活动量计以及睡眠苏醒状态记录系统

摘要

本发明涉及活动量计以及睡眠苏醒状态记录系统。发明所要解决的课题是提供一种即使在活动量计从用户身上被取下并被放置的状态下也不会被误判断为睡眠的活动量计。实施方式的活动量计(1)具有：加速度传感器(11)，至少检测1个轴方向的加速度；加速度能量检测部(13)，基于加速度传感器(11)的加速度信号检测加速度能量；和控制部(14)。控制部(14)基于通过加速度能量检测部(13)检测出的加速度能量和加速度传感器(11)的加速度信号中的重力方向的加速度分量，判断活动量计从对象者身上取下的情况。

说明书

本申请以日本专利申请2014-165262号(申请日：2014年8月14 日)为基础，享受该申请的优先利益。本申请通过参照该申请，而包含 该申请的全部内容。

技术领域

实施方式涉及活动量计以及睡眠苏醒状态记录系统。

背景技术

判断人的活动状态的系统等被提案。例如，存在将带有加速度传感 器的装置佩戴于活动状态判断对象者，基于加速度传感器的输出，判断 对象者是处于睡眠状态还是苏醒状态的系统。

根据作为活动状态判断对象者的用户将此装置佩戴于腕部时的加 速度传感器的输出，自动判断用户是处于睡眠状态或者苏醒状态。这种 佩戴于用户身体上的类型的活动量计在佩戴到身体上时，能够自动判断 睡眠状态和苏醒状态。

但是，用户有时将活动量计从身体上取下。若用户将活动量计从身 体，例如腕部取下并放置，则活动量计处于完全不动的静止状态，存在 的问题是活动量计误判断为用户处于睡眠状态。

发明内容

因此，本实施方式的目的在于提供一种即使在活动量计从用户身上 被取下并被放置的状态下也不会被误判断为睡眠的活动量计。

实施方式的活动量计是能够佩戴于活动量计测的对象者的活动量 计，具有：加速度传感器，检测至少1个轴方向的加速度；加速度能量 检测部，基于上述加速度传感器的加速度信号检测加速度能量；取下判 断部，基于通过上述加速度能量检测部检测出的上述加速度能量和上述 加速度传感器的上述加速度信号中的重力方向的加速度分量，判断上述 活动量计从上述对象者的取下。

根据上述构成的活动量计，即使在活动量计从用户身上被取下并被 放置的状态下也不会被误判断为睡眠。

附图说明

图1为实施方式的腕带型的活动量计1的外观图。

图2为实施方式腕带型的活动量计和由智能电话构成的睡眠苏醒状 态记录系统100的构成图。

图3为表示实施方式的活动量计1的构成的框图。

图4为表示实施方式的睡眠苏醒状态判断的处理流程的例子的流程 图。

图5为表示实施方式的活动量计1被放在桌子31的桌面31a上时 的XYZ轴方向的立体图。

图6为表示将图5的状态的活动量计1翻过来，活动量计1被放在 桌子31的桌面31a上时的XYZ轴方向的立体图。

图7为表示实施方式的加速度能量和Y轴方向加速度的输出状态的 曲线图。

图8为表示实施方式的加速度能量和X、Y、Z的3轴方向加速度 的输出状态的曲线图。

图9为表示实施方式的存储于RAM23的睡眠苏醒估计信息表TBL 的例子的图。

图10为表示实施方式的估计结果中包含误差的情况的估计结果的 曲线图。

图11为用于说明实施方式的智能电话2的估计结果的校正方法的 图。

具体实施方式

以下，参照附图，对实施方式加以说明。

(构成)

图1为本实施方式的腕带型的活动量计1的外观图。图2为由腕带 型活动量计和智能电话构成的睡眠苏醒状态记录系统100的构成图。

能够佩戴于活动量计测对象者的活动量计1是能够记录作为对象者 的用户的活动量，并向智能电话2发送的腕带型设备。

活动量计1是用于卷绕地佩戴于用户的腕部(用虚线表示)L的带 状的腕带型，在中央部设有细长形状的操作按钮3。操作按钮3在各种 设定时等被操作。

活动量计1具有从配设有操作按钮3等的带4的中央部的两侧伸出 的2根伸出部4a和4b。在伸出部4a的端部设有止动扣5，在伸出部4b 以规定的间隔形成有用于嵌入止动扣5的突起部(未作图示)的多个孔 6。用户将形成于止动扣5的突起部(未作图示)嵌入任意位置的孔6， 由此，能够将活动量计1佩戴于腕部L。

操作按钮3以将活动量计1佩戴于用户的腕部L时位于与腕部L贴 紧的活动量计1的背侧面相反侧的表面侧的方式，被配置于活动量计1。

图2所示的睡眠苏醒状态记录系统100为利用活动量计1的睡眠苏 醒状态记录系统。

如后所述，活动量计1具有无线通信功能，能够将后述睡眠状态以 及苏醒状态的状态信息发送至智能电话2。用户能够将记录于活动量计 1的睡眠状态以及苏醒状态的状态信息的数据发送至智能电话2，存储 于智能电话2的存储器，通过智能电话2所具有的应用程序进行管理， 并显示于智能电话2的显示部2a上。

另外，活动量计1具有加速度传感器，根据加速度传感器的输出， 生成、记录并发送用户的活动量、步数等的活动量数据，在此，对于这 些记录以及发送，省略其说明，对活动量计1的功能之一的睡眠苏醒状 态判断发送处理加以说明。

图3为表示本实施方式的活动量计1的构成的框图。

活动量计1具有：操作按钮3、具有加速度传感器11、加速度检测 部12、加速度能量检测部13以及控制部14的主体部lA。如图1中虚 线所示，主体部lA可拆装地装配于带4的中央部。

活动量计1具有：活动量计测的功能、以及后述的睡眠状态和苏醒 状态的判断功能、所计测的活动量的记录以及发送的功能、以及所判断 的睡眠状态和苏醒状态的状态信息的记录以及发送的功能。

加速度传感器11以能够分别检测彼此正交的3轴(X轴、Y轴、Z 轴)方向的加速度的方式，具有3个传感器，是针对各轴将X轴输出、 Y轴输出以及Z轴输出作为加速度信号输出的3轴加速度传感器。检测 至少3轴方向的加速度的加速度传感器11的各输出被输入至加速度检 测部12以及控制部14。

如图1所示，用户能够以活动量计1被佩戴于用户的腕部L时，X 轴方向成为与手H的手背的面平行且相对于腕部L的轴正交的方向， Y轴方向成为与手H的手背的面平行且与腕部L的轴平行的方向，Z轴 方向成为与手H的手背的面正交的方向的方式，将活动量计1佩戴于腕 部L。图1中，腕部L以从纸面的前方朝向背侧的方式，从活动量计1 的圆环状的带4通过。

加速度检测部12包含平方和平方根计算部12a和高通滤波器(HPF) 12b。

平方和平方根计算部12a为生成加速度传感器11的各输出的平方 和的平方根的信号的电路。在此，使用多个方向(在此为3个方向)的 加速度，所以，使用生成各输出的平方和的平方根的信号的平方和平方 根计算部12a，但也可以取代平方和平方根计算部12a，使用生成平方 和的信号的平方和计算电路。

高通滤波器12b为用于从平方和平方根计算部12a的输出去除重力 加速度的偏移消除器电路。

另外，在此，加速度传感器11是3轴加速度传感器，但也可以是4 轴以上的加速度传感器。

由此，加速度检测部12根据加速度传感器11的输出检测加速度， 并输出加速度信号。从加速度检测部12输出的加速度信号被输入至加 速度能量检测部13。

加速度能量检测部13包含绝对值电路13a和低通滤波器13b，基于 加速度传感器11的加速度信号来检测加速度能量。

输入至加速度能量检测部13的加速度信号被输入至绝对值电路 13a。绝对值电路13a计算所输入的加速度信号的绝对值，输出至低通 滤波器13b。

低通滤波器13b将绝对值电路13a的输出平均化并检测加速度的强 度，输出至控制部14。像这样，加速度能量检测部13构成根据来自加 速度检测部12的加速度信号来检测加速度的强度的加速度强度检测 部。

控制部14具有中央处理装置(以下，称为CPU)21、ROM22、 RAM23、时钟部24、无线通信部25以及接口(以下，简略为I/F)26、 27、28，通过总线29彼此连接。

CPU21能够介由I/F26取得加速度能量检测部13的输出。

相同地，CPU21能够介由I/F27取得加速度传感器11的X轴输出、 Y轴输出以及Z轴输出。

并且，CPU21能够介由I/F28取得操作按钮3的工作状态。

在控制部14的ROM22容纳有后述的苏醒睡眠状态判断处理程序。 另外，ROM22也可以是闪存等可改写的非挥发性存储器。

时钟部24为生成并输出时刻信息的电路，CPU21能够从时钟部24 取得年月日以及时刻的信息。

无线通信部25为用于与智能电话2进行数据通信的电路，并为用 于近距离无线通信的电路。

活动量计1具有上述那样的构成，并被佩戴于用户的腕部，能够判 断用户是处于睡眠状态还是苏醒状态，进行记录并向智能电话2发送。

(作用)

对睡眠苏醒状态判断的处理加以说明。

图4为表示睡眠苏醒状态判断的处理的流程的例子的流程图。 CPU21从ROM22读出睡眠苏醒状态判断处理程序，并展开到RAM23 上来执行，由此来进行睡眠苏醒状态判断。例如，若设定睡眠苏醒信息 取得模式，则执行睡眠苏醒状态判断处理程序。图4的处理是以规定的 周期例如1秒的周期来执行的。

CPU21以规定的周期读入被输入的加速度数据(Sl)。在此，加速 度传感器11的X、Y、Z轴方向的各加速度信号以规定的采样定时，例 如以1秒数十次的定时被采用并输入至CPU21，并被存储至RAM23。

CPU21计算X、Y、Z轴方向的各加速度的时间平均值(S2)。即， 为了去除噪声成分，CPU21计算关于被读入的X、Y、Z轴方向的各加 速度信号的值数据的、规定时间的平均值，例如，数秒内的数据的平均 值。

并且，CPU21从加速度能量检测部13的输出取得加速度能量AE 的数据(S3)。

接着，CPU21判断用户是否将活动量计1从腕部取下(S4)。

S4的判断是基于加速度能量AE是否为规定值THl以下且作为Y 轴方向的加速度信号的时间平均值的Y轴加速度Ya的绝对值|Ya|是否 超过规定值TH2来进行的。即，根据下面的算式(1)成立与否，判断 活动量计1是否从腕部被取下。规定值THl是极小的值，是能够检测出 活动量计1静止的水平的值。规定值TH2是Y轴加速度Ya的输出水平 中大的值，最大的值是活动量计1在静止状态下，Y轴方向与重力方向 一致时所检测的值。

(AE≤THl)and(|Ya|>TH2)···(1)

上述算式(1)成立时，用户被判断为苏醒。

这是因为，不仅像加速度能量AE为规定值THl以下这样用户的活 动量极小，而且重力方向、在此为Y轴方向的加速度的大小超过规定值 TH2，所以可以估计为活动量计例如被放在桌子上。

图5为表示活动量计1被放在桌子31的桌面31a上时的XYZ轴方 向的立体图。图6为表示将图5的状态的活动量计1翻过来，活动量计 1被放在桌子31的桌面31a上时的XYZ轴方向的立体图。

如图5以及图6所示，带型的活动量计1在被放在桌子31的桌面 31a等的平面上时，Y轴方向成为相对于桌面31a正交的方向。因此， 活动量计1从用户的腕部被取下并被放置在桌子31等上时，Y轴方向， 即重力方向的加速度Ya变大。

由于活动量计1从用户的腕部被取下，所以加速度能量AE变小， 且重力方向的加速度的绝对值变大。

再者，图5和图6中记述了Y轴方向成为相对于桌面31a正交的方 向的例子，但并不限于此，例如，在以操作按钮3与桌面31a相接的方 式被放置时，Z轴方向成为相对于桌面31a正交的方向。该情况下，Z 轴方向的加速度Za变大。

根据以上内容，S4的处理基于通过加速度能量检测部13检测出 的加速度能量AE和加速度传感器11的加速度信号中的重力方向的加 速度分量，判断来自用户的活动量计1的取下、即非佩戴状态，构成取 下判断部。然后，在S4的处理中，加速度能量AE为规定值THl以下 且重力方向的加速度分量为规定值TH2以上时，判断为活动量计1从 用户身上被取下。

由此，S4的判断结果是判断为用户将活动量计1从腕部取下时(S4： 是)，CPU21判断为用户从腕部取下活动量计1并处于苏醒状态(S5)。

在判断为用户未将活动量计1从腕部取下时(S4：否)，CPU21 判断加速度能量AE是否为规定值TH3以上(S6)。

在加速度能量AE不是规定值TH3以上时(S6：否)，CPU21判 断为用户处于睡眠状态(S7)。即，用户将活动量计1佩戴于腕部，但 由于加速度能量AE小，所以用户被判断为处于睡眠状态。

在加速度能量AE为规定值TH3以上时(S6：是)，CPU21计算 加速度能量AE的值的平滑度(S8)。

在此，计算由下面的算式(2)定义的平滑度FL(i)。

$FL\left(i\right)=\left(\underset{k=1}{\overset{m}{\Sigma }}AE\right(i)-AE\left(i-k\right))+\left(\underset{k=1}{\overset{m}{\Sigma }}AE\right(i)-AE(i+k\left)\right)...\left(2\right)$

这里，FL(i)为时刻i的平滑度。

具体地讲，算式(2)的FL(i)是直至时刻i的加速度能量AE(i) 的m个(m为整数)之前的m个加速度能量分别与时刻i的加速度能 量AE(i)的差的第一和、与直至时刻i的加速度能量AE(i)的m个 (m为整数)之后的m个加速度能量分别与时刻i的加速度能量AE(i) 的差的第二和之和。

另外，在此，通过如算式(2)中所定义的计算式来计算平滑度， 但例如，也可以通过根据直至轴i的加速度能量AE(i)的m个(m为 整数)之前的m个加速度能量分别与时刻i的加速度能量AE(i)的差 之和计算平滑度等其他方法，计算平滑度。

S8之后，CPU21判断平滑度是否为规定值TH4以下(S9)。算式 (2)的平滑度为规定值TH4以下的意思是：若将加速度能量值表示成 按时间排列的曲线图，则大致固定，加速度能量AE的值的平滑性高。 由此，规定值TH4的值是极小的值。规定值TH4是极小的值，是能够 认为加速度能量AE大致不变的水平的值。

在平滑度为规定值TH4以下时(S9：是)，即加速度能量的值的 变化小时，CPU21判断为用户处于睡眠状态(S10)。这是因为S9中 作为第一和与第二和的和的平滑度FL(i)小是指加速度能量AE为规 定值TH3以上但几乎不变，即，处于X轴、Y轴以及Z轴方向的加速 度不变的固定状态，所以用户被判断为处于睡眠状态。

通过S8和S9的处理，在由于睡眠中的身体活动大而加速度能量 AE大的情况下，使活动量计1不会误判断为用户苏醒。

在平滑度为规定值TH4以下时(S9：否)，CPU21判断为用户处 于苏醒状态(S11)。即，作为第一和与第二和之和的平滑度FL(i) 不小是指加速度能量AE大且发生变化，即，未处于X轴、Y轴以及Z 轴方向的加速度不变化的固定状态，所以，用户被判断为处于苏醒状态。

图7为表示加速度能量和Y轴方向加速度的输出状态的曲线图。图 7的曲线图横轴为时间t，表示将活动量计1佩戴于某被检者的腕部并 实时计测的随时间经过的加速度能量AE与Y轴方向加速度Ya的变化。

图7的上段的曲线图GA为加速度能量AE的值的曲线图，图7的 下段的曲线图GB为Y轴方向加速度Ya的值的曲线图。

在图7中，期间T1为被检者将活动量计1从腕部取下的期间，期 间T2为通勤时间，期间T3为外出时间，期间T4为通勤时间，期间T5 为睡眠时间，期间T6为通勤时间。在期间T1，加速度能量AE的值小， Y轴方向加速度Ya的值大。与此相对，在期间T5，加速度能量AE的 值小，而时间平均的Y轴方向加速度Ya的值比期间T1时的值小且变 动。

根据上述S4的处理，由于期间T1不是睡眠状态，而是活动量计1 从腕部被取下并被放置，所以，CPU21能够判断为用户苏醒。

图8为表示加速度能量和X、Y、Z的3轴方向加速度的输出状态 的曲线图。图8的曲线图也是横轴为时间t，表示将活动量计1佩戴于 某被检者的腕部并实时计测的随着1天中的时间经过的加速度能量AE 和X、Y、Z的3轴方向加速度Xa、Ya、Za的变化。

图8的上段的曲线图Gal为加速度能量AE的值的曲线图，图8的 上数第2段的曲线图GBl为X轴方向加速度Xa的值的曲线图，图8的 上数第3段的曲线图GB2为Y轴方向加速度Ya的值的曲线图，图8 的下段的曲线图GB3为Z轴方向加速度Za的值的曲线图。

图8中，期间TTl为被检者睡眠中的时间。

如图8所示，在期间TTl内，被检者的静止状态持续，因此，多次 存在X、Y，Z轴的加速度的值固定的期间。图8的曲线图GBl中，期 间CT表示在期间TTl中加速度的值不变的固定的期间。曲线图GB2、 GB3中，同样存在多个加速度的值不变的期间CT。由于用户在翻身之 后不再动，所以翻身前后X、Y、Z轴的加速度的值固定，如图8所示， 期间TTl中的曲线图GB1、GB2、GB3成为台阶状的波形。

在X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向，加速度的值也分别是固定不 变，因此，期间TTl中的曲线图Gal大致水平。

在加速度能量AE的值为规定值TH3以上时，上述S8和S9的平滑 度是用于判断这样的曲线图Gal是否为水平状态的处理。在通过S8计 算出的平滑度小，即曲线图Gal为水平时，CPU21判断为用户处于睡眠 状态(S10)，而不会误判断为处于苏醒状态。

相反，在通过S8计算出的平滑度不小，即曲线图Gal不水平时， CPU21能够判断为用户处于苏醒状态(S11)。如以上所述，通过加速 度能量AE的值和加速度能量AE的平滑性来进行是睡眠状态还是苏醒 状态的判断。

如以上所述，S8、S9、S11的处理构成基于加速度传感器11的加 速度信号中的重力方向的加速度分量的平滑性和加速度能量AE，判断 用户是否处于苏醒状态的苏醒状态判断部。其平滑性是通过加速度能量 AE的值的变化是否为规定值以内来规定的。然后，在加速度能量AE 为规定值TH3以上，且加速度能量AE的值的变化为规定值以上时，判 断为用户处于苏醒状态(S11)。然后，图4中，在判断为用户处于苏 醒状态时(S5、S11)以外，判断为用户处于睡眠状态(S7、S10)。

如上所述，图4的处理是以规定的周期，例如以1秒的间隔执行的， 其判断结果的信息作为估计结果被存储于RAM23。

图9为表示存储于RAM23的睡眠苏醒估计信息表TBL的例子的 图。如图9所示，睡眠苏醒估计信息表TBL包含日期、时刻、估计结 果的数据。

若CPU21通过图4的处理判断为苏醒状态或者睡眠状态，则将其 结果和时钟部24的日期和时刻的信息一同，作为估计结果追加记录于 RAM23的睡眠苏醒估计信息表TBL。

由此，RAM23构成记录用户的睡眠状态和苏醒状态的信息的睡眠 苏醒状态存储部。

CPU21以规定的定时，从无线通信部25向智能电话2发送睡眠苏 醒估计信息表TBL的信息。规定的定时可以是活动量计1中预先设定 的时间周期的定时，也可以是来自智能电话2的发送要求的定时。

由此，无线通信部25构成对存储于RAM23的睡眠状态和苏醒状态 的信息进行发送的信息发送部。

在智能电话2中，可以将所接收的睡眠苏醒估计信息表TBL的估 计结果的数据直接或通过表或者曲线图等显示于显示部2a，也可以对所 接收的估计结果进行校正，通过表或者曲线图等显示于显示部2a。

例如，通过智能电话2的应用程序，能够将睡眠苏醒估计信息表 TBL的估计结果的数据以表的形式显示，或以曲线图表示。

睡眠苏醒估计信息表TBL的估计结果的数据例如为每1秒的数据， 以短的时间间隔生成。因此，有时在估计结果中包含误差。

图10为表示估计结果中包含误差的情况的估计结果的曲线图。

图10的曲线图GR1横轴为时间t，表示在各时刻从活动量计1发 送的苏醒状态和睡眠状态的判断结果的变化。在图10的上侧画出表示 被判断为苏醒状态的点(以菱形表示)，睡眠状态和苏醒状态不能明确 地区别。

因此，例如，也可以以通过将某时刻的前后的规定时间内的判断结 果多的一方用作判断结果的多数决定法，决定此时刻的睡眠状态和苏醒 状态的方式，对活动量计1的估计结果进行校正。

图11为用于说明智能电话2的估计结果的校正方法的图。如图11 所示，作为判断对象的对象时刻Ti的判断结果是根据此时刻Ti的前后 的TC期间的判断结果(以黑圈表示)，对判断为睡眠状态的估计结果 的件数和判断为苏醒状态的估计结果的件数进行比较，将件数多的一方 的判断结果作为此对象时刻Ti的判断结果。

图10的曲线图GR2为通过图11的方法校正的估计结果的曲线图。 若观察曲线图GR2，则能够明确地区别睡眠状态和苏醒状态。

此外，被校正的估计结果也可以通过表的形式，将睡眠状态的开始 时刻和结束时刻以及苏醒状态的开始时刻和结束时刻显示于智能电话2 的显示部2a。

因此，在智能电话2中，以去除误差的方式，对睡眠苏醒估计结果 的信息进行校正，由此，能够更正确地判断用户的苏醒状态和睡眠状态， 并作为数据记录下来。

如以上所示，根据上述实施方式，能够提供一种即使在活动量计从 用户被取下并被放置的状态下也不会误判断为睡眠的活动量计。

并且，能够提供一种即使用户在睡眠中存在身体移动，也不会误判 断为处于苏醒状态的活动量计。

另外，在上述实施方式中，图4的处理是通过由CPU21执行的软 件程序来实现的，但也可以通过硬件电路来实现。

以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作 为例子公开的，其意图并不在于限定发明的范围。这些实施方式能够以 其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、 置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围和主旨中，同样 包含于权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。