JP6078899B2 - Sleep environment temperature control device and sleep environment temperature control method - Google Patents

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Description

本発明は、快適な睡眠を実現できるように睡眠環境温度を最適な温度に制御する睡眠環境温度制御装置及び睡眠環境温度制御方法に関する。   The present invention relates to a sleep environment temperature control device and a sleep environment temperature control method that control a sleep environment temperature to an optimum temperature so that comfortable sleep can be realized.

睡眠は健康のバロメータであるといわれ、快適な睡眠をして気分のよい目覚めができれば、目覚めた際に颯爽とした気分となり健康を実感することは、日常において多く経験する。一方、不眠症や不眠傾向にある場合や、深夜労働等のために昼夜の生活が逆転した睡眠を強いられる場合等においては、その目覚めの後の気分は芳しくないことが多い。すなわち、意識的であるか無意識的であるかにかかわらず、睡眠の状態がその後の覚醒時の気分や行動に影響を及ぼし、ひいては覚醒後の昼間の活動の質を定めることになる。   Sleep is said to be a barometer of health, and if you can wake up comfortably by a comfortable sleep, you will feel refreshed when you wake up. On the other hand, in the case of insomnia or insomnia, or when forced to sleep with a reversed day / night life due to late-night work or the like, the mood after waking is often poor. That is, regardless of whether it is conscious or unconscious, the state of sleep affects the mood and behavior at the subsequent awakening, which in turn determines the quality of daytime activity after awakening.

このように、睡眠は、人間の身体活動及び心的活動に重要な影響を及ぼす要素であり、良好な睡眠をとることができれば身体的及び心的に健康的な日常活動が保証されるといってよい。従来から、快適な睡眠を確保することを目的として、睡眠時の環境温度を制御することが試みられている。このような試みを具現化した技術としては、例えば特許文献1乃至特許文献3に記載されているように、生体信号に基づいて睡眠深度や睡眠状態を判定し、判定した睡眠深度や睡眠状態に応じて睡眠環境温度を制御するものが提案されている。   Thus, sleep is a factor that has an important influence on human physical activity and mental activity. If a good sleep can be obtained, healthy physical and mental activities are guaranteed. It's okay. Conventionally, attempts have been made to control the environmental temperature during sleep for the purpose of ensuring comfortable sleep. As a technique that embodies such an attempt, for example, as described in Patent Documents 1 to 3, a sleep depth and a sleep state are determined based on a biological signal, and the determined sleep depth and sleep state are determined. The thing which controls sleep environment temperature according to it is proposed.

ここで、いわゆる睡眠ポリソムノグラフ(PSG)による国際睡眠深度判定基準では、脳波、眼球運動、筋電図等に基づいて、睡眠深度を、覚醒段階、レム睡眠段階、浅いノンレム睡眠段階、及び、深いノンレム睡眠段階にわけており、浅いノンレム睡眠段階及び深いノンレム睡眠段階は、それぞれ、さらに2段階にわけられる。なお、浅いノンレム睡眠段階である第1のノンレム睡眠段階及び第2のノンレム睡眠段階は、いわゆる浅い睡眠状態を指し、深いノンレム睡眠段階である第3のノンレム睡眠段階及び第4のノンレム睡眠段階は、いわゆる深い睡眠状態を指す。健康成人の安定した睡眠においては、覚醒段階が1〜3%、第1のノンレム睡眠段階が数%、第2のノンレム睡眠段階が50%、第3及び第4のノンレム睡眠段階が20〜30%、レム睡眠段階が20〜30%の比率であり、レム睡眠が約90分周期で現れることが目安として知られている。   Here, according to the international sleep depth criterion based on so-called sleep polysomnograph (PSG), the sleep depth is determined based on the electroencephalogram, eye movement, electromyogram, etc., and the awakening phase, REM sleep phase, shallow non-REM sleep phase, The sleep stage is divided into a shallow non-REM sleep stage and a deep non-REM sleep stage. The first non-REM sleep stage and the second non-REM sleep stage which are shallow non-REM sleep stages indicate so-called shallow sleep states, and the third non-REM sleep stage and the fourth non-REM sleep stage which are deep non-REM sleep stages are The so-called deep sleep state. In stable sleep of healthy adults, the arousal stage is 1 to 3%, the first non-REM sleep stage is several%, the second non-REM sleep stage is 50%, and the third and fourth non-REM sleep stages are 20 to 30. %, The REM sleep stage is a ratio of 20 to 30%, and it is known as a guide that REM sleep appears in a cycle of about 90 minutes.

上述した特許文献1乃至特許文献3に記載された技術は、いずれも生体信号に基づいて睡眠深度を判定するものであるが、例えば特許文献4乃至特許文献6に記載されているように、国際睡眠深度判定基準における6段階の睡眠深度を考慮して睡眠環境温度を制御する技術も提案されている。   The techniques described in Patent Document 1 to Patent Document 3 described above all determine sleep depth based on biological signals. For example, as described in Patent Document 4 to Patent Document 6, A technique for controlling the sleep environment temperature in consideration of six stages of sleep depth in the sleep depth criterion is also proposed.

一般に、睡眠深度が深くなると深部体温が低下し、体表面からの熱放散が多くなることから、寝床内温度が上昇する。そのため、いずれの技術においても、深い睡眠状態では熱放散による温度上昇に応じて睡眠環境温度を低下させるような制御を行うのが通常である。   Generally, as the depth of sleep increases, the deep body temperature decreases and the heat dissipation from the body surface increases, so the temperature in the bed increases. Therefore, in any technique, in a deep sleep state, it is normal to perform control that lowers the sleep environment temperature in accordance with the temperature increase due to heat dissipation.

特開2008−119454号公報JP 2008-119454 A 特開2009−247846号公報JP 2009-247846 A 特開2006−198023号公報JP 2006-198023 A 特開2003−339674号公報JP 2003-339664 A 特開2005−152310号公報JP 2005-152310 A 特開2005−152537号公報JP 2005-152537 A

ところで、本願発明者の鋭意研究により、浅い睡眠から深い睡眠へと遷移する際には所定のタイムラグがあることがわかった。上述した特許文献1乃至特許文献6をはじめとする従来の技術においては、この点を一切考慮していない。例えば特許文献4乃至特許文献6に記載された技術においては、レム睡眠状態と途中覚醒状態とを区別可能としているが、浅い睡眠から深い睡眠への遷移については何ら言及していない。そのため、従来の技術においては、浅い睡眠条件が終了した旨を示す生体信号の挙動に基づいて制御を行うことにより、未だ深い睡眠段階に到達していないにもかかわらず深い睡眠の温度設定としてしまい、利用者に寒い等の違和感を与えてしまうという問題があった。   By the way, the inventor's earnest research has revealed that there is a predetermined time lag when transitioning from shallow sleep to deep sleep. The conventional techniques including Patent Document 1 to Patent Document 6 described above do not consider this point at all. For example, in the techniques described in Patent Literature 4 to Patent Literature 6, it is possible to distinguish between a REM sleep state and a state of awakening on the way, but no mention is made of transition from shallow sleep to deep sleep. Therefore, in the prior art, by controlling based on the behavior of the biological signal indicating that the shallow sleep condition has ended, the temperature setting of the deep sleep is set even though the deep sleep stage has not yet been reached. There is a problem that the user feels uncomfortable such as cold.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、浅い睡眠から深い睡眠へと遷移する際に最適な制御を行い、利用者に違和感を与えることなく浅い睡眠から深い睡眠へと誘導することができる睡眠環境温度制御装置及び睡眠環境温度制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and performs optimal control when transitioning from shallow sleep to deep sleep, and leads from shallow sleep to deep sleep without giving the user a sense of incongruity. An object of the present invention is to provide a sleep environment temperature control device and a sleep environment temperature control method that can be performed.

本願発明者は、各睡眠深度における生体信号の挙動について鋭意研究を行った結果、最適に睡眠環境温度を制御する手法を見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies on the behavior of biological signals at each sleep depth, the inventor of the present application has found a method for optimally controlling the sleep environment temperature, and has completed the present invention.

すなわち、上述した目的を達成する本発明にかかる睡眠環境温度制御装置は、温度調節機能を有する寝具を利用している利用者の寝床内温度及び/又は前記寝具が配置された部屋の室温を含む睡眠環境温度を制御する睡眠環境温度制御装置において、前記利用者の生体信号を無侵襲且つ無拘束で検出する生体信号検出手段と、前記生体信号検出手段によって検出された生体信号に対して利得制御を行うことによってピーク値を一定に制御し、そのときの利得の値を用いて生体信号の強度を算出し、算出した生体信号強度のデータを正規化する生体信号強度算出手段と、前記生体信号強度算出手段によって算出されて正規化された生体信号強度のデータについて、所定時間のデータのばらつきを示す分散値を算出する分散値算出手段と、前記分散値算出手段によって求められた前記生体信号強度の分散値の時系列データに基づいて、前記利用者の睡眠深度を判定する睡眠深度判定手段と、前記睡眠深度判定手段によって判定された睡眠深度に基づいて、前記部屋に配置された空調装置及び/又は前記寝具を制御して睡眠環境温度を制御する温度制御手段と、前記利用者の操作のもとに、入床時における前記空調装置及び/又は前記寝具の睡眠環境温度を設定する睡眠環境温度設定手段と、前記利用者の操作のもとに、前記睡眠環境温度設定手段によって設定された睡眠環境温度よりも低い温度であって、覚醒段階、レム睡眠段階、浅いノンレム睡眠段階、及び、深いノンレム睡眠段階のそれぞれについての睡眠環境温度の目標設定温度と、所定の誘導温度とを設定する目標設定温度及び誘導温度設定手段とを備える。That is, the sleep environment temperature control device according to the present invention that achieves the above-described object includes the temperature in the bed of the user who uses the bedding having the temperature adjustment function and / or the room temperature of the room in which the bedding is arranged. In the sleep environment temperature control device for controlling the sleep environment temperature, the biological signal detection means for detecting the user's biological signal non-invasively and unconstrained, and gain control for the biological signal detected by the biological signal detection means The biological signal intensity calculating means for controlling the peak value to be constant by performing the calculation , calculating the intensity of the biological signal using the gain value at that time, and normalizing the calculated biological signal intensity data, and the biological signal the data are calculated normalized biosignal intensity by the intensity calculating means, and the dispersion value calculating means for calculating a variance value indicating a variation in the data for a predetermined time, the partial Based on the time series data of the variance value of the biological signal intensity obtained by the value calculation means, based on the sleep depth determination means for determining the sleep depth of the user and the sleep depth determined by the sleep depth determination means Temperature control means for controlling an air conditioner arranged in the room and / or the bedding to control a sleep environment temperature, and the air conditioner and / or at the time of entering the floor under the operation of the user. A sleep environment temperature setting means for setting a sleep environment temperature of the bedding, and a temperature lower than the sleep environment temperature set by the sleep environment temperature setting means under the operation of the user, and an awakening stage, The target set temperature and the target set temperature for setting the target set temperature of the sleep environment temperature and the predetermined induction temperature for each of the REM sleep stage, the shallow non-REM sleep stage, and the deep non-REM sleep stage. And a derived temperature setting means.

ここで、前記睡眠深度判定手段は、少なくとも、深いノンレム睡眠段階と、それ以外の睡眠深度である覚醒段階、レム睡眠段階、及び、浅いノンレム睡眠段階とを区別して判定可能であり、前記分散値が所定値以下である状態が所定時間継続した場合に浅いノンレム睡眠段階から深いノンレム睡眠段階へと遷移したものと判定する。そして、前記温度制御手段は、前記睡眠深度判定手段によって判定された各睡眠深度に応じた、前記目標設定温度及び誘導温度設定手段によって設定された睡眠環境温度の目標設定温度になるように前記空調装置を制御する、及び/又は、前記睡眠深度判定手段によって判定された各睡眠深度に応じた、前記目標設定温度及び誘導温度設定手段によって設定された睡眠環境温度の目標設定温度に対応する目標投入熱量になるように前記寝具を制御するとともに、浅いノンレム睡眠段階から深いノンレム睡眠段階へと遷移するまでの継続時間における途中で、浅いノンレム睡眠段階における目標設定温度よりも低く且つ深いノンレム睡眠段階における目標設定温度よりも高い誘導温度となるように前記空調装置及び/又は前記寝具を制御する一方で、前記睡眠深度判定手段によって深いノンレム睡眠段階から浅いノンレム睡眠段階へと遷移したものと判定された場合には、前記誘導温度での制御を行わずに即座に浅いノンレム睡眠段階に対応する目標設定温度となるように前記空調装置及び/又は前記寝具を制御することを特徴としている。Here, the sleep depth determination means can distinguish and determine at least a deep non-REM sleep stage and an awakening stage, a REM sleep stage, and a shallow non-REM sleep stage, which are other sleep depths, and the dispersion value Is determined to have transitioned from a shallow non-REM sleep stage to a deep non-REM sleep stage when the state of being less than or equal to a predetermined value continues for a predetermined time. Then, the air temperature control means adjusts the air conditioning so as to be the target setting temperature of the sleep environment temperature set by the target setting temperature and the induction temperature setting means according to each sleep depth determined by the sleep depth determination means. Target input corresponding to the target set temperature of the sleep environment temperature set by the target set temperature and the induction temperature setting means according to each sleep depth determined by the sleep depth determination means, which controls the device The bedding is controlled so as to have a calorific value, and in the middle of the transition time from the shallow non-REM sleep stage to the deep non-REM sleep stage, in the deep non-REM sleep stage that is lower than the target set temperature in the shallow non-REM sleep stage One of controlling the air conditioner and / or the bedding so that the induction temperature is higher than the target set temperature. If it is determined by the sleep depth determination means that the transition from the deep non-REM sleep stage to the shallow non-REM sleep stage is made, the target corresponding to the shallow non-REM sleep stage immediately without performing the control at the induction temperature The air conditioner and / or the bedding is controlled so as to have a set temperature.

また、上述した目的を達成する本発明にかかる睡眠環境温度制御方法は、温度調節機能を有する寝具を利用している利用者の寝床内温度及び/又は前記寝具が配置された部屋の室温を含む睡眠環境温度を制御する睡眠環境温度制御方法において、所定の生体信号検出手段によって前記利用者の生体信号を無侵襲且つ無拘束で検出する生体信号検出工程と、信号処理を行うプロセッサが、前記生体信号検出工程にて検出された生体信号に対して利得制御を行うことによってピーク値を一定に制御し、そのときの利得の値を用いて生体信号の強度を算出し、算出した生体信号強度のデータを正規化する生体信号強度算出工程と、前記プロセッサが、前記生体信号強度算出工程にて算出されて正規化された生体信号強度のデータについて、所定時間のデータのばらつきを示す分散値を算出する分散値算出工程と、前記プロセッサが、前記分散値算出工程にて求められた前記生体信号強度の分散値の時系列データに基づいて、前記利用者の睡眠深度を判定する睡眠深度判定工程と、前記睡眠深度判定工程にて判定された睡眠深度に基づいて、前記部屋に配置された空調装置及び/又は前記寝具を制御して睡眠環境温度を制御する温度制御工程前記利用者の操作のもとに、所定の睡眠環境温度設定手段を介して、入床時における前記空調装置及び/又は前記寝具の睡眠環境温度を設定する睡眠環境温度設定工程と、前記利用者の操作のもとに、 所定の目標設定温度及び誘導温度設定手段を介して、前記睡眠環境温度設定工程にて設定された睡眠環境温度よりも低い温度であって、覚醒段階、レム睡眠段階、浅いノンレム睡眠段階、及び、深いノンレム睡眠段階のそれぞれについての睡眠環境温度の目標設定温度と、所定の誘導温度とを設定する目標設定温度及び誘導温度設定工程とを備える。In addition, the sleep environment temperature control method according to the present invention that achieves the above-described object includes the temperature in the bed of the user who uses the bedding having the temperature adjustment function and / or the room temperature of the room in which the bedding is arranged. In the sleep environment temperature control method for controlling the sleep environment temperature, a biological signal detection step of detecting the user's biological signal non-invasively and unconstrained by a predetermined biological signal detection means, and a processor that performs signal processing include: The peak value is controlled to be constant by performing gain control on the biological signal detected in the signal detection step, and the strength of the biological signal is calculated using the gain value at that time . a biological signal strength calculation step of normalizing the data, the processor, the data of the biological signal intensity is calculated normalized by the biological signal strength calculation step, a predetermined time A variance value calculating step for calculating a variance value indicating a variation in data; and the processor sleeps based on time series data of the variance value of the biological signal intensity obtained in the variance value calculating step. The temperature which controls the sleep environment temperature by controlling the air conditioner and / or the bedding arranged in the room based on the sleep depth determination step for determining the depth and the sleep depth determined in the sleep depth determination step A control process, and a sleep environment temperature setting process for setting a sleep environment temperature of the air conditioner and / or the bedding when entering the floor via a predetermined sleep environment temperature setting means under the operation of the user; the to the original user's operation, via the predetermined target setting temperature and induced temperature setting means, a temperature lower than the set sleep environment temperature in the sleeping environment temperature setting step, waking stage REM sleep stages, shallow non-REM sleep stage, and comprises a target setting temperature of the sleeping environment temperature for each deep non-REM sleep stages, and a target setting temperature and induced temperature setting step for setting a predetermined induction temperature.

ここで、前記睡眠深度判定工程では、少なくとも、深いノンレム睡眠段階と、それ以外の睡眠深度である覚醒段階、レム睡眠段階、及び、浅いノンレム睡眠段階とを区別して判定可能であり、前記分散値が所定値以下である状態が所定時間継続した場合に浅いノンレム睡眠段階から深いノンレム睡眠段階へと遷移したものと判定する。そして、前記温度制御工程では、前記睡眠深度判定工程にて判定された各睡眠深度に応じた、前記目標設定温度及び誘導温度設定工程にて設定された睡眠環境温度の目標設定温度になるように前記空調装置を制御する、及び/又は、前記睡眠深度判定工程にて判定された各睡眠深度に応じた、前記目標設定温度及び誘導温度設定工程にて設定された睡眠環境温度の目標設定温度に対応する目標投入熱量になるように前記寝具を制御するとともに、浅いノンレム睡眠段階から深いノンレム睡眠段階へと遷移するまでの継続時間における途中で、浅いノンレム睡眠段階における目標設定温度よりも低く且つ深いノンレム睡眠段階における目標設定温度よりも高い誘導温度となるように前記空調装置及び/又は前記寝具を制御する一方で、前記睡眠深度判定工程にて深いノンレム睡眠段階から浅いノンレム睡眠段階へと遷移したものと判定された場合には、前記誘導温度での制御を行わずに即座に浅いノンレム睡眠段階に対応する目標設定温度となるように前記空調装置及び/又は前記寝具を制御することを特徴としている。Here, in the sleep depth determination step, at least the deep non-REM sleep stage and the awakening stage, the REM sleep stage, and the shallow non-REM sleep stage which are other sleep depths can be distinguished and determined, and the variance value Is determined to have transitioned from a shallow non-REM sleep stage to a deep non-REM sleep stage when the state of being less than or equal to a predetermined value continues for a predetermined time. And in the said temperature control process, it is set as the target setting temperature of the sleep environment temperature set in the said target setting temperature and induction temperature setting process according to each sleep depth determined in the said sleep depth determination process. Controlling the air conditioner and / or the target setting temperature of the sleep environment temperature set in the target setting temperature and the induction temperature setting step according to each sleep depth determined in the sleep depth determination step The bedding is controlled to have a corresponding target input heat amount, and is lower and deeper than the target set temperature in the shallow non-REM sleep stage in the middle of the duration from the shallow non-REM sleep stage to the deep non-REM sleep stage. While controlling the air conditioner and / or the bedding so that the induction temperature is higher than the target set temperature in the non-REM sleep stage, the sleep If it is determined that the transition from the deep non-REM sleep stage to the shallow non-REM sleep stage is performed in the degree determination step, the target set temperature corresponding to the shallow non-REM sleep stage immediately without performing the control at the induction temperature and The air conditioner and / or the bedding is controlled so as to be.

このような本発明にかかる睡眠環境温度制御装置及び睡眠環境温度制御方法は、無侵襲且つ無拘束で検出した生体信号に基づいて求めた生体信号強度の分散値を用いて睡眠深度を自動的に判定し、判定した睡眠深度に応じて睡眠環境温度を制御する。このとき、本発明にかかる睡眠環境温度制御装置及び睡眠環境温度制御方法は、算出した生体信号強度のデータを正規化することにより、個人差をなくして一般化することができる。そして、本発明にかかる睡眠環境温度制御装置及び睡眠環境温度制御方法は、浅いノンレム睡眠段階から深いノンレム睡眠段階への遷移の際に拙速に深いノンレム睡眠段階の温度設定とせずに、浅いノンレム睡眠段階から深いノンレム睡眠段階へと誘導する誘導温度となるように空調装置や寝具を制御する。一方、本発明にかかる睡眠環境温度制御装置及び睡眠環境温度制御方法は、深いノンレム睡眠段階から浅いノンレム睡眠段階へと遷移した場合には、誘導温度での制御を行わずに即座に浅いノンレム睡眠段階に対応する目標設定温度となるように空調装置や寝具を制御する。Such a sleep environment temperature control device and sleep environment temperature control method according to the present invention automatically determines the sleep depth using the dispersion value of the biosignal intensity obtained based on the biosignal detected non-invasively and without constraint. The sleep environment temperature is controlled according to the determined sleep depth. At this time, the sleep environment temperature control device and the sleep environment temperature control method according to the present invention can be generalized without individual differences by normalizing the data of the calculated biological signal intensity. The sleep environment temperature control device and the sleep environment temperature control method according to the present invention provide a shallow non-REM sleep without setting the temperature of the deep non-REM sleep stage at the time of transition from the shallow non-REM sleep stage to the deep non-REM sleep stage. The air conditioner and the bedding are controlled so that the induction temperature is induced from the stage to the deep non-REM sleep stage. On the other hand, the sleep environment temperature control device and the sleep environment temperature control method according to the present invention, when transitioning from a deep non-REM sleep stage to a shallow non-REM sleep stage, immediately performs shallow non-REM sleep without performing control at the induction temperature. The air conditioner and the bedding are controlled so that the target set temperature corresponding to the stage is reached.

本発明においては、浅いノンレム睡眠段階から深いノンレム睡眠段階へと遷移する際に誘導温度を設定し、この誘導温度に基づく室温や寝床内温度を含む睡眠環境温度の制御を行うことから、浅い睡眠から深い睡眠へと遷移する際に利用者に違和感を与えることなく、適切に浅い睡眠から深い睡眠へと誘導することができる。   In the present invention, since the induction temperature is set at the time of transition from the shallow non-REM sleep stage to the deep non-REM sleep stage and the sleep environment temperature including the room temperature and the bed temperature is controlled based on the induction temperature, the sleep is shallow. It is possible to appropriately guide from shallow sleep to deep sleep without giving the user a sense of discomfort when transitioning from deep sleep to deep sleep.

本発明の第1の実施の形態として示す睡眠環境温度制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the sleep environment temperature control apparatus shown as the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態として示す睡眠環境温度制御装置の構成を示す図であり、図1において矢視方向からみたときの一部断面図である。It is a figure which shows the structure of the sleep environment temperature control apparatus shown as the 1st Embodiment of this invention, and is partial sectional drawing when it sees from the arrow direction in FIG. 本発明の第1の実施の形態として示す睡眠環境温度制御装置において、睡眠環境温度を制御する際の一連の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a series of procedures at the time of controlling sleep environment temperature in the sleep environment temperature control apparatus shown as the 1st Embodiment of this invention. 目標設定温度等の設定用ダイアログの具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the dialog for settings, such as target setting temperature. 心拍強度の時系列データの具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the time series data of heart rate intensity. 心拍強度の分散値の時系列データの具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the time series data of the dispersion value of heart rate intensity. 本発明の第1の実施の形態における具体例としての睡眠深度の判定結果の時系列データの具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the time series data of the determination result of the sleep depth as a specific example in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における具体例としての目標設定温度の時系列データの具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the time series data of target set temperature as a specific example in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における具体例としての室温の時系列データの具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the time series data of room temperature as a specific example in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における具体例としての温度制御した寝床内温度の時系列データの具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the time series data of the temperature in the bed which carried out temperature control as a specific example in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態として示す睡眠環境温度制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the sleep environment temperature control apparatus shown as the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における具体例としての睡眠深度の判定結果の時系列データの具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the time series data of the determination result of the sleep depth as a specific example in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における具体例としての目標設定温度の時系列データの具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the time series data of the target setting temperature as a specific example in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における具体例としての睡眠深度の判定結果の時系列データの具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the time series data of the determination result of the sleep depth as a specific example in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における具体例としての目標投入熱量の時系列データの具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the time series data of the target input heat amount as a specific example in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における具体例としての室温の時系列データの具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the time series data of room temperature as a specific example in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態における具体例としての温度制御した寝床内温度の時系列データの具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the time series data of the temperature in the bed where temperature control was carried out as a specific example in the 2nd Embodiment of this invention. 他の生体信号検出部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of another biological signal detection part.

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

この実施の形態は、睡眠環境温度を制御する睡眠環境温度制御装置である。特に、この睡眠環境温度制御装置は、利用者の生体信号に基づいて睡眠環境温度を最適に制御するものである。   This embodiment is a sleep environment temperature control device that controls the sleep environment temperature. In particular, this sleep environment temperature control device optimally controls the sleep environment temperature based on a user's biological signal.

まず、本発明の第1の実施の形態として、測定した寝床内温度に基づくフィードバック制御を行う睡眠環境温度制御装置について説明する。   First, as a first embodiment of the present invention, a sleep environment temperature control device that performs feedback control based on a measured bed temperature is described.

図1に、本発明の第1の実施の形態として示す睡眠環境温度制御装置の処理をブロックとして表した構成を示し、図2に、図1において矢視方向からみたときの一部断面図を示している。すなわち、睡眠環境温度制御装置は、寝台21上に横臥している利用者の生体信号を検出する生体信号検出部1と、この生体信号検出部1によって検出された生体信号を増幅する信号増幅部2と、この信号増幅部2によって増幅された生体信号に対してフィルタリング処理を施すフィルタ部3と、このフィルタ部3を通過した心拍信号及び/又は呼吸信号に対して自動的に利得制御を行う自動利得制御部4と、心拍信号及び/又は呼吸信号の強度を算出する信号強度算出部5と、この信号強度算出部5によって算出された心拍強度及び/又は呼吸強度の分散値を算出する分散値算出部6と、信号強度算出部5によって算出された心拍強度及び/又は呼吸強度、及び/又は、分散値算出部6によって算出された心拍強度及び/又は呼吸強度の分散値に基づいて、睡眠深度を判定する睡眠深度判定部7と、この睡眠深度判定部7によって判定された睡眠深度及び温度センサ10によって測定された温度に基づいて寝台21に敷設された温熱シート9まわりの寝床内温度(睡眠環境温度)を制御する温度制御部8とを備える。なお、これら各部のうち、少なくとも、信号強度算出部5、分散値算出部6、睡眠深度判定部7、及び、温度制御部8は、例えば、信号処理を行うコンピュータにおけるCPU(Central Processing Unit)やメモリ等のハードウェアを用いて実行可能なプログラムとして実装したり、コンピュータに装着可能な拡張ボードに搭載されたDSP(Digital Processing Unit)等の専用プロセッサを用いて実装したりすることができる。   FIG. 1 shows a configuration representing a process of the sleep environment temperature control device shown as the first embodiment of the present invention as a block, and FIG. 2 is a partial cross-sectional view when viewed from the direction of the arrow in FIG. Show. That is, the sleep environment temperature control device includes a biological signal detection unit 1 that detects a biological signal of a user lying on the bed 21 and a signal amplification unit that amplifies the biological signal detected by the biological signal detection unit 1. 2, a filter unit 3 that performs a filtering process on the biological signal amplified by the signal amplifying unit 2, and gain control is automatically performed on a heartbeat signal and / or a respiratory signal that has passed through the filter unit 3. Automatic gain control unit 4, signal intensity calculation unit 5 that calculates the intensity of the heart rate signal and / or respiration signal, and variance that calculates the dispersion value of the heart rate intensity and / or respiration intensity calculated by this signal intensity calculation unit 5 The heart rate intensity and / or respiratory intensity calculated by the value calculating unit 6 and the signal intensity calculating unit 5 and / or the heart rate intensity and / or respiratory intensity calculated by the variance value calculating unit 6 Based on the value, the sleep depth determination unit 7 that determines the sleep depth, and the thermal sheet 9 laid on the bed 21 based on the sleep depth determined by the sleep depth determination unit 7 and the temperature measured by the temperature sensor 10 A temperature control unit 8 that controls the temperature in the surrounding bed (sleeping environment temperature). Among these units, at least the signal intensity calculation unit 5, the variance value calculation unit 6, the sleep depth determination unit 7, and the temperature control unit 8 are, for example, a CPU (Central Processing Unit) in a computer that performs signal processing, It can be implemented as a program executable using hardware such as a memory, or can be implemented using a dedicated processor such as a DSP (Digital Processing Unit) mounted on an expansion board that can be mounted on a computer.

生体信号検出部1は、利用者の微細な生体信号を検出する無侵襲且つ無拘束センサである。具体的には、生体信号検出部1は、圧力検出チューブ1aと、この圧力検出チューブ1aの内部に収容されている空気の微小な圧力変動を検出するセンサである微差圧センサ1bとから構成され、無侵襲且つ無拘束な生体信号の検出手段を構成している。   The biological signal detection unit 1 is a non-invasive and unconstrained sensor that detects a minute biological signal of a user. Specifically, the biological signal detection unit 1 includes a pressure detection tube 1a and a minute differential pressure sensor 1b that is a sensor that detects minute pressure fluctuations in the air accommodated in the pressure detection tube 1a. Thus, a non-invasive and non-constrained biological signal detection means is configured.

圧力検出チューブ1aとしては、生体信号の圧力変動範囲に対応して内部の圧力が変動するように適度な弾力を有するものを使用する。また、圧力検出チューブ1aとしては、圧力変化を適切な応答速度で微差圧センサ1bに伝達するために、チューブの中空部の容積を適切に選択する必要がある。圧力検出チューブ1aが適度な弾性と中空部容積とを同時に満足できない場合には、圧力検出チューブ1aの中空部に適切な太さの芯線をチューブ長さ全体にわたって装填し、中空部の容積を適切にとることができる。   As the pressure detection tube 1a, a tube having an appropriate elasticity so that the internal pressure fluctuates corresponding to the pressure fluctuation range of the biological signal is used. Further, as the pressure detection tube 1a, it is necessary to appropriately select the volume of the hollow portion of the tube in order to transmit the pressure change to the fine differential pressure sensor 1b at an appropriate response speed. When the pressure detection tube 1a cannot satisfy the appropriate elasticity and the volume of the hollow portion at the same time, the hollow portion of the pressure detection tube 1a is loaded with a core wire of an appropriate thickness over the entire length of the tube, and the volume of the hollow portion is set appropriately. Can be taken.

このような圧力検出チューブ1aは、寝台21上に敷設された硬質シート22上に配置される。睡眠環境温度制御装置においては、硬質シート22上に弾性を有するクッションシート23が敷設されており、圧力検出チューブ1aの上に利用者が横臥することになる。なお、圧力検出チューブ1aは、クッションシート23等に組み込んだ構成とすることにより、圧力検出チューブ1aの位置を安定させる構造としてもよい。   Such a pressure detection tube 1 a is disposed on a hard sheet 22 laid on the bed 21. In the sleep environment temperature control device, an elastic cushion sheet 23 is laid on the hard sheet 22, and the user lies on the pressure detection tube 1a. Note that the pressure detection tube 1a may be configured to be incorporated in the cushion sheet 23 or the like to stabilize the position of the pressure detection tube 1a.

微差圧センサ1bは、微小な圧力の変動を検出するセンサである。本実施の形態においては、微差圧センサ1bとして、低周波用のコンデンサマイクロフォンタイプのものを使用するが、これに限定されるものではなく、適切な分解能とダイナミックレンジとを有するものであればよい。本実施の形態において使用した低周波用のコンデンサマイクロフォンは、一般の音響用マイクロフォンが低周波領域に対して配慮されていないのに引き替え、受圧面の後方にチャンバーを設けることによって低周波領域の特性を大幅に向上させたものであり、圧力検出チューブ1a内の微小圧力変動を検出するのに好適なものである。また、このコンデンサマイクロフォンは、微小な差圧を計測するのに優れており、0.2Paの分解能と約50Paのダイナミックレンジとを有し、通常使用されるセラミックを利用した微差圧センサと比較して数倍の性能を持つものであり、生体信号が体表面に通して圧力検出チューブ1aに加えた微小な圧力を検出するのに好適なものである。また、周波数特性は、0.1Hz〜20Hzの間で略平坦な出力値を示し、心拍及び呼吸等の微小な生体信号を検出するのに適している。   The minute differential pressure sensor 1b is a sensor that detects minute fluctuations in pressure. In the present embodiment, a low-frequency condenser microphone type sensor is used as the fine differential pressure sensor 1b. However, the present invention is not limited to this, and any sensor having an appropriate resolution and dynamic range may be used. Good. The low-frequency condenser microphone used in the present embodiment is replaced with a general acoustic microphone that does not consider the low-frequency region, and a low-frequency region characteristic is provided by providing a chamber behind the pressure-receiving surface. Is significantly improved, and is suitable for detecting minute pressure fluctuations in the pressure detection tube 1a. In addition, this condenser microphone is excellent for measuring minute differential pressure, has a resolution of 0.2 Pa and a dynamic range of about 50 Pa, and is compared with a fine differential pressure sensor using a ceramic that is usually used. Therefore, it is suitable for detecting a minute pressure applied to the pressure detection tube 1a through a biological signal passing through the body surface. The frequency characteristic shows a substantially flat output value between 0.1 Hz and 20 Hz, and is suitable for detecting minute biological signals such as heartbeat and respiration.

本実施の形態においては、一方が利用者の胸部の部位の生体信号を検出し、他方が利用者の臀部の部位を検出するように、2組の圧力検出チューブ1aが設けられており、利用者の就寝の姿勢にかかわらず生体信号を検出するように構成されている。なお、睡眠環境温度制御装置においては、胸部の部位又は臀部の部位の一方のみに圧力検出チューブ1aを配置する構成としてもよい。このような生体信号検出部1によって検出された生体信号は、信号増幅部2に供給される。睡眠環境温度制御装置は、このような無侵襲且つ無拘束で生体信号を検出する構成とすることにより、日常生活において容易に使用することができ、特に高齢者の使用に極めて好適である。   In the present embodiment, two sets of pressure detection tubes 1a are provided so that one detects a biological signal of the user's chest region and the other detects the user's buttocks region. A biological signal is detected regardless of the person's sleeping posture. In the sleep environment temperature control device, the pressure detection tube 1a may be arranged only in one of the chest region and the buttocks region. The biological signal detected by such a biological signal detection unit 1 is supplied to the signal amplification unit 2. The sleep environment temperature control device can be easily used in daily life by adopting such a non-invasive and non-constrained configuration for detecting a biological signal, and is particularly suitable for the elderly.

信号増幅部2は、後の処理工程で処理できるように生体信号検出部1によって検出された信号を増幅し、さらに、明らかに異常なレベルの信号を除去する等して適切な信号整形処理を行う。この信号増幅部2によって増幅された生体信号は、フィルタ部3に供給される。   The signal amplification unit 2 amplifies the signal detected by the biological signal detection unit 1 so that it can be processed in a later processing step, and further performs an appropriate signal shaping process by removing a signal of an apparently abnormal level. Do. The biological signal amplified by the signal amplifying unit 2 is supplied to the filter unit 3.

フィルタ部3は、信号増幅部2によって増幅された生体信号から不要な信号をバンドパスフィルタ等によって除去することにより、心拍信号及び呼吸信号を抽出する。すなわち、生体信号検出部1によって検出された生体信号は、人体から発する様々な振動が混ざり合った信号であり、その中に心拍信号や呼吸信号をはじめとして寝返りを示す体動信号等の様々な信号が含まれている。このうち、心拍信号は、心臓のポンプ機能に基づく圧力の変化(すなわち血圧)が振動となって生体信号に含まれるものである。また、呼吸信号は、肺の動きに基づく体動の変化が振動となって生体信号に含まれるものである。睡眠環境温度制御装置においては、これをフィルタ部3によって抽出することにより、心拍信号及び呼吸信号として認識する。このフィルタ部3を通過した心拍信号及び呼吸信号は、それぞれ、自動利得制御部4に供給される。なお、心拍信号及び呼吸信号のサンプル周期は、20ミリ秒としている。   The filter unit 3 extracts a heartbeat signal and a respiratory signal by removing unnecessary signals from the biological signal amplified by the signal amplification unit 2 using a bandpass filter or the like. That is, the biological signal detected by the biological signal detection unit 1 is a signal in which various vibrations emitted from the human body are mixed, and various types of body motion signals such as a heartbeat signal and a respiratory signal, and a body motion signal indicating a turnover are included therein. The signal is included. Among these, the heartbeat signal is a signal in which a change in pressure (that is, blood pressure) based on the pump function of the heart becomes vibration and is included in the biological signal. In addition, the respiratory signal is included in the biological signal as a change in body movement based on the movement of the lungs becomes a vibration. In the sleep environment temperature control device, this is extracted by the filter unit 3 so as to be recognized as a heartbeat signal and a respiratory signal. The heartbeat signal and the respiratory signal that have passed through the filter unit 3 are respectively supplied to the automatic gain control unit 4. Note that the sampling period of the heartbeat signal and the respiration signal is 20 milliseconds.

自動利得制御部4は、フィルタ部3の出力が所定の信号レベルの範囲内に入るように自動的に利得制御を行ういわゆるAGC回路である。この自動利得制御部4による利得制御は、例えば信号のピーク値が所定の上限閾値を超えた場合に出力信号の振幅が小さくなるように利得を設定するとともに、ピーク値が所定の下限閾値を下回った場合に振幅が大きくなるように利得を設定している。自動利得制御部4は、このような利得制御を行った際の利得の値(係数)を信号強度算出部5に供給する。   The automatic gain control unit 4 is a so-called AGC circuit that automatically performs gain control so that the output of the filter unit 3 falls within a predetermined signal level range. The gain control by the automatic gain control unit 4 sets the gain so that the amplitude of the output signal becomes small when the peak value of the signal exceeds a predetermined upper limit threshold, and the peak value falls below the predetermined lower limit threshold. In such a case, the gain is set so that the amplitude increases. The automatic gain control unit 4 supplies the gain value (coefficient) when such gain control is performed to the signal strength calculation unit 5.

信号強度算出部5は、自動利得制御部4において心拍信号及び/又は呼吸信号に対して施した利得制御の係数に基づいて、心拍信号及び/又は呼吸信号の強度を算出する。なお、本願明細書においては、この利得制御の係数に基づく値を「強度」と称し、信号波形の振幅とは明確に区別している。具体的には、上述した自動利得制御部4から得られる利得の値は、信号の大きさが大きいときには小さく、また、信号の大きさが小さいときは大きく設定されることから、利得の値とは反比例の関係で信号強度が表されることになる。具体的には、後述する図5において、心拍信号波形の振幅とともに心拍信号の強度の1秒ピッチの時系列データを示しているが、利得の値は、波形振幅の包絡線と反比例したものに近似することができ、その結果、心拍強度は、波形振幅の包絡線に近似したものとなる。信号強度算出部5は、算出した心拍信号及び/又は呼吸信号の強度について個人差をなくして一般化するために、正規化して百分率表現値とした上で、分散値算出部6に供給する。   The signal strength calculation unit 5 calculates the strength of the heartbeat signal and / or the respiration signal based on the gain control coefficient applied to the heartbeat signal and / or the respiration signal in the automatic gain control unit 4. In the present specification, the value based on the gain control coefficient is referred to as “intensity” and is clearly distinguished from the amplitude of the signal waveform. Specifically, the gain value obtained from the automatic gain control unit 4 described above is set to be small when the signal size is large and large when the signal size is small. Represents the signal strength in an inversely proportional relationship. Specifically, in FIG. 5 to be described later, the time-series data of 1-second pitch of the heartbeat signal intensity is shown together with the amplitude of the heartbeat signal waveform, but the gain value is inversely proportional to the envelope of the waveform amplitude. As a result, the heart rate intensity approximates the envelope of the waveform amplitude. The signal intensity calculation unit 5 normalizes the calculated heart rate signal and / or respiratory signal intensity to eliminate the individual difference and normalizes the intensity to a percentage expression value, and supplies the normalized value to the variance value calculation unit 6.

分散値算出部6は、信号強度算出部5によって算出された信号強度のデータについて、所定時間のデータのばらつきを示す分散値HIDを算出する。なお、本実施の形態においては、ある時点において、その時点までの一定時間内にサンプリングしたデータのばらつきを示す指標を分散値と称するものとすると、そのデータの標準偏差を分散値として採用している。具体的には、分散値算出部6は、信号強度のデータが1秒毎に測定されているものとすると、一連の信号強度のデータのうち、例えば50秒間のデータの分散値を算出する。この場合、ある時点から遡及して50秒間のデータの分散値を算出し、その後、次の1秒後から遡及して50秒間のデータの分散値を算出する、といった処理を繰り返し行う。この結果、分散値算出部6は、信号強度のばらつき(分散値)についての1秒間隔の時系列データを得ることができる。分散値算出部6は、このようにして得られた時系列データを睡眠深度判定部7に供給する。   The variance value calculation unit 6 calculates a variance value HID indicating the variation in data for a predetermined time for the signal strength data calculated by the signal strength calculation unit 5. In this embodiment, when an index indicating a variation in data sampled within a certain time until a certain time point is referred to as a variance value, the standard deviation of the data is adopted as the variance value. Yes. Specifically, assuming that the signal strength data is measured every second, the variance value calculation unit 6 calculates the variance value of the data for 50 seconds, for example, among the series of signal strength data. In this case, the process of calculating the variance value of the data for 50 seconds retroactively from a certain point in time and then calculating the variance value of the data for 50 seconds retroactively after the next one second is repeatedly performed. As a result, the variance value calculation unit 6 can obtain time-series data at intervals of 1 second with respect to variations in signal intensity (variance values). The variance value calculation unit 6 supplies the time series data thus obtained to the sleep depth determination unit 7.

睡眠深度判定部7は、分散値算出部6によって算出された心拍強度及び/又は呼吸強度の分散値に基づいて、利用者の睡眠深度、すなわち、覚醒段階、レム睡眠段階、第1のノンレム睡眠段階及び第2のノンレム睡眠段階(浅いノンレム睡眠段階)、並びに、第3のノンレム睡眠段階及び第4のノンレム睡眠段階(深いノンレム睡眠段階)の6段階の種別を判定する。なお、体動がある場合には、信号が大きく振れ且つその信号強度の分散値HIDも大きくなる。そこで、睡眠深度判定部7は、このような異常値の影響を除去するため、所定値を超える信号強度の分散値HIDをその所定値で置換する等の異常値処理を行う。そして、睡眠深度判定部7は、心拍強度及び/又は呼吸強度の時系列データや分散値HIDの時系列データ等を出力し、図示しない表示装置に表示させたり、印刷装置によって印刷させたり、記憶装置にデータとして記憶させたりするとともに、判定した睡眠深度情報を温度制御部8に供給する。   The sleep depth determination unit 7 is based on the heartbeat intensity and / or the respiratory intensity distribution value calculated by the variance value calculation unit 6, that is, the sleep depth of the user, that is, the awakening stage, the REM sleep stage, and the first non-REM sleep. The six types of the stage and the second non-REM sleep stage (shallow non-REM sleep stage) and the third non-REM sleep stage and the fourth non-REM sleep stage (deep non-REM sleep stage) are determined. When there is a body motion, the signal shakes greatly and the variance value HID of the signal intensity also increases. Therefore, in order to remove the influence of such an abnormal value, the sleep depth determination unit 7 performs an abnormal value process such as replacing the variance value HID of the signal intensity exceeding the predetermined value with the predetermined value. Then, the sleep depth determination unit 7 outputs time series data of heart rate intensity and / or respiratory intensity, time series data of variance value HID, etc., and displays them on a display device (not shown), prints them with a printing device, and stores them. The apparatus is stored as data in the apparatus, and the determined sleep depth information is supplied to the temperature control unit 8.

温度制御部8は、睡眠深度判定部7によって判定された睡眠深度と、温度センサ10によって測定された温度とに基づいて、寝台21に敷設された温熱シート9の図示しない電源をオン/オフ制御することにより、寝床内温度を制御する。なお、温熱シート9は、一般には、温熱敷布団や電気毛布等を具体例とする温度調節機能を有する寝具であるが、換言すれば、睡眠環境温度制御装置は、温度調節機能を有する寝具であればシート状部材に限らず任意のものを適用することができ、温熱敷布団や電気毛布等の電気加熱方式のものの他、温度調節された流体を収容する温度調節マットや、温度調節された空気を寝床内に供給する空気供給手段を備えるもの等であってもよい。また、温度センサ10は、温熱シート9まわりの寝床内温度、特に利用者の膝下における寝床内温度を測定するセンサと、温熱シート9を含む寝台21が配置された部屋の室温を測定するセンサとから構成されている。すなわち、温度制御部8は、睡眠深度判定部7によって判定された睡眠深度と、温度センサ10によって測定された寝床内温度及び室温とに基づいて、睡眠環境温度を制御する。   Based on the sleep depth determined by the sleep depth determination unit 7 and the temperature measured by the temperature sensor 10, the temperature control unit 8 performs on / off control of a power supply (not shown) of the thermal sheet 9 laid on the bed 21. By doing so, the temperature in the bed is controlled. The thermal sheet 9 is generally a bedding having a temperature adjustment function, such as a thermal mattress or an electric blanket. In other words, the sleep environment temperature control device is a bedding having a temperature adjustment function. In addition to sheet-like members, any material can be applied. In addition to electric heating methods such as thermal mattresses and electric blankets, a temperature-adjusting mat containing temperature-controlled fluid and temperature-controlled air The thing provided with the air supply means to supply in the bed may be used. Further, the temperature sensor 10 includes a sensor that measures the temperature in the bed around the thermal sheet 9, particularly the temperature in the bed under the knee of the user, and a sensor that measures the room temperature of the room in which the bed 21 including the thermal sheet 9 is disposed. It is composed of That is, the temperature control unit 8 controls the sleep environment temperature based on the sleep depth determined by the sleep depth determination unit 7 and the bed temperature and room temperature measured by the temperature sensor 10.

このような睡眠環境温度制御装置は、図3に示すような一連の手順にしたがって、寝床内の温度測定を行い、睡眠深度に応じた睡眠環境温度制御を行う。なお、以下では、生体信号のうち心拍信号に基づいて処理を行うものとして説明する。   Such a sleep environment temperature control device measures the temperature in the bed according to a series of procedures as shown in FIG. 3, and performs sleep environment temperature control according to the sleep depth. In the following description, it is assumed that processing is performed based on a heartbeat signal among biological signals.

まず、睡眠環境温度制御装置においては、図3に示すように、ステップS1において、利用者の操作のもとに、入床時における温熱シート9の睡眠環境温度を任意に設定する。この工程は、利用者自身が、入床時における覚醒時点で入眠のために快適と考える温度又は投入熱量の設定ボリューム値を調整すればよい。入床時における覚醒時の寝床内快適温度は、各自個人によって異なるため、各自個人が設定するものとする。また、睡眠環境温度制御装置においては、入床時刻や、この入床時刻に基づいて入床前に快適な寝床前温度まで上昇させるための設定時間、入床後に快適な寝床前温度を保持する時間等を設定可能としてもよい。なお、睡眠環境温度制御装置は、これらのパラメータを自動的に設定して制御を開始するか手動設定によって制御を開始するかの選択ボタン等を設けてもよい。   First, in the sleep environment temperature control apparatus, as shown in FIG. 3, in step S <b> 1, the sleep environment temperature of the thermal sheet 9 at the time of entering the floor is arbitrarily set under the operation of the user. In this step, the user himself / herself may adjust the set volume value of the temperature or input heat amount that he / she feels comfortable for falling asleep at the time of awakening at the time of entering the bed. Since the comfortable temperature in the bed at the time of awakening when entering the floor varies depending on the individual, it is assumed that each individual sets it. In addition, in the sleep environment temperature control device, the bedtime, a set time for raising to a comfortable pre-bed temperature based on the bed time, and a comfortable pre-bed temperature after bed are maintained. Time and the like may be settable. Note that the sleep environment temperature control device may be provided with a selection button for automatically setting these parameters and starting control or starting control by manual setting.

続いて、睡眠環境温度制御装置においては、ステップS2において、利用者の操作のもとに、覚醒段階、レム睡眠段階、浅いノンレム睡眠段階(第1のノンレム睡眠段階及び第2のノンレム睡眠段階)、及び、深いノンレム睡眠段階(第3のノンレム睡眠段階及び第4のノンレム睡眠段階)のそれぞれについての寝床内温度の目標設定温度を任意に設定する。また、このステップS2では、後述する誘導温度としての目標設定温度も設定する。この工程は、例えば図4に示すような設定用ダイアログを用いて所望値を入力する等、利用者自身が各段階で快適と考える温度に設定すればよい。なお、睡眠深度が深くなると体表面からの熱放散が多くなることから、ステップS2において設定される温度は、ステップS1において設定された温度よりも低い値となる。   Subsequently, in the sleep environment temperature control device, in step S2, under the operation of the user, the awakening stage, the REM sleep stage, and the shallow non-REM sleep stage (the first non-REM sleep stage and the second non-REM sleep stage). The target set temperature of the in-bed temperature for each of the deep non-REM sleep stages (the third non-REM sleep stage and the fourth non-REM sleep stage) is arbitrarily set. In step S2, a target set temperature as an induction temperature described later is also set. This step may be set to a temperature that the user himself / herself feels comfortable at each stage, for example, by inputting a desired value using a setting dialog as shown in FIG. In addition, since the heat dissipation from the body surface increases as the sleep depth increases, the temperature set in step S2 is lower than the temperature set in step S1.

睡眠環境温度制御装置においては、以上の準備が終了して利用者が入床すると、ステップS3において、心拍強度信号を取り込む。すなわち、睡眠環境温度制御装置においては、生体信号検出部1によって検出された生体信号を信号増幅部2によって増幅し、フィルタ部3によって不要な信号をバンドパスフィルタ等によって除去して心拍信号と体動信号とを検出する。なお、体動信号は心拍信号と比較して大きい信号であることから、心拍信号は体動信号に内包された信号となる。体動信号は覚醒及び浅い睡眠時に発生し、特に覚醒時は頻発する場合が多いことから、睡眠環境温度制御装置においては、このような現象をも利用して睡眠深度の判定を行う。   In the sleep environment temperature control device, when the above preparation is completed and the user enters the floor, a heart rate intensity signal is captured in step S3. That is, in the sleep environment temperature control device, the biological signal detected by the biological signal detection unit 1 is amplified by the signal amplification unit 2, and unnecessary signals are removed by the filter unit 3 using a bandpass filter or the like, so that the heartbeat signal and body Detecting a motion signal. Since the body motion signal is larger than the heartbeat signal, the heartbeat signal is a signal included in the body motion signal. The body motion signal is generated during awakening and shallow sleep, and frequently occurs particularly during awakening. Therefore, the sleep environment temperature control device also uses such a phenomenon to determine the sleep depth.

そして、睡眠環境温度制御装置においては、体動信号を含む心拍信号に対して自動利得制御部4によって利得制御を行うことによってピーク値を制御し、信号強度(振幅)を所定の範囲に制限する。これにより、睡眠環境温度制御装置においては、心拍信号に含まれる体動信号が異常に大きな値として検出・排除されることになり、データの信頼性が向上する効果がある。そして、睡眠環境温度制御装置においては、信号強度算出部5により、自動利得制御部4によって心拍信号に適用された利得の値を用いて信号強度を算出する。このとき、心拍強度信号のデータは、例えば1秒毎にサンプリングされ、図5に示すような心拍強度の時系列データが得られる。ここでは、利得の逆数と比例する関数を設定し、信号強度としている。なお、図5の心拍強度は、所定強度によって正規化したものである。   In the sleep environment temperature control device, the peak value is controlled by performing gain control on the heartbeat signal including the body motion signal by the automatic gain control unit 4, and the signal intensity (amplitude) is limited to a predetermined range. . Thereby, in the sleep environment temperature control device, the body motion signal included in the heartbeat signal is detected and eliminated as an abnormally large value, and there is an effect of improving data reliability. In the sleep environment temperature control device, the signal strength calculation unit 5 calculates the signal strength using the gain value applied to the heartbeat signal by the automatic gain control unit 4. At this time, the data of the heart rate intensity signal is sampled, for example, every second, and time series data of the heart rate intensity as shown in FIG. 5 is obtained. Here, a function proportional to the reciprocal of the gain is set as the signal strength. 5 is normalized by a predetermined intensity.

続いて、睡眠環境温度制御装置においては、ステップS4において、分散値算出部6によって心拍強度の分散値HIDを算出する。具体的には、分散値算出部6は、各時点から遡及して例えば30秒間のデータの分散値(標準偏差)を算出する。これにより、図6に示すような心拍強度の分散値HIDの時系列データが得られる。なお、図6に示す心拍強度の分散値HIDは、100秒間のデータの分散値であり、その単位は、想定される最大の心拍強度の分散値を基準とする百分率であり、最大スケールを45%としている。   Subsequently, in the sleep environment temperature control device, the variance value calculation unit 6 calculates the variance value HID of the heart rate intensity in step S4. Specifically, the variance value calculating unit 6 retroactively calculates from each time point, for example, a variance value (standard deviation) of data for 30 seconds. As a result, time-series data of the heartbeat intensity variance HID as shown in FIG. 6 is obtained. The heart rate intensity variance value HID shown in FIG. 6 is a variance value of data for 100 seconds, the unit of which is a percentage based on the assumed maximum heart rate intensity variance value, and the maximum scale is 45. %.

そして、睡眠環境温度制御装置においては、ステップS5において、睡眠深度判定部7による睡眠深度の判定を行う。ここで、深いノンレム睡眠段階への遷移は、浅いノンレム睡眠段階から突然生じるのではなく、必ず浅いノンレム睡眠段階を所定時間経過してから生じるということが本願発明者の研究によって判明した。具体的には、浅いノンレム睡眠段階時に心拍強度の分散値HIDが3.3%以下となり、その状態が約600秒程度継続した場合に、浅いノンレム睡眠段階から深いノンレム睡眠段階へと遷移する。そのため、睡眠環境温度制御装置は、深い睡眠状態では熱放散による温度上昇に応じて睡眠環境温度を低下させるが、浅いノンレム睡眠段階から深いノンレム睡眠段階への遷移時における温度も適切に制御し、浅いノンレム睡眠から深いノンレム睡眠へと誘導することを特徴としている。   In the sleep environment temperature control device, the sleep depth determination unit 7 determines the sleep depth in step S5. Here, it has been found by the inventor's research that the transition to the deep non-REM sleep stage does not occur suddenly from the shallow non-REM sleep stage but always occurs after a predetermined time elapses from the shallow non-REM sleep stage. Specifically, when the dispersion value HID of heart rate intensity is 3.3% or less during the shallow non-REM sleep stage and the state continues for about 600 seconds, the transition from the shallow non-REM sleep stage to the deep non-REM sleep stage is made. Therefore, the sleep environment temperature control device lowers the sleep environment temperature according to the temperature rise due to heat dissipation in the deep sleep state, but also appropriately controls the temperature at the transition from the shallow non-REM sleep stage to the deep non-REM sleep stage, It is characterized by induction from shallow non-REM sleep to deep non-REM sleep.

すなわち、睡眠深度判定部7は、ステップS4にて得られた心拍強度の分散値HIDの時系列データに基づいて睡眠深度を判定する。例えば、睡眠深度判定部7は、心拍強度の分散値HIDの値とその保持時間(ある値が所定条件を時間的に連続して満たす場合の時間)とに基づいて各睡眠深度を判定する。なお、睡眠深度判定部7は、心拍強度の分散値HIDを用いて睡眠深度を適切に判定できる手法であれば任意の手法を採用することができる。   That is, the sleep depth determination unit 7 determines the sleep depth based on the time-series data of the heartbeat intensity variance HID obtained in step S4. For example, the sleep depth determination unit 7 determines each sleep depth based on the value of the variance value HID of the heart rate intensity and its holding time (a time when a certain value satisfies a predetermined condition in terms of time). The sleep depth determination unit 7 can employ any method as long as it can appropriately determine the sleep depth using the variance value HID of the heart rate intensity.

そして、睡眠環境温度制御装置においては、ステップS6において、睡眠深度が覚醒段階、レム睡眠段階、又は、浅いノンレム睡眠段階のいずれかであるかを判定する。ここで、睡眠環境温度制御装置においては、覚醒段階、レム睡眠段階、又は、浅いノンレム睡眠段階のいずれかであると判定した場合には、ステップS7において、寝床内温度がステップS2にて各睡眠深度について設定した目標設定温度となるように、温度制御部8によって温熱シート9の温度を制御し、ステップS3からの処理を繰り返す。なお、睡眠環境温度制御装置においては、覚醒段階、レム睡眠段階、又は、浅いノンレム睡眠段階を個別に判定し、目標設定温度も個別に設定するのではなく、深いノンレム睡眠段階ではない睡眠深度としてまとめて判定し、目標設定温度を一律に設定してもよい。   In step S6, the sleep environment temperature control device determines whether the sleep depth is one of the awakening stage, the REM sleep stage, or the shallow non-REM sleep stage. Here, in the sleep environment temperature control device, when it is determined that the sleep environment temperature is in one of the awakening stage, the REM sleep stage, or the shallow non-REM sleep stage, in step S7, the temperature in the bed is changed to each sleep in step S2. The temperature control unit 8 controls the temperature of the thermal sheet 9 so that the target set temperature set for the depth is reached, and the processing from step S3 is repeated. In the sleep environment temperature control device, the arousal stage, the REM sleep stage, or the shallow non-REM sleep stage is individually determined, and the target set temperature is not set individually, but as a sleep depth that is not a deep non-REM sleep stage. Judgment may be made collectively and the target set temperature may be set uniformly.

一方、睡眠環境温度制御装置においては、覚醒段階、レム睡眠段階、又は、浅いノンレム睡眠段階のいずれでもないと判定した場合には、ステップS8へと処理を移行し、分散値HIDが所定値以下である状態が所定時間継続しているか否かを判定する。具体的には、分散値HIDが3.3%以下である状態が600秒継続した場合に深いノンレム睡眠段階へと遷移することから、睡眠深度判定部7は、600秒の継続時間における途中の所定時間(例えば200秒)だけ分散値HIDが3.3%以下である状態が継続しているか否かを判定する。   On the other hand, in the sleep environment temperature control device, when it is determined that it is not any of the awakening stage, the REM sleep stage, or the shallow non-REM sleep stage, the process proceeds to step S8, and the dispersion value HID is equal to or less than a predetermined value. It is determined whether or not this state continues for a predetermined time. Specifically, when the state where the variance HID is 3.3% or less continues for 600 seconds, the sleep depth determination unit 7 is in the middle of the duration of 600 seconds. It is determined whether or not the state where the dispersion value HID is 3.3% or less continues for a predetermined time (for example, 200 seconds).

ここで、睡眠環境温度制御装置においては、分散値HIDが3.3%以下である状態が200秒継続するまで待機し、200秒継続すると、ステップS9において、寝床内温度が浅いノンレム睡眠段階における目標設定温度よりも若干低い温度(以下、誘導温度という。)となるように、温度制御部8によって温熱シート9の温度を制御する。睡眠環境温度制御装置においては、このような浅いノンレム睡眠段階から深いノンレム睡眠段階へと誘導する誘導温度を設けることにより、拙速に深いノンレム睡眠段階の温度設定とすることによる違和感をなくすことが可能となる。   Here, in the sleep environment temperature control device, it waits until the state where the dispersion value HID is 3.3% or less continues for 200 seconds, and when it continues for 200 seconds, in step S9, in the non-REM sleep stage where the temperature in the bed is shallow. The temperature control unit 8 controls the temperature of the thermal sheet 9 so that the temperature is slightly lower than the target set temperature (hereinafter referred to as induction temperature). In the sleep environment temperature control device, it is possible to eliminate the sense of incongruity caused by setting the temperature of the deep non-REM sleep stage quickly by providing an induction temperature that induces from the shallow non-REM sleep stage to the deep non-REM sleep stage. It becomes.

そして、睡眠環境温度制御装置においては、ステップS10において、深いノンレム睡眠段階に完全に遷移したか否かを判定する。すなわち、睡眠深度判定部7は、分散値HIDが3.3%以下である状態が600秒継続したか否かを判定する。睡眠環境温度制御装置においては、深いノンレム睡眠段階に遷移したと判定すると、ステップS11において、寝床内温度が深いノンレム睡眠段階についての目標設定温度となるように、温度制御部8によって温熱シート9の温度を制御し、ステップS3からの処理を繰り返す。なお、ここでの目標設定温度は、誘導温度よりも低い値となる。すなわち、各段階での設定温度の関係は、ステップS1にて設定した入床時における設定温度>ステップS2にて設定した覚醒段階、レム睡眠段階、及び、浅いノンレム睡眠段階のそれぞれについての目標設定温度>誘導温度>深いノンレム睡眠段階についての目標設定温度となる。   Then, in the sleep environment temperature control device, in step S10, it is determined whether or not the transition to the deep non-REM sleep stage is complete. That is, the sleep depth determination unit 7 determines whether or not the state where the dispersion value HID is 3.3% or less continues for 600 seconds. In the sleep environment temperature control device, when it is determined that the transition to the deep non-REM sleep stage is made, in step S11, the temperature control unit 8 controls the thermal sheet 9 so that the bed temperature becomes the target set temperature for the deep non-REM sleep stage. The temperature is controlled and the processing from step S3 is repeated. The target set temperature here is a value lower than the induction temperature. That is, the relationship between the set temperatures at each stage is as follows: the set temperature at the time of entering the floor set at step S1> the target setting for each of the awakening stage, REM sleep stage, and shallow non-REM sleep stage set at step S2. Temperature> Induction temperature> Target set temperature for deep non-REM sleep stage.

睡眠環境温度制御装置においては、このような一連の手順にしたがって、各睡眠深度に応じた睡眠環境温度の制御を適切に行うことができる。   In the sleep environment temperature control apparatus, the sleep environment temperature can be appropriately controlled according to each sleep depth according to such a series of procedures.

なお、睡眠環境温度制御装置においては、深いノンレム睡眠段階から寝返り等が発生した場合等、深いノンレム睡眠段階から浅いノンレム睡眠段階へと遷移する場合には、短時間で遷移することから、即座に浅いノンレム睡眠段階についての睡眠環境温度となるように制御を行えばよく、レム睡眠段階や覚醒段階へと遷移する際にも、即座に対応する目標設定温度となるように制御を行えばよい。   In addition, in the sleep environment temperature control device, when turning from a deep non-REM sleep stage to a shallow non-REM sleep stage, such as when turning over from a deep non-REM sleep stage, the transition is made in a short time. Control may be performed so that the sleep environment temperature for the shallow non-REM sleep stage is obtained, and control may be performed so that the target set temperature is immediately corresponding to the transition to the REM sleep stage or the awakening stage.

また、起床時には快適な目覚めを促すことが重要であり、そのために深部体温を上げることによって覚醒させる温度制御を行うのが望ましい。そのため、睡眠環境温度制御装置においては、起床予定時刻を設定可能とし、起床予定時刻前30分といったような起床予定時刻が近づいた時点で徐々に寝床内温度を上昇させるように目標設定温度を設定してもよい。睡眠環境温度制御装置においては、このような制御を行うことにより、利用者の深部体温が徐々に上昇し、その睡眠深度が浅くなるために、室内の照明や外光あるいは音(目覚まし時計)等の刺激により、容易に且つ快適に目覚めさせることができる。   In addition, it is important to promote a comfortable awakening when waking up. Therefore, it is desirable to perform temperature control to wake up by raising the deep body temperature. Therefore, in the sleep environment temperature control device, it is possible to set the scheduled wake-up time, and the target set temperature is set so as to gradually increase the temperature in the bed when the scheduled wake-up time such as 30 minutes before the scheduled wake-up time approaches May be. In the sleep environment temperature control device, by performing such control, the user's deep body temperature gradually rises and the sleep depth becomes shallow, so indoor lighting, external light, sound (alarm clock), etc. It is possible to wake up easily and comfortably by the stimulation.

さらに、睡眠環境温度制御装置においては、温度センサ10によって測定される室温の変化を加味した制御を行ってもよく、具体的には、室温が1℃低下する度に、目標設定温度を通常の目標設定温度よりも0.5℃上昇させる。睡眠環境温度制御装置においては、室温の変化に応じて目標設定温度を変更することにより、快適な寝床内温度を得ることができる。   Furthermore, in the sleep environment temperature control device, control that takes into account the change in the room temperature measured by the temperature sensor 10 may be performed. Specifically, each time the room temperature decreases by 1 ° C., the target set temperature is set to the normal temperature. Raise the target temperature by 0.5 ° C. In the sleep environment temperature control device, a comfortable bed temperature can be obtained by changing the target set temperature according to a change in room temperature.

以下では、実際の制御例について説明する。   Hereinafter, an actual control example will be described.

まず、目標設定温度条件及び睡眠深度判定条件は以下のとおりである。   First, the target set temperature condition and the sleep depth determination condition are as follows.

すなわち、深いノンレム睡眠段階における目標設定温度T0Dを38℃(室温が10℃の場合)とした。この目標設定温度T0Dに設定するための深いノンレム睡眠段階の判定は、上述したように、100秒間の分散値HIDが所定値S3(3.3%)以下である状態が所定時間tm2(600秒)継続した場合に行うものとした。ただし、分散値HID≦S3である状態が断続的に発生する場合であっても、連続した同じ睡眠深度であると判定してもよい蓋然性が高いことから、分散値HID≦S3である状態の合間に、分散値HID≧S3となる状態が所定の短時間ts≦S0(約40秒)発生した場合であっても、全体として分散値HID≦S3である状態が所定時間tm2(600秒)継続した場合には、連続した深いノンレム睡眠段階であると判定した。   That is, the target set temperature T0D in the deep non-REM sleep stage was 38 ° C. (when the room temperature was 10 ° C.). As described above, the determination of the deep non-REM sleep stage for setting the target set temperature T0D is that the state where the dispersion value HID for 100 seconds is equal to or less than the predetermined value S3 (3.3%) is the predetermined time tm2 (600 seconds). ) It was supposed to be done if continued. However, even if the state where the variance value HID ≦ S3 occurs intermittently, there is a high probability that it may be determined that the sleep depth is the same continuous sleep depth. Therefore, in the state where the variance value HID ≦ S3 Even if the state where the dispersion value HID ≧ S3 occurs in the meantime for a predetermined short time ts ≦ S0 (about 40 seconds), the state where the dispersion value HID ≦ S3 as a whole is the predetermined time tm2 (600 seconds). If continued, it was determined to be a continuous deep non-REM sleep stage.

また、浅いノンレム睡眠段階から深いノンレム睡眠段階へと誘導する目標設定温度T0Mを40℃(室温が10℃の場合)とした。この目標設定温度T0Mに設定するための判定は、100秒間の分散値HIDが所定値S3(3.3%)以下である状態が所定時間tm1(200秒)継続した場合に行うものとした。なお、上述したように、分散値HID≦S3である状態が断続的に発生する場合であっても、全体として分散値HID≦S3である状態が所定時間tm1(200秒)継続した場合には、目標設定温度T0Mに設定した。   In addition, the target set temperature T0M for guiding from the shallow non-REM sleep stage to the deep non-REM sleep stage was set to 40 ° C. (when the room temperature was 10 ° C.). The determination for setting the target set temperature T0M is performed when the state where the dispersion value HID for 100 seconds is equal to or less than the predetermined value S3 (3.3%) continues for the predetermined time tm1 (200 seconds). As described above, even when the state where the dispersion value HID ≦ S3 occurs intermittently, the state where the dispersion value HID ≦ S3 as a whole continues for a predetermined time tm1 (200 seconds). The target set temperature T0M was set.

さらに、覚醒段階、レム睡眠段階、及び、浅いノンレム睡眠段階における目標設定温度T0Lを一律に42℃(室温が10℃の場合)とした。この目標設定温度T0Lに設定するための判定は、深いノンレム睡眠段階から、100秒間の分散値HIDが所定値S2(4%)を上回る状態が所定時間tm3(40秒程度)継続した場合に行うものとした。すなわち、体動等が発生した場合には、所定時間tm3経過後に、即座に目標設定温度T0Lに設定することにした。   Furthermore, the target set temperature T0L in the awakening stage, the REM sleep stage, and the shallow non-REM sleep stage was uniformly 42 ° C. (when the room temperature was 10 ° C.). The determination to set the target set temperature T0L is performed when a state in which the dispersion value HID for 100 seconds exceeds the predetermined value S2 (4%) continues for a predetermined time tm3 (about 40 seconds) from the deep non-REM sleep stage. It was supposed to be. That is, when body movement or the like occurs, the target set temperature T0L is immediately set after the predetermined time tm3 has elapsed.

さらにまた、室温に対応した制御として、温度センサ10によって測定された室温が1℃低下する度に、目標設定温度を通常の目標設定温度よりも0.5℃上昇させるものとした。   Furthermore, as the control corresponding to the room temperature, the target set temperature is raised by 0.5 ° C. from the normal target set temperature every time the room temperature measured by the temperature sensor 10 decreases by 1 ° C.

また、温熱シート9の制御内容は以下のとおりである。   Moreover, the control content of the thermal sheet 9 is as follows.

電源のオン/オフ制御が可能な温熱シート9を用いて寝床内温度を制御した。具体的には、温度制御部8が温熱シート9の電源をオン/オフ制御し、所定時間t1だけ経過した後の温度T1を温度センサ10によって測定し、この温度T1に基づくフィードバック制御を行った。より具体的には、目標設定温度をT0とすると、温度差A=(T1−T0)を算出し、この温度差Aが目標範囲に入るまで同様のオン/オフ制御を繰り返した。電源をオン/オフ制御する目標範囲は、以下のとおりである。
温度差AがA1以上且つA2未満(A1=1℃、A2=2℃)の場合には、電源オフ
温度差AがA2以上の場合には、電源オフ
温度差Aが−A1以下且つ−A2未満の場合には、電源オフ
温度差Aが−A2以下の場合には、電源オン
The temperature in the bed was controlled by using a thermal sheet 9 capable of turning on / off the power supply. Specifically, the temperature control unit 8 turns on / off the power source of the thermal sheet 9, measures the temperature T1 after a predetermined time t1 has elapsed, and performs feedback control based on the temperature T1. . More specifically, assuming that the target set temperature is T0, a temperature difference A = (T1−T0) is calculated, and the same on / off control is repeated until the temperature difference A enters the target range. The target range for power on / off control is as follows.
When the temperature difference A is A1 or more and less than A2 (A1 = 1 ° C., A2 = 2 ° C.), the power supply is turned off. When the temperature difference A is A2 or more, the power supply is turned off. The temperature difference A is −A1 or less and −A2. If the temperature difference is less than -A2, the power is turned on.

このような条件及び制御内容で、実際に利用者が就寝している状態で寝床内温度の制御を行った。図7に示すような睡眠深度の判定結果が得られたところ、目標設定温度は、図8に示すようになった。そして、図9に示すような室温変化が存在した環境下で寝床内温度を制御した結果、図10に示すように、室温変化を反映した温度制御を実現することができた。   Under such conditions and control contents, the temperature in the bed was controlled while the user was actually sleeping. When the determination result of the sleep depth as shown in FIG. 7 was obtained, the target set temperature became as shown in FIG. Then, as a result of controlling the temperature in the bed under the environment where the room temperature change as shown in FIG. 9 exists, as shown in FIG. 10, the temperature control reflecting the room temperature change could be realized.

以上説明したように、本発明の第1の実施の形態として示す睡眠環境温度制御装置においては、浅いノンレム睡眠段階から深いノンレム睡眠段階へと遷移する際に誘導温度を設定し、この誘導温度に基づく寝床内温度の制御を行うことにより、利用者に寒い等の違和感を与えることなく、適切に深いノンレム睡眠段階へと誘導することができる。したがって、睡眠環境温度制御装置においては、深いノンレム睡眠段階を長くすることができ、利用者に安眠を提供することができ、早期対応型の睡眠深度に応じた睡眠環境温度制御を実現することができる。また、睡眠環境温度制御装置においては、心拍強度の分散値HIDの他、上述した所定時間tm1、tm2、tm3、ts等の時間的パラメータ、さらには、目標設定温度を任意に設定可能であることから、睡眠深度の判定処理を利用者が容易に変更することができるという利点も奏する。   As described above, in the sleep environment temperature control device shown as the first embodiment of the present invention, an induction temperature is set when transitioning from a shallow non-REM sleep stage to a deep non-REM sleep stage, and this induction temperature is set to this induction temperature. By controlling the temperature in the bed based on this, it is possible to guide the user to an appropriately deep non-REM sleep stage without giving the user a feeling of strangeness such as coldness. Therefore, in the sleep environment temperature control device, the deep non-REM sleep stage can be lengthened, the user can be provided with a good night sleep, and the sleep environment temperature control according to the early corresponding sleep depth can be realized. it can. In addition, in the sleep environment temperature control device, in addition to the dispersion value HID of the heart rate intensity, temporal parameters such as the predetermined times tm1, tm2, tm3, and ts described above, and the target set temperature can be arbitrarily set. Therefore, there is also an advantage that the user can easily change the sleep depth determination process.

つぎに、本発明の第2の実施の形態として、寝床内温度を測定することなく、睡眠深度と室温とに基づくフィードフォワード制御を行う睡眠環境温度制御装置について説明する。   Next, as a second embodiment of the present invention, a sleep environment temperature control device that performs feedforward control based on sleep depth and room temperature without measuring the in-bed temperature will be described.

図11に、本発明の第2の実施の形態として示す睡眠環境温度制御装置の処理をブロックとして表した構成を示している。なお、図11において矢視方向からみたときの一部断面図は図2と同様である。すなわち、睡眠環境温度制御装置は、第1の実施の形態として示した生体信号検出部1、信号増幅部2、フィルタ部3、自動利得制御部4、信号強度算出部5、分散値算出部6、及び、睡眠深度判定部7の他に、睡眠深度判定部7によって判定された睡眠深度及び温度センサ16によって測定された温度に基づいて寝台21に敷設された温熱シート9まわりの寝床内温度及び/又は空調装置17によって制御される室温(これら寝床内温度及び室温を睡眠環境温度とする)を制御する温度制御部15とを備える。なお、これら各部のうち、少なくとも、信号強度算出部5、分散値算出部6、睡眠深度判定部7、及び、温度制御部15は、上述したように、CPUやメモリ等のハードウェアを用いて実行可能なプログラムとして実装したり、コンピュータに装着可能な拡張ボードに搭載されたDSP等の専用プロセッサを用いて実装したりすることができる。   In FIG. 11, the structure which represented as a block the process of the sleep environment temperature control apparatus shown as the 2nd Embodiment of this invention is shown. In addition, a partial cross-sectional view when viewed from the direction of the arrow in FIG. 11 is the same as FIG. That is, the sleep environment temperature control apparatus includes the biological signal detection unit 1, the signal amplification unit 2, the filter unit 3, the automatic gain control unit 4, the signal intensity calculation unit 5, and the variance value calculation unit 6 described as the first embodiment. In addition to the sleep depth determination unit 7, the temperature in the bed around the thermal sheet 9 laid on the bed 21 based on the sleep depth determined by the sleep depth determination unit 7 and the temperature measured by the temperature sensor 16, and And / or a temperature control unit 15 that controls the room temperature (the bed temperature and the room temperature are set as the sleep environment temperature) controlled by the air conditioner 17. Of these units, at least the signal strength calculation unit 5, the variance value calculation unit 6, the sleep depth determination unit 7, and the temperature control unit 15 use hardware such as a CPU and a memory as described above. It can be implemented as an executable program, or can be implemented using a dedicated processor such as a DSP mounted on an expansion board that can be mounted on a computer.

温度制御部15は、睡眠深度判定部7によって判定された睡眠深度と、温度センサ16によって測定された温度とに基づいて、寝台21に敷設された温熱シート9の図示しない電源をオン/オフ制御することにより、寝床内温度を制御する。また、温度制御部15は、睡眠深度判定部7によって判定された睡眠深度と、温度センサ16によって測定された温度とに基づいて、空調装置17を制御して室温を制御することもできる。なお、温度センサ16は、寝台21が配置された部屋の室温を測定するセンサから構成されている。すなわち、温度制御部15は、睡眠深度判定部7によって判定された睡眠深度と、温度センサ16によって測定された室温とに基づいて、睡眠環境温度をフィードフォワード制御を行うものであり、寝床内温度測定をせずに、寝床内温度を制御する。即ち寝床内温度を測定することによるフィードバック制御は行わない。   The temperature control unit 15 performs on / off control of a power supply (not shown) of the thermal sheet 9 laid on the bed 21 based on the sleep depth determined by the sleep depth determination unit 7 and the temperature measured by the temperature sensor 16. By doing so, the temperature in the bed is controlled. The temperature control unit 15 can also control the room temperature by controlling the air conditioner 17 based on the sleep depth determined by the sleep depth determination unit 7 and the temperature measured by the temperature sensor 16. In addition, the temperature sensor 16 is comprised from the sensor which measures the room temperature of the room where the bed 21 is arrange | positioned. That is, the temperature control unit 15 performs the feedforward control of the sleep environment temperature based on the sleep depth determined by the sleep depth determination unit 7 and the room temperature measured by the temperature sensor 16, and the bed temperature Control bed temperature without taking measurements. That is, feedback control by measuring the bed temperature is not performed.

このような睡眠環境温度制御装置は、第1の実施の形態と同様に、先に図3に示したような一連の手順にしたがって、睡眠深度に応じた睡眠環境温度制御を行う。なお、以下では、生体信号のうち心拍信号に基づいて処理を行うものとして説明する。   Similar to the first embodiment, such a sleep environment temperature control device performs sleep environment temperature control according to the sleep depth according to a series of procedures as shown in FIG. In the following description, it is assumed that processing is performed based on a heartbeat signal among biological signals.

まず、睡眠環境温度制御装置においては、図3に示したように、ステップS1において、利用者の操作のもとに、入床時における温熱シート9の温度(寝床内温度)と室温とを含む睡眠環境温度を任意に設定する。この工程は、利用者自身が、入床時における覚醒時点で入眠のために快適と考える室温や温熱シート9への投入熱量の設定ボリューム値を調整すればよい。入床時における覚醒時の睡眠環境快適温度は、各自個人によって異なるため、各自個人が設定するものとする。また、睡眠環境温度制御装置においては、入床時刻や、この入床時刻に基づいて入床前に快適な寝床前睡眠環境温度まで上昇させるための設定時間、入床後に快適な寝床前睡眠環境温度を保持する時間等を設定可能としてもよい。なお、睡眠環境温度制御装置は、これらのパラメータを自動的に設定して制御を開始するか手動設定によって制御を開始するかの選択ボタン等を設けてもよい。   First, in the sleep environment temperature control device, as shown in FIG. 3, in step S <b> 1, under the user's operation, the temperature (temperature in the bed) of the thermal sheet 9 at the time of entering the floor and the room temperature are included. Set the sleep environment temperature arbitrarily. In this process, the user himself / herself may adjust the setting volume value of the room temperature and the amount of heat input to the thermal seat 9 that he / she feels comfortable for falling asleep at the time of awakening when entering the floor. Since the sleep environment comfortable temperature at the time of awakening at the time of entering the floor is different for each individual, it is assumed that each individual sets it. In addition, in the sleep environment temperature control device, the bedtime, a set time for raising the sleep environment temperature to a comfortable pre-bed sleep environment temperature based on this bedtime, a comfortable sleep environment before bedtime It is possible to set the time for holding the temperature. Note that the sleep environment temperature control device may be provided with a selection button for automatically setting these parameters and starting control or starting control by manual setting.

続いて、睡眠環境温度制御装置においては、ステップS2において、利用者の操作のもとに、覚醒段階、レム睡眠段階、浅いノンレム睡眠段階(第1のノンレム睡眠段階及び第2のノンレム睡眠段階)、及び、深いノンレム睡眠段階(第3のノンレム睡眠段階及び第4のノンレム睡眠段階)のそれぞれについての室温の目標設定温度や温熱シート9の目標設定温度(目標投入熱量に対応)を任意に設定する。また、このステップS2では、後述する誘導温度としての目標設定温度や、この誘導温度に対応する目標投入熱量も設定する。この工程は、先に図4に示したような設定用ダイアログを用いて所望値を入力する等、利用者自身が各段階で快適と考える温度に設定すればよい。なお、睡眠深度が深くなると体表面からの熱放散が多くなることから、ステップS2において設定される温度や投入熱量は、ステップS1において設定された温度や投入熱量よりも低い値となる。   Subsequently, in the sleep environment temperature control device, in step S2, under the operation of the user, the awakening stage, the REM sleep stage, and the shallow non-REM sleep stage (the first non-REM sleep stage and the second non-REM sleep stage). In addition, the target set temperature of the room temperature and the target set temperature of the thermal seat 9 (corresponding to the target input heat amount) are arbitrarily set for each of the deep non-REM sleep stages (the third non-REM sleep stage and the fourth non-REM sleep stage). To do. In step S2, a target set temperature as an induction temperature described later and a target input heat amount corresponding to the induction temperature are also set. This step may be set to a temperature that the user himself / herself feels comfortable at each stage, such as inputting a desired value using the setting dialog as shown in FIG. Since the heat dissipation from the body surface increases as the sleep depth increases, the temperature and input heat amount set in step S2 are lower than the temperature and input heat amount set in step S1.

睡眠環境温度制御装置においては、以上の準備が終了して利用者が入床すると、ステップS3において、心拍強度信号を取り込む。すなわち、睡眠環境温度制御装置においては、生体信号検出部1によって検出された生体信号を信号増幅部2によって増幅し、フィルタ部3によって不要な信号をバンドパスフィルタ等によって除去して心拍信号と体動信号とを検出する。なお、体動信号は心拍信号と比較して大きい信号であることから、心拍信号は体動信号に内包された信号となる。体動信号は覚醒及び浅い睡眠時に発生し、特に覚醒時は頻発する場合が多いことから、睡眠環境温度制御装置においては、このような現象をも利用して睡眠深度の判定を行う。   In the sleep environment temperature control device, when the above preparation is completed and the user enters the floor, a heart rate intensity signal is captured in step S3. That is, in the sleep environment temperature control device, the biological signal detected by the biological signal detection unit 1 is amplified by the signal amplification unit 2, and unnecessary signals are removed by the filter unit 3 using a bandpass filter or the like, so that the heartbeat signal and body Detecting a motion signal. Since the body motion signal is larger than the heartbeat signal, the heartbeat signal is a signal included in the body motion signal. The body motion signal is generated during awakening and shallow sleep, and frequently occurs particularly during awakening. Therefore, the sleep environment temperature control device also uses such a phenomenon to determine the sleep depth.

そして、睡眠環境温度制御装置においては、体動信号を含む心拍信号に対して自動利得制御部4によって利得制御を行うことによってピーク値を制御し、信号強度(振幅)を所定の範囲に制限する。これにより、睡眠環境温度制御装置においては、心拍信号に含まれる体動信号が異常に大きな値として検出・排除されることになり、データの信頼性が向上する効果がある。そして、睡眠環境温度制御装置においては、信号強度算出部5により、自動利得制御部4によって心拍信号に適用された利得の値を用いて信号強度を算出する。このとき、心拍強度信号のデータは、例えば1秒毎にサンプリングされ、先に図5に示したような心拍強度の時系列データが得られる。   In the sleep environment temperature control device, the peak value is controlled by performing gain control on the heartbeat signal including the body motion signal by the automatic gain control unit 4, and the signal intensity (amplitude) is limited to a predetermined range. . Thereby, in the sleep environment temperature control device, the body motion signal included in the heartbeat signal is detected and eliminated as an abnormally large value, and there is an effect of improving data reliability. In the sleep environment temperature control device, the signal strength calculation unit 5 calculates the signal strength using the gain value applied to the heartbeat signal by the automatic gain control unit 4. At this time, the data of the heart rate intensity signal is sampled, for example, every second, and the time series data of the heart rate intensity as shown in FIG. 5 is obtained.

続いて、睡眠環境温度制御装置においては、ステップS4において、分散値算出部6によって心拍強度の分散値HIDを算出する。具体的には、分散値算出部6は、各時点から遡及して例えば30秒間のデータの分散値(標準偏差)を算出する。これにより、先に図6に示したような心拍強度の分散値HIDの時系列データが得られる。   Subsequently, in the sleep environment temperature control device, the variance value calculation unit 6 calculates the variance value HID of the heart rate intensity in step S4. Specifically, the variance value calculating unit 6 retroactively calculates from each time point, for example, a variance value (standard deviation) of data for 30 seconds. Thereby, time-series data of the dispersion value HID of the heart rate intensity as shown in FIG. 6 is obtained.

そして、睡眠環境温度制御装置においては、ステップS5において、睡眠深度判定部7による睡眠深度の判定を行う。ここで、深いノンレム睡眠段階への遷移は、浅いノンレム睡眠段階から突然生じるのではなく、必ず浅いノンレム睡眠段階を所定時間経過してから生じるということが本願発明者の研究によって判明した。具体的には、浅いノンレム睡眠段階時に心拍強度の分散値HIDが3.3%以下となり、その状態が約600秒程度継続した場合に、浅いノンレム睡眠段階から深いノンレム睡眠段階へと遷移する。そのため、睡眠環境温度制御装置は、深い睡眠状態では熱放散による温度上昇に応じて睡眠環境温度を低下させるが、浅いノンレム睡眠段階から深いノンレム睡眠段階への遷移時における温度も適切に制御し、浅いノンレム睡眠から深いノンレム睡眠へと誘導することを特徴としている。   In the sleep environment temperature control device, the sleep depth determination unit 7 determines the sleep depth in step S5. Here, it has been found by the inventor's research that the transition to the deep non-REM sleep stage does not occur suddenly from the shallow non-REM sleep stage but always occurs after a predetermined time elapses from the shallow non-REM sleep stage. Specifically, when the dispersion value HID of heart rate intensity is 3.3% or less during the shallow non-REM sleep stage and the state continues for about 600 seconds, the transition from the shallow non-REM sleep stage to the deep non-REM sleep stage is made. Therefore, the sleep environment temperature control device lowers the sleep environment temperature according to the temperature rise due to heat dissipation in the deep sleep state, but also appropriately controls the temperature at the transition from the shallow non-REM sleep stage to the deep non-REM sleep stage, It is characterized by induction from shallow non-REM sleep to deep non-REM sleep.

すなわち、睡眠深度判定部7は、ステップS4にて得られた心拍強度の分散値HIDの時系列データに基づいて睡眠深度を判定する。例えば、睡眠深度判定部7は、心拍強度の分散値HIDの値とその保持時間(ある値が所定条件を時間的に連続して満たす場合の時間)とに基づいて各睡眠深度を判定する。なお、睡眠深度判定部7は、心拍強度の分散値HIDを用いて睡眠深度を適切に判定できる手法であれば任意の手法を採用することができる。   That is, the sleep depth determination unit 7 determines the sleep depth based on the time-series data of the heartbeat intensity variance HID obtained in step S4. For example, the sleep depth determination unit 7 determines each sleep depth based on the value of the variance value HID of the heart rate intensity and its holding time (a time when a certain value satisfies a predetermined condition in terms of time). The sleep depth determination unit 7 can employ any method as long as it can appropriately determine the sleep depth using the variance value HID of the heart rate intensity.

そして、睡眠環境温度制御装置においては、ステップS6において、睡眠深度が覚醒段階、レム睡眠段階、又は、浅いノンレム睡眠段階のいずれかであるかを判定する。ここで、睡眠環境温度制御装置においては、覚醒段階、レム睡眠段階、又は、浅いノンレム睡眠段階のいずれかであると判定した場合には、ステップS7において、室温や寝床内温度を含む睡眠環境温度がステップS2にて各睡眠深度について設定した目標設定温度や目標投入熱量となるように、温度制御部15により、空調装置17の温度を制御したり、温熱シート9への投入熱量を制御したりし、ステップS3からの処理を繰り返す。なお、睡眠環境温度制御装置においては、覚醒段階、レム睡眠段階、又は、浅いノンレム睡眠段階を個別に判定し、目標設定温度も個別に設定するのではなく、深いノンレム睡眠段階ではない睡眠深度としてまとめて判定し、目標設定温度を一律に設定してもよい。   In step S6, the sleep environment temperature control device determines whether the sleep depth is one of the awakening stage, the REM sleep stage, or the shallow non-REM sleep stage. Here, in the sleep environment temperature control device, if it is determined that the sleep environment temperature is any one of the awakening stage, the REM sleep stage, or the shallow non-REM sleep stage, in step S7, the sleep environment temperature including the room temperature and the bed temperature The temperature control unit 15 controls the temperature of the air conditioner 17 or controls the amount of heat input to the thermal seat 9 so that the target set temperature and target amount of input heat set for each sleep depth in step S2 are obtained. Then, the processing from step S3 is repeated. In the sleep environment temperature control device, the arousal stage, the REM sleep stage, or the shallow non-REM sleep stage is individually determined, and the target set temperature is not set individually, but as a sleep depth that is not a deep non-REM sleep stage. Judgment may be made collectively and the target set temperature may be set uniformly.

一方、睡眠環境温度制御装置においては、覚醒段階、レム睡眠段階、又は、浅いノンレム睡眠段階のいずれでもないと判定した場合には、ステップS8へと処理を移行し、分散値HIDが所定値以下である状態が所定時間継続しているか否かを判定する。具体的には、分散値HIDが3.3%以下である状態が600秒継続した場合に深いノンレム睡眠段階へと遷移することから、睡眠深度判定部7は、600秒の継続時間における途中の所定時間(例えば200秒)だけ分散値HIDが3.3%以下である状態が継続しているか否かを判定する。   On the other hand, in the sleep environment temperature control device, when it is determined that it is not any of the awakening stage, the REM sleep stage, or the shallow non-REM sleep stage, the process proceeds to step S8, and the dispersion value HID is equal to or less than a predetermined value. It is determined whether or not this state continues for a predetermined time. Specifically, when the state where the variance HID is 3.3% or less continues for 600 seconds, the sleep depth determination unit 7 is in the middle of the duration of 600 seconds. It is determined whether or not the state where the dispersion value HID is 3.3% or less continues for a predetermined time (for example, 200 seconds).

ここで、睡眠環境温度制御装置においては、分散値HIDが3.3%以下である状態が200秒継続するまで待機し、200秒継続すると、ステップS9において、室温や寝床内温度を含む睡眠環境温度が浅いノンレム睡眠段階における目標設定温度よりも若干低い温度(以下、誘導温度という。)となるように、温度制御部15により、空調装置17の温度を制御したり、温熱シート9への投入熱量を制御したりする。睡眠環境温度制御装置においては、このような浅いノンレム睡眠段階から深いノンレム睡眠段階へと誘導する誘導温度を設けることにより、拙速に深いノンレム睡眠段階の温度設定とすることによる違和感をなくすことが可能となる。   Here, in the sleep environment temperature control device, it waits until the state where the dispersion value HID is 3.3% or less continues for 200 seconds, and when it continues for 200 seconds, in step S9, the sleep environment including room temperature and bed temperature The temperature control unit 15 controls the temperature of the air conditioner 17 so that the temperature is slightly lower than the target set temperature in the non-REM sleep stage where the temperature is shallow (hereinafter, referred to as induction temperature), or is inserted into the thermal seat 9. Control the amount of heat. In the sleep environment temperature control device, it is possible to eliminate the sense of incongruity due to the rapid setting of the temperature of the deep non-REM sleep stage by providing an induction temperature that induces from the shallow non-REM sleep stage to the deep non-REM sleep stage. It becomes.

そして、睡眠環境温度制御装置においては、ステップS10において、深いノンレム睡眠段階に完全に遷移したか否かを判定する。すなわち、睡眠深度判定部7は、分散値HIDが3.3%以下である状態が600秒継続したか否かを判定する。睡眠環境温度制御装置においては、深いノンレム睡眠段階に遷移したと判定すると、ステップS11において、室温や寝床内温度を含む睡眠環境温度が深いノンレム睡眠段階についての目標設定温度や目標投入熱量となるように、温度制御部15により、空調装置17の温度を制御したり、温熱シート9への投入熱量を制御したりし、ステップS3からの処理を繰り返す。なお、ここでの目標設定温度は、誘導温度よりも低い値となる。すなわち、各段階での設定温度の関係は、ステップS1にて設定した入床時における設定温度>ステップS2にて設定した覚醒段階、レム睡眠段階、及び、浅いノンレム睡眠段階のそれぞれについての目標設定温度(目標投入熱量)>誘導温度(それに対応する投入熱量)>深いノンレム睡眠段階についての目標設定温度(目標投入熱量)となる。   Then, in the sleep environment temperature control device, in step S10, it is determined whether or not the transition to the deep non-REM sleep stage is complete. That is, the sleep depth determination unit 7 determines whether or not the state where the dispersion value HID is 3.3% or less continues for 600 seconds. When it is determined that the sleep environment temperature control device has transitioned to the deep non-REM sleep stage, in step S11, the sleep environment temperature including the room temperature and the temperature in the bed becomes the target set temperature and the target input heat amount for the deep non-REM sleep stage. In addition, the temperature controller 15 controls the temperature of the air conditioner 17 or controls the amount of heat input to the thermal sheet 9, and repeats the processing from step S3. The target set temperature here is a value lower than the induction temperature. That is, the relationship between the set temperatures at each stage is as follows: the set temperature at the time of entering the floor set in step S1> the target setting for each of the awakening stage, the REM sleep stage, and the shallow non-REM sleep stage set in step S2. Temperature (target input heat amount)> induced temperature (input heat amount corresponding thereto)> target set temperature (target input heat amount) for the deep non-REM sleep stage.

睡眠環境温度制御装置においては、このような一連の手順にしたがって、各睡眠深度に応じた睡眠環境温度の制御を適切に行うことができる。   In the sleep environment temperature control apparatus, the sleep environment temperature can be appropriately controlled according to each sleep depth according to such a series of procedures.

なお、この第2の実施の形態においても、深いノンレム睡眠段階から寝返り等が発生した場合等、深いノンレム睡眠段階から浅いノンレム睡眠段階へと遷移する場合には、短時間で遷移することから、即座に浅いノンレム睡眠段階についての睡眠環境温度となるように制御を行えばよく、レム睡眠段階や覚醒段階へと遷移する際にも、即座に対応する目標設定温度となるように制御を行えばよい。   Even in the second embodiment, when a transition from a deep non-REM sleep stage to a shallow non-REM sleep stage occurs, such as when turning over from a deep non-REM sleep stage, the transition occurs in a short time. Control should be performed so that the sleep environment temperature for the shallow non-REM sleep stage is instantaneously adjusted. Good.

また、この第2の実施の形態においても、起床予定時刻を設定可能とし、起床予定時刻前30分といったような起床予定時刻が近づいた時点で徐々に寝床内温度を上昇させるように目標設定温度を設定してもよい。   Also in this second embodiment, it is possible to set the scheduled wake-up time, and the target set temperature is set so as to gradually increase the in-bed temperature when the scheduled wake-up time such as 30 minutes before the scheduled wake-up time approaches. May be set.

さらに、睡眠環境温度制御装置においては、温度センサ16によって測定される室温の変化を加味した温熱シート9への投入熱量制御を行ってもよく、具体的には、室温が1℃低下する度に、寝床内温度の目標設定温度を通常の目標設定温度よりも0.5℃上昇させるような温熱シート9への投入熱量の制御を行う。睡眠環境温度制御装置においては、室温の変化に応じて温熱シート9への投入熱量を変更することにより、快適な睡眠環境温度を得ることができる。   Furthermore, in the sleep environment temperature control device, the input heat amount control to the thermal sheet 9 taking into account the change in the room temperature measured by the temperature sensor 16 may be performed. Specifically, every time the room temperature decreases by 1 ° C. Then, the amount of heat input to the thermal sheet 9 is controlled so that the target set temperature of the bed temperature is raised by 0.5 ° C. from the normal target set temperature. In the sleep environment temperature control device, a comfortable sleep environment temperature can be obtained by changing the amount of heat input to the thermal sheet 9 according to a change in room temperature.

以下では、実際の制御例について説明する。   Hereinafter, an actual control example will be described.

まず、夏季における空調装置17の制御例について説明する。空調装置17による睡眠環境温度の制御は、入床時における覚醒時点で利用者が適温と考える温度設定をしておき、そこから睡眠深度に応じて室温を下げていくという制御内容となる。   First, a control example of the air conditioner 17 in summer will be described. The control of the sleep environment temperature by the air conditioner 17 is a control content in which a user sets a temperature that the user thinks is an appropriate temperature at the time of awakening at the time of entering the floor, and then the room temperature is lowered according to the sleep depth.

目標設定温度条件及び睡眠深度判定条件は以下のとおりである。   The target set temperature condition and the sleep depth determination condition are as follows.

すなわち、覚醒段階、レム睡眠段階、及び、浅いノンレム睡眠段階における室温としての目標設定温度TLを一律に28℃とした。深いノンレム睡眠段階からこれらの段階へと移行する際の目標設定温度TLに設定するための判定は、深いノンレム睡眠段階から、100秒間の分散値HIDが所定値S2(4%)を上回る状態が所定時間tm3(40秒程度)継続した場合に行うものとした。すなわち、体動等が発生した場合には、所定時間tm3経過後に、即座に目標設定温度TLに設定することにした。   That is, the target set temperature TL as the room temperature in the awakening stage, the REM sleep stage, and the shallow non-REM sleep stage was uniformly set to 28 ° C. The determination for setting the target set temperature TL when shifting from the deep non-REM sleep stage to these stages is that the dispersion value HID for 100 seconds exceeds the predetermined value S2 (4%) from the deep non-REM sleep stage. This is performed when the predetermined time tm3 (about 40 seconds) is continued. That is, when body movement or the like occurs, the target set temperature TL is immediately set after the elapse of the predetermined time tm3.

また、浅いノンレム睡眠段階から深いノンレム睡眠段階へと誘導する室温としての目標設定温度TMを27℃とした。この目標設定温度TMに設定するための判定は、100秒間の分散値HIDが所定値S3(3.3%)以下である状態が所定時間tm1(200秒)継続した場合に行うものとした。なお、上述したように、分散値HID≦S3である状態が断続的に発生する場合であっても、全体として分散値HID≦S3である状態が所定時間tm1(200秒)継続した場合には、目標設定温度TMに設定した。   Further, the target set temperature TM as the room temperature for inducing from the shallow non-REM sleep stage to the deep non-REM sleep stage was set to 27 ° C. The determination for setting the target set temperature TM is performed when the state where the dispersion value HID for 100 seconds is equal to or less than the predetermined value S3 (3.3%) continues for the predetermined time tm1 (200 seconds). As described above, even when the state where the dispersion value HID ≦ S3 occurs intermittently, the state where the dispersion value HID ≦ S3 as a whole continues for a predetermined time tm1 (200 seconds). The target set temperature TM was set.

さらに、深いノンレム睡眠段階における室温としての目標設定温度TDを26℃とした。この目標設定温度TDに設定するための深いノンレム睡眠段階の判定は、上述したように、100秒間の分散値HIDが所定値S3(3.3%)以下である状態が所定時間tm2(600秒)継続した場合に行うものとした。ただし、分散値HID≦S3である状態が断続的に発生する場合であっても、連続した同じ睡眠深度であると判定してもよい蓋然性が高いことから、分散値HID≦S3である状態の合間に、分散値HID≧S3となる状態が所定の短時間ts≦S0(約40秒)発生した場合であっても、全体として分散値HID≦S3である状態が所定時間tm2(600秒)継続した場合には、連続した深いノンレム睡眠段階であると判定した。   Further, the target set temperature TD as the room temperature in the deep non-REM sleep stage was set to 26 ° C. As described above, the determination of the deep non-REM sleep stage for setting the target set temperature TD is performed when the dispersion value HID for 100 seconds is equal to or less than the predetermined value S3 (3.3%) for the predetermined time tm2 (600 seconds). ) It was supposed to be done if continued. However, even if the state where the variance value HID ≦ S3 occurs intermittently, there is a high probability that it may be determined that the sleep depth is the same continuous sleep depth. Therefore, in the state where the variance value HID ≦ S3 Even if the state where the dispersion value HID ≧ S3 occurs in the meantime for a predetermined short time ts ≦ S0 (about 40 seconds), the state where the dispersion value HID ≦ S3 as a whole is the predetermined time tm2 (600 seconds). If continued, it was determined to be a continuous deep non-REM sleep stage.

さらにまた、起床時には、その予定時刻の30分前から室温を29℃まで上昇させるように室温としての目標設定温度TRを設定した。   Furthermore, at the time of getting up, the target set temperature TR as the room temperature is set so that the room temperature is raised to 29 ° C. 30 minutes before the scheduled time.

このような条件で、実際に利用者が就寝している状態で温度制御部15によって空調装置17の制御を行った。図12に示すような睡眠深度の判定結果が得られたところ、図13に示すような室温制御を実現することができた。   Under such conditions, the air conditioner 17 was controlled by the temperature control unit 15 while the user was actually sleeping. When the sleep depth determination result as shown in FIG. 12 was obtained, room temperature control as shown in FIG. 13 could be realized.

つぎに、冬季における温熱シート9の制御例について説明する。温熱シート9による睡眠環境温度の制御は、入床時における覚醒時点で利用者が適温と考える温度設定をしておき、そこから睡眠深度に応じて投入熱量を少なくしていくという制御内容となる。   Next, a control example of the thermal sheet 9 in winter will be described. The control of the sleep environment temperature by the thermal sheet 9 is a control content in which the user sets a temperature that is considered to be an appropriate temperature at the time of awakening at the time of entering the floor, and the input heat amount is reduced according to the sleep depth from there. .

温熱シート9の制御内容は以下のとおりである。   The control content of the thermal sheet 9 is as follows.

電源のオン/オフ制御が可能な温熱シート9を用いて寝床内温度を制御した。具体的には、予め決められたパターンにしたがって温度制御部15が温熱シート9の電源をオン/オフ制御し、投入熱量を制御した。このとき、寝床内温度は一切測定していない。   The temperature in the bed was controlled by using a thermal sheet 9 capable of turning on / off the power supply. Specifically, the temperature control unit 15 performs on / off control of the power source of the thermal sheet 9 according to a predetermined pattern, thereby controlling the input heat amount. At this time, the temperature in the bed is not measured at all.

なお、温熱シート9への投入熱量のパターンは、以下のように、決められた所定時間T=Ton+Toff(ここでは100秒)内で、電源をオンする時間Tonと電源をオフする時間Toffとの比率として、予め設定した。
E00パターン:Ton=0%、Toff=100%(初期投入熱量の0%)
E10パターン:Ton=10%、Toff=90%(初期投入熱量の10%)
E20パターン:Ton=20%、Toff=80%(初期投入熱量の20%)
E30パターン:Ton=30%、Toff=70%(初期投入熱量の30%)
E40パターン:Ton=40%、Toff=60%(初期投入熱量の40%)
E50パターン:Ton=50%、Toff=50%(初期投入熱量の50%)
E60パターン:Ton=60%、Toff=40%(初期投入熱量の60%)
E70パターン:Ton=70%、Toff=30%(初期投入熱量の70%)
E80パターン:Ton=80%、Toff=20%(初期投入熱量の80%)
E90パターン:Ton=90%、Toff=10%(初期投入熱量の90%)
E100パターン:Ton=100%、Toff=0%(初期投入熱量の100%)
The pattern of the amount of heat input to the thermal sheet 9 is as follows: within a predetermined time T = Ton + Toff (here, 100 seconds), a time Ton for turning on the power and a time Toff for turning off the power. The ratio was set in advance.
E00 pattern: Ton = 0%, Toff = 100% (0% of initial input heat amount)
E10 pattern: Ton = 10%, Toff = 90% (10% of initial input heat amount)
E20 pattern: Ton = 20%, Toff = 80% (20% of initial input heat amount)
E30 pattern: Ton = 30%, Toff = 70% (30% of initial input heat amount)
E40 pattern: Ton = 40%, Toff = 60% (40% of initial input heat amount)
E50 pattern: Ton = 50%, Toff = 50% (50% of initial input heat amount)
E60 pattern: Ton = 60%, Toff = 40% (60% of initial input heat amount)
E70 pattern: Ton = 70%, Toff = 30% (70% of initial input heat amount)
E80 pattern: Ton = 80%, Toff = 20% (80% of initial input heat amount)
E90 pattern: Ton = 90%, Toff = 10% (90% of initial input heat amount)
E100 pattern: Ton = 100%, Toff = 0% (100% of initial input heat amount)

また、目標投入熱量及び睡眠深度判定条件は以下のとおりである。   Moreover, the target input heat amount and the sleep depth determination conditions are as follows.

すなわち、覚醒段階、レム睡眠段階、及び、浅いノンレム睡眠段階における目標投入熱量をE60パターン(室温が15℃の場合)とした。これらの段階へと移行する際の目標投入熱量に設定するための判定は、深いノンレム睡眠段階から、100秒間の分散値HIDが所定値S2(4%)を上回る状態が所定時間tm3(40秒程度)継続した場合に行うものとした。すなわち、体動等が発生した場合には、所定時間tm3経過後に、即座に目標投入熱量をE60パターンに設定することにした。   That is, the target input heat amount in the awakening stage, the REM sleep stage, and the shallow non-REM sleep stage was the E60 pattern (when the room temperature was 15 ° C.). The determination for setting the target input heat amount at the time of transition to these stages is that the state where the dispersion value HID for 100 seconds exceeds the predetermined value S2 (4%) from the deep non-REM sleep stage is the predetermined time tm3 (40 seconds). Degree) It was supposed to be performed if continued. That is, when body movement or the like occurs, the target input heat amount is immediately set to the E60 pattern after the predetermined time tm3 has elapsed.

また、浅いノンレム睡眠段階から深いノンレム睡眠段階へと誘導する目標投入熱量をE40パターンとした。この目標投入熱量に設定するための判定は、100秒間の分散値HIDが所定値S3(3.3%)以下である状態が所定時間tm1(200秒)継続した場合に行うものとした。なお、上述したように、分散値HID≦S3である状態が断続的に発生する場合であっても、全体として分散値HID≦S3である状態が所定時間tm1(200秒)継続した場合には、E40パターンの目標投入熱量に設定した。   Moreover, the target input calorie | heat amount induced | guided | derived from a shallow non-REM sleep stage to a deep non-REM sleep stage was made into E40 pattern. The determination for setting the target input heat amount is performed when the state where the dispersion value HID for 100 seconds is equal to or less than the predetermined value S3 (3.3%) continues for the predetermined time tm1 (200 seconds). As described above, even when the state where the dispersion value HID ≦ S3 occurs intermittently, the state where the dispersion value HID ≦ S3 as a whole continues for a predetermined time tm1 (200 seconds). The target input heat amount of the E40 pattern was set.

さらに、深いノンレム睡眠段階における目標投入熱量をE20パターンとした。この目標投入熱量に設定するための深いノンレム睡眠段階の判定は、上述したように、100秒間の分散値HIDが所定値S3(3.3%)以下である状態が所定時間tm2(600秒)継続した場合に行うものとした。ただし、分散値HID≦S3である状態が断続的に発生する場合であっても、連続した同じ睡眠深度であると判定してもよい蓋然性が高いことから、分散値HID≦S3である状態の合間に、分散値HID≧S3となる状態が所定の短時間ts≦S0(約40秒)発生した場合であっても、全体として分散値HID≦S3である状態が所定時間tm2(600秒)継続した場合には、連続した深いノンレム睡眠段階であると判定した。   Furthermore, the target input calorie | heat amount in the deep non-REM sleep stage was made into E20 pattern. As described above, the determination of the deep non-REM sleep stage for setting the target input heat amount is that the state where the dispersion value HID for 100 seconds is equal to or less than the predetermined value S3 (3.3%) is the predetermined time tm2 (600 seconds). It was supposed to be done if continued However, even if the state where the variance value HID ≦ S3 occurs intermittently, there is a high probability that it may be determined that the sleep depth is the same continuous sleep depth. Therefore, in the state where the variance value HID ≦ S3 Even if the state where the dispersion value HID ≧ S3 occurs in the meantime for a predetermined short time ts ≦ S0 (about 40 seconds), the state where the dispersion value HID ≦ S3 as a whole is the predetermined time tm2 (600 seconds). If continued, it was determined to be a continuous deep non-REM sleep stage.

さらにまた、起床時には、その予定時刻の30分前から寝床内温度を上昇させるように目標投入熱量をE70パターンに設定した。   Furthermore, when waking up, the target input heat amount was set to the E70 pattern so as to increase the temperature in the bed 30 minutes before the scheduled time.

また、室温に対応した制御として、温度センサ16によって測定された室温が1℃低下する度に、目標投入熱量を通常の目標投入熱量よりも5%上昇させるものとした。   Further, as the control corresponding to the room temperature, the target input heat amount is increased by 5% from the normal target input heat amount every time the room temperature measured by the temperature sensor 16 decreases by 1 ° C.

このような条件及び制御内容で、実際に利用者が就寝している状態で温熱シート9への投入熱量の制御を行った。図14に示すような睡眠深度の判定結果が得られたところ、目標投入熱量は、図15に示すようになった。そして、図16に示すような室温変化が存在した環境下で投入熱量を制御しながら寝床内温度を測定した結果、図17に示すように、室温変化を反映した寝床内温度制御を実現することができた。   Under such conditions and control contents, the amount of heat input to the thermal sheet 9 was controlled while the user was actually sleeping. When the determination result of the sleep depth as shown in FIG. 14 was obtained, the target input heat amount was as shown in FIG. Then, as a result of measuring the temperature in the bed while controlling the amount of input heat in an environment where there is a change in room temperature as shown in FIG. 16, as shown in FIG. 17, the temperature control in the bed reflecting the change in room temperature is realized. I was able to.

以上説明したように、本発明の第2の実施の形態として示す睡眠環境温度制御装置においては、フィードフォワード制御を行うことから、フィードバック制御に必要となる煩雑な寝床内温度測定を行うことなく、極めて簡便な構成でありながら、寝床内温度を含む睡眠環境温度の制御を実現することができる。   As described above, in the sleep environment temperature control apparatus shown as the second embodiment of the present invention, since feedforward control is performed, without performing complicated bed temperature measurement necessary for feedback control, Control of the sleep environment temperature including the temperature in the bed can be realized with an extremely simple configuration.

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。   The present invention is not limited to the embodiment described above.

例えば、上述した実施の形態では、心拍信号を検出する方法として、利用者の身体の下に敷設した無拘束の生体信号検出部1によって得られた生体信号から心拍信号を抽出する方法を示したが、本発明は、継続的に心拍信号又は心拍信号と同等の信号が得られる検出手段であれば適用可能である。例えば、本発明は、手首や上腕部等の身体に装着するタイプの心拍計や脈拍計であってデータを連続的に記録することが可能なものであれば生体信号検出部1として適用可能である。   For example, in the above-described embodiment, as a method for detecting a heartbeat signal, a method for extracting a heartbeat signal from a biological signal obtained by the unconstrained biological signal detection unit 1 laid under the user's body has been shown. However, the present invention is applicable to any detection means that can continuously obtain a heartbeat signal or a signal equivalent to the heartbeat signal. For example, the present invention can be applied as the biological signal detection unit 1 as long as it is a heart rate meter or pulse meter of the type worn on the body such as the wrist or the upper arm, and can record data continuously. is there.

また、生体信号検出部1としては、上述した中空チューブを用いる代わりに、図18に示すようなエアマット式の検出手段を用いてもよい。すなわち、図18に示す生体信号検出部30は、内部に空気を封入したエアマット30aの一端にエアチューブ30bが接続され、さらに、このエアチューブ30bに微差圧センサ30cが接続されて構成される。なお、微差圧センサ30cは、中空チューブを用いた生体信号検出部1の場合において説明したものと同様のものを用いることができる。   Further, as the biological signal detection unit 1, an air mat type detection unit as shown in FIG. 18 may be used instead of using the hollow tube described above. That is, the biological signal detection unit 30 shown in FIG. 18 is configured by connecting an air tube 30b to one end of an air mat 30a enclosing air therein, and further connecting a fine differential pressure sensor 30c to the air tube 30b. . In addition, the thing similar to what was demonstrated in the case of the biosignal detection part 1 using a hollow tube can be used for the micro differential pressure sensor 30c.

さらに、上述した実施の形態では、心拍信号に基づく処理を中心に説明したが、本発明は、呼吸信号に基づいて呼吸強度やその分散値を求め、睡眠深度判定に用いるようにしてもよく、心拍信号による判定と呼吸信号による判定との論理積によって最終的な睡眠深度判定を行うようにしてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the description is centered on the processing based on the heartbeat signal, but the present invention may determine the respiratory intensity and its variance based on the respiratory signal and use it for sleep depth determination. You may make it perform final sleep depth determination with the logical product of the determination by a heartbeat signal, and the determination by a respiration signal.

さらにまた、上述した実施の形態では、心拍強度のばらつきを示す分散値として標準偏差を採用したが、本発明は、例えば、分散、偏差平方和、所定範囲等の統計量を採用してもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the standard deviation is adopted as the variance value indicating the variation in heart rate intensity. However, the present invention may employ, for example, statistics such as variance, sum of deviation squares, and a predetermined range. .

このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。   Thus, it goes without saying that the present invention can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

1,30 生体信号検出部
1a 圧力検出チューブ
1b,30c 微差圧センサ
2 信号増幅部
3 フィルタ部
4 自動利得制御部
5 信号強度算出部
6 分散値算出部
7 睡眠深度判定部
8,15 温度制御部
9 温熱シート
10,16 温度センサ
17 空調装置
21 寝台
22 硬質シート
23 クッションシート
30a エアマット
30b エアチューブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,30 Living body signal detection part 1a Pressure detection tube 1b, 30c Slight difference pressure sensor 2 Signal amplification part 3 Filter part 4 Automatic gain control part 5 Signal intensity calculation part 6 Variance calculation part 7 Sleep depth determination part 8,15 Temperature control Part 9 Thermal sheet 10, 16 Temperature sensor 17 Air conditioner 21 Sleeper 22 Hard sheet 23 Cushion sheet 30a Air mat 30b Air tube

Claims (12)

温度調節機能を有する寝具を利用している利用者の寝床内温度及び/又は前記寝具が配置された部屋の室温を含む睡眠環境温度を制御する睡眠環境温度制御装置において、
前記利用者の生体信号を無侵襲且つ無拘束で検出する生体信号検出手段と、
前記生体信号検出手段によって検出された生体信号に対して利得制御を行うことによってピーク値を一定に制御し、そのときの利得の値を用いて生体信号の強度を算出し、算出した生体信号強度のデータを正規化する生体信号強度算出手段と、
前記生体信号強度算出手段によって算出されて正規化された生体信号強度のデータについて、所定時間のデータのばらつきを示す分散値を算出する分散値算出手段と、
前記分散値算出手段によって求められた前記生体信号強度の分散値の時系列データに基づいて、前記利用者の睡眠深度を判定する睡眠深度判定手段と、
前記睡眠深度判定手段によって判定された睡眠深度に基づいて、前記部屋に配置された空調装置及び/又は前記寝具を制御して睡眠環境温度を制御する温度制御手段と
前記利用者の操作のもとに、入床時における前記空調装置及び/又は前記寝具の睡眠環境温度を設定する睡眠環境温度設定手段と、
前記利用者の操作のもとに、前記睡眠環境温度設定手段によって設定された睡眠環境温度よりも低い温度であって、覚醒段階、レム睡眠段階、浅いノンレム睡眠段階、及び、深いノンレム睡眠段階のそれぞれについての睡眠環境温度の目標設定温度と、所定の誘導温度とを設定する目標設定温度及び誘導温度設定手段とを備え、
前記睡眠深度判定手段は、少なくとも、深いノンレム睡眠段階と、それ以外の睡眠深度である覚醒段階、レム睡眠段階、及び、浅いノンレム睡眠段階とを区別して判定可能であり、前記分散値が所定値以下である状態が所定時間継続した場合に浅いノンレム睡眠段階から深いノンレム睡眠段階へと遷移したものと判定し、
前記温度制御手段は、前記睡眠深度判定手段によって判定された各睡眠深度に応じた、前記目標設定温度及び誘導温度設定手段によって設定された睡眠環境温度の目標設定温度になるように前記空調装置を制御する、及び/又は、前記睡眠深度判定手段によって判定された各睡眠深度に応じた、前記目標設定温度及び誘導温度設定手段によって設定された睡眠環境温度の目標設定温度に対応する目標投入熱量になるように前記寝具を制御するとともに、浅いノンレム睡眠段階から深いノンレム睡眠段階へと遷移するまでの継続時間における途中で、浅いノンレム睡眠段階における目標設定温度よりも低く且つ深いノンレム睡眠段階における目標設定温度よりも高い誘導温度となるように前記空調装置及び/又は前記寝具を制御する一方で、前記睡眠深度判定手段によって深いノンレム睡眠段階から浅いノンレム睡眠段階へと遷移したものと判定された場合には、前記誘導温度での制御を行わずに即座に浅いノンレム睡眠段階に対応する目標設定温度となるように前記空調装置及び/又は前記寝具を制御すること
を特徴とする睡眠環境温度制御装置。
In a sleep environment temperature control device for controlling a sleep environment temperature including a bed temperature of a user who uses a bedding having a temperature adjustment function and / or a room temperature of a room in which the bedding is disposed,
Biological signal detection means for detecting the user's biological signal non-invasively and unconstrained;
The peak value is controlled to be constant by performing gain control on the biological signal detected by the biological signal detection means, and the intensity of the biological signal is calculated using the gain value at that time, and the calculated biological signal intensity Biosignal intensity calculating means for normalizing the data of
A dispersion value calculation means for calculating a dispersion value indicating a variation in data for a predetermined time for the data of the biological signal intensity calculated and normalized by the biological signal intensity calculation means;
A sleep depth determination means for determining a sleep depth of the user based on time-series data of the dispersion values of the biological signal strength obtained by the dispersion value calculation means;
Based on the sleep depth determined by the sleep depth determination means, temperature control means for controlling the sleep environment temperature by controlling the air conditioner arranged in the room and / or the bedding ,
Under the user's operation, sleep environment temperature setting means for setting the sleep environment temperature of the air conditioner and / or the bedding when entering the floor,
Under the user's operation, the temperature is lower than the sleep environment temperature set by the sleep environment temperature setting means, and the wakefulness stage, the REM sleep stage, the shallow non-REM sleep stage, and the deep non-REM sleep stage A target setting temperature and induction temperature setting means for setting a target setting temperature of the sleep environment temperature and a predetermined induction temperature for each,
The sleep depth determination means can distinguish and determine at least a deep non-REM sleep stage and a wake stage, a REM sleep stage, and a shallow non-REM sleep stage that are other sleep depths, and the variance value is a predetermined value. When the state that is below continues for a predetermined time, it is determined that the transition from the shallow non-REM sleep stage to the deep non-REM sleep stage,
The temperature control means controls the air conditioner so as to be a target set temperature of the sleep environment temperature set by the target set temperature and the induction temperature setting means according to each sleep depth determined by the sleep depth determination means. Control and / or the target input heat amount corresponding to the target set temperature of the sleep environment temperature set by the target set temperature and the induction temperature set unit according to each sleep depth determined by the sleep depth determination unit The bedding is controlled so that the target setting in the deep non-REM sleep stage is lower than the target set temperature in the shallow non-REM sleep stage in the middle of the duration from the shallow non-REM sleep stage to the deep non-REM sleep stage. Controlling the air conditioner and / or the bedding so that the induction temperature is higher than the temperature, When it is determined by the sleep depth determination means that the transition from the deep non-REM sleep stage to the shallow non-REM sleep stage is performed, the target set temperature corresponding to the shallow non-REM sleep stage is immediately performed without performing the control at the induction temperature. The sleep environment temperature control device characterized by controlling the air conditioner and / or the bedding.
前記利用者の寝床内温度を測定する寝床内温度測定手段を備え、
前記温度制御手段は、前記睡眠深度判定手段によって判定された睡眠深度と、前記寝床内温度測定手段によって測定された温度とに基づいて、前記寝具を制御して睡眠環境温度を制御すること
を特徴とする請求項1記載の睡眠環境温度制御装置。
A bed temperature measuring means for measuring the temperature of the user's bed,
The temperature control means controls the sleep environment temperature by controlling the bedding based on the sleep depth determined by the sleep depth determination means and the temperature measured by the in-bed temperature measurement means. The sleep environment temperature control device according to claim 1.
前記寝具が配置された部屋の室温を測定する室温測定手段を備え、
前記室温測定手段によって測定された室温の変化に応じて目標設定温度を変更すること
を特徴とする請求項2記載の睡眠環境温度制御装置。
Room temperature measuring means for measuring the room temperature of the room in which the bedding is arranged,
The sleep environment temperature control device according to claim 2, wherein the target set temperature is changed in accordance with a change in room temperature measured by the room temperature measuring means.
前記部屋の室温を測定する室温測定手段を備え、
前記温度制御手段は、前記睡眠深度判定手段によって判定された睡眠深度と、前記室温測定手段によって測定された室温とに基づいて、前記部屋に配置された空調装置及び/又は前記寝具を制御して睡眠環境温度を制御すること
を特徴とする請求項1記載の睡眠環境温度制御装置。
Room temperature measuring means for measuring the room temperature of the room,
The temperature control means controls the air conditioner and / or the bedding arranged in the room based on the sleep depth determined by the sleep depth determination means and the room temperature measured by the room temperature measurement means. The sleep environment temperature control device according to claim 1, wherein the sleep environment temperature is controlled.
前記室温測定手段によって測定された室温の変化に応じて目標設定温度を変更すること
を特徴とする請求項4記載の睡眠環境温度制御装置。
The sleep environment temperature control device according to claim 4, wherein the target set temperature is changed according to a change in room temperature measured by the room temperature measuring means.
前記温度制御手段は、覚醒段階、レム睡眠段階、及び、浅いノンレム睡眠段階についての設定温度>誘導温度>深いノンレム睡眠段階についての設定温度となるように前記空調装置及び/又は前記寝具を制御すること
を特徴とする請求項2乃至請求項5のうちいずれか1項記載の睡眠環境温度制御装置。
The temperature control means controls the air conditioner and / or the bedding so that the set temperature for the awakening stage, the REM sleep stage, and the shallow non-REM sleep stage> the induction temperature> the set temperature for the deep non-REM sleep stage. The sleep environment temperature control device according to any one of claims 2 to 5, wherein
前記温度制御手段は、目覚めの際には睡眠環境温度を上昇させるように前記空調装置及び/又は前記寝具を制御すること
を特徴とする請求項2乃至請求項5のうちいずれか1項記載の睡眠環境温度制御装置。
The said temperature control means controls the said air conditioner and / or the said bedding so that a sleep environment temperature may be raised at the time of awakening, The any one of Claims 2 thru | or 5 characterized by the above-mentioned. Sleep environment temperature control device.
前記温度制御手段は、設定された入床時刻に基づいて入床前に所定温度まで睡眠環境温度を上昇させること
を特徴とする請求項2乃至請求項5のうちいずれか1項記載の睡眠環境温度制御装置。
The sleep environment according to any one of claims 2 to 5, wherein the temperature control means raises the sleep environment temperature to a predetermined temperature before entering the floor based on the set entrance time. Temperature control device.
前記寝具は、電気加熱方式のものであること
を特徴とする請求項1記載の睡眠環境温度制御装置。
The sleep environment temperature control device according to claim 1, wherein the bedding is of an electric heating type.
前記寝具は、温度調節された流体を収容する温度調節マットであること
を特徴とする請求項1記載の睡眠環境温度制御装置。
The sleep environment temperature control device according to claim 1, wherein the bedding is a temperature adjustment mat that contains a temperature-controlled fluid.
前記寝具は、温度調節された空気を寝床内に供給する空気供給手段を備えること
を特徴とする請求項1記載の睡眠環境温度制御装置。
The sleep environment temperature control device according to claim 1, wherein the bedding includes air supply means for supplying temperature-adjusted air into the bed.
温度調節機能を有する寝具を利用している利用者の寝床内温度及び/又は前記寝具が配置された部屋の室温を含む睡眠環境温度を制御する睡眠環境温度制御方法において、
所定の生体信号検出手段によって前記利用者の生体信号を無侵襲且つ無拘束で検出する生体信号検出工程と、
信号処理を行うプロセッサが、前記生体信号検出工程にて検出された生体信号に対して利得制御を行うことによってピーク値を一定に制御し、そのときの利得の値を用いて生体信号の強度を算出し、算出した生体信号強度のデータを正規化する生体信号強度算出工程と、
前記プロセッサが、前記生体信号強度算出工程にて算出されて正規化された生体信号強度のデータについて、所定時間のデータのばらつきを示す分散値を算出する分散値算出工程と、
前記プロセッサが、前記分散値算出工程にて求められた前記生体信号強度の分散値の時系列データに基づいて、前記利用者の睡眠深度を判定する睡眠深度判定工程と、
前記睡眠深度判定工程にて判定された睡眠深度に基づいて、前記部屋に配置された空調装置及び/又は前記寝具を制御して睡眠環境温度を制御する温度制御工程
前記利用者の操作のもとに、所定の睡眠環境温度設定手段を介して、入床時における前記空調装置及び/又は前記寝具の睡眠環境温度を設定する睡眠環境温度設定工程と、
前記利用者の操作のもとに、所定の目標設定温度及び誘導温度設定手段を介して、前記睡眠環境温度設定工程にて設定された睡眠環境温度よりも低い温度であって、覚醒段階、レム睡眠段階、浅いノンレム睡眠段階、及び、深いノンレム睡眠段階のそれぞれについての睡眠環境温度の目標設定温度と、所定の誘導温度とを設定する目標設定温度及び誘導温度設定工程とを備え、
前記睡眠深度判定工程では、少なくとも、深いノンレム睡眠段階と、それ以外の睡眠深度である覚醒段階、レム睡眠段階、及び、浅いノンレム睡眠段階とを区別して判定可能であり、前記分散値が所定値以下である状態が所定時間継続した場合に浅いノンレム睡眠段階から深いノンレム睡眠段階へと遷移したものと判定し、
前記温度制御工程では、前記睡眠深度判定工程にて判定された各睡眠深度に応じた、前記目標設定温度及び誘導温度設定工程にて設定された睡眠環境温度の目標設定温度になるように前記空調装置を制御する、及び/又は、前記睡眠深度判定工程にて判定された各睡眠深度に応じた、前記目標設定温度及び誘導温度設定工程にて設定された睡眠環境温度の目標設定温度に対応する目標投入熱量になるように前記寝具を制御するとともに、浅いノンレム睡眠段階から深いノンレム睡眠段階へと遷移するまでの継続時間における途中で、浅いノンレム睡眠段階における目標設定温度よりも低く且つ深いノンレム睡眠段階における目標設定温度よりも高い誘導温度となるように前記空調装置及び/又は前記寝具を制御する一方で、前記睡眠深度判定工程にて深いノンレム睡眠段階から浅いノンレム睡眠段階へと遷移したものと判定された場合には、前記誘導温度での制御を行わずに即座に浅いノンレム睡眠段階に対応する目標設定温度となるように前記空調装置及び/又は前記寝具を制御すること
を特徴とする睡眠環境温度制御方法。
In a sleep environment temperature control method for controlling a sleep environment temperature including a bed temperature of a user who uses a bedding having a temperature adjustment function and / or a room temperature of a room in which the bedding is disposed,
A biological signal detection step of detecting the user's biological signal non-invasively and unconstrained by a predetermined biological signal detection means;
A processor that performs signal processing controls the peak value to be constant by performing gain control on the biological signal detected in the biological signal detection step, and the intensity of the biological signal is determined using the gain value at that time. A biosignal strength calculation step for calculating and normalizing the calculated biosignal strength data ;
A variance value calculating step in which the processor calculates a variance value indicating a variation in data of a predetermined time for the data of the vital signal strength calculated and normalized in the vital signal strength calculating step;
A sleep depth determination step in which the processor determines the sleep depth of the user based on time-series data of the variance values of the biological signal intensity obtained in the variance value calculation step;
Based on the determined sleep depth in the sleep depth determining step, a temperature control step of said air-conditioning device is arranged in the room and / or by controlling the bedding controlling the sleep environment temperature,
Under the user's operation, a sleep environment temperature setting step for setting the sleep environment temperature of the air conditioner and / or the bedding when entering the floor via a predetermined sleep environment temperature setting means,
Under the operation of the user, the temperature is lower than the sleep environment temperature set in the sleep environment temperature setting step via a predetermined target set temperature and induction temperature setting means, A target setting temperature and an induction temperature setting step for setting a target setting temperature of a sleep environment temperature and a predetermined induction temperature for each of a sleep stage, a shallow non-REM sleep stage, and a deep non-REM sleep stage ,
In the sleep depth determination step, at least a deep non-REM sleep stage and a wake stage, a REM sleep stage, and a shallow non-REM sleep stage which are other sleep depths can be distinguished and determined, and the variance value is a predetermined value When the state that is below continues for a predetermined time, it is determined that the transition from the shallow non-REM sleep stage to the deep non-REM sleep stage,
In the temperature control step, the air conditioning is performed so that the sleep setting temperature set in the target setting temperature and the induction temperature setting step corresponds to each sleep depth determined in the sleep depth determination step. The device is controlled and / or corresponds to the target set temperature of the sleep environment temperature set in the target set temperature and induction temperature setting step according to each sleep depth determined in the sleep depth determination step. The bedding is controlled so as to achieve the target heat input amount, and the non-REM sleep that is lower than the target set temperature in the shallow non-REM sleep stage and deep in the duration of the transition from the shallow non-REM sleep stage to the deep non-REM sleep stage. While controlling the air conditioner and / or the bedding so that the induction temperature is higher than the target set temperature in the stage, the sleep depth determination If it is determined that the transition from the deep non-REM sleep stage to the shallow non-REM sleep stage is made, the target set temperature corresponding to the shallow non-REM sleep stage is immediately obtained without performing the control at the induction temperature. And controlling the air conditioner and / or the bedding.
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