JP7202969B2 - ケース - Google Patents

Description

本発明は、スマートフォンの背面側に装着可能なケースに関する。

スマートフォンの普及により、高度な演算処理を実行可能な携帯デバイスが、広く身近な存在となっている。かかるスマートフォンの演算処理能力を活用し、使用者の健康を維持および管理するために有用な機能を、スマートフォンに実行させようとする技術が、種々検討されている。

たとえば、国際公開２０１５／０６１１６６号（特許文献１）には、光電式容積脈波記録法（ＰＰＧ）および心電図記録法（ＥＣＧ）により、使用者の脈波を測定可能に構成されたスマートフォンデバイスが開示されている。また、特開２０１７－６６６１号公報（特許文献２）には、背面側に脈波センサを備えるスマートフォン状のタッチパネル装置が開示されている。

国際公開２０１５／０６１１６６号 特開２０１７－６６６１号公報

しかし、特許文献１および特許文献２の技術では、スマートフォン自身に、使用者の生体信号を検出可能なセンサを搭載する必要があった。そのため、そのようなセンサを搭載しないスマートフォンに、使用者の健康を維持および管理するための機能を追加することが難しい場合が合った。

そこで、使用者の生体信号を検出可能なセンサを搭載しないスマートフォンに対しても、使用者の健康を維持および管理するための機能を追加することが可能な装置の実現が求められる。

本発明に係るケースは、スマートフォンの背面側に装着可能なケースであって、前記スマートフォンを受容可能な装着部を一面側に備えるとともに、外装面を他面側に備え、前記外装面は、前記スマートフォンの装着時において前記スマートフォンの操作面の上部側の背面に配置される外装面上部と、前記装着時において前記操作面の下部側の背面に配置され、前記外装面上部より引退して形成された外装面下部と、前記外装面上部と前記外装面下部とを接続する外装面段差部と、を有し、前記外装面下部の短手方向の中央の、前記外装面段差部に連設する部位に、発光部および受光部を有する光学センサユニットを具備し、少なくとも前記外装面の短手方向の中央に位置する部位において、前記外装面下部の長手方向に沿った長さは、前記外装面上部の長手方向に沿った長さより長いことを特徴とする。

この構成によれば、スマートフォンに装着可能なケースに光学センサユニットが設けられているため、光学センサユニットを搭載しないスマートフォンに対して、光学センサユニットを容易に追加することができる。また、外装面上部、外装面下部、および外装面段差部の形状および配置により、使用者が本発明に係るケースを装着したスマートフォンを保持するときに、使用者がスマートフォンの背面側に添えた４本の指のうちの１本が、光学センサユニットによる測定に適した位置に案内されるため、光学センサユニットと指（被測定点）との接触状態の再現性が高く、得られる測定結果が変動しにくい。

以下、本発明の好適な態様について説明する。ただし、以下に記載する好適な態様例によって、本発明の範囲が限定されるわけではない。

本発明に係るケースは、一態様として、前記外装面段差部は前記外装面上部側に傾斜していることが好ましい。

この構成によれば、使用者の保持姿勢を誘導する効果が得られやすい。

本発明に係るケースは、一態様として、少なくとも前記外装面段差部に連設する部分において、前記外装面下部は前記外装面上部より２～１０ｍｍ引退して形成されていることが好ましい。

この構成によれば、使用者の指を光学センサユニットに導く効果がより得られやすい。

本発明に係るケースは、一態様として、前記外装面下部の長手方向に沿った長さは、前記外装面下部の短手方向の中央に位置する部位において、前記短手方向の端部に位置する部位よりも長いことが好ましい。

この構成によれば、使用者は、本発明に係るケースを装着したスマートフォンの重心付近を親指以外の４本の指で支持する姿勢に案内されやすいので、スマートフォンを安定して保持しやすい。

本発明に係るケースは、一態様として、前記光学センサユニットによって検出した信号を送出可能な制御部を備えることが好ましい。

この構成によれば、光学センサユニットによって検出した信号を、スマートフォン側で利用できる。

本発明に係るケースは、一態様として、前記光学センサユニットを操作可能な操作部を備えることが好ましい。

この構成によれば、光学センサユニットの動作状態をケース側において直接に操作できる。

本発明に係るケースは、一態様として、前記光学センサユニットの動作状態を報知する報知部を備えることが好ましい。

この構成によれば、使用者が光学センサユニットの動作状態を理解しやすい。

本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。

本発明の実施形態に係るケースの外装面側の斜視図 本発明の実施形態に係るケースの装着部側の斜視図 本発明の実施形態に係るケースの外装面側の平面図 図３のＩＶ‐ＩＶ線における断面図

本発明に係るケースの実施形態について、図面を参照して説明する。以下では、本発明に係るケースを、スマートフォン用のケース１に適用した例について説明する。

〔ケースの基本構成〕
ケース１の構成について説明する。ケース１は、スマートフォンを受容可能な装着部２と、装着部２の他面側に形成された外装面３とを備える（図１、図２）。

装着部２の装着面２１とスマートフォンの背面とを向かい合わせる配置で、スマートフォンを装着部２に挿入すると、装着部２とスマートフォンとが嵌合する。このようにしてケース１をスマートフォンに装着すると、スマートフォンの背面がケース１で覆われ、スマートフォンの背面に替わって外装面３がスマートフォンの背面側に露出する態様になる。

図２に示すように、装着部２には、スマートフォンの側面に設けられた操作ボタンおよび接続端子、ならびに、スマートフォンの背面に設けられたカメラ、などの配置に対応した位置に切欠部２２が設けられており、スマートフォンにケース１を装着した状態であっても、操作、ケーブル接続、および撮影などが妨げられない。

外装面３は、外装面上部３１、外装面下部３２、および外装面段差部３３の３つの部分に区分される（図１）。外装面上部は、外装面３のうち、ケース１をスマートフォンに装着した状態においてスマートフォンの操作面の上部側の背面に配置される部分である。同様に、外装面下部３２は、外装面３のうち、上記装着状態においてスマートフォンの操作面の下部側の背面に配置される部分である。なお、以下の説明において、特に注記なく「上」または「下」の用語を用いるときは、「上」はケース１における外装面上部３１の側を表し、「下」はケース１における外装面下部３２の側を表すものとする。

外装面３において、外装面下部３２は外装面上部３１より引退して形成されている。具体的には、装着面２１を基準として外装面上部３１の高さＨ１と外装面下部３２の高さＨ２とを比較すると、Ｈ１はＨ２に比べて６ｍｍ大きい（図４）。すなわち、外装面上部３１と外装面下部３２とは、高さ６ｍｍの外装面段差部３３によって接続されている。なおここで、外装面上部３１は上方端部から外装面段差部３３との接続部に向けて装着面２１からの高さが漸増する構造を有するが、高さＨ１は外装面上部３１と外装面段差部３３との接続部における外装面上部３１の高さとして定義した。

図４に示すように、外装面段差部３３は、装着面２１を基準として鉛直方向よりも、外装面上部３１側に傾斜している。なお、外装面段差部３３と外装面下部３２との境界部分は明確でなく、すなわち、外装面段差部３３と外装面下部３２とは連続的に接続されている。

外装面下部３２は、外装面３の短手方向の中央部と両端部とで、上下方向（外装面３の長手方向）に沿った長さが異なる。具体的には、中央部の長さＬ１は、端部の長さＬ２より長い（図３）。これに対応して、外装面上部３１および外装面段差部３３の長さは、両端部において中央部に比べて長く、外装面段差部３３は上方に突出した弧を描く。

また、外装面３の短手方向の中央において、外装面上部３１と外装面下部３２との長さを比較すると、外装面上部３１の長さＬ３は、外装面下部３２の長さＬ１より短い。これによって、外装面段差部３３は、外装面３の短手方向の中央において、外装面３の上下方向の中央より若干上側に位置する。

外装面下部３２の、外装面段差部３３に連設し外装面３の短手方向の中央に位置する部位に、光学センサユニット３４が設けられている。すなわち、弧状に形成された外装面段差部３３の頂部に隣接して、光学センサユニット３４が設けられている（図１、図３）。前述のように、外装面３の短手方向の中央において外装面段差部３３は外装面３の上下方向の中央より上側に位置するので、これに隣接する光学センサユニット３４も、外装面３の上下方向の中央より上側に設けられている。また、光学センサユニット３４は、その周囲の外装面下部３２の面から０．３ｍｍ後退して設けられている。なお、光学センサユニット３４の役割については後述する。

なお、外装面上部３１には、光学センサユニット３４の動作状態を報知するＬＥＤインジケータ１１（報知部の例）が設けられている。また、ケース１の上側側面には、光学センサユニット３４を操作可能なタクトスイッチ１２（操作部の例）が設けられている。

〔ケースを装着したスマートフォンの保持姿勢〕
スマートフォンの使用者は、スマートフォンを片手で操作しようとするときに、一方の手の親指以外の４本の指をスマートフォンの背面に添えてこれを支持し、残る親指でスマートフォンの操作面側に設けられたマンマシンインターフェース部（タッチパネル、ボタン、スイッチなど）を操作する保持姿勢を取ることが一般的である。

ケース１を装着したスマートフォンについて、上記の保持姿勢を取ろうとすると、背面側に添えた４本の指のうちの１本（特に人差指）が外装面段差部３３に当接する。このとき、外装面段差部３３が指に引っかかるため、スマートフォンを安定して支えやすい。また、外装面段差部３３が上方に突出した弧を描いているので、外装面３の短手方向のいずれかの位置で外装面段差部３３に当接した指は、弧に沿って案内されて短手方向の中央部で安定する。さらに、外装面段差部３３が上下方向の中央部より若干上側に位置するため、外装面段差部３３に人差指などを当接させてスマートフォンを保持したときに、親指が操作面の全面に届きやすく、かつ安定した保持姿勢が実現される。このように、外装面段差部３３の形状および配置により、ケース１を装着したスマートフォンは片手で保持および操作がしやすくなり、かつ、使用者が特に意識せずとも適切な保持姿勢が導かれる。

このように、外装面段差部３３の形状および配置により、背面側に添えた４本の指のうちの１本が、外装面下部３２の、外装面段差部３３に連設し外装面３の短手方向の中央に位置する部位に案内されることになるが、前述の通り、この部位には光学センサユニット３４が設けられている。したがって使用者は、ケース１を装着したスマートフォンを、光学センサユニット３４に指が当接した状態で保持する保持姿勢に導かれる。これによって、使用者の指部分に対する光学的な計測に適した保持姿勢を、使用者に特に意識させることなく取らせることができる。

〔光学センサユニットの機能〕
続いて、光学センサユニット３４の役割について説明する。上述のように、ケース１を装着したスマートフォンの自然な保持姿勢において、使用者の指が光学センサユニット３４に当接する。これによって、使用者の指の色調を光学センサユニット３４によって測定できる。このとき光学センサユニット３４は、公知の反射光型脈波センサとして動作することができ、使用者の脈拍、血圧、血中酸素飽和度、ストレスレベルなどを測定できる。

反射光型脈波センサは、体表面が露出している任意の部位を被測定点とすることができる点で、透過光型脈波センサより測定の自由度が高いという特徴を有する。その一方で、被測定点とセンサとの接触状態によって測定結果が変動しうるという問題点を有する。本実施形態に係るケース１では、上述のように外装面段差部３３の形状および配置によって保持姿勢が誘導されるため、光学センサユニット３４と指（被測定点）との接触状態の再現性が高い。そのため、得られる測定結果が変動しにくい。

光学センサユニット３４は制御部（不図示）と接続されている。制御部は、光学センサユニット３４の検出信号を、近距離無線通信により送出できる。送出された検出信号は、スマートフォンにより受信され、スマートフォンにインストールされたソフトウェア上で使用される。すなわち、ケース１を装着したスマートフォンは、反射光型脈波センサと演算装置とが一体となった装置として使用されうる。

〔その他の実施形態〕
最後に、本発明に係るケースのその他の実施形態について説明する。なお、以下のそれぞれの実施形態で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。

上記の実施形態では、外装面段差部３３が外装面上部３１側に傾斜した構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、外装面段差部は、外装面下部と垂直に構成されてもよく、外装面下部側に傾斜して構成されてもよい。ただし、外装面段差部が外装面上部側に傾斜していると、使用者の指が外装面段差部に沿いやすいため、保持姿勢を誘導する効果が得られやすい。

上記の実施形態では、装着面２１を基準として、外装面上部３１の高さＨ１が外装面下部３２の高さＨ２に比べて６ｍｍ大きい構成を例として説明した。しかし、本発明において、外装面上部と外装面下部との高さの差は特に限定されない。ただし、外装面下部が外装面上部より２～１０ｍｍ引退して形成されていると、使用者の指を光学センサユニットに導く効果がより得られやすいため、好ましい。

上記の実施形態では、外装面下部３２の上下方向の長さについて、中央部の長さＬ１が端部の長さＬ２に比べて長く構成されている例について説明した。しかし、本発明において、短手方向中央部および端部における外装面下部の上下方向の長さの関係は、特に限定されない。ただし、外装面の短手方向中央部における外装面下部の長手方向長さが、両端部における長手方向長さよりも長いと、使用者が、本発明に係るケースを装着したスマートフォンの重心付近を親指以外の４本の指で支持する姿勢に導かれやすいので、スマートフォンを安定して保持しやすい。

上記の実施形態では、光学センサユニット３４が、その周囲の外装面下部３２の面から０．３ｍｍ後退して設けられている構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されず、本発明に係る光学センサユニットと、その周囲の外装面下部の面との位置関係は、特に限定されない。ただし、光学センサユニットが、その周囲の外装面下部の面から０．１～１．０ｍｍ後退して設けられていると、使用者の指を光学的な計測に適した位置に案内する効果が一層得られやすい。

上記の実施形態では、ケース１が、光学センサユニット３４の動作状態を報知するＬＥＤインジケータ１１を備える構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、本発明に係るケースは、必ずしも光学センサユニットの動作状態を報知する報知部を備えなくてもよい。

上記の実施形態では、ケース１が光学センサユニット３４を操作可能なタクトスイッチ１２を備える構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、本発明に係るケースは、必ずしも光学センサユニットを操作可能な操作部を備えなくてもよい。

上記の実施形態では、光学センサユニット３４によって検出した信号を、制御部（不図示）を介してスマートフォンに送出可能な構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、たとえば、本発明に係るケースに、光学センサユニットの検出信号を処理する演算部、検出結果を表示する表示部、などの部材を設け、ケース単独で検出機能、演算機能、および表示機能を実行可能に構成されてもよい。

その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本発明の範囲はそれらによって限定されることはないと理解されるべきである。当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜改変が可能であることを容易に理解できるであろう。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変された別の実施形態も、当然、本発明の範囲に含まれる。

本発明は、たとえば、スマートフォンに、使用者の脈拍、血圧、血中酸素飽和度、ストレスレベルなどを測定する機能を付与可能なケースに利用することができる。

１ ：ケース
１１ ：ＬＥＤインジケータ
１２ ：タクトスイッチ
２ ：装着部
２１ ：装着面
２２ ：切欠部
３ ：外装面
３１ ：外装面上部
３２ ：外装面下部
３３ ：外装面段差部
３４ ：光学センサユニット
Ｈ１ ：外装面上部３１の高さ
Ｈ２ ：外装面下部３２の高さ
Ｌ１ ：外装面３の短手方向の中央部における外装面下部３２の長さ
Ｌ２ ：外装面３の短手方向の端部における外装面下部３２の長さ
Ｌ３ ：外装面３の短手方向の中央部における外装面上部３１の長さ

Claims (7)

1. スマートフォンの背面側に装着可能なケースであって、
   前記スマートフォンを受容可能な装着部を一面側に備えるとともに、外装面を他面側に備え、
   前記外装面は、前記スマートフォンの装着時において前記スマートフォンの操作面の上部側の背面に配置される外装面上部と、前記装着時において前記操作面の下部側の背面に配置され、前記外装面上部より引退して形成された外装面下部と、前記外装面上部と前記外装面下部とを接続する外装面段差部と、を有し、
   前記外装面下部の短手方向の中央の、前記外装面段差部に連設する部位に、発光部および受光部を有する光学センサユニットを具備し、
   少なくとも前記外装面の短手方向の中央に位置する部位において、前記外装面下部の長手方向に沿った長さは、前記外装面上部の長手方向に沿った長さより長いケース。
2. 前記外装面段差部は前記外装面上部側に傾斜している請求項１に記載のケース。
3. 少なくとも前記外装面段差部に連設する部分において、前記外装面下部は前記外装面上部より２～１０ｍｍ引退して形成されている請求項１または２に記載のケース。
4. 前記外装面下部の長手方向に沿った長さは、前記外装面下部の短手方向の中央に位置する部位において、前記短手方向の端部に位置する部位よりも長い請求項１～３のいずれか１項に記載のケース。
5. 前記光学センサユニットによって検出した信号を送出可能な制御部を備える請求項１～４のいずれか１項に記載のケース。
6. 前記光学センサユニットを操作可能な操作部を備える請求項１～５のいずれか１項に記載のケース。
7. 前記光学センサユニットの動作状態を報知する報知部を備える請求項１～６のいずれか１項に記載のケース。
   

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