(57)【要約】  本発明は、装着状態、対象部の肌の色、水分量、肌質、対象部の形状などが変化したとしても、対象部の動きの検出感度を良好に保つことができる生体装着型検出装置を提供する。本発明の生体装着型検出装置は、発光部と、光電変換部と、制御部と、装着部とを備え、前記装着部は、前記発光部、前記光電変換部、前記制御部を生体に装着させるように設けられ、前記発光部は、生体の動きの検出対象である対象部に向けて光を照射するように設けられ、前記光電変換部は、前記対象部からの反射光を受光し光電流を生じさせるように設けられ、前記制御部は、前記光電変換部で生じた光電流に基づいて前記対象部に照射される光量を調整するように設けられ、かつ、前記光量を調整した後に前記光電変換部で生じた光電流の変化から前記対象部の動きを検出するように設けられることを特徴とする。
2019043964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部と、光電変換部と、制御部と、装着部とを備え、
前記装着部は、前記発光部、前記光電変換部、前記制御部を生体に装着させるように設けられ、
前記発光部は、生体の動きの検出対象である対象部に向けて光を照射するように設けられ、
前記光電変換部は、前記対象部からの反射光を受光し光電流を生じさせるように設けられ、
前記制御部は、前記光電変換部で生じた光電流に基づいて前記対象部に照射される光量を調整するように設けられ、かつ、前記光量を調整した後に前記光電変換部で生じた光電流の変化から前記対象部の動きを検出するように設けられることを特徴とする生体装着型検出装置。
【請求項２】
前記発光部は、発光ダイオードを含み、
前記制御部は、前記発光ダイオードに印加する電圧の大きさを変更すること、前記発光ダイオードに流す電流の大きさを変更すること、又は前記発光ダイオードに電流を流す時間を変更することにより前記対象部に照射される光量を調整するように設けられた請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
少なくとも１つの減光フィルターをさらに備え、
前記減光フィルター及び前記制御部は、前記減光フィルターを前記発光部と前記対象部との間の照射光経路に入れること、前記発光部と前記対象部との間の照射光経路に配置した減光フィルターを他の減光フィルターに代えることにより前記対象部に照射される光量を調整するように設けられた請求項１に記載の検出装置。
【請求項４】
前記発光部と前記対象部との間の照射光経路に配置された調光構造をさらに備え、
前記調光構造及び前記制御部は、前記調光構造により前記対象部に照射される光量を調整するように設けられた請求項１に記載の検出装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記対象部に第１光量の光を照射して前記対象部の動きに伴う前記光電変換部の光電流の変化を計測し、前記対象部に第１光量とは異なる光量の光を照射して前記対象部の動きに伴う前記光電変換部の光電流の変化を計測した後、前記対象部に照射した光量のうち最も光電流の変化が大きかった光量を選択し、選択した光量の光が照射されるように対象部に照射する光量を調整するように設けられた請求項１〜４のいずれか１つに記載の検出装置。
【請求項６】
前記装着部は、前記発光部、前記光電変換部及び前記制御部を収容する筐体と、耳掛け部と、前記筐体に固定された金属製のホルダとを備え、
前記耳掛け部は、金属製の芯部と、前記芯部を覆うゴム部とを有し、
前記耳掛け部は、前記ホルダ及び前記芯部のうちどちらか一方に設けられた凸部が他方に設けられた凹部又は開口に嵌合することにより前記筐体に着脱可能に固定された請求項１〜５のいずれか１つに記載の検出装置。
【請求項７】
前記凸部は、半球形状の突起である請求項６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、生体装着型検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生活習慣の改善、病気の早期発見、体調管理などの観点からウェアラブルセンサが注目されている。
例えば、咀嚼の回数を計測することができるウェアラブルセンサが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。このセンサでは、測距センサを用いてセンサと顎との間の距離を測定することにより顎の動きを検出し咀嚼回数を計測している。
食事の際の咀嚼回数が少ないと、肥満を引き起こす場合や、消化不良を引き起こす場合がある。このため、ウェアラブルセンサにより咀嚼回数を数値化することにより、容易に咀嚼回数を確認することができ、十分な咀嚼回数で食事をすることができる。また、咀嚼回数を管理することができるため、健康管理に利用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２０８６３３号公報
【特許文献２】特開２０１５−２０８６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の咀嚼回数を計測するウェアラブルセンサでは、測距センサの仕様が固定されており、センサと顎との間の距離を測定する際に、ウェアラブルセンサの装着状態や肌の色、肌の状態、照明（白熱灯、蛍光灯、ＬＥＤ）、場所（屋内、屋外）などにより顎の動きを検出する精度が低下する可能性がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、装着状態、対象部の肌の色、水分量、肌質、対象部の形状などが変化したとしても、対象部の動きの検出感度を良好に保つことができる生体装着型検出装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、発光部と、光電変換部と、制御部と、装着部とを備え、前記装着部は、前記発光部、前記光電変換部、前記制御部を生体に装着させるように設けられ、前記発光部は、生体の動きの検出対象である対象部に向けて光を照射するように設けられ、前記光電変換部は、前記対象部からの反射光を受光し光電流を生じさせるように設けられ、前記制御部は、前記光電変換部で生じた光電流に基づいて前記対象部に照射される光量を調整するように設けられ、かつ、前記光量を調整した後に前記光電変換部で生じた光電流の変化から前記対象部の動きを検出するように設けられることを特徴とする生体装着型検出装置を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
前記発光部は、生体の動きの検出対象である対象部に向けて光を照射するように設けられ、前記光電変換部は、前記対象部からの反射光を受光し光電流を生じさせるように設けられる。このため、対象部が動くことにより、対象部に照射された光のうち光電変換部に反射される光の量を変化させることができ、光電変換部に生じる光電流の大きさを変化させることができる。
前記制御部は、前記光電変換部で生じた光電流に基づいて前記対象部に照射される光量を調整するように設けられる。このため、生体装着型検出装置の装着状態や対象部である肌の色、肌の状態などに応じて適切な光量の光を対象部に照射することができる。
前記制御部は、前記光量を調整した後に光電変換部で生じた光電流の変化から前記対象部の動きを検出するように設けられる。このため、装着状態、対象部の肌の色、水分量、肌質、対象部の形状などの不確定要素によらず、対象部の動きをその装着状態や肌の状態に合わせ最適に検出することができる。従って、装着状態、対象部の肌の色、水分量、肌質、対象部の形状などが変化したとしても、対象部の動きの検出感度を良好に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態の生体装着型検出装置の概略斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態の生体装着型検出装置を装着した状態の概略図である。
【図３】本発明の一実施形態の生体装着型検出装置の概略断面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は発光部及び光電変換部と対象部との間の距離が変化した場合の光経路の説明図である。
【図５】本発明の一実施形態の生体装着型検出装置により得られる咀嚼波形の説明図である。
【図６】本発明の一実施形態の生体装着型検出装置の最適化処理のフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態の生体装着型検出装置の回数計測処理のフローチャートである。
【図８】（ａ）（ｂ）は、本発明の一実施形態の生体装着型検出装置を用いて対象部の動きを検出する際の光経路の説明図である。
【図９】本発明の一実施形態の生体装着型検出装置の最適化処理のフローチャートである。
【図１０】図３の破線で囲んだ範囲Ａの概略拡大図である。
【図１１】本発明の一実施形態の生体装着型検出装置の概略分解図である。
【図１２】（ａ）はホルダの概略斜視図であり、（ｂ）はホルダの概略側面図である。
【図１３】実験結果を示すグラフである。
【図１４】実験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の生体装着型検出装置は、発光部と、光電変換部と、制御部と、装着部とを備え、前記装着部は、前記発光部、前記光電変換部、前記制御部を生体に装着させるように設けられ、前記発光部は、生体の動きの検出対象である対象部に向けて光を照射するように設けられ、前記光電変換部は、前記対象部からの反射光を受光し光電流を生じさせるように設けられ、前記制御部は、前記光電変換部で生じた光電流に基づいて前記対象部に照射される光量を調整するように設けられ、かつ、前記光量を調整した後に前記光電変換部で生じた光電流の変化から前記対象部の動きを検出するように設けられることを特徴とする。
【０００９】
前記発光部は、発光ダイオードを含むことが好ましく、前記制御部は、発光ダイオードに印加する電圧の大きさを変更すること、発光ダイオードに流す電流の大きさを変更すること、又は発光ダイオードに電流を流す時間を変更することにより対象部に照射される光量を調整するように設けられることが好ましい。このことにより、対象部に照射される光の光量を容易に調整することができる。
本発明の検出装置は、少なくとも１つの減光フィルターを備えることが好ましく、前記減光フィルター及び前記制御部は、減光フィルターを発光部と対象部との間の照射光経路に入れること、発光部と対象部との間の照射光経路に配置した減光フィルターを他の減光フィルターに代えることにより対象部に照射される光量を調整するように設けられることが好ましい。このことにより、対象部に照射される光の光量を容易に調整することができる。
【００１０】
本発明の検出装置は、発光部と対象部との間の照射光経路に配置された調光構造をさらに備えることが好ましく、前記調光構造及び前記制御部は、調光構造により対象部に照射される光量を調整するように設けられることが好ましい。このことにより、対象部に照射される光の光量を容易に調整することができる。
前記制御部は、対象部に第１光量の光を照射して対象部の動きに伴う光電変換部の光電流の変化を計測し、対象部に第１光量とは異なる光量の光を照射して対象部の動きに伴う光電変換部の光電流の変化を計測した後、対象部に照射した光量のうち最も光電流の変化が大きかった光量を選択し、選択した光量の光が照射されるように対象部に照射する光量を調整するように設けられることが好ましい。このことにより、検出感度が高くなるように対象部に照射する光の光量を調整することができる。
【００１１】
前記装着部は、発光部、光電変換部及び制御部を収容する筐体と、耳掛け部と、筐体に固定された金属製のホルダとを備えることが好ましい。また、前記耳掛け部は、金属製の芯部と、芯部を覆うゴム部とを有することが好ましい。さらに、前記耳掛け部は、ホルダ及び芯部のうちどちらか一方に設けられた凸部が他方に設けられた凹部又は開口に嵌合することにより筐体に着脱可能に固定されることが好ましい。また、前記凸部は、半球形状の突起であることが好ましい。このことにより、検出装置をフィット感よく耳に装着することができる。また、耳掛け部の取り付け、取り外しにより、検出装置が破損することを抑制することができる。さらに、凸部が凹部又は開口に嵌合した際に、ユーザーがクリック感を得ることができるため、芯部がホルダの正しい位置に挿入されたことをユーザーが認識することができる。
【００１２】
以下、複数の実施形態を参照して本発明をより詳細に説明する。図面や以下の記述中で示す構成は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。
【００１３】
第１実施形態
図１〜６は、第１実施形態の生体装着型検出装置に関する図面である。図面の説明は、上記の説明と同様である。
第１実施形態の生体装着型検出装置５０は、発光部３と、光電変換部４と、制御部５と、装着部６とを備え、装着部６は、発光部３、光電変換部４、制御部５を生体に装着させるように設けられ、発光部３は、生体の動きの検出対象である対象部８に向けて光を照射するように設けられ、光電変換部４は、対象部８からの反射光を受光し光電流を生じさせるように設けられ、制御部５は、光電変換部４で生じた光電流に基づいて対象部８に照射される光量を調整するように設けられ、かつ、前記光量を調整した後に光電変換部４で生じた光電流の変化から対象部８の動きを検出するように設けられることを特徴とする。
【００１４】
生体装着型検出装置５０は、ウェアラブル装置であり、生体の動きを検出する装置である。検出装置５０が検出する生体の動きは、例えば、顎、筋肉、腕、脚などの動きである。これらの動きを検出する際には、これらの部位の肌や服など（対象部８）の動きを検出装置５０により検出することができる。
対象部８は、生体の動きの検出対象となる部分である。この対象部８の動きを検出装置５０で検出することにより、生体の動きを検出する。例えば、検出装置５０により咀嚼を検出する場合、耳の下の下あごの肌の動きを検出装置５０で検出することにより咀嚼を検出することができる。例えば、図１に示したような検出装置５０を図２に示したように、耳に装着することにより、下あごの肌の動きを検出することが可能である。
検出装置５０が検出する生体の動きは、体の内部の動きであってもよい。例えば、検出装置５０により血管の脈動を検出することができる。この場合、血管や血管を流れる血液が対象部８となる。
【００１５】
装着部６は、発光部３、光電変換部４、制御部５を生体に装着させるように設けられる。このことにより、検出装置５０を体に装着することができ、連続的に対象部８の動きを検出することができる。
例えば、装着部６は、発光部３、光電変換部４、制御部５を収容する筐体１５と、筐体１５を生体に装着する部分とを有することができる。例えば、装着部６は、図１、２のように、筐体１５と耳掛け部１６とを有し、検出装置５０を耳に装着するように設けることができる。また、装着部６は、筐体１５とバンドとを有し、検出装置５０を腕などに装着するように設けることができる。また、装着部６は、筐体１５と粘着部とを有し、検出装置５０を肌などに粘着させるように設けることもできる。
制御部５は、発光部３、光電変換部４などを制御する部分である。制御部５は、演算部、記憶部、入力部、出力部、通信部、発光制御部、電源回路などを有することができる。例えば、制御部５は、制御基板を有することができる。
【００１６】
発光部３は、生体の動きの検出対象である対象部８に向けて光を照射するように設けられる。発光部３が発する光は、光電変換部４によりその反射光を検出することができれば特に限定されないが、例えば、赤外光、赤色光、緑色光、青色光などである。
発光部３は、発光体とレンズとを備えることができる。発光体は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザ素子、エレクトロルミネセンス素子などである。
発光部３に含まれる発光体は、発光ダイオードであることが好ましい。発光ダイオードに印加する電圧の大きさを変更すること、発光ダイオードに流す電流の大きさを変更すること、発光ダイオードに電流を流す時間を変更することなどにより、発光部３の輝度を変更することができ、対象部８に照射される光量を調整することができる。
また、発光部３がレンズを備えることにより、対象部８に効率よく光を照射することができる。
【００１７】
光電変換部４は、発光部３により照射された対象部８からの反射光を受光し光電流を生じさせるように設けられる。光電変換部４は、例えば、フォトトランジスタ、フォトダイオード、光電池を含むことができる。また、光電変換部４はレンズを含むことができる。このことにより、効率よく光電変換することができる。また、このレンズは、フィルターを備えてもよい。例えば、発光部３が赤外光を対象部８に照射し、この対象部８からの反射光を光電変換部４が受光する場合、光電変換部４のレンズは、可視光遮断フィルターを備えることができる。このことにより、光電変換部４の光電変換が照明光などの影響を受けることを抑制することができ、検出装置５０の検出感度を高くすることができる。
【００１８】
発光部３と光電変換部４は、並べて配置することができる。このことにより、発光部３により照射された対象部８からの反射光が光電変換部４に入射しやすくなる。
また、発光部３と光電変換部４との間に隔壁２６を設けることができる。このことにより、発光部３が発光した光が直接光電変換部４に入射することを抑制することができる。
また、検出装置５０は、発光部３から対象部８に照射される光の光照射経路、及び対象部８からの反射光が光電変換部４に入射する光の光反射経路を挟んで設けられたスペーサ２９を有することができる。このことにより、発光部３及び光電変換部４と、対象部８との間の距離が小さくなりすぎることを抑制することができ、対象部８の動きを感度よく検出することができる。
【００１９】
発光部３の発光は、図４（ａ）のように対象部８に照射される。対象部８に照射された光は、対象部８で透過、散乱又は反射される。そして、対象部８で反射された光の一部が光電変換部４に入射し、光電変換され光電流が生じる。図４（ａ）→図４（ｂ）のように対象部８が動き、発光部３及び光電変換部４と対象部８との間の距離Ｄ1、Ｄ2が変化する。また、対象部８への光の入射角度が変化する。このため、対象部８における光の透過、散乱、反射が変化する。この結果、光電変換部４に入射する光量が変化し、光電変換部４で生じる光電流の大きさが変化する。
【００２０】
例えば、図２のように検出装置５０を耳に装着し、顎（対象部８）の動きから咀嚼を検出する場合、咀嚼により、発光部３及び光電変換部４と対象部８との間の距離Ｄは、図４（ａ）（ｂ）のように周期的に変化する。また、対象部８への光の入射角度も周期的に変化する。このため、光電変換部４で生じる光電流の大きさも周期的に変化する。例えば、光電変換部４で生じる光電流の大きさは、図５のように変化する。このような光電流の大きさの変化の繰り返しの回数を検出することにより、咀嚼回数を検出することができる。咀嚼回数を検出する場合、繰り返される光電流の変化の大きさが大きいほど検出感度が高くなり、光電流の変化の大きさが小さいほど検出感度は低くなる。
【００２１】
検出装置５０の検出感度は、検出装置５０の装着状態や、対象部８の肌の色、水分量、肌質や、対象部８の動き方、照明（白熱灯、蛍光灯、ＬＥＤ）、場所（屋内、屋外）などにより変化する。このため、本実施形態では、対象部８の動きの検出処理を始める前に、制御部５などにより、光電変換部４で生じた光電流に基づいて対象部８に照射される光量を調整する（最適化処理）。例えば、図６に示したフローチャートのように光量を調整することができる。
例えば、対象部８に光を照射することができるように検出装置５０を生体に装着し（ステップＳ１）、発光部３により所定の光量の光を対象部８に照射する（ステップＳ２）。この所定の光量は、対象部８の動きを検出するために最も良好と思われる光量に設定することができる。そして、照射した対象部８からの反射光により光電変換部４に生じる光電流の大きさを計測する（ステップＳ３）。
【００２２】
その後、光電流の計測値と制御部８に記憶したデータとから対象部８へ照射する光量を算出する（ステップＳ４）。このデータは、予め制御部に記憶させている、光電流の計測値と、検出感度が高くなる照射光量との関係のデータである。このデータは、光電流の計測値と、発光部３の輝度（又はそれに対応する電圧値、電流値、電流を流す時間）との関係のデータであってもよい。
次に、算出した光量の光が対象部８に照射されるように光量を調整する（ステップＳ５）。例えば、発光部３が発光ダイオードを含む場合、発光ダイオードに印加する電圧の大きさを変更すること、発光ダイオードに流す電流の大きさを変更すること、発光ダイオードに電流を流す時間を変更することなどにより、発光部３の輝度を変更することができ、対象部８に照射される光量を調整することができる。
【００２３】
例えば、発光ダイオードと直列に接続した可変抵抗を設け、この可変抵抗の抵抗値を調整することにより発光ダイオードに流れる電流又は発光ダイオードに印加される電圧を調整することができ、発光ダイオードの輝度を調整することができる。また、例えば発光ダイオードをＰＷＭ制御する場合、パルス幅を変え点灯時間の比率（デューティ比）を調整することにより発光ダイオードの輝度を調整することができる。
【００２４】
その後、図７に示したフローチャートのように回数計測処理を行うことができる。例えば、調整した光量で対象部８を照射しながら光電変換部４で生じる光電流を計測し、光電流の変化から対象部８の動きを検出する（ステップＳ１２、Ｓ１３）。このように、光量を調整した後に、対象部８の動きを検出することにより、検出装置５０の装着状態や対象部８の状態が変わったとしても感度よく対象部８の動きを検出することができる。
そして、対象部８の動きの回数を算出し（ステップＳ１４）、算出した回数をモニタなどに出力する（ステップＳ１５）。このモニタは、検出装置５０が備えたモニタであってもよく、検出装置５０と無線でつながったモニタであってもよく、スマートフォン、タブレットＰＣ、ノートパソコンなどのモバイル端末であってもよい。また、算出した回数をパソコンなどに出力し、咀嚼回数をパソコンに記憶させてもよい。
なお、ここでは、最適化処理と回数計測処理とを別々のフローとして説明したが、これらの処理は一連の処理であってもよい。
【００２５】
第２実施形態
第２実施形態では、最適化処理において、対象部８に照射する光の光量を算出した後、減光フィルター１０を用いて対象部８に照射される光の光量を調整する。その他の構成は、第１実施形態と同じである。また、上記の第１実施形態についての記載は、矛盾がない限り第２実施形態についても当てはまる。
【００２６】
検出装置５０は、発光部３と対象部８との間の照射光経路に配置することができる減光フィルター１０を備えることができる。減光フィルター１０は、発光部３と対象部８との間の照射光経路に挿入でき、また、照射光経路から引き抜くことができるように設けることができる。このことにより、減光フィルター１０を通過していない光、及び減光フィルター１０を通過した光のうちどちらか一方を対象部８に照射することが可能になり、対象部８に照射する光の光量を調整することが可能になる。減光フィルターの出し入れは、制御部８により制御することができる。例えば、減光フィルター１０は、図８（ａ）のように設けることができる。
【００２７】
検出装置５０は、発光部３と対象部８との間の照射光経路に配置することができる複数の減光フィルター１０を備えることができる。各減光フィルター１０は、別々に照射光経路に出し入れができるように設けることができる。また、各減光フィルター１０は、異なる透過率を有することができる。このことにより、複数の減光フィルター１０を利用して対象部８に照射する光の光量を調整することができる。
【００２８】
第３実施形態
第３実施形態では、最適化処理において、対象部８に照射する光の光量を算出した後、調光構造１２を用いて対象部８に照射される光の光量を調整する。その他の構成は、第１実施形態と同じである。また、上記の第１実施形態についての記載は、矛盾がない限り第３実施形態についても当てはまる。
【００２９】
検出装置５０は、発光部３と対象部８との間の照射光経路に配置された調光構造１２を備えることができる。調光構造１２は、対象部８に照射される光を調光することができるものであれば、特に限定されないが、例えば、可動式の遮光板である。遮光板が照射光経路と平行となるように遮光板を動かすと、発光部３から発光された光のほとんどが対象部８に照射される。遮光板を照射光経路に斜交するように遮光板を動かすと、発光部３から発光された光のうち一部が遮光板により遮られ、対象部８に照射される光の光量が小さくなる。従って、遮光板の傾きを変えることにより、対象部８に照射される光の光量を調整することができる。調光構造１２による調光は、制御部５により制御することができる。調光構造１２は、例えば、図８（ｂ）のように設けることができる。
【００３０】
第４実施形態
第４実施形態では、最適化処理において、対象部８に第１光量の光を照射して対象部８の動きに伴う光電変換部４の光電流の変化を計測し、対象部８に第１光量とは異なる光量の光を照射して対象部８の動きに伴う光電変換部４の光電流の変化を計測した後、対象部８に照射した光量のうち最も光電流の変化が大きかった光量を選択し、選択した光量の光が照射されるように対象部８に照射する光量を調整する。その他の構成は、第１〜３実施形態と同じである。また、上記の第１〜３実施形態についての記載は、矛盾がない限り第４実施形態についても当てはまる。
【００３１】
本実施形態では、例えば、図９に示したフローチャートのように光量を調整することができる。
例えば、対象部８に光を照射することができるように検出装置５０を生体に装着し（ステップＳ２１）、発光部３により第１光量の光を対象部８に照射しながら対象部８の動きに伴い光電変換部４で生じる光電流の変化を計測する（ステップＳ２２、Ｓ２３）。
次に、対象部８に照射する光の光量を第２光量に変更し、対象部８の動きに伴い光電変換部４で生じる光電流の変化を計測する（ステップＳ２４、Ｓ２５）。
このような光電流の変化の計測を、光量を変えて２、３、４、５、６、７又は８回行ってもよい（ステップＳ２６、Ｓ２７）。
【００３２】
次に、対象部８に照射した複数の光量のうち最も光電流の変化が大きかった光量を選択する（ステップ２８）。そして、対象部８に選択した光量の光が照射されるように対象部８に照射する光量を調整する（ステップＳ２９）。光量の調整は、第１実施形態のように発光ダイオードに流す電流を制御することにより行ってもよく、第２実施形態のように減光フィルター１０を用いて行ってもよく、第３実施形態のように調光構造１２を用いて行ってもよい。
【００３３】
その後、図７に示したフローチャートのように回数計測処理を行うことができる。例えば、調整した光量で対象部８を照射しながら光電変換部４で生じる光電流を計測し、光電流の変化から対象部８の動きを検出する（ステップＳ１２、Ｓ１３）。このように、光量を調整した後に、対象部８の動きを検出することにより、検出装置５０の装着状態や対象部８の状態が変わったとしても感度よく対象部８の動きを検出することができる。
そして、対象部８の動きの回数を算出し（ステップＳ１４）、算出した回数をモニタなどに出力する（ステップＳ１５）。
なお、ここでは、最適化処理と回数計測処理とを別々のフローとして説明したが、これらの処理は一連の処理であってもよい。
【００３４】
第５実施形態
第５実施形態は、装着部６の構造に関する。上記の第１〜４実施形態についての記載は、矛盾がない限り第４実施形態についても当てはまる。
図３は本実施形態の生体装着型検出装置５０の概略断面図であり、図１０は図３の破線で囲んだ範囲Ａにおける検出装置５０の部分断面図である。図１１は本実施形態の検出装置５０の概略分解図であり、図１２（ａ）はホルダ１８の概略斜視図であり、図１２（ｂ）はホルダ１８の概略側面図である。
本実施形態では、装着部６は、発光部３、光電変換部４及び制御部５を収容する筐体１５と、耳掛け部１６と、筐体１５に固定された金属製のホルダ１８とを備える。
耳掛け部１６は、金属製の芯部２０と、芯部２０を覆うゴム部２１とを有する。耳掛け部１６がこのような構成を有することにより、検出装置５０をフィット感よく耳に装着することができる。
【００３５】
耳掛け部１６は、筐体１５に固定された金属製のホルダ１８及び耳掛け部１８の芯部２０のうちどちらか一方に設けられた凸部２４が他方に設けられた凹部又は開口２３に嵌合することにより筐体１５に着脱可能に固定される。
耳掛け部１６を筐体１５に着脱可能に固定することにより、ユーザーの耳形状に合った耳掛け部１６に取り替えることができる。このため、ユーザーが自分に合った耳掛け部１６を選択して筐体１５に取り付けることにより、検出装置５０をフィット感よく耳に装着することができる。
【００３６】
芯部２０及びホルダ１８の両方が金属製であるため、芯部２０又はホルダ１８を弾性変形させることができ、凸部２４を凹部又は開口２３に嵌合させたり、凸部２４を凹部又は開口２３から抜き出したりすることが可能になる。このため、耳掛け部１６を筐体１５に着脱可能に固定することが可能になる。
また、芯部２０及びホルダ１８の両方が金属製であり剛性であるため、耳掛け部１６の取り付け、取り外しにより、検出装置５０が破損することを抑制することができる。また、凸部２４が凹部又は開口２３に嵌合した際に、ユーザーがクリック感を得ることができるため、芯部２０がホルダ１８の正しい位置に挿入されたことをユーザーが認識することができる。このため、ユーザーに利用性を向上させることができる。
【００３７】
例えば、図３、９、１０、１１に示したように、ホルダ１８は、コ字形状の断面を有することができ、コ字形状の内側面において、向かい合うように設けられた２つの半球状の凸部２４ａ、２４ｂを有することができる。また、芯部２０の端部は、ホルダ１８のコ字形状の内側に芯部２０の端部を挿入することができるように設けることができ、凸部２４ａ、２４ｂが嵌合する開口２３を有する。このことにより、ホルダ１８に芯部２０の端部を挿入する際や、ホルダ１８から芯部２０を抜き出す際に、ホルダ１８を弾性変形させることができ、耳掛け部１６を筐体１５に着脱可能に固定することができる。
ここでは、芯部２０に開口２３を設けているが、開口２３の代わりに凹部を設けてもよい。また、芯部２０に凸部を設け、ホルダ１８に開口又は凹部を設けてもよい。
【００３８】
光電流計測実験
図１、３に示したような生体装着型検出装置を作製した。発光部及び光電変換部には、反射型フォトインタラプタ（シャープ株式会社製GP2S700HCP）（発光部は、赤外発光ダイオードであり、光電変換部はフォトトランジスタである）を用いた。
発光部の発光ダイオードに印加する電圧を１．７Ｖ、１．９Ｖ、２．１Ｖ、２．４Ｖ又は２．８Ｖとすることにより、発光部の輝度を変えた。印加電圧が大きいほど、発光ダイオードの輝度は大きくなる。
【００３９】
また、各印加電圧において、発光部及び光電変換部と、皮膚との間の距離を３ｍｍ〜１０ｍｍまで（０．５ｍｍ刻み）変化させて光電変換部で生じる光電流を計測した。測定結果を図１３、図１４に示す。図１３は、距離に対する相対光電流の変化を示しており、図１４は、距離に対する電流変位を示している。この電流変位が大きいほど皮膚の動きの検出感度が高いことを示している。
距離が３ｍｍ〜５ｍｍでは、発光部の輝度が比較的小さいほうが皮膚の動きの検出感度が高いことがわかった。また、距離が５ｍｍ〜１０ｍｍでは発光部の輝度が比較的大きいほうが皮膚の動きの検出感度が高いことがわかった。
このことから、皮膚の動きを検出する前に、検出感度が高くなるように発光部の輝度を調整することにより、感度よく皮膚の動きを検出することができることがわかった。
【符号の説明】
【００４０】
３：発光部    ４：光電変換部    ５：制御部    ６：装着部    ８：対象部    １０：減光フィルター    １２：調光構造    １５：筐体    １６：耳掛け部    １８：ホルダ    ２０：芯部    ２１：ゴム部    ２３：開口    ２４、２４ａ、２４ｂ：凸部    ２６：隔壁    ２８：フォトインタラプタ    ２９：スペーサ    ５０：生体装着型検出装置
【図１】
2019043964.tif 000003
【図２】
2019043964.tif 000004
【図３】
2019043964.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年2月26日(2020.2.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部と、光電変換部と、制御部と、装着部とを備え、
前記装着部は、前記発光部、前記光電変換部、前記制御部を生体に装着させるように設けられ、
前記発光部は、生体の動きの検出対象である対象部に向けて光を照射するように設けられ、
前記光電変換部は、前記対象部からの反射光を受光し光電流を生じさせるように設けられ、
前記制御部は、前記光電変換部で生じた光電流に基づいて前記対象部に照射される光量を調整するように設けられ、かつ、前記光量を調整した後に前記光電変換部で生じた光電流の変化から前記対象部の動きを検出するように設けられ、
前記装着部は、前記発光部、前記光電変換部及び前記制御部を収容する筐体と、耳掛け部と、前記筐体に固定されたホルダを備えることを特徴とする生体装着型検出装置。
【請求項２】
前記発光部は、発光ダイオードを含み、
前記制御部は、前記発光ダイオードに印加する電圧の大きさを変更すること、前記発光ダイオードに流す電流の大きさを変更すること、又は前記発光ダイオードに電流を流す時間を変更することにより前記対象部に照射される光量を調整するように設けられた請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
少なくとも１つの減光フィルターをさらに備え、
前記減光フィルター及び前記制御部は、前記減光フィルターを前記発光部と前記対象部との間の照射光経路に入れること、前記発光部と前記対象部との間の照射光経路に配置した減光フィルターを他の減光フィルターに代えることにより前記対象部に照射される光量を調整するように設けられた請求項１に記載の検出装置。
【請求項４】
前記発光部と前記対象部との間の照射光経路に配置された調光構造をさらに備え、
前記調光構造及び前記制御部は、前記調光構造により前記対象部に照射される光量を調整するように設けられた請求項１に記載の検出装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記対象部に第１光量の光を照射して前記対象部の動きに伴う前記光電変換部の光電流の変化を計測し、前記対象部に第１光量とは異なる光量の光を照射して前記対象部の動きに伴う前記光電変換部の光電流の変化を計測した後、前記対象部に照射した光量のうち最も光電流の変化が大きかった光量を選択し、選択した光量の光が照射されるように対象部に照射する光量を調整するように設けられた請求項１〜４のいずれか１つに記載の検出装置。
【請求項６】
前記耳掛け部は、前記ホルダ及び前記芯部のうちどちらか一方に設けられた凸部が他方に設けられた凹部又は開口に嵌合することにより前記筐体に着脱可能に固定された請求項１〜５のいずれか１つに記載の検出装置。
【請求項７】
前記凸部は、半球形状の突起である請求項６に記載の検出装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
その後、光電流の計測値と制御部５に記憶したデータとから対象部８へ照射する光量を算出する（ステップＳ４）。このデータは、予め制御部に記憶させている、光電流の計測値と、検出感度が高くなる照射光量との関係のデータである。このデータは、光電流の計測値と、発光部３の輝度（又はそれに対応する電圧値、電流値、電流を流す時間）との関係のデータであってもよい。
次に、算出した光量の光が対象部８に照射されるように光量を調整する（ステップＳ５）。例えば、発光部３が発光ダイオードを含む場合、発光ダイオードに印加する電圧の大きさを変更すること、発光ダイオードに流す電流の大きさを変更すること、発光ダイオードに電流を流す時間を変更することなどにより、発光部３の輝度を変更することができ、対象部８に照射される光量を調整することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
検出装置５０は、発光部３と対象部８との間の照射光経路に配置することができる減光フィルター１０を備えることができる。減光フィルター１０は、発光部３と対象部８との間の照射光経路に挿入でき、また、照射光経路から引き抜くことができるように設けることができる。このことにより、減光フィルター１０を通過していない光、及び減光フィルター１０を通過した光のうちどちらか一方を対象部８に照射することが可能になり、対象部８に照射する光の光量を調整することが可能になる。減光フィルターの出し入れは、制御部５により制御することができる。例えば、減光フィルター１０は、図８（ａ）のように設けることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
次に、対象部８に照射した複数の光量のうち最も光電流の変化が大きかった光量を選択する（ステップＳ２８）。そして、対象部８に選択した光量の光が照射されるように対象部８に照射する光量を調整する（ステップＳ２９）。光量の調整は、第１実施形態のように発光ダイオードに流す電流を制御することにより行ってもよく、第２実施形態のように減光フィルター１０を用いて行ってもよく、第３実施形態のように調光構造１２を用いて行ってもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
第５実施形態
第５実施形態は、装着部６の構造に関する。上記の第１〜４実施形態についての記載は、矛盾がない限り第５実施形態についても当てはまる。
図３は本実施形態の生体装着型検出装置５０の概略断面図であり、図１０は図３の破線で囲んだ範囲Ａにおける検出装置５０の部分断面図である。図１１は本実施形態の検出装置５０の概略分解図であり、図１２（ａ）はホルダ１８の概略斜視図であり、図１２（ｂ）はホルダ１８の概略側面図である。
本実施形態では、装着部６は、発光部３、光電変換部４及び制御部５を収容する筐体１５と、耳掛け部１６と、筐体１５に固定された金属製のホルダ１８とを備える。
耳掛け部１６は、金属製の芯部２０と、芯部２０を覆うゴム部２１とを有する。耳掛け部１６がこのような構成を有することにより、検出装置５０をフィット感よく耳に装着することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
耳掛け部１６は、筐体１５に固定された金属製のホルダ１８及び耳掛け部１６の芯部２０のうちどちらか一方に設けられた凸部２４が他方に設けられた凹部又は開口２３に嵌合することにより筐体１５に着脱可能に固定される。
耳掛け部１６を筐体１５に着脱可能に固定することにより、ユーザーの耳形状に合った耳掛け部１６に取り替えることができる。このため、ユーザーが自分に合った耳掛け部１６を選択して筐体１５に取り付けることにより、検出装置５０をフィット感よく耳に装着することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
例えば、図３、１０、１１、１２に示したように、ホルダ１８は、コ字形状の断面を有することができ、コ字形状の内側面において、向かい合うように設けられた２つの半球状の凸部２４ａ、２４ｂを有することができる。また、芯部２０の端部は、ホルダ１８のコ字形状の内側に芯部２０の端部を挿入することができるように設けることができ、凸部２４ａ、２４ｂが嵌合する開口２３を有する。このことにより、ホルダ１８に芯部２０の端部を挿入する際や、ホルダ１８から芯部２０を抜き出す際に、ホルダ１８を弾性変形させることができ、耳掛け部１６を筐体１５に着脱可能に固定することができる。
ここでは、芯部２０に開口２３を設けているが、開口２３の代わりに凹部を設けてもよい。また、芯部２０に凸部を設け、ホルダ１８に開口又は凹部を設けてもよい。
【国際調査報告】
2019043964.tif 000017
2019043964.tif 000018