本發(fā)明涉及用于檢測人類進(jìn)行的咀嚼動作(chewing)的裝置。

背景技術(shù)：

以往提出了幾種用于檢測咀嚼動作(chewing)的裝置。

當(dāng)人咀嚼食物等時，外耳道的肌肉會伴隨著頜的運(yùn)動而運(yùn)動，專利文獻(xiàn)1公開的裝置用插入到外耳道內(nèi)的壓力傳感器檢測因該肌肉的運(yùn)動導(dǎo)致的外耳道內(nèi)的壓力變化，并計(jì)測壓力變化的次數(shù)來作為咀嚼次數(shù)。

專利文獻(xiàn)2公開的裝置也是通過同樣的原理來計(jì)測咀嚼次數(shù)，并記載了使用微壓傳感器、壓電傳感器、按壓傳感器來作為壓力傳感器。

專利文獻(xiàn)3提出的輸入器件是識別表情的狀態(tài)的裝置，但是根據(jù)說明，也能夠基于佩戴在外耳的光學(xué)式傳感器的輸出來檢測咀嚼動作(chewing)。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開平7-213510號公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開平11-318862號公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本專利第5543929號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

以往提出的檢測咀嚼的裝置分別存在如下的問題。

在專利文獻(xiàn)1和2記載的裝置中，為了探測外耳道的運(yùn)動而使用了壓力傳感器，因此傳感器會大型化，并且需要?dú)饷艿剡M(jìn)行佩戴，難以長時間佩戴。

另一方面，專利文獻(xiàn)3提出的裝置的傳感器是光學(xué)式傳感器，不存在專利文獻(xiàn)1和2中提出的裝置那樣的問題，但是用光學(xué)式傳感器得到的信號中包含許多噪聲，存在不能正確地檢測出咀嚼動作(chewing)的問題。

本發(fā)明是為了解決這樣的現(xiàn)有裝置所具有的問題而完成的，主要的目的在于，提供一種能夠長時間佩戴且能夠正確地檢測出咀嚼動作(chewing)的咀嚼檢測裝置。

用于解決課題的技術(shù)方案

方案1記載的發(fā)明是一種咀嚼檢測裝置，是用于檢測人類進(jìn)行的咀嚼動作(chewing)的裝置，該裝置的特征在于，包括：耳機(jī)型外耳道傳感器，具有發(fā)光元件和受光元件的組，受光元件對發(fā)光元件向外耳道內(nèi)發(fā)出的光的反射光進(jìn)行受光，輸出與受光量相應(yīng)的電壓信號；建立關(guān)聯(lián)處理單元，將所述外耳道傳感器的輸出信號與頜的動作建立關(guān)聯(lián)，輸出頜進(jìn)行了咀嚼這一意思的咀嚼信號；以及咀嚼區(qū)間探測單元，判別所述外耳道傳感器的輸出是否是基于頜的動作的輸出(咀嚼區(qū)間內(nèi))，將未基于頜的動作時(咀嚼區(qū)間外)的所述建立關(guān)聯(lián)處理單元的輸出無效化。

方案2記載的發(fā)明是方案1記載的咀嚼檢測裝置，其特征在于，具備：變換器，將所述外耳道傳感器的輸出變換成數(shù)字信號，該變換器進(jìn)行信號變換，使得在給定時間輸出給定個數(shù)的樣本值。

方案3記載的發(fā)明是方案2記載的咀嚼檢測裝置，其特征在于，所述外耳道傳感器、建立關(guān)聯(lián)處理單元、咀嚼區(qū)間探測單元以及變換器分別設(shè)置有一對，作為左耳用和右耳用。

方案4記載的發(fā)明是方案2或3記載的咀嚼檢測裝置，其特征在于，所述咀嚼區(qū)間探測單元具有判別探測算法，該判別探測算法在預(yù)先確定的探測區(qū)間內(nèi)從所述變換器輸入的一定個數(shù)的樣本值中的一定比例(給定個數(shù))以上的樣本值為有意義的值時，判別為咀嚼區(qū)間，在小于一定比例(給定個數(shù))的樣本值為有意義的值時，判別為咀嚼區(qū)間外。

方案5記載的發(fā)明是方案4記載的咀嚼檢測裝置，其特征在于，所述咀嚼區(qū)間探測單元包括：設(shè)定基于所述探測區(qū)間內(nèi)的最小的樣本值和/或最大的樣本值的閾值的單元；以及在樣本值超過所述閾值時將該樣本值判定為有意義的值的單元。

方案6記載的發(fā)明是方案5記載的咀嚼檢測裝置，其特征在于，設(shè)定所述閾值的單元包括按每個使用者對閾值進(jìn)行校準(zhǔn)的單元。

方案7記載的發(fā)明是方案3～6中任一項(xiàng)所述的咀嚼檢測裝置，其特征在于，還具有：基于所述建立關(guān)聯(lián)處理單元的邏輯和輸出，對咀嚼及其次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)并輸出的單元。

方案8記載的發(fā)明是方案7記載的咀嚼檢測裝置，其特征在于，所述輸出單元包括：不敏感時間設(shè)定單元，在以比預(yù)先確定的時間短的間隔給出咀嚼信號時，將該咀嚼信號除外。

方案9記載的發(fā)明是方案7或8記載的咀嚼檢測裝置，其特征在于，所述輸出單元包括：指令生成單元，在以預(yù)先確定的間隔給出給定數(shù)目的連續(xù)的咀嚼信號時，生成預(yù)先確定的指令信號并向外部輸出。

方案10記載的發(fā)明是方案9記載的咀嚼檢測裝置，其特征在于，所述連續(xù)的咀嚼信號的數(shù)目為2個。

方案11記載的發(fā)明是方案1～10中任一項(xiàng)所述的咀嚼檢測裝置，其特征在于，所述外耳道傳感器包括：機(jī)體，佩戴在外耳道；發(fā)光元件和受光元件的組，在所述機(jī)體的前端以空氣能夠在機(jī)體的內(nèi)部與外部之間通過的方式配置；聲音發(fā)送元件，配置在所述機(jī)體的內(nèi)部，從機(jī)體內(nèi)部向外部輸出聲音；以及l(fā)ed，組裝在所述機(jī)體的后端，與所述受光元件進(jìn)行受光功能聯(lián)動地點(diǎn)亮。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種佩戴中的負(fù)荷少、能夠長時間佩戴且能夠正確地檢測出佩戴中的咀嚼動作(chewing)的咀嚼檢測裝置。

此外，因?yàn)槟軌蛘_地檢測出咀嚼，所以還能夠被利用作基于有意進(jìn)行的咀嚼來輸出各種指令信號的裝置。特別是，在外耳道傳感器中同時設(shè)置了耳機(jī)功能的情況下，能夠?qū)μ峁┩ㄟ^耳機(jī)來聽取的音樂等的裝置給出操作指令，能夠進(jìn)行所謂的免提操作。

附圖說明

圖1是示出本發(fā)明的一個實(shí)施方式涉及的咀嚼檢測裝置10的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖2是示出本發(fā)明的一個實(shí)施方式涉及的咀嚼檢測裝置10的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖3是用于說明外耳道傳感器11的結(jié)構(gòu)的圖解圖。

圖4是示出該實(shí)施方式涉及的咀嚼檢測裝置10的結(jié)構(gòu)例的電路框圖。

圖5是說明在咀嚼區(qū)間探測部52中進(jìn)行的探測算法的圖。

圖6是示出在咀嚼區(qū)間探測部52中進(jìn)行的探測算法的另一個例子的圖。

圖7是證明雙擊的定義的圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的一個實(shí)施方式進(jìn)行具體說明。

圖1是示出本發(fā)明的一個實(shí)施方式涉及的咀嚼檢測裝置10的結(jié)構(gòu)的框圖。咀嚼檢測裝置10具備：耳機(jī)型外耳道傳感器(右耳用)11、耳機(jī)型外耳道傳感器(左耳用)12、以及主體外殼13。外耳道傳感器11、12和主體外殼13通過信號線14、15連接。

在主體外殼13中內(nèi)置有mcu(memorycontrolunit：存儲器控制組件)等信息處理組件16、ble等無線通信組件17、電池組件18以及立體聲插孔19。

因此，咀嚼檢測裝置10具備利用立體聲插孔19和立體聲音頻電纜21來連接例如便攜式音樂播放器20并對從該便攜式音樂播放器20提供的音樂等進(jìn)行中繼的中繼器功能。

此外，在便攜式音樂播放器20具有例如像智能電話那樣的計(jì)算機(jī)功能的情況下，還能夠在主體外殼13與便攜式音樂播放器20之間進(jìn)行基于無線通信功能(例如，bluetooth(藍(lán)牙，注冊商標(biāo)))22的通信。

進(jìn)而，如圖2所示，在咀嚼檢測裝置10中，在主體外殼13內(nèi)具備未圖示的連接器(例如，微型usb端子)，能夠經(jīng)由信號電纜24連接外部的個人計(jì)算機(jī)23。

在該實(shí)施方式中，如圖1和圖2所示，示出了主體外殼13和外耳道傳感器11、12分別通過信號線14、15連接的結(jié)構(gòu)，但是也能夠省略信號線14、15而通過無線通信來連接主體外殼13和外耳道傳感器11、12。

圖3是用于說明外耳道傳感器11的結(jié)構(gòu)的圖解圖。在此，雖然以外耳道傳感器11的結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行說明，但是外耳道傳感器12的結(jié)構(gòu)也是相同的。

外耳道傳感器11具有佩戴在外耳道的機(jī)體30。機(jī)體30具有基部31和從基部31向前方呈前端變細(xì)的錐狀突出的突部32，其內(nèi)部成為空間33。在突部32的前端具備1組發(fā)光元件34和受光元件35。發(fā)光元件34例如由紅外光發(fā)光二極管構(gòu)成。

受光元件35例如由光電晶體管構(gòu)成。發(fā)光元件34發(fā)出的光在外耳道被反射，發(fā)光元件34和受光元件35配置為接近且彼此成為給定的位置關(guān)系和角度關(guān)系，以使得受光元件35能夠?qū)υ摲瓷涔膺M(jìn)行受光。

在突部32的前端側(cè)開有窗口36，使得空間33內(nèi)的空氣能夠像前方外側(cè)通過。

而且，在突部32的前端部中，窗口36以及發(fā)光元件34和受光元件35被由彈性件形成的耳墊37所被覆。

在機(jī)體30的空間33內(nèi)，以基部31內(nèi)為中心具備電路基板38和安裝于電路基板38的小型揚(yáng)聲器39。小型揚(yáng)聲器39作為聲音發(fā)送元件起作用，能夠輸出音樂等。

在基部31內(nèi)，在其后端側(cè)組裝有安裝于基板40的led41。led41的上端從形成在基部31的后端面的孔42面向外部。因此，能夠從機(jī)體31的外側(cè)(后方側(cè))對led41的發(fā)光進(jìn)行視覺確認(rèn)。進(jìn)而，圓板狀導(dǎo)光板43包圍led41的周圍地組裝于基部31。因此，從機(jī)體30的側(cè)面?zhèn)纫材軌蛲ㄟ^導(dǎo)光板43對led41的點(diǎn)亮進(jìn)行視覺確認(rèn)。

在該實(shí)施例中，外耳道傳感器11所具備的led41構(gòu)成為與受光元件35執(zhí)行受光功能聯(lián)動地點(diǎn)亮。

圖4是示出該實(shí)施方式涉及的咀嚼檢測裝置10的結(jié)構(gòu)例的電路框圖。

參照圖4，咀嚼檢測裝置10具有外耳道傳感器(右耳用)11和外耳道傳感器(左耳用)12。這一對外耳道傳感器11、12分別具有發(fā)光元件34和受光元件35。而且，發(fā)光元件34發(fā)出的光在外耳道內(nèi)反射，受光元件35對該反射光進(jìn)行受光，并且受光元件35輸出與受光量相應(yīng)的電壓信號。

所輸出的電壓信號是模擬信號，且被提供給變換器50。變換器將輸入的模擬電壓信號變換成例如10比特的數(shù)字信號。變換器的變換能力例如設(shè)為50樣本/秒。因此，每1秒從變換器50輸出50個樣本值。

變換器50的輸出被并行地提供給建立關(guān)聯(lián)處理部51和咀嚼區(qū)間探測部52。建立關(guān)聯(lián)處理部51將變換器50的輸出與頜的動作建立關(guān)聯(lián)，輸出頜進(jìn)行了咀嚼這一意思的咀嚼信號(例如，脈沖信號)。

另一方面，咀嚼區(qū)間探測部52是如下的處理部，即，判別變換器50的輸出是否是基于頜的動作的輸出(咀嚼區(qū)間內(nèi))，在變換器50的輸出未基于頜的動作時(咀嚼區(qū)間外)，使從建立關(guān)聯(lián)處理部51輸出的咀嚼信號無效。在圖4的電路框圖中，咀嚼區(qū)間探測部52構(gòu)成為對開關(guān)53進(jìn)行操作。如果開關(guān)53未閉合，則建立關(guān)聯(lián)處理部51的咀嚼信號就不會送到后級，輸出(咀嚼信號)就被無效化。

接著，對由咀嚼區(qū)間探測部52進(jìn)行的是咀嚼區(qū)間內(nèi)還是咀嚼區(qū)間外的判別的方法進(jìn)行具體說明。

圖5是說明在咀嚼區(qū)間探測部52中進(jìn)行的探測算法的圖。在咀嚼區(qū)間探測部52中，基于從變換器50給出的連續(xù)的25個樣本值，判別接下來給出的樣本值是否是基于頜的動作的樣本值，即，是否是咀嚼區(qū)間內(nèi)的樣本值。

具體地，在咀嚼區(qū)間探測部52中在0.5秒內(nèi)從變換器50輸入25個樣本值。因此，調(diào)查25個樣本值中的幾個樣本值存在于對這25個樣本值中的最小值bufmin加上給定的下限值δvmin和給定的上限值δvmax后得到的范圍內(nèi)。然后，如果處于該范圍內(nèi)的樣本值為16個以上(64％以上)，則判別為接下來從變換器50給出的樣本值是基于頜的動作的樣本值，即，是咀嚼區(qū)間內(nèi)的樣本值。

另一方面，在0.5秒內(nèi)輸入的連續(xù)的25個樣本值之中，只有小于16個的樣本值處于上述范圍內(nèi)的情況下，判別為接下來輸入的樣本值是未基于頜的動作的樣本值，即，是在咀嚼區(qū)間外檢測出的樣本值，并在該定時進(jìn)行無效化處理(圖4中，打開開關(guān)53的處理)。

像這樣，在該實(shí)施方式中，咀嚼區(qū)間探測部52采用了如下的探測算法，即，基于在該樣本值剛剛輸出之前500毫秒內(nèi)給出的25個樣本值的值來判別從變換器50輸出的樣本值是否是咀嚼區(qū)間內(nèi)的樣本值。

通過采用這樣的探測算法，從而能夠良好地對包含許多噪聲的外耳道傳感器11、12的輸出進(jìn)行過濾(filtering)，能夠正確地僅提取由實(shí)際的咀嚼引起的信號(樣本值)，能夠進(jìn)行精度高的咀嚼檢測。

更具體而言，能夠?qū)⒂捎谂宕髟摼捉罊z測裝置10的用戶例如進(jìn)行步行動作而使頭晃動從而盡管未進(jìn)行咀嚼也從外耳道傳感器11、12得到的樣本值、或者用戶未進(jìn)行咀嚼而是例如唱歌或說話時探測到的外耳道傳感器11、12的樣本值適當(dāng)?shù)嘏袆e為咀嚼區(qū)間外的樣本值，能夠良好地僅提取咀嚼區(qū)間的樣本值。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)用且沒有誤動作的裝置。

另外，咀嚼區(qū)間的探測不限于以0.5秒期間為基準(zhǔn)進(jìn)行，只要設(shè)定任意的單位時間并以該單位時間為基準(zhǔn)進(jìn)行即可。

在圖5的探測算法的說明圖中，從進(jìn)行精度更高的咀嚼區(qū)間探測的方面考慮，使得有效范圍的下限值δvmin和上限值δvmax能夠按每個使用者(用戶)進(jìn)行校準(zhǔn)是有效的。

圖6是示出在咀嚼區(qū)間探測部52中進(jìn)行的探測算法的另一個例子的圖。從變換器50輸出的樣本值的變化波形未必一定像圖5所示那樣靠下，有時也會成為靠上的變化波形。

因此，也可以以探測用的區(qū)間(剛剛之前500毫秒)中的最小值bufmin為基準(zhǔn)來設(shè)定下限值δvmin和上限值δvmax，并基于區(qū)間中的最大值bufmax來確定下限值δvmin和上限值δvmax，用這些探測算法得到的輸出的邏輯和作為咀嚼區(qū)間探測判別輸出。

再次參照圖4對建立關(guān)聯(lián)處理部51的結(jié)構(gòu)和動作進(jìn)行說明。如前所述，建立關(guān)聯(lián)處理部51是將外耳道傳感器11(或外耳道傳感器12)的輸出信號與頜的動作建立關(guān)聯(lián)并輸出頜進(jìn)行了咀嚼這一意思的咀嚼信號的電路。在該實(shí)施例中，建立關(guān)聯(lián)處理部51通過加法器54、閾值元件55以及上升探測元件56的串聯(lián)連接來實(shí)現(xiàn)。在加法器54中，將從變換器50輸出的樣本值與從咀嚼區(qū)間探測部52給出的區(qū)間中的最小值相減來進(jìn)行減法運(yùn)算(負(fù)的加法運(yùn)算)。然后，將加法運(yùn)算后的樣本值在閾值元件55中與給定的閾值進(jìn)行比較，并變換為0或1的2值數(shù)據(jù)。上升探測電路56探測并輸出從閾值元件55輸出的2值數(shù)據(jù)從0變化為1的定時，即，上升定時。

在建立關(guān)聯(lián)處理部51中進(jìn)行的這些處理譬如是如下的處理，即，檢測由與頜的動作相關(guān)聯(lián)地得到的連續(xù)的樣本值表示的波形的從波谷到波峰的變化點(diǎn)，并輸出咀嚼信號。

由外耳道傳感器(左耳用)12檢測出的信號也同樣地進(jìn)行處理。然后，來自兩個電路的咀嚼信號經(jīng)由or門57被提供給輸出部60。

在該實(shí)施方式中，在輸出部60中具備基于不敏感時間的頻度限制部61。頻度限制部61作為不敏感時間設(shè)定單元起作用，其擔(dān)任如下職責(zé)，即，在以比預(yù)先確定的時間、例如0.5秒短的間隔給出咀嚼信號時，將這樣的短時間間隔的咀嚼信號除外。

在該實(shí)施方式中，基于左右兩個外耳道傳感器11、12的輸出對咀嚼進(jìn)行檢測，但是實(shí)驗(yàn)上已驗(yàn)證，根據(jù)不同的人，左右的信號有時會錯開輸出，從而存在以實(shí)際的咀嚼次數(shù)以上來輸出咀嚼信號的情況。因此，設(shè)置基于不敏感時間的頻度限制部61，以使得能夠沒有誤探測地更正確地檢測咀嚼次數(shù)。

另外，當(dāng)然也能夠設(shè)為省略了基于不敏感時間的頻度限制部61的結(jié)構(gòu)。

輸出部60也可以進(jìn)一步具備指令生成部62。指令生成部62是如下的電路，即，例如檢測根據(jù)用戶的意思所進(jìn)行的給定的時間間隔的多次咀嚼，并基于該多次咀嚼檢測來生成特定的指令信號。

圖7是證明雙擊的定義的圖。如圖7所示，將以0.5秒～1秒的時間間隔進(jìn)行的兩次咀嚼定義為雙擊。而且，能夠設(shè)為如下的結(jié)構(gòu)，即，在檢測到該雙擊時，指令生成部62基于雙擊來生成給定的指令信號，并將其向外部設(shè)備等輸出。例如在像圖1那樣利用便攜式音樂播放器20的情況下，該指令信號是便攜式音樂播放器20的開始信號、停止信號等。

也可以使指令生成部62在檢測到上述的雙擊的情況以外，例如在探測到三擊(以給定時間間隔連續(xù)進(jìn)行的3次咀嚼)時生成給定的操作指令信號。

該實(shí)施方式涉及的咀嚼檢測裝置10是上述的結(jié)構(gòu)，因此在佩戴了外耳道傳感器11、12的情況下，佩戴負(fù)荷低且能夠長時間佩戴。

而且，通過適當(dāng)?shù)貙倪@些外耳道傳感器11、12得到的檢測信號進(jìn)行過濾，從而能夠精度極高地檢測咀嚼動作(chewing)及其次數(shù)。

本發(fā)明不限定于以上說明的實(shí)施方式，能夠在權(quán)利要求記載的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。此外，利用本發(fā)明得到的咀嚼及其次數(shù)是正確地檢測出的咀嚼及次數(shù)，因此能夠廣泛地利用于各種用途。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

能夠提供一種可進(jìn)行正確的咀嚼檢測的、實(shí)用性和應(yīng)用范圍廣的咀嚼檢測裝置，因此產(chǎn)業(yè)上的可利用性高。

符號說明

10：咀嚼檢測裝置；

11、12：外耳道傳感器；

13：主體外殼；

14、15：信號線；

16：信息處理組件；

17：無線通信組件；

18：電池組件；

19：立體聲插孔；

20：便攜式音樂播放器；

21：立體聲音頻電纜；

22：無線通信功能；

23：個人計(jì)算機(jī)；

24：信號電纜；

30：機(jī)體；

31：基部；

32：突部；

33：空間；

34：發(fā)光元件；

35：受光元件；

36：窗口；

37：耳墊；

38：電路基板；

39：揚(yáng)聲器；

40：基板；

41：led；

42：孔；

43：導(dǎo)光板；

50：變換器；

51：建立關(guān)聯(lián)處理部；

52：咀嚼區(qū)間探測部；

53：開關(guān)；

54：加法器；

55：閾值元件；

56：上升探測元件；

57：or門；

60：輸出部；

61：頻度限制部；

62：指令生成部。