JP2007202847A - 在床検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】寝具上に生体が不在であるときに在床と誤判定する可能性を低減した在床検出装置を提供する。
【解決手段】振動センサ２はベッド１に配置され、ベッド１の振動とベッド１上の使用者の心拍振動とを検出する。在床判定部２１は、振動センサ２の出力信号の振幅が規定した体動閾値を超えると寝具上の生体の動きによる体動状態と判定する。また、在床判定部２１は、振動センサ２の出力信号の振幅が体動閾値以下であるときに、振動センサ２の出力信号に心拍振動の周波数を持つ成分が含まれているとベッド１上に使用者が存在する在床状態と判定し、振動センサ２の出力信号の振幅が体動閾値以下であって生体センサにより生体が検出されていないときは不在状態と判定する。在床判定部２１は、不在状態から在床状態へは体動状態を経由してのみ遷移する。
【選択図】図１

Description

本発明は、寝具上における生体の存否を検出する在床検出装置に関するものである。

従来から、この種の在床検出装置として、寝具の表面に固定した圧電素子を用いて人体の体動を検出することにより、寝具上の人体が入眠したか否かを判定するものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された技術では、圧電素子の出力から特定の周波数成分を抽出するとともに平滑化し、心臓の活動や呼吸活動による微小な体動である細体動と、入床・起床・寝返りのような大きな体動である粗体動とを区別するために、平滑化後の信号レベルを第１の設定値および第２の設定値と比較している。第１の設定値は寝具上の人体の存否を判断するために設定されており、信号レベルが第１の設定値未満であるときには不在と判定する。また、第２の設定値は細体動と粗体動とを区別するために第１の設定値よりも大きく設定されており、信号レベルが第１の設定値以上で第２の設定値未満であるときは安静状態、信号レベルが第２の設定値以上である場合には粗体動が生起された状態と判定している。

さらに、信号レベルが第２の設定値以上であるときには継続時間を計測し、寝具上の人体自身による体動であるのか、それ以外のノイズであるのかを区別している。特許文献１には従来技術として、人体の脳波や眼球運動、あるいは脈波を検出することにより入眠を判定する技術も記載されている。
特開平５−１５５１７号公報

ところで、特許文献１に記載された発明は、圧電素子の出力を用いて細体動および粗体動を検出しているものであるから、寝具の周辺を歩くときやドアを開閉するときの床の振動も圧電素子によって検出される。第１の設定値は細体動を検出するように設定されているから、寝具の周辺を歩くときやドアを開閉する程度の振動が圧電素子により検出されたときの信号レベルは、第１の設定値を超える可能性が高く、寝具上に人体が存在する状態（以下では、「在床」と呼ぶ）と誤判定するおそれがある。つまり、寝具上に人体が存在しないにもかかわらず、圧電素子の出力から得た信号の信号レベルが第１の設定値を超えることによって在床と誤検知する可能性がある。

すなわち、特許文献１に記載の技術では、圧電素子から得た信号レベルが第２の設定値を超える場合については、他人の行為や電気的ノイズと寝具上の使用者の体動とを区別しているが、信号レベルが第１の設定値と第２の設定値との間であるときには、いつでも在床と判断することになり、寝具上に人体が存在しないにもかかわらず、寝具の周辺を歩いたりドアを開閉したりしたときの信号を在床と誤判定する可能性がある。

しかも、圧電素子は電源の入切に伴って発生するノイズのような電気的ノイズの影響を受けやすいことが知られており、電気的ノイズは設置環境に応じて種類が異なるから、特許文献１に記載の技術ではノイズの影響を十分に抑制することが困難であって、このことによっても、寝具上に不在であるときに在床と誤判定する可能性が高くなる。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、寝具上に不在であるときに在床と誤判定する可能性を低減した在床検出装置を提供することにある。

請求項１の発明は、寝具の振動を検出する振動センサと、寝具上における生体の存否を検出する生体センサと、振動センサの出力信号と生体センサの出力とから寝具上に生体が存在する在床と寝具上に生体が存在しない不在とを判別する在床判定部とを備え、在床判定部は、振動センサの出力信号の振幅が規定した体動閾値を超えると寝具上の生体の動きによる体動状態と判定し、振動センサの出力信号の振幅が体動閾値以下であって生体センサにより生体が検出されると在床状態と判定し、振動センサの出力信号の振幅が体動閾値以下であって生体センサにより生体が検出されていないと不在状態と判定し、不在状態から在床状態への遷移は体動状態を経由したときにのみ行うことを特徴とする。

この構成によれば、振動の振幅レベルだけで体動状態と在床状態と不在状態とを判別するのではなく、生体センサで検出される生体の存否の情報も各状態の判別に併せて用いているから、寝具上に生体が不在であるときに他の振動や電気的ノイズなどによって生体の存在と誤検知する可能性が低減される。しかも、不在状態から在床状態への遷移は体動状態を経由したときにのみ行われるから、振動センサの出力信号が不在状態から体動状態に向かう遷移の条件を満たした後に、生体センサの出力が体動状態から在床状態に向かう遷移の条件を満たさなければ、不在状態から在床状態へ遷移することがなく、生体が寝具に乗らない状態で在床状態と判断されることを防止できる。言い換えると、生体が寝具に乗る際の寝具の振動を体動状態として検出しなければ、不在状態から在床状態に遷移することがなく、寝具の周辺を歩いたりドアを開閉したりすることで生じる振動や電気的ノイズにより在床状態と誤判定されるのを防止できる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記振動センサが前記生体センサと兼用され、寝具上における生体から心拍を検知することを特徴とする。

この構成によれば、体動を検知する振動センサが生体の存否を検出する生体センサと兼用されているから、振動センサと生体センサとを個別に設ける場合よりもセンサの個数が少なくなり、構成が簡単になる上にセンサの小型化が可能になる。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記在床判定部が、在床状態では、前記振動センサによる振動が検出されずかつ前記生体センサの出力により生体の存在が検出されない状態が規定した離床検出時間に達すると、不在状態に遷移することを特徴とする。

この構成によれば、仮に誤判定によって在床状態に遷移した場合であっても、不在状態に自動的に復帰させることができるから、寝具上に生体が存在しないにもかかわらず在床状態が継続してしまう不都合を防止することができる。

請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記在床検出部により検出される体動状態と在床状態と不在状態との３状態の遷移の履歴を用いて睡眠環境を形成する負荷機器を制御する負荷制御装置が付加されていることを特徴とする。

この構成によれば、体動状態と在床状態と不在状態との遷移の履歴を用いることによって、睡眠の状態を推定することができるから、睡眠環境を形成する照明器具やＡＶ機器のような負荷機器を、睡眠の状態に応じて制御することが可能になり、寝具上の生体の睡眠の状態に応じた快適な睡眠環境を自動的に形成することが可能になる。

請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記在床検出部から前記負荷制御装置に対してデータ伝送用の伝送路を介して前記３状態を通知させる通信部が付加されていることを特徴とする。

この構成によれば、在床検出部と負荷制御装置とを異なる場所に配置することができるから、在床検出部を寝具の近傍に配置し、負荷制御装置を負荷の近傍に配置することができる。

本発明の構成によれば、体動状態からは在床状態と不在状態とへの遷移が許容されているが、不在状態からは体動状態への遷移のみが許容されているので、不在状態から在床状態への遷移には体動状態を経由しなければならず、生体が寝具に乗る際の寝具の振動が体動状態として検出されなければ、不在状態から在床状態に遷移することがなく、寝具の周辺を歩いたりドアを開閉したりすることで生じる振動や電気的ノイズにより在床状態と誤判定されるのを防止することができるという利点を有する。

以下の説明において「生体」という用語は、人体を含む動物意味し、人以外に犬や猫であっても同様の構成を採用することができる。また、寝具上に生体が存在している状態を「在床」と呼び、寝具上に生体が存在していない状態は「不在」と言う。さらに、寝具の上に乗る行為を「入床」、寝具の上から降りる行為を「離床」と呼ぶ。また、生体としては人体の場合を例示する。以下に説明する実施形態においても、検出すべき状態は従来技術と同様であり、寝具上に人体が存在する状態（在床）、寝具上に人体が存在しない状態（不在）、寝具上で人体が寝返りなどの行為をする場合（体動）の３状態である。ただし、本発明における体動には寝具への乗り降りも含む。また、体動状態から在床状態または不在状態に向かう遷移の間、あるいは不在状態から体動状態に向かう遷移の間に、他の状態を含むことも可能である。

（実施形態１）
本実施形態は、図１に示すように、寝具としてベッド本体１１とマットレス１２とからなるベッド１を例示する。マットレス１２の下でベッド本体１１とマットレス１２との間には後述する振動センサ２を配置してあり、振動センサ２の出力に基づいて上述した３状態を判別する。振動センサ２は、ベッド１の上に存在する使用者の寝返りなどによる体動のほか、心拍も検出することができるものを用いる。つまり、振動センサ２の出力信号は、ベッド１への使用者の出入りなどに伴う振動に対応する在不在情報と、心拍のような生体の存否に対応する生体情報とを含んでいる。

この種の振動センサ２としては、振動を電気信号に変換するものであって使用者の心拍を検出することが可能なものであればとくに制限はなく、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）を圧電材料に用いた圧電素子、振動を静電容量の変化に変換する静電容量型振動センサ、振動が伝達される空気袋を有し空気袋内の空気圧の変動を圧力検出素子で検出する振動センサ、振動検出用に構成したマイクロホン（振動ピックアップ）などを用いることができる。

振動センサ２の出力信号は在床検出部２１に入力され、在床検出部２１では、後述する手順で、在床状態、不在状態、体動状態の３状態を判別する。振動センサ２１と在床検出部２１との間の接続線には周囲ノイズの影響を抑制するためにシールド線を用いるのが望ましい。在床検出部２１では振動センサ２からの出力信号のＡＤ変換を行い、以下に説明する条件判定はマイクロコンピュータを用いて行う。本実施形態では、在床検出部２１の判別結果を用いて睡眠環境を制御する例を示しており、睡眠環境を形成するための負荷機器（図示例では、照明器具３１とＡＶ機器３２）を制御する睡眠環境制御部２３を設けている。

睡眠環境制御部２３には、在床検出部２１による判別結果がシリアル通信によるデータ伝送を行う通信部２２を通して転送され、判別結果を用いて照明器具３１とＡＶ機器３２とをそれぞれ制御する。照明器具３１は睡眠環境制御部２３との間に照明制御部２４を備え、照明制御部２４では睡眠環境制御部２３からの指示に応じた照明制御信号を照明器具３１に出力する。また、ＡＶ機器３２は睡眠環境制御部２３との間にＡＶ機器制御部２５を備え、ＡＶ機器制御部２５では睡眠環境制御部２３からの指示に応じたＡＶ制御信号をＡＶ機器３２に出力する。通信部２２と睡眠環境制御部２３との間のデータ伝送用の伝送路は有線と無線とのどちらを用いてもよいが、在床検出部２１をベッド１の近傍に配置し、睡眠環境制御部２３を負荷機器の近傍に配置する場合には、赤外線などを伝送媒体とする無線伝送路を用いると、配置の自由度が高くなる。

照明器具３１は、点灯・消灯だけではなく照明制御信号が与えられることにより光出力を任意に調節することができるものを用いる。また、ＡＶ機器３２は主として音響機器を用いるが、ビデオテーププレイヤーやＤＶＤプレイヤーとディスプレイとからなる映像提示用の機器を用いる場合もある。また、ＡＶ機器３２としては、ＡＶ制御信号が与えられることにより、音響や映像の内容の切換と音響機器の音量の調節とが可能であるものを用いる。図示していないが、この種の負荷機器としては、複数種類の芳香成分を蓄えたタンクを備え、調香信号を与えることにより、芳香成分を指定した量で混合するとともに気化させて、種々の芳香を発生させることが可能な芳香発生器を用いる場合もある。

また、睡眠環境を形成する負荷機器としては、マッサージ装置、エアコン装置、電動カーテンなどを設けることも可能である。

図示例では、在床検出部２１および通信部２２からなる在床判定装置２０と、睡眠環境制御部２３と照明制御部２４とＡＶ機器制御部２５とからなる負荷制御装置３０とを分離して設けているが、負荷制御装置３０を在床判定装置２０と一体に設けるようにしてもよい。この場合、通信部２２は不要であり、在床検出部２１の判定結果を睡眠環境制御部２３に直接与える。

以下では、在床検出部２１の動作について説明する。在床検出部２１は、在床状態、不在状態、体動状態の３状態を振動センサ２の出力信号から判別する。在床検出部２１の動作を説明するために、まず、使用者の入床時と離床時との行為と、振動センサ２が検出する振動の振幅との関係について考察する。両者の関係はおおむね次のように考えることができる。

入床時には、一般に以下の順で行動する。（１−１）ベッド１に近付く：振幅小、（１−２）掛け布団をめくる：振幅大、（１−３）入床（ベッド１に乗る）：振幅大、（１−４）ベッド１上で横になり掛け布団をかける：振幅大、（１−５）安静状態になる：振幅小。また、離床時には、一般に以下の順で行動する。（２−１）安静状態である：振幅小、（２−２）掛け布団をめくる：振幅大、（２−３）上体を起こすか横になったままベッド１上で移動する：振幅大、（２−４）離床（ベッド１から降りる）：振幅小。

上述の考察から、入床時や離床時の過程において振動の振幅が大きくなる状態が生じることがわかる。入床と離床との間が在床状態であるから、振動の振幅が大きい状態を検出した後に在床状態に遷移すれば、在床状態と不在状態との判別の信頼性を高めることができると言える。つまり、不在状態から在床状態への遷移時（入床時）には振動センサ２により検出される振動の振幅が大きい状態が生じるから、状態遷移の履歴を考慮すれば在床状態と判別する際の信頼性を向上させることができる。また、使用者の入床から離床までの期間である在床状態の期間であって、（１−５）（２−１）の安静状態では、心拍や呼吸によって生じる使用者の生体情報の検出が可能になるから、在床状態とみなせるときに生体情報を併せて検出すれば在床状態と判別する際の信頼性が高くなる。

上述した考察を踏まえて、本実施形態の在床検出部２１では、振動センサ２の出力信号に基づいて在床状態、不在状態、体動状態の３状態を検出するにあたって、３種類の条件判断を行う。すなわち、体動状態に関しては振動センサ２の出力信号の振幅の移動平均値を規定した体動閾値と比較する。移動平均値が体動閾値を越える場合には体動状態と判別し、体動閾値以下であるときには在床状態または不在状態であると判別する。

振動センサ２の出力信号の振幅の移動平均が体動閾値以下であるときには、振動センサ２の出力信号に基づいて使用者の心拍による振動が検出されるか否かを判定する。本実施形態の振動センサ２の出力信号は、心拍による振動も含んでおり、心拍の周波数は０．５〜１．５Ｈｚであるから、振動センサ２の出力信号からこの周波数の成分を抽出し、この周波数の成分が一定時間（たとえば、１０秒間）にわたって検出されると、心拍による振動が検出されたと判断する。つまり、使用者がベッド１の上に存在する可能性が高いと言える。

ところで、ベッド１の上に使用者が存在している状態であっても、寝返りなどの比較的大きな体動によって離床前と同様に振動の振幅が大きくなることがある。この状態は離床ではないから在床状態を維持しなければならないが、振動の振幅が大きくなったのであるから離床の可能性もある。そこで、在床状態では、振動センサ２による振動が検出されずかつ心拍が検出されない状態の継続時間を計時し、規定した離床検出時間内に次の振動が検出されなければ不在と判断する。離床検出時間を設定したことにより、離床検出時間内に心拍が検出されると在床状態を維持することができ、仮に誤判定によって在床状態に遷移したとしても、自動的に不在状態に復帰するから、ベッド１の上に使用者が存在しないにもかかわらず在床状態が継続するのを防止することができる。なお、離床検出時間は在床検出部２１に内蔵したタイマ（図示せず）によって計時する。

振動センサ２の出力信号の振幅の移動平均値を体動閾値と比較する判定、心拍振動の判定、離床検出時間の判定の３種類の判定は、在床検出部２１が判別した状態に応じて適宜に用いられる。上述した３種類の判定を状態間の遷移に用いる手順について以下に説明する。

電源投入直後（動作開始直後）には、在床状態、不在状態、体動状態の３状態が決まっていないから、電源投入直後の一定期間は不定状態としておき、不定状態から始めて他の３状態に遷移する。すなわち、図２に状態遷移図として示すように、電源投入直後の一定期間（たとえば、１２８ｍｓ）は不定状態ＳＴ０として動作し（振動センサ２の出力を無効にする）、その後、振動センサ２の出力信号に基づいて、在床状態ＳＴ１、不在状態ＳＴ２、体動状態ＳＴ３の３状態のいずれかに遷移する。

不定状態ＳＴ０から他の状態ＳＴ１〜ＳＴ３への遷移の条件を図３に示す。不定状態ＳＴ０においては、離床検出時間による判定は用いず、体動閾値と心拍振動との判定を行う。すなわち、不定状態ＳＴ０では、振動センサ２の出力信号の振幅の移動平均値を求め、この移動平均値を体動閾値と比較する（Ｓ１１）。移動平均値が体動閾値を超えていれば（Ｓ１１：Ｙ）、体動状態ＳＴ３に遷移する（Ｓ１２）。また、移動平均値が体動閾値以下であって（Ｓ１１：Ｎ）心拍が検出されていれば（Ｓ１３：Ｙ）、在床状態ＳＴ１に遷移し（Ｓ１４）、心拍が検出されなければ（Ｓ１３：Ｎ）、不在状態ＳＴ２に遷移する（Ｓ１５）。したがって、不定状態ＳＴ０からは、在床状態ＳＴ１、不在状態ＳＴ２、体動状態ＳＴ３の３種類の状態への遷移が可能になる。

体動状態ＳＴ３においても不定状態ＳＴ０と同様に、体動閾値と心拍振動との判定を行う。つまり、図４に示すように、振動センサ２の出力信号の振幅の移動平均値を求め、この移動平均値を体動閾値と比較する（Ｓ２１）。移動平均値が体動閾値を超えていれば（Ｓ２１：Ｙ）、体動状態ＳＴ３を継続する（Ｓ２２）。また、移動平均値が体動閾値以下になり（Ｓ２１：Ｎ）かつ心拍が検出されていれば（Ｓ２３：Ｙ）、在床状態ＳＴ１に遷移し（Ｓ２４）、心拍が検出されなければ（Ｓ２３：Ｎ）、不在状態ＳＴ２に遷移する（Ｓ２５）。したがって、体動状態ＳＴ３では、体動状態ＳＴ３を維持するか、在床状態ＳＴ１と不在状態ＳＴ２との一方の状態への遷移が可能になる。

在床状態ＳＴ１では、上述した３種類の判定をすべて用いる。図５に示すように、振動センサ２の出力信号の振幅の移動平均値を求め、この移動平均値を体動閾値と比較する（Ｓ３１）。移動平均値が体動閾値を超えていれば（Ｓ３１：Ｙ）、体動状態ＳＴ３に遷移する（Ｓ３２）。また、移動平均値が体動閾値以下になり（Ｓ３１：Ｎ）かつ心拍が検出されていれば（Ｓ３３：Ｙ）、在床状態ＳＴ１を維持し（Ｓ３４）、心拍が検出されなければ（Ｓ３３：Ｎ）、規定した離床検出時間による判定を行い（Ｓ３５）、体動閾値以上の振幅の振動が振動センサ２によって検出されず、かつ心拍も検出されない状態が離床検出時間の間に終了すれば（Ｓ３５：Ｙ）、在床状態ＳＴ１を維持する（Ｓ３４）。体動閾値以上の振幅の振動が振動センサ２によって検出されず、かつ心拍も検出されない状態が離床検出時間を超えて継続するときは（Ｓ３５：Ｎ）、不在状態ＳＴ２に遷移する（Ｓ３６）。したがって、在床状態ＳＴ１では、在床状態ＳＴ１を維持するか、不在状態ＳＴ２と体動状態ＳＴ３との一方の状態への遷移が可能になる。

不在状態ＳＴ２では、体動閾値による判定のみを用いる。つまり、図６に示すように、振動センサ２の出力信号の振幅の移動平均値を求め、この移動平均値を体動閾値と比較する（Ｓ４１）。移動平均値が体動閾値を超えているときは（Ｓ４１：Ｙ）、体動状態ＳＴ３に遷移し（Ｓ４２）、移動平均値が体動閾値以下であるときには（Ｓ４１：Ｎ）、不在状態ＳＴ２を維持する（Ｓ４３）。不在状態ＳＴ２では、不在状態ＳＴ２の維持と、体動状態ＳＴ３への遷移のみが可能であり、在床状態ＳＴ１への遷移は体動状態ＳＴ３を経なければ不可能になっている。

本実施形態における在床検出部２１の動作を簡単にまとめる。まず、電源投入直後には履歴がないから、振動センサ２の出力信号では在床状態ＳＴ１と不在状態ＳＴ２と体動状態ＳＴ３とを区別することができない。そこで、電源投入直後の一定時間は不定状態ＳＴ０になる。不定状態ＳＴ０からは在床状態ＳＴ１と不在状態ＳＴ２と体動状態ＳＴ３とのいずれにも遷移することができる。ただし、体動閾値による体動状態ＳＴ３への遷移の可能性を最初に検証し、体動状態ＳＴ３でなければ在床状態ＳＴ１か不在状態ＳＴ２かを判別する。

在床状態ＳＴ１と体動状態ＳＴ３とは他の２状態に遷移することができるが、不在状態ＳＴ２は体動状態ＳＴ３への遷移のみが可能になっている。体動状態ＳＴ３から在床状態ＳＴ１への遷移は、振動センサ２の出力信号の振幅が体動閾値以下であり、かつ心拍振動が検出される場合であり、在床状態ＳＴ１では振動センサ２により振動が検出されない状態が離床検出時間を超えて継続するときには不在状態ＳＴ２に遷移する。

上述の手順で在床状態ＳＴ１、不在状態ＳＴ２、体動状態ＳＴ３の判定がなされると、判定結果は通信部２２を通して睡眠環境制御部２３に通知される。睡眠環境制御部２３では、睡眠環境に関して複数のシナリオが設定されている。ここでは、入眠誘導シナリオ、熟眠シナリオ、起床シナリオの３種類のシナリオが用意されている場合について説明する。

睡眠環境制御部２３では、在床検出部２１の判定結果が、不在状態から体動状態に遷移しさらに在床状態に遷移すると入床であると判断し、入床後に在床状態が継続している間に入眠誘導シナリオを起動する。入眠誘導シナリオでは、ベッド１の上の使用者をリラックスさせるように負荷機器を制御する。たとえば、照明器具３１については照度を低下させ、ＡＶ機器３２についてはリラックスさせる映像や音楽を流す。入眠誘導シナリオは、在床状態が継続している期間にのみ起動されるのであって、ベッド１から一旦離床してトイレなどに行くと入眠誘導シナリオは解除される。したがって、離床したにもかかわらず入眠誘導シナリオが継続して実行されることがなく、次の入床によってあらためて入眠誘導シナリオが起動される。

睡眠環境制御部２３は、時計機能を内蔵しており、在床検出部２１において在床状態と判定されてから所定の時間が経過すると、入眠誘導シナリオから熟眠シナリオに移行させる。熟眠シナリオでは、負荷機器が使用者を覚醒させる刺激を与えるものであれば動作を停止させ、使用者の睡眠を深くするものであれば動作させる。たとえば、照明器具３１やＡＶ機器３２は動作を停止させ、エアコン装置などでは温度を適温になるように制御する。ところで、熟眠シナリオを実行している期間では、在床検出部２１において不在状態と判定されたときには、使用者がトイレや洗面所に行った場合が多いから、照明器具３１を低光量で点灯させる。照明器具２１が足元灯を含む場合であれば、在床状態から不在状態に移行したときに足元灯を点灯させ、不在状態から体動状態を経て在床状態に遷移したときに足元灯を消灯させるようにすればよい。

入眠誘導シナリオから熟眠シナリオへの移行期には、負荷機器の動作を徐々に変化させ、急激な変化が生じないようにする。たとえば、照明器具３１については時間経過に伴って照度を低下させ、ＡＶ機器３２については輝度や音量を徐々に低下させる。

睡眠環境制御部２３に内蔵した時計機能により計時されている現在時刻が、あらかじめ設定した起床時間になったときに、在床検出部２１において在床状態と判定されていると、起床シナリオが起動される。起床シナリオでは、徐々に覚醒させるように負荷機器を動作させる。たとえば、照明器具３１については点灯させ、ＡＶ機器３２については覚醒のための視覚刺激や聴覚刺激を与えるように制御する。また、カーテンの開閉を制御することができる場合にはカーテンを開けるようにすればよい。

上述のように、睡眠環境制御部２３を備えていることにより、使用者の在床状態と不在状態と体動状態との３状態に基づいて、使用者の入眠、熟眠、覚醒に適合した負荷機器の制御が可能であるから、使用者の満足度の向上が期待できる。

上述した構成例では、振動センサ２によって体動だけではなく心拍振動も検出しているが、体動を検出する振動センサ２とは別に心拍振動のような生体情報を検出するための生体センサを別途に設けてもよい。生体センサは、心拍を検出する場合には振動センサ２と同様の構成のものを用いることができる。また、心拍以外の生体情報として、体温や体重を検出するようにしてもよい。

ところで、心拍振動を検出するにあたっては、設置環境や使用者の個人差によって振幅にばらつきが生じる。したがって、心拍振動の振幅のばらつきを吸収するために、振動センサ２ないしは生体センサの出力を増幅する際の利得を自動的に調節する機能を在床検出部２１に設けておくのが望ましい。たとえば、使用者がベッド１上で睡眠する際の姿勢をとった状態で電源を投入するように取り決めておき、電源投入直後の不定状態において心拍振動を検出するようにすれば、この状態で検出した心拍振動の振幅を基準値として増幅後の出力レベルが規定値になるように利得を調節する構成を採用することにより、利得を自動的に調節することが可能になる。

また、上述した構成例では、在床状態から不在状態に直接遷移することを可能にしているが、在床状態から不在状態への遷移を行わせず、不在状態と同様に、在床状態からは体動状態にのみ遷移させる構成としてもよい。つまり、図５のステップＳ３５を省略した構成を採用してもよい。この場合、在床状態と不在状態との間では、必ず体動状態を通過することになる。また、上述の例では睡眠環境制御部２３を設けることにより睡眠環境を形成する負荷機器を制御する構成を採用しているが、この構成は必須というわけではなく、使用者のベッド１上の在床状態と不在状態とを検出する必要がある用途であれば、睡眠環境制御部２３を用いることなく在床検出部２１の出力を利用することができる。つまり、負荷機器を制御するのではなく在床状態と不在状態とを判定する機能のみを利用することもできる。また、寝具としてはベッド１を例示したが、マットレスの上に布団を敷く場合にはベッド１と同様に扱うことができる。

本発明の実施形態を示すブロック図である。 同上における在床検出部の状態遷移図である。 同上の不定状態から他の状態に遷移する条件を示す図である。 同上の体動状態から他の状態に遷移する条件を示す図である。 同上の在床状態から他の状態に遷移する条件を示す図である。 同上の不在状態から他の状態に遷移する条件を示す図である。

符号の説明

１ ベッド
２ 振動センサ（生体センサと兼用）
２０ 在床判定装置
２１ 在床判定部
２２ 通信部
３０ 負荷制御装置
３１ 照明器具
３２ ＡＶ機器
ＳＴ１ 在床状態
ＳＴ２ 不在状態
ＳＴ３ 体動状態

Claims (5)

1. 寝具の振動を検出する振動センサと、寝具上における生体の存否を検出する生体センサと、振動センサの出力信号と生体センサの出力とから寝具上に生体が存在する在床と寝具上に生体が存在しない不在とを判別する在床判定部とを備え、在床判定部は、振動センサの出力信号の振幅が規定した体動閾値を超えると寝具上の生体の動きによる体動状態と判定し、振動センサの出力信号の振幅が体動閾値以下であって生体センサにより生体が検出されると在床状態と判定し、振動センサの出力信号の振幅が体動閾値以下であって生体センサにより生体が検出されていないと不在状態と判定し、不在状態から在床状態への遷移は体動状態を経由したときにのみ行うことを特徴とする在床検出装置。
2. 前記振動センサは前記生体センサと兼用され、寝具上における生体から心拍を検知することを特徴とする請求項１記載の在床検出装置。
3. 前記在床判定部は、在床状態では、前記振動センサによる振動が検出されずかつ前記生体センサの出力により生体の存在が検出されない状態が規定した離床検出時間に達すると、不在状態に遷移することを特徴とする請求項１または請求項２記載の在床検出装置。
4. 前記在床検出部により検出される体動状態と在床状態と不在状態との３状態の遷移の履歴を用いて生体の睡眠状態を判別し、睡眠環境を形成する負荷機器を睡眠状態に応じたシナリオで制御する負荷制御装置が付加されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の在床検出装置。
5. 前記在床検出部から前記負荷制御装置に対してデータ伝送用の伝送路を介して前記３状態を通知させる通信部が付加されていることを特徴とする請求項４記載の在床検出装置。

Images