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【発明の名称】 体動判定装置
【発明者】 【氏名】樋江井 武彦

【氏名】重森 和久

【要約】 【課題】

【構成】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
就寝者の体動に伴う体動信号を検出する体動検出手段(20)と、
上記体動信号を所定の確認信号に変換する信号変換手段(42,43)と、
上記体動検出手段(20)によって体動が検出されていることを確認できるように、上記確認信号を出力する信号出力手段(36,37,…)と
を備えていることを特徴とする体動判定装置。
【請求項2】
請求項1において、
上記信号出力手段(36,37,…)は、上記確認信号を可視化するように構成されている
ことを特徴とする体動判定装置。
【請求項3】
請求項2において、
上記信号出力手段(36,37,…)は、上記確認信号の入力に伴い発光し、且つ該確認信号の出力レベルに応じて輝度を変更するように構成されている
ことを特徴とする体動判定装置。
【請求項4】
請求項3において、
周辺の照度を検出する照度検出手段(35)と、
上記照度検出手段(35)によって検出された照度に基づいて上記信号出力手段(36,37)の輝度を補正する輝度補正手段(45)と
をさらに備えていることを特徴とする体動判定装置。
【請求項5】
請求項2において、
上記信号出力手段(61)は、上記確認信号の入力に伴い発光して在床状態を表示するように構成されている
ことを特徴とする体動判定装置。
【請求項6】
請求項5において、
上記信号出力手段(61)は、所定時間ごとに表示が更新される
ことを特徴とする体動判定装置。
【請求項7】
請求項1において、
上記体動信号は、呼吸信号及び心拍信号の少なくとも一方を含んでいる
ことを特徴とする体動判定装置。
【請求項8】
請求項7において、
上記信号変換手段(42)は、上記体動信号から呼吸信号を抽出して上記確認信号に変換するための帯域通過フィルタを備えている
ことを特徴とする体動判定装置。
【請求項9】
請求項7において、
上記信号変換手段(43)は、上記体動信号から心拍信号を抽出して上記確認信号に変換するための包絡線検波器を備えている
ことを特徴とする体動判定装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、就寝者の体動に伴う体動信号を検出し、該体動信号に基づいて睡眠状態を判定する体動判定装置に係るものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、ベッド等の寝具で就寝する就寝者の睡眠状態を判定するために、該就寝者の体動を検出する装置が知られている。
【0003】
例えば、特許文献1には、就寝者の離床/在床判定や入眠/覚醒判定を行うための睡眠検出装置が開示されている。この睡眠検出装置は、寝台に取り付けられる体動検出手段と、この体動検出手段に接続される回路ユニットとを備えている。上記体動検出手段は、テープ状に成形された圧電素子で構成され、寝台の表面に貼り付けられている。上記圧電素子は、就寝者の体動に伴う振動を体動信号に変換して回路ユニットに出力する。なお、回路ユニットに入力される体動信号は、就寝者の呼吸・心拍に由来する微体動と、就寝者の寝返り時、入床時、離床時等に生起する体の動きに由来する粗体動とが重畳した状態で検出されたものである。
【特許文献1】特開平5−15517号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上記従来例は、体動検出手段によって就寝者の体動信号を検出し、該体動信号に基づいて就寝者の睡眠状態を判定している。しかし、この従来例では、該体動検出手段の設定状態等によっては就寝者の正確な体動信号を検出することができず、該就寝者の睡眠状態を正確に把握できない場合がある。
【0005】
すなわち、例えば、上記体動検出手段が就寝者の寝ている部分に対応して設置されておらず、該就寝者の体動を正確に検出できていない場合がある。また、上記体動検出手段を厚い布団の下に設置していて、就寝者の体動が布団の下の体動検出手段まで伝わらず、ほとんど検出できていない場合などがある。これらの場合、正確なデータを採取できないため、就寝者の睡眠状態を正確に判定することは難しい。
【0006】
しかも、装置には、画面などの出力部がなく、他の解析装置や表示装置に出力するためのデータを単に記憶させておくだけのようなものがある。この装置では、長期間にわたってデータを採取する場合、上記体動検出手段によって正確な体動信号が検出されていないのに気付かない可能性が高い。そうすると、データが採れていない状態で時間だけを無駄に費やすことになり、睡眠判定作業を行ううえで、あまり効率のよいものではない。
【0007】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、体動検出手段によって就寝者の体動が正確に検出されていることを体動検出時に簡単且つ確実に確認することのできる体動判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、本発明に係る体動判定装置は、体動信号検出手段(20)によって検出された信号を確認信号に変換し、該体動信号が正確に検出されていることを確認できるように、該確認信号を信号出力手段(36,37,…)によって出力するようにした。
【0009】
具体的には、第1の発明は、就寝者の体動に伴う体動信号を検出する体動検出手段(20)と、上記体動信号を所定の確認信号に変換する信号変換手段(42,43)と、上記体動検出手段(20)によって体動が検出されていることを確認できるように、上記確認信号を出力する信号出力手段(36,37,…)とを備えている。
【0010】
この構成により、体動検出手段(20)によって検出された体動信号は、信号変換手段(42,43)によって確認信号に変換されて信号出力手段(36,37,…)によって出力される。そして、この確認信号を就寝者等が確認することで、該就寝者の体動が体動検出手段(20)によって正確に検出されていることをその場ですぐに確認することができる。
【0011】
したがって、上記体動検出手段(20)の設置ミスや装置の故障などによって就寝者の体動が該体動検出手段(20)により検出されない状態で時間だけが無駄に過ぎるのを確実に防止でき、就寝者の睡眠状態を正確且つ確実に判定することが可能となる。
【0012】
なお、上記確認信号を出力する信号出力手段(36,37,…)は、例えば、視覚的に信号を認識できるような表示手段であってもよいし、音や振動等を発生する手段であってもよい。
【0013】
第2の発明は、第1の発明において、上記信号出力手段(36,37,…)が、上記確認信号を可視化するように構成されている。このように、上記確認信号を可視化することで、就寝者等は、体動検出手段(20)によって体動が正確に検出されていることを、確認信号を介して視覚で確認できるため、体動信号の検出の確認を確実且つ容易に行うことができる。
【0014】
特に、第3の発明は、第2の発明において、上記信号出力手段(36,37)が、上記確認信号の入力によって発光し、且つ該確認信号の出力レベルに応じて輝度を変更するように構成されている。
【0015】
これにより、就寝者等は、光によって体動信号が正確に検出されているかどうかを確認できるため、夜間の暗い状態でも動作確認を確実且つ容易に行うことができる。また、上記信号出力手段(36,37)は、確認信号の出力レベルに応じて輝度を変更するように構成されているため、光の強弱を確認することで、確認信号が適正な出力レベルであるかを確認することができ、これにより、体動検出手段(20)によって体動信号が適切なレベルで検出されているか、すなわち、該体動検出手段(20)のセッティングが適切かどうかを確認できる。
【0016】
さらに、第4の発明は、第3の発明において、周辺の照度を検出する照度検出手段(35)と、上記照度検出手段(35)によって検出された照度に基づいて上記信号出力手段(36,37)の輝度を補正する輝度補正手段(45)とをさらに備えている。
【0017】
このように、周辺の照度に応じて上記信号出力手段(36,37)の輝度を補正することで、確認信号の出力を確実に確認できる一方、就寝者等の睡眠時の妨げになるのを防止できる。具体的には、例えば、昼間など周辺が明るい状態では、上記信号出力手段(36,37)の輝度を高輝度にすることで、確認信号をの出力確実に確認することができる一方、夜間など周辺が真っ暗な状態では、上記信号出力手段(36,37)の輝度を低輝度にすることで、必要以上に信号出力手段(36,37)が光って、就寝者やその周りの人の睡眠を阻害するのを防止できる。
【0018】
一方、第5の発明は、第2の発明において、上記信号出力手段(61)が、上記確認信号の入力に伴い発光して在床状態を表示するように構成されている。
【0019】
つまり、在床しているか否かを簡易に表示するのみであるので、ドアの開閉や振動などの突発ノイズの影響を受けることがなく、正確に在床状態が表示される。
【0020】
例えば、在床していないにもか拘わらず、上記信号出力手段(61)が在床状態を表示している場合には、体動信号検出手段(20)のチューブが抜けている状態、このチューブが破損している状態又は部屋の振動や騒音が大きい状態であることが想定可能となる。
【0021】
また、在床しているにもか拘わらず、上記信号出力手段(61)が在床状態を表示しない場合には、体動信号検出手段(20)のチューブの潰れ或いは曲げによるチューブの閉塞状態又は上記チューブの位置が就寝者よりずれている状態であることが想定可能となる。
【0022】
さらに、第6の発明は、第5の発明において、上記信号出力手段(61)が、所定時間ごとに表示が更新される。例えば、10秒間隔ごとに出力される新たな確認信号に基づき在床状態を表示し、最新の在床状態を表示する。
【0023】
第7の発明は、第1〜第6の何れか1の発明において、上記体動信号が、呼吸信号及び心拍信号の少なくとも一方を含んでいる。就寝者の睡眠状態を判定するには、周期性のある呼吸や心拍の信号を検出するのが好ましく、また、これらの動きは就寝者自身が容易に把握でき、実際の動きと検出された信号のずれとを確認しやすい。よって、上述の構成のように、呼吸や心拍の信号を確認信号に変換して就寝者等が確認できるようにすることで、睡眠状態の判定に必要な呼吸や心拍の信号が正確に検出されていることを簡単な構成で且つ確実に確認できる。
【0024】
また、第8の発明は、第7の発明において、上記信号変換手段(42)が、上記体動信号から呼吸信号を抽出して上記確認信号に変換するための帯域通過フィルタを備えている。呼吸は心拍等に比べると大きな振動を伴う動作であり、その信号も抽出しやすい。そのため、帯域通過フィルタを用いることで呼吸信号を精度良く抽出することができる。
【0025】
一方、第9の発明は、第7の発明において、上記信号変換手段(43)が、体動信号から心拍信号を抽出して上記確認信号に変換するための包絡線検波器を備えている。心拍は生じる振動が比較的、小さく、体動検出手段(20)によって検出する際には、他の信号やノイズ等に隠れやすい。そのため、包絡線検波によって抽出することで、心拍信号を精度良く抽出することができる。
【発明の効果】
【0026】
以上より、本発明によれば、就寝者の体動に伴う体動信号を体動検出手段(20)によって検出し、該体動信号を信号変換手段(42,43)によって確認信号に変換して出力することで、該就寝者の体動が体動検出手段(20)によって正確に検出されていることを確認できるようにしたため、厚い布団の下に上記体動検出手段(20)を設置した場合など、就寝者の体動を正確に検出できない場合には、そのことを該就寝者等が早めに確認することができ、無駄な時間を費やすのを防止できる。しかも、上記体動信号を変換した確認信号を出力するという単純な構成で、上記体動検出手段(20)によって体動信号が検出されているかどうかを簡単且つ確実に確認することができ、睡眠状態の判定精度の向上を図れる。
【0027】
また、第2の発明によれば、上記信号出力手段(36,37,…)は、確認信号を可視化するように構成されていて、就寝者等は、体動検出手段(20)によって体動信号が検出されていることをより確実且つ容易に確認することができるため、就寝者の睡眠状態判定のためのデータを確実に採取することができる。
【0028】
特に、第3の発明によれば、上記信号出力手段(36,37)は、確認信号によって発光し、その信号出力レベルに応じて輝度を変更するように構成されているため、就寝者等は、体動信号が正確に検出されていることをより確実に確認できるようになるとともに、体動検出手段(20)の設置状態や信号の検出状況等をその輝度により把握することも可能となり、睡眠状態判定のためのデータをより確実に採取することができ、睡眠状態の判定精度を向上することができる。
【0029】
さらに、第4の発明によれば、周辺の照度に基づいて信号出力手段(36,37)の輝度を補正するようにしたため、例えば明るいときでも就寝者等は確認信号の出力を確実に確認できる一方、暗いときには上記信号出力手段(36,37)が明るく光って周囲の人や就寝者自身の睡眠を妨げるのを防止できる。
【0030】
また、第5の発明によれば、上記信号出力手段(61)が在床状態を表示するので、在床しているか否かを簡易に表示することができる。したがって、確認信号の信号状態そのものを輝度で表示する場合に比してドアの開閉や振動などの突発ノイズの影響を受けることがなく、正確に在床状態を表示することができる。
【0031】
例えば、在床していないにもか拘わらず、上記信号出力手段(61)が在床状態を表示している場合には、体動信号検出手段(20)のチューブが抜けている状態、このチューブが破損している状態又は部屋の振動や騒音が大きい状態であることを判定することが可能となる。
【0032】
また、在床しているにもか拘わらず、上記信号出力手段(61)が在床状態を表示しない場合には、体動信号検出手段(20)のチューブの潰れ或いは曲げによるチューブの閉塞状態又は上記チューブの位置が就寝者よりずれている状態であることを判定することが可能となる。
【0033】
また、第6の発明によれば、上記信号出力手段(61)が所定時間ごとに表示を更新するので、常に最新の在床状態を表示することができる。
【0034】
第7の発明によれば、上記体動信号は、呼吸信号及び心拍信号の少なくとも一方を含んでいるため、睡眠状態を判定するために用いられるこれらの信号を利用して簡単な構成で体動信号の検出が正確に行われているかどうかを確認できる。しかも、呼吸・心拍は就寝者自身が容易に把握できるため、信号出力手段(36,37,…)による信号出力と実際の体動とが合っているかを容易に確認することができ、睡眠状態判定のためのデータをより確実に採取することができる。
【0035】
第8の発明によれば、上記信号変換手段(42)は、上記呼吸信号を抽出するための帯域通過フィルタを備えているため、比較的、動きの大きい呼吸動作に対応する呼吸信号を容易に抽出することができ、装置の動作確認を確実に行うことができる。
【0036】
第9の発明によれば、上記信号変換手段(43)は、上記心拍信号を抽出するための包絡線検波器を備えているため、動きが小さく、呼吸動作やノイズ等に隠れてしまう心拍信号をより精度良く抽出することができ、装置の動作確認を正確に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0037】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【0038】
〈実施形態1〉
図1及び図2に示すように、本発明の実施形態に係る体動判定装置(10)は、就寝者から生起する体動の挙動を検出し、これらのデータを就寝者の健康管理に利用するためのものである。すなわち、この体動判定装置(10)は、図示しない別の解析装置や表示装置等によって就寝者の睡眠状態を判定するために必要な体動に関するデータを採取して記憶しておくためのものである。そのため、上記体動判定装置(10)は、就寝者の体動を検出するためのセンサ部(20)と、検出した信号を処理して記憶しておくための本体部(30)とを備えている。
【0039】
図1及び図2に示すように、上記センサ部(20)は、チューブ状の部材からなり、外部から加わる圧力を検知して、上記本体部(30)に伝えるように構成されている。すなわち、上記センサ部(20)は、就寝者の体動に伴う振動を圧力変動として検知するための感圧部(21)と、その圧力変動を上記本体部(30)に伝達するための圧力伝達部(22)とを備えている。したがって、このセンサ部(20)は、就寝者の体動を体動信号として出力する体動検知手段を構成している。
【0040】
上記感圧部(21)は、図1に示すように、細長で中空状のチューブによって構成されていて、布団などの寝具の下に敷設されている。また、上記圧力伝達部(22)も、感圧部(21)と同様、中空状のチューブによって構成されていて、該感圧部(21)とは、接続部(23)を介して接続されている。上記感圧部(21)は、圧力伝達部(22)よりも大径に形成され、就寝者がベッドに横臥すると、就寝者の体動に伴い感圧部(21)に圧力及び振動が伝達され、感圧部(21)の内圧が圧力伝達部(22)を伝わって本体部(30)の受圧部(31)に作用する。
【0041】
上記受圧部(31)は、箱状の本体部(30)内に埋設されているとともに、上記圧力伝達部(22)の接続部(23)とは反対側部分と嵌合可能な取付部(32)を有している。この取付部(32)は、チューブ状の上記圧力伝達部(22)の端部が上記本体部(30)内に位置するように、略円環状に本体部(30)内方に向かって凹んだ凹部(32a)と、該凹部(32a)内に上記圧力伝達部(22)に嵌り込むように突出する凸部(32b)とを有している。そして、この凸部(32b)に貫通穴(32c)が設けられ、上記圧力伝達部(22)を介して上記感圧部(21)で発生した内圧が上記受圧部(31)内へ伝わる。
【0042】
上記受圧部(31)は、その内部に受圧用センサ(33)を有している。この受圧用センサ(33)は、マイクロフォンや圧力センサなどによって構成され、上記感圧部(21)で発生した内圧を受けて、この内圧を電圧に変換して上記本体部(30)内の回路ユニット(40)に信号として出力する。
【0043】
上記本体部(30)は、箱状のケース内に、後述する回路ユニット(40)が内蔵されたもので、該ケースの上面には、体動測定装置(10)の電源をオン・オフするための電源スイッチ(34)と、周囲の照度を検出するための照度センサ(35)と、就寝者の心拍に伴う心拍信号及び呼吸に伴う呼吸信号に対応してそれぞれ点灯制御される信号伝達手段としての心拍用LED(36)及び呼吸用LED(37)とが設けられている。
【0044】
上記照度センサ(35)は、周囲の明るさを検知できるようにフォトトランジスタやフォトダイオード等によって構成されたものである。この照度センサ(35)で検出された照度は、後述する回路ユニット(40)へ照度信号として入力されるように構成されている。
【0045】
上記回路ユニット(40)は、上記センサ部(20)で検出された体動信号から、呼吸成分、心拍成分の信号をそれぞれ抽出して時系列のデータとして適宜記憶し、これらのデータを図示しない解析装置や表示装置等に出力し、モニタリング可能とするものである。この回路ユニット(40)は、図3に示すように、信号処理手段(41)と呼吸抽出手段(42)と心拍抽出手段(43)と出力信号生成手段(44)と輝度補正手段(45)と記憶手段(46)とを備えている。
【0046】
上記信号処理手段(41)は、センサ部(20)から出力された体動信号について、64倍のオーバーサンプリングをした後、所定時間(例えば10msec)毎に積算して平均化する等価サンプリングを行い、上記体動信号のノイズをキャンセルする処理を行うものである。
【0047】
上記心拍抽出手段(43)は、包絡線検波器を備えていて、上記信号処理手段(41)で処理された後の体動信号(以下、処理後の体動信号ともいう)について、包絡線検波の処理を行い、就寝者の心拍に伴う信号成分を抽出して心拍確認信号(確認信号)にするものである。具体的には、上記処理後の体動信号に対し、人体の固有振動数に起因する成分を帯域通過フィルタ(例えば、7.5Hz±2.5Hzの帯域の2次フィルタ)によってできるだけ除去した後、信号の絶対値のピークから包絡線を求める包絡線検波を行うように構成されている。
【0048】
上記呼吸抽出手段(42)は、帯域通過フィルタを備え、上記処理後の体動信号について、上記帯域通過フィルタ(例えば、0.6Hz±0.6Hzの帯域の4次フィルタ)によって就寝者の呼吸に伴う信号成分を抽出して呼吸確認信号(確認信号)にするものである。
【0049】
なお、上記信号処理手段(41)による体動信号の前処理方法や、上記呼吸抽出手段(42)や心拍抽出手段(43)による各信号の抽出方法は、上述以外の方法であってもよい。
【0050】
上記出力信号生成手段(44)は、上記呼吸抽出手段(42)及び心拍抽出手段(43)から出力された確認信号に基づいて上記呼吸用LED(37)及び心拍用LED(36)へ点灯制御用の信号を生成して出力するもので、その信号生成の際には、後述する輝度補正手段(45)からの補正信号も考慮して、上記LED(36,37)の輝度を決定するように構成されている。
【0051】
そして、上記出力信号生成手段(44)によって生成された信号に基づいて上記LED(36,37)を点灯させることで、就寝者等は自身の呼吸や心拍を上記センサ部(20)によって正確に検出できているかどうかを確認することができる。すなわち、就寝者は、呼吸や心拍のタイミングを自身で容易に把握できるため、そのタイミングに合わせて上記LED(36,37)が適切な輝度で点灯しているかどうかを確認することにより、上記センサ部(20)で正確に信号の検出が行われているかどうかを容易且つ確実に確認することができる。
【0052】
これにより、上記センサ部(20)のセッティングミスや装置(10)の故障等によって、呼吸や心拍などの体動信号が正確に検出されず、無駄に時間を費やすのを防止でき、上記体動判定装置(10)を用いた睡眠判定を無駄なく正確に行うことが可能になる。
【0053】
ここで、上記呼吸抽出手段(42)及び心拍抽出手段(43)が、それぞれ本発明の信号変換手段を構成している。
【0054】
上記輝度補正手段(45)は、照度センサ(35)からの照度に応じた入力信号(照度信号)によって、上記LED(36,37)の輝度を補正するように構成されている。具体的には、例えば、昼間などのように上記照度センサ(35)によって周囲が明るいと検出された場合には、就寝者等がLED(36,37)の点灯を確実に確認できるように、上記輝度補正手段(45)によって上記LED(36,37)の輝度を大きくしてより明るく点灯させる。一方、夜間などのように上記照度センサ(35)によって周囲が暗いと検出された場合には、上記LED(36,37)を明るく点灯させると就寝者等の睡眠の妨げになるため、該LED(36,37)の輝度を小さくする。
【0055】
上記記憶手段(46)は、上記呼吸抽出手段(42)及び心拍抽出手段(43)でそれぞれ抽出された呼吸成分及び心拍成分に対応するデータを時系列で記憶しておくためのもので、該記憶手段(46)に記憶されたデータは、図示しないパソコンなどの解析装置によって読み込まれた後、表示装置に出力されるようになっている。上記体動判定装置(10)によって検出された体動信号に基づく睡眠判定は、或る一定期間(例えば1週間)、蓄積されたデータに基づいて行われるため、上記記憶手段(46)は、上記体動信号のデータを所定期間、記憶できるような記憶容量を有している。
【0056】
なお、上記記憶手段(46)に記憶されるデータは、上記呼吸抽出手段(42)及び心拍抽出手段(43)によって抽出・変換された各種確認信号と同じ信号であってもよいし、該各手段(42,43)でそれぞれ呼吸・心拍に対応して処理された信号であってもよい。また、呼吸成分や心拍成分として抽出されていない体動信号をそのまま記憶するように構成されていてもよい。
【0057】
−心拍成分抽出動作−
次に、本実施形態の体動判定装置(10)において、センサ部(20)で検出した体動信号から心拍に伴う心拍信号を抽出して確認信号に変換する動作について、図4のフローを参照しながら以下で詳細に説明する。
【0058】
まず、図4のフローがスタートすると、ステップSA1において、上記センサ部(20)で検出された体動信号が回路ユニット(40)の信号処理手段(41)に入力される。このとき、該信号処理手段(41)では、上記体動信号をそのまま読み取るのではなく、該体動信号を64倍のオーバーサンプリングで読み取る。そして、ステップSA2で、読み込んだ信号を10msecで積算・平均して等価サンプリングする。これらのステップSA1,SA2により、上記センサ部(20)で検出された信号からノイズを除去することができ、図5の上側に細線で示すような波形が得られる。
【0059】
上述のようにして得られた体動信号(図5において、処理後の信号)は、上記図5に示すように、心拍に伴う心拍成分以外にも、呼吸に伴う呼吸成分や人体の固有振動数に起因する成分も含まれているため、ステップSA3で、これらの各成分を分離すべく、帯域通過フィルタによる信号処理を行う。さらに、続くステップSA4、5では、体動信号から心拍成分をより精度良く抽出するために包絡線検波を行う。
【0060】
具体的には、ステップSA4において、上記図5の上側に示す波形の信号レベルの絶対値のみをとるような処理を行い、ステップSA5で、それらのピークをつなげて包絡線を得る。そうして、得られた信号が上記図5の下側に示す図である。この信号は、心拍成分に対応する確認信号であり、出力信号生成手段(44)に出力される。なお、上記図5において、上側に示す信号(処理後の信号)の縦軸は信号レベルに、下側に示す信号(確認信号)の縦軸は輝度に対応している。この輝度は、100を最大点灯時とし、数字はその最大時に対する明るさの割合(デューティー比に相当)を示している。
【0061】
その後、ステップSA6では、上記確認信号に応じて上記心拍用LED(36)の輝度を変更すべく、上記出力信号生成手段(44)で該確認信号に応じてLED(36)のデューティー比を変化させるような信号を生成し、該LED(36)に出力する。これにより、上記確認信号の信号レベルを上記LED(36)の輝度によって確認することができ、就寝者等は検出されている信号が適切なレベルかどうか、すなわち、センサ部(20)のセッティングが適切であるかどうかを容易に確認できる。
【0062】
以上より、就寝者の体動に伴う体動信号をセンサ部(20)で検出し、そのうち心拍に伴う心拍成分(心拍信号)を抽出して確認信号に変換した後、心拍用LED(36)に表示させることで、就寝者は、実際の心拍に伴う体動を上記体動判定装置(10)によって的確に検出できているかどうかを容易に確認することができる。
【0063】
−呼吸成分抽出動作−
次に、上記センサ部(20)で検出した体動信号から呼吸に伴う呼吸信号を抽出して確認信号に変換する動作について、図6のフローを参照しながら詳細に説明する。
【0064】
まず、図6のフローがスタートすると、上述の心拍成分抽出動作と同様、ステップSB1において、上記センサ部(20)で検出された体動信号が上記信号処理手段(41)に入力される。そして、この呼吸信号抽出動作においても、上記信号処理手段(41)では、体動信号をそのまま読み取るのではなく、該体動信号を64倍のオーバーサンプリングで読み取り、10msecで積算・平均して等価サンプリングする(ステップSB2)。
【0065】
このように、入力された体動信号のノイズを極力除去した後、続くステップSB3では、呼吸に起因する成分のみを抽出するように帯域通過フィルタによる信号処理を行う。そうすると、図7に細線で示す原信号から太線のような呼吸成分に対応する信号のみを抽出することができる。この信号が、本発明の確認信号であり、上記出力信号生成手段(44)に出力される。なお、上記図7においても、図5と同様、細線で示す原信号の縦軸は信号レベルに、太線で示す確認信号の縦軸は輝度に対応している。
【0066】
その後、ステップSB4では、上述の心拍成分抽出動作と同様、上記確認信号の信号レベルに応じて上記呼吸用LED(37)の輝度を変更すべく、上記出力信号生成手段(44)で該確認信号に応じてLED(37)のデューティー比を変化させるような信号を生成し、該LED(37)に出力する。これにより、上記確認信号の信号レベルを上記LED(36)の輝度によって確認することができ、就寝者等は検出されている信号が適切なレベルかどうか、すなわち、センサ部(20)のセッティングが適切であるかどうかを容易に確認できる。
【0067】
以上より、就寝者の体動に伴う体動信号をセンサ部(20)で計測し、そのうち呼吸に伴う成分(呼吸信号)のみを抽出して確認信号に変換した後、呼吸用LED(37)に表示させることで、就寝者は、実際の呼吸に伴う体動を上記体動判定装置(10)によって的確に検出できているかどうかを確認することができる。
【0068】
−実施形態の効果−
上記実施形態では、就寝者の体動に伴う体動信号を検出し、そのうち、呼吸若しくは心拍に対応する成分を抽出して、安価なLED(36,37)によって表示するようにしているため、該就寝者の体動が的確に検出されているかどうかを低コストな構成で容易に確認することができる。これにより、センサ部(20)のセッティングのミス等によって体動信号が正確に検出できていない状態を確実に検知でき、データの採れていない状態で無駄な時間を過ごすのを防止できる。すなわち、上述のような構成にすることで、睡眠判定に必要な体動信号を効率良く且つ正確に採ることができるようになり、睡眠判定作業の効率化を図れる。
【0069】
しかも、上記体動信号が検出されていることを確認するために上記LED(36,37)に出力される確認信号は、睡眠判定に用いられる心拍及び呼吸の成分に対応する信号であるため、簡単且つ低コストな構成で上記体動信号の検出の有無を確認することができる。
【0070】
また、上記確認信号を出力する手段として、LED(36,37)を用いて、その輝度を変えることで、確認信号の信号レベルを確認できるようにしたため、就寝者等は体動信号の検出状況(体動信号の強弱等)を確実且つ容易に把握することができる。これにより、適切な信号レベルになるように、センサ部(20)のセッティングの調整が可能になり、より正確な睡眠判定を行えるようになる。
【0071】
さらに、照度センサ(35)によって周囲の照度を検出し、この照度に応じて上記LD(36,37)の輝度を補正するようにしたため、周りが明るい場合には輝度を上げるようにすれば、該LED(36,37)の点灯状態をより確実に確認できる一方、周りが暗い場合には該LED(36,37)の輝度を下げるようにすれば、就寝者の睡眠の妨げになるのを防止できる。
【0072】
〈実施形態2〉
次に、本発明の実施形態2を図面に基づいて詳細に説明する。
【0073】
本実施形態2は、図8に示すように、上記実施形態1が、心拍信号成分及び呼吸信号成分に対応する確認信号を表示するために、専用のLED(36,37)を設けるようにしたのに代わり、1つのLED(51)を設けるようにしたものである。
【0074】
つまり、1つのLED(51)は、電源スイッチ(34)の操作に対応して点灯する電源表示部としてのLEDを点滅可能に構成したものである。このLED(51)が上記確認信号を出力するようにしている。
【0075】
本実施形態によれば、確認信号表示のための専用のLEDを省略することができ、コストの低減を図れる。その他の構成、作用及び効果は実施形態1と同様である。
【0076】
〈実施形態3〉
次に、本発明の実施形態3を図面に基づいて詳細に説明する。
【0077】
本実施形態3は、図9及び図10に示すように、上記実施形態1が心拍用LED(36)及び呼吸用LED(37)の輝度を確認信号の信号レベルに対応して変化させるようにしたのに代えて、在床状態(寝床にいる)を表示するようにしたものである。
【0078】
つまり、上記体動判定装置(10)における本体部(30)の正面には、在床LED(61)と測定LED(62)とエラーLED(63)とが設けられると共に、時刻入力スイッチ(64)が設けられている。
【0079】
上記在床LED(61)は、信号出力手段(61)を構成し、出力信号生成手段(44)からの確認信号の入力に伴い発光して在床状態を表示するように構成されている。つまり、上記出力信号生成手段(44)は、呼吸抽出手段(42)及び心拍抽出手段(43)の確認信号に基づき、在床LED(61)が一定の輝度で点灯するように確認信号を在床LED(61)に出力する。さらに、上記在床LED(61)は、所定時間ごとに表示が更新される。つまり、上記出力信号生成手段(44)が呼吸抽出手段(42)及び心拍抽出手段(43)の確認信号を所定時間ごとに読み込み出力するので、在床LED(61)は所定時間ごとに新たな在床状態を表示することになる。この更新の時間間隔は、5秒から1分程度が好ましく、例えば、10秒間隔が好ましい。
【0080】
また、上記測定LED(62)は測定中に点灯する。また、上記エラーLED(63)は、プログラムにそって正常に動作していない場合に点灯し、使用者にリセット等を促すようにしている。
【0081】
尚、上記測定LED(62)は緑色のLED、在床LED(61)は橙色のLED、上記エラーLED(63)は赤色のLEDで構成されている。また、上記エラーLED(63)は記憶手段(46)の記憶容量が少なくなると点滅するように構成されている。
【0082】
また、上記時刻入力スイッチ(64)は、例えば、使用者が食事をしたときに押すと、食事の時刻が記憶手段(46)に書き込まれることになる。その際、上記時刻入力スイッチ(64)が押圧されると、上記3つの測定LED(62)と在床LED(61)とエラーLED(63)とが1回点滅して入力を表示する。
【0083】
上記在床LED(61)は、心拍等を検出して確認信号が出力されると点灯するので、使用者が寝床に入り、在床状態になるとその在床状態を正確に表示することになる。したがって、逆に、在床していないにもか拘わらず、在床LED(61)が点灯して在床状態を表示している場合には、下記の状態が想定される。
【0084】
(1)センサ部(20)のチューブである圧力伝達部(22)が本体部(30)より抜けている。
【0085】
(2)センサ部(20)のチューブである感圧部(21)又は圧力伝達部(22)が破損している。
【0086】
(3)測定している部屋の振動や騒音が大きい。
【0087】
これらの状態では、受圧部(31)が部屋の騒音等を検出して在床を表示しているので、使用者が不具合を容易に見つけることができる。
【0088】
また、在床しているにもか拘わらず、在床LED(61)が点灯せず在床状態を表示しない場合には、下記の状態が想定される。
【0089】
(1)センサ部(20)のチューブである感圧部(21)又は圧力伝達部(22)が潰れ或いは曲げによって閉塞している。
【0090】
(2)センサ部(20)の感圧部(21)の位置が就寝者よりずれている。
【0091】
これらの状態では、受圧部(31)が心拍等を検出していないので、使用者が不具合を容易に見つけることができる。
【0092】
したがって、本実施形態3によれば、上記在床LED(61)が在床状態を表示するので、在床しているか否かを簡易に表示することができる。したがって、確認信号の信号状態そのものを輝度で表示する場合に比してドアの開閉や振動などの突発ノイズの影響を受けることがなく、正確に在床状態を表示することができる。
【0093】
また、上記在床LED(61)が所定時間ごとに表示を更新するので、常に最新の在床状態を表示することができる。その他の構成、作用及び効果は実施形態1と同様である。
【0094】
〈その他の実施形態〉
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【0095】
上記実施形態1〜3では、検出された体動信号のうち、心拍若しくは呼吸に対応する成分を確認信号に変換して、LED(36,37,51,61)に出力するようにしているが、この限りではなく、例えば、液晶画面を設けて、液晶画面上に信号を出力表示したり、振動用モータ等を内蔵して振動によって確認信号を出力したりするなど、就寝者等に確認信号を伝達できる手段であればどのような手段であってもよい。
【0096】
また、上記実施形態1では、LED(36,37)を心拍成分及び呼吸成分に対応してそれぞれ一つずつ設けて、確認信号の信号レベルに応じて該LED(36,37)の輝度を変えるようにしているが、この限りではなく、心拍成分及び呼吸成分に対応してそれぞれ複数のLEDを設け、確認信号の信号レベルに応じて複数のLEDを点灯させるようにしてもよい。
【0097】
また、上記実施形態1〜3では、センサ部として、チューブ状の部材を用いているが、この限りではなく、就寝者の体動を検出できるものであれば、どのようなセンサであってもよい。
【0098】
また、上記実施形態1では、確認信号に応じてLED(36,37)の輝度を変えるように構成されているが、確認信号が所定の信号レベル以上の場合にのみ、該LED(36,37)を点灯させるようにしてもよい。
【0099】
さらに、上記実施形態1〜3では、体動信号から呼吸・心拍に対応する成分をそれぞれ抽出して、確認信号としているが、この限りではなく、呼吸・心拍のいずれか一方のみの成分を抽出して確認信号に変換し、利用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0100】
以上説明したように、本発明は、就寝者の体動に伴う体動信号を検出して記憶する体動判定装置について特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【0101】
【図1】図1は、本発明の実施形態1に係る体動判定装置の使用状態を示す概略図である。
【図2】図2は、実施形態1の体動判定装置の概略構成を示す図である。
【図3】図3は、実施形態1の回路ユニットの各構成要素を概念的に示すブロック図である。
【図4】図4は、実施形態1の体動信号から心拍信号の成分を抽出して確認信号に変換する場合の動作を示すフローチャートである。
【図5】図5は、実施形態1の包絡線検波前の体動信号(処理後の信号)、及び該体動信号から抽出された心拍成分に対応する確認信号の一例を示す図である。
【図6】図6は、実施形態1の体動信号から呼吸信号の成分を抽出して確認信号に変換する場合の動作を示すフローチャートである。
【図7】図7は、実施形態1のフィルタ処理前の体動信号の原信号、及び該体動信号から抽出された呼吸成分に対応する確認信号の一例を示す図である。
【図8】図8は、実施形態2に係る体動判定装置のLED点灯状態を示す上面図である。
【図9】図9は、実施形態3に係る体動判定装置を示す上面図である。
【図10】図10は、実施形態3に係る体動判定装置の要部を拡大して示す上面図である。
【符号の説明】
【0102】
10 体動判定装置
20 センサ部(体動検出手段)
35 照度センサ(照度検出手段)
36 心拍用LED(信号出力手段)
37 呼吸用LED(信号出力手段)
42 呼吸抽出手段(信号変換手段)
43 心拍抽出手段(信号変換手段)
45 輝度補正手段
61 在床LED(信号出力手段)
【出願人】 【識別番号】000002853
【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社
【出願日】 平成19年7月11日(2007.7.11)
【代理人】 【識別番号】100077931
【弁理士】
【氏名又は名称】前田 弘

【識別番号】100110939
【弁理士】
【氏名又は名称】竹内 宏

【識別番号】100110940
【弁理士】
【氏名又は名称】嶋田 高久

【識別番号】100113262
【弁理士】
【氏名又は名称】竹内 祐二

【識別番号】100115059
【弁理士】
【氏名又は名称】今江 克実

【識別番号】100115691
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 篤史

【識別番号】100117581
【弁理士】
【氏名又は名称】二宮 克也

【識別番号】100117710
【弁理士】
【氏名又は名称】原田 智雄

【識別番号】100121728
【弁理士】
【氏名又は名称】井関 勝守

【識別番号】100124671
【弁理士】
【氏名又は名称】関 啓

【識別番号】100131060
【弁理士】
【氏名又は名称】杉浦 靖也


【公開番号】 特開2008−36416(P2008−36416A)
【公開日】 平成20年2月21日(2008.2.21)
【出願番号】 特願2007−181879(P2007−181879)