睡眠制御装置
【課題】就寝者の状態に基づいて就寝者の睡眠状態を制御し、就寝者に対して寝具の異常状態を知覚させることができる睡眠制御装置を提供する。
【解決手段】寝具状態判定部１５は就寝者１を覆う寝具３ａの状態の良否を判定する。気温取得部１４は就寝者１の周辺の気温を取得する。制御部１１は寝具３ａの状態と気温とに基づいて就寝者１に対して刺激を付与する刺激部１６を制御する。
【解決手段】寝具状態判定部１５は就寝者１を覆う寝具３ａの状態の良否を判定する。気温取得部１４は就寝者１の周辺の気温を取得する。制御部１１は寝具３ａの状態と気温とに基づいて就寝者１に対して刺激を付与する刺激部１６を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、寝具の状態に基づいて寝具の使用者の睡眠レベルの深さを制御する睡眠制御
技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、睡眠の質の重要性が注目されている。睡眠の質を左右する要素は様々なものがあるが、温度もその一つである。そのため、冷暖房装置等により室温を制御したり、寝具を用いて就寝者の周囲の温度を保ったりすることが行われている。
【０００３】
しかしながら、寝具が正常な状態で用いられていれば、就寝者の周囲の温度を保つことができるが、寝返り、その他の原因により寝具が肌蹴る等、正常な状態でなくなると就寝者の周囲の温度が低下し、睡眠の質を低下させるおそれがある。
【０００４】
このような問題に対して、センサにより布団が剥ぎ取られた等の状態を検知すると、報知する装置がある（特許文献１、特許文献２参照）。この特許文献１，２の技術では、報知に気づいた就寝者または親等の監視人が布団を正常な状態に戻すことができるため、就寝者の周囲の温度の低下を防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２２２７７８号公報
【特許文献２】特開平６−１０５７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献では、布団の状態のみに基づいて報知を行っているため、例えば、室温や湿度が高い場合であっても布団が肌蹴た場合には報知が行われる。本来であれば、このような報知は不要であるだけでなく、逆に就寝者の眠りを妨げたり、親等の監視者に無用の負担をかけることとなり好ましくない。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、就寝者の状態に基づいて就寝者の睡眠状態を制御し、就寝者に対して寝具の異常状態を知覚させることができる睡眠制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の睡眠制御装置は、就寝者と当該就寝者を覆う寝具との位置関係を取得する寝具状態取得部と、前記寝具状態取得部により取得された前記位置関係に基づき、前記寝具の状態の良否を判定する寝具状態判定部と、前記就寝者の周辺の気温を取得する気温取得部と、前記就寝者に対して刺激を付与する刺激部と、前記寝具状態判定部による判定結果と前記気温とに基づいて前記刺激部を制御する制御部と、備えている。
【０００９】
この構成では、就寝者を覆う寝具の状態だけでなく、就寝者の周辺の気温に基づいて就寝者に対して刺激を付与するか否かが決定される。この構成では、例えば、気温が高い環境下で掛布団が肌蹴ていたとしても、就寝者の体温の低下が少なく、睡眠の質の低下が生じ難いと判断し、就寝者に対して刺激を付与しない。これにより、就寝者に対する不要な刺激の付与を回避することができる。
【００１０】
本発明の睡眠制御装置の好適な実施形態の一つでは、前記就寝者の睡眠状態を取得する睡眠状態取得部を備え、前記制御部は、さらに前記睡眠状態に基づいて前記刺激部を制御する。
【００１１】
この構成では、就寝者に対する刺激の付与を決定するために、さらに就寝者の睡眠状態が考慮される。これにより、就寝者の睡眠をなるべく阻害しないタイミングで刺激を付与することができる。例えば、睡眠レベルが覚醒状態に近い場合に就寝者に刺激を付与すると覚醒するおそれがあるため、このような状態での刺激付与を回避することができる。
【００１２】
逆に、睡眠レベルが十分深く、良質な睡眠状態となっているときに刺激を与えると、良質な睡眠を阻害し、好ましくない。そのため、本発明の睡眠制御装置の好適な実施形態の一つでは前記制御部は、前記睡眠状態取得部により取得された前記就寝者の睡眠の深さが所定の睡眠レベル以上の深さのときには前記刺激部を作動させない。これにより、良質な睡眠状態を阻害することを回避することができる。
【００１３】
就寝者に刺激を付与した際の就寝者の睡眠レベルが浅くなりすぎると、良質の睡眠を阻害する。一方、睡眠レベルが深いままでは、就寝者が寝具の状態を知覚できない。そのため、本発明の睡眠制御装置の好適な実施形態の一つでは、前記制御部は、前記就寝者の睡眠の深さが所定の睡眠レベルにまで浅くなるように前記刺激部を制御する。
【００１４】
この構成では、就寝者に与える刺激は就寝者の睡眠レベルが所定の深さとなるように制御される。これにより、可能な限り就寝者の睡眠の阻害を回避しつつ、就寝者に寝具の状態を知覚させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】睡眠制御装置の構成図である。
【図２】睡眠制御装置の処理の流れを表すフローチャートである。
【図３】サーモグラフィ画像の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、図面を用いて本発明の睡眠制御装置の実施形態を説明する。図１は、本実施形態における睡眠制御装置Ａの構成図である。本実施形態では、就寝者１はベッド２上に載置された寝具３としてのマットレス３ｂ上に仰臥しており、就寝者１の上には寝具３としての掛布団３ａが掛けられている。
【００１７】
図に示すように、本実施形態における睡眠制御装置Ａは、サーモグラフィ映像を取得する赤外線サーモグラフィ４、就寝者１の睡眠状態を取得する睡眠情報センサ５、就寝者１の周囲の気温を取得する温度センサ６、および、制御装置１０を備えている。
【００１８】
赤外線サーモグラフィ４は、図１に示すようにベッド２のヘッドボード２ａの上部に俯角を有するように設置されている。本実施形態では、赤外線サーモフラフィ４はマットレス３ｂ全体が写るように入るように俯角、画角等が設定されているが、これらは適宜設定可能である。ここで用いる赤外線サーモグラフィ４は、人体の温度が計測できるものであれば、既存のものを用いることができる。なお、本実施形態では、赤外線サーモグラフィ４は動画撮影可能であり、撮影したサーモグラフィ映像は逐次制御装置１０に送信されている。
【００１９】
睡眠情報センサ５は、図１に示すようにマットレス３ｂに埋め込まれている。本実施形態における睡眠情報センサ５は圧電フィルムセンサにより構成されており、就寝者１の体動，呼吸振動，心拍振動等（以下、これらを睡眠情報と総称する）を計測している。計測された睡眠情報は制御装置１０に逐次送信されている。
【００２０】
温度センサ６は、就寝者１の周囲の気温を取得し、制御装置Ａに送信している。本実施形態では、図１に示すように、温度センサ６はベッド２のヘッドボード２ａの就寝者２側の側面に設置されているが、他の位置に設置しても構わない。本実施形態では、温度センサ６は時々刻々の気温を測定し、制御装置１０に送信している。
【００２１】
制御装置１０は汎用コンピュータにより構成されており、制御装置１０全体を制御する制御部１１、赤外線サーモグラフィ４からサーモグラフィ画像を取得する画像取得部１２、睡眠情報センサ５から睡眠情報を取得し、就寝者１の睡眠状態を判定する睡眠状態判定部１３、温度センサ６から気温を取得する気温取得部１４、サーモグラフィ画像に基づいて寝具３の状態の良否を判定する寝具状態判定部１５、就寝者１に刺激を与える刺激部１６を備えている。
【００２２】
制御部１１は、各機能部の動作を制御する機能を有している。例えば、所定時間間隔（例えば１秒間隔）で各機能部から情報を取得し、就寝者１に刺激を与えるか否かを判定する。
【００２３】
画像取得部１２には赤外線サーモグラフィ４からサーモグラフィ映像が入力されており、制御部１１からの指示に基づいてサーモグラフィ映像から１フレームのサーモグラフィ画像を抜き出し、メモリ（図示せず）に記憶させる。本実施形態では、サーモグラフィ画像により寝具３（特に、掛布団３ａ）と就寝者との位置関係を取得できるため、赤外線サーモグラフィ４と画像取得部１２とにより寝具状態取得部が構成されている。
【００２４】
睡眠状態判定部１３には睡眠情報センサ５からの睡眠情報が入力されており、制御部１１からの指示があった時点の就寝者１の睡眠状態を判定し、制御部１１に送る機能を有している。本実施形態では、睡眠状態とは睡眠の深さを示すものであり、覚醒，レム睡眠，ノンレム睡眠レベル１，ノンレム睡眠レベル２，ノンレム睡眠レベル３，ノンレム睡眠レベル４の６段階で表している。当然ながら、睡眠状態の表現はこれに限定されるものでなく、他の表現を用いても構わない。なお、本実施形態では、睡眠情報センサ５および睡眠状態判定部１３により、睡眠状態取得部が構成されている。
【００２５】
気温取得部１４には温度センサ６から就寝者１の周囲の気温が入力されており、制御部１１からの指示があった時点の気温を制御部１１に送る機能を有している。
【００２６】
寝具状態判定部１５は、サーモグラフィ画像に基づいて寝具３、特に掛布団３ａの状態の良否を判定する機能を有している。本実施形態では、掛布団３ａが肌蹴ているか否かを判定している。
【００２７】
図３は、サーモグラフィ画像の例である。図３（ａ）は掛布団３ａが正常な状態、すなわち、就寝者１の首から下が掛布団３ａに覆われており、就寝者１の頭部のみが露出している状態である。そのため、図３（ａ）のサーモグラフィ画像を見ると、就寝者１の頭部に対応する領域のみの温度が高くなっている。なお、このサーモグラフィ画像では、理解しいやすくするために、人間の体温範囲（例えば、３５℃から３８℃）にある画素を白画素で表している。図３（ｂ）も同様である。以下、この白画素で表す人間の体温範囲にある画素からなる領域を露出領域と称する。
【００２８】
一方、図３（ｂ）は掛布団３ａの状態が不良な状態、すなわち、掛布団３ａが肌蹴ている状態である。そのため、図３（ａ）の露出領域の面積よりも、図３（ｂ）の露出領域の面積の方が大きくなっている。
【００２９】
本実施形態の寝具状態判定部１５は、上述のサーモグラフィ画像に表れる差異に基づいて掛布団３ａの状態の良否を判定している。具体的には、サーモグラフィ画像の露出領域の面積と所定の閾値とを比較することにより、掛布団３ａの良否を判定している。なお、寝具の状態の判定はこれに限定されるものでなく、他の方法を用いても構わない。
【００３０】
刺激部１６は、就寝者１に対して刺激を与える装置である。本実施形態では、就寝者１に振動を与えるバイブレータにより構成している。図１に示すように、本実施形態では刺激部１６としてのバイブレータはマットレス３ｂに埋め込まれているが、枕等に埋め込んでも構わない。また、就寝者１に与える刺激は振動に限定されるものでなく、音、光、匂い、風等を用いてもよく、これらを用いる場合には刺激に応じた刺激部１６を採用すればよい。
【００３１】
図２は、本発明の睡眠制御装置Ａの処理の流れを表すフローチャートである。まず、就寝者１が入床すると以下の処理が開始される。就寝者１の入床の判定は睡眠情報センサ５の計測値を用いることができるが、ベッドルームの消灯や時計のアラームの設定等、他の情報に基づいて判定しても構わない。
【００３２】
就寝者１が入床してから所定時間が経過するまでは睡眠レベルが浅く、刺激により覚醒するおそれがある。したがって、入床してから所定時間の間に刺激を与えることは好ましくない。そのため、本実施形態では、制御部１１は就寝者１が入床してから所定時間の間は就寝者１に対して刺激を与えないように制御を行っている。すなわち、制御部１１は就寝者１が入床してから所定時間の間は待機状態となっている（＃０１のＮｏ分岐）。なお、所定時間の始期は入床時ではなく入眠時としても構わない。
【００３３】
制御部１１は、上記所定時間が経過すると（＃０１のＹｅｓ分岐）、予め設定された時間間隔（例えば１秒間隔）で画像取得部１２および気温取得部１４に対して動作を指示する。この指示に対して、画像取得部１２はサーモグラフィ映像から１フレームをサーモグラフィ画像として抜き出し、メモリに記憶させる（＃０２）。このとき、サーモグラフィ画像を取得した旨は制御部１１に通知される。また、気温取得部１４は、温度センサ６から入力されている気温を制御部１１に送る（＃０３）。
【００３４】
サーモグラフィ画像が取得されると、制御部１１は寝具状態判定部１５に対して寝具３の状態の良否を判定するように指示を出す。この指示に対して、寝具状態判定部１５は上述のように、サーモグラフィ画像の画素のうち露出領域の面積を算出し（＃０４）、露出領域の面積が閾値Ｎ以下であれば（＃０５のＮｏ分岐）、寝具３の状態は良好であると判定する（＃０６）。一方、露出領域の面積が閾値Ｎよりも大きければ（＃０５のＹｅｓ分岐）寝具３の状態は不良であると判定する（＃０７）。この判定結果は制御部１１に送られる。
【００３５】
寝具状態判定部１５からの判定結果を取得した制御部１１は、判定結果が良好であれば就寝者１に対して刺激を与える必要がないと判断し、処理を＃０２に移行し、上記の処理を繰り返す。一方、判定結果が不良であれば、制御部１１は取得した気温に基づいて就寝者１に対して刺激を付与するべきか否かを判定する（＃０８）。例えば、就寝者１の周囲の気温が所定の閾値Ｔよりも高ければ（＃０８のＹｅｓ分岐）、掛布団３ａの状態が良好でなくとも、就寝者１は低体温とならず、睡眠の質も低下しないと考えられるため、就寝者１に対する刺激は不要であると判定し、処理を＃０２に移行させる。一方、就寝者１の周囲の気温が所定の閾値Ｔ以下であれば（＃０８のＮｏ分岐）、就寝者１は低体温となり睡眠の質が低下するおそれがあるため、刺激を付与すべきと判定する（＃０９）。
【００３６】
上述の処理により、就寝者１に対して刺激を付与すべきか否かは決定されているが、実際に就寝者１に対して刺激を付与するに際して、就寝者１の睡眠レベルを考慮して、再度刺激の要否を決定することが望ましい。例えば、睡眠レベルが浅い状態で就寝者１に刺激を付与すると覚醒するおそれがある。また、睡眠レベルが深い状態（例えば、ノンレム睡眠レベル４）で刺激を付与すると、質の良い睡眠を阻害するおそれがある。そのため、本実施形態では、上述の処理により就寝者１に刺激を付与すべきであると判定しても、さらに就寝者１の睡眠状態に基づいて、刺激を付与するか否かの再決定を行っている。
【００３７】
制御部１１は上述の処理で刺激を付与すべきと判定されると、睡眠状態判定部１３に対して、就寝者１の睡眠状態を判定するよう指示を出す。この指示を受けた睡眠状態判定部１３は、睡眠情報センサ５から取得した睡眠情報に基づいて就寝者１の睡眠状態を判定し、制御部１１に返す（＃１０）。なお、睡眠状態の判定は公知の方法を用いることができる。
【００３８】
睡眠状態判定部１３から就寝者１の睡眠状態を取得した制御部１１は、睡眠状態に基づいて就寝者１に対して刺激を付与するか否かを判定する（＃１１）。例えば、睡眠レベルがノンレム睡眠レベル１，ノンレム睡眠レベル２の範囲であれば（＃１１のＹｅｓ分岐）、就寝者１に対して刺激を付与すべきと判定し、刺激部１６を制御して就寝者１に刺激を付与する（＃１２）。
【００３９】
なお、就寝者１に対して付与する刺激は、就寝者１が、掛布団３ａが肌蹴ており、体が露出していることを知覚できる程度の睡眠レベルの深さ（例えば、レム睡眠、ノンレム睡眠レベル１）となる程度が望ましい。この刺激により、就寝者１は体温の低下を自覚し、自ら掛布団３ａを正常な状態に戻すことができるため、低質の睡眠が長時間継続することを回避することができる。
【００４０】
一方、就寝者１の睡眠レベルが上記範囲外であれば（＃１１のＮｏ分岐）、制御部１１は処理を＃０２に移行させ、上述の処理を繰り返す。
【００４１】
〔別実施形態〕
（１）上述の実施形態では、赤外線サーモグラフィ４により就寝者１と寝具３との位置関係を取得し、サーモグラフィ画像に基づいて掛布団３ａの状態の良否を判定したが、可視画像に基づいて判定を行っても構わない。この場合、赤外線サーモグラフィ４に代えて、通常のカメラを使用すればよい。また、他のセンサを用いて就寝者１と寝具３との位置関係を取得し、そのセンシング出力に基づいて寝具３の状態の良否を判定しても構わない。
【００４２】
（２）上述の実施形態では、体動，吸振動，心拍振動等に基づいて就寝者１の睡眠状態を判定したが、他の計測値に基づいて判定しても構わない。例えば、脳波，眼電，頤筋電等を用いても構わない。さらには、これらを組み合わせて用いても構わない。この場合、睡眠情報センサ５として、計測したい計測値に適したセンサを用いればよい。
【００４３】
（３）上述の実施形態では、温度センサ６により就寝者１の周囲の気温を測定したが、サーモグラフィ画像に基づいて気温を判定しても構わない。この場合には、温度センサ６が不要となる。
【００４４】
（４）上述の実施形態では、睡眠レベルに応じて一様に就寝者１に対して刺激を付与するか否かを決定したが、睡眠レベルの継続時間に基づいて決定しても構わない。睡眠レベルは約９０分サイクルで深浅を繰り返すため、一定時間深いレベルの睡眠が継続すると睡眠レベルは浅くなる。したがって、上述の実施形態において就寝者１に対して刺激を付与しない睡眠レベルの深さであっても、その睡眠レベルの継続時間が次の睡眠レベルに移行する直前であれば刺激を与えるように制御を行っても構わない。
【００４５】
（５）就寝者１に対して刺激を付与した後に、依然として寝具３の状態が不良であると判定した際に、制御部１１は付与する刺激を強くするよう制御を行っても構わない。
【００４６】
（６）上述の実施形態では、寝具３の状態が不良であると判定された後に、気温に基づいて就寝者に刺激の要否を決定したが、気温に代えて、または、気温とともに就寝者の体温に基づいて刺激の要否を決定しても構わない。なお、就寝者の体温はサーモグラフィ画像や他のセンサから取得することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、就寝者に対して的確な刺激を付与することにより就寝者の睡眠状態を制御し、就寝者に対して寝具の異常状態を知覚させる睡眠制御技術に適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
Ａ：睡眠制御装置
１：就寝者
３：寝具
４：赤外線サーモグラフィ（寝具状態取得部）
５：睡眠情報センサ（睡眠状態取得部）
６：温度センサ
１０：制御装置
１１：制御部
１２：画像取得部（寝具状態取得部）
１３：睡眠状態判定部（睡眠状態取得部）
１４：気温取得部
１５：寝具状態判定部
１６：刺激部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、寝具の状態に基づいて寝具の使用者の睡眠レベルの深さを制御する睡眠制御
技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、睡眠の質の重要性が注目されている。睡眠の質を左右する要素は様々なものがあるが、温度もその一つである。そのため、冷暖房装置等により室温を制御したり、寝具を用いて就寝者の周囲の温度を保ったりすることが行われている。
【０００３】
しかしながら、寝具が正常な状態で用いられていれば、就寝者の周囲の温度を保つことができるが、寝返り、その他の原因により寝具が肌蹴る等、正常な状態でなくなると就寝者の周囲の温度が低下し、睡眠の質を低下させるおそれがある。
【０００４】
このような問題に対して、センサにより布団が剥ぎ取られた等の状態を検知すると、報知する装置がある（特許文献１、特許文献２参照）。この特許文献１，２の技術では、報知に気づいた就寝者または親等の監視人が布団を正常な状態に戻すことができるため、就寝者の周囲の温度の低下を防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２２２７７８号公報
【特許文献２】特開平６−１０５７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献では、布団の状態のみに基づいて報知を行っているため、例えば、室温や湿度が高い場合であっても布団が肌蹴た場合には報知が行われる。本来であれば、このような報知は不要であるだけでなく、逆に就寝者の眠りを妨げたり、親等の監視者に無用の負担をかけることとなり好ましくない。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、就寝者の状態に基づいて就寝者の睡眠状態を制御し、就寝者に対して寝具の異常状態を知覚させることができる睡眠制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の睡眠制御装置は、就寝者と当該就寝者を覆う寝具との位置関係を取得する寝具状態取得部と、前記寝具状態取得部により取得された前記位置関係に基づき、前記寝具の状態の良否を判定する寝具状態判定部と、前記就寝者の周辺の気温を取得する気温取得部と、前記就寝者に対して刺激を付与する刺激部と、前記寝具状態判定部による判定結果と前記気温とに基づいて前記刺激部を制御する制御部と、備えている。
【０００９】
この構成では、就寝者を覆う寝具の状態だけでなく、就寝者の周辺の気温に基づいて就寝者に対して刺激を付与するか否かが決定される。この構成では、例えば、気温が高い環境下で掛布団が肌蹴ていたとしても、就寝者の体温の低下が少なく、睡眠の質の低下が生じ難いと判断し、就寝者に対して刺激を付与しない。これにより、就寝者に対する不要な刺激の付与を回避することができる。
【００１０】
本発明の睡眠制御装置の好適な実施形態の一つでは、前記就寝者の睡眠状態を取得する睡眠状態取得部を備え、前記制御部は、さらに前記睡眠状態に基づいて前記刺激部を制御する。
【００１１】
この構成では、就寝者に対する刺激の付与を決定するために、さらに就寝者の睡眠状態が考慮される。これにより、就寝者の睡眠をなるべく阻害しないタイミングで刺激を付与することができる。例えば、睡眠レベルが覚醒状態に近い場合に就寝者に刺激を付与すると覚醒するおそれがあるため、このような状態での刺激付与を回避することができる。
【００１２】
逆に、睡眠レベルが十分深く、良質な睡眠状態となっているときに刺激を与えると、良質な睡眠を阻害し、好ましくない。そのため、本発明の睡眠制御装置の好適な実施形態の一つでは前記制御部は、前記睡眠状態取得部により取得された前記就寝者の睡眠の深さが所定の睡眠レベル以上の深さのときには前記刺激部を作動させない。これにより、良質な睡眠状態を阻害することを回避することができる。
【００１３】
就寝者に刺激を付与した際の就寝者の睡眠レベルが浅くなりすぎると、良質の睡眠を阻害する。一方、睡眠レベルが深いままでは、就寝者が寝具の状態を知覚できない。そのため、本発明の睡眠制御装置の好適な実施形態の一つでは、前記制御部は、前記就寝者の睡眠の深さが所定の睡眠レベルにまで浅くなるように前記刺激部を制御する。
【００１４】
この構成では、就寝者に与える刺激は就寝者の睡眠レベルが所定の深さとなるように制御される。これにより、可能な限り就寝者の睡眠の阻害を回避しつつ、就寝者に寝具の状態を知覚させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】睡眠制御装置の構成図である。
【図２】睡眠制御装置の処理の流れを表すフローチャートである。
【図３】サーモグラフィ画像の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、図面を用いて本発明の睡眠制御装置の実施形態を説明する。図１は、本実施形態における睡眠制御装置Ａの構成図である。本実施形態では、就寝者１はベッド２上に載置された寝具３としてのマットレス３ｂ上に仰臥しており、就寝者１の上には寝具３としての掛布団３ａが掛けられている。
【００１７】
図に示すように、本実施形態における睡眠制御装置Ａは、サーモグラフィ映像を取得する赤外線サーモグラフィ４、就寝者１の睡眠状態を取得する睡眠情報センサ５、就寝者１の周囲の気温を取得する温度センサ６、および、制御装置１０を備えている。
【００１８】
赤外線サーモグラフィ４は、図１に示すようにベッド２のヘッドボード２ａの上部に俯角を有するように設置されている。本実施形態では、赤外線サーモフラフィ４はマットレス３ｂ全体が写るように入るように俯角、画角等が設定されているが、これらは適宜設定可能である。ここで用いる赤外線サーモグラフィ４は、人体の温度が計測できるものであれば、既存のものを用いることができる。なお、本実施形態では、赤外線サーモグラフィ４は動画撮影可能であり、撮影したサーモグラフィ映像は逐次制御装置１０に送信されている。
【００１９】
睡眠情報センサ５は、図１に示すようにマットレス３ｂに埋め込まれている。本実施形態における睡眠情報センサ５は圧電フィルムセンサにより構成されており、就寝者１の体動，呼吸振動，心拍振動等（以下、これらを睡眠情報と総称する）を計測している。計測された睡眠情報は制御装置１０に逐次送信されている。
【００２０】
温度センサ６は、就寝者１の周囲の気温を取得し、制御装置Ａに送信している。本実施形態では、図１に示すように、温度センサ６はベッド２のヘッドボード２ａの就寝者２側の側面に設置されているが、他の位置に設置しても構わない。本実施形態では、温度センサ６は時々刻々の気温を測定し、制御装置１０に送信している。
【００２１】
制御装置１０は汎用コンピュータにより構成されており、制御装置１０全体を制御する制御部１１、赤外線サーモグラフィ４からサーモグラフィ画像を取得する画像取得部１２、睡眠情報センサ５から睡眠情報を取得し、就寝者１の睡眠状態を判定する睡眠状態判定部１３、温度センサ６から気温を取得する気温取得部１４、サーモグラフィ画像に基づいて寝具３の状態の良否を判定する寝具状態判定部１５、就寝者１に刺激を与える刺激部１６を備えている。
【００２２】
制御部１１は、各機能部の動作を制御する機能を有している。例えば、所定時間間隔（例えば１秒間隔）で各機能部から情報を取得し、就寝者１に刺激を与えるか否かを判定する。
【００２３】
画像取得部１２には赤外線サーモグラフィ４からサーモグラフィ映像が入力されており、制御部１１からの指示に基づいてサーモグラフィ映像から１フレームのサーモグラフィ画像を抜き出し、メモリ（図示せず）に記憶させる。本実施形態では、サーモグラフィ画像により寝具３（特に、掛布団３ａ）と就寝者との位置関係を取得できるため、赤外線サーモグラフィ４と画像取得部１２とにより寝具状態取得部が構成されている。
【００２４】
睡眠状態判定部１３には睡眠情報センサ５からの睡眠情報が入力されており、制御部１１からの指示があった時点の就寝者１の睡眠状態を判定し、制御部１１に送る機能を有している。本実施形態では、睡眠状態とは睡眠の深さを示すものであり、覚醒，レム睡眠，ノンレム睡眠レベル１，ノンレム睡眠レベル２，ノンレム睡眠レベル３，ノンレム睡眠レベル４の６段階で表している。当然ながら、睡眠状態の表現はこれに限定されるものでなく、他の表現を用いても構わない。なお、本実施形態では、睡眠情報センサ５および睡眠状態判定部１３により、睡眠状態取得部が構成されている。
【００２５】
気温取得部１４には温度センサ６から就寝者１の周囲の気温が入力されており、制御部１１からの指示があった時点の気温を制御部１１に送る機能を有している。
【００２６】
寝具状態判定部１５は、サーモグラフィ画像に基づいて寝具３、特に掛布団３ａの状態の良否を判定する機能を有している。本実施形態では、掛布団３ａが肌蹴ているか否かを判定している。
【００２７】
図３は、サーモグラフィ画像の例である。図３（ａ）は掛布団３ａが正常な状態、すなわち、就寝者１の首から下が掛布団３ａに覆われており、就寝者１の頭部のみが露出している状態である。そのため、図３（ａ）のサーモグラフィ画像を見ると、就寝者１の頭部に対応する領域のみの温度が高くなっている。なお、このサーモグラフィ画像では、理解しいやすくするために、人間の体温範囲（例えば、３５℃から３８℃）にある画素を白画素で表している。図３（ｂ）も同様である。以下、この白画素で表す人間の体温範囲にある画素からなる領域を露出領域と称する。
【００２８】
一方、図３（ｂ）は掛布団３ａの状態が不良な状態、すなわち、掛布団３ａが肌蹴ている状態である。そのため、図３（ａ）の露出領域の面積よりも、図３（ｂ）の露出領域の面積の方が大きくなっている。
【００２９】
本実施形態の寝具状態判定部１５は、上述のサーモグラフィ画像に表れる差異に基づいて掛布団３ａの状態の良否を判定している。具体的には、サーモグラフィ画像の露出領域の面積と所定の閾値とを比較することにより、掛布団３ａの良否を判定している。なお、寝具の状態の判定はこれに限定されるものでなく、他の方法を用いても構わない。
【００３０】
刺激部１６は、就寝者１に対して刺激を与える装置である。本実施形態では、就寝者１に振動を与えるバイブレータにより構成している。図１に示すように、本実施形態では刺激部１６としてのバイブレータはマットレス３ｂに埋め込まれているが、枕等に埋め込んでも構わない。また、就寝者１に与える刺激は振動に限定されるものでなく、音、光、匂い、風等を用いてもよく、これらを用いる場合には刺激に応じた刺激部１６を採用すればよい。
【００３１】
図２は、本発明の睡眠制御装置Ａの処理の流れを表すフローチャートである。まず、就寝者１が入床すると以下の処理が開始される。就寝者１の入床の判定は睡眠情報センサ５の計測値を用いることができるが、ベッドルームの消灯や時計のアラームの設定等、他の情報に基づいて判定しても構わない。
【００３２】
就寝者１が入床してから所定時間が経過するまでは睡眠レベルが浅く、刺激により覚醒するおそれがある。したがって、入床してから所定時間の間に刺激を与えることは好ましくない。そのため、本実施形態では、制御部１１は就寝者１が入床してから所定時間の間は就寝者１に対して刺激を与えないように制御を行っている。すなわち、制御部１１は就寝者１が入床してから所定時間の間は待機状態となっている（＃０１のＮｏ分岐）。なお、所定時間の始期は入床時ではなく入眠時としても構わない。
【００３３】
制御部１１は、上記所定時間が経過すると（＃０１のＹｅｓ分岐）、予め設定された時間間隔（例えば１秒間隔）で画像取得部１２および気温取得部１４に対して動作を指示する。この指示に対して、画像取得部１２はサーモグラフィ映像から１フレームをサーモグラフィ画像として抜き出し、メモリに記憶させる（＃０２）。このとき、サーモグラフィ画像を取得した旨は制御部１１に通知される。また、気温取得部１４は、温度センサ６から入力されている気温を制御部１１に送る（＃０３）。
【００３４】
サーモグラフィ画像が取得されると、制御部１１は寝具状態判定部１５に対して寝具３の状態の良否を判定するように指示を出す。この指示に対して、寝具状態判定部１５は上述のように、サーモグラフィ画像の画素のうち露出領域の面積を算出し（＃０４）、露出領域の面積が閾値Ｎ以下であれば（＃０５のＮｏ分岐）、寝具３の状態は良好であると判定する（＃０６）。一方、露出領域の面積が閾値Ｎよりも大きければ（＃０５のＹｅｓ分岐）寝具３の状態は不良であると判定する（＃０７）。この判定結果は制御部１１に送られる。
【００３５】
寝具状態判定部１５からの判定結果を取得した制御部１１は、判定結果が良好であれば就寝者１に対して刺激を与える必要がないと判断し、処理を＃０２に移行し、上記の処理を繰り返す。一方、判定結果が不良であれば、制御部１１は取得した気温に基づいて就寝者１に対して刺激を付与するべきか否かを判定する（＃０８）。例えば、就寝者１の周囲の気温が所定の閾値Ｔよりも高ければ（＃０８のＹｅｓ分岐）、掛布団３ａの状態が良好でなくとも、就寝者１は低体温とならず、睡眠の質も低下しないと考えられるため、就寝者１に対する刺激は不要であると判定し、処理を＃０２に移行させる。一方、就寝者１の周囲の気温が所定の閾値Ｔ以下であれば（＃０８のＮｏ分岐）、就寝者１は低体温となり睡眠の質が低下するおそれがあるため、刺激を付与すべきと判定する（＃０９）。
【００３６】
上述の処理により、就寝者１に対して刺激を付与すべきか否かは決定されているが、実際に就寝者１に対して刺激を付与するに際して、就寝者１の睡眠レベルを考慮して、再度刺激の要否を決定することが望ましい。例えば、睡眠レベルが浅い状態で就寝者１に刺激を付与すると覚醒するおそれがある。また、睡眠レベルが深い状態（例えば、ノンレム睡眠レベル４）で刺激を付与すると、質の良い睡眠を阻害するおそれがある。そのため、本実施形態では、上述の処理により就寝者１に刺激を付与すべきであると判定しても、さらに就寝者１の睡眠状態に基づいて、刺激を付与するか否かの再決定を行っている。
【００３７】
制御部１１は上述の処理で刺激を付与すべきと判定されると、睡眠状態判定部１３に対して、就寝者１の睡眠状態を判定するよう指示を出す。この指示を受けた睡眠状態判定部１３は、睡眠情報センサ５から取得した睡眠情報に基づいて就寝者１の睡眠状態を判定し、制御部１１に返す（＃１０）。なお、睡眠状態の判定は公知の方法を用いることができる。
【００３８】
睡眠状態判定部１３から就寝者１の睡眠状態を取得した制御部１１は、睡眠状態に基づいて就寝者１に対して刺激を付与するか否かを判定する（＃１１）。例えば、睡眠レベルがノンレム睡眠レベル１，ノンレム睡眠レベル２の範囲であれば（＃１１のＹｅｓ分岐）、就寝者１に対して刺激を付与すべきと判定し、刺激部１６を制御して就寝者１に刺激を付与する（＃１２）。
【００３９】
なお、就寝者１に対して付与する刺激は、就寝者１が、掛布団３ａが肌蹴ており、体が露出していることを知覚できる程度の睡眠レベルの深さ（例えば、レム睡眠、ノンレム睡眠レベル１）となる程度が望ましい。この刺激により、就寝者１は体温の低下を自覚し、自ら掛布団３ａを正常な状態に戻すことができるため、低質の睡眠が長時間継続することを回避することができる。
【００４０】
一方、就寝者１の睡眠レベルが上記範囲外であれば（＃１１のＮｏ分岐）、制御部１１は処理を＃０２に移行させ、上述の処理を繰り返す。
【００４１】
〔別実施形態〕
（１）上述の実施形態では、赤外線サーモグラフィ４により就寝者１と寝具３との位置関係を取得し、サーモグラフィ画像に基づいて掛布団３ａの状態の良否を判定したが、可視画像に基づいて判定を行っても構わない。この場合、赤外線サーモグラフィ４に代えて、通常のカメラを使用すればよい。また、他のセンサを用いて就寝者１と寝具３との位置関係を取得し、そのセンシング出力に基づいて寝具３の状態の良否を判定しても構わない。
【００４２】
（２）上述の実施形態では、体動，吸振動，心拍振動等に基づいて就寝者１の睡眠状態を判定したが、他の計測値に基づいて判定しても構わない。例えば、脳波，眼電，頤筋電等を用いても構わない。さらには、これらを組み合わせて用いても構わない。この場合、睡眠情報センサ５として、計測したい計測値に適したセンサを用いればよい。
【００４３】
（３）上述の実施形態では、温度センサ６により就寝者１の周囲の気温を測定したが、サーモグラフィ画像に基づいて気温を判定しても構わない。この場合には、温度センサ６が不要となる。
【００４４】
（４）上述の実施形態では、睡眠レベルに応じて一様に就寝者１に対して刺激を付与するか否かを決定したが、睡眠レベルの継続時間に基づいて決定しても構わない。睡眠レベルは約９０分サイクルで深浅を繰り返すため、一定時間深いレベルの睡眠が継続すると睡眠レベルは浅くなる。したがって、上述の実施形態において就寝者１に対して刺激を付与しない睡眠レベルの深さであっても、その睡眠レベルの継続時間が次の睡眠レベルに移行する直前であれば刺激を与えるように制御を行っても構わない。
【００４５】
（５）就寝者１に対して刺激を付与した後に、依然として寝具３の状態が不良であると判定した際に、制御部１１は付与する刺激を強くするよう制御を行っても構わない。
【００４６】
（６）上述の実施形態では、寝具３の状態が不良であると判定された後に、気温に基づいて就寝者に刺激の要否を決定したが、気温に代えて、または、気温とともに就寝者の体温に基づいて刺激の要否を決定しても構わない。なお、就寝者の体温はサーモグラフィ画像や他のセンサから取得することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、就寝者に対して的確な刺激を付与することにより就寝者の睡眠状態を制御し、就寝者に対して寝具の異常状態を知覚させる睡眠制御技術に適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
Ａ：睡眠制御装置
１：就寝者
３：寝具
４：赤外線サーモグラフィ（寝具状態取得部）
５：睡眠情報センサ（睡眠状態取得部）
６：温度センサ
１０：制御装置
１１：制御部
１２：画像取得部（寝具状態取得部）
１３：睡眠状態判定部（睡眠状態取得部）
１４：気温取得部
１５：寝具状態判定部
１６：刺激部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
就寝者と当該就寝者を覆う寝具との位置関係を取得する寝具状態取得部と、
前記寝具状態取得部により取得された前記位置関係に基づき、前記寝具の状態の良否を判定する寝具状態判定部と、
前記就寝者の周辺の気温を取得する気温取得部と、
前記就寝者に対して刺激を付与する刺激部と、
前記寝具状態判定部による判定結果と前記気温とに基づいて前記刺激部を制御する制御部と、を備えた睡眠制御装置。
【請求項２】
前記就寝者の睡眠状態を取得する睡眠状態取得部を備え、
前記制御部は、さらに前記睡眠状態に基づいて前記刺激部を制御する請求項１記載の睡眠制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記睡眠状態取得部により取得された前記就寝者の睡眠の深さが所定の睡眠レベル以上の深さのときには前記刺激部を作動させない請求項２記載の睡眠制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記就寝者の睡眠の深さが所定の睡眠レベルにまで浅くなるように前記刺激部を制御する請求項１から３のいずれか一項に記載の睡眠制御装置。
【請求項１】
就寝者と当該就寝者を覆う寝具との位置関係を取得する寝具状態取得部と、
前記寝具状態取得部により取得された前記位置関係に基づき、前記寝具の状態の良否を判定する寝具状態判定部と、
前記就寝者の周辺の気温を取得する気温取得部と、
前記就寝者に対して刺激を付与する刺激部と、
前記寝具状態判定部による判定結果と前記気温とに基づいて前記刺激部を制御する制御部と、を備えた睡眠制御装置。
【請求項２】
前記就寝者の睡眠状態を取得する睡眠状態取得部を備え、
前記制御部は、さらに前記睡眠状態に基づいて前記刺激部を制御する請求項１記載の睡眠制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記睡眠状態取得部により取得された前記就寝者の睡眠の深さが所定の睡眠レベル以上の深さのときには前記刺激部を作動させない請求項２記載の睡眠制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記就寝者の睡眠の深さが所定の睡眠レベルにまで浅くなるように前記刺激部を制御する請求項１から３のいずれか一項に記載の睡眠制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２２６（Ｐ２０１２−２２６Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３７０８７（Ｐ２０１０−１３７０８７）
【出願日】平成２２年６月１６日（２０１０．６．１６）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１６日（２０１０．６．１６）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
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