JP7118797B2 - sleep control device - Google Patents
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Description
本発明は、睡眠制御装置に関し、特に、快適に起床させるための睡眠制御装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a sleep control device, and more particularly to a sleep control device for comfortably waking up.
現代人は、睡眠時間が減少傾向にある一方で、社会活動を推進するために、朝のほぼ決まった時間(時刻)に起床することを余議なくされている。そのため、多くの人は、目覚まし時計等を使って、音や振動、光に促されて、睡眠状態に関わらず強制的に起床している。しかしながら、このような強制的な起床では、寝不足感や睡眠惰性、起床直後の行動低下等の不具合が生じることがある。 While people today tend to sleep less, they are compelled to get up at almost a fixed time (time) in the morning in order to promote social activities. Therefore, many people use an alarm clock or the like to forcibly wake up regardless of their sleeping state, prompted by sound, vibration, or light. However, such a forced wake-up may cause problems such as a feeling of lack of sleep, sleep inertia, and decreased behavior immediately after waking up.
本願出願人は、このような起床時の問題の改善を図るべく、本願よりも先に、快適な起床状態を得ることが可能な睡眠制御システムを発明して特許出願している(特許文献1)。この睡眠制御システムにおいては、起床予定時刻の90~150分前から起床予定時刻までの間、人体を36~41℃で加温して体温を上昇させることで覚醒させ、快適な起床状態を得る。 The applicant of the present application has invented and filed a patent application for a sleep control system capable of obtaining a comfortable wake-up state prior to the present application in order to improve such problems when waking up (Patent Document 1 ). In this sleep control system, from 90 to 150 minutes before the scheduled wake-up time to the scheduled wake-up time, the human body is heated to 36-41° C. to raise the body temperature to wake up and obtain a comfortable wake-up state. .
しかしながら、上述の睡眠制御システムにおいては、適切な時間帯に体温を上昇させることで快適な起床状態を得るものであるが、未だ改善の余地を有している。 However, although the above-described sleep control system raises the body temperature in an appropriate time period to obtain a comfortable wake-up state, there is still room for improvement.
本発明の一態様は、より一層快適な起床状態を得ることが可能な睡眠制御装置を実現することを目的とする。 An object of one aspect of the present invention is to realize a sleep control device capable of obtaining a more comfortable wake-up state.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る睡眠制御装置は、寝具の一部を構成して人体を加熱する加熱部と、暑さの緩和行動の発生頻度又は発生間隔またはその両方を検出可能な値を出力するセンサと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記加熱部を制御して、起床予定時刻よりも前から前記人体を加熱し、前記制御部は、前記センサの出力値より検出される暑さの緩和行動の発生頻度および発生間隔の両方に基づいて前記加熱部の出力を調整し、前記制御部は、前記加熱部の加熱開始後であれば、暑さの緩和行動の発生間隔が寝返り発生の平均的な間隔よりも短い第1所定時間以下の期間が第1所定回数以上ある場合に、前記加熱部の出力を低下させる加熱レベルに設定し、前記制御部は、前記加熱部の加熱開始前であれば、暑さの緩和行動の発生間隔が寝返り発生の平均的な間隔以上の第2所定時間以上の期間が第2所定回数未満である場合に、前記加熱部の出力を低下させる加熱レベルに設定することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a sleep control device according to an aspect of the present invention includes a heating unit that constitutes a part of bedding and heats a human body, and the occurrence frequency or occurrence interval of heat mitigation behavior or its occurrence. a sensor that outputs a value capable of detecting both; The control unit adjusts the output of the heating unit based on both the occurrence frequency and occurrence interval of heat mitigation behavior detected from the output value of the sensor, and the control unit, if after the heating unit starts heating, setting a heating level that reduces the output of the heating unit when there is a first predetermined number of times or more of periods of a first predetermined time or less, which are shorter than the average interval of tossing and turning, and If it is before the start of heating by the heating unit, the control unit determines that the occurrence interval of heat mitigation behavior is equal to or longer than the average interval of tossing and turning for a second predetermined time period or more, if the period is less than the second predetermined number of times. Second, the heating level is set to lower the output of the heating unit .
本発明の一態様によれば、より一層快適な起床状態を得ることが可能な睡眠制御装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to 1 aspect of this invention, the sleep control apparatus which can obtain a more comfortable wake-up state can be provided.
〔前提となる技術〕
本願出願人は、寝具内の人体を加熱する加熱部を備え、加熱部にて、起床予定時刻の90~150分前の加熱開始時刻から起床予定時刻までの間、36~41℃(第2温度)で加熱すると共に、入床後又は入床後の一定時間経過後から加熱開始時刻までの間に33℃(第1温度)より高い温度では加熱しない睡眠制御装置を試作した。
[Prerequisite technology]
The applicant of the present application has a heating unit that heats the human body in the bedding. A sleep control device was prototyped that heats at a temperature) and does not heat at a temperature higher than 33 ° C. (first temperature) after entering the bed or after a certain period of time after entering the bed until the heating start time.
この装置によれば、起床予定時刻の90~150分前の加熱開始時刻から起床予定時刻までの間といった、起床予定時刻前のレム睡眠の時間帯において、36~41℃の体温より高い温度で人体を加熱するので、加熱された人体は、自律神経が活性化されて血流が良い状態となり、人体全体に熱が行き渡って体温が高くなる。これは、起床に適した状態である。つまり、本装置によれば、レム睡眠の時間帯に、人体をこのような起床に適した状態にできることで、ユーザの快適な起床をサポートし、また、起床後の覚醒度を高め、起床後に活動するためのエネルギーをより多く利用できる状態とすることが可能となる。
According to this device, during the period of REM sleep before the scheduled wake-up time, such as from the
なお、ここで、起床予定時刻の90~150分前以外の期間は、33℃よりも高い温度で加熱しない構成としているのは、33℃よりも高い温度で加熱されると、就寝時の体温低下が阻害されて、睡眠効率が悪くなるためである。 Here, the reason why it is configured not to heat at a temperature higher than 33 ° C for a period other than 90 to 150 minutes before the scheduled wake-up time is that when heated at a temperature higher than 33 ° C, the body temperature at bedtime This is because the decrease is inhibited and sleep efficiency deteriorates.
ところが、本願出願人が10名の被験者に対して、上記試作の睡眠制御装置の官能評価試験を行ったところ、内2名の被験者より、使用時に「暑い」と感じ、起床予定時刻より早い時刻に覚醒したという感想を得た。このような感想を有する商品は、一部のユーザに不快な覚醒感を与える恐れがあり、商品本来の効果である、快適な覚醒を阻害する要因となり得る。 However, when the applicant of the present application conducted a sensory evaluation test of the prototype sleep control device on 10 subjects, 2 subjects felt "hot" when using it, and the time was earlier than the scheduled wake-up time. I got the impression that I woke up to A product with such an impression may give some users an unpleasant sense of wakefulness, and may be a factor that hinders pleasant wakefulness, which is the original effect of the product.
しかしながら、ユーザである就寝者が暑いと感じないように加熱の出力を抑制すると、就寝者の体温上昇の度合いも抑制されてしまい、起床後の覚醒度が抑制されてしまう。そのため、加熱の出力は、就寝者の快適な覚醒度を維持しつつ、暑いと感じないレベルに設定する必要がある。 However, if the heating output is suppressed so that the sleeping person, who is the user, does not feel hot, the degree of increase in body temperature of the sleeping person is also suppressed, and the wakefulness after waking up is suppressed. Therefore, it is necessary to set the heating output to a level that does not make the sleeper feel hot while maintaining a comfortable wakefulness of the sleeper.
ところが、就寝者が暑いと感じるレベルは、個々のユーザによって異なる。また同じユーザにおいても、就寝時の敷布団や掛布団の種類、寝間着の種類、就寝する部屋の温度や湿度、就寝する部屋の壁面温度等、様々な環境因子により、暑いと感じるレベルは変化してしまう。そのため、最適な加熱レベルを一意に定めることはできない。 However, the level at which a sleeping person feels hot differs depending on the individual user. Also, even for the same user, the level of feeling hot changes depending on various environmental factors such as the type of mattress and comforter, the type of sleepwear, the temperature and humidity of the room where the user sleeps, and the wall surface temperature of the room where the user sleeps. . Therefore, the optimum heating level cannot be uniquely determined.
本願出願人は、就寝者の個体差・様々な環境因子に関わらず、暑いと感じない状態で快適な起床状態を得ることが可能となるように鋭意検討を行った。その結果、本願出願人は、就寝者が就寝中に暑さを感じると、無意識に体を動かして暑さを緩和させる行動に着目し、以下の睡眠制御装置を発明するに至った。暑さを緩和させる行動(以下、暑さの緩和行動)とは、具体的には寝返りである。本明細書中の寝返りには手足を動かす四肢移動も含む。 The applicant of the present application has made intensive studies so that it is possible to obtain a comfortable wake-up state without feeling hot, regardless of individual differences in sleepers and various environmental factors. As a result, the applicant of the present application focused on the behavior of unconsciously moving the body to relieve the heat when a sleeper feels hot while sleeping, and has invented the following sleep control device. Specifically, the behavior of relieving the heat (hereinafter referred to as the behavior of relieving heat) is tossing and turning. Rolling over in this specification also includes extremity movements that move the limbs.
〔実施の形態1〕
本発明に係る実施の一形態である睡眠制御装置1について、図面を参照して説明する。
[Embodiment 1]
A
(睡眠制御装置1の概略構成)
図1は、本実施の形態の睡眠制御装置1の概略斜視図である。図1に示すように、睡眠制御装置1は、本体部10およびこれに接続されたコントローラ部3を備えている。本体部10には、加熱部2と湿度センサ4が含まれており、コントローラ部3は、睡眠制御装置1における操作指示全般を受け付ける。
(Schematic configuration of sleep control device 1)
FIG. 1 is a schematic perspective view of a
本体部10は、例えば、敷布団20の上方、かつ人体の下方に設置される。本実施の形態では、本体部10は、布や樹脂等のシート状の基材11を有し、該基材11に加熱部2としてのニクロム線(電熱線)が埋設されている。本体部10は、人体の肩口から足までの範囲に対応した矩形状をなし、加熱部2も、人体の肩口から足までの範囲を加熱するよう配設されている。本体部10は、単独で寝具に相当する。したがって、加熱部2は、寝具の一部を構成するものと言える。
The
人体に熱を加える手法として、エアコン等のように気温そのものを上昇させる手法もある。しかしながら、睡眠中の気温上昇に対して、就寝者は不快と感じてしまい、睡眠途中での覚醒に繋がり、睡眠の質を低下させてしまうことになる。これは、空気の熱容量が小さく、人体全体でなく体表面の一部のみを暖めるのみであり、人体が起床に適した状態となっていないにも関わらず、体表面を暖められ、不快感により覚醒させられるためである。そのため、エアコン等を加熱手段として使用することは不適切である。 As a method of applying heat to the human body, there is also a method of raising the temperature itself, such as with an air conditioner. However, the sleeper feels uncomfortable when the temperature rises during sleep, which leads to awakening in the middle of sleep, resulting in a decrease in the quality of sleep. This is because the heat capacity of air is small and only a part of the body surface is warmed, not the entire human body. It's for awakening. Therefore, it is inappropriate to use an air conditioner or the like as a heating means.
これに対し、本実施の形態では、少なくとも空気より熱容量の大きい、加熱部2あるいは加熱部2および本体部10が人体に接触して加熱を行っているので、人体全体が温められて人体が起床に適した状態となり、快適な覚醒をサポートすることができる。
On the other hand, in the present embodiment, the
なお、人体に加熱部2あるいは加熱部2および本体部10を接触させるとは、人体と加熱部2又は本体部10とを直接接触させることだけではなく、人体と加熱部2又は本体部10との間に衣類やシーツ類等が介在する場合も含まれる。また、加熱部2又は本体部10が敷布団内に埋め込まれて設置され人体との間に中綿等が介在する場合も含まれる。つまり接触とは模式的に物質が介在する場合を含む。具体的には、衣類やシーツ類等の厚みを合計して1cm以下の空気以外の物質が介在する状況であれば、本発明の効果は発生するが、望ましくは5mm厚以下とするのが良い。
It should be noted that bringing the
湿度センサ4は、湿度(相対湿度)を検出するものであり、敷布団と掛布団の間に位置する空間の湿度を検出する。以下、敷布団と掛布団の間に位置する空間を寝具内空間と称する。湿度センサ4は、例えば加熱部2と共に本体部10に設けられている。このような構成では、人体と湿度センサ4の検知部(不図示)との間に基材11が介在する場合も含まれる。また、本体部10が敷布団内に埋め込まれて設置され人体との間に中綿等が介在する場合も含まれる。つまり接触とは模式的に物質が介在する場合を含む。具体的には、衣類やシーツ類等の厚みを合計して1cm以下の空気以外の物質が介在する状況であれば、本発明の効果は発生するが、望ましくは5mm厚以下とするのが良い。
The
詳細については後述するが、本実施の形態において、湿度センサ4は、就寝者の寝返りを検出可能な値を出力するセンサとして搭載されている。
Although the details will be described later, in the present embodiment, the
図2は、睡眠制御装置1の各部の構成を示すブロック図である。コントローラ部3は、CPUからなる制御回路(制御部)5、制御回路5からの情報に基づいて加熱部2を駆動する駆動回路6、実時間を計測するクロック7、就寝者が起床予定時刻、好みの加熱状態等を入力するための入力器8、および設定条件等を表示する表示器9を備える。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of each part of the
制御回路5は、加熱部2を制御するもので、具体的には加熱部2の出力や作動時間を制御する。制御回路5は、起床予定時刻等の設定条件を記憶するために、図示しないメモリを備えている。該メモリと、入力器8および表示器9等にて、起床予定時刻および好みの加熱状態の設定を受け付ける設定部が構成される。
The
制御回路5は、加熱部2の出力・作動時間を制御して、設定された起床予定時刻より90~150分前の加熱開始時刻までは、就寝時の所定期間を除いて33℃(第1温度)よりも高い温度での加熱は行わず、加熱開始時刻から36~41℃(第2温度)で、起床支援のための加熱を行う。本実施の形態では、制御回路5は、起床支援のための加熱時の温度(デフォルト)を40℃に設定している。なお、加熱時の温度は、好みの加温状態を入力することで変えることもでき、例えば、「高温」が設定されると41℃、「中温」が設定されると39℃、「低温」が設定されると37℃というようにしてもよい。
The
さらに、制御回路5は、寝具内空間の湿度の変化より就寝者の寝返りを検知し、寝返りの状態に基づいて就寝者が暑いと感じているか否かを判定する。制御回路5は、暑いと感じていると判定すると、暑さが緩和するように加熱部2の出力を調整する。本実施の形態では、上述したように、寝返り検知センサとして湿度センサ4が搭載されている。制御回路5は、湿度センサ4の検出値より寝返りを検知し、寝返りの状態より就寝者が暑さを感じているがどうかを判定する。
Furthermore, the
(寝返り検知、および暑さを感じているかどうかを判定する方法の説明)
図3、図4を用いて、湿度センサ4の検出値より寝返りを検知し、寝返りの状態より就寝者が暑さを感じているがどうかを判定する方法について説明する。
(Description of rollover detection and how to determine if you are feeling hot)
3 and 4, a method for detecting tossing and turning from the detected value of the
就寝者が寝返りをすることなく寝具内(敷布団と掛布団の間)で動かない状態でいると、寝具内空間の湿度は例えば発汗等により緩やかに上昇する(湿度の連続区間)。就寝者が寝返りをすると、空間の変化、敷布団と掛布団の隙間の変化、空気の押し出し等によって換気が行われ、寝具内空間の湿度が一気に下がる(湿度の不連続発生)。寝具内空間の湿度は、就寝者の状態に応じて湿度が緩やかに変化していく連続区間と、湿度が一気(瞬く間に)に下がる不連続発生とを繰り返している。 When the sleeping person remains motionless in the bedding (between the mattress and the comforter) without rolling over, the humidity in the space inside the bedding gradually increases due to, for example, perspiration (continuous humidity section). When the sleeping person turns over, the space changes, the gap between the mattress and the comforter changes, the air is pushed out, etc., and ventilation is performed, and the humidity in the space inside the bedding suddenly drops (occurrence of discontinuous humidity). The humidity in the space inside the bedding repeats a continuous interval in which the humidity gradually changes according to the state of the sleeper and a discontinuous occurrence in which the humidity drops suddenly (in a blink of an eye).
制御回路5は、湿度値の不連続や変曲点の発生を、暑さを緩和させる行動、つまり「寝返り」ととらえ、その発生頻度および発生間隔が所定の条件を満足する場合に、就寝者が暑さを感じていると判定し、そうでなければ感じていないと判定する(暑さを検知するためのアルゴリズム)。
The
図3は、被験者の就寝中の寝具内空間の湿度の変化を実測したグラフの一例であり、横軸が就寝後の時間を示し、縦軸が相対湿度を示している。 FIG. 3 is an example of a graph obtained by actually measuring changes in the humidity in the space inside the bedding while the subject was asleep, in which the horizontal axis indicates the time after sleeping and the vertical axis indicates the relative humidity.
図3に示すように、湿度は時間の経過と共に徐々に上昇していき(連続区間)、途中で一気に低下し(不連続発生)、また徐々に上昇し(連続区間)、また一気に低下する(不連続発生)といった変化を示す。時間の経過と共に徐々に湿度が上昇している状態が、就寝者が寝返りをすることなく動かないでいる状態である。そして、湿度が上昇の途中で一気に低下するポイントが、就寝者が寝返りをして寝具内空間の空気の入れ替わり(換気)が行われたときである。 As shown in FIG. 3, the humidity gradually rises with the passage of time (continuous section), drops suddenly (occurrence of discontinuity), gradually rises again (continuous section), and drops again (continuous section). discontinuous occurrence). A state in which the humidity gradually increases with the lapse of time is a state in which the sleeping person does not turn over and does not move. The point at which the humidity drops suddenly in the middle of the rise is when the sleeping person rolls over and the air in the space inside the bedding is replaced (ventilated).
このような寝具内空間の湿度の変化より、寝返りを示す不連続発生の発生頻度又は発生間隔又はその両方に基づいて、暑さを感じているかどうかを判定できる。ここでは、判定精度の高い方法として、以下の(判定手法1)(判定手法2)の2つの方法を用いる。なお、これ以外にも、例えば、寝返りに相当する湿度値の不連続発生の頻度が、寝返り発生の平均的な間隔に相当する頻度以上であった場合に、暑さを感じていると判定する、等の判定手法を用いても良い。 From such a change in the humidity of the space inside the bedding, it is possible to determine whether or not the person feels heat based on the occurrence frequency and/or the occurrence interval of discontinuous occurrences indicating rolling over. Here, the following two methods (determination method 1) and (determination method 2) are used as methods with high determination accuracy. In addition to this, for example, when the frequency of occurrence of discontinuous humidity values corresponding to tossing and turning is equal to or higher than the frequency corresponding to the average interval of tossing and tossing, it is determined that the user feels hot. , etc. may be used.
(判定手法1)寝返りに相当する湿度値の不連続発生の間隔が、寝返り発生の平均的な間隔よりも短い第1所定時間以下の期間が第1所定回数以上ある場合に、就寝者は暑いと感じていると判定することができる。つまり、前回の寝返りから次の寝返りまでの間隔が第1所定時間以下と短く、かつ、そのような間隔の短い寝返りの回数が第1所定回数以上で多いと判断できる場合に、暑さを感じていると判定する。 (Judgment Method 1) If the interval between discontinuous occurrences of the humidity value corresponding to tossing and turning is shorter than the average interval of tossing and turning for a period of a first predetermined time or less for a first predetermined number of times or more, the sleeping person is hot. It can be determined that you feel That is, when it can be determined that the interval from the previous rollover to the next rollover is short, i.e., the first predetermined time or less, and the number of times of rolling over with such a short interval is greater than or equal to the first predetermined number of times, the person feels hot. determined to be
(判定手法2)寝返りに相当する湿度値の不連続発生の間隔が、寝返り発生の平均的な間隔以上の第2所定時間以上ある期間が第2所定回数以上ある場合に、就寝者は暑いと感じていないと判断することができる。つまり、前回の寝返りから次の寝返りまでの間隔が第2所定時間以上と長く、かつ、そのような間隔の長い寝返りの回数が第2所定回数以上ある場合に、暑さを感じていない、快適であると判定する。 (Judgment Method 2) If the interval between discontinuous occurrences of humidity values corresponding to tossing and turning is equal to or longer than the second predetermined time, which is equal to or longer than the average interval of tossing and turning, the sleeping person is considered to be hot. You can tell that you don't feel it. In other words, if the interval from the last tossing-over to the next tossing-over is longer than the second predetermined time and the number of times of tossing-over with such a long interval is the second predetermined number of times or more, the user does not feel hot and is comfortable. It is determined that
また、図3に示すように、加熱が開示されると、加熱開始前よりも不連続発生区間の発生頻度が高くなり、発生間隔も短くなっていることがわかる。 Moreover, as shown in FIG. 3, when heating is started, the frequency of occurrence of discontinuous intervals becomes higher than before the start of heating, and the occurrence intervals become shorter.
そこで、本実施の形態の睡眠制御装置1では、就寝者が暑さを感じているかどうかの判定を、加熱開始前は(判定手法2)の方法で判定し、加熱開始後は(判定手法1)の方法で判定する。
Therefore, in the
具体的には、加熱開始前は、(判定手法2)の第2所定時間を例えば「30分」、第2所定回数を「1回」として、加熱開始前の所定期間内に、30分以上の不連続発生の間隔が1回でもあれば、睡眠深度は正常と判定し、暑さを感じていないと判定する。換言すると、加熱開始前は、寝返りと寝返りとの間が30分以上開いている状態が、計測期間中に1回でもあれば、暑さを感じていないと判定し、1回も無い場合に、暑さを感じていると判定する。 Specifically, before the start of heating, the second predetermined time of (determination method 2) is set to, for example, "30 minutes", and the second predetermined number of times is set to "1 time", and within the predetermined period before the start of heating, 30 minutes or more If there is even one interval of discontinuous occurrence of , it is determined that the depth of sleep is normal and that the person does not feel the heat. In other words, before the start of heating, it is determined that the person does not feel the heat if there is a gap of 30 minutes or more between tossing and turning once during the measurement period, and if there is not even one time , determine that the person is feeling the heat.
なお、ここで加熱開始前の所定期間内としているのは、就寝時間が非常に長い場合、30分以上の不連続発生の間隔が1回だけで、暑さを感じていないと判定すると不十分になることがあるためである。図3の例では、加熱開始前の所定期間内が、加熱開始前の2時間となっている。 It should be noted that the term “within a predetermined period before the start of heating” here means that when the bedtime is very long, there is only one discontinuity interval of 30 minutes or more, and it is insufficient to determine that the person does not feel the heat. This is because it may become In the example of FIG. 3, the predetermined period before the start of heating is two hours before the start of heating.
この加熱開始前の所定期間の間に、30分以上の寝返り発生間隔が1回も無い状態とは、睡眠深度が浅く、人体が目覚める準備に入っている状態である。このまま目覚めると、睡眠時間が短くなる。また、この加熱開始前の所定期間の始まり、つまり、加熱開始時刻の2時間前の時刻が、後述する図7のフローチャートにおけるカウント開始時刻となる。 A state in which there is no occurrence of a turnover interval of 30 minutes or more during the predetermined period before the start of heating is a state in which the depth of sleep is shallow and the human body is preparing to wake up. If you wake up like this, your sleep time will be shorter. The beginning of the predetermined period before the start of heating, that is, the time two hours before the heating start time is the count start time in the flowchart of FIG. 7, which will be described later.
一方、加熱開始後は、(判定手法1)の第1所定時間を例えば「10分」、第1所定回数を「3回」として、10分以下の寝返り発生間隔が3回以上あれば、寝返りが多いと判定し、暑さを感じていると判定する。換言すると、加熱開始後は、10分以下の寝返り発生間隔が2回までであれば、起床予定時刻の所定時間の加熱にて暑さを感じていないが、寝返り間隔10分以下で3回以上も寝返りがある状態とは、快適な起床状態を得るための加熱にて暑さを感じている状態であり、このまま目覚めると、むしろ快適な覚醒を阻害するおそれがある。 On the other hand, after the start of heating, the first predetermined time in (Determination method 1) is set to, for example, "10 minutes" and the first predetermined number of times is set to "3 times". It is determined that there is a lot of heat, and it is determined that the user feels the heat. In other words, after the start of heating, if there are no more than two tossing-and-turning intervals of 10 minutes or less, the person does not feel hot during the heating for the predetermined time at the scheduled wake-up time, but three times or more with the tossing-and-turning interval of 10 minutes or less. Tossing and turning over is a state in which the person feels hot due to heating to obtain a comfortable wake-up state, and if he wakes up in this state, there is a risk of hindering comfortable awakening.
図4は、4人の被験者に対して寝具内空間の湿度に基づいて暑さを感じているかどうかを判定した結果と官能評価の結果の一致率を示す説明図である。カウント開始時刻を加熱開始時刻の2時間としている。そして、加熱開始前は、(判定手法2)の第2所定時間を例えば「30分」、第2所定回数を「1回」とし、加熱開始後は、(判定手法1)の第1所定時間を例えば「10分」、第1所定回数を「3回」としている。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing the rate of agreement between the result of judging whether or not the subjects feel hot based on the humidity of the space inside the bedding and the result of the sensory evaluation for four subjects. The count start time is two hours from the heating start time. Then, before the start of heating, the second predetermined time of (determination method 2) is set to, for example, "30 minutes" and the second predetermined number of times is set to "1 time", and after the start of heating, the first predetermined time of (determination method 1) is set to, for example, "10 minutes", and the first predetermined number of times is set to "3 times".
図4に示すように、被験者Aでは、6回行った実験のうち5回結果が一致しており、被験者Bでは、7回行った実験すべてで結果が一致している。被験者C,Dにおいても、3回行った実験のうち2回結果が一致している。この実験により、湿度値および暑さの緩和行動(=寝返り)の頻度および間隔を考慮した暑さ判定アルゴリズムによる判定結果と官能評価結果の一致率は84%であることが確認できた。 As shown in FIG. 4, subject A showed consistent results in 5 out of 6 experiments, and subject B showed consistent results in all 7 experiments. For subjects C and D, the results of two out of the three experiments were in agreement. From this experiment, it was confirmed that the judgment result by the heat judgment algorithm considering the humidity value and the frequency and interval of the heat mitigation behavior (=rolling over) and the sensory evaluation result had a matching rate of 84%.
図5は、睡眠制御装置1で採用している寝具内空間の湿度から寝返りを検知する寝返り検知処理のフローチャートである。図5に示すように、制御回路5は、タイマーを開始させ(S1)、10分経過すると(S2)、湿度センサ4の測定値をy,実時間をxとしてグラフをプロットする(S3)。次に、S3でプロットしたグラフを基に直近10分間(第3所定時間)のデータで対数近似曲線を作成する(S4)。そして、対数近似曲線の移動平均値の次の10秒間(第4所定時間)のデータが対数近似曲線から小さくなる方向に1σ以上大きく乖離したかどうかを判断する(S5)。S5で大きく乖離していると判断すると、寝返りと判定し(S6)、タイマーをリセットしてS1に戻る。S5で1σ以上大きく乖離していないと判断するとS8に進み、一定時間経過するとS4に戻って、直近10分間のデータで対数近似曲線を作成する。
FIG. 5 is a flowchart of a tossing-and-turning detection process for detecting tossing-and-turning from the humidity of the space inside the bedding adopted by the
S8における一定時間は例えば2分とすることができる。また、S2において、対数近似曲線を作成する対象を直近10分間のデータとしたが、第3所定時間は直近10分に限るものではなく、湿度センサ4の測定値から対数近似曲線を作成するのに十分なデータ量が取得できる時間であればよい。また、S5において、次の10秒間のデータとしたが、第4所定時間は10秒に限るものではなく、湿度センサ4が測定値を精度良く出力できる間隔以上であればよい。
The fixed time in S8 can be set to 2 minutes, for example. In S2, data for the most recent 10 minutes is used as the target for creating the logarithmic approximate curve, but the third predetermined time is not limited to the most recent 10 minutes. A sufficient amount of data can be acquired for the time required. Also, in S5, data for the next 10 seconds is used, but the fourth predetermined time is not limited to 10 seconds, and may be any interval longer than the interval at which the
図6は、寝具内空間の湿度から寝返りを検知するアルゴリズムの実施例を示す説明図である。図6の(a)は、湿度:寝具内空間の実測湿度値、σ:直前一定時間の移動平均-標準偏差、及び、判定指標:σ-実測湿度値を示している。横軸が就寝後の経過時間を示し、縦軸が相対湿度を示す。図6の(a)には、加熱出力も併せて記載している。図6の(a)は、一定時間を2分間としており、判定指標>10のとき寝返りと判定する。寝返りと判定した寝返り検知箇所を太矢印にて示す。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing an embodiment of an algorithm for detecting turning over from the humidity of the space inside the bedding. (a) of FIG. 6 shows humidity: actually measured humidity value in the space inside the bedding, σ: moving average-standard deviation for the previous fixed time, and determination index: σ-actually measured humidity value. The horizontal axis indicates the elapsed time after going to bed, and the vertical axis indicates the relative humidity. FIG. 6(a) also shows the heating output. In (a) of FIG. 6, the fixed time is set to 2 minutes, and when the determination index>10, it is determined that the person is tossing and turning. A thick arrow indicates a position where the person has determined that the person has turned over.
図6の(b)(c)は、図6の(a)の時間軸上の一部の時間を拡大して示す図であり、図6の(b)は、不連続発生区間で寝返りと判定される部分を拡大して示す図、図6の(c)は、不連続発生区間ではるが寝返りと判定されない部分を拡大して示す図である。
図の(b)から分かるように、連続区間における湿度の正の傾きより不連続発生区間において十分大きな負の傾きが生じた際に判定指標が極大値を示し、この値が例えば10より大きい場合は寝返りと判定される。一方で、図の(c)から分かるように、湿度に負の傾きが生じた際であっても、その負の傾きが直前の連続区間における湿度の正の傾きに比べて大きくない場合には、判定指標が急峻に増加しないため、この値が例えば10以下の場合は、ノイズと判定される。
(b) and (c) of FIG. 6 are enlarged views showing a part of time on the time axis of (a) of FIG. 6, and (b) of FIG. FIG. 6(c) is an enlarged view showing the determined portion, and FIG. 6C is an enlarged view showing the portion where it is not determined that the person turns over in the discontinuous occurrence section.
As can be seen from (b) of the figure, when the negative slope of humidity is sufficiently large in the discontinuous section rather than the positive slope in the continuous section, the determination index shows a maximum value, and this value is greater than 10, for example. is determined to be rolling over. On the other hand, as can be seen from (c) of the figure, even when the humidity has a negative slope, if the negative slope is not larger than the positive slope of the humidity in the immediately preceding continuous section, , the determination index does not sharply increase, so if this value is, for example, 10 or less, it is determined as noise.
(睡眠制御装置1の動作)
図7は、睡眠制御装置1の動作を説明するためのフローチャートである。図7に示すように、ユーザがスイッチを押すなどして睡眠制御装置1に起床支援動作の開始を指示すると、制御回路5が起床予定時刻を設定する(S11)。起床予定時刻は、以前に入力された睡眠制御装置1が記憶している時刻や新たに入力された時刻である。
(Operation of sleep control device 1)
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the
次に、制御回路5は、クロック7より現在時刻を取得し、現在時刻がカウント開始時刻を経過するまで待機する(S12)。制御回路5は、現在時刻がカウント開始時刻を経過すると、カウントを開始する(S13)。
Next, the
カウントを開始すると、制御回路5は、寝返りを検知したかどうかを判断する(S14)。制御回路5は、寝返りを検知したと判断すると、前回の寝返りの発生時刻(寝返り時刻)から今回の寝返りまでの経過時間Tを計算する(S15)。なお、検知した寝返りがカウント開始してから1回目の場合は、S13でカウントを開始したときの実時刻からの経過時間を計算する。
After starting the counting, the
次に、制御回路5は、加熱開始前かどうかを判断し(S16)、加熱開始前であればS17に進み、加熱開始後であればS23に進む。
Next, the
加熱開始前でS17に進むと、制御回路5は、現在時刻がカウント開始時刻~加温開始時刻であり、かつ、経過時間Tが第2間隔時間(長)以上であるかどうかを判断する。ここで、第2間隔時間(長)が、上記(判定手法2)の第2所定時間に相当する。
When proceeding to S17 before the start of heating, the
制御回路5は、S17においてYESと判断すると、S18にて第2カウンタ(長)を増加(+1)させた後、S19に進む。一方、S17においてNOと判断すると、制御回路5は、S18をスキップしてS19に進む。ここで、第2カウンタ(長)が、上記(判定手法2)の第2所定回数を計測するカウンタである。
If the
S19においては、現在時刻が加温開始時刻であれば、暑いかどうかの判定を行い、第2カウンタ(長)が第2所定値未満であれば「暑い」と判定し、そうでなければ「暑くない」と判定する。なお、ここでは、暑いか暑くないかで記載したが、「快適であるか快適でないか」を判定していると換言することができる。 In S19, if the current time is the heating start time, it is determined whether or not it is hot. It's not hot." Here, the description is based on whether it is hot or not, but it can be rephrased to determine whether it is "comfortable or not."
一方、加熱開始後でS23に進むと、制御回路5は、現在時刻が加熱開始時刻~カウント終了時刻であり、かつ、経過時間Tが第1間隔時間(短)以下であるかどうかを判断する。ここで、第1間隔時間(短)が、上記(判定手法1)の第1所定時間に相当する。
On the other hand, when proceeding to S23 after starting heating, the
制御回路5は、S23においてYESと判断すると、S24にて第1カウンタ(短)を増加(+1)させた後、S25に進む。一方、S23においてNOと判断すると、制御回路5は、S24をスキップしてS25に進む。ここで、第1カウンタ(短)が、上記(判定手法1)の第1所定回数を計測するカウンタである。
If the
S25においては、暑いかどうかの判定を行い、第1カウンタ(短)が第1所定以上であれば「暑い」と判定し、そうでなければ「暑くない」と判定する。 In S25, it is determined whether or not it is hot. If the first counter (short) is equal to or greater than the first predetermined value, it is determined to be "hot", otherwise it is determined to be "not hot".
S20においては、制御回路5は、S19又はS25において、「暑い」と判定した場合は加熱レベルを「低」に設定し、S19又はS25において、「暑くない」と判定した場合は加熱レベルの設定を変更せずに維持する。加熱レベルが「低」に設定されると、制御回路5は、加熱部2による加熱温度を変更前の加熱温度よりも例えば3℃低下させる。変更後の加熱温度は、人体を暖めて覚醒させるといった目的から体温よりも高い値である必要はある。ユーザの平熱が異なることを考慮して、低下させる温度幅を変更できる構成としてもよい。
In S20, the
続いて、制御回路5は、現在時刻が加温開始時刻~加温終了時刻の間であれば加熱部2を設定されている加熱レベルでオンし、そうでなければ加熱部2をオフとする(S21)。次に、制御回路5は、現在時刻が加温終了時刻でるかどうかを判断し、加温終了時刻であれば処理を終了し、加温終了時刻でない場合はS14に戻り、次の寝返りを検知する。
Subsequently, the
(効果)
本願出願人は、寝具内空間の湿度値より「発汗量」を検出し、発汗量が抑制されるように加熱部を制御することで、ユーザが「暑い」と感じることを抑制できることを確認している。
(effect)
The applicant of the present application has confirmed that it is possible to prevent the user from feeling "hot" by detecting the "perspiration amount" from the humidity value of the space inside the bedding and controlling the heating unit so as to suppress the perspiration amount. ing.
しかしながら、その場合に、起床前の加熱中に就寝者が暑いと感じ、途中覚醒するケースにおいても、湿度センサの湿度が上昇しない場合があることがわかった。その原因を究明したところ、就寝者が暑いと感じても体質や体調によって発汗しない場合があることや、暑さを感じた就寝者が無意識に暑さの緩和行動を行って寝具内空間の湿気を外気に放出することがわかった。 However, in that case, it was found that the humidity of the humidity sensor may not rise even in the case where the sleeper feels hot during heating before waking up and wakes up halfway through. When we investigated the cause, we found that even if the sleeper feels hot, he or she may not perspire depending on their constitution and physical condition. was found to be released to the atmosphere.
上記構成によれば、就寝中における寝具内空間の湿度値の不連続発生(寝返りの発生)の間隔又は頻度又はその両方に基づいて、就寝者の就寝状態(暑さを感じているかどうか、快適かどうか)を把握し、加熱温度(加熱レベル)を調整している。加熱中に、就寝者が暑いと感じているとき、寝返り頻度が増加するため、湿度値の不連続発生の間隔および頻度により、就寝者が暑いと感じているかどうかを把握することが可能となる。暑いと感じている状態では、加熱レベルを下げることにより、暑いと感じることがなくなり中途覚醒を防止することが可能となる。 According to the above configuration, the sleep state of the sleeper (whether it feels hot, whether it is comfortable (whether or not), and adjust the heating temperature (heating level). During heating, when the sleeper feels hot, the frequency of tossing and turning increases, so it is possible to grasp whether the sleeper feels hot by the interval and frequency of discontinuous occurrence of the humidity value. . By lowering the heating level when feeling hot, the feeling of hotness disappears and it is possible to prevent awakening in the middle of the night.
また、加温開始前であっても、何らかの原因で就寝者の眠りが通常に比べて比較的浅い状態で、通常の加熱レベルで加熱すると、就寝者が暑いと感じ、中途覚醒を引き起こすこともある。上記構成によれば、寝返りの間隔又は頻度又はその両方に基づいて就寝者の眠りが浅い状態を検知して、上記中途覚醒を防止することが可能となる。 In addition, even before the start of heating, if for some reason the sleeper sleeps relatively lightly compared to normal, heating at the normal heating level may cause the sleeper to feel hot and wake up in the middle of the night. be. According to the above configuration, it is possible to detect the light sleep state of the sleeper based on the intervals and/or the frequency of turning over, thereby preventing the above-mentioned awakening in the middle of the night.
〔実施の形態2〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
[Embodiment 2]
Other embodiments of the invention are described below. For convenience of description, members having the same functions as those of the members described in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
前述した実施の形態1の睡眠制御装置1においては、S19、S25において、暑い(快適ではない)と判定されると、S20において加熱レベルを「低」に1回で下げるようになっている。
In the
これに対し、本実施の形態の睡眠制御装置1においては、低下レベルが複数段階設定されており、S19、S25において、「暑い」と判定されるごとに1段階ずつ下げるようになっている。図8は、本実施の形態の睡眠制御装置1の動作を説明するためのフローチャートであり、S20に代えてS20’を備える点が図7と異なる。
On the other hand, in the
S20’においては、制御回路5は、S19又はS25において、「暑い」と判定した場合は、加熱レベルを現行のレベルより1段階下げたレベルに設定する。一方、S19又はS25において、「暑くない」と判定した場合は、加熱レベルの設定を変更せずに現在設定されているレベルに維持する。加熱レベルが1段階下げられると、制御回路5は、加熱部2による加熱温度は、変更前の加熱温度よりも例えば1℃低下させる。この場合も、最下位レベルの加熱温度は、人体を暖めて覚醒させるといった目的から体温よりも高い値である必要がある。
In S20', the
〔実施の形態3〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
[Embodiment 3]
Other embodiments of the invention are described below. For convenience of description, members having the same functions as those of the members described in the above embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
前述した実施の形態1,2の睡眠制御装置1においては、暑さの緩和行動である寝返りを検出可能なセンサとして湿度センサ4を搭載したが、本実施の形態の睡眠制御装置1では、湿度センサ4に代えて温度センサを搭載している。つまり、温度センサにて、寝具内空間の温度を検出し、温度値の不連続発生の頻度又は間隔又はその両方に基づいて、就寝者の就寝状態(暑さを感じているかどうか、快適かどうか)を把握し、加熱レベルを調整する。
In the
なお、寝返りを検出可能なセンサとしては、加速度センサや圧電センサ等、体動を直接検出するセンサを用いることもできる。しかしながら、これらのセンサの場合、手足指の小さな動きも検出してしまうため、暑さの緩和行動である寝返りの検知精度が低い。 As a sensor that can detect rolling over, a sensor that directly detects body movement, such as an acceleration sensor or a piezoelectric sensor, can be used. However, since these sensors detect even small movements of fingers and toes, the detection accuracy of tossing and turning, which is an action to relieve heat, is low.
これに対し、湿度センサおよび温度センサは、湿度データ又は温度データの不連続検出による寝返り検知であるため、暑さによる発汗で寝具内の湿度又は温度が上がった際の暑さの緩和行動に直に対応しており、原理的に精度よく検知することができる。特に湿度は温度よりも暑さの緩和行動による変動が大きく現れるので、より精度良く検出することができる。 On the other hand, the humidity sensor and the temperature sensor detect tossing and turning by discontinuous detection of humidity data or temperature data. and can be detected with high accuracy in principle. Humidity, in particular, can be detected with higher accuracy because it shows more fluctuations due to heat mitigation behavior than temperature.
〔まとめ〕
本発明の態様1に係る睡眠制御装置1は、寝具の一部を構成して人体を加熱する加熱部2と、暑さの緩和行動の発生頻度又は発生間隔またはその両方を検出可能な値を出力するセンサ(湿度センサ4)と、制御部(制御回路5)と、を備え、前記制御部は、前記加熱部を制御して、起床予定時刻よりも前から前記人体を加熱し、前記制御部は、前記センサの出力値より検出される暑さの緩和行動の発生頻度又は発生間隔又はその両方に基づいて前記加熱部の出力を調整することを特徴とする。
〔summary〕
The
本発明の態様2に係る睡眠制御装置1は、さらに、態様1において、前記センサが、寝具内の空間の湿度を検出する湿度センサであり、前記制御部は、湿度値の不連続発生の頻度又は間隔またはその両方に基づいて前記加熱部の出力を調整する構成とすることができる。
Further, in the
本発明の態様3に係る睡眠制御装置1は、さらに、態様2において、前記制御部は、湿度値の不連続発生の頻度および間隔の両方に基づいて前記加熱部の出力を調整し、前記制御部は、湿度値の不連続発生の間隔が寝返り発生の平均的な間隔よりも短い第1所定時間以下の期間が第1所定回数以上ある場合に、前記加熱部の出力を低下させる構成とすることもできる。
Further, in the
本発明の態様4に係る睡眠制御装置1は、さらに、態様2において、前記制御部は、湿度値の不連続発生の頻度および間隔の両方に基づいて前記加熱部の出力を調整し、前記制御部は、湿度値の不連続発生の間隔が寝返り発生の平均的な間隔以上の第2所定時間以上の期間が第2所定回数未満である場合に、前記加熱部の出力を低下させる構成とすることもできる。
Further, in the
本発明の態様5に係る就寝中の暑さの緩和行動の判定方法は、寝具内空間の湿度値を測定し、測定した湿度値のデータの直近第3所定時間分のデータの対数近似曲線を作成し、前記対数近似曲線の移動平均値の次の第4所定時間のデータが、前記対数近似曲線より1σ以上小さくなる方向に離れている場合に、就寝中に暑さの緩和行動がなされたと判定することを特徴とする。
In the method for determining heat mitigation behavior during sleep according to
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be modified in various ways within the scope of the claims, and can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, new technical features can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.
1 睡眠制御装置
2 加熱部
3 コントローラ部
4 湿度センサ(センサ)
5 制御回路(制御部)
6 駆動回路
7 クロック
8 入力器
9 表示器
10 本体部
20 敷布団
1
5 Control circuit (control unit)
6
Claims (4)
暑さの緩和行動の発生頻度又は発生間隔またはその両方を検出可能な値を出力するセンサと、
制御部と、を備え、
前記制御部は、前記加熱部を制御して、起床予定時刻よりも前から前記人体を加熱し、
前記制御部は、前記センサの出力値より検出される暑さの緩和行動の発生頻度および発生間隔の両方に基づいて前記加熱部の出力を調整し、
前記制御部は、前記加熱部の加熱開始後であれば、暑さの緩和行動の発生間隔が寝返り発生の平均的な間隔よりも短い第1所定時間以下の期間が第1所定回数以上ある場合に、前記加熱部の出力を低下させる加熱レベルに設定し、
前記制御部は、前記加熱部の加熱開始前であれば、暑さの緩和行動の発生間隔が寝返り発生の平均的な間隔以上の第2所定時間以上の期間が第2所定回数未満である場合に、前記加熱部の出力を低下させる加熱レベルに設定することを特徴とする睡眠制御装置。 a heating unit that constitutes a part of bedding and heats the human body;
a sensor that outputs a value capable of detecting the occurrence frequency and occurrence interval of heat mitigation behavior, or both;
a control unit;
The control unit controls the heating unit to heat the human body before the scheduled wake-up time,
The control unit adjusts the output of the heating unit based on both the occurrence frequency and occurrence interval of heat mitigation behavior detected from the output value of the sensor,
If after the heating unit starts heating, the control unit determines that the occurrence interval of heat mitigation behavior is shorter than the average interval of tossing and turning for a first predetermined time period or less, if there is a first predetermined number of times or more. , set to a heating level that reduces the output of the heating unit,
If it is before the start of heating by the heating unit, the control unit determines that the occurrence interval of heat mitigation behavior is equal to or longer than the average interval of tossing and turning for a second predetermined time period or more, if the period is less than the second predetermined number of times. 2. A sleep control device characterized by setting a heating level that lowers the output of the heating unit.
前記制御部は、湿度値の不連続発生の頻度および間隔の両方に基づいて前記加熱部の出力を調整し、
前記制御部は、前記加熱部の加熱開始後であれば、湿度値の不連続発生の間隔が寝返り発生の平均的な間隔よりも短い第1所定時間以下の期間が第1所定回数以上ある場合に、前記加熱部の出力を低下させる加熱レベルに設定し、
前記制御部は、前記加熱部の加熱開始前であれば、湿度値の不連続発生の間隔が寝返り発生の平均的な間隔以上の第2所定時間以上の期間が第2所定回数未満である場合に、前記加熱部の出力を低下させる加熱レベルに設定することを特徴とする請求項1に記載の睡眠制御装置。 The sensor is a humidity sensor that detects the humidity of the space in the bedding,
The control unit adjusts the output of the heating unit based on both the frequency and interval of occurrence of discontinuities in the humidity value,
If after the heating unit starts heating, the interval between occurrences of discontinuous humidity values is shorter than the average interval between occurrences of tossing and turning, and the period is equal to or shorter than a first predetermined time, and if there is a first predetermined number of times or more. , set to a heating level that reduces the output of the heating unit,
If the interval of occurrence of discontinuity in humidity value is equal to or longer than the average interval of occurrence of rolling over before the heating unit starts heating, the control unit controls the period of time equal to or longer than a second predetermined time period to be less than the second predetermined number of times. 2. The sleep control device according to claim 1, wherein the heating level is set so as to lower the output of the heating unit.
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