特許 6377369 おしゃぶり型センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6377369

(24)【登録日】2018年8月3日

(45)【発行日】2018年8月22日

(54)【発明の名称】おしゃぶり型センサ

(51)【国際特許分類】

   A61J 17/00 20060101AFI20180813BHJP

【ＦＩ】

   A61J17/00 Z

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-38494(P2014-38494)

(22)【出願日】2014年2月28日

(65)【公開番号】特開2015-160079(P2015-160079A)

(43)【公開日】2015年9月7日

【審査請求日】2017年2月16日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２５年度、独立行政法人科学技術振興機構、戦略的創造研究推進事業チーム型研究（ＣＲＥＳＴ）等委託事業「ペタゴジカル・マシン：教え教えられる人工物の発達認知科学的基盤」、産業技術力強化法第１９条の適用をうける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】504137912

【氏名又は名称】国立大学法人 東京大学

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】特許業務法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】開 一夫

(72)【発明者】

【氏名】石井 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】尾形 正泰

(72)【発明者】

【氏名】今井 倫太

【審査官】 佐藤 智弥

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−５３０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−３６７９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｊ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

乳首部の外力による変形の程度を検出するおしゃぶり型センサであって、
前記乳首部の内側に配置された伸縮変形自在の伸縮変形自在部材と、
前記伸縮変形自在部材の内部に配置された反射型フォトセンサと、
を備え、
前記伸縮変形自在部材は、前記乳首部に外力が作用していないときに前記反射型フォトセンサによる受光量が最大近傍となる密度に調整されており、
前記反射型フォトセンサは、前記乳首部の長手方向に複数配置されている、
おしゃぶり型センサ。

【請求項2】

請求項１記載のおしゃぶり型センサであって、
前記乳首部を有するおしゃぶり本体と、
前記反射型フォトセンサに給電するバッテリと、
信号を無線送信する無線送信手段と、
前記反射型フォトセンサからの検出信号を入力すると共に入力した検出信号に基づいて送信信号を調整し、該送信信号が送信されるよう前記無線送信手段を制御する制御手段と、
前記おしゃぶり本体に着脱自在に取り付けられ、前記バッテリと前記無線送信手段と前記制御手段とを収納する収納部材と、
を備えるおしゃぶり型センサ。

【請求項3】

請求項２記載のおしゃぶり型センサであって、
前記収納部材に取り付けられ、外側形状が前記乳首部の内側形状と略同一となるよう形成され、前記伸縮変形自在部材と前記反射型フォトセンサとを内部に収納し、前記乳首部に着脱自在に嵌挿されて前記乳首部への外力の作用に伴って変形するセンサ収納部、
を備えるおしゃぶり型センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、おしゃぶり型センサに関し、詳しくは、乳首部の外力による変形の程度を検出するおしゃぶり型センサに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種のおしゃぶり型センサとしては、おしゃぶり部分の圧力を検出するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このセンサでは、シリコンゴムにより形成された中空のおしゃぶり部分と、このおしゃぶり部分の中空部に一端が連通するビニールチューブと、ビニールチューブの他端側に配置された空気圧センサと、を備えており、おしゃぶり部分の空気圧の変化をビニールチューブを介して空気圧センサにより検出している。そして、このおしゃぶり型センサは、空気圧センサからの出力信号を音生成器に入力し、空気圧の変化に応じた音を出力する音具に用いられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３−０５３０４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

おしゃぶり型センサは、近年、上述の音具のように乳児用の玩具に用いたり、乳児の情報機器操作能力を試験するためのインターフェースに用いたり、或いは、乳児だけでなく音声によるコミュニケーションを行なうことができない者のコミュニケーションツールに用いたりすることなどの用途が考えられており、用途に好適なものが望まれている。

【0005】

本発明のおしゃぶり型センサは、新たな構成のおしゃぶり型センサを提供することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のおしゃぶり型センサは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

【0007】

本発明のおしゃぶり型センサは、
乳首部の外力による変形の程度を検出するおしゃぶり型センサであって、
前記乳首部の内側に配置された変形自在の伸縮変形自在部材と、
前記伸縮変形自在部材の内部に配置された反射型フォトセンサと、
を備えることを要旨とする。

【0008】

この本発明のおしゃぶり型センサでは、反射型フォトセンサから発した光のうち伸縮変形自在部材で反射して反射型フォトセンサに入力される光量（受光量）に基づいて、乳首部の外力による変形の程度を検出する。乳首部が外力により変形すると、伸縮変形自在部材の密度が変化し、反射型フォトセンサに入力される光量（受光量）が変化する。この受光量の変化の程度を乳首部の変形の程度として検出するのである。これにより、乳首部の外力による変形の程度を検出することができる。

【0009】

こうした本発明のおしゃぶり型センサにおいて、前記伸縮変形自在部材は、前記乳首部に外力が作用していないときに前記反射型フォトセンサによる受光量が最大近傍となる密度に調整されているものとすることもできる。こうすれば、乳首部への外力の作用による乳首部の変形の程度を反射型フォトセンサによる受光量の減少の程度として検出することができ
る。

【0010】

また、本発明のおしゃぶり型センサにおいて、前記反射型フォトセンサは、前記乳首部の長手方向に複数配置されているものとすることもできる。こうすれば、乳首部の長手方向における複数の変形の程度の形態（例えば、乳首部の先端部分の変形の程度や中央部分の変形の程度、根元部分の変形の程度などの組み合わせ）を個別に識別可能に検出することができる。

【0011】

さらに、本発明のおしゃぶり型センサにおいて、前記乳首部を有するおしゃぶり本体と、前記反射型フォトセンサに給電するバッテリと、信号を無線送信する無線送信手段と、前記反射型フォトセンサからの検出信号を入力すると共に入力した検出信号に基づいて送信信号を調整し、該送信信号が送信されるよう前記無線送信手段を制御する制御手段と、前記おしゃぶり本体に着脱自在に取り付けられ、前記バッテリと前記無線送信手段と前記制御手段とを収納する収納部材と、を備えるものとすることもできる。こうすれば、おしゃぶり型センサとこのセンサからの検出信号に基づいて作動する装置とを別体とすることができる。

【0012】

こうした収納部材を備える態様の本発明のおしゃぶり型センサにおいて、前記収納部材に取り付けられ、外側形状が前記乳首部の内側形状と略同一となるよう形成され、前記伸縮変形自在部材と前記反射型フォトセンサとを内部に収納し、前記乳首部に着脱自在に嵌挿されて前記乳首部への外力の作用に伴って変形するセンサ収納部、を備えるものとすることもできる。こうすれば、容易におしゃぶり本体を取り外して洗浄することができる。また、おしゃぶり本体を取り替えるだけで直ちにおしゃぶり型センサを用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施例としてのおしゃぶり型センサ２０の概略を示す構成図である。

【図2】実施例のおしゃぶり型センサ２０を構成するセンサ部３０とおしゃぶり本体５０とを示す説明図である。

【図3】第１センサ４２および第２センサ４４として用いる反射型フォトセンサの構成の概略を示す構成図である。

【図4】おしゃぶり型センサ２０を電気的なブロックとして示すブロック図である。

【図5】第１センサ４２が配置された部分の乳首部５８に外力を作用させたときの変形の様子を模式的に示す説明図である。

【図6】第１センサ４２が配置された部分の乳首部５８に外力を作用させたときの乳首部５８の変形量と第１センサ４２の検出信号（電圧）の時間的変化の一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

【実施例1】

【0015】

図１は本発明の一実施例としてのおしゃぶり型センサ２０の概略を示す構成図であり、図２は実施例のおしゃぶり型センサ２０を構成するセンサ部３０とおしゃぶり本体５０とを示す説明図である。実施例のおしゃぶり型センサ２０は、図示するように、センサ部３０とおしゃぶり本体５０とに分離可能に構成されている。

【0016】

おしゃぶり本体５０は、一般的なおしゃぶりと同様に構成されており、樹脂により形成されて可撓性を有する台座部５４と、この台座部５４と一体形成された略楕円円盤形状のつまみ部５２と、変形自在な材料（例えばシリコンゴム）により形成されてつまみ部５２の中央に取り付けられた乳首部５８と、を備える。おしゃぶり本体５０の台座部５４の内側には、おしゃぶり本体５０をセンサ部３０に取付固定するための取付凹部５６ａ，５６ｂが形成されている。

【0017】

センサ部３０は、収納本体３２と、収納本体３２に取り付けられたセンサ収納部３８とにより構成されている。収納本体３２は、樹脂により形成されており、コントローラ６０や通信モジュール６２，バッテリ６４を収納している。収納本体３２の取り付け面３４の両サイド近傍には、おしゃぶり本体５０の台座部５４の内側に形成された取付凹部５６ａ，５６ｂに嵌め込み可能な取付凸部３６ａ，３６ｂが形成されており、取付凸部３６ａ，３６ｂを取付凹部５６ａ，５６ｂに嵌め込むことにより、おしゃぶり本体５０を収納本体３２に取り付け固定する。

【0018】

センサ収納部３８は、おしゃぶり本体５０の乳首部５８と同様の材料（例えばシリコンゴム）により、その外側形状が乳首部５８の内側形状と略同一となるように、且つ、乳首部５８へのセンサ収納部３８の挿入を伴っておしゃぶり本体５０を収納本体３２に取り付けたときに、先端が乳首部５２の先端内側に当接するように形成されており、収納本体３２の取り付け面３４の中央に取り付けられている。したがって、おしゃぶり本体５０を収納本体３２に取り付けると、センサ収納部３８の外周面は乳首部５８の内周面に密着し、乳首部５８に外力が作用して変形すると、この変形に伴ってセンサ収納部３８も変形する。センサ収納部３８には、変形自在のわた状部材４６が充填されており、先端部近傍のわた状部材４６の中央付近に第１センサ４２が配置されていると共に中央部近傍のわた状部材の中央付近に第２センサ４４が配置されている。

【0019】

わた状部材４６は、ポリエステル等により形成されたもの、例えば、ぬいぐるみやパッチワークなどの詰め物に用いる手芸用のわた（株式会社アライ製の「つぶつぶ手芸わた」など）を用いることができる。なお、わた状部材４６は、反射型フォトセンサから発する光を反射可能で伸縮変形自在なものであれば如何なるものであっても構わない。

【0020】

第１センサ４２および第２センサ４４は、小型の反射型フォトセンサとして構成されており、例えばコーデンシ株式会社製のフォトインタラプタＳＧ−１０５などを用いることができる。図３に第１センサ４２および第２センサ４４として用いる反射型フォトセンサの構成の概略を示す。第１センサ４２および第２センサ４４は、バッテリ６４から電力供給され赤外線を発光する発光ダイオードＤｉと、この発光ダイオードＤｉに対して直列接続により接地する抵抗Ｒ１と、コレクタがバッテリ６４に接続されてベースに入光する赤外線の受光量に応じた電流をコレクタ・エミッタ間に流すフォトトランジスタＴｒと、フォトトランジスタＴｒのエミッタに対して直列接続により接地する抵抗Ｒ２と、により構成されており、フォトトランジスタＴｒのエミッタと抵抗Ｒ２との接続点に接続されたアウトプット端子（Ｏｕｔｐｕｔ）から検出信号（電圧）を出力する。前述したように、フォトトランジスタＴｒは受光量に応じた電流をコレクタ・エミッタ間に流すから、アウトプット端子（Ｏｕｔｐｕｔ）からの検出信号は、受光量が値０のときには０Ｖとなり、受光量が多くなるほど高い電圧となる。実施例では、第１センサ４２および第２センサ４４は、わた状部材４６に包まれているから、発光ダイオードＤｉから発した赤外線のうちわた状部材４６で反射してフォトトランジスタＴｒに入光する光量に応じた検出信号を出力する。いま、わた状部材４６の密度を変化させると、わた状部材４６で反射してフォトトランジスタＴｒに入光する光量も変化するから、検出信号も変化する。したがって、わた状部材４６に包まれた第１センサ４２および第２センサ４４は、センサ回りのわた状部材４６の密度の変化を検出信号として出力することになる。実施例では、センサ収納部３８が何ら変形していない状態のときに第１センサ４２および第２センサ４４からの検出信号（電圧）が最大となるようにわた状部材４６の充填量（密度）が調節されている。

【0021】

図４は、実施例のおしゃぶり型センサ２０を電気的なブロックとして示すブロック図である。図示するように、第１センサ４２や第２センサ４４からの検出信号は、コントローラ６０に入力され、コントローラ６０により送信信号（例えば、８ビットデータや１０ビットデータなどのデジタル信号）に調整されて通信モジュール６２に送られる。そして、送信信号は通信モジュール６２により無線通信によって別体のコンピュータ７０などに送信される。ここで、コントローラ６０は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータであり、ＣＰＵの他に図示しないＲＯＭやＲＡＭ，入出力ポートなどを備える。通信モジュール６０は、例えばブルートゥースによる無線通信を行なうモジュールとして構成されている。

【0022】

次に、こうして構成されたおしゃぶり型センサ２０の動作について説明する。図５は、第１センサ４２が配置された部分の乳首部５８に外力を作用させたときの変形の様子を模式的に示す説明図であり、図６は、第１センサ４２が配置された部分の乳首部５８に外力を作用させたときの乳首部５８の変形量と第１センサ４２の検出信号（電圧）の時間的変化の一例を示す説明図である。実施例では、センサ収納部３８内のわた状部材４６は、乳首部５８に外力が作用していないときに（図５中左側）、第１センサ４２からの検出信号（電圧）が最大（以下、この電圧を「最大電圧Ｖ０」という。）となるように充填量（密度）が調整されているから、センサ収納部３８に何ら変形していないときには、検出信号は最大電圧Ｖ０を保持する。乳首部５８への外力の作用を開始した時間Ｔ１以降では、乳首部５８は外力により圧縮方向に変形することによってセンサ収納部３８内のわた状部材４６の密度が大きくなるから、発光ダイオードＤｉから発した赤外線のうちわた状部材４６で反射してフォトトランジスタＴｒで受光する光量が小さくなり、検出信号は最大電圧Ｖ０から減少する。乳首部５８の変形量が最大となる時間Ｔ２では、わた状部材４６が第１センサ４２にほぼ密着するようになり、わた状部材４６で反射する赤外線はフォトトランジスタＴｒに入力されなくなるから、検出信号も最小となる。その後、乳首部５８への外力が解除されるに従ってわた状部材４２の密度が小さくなるにしたがってフォトトランジスタＴｒの受光量は増加し、検出信号は大きくなる。そして、外力が完全に解除されて乳首部５８が変形から完全に復元する時間Ｔ３には、検出信号も最大電圧Ｖ０に戻る。なお、第２センサ４４が配置された部分の乳首部５８に外力を作用させたときも同様である。

【0023】

実施例のおしゃぶり型センサ２０では、口唇運動による乳首部５８の変形を第１センサ４２および第２センサ４４からの検出信号により精度よく検出することができる。しかも、乳首部５８の先端部近傍に配置された第１センサ４２からの検出信号と乳首部５８の中央部近傍に配置された第２センサ４４からの検出信号とにより口唇運動を検出するから、口唇運動による乳首部５８の変形の形態、例えば先端部を中心とした変形や中央部を中心とした変形，先端部から中央部まで略均一な変形などの種々の形態を識別することができる。このため、実施例のおしゃぶり型センサ２０を乳児の情報機器操作能力を試験するためのインターフェースに用いるものとすれば、乳児の口唇運動の形態に応じた情報機器操作能力を試験することができる。また、実施例のおしゃぶり型センサ２０を玩具に用いるものとすれば、口唇運動の形態に応じた作動を行なわせることができる。さらに、実施例のおしゃぶり型センサ２０を音声によるコミュニケーションを行なうことができない者へのコミュニケーションツールに用いるものとすれば、口唇運動の形態に応じてより複雑な内容のコミュニケーションを可能とする。

【0024】

以上説明した実施例のおしゃぶり型センサ２０によれば、反射型フォトレジスタとして構成された第１センサ４２および第２センサ４４をわた状部材４６で包んで乳首部５８の内側に配置することにより、乳首部５８の外力による変形を、この変形に伴うわた状部材４６の密度の変化に対するフォトトランジスタＴｒの受光量の変化として定量的に検出することができる。しかも、乳首部５８の先端部近傍に第１センサ４２を配置すると共に乳首部５８の中央部近傍に第２センサ４４を配置するから、口唇運動による乳首部５８の種々の変形の形態を識別することができる。この結果、乳児の情報機器操作能力の試験性能や、玩具の性能、コミュニケーションツールの性能などをより向上させることができる。

【0025】

また、実施例のおしゃぶり型センサ２０によれば、おしゃぶり本体５０とセンサ部３０とを別体として構成するから、複数のおしゃぶり本体５０を準備すれば、センサ部３０に取り付けるおしゃぶり本体５０を取り替えて使用することができる。この結果、おしゃぶり本体５０の消毒や洗浄を容易に行なうことができる。

【0026】

実施例のおしゃぶり型センサ２０では、乳首部５８の先端部に第１センサ４２とを配置すると共に乳首部５８の中央部に第２センサ４４を配置するものとしたが、乳首部５８の３つ以上の部位に３つ以上のセンサを配置するものとしてもよい。また、乳首部５８の中央部あるいは先端部のみに単一のセンサのみを配置するものとしても構わない。なお、この単一のセンサのみを配置するものとする場合には、口唇運動の形態の適正な識別は困難となる。

【0027】

実施例のおしゃぶり型センサ２０では、おしゃぶり本体５０とセンサ部３０とを備え、センサ部３０のセンサ収納部３８内にわた状部材４６と第１センサ４２および第２センサ４４とを配置するものとしたが、おしゃぶり本体５０の乳首部５８内にわた状部材４６と第１センサ４２および第２センサ４４とを直接配置するものとしても構わない。この場合、おしゃぶり本体５０に直接収納本体３２が取り付けられているものとすればよい。

【0028】

実施例のおしゃぶり型センサ２０では、わた状部材４６としてポリエステル等により形成された手芸用のわたを用いるものとしたが、反射型フォトセンサの光を反射するわた状の部材であれば如何なる部材を用いるものとしても構わない。

【0029】

実施例のおしゃぶり型センサ２０では、第１センサ４２や第２センサ４４として赤外線を発する発光ダイオードＤｉを用いたコーデンシ株式会社製のフォトインタラプタＳＧ−１０５を用いるものとしたが、可視光を発する発光ダイオードを用いるなど種々の反射型フォトセンサを用いるものとしてもよい。

【0030】

実施例のおしゃぶり型センサ２０では、乳首部５８やセンサ収納部３８をシリコンゴムにより形成するものとしたが、変形自在な材料であれば如何なる材料によって形成するものとしてもよい。

【0031】

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

【産業上の利用可能性】

【0032】

本発明は、おしゃぶり型センサの製造産業や玩具製造産業などに利用可能である。

【符号の説明】

【0033】

２０ おしゃぶり型センサ、３０ センサ部、３２ 収納本体、３４ 取り付け面、３６ａ，３６ｂ 取付凸部、３８ センサ収納部、４２ 第１センサ、４４ 第２センサ、４６ わた状部材、５０ おしゃぶり本体、５２ つまみ部、５４ 台座部、５６ａ，５６ｂ 取付凹部、５８ 乳首部、６０ コントローラ、６２ 通信モジュール、６４ バッテリ、７０ コンピュータ、Ｄｉ 発光ダイオード、Ｒ１，Ｒ２ 抵抗、Ｔｒ フォトトランジスタ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】