JP5534255B2 - 在床判定装置および睡眠測定装置 - Google Patents

在床判定装置および睡眠測定装置 Download PDF

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Description

本発明は、被験者が在床しているか否かを判定する在床判定装置および睡眠測定装置に関する。
近年、被験者が敷寝具（ベッド用マットレス、敷布団等）上に在床しているか否かを判定する在床判定装置が提案されている。在床判定装置は、例えば、被験者の睡眠状態を測定する睡眠測定装置に適用される。睡眠測定装置においては、睡眠状態の測定を開始させるために装置への開始指示が必要であるが、睡眠は日常的な動作であるため被験者が指示操作（スイッチ操作等）をし忘れ易いという問題があった。在床判定装置を用いれば、被験者が睡眠測定装置に対して特別な操作を行わなくても、被験者の在床が判定され睡眠測定が実行され得る。例えば、特許文献１には、被験者の体動（マットレスの振動）を測定し被験者の在床（入床）を判定して睡眠状態の測定を行う技術が開示されている。
特開２００８−２０６５９６号公報
マットレスの振動により生じるセンサからの出力信号のレベルが所定閾値を上回る場合に被験者が入床したと判定する特許文献１の技術では、例えばマットレスに衝撃が与えられた場合に、被験者が在床していないにも関わらず在床と判定される可能性がある。
以上の事情に鑑み、本発明は、被験者が在床しているか否かを適切に判定可能とすることを目的とする。
本発明の在床判定装置は、敷寝具と共に使用可能であり、前記敷寝具上における被験者の生体変位を測定し、測定結果を示す測定信号を出力するセンサ部と、前記測定信号を第１ゲインで増幅して第１出力信号として出力する第１信号処理部と、前記第１出力信号をＡＤ変換して得た複数の第１レベル値を出力する第１ＡＤ変換部と、複数の前記第１レベル値のばらつきの程度を示すばらつき尺度に応じて、前記被験者が在床しているか否かを判定する判定部とを備え、在床中の前記被験者の前記生体変位に含まれる周期的成分の１周期中に、前記第１レベル値が取り得る最大値を維持する期間および前記第１レベル値が取り得る最小値を維持する期間が含まれるように、前記第１ゲインが設定される。
本明細書において、「生体変位」とは、被験者の生体活動（例えば、呼吸、脈拍、体動）によって生じる物理的変位（体積の増減等）である。また、本明細書において「生体変位に含まれる周期的成分」とは、被験者の周期的な生体活動（例えば呼吸または脈拍）により生じる周期的な物理的変位である。
また、本発明の別の在床判定装置は、敷寝具と共に使用可能であり、前記敷寝具上における被験者の生体変位を測定し、測定結果を示す測定信号を出力するセンサ部と、前記測定信号をＡＤ変換して得た複数の第１標本値を出力する第１ＡＤ変換部と、複数の前記第１標本値の各々を第１ゲインで数値的に増幅し第１レベル値として出力する第１信号処理部と、複数の前記第１レベル値のばらつきの程度を示すばらつき尺度に応じて、前記被験者が在床しているか否かを判定する判定部とを備え、在床中の前記被験者の前記生体変位に含まれる周期的成分の１周期中に、前記第１レベル値が取り得る最大値を維持する期間および前記第１レベル値が取り得る最小値を維持する期間が含まれるように、前記第１ゲインが設定される。
以上の構成によれば、被験者の生体変位を反映する第１レベル値のばらつきの程度に応じて、被験者が敷寝具上に在床しているか否かが判定される。したがって、単純に第１レベル値の大きさに応じて被験者の在床を判定する構成と比較して、より精度良く被験者の在床を判定することが可能である。
また、以上の構成によれば、被験者が在床していない場合の第１レベル値と、在床している場合の第１レベル値との差異が大きくなるので、両者を区別することが容易である。したがって、様々な寝具（ベッド、布団等）および様々な被験者（体重の重い人、体重の軽い人等）について在床判定装置を適用した場合でも、在床を検出する精度が維持され得る。
本発明の好適な態様において、前記判定部は、所定期間中に取得された複数の前記第１レベル値の前記ばらつき尺度が、第１閾値を上回る場合またはゼロである場合に、予備条件が充足されたと判定し、連続するｎ個（ｎは２以上の自然数）の所定期間において、前記予備条件が充足されたと判定された回数が第２閾値以上である場合に、前記被験者が在床していると判定する。
以上の構成によれば、予備条件が充足される頻度が高い場合に被験者が在床（入床）したと判定される。したがって、ノイズ等による第１レベル値のばらつき尺度の一時的な上昇に基づいて在床（入床）と誤判定されることが抑制され得る。
本発明の好適な態様において、前記判定部は、前記被験者が在床していると判定した後に、連続するｍ個（ｍは２以上の自然数）の所定期間において、前記予備条件が充足されたと判定された回数が、前記第２閾値を下回る第３閾値以下である場合に、前記被験者が在床していないと判定する。
以上の構成によれば、被験者が在床している場合に、予備条件が充足される頻度が低い場合に被験者が在床しなくなった（離床した）と判定される。したがって、ノイズ等による第１レベル値のばらつき尺度の一時的な低下に基づいて不在床（離床）と誤判定されることが抑制され得る。
本発明の好適な態様において、前記所定期間の長さは、前記周期的成分の前記１周期に要する時間よりも長く設定される。
以上の構成によれば、１回の所定期間中に周期的成分の１周期が含まれる可能性が高まる。所定期間中に周期定期成分の１周期が含まれると、その所定期間中における複数の第１レベル値のばらつきの程度が高まる。したがって、被験者の在床を検出する精度がより向上され得る。
本発明の好適な態様において、前記ばらつき尺度は、前記所定期間中に取得された複数の前記第１レベル値の標準偏差、分散、または変動係数である。
本発明の別の在床判定装置は、敷寝具と共に使用可能であり、前記敷寝具上における被験者の生体変位を測定し、測定結果を示す測定信号を出力するセンサ部と、前記測定信号を第１ゲインで増幅して第１出力信号として出力する第１信号処理部と、前記第１出力信号をＡＤ変換して得た複数の第１レベル値を出力する第１ＡＤ変換部と、解析期間中に出力された複数の前記第１レベル値を周波数解析して、前記被験者の前記生体変位に起因しない第１成分と前記被験者の前記生体変位に起因する第２成分とを取得し、前記第１成分と前記第２成分との比値に応じて前記被験者が在床しているか否かを判定する判定部とを備え、在床中の前記被験者の前記生体変位に含まれる周期的成分の１周期中に、前記第１レベル値が取り得る最大値を維持する期間および前記第１レベル値が取り得る最小値を維持する期間が含まれるように、前記第１ゲインが設定される。
また、本発明の別の在床判定装置は、敷寝具と共に使用可能であり、前記敷寝具上における被験者の生体変位を測定し、測定結果を示す測定信号を出力するセンサ部と、前記測定信号をＡＤ変換して得た複数の第１標本値を出力する第１ＡＤ変換部と、複数の前記第１標本値の各々を第１ゲインで数値的に増幅し第１レベル値として出力する第１信号処理部と、解析期間中に出力された複数の前記第１レベル値を周波数解析して、前記被験者の前記生体変位に起因しない第１成分と前記被験者の前記生体変位に起因する第２成分とを取得し、前記第１成分と前記第２成分との比値に応じて前記被験者が在床しているか否かを判定する判定部とを備え、在床中の前記被験者の前記生体変位に含まれる周期的成分の１周期中に、前記第１レベル値が取り得る最大値を維持する期間および前記第１レベル値が取り得る最小値を維持する期間が含まれるように、前記第１ゲインが設定される。
以上の構成によれば、被験者の生体変位を反映する第１レベル値を周波数解析して取得された成分に応じて、被験者が敷寝具上に在床しているか否かが判定される。したがって、単純に第１レベル値の大きさに応じて被験者の在床を判定する構成と比較して、より精度良く被験者の在床を判定することが可能である。また、以上の構成によれば、第１ゲインによって第１レベル値が増幅されることにより、判定部が生体変位に含まれる周期的成分をより確実に取得することが可能となる。
本発明の好適な態様において、前記判定部は、第１周波数未満の成分と、前記第１周波数より高い第２周波数を上回る成分とのいずれか一方または双方を前記第１成分として取得し、前記第１周波数を上回りかつ前記第２周波数未満である成分を前記第２成分として取得する。
本発明の好適な態様において、前記比値は、前記第２成分に対する前記第１成分の比を示し、前記判定部は、解析期間中に取得された前記比値が第４閾値未満である場合に、前記被験者が在床していると判定する。さらに、前記判定部は、前記被験者が在床していると判定した後に、解析期間中に取得された前記比値が前記第４閾値とは異なる第５閾値を上回る場合に、前記被験者が在床していないと判定してもよい。
以上の構成によれば、第２成分に対する第１成分の比が第４閾値未満である場合、すなわち、生体変位に起因する第２成分が相対的に大きい場合に被験者が在床していると判定される。また、前記比が第５閾値を上回る場合、すなわち、前記第２成分が相対的に小さい場合に被験者が在床していないと判定される。また、比値に基づいて被験者の在床判定が実行されるから、第１レベル値の出力値（変動幅）が減少した場合の誤判定が抑制され得る。
本発明の別の好適な態様において、前記比値は、前記第１成分に対する前記第２成分の比を示し、前記判定部は、解析期間中に取得された前記比値が第４閾値を上回る場合に、前記被験者が在床していると判定する。さらに、前記判定部は、前記被験者が在床していると判定した後に、解析期間中に取得された前記比値が前記第４閾値とは異なる第５閾値未満である場合に、前記被験者が在床していないと判定してもよい。
以上の構成によれば、第１成分に対する第２成分の比が第４閾値を上回る場合、すなわち、生体変位に起因する第２成分が相対的に大きい場合に被験者が在床していると判定される。また、前記比が第５閾値未満である場合、すなわち、前記第２成分が相対的に小さい場合に被験者が在床していないと判定される。また、比値に基づいて被験者の在床判定が実行されるから、第１レベル値の出力値（変動幅）が減少した場合の誤判定が抑制され得る。
本発明の別の在床判定装置は、敷寝具と共に使用可能であり、前記敷寝具上における被験者の生体変位を測定し、測定結果を示す測定信号を出力するセンサ部と、前記測定信号を第１ゲインで増幅して第１出力信号として出力する第１信号処理部と、前記第１出力信号をＡＤ変換して得た複数の第１レベル値を出力する第１ＡＤ変換部と、複数の前記第１レベル値のばらつきの程度を示すばらつき尺度に応じて、前記被験者が在床しているか否かを判定する第１判定部と、解析期間中に出力された複数の前記第１レベル値を周波数解析して、前記被験者の前記生体変位に起因しない第１成分と前記被験者の前記生体変位に起因する第２成分とを取得し、前記第１成分と前記第２成分との比値に応じて前記被験者が在床しているか否かを判定する第２判定部とを備え、在床中の前記被験者の前記生体変位に含まれる周期的成分の１周期中に、前記第１レベル値が取り得る最大値を維持する期間および前記第１レベル値が取り得る最小値を維持する期間が含まれるように、前記第１ゲインが設定される。
また、本発明の別の在床判定装置は、敷寝具と共に使用可能であり、前記敷寝具上における被験者の生体変位を測定し、測定結果を示す測定信号を出力するセンサ部と、前記測定信号をＡＤ変換して得た複数の第１標本値を出力する第１ＡＤ変換部と、複数の前記第１標本値の各々を第１ゲインで数値的に増幅し第１レベル値として出力する第１信号処理部と、複数の前記第１レベル値のばらつきの程度を示すばらつき尺度に応じて、前記被験者が在床しているか否かを判定する第１判定部と、解析期間中に出力された複数の前記第１レベル値を周波数解析して、前記被験者の前記生体変位に起因しない第１成分と前記被験者の前記生体変位に起因する第２成分とを取得し、前記第１成分と前記第２成分との比値に応じて前記被験者が在床しているか否かを判定する第２判定部とを備え、在床中の前記被験者の前記生体変位に含まれる周期的成分の１周期中に、前記第１レベル値が取り得る最大値を維持する期間および前記第１レベル値が取り得る最小値を維持する期間が含まれるように、前記第１ゲインが設定される。
以上の構成によれば、被験者が敷寝具上に在床しているか否かが、被験者の生体変位を反映する第１レベル値のばらつきの程度に応じて、また、第１レベル値を周波数解析して取得された成分に応じて判定される。したがって、第１レベル値のばらつきの程度と第１レベル値を周波数解析して取得された成分とのいずれか一方のみに基づいて在床判定が実行される構成と比較して、より精度高く被験者の在床が判定されることが可能である。
本発明の好適な態様において、前記第２判定部は、第１周波数未満の成分と、前記第１周波数より高い第２周波数を上回る成分とのいずれか一方または双方を前記第１成分として取得し、前記第１周波数を上回りかつ前記第２周波数未満である成分を前記第２成分として取得する。
本発明の好適な態様において、前記第１判定部は、所定期間中に取得された複数の前記第１レベル値の前記ばらつき尺度が、第１閾値を上回る場合またはゼロである場合に、予備条件が充足されたと判定し、連続するｎ個（ｎは２以上の自然数）の所定期間において、前記予備条件が充足されたと判定された回数が第２閾値以上である場合に、前記被験者が在床していると判定し、前記比値は、前記第２成分に対する前記第１成分の比を示し、前記第２判定部は、解析期間中に取得された前記比値が第４閾値未満であるときに、前記被験者が在床していると判定し、さらに、在床判定装置は、前記第１判定部および前記第２判定部の双方が前記被験者が在床していると判定した場合に、前記被験者が在床していることを示す信号を生成する信号生成部を備える。
以上の構成によれば、第１判定部によるばらつき尺度に基づく在床判定の結果および第２判定部による周波数解析に基づく在床判定の結果が一致する場合に、被験者が在床していることを示す信号が生成される。
さらに、前記被験者が在床していると前記第２判定部が判定した後に、前記第１判定部は、連続するｍ個（ｍは２以上の自然数）の所定期間において、前記予備条件が充足されたと判定された回数が、前記第２閾値を下回る第３閾値以下である場合に、前記被験者が在床していないと判定し、前記第２判定部は、解析期間中に取得された前記比値が前記第４閾値とは異なる第５閾値を上回るときに、前記被験者が在床していないと判定し、前記信号生成部は、前記第１判定部および前記第２判定部の双方が前記被験者が在床していないと判定した場合に、前記被験者が在床していないことを示す信号を生成してもよい。
以上の構成によれば、第１判定部によるばらつき尺度に基づく在床判定の結果および第２判定部による周波数解析に基づく在床判定の結果が一致する場合に、被験者が在床していないことを示す信号が生成される。
本発明の別の好適な態様において、前記第１判定部は、所定期間中に取得された複数の前記第１レベル値の前記ばらつき尺度が、第１閾値を上回る場合またはゼロである場合に、予備条件が充足されたと判定し、連続するｎ個（ｎは２以上の自然数）の所定期間において、前記予備条件が充足されたと判定された回数が第２閾値以上である場合に、前記被験者が在床していると判定し、前記比値は、前記第１成分に対する前記第２成分の比を示し、前記第２判定部は、解析期間中に取得された前記比値が第４閾値を上回るときに、前記被験者が在床していると判定し、さらに、在床判定装置は、前記第１判定部および前記第２判定部の双方が前記被験者が在床していると判定した場合に、前記被験者が在床していることを示す信号を生成する信号生成部を備える。
さらに、前記被験者が在床していると前記第２判定部が判定した後に、前記第１判定部は、連続するｍ個（ｍは２以上の自然数）の所定期間において、前記予備条件が充足されたと判定された回数が、前記第２閾値を下回る第３閾値以下である場合に、前記被験者が在床していないと判定し、前記第２判定部は、解析期間中に取得された前記比値が前記第４閾値とは異なる第５閾値未満であるときに、前記被験者が在床していないと判定し、前記信号生成部は、前記第１判定部および前記第２判定部の双方が前記被験者が在床していないと判定した場合に、前記被験者が在床していないことを示す信号を生成してもよい。
本発明の好適な態様において、前記所定期間の長さは、前記周期的成分の前記１周期に要する時間よりも長く設定される。
本発明の好適な態様において、前記ばらつき尺度は、前記所定期間中に取得された複数の前記第１レベル値の標準偏差、分散、または変動係数である。
また、本発明の睡眠状態測定装置は、以上に記載の在床判定装置と、前記被験者が在床していると前記判定部が判定した場合に、前記第１ゲインを下回る第２ゲインで前記測定信号を増幅して第２出力信号として出力する第２信号処理部と、前記第２出力信号をＡＤ変換して得た複数の第２レベル値を出力する第２ＡＤ変換部と、前記第２レベル値に基づいて得た前記被験者の生体情報を出力する生体情報取得部と、前記生体情報に基づいて前記被験者の睡眠状態を測定する測定部とを備える。
また、本発明の別の睡眠状態測定装置は、以上に記載の在床判定装置と、前記被験者が在床していると前記判定部が判定した場合に、前記測定信号をＡＤ変換して得た複数の第２標本値を出力する第２ＡＤ変換部と、前記第１ゲインを下回る第２ゲインで複数の前記第２標本値の各々を数値的に増幅し第２レベル値として出力する第２信号処理部と、前記第２レベル値に基づいて得た前記被験者の生体情報を出力する生体情報取得部と、前記生体情報に基づいて前記被験者の睡眠状態を測定する測定部とを備える。
以上の構成によれば、本発明の在床判定装置を備える睡眠測定装置が提供される。睡眠は日常的な動作であるため、被験者が睡眠測定の開始および終了を指示することは忘れられ易いが、以上の構成によれば、在床が自動的に判定されて睡眠測定の開始および終了がなされる。したがって、被験者にとっての利便性が顕著である。
本発明の実施形態に係る睡眠測定装置の使用時の外観を示す図である。 睡眠測定装置の構成を示すブロック図である。 第１レベル値の推移の一例を示す図である。 第１レベル値の推移の一例を示す図である。 第１レベル値の推移の一例を示す図である。 第１レベル値の推移の一例を示す図である。 在床判定を行う基準となる判定期間Ｄと、判定期間Ｄに含まれる複数の単位期間Ｕとの関係を示す図である。 睡眠測定装置の動作全体を示すフローチャートである。 被験者が在床していない状態における第１実施形態の在床判定動作のフローチャートである。 被験者が在床している状態における第１実施形態の在床判定動作のフローチャートである。 本発明の第１実施形態の在床判定処理による判定結果の一例を示す図である。 本発明の第１実施形態の在床判定処理による判定結果の一例を示す図である。 第１レベル値の推移の一例を示す図である。 第１レベル値の時間波形を周波数解析して得られる周波数領域の波形の一例を示す図である。 第１レベル値の時間波形を周波数解析して得られる周波数領域の波形の他の一例を示す図である。 第１レベル値の推移の一例を示す図である。 第１レベル値の時間波形を周波数解析して得られる周波数領域の波形の他の一例を示す図である。 被験者が在床していない状態における第２実施形態の在床判定動作のフローチャートである。 被験者が在床している状態における第２実施形態の在床判定動作のフローチャートである。 第３実施形態の睡眠測定装置の判定部の詳細構成を示すブロック図である。 被験者が在床していない状態における第３実施形態の在床判定動作のフローチャートである。 被験者が在床している状態における第３実施形態の在床判定動作のフローチャートである。 各在床判定による判定結果の対比の一例を示す図である。 本発明の変形例の睡眠測定装置の構成を示すブロック図である。 変形例の睡眠測定装置の判定部の詳細構成を示すブロック図である。 変形例の睡眠測定装置の判定部の詳細構成を示すブロック図である。
第１実施形態
＜１．睡眠測定装置の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る睡眠測定装置１の使用時の外観を示す図である。睡眠測定装置１は、敷寝具（ベッド用マットレス、敷布団等）Ｍの上に横臥した被験者の睡眠状態を測定する装置である。図１に示すように、睡眠測定装置１は、センサ部２と本体部３とを備える。
センサ部２は、敷寝具Ｍと共に使用可能な要素であり、例えば図１のように敷寝具Ｍの下に配置される。センサ部２は、敷寝具Ｍ上における被験者の生体変位（呼吸、脈拍、体動等）を、マイクロホン（例えば、コンデンサマイクロホン）を用いて、センサ部２内に充填された非圧縮性の流体の圧力変動として測定（検出）し、測定結果を示す測定信号を出力する。
本体部３は、センサ部２に接続され、センサ部２から出力される測定信号に基づいて在床判定動作および睡眠状態測定動作を実行する。本体部３は、表示部４と操作部５とを備える。表示部４は測定された睡眠状態等を表示し、操作部５は被験者の操作の用に供される。操作部５は電源スイッチを有する。
図２は、睡眠測定装置１の構成を示すブロック図である。本体部３は、表示部４と、操作部５と、外部出力部６と、第１信号処理部７と、第２信号処理部８と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９と、記憶部１０を備え、電源１１に接続される。外部出力部６は、在床判定結果および睡眠状態判定結果を外部に出力するためのインタフェースであり、例えばメモリカードスロットまたはＵＳＢインタフェースである。記憶部１０は、在床判定および睡眠状態判定の際に用いられるプログラムおよびデータを記憶可能な記憶媒体であり、例えばＲＯＭもしくはＲＡＭまたはこれらの組合せである。
第１信号処理部７は第１増幅器７０を備える。第１増幅器７０は、センサ部２から出力された測定信号を第１ゲインＧ１で増幅して第１出力信号としてＣＰＵ９に出力する。他方、第２信号処理部８はフィルタ８０と第２増幅器８２とを備える。フィルタ８０は、センサ部２から出力された測定信号のうち被験者の呼吸に対応する成分を透過させるフィルタであり、例えばローパスフィルタ（Low Pass Filter）を用いて構成される。第２増幅器８２は、フィルタ８０を透過した測定信号を第２ゲインＧ２で増幅して第２出力信号としてＣＰＵ９に出力する。なお、第２ゲインＧ２は第１ゲインＧ１を下回る（Ｇ２＜Ｇ１）。
ＣＰＵ９は、第１ＡＤ変換部９０と、第２ＡＤ変換部９２と、判定部９４と、生体情報取得部９６と、測定部９８とを備える。第１ＡＤ変換部９０は、第１信号処理部７（第１増幅器７０）から供給される第１出力信号をＡＤ変換して得た第１レベル値を判定部９４に出力する。判定部９４は、複数の第１レベル値のばらつきの程度を示す標準偏差σに応じて、被験者が在床しているか否かを判定する（更なる詳細は後述される）。
第２ＡＤ変換部９２は、第２信号処理部８（第２増幅器８２）から供給される第２出力信号をＡＤ変換して得た第２レベル値を生体情報取得部９６に出力する。生体情報取得部９６は、複数の第２レベル値に基づいて被験者の生体情報を算出して測定部９８に出力する。測定部９８は、被験者の生体情報に基づいてその被験者の睡眠状態を測定する。
なお、判定部９４、生体情報取得部９６、および測定部９８は、ＣＰＵ９が記憶部１０に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。
＜２．第１レベル値＞
次に、被験者の在床判定に用いられる第１レベル値の詳細について説明する。第１レベル値は、測定信号を第１ゲインＧ１で増幅した第１出力信号（アナログ値）の大きさに依存するデジタル値である。図３および図４は、第１レベル値を時間軸方向にプロットした図である。なお、本実施形態の第１ＡＤ変換部９０の量子化ビット数は１２ビットであるので、各図における第１レベル値の最大値は４０９５（＝２１２−１）であり最小値は０であるが、本発明が以上の構成に限定されないこと（例えば、量子化ビット数として８ビットまたは１６ビット等が採用され得ること）は当然に理解される。
図３は、被験者が敷寝具Ｍ上に在床していない場合の第１レベル値の推移を示す。被験者が在床していない場合、センサ部２は圧力変化を感知しないから、測定信号の大きさはほとんど変化しない。ひいては、第１レベル値もほとんど変化せず、中間値である２０４８（＝２１１）近傍の値に維持される。図３に示される第１レベル値の小さな変動は、熱雑音等に起因する（すなわち、被験者の生体変位に起因しない）ものである。
図４は、被験者が敷寝具Ｍ上に在床している場合の第１レベル値の推移を示す。被験者が在床している場合、センサ部２は被験者の生体変位を圧力変化として感知する。不連続的に生じる寝返り等の大きな体動（粗体動）を除くと、呼吸（肺の伸縮）が在床時の被験者の生体変位として支配的である。そのため、第１レベル値の推移は、概略的には被験者の呼吸に相当する波形を示す。したがって、第１レベル値の１周期は、被験者の呼吸の１周期に対応する。
本実施形態において、第１ゲインＧ１は、被験者の呼吸（すなわち、生体変位の周期的成分の一種）の１周期中に取得される複数の第１レベル値に、第１レベル値が取り得る最大値および最小値が含まれるように、実験的または統計的に設定される。結果として、図４に示されるように、第１レベル値が最大値を維持する期間Ｐmaxと最小値を維持する期間Ｐminとが周期的に繰り返される。以上のように第１ゲインＧ１が設定されるので、被験者が在床していない場合の第１レベル値と、在床している場合の第１レベル値との差異が大きくなるので、両者を区別することが容易である。したがって、様々な寝具（ベッド、布団等）および様々な被験者（体重の重い人、体重の軽い人等）について睡眠測定装置１を適用した場合でも、在床を検出する精度が維持され得る。
図３および図４を参照して説明したように、被験者が敷寝具Ｍ上に在床していない場合、第１レベル値はほとんど変化しない。一方で、被験者が敷寝具Ｍ上に在床している場合、第１レベル値は被験者の呼吸に合わせて周期的に変化する。したがって、概略的には、第１レベル値のばらつきの程度を示す標準偏差σが小さい場合には被験者が在床しておらず、標準偏差σが大きい場合には被験者が在床している、と判定できる。
しかしながら、被験者が敷寝具Ｍ上に在床を始めた場合（入床した場合）、または被験者の在床以外の原因でセンサ部２に圧力が加えられた場合には、第１レベル値は、図３および図４とは異なる挙動を示す。
図５および図６は、図３および図４と同様、第１レベル値を時間軸方向にプロットした図である。図５は、６０秒付近において被験者が敷寝具Ｍに在床するようになった場合（被験者が入床した場合）の第１レベル値の推移を示す。図４のように既に被験者が在床している場合と比較して、入床時には被験者の体動が大きいので、センサ部２が感知（検出）する圧力変化も大きくなる。また、呼吸に基づく圧力変動が周期的であるのに比較して、入床時の体動（例えば、体を横たえる動作、***を整える動作等）に基づく圧力変化は非周期的である。そのため、図５に示されるように、入床時の第１レベル値は在床時と比較して大きくかつ非周期的に変動する。したがって、入床時の第１レベル値のばらつきは大きく、標準偏差σも大きいことが理解される。
また、被験者の体動が大きく非周期的であることから、入床時には第１レベル値が最大値または最小値を維持する（すなわち、第１レベル値が飽和する）期間が比較的長く継続する場合もある（例えば、図５の期間Ｐsat）。期間Ｐsatにおいては、実際の圧力変動（センサ部２が出力する測定信号）は大きいものの、第１レベル値は飽和していて一定値（最大値または最小値）に維持されるから、標準偏差σはゼロとなる。したがって、標準偏差σが大きい場合だけでなく、標準偏差σがゼロである場合にも、被験者が在床していると判定できることが理解される。なお、入床時以外でも、体動が大きい場合（例えば、被験者が寝返りを打った場合）には第１レベル値が飽和する期間が継続して第１レベル値の標準偏差σがゼロとなる場合がある。
なお、前述した通り、被験者が在床していない場合、測定信号は熱雑音等によって多少変動する（揺らぐ）から、第１レベル値の標準偏差σはゼロにはならない。そのため、在床していると判定されることは無い。
図６は、６０秒付近において敷寝具Ｍ上に荷物（すなわち、無生物）が置かれた場合の第１レベル値の推移を示す。敷寝具Ｍ上に荷物が置かれると、センサ部２は圧力変化を感知して測定信号を出力する。その結果、６０秒付近において第１レベルが変動してばらつくので、標準偏差σは大きい値を取る。
荷物は無生物であって自発的に動くことがない（呼吸等の周期的な生体変位を示さない）から、敷寝具Ｍ上に置かれ安定した後は圧力変化を生じさせない。したがって、第１レベル値は、図３と同様の不在床時の平坦な推移を示し、第１レベル値の標準偏差σは非ゼロの低い値を維持する。
図６から理解されるのは、第１レベル値の標準偏差σが一時的に大きい値を取ることは、必ずしも被験者が敷寝具Ｍ上に在床することを意味しない、ということである。したがって、第１レベル値の標準偏差σに基づく在床判定においては、比較的長い期間にわたって標準偏差σを考慮して判定を実行する必要があると理解できる。
＜３．在床判定動作＞
以上に説明した第１レベル値の推移の特徴を踏まえて、本実施形態の在床判定動作を説明する。図７（Ａ）は、在床判定を行う基準となる判定期間Ｄと、判定期間Ｄに含まれる複数の単位期間Ｕとの関係を示す図である。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に含まれる単位期間Ｕを拡大して示したものである。単位期間Ｕは所定の時間長（本実施形態では５秒）を有する。より具体的には、被験者の呼吸の１周期に要する時間よりも長くなるように、実験的にまたは統計的に単位期間Ｕの時間長が設定される。
図７（Ｂ）において、単位期間Ｕ中に含まれる複数の縦線は、各単位期間Ｕにおいて複数の第１レベル値が取得されることを示す。単位期間Ｕにて取得された複数の第１レベル値から標準偏差σが算出される。すなわち、第１レベル値の標準偏差σは単位期間Ｕごとに算出される。
図６を参照して説明したように、第１レベル値の一時的な変動（標準偏差σの一時的な増大）は必ずしも被験者の在床を意味しない。そこで、図７（Ａ）に示すように、判定期間Ｄに含まれる複数の単位期間Ｕの各々において算出された複数の標準偏差σを用いて被験者の在床を判定する。
本実施形態の在床判定動作の詳細な動作を、図８ないし図１０のフローチャート、ならびに図１１および図１２を参照して説明する。図８は睡眠測定装置１の動作全体を示すフローチャートである。図９は被験者が在床していない状態における在床判定動作のフローチャートであり、図１０は被験者が在床している状態における在床判定動作のフローチャートである。
操作部５が備える電源スイッチが操作され睡眠測定装置１に電源が投入されると、ＣＰＵ９内の不図示のタイマーが電源投入時からの経過時間の計時を開始し、ＣＰＵ９（判定部９４）が在床判定処理を実行する（Ｓ10）。在床判定処理において被験者が敷寝具Ｍ上に在床している（在床判定条件が充足されている）と判定されると（Ｓ20：YES）、ＣＰＵ９（第２ＡＤ変換部９２、生体情報取得部９６、測定部９８）は睡眠測定処理を開始する（Ｓ30）。他方、被験者が在床していない（在床判定条件が充足されていない）と判定されると（Ｓ20：NO）、ＣＰＵ９は在床判定処理（Ｓ10）を繰り返す。
ステップＳ10の在床判定処理の詳細を、図９を参照して説明する。以下、各単位期間Ｕを識別する必要がある場合には、各単位期間Ｕが終了する時刻ｔ（電源投入時からの経過時間）を符号Ｕの下添字として付す（例えば、時刻ｔ＝５秒である場合は、Ｕ５と表記する）。他の符号についても同様とする（例えば、時刻ｔ＝３０秒において終了する判定期間Ｄについては、Ｄ３０と表記する）。また、現在時刻は時刻ｔ＝ｐで表される。
在床判定処理が開始すると、判定部９４は、現在の単位期間Ｕｐに含まれる複数の第１レベル値の標準偏差σｐを算出する（Ｓ110）。より具体的には、第１ＡＤ変換部９０が、現在の単位期間Ｕｐ中に所定の頻度（例えば１６Ｈｚ）で第１出力信号をＡＤ変換し、複数（例えば８０個）の第１レベル値を取得する。取得された複数の第１レベル値が判定部９４に供給される。判定部９４は、現在の単位期間Ｕｐ中に取得された複数の第１レベル値の標準偏差σｐを算出し、記憶部１０内の判定テーブルＴに書き込む。
次いで、判定部９４は、算出された標準偏差σｐが第１閾値Ｔｈ１（例えば５００）を上回るか、または標準偏差σｐがゼロであるかを判定する（Ｓ120）。以下において、以上の判定条件を「予備条件」と称し、以上の判定自体を「予備判定」と称する場合がある。前述の通り、この予備判定は、敷寝具Ｍ上に被験者が存在するか否かを判定するためのものであり、複数の予備判定結果が在床判定に用いられる。
予備条件が充足された場合、すなわち標準偏差σｐが第１閾値Ｔｈ１を上回る場合または標準偏差σｐがゼロである場合（Ｓ120：YES）、判定部９４は、判定テーブルＴ内の、現在の単位期間Ｕｐの予備判定フラグＰＦｐに１をセットする（Ｓ130）。他方、予備条件が充足されない場合、標準偏差σｐが第１閾値Ｔｈ１以下であると共に標準偏差σｐがゼロでない場合（Ｓ120：NO）、判定部９４は、予備判定フラグＰＦｐに０をセットする（Ｓ140）。
予備判定フラグＰＦｐの設定後、判定部９４は、現在の単位期間Ｕｐにおいて被験者が敷寝具Ｍ上に在床しているか否かを判定する（Ｓ150）。具体的には、判定部９４は、判定期間Ｄ（現在の単位期間Ｕｐを含んだ連続する直近ｎ回（例えば６回）の単位期間Ｕ）において予備条件が充足された回数（すなわち、１がセットされた予備判定フラグＰＦの数）が第２閾値Ｔｈ２（例えば５回）以上である場合、現在の単位期間Ｕｐにおいて被験者が在床していると判定し、そうでなければ被験者が在床していないと判定する。
なお、直近の単位期間Ｕの数がｎ回に満たない場合は、ステップＳ150以降の処理をスキップしてもよいし、不足する単位期間Ｕについて予備判定フラグＰＦの値が０であると見なしてステップＳ150の処理を実行してもよい。
被験者が在床していると判定した場合（Ｓ150：YES）、判定部９４は、現在の単位期間Ｕｐに対応する在床判定フラグＬＦｐに１をセットする（Ｓ160）。他方、被験者が在床していないと判定した場合（Ｓ150：NO）、判定部９４は、在床判定フラグＬＦｐに０をセットする（Ｓ170）。在床判定フラグＬＦが設定されると、１回の在床判定処理（Ｓ10）が終了する。
前述のように、ステップＳ150の在床判定条件が充足されている場合（在床判定フラグＬＦｐが１である場合）、睡眠測定処理が開始される（Ｓ30）。睡眠測定処理が開始されると、測定部９８が睡眠測定処理を実行する一方、判定部９４は在床判定処理を実行する（Ｓ40）。在床判定条件が充足されている（Ｓ50：YES）間、ＣＰＵ９は睡眠測定処理および在床判定処理を実行する。他方、在床判定条件が充足されていないと判定された場合（Ｓ50：NO）、ＣＰＵ９（測定部９８）は睡眠測定処理を終了し、処理がステップＳ10に戻される（すなわち、被験者の入床を待機する）。
ステップＳ40の在床判定処理の詳細を、図１０を参照して説明する。両者は、概略的には同様の処理であるが、在床判定処理の条件（ステップＳ150およびステップＳ160）が相異なる。なお、現在の単位期間Ｕｐの標準偏差σｐの算出処理（Ｓ210）から予備判定フラグＰＦｐのセット処理（Ｓ230、Ｓ240）までは、ステップＳ10の判定処理（Ｓ110〜Ｓ140）と同じ処理であるから、説明を割愛する。予備条件の第１閾値Ｔｈ１を、ステップＳ120とステップＳ220とで相異ならせてもよい。
予備判定フラグＰＦｐの設定（Ｓ230、Ｓ240）の後、判定部９４は、現在の単位期間Ｕｐにおいて被験者が敷寝具Ｍ上に在床しているか否かを判定する（Ｓ250）。具体的には、判定部９４は、判定期間Ｄ（現在の単位期間Ｕｐを含んだ連続する直近ｍ回（例えば６回）の単位期間Ｕ）において予備条件が充足された回数（すなわち、１がセットされた予備判定フラグＰＦの数）が第３閾値Ｔｈ３（例えば１回）以下である場合、現在の単位期間Ｕｐにおいて被験者が在床していないと判定し、そうでなければ被験者が在床していると判定する。なお、判定期間Ｄに含まれる単位期間Ｕを、ステップＳ150とステップＳ250とで相異ならせてもよい。
被験者が在床していないと判定した場合（Ｓ250：YES）、判定部９４は、現在の単位期間Ｕｐに対応する在床判定フラグＬＦｐに０をセットする（Ｓ260）。他方、被験者が在床していると判定した場合（Ｓ250：NO）、判定部９４は、在床判定フラグＬＦｐに１をセットする（Ｓ270）。在床判定フラグＬＦが設定されると、１回の在床判定処理（Ｓ40）が終了する。終了後の動作は前述の通りである。
以上の在床判定処理による判定結果（判定テーブルＴ）の一例を、図１１および図１２を参照して説明する。図１１は、時刻ｔ＝６０秒付近にて被験者が敷寝具Ｍ上に在床（入床）した場合の判定結果を示すものである。時刻ｔ＝５５秒以前は、被験者は在床しておらず第１レベル値の標準偏差σが小さいので、予備判定フラグＰＦは０である。
時刻ｔ＝６０秒以降は、被験者が在床しており第１レベル値の標準偏差σが大きいので、予備判定フラグＰＦは１となる。しかしながら、時刻ｔ＝７５秒以前では、判定期間Ｄにおいて予備判定フラグＰＦが１であった回数が５回未満であるため、在床判定フラグＬＦは０のままである。他方、時刻ｔ＝８０秒以降は、判定期間Ｄにおいて予備判定フラグＰＦが１であった回数が５回以上であるため、在床判定フラグＬＦが１になる。
図１２は、時刻ｔ＝２７０秒付近にて被験者が敷寝具Ｍ上から在床しなくなった（離床した）場合の判定結果を示すものである。時刻ｔ＝２７０秒以前は、被験者が在床しており第１レベル値の標準偏差σが大きい（またはゼロである）ので、予備判定フラグＰＦは１である。
時刻ｔ＝２７５秒以降は、被験者が離床しており第１レベル値の標準偏差σが小さいので、予備判定フラグＰＦが０になっている。しかしながら、時刻ｔ＝２９０秒以前では、判定期間Ｄにおいて予備判定フラグＰＦが１であった回数が１回を超える（２回以上である）ため、在床判定フラグＬＦは１のままである。他方、時刻ｔ＝２９５秒以降は、判定期間Ｄにおいて予備判定フラグＰＦが１であった回数が１回以下であるため、在床判定フラグＬＦが０になる。
また、時刻ｔ＝３００秒前後にてノイズにより標準偏差σが一時的に上昇しているが、判定期間Ｄに含まれる複数の単位期間Ｕの標準偏差σを考慮して在床判定がされるから、被験者が在床していると誤判定されてはいない。
以上から理解されるように、本実施形態の構成によれば、被験者が在床していない状態においては、予備条件が充足される頻度が高い場合に被験者が在床（入床）したと判定され、被験者が在床している場合においては、予備条件が充足される頻度が低い場合に被験者が在床しなくなった（離床した）と判定される。したがって、図６で説明したようなノイズによる一時的な標準偏差σの上昇に基づいて在床（入床）と誤判定されることが抑制され得る。また、在床時の一時的な標準偏差σの低下に基づいて不在床（離床）と誤判定されることも抑制され得る。
また、睡眠は日常的な動作であるため、被験者が睡眠測定の開始および終了を指示することは忘れられ易いが、本実施形態の構成によれば、在床が自動的に判定されて睡眠測定の開始および終了がなされる。したがって、被験者にとっての利便性が顕著である。
第２実施形態
本発明の第２実施形態を以下に説明する。なお、以下に例示する各実施形態において、作用、機能が第１実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の説明を適宜に省略する。
第１実施形態では、生体変位に基づく第１レベル値の変化が第１レベル値の標準偏差σとして取得され、被験者の在床判定が実行される。第２実施形態では、生体変位に基づく第１レベル値の変化が第１レベル値の周波数解析の結果として取得され、被験者の在床判定が実行される。
＜１．睡眠測定装置の構成＞
第２実施形態の睡眠測定装置１の構成は、第１実施形態（図２等）と同様である。ただし、第２実施形態において、ＣＰＵ９が備える判定部９４は、複数の第１レベル値を周波数解析して、被験者の生体変位に起因しないノイズ成分（第１成分）と被験者の生体変位に起因する生体信号成分（第２成分）とを取得し、ノイズ成分と生体信号成分との比値に応じて、前記被験者が在床しているか否かを判定する（更なる詳細は後述される）。
＜２．第１レベル値＞
第１実施形態にて説明したように、第１レベル値は、測定信号が第１ゲインＧ１で増幅された第１出力信号（アナログ値）の大きさに依存するデジタル値である。図１３は、被験者が敷寝具Ｍ上に在床している場合の第１レベル値の推移の一例を示す。図１３では、図３等と同様、第１レベル値が時間軸方向にプロットされている。
第１実施形態での説明の通り、第１レベル値は、被験者の生体変位によって変化する。被験者の生体変位である呼吸および心拍は周期的に生じるため、第１レベル値は、生体変位（呼吸および心拍）に対応する周波数成分を有する。したがって、フーリエ解析等の手法を用いて第１レベル値の時間波形を周波数解析すると、生体変位に起因する周波数成分（周波数スペクトル）が取得され得る。
図１４は、図１３に示される第１レベル値の時間波形について、判定部９４が周波数解析を実行することにより得られる周波数領域の波形である。図１４に示される波形では、約０．１５Ｈｚ以上かつ約２．０Ｈｚ以下の領域に、被験者の生体変位に主に起因する成分が分布する。また、０．３Ｈｚ付近および０．６Ｈｚ付近に、被験者の生体変位に起因する成分の振幅値のピークが存在する。なお、判定部９４が実行する周波数解析としては、時間領域の波形を周波数スペクトルに変換する任意の解析手法が採用され得る。例えば、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform，ＦＦＴ）およびその派生手法が採用され得る。
図１５は、被験者が敷寝具Ｍ上に在床していない場合の第１レベル値の時間波形を、判定部９４が周波数解析を実行することにより得られる周波数領域の波形（スペクトル）である。図１５に示される波形では、図１４に示される波形と異なり、被験者の生体変位に起因する成分（約０．１５Ｈｚ〜約２Ｈｚの成分）の振幅値が０に近く、振幅値のピークも存在しない。また、図１５では、他の領域の振幅値と比較して、低周波領域（約０．１５Ｈｚ未満）の成分（低周波ノイズ成分）の振幅値が大きい。なお、以上の低周波ノイズの原因としては、睡眠測定装置１が設置されている建物の低周波振動（例えば、ビル風（ビルの存在により生じる強風）等により生じる振動）が想定されるが、以上の原因に限定されるものではない。また、図１５には図示されないが、睡眠測定装置１が設置されている建物の周囲にて工事又は自動車の往来がある場合には、第１レベル値の周波数波形において、高周波領域（約２．０Ｈｚ以上）にて生体変位に起因しない成分（高周波ノイズ成分）が観察される場合がある。なお、高周波ノイズ成分の原因に関しても、以上の想定原因（工事又は自動車の往来）に限定されるものではない。
図１４および図１５を参照して説明したように、被験者が敷寝具Ｍ上に在床している場合、第１レベル値の周波数解析結果には生体変位に起因する成分が含まれる。一方で、被験者が敷寝具Ｍ上に在床していない場合、第１レベル値の周波数解析結果には生体変位に起因する成分が含まれない。したがって、第１レベル値の周波数解析結果に、生体変位に起因する成分が含まれるか否かによって、被験者が敷寝具Ｍ上に在床しているか否かを判定し得ると理解できる。
図１６および図１７を参照して、第１レベル値の更なる特徴を説明する。図１６は、第１レベル値の時間的推移の一例を図１３よりも長い時間にわたって示す。図１６では、敷寝具Ｍ上に在床している被験者が３５０秒付近から３８０秒付近にかけて寝返りを打っていることにより、第１レベル値が非周期的に大きく変動した後、第１レベル値が飽和する期間Ｐsatが生じている。また、寝返り以後（３８０秒付近以後）は、寝返り以前（３５０秒付近以前）と比較して、第１レベル値の出力値（変動幅）が減少している。以上の出力値（変動幅）の減少は、寝返りに伴う敷寝具Ｍ上の被験者の体勢変化（例えば、うつ伏せ寝から横向き寝への変化）により、被験者の生体変位（肺の伸縮等）に基づくセンサ部２の圧力変化が減少したことに起因する。
図１７は、図１６に示される第１レベル値の時間波形のうち、寝返り以後の時間波形について、判定部９４が周波数解析を実行することにより得られる周波数領域の波形（スペクトル）を示す。図１７に示される波形では、図１４と同様に、約２．０Ｈｚ以下の領域に、被験者の生体変位に主に起因する成分が分布し、０．３Ｈｚ付近および０．６Ｈｚ付近に被験者の生体変位に起因する成分の振幅値のピークが存在する。ただし、前述のように、寝返り以後では第１レベル値の出力値（変動幅）が減少しているから、図１４と比較して、生体変位に起因する成分の振幅値は減少している。
図１４と図１７との対比から理解されるように、被験者が敷寝具Ｍ上に在床している場合であっても、その被験者の体勢等によって、生体変位に起因する成分の大きさは変化する。そのため、例えば、「所定の閾値よりも生体変位に起因する成分値が大きい」のような判定基準で被験者が敷寝具Ｍ上に在床しているか否かを判定すると、図１６の寝返り以後のように第１レベル値の出力値（変動幅）が減少しているときには、被験者が敷寝具Ｍ上に在床しているにも関わらず不在床であると判定される可能性がある。
そこで、本実施形態では、所定の解析期間Ａ中に出力された第１レベル値を周波数解析して、生体変位に起因しないノイズ成分（第１成分）および生体変位に起因する生体信号成分（第２成分）を取得し、ノイズ成分と生体信号成分との比値（スペクトル比）に応じて在床判定を実行する。なお、解析期間Ａは、被験者の呼吸周期の数回分に相当する時間長を有する期間であり、例えば３０秒の時間長を有する期間である。
＜３．在床判定動作＞
第２実施形態の在床判定動作を、図８、図１８、および図１９のフローチャートを参照して説明する。睡眠測定装置１の動作全体は、図８を参照して説明された第１実施形態と同様である。図１８は被験者が在床してない状態における在床判定動作のフローチャートであり、図１９は被験者が在床している状態における在床判定動作のフローチャートである。
第１実施形態と同様、睡眠測定装置１に電源が投入されると、ＣＰＵ９（判定部９４）が在床判定処理を実行する（S10）。
図１８を参照して、ステップS10の在床判定処理（S310〜S340）の詳細を説明する。在床判定処理が開始すると、判定部９４は、第１レベル値を周波数解析してノイズ成分（第１成分）および生体信号成分（第２成分）を取得する。より具体的には、第１ＡＤ変換部９０が、現在の解析期間Ａｐ（現在時刻を含む解析期間Ａｐ）中に所定の頻度（例えば１６Ｈｚ）で第１出力信号をＡＤ変換し、複数の第１レベル値を判定部９４へ出力する。判定部９４は、第１ＡＤ変換部９０から供給された複数の第１レベル値を周波数解析して、低周波領域（例えば、０．１５Ｈｚ未満）の成分値ＬＣｐ、中間周波領域（例えば、０．１５Ｈｚ以上２Ｈｚ未満）の成分値ＭＣｐ、および高周波領域（例えば、２Ｈｚ以上）の成分値ＨＣｐを取得する（S310）。以上の各成分値は、各周波領域における振幅値の積算値として算定されてもよいし、所定の周波数における振幅値として算定されてもよい。低周波領域の成分値ＬＣｐと高周波領域の成分値ＨＣｐとの和（ＬＣｐ＋ＨＣｐ）がノイズ成分に相当し、中間周波領域の成分値ＭＣｐが生体信号成分に相当する。なお、成分間の境界となる以上の周波数（０．１５Ｈｚ，２Ｈｚ）は例示であり、任意の周波数が採用され得ることは当然に理解される。
次いで、判定部９４は、取得されたノイズ成分（ＬＣｐ＋ＨＣｐ）と生体信号成分（ＭＣｐ）との比値（（ＬＣｐ＋ＨＣｐ）／ＭＣｐ）を算定し、その比値が第４閾値Ｔｈ４（例えば１）未満であるか否かを判定する（S320）。以上の比値は、分子がノイズ成分であり、分母が生体信号成分であるから、ノイズ成分に対して生体信号成分が大きいほど小さい値をとる。判定部９４は、比値が第４閾値Ｔｈ４未満である場合には被験者が在床していると判定し（S320：YES）、在床判定フラグＬＦｐに１をセットする（S330）。他方、判定部９４は、比値が第４閾値Ｔｈ４以上である場合には被験者が在床していないと判定し（S320：NO）、在床判定フラグＬＦｐに０をセットする（S340）。在床判定フラグＬＦが設定されると、１回の在床判定処理（S10）が終了する。
図８に示されるように、在床判定条件が充足されている場合、すなわち、在床判定フラグＬＦｐが１である場合（S20：YES）、ＣＰＵ９は睡眠測定処理を開始する（S30）。他方、在床判定条件が充足されていない場合、すなわち、在床判定フラグＬＦｐが０である場合（S20：NO）、ＣＰＵ９は在床判定処理（S10）を繰り返す。
睡眠測定処理が開始されると、測定部９８が睡眠測定処理を実行する一方、判定部９４は在床判定処理を実行する（S40）。図１９を参照して、ステップＳ40の在床判定処理（S410〜S440）の詳細を説明する。図１９の在床判定処理は、概略的には図１８の在床判定処理と同様の処理であるが、在床判定の条件（S420）が相異なる。なお、ステップS410の処理（各成分値の取得）はステップS310の処理と同様であるから、説明を割愛する。
判定部９４は、ステップS320と同様に比値（（ＬＣｐ＋ＨＣｐ）／ＭＣｐ）を算定し、その比値が第５閾値Ｔｈ５（例えば１）を上回るか否かを判定する（S420）。なお、第５閾値Ｔｈ５は、第４閾値Ｔｈ４と同じであってもよいし、異なっていてもよい。判定部９４は、比値が第５閾値Ｔｈ５を上回る場合には被験者が在床していないと判定し（S420：YES）、在床判定フラグＬＦｐに０をセットする（S430）。他方、判定部９４は、比値が第５閾値Ｔｈ５以下である場合には被験者が在床していると判定し（S420：NO）、在床判定フラグＬＦｐに１をセットする（S440）。在床判定フラグＬＦが設定されると、１回の在床判定処理（S40）が終了する。
図８に示されるように、在床判定条件が充足されている場合、すなわち、在床判定フラグＬＦｐが１である場合（S50：YES）、ＣＰＵ９は睡眠測定処理および在床判定処理を繰り返す（S40）。他方、在床判定条件が充足されていない場合、すなわち、在床判定フラグＬＦｐが０である場合（S50：NO）、ＣＰＵ９（測定部９８）は睡眠測定処理を終了し、処理がステップＳ10に戻される（すなわち、被験者の入床を待機する）。
以上から理解されるように、本実施形態の構成によれば、被験者が在床していない状態においては、比値が閾値（第４閾値Ｔｈ４）未満である場合に被験者が在床（入床）したと判定され、被験者が在床している場合においては、比値が閾値（第５閾値Ｔｈ５）を上回る場合に被験者が在床しなくなった（離床した）と判定される。以上のように、比値を用いて判定が実行されるので、生体信号成分の絶対値が変化しても、ノイズ成分に比べて生体信号成分が相対的に大きければ（すなわち、比値が小さければ）在床と判定される。したがって、図１４と図１７とを対比して説明したような、体勢の変化に起因する第１レベル値の変動（低下）に基づいて不在床（離床）と誤判定されることが抑制され得る。また、被験者の生体変位に起因しないノイズ成分の継続に基づいて在床（入床）と誤判定されることも抑制され得る。また、第１実施形態と同様、在床が自動判定されるため、被験者にとっての利便性が顕著である。
第３実施形態
以上に説明した第１実施形態の在床判定動作と第２実施形態の在床判定動作とを組み合わせることが可能である。在床判定動作を組み合わせることによって、より精度の高い在床判定が実現され得る。第３実施形態では、在床判定動作の組合せの一例を説明する。
＜１．睡眠測定装置の構成＞
第２実施形態の睡眠測定装置１の構成は、第１実施形態（特に、図２）と同様である。図２０に、判定部９４の詳細構成を示す。第３実施形態の判定部９４は、第１実施形態の判定部９４と同様の判定を実行する第１判定部９４２と、第２実施形態の判定部９４と同様の判定を実行する第２判定部９４４とを備える。判定部９４に含まれる以上の要素は、ＣＰＵ９が記憶部１０に記憶されたコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することにより実現される機能ブロックである。なお、１つの機能ブロックが、第１判定部９４２および第２判定部９４４の機能を有してもよい。
＜２．在床判定動作＞
第３実施形態の在床判定動作を、図８、図２１、および図２２のフローチャートを参照して説明する。睡眠測定装置１の動作全体は、図８を参照して説明された第１実施形態と同様である。図２１は被験者が在床してない状態における在床判定動作のフローチャートであり、概略的には図９および図１８を組み合わせたものである。図２２は被験者が在床している状態における在床判定動作のフローチャートであり、概略的には図１０および図１９を組み合わせたものである。
図２１を参照して、ステップS10の在床判定処理（S110〜S340）を説明する。第１判定部９４２は、第１実施形態と同様の標準偏差σｐに基づく在床判定処理（S110〜S170）を実行する。被験者が在床していないと判定した場合（S150：NO）、第１判定部９４２は、在床判定フラグＬＦｐに０をセットし（S170）、１回の在床判定処理（S10）を終了する。他方、被験者が在床していると判定した場合（S150：YES）、第１判定部９４２は、被験者が在床していることを示す信号（情報）を生成して第２判定部９４４に供給する。
第２判定部９４４は、被験者が在床していると第１判定部９４２が判定した場合、第２実施形態と同様の周波数解析に基づく在床判定処理（S310〜S340）を実行する。第２判定部９４４は、被験者が在床していると判定した場合（S320：YES）、在床判定フラグＬＦｐに１をセットする（S330）。すなわち、第２判定部９４４は、第１判定部９４２および第２判定部９４４の双方が被験者が在床していると判定した場合に、被験者が在床していることを示す信号（情報）を生成する信号生成部としても機能する。他方、第２判定部９４４は、被験者が在床していないと判定した場合（S320：NO）、在床判定フラグＬＦｐに０をセットする（S340）。在床判定フラグＬＦが設定されると、１回の在床判定処理（S10）が終了する。
図８に示されるように、在床判定条件が充足されている場合、すなわち、在床判定フラグＬＦｐが１である場合（S20：YES）、ＣＰＵ９は睡眠測定処理を開始する（S30）。他方、在床判定条件が充足されていない場合、すなわち、在床判定フラグＬＦｐが０である場合（S20：NO）、ＣＰＵ９は在床判定処理（S10）を繰り返す。睡眠測定処理が開始されると、測定部９８が睡眠測定処理を実行する一方、判定部９４は在床判定処理を実行する（S40）。
図２２を参照して、ステップＳ40の在床判定処理（S210〜S440）を説明する。第１判定部９４２は、第１実施形態と同様の標準偏差σｐに基づく在床判定処理（S210〜S270）を実行する。被験者が在床していると判定した場合（S250：NO）、第１判定部９４２は、在床判定フラグＬＦｐに１をセットし（S270）、１回の在床判定処理（S40）を終了する。他方、被験者が在床していないと判定した場合（S250：YES）、第１判定部９４２は、被験者が在床していないことを示す信号を生成して第２判定部９４４に供給する。
第２判定部９４４は、被験者が在床していないと第１判定部９４２が判定した場合、第２実施形態と同様の周波数解析に基づく在床判定処理（S410〜S440）を実行する。第２判定部９４４は、被験者が在床していないと判定した場合（S420：YES）、在床判定フラグＬＦｐに０をセットする（S430）。すなわち、第２判定部９４４は、第１判定部９４２および第２判定部９４４の双方が被験者が在床していないと判定した場合に、被験者が在床していないことを示す信号（情報）を生成する信号生成部としても機能する。他方、第２判定部９４４は、被験者が在床していると判定した場合（S420：NO）、在床判定フラグＬＦｐに１をセットする（S340）。在床判定フラグＬＦが設定されると、１回の在床判定処理（S10）が終了する。
図２３を参照して、(a)標準偏差σに基づく在床判定（第１判定部９４２のみの在床判定）、(b)比値に基づく在床判定（第２判定部９４４のみの在床判定）、および(c)標準偏差σと比値との組合せに基づく在床判定（第３実施形態の在床判定）の一例を説明する。図２３は、同じ推移を示す第１レベル値に対して各在床判定を実行した際の結果を、グラフ(a)〜(c)間で時間軸をそろえて示している。不在床と判定された期間が各グラフの上部に実線で示され、在床と判定された期間が各グラフの下部に実線で示される。
図２３の例における(a)標準偏差σに基づく在床判定では、在床と判定される期間と実際の在床期間とが概ね一致するものの、一部、実際には在床しているのに不在床と判定される期間が存在する。また、(b)比値に基づく在床判定では、在床と判定される期間と実際の在床期間とが概ね一致するものの、実際には在床していない（不在床である）のに在床と判定される期間が存在する。一方で、(c)標準偏差σと比値との組合せに基づく在床判定（第３実施形態の在床判定）によれば、在床判定結果と実際の在床状態とが一致する。すなわち、在床判定(c)によれば、以上の在床判定(a)および在床判定(b)において生じ得る在床判定結果と実際の在床状態との齟齬が解消され得る。
以上から理解されるように、本実施形態の構成によれば、第１レベル値の標準偏差に基づく在床判定（第１実施形態の在床判定）の結果と、第１レベル値の周波数解析に基づく在床判定（第２実施形態の在床判定）の結果とを組み合わせて被験者の在床が判定されるので、より精度の高い判定結果が取得され得る。また、第１実施形態および第２実施形態と同様、被験者の在床が自動判定されるため、被験者にとっての利便性が顕著である。
＜変形例＞
以上の実施形態は多様に変形される。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は相互に矛盾しない限り適宜に併合され得る。
（１）変形例１
以上の実施形態では、在床判定装置として睡眠測定装置が例示されたが、本発明の在床判定装置が適用されるのは睡眠測定装置に限定されない。例えば、病院または介護施設のベッドにおいて在床判定装置が単独で用いられ、患者または被介護者の在床（入床・離床）を判定するのに活用されてもよい。また、目覚まし装置等の他の装置に本発明の在床判定装置が適用されてもよい。以上の場合、本発明の在床判定装置が、睡眠測定のために用いられる構成要素（第２ＡＤ変換部９２、第２信号処理部８、生体情報取得部９６、測定部９８等）を備えなくてもよいことは、当然に理解される。
（２）変形例２
以上の実施形態では、第１ＡＤ変換部９０および第２ＡＤ変換部９２がＣＰＵ９内に設けられるが、各ＡＤ変換部が配置される箇所は任意である。例えば、図２４に示すように、ＣＰＵ９外に各ＡＤ変換部（９０ａ、９２ａ）が設けられてもよい。換言すると、以上の実施形態では、測定信号を増幅した後にＡＤ変換したが、本変形例のように、測定信号をＡＤ変換してから増幅してもよい。
以上の場合、第１ＡＤ変換部９０ａは、センサ部２からの測定信号をＡＤ変換して複数の第１標本値を出力し、第１信号処理部７ａに供給する。ＣＰＵ９内の第１信号処理部７ａは、複数の第１標本値の各々を第１ゲインＧ１で数値的に増幅し、第１レベル値として判定部９４に出力する。同様に、第２ＡＤ変換部９２ａは、測定信号をＡＤ変換して複数の第２標本値を出力し、第２信号処理部８ａに供給する。ＣＰＵ９内の第２信号処理部８ａは、複数の第２標本値の各々を第２ゲインＧ２で数値的に増幅し、第２レベル値として生体情報取得部９６に出力する。
また、以上の実施形態において、第１信号処理部７および第１ＡＤ変換部９０の組合せ、または、第２信号処理部８および第２ＡＤ変換部９２の組合せのいずれか一方のみを、本変形例の構成とすることも可能である。
（３）変形例３
第１ＡＤ変換部９０および第２ＡＤ変換部９２が一体として設けられてもよい。以上の場合、複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを備えるＡＤ変換器が好適に採用される。
（４）変形例４
以上の実施形態では、単位期間Ｕに含まれる複数の第１レベル値のばらつきの程度を示す尺度として標準偏差σが採用されたが、任意のばらつき尺度が採用され得る。例えば、第１レベル値の分散または第１レベル値の変動係数（標準偏差をその集団の平均値で除算した値）がばらつき尺度として採用可能である。
（５）変形例５
以上の実施形態では、被験者の生体変位に含まれる周期的成分として呼吸が採用されたが、周期的に変化する任意の生体変位（例えば心拍）が周期的成分として採用され得る。また、複数の周期的成分（例えば呼吸および心拍）の組合せを用いてもよい。以上の場合、睡眠測定装置１内のフィルタの周波数特性および単位期間Ｕの長さ等、在床判定に関与する各種の要素が選択された生体変位に応じて設定されることは当然に理解される。特に、選択された生体変位に対応する周波数成分を抽出し得る周波数特性を有するフィルタが、センサ部２と第１増幅器７２との間に設けられ得る。
（６）変形例６
上述した実施の形態を変形し、ＣＰＵ９がＲＴＣ（リアルタイムクロック）と協働して経過時間を計時する形態としてもよい。この形態では、ＲＴＣに電源１１から電力が供給されないときには予備電源から電力を供給するようにすることにより、電源１１からの電力供給が停止されているときにも経過時間の計時を継続することができる。また、上述した実施の形態を変形し、ＣＰＵ９および記憶部１０に代えて一つのマイクロコンピュータを用いる形態としてもよい。また、上述した実施の形態を変形し、コンデンサマイクロホンセンサに代えてピエゾケーブルなどの圧電素子、静電容量式センサ、受光素子、フィルムセンサ又は歪ゲージなどを用いる形態としてもよい。
（７）変形例７
以上の第３実施形態では、第１判定部９４２が標準偏差σに基づく在床判定を実行し、その後、第２判定部９４４が周波数解析に基づく在床判定を実行するが、例えば、図２５に示すように、先に、第２判定部９４４が周波数解析に基づく在床判定を実行し、その後、第１判定部９４２が標準偏差σに基づく在床判定を実行してもよい。
以上の場合には、図２１のフローチャートに示される判定動作において、第２実施形態と同様の周波数解析に基づく在床判定処理（S310〜S340）を第２判定部９４４が実行し、被験者が在床していると判定した場合に、第１判定部９４２が第１実施形態と同様の標準偏差σｐに基づく在床判定処理（S110〜S170）を実行する。第１判定部９４２は、被験者が在床していると判定した場合（S320：YES）、在床判定フラグＬＦｐに１をセットする（S330）。すなわち、本変形例において、第１判定部９４２は、第１判定部９４２および第２判定部９４４の双方が被験者が在床していると判定した場合に、被験者が在床していることを示す信号（情報）を生成する信号生成部としても機能する。
また、図２２のフローチャートに示される判定動作においても同様に、周波数解析に基づく在床判定処理（S410〜S440）を第２判定部９４４が実行し、被験者が在床している判定した場合に、第１判定部９４２が標準偏差σｐに基づく在床判定処理（S210〜S270）を実行する。すなわち、本変形例において、第１判定部９４２は、第１判定部９４２および第２判定部９４４の双方が被験者が在床していないと判定した場合に、被験者が在床していないことを示す信号（情報）を生成する信号生成部としても機能する。
また、図２６に示すように、第１判定部９４２と第２判定部９４４とが並行に設けられ、双方の在床判定が並行して（独立して）実行される構成も採用可能である。以上の構成においては、第１判定部９４２の判定結果と第２判定部９４４の判定結果とに基づいて最終的な判定を実行する最終判定部９４６が、第１判定部９４２および第２判定部９４４の後段に設けられる。
最終判定部９４６は、ステップS10の在床判定処理（前回状態が「不在床」の場合の在床判定）においては、第１判定部９４２と第２判定部９４４との双方が、被験者が在床していると判定した場合に、最終判定部９４６が「被験者が在床している」と判定する（在床判定フラグＬＦｐに１をセットする）。
他方、ステップS40の在床判定処理（前回状態が「在床」の場合の在床判定）においては、第１判定部９４２と第２判定部９４４との双方が、被験者が在床していないと判定した場合に、最終判定部９４６が「被験者が在床していない」と判定する（在床判定フラグＬＦｐに０をセットする）。すなわち、最終判定部９４６は、第３実施形態にて説明された信号生成部としても機能する。
以上から理解されるように、前述の実施形態において説明された標準偏差σに基づく在床判定および周波数解析に基づく在床判定が実行される順序は任意である。
（８）変形例８
第２実施形態及び第３実施形態では、生体信号成分（第２成分）に対するノイズ成分（第１成分）の比値（（ＬＣｐ＋ＨＣｐ）／ＭＣｐ）が在床判定に用いられるが、ノイズ成分に対する生体信号成分の比値（ＭＣｐ／（ＬＣｐ＋ＨＣｐ））が在床判定に用いられてもよい。以上の比値は、分子が生体信号成分であり、分母がノイズ成分であるから、ノイズ成分に対して生体信号成分が大きいほど大きい値をとる。以上の比値が在床判定に採用される場合には、各判定ステップ（S320，S420）において、不等号の向きを反対にした判定（すなわち、ステップS320においては「比値が第４閾値Ｔｈ４を上回るか否か」という判定、ステップS420においては「比値が第５閾値Ｔｈ５未満であるか否か」という判定）を実行することにより、第２実施形態および第３実施形態の在床判定と同等の在床判定が実行されると理解できる。
（９）変形例９
第２実施形態および第３実施形態では、ノイズ成分（第１成分）は、低周波領域の成分値ＬＣｐと高周波領域の成分値ＨＣｐとの和（ＬＣｐ＋ＨＣｐ）であるが、低周波領域の成分値ＬＣｐと高周波領域の成分値ＨＣｐとのいずれか一方をノイズ成分（第１成分）としてもよい。
１……睡眠測定装置、２……センサ部、３……本体部、４……表示部、５……操作部、６……外部出力部、７……第１信号処理部、７０……第１増幅器、８……第２信号処理部、８０……フィルタ、８２……第２増幅器、９０……第１ＡＤ変換部、９２……第２ＡＤ変換部、９４……判定部、９４２……第１判定部、９４４……第２判定部、９４６……最終判定部、９６……生体情報取得部、９８……測定部、１０……記憶部、１１……電源、σ……標準偏差、Ｄ……判定期間、Ｇ１，Ｇ２……ゲイン、ＨＣ……高周波成分、ＬＣ……低周波成分、ＬＦ……在床判定フラグ、Ｍ……敷寝具、ＭＣ……中間周波成分、Ｐ……期間、ＰＦ……予備判定フラグ、Ｔ……判定テーブル、Ｔｈ１，Ｔｈ２，Ｔｈ３，Ｔｈ４，Ｔｈ５……閾値、Ｕ……単位期間、ｔ……時刻。

Claims (24)

  1. 敷寝具と共に使用可能であり、前記敷寝具上における被験者の生体変位を測定し、測定結果を示す測定信号を出力するセンサ部と、
    前記測定信号を第１ゲインで増幅して第１出力信号として出力する第１信号処理部と、
    前記第１出力信号をＡＤ変換して得た複数の第１レベル値を出力する第１ＡＤ変換部と、
    複数の前記第１レベル値のばらつきの程度を示すばらつき尺度に応じて、前記被験者が在床しているか否かを判定する判定部とを備え、
    在床中の前記被験者の前記生体変位に含まれる周期的成分の１周期中に、前記第１レベル値が取り得る最大値を維持する期間および前記第１レベル値が取り得る最小値を維持する期間が含まれるように、前記第１ゲインが設定される
    在床判定装置。
  2. 敷寝具と共に使用可能であり、前記敷寝具上における被験者の生体変位を測定し、測定結果を示す測定信号を出力するセンサ部と、
    前記測定信号をＡＤ変換して得た複数の第１標本値を出力する第１ＡＤ変換部と、
    複数の前記第１標本値の各々を第１ゲインで数値的に増幅し第１レベル値として出力する第１信号処理部と、
    複数の前記第１レベル値のばらつきの程度を示すばらつき尺度に応じて、前記被験者が在床しているか否かを判定する判定部とを備え、
    在床中の前記被験者の前記生体変位に含まれる周期的成分の１周期中に、前記第１レベル値が取り得る最大値を維持する期間および前記第１レベル値が取り得る最小値を維持する期間が含まれるように、前記第１ゲインが設定される
    在床判定装置。
  3. 前記判定部は、
    所定期間中に取得された複数の前記第１レベル値の前記ばらつき尺度が、第１閾値を上回る場合またはゼロである場合に、予備条件が充足されたと判定し、
    連続するｎ個（ｎは２以上の自然数）の所定期間において、前記予備条件が充足されたと判定された回数が第２閾値以上である場合に、前記被験者が在床していると判定する
    請求項１または２に記載の在床判定装置。
  4. 前記判定部は、前記被験者が在床していると判定した後に、
    連続するｍ個（ｍは２以上の自然数）の所定期間において、前記予備条件が充足されたと判定された回数が、前記第２閾値を下回る第３閾値以下である場合に、前記被験者が在床していないと判定する
    請求項３に記載の在床判定装置。
  5. 前記所定期間の長さは、前記周期的成分の前記１周期に要する時間よりも長く設定される
    請求項３または４に記載の在床判定装置。
  6. 前記ばらつき尺度は、前記所定期間中に取得された複数の前記第１レベル値の標準偏差、分散、または変動係数である
    請求項３から５のいずれかに記載の在床判定装置。
  7. 敷寝具と共に使用可能であり、前記敷寝具上における被験者の生体変位を測定し、測定結果を示す測定信号を出力するセンサ部と、
    前記測定信号を第１ゲインで増幅して第１出力信号として出力する第１信号処理部と、
    前記第１出力信号をＡＤ変換して得た複数の第１レベル値を出力する第１ＡＤ変換部と、
    解析期間中に出力された複数の前記第１レベル値を周波数解析して、前記被験者の前記生体変位に起因しない第１成分と前記被験者の前記生体変位に起因する第２成分とを取得し、前記第１成分と前記第２成分との比値に応じて前記被験者が在床しているか否かを判定する判定部とを備え、
    在床中の前記被験者の前記生体変位に含まれる周期的成分の１周期中に、前記第１レベル値が取り得る最大値を維持する期間および前記第１レベル値が取り得る最小値を維持する期間が含まれるように、前記第１ゲインが設定される
    在床判定装置。
  8. 敷寝具と共に使用可能であり、前記敷寝具上における被験者の生体変位を測定し、測定結果を示す測定信号を出力するセンサ部と、
    前記測定信号をＡＤ変換して得た複数の第１標本値を出力する第１ＡＤ変換部と、
    複数の前記第１標本値の各々を第１ゲインで数値的に増幅し第１レベル値として出力する第１信号処理部と、
    解析期間中に出力された複数の前記第１レベル値を周波数解析して、前記被験者の前記生体変位に起因しない第１成分と前記被験者の前記生体変位に起因する第２成分とを取得し、前記第１成分と前記第２成分との比値に応じて前記被験者が在床しているか否かを判定する判定部とを備え、
    在床中の前記被験者の前記生体変位に含まれる周期的成分の１周期中に、前記第１レベル値が取り得る最大値を維持する期間および前記第１レベル値が取り得る最小値を維持する期間が含まれるように、前記第１ゲインが設定される
    在床判定装置。
  9. 前記判定部は、第１周波数未満の成分と、前記第１周波数より高い第２周波数を上回る成分とのいずれか一方または双方を前記第１成分として取得し、前記第１周波数を上回りかつ前記第２周波数未満である成分を前記第２成分として取得する
    請求項７または８に記載の在床判定装置。
  10. 前記比値は、前記第２成分に対する前記第１成分の比を示し、
    前記判定部は、
    解析期間中に取得された前記比値が第４閾値未満である場合に、前記被験者が在床していると判定する
    請求項７から９のいずれかに記載の在床判定装置。
  11. 前記判定部は、前記被験者が在床していると判定した後に、
    解析期間中に取得された前記比値が前記第４閾値とは異なる第５閾値を上回る場合に、前記被験者が在床していないと判定する
    請求項１０に記載の在床判定装置。
  12. 前記比値は、前記第１成分に対する前記第２成分の比を示し、
    前記判定部は、
    解析期間中に取得された前記比値が第４閾値を上回る場合に、前記被験者が在床していると判定する
    請求項７から９のいずれかに記載の在床判定装置。
  13. 前記判定部は、前記被験者が在床していると判定した後に、
    解析期間中に取得された前記比値が前記第４閾値とは異なる第５閾値未満である場合に、前記被験者が在床していないと判定する
    請求項１２に記載の在床判定装置。
  14. 敷寝具と共に使用可能であり、前記敷寝具上における被験者の生体変位を測定し、測定結果を示す測定信号を出力するセンサ部と、
    前記測定信号を第１ゲインで増幅して第１出力信号として出力する第１信号処理部と、
    前記第１出力信号をＡＤ変換して得た複数の第１レベル値を出力する第１ＡＤ変換部と、
    複数の前記第１レベル値のばらつきの程度を示すばらつき尺度に応じて、前記被験者が在床しているか否かを判定する第１判定部と、
    解析期間中に出力された複数の前記第１レベル値を周波数解析して、前記被験者の前記生体変位に起因しない第１成分と前記被験者の前記生体変位に起因する第２成分とを取得し、前記第１成分と前記第２成分との比値に応じて前記被験者が在床しているか否かを判定する第２判定部とを備え、
    在床中の前記被験者の前記生体変位に含まれる周期的成分の１周期中に、前記第１レベル値が取り得る最大値を維持する期間および前記第１レベル値が取り得る最小値を維持する期間が含まれるように、前記第１ゲインが設定される
    在床判定装置。
  15. 敷寝具と共に使用可能であり、前記敷寝具上における被験者の生体変位を測定し、測定結果を示す測定信号を出力するセンサ部と、
    前記測定信号をＡＤ変換して得た複数の第１標本値を出力する第１ＡＤ変換部と、
    複数の前記第１標本値の各々を第１ゲインで数値的に増幅し第１レベル値として出力する第１信号処理部と、
    複数の前記第１レベル値のばらつきの程度を示すばらつき尺度に応じて、前記被験者が在床しているか否かを判定する第１判定部と、
    解析期間中に出力された複数の前記第１レベル値を周波数解析して、前記被験者の前記生体変位に起因しない第１成分と前記被験者の前記生体変位に起因する第２成分とを取得し、前記第１成分と前記第２成分との比値に応じて前記被験者が在床しているか否かを判定する第２判定部とを備え、
    在床中の前記被験者の前記生体変位に含まれる周期的成分の１周期中に、前記第１レベル値が取り得る最大値を維持する期間および前記第１レベル値が取り得る最小値を維持する期間が含まれるように、前記第１ゲインが設定される
    在床判定装置。
  16. 前記第２判定部は、第１周波数未満の成分と、前記第１周波数より高い第２周波数を上回る成分とのいずれか一方または双方を前記第１成分として取得し、前記第１周波数を上回りかつ前記第２周波数未満である成分を前記第２成分として取得する
    請求項１４または１５に記載の在床判定装置。
  17. 前記第１判定部は、
    所定期間中に取得された複数の前記第１レベル値の前記ばらつき尺度が、第１閾値を上回る場合またはゼロである場合に、予備条件が充足されたと判定し、
    連続するｎ個（ｎは２以上の自然数）の所定期間において、前記予備条件が充足されたと判定された回数が第２閾値以上である場合に、前記被験者が在床していると判定し、
    前記比値は、前記第２成分に対する前記第１成分の比を示し、
    前記第２判定部は、
    解析期間中に取得された前記比値が第４閾値未満であるときに、前記被験者が在床していると判定し、さらに、
    前記第１判定部および前記第２判定部の双方が前記被験者が在床していると判定した場合に、前記被験者が在床していることを示す信号を生成する信号生成部を備える
    請求項１４から１６のいずれかに記載の在床判定装置。
  18. 前記被験者が在床していると前記第２判定部が判定した後に、
    前記第１判定部は、
    連続するｍ個（ｍは２以上の自然数）の所定期間において、前記予備条件が充足されたと判定された回数が、前記第２閾値を下回る第３閾値以下である場合に、前記被験者が在床していないと判定し、
    前記第２判定部は、
    解析期間中に取得された前記比値が前記第４閾値とは異なる第５閾値を上回るときに、前記被験者が在床していないと判定し、
    前記信号生成部は、
    前記第１判定部および前記第２判定部の双方が前記被験者が在床していないと判定した場合に、前記被験者が在床していないことを示す信号を生成する
    請求項１７に記載の在床判定装置。
  19. 前記第１判定部は、
    所定期間中に取得された複数の前記第１レベル値の前記ばらつき尺度が、第１閾値を上回る場合またはゼロである場合に、予備条件が充足されたと判定し、
    連続するｎ個（ｎは２以上の自然数）の所定期間において、前記予備条件が充足されたと判定された回数が第２閾値以上である場合に、前記被験者が在床していると判定し、
    前記比値は、前記第１成分に対する前記第２成分の比を示し、
    前記第２判定部は、
    解析期間中に取得された前記比値が第４閾値を上回るときに、前記被験者が在床していると判定し、さらに、
    前記第１判定部および前記第２判定部の双方が前記被験者が在床していると判定した場合に、前記被験者が在床していることを示す信号を生成する信号生成部を備える
    請求項１４から１６のいずれかに記載の在床判定装置。
  20. 前記被験者が在床していると前記第２判定部が判定した後に、
    前記第１判定部は、
    連続するｍ個（ｍは２以上の自然数）の所定期間において、前記予備条件が充足されたと判定された回数が、前記第２閾値を下回る第３閾値以下である場合に、前記被験者が在床していないと判定し、
    前記第２判定部は、
    解析期間中に取得された前記比値が前記第４閾値とは異なる第５閾値未満であるときに、前記被験者が在床していないと判定し、
    前記信号生成部は、
    前記第１判定部および前記第２判定部の双方が前記被験者が在床していないと判定した場合に、前記被験者が在床していないことを示す信号を生成する
    請求項１９に記載の在床判定装置。
  21. 前記所定期間の長さは、前記周期的成分の前記１周期に要する時間よりも長く設定される
    請求項１７から２０のいずれかに記載の在床判定装置。
  22. 前記ばらつき尺度は、前記所定期間中に取得された複数の前記第１レベル値の標準偏差、分散、または変動係数である
    請求項１７から２１のいずれかに記載の在床判定装置。
  23. 請求項１から２２のいずれかに記載の在床判定装置と、
    前記被験者が在床していると前記判定部が判定した場合に、
    前記第１ゲインを下回る第２ゲインで前記測定信号を増幅して第２出力信号として出力する第２信号処理部と、
    前記第２出力信号をＡＤ変換して得た複数の第２レベル値を出力する第２ＡＤ変換部と、
    前記第２レベル値に基づいて得た前記被験者の生体情報を出力する生体情報取得部と、
    前記生体情報に基づいて前記被験者の睡眠状態を測定する測定部とを備える
    睡眠状態測定装置。
  24. 請求項１から２２のいずれかに記載の在床判定装置と、
    前記被験者が在床していると前記判定部が判定した場合に、
    前記測定信号をＡＤ変換して得た複数の第２標本値を出力する第２ＡＤ変換部と、
    前記第１ゲインを下回る第２ゲインで複数の前記第２標本値の各々を数値的に増幅し第２レベル値として出力する第２信号処理部と、
    前記第２レベル値に基づいて得た前記被験者の生体情報を出力する生体情報取得部と、
    前記生体情報に基づいて前記被験者の睡眠状態を測定する測定部とを備える
    睡眠状態測定装置。
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