(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブ装置及び情報処理装置を備えた粘弾性計測装置であって、
前記プローブ装置は、
前記情報処理装置に着脱可能に取り付けられる筐体と、
前記筐体に対して移動可能に設けられ、ユーザによって押下される押下部材と、
一端が前記押下部材に固定され、前記押下部材が押下された場合に弾性係数に応じて変位する弾性部材と、
前記弾性部材の他端に固定され、先端が粘弾性計測対象物に当接するとともに、前記弾性部材の変位に伴って前記先端により前記粘弾性計測対象物を押圧する当接部材と、を有し、
前記情報処理装置は、
前記筐体が取り付けられた状態で、前記粘弾性計測対象物の前記当接部材によって押圧された部分周辺の変位を計測する計測部と、
前記計測部によって計測された前記粘弾性計測対象物の変位又は前記弾性部材の両端の位置に基づいて、前記押下部材の押下に伴う前記弾性部材の変位が所定値となることを検出する検出部と、
粘弾性計測を開始する場合に前記押下部材の押下を要求する押下要求メッセージを出力し、押下要求メッセージ出力後に前記検出部によって前記弾性部材の変位が所定値となったことが検出された場合に前記押下部材の開放を要求する開放要求メッセージを出力し、開放要求メッセージ出力後に前記計測部によって計測された粘弾性計測対象物の変位の変化量が所定範囲内に収まる場合に粘弾性計測が終了した旨の終了メッセージを出力する制御部と、を有する
ことを特徴とする粘弾性計測装置。
【請求項２】
粘弾性計測対象物の変位を計測する情報処理装置に着脱可能に取り付けられる筐体と、
前記筐体に対して移動可能に設けられ、ユーザによって押下される押下部材と、
一端が前記押下部材に固定され、前記押下部材が押下された場合に弾性係数に応じて変位する弾性部材と、
前記弾性部材の他端に固定され、先端が前記粘弾性計測対象物に当接するとともに、前記弾性部材の変位が所定値に達するまでは前記弾性部材の変位に伴って前記先端により前記粘弾性計測対象物を押圧して変位させ、前記弾性部材の変位が所定値に達した後は前記弾性部材を変位させることなく前記先端により前記粘弾性計測対象物を押圧して変位させる当接部材と、
を有することを特徴とするプローブ装置。
【請求項３】
前記筐体は、
前記情報処理装置に面する筒穴が中央に設けられた略筒形状に形成され、
前記押下部材、前記弾性部材及び前記当接部材は、
前記筐体に設けられた筒穴と共通の中心軸を有する筒穴が設けられた略筒形状に形成されて前記筐体に収納される
ことを特徴とする請求項２記載のプローブ装置。
【請求項４】
前記押下部材は、
一部に距離測定のための不透明な目印が付加された第１の透明部材を有し、
前記当接部材は、
前記第１の透明部材に付加された目印とは重複しない位置に不透明な目印が付加された第２の透明部材を有する
ことを特徴とする請求項２記載のプローブ装置。
【請求項５】
粘弾性計測を開始する場合に、コンピュータに着脱可能に取り付けられる筐体と、前記筐体に対して移動可能に設けられ、ユーザによって押下される押下部材と、一端が前記押下部材に固定され、前記押下部材が押下された場合に弾性係数に応じて変位する弾性部材と、前記弾性部材の他端に固定され、先端が粘弾性計測対象物に当接するとともに、前記弾性部材の変位に伴って前記先端により前記粘弾性計測対象物を押圧する当接部材とを備えたプローブ装置の前記押下部材の押下を要求する押下要求メッセージを出力し、
前記押下要求メッセージの出力後に前記粘弾性計測対象物の前記当接部材によって押圧された部分周辺の変位を継続的に計測し、
計測された前記粘弾性計測対象物の変位又は前記弾性部材の両端の位置に基づいて、前記押下部材の押下に伴う前記弾性部材の変位が所定値となることを検出し、
前記弾性部材の変位が前記所定値となったことを検出した場合に、前記押下部材の開放を要求する開放要求メッセージを出力し、
前記開放要求メッセージの出力後に前記粘弾性計測対象物の前記当接部材によって押圧された部分周辺の変位を継続的に計測し、
計測された前記粘弾性計測対象物の変位の変化量が所定範囲内に収まる場合に、粘弾性計測が終了した旨の終了メッセージを出力する
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする粘弾性計測支援プログラム。
【請求項６】
前記押下要求メッセージの出力後に計測された前記粘弾性計測対象物の変位及び前記開放要求メッセージの出力後に計測された前記粘弾性計測対象物の変位に基づいて、前記粘弾性計測対象物の粘弾性を演算する処理をさらにコンピュータに実行させることを特徴とする請求項５記載の粘弾性計測支援プログラム。
【請求項７】
前記検出する処理は、
前記押下要求メッセージの出力後に計測される前記粘弾性計測対象物の変位の変動の仕方が変化する変化点を検出する処理を含むことを特徴とする請求項５記載の粘弾性計測支援プログラム。
【請求項８】
前記検出する処理は、
前記押下部材までの距離と前記当接部材までの距離とに基づいて前記弾性部材の変位を求め、求められた変位が所定値となったことを検出する処理を含むことを特徴とする請求項５記載の粘弾性計測支援プログラム。
【請求項９】
前記押下要求メッセージを出力する処理は、
前記粘弾性計測対象物までの距離を計測し、
計測された距離が前記筐体の寸法に一致するか否かを判定し、
判定の結果、計測された距離が前記筐体の寸法に一致する場合に、押下要求メッセージを出力する
処理を含むことを特徴とする請求項５記載の粘弾性計測支援プログラム。
【請求項１０】
前記押下要求メッセージを出力する処理は、
判定の結果、計測された距離が前記筐体の寸法に一致しない場合に、エラーメッセージを出力する処理を含むことを特徴とする請求項９記載の粘弾性計測支援プログラム。
【請求項１１】
前記終了メッセージを出力する処理は、
前記開放要求メッセージの出力後に計測された前記粘弾性計測対象物の変位の変化量が所定の閾値未満になった場合に、終了メッセージを出力する処理を含むことを特徴とする請求項５記載の粘弾性計測支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘弾性計測装置、プローブ装置及び粘弾性計測支援プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば皮膚や食品などの粘弾性が定量的に計測されることがある。すなわち、例えば健康状態のチェックや美容の観点から皮膚の粘弾性の計測が要求されることがあり、食感や鮮度などの指標として食品の粘弾性の計測が要求されることがある。これらの要求に応えるため、一般には、計測対象物である皮膚や食品を押圧し、押圧部分における計測対象物の変位を測定して粘弾性を計測することが行われている。
【０００３】
具体的には、例えばモータなどの動力を用いて計測対象物の表面に押圧部材を押し当て、押圧部材による押圧に伴った計測対象物の表面の変位を測定することにより、計測対象物の粘弾性が計測される。また、バイブレータによって計測対象物を振動させ、この振動による計測対象物表面の変位を超音波を用いて測定することなども検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２４６０６号公報
【特許文献２】特開２００４−８５５４８号公報
【特許文献３】特開２００４−２２３２６５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、上述した従来の粘弾性計測においては、計測のために使用される装置が比較的大規模なものとなり、一般のユーザが手軽に粘弾性を計測することが困難であるという問題がある。すなわち、従来の粘弾性計測装置は、計測対象物の表面を押圧するための動力機構や計測対象物の表面の変位を測定するための測定装置などを備えるのが一般的であるため、サイズやコストの面で比較的大規模なものとなる傾向がある。このため、一般のユーザが例えば家庭などに従来の粘弾性計測装置を導入することは現実的でなく、手軽に自分の皮膚や食品などの粘弾性を計測することができない。
【０００６】
開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、手軽かつ簡便に対象物の粘弾性を計測することができる粘弾性計測装置、プローブ装置及び粘弾性計測支援プログラム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】
【０００７】
本願が開示する粘弾性計測装置は、１つの態様において、プローブ装置及び情報処理装置を備えた粘弾性計測装置であって、前記プローブ装置は、前記情報処理装置に着脱可能に取り付けられる筐体と、前記筐体に対して移動可能に設けられ、ユーザによって押下される押下部材と、一端が前記押下部材に固定され、前記押下部材が押下された場合に弾性係数に応じて変位する弾性部材と、前記弾性部材の他端に固定され、先端が粘弾性計測対象物に当接するとともに、前記弾性部材の変位に伴って前記先端により前記粘弾性計測対象物を押圧する当接部材と、を有し、前記情報処理装置は、前記筐体が取り付けられた状態で、前記粘弾性計測対象物の前記当接部材によって押圧された部分周辺の変位を計測する計測部と、前記計測部によって計測された前記粘弾性計測対象物の変位又は前記弾性部材の両端の位置に基づいて、前記押下部材の押下に伴う前記弾性部材の変位が所定値となることを検出する検出部と、粘弾性計測を開始する場合に前記押下部材の押下を要求する押下要求メッセージを出力し、押下要求メッセージ出力後に前記検出部によって前記弾性部材の変位が所定値となったことが検出された場合に前記押下部材の開放を要求する開放要求メッセージを出力し、開放要求メッセージ出力後に前記計測部によって計測された粘弾性計測対象物の変位の変化量が所定範囲内に収まる場合に粘弾性計測が終了した旨の終了メッセージを出力する制御部と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本願が開示する粘弾性計測装置、プローブ装置及び粘弾性計測支援プログラムの１つの態様によれば、手軽かつ簡便に対象物の粘弾性を計測することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、一実施の形態に係る粘弾性計測装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、一実施の形態に係る携帯端末装置の外観を示す斜視図である。
【図３】図３は、一実施の形態に係るプローブ装置の外観を示す斜視図である。
【図４】図４は、一実施の形態に係るプローブ装置の断面を示す模式図である。
【図５】図５は、一実施の形態に係る携帯端末装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、一実施の形態に係るプロセッサの機能を示す機能ブロック図である。
【図７】図７は、一実施の形態に係る携帯端末装置の動作を示すフロー図である。
【図８】図８は、一実施の形態に係る粘弾性計測動作を説明する図である。
【図９】図９は、弾性計測時の変位の例を示す図である。
【図１０】図１０は、粘性計測時の変位の例を示す図である。
【図１１】図１１は、一実施の形態に係るプローブ装置の変形例を示す図である。
【図１２】図１２は、コンピュータのハードウェア構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本願が開示する粘弾性計測装置、プローブ装置及び粘弾性計測支援プログラムの一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１１】
図１は、一実施の形態に係る粘弾性計測装置の外観を示す斜視図である。図１に示す粘弾性計測装置は、プローブ装置１００及び携帯端末装置２００を備えている。
【００１２】
プローブ装置１００は、携帯端末装置２００に着脱可能な略円筒形状の装置である。後述するように、プローブ装置１００は、携帯端末装置２００のカメラ部分に装着されて使用される。また、プローブ装置１００の筐体１１０内部には、押下部材１２０が押下可能に設けられている。筐体１１０及び押下部材１２０はいずれも略円筒形状となっており、プローブ装置１００が携帯端末装置２００のカメラ部分に装着された状態では、円筒形状の一方の底面に位置するカメラから他方の底面側を見通すことができるようになっている。
【００１３】
携帯端末装置２００は、例えば携帯電話機などの一般のユーザが所持する装置である。携帯端末装置２００は、表示部として機能するとともに入力部としても機能するタッチパネル２１０を備えている。また、携帯端末装置２００は、操作時にユーザが押下する操作キー２２０を備えている。さらに、図２に示すように、携帯端末装置２００は、タッチパネル２１０を備える面とは反対側の面にカメラ２３０を備えている。カメラ２３０は、被写体までの距離を測定して焦点距離を自動調整する所謂オートフォーカス機能を有している。
【００１４】
図１に示す粘弾性計測装置によって粘弾性を計測する際には、携帯端末装置２００は、ユーザに対する種々の案内メッセージを例えばタッチパネル２１０に表示し、プローブ装置１００を適切に操作させる。そして、携帯端末装置２００から出力される案内メッセージに従ってユーザがプローブ装置１００の押下部材１２０を押下することにより、計測対象物の表面が押圧される。計測対象物が押圧されると、携帯端末装置２００のカメラ２３０がプローブ装置１００の筒穴を通して計測対象物の表面までの距離を計測し、この計測結果から計測対象物の表面の変位が求められ粘弾性が計測される。具体的な粘弾性の計測方法については、後に詳述する。
【００１５】
図３は、一実施の形態に係るプローブ装置１００の外観を示す斜視図である。図３に示すように、プローブ装置１００は、筐体１１０及び押下部材１２０を備え、筐体１１０は、上面部１１１、第１円筒部１１２、第２円筒部１１３を有している。
【００１６】
上面部１１１は、携帯端末装置２００に取り付けられる底面部分であり、この底面の中央には筒穴の開口部１１１ａが形成されている。なお、以下においては、携帯端末装置２００に取り付けられるプローブ装置１００の底面を「上面」という。プローブ装置１００が携帯端末装置２００に装着される際には、開口部１１１ａとカメラ２３０が向き合うように取り付けられる。また、プローブ装置１００の装着に際しては、例えば上面に接着性のゲルなどを塗布しておくことで、プローブ装置１００を携帯端末装置２００に取り付けることが可能である。さらに、携帯端末装置２００の外枠に嵌合する嵌合部を上面部１１１に設け、この嵌合部によってプローブ装置１００を携帯端末装置２００に取り付けることなども可能である。
【００１７】
第１円筒部１１２は、上面部１１１と第２円筒部１１３を接続する略円筒形状を有している。第１円筒部１１２には、ユーザが指を入れて押下部材１２０を押下するための切欠部１１２ａが形成されている。すなわち、第１円筒部１１２の内部には、押下部材１２０が収納されており、ユーザは、切欠部１１２ａから第１円筒部１１２内部に指を入れて押下部材１２０を押下することができる。このとき押下される押下部材１２０も略円筒形状を有している。すなわち、押下部材１２０の上面部１１１側の面中央には筒穴の開口部１２０ａが形成されている。そして、ユーザが押下部材１２０を押下する際には、開口部１２０ａの周囲を押下することになる。
【００１８】
第２円筒部１１３は、粘弾性の計測対象物に接する底面部分であり、後述するように、この底面の中央には筒穴の開口部が形成されている。また、第２円筒部１１３は、後述するように、計測対象物の表面に当接する当接部材を収納しており、押下部材１２０が押下されると底面の開口部から当接部材の先端を突出させる。
【００１９】
図４は、図３に示すプローブ装置１００のＸ−Ｘ線断面を示す模式図である。図４に示すように、第１円筒部１１２の切欠部１１２ａ内部には押下部材１２０が収納されており、第２円筒部１１３の筒穴部１１３ａには、当接部材１３０が収納されている。そして、押下部材１２０と当接部材１３０は、コイルばね１４０によって接続されている。筐体１１０、押下部材１２０、当接部材１３０及びコイルばね１４０には、共通の中心軸を有する筒穴が形成されており、この筒穴を介してプローブ装置１００の上面から底面側が見通せるようになっている。
【００２０】
具体的には、押下部材１２０は、筐体１１０の上面部１１１側の面中央に開口部１２０ａが形成された略円筒形状の部材であり、開口部１２０ａ付近には肉厚部１２１が形成されている。また、当接部材１３０は、開口部１１１ａ及び開口部１２０ａの中心を結ぶ直線を中心軸とする筒穴部１３０ａを有する略円筒形状の部材であり、中央付近に肉厚部１３１が形成されている。そして、当接部材１３０の先端１３２は、押下部材１２０が押下された場合に第２円筒部１１３の底面に形成された開口部から突出するようになっている。
【００２１】
コイルばね１４０は、所定の弾性係数を有する圧縮ばねである。コイルばね１４０の一端面は、押下部材１２０の肉厚部１２１に固定され、コイルばね１４０の他端面は、当接部材１３０の肉厚部１３１に固定されている。コイルばね１４０の直径は、押下部材１２０の円筒形状の内径以下であるとともに、当接部材１３０の円筒形状の外径以上である。したがって、押下部材１２０の円筒形状内部にコイルばね１４０の一部が収納され、コイルばね１４０の内部に当接部材１３０の円筒形状の一部が収納される。また、押下部材１２０が押下された場合には、コイルばね１４０が圧縮されつつ、当接部材１３０が移動し、先端１３２が第２円筒部の１１３の底面に形成された開口部から突出する。このとき、押下部材１２０の先端１２２及び当接部材１３０の肉厚部１３１は、第２円筒部１１３の筒穴部１１３ａの内面を摺動し、先端１３２が図４中の鉛直下方向へ突出するように案内する。
【００２２】
ところで、押下部材１２０が押下されていない状態では、押下部材１２０の先端１２２と当接部材１３０の肉厚部１３１との間の距離はＳである。換言すれば、押下部材１２０が押下された場合には、コイルばね１４０が圧縮されて、コイルばね１４０の変位が０からＳまで増加する。そして、コイルばね１４０の変位がＳになった場合には、押下部材１２０の先端１２２が当接部材１３０の肉厚部１３１に当接し、それ以上はコイルばね１４０の変位が増加することはない。したがって、押下部材１２０が押下されてコイルばね１４０の変位が０からＳまで増加する間は、コイルばね１４０の弾性力と当接部材１３０の先端１３２に当接する計測対象物の弾性力とが等しいことになる。本実施の形態においては、この弾性力の釣り合いを利用して、計測対象物の弾性を計測する。
【００２３】
次に、一実施の形態に係る携帯端末装置２００の構成について、図５を参照しながら説明する。図５は、一実施の形態に係る携帯端末装置２００の構成を示すブロック図である。図５に示すように、携帯端末装置２００は、タッチパネル２１０、操作キー２２０、カメラ２３０、無線部２４０、スピーカ２５０、プロセッサ２６０、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）２７０及びＲＡＭ（Random  Access  Memory）２８０を有している。
【００２４】
タッチパネル２１０は、例えば液晶パネルなどを備え、様々な情報を表示するとともに、例えば静電容量方式のセンサなどを備え、ユーザによる接触を検知して様々な入力を受け付ける。操作キー２２０は、押下可能に設けられており、ユーザによって押下されることにより様々な入力を受け付ける。カメラ２３０は、ユーザの操作に応じて被写体を撮影する。このとき、カメラ２３０は、被写体までの距離を測定し、焦点距離を自動調整する。また、カメラ２３０は、被写体の撮影を行うことなく、オートフォーカス機能を用いて被写体までの距離を測定することもできる。具体的には、カメラ２３０は、プローブ装置１００が取り付けられた場合に、プローブ装置１００の開口部１１１ａ、開口部１２０ａ及び筒穴部１３０ａを介して当接部材１３０の先端１３２に当接する計測対象物までの距離を測定する。
【００２５】
無線部２４０は、アンテナを介して無線信号を送受信する。無線部２４０は、例えばプロセッサ２６０によって生成された送信信号をＤ／Ａ（Digital/Analog）変換し、さらに無線周波数にアップコンバートした上でアンテナから送信する。スピーカ２５０は、プロセッサ２６０の制御に従って音声信号を出力する。具体的には、スピーカ２５０は、プローブ装置１００の押下部材１２０を押下するタイミングや、押下を止めて開放するタイミングをユーザに報知するための音声信号などを出力する。
【００２６】
プロセッサ２６０は、携帯端末装置２００の各部を統括制御する。具体的には、プロセッサ２６０は、例えばプローブ装置１００を用いた粘弾性計測プログラムが起動された場合、粘弾性計測のために携帯端末装置２００の各部を制御する。すなわち、プロセッサ２６０は、タッチパネル２１０又はスピーカ２５０などを制御して、プローブ装置１００の操作をユーザに要求したり、カメラ２３０を制御して、計測対象物までの距離を計測したりする。
【００２７】
ＲＯＭ２７０及びＲＡＭ２８０は、プロセッサ２６０によって利用される様々な情報を記憶する。すなわち、ＲＯＭ２７０及びＲＡＭ２８０は、例えば粘弾性計測プログラムを記憶したり、プロセッサ２６０によって計測された計測対象物までの距離を記憶したりする。
【００２８】
次いで、携帯端末装置２００のプロセッサ２６０が実行する機能について、図６を参照しながら説明する。図６は、プロセッサ２６０の機能を示す機能ブロック図である。プロセッサ２６０は、本実施の形態に係る粘弾性計測プログラムが起動された場合に、図６に示した各機能処理部として動作する。すなわち、プロセッサ２６０は、出力制御部２６１、距離計測部２６２、変化点検出部２６３、変化量判定部２６４及び粘弾性演算部２６５として機能する。
【００２９】
出力制御部２６１は、ユーザがタッチパネル２１０又は操作キー２２０などを操作して粘弾性計測プログラムを起動する場合に、この通知を受けて粘弾性計測プログラムを起動し、ユーザ向けのメッセージを出力する。具体的には、出力制御部２６１は、粘弾性プログラムの起動通知を受けた場合に、粘弾性の計測を開始する旨の開始メッセージを出力する。このとき、出力制御部２６１は、プローブ装置１００を携帯端末装置２００のカメラ２３０に取り付け、プローブ装置１００の当接部材１３０の先端１３２を計測対象物に当接させるように要求するメッセージを出力する。出力されたメッセージは、タッチパネル２１０に表示されたり、スピーカ２５０から音声出力されたりする。
【００３０】
また、出力制御部２６１は、距離計測部２６２によって計測された計測対象物までの距離に基づいて粘弾性計測を開始する準備が整ったと判断された場合に、プローブ装置１００の押下部材１２０を押下するように要求する押下要求メッセージを出力する。一方、出力制御部２６１は、粘弾性計測を開始する準備が整わないと判断された場合に、エラーが生じている旨のメッセージを出力する。
【００３１】
そして、出力制御部２６１は、変化点検出部２６３からの通知を受けた場合に、プローブ装置１００の押下部材１２０を開放するように要求する開放要求メッセージを出力する。その後、出力制御部２６１は、変化量判定部２６４からの通知を受けた場合に、粘弾性の計測を終了する旨の終了メッセージを出力する。
【００３２】
距離計測部２６２は、カメラ２３０を制御して、カメラ２３０からプローブ装置１００の当接部材１３０の先端１３２当接する計測対象物までの距離を計測する。距離計測部２６２は、出力制御部２６１から押下要求メッセージ又は開放要求メッセージが出力された後は、継続的に所定周期の計測タイミングで計測対象物までの距離を計測し、計測された距離の変化から計測対象物の変位を求める。そして、距離計測部２６２は、求められた計測対象物の変位をそれぞれの計測タイミングに対応する計測データとしてＲＡＭ２８０などに記憶させる。
【００３３】
変化点検出部２６３は、押下要求メッセージの出力後、距離計測部２６２によって測定される計測対象物の変位を監視し、計測対象物の変位の変動の仕方が変化する変化点を検出する。具体的には、変化点検出部２６３は、前回の計測タイミングから今回の計測タイミングまでの間の計測対象物の変位の変動を、前回の計測タイミングまでに測定された計測対象物の変位の変動の平均値などと比較することにより、変化点を検出する。そして、変化点検出部２６３は、変化点が検出されたことを出力制御部２６１へ通知する。
【００３４】
ここで、上述したように、プローブ装置１００の押下部材１２０の先端１２２と当接部材１３０の肉厚部１３１との間の距離はＳである。したがって、押下部材１２０が押下され始めた後、コイルばね１４０の変位がＳに達するまでは、ユーザが押下部材１２０を押下する力の一部がコイルばね１４０の弾性力によって吸収されながら、計測対象物が当接部材１３０の先端１３２によって押圧される。一方、コイルばね１４０の変位がＳに達した後は、コイルばね１４０の弾性力がなくなるため、ユーザが押下部材１２０を押下する力がそのまま当接部材１３０の先端１３２に伝わり、計測対象物が押圧される。これらのことから、コイルばね１４０の変位がＳに達するまでは、押圧による計測対象物の変位が比較的緩やかに増加するのに対し、コイルばね１４０の変位がＳに達した後は、押圧による計測対象物の変位が比較的急激に増加する。そこで、変化点検出部２６３は、計測対象物の変位の変動の仕方が変化する変化点を検出することにより、コイルばね１４０の変位がＳに達したタイミングを検出する。
【００３５】
変化量判定部２６４は、開放要求メッセージの出力後、距離計測部２６２によって測定される計測対象物の変位を監視し、計測対象物の変位の変化量が所定の閾値未満になったか否かを判定する。具体的には、変化量判定部２６４は、前回の計測タイミングから今回の計測タイミングまでの間の計測対象物の変位の変化量が所定の閾値未満になったか否かを判定する。そして、変化量判定部２６４は、計測対象物の変位の変化量が所定の閾値未満になった場合に、その旨を出力制御部２６１へ通知する。
【００３６】
ここで、開放要求メッセージが出力されてユーザが押下部材１２０の押下を止めて開放すると、計測対象物が元の形状に戻ろうとする粘性力によって計測対象物の変位が０に戻り始める。そして、計測対象物の形状がほぼ元に戻った状態では、計測対象物の変位がほとんど変動しなくなる。そこで、変化量判定部２６４は、計測対象物の変位の変化量が所定の閾値未満になったことを検出することにより、計測対象物の形状が元に戻ったタイミングを検出する。
【００３７】
粘弾性演算部２６５は、ＲＡＭ２８０などに記憶された計測対象物の変位の計測データを取得し、計測対象物の弾性及び粘性を算出する。具体的には、粘弾性演算部２６５は、変化点検出部２６３によって検出された変化点のタイミングが出力制御部２６１から通知されると、変化点のタイミングにおける計測対象物の変位を取得し、以下の式（１）によって計測対象物の弾性係数Ｋｓを算出する。
Ｋｓ＝Ｋａ・（Ｓ／ｄ）  …（１）
【００３８】
なお、式（１）において、Ｋａはコイルばね１４０の弾性係数であり、Ｓは押下部材１２０が押下されていない場合の先端１２２と肉厚部１３１の間の距離であり、ｄは計測対象物の変位である。この式（１）は、コイルばね１４０の変位がＳとなった時のコイルばね１４０の弾性力（Ｋａ・Ｓ）と計測対象物の弾性力（Ｋｓ・ｄ）とが等しいことから得られる。
【００３９】
また、粘弾性演算部２６５は、計測対象物の変位の変化量が所定の閾値未満となったタイミングが出力制御部２６１から通知されると、このタイミングに到るまでの計測対象物の変位の推移を取得し、以下の式（２）によって計測対象物の粘性係数σを算出する。
ｄ＝ｄ’・α・ｅ-σt  …（２）
【００４０】
なお、式（２）において、ｄ’は時刻０における計測対象物の変位であり、αは所定の比例定数であり、ｅは自然対数の底であり、ｔは経過時間である。粘弾性演算部２６５は、出力制御部２６１によって開放要求メッセージが出力された後の、押下部材１２０が開放されている間の計測対象物の変位の推移から上式（２）の曲線を求めることにより、計測対象物の粘性係数σを算出する。
【００４１】
次に、上記のように構成された携帯端末装置２００の動作について、図７に示すフロー図を参照しながら具体的に説明する。
【００４２】
まず、ユーザがタッチパネル２１０又は操作キー２２０などを操作して粘弾性計測プログラムの開始を選択すると、プロセッサ２６０によってこのアプリケーションが起動される（ステップＳ１０１）。そして、プロセッサ２６０の出力制御部２６１によってタッチパネル２１０又はスピーカ２５０が制御されることにより、プローブ装置１００をカメラ２３０に取り付け、ユーザに粘弾性計測の準備を促す開始メッセージが出力される（ステップＳ１０２）。具体的には、例えば「穴の位置がカメラに合うようにプローブを取り付け、プローブを計測対象物に当ててください。」などの開始メッセージがタッチパネル２１０に表示されたりスピーカ２５０から音声出力されたりする。
【００４３】
開始メッセージ出力後、プローブ装置１００を取り付けるための所定の時間が経過すると、距離計測部２６２によってカメラ２３０が制御され、カメラ２３０から当接部材１３０の先端１３２に当接する計測対象物までの距離が測定される（ステップＳ１０３）。このとき、出力制御部２６１によってスピーカ２５０などが制御され、測定の開始及び終了の少なくとも一方のタイミングが報知されるようにしても良い。すなわち、測定の開始タイミング又は終了タイミングにおいてビープ音などが出力されるようにしても良い。
【００４４】
ところで、ここではまだ押下部材１２０が押下されていないため、当接部材１３０の先端１３２が第２円筒部１１３の底面から突出しておらず、カメラ２３０から計測対象物までの距離はプローブ装置１００を形成する円筒の高さに等しいはずである。すなわち、例えば図８（ａ）に示すように、初期状態である時刻Ｔ０においては、カメラ２３０から計測対象物までの距離は、プローブ装置１００の高さＸ０に等しいはずである。そこで、距離計測部２６２によって、測定された距離とプローブ装置１００の上面から底面までの寸法とが一致するか否かが判定される（ステップＳ１０４）。
【００４５】
この結果、一致していない場合には（ステップＳ１０４Ｎｏ）、既にユーザが押下部材１２０を押下しているなどのエラーが考えられる。そこで、出力制御部２６１によって、適正な状態で再度計測対象物までの距離を測定するための再測メッセージが出力される（ステップＳ１０６）。すなわち、例えば「プローブのボタンに触れないでください。」などのメッセージがタッチパネル２１０に表示されたりスピーカ２５０から音声出力されたりする。そして、距離計測部２６２によって、再度カメラ２３０から計測対象物までの距離が測定される（ステップＳ１０３）。
【００４６】
一方、測定された距離がプローブ装置１００の寸法と一致している場合には（ステップＳ１０４Ｙｅｓ）、粘弾性計測の準備が整ったため、出力制御部２６１によって、押下部材１２０の押下を要求する押下要求メッセージが出力される（ステップＳ１０５）。すなわち、例えば「プローブのボタンをゆっくり押し下げてください。」などのメッセージがタッチパネル２１０に表示されたりスピーカ２５０から音声出力されたりする。
【００４７】
出力制御部２６１によって押下要求メッセージが出力された後、距離計測部２６２によってカメラ２３０が制御され、継続的に所定の周期でカメラ２３０から計測対象物までの距離が計測される。そして、距離計測部２６２によって、計測された距離に基づいて計測対象物の変位が求められる（ステップＳ１０７）。すなわち、例えば図８（ｂ）に示すように、押下部材１２０が押下されている最中の時刻Ｔ１における計測対象物までの距離がＸ１であるとする。このとき、計測対象物の変位ｄ１は、以下の式（３）によって求められる。
ｄ１＝Ｘ１−Ｘ０  …（３）
【００４８】
なお、図８（ｂ）に示す時刻Ｔ１においては、押下部材１２０の先端１２２が当接部材１３０の肉厚部１３１に当接しておらず、コイルばね１４０の弾性力と計測対象物の弾性力とが釣り合っている。
【００４９】
距離計測部２６２によって測定された計測対象物の変位は、それぞれの計測タイミングと対応付けられ、計測データとしてＲＡＭ２８０などに記憶される。また、計測対象物の変位は、変化点検出部２６３によって監視され、計測対象物の変位の変動の仕方が変化する変化点が検出される（ステップＳ１０８）。変化点が検出されない間は（ステップＳ１０８Ｎｏ）、距離計測部２６２によって計測対象物の変位の測定が繰り返される。
【００５０】
そして、計測対象物の変位が急に増加し始めた場合に、変化点検出部２６３によって変化点が検出される。具体的には、例えば前回の計測タイミングから今回の計測タイミングまでの間における計測対象物の変位の変動の大きさと、前回の計測タイミングまでの計測対象物の変位の変動の大きさの平均値との差分が所定の閾値以上である場合に、変化点が検出される。すなわち、例えば図８（ｂ）に示した時刻Ｔ１の状態では、ユーザが押下部材１２０を押下する力がコイルばね１４０の弾性力によって吸収され、計測対象物の変位の増加は比較的緩やかである。
【００５１】
一方、例えば図８（ｃ）に示した時刻Ｔ２の状態では、押下部材１２０の先端１２２が当接部材１３０の肉厚部１３１に直接接触しており、ユーザが押下部材１２０を押下する力がコイルばね１４０の弾性力によって吸収されることがない。したがって、ユーザの力が直接当接部材１３０に伝わり、先端１３２が計測対象物を押圧する。このため、時刻Ｔ２以降における計測対象物の変位の増加の仕方は、時刻Ｔ１付近における計測対象物の変位の増加の仕方と比べて急激になる。すなわち、例えば図９に示すように、時刻Ｔ２までは計測対象物の変位が緩やかに増加するのに対し、時刻Ｔ２以降は、計測対象物の変位が急激に増加する。
【００５２】
このことは、時刻Ｔ２において、押下部材１２０の先端１２２が当接部材１３０の肉厚部１３１に接触したことを示しており、コイルばね１４０の変位がＳとなったことを示している。そして、コイルばね１４０の変位がＳとなった際に、計測対象物の変位がｄ２であったことがわかるため、上述した式（１）から計測対象物の弾性係数を求めることが可能となる。
【００５３】
このような変化点が変化点検出部２６３によって検出されると（ステップＳ１０８Ｙｅｓ）、その旨が出力制御部２６１へ通知され、出力制御部２６１によって、押下部材１２０の開放を要求する開放要求メッセージが出力される（ステップＳ１０９）。すなわち、例えば「プローブのボタンから指を放してください。」などのメッセージがタッチパネル２１０に表示されたりスピーカ２５０から音声出力されたりする。
【００５４】
出力制御部２６１によって開放要求メッセージが出力された後、距離計測部２６２によってカメラ２３０が制御され、継続的に所定の周期でカメラ２３０から計測対象物までの距離が計測される。そして、距離計測部２６２によって、計測された距離に基づいて計測対象物の変位が求められる（ステップＳ１１０）。ここでの計測対象物の変位の測定は、上述した押下部材１２０の押下中における変位の測定と同様に、計測対象物までの距離から変位が求められる。
【００５５】
距離計測部２６２によって測定された計測対象物の変位は、それぞれの計測タイミングと対応付けられ、計測データとしてＲＡＭ２８０などに記憶される。また、計測対象物の変位は、変化量判定部２６４によって監視され、計測対象物の変位の変化量が所定の閾値未満になったか否かが判定される（ステップＳ１１１）。計測対象物の変位の変化量が所定の閾値以上の間は（ステップＳ１１１Ｎｏ）、距離計測部２６２によって計測対象物の変位の測定が繰り返される。
【００５６】
そして、例えば前回の計測タイミングから今回の計測タイミングまでの間における計測対象物の変位の変化量が所定の閾値未満になったと判定された場合に（ステップＳ１１１Ｙｅｓ）、その旨が出力制御部２６１へ通知される。ここで、押下部材１２０の開放後は、粘性力によって計測対象物の形状が当接部材１３０の先端１３２によって押圧される前の形状に戻ろうとする。すなわち、例えば図１０に示すように、ユーザが押下部材１２０を開放した時刻Ｔ３においてはｄ３である計測対象物の変位が減少していく。
【００５７】
このとき、押下部材１２０が開放された直後は計測対象物の変位が急激に減少し、計測対象物の形状がほぼ元に戻ると、計測対象物の変位はほとんど減少しなくなる。すなわち、図１０において、時刻Ｔ３から時間が経過するほど、曲線の接線の傾きの絶対値が小さくなる。そして、最終的には、計測対象物の形状が元に戻る時刻Ｔ４において計測対象物の変位が０になるとともに、計測対象物の変位の変化量も０になる。押下部材１２０が開放されてから計測対象物の形状が元に戻るまでの間の計測対象物の変位の推移が得られれば、近似により上述した式（２）の曲線が得られ、計測対象物の粘性係数を求めることが可能となる。
【００５８】
そこで、計測対象物の変位の変化量が所定の閾値未満になったことが通知されると、出力制御部２６１によって、粘弾性計測が終了した旨の終了メッセージが出力される（ステップＳ１１２）。具体的には、例えば「計測が終了しました。プローブを計測対象物から離してください。」などの終了メッセージがタッチパネル２１０に表示されたりスピーカ２５０から音声出力されたりする。
【００５９】
また、出力制御部２６１によって、変化点検出部２６３によって検出された変化点のタイミングと、変化量判定部２６４によって計測対象物の変位の変化量が所定の閾値未満になったと判定されたタイミングとが粘弾性演算部２６５へ通知される。これらのタイミングが通知されると、粘弾性演算部２６５によって、ＲＡＭ２８０などから計測データが取得され、出力制御部２６１から通知されたタイミングと取得された計測データとから計測対象物の弾性係数及び粘性係数が算出される（ステップＳ１１３）。
【００６０】
具体的には、変化点のタイミングにおける計測データが式（１）に代入されることにより、計測対象物の弾性係数が算出される。また、開放要求メッセージが出力されてから計測対象物の変位の変化量が所定の閾値未満になったと判定されたタイミングまでの計測データから、近似により式（２）の曲線が求められる。そして、求められた曲線から計測対象物の粘性係数が算出される。算出された弾性係数及び粘性係数は、例えばタッチパネル２１０に表示される。また、例えば、プローブ装置１００を肌の粘弾性計測に用いる場合、プローブ装置１００の当接部材１３０の先端１３２が肌に当てられた状態で図７に示す処理が行われることになる。この場合には、所定の計算式により弾性係数及び粘性係数を肌年齢に換算し、タッチパネル２１０に肌年齢が表示されるようにしても良い。さらに、算出された弾性係数及び粘性係数の履歴を例えばＲＯＭ２７０などに記憶しておき、これらの係数の時系列変化がグラフ形式でタッチパネル２１０に表示されるなどとしても良い。
【００６１】
以上のように、本実施の形態によれば、携帯端末装置に取り付けられたプローブ装置をユーザが携帯端末装置からのメッセージに従って手動で操作し、携帯端末装置は、計測対象物が押圧される過程における計測対象物の変位を測定する。そして、プローブ装置に設けられたコイルばねの弾性力と計測対象物の弾性力との釣り合いを考慮して、計測対象物の変位から弾性係数を算出する。また、本実施の形態によれば、携帯端末装置は、プローブ装置による押圧がなくなって計測対象物の形状が元に戻る過程における計測対象物の変位を測定する。そして、計測対象物の変位の推移から粘性係数を算出する。このため、例えばユーザが所持する携帯電話機と簡易な構造のプローブ装置によって、粘弾性を計測することができる。すなわち、手軽かつ簡便に対象物の粘弾性を計測することができる。
【００６２】
なお、上記一実施の形態においては、変化点検出部２６３によって変化点が検出されることにより、コイルばね１４０の変位がＳとなったタイミングを検出するものとした。しかし、式（１）を見れば明らかなように、コイルばね１４０の変位を測定すれば、変化点のタイミングにおける計測対象物の変位から弾性係数を求めなくても良い。すなわち、コイルばね１４０の変位Ｓｘと計測対象物の変位ｄとが得られれば、それぞれの変位を以下の式（４）に代入することにより、計測対象物の弾性係数Ｋｓを算出することができる。
Ｋｓ＝Ｋａ・（Ｓｘ／ｄ）  …（４）
【００６３】
ここで、コイルばね１４０の変位を測定するためには、プローブ装置１００を例えば図１１に示すように構成することが考えられる。すなわち、図１１に示すように、押下部材１２０の開口部１２０ａに透明板１２５を設け、当接部材１３０の筒穴部１３０ａに透明板１３５を設ける。そして、透明板１２５及び透明板１３５には、互いに重ならない位置にそれぞれ不透明の目印１２５ａ及び目印１３５ａを形成しておく。
【００６４】
そして、押下部材１２０が押下される場合に、距離計測部２６２は、カメラ２３０から計測対象物までの距離を計測するとともに、カメラ２３０から目印１２５ａ及び目印１３５ａまでの距離を計測する。目印１２５ａ及び目印１３５ａまでの距離が計測されることにより、計測された距離の差分からコイルばね１４０の変位Ｓｘを算出することが可能となる。コイルばね１４０の変位Ｓｘが得られれば、同じタイミングで得られた計測対象物の変位ｄとともに式（４）に代入することで、計測対象物の弾性係数Ｋｓが算出される。
【００６５】
この場合、距離計測部２６２によって算出されるコイルばね１４０の変位Ｓｘが所定値以上となった場合に、出力制御部２６１によって開放要求メッセージが出力されるようにすれば良い。こうすることにより、コイルばね１４０の変位がＳに達する前に出力制御部２６１から開放要求メッセージが出力され、粘弾性計測に要する時間を短縮することができる。
【００６６】
また、上記一実施の形態においては、携帯端末装置２００のカメラ２３０のオートフォーカス機能を用いて計測対象物までの距離を計測することとした。しかし、距離の計測が可能なセンサを有する情報処理装置であれば、プローブ装置１００を取り付けて、上記一実施の形態と同様に計測対象物の粘弾性を計測することができる。
【００６７】
この場合、情報処理装置には、上述した携帯端末装置２００の粘弾性計測処理をコンピュータが実行可能な言語で記述したプログラムを導入すれば良い。そして、導入されたプログラムを情報処理装置が実行することにより、上記一実施の形態と同様の効果を得ることができる。さらに、上記のプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませて実行することにより上記一実施の形態と同様の粘弾性計測処理を実現しても良い。
【００６８】
図１２は、粘弾性計測処理を実現するコンピュータ３００のハードウェア構成例を示すブロック図である。図１２に示すように、このコンピュータ３００は、上記プログラムを実行するＣＰＵ３１０と、計測対象物までの距離を計測するセンサなどを含む入力装置３２０と、各種データを記憶するＲＯＭ３３０と、演算パラメータ等を記憶するＲＡＭ３４０とを有する。さらに、コンピュータ３００は、粘弾性計測処理を実現するためのプログラムを記録した記録媒体４００からプログラムを読み取る読取装置３５０と、ディスプレイ等の出力装置３６０とを有する。また、コンピュータ３００は、ネットワーク５００を介して他のコンピュータとの間でデータを授受するネットワークインターフェース３７０を有し、各ハードウェアがバス３８０で接続された構成となっている。
【００６９】
ＣＰＵ３１０は、読取装置３５０を経由して記録媒体４００に記録されているプログラムを読み込んだ後、プログラムを実行することにより、粘弾性計測処理を実現する。なお、記録媒体４００としては、光ディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク等が挙げられる。また、このプログラムは、ネットワーク５００を介してコンピュータ３００に導入することとしても良い。このとき、ネットワーク５００は、無線ネットワークであっても有線ネットワークであっても良い。
【００７０】
さらに、コンピュータ３００は、粘弾性計測処理により算出された弾性係数及び粘性係数をネットワークインターフェース３７０から他のサーバ装置などへ送信し、弾性係数及び粘性係数から肌年齢への換算などを要求することとしても良い。この場合、他のサーバ装置から返信される加工された情報は、ネットワークインターフェース３７０によって受信され、出力装置３６０によって出力される。
【符号の説明】
【００７１】
１００  プローブ装置
１１０  筐体
１１１  上面部
１１１ａ  開口部
１１２  第１円筒部
１１２ａ  切欠部
１１３  第２円筒部
１１３ａ  筒穴部
１２０  押下部材
１２０ａ  開口部
１２１  肉厚部
１２２  先端
１２５、１３５  透明板
１２５ａ、１３５ａ  目印
１３０  当接部材
１３０ａ  筒穴部
１３１  肉厚部
１３２  先端
２００  携帯端末装置
２１０  タッチパネル
２２０  操作キー
２３０  カメラ
２４０  無線部
２５０  スピーカ
２６０  プロセッサ
２６１  出力制御部
２６２  距離計測部
２６３  変化点検出部
２６４  変化量判定部
２６５  粘弾性演算部
２７０  ＲＯＭ
２８０  ＲＡＭ
【図１】
0005703993.tif 000002
【図２】
0005703993.tif 000003
【図３】
0005703993.tif 000004
【図４】
0005703993.tif 000005
【図５】
0005703993.tif 000006
【図６】
0005703993.tif 000007
【図７】
0005703993.tif 000008
【図８】
0005703993.tif 000009
【図９】
0005703993.tif 000010
【図１０】
0005703993.tif 000011
【図１１】
0005703993.tif 000012
【図１２】
0005703993.tif 000013