JP5949008B2 - 睡眠深度判定装置及び制御方法 - Google Patents

Description

本明細書で論じられる実施態様は、睡眠深度判定装置及び睡眠深度判定方法に関する。

心拍の揺らぎの低周波成分と高周波成分の比から睡眠深度を判定する方法が知られている。また、対象の呼吸パラメータ、心活動、および身体動作または機能のうち１つ以上を測定、分析、および表示するためのシステムが知られている。このシステムは、対象に向けて無線周波数信号を伝播させるように構成された送信装置と、対象より反射された無線周波数信号を受信するように設けられた受信機と、反射信号を分析することにより、呼吸パラメータ、心活動、および身体動作または機能のうち１つ以上の測定結果を生成するように設けられたプロセッサと、音声または視覚指示のいずれかまたは両方により、選択された情報をシステムのローカルまたはリモートユーザに与えるモニタを備える。

また、体動を測定する体動測定手段と、生理量を測定する生理量測定手段と、体動測定手段にて測定された体動と生理量測定手段にて測定された生理量とに基づいて行動種別を判定する行動判定手段とを備える行動認識装置が知られている。体動測定手段は加速度センサを含み、生理量測定手段は脈拍数を測定する脈拍センサと体温を測定する体温センサとを含み、行動判定手段は前記各センサ出力に基づいて運動、睡眠、飲食を含む行動種別を判定する。行動判定手段は、脈拍センサの出力が第１の閾値より小さく、且つ、体温センサの出力が第２の閾値より小さいとき、行動種別が睡眠であると判定する。

また、人体の体動を検出する体動検出手段と、体動検出手段の出力に基づき睡眠状態を推定する睡眠状態推定手段とからなる睡眠状態判定装置が知られている。睡眠状態推定手段は、複数の神経素子より構成される層が多数組み合わされた階層型神経回路網を模した手法により獲得された睡眠状態を推定する固定された神経回路網の複数の結合重み係数を内部に持つ神経回路網模式手段を有する。睡眠状態推定手段は、就寝者の皮膚温を検出する皮膚温センサと、体動検出手段と皮膚温センサ双方の出力に基づき睡眠状態を推定する。睡眠状態推定手段は、体動検出手段の出力に基づき心拍数を演算する心拍数演算手段と、体動検出手段と心拍数演算手段双方の出力に基づき睡眠状態を推定する。

また、人が覚醒しているか睡眠しているかを判定する睡眠判定方法が知られている。睡眠判定方法は、人の体の活動量を検出する活動量検出工程と、人の体温を検出する体温検出工程と、人の瞼が開いているか閉じているかの瞼の状態情報を検出する瞼状態検出工程を有する。睡眠判定方法は、活動量検出工程にて検出した活動量、体温検出工程で検出した体温、瞼状態検出工程で検出した瞼の状態情報を記憶部に記憶させる情報記憶工程を有する。睡眠判定方法は、記憶部に記憶された活動量、体温、瞼の状態情報に基づいて人が、覚醒しているか、睡眠しているかを判定する睡眠判定工程を有する。

また、睡眠中の生体情報を数値化して生体情報値として検出する生体情報検出部と、睡眠中の前記生体情報値の時間的推移に基づいて睡眠状態を判断し、あるいは、睡眠後の体調を予測する解析部とを備える生体情報解析装置が知られている。この生体情報は、脈拍、血圧、体温あるいは呼吸のいずれかであり、対応する生体情報値は、脈拍数、血圧値、体温値あるいは呼吸数のいずれかである。

また、睡眠・覚醒リズムを計測するものとしては、Ａｍｂｕｌａｔｏｒｙ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｉｎｃ（Ａ．Ｍ．Ｉ）のアクティグラフ（商品名）などが知られている。このアクティグラフは、非常に微細な振動を検出することができる１軸振動センサを１つ搭載しており、被験者の体動を、加速度センサから出力される加速度波形が所定閾値を交差する回数や、上記加速度波形の振幅の積分値を、任意の時間間隔で算出し時系列情報として記録する。

また、寝具上の就寝者の振動を検出する振動検出手段と、振動検出手段により検出された振動に基づいて、就寝者の活動量をサンプリング単位時間毎に算出する活動量算出手段を備える睡眠状態判定装置が知られている。睡眠状態判定装置は、現在の時刻の活動量と、現在の時刻以前に算出した活動量とに、時間に応じて重み付けした補正係数を乗じた値の総和を睡眠判定値として算出する睡眠判定値算出手段を備える。また睡眠状態判定装置は、睡眠判定値が所定の閾値を超えた場合には覚醒状態と判定し、それ以外の場合には睡眠状態と判定する睡眠状態判定手段を備える。

患者に装着され、測定データに対して複数種類の演算を行う測定装置の演算処理を遠隔操作により変更することが知られている。測定端末は、患者の動作または健康状態についての測定データを生成するセンサと、予め設定された複数種類の演算のうちの少なくとも１つを示す演算命令を設定端末から受信する通信部を備える。また、測定端末は、センサが生成した測定データに対して複数種類の演算を行うことにより複数種類の演算結果を出力でき、演算命令が示す演算を測定データに対して行う演算部を備える。

特表２００９−５３８７２０号公報 特開２０００−２４５７１３号公報 特開平５−９５９３４号公報 特開２０１０−２２７１９１号公報 特開２００５−１９８８２９号公報 特開２００７−７５４２８号公報 特開２００８−２８３号公報 特開２０１０−２６４１９３号公報 特開２０１１−１４２９６６号公報

森屋彰久ら，「脈波情報を用いた睡眠状態推定とその応用」，ヒューマンインターフェース学会論文誌，Ｖｏｌ．１０，Ｎｏ．２，２００８，ｐ．２０７−２１４，２００８年

非接触で心拍を測定する手法として、ミリ波からテラヘルツ帯（３０ＧＨｚ〜３０ＴＨｚ）の高周波の電磁波を用いて、生体の皮膚表面の位置変動を取得して心拍を測定するものなど様々なものが活用されている。非接触で測定した心拍から睡眠深度を判定すれば、被験者への負担を小さくすることができる。

睡眠深度判定装置は、被験者が寝ている間に継続して使用されることが考えられる。このため、比較的長時間に亘り睡眠深度判定装置が使用されることあり得る。開示の装置及び方法は、非接触で測定した心拍から睡眠深度を判定する睡眠深度判定装置の消費電力を低減することを目的とする。

装置の一観点によれば、被験者の心拍を非接触で検出する心拍センサと、プロセッサとを備える睡眠深度判定装置が与えられる。このプロセッサが、心拍センサにより検出された心拍から被験者の睡眠深度を判定する処理と、睡眠深度の判定結果から被験者の睡眠周期を推定する処理と、睡眠周期の推定後に次の睡眠深度の変化予想時刻まで心拍センサを停止する処理とを実行する。

方法の一観点によれば、非接触で被験者の心拍を検出する心拍センサとプロセッサを有する電子装置により実行される制御方法が与えられる。この方法は、プロセッサが、心拍センサにより検出された心拍から被験者の睡眠深度を判定し、睡眠深度の変化時刻から被験者の睡眠周期を推定し、睡眠周期の推定に使用される変化時刻の取得完了後に、次の睡眠深度の変化予想時刻まで心拍センサを停止する。

本件開示の装置又は方法によれば、非接触で測定した心拍から睡眠深度を判定する睡眠深度判定装置の消費電力が低減される。

電子装置のハードウエア構成の第１例を示す図である。 （Ａ）はセンサの配置位置の第１例を示す図であり、（Ｂ）は電子装置の使用態様の一例を示す図である。 センサの配置位置の第２例を示す図である。 電子装置の機能ブロック図の第１例である。 （Ａ）及び（Ｂ）は時刻テーブルの第１例及び第２例を示す図であり、（Ｃ）は、睡眠周期テーブルの一例を示す図である。 電子装置の動作の一例を示す図である。 第１判定動作の第１例を示す図である。 第２判定動作の一例を示す図である。 電子装置のハードウエア構成の第２例を示す図である。 電子装置の機能ブロック図の第２例である。 第１判定動作の第２例を示す図である。

＜１．第１実施例＞
＜１．１．電子装置のハードウエア構成の第１例＞
以下、添付する図面を参照して、睡眠深度判定装置を実現するための電子装置の好ましい実施例について説明する。電子装置は、例えばユーザが携帯できる携帯電子装置であってよい。電子装置は、携帯情報端末、移動電話、携帯音楽プレイヤー、ゲーム装置、携帯パーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯テレビ、携帯ナビゲーション装置などであってよい。

図１は、電子装置のハードウエア構成の第１例を示す。図１に示すハードウエア構成は、電子装置１を実現するハードウエア構成の例示の１つである。本明細書において説明される睡眠深度判定処理を実行するものであれば、他のどのようなハードウエア構成が採用されてもよい。図９に示すハードウエア構成の第２例についても同様である。

電子装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）１０と、補助記憶装置１１と、メモリ１２と、ＦＰＧＡ（Field-Programming Gate Array）１３と、無線送受信回路１４と、入力装置１５と、表示装置１６と、インタフェース回路１７と、心拍センサ１８と、温度センサ１９を備える。なお、添付する図面においてインタフェース回路を「Ｉ／Ｆ」と表記する。

ＣＰＵ１０は、補助記憶装置１１に格納されるコンピュータプログラムを実行することで、電子装置１のユーザにより使用されるアプリケーションソフトウエアの情報処理を行う。また、ＣＰＵ１０は、補助記憶装置１１に格納されるコンピュータプログラムを実行することで以下に説明する睡眠深度判定処理を実行する。補助記憶装置１１は、コンピュータプログラム及びその実行に使用されるデータを記憶するための不揮発性記憶装置を備える。不揮発性記憶装置は、例えば、フラッシュメモリやハードディスクやＲＯＭ（Read Only Memory：読み出し専用メモリ）であってよい。

メモリ１２には、ＣＰＵ１０がコンピュータプログラムを実行する際に使用される各データ及び一時データが格納される。メモリ１２は、ＲＡＭ（Random Access Memory：ランダムアクセスメモリ）を含んでいてよい。ＦＰＧＡ１３は、無線送受信回路１４により無線通信で送受信される信号のベースバンド信号処理を実行する。電子装置１が移動局装置である場合には、ＦＰＧＡ１３は、基地局装置との間の無線通信で送受信される信号のベースバンド信号処理を実行してよい。他の実施例の電子装置１は、ＦＰＧＡ１３の代わりに、ベースバンド信号処理を行うＤＳＰ（Digital Signal Processor：デジタル信号プロセッサ）と、ＤＳＰによって実行されるファームウエアが格納されるメモリを備えていてよい。電子装置１は、ＦＰＧＡ１３の代わりに、ベースバンド処理のためのLSI（large scale integration）やASIC（Application Specific Integrated Circuit）等の論理回路を備えていてもよい。

入力装置１５は、電子装置１に対するユーザの入力操作を受け付けるためのユーザインタフェース装置である。入力装置１５は、例えば、電話番号を入力するためのテンキーや、カーソルキーや、電子装置１の特定の操作のための専用キーを備える。入力装置１５は、タッチパネルを備えていてもよい。表示装置１６は、ＣＰＵ１０が実行するアプリケーションソフトウエアのユーザインタフェースを表示する。また、表示装置１６は、ＣＰＵ１０による睡眠深度判定処理の判定結果を表示する。表示装置１６は、例えば液晶表示デバイスや、有機発光ダイオードや、電界放出ディスプレイであってよい。インタフェース回路１７は、入力装置１５及び表示装置１６とプロセッサ１０との間の信号の入出力のための信号処理を実行する。

心拍センサ１８は、ミリ波からテラヘルツ帯（３０ＧＨｚ〜３０ＴＨｚ）の高周波の電磁波を被験者に照射するドップラーレーダを備え、被験者の皮膚表面の位置変動を取得して心拍を測定する。他の実施例では、心拍センサ１８は、カメラで顔等を記録し、その動画像のＲＧＢ値の変化から脈拍を検出するものであってよい。また、他の実施例では、心拍センサ１８は、近赤外線で連続撮影した血管の動態を抽出することにより脈拍を測定するものであってもよい。

温度センサ１９は、被験者の体表面温度が測定できるセンサである。例えば、温度センサ１９は、サーモグラフや赤外線アレイセンサであってよい。電子装置１を寝床において使用する場合には温度センサ１９は、例えばバンドギャップ温度センサであってもよい。

図２の（Ａ）は、心拍センサ１８及び温度センサ１９の配置位置の第１例を示す。参照符号２０ａ〜２０ｂは電子装置１の操作のための専用キーであり、参照符号２１は、タッチパネル表示器である。専用キー２０ａ〜２０ｂ及びタッチパネル表示器２１は、入力装置１５及び表示装置１６の一例である。また、参照符号２２は電子装置１の前面を示し、参照符号２３は電子装置１の背面を示し、参照符号２４は電子装置１の底面を示し、参照符号２５は電子装置１の底面を示し、参照符号２６及び２７は電子装置１の側面を示す。図示の通り、心拍センサ１８及び温度センサ１９は、電子装置１の上面２５に設けられてもよい。他の実施例において、心拍センサ１８及び温度センサ１９は、他の面２２〜２４、２６及び２７に設けられてもよい。

図２の（Ｂ）は電子装置１の使用態様の一例を示す図である。参照符号１００は、被験者を示し、参照符号１０１は、心拍センサ１８及び温度センサ１９の測定範囲の例を示し、参照符号１０２は、心拍センサ１８及び温度センサ１９の測定範囲の中心軸を示す。電子装置１は、例えば枕元の置き台に置いて使用され、寝床から−１０ｃｍ〜＋２５ｃｍの高さに電子装置１が置かれる。なお、電子装置１は寝床に入れられた状態で使用されてもよい。

電子装置１は、心拍センサ１８の測定範囲の中心軸１０２が被験者のあごの高さの位置より下に向くように置かれる。例えば、心拍センサ１８が電子装置１に設けられた面が、被験者のあごの高さの位置より下に向けられる。

図３は、センサの配置位置の第２例を示す図である。電子装置１が底面２４を下方に向けてクレードルに収容された場合に、心拍センサ１８及び温度センサ１９の測定範囲が電子装置１の側方となるように、心拍センサ１８及び温度センサ１９は、電子装置１の側面２６に設けられてもよい。心拍センサ１８及び温度センサ１９は、他の側面２７、前面２２又は背面２３に設けられてもよい。

＜１．２．電子装置の機能構成の第１例＞
次に、上記ハードウエア構成によって実現される電子装置１の機能について説明する。図４は、電子装置の機能ブロック図の第１例である。電子装置１は、心拍センサ１８と、温度センサ１９と、睡眠深度判定部３０と、睡眠深度補正処理部３１と、通知処理部３２と、時刻テーブル３３と、睡眠周期テーブル３４を備える。睡眠深度判定部３０、睡眠深度補正処理部３１及び通知処理部３２の動作は、図１に示すＣＰＵ１０が行う。時刻テーブル３３及び睡眠周期テーブル３４は、補助記憶装置１１又はメモリ１２に格納される。なお、図４は、以下の説明に関係する機能を中心として示している。電子装置１は、図示の構成要素以外の他の構成要素を含んでいてよい。図１０に示す機能ブロック図の第２例についても同様である。

睡眠深度判定部３０は、心拍センサ１８により検出された心拍の揺らぎの低周波成分と高周波成分の比から睡眠深度を判定する。睡眠深度補正処理部３１は、睡眠深度判定部３０の判定結果に基づいて判定された睡眠深度を示す睡眠深度情報を通知処理部３２へ出力する。

また、睡眠深度補正処理部３１は、睡眠深度判定部３０の判定結果に従い、比較的深い睡眠に移行した時刻と、この比較的深い睡眠から比較的浅い睡眠に移行した時刻と、この比較的浅い睡眠から比較的深い睡眠に移行した時刻を時刻テーブル３３に記憶する。睡眠深度補正処理部３１が時刻テーブルに記憶する睡眠深度の変化時刻の種類及び数は、被験者の睡眠周期を推定するのに足りれば他のものであってよい。

本明細書で用語「睡眠周期」は、比較的浅い睡眠への移行時刻から比較的深い睡眠への移行時刻までの第１期間Ｐ１、比較的深い睡眠への移行時刻から比較的浅い睡眠への移行時刻までの第２期間Ｐ２、又はこれら期間を合わせた１サイクルの周期を意味する。睡眠深度補正処理部３１は、比較的浅い睡眠に移行した時刻と、この比較的浅い睡眠から比較的深い睡眠に移行した時刻と、この比較的深い睡眠から比較的浅い睡眠に移行した時刻を時刻テーブル３３に記憶してもよい。

睡眠深度補正処理部３１は、比較的深いノンレム睡眠を比較的深い睡眠として扱ってよい。また睡眠深度補正処理部３１は、比較的浅いノンレム睡眠又はレム睡眠を比較的浅い睡眠として扱ってよい。睡眠深度補正処理部３１は、比較的深いノンレム睡眠と、それに続く比較的浅いノンレム睡眠又はレム睡眠と、それに続く比較的深いノンレム睡眠へ被験者がそれぞれ移行した時刻を時刻テーブル３３に記憶する。例えば、睡眠深度補正処理部３１は、１回目の比較的深いノンレム睡眠と、１回目の比較的浅いノンレム睡眠又はレム睡眠と、２回目の比較的深いノンレム睡眠に被験者がそれぞれ移行した時刻を時刻テーブル３３に記憶する。

時刻テーブル３３には、比較的深い睡眠に移行した時刻と、比較的浅い睡眠に移行した時刻を格納する領域が用意される。図５の（Ａ）は、時刻テーブル３３の第１例を示す。例えば時刻テーブル３３には、１回目の比較的深いノンレム睡眠と、１回目の比較的浅いノンレム睡眠と、１回目のレム睡眠と、２回目の比較的深いノンレム睡眠への移行時刻を格納する領域が用意される。図５の（Ａ）は、時刻テーブル３３に１回目の比較的深いノンレム睡眠と、１回目の比較的浅いノンレム睡眠と、２回目の比較的深いノンレム睡眠にそれぞれ移行した時刻「２２時００分」、「２３時１１分」及び「２４時３３分」が格納された状態を示す。

図５の（Ｂ）は、時刻テーブル３３に１回目の比較的深いノンレム睡眠と、１回目のレム睡眠と、２回目の比較的深いノンレム睡眠にそれぞれ移行した時刻「２２時００分」、「２３時１２分」及び「２４時３３分」が格納された状態を示す。他の実施例では、１回目の比較的浅いノンレム睡眠とレム睡眠の移行時刻は、同じ格納領域を共用してもよい。

睡眠深度補正処理部３１は、時刻テーブル３３に格納された時刻情報から被験者の睡眠周期を推定する。睡眠深度補正処理部３１は、推定された比較的浅い睡眠への移行時刻から比較的深い睡眠への移行時刻までの第１期間Ｐ１、比較的深い睡眠への移行時刻から比較的浅い睡眠への移行時刻までの第２期間Ｐ２を睡眠周期テーブル３４に格納する。

図５の（Ｃ）は、睡眠周期テーブル３４の一例を示す図である。図５の（Ｃ）は、比較的深いノンレム睡眠への移行時刻から比較的浅いノンレム睡眠又はレム睡眠への移行時刻までを推定した第２期間Ｐ２が「７１分」であったことを示す。また、図５の（Ｃ）は、比較的浅いノンレム睡眠又はレム睡眠への移行時刻から比較的深いノンレム睡眠への移行時刻までを推定した第１期間Ｐ１が「８２分」であったことを示す。

睡眠深度補正処理部３１は、睡眠周期の推定、すなわち第１期間Ｐ１及び第２期間Ｐ２の推定に使用される時刻データの収集が完了した後に、睡眠深度判定部３０による判定と心拍センサ１８を停止させる。

睡眠深度補正処理部３１は、睡眠周期の推定後に次の睡眠深度の変化予想時刻に温度センサ１９から被験者の体温情報を取得する。睡眠深度補正処理部３１は、各変化予想時刻において、変化予想時刻以降の被験者の体温の変化に基づいて、被験者の睡眠深度の変化、すなわち比較的浅い睡眠から比較的深い睡眠への移行と、比較的深い睡眠から比較的浅い睡眠への移行の有無を判断する。

睡眠深度補正処理部３１は、推定した睡眠周期と体温変化に基づいて判断した被験者の睡眠深度を示す睡眠深度情報を、通知処理部３２へ出力する。なお、温度センサ１９は、睡眠深度の測定中に連続して動作し続けてよい。または、睡眠深度補正処理部３１は、睡眠深度の変化の検出後に次の睡眠深度の変化予想時刻が到来するまで温度センサ１９をオフにしてもよい。

他の実施例では、睡眠深度補正処理部３１は、睡眠周期の推定後に次の睡眠深度の変化予想時刻に心拍センサ１８を起動して、睡眠深度判定部３０の判定結果にしたがって睡眠深度を判定してもよい。この場合に、睡眠深度補正処理部３１は、睡眠深度の変化の検出後に次の睡眠深度の変化予想時刻が到来するまで心拍センサ１８をオフにしてもよい。

通知処理部３２は、睡眠深度補正処理部３１から受診した睡眠深度情報を表示装置１６へ出力する。

＜１．３．睡眠深度判定処理の第１例＞
続いて、電子装置１による睡眠深度判定処理について説明する。図６は、電子装置の動作の一例を示す図である。なお、図６を参照して説明する一連の動作は複数の手順を含む方法と解釈してよい。この場合に「オペレーション」を「ステップ」と読み替えてもよい。図７、図８及び図１１の場合も同様である。

オペレーションＡＡにおいて睡眠深度補正処理部３１は、心拍センサ１８及び温度センサ１９を起動する。またＣＰＵ１０は、２つのフラグ変数である第１フラグ及び第２フラグの値を「０」にする。第１フラグは、睡眠周期の推定後における被験者の睡眠深度を記憶するために使用される。値「０」は比較的浅いノンレム睡眠又はレム睡眠を示し、値「１」は比較的深いノンレム睡眠を示す。第２フラグは、睡眠周期の推定前の被験者の睡眠深度を記憶するために使用される。値「０」は１回目の比較的深いノンレム睡眠に移行する前の状態を示し、値「１」は１回目の比較的深いノンレム睡眠を示し、値「２」は１回目の比較的浅いノンレム睡眠又はレム睡眠を示し、値「３」は２回目の比較的深いノンレム睡眠を示す。

オペレーションＡＢにおいて睡眠深度補正処理部３１は、入力装置１５が停止操作を受け付けた場合（オペレーションＡＢ：Ｙ）に処理を終了する。入力装置１５が停止操作を受け付けていない場合（オペレーションＡＢ：Ｎ）に処理はオペレーションＡＣへ進む。

オペレーションＡＣにおいて睡眠深度補正処理部３１は、睡眠周期の推定に使用される睡眠深度の変化時刻の取得を完了したか否かを判定する。例えば、睡眠深度補正処理部３１は、１回目及び２回目の比較的深いノンレム睡眠と、１回目の比較的浅いノンレム睡眠又はレム睡眠への移行時刻を全て取得したか否かを判定する。変化時刻が全て取得された場合（オペレーションＡＣ：Ｙ）に処理はオペレーションＡＥへ進む。まだ取得していない変化時刻が残っている場合（オペレーションＡＣ：Ｎ）に処理はオペレーションＡＤへ進む。

オペレーションＡＤにおいて睡眠深度補正処理部３１は、第１判定動作を行う。第１判定動作については図７を参照して後述する。その後処理はオペレーションＡＢへ戻る。オペレーションＡＥにおいて睡眠深度補正処理部３１は、第２判定動作を行う。第２判定動作については図８を参照して後述する。その後処理はオペレーションＡＢへ戻る。

続いて、図６のオペレーションＡＤにおける第１判定動作について説明する。図７は、第１判定動作の第１例を示す。オペレーションＢＡにおいて睡眠深度補正処理部３１は、睡眠深度判定部３０の判定結果に基づいて被験者が１回目の比較的深いノンレム睡眠に移行したか否かを判定する判定条件が満たされるか否かを判断する。この判定条件は、例えば、第２フラグの値が「０」であり且つ睡眠深度判定部３０による判定結果が比較的深いノンレム睡眠であるとの条件であってよい。判定条件が満たされる場合（オペレーションＢＡ：Ｙ）に処理はオペレーションＢＢへ進む。判定条件が満たされない場合（オペレーションＢＡ：Ｎ）に処理はオペレーションＢＤへ進む。

オペレーションＢＢにおいて睡眠深度補正処理部３１は、被験者が比較的深いノンレム睡眠に移行したと判断し、睡眠深度情報を通知処理部３２へ出力する。また、睡眠深度補正処理部３１は、第２フラグの値を「１」に変更する。オペレーションＢＣにおいて睡眠深度補正処理部３１は、現時刻を１回目の比較的深いノンレム睡眠の移行時刻として時刻テーブル３３に格納する。その後、第１判定動作が終了する。

オペレーションＢＤにおいて睡眠深度補正処理部３１は、睡眠深度判定部３０の判定結果に基づいて被験者が１回目の比較的浅いノンレム睡眠又はレム睡眠に移行したか否かを判定する判定条件が満たされるか否かを判断する。この判定条件は、以下の３条件（１）〜（３）を全て満たす条件であってよい。
（１）第２フラグの値が「１」である。
（２）１回目の深いノンレム睡眠への移行から６０分経過前である。
（３）睡眠深度判定部３０による判定結果が比較的浅いノンレム睡眠又はレム睡眠である。

判定条件が満たされる場合（オペレーションＢＤ：Ｙ）に処理はオペレーションＢＥへ進む。判定条件が満たされない場合（オペレーションＢＤ：Ｎ）に処理はオペレーションＢＧへ進む。

オペレーションＢＥにおいて睡眠深度補正処理部３１は、被験者が比較的浅いノンレム睡眠又はレム睡眠に移行したと判断し、睡眠深度情報を通知処理部３２へ出力する。また、睡眠深度補正処理部３１は、第２フラグの値を「２」に変更する。オペレーションＢＦにおいて睡眠深度補正処理部３１は、現時刻を１回目の比較的浅いノンレム睡眠又は１回目のレム睡眠の移行時刻として時刻テーブル３３に格納する。その後、第１判定動作が終了する。

オペレーションＢＧにおいて睡眠深度補正処理部３１は、睡眠深度判定部３０の判定結果に基づいて被験者が２回目の比較的深いノンレム睡眠に移行したか否かを判定する判定条件が満たされるか否かを判断する。この判定条件は、以下の３条件（１１）〜（１３）を全て満たす条件であってよい。
（１１）第２フラグの値が「２」である。
（１２）１回目の浅いノンレム睡眠又は１回目のレム睡眠への移行から６０分経過前である。
（１３）睡眠深度判定部３０による判定結果が比較的深いノンレム睡眠である。

判定条件が満たされる場合（オペレーションＢＧ：Ｙ）に処理はオペレーションＢＨへ進む。判定条件が満たされない場合（オペレーションＢＧ：Ｎ）に処理はオペレーションＢＫへ進む。

オペレーションＢＨにおいて睡眠深度補正処理部３１は、被験者が比較的深いノンレム睡眠に移行したと判断し、睡眠深度情報を通知処理部３２へ出力する。また、睡眠深度補正処理部３１は第２フラグの値を「３」に変更する。オペレーションＢＩにおいて睡眠深度補正処理部３１は、現時刻を２回目の比較的深いノンレム睡眠の移行時刻として時刻テーブル３３に格納する。オペレーションＢＪにおいて睡眠深度補正処理部３１は、心拍センサ１８及び温度センサ１９を停止する。その後、第１判定動作が終了する。

オペレーションＢＫにおいて睡眠深度補正処理部３１は、睡眠深度判定部３０の出力をそのまま睡眠深度の判定結果とし、睡眠深度情報を通知処理部３２へ出力する。その後、第１判定動作が終了する。

続いて、図６のオペレーションＡＤにおける第２判定動作について説明する。図８は、第２判定動作の一例を示す。オペレーションＣＡにおいて睡眠深度補正処理部３１は、時刻テーブル３３の時刻情報に従い「睡眠周期」を算出する。すなわち睡眠深度補正処理部３１は、比較的浅いノンレム睡眠又はレム睡眠への移行時刻から比較的深いノンレム睡眠への移行時刻までを推定した第１期間Ｐ１を算出する。また睡眠深度補正処理部３１は、比較的深いノンレム睡眠への移行時刻から比較的浅いノンレム睡眠又はレム睡眠への移行時刻までを推定した第２期間Ｐ２を算出する。睡眠深度補正処理部３１は、第１期間Ｐ１及び第２期間Ｐ２を睡眠周期テーブル３４に格納する。「睡眠周期」の算出は、１回行えばよい。

オペレーションＣＢにおいて睡眠深度補正処理部３１は、比較的浅いノンレム睡眠又はレム睡眠の開始から第１期間Ｐ１が経過し、かつ第１フラグの値が「０」であるか否かを判定する。比較的浅いノンレム睡眠又はレム睡眠の開始から第１期間Ｐ１が経過し、かつ第１フラグの値が「０」である場合（オペレーションＣＢ：Ｙ）に処理はオペレーションＣＣへ進み、そうでない場合に（オペレーションＣＢ：Ｎ）に処理はオペレーションＣＦへ進む。

オペレーションＣＣにおいて睡眠深度補正処理部３１は、温度センサ１９を起動する。オペレーションＣＤにおいて睡眠深度補正処理部３１は、睡眠深度が前回変化した際に測定した被験者の体温と比べて体温の変化が所定範囲内であるか否かを判定する。所定範囲は、例えば２．５℃から３．５℃の範囲であってよい。温度変化が所定範囲内である場合（オペレーションＣＤ：Ｙ）には処理はオペレーションＣＥへ進む。温度変化が所定範囲内でない場合（オペレーションＣＤ：Ｎ）には処理はオペレーションＣＦへ進む。

オペレーションＣＥにおいて睡眠深度補正処理部３１は、被験者が比較的深いノンレム睡眠に移行したと判断し、睡眠深度情報を通知処理部３２へ出力する。また、睡眠深度補正処理部３１は第１フラグの値を「１」に変更する。その後処理はオペレーションＣＪへ進む。

オペレーションＣＦにおいて睡眠深度補正処理部３１は、睡眠深度補正処理部３１は、比較的深いノンレム睡眠の開始から第２期間Ｐ２が経過し、かつ第１フラグの値が「１」であるか否かを判定する。比較的深いノンレム睡眠の開始から第２期間Ｐ２が経過し、かつ第１フラグの値が「１」である場合（オペレーションＣＦ：Ｙ）に処理はオペレーションＣＧへ進み、そうでない場合に（オペレーションＣＦ：Ｎ）に処理はオペレーションＣＫへ進む。

オペレーションＣＧにおいて睡眠深度補正処理部３１は、温度センサ１９を起動する。オペレーションＣＨにおいて睡眠深度補正処理部３１は、睡眠深度が前回変化した際に測定した被験者の体温と比べて体温の変化が所定範囲内であるか否かを判定する。温度変化が所定範囲内である場合（オペレーションＣＨ：Ｙ）には処理はオペレーションＣＩへ進む。温度変化が所定範囲内でない場合（オペレーションＣＨ：Ｎ）には処理はオペレーションＣＫへ進む。

オペレーションＣＩにおいて睡眠深度補正処理部３１は、被験者が比較的浅いノンレム睡眠又はレム睡眠に移行したと判断し、睡眠深度情報を通知処理部３２へ出力する。また、睡眠深度補正処理部３１は、第１フラグの値を「０」に変更する。その後処理はオペレーションＣＪへ進む。

オペレーションＣＪにおいて睡眠深度補正処理部３１は、温度センサ１９を停止する。その後第２判定動作は終了する。オペレーションＣＫにおいて睡眠深度補正処理部３１は、第１フラグの値が「０」であるか否かを判断する。第１フラグの値が「０」である場合に（オペレーションＣＫ：Ｙ）に処理はオペレーションＣＬへ進む。第１フラグの値が「０」でない場合に（オペレーションＣＫ：Ｎ）に処理はオペレーションＣＭへ進む。

オペレーションＣＬにおいて睡眠深度補正処理部３１は、被験者が比較的浅いノンレム睡眠又はレム睡眠に移行したと判断し、睡眠深度情報を通知処理部３２へ出力する。その後第２判定動作は終了する。オペレーションＣＭにおいて睡眠深度補正処理部３１は、被験者が比較的深いノンレム睡眠に移行したと判断し、睡眠深度情報を通知処理部３２へ出力する。その後第２判定動作は終了する。

＜１．４．効果＞
本実施例によれば、非接触で測定した心拍から睡眠深度を判定するため、睡眠深度を判定する際の被験者への負担を小さくすることができる。また、睡眠周期の推定に使用する睡眠深度の移行時刻情報を収集した後は、非接触で心拍を検出する心拍センサを停止させるので消費電力を低減することが可能となる。このため、バッテリ容量が制限される携帯電子装置であっても、比較的消費電力が大きい心拍センサ、例えば高周波の電磁波を用いる心拍センサを使用して上記の睡眠深度判定処理を行うことができる。

また、本実施例によれば、睡眠周期を推定した後は、睡眠深度補正処理部３１は、推定した睡眠周期と被験者の体温変化に基づいて被験者の睡眠深度を判断する。このため、寝ている間に被験者の睡眠周期の変化があっても、睡眠深度の変化の予想時刻を比較的消費電力の小さな温度センサの検出結果により修正することにより、より正確に睡眠深度の変化の有無を判断することができる。また、睡眠深度の変化と関係のない体温変化による誤検出を防止できる。このため、比較的消費電力が大きい心拍センサを使用しなくても精度の高い睡眠深度の判定を行うことが可能となる。

＜２．第２実施例＞
続いて、他の実施例について説明する。本実施例において睡眠深度補正処理部３１は、「１．３．睡眠深度判定処理の第１例」で説明した第１判定動作にて、睡眠深度判定部３０による判定結果と温度センサ１９で測定される被験者の体温変化を組み合わせて睡眠深度の変化を判断する。

例えば、オペレーションＢＤにおいて睡眠深度補正処理部３１は、睡眠深度判定部３０の判定結果及び被験者の体温変化に基づいて被験者が１回目の比較的浅いノンレム睡眠又はレム睡眠に移行したか否かを判定する判定条件が満たされるか否かを判断する。この判定条件は、以下の４条件（１）〜（４）を全て満たす条件であってよい。
（１）第２フラグの値が「１」である。
（２）１回目の深いノンレム睡眠への移行から６０分経過前である。
（３）睡眠深度判定部３０による判定結果が比較的浅いノンレム睡眠又はレム睡眠である。
（４）オペレーションＢＢで比較的深いノンレム睡眠であると判断したときに比べて、被験者の体温が所定温度以上上昇した。この所定温度は、例えば０．３℃であってよい。

また例えば、オペレーションＢＧにおいて睡眠深度補正処理部３１は、睡眠深度判定部３０の判定結果及び被験者の体温変化に基づいて被験者が２回目の比較的深いノンレム睡眠に移行したか否かを判定する判定条件が満たされるか否かを判断する。この判定条件は、以下の４条件（１１）〜（１４）を全て満たす条件であってよい。
（１１）第２フラグの値が「２」である。
（１２）１回目の浅いノンレム睡眠又は１回目のレム睡眠への移行から６０分経過前である。
（１３）睡眠深度判定部３０による判定結果が比較的深いノンレム睡眠である。
（１４）オペレーションＢＥで比較的浅いノンレム睡眠又はレム睡眠であると判断したときに比べて、被験者の体温が所定温度以上低下した。この所定温度は、例えば０．３℃であってよい。

本実施例によれば、心拍センサ１８の測定誤差を被験者の体温変化によって補正することにより測定精度を向上することが可能となる。なお、第２実施例は、以下に説明する第３実施例と組み合わせることができる。

＜３．第３実施例＞
続いて、他の実施例について説明する。本実施例では電子装置１は被験者の体動を検出するアクチグラフセンサを備える。本実施例において睡眠深度補正処理部３１は、「１．３．睡眠深度判定処理の第１例」で説明した第１判定動作にて、睡眠深度判定部３０による判定結果と被験者の体温変化とアクチグラフセンサで検出した体動を組み合わせて睡眠深度の変化を判断する。

＜３．１．電子装置の構成の第２例＞
図９及び図１０は、電子装置１のハードウエア構成の第２例を示す図及び機能ブロック図の第２例である。図１及び図４を参照して説明した各構成要素の動作と同一の動作については説明を省略する。電子装置１は、被験者の体動を検出するアクチグラフセンサ２８を備える。

アクチグラフセンサ２８は、例えば、被験者の体動による被験者までの距離変化を判定する非接触センサであってよい。この場合に例えばアクチグラフセンサ２８は、超音波センサや光センサであってよい。アクチグラフセンサ２８は、例えば、被験者の体動によりセンサに加わる加速度を検出する加速度センサであってよい。

アクチグラフセンサ２８が非接触センサである場合に、図２の（Ａ）及び図３の電子装置１の外面２２〜２７のうち、心拍センサ１８及び温度センサ１９が配置される面と同一の面にアクチグラフセンサ２８が設けられてよい。アクチグラフセンサ２８が加速度である場合には、アクチグラフセンサ２８は電子装置１の内部、例えばタッチパネル表示器２１の背面に設けられた電子回路基板に設けられてよい。

睡眠深度補正処理部３１は、アクチグラフセンサ２８が検出した被験者の体動の発生頻度に基づいて、被験者が覚醒状態にあるか睡眠状態にあるかを判断する。睡眠深度補正処理部３１は、被験者が睡眠状態である場合に、入眠後の比較的深い睡眠への移行と、比較的深い睡眠から比較的浅い睡眠への移行と、比較的浅い睡眠から比較的深い睡眠への移行が生じたか否かを判断する。

＜３．２．睡眠深度判定処理の第３例＞
続いて、第２実施例の電子装置１の動作を説明する。睡眠深度判定処理全体の動作及び第２判定動作は、図６及び図８の動作と同様であってよい。図１１は、第１判定動作の第２例を示す図である。

ペレーションＤＡにおいて睡眠深度補正処理部３１は、アクチグラフセンサ２８が検出した被験者の体動の発生頻度に基づいて、被験者が睡眠状態にあるか否かを判断する。被験者が睡眠状態にある場合（オペレーションＤＡ：Ｙ）に、処理はオペレーションＤＣへ進む。被験者が睡眠状態にない場合（オペレーションＤＡ：Ｎ）に処理はオペレーションＤＢへ進む。オペレーションＤＢにおいて睡眠深度補正処理部３１は、被験者が覚醒状態にあると判断し、睡眠深度情報を通知処理部３２へ出力する。その後、第１判定動作が終了する。

オペレーションＤＣにおいて睡眠深度補正処理部３１は、オペレーションＤＡにおける判断結果が、睡眠深度判定処理の開始後の最初の睡眠状態の検出か否かを判断する。オペレーションＤＡの判断結果が、最初の睡眠状態の検出である場合（オペレーションＤＣ：Ｙ）に処理はオペレーションＤＤへ進み、そうでない場合（オペレーションＤＣ：Ｎ）に処理はオペレーションＤＥへ進む。オペレーションＤＤにおいて睡眠深度補正処理部３１は、現時点で被験者が入眠したと判断し、温度センサ１９により検出される被験者の体温を、入眠時の体温としてメモリ１２に記憶する。

オペレーションＤＥにおいて睡眠深度補正処理部３１は、被験者が１回目の比較的深いノンレム睡眠に移行したか否かを判定する判定条件が満たされるか否かを判断する。この判定条件は、以下の３条件（２１）〜（２３）を全て満たす条件であってよい。
（２１）第２フラグの値が「０」である。
（２２）睡眠深度判定部３０による判定結果が比較的深いノンレム睡眠である。
（２３）温度センサ１９で検出した被験者の体温が入眠時と比べて所定温度以上低下した。この所定温度は、例えば０．３℃であってよい。

判定条件が満たされる場合（オペレーションＤＥ：Ｙ）に処理はオペレーションＤＦへ進む。判定条件が満たされない場合（オペレーションＤＥ：Ｎ）に処理はオペレーションＤＨへ進む。オペレーションＤＦ及びＤＧの動作は、図７のオペレーションＢＢ及びＢＣの動作と同様である。

オペレーションＤＨにおいて睡眠深度補正処理部３１は、上記「２．第２実施例」の条件（１）〜（４）に従い、被験者が１回目の比較的浅いノンレム睡眠又はレム睡眠に移行したか否かを判断する。条件（１）〜（４）が満たされる場合（オペレーションＤＨ：Ｙ）に処理はオペレーションＤＩへ進む。判定条件が満たされない場合（オペレーションＤＨ：Ｎ）に処理はオペレーションＤＫへ進む。オペレーションＤＩ及びＤＪの動作は、図７のオペレーションＢＥ及びＢＦの動作と同様である。

オペレーションＤＫにおいて睡眠深度補正処理部３１は、上記「２．第２実施例」の条件（１１）〜（１４）に従い、被験者が２回目の比較的深いノンレム睡眠に移行したか否かを判断する。条件（１１）〜（１４）が満たされる場合（オペレーションＤＫ：Ｙ）に処理はオペレーションＤＬへ進む。判定条件が満たされない場合（オペレーションＤＫ：Ｎ）に処理はオペレーションＤＯへ進む。オペレーションＤＬ〜ＤＯの動作は、図７のオペレーションＢＨ〜ＢＫの動作と同様である。

＜３．３．効果＞
本実施例によれば、被験者の体温変化に加えてアクチグラフセンサ２８による体動の検出結果により心拍センサ１８の測定誤差を補正することができる。このため測定精度が向上する。また、ある実施例において睡眠深度補正処理部３１は、アクチグラフセンサ２８の体動検出結果から睡眠状態を検出するまで、心拍センサ１８及び温度センサ１９を停止させてもよい。センサの停止によって消費電力を低減することができる。また、他の実施例では、アクチグラフセンサ２８に加えて又は代えて、高周波の電磁波を用いる心拍センサ１８を使用して被験者の体動を検出し、睡眠状態の判定に使用してもよい。

以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
被験者の心拍を非接触で検出する心拍センサと、プロセッサとを備え、
前記プロセッサが、
前記心拍センサにより検出された心拍から前記被験者の睡眠深度を判定する処理と、
前記睡眠深度の変化時刻から前記被験者の睡眠周期を推定する処理と、
前記睡眠周期の推定に使用される前記変化時刻の取得完了後に、少なくとも次の睡眠深度の変化予想時刻まで前記心拍センサを停止する処理と、
を実行することを特徴とする睡眠深度判定装置。
（付記２）
更に温度センサを備え、
前記プロセッサは、前記睡眠周期の推定後の睡眠深度の変化予想時刻に前記温度センサにより検出される前記被験者の体温の変化に基づいて、前記被験者の睡眠深度の変化を検出する処理を実行することを特徴とする付記１に記載の睡眠深度判定装置。
（付記３）
前記プロセッサは、前記被験者の睡眠深度の変化の検出後に次の睡眠深度の変化予想時刻が到来するまで前記温度センサをオフにする処理を実行することを特徴とする付記２に記載の睡眠深度判定装置。
（付記４）
前記プロセッサは、前記睡眠周期を推定する処理において、前記温度センサにより検出される前記被験者の体温の変化に基づいて、心拍から判定される睡眠深度の判定結果を補正する処理を実行することを特徴とする付記２又は３に記載の睡眠深度判定装置。
（付記５）
前記プロセッサは、
次の睡眠深度の変化予想時刻に前記心拍センサを起動する処理と、
前記睡眠周期の推定後の睡眠深度の変化予想時刻に前記心拍センサにより検出される前記被験者の心拍に基づいて、前記被験者の睡眠深度の変化を検出する処理を実行することを特徴とする付記１に記載の睡眠深度判定装置。
（付記６）
前記プロセッサは、前記被験者の睡眠深度の変化の検出後に次の睡眠深度の変化予想時刻が到来するまで前記心拍センサをオフにする処理を実行することを特徴とする付記５に記載の睡眠深度判定装置。
（付記７）
更に温度センサを備え、
前記プロセッサは、前記温度センサにより検出される前記被験者の体温の変化に基づいて、心拍から判定される睡眠深度の判定結果を補正する処理を実行することを特徴とする付記１、５及び６のいずれか一項に記載の睡眠深度判定装置。
（付記８）
更に、前記被験者の体動を検出するアクチグラフセンサを備え、
前記プロセッサは、前記アクチグラフセンサにより検出された体動の頻度に基づき前記被験者の睡眠状態を検出した場合に、前記被験者の睡眠深度を判定する処理を実行する付記１〜７のいずれか一項に記載の睡眠深度判定装置。
（付記９）
電子装置に設けられて非接触で心拍を検出する心拍センサにより被験者の心拍を検出し、
前記電子装置が備えるプロセッサに、
前記心拍センサにより検出された心拍から前記被験者の睡眠深度を判定する処理と、
前記睡眠深度の変化時刻から前記被験者の睡眠周期を推定する処理と、
前記睡眠周期の推定に使用される前記変化時刻の取得完了後に、少なくとも次の睡眠深度の変化予想時刻まで前記心拍センサを停止する処理と、
を実行させることを特徴とする睡眠深度判定方法。

１ 電子装置
１０ ＣＰＵ
１８ 心拍センサ
１９ 温度センサ
３０ 睡眠深度判定部
３１ 睡眠深度補正処理部
３２ 通知処理部
３３ 時刻テーブル
３４ 睡眠周期テーブル
１００ 被験者

Claims (6)

1. 被験者の心拍を非接触で検出する心拍センサと、プロセッサとを備え、
   前記プロセッサが、
   前記心拍センサにより検出された心拍から前記被験者の睡眠深度を判定する処理と、
   前記睡眠深度の変化時刻から前記被験者の睡眠周期を推定する処理と、
   前記睡眠周期の推定に使用される前記変化時刻の取得完了後に、次の睡眠深度の変化予想時刻まで前記心拍センサを停止する処理と、
   を実行することを特徴とする睡眠深度判定装置。
2. 更に温度センサを備え、
   前記プロセッサは、前記睡眠周期の推定後の睡眠深度の変化予想時刻に前記温度センサにより検出される前記被験者の体温の変化に基づいて、前記被験者の睡眠深度の変化を検出する処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の睡眠深度判定装置。
3. 前記プロセッサは、前記睡眠周期を推定する処理において、前記温度センサにより検出される前記被験者の体温の変化に基づいて、心拍から判定される睡眠深度の判定結果を補正する処理を実行することを特徴とする請求項２に記載の睡眠深度判定装置。
4. 更に温度センサを備え、
   前記プロセッサは、前記温度センサにより検出される前記被験者の体温の変化に基づいて、心拍から判定される睡眠深度の判定結果を補正する処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の睡眠深度判定装置。
5. 更に、前記被験者の体動を検出するアクチグラフセンサを備え、
   前記プロセッサは、前記アクチグラフセンサにより検出された体動の頻度に基づき前記被験者の睡眠状態を検出した場合に、前記被験者の睡眠深度を判定する処理を実行する請求項１〜４のいずれか一項に記載の睡眠深度判定装置。
6. 非接触で被験者の心拍を検出する心拍センサとプロセッサを有する電子装置により実行される制御方法であって、
   前記プロセッサが、
   前記心拍センサにより検出された心拍から前記被験者の睡眠深度を判定し、
   前記睡眠深度の変化時刻から前記被験者の睡眠周期を推定し、
   前記睡眠周期の推定に使用される前記変化時刻の取得完了後に、次の睡眠深度の変化予想時刻まで前記心拍センサを停止する、
   ことを特徴とする制御方法。

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