JP6030892B2 - 刺激付与機能付きマットレスおよびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、寝具等に用いられるマットレスに係り、特に、使用者の身体を刺激する刺激付与機能を備えた刺激付与機能付きマットレスおよびその制御方法に関するものである。

従来から、寝具等における人体の支持部分には、クッション作用を有するマットレスが採用されており、使用者の身体を弾性的に支持することで寝心地の改善が図られている。

そのようなマットレスとして、特許第４１３４７３３号公報（特許文献１）には、人体を支持する体圧作用面に複数のセルを配設して、空気圧でセルを膨張および収縮させることにより、使用者の身体を刺激する刺激付与機能付きマットレスが提案されている。そして、使用者の身体を刺激することによって、使用者の入眠を促すことが提案されている。

しかし、特許文献１に記載の刺激付与機能付きマットレスにおいては、使用者の入眠を促す刺激付与が、予め設定された所定時間に亘って行われるようになっている。それ故、使用者が入眠した後も刺激付与が継続されることがあり、却って使用者に不快感を与える場合があった。

特許第４１３４７３３号公報

本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、使用者をより快適な入眠に促すことの出来る、刺激付与機能付きマットレスの新規な制御方法、およびそのような制御方法を備えた新規な構造の刺激付与機能付きマットレスを提供することにある。

以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。

刺激付与機能付きマットレスの制御方法に関する本発明の第一の態様は、使用者の身体を支持する基体の体圧作用面に複数のセルが配設されていると共に、該セルの内部に形成された流体室の圧力を調節する圧力調節手段と、該圧力調節手段を用いて前記セルを膨張および収縮させることにより前記使用者の身体を刺激する刺激付与手段とを備えた刺激付与機能付きマットレスの制御方法において、前記セルに加わる体圧を測定する体圧測定手段の測定結果に基づいて前記使用者の身体の前記体圧作用面上での重心位置を特定して、該重心位置に存する重心セルを含む複数の前記セルを用いて前記刺激付与手段による刺激付与を行なう刺激付与工程と、該刺激付与工程において、前記重心位置の特定を行なって前記重心セルが２セル以上移動した場合には、前記刺激付与手段による刺激付与を行なう複数の前記セルを変更設定する工程と、前記体圧測定手段の測定結果から前記使用者の呼吸周期を検出して、該呼吸周期の変化に基づいて該使用者の入眠を検出する入眠検出工程と、該入眠検出工程が前記使用者の入眠を検出した場合には、前記刺激付与工程を終了する刺激付与終了工程とを、含むことを特徴とする。

本態様に従う制御方法においては、入眠検出工程において使用者の呼吸周期の変化に基づいて使用者の入眠を検出するようにした。呼吸周期の変化としては、例えば所定時間当たりの呼吸数の変化や、呼吸周期の間隔が好適に用いられ、所定時間当たりの呼吸数が減少したり、呼吸周期の間隔が等間隔に近づいた場合に、使用者が入眠したと判断することが出来る。そして、刺激付与終了工程において、使用者が入眠した場合に、刺激付与を終了するようにした。従って、使用者が入眠した後も刺激付与が継続されることがなく、使用者が入眠した段階で刺激付与を終了することによって、使用者をより快適な入眠に促すことが出来る。

また、セルに加わる体圧を測定する体圧測定手段の測定結果に基づいて呼吸周期を検出することから、使用者の状態を検出するために使用者の身体に特別な装置を取り付けたりする必要がなく、使用者を拘束すること無しに呼吸周期の検出を行うことが出来、良好な寝心地を提供することが出来る。更に、セルに加わる体圧から使用者の呼吸周期を検出することから、寝返り等で使用者の位置が変化した場合でも、呼吸周期の検出を継続して行うことが出来、入眠の検出をより確実に行うことが出来る。

刺激付与機能付きマットレスの制御方法に関する本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記入眠検出工程において、前記体圧測定手段の複数の測定点のうち、前記セルに加わる呼吸に該当する体圧の変化量が最も大きい測定点の検出結果を用いるものである。

一般に、横隔膜や胃が収縮することにより、胸部や腹部からセルに及ぼされる体圧の変化量が、最も大きくなる。そこで、体圧の変化量が最も大きい測定点の検出結果を用いることにより、使用者の胸部や腹部の位置を特定することができる。特に本態様においては、呼吸に該当する体圧の変化量が最も大きい測定点の検出結果が採用されている。ここにおいて、「呼吸に該当する体圧の変化量」とは、刺激付与によってセルが膨張収縮されること等に起因する体圧の増減等を排除した、呼吸由来の体圧の変化量を言う。体圧の変化量が呼吸に該当するか否かは、例えば、体圧の変化の周期が、呼吸に因ると想定される例えば０．１５〜０．５Ｈｚの周波数範囲内にあるか否かや、体圧の変化量が、一般に呼吸によって変化すると想定される閾値内にあるか否か等で判定することが出来る。即ち、刺激付与においてセルが膨張収縮されることにより、体圧の変化量は刺激付与で押圧されている部分で大きくなり易い。そこで、複数の測定点から検出される体圧の変化量を、呼吸に因ると想定される周波数範囲や閾値等でフィルタリングして、その中から入眠検出工程で用いる測定点を選択することにより、刺激付与による体圧の変化等の影響を排除することが出来、胸部や腹部の位置をより確実に特定して、呼吸周期を確実に検出することが出来る。また、胸部や腹部の位置を特定できることにより、使用者の位置が変化した場合でも、呼吸周期の検出を安定的に継続することが出来る。

刺激付与機能付きマットレスの制御方法に関する本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に記載のものにおいて、前記刺激付与終了工程が完了した後に、前記セルに加わる体圧が所定値以上の前記セルの該流体室内を減圧する体圧分散工程を含むものである。

本態様においては、使用者が入眠して刺激付与が終了した後に、大きな体圧が及ぼされているセルの内圧を減少することによって、セルを使用者の身体に沿う形状に変化させることが出来る。これにより、使用者の体圧をマットレスのより広範囲に分散させることが出来て、体圧の反力が使用者の身体の局所に連続して作用することを軽減することが出来る。その結果、より優れた寝心地を提供することが出来る。

刺激付与機能付きマットレスに関する本発明は、使用者の身体を支持する基体の体圧作用面に複数のセルが配設されていると共に、該セルの内部に形成された流体室の圧力を調節する圧力調節手段と、該圧力調節手段を用いて前記セルを膨張および収縮させることにより前記使用者の身体を刺激する刺激付与手段とを備えた刺激付与機能付きマットレスにおいて、前記刺激付与手段が、前記セルに加わる体圧を測定する体圧測定手段の測定結果に基づいて前記使用者の身体の前記体圧作用面上での重心位置を特定して、該重心位置に存する重心セルを含む複数の前記セルを用いて刺激付与を行なわせる機能を有していると共に、該重心セルが２セル以上移動した場合には刺激付与を行なう複数の該セルを変更設定する機能を有しており、更に、前記体圧測定手段の測定結果から前記使用者の呼吸周期を検出して、該呼吸周期の変化に基づいて該使用者の入眠を検出する入眠検出手段と、該入眠検出手段が前記使用者の入眠を検出した場合には、前記刺激付与工程を終了する刺激付与終了手段とを、含むことを特徴とする。

本発明に従う構造とされた刺激付与機能付きマットレスにおいては、入眠検出手段で使用者の入眠を検出した場合に、刺激付与を終了する刺激付与終了手段を設けた。これにより、使用者が入眠した段階で刺激付与を終了することが出来て、使用者の入眠後に刺激付与が継続されて使用者に不快感を与えることを回避することが出来る。その結果、使用者をより快適な入眠に促すことが出来る。

また、セルに加わる体圧を測定する体圧測定手段を設け、入眠検出手段において、体圧測定手段の測定結果に基づいて呼吸周期を検出することから、使用者の状態を検出するために使用者の身体に特別な装置を取り付ける必要も無く、使用者を拘束すること無しに呼吸周期を検出することが出来る。それと共に、寝返り等で使用者の位置が変化した場合でも、呼吸周期の検出を継続して行うことが出来る。

刺激付与機能付きマットレスおよびその制御方法に関する本発明によれば、使用者が入眠した段階で、刺激付与を終了することが出来る。これにより、使用者を快適な入眠に促すことが出来る。また、セルに及ぼされる使用者の体圧を測定する体圧測定手段を用いて使用者の入眠を検出することにより、使用者の身体を拘束することもなく、良好な寝心地を提供することが出来ると共に、使用者の身体の位置が変化した場合でも、使用者の呼吸状態を継続して検出することが出来、入眠をより確実に検出することが出来る。

本発明のマットレスを備えたベッドの斜視組立図。 本発明のマットレスの上面図。 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図。 セルの斜視図。 図４に示したセルの断面図。 本発明のマットレスのシステム構成の説明図。 体圧センサを構成する静電容量型センサの上面図。 図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図。 セルと検出部との対応関係を説明するための説明図。 本発明の制御方法を示すフローチャート。 使用者検出処理を示すフローチャート。 使用者検出処理の処理内容を説明するための説明図。 刺激処理における給排対象セルを説明するための説明図。 刺激処理における給排対象セルの設定順序を説明するための説明図。 刺激処理を示すフローチャート。 重心セル検出処理を示すフローチャート。 重心セル検出処理の処理内容を説明するための説明図。 入眠検出処理を示すフローチャート。 入眠検出処理において検出される、検出部の検出値を説明するための説明図。 入眠検出処理において検出される、測定点の検出値の変化の様子を説明するための説明図。 体圧分散処理を示すフローチャート。 体圧分散処理の作動態様を説明するための断面説明図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

先ず、図１に、本発明に従う構造とされたマットレス１０を備えたベッド１２を示す。ベッド１２は、ベッド本体１４における床板１６の上面にマットレス１０が載置された構造とされている。マットレス１０は、マットレス本体１８と、天部マット２０を含んで構成されている。

図２および図３に、マットレス１０を示す。なお、図２においては、天部マット２０を透視して図示する。マットレス本体１８は、箱状の筐体部２２と、筐体部２２に収容された複数のセル２４とを備えている。なお、以下の説明において、特に断りの無い限り、縦方向とは、図２中の上下方向、横方向とは、図２中の左右方向を言い、上下方向とは、鉛直上下方向である図３中の上下方向をいうものとする。

筐体部２２は、全体が弾性を有するクッション材で形成されており、枠体２６の下側開口部に基体としての底部マット２８が嵌め込まれていると共に、枠体２６の上側開口部にクッション層としての天部マット２０が嵌め込まれて形成されている。

枠体２６は、全体が多孔質のウレタンフォームで形成された弾性を有する部材であって、互いに平行をなすように配置された頭部側ブロック３０と脚部側ブロック３２が一対の側方ブロック３４，３４で連結された構造とされて、上下方向で矩形枠状を呈している。なお、枠体２６の形成材料は特に限定されるものではなく、発泡性材料にも限定されないが、人体への接触や背上げを行う場合の変形追従性等を考慮すると、ウレタンフォームのような弾性を有する材料で形成されていることが望ましい。

底部マット２８は、枠体２６に比して上下方向で薄肉とされた矩形板状の部材であって、本実施形態では多孔質のウレタンフォームによって形成されている。また、底部マット２８は、上下方向視の形状が枠体２６の開口部と対応している。このような底部マット２８が枠体２６の下側開口部に嵌め込まれることによって、枠体２６の内部に収容空所３６が形成されている。

収容空所３６には、複数のセル２４が収容配置されている。セル２４は、図４および図５に示されているように、例えばウレタンフィルム等から形成されており、平面視（高さ方向視）で角部が円弧状に丸められた略矩形（角丸矩形状）を呈する単一の袋状乃至は風船状とされている。

セル２４の内部には、流体室４２が形成されている。流体室４２は外部から略密閉されており、セル２４の底部に貫設された筒状のポート４４を通じて外部に連通されている。そして、ポート４４を通じて流体室４２内に空気等の流体が給排されることにより、流体室４２の内圧が調節されて、セル２４が膨張および収縮されるようになっている。なお、セル２４に給排される流体は、空気等の気体に限定されるものではなく、例えば、水等の液体を用いることも出来る。

このようなセル２４は、図３に示したように、底部マット２８の上面に配設されており、底面が中央部分（ポート４４の周囲）において底部マット２８に固着されて、底部マット２８に対して傾動可能に支持されている。これにより、複数のセル２４が、筐体部２２の収容空所３６内に収容されている。

図６に概略的に示すように、セル２４は、マットレス１０の横方向に７つ隣接して配設されており、これら７つのセル２４と、１つの子制御機４８を含んで、１つのセルユニット５０が構成されている。このようなセルユニット５０が、マットレス１０の縦方向で２１組並設されることによって、筐体部２２には、合計１４７個（７個×２１組）のセル２４が配設されている。

セルユニット５０には、サブ管路５２と、サブ管路５２から各セル２４毎に分岐してセル２４のポート４４と接続された分岐管路５４が設けられている。図示は省略するが、セル２４のポート４４が底部マット２８を貫通して配設されており、分岐管路５４がポート４４に接続されている。各分岐管路５４上には、セル駆動バルブ５６が設けられている。セル駆動バルブ５６は例えば電磁バルブであり、子制御機４８と電気的に接続されて、子制御機４８からの制御信号に基づいて、分岐管路５４の連通と遮断を選択的に切り替えられるようになっている。なお、詳細な図示は省略するが、子制御機４８は、マットレス１０の側方に配設されている。そして、セル駆動バルブ５６は、マットレス１０の下方の例えばベッド本体１４内に配設しても良いが、分岐管路５４を長くすることによって、子制御機４８と共に７つのセル駆動バルブ５６をマットレス１０の側方に集中して配設する等しても良い。

これらセルユニット５０のサブ管路５２は、ポンプ装置５８から延出されたメイン管路６０と接続されている。ポンプ装置５８には例えば電磁バルブからなる給気バルブ６２および排気バルブ６４が設けられており、メイン管路６０と接続されている。給気バルブ６２はポンプ装置５８に設けられたポンプ６６と接続されている。一方、排気バルブ６４は大気中に連通されている。更に、ポンプ装置５８には圧力計６８が設けられており、メイン管路６０と接続されている。

また、ポンプ装置５８には、親制御機７０が設けられている。親制御機７０は給気バルブ６２および排気バルブ６４、ポンプ６６と電気的に接続されており、後述する制御装置７４からの制御信号に基づいて、これらの作動を制御するようになっている。更にまた、親制御機７０は圧力計６８と電気的に接続されており、メイン管路６０の内圧を測定可能とされている。更に、親制御機７０は各セルユニット５０の子制御機４８と電気的に接続されており、各子制御機４８に制御信号を送信することにより、それぞれのセルユニット５０における各セル駆動バルブ５６の作動を制御するようになっている。更にまた、ポンプ装置５８には電源装置７２が設けられている。電源装置７２は各セルユニット５０の子制御機４８に接続されており、子制御機４８およびセル駆動バルブ５６の駆動電源を供給するようになっている。

このようなポンプ装置５８の親制御機７０は、制御装置７４と電気的に接続されている。制御装置７４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）７６と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）７８と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）８０と、駆動回路８２と、後述する電源回路１０２を備えている。ＲＯＭ７８には後述する制御方法に基づく制御プログラム等が記憶されている。ＲＡＭ８０には、制御プログラムの演算値や圧力計６８からの計測値等が一時的に格納される。そして、ＣＰＵ７６がＲＯＭ７８に記憶された制御プログラムに基づいて、駆動回路８２を通じてポンプ装置５８の親制御機７０に制御信号を送信することによって、メイン管路６０への空気の給排と各セル駆動バルブ５６の作動が制御されるようになっている。

これにより、例えば制御装置７４からの制御信号に基づいて、給気バルブ６２を開放してポンプ６６からメイン管路６０に空気を送入すると共に、複数のセル駆動バルブ５６の内の幾つかを選択的に開放して、セル２４の流体室４２をメイン管路６０と連通することにより、メイン管路６０と連通された特定のセル２４の流体室４２の圧力のみを高くして、セル２４の高さを高くすることが出来る。また、排気バルブ６４を開放してメイン管路６０を大気と連通すると共に、特定のセル駆動バルブ５６のみを選択的に開放してセル２４の流体室４２をメイン管路６０と連通することにより、メイン管路６０と接続された特定のセル２４の流体室４２の圧力のみを低くして、セル２４の高さを低くすることが出来る。このように、本実施形態においては、制御装置７４、ポンプ装置５８、および各セルユニット５０の子制御機４８およびセル駆動バルブ５６を含んで、セル２４の流体室４２の圧力を調節する圧力調節手段が構成されている。

そして、図３に示したように、収容空所３６に複数のセル２４を収容した枠体２６の上側開口部に、天部マット２０が嵌め込まれて、収容空所３６内のセル２４に重ね合わされている。天部マット２０は、上下方向視の形状が底部マット２８と略同一とされると共に、底部マット２８よりも厚肉の矩形板状を呈している。天部マット２０は、それぞれが多孔質のウレタンフォームで形成された第１クッション層としての表層部８４と、第２クッション層としての裏層部８６とを有する積層構造とされている。なお、表層部８４と裏層部８６は同一の材料で形成されていても良いが、弾性係数等が異なる材料で形成することで、より優れた寝心地が発揮され得る。

天部マット２０において、表層部８４と裏層部８６の間には、体圧測定手段としての体圧センサ８８が設けられている。体圧センサ８８としては、歪ゲージや磁歪体を用いたロードセル等を用いて、例えば歪ゲージを天部マット２０の４隅に配設して面圧分布センサを構成する等しても良いが、本実施形態においては、３つのシート状の静電容量型センサ８９ａ〜８９ｃによって、体圧センサ８８が構成されている。静電容量型センサ８９ａ〜８９ｃとしては、従来公知のものが適宜に採用可能であり、静電容量型センサ８９ａ〜８９ｃは互いに同様の構造とされていることから、以下、静電容量型センサ８９ａを例に、概略を説明するに留める。

図７および図８に、静電容量型センサ８９ａを概略的に示す。なお、図７においては、後述する誘電層９０および表側基材９２を透視して図示すると共に、後述する検出部１００を内部に斜線を付した四角で示す。

静電容量型センサ８９ａは、誘電層９０と、第一電極膜としての表側電極０１Ｘ〜１６Ｘと、第二電極膜としての裏側電極０１Ｙ〜１６Ｙと、表側配線０１ｘ〜１６ｘと、裏側配線０１ｙ〜１６ｙと、表側基材９２と、裏側基材９４と、表側配線用コネクタ９６と、裏側配線用コネクタ９８と、制御装置７４と、を備えている。

誘電層９０は、エラストマーとしてのウレタン発泡体製であって、四角形板状のシート状を呈し、弾性変形可能とされている。誘電層９０は、枠体２６の上側開口部と略等しい大きさとされている。

表側基材９２は、ゴム製であって、四角形板状を呈している。表側基材９２は、誘電層９０の上方（表側）に積層されている。裏側基材９４は、ゴム製であって、四角板形状を呈している。裏側基材９４は、誘電層９０の下方（裏側）に積層されている。

図８に示すように、表側基材９２の外縁と裏側基材９４の外縁とは接合されており、表側基材９２と裏側基材９４が、袋状に貼り合わされている。誘電層９０は、当該袋内に収容されている。誘電層９０の上面四隅は、表側基材９２の下面四隅に、スポット的に接着されている。また、誘電層９０の下面四隅は、裏側基材９４の上面四隅に、スポット的に接着されている。このように、誘電層９０は、表側基材９２および裏側基材９４に、使用時にシワがよらないように、位置決めされている。ただし、誘電層９０は、四隅が接着された状態で、表側基材９２および裏側基材９４に対して、水平方向（前後左右方向）に弾性変形可能である。

表側電極０１Ｘ〜１６Ｘは、誘電層９０の上面に、合計１６本配置されている。表側電極０１Ｘ〜１６Ｘは、各々、アクリルゴムと、導電性カーボンブラックと、を含んで形成されている。表側電極０１Ｘ〜１６Ｘは、各々、帯状を呈しており、柔軟に伸縮可能に形成されている。表側電極０１Ｘ〜１６Ｘは、各々、横方向（図７中、左右方向）に延在している。表側電極０１Ｘ〜１６Ｘは、縦方向（図７中、上下方向）に所定間隔を隔てて離間して、互いに略平行になるように配置されている。

表側配線０１ｘ〜１６ｘは、誘電層９０の上面に、合計１６本配置されている。表側配線０１ｘ〜１６ｘは、各々、アクリルゴムと、銀粉と、を含んで形成されている。表側配線０１ｘ〜１６ｘは、各々、線状を呈している。表側配線用コネクタ９６は、表側基材９２および裏側基材９４の隅部に配置されている。表側配線０１ｘ〜１６ｘは、各々、表側電極０１Ｘ〜１６Ｘの端部と表側配線用コネクタ９６と、を接続している。

裏側電極０１Ｙ〜１６Ｙは、誘電層９０の下面に、合計１６本配置されている。裏側電極０１Ｙ〜１６Ｙは、各々、アクリルゴムと、導電性カーボンブラックと、を含んで形成されている。裏側電極０１Ｙ〜１６Ｙは、各々、帯状を呈しており、柔軟に伸縮可能に形成されている。裏側電極０１Ｙ〜１６Ｙは、各々、縦方向（図７中、上下方向）に延在している。裏側電極０１Ｙ〜１６Ｙは、横方向（図７中、左右方向）に所定間隔を隔てて離間して、互いに略平行になるように配置されている。このように、表側電極０１Ｘ〜１６Ｘと裏側電極０１Ｙ〜１６Ｙとは、上方または下方から見て、互いに直交する格子状に配置されている。

裏側配線０１ｙ〜１６ｙは、誘電層９０の下面に、合計１６本配置されている。裏側配線０１ｙ〜１６ｙは、各々、アクリルゴムと、銀粉と、を含んで形成されている。裏側配線０１ｙ〜１６ｙは、各々、線状を呈している。裏側配線用コネクタ９８は、表側基材９２および裏側基材９４の隅部に配置されている。裏側配線０１ｙ〜１６ｙは、各々、裏側電極０１Ｙ〜１６Ｙの端部と裏側配線用コネクタ９８と、を接続している。

検出部１００は、図７に内部に斜線を付した四角で示すように、表側電極０１Ｘ〜１６Ｘと、裏側電極０１Ｙ〜１６Ｙと、が上下方向に交差する部分（重複する部分）に配置されて、誘電層９０の略全面に亘って、縦横に略均等に配置されている。検出部１００は、各々、表側電極０１Ｘ〜１６Ｘの一部と、裏側電極０１Ｙ〜１６Ｙの一部と、誘電層９０の一部と、を備えている。検出部１００は、合計２５６個（＝１６個×１６個）配置されている。

図７に示すように、制御装置７４は、表側配線用コネクタ９６、裏側配線用コネクタ９８と、電気的に接続されている。制御装置７４には、電源回路１０２が設けられている。電源回路１０２は、検出部１００に、周期的な矩形波電圧を走査的に順番に印加する。ＲＯＭ７８には、予め、検出部１００に構成されたコンデンサの静電容量と体圧（荷重）との対応を示すマップが格納されている。一方、ＲＡＭ８０には、表側配線用コネクタ９６、裏側配線用コネクタ９８から入力される検出部１００の静電容量が一時的に格納される。そして、ＣＰＵ７６が、ＲＡＭ８０に格納された検出部１００の静電容量から、ＲＯＭ７８に記憶されたマップに基づいて、検出部１００に作用している体圧を検出するようになっている。なお、検出部１００で検出される体圧は、整数値として検出されるようになっており、本実施形態においては、検出値：１０２１＝１５０ｍｍＨｇに相当する。また、図２に示したように、３つの静電容量型センサ８９ａ，８９ｂ，８９ｃは、共通の制御装置７４に接続されている。

図２に示したように、これら静電容量型センサ８９ａ，８９ｂ，８９ｃが並んで配設されることによって体圧センサ８８が構成されており、図３に示したように、このような体圧センサ８８を備えた天部マット２０が、枠体２６の上側開口部に嵌め込まれて、枠体２６の収容空所３６内に収容された複数のセル２４に重ね合わされる。これにより、体圧センサ８８が複数のセル２４を介して底部マット２８に沿って広げられると共に、図２に示したように、体圧センサ８８の各検出部１００が、それぞれ、各セル２４に重ね合わされる。その結果、各セル２４に加わる体圧を体圧センサ８８で検出することが可能とされている。

なお、本実施形態における体圧センサ８８には、図２中の縦方向に１６個、図２中の横方向に１６個の計２５６個（＝１６個×１６個）の検出部１００を備えた静電容量型センサ８９ａ，８９ｂ，８９ｃが、縦方向に一列に並んで配設されることにより、縦方向に１６個×３＝４８個、横方向に１６個の計７５６個（＝４８個×１６個）の検出部１００が設けられている。従って、体圧センサ８８の検出部１００の数はセル２４の数（７個×２１列＝１４７個）よりも多くされており、各セル２４上には、複数の検出部１００が重ね合わされている。

このような構造とされたマットレス１０は、図１に示したように、ベッド本体１４の床板１６上に重ね合わされている。そして、マットレス１０上に使用者が横たわると、天部マット２０と複数のセル２４と底部マット２８に使用者の体圧が作用して、使用者の身体がベッド本体１４の床板１６で支持されるようになっている。そして、使用者に作用する重力に基づいた体荷重（体圧）が、下方に向かって作用することにより、天部マット２０、セル２４、底部マット２８、床板１６の各上面が、それぞれ体圧作用面とされる。

次に、マットレス１０におけるセル２４の内圧を調節する、刺激付与機能付きマットレスの制御方法に関する本発明の第一の実施形態について説明する。

先ず、本実施形態における検出部１００とセル２４は、図９に示すように対応付けられている。図９は、太線で囲まれた１つの枠が１つのセル２４を表し、枠中の小さな正方形が１つの検出部１００を表している。なお、図９中のＡ側（図９中、左側）が図２の上側に相当する。図９から明らかなように、本実施形態において、セル２４に重ねられる検出部１００の数は、セル２４の位置によって異なる。

各セル２４には、図９中の横方向をＸ軸に設定した０〜２０のＸセルＮｏ．と、図９中の縦方向をＹ軸に設定した０〜６のＹセルＮｏ．とが割り振られている。同様に、各検出部１００には、図９中の横方向をＸ軸に設定した０〜４７のＸセンサＮｏ．と、図９中の縦方向をＹ軸に設定した０〜１５のＹセンサＮｏ．とが割り振られている。以下、特定のセル２４を示す場合には、セル２４（ＸセルＮｏ．，ＹセルＮｏ．）として表記すると共に、特定の検出部１００を示す場合には、検出部１００（ＸセンサＮｏ．，ＹセンサＮｏ．）として表記する。例えば、図９中左下（図２中、左上）に位置するセル２４は、セル２４（０，０）と表記し、図９中右上（図２中、右下）に位置するセル２４は、セル２４（２０，６）と表記する。同様に、図９中左下（図２中、左上）に位置する検出部１００は、検出部１００（０，０）と表記し、図９中右上（図２中、右下）に位置する検出部１００は、検出部１００（４７，１５）と表記する。

これら検出部１００とセル２４との対応関係は、制御装置７４のＲＯＭ７８内に設けられた、表１に示す検出部−セル対応テーブルに記憶されている。検出部−セル対応テーブルには、各検出部１００（０，０）〜１００（４７，１５）と、これが重ねられているセル２４（０，０）〜２４（２０，６）との対応が記憶されている。

図１０に、制御装置７４のＣＰＵ７６の処理内容を示す。本制御処理は、例えば、制御装置７４に設けられた図示しない操作ボタン（操作ボタンは、制御装置７４に設けられた図示しないディスプレイ上に表示されるＧＵＩ等でも良い）を使用者が操作すること等によって開始される。先ず、ＣＰＵ７６は、Ｓ１において、使用者検出処理を実行する。使用者検出処理（Ｓ１）は、マットレス１０上に使用者が存するか否かを判定すると共に、使用者が存する場合には、使用者の頭部が図９中のＡ側およびＢ側の何れに位置するかを検出するものである。

使用者検出処理（Ｓ１）の処理内容を、図１１および図１２を用いて説明する。なお、図１２は、図９と同様、検出部１００とセル２４の対応を示したものである。先ず、ＣＰＵ７６は、Ｓ２０において、図１２中のＡ側（即ち、マットレス１０の上半分）に位置する、最も太い線で囲んだエリアＡの検出部１００（ｘ＝０〜２３，ｙ＝０〜１５）のうち、検出値：Ｓｒ＞１００のものについて、検出値を合計する。次に、Ｓ２１において、図１２中のＢ側（マットレス１０の下半分）に位置する、最も太い線で囲んだエリアＢの検出部１００（ｘ＝２４〜４７，ｙ＝０〜１５）のうち、検出値：Ｓｒ＞１００のものについて、検出値を合計する。

次に、ＣＰＵ７６は、Ｓ２２において、Ｓ２０で算出したエリアＡの検出値：Ｓｒの合計値と、Ｓ２１で算出したエリアＢの検出値：Ｓｒの合計値の何れかが１５０００以上かを判定し、エリアＡの検出値：Ｓｒの合計値とエリアＢの検出値：Ｓｒの合計値が何れも１５０００以上でない場合（Ｓ２２＝Ｎｏ）には、マットレス１０上に使用者は存しないものとして、Ｓ２３において、ＲＡＭ８０内に設けられた使用者存在フラグをＯＦＦにした後に、使用者検出処理（Ｓ１）を終了する。なお、使用者存在フラグは、マットレス１０上に使用者が存するか否かを示すものであり、マットレス１０上に使用者が存する場合にはＯＮ、存しない場合にはＯＦＦに設定される。一方、エリアＡの検出値：Ｓｒの合計値とエリアＢの検出値：Ｓｒの合計値の何れかが１５０００以上の場合（Ｓ２２＝Ｙｅｓ）には、マットレス１０上に使用者が存するものとして、Ｓ２４において、使用者存在フラグをＯＮにした後に、Ｓ２５以降の処理を実行する。

続いて、ＣＰＵ７６は、Ｓ２５において、Ｓ２０で算出したエリアＡの検出値：Ｓｒの合計値が、Ｓ２１で算出したエリアＢの検出値：Ｓｒの合計値以上である場合（Ｓ２５＝Ｙｅｓ）には、Ｓ２６において、頭部位置がＡ側にあることをＲＡＭ８０に記憶した後に、使用者検出処理（Ｓ１）を終了する。一方、Ｓ２０で算出したエリアＡの検出値：Ｓｒの合計値が、Ｓ２１で算出したエリアＢの検出値：Ｓｒの合計値以上でない場合（Ｓ２５＝Ｎｏ）には、Ｓ２７において、頭部位置がＢ側にあることをＲＡＭ８０に記憶した後に、使用者検出処理（Ｓ１）を終了する。

使用者検出処理（図１０中、Ｓ１）が終了した後に、ＣＰＵ７６は、Ｓ２において、マットレス１０上に使用者が存するか否か、即ち、使用者存在フラグがＯＮか否かを判定し、使用者存在フラグがＯＮでない場合（Ｓ２＝Ｎｏ）には、マットレス１０上に使用者が存しないものとして、制御処理を終了する。一方、Ｓ２において、使用者存在フラグがＯＮ（Ｓ２＝Ｙｅｓ）である場合には、ＣＰＵ７６は、Ｓ３において、刺激付与を開始する。

Ｓ３の刺激付与開始によって、使用者の刺激付与が開始される。本実施形態の刺激処理は、先ず、図１３および図１４（ａ）に示すように、使用者の重心が位置する重心セル２４（Ｇｘ ，Ｇｙ ）と、その左右両隣に位置するセル２４（Ｇｘ ，Ｇｙ −１）、２４（Ｇｘ ，Ｇｙ ＋１））の計３つのセル２４を給排対象セルとして、規定値（本実施形態においては、２１ｋＰａ）まで加圧して膨張させた後に、規定値（本実施形態においては、３ｋＰａ）まで減圧して収縮させる。そして、図１４（ｂ）〜図１４（ｅ）の順に、重心セル２４とその両隣のセル２４，２４から、１セル分ずつ上下方向（図１４中、左右方向）で交互にずらしながら給排対象セル２４，２４，２４を設定し、重心セル２４から上下方向（図１４中、左右方向）に最大２セルの範囲内で加圧と減圧を行なった後に、図１４（ａ）に戻り、重心セル２４とその両隣のセル２４，２４を給排対象セルに再設定して、上記処理を繰り返す。要するに、図１４（ａ）〜図１４（ｅ）のそれぞれに太枠で示したセル２４の膨張と収縮を図１４（ａ）〜図１４（ｅ）の順で繰り返して実施することにより、使用者の腰部を刺激付与する。この刺激処理は、後述する図１０のＳ８（刺激付与終了）まで繰り返して行われる。

図１５に、ＣＰＵ７６が実行する刺激処理を示す。先ず、ＣＰＵ７６は、Ｓ３０において、全ての検出部１００のうち、検出値：Ｓｒ＞２００の検出部１００が存するか否かを判定し、検出値：Ｓｒ＞２００の検出部１００が存しない場合（Ｓ３０＝Ｎｏ）には、検出値：Ｓｒ＞２００の検出部１００が検出されるまで、Ｓ３０を繰り返す。一方、検出値：Ｓｒ＞２００の検出部１００が１つ以上存する場合（Ｓ３０＝Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ７６は、Ｓ３１において、重心セル検出処理を実行する。

重心セル検出処理（Ｓ３１）の処理内容を、図１６および図１７を用いて説明する。先ず、ＣＰＵ７６は、Ｓ４０において、使用者検出処理（図１０参照）でＲＡＭ８０に記憶された頭部位置がＡ側か否かを判定し、頭部位置がＡ側である場合（Ｓ４０＝Ｙｅｓ）には、Ｓ４１において、図１７（ａ）に最も太い枠で示す、重心検出エリアＡ内の検出部１００（ｘ＝１０〜１２，ｙ＝１〜１３）のうち、検出値：Ｓｒ＞１００の検出部１００を抽出し、抽出された検出部１００の位置と検出値：Ｓｒから、重心位置：（ｇｘ ，ｇｙ ）を算出する。重心位置：（ｇｘ ，ｇｙ ）は、下記数１に示す公知の一般式から算出される。下式において、Ｓｒ（ｘ，ｙ）は検出部１００（ｘ，ｙ）の検出値：Ｓｒを示し、ｘおよびｙは、当該検出部１００のＸセンサＮｏ．およびＹセンサＮｏ．を示す。

一方、頭部位置がＡ側でない、即ち、Ｂ側である場合（Ｓ４０＝Ｎｏ）には、Ｓ４２において、前記Ｓ４１と同様に、図１７（ｂ）に最も太い枠で示す、重心検出エリアＢ内の検出部１００（ｘ＝２１〜３７，ｙ＝１〜１３）のうち、検出値：Ｓｒ＞１００の検出部１００から、上記数１に基づいて、重心位置：（ｇｘ ，ｇｙ ）を算出する。

次に、ＣＰＵ７６は、Ｓ４３において、得られた重心位置：（ｇｘ ，ｇｙ ）から、検出部−セル対応テーブル（表１参照）に基づいて、重心位置：（ｇｘ ，ｇｙ ）の検出部１００（ｇｘ ，ｇｙ ）が存するセル２４を検索し、得られたセル２４を重心セル２４（Ｇｘ ，Ｇｙ ）としてＲＡＭ８０に記憶して、重心セル検出処理を終了する。なお、重心位置：（ｇｘ ，ｇｙ ）は、ＸセンサＮｏ．をＸ座標の整数値、ＹセンサＮｏ．をＹ座標の整数値とする座標平面上で小数点以下の端数を有する座標値として算出されることから、検出部−セル対応テーブルから重心セル２４（Ｇｘ ，Ｇｙ ）を検索する場合には、得られた重心位置：（ｇｘ ，ｇｙ ）の小数点以下の値を四捨五入や切り捨て、切り上げ等することによって、重心位置：（ｇｘ ，ｇｙ ）に最も近い検出部１００を決定し、該検出部１００が重ねられたセル２４を重心セル２４（Ｇｘ ，Ｇｙ ）として設定する。

次に、ＣＰＵ７６は、図１５のＳ３２において、重心セル２４（Ｇｘ ，Ｇｙ ）と、その左右両隣りのセル２４（Ｇｘ ，Ｇｙ −１）、２４（Ｇｘ ，Ｇｙ ＋１）（図１３、図１４参照）を、給排対象セルとして設定する。

そして、ＣＰＵ７６は、Ｓ３３において、３つの給排対象セル２４，２４，２４のセル駆動バルブ５６を開放すると共に給気バルブ６２とポンプ６６を駆動して、これらの内圧を所定値（本実施形態においては、２１ｋＰａ）まで加圧して膨張させた後に、セル駆動バルブ５６を開放すると共に排気バルブ６４を開放して、これらの内圧を所定値（本実施形態においては、３ｋＰａ）まで減圧して収縮させる給排制御を開始して、使用者の身体を刺激する。

Ｓ３３における給排制御が行なわれている間、ＣＰＵ７６は、Ｓ３４において、給排対象セル２４，２４，２４上に位置する検出部１００を検出部−セル対応テーブル（表１参照）から検索し、それら検出部１００のうち、検出値：Ｓｒが予め設定された閾値（本実施形態においては、１５０）よりも小さい検出部１００が存するか否かを判定する。検出値：Ｓｒが閾値よりも小さい検出部１００が存した場合（Ｓ３４＝Ｙｅｓ）には、使用者の重心位置が変化したものとして、Ｓ３５においてセル駆動バルブ５６を閉鎖して給気制御を停止した後に、Ｓ３０の処理からやり直す。一方、検出値：Ｓｒが閾値よりも小さい検出部１００が存しない場合（Ｓ３４＝Ｎｏ）には、ＣＰＵ７６は、Ｓ３６において、Ｓ３１と同様の重心セル検出処理（図１６，図１７参照）を行い、新たな重心セル２４（Ｇｘ ’，Ｇｙ ’）を検出する。そして、Ｓ３７において、検出された新たな重心セル２４（Ｇｘ ’，Ｇｙ ’）が、現在設定中の重心セル２４（Ｇｘ ，Ｇｙ ）からＸ方向又はＹ方向で２セル以上移動している場合（Ｓ３７＝Ｙｅｓ）には、使用者の重心位置が変化したものとして、Ｓ３５においてセル駆動バルブ５６を閉鎖して給気制御を停止した後に、Ｓ３０の処理からやり直す。一方、検出された新たな重心セル２４（Ｇｘ ’，Ｇｙ ’）が２セル以上移動していない場合（Ｓ３７＝Ｎｏ）には、給排制御を継続して、給気制御が完了していない場合（Ｓ３８＝Ｎｏ）には、Ｓ３４以降の処理を繰り返す。

そして、給排対象セル２４，２４，２４の給排制御が完了した場合（Ｓ３８＝Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ７６は、Ｓ３９において、新たな給排対象セル２４，２４，２４を設定する。具体的には、例えば、給排制御の完了したセルが図１４（ａ）に示すセル２４（Ｇｘ ，Ｇｙ ）、２４（Ｇｘ ，Ｇｙ −１）、２４（Ｇｘ ，Ｇｙ ＋１）であった場合には、新たな給排制御セルとして、図１５（ｂ）に示すセル２４（Ｇｘ −１，Ｇｙ ）、２４（Ｇｘ −１，Ｇｙ −１）、２４（Ｇｘ −１，Ｇｙ ＋１）を設定し、例えば、給排制御の完了したセルが図１５（ｅ）に示すセル２４（Ｇｘ ＋２，Ｇｙ ）、２４（Ｇｘ ＋２，Ｇｙ −１）、２４（Ｇｘ ＋２，Ｇｙ ＋１）であった場合には、新たな給排制御セルとして、図１５（ａ）に示すセル２４（Ｇｘ ，Ｇｙ ）、２４（Ｇｘ ，Ｇｙ −１）、２４（Ｇｘ ，Ｇｙ ＋１）を設定する。そして、新たな給排対象セル２４，２４，２４について、Ｓ３３以降の給排制御を実施する。以上のように、本実施形態においては、Ｓ３０〜Ｓ３９を含んで、刺激付与手段および刺激付与工程が構成されている。

刺激付与開始（図１０中、Ｓ３）の後、ＣＰＵ７６は、Ｓ４において、予め設定された刺激付与時間（本実施形態においては、３０ｍｉｎ）が経過した場合（Ｓ４＝Ｙｅｓ）には、Ｓ８において、刺激処理を終了する。一方、刺激付与時間が経過していない場合（Ｓ４＝Ｎｏ）には、ＣＰＵ７６は、Ｓ５において、入眠検出工程としての入眠検出処理を実行する。

図１８に、入眠検出処理（Ｓ５）を示す。先ず、ＣＰＵ７６は、Ｓ５０において、全ての検出部１００について、検出値：Ｓｒを予め設定された期間（本実施形態においては、１０秒）に亘って取得する。なお、各検出部１００の検出値：Ｓｒは、例えば５Ｈｚ、１０Ｈｚ，２０Ｈｚ等の所定間隔毎に制御装置７４に伝えられ、ＲＡＭ８０に設けられたバッファ内に蓄積される。これにより、各検出部１００の検出値：Ｓｒは、図１９に示す如き波形として各検出部１００毎に検出される。なお、図１９における検出値：Ｓｒｂ は、使用者の体圧に起因する荷重である。

次に、ＣＰＵ７６は、Ｓ５１において、全ての検出部１００の検出値：Ｓｒから、図１９に示した検出値：Ｓｒの波形の周波数が、呼吸に該当する周波数範囲（例えば、０．１５〜０．５Ｈｚ）にあるもののうち、検出値の変化量：ΔＳｂが最も大きい検出部１００に使用者の胸部又は腹部が位置していると推定して、該検出部１００を測定点として設定する。なお、検出値の変化量：ΔＳｂとは、例えば図１９に示すように、波形の高低差が採用され得、例えば、時系列で交互に現れる極値と極値の差の絶対値から求めることが出来る。また、Ｓ５１において、全ての検出部１００について検出値の変化量の最大値：ΔＳｂｍａｘ を求め、呼吸に該当すると想定される、予め設定された所定の閾値内で最も大きい最大値：ΔＳｂｍａｘ を有する検出部１００を測定点として設定する等しても良い。そして、ＣＰＵ７６は、Ｓ５２において、測定点として設定された検出部１００の検出値：Ｓｒの取得を開始する。なお、測定点として設定された検出部１００以外の検出部１００については、検出値：Ｓｒの取得を終了しても良い。以下、測定点として設定された検出部１００を、測定点１００として説明する。

次に、ＣＰＵ７６は、Ｓ５３において、測定点１００の検出値の変化量：ΔＳｂが、呼吸によって生じると想定される、予め設定された所定値である呼吸相当変化量（本実施形態においては、５）より大きいか否かを判定し、測定点の検出値の変化量：ΔＳｂが呼吸相当変化量よりも小さい場合（Ｓ５３＝Ｎｏ）には、呼吸が検出出来ていない、即ち、使用者の胸部が測定点１００から外れたものとして、Ｓ５０に戻り、測定点１００を設定し直す。

一方、Ｓ５３において、測定点１００の検出値の変化量：ΔＳｂが、呼吸相当変化量よりも大きい場合（Ｓ５３＝Ｙｅｓ）には、使用者の呼吸が検出出来ているものとして、Ｓ５４において、測定開始の時点から、予め設定された測定時間（本実施形態においては、５分）が経過したか否かを判定し、測定時間が経過していない場合には、Ｓ５３に戻り、測定点１００の検出値の変化量：ΔＳｂを確認しつつ、測定点１００の検出値：Ｓｒの取得を継続する。

測定時間が経過する（Ｓ５４＝Ｙｅｓ）ことによって、測定点１００の検出値：Ｓｒから、図２０に概略的に例示するような波形が、使用者の呼吸周期として検出される。そして、ＣＰＵ７６は、Ｓ５５において、測定点１００の検出値：Ｓｒから得られた波形に基づいて、所定時間：Ｔｂ（本実施形態においては、１分）あたりの呼吸数が、予め設定された値（本実施形態においては２）以上減少したか否かを判定する。具体的には、図２０に概略的に例示するように、測定開始時点から測定開始後１分までの間で、図２０（ａ）に示す波形が得られ、測定開始後４分から５分の間に、図２０（ｂ）に示す波形が得られた場合、図２０（ａ）および図２０（ｂ）のそれぞれの波形について、１波を１呼吸として、所定時間：Ｔｂ（本実施形態においては、１分）内の波数から呼吸数を検出する。なお、波数（呼吸数）は、例えば、波形の極小値と極小値の間、或いは極大値と極大値の間を１波（１呼吸）として計数することが出来る。そして、測定開始時点（図２０（ａ））の所定時間：Ｔｂあたりの呼吸数と、測定開始４分経過後（図２０（ｂ））の所定時間：Ｔｂあたりの呼吸数を比較して、呼吸数が所定数（本実施形態においては、２）以上減少したかを判定し、呼吸数が所定数以上減少していない場合（Ｓ５５＝Ｎｏ）には、使用者は未だ入眠していないものとして、Ｓ５３に戻り、測定点１００の検出値の変化量：ΔＳｂを確認しつつ、測定点１００の検出値：Ｓｒの取得を継続する。

一方、呼吸数が所定数以上減少した場合（Ｓ５５＝Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ７６は、Ｓ５６において、呼吸の間隔が一定間隔に近づいたか否かを判定する。具体的には、例えば、図２０（ｂ）に示した、測定点１００の検出値：Ｓｒから得られた直近の波の波長：λ１ （ｓｅｃ）と、１つ前の波の波長：λ２ （ｓｅｃ）との差の絶対値：｜λ１ −λ２ ｜が、予め設定された所定値（本実施形態においては、０．５秒）以内である場合に、呼吸間隔が一定間隔に近づいたと判定する。なお、波長：λ１ ，λ２ は、例えば、極小値と極小値の時間間隔、或いは極大値と極大値の時間間隔から得ることが出来る。そして、呼吸間隔が一定間隔に近づいていない場合（Ｓ５６＝Ｎｏ）には、使用者は未だ入眠していないものとして、Ｓ５３に戻り、測定点１００の検出値の変化量：ΔＳｂを確認しつつ、測定点１００の検出値：Ｓｒの取得を継続する。

なお、前述のように、呼吸数が減少していない場合（Ｓ５５＝Ｎｏ）、又は呼吸間隔が一定でない場合（Ｓ５６＝Ｎｏ）には、Ｓ５３に戻り、Ｓ５４において所定の測定時間に亘る測定点１００の検出値：Ｓｒの取得が継続されるが、初回の測定時間が終了して、Ｓ５５＝Ｎｏ又はＳ５６＝Ｎｏで、２回目以降の測定が行われる場合には、Ｓ５５における呼吸数の検出に必要な所定時間：Ｔｂ（本実施形態においては、１分）が経過した段階でＳ５６に進んで、当該時点から例えば５分前の呼吸数と比較するようにしても良い。例えば、本実施形態では、Ｓ５５において呼吸数の検出に必要な所定時間：Ｔｂは１分であることから、初回の５分経過後の測定で使用者の入眠が検出されず、Ｓ５５＝Ｎｏ又はＳ５６＝Ｎｏであった場合には、その後に行われるＳ５４においては、１分間の計測を行った時点（呼吸計測開始（Ｓ５２）から６分後）でＳ５５に進み、Ｓ５５において、新たに計測した１分間の呼吸数と、当該時点から５分遡った時点から１分間（呼吸計測開始（Ｓ５２）から２分後）の呼吸数とを比較する等しても良い。

一方、呼吸間隔が一定間隔に近づいた場合（Ｓ５６＝Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ７６は、使用者が入眠したものとして、Ｓ５７において、ＲＡＭ８０に設けられた入眠フラグをＯＮにして、入眠検出処理（Ｓ５）を終了する。要するに、本実施形態においては、使用者の所定時間あたりの呼吸数と、呼吸の間隔とを測定し、呼吸数が減少して、且つ呼吸の間隔が等間隔になった場合（（Ｓ５４＝Ｙｅｓ）且つ（Ｓ５５＝Ｙｅｓ））に使用者が入眠したと判定する。このように、本実施形態においては、体圧センサ８８および入眠検出処理（Ｓ５）を含んで、入眠検出手段が構成されている。

入眠検出処理（Ｓ５）が完了した後に、ＣＰＵ７６は、図１０のＳ６において、先の入眠検出処理（Ｓ５）で使用者の入眠が検出されておらず、ＲＡＭ８０に記憶された入眠フラグがＯＮでない場合（Ｓ６＝Ｎｏ）には、Ｓ４の処理に戻り、刺激付与を継続する。一方、先の入眠検出処理（Ｓ５）で使用者の入眠が検出されて、入眠フラグがＯＮである場合（Ｓ６＝Ｙｅｓ）には、Ｓ７において、刺激付与のフェードアウト処理を実行する。このように、本実施形態においては、Ｓ６を含んで、刺激付与終了手段および刺激付与終了工程が構成されている。

刺激付与のフェードアウト処理は、刺激処理（図１５参照）のＳ３３において行われる、給排対象セル２４の加圧量を例えば４．５ｋＰａ、４．０ｋＰａと段階的に低下させるものである。セル２４の加圧量の段階的な低下は、給排対象セル２４が再設定される度（図１４（ａ）〜（ｅ）の各段階に移行する度）に低下させても良いし、刺激付与範囲の全てのセル２４の給排制御が一巡する度（図１４（ａ）〜（ｅ）が一通り完了する度）に低下されるようにしても良い。刺激付与のフェードアウトの終了は、例えばセル２４への加圧量が段階的に低下されて、加圧量が「０」になった段階で終了したり、所定回数だけ加圧量が低下された場合に終了したりすることが出来る。そして、刺激付与のフェードアウト処理（Ｓ７）が完了することによって、Ｓ８において、刺激付与が終了する。

刺激付与が終了（Ｓ８）した後に、ＣＰＵ７６は、Ｓ９において、体圧分散工程としての体圧分散処理を実行する。図２１に、体圧分散処理を示す。先ず、ＣＰＵ７６は、Ｓ６０において、全ての検出部１００の検出値：Ｓｒを取得する。次に、ＣＰＵ７６は、Ｓ６１において、検出値：Ｓｒ＞１００の検出部１００が存しない場合（Ｓ６１＝Ｎｏ）には、既に体圧分散がなされているものとして、体圧分散処理を終了する。一方、検出値：Ｓｒ＞１００の検出部１００が存する場合（Ｓ６１＝Ｙｅｓ）には、Ｓ６２において、ＲＯＭ７８に記憶された検出部−セル対応テーブルに基づいて、検出値：Ｓｒ＞１００の検出部１００が存するセル２４を検索し、得られたセル２４のセル駆動バルブ５６を開放すると共に排気バルブ６４を開放して、セル２４を減圧する。そして、Ｓ６３において、セル２４の内圧が所定値（本実施形態においては、３ｋＰａ）より小さくなったか否かを判定し、セル２４の内圧が所定値以上である場合（Ｓ６３＝Ｎｏ）には、Ｓ６２に戻り、セル２４の減圧を継続する。

一方、セル２４の内圧が所定値よりも小さくなった場合（Ｓ６３＝Ｙｅｓ）には、Ｓ６４において、全ての検出部１００の検出値：Ｓｒを取得した後に、Ｓ６５において、検出値：Ｓｒ＞１００の検出部１００が存するか否かを判定し、検出値：Ｓｒ＞１００の検出部が存在する場合（Ｓ６５＝Ｙｅｓ）には、未だ十分な体圧分散がなされていないものとして、検出値：Ｓｒ＞１００の検出部１００が存する他のセル２４について、Ｓ６２以降の処理を繰り返し実施する。一方、検出値：Ｓｒ＞１００の検出部１００が存しなくなった場合（Ｓ６５＝Ｎｏ）には、体圧分散が完了したものとして、体圧分散処理（Ｓ９）を終了する。

このような体圧分散処理（Ｓ９）が行われることにより、図２２に概略的に示すように、使用者の頭部や臀部等、比較的大きな体圧が及ぼされているセル２４が減圧されて、マットレス１０の表面形状が使用者の体表面に沿う形状に変形させられる。これにより、使用者の身体とマットレス１０との接触面積が増大されて、体圧を分散することが出来る。以上のようにして、マットレス１０の制御処理が完了する。

本実施形態に従う構造とされたマットレス１０およびその制御方法によれば、入眠検出処理（図１０のＳ５）によって使用者の入眠を検出した場合に、刺激処理（図１５参照）を終了するようにした。これにより、使用者が入眠した後も刺激付与が継続されることを防止して、使用者を快適な入眠に促すことが出来る。特に本実施形態においては、刺激付与のフェードアウト処理（Ｓ７）を設けて、刺激付与中のセル２４への加圧量を段階的に低減して刺激付与を終了することから、刺激付与が突然に停止することによる違和感も低減して、より快適な入眠に促すことが出来る。

また、入眠検出処理（Ｓ５）において、体圧センサ８８に設けられた検出部１００の検出値を用いて使用者の呼吸を検出することから、使用者の身体に特別な装置を取り付けることもなく、使用者の身体を拘束すること無しに使用者の呼吸を検出することが出来る。そして、体圧センサ８８の複数の検出部１００のうち、検出値の変化量の最も大きな検出部１００の検出値を用いることによって、使用者の胸部や腹部を特定することが出来て、使用者の呼吸状態をより正確に検出することが出来る。特に、変化量の最も大きな検出値を、呼吸に該当する変化量を有する（本実施形態においては、呼吸に相当する周波数範囲内にある）検出値の中から抽出することにより、刺激付与による体圧の変化の影響を受けることなく呼吸由来の体圧の変化を検出することが出来て、使用者の胸部や腹部をより正確に特定して、呼吸状態をより正確に検出することが出来る。更に、使用者の位置が変化した場合でも、呼吸状態の検出に用いる検出部１００を再設定する（図１８のＳ５３）ことによって、呼吸状態の検出を継続して行なうことが出来る。

更にまた、使用者が入眠して、刺激付与を終了した後に、体圧分散制御（Ｓ９）を行なうことから、使用者が入眠した後は、マットレス１０の形状を使用者の体表面に沿う形状として、体圧を分散させることが出来る。これにより、より優れた寝心地を提供することが出来ると共に、体圧が局所的に作用することに起因する褥瘡の発生等も抑えることが出来る。

以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、呼吸数と呼吸間隔の具体的な検出方法は、前記実施形態の如き方法に限定されることはない。前記実施形態の入眠検出処理（Ｓ５。図１８参照）においては、呼吸数の変化として、直近１分間の呼吸数と、５分前の呼吸数とを比較していたが、例えば直近１分間の呼吸数と、２分前の呼吸数とを比較する等しても良いし、呼吸間隔の変化については、例えば所定時間に亘って計測した波長の偏差が所定値以内に収まった場合に、呼吸間隔が等間隔になったと判定する等しても良い。

また、前記刺激処理（図１５参照）の具体的な作動態様もあくまでも例示であって、刺激付与の態様は、何等限定されるものではない。例えば、使用者の頭部側から脚部側に向けてセルを順次に上下する、使用者の左右両側のセルを交互に上下する、所定値以上の体圧が検出された部分のセルを上下する、使用者が指定した部位のセルを上下する等しても良いし、複数の作動態様を組み合わせて実施することも勿論可能である。更にまた、体圧分散処理（Ｓ９）は本発明において必ずしも必要ではないが、体圧分散処理の具体的な作動態様も何等限定されるものではない。例えば、大きな体圧が及ぼされているセルから順次に減圧したり、体圧の分布から使用者の頭部や臀部などを特定して、特定部位のセルを減圧したり、マットレスが予め設定された所定形状となるようにセルを給排制御する等しても良い。

また、セルおよび体圧測定手段に設けられる測定点の数は何等限定されるものではない。更に、セルの具体的形状はあくまでも例示であって、各種の形状が適宜に採用可能であり、前記実施形態の如き単一の袋状ではなく、例えば高さ方向の中間部分に少なくとも１つの括れ部が形成されて、該括れ部において細くされた２段や３段の多段形状のもの等も採用可能である。また、前記実施形態においては、体圧測定手段としての体圧センサ８８が、３つの静電容量型センサ８９ａ〜８９ｃに分割されて構成されていたが、単一の静電容量型センサから構成されていても良い。加えて、前述のように、体圧センサ８８は、例えば歪ゲージや磁歪体等を用いて構成されたものでも良く、静電容量を用いるものに限定されない。

また、前記実施形態においては、２１個全てのセルユニット５０が、ポンプ装置５８に設けられた１つの給気バルブ６２やポンプ６６、排気バルブ６４を共通して用いるようにされていたが、例えば、各セルユニット５０毎に給気バルブやポンプ、排気バルブを設けて、各セルユニット５０間で同時に作動させても良い。更に、各セル２４に設けられたセル駆動バルブ５６に代えて、各セル２４毎に給気バルブやポンプ、排気バルブを設ける等しても良い。

１０：マットレス、２４：セル、２８：底部マット（体圧作用面）、４２：流体室、５６：セル駆動バルブ（圧力調節手段）、５８：ポンプ装置（圧力調節手段）、６８：圧力計、７４：制御装置、８８：体圧センサ（体圧測定手段）、１００：検出部

Claims (4)

1. 使用者の身体を支持する基体の体圧作用面に複数のセルが配設されていると共に、該セルの内部に形成された流体室の圧力を調節する圧力調節手段と、該圧力調節手段を用いて前記セルを膨張および収縮させることにより前記使用者の身体を刺激する刺激付与手段とを備えた刺激付与機能付きマットレスの制御方法において、
   前記セルに加わる体圧を測定する体圧測定手段の測定結果に基づいて前記使用者の身体の前記体圧作用面上での重心位置を特定して、該重心位置に存する重心セルを含む複数の前記セルを用いて前記刺激付与手段による刺激付与を行なう刺激付与工程と、
   該刺激付与工程において、前記重心位置の特定を行なって前記重心セルが２セル以上移動した場合には、前記刺激付与手段による刺激付与を行なう複数の前記セルを変更設定する工程と、
   前記体圧測定手段の測定結果から前記使用者の呼吸周期を検出して、該呼吸周期の変化に基づいて該使用者の入眠を検出する入眠検出工程と、
   該入眠検出工程が前記使用者の入眠を検出した場合には、前記刺激付与工程を終了する刺激付与終了工程と
   を、含むことを特徴とする刺激付与機能付きマットレスの制御方法。
2. 前記入眠検出工程において、前記体圧測定手段の複数の測定点のうち、前記セルに加わる呼吸に該当する体圧の変化量が最も大きい測定点の検出結果を用いる
   請求項１に記載の刺激付与機能付きマットレスの制御方法。
3. 前記刺激付与終了工程が完了した後に、前記セルに加わる体圧が所定値以上の前記セルの該流体室内を減圧する体圧分散工程を含む
   請求項１又は２に記載の刺激付与機能付きマットレスの制御方法。
4. 使用者の身体を支持する基体の体圧作用面に複数のセルが配設されていると共に、該セルの内部に形成された流体室の圧力を調節する圧力調節手段と、該圧力調節手段を用いて前記セルを膨張および収縮させることにより前記使用者の身体を刺激する刺激付与手段とを備えた刺激付与機能付きマットレスにおいて、
   前記刺激付与手段が、前記セルに加わる体圧を測定する体圧測定手段の測定結果に基づいて前記使用者の身体の前記体圧作用面上での重心位置を特定して、該重心位置に存する重心セルを含む複数の前記セルを用いて刺激付与を行なわせる機能を有していると共に、該重心セルが２セル以上移動した場合には刺激付与を行なう複数の該セルを変更設定する機能を有しており、更に、
   前記体圧測定手段の測定結果から前記使用者の呼吸周期を検出して、該呼吸周期の変化に基づいて該使用者の入眠を検出する入眠検出手段と、
   該入眠検出手段が前記使用者の入眠を検出した場合には、前記刺激付与工程を終了する刺激付与終了手段と
   を、含むことを特徴とする刺激付与機能付きマットレス。

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