JPH04272745A - 睡眠検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は睡眠を検出する睡眠検出
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の睡眠検出装置は、例えば人
体の脳波や眼球運動を検出して検出信号の波形処理を行
なって入眠を判定するもの（特開昭６２−２５３０３４
号公報）や、人体の脈波を検出して検出信号の波形処理
を行なって入眠を判定するもの（特開昭６３−１５００
４７号公報）であり、いずれも脳波や眼球運動、脈波等
の生体信号を検出する検出手段を直接人体の頭皮または
皮膚に装着する構成であるため、装着による違和感があ
り睡眠が乱されるといった課題があった。この点に鑑み
て、本発明者らは寝具に配設した圧電素子により人体に
非接触で体動を検出し、体動の静止時間がある設定時間
以上になった場合に入眠したと判定する睡眠検出装置を
先に提案した。

【０００３】図５は上記従来の睡眠検出装置のブロック
図である。同図よりこの装置は寝具に配設された圧電素
子１、圧電素子の信号のある特定の周波数成分をろ波す
るフィルター２、増幅器３、整流器４、積分器５、不在
判定手段６、在床判定手段７、体動判定手段８、タイマ
ー９、入眠判定手段１０とから構成され、以下のように
作用する。ここで、寝具上に人体が存在する場合の人体
の体動を次の２つに分けて定義する。人体の心臓の活動
や呼吸活動により伝搬される身体の微小な体動を細体動
と呼び、入床・起床・寝返りといった身体の大きな体動
を粗体動と呼ぶ。さて、上記のような人体の細体動と粗
体動により寝具に配設された圧電素子１が変形を受ける
と、その変形の程度に応じて圧電素子１より電圧が発生
する。この出力信号はフィルター２によりろ波され、さ
らに増幅器３による増幅、整流器４による整流、積分器
５により積分される。図６に積分器５の出力信号の波形
図を示す。図より入床・起床・寝返りといった粗体動に
対応してレベルの高い出力が得られる一方、在床してい
て安静状態であれば心拍や呼吸といった細体動に対応し
てレベルの低い出力が得られる。この事実に基づき、積
分器５の信号レベルに応じて以下の判定がなされる。積
分器５の信号レベルがあらかじめ定められた第３の設定
値Ｖａ未満である場合は不在判定手段６により寝具上に
人体が存在しないと判定される。積分器５の信号レベル
が第３の設定値Ｖａ以上でありかつあらかじめ定められ
た第４の設定値Ｖｂ未満である場合は在床判定手段７に
より寝具上に人体が安静状態で存在すると判定される。 積分器５の信号レベルが第４の設定値Ｖｂ以上である場
合は体動判定手段８により寝具上で人体が粗体動を生起
したと判定される。次に、在床判定手段７の信号がある
場合にはタイマー９により計時動作が開始される。ただ
し、この計時動作は不在判定手段７または体動判定手段
９の信号によりリセットされる。そして、入眠判定手段
１０ではタイマー９により計時される計時時間があらか
じめ定められた設定時間を越えれば寝具上で人体が入眠
したと判定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記技
術の睡眠検出装置では、細体動が確実に検出されるよう
増幅器３の増幅度を高く設定してあるため、図６に示す
ように寝床近傍で就寝者以外の他人が歩行したり、ドア
を開閉したり、あるいは他の寝床で他人が寝返りを行な
った場合、他人の行為による振動が圧電素子１に伝搬し
てしまい、就寝者が実際には粗体動を起こしていないの
にあたかも粗体動を起こしたように動作してしまい（図
６中のＭ部）、入眠判定に誤動作が生じるといった課題
があった。本発明は上記課題を解決するもので、その目
的は、就寝者本人の体動と他人の動作による振動伝搬と
区別して入眠判定に誤動作のない睡眠検出装置を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、寝具に配設された圧電素子と、前記圧電素
子の信号のある特定の周波数成分をろ波するフィルター
と、前記フィルターの信号を増幅する第１の増幅器と、
前記第１の増幅器より増幅度が小さく前記フィルターの
信号を増幅する第２の増幅器と、前記第１の増幅器の信
号を整流する第１の整流器と、前記第２の増幅器の信号
を整流する第２の整流器と、前記第１の整流器の信号を
積分する第１の積分器と、前記第２の整流器の信号を積
分する第２の積分器と、前記第１の積分器の信号レベル
があらかじめ定められた第１の設定値未満である場合は
前記寝具上に人体が存在しないと判定する不在判定手段
と、前記第１の積分器の信号レベルが前記第１の設定値
以上でありかつ前記第２の積分器の信号レベルがあらか
じめ定められた第２の設定値未満である場合は前記寝具
上に人体が安静状態で存在すると判定する在床判定手段
と、前記第２の積分器の信号レベルが前記第２の設定値
以上である場合は前記寝具上で人体が体動を生起したと
判定する体動判定手段と、前記在床判定手段の信号によ
り計時動作を開始するとともに前記不在判定手段または
前記体動判定手段の信号により計時動作をリセットする
タイマーと、前記タイマーにより計時される計時時間が
あらかじめ定められた設定時間を越えれば前記寝具上で
人体が入眠したと判定する入眠判定手段とから構成され
る。

【０００６】

【作用】本発明は上記構成によって以下のように作用す
る。寝具上に人体が存在する場合、人体の細体動または
粗体動により寝具に配設された圧電素子が変形を受ける
と、その変形の程度に応じて圧電素子より電圧が発生す
る。この出力信号はフィルターによりろ波され、その信
号は第１の増幅器による増幅、第１の整流器による整流
、第１の積分器による積分の処理が行なわれるとともに
、第２の増幅器による増幅、第２の整流器による整流、
第２の積分器による積分の処理が行なわれる。ここで、
第２の増幅器は第１の増幅器よりも増幅度が小さく設定
してあり、２つの整流器、２つの積分器はそれぞれ同じ
特性を持っている。次に第１の積分器と第２の積分器の
信号レベルに応じて以下の判定がなされる。すなわち、
第１の積分器の信号レベルがあらかじめ定められた第１
の設定値未満である場合は不在判定手段により寝具上に
人体が存在しないと判定される。第１の積分器の信号レ
ベルが前記第１の設定値以上でありかつ第２の積分器の
信号レベルがあらかじめ定められた第２の設定値未満で
ある場合は在床判定手段により寝具上に人体が安静状態
で存在する（細体動がある）と判定される。第２の積分
器の信号レベルが前記第２の設定値以上である場合は体
動判定手段により寝具上で人体が体動を生起した（粗体
動がある）と判定される。次に、在床判定手段の信号が
ある場合にはタイマーにより計時動作が開始される。た
だし、この計時動作は不在判定手段または体動判定手段
の信号によりリセットされる。そして、入眠判定手段で
はタイマーにより計時される計時時間があらかじめ定め
られた設定時間を越えれば寝具上で人体が入眠したと判
定される。

【０００７】

【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１は本実施例をベッドに装着した際の斜視
図、図２はブロック図である。図１および図２において
、１は圧電素子でポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等
の高分子圧電材料を薄膜状にし両面に可とう性の電極膜
を付着させテープ状に成形されたもので、図１のように
マットレス１７の表面に固定されてある。１８は回路ユ
ニットで、フィルター２、第１の増幅器１１、第２の増
幅器１２、第１の整流器１３、第２の整流器１４、第１
の積分器１５、第２の積分器１６、不在判定手段６、在
床判定手段７、体動判定手段８、タイマー９および入眠
判定手段１０（図１では図示せず）を内蔵している。 圧電素子１と回路ユニット１８とはシールド線１９で接
続されている。

【０００８】この実施例の構成によれば、本発明は以下
のように作用する。寝具上に人体が存在する場合、人体
の細体動または粗体動により寝具に配設された圧電素子
１が変形を受けると、その変形の程度に応じて圧電素子
より電圧が発生する。この出力信号はフィルター２によ
りろ波され、その信号は第１の増幅器１１による増幅、
第１の整流器１３による整流、第１の積分器１５による
積分の処理が行なわれるとともに、第２の増幅器１２に
よる増幅、第２の整流器１４による整流、第２の積分器
１６による積分の処理が行なわれる。ここで、第１の増
幅器はさきに説明した従来例の増幅器と同じ特性を有し
、第２の増幅器１２は第１の増幅器１１よりも増幅度が
小さく設定してある。また、２つの整流器、２つの積分
器はそれぞれ先に説明した従来例における整流器、積分
器と同じ特性を持っている。図３に実際の就寝の際の第
１の積分器１５の信号波形を、図４に第２の積分器１６
の信号波形を示す。ここで、就寝者本人の粗体動と他人
の動きとの双方が圧電素子１へ付加する変形の強度は当
然のように前者の方が大きいが、第１の増幅器１１は先
に説明した従来例における増幅器と同一の高い増幅特性
を有しているので、図３のように入床、寝返り、離床等
の粗体動による信号レベルと他人の動きによる信号レベ
ルは両者とも先に説明した従来例での第３の設定値Ｖｂ
以上となり、就寝者本人の粗体動と他人の動きとの区別
がつかない。しかしながら、第２の増幅器１２は第１の
増幅器１１よりも増幅度が小さく設定してあるので、図
４のように他人の動きは就寝者本人の粗体動に比して信
号レベルが低くなり、第２の設定値Ｖｃを図のように設
ければ、就寝者本人の粗体動と他人の動きとの区別が可
能となる。

【０００９】このことより第１の積分器１５と第２の積
分器１６の信号レベルに応じて以下の判定がなされる。 第１の積分器の信号レベルがあらかじめ定められた第１
の設定値Ｖａ未満である場合は不在判定手段６により寝
具上に人体が存在しないと判定される。第１の積分器１
５の信号レベルが第１の設定値Ｖａ以上でありかつ第２
の積分器１６の信号レベルがあらかじめ定められた第２
の設定値Ｖｃ未満である場合は在床判定手段７により寝
具上に人体が安静状態で存在する（細体動がある）と判
定される。第２の積分器１６の信号レベルが第２の設定
値Ｖｃ以上である場合は体動判定手段８により寝具上で
人体が体動を生起した（粗体動がある）と判定される。 次に、在床判定手段７の信号がある場合にはタイマー９
により計時動作が開始される。ただし、この計時動作は
不在判定手段６または体動判定手段８の信号によりリセ
ットされる。そして、入眠判定手段１０ではタイマー９
により計時される計時時間があらかじめ定められた設定
時間を越えれば寝具上で人体が入眠したと判定される。 前記設定時間に関しては、発明者らが行なった睡眠実験
により約１５分が適当との知見を得ている。また、Ｖａ
、Ｖｃは睡眠実験により設定することができる。

【００１０】上記作用により本実施例によれば、従来例
の入眠判定の信号処理経路に従来例よりも増幅度の小さ
な増幅器を付加することにより、就寝者本人の体動と他
人の動作による振動伝搬とを区別することが可能となり
入眠判定に誤動作のない睡眠検出装置を提供することが
できるといった効果がある。

【００１１】上記実施例では圧電素子１をマットレス１
７に配設したが、上記細体動が検出できる範囲内であれ
ば、マットレス１７内部に内蔵したりベッドフレームに
配設する構成としてもよいし、さらにふとんやシーツ、
まくら等に内蔵あるいは配設できるような構成としても
よい。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の睡眠検出装
置によれば、従来例の入眠判定の信号処理経路に従来例
よりも増幅度の小さな増幅器を付加することにより、就
寝者本人の体動と他人の動作による振動伝搬とを区別す
ることが可能となり入眠判定に誤動作のない睡眠検出装
置を提供することができるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における睡眠検出装置の外観
斜視図

【図２】本発明の一の実施例における睡眠判定装置のブ
ロック図

【図３】本発明の一実施例における第１の積分器からの
出力を示す波形図

【図４】本発明の一実施例における第２の積分器からの
出力を示す波形図

【図５】従来の睡眠検出装置のブロック図

【図６】従来
の睡眠検出装置の積分器からの出力を示す波形図

【符号の説明】

１　　圧電素子 ２　　フィルター ６　　不在判定手段 ７　　在床判定手段 ８　　体動判定手段 ９　　タイマー １０　　入眠判定手段 １１　　第１の増幅器 １２　　第２の増幅器 １３　　第１の整流器 １４　　第２の整流器 １５　　第１の積分器 １６　　第２の積分器 １８　　回路ユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　寝具に配設された圧電素子と、前記圧
   電素子の信号のある特定の周波数成分をろ波するフィル
   ターと、前記フィルターの信号を増幅する第１の増幅器
   と、前記第１の増幅器より増幅度が小さく前記フィルタ
   ーの信号を増幅する第２の増幅器と、前記第１の増幅器
   の信号を整流する第１の整流器と、前記第２の増幅器の
   信号を整流する第２の整流器と、前記第１の整流器の信
   号を積分する第１の積分器と、前記第２の整流器の信号
   を積分する第２の積分器と、前記第１の積分器の信号レ
   ベルがあらかじめ定められた第１の設定値未満である場
   合は前記寝具上に人体が存在しないと判定する不在判定
   手段と、前記第１の積分器の信号レベルが前記第１の設
   定値以上でありかつ前記第２の積分器の信号レベルがあ
   らかじめ定められた第２の設定値未満である場合は前記
   寝具上に人体が安静状態で存在すると判定する在床判定
   手段と、前記第２の積分器の信号レベルが前記第２の設
   定値以上である場合は前記寝具上で人体が体動を生起し
   たと判定する体動判定手段と、前記在床判定手段の信号
   により計時動作を開始するとともに前記不在判定手段ま
   たは前記体動判定手段の信号により計時動作をリセット
   するタイマーと、前記タイマーにより計時される計時時
   間があらかじめ定められた設定時間を越えれば前記寝具
   上で人体が入眠したと判定する入眠判定手段とからなる
   睡眠検出装置。