所示，在将手腕固定在载置台110的状态，动脉210就能配置与胳膊200的延伸方向平行的方向。在该状态下，如图15所示，通过使作为内装在传感器单元120的底座122内的按压部件的袖带120膨胀，使阵列型静电电容式压脉波传感器下降，朝向手腕的表面顶压阵列型静电电容式压脉波传感器的传感面。在此，阵列型静电电容式压脉波传感器126以使在该传感面上设置的上述下部电极10在与动脉210的延伸方向大致正交的方向上延伸的方式配置。
在按压时，动脉210变成被桡骨220、阵列型静电电容式压脉波传感器126的传感面从上下方向夹着的状态，动脉210几乎被平坦地压扁，于是在平坦压扁的部分的动脉210的正上面至少放置1个静电电容式元件40。
通过这样构成的脉波测定装置，可以用能低价制作的静电电容式的压力传感器高精度且稳定地测定压脉波。
另外，虽然在上述的实施方式1至4中的阵列型静电电容式压脉波传感器中，是例示了将配置成行列状的下部电极和上部电极设定为2行×5列或3行×5列的场合，但本发明不受此特别限定。另外，虽然在上述的实施方式1至4中的阵列型静电电容式压脉波传感器中是例示了用铜箔形成下部电极和上部电极并由硅橡胶构成垫片构件的场合进行说明的，但本发明不受这些材料的特别限定。
虽然已经详细地说明示出了本发明，但这只是例示性的，不是限定性的，本发明的精神和范围当然只能由权利要求书的范围来限定。
权利要求
1.一种阵列型静电电容式压脉波传感器，是用于通过按压在人体表面上测定动脉内压的压力变动波形的阵列型静电电容式压脉波传感器，其特征在于，具有在按压时，以在与动脉延伸方向大致正交的方向上基本上延伸成直线状的方式互相并行配置的m行的第1电极(10)，置于与上述m行的第1电极(10)具有规定的距离的位置，以在与上述m行的第1电极(10)的延伸方向交叉的方向上延伸的方式互相并行配置的n列的第2电极(20)，以及在上述m行的第1电极(10)与上述n列的第2电极(20)的交叉部形成的m×n个静电电容元件(40)；上述m×n个静电电容元件(40)在平面上看配置成曲折状，上述m是大于等于2的自然数，上述n是大于等于2的自然数。
2.如权利要求1所述的阵列型静电电容式压脉波传感器，其特征在于上述n列的第2电极(20)在平面上看，在与上述m行的第1电极不交叉的部分具有在与动脉的延伸方向交叉的方向上折弯的折弯部(21a、21b)。
3.如权利要求1所述的阵列型静电电容式压脉波传感器，其特征在于上述n列的第2电极(20)基本上延伸成直线状，上述m行的第1电极(10)和上述n列的第2电极(20)在平面上看以非直角交叉。
4.一种脉波测定装置，其特征在于，包含具有如权利要求1所述的阵列型静电式压脉波传感器(1A、1B、1C)的传感器单元(120)，相对人体固定上述传感器单元(120)的固定装置(130)，以及相对人体按压上述阵列型静电电容式压脉波传感器(1A、1B、1C)的按压装置(124)。
全文摘要
阵列型静电电容式压脉波传感器(1A、1B、1C)具有在按压时以在与动脉延方向大致正交的方向上基本上延伸成直线状的方式互相并行配置的m行(m是大于等于2的自然数)的第1电极(10)，置于与上述m行的第1电极(10)具有规定的距离的位置，以在与上述m行的第1电极(10)的延伸方向交叉的方向上延伸的方式互相并行配置的n列(n是大于等于2的自然数)的第2电极(20)，在上述m行的第1电极(10)与上述n列的第2电极(20)的交叉部形成的m×n个静电电容元件(40)；上述m×n个静电电容元件(40)在平面上看配置成曲折状。通过这样构成可以实现低成本制作且可以稳定地进行压脉波测定的阵列型静电电容式压脉波传感器。
文档编号A61B5/0245GK1718157SQ20051008326
公开日2006年1月11日 申请日期2005年7月7日 优先权日2004年7月8日
发明者桥本正夫, 田部一久 申请人:欧姆龙健康医疗事业株式会社