JP2013034605A - 圧力検知装置、及び体動検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】脱着可能に構成されたチューブを介して空気圧変化がセンサーに伝えられ、チューブの脱落を的確に検出できるようにした圧力検知装置の提供。
【解決手段】空気圧及び音を検知するセンサ３１が取り付けられるとともに、空気圧を伝えるチューブ（連絡チューブ）が脱着可能に取り付けられ、チューブ内の空気圧をセンサに伝えるコネクター部を設け発音体４８（圧電ブザー）を設け、発音体が発する音をセンサで検知し、検知した音に基づいてチューブのコネクター部からの抜けの有無を判定する脱落判定部５０を設ける。
【選択図】図７

Description

本発明は、チューブを介して空気圧変化がセンサーに伝えられる圧力検知装置、及びそれを用いた体動検出装置に関するものである。

就寝者の睡眠状態を検知する睡眠センサは、寝室の空調制御や就寝者の健康管理等を行う睡眠判定装置に利用されている。このような睡眠センサには、ベッドや椅子などにおいて就寝者の下に設置するエアマットやエアチューブ等を有し、就寝者の体動によってエアチューブ等で生ずる圧力変動に基づいて体動検出を行うものがある（例えば特許文献１を参照）。この例では、エアチューブ等で生じた空気の圧力変動をセンサ(例えばマイクロフォンや圧力センサ)に導き、その圧力変動に基づいて体動を検出している。

特開２００８-０２３０４８号公報

ところで、特許文献１に記載された睡眠判定装置は、人の近くに設置されるので、人がチューブに手や足を引っ掛ける可能性がある。そのため、チューブは、ある程度の力がかかると、睡眠判定装置の本体から容易に抜けるようにしておくのが好ましいと考えられる。

しかしながら、何らかの原因でチューブが抜けたのに気づかずに睡眠判定装置を使用すると、正確な体動検出ができなくなる。これに対しては、例えば、人体や寝具等の荷重によって上昇するチューブ内の圧力が、脱落状態では大気圧となることをもって脱落を判定することなどが考えられるが、脱落状態と軽加重状態の識別が困難であったり、僅かな漏れでも圧力上昇が認められなくなって脱落状態と誤判定したりするなどの懸念がある。

本発明は前記の問題に着目してなされたものであり、脱着可能に構成されたチューブを介して空気圧変化がセンサーに伝えられる圧力検知装置において、チューブの脱落を的確に検出できるようにすることを目的としている。

前記の課題を解決するため、第１の発明は、
空気圧を検知する圧力検知装置であって、
前記空気圧及び音を検知するセンサ（31）と、
前記センサ（31）が取り付けられるとともに、前記空気圧を伝えるチューブ（20b）が脱着可能に取り付けられ、前記チューブ（20b）内の空気圧を前記センサ（31）に伝えるコネクター部（32）と、
発音体（48）と、
前記発音体（48）が発する音を前記センサ（31）で検知し、検知した音に基づいて前記チューブ（20b）の前記コネクター部（32）からの抜けの有無を判定する脱落判定部（50）とを備えたことを特徴とする。

この構成では、チューブ（20b）の脱落の有無の違いで、発音体（48）の音がセンサ（31）への伝達する経路が異なる。すなわち、チューブ（20b）がコネクター部（32）の正規の位置にある場合には、発音体（48）の音はチューブ（20）の壁を介してチューブ（20b）内に伝わり、センサ（31）に到達する。一方、チューブ（20b）がコネクター部（32）から脱落している場合には、発音体（48）の音は、直接的にセンサ（31）に到達する。このような、発音体（48）の音の伝達経路の違いから、チューブ（20b）の脱落有無の違いに応じてセンサ（31）で観測される音が相違することになる。そこで、脱落判定部（50）では、発音体（48）が発する音をセンサ（31）で検知し、検知した音に基づいてチューブ（20b）のコネクター部（32）からの抜けの有無を判定する。この判定では、空気圧に基づいて判定を行う方法(前述)のように、荷重の大きさの影響や空気の漏れの有無の影響がない。

また、第２の発明は、
第１の発明の圧力検知装置において、
前記脱落判定部（50）は、前記センサ（31）の出力又は該出力から生成した信号のレベルが、予め定めた判定基準値よりも大きい場合に前記チューブ（20b）が前記コネクター部（32）から抜けた状態であると判定することを特徴とする。

この構成では、センサ（31）で検知した音のレベルと判定基準値との比較結果に基づいてチューブ（20b）の脱落有無が判定される。

また、第３の発明は、
第１又は第２の発明の圧力検知装置において、
前記発音体（48）は、該圧力検知装置が有するスイッチ（S1,S2,S3）の操作音、及びアラーム音の何れかである可聴周波数域の音を発し、
前記脱落判定部（50）は、前記操作音、及び前記アラーム音の何れかの音が発せられた場合に前記抜けの有無を判定することを特徴とする。

この構成では、ユーザが圧力検知装置（3）の何れかのスイッチ（S1,S2,S3）を操作すると、チューブ（20b）の脱落有無が判定される。

また、第４の発明は、
第１又は第２の発明の圧力検知装置において、
前記発音体（48）は、可聴周波数域以外の周波数の音を発することを特徴とする。

この構成では、脱落検出時に発音体（48）が発する音が可聴周波数域以外の周波数なので、その音はユーザーに認識されない。

また、第５の発明は、
第１から第４の発明の何れかの圧力検知装置（3）と、
前記チューブ（20b）が接続されるとともに、就寝者が生起する体動に応じて空気圧変化を生起し、生起した空気圧変化を前記チューブ（20b）を介して前記センサ（31）に伝える感圧部（20a）とを備えたことを特徴とする体動検出装置である。

第１の発明によれば、センサ（31）で観測される音の相違で脱落有無を判定するので、空気圧に基づいて判定を行う方法(前述)のような荷重の大きさの影響や空気の漏れの有無の影響がなく、より的確にチューブの脱落有無を検出できる。それゆえ、チューブが適切に取り付けられた状態で圧力検知装置を使用することが可能になる。よって、本発明では、信頼性の高い圧力検知が可能になる。

また、第２の発明によれば、音のレベルの比較で脱落判定を行えるので、容易な脱落判定が可能になる。

また、第３の発明によれば、ユーザがスイッチ（S1,S2,S3）を操作した際に、チューブ（20b）の脱落有無が判定されるので、チューブが適切に取り付けられた状態で圧力検知装置を使用することがより確実になる。

また、第４の発明によれば、発音体（48）の音はユーザーに認識されないので、任意のタイミングで、脱落有無を判定できる。

また、第５の発明によれば、就寝者が使用する体動検出装置（例えば、睡眠判定装置）において、前記発明の効果を得ることが可能になる。

図１は、実施形態１に係る睡眠判定装置の使用状態を説明する図である。 図２は、感圧チューブ、接続栓、及びパッドの接続状態を示す平面図である。 図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。 図４は、本体部の外観を模式的に示す図である。 図５は、ケース内の構成を模式的に示す図である。 図６は、コネクター部の断面図である。 図７は、回路ユニットの構成を示すブロック図である。 図８は、信号処理部、脱落判定部の構成例を示すブロック図である。 図９は、圧力センサでクリック音を検知した際のバンドパスフィルターの出力波形の一例であり、（Ａ）は感圧チューブが脱落していない場合の波形、（Ｂ）は脱落している場合の波形をそれぞれ例示している。 図１０は、実施形態１の変形例１に係る脱落判定部の構成例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１として、就寝者（ユーザ）の睡眠状態を判定する睡眠判定装置の例を説明する。この睡眠判定装置は本発明の体動検出装置の一例である。図１は、実施形態１に係る睡眠判定装置（1）の使用状態を説明する図である。この睡眠判定装置（1）は、判定した就寝者の睡眠状態に応じて、空気調和装置（100）（図１では図示を省略）の制御（例えば運転の開始、停止、設定温度の調整など）を行うようになっている。睡眠判定装置（1）は、図１に示すように、ユーザ側センサ部（2）と本体装置（3）を備えている。

〈ユーザ側センサ部（2）〉
ユーザ側センサ部（2）は、感圧チューブ（20）、及びパッド（21）を備えている。感圧チューブ（20）は、就寝者の体動を検知するためのものである。感圧チューブ（20）は、その一端側が本体装置（3）（より詳しくは後述のコネクター部（32））に接続されている。感圧チューブ（20）の他端側は、接続栓（22）を介してパッド（21）と接続されている。

感圧チューブ（20）は、図１に示すように、ベッドなどの寝具（101）上に設置され、就寝者の体動に伴って内圧が変化するように構成されている。具体的には、感圧チューブ（20）は、チューブ本体（20a）と、このチューブ本体（20a）よりもやや小径の連絡チューブ（20b）とが連結されて構成されている。

チューブ本体（20a）及び連絡チューブ（20b）は、両端が開口する細長のチューブである。チューブ本体（20a）及び連絡チューブ（20b）は、何れも可撓性及び弾性を有する材料（例えば樹脂）で構成されている。チューブ本体（20a）は、本発明の感圧部の一例である。また、連絡チューブ（20b）は、本発明のチューブの一例である。

図２は、感圧チューブ（20）、接続栓（22）、及びパッド（21）の接続状態を示す平面図である。また、図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。図１，２，３に示すように、チューブ本体（20a）の一端の開口には、連絡チューブ（20b）が接続され、他端には接続栓（22）が接続されている。

接続栓（22）は、チューブ本体（20a）の他端（連絡チューブ（20b）とは反対側の端）の開口を封止しつつ、感圧チューブ（20）とパッド（21）とを接続するものである。図２，３に示すように、接続栓（22）は、挿入部（22a）と、本体部（22b）と、パッド接続部（22c）とを備えている。挿入部（22a）は、チューブ本体（20a）の内径よりも大きな外形のニップル状の形態を有している。接続栓（22）は、この挿入部（22a）がチューブ本体（20a）に圧入されることで、感圧チューブ（20）内の空気が漏れないように、チューブ本体（20a）の他端を封止している。パッド接続部（22c）は、パッド（21）に形成された取付孔（21a）に挿入される。パッド接続部（22c）の端は、取付孔（21a）からの抜け止めのため、フランジ状になっている。

パッド（21）は、感圧チューブ（20）を寝具（101）上に設置して保持させるものである。パッド（21）は、ゴム材料（例えば天然ゴムや合成ゴム）によって構成されている。パッド（21）は、図２，３に示すように、縦長の略矩形状の平板シートである。この例では、パッド（21）は、長手方向の長さが１００ｍｍ〜１５０ｍｍ、幅方向の長さが６０〜７０ｍｍ、厚さが２〜３ｍｍに形成されている。このパッド（21）には、その幅方向の側端部よりに、取付孔（21a）が形成されている。既述の通り、取付孔（21a）には、接続栓（22）のパッド接続部（22c）が嵌め込まれる。

〈本体装置（3）〉
図４は、本体装置（3）の外観を模式的に示す図である。本体装置（3）は、本発明の圧力検知装置の一例である。図４に示すように、本体装置（3）は、そのケース（30）にスイッチ用のボタン（B1,B2,B3）が設けられ、後述の表示パネル（46）用の窓（30a）が形成されている。スイッチ用のボタン（B1,B2,B3）は、後述する電源スイッチ（S1）、温度設定スイッチ（S2）、オプション設定スイッチ（S3）等のスイッチを操作するものである。

また、図５は、ケース（30）内の構成を模式的に示す図である。図５に示すように、ケース（30）内には、圧力センサ（31）、コネクター部（32）、及びプリント基板（33）が収容されている。なお、図５では、圧力センサ（31）、コネクター部（32）、及び連絡チューブ（20b）は、断面形状を図示してある。

−圧力センサ（31）−
圧力センサ（31）は、空気圧を検知するセンサーである。また、本実施形態の圧力センサ（31）は、音（音圧）も検知できるようになっている。具体的には、マイクロフォンを圧力センサ（31）として採用している。そのため、圧力センサ（31）は、音のレベルを検知することができる。圧力センサ（31）は、本発明のセンサの一例である。この圧力センサ（31）はコネクター部（32）に取り付けられている。

−コネクター部（32）−
図６は、コネクター部（32）の断面図である。コネクター部（32）は、概ね中空円柱状の形態を有している。このコネクター部（32）は、例えば樹脂で形成される。

コネクター部（32）には、図６に示すように、圧力センサ（31）を取り付けるためのセンサー取付け部（32a）が形成されている。本実施形態の圧力センサ（31）は、概ね円柱状であり、センサー取付け部（32a）は、圧力センサ（31）の外径に合わせた内径を有した穴である。圧力センサ（31）とセンサー取付け部（32a）とは、両者間で気密性が保てるように、両者が固定されている。ここでの気密性には、ユーザ側センサ部（2）（より詳しくは感圧チューブ（20））から伝えられた空気圧の変動を圧力センサ（31）で検知できる程度の気密性が求められる。本実施形態では、圧力センサ（31）は、接着あるいは圧入といった方法でセンサー取付け部（32a）に固定し、前記気密性を確保している。

コネクター部（32）には、連絡チューブ（20b）を挿入するためのチューブ取付け部（32b）が形成されている。チューブ取付け部（32b）は、連絡チューブ（20b）の外径よりもやや小さな内径を有した穴である。

チューブ取付け部（32b）には、連絡チューブ（20b）が圧入される。チューブ取付け部（32b）の内径、連絡チューブ（20b）の外径は、人が手によって連絡チューブ（20b）をコネクター部（32）から脱着ができるように設定されている。ただし、チューブ取付け部（32b）と連絡チューブ（20b）との間でも、ユーザ側センサ部（2）から伝えられた空気圧の変動を圧力センサ（31）で検知できる程度の気密性が求められる。そのため、チューブ取付け部（32b）の内径と、連絡チューブ（20b）の外径は、この気密性も考慮して設定してある。

なお、本実施形態では、何らかの原因で過大な空気圧が連絡チューブ（20b）から伝達してきた場合に圧力センサ（31）が破損しないように、連絡チューブ（20b）とチューブ取付け部（32b）の間には、微小な隙間を設け、僅かな空気の漏れを許容している。微小な隙間は、例えば連絡チューブ（20b）の外周面、若しくはチューブ取付け部（32b）の内周面にスリットを加工するなどして実現することができる。

コネクター部（32）は、チューブ取付け部（32b）側の一部分がケース（30）から露出するように、該ケース（30）に取り付けられている（図４，５を参照）。

−プリント基板（33）−
プリント基板（33）は、種々の電子部品が搭載されている。この例では、プリント基板（33）には、電源スイッチ（S1）、温度設定スイッチ（S2）、オプション設定スイッチ（S3）、表示パネル（46）、圧電ブザー（48）、及びマイクロコンピュータ（34）が搭載されている（図５参照）。これらの電子部品によって、後述の回路ユニット（40）が構成されている。また、プリント基板（33）には、圧力センサ（31）が配線（L）で接続されている。

−回路ユニット（40）−
図７は、回路ユニット（40）の構成を示すブロック図である。回路ユニット（40）は、信号処理部（41）、生理量検出部（42）、睡眠判定部（43）、空調制御部（44）、設定入力部（45）、表示パネル（46）、表示制御部（47）、圧電ブザー（48）、ブザー制御部（49）、ドライバ（49a）、及び脱落判定部（50）を備えている。

−信号処理部（41）−
信号処理部（41）は、圧力センサ（31）が出力した信号を、所定の周波数帯域の信号に変調して生理量検出部（42）に出力する。以下では、信号処理部（41）が出力した信号を体動信号と呼ぶことにする。図８は、信号処理部（41）、脱落判定部（50）の構成例を示すブロック図である。この例では、信号処理部（41）は、プリアンプ（41a）、ローパスフィルタ（41b）を備えている。信号処理部（41）は、圧力センサ（31）の出力をプリアンプ（41a）で増幅した後に、増幅した信号の、所定周波数よりも低い周波数成分を抽出して生理量検出部（42）に出力する。具体的には、人の体動の周波数帯域の信号が生理量検出部（42）に出力されるようにローパスフィルタ（41b）の特性を設定する。睡眠判定装置（1）で扱う体動信号の周波数は、概ね４Ｈｚ〜１０Ｈｚの帯域である。そこで、本実施形態では、ローパスフィルタ（41b）のカットオフ周波数を、マージンを見込んで１０Ｈｚよりもやや高い周波数に設定してある。

−生理量検出部（42）−
生理量検出部（42）は、信号処理部（41）が出力した体動信号から心拍数と心拍強度と体動とを導出する。具体的には、生理量検出部（42）は、体動信号からフィルタ（心拍数抽出フィルタ）によって心拍の周波数帯域の信号を心拍の実測値として抽出し、該実測値から１分間毎の心拍数の平均値（心拍数平均値）を導出する。そして、生理量検出部（42）は、前記心拍数平均値から、寝返り等の粗体動によるノイズの信号を除去したものを心拍数として導出する。また、生理量検出部（42）は、前記体動信号から心拍の周波数帯域の信号を心拍波形として抽出し、該心拍波形の振幅を心拍強度として導出する。さらに、生理量検出部（42）は、前記体動信号から１分間の標準偏差を算出し、これを体動として導出する。本実施形態では、この生理量検出部（42）は、マイクロコンピュータ（34）とそれを動作させるプログラム（以下、マイクロコンピュータ（34）とプログラムの両者を単に「マイクロコンピュータ（34）等」とも呼ぶ）や、フィルター回路などによって実現している。

−睡眠判定部（43）−
睡眠判定部（43）は、生理量検出部（42）が導出した心拍数に基づいて在床判定と睡眠判定などの判定を行うようになっている。この睡眠判定部（43）もマイクロコンピュータ（34）等によって実現している。

「在床判定」は、就寝者が寝具（101）に在床しているか、寝具（101）から離床しているかの判定である。睡眠判定部（43）は、生理量検出部（42）が導出した心拍強度と判定閾値（在床判定閾値）との大小比較によって「在床判定」を行う。具体的には、睡眠判定部（43）は、心拍強度が在床判定閾値を下回る場合には「離床」と判定する。一方、睡眠判定部（43）は、心拍強度が所定時間以上継続して在床判定閾値を上回る場合には「在床」と判定する。

「睡眠判定」は、「在床」と判定した後に就寝者が入眠したか否かの判定である。睡眠判定部（43）は、生理量検出部（42）が導出した体動と判定閾値（睡眠判定閾値）との大小比較によって「睡眠判定」を行う。具体的には、睡眠判定部（43）は、初めて体動が所定時間以上継続して睡眠判定閾値を下回る場合には「入眠」と判定する。また、睡眠判定部（43）は、「入眠」と判定した後において、体動が所定時間以上継続して睡眠判定閾値を上回る場合には「覚醒」と判定する。

−空調制御部（44）−
空調制御部（44）は、空気調和装置（100）と有線又は無線（赤外線による通信を含む）を介して信号の入出力を行うようになっている。空調制御部（44）は、この無線等の信号の入出力を利用して空気調和装置（100）の運転状態の制御を行う。例えば、空調制御部（44）は、睡眠判定部（43）によって就寝者が入眠したと判定されてから所定時間の経過後に空気調和装置（100）の運転を強制的に終了させたり、就寝者の起床予定時刻の所定時間前に空気調和装置（100）の運転を開始させたりする。

−設定入力部（45）−
設定入力部（45）は、人（就寝者）によって操作されるスイッチによって構成されている。本実施形態のスイッチには、電源スイッチ（S1）、温度設定スイッチ（S2）、オプション設定スイッチ（S3）が含まれている。例えば、電源スイッチ（S1）は、回路ユニット（40）の電源のオンオフ操作、温度設定スイッチ（S2）は、空気調和装置（100）の温度設定、オプション設定スイッチ（S3）は空気調和装置（100）の種々の運転モード（例えば通常運転モードと省エネルギー運転モード）の設定などに使用する。これらのスイッチは、ケース（30）に設けられたボタン（B1,B2,B3）によって、就寝者が操作できるようになっている。温度設定スイッチ（S2）やオプション設定スイッチ（S3）は、空調制御部（44）と接続されている。これらのスイッチ（S1,S2,S3）は、表示制御部（47）にも接続され、スイッチ（S1,S2,S3）の操作状態などが必要に応じて表示パネル（46）に表示されるようになっている。また、これらのスイッチ（S1,S2,S3）は、ブザー制御部（49）とも接続され、就寝者がこれらのスイッチ（S1,S2,S3）を操作した際にクリック音（後述）が圧電ブザー（48）から発せられるようになっている。

−表示パネル（46）、表示制御部（47）−
表示パネル（46）は、例えば液晶表示パネルで構成する。また、表示制御部（47）は、表示パネル（46）を駆動するドライバ（図示は省略）、マイクロコンピュータ（34）等で構成してある。表示制御部（47）は、入力された信号に応じて、ユーザに提供する種々の情報を表示パネル（46）に表示する。表示パネル（46）に表示する情報としては、例えば、現在時刻、アラーム設定時刻（目覚まし時計用など）、室内温度、空気調和装置（100）の設定温度、睡眠判定部（43）による判定結果をグラフ化したものなど、種々の通知等が挙げられる。

−圧電ブザー（48）、ブザー制御部（49）−
圧電ブザー（48）は、いわゆるクリック音や種々のアラーム音を発するために使用する。この例では、クリック音は、それぞれのスイッチ（S1,S2,S3）を操作した際にスイッチの操作音として発せられる。また、アラーム音は、例えば睡眠判定装置（1）に目覚まし時計としての機能を設けた場合に、設定時刻となった場合に発せられる。この圧電ブザー（48）は、本発明の発音体の一例である。

この例では、圧電ブザー（48）は、いわゆる自励式の圧電ブザーであり、電圧を印加すると所定周波数の音を発するようになっている。本実施形態では、圧電ブザー（48）が発する音は、３ｋＨｚの周波数を有している。圧電ブザー（48）への電圧印加の制御はブザー制御部（49）が行う。

ブザー制御部（49）は、マイクロコンピュータ（34）等で構成されている。ドライバ（49a）は、圧電ブザー（48）を駆動する電圧を生成する回路である。ブザー制御部（49）は、圧電ブザー（48）を鳴動させる場合にブザー制御信号（SS1）をドライバ（49a）に出力する。ブザー制御信号（SS1）を受けたドライバ（49a）は、所定の電圧を圧電ブザー（48）に印加し、圧電ブザー（48）を鳴動させる。すなわち、ブザー制御信号（SS1）を適宜出力することで、圧電ブザー（48）からクリック音やアラーム音が発せられる。本実施形態では、クリック音は、１００ｍｓｅｃ以上の鳴動時間を有するようにブザー制御部（49）が制御する。

−脱落判定部（50）−
脱落判定部（50）は、後に詳述するように、連絡チューブ（20b）の脱落の有無の違いで、圧電ブザー（48）の音が圧力センサ（31）へ伝達する経路が異なることを利用して、連絡チューブ（20b）のコネクター部（32）からの抜けの有無を判定する。本実施形態の脱落判定部（50）は、判定結果（脱落判定結果）を、表示制御部（47）及びブザー制御部（49）に出力する。脱落判定部（50）は、この例では図８に示すように、バンドパスフィルター（51）、及び比較器（52）を備えている。

バンドパスフィルター（51）は、信号処理部（41）のプリアンプ（41a）の出力から所定の周波数帯域の信号を抽出して比較器（52）に出力する。この例では、バンドパスフィルター（51）はアナログフィルターであり、体動信号の周波数以下の帯域をカットし、且つ、圧電ブザー（48）の音（この例では３ｋＨｚ）よりも高い周波数帯域をカットするように特性を定めてある。

睡眠判定装置（1）で扱う体動信号の周波数は、既述の通り概ね４Ｈｚ〜１０Ｈｚの帯域である。すなわち、体動信号の周波数は圧電ブザー（48）の音の周波数よりも低い。そのため、体動信号の周波数以下の帯域をバンドパスフィルター（51）でカットすることで、圧電ブザー（48）の音の信号と体動信号とを弁別できる。すなわち、プリアンプ（41a）の出力をバンドパスフィルター（51）に通すことで、比較器（52）には、体動信号の成分が入り込まないことになる。また、圧電ブザー（48）の音よりも高い周波数帯域をバンドパスフィルター（51）でカットすることで、睡眠判定装置（1）周辺の騒音によって生じた信号成分を低減できる。すなわち、バンドパスフィルター（51）によって、ブザー音以外のノイズを効果的にカットすることが可能になる。

比較器（52）は、バンドパスフィルター（51）の出力と、予め設定された判定基準値（後に詳述）が入力されている。比較器（52）は、両者のレベルの大小関係を比較し、その比較結果を前記脱落判定結果として出力する。詳しくは、比較器（52）では、圧電ブザー（48）が鳴動開始してから信号の振幅が十分安定するまで待った後に、ブザー音の振幅を判定基準値と比較する。この例では、バンドパスフィルター（51）（アナログフィルター）の応答性なども考慮し、鳴動時間の最後の数ｍｓｅｃの信号で以て判定するようになっている。

〈判定基準値の設定〉
例えば、電源スイッチ（S1）が操作されて、睡眠判定装置（1）の電源がオンになると、ブザー制御部（49）によって、圧電ブザー（48）からクリック音が発せられる。このような圧電ブザー（48）からの音（クリック音）は、連絡チューブ（20b）がコネクター部（32）の正規の位置に挿入されている場合には、感圧チューブ（20）の壁を介してチューブ内に伝わり、さらにコネクター部（32）内部を伝わって、圧力センサ（31）に到達する。一方、連絡チューブ（20b）がコネクター部（32）から脱落している場合には、圧電ブザー（48）の音は、コネクター部（32）のチューブ取付け部（32b）側の穴からコネクター部（32）内部に伝わって、圧力センサ（31）に到達する。

このように、連絡チューブ（20b）の脱落の有無の違いで、圧電ブザー（48）の音が圧力センサ（31）へ伝達する経路が異なってくる。そのため、圧力センサ（31）で検出される信号のレベルも異なることになる。図９は、圧力センサ（31）でクリック音を検知した際のバンドパスフィルター（51）の出力波形の一例であり、（Ａ）は感圧チューブ（20）が脱落していない場合の波形、（Ｂ）は脱落している場合の波形をそれぞれ例示している。

本実施形態の感圧チューブ（20）は樹脂で形成されており、このような構成のチューブは、一般的には音に対しローパスフィルタ的な特性を有している。そのため、感圧チューブ（20）が脱落していない場合には、感圧チューブ（20）が、高めの周波数の音を遮蔽する。また、感圧チューブ（20）が脱落すると、圧力センサ（31）は直接外気にさらされる。したがって、感圧チューブ（20）が脱落していると、脱落していない場合よりも高いレベルの信号がバンドパスフィルター（51）から出力されることになる。

そこで、本実施形態では、判定基準値を、感圧チューブ（20）が脱落していない場合にバンドパスフィルター（51）が出力する信号の振幅（Amp）よりも大きな値に設定する。具体的には、設計時などに実験等を行なって振幅（Amp）を測定し、圧電ブザー（48）のばらつきなどを考慮した上で、振幅（Amp）に所定のマージンを持たせたものを判定基準値とすることが考えられる。

比較器（52）は、前記脱落判定結果として、バンドパスフィルター（51）の出力のレベルが判定基準値よりも大きい場合（すなわち感圧チューブ（20）が脱落している場合）にはハイレベルの信号を出力し、そうでない場合（すなわち感圧チューブ（20）が脱落していない場合）にはローレベルの信号を出力する。なお、比較器（52）が出力する信号のレベル（ハイレベル、及びローレベル）と、その意味（脱落の有無）の関係は例示であり、前記の例の逆にすることも可能である。

〈判定動作〉
脱落判定部（50）による連絡チューブ（20b）の脱落判定について説明する。この脱落判定は、マイクロコンピュータ（34）等によって制御される。本実施形態では、何れかのスイッチ（S1,S2,S3）が操作されてクリック音が発せられた場合に脱落判定が実施される。

例えば、電源スイッチ（S1）が操作されて、睡眠判定装置（1）の電源がオンになると、回路ユニット（40）が動作状態になる。そうすると、回路ユニット（40）のブザー制御部（49）によって、圧電ブザー（48）からは、電源スイッチ（S1）が操作されたことを示すクリック音が発せられる。このクリック音は、感圧チューブ（20）の壁を介して、あるいは直接的に圧力センサ（31）に伝わってゆく。これにより圧力センサ（31）は、そのときの音圧に応じたレベルの信号を出力する。圧力センサ（31）の出力は、信号処理部（41）のプリアンプ（41a）で増幅された後に、脱落判定部（50）に入力される。

脱落判定部（50）では、バンドパスフィルター（51）によって、クリック音を含む周波数帯域の信号が抽出され、抽出された信号は比較器（52）に入力される。既述の通り、比較器（52）は、圧電ブザー（48）の鳴動時間の最後の数ｍｓｅｃの信号と判定基準値と比較した結果を出力する。具体的には、比較器（52）は、前記脱落判定結果として、バンドパスフィルター（51）の出力のレベルが判定基準値よりも大きい場合にはハイレベルの信号を出力し、そうでない場合にはローレベルの信号を出力する。脱落判定結果は、ブザー制御部（49）、及び表示制御部（47）に入力されている。

ブザー制御部（49）は、入力された脱落判定結果がハイレベルの場合、すなわち感圧チューブ（20）が脱落している場合には、ブザー制御信号（SS1）をドライバ（49a）に出力し、圧電ブザー（48）にアラーム音を出力させる。また、脱落判定部（50）の出力がハイレベルの場合には、表示制御部（47）は、表示パネル（46）に感圧チューブ（20）が脱落状態である旨の表示を行わせる。このアラーム音や表示により就寝者（ユーザ）は、連絡チューブ（20b）の脱落に気づくことができる。表示パネル（46）へは、連絡チューブ（20b）の再装着を促す表示を行わせるとより効果的である。

なお、脱落判定は、電源スイッチ（S1）操作時のクリック音に限らず、他のスイッチ（温度設定スイッチ（S2）やオプション設定スイッチ（S3）など）を操作した際のクリック音や、その他の場合に発せられるクリック音を利用して行なってもよい。また、脱落判定部（50）では、目覚まし時計などのアラーム音が発せられた際に脱落判定を行うようにしてもよい。

〈本実施形態の効果〉
以上のように本実施形態によれば、就寝者が睡眠判定装置（1）のスイッチ（S1,S2,S3）を操作すると、脱落判定部（50）によって、連絡チューブ（20b）の抜けの有無が検出される。それゆえ、就寝者は、連絡チューブ（20b）（感圧チューブ（20））が適切に取り付けられた状態で睡眠判定装置（1）を使用することが可能になる。よって、本実施形態では、信頼性の高い睡眠判定、及び適切な空気調和装置（100）の制御が可能になる。そして、本実施形態では、感圧チューブ（20）に作用する荷重状態(軽荷重か否かなど)が脱落判定に影響することもない。また、既述のように感圧チューブ（20）に僅かな漏れを許容した場合でもこれに影響されることなく確実に脱落判定を行なうことができる。

また、本実施形態は、チューブを介して空気圧変化がセンサーに伝えられる圧力検知装置（この例では睡眠判定装置の本体部）に本来的に備わっている部品（圧力センサ（31）など）や、電子機器に備わっている一般的な部品（圧電ブザー（48）など）を流用して実現している。すなわち、本実施形態は、脱落判定のために専用のハードウエアを新たに追加する必要が殆どなく、装置のコストの増大も少ない。

《実施形態１の変形例１》
実施形態１の変形例１の睡眠判定装置（1）は、脱落判定部（50）の構成が実施形態１と異なっている。図１０は、実施形態１の変形例１に係る脱落判定部（50）の構成例を示すブロック図である。図１０に示すように、本変形例の脱落判定部（50）は、同期増幅器（53）と比較器（52）を備えている。

同期増幅器（53）は、ロックインアンプ（lock-in amplifier）とも呼ばれる増幅器であり、与えられた２つの信号（被増幅信号、同期信号）の乗算値にローパスフィルタをかけたものを出力するようになっている。本変形例では「被増幅信号」として、信号処理部（41）のプリアンプ（41a）の出力が同期増幅器（53）に入力されている。また、本変形例の圧電ブザー（48）は、いわゆる他励式の圧電ブザーであり、「同期信号」として、他励式ブザー制御信号（SS1'：駆動波形信号）が同期増幅器（53）に入力されている。圧電ブザー（48）の音はブザー制御信号（SS1'）（同期信号）が出力されたタイミングで発せられるので、同期増幅器（53）では、被増幅信号のうち、圧電ブザー（48）の音と同じ周波数、同じ位相の成分が増幅されて出力されることになる。これにより、ノイズを含んだ信号（プリアンプ（41a）の出力信号）から、ブザー音（クリック音）で生じた信号をより高精度に抽出できるのである。

すなわち、本実施形態の脱落判定部（50）では、周囲騒音と比較して圧力センサ（31）の信号が十分に大きくない場合にも、圧電ブザー（48）（発音体）からの信号を正確に検出することが可能になる。このようにして、抽出されたブザー音の信号は比較器（52）に入力される。比較器（52）では、実施形態１と同様な信号処理が行われ、その結果を出力する。

《実施形態１の変形例２》
〈１〉なお、脱落判定部（50）では、例えば、周囲騒音が低く、チューブ脱落時には十分大きな発音体信号が得られる場合には、バンドパスフィルター（51）を設けずに、インピーダンス変換用や増幅用の単なるアンプのみで圧力センサ（31）の信号を処理し、比較器（52）で信号の振幅を判定するようにしてもよい。また、周囲騒音が低く、且つ圧力センサ（31）の出力を増幅する必要がない場合には、圧力センサ（31）の出力を直接的に比較器（52）に入力するようにしてもよい。

〈２〉また、周囲騒音（ノイズ）と比較して圧力センサ（31）の信号が十分に大きくない場合は、周辺騒音下で圧電ブザー（48）（発音体）からの信号を正確に検出するために、種々の手法が適用可能である。例えば、脱落判定部（50）では、バンドパスフィルター（51）の代わりに、各種の方式・次数のアナログフィルタ・アクティブフィルタの適用可能である。より高次のフィルタが必要な場合は、圧力センサ（31）の出力或いはこれを増幅した信号をＡＤ変換した後に、ＩＩＲ（Infinite Impluse Response）、ＦＩＲ（Finite Impluse Response）等の各種デジタルフィルタを用いてもよい。

また、脱落判定部（50）では、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）により対象周波数のスペクトラム強度を抽出する方法を採用し、その方法で抽出した信号を比較器（52）で比較するようにしてもよい。

《実施形態１の変形例３》
発音体には、可聴周波数域外の高周波を出力するものを用いてもよい。勿論この場合には、圧力センサ（31）には、このような高調波を検知できるものを採用する。

発音体の音が可聴周波数域外の音であれば、任意のタイミングで脱落判定を行なっても、発音体の音が就寝者に認識されないので、就寝者に違和感を与えることがない。

《その他の実施形態》
〈１〉なお、感圧チューブ（20）の抜けを検出する技術は、例示した睡眠判定装置（1）以外にも適用できる。すなわち、この技術は、チューブを介して空気圧変化がセンサーに伝えられる装置（圧力検知装置）であれば種々の装置に応用できる。一例としては、いわゆる電子血圧計への適用が挙げられる。

〈２〉また、脱落判定結果の出力方法は例示である（前記の例ではアラーム音と画面表示）。例えば、ランプ（ＬＥＤランプなど）を点滅させたり、前記アラーム音、画面表示、ランプ等を任意に組み合わせるようにしてもよい。

〈３〉また、発音体として用いた圧電ブザー（自励式）は例示である。その他にも発音体として、例えば、自励／他励式の各種ブザー、ダイナミックスピーカ、圧電スピーカ、超音波振動子などの採用が可能である。

本発明は、チューブを介して空気圧変化がセンサーに伝えられる圧力検知装置、及びそれを用いた体動検出装置として有用である。

１ 睡眠判定装置
３ 本体部（圧力検知装置）
２０ａ チューブ本体（感圧部）
２０ｂ 連絡チューブ（チューブ）
３１ 圧力センサ（センサ）
３２ コネクター部
４８ 圧電ブザー（発音体）
５０ 脱落判定部
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ スイッチ

Claims (5)

1. 空気圧を検知する圧力検知装置であって、
   前記空気圧及び音を検知するセンサ（31）と、
   前記センサ（31）が取り付けられるとともに、前記空気圧を伝えるチューブ（20b）が脱着可能に取り付けられ、前記チューブ（20b）内の空気圧を前記センサ（31）に伝えるコネクター部（32）と、
   発音体（48）と、
   前記発音体（48）が発する音を前記センサ（31）で検知し、検知した音に基づいて前記チューブ（20b）の前記コネクター部（32）からの抜けの有無を判定する脱落判定部（50）とを備えたことを特徴とする圧力検知装置。
2. 請求項１の圧力検知装置において、
   前記脱落判定部（50）は、前記センサ（31）の出力又は該出力から生成した信号のレベルが、予め定めた判定基準値よりも大きい場合に前記チューブ（20b）が前記コネクター部（32）から抜けた状態であると判定することを特徴とする圧力検知装置。
3. 請求項１又は請求項２の圧力検知装置において、
   前記発音体（48）は、該圧力検知装置が有するスイッチ（S1,S2,S3）の操作音、及びアラーム音の何れかである可聴周波数域の音を発し、
   前記脱落判定部（50）は、前記操作音、及び前記アラーム音の何れかの音が発せられた場合に前記抜けの有無を判定することを特徴とする圧力検知装置。
4. 請求項１又は請求項２の圧力検知装置において、
   前記発音体（48）は、可聴周波数域以外の周波数の音を発することを特徴とする圧力検知装置。
5. 請求項１から請求項４の何れかの圧力検知装置（3）と、
   前記チューブ（20b）が接続されるとともに、就寝者が生起する体動に応じて空気圧変化を生起し、生起した空気圧変化を前記チューブ（20b）を介して前記センサ（31）に伝える感圧部（20a）とを備えたことを特徴とする体動検出装置。

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