JP2010201001A - 温熱器具及び制御プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】毛布本体110とヒータ120とコントローラ130とからなる温熱器具100と、温度センサ200と睡眠センサ300とを備えた温度制御システムにおいて、温熱器具100は調整対象である寝床Sの内部温度である調整対象温度Tobjが設定温度Tsetになるように調整対象温度Tobjを調整する。コントローラ130は、ヒータ120を制御することにより調整対象温度Tobjを設定温度Tsetに調整する。また、コントローラ130は、使用者の睡眠状態に応じて設定温度Tsetを調整する。
【選択図】図1
Description
(1)温度制御システムの全体概略構成
図1は、第1実施形態に係る温度制御システム1の全体概略構成図である。図1に示すように、第1実施形態に係る温度制御システム1は、寝床Sと、温熱器具100と、温度センサ200と、睡眠センサ300とを備える。
図2は、睡眠センサ300の概略構成を示すブロック図である。図3は、静電容量型センサ210の概略斜視図である。
図4は、コントローラ130の機能ブロック構成図である。図4に示すように、コントローラ130は、睡眠センサI/F部131と、検出部132と、温度センサI/F部133と、調整部134と、ヒータI/F部135とを有する。
睡眠センサI/F部131は、睡眠センサ300に接続されており、睡眠センサ300が検出した呼吸活動及び体動を示す電気信号を受信する。睡眠センサI/F部131は、受信した電気信号を検出部132に伝達する。
検出部132は、睡眠センサI/F部131から受信する電気信号に基づいて、睡眠センサ300の出力信号波形(以下、「睡眠センサ波形」という。)を生成する。また、検出部132は、睡眠センサ波形に基づいて、使用者の睡眠状態を検出する。具体的には、検出部132は、睡眠センサ波形における振幅変化又は波形の時間変化の少なくとも一方に応じて、呼吸活動あるいは体動の推移を検出する。例えば、検出部132は、睡眠センサ波形の振幅を所定の閾値と比較し、睡眠センサ波形のうち閾値以上の振幅を有する波形を体動波形として分類し、睡眠センサ波形のうち閾値未満の振幅を有する波形を呼吸波形として分類する。
温度センサI/F部133は、温度センサ200に接続されており、温度センサ200が検出した調整対象温度Tobjを示す電気信号を受信する。温度センサI/F部133は、受信した電気信号を調整部134に伝達する。
調整部134は、温度センサI/F部133から受信する電気信号に基づいて、調整対象温度Tobjを検出する。調整部134は、調整対象温度Tobjと設定温度Tsetとの差に応じて、制御信号をヒータI/F部135に伝達する。具体的には、調整部134は、調整対象温度Tobjが設定温度Tsetより低い程、ヒータ120の温度が高くなるようにヒータ120を制御する。
本実施形態に係る温熱器具100は、使用者の睡眠状態を検出する検出部132と、検出部132によって検出された睡眠状態に応じて設定温度Tsetを調整する調整部134とを備える。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。以下においては、上記第1実施形態との相違点について主に説明する。具体的には、第2実施形態では、コントローラ130に新たな構成が追加されている。
図5は、コントローラ130の機能ブロック構成図である。図5に示すように、コントローラ130は、睡眠センサI/F部131と、検出部132と、温度センサI/F部133と、調整部134と、ヒータI/F部135とに加えて、温度推移パターン記憶部136と、オフセット設定部137と、履歴記憶部138とを有する。
温度推移パターン記憶部136は、使用者の睡眠期間において設定温度Tsetが推移するパターンである温度推移パターンPを記憶する。すなわち、温度推移パターンPは、睡眠期間0〜tALLにおける設定温度Tsetの変動を示す。なお、時刻0は、温熱器具100の電源がONされた時刻であり、時刻tALLは、使用者が起床する時刻である。
オフセット設定部137は、温度推移パターンPのオフセット値ΔTを設定する。オフセット設定部137は、使用者に適したオフセット値ΔTが検出されるまでは、オフセット値ΔTを一回以上の睡眠期間0〜tALLごとに変更する。オフセット設定部137は、睡眠期間0〜tALLごとに、オフセット値ΔTをする。検出部132に通知する。
上記第1実施形態において説明したように、検出部132は、使用者の睡眠状態を検出する。図8は、使用者の睡眠状態の一例を模式的に示すグラフである。本実施形態では、図8に示すように、使用者の睡眠状態は、眠りの深さ(以下、「深度」)に応じて3つの睡眠状態(STAGE1〜STAGE3)を基準に分類される。本実施形態に係るSTAGE1〜STAGE3と、上記「Rechtschaffen & Kalesによる睡眠段階分類の国際基準」との対応関係を下表に示す。
中途覚醒回数とは、睡眠期間0〜tALLにおいて使用者が中途覚醒する回数である。中途覚醒とは、睡眠中に一時的に生じる覚醒であり、その状態が持続する期間(例えば、30秒以上の期間)である。図8に示す例では、覚醒回数は2回である。
睡眠効率とは、睡眠期間0〜tALLにおいて、STAGE2より深い睡眠が占める割合である。図8に示す例では、使用者がSTAGE2より深い睡眠状態にある期間は、期間α1〜期間α6の合計期間αsumである。従って、睡眠効率は、αsum/tALLである。
SWS占有率とは、睡眠期間0〜tALLにおいて、STAGE3より深い睡眠が占める割合である。図8に示す例では、使用者がSTAGE3より深い睡眠状態にある期間は、期間β1〜期間β5の合計期間βsumである。従って、SWS占有率は、βsum/tALLである。
履歴記憶部138は、睡眠状態履歴をオフセット値ΔTとともに記憶する。図9は、睡眠状態履歴を格納する格納テーブルの一例である。図9に示すように、オフセット値ΔTがΔT3である場合、すなわち温度推移パターンPが温度推移パターンP3である場合に、使用者に良質な睡眠が提供されている。従って、本実施形態では、上述したオフセット設定部137は、履歴記憶部138を参照して、オフセット値ΔT3を個人オフセット値ΔTiに設定する。
調整部134は、温度推移パターンP及びオフセット値ΔTに基づいて、設定温度Tsetを調整する。上述の通り、オフセット値ΔTは検出部132によって検出された使用者の睡眠状態に基づいて設定されたものである。従って、換言すれば、調整部134は、検出部132によって検出された睡眠状態に応じて、設定温度Tsetを調整する。
図10は、第2実施形態に係るコントローラ130の動作を示すフロー図である。
第2実施形態に係る温熱器具100において、調整部134は、睡眠期間0〜tALLにおいて設定温度Tsetが推移するパターンである温度推移パターンP、及び温度推移パターンPのオフセット値ΔTに基づいて、設定温度Tsetを調整する。オフセット設定部137は、使用者の睡眠状態の履歴である睡眠状態履歴に基づいて、個人オフセット値ΔTiを設定する。
次に、上記第2実施形態の変形例について説明する。以下においては、上記第2実施形態との相違点について主に説明する。具体的には、本変形例では、温度推移パターンPの基本形状の一部を使用者に合わせて調整することができる。
図12は、コントローラ130の機能ブロック構成図である。図12に示すように、コントローラ130は、温度推移パターン調整部139をさらに有する。
検出部132は、上記第2実施形態と同様に、使用者の睡眠状態を検出する。図13は、使用者の睡眠状態を模式的に示すグラフである。
履歴記憶部138は、入眠潜時tSWSの履歴を睡眠状態履歴として記憶する。図14は、睡眠状態履歴を格納する格納テーブルの一例である。図14に示すように、入眠潜時tSWSの履歴から、使用者の入眠潜時tSWSが検出される。図8に示す例では、使用者の入眠潜時tSWSは、約5分である。
温度推移パターン調整部139は、検出部132によって検出された入眠潜時tSWSに基づいて、温度推移パターンPを調整する。温度推移パターンPは、睡眠状態への遷移期間である入眠期0〜tAにおいて、設定温度Tsetを低下するパターンを含む(図7参照)。温度推移パターン調整部139は、入眠期0〜tAにおける設定温度Tsetの低下率(単位時間当たりの設定温度Tsetの低下幅)を調整する。
調整部134は、入眠期0〜tAにおけるパターンが変更された温度推移パターンP及び個人オフセット値ΔTiに基づいて、設定温度Tsetを調整する。
本変形例では、温度推移パターン調整部139は、検出部132によって検出された入眠潜時tSWSに基づいて、入眠期0〜tAにおける設定温度Tsetの低下率を調整する。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。以下においては、上記第1実施形態との相違点について主に説明する。具体的には、第3実施形態において、検出部132は、起床設定時刻の直前における使用者の浅い眠りを検出する。
図16は、第3実施形態に係るコントローラ130の機能ブロック構成図である。図16に示すように、コントローラ130は、睡眠センサI/F部131と、検出部132と、温度センサI/F部133と、調整部134と、ヒータI/F部135とに加えて、タイマー140をさらに有する。
タイマー140は、使用者が起床時刻を設定するための装置である。本実施形態では、起床時刻として設定された時刻である起床設定時刻tALLに使用者が起床することとして説明する。従って、使用者が温熱器具100の電源をONした時刻0から起床設定時刻tALLまでが使用者の睡眠期間0〜tALLである。
上記第1実施形態において説明したように、検出部132は、使用者の睡眠状態を検出する。図17は、使用者の睡眠状態の一例を模式的に示すグラフである。本実施形態では、図17に示すように、使用者の睡眠状態は、眠りの深さ(以下、「深度」)に応じて3つの睡眠状態(STAGE1〜STAGE3)を基準に分類される。本実施形態に係るSTAGE1〜STAGE3と、上記「Rechtschaffen & Kalesによる睡眠段階分類の国際基準」との対応関係を下表に示す。
調整部134は、睡眠期間0〜tALLにおいて、設定温度Tsetを所定のパターンで調整する。図18は、睡眠期間0〜tALLにおける設定温度Tsetの推移パターンの一例を示すグラフである。図18では、使用者が温熱器具100の電源をONした時刻0における調整対象温度Tobjを設定温度Tsetの初期値Tstartとしている。
図19は、第3実施形態に係るコントローラ130の動作を示すフロー図である。
第3実施形態に係る温熱器具100において、検出部132は、睡眠周期Cごとに第2浅眠を検出し、調整部134は、直前浅眠が検出された場合に、設定温度Tsetを上昇する起床モードに動作モードを遷移する。
次に、上記第3実施形態の変形例1について説明する。以下においては、上記第3実施形態との相違点について主に説明する。具体的には、本変形例では、直前浅眠が検出されるタイミングを予測することができる。
本変形例において、予測部141は、検出部132から睡眠期間0〜tALLにおける最初の睡眠周期C1の開始時刻である時刻t1を取得する(図17参照)。
(V−(W+X))>Y×k ・・・(1)
予測部141は、上記式(1)を満たすkのうち最も大きな整数を算出する。予測部141は、算出されたkに基づいて、使用者の直前浅眠が現れるタイミングを予測する。具体的には、予測部141は、時刻t1からY×k(分)経過した時刻を算出する。
検出部132は、予測部141によって予測されたタイミングに基づいて、直前浅眠を検出する。具体的には、検出部132は、予測された直前浅眠のタイミングを含む所定期間において、使用者の浅眠を監視する。検出部132は、当該所定期間内における浅眠の検出をもって、直前浅眠が検出されたと判定する。なお、検出部132が使用者の浅眠を監視する所定期間は、適宜設定可能である。
調整部134は、検出部132によって直前浅眠が検出された場合、動作モードを安眠モードから起床モードに遷移する。
本変形例では、予測部141は、睡眠期間0〜tALLにおける最初の睡眠周期C1の開始時刻である時刻t1と所定の睡眠周期Cgとに基づいて、直前浅眠が検出されるタイミングを予測する。検出部132は、予測されたタイミングに基づいて直前浅眠を検出する。
次に、上記第3実施形態の変形例2について説明する。以下においては、上記第3実施形態との相違点について主に説明する。具体的には、本変形例では、直前浅眠が検出されるタイミングを予測することができる。
本変形例において、予測部141は、検出部132から睡眠期間0〜tALLにおける最初の睡眠周期C1と、最初の睡眠周期C1の開始時刻である時刻t1とを取得する(図17参照)。
(V−(W+X))>Z×m ・・・(2)
予測部141は、上記式(2)を満たすmのうち最も大きな整数を算出する。予測部141は、算出されたmに基づいて、使用者の直前浅眠が現れるタイミングを予測する。具体的には、予測部141は、時刻t1からZ×m(分)経過した時刻を算出する。
検出部132は、予測部141によって予測されたタイミングに基づいて、直前浅眠を検出する。具体的には、検出部132は、予測された直前浅眠のタイミングを含む所定期間において、使用者の浅眠を監視する。検出部132は、当該所定期間内における浅眠の検出をもって、直前浅眠が検出されたと判定する。
調整部134は、検出部132によって直前浅眠が検出された場合、動作モードを安眠モードから起床モードに遷移する。
本変形例では、予測部141は、最初の睡眠周期C1と時刻t1とに基づいて、直前浅眠が検出されるタイミングを予測する。検出部132は、予測されたタイミングに基づいて直前浅眠を検出する。
次に、上記第3実施形態の変形例3について説明する。以下においては、上記第3実施形態との相違点について主に説明する。具体的には、本変形例では、n番目の睡眠周期における第2浅眠が直前浅眠であるか否かを判定することができる。
本変形例において、検出部132は、n番目の睡眠周期Cnを検出するごとに、n番目の睡眠周期Cnと、n番目の睡眠周期Cnの第2浅眠が検出された時刻tn+1とを取得する。
調整部134は、検出部132によって直前浅眠が検出された場合、動作モードを安眠モードから起床モードに遷移する。
本変形例では、検出部132は、n番目の睡眠周期Cnをn+1番目の睡眠周期Cn+1と仮定して、n+1番目の睡眠周期Cn+1と時刻tn+1とに基づいて、n番目の睡眠周期における第2浅眠が直前浅眠であるか否かを判定する。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。以下においては、上記第1実施形態との相違点について主に説明する。具体的には、第4実施形態において、検出部132は、睡眠期間において、使用者の睡眠状態に加えて、使用者の覚醒状態を検出する。
図23は、第4実施形態に係るコントローラ130の機能ブロック構成図である。図23に示すように、コントローラ130は、睡眠センサI/F部131と、検出部132と、温度センサI/F部133と、調整部134と、ヒータI/F部135とを有する。
上記第1実施形態において説明したように、検出部132は、使用者の睡眠状態を検出する。図24は、使用者の睡眠状態の一例を模式的に示すグラフである。本実施形態では、図24に示すように、使用者の睡眠状態は、眠りの深さ(以下、「深度」)に応じて3つの睡眠状態(STAGE1〜STAGE3)を基準に分類される。本実施形態に係るSTAGE1〜STAGE3と、上記「Rechtschaffen & Kalesによる睡眠段階分類の国際基準」との対応関係を下表に示す。
調整部134は、検出部132によって検出された使用者の睡眠状態に応じて、設定温度Tsetを調整する。本実施形態では、調整部134は、検出部132によって使用者の覚醒状態が検出された場合に、設定温度Tsetを上昇する。また、調整部134は、検出部132によって使用者の睡眠状態が検出された場合に、設定温度Tsetを低下する。
図26は、第4実施形態に係るコントローラ130の動作を示すフロー図である。
図27は、第4実施形態に係るコントローラ130の温度フィードバック制御処理を示すフロー図である。
第4実施形態に係る温熱器具100において、検出部132は、使用者の睡眠状態に加えて、使用者の覚醒状態を検出する。調整部134は、覚醒状態が検出された場合に、設定温度を上昇し、睡眠状態が検出された場合に、設定温度を低下する。
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
100…温熱器具
110…毛布本体
120…ヒータ
130…コントローラ
131…睡眠センサI/F部
132…検出部
133…温度センサI/F部
134…調整部
135…ヒータI/F部
136…温度推移パターン記憶部
137…オフセット設定部
138…履歴記憶部
139…温度推移パターン調整部
140…タイマー
141…予測部
200…温度センサ
210…静電容量型センサ
300…睡眠センサ
310…静電容量型センサ
311…シート状誘電体
312,313…導電布
320…インダクタ
P…温度推移パターン
S…寝床
Claims (6)
- 調整対象の温度である調整対象温度が設定温度になるように、前記調整対象温度を調整する温熱器具であって、
使用者の睡眠状態を検出する検出部と、
前記検出部によって検出された前記睡眠状態に応じて、前記設定温度を調整する調整部と
を備えることを特徴とする温熱器具。 - 使用者の睡眠期間において前記設定温度が推移するパターンである温度推移パターンを記憶する温度推移パターン記憶部と、
前記温度推移パターンのオフセット値を設定するオフセット設定部と、
前記検出部によって検出された前記睡眠状態の履歴である睡眠状態履歴を記憶する履歴記憶部とをさらに備え、
前記オフセット設定部は、前記睡眠状態履歴に基づいて、前記オフセット値を設定し、
前記調整部は、前記温度推移パターン及び前記オフセット値に基づいて、前記設定温度を調整することを特徴とする請求項1に記載の温熱器具。 - 前記検出部は、使用者の睡眠期間において、第1の浅い眠りに対応する第1の時刻から深い眠りを経て第2の浅い眠りに対応する第2の時刻に至るまでを1周期とする睡眠周期ごとに、前記睡眠状態として前記第2の浅い眠りを検出し、
前記調整部は、前記睡眠周期ごとに検出される前記第2の浅い眠りのうち、起床設定時刻の直前の第2の浅い眠りである直前浅眠が検出された場合に、前記設定温度を上昇する起床モードに動作モードを遷移することを特徴とする請求項1に記載の温熱器具。 - 調整対象の温度である調整対象温度が設定温度になるように、前記調整対象温度を調整する温熱器具としてコンピュータを機能させる制御プログラムであって、コンピュータに、
使用者の睡眠期間において、第1の浅い眠りに対応する第1の時刻から深い眠りを経て第2の浅い眠りに対応する第2の時刻に至るまでを1周期とする睡眠周期毎に、前記第2の浅い眠りを検出するステップAと、
前記睡眠周期毎に検出される前記第2の浅い眠りのうち、起床設定時刻の直前の第2の浅い眠りである直前浅眠が検出された場合に、前記設定温度を上昇する起床モードに動作モードを遷移するステップBと
を実行させることを特徴とする制御プログラム。 - 前記検出部は、前記睡眠状態に加えて、使用者の覚醒状態を検出し、
前記調整部は、前記覚醒状態が検出された場合に、前記設定温度を上昇し、前記睡眠状態が検出された場合に、前記設定温度を低下することを特徴とする請求項1に記載の温熱器具。 - 調整対象の温度である調整対象温度が設定温度になるように、前記調整対象温度を調整する温熱器具としてコンピュータを機能させる制御プログラムであって、コンピュータに、
使用者の睡眠状態を検出するステップAと、
使用者の覚醒状態を検出するステップBと、
前記覚醒状態が検出された場合に、前記設定温度を上昇するステップCと、
前記睡眠状態が検出された場合に、前記設定温度を低下するステップDと
を実行させることを特徴とする制御プログラム。
Priority Applications (1)
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JP2009050409A JP2010201001A (ja) | 2009-03-04 | 2009-03-04 | 温熱器具及び制御プログラム |
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