JP2010119791A - 睡眠状態評価システムおよびこれを用いた照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】横臥状態を精度よく検出するとともに、検出できなかった場合にもユーザーの不利益を極力少なくする。
【解決手段】寝具上の空間を検知対象とする第１の体動センサと、前記寝具の外周より外方に広がる空間を検知対象とする第２の体動センサと、前記第１の体動センサ及び前記第２の体動センサの検知結果に基づいて就寝者の動態及び睡眠状態を評価する評価手段とを備え、前記評価手段は、前記第１の体動センサ及び前記第２の体動センサが体動を検知していない状態から前記第１の体動センサ及び前記第２の体動センサが略同時に体動を検知している状態になった場合に就寝者が入床したと判断し、第１の体動センサは相対的に大きな第１の閾値と相対的に小さな第２の閾値とを有しており、前記第１の閾値に達するか、前記第２の閾値に達しているが前記第１の閾値には達しない状態で一定時間以上第２の体動センサの無検知状態が継続したか、等によって判断する。
【選択図】図２

Description

本発明は、睡眠状態評価システムおよびこれを用いた照明システムに係り、特に赤外線人体検出センサなどの画像センサを用い、就寝者（ユーザー）の深夜のトイレや起床時における離床のための起き上がりを正確に検出し、環境や機器の制御を行うための自動制御システムに関するものである。

就寝中の離床動作などを寝返りなどの睡眠中の体動と区別して検知し、より正確に睡眠状態の評価を行い、かつ照明器具などの電器機器の制御を就寝者の状態に応じて自動的に行うことを企図し、二つの赤外線体動センサを用いた、睡眠評価システムが提案されている。

上記睡眠評価システムにおいては、２つのセンサ出力パターンにより、睡眠時におけるユーザーの行動を把握するという方法がとられている。入床時においては、まず入室して寝具付近を歩行することにより、第２の体動センサが体動を検知した後、寝具上で着座した状態では、両センサが体動を検知し、最終的に就眠のために横臥した状態になると第１の体動センサのみが体動を検知する。すなわち、図１０（ａ）に示すように、入床から入眠時においては、まず第２の体動センサの断続的検知の開始に遅れて第１体動センサの断続的検知が始まり、第１の体動センサの断続的検知の方が長く持続する。また、離床時においては、まず横臥状態での体動を第１の体動センサが検知した後、身体を起こすことで両センサが体動を検知、最終的に寝具を離れることで第２の体動センサのみが体動を検知する。すわなち、図１０（ｂ）に示すように、離床時においては、まず第１の体動センサの断続的検知の開始に遅れて第２体動センサの断続的検知が始まり、第２の体動センサの断続的検知の方が長く持続する。

特開2008-505号公報

特許文献１に記載の構成においては、寝具上での着座時に第１および第２の体動センサが共に体動を検出した後に、第１の体動センサのみが一定量の体動を検出した時点でユーザーが寝具に横たわった（横臥状態）と判定している。この判定は、第１の体動センサの体動検出量にある閾値を設定して、その閾値を超えるかどうかで判定を行う。ところが、横たわる動作（挙動）にはユーザーによる個人差や状況に応じてバラツキがあるため、一定の閾値のみで確実に横臥状態となったことを判定するのは困難である。ユーザーが横臥状態となったにもかかわらずそれを検出できなければ、それに応じた消灯や調光などの照明制御を行うことができず、ユーザーが入眠のために横になっているにもかかわらず不必要な照明を点灯し続けることとなる。光の生理的な覚醒作用を考慮すると、このような点灯の維持はユーザーの入眠を妨げることになり、ユーザーに不利益となるものである。
また同様に、ユーザーの離床動作を検出できなかった場合にも、退室後に照明が点灯し続けることでエネルギーの浪費を生じさせることとなる。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、ユーザーの横たわり（横臥状態）をより精度よく検出するとともに、検出できなかった場合にもユーザーの不利益が極力少なくなるようにすることを目的とする。

また、本発明は、ユーザーの睡眠状態を高精度に評価し、人の存在だけでなく、人の行為を検出して、真に明るさを必要とする場面のみ、十分な光を提供することによって、高い省エネルギー効果を得ることのできる照明システムを提供することを目的とする。

そこで本発明の睡眠状態評価システムは、就寝者が寝具に横たわったときに就寝者の体が占有する寝具上の空間を検知対象とする第１の体動センサと、就寝者が前記寝具上において長座姿勢をとるときの就寝者の肩位置と略同等高さの前記寝具に平行な平面を底面とし、前記寝具の外周より外方に広がる空間を検知対象とする第２の体動センサと、前記第１の体動センサ及び前記第２の体動センサの検知結果に基づいて就寝者の動態及び睡眠状態を評価する評価手段とを備え、前記評価手段は、前記第１の体動センサ及び前記第２の体動センサが体動を検知していない状態から前記第１の体動センサ及び前記第２の体動センサが略同時に体動を検知している状態になった場合に就寝者が入床（着座）したと判断し、前記第１の体動センサのみが体動を検知している状態になった場合に就寝者が寝具に横たわったと判断し、第１の体動センサは相対的に大きな第１の閾値と相対的に小さな第２の閾値とを有しており、前記第１の閾値に達するか、前記第２の閾値に達しているが前記第１の閾値には達しない状態で一定時間以上第２の体動センサの無検知状態が継続したか、のいずれかによって寝具上に横たわったと判断するようにしたことを特徴とする。
この構成によれば、第１の体動センサによる単独の体動検出がやや少なかった場合でも、第２の体動センサの検出状態と合わせて横臥状態を判定するため、横臥状態の判定精度を向上することが可能となる。

また、本発明は、上記睡眠状態評価システムにおいて、前記評価手段は、前記第１および第２の体動センサの出力が、予め設定された保持時間消失したことをもって、ユーザーの入眠もしくは退室と判定するようにしている。
この構成によれば、ユーザーの体動が一定時間検出できないことをもってユーザーの入眠もしくは退室と判定するようにしているため、誤作動を回避することができる。例えば照明システムの場合は、照明器具を消灯もしくは調光させるので、上記誤作動による点灯の継続を回避することができる。また、入眠もしくは退室による照明制御に同一の制御ロジックで対応できるため、システムを簡素化できる。

また、本発明は、上記睡眠状態評価システムにおいて、前記評価手段は、ユーザーが寝具の周辺に存在する在室状態および上記着座状態のそれぞれにおいて第１および第２の保持時間A、Bを有しており、第２の保持時間Bは第１の保持時間Aよりも長く、その第２の保持時間、前記第１および第２の体動センサが体動を検出しない場合に、就寝状態であると判断するものを含む。
この構成によれば、寝具上での着座時に保持時間を相対的に長く設定することで、消灯前に体動が検出されやすくなり、システムの誤作動を回避することができる。

また、本発明の照明システムは、前記評価手段の評価結果に基づいて、照明器具を制御するものを含む。
この構成によれば、寝具上での着座時に保持時間を相対的に長く設定することで、消灯前に体動が検出されやすくなり、上記誤作動による突然の消灯を回避することができる。

また、本発明は、上記照明システムにおいて、前記評価手段は、ユーザーが寝具の周辺に存在する在室状態および上記着座状態のそれぞれにおいて第１および第２の保持時間A、Bを有しており、第２の保持時間Bは第１の保持時間Aよりも長く、その第２の保持時間、前記第１および第２の体動センサが体動を検出しない場合に、照明器具を消灯もしくは調光するものを含む。
この構成によれば、寝具上に着座した状態で、身体の動きが小さい場合にも、体動を検出でき、誤作動による突然の消灯を回避することができる。また、在室時では保持時間が短く設定されることで退室時に無駄に長時間点灯が維持されることがない。

以上説明してきたように、本発明によれば、第１の体動センサによる単独の体動検出がやや少なかった場合でも、第２の体動センサの検出状態と合わせて横臥状態を判定するため、横臥状態の判定精度を向上することが可能となる。
また、本発明の照明システムによれば、上記睡眠状態評価システムの判断結果に基づいて点灯制御を行うようにしているため、細やかで無駄のない点灯制御を行うことができる。

以下本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１および２は、本発明の実施の形態１の睡眠状態評価システムを示す説明図であり（図２は図１の要部拡大図）、図３はこの睡眠状態評価システムを用いた照明システムのブロック図である。この睡眠状態評価システムは、図１乃至３に示すように、就寝者Ｐが寝具に横たわったときに就寝者Ｐの体が占有する寝具上の空間を検知対象とする第１の体動センサ１０１と、就寝者Ｐが前記寝具上において長座姿勢をとるときの就寝者Ｐの肩位置と略同等高さの前記寝具に平行な平面を底面とし、前記寝具の外周より外方に広がる空間を検知対象とする第２の体動センサ１０２と、前記第１の体動センサ１０１及び前記第２の体動センサ１０２の検知結果に基づいて就寝者Ｐの動態及び睡眠状態を評価する評価手段１０４とを備え、この評価手段は、前記第１の体動センサ及び前記第２の体動センサが体動を検知していない状態から前記第１の体動センサ及び前記第２の体動センサが略同時に体動を検知している状態になった場合に就寝者Ｐが入床（着座）したと判断し、前記第１の体動センサのみが体動を検知している状態になった場合に就寝者Ｐが寝具に横たわったと判断し、第１の体動センサは相対的に大きな第１の閾値と相対的に小さな第２の閾値とを有しており、前記第１の閾値に達するか、前記第２の閾値に達しているが前記第１の閾値には達しない状態で一定時間以上第２の体動センサの無検知状態が継続したか、のいずれかによって寝具上に横たわったと判断するようにしたことを特徴とする。
ここで状態Ａは横臥状態を示し、状態Ｂは着座状態、状態Ｃは寝具外にいる状態を示す。

この評価手段１０４は、第１の体動センサ１０１及び前記第２の体動センサ１０２の検知結果に基づいて就寝者Ｐの動態を演算する演算部１０３の演算結果に基づいて睡眠状態を評価する。また、照明器具３００の点灯制御は、制御部２００によってなされる。４００は操作部である。
ここで、第１および第２の体動センサは、赤外線人体検出センサであり、生体が発する微弱な赤外線の変化をとらえることにより、人の在・不在や動きを検出するもので、図４および５に示すように、体動発生にともなう出力信号の一例を示すように、体動を検知するとセンサは矩形信号を出力することから、体動量をその矩形波の個数や立ち上がり時間の積算から求めることができる。

第１の体動センサは就寝者Ｐが寝具に横たわったとき（状態Ａ）に就寝者Ｐの体が占有する寝具上の空間（第１の検知空間）Ｄ１を検知対象とし、第２の体動センサは就寝者Ｐが寝具上において長座姿勢（状態Ｂ）をとるときの就寝者Ｐの肩位置と略同等高さの寝具に平行な平面を底面とし、寝具の外周より外方に広がる空間（第２の検知空間）Ｄ２を検知対象とする。
ここで演算部１０３は、体動センサからの信号処理を行い，処理結果に基づいて制御信号を制御部２００へ送る。

ここで操作部４００は、ユーザーが本システムの各種設定を行うためのインターフェースであり、具体的には，照明の自動制御設定や手動操作などを行う。
また、制御部２００は、演算部１０３からの制御信号を受け、照明装置を制御する。
さらにまた、照明器具３００は、制御部２００からの制御信号を受け、点灯・消灯・調光を行う。

これら第１および第２の体動センサ１０１，１０２は、人の状態を認識するものであればよく、暗時に利用する場合には、赤外線センサなどを用いるが、薄明るい箇所で用いる場合には例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサのような固体撮像素子を用いたカメラを使用し、レンズとしては広角レンズ、魚眼レンズなどを用いる。

従来は、寝具上での着座時に第１・第２の体動センサが共に体動を検出した後に、第１の体動センサのみが一定量の体動を検出した時点でユーザーが寝具に横たわった（横臥状態）と判定している。この判定は、第１の体動センサの体動検出量にある閾値を設定して、その閾値を超えるかどうかで判定を行うが、本実施の形態では、この閾値を２段階で設定する。ここではセンサ出力波形の矩形波の個数（山の数）で体動量を定量化するとし、閾値（低）を３、閾値（高）を６とする。

図４に示すように、両方のセンサ１０１，１０２が体動を検出した後に第１の体動センサ１０１が単独で十分な量の体動を検出し、閾値（高）に達した場合Ｔ_Ｈには即、横臥状態と判定する。一方、図５に示すように第１の体動センサの単独での検出がそれほど多くなく、閾値（低）にしか達しなかった場合Ｔ_Ｌには、その後の第２の体動センサの出力を待って一定時間の無体動が確認された時点Ｔ_Ｒで横臥状態と判定する（もし一定時間に到達する前に体動が確認されたら、再度着座状態と判定し、体動量をリセットする）。これにより、ユーザーがあまり身体を大きく動かすことなく寝具に横たわった場合でも、横臥状態を判定しやすくなる。また、手の動きなどで着座状態でありながら、偶然第１の体動センサ１０１が単独で連続して体動を検出し、閾値（低）を超えてしまった場合でも、その後第２の体動検知センサ体動を検知した時点で再び着座状態と判定するため、横臥状態の誤検出も防止することができる。

以下本実施の形態の睡眠状態評価システム１について詳細に説明する。図１および２に示したように、就寝者Ｐが寝具（ベッド）２に横たわったときに就寝者Ｐの体が占有する寝具２上の空間Ｄ１を検知対象とする第１の体動センサ１０１と、就寝者Ｐが寝具２上において長座姿勢（上体を起上がらせて座った姿勢）をとるときの就寝者Ｐの肩Ｐｓ位置と略同等高さの寝具２に平行な平面を底面Ｄ２ｂとし、寝具２の外周より外方に広がる空間Ｄ２を検知対象とする第２の体動センサ１０２を備える。

第１の検知空間Ｄ１は、図１および２に示したように寝具２の平面（ベッドの上面）を底面Ｄ１ｂとし、寝具２の平面に平行な平面であって横たわった状態の就寝者Ｐの側面視において最も高い部位（通常は鼻位置ｎ）よりも高い位置の平面を上面Ｄ１ｕとし、寝具２の外周２ａに沿った垂直面を外周面Ｄ１ｓとして画成される略直方形の空間である。

従って、第１の検知空間Ｄ１を画成する上面Ｄ１ｕは、就寝者Ｐの体形に応じて上下に可変する。例えば、就寝者Ｐが腹部の突き出た体形である場合には、第１の検知空間Ｄ１を画成する上面Ｄ１ｕは、就寝者Ｐの腹部の最高位置よりも高い位置に設定される。

第２の検知空間Ｄ２は、図１および２に示すように寝具２上で座った姿勢の就寝者Ｐの肩Ｐｓ位置と略同等高さの底面Ｄ２ｂと、底面Ｄ２ｂよりも所定の幅ｗだけ高い位置に設定される上面Ｄ２ｕと、寝具２の外周２ａよりも外側へ張り出した位置の垂直面Ｄ２ｓによって画成される略直方体の空間である。

従って、第２の検知空間Ｄ２を画成する底面Ｄ２ｂは、就寝者Ｐの体格に応じて上下に可変する。また、第２の検知空間Ｄ２を画成する底面Ｄ２ｂは、第１の検知空間Ｄ１を画成する上面Ｄ１ｕよりも上方に位置し、第１の検知空間Ｄ１と第２の検知空間Ｄ２が交差することはない。

第１の体動センサ１０１及び第２の体動センサ１０２は、共に焦電型の赤外線センサから構成され、それぞれ寝具２のヘッドボード２ｂ及び寝室の壁３に取付けられている。また、各センサＳ１、Ｓ２は、それぞれの検知空間Ｄ１及びＤ２に就寝者Ｐの体の一部が進入してきたときに、就寝者Ｐの体から放射される赤外線を検知し、検知した赤外線の変動に基づいて各検知空間Ｄ１、Ｄ２への就寝者Ｐの進入及び各検知空間Ｄ１、Ｄ２における就寝者Ｐの体動を検知する。

なお、第１及び第２の体動センサ１０１、１０２としては、焦電型の赤外線センサ以外に反射光を検知するタイプの光センサを用いても良いし、超音波の反射を利用した人感センサを用いても良い。また、各体動センサ１０１、１０２は、同一種類のセンサが複数個設けられることによって構成されていても良いし、異なった種類のセンサが複数個組み合わされて構成されてもよい。

さらに、本実施の形態では寝具２はベッドであって、就寝者Ｐが横たわる平面は、床Ｆから所定の高さ上方に形成されるが、寝具２は床面に直接敷かれる布団であってもよい。

次に、第１及び第２の体動センサ１０１、１０２からの検知信号に基づいて就寝者Ｐの動態及び睡眠状態を評価する評価手段について、説明する。

本実施の形態の評価手段１０４は、図３に示すように、第１及び第２の体動センサ１０１、１０２に有線又は無線によって接続されたマイクロコンピュータからなる演算部１０３に接続され、第１及び第２の体動センサ１０１、１０２が送信する検知信号における体動を示す信号部の有無及びタイミング等に基づいて就寝者Ｐの動態及び睡眠状態を評価する。ここでは評価手段１０４の出力が制御部２００によって照明器具３００の点灯を制御するが、このほかマイクロコンピュータに接続され評価結果を記録する記録装置や評価結果に基づいて各種家電機器等を制御する制御回路等を具備していてもよい。

マイクロコンピュータを具備した評価手段１０４が行う睡眠状態評価について、図４および５を参照して具体的に説明する。いま、第１及び第２の体動センサ１０１、１０２から検知信号が出力されているとする。図４および５において、左から右へ向かって時間軸がとられ、各検知信号のパルス状に突出する部分ｐｓ（以下、パルス部という）が就寝者の体動を示す。

評価手段１０４は、第１の体動センサ１０１からの検知信号Ｓ１（以下、第１の検知信号という）及び第２の体動センサ１０２からの検知信号Ｓ２（以下、第２の検知信号という）のいずれにおいてもパルス部ｐｓを有さない状態（図４および５における（Ｒ１））では、就寝者Ｐは寝室に存在しないか、寝室に居て寝具２から離れた位置にいると判断する。

次に、第１の検知信号Ｓ１は未だパルス部ｐｓを有しないが、第２の検知信号Ｓ２にはパルス部ｐｓを有する状態（図４および５における（Ｒ２））になると、評価手段１０４は、就寝者Ｐが寝具２（ベッド）に近づいたと判断する。寝具２に近づいた状態の就寝者Ｐが図１の右側に示される（図１における状態Ｃ）。

ここで、第２の検知空間Ｄ２の平面方向における広がりが図１に示されるように寝室のほぼ全域にまで延びている場合には、評価手段１０４は、検知信号Ｓ１、Ｓ２が図４および５における（Ｒ２）の状態になったときに、就寝者Ｐが寝室内に入室したと認識することができる。

次に、図４および５における（Ｒ２）の状態から第１及び第２の検知信号Ｓ１、Ｓ２共にパルス部ｐｓを有する状態（図４および５における（Ｒ３））になると、評価手段１０４は、就寝者Ｐが寝具２上に腰を掛けた又は座った（寝具２が布団の場合は布団の上で立姿勢又は座り姿勢になった：状態Ｂ）と判断する。寝具２上で座った状態の就寝者Ｐが図１及び図２に示される。就寝者Ｐが行う上記の動作を入床する又は入床動作という。

次に、第２の検知信号Ｓ２のパルス部ｐｓが消失し、第１の検知信号Ｓ１のみにパルス部ｐｓを有する状態となり、この発生頻度が閾値（高）を越えた状態（図４における（Ｒ４））になると、評価手段４は、就寝者Ｐが寝具２上に横たわったと判断する。

一方、第２の検知信号Ｓ２のパルス部ｐｓが消失し、第１の検知信号Ｓ１のみにパルス部ｐｓを有する状態となり、この発生頻度が閾値（低）を越えた状態（図５における（Ｒ４Ｌ））で、第１の検知信号Ｓ１からもパルス部ｐｓが消失した状態（図５における（Ｒ５Ｌ））になり、無体動の状態で所定の時間を越えると（図５における（Ｒ５））になると、評価手段１０４は、就寝者Ｐが寝具２上に横たわったと判断する。

その後、第１の検知信号Ｓ１のパルス部ｐｓの発生頻度が徐々に低下し所定の頻度よりも少ない状態（図４および５における（Ｒ６））になると、評価手段１０４は、就寝者Ｐが睡眠に入ったと判断する。評価手段１０４は、睡眠状態（図４および５における（Ｒ６））において発生するパルス部ｐｓによって就寝者Ｐの寝返りやミオクローヌス等の体動を検出する。入眠後における就寝者Ｐの体動の頻度が多い場合には睡眠の質は高くないと評価され、体動の頻度が少ない場合には睡眠の質が高いと評価される。

次に、第１の検知信号Ｓ１のパルス部ｐｓの発生が所定の頻度よりも相当に増加した状態（図５における（Ｒ７））になると、評価手段１０４は、就寝者Ｐが目覚めたと判断する。この状態では、就寝者Ｐは目覚めてはいるが寝具２上で横たわっている。

続いて、第１及び第２の検知信号Ｓ１、Ｓ２の両方においてパルス部ｐｓを有する状態（図５における（Ｒ８））になると、評価手段１０４は、就寝者Ｐが寝具２上で起き上がった（寝具２が布団の場合は布団の上で立姿勢又は座り姿勢になった）と判断する。

その後、第１の検知信号Ｓ１のパルス部ｐｓが消失し、第２の検知信号Ｓ２のみにパルス部ｐｓを有する状態（図５における（Ｒ９））になると、評価手段１０４は、就寝者Ｐが寝具２から離れたと判断する。就寝者Ｐが行う上記の動作を離床する又は離床動作という。

最後に、第１及び第２の検知信号Ｓ１、Ｓ２の両方においてパルス部ｐｓを有さない状態（図５における（Ｒ１０））になると、評価手段１０４は、就寝者Ｐが寝具２からさらに離れ、又は寝室から退出したと判断する。

従って、評価手段１０４は、睡眠状態（図５の（Ｒ６））を検知している間に、就寝者Ｐの離床動作（図５の（Ｒ８）、（Ｒ９）、（Ｒ１０））と入床動作（図５の（Ｒ１）、（Ｒ２）、（Ｒ３））が順に発生したと判断する場合には、就寝者Ｐが例えばトイレに行くために就寝の途中で離床したと判断して睡眠状態の評価を下げる。

また、就寝者Ｐがトイレに行っている間の第１の検知信号Ｓ１はパルス部ｐｓを全く有さない状態になるが、評価手段１０４は、この間の第１の検知信号Ｓ１を睡眠状態を評価するためのデータから除外する。

さらに、評価手段１０４は、就寝者Ｐが入床動作を行ったと判断してから就寝者Ｐが入眠した（図４における（Ｒ６）の状態）と判断するまでの経過時間（図４における（Ｒ５）とほぼ同等）を算出し、経過時間が長い場合には睡眠状態の評価を下げ、経過時間が短い場合には睡眠状態の評価を上げる。これは、寝付くまでの時間（睡眠潜時）が睡眠の質を反映するという事情に基づいている。

次に、本実施の形態の睡眠状態評価システムを用いた横臥状態検出動作について詳細に説明する。
図６は制御動作を示すフローチャートである。

まず、第１および第２の体動センサが体動を検出して着座状態と判定したところからスタートする（ステップＳ１００１）。次いで、第２の体動センサが体動を検出しない間、第１の体動センサの出力からその体動量を積算していき（第２の体動センサが体動を検出した時点で上記積算体動量をリセットし（ステップＳ１００２））、第１および第２の体動センサの出力をチェックする（ステップＳ１００３）。
そして第２の体動センサが体動を検出したか否かを判定し（ステップＳ１００４）、検出していないと判定された場合は、第１の体動センサの体動量を積算する（ステップＳ１００５）。

そして、積算した第１の体動センサの体動量が設定した閾値（低）に達したか否かを判定し（ステップＳ１００６）、達したらタイマをスタートさせ、図７に示すステップＳ２００１に移る。
一方、ステップＳ１００６で、積算した第１の体動センサの体動量が設定した閾値（低）に達していないと判定された場合は、ステップＳ１００３に戻り、第１および第２の体動センサの出力をチェックする。
更に、ステップＳ１００４で、第２の体動センサが体動を検出したと判定された場合は、ステップＳ１００２に戻り、第１の体動センサの体動量をリセットする。

積算した第１の体動センサの体動量が設定した閾値（低）に達していない場合は、ステップＳ１００３にたか否かを判定し（ステップＳ１００６）、達したらタイマをスタートさせ、図７に示すステップＳ２００１に移る。

そしてタイマスタート後、第２の体動センサが体動を検出するまで第１の体動センサの体動量の積算とタイマによる時間カウントを続け、第１および第２の体動センサの出力をチェックする（ステップＳ２００２）。
そして第２の体動センサが体動を検出したか否かを判定し（ステップＳ２００３）、検出していないと判定された場合は、第１の体動センサの体動量を積算する（ステップＳ２００５）。

そして、積算した第１の体動センサの体動量が設定した閾値（高）に達したか否かを判定し（ステップＳ２００６）、達したら横臥状態と判定する（ステップＳ２００７）。
判定ステップＳ２００６で、積算した第１の体動センサの体動量が設定した閾値（高）に達していないと判断された場合は、タイマをスタートさせ（ステップＳ２００８）、タイマーが設定した時間に達したか否かを判定する（ステップＳ２００９）。そしてタイマーが設定した時間に達した場合は横臥状態と判定する（ステップＳ２００７）。
判定ステップＳ２００９でタイマーが設定した時間に達していない場合はステップＳ２００２に戻る。

また判定ステップＳ２００３で第２の体動センサが体動を検出したと判定された場合はタイマーをリセットし（Ｓ２００４）、図６のステップＳ１００１に行き着座状態と判定する。
このように、そして体動量の積算値が設定した閾値（高）に達するか、後者が設定した時間に達するかを検出することで横臥状態と判定する。この判定に至る前に、第２の体動センサが体動を検出したら、タイマをリセットし着座状態と判定した時点に戻る。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２では、この睡眠状態評価システムを用いた照明システムについて説明する。
ここでは、この技術を用いてユーザーの寝室での体動から、その行動に応じて照明制御を行う際の制御フローを示している。
制御ステータスは、図８に示すように、「退室」、「在室」、「在床」、「入床」、「入眠／退室」の５つであり、それぞれは以下のような状態を意味する。

ここで、退室とは、ユーザーが寝室内に存在せず、両センサとも体動を検出していない状態をいうものとする。このとき、照明システムは、照明器具は消灯、もしくは調光により微弱に点灯した状態となるように制御される。
また、在室とは、ユーザーが寝具上以外の寝室内に存在し、第２の体動センサのみが体動を検出している状態をいうものとする。このとき、照明システムは、寝室内での行為に適した照明状態となるように制御される。

また、在床とは、両センサが体動を検出し、ユーザーが寝具上に着座している状態を言うものとする。このとき、照明システムは、寝具上での行為に適した照明状態となるように制御される。
また、入床とは、ユーザーが寝具上で横たわることで、先述した横臥状態検出フローによりユーザーが横臥状態であると判定された状態を言うものとする。このとき照明システムは、入眠のため照明が消灯もしくは調光により微弱に点灯した状態となるように制御される。

また、入眠／退室とは、在床ステータスから、入床ステータスへ移行することなく、両センサの体動が一定時間検出されず、ユーザーが横臥状態と判定されることなく入眠することで不動状態となっているか、退室してしまった状態を言うものとする。このとき照明システムは、照明器具は消灯もしくは調光により微弱に点灯した状態となるように制御される。

本実施の形態の照明システムにおいては、上記の各ステータスが、以下のようなロジックに基づいて制御される。
ユーザーが寝室に入室すると、まず第２の体動センサのみが体動を検出し、退室ステータスから在室ステータスへと移行する（経路１０１）。その後、ユーザーが寝具上に移動することなく退室して両センサの体動が検出されなくなると、第１の保持時間Aだけ照明の点灯を維持して退室ステータスに戻る（経路１０２）。

在室ステータスから、ユーザーが寝具上に着座して両センサが同時に体動を検出すると在床ステータスへと移行する。その後、先述した横臥状態検出フローによりユーザーが横臥状態であると判定されると入床ステータスへと移行する（経路１０４）が、横臥状態と判定されることなく両センサの体動が検出されなくなると、第２の保持時間Bだけ照明の点灯を維持して入眠／退室ステータスへと移行する（経路１０５）。これにより、ユーザーの横臥状態や退室が検出されなかった場合でも、照明を消灯または調光させることができ、睡眠の阻害やエネルギーの浪費を防止することができる。この際、寝具上ではユーザーの体動が寝具外を移動している時と比べると小さくなることから、第２の保持時間Bは保持時間Aよりも長いことが望ましい。

入床ステータス、もしくは、入眠／退室ステータスから、ユーザーが起き上がり両センサが体動を検出すると、在床ステータスへと戻る（経路１０３）。

このように、本発明の照明システムによれば、第１の体動センサによる単独の体動検出がやや少なかった場合でも、第２の体動センサの検出状態と合わせて横臥状態を判定するため、横臥状態の判定精度を向上することが可能となり、細やかで無駄のない点灯制御を行うことができる。

なお、前記実施の形態では、睡眠状態評価システムを用いた照明システムについて説明したが、照明システムに限定されることなく、夏季のエアコンの制御、アロマや音楽の自動制御などにも適用可能である。特に、おきているときはエアコンをオンにする必要があるが、寝入ってしまったときにエアコンがオン状態のまま長時間を経過すると、風邪を引いたりするなど、種々の問題が生じることがあるが、本発明の睡眠状態評価システムを用いて制御することでより高度の制御が可能となる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態では、この睡眠状態評価システムを用いた住宅設備制御システムについて説明する。本実施の形態では図９にブロック図を示すように、図３に示した実施の形態１の照明システムに加え、制御装置２００に照明器具３００、エアコンなどの種々の家電機器５００、侵入者警報装置６００が接続されており、さらに評価手段１０４に接続される記録装置７００、および操作部４００を具備している。操作部は,通信装置４０１とインターネット網４０２とを具備し、評価手段１０４は、通信装置４０１を介してインターネット網４０２に接続されている。

ここで、記録装置６００には評価手段１０４が出力した睡眠状態の評価結果が記録蓄積され、記録蓄積された評価結果（例えば、１週間分の評価結果）が所定のタイミングで通信装置４０１へ出力される。通信装置４０１は、一定量の評価結果をインターネット網４０２を介して医療機関等の評価結果を解析できる機関へ送信する。評価結果を受信した医療機関では、一定量の評価結果を解析して就寝者Ｐの健康状態等を診断する。

また、評価手段１０４が直接通信装置４０１に接続されている場合には、医療機関側が評価手段１０４から出力される評価結果をリアルタイムで受信することもできる。なお、通信装置４０１による評価結果の送信先は、医療機関以外にも同様の睡眠状態評価システムを所有する個人であってもよい。

また、評価結果の送信先に居る第三者がリアルタイムで評価結果をモニタすることによって、就寝者Ｐの睡眠状態の評価以外にも、より緊急性の高い不審者の侵入を検出することが可能である。

例えば、評価結果の送信先に居る第三者は、評価手段１０４が就寝者Ｐが入床した（図４における（Ｒ２）から（ｒ３））と判断した後に、就寝者Ｐが離床した（図４における（Ｒ８）から（Ｒ９））との判断をすることなく、第２の検知信号Ｓ２にのみパルス部ｐｓの発生を検出した場合には、第２の検知空間Ｄ２に就寝者Ｐ以外の人間（侵入者）が近づいたと判断できる。

次に、制御装置２００を介した照明器具３００、エアコン５００及び侵入者警報装置６００に対する制御について具体的に説明する。

本実施の形態における照明器具３００は、図１に示されるように寝具２の上面付近を照らす枕元灯８ａと寝具２の下部周囲の床面を照らす足元灯８ｂから構成される。

制御装置２００は、評価手段１０４からの出力において、就寝者Ｐが入床動作を行った（図４における（Ｒ２）から（Ｒ３））とする判断がある場合に、枕元灯８ａに対してオン信号を出力して枕元灯８ａを点灯させ、その後就寝者Ｐが横たわった（図４における（Ｒ４））とする判断に移行したときに枕元灯８ａに対してオフ信号を出力して枕元灯８ａを消灯する。

従って、枕元灯８ａは、就寝者Ｐが入床し寝具２上で長座姿勢をとることによって自動的に点灯し、就寝者Ｐが横たわることによって自動的に消灯するので、就寝者Ｐにとって枕元灯８ａの操作が不要になり寝具２上で読書を行うとき等に便利である。

また、制御装置２００は、評価手段１０４からの出力において、就寝者Ｐが睡眠状態から目覚めて寝具２上で起き上がった（図４における（Ｒ７）から（Ｒ８））とする判断がある場合に、枕元灯８ａに対してオン信号を出力して枕元灯８ａを点灯させ、その後就寝者Ｐが離床した（図４における（Ｒ９））とする判断に移行したときに枕元灯８ａに対してオフ信号を出力して枕元灯８ａを消灯させる。

従って、枕元灯８ａは、例えば就寝者Ｐが夜中に眼が覚めて寝具２上で起き上がることによって自動的に点灯し、就寝者Ｐが寝具２から離れることによって自動的に消灯するので、就寝者Ｐにとって暗がりの中での枕元灯８ａの操作が不要になり便利である。

さらに、制御装置２００は、評価手段１０４からの出力において、就寝者Ｐが寝具２上で起き上がった（図４における（Ｒ７）から（Ｒ８））後に就寝者Ｐが離床した（図４における（Ｒ９））とする判断がある場合に、足元灯８ｂに対してオン信号を出力して足元灯８ｂを点灯させる。これによって、例えば夜中に起き上がってトイレに行こうとして離床する就寝者Ｐの足元が照らされ、就寝者Ｐの転倒防止等の安全が図られる。

また、制御装置２００は、評価手段１０４からの出力において、就寝者Ｐが入床動作（図４における（Ｒ２）から（Ｒ３））を経て睡眠に入った（図４における（Ｒ６））とする判断がある場合に、エアコン５００に対して設定温度を低下させる信号を出力する。これによって寝室の温度が低下されて睡眠に入った就寝者Ｐの深部体温の低下が促進される。

さらに、制御回路６は、評価手段１０４からの出力において、就寝者Ｐが入床した（図４における（Ｒ２）から（Ｒ３））との判断があったときに、侵入者警報装置６００に対してオン信号を出力し、その後、就寝者Ｐが離床した（図４における（Ｒ８）から（Ｒ９））との判断があったときに、侵入者警報装置６００に対してオフ信号を出力する。これによって侵入者警報装置１１は、就寝者Ｐが就寝している間、自動的に動作状態になされるので、侵入者警報装置１１の動作状態への切替えがなされないまま就寝者Ｐが睡眠に入ってしまうことが防止され、安全性が高められる。

また、制御装置２００は、評価手段１０４からの出力において、就寝者Ｐが入床した（図４における（Ｒ２）から（Ｒ３））と判断した後に、就寝者Ｐが離床した（図４における（Ｒ８）から（Ｒ９））との判断をすることなく、第２の検知信号Ｓ２にのみパルス部ｐｓの発生を検出した場合には、第２の検知空間Ｄ２に就寝者Ｐ以外の人間（侵入者）が近づいたと判断するように構成されることが可能である。この場合には、制御装置２００は、警備会社等の外部の機関へ侵入者の発生を通報する通報装置（不図示）を作動させて外部へ侵入者の発生を通報することができる。

なお、評価手段１０４が照明器具３００等の外部機器への指令信号を出力することが可能な場合には、制御装置２００における上記機能は、評価手段１０４が実行するように構成されてもよい。

以上のように、本実施形態の睡眠状態評価システム１によれば、検知対象空間が異なる第１及び第２の体動センサ１０１、１０２の検知結果に基づいて就寝者Ｐの入床動作や離床動作等の就寝付随動作が検知され、寝具２上に横たわった就寝者Ｐの体が占有する空間を検知対象とする第１の体動センサ１０１によって就寝者Ｐの睡眠中の寝返り等の体動が検知されるので、それらの検知結果に基づいてより正確に睡眠状態の評価を行うことができる。また、照明の点消灯等の電気機器の制御が就寝者Ｐの状態に応じて自動的に行われるので、就寝者Ｐによる操作が省略されて便利である。

本発明の実施の形態１の睡眠状態評価システムを示す説明図 本発明の実施の形態１の睡眠状態評価システムを示す要部拡大説明図 本発明の実施の形態１の睡眠状態評価システムを示すブロック図 本発明の実施の形態１の体動センサの出力信号を示す図 本発明の実施の形態１の体動センサの出力信号を示す図 本発明の実施の形態１の睡眠状態評価システムの制御動作を示すフローチャート図 本発明の実施の形態１の睡眠状態評価システムの制御動作を示すフローチャート図 本発明の実施の形態２の照明システムの制御を示す説明図 本発明の実施の形態３の住宅設備制御システムを示すブロック図 従来例の睡眠状態評価システムの出力信号を示す図

符号の説明

１００ 体動検知部
１０１ 第１の体動センサ
１０２ 第２の体動センサ
１０３ 演算部
１０４ 評価手段
２００ 制御部
３００ 照明器具
４００ 操作部

Claims (5)

1. 就寝者が寝具に横たわったときに就寝者の体が占有する寝具上の空間を検知対象とする第１の体動センサと、就寝者が前記寝具上において長座姿勢をとるときの就寝者の肩位置と略同等高さの前記寝具に平行な平面を底面とし、前記寝具の外周より外方に広がる空間を検知対象とする第２の体動センサと、前記第１の体動センサ及び前記第２の体動センサの検知結果に基づいて就寝者の動態及び睡眠状態を評価する評価手段と、を備え、
   前記評価手段は、前記第１の体動センサ及び前記第２の体動センサが体動を検知していない状態から前記第１の体動センサ及び前記第２の体動センサが略同時に体動を検知している状態になった場合に就寝者が入床（着座）したと判断し、
   前記第１の体動センサのみが体動を検知している状態になった場合に就寝者が寝具に横たわったと判断し、
   第１の体動センサは相対的に大きな第１の閾値と相対的に小さな第２の閾値とを有しており、前記第１の閾値に達するか、前記第２の閾値に達しているが前記第１の閾値には達しない状態で一定時間以上第２の体動センサの無検知状態が継続したか、のいずれかによって寝具上に横たわったと判断する睡眠状態評価システム。
2. 請求項１に記載の睡眠状態評価システムであって、
   前記評価手段は、前記第１および第２の体動センサの出力が、予め設定された保持時間消失したことをもって、ユーザーの入眠もしくは退室と判定する睡眠状態評価システム。
3. 請求項１に記載の睡眠状態評価システムであって、
   前記評価手段は、ユーザーが寝具の周辺に存在する在室状態および上記着座状態のそれぞれにおいて第１および第２の保持時間A、Bを有しており、前記第２の保持時間Bは前記第１の保持時間Aよりも長く、前記第２の保持時間、前記第１および第２の体動センサが体動を検出しない場合に、就寝状態であると判断する睡眠状態評価システム。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の睡眠状態評価システムを用いた照明システムであって、
   前記評価手段の評価結果に基づいて、照明器具を制御する照明システム。
5. 請求項４に記載の照明システムであって、
   前記評価手段は、ユーザーが寝具の周辺に存在する在室状態および上記着座状態のそれぞれにおいて第１および第２の保持時間A、Bを有しており、前記第２の保持時間Bは前記第１の保持時間Aよりも長く、前記第２の保持時間、前記第１および第２の体動センサが体動を検出しない場合に、
   照明器具を消灯もしくは調光する照明システム。

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