(57)【要約】【課題】排泄物の容積を精度よく導出することができる生体情報収集装置を提供する。【解決手段】樹脂材料により形成されたボウル状の便器１０に排泄された排泄物の容積を導出するための生体情報収集装置１であって、便器１０の側面１１の外側に配置され、排泄物が排泄される前後における便器１０内の液体Ｌの水位の変化を測定する水位センサ２０を備える。水位センサ２０は、便器１０の側面１１を透過することができる光を発光する投光素子２５と、側面１１を透過した光のうち便器１０内の液体Ｌにより反射した光を受光する受光素子２６とを有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材料により形成されたボウル状の便器に排泄された排泄物の容積を導出するための生体情報収集装置であって、
前記便器の側面の外側に配置され、前記排泄物が排泄される前後における前記便器内の液体の水位の変化を測定する水位センサであって、前記便器の側面を透過することができる光を発光する投光素子と、前記側面を透過した光のうち前記便器内の液体により反射した光を受光する受光素子とを含む水位センサ
を備える生体情報収集装置。
【請求項２】
前記受光素子はＣＣＤ又はＣＭＯＳを用いた固体撮像素子である
請求項１に記載の生体情報収集装置。
【請求項３】
さらに、
前記便器内の前記液体の水位に関する情報、及び、前記水位に対応した前記便器内の水量に関する情報をもとに前記排泄物の容積を導出する演算部を備える
請求項１又は２に記載の生体情報収集装置。
【請求項４】
さらに、
前記便器と、
前記水位センサを覆うように前記便器の側面に設けられるカバーと
を備える
請求項１〜３のいずれか１項に記載の生体情報収集装置。
【請求項５】
さらに、
前記受光素子により得られた受光量を電気信号に変換する信号処理部と、前記信号処理部により処理して得られた情報を外部へ無線送信する通信部とを備え、
前記信号処理部及び前記通信部は、前記便器と前記カバーの間に設けられる
請求項４に記載の生体情報収集装置。
【請求項６】
前記通信部は、個人認証により前記無線送信にかかる情報の送信が許可された場合に、前記無線送信を行う
請求項５に記載の生体情報収集装置。
【請求項７】
前記通信部は、前記無線送信にかかる情報の受信を予め許可された携帯通信端末に、前記無線送信を行う
請求項５又は６に記載の生体情報収集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排泄物に関する生体情報を収集するための生体情報収集装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排泄物に関する生体情報を収集する生体情報収集装置が知られている。
【０００３】
この種の生体情報収集装置の１つとして、例えば特許文献１には、排泄物が排泄された後の便器内の水位をセンサで測定し、排泄量などの生体情報を収集する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３２７３０７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、従来技術に示す生体情報収集装置では、センサに排泄物や洗浄水が触れて、あるいは、排泄物の便器内部付着による干渉が避けれられず（排泄物の付着箇所が掃除できない箇所であるため）、測定誤差が生じることがある。そのため、排泄物の容積を正確に求められないという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、排泄物の容積を精度よく導出することができる生体情報収集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】
【０００７】
上記の課題を解決するための生体情報収集装置の一態様は、樹脂材料により形成されたボウル状の便器に排泄された排泄物の容積を導出するための生体情報収集装置であって、前記便器の側面の外側に配置され、前記排泄物が排泄される前後における前記便器内の液体の水位の変化を測定する水位センサであって、前記便器の側面を透過することができる光を発光する投光素子と、前記側面を透過した光のうち前記便器内の液体により反射した光を受光する受光素子とを含む水位センサを備えている。
【発明の効果】
【０００８】
排泄物の容積を精度よく導出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る生体情報収集装置の概略的な斜視図である。
【図２】実施の形態に係る生体情報収集装置を側方からみた場合の断面図である。
【図３】実施の形態に係る生体情報収集装置の動作を示す断面図である。
【図４】実施の形態に係る生体情報収集装置のシステム構成図である。
【図５】実施の形態に係る生体情報収集装置の便器内の水位と水量との関係を示す図である。
【図６】実施の形態の変形例における生体情報収集装置と携帯通信端末とを備える生体情報収集システムのシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態に係る生体情報収集装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１１】
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する。
【００１２】
（実施の形態）
本実施の形態に係る生体情報収集装置は、排泄物に関する生体情報を収集する装置である。排泄物に関する生体情報の中でも、排泄物（小便又は大便）の容積などの生体情報は、日頃の健康状態を確認するための有益な情報として収集する価値がある。
【００１３】
図１は、本実施の形態に係る生体情報収集装置１の概略的な斜視図であり、図２は、生体情報収集装置１を側方からみた場合の断面図である。
【００１４】
生体情報収集装置１は、排泄物を一時的に貯留する便器１０と、便器１０内の液体Ｌの水位を測定する水位センサ２０とを備えている。便器１０の側面１１には、水位センサ２０を覆うようにカバー１６が設けられている。
【００１５】
また、便器１０が備えつけられた便所の壁には、生体情報収集装置１を操作する入力部４５（例えば、リモートコントローラ）、及び、収集した生体情報を表示する表示部４６（例えば、液晶モニター）が設けられている。なお、図１及び図２では、便器１０内に洗浄水を供給する洗浄手段や、生体情報収集装置１を使用する使用者が着座する便座の記載を省略している。
【００１６】
便器１０は、ボウル状であり、排泄物の入り口となる開口部１２と、開口部１２の下方に位置する液溜め部１３とを有している。液溜め部１３を含む便器１０の側面１１は水平に対して傾斜している。便器１０は、下方に向かうにつれて開口面積が小さくなっており、開口部１２から入れられた排泄物が液溜め部１３に集まる構造となっている。また、上方から見た場合、便器１０の側面１１は、曲面形状になっている。便器１０は、有機系ガラス材料などの樹脂材料により形成されている。
【００１７】
また便器１０は、側面１１の下部から外側に突出した水平支持部１７と、側面１１の上部から下方に突出した垂直支持部１８とを有している。この水平支持部１７及び垂直支持部１８に、水位センサ２０が取り付けられる。
【００１８】
また、便器１０は、液溜め部１３の下流側において液溜め部１３に連通する排出室１５と、液溜め部１３と排出室１５の連通を一時的に遮断するトラップ部１４とを有している。
【００１９】
トラップ部１４は、可撓性を有する管状の部材であり、図３に示されるように、上流側に位置する一方端１４ａが液溜め部１３の出口に固定され、下流側に位置する他方端１４ｂが昇降手段（図示省略）により昇降自由に動くように構成されている。例えば、トラップ部１４の他方端１４ｂを下向きとすることで、液溜め部１３及びトラップ部１４に溜められた排泄物及び洗浄水が排出される。トラップ部１４の他方端１４ｂを上向きとすることで、液溜め部１３及びトラップ部１４に洗浄水及び排泄物を溜めることができる。
【００２０】
便器１０の側面１１の外側には、水位センサ２０が配置されている。すなわち、本実施の形態では、水位センサ２０に排泄物や洗浄水が接触しにくい構造となっている。水位センサ２０としては、投光素子２５と受光素子２６を有する光学センサが用いられている。
【００２１】
投光素子２５は、光が上向きに出射され、その出射光が液体Ｌの液面に投下するように水平支持部１７に取り付けられている。投光素子２５は、便器１０の側面１１を透過することができる光を出射する。本実施の形態では、投光素子２５として、有機系ガラス材料からなる便器１０を透過することができる光（可視光）を出射する素子が用いられている。
【００２２】
受光素子２６は、投光素子２５の出射光のうち、便器１０内の液体Ｌにより反射した光を受光できるように垂直支持部１８に支持されている。具体的には、受光素子２６は、投光素子２５により出射され便器１０の側面１１を透過した光のうち、便器１０の側面１１と液体Ｌとの界面で反射された反射光を受光する。
【００２３】
この水位センサ２０により、センシング領域における受光量の違いを検出し、側面１１の内側にある液体Ｌの高さ位置を検出することができる。
【００２４】
なお、受光素子２６は、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）を用いた固体撮像素子であってもよい。また、分光（スペクトル解析）機能を有する受光素子２６を用いて、排泄物の色又は濁り具合を計測してもよい。また、固体撮像素子を用いて、排泄物の色、色の濃淡又は濁り具合を計測してもよいし、排泄物が大便である場合は、排泄物の形状を計測してもよい。
【００２５】
また、便器１０の側面１１の外側には、前述した水位センサ２０の他に、信号処理部４１、演算部４２、記憶部４３及び通信部４４ａを含む回路基板３０が設けられている。回路基板３０は、フレキシブルな基板からなり、便器１０の側面１１に貼り付けられている。そして、これら水位センサ２０及び回路基板３０を覆うように、便器１０の側面１１にカバー１６が設けられている。カバー１６は、便器１０対して着脱可能に構成されていてもよい。
【００２６】
本実施の形態では、前述した水位センサ２０により、排泄物が排泄される前後（先後）における便器１０内の液体Ｌの水位の変化が測定される。そして、液体Ｌの水位の変化と便器１０の形状等との関係に基づき、排泄物の容積が導出される。なお、排泄物の容積の導出方法については後述する。
【００２７】
図４は、生体情報収集装置１のシステム構成図である。生体情報収集装置１は、水位センサ２０、信号処理部４１、演算部４２、記憶部４３、通信部４４（４４ａ、４４ｂ、４４ｃ）、入力部４５及び表示部４６により構成される。
【００２８】
入力部４５は、例えば、タッチパネル付きのリモートコントローラであり、生体情報を収集する開始信号を入力する部分である。
【００２９】
水位センサ２０は、本実施の形態では投光素子２５及び受光素子２６を有する光学センサであり、センシング領域における受光量を検出する。
【００３０】
信号処理部４１は、例えば、光学センサのセンサアンプであり、検出した受光量を電気信号（電圧信号）に変換する部分である。
【００３１】
記憶部４３は、例えば、ＲＯＭであり、電気信号に対応した便器１０内の液体Ｌの水位に関する情報、及び、便器１０内の液体Ｌの水位と水量との関係を示す情報を保存する部分である。図５に示されるように、液体Ｌの水位と水量の関係は線形ではなく、液溜め部１３及びトラップ部１４の形状（水位に対応した開口面積）により変わる値である。液体Ｌの水位と水量との関係は、多項近似曲線Ｃで表され、予め記憶部４３に保存されている。
【００３２】
演算部４２は、例えば、ＣＰＵであり、信号処理部４１による電気信号の変化と、記憶部４３に保存された情報をもとに、液体Ｌの水位、水量及び排泄物の容積を導出する部分である。
【００３３】
通信部４４は、入力部４５及び表示部４６と、演算部４２との通信を行う部分であり、通信部４４ａ、通信部４４ｂ及び通信部４４ｃにより構成されている。通信部４４ａは回路基板３０に設けられている。通信部４４ｂは入力部に内蔵され、通信部４４ｃは表示部４６に内蔵されている。通信方式としては、例えば、Bluetooth（登録商標）などの近接無線方式が用いられる。
【００３４】
表示部４６は、例えば、液晶モニターであり、演算部４２により導出した排泄物の容積を表示する部分である。
【００３５】
このように、本実施の形態では、便所内にて排泄物を排泄した使用者が、自身の排泄物に関する生体情報を入手できるようになっている。
【００３６】
次に、生体情報収集装置１の動作について説明する。
【００３７】
まず、生体情報を収集する前に、図３に示されるように、便器１０に洗浄水を流し入れるとともにトラップ部１４の他方端１４ｂを下向きとすることで、液溜め部１３及びトラップ部１４に溜められている排泄物及び洗浄水を、排出室１５を介して排出する。そして、洗浄水を流している途中で、トラップ部１４の他方端１４ｂを上向きにして上昇させ、液溜め部１３及びトラップ部１４に所定量の洗浄水を溜める。洗浄水の流し入れが終わった後、トラップ部１４の他方端１４ｂを一旦下降させて、洗浄水の一部を排出する。その後、トラップ部１４の他方端１４ｂを再び上昇させて、元の位置に戻す。これらの動作により、図２に示されるように、液溜め部１３及びトラップ部１４に空き容積を設ける。なお、空き容積は、便器１０内に排泄物が排泄された場合にトラップ部１４から排泄物や洗浄水がこぼれないように、その容積が決定されている。また、空き容積を設けた状態の液体（洗浄水）Ｌの水位は、排泄物が排泄される前の基準水位として、予め記憶部４３に記憶されている。
【００３８】
次に、使用者が便器１０内に排泄物を排出することで、便器１０内の液体（排泄物及び洗浄水）Ｌの水位が上昇する。そして、使用者が、生体情報を入手するために入力部４５を操作することで、生体情報の収集が行われる。
【００３９】
まず、水位センサ２０にてセンシング領域における受光量を検出し、検出した受光量を信号処理部４１にて電気信号に変換する。次に、演算部４２にて、信号処理部４１で変換した電気信号に対応する排泄後の液体Ｌの水位を求める。さらに、演算部４２にて、水位と水量に関する多項近似曲線Ｃをもとに、排泄前後のそれぞれの水位から排泄前後のそれぞれの水量を求めることで便器１０内の増加水量を求める。この増加水量が排泄物の容積となる。
【００４０】
求められた排泄物の容積に関する生体情報は、通信部４４を介して表示部４６に表示される。これにより、使用者が排泄物の容積などの生体情報を確認することができる。
【００４１】
以上、説明したように、本実施の形態に係る生体情報収集装置１は、樹脂材料により形成されたボウル状の便器１０に排泄された排泄物の容積を導出するための生体情報収集装置１であって、便器１０の側面１１の外側に配置され、排泄物が排泄される前後における便器１０内の液体Ｌの水位の変化を測定する水位センサ２０であって、便器１０の側面１１を透過することができる光を発光する投光素子２５と、側面１１を透過した光のうち便器１０内の液体Ｌにより反射した光を受光する受光素子２６とを含む水位センサ２０を備えている。
【００４２】
この構成によれば、水位センサ２０が便器１０内の排泄物や液体Ｌに触れることがなくなるため、液体Ｌの水位の測定誤差が低減され、排泄物の容積を精度よく導出することができる。また、便器１０の側面１１の内側に排泄物が付着したとしても、側面１１の内側を掃除することで、付着した排泄物を容易に除去することができ、排泄物の容積を精度よく導出することができる。
【００４３】
また、便器１０が樹脂材料により形成されているので、製造ロットの違いにより発生する便器１０の側面１１の形状ばらつきを小さくすることができる。これにより、製造ロットが異なる場合であっても、側面１１における意図しない反射光の発生を抑えることができる。その結果、液体Ｌの水位の測定誤差が低減され、排泄物の容積を精度よく導出することができる。また、意図しない反射光の発生を抑えることができるので、光路設計が容易になる。
【００４４】
また、便器１０が樹脂材料により形成されているので、投光素子２５と受光素子２６からなる汎用的な光学センサを用いて液体Ｌの水位を測定することができる。
【００４５】
例えば、受光素子２６はＣＣＤ又はＣＭＯＳを用いた固体撮像素子であってもよい。
【００４６】
この構成によれば、排泄物の色、色の濃淡又は濁り具合に関する生体情報を収集することができる。また、排泄物が大便である場合は、排泄物の形状に関する生体情報を収集することができる。
【００４７】
さらに、生体情報収集装置１は、便器１０内の液体Ｌの水位に関する情報、及び、水位に対応した便器１０内の水量に関する情報をもとに排泄物の容積を導出する演算部４２を備えていてもよい。
【００４８】
この構成によれば、排泄物の容積を容易に導出することができる。
【００４９】
さらに、生体情報収集装置１は、便器１０と、水位センサ２０を覆うように便器１０の側面１１に設けられるカバー１６とを備えていてもよい。
【００５０】
この構成によれば、水位センサ２０に、便器１０内の液体Ｌが接触しにくくなり、また、外部から予期せぬ衝撃が加わることを抑制できるので、水位センサ２０の破損を抑制することができる。
【００５１】
さらに、生体情報収集装置１は、水位センサ２０により得られた受光量を電気信号に変換する信号処理部４１と、信号処理部４１により処理して得られた情報を外部へ無線送信する通信部４４ａとを備え、信号処理部４１及び通信部４４ａは、便器１０とカバー１６の間に設けられていてもよい。
【００５２】
この構成によれば、水位センサ２０により得られた情報を外部に容易に伝達できるとともに、信号処理部４１及び通信部４４ａの破損を抑制することができる。
【００５３】
なお、本実施の形態では、排泄物が排泄される前の便器１０内の液体Ｌの水位を基準水位として排泄物の容積を求めているが、それに限られず、排泄前及び排泄後の両方の水位を測定し、これらの水位の相対変位から排泄物の容積を求めるようにしてもよい。
【００５４】
また、本実施の形態では、水位センサ２０及び回路基板３０が便器２０に取り付けられているが、それに限られず、カバー１６に取り付けられていてもよい。
【００５５】
また、本実施の形態では、無線通信により生体情報の収集を行っているが、それに限られず、演算部４２、入力部４５及び表示部４６を配線で接続し、有線通信により生体情報を収集してもよい。
【００５６】
また、本実施の形態では、１回の排泄物の容積を求める例を示しているが、それに限られず、排泄物の容積の変化を時系列で分析し、使用者の健康状態を類推するようにしてもよい。
【００５７】
（実施の形態の変形例）
図６は、変形例における生体情報収集装置１Ａと携帯通信端末５１とを備える生体情報収集システム５０のシステム構成図である。
【００５８】
変形例における生体情報収集装置１Ａは、水位センサ２０、信号処理部４１及び通信部４４ａにより構成されている。
【００５９】
携帯通信端末５１は、例えば、携帯電話やスマートフォンであり、入力部４５、演算部４２、記憶部４３、表示部４６及び通信部４４ｂを備えている。入力部４５は携帯通信端末５１のタッチパネルであり、記憶部４３は携帯通信端末５１のＲＯＭであり、演算部４２は携帯通信端末５１のＣＰＵであり、表示部４６は携帯通信端末５１の液晶モニターである。
【００６０】
生体情報収集システム５０における通信部４４は、便器１０の側面１１の回路基板３０に設けられる通信部４４ａと、携帯通信端末５１に設けられる通信部４４ｂとにより構成されている。
【００６１】
生体情報収集システム５０における無線通信は、入力部４５にて個人認証を行い、無線による情報の送信が許可された場合に実行される。個人認証は、所定の人物（例えば、使用者本人又は生体情報収集装置１Ａの施工業者）が所定の操作（例えば、入力部４５を特定パターンで操作すること）を行うことで実行される。個人認証は、顔や指紋、声紋などを含む。
【００６２】
また、生体情報収集システム５０における無線通信は、無線による情報受信を予め許可された携帯通信端末５１に対して行われる。通信方式としては、WiFi（登録商標）やBluetooth（登録商標）などにより直接的に情報を送信する方式、または、使用者が限られている無線LANを経由して情報を送信する方式などが用いられる。
【００６３】
以上、変形例に示されるように、生体情報収集装置１Ａの通信部４４ａは、個人認証により無線送信にかかる情報の送信が許可された場合に、無線送信を行うようにしてもよい。
【００６４】
この構成によれば、排泄物の容積を精度よく導出できるとともに、生体情報に関する個人のプライバシーを守ることができる。
【００６５】
また、通信部４４ａは、無線送信にかかる情報の受信を予め許可された携帯通信端末５１に、無線送信を行うようにしてもよい。
【００６６】
この構成によれば、排泄物の容積を精度よく導出できるとともに、生体情報に関する個人のプライバシーを守ることができる。
【００６７】
なお、図６に示される生体情報収集システム５０は、クラウドコンピューティングにより実現されてもよい。
【００６８】
以上、生体情報収集装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態における構成要素および機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００６９】
１、１Ａ  生体情報収集装置
１０    便器
１１    便器の側面
１６    カバー
２０    水位センサ
２５    投光素子
２６    受光素子
４１    信号処理部
４２    演算部
４４ａ  通信部
５１    携帯通信端末
Ｌ      液体
【図１】
2017106205.tif 000003
【図２】
2017106205.tif 000004
【図３】
2017106205.tif 000005
【図４】
2017106205.tif 000006
【図５】
2017106205.tif 000007
【図６】
2017106205.tif 000008