WO2012035737A1 - 睡眠判定装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a sleep determination device for determining a sleep state of a sleeper.
- Patent Document 1 an apparatus for detecting a sleeper's entering and exiting a bed has been developed (see, for example, Patent Document 1).
- variation of the air pressure resulting from a sleeper's motion is converted into an electric signal, and the body movement signal and the other biological information signal are separated from the electric signal. Then, with the input of the body motion signal as a trigger, the presence or absence of the input of the biological information signal is detected for a predetermined period after waiting for the predetermined period.
- the input of the body movement signal is used as a determination trigger, for example, when a sleeping person enters the floor, the trigger cannot be detected, and there is a possibility that accurate determination cannot be performed.
- the present invention has been made by paying attention to the above-described problem, and it is an object of the present invention to make it possible to accurately determine whether to enter a bed even when a sleeping person has entered the floor.
- the first invention is: A biological signal detection unit (41) for detecting a biological information signal (S2) whose amplitude changes according to the sleeper's biological activity; A body motion signal detector (20, 33) for detecting a body motion signal (S1) whose amplitude changes according to the size of the body motion of the sleeper; A first entry determination condition that is established when the amplitude of the body movement signal (S1) continuously exceeds the body movement threshold (V1) for more than the entry body movement determination time (t1); and the biological information signal (S2 ) When the amplitude of) continuously exceeds the biometric information threshold (V2) for more than the biometric information determination time (t2), and when at least one of the second determination criteria is satisfied, It is a sleep determination apparatus provided with the determination part (44) which determines that the said sleeping person entered the floor.
- the user has entered the floor when either one of the two entry determination conditions is satisfied. For example, when the body movement of the sleeping person at the time of entering the bed is relatively large, if the first entering judgment condition is satisfied, the entering of the sleeping person is detected. On the other hand, even if the sleeping person enters the floor together and the first entering judgment condition is not satisfied (that is, the body movement is relatively small), the second entering judgment condition is satisfied if the sleeping person is entering the floor. Then, the bedtime of the sleeping person is detected.
- the determination unit (44) determines the bedtime of the bedridden when the amplitude of the biological information signal (S2) falls below the biological information threshold (V2), and the biological information signal (S2)
- the state where the amplitude of the body motion signal (S1) is lower than the biological information threshold (V2) continues for more than the exit biological information determination time (t3), and the amplitude of the body motion signal (S1) immediately before the trigger is the body motion threshold ( V1) during the first floor leaving determination condition that is satisfied when the body moving determination time (t4) has continued for more than the time, and during the detection period (t5) after the trigger, the biological information
- the determination condition of at least one of the second exit determination conditions that is satisfied when the integration time of the time when the amplitude of the signal (S2) is less than the biological information threshold (V2) is equal to or more than the integration determination time (t6) is When established, it is determined that the sleeper has gone out.
- the determination unit (44) determines whether the bedridden gets out of the bed, triggered by the amplitude of the biological information signal (S2) being lower than the biological information threshold (V2). For example, in the detection period (t5) after the trigger, when the integrated time of the time when the amplitude of the biological information signal (S2) is lower than the biological information threshold (V2) is equal to or longer than the integrated determination time (t6) The second exit condition is established. This second getting-out determination condition can be satisfied even when the body movement is relatively small (that is, when the sleeping person gets out of bed).
- the biological information signal (S2) is a signal indicating the sleep or heartbeat of the sleeper.
- the determination of entering or exiting is performed using the sleeper's breathing or the amplitude of the heartbeat as a trigger.
- the fourth invention is In the sleep determination device of the second invention,
- the exiting biological information determination time (t3) and the exiting body movement determination time (t4) are each 2 minutes.
- the exit biological information determination time (t3) and the exit body movement determination time (t4) are each set to 2 minutes, and determination of getting out is performed in a total of 4 minutes.
- the detection period (t5) is 15 minutes
- the integration determination time (t6) is 12 minutes.
- the detection period (t5) is 15 minutes
- the integration determination time (t6) is 12 minutes
- the determination of getting out is performed in 15 minutes.
- the entrance body movement determination time (t1) is 2 minutes
- the entrance biological information determination time (t2) is 10 minutes.
- the in-bed body movement determination time (t1) is 2 minutes and the in-vivo biological information determination time (t2) is 10 minutes.
- the entry determination is completed in 10 minutes.
- the first aspect of the present invention it is possible to accurately determine whether or not a sleeping person has entered the floor.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an entrance / exit determination apparatus according to the present embodiment.
- FIG. 2 is a diagram for explaining a use state of the entrance / exit determination device.
- FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the circuit unit in the present embodiment.
- FIG. 4A is a timing chart for explaining the relationship between the body motion signal and the entering body motion judging time in the judgment of entering the floor, and FIG. 4B showing the relationship between the heartbeat signal and the entering biological information judging time.
- FIG. 5 is a timing chart for explaining the relationship among the body motion signal, the heartbeat signal, the exit biological information determination time, and the exit body motion determination time in the determination of the first exit determination condition.
- FIG. 4A is a timing chart for explaining the relationship between the body motion signal and the entering body motion judging time in the judgment of entering the floor
- FIG. 4B showing the relationship between the heartbeat signal and the entering biological information judging time.
- FIG. 5 is a timing chart for explaining the relationship among the
- FIG. 6 is a timing chart for explaining the relationship among the body motion signal, the heartbeat signal, the detection period, and the integrated determination time in the determination of the second getting-off determination condition.
- FIG. 7 is a flowchart for explaining an operation for determining whether a sleeping person enters the floor in the bed / departure determination apparatus.
- FIG. 8 is a flowchart for explaining an operation (first exit determination operation) when determining whether or not the first exit determination condition is satisfied.
- FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation (second exit determination operation) when determining whether or not the second exit determination condition is satisfied.
- FIG. 1 is a diagram for explaining a schematic configuration of an entrance / exit determination device (10) according to the present embodiment.
- FIG. 2 is a figure explaining the use condition of the entrance / exit determination apparatus (10).
- the entry / exit determination device (10) includes a pressure-sensitive unit (20) and a main unit (30).
- the air conditioning system that uses the determination result of the entry / exit determination device (10) is not shown.
- the pressure-sensitive unit (20) transmits body movements that occur from the sleeping person to the main unit (30).
- the pressure sensitive unit (20) includes a pressure sensitive part (21) and a pressure transmission part (22).
- the pressure sensitive part (21) is constituted by an elongated hollow tube having one end closed and the other end opened.
- the pressure sensitive part (21) is installed in the bedding (6) such as a bed of the bedroom (5) (see FIG. 2).
- the pressure transmission part (22) is comprised by the elongate hollow tube which both ends open.
- the pressure transmission part (22) has a smaller diameter than the pressure sensitive part (21).
- the pressure transmission unit (22) has one end connected to the opening (23) of the pressure sensing unit (21) and the other end connected to the main unit (30).
- the main unit (30) includes a casing (31), a mounting portion (32), a pressure receiving portion (33), and a circuit unit (40) (the circuit unit (40) does not appear in FIGS. 1 and 2). ).
- the casing (31) is formed in a flat box shape, and is installed, for example, on the floor in the bedroom (5).
- the attachment portion (32) is formed on the side surface of the casing (31).
- the attachment portion (32) has a substantially annular recess (32a) that is recessed inward, and a protrusion (32b) that protrudes outward from the recess (32a).
- a through hole (32c) is formed in the convex portion (32b) in the axial direction so as to communicate the outside and the inside of the casing (31).
- the other end of the pressure transmission part (22) is fitted on the convex part (32b).
- the pressure receiving part (33) is built in the casing (31) so as to be located on the back side of the through hole (32c).
- the pressure receiving part (33) is configured by a microphone, a pressure sensor, or the like.
- the internal pressure of the pressure sensitive part (21) acts on the pressure receiving part (33) via the pressure transmitting part (22) and the through hole (32c).
- the pressure receiving part (33) converts this internal pressure into an electrical signal and outputs it as a body movement signal (S1) to the circuit unit (40) in the main unit (30).
- the amplitude of the body motion signal (S1) changes according to the size of the body motion of the sleeping person.
- Both the pressure receiving part (33) and the pressure sensitive unit (20) constitute an example of the body motion signal detection part of the present invention.
- FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the circuit unit (40).
- the circuit unit (40) includes a biological signal detection unit (41), a memory (42), a timer (43), and a determination unit (44), and is accommodated in the casing (31). .
- the biological signal detection unit (41) detects the sleeper's heart rate and outputs the detection result (heart rate signal (S2)) to the determination unit (44).
- the biological signal detection unit (41) modulates the body motion signal (S1) output from the pressure receiving unit (33) into a body motion signal in a predetermined frequency band.
- the biological signal detection unit (41) extracts a signal in the heart rate frequency band from the modulated frequency band of the body motion signal, and derives a heart rate per minute.
- the biological signal detection unit (41) outputs the derived heart rate as a heartbeat signal (S2) whose amplitude changes according to the sleeper's biological activity.
- the heartbeat signal (S2) is an example of the biological information signal of the present invention.
- the memory (42) is a memory for holding the body movement signal (S1) read during a certain period.
- the memory (42) holds the body motion signal (S1) for the latest fixed period (exited living body information determination time (t3) described later).
- the getting-out biometric information determination time (t3) is 2 minutes, and the memory (42) holds the number of body motion signals (S1) read in the 2 minutes.
- the timer (43) includes first and second counters (43a, 43b), and each counter (43a, 43b) can perform a counting operation in parallel.
- Each counter (43a, 43b) starts counting time according to the control of the determination unit (44), and outputs the count result to the determination unit (44).
- the determination unit (44) determines whether the sleeping person enters the bedding (6) and gets out of the bedding (6).
- the determination result is output as a determination signal (S3) to the outside of the circuit unit (40) (for example, a control device of an air conditioning system).
- the determination unit (44) determines that the sleeping person has entered the floor when one of the following two determination conditions is satisfied.
- the first judgment condition is “the amplitude of the body motion signal (S1) is the body motion threshold (V1), and the body motion judgment time (t1) is continuous for a predetermined time”. And exceeded. ”
- the second determination condition is “the amplitude of the heartbeat signal (S2) is equal to the biological information threshold (V2) for a predetermined time (entry biological information determination time (t2))”. It has been exceeded.
- FIG. 4A shows the relationship between the body motion signal (S1) and the entrance body motion determination time (t1) in the determination of entrance
- FIG. 4B shows the heartbeat signal (S2) and the entrance biological information determination time ( 6 is a timing chart for explaining the relationship of t2).
- the determination unit (44) uses the following two determination conditions (first and second output) as a trigger when the amplitude of the heartbeat signal (S2) falls below the biological information threshold (V2).
- the first exit judgment condition is “the state where the amplitude of the heartbeat signal (S2) is below the biometric information threshold (V2) continues for the exit biometric information judgment time (t3) and the trigger The state where the amplitude of the body motion signal (S1) exceeds the body motion threshold (V1) has been continued for more than the exit body motion determination time (t4).
- the second exit judgment condition is “the accumulated time of the time when the amplitude of the heartbeat signal (S2) falls below the biological information threshold (V2) during the detection period (t5) after the trigger is a predetermined accumulated time. It must be at least the determination time (t6).
- FIG. 5 shows the relationship among the body motion signal (S1), heartbeat signal (S2), exit biological information determination time (t3), and exit body motion determination time (t4) in the determination of the first exit determination condition. It is a timing chart to explain.
- FIG. 6 is a timing chart for explaining the relationship among the body motion signal (S1), the heartbeat signal (S2), the detection period (t5), and the integrated determination time (t6) in the determination of the second getting-out determination condition. is there.
- the body movement determination time (t1) is 2 minutes
- the biological information determination time (t2) is 10 minutes
- the biological information determination time (t3) ) Is 2 minutes as described above
- the floor movement determination time (t4) is 2 minutes
- the detection period (t5) is 15 minutes
- the integration determination time (t6) is 12 minutes.
- FIG. 7 is a flowchart for explaining an operation of determining whether a sleeping person enters the floor in the bed / departure determining device (10).
- the determination of whether or not the first entrance determination condition is satisfied steps ST01 to 07, hereinafter, the first entrance determination operation
- the second entrance determination condition steps ST11 to ST17, hereinafter, second entry determination operation
- an entry determination trigger is that the body movement signal (S1) exceeds the body movement threshold (V1) (see FIG. 4).
- This trigger is detected in steps ST01 and ST02.
- the determination unit (44) takes in the body movement signal (S1) output from the pressure receiving unit (33) in step ST01.
- the determination unit (44) compares the amplitude of the body motion signal (S1) captured in step ST01 with the body motion threshold (V1). As a result of the comparison, if the amplitude of the body motion signal (S1) is equal to or greater than the body motion threshold (V1), the process proceeds to step ST03, and if not, the process returns to step ST01.
- the determination unit (44) determines whether or not the amplitude of the body motion signal (S1) has continuously exceeded the body motion threshold (V1) and the body motion determination time (t1) when entering, that is, It is determined whether or not the first entry determination condition is satisfied. Specifically, in step ST03, the determination unit (44) resets the first counter (43a) of the timer (43) (sets the count value (T) to zero), and then sets the first counter (43a). Start counting. In step ST04, the determination unit (44) captures the body movement signal (S1). In step ST05, the determination unit (44) compares the amplitude of the body motion signal (S1) captured in step ST04 with the body motion threshold (V1).
- the determination unit (44) proceeds to the process of step ST06, and otherwise, the process of step ST03 (timer Return to (43).
- step ST06 the determination unit (44) compares the current count value (T) of the timer (43) (first counter (43a)) with the in-body movement determination time (t1). To do. As a result of the comparison, when the count value (T) is equal to or greater than the in-body movement determination time (t1), the determination unit (44) proceeds to the process of step ST07, and otherwise, the process of step ST04 ( Go to body motion signal (S1) capture. The process proceeds to step ST07 when the first entry determination condition is satisfied. In step ST07, the determination unit (44) outputs a determination signal (S3) indicating that the sleeper has entered the floor.
- S3 determination signal
- the entry determination is triggered when the heartbeat signal (S2) exceeds the biological information threshold (V2) (see FIG. 4).
- This trigger is detected in steps ST11 and ST12.
- the determination unit (44) takes in the heartbeat signal (S2) output from the biological signal detection unit (41).
- the determination unit (44) compares the amplitude of the heartbeat signal (S2) captured in step ST11 with the biological information threshold (V2), and the amplitude of the heartbeat signal (S2) is greater than or equal to the biological information threshold (V2). In this case, the process proceeds to step ST13. Otherwise, the process returns to step ST11.
- Steps ST13 to ST16 the determination unit (44) determines whether or not the amplitude of the heartbeat signal (S2) has continuously exceeded the biological information threshold value (V2) for a predetermined time (the entering biological information determination time (t2)). Then, it is determined whether or not the second entry determination condition is satisfied. Specifically, in step ST13, the determination unit (44) resets the second counter (43b) of the timer (43) (sets the count value (T) to zero), and then the second counter (43b) To start counting. And the determination part (44) takes in a heart rate signal (S2) in step ST14.
- step ST15 the determination unit (44) compares the amplitude of the heartbeat signal (S2) captured in step ST14 with the biological information threshold (V2), and the amplitude of the heartbeat signal (S2) is greater than or equal to the biological information threshold (V2). In this case, the process proceeds to step ST16. Otherwise, the process returns to step ST13 (operation of the timer (43)).
- step ST16 the determination unit (44) compares the current count value (T) of the timer (43) (second counter (43b)) with the in-vivo biological information determination time (t2). . As a result of the comparison, when the count value (T) is equal to or longer than the in-vivo information determination time (t2), the determination unit (44) proceeds to the process of step ST17, and otherwise, the process of step ST14 ( Proceed to heart rate signal (S2) capture. The process proceeds to step ST17 when the second entrance determination condition is satisfied. In step ST17, the determination unit (44) outputs a determination signal (S3) indicating that the sleeping person has entered the floor.
- S3 determination signal
- the entrance / exit determination device (10) two kinds of entrance determination operations are performed in parallel, and when it is determined that the user enters the floor by one of the methods, the sleeper enters the floor.
- a determination signal (S3) indicating that the operation has been performed is output.
- FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation (first exit determination operation) when determining whether or not the first exit determination condition is satisfied.
- FIG. 9 is a flowchart for explaining an operation (second exit determination operation) when determining whether or not the second exit determination condition is satisfied.
- the determination unit (44) mainly operates according to the respective flowcharts.
- the trigger is that the amplitude of the heartbeat signal (S2) falls below the biological information threshold (V2) (see FIG. 5), and the body motion before the trigger Judgment of the bedridden person is performed according to the amplitude of the signal (S1). Therefore, the entrance / exit judgment device (10) holds the body motion signal (S1) for the latest fixed period.
- the determination unit (44) takes in the body motion signal (S1) output from the pressure receiving unit (33) at regular intervals, and stores the value in the memory (42) (steps ST31 to ST33). In this memory (42), the value of the body motion signal (S1) taken in the last two minutes (exit biological information determination time (t3)) is stored.
- the determination unit (44) detects the trigger. First, in step ST21, the determination unit (44) takes in the heartbeat signal (S2) output from the biological signal detection unit (41). In step ST22, the determination unit (44) compares the amplitude of the heartbeat signal (S2) captured in step ST21 with the biological information threshold (V2), and the amplitude of the heartbeat signal (S2) is equal to or lower than the biological information threshold (V2). In this case, the process proceeds to step ST23. Otherwise, the process returns to step ST21.
- Steps ST23 to ST28 the determination unit (44) determines whether or not the first getting out determination condition is satisfied. Specifically, in step ST23, the determination unit (44) resets the counter of the timer (43) (for example, the first counter (43a)), and then causes the first counter (43a) to start a counting operation. In step ST24, the determination unit (44) takes in the heartbeat signal (S2). In step ST25, the determination unit (44) compares the amplitude of the heartbeat signal (S2) with the biological information threshold (V2). If the amplitude of the heartbeat signal (S2) is equal to or smaller than the biological information threshold (V2), It progresses to the process of step ST26, and when that is not right, it returns to the process of step ST23.
- the determination unit (44) determines whether or not the first getting out determination condition is satisfied. Specifically, in step ST23, the determination unit (44) resets the counter of the timer (43) (for example, the first counter (43a)), and then causes the first counter (43a) to start
- step ST26 it is determined whether or not the time when the amplitude of the heartbeat signal (S2) is equal to or less than the biological information threshold (V2) is equal to or longer than the getting-out biological information determination time (t3). Specifically, in step ST26, the determination unit (44) compares the count value of the first counter (43a) with the exit biological information determination time (t3). As a result of the comparison, when the count value in the first counter (43a) is equal to or longer than the getting-out biometric information determination time (t3), the determination unit (44) proceeds to the process of step ST27. Return to the process.
- step ST27 the determination unit (44) reads out the body motion signal (S1) at the latest getting-out biological information determination time (t3) from the memory (42), and proceeds to the process of step ST28.
- step ST28 the determination unit (44) determines whether the time during which the amplitude of the body motion signal (S1) read from the memory (42) is equal to or greater than the body motion threshold (V1) is equal to or greater than the exit body motion determination time (t4). Determine whether or not. If the determination condition is satisfied in step ST28, the determination unit (44) proceeds to step ST29, and otherwise returns to step ST21. The process proceeds to step ST29 when the first exit determination condition is satisfied. In step ST29, the determination unit (44) outputs a determination signal (S3) indicating that the sleeping person has gone out.
- the bedtime of the sleeping person is determined by using the trigger of the amplitude of the heartbeat signal (S2) as below the biological information threshold (V2) (see FIG. 6). reference).
- This trigger is detected in steps ST40 and ST41.
- the determination unit (44) takes in the heartbeat signal (S2) output from the biological signal detection unit (41) in step ST40.
- the determination unit (44) compares the amplitude of the heartbeat signal (S2) captured in step ST40 with the biological information threshold (V2), and the amplitude of the heartbeat signal (S2) is equal to or lower than the biological information threshold (V2). In this case, the process proceeds to step ST42, and otherwise, the process returns to step ST40.
- the determination unit (44) determines whether or not the second exit determination condition is satisfied. Specifically, in step ST42, the determination unit (44) resets the two counters (43a, 43b) of the timer (43), and then causes each counter (43a, 43b) to start a counting operation.
- the first counter (43a) counts the detection period (the count value is T5)
- the second counter (43b) is the amplitude of the heartbeat signal (S2) during the detection period (t5). Is counted for the accumulated time (the accumulated time is T6) when the time is less than the biological information threshold (V2).
- step ST43 the determination unit (44) takes in the heartbeat signal (S2).
- step ST44 the determination unit (44) compares the amplitude of the heartbeat signal (S2) with the biological information threshold value (V2). As a result of the comparison, if the amplitude of the heartbeat signal (S2) is equal to or smaller than the biological information threshold (V2), the determination unit (44) proceeds to the process of step ST45, and otherwise proceeds to the process of step ST46.
- step ST45 the determination unit (44) increments T6 (integrated time, that is, the value of the second counter (43b)), and in step ST46, T5 (detection time, that is, the count value of the first counter (43a). Value).
- step ST47 the determination unit (44) compares T5 with the detection period (t5) to determine whether the detection period has expired. If the detection period (t5) has not expired as a result of the determination, the determination unit (44) returns to step ST43, and if it has expired, the process proceeds to step ST48.
- step ST48 the determination unit (44) compares the integration time (ie, T6) with the integration determination time (t6). If the determination condition is satisfied in step ST48, the determination unit (44) proceeds to step ST49, and otherwise returns to step ST40. The process proceeds to step ST49 when the second exit determination condition is satisfied. In step ST49, the determination unit (44) outputs a determination signal (S3) indicating that the sleeping person has gone out.
- the bedtime determination of the sleeping person is performed using a trigger that the amplitude of the heartbeat signal (S2) (biological information signal) is lower than the biological information threshold (V2).
- S2 heartbeat signal
- V2 biological information threshold
- the first getting out determination condition is satisfied, and thus the first getting out determining operation is performed, so that the sleeping person's getting out is detected.
- the second getting out determination condition is satisfied, so that the second getting out determination operation is performed, so The person getting out is detected. Therefore, in this embodiment, even when a bedridden gets out of bed, it is possible to accurately determine to get out.
- the first getting out determination condition is satisfied, and therefore the first getting out determining operation is performed.
- the bedtime of the sleeping person is detected.
- the sleeping person enters the bed together that is, when the body movement is relatively small
- the second entry determination condition is satisfied, so that the second entry determination operation is performed, so The person getting out is detected. That is, even when a sleeping person enters the floor, it is possible to accurately determine the arrival.
- the biological information signal (S2) is not limited to the heartbeat signal (S2).
- a signal indicating the sleep of the sleeper may be used as the biological information signal.
- the configurations of the body motion signal detection unit (20, 33) and the biological signal detection unit (41) are examples.
- the apparatus may be configured to determine only entrance.
- the present invention is useful as a sleep determination device for determining the sleep state of a sleeper.
- Entry / exit determination device (sleep determination device) 20 pressure-sensitive unit 33 pressure-receiving unit 41 biological signal detection unit 44 determination unit
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Abstract
就寝者の生体活動に応じて振幅が変化する生体情報信号(S2)(例えば心拍信号)を検出する生体信号検出部(41)を設ける。就寝者の体動の大きさに応じて振幅が変化する体動信号(S1)を検出する体動信号検出部(20,33)設ける。体動信号(S1)の振幅が体動閾値(V1)を入床体動判定時間(t1)以上継続して超えた場合に入床と判定する第1入床判定条件、及び生体情報信号(S2)の振幅が生体情報閾値(V2)を入床生体情報判定時間(t2)以上継続して超えた場合に入床と判定する第2入床判定条件の少なくとも何れか一方の判定条件が成立した場合に、就寝者が入床したと判定する判定部(44)を設ける。
Description
本発明は、就寝者の睡眠状態を判定する睡眠判定装置に関するものである。
従来、就寝者の寝床への出入りを検出する装置が開発されている(例えば特許文献1を参照)。特許文献1の例では、就寝者の動きに起因する空気圧の変動を電気信号に変換し、前記電気信号から体動信号とそれ以外の生体情報信号とを分離している。そして、体動信号の入力をトリガとして、所定期間待機した後の所定期間、生体情報信号の入力の有無を検出している。
しかしながら、前記文献の例では、体動信号の入力を判定のトリガとしているので、例えば就寝者がそろりと入床した場合には、そのトリガを検出できず、正確な判定ができない可能性がある。
本発明は前記の問題に着目してなされたものであり、就寝者がそろりと入床等した場合にも、正確に入床等の判定が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、
就寝者の生体活動に応じて振幅が変化する生体情報信号(S2)を検出する生体信号検出部(41)と、
前記就寝者の体動の大きさに応じて振幅が変化する体動信号(S1)を検出する体動信号検出部(20,33)と、
前記体動信号(S1)の振幅が体動閾値(V1)を入床体動判定時間(t1)以上継続して超えた場合に成立する第1入床判定条件、及び前記生体情報信号(S2)の振幅が生体情報閾値(V2)を入床生体情報判定時間(t2)以上継続して超えた場合に成立する第2入床判定条件の少なくとも何れか一方の判定条件が成立した場合に、前記就寝者が入床したと判定する判定部(44)を備えたことを特徴とする睡眠判定装置である。
就寝者の生体活動に応じて振幅が変化する生体情報信号(S2)を検出する生体信号検出部(41)と、
前記就寝者の体動の大きさに応じて振幅が変化する体動信号(S1)を検出する体動信号検出部(20,33)と、
前記体動信号(S1)の振幅が体動閾値(V1)を入床体動判定時間(t1)以上継続して超えた場合に成立する第1入床判定条件、及び前記生体情報信号(S2)の振幅が生体情報閾値(V2)を入床生体情報判定時間(t2)以上継続して超えた場合に成立する第2入床判定条件の少なくとも何れか一方の判定条件が成立した場合に、前記就寝者が入床したと判定する判定部(44)を備えたことを特徴とする睡眠判定装置である。
この構成では、2つの入床判定条件の何れか一方が成立した場合に入床と判定される。例えば、入床時における就寝者の体動が比較的大きな場合に、第1入床判定条件が成立すれば、就寝者の入床が検出される。一方、就寝者がそろりと入床して第1入床判定条件が成立しない場合(すなわち、体動が比較的小さな場合)でも、就寝者が入床していれば第2入床判定条件が成立し、就寝者の入床が検出される。
また、第2の発明は、
第1の発明の睡眠判定装置において、
前記判定部(44)は、前記生体情報信号(S2)の振幅が前記生体情報閾値(V2)を下回ったことをトリガとして前記就寝者の出床の判定を行い、前記生体情報信号(S2)の振幅が前記生体情報閾値(V2)を下回っている状態が出床生体情報判定時間(t3)以上継続し、且つ、前記トリガの直前に前記体動信号(S1)の振幅が体動閾値(V1)を超えている状態が出床体動判定時間(t4)以上継続していた場合に成立する第1出床判定条件、及び前記トリガの後の検出期間(t5)中に、前記生体情報信号(S2)の振幅が前記生体情報閾値(V2)を下回った時間の積算時間が、積算判定時間(t6)以上の場合に成立する第2出床判定条件の少なくとも何れか一方の判定条件が成立した場合に、前記就寝者が出床したと判定することを特徴とする。
第1の発明の睡眠判定装置において、
前記判定部(44)は、前記生体情報信号(S2)の振幅が前記生体情報閾値(V2)を下回ったことをトリガとして前記就寝者の出床の判定を行い、前記生体情報信号(S2)の振幅が前記生体情報閾値(V2)を下回っている状態が出床生体情報判定時間(t3)以上継続し、且つ、前記トリガの直前に前記体動信号(S1)の振幅が体動閾値(V1)を超えている状態が出床体動判定時間(t4)以上継続していた場合に成立する第1出床判定条件、及び前記トリガの後の検出期間(t5)中に、前記生体情報信号(S2)の振幅が前記生体情報閾値(V2)を下回った時間の積算時間が、積算判定時間(t6)以上の場合に成立する第2出床判定条件の少なくとも何れか一方の判定条件が成立した場合に、前記就寝者が出床したと判定することを特徴とする。
この構成では、2つの出床判定条件の何れか一方が成立した場合に出床と判定される。具体的には、生体情報信号(S2)の振幅が、生体情報閾値(V2)を下回ったことをトリガとして、判定部(44)が前記就寝者の出床の判定を行う。例えば、前記トリガの後の検出期間(t5)中に、前記生体情報信号(S2)の振幅が前記生体情報閾値(V2)を下回った時間の積算時間が、積算判定時間(t6)以上の場合に第2出床判定条件が成立する。この第2出床判定条件は、体動が比較的小さな場合(すなわち、就寝者がそろりと出床した場合)でも成立し得る。
また、第3の発明は、
第1又は第2の発明の睡眠判定装置において、
前記生体情報信号(S2)は、前記就寝者の呼吸、又は心拍を示す信号であることを特徴とする。
第1又は第2の発明の睡眠判定装置において、
前記生体情報信号(S2)は、前記就寝者の呼吸、又は心拍を示す信号であることを特徴とする。
この構成では、就寝者の呼吸、又は心拍の振幅をトリガとして入床あるいは出床の判定が行われる。
また、第4の発明は、
第2の発明の睡眠判定装置において、
前記出床生体情報判定時間(t3)及び前記出床体動判定時間(t4)は、それぞれ2分間であることを特徴とする。
第2の発明の睡眠判定装置において、
前記出床生体情報判定時間(t3)及び前記出床体動判定時間(t4)は、それぞれ2分間であることを特徴とする。
この構成では、出床生体情報判定時間(t3)、出床体動判定時間(t4)をそれぞれ2分間とし、合計4分間で出床の判定が行われる。
また、第5の発明は、
第2又は第4の発明の睡眠判定装置において、
前記検出期間(t5)は、15分間であり、
前記積算判定時間(t6)は、12分間であることを特徴とする。
第2又は第4の発明の睡眠判定装置において、
前記検出期間(t5)は、15分間であり、
前記積算判定時間(t6)は、12分間であることを特徴とする。
この構成では、検出期間(t5)を15分、積算判定時間(t6)を12分とし、15分間で出床の判定が行われる。
また、第6の発明は、
第1から第5の発明のうちの何れか1つの睡眠判定装置において、
前記入床体動判定時間(t1)は、2分であり、
前記入床生体情報判定時間(t2)は、10分であることを特徴とする。
第1から第5の発明のうちの何れか1つの睡眠判定装置において、
前記入床体動判定時間(t1)は、2分であり、
前記入床生体情報判定時間(t2)は、10分であることを特徴とする。
この構成では、入床体動判定時間(t1)を2分、入床生体情報判定時間(t2)を10分とし、体動が比較的大きな場合には2分で入床判定し、体動が比較的小さな場合には10分で入床判定を終える。
第1の発明によれば、就寝者がそろりと入床した場合にも、正確に入床判定を行うことが可能になる。
また、第2の発明によれば、就寝者がそろりと出床した場合にも、正確に出床判定を行うことが可能になる。
また、第3の発明によれば、前記の各発明と同様の効果を得ることが可能になる。
また、第4、5の発明によれば、それぞれ、より確実、且つ迅速に出床を判定することが可能になる。
また、第6の発明によれば、より確実、且つ迅速に入床を判定することが可能になる。
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》
本発明の睡眠判定装置の実施形態として、就寝者の出床と就寝者の入床を判定する入床出床判定装置の例を説明する。本実施形態の入床出床判定装置は、空調システムに用いられ、入床や出床の判定結果は、例えば、空調システムの制御を行うための情報として使用される。図1は、本実施形態における入床出床判定装置(10)の概略構成を説明する図である。また、図2は、入床出床判定装置(10)の使用状態を説明する図である。図1に示すように、入床出床判定装置(10)は、感圧ユニット(20)と本体ユニット(30)とを備えている。なお、図1や図2では、入床出床判定装置(10)の判定結果を利用する空調システムは、図示を省略してある。
本発明の睡眠判定装置の実施形態として、就寝者の出床と就寝者の入床を判定する入床出床判定装置の例を説明する。本実施形態の入床出床判定装置は、空調システムに用いられ、入床や出床の判定結果は、例えば、空調システムの制御を行うための情報として使用される。図1は、本実施形態における入床出床判定装置(10)の概略構成を説明する図である。また、図2は、入床出床判定装置(10)の使用状態を説明する図である。図1に示すように、入床出床判定装置(10)は、感圧ユニット(20)と本体ユニット(30)とを備えている。なお、図1や図2では、入床出床判定装置(10)の判定結果を利用する空調システムは、図示を省略してある。
〈感圧ユニット(20)〉
感圧ユニット(20)は、就寝者から生起する体動を本体ユニット(30)へ伝達する。この例では、感圧ユニット(20)は、感圧部(21)と圧力伝達部(22)とを備えている。感圧部(21)は、一端が閉塞して他端が開口する細長の中空状のチューブにより構成されている。感圧部(21)は、寝室(5)のベッド等の寝具(6)内に設置されている(図2を参照)。また、圧力伝達部(22)は、両端が開口する細長の中空状のチューブにより構成されている。この圧力伝達部(22)は、感圧部(21)よりも小径である。圧力伝達部(22)は、一端が感圧部(21)の開口部(23)に接続され他端が本体ユニット(30)に接続されている。
感圧ユニット(20)は、就寝者から生起する体動を本体ユニット(30)へ伝達する。この例では、感圧ユニット(20)は、感圧部(21)と圧力伝達部(22)とを備えている。感圧部(21)は、一端が閉塞して他端が開口する細長の中空状のチューブにより構成されている。感圧部(21)は、寝室(5)のベッド等の寝具(6)内に設置されている(図2を参照)。また、圧力伝達部(22)は、両端が開口する細長の中空状のチューブにより構成されている。この圧力伝達部(22)は、感圧部(21)よりも小径である。圧力伝達部(22)は、一端が感圧部(21)の開口部(23)に接続され他端が本体ユニット(30)に接続されている。
〈本体ユニット(30)〉
本体ユニット(30)は、ケーシング(31)、取付部(32)、受圧部(33)、及び回路ユニット(40)を備えている(回路ユニット(40)は、図1、2では現れていない)。ケーシング(31)は、扁平な箱状に形成され、例えば寝室(5)内の床面に設置される。取付部(32)は、ケーシング(31)の側面に形成されている。取付部(32)は、内方に向かって凹んだ略円環状の凹部(32a)と、該凹部(32a)内から外方へ突出する凸部(32b)とを有している。凸部(32b)には、ケーシング(31)の外部と内部とを連通するように軸方向に貫通穴(32c)が形成されている。凸部(32b)には、圧力伝達部(22)の他端部を外嵌してある。これにより、感圧部(21)の内部と圧力伝達部(22)の内部と貫通穴(32c)とが連通する。
本体ユニット(30)は、ケーシング(31)、取付部(32)、受圧部(33)、及び回路ユニット(40)を備えている(回路ユニット(40)は、図1、2では現れていない)。ケーシング(31)は、扁平な箱状に形成され、例えば寝室(5)内の床面に設置される。取付部(32)は、ケーシング(31)の側面に形成されている。取付部(32)は、内方に向かって凹んだ略円環状の凹部(32a)と、該凹部(32a)内から外方へ突出する凸部(32b)とを有している。凸部(32b)には、ケーシング(31)の外部と内部とを連通するように軸方向に貫通穴(32c)が形成されている。凸部(32b)には、圧力伝達部(22)の他端部を外嵌してある。これにより、感圧部(21)の内部と圧力伝達部(22)の内部と貫通穴(32c)とが連通する。
受圧部(33)は、貫通穴(32c)の背面側に位置するようにケーシング(31)に内蔵されている。受圧部(33)は、マイクロフォンや圧力センサ等によって構成されている。寝具(6)上の就寝者から体動が生起すると、この体動が感圧部(21)に作用する。これにより、感圧部(21)の内圧は、圧力伝達部(22)および貫通穴(32c)を介して受圧部(33)に作用する。受圧部(33)は、この内圧を電気的な信号に変換し、体動信号(S1)として、本体ユニット(30)内の回路ユニット(40)へ出力する。この体動信号(S1)は、就寝者の体動の大きさに応じて振幅が変化する。受圧部(33)と感圧ユニット(20)の両者で、本発明の体動信号検出部の一例を構成している。
〈回路ユニット(40)〉
図3は、回路ユニット(40)の構成例を示すブロック図である。回路ユニット(40)は、図3に示すように、生体信号検出部(41)、メモリ(42)、タイマ(43)、及び判定部(44)を備え、ケーシング(31)に収容されている。
図3は、回路ユニット(40)の構成例を示すブロック図である。回路ユニット(40)は、図3に示すように、生体信号検出部(41)、メモリ(42)、タイマ(43)、及び判定部(44)を備え、ケーシング(31)に収容されている。
-生体信号検出部(41)-
生体信号検出部(41)は、就寝者の心拍数を検出し、検出結果(心拍信号(S2))を判定部(44)に出力する。この例では、生体信号検出部(41)は、受圧部(33)から出力された体動信号(S1)を所定の周波数帯域の体動信号に変調する。生体信号検出部(41)は、変調した体動信号の周波数帯域から心拍の周波数帯域の信号を抽出し、1分間毎の心拍数を導出する。生体信号検出部(41)は、導出した心拍数を、就寝者の生体活動に応じて振幅が変化する心拍信号(S2)として出力する。心拍信号(S2)は、本発明の生体情報信号の一例である。
生体信号検出部(41)は、就寝者の心拍数を検出し、検出結果(心拍信号(S2))を判定部(44)に出力する。この例では、生体信号検出部(41)は、受圧部(33)から出力された体動信号(S1)を所定の周波数帯域の体動信号に変調する。生体信号検出部(41)は、変調した体動信号の周波数帯域から心拍の周波数帯域の信号を抽出し、1分間毎の心拍数を導出する。生体信号検出部(41)は、導出した心拍数を、就寝者の生体活動に応じて振幅が変化する心拍信号(S2)として出力する。心拍信号(S2)は、本発明の生体情報信号の一例である。
-メモリ(42)-
メモリ(42)は、一定期間に読み取られた体動信号(S1)を保持するためのメモリである。この例では、メモリ(42)は、最新の一定期間分(後述の出床生体情報判定時間(t3))の体動信号(S1)が保持される。なお、本実施形態では、出床生体情報判定時間(t3)は2分間であり、前記メモリ(42)は、その2分間に読み込まれた数の体動信号(S1)を保持する。
メモリ(42)は、一定期間に読み取られた体動信号(S1)を保持するためのメモリである。この例では、メモリ(42)は、最新の一定期間分(後述の出床生体情報判定時間(t3))の体動信号(S1)が保持される。なお、本実施形態では、出床生体情報判定時間(t3)は2分間であり、前記メモリ(42)は、その2分間に読み込まれた数の体動信号(S1)を保持する。
-タイマ(43)-
タイマ(43)は、第1、第2カウンタ(43a,43b)を備え、それぞれのカウンタ(43a,43b)で並行してカウント動作を行えるようになっている。それぞれのカウンタ(43a,43b)は、判定部(44)の制御に応じて、時間のカウントを開始し、カウント結果を判定部(44)に出力する。
タイマ(43)は、第1、第2カウンタ(43a,43b)を備え、それぞれのカウンタ(43a,43b)で並行してカウント動作を行えるようになっている。それぞれのカウンタ(43a,43b)は、判定部(44)の制御に応じて、時間のカウントを開始し、カウント結果を判定部(44)に出力する。
-判定部(44)-
判定部(44)は、就寝者の寝具(6)への入床、及び寝具(6)からの出床を判定する。判定結果は、判定信号(S3)として、回路ユニット(40)の外部(例えば、空調システムの制御装置等)に出力する。
判定部(44)は、就寝者の寝具(6)への入床、及び寝具(6)からの出床を判定する。判定結果は、判定信号(S3)として、回路ユニット(40)の外部(例えば、空調システムの制御装置等)に出力する。
入床の判定では、判定部(44)は、次の2つの判定条件の何れか一方が成立した場合に、就寝者が入床したと判定する。まず、1つ目の判定条件(第1入床判定条件)は、「体動信号(S1)の振幅が体動閾値(V1)を、所定時間(入床体動判定時間(t1))連続して超えたこと」である。また、2つ目の判定条件(第2入床判定条件)は、「心拍信号(S2)の振幅が生体情報閾値(V2)を所定時間(入床生体情報判定時間(t2))連続して超えたこと」である。図4は、(A)が入床の判定における、体動信号(S1)と入床体動判定時間(t1)の関係、(B)が心拍信号(S2)と入床生体情報判定時間(t2)の関係をそれぞれ説明するタイミングチャートである。
一方、出床の判定では、判定部(44)は、心拍信号(S2)の振幅が生体情報閾値(V2)を下回ったことをトリガとして、次の2つの判定条件(第1及び第2出床判定条件)の何れか一方が成立した場合に、前記就寝者が出床した判定する。この例では、第1出床判定条件は、「心拍信号(S2)の振幅が生体情報閾値(V2)を下回っている状態が出床生体情報判定時間(t3)以上継続し、且つ、前記トリガの直前に体動信号(S1)の振幅が体動閾値(V1)を超えている状態が出床体動判定時間(t4)以上継続していたこと」である。また、第2出床判定条件は、「前記トリガの後の検出期間(t5)中に、心拍信号(S2)の振幅が生体情報閾値(V2)を下回った時間の積算時間が、所定の積算判定時間(t6)以上であること」である。図5は、第1出床判定条件の判定における、体動信号(S1)、心拍信号(S2)、出床生体情報判定時間(t3)、及び出床体動判定時間(t4)の関係を説明するタイミングチャートである。また、図6は、第2出床判定条件の判定における、体動信号(S1)、心拍信号(S2)、検出期間(t5)、及び積算判定時間(t6)の関係を説明するタイミングチャートである。
なお、本実施形態では、図4~6に示すように、入床体動判定時間(t1)は2分、入床生体情報判定時間(t2)は10分、出床生体情報判定時間(t3)は前記の通り2分、出床体動判定時間(t4)は2分、検出期間(t5)は15分、積算判定時間(t6)は12分である。これらの値は、入床や出床の判定の確実性と、判定の迅速性のバランスを勘案して、実験を重ねて設定したものである。そのため、これらの値を用いると、より確実、且つ、より迅速に入床や出床を判定することが可能になる。勿論、例示した以外の値を採用することは可能である。
《入床出床判定装置(10)の動作》
〈入床の判定〉
図7は、入床出床判定装置(10)における、就寝者の入床の判断動作を説明するフローチャートである。入床出床判定装置(10)における入床判定では、第1入床判定条件の成立、不成立の判定(ステップST01~07、以下、第1入床判定動作)と、第2入床判定条件の成立、不成立の判定(ステップST11~17、以下、第2入床判定動作)とが並行で行われる。
〈入床の判定〉
図7は、入床出床判定装置(10)における、就寝者の入床の判断動作を説明するフローチャートである。入床出床判定装置(10)における入床判定では、第1入床判定条件の成立、不成立の判定(ステップST01~07、以下、第1入床判定動作)と、第2入床判定条件の成立、不成立の判定(ステップST11~17、以下、第2入床判定動作)とが並行で行われる。
-第1入床判定動作-
まず、第1入床判定動作では、体動信号(S1)が体動閾値(V1)を超えたことを入床判定のトリガとしている(図4を参照)。このトリガの検出は、ステップST01,02で行う。具体的には、判定部(44)は、ステップST01において、受圧部(33)が出力した体動信号(S1)を取り込む。次に、ステップST02において、判定部(44)は、ステップST01で取り込んだ体動信号(S1)の振幅と体動閾値(V1)とを比較する。比較の結果、体動信号(S1)の振幅が体動閾値(V1)以上の場合には、ステップST03の処理に進み、そうでない場合にはステップST01の処理に戻る。
まず、第1入床判定動作では、体動信号(S1)が体動閾値(V1)を超えたことを入床判定のトリガとしている(図4を参照)。このトリガの検出は、ステップST01,02で行う。具体的には、判定部(44)は、ステップST01において、受圧部(33)が出力した体動信号(S1)を取り込む。次に、ステップST02において、判定部(44)は、ステップST01で取り込んだ体動信号(S1)の振幅と体動閾値(V1)とを比較する。比較の結果、体動信号(S1)の振幅が体動閾値(V1)以上の場合には、ステップST03の処理に進み、そうでない場合にはステップST01の処理に戻る。
ステップST03~06では、判定部(44)は、体動信号(S1)の振幅が、体動閾値(V1)を入床体動判定時間(t1)連続して超えたか否か、すなわち、前記第1入床判定条件が成立するか否かを判定する。具体的には、ステップST03では、判定部(44)は、タイマ(43)の第1カウンタ(43a)をリセット(カウント値(T)をゼロに設定)した後、第1カウンタ(43a)にカウント動作を開始させる。そして、ステップST04において、判定部(44)は、体動信号(S1)を取り込む。ステップST05では、判定部(44)は、ステップST04で取り込んだ体動信号(S1)の振幅と体動閾値(V1)とを比較する。比較の結果、体動信号(S1)の振幅が体動閾値(V1)以上の場合には、判定部(44)は、ステップST06の処理に進み、そうでない場合にはステップST03の処理(タイマ(43)の操作)に戻る。
ステップST06に進んだ場合には、判定部(44)は、タイマ(43)(第1カウンタ(43a))の現時点のカウント値(T)と、入床体動判定時間(t1)とを比較する。比較の結果、カウント値(T)が入床体動判定時間(t1)以上の場合には、判定部(44)は、ステップST07の処理に進み、そうでない場合には、ステップST04の処理(体動信号(S1)の取り込み)に進む。ステップST07に進むのは、前記第1入床判定条件が成立した場合である。このステップST07では、判定部(44)は、就寝者が入床したことを示す判定信号(S3)を出力する。
-第2入床判定動作-
一方、第2入床判定動作では、心拍信号(S2)が生体情報閾値(V2)を超えたことを入床判定のトリガとしている(図4を参照)。このトリガの検出は、ステップST11,12で行う。具体的には、まず、判定部(44)は、ステップST11において、生体信号検出部(41)が出力した心拍信号(S2)を取り込む。ステップST12では、判定部(44)は、ステップST11で取り込んだ心拍信号(S2)の振幅と生体情報閾値(V2)とを比較し、心拍信号(S2)の振幅が生体情報閾値(V2)以上の場合には、ステップST13の処理に進み、そうでない場合にはステップST11の処理に戻る。
一方、第2入床判定動作では、心拍信号(S2)が生体情報閾値(V2)を超えたことを入床判定のトリガとしている(図4を参照)。このトリガの検出は、ステップST11,12で行う。具体的には、まず、判定部(44)は、ステップST11において、生体信号検出部(41)が出力した心拍信号(S2)を取り込む。ステップST12では、判定部(44)は、ステップST11で取り込んだ心拍信号(S2)の振幅と生体情報閾値(V2)とを比較し、心拍信号(S2)の振幅が生体情報閾値(V2)以上の場合には、ステップST13の処理に進み、そうでない場合にはステップST11の処理に戻る。
ステップST13~16では、判定部(44)は、心拍信号(S2)の振幅が生体情報閾値(V2)を所定時間(入床生体情報判定時間(t2))連続して超えたか否か、すなわち、前記第2入床判定条件が成立するか否かを判定する。具体的には、ステップST13では、判定部(44)は、タイマ(43)の第2カウンタ(43b)をリセット(カウント値(T)をゼロに設定)した後、その第2カウンタ(43b)にカウント動作を開始させる。そして、判定部(44)は、ステップST14において、心拍信号(S2)を取り込む。ステップST15では、判定部(44)は、ステップST14で取り込んだ心拍信号(S2)の振幅と生体情報閾値(V2)とを比較し、心拍信号(S2)の振幅が生体情報閾値(V2)以上の場合には、ステップST16の処理に進み、そうでない場合にはステップST13の処理(タイマ(43)の操作)に戻る。
ステップST16に進んだ場合には、判定部(44)は、タイマ(43)(第2カウンタ(43b))の現時点のカウント値(T)と入床生体情報判定時間(t2)とを比較する。比較の結果、カウント値(T)が入床生体情報判定時間(t2)以上の場合には、判定部(44)は、ステップST17の処理に進み、そうでない場合には、ステップST14の処理(心拍信号(S2)の取り込み)に進む。ステップST17に進むのは、前記第2入床判定条件が成立した場合である。このステップST17では、判定部(44)は、就寝者が入床したことを示す判定信号(S3)を出力する。
このように、入床出床判定装置(10)では、2種類の入床判定動作が並行して行われ、何れか一方の方法によって、入床と判断された場合に、就寝者が入床したことを示す判定信号(S3)を出力するのである。
〈出床の判定〉
図8は、第1出床判定条件が成立するか否かを判定する際の動作(第1出床判定動作)を説明するフローチャートである。また、図9は、第2出床判定条件が成立するか否か判定する際の動作(第2出床判定動作)を説明するフローチャートである。入床出床判定装置(10)では、主に判定部(44)が、それぞれのフローチャートに従って動作する。
図8は、第1出床判定条件が成立するか否かを判定する際の動作(第1出床判定動作)を説明するフローチャートである。また、図9は、第2出床判定条件が成立するか否か判定する際の動作(第2出床判定動作)を説明するフローチャートである。入床出床判定装置(10)では、主に判定部(44)が、それぞれのフローチャートに従って動作する。
-第1出床判定動作-
第1出床判定動作(ステップST21~33)では、心拍信号(S2)の振幅が生体情報閾値(V2)を下回ったことをトリガとし(図5を参照)、そのトリガよりも前の体動信号(S1)の振幅に応じて前記就寝者の出床の判定を行う。そのため、入床出床判定装置(10)では、最新の一定期間分の体動信号(S1)を保持する。具体的には、判定部(44)は、受圧部(33)が出力した体動信号(S1)を一定間隔で取り込んで、その値をメモリ(42)に格納する(ステップST31~33)。このメモリ(42)には、直近の2分間(出床生体情報判定時間(t3))に取り込んだ体動信号(S1)の値を格納する。
第1出床判定動作(ステップST21~33)では、心拍信号(S2)の振幅が生体情報閾値(V2)を下回ったことをトリガとし(図5を参照)、そのトリガよりも前の体動信号(S1)の振幅に応じて前記就寝者の出床の判定を行う。そのため、入床出床判定装置(10)では、最新の一定期間分の体動信号(S1)を保持する。具体的には、判定部(44)は、受圧部(33)が出力した体動信号(S1)を一定間隔で取り込んで、その値をメモリ(42)に格納する(ステップST31~33)。このメモリ(42)には、直近の2分間(出床生体情報判定時間(t3))に取り込んだ体動信号(S1)の値を格納する。
ステップST21~22では、判定部(44)は、前記トリガの検出を行う。まず、判定部(44)は、ステップST21において、生体信号検出部(41)が出力した心拍信号(S2)を取り込む。ステップST22では、判定部(44)は、ステップST21で取り込んだ心拍信号(S2)の振幅と生体情報閾値(V2)とを比較し、心拍信号(S2)の振幅が生体情報閾値(V2)以下の場合には、ステップST23の処理に進み、そうでない場合にはステップST21の処理に戻る。
ステップST23~28では、判定部(44)は、前記第1出床判定条件が成立するか否かを判定する。具体的には、ステップST23では、判定部(44)は、タイマ(43)のカウンタ(例えば第1カウンタ(43a))をリセットした後、その第1カウンタ(43a)にカウント動作を開始させる。そして、ステップST24において、判定部(44)は、心拍信号(S2)を取り込む。ステップST25では、判定部(44)は、心拍信号(S2)の振幅と生体情報閾値(V2)とを比較し、心拍信号(S2)の振幅が生体情報閾値(V2)以下の場合には、ステップST26の処理に進み、そうでない場合にはステップST23の処理に戻る。
ステップST26では、心拍信号(S2)の振幅が生体情報閾値(V2)以下である時間が、出床生体情報判定時間(t3)以上かどうかを判定する。具体的には、ステップST26では、判定部(44)は、第1カウンタ(43a)のカウント値と出床生体情報判定時間(t3)とを比較する。比較の結果、第1カウンタ(43a)におけるカウント値が出床生体情報判定時間(t3)以上の場合には、判定部(44)は、ステップST27の処理に進み、そうでない場合にはステップST24の処理に戻る。
ステップST27では、判定部(44)は、直近の出床生体情報判定時間(t3)における体動信号(S1)をメモリ(42)から読み出し、ステップST28の処理に進む。ステップST28では、判定部(44)は、メモリ(42)から読み出した体動信号(S1)の振幅が体動閾値(V1)以上である時間が、出床体動判定時間(t4)以上か否かを判定する。ステップST28で判定条件が成立した場合には、判定部(44)は、ステップST29に進み、そうでない場合にはステップST21に戻る。ステップST29に進むのは、前記第1出床判定条件が成立した場合である。判定部(44)は、このステップST29において、就寝者が出床したことを示す判定信号(S3)を出力する。
-第2出床判定動作-
第2出床判定動作(ステップST40~49)でも、心拍信号(S2)の振幅が生体情報閾値(V2)を下回ったことをトリガとして、前記就寝者の出床の判定を行う(図6を参照)。このトリガの検出は、ステップST40,41で行う。具体的には、判定部(44)は、ステップST40において、生体信号検出部(41)が出力した心拍信号(S2)を取り込む。ステップST41では、判定部(44)は、ステップST40で取り込んだ心拍信号(S2)の振幅と生体情報閾値(V2)とを比較し、心拍信号(S2)の振幅が生体情報閾値(V2)以下の場合には、ステップST42の処理に進み、そうでない場合にはステップST40の処理に戻る。
第2出床判定動作(ステップST40~49)でも、心拍信号(S2)の振幅が生体情報閾値(V2)を下回ったことをトリガとして、前記就寝者の出床の判定を行う(図6を参照)。このトリガの検出は、ステップST40,41で行う。具体的には、判定部(44)は、ステップST40において、生体信号検出部(41)が出力した心拍信号(S2)を取り込む。ステップST41では、判定部(44)は、ステップST40で取り込んだ心拍信号(S2)の振幅と生体情報閾値(V2)とを比較し、心拍信号(S2)の振幅が生体情報閾値(V2)以下の場合には、ステップST42の処理に進み、そうでない場合にはステップST40の処理に戻る。
ステップST42~48では、判定部(44)は、前記第2出床判定条件が成立するか否かを判定する。具体的には、ステップST42では、判定部(44)は、タイマ(43)の2つのカウンタ(43a,43b)をリセットした後、それぞれのカウンタ(43a,43b)にカウント動作を開始させる。この例では、第1カウンタ(43a)は、検出期間をカウントし(カウント値をT5とする)、第2カウンタ(43b)は、前記検出期間(t5)中に、心拍信号(S2)の振幅が生体情報閾値(V2)を下回った時間の積算時間(積算時間をT6とする)カウントする。
ステップST43において、判定部(44)は、心拍信号(S2)を取り込む。また、ステップST44では、判定部(44)は、心拍信号(S2)の振幅と生体情報閾値(V2)とを比較する。比較の結果、心拍信号(S2)の振幅が生体情報閾値(V2)以下の場合には、判定部(44)は、ステップST45の処理に進み、そうでない場合にはステップST46の処理に進む。
ステップST45では、判定部(44)は、T6(積算時間、すなわち第2カウンタ(43b)の値)をインクリメントし、ステップST46では、T5(検出時間のカウント値、すなわち第1カウンタ(43a)の値)をインクリメントする。
ステップST47では、判定部(44)は、T5と検出期間(t5)を比較し、検出期間が満了したかどうかを判定する。判定の結果、検出期間(t5)が満了していない場合には、判定部(44)は、ステップST43に戻り、満了した場合にはステップST48の処理に進む。
ステップST48では、判定部(44)は、積算時間(すなわちT6)と積算判定時間(t6)とを比較する。ステップST48で判定条件が成立した場合には、判定部(44)は、ステップST49に進み、そうでない場合にはステップST40に戻る。ステップST49に進むのは、前記第2出床判定条件が成立した場合である。判定部(44)は、このステップST49において、就寝者が出床したことを示す判定信号(S3)を出力する。
《本実施形態における効果》
以上のように、本実施形態では、心拍信号(S2)(生体情報信号)の振幅が、生体情報閾値(V2)を下回ったことをトリガとして前記就寝者の出床の判定を行う。出床時における就寝者の体動が比較的大きな場合には、前記第1出床判定条件が成立するので、前記第1出床判定動作が行われることで、就寝者の出床が検出される。一方、就寝者がそろりと出床した場合(すなわち、体動が比較的小さな場合)には、前記第2出床判定条件が成立するので、前記第2出床判定動作が行われることで、就寝者の出床が検出される。それゆえ、本実施形態では、就寝者がそろりと出床した場合にも、正確に出床判定を行うことが可能になる。
以上のように、本実施形態では、心拍信号(S2)(生体情報信号)の振幅が、生体情報閾値(V2)を下回ったことをトリガとして前記就寝者の出床の判定を行う。出床時における就寝者の体動が比較的大きな場合には、前記第1出床判定条件が成立するので、前記第1出床判定動作が行われることで、就寝者の出床が検出される。一方、就寝者がそろりと出床した場合(すなわち、体動が比較的小さな場合)には、前記第2出床判定条件が成立するので、前記第2出床判定動作が行われることで、就寝者の出床が検出される。それゆえ、本実施形態では、就寝者がそろりと出床した場合にも、正確に出床判定を行うことが可能になる。
また、入床の判定においても、入床時における就寝者の体動が比較的大きな場合には、前記第1出床判定条件が成立するので、前記第1出床判定動作が行われることで、就寝者の入床が検出される。一方、就寝者がそろりと入床した場合(すなわち、体動が比較的小さな場合)には、前記第2入床判定条件が成立するので、前記第2入床判定動作が行われることで、就寝者の出床が検出される。すなわち、就寝者がそろりと入床した場合にも、やはり、正確に入床判定を行うことが可能になる。
なお、生体情報信号(S2)は、前記の心拍信号(S2)には限定されない。例えば、心拍信号(S2)の他にも、例えば、前記就寝者の呼吸を示す信号を生体情報信号として用いてもよい。
また、体動信号検出部(20,33)、生体信号検出部(41)の構成は例示である。
また、入床のみを判定するように装置を構成してもよい。
本発明は、就寝者の睡眠状態を判定する睡眠判定装置として有用である。
10 入床出床判定装置(睡眠判定装置)
20 感圧ユニット
33 受圧部
41 生体信号検出部
44 判定部
20 感圧ユニット
33 受圧部
41 生体信号検出部
44 判定部
Claims (6)
- 就寝者の生体活動に応じて振幅が変化する生体情報信号(S2)を検出する生体信号検出部(41)と、
前記就寝者の体動の大きさに応じて振幅が変化する体動信号(S1)を検出する体動信号検出部(20,33)と、
前記体動信号(S1)の振幅が体動閾値(V1)を入床体動判定時間(t1)以上継続して超えた場合に成立する第1入床判定条件、及び前記生体情報信号(S2)の振幅が生体情報閾値(V2)を入床生体情報判定時間(t2)以上継続して超えた場合に成立する第2入床判定条件の少なくとも何れか一方の判定条件が成立した場合に、前記就寝者が入床したと判定する判定部(44)を備えたことを特徴とする睡眠判定装置。 - 請求項1の睡眠判定装置において、
前記判定部(44)は、前記生体情報信号(S2)の振幅が前記生体情報閾値(V2)を下回ったことをトリガとして前記就寝者の出床の判定を行い、
前記生体情報信号(S2)の振幅が前記生体情報閾値(V2)を下回っている状態が出床生体情報判定時間(t3)以上継続し、且つ、前記トリガの直前に前記体動信号(S1)の振幅が体動閾値(V1)を超えている状態が出床体動判定時間(t4)以上継続していた場合に成立する第1出床判定条件、及び前記トリガの後の検出期間(t5)中に、前記生体情報信号(S2)の振幅が前記生体情報閾値(V2)を下回った時間の積算時間が、積算判定時間(t6)以上である場合に成立する第2出床判定条件の少なくとも何れか一方の判定条件が成立した場合に、前記就寝者が出床したと判定することを特徴とする睡眠判定装置。 - 請求項1又は請求項2の睡眠判定装置において、
前記生体情報信号(S2)は、前記就寝者の呼吸、又は心拍を示す信号であることを特徴とする睡眠判定装置。 - 請求項2の睡眠判定装置において、
前記出床生体情報判定時間(t3)及び前記出床体動判定時間(t4)は、それぞれ2分間であることを特徴とする睡眠判定装置。 - 請求項2又は請求項4の睡眠判定装置において、
前記検出期間(t5)は、15分間であり、
前記積算判定時間(t6)は、12分間であることを特徴とする睡眠判定装置。 - 請求項1から請求項5のうちの何れか1つの睡眠判定装置において、
前記入床体動判定時間(t1)は、2分であり、
前記入床生体情報判定時間(t2)は、10分であることを特徴とする睡眠判定装置。
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