JP2013024466A - 室内環境制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】生体情報が変化する就寝者に適した室内環境に制御可能な室内環境制御システムを得ること。
【解決手段】就寝中の人である就寝者の生体情報を定期的に取得し、取得した生体情報に基づいて生体情報信号を出力する生体情報取得部２と、前記生体情報信号の現在の値と、自身が保持する判定閾値とを比較した結果に基づいて、睡眠深度を判定する睡眠状態判定部３と、前記判定閾値を変更可能な閾値変更部４と、前記睡眠深度に基づいて、室内環境制御機器の制御を行う機器制御部５と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、睡眠時の生体情報に基づいて室内の環境を制御可能な室内環境制御システムに関する。

従来、快適な睡眠を行うため、数々の空調制御が提案されている。例えば、下記特許文献１では、入眠に伴う代謝量の低下を考慮したものであり、入眠してから一定時間経過後に室内温度を複数回に分けて段階的に上昇させる技術が開示されている。また、下記特許文献２では、睡眠時に就寝者の生体情報（心拍数）の減少によって空調機の設定温度を下降させるように制御する技術が開示されている。

人間の睡眠は、一般的に眠りの浅いＲＥＭ睡眠と眠りの深いノンＲＥＭ睡眠に大別される。ＲＥＭ睡眠中は各臓器や器官が活発に活動し、拍動の増加や血圧の上昇、発汗量の上昇や眼球の運動といった活動が起り、この眼球の高速運度がＲＥＭ（Rapid eye movement）とされている。ノンＲＥＭ睡眠中は体の緊張がほぐれリラックス状態となり、拍動の現象や血圧の低下、発汗量の減少といった深い眠りの状態となる。睡眠状態は入眠以降、睡眠が浅くなるように移行し、その後睡眠が深くなるように移行するサイクルが通常約９０分周期で繰り返され、さらに、明け方になるにつれ睡眠深度が浅くなる。動的に変化する睡眠状態によって就寝者の体の状態も異なることから、そのときの体の状態に合わせた室内環境が必要となる。

特開平３−２７４３４５号公報 特開２００９−２６４７０４号公報

しかしながら、上記従来の技術（特許文献１）によれば、睡眠時に快適な状態にするため、タイマに基づいて所定時間経過後に室内温湿度の設定を変更している。そのため、何らかの要因で就寝者の体の状態が変化した場合、就寝者に適さない環境づくりをするおそれがある、という問題があった。

また、上記従来の技術（特許文献２）によれば、生体信号である心拍数の変化によって設定温度を変化させるため、就寝者の体の状態が変化した場合にも対応できるが、判定閾値が一定である。そのため、心拍数が閾値付近で頻繁に変化すると設定温度も頻繁に変化し、最適な空調制御が行えない、という問題があった。特に、就寝者の睡眠深度は明け方になるにつれて浅くなる。そのため、睡眠状態の判定閾値が一定の場合、明け方の睡眠深度判定が正しく行われず、最適な空調制御が行えない、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、生体情報が変化する就寝者に適した室内環境に制御可能な室内環境制御システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、室内環境制御機器の制御を行う室内環境制御システムであって、就寝中の人である就寝者の生体情報を定期的に取得し、取得した生体情報に基づいて生体情報信号を出力する生体情報取得手段と、前記生体情報信号の現在の値と、自身が保持する判定閾値とを比較した結果に基づいて、睡眠深度を判定する睡眠状態判定手段と、前記判定閾値を変更可能な閾値変更手段と、前記睡眠深度に基づいて、室内環境制御機器の制御を行う機器制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、生体情報が変化する就寝者に適した室内環境に制御することができる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１の室内環境制御システムの室内設置例を示す図である。 図２は、実施の形態１の室内環境制御システムの構成例を示す図である。 図３は、生体情報信号ＳＬ＿ｓｉｇと判定閾値ＴＨ１による睡眠状態を示す図である。 図４は、時間変化する判定閾値での一晩における判定閾値の設定例を示す図である。 図５は、判定閾値が時間により変化する場合の空調制御動作を示すフローチャートである。 図６は、設定目標値テーブルの構成例を示す図である。 図７は、判定閾値が睡眠サイクルにより変化する場合の空調制御動作を示すフローチャートである。 図８は、判定閾値が多段階の場合の空調制御動作を示すフローチャートである。 図９は、多段階の判定閾値による睡眠状態判定例を示す図である。 図１０は、複数の判定閾値をそれぞれ変更する場合の判定閾値の例を示す図である。 図１１は、実施の形態２の室内環境制御システムの室内設置例を示す図である。 図１２は、実施の形態２の室内環境制御システムおよび空気調和機の構成例を示す図である。

以下に、本発明にかかる室内環境制御システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る室内環境制御システムの室内設置例を示す図である。ここでは、一例として、室内環境制御機器が空気調和機の場合について説明する。図１に示すように、室内環境制御システムは、室内に設置されている空気調和機１００に内蔵されているシステムであり、就寝中の人である就寝者の生体情報を取得して空気調和機１００の制御を行う。ここでは、空気調和機１００は、就寝者が居る室内を空調対象とする。なお、図１中に示す生態情報取得部２については後述する。

つづいて、室内環境制御システムの構成について説明する。図２は、室内環境制御システム１の構成例を示す図である。室内環境制御システム１は、生体センサーにより就寝者の生体情報を検出する生体情報取得部２と、生体情報取得部２と接続され、検出された生体情報に対して判定閾値により睡眠状態を判定する睡眠状態判定部３と、判定閾値が現在の睡眠状態にとって適切かどうかを判定及び更新を行う閾値変更部４と、就寝者の睡眠状態より空気調和機１００の設定温度及び設定湿度を変更する機器制御部５と、を備える。なお、図２では、本実施の形態に係る要部の構成のみ示しており、送風ファンや冷凍サイクルといった空気調和機１００に通常備わる各種構成部の図示は省略している。

生体情報取得部２は、就寝者の睡眠状態に合わせて変化する生体情報を取得するセンサーである。例えば、図１に示すように空気調和機１００の前部に設置されたセンサーの場合、ドップラレーダセンサーや焦電センサー、サーモパイルセンサー、カメラといった就寝者に非接触で取得できるセンサーである。生体情報取得部２は、就寝者の生体情報（体動や心拍、体表面温度など）を検知し、その生体情報を示す生体情報信号（体動の有無や心拍の所定時間辺りの回数など）を睡眠状態判定部３に出力する。出力するタイミングとしては、生体情報取得部２は、所定時間Ｔ１秒（例えば、３０秒）毎に１度、就寝者の生体情報を検知し、生体情報から生成した生体情報信号を睡眠状態判定部３に出力する。室内環境制御システム１では、この生体情報により対象の人物が睡眠に入ったことを検知することができる。

睡眠状態判定部３は、判定閾値を保持し、生体情報取得部２が出力した生体情報信号に基づいて、就寝者の睡眠状態を判定する。

ここで、睡眠状態について説明する。人間の睡眠は、一般的に眠りの浅いＲＥＭ睡眠と眠りの深いノンＲＥＭ睡眠に大別される。国際的基準では更に細かく、覚醒、ＲＥＭ睡眠、睡眠深度１、２、３、４の６つの睡眠状態が定義されている。睡眠深度１〜４はノンＲＥＭ睡眠を４つの段階に分けたものであり、ノンＲＥＭ睡眠のなかでは睡眠深度１が最も眠りが浅く、睡眠深度４が最も眠りが深い状態である。以降、睡眠深度１、２を浅睡眠、睡眠深度３、４を深睡眠と称する。

ＲＥＭ睡眠中は各臓器や器官が活発に活動し、拍動の増加や血圧の上昇、発汗量の上昇や眼球の運動といった活動が起り、この眼球の高速運度がＲＥＭ（Rapid eye movement）とされている。ノンＲＥＭ睡眠中は体の緊張がほぐれリラックス状態となり、拍動の現象や血圧の低下、発汗量の減少といった深い眠りの状態となる。睡眠状態は入眠以降、深睡眠、浅睡眠、ＲＥＭ睡眠と睡眠が浅くなるように移行し、その後ＲＥＭ睡眠、浅睡眠、深睡眠と睡眠が深くなるように移行するサイクルが通常約９０分周期で繰り返され、さらに、明け方になるにつれ睡眠深度が浅くなる。

図３は、生体情報信号ＳＬ＿ｓｉｇと判定閾値ＴＨ１による睡眠状態を示す図である。生体情報信号ＳＬ＿ｓｉｇは、１００に近いほど覚醒状態であり、０に近いほど深い睡眠状態であることを示す信号である。判定閾値ＴＨ１は一定値である。ｓｌｅｅｐ ｄｅｐｔｈは、就寝者の睡眠状態を示し、ｓｈａｌｌｏｗのときを浅睡眠、ｗａｋｅｌｅｓｓのときを深睡眠とする。生体情報取得部２が、図３に示す生体情報信号ＳＬ＿ｓｉｇを出力した場合、睡眠状態判定部３は、保持している睡眠深度判定用の判定閾値ＴＨ１と比較し、その時点における生体情報信号ＳＬ＿ｓｉｇの値が判定閾値ＴＨ１より高ければ浅睡眠と判定し、生体情報信号ＳＬ＿ｓｉｇの値が判定閾値ＴＨ１より低ければ深睡眠と判定する。ｓｌｅｅｐ ｄｅｐｔｈで示されるように、生体情報信号ＳＬ＿ｓｉｇが判定閾値ＴＨ１の前後で推移している部分では、ばたつきが発生している。

閾値変更部４は、就寝者が入眠してからの時間等を計測する閾値変更用タイマ４１と、深睡眠、浅睡眠の睡眠状態の遷移をカウントする睡眠サイクルカウント部４２と、を備える。閾値変更部４では、睡眠開始から所定時間Ｔ２（例えば、１８０分）後、判定閾値を、ＴＨ１からＴＨ１よりも大きいＴＨ２に変更させる。睡眠開始のタイミングは、生体情報信号から検知することができる。図４は、時間変化する判定閾値での一晩における判定閾値の設定例を示す。図４に示すように、時間経過によって判定閾値を変化させることが本制御の特徴である。このとき、図４において丸で囲んだ部分では、判定閾値付近でのばたつきはあるが、図３と比較してばたつきを減らすことができる。

機器制御部５は、睡眠状態判定部３が判定した睡眠状態に応じて、室内環境の目標値（温度や湿度、風向、風量など）を設定し、空気調和機１００の噴出し温度や加湿・除湿、室外圧縮機の回転数などを制御し、室内の温湿度が目標値になるよう環境を構築する。

なお、図１に示す構成の各ブロックはマイクロコンピュータを含む電子回路で処理され、室内環境制御システム１全体を制御する。

つづいて、本実施の形態における室内環境制御システム１の室内環境制御動作として空調制御動作について説明する。図５は、判定閾値が時間により変化する場合の空調制御動作を示すフローチャートである。

まず、室内環境制御システム１が起動されると、閾値変更部４は、生体情報信号に基づいて就寝者の入眠時間を検知し、就寝者が入眠した時間である開始時間Ｔ０を保存する（ステップＳ１）。また、このとき睡眠状態判定部３が保持する判定閾値をＴＨ１とする。その後、生体情報取得部２が、Ｔ１時間経過するまで待機し（ステップＳ２：Ｎｏ）、Ｔ１時間経過する毎に（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、就寝者の生体情報を検出して取得する（ステップＳ３）。そして、生体情報取得部２は、生体情報に基づいて生成した生体情報信号（例えば、図３に示すような生体情報信号ＳＬ＿ｓｉｇ）を睡眠状態判定部３に出力する（ステップＳ４）。

生体情報信号を受け取った睡眠状態判定部３は、現在の生体情報信号の値と判定閾値（初回であればＴＨ１）とを比較し（ステップＳ５）、生体情報信号の値が判定閾値ＴＨ１（例えば、６０）以上の場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、「浅睡眠」と判定する（ステップＳ６）。そして、睡眠状態判定部３は、判定結果を機器制御部５に出力する。

睡眠状態の判定結果を受け取った機器制御部５は、「浅睡眠」に応じて空気調和機１００の目標値を設定し、室内環境が目標値になるよう空気調和機１００の噴出し温度や風向・風量・室外圧縮機の回転数などを制御する（ステップＳ７）。図６は、設定目標値テーブルの構成例を示す図である。室内環境制御システム１が図６に示すような省エネ性と快適性を考慮して設定された設定目標値テーブルを保持しており、睡眠状態判定部３が浅睡眠を出力した場合、機器制御部５は、図６の目標値テーブルより、「目標温度：２６℃」「目標湿度：４５％」「風向：上向き」「人感：風除け」「圧縮機駆動：高速」といった目標値になるよう、空気調和機１００を制御する。

一方、睡眠状態判定部３は、現在の生体情報信号の値と判定閾値とを比較し（ステップＳ５）、生体情報信号の値が判定閾値ＴＨ１（例えば、６０）より小さい場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、「深睡眠」と判定する（ステップＳ８）。そして、睡眠状態判定部３は、判定結果を機器制御部５に出力する。

睡眠状態の判定結果を受け取った機器制御部５は、「深睡眠」に応じて空気調和機１００の目標値を設定し、室内環境が目標値になるよう空気調和機１００の噴出し温度や風向・風量・室外圧縮機の回転数などを制御する（ステップＳ９）。睡眠状態判定部３が深睡眠を出力した場合、機器制御部５は、図６の目標値テーブルより、「目標温度：２８℃」「目標湿度：５０％」「風向：上向き」「人感：風除け」「圧縮機駆動：低速」といった目標値になるよう、空気調和機１００を制御する。

なお、図６において示したこれらの設定値は一例であり、これに限定するものではない。例えば、深睡眠時に目標温度を２７℃にしたり、浅睡眠時に目標湿度を４０％にしたり等、個人の嗜好・設置環境により不快にならない範囲内で変更可能であるものとする。

つぎに、閾値変更部４は、生体情報取得時に閾値変更部４が制御開始（開始時間Ｔ０）から現在までの経過時間を取得し、所定時間Ｔ２以上であった場合（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、睡眠状態判定部３が保持する判定閾値をＴＨ１からＴＨ２に変更する（ステップＳ１１）。睡眠状態判定部３は、以後は判定閾値ＴＨ２を用いて睡眠深度の判定を行う。図３及び図４に示すように、判定閾値を変化させた場合、睡眠後半の深度判定において、変化させない場合より深睡眠が正しく判定できており、より睡眠状態に合った空調環境を適用することが可能である。なお、所定時間Ｔ２の経過前は（ステップＳ１０：Ｎｏ）、判定閾値ＴＨ１を継続する。そして、制御終了時点まで上記の動作（ステップＳ２〜Ｓ１１）を繰り返す。

また、判定閾値を変更するタイミングは時間経過である必要はなく、例えば、睡眠サイクルの経過（浅睡眠→深睡眠へ変化した回数や、逆に深睡眠→浅睡眠へ変化した回数など）で判定してもよい。この場合、睡眠前半部のばたつきを考慮し、深睡眠状態および浅睡眠状態が所定時間Ｔ３（例えば、１５分）以上継続した場合に変化の回数をカウントする。図７は、判定閾値が睡眠サイクルにより変化する場合の空調制御動作を示すフローチャートである。

まず、室内環境制御システム１が起動されると、閾値変更部４は、睡眠サイクルカウント部４２において浅睡眠カウントおよび深睡眠カウントを０にリセットする（ステップＳ２１）。また、このとき睡眠状態判定部３が保持する判定閾値をＴＨ１とする。その後、生体情報取得部２が、Ｔ１時間経過するまで待機し（ステップＳ２２：Ｎｏ）、Ｔ１時間経過する毎に（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、就寝者の生体情報を検出して取得する（ステップＳ２３）。そして、生体情報取得部２は、生体情報に基づいて生成した生体情報信号（例えば、図３に示すような生体情報信号ＳＬ＿ｓｉｇ）を睡眠状態判定部３に出力する（ステップＳ４）。

生体情報信号を受け取った睡眠状態判定部３は、現在の生体情報信号の値と判定閾値とを比較し（ステップＳ２５）、生体情報信号の値が判定閾値（睡眠前半ではＴＨ１）以上の場合（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）、「浅睡眠」と判定する（ステップＳ２６）。そして、睡眠状態判定部３は、判定結果を機器制御部５に出力する。

睡眠状態の判定結果を受け取った機器制御部５は、「浅睡眠」に応じて空気調和機１００の目標値を設定し、室内環境が目標値になるよう空気調和機１００の噴出し温度や風向・風量・室外圧縮機の回転数などを制御する（ステップＳ２７）。空気調和機１００の制御方法については図５のフローチャートのステップＳ７と同様のため、詳細な説明は省略する。

つぎに、睡眠状態判定部３における直前（前回）の睡眠状態が浅睡眠であった場合（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）、閾値変更部４は、浅睡眠継続時間をカウントする（ステップＳ２９）。

一方、睡眠状態判定部３における直前（前回）の睡眠状態が深睡眠であった場合（ステップＳ２８：Ｎｏ）、閾値変更部４は、浅睡眠継続時間が所定時間Ｔ３（例えば、１５分）以上のときは（ステップＳ３０：Ｙｅｓ）、浅睡眠カウントに＋１する（ステップＳ３１）。浅睡眠継続時間が所定時間Ｔ３未満のとき（ステップＳ３０：Ｎｏ）、閾値変更部４は、浅睡眠継続時間をリセットする（ステップＳ３２）。

ステップＳ２５に戻って、睡眠状態判定部３は、生体情報信号の値が判定閾値（睡眠前半ではＴＨ１）より小さい場合（ステップＳ２５：Ｎｏ）、「深睡眠」と判定する（ステップＳ３３）。そして、睡眠状態判定部３は、判定結果を機器制御部５に出力する。

睡眠状態の判定結果を受け取った機器制御部５は、「深睡眠」に応じて空気調和機１００の目標値を設定し、室内環境が目標値になるよう空気調和機１００の噴出し温度や風向・風量・室外圧縮機の回転数などを制御する（ステップＳ３４）。空気調和機１００の制御方法については図５のフローチャートのステップＳ９と同様のため、詳細な説明は省略する。

つぎに、睡眠状態判定部３における直前（前回）の睡眠状態が深睡眠であった場合（ステップＳ３５：Ｙｅｓ）、閾値変更部４は、深睡眠継続時間をカウントする（ステップＳ３６）。

一方、睡眠状態判定部３における直前（前回）の睡眠状態が浅睡眠であった場合（ステップＳ３５：Ｎｏ）、閾値変更部４は、浅睡眠継続時間が所定時間Ｔ３（例えば、１５分）以上のときは（ステップＳ３７：Ｙｅｓ）、深睡眠カウントに＋１する（ステップＳ３８）。深睡眠継続時間が所定時間Ｔ３未満のとき（ステップＳ３７：Ｎｏ）、閾値変更部４は、深睡眠継続時間をリセットする（ステップＳ３９）。

その後、浅睡眠カウント及び深睡眠カウントが共に所定回数Ｔ４以上になった場合（ステップＳ４０：Ｙｅｓ）、閾値変更部４は、睡眠状態判定部３が保持する判定閾値をＴＨ１からＴＨ２に変更する（ステップＳ４１）。睡眠状態判定部３は、以後は判定閾値ＴＨ２を用いて睡眠深度の判定を行う。なお、所定回数Ｔ４未満のときは（ステップＳ４０：Ｎｏ）、判定閾値ＴＨ１を継続する。そして、制御終了時点まで上記の動作（ステップＳ２２〜Ｓ４１）を繰り返す。以上の動作により、睡眠サイクルのカウントを行い、就寝者の睡眠深度の推移により推定した睡眠サイクルの経過によって睡眠深度判定用の判定閾値を変更することが可能になる。この場合においても、経過時間で判定閾値を変更する場合と同様、図４に示すように睡眠後半での判定のばたつきを減らすことができる。

なお、図５および図７のフローチャートで説明した空調制御動作における判定閾値の変更方法よりも簡潔にする方法として、例えば、深睡眠状態であると判定された時間や浅睡眠状態であると判定された時間を積算し、所定時間以上（例えば、１２０分)を満たした場合に判定閾値を変更するようにしてもよい。

また、変更後の判定閾値ＴＨ２は、予め設定した値であってもよいし、判定閾値ＴＨ１からの増減（例えば、ＴＨ１＋１０やＴＨ１−１０など）により設定するようにしてもよい。判定閾値の設定を簡潔にすることができる。

また、睡眠深度を判定するとき、図３に示す生体情報信号を用いる場合について説明したが、生体情報信号はこれに限定するものではない。体動回数や脈拍の安定度でもよく、例えば、体動回数とした場合には、所定時間（例えば、１０分間）の体動回数の和が判定閾値ＴＨ１以下（例えば、３回以下）であれば深睡眠と判定することもできる。また、この場合、体動回数が所定値以下の時間を積算し、所定時間Ｔ２を経過した時点で判定閾値をＴＨ２に変更するようにしてもよい。この場合においても、上記同等の効果を得ることができる。

つづいて、睡眠状態判定部３において、判定閾値を複数持つ場合について説明する。これまでの説明は、制御開始からの時間経過または睡眠サイクルのカウントにより１つの判定閾値を変化させて、睡眠後半の睡眠深度の判定をより正しく行うことで睡眠状態に適した空調環境を提供することを可能にしたものである。上記動作とは異なり、複数の判定閾値を持つことで睡眠深度の頻繁な変化を抑制し、より適した室内環境を提供することも可能である。

この場合、閾値変更部４は、睡眠状態判定部３が判定した睡眠状態に応じて、判定閾値を変更するものとする。図８は、判定閾値が多段階の場合の空調制御動作を示すフローチャートである。

まず、室内環境制御システム１が起動されると、閾値変更部４は、就寝者が入眠した時間である開始時間Ｔ０を保存する（ステップＳ５１）。このとき、閾値変更部４は、睡眠状態を浅睡眠に設定し（ステップＳ５２）、睡眠状態判定部３の判定閾値をＴＨ３に設定する（ステップＳ５３）。

その後、生体情報取得部２が、Ｔ１時間経過するまで待機し（ステップＳ５４：Ｎｏ）、Ｔ１時間経過する毎に（ステップＳ５４：Ｙｅｓ）、就寝者の生体情報を検出して取得する（ステップＳ５５）。そして、生体情報取得部２は、生体情報に基づいて生成した生体情報信号を睡眠状態判定部３に出力する（ステップＳ５６）。

生体情報信号を受け取った睡眠状態判定部３は、現在の生体情報信号の値と判定閾値とを比較し（ステップＳ５７）、生体情報信号の値が判定閾値（初回であればＴＨ３）以上の場合（ステップＳ５７：Ｙｅｓ）、「浅睡眠」と判定する（ステップＳ５８）。そして、睡眠状態判定部３は、判定結果を機器制御部５に出力する。このとき、閾値変更部４は、睡眠状態判定部３が保持する判定閾値をＴＨ３に設定する（ステップＳ５９）。機器制御部５は、「浅睡眠」に応じて空気調和機１００の目標値を設定し、室内環境が目標値になるよう空気調和機１００の噴出し温度や風向・風量・室外圧縮機の回転数などを制御する（ステップＳ６０）。空気調和機１００の制御方法については図５のフローチャートのステップＳ７等と同様のため、詳細な説明は省略する。

一方、睡眠状態判定部３は、現在の生体情報信号の値と判定閾値とを比較し（ステップＳ５７）、生体情報信号の値が判定閾値（初回であればＴＨ３）より小さい場合（ステップＳ５７：Ｎｏ）、「深睡眠」と判定する（ステップＳ６１）。そして、睡眠状態判定部３は、判定結果を機器制御部５に出力する。このとき、閾値変更部４は、睡眠状態判定部３が保持する判定閾値をＴＨ４に設定する（ステップＳ６２）。機器制御部５は、「深睡眠」に応じて空気調和機１００の目標値を設定し、室内環境が目標値になるよう空気調和機１００の噴出し温度や風向・風量・室外圧縮機の回転数などを制御する（ステップＳ６３）。空気調和機１００の制御方法については図５のフローチャートのステップＳ９等と同様のため、詳細な説明は省略する。以後、制御終了時点まで上記の動作（ステップＳ５４〜Ｓ６３）を繰り返すものとする。

このように、睡眠状態の判定結果を受け取った閾値変更部４は、直前の睡眠状態が「浅睡眠」のときに受け取った判定結果が「深睡眠」であった場合、現在の睡眠状態を「深睡眠」に更新し、睡眠状態判定部３が保持する判定閾値をＴＨ４に変更する。また、睡眠状態の判定結果を受け取った閾値変更部４は、直前の睡眠状態が「深睡眠」のときに受け取った判定結果が「浅睡眠」であった場合、現在の睡眠状態を「浅睡眠」に更新し、睡眠状態判定部３が保持する判定閾値をＴＨ３に変更する。これにより、一度睡眠状態が変わった後、判定閾値付近で生体情報信号がばたついた場合でも、もう一方の判定閾値を超えなければ睡眠状態が変わらないため、判定閾値が１つの場合よりも睡眠状態の変化のばたつきを抑えることが可能となる。

図９は、多段階の判定閾値による睡眠状態判定例を示す図である。図３および図４と同様、生体情報信号ＳＬ＿ｓｉｇと就寝者の睡眠状態を示すが、就寝者の睡眠状態を２つ示し、上段は判定閾値ＴＨ３のみを用いた場合を示し、下段は判定閾値ＴＨ３、ＴＨ４の２つを用いた場合を示す。図９に示すように、一定の判定閾値の場合（上段）より、判定閾値を２つ用いた場合（下段）の方が睡眠状態の変化のばたつきが抑えられており、その結果、室内環境をより追従させやすくなっている。

また、判定閾値は、取得する生体情報の値によって変更するようにしてもよい。生体情報は、取得する環境や対象となる個人差によって出力が異なる。つまり、布団をかけて寝ることで正しく取得できなくなる場合や、寝相が悪くて常に体動が発生しているような場合である。このような場合、図示はしないが、取得した生体情報により一定時間連続で判定し続けるような場合（例えば、２時間以上体動を検知し続けるなど）、閾値変更部４は、判定閾値を調節（例えば、１０下げるなど）することにより、追従性を高めることが可能である。

また、就寝者の寝相、生体情報等の個人差があるものについては、閾値変更部４が、図示しない記憶部に取得した生体情報信号を取り込み、取り込んだ過去からの信号から個人差等の傾向を把握して、個人差の情報に応じて判定閾値を変更・調節するようにしてもよい。また、閾値変更部４では、周囲温度や日射量等の外的要因が通常と異なる場合には通常との差を求めて、その差の情報を用いて判定閾値を変更・調節するようにしてもよい。また、室内環境制御システム１が複数の室内環境制御機器を制御対象にしている場合には、それぞれの機器の連動状態を踏まえて判定閾値を変更・調節するようにしてもよい。例えば、空気調和機１００の他、図示しない温冷熱機器や扇風機等が制御対象の場合、それぞれの機器の動作によって変化する温度等を考慮して判定閾値を変更・調節する。このように判定閾値を変更・調節することにより、それぞれの就寝者の状態に応じた判定閾値の変更や、外的要因を踏まえた判定閾値の変更が可能となる。

なお、睡眠深度の分類については、判定及び制御の簡略化のため浅睡眠・深睡眠の２パターンとしたが、必ずしもこの通りである必要は無い。複数の判定閾値を保持し、覚醒・ＲＥＭ・深度１〜４の６パターンを各判定閾値で判定するようにしてもよい。図示しないが、この場合、睡眠状態判定部３は、判定閾値を複数保持し、判定閾値Ａ以上判定閾値Ｂ以下であれば睡眠深度１といったように判定してもよい。

また、上記で説明した判定閾値を変更する方法および多段階の判定閾値を持つ２つの判定閾値の設定方法は同時に実施されても構わない。この場合、多段階の判定閾値は時間経過（または睡眠サイクル経過）前後でそれぞれ保持するものとする。

図１０は、複数の判定閾値をそれぞれ変更する場合の判定閾値の例を示す図である。図９と同様、生体情報信号ＳＬ＿ｓｉｇと就寝者の睡眠状態を示すが、就寝者の睡眠状態を２つ示し、上段は判定閾値ＴＨ１のみを用いた場合を示し、下段は判定閾値ＴＨ３、ＴＨ４の２つを用いた場合を示す。図１０に示すように、２つの判定閾値設定方法を同時に実施することで、判定閾値付近のばたつきが抑えられ、なおかつ、睡眠後半での深睡眠も正しく検知することが可能である。

なお、睡眠開始からの経過時間や睡眠サイクルに基づいて判定閾値を変更し、就寝者の睡眠前半と後半で判定閾値を変えているが、判定閾値の変更については２段階に限定するものではない。就寝者の睡眠中において、睡眠開始から３段階、４段階で判定閾値を変更するようにしてもよい。この場合、各段階での判定閾値の変更方法は上記で説明した方法と同等に行うことができる。これにより、さらに、判定閾値付近のばたつきが抑えられ、なおかつ、睡眠後半での深睡眠も正しく検知することが可能である。

以上説明したように、本実施の形態では、室内環境制御システム１において、生体情報取得部２が取得した生体情報に基づく生体情報信号に対し、睡眠状態判定部３がリアルタイムに睡眠深度の判定を行い、機器制御部５が室内環境制御機器の制御を行う。このとき、閾値変更部４が、睡眠深度判定に用いる判定閾値を動的に変化させることとした。これにより、時々刻々と変化する生体情報に対して温度追従性を高めることができ、より就寝者の体の状態に合った室内環境を作り出すことができ、睡眠中の体の状態に合った快適な睡眠環境を提供することが可能になる。

実施の形態２．
実施の形態１では、室内環境制御システム１が空気調和機１００に内蔵された場合について説明したが、空調制御システム１が空気調和機１００の外部にあってもよい。図１１は、室内環境制御システム１ａの室内設置例を示す図である。図１と異なり、室内環境制御システム１ａは、室内環境制御機器である空気調和機１００ａの外部に設置されている。この場合、図１２に示すように、空気調和機１００ａは、室内環境制御システム１ａから送信された室内環境制御機器制御信号を受信する制御信号受信部１０１と、自身を制御する室内環境制御機器制御部１０２と、を含む。図１２は、室内環境制御システム１ａおよび空気調和機１００ａの構成例を示す図である。室内環境制御システム１ａでは、機器制御部５ａが、空気調和機１００ａの制御信号受信部１０１へ室内環境制御機器制御信号を送信する。ここでは、機器制御部５ａが、設定した目標値に至るよう各機器を制御するのではなく、室内環境制御機器制御部１０２が設定した目標値に至るよう自身を制御する。その他の構成は同一であるため、詳細な説明については省略する。なお、室内環境制御システム１ａの機器制御部５ａと空気調和機１００ａの制御信号受信部１０１との接続は、有線または無線のどちらで接続されていても問題ない。

この場合、生体情報取得部２は、必ずしも非接触である必要は無く、就寝者に直接接触させることでその生体情報を取得するセンサー（例えば、脈拍計や脳波計）や、寝具の下に敷設し、体動時の圧力変化によって生体情報を取得するセンサー（例えば、圧電センサー）であってもよい。

このように、室内環境制御システム１ａが室内環境制御機器である空気調和機１００ａの外部にある場合においても、実施の形態１と同等の効果を得ることができる。

なお、室内環境制御機器として、就寝者の睡眠段階の移り変わりに基づいて空気調和機の制御を行う場合について説明したが、これに限定するものではない。上記で説明した制御を、例えば、扇風機やストーブ、ヒータ等の冷暖房機器に適用して室内の温度等を制御することも可能である。また、図１１、１２に示すように室内環境空調制御システムを外部に設置して、複数の機器を組み合わせて室内の温度等を制御するようにしてもよい。

また、就寝者の睡眠段階の移り変わりに基づいて室内の温度や湿度を制御する場合について説明したが、これに限定するものではなく、同様の制御に基づいて温度等以外の他の室内の状態を制御することも可能である。例えば、音響機器、映像機器、照明機器、温冷熱機器、除加湿機器、香りを発生させる機器等に上記で説明した制御を適用して、就寝者の睡眠段階の移り変わりに基づいて室内の環境を制御してもよい。

１、１ａ 室内環境制御システム
２ 生体情報取得部
３ 睡眠状態判定部
４ 閾値変更部
４１ 閾値変更用タイマ
４２ 睡眠サイクルカウント部
５、５ａ 機器制御部
１００、１００ａ 空気調和機（室内環境制御機器）
１０１ 制御信号受信部
１０２ 室内環境制御機器用制御部

Claims (9)

1. 室内環境制御機器の制御を行う室内環境制御システムであって、
   就寝中の人である就寝者の生体情報を定期的に取得し、取得した生体情報に基づいて生体情報信号を出力する生体情報取得手段と、
   前記生体情報信号の現在の値と、自身が保持する判定閾値とを比較した結果に基づいて、睡眠深度を判定する睡眠状態判定手段と、
   前記判定閾値を変更可能な閾値変更手段と、
   前記睡眠深度に基づいて、室内環境制御機器の制御を行う機器制御手段と、
   を備えることを特徴とする室内環境制御システム。
2. 前記閾値変更手段は、就寝者が入眠してからの経過時間に基づいて前記判定閾値を変更する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の室内環境制御システム。
3. 前記閾値変更手段は、就寝者の睡眠深度の推移により推定した睡眠サイクルに基づいて前記判定閾値を変更する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の室内環境制御システム。
4. 前記睡眠状態判定手段は、複数の判定閾値を保持し、
   前記閾値変更手段は、前記複数の判定閾値をそれぞれ変更可能とする、
   ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の室内環境制御システム。
5. 前記閾値変更手段は、さらに、就寝者によって生じる生体情報の個人差の情報を用いて、前記判定閾値を変更する、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の室内環境制御システム。
6. 前記閾値変更手段は、さらに、室内環境が通常と異なる場合にはその差の情報を用いて、前記判定閾値を変更する、
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の室内環境制御システム。
7. 前記閾値変更手段は、さらに、制御対象機器が複数ある場合には各機器の連動状態を踏まえて、前記判定閾値を変更する、
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の室内環境制御システム。
8. 前記室内環境制御機器を、室内の温度および湿度を調整する空気調和機とする、
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の室内環境制御システム。
9. 前記室内環境制御機器を、音響機器、映像機器、照明機器、温冷熱機器、除加湿機器、香りを発生させる機器、の少なくともいずれか１つとする、
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の室内環境制御システム。

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