JP2003240320A

JP2003240320A - 空気調節システムおよび安眠装置

Info

Publication number: JP2003240320A
Application number: JP2002040264A
Authority: JP
Inventors: Miwako Doi; 美和子土井; Takuji Suzuki; 琢治鈴木; Kazunari Ouchi; 一成大内; Kenichi Kameyama; 研一亀山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-02-18
Filing date: 2002-02-18
Publication date: 2003-08-27
Anticipated expiration: 2022-02-18
Also published as: JP3600586B2

Abstract

(57)【要約】【課題】睡眠中のユーザに快適な眠りと、安眠できる環
境を提供する。【解決手段】睡眠中のユーザ睡眠中のユーザの体温や身
体の動きなどの生体情報を計測する生体情報計測装置
と、この生体情報計測装置で計測された生体情報に基づ
き、冷暖房や除湿などの空気調節を行う空気調節装置か
ら構成される空気調節システムであって、前記生体情報
計測装置は、睡眠中のユーザの前記生体情報を計測する
生体情報計測手段と、この生体情報計測部で計測した生
体情報を前記空気調整装置に送信する送信手段とを具備
し前記空気調節装置は、前記送信手段から送信された生
体情報を受信する受信手段と、この受信手段で受信した
生体情報に基づき、室内の温度や湿度を調整する調節手
段とを具備しに快適な眠りと、安眠できる環境を提供す
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、睡眠中のユーザか
ら計測される生体情報を用いて空気調節する空気調節シ
ステム、睡眠中のユーザから計測される生体情報を用い
て睡眠中の姿勢を調節する安眠装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】地球の温暖化や都心でのセキュリティの
確保のために、夜間でもエアコンをつけて、安眠を得た
いという要求が高くなっている。

【０００３】従来は、就床時の寝苦しさを我慢して、窓
をあけて寝ることで対処している場合が多かった。しか
し、窓を開けてねると、治安に対する不安感などから、
熟睡できないという問題も生じている。従って、窓をし
めて、なおかつ寒すぎず、暑すぎない快適な眠りを保証
する必要性が増大している。

【０００４】しかし、エアコンをつけたまま寝たため
に、風邪をひいてしまうということがよくある。これ
は、以下のような理由による。

【０００５】よく知られているように、人間の睡眠のパ
ターンには、ノンレム（ＮＲＥＭ）睡眠と、レム（ＲＥ
Ｍ）睡眠とで１サイクルになっている。ＮＲＥＭ睡眠期
の始まりから、ＲＥＭ睡眠期の終わりまでのサイクルの
長さは、約９０〜１１０分といわれている。このサイク
ルが、一夜のうちに、４〜５回出現し、朝の覚醒に移
る。ＮＲＥＭ睡眠は、さらに４つの段階（ｓｔａｇｅ）
に分かれている。第１ｓｔａｇｅが最も眠りが浅く、第
４ｓｔａｇｅが最も眠りが深い。第４ｓｔａｇｅの深い
眠りは、睡眠を開始してから最初の第１〜２にサイクル
に出現し、後半（つまり明け方の覚醒に近づくほど）出
現しにくくなる。代わりに、ＲＥＭ期の持続時間が後半
になるほど、長くなる。

【０００６】第１ｓｔａｇｅでは、脳波の周波数が２〜
７Ｈｚの低振幅不規則波が出ている。第２ｓｔａｇｅは
睡眠紡錘波（１２から１５Ｈｚ）が出てきる。第３ｓｔ
ａｇｅでは、高振幅の徐波（２Ｈｚ以下で頂点間振幅が
７５μＶ以上）が、２０〜５０％の確率で出現する。第
４ｓｔａｇｅはこれがさらに進み、高振幅徐波が５０％
以上となる。ＲＥＭ期は低振幅不規則波が出ており、第
１ｓｔａｇｅに似ている。

【０００７】覚醒からＮＲＥＭの第１ｓｔａｇｅ、第２
ｓｔａｇｅ、第３ｓｔａｇｅ、第４ｓｔａｇｅを経て、
ＲＥＭ期睡眠を経て、覚醒する。ＲＥＭ期は、血圧が上
昇し、心拍数の増加・発汗など交感神経優位の状態にあ
る。

【０００８】体温は覚醒と同時に上昇をはじめ、１６時
から１８時の間に最高値に達する。その後、就床時に向
かって、なだらかに低下する。この体温は夜間睡眠中さ
らに低下する。睡眠後半には、最低値に達する。

【０００９】エアコンをつけたままであると、上記のよ
うな睡眠者の体温の変化とは無関係に、設定された温度
のまま一定となっている。就床時に設定されている温度
は、夜間睡眠中で最も高い体温に対して、適した温度で
あるため、夜間睡眠時の平均体温、特に覚醒時の体温に
対しては、低い温度になっている。このため、就床時に
は快適と感じた温度では、寒くなり、往々にして風邪を
引いてしまうのである。

【００１０】さらに、ＲＥＭ期は覚醒時に近いので、体
温、脈拍は上昇しているが、ＮＲＥＭ期、特に深い眠り
である第４ｓｔａｇｅには、体温や脈拍が下降してお
り、眠りの周期中でも変化がある。

【００１１】以上のように、従来のエアコンでセンシン
グしている温度は、室内の温度であり、睡眠者自身の温
度が測られていない。このために、睡眠者の体温変化に
関係なく温度をコントロールしているため、寒すぎた
り、暑すぎたりするという問題が出てくる。

【００１２】一方、睡眠者自身の体温を測ろうとする
と、特開平５−２４０９７０号公報では、送信手段を設
けたセンサからのデータを無線で受信手段を設けた腕時
計へ送信し、腕時計のディスプレイに表示させる端末が
考えられている。あるいは、特開平８−１０２３２号公
報では、体表面へ張り付けあるいはベルトにより測温部
を装着し、被計測者の体温を自動的に計測し収集すると
いうもので、特に幼児や子供の体温計測を正確に行うと
いう点に主眼が置かれている。特開平９−３２２８８２
号公報では、本体を手首に装着して各種健康情報を記録
する端末が考えられている。これはバイタルデータを記
録する時刻をあらかじめ設定しておくと音声にてその時
刻と記録方法を教えてくれるというものである。特開２
００１−１１２７２５号公報では、腕時計型に形成され
た生体情報計測装置を手首に装着して、心拍や血圧など
の生体情報を計測し、被計測者の体調悪化を事前に警告
するということが考えられている。

【００１３】しかし、これらの方法では、体温計測のた
め、腕時計型の計測機器を身につけないといけないた
め、心臓などに問題がある睡眠者の場合には、よいが、
一般の睡眠者には、好まれないという問題がある。

【００１４】一方、肥満がこうじて、咽喉部に脂肪がつ
き、いびきをかくようになる。これが進むと、睡眠中に
のどの奥がふさがって呼吸障害が起こる病気、睡眠時無
呼吸症候群となる。一時的に酸素摂取ができなくなる。
無呼吸の時間がながくなると、突然死に至ることにな
る。呼吸が止まるたびに覚醒反応が起こるので、眠りが
浅く、昼間眠気で仕事に差し支えることもある。無呼吸
症候群になっているかどうかを確認するためには、睡眠
中にエアマスクをつけ、酸素摂取量を計測する方法がと
られている。

【００１５】計測の結果、無呼吸症候群でないと判明し
ても、いびきをかいている時間が長いと、熟睡感がない
と問題がある。一番の解決策は、やせることであるが、
なかなかやせられない場合が多い。いびき防止策として
は、例えば、鼻腔の外側にテープをはり、鼻腔を広げる
ようなものが市販されている。しかし、テープを貼っ
て、睡眠をとることに抵抗感があり、定常的な使用にい
たらない場合が多い。

【００１６】また、睡眠時無呼吸症候群でなくても、夜
間の光や騒音、夜勤などのライフスタイルの夜型化など
により、睡眠障害や睡眠異常に悩む人が多く、調査で
は、日本人の５人に１人が不眠に悩むという結果もあ
る。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】現状のエアコンでは、
室内温度に追随しているため、睡眠中のユーザの体温変
化に追随していず、覚醒時の体温低下や就床時の寝苦し
さなどに対応できず、寒すぎたり、暑すぎたりして、体
調を崩す原因となっている。治安上の理由から窓を閉め
ての熟睡を保証するためにも、睡眠中のユーザの体温変
化に対応した温度調整が必要である。

【００１８】一方、肥満などからくるいびきも安眠の障
害になっている。いびきは咽喉での空気のとおりが悪く
なっていることが原因である。寝返りをうつなど姿勢を
かえることができれば、いびきをとめ、熟睡できる。

【００１９】そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、睡
眠中のユーザに快適な眠りと、安眠できる環境を提供す
ることができる空気調節システムおよび安眠装置を提供
することを目的とする。

【００２０】すなわち、睡眠中のユーザの体調の変化に
追従した室温や湿度などの調節が行える空気調節システ
ムを提供することを目的とする。

【００２１】また、睡眠中のユーザのいびきを抑制し
て、睡眠中のユーザに快適な眠りを提供することができ
る安眠装置を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の空気調節システ
ムは、睡眠中のユーザの体温や身体の動きなどの生体情
報を計測する生体情報計測装置と、この生体情報計測装
置で計測された生体情報に基づき、冷暖房や除湿などの
空気調節を行う空気調節装置から構成される空気調節シ
ステムであって、前記生体情報計測装置は、睡眠中のユ
ーザの前記生体情報を計測する生体情報計測手段と、こ
の生体情報計測部で計測した生体情報を前記空気調整装
置に送信する送信手段とを具備し、前記空気調節装置
は、前記送信手段から送信された生体情報を受信する受
信手段と、この受信手段で受信した生体情報に基づき、
室内の温度や湿度を調整する第１の調節手段と、予め設
定された室温や湿度に基づき室内の温度や湿度を調節す
る第２の調節手段と、前記第１の調節手段で室内の温度
や湿度を調節する第１のモードと、前記第２の調節手段
で室内の温度や湿度を調節する第２のモードのうちのい
ずれか一方のモードに設定する手段とを具備したことに
より、睡眠中のユーザの体温などの生理値の変化に対応
した温度／湿度調整ができるので、安心して、エアコン
をかけたまま、睡眠をとることが可能となる。

【００２３】本発明の安眠装置は、睡眠中のユーザの呼
吸音を基に、生体情報としてのいびきを検知する検知手
段と、この検知手段でいびきを検知したとき、当該検知
されたいびきの継続時間を測定する第１の測定手段と、
前記測定されたいびきの継続時間に基づき、睡眠中のユ
ーザの姿勢を調節する調節手段とを具備したことによ
り、睡眠中のユーザがいびきをかいていれば、姿勢をか
えることでいびきをとめ、安眠できるようにすることが
できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２５】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係る空気調節システムの概略構成例を示し
たもので、大きく分けて、空気調節装置１００と生体計
測装置２００とから構成されている。

【００２６】通常エアコンと呼ばれる空気調節装置１０
０は、睡眠しようとするユーザが自ら温度設定などをお
こなうリモコン１１１と、室内に設置された温度・湿度
センサ１１０と、通信部１０１と第１の制御部１０２と
第２の制御部１０３と切替部１０４と空気調節部１０５
から構成されている。

【００２７】空気調節部１０５は、室内の冷房、暖房、
除湿などを行うもので、第１の制御部１０２あるいは第
２の制御部１０３で決定された運転条件に基づき、第１
の制御部１０２あるいは第２の制御部１０３の制御のも
と、動作するようになっている。

【００２８】第２の制御部１０３は、リモコン１１１で
設定された温度や風量、運転時間などの運転条件と、温
度・湿度センサ１１０で計測された室内の温度・湿度を
もとに、空気調節部１０５の運転条件を決定して、空気
調節部１０５を動作させるようになっている。

【００２９】第１の制御１０２は、リモコン１１１で設
定された温度や風量、運転時間などの運転条件と、温度
・湿度センサ１１０で計測された室内の温度・湿度と、
さらに、生体計測装置２００で計測された生体情報とを
もとに、空気調節部１０５の運転条件を決定して、空気
調節部１０５を動作させるようになっている。

【００３０】切替部１０４は、例えば、リモコン１１１
からの指示に従って、第１の制御部１０２で室内の温度
や湿度を調節する第１のモードと、第２の制御部１０３
で室内の温度や湿度を調節する第２のモードのうちのい
ずれか一方のモードに切り替えるようになっている。

【００３１】通信部１０１は、生体計測装置２００と通
信を行うためのもので、ここでは、主に、生体計測装置
２００で計測されて送信されてきた生体情報を受信する
ようになっている。

【００３２】図１に示した空気調節システムの特徴は、
予め設定された室温、温度などの条件と実際の室内温度
・湿度以外に、睡眠しているユーザから計測した生体情
報、例えば、体温、加速度、血圧、ＧＳＲ（Ｇａｌｖａ
ｎｉｃＳｋｉｎＲｅｆｌｅｘ；皮膚電気反射）な
どを利用して、睡眠しているユーザの安眠に適した運転
制御を行うようにした点に特徴がある。

【００３３】生体計測装置２００は、生体情報計測部２
０１と通信部２０２と重量測定部２０５から構成されて
いる。

【００３４】生体情報計測部２０１で計測された生体情
報は、通信部２０２を通じて空気調節装置１００に送信
されるようになっている。

【００３５】なお、生体計測装置２００の通信部２０２
と空気調節装置１００の通信部１０１との間の通信方式
は、無線通信方式であることが好ましく、例えば、Blue
tooth（ＴＭ）などの近距離無線通信方式を用いてもよ
い。

【００３６】生体情報計測部２０１は、ここでは、例え
ば、２種類の生体情報を計測するために、睡眠している
計測対象のユーザの体温を測定する体温測定部２０３
と、当該ユーザの加速度を測定する加速度測定部２０４
から構成されている。

【００３７】生体計測装置２００自体は、たとえば、図
３に示すように、枕の中に内蔵されていてもよい。言い
換えれば、生体計測装置２００自体が、生体情報を計測
して、空気調節装置１００に送信する機能の他に、枕と
しての機能を有するものであってもよい。

【００３８】図３に示したような、枕としての機能を持
つ生体情報計測装置２００の場合、体温や加速度の測定
部２０３，２０４、その他、図１では示していないが、
血圧、ＧＳＲなどを計測するための測定部がさらに設け
られているときは、それらも含めた生体情報計測部２０
１は、睡眠しているユーザの首の部分に直に接触するよ
うな位置に設けられている。

【００３９】体温測定部２０３は、就床から覚醒までの
睡眠している計測対象のユーザの体温を計測する。加速
度測定部２０４は、計測対象のユーザが寝返りをうった
かどうか、寝返りをうった場合には、そのときの動きの
激しさや、などを計測するようになっている。これら
は、どれも公知・公用技術で構成するこができるととも
に、本発明の要旨ではないので、これらの説明は省略す
る。

【００４０】重量測定部２０５は、ユーザが、枕として
の生体計測装置２００に頭を寝かせたときの重みと、頭
を枕から離したときの重みを検知して、生体情報計測部
２０１での計測開始・終了（生体情報計測部２０１のオ
ン、オフ）を制御するようになっている。

【００４１】人間の頭部の重量は１０ｋｇ以上あるの
で、頭部が枕としての生体計測装置２００上に図３のよ
うにのせされると、重量測定部２０５で測定される値は
１０ｋｇ以上を越えるので、生体情報計測部２０１での
生体情報の計測が開始するようになる。一方、起きあが
るときには、重量測定部２０５で測定される値は、極端
に小さくなるので、生体情報の計測を終了する。起床
し、寝具が押入れにしまわれたときに、他の寝具の重み
がかかったりするが、１０ｋｇ以上になることはない。

【００４２】次に、重量測定部２０５で生体情報の計測
開始・終了を制御しながら、生体情報を測定する、生体
計測装置２００の処理動作について、図６に示したフロ
ーチャートを参照して説明する。

【００４３】まず、重量測定部２０５で、１０ｋｇ以上
の重量を計測（検知）したとき（ステップＳ１０１）、
そのとき、生体情報の測定をしていなければ（ステップ
Ｓ１０２）、測定を開始する（ステップＳ１０３）。

【００４４】生体情報の測定中に、体温が例えば、３４
度以下であったり（ステップＳ１０４）、あるいは、逆
に３９度以上であったり（ステップＳ１０６）すると、
異常があることを、例えば、通信部２０２、通信部１０
１を通じて、家族やあるいはケアセンターに通報するよ
うにしてもよい（ステップＳ１０５）。体温測定は、一
定時間毎（例えば１０分）経過する度に測定する。

【００４５】また、ステップＳ１０５における通報は、
空気調整部１００がＥＣＨＯＮＥＴ（エコーネットコン
ソーシアムが提唱している家庭内の電灯線や無線を利用
したネットワークの規格）や家庭内のＬＡＮにつながっ
ていれば、通信部２０２を介して、空気調整装置１００
の通信部１０１に送られ、そこからＥＣＨＯＮＥＴある
いはＬＡＮを介して、通報される。あるいは、通信部２
０２にて直接公衆回線に接続してもよい。

【００４６】一方、重量測定部２０５で計測（検知）さ
れる重量が、１ｋｇ以下になったときには（ステップＳ
１０７）、そのとき、生体情報の測定中であれば（ステ
ップＳ１０８）、計測を終了する（ステップＳ１０
９）。

【００４７】脈拍は、通常脈波センサを用いて、血中の
ヘモグロビンの流量により、計測されるため、頚部では
残念ながらあまり精度高く計測ができない。このため、
図４に示すように、脈拍を測定するために、指輪形状の
脈拍センサ（脈拍測定部２１１）から構成される、同じ
く指輪形状の生体計測部２１０を、計測対象のユーザの
指に装着するようにする。図２に示すように、この指輪
形状の生体計測部２１０には、例えば、通信部２１２が
内蔵されており、この通信部２１２より、脈拍測定部２
１１で測定された脈拍が空気調節装置１００内の通信部
１０１に送られる。あるいは、指輪形状の生体計測部２
１０は、脈拍測定部２１１のみを有し、この脈拍測定部
２１１と、例えば枕としての生体計測装置２００の通信
部２０２が接続されていて、通信部２０２を介して、測
定された脈拍が空気調節装置１００に送信されるように
なっていてもよい。

【００４８】図５は、計測される体温と、エアコンによ
る温度変化の一例を示したものである。体温は、図５で
は、実線で示されている。体温が、次第に減少し、午前
５時ごろ、最も体温が低くなり、例えば、３５．５度近
くまで下がる。覚醒時の午前６時ごろには、少し上昇す
る。

【００４９】これに対し、通常のエアコン（第２のモー
ド（以下、通常運転モードと呼ぶ）で空気調節装置１０
０が運転しているとき）では、設定された温度のままで
ある。図５では、通常運転モードの場合を、一点鎖線で
示している。図５には、就床時にユーザが室温を２６度
に設定した場合を示している。就床時には、２６度で快
適と感じるが、覚醒時には、体温は２度近く、下がって
いるので、寒いと感じてしまう。逆に覚醒時にちょうど
よい温度、例えば、２７度に設定したとすると、今度
は、暑く寝苦しく、安眠できないことになってしまう。

【００５０】これを是正するために、例えば、本実施形
態では、第１のモード（以下、安眠モード）を設けてい
る。なお、安眠モードにはさらに２つのモードがあり、
１つは標準安眠モードであり、他の１つは、個別安眠モ
ードである。

【００５１】標準安眠モードに設定した場合の室温の変
化は、図５では、２点鎖線で示している。

【００５２】標準安眠モードの場合、通常運転モードの
ように、就床時にリモコンで設定された温度で一定に保
つのでなく、体温が最もさがる午前５時ごろには、設定
温度より高い温度設定になるように、温度を少しずつ上
げていく。さらに、午前５以降は、その設定を保つよう
にしている。たとえば、就床時には、室温が２６度に設
定されたとすると、最も体温が低くなる午前５時に、１
度上げて、２７度になるようにしている。その後は、ユ
ーザから指示があるまで、２７度のままになるようにし
ている。

【００５３】しかし、実際には、図５の実線で示すよう
に、睡眠中のユーザの体温は、直線的に減少しているわ
けではない。さらに、上記のような標準安眠モードの場
合の室温調節では、就寝中には就床時のときより１度ほ
ど体温が低下するという仮定のもとに、体温が最も低く
なる時刻には、就床時の設定温度より１度高くなるよう
に調節している。しかし、就床時からの体温低下が１度
ではなく、１．５度、あるいは２度であるユーザもいる
かもしれない。また、夜型人間の場合には、体温が最も
低くなるのが、午前５時よりあとにずれている場合もあ
る。あるいは、同じユーザであっても、夏と冬では、体
温変化が異なる。冬期には、就床時に暖かくなるように
するが、実際に睡眠に入ってしまうと、暖房は必要がな
いので、暖気運転はやめてもよい。覚醒する１時間ほど
前に、暖気運転を開始し、室内を暖めるようにすればよ
い。また、季節にかかわらず飲酒をしたりすれば、就床
時には夏期は暑く、冬期も暖かく感じている。しかし、
血中からアルコールが抜けていくと、寒気を感じるの
で、そのころには、就床時の設定よりは、高い温度にす
る必要がある。

【００５４】このように、夜間睡眠中の体温変化は、ユ
ーザ個人毎に違ったり、あるいは、同じユーザでも、夏
期と冬期とでは、異なるものである。さらに同じ季節で
も、飲酒をしたかどうかで、異なってくる。上記の標準
安眠モードの室温調節の場合には、図５に示したよう
に、温度を直線的に制御している。しかし、このような
室温調節では、個人差や変動に対応することができな
い。これを是正するのが、ユーザの体温やＧＳＲなどを
基に、温度や湿度調整を行う個別安眠モードである。

【００５５】個別安眠モードに設定した場合の室温の変
化は、図５では、点線で示している。

【００５６】ここではまず、図７示すフローチャートを
参照して、空気調節装置１００の処理動作について説明
する。

【００５７】なお、実際の空気調節装運転などへの対応
があり、非常に複雑になっているが、ここでは、説明の
簡単のため、本実施形態の要旨に関連する部分のみを記
してある。

【００５８】ユーザが就床時置（エアコン）の処理の流
れは、夜間睡眠だけでなく、昼間の通常のにリモコン１
１１より安眠モードを指示したとする。安眠モードが指
示されると（ステップＳ２０１）、切替部１０４は、第
１の制御部１０２に、空気調節部１０５の制御権を与え
るとともに、まず、第１の制御部１０２を標準安眠モー
ドに設定する（ステップＳ２０２）。

【００５９】標準安眠モードの場合には、図５に、２点
鎖線で示したような直線的な室温調節が行われる。すな
わち、第１の制御部１０２は、就床時より覚醒時に室温
が上昇し、その後、一定温度となるように、空気調節部
１０５を制御する。

【００６０】次に、睡眠中のユーザの枕としての生体計
測装置２００が、生体情報の計測を行っているかどうか
を確認する（ステップＳ２０３）。ここでは、例えば、
生体計測部２００から、そこで計測された生体情報が送
信されてきているかをチェックするようにしてもよい
し、重量測定部２０５で生体情報の計測を開始したか否
かの情報を送信する場合には、それをチェックするよう
にしてもよい。

【００６１】生体情報の測定をしていなければ、ユーザ
の生体情報は得られないので、標準安眠モードのままに
する。

【００６２】生体情報の測定中であれば、通信部２０２
では、生体計測部２００から送信されてくる生体情報を
受信する（ステップＳ２０４）。

【００６３】次に、設定がこのまま標準安眠モードでよ
いかどうかを判別する。ここでは、例えば、ＧＳＲが想
定値より高く発汗が多かったり、あるいは、体温の上昇
や下降が標準安眠モードで想定している値より大きく変
動していたり、あるいは脈拍が標準安眠モードで想定し
ている値より大きいなど、標準安眠モードで想定してい
る値より大きくずれているかどうかを判別する（ステッ
プＳ２０５）。

【００６４】ずれが大きい場合には、第１の制御部１０
２は、測定した生体値に沿った温度／湿度調整をおこな
うための個別安眠モードにモードを切り替える（ステッ
プＳ２０６）。生体情報の計測値や計測値の変動の標準
安眠モードの想定値との差分が上記のように、予め定め
られた値より小さいときは、ステップＳ２０７へ進み、
そのまま標準安眠モード対応の室温、湿度の調節を行
う。

【００６５】個別安眠モードでは（ステップＳ２１
０）、生体情報の計測値を受信したら、温度／湿度を受
信した生体情報の計測値に応じて調節する（ステップＳ
２１１〜ステップＳ２１３）。その結果、図５の点線で
示したような、睡眠中のユーザのの生理状態にそったな
だらかな室温調節ができる。

【００６６】覚醒時である午前５時を１時間すぎたころ
（ステップＳ２２０）、安眠モードによる運転を終了す
る（ステップＳ２２１）。覚醒時には、温度をあげ、覚
醒を促すようにする。あるいは、ステップＳ２２０で
は、単なる時刻だけでなく、午前５時過ぎで、かつ睡眠
中のユーザの脈拍や加速度から、ＲＥＭ期（第３か第４
番目のサイクルの）にあるときを見計らって、安眠モー
ドによる空気調節の終了を判定するようにしてもよい。
こ安眠モードの終了と同時に、例えば、第１の制御１０
２は、室温をあげ、覚醒を促すようにして、快適な目覚
めを提供することも可能である。

【００６７】上記説明では、安眠モードの設定されたと
きの処理動作について説明したが、ユーザにより通常運
転モードが設定されているときは、切替部１０４は、第
２の制御部１０３に、空気調節部１０５の制御権を与え
るので、生体情報を用いずに、設定された室温などの運
転条件に基づき、室温や湿度の調節が行われる（ステッ
プＳ２３０、ステップＳ２３１）。

【００６８】なお、上記実施形態では、ユーザにより安
眠モードに設定されているときには、当該ユーザの生体
情報の測定値や、測定値の変動が、安眠モードで想定し
ている値より大きくずれているときに、個別安眠モード
に移行するようにしている。が、必ずしも、これに限定
されるものではない。例えば、リモコンから個別安眠モ
ードに設定するようにすることも可能である。

【００６９】また、上記第１の実施形態では、主に、室
温調節の場合を例にとり説明したが、湿度の場合も、上
記同様にして、計測された生体情報に基づき、睡眠中の
ユーザに最適な状態となるように調節すればよい。

【００７０】以上説明したように、上記第１の実施形態
によれば、睡眠中のユーザの体温などの生理値の変化に
対応した温度／湿度調整ができるので、安心して、エア
コンをかけたまま、睡眠をとることが可能となる。

【００７１】（第２の実施形態）次に、無呼吸症候群を
防止するため、いびきを検知して睡眠中のユーザの姿勢
を変更する安眠装置について説明する。図８は第２の実
施形態に係る安眠装置の要部の概略構成を示したもの
で、大きく分けて、姿勢調整部３００と生体計測部４０
０とから構成されている。

【００７２】ここでは、睡眠中のユーザのいびき、具体
的には、いびきの継続時間が生体情報（ｔ１、Ｔ）とし
て計測される。

【００７３】生体計測部４００は、第１の通信部４０１
と蓄積診断部４０２と入力部４０３と第２の通信部４０
４から構成されている。

【００７４】入力部４０３は、睡眠中のユーザの呼吸音
などの音声を生体情報として収集するマイクロフォンな
どから構成されている。入力部４０３から入力された呼
吸音などの音声を基に、蓄積診断部４０２は、睡眠中の
ユーザの寝息がいびきであるかどうかを判定するように
なっている。いびきであると判断したら、当該ユーザの
姿勢を変更するために、第１の通信部４０１を通じて姿
勢調整装置３００に制御信号を送信する。

【００７５】生体計測部４００自体は、例えば、図９に
示したように、耳の部分に入力部４０３としてのマイク
ロフォン（以下、簡単にマイクと呼ぶ）が内蔵されたペ
ットロボットや縫いぐるみ、あるいは読書用スタンドな
ど、寝室においてあっても違和感のない製品に内蔵され
ていてもよい。言い換えれば、生体計測部４００自体
が、ユーザの呼吸音などの音声を収集して、ユーザがい
びきをかいているか否かを判定する機能の他に、ペット
ロボットや、ぬいぐるみや読書用スタンドなどの機能を
有するものであってもよい。

【００７６】一方、姿勢調整部３００は、生体計測部４
００から送信された制御信号を受信する通信部３０２
と、この通信部３０２で受信した制御信号を基に、睡眠
中のユーザの姿勢を変更するためのエアマットなどから
構成されるアクチュエータ３０１から構成されている。

【００７７】姿勢調整部３００自体は、例えば、図９に
示すように、枕の中に内蔵されていてもよい。言い換え
れば、姿勢調整部３００自体が、生体計測部４００から
の制御信号を受信して睡眠中のユーザの姿勢を調整する
機能の他に、枕としての機能を有するものであってもよ
い。

【００７８】生体計測部４００の第１の通信部４０１と
姿勢調整部３００の通信部３０２との間の通信方式は、
無線通信方式であることが好ましく、例えば、Bluetoot
h（ＴＭ）などの近距離無線通信方式を用いてもよい。

【００７９】また、生体計測部４００の第２の通信部４
０４は、例えば、公衆網を用いて、病院などに所定の通
知を行うためのものである。

【００８０】次に、図１１に示すフローチャートを参照
して、安眠装置の処理動作について説明する。

【００８１】ここでは、生体計測部４００が図９に示す
ようなペットロボットである場合を例にとり説明する。
このペットロボットは、例えば、ユーザからの音声に反
応して所定の動作（例えば、返事をする、問いかけたユ
ーザ近づくなど）を行うものである。従って、ペットロ
ボットは、ユーザから問いかけがあったときに、すぐ応
答できるように、常時、マイクの電源はオンになってい
る。入力部４０３としてのマイクからの入力がノイズレ
ベルを越えると音声入力があったとみなし（ステップＳ
３０１）、入力された音声を分析する（ステップＳ３０
２）。

【００８２】分析の方法はいくつかあるが、ここでは、
包絡線を用いる方法で説明する。入力部４０３としての
マイクから入力した音声がいびきの場合には、図１２の
点線で示すような電圧変化の音声信号となる。この入力
された音声信号を分析すると、周期的になっている。従
って、入力された音声信号を処理し、包絡線（図１２で
は実線で表している）を抽出すると、その周期性が明ら
かになる。通常の白色ノイズなどもその包絡線は正弦波
となるので、周期性があるが、いびきの包絡線の周期性
は、白色ノイズの包絡線の周期性に比べ、規則正しくな
いこと、出力が小さいことで、その識別は容易である。
これに対し、通常の音声は、例えば、図１３に示すよう
に、包絡線には明確な周期性がないので、これもいびき
との識別は容易である。

【００８３】以上のように、包絡線により分析し、いび
きであるかどうかを判定する（ステップＳ３０３）。い
びきであるかどうかは、図１２のような周期的な包絡線
の継続時間が一定時間を超えるかどうかで判断する。

【００８４】一方、図１３のような波形であると、いび
きでないので、通常の音声処理を行い、その結果にもと
づき、たとえば、問いかけたユーザに近づいたり、座っ
たりなどの所定の動作を行う（ステップＳ３０４）。

【００８５】なお、ペットロボット本来の機能は、本発
明の要旨ではなので、説明は省略するとともに、図８に
は、ペットロボット本来の機能部は省略している。

【００８６】一方、図１２に示すような波形であると、
いびきであると認識し、そのときのいびきの計測時間ｔ
１を計測し、この計測された時間ｔ１をいびき累積時間
Ｔに加算していく（ステップＳ３０５）。累積時間Ｔ
は、たとえば、正午などの基点時刻に初期化されてい
る。就床から覚醒までのいびき累積時間Ｔをみること
で、１回の睡眠中、どのくらいの時間いびきをかいてい
るかを知ることができる。

【００８７】いびきをかいている時間が長くなると、姿
勢をかえる必要がある。姿勢を変える必要があるかどう
かは、今、計測した計測時間ｔ１が、予め定められた時
間βを超えるかどうかにより、判定する（ステップＳ３
０６）。この時間βを超えていなければ、特に何の処理
もしない。

【００８８】超えていると、姿勢変更のための制御信号
を第１の通信部４０１を通じて、枕としての姿勢調整装
置３００の通信部３０２に出力する（ステップＳ３０
７）。アクチュエータ３０１は、この制御信号を従っ
て、細かく分かれているエアマット部品への注入空気量
を変更することにより、睡眠中のユーザの頭部の位置を
変更（調節）することによって、姿勢の変更（調節）を
行うことができる（ステップＳ３０８）。

【００８９】１晩でのいびきの累積時間Ｔが予め定めら
れた時間γより大きいと（ステップＳ３０９）、無呼吸
症候群の可能性がある。その場合には、それまでに計測
したデータを第２の通信部４０４から、例えば、公衆網
を用いて病院などに送信し（ステップＳ３１０）、その
後、上記のように姿勢変更を行う（ステップＳ３０
７）。

【００９０】上記実施形態では、ペットロボットのマイ
クにより、音声を収集し、分析することで、いびきかど
うかを判定している。さらにいびきをかいている累積時
間Ｔがある一定値以上であると、無呼吸症候群の疑いが
あるとして、そのまま病院などに通報している。これに
対し、図１４に示す別の概略構成では、無呼吸症候群か
どうかの計測も行えるようにしたものである。

【００９１】無呼吸症候群になっているかどうかを確認
するためには、睡眠中にエアマスクをつけ、酸素摂取量
を計測する方法がとられている。エアマスクを装着する
方法は、大変わずらわしく、通常の睡眠をとることが難
しい。そこで、図１４に示す安眠装置は、図１０に示す
ように、睡眠中のユーザが動脈血酸素飽和度測定部５０
０を指に装着することで、睡眠の邪魔をせず、測定をお
こなうようになっている。

【００９２】動脈血酸素飽和度測定部５００は、近赤外
光を動脈にあて、ヘモグロビンから反射する光を計測し
て、動脈血中の酸素飽和度を算出するもので、これは公
知・周知技術で構成することができる。通常は、飽和度
は１００％なので、動脈血中のヘモグロビンの色は鮮紅
色である。が、呼吸がうまくできず、酸素の供給が少な
くなると、鮮紅色から暗紅色になる。動脈血酸素飽和度
測定部５００は、この色の変化により飽和度を測定する
ものである。

【００９３】動脈血酸素飽和度測定部５００は、具体的
には、図１４に示したように、動脈血酸素飽和度測定部
５０１と、生体計測部４００の第１の通信部４０１に、
測定された酸素飽和度を送信するための通信部５０２と
から構成されている。この動脈血酸素飽和度測定部５０
０の通信部５０２と生体計測部４００の第１の通信部４
０１との間の通信方式は、所定のケーブルで接続して通
信を行う方式のものでもよいが、無線通信方式であるこ
とが好ましく、例えば、Bluetooth（ＴＭ）などの近距
離無線通信方式を用いてもよい。

【００９４】このように、睡眠中のユーザの動脈血酸素
飽和度を生体情報としてさらに計測する場合の安眠装置
（図１４参照）の処理動作について、図１５に示すフロ
ーチャートを参照して説明する。なお、図１５におい
て、図１１と同一部分には同一符号を付し、異なる部分
について説明する。すなわち、図１５では、ステップＳ
３０９で、１晩でのいびきの累積時間Ｔが予め定められ
た時間γより大きい場合（無呼吸症候群の可能性がある
場合）には、すぐに病院などに連絡せずに、まず、動脈
血酸素飽和度測定部５００で動脈血の酸素飽和度の測定
を行う（ステップＳ３１１）。酸素飽和度は十分（例え
ば、１００％）であれば（ステップＳ３１２）、いびき
はかいているが、無呼吸症候群ではないので、病院への
連絡はせずに、姿勢変更を行う（ステップＳ３０７）。
しかし、酸素飽和度が十分でなければ（ステップＳ３１
２）、無呼吸症候群の可能性があるので、酸素飽和度の
データもそえて、収集データを病院に送信する（ステッ
プＳ３１３）。もし、酸素飽和度が低すぎる場合には、
ステップＳ３１３では、病院にデータ送信を行うだけで
なく、家人やケアセンターに通報するようにしてもよ
い。また、姿勢を変更するだけでなく、ペットボロット
が、無理やり、睡眠しているユーザを揺り動かすなどし
て、呼吸ができるようにするようにしてもよい。

【００９５】以上説明したように、上記第２の実施形態
によれば、睡眠中のユーザがいびきをかいていれば、姿
勢をかえることでいびきをとめ、安眠できるようにする
ことができる。さらに、無呼吸症候群であるかどうかも
検知できる。

【００９６】なお、上記第２の実施形態では、アクチュ
エータを枕に内蔵して、睡眠中のユーザの頭部の位置を
調節する場合について説明したが、この場合に限らず、
例えばベッドのマットレスや寝間着などを用いて、それ
らの細かく分かれているエアマット部分への注入空気量
を変更することにより、睡眠中のユーザの姿勢を変更
（調節）するようにしてもよい。

【００９７】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範
囲で種々に変形することが可能である。さらに、上記実
施形態には種々の段階の発明は含まれており、開示され
る複数の構成用件における適宜な組み合わせにより、種
々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される
全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明
が解決しようとする課題の欄で述べた課題（の少なくと
も１つ）が解決でき、発明の効果の欄で述べられている
効果（のなくとも１つ）が得られる場合には、この構成
要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
睡眠中のユーザに快適な眠りと、安眠できる環境を提供
することができる。具体的には、睡眠中のユーザの体調
の変化に追従した室温や湿度などの調節が行える。ま
た、睡眠中のユーザのいびきを抑制して、睡眠中のユー
ザに快適な眠りを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る空気調節システ
ムの全体の構成例を概略的に示した図。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る空気調節システ
ムの全体の他の構成例を概略的に示した図。

【図３】図１の生体計測装置で生体情報を計測する方法
を説明するための図。

【図４】図２の生体計測装置で生体情報を計測する方法
を説明するための図。

【図５】第１の実施形態に係る空気調節システムで室温
を調節した場合とそうでない場合との室温と体温との関
係の一例を示した図。

【図６】重量測定部で生体情報の計測開始・終了を制御
しながら、生体情報を測定する、生体計測装置処理動作
について説明するためのフローチャート。

【図７】空気調節装置の処理動作について説明するため
のフローチャート。

【図８】本発明の第２の実施形態に係る安眠装置の構成
例を概略的に示した図。

【図９】図８の生体計測部で生体情報を計測する方法を
説明するための図。

【図１０】図１４の生体計測部で生体情報を計測する方
法を説明するための図。

【図１１】安眠装置の処理動作について説明するための
フローチャート。

【図１２】いびきの音声信号の波形の一例を示した図。

【図１３】いびき以外の音声信号の波形の一例を示した
図。

【図１４】本発明の第２の実施形態に係る安眠装置の他
の構成例を概略的に示した図。

【図１５】睡眠中のユーザの動脈血酸素飽和度を生体情
報としてさらに計測する場合の安眠装置（図１４参照）
の処理動作について説明するためのフローチャート。

【符号の説明】

１００…空気調節装置１０１…通信部１０２…第１の制御部１０３…第２の制御部１０４…切替部１０５…空気調節部１１０…温度・湿度センサ１１１…リモコン２００…生体計測装置２０１、２１０…生体情報計測部２０２…通信部２０３…体温測定部２０４…加速度測定部２０５…重量測定部２１１…脈拍測定部２１２…通信部３００…姿勢調整部３０１…アクチュエータ３０２…通信部４００…生体計測部４０１…第１の通信部４０２…蓄積診断部４０３…入力部４０４…第２の通信部５００…動脈血酸素飽和度測定部５０１…動脈血酸素飽和度測定部５０２…通信部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ａ６１Ｂ 5/00 １０２Ａ６１Ｂ 5/00 １０２Ａ 5/022 5/02 ３２０Ａ 5/0245 ３３２Ｂ 5/11 Ａ６１Ｍ 21/00 ３００ＺＡ６１Ｍ 21/02 Ａ６１Ｂ 5/10 ３１０Ａ (72)発明者大内一成神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者亀山研一神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内Ｆターム(参考） 3B102 AA02 3L061 BA01 BA03 BB04 4C017 AA02 AA08 AA16 AB10 AC40 BC11 BD01 DD14 FF30 4C038 SS00 SV00 SV01 SV05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】睡眠中のユーザの体温や身体の動きなどの
生体情報を計測する生体情報計測装置と、この生体情報
計測装置で計測された生体情報に基づき、冷暖房や除湿
などの空気調節を行う空気調節装置から構成される空気
調節システムであって、前記生体情報計測装置は、睡眠中のユーザの前記生体情報を計測する生体情報計測
手段と、この生体情報計測部で計測した生体情報を前記空気調整
装置に送信する送信手段と、を具備し、前記空気調節装置は、前記送信手段から送信された生体情報を受信する受信手
段と、この受信手段で受信した生体情報に基づき、室内の温度
や湿度を調整する第１の調節手段と、予め設定された室温や湿度に基づき室内の温度や湿度を
調節する第２の調節手段と、前記第１の調節手段で室内の温度や湿度を調節する第１
のモードと、前記第２の調節手段で室内の温度や湿度を
調節する第２のモードのうちのいずれか一方のモードに
設定する手段と、を具備したことを特徴とする空気調節システム。
【請求項２】前記生体情報計測手段は、前記ユーザの体
温、脈拍、血圧、加速度のうちの少なくとも１つを生体
情報として計測することを特徴とする請求項１記載の空
気調節システム。
【請求項３】前記生体情報計測装置は、睡眠しているユ
ーザの頭部から前記生体情報を計測できるように枕に内
蔵されていることを特徴とする請求項１記載の空気調節
システム。
【請求項４】前記生体情報計測手段は、前記ユーザの体温、血圧、加速度のうちの少なくとも１
つを生体情報として計測する手段と、前記ユーザの指に装着して、該ユーザの脈拍を生体情報
として計測する手段とを具備したことを特徴とする請求
項１記載の空気調節システム。
【請求項５】睡眠中のユーザの呼吸音を基に、いびきを
検知する検知手段と、この検知手段でいびきを検知したとき、当該検知された
いびきの継続時間を測定する第１の測定手段と、前記測定されたいびきの継続時間に基づき、睡眠中のユ
ーザの姿勢を調節する調節手段と、を具備したことを特徴とする安眠装置。
【請求項６】前記ユーザの指に装着して、動脈血酸素飽
和度を測定する第２の測定手段をさらに具備したことを
特徴とする請求項６記載の安眠装置。
【請求項７】前記調節手段は、睡眠中のユーザの頭部の
位置を調節をすることを特徴とする請求項６に記載の安
眠装置。