專利名稱：出現(xiàn)在床上的確定裝置和睡眠測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及確定人類主體是否出現(xiàn)在床上的出現(xiàn)在床上的確定裝置和睡眠測量
>J-U ρ α裝直。
背景技術(shù)：
在近幾年中，已經(jīng)提出了出現(xiàn)在床上的確定裝置確定人類主體是否出現(xiàn)在諸如用于床的床墊或日式床墊(蒲團(tuán))的底面寢具(bottom bedding)上。例如，出現(xiàn)在床上的確定裝置可以被應(yīng)用于睡眠測量裝置，該睡眠測量裝置用于測量人類主體的睡眠情況。睡眠測量裝置需要由人類主體給出指令以便開始睡眠情況的測量。然而，由于睡眠對于他或她來說是尋常行為，所以存在一個問題是人類主體易于忘記給出指令(如，操作按鈕)。出現(xiàn)在床上的確定裝置能夠確定人類主體是否出現(xiàn)在床上并無需人類主體于此給出任何特定操作而執(zhí)行睡眠測量。例如，專利文件I公開了用于通過測量人類主體的身體運(yùn)動(床墊振動)來確定人類主體是否出現(xiàn)在床上(已經(jīng)上床睡覺)，從而測量睡眠情況的技術(shù)。專利文件1:日本專利申請公開出版N0.2008-206596。根據(jù)專利文件的技術(shù)，從依賴于床墊振動的傳感器產(chǎn)生輸出信號，并且如果輸出信號的電平超出預(yù)設(shè)閾值則確定人類主體出現(xiàn)在床上。在該技術(shù)中，即使沒有人出現(xiàn)在床上，如果床墊受到碰撞，則有可能確定人類主體出現(xiàn)在床上
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是通過合適的方式能夠確定人類主體出現(xiàn)在床上。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，出現(xiàn)在床上的確定裝置包括:傳感器單元，可以與底面寢具一起使用并被配置成測量在底面寢具上人類主體的生物位移以便輸出顯示測量結(jié)果的測量信號；第一信號處理單元，被配置成利用第一增益來放大測量信號以便輸出第一輸出信號；第一A/D轉(zhuǎn)換單元，被配置成輸出通過第一輸出信號的A/D轉(zhuǎn)換所獲得的多個第一電平值；以及確定單元，被配置成根據(jù)表示多個第一電平值的分散度的分散指標(biāo)確定人類主體是否出現(xiàn)在底面寢具上。在本說明書中，“生物位移(biological displacement)”是指由諸如人類主體的呼吸、心跳或身體運(yùn)動的生物活性而產(chǎn)生的物理移位(如，身體體積的增加或減小)。根據(jù)本發(fā)明的另一個出現(xiàn)在床上的確定裝置包括:傳感器單元，與底面寢具一起使用并被配置成測量在底面寢具上人類主體的生物位移以便輸出顯示測量結(jié)果的測量信號；第一 A/D轉(zhuǎn)換單元，被配置成輸出通過測量信號的A/D轉(zhuǎn)換所獲得的多個第一采樣值；第一信號處理單元，被配置成利用第一增益數(shù)字地放大多個第一采樣值，以便輸出多個第一電平值；以及確定單兀，被配置成根據(jù)表不多個第一電平值的分散度的分散指標(biāo)確定人類主體是否出現(xiàn)在底面寢具上。按照這些配置，根據(jù)反映人類主體的生物位移的第一電平值的分散度確定人類主體是否出現(xiàn)在底面寢具上。因此，與僅根據(jù)第一電平值大小確定人類主體是否出現(xiàn)在床上的配置相比，這些配置提供更加準(zhǔn)確的出現(xiàn)在床上的確定。優(yōu)選地，第一增益被配置成第一電平值的可能的最大值和可能的最小值被包括在多個第一電平值中，該多個第一電平值在包含在出現(xiàn)在底面寢具上的人類主體的生物位移中的周期分量的一個周期期間被獲得。在本說明書中，“包含在生物位移中的周期分量”意思是通過諸如人類主體的呼吸或心跳的周期的生物活性(biological activity)產(chǎn)生的周期的物理移位。在此情況下，人類主體出現(xiàn)在床上時的第一電平值明顯地不同于人類主體未出現(xiàn)在床上時的第一電平值并且可以容易地與其區(qū)分。因此，在睡眠測量裝置被應(yīng)用至各種寢具(如，床或日式床墊)和各種類型的人類主體(如，重體重的人或輕體重的人)的情況中能夠維持出現(xiàn)在床上確定的準(zhǔn)確性。優(yōu)選地，如果在預(yù)設(shè)周期期間所獲得的多個第一電平值分散指標(biāo)超過第一閾值或等于0，則確定單元確定滿足初始條件。如果在η (η是等于或大于2的自然數(shù))個連續(xù)的預(yù)設(shè)周期中滿足初始條件的情況的數(shù)量等于或大于第二閾值，確定單元還可以確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具上。在此情況下，如果初始條件被高頻率地滿足，則確定人類主體已經(jīng)出現(xiàn)在(或正進(jìn)入)床上。因此，能夠避免根據(jù)由于噪音等引起的第一電平值的標(biāo)準(zhǔn)偏差的暫時增加而確定人類主體出現(xiàn)在床上的錯誤確定。優(yōu)選地，在確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具上后，如果在m (m是等于或大于2的自然數(shù))個連續(xù)的預(yù)設(shè)周期中滿足初始條件的情況的數(shù)量等于或小于第三閾值，則確定單元確定人類主體為出現(xiàn)在底面寢具上。

在此情況下，在人類主體出現(xiàn)在床上的情形中，如果初始條件被低頻率的滿足，則確定人類主體還未出現(xiàn)在床上(或離開床)。因此，能夠避免基于由于噪音等引起的第一電平值的標(biāo)準(zhǔn)偏差的暫時減小而確定的人類主體未出現(xiàn)在床上的錯誤確定。優(yōu)選地，每個預(yù)設(shè)周期的時間長度被配置成比周期分量的一個周期所需要的時間長度更長。在此情況下，單個預(yù)設(shè)周期可以包含周期分量的一個周期。如果是這樣，可以增加在預(yù)設(shè)周期期間所獲得的多個第一電平值的分散度。因此，人類主體的出現(xiàn)在床上的確定可以被更加準(zhǔn)確的提供。優(yōu)選地,分散指標(biāo)(dispersion indicator)是預(yù)設(shè)周期期間所獲得的多個第一電平值的標(biāo)準(zhǔn)偏差、方差或變異系數(shù)(variation coefficient)。根據(jù)本發(fā)明的另一個出現(xiàn)在床上的確定裝置包括:傳感器單元，與底面寢具一起使用并被配置成測量在底面寢具上人類主體的生物位移，以便輸出顯示測量結(jié)果的測量信號；第一信號處理單元，被配置成利用第一增益放大測量信號以便輸出第一輸出信號;第一 A/D轉(zhuǎn)換單元，被配置成輸出通過第一輸出信號的A/D轉(zhuǎn)換所獲得的多個第一電平值；以及確定單元，被配置成對在分析周期期間輸出的多個第一電平值執(zhí)行頻率分析以獲得不是來源于人類主體的生物位移的第一分量和來源于人類主體的生物位移的第二分量，并被配置成根據(jù)第一分量和第二分量之間的比率確定人類主體是否出現(xiàn)在底面寢具上。根據(jù)本發(fā)明的另一出現(xiàn)在床上的確定裝置包括:傳感器單元，與底面寢具一起使用并被配置成測量在底面寢具上的人類主體的生物位移，以便輸出顯示測量結(jié)果的測量信號；第一 A/D轉(zhuǎn)換單元，被配置成輸出通過測量信號的A/D轉(zhuǎn)換獲得的多個第一采樣值；第一信號處理單元，被配置成利用第一增益數(shù)字地放大多個第一采樣值以便輸出多個第一電平值；以及確定單元，被配置成對在分析周期期間輸出的多個第一電平值執(zhí)行頻率分析以獲得不是來源于人類主體的生物位移的第一分量和來源于人類主體的生物位移的第二分量，并被配置成根據(jù)第一分量和第二分量之間的比率確定人類主體是否出現(xiàn)在底面寢具上。
按照這些配置，根據(jù)通過對反映人類主體的生物位移的第一電平值的頻率分析所獲得的分量確定人類主體是否出現(xiàn)在底面寢具上。因此，與僅根據(jù)第一電平值大小確定人類主體是否在床上的配置相比，這些配置提供更加準(zhǔn)確的出現(xiàn)在床上的確定。
優(yōu)選地，確定單元獲得小于第一頻率的一分量和大于第二頻率(超過第一頻率)的一分量的任何一個或兩個分量作為第一分量，并獲得大于第一頻率且小于第二頻率的分量以作為第二分量。
優(yōu)選地，配置第一增益以使第一電平值的可能的最大值和可能的最小值被包括在多個第一電平值中，該多個第一電平值在包含在出現(xiàn)在底面寢具上的人類主體的生物位移中的周期分量的一個周期中被獲得。
在此情況下，這種利用第一增益的第一電平值的放大使確定單元能夠更為確定地獲得包括在生物位移中的周期分量。
優(yōu)選地，所述比率代表第一分量與第二分量的比，并且如果分析周期期間所獲得的比率小于第四閾值，則確定單元確定人類 主體出現(xiàn)在底面寢具上。更優(yōu)選地，在確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具上后，如果分析周期期間所獲得的比率大于第五閾值，則確定單元確定人類主體未出現(xiàn)在底面寢具上。
在此情況下，如果第一分量與第二分量的比率小于第四閾值，也就是說來自生物位移的第二分量較大，則確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具上。如果所述比率超過第五閾值，也就是說，如果第二分量較小，則確定人類主體未出現(xiàn)在底面寢具上。這種基于所述比率的出現(xiàn)在床上的確定能夠在第一電平值的輸出值(波動范圍)減小時避免錯誤確定。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方面，所述比率代表第二分量與第一分量的比，并且如果在分析周期期間所獲得的比率大于第四閾值，則確定單元確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具上。更優(yōu)選地，在確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具上后，如果在分析周期期間所獲得的比率小于第五閾值，則確定單元確定人類主體未出現(xiàn)在底面寢具上。
在此情況下，如果第二分量與第一分量的比率超出第四閾值，也就是說，如果來源于生物位移的第二分量較大，則確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具上。如果比率小于第五閾值，也就是說，如果第二分量較小，則確定人類主體未出現(xiàn)在底面寢具上。這種基于所述比率的出現(xiàn)在床上的確定能夠在第一電平值的輸出值(波動范圍)被減小時避免錯誤確定。
根據(jù)本發(fā)明的另一出現(xiàn)在床上的確定裝置包括:傳感器單元，與底面寢具一起使用并被配置成測量在底面寢具上的人類主體的生物位移，以便輸出顯示測量結(jié)果的測量信號；第一信號處理單元，被配置成利用第一增益放大測量信號以便輸出第一輸出信號;第一 A/D轉(zhuǎn)換單元，被配置成輸出通過第一輸出信號的A/D轉(zhuǎn)換所獲得的多個第一電平值；第一確定單元，被配置成根據(jù)確定表示多個第一電平值的分散度的分散指標(biāo)確定人類主體是否出現(xiàn)在底面寢具上；以及第二確定單元，被配置成對在分析周期期間輸出的多個第一電平值執(zhí)行頻率分析以獲得不是來源于人類主體的生物位移的第一分量和來源于人類主體的第二分量，并被配置成根據(jù)第一分量和第二分量之間的比率確定人類主體是否出現(xiàn)在底面寢具上。根據(jù)本發(fā)明的另一出現(xiàn)在床上的確定裝置包括:傳感器單元，與底面寢具一起使用并被配置成測量在底面寢具上的人類主體的生物位移以便輸出顯示測量結(jié)果的測量信號；第一 A/D轉(zhuǎn)換單元，被配置成輸出通過測量信號的A/D轉(zhuǎn)換所獲得的多個第一采樣值；第一信號處理單元，被配置成利用第一增益數(shù)字地放大多個第一采樣值以便輸出多個第一電平值；第一確定單元，被配置成根據(jù)表示多個第一電平值的分散度的分散指標(biāo)確定人類主體是否出現(xiàn)在底面寢具上；以及第二確定單元，被配置成對在分析周期期間輸出的多個第一電平值執(zhí)行頻率分析以獲得來不是源于人類主體的生物位移的第一分量和來源于人類主體的生物位移的第二分量，并被配置成根據(jù)第一分量和第二分量之間的比率確定人類主體是否出現(xiàn)在底面寢具上。按照這些配置，根據(jù)反映人類主體的生物位移的第一電平值的分散度和通過對第一電平值的頻率分析所獲得的分量確定人類主體是否出現(xiàn)在底面寢具上。因此，與僅根據(jù)第一電平值的分散度或通過對第一電平值的頻率分析所獲得的分量中的任何一個確定人類主體是否出現(xiàn)在床上的配置相比，這種配置提供更加準(zhǔn)確的出現(xiàn)在床上的確定。優(yōu)選地，第二確定單元獲得小于第一頻率的分量和大于第二頻率(超過第一頻率)的分量中的任何一個或兩個分量·作為第一分量，并獲得大于第一頻率且小于第二頻率的分量作為第二分量。優(yōu)選地，配置第一增益以使第一電平值的可能的最大值和可能的最小值被包括在多個第一電平值中，該多個第一電平值在包含在出現(xiàn)在床上的人類主體的生物位移中的周期分量的一個周期期間被獲得。優(yōu)選地，出現(xiàn)在床上的確定裝置包括信號發(fā)生器。如果在預(yù)設(shè)周期期間所獲得的多個第一電平值的分散指標(biāo)超過第一閾值或等于0，則第一確定單元可以確定滿足初始條件，并且如果在η (η是等于或大于2的自然數(shù))個連續(xù)的預(yù)設(shè)周期中滿足初始條件的情況的數(shù)量等于或大于第二閾值，則可以確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具上。所述比率可以代表第一分量與第二分量的比。如果在分析周期期間所獲得的比率小于第四閾值，則第二確定單元可以確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具上。在第一確定單元和第二確定單元都確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具上的情況下，信號發(fā)生器可以生成顯示人類主體出現(xiàn)在底面寢具上的信號。在此情況下，當(dāng)由第一確定單元基于分散指標(biāo)得出的出現(xiàn)在床上的確定結(jié)果與由第二確定單元基于頻率分析得出的出現(xiàn)在床上的確定結(jié)果彼此匹配時，生成顯示人類主體出現(xiàn)在底面寢具上的信號。更優(yōu)選地，在第二確定單元確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具上后，如果在m (m是等于或大于2的自然數(shù))個連續(xù)的預(yù)設(shè)周期中滿足初始條件的情況的數(shù)量等于或小于第三閾值，則第一確定單元確定人類主體未出現(xiàn)在底面寢具上，如果在分析周期期間所獲得的比率大于第五閾值，則第二確定單元確定人類主體未出現(xiàn)在底面寢具上，并且在第一確定單元和第二確定單元都確定人類主體未出現(xiàn)在底面寢具上的情況下，信號發(fā)生器生成顯示人類主體未出現(xiàn)在底面寢具上的信號。
在此情況下，當(dāng)由第一確定單元基于分散指標(biāo)所得出的出現(xiàn)在床上的確定結(jié)果與第二確定單元基于頻率分析所得出的出現(xiàn)在床上的確定結(jié)果彼此匹配時，生成顯示人類主體未出現(xiàn)在底面寢具上的信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方面，出現(xiàn)在床上的確定裝置包括信號發(fā)生器。如果在預(yù)設(shè)周期期間所獲得的多個第一電平值的分散指標(biāo)超過第一閾值或等于0，則第一確定單元可以確定滿足初始條件，以及如果在η (η是等于或大于2的自然數(shù))個連續(xù)的預(yù)設(shè)周期中滿足初始條件的情況的數(shù)量等于或大于第二閾值，則第一確定單元可以確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具上。所述比率代表第二分量與第一分量的比。如果分析周期期間所獲得的比率大于第四閾值，則第二確定單元可以確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具上。在第一確定單元和第二確定單元二者都確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具上的情況下，信號發(fā)生器可以產(chǎn)生顯示人類主體出現(xiàn)在底面寢具上的信號。
更優(yōu)選地，在第二確定單元確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具上后，如果以m (m是等于或大于2的自然數(shù))個連續(xù)的預(yù)設(shè)周期中滿足初始條件的情況的數(shù)量等于或小于第三閾值，則第一確定單元確定人類主體未出現(xiàn)在底面寢具上，如果分析周期期間所獲得的比率小于第五閾值，則第二確定單元確定人類主體未出現(xiàn)在底面寢具上，并且在第一確定單元和第二確定單元二者都確定人類主體未出現(xiàn)在底面寢具的情況下，信號發(fā)生器產(chǎn)生顯示人類主體未出現(xiàn)在底面寢具上的信號。
優(yōu)選地，每個預(yù)設(shè)周期的時間長度被配置成比周期分量的一個周期所需要的時間長度更長。
優(yōu)選地，分散指標(biāo)是預(yù)設(shè)周期期間所獲得的多個第一電平值的標(biāo)準(zhǔn)偏差、方差或變異系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，睡眠測量裝置包括:任何一個上述出現(xiàn)在床上的確定裝置；第二信號處理單元，被配置成在確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具上的情況下，利用小于第一增益的第二增益放大測量信號以便輸出第二輸出信號；第二 A/D轉(zhuǎn)換單元，被配置成輸出通過第二輸出信號的A/D轉(zhuǎn)換所獲得的多 個第二電平值；生物信息獲取單元，被配置成基于第二電平值獲得人類主體的生物信息以輸出生物信息；以及測量單元，被配置成基于生物信息測量人類主體的睡眠情況。
根據(jù)本發(fā)明的另一睡眠測量裝置包括:任何一個上述出現(xiàn)在床上的確定裝置中；第二 A/D轉(zhuǎn)換單元，被配置成在確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具上的情況下，輸出通過測量信號的A/D轉(zhuǎn)換所獲得的多個第二采樣值；第二信號處理單元，被配置成利用小于第一增益的第二增益數(shù)字地放大多個第二采樣值以便輸出多個第二電平值；生物信息獲取單元，被配置成基于第二電平值獲得人類主體的生物信息以輸出生物信息；以及測量單元，被配置成基于生物信息測量人類主體的睡眠情況。
在這些配置中，提供了根據(jù)本發(fā)明的具有出現(xiàn)在床上的確定裝置的睡眠測量裝置。由于對于人類主體來說睡覺是尋常行為，所以人類主體易于忘記給出開始和結(jié)束睡眠測量過程的指令。根據(jù)這些配置，自動確定人類主體是否出現(xiàn)在床上，從而開始或結(jié)束睡眠測量過程，這可為人類主體提供更大的方便。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式使用的睡眠測量裝置的外觀；圖2是示出睡眠測量裝置的配置的框圖；圖3示出第一電平值的變換的示例；圖4示出第一電平值的變換的示例；圖5示出第一電平值的變換的示例；圖6示出第一電平值的變換的示例；圖7示出用于出現(xiàn)在床上的確定的參考范圍的確定周期D與被包括在確定周期D中的多個單元(unit)周期U之間的關(guān)系；圖8是示出在睡眠測量裝置中執(zhí)行的整個操作的流程圖；圖9是示出根據(jù)人類主體未出現(xiàn)在床上的第一實施方式出現(xiàn)在床上的確定操作的流程圖；圖10是示出根據(jù)人類主體出現(xiàn)在床上的第一實施方式的出現(xiàn)在床上的確定操作的流程圖；圖11示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的出現(xiàn)在床上的確定過程的確定結(jié)果的示例；圖12示出根 據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的出現(xiàn)在床上的確定過程的確定結(jié)果的示例；圖13示出第一電平值的變換的示例；圖14示出通過對第一電平值的時間波形的頻率分析所獲得的頻率波形的示例；圖15示出通過對第一電平值的時間波形的頻率分析所獲得的頻率波形的另一示例；圖16示出第一電平值的變換的示例；圖17示出通過對第一電平值的時間波形的頻率分析所獲得的頻率波形的另一示例；圖18是示出根據(jù)人類主體未出現(xiàn)在床上的第二實施方式的出現(xiàn)在床上的確定操作的流程圖；圖19是示出根據(jù)人類主體出現(xiàn)在床上的第二實施方式的出現(xiàn)在床上的確定操作的流程圖；圖20示出根據(jù)第三實施方式的睡眠測量裝置中確定單元的詳細(xì)配置；圖21是示出根據(jù)人類主體未出現(xiàn)在床上的第三實施方式的出現(xiàn)在床上的確定操作的流程圖；圖22是示出根據(jù)人類主體出現(xiàn)在床上的第三實施方式的出現(xiàn)在床上的確定操作的流程圖；圖23示出根據(jù)各個出現(xiàn)在床上的確定的確定結(jié)果之間的比較的示例；圖24是示出根據(jù)本發(fā)明的修改的睡眠測量裝置的配置的框圖；圖25示出根據(jù)修改的睡眠測量裝置中的確定單元的詳細(xì)配置；圖26示出根據(jù)修改的睡眠測量裝置中的確定單元的詳細(xì)配置。
具體實施方式
第一實施方式1.睡眠測量裝置的配置圖1示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式使用的睡眠測量裝置的外觀。睡眠測量裝置是測量正躺臥在底面寢具(如，用于床的床墊或日式床墊)M上的人類主體的睡眠情況的裝置。如圖1所示，睡眠測量裝置I包括傳感器單元2和主單元3。傳感器單元2是可以與底面寢具M(jìn)—起使用并可以例如如圖1所示被安裝在底面寢具M(jìn)下面的元件。傳感器單元2在填充在傳感器單元2中的不可壓縮液體的壓力改變時使用麥克風(fēng)(如，電容麥克風(fēng))測量(檢測)在底面寢具上人類主體的生物位移(如，呼吸、心跳或身體運(yùn)動)，并輸出顯示生物位移的測量結(jié)果的測量信號。主單元3與傳感器單元2連接并基于從傳感器單元2輸出的測量信號執(zhí)行出現(xiàn)在床上的確定操作和睡眠情況的測量操作。主單元3包括顯示單元4和操作單元5。顯示單元4顯示所測量的睡眠情況等。操作單元5用于人類主體的操作并包括電源開關(guān)。圖2是示出睡眠測量裝置I的配置的框圖。主單元3包括顯示單元4、操作單元
5、外部輸出單元6、第一信號處理單元7、第二信號處理單元8、CPU (中央處理單元)9以及存儲器10。主單元3與電源11連接。外部輸出單元6是用于外部輸出出現(xiàn)在床上的確定和睡眠情況的確定的結(jié)果的接口。例如，外部輸出單元可以內(nèi)存卡槽或USB接口。存儲器10是能夠存儲用于執(zhí)行出現(xiàn)在床上的確定和睡眠情況的確定的程序和數(shù)據(jù)。例如，存儲器10是ROM、RAM或他們的組合。第一信號處理單元7包括第一放大器70。第一放大器70利用第一增益Gl放大從傳感器單兀2輸出的測量信號以便向CPU 9輸出第一輸出信號。第二信號處理單兀8包括濾波器80和第二放大器82。濾波器80傳輸從傳感器單元2輸出的測量信號中相應(yīng)于人類主體的呼吸的分量。例 如，濾波器可以是低通濾波器。第二放大器利用第二增益G2放大已經(jīng)通過濾波器80傳輸?shù)臏y量信號以便向CPU 9輸出第二輸出信號。第二增益G2比第一增益 Gl 小(即，G2〈G1)。CPU 9包括第一 A/D轉(zhuǎn)換單元90、第二 A/D轉(zhuǎn)換單元92、確定單元94、生物信息獲取單元96以及測量單元98。第一 A/D轉(zhuǎn)換單元90輸出通過第一輸出信號的A/D轉(zhuǎn)換所獲得的從第一信號處理單元7 (第一放大器70)提供至確定單元94的多個第一電平值。確定單元94根據(jù)表示多個第一電平值的分散度的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ確定人類主體是否出現(xiàn)在床上(即，底面寢具M(jìn)上)(稍后將給出進(jìn)一步的詳細(xì)描述)。第二 A/D轉(zhuǎn)換單元92輸出通過第二輸出信號的A/D轉(zhuǎn)換所獲得的從第二信號處理單元8 (第二放大器82)提供至生物信息獲取單元96的多個第二電平值。生物信息獲取單元96基于多個第二電平值計算人類主體的生物信號并將其輸出至測量單元98。測量單元98基于人類主體的生物信息測量人類主體的睡眠情況。確定單元94、生物信息獲取單元96和測量單元98是功能塊。CPU 9執(zhí)行存儲在存儲器10上的計算機(jī)程序并根據(jù)這些計算機(jī)程序進(jìn)行操作以提供那些功能塊。2.第一電平值將詳細(xì)描述被用于人類主體的出現(xiàn)在床上的確定的第一電平值。第一電平值是依賴于通過利用第一增益Gl放大測量信號所獲得的第一輸出信號的大小(模擬值)的數(shù)字量。在圖3和圖4中,第一電平值按時間序列被標(biāo)繪。在該實施方式中，由于第一 A/D轉(zhuǎn)換單兀90的量化比特率是12比特，在每幅圖中第一電平值的最大值等于4095 (=212-1)，且第一電平值的最小值等于O。然而，本發(fā)明不限制于上述配置。例如，8比特或16比特可以適用于第一 A/D轉(zhuǎn)換單元90的量化比特率。
圖3示出當(dāng)人類主體未出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上時第一電平值的變換。當(dāng)人類主體未出現(xiàn)在床上時，由于傳感器單元2檢測不到壓力變化，所以測量信號的大小幾乎保持不變。因此，第一電平值也幾乎保持不變并且保持接近中間值2048 (=2n)。圖3中第一電平值的狹窄波動是由于熱噪音等而形成的(即，不是來源于人類主體的生物位移)。
圖4示出當(dāng)人類主體出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上時第一電平值的變換。當(dāng)人類主體出現(xiàn)在床上時，傳感器單元2隨著壓力變化檢測人類主體的生物位移。除了諸如不連續(xù)發(fā)生的翻身的大的身體運(yùn)動(粗糙的身體運(yùn)動)，作為在床上的人類主體的生物位移主要是呼吸(肺的擴(kuò)張和收縮)。因此，第一電平值的變換示意性地示出相應(yīng)于人類主體的呼吸的波形，并且第一電平值的一個周期相應(yīng)于人類主體的一個呼吸周期。呼吸是一種生物位移的周期分量。
在該實施方式中，第一增益Gl實驗性地或統(tǒng)計性地被配置以使第一電平值的可能的最大值和可能的最小值被包括在人類主體的一個呼吸周期期間獲得的多個第一電平值。因此，如圖4所示，在其中第一電平值的最大值被維持的周期和在其中第一電平值的最小值被維持的周期P.、被周期性地重復(fù)。由于第一增益Gl如上文所述被配置，人類主體出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上時的第一電平值顯著的不同于人類主體未出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上時的第一電平值并與其容易地區(qū)分。因此，在睡眠測量裝置I被應(yīng)用至多種寢具(如，床或日式床墊)和各種人類主體上的情況時，出現(xiàn)在床上的確定的準(zhǔn)確性可以被保持。
如參考圖3和圖4所描述的，當(dāng)人類主體未出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上時，第一電平值幾乎保持不變。另一方面，當(dāng)人類主體出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上時，第一電平值隨著他或她的呼吸以直線周期性的變化。因此，通常，當(dāng)表示第一電平值的分散度的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ小時能夠確定人類主體未出現(xiàn)在床上。類似地，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)偏差σ大時能夠確定人類主體出現(xiàn)在床上。
然而，當(dāng)人類主體變成出現(xiàn)在(或進(jìn)入到)底面寢具M(jìn)上時或當(dāng)由不是人類主體在床上的出現(xiàn)而引起的某些壓力被應(yīng)用到傳感器單元2上時，第一電平值顯示的形式不同于圖3和圖4。
在圖5和圖6中，類似于圖3和圖4第一電平值按時間序列被標(biāo)繪。圖5示出當(dāng)人類主體在大約60秒處變成出現(xiàn)在(或進(jìn)入到)底面寢具M(jìn)上時第一電平值的變換。與圖4中人類主體已經(jīng)出現(xiàn)在床上的情況相比,人類主體的身體運(yùn)動較大,使得傳感器單元2感知的(檢測的)壓力變化變得更大。當(dāng)基于呼吸的壓力周期性地變化時，基于當(dāng)人類主體進(jìn)入到床上時的身體運(yùn)動(如，躺下的運(yùn)動或調(diào)整他的或她的位置的運(yùn)動)的壓力不是周期性地變化。如圖5所示，當(dāng)人類主體進(jìn)入到床上時，第一電平值非周期性地變化并比在人類主體出現(xiàn)在床上的情況中更大。因此，第一電平值被顯著地分散并且第一電平值的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ較大。
由于當(dāng)人類主體變成出現(xiàn)在床上時，人類主體的身體運(yùn)動是大而非周期的，存在第一電平值的最大值或最小值被保持(即第一電平值是飽和的)較長時間，如圖5中的周期P P O在Pwn中，盡管實際壓力變化(傳感器單元2輸出的測量信號)大，但是第一電平值是飽和的且被保持為恒定值(最大值或最小值)，使得標(biāo)準(zhǔn)偏差σ變?yōu)镺。因此不僅僅當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)偏差σ大時，而且當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)偏差σ為O時也能夠確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上。注意不僅僅當(dāng)人類主體正進(jìn)入到床上時，而且當(dāng)身體運(yùn)動大時(當(dāng)人類主體翻身時)也存在第一電平值較長時間飽和且第一電平值的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ變?yōu)镺的情況。如上文所描述的，由于熱噪音等引起測量信號輕微地波動，第一電平值的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ不為O。因此，在這種情況下不確定人類主體出現(xiàn)在床上。圖6示出當(dāng)某些行李(B卩，無生命的物體)在大約60秒處被放置到底面寢具M(jìn)上時第一電平值的變換。當(dāng)行李被放置到底面寢具M(jìn)上時，傳感器單元2檢測壓力變化以輸出測量信號。因此，第一電平值在大約60秒處被改變并且被分散，因此標(biāo)準(zhǔn)偏差σ呈現(xiàn)大的值。由于行李是無生命的且不能主動移動(B卩，不能給出諸如呼吸的生物的且周期的移位)，在被放置到底面寢具M(jìn)上后不再顯示任何壓力變化并變得穩(wěn)定。因此，第一電平值以類似于在其中人類主體未出現(xiàn)在床上的圖3中示出的變換方式幾乎保持不變且第一電平值的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ保持不為O的低的值。圖6示出第一電平值的臨時的高的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ未必意味著人類主體出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上。因此，應(yīng)該理解基于第一電平值的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ的出現(xiàn)在床上的確定需要考慮經(jīng)過較長時間周期的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ。3.出現(xiàn)在床上的確定操作根據(jù)如上 文所述的第一電平值變換的特征，將說明在該實施方式中的出現(xiàn)在床上的確定操作。圖7的部分(A)示出用于出現(xiàn)在床上的參考范圍的確定周期D與被包括在確定周期D中的多個單元周期U之間的關(guān)系。圖7的部分(B)示出包括在圖7的部分(A)中的放大的一些單元周期U。每個單元周期U的時間長度被預(yù)先設(shè)定(如，在該實施方式中為5秒)。具體地，單元周期U的時間長度實驗性地或統(tǒng)計性地被配置使得時間周期超過人類主體的一個呼吸周期所需要的時間長度。在圖7的部分(B)中，包括在每個周期U中的多根垂直線表示每個單元周期U期間獲得的多個第一電平值?；趩卧芷赨中獲得的第一電平值計算標(biāo)準(zhǔn)偏差σ。也就是說，根據(jù)每一個單元周期U計算第一電平值的標(biāo)準(zhǔn)偏差。如上文參考附圖6所說明的，第一電平值的臨時波動(B卩，標(biāo)準(zhǔn)偏差σ的臨時增力口)未必意味著人類主體出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上。因此，如圖7的部分(A)中所示，使用在包括在確定周期D中的每個單元周期U中計算的多個標(biāo)準(zhǔn)偏差σ執(zhí)行出現(xiàn)在床上的確定。將參考圖8至10中的流程圖及圖11和圖12對出現(xiàn)在床上的確定操作進(jìn)行詳細(xì)的描述。圖8是示出在睡眠測量裝置I中執(zhí)行的整個操作的流程圖。圖9是示出在人類主體未出現(xiàn)在床上時的出現(xiàn)在床上的確定操作的流程圖。圖10是示出在人類主體出現(xiàn)在床上時的出現(xiàn)在床上的確定操作的流程圖。如果操作單元5的電源開關(guān)被操作成打開睡眠測量裝置1，則CPU 9中的計時器(未示出)開始計算從打開睡眠測量裝置I開始消逝的時間，并且CPU 9 (確定單元94)執(zhí)行出現(xiàn)在床上的確定過程(S10)。如果在出現(xiàn)在床上的確定過程中確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上(B卩，滿足出現(xiàn)在床上的確定條件)(S20:是)，則CPU 9 (第二 A/D轉(zhuǎn)換單元92、生物信息獲取單元96以及測量單元98)開始執(zhí)行睡眠測量過程(S30)。另一方面，如果確定人類主體未出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上(B卩，未滿足出現(xiàn)在床上的確定條件)(S20:否)，則CPU 9重復(fù)出現(xiàn)在床上的確定步驟(S10)。
將參考圖9對步驟SlO中的出現(xiàn)在床上的確定過程進(jìn)行詳細(xì)的描述。在下文中，在多個單元周期U必須被彼此區(qū)分的情況下，表示單元周期U被完成的時間點(即，從電源激活開始消逝的事件)的下標(biāo)被添加到參考標(biāo)記“U”上(例如，如果單元周期U在時間t=5秒時被完成，則將被表示為％)。相同的操作被應(yīng)用到其他的參考標(biāo)記(例如，如果確定周期D在時間t=30秒時被完成，其將被表示成D3(i)。時間t=p代表現(xiàn)在(當(dāng)前)時間。
當(dāng)出現(xiàn)在床上的確定過程開始時，確定單元94計算包括在當(dāng)前單元周期Up中多個第一電平值的標(biāo)準(zhǔn)偏差op(S110)。具體地，第一 A/D轉(zhuǎn)換單元90以預(yù)設(shè)頻率(如，16Hz)在當(dāng)前單元周期Up中對第一輸出信號執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換以獲得多個(如，80)提供至確定單元94的第一電平值。確定單元94計算當(dāng)前單元周期Up期間獲得的多個第一電平值的標(biāo)準(zhǔn)偏差σρ，并將其寫入存儲器10中的確定表格T中。
隨后，確定單元94確定計算的標(biāo)準(zhǔn)偏差σρ是否超過第一閾值Thl (如，500)或是否等于O (S120)。在下文中，上述確定條件可以被稱為“初始條件”并且上述確定本身可以被稱為“初始確定”。如上文所述，初始確定是為了確定人類主體是否出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上，并且多個確定結(jié)果將被用于出現(xiàn)在床上的確定。
如果滿足初始條件，也就是說，如果標(biāo)準(zhǔn)偏差σ ρ超過第一閾值Thl或等于O(S120:是)，則確定單元94在確定表格T中將相應(yīng)于單元周期Up的初始確定標(biāo)志PFp設(shè)置為I (S130)。另一方面,如果不滿足初始條件,也就是說,如果標(biāo)準(zhǔn)偏差σ ρ未超出第一閾值Thl并且不等于O (S120:否)，則確定單元94將初始確定標(biāo)志PFp設(shè)置為O (S140)。
在設(shè)置初始確定標(biāo)志PFp后，確定單元94確定在當(dāng)前單元周期Up中人類主體是否出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上(S150)。具體地，如果在確定周期D (B卩，包括當(dāng)前單元周期Up的最后η (如，6)個連續(xù)的單元周期U)中滿足初始條件的情況的數(shù)量(即，被設(shè)置為I的初始確定標(biāo)志PF的數(shù)量)等于或大于第二閾值Th2 (如，5)，則確定單元94確定在當(dāng)前單元周期Up中人類主體出現(xiàn)在床上，以及否則它確定人類主體未出現(xiàn)在床上。
如果最后連續(xù)的單元周 期U的數(shù)量小于n，則可以跳過步驟S150后的過程，或者可以將關(guān)于缺少單元周期U的初始確定標(biāo)志PF的值假設(shè)為O而執(zhí)行步驟150的過程。
如果確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上(S150:是)，則確定單元94將相應(yīng)于當(dāng)前單元周期Up的出現(xiàn)在床上確定標(biāo)志LFp設(shè)置為I (S 160)。相反地，如果確定人類主體未出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上(S150:否)，則確定單元94將出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LFp設(shè)置為O (S160)。在設(shè)置出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LF后，單個出現(xiàn)在床上的確定過程(SlO)結(jié)束。
如上文所述，如果滿足步驟S150中的出現(xiàn)在床上的確定條件(即，出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LFp被設(shè)置為1)，則睡眠測量過程被開始(S30)。如果睡眠測量過程開始，當(dāng)測量單元98執(zhí)行睡眠測量過程時，確定單元94執(zhí)行出現(xiàn)在床上的確定過程(S40)。只要滿足出現(xiàn)在床上的確定條件(S50:是)，則CPU 9持續(xù)執(zhí)行睡眠測試過程和出現(xiàn)在床上的確定過程。另一方面，確定未滿足出現(xiàn)在床上的確定條件時(S50:否)，CPU 9 (測量單元98)結(jié)束睡眠測量過程并返回至步驟SlO (即，等待人類主體變?yōu)槌霈F(xiàn)在床上)。
將參考圖10對步驟S40中的出現(xiàn)在床上的確定過程進(jìn)行詳細(xì)的描述。盡管步驟(圖9和圖10)中的過程幾乎相同，但是出現(xiàn)在床上的確定過程的條件(步驟S150和S250中的條件)彼此不同。用于計算當(dāng)前單元周期Up中的標(biāo)準(zhǔn)偏差σρ (S210)的過程至用于設(shè)置初始確定標(biāo)志PFp的過程(S230或S240)與步驟SlO (步驟SllO至S140)中的過程相同，所以將省略說明。步驟S120中的初始條件的第一閾值Thl可以不同于步驟S220中的第一閾值Thl。在設(shè)置初始確定標(biāo)志PFp后(5230，5240)，確定單元94確定在當(dāng)前單元周期Up中人類主體是否出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上(S250)。具體地，如果在確定周期D (即，包括當(dāng)前單元周期Up最后m (如，6)個連續(xù)的單元周期U)中滿足初始條件的情況的數(shù)量(S卩，被設(shè)置為I的初始確定標(biāo)志PF的數(shù)量)等于或小于第三閾值Th3 (如I )，則確定單元94確定在當(dāng)前單元周期Up中人類主體未出現(xiàn)在床上，否則它確定人類主體出現(xiàn)在床上。包括在步驟S150中的一個確定周期D中的單元周期U的數(shù)量可以不同于步驟S250中的數(shù)量。如果確定人類主體未出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上(S250:是)，則確定單元94將相應(yīng)于當(dāng)前單元周期Up的出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LFp設(shè)置為O (S260)。當(dāng)如果確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上(S250:否)，則確定單元94將出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LFp設(shè)置為1(S270)。在設(shè)置出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LF后，單個出現(xiàn)在床上的確定過程(S40)結(jié)束。此后的操作(即，步驟S50和S60)是之前描述過。將參考圖11和圖12描述根據(jù)上文所述的出現(xiàn)在床上的確定過程的確定結(jié)果(SP，確定表格T)的示例。圖11示出在人類主體在大約時間t=60秒處變?yōu)槌霈F(xiàn)在底面寢具M(jìn)上的情況時的確定結(jié)果。初始確定標(biāo)志PF在時間t=55秒之前被設(shè)置為0，因為人類主體未出現(xiàn)在床上且第一電平值的標(biāo)準(zhǔn)偏差是小的。在時間t=60秒時或在時間t=60秒后，因為人類主體出現(xiàn)在床上并且第一電平值的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ是大的,所以初始確定標(biāo)志PF被設(shè)置為I。然而,直到時間t=75秒，因為在各個確定周期D中被設(shè)置為I的初始確定標(biāo)志PF數(shù)量小于5，所以出現(xiàn)床上的確定標(biāo)志LF被設(shè)置為O。另一方面，在時間t=80秒時或在時間t=80秒后，因為在各個確定周期D中被設(shè)置為I的初始確定 1圖12示出在大約時間t=270秒處人類主體變?yōu)槲闯霈F(xiàn)在(B卩，離開)底面寢具M(jìn)上時的確定結(jié)果。因為人類主體出現(xiàn)在床上并且第一電平值的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ是大的或等于0，所以在時間t=270秒之前初始預(yù)設(shè)標(biāo)志PF被設(shè)置為I。在時間t=275秒時候在時間t=275秒后，因為人類主體未出現(xiàn)在床上并且第一電平值的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ是小的，所以初始確定標(biāo)志PF被設(shè)成O。然而，在時間t=290秒之前，因為在各個確定周期D中被設(shè)置為I的初始確定標(biāo)志PF的數(shù)量大于1，所以出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LF被設(shè)置為I。另一方面，在時間t=295秒時或在時間t=295秒后，因為在各個確定周期D中被設(shè)置為I的初始確定標(biāo)志PF的數(shù)量等于或小于1，所以出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LF被設(shè)置為O。大約在時間t=300秒時，由于噪音標(biāo)準(zhǔn)偏差σ臨時增加。然而，考慮了包括在確定周期D中的一個的多個單元周期U中的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ的出現(xiàn)在床上的確定過程不提供人類主體出現(xiàn)在床上的錯誤確定。根據(jù)該實施方式的上述配置，在人類主體未出現(xiàn)在床上的情況下，如果初始條件被高頻率的滿足，則確定人類主體變?yōu)槌霈F(xiàn)在(或進(jìn)入到)床上。相反地，在人類主體出現(xiàn)在床上的情況下，如果初始條件被低頻率地滿足，則確定人類主體變?yōu)槲闯霈F(xiàn)在床上(或離開)。因此，可以避免基于由如圖6所描述的噪音引起的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ的臨時增加而做出的人類主體出現(xiàn)在床上的錯誤確定。類似地，可以避免在人類主體出現(xiàn)在床上時基于標(biāo)準(zhǔn)偏差σ的臨時減小而做出的人類主體未出現(xiàn)在床上的錯誤確定。
由于睡覺對于人類主體來說是尋常行為，所以他或她易于忘記給出開始和結(jié)束睡眠測量過程的指令。根據(jù)該實施方式的配置，自動確定人類主體是否出現(xiàn)在床上，從而開始或結(jié)束睡眠測量過程，這給人類主體提供了更大的方便。
第二種實施方式
將描述本發(fā)明的第二種實施方式。注意在下文各個模式中的描述的與第一種實施方式中的那些元件的動作和功能相等效的元件采用與上文所述相同的參考數(shù)字標(biāo)識，并且其詳細(xì)描述被適當(dāng)?shù)氖÷浴?br> 在第 一種實施方式中，獲得基于生物位移的第一電平值的變化以作為第一電平值的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ，從而執(zhí)行人類主體出現(xiàn)在床上的確定。在第二種實施方式中，獲得基于生物位移的第一電平值的變化以作為對于第一電平值的頻率分析的結(jié)果，從而執(zhí)行人類主體出現(xiàn)在床上的確定。
1.睡眠測量裝置的配置
根據(jù)第二種實施方式的睡眠測量裝置I以與第一種實施方式的類似的方式(圖2等)被配置。然而，在第二種實施方式中，CPU 9的確定單元94對多個第一電平值執(zhí)行頻率分析以獲得不是來源于人類主體的生物位移的噪音分量(即，第一分量)和來源于生物位移的生物信號分量(即，第二分量)，并根據(jù)噪音分量和生物信號分量之間的比率確定人類主體是否出現(xiàn)在床上。下文將給出進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
2.第一電平值
如在第一種實施方式中所說明的，第一電平值是取決于通過利用第一增益Gl放大測量信號所獲得的第一輸出信號的大小(模擬值)的數(shù)字量。圖13例證了當(dāng)人類主體出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上時第一電平值的變換。在圖13中，類似于圖3，第一電平值在時間序列中被標(biāo)繪。
如第一種實施方式中所說明的，第一電平值根據(jù)人類主體的生物位移變化。因為是人類主體的生物位移的呼吸和心跳周期性地發(fā)生，第一電平值的序列包括相應(yīng)于生物位移(呼吸和心跳)的頻率分量。因此，使用如傅里葉分析的方法對第一電平值的時間波形進(jìn)行的頻率分析提供了來源于生物位移的頻率分量(頻譜)。
圖14示出通過對圖13所示的時間波形的頻率分析所獲得的頻率波形。由確定單元94執(zhí)行頻率分析。在如圖14所示的波形中，主要來源于人類主體的生物位移的分量分布在從大約0.15Hz至大約2.0Hz的范圍中。在大約0.3Hz和大約0.6Hz存在來源于人類主體的生物位移的分量的兩個振幅值峰值。將時間波形轉(zhuǎn)換成頻率波形的任何分析方法可以適用于由確定單元94執(zhí)行的頻率分析。例如，快速傅里葉變換(FFT)和由此派生的其他方法可以被使用。
圖15示出在人類主體未出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上的情況下通過對第一電平值的時間波形的頻率分析所獲得的頻率波形(頻譜)。由確定單元94執(zhí)行頻率分析。與圖14所示的波形相比，在圖15所示的波形中，來源于人類主體的生物位移的分量(B卩，范圍在從大約0.15Hz至大約2.0Hz分量)的振幅值接近于0，并且不存在振幅值峰值。在圖15中，低頻(小于約0.15Hz)分量(低頻噪音分量)的振幅值大于其他頻率范圍中的那些振幅值。引起這種低頻噪音的可能的但非限制性的原因是睡眠測量裝置I位于的建筑的低頻振動。低頻振動的示例是由例如建筑導(dǎo)致的風(fēng)產(chǎn)生的振動。進(jìn)一步地，盡管圖15中未示出，但是當(dāng)睡眠測量裝置I位于的建筑物周圍存在建筑物結(jié)構(gòu)或汽車交通時，不是來源于生物位移的高頻范圍(大于約2.0Hz)中的高頻噪音分量可以在第一電平值的頻率波形中觀察到。引起高頻噪音的原因不局限于上述可能的原因(即，結(jié)構(gòu)或汽車交通)。如參考圖14和15的說明，當(dāng)人類主體出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上時，對第一電平值的頻率分析的結(jié)果包括來源于生物位移的分量。相反地，當(dāng)人類主體未出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上時，對第一電平值的頻率分析的結(jié)果不包括來源于生物位移的分量。因此，可以基于來源于生物位移的分量是否包括在對第一電平值的頻率分析結(jié)果中來確定人類主體是否出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上。將參考圖16和17說明第一電平值的進(jìn)一步的特征。圖16示出在比圖13中的時間長的時間范圍內(nèi)的第一電平值的時間序列中的變換。在圖16中，在底面寢具M(jìn)上的人類主體從約350秒處至約380秒處翻身。因此，第一電平值發(fā)生大且非周期的變化，并且然后第一電平值在周期Pwn期間飽和。在翻身后(B卩，在大約380秒后)，第一電平值的輸出值(波動范圍)與翻身前(即，在大約350秒前)的那些值相比被減小了。上述輸出值(波動范圍)的減小是來源于基于生物位移(如，肺的擴(kuò)張和收縮)的傳感器單元2的壓力變化的減小。壓力變化的減小是由底面寢具M(jìn)上的人類主體的翻身相關(guān)聯(lián)的姿勢的變化(如，從面朝下的姿勢到側(cè)向的姿勢的變化)引起的。圖17示出對包括在圖16所示的時間波形中的翻身后的部分時間波形的頻率分析所獲得的頻率波形(頻譜)。 由確定單元94執(zhí)行頻率分析。在圖17中所示的波形中，類似于圖14，主要來源于人類主體的生物位移的分量分布在小于大約2.0Hz的范圍中，并且在大約0.3Hz和大約0.6Hz處存在來源于人類主體的生物位移的分量的兩個振幅值峰值。然而，如上文所述，在翻身后輸出值(波動范圍)被減小。因此，來源于生物位移的分量的振幅值與圖14相比較被減小。根據(jù)上述圖14和圖17之間的比較，將理解，即使人類主體出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上，來源于生物位移的分量的大小根據(jù)例如人類的姿勢變化。因此，如果基于如“來源于生物位移的分量值大于預(yù)設(shè)閾值”的確定標(biāo)準(zhǔn)確定人類主體是否出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上，則在圖16中翻身后第一電平值的輸出值(波動范圍)被減小的情況下，可能確定人類主體未出現(xiàn)在床上，盡管人類主體實際出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上。在該實施方式中，在預(yù)設(shè)分析周期A期間對第一電平值輸出執(zhí)行頻率分析以獲得不是來源于生物位移的噪音分量(即，第一分量)和來源于生物位移的生物信號分量(即，第二分量)，從而根據(jù)噪音分量和生物信號分量之間的比率(頻譜比率)執(zhí)行出現(xiàn)在床上的確定。分析周期A包含相應(yīng)于人類主體的多個呼吸周期的時間周期。例如，分析周期A是具有30秒的周期。3.出現(xiàn)在床上的確定的操作將參考圖8、18和19說明第二種實施方式中出現(xiàn)在床上的確定的操作。在睡眠測量裝置I中執(zhí)行的整個操作類似于參考圖8說明的第一實施方式的整個操作。圖18是示出在人類主體未出現(xiàn)在床上的條件下出現(xiàn)在床上的確定的操作的流程圖。圖19是示出在人類主體出現(xiàn)在床上的條件下出現(xiàn)在床上的確定的操作的流程圖。
類似于第一種實施方式，當(dāng)睡眠測量裝置上電時，CPU 9 (確定單元94)執(zhí)行出現(xiàn)在床上的確定過程(SlO)
將參考圖18詳細(xì)地描述步驟SlO中出現(xiàn)在床上的確定過程(S310至S340)。當(dāng)出現(xiàn)在床上的確定過程開始時，確定單元94對第一電平值執(zhí)行頻率分析以獲得噪音分量(第一分量)和生物信號分量(第二分量)。具體地，第一 A/D轉(zhuǎn)換單元90在包括當(dāng)前時間點的當(dāng)前分析周期Ap中以預(yù)設(shè)頻率(如，16Hz)對第一輸出信號執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換以獲得多個第一電平值，并向確定單元94輸出多個第一電平值。確定單元94對從第一 A/D轉(zhuǎn)換單元90提供的第一電平值執(zhí)行頻率分析以獲得低頻范圍(如，小于0.15Hz)的分量值LCp、中頻范圍(如，大于0.15Hz且小于2Hz)的分量值MCp以及高頻范圍(如，大于2Hz)的分量值HCp (S310)。所述分量值的每一分量值可以作為每個頻率范圍的振幅值的累計值(integrated value)被計算或作為在預(yù)設(shè)頻率的振幅值被計算。低頻范圍的分量值LCp和高頻范圍的分量值HCp的總和(即，LCP+HCP)相當(dāng)于噪音分量。中頻范圍的分量值MC1^H當(dāng)于生物信號分量。上述標(biāo)記分量之間的邊界的頻率(0.15Hz, 2Hz)不限制于示例，所以可以使用任何頻率。
隨后，確定單元94計算所獲得的噪音分量(LCp+HCp)和所獲得的生物信號分量(MCp)之間的比率((LCP+HCP)/MCP)，并確定所述比率是否小于第四閾值Th4 (如，I) (S320)。因為比率的分子是噪音分量而比率的分母是生物信號分量，所以當(dāng)生物信號分量相對于噪音分量變得較大時，該比率變得較小。如果比率小于第四閾值Th4 (S320:是)，則確定單元94確定人類主體出現(xiàn)在床上，并將出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LFp設(shè)置為1(S330)。另一方面，如果所述比率等于或大于第四閾值Th4 (S320:否)，則確定單元94確定人類主體未出現(xiàn)在床上，并將出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LFp設(shè)置為O (S340)。在設(shè)置出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LF后，單個出現(xiàn)在床上的確定過程(SlO)結(jié)束。
如圖8所示，如果滿足出現(xiàn)在床上的條件(即，出現(xiàn)在床上的標(biāo)志LFp被設(shè)置為I)(S20:是)，則CPU 9開始睡眠測量過程(S30)。另一方面，如果不滿足出現(xiàn)在床上的確定條件(即，出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LFp被設(shè)置為0)(S20:否)，則CPU 9重復(fù)出現(xiàn)在床上的確定過程(SlO)。
如果睡眠測量過程開始，當(dāng)測量單元98執(zhí)行睡眠測量過程時，確定單元94執(zhí)行出現(xiàn)在床上的確定過程(S40)。將參考圖19詳細(xì)描述步驟40中的出現(xiàn)在床上的確定過程(S410至S440)。盡管圖18和圖19中的出現(xiàn)在床上的確定過程幾乎相同，但是出現(xiàn)在床上的確定過程的條件(步驟S320和S420中的條件)彼此不同。因為步驟S410的操作(獲得每個分量值)類似于步驟S310中的操作，所以將省略進(jìn)一步地說明。
確定單元94以類似于步驟S320的方式計算比率((LCp+HCp)/MCp)，并確定該比率是否超過第五閾值Th5 (如，I) (S420)。第五閾值可以等于或不同于第四閾值Th4。如果該比率超過第五閾值Th5，則確定單元94確定人類主體未出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上(S420:是)，并將出現(xiàn)在床上的確定標(biāo) 志LFp設(shè)置為O (S430)。另一方面，如果所述比率等于或小于第五閾值Th5，則確定單元94確定人類主體出現(xiàn)在床上(S420:否)，并將出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LFp設(shè)置為I (S440)。在設(shè)置出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LF后，單個出現(xiàn)在床上的確定過程(S40)結(jié)束。
如圖8所示，如果滿足出現(xiàn)在床上的確定條件(B卩，出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LFp被設(shè)置為1)(S50:是)，則CPU 9繼續(xù)執(zhí)行睡眠測量過程和出現(xiàn)在床上的確定過程(S40)。另一方面，如果不滿足出現(xiàn)在床上的確定條件(即，出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LFp被設(shè)置為0)(S50:否)，則CPU 9 (測量單元98)結(jié)束睡眠測量過程并返回至步驟SlO (即，等待人類主體變?yōu)槌霈F(xiàn)在床上)。根據(jù)上述實施方式，在人類主體未出現(xiàn)在床上的情況下，如果所述比率小于閾值(第四閾值Th4)，則確定人類主體(已經(jīng)變?yōu)?出現(xiàn)在床上。相反地，在人類主體出現(xiàn)在床上的情況下，如果所述比率大于閾值(第五閾值Th5)，則確定人類主體未出現(xiàn)在床上(離開)。如上文所述，所述比率被用于執(zhí)行確定。因此，能夠生物信號分量與噪音分量相比較大時(即，所述比率小)確定人類主體出現(xiàn)在床上，即使生物信號分量的絕對值發(fā)生變化。因此，如先前關(guān)于圖14和圖17比較所說明的，可以避免基于由姿勢變化引起的第一電平值的波動(減小)確定人類主體未出現(xiàn)在床上(離開)的錯誤確定。還可以避免基于不是來源于生物位移的連續(xù)的噪音分量確定人類主體(已經(jīng)變?yōu)?出現(xiàn)在床上的錯誤確定。而且，類似于第一種實施方式，自動確定人類主體是否出現(xiàn)在床上，這為人類主體提供更大的方便。第三種實施方式上述第一種實施方式和第二種實施方式中的出現(xiàn)在床上的確定操作可以被結(jié)合。這種結(jié)合的出現(xiàn)在床上的確定的操作提供更準(zhǔn)確的出現(xiàn)在床上的確定。在第三種實施方式中，結(jié)合的出現(xiàn)在床上的確定的示例將被說明。1.睡眠測量裝置的配置

根據(jù)第三種實施方式的睡眠測量裝置I以類似于第一種實施方式(特別是圖2)中的方式被配置。圖20示出確定單元94的詳細(xì)的配置。根據(jù)第三種實施方式的確定單元94包括用于執(zhí)行第一種實施方式中由確定單兀94執(zhí)行的確定的第一確定單兀942和用于執(zhí)行第二種實施方式中由確定單元94執(zhí)行的確定的第二確定單元944。上述包括在確定單元94中的元件是功能塊。CPU 9執(zhí)行存儲在存儲器10中的程序并根據(jù)這些計算機(jī)程序進(jìn)行操作以提供那些功能塊。單個功能塊可以處理第一確定單元942和第二確定單元944的功倉泛。2.出現(xiàn)在床上的確定操作將參考圖8、圖21和圖22說明第三種實施方式中出現(xiàn)在床上的確定操作。在睡眠測量裝置I中執(zhí)行的整個操作類似于參考圖8所說明的第一種實施方式的操作。圖21是示出在人類主體未出現(xiàn)在床上的情況下出現(xiàn)在床上的確定操作的流程圖，該流程圖是圖9和圖18的流程圖的示意性地結(jié)合。圖22是示出在人類主體出現(xiàn)在床上的情況下出現(xiàn)在床上的確定操作的流程圖，該流程圖是圖10和圖19的示意性地結(jié)合。將參考圖21說明步驟SlO中的出現(xiàn)在床上的確定過程(S110至S340)。第一確定單元924基于標(biāo)準(zhǔn)偏差σ ρ執(zhí)行出現(xiàn)在床上的確定過程(S110至S170)，這類似于第一種實施方式。如果確定人類主體未出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上(S150:否)，則第一確定單元942將出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LFp設(shè)置為O (S170)并且單個出現(xiàn)在床上的確定過程(SlO)結(jié)束。另一方面，如果確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上(S150:是)，則第一確定單元942產(chǎn)生顯示人類主體出現(xiàn)在床上的信號(信息)以提供至隨后的第二確定單元944。如果第一確定單元942已經(jīng)確定人類主體出現(xiàn)在床上，則第二確定單元944基于頻率分析執(zhí)行出現(xiàn)在床上的確定過程(S310至S340)，這類似于第二種實施方式。如果確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上(S320:是)，則第二確定單元944將出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LFp設(shè)置為I (S330)。也就是說，在第一確定單元942和第二確定單元944都確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上的情況下，第二確定單元944可以用作生成顯示人類主體出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上的信號(信息)的信號發(fā)生器。另一方面，如果確定人類主體未出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上(S320:否)，則第二確定單元944將出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LFp設(shè)置為O (S340)。在設(shè)置出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LF后，單個出現(xiàn)在床上的確定過程(SlO)結(jié)束。
如圖8所示，如果滿足出現(xiàn)在床上的確定條件，也就是說，如果出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志被設(shè)置為I (S20:是)，則CPU 9開始睡眠測量過程(S30)。另一方面，如果不滿足出現(xiàn)在床上的確定的條件，也就是說，如果出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LFp被設(shè)置為O (S20:否)，則CPU 9重復(fù)出現(xiàn)在床上的確定過程(S10)。如果睡眠測量過程開始，當(dāng)確定單元98執(zhí)行睡眠測量過程時，確定單元94執(zhí)行出現(xiàn)在床上的確定過程(S40)。
將參考圖22說明步驟S40中的出現(xiàn)在床上的確定過程(S210至S440)。第一確定單元942基于標(biāo)準(zhǔn)偏差σ ρ執(zhí)行出現(xiàn)在床上的確定過程(S210至S270)，這類似于第一種實施方式。如果確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上(S250:否)，則第一確定單元942將出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LFp設(shè)置為I (S270)并且單個出現(xiàn)在床上的確定過程(S40)結(jié)束。另一方面，如果確定人類主體未出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上(S250:是)，則第一確定單元942生成顯示人類主體未出現(xiàn)在床上的信號(信息)以提供至隨后的第二確定單元944。
如果第一確定單元942已經(jīng)確定人類主體未出現(xiàn)在床上，則第二確定單元944基于頻率分析執(zhí)行出現(xiàn)在床上的確定過程(S410至S440)，這類似于第二種實施方式。如果確定人類主體未出現(xiàn)在底面寢具 M上(S420:是)，則第二確定單元944將出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LFp設(shè)置為O (S430)。也就是說，在第一確定單元942和第二確定單元944都確定人類主體未出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上的情況下，第二確定單元944可以用作生成顯示人類主體未出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上的信號(信息)的信號發(fā)生器。另一方面，如果確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上(S420:否)，則第二確定單元944將出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LFp設(shè)置成I (S440)。在設(shè)置出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志LF后，單個出現(xiàn)在床上的確定過程(S40)結(jié)束。
參考圖23，將例證以下結(jié)果:(a)基于標(biāo)準(zhǔn)偏差σ的出現(xiàn)在床上的確定(僅通過第一確定單元942執(zhí)行)，(b)基于比率的出現(xiàn)在床上的確定(僅通過第二確定單元944執(zhí)行)，以及(c)根據(jù)該實施方式的基于標(biāo)準(zhǔn)偏差σ和比率的結(jié)合的出現(xiàn)在床上的確定。在圖23中，通過對顯示相同變換的第一電平值分別執(zhí)行出現(xiàn)在床上的確定所獲得的結(jié)果在每幅曲線圖中使用共同的時間軸進(jìn)行說明。確定人類主體未出現(xiàn)在床上(不在床上)的時間段在每幅曲線圖上部中被顯示為實線，而確定人類主體出現(xiàn)在床上(在床上)的時間段在每幅圖的底部被顯示為實線。
在圖23中，根據(jù)(a)基于標(biāo)準(zhǔn)偏差σ的出現(xiàn)在床上的確定，盡管人類主體實際上出現(xiàn)在床上的時間段與確定人類主體出現(xiàn)在床上的時間段有很大的重疊，但是存在盡管人類主體實際出現(xiàn)在床上而確定人類主體未出現(xiàn)在床上的一些時間段。根據(jù)(b)基于比率的出現(xiàn)在床上的確定，盡管人類主體實際出現(xiàn)在床上的時間段與確定人類主體出現(xiàn)在床上的時間段有很大的重疊，但是存在盡管人類主體實際未出現(xiàn)在床上而確定人類主體出現(xiàn)在床上的一些時間段。相比較起來，根據(jù)(C)基于標(biāo)準(zhǔn)偏差σ和比率的結(jié)合的出現(xiàn)在床上的確定，人類主體實際上出現(xiàn)在床上的時間段一致于確定人類主體出現(xiàn)在床上的時間段。如上文所述，出現(xiàn)在床上的確定(C)可以解決在出現(xiàn)在床上的確定(a)和(b)中人類主體實際上出現(xiàn)在床上的時間段和確定人類主體出現(xiàn)在床上的時間段之間可能的不符。根據(jù)上述實施方式,根據(jù)第一種實施方式中描述的基于第一電平值的標(biāo)準(zhǔn)偏差的出現(xiàn)在床上的確定結(jié)果與第二種實施方式中描述的基于對第一電平值的頻率分析的出現(xiàn)在床上的確定結(jié)的結(jié)合確定人類主體是否出現(xiàn)在床上。因此，可以提供更加準(zhǔn)確的出現(xiàn)在床上的確定結(jié)果。而且，類似于第一種和第二種實施方式，能夠自動地確定人類主體是否出現(xiàn)在床上，這為人類主體提供更大的方便。其他變形和修改上述實施方式可以進(jìn)行各種變形。一些特殊修改將在下文中進(jìn)行例證。在不發(fā)生沖突的情況下，從以下示例選擇的兩個或多個修改可以被適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合。(I)修改 I在上述實施方式中，作為出現(xiàn)在床上的確定裝置的睡眠測量裝置被例證。但是，每個睡眠測量裝置不僅限于根據(jù)本發(fā)明的出現(xiàn)在床上的確定裝置的應(yīng)用實例。例如出現(xiàn)在床上的確定裝置可以在醫(yī)院或護(hù)理-保健機(jī)構(gòu)中與床一起使用以便確定病人或被照料者是否出現(xiàn)在床上。而且，出現(xiàn)在床上的確定裝置可以被施加如鬧鐘的其他裝置。在那些情況下，出現(xiàn)在床上的確定裝置不必包括用于睡眠測量過程的元件(如，第二 A/D轉(zhuǎn)換單元92、第二信號處理單元8、生物信息獲取單元96、測量單元98等)。(2)修改 2在上述實施方式中，第一 A/D轉(zhuǎn)換單元90和第二 A/D轉(zhuǎn)換單元92被安裝在CPU9中。但是，每個A/D轉(zhuǎn)換單元可以被安裝在任何位置。例如，如圖24所示，A/D轉(zhuǎn)換單元(90a、92a)可以被安裝在CPU 9的外面。也就是說，放大和隨后的A/D轉(zhuǎn)換被應(yīng)用至上述實施方式中的測量信號， 而A/D轉(zhuǎn)換和隨后的放大可以被應(yīng)用至該修改中的測量信號。在這種情況下，第一 A/D轉(zhuǎn)換單元90a輸出通過測量信號的A/D轉(zhuǎn)換所獲得的多個第一采樣值以提供至隨后的第一信號處理單元7a。CPU 9中的第一信號處理單元7a利用第一增益Gl數(shù)字地(numerically)放大多個第一采樣值以便向確定單元94輸出多個第一電平值。類似地，第二 A/D轉(zhuǎn)換單元92a輸出通過測量信號的A/D轉(zhuǎn)換所獲得的多個第二采樣值以提供至隨后的第二信號處理單元8a。CPU 9中的第二信號處理單元8a利用第二增益G2數(shù)字地放大多個第二采樣值以便向生物信息獲取單元96輸出多個第二電平值。而且，在該修改中，第一信號處理單元7與第一 A/D轉(zhuǎn)換單元90的結(jié)合或第二信號處理單元8與第二 A/D轉(zhuǎn)換單元92的結(jié)合中的僅任何一者可以被安裝。(3)修改 3第一 A/D轉(zhuǎn)換單元90和第二 A/D轉(zhuǎn)換單元92可以被配置成一個單元。在這種情況下，具有多個輸入端口和多個輸出端口的A/D轉(zhuǎn)換器可以被適當(dāng)?shù)厥褂谩?4)修改 4在上述實施方式中，標(biāo)準(zhǔn)偏差σ被用作表示每個單元周期U期間獲得的第一電平值的分散度的指標(biāo)。但是，可以使用任何分散指標(biāo)。例如，第一電平值的方差或第一電平值的變異系數(shù)(即，標(biāo)準(zhǔn)偏差除以平均值所獲得的值)可以被用作分散指標(biāo)。(5)修改 5在上述實施方式中，呼吸被用作包括在人類主體的生物位移中的周期分量。但是，周期性變化的任何生物位移(如，心跳)可以被用作周期分量。周期分量的組合(如，呼吸和心跳)可以被采用。在那些實施方式中，影響出現(xiàn)在床上的確定的要素(如，睡眠測量裝置I中的濾波器的頻率特性、單元周期U的長度等)可以根據(jù)一個或多個所采用的周期分量被設(shè)置。具體地，被配置成提取相應(yīng)于一個或多個采用的周期分量的頻率分量的具有頻率特性的濾波器可以被安裝在傳感器單元2和第一放大器70之間。
(6)修改 6
上述實施方式可以被修改以便CPU 9與實時時鐘(RTC)合作計算消逝的時間。在該修改中，當(dāng)電源11不能提供電力時，備用電源可以將電力提供至實時時鐘。因此，甚至當(dāng)電源11不能提供電力時，將可以繼續(xù)計算消逝的時間。上述實施方式中的CPU 9和存儲器10可以被單個微計算機(jī)代替。傳感器單元2中的電容麥克風(fēng)可以使用諸如壓電電纜、電容傳感器、光電探測器、薄膜傳感器、應(yīng)變計等的壓電式元件。
(7)修改 7
在第三實施方式中，第一確定單元942基于標(biāo)準(zhǔn)偏差σ執(zhí)行出現(xiàn)在床上的確定。隨后，第二確定單元944基于頻率分析執(zhí)行出現(xiàn)在床上的確定。但是，如圖25所示，第二確定單元944可以先基于頻率分析執(zhí)行出現(xiàn)在床上的確定，而第一確定單元942可以隨后基于標(biāo)準(zhǔn)偏差σ執(zhí)行出現(xiàn)在床上的確定。
在那種情況下，在圖21中所述的確定操作的替代中，第二確定單元944相應(yīng)于第二種實施方式的基于頻率分析執(zhí)行出現(xiàn)在床上的確定過程(S310至S340)。如果確定人類主體出現(xiàn)在床上，則第一確定單元942相應(yīng)于第一種實施方式的基于標(biāo)準(zhǔn)偏差σ ρ執(zhí)行出現(xiàn)在床上的確定過程(S110至S170)。如果確定人類主體出現(xiàn)在床上，則第一確定單元942將出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志設(shè)置為I。也就是說，在該修改中，在第一確定單元942和第二確定單元944都確定人類主體出現(xiàn)在床上的情況下，第一確定單元942可以用作生成顯示人類主體出現(xiàn)在床上的信號(信息)的信號發(fā)生器。
類似地，在圖22所示的確定操作的替代中，第二確定單元944基于頻率分析執(zhí)行出現(xiàn)在床上的確定過程(S410至S440)。如果確定人類主體未出現(xiàn)在床上，則第一確定單元942基于標(biāo)準(zhǔn)偏差σρ執(zhí)行出現(xiàn)在床 上的確定過程(S210至S270)。也就是說，在該修改中，在第一確定單元942和第二確定單元944都確定人類主體未出現(xiàn)在床上的情況下，第一確定單元942可以用作生成顯示人類主體未出現(xiàn)在床上的信號(信息)的信號發(fā)生器。
可替代地，如圖26所示，第一確定單元942和第二確定單元944可以彼此平行安裝，并且二者的出現(xiàn)在床上的確定可以被并行(單獨(dú))執(zhí)行。在那種情況下，最終確定單元946可以在第一確定單元942和第二確定單元944之后安裝。最終確定單元946可以基于第一確定單元942和第二確定單元944的確定結(jié)果執(zhí)行最終確定。
在步驟SlO的出現(xiàn)在床上的確定過程，其中之前已經(jīng)預(yù)先確定人類主體出現(xiàn)在床上，在第一確定單元942和第二確定單元944都確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上的情況下，最終確定單元946確定人類主體出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上(B卩，將出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志FLp設(shè)置為I)。
另一方面，在步驟S40的出現(xiàn)在床上的確定過程中，其中之前已經(jīng)確定人類主體未出現(xiàn)在床上，在第一確定單元942和第二確定單元944都確定人類主體未出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上的情況下，最終確定單元946確定人類主體未出現(xiàn)在底面寢具M(jìn)上(B卩，將出現(xiàn)在床上的確定標(biāo)志FLp設(shè)置為O)。也就是說，最終確定單元946可以用作第三種實施方式中描述的信號發(fā)生器。總之，基于標(biāo)準(zhǔn)偏差σ的出現(xiàn)在床上的確定和基于頻率分析的出現(xiàn)在床上的確定可以以任何順序被執(zhí)行。(8)修改 8在第二種和第三種實施方式中，噪首分量(第一分量)與生物信號分量(第二分量)的比率(即，MCp/(LCp+HCp))可以被用于出現(xiàn)在床上的確定。但是，生物信號分量與噪音分量的比率(即，MCP/(LCP+HCP))可以被用于出現(xiàn)在床上的確定。當(dāng)生物信號分量相對于噪音分量變得更大時，該修改的比率變得更大，因為該比率的分子是生物信號分量，而該比率的分母是噪音分量。當(dāng)該修改的比率被用于出現(xiàn)在床上的確定時，在每個確定步驟(S320、S420)中，使用相反的不同的符號(即，在步驟320中確定比率是否超過第四閾值Th4，而在步驟420中確定比率是否小于第五閾值Th5)的確定可以被執(zhí)行。因此，可以提供相當(dāng)于根據(jù)第二種或第三種實施方式的出現(xiàn)·在床上的確定的出現(xiàn)在床上的確定。(9)修改 9在第二種和第三種實施方式中，噪音分量(第一分量)是低頻范圍的分量值LCp和高頻范圍的分量值HCp的和(S卩，LCP+HCP)。但是，這些噪音分量(第一分量)可以是低頻范圍的分量值LCp或高頻范圍的分量值HCp的任何一個分量值。
權(quán)利要求
1.一種出現(xiàn)在床上的確定裝置，該確定裝置包括: 傳感器單元，能夠與底面寢具一起使用并被配置成測量在所述底面寢具上人類主體的生物位移以輸出顯示測量結(jié)果的測量信號； 第一信號處理單元，被配置成利用第一增益放大所述測量信號以輸出第一輸出信號； 第一 A/D轉(zhuǎn)換單元，被配置成輸出通過所述第一輸出信號的A/D轉(zhuǎn)換所獲得的多個第一電平值；以及 確定單元，被配置成根據(jù)表示所述多個第一電平值的分散度的分散指標(biāo)確定所述人類主體是否出現(xiàn)在所述底面寢具上。
2.一種出現(xiàn)在床上的確定裝置，該確定裝置包括: 傳感器單元，能夠與底面寢具一起使用并被配置成測量所述底面寢具上人類主體的生物位移以輸出顯示測量結(jié)果的測量信號； 第一 A/D轉(zhuǎn)換單元，被配置成輸出通過所述測量信號的A/D轉(zhuǎn)換所獲得的多個第一采樣值； 第一信號處理單元，被配置成利用第一增益數(shù)字地放大所述多個第一采樣值以輸出多個第一電平值；以及 確定單元，被配置成根據(jù)表示所述多個第一電平值的分散度的分散指標(biāo)確定所述人類主體是否出現(xiàn)在所述底面寢具上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的出現(xiàn)在床上的確定裝置，其中所述第一增益被配置以使所述第一電平值的可能的最大值和可能的最小值被包括在周期分量的一個周期期間所獲得的所述多個第一電平值中，所述周期分量包含在所述底面寢具上所述人類主體的所述生物位移中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的出現(xiàn)在床上的確定裝置，其中所述確定單元: 當(dāng)在預(yù)設(shè)周期期間所獲得的所述多個第一電平值的所述分散指標(biāo)超過第一閾值或等于O時確定滿足初始條件，以及 當(dāng)在η個連續(xù)的預(yù)設(shè)周期中滿足所述初始條件的情況的數(shù)量等于或大于第二閾值時確定所述人類主體出現(xiàn)在所述底面寢具上，所述η為等于或大于2的自然數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的出現(xiàn)在床上的確定裝置，其中，在確定所述人類主體出現(xiàn)在所述底面寢具上后，如果在m個連續(xù)的預(yù)設(shè)周期中滿足所述初始條件的情況的數(shù)量等于或小于第三閾值，則所述確定單元確定所述人類主體未出現(xiàn)在所述底面寢具上，所述m為等于或大于2的自然數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的出現(xiàn)在床上的確定裝置，其中每個所述預(yù)設(shè)周期的時間長度被配置成比所述周期分量的所述一個周期需要的時間長度更長。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的出現(xiàn)在床上的確定裝置，其中所述分散指標(biāo)是在所述預(yù)設(shè)周期期間所獲得的所述多個第一電平值的標(biāo)準(zhǔn)偏差、方差或變異系數(shù)。
8.一種出現(xiàn)在床上的確定裝置，該確定裝置包括: 傳感器單元，能夠與底面寢具一起使用并被配置成測量在所述底面寢具上人類主體的生物位移以輸出顯示測量結(jié)果的測量信號； 第一信號處理單元，被配置成利用第一增益放大所述測量信號以輸出第一輸出信號； 第一 A/D轉(zhuǎn)換單元，被配置成輸出通過所述第一輸出信號的A/D轉(zhuǎn)換所獲得的多個第一電平值；以及 確定單元，被配置成對在分析周期期間輸出的所述多個第一電平值執(zhí)行頻率分析以獲得不是來源于人類主體的所述生物位移的第一分量和來源于所述人類主體的所述生物位移的第二分量，并被配置成根據(jù)所述第一分量與所述第二分量之間的比率確定所述人類主體是否出現(xiàn)在所述底面寢具上。
9.一種出現(xiàn)在床上的確定裝置，該確定裝置包括: 傳感器單元，能夠與底面寢具一起使用并被配置成測量所述底面寢具上人類主體的生物位移以輸出顯示測量結(jié)果的測量信號； 第一 A/D轉(zhuǎn)換單元，被配置成輸出通過所述測量信號的A/D轉(zhuǎn)換所獲得的多個第一采樣值； 第一信號處理單元，被配置成利用第一增益數(shù)字地放大所述多個第一采樣值以輸出多個第一電平值；以及 確定單元，被配置成對在分析周期期間輸出的所述多個第一電平值執(zhí)行頻率分析以獲得不是來源于所述人類主體的所述生物位移的第一分量和來源于所述人類主體的所述生物位移的第二分量，并被配置成根據(jù)所述第一分量與所述第二分量之間的比率確定所述人類主體是否出現(xiàn)在所述底面寢具上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或權(quán)利要求9所述的出現(xiàn)在床上的確定裝置，其中所述確定單元獲得小于第一頻率的分量和大于第二頻率的分量中的任何一個分量或這兩個分量以作為所述第一分量，其中所述第二頻率超過所述第一頻率，并獲得大于所述第一頻率且小于所述第二頻率的分量以作為所述第二分量。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的出現(xiàn)在床上的確定裝置，其中所述第一增益被配置以使所述第一電平值的可能的最大值和可能的最小值被包括在周期分量的一個周期期間獲得的所述多個第一電平值中，所述周`期分量包含在所述底面寢具上所述人類主體的所述生物位移中。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的出現(xiàn)在床上的確定裝置，其中所述比率代表所述第一分量與所述第二分量的比，以及 其中如果在所述分析周期期間所獲得的比率小于第四閾值，則所述確定單元確定所述人類主體出現(xiàn)在底面寢具上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的出現(xiàn)在床上的確定裝置，其中，在確定所述人類主體出現(xiàn)在所述底面寢具上后，如果在分析周期期間所獲得的比率大于第五閾值，則所述確定單元確定所述人類主體未出現(xiàn)在所述底面寢具上。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的出現(xiàn)在床上的確定裝置，其中所述比率代表所述第二分量與所述第一分量的比，以及 其中如果在所述分析周期期間所獲得的比率大于第四閾值，則所述確定單元確定所述人類主體出現(xiàn)在所述底面寢具上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的出現(xiàn)在床上的確定裝置，其中，在確定所述人類主體出現(xiàn)在所述底面寢具上后，如果在分析周期期間所獲得的比率小于第五閾值，則所述確定單元確定所述人類主體未出現(xiàn)在所述底面寢具上。
16.一種出現(xiàn)在床上的確定裝置，該確定裝置包括:傳感器單元，能夠與底面寢具一起使用并被配置成測量所述底面寢具上人類主體的生物位移以輸出顯示測量結(jié)果的測量信號； 第一信號處理單元，被配置成利用第一增益放大所述測量信號以輸出第一輸出信號；第一 A/D轉(zhuǎn)換單元，被配置成輸出通過所述第一輸出信號的A/D轉(zhuǎn)換獲得的多個第一電平值； 第一確定單兀，被配置成根據(jù)表不所述多個第一電平值的分散度的分散指標(biāo)確定所述人類主體是否出現(xiàn)在所述底面寢具上；以及 第二確定單元，被配置成對在分析周期期間輸出的所述多個第一電平值執(zhí)行頻率分析以獲得不是來源于所述人類主體的所述生物位移的第一分量和來源于所述人類主體的所述生物位移的第二分量，并被配置成根據(jù)所述第一分量與所述第二分量之間的比率確定所述人類主體是否出現(xiàn)在所述底面寢具上。
17.—種出現(xiàn)在床上的確定裝置，該確定裝置包括: 傳感器單元，能夠與底面寢具一起使用并被配置成測量所述底面寢具上人類主體的生物位移以輸出顯示測量結(jié)果的測量信號； 第一 A/D轉(zhuǎn)換單元，被配置成輸出通過所述測量信號的A/D轉(zhuǎn)換獲得的多個第一采樣值； 第一信號處理單元，被配置成利用第一增益數(shù)字地放大所述多個第一采樣值以輸出多個第一電平值； 第一確定單兀，被配置成根 據(jù)表不所述多個第一電平值的分散度的分散指標(biāo)確定所述人類主體是否出現(xiàn)在所述底面寢具上；以及 第二確定單元，被配置成對在分析周期期間輸出的所述多個第一電平值執(zhí)行頻率分析以獲得不是來源于所述人類主體的所述生物位移的第一分量和來源于所述人類主體的所述生物位移的第二分量，并被配置成根據(jù)所述第一分量與所述第二分量之間的比率確定所述人類主體是否出現(xiàn)在所述底面寢具上。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或權(quán)利要求17所述的出現(xiàn)在床上的確定裝置，其中所述第二確定單元獲得小于第一頻率的分量和大于第二頻率的分量中的任何一個分量或這兩個分量以作為所述第一分量，其中所述第二頻率超過所述第一頻率，并獲得大于所述第一頻率且小于所述第二頻率的分量以作為所述第二分量。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的出現(xiàn)在床上的確定裝置，其中所述第一增益被配置以使所述第一電平值的可能的最大值和可能的最小值被包括在周期分量的一個周期期間獲得的所述多個第一電平值中，所述周期分量包含在所述底面寢具上所述人類主體的所述生物位移中。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的出現(xiàn)在床上的確定裝置，該確定裝置還包括信號發(fā)生器， 其中所述第一確定單元: 當(dāng)在預(yù)設(shè)周期期間獲得的所述多個第一電平值的所述分散指標(biāo)超過第一閾值或等于O時確定滿足初始條件，以及 當(dāng)在η個連續(xù)的預(yù)設(shè)周期中滿足所述初始條件的情況的數(shù)量等于或大于第二閾值時確定所述人類主體出現(xiàn)在所述底面寢具上，所述η是等于或大于2的自然數(shù)， 其中所述比率代表所述第一分量與所述第二分量的比，其中如果在所述分析周期期間所獲得的比率小于第四閾值，則所述第二確定單元確定所述人類主體出現(xiàn)在所述底面寢具上，以及 其中在所述第一確定單元和所述第二確定單元都確定所述人類主體出現(xiàn)在所述底面寢具上的情況下，所述信號發(fā)生器生成顯示所述人類主體出現(xiàn)在所述底面寢具上的信號。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的出現(xiàn)在床上的確定裝置，其中，在所述第二確定單元確定所述人類主體出現(xiàn)在底面寢具上后，如果在m個連續(xù)的預(yù)設(shè)周期中滿足所述初始條件的情況的數(shù)量等于或小于第三閾值，則所述第一確定單元確定所述人類主體未出現(xiàn)在所述底面寢具上，所述m是等于或大于2的自然數(shù)， 其中如果在分析周期期間所獲得的比率大于第五閾值，則所述第二確定單元確定所述人類主體未出現(xiàn)在所述底面寢具上，以及 其中在所述第一確定單元和所述第二確定單元都確定所述人類主體未出現(xiàn)在所述底面寢具上的情況下，所述信號發(fā)生器生成顯示所述人類主體未出現(xiàn)在所述底面寢具上的信號。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的出現(xiàn)在床上的確定裝置，該確定裝置還包括信號生成器， 其中所述第一確定單元: 當(dāng)在預(yù)設(shè)周期期間獲得的所述多個第一電平值的所述分散指標(biāo)超過第一閾值或等于O時確定滿足初始條件，以及 當(dāng)在η個連續(xù)預(yù)設(shè)周期中滿足所述初始條件的情況的數(shù)量等于或大于第二閾值時確定所述人類主體出現(xiàn)在所述底面寢具上，所述η是等于或大于2的自然數(shù)， 其中所述比率代表所述第二分量和所述第一分量的比， 其中如果在所述分析周期期間所獲得的比率大于第四閾值，則所述第二確定單元確定所述人類主體出現(xiàn)在所述底面寢具上，并且 其中在所述第一確定單元和所述第二確定單元都確定所述人類主體出現(xiàn)在所述底面寢具上的情況下，所述信號發(fā)生器生成顯示所述人類主體出現(xiàn)在所述底面寢具上的信號。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的出現(xiàn)在床上的確定裝置，其中，在所述第二確定單元確定所述人類主體出現(xiàn)在所述底面寢具上后，如果在m個連續(xù)的預(yù)設(shè)周期期間滿足所述初始條件的情況的數(shù)量等于或小于第三閾值，則所述第一確定單元確定所述人類主體未出現(xiàn)在所述底面寢具上，m是等于或大于2的自然數(shù)， 其中如果在分析周期期間所獲得的比率小于第五閾值，則所述第二確定單元確定所述人類主體未出現(xiàn)在所述底面寢具上，以及 其中在所述第一確定單元和所述第二確定單元都確定所述人類主體未出現(xiàn)在所述底面寢具上的情況下，所述信號發(fā)生器生成顯示所述人類主體未出現(xiàn)在所述底面寢具上的信號。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的出現(xiàn)在床上的確定裝置，其中每個所述預(yù)設(shè)周期的時間長度被配置成比所述周期分量的所述一個周期需要的時間長度更長。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的出現(xiàn)在床上的確定裝置，其中每個所述預(yù)設(shè)周期的時間長度被配置成比所述周期分量的所述一個周期需要的時間長度更長。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的出現(xiàn)在床上的確定裝置，其中所述分散指標(biāo)是在所述預(yù)設(shè)周期期間獲得的所述多個第一電平值的標(biāo)準(zhǔn)偏差、方差或變異系數(shù)。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的出現(xiàn)在床上的確定裝置，其中所述分散指標(biāo)是在所述預(yù)設(shè)周期期間獲得的所述多個第一電平值的標(biāo)準(zhǔn)偏差、方差或變異系數(shù)。
28.—種睡眠測量裝置，該睡眠測量裝置包括: 根據(jù)權(quán)利要求1、2、8、9、16和17中的任一權(quán)利要求所述的出現(xiàn)在床上的確定裝置，其中在確定所述人 類主體出現(xiàn)在所述底面寢具上的情況下，所述確定裝置還包括:第二信號處理單元，被配置成利用小于所述第一增益的第二增益放大所述測量信號以輸出第二輸出信號； 第二 A/D轉(zhuǎn)換單元，被配置成輸出通過所述第二輸出信號的A/D轉(zhuǎn)換獲得的多個第二電平值； 生物信息獲取單元，被配置成基于所述第二電平值獲得所述人類主體的生物信息以輸出所述生物信息；以及 測量單元，被配置成基于所述生物信息測量所述人類主體的睡眠情況。
29.—種睡眠測量裝置，該睡眠測量裝置包括: 根據(jù)權(quán)利要求1、2、8、9、16和17中的任一權(quán)利要求所述的出現(xiàn)在床上的確定裝置， 其中在確定所述人類主體出現(xiàn)在所述底面寢具上的情況下，所述確定裝置還包括: 第二 A/D轉(zhuǎn)換單元，被配置成輸出通過所述測量信號的A/D轉(zhuǎn)換獲得的多個第二采樣值； 第二信號處理單元，被配置成利用小于所述第一增益的第二增益數(shù)字地放大所述多個第二采樣值以輸出多個第二電平值； 生物信息獲取單元，被配置成基于所述第二電平值獲得所述人類主體的生物信息以輸出所述生物信息；以及 測量單元，被配置成基于所述生物信息測量所述人類主體的睡眠情況。
全文摘要
出現(xiàn)在床上的確定裝置，包括傳感器單元，能夠與底面寢具一起使用并被配置成測量在所述底面寢具上人類主體的生物位移以輸出顯示測量結(jié)果的測量信號；第一信號處理單元，被配置成利用第一增益放大所述測量信號以輸出第一輸出信號；第一A/D轉(zhuǎn)換單元，被配置成輸出通過所述第一輸出信號的A/D轉(zhuǎn)換所獲得的多個第一電平值；以及確定單元，被配置成根據(jù)表示所述多個第一電平值的分散度的分散指標(biāo)確定所述人類主體是否出現(xiàn)在床上。
文檔編號A61B5/0245GK103169475SQ20121051817
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者酒井良雄, 塩田貴之, 山谷千秋 申請人:株式會社百利達(dá)