JPH04138135A - 赤外線検知による入眠検出装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、人が入眠したかどうかを非接触で検出する赤
外線検知による入眠検出装！に関するものである。

【従来の技術】

従来より、睡眠しようとしている人が入眠したかどうか
を検出するために、脳波、心拍、体温、呼吸などの変化
に基づいて判定するものが提案されている。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、上述したように人体の生理機能を検出す
る装置では、電極等のなんらかの部材を人体に接触させ
なければならず、使用者に違和感を与えるものであるか
ら、睡眠への移行を阻害するという問題がある。 この問題を解決するには、赤外線等を用いて非接触で体
動を検出することが考えられるが、体動の程度には個人
差があり、また同一人であっても体調などによって差が
生じるものであるから、固定的に設定した閾値を用いて
２値論理で判定しても正確な判定はできないものである
。 本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、焦
電型赤外線センサを用いて人体から放射される赤外線を
検出することにより人体の体動を非接触で検出するとと
もに、体調の違いや個人差があっても入眠したかどうか
を正確に判定できるようにした赤外線検知による入眠検
出装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

本発明では、上記目的を達成するために、睡眠しようと
している使用者から放射される赤外線を検知できる位置
に配設された焦電型赤外線センサと、焦電型赤外線セン
サの出力電圧を一定周期でサンプリングし所定期間ごと
の平均値である移動平均および所定期間ごとの最大値と
最小値との差である移動範囲を求める統計処理部と、移
動平均および移動範囲に所定のメンバシップ間数を適用
して睡眠の度合を求めるファジィ演算部と、ファジィ演
算部により求めた睡眠の度合に基づいて使用者が入眠し
たかどうかを判定する判定部とを具備しているのである
。

【作用】 上記構成によれば、焦電型赤外線センサを用いて人体か
ら放射される赤外線を検知するので、使用者の体動を非
接触で検出することができ、使用者に違和感を感じさせ
て睡眠を阻害するということが防止できるのである。ま
た、焦電型赤外線センサの出力電圧を一定周期でサンプ
リングし所定期間ごとの平均値である移動平均および所
定期間ごとの最大値と最小値との差である移動範囲を求
める統計処理部と、移動平均および移動範囲に所定のメ
ンバシップ関数を適用して睡眠の度合を求めるファジィ
演算部と、ファジィ演算部により求めた睡眠の度合に基
づいて使用者が入眠したかどうかを判定する判定部とを
具備しているので、焦電型赤外線センサの出力値の統計
的な処理により移動平均および移動範囲を求めることに
よって測定値から雑音成分を除去することができる。し
かも、ファジィ論理を用いて入眠したかどうかの判定を
行うから、焦電型赤外線センサに対する使用者の相対位
置の相違、日による体調の相違、個人差など、体動の程
度を変化させる要因に対して柔軟に対応することができ
、入眠したかどうかを正確に判定することができるので
ある。

【実施例】

第１図に示すように、睡眠しようとする使用者Ｍの体動
が非接触で検出できる位置に焦電型赤外線センサ（以下
、センサと略称する）１が配設される。センサ１は微分
型のセンサであるから、センサ１に入射する赤外線の量
が変化すると出力電圧が変化する。すなわち、使用者Ｍ
から放射されている赤外線のうちセンサ１に入射する赤
外線の量が、使用者Ｍの体動によって変化すると、セン
サ１の出力電圧が変化するのであって、体動が１ＷＩｌ
！！に生じていれば出力電圧の変化も頻繁に生じること
になる０体動は、覚醒中にはある程度の時間内で必ず生
じ、睡眠中にはほとんど生じないか瞬間的に生じるだけ
であるから、センサ１の出力電圧の変化によって体動の
生じ方を判別すれば、覚醒中であるか睡眠中であるかの
判定ができるのである。 センサ１の出力は、アナログデータであるから後の処理
のために、Ａ／Ｄ変換部２においてディジタルデータに
変換する。このようにして得られた第３図（ａ）のよう
な原信号は、統計処理部３に入力されて、第３図（ｂ）
のような移動平均と第３図（ｃ）のような移動範囲とが
求められる。すなわち、統計処理部３では原信号を一定
周期（数秒）でサンプリングし、順次発生する測定値に
対して、各測定値から始めて所定個数の測定値が得られ
る所定期間（数分）ごとに算術平均と範囲とを求めるの
であるにこに、範囲とは、上記期間内における最大値と
最小値との差である。移動平均によれば、瞬間的な体動
や外乱が除去されるから、体動の全体的な変化を知るこ
とができる。また、移動範囲によれば、原信号の急激な
変化を検出できるから、移動平均との比較によって単発
的な変化であるか、継続的な変化であるかを判断するこ
とができるのである。 統計処理部３で得られた移動平均および移動範囲は、フ
ァジィ演算部４に入力され、所定のメンバシップ関数が
適用されて第３図（ｄ）のような覚醒の度合と第３図（
ｅ）のような睡眠の度合とが求められる、すなわち、メ
ンバシップ関数は、センサ１の出力電圧の変化と入眠と
の対応関係がわかっている特徴的な実験データに基づい
て設定されるのであって、完全に睡眠している状態を１
、完全に覚醒している状態を０とすれば、移動平均およ
び移動範囲に基づいて１とＯとの間の値を出力し、この
値を睡眠の度合として用いるのであるにこで、一般に、
睡眠の度合をＸとすれば、覚醒の度合は（１−ｘ）に設
定されるが、睡眠の度合とは別に、覚醒の度合を求める
メンバシップ関数を設定してもよい。 次に、ファジィ演算部４で求めた睡眠の度合と覚醒の度
合とを積分回路部５に入力して、それぞれ積分する（第
３図（ｆ）（ｇ）参照）。この処理により、単発的な変
化が除去されるのである。さらに、それぞれ積分された
睡眠の度合および覚醒の度合の大小関係を判定部６にお
いて比較する。睡眠の度合が覚醒の度合よりも大きいと
きには、第３図（ｈ）のように入眠したと判定し、それ
以外のときには、覚醒していると判定するのである。 以上の動作の流れを第２図にまとめて示す、また、第１
図の構成において、−点鎖線で囲んだ部分はマイクロコ
ンピュータ等を用いて所定のソフトウェアを用いれば構
成できるが、ハードウェアによって構成してもよい。

【発明の効果】

本発明は上述のように、焦電型赤外線センサを用いて人
体から放射される赤外線を検知するので、使用者の体動
を非接触で検出することができ、使用者に違和感を感じ
させて睡眠を阻害するということが防止できるという利
点ある。また、焦電型赤外線センサの出力電圧を一定周
期でサンプリングし所定期間ごとの平均値である移動平
均および所定期間ごとの最大値と最小値との差である移
動範囲を求める統計処理部を設けているので、焦電型赤
外線センサの出力値の統計的な処理により移動平均およ
び移動範囲を求めることによって測定値から雑音成分を
除去することができるという効果がある。さらに、移動
平均および移動範囲に所定のメンバシップ間数を適用し
て睡眠の度合を求めるファジィ演算部と、ファジィ演算
部により求めた睡眠の度合に基づいて使用者が入眠した
かどうかを判定する判定部とを具備しているので、ファ
ジィ論理を用いて入眠したかどうかの判定を行うことに
より、焦電型赤外線センサに対する使用者の相対位置の
相違、日による体調の相違、個人差など、体動の程度を
変化させる要因に対して柔軟に対応することができ、入
眠したかどうかを正確に判定することができるという利
点を有するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は同
上の処理手順を示す動作説明図、第３図は同上の各部の
信号を示す動作説明図である。 １・・・焦電型赤外線センサ、２・・・Ａ／Ｄ変換部、
３・・・統計処理部、４・・・ファジィ演算部、５・・
・積分回路部、６・・・判定部、Ｍ・・・使用者。 代理人　弁理士　石　１）長　七

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）睡眠しようとしている使用者から放射される赤外
   線を検知できる位置に配設された焦電型赤外線センサと
   、焦電型赤外線センサの出力電圧を一定周期でサンプリ
   ングし所定期間ごとの平均値である移動平均および所定
   期間ごとの最大値と最小値との差である移動範囲を求め
   る統計処理部と、移動平均および移動範囲に所定のメン
   バシップ関数を適用して睡眠の度合を求めるファジィ演
   算部と、ファジィ演算部により求めた睡眠の度合に基づ
   いて使用者が入眠したかどうかを判定する判定部とを具
   備して成ることを特徴とする赤外線検知による入眠検出
   装置。