JPH0484938A - 体動判定装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は寝床上の人体の体動の有無を判定する体動判定
装置に関するものである。

従来の技術 発明者は、従来この種の体動判定装置が、例えば、第７
図及び第８図に示すように絶縁板１、金属板のアンテナ
部材２ａ、２ｂ、絶縁層３、シールド４からなる記録マ
ット５から構成され、就寝者の体動による静電荷の変化
をアンテナ部材２ａ、２ｂにより検出して体動の有無を
判定するもの（特開昭５５−１６０５３９号公報）であ
り、記録マット５の構成が複雑で製造コストが高い上、
記録マット５自体に透湿性や吸湿性がないといった課題
があったことを鑑みて、コストの安い可撓性の圧電素子
により透湿性や吸湿性を損なわずに体動の有無を判定す
る体動判定装置を先に考えた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記技術の体動判定手段の圧電素子は検
出感度が鋭敏なため、寝床近傍で他者が歩行したりベツ
ドメイク等の作業を行ったり、あるいは他の寝床で体動
が生起した場合等、就寝者本人が寝ている寝床以外の領
域で他者が動作することによりその振動が圧電素子に伝
搬してしまい、就寝者が実際には体動を生起していない
のにあたかも体動を生起したように動作してしまうとい
った課題があった。

本発明はかかる従来の課題を解消するもので、就寝者本
人が寝ている寝床以外の領域での他者の動作があった場
合でも体動判定に誤動作が生じない体動判定装置を提供
することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の体動判定装置は、マ
ツトレス、ふとん、シーツ等の寝具に配設可能な可撓性
を有した圧電素子と、前記圧電素子の出力信号のうち所
定の周波数成分のみを通過させるフィルタ回路と、前記
フィルタ回路の出力信号を増幅する増幅回路と、前記増
幅回路の出力信号を整流する整流回路と、前記整流回路
の出力信号を積分する積分回路と、前記積分回路の出力
信号と第１の閾値とを比較する第１の比較回路と、前記
増幅回路の出力信号に基づき寝床上の人体の心拍数をカ
ウントする計数回路と、前記計数回路の出力信号の変化
量を演算する演算回路と、前記演算回路の出力信号と第
２の閾値とを比較する第２の比較回路と、前記第１の比
較回路および前記第２の比較回路との出力信号に基づき
前記人体の体動の有無を判定する判定回路とからなる。

作用 本発明の体動判定装置は上記の構成によって以下のよう
に作用する。すなわち、寝床上の就寝者に寝返り等の体
動が生起すると寝具に配設された圧電素子が変形を受は
電圧が発生する。また、圧電素子はその検出感度が鋭敏
なため、就寝者本人が寝ている寝床以外の領域で他者が
動作することにより圧電素子に振動が伝搬し、この場合
も寝具に配設された圧電素子が変形を受は電圧が発生す
る。発生電圧はフィルタ回路を経て増幅、整流、積分さ
れた後、第１の比較回路によりあらかじめ定められた第
１の閾値と比較される。一方、圧電素子は人体の心拍活
動による微小体動も検出可能であり、人体に寝返り等の
体動がなく安静状態である場合には計数回路により心拍
数が計数される。演算回路では計数回路の出力信号の変
化量が一定時間毎に演算され、演算値は第２の比較回路
によりあらかじめ定められた第２の閾値と比較される。

判定回路では、第１の比較回路および第２の比較回路の
出力信号により体動の有無が判定される。

実施例 以下、本発明の睡眠状態判定装置の第１の実施例を添付
図面に基づいて説明する。第１図は同実施例の斜視図、
第２図は同実施例のブロック図である・第１図、第２図
において６は可撓性のある圧電素子で、ここではポリフ
ッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の高分子圧電材料を薄膜
状にし両面に可撓性の電極膜を付着させたものをテープ
状に成型したもので、製造コストが比較的安く大量に生
産できるものである。圧電素子６は人体が就寝した際に
胸部の真下に位置するようマツトレス１７の表面に接着
用のテープで固定されている。７はチエビシエフ回路等
からなり圧電素子６の出力信号のうち約１〜約１０Ｈｚ
の波形成分のみを通過させるフィルタ回路、８は増幅回
路、９は整流回路、１０は積分回路、１１は第１の比較
回路である。１２は心拍数を計数する計数回路、１３は
計数回路の出力信号の変化量を演算する演算回路、１４
は第２の比較回路である。１５は第１の比較回路１１お
よび第２の比較回路１４の出力信号に基づき体動の有無
を判定する判定回路である。１６はフィルタ回路７、増
幅回路８、整流回路９、積分回路１０、第１の比較回路
１１、計数回路１２、演算回路１３、第２の比較回路１
４、判定回路１５を内蔵した回路ユニットである。

上記構成による動作を以下に説明する。すなわち、ベツ
ド１８上の就寝者に寝返り等の体動が生起すると圧電素
子６が変形を受は電圧が発生する。また、圧電素子６は
その検出感度が鋭敏なため、就寝者本人が寝ているベツ
ド１８以外の領域で他者が動作することにより圧電素子
６に振動が伝搬し、この場合も圧電素子６が変形を受は
電圧が発生する。発生電圧は、フィルタ回路７を経て増
幅、整流、積分された後、第１の比較回路１１によりあ
らかじめ定められた第１の閾値Ｖｏと比較される。

第８図に実際に人が就寝した際の増幅回路８の信号出力
を第３図に、積分回路１０の信号出力を第４図に示す。

第３図すは第３図ａの図中Ｓ部の拡大図である。図より
入床、離床時や寝返り等の体動が起こった場合は大きな
出力がでるが、それ以外の安静状態の場合は人体の心拍
活動に伴う微小体動によりレベルの低い出力が得られる
。図中Ｗの部分はベツド１８以外の領域で他者が動作し
た場合で、体動生起時と同様に大きな出力が発生する。

積分値■が第４図中の第１の閾値■０以上の場合は第１
の比較回路１１の出力レベルはＨｌとなり、それ以外の
場合は出力レベルはＬｏとなる。

一方、第３図すに示したように、圧電素子は人体の心拍
活動に伴う微小体動も検出可能であるため、人体に体動
がなく安静状態である場合には計数回路１２により心拍
数が計数される。

ここで、第５図に人体に体動が生じた場合の心拍数の推
移を示すが、同図より体動が生じるとそれと同時に心拍
数の一過性の増加が認められる。

よってこの変化を検出するため、演算回路１３では計数
回路１２の出力信号の変化量りが一定時間毎に演算され
、第２の比較回路１４では変化量りがあらかじめ定めら
れた第２の閾値Ｄｏ以上の場合は出力レベルはＨｌとな
り、それ以外の場合は出力レベルはＬＯとなる。

判定回路では、第１の比較回路および第２の比較回路の
出力レベルが共にＨｉの場合は人体に体動が生起したと
判定し、その他の場合は体動が無いと判定する。すなわ
ち、真に体動が生じた場合は、ａ）「積分回路１１の信
号出力が第１の閾値Ｖｏ以上」になり、かつｂ）「心拍
数の一過性の増加」が認められるので、上記ａ）、ｂ）
双方が検出されることにより体動が生起したと判定され
る。一方、就寝者本人が寝ている寝床以外の領域で他者
の動作があり、かつ就寝者本人には体動がない場合は、
ａ）「積分回路１１の信号出力は第１の閾値以上」にな
るが、ｂ）「心拍数の一過性の増加」は認められないの
で、ａ）のみの検出となって体動は生起していないと判
定される。

レム睡眠の場合には自律系の反応が乱れるので心拍数に
も乱れが生じて心拍数の一過性の増加がある場合がある
が、この時には体動が同期して生じないため、ｂ）のみ
の検出となって体動は生起していないと判定される。

上記作用により、人体に体動が生じるとそれと同時に心
拍数の一過性の増加が認められるといったことに基づき
、圧電素子を利用した従来の体動検出回路に心拍数を検
出する回路を付加することによって体動の有無を判定す
るので、従来ノヨウな誤動作を生じることなく体動の有
無を判定できるといった効果がある。

また、発明者は、就寝時の人体の体動が静止している継
続時間と睡眠深度との関係に基づき、寝床に配設した圧
電素子により体動を検出して非接触で入眠を判定するこ
とが可能な入眠判定装置の発明を先に行なったが、本発
明の体動判定装置を前記入眠判定装置に搭載することに
より、入眠判定の精度を向上させることが可能となると
いった効果がある。

また、上記実施例では、フィルタ回路７及び増幅回路８
を各々１つとした構成であったが、第６図に示すように
フィルタ回路７が通過帯域の異なる２つのフィルタ部７
ａ、７ｂを有し、増幅部８が増幅度の異なる２つの増幅
部８ａ、８ｂを有する構成としてもよい。

発明の効果 以上のように本発明の体動判定装置では、人体に体動が
生じるとそれと同時に心拍数の一過性の増加が認められ
るといったことを利用して、心拍数を検出して体動の有
無を判定するので、誤動作が生じることなく体動の有無
を判定できるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の体動判定装置の斜視図、第
２図は同装置のブロック図、第３図ａは同装置の増幅回
路からの出力を示す波形図、第３図すは第３図ａの拡大
波形図、第４図は同装置の積分回路からの出力を示す波
形図、第５図は体動と心拍数との関係を示す相関図、第
６図は本発明の他の実施例の体動判定装置のブロック図
、第７図は従来の体動判定装置の断面図、第８図は第７
図のＡＡ線断面図である。 ６・・・圧電素子、７・・・フィルタ回路、８・・・増
幅回路、９・・・整流回路、１０・・・積分回路、１１
・・・第１の比較回路、１２・・・計数回路、１３・・
・演算回路、１４・・・第２の比較回路、１５・・・判
定回路、１６・・・回路ユニット。 代理人の氏名　　弁理士　粟野重孝　はか１名前　１　
図 第２図 ６　・・　圧電素子 １６　・・−回路ユニ〜ノヒ ｔ’ｔ　・・・マットレス 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）マットレス、ふとん、シーツ等の寝具に配設可能
   な可撓性を有した圧電素子と、前記圧電素子の出力信号
   のうち所定の周波数成分のみを通過させるフィルタ回路
   と、前記フィルタ回路の出力信号を増幅する増幅回路と
   、前記増幅回路の出力信号を整流する整流回路と、前記
   整流回路の出力信号を積分する積分回路と、前記積分回
   路の出力信号と第１の閾値とを比較する第１の比較回路
   と、前記増幅回路の出力信号に基づき寝床上の人体の心
   拍数をカウントする計数回路と、前記計数回路の出力信
   号の変化量を演算する演算回路と、前記演算回路の出力
   信号と第２の閾値とを比較する第２の比較回路と、前記
   第１の比較回路および前記第２の比較回路との出力信号
   に基づき前記人体の体動の有無を判定する判定回路とか
   らなる体動判定装置。
2. （２）フィルタ回路は、通過帯域の異なる２つのフィル
   タ部を有し、増幅回路は増幅度の異なる２つの増幅部を
   有した請求項１記載の体動判定装置。