JPH07250590A - 自発運動量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、恒温動物の自発運動量を、自動的に
測定する装置を提供することを目的とする。 【構成】恒温動物を入れる皿状動物飼育ケージと、該皿
状動物飼育ケージの全領域を視野とし、集光せしめるマ
ルチフレネルレンズと、集光位置に設けた赤外線センサ
ーと、前記皿状動物飼育ケージ領域内を恒温動物が移動
することにより発生する温度分布の変化を検知し、その
時、発生する出力信号の変化を計数する計数手段とを備
えたことを特徴とする自発運動量測定装置。、

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、恒温動物の自発運動量
を、自動的に測定する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】生理学、薬学、薬理学等の研究において
必要なラットやマウス等の、実験動物の自発運動量を測
定し、薬効の評価や、毒性試験に必要なデータを得るた
めの実験動物の運動量を測定する試験がある。従来の一
測定装置として、動物飼育ケージの上に作られた電界の
中を、誘電体である実験動物が移動することによって、
電界を作っている電極間の静電容量の変化を、信号とし
て検出することにより、実験動物の自発運動量を測定し
ていたまた、他の測定装置として、赤外線投受器群が設
置された専用ケージの中を、実験動物が移動することに
より、前記赤外線ビームが遮断されるときの変化を、信
号として検出することにより、実験動物の自発運動量を
測定していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の一測
定装置では、実験動物の数や排泄物、温度、湿度等によ
り補正の必要があった。又、他の測定装置としては、赤
外線投受器群の光軸合わせ等の必要があった。更に、専
用の動物飼育ケージが必要であり、実験動物が多くなっ
て、増設したいとき、高価になる等の欠点があった。更
に又、従来の測定装置に於いては、高周波電界や赤外線
ビーム等が実験動物の行動に影響を与える等の欠点があ
った。この発明は、上述した欠点をなくした、実験動物
の自発運動量を測定する装置を提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、恒温動物を
入れる皿状動物飼育ケージと、該皿状動物飼育ケージの
全領域を視野とし、集光せしめるマルチフレネルレンズ
と、集光位置に設けた赤外線センサーと、前記皿状動物
飼育ケージ領域内を恒温動物が移動することにより発生
する温度分布の変化を検知し、その時、発生する出力信
号の変化を計数する計数手段とを備えている。

【０００５】

【作用】上記装置によれば、実験動物がマルチフレネル
レンズによる一つの視野から他の視野へ移動するとき、
温度分布の変化を、赤外線センサーの出力信号の変化と
してとらえ、その変化の回数を計数することにより、実
験動物の自発運動量を測定するものである。前記皿状動
物飼育ケージは、専用のものでなく、従来から一般的に
使用されている動物飼育ケージでよい。又、実験動物が
多くなって、増設したいときは、前記皿状動物飼育ケー
ジを増設し、その上方に赤外線センサーを設け、計数手
段につなぐだけで、簡単に、安価に増設することができ
る。

【０００６】

【実施例】本発明の具体的一実施例を図面により説明す
る。［図１］は、本発明である自発運動量測定装置の外
観見取り図である。１はパーソナルコンピューターで、
２はフロッピーディスクで、３はインターフェースであ
る。４は皿状動物飼育ケージで、５０は赤外線センサー
ユニットである。６０は赤外線センサーユニット台であ
る 皿状動物飼育ケージ４の中には、運動量を測定する恒温
動物（ラット、マウス等）が一匹乃至数匹入れてある。
皿状動物飼育ケージ４の中央上部に、赤外線センサーユ
ニット５０が位置するよう、赤外線センサーユニット台
６０で保持されている。保持された赤外線センサーユニ
ット５０によって、前記皿状動物飼育ケージ４の領域内
を恒温動物（ラット、マウス等）が移動することにより
発生する温度分布の変化を検知し、その時、発生する出
力信号の変化を計数するためインターフェース３を介し
てパーソナルコンヒュータ１により計数し、実験動物の
運動量を測定しようとするものである。

【０００７】（図１）では、皿状動物飼育ケージ４と赤
外線センサーユニット部５０が、四台設置され、それぞ
れインターフェース３を介してパーソナルコンピュータ
１に連結されている。実験動物の数が多くなった時は、
このように皿状動物飼育ケージ４と赤外線センサーユニ
ット部５０をインターフェース３を介してパーソナルコ
ンヒュータ１に連結するだけで、簡単に増設することが
できる。（図２）は凸レンズの側面図。（図３）は（図
２）の平面図を示す。（図４）は（図２）の凸レンズと
同じ性能を有するフレネルレンズの側面図。（図５）は
（図４）の平面図を示す。薄く、且つ１０μｍ付近の赤
外線を、よく透過するポリエチレン等のプラスチックレ
ンズを作ることができる。（図６）は動物飼育ケージの
側面図。（図７）は（図６）の平面図を示す。

【０００８】（図８）は赤外線センサーユニット５０を
保持した赤外線センサーユニット台６０の側面図 （図９）は（図８）の平面図を示す。まず、（図８）
（図９）について、赤外線センサーユニット台６０の構
造について説明する。６−ａは安定台で、タテパイプ軸
６が溶接されている。タテパイプ軸６には、高さ調整軸
８が嵌合され、適当な高さで固定ネジ７で固定される。
高さ調整軸８の頭には、保持金具１０が固定されてい
る。保持金具１０には、ヨコパイプ軸９が嵌合され、適
当な位置で締め付けネジ１２で固定される。ヨコパイプ
軸９の一端には、赤外線センサーユニット５０を保持す
る保持具９−ａが固定され、赤外線センサーユニット５
０を、ネジ軸１１で仰角を調整して締め付けられてい
る。１３は、赤外線センサーユニット５０からの出力信
号を、インターフェース３を介して、パーソナルコンピ
ュータ１に送る信号ケーブルで、ヨコパイプ軸９、高さ
調整軸８、タテパイプ軸６の中を通している。１４はコ
ネクターでインターフェース３に連結される。（図１
０）は、赤外線センサーユニット５０の断面図を示す。
（図１１）は、（図１０）のマルチフレネルレンズ５−
ｂを除いたときの平面図を示す。５−ａは外箱で、５−
ｂはマルチフレネルレンズで、前記外箱５−ａに固定さ
れている。５−ｃは焦電形素子で、基板５−ｄに取り付
かれている。１５は増幅器で基板５−ｄに取り付けられ
ている。５−ｆはマルチフレネルレンズ５−ｂを取り付
けるための、取り付け穴である。５−ｅは仰角を調整す
るための取り付け金具で、外箱５−ａにネジ止めされて
いる。１３は信号ケーブルである。（図１２）は、マル
チフレネルレンズ５−ｂの平面図を示す。５−ｇは取り
付け穴で、外箱５−ａに取り付けられる。恒温動物の体
表面から放射される微弱な遠赤外線（熱線１０μｍの波
長）を透過するポリエチレン等のプラスチックで作られ
ている。中央部に同心円状の３１ゾーンとするトンボの
複眼状フレネルレンズが構成されている。５−１Ａ、５
−２Ａ、５−３Ａ・・・５−３１Ａが、それぞれ一レン
ズを構成している。恒温動物が動物飼育ケージ４の中を
移動する時、一レンズから他のレンズによる像に変わ
る。その時、背景の放射赤外線エネルギー量との差によ
って、赤外線センサーに入射する赤外線エネルギーが変
化します。この時の変化を出力信号の変化として計数す
るものである。

【０００９】（図１３）は、本発明の一実施例を示すシ
ステム構成図である。（図１４）は、焦電型赤外線セン
サーの作動原理の説明図を示す。５−ｃ１は６μカット
オンフィルターで、６−１５μｍの赤外線波長をキャッ
チし、焦電素子５−ｃで微量の電気信号として取り出
し、アンプで増幅する。（図１５）は、赤外線の入力に
よって焦電素子から出力される電圧の波形を示したもの
である。（図１６）は、本発明の一実施例で、動物飼育
ケージ４の上部に、赤外線センサーユニット５０を赤外
線センサーユニット台６０にて保持した時の側面図であ
る赤外線センサーユニット５０の視野角度は９０度にな
っている。動物飼育ケージ４のタテ方向を視野に入れら
れている。（図１７）は、（図１６）の平面図を示す。
１６は恒温動物で、動物飼育ケージ４の中を運動する。
（図１８）は、（図１６）の正面図を示す。視野角度は
５２度になっている。動物飼育ケージ４のヨコ方向を視
野に入れられている。（図１９）は、マルチフレネルレ
ンズ５−ｂ（３１ゾーン）と二素子型赤外線センサーと
を用いるた時の、視野の状態を示したものである。この
視野を動物が横切るときの出力信号の変化を、計数する
ものである。１Ａ、２Ａを一レンズＡで二素子型赤外線
センサーの上に結像せしめ、１Ａ、２Ａの出力信号とし
て取り出している。同じく１Ｂ、２Ｂを一レンズＢで二
素子形赤外線センサーの上に結像せしめ、１Ｂ、２Ｂの
出力信号として取り出しているこのように、３１ゾーン
を二素子で計６２の出力信号として取り出している。
（図２０）は、マルチフレネルレンズ５−ｂ（３１ゾー
ン）と四素子型赤外線センサーとを用いるた時の、視野
の状態を示したものである。この視野を動物が横切ると
きの出力信号の変化を、計数するものである。１Ａ、２
Ａ、３Ａ、４Ａを一レンズＡで四素子型赤外線センサー
の上に結像せしめ、１Ａ、２Ａ、３Ａ、４Ａの出力信号
として取り出している。同じく１Ｂ、２Ｂ、３Ｂ、４Ｂ
を一レンズＢで四素子形赤外線センサーの上に結像せし
め、１Ｂ２Ｂ、３Ｂ、４Ｂの出力信号として取り出して
いる。このように、３１ゾーンを四素子で計１２４の出
力信号として取り出している。

【００１０】

【発明の効果】本発明の自発運動量測定装置を用いれば
次の効果が得られる。 （１）従来から使用している動物飼育ケージがそのまま
使用できる。 （２）排泄物の影響を受けないので、長期間の測定にも
安定して使用できる。 （３）センサー側から実験動物に影響のある赤外線を投
光する能働型でなく、実験動物自身の放射する熱エネル
ギーを検出する受働型であるため実験動物の行動に全く
影響を及ばさない （４）小型、軽量、安価である。 （５）（図１）に示すように、増設が必要な時は、容易
に多チャンネルに構築することができる。 （６）遠赤外線を利用しているので、３乃至５ｍの距維
からも検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本発明の一実施例である自発運動量測定装置
の外観見取り図。

【図２】は凸レンズの側面図。

【図３】は（図２）の平面図。

【図４】は（図２）の凸レンズと同じ性能を有するフレ
ネルレンズの側面図

【図５】は（図４）の平面図。

【図６】は動物飼育ケージの側面図。

【図７】は（図６）の平面図。

【図８】は赤外線センサーユニット５０を保持した赤外
線センサーユニット台６０の側面図。

【図９】は（図８）の平面図。

【図１０】は赤外線センサーユニット５０の断面図。

【図１１】は（図１０）のマルチフレネルレンズ５−ｂ
を除いたときの平面図

【図１２】はマルチフレネルレンズ５−ｂの平面図。

【図１３】は本発明の一実施例を示すシステム構成図。

【図１４】は焦電型赤外線センサーの作動原理の説明
図。

【図１５】は赤外線の入力によって焦電素子からの出力
される電圧の波形

【図１６】は、本発明の一実施例で動物飼育ケージ４の
上部に、赤外線センサーユニット５０を赤外線センサー
ユニット台６０にて保持した時の側面図。

【図１７】は、（図１６）の平面図。

【図１８】は、（図１６）の正面図。

【図１９】は、マルチフレネルレンズ５−ｂ（３１ゾー
ン）と二素子型赤外線センサーとを用いた時の、視野の
状態を示した図。

【図２０】は、マルチフレネルレンズ５−ｂ（３１ゾー
ン）と四素子型赤外線センサーとを用いた時の、視野の
状態を示した図。

【符号の説明】

１＝パーソナルコンピュータ ２＝フロッピーディスク
３＝インターフェース ４＝皿状動物飼育ケージ ５−ｃ＝焦電型赤外線
センサー ５０＝赤外線センサーユニット ６＝タテパイプ軸
７＝固定ネジ ８＝高さ調整軸 ９＝ヨコパイプ軸 １０＝保持金
具 １１＝ネジ軸 １２＝締め付けネジ １３＝信号ケーブル １４＝コ
ネクタ １５＝増幅器 １６＝恒温動物 ６０＝赤外線セン
サーユニット台 ２０＝凸レンズ ２１＝フレネルレンズ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】恒温動物を入れる皿状動物飼育ケージと、
   該皿状動物飼育ケージの全領域を視野とし、集光せしめ
   るマルチフレネルレンズと、集光位置に設けた赤外線セ
   ンサーと、前記皿状動物飼育ケージ領域内を恒温動物が
   移動することにより発生する温度分布の変化を検知し、
   その時、発生する出力信号の変化を計数する計数手段と
   を備えたことを特徴とする自発運動量測定装置。