KR101539492B1

KR101539492B1 - 침대 위 존재 결정 장치 및 수면 측정 장치

Info

Publication number: KR101539492B1
Application number: KR1020120148529A
Authority: KR
Inventors: 요시오 사까이; 다까유끼 시오따; 지아끼 야마야
Original assignee: 가부시키가이샤 타니타
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2012-12-18
Publication date: 2015-07-24
Also published as: KR20130071387A; CN103169475B; JP5534255B2; JP2013146532A; US20130178715A1; EP2606822A3; CN203074701U; CN103169475A; US9119566B2; EP2606822A2

Abstract

침대 위 존재 결정 장치는: 바닥 침구와 함께 사용 가능하고 측정 결과를 나타내는 측정 신호를 출력하기 위해 바닥 침구 상의 사람의 생물학적 변위를 측정하도록 구성된 센서 유닛; 제1 출력 신호를 출력하기 위해 제1 이득으로 측정 신호를 증폭하도록 구성된 제1 신호 처리 유닛; 제1 출력 신호의 A/D 변환에 의해 획득된 복수의 제1 레벨 값들을 출력하도록 구성된 제1 A/D 변환 유닛; 및 복수의 제1 레벨 값들의 분산도(dispersion degree)를 나타내는 분산 지시자에 따라 바닥 침구 위에 사람이 존재하는 지를 결정하도록 구성된 결정 유닛을 포함한다.

Description

침대 위 존재 결정 장치 및 수면 측정 장치{PRESENT-ON-BED DETERMINATION APPARATUS AND SLEEP MEASUREMENT APPARATUS}

본 발명은 사람(human subject)이 침대 위에 존재하는 지를 결정하는 침대 위 존재 결정 장치 및 수면 측정 장치에 관한 것이다.

최근에, 침대 위 존재 결정 장치는, 침대용 매트리스 또는 일본 스타일 매트리스(이불요) 등의 바닥 침구 위에 사람이 존재하는 지를 결정하는 침대 위 존재 결정 장치가 제안되어 왔다. 예를 들어, 침대 위 존재 결정 장치는 사람의 수면 상태들을 측정하는 수면 측정 장치에 적용될 수 있다. 수면 측정 장치는 수면 상태들의 측정을 개시하기 위해 사람에 의한 명령을 필요로 한다. 그러나, 사람에게 있어서 수면은 특별할 것 없는 행동이므로, 사람은 명령을 주는 것(예를 들어, 버튼 작동)을 잊는 경향이 있다는 문제가 있다. 침대 위 존재 결정 장치는, 사람이 침대 위에 존재하는 지를 결정할 수 있게 하고, 사람(human object)에 의한 임의의 특별 동작 없이 수면 측정 실행을 가능케 한다. 예를 들어, 특허 문서 1은, 수면 상태들을 측정하기 위해 사람의 신체 이동(매트리스 진동)을 측정함으로써 사람이 침대 위에 존재하는 지(취침했는지)를 결정하는 기술을 설명한다.

특허 문서 1: 일본 특허 출원 공개 번호 제2008-206596호

특허 문서 1의 기술에 따라, 출력 신호가 매트리스 진동에 기초하여 센서로부터 생성되고, 출력 신호의 레벨이 미리정해진 임계값을 초과하면 사람이 침대 위에 존재한다고 결정된다. 이 기술에서, 매트리스가 충격을 받으면, 사람이 침대 위에 존재하지 않더라도, 사람이 침대 위에 존재한다고 결정되기 쉽다.

따라서, 본 발명의 목적은 적합한 방식으로 사람이 침대 위에 존재하는 지를 결정할 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 일 양상에 따라, 침대 위 존재 결정 장치는: 바닥 침구와 함께 사용 가능하고 측정 결과를 나타내는 측정 신호를 출력하기 위해 바닥 침구 상의 사람의 생물학적 변위를 측정하도록 구성된 센서 유닛; 제1 출력 신호를 출력하기 위해 제1 이득으로 측정 신호를 증폭하도록 구성된 제1 신호 처리 유닛; 제1 출력 신호의 A/D 변환에 의해 획득된 복수의 제1 레벨 값들을 출력하도록 구성된 제1 A/D 변환 유닛; 및 복수의 제1 레벨 값들의 분산도(dispersion degree)를 나타내는 분산 지시자에 따라 바닥 침구 위에 사람이 존재하는 지를 결정하도록 구성된 결정 유닛을 포함한다.

본 설명에서, "생물학적 변위(biological displacement)"는 사람의 호흡, 심장 박동, 또는 신체 움직임 등의 생물학적 활동에 의해 생성된 물리적 변위(예를 들어, 신체 용적의 증가 및 감소)를 의미한다.

본 발명에 따른 다른 침대 위 존재 결정 장치는: 바닥 침구와 함께 사용 가능하고 측정 결과를 나타내는 측정 신호를 출력하기 위해 바닥 침구 상의 사람의 생물학적 변위를 측정하도록 구성된 센서 유닛; 측정 신호의 A/D 변환에 의해 획득된 복수의 제1 샘플 값들을 출력하도록 구성된 제1 A/D 변환 유닛; 복수의 제1 레벨 값들을 출력하기 위해 제1 이득으로 복수의 제1 샘플 값들을 수치적으로 증폭하도록 구성된 제1 신호 처리 유닛; 및 복수의 제1 레벨 값들의 분산도를 나타내는 분산 지시자에 따라 바닥 침구 위에 사람이 존재하는 지를 결정하도록 구성된 결정 유닛을 포함한다.

이러한 구성들에 따라, 사람의 생물학적 변위를 반영하는 제1 레벨 값들의 분산도에 따라 바닥 침구 위에 사람이 존재하는 지가 결정된다. 따라서, 이러한 구성들은, 오직 제1-레벨-값 크기에 따라 사람이 침대 위에 존재하는 지를 결정하는 구성에 비해 더 정확히 침대 위 존재를 결정한다.

양호하게, 제1 레벨 값들의 가능한 최대값 및 가능한 최소값이 바닥 침구 위에 존재하는 사람의 생물학적 변위에 포함된 주기적인 요소의 1 사이클 동안 획득된 복수의 제1 레벨 값들에 포함되도록 제1 이득이 구성된다.

본 설명에서, "생물학적 변위에 포함된 주기적인 요소"는 사람의 호흡 또는 심장 박동 등의 주기적인 생물학적 활동에 의해 생성된 주기적인 물리적 변위를 의미한다.

본 실례에서, 사람이 침대 위에 존재하는 제1 레벨 값들은, 사람이 침대 위에 존재하지 않는 제1 레벨 값들과 현저히 상이하고 쉽게 구별될 수 있다. 따라서, 수면 측정 장치가 각종 침구들(예를 들어, 침대 또는 일본 스타일 매트리스) 및 각종 타입들의 사람들(예를 들어, 무거운 사람 또는 가벼운 사람)에 적용되는 경우에 침대 위 존재 결정의 정확성이 유지될 수 있다.

양호하게, 결정 유닛은, 미리정해진 기간 중에 획득된 복수의 제1 레벨 값들의 분산 지시자가 제1 임계값을 초과하거나 0과 동일하면, 예비 조건이 만족된다고 결정한다. 또한, 결정 유닛은, n(n은 2보다 더 크거나 동일한 자연수)개의 연속 미리정해진 기간들에서 예비 조건이 만족되는 경우들의 수가 제2 임계값보다 더 크거나 동일하면 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정할 수 있다.

본 실례에서, 예비 조건이 높은 주파수로 만족되면 사람이 침대 위에 존재하게(또는 침대에 들어가게) 되었다고 결정된다. 결과적으로, 잡음 등에 따른 제1 레벨 값들의 표준 편차의 일시적인 증가에 기초하여 사람이 침대 위에 존재한다는 잘못된 결정이 방지될 수 있다.

양호하게, 사람이 바닥 침구 위에 존재한다고 결정된 후에, 결정 유닛은, m(m은 2보다 더 크거나 동일한 자연수)개의 연속 미리정해진 기간들에서 예비 조건이 만족되는 경우들의 수가 제3 임계값보다 더 작거나 동일하면 바닥 침구 위에 사람이 존재하지 않는다고 결정한다.

본 실례에서, 사람이 침대 위에 존재하는 경우에, 예비 조건들이 낮은 주파수로 만족되면 사람이 침대 위에 존재하지 않게(또는 침대를 떠나게) 되었다고 결정된다. 결과적으로, 잡음 등에 따른 제1 레벨 값들의 표준 편차의 일시적인 감소에 기초하여 사람이 침대 위에 존재하지 않는다는 잘못된 결정이 방지될 수 있다.

양호하게, 미리정해진 기간들의 각각의 시간 길이는 주기적인 요소의 1 사이클에 필요한 시간 길이보다 더 길게 구성된다.

본 실례에서, 단일 미리정해진 기간은 주기적인 요소의 1 사이클을 포함할 수 있다. 그렇다면, 미리정해진 기간 중에 획득된 복수의 제1 레벨 값들의 분산도는 증가될 수 있다. 결과적으로, 사람의 침대 위 존재 결정은 더 정확하게 제공될 수 있다.

양호하게, 분산 지시자는 미리정해진 기간 중에 획득된 복수의 제1 레벨 값들의 표준 편차, 분산, 또는 변동 계수이다.

본 발명에 따른 다른 침대 위 존재 결정 장치는: 바닥 침구와 함께 사용 가능하고 측정 결과를 나타내는 측정 신호를 출력하기 위해 바닥 침구 상의 사람의 생물학적 변위를 측정하도록 구성된 센서 유닛; 제1 출력 신호를 출력하기 위해 제1 이득으로 측정 신호를 증폭하도록 구성된 제1 신호 처리 유닛; 제1 출력 신호의 A/D 변환에 의해 획득된 복수의 제1 레벨 값들을 출력하도록 구성된 제1 A/D 변환 유닛; 및 사람의 생물학적 변위로부터 유도되지 않은 제1 요소 및 사람의 생물학적 변위로부터 유도된 제2 요소를 획득하기 위해 분석 기간 중에 출력된 복수의 제1 레벨 값들에 대한 주파수 분석을 실행하도록 구성되고, 제1 요소 및 제2 요소 간의 비율에 따라 바닥 침구 위에 사람이 존재하는 지를 결정하도록 구성된 결정 유닛을 포함한다.

본 발명에 따른 다른 침대 위 존재 결정 장치는: 바닥 침구와 함께 사용 가능하고 측정 결과를 나타내는 측정 신호를 출력하기 위해 바닥 침구 상의 사람의 생물학적 변위를 측정하도록 구성된 센서 유닛; 측정 신호의 A/D 변환에 의해 획득된 복수의 제1 레벨 값들을 출력하도록 구성된 제1 A/D 변환 유닛; 복수의 제1 레벨 값들을 출력하기 위해 제1 이득으로 복수의 제1 샘플 값들을 수치적으로 증폭하도록 구성된 제1 신호 처리 유닛; 및 사람의 생물학적 변위로부터 유도되지 않은 제1 요소 및 사람의 생물학적 변위로부터 유도된 제2 요소를 획득하기 위해 분석 기간 중에 출력된 복수의 제1 레벨 값들에 대한 주파수 분석을 실행하도록 구성되고, 제1 요소 및 제2 요소 간의 비율에 따라 바닥 침구 위에 사람이 존재하는 지를 결정하도록 구성된 결정 유닛을 포함한다.

이러한 구성들에 따라, 사람의 생물학적 변위를 반영하는 제1 레벨 값들에 대한 주파수 분석에 의해 획득된 요소들에 따라 바닥 침구 위에 사람이 존재하는 지가 결정된다. 따라서, 이러한 구성들은, 오직 제1-레벨-값 크기에 따라 사람이 침대 위에 존재하는 지를 결정하는 구성에 비해 더 정확히 침대 위 존재를 결정한다.

양호하게, 결정 유닛은 제1 주파수보다 더 작은 요소 및 제1 주파수를 초과하는 제2 주파수보다 더 큰 요소 중 임의의 하나 또는 둘 다를 제1 요소로서 획득하고, 제1 주파수보다 더 크고 제2 주파수보다 더 작은 요소를 제2 요소로서 획득한다.

양호하게, 제1 레벨 값들의 가능한 최대값 및 가능한 최소값이 바닥 침구 위에 존재하는 사람의 생물학적 변위에 포함된 주기적인 요소의 1 사이클 중에 획득된 복수의 제1 레벨 값들에 포함되도록 제1 이득이 구성된다.

본 실례에서, 제1 이득에 의한 제1 레벨 값들의 증폭은, 결정 유닛이 생물학적 변위에 포함된 순환 요소를 더 확실하게 획득할 수 있게 한다.

양호하게, 비율은 제1 요소 대 제2 요소의 비율을 나타내고, 결정 유닛은 분석 기간 중에 획득된 비율이 제4 임계값보다 더 작으면 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정한다. 더 양호하게, 사람이 바닥 침구 위에 존재한다고 결정된 후에, 결정 유닛은 분석 기간 중에 획득된 비율이 제5 임계값보다 더 크면 바닥 침구 위에 사람이 존재하지 않는다고 결정한다.

본 실례에서, 제1 요소 대 제2 요소의 비율이 제4 임계값보다 더 작으면, 즉, 생물학적 변위로부터 유도된 제2 요소가 비교적 크면, 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정된다. 비율이 제5 임계값을 초과하면, 즉, 제2 요소가 비교적 작으면, 바닥 침구 위에 사람이 존재하지 않는다고 결정된다. 이러한 비율에 기초한 침대 위 존재 결정은 제1 레벨 값들의 출력 값들(변동 범위)이 감소될 때 잘못된 결정을 방지할 수 있다.

본 발명의 다른 양호한 양상에 따라, 비율은 제2 요소 대 제1 요소의 비율을 나타내고, 결정 유닛은 분석 기간 중에 획득된 비율이 제4 임계값보다 더 크면 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정한다. 더 양호하게, 사람이 바닥 침구 위에 존재한다고 결정된 후에, 결정 유닛은 분석 기간 중에 획득된 비율이 제5 임계값보다 더 작으면 바닥 침구 위에 사람이 존재하지 않는다고 결정한다.

본 실례에서, 제2 요소 대 제1 요소의 비율이 제4 임계값을 초과하면, 즉, 생물학적 변위로부터 유도된 제2 요소가 비교적 크면, 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정된다. 비율이 제5 임계값보다 더 작으면, 즉, 제2 요소가 비교적 작으면, 바닥 침구 위에 사람이 존재하지 않는다고 결정된다. 이러한 비율에 기초한 침대 위 존재 결정은 제1 레벨 값들의 출력 값들(변동 범위)이 감소될 때 잘못된 결정을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 다른 침대 위 존재 결정 장치는: 바닥 침구와 함께 사용 가능하고 측정 결과를 나타내는 측정 신호를 출력하기 위해 바닥 침구 상의 사람의 생물학적 변위를 측정하도록 구성된 센서 유닛; 제1 출력 신호를 출력하기 위해 제1 이득으로 측정 신호를 증폭하도록 구성된 제1 신호 처리 유닛; 제1 출력 신호의 A/D 변환에 의해 획득된 복수의 제1 레벨 값들을 출력하도록 구성된 제1 A/D 변환 유닛; 복수의 제1 레벨 값들의 분산도를 나타내는 분산 지시자에 따라 사람이 바닥 침구 위에 존재하는 지를 결정하도록 구성된 제1 결정 유닛; 및 사람의 생물학적 변위로부터 유도되지 않은 제1 요소 및 사람의 생물학적 변위로부터 유도된 제2 요소를 획득하기 위해 분석 기간 중에 출력된 복수의 제1 레벨 값들에 대한 주파수 분석을 실행하도록 구성되고, 제1 요소 및 제2 요소 간의 비율에 따라 바닥 침구 위에 사람이 존재하는 지를 결정하도록 구성된 제2 결정 유닛을 포함한다.

본 발명에 따른 다른 침대 위 존재 결정 장치는: 바닥 침구와 함께 사용 가능하고 측정 결과를 나타내는 측정 신호를 출력하기 위해 바닥 침구 상의 사람의 생물학적 변위를 측정하도록 구성된 센서 유닛; 측정 신호의 A/D 변환에 의해 획득된 복수의 제1 샘플 값들을 출력하도록 구성된 제1 A/D 변환 유닛; 복수의 제1 레벨 값들을 출력하기 위해 제1 이득으로 복수의 제1 샘플 값들을 수치적으로 증폭하도록 구성된 제1 신호 처리 유닛; 복수의 제1 레벨 값들의 분산도를 나타내는 분산 지시자에 따라 사람이 바닥 침구 위에 존재하는 지를 결정하도록 구성된 제1 결정 유닛; 및 사람의 생물학적 변위로부터 유도되지 않은 제1 요소 및 사람의 생물학적 변위로부터 유도된 제2 요소를 획득하기 위해 분석 기간 중에 출력된 복수의 제1 레벨 값들에 대한 주파수 분석을 실행하도록 구성되고, 제1 요소 및 제2 요소 간의 비율에 따라 바닥 침구 위에 사람이 존재하는 지를 결정하도록 구성된 제2 결정 유닛을 포함한다.

이러한 구성들에 따라, 사람의 생물학적 변위를 반영하는 제1 레벨 값들의 분산도 및 제1 레벨 값들에 대한 주파수 분석에 의해 획득된 요소들에 따라 바닥 침구 위에 사람이 존재하는 지가 결정된다. 따라서, 이러한 구성들은, 제1 레벨값들의 분산도 및 제1 레벨 값들에 대한 주파수 분석에 의해 획득된 요소들 중 오직 임의의 하나에 따라 사람이 침대 위에 존재하는 지를 결정하는 구성에 비해 더 정확히 침대 위 존재를 결정한다.

양호하게, 제2 결정 유닛은 제1 주파수보다 더 작은 요소 및 제1 주파수를 초과하는 제2 주파수보다 더 큰 요소 중 임의의 하나 또는 둘 다를 제1 요소로서 획득하고, 제1 주파수보다 더 크고 제2 주파수보다 더 작은 요소를 제2 요소로서 획득한다.

양호하게, 침대 위 존재 결정 장치는 신호 생성기를 포함한다. 제1 결정 유닛은 미리정해진 기간 중에 획득된 복수의 제1 레벨 값들의 분산 지시자가 제1 임계값을 초과하거나 0과 동일하면 예비 조건이 만족되었다고 결정할 수 있으며, n(n은 2보다 더 크거나 동일한 자연수)개의 연속 미리정해진 기간들에서 예비 조건이 만족되는 경우들의 수가 제2 임계값보다 더 크거나 동일하면 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정할 수 있다. 비율은 제1 요소 대 제2 요소의 비율을 나타낼 수 있다. 제2 결정 유닛은 분석 기간 중에 획득된 비율이 제4 임계값보다 더 작으면 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정할 수 있다. 신호 생성기는, 제1 결정 유닛 및 제2 결정 유닛이 둘 다 사람이 바닥 침구 위에 존재한다고 결정하는 경우에 바닥 침구 위에 사람이 존재함을 나타내는 신호를 생성할 수 있다.

본 실례에서, 분산 지시자에 기초한 제1 결정 유닛에 의한 침대 위 존재 결정 결과 및 주파수 분석에 기초한 제2 결정 유닛에 의한 침대 위 존재 결정 결과가 서로 일치할 때, 바닥 침구 위에 사람이 존재함을 나타내는 신호가 생성된다.

더 양호하게, 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 제2 결정 유닛이 결정한 후에, m(m은 2보다 더 크거나 동일한 자연수)개의 연속 미리정해진 기간들에서 예비 조건이 만족되는 경우들의 수가 제3 임계값보다 더 작거나 동일하면 제1 결정 유닛은 바닥 침구 위에 사람이 존재하지 않는다고 결정하고, 분석 기간 중에 획득된 비율이 제5 임계값보다 더 크면 제2 결정 유닛은 바닥 침구 위에 사람이 존재하지 않는다고 결정하며, 제1 결정 유닛 및 제2 결정 유닛이 둘 다 사람이 바닥 침구 위에 존재하지 않는다고 결정하는 경우에 신호 생성기는 바닥 침구 위에 사람이 존재하지 않음을 나타내는 신호를 생성한다.

본 실례에서, 분산 지시자에 기초한 제1 결정 유닛에 의한 침대 위 존재 결정 결과 및 주파수 분석에 기초한 제2 결정 유닛에 의한 침대 위 존재 결정 결과가 서로 일치할 때, 바닥 침구 위에 사람이 존재하지 않음을 나타내는 신호가 생성된다.

본 발명의 다른 양호한 양상에 따라, 침대 위 존재 결정 장치는 신호 생성기를 포함한다. 제1 결정 유닛은 미리정해진 기간 중에 획득된 복수의 제1 레벨 값들의 분산 지시자가 제1 임계값을 초과하거나 0과 동일하면 예비 조건이 만족되었다고 결정할 수 있으며, n(n은 2보다 더 크거나 동일한 자연수)개의 연속 미리정해진 기간들에서 예비 조건이 만족되는 경우들의 수가 제2 임계값보다 더 크거나 동일하면 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정할 수 있다. 비율은 제2 요소 대 제1 요소의 비율을 나타낼 수 있다. 제2 결정 유닛은 분석 기간 중에 획득된 비율이 제4 임계값보다 더 크면 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정할 수 있다. 신호 생성기는, 제1 결정 유닛 및 제2 결정 유닛이 둘 다 사람이 바닥 침구 위에 존재한다고 결정하는 경우에 바닥 침구 위에 사람이 존재함을 나타내는 신호를 생성할 수 있다.

더 양호하게, 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 제2 결정 유닛이 결정한 후에, m(m은 2보다 더 크거나 동일한 자연수)개의 연속 미리정해진 기간들에서 예비 조건이 만족되는 경우들의 수가 제3 임계값보다 더 작거나 동일하면 제1 결정 유닛은 바닥 침구 위에 사람이 존재하지 않는다고 결정하고, 분석 기간 중에 획득된 비율이 제5 임계값보다 더 작으면 제2 결정 유닛은 바닥 침구 위에 사람이 존재하지 않는다고 결정하며, 제1 결정 유닛 및 제2 결정 유닛이 둘 다 사람이 바닥 침구 위에 존재하지 않는다고 결정하는 경우에 신호 생성기는 바닥 침구 위에 사람이 존재하지 않음을 나타내는 신호를 생성한다.

본 발명의 일 양상에 따라, 수면 측정 장치는: 상술된 침대 위 존재 결정 장치들 중 임의의 한 장치; 사람이 바닥 침구 위에 존재한다고 결정되는 경우, 제2 출력 신호를 출력하기 위해 제1 이득보다 더 작은 제2 이득으로 측정 신호를 증폭하도록 구성된 제2 신호 처리 유닛; 제2 출력 신호의 A/D 변환에 의해 획득된 복수의 제2 레벨 값들을 출력하도록 구성된 제2 A/D 변환 유닛; 생물학적 정보를 출력하기 위해 제2 레벨 값들에 기초하여 사람의 생물학적 정보를 획득하도록 구성된 생물학적 정보 획득 유닛; 및 생물학적 정보에 기초하여 사람의 수면 상태들을 측정하도록 구성된 측정 유닛을 포함한다.

본 발명에 따른 다른 수면 측정 장치는: 상술된 침대 위 존재 결정 장치들 중 임의의 한 장치; 사람이 바닥 침구 위에 존재한다고 결정되는 경우, 측정 신호의 A/D 변환에 의해 획득된 복수의 제2 샘플 값들을 출력하도록 구성된 제2 A/D 변환 유닛; 복수의 제2 레벨 값들을 출력하기 위해 제1 이득보다 더 작은 제2 이득으로 복수의 제2 샘플 값들을 수치적으로 증폭하도록 구성된 제2 신호 처리 유닛; 생물학적 정보를 출력하기 위해 제2 레벨 값들에 기초하여 사람의 생물학적 정보를 획득하도록 구성된 생물학적 정보 획득 유닛; 및 생물학적 정보에 기초하여 사람의 수면 상태들을 측정하도록 구성된 측정 유닛을 포함한다.

이러한 구성들에서, 본 발명에 따른 침대 위 존재 결정 장치를 가진 수면 측정 장치가 제공된다. 사람에게 있어서 수면은 특별할 것 없는 동작이기에 사람은 수면 측정 프로세스를 개시 및 종료하기 위해 명령을 주는 것을 잊는 경향이 있다. 이러한 구성들에 따라, 수면 측정 프로세스가 개시 또는 종료되도록, 사람이 침대 위에 존재하는 지가 자동으로 결정되어서, 사람에게 더 큰 편리함을 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따라 사용되는 수면 측정 장치의 모습을 도시한다.
도 2는 수면 측정 장치의 구성들을 도시하는 블록도이다.
도 3은 제1 레벨 값들의 전이의 일례를 도시한다.
도 4는 제1 레벨 값들의 전이의 일례를 도시한다.
도 5는 제1 레벨 값들의 전이의 일례를 도시한다.
도 6은 제1 레벨 값들의 전이의 일례를 도시한다.
도 7은 침대 위 존재 결정에 대한 기준 범위인 결정 기간 D 및 결정 기간 D에 포함된 복수의 단위 기간들 U 간의 관계를 도시한다.
도 8은 수면 측정 장치에서 실행되는 전체 동작을 도시한 흐름도이다.
도 9는 사람이 침대 위에 존재하지 않는 제1 실시예에 따른 침대 위 존재 결정 동작을 도시한 흐름도이다.
도 10은 사람이 침대 위에 존재하는 제1 실시예에 따른 침대 위 존재 결정 동작을 도시한 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 침대 위 존재 결정 프로세스에 따른 결정 결과들의 일례를 도시한다.
도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 침대 위 존재 결정 프로세스에 따른 결정 결과들의 일례를 도시한다.
도 13은 제1 레벨 값들의 전이의 일례를 도시한다.
도 14는 제1 레벨 값들의 시간 파형에 대한 주파수 분석에 의해 획득된 주파수 파형의 일례를 도시한다.
도 15는 제1 레벨 값들의 시간 파형에 대한 주파수 분석에 의해 획득된 주파수 파형의 다른 일례를 도시한다.
도 16은 제1 레벨 값들의 전이의 일례를 도시한다.
도 17은 제1 레벨 값들의 시간 파형에 대한 주파수 분석에 의해 획득된 주파수 파형의 다른 일례를 도시한다.
도 18은 사람이 침대 위에 존재하지 않는 제2 실시예에 따른 침대 위 존재 결정 동작을 도시한 흐름도이다.
도 19는 사람이 침대 위에 존재하는 제2 실시예에 따른 침대 위 존재 결정 동작을 도시한 흐름도이다.
도 20은 제3 실시예에 따른 수면 측정 장치의 결정 유닛의 상세한 구성을 도시한다.
도 21은 사람이 침대 위에 존재하지 않는 제3 실시예에 따른 침대 위 존재 결정 동작을 도시한 흐름도이다.
도 22는 사람이 침대 위에 존재하는 제3 실시예에 따른 침대 위 존재 결정 동작을 도시한 흐름도이다.
도 23은 각각의 침대 위 존재 결정들에 따른 결정 결과들 간의 비교의 일례를 도시한다.
도 24는 본 발명의 한 변경에 따른 수면 측정 장치의 구성들을 도시한 블록도이다.
도 25는 한 변경에 따른 수면 측정 장치의 결정 유닛의 상세한 구성을 도시한다.
도 26은 한 변경에 따른 수면 측정 장치의 결정 유닛의 상세한 구성을 도시한다.

제1 실시예

1. 수면 측정 장치의 구성들

도 1은 본 발명의 실시예들에 따라 사용되는 수면 측정 장치(1)의 모습을 도시한다. 수면 측정 장치는 바닥 침구(예를 들어, 침대용 매트리스 또는 일본 스타일 매트리스) M 위에 누워 있는 사람의 수면 상태들을 측정하는 장치이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 수면 측정 장치(1)는 센서 유닛(2) 및 메인 유닛(3)을 포함한다.

센서 유닛(2)은, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 바닥 침구 M과 함께 사용될 수 있으며 바닥 침구 M 아래에 배열될 수 있는 소자이다. 센서 유닛(2)은 센서 유닛(2)에 채워진 압축될 수 없는 유체의 압력 변화로서 마이크로폰(예를 들어, 콘덴서 마이크로폰)을 사용해서 바닥 침구 M에 있는 사람의 생물학적 변위(예를 들어, 호흡, 심장 박동, 또는 신체 움직임)를 측정(검출)하고, 생물학적 변위의 측정 결과를 나타내는 측정 신호를 출력한다.

메인 유닛(3)은 센서 유닛(2)에 연결되고 센서 유닛(2)으로부터 출력된 측정 신호에 기초하여 침대 위 존재 결정 동작 및 수면 상태 측정 동작을 실행한다. 메인 유닛(3)은 디스플레이 유닛(4) 및 동작 유닛(5)을 포함한다. 디스플레이 유닛(4)은 측정된 수면 상태들 등을 디스플레이한다. 동작 유닛(5)은 사람에 의한 작동에 사용되고 전원 스위치를 포함한다.

도 2는 수면 측정 장치(1)의 구성들을 도시한 블록도이다. 메인 유닛(3)은 디스플레이 유닛(4), 동작 유닛(5), 외부 출력 유닛(6), 제1 신호 처리 유닛(7), 제2 신호 처리 유닛(8), CPU(Central Processing Unit)(9), 및 스토리지(10)를 포함한다. 메인 유닛(3)은 전원(11)에 연결된다. 외부 출력 유닛(6)은 침대 위 존재 결정 및 수면 상태 결정의 결과들을 외부적으로 출력하기 위한 인터페이스이다. 예를 들어, 외부 출력 유닛(6)은 메모리 카드 슬롯 또는 USB 인터페이스일 수 있다. 스토리지(10)는 침대 위 존재 결정 및 수면 상태 결정을 실행하는데 사용되는 프로그램들 및 데이터를 저장할 수 있는 기억 매체이다. 예를 들어, 스토리지(10)는 ROM, RAM, 또는 그 조합일 수 있다.

제1 신호 처리 유닛(7)은 제1 증폭기(70)를 포함한다. 제1 증폭기(70)는 제1 출력 신호를 CPU(9)에 출력하기 위해 제1 이득 G1로 센서 유닛(2)으로부터 출력된 측정 신호를 증폭한다. 제2 신호 처리 유닛(8)은 필터(80) 및 제2 증폭기(82)를 포함한다. 필터(80)는 센서 유닛(2)으로부터 출력된 측정 신호에서 사람의 호흡에 대응하는 요소를 송신한다. 예를 들어, 필터(80)는 저 대역 필터일 수 있다. 제2 증폭기는 제2 출력 신호를 CPU(9)에 출력하기 위해 제2 이득 G2로 필터(80)를 통해 송신된 측정 신호를 증폭한다. 제2 이득 G2는 제1 이득 G1보다 더 작다(즉, G2 < G1).

CPU(9)는 제1 A/D 변환 유닛(90), 제2 A/D 변환 유닛(92), 결정 유닛(94), 생물학적 정보 획득 유닛(96), 및 측정 유닛(98)을 포함한다. 제1 A/D 변환 유닛(90)은 제1 신호 처리 유닛(7)(제1 증폭기(70))으로부터 제공된 제1 출력 신호의 A/D 변환에 의해 획득된 복수의 제1 레벨 값들을 결정 유닛(94)에 출력한다. 결정 유닛(94)은 복수의 제1 레벨 값들의 분산도를 나타내는 표준 편차 σ에 따라 침대(즉, 바닥 침구 M) 위에 사람이 존재하는 지를 결정한다(추가 세부 사항들이 후술될 것임).

제2 A/D 변환 유닛(92)은 제2 신호 처리 유닛(8)(제2 증폭기(82))으로부터 제공된 제2 출력 신호의 A/D 변환에 의해 획득된 복수의 제2 레벨 값들을 생물학적 정보 획득 유닛(96)에 출력한다. 생물학적 정보 획득 유닛(96)은 복수의 제2 레벨 값들에 기초하여 사람의 생물학적 정보를 계산하여 측정 유닛(98)에 출력한다. 측정 유닛(98)은 사람의 생물학적 정보에 기초하여 사람의 수면 상태들을 측정한다.

결정 유닛(94), 생물학적 정보 획득 유닛(96), 및 측정 유닛(98)은 기능 블록들이다. CPU(9)는 스토리지(10)에 저장된 컴퓨터 프로그램들을 실행하고 이 컴퓨터 프로그램들에 따라 동작하여 이러한 기능 블록들을 제공한다.

2. 제1 레벨 값들

사람의 침대 위 존재 결정에 사용되는 제1 레벨 값이 상세히 기술될 것이다. 제1 레벨 값은 제1 이득 G1로 측정 신호를 증폭함으로써 획득된 제1 출력 신호(아날로그 값)의 크기에 좌우되는 디지털 값이다. 도 3 및 도 4에서, 제1 레벨 값들은 시계열로 도시된다. 본 실시예에서, 제1 A/D 변환 유닛(90)의 양자화 비트율이 12-비트이기에, 각각의 도면에서 제1 레벨 값들의 최대값은 4095(=2¹² - 1)와 동일하고, 제1 레벨 값들의 최소값은 0과 동일하다. 그러나, 본 발명은 상술된 구성으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 8-비트들 또는 16-비트들이 제1 A/D 변환 유닛(90)의 양자화 비트율에 적응될 수 있다.

도 3은 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하지 않을 때의 제1 레벨 값들의 전이를 도시한다. 사람이 침대 위에 존재하지 않을 때, 센서 유닛(2)이 압력 변화들을 검출하지 않기에, 측정 신호의 크기는 거의 변경되지 않는다. 결과적으로, 제1 레벨 값들도 거의 변경되지 않으며 중간 값 2048(=2¹¹)에 가깝게 유지된다. 도 3의 제1 레벨 값들의 좁은 변동들은 열 잡음 등(즉, 사람의 생물학적 변위로부터 유도되지 않음) 때문이다.

도 4는 사람이 바닥 침구 M 위에 존재할 때의 제1 레벨 값들의 전이를 도시한다. 사람이 침대 위에 존재할 때, 센서 유닛(2)은 압력의 변화에 따라 사람의 생물학적 변위를 검출한다. 불연속적으로 발생하는 뒹굴기와 같은 큰 신체 움직임(거친 신체 움직임)을 제외하고, 침대 위에 있는 사람의 생물학적 변위로서 호흡(폐의 팽창 및 수축)이 지배적이다. 결과적으로, 제1 레벨 값들의 전이는 사람의 호흡에 대응하는 파형을 개략적으로 도시하며, 제1 레벨 값들의 1 사이클은 사람의 1 호흡 사이클에 대응한다. 호흡은 생물학적 변위의 순환 요소의 한 타입이다.

본 실시예에서, 제1 레벨 값들의 가능한 최대값 및 가능한 최소값이 사람의 한 호흡 사이클 중에 획득된 복수의 제1 레벨 값들에 포함되도록 제1 이득 G1이 실험적으로 또는 통계적으로 구성된다. 결과적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 레벨 값들의 최대값이 유지되는 기간 P_max 및 제1 레벨 값들의 최소값이 유지되는 기간 P_min은 주기적으로 반복된다. 제1 이득 G1이 상술된 바와 같이 구성되기에, 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하는 제1 레벨 값들은 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하지 않는 제1 레벨 값들과 현저하게 상이하며 쉽게 구별될 수 있다. 따라서, 수면 측정 장치(1)가 각종 침구들(예를 들어, 침대 또는 일본 스타일 매트리스) 및 각종 타입들의 사람들(예를 들어, 무거운 사람 또는 가벼운 사람)에 적용되는 경우에 침대 위 존재 결정의 정확성이 유지될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조해서 기술된 바와 같이, 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하지 않을 때 제1 레벨 값들은 거의 변경되지 않은 채로 유지된다. 한편, 사람이 바닥 침구 M 위에 존재할 때 사람의 호흡에 따라 제1 레벨 값들은 주기적으로 변한다. 결과적으로, 일반적으로, 제1 레벨 값들의 분산도를 나타내는 표준 편차 σ가 작을 때 사람은 침대 위에 존재하지 않는다고 결정될 수 있다. 유사하게, 표준 편차 σ가 클 때 사람은 침대 위에 존재한다고 결정될 수 있다.

그러나, 제1 레벨 값들은, 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하게(또는 바닥 침구 M으로 들어가게) 될 때 또는 침대 위의 사람의 존재가 아닌 다른 요인에 의해 야기된 어떤 압력이 센서 유닛(2)에 가해질 때 도 3 및 도 4와 상이한 패턴들을 도시한다.

도 5 및 도 6에서, 제1 레벨 값들은 도 3 및 도 4와 유사한 시계열로 도시된다. 도 5는 60초 시점 주위에서 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하게(또는 바닥 침구 M으로 들어가게) 될 때의 제1 레벨 값들의 전이를 도시한다. 도 4에서의 사람이 침대에 이미 존재하는 경우에 비해, 사람의 신체 움직임은 비교적 커서, 센서 유닛(2)에 의해 감지(검출)되는 압력 변화가 더 커진다. 호흡에 기초한 압력이 주기적으로 변하는 반면, 사람이 침대에 들어갈 때의 신체 움직임(예를 들어, 눕는 움직임 또는 자신의 위치를 조정하는 움직임)에 기초한 압력은 주기적으로 변하지 않는다. 도 5에 도시된 바와 같이, 사람이 침대에 들어갈 때의 제1 레벨 값들은 비주기적으로 변하며 사람이 침대 위에 존재하고 있는 경우보다 더 크게 변한다. 결과적으로, 제1 레벨 값들은 현저하게 분산되고 제1 레벨 값들의 표준 편차 σ는 비교적 크다.

사람이 침대 위에 존재하게 될 때 사람의 신체 움직임이 크고 비주기적이기때문에, 도 5의 기간 P_sat 등의 비교적 긴 시간 동안 제1 레벨 값들의 최대값 또는 최소값이 유지되는(즉, 제1 레벨 값들이 포화되는) 경우가 있다. P_sat에서, 실제 압력 변화(센서 유닛(2)이 출력하는 측정 신호)가 크더라도, 제1 레벨 값들은 일정한 값(최대값 또는 최소값)으로 포화 및 유지되어서, 표준 편차 σ는 0이 된다. 따라서, 표준 편차 σ가 클 때 뿐만 아니라, 표준 편차 σ가 0일 때에도, 사람이 바닥 침구 M 위에 존재한다고 결정될 수 있다. 사람이 침대에 들어갈 때 뿐만 아니라, 신체 움직임이 클 때에도(예를 들어, 사람이 뒹굴 때에도), 제1 레벨 값들이 비교적 긴 시간 동안 포화되고 제1 레벨 값들의 표준 편차 σ가 0이 되는 경우가 있음을 주지하라.

상술된 바와 같이, 측정 신호가 열 잡음 등으로 인해 약간 변동하기에, 제1 레벨 값들의 표준 편차 σ는 0이 되지 않는다. 따라서, 이러한 경우에는 사람이 침대 위에 존재한다고 결정되지 않는다.

도 6은 60초 시점 주위에서 바닥 침구 M 위에 일부 짐(즉, 무생물)이 놓일 때의 제1 레벨 값들의 전이를 도시한다. 짐이 바닥 침구 M 위에 놓일 때, 센서 유닛(2)은 압력 변화를 검출하여 측정 신호를 출력한다. 결과적으로, 제1 레벨 값들은 60초 시점 주위에서 변경 및 분산되어서, 표준 편차 σ는 큰 값을 취한다.

짐이 무생물이고 스스로 움직이지 못하기에(즉, 호흡과 같은 생물학적 주기적인 변위를 제공하지 않기에), 바닥 침구 M 위에 배치되어 안정된 후에는 어떠한 압력 변화도 야기하지 않는다. 결과적으로, 제1 레벨 값들은, 사람이 침대 위에 존재하지 않는 도 3에 도시된 전이와 유사한 방식으로 거의 변경되지 않은 채로 유지되며, 제1 레벨 값들의 표준 편차 σ는 0이 아닌 낮은 값들을 유지한다.

도 6은, 제1 레벨 값들의 일시적으로 높은 표준 편차 σ가 사람이 바닥 침구 M 위에 존재함을 반드시 의미하는 것은 아님을 나타낸다. 따라서, 제1 레벨 값들의 표준 편차 σ에 기초한 침대 위 존재 결정은 비교적 긴 기간 동안 표줄 편차 σ를 고려할 필요가 있음을 알 것이다.

3. 침대 위 존재 결정 동작

상술된 바와 같이 제1-레벨-값 전이의 특징들에 기초하여, 본 실시예의 침대 위 존재 결정 동작이 설명될 것이다. 도 7의 일부분 (A)는 침대 위 존재 결정에 대한 기준 범위인 결정 기간 D와 결정 기간 D에 포함된 복수의 단위 기간들 U 간의 관계를 도시한다. 도 7의 일부분 (B)는 도 7의 일부분 (A)에 포함된 단위 기간들 U의 일부를 확대하여 도시한다. 단위 기간들 U의 각각의 시간 길이는 미리정해진다(예를 들어, 본 실시예에서는 5초). 구체적으로 말해서, 시간 기간이 사람의 한 호흡 사이클에 필요한 시간 길이를 초과하도록 단위 기간 U의 시간 길이는 실험적으로 또는 통계적으로 구성된다.

도 7의 일부분 (B)에서, 각각의 단위 기간 U에 포함된 복수의 수직선들은, 복수의 제1 레벨 값들이 각각의 단위 기간 U 중에 획득됨을 의미한다. 표준 편차 σ는 단위 기간 U에 획득된 제1 레벨 값들에 기초하여 계산된다. 즉, 제1 레벨 값들의 표준 편차 σ는 한 단위 기간 U에 대해 계산된다.

도 6을 참조해서 상술된 바와 같이, 제1 레벨 값들의 일시적인 변동(즉, 표준 편차 σ의 일시적인 증가)은, 사람이 바닥 침구 M 위에 존재함을 반드시 의미하지는 않는다. 따라서, 도 7의 일부분 (A)에 도시된 바와 같이, 침대 위 존재 결정은 결정 기간 D에 포함된 단위 기간들 U 각각에서 계산된 복수의 표준 편차들 σ을 사용해서 실행된다.

침대 위 존재 결정 동작은 도 8 내지 도 10, 도 11 및 도 12의 흐름도들을 참조해서 상세히 기술될 것이다. 도 8은 수면 측정 장치(1)에서 실행되는 전체 동작을 도시한 흐름도이다. 도 9는 사람이 침대 위에 존재하지 않는 침대 위 존재 결정 동작을 도시한 흐름도이다. 도 10은 사람이 침대 위에 존재하는 침대 위 존재 결정 동작을 도시한 흐름도이다.

동작 유닛(5)의 전원 스위치가 수면 측정 장치(1)를 턴 온하도록 조작되면, CPU(9)의 타이머(도시되지 않음)는 수면 측정 장치(1)를 턴 온한 때로부터 경과된 시간을 카운트하기 시작하고 CPU(9)(결정 유닛(94))가 침대 위 존재 결정 프로세스를 실행한다(S10). 침대 위 존재 결정 프로세스에서 사람이 바닥 침구 M 위에 존재한다(즉, 침대 위 존재 결정 조건이 만족된다)고 결정되면(S20: 예), CPU(9)(제2 A/D 변환 유닛(92), 생물학적 정보 획득 유닛(96), 및 측정 유닛(98))는 수면 측정 프로세스를 실행하기 시작한다(S30). 한편, 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하지 않는다고 결정되면(즉, 침대 위 존재 결정 조건이 만족되지 않으면)(S20: 아니오), CPU(9)는 침대 위 존재 결정 프로세스를 반복한다(S10).

단계(S10)의 침대 위 존재 결정 프로세스는 도 9를 참조해서 상세히 기술될 것이다. 이제부터, 복수의 단위 기간들 U가 서로 구별될 필요가 있는 경우, 단위 기간 U가 끝나는 시점(즉, 파워 액티베이션으로부터 경과된 시간)을 나타내는 하첨자가 기준 표시 "U"에 추가된다(예를 들어, 단위 기간 U가 시간 t = 5초에 끝나면, U₅ 로 명시됨). 다른 기준 표시들에도 동일하게 적용된다(예를 들어, 결정 기간 D가 시간 t = 30초에 끝나면, D₃₀으로 명시됨). 시간 t = p는 현재 시간을 나타낸다.

침대 위 존재 결정 프로세스가 시작될 때, 결정 유닛(94)은 현재 단위 기간 U_p에 포함된 복수의 제1 레벨 값들의 표준 편차 σ_p를 계산한다(S110). 구체적으로 말해서, 제1 A/D 변환 유닛(90)은 현재 단위 기간 U_p에 미리정해진 주파수로(예를 들어, 16Hz) 제1 출력 신호에 따른 A/D 변환을 실행하여 복수의(예를 들어, 80개의) 제1 레벨 값들을 획득하며, 제1 레벨 값들은 결정 유닛(94)에 제공된다. 결정 유닛(94)은 현재 단위 기간 U_p 중에 획득된 복수의 제1 레벨 값들의 표준 편차 σ_p를 계산하고, 그것을 스토리지(10)의 결정 테이블 T에 기록한다.

다음으로, 결정 유닛(94)은 계산된 표준 편차 σ_p가 제1 임계값 Th1(예를 들어, 500)을 초과하는지 또는 0과 동일한 지를 결정한다(S120). 이제부터 상술된 결정 조건을 "예비 조건(preliminary condition)"이라고 할 것이며, 상술된 결정 자체는 "예비 결정"이라고 할 것이다. 상술된 바와 같이, 예비 결정은 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하는 지의 여부를 결정하도록 의도된 것이며, 복수의 예비 결정 결과들은 침대 위 존재 결정에 사용될 것이다.

예비 조건이 만족되면, 즉, 표준 편차 σ_p가 제1 임계값 Th1을 초과하거나 0과 동일하면(S120: 예), 결정 유닛(94)은 결정 테이블 T의 단위 기간 U_p에 대응하는 예비 결정 플래그 PF_p를 1로 설정한다(S130). 한편, 예비 조건이 만족되지 않으면, 즉, 표준 편차 σ_p가 제1 임계값 Th1을 초과하지 않으며 0과 동일하지 않으면(S120: 아니오), 결정 유닛(94)은 예비 결정 플래그 PF_p를 0으로 설정한다(S140).

예비 결정 플래그 PF_p를 설정한 후에, 결정 유닛(94)은 현재 단위 기간 U_p에 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하는 지의 여부를 결정한다(S150). 구체적으로 말해서, 결정 기간 D(즉, 현재 단위 기간 U_p를 포함하는 최종 n(예를 들어, 6)개의 연속 단위 기간들 U)에 예비 조건이 만족되는 경우들의 수(즉, 1로 설정되는 예비 결정 플래그들 PF의 수)가 제2 임계값 Th2(예를 들어, 5)보다 더 크거나 동일하면, 결정 유닛(94)은 현재 단위 기간 U_p에 사람이 침대 위에 존재한다고 결정하고, 그렇지 않으면, 사람이 침대 위에 존재하지 않는다고 결정한다.

최종 연속 단위 기간 U의 수가 n보다 더 작으면, 단계 S150 후의 프로세스들이 생략될 수 있으며, 또는 단계 150의 프로세스가 부족 단위 기간들 U에 관한 예비 결정 플래그들 PF의 값들을 0으로 가정하여 실행될 수 있다.

사람이 바닥 침구 M 위에 존재한다고 결정되면(S150: 예), 결정 유닛(94)은 현재 단위 기간 U_p에 대응하는 침대 위 존재 결정 플래그 LF_p를 1로 설정한다(S160). 대조적으로, 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하지 않는다고 결정되면(S150: 아니오), 결정 유닛(94)은 침대 위 존재 결정 플래그 LF_p를 0으로 설정한다(S160). 침대 위 존재 결정 플래그 LF를 설정한 후에, 단일 침대 위 존재 결정 프로세스(S10)는 종료한다.

상술된 바와 같이, 단계 S150의 침대 위 존재 결정 조건이 만족되면(즉, 침대 위 존재 결정 플래그 LF_p가 1로 설정되면), 수면 측정 프로세스가 개시된다(S30). 수면 측정 프로세스가 개시되면, 측정 유닛(98)이 수면 측정 프로세스를 실행하는 동안, 결정 유닛(94)은 침대 위 존재 결정 프로세스를 실행한다(S40). 침대 위 존재 결정 조건이 만족되는 한(S50: 예), CPU(9)는 수면 측정 프로세스 및 침대 위 존재 결정 프로세스를 계속 실행한다. 한편, 침대 위 존재 결정 조건이 만족되지 않는다고 결정되면(S50: 아니오), CPU(9)(측정 유닛(98))는 수면 측정 프로세스를 종료하고 단계 S10로 복귀한다(즉, 사람이 침대 위에 존재하게 되기를 기다린다).

단계 S40의 침대 위 존재 결정 프로세스는 도 10을 참조해서 상세히 기술될 것이다. 단계들(도 9 및 도 10)의 프로세스들 둘 다가 거의 동일하지만, 침대 위 존재 결정 프로세스들의 조건들(단계들 S150 및 S250의 조건들)은 서로 상이하다. 현재 단위 기간 U_p의 표준 편차 σ_p를 계산하기 위한 프로세스(S210) 내지 예비 결정 플래그 PF_p를 설정하기 위한 프로세스(S230 또는 S240)는 단계 S10의 프로세스들(단계들 S110 내지 S140)과 동일해서, 설명은 생략될 것이다. 단계 S120의 예비 조건의 제1 임계값 Th1은 단계 S220의 임계값과 상이할 수 있다.

예비 결정 플래그 PF_p를 설정(S230, S240)한 후에, 결정 유닛(94)은 현재 단위 기간 U_p에 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하는 지를 결정한다(S250). 구체적으로 말해서, 결정 기간 D(즉, 현재 단위 기간 U_p를 포함하는 최종 m(예를 들어, 6)개의 연속 단위 기간들 U)에 예비 조건이 만족되는 경우들의 수(즉, 1로 설정된 예비 결정 플래그들 PF의 수)가 제3 임계값 Th3(예를 들어, 1)보다 더 작거나 동일하면, 결정 유닛(94)은 현재 단위 기간 U_p에 사람이 침대 위에 존재하지 않는다고 결정하며, 그렇지 않으면, 사람이 침대 위에 존재한다고 결정한다. 단계 S150의 하나의 결정 기간 D에 포함된 단위 기간들 U의 수는 단계 S250의 수와 상이할 수 있다.

사람이 바닥 침구 M 위에 존재하지 않는다고 결정되면(S250: 예), 결정 유닛(94)은 현재 단위 기간 U_p에 대응하는 침대 위 존재 결정 플래그 LF_p를 0으로 설정한다(S260). 사람이 바닥 침구 M 위에 존재한다고 결정되면(S250: 아니오), 결정 유닛(94)은 침대 위 존재 결정 플래그 LF_p를 1로 설정한다(S270). 침대 위 존재 결정 플래그 LF를 설정한 후에, 단일 침대 위 존재 결정 프로세스(S40)는 종료한다. 그 후의 동작들(즉, 단계 S50 및 S60)은 이미 기술되어 있다.

상술된 침대 위 존재 결정 프로세스에 따른 결정 결과들(즉, 결정 테이블 T)의 일례는 도 11 및 도 12를 참조해서 기술될 것이다. 도 11은 시간 t = 60초 주위에서 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하게 되는 결정 결과들을 도시한다. 사람이 침대 위에 존재하지 않기에 시간 t = 55초 때까지 예비 결정 플래그들 PF는 0으로 설정되고 제1 레벨 값들의 표준 편차 σ는 작다.

시간 t = 60초 일 때 또는 그 후에, 사람이 침대 위에 존재하기에 예비 결정 플래그들 PF는 1로 설정되고 제1 레벨 값들의 표준 편차 σ는 크다. 그러나, 시간 t = 75초 때까지, 각각의 결정 기간들 D에 1로 설정된 예비 결정 플래그들 PF의 수가 5보다 더 작기에 침대 위 존재 결정 플래그들 LF는 0으로 설정된다. 한편, 시간 t = 80초 일 때 또는 그 후에, 각각의 결정 기간들 D에 1로 설정된 예비 결정 플래그들 PF의 수가 5보다 더 크거나 동일하기에 침대 위 존재 결정 플래그들 LF는 1로 설정된다.

도 12는 시간 t = 270초 주위에서 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하지 않게(즉, 떠나게) 되는 결정 결과들을 도시한다. 사람이 침대 위에 존재하기에 시간 t = 270초 때까지 예비 결정 플래그들 PF는 1로 설정되고 제1 레벨 값들의 표준 편차 σ는 0보다 더 크거나 동일하다.

시간 t = 275초 일 때 또는 그 후에, 사람이 침대 위에 존재하지 않기에 예비 결정 플래그들 PF는 0으로 설정되고 제1 레벨 값들의 표준 편차 σ는 작다. 그러나, 시간 t = 290초 때까지, 각각의 결정 기간들 D에 1로 설정된 예비 결정 플래그들 PF의 수가 1보다 더 크기에 침대 위 존재 결정 플래그들 LF는 1로 설정된다. 한편, 시간 t = 295초 일 때 또는 그 후에, 각각의 결정 기간들 D에 1로 설정된 예비 결정 플래그들 PF의 수가 1보다 더 작거나 동일하기에 침대 위 존재 결정 플래그들 LF는 0으로 설정된다.

시간 t = 300초 주위에서, 표준 편차 σ는 잡음에 따라 일시적으로 증가한다. 그러나, 결정 기간들 D 중 하나에 포함된 복수의 단위 기간들 U의 표준 편차들 σ을 고려하는 침대 위 존재 결정 프로세스는 사람이 침대 위에 존재한다는 잘못된 결정을 제공하지 않는다.

본 실시예의 상술된 구성들에 따라, 사람이 침대 위에 존재하지 않는 경우에, 예비 조건들이 높은 주파수로 만족되면 사람이 침대 위에 존재하게(침대로 들어가게) 되었다고 결정된다. 대조적으로, 사람이 침대 위에 존재하는 경우에, 예비 조건들이 낮은 주파수로 만족되면 사람이 침대 위에 존재하지 않게(떠나게) 되었다고 결정된다. 결과적으로, 표준 편차 σ의 일시적인 증가에 기초한 또는 도 6에 기술된 바와 같이 잡음에 따라 사람이 침대 위에 존재한다는 잘못된 결정이 방지될 수 있다. 유사하게, 사람이 침대 위에 존재하는 표준 편차 σ의 일시적인 감소에 기초하여 사람이 침대 위에 존재하지 않는다는 잘못된 결정이 방지될 수 있다.

수면은 사람에게 있어서 특별할 것 없는 동작이기에 사람은 수면 측정 프로세스를 개시 및 종료하기 위해 명령을 주는 것을 잊는 경향이 있다. 본 실시예의 구성들에 따라, 수면 측정 프로세스가 개시 또는 종료되도록, 사람이 침대 위에 존재하는 지가 자동으로 결정되어서, 사람에게 더 큰 편리함을 제공한다.

제2 실시예

본 발명의 제2 실시예가 기술될 것이다. 후술되는 각각의 모드들에서 동작들 및 기능들이 제1 실시예의 동작들 및 기능들과 동일한 요소들은 상술된 설명과 동일한 참조 부호들로 식별되고, 상세한 설명은 적절히 생략됨을 주지하라.

제1 실시예에서, 생물학적 변위에 기초한 제1 레벨 값들의 변화는 제1 레벨 값들의 표준 편차 σ로서 획득되어서, 사람의 침대 위 존재 결정이 실행된다. 제2 실시예에서, 생물학적 변위에 기초한 제1 레벨 값들의 변화는 제1 레벨 값들에 대한 주파수 분석의 결과로서 획득되어서, 사람의 침대 위 존재 결정이 실행된다.

1. 수면 측정 장치의 구성들

제2 실시예에 따른 수면 측정 장치(1)는 제1 실시예(도 2 등)의 수면 측정 장치와 유사한 방식으로 구성된다. 그러나, 제2 실시예에서, CPU(9)의 결정 유닛(94)은 사람의 생물학적 변위로부터 유도되지 않은 잡음 요소(즉, 제1 요소) 및 생물학적 변위로부터 유도된 바이오시그널 요소(a biosignal component)(즉, 제2 요소)를 획득하기 위해 복수의 제1 레벨 값들에 대한 주파수 분석을 실행하고, 잡음 요소 및 바이오시그널 요소 간의 비율에 따라 사람이 침대 위에 존재하는 지를 결정한다. 추가 세부 사항들은 후술될 것이다.

2. 제1 레벨 값

제1 실시예에서 설명된 바와 같이, 제1 레벨 값은 제1 이득 G1으로 측정 신호를 증폭함으로써 획득된 제1 출력 신호(아날로그 값)의 크기에 좌우되는 디지털 값이다. 도 13은 사람이 바닥 침구 M 위에 존재할 때의 제1 레벨 값들의 전이의 일례를 도시한다. 도 13에서, 도 3과 유사하게, 제1 레벨 값들은 시계열로 도시된다.

제1 실시예에서 설명된 바와 같이, 제1 레벨 값들은 사람의 생물학적 변위에 따라 변한다. 사람의 생물학적 변위인 호흡 및 심장 박동은 주기적으로 발생하기에, 제1 레벨 값들의 시퀀스는 생물학적 변위(호흡 및 심장 박동)에 대응하는 주파수 성분을 포함한다. 따라서, 푸리에 분석 등의 방법을 사용하는 제1 레벨 값들의 시간 파형에 대한 주파수 분석은 생물학적 변위로부터 유도된 주파수 성분(주파수 스펙트럼)을 제공한다.

도 14는 도 13에 도시된 시간 파형에 대한 주파수 분석에 의해 획득된 주파수 파형을 도시한다. 주파수 분석은 결정 유닛(94)에 의해 실행된다. 도 14에 도시된 파형에서, 사람의 생물학적 변위들로부터 주로 유도된 요소들은 대략 0.15 Hz 내지 대략 2.0 Hz의 범위에서 분산된다. 대략 0.3 Hz 및 대략 0.6 Hz에서 사람의 생물학적 변위로부터 유도된 요소들의 2개의 진폭 값 피크들이 존재한다. 시간 파형을 주파수 스펙트럼으로 변환하는 임의의 분석 방법이 결정 유닛(94)에 의해 실행되는 주파수 분석을 위해 채택될 수 있다. 예를 들어, 고속 푸리에 변환(FFT) 및 그로부터 유도된 다른 방법들이 채택될 수 있다.

도 15는 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하지 않는 경우에 제1 레벨 값들의 시간 파형에 대한 주파수 분석에 의해 획득된 주파수 파형(스펙트럼)을 도시한다. 주파수 분석은 결정 유닛(94)에 의해 실행된다. 도 14에 도시된 파형과 대조적으로, 도 15에 도시된 파형에서, 사람의 생물학적 변위로부터 유도된 요소들(즉, 대략 0.15 Hz 내지 대략 2.0 Hz의 범위의 요소들)의 진폭 값들은 0에 가깝고, 진폭 값 피크가 없다. 도 15에서, 저-주파수(대략 0.15 Hz보다 더 작음) 요소들(저-주파수 잡음 요소들)의 진폭 값들은 다른 주파수 범위들의 값들보다 더 크다. 이러한 저-주파수 잡음의 가능하지만 비제한적인 원인은 수면 측정 장치(1)가 위치한 건물의 저-주파수 진동이다. 저-주파수 진동의 일례는, 예를 들어, 건물-유도 바람에 의해 생성된 진동이다. 또한, 도 15에 도시되지 않았지만, 고-주파수 범위(대략 2.0 Hz보다 더 큼)의 생물학적 변위로부터 유도되지 않은 고-주파수 잡음 요소들은, 수면 측정 장치(1)가 위치한 건물 주변에 건물 건설 공사 또는 차량 운행이 있을 때 제1 레벨 값들의 주파수 파형으로 관측될 수 있다. 고-주파수 잡음의 원인은 상술된 가능한 원인(즉, 건설 공사 또는 차량 운행)으로만 제한되지 않는다.

도 14 및 도 15를 참조해서 상술된 바와 같이, 사람이 바닥 침구 M 위에 존재할 때, 제1 레벨 값들에 대한 주파수 분석의 결과는 생물학적 변위로부터 유도된 요소들을 포함한다. 대조적으로, 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하지 않을 때, 제1 레벨 값들에 대한 주파수 분석의 결과는 생물학적 변위로부터 유도된 요소들을 포함하지 않는다. 따라서, 생물학적 변위로부터 유도된 요소들이 제1 레벨 값들에 대한 주파수 분석의 결과에 포함되어 있는 지의 여부에 기초하여 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하는 지의 여부가 결정될 수 있다.

제1 레벨 값들의 다른 특징들은 도 16 및 도 17을 참조해서 설명될 것이다. 도 16은 도 13보다 더 긴 시간 기간 동안 제1 레벨 값들의 전이의 일례를 시계열로 예시한다. 도 16에서, 바닥 침구 M 위의 사람은 대략 350-초 시점 내지 대략 380-초 시점에서 뒹군다. 결과적으로, 제1 레벨 값들은 크게 또한 비주기적으로 변하고, 그 후, 제1 레벨 값들은 기간 P_sat 중에 포화된다. 뒹군 후에(즉, 대략 380-초 시점 후에), 제1 레벨 값들의 출력 값들(변동 범위)은 뒹굴기 전(즉, 대략 350-초 시점 전)에 비해 감소한다. 출력 값들(변동 범위)의 상술된 감소는 생물학적 변위(예를 들어, 폐의 팽창 및 수축)에 기초한 센서 유닛(2)의 압력 변화의 감소로부터 유도된다. 압력 변화의 감소는 바닥 침구 M 위의 사람의 뒹굴기와 연관된 자세 변화(엎드려 누운 자세로부터 옆으로 누운 자세로의 변화)에 의해 야기된다.

도 17은 도 16에 도시된 시간 파형에 포함된 뒹굴기 후의 부분적인 시간 파형에 대한 주파수 분석에 의해 획득된 주파수 파형(스펙트럼)을 도시한다. 주파수 분석은 결정 유닛(94)에 의해 실행된다. 도 17에 도시된 파형에서, 도 14와 유사하게, 사람의 생물학적 변위로부터 주로 유도된 요소들은 대략 2.0 Hz보다 더 작은 범위에서 분산되고, 대략 0.3 Hz 및 대략 0.6 Hz에서 사람의 생물학적 변위로부터 유도된 요소들의 2개의 진폭 값 피크들이 존재한다. 그러나, 상술된 바와 같이, 출력 값들(변동 범위)은 뒹굴기 후에 감소한다. 결과적으로, 생물학적 변위로부터 유도된 요소들의 진폭 값들은 도 14에 비해 감소된다.

도 14와 도 17 간의 상기 비교에 따라, 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하더라도, 생물학적 변위로부터 유도된 요소들의 크기는, 예를 들어, 사람의 자세에 따라 변함을 알 것이다. 결과적으로, 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하는 지의 여부가 "생물학적 변위로부터 유도된 요소 값이 미리정해진 임계값보다 더 큼" 등의 결정 기준에 기초하여 결정되면, 도 16에서의 뒹굴기 후와 같이 제1 레벨 값들의 출력 값들(변동 범위)이 감소되는 경우에, 사람이 실제로 바닥 침구 M 위에 존재하더라도 사람이 침대 위에 존재하지 않는다고 결정될 가능성이 있다.

본 실시예에서, 주파수 분석은 생물학적 변위로부터 유도되지 않은 잡음 요소(즉, 제1 요소) 및 생물학적 변위로부터 유도된 바이오시그널 요소(즉, 제2 요소)를 획득하기 위해 미리정해진 분석 기간 A 중에 출력된 제1 레벨 값들에 대해 실행되어서, 침대 위 존재 결정이 잡음 요소와 바이오시그널 요소 간의 비율(스펙트럼 비)에 따라 실행된다. 분석 기간 A는 사람의 수개의 호흡 사이클들에 대응하는 시간 기간을 포함한다. 예를 들어, 분석 기간 A는 30초의 기간이다.

3. 침대 위 존재 결정 동작

제2 실시예의 침대 위 존재 결정 동작은 도 8, 도 18 및 도 19를 참조해서 설명될 것이다. 수면 측정 장치(1)에서 실행되는 전체 동작은 도 8을 참조해서 설명된 제1 실시예의 동작과 유사하다. 도 18은 사람이 침대 위에 존재하지 않는 조건에서의 침대 위 존재 결정 동작을 도시한 흐름도이다. 도 19는 사람이 침대 위에 존재하는 조건에서의 침대 위 존재 결정 동작을 도시한 흐름도이다.

제1 실시예와 유사하게, 수면 측정 장치(1)가 파워 온될 때, CPU(9)(결정 유닛(94))는 침대 위 존재 결정 프로세스를 실행한다(S10).

단계 S10의 침대 위 존재 결정 프로세스(S310 내지 S340)는 도 18을 참조해서 상세히 기술될 것이다. 침대 위 존재 결정 프로세스가 개시될 때, 결정 유닛(94)은 잡음 요소(즉, 제1 요소) 및 바이오시그널 요소(즉, 제2 요소)를 획득하기 위해 제1 레벨 값들에 대한 주파수 분석을 실행한다. 구체적으로 말해서, 제1 A/D 변환 유닛(90)은 복수의 제1 레벨 값들을 획득하기 위해 현재 시간 시점을 포함하는 현재 분석 기간 A_p에서 미리정해진 주파수(예를 들어, 16 Hz)에서 제1 출력 신호의 A/D 변환을 실행하고, 복수의 제1 레벨 값들을 결정 유닛(94)에 출력한다. 결정 유닛(94)은 저-주파수 범위(예를 들어, 0.15 Hz보다 더 작음)의 요소 값 LC_p, 중간-주파수 범위(예를 들어, 0.15 Hz보다 더 크고 2 Hz보다 더 작음)의 요소 값 MC_p, 및 고-주파수 범위(예를 들어, 2 Hz보다 더 큼)의 요소 값 HC_p를 획득하기 위해 제1 A/D 변환 유닛(90)으로부터 제공된 제1 레벨 값들에 대한 주파수 분석을 실행한다(S310). 요소 값들 각각은 각각의 주파수 범위의 진폭 값들의 통합적인 값으로서 계산되거나 또는 미리정해진 주파수에서의 진폭 값으로서 계산될 수 있다. 저-주파수 범위의 요소 값 LC_p 및 고-주파수 범위의 요소 값 HC_p의 합(즉, LC_p + HC_p)은 잡음 요소에 대응한다. 중간-주파수 범위의 요소 값 MC_p는 바이오시그널 요소에 대응한다. 요소들 간의 경계들을 표시하는 상기 주파수들(0.15 Hz, 2 Hz)은 무제한 일례들이어서, 임의의 주파수가 채택될 수 있다.

다음으로, 결정 유닛(94)은 획득된 잡음 요소(LC_p + HC_p)와 획득된 바이오시그널 요소(MC_p) 간의 비율((LC_p + HC_p)/MC_p)을 계산하고, 비율이 제4 임계값 Th4(예를 들어, 1)보다 더 작은 지의 여부를 결정한다(S320). 비율의 분자가 잡음 요소이고 비율의 분모가 바이오시그널 요소이기에, 바이오시그널 요소가 잡음 요소에 비해 더 커질 때, 비율은 더 작아지게 된다. 결정 유닛(94)은, 비율이 제4 임계값 Th4보다 더 작으면(S320: 예), 사람이 침대 위에 존재한다고 결정하고, 침대 위 존재 결정 플래그 LF_p를 1로 설정한다(S330). 한편, 결정 유닛(94)은, 비율이 제4 임계값 Th4보다 더 크거나 동일하면(S320: 아니오), 사람이 침대 위에 존재하지 않는다고 결정하고, 침대 위 존재 결정 플래그 LF_p를 0으로 설정한다(S340). 침대 위 존재 결정 플래그 LF를 설정한 후에, 단일 침대 위 존재 결정 프로세스(S10)는 종료한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 침대 위 존재 결정 조건이 만족되면(즉, 침대 위 존재 결정 플래그 LF_p가 1로 설정되면)(S20: 예), CPU(9)는 수면 측정 프로세스를 개시한다(S30). 한편, 침대 위 존재 결정 조건이 만족되지 않으면(즉, 침대 위 존재 결정 플래그 LF_p가 0으로 설정되면)(S20: 아니오), CPU(9)는 침대 위 존재 결정 프로세스를 반복한다(S10).

수면 측정 프로세스가 개시되면, 측정 유닛(98)이 수면 측정 프로세스를 실행하는 동안, 결정 유닛(94)은 침대 위 존재 결정 프로세스를 실행한다(S40). 단계 40의 침대 위 존재 결정 프로세스(S410 내지 S440)는 도 19를 참조해서 상세히 기술될 것이다. 도 18 및 도 19의 침대 위 존재 결정 프로세스들 둘 다는 거의 동일하지만, 침대 위 존재 결정 프로세스들의 조건들(단계들 S320 및 S420의 조건들)은 서로 상이하다. (각 요소 값을 얻는) 단계 S410의 동작은 단계 S310의 동작과 유사하기에, 추가 설명은 생략될 것이다.

결정 유닛(94)은 단계 S320와 유사한 방식으로 비율((LC_p + HC_p)/MC_p)을 계산하고, 비율이 제5 임계값 Th5(예를 들어, 1)를 초과하는 지의 여부를 결정한다(S420). 제5 임계값 Th5는 제4 임계값 Th4와 동일할 수도 상이할 수도 있다. 비율이 제5 임계값 Th5를 초과하면, 결정 유닛(94)은 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하지 않는다(S420: 예)고 결정하고, 침대 위 존재 결정 플래그 LF_p를 0으로 설정한다(S430). 한편, 비율이 제5 임계값 Th5보다 더 작거나 동일하면, 결정 유닛(94)은 사람이 침대 위에 존재한다(S420: 아니오)고 결정하고, 침대 위 존재 결정 플래그 LF_p를 1로 설정한다(S440). 침대 위 존재 결정 플래그 LF를 설정한 후에, 단일 침대 위 존재 결정 프로세스(S40)는 종료한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 침대 위 존재 결정 조건이 만족되면(즉, 침대 위 존재 결정 플래그 LF_p가 1로 설정되면)(S50: 예), CPU(9)는 수면 측정 프로세스 및 침대 위 존재 결정 프로세스를 계속 실행한다(S40). 한편, 침대 위 존재 결정 조건이 만족되지 않으면(즉, 침대 위 존재 결정 플래그 LF_p가 0으로 설정되면)(S50: 아니오), CPU(9)(측정 유닛(98))는 수면 측정 프로세스를 종료하고 단계 S10로 복귀한다(즉, 사람이 침대에 존재하게 되기를 기다린다).

상술된 실시예에 따라, 사람이 침대 위에 존재하지 않는 경우에, 비율이 임계값(제4 임계값 Th4)보다 더 작으면 사람이 침대 위에 존재한다고(존재하게 된다고) 결정된다. 대조적으로, 사람이 침대 위에 존재하는 경우에, 비율이 임계값(제5 임계값 Th5)보다 더 크면 사람이 침대 위에 존재하지 않는다고(침대를 떠난다고) 결정된다. 상술된 바와 같이, 비율은 결정을 실행하는데 사용된다. 결과적으로, 바이오시그널 요소의 절대값들이 변하더라도, 바이오시그널 요소가 잡음 요소보다 비교적 더 클 때(즉, 비율이 작을 때) 사람이 침대 위에 존재한다고 결정된다. 따라서, 도 14 및 도 17을 비교하여 상술된 바와 같이, 자세 변화에 의해 야기된 제1 레벨 값들의 변동들(감소)에 기초한 사람이 침대 위에 존재하지 않는다(침대를 떠난다)는 잘못된 결정이 방지될 수 있다. 생물학적 변위로부터 유도되지 않은 연속 잡음 요소에 기초한 사람이 침대 위에 존재한다(존재하게 된다)는 잘못된 결정도 또한 방지될 수 있다. 또한, 제1 실시예와 유사하게, 사람이 침대 위에 존재하는 지의 여부가 자동으로 결정되어서, 사람에게 더 큰 편리함을 제공한다.

제3 실시예

제1 실시예 및 제2 실시예의 상술된 침대 위 존재 결정 동작들이 조합될 수 있다. 이러한 조합된 침대 위 존재 결정 동작들은 더 정확한 침대 위 존재 결정을 제공한다. 제3 실시예에서, 조합된 침대 위 존재 결정 동작들의 일례가 설명될 것이다.

1. 수면 측정 장치의 구성들

제3 실시예에 따른 수면 측정 장치(1)는 제1 실시예(특히, 도 2)의 수면 측정 장치와 유사한 방식으로 구성된다. 도 20은 결정 유닛(94)의 상세한 구성을 도시한다. 제3 실시예에 따른 결정 유닛(94)은 제1 실시예의 결정 유닛(94)에 의해 실행되는 결정을 실행하는 제1 결정 유닛(942) 및 제2 실시예의 결정 유닛(94)에 의해 실행되는 결정을 실행하는 제2 결정 유닛(944)을 포함한다. 결정 유닛(94)에 포함된 상기 소자들은 기능 블록들이다. CPU(9)는 스토리지(10)에 저장된 컴퓨터 프로그램들을 실행하고 이 컴퓨터 프로그램들에 따라 동작하여 이러한 기능 블록들을 제공한다. 단일 기능 블록은 제1 결정 유닛(942) 및 제2 결정 유닛(944)의 기능들을 보유할 수 있다.

2. 침대 위 존재 결정 동작

제3 실시예의 침대 위 존재 결정 동작은 도 8, 도 21 및 도 22를 참조해서 설명될 것이다. 수면 측정 장치(1)에서 실행되는 전체 동작은 도 8을 참조해서 설명된 제1 실시예의 동작과 유사하다. 도 21은 사람이 침대 위에 존재하지 않는 조건에서의 침대 위 존재 결정 동작을 도시한 흐름도이며, 개략적으로 도 9 및 도 18의 흐름도들의 조합이다. 도 22는 사람이 침대 위에 존재하는 조건에서의 침대 위 존재 결정 동작을 도시한 흐름도이며, 개략적으로 도 10 및 도 19의 흐름도들의 조합이다.

단계 S10의 침대 위 존재 결정 프로세스(S110 내지 S340)는 도 21을 참조해서 설명될 것이다. 제1 결정 유닛(942)은, 제1 실시예와 유사하게, 표준 편차 σ_p에 기초하여 침대 위 존재 결정 프로세스(S110 내지 S170)를 실행한다. 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하지 않는다고 결정되면(S150: 아니오), 제1 결정 유닛(942)은 침대 위 존재 결정 플래그 LF_p를 0으로 설정하고(S170) 단일 침대 위 존재 결정 프로세스(S10)는 종료한다. 한편, 사람이 바닥 침구 M 위에 존재한다고 결정되면(S150: 예), 제1 결정 유닛(942)은 사람이 침대 위에 존재함을 나타내는 신호(정보)를 생성하여 제2 결정 유닛(944)에 공급한다.

사람이 침대 위에 존재한다고 제1 결정 유닛(942)이 결정했으면, 제2 결정 유닛(944)은, 제2 실시예와 유사하게, 주파수 분석에 기초하여 침대 위 존재 결정 프로세스(S310 내지 S340)를 실행한다. 사람이 바닥 침구 M 위에 존재한다고 결정되면(S320: 예), 제2 결정 유닛(944)은 침대 위 존재 결정 플래그 LF_p를 1로 설정한다(S330). 즉, 제1 결정 유닛(942) 및 제2 결정 유닛(944)이 둘 다 사람이 바닥 침구 M 위에 존재한다고 결정하는 경우에, 제2 결정 유닛(944)은 사람이 바닥 침구 M 위에 존재함을 나타내는 신호(정보)를 생성하는 신호 생성기로서 작용할 수 있다. 한편, 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하지 않는다고 결정되면(S320: 아니오), 제2 결정 유닛(944)은 침대 위 존재 결정 플래그 LF_p를 0으로 설정한다(S340). 침대 위 존재 결정 플래그 LF를 설정한 후에, 단일 침대 위 존재 결정 프로세스(S10)는 종료한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 침대 위 존재 결정 조건이 만족되면, 즉, 침대 위 존재 결정 플래그 LF_p가 1로 설정되면(S20: 예), CPU(9)는 수면 측정 프로세스를 개시한다(S30). 한편, 침대 위 존재 결정 조건이 만족되지 않으면, 즉, 침대 위 존재 결정 플래그 LF_p가 0으로 설정되면(S20: 아니오), CPU(9)는 침대 위 존재 결정 프로세스를 반복한다(S10). 수면 측정 프로세스가 개시되면, 측정 유닛(98)이 수면 측정 프로세스를 실행하는 동안, 결정 유닛(94)은 침대 위 존재 결정 프로세스를 실행한다(S40).

단계 S40의 침대 위 존재 결정 프로세스(S210 내지 S440)는 도 22를 참조해서 설명될 것이다. 제1 결정 유닛(942)은, 제1 실시예와 유사하게, 표준 편차 σ_p에 기초하여 침대 위 존재 결정 프로세스(S210 내지 S270)를 실행한다. 사람이 바닥 침구 M 위에 존재한다고 결정되면(S250: 아니오), 제1 결정 유닛(942)은 침대 위 존재 결정 플래그 LF_p를 1로 설정하고(S270) 단일 침대 위 존재 결정 프로세스(S40)는 종료한다. 한편, 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하지 않는다고 결정되면(S250: 예), 제1 결정 유닛(942)은 사람이 침대 위에 존재하지 않음을 나타내는 신호(정보)를 생성하여 제2 결정 유닛(944)에 공급한다.

사람이 침대 위에 존재하지 않는다고 제1 결정 유닛(942)이 결정했으면, 제2 결정 유닛(944)은, 제2 실시예와 유사하게, 주파수 분석에 기초하여 침대 위 존재 결정 프로세스(S410 내지 S440)를 실행한다. 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하지 않는다고 결정되면(S420: 예), 제2 결정 유닛(944)은 침대 위 존재 결정 플래그 LF_p를 0으로 설정한다(S430). 즉, 제1 결정 유닛(942)과 제2 결정 유닛(944)이 둘 다 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하지 않는다고 결정하는 경우에, 제2 결정 유닛(944)은 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하지 않음을 나타내는 신호(정보)를 생성하는 신호 생성기로서 작용할 수 있다. 한편, 사람이 바닥 침구 M 위에 존재한다고 결정되면(S420: 아니오), 제2 결정 유닛(944)은 침대 위 존재 결정 플래그 LF_p를 1로 설정한다(S440). 침대 위 존재 결정 플래그 LF를 설정한 후에, 단일 침대 위 존재 결정 프로세스(S40)는 종료한다.

도 23을 참조하면, (a) (오직 제1 결정 유닛(942)에 의해서만 실행되는) 표준 편차 σ에 기초한 침대 위 존재 결정, (b) (오직 제2 결정 유닛(944)에 의해서만 실행되는) 비율에 기초한 침대 위 존재 결정, 및 (c) 본 실시예에 따른 표준 편차 σ 및 비율의 조합에 기초한 침대 위 존재 결정의 결과들이 예시될 것이다. 도 23에서, 동일한 전이를 나타내는 제1 레벨 값들에 대한 각각의 침대 위 존재 결정들을 실행함으로써 획득된 결과들은 각각의 그래프의 공통 시간 축에 도시된다. 사람이 침대 위에 존재하지 않는다고 결정된 기간(NOT-ON-BED)은 각각의 그래프의 상부에 실선으로 도시되고, 사람이 침대 위에 존재한다고 결정된 기간(ON-BED)은 각각의 그래프의 하부에 실선으로 도시된다.

도 23에서, (a) 표준 편차 σ에 기초한 침대 위 존재 결정에 따라, 사람이 실제로 침대 위에 존재하는 기간 및 사람이 침대 위에 존재한다고 결정된 기간들이 크게 겹치더라도, 사람의 실제 존재에도 불구하고 사람이 침대 위에 존재하지 않는다고 결정된 일부 기간들이 있다. (b) 비율에 기초한 침대 위 존재 결정에 따라, 사람이 실제로 침대 위에 존재하는 기간 및 사람이 침대 위에 존재한다고 결정된 기간들이 크게 겹치더라도, 사람이 실제로 침대 위에 존재하지 않음에도 불구하고 사람이 침대 위에 존재한다고 결정된 일부 기간들이 있다. 대조적으로, (c) 표준 편차 σ 및 비율의 조합에 기초한 침대 위 존재 결정에 따라, 사람이 실제로 침대 위에 존재하는 기간은 사람이 침대 위에 존재한다고 결정된 기간에 대응한다. 상술된 바와 같이, 침대 위 존재 결정 (c)는, 사람이 실제로 침대 위에 존재하는 기간과 침대 위 존재 결정들 (a) 및 (b)에서 사람이 침대 위에 존재한다고 결정된 기간들 간의 가능한 불일치를 해결할 수 있다.

상술된 실시예에 따라, 제1 실시예에서 기술된 제1 레벨 값들의 표준 편차에 기초한 침대 위 존재 결정 결과들 및 제2 실시예에 기술된 제1 레벨 값들에 대한 주파수 분석에 기초한 침대 위 존재 결정 결과의 조합에 따라 사람이 침대 위에 존재하는 지의 여부가 결정된다. 결과적으로, 더 정확한 침대 위 존재 결정 결과들이 제공될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 실시예들과 유사하게, 사람이 침대 위에 존재하는 지가 자동으로 결정되어서, 사람에게 더 큰 편리함을 제공한다.

다른 변형들 및 변경들

상술된 실시예들은 다양하게 변경될 수 있다. 일부 특정 변경들이 이제부터 예시될 것이다. 이하의 일례들로부터 선택된 2개의 또는 그 이상의 변경들은 충돌이 발생하지 않는 한 적절히 조합될 수 있다.

(1) 변경 1

상술된 실시예들에서, 수면 측정 장치들은 침대 위 존재 결정 장치로서 예시된다. 그러나, 각각의 수면 측정 장치는 본 발명에 따른 침대 위 존재 결정 장치의 비제한적 응용 일례일 뿐이다. 예를 들어, 침대 위 존재 결정 장치는 환자 또는 돌봄을 받는 사람이 침대 위에 존재하는 지의 여부를 결정하기 위해 병원 또는 간호-케어 시설의 침대에서 자체적으로 사용될 수 있다. 또한, 침대 위 존재 결정 장치는 자명종 등의 다른 장치들에도 적용될 수 있다. 이러한 경우들에서, 침대 위 존재 결정 장치는 수면 측정 프로세스에 사용되는 소자들(예를 들어, 제2 A/D 변환 유닛(92), 제2 신호 처리 유닛(8), 생물학적 정보 획득 유닛(96), 측정 유닛(98) 등)을 포함할 필요가 없다.

(2) 변경 2

상술된 실시예들에서, 제1 A/D 변환 유닛(90) 및 제2 A/D 변환 유닛(92)은 CPU(9)에 장착된다. 그러나, 각각의 A/D 변환 유닛은 임의의 위치에 장착될 수 있다. 예를 들어, 도 24에 도시된 바와 같이, A/D 변환 유닛들(90a, 92a)은 CPU(9)의 외부에 장착될 수 있다. 다시 말해서, 증폭 및 그에 후속하는 A/D 변환은 상술된 실시예들에서 측정 신호에 적용되는 반면, A/D 변환 및 그에 후속하는 증폭은 본 변경에서 측정 신호에 적용될 수 있다.

이 경우에, 제1 A/D 변환 유닛(90a)은 측정 신호의 A/D 변환에 의해 획득된 복수의 제1 샘플 값들을 출력하여 제1 신호 처리 유닛(7a)에 공급한다. CPU(9)의 제1 신호 처리 유닛(7a)은 결정 유닛(94)에 복수의 제1 레벨 값들을 출력하기 위해 제1 이득 G1로 복수의 제1 샘플 값들을 수치적으로 증폭한다. 유사하게, 제2 A/D 변환 유닛(92a)은 측정 신호의 A/D 변환에 의해 획득된 복수의 제2 샘플 값들을 출력하여 제2 신호 처리 유닛(8a)에 공급한다. CPU(9)의 제2 신호 처리 유닛(8a)은 생물학적 정보 획득 유닛(96)에 복수의 제2 레벨 값들을 출력하기 위해 제2 이득 G2로 복수의 제2 샘플 값들을 수치적으로 증폭한다.

또한, 본 변경에서, 제1 신호 처리 유닛(7)과 제1 A/D 변환 유닛(90)의 조합 또는 제2 신호 처리 유닛(8)과 제2 A/D 변환 유닛(92)의 조합 중 오직 임의의 한 조합이 설치될 수 있다.

(3) 변경 3

제1 A/D 변환 유닛(90) 및 제2 A/D 변환 유닛(92)은 한 유닛으로서 구성될 수 있다. 이 경우에, 복수의 입력 포트들 및 복수의 출력 포트들을 가진 A/D 변환기가 적절히 채택될 수 있다.

(4) 변경 4

상술된 실시예들에서, 표준 편차 σ가 각각의 단위 기간 U 중에 획득된 제1 레벨 값들의 분산도를 나타내는 지시자로서 채택된다. 그러나, 임의의 분산 지시자가 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 레벨 값들의 분산 또는 제1 레벨 값들의 변동 계수(즉, 표준 편차를 평균 값으로 나눔으로써 획득된 값)가 분산 지시자로서 채택될 수 있다.

(5) 변경 5

상술된 실시예들에서, 사람의 생물학적 변위에 포함된 주기적인 요소로서 호흡이 채택된다. 그러나, 주기적으로 변하는 임의의 생물학적 변위(예를 들어, 심장 박동)가 주기적인 요소로서 채택될 수 있다. 주기적인 요소들의 조합(예를 들어, 호흡 및 심장 박동)이 채택될 수 있다. 이러한 경우들에서, 침대 위 존재 결정에 영향을 주는 요소들(예를 들어, 수면 측정 장치(1)의 필터의 주파수 특징, 단위 기간 U의 길이 등)은 하나의 또는 그 이상의 채택된 순환 요소들에 따라 설정될 수 있다. 특히, 하나의 또는 그 이상의 채택된 순환 요소들에 대응하는 주파수 성분을 추출하도록 구성된 주파수 특징을 가진 필터가 센서 유닛(2)과 제1 증폭기(70) 사이에 장착될 수 있다.

(6) 변경 6

CPU(9)가 RTC(a real time clock)와 함께 경과된 시간을 카운트하도록 상술된 실시예들이 변경될 수 있다. 본 변경에서, 전원(11)이 전력을 공급하지 않을 때, 백업 전원이 실시간 시계에 전력을 공급할 수 있다. 결과적으로, 전원(11)이 전력을 공급하지 않더라도, 계속해서 경과된 시간을 카운트할 수 있을 것이다. 상술된 실시예들의 CPU(9) 및 스토리지(10)는 단일 마이크로컴퓨터로 대체될 수 있다. 센서 유닛(2)의 콘덴서 마이크로폰은 피에조 케이블, 용량 센서, 광검출기, 필름 센서, 스트레인 게이지 등의 압전 소자로 대체될 수 있다.

(7) 변경 7

제3 실시예에서, 제1 결정 유닛(942)은 표준 편차 σ에 기초하여 침대 위 존재 결정을 실행한다. 다음으로, 제2 결정 유닛(944)은 주파수 분석에 기초하여 침대 위 존재 결정을 실행한다. 그러나, 도 25에 도시된 바와 같이, 먼저 제2 결정 유닛(944)이 주파수 분석에 기초하여 침대 위 존재 결정을 실행할 수 있으며, 그 다음으로, 제1 결정 유닛(942)이 표준 편차 σ에 기초하여 침대 위 존재 결정을 실행할 수 있다.

이 경우, 도 21에 도시된 결정 동작 대신, 제2 결정 유닛(944)은 제2 실시예에 대응하는 주파수 분석에 기초하여 침대 위 존재 결정 프로세스를 실행한다(S310 내지 S340). 사람이 침대 위에 존재한다고 결정되면, 제1 결정 유닛(942)은 제1 실시예에 대응하는 표준 편차 σ_p에 기초한 침대 위 존재 결정 프로세스를 실행한다(S110 내지 S170). 사람이 침대 위에 존재한다고 결정되면, 제1 결정 유닛(942)은 침대 위 존재 결정 플래그 LF_p를 1로 설정한다. 즉, 본 변경에서, 제1 결정 유닛(942)은 제1 결정 유닛(942) 및 제2 결정 유닛(944)이 둘 다 사람이 침대 위에 존재한다고 결정하는 경우에 사람이 침대 위에 존재함을 나타내는 신호(정보)를 생성하는 신호 생성기로서 기능할 수 있다.

유사하게, 도 22에 도시된 결정 동작 대신, 제2 결정 유닛(944)은 주파수 분석에 기초하여 침대 위 존재 결정 프로세스를 실행한다(S410 내지 S440). 사람이 침대 위에 존재하지 않는다고 결정되면, 제1 결정 유닛(942)은 표준 편차 σ_p에 기초하여 침대 위 존재 결정 프로세스를 실행한다(S210 내지 S270). 즉, 본 변경에서, 제1 결정 유닛(942)은 제1 결정 유닛(942) 및 제2 결정 유닛(944)이 둘 다 사람이 침대 위에 존재하지 않는다고 결정하는 경우에 사람이 침대 위에 존재하지 않음을 나타내는 신호(정보)를 생성하는 신호 생성기로서 기능할 수 있다.

대안으로, 도 26에 도시된 바와 같이, 제1 결정 유닛(942) 및 제2 결정 유닛(944)은 서로 병렬로 장착될 수 있으며, 침대 위 존재 결정 동작들은 둘 다 병렬로(개별적으로) 실행될 수 있다. 이 경우, 최종 결정 유닛(946)이 제1 결정 유닛(942) 및 제2 결정 유닛(944) 다음에 장착될 수 있다. 최종 결정 유닛(946)은 제1 결정 유닛(942) 및 제2 결정 유닛(944)의 결정 결과들에 기초하여 최종 결정을 실행할 수 있다.

사람이 침대 위에 존재한다고 이미 결정된 단계 S10의 침대 위 존재 결정 프로세스에서, 제1 결정 유닛(942) 및 제2 결정 유닛(944)이 둘 다 사람이 바닥 침구 M 위에 존재한다고 결정하는 경우에 최종 결정 유닛(946)은 사람이 바닥 침구 M 위에 존재한다고 결정한다(즉, 침대 위 존재 결정 플래그 LF_p를 1로 설정한다).

한편, 사람이 침대 위에 존재하지 않는다고 이미 결정된 단계 S40의 침대 위 존재 결정 프로세스에서, 제1 결정 유닛(942) 및 제2 결정 유닛(944)이 둘 다 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하지 않는다고 결정하는 경우에 최종 결정 유닛(946)은 사람이 바닥 침구 M 위에 존재하지 않는다고 결정한다(즉, 침대 위 존재 결정 플래그 LF_p를 0으로 설정한다).

즉, 최종 결정 유닛(946)은 제3 실시예에 기술된 신호 생성기로서 기능할 수 있다.

요약하면, 표준 편차 σ에 기초한 침대 위 존재 결정 및 주파수 분석에 기초한 침대 위 존재 결정은 임의의 순서로 실행될 수 있다.

(8) 변경 8

제2 및 제3 실시예들에서, 잡음 요소(제1 요소) 대 바이오시그널 요소(제2 요소)의 비율(즉, (LC_p + HC_p)/MC_p)이 침대 위 존재 결정에 사용된다. 그러나, 바이오시그널 요소 대 잡음 요소의 비율(즉, MC_p/(LC_p + HC_p))이 침대 위 존재 결정에 사용될 수도 있다. 비율의 분자가 바이오시그널 요소이고 비율의 분모가 잡음 요소이기에, 바이오시그널 요소가 잡음 요소에 비해 더 커질 때 본 변경의 비율은 더 커진다. 본 변경의 비율이 침대 위 존재 결정에 사용될 때, 각각의 결정 단계(S320, S420)에서, 부등호를 역으로 하는 결정(즉, 단계 S320에서의 비율이 제4 임계값 Th4를 초과하는 지의 여부의 결정, 및 단계 S420에서의 비율이 제5 임계값 Th5보다 더 작은 지의 여부의 결정)이 실행될 수 있다. 결과적으로, 제2 또는 제3 실시예에 따른 침대 위 존재 결정과 동등한 침대 위 존재 결정이 제공될 수 있다.

(9) 변경 9

제2 및 제3 실시예들에서, 잡음 요소(제1 요소)는 저-주파수 범위의 요소 값 LC_p 및 고-주파수 범위의 요소 값 HC_p의 합(즉, LC_p + HC_p)이다. 그러나, 잡음 요소(제1 요소)는 저-주파수 범위의 요소 값 LC_p 및 고-주파수 범위의 요소 값 HC_p 중 임의의 요소 값일 수 있다.

Claims

침대 위 존재 결정 장치(present-on-bed determination apparatus)로서,
바닥 침구와 함께 사용 가능하고 상기 바닥 침구 상의 사람의 생물학적 변위를 측정하여 측정 결과를 나타내는 측정 신호를 출력하도록 구성된 센서 유닛;
상기 측정 신호를 제1 이득으로 증폭하여 제1 출력 신호를 출력하도록 구성된 제1 신호 처리 유닛;
상기 제1 출력 신호의 A/D 변환에 의해 획득된 복수의 제1 레벨 값을 출력하도록 구성된 제1 A/D 변환 유닛; 및
상기 복수의 제1 레벨 값의 분산도(dispersion degree)를 나타내는 분산 지시자에 따라 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재하는지를 결정하도록 구성된 결정 유닛
을 포함하고, 바닥 침구 위에 존재하는 사람의 상기 생물학적 변위에 포함된 주기적인 요소의 1 사이클 동안, 상기 제1 레벨 값들의 가능한 최대값을 유지하는 기간 및 상기 제1 레벨 값들의 가능한 최소값을 유지하는 기간이 포함되도록, 상기 제1 이득이 설정되는, 침대 위 존재 결정 장치.
침대 위 존재 결정 장치로서,
바닥 침구와 함께 사용 가능하고 상기 바닥 침구 상의 사람의 생물학적 변위를 측정하여 측정 결과를 나타내는 측정 신호를 출력하도록 구성된 센서 유닛;
상기 측정 신호의 A/D 변환에 의해 획득된 복수의 제1 샘플 값을 출력하도록 구성된 제1 A/D 변환 유닛;
상기 복수의 제1 샘플 값 각각을 제1 이득으로 수치적으로 증폭하여 복수의 제1 레벨 값들을 출력하도록 구성된 제1 신호 처리 유닛; 및
상기 복수의 제1 레벨 값의 분산도를 나타내는 분산 지시자에 따라 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재하는지를 결정하도록 구성된 결정 유닛
을 포함하고, 바닥 침구 위에 존재하는 사람의 상기 생물학적 변위에 포함된 주기적인 요소의 1 사이클 동안, 상기 제1 레벨 값들의 가능한 최대값을 유지하는 기간 및 상기 제1 레벨 값들의 가능한 최소값을 유지하는 기간이 포함되도록, 상기 제1 이득이 설정되는, 침대 위 존재 결정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 결정 유닛은
미리정해진 기간 중에 획득된 상기 복수의 제1 레벨 값의 분산 지시자가 제1 임계값을 초과하거나 또는 0과 동일하면, 예비 조건이 만족된다고 결정하고,
n - 상기 n은 2보다 더 크거나 동일한 자연수임 - 개의 연속의 미리정해진 기간들에서 상기 예비 조건이 만족되는 경우들의 수가 제2 임계값보다 더 크거나 동일하면 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정하는, 침대 위 존재 결정 장치.
제3항에 있어서,
상기 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정된 후에, 상기 결정 유닛은, m - 상기 m은 2보다 더 크거나 동일한 자연수임 - 개의 연속의 미리정해진 기간들에서 상기 예비 조건이 만족되는 경우들의 수가 제3 임계값보다 더 작거나 동일하면 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재하지 않는다고 결정하는, 침대 위 존재 결정 장치.
제3항에 있어서,
상기 미리정해진 기간들의 각각의 시간 길이는 상기 주기적인 요소의 1 사이클에 필요한 시간 길이보다 더 길게 설정되는, 침대 위 존재 결정 장치.
제3항에 있어서,
상기 분산 지시자는 상기 미리정해진 기간 중에 획득된 상기 복수의 제1 레벨 값의 표준 편차, 분산, 또는 변동 계수인, 침대 위 존재 결정 장치.
침대 위 존재 결정 장치로서,
바닥 침구와 함께 사용 가능하고 상기 바닥 침구 상의 사람의 생물학적 변위를 측정하여 측정 결과를 나타내는 측정 신호를 출력하도록 구성된 센서 유닛;
상기 측정 신호를 제1 이득으로 증폭하여 제1 출력 신호를 출력하도록 구성된 제1 신호 처리 유닛;
상기 제1 출력 신호의 A/D 변환에 의해 획득된 복수의 제1 레벨 값을 출력하도록 구성된 제1 A/D 변환 유닛; 및
분석 기간 중에 출력된 상기 복수의 제1 레벨 값에 대해 주파수 분석을 실행하여 상기 사람의 생물학적 변위로부터 유도되지 않은 제1 요소 및 상기 사람의 생물학적 변위로부터 유도된 제2 요소를 획득하도록 구성되고, 상기 제1 요소와 상기 제2 요소 간의 비율에 따라 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재하는지를 결정하도록 구성된 결정 유닛
을 포함하고,
바닥 침구 위에 존재하는 사람의 상기 생물학적 변위에 포함된 주기적인 요소의 1 사이클 동안, 상기 제1 레벨 값들의 가능한 최대값을 유지하는 기간 및 상기 제1 레벨 값들의 가능한 최소값을 유지하는 기간이 포함되도록, 상기 제1 이득이 설정되는, 침대 위 존재 결정 장치.
침대 위 존재 결정 장치로서,
바닥 침구와 함께 사용 가능하고 상기 바닥 침구 상의 사람의 생물학적 변위를 측정하여 측정 결과를 나타내는 측정 신호를 출력하도록 구성된 센서 유닛;
상기 측정 신호의 A/D 변환에 의해 획득된 복수의 제1 샘플 값을 출력하도록 구성된 제1 A/D 변환 유닛;
상기 복수의 제1 샘플 값 각각을 제1 이득으로 수치적으로 증폭하여 복수의 제1 레벨 값을 출력하도록 구성된 제1 신호 처리 유닛; 및
분석 기간 중에 출력된 상기 복수의 제1 레벨 값에 대해 주파수 분석을 실행하여 상기 사람의 생물학적 변위로부터 유도되지 않은 제1 요소 및 상기 사람의 생물학적 변위로부터 유도된 제2 요소를 획득하도록 구성되고, 상기 제1 요소와 상기 제2 요소 간의 비율에 따라 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재하는지를 결정하도록 구성된 결정 유닛
을 포함하고,
바닥 침구 위에 존재하는 사람의 상기 생물학적 변위에 포함된 주기적인 요소의 1 사이클 동안, 상기 제1 레벨 값들의 가능한 최대값을 유지하는 기간 및 상기 제1 레벨 값들의 가능한 최소값을 유지하는 기간이 포함되도록, 상기 제1 이득이 설정되는, 침대 위 존재 결정 장치.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 결정 유닛은 제1 주파수보다 더 작은 요소 및 제1 주파수를 초과하는 제2 주파수보다 더 큰 요소 중 임의의 하나 또는 둘 다를 제1 요소로서 획득하고, 상기 제1 주파수보다 더 크고 상기 제2 주파수보다 더 작은 요소를 제2 요소로서 획득하는, 침대 위 존재 결정 장치.
제9항에 있어서,
상기 비율은 상기 제1 요소 대 상기 제2 요소의 비율을 나타내고,
상기 결정 유닛은 상기 분석 기간 중에 획득된 상기 비율이 제4 임계값보다 더 작으면 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정하는, 침대 위 존재 결정 장치.
제10항에 있어서,
상기 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정된 후에, 상기 결정 유닛은 상기 분석 기간 중에 획득된 비율이 제5 임계값보다 더 크면 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재하지 않는다고 결정하는, 침대 위 존재 결정 장치.
제9항에 있어서,
상기 비율은 상기 제2 요소 대 상기 제1 요소의 비율을 나타내고,
상기 결정 유닛은 상기 분석 기간 중에 획득된 비율이 제4 임계값보다 더 크면 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정하는, 침대 위 존재 결정 장치.
제12항에 있어서,
상기 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정된 후에, 상기 결정 유닛은 상기 분석 기간 중에 획득된 비율이 제5 임계값보다 더 작으면 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재하지 않는다고 결정하는, 침대 위 존재 결정 장치.
침대 위 존재 결정 장치로서,
바닥 침구와 함께 사용 가능하고 상기 바닥 침구 상의 사람의 생물학적 변위를 측정하여 측정 결과를 나타내는 측정 신호를 출력하도록 구성된 센서 유닛;
상기 측정 신호를 제1 이득으로 증폭하여 제1 출력 신호를 출력하도록 구성된 제1 신호 처리 유닛;
상기 제1 출력 신호의 A/D 변환에 의해 획득된 복수의 제1 레벨 값을 출력하도록 구성된 제1 A/D 변환 유닛;
상기 복수의 제1 레벨 값의 분산도를 나타내는 분산 지시자에 따라 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재하는지를 결정하도록 구성된 제1 결정 유닛; 및
분석 기간 중에 출력된 상기 복수의 제1 레벨 값에 대해 주파수 분석을 실행하여 상기 사람의 생물학적 변위로부터 유도되지 않은 제1 요소 및 상기 사람의 생물학적 변위로부터 유도된 제2 요소를 획득하도록 구성되고, 상기 제1 요소와 상기 제2 요소 간의 비율에 따라 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재하는지를 결정하도록 구성된 제2 결정 유닛
을 포함하고,
바닥 침구 위에 존재하는 사람의 상기 생물학적 변위에 포함된 주기적인 요소의 1 사이클 동안, 상기 제1 레벨 값들의 가능한 최대값을 유지하는 기간 및 상기 제1 레벨 값들의 가능한 최소값을 유지하는 기간이 포함되도록, 상기 제1 이득이 설정되는, 침대 위 존재 결정 장치.
침대 위 존재 결정 장치로서,
바닥 침구와 함께 사용 가능하고 상기 바닥 침구 상의 사람의 생물학적 변위를 측정하여 측정 결과를 나타내는 측정 신호를 출력하도록 구성된 센서 유닛;
상기 측정 신호의 A/D 변환에 의해 획득된 복수의 제1 샘플 값을 출력하도록 구성된 제1 A/D 변환 유닛;
상기 복수의 제1 샘플 값 각각을 제1 이득으로 수치적으로 증폭하여 복수의 제1 레벨 값을 출력하도록 구성된 제1 신호 처리 유닛;
상기 복수의 제1 레벨 값의 분산도를 나타내는 분산 지시자에 따라 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재하는지를 결정하도록 구성된 제1 결정 유닛; 및
분석 기간 중에 출력된 상기 복수의 제1 레벨 값에 대해 주파수 분석을 실행하여 상기 사람의 생물학적 변위로부터 유도되지 않은 제1 요소 및 상기 사람의 생물학적 변위로부터 유도된 제2 요소를 획득하도록 구성되고, 상기 제1 요소와 상기 제2 요소 간의 비율에 따라 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재하는지를 결정하도록 구성된 제2 결정 유닛
을 포함하고,
바닥 침구 위에 존재하는 사람의 상기 생물학적 변위에 포함된 주기적인 요소의 1 사이클 동안, 상기 제1 레벨 값들의 가능한 최대값을 유지하는 기간 및 상기 제1 레벨 값들의 가능한 최소값을 유지하는 기간이 포함되도록, 상기 제1 이득이 설정되는, 침대 위 존재 결정 장치.
제14항 또는 제15항에 있어서,
상기 제2 결정 유닛은 제1 주파수보다 더 작은 요소 및 제1 주파수를 초과하는 제2 주파수보다 더 큰 요소 중 임의의 하나 또는 둘 다를 제1 요소로서 획득하고, 상기 제1 주파수보다 더 크고 상기 제2 주파수보다 더 작은 요소를 제2 요소로서 획득하는, 침대 위 존재 결정 장치.
제16항에 있어서,
신호 생성기를 더 포함하고,
상기 제1 결정 유닛은
미리정해진 기간 중에 획득된 상기 복수의 제1 레벨 값의 분산 지시자가 제1 임계값을 초과하거나 0과 동일하면 예비 조건이 만족된다고 결정하고,
n - 상기 n은 2보다 더 크거나 동일한 자연수임 - 개의 연속의 미리정해진 기간들에서 상기 예비 조건이 만족되는 경우들의 수가 제2 임계값보다 더 크거나 동일하면 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정하며,
상기 비율은 상기 제1 요소 대 상기 제2 요소의 비율을 나타내고,
상기 제2 결정 유닛은 상기 분석 기간 중에 획득된 상기 비율이 제4 임계값보다 더 작으면 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정하며,
상기 신호 생성기는, 상기 제1 결정 유닛 및 상기 제2 결정 유닛이 둘 다 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정하는 경우에 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재함을 나타내는 신호를 생성하는, 침대 위 존재 결정 장치.
제17항에 있어서,
상기 제2 결정 유닛이 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정한 후에, 상기 제1 결정 유닛은, m - 상기 m은 2보다 더 크거나 동일한 자연수임 - 개의 연속의 미리정해진 기간들에서 상기 예비 조건이 만족되는 경우들의 수가 제3 임계값보다 더 작거나 동일하면 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재하지 않는다고 결정하고,
상기 제2 결정 유닛은, 상기 분석 기간 중에 획득된 비율이 제5 임계값보다 더 크면 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재하지 않는다고 결정하며,
상기 신호 생성기는, 상기 제1 결정 유닛 및 상기 제2 결정 유닛이 둘 다 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재하지 않는다고 결정하는 경우에 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재하지 않음을 나타내는 신호를 생성하는, 침대 위 존재 결정 장치.
제16항에 있어서,
신호 생성기를 더 포함하고,
상기 제1 결정 유닛은
미리정해진 기간 중에 획득된 상기 복수의 제1 레벨 값의 분산 지시자가 제1 임계값을 초과하거나 0과 동일하면 예비 조건이 만족된다고 결정하고,
n - 상기 n은 2보다 더 크거나 동일한 자연수임 - 개의 연속의 미리정해진 기간들에서 상기 예비 조건이 만족되는 경우들의 수가 제2 임계값보다 더 크거나 동일하면 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정하며,
상기 비율은 상기 제2 요소 대 상기 제1 요소의 비율을 나타내고,
상기 제2 결정 유닛은, 상기 분석 기간 중에 획득된 비율이 제4 임계값보다 더 크면 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정하며,
상기 신호 생성기는, 상기 제1 결정 유닛 및 상기 제2 결정 유닛이 둘 다 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정하는 경우에 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재함을 나타내는 신호를 생성하는, 침대 위 존재 결정 장치.
제19항에 있어서,
상기 제2 결정 유닛이 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정한 후에, 상기 제1 결정 유닛은, m - 상기 m은 2보다 더 크거나 동일한 자연수임 - 개의 연속의 미리정해진 기간들에서 상기 예비 조건이 만족되는 경우들의 수가 제3 임계값보다 더 작거나 동일하면 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재하지 않는다고 결정하고,
상기 제2 결정 유닛은, 상기 분석 기간 중에 획득된 비율이 제5 임계값보다 더 작으면 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재하지 않는다고 결정하며,
상기 신호 생성기는, 상기 제1 결정 유닛 및 상기 제2 결정 유닛이 둘 다 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재하지 않는다고 결정하는 경우에 상기 바닥 침구 위에 사람이 존재하지 않음을 나타내는 신호를 생성하는, 침대 위 존재 결정 장치.
제17항에 있어서,
상기 미리정해진 기간들의 각각의 시간 길이는 상기 주기적인 요소의 1 사이클에 필요한 시간 길이보다 더 길게 설정되는, 침대 위 존재 결정 장치.
제19항에 있어서,
상기 미리정해진 기간들의 각각의 시간 길이는 상기 주기적인 요소의 1 사이클에 필요한 시간 길이보다 더 길게 설정되는, 침대 위 존재 결정 장치.
제17항에 있어서,
상기 분산 지시자는 상기 미리정해진 기간 중에 획득된 상기 복수의 제1 레벨 값의 표준 편차, 분산, 또는 변동 계수인, 침대 위 존재 결정 장치.
제19항에 있어서,
상기 분산 지시자는 상기 미리정해진 기간 중에 획득된 상기 복수의 제1 레벨 값의 표준 편차, 분산, 또는 변동 계수인, 침대 위 존재 결정 장치.
수면 측정 장치로서,
제1항, 제2항, 제7항, 제8항, 제14항, 및 제15항 중 어느 한 항에 따른 침대 위 존재 결정 장치를 포함하고,
상기 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정되는 경우,
상기 측정 신호를 상기 제1 이득보다 더 작은 제2 이득으로 증폭하여 제2 출력 신호를 출력하도록 구성된 제2 신호 처리 유닛;
상기 제2 출력 신호의 A/D 변환에 의해 획득된 복수의 제2 레벨 값을 출력하도록 구성된 제2 A/D 변환 유닛;
상기 제2 레벨 값들에 기초하여 사람의 생물학적 정보를 획득하여 상기 생물학적 정보를 출력하도록 구성된 생물학적 정보 획득 유닛; 및
상기 생물학적 정보에 기초하여 사람의 수면 상태들을 측정하도록 구성된 측정 유닛
을 포함하는, 수면 측정 장치.
수면 측정 장치로서,
제1항, 제2항, 제7항, 제8항, 제14항, 및 제15항 중 어느 한 항에 따른 침대 위 존재 결정 장치를 포함하고,
상기 바닥 침구 위에 사람이 존재한다고 결정되는 경우,
상기 측정 신호의 A/D 변환에 의해 획득된 복수의 제2 샘플 값을 출력하도록 구성된 제2 A/D 변환 유닛;
상기 복수의 제2 샘플 값 각각을 상기 제1 이득보다 더 작은 제2 이득으로 수치적으로 증폭하여 복수의 제2 레벨 값을 출력하도록 구성된 제2 신호 처리 유닛;
상기 제2 레벨 값들에 기초하여 사람의 생물학적 정보를 획득하여 상기 생물학적 정보를 출력하도록 구성된 생물학적 정보 획득 유닛; 및
상기 생물학적 정보에 기초하여 사람의 수면 상태들을 측정하도록 구성된 측정 유닛
을 포함하는, 수면 측정 장치.
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