(57)【要約】【課題】従来技術に比較して高精度で咀嚼回数を検出することができる咀嚼回数検出装置を提供する。【解決手段】咀嚼回数検出装置は、光センサを含み、被験者の咀嚼運動に伴って動く外耳道の運動の変化を検出して第１の検出信号を出力する第１の検出手段と、上記第１の検出信号を所定の第１のしきい値と比較して第１の比較結果信号を出力する第１の比較手段と、圧力センサ、光センサ又は加速度センサを含み、上記被験者の咀嚼運動に伴って動く顎の運動の変化を検出して第２の検出信号を出力する第２の検出手段と、上記第２の検出信号を所定の第２のしきい値と比較して第２の比較結果信号を出力する第２の比較手段と、第１及び第２の比較結果信号がそれぞれ出力されるときの回数を計数して第１及び第２の計数回数として出力する計数手段と、第１及び第２の計数回数に基づいて被験者の咀嚼回数を演算して出力する制御手段とを備える。【選択図】図２
2018023748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光センサを含み、被験者の咀嚼運動に伴って動く外耳道の運動の変化を検出して第１の検出信号を出力する第１の検出手段と、
上記第１の検出信号を所定の第１のしきい値と比較して第１の比較結果信号を出力する第１の比較手段と、
圧力センサ、光センサ又は加速度センサを含み、上記被験者の咀嚼運動に伴って動く顎の運動の変化を検出して第２の検出信号を出力する第２の検出手段と、
上記第２の検出信号を所定の第２のしきい値と比較して第２の比較結果信号を出力する第２の比較手段と、
上記第１及び第２の比較結果信号がそれぞれ出力されるときの回数を計数して第１及び第２の計数回数として出力する計数手段と、
上記第１及び第２の計数回数に基づいて被験者の咀嚼回数を演算して出力する制御手段とを備えたことを特徴とする咀嚼回数検出装置。
【請求項２】
上記計数手段は、上記第１及び第２の計数回数に対して所定の論理演算を行って、当該論理演算結果の回数を上記制御手段に出力し、
上記制御手段は、上記論理演算結果の回数に基づいて被験者の咀嚼回数を演算して出力することを特徴とする請求項１記載の咀嚼回数検出装置。
【請求項３】
上記制御手段は、被験者の飲み込む動作までの複数の咀嚼回数を記憶する記憶装置を備え、上記複数の咀嚼回数の分布を出力することを特徴とする請求項１又は２記載の咀嚼回数検出装置。
【請求項４】
上記第１の比較結果信号の信号幅を検出して、当該信号幅が所定のしきい値以上であるときに上記咀嚼運動後の飲み込み動作であると判断して、上記計数手段の計数回数をリセットする信号幅検出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１つに記載の咀嚼回数検出装置。
【請求項５】
上記計数手段は、上記第１及び第２の比較結果信号が所定の時間窓幅の範囲内で出力されるときに出力信号を発生して当該出力信号の回数を計数して咀嚼回数として出力することを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１つに記載の咀嚼回数検出装置。
【請求項６】
上記制御手段は、上記咀嚼回数が所定のしきい値回数以上になったときに、嚥下指示を報知することを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか１つに記載の咀嚼回数検出装置。
【請求項７】
上記制御手段は、上記嚥下指示を音声として報知することを特徴とする請求項６記載の咀嚼回数検出装置。
【請求項８】
光センサを含み、被験者の咀嚼運動に伴って動く外耳道の運動の変化を検出して第１の検出信号を出力する第１の検出手段と、
圧力センサ、光センサ又は加速度センサを含み、上記被験者の咀嚼運動に伴って動く顎の運動の変化を検出して第２の検出信号を出力する第２の検出手段と、
上記第１の検出信号と上記第２の検出信号とに基づいて、上記被験者の咀嚼回数を計数する制御手段とを備え、
上記制御手段は、
（１）上記第２の検出信号のレベルが、所定の第２の中間値よりも所定値だけ高い値から上記第２の中間値までの第２の上側範囲から、上記第２の中間値を介して、上記第２の中間値から上記第２の中間値よりも所定値小さい値までの第２の下側範囲になったときに第１の咀嚼判定を行って咀嚼回数を増大させ、
（２）上記第１の咀嚼判定を行って咀嚼回数を増大させないときには、上記第１の検出信号のレベルが、所定の第１の中間値よりも所定値だけ高い値から上記第１の中間値までの第１の上側範囲から、上記第１の中間値を介して、上記第１の中間値から上記第１の中間値よりも所定値小さい値までの第１の下側範囲になったときに第２の咀嚼判定を行って咀嚼回数を増大させるように、上記咀嚼回数を計数することを特徴とする咀嚼回数検出装置。
【請求項９】
上記制御手段は、被験者の飲み込む動作までの複数の咀嚼回数を記憶する記憶装置を備え、上記複数の咀嚼回数の分布を出力することを特徴とする請求項８記載の咀嚼回数検出装置。
【請求項１０】
上記制御手段は、上記咀嚼回数が所定のしきい値回数以上になったときに、嚥下指示を報知することを特徴とする請求項８又は９記載の咀嚼回数検出装置。
【請求項１１】
上記制御手段は、上記嚥下指示を音声として報知することを特徴とする請求項１０記載の咀嚼回数検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の咀嚼回数を検出する咀嚼回数検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人の咀嚼回数を検出するための咀嚼回数検出装置が特許文献１において開示されている。特許文献１では、簡単な構成で、かつ、正確に咀嚼回数を検出することができる咀嚼回数検出装置を提供するために、外耳孔あるいは耳孔周囲に取り付けられ、咀嚼による顎関節、下顎頭の動きを外耳孔や耳孔周囲の軟組織を介して検知する検知手段と、検知手段の検知結果に基づいて咀嚼運動を検出する咀嚼運動検出手段とを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０４８７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１において開示された咀嚼回数検出装置では、外耳孔あるいは耳孔周囲に取り付けられた圧力センサのみを用いて咀嚼回数を検出しているので、その検出精度はきわめて低いという問題点があった。
【０００５】
本発明の目的は以上の問題点を解決し、従来技術に比較して高精度で咀嚼回数を検出することができる咀嚼回数検出装置を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の別の目的は、上記検出された咀嚼回数を用いて嚥下を促す音声を出力することができる咀嚼回数検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明にかかる咀嚼回数検出装置は、
光センサを含み、被験者の咀嚼運動に伴って動く外耳道の運動の変化を検出して第１の検出信号を出力する第１の検出手段と、
上記第１の検出信号を所定の第１のしきい値と比較して第１の比較結果信号を出力する第１の比較手段と、
圧力センサ、光センサ又は加速度センサを含み、上記被験者の咀嚼運動に伴って動く顎の運動の変化を検出して第２の検出信号を出力する第２の検出手段と、
上記第２の検出信号を所定の第２のしきい値と比較して第２の比較結果信号を出力する第２の比較手段と、
上記第１及び第２の比較結果信号がそれぞれ出力されるときの回数を計数して第１及び第２の計数回数として出力する計数手段と、
上記第１及び第２の計数回数に基づいて被験者の咀嚼回数を演算して出力する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
上記咀嚼回数検出装置において、上記計数手段は、上記第１及び第２の計数回数に対して所定の論理演算を行って、当該論理演算結果の回数を上記制御手段に出力し、
上記制御手段は、上記論理演算結果の回数に基づいて被験者の咀嚼回数を演算して出力することを特徴とする。
【０００９】
また、上記咀嚼回数検出装置において、上記制御手段は、被験者の飲み込む動作までの複数の咀嚼回数を記憶する記憶装置を備え、上記複数の咀嚼回数の分布を出力することを特徴とする。
【００１０】
さらに、上記咀嚼回数検出装置において、上記第１の比較結果信号の信号幅を検出して、当該信号幅が所定のしきい値以上であるときに上記咀嚼運動後の飲み込み動作であると判断して、上記計数手段の計数回数をリセットする信号幅検出手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１１】
またさらに、上記咀嚼回数検出装置において、上記計数手段は、上記第１及び第２の比較結果信号が所定の時間窓幅の範囲内で出力されるときに出力信号を発生して当該出力信号の回数を計数して咀嚼回数として出力することを特徴とする。
【００１２】
また、上記咀嚼回数検出装置において、上記制御手段は、上記咀嚼回数が所定のしきい値回数以上になったときに、嚥下指示を報知することを特徴とする。
【００１３】
ここで、上記制御手段は、上記嚥下指示を音声として報知することを特徴とする。
【００１４】
第２の発明にかかる咀嚼回数検出装置は、
光センサを含み、被験者の咀嚼運動に伴って動く外耳道の運動の変化を検出して第１の検出信号を出力する第１の検出手段と、
圧力センサ、光センサ又は加速度センサを含み、上記被験者の咀嚼運動に伴って動く顎の運動の変化を検出して第２の検出信号を出力する第２の検出手段と、
上記第１の検出信号と上記第２の検出信号とに基づいて、上記被験者の咀嚼回数を計数する制御手段とを備え、
上記制御手段は、
（１）上記第２の検出信号のレベルが、所定の第２の中間値よりも所定値だけ高い値から上記第２の中間値までの第２の上側範囲から、上記第２の中間値を介して、上記第２の中間値から上記第２の中間値よりも所定値小さい値までの第２の下側範囲になったときに第１の咀嚼判定を行って咀嚼回数を増大させ、
（２）上記第１の咀嚼判定を行って咀嚼回数を増大させないときには、上記第１の検出信号のレベルが、所定の第１の中間値よりも所定値だけ高い値から上記第１の中間値までの第１の上側範囲から、上記第１の中間値を介して、上記第１の中間値から上記第１の中間値よりも所定値小さい値までの第１の下側範囲になったときに第２の咀嚼判定を行って咀嚼回数を増大させるように、上記咀嚼回数を計数することを特徴とする。
【００１５】
上記咀嚼回数検出装置において、上記制御手段は、被験者の飲み込む動作までの複数の咀嚼回数を記憶する記憶装置を備え、上記複数の咀嚼回数の分布を出力することを特徴とする。
【００１６】
また、上記咀嚼回数検出装置において、上記制御手段は、上記咀嚼回数が所定のしきい値回数以上になったときに、嚥下指示を報知することを特徴とする。
【００１７】
さらに、上記咀嚼回数検出装置において、上記制御手段は、上記嚥下指示を音声として報知することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
第１の発明に係る咀嚼回数検出装置によれば、２つの検出手段及び計数手段を用いて組み合わせ、しかも上記計数手段が咀嚼回数を計数するので、従来技術に比較して高精度で咀嚼回数を検出することができる咀嚼回数検出装置を提供することができる。
【００１９】
第２の発明に係る咀嚼回数検出装置によれば、２つの検出手段及び制御手段を用いて、咀嚼判定するので、従来技術に比較して高精度で咀嚼回数を検出することができる咀嚼回数検出装置を提供することができる。
【００２０】
また、上記検出された咀嚼回数に応じて嚥下を促す音声を出力することができ、これにより、被験者の咀嚼を促進して健康の増進に資することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態１に係る咀嚼回数検出装置１０の外観等を示す斜視図である。
【図２】図１の咀嚼回数検出装置１０の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態２に係る咀嚼回数検出装置１０Ａの構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態３に係る咀嚼回数検出装置１０Ｂの構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態４に係る咀嚼回数検出装置１０Ｃの構成例を示すブロック図である。
【図６】実施形態１〜４に係る咀嚼回数検出装置１０〜１０Ｃに接続されるモバイル機器５０の表示部に表示される、飲む込みまでの噛んだ回数の分布例を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態５に係る咀嚼回数検出装置１０Ｄ及びモバイル機器５０の構成例を示すブロック図である。
【図８】図７のモバイル機器５０の表示部１３２に表示される噛んだ回数の分布等を示す表示例を示す正面図である。
【図９】図７のモバイル機器５０の制御回路１３０によって実行される制御処理を示すフローチャートである。
【図１０Ａ】図７の咀嚼回数検出装置１０Ｄの制御回路３０によって実行される制御処理の第１の部分を示すフローチャートである。
【図１０Ｂ】図７の咀嚼回数検出装置１０Ｄの制御回路３０によって実行される制御処理の第２の部分を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
実施形態１．
図１は本発明の実施形態１に係る咀嚼回数検出装置１０の外観等を示す斜視図である。また、図２は図１の咀嚼回数検出装置の構成例を示すブロック図である。
【００２３】
図１において、咀嚼回数検出装置１０は、装置筐体を被験者５の片耳に引っかけて固定するものであり、そのとき、先端に光センサ１を有するイヤホン部６１を被験者５の外耳道に挿入する一方、装置筐体から延在して圧力センサ２を支持する支持アーム６２が被験者５の顎（具体的には、咬筋の深層部と浅層部の交差部分）に当接させる。
【００２４】
ここで、光センサ１は外耳道の下側に当接するように設ける。そして、図２に示すように、光源１ａと受光センサ１ｂとが並置されて構成され、光源１ａからの光が外耳道の下側に入射した後、そこで反射した光が受光センサ１ｂに戻る。このとき、被験者５の咀嚼運動に応じて、外耳道の下側が概ね上下方向に変動し（運動の変動）、光センサ１は当該上下方向の変動に対応する距離変動を検出し、当該距離変動に対応した受光信号を出力する。また、圧力センサ２は、被験者５の例えば咬筋の深層部と浅層部の交差部分の変動（運動の変動）を検出し、圧力センサ２は当該変動に対応する圧力変動を検出し、当該圧力変動に対応した圧電信号を出力する。なお、実施形態では、圧力センサ２を用いているが、本発明はこれに限らず、光センサ１と同様の構成を有する光センサ又は加速度センサを用いて顎の変動を検出してもよく、以下の各実施形態でも同様である。
【００２５】
図１のモバイル機器５０は例えばスマートホン、パーソナルコンピュータなどの電子機器であって、咀嚼回数検出装置１０の制御回路３０により検出した咀嚼回数などのデータを、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線回線を介して受信して表示する一方、詳細後述する操作部３１に代わって、操作情報を当該無線回線を介して咀嚼回数検出装置１０に送信して制御する。なお、咀嚼回数検出装置１０は制御回路３０に接続されアンテナ３３Ａを有する無線通信部３３を有する一方、モバイル機器５０はアンテナ５０Ａを有して、これらの無線通信部３３，モバイル機器５０間は上記無線回線で接続される。
【００２６】
図２において、咀嚼回数検出装置１０は、光センサ１と、圧力センサ２と、所定のフィルタ特性を有する増幅器１１，２１と、コンパレータ１２，２２と、電圧源１３，２３と、計数回路４０と、制御回路３０と、操作部３１と、表示部３２と、無線通信部３３と、スピーカ３４とを備えて構成される。ここで、電圧源１３，２３のしきい値電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２は制御回路３０からの各しきい値電圧設定信号に基づいて設定される。
【００２７】
受光センサ１からの検出信号は増幅器１１を介してコンパレータ１２の非反転入力端子に入力される。コンパレータ１２は入力される検出信号を電圧源１３のしきい値電圧Ｖｔｈと比較して、所定のパルス幅の比較結果信号ＣＰ１をパルスカウンタ２０Ａに出力する。また、圧力センサ２からの検出信号は増幅器２１を介してコンパレータ２２の非反転入力端子に入力される。コンパレータ２２は入力される検出信号を電圧源２３のしきい値電圧Ｖｔｈと比較して、所定のパルス幅の比較結果信号ＣＰ２をパルスカウンタ２０Ｂに出力する。
【００２８】
計数回路４０は２個のパルスカウンタ２０Ａ，２０Ｂを備える。パルスカウンタ２０Ａ，２０Ｂは、以下のときに制御回路３０から発生されるリセット信号に基づいて計数値が０にリセットされた後、それぞれ比較結果信号ＣＰ１，ＣＰ２を計数することで咀嚼回数を計数する。
（Ａ）装置電源が新たにオンされたとき；
（Ｂ）操作部３１でリセットキーがオンされたとき；
（Ｃ）咀嚼運動が例えば１分など所定の時間以上中断したとき；
（Ｄ）咀嚼運動が例えば２０回などの所定回数以上となったとき。
ここで、後者の２つの場合は、被験者が食べ物を飲み込んだ場合に相当する。
【００２９】
制御回路３０は咀嚼回数検出装置１０の動作を制御するものであって、制御回路３０には、操作部３１と、表示部３２と、無線通信部３３と、スピーカ３４とが接続される。操作部３１は以下の複数の操作スイッチ又は操作キーを有する。
（１）電源スイッチ：咀嚼回数検出装置１０の電源をオン又はオフとする。
（２）リセットキー：咀嚼回数を０にリセットする。
（３）音声キー：スピーカ３４からの音声指示をオン又はオフする。
（４）しきい値設定キー：電圧源１３，２３の各しきい値電圧（調整開始時のデフォルト値、又は設定値）を設定する。
【００３０】
表示部３２は、咀嚼回数とその回数階数分布（図６）及び後述する「嚥下指示」を表示する。また、無線通信部３３は上記無線回線を介してモバイル機器５０に接続され、表示部３２に表示する表示データ（例えば、咀嚼回数とその回数階数分布（図６）及び「嚥下指示」など）をモバイル機器５０に送信する一方、操作部３１に代えて、モバイル機器５０からの操作データを受信して制御回路３０に出力することでモバイル機器５０を操作部３１の代替部（プロキシ）として動作させてもよい。スピーカ３４は例えば後述する「嚥下指示」を音声出力する。
【００３１】
制御回路３０は、被験者５がリセットキーをオンした後、咀嚼運動を開始し、パルスカウンタ２０Ａ，２０Ｂからの各咀嚼回数に対して所定の論理演算（例えば、論理積（最小値抽出）、論理和（最大値抽出）、又は平均値演算など）を行って、論理演算後の咀嚼回数が例えば２０回のなどのしきい値回数以上となったときは、十分に咀嚼したものと判断して、「嚥下指示」を例えば音声などを用いて報知する。音声を用いるときは、例えば「嚥下しなさい」などの指示合成音声をスピーカ３４から出力させる。これに応答して、被験者５が嚥下を行い、１連の咀嚼運動を終了する。次いで、別の食べ物を食べて、次回の咀嚼運動を開始するときはリセットキーをオンすることで、パルスカウンタ２０の計数値が０にリセットされて咀嚼回数の計数が開始される。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態に係る咀嚼回数検出装置１０によれば、２つのセンサ１，２を用いて組み合わせ、しかも計数回路４０が咀嚼回数を計数するので、従来技術に比較して高精度で咀嚼回数を検出することができる。これにより、被験者の咀嚼を促進して健康の増進に資することができる。
【００３３】
実施形態２．
図３は本発明の実施形態２に係る咀嚼回数検出装置１０Ａの構成例を示すブロック図である。実施形態２に係る咀嚼回数検出装置１０Ａは、図３に示すように、図２の実施形態１に係る咀嚼回数検出装置１０に比較して、計数回路４０に代えて、論理演算器２５をさらに有する計数回路４０Ａを備えたことを特徴としている。実施形態１では制御回路３０で論理演算を行っているが、実施形態２では、論理演算器２５で論理演算を行う。その他の構成及び動作は実施形態１と同様である。
【００３４】
実施形態３．
図４は本発明の実施形態３に係る咀嚼回数検出装置１０Ｂの構成例を示すブロック図である。実施形態３に係る咀嚼回数検出装置１０Ｂは、図４に示すように、図３の実施形態２に係る咀嚼回数検出装置１０Ａに比較して、パルス幅検出の分解能よりも高い周波数を有するタイミング信号を用いて比較結果信号ＣＰ１がハイレベルであるときのパルス幅を検出するパルス幅検出器２６をさらに備えたことを特徴としている。
【００３５】
発明者らの知見によれば、食べ物を飲み込むときの動作のときの比較結果信号ＣＰ１のパルス幅（信号幅）は、人間が咀嚼動作するときの比較結果信号ＣＰ１のパルス幅（信号幅）よりも広いので、飲み込むときのパルス幅に実質的に等しいか若干狭いしきい値幅を設定して、比較結果信号ＣＰ１が当該しきい値幅以上となったときは、食べ物を飲み込んだと判断してリセット信号をパルスカウンタ２０Ａ，２０Ｂに出力する。これにより、被験者は飲み込んだときにリセットキーを押下する必要なく、自動的にリセット信号を発生できる。
【００３６】
実施形態４．
図５は本発明の実施形態４に係る咀嚼回数検出装置１０Ｃの構成例を示すブロック図である。実施形態４に係る咀嚼回数検出装置１０Ｃは、図５に示すように、図２の実施形態１に係る咀嚼回数検出装置１０に比較して、計数回路４０に代えて、計数回路４０Ｃを備えたことを特徴としている。以下、相違点について詳述する。
【００３７】
図５において、計数回路４０Ｃは、ワンショットパルス発振器１４，１５と、オアゲート１６と、アンドゲート１７，１８，１９と、パルスカウンタ２０とを備えて構成される。ここで、ワンショットパルス発振器１４，１５の出力パルス信号のパルス幅（時間幅）Ｔｗ１，Ｔｗ２は制御回路３０からの各パルス幅設定信号に基づいて設定される。また、パルスカウンタ２０は、例えば装置電源が新たにオンされたとき、操作部３１でリセットキーがオンされたとき、咀嚼運動が例えば１分など所定の時間以上中断したときなどの場合に制御回路３０から発生されるリセット信号に基づいて計数値が０にリセットされ、もしくは実施形態３に係るパルス幅検出器２６からのリセット信号によりリセットされてもよい。
【００３８】
図５において、受光センサ１からの検出信号は増幅器１１を介してコンパレータ１２の非反転入力端子に入力される。コンパレータ１２は入力される検出信号を電圧源１３のしきい値電圧Ｖｔｈと比較して、所定のパルス幅の比較結果信号ＣＰ１をアンドゲート１７の第１の入力端子、ワンショットパルス発振器１４及び制御回路３０に出力する。ワンショットパルス発振器１４は入力される比較結果信号ＣＰ１の立ち上がりエッジに応答して、パルス幅指定信号により指定されたパルス幅（時間幅）Ｔｗ１を有するパルス信号Ｐ１を発生してオアゲート１６の第１の入力端子に出力する。
【００３９】
また、圧力センサ２からの検出信号は増幅器２１を介してコンパレータ２２の非反転入力端子に入力される。コンパレータ２２は入力される検出信号を電圧源２３のしきい値電圧Ｖｔｈと比較して、所定のパルス幅の比較結果信号ＣＰ２をアンドゲート１８の第２の入力端子、ワンショットパルス発振器１５及び制御回路３０に出力する。ワンショットパルス発振器１５は入力される比較結果信号ＣＰ２の立ち上がりエッジに応答して、パルス幅指定信号により指定されたパルス幅（時間幅）Ｔｗ２を有するパルス信号Ｐ２を発生してオアゲート１６の第２の入力端子に出力する。
【００４０】
オアゲート１６は入力される２つの信号の時間的論理和（時間幅Ｔｗ１と時間幅Ｔｗ２の時間的論理和、すなわち、いずれかのパルス信号Ｐ１，Ｐ２が出力されていることを示す時間期間）を演算して演算結果のパルス幅（時間窓幅）Ｔｗ１２を有するパルス信号Ｐ１２を発生してアンドゲート１７の第２の入力端子及びアンドゲート１８の第１の入力端子に出力する。アンドゲート１７は入力される２つの信号の論理積を演算して、その結果のパルス信号ＣＰ１１を発生してアンドゲート１９の第１の入力端子に出力する。一方、アンドゲート１８は入力される２つの信号の論理積を演算して、その結果のパルス信号ＣＰ１２を発生してアンドゲート１９の第２の入力端子に出力する。アンドゲート１９は入力される２つの信号の論理積を演算して、その結果のパルス信号ＣＰ３を発生して制御回路３０及びパルスカウンタ２０に出力する。パルスカウンタ２０は、制御回路３０からのリセット信号により計数値が０にリセットされたときからパルス信号を計数してその計数値（咀嚼回数）のデータを制御回路３０に出力する。
【００４１】
以上のように構成された計数回路４０Ｃは、以下のように比較結果信号ＣＰ１，ＣＰ２が所定の時間窓幅Ｔｗ１２の範囲内で出力されるときにパルス信号ＣＰ３を発生する。パルスカウンタ２０はパルス信号ＣＰ３パルス回数を計数して咀嚼回数として制御回路３０に出力する。ここで、時間窓幅Ｔｗ１２は、比較結果信号ＣＰ１が発生したときから第１の時間設定幅であるパルス幅Ｔｗ１だけ経過するまでの第１の時間幅と、比較結果信号ＣＰ２が発生したときから第２の時間設定幅であるパルス幅Ｔｗ２だけ経過するまでの第２の時間幅との時間的な論理和に対応する時間幅である。従って、計数回路４０Ｃは、比較結果信号ＣＰ１，ＣＰ２が所定の時間窓幅Ｔｗ１２の範囲内で出力されるときに、すなわち、実質的に同時のタイミング（所定の時間幅がある）で比較結果信号ＣＰ１、ＣＰ２が出力されるときに時間一致信号としてパルス信号ＣＰ３を発生する。これにより、咀嚼計数回数の精度を従来技術に比較して大幅にあげることができる。ここで、時間窓幅Ｔｗ１２はパルス幅（時間幅）Ｔｗ１，Ｔｗ２との関係は次式で表される。
【００４２】
Ｔｗ１≦Ｔｗ１２      （１）
Ｔｗ２≦Ｔｗ１２      （２）
【００４３】
また、時間窓幅Ｔｗ１２は被験者５の咀嚼運動の咀嚼周期Ｔｍと比較して以下のように設定される。
【００４４】
Ｔｗ１２＜Ｔｍ      （３）
【００４５】
ここで、時間窓幅Ｔｗ１２は被験者５の咀嚼運動の咀嚼周期Ｔｍの概ね１／５〜１／２０程度である。
【００４６】
制御回路３０の操作部３１は図２に比較して、パルス幅設定キー（ワンショットパルス発振器１４，１５の各パルス幅Ｔｗ１，Ｔｗ２（調整開始時のデフォルト値、又は設定値）を設定する）をさらに備える。
【００４７】
制御回路３０は、電圧源１３，２３の各しきい値電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２と、ワンショットパルス発振器１４，１５の各パルス幅（時間幅）Ｔｗ１，Ｔｗ２とを調整する、以下の２つの学習調整モードを有する。ここで、各しきい値電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２を例えば０Ｖ又は所定のデフォルト値から順次所定のステップ電圧幅で高くなるように変化させてゆき、パルス信号ＣＰ１〜ＣＰ３がともに発生する時点（少なくともＣＰ３のみが発生する時点でもよい）のしきい値電圧Ｖｔｈ１ｓ，Ｖｔｈ２ｓを検出し、さらに、咀嚼運動時の変動を考慮するマージン電圧ΔＶを加算して、次式のようにしきい値電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２を決定して設定する。
【００４８】
Ｖｔｈ１＝Ｖｔｈ１ｓ＋ΔＶ      （４）
Ｖｔｈ２＝Ｖｔｈ２ｓ＋ΔＶ      （５）
【００４９】
また、各パルス幅Ｔｗ１，Ｔｗ２を例えば幅０又は所定のデフォルト値から順次所定のステップパルス幅で増大するように変化させてゆき、パルス信号ＣＰ１〜ＣＰ３がともに発生する時点（少なくともＣＰ３のみが発生する時点でもよい）のしきい値パルス幅Ｔｗｔｈ１ｓ，Ｔｗｔｈ２ｓを検出し、さらに、咀嚼運動時の変動を考慮するマージンパルス幅ΔＴｗを加算して、次式のようにパルス幅Ｔｗ１，Ｔｗ２を決定して設定する。
【００５０】
Ｔｗ１＝Ｔｗｔｈ１ｓ＋ΔＴｗ      （６）
Ｔｗ２＝Ｔｗｔｈ２ｓ＋ΔＴｗ      （７）
【００５１】
ここで、制御回路３０は、
（Ａ）被験者５又は被験者５の指導者等の装置管理者が、手動で、上述のごとく、電圧源１３，２３の各しきい値電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２と、ワンショットパルス発振器１４，１５の各パルス幅（時間幅）Ｔｗ１，Ｔｗ２とを調整する手動学習調整モードと、
（Ｂ）制御回路３０が自動で、上述のごとく、電圧源１３，２３の各しきい値電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２と、ワンショットパルス発振器１４，１５の各パルス幅（時間幅）Ｔｗ１，Ｔｗ２とを調整する自動学習調整モードとを有する。
【００５２】
また、制御回路３０は、被験者５がリセットキーをオンした後、咀嚼運動を開始し、パルスカウンタ２０からの咀嚼回数が例えば２０回のなどのしきい値回数以上となったときは、十分に咀嚼したものと判断して、「嚥下指示」を例えば音声などを用いて報知する。音声を用いるときは、例えば「嚥下しなさい」などの指示合成音声をスピーカ３４から出力させる。これに応答して、被験者５が嚥下を行い、１連の咀嚼運動を終了する。次いで、別の食べ物を食べて、次回の咀嚼運動を開始するときはリセットキーをオンすることで、パルスカウンタ２０の計数値が０にリセットされて咀嚼回数の計数が開始される。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態に係る咀嚼回数検出装置１０Ｃによれば、２つのセンサ１，２を用いて組み合わせ、しかも計数回路４０Ｃが咀嚼回数を計数するので、従来技術に比較して高精度で咀嚼回数を検出することができる。また、電圧源１３，２３の各しきい値電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２と、ワンショットパルス発振器１４，１５の各パルス幅（時間幅）Ｔｗ１，Ｔｗ２とを手動又は自動で決定して設定できるので、咀嚼回数の検出精度をさらに改善できる。さらに、上記検出された咀嚼回数に応じて嚥下を促す音声を出力することができ、これにより、被験者の咀嚼を促進して健康の増進に資することができる。
【００５４】
実施形態５．
図７は本発明の実施形態５に係る咀嚼回数検出装置１０Ｄ及びモバイル機器５０の構成例を示すブロック図である。実施形態５は、咀嚼回数検出装置１０Ｄとモバイル機器５０との間の通信処理、並びに咀嚼回数検出装置１０Ｄとモバイル機器５０の各制御処理の詳細例を示すものである。
【００５５】
図７において、咀嚼回数検出装置１０Ｄは、光センサ１と、圧力センサ２と、増幅器１１，２１と、メモリ３０ｍを有する制御回路３０Ａと、アンテナ３３Ａを有する無線通信部３３と、スピーカ３４とを備えて構成される。また、モバイル機器５０は、アンテナ５０Ａを有する無線通信部１３３と、メモリ１３０ｍを有する制御回路１３０と、操作部１３１と、表示部１３２とを備えて構成される。ここで、無線通信部３３，１３３は互いに例えばブルーツゥース（登録商標）の規格に準拠して無線通信を行う。モバイル機器５０の表示部１３２はいわゆるタッチパネルで構成され、操作部１３１を含む。
【００５６】
実施形態５にかかる制御回路３０Ａは、光センサ１から増幅器１１を介して入力される信号電圧と、圧力センサ２から増幅器２１を介して入力される信号電圧とに基づいて、各信号電圧に基づく咀嚼判定を行って咀嚼回数を計数する。具体的には、以下のように咀嚼判定することで、実施形態１〜４に比較して正確に咀嚼判定することができることを発見した。
（１）圧力センサ２からの信号電圧が、所定の第２の中間値よりも所定値だけ高い値から上記第２の中間値までの第２の上側範囲から、上記第２の中間値を介して、上記第２の中間値から上記第２の中間値よりも所定値小さい値までの第２の下側範囲になったときに第１の咀嚼判定を行って咀嚼回数を増大させる（図１０ＡのＳ１８〜Ｓ２０）。
（２）第１の咀嚼判定を行って咀嚼回数を増大させないときには、光センサ１からの信号電圧が、所定の第１の中間値よりも所定値だけ高い値から上記第１の中間値までの第１の上側範囲から、上記第１の中間値を介して、上記第１の中間値から上記第１の中間値よりも所定値小さい値までの第１の下側範囲になったときに第２の咀嚼判定を行って咀嚼回数を増大させるように、上記咀嚼回数を計数する（図１０ＡのＳ２１〜Ｓ２３）。
【００５７】
当該咀嚼判定の処理例については、図１０Ａ及び図１０Ｂを参照して後述する。なお、本実施形態では、圧力センサ２を用いているが、本発明はこれに限らず、光センサ１と同様の構成を有する光センサ又は加速度センサを用いて顎の変動を検出してもよい。
【００５８】
図８は図７のモバイル機器５０の表示部１３２に表示される噛んだ回数の分布等を示す表示例を示す正面図である。図８において、表示部１３２の上部には、噛んだ回数の分布（分布データ）が表示され、その下には、噛む時間及び飲み込む時間（時間データ）が表示される。さらに、その下側には、目標咀嚼回数の数字（１０，２０，３０，４０）が表示され、その１つの数字（１３２ａ）をタッチすることで、目標咀嚼回数を設定できるように構成されている。
【００５９】
図９は図７のモバイル機器５０の制御回路１３０によって実行される制御処理を示すフローチャートである。
【００６０】
図９において、ステップＳ１において初期値の設定処理を実行する。具体的には、目標咀嚼回数Ｎｏｂに３０回を設定し、分布データをクリアする。次いで、ステップＳ２において、表示部１３２の「目標咀嚼回数の数字」１３２ａをタッチしたか否かが判断される。ＹＥＳのときはステップＳ３に進む一方、ＮＯのときはステップＳ４に進む。ステップＳ３において、タッチされた「目標咀嚼回数の数字」１３２ａを目標咀嚼回数Ｎｏｂに設定し、ステップＳ４において咀嚼回数検出装置１０Ｄからメッセージ送信要求信号を受信したか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ５に進む一方、ＮＯのときはステップＳ６に進む。ステップＳ５において、設定した目標咀嚼回数Ｎｏｂを含むメッセージ返信信号を送信し、ステップＳ６において、咀嚼回数検出装置１０Ｄに対してメッセージ送信要求信号を送信し、ステップＳ７において、咀嚼回数検出装置１０Ｄから分布データ及び時間データを含むメッセージ返信信号を受信して、分布データ及び時間データを表示部１３２に表示した後、ステップＳ２に戻る。
【００６１】
図１０Ａ及び図１０Ｂは図７の咀嚼回数検出装置１０Ｄの制御回路３０によって実行される制御処理を示すフローチャートである。
【００６２】
図１０ＡのステップＳ１１において、初期値の設定処理を実行する。具体的には、分布データ及び時間データを初期値に設定し、咀嚼回数Ｎｂｉｔを０にリセットし、サンプリング回数Ｎｓａｍｐを０にリセットする。次いで、ステップＳ１２において、モバイル機器５０に対してメッセージ送信要求信号を送信し、ステップＳ１３において、モバイル機器５０から目標咀嚼回数Ｎｏｂを含むメッセージ返信信号を受信したか否かが判断される。ＹＥＳのときはステップＳ１４に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１５に進む。ステップＳ１４において、目標咀嚼回数Ｎｏｂに受信した目標咀嚼回数Ｎｏｂを設定した後、ステップＳ１６に進む。一方、ステップＳ１５では、目標咀嚼回数Ｎｏｂにデフォルト値３０を設定し、ステップＳ１６において、モバイル機器５０からメッセージ送信要求信号を受信したか否かが判断される。ＹＥＳのときはステップＳ１７に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１８に進む。ステップＳ１７では、モバイル機器５０に対して分布データ及び時間データを含むメッセージ返信信号を送信し、ステップＳ１８に進む。
【００６３】
ステップＳ１８において、咀嚼回数をインクリメントしたか否かを示す計数アップパラメータＮｕｐを０にリセットし、光センサ１からの信号電圧Ｖｓ１及び圧力センサ２からの信号電圧Ｖｓ２をサンプリングする。次いで、ステップＳ１９において、圧力センサ２からの信号電圧Ｖｓ２は所定の第２の上側範囲（（Ｖｍｉｄ２＋ΔＶ２）＞Ｖｓ２＞Ｖｍｉｄ２）から、第２の中間値Ｖｍｉｄ２を介して、所定の第２の下側範囲（Ｖｍｉｄ２＞Ｖｓ２＞（Ｖｍｉｄ２−ΔＶ２））に変化したか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ２０に進む一方、ＮＯのときはステップＳ２１に進む。この第１の咀嚼判定は、信号電圧Ｖｓ２が所定の第２の中間値Ｖｍｉｄ２を挟んでそれよりも上の値から下の間に通過したときに咀嚼したと判定するものである。次いで、ステップＳ２０において、咀嚼回数Ｎｂｉｔを１だけインクリメントし、計数アップパラメータＮｕｐを１に設定した後、ステップＳ２１に進む。
【００６４】
ステップＳ２１において、光センサ１からの信号電圧Ｖｓ１は所定の第１の上側範囲（（Ｖｍｉｄ１＋ΔＶ１）＞Ｖｓ１＞Ｖｍｉｄ１）から、第１の中間値Ｖｍｉｄ１を介して、所定の第１の下側範囲（Ｖｍｉｄ１＞Ｖｓ１＞（Ｖｍｉｄ１−ΔＶ１））に変化したか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ２２に進む一方、ＮＯのときはステップＳ２４に進む。この第２の咀嚼判定は、第１の咀嚼判定時に咀嚼判定できないときに（Ｓ２２〜Ｓ２３）、信号電圧Ｖｓ１が所定の第１の中間値Ｖｍｉｄ１を挟んでそれよりも上の値から下の間に通過したときに咀嚼したと判定するものである。次いで、ステップＳ２２において、計数アップパラメータＮｕｐは０であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ２３に進む一方、ＮＯのときはステップＳ２４に進む。ステップＳ２３において咀嚼回数Ｎｂｉｔを１だけインクリメントし、計数アップパラメータＮｕｐを１に設定し、ステップＳ２４において、サンプリング回数Ｎｓａｍｐを１だけインクリメントし、ステップＳ２５において計数アップパラメータＮｕｐが１であるか否かが判断される。ここで、ＹＥＳのときは図１０ＢのステップＳ３１に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１８に戻る。
【００６５】
図１０ＢのステップＳ３１において、サンプリング回数Ｎｓａｍｐに基づいて咀嚼時間Ｔｂｉｔ（＝サンプリング間隔×Ｎｓａｍｐ）を計算してメモリ３０ｍに格納して更新し、サンプリング回数Ｎｓａｍｐを０にリセットする。次いで、ステップＳ３２において、咀嚼時間Ｔｂｉｔが所定の飲み込み推定時間範囲内（Ｔ１＜Ｔｂｉｔ＜Ｔ２）であるか否かが判断され、ＹＥＳのときは詠み込んだと推定してステップＳ３５に進む一方、ＮＯのときはステップＳ３３に進む。ステップＳ３３において、咀嚼回数Ｎｂｉｔ≧Ｎｏｂであるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ３４に進む一方、ＮＯのときは図１０ＡのステップＳ１８に戻る。ステップＳ３４では、「飲み込みなさい」を嚥下指示する音をスピーカ３４から発生し、図１０ＡのステップＳ１８に戻る。
【００６６】
ステップＳ３５において、咀嚼回数Ｎｂｉｔ≧Ｎｏｂであるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ３７に進む一方、ＮＯのときはステップＳ３６に進む。ステップＳ３６において、「目標咀嚼回数未満であり、さらに咀嚼しなさい」を咀嚼指示する音をスピーカ３４から発生し、ステップＳ３５において、現在の咀嚼時間Ｔｂｉｔを飲み込み時間としてメモリ３０ｍに格納して更新し、咀嚼回数の分布データを更新し、咀嚼回数Ｎｂｉｔを０にリセットした後、図１０ＡのステップＳ１２に戻る。
【００６７】
以上説明したように実施形態５によれば、２つの信号電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２に基づいて制御回路３０Ａによる図１０Ａ及び図１０Ｂの制御処理により、特に、中間値Ｖｍｉｎ１，Ｖｍｉｎ２を用いて信号電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２が中間値Ｖｍｉｎ１，Ｖｍｉｎ２を挟み、それよりも高い値から小さい値に通過することで咀嚼判定するので、従来技術に比較して高精度で咀嚼回数を検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上詳述したように、本発明に係る咀嚼回数検出装置によれば、２つの検出手段及び計数手段を用いて組み合わせ、しかも上記計数手段が咀嚼回数を計数するので、従来技術に比較して高精度で咀嚼回数を検出することができる。また、別の本発明に係る咀嚼回数検出装置によれば、２つの検出手段及び制御手段を用いて、咀嚼判定するので、従来技術に比較して高精度で咀嚼回数を検出することができる咀嚼回数検出装置を提供することができる。また、上記検出された咀嚼回数に応じて嚥下を促す音声を出力することができ、これにより、被験者の咀嚼を促進して健康の増進に資することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１…光センサ、
１ａ…光源、
１ｂ…受光センサ、
２…圧力センサ、
５…被験者、
６…外耳道、
７…顎、
１０，１０Ａ〜１０Ｄ…咀嚼回数検出装置、
１１，２１…増幅器、
１２，２２…コンパレータ、
１３，２３…電圧源、
１４，１５…ワンショットパルス発振器、
１６…オアゲート、
１７，１８，１９…アンドゲート、
２０Ａ，２０Ｂ…パルスカウンタ、
２５…論理演算器、
２６…パルス幅検出器、
３０，３０Ａ…制御回路、
３０ｍ…メモリ、
３１…操作部、
３２…表示部、
３３…無線通信部、
３３Ａ…アンテナ、
３４…スピーカ、
４０…計数回路、
５０…モバイル機器、
５０Ａ…アンテナ、
６１…イヤホン部、
６２…支持アーム、
１３０…制御回路、
１３０ｍ…メモリ、
１３１…操作部、
１３２…表示部、
１３３…無線通信部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018023748.tif 000009
【図８】
2018023748.tif 000010
【図９】
2018023748.tif 000011
【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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