(57)【要約】【課題】  小型であるため家庭又は外出先で容易に使用することが可能であり、装置が汚れにくく、メンテナンスが容易な液体測量装置および当該液体測量装置に使用される液体収納用の容器を提供する。【解決手段】  尿測量装置１は、撮像部と画像処理回路とを備えており、画像処理により採尿容器２における液面の位置を非接触で検出し、この液面の位置に基づいて尿量を検出する。検出された尿量は、日付などの他の情報と共にメモリに記憶される。また、この尿測量装置１は可搬型とされている。【選択図】      図１
2007064739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の量を測定する可搬型の液体測量装置であって、
液体が収容された容器における液面の位置を非接触で検出する非接触検出手段と、
当該非接触検出部によって検出された液面の位置に基づいて前記容器内の液量を取得する液量取得手段と、
当該液量取得部によって取得した液量を記憶する記憶部と
を備える液体測量装置。
【請求項２】
前記容器は透光性を有しており、
前記非接触検出手段は、前記容器を撮像する撮像部と、当該撮像部が撮像して得た画像に所定の処理を行い、前記容器における液面の位置を検出する画像処理手段とを有する請求項１に記載の液体測量装置。
【請求項３】
前記容器は、容量を示す目盛りが設けられており、
前記画像処理手段は、前記画像に対してエッジ検出処理を行い、この処理結果に基づいて前記容器における液面の位置と、前記目盛りの位置とを検出するように構成されており、
前記液量取得手段は、前記画像処理手段により検出された液面の位置と目盛りの位置とを比較して、前記容器内の液量を取得するように構成されている請求項２に記載の液体測量装置。
【請求項４】
前記画像処理手段は、前記画像に対してエッジ検出処理を行い、この処理結果に基づいて前記容器における液面の位置を検出すると共に、前記エッジ検出処理の処理結果に基づいて、前記容器に対する撮像方向の傾きを演算するように構成されており、
前記液量取得手段は、前記画像処理手段により演算された前記容器に対する撮像方向の傾きに基づいて、前記容器内の液量を取得するように構成されている請求項２に記載の液体測量装置。
【請求項５】
前記撮像部による撮像画像を表示する表示部を更に備え、
当該表示部に、前記撮像部によって撮像された容器の像を所定位置に案内するための案内表示が設けられている請求項２乃至４のいずれかに記載の液体測量装置。
【請求項６】
前記容器は透光性を有しており、
前記非接触検出手段は、複数の受光素子を有するラインセンサと、当該ラインセンサが上下に延びるように前記容器の側方に配置され、前記容器を透過した光を受光したときの各受光素子の受光レベルに基づいて、前記容器における液面の位置を検出する処理手段とを有する請求項１に記載の液体測量装置。
【請求項７】
前記非接触検出手段は、前記容器の上部に設けられた開口に取り付けることが可能な取付部と、当該取付部の近傍に設けられており、当該取付部が前記容器の前記開口に取り付けられたときに、液面までの距離を測定する非接触式の距離センサとを有する請求項１に記載の液体測量装置。
【請求項８】
前記液体測量装置は、前記容器の上部に設けられた開口に取り付けることが可能となっており、
前記非接触検出手段は、当該液体測量装置が前記容器の前記開口に取り付けられたときに、液面までの距離を測定する非接触式の距離センサを有する請求項１に記載の液体測量装置。
【請求項９】
前記非接触式の距離センサは、超音波センサである請求項７又は８に記載の液体測量装置。
【請求項１０】
前記非接触式の距離センサは、レーザ反射型センサである請求項７又は８に記載の液体測量装置。
【請求項１１】
前記液量取得手段は、予め与えられた液面の位置と液量との関係に基づいて、液面の位置から液量を取得するように構成されている請求項１乃至１０のいずれかに記載の液体測量装置。
【請求項１２】
前記記憶手段に、前記液量と、測定日時とを関連づけて記憶するように構成されている請求項１乃至１１のいずれかに記載の液体測量装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかに記載の液体測量装置による液量の測定に使用される液体収納用の容器であって、
液面の位置と、液量との関係が前記液体測量装置の記憶部に記憶されている液体収納用の容器。
【請求項１４】
透光性を有する材料により形成されている請求項１３に記載の液体収納用の容器。
【請求項１５】
容量を示す目盛りが設けられている請求項１４に記載の液体収納用の容器。
【請求項１６】
高さ方向のいかなる位置においても断面積が同一である請求項１３乃至１５のいずれかに記載の液体収納用の容器。
【請求項１７】
少なくとも底面部分が黒色とされている請求項１３乃至１６のいずれかに記載の液体収納用の容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、尿等の液体の量を測定する液体測量装置、および当該液体測量装置に使用される液体収納用の容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
病院等において、患者（被測定者）から採取した尿を収容し、この尿の重量等を測定する尿検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。従来のこの種の装置は、病院等の施設内に設置され、入院患者等から尿を採取した採尿容器を装置の所定箇所にセットすると、採尿容器から尿を吸引して尿量、比重等を測定し、測定データを記録したり、ネットワークを介してサーバコンピュータへと伝送したりするようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−９０２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
医師が通院患者の健康状態をチェックしたり、個人が自分自身で健康管理を行う場合等には、被測定者が家庭で毎日の尿量を測定し、記録しておくことが重要である。また、外出時にも簡易に尿量の測定ができれば便利である。しかしながら、上述の如き従来の尿検査装置にあっては、病院等の大型施設に設置されるため大型であり、場所の制約が多い家庭に簡単に設置したり、携帯することはできなかった。また、尿検査装置に蓄尿するため、装置が汚れやすく、メンテナンスに手間がかかると共に、装置が汚れているため患者が採尿容器をセットする際に精神的な負担を生ずるという問題もあった。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、小型であるため家庭又は外出先で容易に使用することが可能であり、装置が汚れにくく、メンテナンスが容易な液体測量装置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】
【０００６】
本発明に係る液体測量装置は、液体の量を測定する可搬型の液体測量装置であって、液体が収容された容器における液面の位置を非接触で検出する非接触検出手段と、当該非接触検出部によって検出された液面の位置に基づいて前記容器内の液量を取得する液量取得手段と、当該液量取得部によって取得した液量を記憶する記憶部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
かかる構成とすることにより、可搬型であるため家庭又は外出先で容易に使用することが可能であり、液体に接触しなくても液量を測定できるため、汚れにくく、メンテナンスが容易となる。
【０００８】
上記発明においては、前記容器は透光性を有しており、前記非接触検出手段は、前記容器を撮像する撮像部と、当該撮像部が撮像して得た画像に所定の処理を行い、前記容器における液面の位置を検出する画像処理手段とを有する構成とすることができる。これにより、容器を撮像する構成であるため非接触での液面検出が可能となる。
【０００９】
上記発明においては、前記容器は、容量を示す目盛りが設けられており、前記画像処理手段は、前記画像に対してエッジ検出処理を行い、この処理結果に基づいて前記容器における液面の位置と、前記目盛りの位置とを検出するように構成されており、前記液量取得手段は、前記画像処理手段により検出された液面の位置と目盛りの位置とを比較して、前記容器内の液量を取得するように構成されてもよい。
【００１０】
上記発明においては、前記画像処理手段は、前記画像に対してエッジ検出処理を行い、この処理結果に基づいて前記容器における液面の位置を検出すると共に、前記エッジ検出処理の処理結果に基づいて、前記容器に対する撮像方向の傾きを演算するように構成されており、前記液量取得手段は、前記画像処理手段により演算された前記容器に対する撮像方向の傾きに基づいて、前記容器内の液量を取得するように構成されていることが好ましい。これにより、容器に対して斜めの方向から撮像しても正確に液量を得ることができるため、ユーザが容器に対して所定の撮像位置から撮像する必要がなく、ユーザの使い勝手が向上する。
【００１１】
上記発明においては、  前記容器は透光性を有しており、前記非接触検出手段は、複数の受光素子を有するラインセンサと、当該ラインセンサが上下に延びるように前記容器の側方に配置され、前記容器を透過した光を受光したときの各受光素子の受光レベルに基づいて、前記容器における液面の位置を検出する処理手段とを有するように構成されてもよい。
【００１２】
上記発明においては、前記撮像部による撮像画像を表示する表示部を更に備え、当該表示部に、前記撮像部によって撮像された容器の像を所定位置に案内するための案内表示が設けられている構成とすることができる。これにより、ユーザは案内表示の案内通りに容器の像が画面内で位置するように撮像位置を調節するだけで、正確な撮像位置に位置合わせすることができ、ユーザの使い勝手が向上する。
【００１３】
上記発明においては、前記非接触検出手段は、前記容器の上部に設けられた開口に取り付けることが可能な取付部と、当該取付部の近傍に設けられており、当該取付部が前記容器の前記開口に取り付けられたときに、液面までの距離を測定する非接触式の距離センサとを有する構成とすることが可能である。これにより、取付部を容器の開口に取り付けるだけで、液面に接触させずに液量を測定することが可能となる。
【００１４】
上記発明においては、前記液体測量装置は、前記容器の上部に設けられた開口に取り付けることが可能となっており、前記非接触検出手段は、当該液体測量装置が前記容器の前記開口に取り付けられたときに、液面までの距離を測定する非接触式の距離センサを有する構成とすることも可能である。これにより、液体測量装置を容器の開口に取り付けるだけで、液面に接触させずに液量を測定することが可能となる。
【００１５】
上記発明においては、前記非接触式の距離センサを超音波センサとしてもよいし、レーザ反射型センサとしてもよい。かかる超音波センサ、レーザ反射型センサは市場で入手しやすいため、容易且つ安価に液体測量センサを製造することができる。
【００１６】
上記発明においては、前記液量取得手段は、予め与えられた液面の位置と液量との関係に基づいて、液面の位置から液量を取得するように構成されていることが好ましい。容器の形状が定められているため、液面の位置と液量との関係は定まっており、この関係を用いれば容易に液量を取得することができる。また、上記発明においては、前記記憶手段に、前記液量と、測定日時とを関連づけて記憶するように構成されていることが好ましい。これにより測定結果の管理が容易となる。
【００１７】
また、本発明に係る液体収納用の容器は、上記の液体測量装置による液量の測定に使用される液体収納用の容器であって、液面の位置と、液量との関係が前記液体測量装置の記憶部に記憶されていることを特徴とする。
【００１８】
上記発明においては、前記容器は、透光性を有する材料により形成されていてもよく、またこの場合には、容量を示す目盛りが設けられていてもよい。
【００１９】
上記発明においては、高さ方向のいかなる位置においても断面積が同一であることが好ましい。また、前記容器は、少なくとも底面部分が黒色とされていてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る液体測量装置および液体収納用の容器によれば、可搬型であるため家庭又は外出先で容易に使用することが可能であり、液体に接触しなくても液量を測定できるため、汚れにくく、メンテナンスが容易である等、本発明は優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態に係る液体測量装置および液体収納用の容器について、図面を参照しながら具体的に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る尿測量装置の概略構成を示す斜視図であり、図２は、本発明の実施の形態１に係る尿測量装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の形態１に係る尿測量装置１は、ユーザが片手で保持することができる程度の大きさの略立方体形状をなしており、液晶パネル等によって構成された表示部１１と、複数の操作用のボタンスイッチ１２ａ，１２ｂ，１２ｃを有する操作部１２とが設けられている。また、図２に示すように、尿測量装置１は、ＣＰＵ１３と、画像処理回路１４と、撮像部１５と、メモリ１６と、音声再生回路１７と、スピーカ１８と、通信部１９とを更に有している。ＣＰＵ１３は、メモリ１６に記憶されたコンピュータプログラムを実行することが可能であり、かかるコンピュータプログラムを実行することにより、尿測量装置１の各部を制御することができるようになっている。また、メモリ１６のコンピュータプログラムにより、ソフトウェアクロックが実現され、尿測量装置１は現在日時を取得することができる。また、メモリ１６には、ユーザに関する情報、例えば、性別、年齢、身長、体重等が記憶されている。このユーザ情報は、ユーザが操作部１２を操作することにより、設定、修正することが可能となっている。
【００２２】
画像処理回路１４は、例えばＣＣＤ、ＣＭＯＳ等によって構成された撮像部１５に接続されており、撮像部１５による撮像画像に対して所定の画像処理を実行することができるようになっている。撮像部１５は、所定のフレームレートで連続して撮像するようになっている。また、画像処理回路１４は、表示部１１にも接続されており、撮像部１５の撮像画像を表示部１１にリアルタイムで動画表示することが可能である。かかる表示部１１は、尿測量装置１の撮像部１５とは反対側の面に設けられており、ユーザが表示部１１で撮像画像（動画）を確認しながら、撮像位置を調整したり、静止画の撮像を指示したりすることが可能となっている。操作部１２は、ＣＰＵ１３に接続されており、ユーザが操作部１２を操作したときにＣＰＵ１３へ操作信号を出力するようになっている。ＣＰＵ１３は、この操作信号を受信し、操作信号にしたがって各部を制御する。中央に配されたボタンスイッチ１２ｂは、尿測量装置１の起動、各種操作の選択に使用される。右側に配されたボタンスイッチ１２ｃは、選択された操作の実行指示、すなわち操作決定に使用されるとともに、静止画の撮像指示、すなわちシャッターボタンとして使用される。左側に配されたボタンスイッチ１２ａは、選択された操作のキャンセルに使用される。
【００２３】
また、音声再生回路１７は、ＣＰＵ１３とスピーカ１８とに接続されており、ＣＰＵ１３の指示信号にしたがって音声再生処理を実行するようになっている。この音声再生回路１７は、複数の音声データが記憶されたメモリを備えており、ＣＰＵ１３から指示信号が与えられた場合には、この指示信号にしたがって音声データを読み出し、音声を再生して音声信号をスピーカ１８へと出力する。スピーカ１８は、与えられた音声信号に応じた可聴音を発生するようになっている。また、通信部１９は、ＵＳＢインタフェース等の通信インタフェースを備えており、外部のパーソナルコンピュータとデータ通信可能に接続することが可能となっている。この通信部１９は、ＣＰＵ１３に接続されており、ＣＰＵ１３が通信命令を発した場合には、通信部１９がＣＰＵ１３から与えられたデータを接続先のパーソナルコンピュータへと送信する。また、この尿測量装置１は、図示しないバッテリを備えており、外部の電源から電力供給を受けなくても動作することが可能となっている。これにより、ユーザが尿測量装置１を持ち運んで使用することができる。
【００２４】
かかる尿測量装置１は、図１に示すように採尿容器２と共に使用される。採尿容器２は、プラスチック、ガラス等の透光性を有する材料で形成されている。かかる採尿容器２は、底部が閉塞され、上端が開口した円筒形状をなしており、いかなる高さにおいても一定の内径となっている。したがって、採尿容器２に収容された液体の容量は、液面の高さに比例して変化することとなる。また、この採尿容器２は、容量を示す目盛り２０が縦方向に等間隔に設けられており、この目盛り２０によって採尿された尿量が容易に測定できるようになっている。なお、採尿容器２の形状はこれに限定されず、上方へ向かって広がった円錐台形状等、他の形状であってもよい。
【００２５】
次に、画像処理回路１４の構成について更に詳しく説明する。ユーザがボタンスイッチ１２ａ（シャッターボタン）を押下することにより、静止画の撮像を指示したときには、その時点での撮像部１５の撮像画像が画像処理回路１４内のフレームメモリ（図示せず）に取り込まれ、ノイズ除去処理、エッジ検出処理、液面検出処理、目盛り検出処理、及び液量検出処理の各種画像処理が実行される。かかる画像処理回路１４は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等で構成されており、画像処理を高速に実行することができる画像処理専用ハードウェアとして構成されている。なお、このように画像処理専用のハードウェアとして画像処理回路１４を設ける構成ではなく、汎用のＣＰＵで画像処理プログラムを実行して画像処理を行う構成としてもよいことはいうまでもない。
【００２６】
次に、尿測量装置１の尿測量動作について説明する。図３は、尿測量動作におけるＣＰＵ１３による処理の流れを示すフローチャートである。尿量の測定を行う場合には、ユーザは事前に採尿容器２に尿を採取しておく。次に、ユーザは尿測量装置１を手に取り、スタートスイッチであるボタンスイッチ１２ｂを押下する。これにより、尿測量装置１が起動し、撮像部１５の撮像した動画がリアルタイムに表示部１１に表示され、尿測量装置１が各種操作を受け付けるようになる。ユーザは、図１に示すように、尿測量装置１を採尿容器２の正面側（目盛り２０が設けられている側）に位置させ、撮像部１５を採尿容器２へ向け、表示部１１に採尿容器２の全体が映るように尿測量装置１の位置を調整する。このとき、背景が例えば白色等の単一色となるようにすれば、画像処理の精度が高くなり、好ましい。その状態で、ユーザはシャッターボタンであるボタンスイッチ１２ｃを押下する。ＣＰＵ１３は、このシャッターボタン１２ｃの押下を検出すると（ステップＳ１でＹｅｓ）、液量検出指示処理を実行する（ステップＳ２）。本実施の形態１においては、この液量検出指示処理は、ＣＰＵ１３が画像処理回路１４へ静止画の取り込み、及び画像処理の実行を指示することにより行われる。
【００２７】
図４は、画像処理回路１４の処理手順を示すフローチャートである。画像処理回路１４は、ＣＰＵ１３からの画像処理（液量検出）の実行指示を受け付けた場合には（ステップＳ１１）、そのときに撮像部１５から出力される撮像画像をフレームメモリに格納し（ステップＳ１２）、格納した撮像画像を表示部１１に表示させる（ステップＳ１３）。次に、フレームメモリに格納された撮像画像を読み出し（ステップＳ１４）、この画像に対してノイズ除去処理を実行する（ステップＳ１５）。このノイズ除去処理Ｓ５には、例えばメディアンフィルタ処理が用いられる。
【００２８】
次に画像処理回路１４は、エッジ検出処理を実行する（ステップＳ１６）。このエッジ検出処理には、例えばグラディエント処理、ラプラシアン処理等の微分処理が用いられる。図５（ａ）、図５（ｂ）は、エッジ検出処理の原理を説明する模式図であり、図５（ａ）は、エッジ検出前の画像を示し、図５（ｂ）は、エッジ検出後の画像を示している。図５（ａ）に示すように、エッジ検出処理を実行する前の画像は濃淡画像であるが、エッジ検出処理後は、図５（ｂ）に示すように、採尿容器２の外縁、液面、及び目盛り２０のみが強調された２値画像となる。
【００２９】
次に、画像処理回路１４は、液面検出処理を実行する（ステップＳ１７）。この液面検出処理では、例えば、図５（ｂ）に示すように、エッジ検出処理後の画像に含まれる長い横線（採尿容器２の上端、下端、及び液面）のうち、中央の線が液面であることに基づいて、液面の線を特定する。この液面検出処理により液面を検出した後には、画像処理回路１４は、目盛り検出処理を実行する（ステップＳ１８）。この目盛り検出処理では、例えば、図５（ｂ）に示すように、エッジ検出処理後の画像に含まれる短い横線が目盛り２０の線であることに基づいて、目盛り２０の線を特定する。
【００３０】
続いて、画像処理回路１４は、液量検出処理を実行する（ステップＳ１９）。この液量検出処理は、液面検出処理で検出した液面の位置と、目盛り検出処理で検出した各目盛り２０の位置とを比較して、液面がいずれの目盛りに最も近いかを判断することにより行われる。すなわち、液面に最も近い目盛りの位置を検出する。そして、画像処理回路１４は、この目盛りの情報（例えば、下から上に向かう順番で定められた目盛りの番号）から対応する液量を求める。この処理では、例えば、予め目盛り番号と液量との対応関係（例えば１番の目盛りと１０ｃｃとが対応する等）が格納されたルックアップテーブルが画像処理回路１４内に設けられており、このルックアップテーブルを参照することにより液量を求めてもよいし、目盛りと液量との対応関係が関数（例えば、目盛りの番号に１０を乗じると液量が求められる等）として画像処理回路１４内に格納されており、この関数に目盛りの番号を引数として与えることで液量を求めてもよい。
【００３１】
次に、画像処理回路１４は、検出した液量を示すデータ（以下、液量データという）をＣＰＵ１３へと送信し（ステップＳ２０）、画像処理が終了する。ＣＰＵ１３は、液量データを受信し（ステップＳ３）、液量を表示部１１に表示させる（ステップ４）。そして、ＣＰＵ１３は、音声再生回路１７に指示信号を出力し、「この液量でよろしいですか」という音声を再生させる（ステップＳ５）。ユーザは、スピーカから出力された音声にしたがって、表示された液量でよければ決定ボタンであるボタンスイッチ１２ｃを、表示された液量が誤っている場合にはキャンセルボタンであるボタンスイッチ１２ａを押下する。ＣＰＵ１３は、いずれの操作を受け付けたかを判別し（ステップＳ６）、ボタンスイッチ１２ａが押下された場合には（ステップＳ６において「キャンセル」）、処理を終了する。
【００３２】
一方、ステップＳ６において、ボタンスイッチ１２ｃが押下された場合には（ステップＳ６において「了承」）、撮像した日付及び時刻と、尿量とを対応付けてメモリ１６に格納する（ステップＳ７）。そして、ＣＰＵ１３は、尿測量装置１の各部を、起動したときの状態（撮像部１５によって撮像された動画がリアルタイムに表示部１１に表示されている状態）へと戻す。
【００３３】
このように尿測量装置１に格納された測定データ（時刻、尿量）は、パーソナルコンピュータへ転送することができる。この場合の動作について説明する。図６は、測定データ転送動作におけるＣＰＵ１３の処理手順を示すフローチャートである。ユーザは、尿測量装置１とパーソナルコンピュータとを例えばＵＳＢケーブルのようなデータ通信ケーブルにより接続する。ここで、ＣＰＵ１３は、パーソナルコンピュータとの接続を検出し（ステップＳ２１でＹｅｓ）、音声再生回路１７に指示信号を出力し、「コンピュータと接続されました」という音声を再生させる（ステップＳ２２）。その後、ＣＰＵ１３は、メモリ１６に格納された測定データと、ユーザデータ（性別、年齢、身長、体重等）とをパーソナルコンピュータへと送信する（ステップＳ２３）。このとき、複数回測定が行われていた場合には、全ての測定データと１つのユーザデータとが送信される。なお、全ての測定データを送信する構成に限られず、最新の測定データのみを送信してもよいし、ユーザが選択した測定データのみを送信するようにしてもよい。そして、データの送信が終了した場合には、ＣＰＵ１３は、音声再生回路１７に指示信号を出力し、「データ転送が終了しました。コンピュータと切断してください」という音声を再生させる（ステップＳ２４）。ユーザは、この音声ガイドに従って、パーソナルコンピュータ及び尿測量装置１からデータ通信ケーブルを取り外す。ＣＰＵ１３は、パーソナルコンピュータとの切断を検出し（ステップＳ２５）、尿測量装置１の各部を、起動したときの状態へと戻す。
（実施の形態２）
本実施の形態２に係る尿測量装置２１（図２参照）は、画像処理回路２４がノイズ除去処理、エッジ検出処理、液面検出処理、開口部検出処理、傾斜角度検出処理、及び液量検出処理を実行するように構成されている。なお、本実施の形態２に係る尿測量装置２１のその他の構成は、実施の形態１に係る尿測量装置１の構成と同様であるので、同様の部分については同符号を付し、その説明を省略する。
【００３４】
次に、本実施の形態２に係る尿測量装置２１の尿測量動作について説明する。本実施の形態２においては、ユーザは採尿容器２に対して斜め上方から尿測量装置２１で撮像することが可能である。図７は、本発明の実施の形態２に係る画像処理回路２４の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１１〜Ｓ１６、及びステップＳ２０については、実施の形態１で説明した処理と同様であるので、その説明を省略する。画像処理回路２４は、ステップＳ１６のエッジ検出処理の後に、液面検出処理を実行する（ステップＳ２１７）。図８は、採尿容器２を斜め上方から撮像したときに得られた画像に対してエッジ検出処理を実行した結果を示す模式図である。この液面検出処理では、エッジ検出処理後の画像に含まれる楕円（採尿容器２の上端、下端、及び液面）のうち、中央の楕円が液面であることに基づいて、液面の楕円を特定する。この液面検出処理により液面を検出した後には、画像処理回路２４は、開口部検出処理を実行する（ステップＳ２１８）。この開口部検出処理では、エッジ検出処理後の画像に含まれる楕円のうち、上側の楕円が開口部であることに基づいて、開口部の楕円を特定する。
【００３５】
次に、画像処理回路２４は、傾斜角度検出処理を実行する（ステップＳ２１９）。この傾斜角度検出処理では、開口部検出処理によって検出された楕円の楕円率、すなわち、楕円の短軸と長軸との比を求め、この楕円率に基づいて採尿容器２に対する撮像方向の傾斜角度（傾き）を検出する。楕円率と傾斜角度との関係は既知であるため、かかる処理は、例えばこの関係が格納されたルックアップテーブルを使用することによって実現できる。
【００３６】
次に、画像処理回路２４は、液量検出処理を実行する（ステップＳ２２０）。この液量検出処理では、例えば液面の楕円の長軸の位置と、開口部の楕円の長軸の位置との間の距離を求め、この距離と上述した傾斜角度検出処理により検出された傾斜角度とを用いて、液面と開口部との距離を求め、この距離から液量を特定する。上述したように、採尿容器２の形状は決まっているため、液面と開口との距離が得られれば、液量を求めることができる。例えば、ここでは採尿容器２がいかなる高さにおいても一定の内径となっており、採尿容器２の底部から液面までの高さから容易に液量を求めることができる。採尿容器２の底部から液面までの高さは、採尿容器２の全体の高さから液面と開口部との距離を差し引くことにより容易に求められる。この液量検出処理においても、液面と開口部との距離と液量との関係が格納されたルックアップテーブル又は関数が用いられる。画像処理回路２４は、かかる液量検出処理を実行した後、ステップＳ２０へと処理を移す。
【００３７】
このように構成することにより、採尿容器２に対して斜めの方向から撮像しても正確に液量を得ることができるため、ユーザが採尿容器２に対して所定の撮像位置から撮像する必要がなく、ユーザの使い勝手が向上する。
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３に係る尿測量装置の概略構成を示す正面図である。図９に示すように、本実施の形態３に係る尿測量装置３１は、表示部３１１の表面に、採尿容器２の像を案内するためのガイド表示３１１ａが印刷されている。このガイド表示３１１ａは、採尿容器２を側方から見たときの形状と同一の長方形をなす破線のガイドである。また、尿測量装置３１（図２参照）は、画像処理回路３４がノイズ除去処理、エッジ検出処理、液面検出処理、及び液量検出処理を実行するように構成されている。なお、本実施の形態３に係る尿測量装置３１のその他の構成は、実施の形態１に係る尿測量装置１の構成と同様であるので、同様の部分については同符号を付し、その説明を省略する。
【００３８】
次に、本実施の形態３に係る尿測量装置３１の尿測量動作について説明する。ユーザは、撮像画像がリアルタイム表示されているときに、表示部３１１に表示された採尿容器２の像がこのガイドの破線と重なるように尿測量装置３１の位置を調整する。そして、採尿容器２の位置がガイド表示３１１ａと一致した状態のときに、ボタンスイッチ１２ｃを押下する。図１０は、本発明の実施の形態３に係る画像処理回路３４の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１１〜Ｓ１７、及びステップＳ２０については、実施の形態１で説明した処理と同様であるので、その説明を省略する。画像処理回路３４は、ステップＳ１７で検出された液面の位置から、液量を検出する（ステップＳ３１８）。上述したようにユーザによって採尿容器２がガイド表示３１１ａに位置あわせされた状態で撮像されているため、この画像中の液面の位置を検出することができれば、液量を容易に求めることができる。つまり、画像中における採尿容器２の位置は概ね同一であるため、液量に応じて画像中の液面の位置が定まることとなる。尿測量装置３１の画像処理回路３４には、画像中の液面の位置と液量との関係が格納されたルックアップテーブルが設けられており、この液量検出処理では、このルックアップテーブルを参照することにより液量が検出される。なお、ルックアップテーブルではなく、画像中の液面の位置と液量との関係を示す関数を用いてもよいことはいうまでもない。そして、画像処理回路３４は、かかる液量検出処理を実行した後、ステップＳ２０へと処理を移す。
【００３９】
このように構成することにより、表示部３１１の採尿容器２の像の位置をガイド表示３１１ａに合わせるだけで、容易に撮像に最適な位置に尿測量装置３１を位置決めすることができる。また、本実施の形態３によれば、液量の検出に目盛りを用いていないため、採尿容器に目盛りを設ける必要がない。また、ガイド表示３１１ａを設けることで、撮像位置を適切に合わせることができるため、液量の検出精度が向上する。
（実施の形態４）
図１１は、本発明の実施の形態４に係る尿測量装置の構成を示すブロック図であり、図１２は、本発明の実施の形態４に係る尿測量装置の使用態様を示す側面図である。図１１に示すように、本発明の実施の形態４に係る尿測量装置４１は、実施の形態１にて説明した尿測量装置１から画像処理回路１４及び撮像部１５を取り除き、ラインセンサ４１４を設けたような構成となっている。図１２に示すように、この尿測量装置４１は、机等の上面に採尿容器２と並べて載置して使用される。ラインセンサ４１４は、縦方向に並んだ複数の受光素子を備えており、各受光素子が多階調（たとえば８ビット）の分解能を有している。このようなラインセンサ４１４は、ＣＰＵ１３に接続されており、受光信号をＣＰＵ１３に出力することができるようになっている。なお、本実施の形態４に係る尿測量装置４１のその他の構成は、実施の形態１に係る尿測量装置１の構成と同様であるので、同様の部分については同符号を付し、その説明を省略する。
【００４０】
次に、本実施の形態４に係る尿測量装置４１の尿測量動作について説明する。図１３は、本実施の形態４の場合の尿測量動作におけるＣＰＵ１３の処理手順を示すフローチャートである。尿量の測定を行う場合には、ユーザは、尿測量装置４１を起動し、尿を採取した採尿容器２の横に尿測量装置４１を配置する。このとき、採尿容器２を置く位置と、尿測量装置４１を置く位置との高さが同一となるように、机等の均一な上面を有する台の上に採尿容器２と尿測量装置４１とが載置される。また、尿測量装置４１は、ラインセンサ４１４の受光面が採尿容器２に向かうように配置される。ラインセンサ４１４は、概ね採尿容器２の上端から下端までの長さと同じ長さを有しており、ちょうど採尿容器２とラインセンサ４１４とが同じ高さとなっている。つまり、採尿容器２の略全高にわたってラインセンサ４１４の受光面が配される。そして、測量開始を指示するために、ユーザはボタンスイッチ１２ｃを押下する。ＣＰＵ１３は、測量開始の指示を受け付けた場合には（ステップＳ４１でＹｅｓ）、液面位置検出処理を実行する（ステップＳ４２）この液面位置検出処理では、ＣＰＵ１３は、まずラインセンサ４１４を駆動してラインセンサ４１４に光を検出させ（ステップＳ４２ａ）、このときのラインセンサ４１４の出力データを受信する（ステップＳ４２ｂ）。次に、ＣＰＵ１３は、ラインセンサ４１４の出力データに対して、所定の閾値にて２値化を行う（ステップＳ４２ｃ）。図１４は、本実施の形態４における液面位置検出処理の検出原理を説明するためのグラフである。図１４に示すように、ラインセンサ４１４の出力データは、採尿容器２のうち、尿が収容されている下部の領域Ａ１の横に位置する受光素子では受光レベルが低く、尿が収容されていない上部の領域Ａ２の横に位置する受光素子では受光レベルが高い。そこで、尿を通過していない光を受光したときの受光レベルと、尿を通過した光を受光したときの受光レベルとを分割する閾値ＴＬをあらかじめ設定しておき、各受光素子の受光レベルと閾値ＴＬとを比較し、この閾値ＴＬより受光レベルが低いときには０を、閾値ＴＬより受光レベルが高いときには１を各受光素子の２値化データとして与える。この２値化データが０から１に変化する受光素子の位置が液面位置となる。したがって、ＣＰＵ１３は、下から上へ向かって受光素子の２値データを順番にチェックし、０から１に変化する位置を液面位置として検出する（ステップＳ４２ｄ）。
【００４１】
次に、ＣＰＵ１３は、ステップＳ４２で得られた液面位置に基づいて、液量を検出する（ステップＳ４３）。メモリ１６には、液面位置と液量との関係が格納されたルックアップテーブルが設けられており、ＣＰＵ１３がこのルックアップテーブルを参照することにより液量を得ることができる。なお、ルックアップテーブルではなく、液面位置と液量との関係を示す関数を用いてもよい。ＣＰＵ１３は、液量を検出した後には、ステップＳ４へと処理を移す。なお、ステップＳ４〜Ｓ７については、実施の形態１で説明した処理と同様であるので、その説明を省略する。このようにすることにより、簡単な構成で液量を検出することができる。
（実施の形態５）
図１５は、本発明の実施の形態５に係る尿測量装置の構成を示すブロック図であり、図１６は、本発明の実施の形態５に係る尿測量装置の使用態様を示す側面図である。図１５に示すように、本発明の実施の形態５に係る尿測量装置５１は、実施の形態１にて説明した尿測量装置１から画像処理回路１４及び撮像部１５を取り除き、距離センサ５１４を設けたような構成となっている。図１６に示すように、この尿測量装置５１は、採尿容器２の上部に載置して使用される。距離センサ５１４は、超音波発信器５１４ａと、超音波受信器５１４ｂとを備えており、超音波発信器５１４ａから発せられ、測距対象で反射された超音波を超音波受信器５１４ｂで受信することにより測距対象までの距離を測定するようになっている。なお、本実施の形態５に係る尿測量装置５１のその他の構成は、実施の形態１に係る尿測量装置１の構成と同様であるので、同様の部分については同符号を付し、その説明を省略する。
【００４２】
次に、本実施の形態５に係る尿測量装置５１の尿測量動作について説明する。図１７は、尿測量動作におけるＣＰＵ１３の処理手順を示すフローチャートである。尿量の測定を行う場合には、ユーザは、尿測量装置５１を起動し、尿を採取した採尿容器２の上に尿測量装置５１を載置する。そして、測量開始を指示するために、ユーザはボタンスイッチ１２ｃを押下する。ＣＰＵ１３は、測量開始の指示を受け付けた場合には（ステップＳ５１でＹｅｓ）、液面位置検出処理を実行する（ステップＳ５２）。この液面検出処理は、本実施の形態５においては、ＣＰＵ１３が距離センサ５１４を駆動して、液面までの距離を測定することにより行われる。
【００４３】
次に、ＣＰＵ１３は、ステップＳ５２で得られた液面までの距離に基づいて、液量を検出する（ステップＳ５３）。メモリ１６には、液面までの距離と液量との関係が格納されたルックアップテーブルが設けられており、ＣＰＵ１３がこのルックアップテーブルを参照することにより液量を得ることができる。なお、ルックアップテーブルではなく、液面までの距離と液量との関係を示す関数を用いてもよい。ＣＰＵ１３は、液量を検出した後には、ステップＳ４へと処理を移す。なお、ステップＳ４〜Ｓ７については、実施の形態１で説明した処理と同様であるので、その説明を省略する。
【００４４】
このようにすることにより、尿測量装置５１を採尿容器２の上部開口に取り付けるだけで、尿測量装置５１を液面に接触させずに液量を測定することが可能となる。
【００４５】
図１８は、本発明の実施の形態５に係る尿測量装置の他の使用態様を示す側面図である。図１８に示すように、本体５１ｂと取付部５１ｃとで尿測量装置５１ａを構成し、測定を行う場合に取付部５１ｃのみを採尿容器２の上部に取り付けるようにしてもよい。この尿測量装置５１ａは、取付部５１ｃに距離センサ５１４を設け、本体５１ｂにＣＰＵ１３、メモリ１６、表示部１１等の他の部品を設け、本体５１ｂと取付部５１ｃとを可撓性を有する電気信号ケーブル５１ｄで接続し、距離センサ５１４のデータを本体５１ｂに与える構成となっている。このようにすることにより、取付部５１ｃのみを採尿容器２に載置すればよいので、本体５１ｂが採尿容器２の上部に載置するには大きい場合や、採尿容器２の強度が低い場合であっても、採尿容器２が潰れることを防止することができる。
【００４６】
なお、本実施の形態５においては、超音波式の距離センサを用いた構成について述べたが、これに限定されるものではなく、非接触式の距離センサであれば、レーザ反射式、赤外線式等、他の方式によるものであってもよい。また、本実施の形態５の尿測量装置５１の場合には、透光性を有する材料で採尿容器が構成されていなくてもよく、たとえば、非透明のプラスチック素材、紙、陶器、金属等、様々な材料を採尿容器に使用することができる。
（実施の形態６）  
図１９は、本発明の実施の形態６に係る尿測量装置の構成を示すブロック図であり、図２０は、本発明の実施の形態６に係る尿測量装置の使用態様を示す側面図である。図１９に示すように、本発明の実施の形態６に係る尿測量装置６１は、実施の形態１にて説明した尿測量装置１から画像処理回路１４及び撮像部１５を取り除き、光学式測定部６１４を設けたような構成となっている。図２０に示すように、この尿測量装置６１は、採尿容器２の上部に載置して使用される。光学式測定部６１４は、回転動作が可能な発光器６１４ａと、固定式の受光器６１４ｂとを備えている。発光器６１４ａは、モータを有しており、この尿測量装置６１が採尿容器２に載置された状態のときに、水平方向の回転軸を中心として回転動作することが可能である。また、発光器６１４ａは、前記回転軸に垂直な方向へ光を照射するようになっている。これにより、発光器６１４ａは、回転軸を中心として回転しながら光を照射する。つまり、図２０に示すように、発光器６１４ａは、下向きに光を照射した状態から照射方向が水平方向に近づくように回転し、その光軸の傾斜角度が変化する。受光器６１４ｂは、発光器６１４ａの側方であって、前記回転軸に直交する方向に配置されている。これにより、発光器６１４ａが光を照射しながら回転動作をすると、受光器６１４ｂは、発光器６１４ａから照射された光の散乱光のみを受光している状態から、ある角度において液面に反射した光が直接受光することとなる。このときの発光器６１４ａの光の照射角度は液面の位置に応じて定まるため、この照射角度から液面位置を求めることができる。なお、本実施の形態６に係る尿測量装置６１のその他の構成は、実施の形態１に係る尿測量装置１の構成と同様であるので、同様の部分については同符号を付し、その説明を省略する。
【００４７】
また、本実施の形態６においては、採尿容器２ａは、プラスチック材料により構成されており、側面が透明、底面が黒色とされている。これにより、発光器６１４ａから照射された光が黒色の底面では殆ど反射しないため、底面からの反射光を受光器６１４ｂが受光することによる誤作動を防止することができる。また、これに限定されず、採尿容器の全体を黒色としてもよいし、光を散乱させるように採尿容器の表面を粗く成形してもよい。また、プラスチック材料ではなく、ガラス、陶器、紙等の他の材料により採尿容器を構成してもよい。
【００４８】
次に、本実施の形態６に係る尿測量装置６１の尿測量動作について説明する。図２１は、尿測量動作におけるＣＰＵ１３の処理手順を示すフローチャートである。尿量の測定を行う場合には、ユーザは、尿測量装置６１を起動し、尿を採取した採尿容器２の上に尿測量装置６１を載置する。そして、測量開始を指示するために、ユーザはボタンスイッチ１２ｃを押下する。ＣＰＵ１３は、測量開始の指示を受け付けた場合には（ステップＳ６１でＹｅｓ）、液面位置検出処理を実行する（ステップＳ６２）。この液面検出処理は、本実施の形態６においては、ＣＰＵ１３が光学式測定部６１４を駆動して、受光器６１４ｂが液面における反射光を直接受光するときの照射角度を測定することにより行われる。
【００４９】
次に、ＣＰＵ１３は、ステップＳ６２で得られた測定結果に基づいて、液量を検出する（ステップＳ６３）。メモリ１６には、光の照射角度と液量との関係が格納されたルックアップテーブルが設けられており、ＣＰＵ１３がこのルックアップテーブルを参照することにより液量を得ることができる。なお、ルックアップテーブルではなく、光の照射角度と液量との関係を示す関数を用いてもよい。ＣＰＵ１３は、液量を検出した後には、ステップＳ４へと処理を移す。なお、ステップＳ４〜Ｓ７については、実施の形態１で説明した処理と同様であるので、その説明を省略する。
【００５０】
このようにすることにより、尿測量装置６１を採尿容器２ａの上部開口に取り付けるだけで、尿測量装置６１を液面に接触させずに液量を測定することが可能となる。なお、本実施の形態６においては、尿測量装置６１を一体型とした構成について述べたが、これに限定されるものではなく、光学式測定部６１４を設けた取付部を、他の部品を収納した本体とは別に設け、この取付部を採尿容器２ａの上部に取り付けて使用する構成としてもよい。これにより、尿測量装置が採尿容器２ａの上に載置するには大きい場合や、採尿容器２の強度が低い場合であっても、採尿容器２が潰れることを防止することができる。
【００５１】
実施の形態１〜６に係る尿測量装置にあっては、上述したような構成とすることにより、尿測量装置が可搬型であるため家庭又は外出先で容易に尿を測量することが可能であり、また尿に接触しなくても尿量を測定できるため、汚れにくく、メンテナンスが容易となる。
【００５２】
また、採尿容器を所定形状としたため、液面の位置と液量との関係が定まっており、この関係を用いて容易に液量を取得することができる。なお、異なるサイズ又は形状の複数の採尿容器を用意し、夫々の採尿容器での液面の位置と液量との関係を示す複数のルックアップテーブルを尿測量装置に設け、ユーザが採尿容器に対応するルックアップテーブルを選択する構成としてもよい。このようにすれば、複数の採尿容器を使用することが可能となる。
【００５３】
また、メモリに測定データを格納する構成としたため、ユーザが手書きで測定結果を記録する必要が無く、測定結果の管理が容易となる。
【００５４】
また、音声により操作の案内をする構成としたので、尿量測定が必要となりやすい高齢者でも容易に操作を行うことができる。また、操作部を尿量の測定に必要十分な程度に簡潔な構成としたので、高齢者でも容易に操作を行うことが可能となる。
【００５５】
なお、上記実施の形態においては、尿測量装置をパーソナルコンピュータとデータ通信可能に接続し、測定データをパーソナルコンピュータへ転送することができる構成について述べたが、これに限定されるものではなく、例えば、フラッシュメモリカード等の可搬型記録媒体の読み書きを可能とし、かかる可搬型記録媒体に測定データを書き込む構成としてもよい。
【００５６】
また、本実施の形態においては、尿を測量する場合について述べたが、これに限定されるものではなく、他の液体であっても量を測定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明に係る液体測量装置および液体収納用の容器は、可搬型であるため家庭又は外出先で容易に使用することが可能であり、液体に接触しなくても液量を測定できるため、汚れにくく、メンテナンスが容易であるという効果を奏し、尿等の液体を測量する液体測量装置および当該液体測量装置に使用される液体収納用の容器として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る尿測量装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る尿測量装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る尿測量装置が備えるＣＰＵによる尿測量動作における処理手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１に係る尿測量装置が備える画像処理回路の処理手順を示すフローチャートである。
【図５（ａ）】エッジ検出処理の原理を説明する模式図であり、エッジ検出前の画像を示している。
【図５（ｂ）】エッジ検出処理の原理を説明する模式図であり、エッジ検出後の画像を示している。
【図６】本発明の実施の形態１に係る尿測量装置が備えるＣＰＵによる測定データ転送動作における処理手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２に係る尿測量装置が備える画像処理回路の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】採尿容器を斜め上方から撮像したときに得られた画像に対してエッジ検出処理を実行した結果を示す模式図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る尿測量装置の概略構成を示す正面図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係る尿測量装置が備える画像処理回路の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態４に係る尿測量装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係る尿測量装置の使用態様を示す側面図である。
【図１３】本発明の実施の形態４に係る尿測量装置が備えるＣＰＵの尿測量動作における処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態４における液面位置検出処理の検出原理を説明するためのグラフである。
【図１５】本発明の実施の形態５に係る尿測量装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】本発明の実施の形態５に係る尿測量装置の使用態様を示す側面図である。
【図１７】本発明の実施の形態５に係る尿測量装置が備えるＣＰＵの尿測量動作における処理手順を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の実施の形態５に係る尿測量装置の他の使用態様を示す側面図である。
【図１９】本発明の実施の形態６に係る尿測量装置の構成を示すブロック図である。
【図２０】本発明の実施の形態６に係る尿測量装置の使用態様を示す側面図である。
【図２１】本発明の実施の形態６に係る尿測量装置が備えるＣＰＵの尿測量動作における処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１，２１，３１，４１，５１，５１ａ，６１  尿測量装置
１１，３１１  表示部
１２  操作部
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  ボタンスイッチ
１３  ＣＰＵ
１４，２４，３４  画像処理回路
１５  撮像部
１６  メモリ
１７  音声再生回路
１８  スピーカ
１９  通信部
２，２ａ  採尿容器
２１  目盛り
３１１ａ  ガイド表示
４１４  ラインセンサ
５１ｂ  本体
５１ｃ  取付部
５１ｄ  電気信号ケーブル
５１４  距離センサ
５１４ａ  超音波発信器
５１４ｂ  超音波受信器
６１４  光学式測定部
６１４ａ  発光器
６１４ｂ  受光器
Ａ１  領域
Ａ２  領域
ＴＬ  閾値
【図１】
2007064739.tif 000003
【図２】
2007064739.tif 000004
【図３】
2007064739.tif 000005
【図４】
2007064739.tif 000006
【図５（ａ）】
2007064739.tif 000007
【図５（ｂ）】
2007064739.tif 000008
【図６】
2007064739.tif 000009
【図７】
2007064739.tif 000010
【図８】
2007064739.tif 000011
【図９】
2007064739.tif 000012
【図１０】
2007064739.tif 000013
【図１１】
2007064739.tif 000014
【図１２】
2007064739.tif 000015
【図１３】
2007064739.tif 000016
【図１４】
2007064739.tif 000017
【図１５】
2007064739.tif 000018
【図１６】
2007064739.tif 000019
【図１７】
2007064739.tif 000020
【図１８】
2007064739.tif 000021
【図１９】
2007064739.tif 000022
【図２０】
2007064739.tif 000023
【図２１】
2007064739.tif 000024