JP2016010450A - 活動量計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型軽量でマウスやラットにも装着可能で、ヒトの身体の広い範囲に取り付け可能であり、測定演算の機能を拡張することができる活動量計測装置を提供する。
【解決手段】収納ケースと加速度を測定し加速度信号を出力する加速度センサ２５と前記加速度信号に基づき活動量を算出する活動量データ算出手段と通信手段と電池とを備えた電装部２０とからなる活動量計測装置１であって前記活動量データ算出手段は、前記加速度信号または前記加速度信号から算出される活動量データの少なくとも何れか一方を出力するように構成し、さらに前記収納ケースは、ブリスターパック構造またはカプセル構造あるいは螺着構造とする。
【選択図】図１

Description

本発明は生体の活動量計測装置に係り、特に小動物の行動解析にも使用可能な超小型の活動量計測装置に関する。

医学の研究分野においてはしばしば小動物を用いた動物実験が行われる。例えば新薬開発においては、投薬後の小動物の行動パターンの解析や活動量の計測が重要であるが、マウスやラットのような小動物に大型でしかも負荷のかかる重さをもった測定装置を搭載することは困難であるため、これらにも対応可能な小型軽量の活動量計や加速度計が不可欠となる。

またヒトの身体各部の動きを解析する場合でも、身体の動きに支障が生じないように活動量計は小型軽量であることが望ましい。このような背景で活動量計の小型化や軽量化に関連する技術が、例えば、次に示す特許文献１に開示されている。

図５を用いて特許文献１の開示技術を説明する。図５は特許文献１で開示された歩数計（活動量計）の構造を示す断面図である。
図５において、歩数計５００は、ケース５２０とケース５３０と電池蓋５４０からなるケース主体の内部に、歩数測定基板５０１と通信基板５０２とが非電磁性結合部材５１０を介して積み重ねられ、歩数測定基板５０１は、片面に電池２７を備え、他方の面に加速度センサ２５と処理チップ５０４と不揮発メモリ５０５とを備え、人が歩いた時の歩数を算出し、通信チップ５０６と誘導コイル５０７とで外部とデータの送受信を行うように構成し小型化を図っている。

特開２０１２−５８８６２公報

特許文献１に開示された技術は、プラスチックで形成された２体のケース５２０と５３０および電池蓋５４０と、２個の基板すなわち歩数測定基板５０１と通信基板５０２とで構成され重量や形状が比較的大きいため、マウスやラットなどの小動物やヒトの様々な部位への搭載はきわめて困難な構造となっている。また内蔵可能な演算機能は限られているので、複雑な演算処理は行えない、などの課題があった。

本発明の目的は、従来の活動量計における上記のような課題を解決し、小型軽量でマウスやラットにも装着可能であるばかりでなく、ヒトの身体の広い範囲で取り付け可能であって、測定演算の機能を拡張することができる活動量計測装置を実現することである。

上記課題を解決するため本発明に係る活動量計測装置は下記記載の構成を採用する。

本発明の活動量計測装置は、収納ケースと、加速度を測定し加速度信号を出力する加速度センサと前記加速度信号に基づき活動量データを算出する活動量データ算出手段と通信手段と電池とを備えた電装部と、からなる活動量計測装置であって、前記活動量データ算出手段は、前記加速度信号または前記加速度信号から算出される活動量データの少なくとも何れか一方を出力するように構成したことを特徴とする。

これによって活動量計測装置の出力は、簡単な演算や解析で良い場合には活動量計測装置内蔵の処理プロセスにしたがって演算し、複雑な演算や解析が必要な場合には活動量データを算出するための元データである加速度信号のみを出力し、外部の情報端末やコンピュータで複雑な演算を行うことが可能となるので、目的に応じて出力形式を設定し目的に沿った活動量計測装置が実現される。

また、前記収納ケースは、高分子材の台部と、高分子材を立体成形してなるカバー部とを端部で貼り合わせてなるブリスターパック構造であることが望ましい。

また、前記収納ケースは、高分子材を立体成形してなるカバー雄部と、高分子材を立体成形してなるカバー雌部とを端部で嵌合してなるカプセル構造としても良い。

さらに、前記収納ケースは、高分子材を立体成形してなる上ケースと、高分子材を立体成形してなる下ケースとによって構成し、上ケースと下ケースの両開口部周縁部同士を螺着構造としたものであっても良い。

これらの構造により、活動量計測装置は小型化かつ軽量化が実現されるのでマウスやラットにも、またヒトの身体の広い範囲での搭載が可能な活動量計測装置が実現される。

上述のように、本発明に係る活動量計測装置によれば、小型軽量でマウスやラットにも装着可能であるばかりでなく、ヒトの身体の広い範囲で取り付け可能であって、測定演算の機能の拡張性を向上させた活動量計測装置が実現する。

本発明の活動量計測装置の電装部の構成を示すブロック図である。 本発明の活動量計測装置の第１の実施形態の構造を示す断面図である。 本発明の活動量計測装置の第２の実施形態の構造を示す断面図である。 本発明の活動量計測装置の第３の実施形態の構造を示す断面図である。 従来の活動量計測装置の構造を示す断面図である。

本発明に係る活動量計測装置は、加速度信号または活動量データの何れかまたは双方を出力する機能を有し、使用目的に応じた演算処理を可能とするものであり、さらに全体を収納するケースを、ブリスターパック構造またはカプセル構造あるいは螺着構造として小型軽量化を計り、小動物やヒトの様々な部位への搭載を可能とするものである。

以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための活動量計測装置の一例を示すものであって、本発明は以下の説明及び図示したものに限定されない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、相対的配置等は、特定的な記載がない限り本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。また、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は説明を明確にするために誇張していることがある。さらに、以下の説明において同一部品、同一構成要素には同一の名称、符号を付し詳細説明を適宜省略することがある。

以下、図１および図２を用いて本発明の第１実施形態における活動量計測装置１の具体的構成を詳述する。
図１は第１実施形態における活動量計測装置１の電装部の構成を示すブロック図であり、図２は第１実施形態における活動量計測装置１の構造を示す断面図である。

〔第１実施形態の構成〕
図１を用いて活動量計測装置１の電装部２０の構成を説明する。
図１において活動量計測装置１の電装部２０は加速度センサ２５とマイクロプロセッサ２６と通信回路２１とアンテナ２３と電池２７とを備えている。加速度センサ２５は加速度を検出し加速度信号Ａｓを出力してマイクロプロセッサ２６に入力する。マイクロプロセッサ２６は加速度センサ２５から出力された加速度信号Ａｓを、内蔵するプログラムに沿って演算処理し、出力データＥｄを出力し通信回路２１に入力する。

通信回路２１は、出力データＥｄを送受信信号Ｓｄに変換してアンテナ２３から電磁界信号Ｗとして情報端末５０に送信する。また、アンテナ２３は情報端末５０から電磁界信号Ｗによって制御信号を受信し送受信信号Ｓｄを通信回路２１に入力し、通信回路２１は送受信信号Ｓｄに基づき制御信号Ｃｓを出力して、マイクロプロセッサ２６に入力する。このように活動量計測装置１の出力データはアンテナ２３によって外部に送信され、また外部からの指示データは制御信号Ｃｓとして活動量計測装置１に入力されるようになっている。

活動量計測装置１から情報端末５０に送信される送受信データＳｄは、マイクロプロセッサ２６による出力データＥｄであって、ヒトや小動物の動きに応じて出力する加速度信号Ａｓである場合と、加速度信号Ａｓに基づき算出した歩数あるいは活動回数や活動量データ（単位はキロカロリー）である場合と、さらに加速度信号Ａｓと活動量データの双方である場合とがあり、通信回路２１が出力する制御信号Ｃｓに従って、マイクロプロセッサ２６の内蔵プログラムが何れを出力するか決定する。

なお、加速度信号Ａｓと活動量データとの選択は、マイクロプロセッサ２６の内蔵プログラムに替えて、別途切替手段を設けることによっても可能であって、いずれの方法も本発明の範囲内である。
なお、以上のいずれの場合でも、出力データＥｄにデータ発生の日時を示すカレンダー情報が含まれているのは言うまでもない。

次に、通信回路２１が出力する制御信号Ｃｓの動作について詳述する。
情報端末５０から活動量計測装置１に送信される制御信号Ｃｓは、マイクロプロセッサ２６が出力する出力データＥｄとして加速度信号Ａｓか、または活動量データか、あるいは双方かを指示する。

このように、制御信号Ｃｓによってマイクロプロセッサ２６すなわち活動量計測装置１の動作を変更可能とすることによって、簡単な演算や解析で済む場合には活動量計測装置１のマイクロプロセッサ２６が内蔵するソフトウエアによる活動量データを用い、複雑な演算や解析が必要な場合には、加速度信号Ａｓに切り替えて出力し、活動量計測装置１の外部の情報端末５０やコンピュータのソフトウエアによって演算や処理を行うことができる。

次に、図２を用いて活動量計測装置１の構造を説明する。図２は活動量計測装置１の構造を示す断面図である。図２において活動量計測装置１は収納ケース１０と電装部２０とから構成され、電装部２０は通信回路２１と基板２２とアンテナ２３と電池バネ２４と加速度センサ２５とマイクロプロセッサ２６と電池２７とを実装している。

前記収納ケース１０はケース蓋部１１とケース台部１２とから構成される。
電装部２０の外径は、収納ケース１０の内寸に隙間なく収まる寸法となっており、収納ケース１０の中に電装部２０を収納したのち、ケース蓋部１１とケース台部１２とを超音波や接着材により、貼り合わせ部Ｔで接合する。

ケース蓋部１１は、実施例では略０．３ｍｍ厚の熱可塑性樹脂板を加熱成形する。またケース台部１２は同様に略０．３ｍｍ厚の熱可塑性樹脂板を切断して形成する。なお、ケース蓋部１１は、大判の板材に一度に多数個を加熱成形し、電装部２０を各々の凹所内に収納した後、大判のケース台部を用いて各貼り合わせ部Ｔを接合したのち裁断し、一度に多数の活動量計測装置１を生産することも可能である。

〔第１実施例の効果〕
上記のように活動量計測装置１の動作を制御信号Ｃｓによって変更可能とすることによって、簡単な演算や解析でよい場合には活動量計測装置１のマイクロプロセッサ２６が内蔵するソフトウエアによる活動量データを用い、複雑な演算や解析が必要な場合には加速度信号に切り替えて出力し、外部の情報端末５０やコンピュータで演算処理を行なうことができるので目的に応じた処理が可能となる。さらに収納ケースはブリスターパック構造によって小型軽量化が計られるので、小動物やヒトの様々な部位への搭載が可能となる。

以下、図３を用いて本発明の第２の実施形態である活動量計測装置１００について説明する。
第２の実施形態に係る活動量計測装置１００は第１の実施形態と収納ケースが異なるだけで、その他の構造や機能は前記第１の実施形態の場合と同様なので電装部などについての説明は省略する。

〔第２実施形態の構成〕
図３を用いて第２の実施形態の活動量計測装置１００を説明する。図３は第２の実施形態の活動量計測装置１００の構造を示す断面図である。

図３において活動量計測装置１００の収納ケース３０は、略０．３ｍｍ厚の熱可塑性樹脂板を加熱形成したカバー雄部３１と、同様の方法で形成したカバー雌部３２とから構成される。カバー雄部３１とカバー雌部３２とは、カバー雌部３２の外径とカバー雄部３１の内径とを同じ寸法に形成してあり、両者は嵌合部Ｋで隙間なく嵌め合わされる。必要に応じ接着材や粘着テープを用いて接合を強化することも可能である。なお、電装部２０は前記第１実施形態に係る活動量計測装置１と同様なので説明は省略する。

〔第２実施例の効果〕
収納ケースはカプセル構造によってさらに外径が小さくなり一層の小型軽量化が計られ、小動物やヒトの様々な部位への搭載が可能になる。

以下、図４を用いて本発明に係る第３の実施形態である活動量計測装置２００について説明する。
なお、第３の実施形態の活動量計測装置２００は第１の実施形態と収納ケースが異なるだけで、その他の構造や機能は前記第１の実施形態の場合と同様なので電装部などについての説明は省略する。

図４は第３の実施形態の活動量計測装置２００の構造を示す断面図である。
図４において活動量計測装置２００の収納ケース４０は、熱可塑性樹脂を略１ｍｍ厚に加熱形成した上ケース４１と、同様の方法で形成した下ケース４２とから構成される。上ケース４１と下ケース４２とは、ねじ部Ｎで螺着できる構造となっている。収納ケース４０内にセットされる電装部２０は前記第１実施形態の活動量計測装置１と同様なので説明は省略する。

〔第３実施例の効果〕
収納ケース４０は、上ケース４１と下ケース４２とによってねじ止めできる構造となっているので、必要に応じて上ケース４１と下ケース４２とを開放し、電池交換が容易になる。

以上、本発明に係る活動量計測装置によれば、小型軽量でマウスやラットにも装着可能であるばかりでなく、ヒトの身体の様々な範囲で取り付け可能であって、測定演算の機能拡張性を向上した活動量計測装置が実現する。

１、１００、２００：活動量計測装置
１０、３０、４０：収納ケース
１１：ケース蓋部
１２：ケース台部
２０：電装部
２１：通信回路
２２：基板
２３：アンテナ
２４：電池バネ
２５：加速度センサ
２６：マイクロプロセッサ
２７：電池
３１：カバー雄部
３２：カバー雌部
４１：上ケース
４２：下ケース
５０：情報端末
Ｔ：貼り合わせ部
Ｋ：嵌合部
Ｎ：ねじ部
Ｗ：電磁界信号
Ａｓ：加速度信号
Ｅｄ：出力データ
Ｃｓ：制御信号
Ｓｄ：送受信信号
５００：歩数計
５０１：歩数測定基板
５０２：通信基板
５０４：処理チップ
５０５：不揮発メモリ
５０６：通信チップ
５０７：誘導コイル
５１０：非電磁性結合部材
５２０、５３０：ケース

Claims (4)

1. 収納ケースと、加速度を測定し加速度信号を出力する加速度センサと、前記加速度信号に基づき活動量データを算出する活動量データ算出手段と、通信手段と、電池とを備えた電装部とからなる活動量計測装置であって、前記活動量データ算出手段は、前記加速度信号または前記加速度信号から算出される活動量データの少なくとも何れか一方を出力するように構成したことを特徴とする活動量計測装置。
2. 前記収納ケースは、高分子材の台部と、高分子材を立体成形してなるカバー部とを端部で貼り合わせてなるブリスターパック構造であることを特徴とする請求項１に記載の活動量計測装置。
3. 前記収納ケースは、高分子材を立体成形してなるカバー雄部と、高分子材を立体成形してなるカバー雌部とを端部で嵌合してなるカプセル構造であることを特徴とする請求項１に記載の活動量計測装置。
4. 前記収納ケースは、高分子材を立体成形してなる上ケースと、高分子材を立体成形してなる下ケースとからなり、上ケースと下ケースの両開口部周縁部同士を螺着構造としたことを特徴とする請求項１に記載の活動量計測装置。

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