JP2019220372A - 住宅用睡眠環境制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
住宅の部屋に設置され、少なくとも照度が可変の照明装置と、
前記住宅の住人の睡眠状態を判定し、少なくとも前記住人が床に入った時刻である床入時刻と前記床から出た時刻である床出時刻とを判定可能な睡眠状態判定装置と、
前記睡眠状態判定装置の判定に基づいて、前記照明装置の前記照度の制御を行うコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記睡眠状態判定装置による所定期間の前記住人の前記床入時刻と前記床出時刻との判定結果に基づいて前記住人の睡眠覚醒リズムを求め、
前記照明装置の点灯時に、前記床入時刻の所定時間前に設定した睡眠導入処理開始時刻になると、前記照明装置の照明を、通常照明状態から、前記通常照明状態よりも低照度の睡眠導入時照明状態に向けて徐々に照度を低下させる処理を含む睡眠導入処理を実行し、
さらに、前記住人の実際の前記床入時刻が、前記睡眠覚醒リズムにおける前記床入時刻よりも遅れた場合、前記睡眠導入処理の実行に際し、前記住人の前記床入時刻を早めることを図る睡眠覚醒リズム矯正処理を実行する住宅用睡眠環境制御装置とした。
図1は実施の形態1の住宅用睡眠環境制御装置を設置した住宅Hを示す概略図、図2は住宅Hの2階の平面図である。
まず、住宅Hの構成について簡単に説明する。
図1に示すように、住宅Hは、1階空間10と2階空間20と小屋裏空間30とを備える。
そして、1階空間10は、制御対象の部屋となるリビング室11を備える。また、2階空間20は、制御対象の部屋となる主寝室21および子供室22,22を備える。
なお、図では2階空間20に、子供室22が2部屋設けた例を示しているが、以下の説明では、一室として説明し、複数の場合には、説明と同様の構成および制御を行うものである。
また、小屋裏空間30には、後述する空調装置40の室内機41が設置された小屋裏収納空間31が設けられている。
次に、空調装置40について簡単に説明する。
空調装置40は、図1に示すように、室内機41と室外機42とを備え、冷暖房を行うことが可能な周知のものである。すなわち、室内機41と室外機42とは、それぞれ、不図示の熱交換器(不図示)を有し、両者間でダクト43を介して熱交換媒体を循環させる。そして、室内機41の熱交換器(不図示)では、熱交換媒体と屋内の空気と熱交換を行い、室外機42の熱交換器(不図示)では、熱交換媒体と外気とで熱交換を行う。
次に、住宅用睡眠環境制御装置の主要部について説明する。
本実施の形態1の住宅用睡眠環境制御装置は、少なくとも照明装置100の照度および波長を制御して住人の睡眠覚醒リズムのコントロールを図るものであり、図2に示すコントローラ60を備える。なお、コントローラ60は、CPU(Central Processing Unit),ROM(read only memory),RAM(random access memory)を備えたいわゆるコンピュータにより構成されている。また、コントローラ60は、不図示のインターネットなどの通信ネットワークを介して、複数の住宅Hの種々の制御を行う管理サーバに接続して、各種情報の双方向通信が可能なものとすることができる。
制御対象の照明装置100としては、リビング室11を照明する照明装置111、主寝室21を照明する照明装置121、子供室22を照明する照明装置122が設けられ、それぞれ、照度および波長を変更可能となっている。
また、コントローラ60は、空調装置40を制御して前述したように、リビング室11、主寝室21、子供室22をそれぞれ独立して室温を制御する。
音声認識機器200は、設置された室内における音声を認識する機器である。この音声認識機器200としては、リビング室11に設けられた音声認識機器211、主寝室21に設けられた音声認識機器221、子供室22に設けられた音声認識機器222を備える。
また、温湿度センサ300は、設置された室内の室温および湿度を検出する。この温湿度センサ300としては、リビング室11に設けられた温湿度センサ311、主寝室21に設けられた温湿度センサ321、子供室22に設けられた温湿度センサ322を備える。
次に、コントローラ60が実行する睡眠導入処理について説明する。
この睡眠導入処理は、主寝室21および子供室22で眠る住人の睡眠覚醒リズムを求め、この求めた睡眠覚醒リズムに基づいて、リビング室11および子供室22の照明装置111,122の制御を行う。
本実施の形態1では、コントローラ60は、主寝室21、子供室22において、住人が「おやすみ」「おはよう」という声かけを行った時刻を、それぞれ、床に入った時刻(以下、「床入時刻Tin」という)、床から出た時刻(以下、「床出時刻Tout」という)」とする。
例えば、夜、読書などの趣味の行為を行っていて、床入時刻を遅らせたい場合には、住人は、音声認識機器200に対して、その旨、声を掛ける。例えば、予め設定された睡眠覚醒リズムによる床入時刻Tinが午後の10:30であるのに対し、読書のために30分だけ床入時刻を遅らせたい場合、住人は、「今日は、○○時(例えば、11時)まで読書がしたい」と、音声認識機器200に声を掛ける。なお、この床入時刻を遅らせる理由については、読書に限らず音声認識可能とする。
以下に、基本的な睡眠導入処理の流れを示す図3のフローチャートに基づいて、睡眠導入処理について説明する。
この睡眠導入照明処理は、夕方あるいは夜間に、制御対象の部屋(リビング室11、子供室22)の照明装置111,122のスイッチ(不図示)をONとして点灯させたことで開始する。
さらに、ステップS3では、床入時刻Tin(=Tin0)に基づいて、睡眠導入処理開始時刻Tstを演算する。この睡眠導入処理開始時刻Tstは、床入時刻Tinの所定時間bTnomだけ前の時刻であり、所定時間bTnomは、例えば、30分〜2時間程度の値であり、ここでは、一例として、bTnom=30分とする。
この通常の睡眠導入処理は、本実施の形態1では、照明装置100の照度および波長を、通常照明状態から睡眠導入時照明状態に向けて徐々に変更する処理を行う。
具体的には、通常の照明状態は、照明装置100をONした際の照明状態であって、例えば、照度300lx程度、色温度5000K前後の、明るく、白色の照明とする。
一方、睡眠導入時照明状態は、通常の照明状態よりも低照度かつ長波長の照明状態であり、例えば、照度50lx程度、色温度3000K前後の、暗く、黄色の照明である。
また、通常照明状態から睡眠導入時照明状態に変化させるのに要する時間は、本実施の形態1では、数十分(例えば、30分)とする。これは、この変化に要する時間を長くし過ぎると、帰宅から床入までの時間が短い住人に対応が難しくなるためである。
すなわち、床入時刻Tin(=変更床入時刻Tinc)と睡眠導入処理開始時刻Tstとの時間差(第2の所定時間bTc)は、通常よりも短く、例えば、5分〜10分程度の値とするもので、本実施の形態1では所定時間bTc=5分とする。また、通常照明状態から睡眠導入時照明状態に変更するのに要する時間も、通常の場合と異なり、通常時よりも短時間に変更するようにする。ここでは、通常時に30分かけて変化させていたのに対し、15分の間に変化させるものとする(bTc=15分)。
すなわち、床入時刻Tinの5分前から通常照明状態から睡眠導入時照明状態への変更を開始し、15分間で、通常照明状態から睡眠導入時照明状態へ変更する。
その後、リビング室11にいた住人は、照明装置111の照明がある程度暗くなると、リビング室11の照明装置を消して、主寝室21に移動して床に入る。
このタイムチャートでは、Tonの時点で、住人が帰宅しリビング室11の照明装置111を点灯(ON)している。その後、睡眠導入処理開始時刻Tstの時点で、照明装置111は照度を徐々に低下させつつ、波長を徐々に長波長に変化させている。
本実施の形態1では、住人の睡眠覚醒リズムが、予め求めた睡眠覚醒リズムに対して遅くなる側に所定時間以上ズレたたと判定した場合には、求めた睡眠覚醒リズムに戻す処理である睡眠覚醒リズム矯正処理を行う。
この処理は、前述した睡眠導入処理と並行して行われるもので、最初のステップS101では、当日の実際の床入時刻TTinを読み込み、これを前述の平均値から求めた睡眠覚醒リズムにおける床入時刻Tinとの遅い方への差分Din(ズレ)を求める。
なお、睡眠導入処理開始時刻Tstを早める処理としては、例えば、数十分早める。これにより、睡眠導入時照明状態となる時刻も早まることになる。
加えて、睡眠導入時照明状態に切り替わった際に、いっそう低照度かつ長波長となることにより、さらに住人の睡眠を促すことができる。
これにより、床入時刻Tinが遅い時刻にずれてしまった住人の睡眠覚醒リズムを、元の睡眠覚醒リズムに向けて床入時刻Tinを早め、住人の睡眠の質および健康の質の向上を図ることが可能である。
(1)実施の形態1の住宅用睡眠環境制御装置は、
住宅Hの部屋であるリビング室11、子供室22に設置され、少なくとも照度が可変の照明装置100と、
住宅Hの住人の睡眠状態を判定し、少なくとも住人が床に入った時刻である床入時刻Tinと床から出た時刻である床出時刻Toutとを判定可能な睡眠状態判定装置としての音声認識機器200と、
睡眠状態判定装置としての音声認識機器200の判定に基づいて、照明装置100の照度の制御を行うコントローラ60と、
を備え、
コントローラ60は、
睡眠状態判定装置としての音声認識機器200による所定期間の住人の床入時刻Tinと床出時刻Toutとに基づいて住人の睡眠覚醒リズムを求め、
照明装置100の点灯時に、床入時刻Tinの所定時間bTnom前に設定した睡眠導入処理開始時刻Tstになると、照明装置100の照明を、通常照明状態から、通常照明状態よりも低照度の睡眠導入時照明状態に向けて徐々に照度を低下させる処理を含む睡眠導入処理(ステップS5)を実行し、
さらに、住人の実際の床入時刻TTinが、睡眠覚醒リズムにおける床入時刻Tinよりも遅れた場合、睡眠導入処理の実行に際し、住人の床入時刻Tinを早めることを図る睡眠覚醒リズム矯正処理(ステップS103)を実行する。
したがって、住人の睡眠覚醒リズムがズレた場合、元の睡眠覚醒リズムに戻すよう促すことが可能である。
照明装置100は、さらに波長が可変であり、
コントローラ60は、睡眠導入処理時に、睡眠導入時照明状態の波長を通常照明状態の波長よりも長波長とする。
したがって、通常照明時には、相対的に高照度、低波長の照明とすることにより、食事や作業、勉強や読書などの生活シーンに適した照明とすることができる。
一方、睡眠導入処理時には、相対的に低照度、長波長の照明とすることにより、メラトニンなど睡眠を導入するホルモンの増加を図り、睡眠導入を図ることができる。
睡眠覚醒リズム矯正処理(ステップS103)は、睡眠導入処理開始時刻Tstを早める処理と、睡眠導入時照明状態の明度をさらに低下させる処理とを含む。
したがって、睡眠導入処理開始時刻Tstが早まることで、通常よりも早いタイミングで通常照明状態から低照度、長波長の照明に変化する。これにより、住人のメラトニンなど睡眠を導入するホルモンが増加しやすい環境を速いタイミングで形成し、住人を睡眠へ促すことができる。
加えて、睡眠導入時照明状態に切り替わった際に、さらに低照度かつ長波長となることにより、住人の睡眠をより一層促すことができる。
これにより、床入時刻Tinが遅い時刻にずれてしまった住人の睡眠覚醒リズムを、元の睡眠覚醒リズムに向けて床入時刻Tinを早め、住人の睡眠の質および健康の質の向上を図ることが可能である。
睡眠状態判定装置は、制御対象の部屋としての主寝室21および子供室22に設置された音声認識機器221,222を有し、
コントローラ60は、住人が床に入る際に「おやすみ」との声かけを行った時刻を床入時刻Tinとし、住人が床から出る際に「おはよう」と声かけを行った時刻を床出時刻Toutとする。
したがって、入力機器として、音声を拾うマイクあるいはスピーカがあればよく、設置が容易であり、汎用性に優れる。また、コスト的にも有利である。
コントローラ60は、住人が、床入時刻Tinを睡眠覚醒リズムにおける床入時刻Tin0よりも遅い時刻に変更する処理を行ったときには、変更床入時刻Tincの所定時間bTnomよりも短い第2の所定時間bTc前から睡眠導入処理を開始し、かつ、通常照明状態から前記睡眠導入時照明状態とするまでの時間を短くする。
したがって、通常照明状態から前記睡眠導入時照明状態へ変化させる睡眠導入処理開始時刻Tstを住人が、当日の要望に応じて適宜変化させることができ、使い勝手に優れる。
そして、通常照明状態を維持し、読書やTV観賞、あるいは作業などに好適な明るい環境を床入時刻Tinの直前まで維持しつつ、睡眠導入時照明状態に相対的に短時間で変更して、メラトニンなど睡眠を導入するホルモンが増加しやすい環境を作る。これにより、住人の要望に応えて明るい通常照明状態を相対的に長時間維持しつつも、その状態から直ちに消灯する場合と比較して、住人の睡眠覚醒リズムに対する悪影響を抑えることができる。加えて、床入時刻Tinを遅らせただけ、睡眠導入時照明状態となる時刻を遅らせる場合と比較して、早期に睡眠導入状態を作り、良好な寝つきにを図ることが可能である。
以下に、他の実施の形態について説明する。なお、他の実施の形態について説明するにあたり、各実施の形態において共通する構成には共通する符号を付けて説明を省略する。
実施の形態2は、入眠促進処理および覚醒促進処理を追加した例である。
すなわち、実施の形態2では、床入時刻Tinから実際に眠りに入った入眠時刻Sinまでの時間である入眠潜時、および、睡眠終了時刻Sendから床出時刻Toutまでの覚醒時間が長い場合にも、睡眠覚醒リズム矯正処理を行うようにした例である。
この睡眠センサ400は、床に入った人の睡眠状態を検出するセンサで、少なくとも、覚醒状態から睡眠状態となった時刻である入眠時刻Sinと、睡眠状態から覚醒状態に変化した目覚め時刻(睡眠終了時刻Send)とを検出可能なセンサである。
なお、睡眠センサとしては、これ以外にも、天井や壁などに設置し、電波を放射し、その反射に基づいて、人の動き量を検出して睡眠状態を判定するものや、カメラの撮像画像により人の動き量を検出して睡眠状態を判定するものなどを用いることができる。
ステップS201では、上述した「おやすみ」「おはよう」の声かけに基づく、実際の床入時刻TTinおよび実際の床出時刻TToutを読み込むとともに、睡眠センサが検出する入眠時刻Sinおよび睡眠終了時刻Sendを読み込む。
さらに、次のステップS203において入眠潜時Spinが、予め設定された睡眠導入強化閾値Sinlimを越えたか否か判定する。睡眠導入強化閾値Splimは、数10分〜1時間程度の値であり、本実施の形態2では、30分とする。
ステップS206では、睡眠終了時刻Sendから実際の床出時刻TToutまでに要する時間である要覚醒時間Spoutを演算する。
さらに、次のステップS207において要覚醒時間Spoutが、予め設定された覚醒閾値Spoutlimを越えたか否か判定する。覚醒閾値Spoutlimは、数10分程度の値であり、本実施の形態2では、30分とする。
(2-1)実施の形態2の住宅用睡眠環境制御装置は、
睡眠状態判定装置には、住人が眠りに入った入眠状態と、住人が睡眠状態から覚醒した睡眠終了状態を検出する睡眠センサ400を備え、
コントローラ60は、床入時刻Tinから、入眠状態となった時刻(入眠時刻Sin)との間の時間(入眠潜時Spin)が所定の睡眠導入強化閾値Sinlimよりも長い日の回数Ninが閾値Ninlimを越えると、入眠促進処理を実行する。
したがって、住人の寝つきが悪いと判定した場合には、入眠を促進し、睡眠覚醒リズムの改善を図ることができる。
コントローラ60は、睡眠終了時刻Sendから床出時刻Toutまでの間の時間である要覚醒時間Spoutが所定の覚醒閾値Spoutlimよりも長くなったときには、睡眠終了時刻Sendから照明装置100の照度を覚醒用の所定の高照度とする覚醒促進処理を実行する。
したがって、住人の速やかで自然な覚醒(寝起き)を促進し、睡眠覚醒リズムの改善を図ることができる。
次に、実施の形態3について説明する。
実施の形態3では、睡眠導入処理の実行時に、照明装置100の制御に加え、空調装置40による空調制御も実行するようにした例である。
スタート後、暖房を行う時期の場合は、ステップS301に進み、冷房を行う時期の場合は、ステップS311に進む。
この場合、ステップS311に進み、制御対象の部屋(主寝室21、子供室22)の現在の室温Trが、予め設定された温度閾値Trhiよりも高いか否か判定する。なお、温度閾値Trhiは、蒸し暑くて速やかな寝付きを阻害してしまうと判定する温度であり、例えば、28℃とする。なお、さらに判定条件として湿度を加えてもよい、例えば、上記温度閾値Trhiよりも高く、かつ、湿度70%以上か否か判定する。
(3-1)実施の形態3の住宅用睡眠環境制御装置は、
住宅Hには、空調装置40が設けられ、
コントローラ60は、睡眠導入処理の実行時には、制御対象の主寝室21や子供室22の室温Trが所定の温度範囲外の場合、所定温度範囲内とするよう空調装置40を制御する。
したがって、冬季などに室温Trが低く住人が寒いと感じて速やかな寝付きを阻害してしまうことや、逆に、夏季などに、住人が蒸し暑いと感じて速やかな寝付きを阻害してしまうことを抑制できる。
しかも、この空調装置40による制御は、床入時刻Tinの30分〜2時間程度前に開始する睡眠導入処理において実行するため、床入りの前の時点で、室内環境を整えることができる。
さらに、住人の床入の時点で、空調装置40を停止させるため、経済的であるとともに、逆に、冬季に室温Trが高くなりすぎたり、夏季に室温Trが低くなりすぎたりすることも防止できる。
また、実施の形態では、睡眠覚醒リズム矯正処理は、住人の実際の床入時刻TTinが、睡眠覚醒リズムにおける床入時刻Tinよりも所定時間以上遅れた日が複数日連続した場合としたが、これに限定されない。例えば、住人の実際の床入時刻TTinが、睡眠覚醒リズムにおける床入時刻Tinよりも遅れた場合には、直ちに睡眠覚醒リズム矯正処理を実行するようにしてもよい。あるいは、住人の実際の床入時刻TTinが、睡眠覚醒リズムにおける床入時刻Tinよりも遅れた日が、所定期間内に、所定日生じた場合など、連続しなくても実行するようにしてもよい。
また、実施の形態では、睡眠導入処理における照明装置100の制御を、リビング室11と子供室22とで行う例を示したが、これに限定されない。例えば、主寝室21で眠る住人の睡眠覚醒リズムに基づいて、主寝室21の照明装置121を制御するようにしてもよい。
また、実施の形態3では、暖房時期、冷房時期の両方で、睡眠導入処理時に、空調装置の制御を行う例を示したが、これに限定されず、暖房時期と冷房時期とのいずれか一方のみに、この制御を行うようにしてもよい。
21 主寝室(部屋)
22 子供室(部屋)
40 空調装置
60 コントローラ
100 照明装置
200 音声認識機器(睡眠状態判定装置)
300 温湿度センサ
400 睡眠センサ(睡眠状態判定装置)
H 住宅
Send 睡眠終了時刻
Sin 入眠時刻
Tin 床入時刻
TTin 実際の床入時刻
Tinc 変更床入時刻
Tout 床出時刻
Tr 室温
Tst 睡眠導入処理開始時刻
bTc (第2の)所定時間
bTnom 所定時間
Claims (8)
- 住宅の部屋に設置され、少なくとも照度が可変の照明装置と、
前記住宅の住人の睡眠状態を判定し、少なくとも前記住人が床に入った時刻である床入時刻と前記床から出た時刻である床出時刻とを判定可能な睡眠状態判定装置と、
前記睡眠状態判定装置の判定に基づいて、前記照明装置の前記照度の制御を行うコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記睡眠状態判定装置による所定期間の前記住人の前記床入時刻と前記床出時刻との判定結果に基づいて前記住人の睡眠覚醒リズムを求め、
前記照明装置の点灯時に、前記床入時刻の所定時間前に設定した睡眠導入処理開始時刻になると、前記照明装置の照明を、通常照明状態から、前記通常照明状態よりも低照度の睡眠導入時照明状態に向けて徐々に前記照度を低下させる処理を含む睡眠導入処理を実行し、
さらに、前記住人の実際の前記床入時刻が、前記睡眠覚醒リズムにおける前記床入時刻よりも遅れた場合、前記睡眠導入処理の実行に際し、前記住人の前記床入時刻を早めることを図る睡眠覚醒リズム矯正処理を実行する住宅用睡眠環境制御装置。 - 請求項1に記載の住宅用睡眠環境制御装置において、
前記照明装置は、さらに波長が可変であり、
前記コントローラは、前記睡眠導入処理時に、前記睡眠導入時照明状態の波長を前記通常照明状態の波長よりも長波長とする住宅用睡眠環境制御装置。 - 請求項2に記載の住宅用睡眠環境制御装置において、
前記睡眠覚醒リズム矯正処理は、前記睡眠導入処理開始時刻を早める処理と、前記睡眠導入時照明状態の明度をさらに低下させる処理との少なくとも一方を含む住宅用睡眠環境制御装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の住宅用睡眠環境制御装置において、
前記睡眠状態判定装置は、制御対象の前記部屋に設置された音声認識機器を有し、
前記コントローラは、前記住人が床に入る際に声かけを行った時刻を前記床入時刻とし、前記住人が前記床から出る際に声かけを行った時刻を前記床出時刻とする住宅用睡眠環境制御装置。 - 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の住宅用睡眠環境制御装置において、
前記コントローラは、前記住人が、前記床入時刻を前記睡眠覚醒リズムにおける前記床入時刻よりも遅い時刻に変更する処理を行ったときには、変更した前記床入時刻の前記所定時間よりも短い第2の所定時間前から前記睡眠導入処理を開始し、かつ、前記通常照明状態から前記睡眠導入時照明状態とするまでに要する時間を短くする住宅用睡眠環境制御装置。 - 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の住宅用睡眠環境制御装置において、
前記住宅には、空調装置が設けられ、
前記コントローラは、前記睡眠導入処理の実行時には、制御対象の前記部屋の室温が所定の温度範囲外の場合、所定温度範囲内とするよう前記空調装置を制御する住宅用睡眠環境制御装置。 - 請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の住宅用睡眠環境制御装置において、
前記睡眠状態判定装置には、前記住人が眠りに入った入眠状態と、前記住人が睡眠状態から覚醒した睡眠終了状態を検出する睡眠センサを備え、
前記コントローラは、前記床入時刻から、前記入眠状態となった時刻との間の時間が所定値よりも長くなった場合には、入眠を促進する入眠促進処理を実行する住宅用睡眠環境制御装置。 - 請求項7に記載の住宅用睡眠環境制御装置において、
前記コントローラは、睡眠終了時刻から前記床出時刻からまでの間の時間が所定値よりも長くなったときには、前記睡眠終了時刻から前記照明装置を覚醒用の所定の高照度で前記照明を行う覚醒促進処理を実行する住宅用睡眠環境制御装置。
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