(57)【要約】【課題】単一の出力のみで簡易な処理構成で効率的に被験者の寝姿勢を判定すること。【解決手段】寝姿勢判定装置１００であって。寝姿勢と寝姿勢の判定のための基準値とを対応づけた基準値テーブル１４４と、被験者の在床を検知する複数の歪みセンサ１１１を備え、複数の歪みセンサ１１１からの出力値を加算した合計出力値を出力するセンサ部１１０と、合計出力値と基準値とに基づいて、被験者の寝姿勢を判定する判定部１４２とを備えている。センサ部１１０は、任意に組み合わせた一または複数の歪みセンサ１１１による合計出力値が互いに異なる値となるような出力値を出力する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
寝姿勢と前記寝姿勢の判定のための基準値とを対応づけて記憶する記憶部と、
被験者の在床を検知する複数のセンサを備え、前記複数のセンサからの出力値を加算した合計出力値を出力する検出部と、
前記合計出力値と前記基準値とに基づいて、被験者の寝姿勢を判定する判定部と、を備え、
前記センサは、任意に組み合わせた一または複数の前記センサによる前記合計出力値が互いに異なる値となるような前記出力値を出力することを特徴とする寝姿勢判定装置。
【請求項２】
前記検出部は、被験者の体軸と交わる位置に複数配置されていることを特徴とする請求項１に記載の寝姿勢判定装置。
【請求項３】
複数の前記検出部は、互いに交差して配置されていることを特徴とする請求項２に記載の寝姿勢判定装置。
【請求項４】
前記検出部は、単一であり、被験者の体軸と複数箇所で交わるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の寝姿勢判定装置。
【請求項５】
前記センサは、歪み量に応じた抵抗値の変化量を前記出力値として出力する歪みセンサであることを特徴とする請求項１に記載の寝姿勢判定装置。
【請求項６】
複数の前記歪みセンサのそれぞれは、互いに異なる長さで形成されていることを特徴とする請求項５に記載の寝姿勢判定装置。
【請求項７】
前記センサは、押圧力に応じた電圧変化を前記出力値として出力する圧電センサであり、
前記検出部は、複数の圧電センサの前記出力値を加算して前記合計出力値を出力することを特徴とする請求項１に記載の寝姿勢判定装置。
【請求項８】
前記複数のセンサは、前記検出部の全長を区分した単位ごとに配置されていることを特徴とする請求項１に記載の寝姿勢判定装置。
【請求項９】
前記合計出力値に基づいて、寝姿勢に対応する前記基準値を決定する基準値決定部
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の寝姿勢判定装置。
【請求項１０】
複数のセンサからの出力値を加算した合計出力値を出力する工程と、
前記合計出力値と、寝姿勢ごとに対応づけれた所定の基準値とに基づいて、被験者の寝姿勢を判定する工程と、を含み、
前記センサは、任意に組み合わせた一または複数の前記センサによる前記合計出力値が互いに異なる値となるような前記出力値を出力することを特徴とする寝姿勢判定方法。
【請求項１１】
複数のセンサからの出力値を加算した合計出力値を出力する手順と、
前記合計出力値と、寝姿勢ごとに対応づけれた所定の基準値とに基づいて、被験者の寝姿勢を判定する手順と、をコンピュータに実行させ、
前記センサは、任意に組み合わせた一または複数の前記センサによる前記合計出力値が互いに異なる値となるような前記出力値を出力することを特徴とする寝姿勢判定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、利用者の寝姿勢を判定する寝姿勢判定装置、方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
就寝中の被験者の睡眠状態を検出する装置としては、種々の技術が知られている。第１の従来技術として、被験者が頭を載せる枕の下に液体を封入したチューブを挟んだ板（マット）を設け、チューブの端部に設けられた圧力センサによって、チューブ内の内圧の相対変化を検出することにより、睡眠中の被験者に違和感や拘束感を与えることなく、睡眠中の呼吸数や心拍数を計測するシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、第２の従来技術として、寝台に微差圧センサを配置し、この微差圧センサによって微小な圧力変動を検出し、その検出信号を増幅した信号強度から、被験者の在床／離床、生体信号の低下および停止、体動の発生などの就寝状態の監視を行う装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
さらに、第３の従来技術として、複数の圧力センサを寝台に並列配置して、睡眠中の被験者に拘束感を与えずに、複数の圧力センサごとの複数の出力から被験者の睡眠中の呼吸や体位を検出する技術も知られている（非特許文献１参照）。
【０００４】
このような被験者の睡眠状態を検出するシステムにおいて、いびきを検出した際に被験者の寝姿勢を外部から変化させるためには、寝姿勢を判定することが必要となってくる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２０５０２３号公報
【特許文献２】特開２００４−１５４５１２号公報
【非特許文献１】西田佳史、武田正資、森武俊、溝口博、佐藤知正：「圧力センサによる睡眠中の呼吸・体位の無侵襲・無拘束な計測」、日本ロボット学会誌Ｖｏｌ．１６、Ｎｏ．５、ｐｐ．７０５−７１１、１９９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、第１の従来技術では、被験者の寝姿勢を検出しようとすると、被験者の体の大きさにあわせて複数のマットを配置し、各マットに圧力センサを設ける必要がありので、多数の圧力センサが必要となる。このため、被験者の寝姿勢を検出するためには、多数の圧力センサからの出力信号を処理する必要があり、処理構成が複雑化するという問題がある。
【０００７】
第２の従来技術および第３の従来技術においても、被験者の寝姿勢を検出するためには、多数のセンサが必要で、処理構成が複雑化するという問題は同様である。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、単一の出力のみで簡易な処理構成で効率的に被験者の寝姿勢を判定することができる寝姿勢判定装置、方法およびプログラ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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、寝姿勢判定装置であって、寝姿勢と前記寝姿勢の判定のための基準値とを対応づけて記憶する記憶部と、被験者の在床を検知する複数のセンサを備え、前記複数のセンサからの出力値を加算した合計出力値を出力する検出部と、前記合計出力値と前記基準値とに基づいて、被験者の寝姿勢を判定する判定部と、を備え、前記センサは、任意に組み合わせた一または複数の前記センサによる前記合計出力値が互いに異なる値となるような前記出力値を出力することを特徴とする。
また、本発明は、上記寝姿勢判定装置で実行される方法およびプログラムである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、単一の出力のみを処理可能な簡易な処理構成で効率的に被験者の寝姿勢を判定することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる寝姿勢判定装置、方法およびプログラムの最良な実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる寝姿勢判定装置の機能的構成を示すブロック図である。実施の形態１にかかる寝姿勢判定装置１００は、図１に示すように、第１センサ部１１０ａ、第２センサ部１１０ｂ、第３センサ部１１０ｃ、第４センサ部１１０ｄと、増幅部１２０と、Ａ／Ｄ変換器１３０と、処理部１４０とを主に備えている。
【００１３】
第１センサ部１１０ａ〜第４センサ部１１０ｄのそれぞれは、棒状の形態となっている。そして、第１センサ部１１０ａ〜第４センサ部１１０ｄのそれぞれは、被験者の寝台の在床を検知するための複数の歪みセンサを有し、複数の歪みセンサからの出力値を加算した合計出力値を出力するものである。なお、本実施の形態では、第１センサ部１１０ａ〜第４センサ部１１０ｄのようにセンサ部を４個備えているが、センサ部の数はこれに限定されるものではなく、５個以上の複数のセンサ部１１０を有する構成としてもよい。
【００１４】
図２は、第１センサ部１１０ａ〜第４センサ部１１０ｄ（以下、「センサ部１１０」という）の概略構成を示す説明図である。センサ部１１０は、図２に示すように、複数の歪みセンサ１１１を備えている。この歪みセンサ１１１は、被験者が寝台に横たわることによる押圧力により歪みが発生した場合に、歪み量に応じた抵抗変化量（抵抗値）を出力値として出力するセンサである。
【００１５】
本実施の形態では、図２に示すように、最大長の歪みセンサ１１がセンサ部１１０のほぼ全長に等しく、徐々に長さが小さくなるような互いに異なる長さの複数の歪みセンサ１１１で各センサ部１１０を構成している。また、各歪みセンサ１１１は、歪み量に対して出力される出力値（抵抗値）が異なっている。各歪みセンサ１１１からの出力値は、リード線１１２によって増幅部１２０に入力される。この際、各歪みセンサ１１１からの出力値は加算されて合計出力値として増幅部１２０に入力されるようになっている。そして、センサ部１１０内の複数の歪みセンサ１１１のそれぞれは、任意に組み合わせた一または複数の歪みセンサによる合計出力値が互いに異なる値となるような出力値を出力する。
【００１６】
図３は、任意に組み合わせた一または複数の歪みセンサによる合計出力値が互いに異なる値となることを示すための説明図である。図３の例では、センサ部１１０に１２個の歪みセンサ１１１が設けられた例であり、図２における下方からセンサ部１１０を見た状態を示している。また、図３では、上部に歪みセンサ１１１の識別番号を示している。従って、識別番号１の歪みセンサ１１１がセンサ部１１０のほぼ全長に等しい長さであり、識別番号が増加するに従い、徐々に長さが小さくなっている。
【００１７】
また、図３では、下部に各歪みセンサ１１１の出力値となる抵抗値を示している。歪みセンサ１１１に圧力が加わって歪みが生じた場合、かかる抵抗値が抵抗変化量として出力されるようになっている。センサ部１１０では、この出力値を合計して合計出力値として出力する。
【００１８】
歪みセンサ１１から出力される抵抗値は、図３に示すように、識別番号１から１２までの順に、１００Ω、５００Ω、７００Ω、１ｋΩ、５ｋΩ、７ｋΩ、１０ｋΩ、５０ｋΩ、７０ｋΩ、１００ｋΩ、５００ｋΩ、７００ｋΩとなっている。ここで、抵抗値と識別番号との関係は以下の式で示される。なお、ｘは０〜４の整数である。
【００１９】
識別番号３ｘ−２の歪みセンサの抵抗値：１００Ω、１ｋΩ、１０ｋΩ、１００ｋΩ
識別番号３ｘ−１の歪みセンサの抵抗値：５００Ω、５ｋΩ、５０ｋΩ、５００ｋΩ
識別番号３ｘの歪みセンサの抵抗値    ：７００Ω、７ｋΩ、７０ｋΩ、７００ｋΩ
これにより、任意に組み合わせ一または複数の歪みセンサ１１１からの抵抗値の合計出力値は、互い固有の値となる。
【００２０】
例えば、識別番号５、６、７，８の歪みセンサに歪みが生じた場合のセンサ部１１０の合計出力値は、５ｋ＋７ｋ＋１０ｋ＋５０ｋ＝７２Ωとなる。各歪みセンサ１１１の抵抗値は上式で定められているので、センサ部１１０からは、出力値を出力する歪みセンサ１１１の組み合わせによらず、常に異なった合計出力値が出力されることになる。
【００２１】
なお、任意に組み合わせた一または複数の歪みセンサによる合計出力値が互いに異なる値となる複数の歪みセンサ１１１のそれぞれの出力値は、図３に示す例に限定されるものではない。例えば、出力値が２のｎ乗の値または素数の値で、かつ異なる値を出力する複数の歪みセンサ１１１でセンサ部１１０を構成しても、合計出力値が互いに異なる値となる。
【００２２】
図４は、実施の形態１のセンサ部１１０の配置態様を示す模式図である。本実施の形態では、図４に示すように、寝台に被験者の体軸と交わる位置で、かつ第１センサ部１１０ａと第２センサ部１１０ｂが交差し、第３センサ部１１０ｃと第４センサ部１１０ｄが交差して寝台に配置されている。
【００２３】
図１に戻り、増幅部１２０は、第１センサ部１１０ａ〜第４センサ部１１０ｄのそれぞれから出力される合計出力値である抵抗値を増幅する増幅器である。歪みセンサから出力される抵抗値は微小であるため、ブリッジ回路と電流増幅器とを備えたストレインアンプ１２１により抵抗値を増幅して合計出力値としている。このストレインアンプ１２１は、第１センサ部１１０ａ〜第４センサ部１１０ｄのそれぞれに対応して設けられている。
【００２４】
Ａ／Ｄ変換器１３０は、増幅部１２０から出力されるアナログ信号の合計出力値をデジタルデータの合計出力値に変換するものである。
【００２５】
処理部１４０は、Ａ／Ｄ変換器１３０によりデジタルデータに変換された第１センサ部１１０ａ〜第４センサ部１１０ｄのそれぞれの合計出力値を入力して、この合計出力値と基準値とから被験者の寝姿勢を判定する処理を行うものである。
【００２６】
処理部１４０は、図１に示すように、基準値決定部１４１と、判定部１４２と、出力処理部１４３と、基準値テーブル１４４とを主に備えている。
【００２７】
基準値決定部１４１は、合計出力値に基づいて、出力値を出力している歪みセンサを特定し、寝姿勢に対応する基準値を決定するものである。
【００２８】
判定部１４２は、合計出力値と基準値とに基づいて、被験者の寝姿勢を判定するものである。
【００２９】
出力処理部１４３は、判定部１４２で判定された寝姿勢の情報をモニタ（表示装置）や印刷装置等の出力装置（図示せず）に出力するものである。
【００３０】
基準値テーブル１４４は、寝姿勢と寝姿勢の判定のための基準値とを対応づけたテーブルであり、メモリやＨＤＤ（ハードディスクドライブ装置）等の記憶媒体に記憶されている。
【００３１】
図５は、基準値テーブル１４４の内容の一例を示す説明図である。基準値テーブル１４４には、図５に示すように、第１センサ部１１０ａ〜第４センサ部１１０ｄのそれぞれの合計出力値の基準値と寝姿勢とが対応付けられている。
【００３２】
判定部１４２は、寝姿勢判定時には、寝台上に被験者が横たわった場合に、基準値テーブル１４４を参照して、第１センサ部１１０ａ〜第４センサ部１１０ｄのそれぞれの合計出力値が該当する合計出力値の基準値の所定の範囲内にある場合にＯＮ状態と認識して、各センサ部１１０の合計出力値の組み合わせにより被験者の寝姿勢を判定する。ここで、センサ部１１０がＯＮ状態となる基準値に対する所定の範囲としては任意に定めることができ、例えば、±５ｋΩとすることができる。
【００３３】
例えば、第１センサ部１１０ａから（７２＋α）ｋΩ、第２センサ部１１０ｂから（７２＋β）ｋΩ、第３センサ部１１０ｄから（７２＋γ）ｋΩ、第４センサ部１１０ｄから（７２＋θ）ｋΩがそれぞれの合計出力値として出力される場合であって、α、β、γ、θがセンサ部１１０それぞれの基準値７２ｋΩの所定の範囲内である場合には、寝台上の被験者の寝姿勢が仰臥位であると判定する。
【００３４】
また、基準値決定部１４１は、被験者が寝台上で特定の寝姿勢をとった場合の第１センサ部１１０ａ〜第４センサ部１１０ｄのそれぞれの合計出力値を計測し、当該合計出力値の計測値を基準値として組み合わせて、被験者の寝姿勢とともに図５に示すように基準値テーブル１４４に登録する。
【００３５】
被験者の寝姿勢によって異なる組み合わせで歪みセンサ１１１から出力値が出力されるが、各センサ部１１０の歪みセンサ１１１は、任意に組み合わせた一または複数の歪みセンサ１１１による合計出力値が互いに異なる値となるような抵抗値を出力する。このため、各センサ部１１０からの合計出力値は寝姿勢によって異なる合計出力値となる。本実施の形態では、この寝姿勢による合計出力値が異なることを利用して、複数の歪みセンサ１１１を有するセンサ部１１０からの単一の出力により寝姿勢の基準値を決定し、かつ基準値を用いて寝姿勢を判定することができるのである。
【００３６】
次に、基準値決定部１４１による基準値の決定について詳細に説明する。図６は、寝姿勢が仰臥位である場合の出力値を出力する歪みセンサの位置と、各センサ部１１０の合計出力値との関係を示す模式図である。図７は、被験者が仰臥位の寝姿勢をとった場合を示す模式図である。
【００３７】
被験者が図７に示すような仰臥位の寝姿勢をとっている場合、被験者の胸部付近と腹部付近に相当する寝台の位置に大きな圧力が作用する。このため、第１センサ部１１０ａと第２センサ部１１０ｂの交差部分および第３センサ部１１０ｃと第４センサ部１１０ｄの交差部分の位置に相当する歪みセンサ１１１、すなわち図６に示す斜線部の歪みセンサ１１１が出力値（抵抗値）を出力する。この結果、各センサ部１１０の合計出力値はいずれのセンサ部１１０も７２ｋΩとなる。従って、基準値決定部１４１は、第１センサ部１１０ａ、第２センサ部１１０ｂ、第３センサ部１１０ｃ、第４センサ部１１０ｄのそれぞれの合計出力値の７２ｋΩを基準値とし、寝姿勢を仰臥位として基準値テーブル１４４に登録する。
【００３８】
図８は、寝姿勢が左測位である場合の出力値を出力する歪みセンサの位置と、各センサ部１１０の合計出力値との関係を示す模式図である。図９は、被験者が左測位の寝姿勢をとった場合を示す模式図である。
【００３９】
被験者が図９に示すような左測位の寝姿勢をとっている場合、被験者の体軸の左側の寝台位置に大きな圧力が作用する。このため、第１センサ部１１０ａと第２センサ部１１０ｂの交差部分より左側の位置および第３センサ部１１０ｃと第４センサ部１１０ｄの交差部分の左側の位置に相当する歪みセンサ１１１、すなわち図８に示す斜線部の歪みセンサ１１１が出力値（抵抗値）を出力する。この結果、第１センサ部１１０ａの合計出力値は１２ｋΩ、第２センサ部１１０ｂの合計出力値は１２ｋΩ、第３センサ部１１０ｃの合計出力値は６ｋΩ、第４センサ部１１０ｄの合計出力値は６ｋΩとなる。従って、基準値決定部１４１は、第１センサ部１１０ａ、第２センサ部１１０ｂ、第３センサ部１１０ｃ、第４センサ部１１０ｄのそれぞれの合計出力値である１２ｋΩ、１２ｋΩ、６ｋΩ、６ｋΩをそれぞれの基準値とし、寝姿勢を左測位として基準値テーブル１４４に登録する。
【００４０】
図１０は、寝姿勢が右測位である場合の出力値を出力する歪みセンサ１１１の位置と、各センサ部１１０の合計出力値との関係を示す模式図である。被験者が右測位の寝姿勢をとった場合には、被験者の寝姿勢は図９に示す姿勢と体軸を挟んで対称な姿勢となり、被験者の体軸の右側の寝台位置に大きな圧力が作用する。
【００４１】
この場合、第１センサ部１１０ａと第２センサ部１１０ｂの交差部分より右側の位置および第３センサ部１１０ｃと第４センサ部１１０ｄの交差部分の右側の位置に相当する歪みセンサ１１１、すなわち図１０に示す斜線部の歪みセンサ１１１が出力値（抵抗値）を出力する。この結果、第１センサ部１１０ａの合計出力値は６０ｋΩ、第２センサ部１１０ｂの合計出力値は６０ｋΩ、第３センサ部１１０ｃの合計出力値は１２０ｋΩ、第４センサ部１１０ｄの合計出力値は１２０ｋΩとなる。従って、基準値決定部１４１は、第１センサ部１１０ａ、第２センサ部１１０ｂ、第３センサ部１１０ｃ、第４センサ部１１０ｄのそれぞれの合計出力値である６０ｋΩ、６０ｋΩ、１２０ｋΩ、１２０ｋΩをそれぞれの基準値とし、寝姿勢を右測位として基準値テーブル１４４に登録する。
【００４２】
図１１は、寝姿勢が伏臥位である場合の出力値を出力する歪みセンサ１１１の位置と、各センサ部１１０の合計出力値との関係を示す模式図である。図１２は、被験者が伏臥位の寝姿勢をとった場合を示す模式図である。
【００４３】
被験者が図１２に示すような伏臥位の寝姿勢をとっている場合、被験者の胸部付近に相当する寝台の位置に大きな圧力が作用する。このため、第１センサ部１１０ａと第２センサ部１１０ｂの交差部分の位置に相当する歪みセンサ１１１、すなわち図１１に示す斜線部の歪みセンサ１１１が出力値（抵抗値）を出力する。この結果、第１センサ部１１０ａの合計出力値は７２ｋΩ、第２センサ部１１０ｂの合計出力値は７２ｋΩ、第３センサ部１１０ｃの合計出力値は０ｋΩ、第４センサ部１１０ｄの合計出力値は０ｋΩとなる。従って、基準値決定部１４１は、第１センサ部１１０ａ、第２センサ部１１０ｂ、第３センサ部１１０ｃ、第４センサ部１１０ｄのそれぞれの合計出力値である７２ｋΩ、７２ｋΩ、０ｋΩ、０ｋΩをそれぞれの基準値とし、寝姿勢を伏臥位として基準値テーブル１４４に登録する。
【００４４】
このように、被験者の寝姿勢によって異なる組み合わせで歪みセンサ１１１が出力値を出力し、各センサ部１１０の歪みセンサ１１１は、任意に組み合わせた一または複数の歪みセンサ１１１による合計出力値が互いに異なる値となるような抵抗値を出力することから、各寝姿勢により４個のセンサ部１１０の合計出力値の組み合わせが異なる。このため、各センサ部１１０ごとに単一の出力のみで寝姿勢の基準値を決定し、かつ寝姿勢を判定することが可能となる。
【００４５】
次に、以上のように構成された本実施の形態にかかる寝姿勢判定装置１００による寝姿勢判定処理について説明する。図１３は、寝姿勢判定処理の手順を示すフローチャートである。
【００４６】
まず、判定部１４２は、増幅部１２０により増幅され、かつＡ／Ｄ変換器１３０によりデジタルデータに変換された各センサ部１１０からの合計出力値（抵抗値の合計）を入力する（ステップＳ１１）。そして、まず、判定部１４２は、入力された第１センサ部１１０ａの合計出力値を処理対象として選定する（ステップＳ１２）。
【００４７】
次に、判定部１４２は、選定したセンサ部１１０に該当するすべての基準値を基準値テーブル１４４から読み出して取得する（ステップＳ１３）。そして、合計出力値が取得した基準値の所定の範囲内にあるか否か、すなわち合計出力値が（基準値±所定値）の範囲内にあるか否かを調べる（ステップＳ１４）。
【００４８】
そして、合計出力値が取得した基準値の所定の範囲内にある場合には（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、判定部１４２は、所定範囲内にある基準値に該当する寝姿勢を選択する（ステップＳ１５）。この場合、合計出力値によって複数の寝姿勢が選択される場合がある。
【００４９】
一方、ステップＳ１４において、合計出力値が取得した基準値の所定の範囲内にない場合には（ステップＳ１４：Ｎｏ）、寝姿勢の選択は行われない。
【００５０】
次に、判定部１４２は、全てのセンサ部１１０についてステップＳ１３からＳ１５までの処理が完了したか否かを調べる（ステップＳ１６）。そして、完了していない場合には（ステップＳ１６：Ｎｏ）、判定部１４２は、次のセンサ部１１０の合計出力値を選定し（ステップＳ１７）、ステップＳ１３からＳ１５までの処理を繰り返し実行する。ここで、２回目以降のステップＳ１５の処理では、前回の処理で選定された寝姿勢の中から、所定範囲内にある基準値に該当する寝姿勢を選択する。
【００５１】
ステップＳ１６において、全てのセンサ部１１０についてステップＳ１３からＳ１５までの処理が完了した場合には（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、最終的に選択されている寝姿勢を被験者の寝姿勢として決定する（ステップＳ１８）。決定された寝姿勢は、出力処理産１４３によってモニタ（表示装置）や印刷装置等の出力装置で出力される。
【００５２】
このように実施の形態１にかかる寝姿勢判定装置１００では、各センサ部１１０の歪みセンサ１１１は、任意に組み合わせた一または複数の歪みセンサ１１１による合計出力値が互いに異なる値となるような抵抗値を出力するので、各寝姿勢により４個のセンサ部１１０それぞれの単一の合計出力値の組み合わせに基づいて、各センサ部１１０につき単一の出力を処理可能な簡易な処理構成で効率的に被験者の寝姿勢を判定することができる。
【００５３】
本実施の形態における各センサ部１１０は、図２に示すように、互いに長さの異なる歪みセンサ１１１を複数備えた構成としているがこれに限定されるものではない。
【００５４】
例えば、出力抵抗値が異なり、任意に組み合わせた一または複数の歪みセンサによる合計出力値が互いに異なる値となるような出力値を出力するものであれば、長さが同一の歪みセンサを複数備えた構成としてもよい。例えば、図１４に示すように、センサ部１１０の全長を区分した単位で略同一長さの歪みセンサ１１１を配置するように構成することができる。
【００５５】
（実施の形態２）
実施の形態１にかかる寝姿勢判定装置１００は、複数の棒状のセンサ部１１０を備えていたが、この実施の形態２にかかる寝姿勢判定装置は、単一のセンサ部を備えたものである。
【００５６】
図１５は、実施の形態２にかかる寝姿勢判定装置の機能的構成を示すブロック図である。実施の形態２にかかる寝姿勢判定装置１５００は、図１に示すように、単一のセンサ部１５１０、増幅部であるストレインアンプ１２１と、Ａ／Ｄ変換器１３０と、処理部１４０とを主に備えている。ここで、ストレインアンプ１２１、Ａ／Ｄ変換器１３０、処理部１４０の機能および構成は実施の形態１と同様である。
【００５７】
ただし、図５に示した基準値テーブル１４４において、基準値は単一のセンサ部１５１０の合計出力値のみが登録され、この合計出力値に対応して寝姿勢が登録されている。
【００５８】
センサ部１５１０の内部構造は、実施の形態１と同様に、図２または図１４に示した構造となっており、複数の歪みセンサ１１１を備えている。この歪みセンサ１１１は、実施の形態１と同様に、任意に組み合わせた一または複数の歪みセンサ１１１による合計出力値が互いに異なる値となるような抵抗値を出力する。
【００５９】
また、実施の形態２では、単一のセンサ部１５１０からの単一の合計出力値により被験者の寝姿勢を判定するため、被験者の体軸と複数箇所で交差するように、可撓性部材で形成されている。
【００６０】
図１６は、実施の形態２のセンサ部１５１０の配置態様を示す模式図である。実施の形態２では、図１６に示すように、寝台に被験者の体軸と複数箇所で交わるように、センサ部１５１０の先端をＡに配置し、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの位置で順にセンサ部１５１０を屈曲させ、後端をＡに配置した態様となっている。これにより、単一のセンサ部１５１０に多数の歪みセンサ１１１を備えることができる。そして、単一のセンサ部１５１０であっても、各寝姿勢により複数の歪みセンサ１１１からの抵抗値の合計出力値が異なり、単一の合計出力値により寝姿勢の判定を行うことができる。
【００６１】
本実施の形態においても、基準値決定部１４１によって予め各寝姿勢に対するセンサ部１５１０の合計出力値を求めて基準値テーブル１４４に登録しておく。そして、実施の形態１と同様の処理手順で、判定部１４２によって、単一のセンサ部１５１０の単一の合計出力値が基準値の所定範囲内にある寝姿勢を判定する。
【００６２】
このように実施の形態２にかかる寝姿勢判定装置１５００では、複数の歪みセンサ１１１を有する単一のセンサ部１５１０を備え、複数の歪みセンサ１１１のそれぞれは任意に組み合わせた一または複数の歪みセンサ１１１による合計出力値が互いに異なる値となるような抵抗値を出力する。このため、実施の形態２にかかる寝姿勢判定装置１５００では、単一のセンサ部１５１０に多数の歪みセンサ１１１を含ませることができ、被験者の在床を検知する箇所の数を減少させることなく、より簡易な処理構成で効率的に被験者の寝姿勢を判定することができる。
【００６３】
（実施の形態３）
実施の形態１および２にかかる寝姿勢判定装置１００，１５００は、複数の歪みセンサ１１１を有するセンサ部１１０，１５１０を用いて被験者の寝姿勢を判定していたが、この実施の形態３にかかる寝姿勢判定装置は、複数の圧電センサを有するセンサ部を用いて被験者の寝姿勢を判定している。
【００６４】
図１７は、実施の形態３にかかる寝姿勢判定装置の機能的構成を示すブロック図である。実施の形態３にかかる寝姿勢判定装置１７００は、図１７に示すように、第１センサ部１７１０ａ、第２センサ部１７１０ｂ、第３センサ部１７１０ｃ、第４センサ部１７１０ｄと、増幅部１７２０と、Ａ／Ｄ変換器１３０と、処理部１４０とを主に備えている。ここで、Ａ／Ｄ変換器１３０、処理部１４０の機能および構成は実施の形態１と同様である。
【００６５】
第１センサ部１７１０ａ〜第４センサ部１７１０ｄのそれぞれは、棒状の形態となっている。そして、第１センサ部１７１０ａ〜第４センサ部１７１０ｄのそれぞれは、被験者の在床を検知するための複数の圧電センサを有し、複数の圧電センサからの出力値を加算した合計出力値を出力するものである。
【００６６】
各センサ部１７１０の内部構成は、図１４に示した構造と同様であり、センサ部１７１０の全長を圧電センサの数で区分した単位で略同一長さの圧電センサ１１１を配置した構造となっている。圧電センサは、押圧力を受けたときに押圧力に応じて電圧変化を出力値として出力するセンサである。そして、各圧電センサからの出力値は、リード線によって増幅部１７２０に入力される。この際、各圧電センサからの出力値は加算されて合計出力値として増幅部１２０に入力されるようになっている。そして、センサ部１１０内の複数の圧電センサのそれぞれは、任意に組み合わせた一または複数の圧電センサによる合計出力値が互いに異なる値となるような出力値を出力する。
【００６７】
増幅部１７２０は、第１センサ部１７１０ａ〜第４センサ部１７１０ｄのそれぞれから出力される合計出力値である電圧変化量としての電圧値を増幅し、圧電センサ内の抵抗値として出力するものである。圧電センサから出力される合計出力値である電圧値は、アンプ１７２１により増幅される。そして増幅された電圧値をトリガとして、トランジスタなどのスイッチ回路１７２２に入力し、これによりスイッチ回路１７２２に電流が流れると圧電センサに任意に振り分けられた値の抵抗値が出力され、Ａ／Ｄ変換器１３０に出力されるようになっている。このアンプ１７２１およびスイッチ回路１７２２は、第１センサ部１７１０ａ〜第４センサ部１７１０ｄのそれぞれに対応して設けられている。
【００６８】
増幅部１７２０からの合計出力値としての抵抗値は、実施の形態１と同様に、Ａ／Ｄ変換器１３０によりデジタルデータに変換されて、処理部１４０に入力される。そして、処理部１４０では、実施の形態１と同様の処理手順で、基準値の決定や、合計出力値と基準値に基づいた被験者の寝姿勢判定処理が行われる。
【００６９】
このように実施の形態３にかかる寝姿勢判定装置１７００では、任意に組み合わせた一または複数の歪みセンサによる合計出力値が互いに異なる値となるような出力値を出力する圧電センサを用いているので、各寝姿勢により４個のセンサ部１１０それぞれの単一の合計出力値の組み合わせに基づいて、各センサ部１１０につき単一の出力を処理可能な簡易な処理構成で効率的に被験者の寝姿勢を判定することができる。
【００７０】
なお、実施の形態３では、第１センサ部１７１０ａ〜第４センサ部１７１０ｄのようにセンサ部を４個備えているが、センサ部の数はこれに限定されるものではなく、５個以上の複数のセンサ部１７１０を有する構成とすることができる。また、実施の形態２と同様に、可撓性を有する単一のセンサ部１７１０として、寝台上に屈曲させて配置するように構成してもよい。
【００７１】
また、実施の形態３では、センサ部１７１０は、センサ部１１０の全長を区分した単位で同一長さの複数の圧電センサを用いているが、これに限定されるものではなく、長さの異なる複数の圧電センサを用いるように構成してもよい。
【００７２】
さらに、被験者の在床を検知するセンサとして、実施の形態１では歪みセンサを用いた例を示し、実施の形態３では圧電センサを用いた例を示しているが、かかるセンサに限定されるものではなく、被験者の在床を検知するセンサであればいずれのセンサも使用することができる。
【００７３】
図１８は、実施の形態１〜３の寝姿勢判定装置のハードウェア構成を示すブロック図である。実施の形態１〜３の寝姿勢判定装置は、上述したセンサ部１１０，１５１０，１７１０、増幅部１２０，１５２１，１７２０，Ａ／Ｄ変換器１３０の他、ＣＰＵ１８０１などの制御装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１８０２やＲＡＭ１８０３などの記憶装置と、ＨＤＤ、ＣＤドライブ装置などの外部記憶装置１８０４と、ディスプレイ装置などのモニタ１８０５と、キーボードやマウスなどの入力デバイス１８０６と、ネットワークボードなどの通信インタフェース１８０７とを備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。
【００７４】
実施の形態１〜３の寝姿勢判定装置で実行される寝姿勢判定プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
【００７５】
また、実施の形態１〜３の寝姿勢判定装置で実行される寝姿勢判定プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、実施の形態１〜３の寝姿勢判定装置で実行される寝姿勢判定プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。
【００７６】
また、実施の形態１〜３の寝姿勢判定装置で実行される寝姿勢判定プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
【００７７】
実施の形態１〜３の寝姿勢判定装置で実行される寝姿勢判定プログラムは、上述した各部（基準値決定部１４１、判定部１４２、出力処理部１４３）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記記憶媒体から寝姿勢判定プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、基準値決定部１４１、判定部１４２、出力処理部１４３が主記憶装置上に生成されるようになっている。
【００７８】
なお、本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】実施の形態１にかかる寝姿勢判定装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図２】第１センサ部〜第４センサ部の概略構成を示す説明図である。
【図３】任意に組み合わせた一または複数の歪みセンサによる合計出力値が互いに異なる値となることを示すための説明図である。
【図４】実施の形態１のセンサ部の配置態様を示す模式図である。
【図５】基準値テーブルの内容の一例を示す説明図である。
【図６】寝姿勢が仰臥位である場合の出力値を出力する歪みセンサの位置と、各センサ部の合計出力値との関係を示す模式図である。
【図７】被験者が仰臥位の寝姿勢をとった場合を示す模式図である。
【図８】寝姿勢が左測位である場合の出力値を出力する歪みセンサの位置と、各センサ部の合計出力値との関係を示す模式図である。
【図９】被験者が左測位の寝姿勢をとった場合を示す模式図である。
【図１０】寝姿勢が右測位である場合の出力値を出力する歪みセンサの位置と、各センサ部の合計出力値との関係を示す模式図である。
【図１１】寝姿勢が伏臥位である場合の出力値を出力する歪みセンサの位置と、各センサ部の合計出力値との関係を示す模式図である。
【図１２】被験者が伏臥位の寝姿勢をとった場合を示す模式図である。
【図１３】寝姿勢判定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】複数の歪みセンサを有するセンサ部の他の形態の概略構成を示す説明図である。
【図１５】実施の形態２にかかる寝姿勢判定装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図１６】実施の形態２のセンサ部の配置態様を示す模式図である。
【図１７】実施の形態３にかかる寝姿勢判定装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図１８】実施の形態１〜３の寝姿勢判定装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８０】
１００、１５００，１７００  寝姿勢判定装置
１１０、１１０ａ〜１１０ｄ，１５１０，１７１０，１７１０ａ〜１７１０ｄ  センサ部
１１１  歪みセンサ
１２０，１７２０  増幅部
１２１  ストレインアンプ
１４０  処理部
１４１  基準値決定部
１４２  判定部
１４３  出力処理部
１４４  基準値テーブル
１７２０  増幅部
１７２１  アンプ
１７２２  スイッチ回路
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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