(57)【要約】      （修正有）【課題】常に生体情報を計測する生体情報計測ユニットを提供する。【解決手段】生体の情報を検知するセンサ素子１０７、１０９と、センサ素子で検知した生体の情報を計測し、外部の機器に無線送信する計測装置１０１と、生体の体温で発電する温度差発電素子及び太陽光で発電する太陽発電素子を少なくとも含む複数の環境発電素子と、温度差発電素子及び太陽発電素子で発電した電力を蓄積し、計測装置１０１に供給する電源管理部と、を備えた電源部１０３と、センサ素子１０７、１０９と、計測装置１０１と、電源部１０３とを保持する保持部材１０５と、を備えた生体情報計測ユニットを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の情報を検知するセンサ素子と、
前記センサ素子で検知した前記生体の情報を計測し、外部の機器に無線送信する計測装置と、
前記生体の体温で発電する温度差発電素子及び太陽光で発電する太陽発電素子を少なくとも含む複数の環境発電素子と、前記複数の環境発電素子で発電した電力を蓄積し、前記計測装置に供給する電源管理部と、を備えた電源部と、
前記センサ素子と、前記計測装置と、前記電源部とを保持する保持部材と、を備えた生体情報計測ユニットであって、
前記温度差発電素子は、
温度が前記生体の体温に依存する第１の熱伝導性部材と、
温度が外部環境の温度に依存する第２の熱伝導性部材と、
前記第１の熱伝導性部材と前記第２の熱伝導性部材の間に保持された断熱性部材と、
前記断熱性部材を貫通し、前記第１の熱伝導性部材と前記第２の熱伝導性部材に接触してその温度差で発電する熱電変換素子と、を備え、
前記断熱性部材は、少なくとも前記保持部材を備える生体情報計測ユニット。
【請求項２】
前記生体の情報は、体温または生体電位、または体温及び生体電位である請求項１に記載の生体情報計測ユニット。
【請求項３】
前記体温を検知するセンサ素子は、前記保持部材の上に、毛で囲まれて配置され、前記生体と接触する、請求項２に記載の生体情報計測ユニット。
【請求項４】
前記太陽発電素子は、前記温度差発電素子と重ねて配置される、請求項１から３の何れか１項に記載の生体情報計測ユニット。
【請求項５】
前記保持部材は、犬用のハーネスであり、
前記計測装置は、恒常的に動作し、停止することがない、請求項１から４の何れか１項に記載の生体情報計測ユニット。
【請求項６】
前記保持部材は、牛の首から背中にかけて取り付けられた牛用の外装取り付け具であり、
前記計測装置は、恒常的に動作し、停止することがない、請求項１から４の何れか１項に記載の生体情報計測ユニット。
【請求項７】
前記計測装置は、
計測されたアナログ信号をデジタル信号に変換する、前記センサ素子に電気的に接続されたＡ／Ｄ変換部と、
前記デジタル信号を取得し、周辺回路を制御する、前記Ａ／Ｄ変換部に電気的に接続された制御部と、
前記デジタル信号の無線送信を行う、前記制御部に電気的に接続された無線通信部と、
を備える、請求項１から６の何れか１項に記載の生体情報計測ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動物の生体の情報を常に計測する生体情報計測ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
家畜やペットなどの動物は、人間が適切に体調を管理しないと、気づかないうちに病気にかかり、容体が悪化したり、最悪の場合死んでしまったりする。しかしながら、動物を観察して動物の体調の善し悪しを判断することは、経験が必要なことであり、また、人間が、常に観察しなければならないので、労力を要する。そこで、個々の動物の生体の情報を数値として監視して、動物の体調を管理する装置が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、牛の耳を貫通する票札片の留めピンの耳貫通用軸材部の周辺箇所に、耳貫通箇所の体表に接触して検温可能とする温度センサが配され、該温度センサから無線で体温を測定する体温測定用耳票が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２９８０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の体温測定用耳票は、票札片の表側に設けられた太陽電池あるいは交換可能に装着されたバッテリーを備えるものであり、太陽が出ていないとき、あるいは、電池が切れたときに、体温を測定することができないものであった。
【０００６】
また、温度センサを取り付ける際に、耳に穴を開けなくてはならず、動物の外観を損ない、動物に苦痛を与える、優しいものではないため、愛玩動物では到底考えられるものではなかった。
【０００７】
そこで本発明では、上記の課題を解決し、電池交換が不要で、日中のみならず、太陽の出ていない夜間においても、動物の生体の情報を監視することができる生体情報計測ユニットを提供する。また、本発明は、動物を傷つけることなく常に動物に取り付けることができる生体情報計測ユニットを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る生体情報計測ユニットは、次のように構成したことを特徴とする。
【０００９】
まず、本発明の生体情報計測ユニットは、
生体の情報を検知するセンサ素子と、
前記センサ素子で検知した前記生体の情報を計測し、外部の機器に無線送信する計測装置と、
前記生体の体温で発電する温度差発電素子及び太陽光で発電する太陽発電素子を少なくとも含む複数の環境発電素子と、前記複数の環境発電素子で発電した電力を蓄積し、前記計測装置に供給する電源管理部と、を備えた電源部と、
前記センサ素子と、前記計測装置と、前記電源部とを保持する保持部材と、を備えた生体情報計測ユニットであって、
前記温度差発電素子は、
温度が前記生体の体温に依存する第１の熱伝導性部材と、
温度が外部環境の温度に依存する第２の熱伝導性部材と、
前記第１の熱伝導性部材と前記第２の熱伝導性部材の間に保持された断熱性部材と、
前記断熱性部材を貫通し、前記第１の熱伝導性部材と前記第２の熱伝導性部材に接触してその温度差で発電する熱電変換素子、とを備え、
前記断熱性部材は、少なくとも前記保持部材を備えることを特徴としている。
【００１０】
上記構成により、外部環境の温度が高く、体温と差が少ない昼間は太陽発電素子が発電する。太陽発電素子が発電しない夜間においては、外部環境の温度が下がり、外部環境の温度と体温との差で温度差発電素子が発電する。したがって、電池がなくとも常に生体の情報を計測することができる。
【００１１】
また、温度差発電素子は、温度が生体の体温に依存する第１の熱伝導性部材と温度が外部環境の温度に依存する第２の熱伝導性部材の温度差を用いて、生体（恒温動物）の体温を電力に変換する熱電変換素子、例えばペルチェ素子を用いる。
【００１２】
温度差発電素子は、断熱性部材を備え、断熱性部材は、少なくとも保持部材を備えている。温度差発電素子は、保持部材が断熱性部材の機能を備えることで、付加構造物を減らすことができる。
【００１３】
また、本発明は、前記生体の情報は、体温または生体電位、または体温及び生体電位であることを特徴としている。
【００１４】
上記構成により、体温または生体電位、体温及び生体電位を計測できるため、動物の体調を監視することができる。
【００１５】
また、本発明は、前記体温を検知するセンサ素子は、前記保持部材の上に、毛で囲まれて配置され、前記生体と接触することを特徴としている。
【００１６】
動物の体温を計測するときは、センサ素子を断熱状態にして測定することで正確に計測できる。
【００１７】
また、本発明は、前記太陽発電素子は、前記温度差発電素子と重ねて配置されることを特徴としている。
【００１８】
上記構成により、少ないスペースであっても、生体情報計測ユニットを動かすのに十分な発電量を得ることができる。
【００１９】
また、本発明は、
前記保持部材は、犬用のハーネスであり、
前記計測装置は、恒常的に動作し、停止することがないことを特徴としている。
【００２０】
上記構成のように、生体情報計測ユニットを犬用のハーネスに取り付けるため、動物を傷つけることなく常に生体の情報を計測することができる。また、計測装置は、動物を傷つけることがないので、恒常的に取り付けることができ、動作することができる。
【００２１】
また、本発明は、
前記保持部材は、牛の首から背中にかけて取り付けられた牛用の外装取り付け具であり、
前記計測装置は、恒常的に動作し、停止することがないことを特徴としている。
【００２２】
上記構成のように、生体情報計測ユニットを、牛専用の外装取り付け具に取り付けるため、動物を傷つけることなく常に生体の情報を計測することができる。また、計測装置は、動物を傷つけることがないので、恒常的に取り付けることができ、動作することができる。
【００２３】
また、本発明は、
前記計測装置は、
計測されたアナログ信号をデジタル信号に変換する、前記センサ素子に電気的に接続されたＡ／Ｄ変換部と、
前記デジタル信号を取得し、周辺回路を制御する、前記Ａ／Ｄ変換部に電気的に接続された制御部と、
前記デジタル信号の無線送信を行う、前記制御部に電気的に接続された無線通信部と、を備えることを特徴としている。
【００２４】
上記構成のように、生体情報計測装置は、計測されたアナログ信号をデジタル信号に変換して外部の機器に無線で送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）は、本発明の実施形態１に係る生体情報計測ユニットの概略図であり、（ｂ）は、その装着例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る電源部の概略断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る生体情報計測ユニットの電気回路の構成図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る温度センサ素子の概略断面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る生体電位計測センサの概略断面図である。
【図６】（ａ）は、本発明の実施形態２に係る生体情報計測ユニットの概略図であり、（ｂ）は、その装着例を示す図である。
【図７】（ａ）は、本発明の実施形態３に係る生体情報計測ユニットの外観図であり、（ｂ）は、その装着例を示す図である。
【図８】本発明の実施形態３に係る生体情報計測装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための実施形態を説明する。各図面中、同一の機能を有する対応する部材には、同一符号を付している。各図面中、同一の機能を有する対応する部材については、説明を省略することがある。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。実施形態２以降では、実施形態１と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態ごとに逐次言及しないものとする。
【００２７】
（実施形態１）
（全体の構成）
図１（ａ）は、本発明の実施形態１に係る生体情報計測ユニットの概略図であり、（ｂ）は、その装着例を示す図である。図１を参照して、本発明の実施形態１に係る生体情報計測ユニットを説明する。
【００２８】
図１（ａ）に示すように、本実施形態の生体情報計測ユニット１１０１は、生体の情報を検知するセンサ素子１０７、１０９と、センサ素子１０７、１０９で検知した生体の情報を計測し、外部に無線通信する計測装置１０１と、を備えている。
【００２９】
また、生体情報計測ユニット１１０１は、複数の環境発電素子で発電した電力を蓄積し、計測装置１０１に供給する電源部１０３と、センサ素子１０７、１０９、計測装置１０１、電源部１０３を保持する保持部材１０５と、を備えている。
【００３０】
また、生体情報計測ユニット１１０１は、ＬＥＤ１１１と、保持部材１０５にゲルを注入するためのゲル注入口１１３を備えている。電源部１０３、計測装置１０１、センサ素子１０７、１０９、及びＬＥＤ１１１の各電気回路は、保持部材１０５に設置された配線で、電気的に接続されている。
【００３１】
保持部材１０５は、動物用（特に、犬用）のハーネスとして用いることができる。保持部材１０５は、首部１１５、１１７で輪を作って、首にかけ、背部と腹部を胴体に回し、胴体の上下から帯１１９と１２１、１２３と１２５とで留める。図１（ｂ）は、本実施形態の生体情報計測ユニット１１０１の装着例である。
【００３２】
このように装着すると、センサ素子１０７は、動物の体表に接するように、保持部材１０５において動物の腹部に配置される。生体の情報を検知するセンサ素子１０７の一例は、温度センサであり、体温を測定する。しかしながら、配置については、これに限定されるものではなく、精度よく測定できるように変更されることができる。
【００３３】
センサ素子１０９は、動物の体表に接するように、保持部材１０５において動物の腹部に配置される。生体の情報を検知するセンサ素子１０９の一例は、電位センサであり、生体電位を計測する。
【００３４】
生体電位を検知する電極は、３つの電極、アース電極、参照電極、計測電極から構成される。配置については、これに限定されるものではなく、精度よく測定ができるように変更されることができる。
【００３５】
電位センサは、ノイズ環境により、アース電極を除く２電極、または好適部位の切り替えや複数チャネルでの計測を目的として４電極以上あってもよい。
【００３６】
本実施形態では、センサ素子を２つ有する例を示したが、これに限定されるものではなく、１つあるいは、さらに３つ以上センサ素子を有してもよい。また、センサ素子は、温度センサ、電位センサに限定されるものではなく、圧力センサ、赤外線センサなどであってもよい。
【００３７】
計測装置１０１は、動物の背部に配置される。計測装置１０１は、センサ素子１０７、１０９で検知した生体情報を計測して外部の機器へ送信する。また、計測装置１０１は、ＬＥＤ１１１を制御して発光させることもできる。
【００３８】
電源部１０３は、少なくとも生体（恒温動物）の体温で発電する温度差発電素子２１０１（図２参照）と太陽光で発電する太陽発電素子２１０３（図２参照）を備える複数の環境発電素子で発電した電力を蓄積し、計測装置１０１、ＬＥＤ１１１に電力を供給する、生体情報計測ユニット１１０１の電源である。
【００３９】
電源部１０３は、体温を受けるように、かつ太陽光を受けることができるように、保持部材１０５の内側と外側に、かつ動物の背部に配置される。
【００４０】
ＬＥＤ１１１は、識別表示の機能、計測の開始、終了、計測中などを知らせる機能を備えた、発光装置として設置される。腹部に３つ、背部に１つ配置されるが、これに限定されるものではなく、変更されることができる。
【００４１】
ゲル注入口１１３は、センサ素子１０９が電位センサである場合の、電位計測補助用の導電性ゲル５０５（図５参照）を注入する開口である。電位計測補助用の導電性ゲル５０５により、体毛で覆われた動物の生体電位を、毛を剃ることなく測定することができる。
【００４２】
（電源部）
図２は、本発明の１つの実施形態に係る電源部の概略断面図である。図２を参照して、本発明の電源部の実施形態について説明する。
【００４３】
図２に示すように、本実施形態の電源部１０３は、少なくとも生体の体温で発電する温度差発電素子２１０１、及び太陽光で発電する太陽発電素子２１０３を含む複数の環境発電素子を備える。
【００４４】
また、電源部１０３は、複数の環境発電素子で発電した電力を蓄積し、計測装置１０１に供給する電源管理部２１０５を備える。
【００４５】
温度差発電素子２１０１は、第１の熱伝導性部材２０１、保持部材２０２、断熱性部材２０３、第２の熱伝導性部材２０５、熱電変換素子２０７を備えている。
【００４６】
第１の熱伝導性部材２０１は、生体（動物）の体表に接触し、使用中、温度が生体の体温に依存する、高温側の部材である。第２の熱伝導性部材２０５は、外部環境の近くに位置し、使用中、温度が外部環境の温度に依存する、低温側の部材である。
【００４７】
第１の熱伝導性部材２０１、第２の熱伝導性部材２０５は、シリコン基板のような熱伝導度の高い部材である。
【００４８】
断熱性部材は、第１の熱伝導性部材２０１と第２の熱伝導性部材２０５が接してその温度差がなくなることがないように、第１の熱伝導性部材２０１と第２の熱伝導性部材２０５の間に保持されている。すなわち、第１の熱伝導性部材２０１が、外部環境にさらされないようにしている。
【００４９】
断熱性部材は、少なくともセンサ素子１０７、１０９、計測装置１０１を保持する保持部材２０２（１０５）を備え、温度差発電素子２１０１を保持する。断熱性部材は、他にウレタン樹脂などの断熱素材からなる部材（第１の断熱性部材）２０３を有する。
【００５０】
第１の断熱性部材２０３は、ナイロン生地に挟まれたウレタンクッションのように、保持部材２０２に組み込まれてもよい。
【００５１】
熱電変換素子２０７は、断熱性部材を貫通し、第１の熱伝導性部材２０１と第２の熱伝導性部材２０５に接触する。熱電変換素子２０７は、導電部材とＮ型及びＰ型の半導体部材を備え、第１の熱伝導性部材２０１の温度と第２の熱伝導性部材２０５の温度の差により発電する。
【００５２】
太陽発電素子２１０３は、太陽光を受けることができるように外部環境に露出される。本実施形態では、太陽発電素子２１０３と温度差発電素子２１０１が保持部材２０２上の別の領域に配置されているが、太陽発電素子２１０３は、温度差発電素子２１０１上に重ねて配置されることもできる。
【００５３】
太陽発電素子２１０３を温度差発電素子２１０１と重ねて配置することで、スペースの少ない保持部材２０２上で十分な起電力を得ることができる。
【００５４】
電源管理部２１０５は、温度差発電素子２１０１、太陽発電素子２１０３で生じた電力を蓄積し、計測装置１０１、センサ素子１０７、１０９に供給する。電源管理部２１０５は、温度差発電素子２１０１と太陽発電素子２１０３で生じた電力の大きい方に切り替えて、供給する。
【００５５】
少なくとも温度差発電素子２１０１と太陽発電素子２１０３の環境発電素子を備えることにより、体温と外部環境の温度差が近い日中は、太陽発電素子２１０３により発電する。太陽が隠れて太陽発電素子２１０３により発電できない夜間は、体温と外部環境の温度差が大きいので、温度差発電素子２１０１により発電する。
【００５６】
また、日中に太陽が出ていないため、気温が上がらないときは、温度差発電素子２１０１が発電するように切り替えることができる。このようにすることで、計測装置１０１は、恒常的に動作し、停止することがない。環境発電素子は、温度差発電素子や太陽発電素子の他に圧電素子、電磁誘導発電などを補助的に用いてもよい。
【００５７】
（計測装置）
図３は、本発明の実施形態１に係る生体情報計測ユニットの電気回路の構成図である。図３を参照して、本発明の実施形態１の生体情報計測ユニットの電気回路の構成について説明する。
【００５８】
図３に示すように、本実施形態の計測装置１０１は、複数の電気回路から構成される。本実施形態では、計測装置１０１は、Ａ／Ｄ変換部３０１、制御部３０３、無線通信部３０５を備える。本発明は、これに限定されるものではなく、機能の増減に応じて回路を増減してもよい。
【００５９】
Ａ／Ｄ変換部３０１は、センサ素子１０７、１０９と電気的に接続され、センサ素子１０７、１０９で検知されたアナログ信号である生体情報は、Ａ／Ｄ変換部３０１でデジタル信号に変換される。
【００６０】
制御部３０３は、Ａ／Ｄ変換部３０１と電気的に接続され、Ａ／Ｄ変換部３０１で変換されたデジタル信号を取得し、無線通信部３０５等周辺回路を制御する。
【００６１】
無線通信部３０５は、制御部３０３に電気的に接続され、ＥｎＯｃｅａｎ規格で、外部の機器へ生体情報のデジタル信号のデータの無線送信を行う。このようにして、外部の機器を操作する計測者は、生体情報を取得することができる。
【００６２】
複数の環境発電素子２１０１、２１０３は、環境で発電した電力を電源管理部２１０５に送り、電源管理部２１０５は、電力を蓄積し、該電力をセンサ素子１０７、１０９、Ａ／Ｄ変換部３０１、制御部３０３、無線通信部３０５に供給する。
【００６３】
（温度センサ）
図４は、本発明の実施形態１に係る温度センサの概略断面図である。図４を参照して、本発明の実施形態１の温度センサを説明する。
【００６４】
図４に示すように、計測中、温度センサ４０１は、体毛を含む体表４０３と接触する。温度センサ４０１は、ボア起毛４０５で囲まれている。ボア起毛４０５は、表面の繊維をカールして毛羽立たせたものである。ボア起毛４０５によって、体温を外部に漏らさず、正確な温度の測定を補助することができる。
【００６５】
また、温度センサ４０１とボア起毛４０５は、ナイロン生地４０７、ウレタンクッション４０９、ナイロン生地４１１を備える基材上４１３に設けられる。
【００６６】
ウレタンクッションは、ウレタン樹脂からなる断熱性素材（第２の断熱性部材）であり、体温を外部に漏らさず、正確な温度の測定を補助することができる。電源部の第１の断熱性部材２０３と第２の断熱性部材４０９は、同一の素材から構成されることができる。
【００６７】
（電位センサ）
図５は、本発明の実施形態１に係る電位センサの概略断面図である。図５を参照して、本発明の実施形態１の電位センサを説明する。
【００６８】
図５に示すように、計測中、電位センサ５０１は、体毛を含む体表５０３と接触する。電位センサ５０１は、体毛に阻まれ、皮膚に達することができない。しかしながら、電位センサ５０１の周囲は、電位計測補助用のゲル５０５で囲まれている。
【００６９】
電位計測補助用のゲル５０５は、導電性のゲルで、体毛で覆われた場所において体毛に入り込み皮膚に接することができる。
【００７０】
電位センサ５０１は、皮膚に達することができないが、導電性の電位計測補助用ゲル５０５を通して、生体電位を検知することができる。すなわち、電位計測補助用のゲル５０５は、正確な電位の測定を補助することができる。
【００７１】
電位センサ５０１は、メッシュ状ナイロン生地５０７、ゲル浸透素材５０９、ナイロン生地５１１を備える基材５１３上に設けられる。電位計測補助用のゲル５０５は、ナイロン生地５１１とメッシュ状ナイロン生地５０７の間の空間、及びゲル浸透素材５０９に保持される。
【００７２】
電位計測補助用のゲル５０５は、例えば、図１で示されたゲル注入口１１３から注入される。ナイロン生地５１１は、電位計測補助用のゲル５０５を外部に漏らさず、メッシュ状ナイロン生地５０７は、電位センサ５０１の周囲に電位計測補助用のゲル５０５を補給することができる。
【００７３】
本実施形態により、電池交換が不要で、日中のみならず、太陽の出ていない夜間においても、動物（特に犬）の生体の情報を監視することができる生体情報計測ユニットを提供できる。また、本発明は、動物を傷つけることなく常に動物に取り付けていられる生体情報計測ユニットを提供できる。
【００７４】
（実施形態２）
図６（ａ）は、本発明の実施形態２に係る生体情報計測ユニットの概略図であり、（ｂ）は、その装着例を示す図である。図６を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。
【００７５】
図６（ａ）に示すように、実施形態１と同様に、本実施形態の生体情報計測ユニット６１０１は、生体の情報を検知するセンサ素子６０７、６０９と、センサ素子６０７、６０９で検知した生体の情報を計測し、外部に無線通信する計測装置６０１を備える。
【００７６】
また、生体情報計測ユニット６１０１は、生体の体温と太陽光で発電する複数の環境発電素子で発電した電力を蓄積し、計測装置６０１に供給する電源部６０３と、センサ素子６０７、６０９、計測装置６０１、電源部６０３を保持する保持部材６０５と、を備えている。また、保持部材６０５は、ゲル注入口１１３を備えている。
【００７７】
実施形態１とはＬＥＤを備えていない点で異なるが、他の各構成要素の機能については実施形態１で説明したため省略する。ここでは、保持部材の形状が変化したことによる配置の変更について説明する。
【００７８】
保持部材６０５は、牛の首から背中にかけて保持される牛用の外装取り付け具である。保持部材６０５は、動物の首から背中にかけて上から乗せ、頭側の帯６１５、６１７で輪を作り、胴体の２箇所に帯（６１９と６２１、６２３と６２５）を回して留める。
【００７９】
図６（ｂ）は、本実施形態の生体情報計測ユニット６１０１の装着例である。このように装着すると、計測装置６０１は、動物の背部に配置される。電源部６０３は、体温を受け、かつ太陽の光を受けるように、保持部材６０５の内側と外側に、かつ動物の首部に配置される。
【００８０】
センサ素子６０７は、動物の体表に接して、保持部材６０５において動きの少ない動物の首部に配置される。生体の情報を検知するセンサ素子６０７の一例は、温度センサであり、体温を測定する。
【００８１】
しかしながら、配置については、これに限定されるものではなく、精度よく計測できるように変更されることができる。温度センサは、温度センサの説明で示したものを使うことができる。
【００８２】
センサ素子６０９は、動物の体表に接して、保持部材６０５において動物の背部に配置される。生体の情報を検知するセンサ素子６０９の一例は、電位センサであり、生体電位を測定する。
【００８３】
生体電位を検知する電極は、３つの電極、アース電極、参照電極、計測電極から構成される。配置については、これに限定されるものではなく、精度よく計測ができるように変更されることができる。
【００８４】
電位センサは、ノイズ環境により、アース電極を除く２電極、または好適部位の切り替えや複数チャネルでの計測を目的として４電極以上あってもよい。電位センサは、電位センサの説明で示したものを使うことができる。
【００８５】
本実施形態により、電池交換が不要で、日中のみならず、太陽の出ていない夜間においても、動物（特に牛）の生体の情報を監視することができる生体情報計測ユニットを提供できる。また、本発明は、動物を傷つけることなく常に動物に取り付けていられる生体情報計測ユニットを提供できる。
【００８６】
（実施形態３）
図７（ａ）は、本発明の実施形態３に係る生体情報計測ユニットの外観図であり、（ｂ）は、その装着例を示す図である。図８は、本発明の実施形態３に係る生体情報計測装置の概略断面図である。図７、図８を参照して、本発明の実施形態３に係る生体情報計測ユニットを説明する。
【００８７】
図７（ａ）に示されているように、生体情報計測ユニット７０１は、生体情報計測装置７０３とベルト７０５から構成される。ベルト７０５は、着脱機構７０７と、周囲径調節機構７０８を有する。
【００８８】
図７（ｂ）にベルト７０５によって、動物（犬）の首に取り付けられた状態を示す。生体情報計測装置の筐体は、シリコーン樹脂が使われ、柔軟で体の曲面にフィットする湾曲した形状になっている。
【００８９】
図８は、図７の生体情報計測装置の断面図を示す。生体情報計測装置７０３は、動物の体温を検知するセンサ素子８０９と、センサ素子８０９で検知した体温を計測し、外部に無線通信する計測装置８１０７と、を備えている。
【００９０】
また、生体情報計測装置は、環境発電素子である温度差発電素子８１０１及び太陽発電素子８１０３で発電した電力を蓄積し、計測装置８１０７に供給する電源管理部８１０５を備えている。
【００９１】
実施形態１とは、ＬＥＤと生体電位を検知するセンサ素子と保持部材がない点で異なるが、他の各構成要素の機能については実施形態１で説明したため省略する。
【００９２】
温度差発電素子８１０１は、体温で発電するためベルトの内側に配置されている。温度差発電素子８１０１は、配線基板８１１上に設けられている点と、第１の熱電伝導性部材８０１、第３の断熱性部材８０３、第２の熱伝導性部材８０５、熱電変換素子８０７を備えるが、保持部材が省かれている点で、図３の電源部と異なる。
【００９３】
第３の断熱性部材８０３は、第１の断熱性部材２０３と同じものを用いることができる。配線基板８１１は、少なくとも温度差発電素子８１０１と電源管理部８１０５を電気的に接続するための基板である。他の各構成要素の機能については実施形態１、電源部で説明したため省略する。
【００９４】
センサ素子８０９は、温度センサであり、計測中に動物の体表に接するように温度差発電素子８１０１よりも体表の近くに設けられる。センサ素子８０９は、第３の断熱性部材８０３に覆われているため、体温を外部に漏らさず、正確な温度を測定することができる。
【００９５】
太陽発電素子８１０３は、ベルト７０５の外側に配置されパネル７０７から視認できる。温度差発電素子８１０１に対してベルト７０５を挟んで配線基板８１３上に、太陽発電素子８１０３と電源管理部８１０５と計測装置８１０７が設けられる。
【００９６】
配線基板８１３は、少なくとも太陽発電素子８１０３と電源管理部８１０５、電源管理部８１０５と計測装置８１０７を電気的に接続するための基板である。
【００９７】
このようにすることで、体表の温度を計測するセンサ素子８０９と、体温で発電する温度差発電素子８１０１と、太陽光で発電する太陽発電素子８１０３を同一線上に設けることができ、省スペースを実現することができる。
【００９８】
本実施形態により、電池交換が不要で、日中のみならず、太陽の出ていない夜間においても、動物の生体の情報を監視することができる生体情報計測ユニットを提供できる。また、本発明は、動物を傷つけることなく常に動物に取り付けていられる生体情報計測ユニットを提供できる。
【符号の説明】
【００９９】
１０１    計測装置
１０３    電源部
１０５    保持部材
１０７    センサ素子
１０９    センサ素子
１１１    ＬＥＤ
１１３    ゲル注入口
１１０１  生体情報計測ユニット
２０１    第１の熱伝導性部材
２０２    保持部材
２０３    第１の断熱性部材
２０５    第２の熱伝導性部材
２０７    熱電変換素子
２１０１  温度差発電素子
２１０３  太陽発電素子
２１０５  電源管理部
３０１    Ａ／Ｄ変換部
３０３    制御部
３０５    無線通信部
４０１    温度センサ
４０３    体表
４０５    ボア起毛
４０７    ナイロン生地
４０９    ウレタンクッション（第２の断熱性部材）
４１１    ナイロン生地
４１３    基材
５０１    電位センサ
５０３    体表
５０５    電位計測補助用のゲル
５０７    メッシュ状ナイロン生地
５０９    ゲル浸透素材、
５１１    ナイロン生地
５１３    基材上
【図１】
2019165641.tif 000003
【図２】
2019165641.tif 000004
【図３】
2019165641.tif 000005
【図４】
2019165641.tif 000006
【図５】
2019165641.tif 000007
【図６】
2019165641.tif 000008
【図７】
2019165641.tif 000009
【図８】
2019165641.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月13日(2018.11.13)
【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】
生体の情報を検知するセンサ素子と、
前記センサ素子で検知した前記生体の情報を計測し、外部の機器に無線送信する計測装置と、
前記生体の体温で発電する温度差発電素子及び太陽光で発電する太陽発電素子を少なくとも含む複数の環境発電素子と、前記複数の環境発電素子で発電した電力を蓄積し、前記計測装置に供給する電源管理部と、を備えた電源部と、
前記センサ素子と、前記計測装置と、前記電源部とを保持する保持部材と、を備えた生体情報計測ユニットであって、
前記温度差発電素子は、
前記生体の体表に接し、温度が前記生体の体温に依存する第１の熱伝導性部材と、
温度が外部環境の温度に依存する第２の熱伝導性部材と、
前記第１の熱伝導性部材と前記第２の熱伝導性部材の間に保持された断熱性部材と、
前記断熱性部材を貫通し、前記第１の熱伝導性部材と前記第２の熱伝導性部材に接触してその温度差で発電する熱電変換素子と、を備え、
前記断熱性部材は、少なくとも前記保持部材を備える生体情報計測ユニット。
【請求項２】
前記生体の情報は、体温または生体電位、または体温及び生体電位である請求項１に記載の生体情報計測ユニット。
【請求項３】
前記体温を検知するセンサ素子は、前記保持部材の上に、毛で囲まれて配置され、前記生体と接触する、請求項２に記載の生体情報計測ユニット。
【請求項４】
前記太陽発電素子は、前記温度差発電素子と重ねて配置される、請求項１から３の何れか１項に記載の生体情報計測ユニット。
【請求項５】
前記保持部材は、犬用のハーネスであり、
前記計測装置は、恒常的に動作し、停止することがない、請求項１から４の何れか１項に記載の生体情報計測ユニット。
【請求項６】
前記保持部材は、牛の首から背中にかけて取り付けられた牛用の外装取り付け具であり、
前記計測装置は、恒常的に動作し、停止することがない、請求項１から４の何れか１項に記載の生体情報計測ユニット。
【請求項７】
前記計測装置は、
計測されたアナログ信号をデジタル信号に変換する、前記センサ素子に電気的に接続されたＡ／Ｄ変換部と、
前記デジタル信号を取得し、周辺回路を制御する、前記Ａ／Ｄ変換部に電気的に接続された制御部と、
前記デジタル信号の無線送信を行う、前記制御部に電気的に接続された無線通信部と、
を備える、請求項１から６の何れか１項に記載の生体情報計測ユニット。
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月24日(2019.5.24)
【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】
生体の情報を検知するセンサ素子と、
前記センサ素子で検知した前記生体の情報を計測し、外部の機器に無線送信する計測装置と、
前記生体の体温で発電する温度差発電素子及び太陽光で発電する太陽発電素子を少なくとも含む複数の環境発電素子と、前記複数の環境発電素子で発電した電力を蓄積し、前記計測装置に供給する電源管理部と、を備えた電源部と、
前記センサ素子と、前記計測装置と、前記電源部とを保持する保持部材と、を備えた生体情報計測ユニットであって、
前記温度差発電素子は、
前記生体の体表に接し、温度が前記生体の体温に依存する第１の熱伝導性部材と、
温度が外部環境の温度に依存する第２の熱伝導性部材と、
前記第１の熱伝導性部材と前記第２の熱伝導性部材の間に保持された断熱性部材と、
前記断熱性部材を貫通し、前記第１の熱伝導性部材と前記第２の熱伝導性部材に接触してその温度差で発電する熱電変換素子と、を備え、
前記断熱性部材は、少なくとも前記保持部材を備え、
前記生体の情報は、体温または体温及び生体電位であり、
体温を検知する前記センサ素子は、前記保持部材の上に、毛で囲まれて配置され、前記生体と接触する、生体情報計測ユニット。
【請求項２】
生体の情報を検知するセンサ素子と、
前記センサ素子で検知した前記生体の情報を計測し、外部の機器に無線送信する計測装置と、
前記生体の体温で発電する温度差発電素子及び太陽光で発電する太陽発電素子を少なくとも含む複数の環境発電素子と、前記複数の環境発電素子で発電した電力を蓄積し、前記計測装置に供給する電源管理部と、を備えた電源部と、
前記センサ素子と、前記計測装置と、前記電源部とを保持する保持部材と、を備えた生体情報計測ユニットであって、
前記温度差発電素子は、
前記生体の体表に接し、温度が前記生体の体温に依存する第１の熱伝導性部材と、
温度が外部環境の温度に依存する第２の熱伝導性部材と、
前記第１の熱伝導性部材と前記第２の熱伝導性部材の間に保持された断熱性部材と、
前記断熱性部材を貫通し、前記第１の熱伝導性部材と前記第２の熱伝導性部材に接触してその温度差で発電する熱電変換素子と、を備え、
前記断熱性部材は、少なくとも前記保持部材を備え、
前記保持部材は、犬用のハーネスであり、
前記計測装置は、恒常的に動作し、停止することがない、生体情報計測ユニット。
【請求項３】
生体の情報を検知するセンサ素子と、
前記センサ素子で検知した前記生体の情報を計測し、外部の機器に無線送信する計測装置と、
前記生体の体温で発電する温度差発電素子及び太陽光で発電する太陽発電素子を少なくとも含む複数の環境発電素子と、前記複数の環境発電素子で発電した電力を蓄積し、前記計測装置に供給する電源管理部と、を備えた電源部と、
前記センサ素子と、前記計測装置と、前記電源部とを保持する保持部材と、を備えた生体情報計測ユニットであって、
前記温度差発電素子は、
前記生体の体表に接し、温度が前記生体の体温に依存する第１の熱伝導性部材と、
温度が外部環境の温度に依存する第２の熱伝導性部材と、
前記第１の熱伝導性部材と前記第２の熱伝導性部材の間に保持された断熱性部材と、
前記断熱性部材を貫通し、前記第１の熱伝導性部材と前記第２の熱伝導性部材に接触してその温度差で発電する熱電変換素子と、を備え、
前記断熱性部材は、少なくとも前記保持部材を備え、
前記保持部材は、牛の首から背中にかけて取り付けられた牛用の外装取り付け具であり、
前記計測装置は、恒常的に動作し、停止することがない、生体情報計測ユニット。
【請求項４】
前記太陽発電素子は、前記温度差発電素子と重ねて配置される、請求項１から３の何れか１項に記載の生体情報計測ユニット。
【請求項５】
前記計測装置は、
計測されたアナログ信号をデジタル信号に変換する、前記センサ素子に電気的に接続されたＡ／Ｄ変換部と、
前記デジタル信号を取得し、周辺回路を制御する、前記Ａ／Ｄ変換部に電気的に接続された制御部と、
前記デジタル信号の無線送信を行う、前記制御部に電気的に接続された無線通信部と、
を備える、請求項１から４の何れか１項に記載の生体情報計測ユニット。