JP2003164497A

JP2003164497A - 日中の身体状態を考慮に入れた睡眠環境制御装置

Info

Publication number: JP2003164497A
Application number: JP2001365675A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Sasaki; 敏昭佐々木
Original assignee: Tanita Corp
Current assignee: Tanita Corp
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2003-06-10
Anticipated expiration: 2021-11-30
Also published as: JP4126175B2

Abstract

(57)【要約】【解決手段】睡眠環境制御装置は、使用者が睡眠をと
るための寝床環境を形成する寝床手段と、使用者の日中
の活動に関するデータを入力する入力手段と、寝床環境
内の温度を調節する温度調節手段と、入力手段によって
入力された使用者の日中の活動に関するデータに基づき
温度調節手段の動作を制御する制御手段とを備える。【効果】日中の活動量が少なかったと考えられる場合
には、日中の活動で消費出来なかったエネルギーを睡眠
中に消費することができるような睡眠環境を提供でき、
また、日中の十分な活動により疲労が生じる可能性があ
る場合には、熟睡できるような睡眠環境を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、使用者が睡眠をと
る環境を制御するための睡眠環境制御装置に関するもの
であり、特に、使用者の日中の活動量を考慮して、使用
者の睡眠環境を制御することのできるような装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】睡眠中の人物の身体状態を測定し、調整
する装置が従来から提案されている。例えば、特公平７
−１１４１４２号公報には、睡眠中の使用者の体重から
代謝量を算出して寝床内温度を調整することで快適な睡
眠を享受するとし、代謝量に基づいて寝床内温度を制御
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、睡眠は、日
中の活動と関係が深いことが報告されている。適度な運
動を行うことで、その日の睡眠の質を向上させると言わ
れる。あるいは良い睡眠が得られると、起床後のその日
の活動力は向上するとも言われる。また、一般的に、適
度な運動を毎日習慣的に行うことで健康的な身体を保つ
ことができることは常識的な事項である。

【０００４】また、体温は夜になると徐々に下降し始
め、明け方前に最低に達する。朝、目覚める少し前から
体温は再び上昇し始め、夕方にピークを迎える。この他
にも、睡眠、種々のホルモン、酵素活性、尿により排泄
される電解物質、さらには脳の覚醒水準や精神活動ま
で、実に多くの生理機能や行動が、１日の周期で変動し
ている。この生物リズムあるいは生体リズムは、単細胞
生物からヒトに及ぶ広範囲の動物や植物において観察さ
れる非常に普遍的なリズムである。

【０００５】添付図面の図１３は、一般的な生活におけ
る人体の体温変動を説明する図である。この図１３を見
て解るように、人体は朝方に最も低い体温であり、その
後、徐々に体温が上昇し始め、昼間は体温が上昇してい
る。午後６時頃をピークとし、その後、また朝方にかけ
て、徐々に低下していく。このように人体の体温は周期
的な変動を行う。最高体温、最低体温となる時間やその
温度は、個人によって多少の差が生じるが、このような
体温の変動自体は、誰もが生じていると言われる。

【０００６】ここで、睡眠研究においては、最高体温時
点から体温の下降期に入眠すると、深い睡眠が得られ、
睡眠時間は長くなり、逆に最低体温時点から体温の上昇
時期に入眠すると、浅い睡眠となり、睡眠時間も短くな
ると報告されている。

【０００７】このようなことを考慮して睡眠環境を制御
すれば、使用者にとってより快適で且つ有益な睡眠環境
を提供することができるものと考えられるが、前述した
特公平７−１１４１４２号公報に開示されたような従来
の装置では、使用者の日中の活動量やサーカディアンリ
ズム等を考慮して、使用者の睡眠環境を制御してはいな
い。したがって、このような従来装置によって提供され
る睡眠環境は、使用者にとって必ずしも満足のいくもの
とはならない。

【０００８】本発明の目的は、前述したような点に鑑
み、使用者の日中の活動状況、体調や、サーカディアン
リズム等を考慮して使用者にとってより快適で且つ有益
な睡眠環境を提供できるような睡眠環境制御装置を提供
することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の一つの観点によ
れば、使用者が睡眠をとる環境を制御するための睡眠環
境制御装置において、使用者が睡眠をとるための寝床環
境を形成する寝床手段と、使用者の日中の活動に関する
データを入力する入力手段と、前記寝床環境内の温度を
調節する温度調節手段と、前記入力手段によって入力さ
れた使用者の日中の活動に関するデータに基づき前記温
度調節手段の動作を制御する制御手段と、を備えること
を特徴とする睡眠環境制御装置が提供される。

【００１０】本発明の別の観点によれば、使用者が睡眠
をとる環境を制御するための睡眠環境制御装置におい
て、使用者が睡眠をとるための寝床環境を形成する寝床
手段と、使用者の日中の活動に関するデータを入力する
入力手段と、前記寝床環境内の温度を調節する温度調節
手段と、前記入力手段によって入力された使用者の日中
の活動に関するデータと基準データとを比較することで
使用者の身体状況を判定する判定手段と、該判定手段に
よって判定された使用者の身体状況に応じて前記温度調
節手段の動作を制御する制御手段と、を備えることを特
徴とする睡眠環境制御装置が提供される。

【００１１】本発明の一つの実施の形態によれば、前記
入力手段は、キースイッチによるものである。

【００１２】本発明の別の実施の形態によれば、前記入
力手段は、通信により行うものである。

【００１３】本発明のさらに別の実施の形態によれば、
前記入力手段は、使用者の日中の活動量を測定する活動
測定部および少なくとも該活動測定部によって測定され
た使用者の日中の活動量に関するデータを通信しうる通
信部を備える外部端末からなる。

【００１４】本発明のさらに別の実施の形態によれば、
前記活動測定部は、使用者の活動を検知する加速度セン
サを含む。

【００１５】本発明のさらに別の観点によれば、使用者
が睡眠をとる環境を制御するための睡眠環境制御装置に
おいて、使用者が睡眠をとるための寝床環境を形成する
寝床手段と、使用者の日中の活動量を測定する活動測定
部および少なくとも該活動測定部によって測定された使
用者の日中の活動量に関するデータを通信により入力す
る通信部を備える外部端末と、前記寝床環境内の温度を
調節する温度調節手段と、使用者の一日の目標活動量を
入力する入力手段と、前記外部端末の通信部から入力さ
れた使用者の日中の活動に関するデータと前記入力手段
によって入力された目標活動量とを比較する比較手段
と、該比較手段による比較結果に基づいて使用者の身体
状況の判定を行なう判定手段と、該判定手段によって判
定された使用者の身体状況に応じて前記温度調節手段の
動作を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする
睡眠環境制御装置が提供される。

【００１６】本発明の一つの実施の形態によれば、前記
判定手段において日中の活動量が少ないと判定された場
合には、前記制御手段は、前記温度調節手段の動作を制
御して、前記寝床環境内の温度を、睡眠中の使用者がエ
ネルギーを消費する温度となるように制御する。

【００１７】本発明の別の実施の形態によれば、前記判
定手段において疲労があると判定された場合には、前記
制御手段は、前記温度調節手段の動作を制御して、前記
寝床環境内の温度を、使用者が熟睡できる温度となるよ
うに制御する。

【００１８】本発明のさらに別の実施の形態によれば、
前記外部端末は、使用者の日中の体温を測定する体温測
定部と、該体温測定部によって測定された体温の時系列
データから使用者の体温リズムを求め、理想的な入眠時
間を判定する判定部と、該判定部によって判定された入
眠時間を報知する報知部を備える。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態および実施例について、本発明をより詳
細に説明する。

【００２０】図１は、本発明の一実施例である睡眠環境
制御装置の寝床側の外観図である。この図１に示される
ように、この実施例の睡眠環境制御装置は、使用者が横
臥して睡眠をとるための寝床環境を構成するマットレス
１を備えている。このマットレス１は、内部に空気が注
入された複数の空気チューブからなるエアマットであ
り、その側面部には操作ボックス２を有する。マットレ
ス１の上面には、生体電気インピーダンスの測定に用い
る電流供給電極３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、電圧測定電極
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄが設けられ、また、使用者の体
温を測定する体温測定パッド５も設けられている。

【００２１】操作ボックス２の上面には、表示部６、複
数のスイッチからなる入力装置７が設けられる。図１に
は現れていないが、操作ボックス２には、後述するよう
な機能を果たす、高周波定電流回路８、電圧測定回路
９、圧力センサ１０、演算制御部１１、外気温測定部１
３、加熱冷却部１６、空気圧制御部１７、時計装置１
８、記憶装置１９、後述する小型端末との間でデータの
送受信を可能とする送受信部２１等が設けられている。
勿論、これらの各構成部分は、場合によっては、操作ボ
ックス２とは別の場所に設けることができる。

【００２２】図２は、図１に示す装置の使用状態を表す
もので、マットレス１上で睡眠中の使用者を点線で示し
ている。このように、電圧測定電極３Ａ〜３Ｄ、足用電
極４Ａ〜４Ｄおよび体温測定パッド５は、使用者が横臥
位で寝たときに、各部位に接触するような位置に配置さ
れている。

【００２３】図３は、図１に示したマットレス１を含む
睡眠環境制御装置の各構成部分の接続関係を示すブロッ
ク図である。この図３に示されるように、電流供給電極
３Ａ〜３Ｄは、高周波の微弱な定電流を印加するための
高周波定電流回路８に接続されている。別の電圧測定電
極４Ａ〜４Ｄは、前述の定電流による電圧降下分を測定
するための電圧測定回路９に接続されている。また、圧
力センサ１０は、後述するような種々な機能を果たすも
のであり、そのうちの一つの機能として、使用者がマッ
トレス１に乗ったとき、その重量である体重を測定する
体重測定手段としての機能を果たす。圧力センサ１０
は、マットレス１内の空気圧を表す圧力信号を発生しう
るものであり、使用者がマットレス１上に乗る前の圧力
センサ１０からの圧力信号と使用者がマットレス１上に
乗った後の圧力センサ１０からの圧力信号とから使用者
の体重を知ることができる。この電圧測定回路９と圧力
センサ１０は、アナログ値からデジタル値への変換や体
脂肪量、基礎代謝量の算出、加熱や空気圧等各種の制御
を行う演算手段である演算制御部（ＣＰＵ）１１に接続
されている。

【００２４】表示部６、複数のスイッチからなる入力装
置７は、演算制御回路部（ＣＰＵ）１１に接続され、使
用者の各身体情報を設定するのに用いられる。

【００２５】マットレス１の上面に設けられた複数の体
温測定パッド５は、体温測定手段を構成する体温測定部
１２を構成しており、これら体温測定パッド５は、例え
ば、内部にサーミスタのような感温素子が設けられてい
るようなものでもよい。この温度測定部１２は、ＣＰＵ
１１に接続され、使用者の体温を測定する。

【００２６】尚、この体温測定パッド５は、使用者の背
中や肩に接触する構成のため、実際に測定される温度は
使用者の体表面温度であるが、本発明ではこの体表面温
度を体温として説明する。また、実際には使用者は睡眠
中には、体表面と体温測定パッド５が接触しない状況も
あるが、掛け布団を掛けることで、寝床環境内の温度
（掛け布団とマットレスとの間の温度）と体表面の温度
はほぼ同一であると仮定し、この寝床環境内温度を使用
する。

【００２７】また、外気温測定部１３も同様に感温素子
を備え、寝床環境外の温度（睡眠状態にある部屋の気
温）を測定するものである。この外気温測定部１３は、
操作ボックス２に設けるよりも、寝床環境の存在する部
屋の温度をより正確に測定できるような場所に設ける方
が好ましい場合もある。表示手段である表示部６は、測
定された使用者の睡眠中の結果表示を行なう。

【００２８】また、操作ボックス２の内部に設けられた
温度調節手段を構成する加熱冷却部１６は、この実施例
ではマットレス１を構成するエアマット内の空気を加熱
冷却するものである。この加熱冷却部１６は、一般的な
エアーコンディショナー（エアコン）と同様構成でよ
く、ヒーターにより空気を温め、コンプレッサーにより
冷やす構造のものでよい。更に、空気圧制御部１７は、
マットレス１を構成するエアマット内の空気圧を調整す
るためのものである。これら加熱冷却部１６および空気
圧制御部１７も、ＣＰＵ１１に接続されて、それらの動
作を制御されるようになっている。

【００２９】更に、時計装置１８および記憶装置１９も
ＣＰＵ１１に接続されており、時計装置１８は、現在の
時刻や一定時間を計測し、記憶装置１９は、測定結果や
基準となる値を記憶しておくものである。

【００３０】更に、送受信部２１もＣＰＵ１１に接続さ
れており、この送受信部２１は、後述するような外部端
末を構成する小型端末５１との間で、赤外線により、デ
ータの送受信を行うことができるようにするものであ
る。

【００３１】図４は、図１に示した寝床側構成部分と組
み合わさって本発明の一実施例としての睡眠環境制御装
置を構成する外部端末の一例である小型端末の外観図で
ある。この図４に示されるように、この小型端末５１
は、各種の測定を行うボックス５２と、使用者の手首等
に装着されるバンド５３とを備える。ボックス５２に
は、複数のスイッチからなる操作部５４と、様々な情報
を表示する表示部５５、本小型端末５１を装着した使用
者の歩行、走行といった体動により生ずる振動などを検
知する加速度センサからなる活動量検出部５８等が設け
られている。図４には現れていないが、ボックス５２に
は、後述するような機能を果たす、送受信部５６、体温
測定部５７、演算制御部６０、時計回路６１、記憶装置
６２等も設けられている。

【００３２】図５は、図４に示した小型端末５１の各構
成部分の接続関係を示すブロック図である。この図５に
示されるように、操作部５４、表示部５５、送受信部５
６、体温測定部５７、活動量検出部５８、時計回路６１
および記憶装置６２は、それぞれ演算制御部６０に接続
され、それぞれの動作を制御されるようになっている。

【００３３】送受信部５６は、寝床側の操作ボックス２
に設けられた送受信部２１との間で赤外線によってデー
タを送信および受信する機能を果たす。体温測定部５７
は、例えば、ボックス５２の裏側に配置された温度セン
サからなるものでよく、使用者の体温を測定する機能を
果たす。また、ボックス５２の裏側には、脈拍測定用の
フォトセンサを設けておくこともできる。活動量検出部
５８は、加速度センサを用いて生体の活動量の計測を行
うもので、アクチグラムや歩数計において行われている
ものと同様である。時計回路６１は、現在の時刻や一定
時間を計測する機能を果たし、記憶装置６２は測定結果
を記憶しておくものである。そして、演算制御部６０
は、これらの各構成部分と接続され、種々の信号処理や
制御を行う機能を果たすものである。

【００３４】次に、このような構成を有した本発明の睡
眠環境制御装置の動作の流れについて説明する。

【００３５】図６は、本発明の装置の動作のメインフロ
ー図である。図６に示されたメインフローにおいて、ス
テップＳ１において、電源スイッチをオンすると、ステ
ップＳ２で、個人情報が記憶装置１９に記憶されている
かをチェックし、記憶されている場合には、その情報を
表示部６に表示する。記憶されていない場合には、記憶
されていない事を表示する。ここで、ステップＳ３で、
入力装置７のうちの設定スイッチが押された場合には、
設定モードとなる。この設定モードであるステップＳ４
で、使用者は、入力手段である入力装置７を用いて身
長、年齢、性別を入力する。更に、使用者が一日に歩く
べき歩数である目標歩行数も入力する。数値の入力後、
設定スイッチを押すことで入力数値が確定される。

【００３６】ステップＳ５で、測定スイッチが押される
と、データ受信状態となり、小型端末５１からのデータ
を、ステップＳ６にて受信する。このデータは、使用者
の日中の活動量に関するものである。その後、ステップ
Ｓ７に進み、初期測定モードになる。この初期測定モー
ドについては後述する。

【００３７】初期測定が行われると、ステップＳ８に進
み、その日の身体状況つまり活動量が使用者にとってど
の程度の負荷であったかを判断する身体状況判定モード
になる。この身体状況判定モードについても後述する。

【００３８】ここで、身体状況が目標の活動量を超えて
いるか否かによって、睡眠中の環境の制御が異なる。こ
れは、ステップＳ９において、記憶装置１９の目標達成
フラグにより判断する。これは当日の活動量が目標活動
量に達してない場合には、運動量が少ないため、睡眠中
の寝床内温度を下降させて、積極的に体脂肪を燃焼し易
い環境とし、目標活動量に達している場合には、その運
動により疲労が溜まる可能性があるため、使用者の疲労
回復や休息がとれるように、熟睡できる環境に制御す
る。

【００３９】従って、目標活動量を未達成の場合には、
ステップＳ１０の代謝制御モード（脂肪燃焼制御）とな
り、目標活動量を達成している場合には、ステップＳ１
１の安眠制御モード（安眠環境制御）となる。これら各
モードについても後述する。

【００４０】その後、通常の睡眠状態における測定とな
る。この睡眠中の測定においては、常に使用者の体温ま
たは寝床環境内温度の測定を温度測定部１２において行
い、使用者の身体振動を表す圧力センサ１０からの圧力
信号を、例えば、後述するように処理することによっ
て、使用者の心拍数と呼吸数を算出し、記憶装置１９に
記憶していくが、これらはメインルーチンとは別処理で
行うものとして本フローには示さない。

【００４１】次に、ステップＳ１２に進み、使用者が起
床（覚醒状態）したかを判断する起床判定モードにな
る。ここで、ステップＳ１３において、記憶装置１９内
の起床フラグから使用者が起床したかを判断し、起床し
ていない場合には、再度、身体状況を判定するためステ
ップＳ８に戻る。起床したと判断された場合には、ステ
ップＳ１４に進み、一晩の睡眠測定における結果を算出
する。この結果の算出としては、初期測定において算出
した使用者の基礎代謝量と睡眠時間や体温データ等か
ら、今回の睡眠において燃焼したと考えられる体脂肪量
を算出する。

【００４２】ステップＳ１５において、算出された結果
を表示部６に表示し、その後、ステップＳ１６にて、測
定結果が記憶装置１９に記憶される。その後、ステップ
Ｓ１７にて、睡眠において得られたデータを小型端末５
１に転送する。ここで送信するデータは、現在の目標活
動量と前日の入眠時間（実際に睡眠状態に入った時間）
及び睡眠時間（睡眠状態と判断されてから起床が確認さ
れるまでの時間）である。

【００４３】次に、各モードについて説明する。初期測定モード図７は、初期測定モードの流れを示すフロー図である。
この初期測定モードでは、まず、睡眠前に使用者の体重
および生体電気インピーダンス、その他の身体パラメー
タを測定する。最初に、ステップＳ２１において、体重
を測定する。この体重の測定は、マットレス１内の空気
圧を感知する圧力センサ１０によって行なう。前述した
ように、使用者の体重により、エアマット１内の空気圧
が変化するが、この変化量を圧力センサ１０により検出
し、ＣＰＵ１１において得られた信号の平均値から体重
値に換算する。

【００４４】更に、ステップＳ２２において、生体電気
インピーダンスの測定を行う。この測定は、マットレス
１の表面に設けられた各電極３Ａ〜３Ｄ，４Ａ〜４Ｄを
用いる。電流供給電極３Ａ〜３Ｄと電圧測定電極４Ａ〜
４Ｄを順番に切り替え、各部位及び全身の生体電気イン
ピーダンスを測定する。この生体電気インピーダンスの
測定方法は既に公知の技術のためこれ以上詳述しない。

【００４５】次に、ステップＳ２３において、測定され
た生体電気インピーダンス値と体重及び設定モードにお
いて入力された身長、性別、年齢から、被験者の体脂肪
率を算出する。この体脂肪率の算出も既に公知のものな
ので、説明を省略する。

【００４６】次に、ステップＳ２４において、使用者の
体温を測定する。体温の測定は、体温測定パッド５に接
触した体表面の温度を測定することで行う。これを安静
時体温とする（特開平６−３１５４２４参照）。

【００４７】次に、ステップＳ２５において、使用者の
身体振動を圧力センサ１０により検出する。マットレス
１上での使用者の身体振動は、圧力センサ１０からの圧
力信号の変化としてとらえられる。したがって、使用者
の心拍信号、呼吸信号を得るため、圧力センサ１０から
の圧力信号のサンプリングを、数十ｍ秒程度のサンプリ
ング周期にて行い、約３０秒測定を行う。ここで得られ
た圧力センサ１０からの信号は、記憶装置１９に記憶さ
れる。

【００４８】次に、ステップＳ２６において、ステップ
Ｓ２５にて記憶装置１９に記憶された圧力センサ１０か
らの圧力信号によって表される身体の振動信号から、使
用者の心拍数、呼吸数を算出する。圧力センサ１０から
の信号は、演算制御部１１内のバンドパスフィルターを
通して、数Ｈｚ〜十数Ｈｚの信号のみを抽出し、更に得
られた信号から周波数解析を行う。心拍数は一般成人で
１分間に８０拍程度と言われ、呼吸数は１分間に１５回
程度と言われる。このように、心拍と呼吸では頻度（周
期）が異なるため、人体の振動信号の分離（周波数解
析）することで算出することが可能である。ここで求め
られた心拍数、呼吸数をそれぞれ安静時心拍数、安静時
呼吸数とする。

【００４９】次に、ステップＳ２７において、使用者の
基礎代謝量を算出する。ここで基礎代謝量の算出は、以
下の通りである。

【００５０】まず、測定された生体電気インピーダンス
値（ＢＩＡ）から、利用者の筋肉量を算出する。筋肉量＝ａ₁身長＋ｂ₁体重＋ｃ₁ＢＩＡ＋ｄ₁年齢＋ｅ₁
性別更に基礎代謝量の算出を行う。基礎代謝量＝ａ₂筋肉量＋ｂ₂安静時体温＋ｃ₂安静時脈
拍数＋ｄ₂安静時呼吸数（ここでａ₁、ａ₂、ｂ₁、ｂ₂、ｃ₁、ｃ₂、ｄ₁、ｄ₂、ｅ
₁は係数）尚、この計算は前述した除脂肪量に年齢の逆数を演算に
用いることから算出してもよい。

【００５１】ここで本モードにて測定された値及び演算
により算出された各値は、ステップＳ２８にて、記憶装
置１９に記憶される。

【００５２】以上で初期測定モードは終了する。身体状況判定モード図８は、身体状況判定モードの流れを示すフロー図であ
る。この身体状況判定モードでは、使用者の日中の活動
量から、現在の身体状態（体調）を判定する。これは過
度の歩行や運動により疲労が生じていないかを判断す
る。

【００５３】ステップＳ３１にて、日中の活動量と現在
の目標活動量及び最大許容活動量を記憶装置１９から読
み込み、ステップＳ３２にて、比較演算を行う。ここで
目標活動量は設定モードで使用者により設定された活動
量であるが、最大許容活動量は予め定められた値であ
り、それ以上の値となっている場合には、十分に疲労し
ていると考えられるため、目標活動量の達成に係らず、
ステップＳ３３にて、強制的に目標活動量をクリアした
とする。

【００５４】ここで、ステップＳ３４にて、目標活動量
をクリアした場合には、十分な運動を行ったとして正常
とし、ステップＳ３５にて、記憶装置１９の目標達成フ
ラグをオンにする。逆に、目標活動量をクリアしていな
い場合には、ステップＳ３６にて、十分な身体活動を行
っておらず運動不足の状態であり、体脂肪が蓄積される
可能性があるとする。

【００５５】以上で身体状況判定モードは終了する。基礎代謝制御モード図９は、基礎代謝制御モードの流れを示すフロー図であ
る。この基礎代謝制御モードでは、身体状況判定モード
での結果に基づいてエアマット１内の空気温度を制御す
る。ここで体温と環境温度との間に温度差が生じた場
合、体温を一定に保とうとするホメオスタシスと呼ばれ
る身体機能により代謝が起こるのであるが、体温より環
境温度がわずかに高い場合には、逆に代謝を下げること
で体温維持をしようとする。更に暑くなれば発汗のため
の代謝が起こるのであるが、睡眠中だと発汗により寝床
内の湿度が高まり寝苦しさを誘ってしまう。

【００５６】そこで、日中の活動量が少なく、体脂肪が
蓄積される可能性が高い使用者の場合には、マット内の
温度を下降させることで、使用者をとりまく環境温度、
寝床環境内温度を下降させる。これにより使用者の代謝
量を上昇させて体脂肪が燃焼し易い状況にする。

【００５７】まず、ステップＳ４１にて、記憶装置１９
に目標活動量と今回の日中の活動量データとを読み込
む。ステップＳ４２に進み、この読み込まれた値と、初
期測定によって算出された使用者の代謝量から、睡眠中
に必要な脂肪燃焼量を算出する。ここで算出された脂肪
燃焼量に基づいて、代謝量上昇のための条件を決定す
る。まず、ステップＳ４３において、外気温測定部１３
を用いて、外気温（使用者のいる室内の温度）を測定す
る。更に、ステップＳ４４にて、再度、現在の使用者の
体温、寝床環境内温度を温度測定部１２において測定
し、ステップＳ４５にて、測定された外気温と体温の温
度差を求め、ステップＳ４６で、この値が５℃以上１０
℃未満低くなるように制御する。５℃以内であれば、被
験者をとりまく環境を下降させるために寝床内の温度を
下げる。つまり、ステップＳ４７にて、エアマット内の
空気を加熱冷却部１６において冷ます。一方、既に５℃
以上になっている場合には、ステップＳ４８にて、十分
に温度は下降されているとし、温度の調整（冷却）をや
める。

【００５８】例えば、外気温が２０℃で、体温（体表面
温度）が１８℃の時には、体温に対しての温度差が５℃
以上１０℃未満にするために、加熱冷却部１６によりエ
アマット内の空気を冷却する。従って、このモードにお
いて再度温度差の確認が行われる時に、５℃以上の温度
差が検出されるまで冷却し、５℃以上になった時点で冷
却を止める。この温度差は限られるものではないが、加
熱もしくは冷却を続けあまりに高い温度差が生じると使
用者はその温度差のために起床してしまい寝ることがで
きないため、使用者が睡眠を続けることが可能な程度の
温度調節するものである。

【００５９】以上のようにして、基礎代謝制御モードで
は、日中の活動によって、消費しきれなかったエネルギ
ーを、睡眠中に消費させることにより、体脂肪の蓄積を
予防する。安眠環境制御モード図１０は、安眠環境制御モードの流れを示すフロー図で
ある。この安眠環境制御モードでは、使用者が熟睡でき
る環境に制御することで、身体の疲労を回復する。前述
した通り、使用者の体温と寝床環境内の温度に差が生じ
ていると、身体内において代謝が発生する。従ってここ
では、測定された体温と寝床環境内の温度がほぼ同じ温
度、つまり体温に対して温度差が±１〜２℃となるよう
に制御する。これにより代謝量を抑え、かつ熟睡できる
環境とする。

【００６０】まず、ステップＳ６１において、再度、現
在の被験者の体温を測定し、ステップＳ６２において、
この温度に基づいて、演算制御部１１は、加熱冷却部１
６を制御し、マット内の空気の温度を調整する。

【００６１】以上で安眠環境制御モードは終了する。起床判定モード図１１は、起床判定モードの流れを示すフロー図であ
る。この起床判定モードでは、使用者が睡眠状態から、
覚醒状態（目覚めた状態）になったかを判定する。睡眠
状態から覚醒状態に移行すると人体は心拍数が上昇す
る。従って、この身体の変化を捉えることで被験者が覚
醒状態になったかを判断する。

【００６２】ステップＳ８１において、メインルーチン
には記載しない別ルーチンにおいて検出され、記憶装置
１９に記憶してある心拍数データ及び基準心拍数を読み
込む。ここで基準心拍数とは、被験者の睡眠時間中にお
ける心拍数の平均値である。ステップＳ８２において、
基準心拍数と現在の心拍数を比較し、ステップＳ８３に
おいて、その差が一定範囲内かを判断する。ここでは基
準心拍数の２０％以内であるかを判断する。ここで超え
ている場合には、ステップＳ８４において、覚醒状態に
移行したとし起床フラグをオンにし、その範囲内であれ
ば、ステップＳ８５において、未だ睡眠中であるとす
る。

【００６３】以上で起床判定モードは終了する。

【００６４】次に、小型端末による日中の使用者の活動
量の測定について説明する。

【００６５】図１２は、小型端末による日中の測定のた
めの動作の流れを示すフロー図である。

【００６６】先ず、この小型端末５１は、バンド５３に
よって使用者の腕に取り付けられ固定されているとす
る。ステップＳ１０１において、使用者が操作部５４の
電源スイッチを押すと小型端末は起動する。ここで、ス
テップＳ１０２にて、表示部５５には、一日の目標値が
表示される。これと同時に、転送された前日の入眠時間
と睡眠時間のデータから、記憶装置６２に記憶されてい
る睡眠時間データを補正する。この睡眠時間データは日
々に測定されたデータに基づいて睡眠時間データを補正
されるので、個人に即したデータとなる。更に、ステッ
プＳ１０３で、現在の達成値が表示されるが、電源を入
れた初期状態では勿論、値は０である。その後、加速度
センサからなる活動量検出部５８において、使用者の動
きを常時検出、カウントして活動量の算出をしていく
が、それらは別ルーチンで行うものとして、本フローに
は記載しない。

【００６７】ここで、現在の活動量が目標活動量に達し
たかを、ステップＳ１０４にて演算制御部６０において
比較することで行い、目標活動量に達した場合には、ス
テップＳ１０５にて、ブザー（図示していない）を鳴ら
すと共に、表示部５５に表示することで使用者に報知す
る。

【００６８】次に、ステップＳ１０６にて、体温測定部
５７において使用者の現在の体温を測定する。ステップ
Ｓ１０７にて、測定された体温データは、時計回路６１
からの現在時刻データと共に記憶装置６２に記憶され
る。ここで使用者の体温変動から、サーカディアンリズ
ムを判定する。この判定は、過去数回の測定データから
行う。過去の体温変化のデータから、また、その個人が
持つ体温のサーカディアンリズムに対応して行われる。

【００６９】判定した体温リズムから、おおまかな睡眠
時間の割り出しを行う。予め記憶装置６２に、サーカデ
ィアンリズムのどの時点（位相）で睡眠に入ると、どの
程度睡眠が取れるかというデータを記憶させておき、そ
のデータと今回判定した体温リズムとを照合させて、現
在が図１３に示す体温リズムのどの位相に当るかを判定
することで行う。この判定は、ステップＳ１０８で、操
作部５４の睡眠確認キーを押すと、ステップＳ１０９に
て、記憶装置６２から体温リズムに基づく睡眠時間デー
タを呼び出し、ステップＳ１１０で、そのデータと、現
在の体温変化データとを照合し、ステップＳ１１１に
て、判定された現在睡眠を行うことで得られると予想さ
れる睡眠時間を表示部５５に表示する。

【００７０】ステップＳ１１２において、電源スイッチ
が押されると、ステップＳ１１３にて、演算制御部は、
それまでにカウントされた活動量を記憶装置６２に記憶
し、電源はオフとなる。

【００７１】前述したように、本発明の睡眠環境制御装
置の実施例では、常時携帯可能な小型端末を用いて、使
用者の日中の身体状態、活動状況を測定する。測定した
データを、小型端末の送受信部から、マットレスおよび
操作ボックスから構成される寝床側の送受信部に送信
し、受信したデータから、使用者の日中の活動量や疲労
度を判定する。寝床側ではその身体状況に応じて寝床環
境内の温度を制御する。つまり、使用者の一日の活動量
が多く、疲労が生じていると判断される場合には、熟睡
することで身体を休めることができる環境に制御し、逆
に使用者の一日の活動量が少ない場合には、寝床環境内
の温度を下降させることにより睡眠中の基礎代謝量を上
昇させる。これにより、活動により消費できなかったカ
ロリーを睡眠中に消費させることができる。

【００７２】また、日中の身体状況を小型端末で測定
し、睡眠中の身体状況を寝床側でそれぞれ測定し、これ
らをあわせてサーカディアンリズムの判定を行う。ここ
では体温や心拍変動などを指標として、その時点で入眠
した場合に得られる睡眠時間を判定、報知する。

【００７３】前述した実施例では、日中の活動量の測定
として歩行数を測定し、その値によって睡眠環境を制御
する形態を示したが、日中の活動量とは歩行数だけでな
く、加速度センサによりランニングやサイクリング等の
各種の運動によって生じる動作をカウントする形態とし
てもよく、日中の活動量を限定するものではない。

【００７４】また、寝床側に日中の活動に関するデータ
を入力する方法として、小型端末と赤外線等による無線
通信によりデータを送受信するものとして説明したが、
有線通信であってもよく、また、例えば一般的な歩数計
で得られた歩行数データを使用者がキースイッチを用い
て直接寝床側に手入力する形態でもよい。また、ここで
は一日の目標活動量を設定し、その目標値を達成したか
によって睡眠環境を制御する構成を示したが、目標活動
量は、性別、年齢、身長、体重、体脂肪率といった被験
者の身体データから管理装置で算出し、その値との比較
を行う構成としても良い。あるいは、単に一日の活動量
のみに基づいて寝床環境内温度を制御する構成としても
よい。

【００７５】また、前日の日中の活動及び睡眠中の代謝
上昇においても消費エネルギーが少ない場合には、その
消費出来なかったエネルギー分を加算して次の日の目標
活動量としてもよい。

【００７６】また、小型端末において、日中の体温変動
を常時測定する構成で示したが、常時測定が難しい場合
には、体温測定は一定時間毎に測定する形態とし、その
変動の推移からピークとなる時間を推測する形態としも
よい。また、体温は激しい運動や様々な行動により変化
が生じるため、それらを考慮して補正する構成としても
よい。あるいは、理想的な入眠時間の何時間前であるか
を報知する形態としてもよい。

【００７７】また、サーカディアンリズムは、体温だけ
でなく、例えば、心拍変動にも現れると言われるので、
心拍変動から判定する形態としてもよい。

【００７８】また、日中の脈拍を常時連続もしくは定点
計測して心拍変動を求め、スペクトル解析を行うことで
パワースペクトルを算出し、交感神経活動に関係する高
周波成分（ＨＦ）と、副交感神経活動に関係する低周波
成分（ＬＦ）を求める。この比ＬＦ／ＨＦにより交換神
経、副交感神経の活動バランスからサーカディアンリズ
ムの判定を行う形態としてもよい。

【００７９】本発明のメインルーチンでは、通常測定状
態において、各モードを同レベル（頻度）で行うように
示されているが、基礎代謝制御モードや安眠環境制御モ
ードは、頻繁に行う必要はないので、５分〜１０分間ご
とにそのモードに移行するようにした方が、より良い制
御が可能となる。

【００８０】また、睡眠環境の制御としては、寝床環境
内の温度、音、においといった睡眠環境を調整するもの
としてもよい。

【００８１】また、基礎代謝制御モードおよび安眠環境
制御モードにおいて、リアルタイムに睡眠中の脂肪燃焼
量を例えば以下に示す式によって求めることで、温度等
の制御をしてもよい。

【００８２】脂肪燃焼量＝ａ代謝量＋ｂ体脂肪量＋ｃ
（体温／外気温）＋ｄ心拍数変化＋ｅ呼吸数変化基礎代謝量制御モードにおいて、脂肪燃焼量と温度調節
の両方から最適な温度制御パターンを判定して、その個
人にあった温度制御をしてもよい。これは安眠環境制御
モードにおいても同様である。

【００８３】また、前述の実施例では、寝床環境を構成
する手段であるマットレスとして、使用者が横臥するエ
アマットを使用し、エアマット内部に封入された空気
（エア）を温めたり冷やしたりすることで寝床環境内の
温度を制御するものとしたが、マットレスとしては、内
部に水（ウォーター）を封入し、この水を温めたり冷や
したりするウォーターマットでもよい。また、水に限ら
ず、液体であれば実施可能であり、封入する物質を限定
するものではない。

【００８４】

【発明の効果】本発明の睡眠環境制御装置は、使用者の
日中の活動状況に応じて寝床環境内の温度を制御するた
め、日中の活動量が少なく消費エネルギー量が少ないと
考えられる場合には、睡眠環境の温度差により、日中の
活動で消費出来なかったエネルギーを睡眠中に消費する
ことができる。

【００８５】また、使用者が日中に十分な活動を行って
いる場合には、疲労が生じる可能性があるが、その場合
には、使用者が熟睡できるように寝床内の温度を制御す
るため、使用者は十分な休息が取れ疲労回復を行うこと
ができる。

【００８６】また、日中の体温を計測し、体温変化から
使用者の体温リズムを判定する構成とすれば、サーカデ
ィアンリズムに基づく理想的な入眠時間を報知すること
が可能となり、より良い睡眠環境を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である睡眠環境制御装置の寝
床側の外観図である。

【図２】図１に示す装置の使用状態を表す図である。

【図３】図１に示したマットレスを含む睡眠環境制御装
置の各構成部分の接続関係を示すブロック図である。

【図４】図１に示した寝床側構成部分と組み合わさって
本発明の一実施例としての睡眠環境制御装置を構成する
外部端末の一例である小型端末の外観図である。

【図５】図４に示した小型端末の各構成部分の接続関係
を示すブロック図である。。

【図６】本発明の装置の動作のメインフロー図である。

【図７】初期測定モードの流れを示すフロー図である。

【図８】身体状況判定モードの流れを示すフロー図であ
る。

【図９】基礎代謝制御モードの流れを示すフロー図であ
る。

【図１０】安眠環境制御モードの流れを示すフロー図で
ある。

【図１１】起床判定モードの流れを示すフロー図であ
る。

【図１２】小型端末による日中の測定のための動作の流
れを示すフロー図である。

【図１３】一般的な生活における人体の体温変動を説明
する図である。

【符号の説明】

１マットレス２操作ボックス３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ電流供給電極４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ電圧測定電極５体温測定パッド６表示部７入力装置８高周波定電流回路９電圧測定回路１０圧力センサ１１演算制御部１２温度測定部１３外気温測定部１６加熱冷却部１７空気圧制御部１８時計装置１９記憶装置２１送受信部５１小型端末５２ボックス５３バンド５４操作部５５表示部５６送受信部５７体温測定部５８活動量検出部６０演算制御部６１時計回路６２記憶装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】使用者が睡眠をとる環境を制御するため
の睡眠環境制御装置において、使用者が睡眠をとるための寝床環境を形成する寝床手段
と、使用者の日中の活動に関するデータを入力する入力手段
と、前記寝床環境内の温度を調節する温度調節手段と、前記入力手段によって入力された使用者の日中の活動に
関するデータに基づき前記温度調節手段の動作を制御す
る制御手段と、を備えることを特徴とする睡眠環境制御
装置。
【請求項２】使用者が睡眠をとる環境を制御するため
の睡眠環境制御装置において、使用者が睡眠をとるための寝床環境を形成する寝床環境
と、使用者の日中の活動に関するデータを入力する入力手段
と、前記寝床環境内の温度を調節する温度調節手段と、前記入力手段によって入力された使用者の日中の活動に
関するデータと基準データとを比較することで使用者の
身体状況を判定する判定手段と、該判定手段によって判定された使用者の身体状況に応じ
て前記温度調節手段の動作を制御する制御手段と、を備
えることを特徴とする睡眠環境制御装置。
【請求項３】前記入力手段は、キースイッチによるも
のである請求項１または２に記載の睡眠環境制御装置。
【請求項４】前記入力手段は、通信により行うもので
ある請求項１または２に記載の睡眠環境制御装置。
【請求項５】前記入力手段は、使用者の日中の活動量
を測定する活動測定部および少なくとも該活動測定部に
よって測定された使用者の日中の活動量に関するデータ
を通信しうる通信部を備える外部端末からなる請求項４
に記載の睡眠環境制御装置。
【請求項６】前記活動測定部は、使用者の活動を検知
する加速度センサを含む請求項５に記載の睡眠環境制御
装置。
【請求項７】使用者が睡眠をとる環境を制御するため
の睡眠環境制御装置において、使用者が睡眠をとるための寝床環境を形成する寝床手段
と、使用者の日中の活動量を測定する活動測定部および少な
くとも該活動測定部によって測定された使用者の日中の
活動量に関するデータを通信により入力する通信部を備
える外部端末と、前記寝床環境内の温度を調節する温度調節手段と、使用者の一日の目標活動量を入力する入力手段と、前記外部端末の通信部から入力された使用者の日中の活
動に関するデータと前記入力手段によって入力された目
標活動量とを比較する比較手段と、該比較手段による比較結果に基づいて使用者の身体状況
の判定を行なう判定手段と、該判定手段によって判定された使用者の身体状況に応じ
て前記温度調節手段の動作を制御する制御手段と、を備
えることを特徴とする睡眠環境制御装置。
【請求項８】前記判定手段において日中の活動量が少
ないと判定された場合には、前記制御手段は、前記温度
調節手段の動作を制御して、前記寝床環境内の温度を、
睡眠中の使用者がエネルギーを消費する温度となるよう
に制御する請求項７に記載の睡眠環境制御装置。
【請求項９】前記判定手段において疲労があると判定
された場合には、前記制御手段は、前記温度調節手段の
動作を制御して、前記寝床環境内の温度を、使用者が熟
睡できる温度となるように制御する請求項７に記載の睡
眠環境制御装置。
【請求項１０】前記外部端末は、使用者の日中の体温
を測定する体温測定部と、該体温測定部によって測定さ
れた体温の時系列データから使用者の体温リズムを求
め、理想的な入眠時間を判定する判定部と、該判定部に
よって判定された入眠時間を報知する報知部を備える請
求項５から９のうちのいずれか１項に記載の睡眠環境判
定装置。