JPH10155754A

JPH10155754A - 触覚検出装置、触覚告知装置、情報入力装置、触覚再現装置、触覚伝送システム、脈診装置、脈診教育装置および脈診情報伝送システム

Info

Publication number: JPH10155754A
Application number: JP9078444A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Amano; 和彦天野; Kazuo Uebaba; 和夫上馬場; Hitoshi Ishiyama; 仁石山
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1996-10-03
Filing date: 1997-03-28
Publication date: 1998-06-16
Anticipated expiration: 2017-03-28
Also published as: JP3873359B2

Abstract

(57)【要約】【課題】物に触れたり物を掴むことができる状態で触覚
を定量化するとともに、これを脈診に応用する。【解決手段】被験者が脈波検出部１を指の指尖部に装
着して圧力センサ１１０を押圧すると、ＣＰＵ４は、受
光信号ＬＳの直流成分を求めこれを、圧力レベルと対応
づけて校正テーブル５０に格納する。この後、ＣＰＵ４
は、圧力レベルの最大値Ｐmaxと校正テーブル５０に基
づいて、触覚をグレーディングする際の基準となる各閾
値を算出し、これを閾値テーブル５１に格納する。次
に、人が指で物を把持すると、脈波検出部１によって、
血流量が受光信号ＬＳとして検出される。ＣＰＵ４は受
光信号ＬＳの直流成分を算出し、これと閾値テーブル５
１に格納されている各閾値とを比較して触覚情報ＳＪを
生成し、これを液晶表示部１０８に表示する。この場
合、脈診の押圧の程度を触覚情報ＳＪで表すことによ
り、脈診を簡易に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、人が物を把持す
る際のつかみ具合を検出する触覚検出装置、触覚告知装
置、触覚検出装置を用いた情報入力装置、触覚再現装
置、触覚伝送システム、脈診装置、脈診教育装置および
脈診情報伝送システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】中国医学の脈診では、医師が指で橈骨動
脈上の表皮を押圧し、指に感じられる脈によって、生体
の状態を診断することが行われる。医師は、寸口と呼ば
れる手首の内側にある橈骨動脈から脈動を感じとる。寸
口の脈は、上、中、下すなわち、抹消側より寸、関、尺
の三部位にわけて検出される。一方、インドにおいて
は、古来よりアーユルヴェーダと称する伝承医学が知ら
れている。アーユルヴェーダの脈診では、中国医学の脈
診と同様に、医師が患者の腕の橈骨動脈上の表皮を第２
指〜第４指で押圧して、脈動を感じとる。

【０００３】これらの脈診を定性的、定量的に行う技術
として、特開平６−１９７８７３号公報には、第２指〜
第４指の腹が接する箇所に線状の歪みゲージを複数張り
付けたゴム手袋を手に装着し、寸口を三本の指先で押圧
することによって脈波を検出する技術が開示されてい
る。この場合、医師は、歪みゲージとゴム手袋を介して
橈骨動脈の脈動を感じとる。

【０００４】また、特公昭５７−５２０５４号公報に
は、寸、関、尺の三部位に圧電素子からなるマイクロホ
ンを取り付け、これによって脈波を検出する技術が開示
されている。この測定方法は、人の指の感覚を得ずに脈
動を直接的に測定する方法である。

【０００５】代表的な脈波形には、平脈、滑脈、弦脈と
いったものがある。平脈は「平人」すなわち正常な健康
人の脈象であり、平脈はゆったりとして緩和であり、リ
ズムが一定で乱れが少ないことが特徴である。一方、滑
脈は血流状態の異常に原因するもので、浮腫，肝腎疾
患，呼吸器疾患，胃腸疾患，炎症性疾患などの病気で脈
の往来が非常に流利，円滑になって生じる。また、弦脈
は、血管壁の緊張や老化に原因するもので、肝胆疾患，
皮膚疾患，高血圧，疼痛性疾患などの病気で現れる。血
管壁の弾力性が減少して、拍出された血液の拍動の影響
があらわれにくくなったことに原因すると考えられる。
弦脈の波形は急激に立ち上がってすぐに下降せず高圧の
状態が一定時間持続するのが特徴であり、指による感触
は、真っ直ぐぴんと張った長い脈、という感じである。

【０００６】また、脈診では橈骨動脈を押圧するが、指
先で感じる脈のありようは押圧の程度によって異なると
されている。図１５に示すように、指先の押圧Ｐは軽、
中、重といった程度に分けることができ、また、指先で
感じる脈の強さを表す指感ｈは大、中、小といった程度
に分けることができる。この例にあっては、縦軸に指感
ｈを横軸に押圧Ｐを取ったグラフを押圧指感趨勢図と称
することにする。

【０００７】ここで、代表的な押圧指感趨勢図を図１６
に示す。同図（ａ）は、押圧Ｐが中で指感ｈが得られる
脈であり、健康な人の脈はこの類型に属することが多
い。この場合の類型を生態型と称する。次に、押圧指感
趨勢図が同図（ｂ）に示すように押圧の程度が比較的軽
い所で指感が得られる場合、押圧指感趨勢曲線を漸降型
と称する。漸降型の脈を浮脈という。浮脈は、押圧Ｐの
程度が軽から中にかけて指感ｈが大であり、指先に力を
入れるとかえって脈の触れが弱くなる。また、浮脈は、
病邪が体表に存在することを表す脈であるとされる。

【０００８】次に、押圧指感趨勢図が同図（ｃ）に示す
ように押圧の程度が比較的重い所で指感が得られる場
合、押圧指感趨勢曲線を漸昇型と称する。漸昇型の脈を
沈脈という。沈脈は、押圧Ｐの程度が中から重にかけて
指感ｈが大であり、指先で軽く押しても脈を感じられ
ず、重く押して初めて得られる。また、沈脈は、病邪が
裏、すなわち、体の奥に示す脈とされる。この場合の類
型を

【０００９】このように指先の押圧の程度によっても患
者の体調を知ることができるが、実際の脈診は、さらに
上述した平脈、滑脈、弦脈といった脈の種類を浮脈や沈
脈といった脈の深さと組み合わせてより的確な診断がな
される。このように脈診は、人の指で感じられる微妙な
触覚によって生体の状態を診断するものであるから、押
圧の程度を定量化しこれを再現することは困難であっ
た。このため、脈診の技能を人から伝え学ぶことは難し
く、また、その熟練には長い年月がかかる。

【００１０】一方、情報機械分野にあっては、人間の状
態・感覚をセンシングしようとする試みがなされてい
る。そのようなセンシングの一つとして人が物を掴むと
きの把持感覚のセンシングがある。例えば、人が手でコ
ップを掴む場合を考えると、従来の把持感覚のセンシン
グでは、特殊なグローブを用いて指にかかる把持力を絶
対値として計測することが行われる。このグローブに
は、圧力によって電気抵抗が変化する感圧導電性素材と
電極を組み合わせたシート状の圧力センサが組み込まれ
ている。人が手にグローブを装着しコップを掴むと、把
持力に応じて感圧導電性素材の抵抗値が変化する。この
ため、抵抗値の変化を計測することによって把持力の絶
対値を知ることができる。

【００１１】ところで、人が物に触れたか否か、あるい
は物の掴み具合（軽く掴んだ、強く掴んだ）といったよ
り感覚的な触覚のセンシングにおいては、把持力を絶対
値として計測することは必ずしも必要でない。また、日
常の生活にあっては、人は、微妙な触覚を感じつつ物を
掴んでいる。例えば、上述したコップを掴む場合、コッ
プの材質がガラスであるか陶器であるかといった微妙な
触覚を感じつつ、コップを掴むのが通常である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の把持感
覚のセンシングは、把持力の客観性や再現性を追求する
あまり、上述したように特殊なグローブを介して物を掴
む必要がある。このため、直接、物に触れたり物を掴む
ことができず、把持感覚のセンシングからはほど遠いも
のとなっている。また、キーボード等の情報入力装置に
特殊なグローブを応用した場合、装置が大がかりとなり
操作者の負担が大きいといった問題がある。

【００１３】さらに、従来の把持感覚のセンシングを脈
診に応用して、手首の橈骨動脈を押圧する際の程度を客
観的に検知することも考えられるが、脈診は人の指で感
じられる微妙な触覚に基づいて診断を行うものであるか
ら、特殊なグローブを介して脈診を行っても脈のありよ
うを検知することができない。

【００１４】この発明は、上述した事情に鑑みてなされ
たものであり、直接、物に触れたり掴んだりすることを
許容しつつ、触覚を定量的に検出できる触覚検出装置を
提供することを目的とする。また、この発明の他の目的
は、触覚検出装置を用いた情報入力装置、触覚を再現・
伝送することができる触覚再現装置および触覚伝送シス
テムを提供することにある。また、この発明の他の目的
は、触覚検出装置を脈診に応用し、手指で直接皮膚の上
から橈骨動脈を押圧しつつ、その押圧の程度を客観的に
検知することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明にあっては、生体の検出部位
に光を照射したときに得られる反射光を受光して受光信
号を検出する検出手段と、前記受光信号から、前記検出
部位の触覚情報を生成する触覚情報生成手段とを備えた
ことを特徴とする。

【００１６】また、請求項２に記載の発明にあっては、
生体の検出部位に光を照射したときに得られる反射光を
受光して受光信号を検出する検出手段と、記受光信号を
グレーディングする際の基準となる閾値を格納する閾値
テーブルと、前記受光信号と前記閾値とを比較して、前
記受光信号をグレーディングすることにより、前記検出
部位の触覚を定量化した触覚情報を生成する触覚情報生
成手段とを備えたことを特徴とする。

【００１７】また、請求項３に記載の発明にあっては、
生体の検出部位に光を照射したときに得られる反射光を
受光して受光信号を検出する検出手段と、前記検出部位
に圧力が加えられていないときの前記受光信号に基づい
て、記受光信号をグレーディングする際の基準となる閾
値を算出する閾値算出手段と、前記閾値を格納する閾値
テーブルと、前記受光信号と前記閾値とを比較して、前
記受光信号をグレーディングすることにより、前記検出
部位の触覚を定量化した触覚情報を生成する触覚情報生
成手段とを備えたことを特徴とする。

【００１８】また、請求項４に記載の発明にあっては、
生体の検出部位に光を照射したときに得られる反射光を
受光して受光信号を検出する検出手段と、前記検出部位
に圧力が加えられていないときの前記受光信号と、前記
検出部位に最大圧力が加えられたときの前記受光信号と
に基づいて、記受光信号をグレーディングする際の基準
となる閾値を算出する閾値算出手段と、前記閾値を格納
する閾値テーブルと、前記受光信号と前記閾値とを比較
して、前記受光信号をグレーディングすることにより、
前記検出部位の触覚を定量化した触覚情報を生成する触
覚情報生成手段とを備えたことを特徴とする。

【００１９】また、請求項５に記載の発明にあっては、
生体の検出部位に光を照射したときに得られる反射光を
受光して受光信号を検出する検出手段と、前記受光信号
と前記検出部位に加えられる圧力の関係を予め格納した
校正テーブルと、前記検出部位に圧力が加えられていな
いときの前記受光信号と前記検出部位に最大圧力が加え
られたときの前記受光信号を、前記校正テーブルに格納
されている前記受光信号と前記検出部位に加えられる圧
力の関係と対応付け、前記受光信号をグレーディングす
る際の基準となる閾値を算出する閾値算出手段と、前記
閾値を格納する閾値テーブルと、前記受光信号と前記閾
値とを比較して、前記受光信号をグレーディングするこ
とにより、前記検出部位の触覚を定量化した触覚情報を
生成する触覚情報生成手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００２０】また、請求項６に記載の発明にあっては、
前記閾値算出手段は、前記受光信号の直流レベルに基づ
いて、記受光信号をグレーディングする際の基準となる
閾値を算出し、前記触覚情報生成手段は、前記受光信号
の直流レベルと前記閾値とを比較して、前記受光信号を
グレーディングすることにより、前記検出部位の触覚を
定量化した触覚情報を生成することを特徴とする。

【００２１】また、請求項７に記載の発明にあっては、
前記閾値算出手段は、前記受光信号の振幅レベルに基づ
いて、記受光信号をグレーディングする際の基準となる
閾値を算出し、前記触覚情報生成手段は、前記受光信号
の振幅レベルと前記閾値とを比較して、前記受光信号を
グレーディングすることにより、前記検出部位の触覚を
定量化した触覚情報を生成することを特徴とする。

【００２２】また、請求項８に記載の発明にあっては、
前記閾値算出手段は、前記受光信号の直流レベルと振幅
レベルの比に基づいて、記受光信号をグレーディングす
る際の基準となる閾値を算出し、前記触覚情報生成手段
は、前記受光信号の直流レベルと振幅レベルの比と、前
記閾値とを比較して、前記受光信号をグレーディングす
ることにより、前記検出部位の触覚を定量化した触覚情
報を生成することを特徴とする。

【００２３】また、請求項９に記載の発明にあっては、
前記検出手段は、波長が３００ｎｍから７００ｎｍの光
を生体の検出部位に照射し、その反射光を受光して受光
信号を検出することを特徴とする。

【００２４】また、請求項１０に記載の発明にあって
は、前記検出手段は、光を発する発光部と、前記発光部
より発せられる光を偏光化させる第１の偏光化部と、偏
光化された光の反射光を入射して、特定方向の偏光成分
を通過させる第２の偏光化部と、前記第２の偏光化部を
通過した光を受光し、受光光量に応じた受光信号を出力
する受光部とを備えたこと特徴とする。

【００２５】また、請求項１１に記載の発明にあって
は、前記検出手段は、光を発する発光部と、前記発光部
より発せられる光を偏光化させる第１の偏光化部と、偏
光化された光の反射光を入射して、特定方向の偏光成分
を通過させる第２の偏光化部と、前記第２の偏光化部を
通過した光を入射する受光部とを具備し、前記受光部
は、入射した光を共振させる光共振部と、前記光共振部
により共振された光に応じた受光信号を出力する出力部
とからなることを特徴とする。

【００２６】また、請求項１２に記載の発明にあって
は、前記検出手段は、指尖部に設けられることを特徴と
する。また、請求項１３に記載の発明にあっては、触覚
検出装置を備えた触覚告知装置であって、前記触覚情報
生成手段によって生成された前記触覚情報を告知する告
知手段を備えたことを特徴とする。

【００２７】また、請求項１４に記載の発明にあって
は、前記触覚検出装置を複数備え、前記各触覚情報を入
力情報として用いるこを特徴とする。また、請求項１５
に記載の発明にあっては、前記触覚検出装置を備えた触
覚再現装置であって、外部から供給される触覚情報と前
記触覚情報生成手段で生成される触覚情報とが近ずくよ
うに促す告知手段を備えたことを特徴とする。

【００２８】また、請求項１６に記載の発明にあって
は、前記触覚検出装置を備えた触覚再現装置であって、
外部から供給される触覚情報と前記触覚情報生成手段で
生成される触覚情報を比較する比較手段と、前記比較手
段の比較結果に基づいて、外部から供給される触覚情報
と前記触覚情報生成手段で生成される触覚情報とが一致
するように前記検出部位に圧力を加える押圧手段とを備
えることを特徴とする。

【００２９】また、請求項１７に記載の発明にあって
は、送信側に前記触覚検出装置を備え、受信側に前記触
覚再現装置を備えた触覚伝送システムであって、ネット
ワークとの間で通信を行い、前記触覚検出装置で検出さ
れた触覚情報を前記ネットワークに送信する送信手段
と、前記ネットワークとの間で通信を行い、前記送信側
からの触覚情報を前記外部から供給される触覚情報とし
て出力する受信手段とを備えたことを特徴とする。

【００３０】また、請求項１８に記載した発明にあって
は、触覚検出装置を備えた脈診装置であって、前記触覚
情報生成手段で生成される前記触覚情報に基づいて脈診
を行う脈診手段を備えたことを特徴とする。また、請求
項１９に記載した発明にあっては、前記触覚検出装置を
備えた脈診装置であって、脈診を行う際の押圧の程度を
表す基準触覚情報を予め格納する記憶手段と、前記触覚
情報生成手段で生成される前記触覚情報と前記基準触覚
情報とに基づいて脈診を行う脈診手段とを備えたことを
特徴とする。

【００３１】また、請求項２０に記載した発明にあって
は、触覚検出装置を備えた脈診教育装置であって、脈診
を行う際の押圧の程度を表す基準触覚情報を予め格納す
る記憶手段と、前記基準触覚情報に基づいて前記触覚情
報をグレーディングして脈診情報を生成する脈診情報生
成手段と、前記脈診情報を告知する告知手段とを備えた
ことを特徴とする。

【００３２】また、請求項２１に記載した発明にあって
は、前記告知手段は、前記触覚情報生成手段で生成され
る前記触覚情報が前記基準触覚情報に近づくように告知
することを備えたことを特徴とする。また、請求項２２
に記載した発明にあっては、被験者自らが指尖部に前記
検出手段を装着して脈診を行い、前記告知手段は前記被
験者に対して告知を行うことを特徴とする。また、請求
項２３に記載した発明にあっては、第三者が指尖部に前
記検出手段を装着して脈診を行い、前記告知手段は前記
第三者に対して告知を行うことを特徴とする。

【００３３】また、請求項２４に記載した発明にあって
は、送信側に触覚検出装置を備え、受信側に触覚再現装
置を備えた脈診情報伝送システムであって、ネットワー
クとの間で通信を行い、前記触覚検出装置で検出された
触覚情報を脈診情報として前記ネットワークに送信する
送信手段と、前記ネットワークとの間で通信を行い、前
記送信側からの前記脈診情報を前記外部から供給される
触覚情報として前記触覚再現装置に出力する受信手段と
を備えたことを特徴とする。

【００３４】また、請求項２５に記載した発明にあって
は、送信側に触覚検出装置を備え、受信側に触覚再現装
置を備えた脈診情報伝送システムであって、前記送信側
では被験者自らが指尖部に前記検出手段を装着して脈診
を行って得た前記受光信号に基づいて、前記触覚情報を
生成しこれを脈診情報としてネットワークに送信する送
信手段と、前記ネットワークとの間で通信を行い、前記
送信側からの前記脈診情報を前記外部から供給される触
覚情報として前記触覚再現装置に出力する受信手段とを
備えたことを特徴とする。

【００３５】また、請求項２６に記載した発明にあって
は、送信側に触覚検出装置を備え、受信側に触覚再現装
置を備えた脈診情報伝送システムであって、前記送信側
では第三者が指尖部に前記検出手段を装着して被験者の
脈診を行って得た前記受光信号に基づいて、前記触覚情
報を生成しこれを脈診情報として前記ネットワークに送
信する送信手段と、前記ネットワークとの間で通信を行
い、前記送信側からの前記脈診情報を前記外部から供給
される触覚情報として前記触覚再現装置に出力する受信
手段とを備えたことを特徴とする。

【００３６】

【発明の実施の形態】

Ａ．触覚の検出原理実施形態の説明に先立ち、まず、本発明における触覚の
検出原理を、血流量の検出と触覚の指標とに分かち説明
する。１．血流量の検出薄い膜に光を照射した場合、入射光と透過光の比は、物
質の濃度と光路長に比例した分だけ減少する。このこと
は、「ランバートベール」の法則として周知のことであ
る。

【００３７】この法則によれば、物質の濃度は以下のよ
うにして求められる。図１は、ランバートベールの法則
を示す説明図である。図１（ａ）に示すように、物質Ｍ
の濃度をＣ、微小光路長をΔＬ、入射光の光量をＩin、
物質Ｍの吸光係数をｋとすると、次式が成立する。Ｉout／Ｉin＝１−ｋＣΔＬ・・・・・・・・・・・・・・・（１）

【００３８】ここで、図１（ｂ）に示すように、光路長
を５倍にすると、式（１）の関係は次のように変化す
る。Ｉout／Ｉin＝（１−ｋＣΔＬ）⁵・・・・・・・・・・・・（２）

【００３９】これは、例えば、図１（ａ）に示す入射光
量Ｉinが１０のときに、その透過光量が９であるとする
と、図１（ｂ）に示す場合には、入射光量１０に対して
透過光量が５．９となること、すなわち、Ｉout／Ｉin
＝０．９⁵となることである。

【００４０】したがって、任意の距離Ｌに対する入射光
量と透過光量の関係は、式（１）を積分して、ｌｏｇ（Ｉout／Ｉin）＝（−ｋＣＬ）・・・・・・・・・（３）となる。この式（３）を変形すると、Ｉout＝Ｉin×ｅｘｐ（−ｋＣＬ）・・・・・・・・・・・・（４）となる。

【００４１】これから判るように、入射光量Ｉin、吸光
係数ｋおよび光路長Ｌが一定であるなら、透過光量Ｉou
tを測定することにより、物質Ｍの濃度変化を測定する
ことができる。また、透過光量に代えて物質Ｍで反射さ
れる反射光を測定しても、上述の場合と全く同様の原理
で、物質Ｍの濃度変化を測定することができる。上記物
質Ｍが血液である場合、上記濃度変化を測定すること
は、血液の脈動を測定すること、すなわち、血流量を測
定することである。

【００４２】図２は、人の血管部分に外部から光を照射
したときの吸光度の分布の一例を示す説明図である。こ
の図において、Ｉ₂は組織による吸光成分、Ｉ₃は静脈血
による吸光成分、Ｉ₄は動脈血による吸光成分である。
ここで、組織による吸光成分Ｉ₂は組織濃度が変化しな
いため一定である。また、静脈血による吸光成分Ｉ₃も
一定である。これは、静脈には脈動がなく、濃度変化が
ないためである。図３は、体内各部における血圧の一例
を示すグラフである。この図からわかるように、心臓か
ら送り出された血液の脈動は、体内を進むにつれて次第
になくなり、静脈においては完全に消えている。一方、
動脈血による吸光成分Ｉ₄（図２参照）は、脈拍に対応
した濃度変化があるため、吸光度が変化する。したがっ
て、血管に光を照射して、その透過光または反射光の光
量を測定すると、そこには、各成分Ｉ₂〜Ｉ₄が含まれて
いることになる。なお、静脈血による吸光成分Ｉ₃と動
脈血による吸光成分Ｉ₄の合計を１００％とすれば、そ
こに占める動脈血による吸光成分Ｉ₄の割合は１％〜２
％であり、残りの９８％〜９９％は静脈血による吸光成
分Ｉ₃である。

【００４３】２．触覚の指標人が指で物を把持すると、指の内圧が高くなり血流量が
減少する。この場合、組織による吸光成分Ｉ₂は、組織
濃度が把持の前後でほとんど変化しないため、略一定と
みなせるが、静脈血による吸光成分Ｉ₃と動脈血による
吸光成分Ｉ₄は、血流量が減少するため変化する。本発
明はこの点に着目してなされたものであり、血管に光を
照射して透過光または反射光を受光しその光量変化を測
定することによって、把持力（触覚）を間接的に計測す
るものである。

【００４４】受光光量には、静脈血の血流容量に応じた
静脈血成分と動脈血に応じた動脈血成分とが存在する。
このため、受光光量の直流成分は、動脈血成分の平均値
と静脈血成分とを加算したものになり、一方、受光光量
の交流成分は、動脈血成分の振幅値となる。ここで、動
脈血成分は心拍に同期したものであるため、交流成分は
被験者の心理状態によって変動する。例えば、緊張した
状態では心拍が強くなるため交流成分が大きくなり、逆
に、リラックスした状態では交流成分が小さくなる傾向
がある。一方、静脈血成分は、被験者の心理状態に影響
されないが、被験者のおかれている環境温度等によって
変動する。このため、夏と冬あるいは昼と夜では直流成
分が変動する。

【００４５】ところで、上述したように静脈血による吸
光成分Ｉ₃は動脈血による吸光成分Ｉ₄の略５０倍〜１０
０倍あるので、受光光量の直流成分に占める動脈血成分
は極めて小さい。したがって、受光光量の直流成分を触
覚の指標とすれば、心理的な影響を受けずに触覚を計測
できる。また、交流成分と比較して大きなレベルで検出
することができるのでＳ／Ｎもよい。このため、本実施
形態にあっては、触覚の指標として受光光量の直流成分
を用いている。

【００４６】Ｂ．第１実施形態１．第１実施形態の構成以下、図面を参照して本発明の第１実施形態の構成を説
明する。１−１：第１実施形態の外観構成図４は、第１実施形態に係わる触覚検出装置の外観構成
の例を示す説明図である。図４に示すように、触覚検出
装置は、腕時計構造を有する装置本体１００、この装置
本体１００に接続されたケーブル１０１、および脈波検
出部１から構成されている。

【００４７】装置本体１００には、腕時計の１２時方向
から使用者の腕に巻き付いて、腕時計の６時方向で固定
されるリストバンド１０３が取り付けられている。この
装置本体１００は、このリストバンド１０３によって使
用者の腕から着脱自在となっている。リストバンド１０
３の装置本体１００側には、腕時計の１２時方向に圧力
センサ１１０が設けられている。圧力センサ１１０はシ
ート状の形状をしており、感圧導電性素材と電極を組み
合わせて構成されている。

【００４８】また、脈波検出部１は、発光部と受光部が
一体化されたセンサユニット１０２と指サック１０４か
ら構成されており、この例では、第２指、第３指および
第４指の各指尖部に各々装着されている。この場合、セ
ンサユニット１０２は、指の爪の上に位置するように指
サック１０４の内側に設けられている。指サック１０４
は遮光性の素材によって作られている。このため、セン
サユニット１０２に外光が入射するのを防ぐことができ
るので、脈波信号のＳＮ比を高めることができる。ま
た、指サック１０４の指の腹側には開口部が設けられて
いる。このため、、指球で物に触れたり物を把持する際
に邪魔にならない。したがって、この例によれば自然な
感覚で触覚を検出することが可能となる。

【００４９】一方、腕時計の６時の方向の表面側には、
コネクタ部１０５が設けられている。このコネクタ部１
０５にはケーブル１０１の端部に設けられたコネクタピ
ース１０６が着脱自在に取り付けられており、コネクタ
ピース１０６をコネクタ部１０５から外すことにより、
本装置を通常の腕時計やストップウオッチとして用いる
ことができる。また、コネクタ部１０５には、パーソナ
ルコンピュータとの通信コネクタ（図示せず）を接続で
きるようになっている。この通信コネクタにはＬＥＤと
フォトトランジスタが組み込まれている。また、腕時計
の装置本体１００の内部には、後述するように光通信の
ための赤外線インターフェイス部が設けられている。

【００５０】なお、コネクタ部１０５を保護する目的か
ら、ケーブル１０１とセンサユニット１０２をコネクタ
部１０５から外した状態では所定のコネクタカバーを装
着する。このコネクタカバーは、コネクタピース１０６
と同様に構成された部品から電極部などを除いたものが
用いられる。

【００５１】このように構成されたコネクタ構造によれ
ば、コネクタ部１０５が使用者から見て手前側に配置さ
れることとなり、使用者にしてみれば操作が簡単にな
る。また、コネクタ部１０５が装置本体１００から腕時
計の３時の方向に張り出さないために、運動中にも使用
者が手首を自由に動かすことができ、使用者が運動中に
転んだとしても手の甲がコネクタ部１０５にぶつからな
い。

【００５２】また、装置本体１００は樹脂製の時計ケー
ス１０７を具備している。時計ケース１０７の表面に
は、現在時刻や日付に加えて、把持力等の触覚情報ＳＪ
をデジタル表示するための液晶表示部１０８が設けられ
ている。この液晶表示部１０８は、第１〜第３のセグメ
ント表示領域（図示せず）およびドット表示領域から構
成されている。第１のセグメント領域には日付，曜日，
現在時刻などが表示され、第２のセグメント領域には各
種の時間測定を実施するにあたって経過時間などが表示
され、また、第３のセグメント領域には触覚の測定にお
いて計測された各種の計測値などが表示される。さら
に、ドット表示領域には各種の情報をグラフィック表示
することが可能であるとともに、ある時点において装置
がどのようなモードにあるかを表わすモード表示，脈波
波形の表示，棒グラフ表示などの様々な表示が可能であ
る。なお、ここで言うモードには、時刻や日付を設定す
るためのモード，ストップウォッチとして使用するため
のモード，触覚検出装置として使用するための触覚モー
ドなどがある。

【００５３】１−２：第１実施形態の電気的構成次に、触覚検出装置の電気的構成を図５を参照して説明
する。図５は、第１実施形態に係わる触覚検出装置のブ
ロック図である。図５において、２，３はＡ／Ｄ変換部
であって、これらによって、脈波検出部１からの受光信
号ＬＳと圧力センサ１１０からの圧力信号ＰＳが、デジ
タルデータに各々変換される。なお、触覚の指標である
受光レベルの直流成分は相対的なもので足りるため、圧
力センサ１０３は絶対値を検出するような厳密なもので
なくともよく、相対値を検出できれば足りる。

【００５４】また、４はＣＰＵ（中央演算処理装置）で
あって、バスを介して本装置各部を制御する。５はＲＡ
Ｍ（ランダムアクセスメモリ）であって、触覚を検出す
る際に用いられる校正テーブル５０、触覚情報ＳＪのグ
レーディングに用いられる閾値テーブル５１、および各
種のデータを格納するデータレジスタ５２等から構成さ
れる。６はＲＯＭ（リードオンリメモリ）であり、そこ
にはＣＰＵ４において用いられる制御用プログラムが格
納される。７は表示制御回路であって、ＣＰＵ４によっ
て転送される表示データに基づいて、触覚情報ＳＪや時
間情報を液晶表示部１０８に表示する。８は赤外線イン
ターフェース部であって、パーソナルコンピュータＰＣ
との間で通信を行う。

【００５５】脈波検出部１の詳細な構成を図６に示す回
路図を用いて説明する。図６において、抵抗Ｒ１とＬＥ
Ｄは発光部に相当し、抵抗Ｒ２とフォトトランジスタＰ
Ｔは受光部に相当する。この脈波検出部１に電源電圧Ｖ
ｃｃが印加されると、ＬＥＤから光が照射され、血管や
組織によって反射された後に、フォトトランジスタＰＴ
によって受光される。受光量が増加すると、フォトトラ
ンジスタＰＴのベース電流が増加し、そのコレクタ電圧
（受光信号ＬＳのレベル、以下「受光レベル」と称す
る）が減少する。ここで、ＬＥＤの発光波長は、血液中
のヘモグロビンの吸収波長ピーク付近に選ばれる。この
ため、受光レベルは血流量に応じて変化し、また、血流
量は指に加わる圧力に応じて変化する。したがって、受
光レベルを検出することによって、人が物を把持する際
に感ずる触覚を検知することができる。

【００５６】また、ＬＥＤとしては、ＩｎＧａＮ系（イ
ンジウム−ガリウム−窒素系）の青色ＬＥＤが好適であ
る。青色ＬＥＤの発光スペクトルは、例えば４５０ｎｍ
に発光ピークを有し、その発光波長域は、３５０ｎｍか
ら６００ｎｍまでの範囲にある。この場合には、かかる
発光特性を有するＬＥＤに対応させてフォトトランジス
タＰＴとして、ＧａＡｓＰ系（ガリウム−砒素−リン
系）のフォトトランジスタＰＴを用いればよい。このフ
ォトトランジスタＰＴの受光波長領域は、例えば、主要
感度領域が３００ｎｍから６００ｎｍまでの範囲にあっ
て、３００ｎｍ以下にも感度領域がある。

【００５７】このような青色ＬＥＤとフォトトランジス
タＰＴとを組み合わせると、その重なり領域である３０
０ｎｍから６００ｎｍまでの波長領域において、脈波が
検出される。この場合には、以下の利点がある。

【００５８】まず、外光に含まれる光のうち、波長領域
が７００ｎｍ以下の光は、指の組織を透過しにくい傾向
があるため、外光が指サック１０４で覆われていない指
の部分に照射されても、指の組織を介してフォトトラン
ジスタＰＴまで到達せず、検出に影響を与えない波長領
域の光のみがフォトトランジスタＰＴに達する。一方、
３００ｎｍより低波長領域の光は、皮膚表面でほとんど
吸収されるので、受光波長領域を７００ｎｍ以下として
も、実質的な受光波長領域は、３００ｎｍ〜７００ｎｍ
となる。したがって、指を大掛かりに覆わなくとも、外
光の影響を抑圧することができる。

【００５９】また、血液中のヘモグロビンは、波長が３
００ｎｍから７００ｎｍまでの光に対する吸光係数が大
きく、波長が８８０ｎｍの光に対する吸光係数に比して
数倍〜約１００倍以上大きい。したがって、この例のよ
うに、ヘモグロビンの吸光特性に合わせて、吸光特性が
大きい波長領域（３００ｎｍから７００ｎｍ）の光を検
出光として用いると、その検出値は、血量変化に応じて
感度よく変化するので、血量変化に基づく脈波信号のＳ
／Ｎ比を高めることができる。

【００６０】ところで、指を押圧した場合、押圧力と受
光レベルの関係には個人差がある。この点について、図
面を参照しつつ説明する。図７は、押圧力と受光レベル
の直流成分の関係を示したグラフである。なお、黒三角
は２１歳の男性（被験者Ａ）、白三角は４１歳の男性
（被験者Ｂ）、黒四角は４４歳の男性（被験者Ｃ）の測
定結果である。また、受光レベルの直流成分は、動脈血
に同期した血流量の変動に影響されされないように、カ
ットオフ周波数が十分低い低域通過フィルタを介して測
定したものである。

【００６１】図７に示すように押圧値を２０ｇ／ｃｍ²
から２００ｇ／ｃｍ²まで可変させると、被験者Ａに係
わる直流成分は１．８Ｖから１．４Ｖまで変化し、被験
者Ｂに係わる直流成分は１．４Ｖから０．９５Ｖまで変
化し、被験者Ｃに係わる直流成分は１．０Ｖから０．６
５Ｖまで変化する。このことから、押圧値を増加させる
と受光レベルの直流成分は単調減少する傾向があるもの
の、被験者によって、変動範囲が異なっていることが判
る。すなわち、押圧力と受光レベルの関係には個人差が
あるといえる。これは、血管の太さ、血液中のヘモグロ
ビンの量、または組織の弾性係数等が各個人によって相
違するからである。

【００６２】また、押圧値を増加させると受光レベルの
直流成分が単調減少するのは、次の理由による。すなわ
ち、指が押圧されると、指の内圧が高まり血流量が減少
しこれに伴いヘモグロビンによる吸光が減少する。この
ため、受光部に入射する反射光の光量が増加し、受光レ
ベルが減少するからである。

【００６３】ところで、上述したように受光レベルの交
流成分は、被験者の心理状態によって変動し、またその
直流成分は被験者のおかれている環境温度等によって変
動する。したがって、同一個人であっても押圧力と受光
レベルの関係には個人内差が存在する。

【００６４】本実施形態は、受光レベルの直流成分に基
づいて指で感ずる触覚をグレーティングするものである
が、上述したように押圧力と受光レベルの関係には個人
間差と個人内差が存在するから、ここで得られる触覚情
報ＳＪは相対的なものとなる。また、グレーティングを
行う際には、何らかの閾値が必要となるが、上述したよ
うに押圧力と受光レベルの関係には個人間差と個人内差
が存在するから、触覚情報ＳＪを計測する度に受光レベ
ルを校正する必要がある。上述した圧力センサ１１０は
このために設けられている。

【００６５】２：第１実施形態の動作次に、第１実施形態の動作を図面を参照しつつ説明す
る。校正テーブルの生成この触覚検出装置にあっては、触覚情報ＳＪの計測を行
うのに先立ち、校正テーブル５０の生成が行われる。ま
ず、装置本体１００を操作し触覚検出モードにすると、
ＣＰＵ４は、液晶表示部１０８に「指バンドを装着し、
用意ができたらボタンを押してください。」とのメッセ
ージを表示させる。使用者がメッセージに促され、脈波
検出部１を各指の指尖部に装着しボタンを押すと、ＣＰ
Ｕ４は、ボタン操作を検出した後、液晶表示部１０８に
「腕時計をはずし、用意ができたらボタンを押してくだ
さい。」とのメッセージを液晶表示部１０８に表示させ
る。

【００６６】使用者がこれに従って装置本体１００を腕
からはずしボタンを押すと、ＣＰＵ４は、これを検出し
た後、デジタルフィルタの演算を実行して受光レベルか
らその直流成分を求める。そして、受光レベルの直流成
分をデータレジスタ５２に記憶する。この場合、指には
圧力が加えられていないから、記憶する受光レベルの直
流成分はその最大値Ｌmaxを示す。この後、ＣＰＵ４は
「指でパットをゆっくり押し込んでください。」とのメ
ッセージを液晶表示部１０８に表示させる。そして、使
用者がメッセージに促され、指に力を徐々に込めて圧力
センサ１１０を押圧すると、ＣＰＵ４は、刻々と変化す
る圧力レベルと受光レベルの直流成分の関係を校正テー
ブル５０に格納する。

【００６７】閾値テーブルの生成そして、所定時間が経過すると、ＣＰＵ４は、液晶表示
部１０８に「これ以上力は入りませんか。」とのメッセ
ージを液晶表示部１０８に表示させる。これにより使用
者は、圧力センサ１１０を最大圧力で押圧する。このと
き、圧力レベルの最大値Ｐmaxと直流成分の最小値Ｌmin
とが検出され、これらの値はデータレジスタ５２に記憶
される。

【００６８】次に、ＣＰＵ４は、データレジスタ５２か
ら圧力レベルの最大値Ｐmaxを読み出し、グレーテイン
グの数に応じて最大値Ｐmaxを等分し、圧力レベルの各
閾値を求める。例えば、最大値Ｐmax＝２００ｇ／ｃｍ²
とし、５段階のグレーテイングを行うものとすれば、圧
力レベルの各閾値は０，４０，８０，１２０，１６０ｇ
／ｃｍ²となる。

【００６９】この後、ＣＰＵ４は、校正テーブル５０を
参照して、圧力レベルの各閾値に対応する受光レベルを
各々求め、これらの値を受光レベルの各閾値として閾値
テーブル５２に格納する。すなわち、圧力が加えられて
いないときの受光レベルと最大圧力が加えられたときの
受光レベルを、校正テーブル５１に格納されている受光
レベルと押圧力の関係と対応付け、前記受光レベルをグ
レーディングする際の基準となる閾値を求めている。な
お、上述した校正テーブル５０と閾値テーブル５２の生
成は、手の各指毎に行われる。

【００７０】触覚情報の計測上述した閾値テーブル５１の生成が終了すると、ＣＰＵ
４は、液晶表示部１０８に「腕に本体をバンドで固定
し、ボタンを押してください。」とのメッセージを表示
させる。使用者がメッセージに促され、リストバンド１
０３を腕に巻きつけて装置本体１００を固定しボタンを
押すと、ＣＰＵ４はこれを検出して、液晶表示部１０８
に「触覚モード中」とのメッセージを表示させる。この
後、人が手指で物を把持すると、人は指で物からの反力
を触覚として感じる。このとき、脈波検出部１によって
検出された受光信号ＬＳが装置本体１００に入力される
と、ＣＰＵは、所定のサンプルタイミング毎に受光レベ
ルを閾値テーブル５１に格納されている各閾値と比較
し、受光レベルをグレーティングし、その結果を触覚情
報ＳＪとして生成する。この触覚情報ＳＪはデータレジ
スタ５２に格納されると共に、液晶表示部１０８に転送
され、そこに表示される。

【００７１】Ｃ．第２実施形態第２実施形態は、第１実施形態で説明した触覚検出装置
を用いた触覚伝送システムに関するものであって、把持
感覚等の触覚を計測地点から距離を隔てた地点に伝送す
るものである。１．触覚伝送システムの構成まず、第２
実施形態に係わる触覚伝送システムの構成を図面を参照
しつつ説明する。図８は、触覚伝送システムのブロック
図である。図において、第１，第２のパーソナルコンピ
ュータＰＣ１，ＰＣ２は、音声・画像入出力部ＡＶ１，
ＡＶ２を備えている。音声・画像入出力部ＡＶ１，ＡＶ
２は音声入力部としてのマイク、画像入力部としてのカ
メラ、音声出力部としてのスピーカ、および画像出力部
としてのディスプレイから構成される（図示せず）。ま
た、第１，第２のパーソナルコンピュータＰＣ１，ＰＣ
２は、赤外線を介して各々第１，第２の触覚検出装置
Ａ，Ｂと通信を行う赤外線インターフェース部ＡＳＦ，
ＢＳＦを各々備えている。また、通信インタフェースＡ
ＴＦ，ＢＴＦは、第１，第２の触覚情報ＳＪａ，ＳＪｂ
の送受信手段として機能し、これによって、ネットワー
クＮＥＴを介して第１，第２のパーソナルコンピュータ
ＰＣ１，ＰＣ２間で通信が行われる。

【００７２】２．触覚伝送システムの動作次に、第２実施形態に係る触覚伝送システムの動作を図
面を参照しつつ説明する。ここでは、本システムをゴル
フレッスンに応用するものとし、第１の触覚検出装置Ａ
側にはインストラクターが、第２の触覚検出装置Ｂ側に
は受講生がいるものとする。

【００７３】インストラクターと受講生は、両手の各指
に脈波検出部１をそれぞれ装着する。そして、インスト
ラクターがゴルフクラブを握ると、各指の把持力に対応
したした触覚情報ＳＪａが第１の触覚検出装置Ａによっ
て検出される。この触覚情報ＳＪａが赤外線インターフ
ェース部Ａ８を介して第１のパーソナルコンピュータＰ
Ｃ１に転送されると、第１のパーソナルコンピュータＰ
Ｃ１は、触覚情報ＳＪａをネットワークＮＥＴを介して
第２のパーソナルコンピュータＰＣ２に転送する。一
方、受講生がゴルフクラブを握ると、このとき検出され
る触覚情報ＳＪｂが逆の経路で第１のパーソナルコンピ
ュータＰＣ１に転送される。

【００７４】この場合、音声・画像入出力部ＡＶ１，Ａ
Ｖ２を構成するディスプレイには、例えば、図９に示す
画面が表示される。画面中の白棒はインストラクターの
触覚情報ＳＪａに基づいて生成され、斜線を施した棒は
受講生の触覚情報ＳＪｂに基づいて生成される。この画
面によって、インストラクターが受講生の右手に力が入
りすぎていることを認識すると、インストラクターは例
えば「左手の親指と人さし指に力を入れ、右手は添える
程度にしてください。」とアドバイスを受講生に対して
行う。受講生は、上記画面とインストラクターからのア
ドバイスに基づいて、画面上の白棒と斜線を施した棒が
一致するように各指に込める力を加減する。

【００７５】ここで、触覚情報ＳＪａと触覚情報ＳＪｂ
は相対的な触覚を定量化した情報であるため、把持力の
絶対値を一致させることはできないが、インストラクタ
ーは、ゴルフクラブを握る感覚を受講生に伝えることが
できる。

【００７６】Ｄ．第３実施形態上述した第１実施形態で説明した触覚検出装置では、指
先で物に触れる感覚を損なうことなく、押圧の程度を触
覚情報としてグレーディングすることができる。したが
って、上記触覚検出装置を脈診に適用すれば、押圧の程
度をグレーディングすることが可能となり、脈診に熟練
した医師の押圧の程度を第３者に客観的に伝えることが
できる。第３実施形態は、触覚検出装置を適用した脈診
装置に関するものである。

【００７７】１．第３実施形態の構成第３実施形態に係わる脈診装置の外観構成は、図４に示
す第１実施形態の触覚検出装置と同様である。図１０
は、脈診装置の使用状態を示す説明図である。この例で
は、使用者が右手の指尖部に脈波検出部１を装着し、患
者の橈骨動脈２００を皮膚の上から押圧するものとす
る。この場合、脈波検出部１を装着する指は、示指、中
指、薬指である。

【００７８】これにより、寸口と呼ばれる手首の内側に
ある橈骨動脈から脈動を感じとる。寸口の脈は、上、
中、下すなわち、寸、関、尺の三部位にわけて検出され
る。ここで、寸は手首の動脈の末端側を指し、この寸の
脈は人間の頭から胸までの健康状態を表している。寸の
脈は、示指によって検出される。また、関は動脈の末端
側と心臓側の中間を指し、胸から臓までの健康状態を表
している。関の脈は中指によって検出される。また、尺
は動脈の心臓側を指し、臓から脚までの健康状態を表し
ている。尺の脈は薬指によって検出される。

【００７９】次に、脈診装置の電気的構成は、図４に示
す第１実施形態の触覚検出装置の構成と同様である。但
し、ＲＯＭ６には、熟練した医師が脈診の際の触覚情報
（押圧Ｐ）と指感ｈとの関係が（図１６参照）、正態
型、漸降型、漸昇型といった押圧指感趨勢曲線の類型毎
にテーブルとして格納されている。また、ＲＯＭ６に
は、押圧指感趨勢曲線の類型を判定できるように図１１
に示す閾値Ｐ１，Ｐ２が格納されている。この意味にお
いてＲＯＭ６は、脈診を行う際の押圧の程度を表す基準
触覚情報を予め格納する記憶手段として機能する。

【００８０】２．第３実施形態の動作次に、第３実施形態に係わる脈診装置の動作を図面を参
照しつつ説明する。なお、脈診を行う前提として、第１
実施形態の動作で説明した校正テーブルの生成と閾
値テーブルの生成が行われているものとする。

【００８１】まず、使用者が、装置本体１００を操作し
て脈診モードを選択し、この後、図１０に示すように脈
波検出部１を指尖部に装着するものとする。次に、使用
者が示指、中指、薬指で患者の橈骨動脈２００を押圧す
ると、各指尖部に装着された脈波検出部１が受光信号Ｌ
Ｓを検出し、これを装置本体１００に出力する。ＣＰＵ
４は、所定のサンプルタイミング毎に受光レベルを閾値
テーブル５１に格納されている各閾値と比較し、受光レ
ベルをグレーティングして、その結果を触覚情報ＳＪと
して生成する。この場合、触覚情報ＳＪは、押圧した際
に皮膚の組織および血管から指に加わる反力であるか
ら、図１６や図１１に示す押圧Ｐを表している。

【００８２】この触覚情報ＳＪは、ＣＰＵ４の制御の
下、液晶表示部１０８に転送され、そこに表示される。
図１２は、液晶表示部１０８の表示態様の一例を示した
ものである。この場合、寸に対応する棒グラフＧ１は、
示指から得られる触覚情報ＳＪに基づいて表示され、関
に対応する棒グラフＧ２は中指から得られる触覚情報Ｓ
Ｊに基づいて表示され、尺に対応する棒グラフＧ３は薬
指から得られる触覚情報ＳＪに基づいて表示される。そ
して、各指の押圧の程度を変えると、これに応じて各棒
グラフＧ１〜Ｇ３が上下する。したがって、使用者は、
押圧の程度を各指毎に視覚的に認識することができる。
また、区切線Ｌ１，Ｌ２の表示と長さが変動する棒グラ
フＧ１〜Ｇ３の表示によって、使用者は、例えば「沈」
に対応する押圧の程度を知ることができる。具体的に
は、押圧の状態が図１２に示すものであるならば、示指
の押圧をに少し強めることで沈に対応する押圧の程度を
知ることができる。この場合、液晶表示部１０８は、押
圧（触覚情報ＳＪ）が閾値Ｐ１，Ｐ２（基準触覚情報）
に近づくように告知する告知手段として機能する。

【００８３】また、図１２中の上部に示す区切線Ｌ１
は、ＲＯＭ６から読み出された閾値Ｐ２に対応するもの
であり、一方、その下部に示す区切線Ｌ２は閾値Ｐ１に
対応するものである。仮に、棒グラフが区切線Ｌ１を越
えるときに、最も大きな指感ｈが得れる場合（すなわ
ち、脈動を明瞭に感ずる場合）には、押圧指感趨勢曲線
は漸昇型であり、当該脈は沈脈であると診断できる。ま
た、棒グラフが区切線Ｌ１を下回るときに、最も大きな
指感ｈが得れる場合には、押圧指感趨勢曲線は漸降型で
あり、当該脈は浮脈であると診断できる。

【００８４】また、脈診装置本体１００のボタンを操作
すると、液晶表示部１０８に表示される棒グラフＧ１〜
Ｇ３をピークホールドすることができるようになってい
る。棒グラフＧ１’〜Ｇ３’は、棒グラフＧ１〜Ｇ３を
ピークホールドしたものである。ここで、棒グラフＧ
１’は示指から得られる触覚情報ＳＪの最大値に基づい
て表示され、棒グラフＧ２’は中指から得られる触覚情
報ＳＪの最大値に基づいて表示され、棒グラフＧ３’は
薬指から得られる触覚情報ＳＪの最大値に基づいて表示
される。なお、最大値は触覚情報ＳＪをＣＰＵがピーク
ホールドすることによって得ている。したがって、使用
者は液晶表示部１０８を見ながら押圧することによっ
て、押圧を最大にしたときの指感を知ることができる。
また、棒グラフＧ１’〜Ｇ３’の内部に表示される矢印
Ｋ９０は、最大値の９０％を各々示しており、また矢印
Ｋ５０は、最大値の５０％を各々示している。これによ
り、最大押圧時の５０％，９０％がどの程度の指感であ
ったかを確認することができる。

【００８５】この例にあっては、使用者は、指尖部で押
圧の程度を感じながら、棒グラフ２が上下する様子を確
認することができるので、各指の押圧の程度を調整し
て、熟練した医師が感ずる浮あるいは沈といった押圧の
程度を知ることができる。また、例えば、寸の脈が浮で
あると検知された場合には、頭から胸までの部分に浮腫
等が発生してる疑いがあると診断することができる。関
の脈が沈で滑脈と検知された場合には、胃腸疾患の疑い
があると診断することができる。

【００８６】ところで、脈診においては、押圧の軽重を
繰り返し最も明瞭に脈を触れることができる程度を探る
ことが行われるが、指感ｈは押圧Ｐの程度によって変動
し、その態様によって押圧指感趨勢曲線が類型化される
ことは、前述したとおりである。したがって、最も明瞭
に脈を感ずることができる押圧の程度だけでなく、その
前後の脈のありようを知ることができれば、脈診に不慣
れな使用者が、浮脈や沈脈といった脈の態様をより客観
的に知ることができる。

【００８７】そこで、液晶表示部１０８に図１３に示す
画面を表示するようにしてもよい。図１３に示す押圧指
感趨勢曲線Ｇ４〜Ｇ６は、ＲＯＭ６に格納されている各
テーブルから読み出されて表示される。この例にあって
は、漸降型の曲線Ｇ４は青色で、正態型の曲線Ｇ５は緑
色で、漸昇型の曲線Ｇ６は赤色で表示される。また、左
側の区切線Ｌ１’は閾値Ｐ１に対応し、右側の区切線Ｌ
２’は閾値Ｐ２に対応する。次に、黒丸は寸の押圧に対
応する指示点であって、示指から得られる触覚情報ＳＪ
に基づいて表示される。黒三角は関の押圧に対応する指
示点であって、中指から得られる触覚情報ＳＪに基づい
て表示される。黒四角は尺の押圧に対応する指示点であ
って、薬指から得られる触覚情報ＳＪに基づいて表示さ
れる。そして、各指の押圧の程度を変えると、これに応
じて各指示点が、押圧指感趨勢曲線Ｇ４〜Ｇ６に沿って
移動するようになっている。

【００８８】例えば、関の押圧に着目する。ここで、使
用者が図示する状態から押圧の程度を弱めたとすると、
黒三角の指示点が矢印の方向に移動する。このとき、使
用者が脈のありようが次第に不明瞭になっていったと感
ずれば、当該脈は沈脈であると診断することができる。
一方、脈を次第に明瞭に感ずることができるようにな
り、指示点が区切線Ｌ１’の左側に移動しても明瞭さが
増すようであれば、当該脈は浮脈であると診断すること
ができる。

【００８９】この例によれば、押圧Ｐの程度に応じて代
表的な押圧指感趨勢曲線上を指示点が移動するので、使
用者は指示点の動きを見ながら脈の明瞭さを指先で感じ
取ることによって、脈の種類を特定することができる。
したがって、脈診の精度をより高めることができる。

【００９０】Ｅ．まとめ上述したように第１実施形態によれば、脈波検出部１
は、各指の指尖部に装着できるように、センサユニット
１０２と指サック１０４から構成したので、直接、物に
触れたり物を掴むことができる。これにより、特殊なグ
ローブを装着する必要がなくなり、操作者の負担を軽減
し、ピュアな感覚の下に触覚を検出することができる。
また、第１実施形態では校正テーブル５０を予め用意
し、圧力が加えられていないときの受光レベルと最大圧
力が加えられたときの受光レベルを、校正テーブル５０
に格納されている受光レベルと押圧力の関係と対応付け
て、各閾値を求め、さらに、この閾値によって受光レベ
ルのグレーティングを行った。このため、人が物に触れ
たり物を掴む際に感ずる触覚を定量化することができ
る。

【００９１】また、上述したように第２実施形態によれ
ば、第１，第２のパーソナルコンピュータＰＣ１，ＰＣ
２をネットワークＮＥＴを介して接続したので、第１，
第２の触覚検出装置Ａ，Ｂで検出された触覚情報ＳＪ
ａ，ｂを相互に伝送することができる。

【００９２】また、上述したように第３実施形態によれ
ば、触覚検出装置を脈診装置に適用したので、脈診に必
要とされる微妙な押圧の程度を告知することができる。
このため、従来、軽い重いといった言葉でしか知ること
ができなかった押圧の程度を実際に体験することがで
き、浮脈、沈脈といった脈象の判定を容易に行うことが
できる。

【００９３】Ｆ．変形例本発明は上述した各実施形態に限定されるものではな
く、例えば、以下に述べる種々の変形が可能である。（１）上述した各実施形態において、脈波検出部１は、
手の各指に装着されるものとして説明したが、図１４に
示すように構成してもよい。同図（Ａ）は変形例に係わ
る脈波検出部１’の断面図であり、同図（Ｂ）はその平
面図である。脈波検出部１’は、ケーブル１０１が接続
されたセンサユニット１０２と粘着パット１２０から構
成される。粘着パット１２０の下面には粘着材が塗布さ
れている。このため、脈波検出部１’を生体の検出部位
に張り付けて血液流を検出することができる。こうした
脈波検出部１’を所定の検出部位に張り付けて、触覚を
検出すれば、例えば、洋服のフィット感といった感覚を
定量化することが可能となる。

【００９４】また、脈波検出部１は、偏光フィルタを用
いた狭帯域ディテクタとして構成してもよい。図１７に
その一例を示す。図１７（ａ）は、この変形例にかかる
脈波検出部の概略構成を示す図である。この図に示すよ
うに、脈波検出部Ａは、発光素子１０ａ（発光部）と、
受光素子２０ａ（受光部）と、偏光板３１ａ（第１の偏
光化手段）と、偏光板３２ａ（第２の偏光化手段）と、
受光素子の受光面に備えられるフィルタ４０ａとから構
成され、検出対象となる散乱媒体（血液中のヘモグロビ
ン）に対して光を出射するとともに、その反射光を入射
するようになっている。このうち、偏光板３１ａは、発
光素子１０ａの発光面に設けられ、偏光板３２ａは、受
光素子２０ａの受光面に設けられて、それらの偏光方向
は、互いに同方向である。このため、偏光板３１ａ、３
２ａを発光側と受光側とで分けることなく１枚板で構成
しても良い。なお、この図では構成が簡略化されている
が、実際には、発光素子１０ａと受光素子２０ａとは互
いに別室に収容されて、発光素子１０ａにより発せられ
る光が直接、受光素子２０ａに入射しないようになって
いる。

【００９５】このような構成による脈波検出部Ａによれ
ば、発光素子１０ａによって発せられた光は、偏光板３
１ａにより偏光化されて散乱媒体に出射される。当該出
射光は、散乱媒体に到達して吸収されるものもあれば、
反射するものもある。さらに、その反射光は、多重散乱
を繰り返すものもあれば、受光素子２０に直接向かうも
のもある。

【００９６】ここで、散乱媒体において多重散乱を繰り
返した多重散乱光は、出射時の偏光状態を保存していな
いので、偏光板３２ａを一部しか通過しないが、多重散
乱していない光、すなわち、直接反射光は、出射時の偏
光状態を保存しているので、偏光板３２ａをその大部分
が通過する。したがって、偏光板３２ａを通過して受光
素子２０ａに入射する光は、その大部分が散乱媒体にお
いて多重散乱していない直接反射光成分である。

【００９７】次に、受光素子２０ａについて説明する。
図１８は、受光素子２０ａとして最適なフォトダイオー
ド２００の構成を示す側断面図である。この図に示すよ
うに、フォトダイオード２００は、基板（ウェハ）２０
１上に、ｎ型領域の下部ミラー２０２、空乏層２０３、
ｐ型領域の上部ミラー２０４を順次積層して形成したも
のであり、下部ミラー２０２および上部ミラー２０４か
らなる光共振器（光共振部）を有する構成となってい
る。かかる光共振器の共振波長λ_rは、下部ミラー２０
２および上部ミラー２０４の間隔すなわち空乏層の厚さ
ｔ₁と、空乏層の屈折率ｎとにより次式のように決定さ
れる。 λ_r＝２ｎ・ｔ₁／ｍ

【００９８】この式において、ｍは、１以上の整数を用
いるが、共振波長の間隔を大きくとるために、通常、
「１」または「２」を用いて設計される。また、下部ミ
ラー２０２の下層には電極２１２が形成され、上部ミラ
ー２０４の上層には電極２１４が形成されている。そし
て、同図（ｂ）に示すように、両電極には、直流電源Ｅ
と抵抗Ｒとが直列接続されて、逆バイアスされている。
ここで、上部ミラー２０４には、開口部２１５が設けら
れ、ここに散乱媒体による反射光が入射される。入射し
た光は、光共振器中を往復する光を励振することで増幅
され、空乏層２０３において伝導電子・正孔対を発生さ
せる。したがって、空乏層２０３に到達する光量に応じ
た電流が、下部ミラー２０２から上部ミラー２０４へと
流れる。このため、電極２１２および２１４間の電圧を
出力信号Voutとして取り出すことによって、フォトダイ
オード２００の受光量を検出することができる。

【００９９】さて、下部ミラー２０２および上部ミラー
２０４は、全波長域にわたって高反射率であれば理想的
だが、そのような反射特性を得るには、実際問題として
困難である。そこで、本実施形態においては、上記光共
振器の共振波長を含む一定幅の帯域において、反射率が
高くなるようにした。このため、上部ミラー２０４につ
いては、屈折率が高い材料と、低い材料とを交互に積層
して形成される。ここで、高反射率となる波長域は、積
層する材料の屈折率の差で定まり、その差が大きい程、
帯域が広くなる。このため、上部ミラー２０４の材料と
しては、屈折率の差が大きい材料を組み合わせるのが望
ましい。例えば、AlGaAs系などの半導体を用い、Alおよ
びGaの比率を変えた材料を積層することで上部ミラーを
形成することができる。なお、下部ミラー２０２につい
ても、ほぼ同様な構成となる。そして、フィルタ４０ａ
との組合せによって、狭帯域の光が受光されるようにな
っている。

【０１００】次に、発光素子１０ａについて説明する。
本発明では、前述のように、用いる光の波長を、フィル
タ４０ａと受光素子２０ａとで選択する構成としている
ので、発光素子１０ａとしては、受光素子２０ａが最終
的に検出する波長λ_rを含んだ光を、発するものであれ
ば良い。このため、発光素子１０ａとしては、一般的な
発光ダイオードを用いても良いが、望ましくは、次に説
明するような面発光型の半導体レーザを用いるのが良
い。

【０１０１】図１９は、発光素子１０ａとして最適な面
発光型の半導体レーザ４００の構成を示す側断面図であ
る。この図に示すように、面発光型の半導体レーザ４０
０は、基板（ウェハ）４０１上に、ｎ型領域の下部ミラ
ー４０２、活性層４０３、ｐ型領域の上部ミラー４０４
を順次積層して形成したものであり、下部ミラー４０２
および上部ミラー４０４からなる一種の光共振器を有す
る。かかる光共振器の共振波長は、下部ミラー４０２お
よび上部ミラー４０４の間隔、すなわち共振器長ｔ₂で
決定される。また、下部ミラー４０２の下層には電極４
１２が形成され、また、上部ミラー４０４の上層には開
口部４１４を有する電極４１４が形成されて、順バイア
スされている。

【０１０２】この半導体レーザ４００において、電極４
１２から伝導電子、電極４１４から正孔が注入される
と、これらのキャリアは、拡散し続けて活性層４１３に
達する。ここでは、上部の電極４０４から注入されたキ
ャリアを開口部４１５直下の活性層４０３に集めるた
め、狭窄層４１６を設けるのが望ましい。活性層４０３
に達した伝導電子および正孔は、再結合して光を放出す
る。放出された光は、光共振器を往復するとともに、活
性層４１３を通過する際に誘導放出を誘起する。これに
より、光共振器内に出力の大きな光が閉じこめられ、そ
の一部が上部ミラー４０４を透過して、レーザ光として
出射される。

【０１０３】ここで、半導体レーザ４００の構成は、フ
ォトダイオード２００の構成と、基本的に共通である点
に留意すべきであり、発振波長と感度波長とは、ともに
共振器長ｔ₂、空乏層の厚さｔ₁で決定される。したがっ
て、これらの素子を、同一基板ウェハ上であって、その
活性層、空乏層を同一の層成長プロセスで形成すると、
用いる光の波長を外光の影響を受けにくい帯域に選択す
ることが容易となるばかりでなく、発振波長と感度波長
とを容易に揃えることもできる。

【０１０４】このように、偏光板３２ａおよびフィルタ
４０ａを通過して、受光素子２０ａで最終的に検出され
る光は、散乱媒体において多重散乱していない直接反射
光成分の比率が高く、かつ、外光の影響が小さい波長λ
_rの光となる。このため、散乱媒体による反射光のう
ち、直接反射光成分のみを、外光による影響を少なくし
た検出する事が可能となる。

【０１０５】なお、フィルタ４０ａは、受光素子に入射
する反射光のうち、波長λ₁以下の光をカットするのが
目的であるから、偏光板３２ａあるいはフィルタ４０ａ
のどちらを上面に配置しても構わない。このように脈波
検出部を狭帯域ディテクタとして構成すると、外光の影
響を受けにくいものとすることができるので、脈波信号
のＳＮ比を向上させることができる。

【０１０６】（２）上述した各実施形態において、触覚
の指標として受光レベルの直流成分を用いたが、その替
わりに動脈血成分に対応する受光レベルの交流成分を用
いてもよい。具体的には、ＣＰＵ４によって受光信号Ｌ
Ｓの高域周波数成分を交流成分として分離し、交流成分
と押圧力の関係を校正テーブル５０に格納し、これに基
づいて閾値テーブル５１を生成すればよい。この場合に
は、被験者のおかれている環境の影響を受けることなく
触覚を定量化することができる。また、受光レベルの直
流成分と交流成分の比を触覚の指標としてもよい。この
場合には、上記比をＣＰＵ４で算出し、比と押圧力の関
係を校正テーブル５０に格納し、これに基づいて閾値テ
ーブル５１を生成すればよい。さらに、受光レベルの直
流成分と交流成分といったように、各種の触覚指標を適
宜組み合わせて使用してもよく、要は受光レベルに基づ
いて得られる指標であればどのようなものであってもよ
い。

【０１０７】（３）上述した各実施形態において、受光
レベルの直流成分は、相対的なもので足りるため、圧力
センサ１０３は厳密なものでなくともよいことを前提に
説明したが、精密に圧力を測定できる圧力センサ１０３
を使用して上記各種の触覚指標と押圧力の関係を校正テ
ーブル５０に予め格納し、把持力等の触覚情報ＳＪを絶
対圧として検出してもよい。

【０１０８】（４）上述した各実施形態では、校正テー
ブル５０を参照して、触覚情報ＳＪを生成する際の基準
となる各閾値を算出したが、これを参照することなく各
閾値を求めてもよい。この場合には、指に圧力が加えら
れていないときの受光レベル（最大値Ｌmax）と最大圧
力が加えられたときの受光レベル（最小値Ｌmin）との
間を、必要とされるグレーティングの数に応じて分割
し、これを各閾値として閾値テーブル５１に格納すれば
よい。この変形例では、受光レベルの最小値Ｌminと最
大値Ｌmaxを求めることができれば触覚をグレーディン
グできるので、圧力センサ１１０を省略し、指で何も把
持していない場合の受光レベルを最大値Ｌmaxとして検
出し、指で物を最大圧力で把持した場合の受光レベルを
最小値Ｌminとして検出すればよい。さらに、グレーテ
ィングを２値で行う場合には、指でなにも把持していな
い場合の受光レベルのみを閾値として触覚を検出しても
よい。この場合でも、物に触れたか否かといった微妙な
触覚を定量化することができる。

【０１０９】（５）上述した各実施形態においては、受
光レベルの直流成分はＣＰＵ４で求めることとしたが、
脈波検出部１とＡ／Ｄ変換部２の間に低域通過フィルタ
を設け、その直流成分を直接デジタル信号に変換するよ
うにしてもよい。また、触覚の指標として、受光レベル
の交流成分を用いる場合には、脈波検出部１とＡ／Ｄ変
換部２の間に高域通過フィルタとアンプを設ければよ
い。この場合には、Ａ／Ｄ変換部２のダイナミックレン
ジを有効に活用し、高いＳ／Ｎの交流成分を触覚指標と
して用いることができる。

【０１１０】（６）上述した第１実施形態で説明した触
覚検出装置を、アミューズメントの分野に応用してもよ
い。例えば、戦闘のシュミレーションゲームでは、３個
のボタンとジョイスティックがキャラクタの操作子とし
て用いられ、これらの操作を適宜組み合わせることによ
って、攻撃パターンが選択されることが多い。この場
合、３個のボタンの替わりに触覚検出装置を用いること
ができる。具体的には、プレイヤーは、右手第１指，第
２指，第３指に脈波検出部１を装着し、左手でジョイス
ティックを操作する。そして、ゲームの進行に併せて右
手第１指〜第３指を操作盤に押圧することによって、ボ
タンを押し下げる場合と同様の作用を奏することができ
る。この場合、２値のグレーティングを行うことによっ
て、ボタンの替わり使用することができるが、例えば、
５値のグレーティングを行うならば、より複雑な動作を
キャラクタに与えることができ、高度なエンターテイメ
ントを演出することができる。

【０１１１】（７）また上述した第１実施形態で説明し
た触覚検出装置をキーボードやマウス等の情報入力装置
に応用してもよい。例えば、テンキーに応用する場合に
は、両手の各指に脈波検出部１を装着し、２値でグレー
ディングを行い、各指で検出される触覚情報ＳＪを０〜
９の数値に割り当てればよい。この場合には、キーを探
す必要がないので、入力速度を飛躍的に向上させること
ができる。また、キーの重さを感ずることもないので、
腱鞘炎といったキー入力に伴う弊害を防ぐこともでき
る。

【０１１２】また、コンピュータ用のキーボードとして
は、ＪＩＳ配列やアスキー配列等が知られているが、そ
れらで用いられるキーの数は１０を越える。このため、
両手各指からの触覚情報ＳＪからだけでは足らないが、
同時に複数の指に押圧を加えることによって、これを補
うことができる。また、例えば、５つの領域に分割され
たシート状のキーボードと、触覚検出装置を組み合わせ
て用いるようにしてもよい。この場合には、キーボード
自体が不要になったり、小型化を図ることができる。

【０１１３】また、マウスは通常、２つのボタン等から
構成されるが、このボタンの替わりに触覚検出装置を用
いることができる。また触覚検出装置を各種把握を伴う
製品の評価・設計支援や、手指機能に障害がある方の手
指機能の診断およびリハビリテーションへ応用すること
もできる。また、タイピストの指チェックに応用するこ
ともできる。

【０１１４】（８）上述した第２実施形態で説明した触
覚伝送システムにおいて、第２の触覚検出装置ともに、
機械的な作用を手に付与する押圧手段を用いてもよい。
この場合、第２のパーソナルコンピュータＰＣ２は、外
部から供給される触覚情報ＳＪａと第２の触覚検出装置
Ｂで検出される触覚情報ＳＪｂを比較し、触覚情報ＳＪ
ａと触覚情報ＳＪｂが一致するように押圧手段を制御し
て、指（検出部位）に圧力を加えればよい。

【０１１５】また、これを第３実施形態で説明した脈診
装置に適用して脈診情報伝送システムを構成してもよ
い。この場合、患者自らが脈波検出部１を指尖部に装着
して脈診を行うと、受光信号に応じた触覚情報ＳＪが生
成される。この触覚情報ＳＪが脈診情報として、図８に
示す第１のパーソナコンピュータＰＣ１から、ネットワ
ークＮＥＴを介して医師側にある第２のパーソナルコン
ピュータに供給される。すると、第２のパーソナルコン
ピュータＰＣ２は、外部から供給される脈診情報（触覚
情報ＳＪａ）と第２の触覚検出装置Ｂで検出される触覚
情報ＳＪｂを比較し、触覚情報ＳＪａと触覚情報ＳＪｂ
が一致するように押圧手段を制御して、医師の指（検出
部位）に圧力を加える。これによって、医師は、患者の
脈を知ることができる。この場合、患者自らが脈診を行
うのではなく、介護者が脈波検出部１を指尖部に装着し
て脈診を行うようにしてもよい。これにより、いわゆる
在宅医療を行うことができる。

【０１１６】なお、上述した第２実施形態の触覚伝送シ
ステムにおいて、第１のパーソナルコンピュータＰＣ１
と第１の触覚検出装置Ａの間、および第２のパーソナル
コンピュータＰＣ２と第２の触覚検出装置Ｂの間にあっ
ては、赤外線で通信を行うここととしたが、本発明はこ
れに限定されることなく、例えば、電波を用いて通信を
行ってもよく、要は、人が物を把持する際に邪魔になら
ないような通信方式であればどのようなものを用いても
よい。

【０１１７】（９）上述した第３実施形態では、熟練し
た医師の触覚情報をＲＯＭ６に格納したが、患者を診察
する際に医師が脈診を行い、その際に適切な脈象が得ら
れるように橈骨動脈上の表皮を押圧し、この時の触覚情
報をデータレジスタ５２に格納してもよい。この後、学
生が、脈波検出部１を装着して同一の患者に対し脈診を
行い、液晶表示部１０８に表示される棒グラフに従って
押圧の程度を調整する。この場合には、熟練した医師か
ら弦脈，滑脈，平脈といった脈の種類に関するアドバイ
スを受けることができるので、微妙な押圧の程度と脈の
感じ方を同時に学ぶことができる。

【０１１８】（１０）上述した第３実施形態において、
グレーディングを浮、中、沈に対応する３段階で行い、
液晶表示部１０８に、「浮、中、沈」といった文字を表
示するようにしてもよい。また、これに対応する「１，
２，３」といった記号、長さの異なる棒グラフ等で脈診
情報を表示してもよい。この場合、ＣＰＵ４はＲＯＭ６
に格納されている閾値Ｐ１，Ｐ２（基準触覚情報）に基
づいて触覚情報ＳＪをグレーディングして脈診情報を生
成する脈診情報生成手段として機能する。また、上述し
た第３実施形態においては、使用者（第三者）が患者
（被験者）を診断する際に使用者自身に押圧の程度を告
知するものであったが、液晶表示部１０８をデイスプレ
イに置き換えて患者に告知するようにしてもよい。ま
た、使用者が自分自身（被験者）の脈を測定してもよい
ことは勿論である。

【０１１９】（１１）上述した第３実施形態において
は、脈診における押圧の程度を触覚情報ＳＪによって検
出し、これにより浮脈、沈脈といった脈象を特定した
が、本発明は、これに限定されるものではなく、触覚情
報ＳＪに基づいて脈診を行うのであれば、どのような装
置に適用してもよい。触覚情報ＳＪは脈波検出部１を装
着した指尖部で感ずる反力を表すものであるから、医師
が脈診を行う際に指先で感ずる触覚を定量化したもので
ある。したがって、触覚情報ＳＪを解析することによっ
て、脈のありようを検知することができる。例えば、触
覚情報ＳＪの交流成分は、患者の脈波波形である。した
がって、その脈波波形を解析することによって、弦脈、
平脈、滑脈といった脈象を特定し生体の健康状態を診断
してもよい。

【０１２０】また、上述した第３実施形態においては、
上記触覚情報ＳＪを算出する際に、図５に示す圧力セン
サ１１０を用いて校正テーブル５０を生成しこれに基づ
いて閾値テーブル５１を生成したが、上述した変形例
（４）で説明したように、圧力センサ１１０と校正テー
ブル５０を用いることなく、触覚情報ＳＪを生成しても
よいことは勿論である。この場合には、脈診を行う人自
身の押圧の程度、すなわち、押圧を加えていないとき、
浮、中、沈等の状態を、測定者がその押圧と判断したと
きの脈波信号の直流成分でグレーディングすることがで
きる。なお、上述した変形例（２），（３）を第３実施
形態に適用してもよいことは勿論である。

【０１２１】（１２）上述した各実施形態においては、
脈波検出部１で検出された受光信号を閾値をグレーディ
ングして、触覚情報ＳＪを生成したが、触覚情報ＳＪは
押圧の程度を示すものであるから、受光信号の示す受光
光量に応じた触覚情報ＳＪであれば、グレーディングの
必要はない。要は、受光信号に基づいて触覚情報ＳＪを
生成すればよい。

【０１２２】また、上述した各実施形態においては、視
覚に訴える告知手段として液晶表示部を用いたが、本発
明に係わる告知手段はこれに限定されるものではなく、
聴覚、嗅覚、触覚といった人の五感に訴え、触覚情報Ｓ
Ｊを告知できるものであればどのようなものであっても
よい。例えば、聴覚に訴える告知手段では、触覚情報Ｓ
Ｊを音声によって告知すればよく、これにより、目の不
自由な人でも扱える装置を提供することができる。触覚
情報ＳＪを５段階にグレーディングする場合、今の触覚
情報ＳＪがレベル３であるとすれば、「押圧はレベル３
です。」といった音声メッセージをスピーカやイヤホー
ンを介して流せばよい。

【０１２３】

【発明の効果】上述したように本発明の発明特定事項に
よれば、直接、物に触れたり物を掴むことができる状態
で触覚を定量化した触覚情報を検出することができる。
また、装置の構成が簡単であるので、被験者の負担とな
ることもない。また、物に触れたか否かといった微妙な
触覚を検出することができる。さらに、相対的な触覚の
伝送や再現を行うことができる。また、脈診において押
圧の程度を客観的に知ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ランバートベールの法則を示す説明図であ
る。

【図２】人の血管部分に外部から光を照射したときの
吸光度の分布の一例を示す説明図である。

【図３】体内各部における血圧の一例を示すグラフで
ある。

【図４】本発明の第１実施形態に係わる触覚検出装置
の外観構成の例を示す説明図である。

【図５】同実施形態に係わる触覚検出装置のブロック
図である。

【図６】同実施形態に用いられる脈波検出部１の詳細
な構成を示す回路図である。

【図７】３人の被験者に対して測定した圧力と受光レ
ベルの関係を示したグラフである。

【図８】本発明の第２実施形態に係わる触覚伝送シス
テムのブロック図である。

【図９】同実施形態に係わる第１，第２のパーソナル
コンピュータのディスプレイに表示される画面の一例を
説明するための説明図である。

【図１０】本発明の第３実施形態に係わる脈診装置の
使用状態を示す説明図である。

【図１１】同実施形態に係わる押圧指感趨勢曲線と閾
値の関係を示す説明図である。

【図１２】同実施形態に係わる液晶表示部の表示態様
の一例を示したものである。

【図１３】同実施形態に係わる液晶表示部の表示態様
の他の例を示したものである。

【図１４】（Ａ）は変形例に係わる脈波検出部１’の
構成例の断面図、（Ｂ）はその平面図である。

【図１５】押圧指感趨勢図を説明するための図であ
る。

【図１６】代表的な押圧指感趨勢曲線を示す図であ
る。

【図１７】（ａ）は、変形例にかかる脈波検出部であ
って、直接反射光成分を検出する場合の構成を示す概略
構成図であり、（ｂ）は、散乱光成分を検出する場合の
概略構成図である。

【図１８】（ａ）は、変形例にかかる受光素子として
最適なフォトダイオードの構成を示す側断面図であり、
（ｂ）は、出力を取り出すための電気的回路である。

【図１９】変形例の発光素子として最適な半導体レー
ザの構成を示す側断面図である。

【符号の説明】

１，１’…脈波検出部（検出手段）、４…ＣＰＵ（閾値
算出手段、触覚情報生成手段、脈診手段、脈診情報生成
手段）、６…ＲＯＭ（記憶手段）、５０…校正テーブ
ル、５１…閾値テーブル、ＬＳ…受光信号、ＰＳ…圧力
信号、ＳＪ…触覚情報、ＡＶ１，ＡＶ２…音声・画像入
出力手段（告知手段）、ＡＴＦ，ＢＴＦ…通信インタフ
ェース部（送信手段、受信手段）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生体の検出部位に光を照射したときに得
られる反射光を受光して受光信号を検出する検出手段
と、前記受光信号から、前記検出部位の触覚情報を生成する
触覚情報生成手段とを備えたことを特徴とする触覚検出
装置。
【請求項２】生体の検出部位に光を照射したときに得
られる反射光を受光して受光信号を検出する検出手段
と、前記受光信号をグレーディングする際の基準となる閾値
を格納する閾値テーブルと、前記受光信号と前記閾値とを比較して、前記受光信号を
グレーディングすることにより、前記検出部位の触覚を
定量化した触覚情報を生成する触覚情報生成手段とを備
えたことを特徴とする触覚検出装置。
【請求項３】生体の検出部位に光を照射したときに得
られる反射光を受光して受光信号を検出する検出手段
と、前記検出部位に圧力が加えられていないときの前記受光
信号に基づいて、記受光信号をグレーディングする際の
基準となる閾値を算出する閾値算出手段と、前記閾値を
格納する閾値テーブルと、前記受光信号と前記閾値とを比較して、前記受光信号を
グレーディングすることにより、前記検出部位の触覚を
定量化した触覚情報を生成する触覚情報生成手段とを備
えたことを特徴とする触覚検出装置。
【請求項４】生体の検出部位に光を照射したときに得ら
れる反射光を受光して受光信号を検出する検出手段と、前記検出部位に圧力が加えられていないときの前記受光
信号と、前記検出部位に最大圧力が加えられたときの前
記受光信号とに基づいて、記受光信号をグレーディング
する際の基準となる閾値を算出する閾値算出手段と、前記閾値を格納する閾値テーブルと、前記受光信号と前記閾値とを比較して、前記受光信号を
グレーディングすることにより、前記検出部位の触覚を
定量化した触覚情報を生成する触覚情報生成手段とを備
えたことを特徴とする触覚検出装置。
【請求項５】生体の検出部位に光を照射したときに得ら
れる反射光を受光して受光信号を検出する検出手段と、前記受光信号と前記検出部位に加えられる圧力の関係を
予め格納した校正テーブルと、前記検出部位に圧力が加えられていないときの前記受光
信号と前記検出部位に最大圧力が加えられたときの前記
受光信号を、前記校正テーブルに格納されている前記受
光信号と前記検出部位に加えられる圧力の関係と対応付
け、前記受光信号をグレーディングする際の基準となる
閾値を算出する閾値算出手段と、前記閾値を格納する閾値テーブルと、前記受光信号と前記閾値とを比較して、前記受光信号を
グレーディングすることにより、前記検出部位の触覚を
定量化した触覚情報を生成する触覚情報生成手段とを備
えたことを特徴とする触覚検出装置。
【請求項６】前記閾値算出手段は、前記受光信号の直
流レベルに基づいて、記受光信号をグレーディングする
際の基準となる閾値を算出し、前記触覚情報生成手段は、前記受光信号の直流レベルと
前記閾値とを比較して、前記受光信号をグレーディング
することにより、前記検出部位の触覚を定量化した触覚
情報を生成することを特徴とする請求項３〜５のうちい
ずれか１項に記載の触覚検出装置。
【請求項７】前記閾値算出手段は、前記受光信号の振
幅レベルに基づいて、記受光信号をグレーディングする
際の基準となる閾値を算出し、前記触覚情報生成手段は、前記受光信号の振幅レベルと
前記閾値とを比較して、前記受光信号をグレーディング
することにより、前記検出部位の触覚を定量化した触覚
情報を生成することを特徴とする請求項３〜５のうちい
ずれか１項に記載の触覚検出装置。
【請求項８】前記閾値算出手段は、前記受光信号の直
流レベルと振幅レベルの比に基づいて、記受光信号をグ
レーディングする際の基準となる閾値を算出し、前記触覚情報生成手段は、前記受光信号の直流レベルと
振幅レベルの比と、前記閾値とを比較して、前記受光信
号をグレーディングすることにより、前記検出部位の触
覚を定量化した触覚情報を生成することを特徴とする請
求項３〜５のうちいずれか１項に記載の触覚検出装置。
【請求項９】前記検出手段は、波長が３００ｎｍから
７００ｎｍの光を生体の検出部位に照射し、その反射光
を受光して受光信号を検出することを特徴とする請求項
１〜８のうちいずれか１項に記載の触覚検出装置。
【請求項１０】前記検出手段は、光を発する発光部と、前記発光部より発せられる光を偏光化させる第１の偏光
化部と、偏光化された光の反射光を入射して、特定方向の偏光成
分を通過させる第２の偏光化部と、前記第２の偏光化部を通過した光を受光し、受光光量に
応じた受光信号を出力する受光部とをとを備えたこと特
徴とする請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の触覚
検出装置。
【請求項１１】前記検出手段は、光を発する発光部と、前記発光部より発せられる光を偏光化させる第１の偏光
化部と、偏光化された光の反射光を入射して、特定方向の偏光成
分を通過させる第２の偏光化部と、前記第２の偏光化部を通過した光を入射する受光部とを
具備し、前記受光部は、入射した光を共振させる光共振部と、前記光共振部により共振された光に応じた受光信号を出
力する出力部とからなることを特徴とする請求項１〜８
のうちいずれか１項に記載の触覚検出装置。
【請求項１２】前記検出手段は、指尖部に設けられる
ことを特徴とする請求項１〜１１のうちいずれか１項に
記載の触覚検出装置。
【請求項１３】請求項１〜１２のうちいずれか１項に
記載した触覚検出装置を備えた触覚告知装置であって、前記触覚情報生成手段によって生成された前記触覚情報
を告知する告知手段を備えたことを特徴とする触覚告知
装置。
【請求項１４】請求項１〜１２のうちいずれか１項に
記載の触覚検出装置を複数備え、前記各触覚情報を入力
情報として用いるこを特徴とする情報入力装置。
【請求項１５】請求項１〜１２のいずれか１項に記載
した触覚検出装置を備えた触覚再現装置であって、外部から供給される触覚情報と前記触覚情報生成手段で
生成される触覚情報とが近ずくように促す告知手段を備
えたことを特徴とする触覚再現装置。
【請求項１６】請求項１〜１２のいずれか１項に記載
した触覚検出装置を備えた触覚再現装置であって、外部から供給される触覚情報と前記触覚情報生成手段で
生成される触覚情報を比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に基づいて、外部から供給され
る触覚情報と前記触覚情報生成手段で生成される触覚情
報とが一致するように前記検出部位に圧力を加える押圧
手段とを備えることを特徴とする触覚再現装置。
【請求項１７】送信側に請求項１〜１２のいずれか１
項に記載した触覚検出装置を備え、受信側に請求項１５
または１６に記載した触覚再現装置を備えた触覚伝送シ
ステムであって、ネットワークとの間で通信を行い、前記触覚検出装置で
検出された触覚情報を前記ネットワークに送信する送信
手段と、前記ネットワークとの間で通信を行い、前記送信側から
の触覚情報を前記外部から供給される触覚情報として出
力する受信手段とを備えたことを特徴とする触覚伝送シ
ステム。
【請求項１８】請求項１２に記載した触覚検出装置を
備えた脈診装置であって、前記触覚情報生成手段で生成される前記触覚情報に基づ
いて脈診を行う脈診手段とを備えたことを特徴とする脈
診装置。
【請求項１９】請求項１２に記載した触覚検出装置を
備えた脈診装置であって、脈診を行う際の押圧の程度を表す基準触覚情報を予め格
納する記憶手段と、前記触覚情報生成手段で生成される前記触覚情報と前記
基準触覚情報とに基づいて脈診を行う脈診手段とを備え
たことを特徴とする脈診装置。
【請求項２０】請求項１２に記載した触覚検出装置を
備えた脈診教育装置であって、脈診を行う際の押圧の程度を表す基準触覚情報を予め格
納する記憶手段と、前記基準触覚情報に基づいて前記触覚情報をグレーディ
ングして脈診情報を生成する脈診情報生成手段と、前記脈診情報を告知する告知手段とを備えたことを特徴
とする脈診教育装置。
【請求項２１】前記告知手段は、前記触覚情報生成手
段で生成される前記触覚情報が前記基準触覚情報に近づ
くように告知することを特徴とする請求項２０に記載の
脈診教育装置。
【請求項２２】被験者自らが指尖部に前記検出手段を
装着して脈診を行い、前記告知手段は前記被験者に対し
て告知を行うことを特徴とする請求項２０または２１に
記載の脈診教育装置。
【請求項２３】第三者が指尖部に前記検出手段を装着
して脈診を行い、前記告知手段は前記第三者に対して告
知を行うことを特徴とする請求項２０または２１に記載
の脈診教育装置。
【請求項２４】送信側に請求項１２に記載した触覚検
出装置を備え、受信側に請求項１５または１６に記載し
た触覚再現装置を備えた脈診情報伝送システムであっ
て、ネットワークとの間で通信を行い、前記触覚検出装置で
検出された触覚情報を脈診情報として前記ネットワーク
に送信する送信手段と、前記ネットワークとの間で通信を行い、前記送信側から
の前記脈診情報を前記外部から供給される触覚情報とし
て前記触覚再現装置に出力する受信手段とを備えたこと
を特徴とする脈診情報伝送システム。
【請求項２５】送信側に請求項１２に記載した触覚検
出装置を備え、受信側に請求項１５または１６に記載し
た触覚再現装置を備えた脈診情報伝送システムであっ
て、前記送信側では被験者自らが指尖部に前記検出手段を装
着して脈診を行って得た前記受光信号に基づいて、前記
触覚情報を生成しこれを脈診情報としてネットワークに
送信する送信手段と、前記ネットワークとの間で通信を行い、前記送信側から
の前記脈診情報を前記外部から供給される触覚情報とし
て前記触覚再現装置に出力する受信手段とを備えたこと
を特徴とする脈診情報伝送システム。
【請求項２６】送信側に請求項１２に記載した触覚検
出装置を備え、受信側に請求項１５または１６に記載し
た触覚再現装置を備えた脈診情報伝送システムであっ
て、前記送信側では第三者が指尖部に前記検出手段を装着し
て被験者の脈診を行って得た前記受光信号に基づいて、
前記触覚情報を生成しこれを脈診情報として前記ネット
ワークに送信する送信手段と、前記ネットワークとの間で通信を行い、前記送信側から
の前記脈診情報を前記外部から供給される触覚情報とし
て前記触覚再現装置に出力する受信手段とを備えたこと
を特徴とする脈診情報伝送システム。