睡眠判定方法及び睡眠判定システム
【課題】精度高くユーザーが覚醒しているか睡眠しているかを判断する。
【解決手段】活動量が所定値以上であって、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上で、且つ瞼が開いている場合、或いは、活動量が所定値を超えないが、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合には人が覚醒していると判定し、活動量が所定値を超えない場合であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定以上で、且つ瞼が閉じている場合には人が睡眠していると判定する。
【解決手段】活動量が所定値以上であって、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上で、且つ瞼が開いている場合、或いは、活動量が所定値を超えないが、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合には人が覚醒していると判定し、活動量が所定値を超えない場合であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定以上で、且つ瞼が閉じている場合には人が睡眠していると判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人が覚醒しているか睡眠しているかを判定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、加速度センサーが組み込まれた体動検出装置を用いて、０．０１Ｇ以上の加速度をもつ体動の１分間の総カウント数を計測していくことで、人の覚醒及び睡眠の経時状態を観測するシステムがある。しかしながら、このようなシステムでは、５分程度の体動の停止状態が継続すると、人が睡眠中であると判定されてしまうため、活動時間帯において、思索やディスプレイあるいは紙文書を注視している等の状態を、睡眠していると誤判定されてしまうという問題があった。
【０００３】
一方で生物は、覚醒状態から睡眠状態に入る際に、体温が低下することから、この現象を利用することにより、人が覚醒しているか睡眠しているかを判定する睡眠判定方法が、特許文献１に示されている。この睡眠判定方法は、予めユーザーの覚醒時の体温を測定しておき、覚醒時の体温と現在の体温との差分が基準温度よりも大きく低下し、更に、一定時間前の体温と現在体温との差分が基準温度よりも大きく低下した場合に、ユーザーが入眠したと判断していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−４２９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記方法では、一定時間前の体温と現在体温のみの比較を行うことから、入眠判断が非常にばらついていた。また、体温が低下した場合であっても（特に体の動きがある場合）、実際には覚醒している場合もあり、ユーザーが睡眠していると誤判定されてしまうという問題があった。従来では、人の体の動きがある状態で、人の体温が低下した場合には、当該人が覚醒しているか、睡眠しているかの判定が困難であった。本発明は、上記問題を解決し、特に着座状態で作業中のユーザーが覚醒しているか睡眠しているかを精度良く判断することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、
人が覚醒しているか睡眠しているかを判定する睡眠判定方法であって、
前記人の体の活動量を検出する活動量検出工程と、
前記人の体温を検出する体温検出工程と、
前記人の瞼が開いているか閉じているかの瞼の状態情報を検出する瞼状態検出工程と、
前記活動量検出工程にて検出した活動量、前記体温検出工程で検出した体温、前記瞼状態検出工程で検出した瞼の状態情報を記憶部に記憶させる情報記憶工程と、
前記記憶部に記憶された活動量、体温、瞼の状態情報に基づいて前記人が、覚醒しているか、睡眠しているかを判定する睡眠判定工程と、
を有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記睡眠判定工程は、
活動量が所定値以上であって、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上で、且つ瞼が開いている場合、或いは、活動量が所定値を超えないが、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合には人が覚醒していると判定し、
活動量が所定値を超えない場合であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定以上で、且つ瞼が閉じている場合には人が睡眠していると判定することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、
人が覚醒しているか睡眠しているかを判定する睡眠判定システムであって、
前記人の体の活動量を検出する活動量検出手段と、
前記人の体温を検出する体温検出手段と、
前記人の瞼が開いているか閉じているかの瞼の状態情報を検出する瞼状態検出手段と、
前記活動量検出手段が検出した活動量、前記体温検出手段が検出した体温、前記瞼状態検出手段が検出した瞼の状態情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された活動量、体温、瞼の状態情報に基づいて前記人が、覚醒しているか、睡眠しているかを判定する睡眠判定手段と、
を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、
前記睡眠判定手段は、
活動量が所定値以上であって、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上で、且つ瞼が開いている場合、或いは、活動量が所定値を超えないが、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合には人が覚醒していると判定し、
活動量が所定値を超えない場合であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定以上で、且つ瞼が閉じている場合には人が睡眠していると判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、人の体の活動量を検出する活動量検出工程と、人の体温を検出する体温検出工程と、人の瞼が開いているか閉じているかの瞼の状態情報を検出する瞼状態検出工程と、前記活動量検出工程にて検出した活動量、前記体温検出工程で検出した体温、前記瞼状態検出工程で検出した瞼の状態情報を記憶部に記憶させる情報記憶工程と、前記記憶部に記憶された活動量、体温、瞼の状態情報に基づいて前記人が、覚醒しているか、睡眠しているかを判定する睡眠判定工程を有することを特徴とする。
このため、活動量と体温と瞼の状態の全てを検出することにより、それぞれ単独で検出するよりも精度良くユーザーが覚醒しているか睡眠しているかを判断することが可能となった。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、睡眠判定工程は、活動量が所定値以上であって、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上で、且つ瞼が開いている場合、或いは、活動量が所定値を超えないが、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合には人が覚醒していると判定し、活動量が所定値を超えない場合であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定以上で、且つ瞼が閉じている場合には人が睡眠していると判定することを特徴とする。
このため、人が思索中あるいはディスプレイや紙文書等を注視している等の状態で、体の動きが止まっている場合であっても睡眠中と誤判定されることがなく、また、従来判定が困難であった、人の体の動きがある状態で人の体温が低下した場合であっても、確実に、当該人が覚醒しているか睡眠しているかを判定することが可能となった。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、人の体の活動量を検出する活動量検出手段と、前記人の体温を検出する体温検出手段と、前記人の瞼が開いているか閉じているかの瞼の状態情報を検出する瞼状態検出手段と、前記活動量検出手段が検出した活動量、前記体温検出手段が検出した体温、前記瞼状態検出手段が検出した瞼の状態情報を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された活動量、体温、瞼の状態情報に基づいて前記人が、覚醒しているか、睡眠しているかを判定する睡眠判定手段とを有することを特徴とする。
このため、活動量と体温と瞼の状態の全てを検出することにより、それぞれ単独で検出するよりも精度良くユーザーが覚醒しているか睡眠しているかを判断することが可能となった。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記睡眠判定手段は、活動量が所定値以上であって、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上で、且つ瞼が開いている場合、或いは、活動量が所定値を超えないが、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合には人が覚醒していると判定し、活動量が所定値を超えない場合であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定以上で、且つ瞼が閉じている場合には人が睡眠していると判定することを特徴とする。
このため、人が思索中あるいはディスプレイや紙文書等を注視している等の状態で、体の動きが止まっている場合であっても睡眠中と誤判定されることがなく、また、従来判定が困難であった、人の体の動きがある状態で人の体温が低下した場合であっても、確実に、当該人が覚醒しているか睡眠しているかを判定することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の概要を示す説明図である。
【図２】本発明の睡眠判定装置のブロック図である。
【図３】睡眠判定処理のフロー図である。
【図４】睡眠判定の判定条件を表した表である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（睡眠判定装置の概要）
以下に図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施の形態を示す。図１に示されるように、本発明の睡眠判定装置７０（図２に示す）は、ユーザー９９９の瞼の状態を撮像する撮像部６０と、ユーザー９９９の活動量及び体温を測定し、この測定結果及び前記撮像部６０で撮像されたユーザー９９９の瞼の状態から、ユーザー９９９が覚醒状態にあるか睡眠状態にあるかを判定する検出判定部５０とから構成されている。図１に示される実施形態では、検出判定部５０は、リストバンド型であり、ユーザー９９９の腕に装着されるようになっている。撮像部６０は、ユーザー９９９の瞼の状態を撮像することができる位置に設置される。検出判定部５０は、有線又は無線でパーソナルコンピュータ９９と接続していて、検出判定部５０の判定結果が、パーソナルコンピュータ９９に出力されて、判定結果が当該パーソナルコンピュータ９９に記憶され、表示されるようになっている。
【００１６】
（睡眠判定装置のブロック図）
図２に睡眠判定装置７０のブロック図を示して、以下、当該ブロック図について説明をする。検出判定部５０は、ＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２、ＲＯＭ２３、パーソナルコンピュータ用インターフェース２４、インターフェース２５、加速度センサー３１、体温センサー３２、撮像コントローラ３３を有していて、これらは相互にバス３９で接続されている。インターフェース２５には、操作部２６が接続している。検出判定部５０は、一次電池や二次電池等の電源４９を有していて、当該電源４９から検出判定部５０を構成する各要素に電流が供給されるようになっている。
【００１７】
ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２２、ＲＯＭ２３と協動して、各種演算、処理を行う。ＲＡＭ２２は、ＣＰＵ２１で処理されるプログラムや、ＣＰＵ２１が処理するデータ、ＣＰＵ２１で処理されたデータを、そのアドレス空間に一時的に記憶する。
【００１８】
ＲＯＭ２３には、睡眠判定装置７０を制御する各種プログラムが記憶されている。ＲＯＭ２３には、活動量算出プログラム２３ａ、体温変動量算出プログラム２３ｂ、瞼状態判定プログラム２３ｃ、睡眠判定プログラム２３ｄ等のプログラムが記憶されている。当該各種プログラムが、ＣＰＵ２１で処理されることにより、各種機能を実現している。
【００１９】
活動量算出プログラム２３ａは、加速度センサー３１で検出した「加速度データ」から、ユーザー９９９の活動量を算出する。詳しくは、図３に示されるＳ１２の処理で説明する。
【００２０】
体温変動量算出プログラム２３ｂは、体温センサー３２で検出した「温度データ」から、ユーザー９９９の体温の変動を算出する。詳しくは、図３に示されるＳ１３の処理で説明する。
【００２１】
瞼状態判定プログラム２３ｃは、撮像部６０で撮像し、撮像コントローラ３３で生成された「撮像データ」から、ユーザー９９９の瞼が開いているか、閉じているかを判定する。詳しくは、図３に示されるＳ１４の処理で説明する。
【００２２】
睡眠判定プログラム２３ｄは、活動量算出プログラム２３ａ、体温変動量算出プログラム２３ｂ、瞼状態判定プログラム２３ｃが算出し、判定した情報に基づいて、ユーザー９９９が覚醒しているか、睡眠しているか判定する（図４に判定条件を示す）。詳しくは、図３に示されるＳ１６〜Ｓ３４の処理で説明する。
【００２３】
なお、活動量算出プログラム２３ａ、体温変動量算出プログラム２３ｂ、瞼状態判定プログラム２３ｃ、睡眠判定プログラム２３ｄを、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）として構成することとしても差し支えない。
【００２４】
パーソナルコンピュータ用インターフェース２４は、検出判定部５０とパーソナルコンピュータ９９とを無線又は有線で接続するためのインターフェースであり、ＵＳＢ（Ｕｎｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＩＥＥＥ８０２に規定されている所謂無線ＬＡＮ等が含まれる。
【００２５】
操作部２６は、睡眠判定装置７０を操作するためのコントローラである。インターフェース２５は、操作部２６が出力する信号の物理的又は論理的な形式を変換し、「操作信号」として、バス３９に出力する。
【００２６】
加速度センサー３１は、ユーザー９９９の体の動きを検出するためのセンサーであり、所定間隔（例えば０．１秒）をおいて、加速度を検出し「加速度データ」を生成する。加速度センサー３１が生成した「加速度データ」は、ＲＡＭ２２に記憶される。加速度センサー３１には、静電容量方式、ピエゾ抵抗方式、圧電方式等を用いた加速度センサー３１が含まれる。
【００２７】
体温センサー３２は、ユーザー９９９の体温を検出するセンサーであり、「温度データ」を生成する。体温センサー３２が生成した「温度データ」は、ＲＡＭ２２に記憶される。
体温センサー３２は、サーミスタや熱電対により測定するセンサーが含まれる。
【００２８】
撮像部６０は、撮像コントローラ３３と無線又は有線で接続している。撮像部６０は、結像光学系と、イメージセンサーを有している。結像光学系は、単一又は複数のレンズから構成され、入射された光をイメージセンサー上で結像させる。イメージセンサーは、光
を検出して電荷を発生させる受光素子を二次元に配置したものである。イメージセンサーには、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ Ｉｍａｇｅ ＳｅｎＳｏｒ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｗｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）が含まれる。
【００２９】
撮像コントローラ３３は、Ａ／Ｄコンバータや画像処理回路を有している。撮像コントローラ３３は、撮像部６０のイメージセンサーを駆動させて、ユーザー９９９を撮像させる。イメージセンサーが撮像すると、前記Ａ／Ｄコンバータは、イメージセンサーの各受光素子が出力した電荷をデジタル信号に変換する。前記画像処理回路は前記デジタル信号に基づいて、「撮像データ」を生成する。生成された「撮像データ」は、ＲＡＭ２２に記憶される。
【００３０】
（睡眠判定処理のフロー図）
図３に睡眠判定処理のフロー図を示して、以下当該フローについて説明をする。ユーザー９９９が、操作部２６を操作することにより、睡眠判定装置７０に電源が投入されると、睡眠判定処理が開始し、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４の処理で、それぞれの処理が開始される。
【００３１】
Ｓ１２「活動量算出処理開始」の処理において、活動量算出プログラム２３ａが起動される。活動量算出プログラム２３ａは、加速度センサー３１での、ユーザー９９９の体の動きに伴う加速度の検出を開始させる。加速度センサー３１で検出された「加速度データ」は、ＲＡＭ２２に出力されて記憶される。活動量算出プログラム２３ａは、ＲＡＭ２２に記憶された「加速度データ」から、ユーザー９９９の活動量を算出する。前記活動量とは、所定期間内（例えば１分）あたりの、所定値以上（０．０１Ｇ以上）の加速度が発生した回数（体動数）の積算値である。活動量算出プログラム２３ａは、算出した活動量をＲＡＭ２２に記憶する。
【００３２】
Ｓ１３「体温変動量算出処理開始」の処理において、体温変動量算出プログラム２３ｂが起動される。体温変動量算出プログラム２３ｂは、体温センサー３２でのユーザー９９９の体温の検出を開始させる。体温センサー３２で検出された「温度データ」は、ＲＡＭ２２に記憶される。体温変動量算出プログラム２３ｂは、ＲＡＭ２２に記憶された「温度データ」から、ユーザー９９９の体温の変動量を算出する。具体的には、体温変動量算出プログラム２３ｂは、一定時間（例えば５分）前のユーザー９９９の体温と、現在のユーザー９９９の体温の差分温度ΔＴを算出し、ＲＡＭ２２に記憶する。
【００３３】
Ｓ１４「瞼状態判定処理開始」の処理において、瞼状態判定プログラム２３ｃが起動される。瞼状態判定プログラム２３ｃは、撮像コントローラ３３に制御信号を出力し、撮像部６０でのユーザー９９９の瞼の状態を撮像させる。撮像部６０が撮像し、撮像コントローラ３３が生成した「撮像データ」は、ＲＡＭ２２に記憶される。瞼状態判定プログラム２３ｃは、ＲＡＭ２２に記憶された「撮像データ」からユーザー９９９の顔の特徴点を検出することにより、ユーザー９９９の目の位置を認識し、目の領域を切り出す。前記顔の特徴点とは、例えば、顔の輪郭、鼻、眉毛、口裂等「画像データ」中の画素の濃淡が強く表れる箇所である。なお、「撮像データ」から、顔の特徴点を検出し、顔の特徴部位を検出する手法としては、例えば、特開２００３−２７１９３２号公報、特開２００５−１９６５６７号公報に記載されている手法など、いずれの公知技術も適用可能である。次に、瞼状態判定プログラム２３ｃは、目の領域の画素の集合を、所定の閾値を用いて白と黒の画素に２値化し、瞼が開いているか閉じているかを判定する。つまり、瞼が閉じている場合には、白目部分は隠れているので白色の画素は現れないため、瞼が閉じていると判定される。なお、瞼状態判定プログラム２３ｃは、上下の瞼と目のエッジラインを検出して、前記エッジラインが１本である場合には、ユーザー９９９の瞼は閉じていると判定し、前記エッジラインが２本である場合には、ユーザー９９９の瞼は開いていると判定することにしても差し支えない。瞼状態判定プログラム２３ｃは、ユーザー９９９の瞼が開いているか、閉じているかの「瞼情報」をＲＡＭ２２に記憶する。
【００３４】
Ｓ１２〜Ｓ１４の処理の処理が全て開始されると、Ｓ１６の判断処理に進む。
【００３５】
Ｓ１６「活動量基準値以上？」の判断処理において、睡眠判定プログラム２３ｄは、活動量算出プログラム２３ａが算出したユーザー９９９の活動量が基準値（例えば一分あたりの体動数が５０）以上か否かを判断する。睡眠判定プログラム２３ｄが、ユーザー９９９の活動量が基準値以上と判断した場合には（Ｓ１６がＹＥＳ）、Ｓ１７の判断処理に進む。一方で、睡眠判定プログラム２３ｄが、ユーザー９９９の活動量が基準値を超えないと判断した場合には、Ｓ３２の判断処理に進む。
【００３６】
Ｓ１７「体温低下基準値以上？」の判断処理において、睡眠判定プログラム２３ｄは、体温変動量算出プログラム２３ｂが算出したユーザー９９９の体温の差分温度ΔＴに基づいて、一定時間（例えば５分）におけるユーザー９９９の体温の低下が基準値（例えば０．２℃）以上か否かを判断する。睡眠判定プログラム２３ｄが、一定時間におけるユーザー９９９の体温の低下が基準値以上と判断した場合には（Ｓ１７がＹＥＳ）、Ｓ１８の処理に進む。一方で、睡眠判定プログラム２３ｄが、一定時間におけるユーザー９９９の体温の低下が基準値を超えないと判断した場合には（Ｓ１７がＮＯ）、Ｓ２５の処理に進む。
【００３７】
Ｓ１８「瞼開いている？」の判断処理において、睡眠判定プログラム２３ｄは、瞼状態判定プログラム２３ｃが判定したユーザー９９９の「瞼情報」をＲＡＭ２２から読み出し、ユーザー９９９の瞼が開いている場合には（Ｓ１８がＹＥＳ）、Ｓ１９の処理に進ませ、一方で、ユーザー９９９の瞳が閉じている場合には（Ｓ１８がＮＯ）、Ｓ２７の処理に進ませる。
【００３８】
Ｓ３２「体温低下基準値以上？」の判断処理において、睡眠判定プログラム２３ｄは、体温変動量算出プログラム２３ｂが算出したユーザー９９９の体温の差分温度ΔＴに基づいて、一定時間（例えば５分）におけるユーザー９９９の体温の低下が基準値（例えば０．２℃）以上か否かを判断する。睡眠判定プログラム２３ｄが、一定時間におけるユーザー９９９の体温の低下が基準値以上と判断した場合には（Ｓ３２がＹＥＳ）、Ｓ３３の処理に進む。一方で、睡眠判定プログラム２３ｄが、一定時間におけるユーザー９９９の体温の低下が基準値を超えないと判断した場合には（Ｓ３２がＮＯ）、Ｓ３４の処理に進む。
【００３９】
Ｓ１９、Ｓ２５、Ｓ３４「覚醒と判定」の処理において、睡眠判定プログラム２３ｄは、ユーザー９９９が覚醒していると判定する。Ｓ１９、Ｓ２５、Ｓ３４の処理が終了すると、Ｓ４０の処理に進む。
【００４０】
Ｓ２７、Ｓ３３「睡眠と判定」の処理において、睡眠判定プログラム２３ｄは、ユーザー９９９が睡眠していると判定する。Ｓ２７、Ｓ３３の処理が終了すると、Ｓ４０の処理に進む。
【００４１】
Ｓ４０「判定結果記録」の処理において、睡眠判定プログラム２３ｄは、Ｓ１９、Ｓ２５、Ｓ３４、Ｓ２７、Ｓ３３の処理で判定した判定結果をＲＡＭ２２に記憶する。Ｓ４０の処理が終了すると、Ｓ４１の処理に進む。
【００４２】
Ｓ４１「判定結果送信」の処理において、ＣＰＵ２１は、Ｓ４０の処理でＲＡＭ２２に記憶された判定結果を、パーソナルコンピュータ９９に送信する命令を、パーソナルコンピュータ用インターフェース２４に出力する。パーソナルコンピュータ用インターフェース２４は、ＣＰＵ２１から送信された判定結果を、パーソナルコンピュータ９９へ出力する。判定結果を受信したパーソナルコンピュータ９９は、当該判定結果を記憶し、また、表示画面に表示する。Ｓ４１の処理が終了すると、Ｓ４２の判断処理に進む。
【００４３】
Ｓ４２「終了？」の判断処理において、ユーザー９９９が操作部２６の操作することにより、睡眠判定装置７０を終了させる信号が、インターフェース２５に入力された場合には、電源４９による電流の供給が遮断されて、睡眠判定処理が終了する。一方で、睡眠判定装置７０を終了させる信号が、インターフェース２５に入力されない場合には、Ｓ１６の判断処理に戻る。
【００４４】
このように、本発明では、人の活動量に加えて、人の体温低下の変動量に基づき、人が覚醒しているか、睡眠しているかを判定することにしたので、人が思索中で、体の動きが止まっている場合であっても、睡眠中と誤判定されることを防止することが可能となった。また、本発明では、人の瞼の状態も検出することにしたので、従来では、判定が困難であった、人の体の動きがある状態で、人の体温が低下した場合であっても、確実に、当該人が覚醒しているか睡眠しているかを判定することが可能となった。
【００４５】
（総括）
図３のフローのＳ１６の判断処理において、下記に示される式１（Ｃｏｌｅ−Ｋｒｉｐｋｅの式）で求められるＲを指標とした場合、Ｒが基準値である１以上であるか（Ｒ≧１）（Ｓ１６がＹＥＳ）否か（Ｒ＜1）（Ｓ１６がＮＯ）で判断することにしても差し支えない。
Ｒ＝０．００００１（４０４αｎ４＋５９８αｎ３＋３２６αｎ２＋４４１αｎ１＋１４０８α０＋５０８α１＋３５０α２）…（式１）
ここで、αｎ１、αｎ２、αｎ３、αｎ４はそれぞれ、４分前、３分前、２分前、１分前の活動量（単位時間当たりの体動数）、α０は判定時の活動量、α１、α２は１分後、２分後の活動量を表す。
【００４６】
また、図３のフローのＳ１７、Ｓ３２の判断処理において、現在の体温が（Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ）／２よりも低いか（Ｓ１７、Ｓ３２がＹＥＳ）否か（Ｓ１７、Ｓ３２がＮＯ）を判断することにしても差し支えない。
ここで、Ｔｍａｘは前日のユーザー９９９の最高体温であり、Ｔｍｉｎは前日のユーザー９９９の最低体温である。
【００４７】
なお、以上説明した実施形態では、人の活動量として、所定時間内の人の体動数を算出することとしたが、人の活動量として、例えば人の心拍数等を計測し、当該心拍数等から活動量を算出し、当該活動量が基準値以上か否かを判定することにより、人が覚醒しているか、睡眠しているかを判定することにしても差し支えない。
【００４８】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う睡眠判定方法及び睡眠判定システムもまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上詳述したように、本発明は、人が覚醒しているか睡眠しているかを判定する技術に係るものであり、本発明により人が覚醒しているか睡眠しているかを精度良く判定することが可能となる。それにより、睡眠障害のより正確な診断が可能になり、また、その診断結果を基にした生活習慣改善への対策に利用することが可能となる。更に、業務時間で使用するのであれば、居眠りを検知することが可能となる。このため、例えば、車両の運転等、居眠りによる事故が深刻となる場合に、本発明を利用することにより、居眠りを精度良く検知し、居眠りによる事故の未然防止に役立たせることが可能となる。
【符号の説明】
【００５０】
２１ ＣＰＵ
２２ ＲＡＭ
２３ ＲＯＭ
２３ａ 活動量算出プログラム
２３ｂ 体温変動量算出プログラム
２３ｃ 瞼状態判定プログラム
２３ｄ 睡眠判定プログラム
２４ パーソナルコンピュータ用インターフェース
２５ インターフェース
２６ 操作部
３９ バス
４９ 電源
５０ 検出判定部
６０ 撮像部
７０ 睡眠判定装置
９９ パーソナルコンピュータ
９９９ ユーザー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人が覚醒しているか睡眠しているかを判定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、加速度センサーが組み込まれた体動検出装置を用いて、０．０１Ｇ以上の加速度をもつ体動の１分間の総カウント数を計測していくことで、人の覚醒及び睡眠の経時状態を観測するシステムがある。しかしながら、このようなシステムでは、５分程度の体動の停止状態が継続すると、人が睡眠中であると判定されてしまうため、活動時間帯において、思索やディスプレイあるいは紙文書を注視している等の状態を、睡眠していると誤判定されてしまうという問題があった。
【０００３】
一方で生物は、覚醒状態から睡眠状態に入る際に、体温が低下することから、この現象を利用することにより、人が覚醒しているか睡眠しているかを判定する睡眠判定方法が、特許文献１に示されている。この睡眠判定方法は、予めユーザーの覚醒時の体温を測定しておき、覚醒時の体温と現在の体温との差分が基準温度よりも大きく低下し、更に、一定時間前の体温と現在体温との差分が基準温度よりも大きく低下した場合に、ユーザーが入眠したと判断していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−４２９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記方法では、一定時間前の体温と現在体温のみの比較を行うことから、入眠判断が非常にばらついていた。また、体温が低下した場合であっても（特に体の動きがある場合）、実際には覚醒している場合もあり、ユーザーが睡眠していると誤判定されてしまうという問題があった。従来では、人の体の動きがある状態で、人の体温が低下した場合には、当該人が覚醒しているか、睡眠しているかの判定が困難であった。本発明は、上記問題を解決し、特に着座状態で作業中のユーザーが覚醒しているか睡眠しているかを精度良く判断することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、
人が覚醒しているか睡眠しているかを判定する睡眠判定方法であって、
前記人の体の活動量を検出する活動量検出工程と、
前記人の体温を検出する体温検出工程と、
前記人の瞼が開いているか閉じているかの瞼の状態情報を検出する瞼状態検出工程と、
前記活動量検出工程にて検出した活動量、前記体温検出工程で検出した体温、前記瞼状態検出工程で検出した瞼の状態情報を記憶部に記憶させる情報記憶工程と、
前記記憶部に記憶された活動量、体温、瞼の状態情報に基づいて前記人が、覚醒しているか、睡眠しているかを判定する睡眠判定工程と、
を有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記睡眠判定工程は、
活動量が所定値以上であって、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上で、且つ瞼が開いている場合、或いは、活動量が所定値を超えないが、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合には人が覚醒していると判定し、
活動量が所定値を超えない場合であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定以上で、且つ瞼が閉じている場合には人が睡眠していると判定することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、
人が覚醒しているか睡眠しているかを判定する睡眠判定システムであって、
前記人の体の活動量を検出する活動量検出手段と、
前記人の体温を検出する体温検出手段と、
前記人の瞼が開いているか閉じているかの瞼の状態情報を検出する瞼状態検出手段と、
前記活動量検出手段が検出した活動量、前記体温検出手段が検出した体温、前記瞼状態検出手段が検出した瞼の状態情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された活動量、体温、瞼の状態情報に基づいて前記人が、覚醒しているか、睡眠しているかを判定する睡眠判定手段と、
を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、
前記睡眠判定手段は、
活動量が所定値以上であって、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上で、且つ瞼が開いている場合、或いは、活動量が所定値を超えないが、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合には人が覚醒していると判定し、
活動量が所定値を超えない場合であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定以上で、且つ瞼が閉じている場合には人が睡眠していると判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、人の体の活動量を検出する活動量検出工程と、人の体温を検出する体温検出工程と、人の瞼が開いているか閉じているかの瞼の状態情報を検出する瞼状態検出工程と、前記活動量検出工程にて検出した活動量、前記体温検出工程で検出した体温、前記瞼状態検出工程で検出した瞼の状態情報を記憶部に記憶させる情報記憶工程と、前記記憶部に記憶された活動量、体温、瞼の状態情報に基づいて前記人が、覚醒しているか、睡眠しているかを判定する睡眠判定工程を有することを特徴とする。
このため、活動量と体温と瞼の状態の全てを検出することにより、それぞれ単独で検出するよりも精度良くユーザーが覚醒しているか睡眠しているかを判断することが可能となった。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、睡眠判定工程は、活動量が所定値以上であって、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上で、且つ瞼が開いている場合、或いは、活動量が所定値を超えないが、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合には人が覚醒していると判定し、活動量が所定値を超えない場合であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定以上で、且つ瞼が閉じている場合には人が睡眠していると判定することを特徴とする。
このため、人が思索中あるいはディスプレイや紙文書等を注視している等の状態で、体の動きが止まっている場合であっても睡眠中と誤判定されることがなく、また、従来判定が困難であった、人の体の動きがある状態で人の体温が低下した場合であっても、確実に、当該人が覚醒しているか睡眠しているかを判定することが可能となった。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、人の体の活動量を検出する活動量検出手段と、前記人の体温を検出する体温検出手段と、前記人の瞼が開いているか閉じているかの瞼の状態情報を検出する瞼状態検出手段と、前記活動量検出手段が検出した活動量、前記体温検出手段が検出した体温、前記瞼状態検出手段が検出した瞼の状態情報を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された活動量、体温、瞼の状態情報に基づいて前記人が、覚醒しているか、睡眠しているかを判定する睡眠判定手段とを有することを特徴とする。
このため、活動量と体温と瞼の状態の全てを検出することにより、それぞれ単独で検出するよりも精度良くユーザーが覚醒しているか睡眠しているかを判断することが可能となった。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記睡眠判定手段は、活動量が所定値以上であって、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上で、且つ瞼が開いている場合、或いは、活動量が所定値を超えないが、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合には人が覚醒していると判定し、活動量が所定値を超えない場合であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定以上で、且つ瞼が閉じている場合には人が睡眠していると判定することを特徴とする。
このため、人が思索中あるいはディスプレイや紙文書等を注視している等の状態で、体の動きが止まっている場合であっても睡眠中と誤判定されることがなく、また、従来判定が困難であった、人の体の動きがある状態で人の体温が低下した場合であっても、確実に、当該人が覚醒しているか睡眠しているかを判定することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の概要を示す説明図である。
【図２】本発明の睡眠判定装置のブロック図である。
【図３】睡眠判定処理のフロー図である。
【図４】睡眠判定の判定条件を表した表である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（睡眠判定装置の概要）
以下に図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施の形態を示す。図１に示されるように、本発明の睡眠判定装置７０（図２に示す）は、ユーザー９９９の瞼の状態を撮像する撮像部６０と、ユーザー９９９の活動量及び体温を測定し、この測定結果及び前記撮像部６０で撮像されたユーザー９９９の瞼の状態から、ユーザー９９９が覚醒状態にあるか睡眠状態にあるかを判定する検出判定部５０とから構成されている。図１に示される実施形態では、検出判定部５０は、リストバンド型であり、ユーザー９９９の腕に装着されるようになっている。撮像部６０は、ユーザー９９９の瞼の状態を撮像することができる位置に設置される。検出判定部５０は、有線又は無線でパーソナルコンピュータ９９と接続していて、検出判定部５０の判定結果が、パーソナルコンピュータ９９に出力されて、判定結果が当該パーソナルコンピュータ９９に記憶され、表示されるようになっている。
【００１６】
（睡眠判定装置のブロック図）
図２に睡眠判定装置７０のブロック図を示して、以下、当該ブロック図について説明をする。検出判定部５０は、ＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２、ＲＯＭ２３、パーソナルコンピュータ用インターフェース２４、インターフェース２５、加速度センサー３１、体温センサー３２、撮像コントローラ３３を有していて、これらは相互にバス３９で接続されている。インターフェース２５には、操作部２６が接続している。検出判定部５０は、一次電池や二次電池等の電源４９を有していて、当該電源４９から検出判定部５０を構成する各要素に電流が供給されるようになっている。
【００１７】
ＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２２、ＲＯＭ２３と協動して、各種演算、処理を行う。ＲＡＭ２２は、ＣＰＵ２１で処理されるプログラムや、ＣＰＵ２１が処理するデータ、ＣＰＵ２１で処理されたデータを、そのアドレス空間に一時的に記憶する。
【００１８】
ＲＯＭ２３には、睡眠判定装置７０を制御する各種プログラムが記憶されている。ＲＯＭ２３には、活動量算出プログラム２３ａ、体温変動量算出プログラム２３ｂ、瞼状態判定プログラム２３ｃ、睡眠判定プログラム２３ｄ等のプログラムが記憶されている。当該各種プログラムが、ＣＰＵ２１で処理されることにより、各種機能を実現している。
【００１９】
活動量算出プログラム２３ａは、加速度センサー３１で検出した「加速度データ」から、ユーザー９９９の活動量を算出する。詳しくは、図３に示されるＳ１２の処理で説明する。
【００２０】
体温変動量算出プログラム２３ｂは、体温センサー３２で検出した「温度データ」から、ユーザー９９９の体温の変動を算出する。詳しくは、図３に示されるＳ１３の処理で説明する。
【００２１】
瞼状態判定プログラム２３ｃは、撮像部６０で撮像し、撮像コントローラ３３で生成された「撮像データ」から、ユーザー９９９の瞼が開いているか、閉じているかを判定する。詳しくは、図３に示されるＳ１４の処理で説明する。
【００２２】
睡眠判定プログラム２３ｄは、活動量算出プログラム２３ａ、体温変動量算出プログラム２３ｂ、瞼状態判定プログラム２３ｃが算出し、判定した情報に基づいて、ユーザー９９９が覚醒しているか、睡眠しているか判定する（図４に判定条件を示す）。詳しくは、図３に示されるＳ１６〜Ｓ３４の処理で説明する。
【００２３】
なお、活動量算出プログラム２３ａ、体温変動量算出プログラム２３ｂ、瞼状態判定プログラム２３ｃ、睡眠判定プログラム２３ｄを、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）として構成することとしても差し支えない。
【００２４】
パーソナルコンピュータ用インターフェース２４は、検出判定部５０とパーソナルコンピュータ９９とを無線又は有線で接続するためのインターフェースであり、ＵＳＢ（Ｕｎｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＩＥＥＥ８０２に規定されている所謂無線ＬＡＮ等が含まれる。
【００２５】
操作部２６は、睡眠判定装置７０を操作するためのコントローラである。インターフェース２５は、操作部２６が出力する信号の物理的又は論理的な形式を変換し、「操作信号」として、バス３９に出力する。
【００２６】
加速度センサー３１は、ユーザー９９９の体の動きを検出するためのセンサーであり、所定間隔（例えば０．１秒）をおいて、加速度を検出し「加速度データ」を生成する。加速度センサー３１が生成した「加速度データ」は、ＲＡＭ２２に記憶される。加速度センサー３１には、静電容量方式、ピエゾ抵抗方式、圧電方式等を用いた加速度センサー３１が含まれる。
【００２７】
体温センサー３２は、ユーザー９９９の体温を検出するセンサーであり、「温度データ」を生成する。体温センサー３２が生成した「温度データ」は、ＲＡＭ２２に記憶される。
体温センサー３２は、サーミスタや熱電対により測定するセンサーが含まれる。
【００２８】
撮像部６０は、撮像コントローラ３３と無線又は有線で接続している。撮像部６０は、結像光学系と、イメージセンサーを有している。結像光学系は、単一又は複数のレンズから構成され、入射された光をイメージセンサー上で結像させる。イメージセンサーは、光
を検出して電荷を発生させる受光素子を二次元に配置したものである。イメージセンサーには、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ Ｉｍａｇｅ ＳｅｎＳｏｒ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｗｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）が含まれる。
【００２９】
撮像コントローラ３３は、Ａ／Ｄコンバータや画像処理回路を有している。撮像コントローラ３３は、撮像部６０のイメージセンサーを駆動させて、ユーザー９９９を撮像させる。イメージセンサーが撮像すると、前記Ａ／Ｄコンバータは、イメージセンサーの各受光素子が出力した電荷をデジタル信号に変換する。前記画像処理回路は前記デジタル信号に基づいて、「撮像データ」を生成する。生成された「撮像データ」は、ＲＡＭ２２に記憶される。
【００３０】
（睡眠判定処理のフロー図）
図３に睡眠判定処理のフロー図を示して、以下当該フローについて説明をする。ユーザー９９９が、操作部２６を操作することにより、睡眠判定装置７０に電源が投入されると、睡眠判定処理が開始し、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４の処理で、それぞれの処理が開始される。
【００３１】
Ｓ１２「活動量算出処理開始」の処理において、活動量算出プログラム２３ａが起動される。活動量算出プログラム２３ａは、加速度センサー３１での、ユーザー９９９の体の動きに伴う加速度の検出を開始させる。加速度センサー３１で検出された「加速度データ」は、ＲＡＭ２２に出力されて記憶される。活動量算出プログラム２３ａは、ＲＡＭ２２に記憶された「加速度データ」から、ユーザー９９９の活動量を算出する。前記活動量とは、所定期間内（例えば１分）あたりの、所定値以上（０．０１Ｇ以上）の加速度が発生した回数（体動数）の積算値である。活動量算出プログラム２３ａは、算出した活動量をＲＡＭ２２に記憶する。
【００３２】
Ｓ１３「体温変動量算出処理開始」の処理において、体温変動量算出プログラム２３ｂが起動される。体温変動量算出プログラム２３ｂは、体温センサー３２でのユーザー９９９の体温の検出を開始させる。体温センサー３２で検出された「温度データ」は、ＲＡＭ２２に記憶される。体温変動量算出プログラム２３ｂは、ＲＡＭ２２に記憶された「温度データ」から、ユーザー９９９の体温の変動量を算出する。具体的には、体温変動量算出プログラム２３ｂは、一定時間（例えば５分）前のユーザー９９９の体温と、現在のユーザー９９９の体温の差分温度ΔＴを算出し、ＲＡＭ２２に記憶する。
【００３３】
Ｓ１４「瞼状態判定処理開始」の処理において、瞼状態判定プログラム２３ｃが起動される。瞼状態判定プログラム２３ｃは、撮像コントローラ３３に制御信号を出力し、撮像部６０でのユーザー９９９の瞼の状態を撮像させる。撮像部６０が撮像し、撮像コントローラ３３が生成した「撮像データ」は、ＲＡＭ２２に記憶される。瞼状態判定プログラム２３ｃは、ＲＡＭ２２に記憶された「撮像データ」からユーザー９９９の顔の特徴点を検出することにより、ユーザー９９９の目の位置を認識し、目の領域を切り出す。前記顔の特徴点とは、例えば、顔の輪郭、鼻、眉毛、口裂等「画像データ」中の画素の濃淡が強く表れる箇所である。なお、「撮像データ」から、顔の特徴点を検出し、顔の特徴部位を検出する手法としては、例えば、特開２００３−２７１９３２号公報、特開２００５−１９６５６７号公報に記載されている手法など、いずれの公知技術も適用可能である。次に、瞼状態判定プログラム２３ｃは、目の領域の画素の集合を、所定の閾値を用いて白と黒の画素に２値化し、瞼が開いているか閉じているかを判定する。つまり、瞼が閉じている場合には、白目部分は隠れているので白色の画素は現れないため、瞼が閉じていると判定される。なお、瞼状態判定プログラム２３ｃは、上下の瞼と目のエッジラインを検出して、前記エッジラインが１本である場合には、ユーザー９９９の瞼は閉じていると判定し、前記エッジラインが２本である場合には、ユーザー９９９の瞼は開いていると判定することにしても差し支えない。瞼状態判定プログラム２３ｃは、ユーザー９９９の瞼が開いているか、閉じているかの「瞼情報」をＲＡＭ２２に記憶する。
【００３４】
Ｓ１２〜Ｓ１４の処理の処理が全て開始されると、Ｓ１６の判断処理に進む。
【００３５】
Ｓ１６「活動量基準値以上？」の判断処理において、睡眠判定プログラム２３ｄは、活動量算出プログラム２３ａが算出したユーザー９９９の活動量が基準値（例えば一分あたりの体動数が５０）以上か否かを判断する。睡眠判定プログラム２３ｄが、ユーザー９９９の活動量が基準値以上と判断した場合には（Ｓ１６がＹＥＳ）、Ｓ１７の判断処理に進む。一方で、睡眠判定プログラム２３ｄが、ユーザー９９９の活動量が基準値を超えないと判断した場合には、Ｓ３２の判断処理に進む。
【００３６】
Ｓ１７「体温低下基準値以上？」の判断処理において、睡眠判定プログラム２３ｄは、体温変動量算出プログラム２３ｂが算出したユーザー９９９の体温の差分温度ΔＴに基づいて、一定時間（例えば５分）におけるユーザー９９９の体温の低下が基準値（例えば０．２℃）以上か否かを判断する。睡眠判定プログラム２３ｄが、一定時間におけるユーザー９９９の体温の低下が基準値以上と判断した場合には（Ｓ１７がＹＥＳ）、Ｓ１８の処理に進む。一方で、睡眠判定プログラム２３ｄが、一定時間におけるユーザー９９９の体温の低下が基準値を超えないと判断した場合には（Ｓ１７がＮＯ）、Ｓ２５の処理に進む。
【００３７】
Ｓ１８「瞼開いている？」の判断処理において、睡眠判定プログラム２３ｄは、瞼状態判定プログラム２３ｃが判定したユーザー９９９の「瞼情報」をＲＡＭ２２から読み出し、ユーザー９９９の瞼が開いている場合には（Ｓ１８がＹＥＳ）、Ｓ１９の処理に進ませ、一方で、ユーザー９９９の瞳が閉じている場合には（Ｓ１８がＮＯ）、Ｓ２７の処理に進ませる。
【００３８】
Ｓ３２「体温低下基準値以上？」の判断処理において、睡眠判定プログラム２３ｄは、体温変動量算出プログラム２３ｂが算出したユーザー９９９の体温の差分温度ΔＴに基づいて、一定時間（例えば５分）におけるユーザー９９９の体温の低下が基準値（例えば０．２℃）以上か否かを判断する。睡眠判定プログラム２３ｄが、一定時間におけるユーザー９９９の体温の低下が基準値以上と判断した場合には（Ｓ３２がＹＥＳ）、Ｓ３３の処理に進む。一方で、睡眠判定プログラム２３ｄが、一定時間におけるユーザー９９９の体温の低下が基準値を超えないと判断した場合には（Ｓ３２がＮＯ）、Ｓ３４の処理に進む。
【００３９】
Ｓ１９、Ｓ２５、Ｓ３４「覚醒と判定」の処理において、睡眠判定プログラム２３ｄは、ユーザー９９９が覚醒していると判定する。Ｓ１９、Ｓ２５、Ｓ３４の処理が終了すると、Ｓ４０の処理に進む。
【００４０】
Ｓ２７、Ｓ３３「睡眠と判定」の処理において、睡眠判定プログラム２３ｄは、ユーザー９９９が睡眠していると判定する。Ｓ２７、Ｓ３３の処理が終了すると、Ｓ４０の処理に進む。
【００４１】
Ｓ４０「判定結果記録」の処理において、睡眠判定プログラム２３ｄは、Ｓ１９、Ｓ２５、Ｓ３４、Ｓ２７、Ｓ３３の処理で判定した判定結果をＲＡＭ２２に記憶する。Ｓ４０の処理が終了すると、Ｓ４１の処理に進む。
【００４２】
Ｓ４１「判定結果送信」の処理において、ＣＰＵ２１は、Ｓ４０の処理でＲＡＭ２２に記憶された判定結果を、パーソナルコンピュータ９９に送信する命令を、パーソナルコンピュータ用インターフェース２４に出力する。パーソナルコンピュータ用インターフェース２４は、ＣＰＵ２１から送信された判定結果を、パーソナルコンピュータ９９へ出力する。判定結果を受信したパーソナルコンピュータ９９は、当該判定結果を記憶し、また、表示画面に表示する。Ｓ４１の処理が終了すると、Ｓ４２の判断処理に進む。
【００４３】
Ｓ４２「終了？」の判断処理において、ユーザー９９９が操作部２６の操作することにより、睡眠判定装置７０を終了させる信号が、インターフェース２５に入力された場合には、電源４９による電流の供給が遮断されて、睡眠判定処理が終了する。一方で、睡眠判定装置７０を終了させる信号が、インターフェース２５に入力されない場合には、Ｓ１６の判断処理に戻る。
【００４４】
このように、本発明では、人の活動量に加えて、人の体温低下の変動量に基づき、人が覚醒しているか、睡眠しているかを判定することにしたので、人が思索中で、体の動きが止まっている場合であっても、睡眠中と誤判定されることを防止することが可能となった。また、本発明では、人の瞼の状態も検出することにしたので、従来では、判定が困難であった、人の体の動きがある状態で、人の体温が低下した場合であっても、確実に、当該人が覚醒しているか睡眠しているかを判定することが可能となった。
【００４５】
（総括）
図３のフローのＳ１６の判断処理において、下記に示される式１（Ｃｏｌｅ−Ｋｒｉｐｋｅの式）で求められるＲを指標とした場合、Ｒが基準値である１以上であるか（Ｒ≧１）（Ｓ１６がＹＥＳ）否か（Ｒ＜1）（Ｓ１６がＮＯ）で判断することにしても差し支えない。
Ｒ＝０．００００１（４０４αｎ４＋５９８αｎ３＋３２６αｎ２＋４４１αｎ１＋１４０８α０＋５０８α１＋３５０α２）…（式１）
ここで、αｎ１、αｎ２、αｎ３、αｎ４はそれぞれ、４分前、３分前、２分前、１分前の活動量（単位時間当たりの体動数）、α０は判定時の活動量、α１、α２は１分後、２分後の活動量を表す。
【００４６】
また、図３のフローのＳ１７、Ｓ３２の判断処理において、現在の体温が（Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ）／２よりも低いか（Ｓ１７、Ｓ３２がＹＥＳ）否か（Ｓ１７、Ｓ３２がＮＯ）を判断することにしても差し支えない。
ここで、Ｔｍａｘは前日のユーザー９９９の最高体温であり、Ｔｍｉｎは前日のユーザー９９９の最低体温である。
【００４７】
なお、以上説明した実施形態では、人の活動量として、所定時間内の人の体動数を算出することとしたが、人の活動量として、例えば人の心拍数等を計測し、当該心拍数等から活動量を算出し、当該活動量が基準値以上か否かを判定することにより、人が覚醒しているか、睡眠しているかを判定することにしても差し支えない。
【００４８】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う睡眠判定方法及び睡眠判定システムもまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上詳述したように、本発明は、人が覚醒しているか睡眠しているかを判定する技術に係るものであり、本発明により人が覚醒しているか睡眠しているかを精度良く判定することが可能となる。それにより、睡眠障害のより正確な診断が可能になり、また、その診断結果を基にした生活習慣改善への対策に利用することが可能となる。更に、業務時間で使用するのであれば、居眠りを検知することが可能となる。このため、例えば、車両の運転等、居眠りによる事故が深刻となる場合に、本発明を利用することにより、居眠りを精度良く検知し、居眠りによる事故の未然防止に役立たせることが可能となる。
【符号の説明】
【００５０】
２１ ＣＰＵ
２２ ＲＡＭ
２３ ＲＯＭ
２３ａ 活動量算出プログラム
２３ｂ 体温変動量算出プログラム
２３ｃ 瞼状態判定プログラム
２３ｄ 睡眠判定プログラム
２４ パーソナルコンピュータ用インターフェース
２５ インターフェース
２６ 操作部
３９ バス
４９ 電源
５０ 検出判定部
６０ 撮像部
７０ 睡眠判定装置
９９ パーソナルコンピュータ
９９９ ユーザー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人が覚醒しているか睡眠しているかを判定する睡眠判定方法であって、
前記人の体の活動量を検出する活動量検出工程と、
前記人の体温を検出する体温検出工程と、
前記人の瞼が開いているか閉じているかの瞼の状態情報を検出する瞼状態検出工程と、
前記活動量検出工程にて検出した活動量、前記体温検出工程で検出した体温、前記瞼状態検出工程で検出した瞼の状態情報を記憶部に記憶させる情報記憶工程と、
前記記憶部に記憶された活動量、体温、瞼の状態情報に基づいて前記人が、覚醒しているか、睡眠しているかを判定する睡眠判定工程と、
を有することを特徴とする睡眠判定方法。
【請求項２】
前記睡眠判定工程は、
活動量が所定値以上であって、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上で、且つ瞼が開いている場合、或いは、活動量が所定値を超えないが、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合には人が覚醒していると判定し、
活動量が所定値を超えない場合であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定以上で、且つ瞼が閉じている場合には人が睡眠していると判定することを特徴とする請求項１に記載の睡眠判定方法。
【請求項３】
人が覚醒しているか睡眠しているかを判定する睡眠判定システムであって、
前記人の体の活動量を検出する活動量検出手段と、
前記人の体温を検出する体温検出手段と、
前記人の瞼が開いているか閉じているかの瞼の状態情報を検出する瞼状態検出手段と、
前記活動量検出手段が検出した活動量、前記体温検出手段が検出した体温、前記瞼状態検出手段が検出した瞼の状態情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された活動量、体温、瞼の状態情報に基づいて前記人が、覚醒しているか、睡眠しているかを判定する睡眠判定手段と、
を有することを特徴とする睡眠判定システム。
【請求項４】
前記睡眠判定手段は、
活動量が所定値以上であって、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上で、且つ瞼が開いている場合、或いは、活動量が所定値を超えないが、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合には人が覚醒していると判定し、
活動量が所定値を超えない場合であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定以上で、且つ瞼が閉じている場合には人が睡眠していると判定することを特徴とする請求項３に記載の睡眠判定システム。
【請求項１】
人が覚醒しているか睡眠しているかを判定する睡眠判定方法であって、
前記人の体の活動量を検出する活動量検出工程と、
前記人の体温を検出する体温検出工程と、
前記人の瞼が開いているか閉じているかの瞼の状態情報を検出する瞼状態検出工程と、
前記活動量検出工程にて検出した活動量、前記体温検出工程で検出した体温、前記瞼状態検出工程で検出した瞼の状態情報を記憶部に記憶させる情報記憶工程と、
前記記憶部に記憶された活動量、体温、瞼の状態情報に基づいて前記人が、覚醒しているか、睡眠しているかを判定する睡眠判定工程と、
を有することを特徴とする睡眠判定方法。
【請求項２】
前記睡眠判定工程は、
活動量が所定値以上であって、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上で、且つ瞼が開いている場合、或いは、活動量が所定値を超えないが、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合には人が覚醒していると判定し、
活動量が所定値を超えない場合であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定以上で、且つ瞼が閉じている場合には人が睡眠していると判定することを特徴とする請求項１に記載の睡眠判定方法。
【請求項３】
人が覚醒しているか睡眠しているかを判定する睡眠判定システムであって、
前記人の体の活動量を検出する活動量検出手段と、
前記人の体温を検出する体温検出手段と、
前記人の瞼が開いているか閉じているかの瞼の状態情報を検出する瞼状態検出手段と、
前記活動量検出手段が検出した活動量、前記体温検出手段が検出した体温、前記瞼状態検出手段が検出した瞼の状態情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された活動量、体温、瞼の状態情報に基づいて前記人が、覚醒しているか、睡眠しているかを判定する睡眠判定手段と、
を有することを特徴とする睡眠判定システム。
【請求項４】
前記睡眠判定手段は、
活動量が所定値以上であって、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上で、且つ瞼が開いている場合、或いは、活動量が所定値を超えないが、体温が所定値以上又は体温の低下の変動量が所定値を超えない場合には人が覚醒していると判定し、
活動量が所定値を超えない場合であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定値以上、或いは、活動量が所定値以上であって、体温が所定値より低い又は体温低下の変動量が所定以上で、且つ瞼が閉じている場合には人が睡眠していると判定することを特徴とする請求項３に記載の睡眠判定システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２２７１９１（Ｐ２０１０−２２７１９１Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７６１７６（Ｐ２００９−７６１７６）
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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