(57)【要約】【課題】心拍信号を明瞭に抽出する。【解決手段】生体情報取得装置は、就寝者（S）の大腿部の下側に設置され、該就寝者（S）の体動の変化に伴い内圧が変化する感圧チューブ（20）と、該感圧チューブ（20）の内圧を受けて圧力信号を出力するマイクロフォン（21）と、該マイクロフォン（21）より出力された圧力信号から心拍信号を抽出する心拍抽出部（30b）とを備える。【選択図】図１
2014147597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
就寝者（S）の下側に設置され、該就寝者（S）の体動の変化に伴い内圧が変化する感圧部と、該感圧部の内圧を受けて圧力信号を出力する受圧部と、該受圧部より出力された圧力信号から心拍信号を抽出する心拍抽出部（30b）とを備えている生体情報取得装置であって、
上記感圧部は、上記就寝者（S）の下半身の下側に設置される脚部側感圧部（20）を備え、
上記受圧部は、上記脚部側感圧部（20）の内圧を受ける脚部側受圧部（21）を備えていることを特徴とする生体情報取得装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記感圧部は、上記脚部側感圧部（20）と、上記就寝者（S）の胸部の下側に設置される胸部側感圧部（20b）とを備え、
上記受圧部は、上記脚部側受圧部（21）と、上記胸部側感圧部（20b）の内圧を受ける胸部側受圧部（21b）とを備え、
上記心拍抽出部（30b）は、上記胸部側受圧部（21b）に基づく心拍信号に対する呼吸の影響を判定する心拍判定部（30e）と、該心拍判定部（30e）により上記影響が相対的に小さいと判定されたときに、上記胸部側受圧部（21b）に基づく心拍信号を選択する一方、上記心拍判定部（30e）により上記影響が相対的に大きいと判定されたときに、上記脚部側受圧部（21）に基づく心拍信号を選択する心拍選択部（30f）とを備えていることを特徴とする生体情報取得装置。
【請求項３】
請求項２において、
上記胸部側受圧部（21b）より出力された圧力信号から呼吸信号を抽出する呼吸抽出部（30a）を備え、
上記心拍判定部（30e）は、上記胸部側受圧部（21b）に基づく呼吸信号の振幅に基づいて、上記影響の判定を行うように構成されていることを特徴とする生体情報取得装置。
【請求項４】
請求項２において、
上記胸部側受圧部（21b）より出力された圧力信号から呼吸信号を抽出する呼吸抽出部（30a）を備え、
上記心拍判定部（30e）は、上記胸部側受圧部（21b）に基づく呼吸信号の高調波に関連する関連値に基づいて、上記影響の判定を行うように構成されていることを特徴とする生体情報取得装置。
【請求項５】
請求項２乃至４の何れか１つにおいて、
上記受圧部（21，21b）より出力された圧力信号から呼吸信号を抽出する呼吸抽出部（30a）を備え、
上記呼吸抽出部（30a）は、上記胸部側受圧部（21b）に基づく呼吸信号に対する呼吸の高調波の影響を判定する呼吸判定部（30c）と、該呼吸判定部（30c）により上記影響が相対的に小さいと判定されたときに、上記胸部側受圧部（21b）に基づく呼吸信号を選択する一方、上記呼吸判定部（30c）により上記影響が相対的に大きいと判定されたときに、上記脚部側受圧部（21）に基づく呼吸信号を選択する呼吸選択部（30d）とを備えていることを特徴とする生体情報取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、就寝者の体動を検知して、就寝者の生体情報を取得する生体情報取得装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、就寝者の体動を検知して、就寝者の生体情報を取得する生体情報取得装置が知られている。特許文献１に示す生体情報取得装置は、体動センサと回路ユニットとを備えている。この体動センサは、感圧部と受圧部とを有している。この感圧部は、就寝者の胸部の下側に設置される。そして、就寝者がベッドに横臥すると、感圧部に就寝者の体動が伝達される。受圧部は、感圧部の内圧を受けて圧力信号を出力する。回路ユニットは、受圧部から出力された圧力信号から心拍信号を抽出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０５１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、呼吸及び心拍は、主に胸部における現象であるが、この胸部では、呼吸動の振幅は心拍（搏動）の振幅よりも大きく検知される（例えば、数倍〜数十倍）。このため、大振幅の呼吸信号に小振幅の心拍信号等が合成してなる圧力信号の振幅（電圧）が回路ユニットの振幅レンジ（電圧レンジ）外となる場合がある。また、一般に、心拍数は呼吸数よりも大きいが、胸部において検知される呼吸動には、基本波以外に高調波が発生しやすい。このように、高調波が発生すると、この高調波（例えば、２次〜４次高調波）と心拍とは周波数帯域が重なるため、高調波と心拍との識別が困難となる。以上のことから、特許文献１に示すように、感圧部を就寝者の胸部の下側に設置すると、心拍信号に対する呼吸の影響が大きくなり、圧力信号から心拍信号を明瞭に抽出できない虞がある。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、心拍信号を明瞭に抽出することにある。                                    
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、就寝者（S）の下側に設置され、該就寝者（S）の体動の変化に伴い内圧が変化する感圧部と、該感圧部の内圧を受けて圧力信号を出力する受圧部と、該受圧部より出力された圧力信号から心拍信号を抽出する心拍抽出部（30b）とを備えている生体情報取得装置であって、上記感圧部は、上記就寝者（S）の下半身の下側に設置される脚部側感圧部（20）を備え、上記受圧部は、上記脚部側感圧部（20）の内圧を受ける脚部側受圧部（21）を備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
第１の発明では、脚部側感圧部（20）を就寝者（S）の下半身の下側に設置する。このように、胸部から離れた下半身において体動を検知すると、呼吸動の振幅は小さくなり、また、呼吸動に高調波が発生しにくくなり、心拍信号に対する呼吸の影響が小さくなる。このため、心拍信号を明瞭に抽出できる。
【０００８】
ここに、下半身とは、体の、腰部（臀部）から下の部分である。
【０００９】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記感圧部は、上記脚部側感圧部（20）と、上記就寝者（S）の胸部の下側に設置される胸部側感圧部（20b）とを備え、上記受圧部は、上記脚部側受圧部（21）と、上記胸部側感圧部（20b）の内圧を受ける胸部側受圧部（21b）とを備え、上記心拍抽出部（30b）は、上記胸部側受圧部（21b）に基づく心拍信号に対する呼吸の影響を判定する心拍判定部（30e）と、該心拍判定部（30e）により上記影響が相対的に小さいと判定されたときに、上記胸部側受圧部（21b）に基づく心拍信号を選択する一方、上記心拍判定部（30e）により上記影響が相対的に大きいと判定されたときに、上記脚部側受圧部（21）に基づく心拍信号を選択する心拍選択部（30f）とを備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
ところで、下半身において検知された体動に基づいて心拍信号を抽出すると、上述の如く、心拍信号に対する呼吸の影響が小さい。一方で、胸部から離れた下半身において体動を検知すると、ノイズが発生しやすく、また、下半身（特に脚部）では、就寝者（S）の姿勢変化（例えば、身じろぎや寝返り）により、体動を正確に検知できない虞もある。さらに、胸部において検知された体動を用いて心拍信号を抽出すれば、搏動を直接捉えることにより、心拍間隔を鮮明に検出できる。以上により、胸部において検知された体動に基づく心拍信号に対する呼吸の影響が相対的に小さければ、胸部において検知された体動を用いて心拍信号を抽出することが好ましく、その影響が相対的に大きい場合は、下半身において検知された体動に基づいて心拍信号を抽出することが望ましい。
【００１１】
ここに、第２の発明では、心拍選択部（30f）において、心拍判定部（30e）により胸部側受圧部（21b）に基づく心拍信号に対する呼吸の影響が相対的に小さいと判定されたときに、胸部側受圧部（21b）に基づく心拍信号を選択する一方、心拍選択部（30f）において、心拍判定部（30e）によりその影響が相対的に大きいと判定されたときに、脚部側受圧部（21）に基づく心拍信号を選択する。
【００１２】
第３の発明は、上記第２の発明において、上記胸部側受圧部（21b）より出力された圧力信号から呼吸信号を抽出する呼吸抽出部（30a）を備え、上記心拍判定部（30e）は、上記胸部側受圧部（21b）に基づく呼吸信号の振幅に基づいて、上記影響の判定を行うように構成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
ところで、胸部において検知される呼吸動の振幅が大きいと、上述の如く、心拍信号に対する呼吸の影響が大きくなる。
【００１４】
ここに、第３の発明では、心拍判定部（30e）において、胸部側受圧部（21b）に基づく呼吸信号の振幅に基づいて、胸部側受圧部（21b）に基づく心拍信号に対する呼吸の影響の判定を行う。
【００１５】
第４の発明は、上記第２の発明において、上記胸部側受圧部（21b）より出力された圧力信号から呼吸信号を抽出する呼吸抽出部（30a）を備え、上記心拍判定部（30e）は、上記胸部側受圧部（21b）に基づく呼吸信号の高調波に関連する関連値に基づいて、上記影響の判定を行うように構成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
ところで、胸部において検知される呼吸動に高調波が発生すると、上述の如く、心拍信号に対する呼吸の影響が大きくなる。
【００１７】
ここに、第４の発明では、心拍判定部（30e）において、胸部側受圧部（21b）に基づく呼吸信号の高調波に関連する関連値に基づいて、胸部側受圧部（21b）に基づく心拍信号に対する呼吸の影響の判定を行う。
【００１８】
第５の発明は、上記第２乃至４の何れか１つの発明において、上記受圧部（21，21b）より出力された圧力信号から呼吸信号を抽出する呼吸抽出部（30a）を備え、上記呼吸抽出部（30a）は、上記胸部側受圧部（21b）に基づく呼吸信号に対する呼吸の高調波の影響を判定する呼吸判定部（30c）と、該呼吸判定部（30c）により上記影響が相対的に小さいと判定されたときに、上記胸部側受圧部（21b）に基づく呼吸信号を選択する一方、上記呼吸判定部（30c）により上記影響が相対的に大きいと判定されたときに、上記脚部側受圧部（21）に基づく呼吸信号を選択する呼吸選択部（30d）とを備えていることを特徴とするものである。
【００１９】
ところで、胸部において検知される呼吸動に、基本波以外に高調波が発生すると、この高調波の影響でその基本波を正確に検知できず、呼吸信号を明瞭に抽出できない虞がある。一方で、上述の如く、胸部から離れた下半身において体動を検知すると、ノイズが発生しやすく、また、下半身（特に脚部）では、就寝者（S）の姿勢変化（例えば、身じろぎや寝返り）により、体動を正確に検知できない虞もある。さらに、胸部において検知された体動を用いて呼吸信号を抽出すれば、呼吸間隔や振幅を鮮明に検出できる。以上により、胸部において検知された体動に基づく呼吸信号に対する呼吸の高調波の影響が相対的に小さければ、胸部において検知された体動に基づいて呼吸信号を抽出することが好ましく、その影響が相対的に大きい場合は、下半身において検知された体動を用いて呼吸信号を抽出することが望ましい。
【００２０】
ここに、第５の発明では、呼吸選択部（30d）において、呼吸判定部（30c）により胸部側受圧部（21b）に基づく呼吸信号に対する呼吸の高調波の影響が相対的に小さいと判定されたときに、胸部側受圧部（21b）に基づく呼吸信号を選択する一方、呼吸選択部（30d）において、呼吸判定部（30c）によりその影響が相対的に大きいと判定されたときに、脚部側受圧部（21）に基づく呼吸信号を選択する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、胸部から離れた下半身において体動を検知すると、呼吸動の振幅は小さくなり、また、呼吸動に高調波が発生しにくくなり、心拍信号に対する呼吸の影響が小さくなる。このため、心拍信号を明瞭に抽出できる。
【００２２】
また、上記第２の発明によれば、心拍選択部（30f）において、心拍判定部（30e）により胸部側受圧部（21b）に基づく心拍信号に対する呼吸の影響が相対的に小さいと判定されたときに、胸部側受圧部（21b）に基づく心拍信号を選択するため、心拍信号を明瞭に抽出できるとともに、心拍間隔を鮮明に検出でき、その上、心拍信号を抽出するに際して、ノイズや就寝者（S）の姿勢変化の影響を小さくできる。一方、心拍選択部（30f）において、心拍判定部（30e）によりその影響が相対的に大きいと判定されたときに、脚部側受圧部（21）に基づく心拍信号を選択するため、心拍信号を明瞭に抽出できる。
【００２３】
また、上記第３の発明によれば、心拍判定部（30e）において、胸部側受圧部（21b）に基づく呼吸信号の振幅に基づいて、胸部側受圧部（21b）に基づく心拍信号に対する呼吸の影響の判定を行うため、その影響を高精度で判定できる。
【００２４】
また、上記第４の発明によれば、心拍判定部（30e）において、胸部側受圧部（21b）に基づく呼吸信号の高調波に関連する関連値に基づいて、胸部側受圧部（21b）に基づく心拍信号に対する呼吸の影響の判定を行うため、その影響を高精度で判定できる。
【００２５】
また、上記第５の発明によれば、呼吸選択部（30d）において、呼吸判定部（30c）により胸部側受圧部（21b）に基づく呼吸信号に対する呼吸の高調波の影響が相対的に小さいと判定されたときに、胸部側受圧部（21b）に基づく呼吸信号を選択するため、呼吸信号を明瞭に抽出できるとともに、呼吸間隔や振幅を鮮明に検出でき、その上、呼吸信号を抽出するに際して、ノイズや就寝者（S）の姿勢変化の影響を小さくできる。一方、呼吸選択部（30d）において、呼吸判定部（30c）によりその影響が相対的に大きいと判定されたときに、脚部側受圧部（21）に基づく呼吸信号を選択するため、呼吸信号を明瞭に抽出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、実施形態１の生体情報取得装置の使用状態を示す概略構成図である。
【図２】図２は、実施形態１の装置本体の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施形態２の生体情報取得装置の使用状態を示す概略構成図である。
【図４】図４は、実施形態２の装置本体の概略構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、実施形態２の就寝者の体動の検知動作を示すフローチャートである。
【図６】図６は、実施例の胸部側マイクロフォンの圧力信号の処理結果を示すグラフである。
【図７】図７は、実施例の脚部側マイクロフォンの圧力信号の処理結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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。
【００２８】
《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１は、就寝者（S）の体動を検知して、就寝者（S）の呼吸や心拍等の生体情報を取得する生体情報取得装置（1）である。図１に示すように、生体情報取得装置（1）は、体動センサ（2）と装置本体（3）とを備えている。
【００２９】
体動センサ（2）は、図１及び図２に示すように、就寝者（S）の大腿部の下側に設置され、就寝者（S）の体動の変化に伴い内圧が変化する感圧チューブ（20）と、この感圧チューブ（20）の内圧を受けて圧力信号を出力するマイクロフォン（21）とを有している。なお、感圧チューブ（20）は脚部側感圧部に、マイクロフォン（21）は脚部側受圧部に対応する。
【００３０】
感圧チューブ（20）は、可撓性及び弾性を有する材料から成る細長のチューブで構成されている。感圧チューブ（20）は、ベッド等の寝具（4）に設置される本体部（22）と、この本体部（22）と装置本体（3）とを接続する連絡部（23）とを有している。本体部（22）は、寝具（4）上の幅方向に延びている。つまり、本体部（22）は、寝具（4）上において就寝者（S）に対して直交する方向に延びている。
【００３１】
本体部（22）は、図示を省略するが、床面に設置される寝具台と、この寝具台の上側に設置されるマットレスとの間に配置される。つまり、本体部（22）は、寝具台とマットレスとの間に挟み込まれる。本体部（22）は、その一端が封止部（24）によって閉塞される一方、その他端が連絡部（23）の一端に接続されている。
【００３２】
マイクロフォン（21）は、連絡部（23）の他端に取り付けられている。本実施形態では、マイクロフォン（21）は、装置本体（3）に内蔵されている。
【００３３】
装置本体（3）は、マイクロフォン（21）に加えて、信号処理部（30）、記憶部（31）、判定部（32）及び表示部（33）を有している。信号処理部（30）は、マイクロフォン（21）の圧力信号から就寝者（S）の体動信号を抽出する。具体的に、信号処理部（30）は、呼吸抽出部（30a）と心拍抽出部（30b）とを有している。呼吸抽出部（30a）は、マイクロフォン（21）の圧力信号について、呼吸帯域通過フィルタによって就寝者（S）の呼吸に伴う呼吸信号を抽出し（この処理を以下、呼吸前処理ともいう）、この抽出した呼吸信号から１分間毎の呼吸数を導出する。呼吸抽出部（30a）はまた、その抽出した呼吸信号について、高速フーリエ変換を施して（この処理を以下、呼吸ＦＦＴともいう）、呼吸パワースペクトルを演算する（後述の図７の（ｄ）を参照）。呼吸抽出部（30a）は、その演算した呼吸パワースペクトルについて、最大ピークと第２ピークを抽出する。このピーク高さは、呼吸の振幅に相当する。呼吸抽出部（30a）はさらに、その抽出した最大ピーク及び第２ピークの周波数比を演算する。呼吸抽出部（30a）は、その演算した周波数比が１：２または２：１であるときには、２次高調波が発生したと判定し、呼吸パワースペクトルの最大ピークと第２ピークのうち周波数が低いものを基本波と、高いものを２次高調波とみなす。一方、呼吸抽出部（30a）は、その演算した周波数比が１：２または２：１でないときには、２次高調波が発生しなかったと判定し、呼吸パワースペクトルの最大ピークと第２ピークのうち周波数が低いものを基本波とみなす。
【００３４】
心拍抽出部（30b）は、マイクロフォン（21）の圧力信号について、体幹の固有振動数に起因する成分を帯域通過フィルタによって抽出した後、包絡線検波の処理を行い、就寝者（S）の心拍に伴う心拍信号を抽出する（この処理を以下、心拍前処理ともいう）。そして、心拍抽出部（30b）は、その抽出した心拍信号から１分間毎の心拍数を導出する。心拍抽出部（30b）はまた、その抽出した心拍信号について、高速フーリエ変換を施して（この処理を以下、心拍ＦＦＴともいう）、心拍パワースペクトルを演算する（後述の図７の（ｃ）を参照）。心拍抽出部（30b）は、その演算した心拍パワースペクトルについて、最大ピークを抽出する。
【００３５】
ここに、心拍は就寝者（S）の体幹で共鳴し、その残響は就寝者（S）の、大腿部を含む体の各所で検知できる（この波を以下、心拍共鳴波という）。つまり、心拍は、感圧チューブ（20）に直接伝達される心拍直接波以外に、心拍共鳴波として検知できる。この心拍共鳴波は、例えば、体幹の固有振動数である４〜１０Ｈｚの波が心拍周波数である１Ｈｚで変調されたような波形を有する。一方、呼吸は就寝者（S）の体幹で共鳴し難い。つまり、呼吸は、感圧チューブ（20）に直接伝達される呼吸直接波としてしか検知できない。
【００３６】
なお、信号処理部（30）による各信号の抽出方法は、上述以外の方法であっても良い。例えば、心拍抽出部（30b）は、マイクロフォン（21）の圧力信号について、体幹の固有振動数に起因する成分を帯域通過フィルタによって抽出した後、二乗検波の処理を行い、心拍信号を抽出しても良い。
【００３７】
判定部（32）は、信号処理部（30）により抽出された呼吸信号や心拍信号等に基づいて、就寝者（S）の入床時刻や入眠時刻、覚醒時刻、離床時刻、睡眠の質等の睡眠情報を計測する。記憶部（31）は、この睡眠情報や信号処理部（30）により抽出された呼吸信号及び心拍信号等を適宜記憶する。表示部（33）は、判定部（32）により計測されたユーザ（就寝者（S））の睡眠情報を表示する。これにより、ユーザは、自己の睡眠情報を事後的に確認できる。
【００３８】
−就寝者の体動の検知動作−
以下、就寝者の体動の検知動作を説明する。
就寝者の体動が発生すると、この体動が感圧チューブ（20）に作用してその内圧が変化する。この感圧チューブ（20）の内圧を受けたマイクロフォン（21）が圧力信号を出力する。そして、装置本体（3）では、マイクロフォン（21）の圧力信号から就寝者の呼吸信号及び心拍信号が抽出されて、就寝者の睡眠情報が計測される。
【００３９】
−実施形態１の効果−
以上より、本実施形態によれば、脚部側感圧部（20）を就寝者（S）の大腿部の下側に設置する。このように、胸部から離れた大腿部において体動を検知すると、呼吸動の振幅は小さくなり、また、呼吸動に高調波が発生しにくくなり、心拍信号に対する呼吸の影響が小さくなる。このため、心拍信号を明瞭に抽出できる。
【００４０】
《発明の実施形態２》
実施形態２は、体動センサ（2）を２つ備える点、一方の体動センサ（2）に基づく呼吸信号または他方の体動センサ（2）に基づく呼吸信号の何れかを選択採用する点、一方の体動センサ（2）に基づく心拍信号または他方の体動センサ（2）に基づく心拍信号の何れかを選択採用する点が実施形態１と相違するものである。この相違点について以下、説明する。
【００４１】
本実施形態では、体動センサ（2）は、図３に示すように、実施形態１の体動センサ（2）に加えて、胸部側体動センサ（2b）をさらに備えている。なお、以下の説明では、実施形態１の体動センサ（2）、感圧チューブ（20）及びマイクロフォン（21）を、それぞれ脚部側体動センサ（2a）、脚部側感圧チューブ（20a）及び脚部側マイクロフォン（21a）という。
【００４２】
胸部側体動センサ（2b）は、図３及び図４に示すように、就寝者（S）の胸部の下側に設置され、就寝者（S）の体動の変化に伴い内圧が変化する胸部側感圧チューブ（20b）と、この胸部側感圧チューブ（20b）の内圧を受けて圧力信号を出力する胸部側マイクロフォン（21b）とを有している。これらの胸部側感圧チューブ（20b）及び胸部側マイクロフォン（21b）の構成は、脚部側感圧チューブ（20a）及び脚部側マイクロフォン（21a）と同様である。
【００４３】
呼吸抽出部（30a）は、呼吸判定部（30c）と呼吸選択部（30d）とを有している。呼吸抽出部（30a）は、脚部側及び胸部側マイクロフォン（21a,21b）の各圧力信号について、呼吸帯域通過フィルタによって就寝者（S）の呼吸に伴う呼吸信号を抽出し、この抽出した各呼吸信号から１分間毎の呼吸数を導出する。呼吸抽出部（30a）はまた、その抽出した各呼吸信号について、高速フーリエ変換を施して、呼吸パワースペクトルを演算する（後述の図６及び図７の（ｄ）を参照）。呼吸抽出部（30a）は、その演算した各呼吸パワースペクトルについて、最大ピークと第２ピークを抽出する。呼吸抽出部（30a）はさらに、その抽出した最大ピーク及び第２ピークの周波数比を演算する。呼吸抽出部（30a）は、その演算した周波数比が１：２または２：１であるときには、２次高調波が発生したと判定し、呼吸パワースペクトルの最大ピークと第２ピークのうち周波数が低いものを基本波と、高いものを２次高調波とみなす。一方、呼吸抽出部（30a）は、その演算した周波数比が１：２または２：１でないときには、２次高調波が発生しなかったと判定し、呼吸パワースペクトルの最大ピークと第２ピークのうち周波数が低いものを基本波とみなす。この判定を以下、高調波判定ともいう。
【００４４】
呼吸判定部（30c）は、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく呼吸信号に対する呼吸の高調波の影響を判定する。具体的に、呼吸判定部（30c）は、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく呼吸信号の基本波のピーク高さに対する２次高調波のピーク高さの比率が所定比率以下であるときには、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく呼吸信号に対する呼吸の高調波の影響が相対的に小さいと判定する一方、その比率が所定比率よりも大きいときには、その影響が相対的に大きいと判定する（この判定を以下、高調波比率判定ともいう）。
【００４５】
ここに、例えば、呼気の短い呼吸では、その呼気の終了時期にインパルス状の大振動が発生し、これに伴い高調波が発生して、基本波のピーク高さに対する高調波のピーク高さの比率が高くなる。
【００４６】
なお、上記所定比率は、生体情報取得装置（1）を用いて事前に実験を行うことで、予め設定されている。
【００４７】
呼吸選択部（30d）は、呼吸判定部（30c）により胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく呼吸信号に対する呼吸の高調波の影響が相対的に小さいと判定されたときには、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく呼吸信号を選択採用する一方、呼吸判定部（30c）によりその影響が相対的に大きいと判定されたときには、脚部側マイクロフォン（21a）の圧力信号に基づく呼吸信号を選択採用する。つまり、呼吸選択部（30d）は、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく呼吸信号に対する呼吸の高調波の影響が相対的に小さいときには、呼吸信号を抽出する圧力信号を胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に切り替える一方、その影響が相対的に大きいときには、呼吸信号を抽出する圧力信号を脚部側マイクロフォン（21a）の圧力信号に切り替える。呼吸選択部（30d）はまた、その選択採用した呼吸信号に対応する呼吸数及び呼吸パワースペクトルを選択採用する。
【００４８】
心拍抽出部（30b）は、心拍判定部（30e）と心拍選択部（30f）とを有している。心拍抽出部（30b）は、脚部側及び胸部側マイクロフォン（21a,21b）の各圧力信号について、体幹の固有振動数に起因する成分を帯域通過フィルタによって抽出した後、包絡線検波の処理を行い、就寝者（S）の心拍に伴う心拍信号を抽出する。そして、心拍抽出部（30b）は、その抽出した各心拍信号から１分間毎の心拍数を導出する。心拍抽出部（30b）は、その抽出した各心拍信号について、高速フーリエ変換を施して、心拍パワースペクトルを演算する（後述の図６及び図７の（ｃ）を参照）。そして、心拍抽出部（30b）は、その演算した各心拍パワースペクトルについて、最大ピークを抽出する。
【００４９】
心拍判定部（30e）は、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく心拍信号に対する呼吸の影響を判定する。具体的に、心拍判定部（30e）は、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく呼吸信号の振幅に基づいて、その影響の判定を行う。詳細に、心拍判定部（30e）は、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく呼吸パワースペクトルの最大ピーク高さが所定値以下であるときには、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく心拍信号に対する呼吸の影響が相対的に小さいと判定する一方、その最大ピーク高さが所定値よりも大きいときには、その影響が相対的に大きいと判定する（この判定を以下、スペクトラム強度判定ともいう）。
【００５０】
ここに、例えば、深大な呼吸では、呼吸動の振幅が大きくなり、呼吸パワースペクトルの最大ピーク高さが高くなる。
【００５１】
なお、上記所定値は、生体情報取得装置（1）を用いて事前に実験を行うことで、予め設定されている。
【００５２】
心拍選択部（30f）は、心拍判定部（30e）により胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく心拍信号に対する呼吸の影響が相対的に小さいと判定されたときには、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく心拍信号を選択採用する一方、心拍判定部（30e）によりその影響が相対的に大きいと判定されたときには、脚部側マイクロフォン（21a）の圧力信号に基づく心拍信号を選択採用する。つまり、心拍選択部（30f）は、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく心拍信号に対する呼吸の影響が相対的に小さいときには、心拍信号を抽出する圧力信号を胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に切り替える一方、その影響が相対的に大きいときには、心拍信号を抽出する圧力信号を脚部側マイクロフォン（21a）の圧力信号に切り替える。心拍選択部（30f）はまた、その選択採用した心拍信号に対応する心拍数及び心拍パワースペクトルを選択採用する。
【００５３】
−就寝者の体動の検知動作−
以下、就寝者の体動の検知動作を図５のフローチャートを参照しながら説明する。
【００５４】
就寝者の体動が発生すると、この体動が脚部側及び胸部側感圧チューブ（20a，20b）に作用してその内圧が変化する。この感圧チューブ（20a，20b）の内圧を受けた脚部側及び胸部側マイクロフォン（21a，21b）が圧力信号を出力する。
【００５５】
そして、装置本体（3）では、脚部側及び胸部側マイクロフォン（21a,21b）の各圧力信号について、心拍前処理を行って、心拍信号を抽出し、この抽出した各心拍信号から１分間毎の心拍数を導出する（ステップＳＡ１、ステップＳＣ１）。続いて、装置本体（3）では、その抽出した各心拍信号について、心拍ＦＦＴを施して、心拍パワースペクトルを演算する（ステップＳＡ２、ステップＳＣ２）。続いて、装置本体（3）では、その演算した各心拍パワースペクトルについて、最大ピークを抽出する（ステップＳＡ３、ステップＳＣ３）。
【００５６】
また、装置本体（3）では、脚部側及び胸部側マイクロフォン（21a,21b）の各圧力信号について、呼吸前処理を行って、呼吸信号を抽出し、この抽出した各呼吸信号から１分間毎の呼吸数を導出する（ステップＳＢ１、ステップＳＤ１）。続いて、装置本体（3）では、その抽出した各呼吸信号について、呼吸ＦＦＴを施して、呼吸パワースペクトルを演算する（ステップＳＢ２、ステップＳＤ２）。続いて、装置本体（3）では、その演算した各呼吸パワースペクトルについて、最大ピークと第２ピークを抽出する（ステップＳＢ３及びＳＢ４、ステップＳＤ３及びＳＤ４）。続いて、装置本体（3）では、各呼吸パワースペクトルの最大ピーク及び第２ピークの周波数比を演算し、その演算した周波数比に基づいて、高調波判定を行い、各呼吸信号の基本波を抽出する（ステップＳＢ５、ステップＳＤ５）。
【００５７】
そして、装置本体（3）では、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく呼吸パワースペクトルの最大ピーク高さに基づいて、スペクトラム強度判定を行い、その最大ピーク高さが所定値以下であるときには、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく心拍信号に対する呼吸の影響が相対的に小さいと判定し、その最大ピーク高さが所定値よりも大きいときには、その影響が相対的に大きいと判定する（ステップＳＥ１）。そうして、装置本体（3）では、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく心拍信号に対する呼吸の影響が相対的に小さいと判定したときには、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく心拍信号を選択採用し、その影響が相対的に大きいと判定したときには、脚部側マイクロフォン（21a）の圧力信号に基づく心拍信号を選択採用する。
【００５８】
また、装置本体（3）では、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく呼吸信号の基本波のピーク高さに対する２次高調波のピーク高さの比率に基づいて、高調波比率判定を行い、その比率が所定比率以下であるときには、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく呼吸信号に対する呼吸の高調波の影響が相対的に小さいと判定し、その比率が所定比率よりも大きいときには、その影響が相対的に大きいと判定する（ステップＳＦ１）。そして、装置本体（3）では、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく呼吸信号に対する呼吸の高調波の影響が相対的に小さいと判定したときには、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく呼吸信号を選択採用し、その影響が相対的に大きいと判定したときには、脚部側マイクロフォン（21a）の圧力信号に基づく呼吸信号を選択採用する。
【００５９】
以上のようにして、装置本体（3）では、マイクロフォン（21）の圧力信号から就寝者の呼吸信号及び心拍信号が抽出されて、就寝者の睡眠情報が計測される。
【００６０】
−実施形態２の効果−
以上より、本実施形態によれば、心拍選択部（30f）において、心拍判定部（30e）により胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく心拍信号に対する呼吸の影響が相対的に小さいと判定されたときに、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく心拍信号を選択採用するため、心拍信号を明瞭に抽出できるとともに、心拍間隔を鮮明に検出でき、その上、心拍信号を抽出するに際して、ノイズや就寝者（S）の姿勢変化の影響を小さくできる。一方、心拍選択部（30f）において、心拍判定部（30e）によりその影響が相対的に大きいと判定されたときに、脚部側マイクロフォン（21a）の圧力信号に基づく心拍信号を選択採用するため、心拍信号を明瞭に抽出できる。
【００６１】
また、心拍判定部（30e）において、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく呼吸信号の振幅に基づいて、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく心拍信号に対する呼吸の影響の判定を行うため、その影響を高精度で判定できる。
【００６２】
また、呼吸選択部（30d）において、呼吸判定部（30c）により胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく呼吸信号に対する呼吸の高調波の影響が相対的に小さいと判定されたときに、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく呼吸信号を選択採用するため、呼吸信号を明瞭に抽出できるとともに、呼吸間隔や振幅を鮮明に検出でき、その上、呼吸信号を抽出するに際して、ノイズや就寝者（S）の姿勢変化の影響を小さくできる。一方、呼吸選択部（30d）において、呼吸判定部（30c）によりその影響が相対的に大きいと判定されたときに、脚部側マイクロフォン（21a）の圧力信号に基づく呼吸信号を選択採用するため、呼吸信号を明瞭に抽出できる。
【００６３】
−実施形態２の変形例−
本実施形態では、呼吸判定部（30c）は、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく呼吸信号の基本波のピーク高さに対する２次高調波のピーク高さの比率に基づいて、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく呼吸信号に対する呼吸の高調波の影響の判定を行ったが、これに限らず、例えば、呼吸判定部（30c）は、その基本波のピーク高さに対する２次〜３次、２次〜４次、２次〜５次または２次〜６次高調波のピーク高さの合計値の比率に基づいて、その影響の判定を行ってもよい。
【００６４】
本実施形態では、心拍判定部（30e）は、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく呼吸信号の振幅に基づいて、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく心拍信号に対する呼吸の影響の判定を行ったが、これに代えてまたはこれに加えて、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく呼吸信号の高調波に関連する関連値に基づいて、その影響の判定を行ってもよい。例えば、以下のような構成としてもよい。
【００６５】
つまり、心拍判定部（30e）は、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく呼吸信号の基本波のピーク高さに対する２次高調波のピーク高さの比率が所定比率以下であるときには、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく心拍信号に対する呼吸の高調波の影響が相対的に小さいと判定する一方、その比率が所定比率よりも大きいときには、その影響が相対的に大きいと判定する。なお、この所定比率は、生体情報取得装置（1）を用いて事前に実験を行うことで、予め設定されている。
【００６６】
これによれば、心拍判定部（30e）において、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく呼吸信号の基本波のピーク高さに対する２次高調波のピーク高さの比率に基づいて、胸部側マイクロフォン（21b）の圧力信号に基づく心拍信号に対する呼吸の影響の判定を行うため、その影響を高精度で判定できる。
【００６７】
《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。
【００６８】
上記実施形態では、感圧部を感圧チューブ（20）で構成したが、これに限らず、例えば、エアマットで構成しても良い。
【００６９】
上記実施形態では、受圧部をマイクロフォン（21）で構成したが、これに限らず、例えば、圧力センサで構成しても良い。
【００７０】
上記実施形態では、脚部側の感圧チューブ（20）を就寝者（S）の大腿部の下側に設置したが、大腿部以外の下半身（臀部から踵部までの部分）の下側に設置しても良い。但し、感圧チューブ（20）を膝部から踵部まで部分に設置すると、就寝者（S）の体格差や姿勢変化（例えば、身じろぎや寝返り）等を起因として、体動を検知できない虞があるため、その設置位置は、臀部から膝部までの部分であることが好ましく、上記実施形態のように、大腿部であることが最も好ましい。
【００７１】
なお、以上の実施形態は、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。
【００７２】
−実施例−
同一の被験者（就寝者）に対して、その胸部の下側に胸部側感圧チューブを、その脚部（大腿部）の下側に脚部側感圧チューブを設置した。
【００７３】
そして、装置本体により胸部側及び脚部側マイクロフォンの各圧力信号を同時に取得した。
【００７４】
それから、装置本体により、胸部側及び脚部側マイクロフォンの各圧力信号について呼吸信号を抽出し、この抽出した呼吸信号から呼吸数を導出した。さらに、装置本体により、その抽出した各呼吸信号について、呼吸パワースペクトルを演算した。
【００７５】
また、装置本体により、胸部側及び脚部側マイクロフォンの各圧力信号について心拍信号を抽出し、この抽出した心拍信号から心拍数を導出した。さらに、装置本体により、その抽出した各心拍信号について、心拍パワースペクトルを演算した。
【００７６】
図６は、胸部側マイクロフォンの圧力信号の処理結果を示すグラフ、図７は、脚部側マイクロフォンの圧力信号の処理結果を示すグラフである。
【００７７】
図６及び図７の（ａ）は、体動波形を示すグラフである。横軸は時刻を示す。図６及び図７の（ｂ）は、体動波形、呼吸動振幅、搏動振幅、心拍数及び呼吸数の終夜測定結果を示すグラフである。実線は体動波形を示し、▽印（一番上の印）は呼吸動振幅を示し、△印（上から二番目の印）は搏動振幅を示し、□印（上から三番目の印）は心拍数を示し、◇印（一番下の印）は呼吸数を示す。左側の縦軸は心拍数及び呼吸数の単位を示し、右側の縦軸は体動波形、呼吸動振幅及び搏動振幅の単位を示す。横軸は時刻を示す。図６及び図７の（ｃ）は、心拍パワースペクトル（心拍抽出波形）を示すグラフである。縦軸はパワースペクトル値（心拍振幅に相当）を示し、横軸は周波数を示す。図６及び図７の（ｄ）は、呼吸パワースペクトル（呼吸抽出波形）を示すグラフである。縦軸はパワースペクトル値（呼吸振幅に相当）を示し、横軸は周波数を示す。
【００７８】
図６及び図７の（ａ）から、脚部において体動を検知すると、胸部において体動を検知する場合と比較して、体動振幅が小さくなることが分かった。
【００７９】
図６及び図７の（ｂ）の□印から、脚部において体動を検知すると、胸部において体動を検知する場合と比較して、心拍抽出に対する呼吸の影響が緩和されて、心拍数の誤検出が減少することが分かった。つまり、胸部において体動を検知すると、脚部において体動を検知する場合と比較して、心拍数を検出できないケースが多いことが分かった。
【００８０】
図６及び図７の（ｂ）の◇印から、脚部において体動を検知すると、胸部において体動を検知する場合と比較して、後述の如く、呼吸高調波が減少することにより、呼吸数の誤検出が減少することが分かった。つまり、胸部において体動を検知すると、脚部において体動を検知する場合と比較して、呼吸数を検出できないケースが多いことが分かった。
【００８１】
図６及び図７の（ｃ）から、脚部において体動を検知すると、胸部において体動を検知する場合と比較して、後述の如く、呼吸基本波のピーク高さに対する３次高調波のピーク高さの比率が小さくなることにより、心拍抽出に対する呼吸の３次高調波の影響が緩和されることが分かった（横軸の４７．５付近を参照）。
【００８２】
図６及び図７の（ｄ）から、脚部において体動を検知すると、胸部において体動を検知する場合と比較して、呼吸高調波が減少するとともに、そのピーク高さが小さくなることが分かった。また、図６及び図７の（ｄ）から、脚部において体動を検知すると、胸部において体動を検知する場合と比較して、呼吸基本波のピーク高さに対する３次高調波のピーク高さの比率が小さくなることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
以上説明したように、本発明は、就寝者の体動を検知して、就寝者の生体情報を取得する生体情報取得装置について有用である。
【符号の説明】
【００８４】
１      生体情報取得装置 
２      体動センサ 
２ａ    脚部側体動センサ 
２ｂ    胸部側体動センサ 
３      装置本体 
２０    感圧チューブ（脚部側感圧部） 
２０ａ  脚部側感圧チューブ（脚部側感圧部）
２０ｂ  胸部側感圧チューブ（胸部側感圧部）
２１    マイクロフォン（脚部側受圧部）
２１ａ  脚部側マイクロフォン（脚部側受圧部）
２１ｂ  胸部側マイクロフォン（胸部側受圧部）
３０    信号処理部 
３０ａ  呼吸抽出部 
３０ｂ  心拍抽出部 
３０ｃ  呼吸判定部 
３０ｄ  呼吸選択部 
３０ｅ  心拍判定部 
３０ｆ  心拍選択部 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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