(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの睡眠時の脈動間隔を検出する第一検出部と、
前記第一検出部によって検出された前記睡眠時の脈動間隔の時系列データを周波数解析して、前記睡眠時の脈動間隔の周期変動の低周波数成分を示すＬＦ値と、前記睡眠時の脈動間隔の周期変動の高周波数成分を示すＨＦ値との比ＬＦ／ＨＦである睡眠時指標を演算する第一演算部と、
前記第一演算部によって演算された前記睡眠時指標のうち、前記ユーザの一睡眠中において値が最も大きい前記睡眠時指標を睡眠時最大指標として取得する取得部と、
前記ユーザの覚醒時の脈動間隔を検出する第二検出部と、
前記第二検出部によって検出された前記覚醒時の脈動間隔の時系列データを周波数解析して、前記覚醒時の脈動間隔の周期変動の低周波数成分を示すＬＦ値と、前記覚醒時の脈動間隔の周期変動の高周波数成分を示すＨＦ値との比ＬＦ／ＨＦである覚醒時指標を演算する第二演算部と、
前記第二演算部によって演算された前記覚醒時指標が、前記取得部によって取得された前記睡眠時最大指標よりも大きい場合に、前記ユーザの脳が活性していると判定する活性判定部と、を有する活性判定システム。
【請求項２】
前記第一演算部は、前記活性判定部が前記ユーザの脳が活性していると判定する当日と当該当日に到る夜間との間に前記第一検出部によって検出された前記睡眠時の脈動間隔に基づいて前記睡眠時指標を演算し、
前記取得部は、前記第一演算部によって演算された前記睡眠時指標から前記睡眠時最大指標を取得する請求項１に記載の活性判定システム。
【請求項３】
前記第二検出部は、前記ユーザが運転する車両に搭載されている請求項１又は請求項２に記載の活性判定システム。
【請求項４】
前記第二検出部は、前記ユーザが使用する椅子に取り付けられている請求項１又は請求項２に記載の活性判定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザの脳が活性しているか否かを判定する活性判定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から特許文献１に示されるように、ユーザの覚醒時の心拍信号に基づいて、ユーザの眠気度合を評価する眠気度合検出装置が提案されている。特許文献１に示される眠気度合検出装置では、ユーザの運転操作開始後の経過時間がＴ１以上Ｔ２以下のときに検出されたユーザの覚醒時の心拍信号が周波数解析されて、心拍信号の周波数成分の分布を示すスペクトル信号が演算される。そして、このスペクトル信号のピーク付近の周波数帯域が覚醒度合指標帯域αとして設定される。そして、この覚醒度合指標帯域αより低い周波数帯域が眠気度合指標帯域βとして設定される。次に、運転開始後の経過時間がＴ２より長いときに検出される心拍信号の覚醒度合指標帯域α及び眠気度合指標帯域βに属するそれぞれのスペクトル信号の強度に基づいて、ユーザの眠気度合いが評価される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許４１１１０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示される眠気度合検出装置では、ユーザの運転操作開始後の経過時間がＴ１以上Ｔ２以下のときに、ユーザが覚醒していることが前提となっている。このため、ユーザの運転操作開始後の経過時間がＴ１以上Ｔ２以下のときに、ユーザが既に眠気を催している場合には、ユーザの眠気度合いが正しく評価されない。また、ユーザの運転開始後の経過時間がＴ２よりも長くならなければ、ユーザの眠気度合いが評価されず、ユーザの眠気度合いの評価が遅れる。
【０００５】
ところで、ユーザの脳が活性していることを判定することができれば、ユーザは確実に覚醒しているので、ユーザは眠気を催していないと判定することができる。そこで、ユーザの脳が活性しているか否かを正確に且つ早期に判定することができる技術が望まれている。
【０００６】
本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、ユーザの脳が活性しているか否かを正確に且つ早期に判定することができる活性判定システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る活性判定システムの発明は、ユーザの睡眠時の脈動間隔を検出する第一検出部と、前記第一検出部によって検出された前記睡眠時の脈動間隔の時系列データを周波数解析して、前記睡眠時の脈動間隔の周期変動の低周波数成分を示すＬＦ値と、前記睡眠時の脈動間隔の周期変動の高周波数成分を示すＨＦ値との比ＬＦ／ＨＦである睡眠時指標を演算する第一演算部と、前記第一演算部によって演算された前記睡眠時指標のうち、前記ユーザの一睡眠中において値が最も大きい前記睡眠時指標を睡眠時最大指標として取得する取得部と、前記ユーザの覚醒時の脈動間隔を検出する第二検出部と、前記第二検出部によって検出された前記覚醒時の脈動間隔の時系列データを周波数解析して、前記覚醒時の脈動間隔の周期変動の低周波数成分を示すＬＦ値と、前記覚醒時の脈動間隔の周期変動の高周波数成分を示すＨＦ値との比ＬＦ／ＨＦである覚醒時指標を演算する第二演算部と、前記第二演算部によって演算された前記覚醒時指標が、前記取得部によって取得された前記睡眠時最大指標よりも大きい場合に、前記ユーザの脳が活性していると判定する活性判定部と、を有する。
【０００８】
本発明の発明者は、睡眠時最大指標と、ユーザの眠気が大きく、ユーザの脳が活性していない時の覚醒時指標との間には、極めて高い相関があることを見出した。また、ユーザの覚醒時指標が、ユーザの睡眠時最大指標よりも大きい場合には、ユーザの脳は活性している。これにより、活性判定部は、覚醒時指標が睡眠時最大指標よりも大きいか否かを判定することにより、ユーザの脳が活性しているか否かを正確に判定することができる。
【０００９】
また、活性判定部は、予め取得されている睡眠時最大指標と覚醒時指標とを比較することにより、ユーザの脳が活性しているか否かを判定する。このため、活性判定部は、ユーザの脳が活性しているか否かを早期に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】被験者の前回の睡眠時におけるＬＦ／ＨＦの最大値と、被験者の眠気が大きい時のＬＦ／ＨＦとの関係を表したグラフである。
【図２】活性判定システムの構成を示す構成図である。
【図３】図２に示す第一制御部が実行する「最大ＬＦ／ＨＦ取得処理」のフローチャートである。
【図４】図２に示す第一制御部が実行する「ＬＦ／ＨＦ演算処理」のフローチャートである。
【図５】上段は時間と脈動圧との関係を示したグラフ、中段及び下段は時間と脈動間隔との関係を示したグラフである。
【図６】脈動間隔の時系列データのパワースペクトルを示し、横軸を周波数、縦軸をパワースペクトル密度としたグラフである。
【図７】図２に示す第二制御部が実行する「活性判定処理」のフローチャートである。
【図８】活性判定システムの別例の構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（活性判定の概要）
本発明の発明者は、被験者Ａ〜Ｄの脈動間隔から演算できる指標であるＬＦ／ＨＦと被験者Ａ〜Ｄの眠気との関係についての試験を重ねた。なお、ＬＦ／ＨＦとは、被験者Ａ〜Ｄの脈動間隔の周期変動の低周波数成分を示すＬＦ値と、被験者Ａ〜Ｄの脈動間隔の周期変動の高周波数成分を示すＨＦ値との比である。そして、本発明の発明者は、図１に示すように、被験者Ａ〜Ｄの前回の睡眠時におけるＬＦ／ＨＦの最大値と、被験者Ａ〜Ｄの眠気が大きい時のＬＦ／ＨＦとの間に、極めて高い相関（相関係数０．９５）があることを見出した。図１において、Ａ〜Ｄは被験者を表している。また、Ａ〜Ｄに付されている数字は、各被験者Ａ〜ＤについてのＬＦ／ＨＦが、日をおいて測定された順番を表している。
【００１２】
被験者Ａ〜Ｄの眠気は、ＮＥＤＯの評価方法によって推定された。そして、以下に示すＮＥＤＯの評価方法に基づく眠気レベルが４又は５である場合に、被験者Ａ〜Ｄの眠気が大きいと判定された。ＮＥＤＯの評価方法とは、ビデオカメラで撮影された被験者Ａ〜Ｄの顔面表情に基づき、眠気を推定する方法である。なお、ＮＥＤＯは、Ｎｅｗ  Ｅｎｅｒｇｙ  ａｎｄ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎの略である。
【００１３】
以下に、ＮＥＤＯの評価方法に基づく眠気レベルを示す。
眠気レベル１：全く眠くなさそう
眠気レベル２：やや眠そう
眠気レベル３：眠そう
眠気レベル４：かなり眠そう
眠気レベル５：非常に眠そう
【００１４】
ＬＦ／ＨＦが大きくなるに従って、被験者Ａ〜Ｄの脳はより活性し、被験者Ａ〜Ｄはより覚醒する。一方で、ＬＦ／ＨＦが小さくなるに従って、被験者Ａ〜Ｄの脳はより不活性となり、被験者Ａ〜Ｄはより眠くなる、或いは、被験者Ａ〜Ｄはよりリラックスする。そして、上述したように、被験者Ａ〜Ｄの前回の睡眠時におけるＬＦ／ＨＦの最大値と、被験者Ａ〜Ｄの眠気が大きく、被験者Ａ〜Ｄの脳が活性していない時のＬＦ／ＨＦとの間に、極めて高い相関がある。これにより、被験者Ａ〜Ｄの現在のＬＦ／ＨＦが、被験者Ａ〜Ｄの前回の睡眠時におけるＬＦ／ＨＦの最大値よりも大きい場合には、被験者Ａ〜Ｄの脳は活性していて、被験者Ａ〜Ｄは覚醒している。
【００１５】
図１に示すように、同一の被験者Ａ〜Ｄであっても、ＬＦ／ＨＦが測定される日が異なれば、ＬＦ／ＨＦの値も異なる。しかし、同一の被験者Ａ〜Ｄについて、被験者Ａ〜Ｄの前回の睡眠時におけるＬＦ／ＨＦの最大値と、被験者Ａ〜Ｄの眠気が大きい時のＬＦ／ＨＦとの間には、極めて高い相関がある。このような知見に基づいて発明された本実施形態の活性判定システム１００について、以下に説明する。
【００１６】
（活性判定システムの構成）
以下に、図２を用いて、活性判定システム１００の構成について説明する。活性判定システム１００は、睡眠時最大指標取得装置１０、携帯端末装置２０、及び活性判定装置３０とから構成されている。
【００１７】
睡眠時最大指標取得装置１０は、第一検出部１１と第一制御部１５とから構成されている。第一検出部１１は、ユーザＭの睡眠時の脈動間隔に関する情報である脈動情報を検出するセンサである。本実施形態では、第一検出部１１は、脈動情報として、ユーザＭの脈動圧を検出する。ここで、脈動圧とは、ユーザＭの脈動によって、ユーザＭの体表面に発生する変動圧のことである。第一検出部１１は、例えば、圧電素子や静電容量式等の圧力センサや、レーダドップラセンサ等の電波式センサ、加速度センサである。本実施形態では、第一検出部１１は、ユーザＭが睡眠時にその上面に横臥して睡眠するマット１９の上面部に設けられている。ユーザＭがマット１９上に横臥すると、ユーザＭの脈動により、マット１９が繰り返し押圧される。このマット１９が繰り返し押圧されることにより生じる圧力が第一検出部１１に伝播し、第一検出部１１が繰り返し押圧され、第一検出部１１に圧力が繰り返し付与される。そして、第一検出部１１は、繰り返し付与される圧力を、ユーザＭの脈動圧に関する情報（脈動情報）として検出し、この検出結果を第一制御部１５に出力する。なお、第一検出部１１は、ユーザＭの手首に装着される腕時計やリストバンドに設けられていても差し支え無い。或いは、第一検出部１１は、ユーザＭの胸部に直接貼り付けられる複数の電極、或いは、ユーザＭが着用する衣類に設けられ、ユーザＭと接触する複数の電極であっても差し支え無い。この実施形態では、ユーザＭと接触する複数の電極間の電位差により、ユーザＭの心拍が検出される。或いは、第一検出部１１は、ユーザＭの指先や耳たぶの血管の容積変化を検出することにより、脈動情報としてユーザＭの脈波を検出する光電式脈波センサであっても差し支え無い。
【００１８】
第一制御部１５は、第一検出部１１と接続している。第一制御部１５には、第一検出部１１によって検出されたユーザＭの脈動圧に関する情報（脈動情報）が入力される。第一制御部１５は、このユーザＭの脈動圧に関する情報（脈動情報）に基づいて、ユーザＭの脈動圧を演算する。第一制御部１５は、第一記憶部１５ａ、第一演算部１５ｂ、取得部１５ｃ、及び睡眠時最大指標送信部１５ｄを有している。
【００１９】
第一記憶部１５ａには、第一制御部１５によって演算されたユーザＭの脈動圧が、この脈動圧に関する情報が検出された時間と対応付けされて記憶される。つまり、第一記憶部１５ａには、ユーザＭの脈動圧の経時変化（図５の上段参照）が記憶される。図５の上段に示すように、ユーザＭの脈動圧は、時間の経過ともに増減が繰り返される。この脈動圧の増減の一サイクルが脈動間隔である。この脈動間隔は、不均等間隔であり、変動する。ユーザＭが眠い、若しくは、ユーザＭがリラックスしている等、ユーザＭの脳が活性していない場合には、脈動間隔が変動する。一方で、ユーザＭの脳が活性するに従って、脈動間隔の変動量が減少する。
また、第一記憶部１５ａには、第一演算部１５ｂによって演算されたＬＦ／ＨＦ（睡眠時指標）が記憶される。
【００２０】
第一演算部１５ｂは、第一検出部１１によって検出されたユーザＭの脈動圧の経時変化に基づいて睡眠時の脈動間隔の時系列データ（図５の下段示）を演算する。そして、第一演算部１５ｂは、睡眠時の脈動間隔の時系列データ（図５の下段示）を周波数解析して、睡眠時の脈動間隔の周期変動の低周波数成分を示すＬＦ値（図６示）と、睡眠時の脈動間隔の周期変動の高周波数成分を示すＨＦ値（図６示）を演算する。更に、第一演算部１５ｂは、ＬＦ値とＨＦ値との比ＬＦ／ＨＦ（睡眠時指標）を演算する。
【００２１】
取得部１５ｃは、第一演算部１５ｂによって演算されたＬＦ／ＨＦ（睡眠時指標）のうち、ユーザＭの一睡眠中において値が最も大きいＬＦ／ＨＦ（睡眠時指標）を最大ＬＦ／ＨＦ（睡眠時最大指標）として取得する。
睡眠時最大指標送信部１５ｄは、後述する携帯端末装置２０の無線通信部２０ａと通信し、取得部１５ｃによって取得された最大ＬＦ／ＨＦ（睡眠時最大指標）を、無線通信部２０ａに送信する。
【００２２】
携帯端末装置２０は、ユーザＭが携帯する装置である。携帯端末装置２０には、所謂スマートフォンやタブレットＰＣが含まれる。携帯端末装置２０は、無線通信部２０ａ及び最大ＬＦ／ＨＦ記憶部２０ｂを有している。無線通信部２０ａは、睡眠時最大指標送信部１５ｄ及び後述する睡眠時最大指標受信部３５ｂと無線通信する。無線通信部２０ａと睡眠時最大指標送信部１５ｄ間の通信方式、及び無線通信部２０ａと睡眠時最大指標受信部３５ｂ間の通信方式には、無線ＬＡＮ、ブルートゥース（登録商標）、赤外線通信等が含まれる。最大ＬＦ／ＨＦ記憶部２０ｂは、睡眠時最大指標送信部１５ｄから送信され無線通信部２０ａが受信した最大ＬＦ／ＨＦ（睡眠時最大指標）を記憶する。
【００２３】
活性判定装置３０は、ユーザＭが運転する車両２００に搭載されている。活性判定装置３０は、第二検出部３１及び第二制御部３５から構成されている。第二検出部３１は、覚醒時のユーザＭの脈動間隔に関する情報である脈動情報（ユーザＭの脈動圧）を検出するセンサであり、第一検出部１１と同様の構造のセンサである。本実施形態では、第二検出部３１は、ユーザＭが運転する車両２００に設けられたシート４０において、ユーザＭの胸郭を支持する背もたれ部４０ａに設けられている。第二検出部３１は、シート４０に着座したユーザＭの脈動圧を検出することにより、覚醒時の脈動間隔を検出する。ユーザＭがシート４０に着座すると、ユーザＭの脈動により、背もたれ部４０ａが繰り返し押圧される。この背もたれ部４０ａが繰り返し押圧されることにより生じる圧力が第二検出部３１に伝播して、第二検出部３１が繰り返し押圧され、第二検出部３１に圧力が繰り返し付与される。そして、第二検出部３１は、繰り返し付与される圧力をユーザＭの脈動圧に関する情報（脈動情報）として検出し、この検出結果を第二制御部３５に出力する。
【００２４】
第二制御部３５は、第二検出部３１と接続している。第二制御部３５には、第二検出部３１によって検出されたユーザＭの脈動圧に関する情報（脈動情報）が入力される。第二制御部３５は、このユーザＭの脈動圧に関する情報（脈動情報）に基づいて、ユーザＭの脈動圧を演算する。第二制御部３５は、第二記憶部３５ａ、睡眠時最大指標受信部３５ｂ、第二演算部３５ｃ、及び活性判定部３５ｄを有している。
【００２５】
第二記憶部３５ａには、睡眠時最大指標受信部３５ｂが受信した最大ＬＦ／ＨＦ（睡眠時最大指標）が記憶される。
また、第二記憶部３５ａには、第二制御部３５によって演算されたユーザＭの脈動圧が、この脈動圧に関する情報が検出された時間と対応付けされて記憶される。つまり、第二記憶部３５ａには、ユーザＭの脈動圧の経時変化が記憶される（図５の上段参照）。
睡眠時最大指標受信部３５ｂは、携帯端末装置２０の無線通信部２０ａと通信し、無線通信部２０ａが送信した最大ＬＦ／ＨＦ（睡眠時最大指標）を受信する。
【００２６】
第二演算部３５ｃは、第二検出部３１によって検出されたユーザＭの脈動圧の経時変化に基づいて、覚醒時の脈動間隔の時系列データ（図５の下段示）を演算する。そして、第二演算部３５ｃは、覚醒時の脈動間隔の時系列データ（図５の下段示）を周波数解析して、覚醒時の脈動間隔の周期変動の低周波数成分を示すＬＦ値（図６示）と、覚醒時の脈動間隔の周期変動の高周波数成分を示すＨＦ値（図６示）を演算する。更に、第二演算部３５ｃは、ＬＦ値とＨＦ値との比ＬＦ／ＨＦ（覚醒時指標）を演算する。
【００２７】
活性判定部３５ｄは、第二記憶部３５ａに記憶されている最大ＬＦ／ＨＦ（睡眠時最大指標）と第二演算部３５ｃによって演算されたＬＦ／ＨＦ（覚醒時指標）の大きさを比較することにより、ユーザＭの脳が活性しているか否かを判断する。
【００２８】
車両２００には、報知装置５０及び居眠り防止装置６０が設けられている。報知装置５０は、ユーザＭに情報を報知するものであり、スピーカーやインジケーター等の表示装置が含まれる。
【００２９】
居眠り防止装置６０は、ユーザＭの眠気度が大きい場合に、ユーザＭに刺激を与えることにより、ユーザＭを覚醒させて、ユーザＭの居眠りを防止する装置である。居眠り防止装置６０は、眠気情報取得部６１、第三制御部６２、及び覚醒装置６３を有している。眠気情報取得部６１は、ユーザＭの眠気情報を取得するものであり、例えば、眠気情報であるユーザＭの顔を撮像するカメラや、車両２００のハンドルに設けられ、眠気情報であるユーザＭの心拍を検出する電極等が含まれる。第三制御部６２は、第二制御部３５と通信可能に接続されている。第三制御部６２は、眠気情報取得部６１によって取得されたユーザＭの眠気情報に基づいて、ユーザＭの眠気度を演算する。覚醒装置６３は、ユーザＭに刺激を与えて、眠気を催しているユーザＭを覚醒させる装置であり、表示装置、スピーカー、振動発生装置、シートベルト巻取装置、空調装置等が含まれる。
【００３０】
第三制御部６２は、ユーザＭの眠気度が規定以上であると判断した場合には、覚醒装置６３を作動させて、ユーザＭに刺激を与え、ユーザＭの居眠りを防止する。この居眠り防止装置６０については、特開２０１０−１８６２７６号公報等に開示されているので、これ以上の説明を省略する。
【００３１】
（最大ＬＦ／ＨＦ取得処理）
図３に示すフローチャートを用いて、睡眠時最大指標取得装置１０の第一制御部１５が実行する「最大ＬＦ／ＨＦ取得処理」について説明する。睡眠時最大指標取得装置１０に電源が投入されると、第一制御部１５は、プログラムをステップＳ１１に進める。
【００３２】
ステップＳ１１において、第一制御部１５は、第一検出部１１からの検出信号に基づいて、ユーザＭがマット１９上に就床していると判断した場合には（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、プログラムをステップＳ１２に進める。一方で、第一制御部１５は、ユーザＭがマット１９上に就床していないと判断した場合には（ステップＳ１１：ＮＯ）、ステップＳ１１の処理を繰り返す。ユーザＭがマット１９上に就床すると、上述したように、ユーザＭの脈動により、第一検出部１１が繰り返し押圧され、第一制御部１５に第一検出部１１によって検出されたユーザＭの脈動圧に関する情報（脈動情報）が入力される。このため、第一制御部１５は、ユーザＭがマット１９上に就床していると判断することができる。
【００３３】
ステップＳ１２において、第一制御部１５は、「ＬＦ／ＨＦ演算処理」を開始させる。この「ＬＦ／ＨＦ演算処理」については、図４に示すフローチャートを用いて後で説明する。この「ＬＦ／ＨＦ演算処理」の実行により、ユーザＭの脳が活性していると判定される当日と当該当日に到る夜間との間に第一検出部１１によって検出された睡眠時の脈動間隔に基づいてＬＦ／ＨＦ（睡眠時指標）が演算される。
【００３４】
ステップＳ１３において、第一制御部１５は、第一検出部１１からの検出信号に基づいて、ユーザＭがマット１９から起床したと判断した場合には（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、プログラムをステップＳ１４に進める。一方で、第一制御部１５は、ユーザＭがマット１９から起床していないと判断した場合には（ステップＳ１３：ＮＯ）、ステップＳ１３の処理を繰り返す。ユーザＭがマット１９から起床すると、ユーザＭの脈動によって繰り返し押圧されていた第一検出部１１が押圧されなくなるので、第一制御部１５に第一検出部１１によって検出されていたユーザＭの脈動圧に関する情報（脈動情報）が入力されなくなる。このため、第一制御部１５はユーザＭがマット１９から起床したと判断することができる。
【００３５】
ステップＳ１４において、取得部１５ｃは、第一記憶部１５ａに記憶されているＬＦ／ＨＦ（睡眠時指標）のうち、ユーザＭの一睡眠中において値が最も大きいＬＦ／ＨＦ（睡眠時指標）を最大ＬＦ／ＨＦ（睡眠時最大指標）として取得する。
【００３６】
ステップＳ１５において、睡眠時最大指標送信部１５ｄは、ステップＳ１４において、取得された最大ＬＦ／ＨＦ（睡眠時最大指標）を、携帯端末装置２０の無線通信部２０ａに送信する。携帯端末装置２０の無線通信部２０ａが、睡眠時最大指標送信部１５ｄから送信された最大ＬＦ／ＨＦ（睡眠時最大指標）を受信すると、この最大ＬＦ／ＨＦ（睡眠時最大指標）は、最大ＬＦ／ＨＦ記憶部２０ｂに記憶される。ステップＳ１５が終了すると、「最大ＬＦ／ＨＦ取得処理」が終了する。
【００３７】
（ＬＦ／ＨＦ演算処理）
以下に図４に示すフローチャート、図５及び図６に示すグラフを用いて、「ＬＦ／ＨＦ演算処理」について説明する。
「ＬＦ／ＨＦ演算処理」が開始すると、プログラムはステップＳ１０１に進む。
ステップＳ１０１において、第一制御部１５は、規定時間（例えば１０秒）が経過したと判断した場合には、プログラムをステップＳ１０２に進める。一方で、第一制御部１５は、規定時間（例えば１０秒）が経過していないと判断した場合には、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。
【００３８】
ステップＳ１０２において、第一制御部１５は、第一検出部１１によって検出され、第一記憶部１５ａに記憶されているユーザＭの脈動圧の経時変化（脈動情報の経時変化）を取得する（図５の上段を参照）。
ステップＳ１０３において、第一演算部１５ｂは、ステップＳ１０２において取得されたユーザＭの脈動圧の経時変化（脈動情報の経時変化）に基づいて、脈動間隔を演算する。具体的には、第一演算部１５ｂは、増減するユーザＭの脈動圧の一サイクルの最高脈動圧を認識する。次に、第一演算部１５ｂは、経時的に隣接する最大脈動圧の時間間隔を脈動間隔として演算する。
【００３９】
ステップＳ１０４において、第一演算部１５ｂは、ステップＳ１０３で演算した各脈動間隔と、この脈動間隔に対応する時間との関係を表した脈動間隔−時間関係（図５の中段の黒丸示）、縦軸を脈動間隔、横軸を時間とした脈動間隔−時間座標系にプロットする。なお、脈動間隔に対応する時間は、一脈動間隔が終了する時間である。
【００４０】
ステップＳ１０５において、図５の下段に示すように、第一演算部１５ｂは、３次スプライン補間によって、経時的に隣接する脈動間隔−時間関係（図５の下段の黒丸示）の間を補間し（図５の下段の白丸示）、脈動間隔の時系列データを生成する。こうして生成された脈動間隔の時系列データは、睡眠時の脈動間隔の周期変動を表している。なお、本実施形態では、３次スプライン補間におけるリサンプリング周波数は２Ｈｚであり、リサンプリング間隔は０．５秒毎である。
【００４１】
ステップＳ１０６において、第一演算部１５ｂは、ステップＳ１０５において生成した脈動間隔の時系列データのうち、過去所定期間分（例えば過去２分間）の脈動間隔の時系列データを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）による周波数解析を行い、脈動間隔の時系列データの周波数成分の分布を示すパワースペクトル（図６参照）を演算する。なお、図６において、横軸は脈動間隔の周期変動の周波数を表し、縦軸は脈動間隔の周期変動の各上記周波数におけるパワースペクトル密度（ＰＳＤ：ｍｓ２／Ｈｚ）を表している。
【００４２】
ステップＳ１０７において、第一演算部１５ｂは、ステップＳ１０６において演算されたパワースペクトルの低周波帯域の積分値であるＬＦ値を演算する。このように演算されたＬＦ値は、脈動間隔の周期変動の低周波成分におけるパワースペクトル密度の総計である。本実施形態では、低周波帯域は、０．０４〜０．１５Ｈｚに設定されている。
【００４３】
ステップＳ１０８において、第一演算部１５ｂは、ステップＳ１０６において演算されたパワースペクトルの高周波帯域の積分値であるＨＦ値を演算する。このように演算されたＨＦ値は、脈動間隔の周期変動の高周波成分におけるパワースペクトル密度の総計である。本実施形態では、高周波帯域は、０．１５〜０．４５Ｈｚに設定されている。
【００４４】
ステップＳ１０９において、第一演算部１５ｂは、ステップＳ１０７において演算されたＬＦ値を、ステップＳ１０８において演算されたＨＦ値で除算することにより、ＬＦ値とＨＦ値との比ＬＦ／ＨＦ（睡眠時指標）を演算する。
【００４５】
ステップＳ１１０において、第一制御部１５は、ステップＳ１０９において演算されたＬＦ／ＨＦ（睡眠時指標）を、第一記憶部１５ａに記憶する。
【００４６】
（活性判定処理）
以下に、図７に示すフローチャートを用いて、活性判定装置３０の第二制御部３５が実行する「活性判定処理」について説明する。車両２００のイグニッションがＯＮとされると、第二制御部３５は、プログラムをステップＳ２１に進める。
【００４７】
ステップＳ２１において、第二制御部３５は、第二検出部３１からの検出信号に基づいて、ユーザＭがシート４０に着座していると判断した場合には（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、プログラムをステップＳ２２に進める。一方で、第二制御部３５は、ユーザＭがシート４０に着座していないと判断した場合には（ステップＳ２１：ＮＯ）、ステップＳ２１の処理を繰り返す。ユーザＭがシート４０に着座すると、上述したように、ユーザＭの脈動により、第二検出部３１が繰り返し押圧され、第二制御部３５に第二検出部３１からユーザＭの脈動圧に関する情報（脈動情報）が入力される。このため、第二制御部３５は、ユーザＭがシート４０に着座していると判断することができる。
【００４８】
ステップＳ２２において、第二制御部３５は、睡眠時最大指標受信部３５ｂが携帯端末装置２０の無線通信部２０ａから睡眠時の最大ＬＦ／ＨＦ（睡眠時最大指標）を受信したと判断した場合には（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、プログラムをステップＳ２３に進める。一方で、第二制御部３５は、睡眠時最大指標受信部３５ｂが携帯端末装置２０の無線通信部２０ａから睡眠時の最大ＬＦ／ＨＦを受信していないと判断した場合には（ステップＳ２２：ＮＯ）、ステップＳ２２の処理を繰り返す。
【００４９】
ステップＳ２３において、第二制御部３５は、睡眠時最大指標受信部３５ｂが受信した睡眠時の最大ＬＦ／ＨＦ（睡眠時最大指標）を第二記憶部３５ａに記憶させる。
【００５０】
ステップＳ２４において、第二演算部３５ｃは、第二検出部３１によって検出されたユーザＭの脈動圧に関する情報に基づいて覚醒時の脈動間隔の時系列データを演算する。第二演算部３５ｃは、覚醒時の脈動間隔の時系列データを周波数解析して、覚醒時の脈動間隔の周期変動の低周波数成分を示すＬＦ値と、覚醒時の脈動間隔の周期変動の高周波数成分を示すＨＦ値との比ＬＦ／ＨＦ（覚醒時指標）を演算する「ＬＦ／ＨＦ演算処理」を開始する。なお、第二演算部３５ｃが実行する「ＬＦ／ＨＦ演算処理」は、図４に示す第一演算部１５ｂが実行する「ＬＦ／ＨＦ演算処理」と同様である。
【００５１】
ステップＳ２５において、活性判定部３５ｄは、ステップＳ２４で演算された現在のＬＦ／ＨＦ（覚醒時指標）が、第二記憶部３５ａに記憶されている睡眠時の最大ＬＦ／ＨＦ（睡眠時最大指標）よりも大きいと判断した場合には（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、プログラムをステップＳ２６に進める。一方で、活性判定部３５ｄは、ステップＳ２４で演算された現在のＬＦ／ＨＦ（覚醒時指標）が、第二記憶部３５ａに記憶されている睡眠時の最大ＬＦ／ＨＦ（睡眠時最大指標）以下であると判断した場合には（ステップＳ２５：ＮＯ）、プログラムをステップＳ２７に進める。
【００５２】
ステップＳ２６において、活性判定部３５ｄは、ユーザＭの脳が活性していると判定する。なお、ユーザＭの脳が活性していると判定された場合には、ユーザＭは確実に覚醒していて、ユーザＭは確実に眠く無い。
ステップＳ２７において、活性判定部３５ｄは、ユーザＭの脳が活性していないと判定する。なお、ユーザＭの脳が活性していないと判定された場合には、ユーザＭは眠いか、或いはユーザＭはリラックスしている。
【００５３】
このように、ステップＳ２６において、活性判定部３５ｄがユーザＭの脳が活性していると判定した場合には、ユーザＭは確実に覚醒していて、ユーザＭは確実に眠く無い。そこで本実施形態では、第三制御部６２は、活性判定部３５ｄによるユーザＭの脳が活性しているか否かの判定結果を考慮して、ユーザＭの眠気度を判定する。具体的には、第三制御部６２は、眠気情報取得部６１によって取得されたユーザＭの眠気情報に基づいて、ユーザＭの眠気度が大きいと判定した場合であっても、活性判定部３５ｄがユーザＭの脳が活性していると判定した場合には、ユーザＭの眠気度が小さいと判定する。これにより、ユーザＭが覚醒しているにも関わらず、ユーザＭの眠気度が大きいと判定される誤判定の発生が防止される。このため、ユーザＭが確実に覚醒している際における覚醒装置６３の作動が防止される。この結果、ユーザＭの覚醒時に覚醒装置が作動されて、ユーザＭが不快に感じることが防止される。
【００５４】
（本実施形態の効果）
以上の説明から明らかなように、本発明の発明者は、図１に示すように、被験者Ａ〜Ｄの前回の睡眠時におけるＬＦ／ＨＦの最大値と、被験者Ａ〜Ｄの眠気が大きく、被験者Ａ〜Ｄの脳が活性していない時のＬＦ／ＨＦとの間に、極めて高い相関があることを見出した。また、被験者Ａ〜Ｄの現在のＬＦ／ＨＦの値が、被験者Ａ〜Ｄの前回の睡眠時におけるＬＦ／ＨＦの最大値よりも大きい場合には、被験者Ａ〜Ｄの脳は活性していて、被験者Ａ〜Ｄは覚醒しているといえる。このため、活性判定部３５ｄは、現在のＬＦ／ＨＦ（覚醒時指標）が睡眠時の最大ＬＦ／ＨＦ（睡眠時最大指標）よりも大きいか否かを判定することにより、ユーザＭの脳が活性しているか否かを正確に判定することができる。
【００５５】
また、活性判定部３５ｄは、予め取得されている睡眠時の最大ＬＦ／ＨＦ（睡眠時最大指標）と、現在のＬＦ／ＨＦ（覚醒時指標）とを比較することにより、ユーザＭの脳が活性しているか否かを判定する。このため、活性判定部３５ｄは、ユーザＭの脳が活性しているか否かを早期に判定することができる。
【００５６】
図１に示すように、同一の被験者Ａ〜Ｄであっても、ＬＦ／ＨＦが測定される日が異なれば、ＬＦ／ＨＦの値も異なる。しかし、被験者Ａ〜Ｄの前回の睡眠時におけるＬＦ／ＨＦの最大値と、被験者Ａ〜Ｄの眠気が大きい時のＬＦ／ＨＦとの間には、極めて高い相関がある。そこで、第一演算部１５ｂは、ユーザＭの脳が活性していると判定する当日と当該当日に到る夜間との間に（前回の睡眠時に）第一検出部１１によって検出された睡眠時の脈動間隔に基づいてＬＦ／ＨＦ（睡眠時指標）を演算する。そして、取得部１５ｃは、第一演算部１５ｂによって演算されたＬＦ／ＨＦ（睡眠時指標）から睡眠時の最大ＬＦ／ＨＦ（睡眠時最大指標）を取得する。これにより、活性判定部３５ｄは、ユーザＭの前回の睡眠時の最大ＬＦ／ＨＦ（睡眠時最大指標）に基づいて、ユーザＭの脳が活性しているか否かを判定する。このため、ユーザＭの脳が活性しているか否かを判定する日の数日前のユーザＭの睡眠時の最大ＬＦ／ＨＦ（睡眠時最大指標）に基づいて、ユーザＭの脳が活性しているか否かを判定する場合と比較して、より正確にユーザＭの脳が活性しているか否かが判定される。このようにして、日によってＬＦ／ＨＦの値が変動したとしても、ユーザＭの個人内差が吸収されて、より正確にユーザＭの脳が活性しているか否かが判定される。
【００５７】
第二検出部３１は、ユーザＭが運転する車両２００に搭載されている。これにより、車両２００を運転中のユーザＭの脳が活性しているか否かが判定され、この判定結果が、例えば、車両２００に搭載された居眠り防止装置６０に利用される。このため、居眠り防止装置６０において、ユーザＭが覚醒しているにも関わらず、ユーザＭの眠気度が大きいと判定される誤判断の発生が防止される。このため、ユーザＭが確実に覚醒している際における覚醒装置６３の作動が防止される。この結果、ユーザＭの覚醒時に覚醒装置６３が作動されて、ユーザＭが不快に感じることが防止される。
【００５８】
（他の実施形態）
本実施形態の活性判定システム１００によって判定されたユーザＭの脳が活性しているか否かの情報が、運送会社やタクシー会社の運行管理システムに送信される実施形態であっても差し支え無い。この実施形態では、活性判定システム１００によってユーザＭの脳が活性していないと判定された情報が上記運行管理システムに送信されると、上記運行管理システムは、注意喚起情報を報知装置５０において報知させる。或いは、上記運行管理システムは、ユーザＭが休憩をとるべきである旨の情報を報知装置５０において報知させる。
【００５９】
上記の実施形態では、第一検出部１１及び第二検出部３１は、ユーザＭの脈動間隔に関する情報である脈動情報として、ユーザＭの脈動圧を検出している。しかし、第一検出部１１及び第二検出部３１が、上記脈動情報として、ユーザＭの心拍を検出する複数の電極等である実施形態であっても差し支え無い。
【００６０】
上記の実施形態では、第二検出部３１は、シート４０の背もたれ部４０ａに設けられている。しかし、第二検出部３１が、シート４０の座面４０ｂに設けられている実施形態であっても差し支え無い。また、第二検出部３１は、ユーザＭの手首に装着される腕時計やリストバンドに設けられている実施形態であっても差し支え無い。
【００６１】
また、第二検出部３１が、車両２００のハンドルに設けられている実施形態であっても差し支え無い。この実施形態において、第二検出部３１は、ハンドルに設けられ、ユーザＭの右手及び左手のそれぞれが接触する複数の電極から構成され、ユーザＭの心拍を検出するセンサであっても差し支え無い。この実施形態では、ユーザＭの右手及び左手が、それぞれの電極に接触すると、両電極間にユーザＭの心電位に対応する電位差が発生する。そして、この両電極間に発生した電位差が連続的に検出されることにより、ユーザＭの心拍が検出される。
【００６２】
また、第二検出部３１は、ユーザＭの胸部に直接貼り付けられる複数の電極、或いは、ユーザＭが着用する衣類に設けられ、ユーザＭと接触する複数の電極であっても差し支え無い。この実施形態では、ユーザＭと接触する複数の電極間の電位差により、ユーザＭの心拍が検出される。
【００６３】
また、第二検出部３１は、ユーザＭの血管の容積変化を検出することにより、脈動情報としてユーザＭの脈波を検出する光電式脈波センサであっても差し支え無い。この実施形態では、第二検出部３１は、例えば、車両２００のハンドルに設けられ、ユーザＭの両手の血管の容積変化を検出する。或いは、第二検出部３１は、ユーザＭの手首に装着される腕時計やリストバンドに設けられ、ユーザＭの手首の血管の容積変化を検出する。或いは、第二検出部３１は、ユーザの耳たぶや指先の血管の容積変化を検出する。
【００６４】
本実施形態の活性判定システム１００は、ユーザＭが勉強する状況にも用いることができる。この実施形態では、図８に示すように、第二検出部３１は、ユーザＭが座って使用する勉強用の椅子７０に取り付けられている。そして、活性判定部３５ｄが、ユーザＭの脳が活性していると判定した場合には、第二制御部３５は、ユーザＭに勉強をするように促す旨の通知を、スピーカーや表示装置等の報知装置８０において報知させる。
【００６５】
或いは、本実施形態の活性判定システム１００は、デスクワークや作業等の創造性の高い業務を実行している時のような状況にも用いることができる。この実施形態では、図８に示すように、第二検出部３１は、ユーザＭが座って使用する事務用の椅子７０や作業用の椅子７０に取り付けられている。この実施形態では、活性判定部３５ｄが、ユーザＭの脳が活性していないと判定した場合には、第二制御部３５は、ユーザＭに休憩を促す旨の通知を、報知装置８０において報知させる。
【００６６】
このように、第二検出部３１が、ユーザＭが使用する椅子７０に取り付けられていると、椅子７０に座るユーザＭの脳が活性しているか否かを把握することができる。
【００６７】
上記の実施形態では、睡眠時最大指標取得装置１０で取得された睡眠時の最大ＬＦ／ＨＦ（睡眠時最大指標）は、ユーザＭが携帯する携帯端末装置２０を介して、活性判定装置３０の第二制御部３５に入力される。しかし、睡眠時最大指標取得装置１０で取得された睡眠時の最大ＬＦ／ＨＦ（睡眠時最大指標）が、メモリーカードやＵＳＢメモリー等の記憶媒体を介して、活性判定装置３０の第二制御部３５に入力される実施形態であっても差し支え無い。或いは、睡眠時最大指標取得装置１０で取得された睡眠時の最大ＬＦ／ＨＦ（睡眠時最大指標）が、モバイルデータ通信回線を介して、活性判定装置３０の第二制御部３５に入力される実施形態であっても差し支え無い。
【符号の説明】
【００６８】
１１…第一検出部、１５ｂ…第一演算部、１５ｃ…取得部、３１…第二検出部、３５ｃ…第二演算部、３５ｄ…活性判定部、１００…活性判定システム、２００…車両、Ｍ…ユーザ
【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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【図８】
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