特許 6927873 電子機器、推定システム、制御方法及び制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6927873

(24)【登録日】2021年8月10日

(45)【発行日】2021年9月1日

(54)【発明の名称】電子機器、推定システム、制御方法及び制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/16 20060101AFI20210823BHJP

   A61B 5/026 20060101ALI20210823BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/16 130

   A61B5/026 120

【請求項の数】20

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2017-254464(P2017-254464)

(22)【出願日】2017年12月28日

(65)【公開番号】特開2019-118524(P2019-118524A)

(43)【公開日】2019年7月22日

【審査請求日】2020年3月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100153017

【弁理士】

【氏名又は名称】大倉 昭人

(74)【代理人】

【識別番号】100188307

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 昌宏

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 孝浩

(72)【発明者】

【氏名】杤久保 修

【審査官】 樋口 祐介

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−２０１３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１９９０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２２９１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０５５１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５１８５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−００２２７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／０５４５４２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１７−２０２０５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 2008年度 研究成果報告書 睡眠と自律神経活動との関連に関する研究，[online]，２０１６年，[令和3年1月26日検索]，ＵＲＬ，インターネット＜URL：https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-19500495/19500495seika/＞

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ５／００−５／３９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検者の血流量を測定する血流量測定部と、
前記被験者の外耳道に挿入された状態において前記血流量測定部を耳甲介に接触させる挿入部と、
前記被検者の前記耳甲介で取得した血流量に基づいて、前記被検者の睡眠状態を推定する制御部と、
を備える、電子機器。

【請求項2】

前記制御部は、前記睡眠状態として、睡眠しているか否か及び睡眠の深さの少なくともいずれかを推定する、請求項１に記載の電子機器。

【請求項3】

前記睡眠の深さは、複数の段階に分類される、請求項２に記載の電子機器。

【請求項4】

前記複数の段階は、レム睡眠又はノンレム睡眠、浅い眠り又は深い眠り、及び睡眠のステージのうち、少なくともいずれかを含む、請求項３に記載の電子機器。

【請求項5】

前記制御部は、前記血流量が所定の閾値以下となったとき、前記被検者の睡眠状態が浅い眠りから深い眠りに移行したと推定する、請求項１に記載の電子機器。

【請求項6】

報知部をさらに備え、
前記制御部は、前記睡眠状態が浅い眠りであると判定した場合に、前記報知部から覚醒を促す報知を出力させる、
請求項５に記載の電子機器。

【請求項7】

周囲の環境に関する情報を取得する環境情報取得部をさらに備え、
前記制御部は、前記環境情報取得部が取得した情報に基づいて、推定された前記睡眠状態の推定精度を判定する、
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の電子機器。

【請求項8】

前記環境情報取得部は、周囲の温度を測定する温度測定部を含み、
前記制御部は、前記温度測定部が測定した温度に基づいて、推定された前記睡眠状態の推定精度を判定する、
請求項７に記載の電子機器。

【請求項9】

前記環境情報取得部は、周囲の湿度を測定する湿度測定部を含み、
前記制御部は、前記湿度測定部が測定した湿度に基づいて、推定された前記睡眠状態の推定精度を判定する、
請求項７又は請求項８に記載の電子機器。

【請求項10】

被検者の血流量を測定する血流量測定部と、前記被験者の外耳道に挿入された状態において該血流量測定部を耳甲介に接触させる挿入部と、を備える測定装置と、
前記被検者の前記耳甲介で取得した血流量に基づいて、前記被検者の睡眠状態を推定する制御部を備える推定装置と、
を備える、推定システム。

【請求項11】

前記推定装置は、前記睡眠状態として、睡眠しているか否か及び睡眠の深さの少なくともいずれかを推定する、請求項１０に記載の推定システム。

【請求項12】

前記睡眠の深さは、複数の段階に分類される、請求項１１に記載の推定システム。

【請求項13】

前記複数の段階は、レム睡眠又はノンレム睡眠、浅い眠り又は深い眠り、及び睡眠のステージのうち、少なくともいずれかを含む、請求項１２に記載の推定システム。

【請求項14】

前記推定装置は、前記血流量が所定の閾値以下となったとき、前記被検者の睡眠状態が浅い眠りから深い眠りに移行したと推定する、請求項１０に記載の推定システム。

【請求項15】

前記測定装置は、前記睡眠状態が浅い眠りであると前記推定装置が判定した場合に、覚醒を促す報知を出力する、
請求項１４に記載の推定システム。

【請求項16】

前記測定装置は、周囲の環境に関する情報をさらに取得し、
前記推定装置は、前記周囲の環境に関する情報に基づいて、推定された前記睡眠状態の推定精度を判定する、
請求項１０乃至請求項１５のいずれか一項に記載の推定システム。

【請求項17】

前記測定装置は、前記周囲の環境に関する情報として、周囲の温度を測定し、
前記制御部は、前記周囲の温度に基づいて、推定された前記睡眠状態の推定精度を判定する、
請求項１６に記載の推定システム。

【請求項18】

前記測定装置は、前記周囲の環境に関する情報として、周囲の湿度を測定し、
前記制御部は、前記周囲の湿度に基づいて、推定された前記睡眠状態の推定精度を判定する、
請求項１６又は請求項１７に記載の推定システム。

【請求項19】

血流量測定部と、制御部と、挿入部とを備える電子機器により実行される制御方法であって、
前記挿入部が、被験者の外耳道に挿入された状態において前記血流量測定部を耳甲介に接触させ、
前記血流量測定部が、前記被検者の血流量を測定し、
前記制御部が、前記被検者の前記耳甲介で取得した血流量に基づいて、前記被検者の睡眠状態を推定する、
制御方法。

【請求項20】

コンピュータに、
被検者の耳甲介に接触させた血流量測定部に血流量を測定させ、
前記被検者の前記耳甲介で取得した血流量に基づいて、前記被検者の睡眠状態を推定させる、
制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電子機器、推定システム、制御方法及び制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、睡眠状態を推定する装置が知られている。例えば、特許文献１には、脳波を計測することにより、睡眠状態を推定する装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０９−１８７５１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、脳波を測定する脳波計は、必ずしも簡便に使用できるものではない場合がある。

【0005】

本開示は、利便性を向上可能な電子機器、推定システム、制御方法及び制御プログラムに関する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

電子機器の一態様は、被検者の血流量を測定する血流量測定部と、前記被験者の外耳道に挿入された状態において前記血流量測定部を耳甲介に接触させる挿入部と、前記被検者の前記耳甲介で取得した血流量に基づいて、前記被検者の睡眠状態を推定する制御部と、を備える。

【0007】

推定システムの一態様は、被検者の血流量を測定する血流量測定部と、前記被験者の外耳道に挿入された状態において該血流量測定部を耳甲介に接触させる挿入部と、を備える測定装置と、前記被検者の前記耳甲介で取得した血流量に基づいて、前記被検者の睡眠状態を推定する制御部を備える推定装置と、を備える。

【0008】

制御方法の一態様は、血流量測定部と、制御部と、挿入部とを備える電子機器により実行される制御方法である。前記制御方法では、前記挿入部が、被験者の外耳道に挿入された状態において前記血流量測定部を耳甲介に接触させ、前記血流量測定部が、前記被検者の血流量を測定し、前記制御部が、前記被検者の前記耳甲介で取得した血流量に基づいて、前記被検者の睡眠状態を推定する。

【0009】

制御プログラムの一態様は、コンピュータに、被検者の耳甲介に接触させた血流量測定部に血流量を測定させ、前記被検者の前記耳甲介で取得した血流量に基づいて、前記被検者の睡眠状態を推定させる。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、利便性を向上可能な電子機器、推定システム、制御方法及び制御プログラムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施形態に係る電子機器の外観の一例を示す概略図である。

【図2】図１の測定装置のＡ−Ａ断面図である。

【図3】図１の電子機器の概略構成の一例を示す機能ブロック図である。

【図4】睡眠に関する脳波の一例を模式的に示す図である。

【図5】睡眠に関する血流量の一例を模式的に示す図である。

【図6】図３の制御部が実行する睡眠状態の推定処理の一例を示すフローチャートである。

【図7】第２実施形態に係る電子機器の概略構成の一例を示す機能ブロック図である。

【図8】図７の制御部が実行する睡眠状態の推定処理及び睡眠状態の推定精度の判定処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、いくつかの実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0013】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る電子機器１００の外観の一例を示す概略図である。電子機器１００は、測定装置１１０と、推定装置１２０とを備える。測定装置１１０と推定装置１２０とは、ケーブル１３０ａ及び１３０ｂにより、互いに通信可能に接続されていてよい。測定装置１１０と推定装置１２０とは、ケーブル１３０ａ及び１３０ｂを介して、各種信号及び電力等を送受信できる。測定装置１１０と推定装置１２０とは、必ずしもケーブル１３０ａ及び１３０ｂにより接続されていなくてもよい。測定装置１１０と推定装置１２０とは、例えば、無線又は有線と無線との組合せにより、互いに通信可能に接続されていてもよい。

【0014】

測定装置１１０は、装着部１１１と、第１測定部１１２ａ及び第２測定部１１２ｂとを備える。測定装置１１０は、被検者に装着された状態で、被検者の血流に関する情報（以下、「血流情報」ともいう）を測定する。血流情報は、例えば血流量であってよい。血流情報は、血流量以外の他の情報であってもよい。血流情報は、例えば脈動血流波高又は拍出量であってよい。拍出量は、例えば心拍１拍当たりの血液の拍出量であってよい。

【0015】

測定装置１１０は、例えば被検者の頭部に装着可能であってよい。本明細書において、測定装置１１０は被検者の頭部に装着された状態で使用されるとして、以下説明を行う。

【0016】

装着部１１１は、被検者に対する測定装置１１０の装着状態を維持するための機構である。本実施形態において、装着部１１１は、例えば図１に示すように、アーチ形状である。被検者は、装着部１１１で頭部を挟み込むことにより、測定装置１１０を装着し、装着状態を維持できる。装着部１１１は、例えば被検者の頭部の大きさに合わせて長さを調節可能な機構を有していてよい。装着部１１１は、例えばプラスチック等により構成されてよい。

【0017】

第１測定部１１２ａ及び第２測定部１１２ｂは、装着部１１１の第１端１１１ａ及び第２端１１１ｂにおいて、それぞれ第１連結部１１３ａ及び第２連結部１１３ｂを介して、装着部１１１に連結される。すなわち、装着部１１１と、第１測定部１１２ａ及び第２測定部１１２ｂと、第１連結部１１３ａ及び第２連結部１１３ｂとは、全体として連結された１つのイヤホンタイプの測定装置１１０として構成されている。第１連結部１１３ａは、第１測定部１１２ａと装着部１１１の第１端１１１ａとを連結する部分に形成される。第２連結部１１３ｂは、第２測定部１１２ｂと装着部１１１の第２端１１１ｂとを連結する部分に形成される。

【0018】

第１測定部１１２ａ及び第２測定部１１２ｂは、被検者の血流量を測定するセンサ部を備える。センサ部の詳細については後述する。第１測定部１１２ａ及び第２測定部１１２ｂの機能は同じである。本明細書において、第１測定部１１２ａと第２測定部１１２ｂとを区別しない場合には、これらをまとめて、測定部１１２と記載する。

【0019】

本実施形態において、測定部１１２は、被検者の耳において、血流量を測定する。測定部１１２は、例えば、被検者の耳甲介において、血流量を測定する。

【0020】

第１測定部１１２ａは、例えば被検者の右耳の耳甲介において、血流量を測定する。第１測定部１１２ａは、本体１１４ａと、イヤピース１１５ａと、センサ部１１６ａとを備える。イヤピース１１５ａは、測定装置１１０の装着状態において、被検者の右耳の外耳道に挿入される。イヤピース１１５ａは、例えばシリコン等で構成される。センサ部１１６ａは、本体１１４ａにおいて、イヤピース１１５ａが右耳の外耳道に挿入された状態において被検部位である右耳の耳甲介に接触する位置に設けられる。本体１１４ａは、センサ部１１６ａが備える測定機構（詳細については後述する）を保護するケースとしても機能する。本体１１４ａは、例えばプラスチック等により構成されてよい。イヤピース１１５ａは、右耳の外耳道に挿入された状態で、被検部位である耳甲介に対するセンサ部１１６ａの接触状態を維持する。センサ部１１６ａは、被検者の血流量を測定する血流量測定部として機能する。

【0021】

図２は、図１の測定装置１１０のＡ−Ａ断面図である。すなわち、図２は、右耳において血流情報を測定する第１測定部１１２ａを含む部分断面図である。ただし、図２では、第１測定部１１２ａの内部機構の詳細を一部省略している。

【0022】

図２に概略的に示すように、センサ部１１６ａは、測定機構として発光部１１７ａ及び受光部１１８ａを備える。発光部１１７ａは、被検部位である右耳の耳甲介に測定光を照射する。受光部１１８ａは、照射された測定光に対する耳甲介の内部の組織から反射光（散乱光）を取得する。受光部１１８ａで受光された散乱光の光電変換信号は、測定装置１１０が備える制御部、又は推定装置１２０が備える制御部に送信される。本実施形態では、受光部１１８で受光された散乱光の光電変換信号は、推定装置１２０が備える制御部に送信されるとして、以下説明する。なお、推定装置１２０が備える制御部の詳細については後述する。

【0023】

発光部１１７ａは、例えばレーザ光を射出する。発光部１１７ａは、例えば、血液中に含まれる所定の成分を検出可能な波長のレーザ光を、測定光として被検部位に照射する。発光部１１７ａは、例えば１つのＬＤ（レーザダイオード：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）により構成される。

【0024】

受光部１１８ａは、生体情報として、被検部位からの測定光の散乱光を受光する。受光部１１８ａは、例えば、ＰＤ（フォトダイオード：Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）により構成される。

【0025】

図２に示すように、本体１１４ａは、内部にスピーカ部１１９ａを備える。スピーカ部１１９ａは、入力された音信号に基づいて音を発生させる。音信号は、例えば推定装置１２０から入力される。スピーカ部１１９ａは、被検者に各種情報を報知できる報知部として機能する。

【0026】

第１連結部１１３ａは、装着部１１１の第１端１１１ａにおいて、装着部１１１と第１測定部１１２ａとを連結する。第１連結部１１３ａは、振動を低減可能な部材を含んで構成されていてもよい。振動を低減可能な部材は、例えば、ばね、ゴム、シリコン樹脂、ゲル、布、スポンジ若しくは紙その他の部材又はこれらの任意の組合せを含む。振動を低減可能な部材は、例えば内部に流体（すなわち液体又は気体）を有する、流体封入式ダンパであってもよい。内部の流体は、例えば粘性を有する液体であってよい。第１連結部１１３ａが振動を低減可能な部材を含む場合、装着部１１１から第１測定部１１２ａに伝達される振動が低減される。これにより、第１測定部１１２ａと被検部位との接触状態が変化しにくくなり、生体情報の測定精度が向上しうる。

【0027】

第２測定部１１２ｂは、例えば被検者の左耳の耳甲介において、血流に関する情報を測定する。第２測定部１１２ｂは、第１測定部１１２ａに対して左右対称な構成及び機能を有する。すなわち、第２測定部１１２ｂは、本体１１４ｂと、イヤピース１１５ｂと、センサ部１１６ｂと、スピーカ部１１９ｂとを備える。本体１１４ｂ、イヤピース１１５ｂ、センサ部１１６ｂ及びスピーカ部１１９ｂは、それぞれ本体１１４ａ、イヤピース１１５ａ、センサ部１１６ａ及びスピーカ部１１９ａが有する機能を、左耳において実現する。センサ部１１６ｂは、被検者の血流量を測定する血流量測定部として機能する。センサ部１１６ｂは、発光部１１７ｂ及び受光部１１８ｂを備える。発光部１１７ｂ及び受光部１１８ｂの機能は、それぞれ発光部１１７ａ及び受光部１１８ａと同様であってよい。第２測定部１１２ｂは、第２連結部１１３ｂにより、装着部１１１の第２端１１１ｂに連結される。第２測定部１１２ｂの構成は、第１測定部１１２ａの構成と同様であってよい。

【0028】

以下、本明細書において、左右で同一の機能を有する機能部について、左右の機能部を区別せずにまとめて記載する場合には、参照符号のａ及びｂの文字を省略して記載する。例えば、第１測定部１１２ａと第２測定部１１２ｂとを区別しない場合には、これらをまとめて測定部１１２と記載する。

【0029】

図３は、図１の電子機器１００の概略構成の一例を示す機能ブロック図である。図３に示すように、電子機器１００は、測定装置１１０と推定装置１２０とを備える。

【0030】

測定装置１１０は、第１測定部１１２ａ及び第２測定部１１２ｂを備える。各測定部１１２は、上述したようにセンサ部１１６とスピーカ部１１９とを備える。各センサ部１１６は、それぞれ発光部１１７と受光部１１８とを備え、被検者の血流量を測定する血流量測定部として機能する。

【0031】

第１測定部１１２ａは、通信部１２１ａを備える。通信部１２１ａは、推定装置１２０と通信を行うことにより、各種信号を送受信する。本実施形態では、通信部１２１ａは、ケーブル１３０ａを介して推定装置１２０と通信を行う。ただし、通信部１２１ａは、例えば、無線又は有線と無線との組合せにより推定装置１２０と通信を行ってもよい。通信部１２１ａは、例えば、受光部１１８ａで受光された散乱光の光電変換信号を推定装置１２０に送信する。通信部１２１ａは、例えば、センサ部１１６ａによる生体情報の測定処理を実行させる信号を推定装置１２０から受信する。通信部１２１ａは、例えば、スピーカ部１１９ａから出力される音に関する信号を推定装置１２０から受信する。

【0032】

第２測定部１１２ｂは、通信部１２１ｂを備える。本実施形態では、通信部１２１ｂは、ケーブル１３０ｂを介して推定装置１２０と通信を行う。通信部１２１ｂの機能は、第１測定部１１２ａが備える通信部１２１ａと同様であってよい。

【0033】

推定装置１２０は、通信部１２１ｃと、制御部１２２と、記憶部１２３と、入力部１２４とを備える。

【0034】

通信部１２１ｃは、測定装置１１０と通信を行うことにより、各種信号を送受信する。本実施形態では、通信部１２１ｃは、それぞれケーブル１３０ａ及び１３０ｂを介して、測定装置１１０の第１測定部１１２ａ及び第２測定部１１２ｂと通信を行う。通信部１２１ｃは、例えば受光部１１８で受光された散乱光の光電変換信号を、測定装置１１０から受信する。通信部１２１ｃは、例えば、センサ部１１６による生体情報の測定処理を実行させる信号を、測定装置１１０に送信する。通信部１２１ｃは、例えば、スピーカ部１１９から出力させる音に関する信号を測定装置１１０に送信する。

【0035】

制御部１２２は、電子機器１００の各機能ブロックをはじめとして、電子機器１００の全体を制御及び管理する少なくとも１つのプロセッサ１２２ａを含む。制御部１２２は、制御手順を規定したプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）等の少なくとも１つのプロセッサ１２２ａを含んで構成され、その機能を実現する。このようなプログラムは、例えば記憶部１２３、又は電子機器１００に接続された外部の記憶媒体等に格納される。

【0036】

種々の実施形態によれば、少なくとも１つのプロセッサ１２２ａは、単一の集積回路（ＩＣ）として、又は複数の通信可能に接続された集積回路ＩＣ及び／又はディスクリート回路（discrete circuits）として実行されてもよい。少なくとも１つのプロセッサ１２２ａは、種々の既知の技術に従って実行されることが可能である。

【0037】

一実施形態において、プロセッサ１２２ａは、例えば、関連するメモリに記憶された指示を実行することによって１以上のデータ計算手続又は処理を実行するように構成された１以上の回路又はユニットを含む。他の実施形態において、プロセッサ１２２ａは、１以上のデータ計算手続き又は処理を実行するように構成されたファームウェア（例えば、ディスクリートロジックコンポーネント）であってもよい。

【0038】

種々の実施形態によれば、プロセッサ１２２ａは、１以上のプロセッサ、コントローラ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号処理装置、プログラマブルロジックデバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイ、又はこれらのデバイス若しくは構成の任意の組合せ、又は他の既知のデバイス若しくは構成の組合せを含み、以下に説明される制御部１２２としての機能を実行してもよい。

【0039】

制御部１２２は、測定装置１１０から受信した散乱光の光電変換信号に基づき、被検者の被検部位における血流量を算出する。制御部１２２は、例えばドップラーシフトを利用して血流量を測定する。ここで、ドップラーシフトを利用した血流量測定技術について説明する。

【0040】

生体の組織内において、動いている血球から散乱された散乱光は、ドップラー効果に基づいて血液中の血球の移動速度に比例した周波数シフト（ドップラーシフト）を受ける。制御部１２２は、静止した組織からの散乱光と、動いている血球からの散乱光との光の干渉によって生じるうなり信号（ビート信号ともいう）を検出する。このうなり信号は、散乱光の強度と時間との関数として表される。制御部１２２は、このうなり信号にＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行うことで、周波数成分の重み付けを行った周波数スペクトル（パワースペクトル）を生成する。このうなり信号のパワースペクトルでは、血球の速度に比例して、高周波成分が増加する。また、このうなり信号のパワースペクトルでは、パワーは血球の量に対応する。制御部１２２は、さらに、うなり信号のパワースペクトルから一次モーメントを算出し、血流量を求める。

【0041】

制御部１２２は、算出した血流量に基づいて、前記被検者の睡眠状態を推定する。制御部１２２が実行する睡眠状態の推定処理の詳細については、後述する。

【0042】

記憶部１２３は、半導体メモリ又は磁気メモリ等で構成されることができる。記憶部１２３は、各種情報及び／又は電子機器１００を動作させるためのプログラム等を記憶する。記憶部１２３は、ワークメモリとしても機能してもよい。

【0043】

入力部１２４は、被検者からの操作入力を受け付けるものであり、例えば、図１に示すような操作ボタン（操作キー）から構成される。入力部１２４は、例えばタッチスクリーンにより構成され、表示デバイスの一部に被検者からの操作入力を受け付ける入力領域を表示して、被検者によるタッチ操作入力を受け付けてもよい。

【0044】

次に、被検者の睡眠状態の詳細について説明する。ここで、睡眠状態は、被検者が睡眠しているか否か、つまり覚醒しているか睡眠しているかを含んでよい。睡眠状態は、被検者の睡眠の深さを含んでよい。睡眠の深さは、複数の段階に分類されてよい。睡眠の深さは、例えばレム睡眠又はノンレム睡眠に分類されてよい。睡眠の深さは、例えば睡眠のステージとして分類されてよい。睡眠のステージは、例えば、４つのステージに分類され、睡眠の深さが浅い方から順に、ステージ１、ステージ２、ステージ３及びステージ４として示されてよい。４つのステージの分類の一例については、後述する図４の説明において示す。睡眠の深さは、浅い眠り又は深い眠りに分類されてよい。

【0045】

睡眠状態は、例えば脳波に基づいて分類することができる。睡眠分類に関する脳波は、波長が長いものから順に、β波、α波、θ波及びδ波の４つに区分される。β波は、例えば３８Ｈｚから１４Ｈｚ程度の周波数の脳波である。α波は、例えば１４Ｈｚから８Ｈｚ程度の周波数の脳波である。θ波は、例えば８Ｈｚから４Ｈｚ程度の周波数の脳波である。δ波は、例えば４Ｈｚから０．５Ｈｚ程度の周波数の脳波である。

【0046】

図４は、睡眠に関する脳波の一例を模式的に示す図である。図４は、睡眠に関する脳波の変化と、優位な脳波を記載したものである。

【0047】

θ波又はδ波が、β波又はα波と比べて優位である場合に、人は睡眠状態にある。ここで優位であるとは、測定された脳波における割合が多くなることをいう。すなわち、θ波がα波よりも優位になったとき（図４の時間が０のとき）、人が入眠したといえる。入眠した後（つまり睡眠時であり、図４の時間が０から７．５の間）、脳波の周波数は、図４に模式的に示すように、θ波及びδ波の範囲で、高くなったり低くなったりして周期的に変化することが知られている。睡眠は、脳波の波長が長いほど深く、脳波の波長が短いほど浅い。脳波の周波数が、周期的に変化することで、浅い眠りと深い眠り（又はレム睡眠とノンレム睡眠）とが繰り返される。例えば、脳波に含まれるθ波の割合が所定未満の場合、人は眠りが浅い状態（レム睡眠の状態）にある。脳波に含まれるθ波の割合が所定以上の場合、又は、δ波が優位な場合、人は眠りが深い状態（ノンレム睡眠の状態）にある。

【0048】

ノンレム睡眠は、図４に示されるように、眠りが浅い方から順に、ステージ１、ステージ２、ステージ３及びステージ４の４つの段階に分けられる。

【0049】

制御部１２２は、血流量と人の睡眠状態との関係を利用して、上述した睡眠状態を、血流量に基づいて推定する。例えば、制御部１２２は、血流量と睡眠の深さとの関係を利用して、睡眠状態を推定する。ここで、血流量と睡眠状態との関係について説明する。

【0050】

人の脳は、入眠するときに副交感神経を亢進させる。副交感神経は、脳の温度を下げるために、体の内部の熱を外部に逃がすように作用し、体の内部の温度（深部温度又は核心温度という）を下げる。具体的には、副交感神経は、末梢の血管を拡張して、外郭（つまり表皮付近の皮膚）の血流量を増加させる。このとき、血液中の熱は、皮膚と空気とが触れ合うことにより放散される。また、外郭では、血液を介して深部から伝えられた熱により、発汗が促され、汗が蒸発することによっても、血液中の熱が放散される。このようにして、深部温度が下げられると、再び副交感神経の働きにより、末梢の血管が収縮し、これに伴って血流量も減少する。つまり、人は、入眠するときに血流量が増加し、眠りが深くなるにつれて血流量が減少する。本実施形態の制御部１２２は、この性質を利用して、血流量に基づいて睡眠状態を推定する。

【0051】

図５は、睡眠に関する血流量の一例を模式的に示す図である。図５は、入眠時の血流量の変化の一例を示している。図５には、参考として、優位な脳波についても記載されている。図５を用いて、制御部１２２による睡眠状態の推定処理について説明する。ここでは、制御部１２２は、睡眠状態として、被検者が入眠したこと、被検者の睡眠が浅い眠りであること、及び被検者の睡眠が深い眠りであることを推定するとして説明する。浅い眠りは、例えばθ波が優位となっている状態に対応し、深い眠りは、例えばδ波が優位となっている状態に対応するとしてよい。

【0052】

上述の原理により、図５に示すように、血流量は入眠に際して増加する。制御部１２２は、血流量が所定の閾値（第１の閾値）に達したとき、被検者の睡眠状態として、被検者が入眠したと推定してよい。図５では、血流量が第１の閾値に達した時間をｔ１により示している。第１の閾値は、例えば予め設定されて記憶部１２３に記憶されていてよい。第１の閾値は、例えば被検者ごとに設定されてもよい。この場合、第１の閾値は、例えば、入眠時における被検者の血流の変化を複数回測定した結果を用いて、制御部１２２又は電子機器１００以外の機器により決定されてよい。血流量が第１の閾値に達するまでの時間（つまりｔ１までの時間）、脳波は、α波が優位となっている状態に相当する。制御部１２２は、被検者が入眠したと推定した時間の後（つまりｔ１以降）、睡眠状態として、被検者の睡眠が浅い眠りであると推定してよい。このとき、脳波は、θ波が優位となっている状態に相当する。

【0053】

上述の原理により、図５に示すように、睡眠が深くなるにつれて血流量は減少する。制御部１２２は、血流量が所定の閾値（第２の閾値）以下となったとき、被検者の睡眠状態として、被検者の睡眠が浅い眠りから深い眠りに移行したと推定してよい。図５では、血流量が第２の閾値以下になった時間をｔ２により示している。ここで用いられる第２の閾値は、上述した、第１の閾値と同じ値であってもよく、異なる値であってもよい。第２の閾値は、例えば予め設定されて記憶部１２３に記憶されていてもよく、被検者ごとに設定されてもよい。制御部１２２が、被検者が入眠したと推定してから、被検者の睡眠が浅い眠りから深い眠りに移行したと推定するまでの時間（つまりｔ１からｔ２までの時間）、脳波は、θ波が優位となっている状態に相当する。制御部１２２は、被検者の睡眠が浅い眠りから深い眠りに移行したと推定した時間の後（つまりｔ２以降）、睡眠状態として、被検者の睡眠が深い眠りであると推定してよい。このとき、脳波は、δ波が優位となっている状態に相当する。このようにして、制御部１２２は、血流量に基づき、被検者の睡眠状態を推定できる。

【0054】

図４を参照して説明したように、人の睡眠は、浅い眠りと深い眠りが繰り返される。制御部１２２は、例えば、被検者の睡眠が深い眠りであると推定した後、再び血流量が第１の閾値に達したとき、睡眠が深い眠りから浅い眠りに移行したと推定してよい。制御部１２２は、被検者が覚醒するまで、血流量と閾値とを比較して、被検者の眠りが浅い眠りであるか深い眠りであるかを推定してよい。

【0055】

なお、睡眠状態の移行に関する推定は、浅い眠りと深い眠りとに限られない。例えば、覚醒している状態と睡眠している状態との移行が推定されてもよい。例えば、睡眠の段階の移行が推定されてもよい。例えば、レム睡眠とノンレム睡眠との移行が推定されてもよい。

【0056】

制御部１２２は、推定した被検者の睡眠状態に応じて、スピーカ部１１９から音を出力することができる。このときスピーカ部１１９から出力される音は、公知の目覚まし時計で用いられているアラーム音等であってよい。

【0057】

例えば、制御部１２２は、被検者の眠りが浅い状態であるときに、スピーカ部１１９から音を出力して、覚醒を促してよい。被検者の眠りが浅い状態であるときに覚醒を促すことにより、被検者の眠りが深い状態であるときに覚醒を促す場合と比較して、被験者は覚醒しやすく、また、覚醒直後に眠気や気だるさが強く残るいわゆる睡眠慣性と呼ばれる脳の働きが悪い状態を誘引しにくくなる。

【0058】

制御部１２２は、例えば、被検者の眠りが浅い状態であるときに、被検者の血流量が第２の閾値以下となる前に、覚醒を促してよい。制御部１２２は、例えば、第２の閾値よりも高い第３の閾値を設け、被検者の血流量が第３の閾値以下となったときに、覚醒を促すことができる。この方法は、例えば被検者がパワーナップを行う場合に用いられてよい。パワーナップは、１５分乃至３０分程度の短い仮眠であり、入眠してから、深い眠りに入る前に覚醒する仮眠をいう。被検者の血流量が第３の閾値以下となったときに覚醒を促すことにより、睡眠慣性を誘引しにくくなる。

【0059】

図６は、制御部１２２が実行する睡眠状態の推定処理の一例を示すフローチャートである。図６に示すフローは、例えば、被検者が測定装置１１０を装着して、推定装置１２０の入力部１２４を用いて、測定を開始するための操作入力を行った場合に開始されてよい。

【0060】

まず、制御部１２２は、被検者の生体情報の測定を開始する（ステップＳ１１）。制御部１２２は、例えばセンサ部１１６を起動して、発光部１１７から測定光を照射することにより、生体情報の測定を開始する。

【0061】

制御部１２２は、受光部１１８で受光された散乱光の光電変換信号を、受光部１１８から取得する（ステップＳ１２）。

【0062】

制御部１２２は、取得した光電変換信号に基づき、被検者の血流量を算出する（ステップＳ１３）。

【0063】

制御部１２２は、算出した血流量に基づき、被検者の睡眠状態を推定する（ステップＳ１４）。睡眠状態の推定処理は、図５を参照して説明した処理であってよい。

【0064】

制御部１２２は、ステップＳ１２からステップＳ１４を繰り返し実行してよい。制御部１２２は、例えば推定した睡眠状態に応じて、スピーカ部１１９から音を出力することにより、被検者に覚醒を促してもよい。

【0065】

このように、電子機器１００によれば、被検者の血流量に基づいて、被検者の睡眠状態を推定できる。血流量測定部は、例えば本実施形態で説明したように、発光部１１７と受光部１１８とを備えるセンサ部１１６として構成することができる。センサ部１１６の構成は、例えば公知の脳波計よりも小さく、簡便に使用できる。そのため、電子機器１００によれば、脳波計を用いて測定した脳波に基づいて睡眠状態を推定する場合と比較して、小型化された装置により、簡便に睡眠状態を推定できる。これにより、被検者にとっての利便性が高まるとともに、電子機器１００の有用性が高まる。

【0066】

（第２実施形態）
図７は、第２実施形態に係る電子機器２００の概略構成の一例を示す機能ブロック図である。第２実施形態に係る電子機器２００は、測定装置２１０と、推定装置１２０とを備える。本実施形態に係る電子機器２００が備える機能ブロックにおいて、第１実施形態に係る電子機器１００が備える機能ブロックと同一の機能を有するものについては、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。本実施形態に係る電子機器２００の外観は、図１で示した第１実施形態に係る電子機器１００と同一であってよい。

【0067】

測定装置２１０は、第１測定部２１２ａと、第２測定部２１２ｂとを備える。第１測定部２１２ａ及び第２測定部２１２ｂの外観は、それぞれ図１で示した第１実施形態に係る測定装置１１０の第１測定部１１２ａ及び第２測定部１１２ｂと同一であってよい。本実施形態に係る第１測定部２１２ａ及び第２測定部２１２ｂは、それぞれ環境情報取得部１４０ａ及び１４０ｂを備える点で、第１実施形態に係る第１測定部１１２ａ及び第２測定部１１２ｂと異なる。

【0068】

環境情報取得部１４０は、それぞれ測定装置２１０の周囲の環境に関する情報を取得する。環境情報取得部１４０は、例えば、被検者の血流量の変化に影響を及ぼし得る環境に関する情報を取得してよい。環境情報取得部１４０は、例えば測定装置２１０の周囲の温度を測定する温度測定部として構成されていてよい。温度測定部は、例えば温度計により構成される。温度計により構成される環境情報取得部１４０は、例えば、本体１１４において、外気に接触する位置に配置されてよい。環境情報取得部１４０が取得した情報（以下、「環境情報」とも称する）は、通信部１２１ｃを介して推定装置１２０に送信される。環境情報取得部１４０が温度計により構成されている場合、環境情報は、温度（外気温）の情報である。

【0069】

本実施形態では、推定装置１２０の制御部１２２は、第１実施形態で説明した睡眠状態の推定処理に加え、測定装置２１０から取得した環境情報に基づき、諸々の処理を行ってよい。例えば、制御部１２２は、環境情報に基づき、睡眠状態の推定精度を判定してよい。

【0070】

例えば、被検者がいる部屋の室温が低いほど、被検者の深部体温も室温の影響を受けて低くなっている。この状態で被検者が入眠使用とする場合、深部体温が既に低くなっていることにより、末梢の血管を拡張して深部体温を下げようとする働きが弱くなる場合がある。すると、室温が高い場合と比較して、血流量の変化が小さくなることにより、睡眠状態の推定を正確に実施しにくくなる。そのため、制御部１２２は、例えば環境情報である温度（以下、「環境温度」とも称する）に基づいて、睡眠状態の推定精度を判定できる。

【0071】

例えば、制御部１２２は、睡眠状態の推定精度を、複数の段階で判定してよい。例えば、制御部１２２は、睡眠状態の推定精度を、「高」、「中」及び「低」の３段階で判定してよい。例えば、制御部１２２は、測定装置２１０から取得した環境温度が第１の温度閾値よりも高い場合、睡眠状態の推定精度を「高」と判定してよい。例えば、制御部１２２は、測定装置２１０から取得した環境温度が、第２の温度閾値よりも低い場合、睡眠状態の推定精度を「低」と判定してよい。ただし、第２の温度閾値は、第１の温度閾値よりも低い値である。例えば、制御部１２２は、測定装置２１０から取得した環境温度が、第１の温度閾値以下かつ第２の温度閾値以上である場合、睡眠状態の推定精度を「中」と判定してよい。制御部１２２による睡眠状態の推定精度の判定は、この例に限られない。制御部１２２は、測定装置２１０から取得した環境温度に基づいて、所定のアルゴリズムを用いたり、記憶部１２３に予め格納されたテーブルを参照したりして、睡眠状態の推定精度を判定してよい。このアルゴリズム及びテーブルは、例えば、環境温度が高いほど睡眠状態の推定精度が高く出力されるように定められていてよい。

【0072】

制御部１２２は、判定した睡眠状態の推定精度に関する情報を、例えばスピーカ部１１９から音声で出力してもよい。制御部１２２は、推定した睡眠状態と、当該睡眠状態の推定精度とを対応付けて、記憶部１２３に記憶してもよい。

【0073】

制御部１２２は、睡眠状態の推定精度が所定の精度より高い精度であると判定した場合に、例えば第１実施形態で説明したように、睡眠状態に基づいて覚醒を促す音をスピーカ部１１９から出力させてもよい。制御部１２２は、睡眠状態の推定精度が当該所定の精度以下であると判定した場合、睡眠状態に基づいて覚醒を促す音を出力させずに、例えば被検者が入眠してから経過した時間に基づいて覚醒を促す音を出力させてもよい。

【0074】

図８は、本実施形態において制御部１２２が実行する睡眠状態の推定処理及び睡眠状態の推定精度の判定処理の一例を示すフローチャートである。図８に示すフローは、例えば、被検者が測定装置２１０を装着して、推定装置１２０の入力部１２４を用いて、測定を開始するための操作入力を行った場合に開始されてよい。

【0075】

制御部１２２は、被検者の生体情報の測定を開始し（ステップＳ２１）、受光部１１８で受光された散乱光の光電変換信号を、受光部１１８から取得する（ステップＳ２２）。ステップＳ２１及びステップＳ２２の詳細は、それぞれ第１実施形態におけるステップＳ１１及びステップＳ１２と同一であってよい。

【0076】

制御部１２２は、環境情報取得部１４０が取得した環境情報を、測定装置２１０から取得する（ステップＳ２３）。上述した例では、制御部１２２は、環境温度の情報を取得する。

【0077】

制御部１２２は、ステップＳ２２で取得した光電変換信号に基づき、被検者の血流量を算出する（ステップＳ２４）。制御部１２２は、算出した血流量に基づき、被検者の睡眠状態を推定する（ステップＳ２５）。ステップＳ２４及びステップＳ２５の詳細は、それぞれ第１実施形態におけるステップＳ１３及びステップＳ１４と同一であってよい。

【0078】

制御部１２２は、ステップＳ２３で取得した環境情報に基づいて、ステップＳ２５で推定し睡眠状態の推定精度を判定する（ステップＳ２６）。

【0079】

制御部１２２は、ステップＳ２５で推定した睡眠状態と、ステップＳ２６で判定した推定精度とを対応付けて、記憶部１２３に記憶する（ステップＳ２７）。

【0080】

制御部１２２は、ステップＳ２２からステップＳ２７を繰り返し実行してよい。制御部１２２は、例えば推定した睡眠状態に応じて、スピーカ部１１９から音を出力することにより、被検者に覚醒を促してもよい。

【0081】

このように、電子機器１００によれば、被検者の血流量に基づいて、被検者の睡眠状態を推定可能であることに加え、睡眠状態の推定精度を判定できる。

【0082】

上記説明では、環境情報取得部１４０が温度計として構成される場合の例について説明したが、環境情報取得部１４０の構成例は、これに限られない。例えば、環境情報取得部１４０は、（温度以外の）環境情報として湿度を取得する湿度計として構成されていてもよい。この場合、環境情報取得部１４０は、取得した湿度の情報を推定装置１２０に送信する。推定装置１２０では、制御部１２２が、湿度に基づいて睡眠状態の推定精度を判定する。例えば、被検者がいる部屋の湿度が低いほど、汗が蒸発しやすく、被検者の深部体温が下がりやすくなる。そのため、発汗による体温の低下が促されることとなり、その結果、末梢の血管を拡張して深部体温を下げようとする働きが弱くなる場合がある。すると、湿度が高い場合と比較して、血流量の変化が小さくなることにより、睡眠状態の推定を正確に実施しにくくなる。そのため、制御部１２２は、例えば環境情報である湿度に基づいて、睡眠状態の推定精度を判定できる。

【0083】

環境情報取得部１４０は、複数の機器により構成され、複数種類の環境情報を取得してもよい。例えば、環境情報取得部１４０は、温度計及び湿度計を含んで構成され、環境情報として、温度及び湿度を測定してもよい。この場合、制御部１２２は、複数の環境情報に基づいて、睡眠状態の推定精度を判定してもよい。

【0084】

本開示を完全かつ明瞭に開示するためにいくつかの実施形態に関し説明してきた。しかし、添付の請求項は、上記実施形態に限定されるべきものでなく、本明細書に示した基礎的事項の範囲内で当該技術分野の当業者が創作しうるすべての変形例及び代替可能な構成を具現化するように構成されるべきである。また、いくつかの実施形態に示した各要件は、自由に組み合わせが可能である。

【0085】

例えば、上記実施形態では、被検部位が耳甲介であると説明したが、被検部位としては、シャントの分布が少なく、自律神経による血管の拡張収縮を受けにくい部位を用いればよく、必ずしも耳甲介に限られない。被検部位は、例えば耳珠であってもよい。また、被検部位は、耳以外の部位であってもよい。例えば、被検部位は、指等であってもよい。被検部位は、血流量を算出するための生体情報を取得可能な任意の部位とすることができる。

【0086】

上記実施形態では、測定部１１２及び２１２がスピーカ部１１９を備えると説明したが、測定部１１２及び２１２は、必ずしもスピーカ部１１９を備えていなくてもよい。例えば、被検者に覚醒を促す音を出力しない場合には、測定部１１２及び２１２は、スピーカ部１１９を備えていなくてもよい。

【0087】

電子機器１００は、スピーカ部１１９を用いた音の出力以外の方法で、被検者に対して覚醒を促す報知を出力してもよい。例えば、電子機器１００は、振動子を備え、振動により、被検者に対して覚醒を促す報知を出力してもよい。例えば、電子機器１００は、発光部を備え、発光により、被検者に対して覚醒を促す報知を出力してもよい。電子機器１００は、ここで示した例以外の被検者が認識可能な方法で、覚醒を促す報知を出力してもよい。

【0088】

上記実施形態で説明した推定装置１２０の機能は、１つの機能として他の装置に備えられていてもよい。例えば、上記実施形態で説明した推定装置１２０の機能は、スマートフォン等の携帯端末に備えられていてもよい。この場合、当該携帯端末と、上記実施形態で説明した測定装置１１０又は２１０とが、例えば無線により互いに通信可能に接続される。測定装置１１０又は２１０が受光部１１８で受光された散乱光の光電変換信号が、携帯端末に送信され、携帯端末において、睡眠状態が推定される。上記実施形態で説明した推定装置１２０の機能は、携帯端末以外の他の装置に備えられていてもよい。このようにして、上記実施形態で説明した電子機器１００及び２００の機能は、測定装置と、他の装置とにより、システムとして実現されることができる。

【符号の説明】

【0089】

１００、２００ 電子機器
１１０、２１０ 測定装置
１１１ 装着部
１１１ａ 第１端
１１１ｂ 第２端
１１２ａ、２１２ａ 第１測定部
１１２ｂ、２１２ｂ 第２測定部
１１３ａ 第１連結部
１１３ｂ 第２連結部
１１４ａ、１１４ｂ 本体
１１５ａ、１１５ｂ イヤピース
１１６ａ、１１６ｂ センサ部
１１７ａ、１１７ｂ 発光部
１１８ａ、１１８ｂ 受光部
１１９ａ、１１９ｂ スピーカ部
１２０ 推定装置
１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ 通信部
１２２ 制御部
１２２ａ プロセッサ
１２３ 記憶部
１２４ 入力部
１３０ａ、１３０ｂ ケーブル
１４０ａ、１４０ｂ 環境情報取得部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】