特許 7379995 生体情報検出装置

(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】

(24)【登録日】2023-11-07

(45)【発行日】2023-11-15

(54)【発明の名称】生体情報検出装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/01 20060101AFI20231108BHJP

   A61B 5/02 20060101ALI20231108BHJP

【ＦＩ】

A61B5/01 250

A61B5/02 310G

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019172674

(22)【出願日】2019-09-24

(65)【公開番号】P2021048957

(43)【公開日】2021-04-01

【審査請求日】2022-09-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100199565

【弁理士】

【氏名又は名称】飯野 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100162570

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 早苗

(72)【発明者】

【氏名】家垣 雄一郎

(72)【発明者】

【氏名】前田 正博

【審査官】▲高▼木 尚哉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０７２６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０２８１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１２５９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１０２１７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２０６９９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／００００３３６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００７－０２１１０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／００－５／０１

Ａ６１Ｂ ５／０２－５／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

耳に装着された状態で耳の少なくとも一部に接触する本体部と、
前記本体部に突出した状態で設けられ、外耳道に挿入される挿入部と、
前記本体部及び前記挿入部の少なくとも一方に設けられた、装着者の生体情報を検出する検出部と、
前記本体部及び前記挿入部を互いに連結し、変形することによって、前記本体部に対する前記挿入部の角度を変更可能な連結部と、
を備え、
前記本体部は、耳甲介腔に接触する接触面を含み、前記本体部の前記接触面を含む部分には、前記挿入部よりも柔らかく、耳甲介腔側に膨らむ凸部が設けられている、
生体情報検出装置。

【請求項2】

耳に装着された状態で耳の少なくとも一部に接触する本体部と、
前記本体部に突出した状態で設けられ、外耳道に挿入される挿入部と、
前記本体部及び前記挿入部の少なくとも一方に設けられた、装着者の生体情報を検出する検出部と、
前記本体部及び前記挿入部を互いに連結し、変形することによって、前記本体部に対する前記挿入部の角度を変更可能な連結部と、
を備え、
前記挿入部が延びる方向と、前記本体部が耳甲介腔に接触する接触面のうち挿入部側の部分の面とがなす角度は、９０度よりも大きく、かつ、１８０度よりも小さい、
生体情報検出装置。

【請求項3】

前記連結部は前記挿入部よりも柔らかい部材で構成されている、
請求項１又は２に記載の生体情報検出装置。

【請求項4】

前記連結部は、変形することによって、前記本体部に対する前記挿入部の角度を調節可能に構成されている、
請求項１又は２に記載の生体情報検出装置。

【請求項5】

前記連結部は、前記本体部に対する前記挿入部の角度を調節可能に連結した機械的な折り曲げ機構を含む、
請求項４に記載の生体情報検出装置。

【請求項6】

前記折り曲げ機構は、自在継手で構成されている、
請求項５に記載の生体情報検出装置。

【請求項7】

前記挿入部は、１．６Ｈｚの周波数で動的粘弾性を測定して得られる損失正接ｔａｎδのピーク温度が２０℃以上４５℃以下であるα－オレフィン共重合体を含む材料により形成されている、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の生体情報検出装置。

【請求項8】

前記検出部は、装着者の生体情報として体温を検出する、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の生体情報検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、耳に装着して体温や脈拍などを検出する生体情報検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、鼓膜温度計として、例えば下記の特許文献１に開示されたものが知られている。この鼓膜温度計では、人の外耳道の形状が概ねＳ字状であることに着目し、外耳道に挿入されるプローブが、外耳道に沿うような第１カーブ及び第２カーブを有している。そして、このプローブの先端には、鼓膜に臨むようにセンサ素子が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００２－３４０６８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、人の外耳道の形状は、その個人差が大きいことから、上記の第１及び第２カーブが外耳道に必ずしも合うとは限らない。このため、従来の鼓膜温度計のプローブを外耳道に挿入した場合に、人が不快感を強く覚えたり、痛みを感じたりするおそれがある。特に、外耳道における第２カーブに相当する部分は、骨部外耳道といわれ、外耳道の入り口側の部分と比較して、圧迫による痛みを強く感じる。

【0005】

本発明の目的は、耳への装着中における不快感を適切に抑制することができる生体情報検出装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様として、生体情報検出装置は、耳に装着された状態で耳の少なくとも一部に接触する本体部と、本体部に突出した状態で設けられ、外耳道に挿入される挿入部と、本体部及び挿入部の少なくとも一方に設けられた、装着者の生体情報を検出する検出部と、本体部及び挿入部を互いに連結し、変形することによって、本体部に対する挿入部の角度を変更可能な連結部と、を備え、
前記本体部は、耳甲介腔に接触する接触面を含み、前記本体部の前記接触面を含む部分には、前記挿入部よりも柔らかく、耳甲介腔側に膨らむ凸部が設けられている。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一態様によれば、耳への装着中における不快感を適切に抑制することができる生体情報検出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態に係る生体情報検出装置を示す斜視図。

【図2】図１の生体情報検出装置を矢印Ｆ２方向から見た斜視図。

【図3】図１の生体情報検出装置をＦ３－Ｆ３に沿って切断した部分の拡大断面図。

【図4】左耳の一例を左側方から見た外観図。

【図5】図４の左耳をＦ５－Ｆ５に沿って切断した部分の断面図。

【図6】図４の左耳に図１の生体情報検出装置を装着した状態を示す外観図。

【図7】図１の生体情報検出装置の左耳への装着状態について説明するための図。

【図8】挿入部の外耳道への挿入深さと挿入部の径との関係を複数の被験者について調べた結果を示すグラフ。

【図9】本体部に対する挿入部の角度と挿入部の外耳道への挿入状態との関係を説明するための図。

【図10】本体部に対する挿入部の角度と挿入部の外耳道への挿入状態との関係を説明するための図。

【図11】生体情報検出装置の耳への装着感及び測定の安定性を評価した結果を示す図。

【図12】図１の生体情報検出装置の変形例を示す概略図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態に係る生体情報検出装置１０（以下、単に装置１０と称する）は、挿入部２、押圧部４（凸部）、係合部６、及び位置決め部８を備えている。また、装置１０は、脈波センサ１（検出部）を備えた本体１２、及び温度センサ３（検出部）を支持した略円柱状の支持部材１３を有する。さらに、装置１０は、本体１２及び支持部材１３を覆うとともに、挿入部２、押圧部４、係合部６、及び位置決め部８を一体に構成したカバー１４を有する。

【0010】

支持部材１３と温度センサ３は、カバー１４の挿入部２の内部に設けられている。つまり、支持部材１３は、挿入部２を構成する構成要素の一つである。本体１２、本体１２を覆っているカバー１４の部分と、押圧部４とは、本発明の本体部２０として機能する。また、挿入部２、係合部６、及び位置決め部８は、この本体部２０から外方へ突出するように設けられている。

【0011】

カバー１４は、エラストマーなどの弾性部材により形成されている。このため、カバー１４と一体に形成した押圧部４、係合部６、及び位置決め部８も、弾性変形可能である。これに対し、本体１２と支持部材１３は、樹脂や金属などの剛体により形成されており、弾性変形しにくい。つまり、支持部材１３を内部に有する挿入部２は、表面が僅かに弾性変形可能であるが、折り曲げるように弾性変形させることはできない。なお、本実施形態では、本体１２と支持部材１３を別体に設け、互いに離間させてカバー１４内に配置した。

【0012】

カバー１４は、支持部材１３と一体に設けられるとともに本体１２に対して着脱可能に設けられるか、或いは、本体１２及び支持部材１３に対して着脱可能に設けられている。このため、装置１０は、異なるサイズ及び形状の別のカバー１４に交換可能となっている。言い換えると、挿入部２、押圧部４、係合部６、及び位置決め部８の形状や大きさは、カバー１４を交換することにより変更可能である。

【0013】

支持部材１３は、挿入部２より小径な略円柱形状を有し、その軸方向の一端（本体１２から離間した側の端部）に温度センサ３を固設している。支持部材１３は円柱形状に限らず直線状であればいかなる断面形状であってもよい。支持部材１３とともに挿入部２を構成するカバー１４の部分は、その内周面が支持部材１３の外面に接触して配置された略円筒形状に形成されており、温度センサ３の後述する受光面を挿入部２の先端に向けて露出させるための略円形の開口部１５（図２）を有する。

【0014】

挿入部２の支持部材１３を設けた部分は、支持部材１３を設けていない部分と比較して剛性が高い。支持部材１３が直線状に延びているため、支持部材１３が設けられた挿入部２の部分も直線状に構成されており、挿入部２の略全長にわたって折り曲げることができない。これに対し、本体１２と支持部材１３の間のカバー１４だけの部分は、挿入部２よりも柔らかく折り曲げが可能である。つまり、このカバー１４だけの部分は、本体部２０と挿入部２の間を折り曲げ可能に連結した連結部２２として機能する。

【0015】

ここで言う「柔らかい」とは、外耳道３１に挿入部２を挿入した状態で、連結部２２を中心にして、生体情報検出装置１０の装着者が本体部２０を容易に傾けることができる硬さを意味する。言い換えると、挿入部２を外耳道３１に挿入した状態で本体部２０を抉るような応力を加えた場合に、連結部２２がこの応力を吸収して挿入部２に応力が伝わることを抑制する。これにより、装置１０のサイズや大きさが耳に合いにくい場合であっても、その形状の違いにより発生する不所望な応力を、連結部２２において吸収することができ、挿入部２に不所望な応力を伝えないことで、耳が痛くなるような不快感が生じるのを抑制することができる。

【0016】

さらに、挿入部２に剛性を与えている支持部材１３を、金属や樹脂などの剛体ではなくゴムやバネなどの弾性部材により形成してもよく、挿入部２に可撓性を持たせてもよい。この場合、挿入部２を装着者の外耳道３１の形状に合わせて変形させることができ、装置１０を耳に装着した際に外耳道３１の内面を挿入部２が圧迫する不具合をより抑制することができ、装着感をより良くすることができる。なお、この場合であっても、挿入部２よりも連結部２２を柔らかくすることが望ましい。

【0017】

本実施形態では、連結部２２を挿入部２よりも柔らかくしているために、本体１２と支持部材１３の間に隙間を設けてカバー１４だけの部分を設けたが、これに限らず、本体１２と支持部材１３の間を、弾性変形可能な部材によって連結してもよい。或いは、図１２に示す変形例のように、本体１２と支持部材１３を、ボールジョイント３０などの自在継手により連結してもよい。図１２に示すように、ボールジョイント３０を介して本体１２と支持部材１３を連結することにより、本体部２０に対する挿入部２の角度を所望する角度に調節することができる。自在継手として、この他に、カルダンジョイントやツェッパジョイントなどがある。この変形例のように、本体部２０と挿入部２を機械的な折り曲げ機構を介して連結すると、本体部２０に対する挿入部２の角度を装着者の外耳道３１の角度に合わせて調節することができ、耳の形の異なる全ての装着者に対応させることができる。

【0018】

いずれにしても、本体部２０に対して挿入部２を折り曲げ可能にするための連結部２２を設けることで、支持部材１３の先端に固設した温度センサ３と本体１２との間の配線（図示せず）に圧縮及び伸長方向のストレスがかかる。また、挿入部２に可撓性を持たせた場合も、配線にストレスがかかる。特に、伸長方向のストレスが配線にかかると断線するおそれがある。よって、本実施形態では、配線自体を伸び縮み可能な素材により形成した。或いは、配線を支持部材１３の外周面に沿って螺旋状に設けたり、ギザギザのバネ状に設けたりしてもよい。

【0019】

また、図１及び図３に示すように、本体１２は、脈波センサ１を埋設している。脈波センサ１は、本体１２の表面１２ａに設けた凹所１２ｂ内に収容配置されている。本体１２の表面１２ａ側の凹所１２ｂの開口部は、透明な板状部材１１により塞がれている。ここで言う板状部材１１は、例えば、透明なガラス板やアクリル板などである。板状部材１１は、これに限らず、例えば、緑色光や赤色光や赤外光を良好に透過可能な素材により形成すればよい。なお、図３では、カバー１４の図示を省略してある。

【0020】

脈波センサ１は、２つの発光素子１６ａ、１６ｂと１つの受光素子１７を備えている。発光素子１６ａ、１６ｂは、例えばＬＥＤ素子であり、受光素子１７を間に挟んで凹所１２ｂの底に配置されている。発光素子１６ａ、１６ｂから出射された光は、耳で拡散されて、その戻り光が受光素子１７により受光される。この脈波センサ１は、例えば、血流に関する生体情報を検出する反射型の光電式容積脈波（ＰＰＧ；photoplethysmography）センサであり、単位時間当たりの心拍数などを検出する。図１に示すように、カバー１４は、脈波センサ１の板状部材１１を外部に露出するための開口部１４ａを備えている。

【0021】

以下、装置１０の外形及び各部の詳細な構造や機能について、図４乃至図７を参照しながら説明する。装置１０は、人の耳に装着可能であるとともに猿やチンパンジーなどの類人猿の耳に装着可能である。以下の説明では、装置１０を装着した装着者から見て上下左右、前後、内側、外側などを規定する。

【0022】

挿入部２は、耳の外耳道３１に挿入される。挿入部２は、上述した略円柱状の支持部材１３と、支持部材１３の外側を覆うカバー１４部分により形成されている。支持部材１３の先端に設けた温度センサ３は、例えばサーモパイルやボロメータ素子などであり、検出対象（例えば、鼓膜やその周辺の皮膚など）から放射されて開口部１５を通って導光された赤外線を、その受光面を介して非接触で受光して、電圧に変換する。装置１０は、温度センサ３を介して検出した赤外線の強度に基づいて検出対象の温度を測定する。

【0023】

本体１２に対する支持部材１３の角度、すなわち本体部２０に対する挿入部２の角度は、理想的には、挿入部２を所定の深さで外耳道３１に挿入配置した状態（図６及び図７に示す状態）で、本体１２に固設した脈波センサ１の板状部材１１の表面が耳珠３２の外耳道３１側の部分３３（以下、この部分を耳珠裏３３と称する）に面で接触する角度に設定されている。本実施形態の装置１０は、フレキシブルに折り曲げ可能な可撓性を有する連結部２２を介して本体部２０と挿入部２を連結しているため、平均的な耳の形と異なる形状の耳に装置１０を装着した場合であっても、脈波センサ１の表面を耳珠裏３３に良好に接触させることができる。なお、耳の形には個体差があるが、ここでは平均的な耳の形を図４及び図５に例示して説明する。

【0024】

挿入部２は、カバー１４と一体に形成した２つの略円環状の保持片２ａ、２ｂを略同軸に備えている。２つの保持片２ａ、２ｂは、挿入部２の長手方向に沿って互いに離間して設けられている。２つの保持片２ａ、２ｂは、挿入部２を外耳道３１に挿入した状態で、弾性変形を伴って外耳道３１の内面に接触し、挿入部２の外耳道３１に対する装着状態を安定させる。つまり、２つの保持片２ａ、２ｂは、挿入部２を外耳道３１に対してしっかりと保持せしめて、挿入部２の外耳道３１からの抜けを抑制する。

【0025】

押圧部４は、挿入部２を外耳道３１に挿入した状態で、耳甲介腔３４に接触する位置に設けられている。押圧部４は、耳甲介腔３４に向けてカバー１４をドーム状に膨出させた形状を有する。押圧部４の表面は、挿入部２を外耳道３１に挿入して装置１０を耳に装着した状態で耳甲介腔３４に接触する接触面４ａを含む。接触面４ａは、押圧部４を耳甲介腔３４に押し付けた状態で、耳甲介腔３４の表面の形状にならって変形する。押圧部４は、弾性部材を中実にした構造、或いは、内部を空洞にした構造を有する。押圧部４は、カバー１４と同じ材料により一体に形成されているため、連結部２２と同様に、可撓性を有し、挿入部２より柔らかい。

【0026】

押圧部４は、挿入部２の外耳道３１への挿入により、耳甲介腔３４へ押し付けられ、接触して弾性変形し、この耳甲介腔３４への押圧部４の接触により発生した耳甲介腔３４の反力は、脈波センサ１を耳珠裏３３へ押し付けるように作用する。より詳細には、押圧部４が受ける耳甲介腔３４の反力は、挿入部２と本体部２０を連結した連結部２２を支点にして本体部２０を耳珠３２側に回動させるように作用し、それにより、脈波センサ１は耳珠裏３３に押し付けられる。このとき、挿入部２が外耳道３１に挿入されて固定されているために、連結部２２が本体部２０の回動の支点となる。

【0027】

つまり、脈波センサ１は、耳甲介腔３４の反力により、耳珠裏３３に押し付けられる。なお、このとき、本体部２０と挿入部２を連結した連結部２２が可撓性を有するため、本体部２０の回動により生じた応力が挿入部２を介して外耳道３１に伝わることが抑制され、外耳道３１の内面を挿入部２が圧迫して装着者に不快感を与える不具合を防止することができる。

【0028】

挿入部２を外耳道３１に挿入した状態（図６に示す状態）では、係合部６は、弾性変形を伴って、その突出方向の先端にある湾曲部分６ａが、対輪３５と耳甲介艇３６の間に嵌め込まれ、両者２５、２６に接触する。この状態では、係合部６の湾曲部分６ａが対輪３５の内側に配置され、湾曲部分６ａに対輪３５が少なくとも部分的に覆い被さった状態となる。

【0029】

係合部６は、棒状の弾性部材をＵ字状に折り曲げたような形状を有する。係合部６の両端は、本体部２０のカバー１４に接続している。つまり、係合部６は、Ｕ字状に折り曲げた湾曲部分６ａが本体１２から離間した位置に配置される向きでカバー１４と一体に設けられている。

【0030】

また、図６に示す状態では、湾曲部分６ａが対輪３５と耳甲介艇３６の間に嵌め込まれ、両者に接触することで、係合部６が弾性変形し、この対輪３５及び耳甲介艇３６への係合部６の接触により発生した対輪３５及び耳甲介艇３６の反力は、脈波センサ１を耳珠裏３３へ押し付けるように作用する。このとき、対輪３５が係合部６を頭部に向けて内側に押え付ける方向の係合部６が受ける対輪３５の反力は、連結部２２を支点にして梃子の原理により本体部２０を揺動させて、脈波センサ１を耳珠裏３３へ押し付ける方向（耳から外側へ離れる方向）に作用する。つまり、この対輪３５の反力によっても、脈波センサ１は、耳珠裏３３に押し付けられる。

【0031】

耳の形状や大きさには個体差があり、係合部６の湾曲部分６ａが耳甲介艇３６に奥まで嵌らない場合もある。例えば、比較的大きな耳に装置１０を装着し、挿入部２を外耳道２１に挿入した状態では、湾曲部分６ａに対輪３５がわずかに引っ掛かった状態となり、湾曲部分６ａが耳甲介艇３６に届かない場合も考えられる。このような場合、係合部６は、対輪３５に接触することで弾性変形し、この対輪３５への係合部６の接触により発生した対輪３５の反力は、上述した場合と同様に、連結部２２を支点として装置１０を回動させるように作用し、それにより、脈波センサ１は被検出部分２３に押し付けられる。

【0032】

いずれにしても、本実施形態によると、係合部６は、対輪３５及び耳甲介艇３６に、又は、対輪３５のみに、接触し、それにより発生した対輪３５及び耳甲介艇３６の反力は、本体１２を介して、脈波センサ１を被検出部分３３に押し付けるように作用する。

【0033】

係合部６は、本実施形態のように棒状の弾性部材をＵ字状に折り曲げた形状に限らず、棒状の弾性部材を「く」の字に折り曲げた形状などであってもよく、弾性変形した際の反力により脈波センサ１を耳珠裏３３へ押し付ける方向の力を発生することができる形状であればよい。

【0034】

上述したように、押圧部４及び係合部６は、脈波センサ１を耳珠裏３３へ押し付けるための接触部として機能する。よって、押圧部４及び係合部６のいずれか一方のみを設けた場合であっても脈波センサ１を耳珠裏３３へ良好に押し付けることができるが、押圧部４及び係合部６の両方を設けた場合には、押圧部４及び係合部６の一方を設けた場合と比較して、脈波センサ１を耳珠裏３３へより確実に押し付けることができる。

【0035】

位置決め部８は、挿入部２を外耳道３１に挿入した状態で、耳珠３２と対珠３７の間の珠間切痕３８に接触する位置に設けられている。言い換えると、位置決め部８は、本体部２０に対し、挿入部２を外耳道３１に挿入した状態で、位置決め部８が珠間切痕３８に嵌め込まれる位置及び角度で設けられている。位置決め部８は、本体部２０から所定方向に真っ直ぐに延びたカバー１４と一体の突起である。

【0036】

位置決め部８は、挿入部２の外耳道３１への挿入により、珠間切痕３８に嵌め込まれ、接触して弾性変形し、この珠間切痕３８への位置決め部８の接触により発生した珠間切痕３８の反力は、脈波センサ１を耳珠裏３３に押し付けるように作用する。より詳細には、珠間切痕３８の反力は、本体１２を左耳に装着した場合には、本体１２を装着者の頭から左に離す方向に作用し、換言すれば、前述した耳甲介腔３４の反力と同様、連結部２２を支点として本体１２を回動させるように作用し、それにより、脈波センサ１は被検出部分３３に押し付けられる。また、位置決め部８は、珠間切痕３８に嵌め込まれることで、装置１０を耳に対して位置決めする機能を有する。さらに、位置決め部８は、挿入部２の外耳道３１への挿入深さを規制し、ある程度の深さ以上に挿入部２が外耳道３１へ挿入されることを防止する。

【0037】

上述した押圧部４及び係合部６に加えて位置決め部８を備えることにより、装置１０を耳に対してよりフィットさせて装着することができ、脈波センサ１をさらに確実に耳珠裏３３へ押し付けることができる。しかし、位置決め部８は、本発明に必須の構成ではなく、位置決め部８を省略してもよい。また、上述したように、押圧部４及び係合部６は、少なくとも一方を備えていればよく、必ずしも両方を備えている必要はない。

【0038】

（挿入部２の形状）
ここで、挿入部２の形状について考察する。
上述したように、挿入部２を挿入配置する外耳道３１の形状には個体差がある。このため、理想的には、挿入部２の形状は、装着者の耳の外耳道３１の形状に合わせることが望ましい。しかし、これでは、装着者の耳型をとって、装置１０を耳型に合わせて個別に製造する必要があり、現実的ではない。よって、装着者の耳の形状に関係なく略全ての装着者の耳に違和感無く装着が可能な装置１０の開発が望まれている。

【0039】

本願発明者等は、耳の形状の個体差を吸収して全ての耳への装着が可能な装置１０を開発するため、複数の被験者の外耳道３１の形状を調べた。すると、外耳道３１は、概ねＳ字状に湾曲していることがわかった。このため、本願発明者等は、まず、全ての被験者の外耳道３１に違和感無く挿通配置することができるＳ字の共通形状が無いか調べた。しかし、外耳道３１の外径、向き、カーブ、外耳道３１と耳甲介腔３４との角度が被験者によって大きく異なり、共通で使用可能な挿入部２のＳ字形状を見出すことはできなかった。

【0040】

一方、複数の被験者に対して、外耳道３１に真っ直ぐな棒を挿入して調べたところ、直径３ｍｍの真っ直ぐな棒であれば、全ての被験者の外耳道３１の奥の方まで挿入可能であることがわかった。つまり、本願発明者等は、挿入部２をＳ字状にするより直線状にした方が外耳道３１の形状の個体差を吸収できて挿入部２を外耳道３１の奥まで挿入可能であることを見出した。

【0041】

また、本願発明者等は、外耳道３１への挿入部２の挿入深さと挿入部２の直径との関係を調べるため、軸径５．５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍの円柱状の真っ直ぐな棒を用意し、１０名（男性４名、女性６名）の被験者の外耳道３１に挿入して挿入可能な深さを測定した。なお、この際の挿入深さは、耳甲介腔３４を基準に測定した。その結果を図８に示す。これによると、比較的耳の大きな男性の被験者の方が女性の被験者より概ね挿入深さが深いことがわかる。

【0042】

実際に装置１０を製造する場合、挿入部２内に配置する温度センサ３の径や支持部材１３の径を考えると、挿入部２の外径は、約５ｍｍ程度の太さになる。また、図８の結果から、挿入部２は、その径が小さいほど外耳道３１への挿入深さが深くなることがわかる。このため、仮に、挿入部２の径を、挿入深さをできるだけ長くすることができる５ｍｍ程度であると仮定した場合、図８のグラフから、最も挿入深さの短い女性０２の１０ｍｍ（５．５ｍｍ径）を全ての被験者に対する挿入可能な深さと考えることができる。つまり、直径５ｍｍ程度の挿入部２であれば、ほとんど全ての被験者の外耳道３１に１０ｍｍ程度の深さで挿入部２を挿入可能であることがわかった。

【0043】

実際に、直径５．５ｍｍのプローブの先端にカメラを取り付けて、１０名の被験者の外耳道３１に挿入し、深さ１０ｍｍのところで鼓膜を観察したところ、全ての被験者の鼓膜を見ることができた。つまり、挿入部２を直線状に形成して挿入部２の挿入深さを１０ｍｍ程度にすることで、温度センサ３を鼓膜に向かわせることができることがわかった。よって、本実施形態の装置１０の挿入部２は、直径５．５ｍｍ以内の直線状に形成し、装置１０を耳に装着した状態（耳甲介腔３４に押圧部４の接触面４ａを接触させた状態）で外耳道３１に１０ｍｍほど挿入される長さに形成した。

【0044】

（本体部２０に対する挿入部２の角度）
以下、装置１０を違和感なく耳にフィットさせることができる本体部２０と挿入部２との間の角度について、主に図７を参照して考察する。なお、図７は、装置１０を耳に装着した状態を示しているが、この状態において装置１０は変形することなく耳にフィットしているものとする。つまり、図７に図示した装置１０は、耳に装着していない状態と同じ形状であるものとする。

【0045】

本実施形態の装置１０は、上述したように、本体部２０から直線状に突出した挿入部２を有する。よって、図７に示すように、挿入部２の先端の開口部１５の中心を通る支持部材１３の中心軸Ｏを挿入部２の突出方向（挿入部２が伸びる方向）として規定する。また、装置１０の押圧部４の湾曲した表面に接触する平らな接触面のうち、挿入部２に最も近い押圧部４の表面部分に接する接触面４ａを、平らな架空の面Ｐとして規定する。面Ｐは、装置１０を耳に装着した状態で、耳甲介腔３４の表面と略一致する面である。よって、ここでは、面Ｐに対する中心軸Ｏの角度について考える。

【0046】

複数の被験者の耳甲介腔３４に対する外耳道３１の角度を測定したところ、概ね７０°から１１０°の角度範囲内の角度であった。例えば、耳甲介腔３４に対する外耳道３１の角度が７０°の耳の形（図１０）を有する被験者Ａに合わせて、押圧部４の接触面４ａである面Ｐに対する挿入部２の中心軸Ｏの角度Ａを７０°に配置した装置１０Ａを、図９に示すように、耳甲介腔３４に対する外耳道３１の角度が１１０°の耳の形を有する被験者Ｂに装着すると、挿入部２の外耳道３１に対する挿入深さが浅くなってしまう。よって、耳甲介腔３４に対する外耳道３１の角度が比較的大きい被験者の耳には装置１０Ａをフィットさせることができない。

【0047】

一方、耳甲介腔３４に対する外耳道３１の角度が１１０°の耳の形（図９）を有する被験者Ｂに合わせて、押圧部４の接触面４ａである面Ｐに対する挿入部２の中心軸Ｏの角度Ａを１１０°に配置した装置１０Ｂを、図１０に示すように、耳甲介腔３４に対する外耳道３１の角度が７０°の耳の形を有する被験者Ｂに装着すると、本体部２０が耳甲介腔３４から離れてしまい、装置１０Ｂが耳にフィットしない。しかし、本実施形態の装置１０は、実際には、図１０に破線で示すように、本体部２０が耳甲介腔３４に向けて突出した押圧部４を有する。このため、面Ｐに対する中心軸Ｏの角度Ａが１１０°の装置Ｂであっても、被験者Ｂの耳にフィットさせることができる。

【0048】

よって、本実施形態では、装置１０を耳に装着した状態で、耳甲介腔３４の面Ｐに対する挿入部２の角度Ａを直角よりも大きくなるように挿入部２の本体部２０に対する角度を設定した。本実施形態のように、上述した機能を有する押圧部４を備えた装置１０の面Ｐに対する中心軸Ｏの角度Ａを直角より大きくすることにより、耳甲介腔３４に対する挿入部２の角度が比較的大きい耳に対して装置１０を良好にフィットさせることができることに加え、耳甲介腔３４に対する挿入部２の角度が比較的小さい耳に対しても装置１０を良好にフィットさせることができる。

【0049】

（挿入部２の材質）
上述した実施形態のように、装置１０の挿入部２、押圧部４、係合部６、及び位置決め部８を一体に有するカバー１４をエラストマーにより形成すると、装置１０が耳に接触する部位を耳の形に合わせて変形させることができ、装置１０を耳にフィットさせることができる。しかし、この装置１０を耳に長時間装着すると、装置１０が接触する耳の部分が圧迫されて血流が悪くなり、痛みなどの不快感を装着者に与える可能性がある。耳の形が異なる複数の装着者の耳に同じ形状の装置１０を装着する場合、このような不具合を生じる可能性を排除することは難しい。このため、上述した不快感を無くすため、カバー１４の素材をより柔らかい素材に変更することも考えられるが、挿入部２も同時に柔らかくなってしまうため、挿入部２を外耳道３１に挿入することが難しくなる可能性がある。

【0050】

このような不具合を無くすため、装置１０のカバー１４を、「１．６Ｈｚの周波数で動的粘弾性を測定して得られる損失正接ｔａｎδのピーク温度が２０℃以上４５℃以下であるα－オレフィン共重合体を含む材料」により形成する方法が考えられる。このような材料として、例えば、三井化学社製のアブソートマー（登録商標）がある。この他に、上述したｔａｎδのピーク温度が特定の樹脂に対して、目的の機能を損なわない範囲で、他の熱可塑性エラストマーを添加した材料を用いてカバー１４を形成してもよい。熱可塑性エラストマーとしては、オレフィン系、スチレン系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系のものなどがある。

【0051】

上記材料は、常温（１５℃～２５℃程度）である程度の硬さを有し、加熱することで柔らかくなる特性を有する。よって、このような材料を用いてカバー１４を形成すると、挿入部２を外耳道３１に挿入する際に、挿入部２の硬さをある程度保つことができ、挿入部２の外耳道３１に対する挿入作業を容易にすることができる。また、挿入部２を外耳道３１に挿入してしばらく時間が経つと、挿入部２が体温によって温められて柔らかくなり、外耳道３１にフィットする。このため、挿入部２が外耳道３１の内壁を圧迫する不具合を抑制することができ、装置１０を長時間使用した場合であっても、耳が痛くなる不快感を装着者に与える心配がない。

【0052】

（実施例）
挿入部２の材質及び連結部２２の構造を変えた４種類の装置１０－１～１０－４を用意し、４人の被験者１～４の耳にそれぞれ装着して６時間以上の睡眠を行い、体温を測定した。そして、各被験者から装着感の評価を取得し、温度測定の安定性を評価した。その結果を図１１に示す。被験者１は、標準的な大きさの耳を有する一般男性であり、被験者２は、比較的耳の大きい男性であり、被験者３は、耳甲介腔３４と外耳道３１のなす角度が比較的小さい男性であり、被験者４は、比較的耳の小さい女性である。

【0053】

装置１０－１は、挿入部２をガラスファイバー入りのＡＢＳにより形成し、連結部２２に可撓性を持たせていない。装置１０－２は、挿入部２をガラスファイバー入りのＡＢＳにより形成し、連結部２２に機械的な回動機構を設けた。装置１０－３は、硬度がＳＨＯＲＥＡ３０のシリコーン樹脂により挿入部２を形成し、連結部２２に可撓性を持たせていない。装置１０－４は、上述した三井化学社製のアブソートマー（登録商標）により挿入部２を形成した。全ての装置１０－１～１０－４において、温度センサ３としてサーモパイルを使用し、挿入部２の本体部２０に対する突出長さを１０ｍｍとし、挿入部２の先端の直径を５ｍｍとした。

【0054】

装着感の評価は、装着者が痛みを感じなかった場合を〇とし、我慢できる違和感を感じた場合を△とし、痛みありと感じた場合を×とた。耳内温度を測定する場合、装置１０の耳に対する保持状態が安定しないことにより温度が変動したり、装着時の違和感による装置の着脱などにより耳内温度を正しく測定できなかったりすることがある。このため、温度測定の安定性の評価は、９０％以上安定して耳内温度を測定できた場合を〇とし、７０％以上安定して測定できた場合を△とし、安定して測定できたのが７０％未満であった場合を×とした。

【0055】

以上の結果から、全ての被験者において、装着時の痛みを感じた被験者はなく、７０％以上安定して耳内温度を測定できていることがわかった。より詳細には、装置１０－４の評価が最も高く、装置１０－２、１０－３の評価がほとんど同じであり、装置１０－１の評価が全体の中では比較的低かった。

【0056】

以上のように、本実施形態によると、挿入部２を直線状に形成したため、外耳道３１の形状によらず、挿入部２を外耳道３１に挿入することができるので、略全ての装着者の耳に装置１０を違和感なく装着することができる。また、本実施形態によると、本体部２０及び挿入部２を互いに連結する連結部２２を、挿入部２よりも柔らかくしたため、挿入部２を外耳道３１に挿通した状態で、本体部２０を所望する角度に配置することができ、装置１０を耳にフィットさせることができることに加え、外耳道３１の内壁を挿入部２が強く押すことによる痛みや不快感を抑制することができる。

【0057】

また、本実施形態によると、本体部２０に対する挿入部２の角度が直角より大きい角度であるとともに、装置１０を耳に装着した状態で耳甲介腔３４に接触する押圧部４を装置１０が有するため、耳甲介腔３４に対する外耳道３１の角度が比較的大きい装着者及び比較的小さい装着者のいずれであっても、その耳に装置１０を良好にフィットさせることができる。

【0058】

また、挿入部２を「１．６Ｈｚの周波数で動的粘弾性を測定して得られる損失正接ｔａｎδのピーク温度が２０℃以上４５℃以下であるα－オレフィン共重合体を含む材料」により形成した場合、装置１０を耳に装着する際に、挿入部２の硬さをある程度保つことができ、装置１０の耳への装着を容易にできる。また、このような材料により挿入部２を形成することで、装置１０を耳に装着した後、挿入部２を外耳道３１の形に合わせて容易に変形させることができ、装置１０の耳への装着感をより向上させることができる。

【0059】

以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。

【0060】

例えば、上述した実施形態では、装着者の生体情報を検出する検出部として、挿入部２に設けた温度センサ３と本体部２０に設けた脈波センサ１を例示して説明したが、これに限らず、他の生体情報を検出するセンサを装置１０のいずれの箇所に設けてもよい。また、脈波センサ１や温度センサ３を持たないイヤホンなどのヒアラブルデバイスに本願発明を適用することもできる。また、このような生体情報の検出手段を持ったイヤホンなどのヒアラブルデバイスに本願発明を適用することもできる。

【0061】

また、上述した実施形態では、挿入部２を直線状に形成した場合について説明したが、これに限らず、挿入部２は湾曲していてもよい。また、上述した実施形態では、装置１０を耳に装着した際に、本体部２０の押圧部４が耳甲介腔３４に接触する場合について説明したが、これに限らず、本体部２０が耳に接触する箇所は、耳珠裏３３、対輪３５、耳甲介艇３６などであってもよい。

【0062】

また、上述した実施形態では、本体部２０に対して挿入部２を連結した連結部の例として、カバー１４だけで形成した連結部２２やボールジョイント３０について説明したが、これに限らず、連結部は挿入部２より少なくとも柔らかければよく、連結構造はいかなるものであってもよく、コイルスプリングのようなものであってもよい。

【0063】

また、本実施形態では、挿入部２が伸びる方向と本体部２０の面Ｐとがなす角度を直角より大きい角度にしたが、本体部２０に対する挿入部２の角度は、あくまでも装着者の耳にフィットする範囲内の角度であり、この範囲を超えるものではない。挿入部２が伸びる方向と本体部２０の面Ｐとがなす角度の上限値は、例えば、１８０未満である。

【0064】

本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［付記１］
耳に装着された状態で耳の少なくとも一部に接触する本体部と、
前記本体部に突出した状態で設けられ、外耳道に挿入される挿入部と、
前記本体部及び前記挿入部の少なくとも一方に設けられた、装着者の生体情報を検出する検出部と、
前記本体部及び前記挿入部を互いに連結し、変形することによって、前記本体部に対する前記挿入部の角度を変更可能な連結部と、
を備える生体情報検出装置。
［付記２］
前記挿入部が延びる方向と、前記本体部が耳甲介腔に接触する接触面のうち挿入部側の部分の面とがなす角度は、９０度よりも大きく、かつ、１８０度よりも小さく、
前記本体部の前記接触面を含む部分には、前記挿入部よりも柔らかく、耳甲介腔側に膨らむ凸部が設けられている、
［付記１］に記載の生体情報検出装置。
［付記３］
前記連結部は前記挿入部よりも柔らかい部材で構成されている、
［付記１］又は［付記２］に記載の生体情報検出装置。
［付記４］
前記連結部は、変形することによって、前記本体部に対する前記挿入部の角度を調節可能に構成されている、
［付記１］又は［付記２］に記載の生体情報検出装置。
［付記５］
前記連結部は、前記本体部に対する前記挿入部の角度を調節可能に連結した機械的な折り曲げ機構を含む、
［付記４］に記載の生体情報検出装置。
［付記６］
前記折り曲げ機構は、自在継手で構成されている、
［付記５］に記載の生体情報検出装置。
［付記７］
前記挿入部は、１．６Ｈｚの周波数で動的粘弾性を測定して得られる損失正接ｔａｎδのピーク温度が２０℃以上４５℃以下であるα－オレフィン共重合体を含む材料により形成されている、
［付記１］乃至［付記６］のいずれかに記載の生体情報検出装置。
［付記８］
前記検出部は、装着者の生体情報として体温を検出する、
［付記１］乃至［付記７］のいずれかに記載の生体情報検出装置。

【符号の説明】

【0065】

１…脈波センサ、２…挿入部、３…温度センサ、４…押圧部、４ａ…接触面、６…係合部、８…位置決め部、１０…生体情報検出装置、１２…本体、１３…支持部材、１４…カバー、２０…本体部、２２…連結部、３０…ボールジョイント、３１…外耳道、３２…耳珠、３３…耳珠裏、３４…耳甲介腔、３５…対輪、３６…耳甲介艇、３７…対珠、３８…珠間切痕。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】