WO2017017784A1 - 環境制御装置および空調システム - Google Patents

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WO2017017784A1
WO2017017784A1 PCT/JP2015/071366 JP2015071366W WO2017017784A1 WO 2017017784 A1 WO2017017784 A1 WO 2017017784A1 JP 2015071366 W JP2015071366 W JP 2015071366W WO 2017017784 A1 WO2017017784 A1 WO 2017017784A1
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WO
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user
determination unit
control
control condition
determines
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PCT/JP2015/071366
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English (en)
French (fr)
Inventor
信映 朴
城戸　恵美子
古橋　拓也
中本　幸夫
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/06—Alarms for ensuring the safety of persons indicating a condition of sleep, e.g. anti-dozing alarms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M21/00—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M21/00—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis
    • A61M21/02—Other devices or methods to cause a change in the state of consciousness; Devices for producing or ending sleep by mechanical, optical, or acoustical means, e.g. for hypnosis for inducing sleep or relaxation, e.g. by direct nerve stimulation, hypnosis, analgesia
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/89—Arrangement or mounting of control or safety devices

Definitions

  • This invention relates to a technique for providing a comfortable indoor environment to a user.
  • Patent Document 1 discloses an awakening induction in which a user state is determined from a driver's arousal level and a driver's stress level, and the user's hand is cooled or heated by controlling an air conditioner based on the determined user state.
  • An apparatus is disclosed.
  • Patent Document 2 states that the vehicle occupant is in a non-wake state that is different from the normal wake state from the user's biological information such as temporal changes in the pupil size of the vehicle occupant and the number of blinks of the vehicle occupant.
  • a vehicle operation input device that outputs an air conditioning output parameter by changing the setting to a lower temperature and stronger wind when detected.
  • Patent Literature 3 and Patent Literature 4 describe a biosensor having a wearable configuration incorporated in what is routinely worn by a user, or a configuration in which driver's gaze data detected by a gaze camera is acquired as biometric information.
  • Patent Document 5 acquires the sleeper's biological information, determines the sleep state of the sleeper from the transition of the acquired biological information, and the blowout temperature, wind direction, and air volume of the air conditioner based on the determined sleep state.
  • An indoor environment control system for controlling the vehicle is disclosed.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to realize control for maintaining a wakeful state without causing the user to feel uncomfortable by reflecting the user's request.
  • the environmental control device includes a determination unit that determines a user's arousal request, a determination unit that determines whether the user is awake from the user's biological information, and a determination result of the needs determination unit And a control condition determining unit that determines a control condition of the indoor environment from a determination result of the awake state determination unit, and a device control unit that controls a device that adjusts the indoor environment with the control condition determined by the control condition determining unit. It is to be prepared.
  • the present invention it is possible to perform control for maintaining the user's arousal state reflecting the user's request. Thereby, the user can maintain the awake state without feeling uncomfortable.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an environment control device according to a first embodiment.
  • 2 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the environment control apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of the environment control device according to the first embodiment. It is a figure which shows an example of the user state accumulate
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of the environment control apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an environment control device 10 according to the first embodiment.
  • the environment control device 10 includes a needs determination unit 1, a biological information acquisition unit 2, an arousal state determination unit 3, a user state storage unit 4, a control condition determination unit 5, a control condition storage unit 6, and a device control unit 7. .
  • a HEMS remote controller 20, a wearable device 30, various sensors 40, and various devices 50 are connected to the environment control device 10.
  • the needs determination unit 1 receives the user's needs and determines whether the user wants to guide to the awake state or the nap state from the received needs.
  • a HEMS (Home Energy Management System) remote controller 20 or a wearable device 30 can be cited.
  • the user inputs the current subjective evaluation of his / her mood through the HEMS remote controller 20 or the wearable device 30 using, for example, VAS (Visual Analog Scale).
  • Subjective evaluation using VAS is expressed as follows using numerical values, for example. Input value “ ⁇ 1”: Input value “0” to be relaxed “0”: Neutral input value “+1”: Want to concentrate
  • the needs determination unit 1 wants the user to guide to the awake state based on the input values of the subjective evaluation described above It is determined whether or not he / she wants to be guided to a nap state.
  • the biological information acquisition unit 2 acquires the user's biological information from the various sensors 40.
  • Various sensors 40 connected to the biological information acquisition unit 2 can be configured by a plurality of sensors as shown in FIG. In addition, it is not necessary to provide all the sensors, and it is sufficient to provide at least one sensor among the following sensors so as to be able to acquire the user's biological information. Moreover, you may apply sensors other than the sensor shown below.
  • the infrared sensor 40a measures the size of the user's pupil diameter and the amount of change in the speed and number of blinks.
  • the electrooculogram sensor 40b measures the electrooculogram of the user.
  • the body motion sensor 40c measures the movement of the user's body.
  • the pressure sensor 40d is built in an object with which the user's body comes into contact, such as a pen or a chair, and detects the user's contact with pressure.
  • the respiration sensor 40e measures a user's respiration timing and respiration depth.
  • the camera 40f images the user's facial expression and behavior, and the user's body part.
  • the awakening state determination unit 3 compares the user's biological information acquired by the biological information acquisition unit 2 with information indicating the user state stored in the user state storage unit 4 to determine whether the user is in an awakening state. I do.
  • the user state storage unit 4 stores the user's biological information and information indicating the user's arousal state or non-awake state in association with each other.
  • the control condition determination unit 5 determines the control condition in the corresponding control mode based on the determination result of the need determination unit 1 and the determination result of the arousal state determination unit 3.
  • the control modes are an awakening mode and a nap mode.
  • the control condition determining unit 5 refers to the biological information acquired by the biological information acquiring unit 2 and the control condition accumulating unit 6, selects the device 50 that gives the user a stimulus for awakening, The control condition of the selected device 50 is determined.
  • the control condition determination unit 5 refers to the biological information acquired by the biological information acquisition unit 2 and the control condition storage unit 6, selects the device 50 for prompting the user to sleep, The control condition of the selected device 50 is determined.
  • the control condition accumulation unit 6 accumulates the device 50 to be controlled and the control condition of each device 50 in association with each control mode.
  • the control conditions of each device 50 may be classified and set based on the gender and preferences of the user.
  • the device control unit 7 controls the device 50 selected by the control condition determining unit 5 with the determined control condition.
  • the device 50 controlled by the device control unit 7 includes, for example, an air conditioner, an acoustic device, lighting, a display device, and the like. Based on the control of the device control unit 7, wind, sound, light, a predetermined screen, and the like are output, and an output for giving a stimulus for awakening to the user or an output for prompting the user to sleep is performed.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the environment control apparatus 10 according to the first embodiment.
  • the need determination unit 1, the biological information acquisition unit 2, the awake state determination unit 3, the control condition determination unit 5, and the device control unit 7 of the environment control device 10 are executed by the processor 11 executing a program stored in the memory 12. Realized.
  • the user state storage unit 4 and the control condition storage unit 6 constitute a memory 12. Further, a plurality of processors 11 and a plurality of memories 12 may be configured to cooperate to execute the above-described functions.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the environment control apparatus 10 according to the first embodiment.
  • the biometric information acquisition part 2 shall acquire a user's biometric information based on the information always input from the various sensors 40.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the environment control apparatus 10 according to the first embodiment.
  • the biometric information acquisition part 2 shall acquire a user's biometric information based on the information always input from the various sensors 40.
  • the needs determination unit 1 When the needs determination unit 1 receives an input of the user's needs from the HEMS remote controller 20 or the wearable device 30 (step ST1), the needs determination unit 1 refers to the input needs and the user wishes to guide to the awake state. It is determined whether it is desired to guide to a nap state, or whether it is desired to guide to an awake state and a nap state (step ST2).
  • the user wishes to be in the awake state (step ST2; awake)
  • the mode shifts to the awake mode.
  • the process shifts to the nap mode.
  • the process returns to step ST1.
  • the awake state determination unit 3 acquires the user's biometric information from the biometric information acquisition unit 2 (step ST3).
  • the awake state determination unit 3 compares the biological information acquired in step ST3 with the information stored in the user state storage unit 4, and determines whether or not the user is in an awake state (step ST4). If the user is awake (step ST4; YES), the process returns to step ST1.
  • step ST5 determines whether or not each device 50 is already controlled in the awake mode.
  • step ST5 determines whether or not the number of times of increasing the stimulation level for awakening the user has reached the set number.
  • Step ST6 determines whether or not the control condition determination unit 5 refers to the information stored in the control condition storage unit 6 and further increases the stimulation level for awakening the user.
  • Control conditions are determined (step ST7).
  • the control condition determining unit 5 refers to the information accumulated in the control condition accumulating unit 6 to determine the control conditions for awakening the user. (Step ST8).
  • the device control unit 7 controls each device 50 under the control conditions determined in step ST7 or step ST8 (step ST9).
  • the control condition determination unit 5 determines whether or not the device control unit 7 has executed control for each device 50 for a preset time or a preset number of times (step ST10). If control for a preset time or number of times has not been executed (step ST10; NO), the process returns to step ST9. On the other hand, when control is performed for a preset time or a preset number of times (step ST10; YES), the process returns to step ST3.
  • the awake state determination unit 3 acquires the user's biometric information from the biometric information acquisition unit 2 (step ST11). The awake state determination unit 3 compares the biological information acquired in step ST11 with the information stored in the user state storage unit 4, and determines whether or not the user is sleepy (step ST12). If the user is not sleepy (step ST12; NO), the process returns to step ST1.
  • the control condition determining unit 5 refers to the information accumulated in the control condition accumulating unit 6 and determines a control condition for relaxing the user (step ST13). ).
  • the device control unit 7 controls each device 50 under the control condition determined in step ST13 (step ST14).
  • the control condition determination unit 5 determines whether or not the device control unit 7 has performed control for each device 50 for a preset time or a preset number of times (step ST15). When the control for the preset time or the preset number of times has not been executed (step ST15; NO), the process returns to step ST14. On the other hand, when control is performed for a preset time or a preset number of times (step ST15; YES), the process returns to step ST11.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the user state stored in the user state storage unit 4 of the environment control apparatus 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 4 shows a case where the user state is associated with the biological information acquired from the body motion sensor 40c. It is assumed that the user is in the awake state when the user's body movement more than the set number of times is detected within a certain time. Further, it is assumed that the user is sleepy when the user's body movement is detected within a certain time but is less than the set number of times. In addition, it is assumed that the user is not awake when the user's body movement is not detected within a certain period of time.
  • the awakening state determination unit 3 determines the state of the user from the biological information acquired by the biological information acquisition unit 2 and the control conditions stored in the control condition storage unit 6.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of control conditions stored in the control condition storage unit 6 of the environmental control apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows an example of control conditions that the control condition determination unit 5 refers to in the awakening mode.
  • the control condition the temperature of the air to be blown is set in accordance with the sex of the user and the preference of the user.
  • Control conditions for blowing cooler air than male users are set for male users.
  • control conditions are set to blow cooler air by ⁇ 1 ° C. at the head and feet than cold male users. Specifically, a hot male user is blown by a wind (Ht in FIG. 5) lowered from room temperature by 3 ° C. near the head, and a wind (Ft in FIG.
  • Control conditions for blowing air are set.
  • control conditions according to the user's age and physique may be set and accumulated.
  • the control conditions shown in FIG. 5 are examples, and are not limited to the numerical values shown by the control conditions.
  • the biometric information acquisition unit 2 determines the user's sex, preference, age or age, physique, and the like from the captured image of the camera 40f.
  • the biological information acquisition unit 2 outputs the user information to the control condition determination unit 5.
  • the biological information acquisition unit 2 measures the user's height, surface area, body temperature, and the like from the captured image of the camera 40f, further acquires information about the user's clothing, and whether the user is a man or a woman, Judge whether it is hot or cold.
  • the needs determination unit 1 may accept input of user information including age, physique, and preferences from the user and output the user information to the control condition determination unit 5.
  • the control condition determination unit 5 collates the input user information with the information shown in FIG. 5 stored in the control condition storage unit 6 and determines the control condition of each device 50.
  • FIG. 6 is a diagram showing a comparison of drowsiness levels depending on the presence / absence of air blowing of the air conditioner.
  • FIG. 6A is a diagram illustrating the transition of the sleepiness level of the user when there is no wind blowing the user.
  • FIG. 6B shows the transition of the sleepiness level of the user when the wind cooler than the room temperature is blown to the head when the sleepiness of the user is detected.
  • the horizontal axis of FIG. 6 represents time, and the vertical axis represents sleepiness level (NEDO evaluation representing sleepiness).
  • the sleepiness level indicated by the vertical axis in FIG. 6 is defined as follows by NEDO evaluation (see Reference 1). Sleepiness level 1: Not sleepy at all (the movement of the line of sight is fast and frequent, blinking is a stable cycle of about 2 times every 2 seconds) Sleepiness level 2: Slightly sleepy (lips are open, movement of eye movement is slow) Sleepiness level 3: Sleepy (blinks occur slowly and frequently, there are mouth movements, sit back, and do hands on the face) Drowsiness level 4: Very sleepy (there seems to be a conscious blink. There are unnecessary whole body movements such as shaking the head, moving the shoulders up and down, yawning frequently and deep breathing, blinking and eye movements.
  • Sleepiness level 5 Very sleepy (closes eyelids, head tilts forward, head falls back) ⁇ Reference 1 Yasuhiko Nakano and two others, Driver Arousal Detection Technology, FUJITSU.59,4, p.416-420 (07,2008) (Http://img.jp.fujitsu.com/downloads/jp/jmag/vol59-4/paper12.pdf)
  • the sleepiness level increases from “1” to “4” or “5” with the passage of time.
  • the stimulus X by the first blow is given when 7 minutes have passed
  • the stimulus Y by the second blow is given when 9 minutes and 30 seconds have passed
  • the stimulus Z by the third blow is given when 15 minutes have passed. Is given.
  • the sleepiness level increases with the passage of time, but the sleepiness level is suppressed to “3” or less even when 16 minutes have passed. From this, it can be seen that the user's sleepiness level can be kept low by blowing wind cooler than room temperature to the head.
  • step ST2 of the flowchart of FIG. 3 the need determination unit 1 determines that the user does not want to be guided to the awake state and the nap state, and returns to the process of step ST1.
  • the control condition determination unit 5 stands by without performing either the control for awakening or the control for nap.
  • step ST2 of the flowchart of FIG. 3 the need determination unit 1 determines that the user does not want to be guided to the awake state.
  • the wakefulness determination unit 3 determines that the user is sleepy (step ST12; YES), determines that the user's need for wakefulness is low, and allows the user to take a nap immediately. Transition to control.
  • step ST13 to step ST15 the control condition determination unit 5 and the device control unit 7 shift to control of an environment where the user can take a nap, determine a control condition for relaxing the user, and control each device 50. An example of control conditions for relaxing the user is shown below.
  • Air conditioner Set the air temperature slightly warmer than the room temperature. A slightly warm wind is blown around the user's foot, and not near the user's head.
  • Lighting equipment Make it darker than normal lighting.
  • Sound equipment White noise with waves that oscillate up and down irregularly like natural sounds such as waterfalls and small birds.
  • step ST2 of the flowchart of FIG. 3 the need determination unit 1 determines that the user desires guidance to the awake state. If it is determined in step ST3 and step ST4 that the user is not in an awake state (step ST4; NO), the awake state determination unit 3 determines that the user has a high need for an awake state, and shifts to control of an environment that can be awakened. . On the other hand, if it is determined that the user is in an awake state (step ST4; YES), the control condition determination unit 5 determines that the user is awake and concentrated. In that case, the control condition determination unit 5 waits without performing control for giving a stimulus for awakening.
  • step ST5 and step ST6 the control condition determination unit 5 gives a stronger stimulus to awaken the user in step ST7 when the device 50 is already controlled in the awake mode and can further increase the stimulation level. Determine the conditions.
  • An example of control conditions for applying a stronger stimulus to wake the user is shown below.
  • Air-conditioning equipment The wind speed is increased from 0.7 m / s to 2.0 m / s.
  • Stimulation time Increase from 5 seconds to 15 seconds.
  • the user can be awakened by changing the intensity of the stimulus given to the user for awakening.
  • stimulation is an example, and is not limited to the said numerical value.
  • control condition determination unit 5 determines a control condition that gives a stimulus for awakening the user when the device 50 is not controlled in the awakening mode.
  • An example of control conditions for providing a stimulus for awakening the user is shown below.
  • Air conditioner Air that is cooler than room temperature is blown near the user's head, and air that is warmer than room temperature is blown to the user's feet.
  • Lighting equipment Brighter than normal lighting. Audio equipment: No sound is played.
  • step ST9 and step ST10 the device control unit 7 controls the various devices 50 and executes control for a set time or a set number of times. Thereafter, the arousal state determination unit 3 determines again in step ST3 and step ST4 whether the user is in the awake state. When the user is not in an awake state and cannot further increase the stimulation level in step ST5 and step ST6, it is determined that the user's physical condition is not excellent, and the process proceeds to step ST13. That is, it shifts to a nap mode and makes a user rest. .
  • a notification unit connected to the device control unit 7 is additionally provided.
  • the notification unit notifies the set person.
  • step ST10 in the flowchart of FIG. 3, the time or number of times that the control condition determination unit 5 and the device control unit 7 execute control for awakening the user is set. This is because the awakening effect immediately appears in the first few seconds or several times when the user starts to stimulate, but the awakening effect decreases as the time or number of times the stimulus is applied increases. For this reason, the conditions for the time or number of times of stimulation are determined in advance, such as the time A seconds for giving the stimulation or the number of times B for the stimulation. If it is determined that the user has not been awakened even after the stimulation of the set condition is applied, the stimulation level is increased or the user is napped.
  • FIG. 7 is a diagram showing the probability of the user being awakened by the ventilation of the air conditioner for each number of times of ventilation.
  • the horizontal axis indicates the number of air blows, and the vertical axis indicates the user's arousal rate.
  • FIG. 7 shows the results when the air conditioner is controlled in the awakening mode. The user's arousal rate exceeds 50% until the number of times the stimulus is applied by blowing air is the fourth. On the other hand, when the number of times of stimulation by blowing is 5th or later, the user's awakening rate is decreased, and the user is not awakened by the 8th and 9th blowing. Based on the result, by setting the maximum number of times that the device control unit 7 gives stimulation to the user, for example, 5 times, the user can be promptly rested.
  • the need determination unit 1 that accepts the user's needs and the wakefulness determination that determines whether or not the user is wakeful based on the user's biological information acquired from various sensors.
  • the control condition determination unit 5 shifts to the corresponding control mode and determines the control condition in the shifted control mode; Since it comprised so that the apparatus control part 7 which controls the apparatus 50 with the control conditions which the control condition determination part 5 determined can be controlled for the awakening according to a user's needs and a user's state.
  • the control condition determination unit 5 Is configured to determine the control conditions for awakening, so when the user wants to guide to the awakening state, the control for awakening, such as blowing wind cooler than room temperature to the user's head It can be performed. Thereby, it can suppress that a user feels uncomfortable control for awakening.
  • the device control unit 7 performs control for giving a stimulus for awakening to the user a set number of times or a set time. If the user does not wake up, the device control unit 7 shifts to the nap mode. Therefore, taking into account the physical condition of the user who cannot wake up, the user can be encouraged to take a nap. Thereby, after a user takes a nap, it can be controlled to wake up comfortably.
  • control condition determination part 5 since the control condition determination part 5 was comprised so that a control condition might be determined according to a user's sex and liking, for example in the ventilation control of an air-conditioning apparatus, on a user's head. It is possible to perform a control of blowing wind cooler than room temperature and blowing wind warmer than room temperature to the user's feet, and the user can be awakened without feeling uncomfortable.
  • the control condition determination unit 5 performs the air flow control of the air conditioner.
  • the control conditions of the air conditioner are not limited to this. Any air conditioning control for awakening the user can be applied.
  • Embodiment 1 mentioned above demonstrated centering on ventilation control of an air conditioner, control for awakening a user using various apparatuses 50 other than an air conditioner or relaxing a user was carried out. Assumed to be performed.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the environmental control apparatus 10a according to the second embodiment of the present invention.
  • the environment control device 10a of the second embodiment is provided with a nap state determination unit 8 in addition to the environment control device 10 shown in FIG.
  • the same or corresponding parts as those of the environmental control apparatus 10 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those used in the first embodiment, and the description thereof is omitted or simplified. .
  • the nap state determination unit 8 uses the electrooculogram measurement value of the electrooculogram sensor 40b acquired by the biometric information acquisition unit 2. It is determined whether or not the user is in a non-REM sleep state and a nap state. Thereafter, it is determined whether or not the non-REM sleep state has shifted to the REM sleep state. If it is determined that the REM sleep state has been entered, it is determined that the user's sleep is shallow, and the control condition determination unit 5 is instructed to determine a control condition for awakening the user.
  • the control condition determination unit 5 determines a control condition for awakening based on an instruction from the nap state determination unit 8.
  • the device control unit 7 controls each device 50 based on the determined control condition.
  • the awake state determination unit 3 determines whether or not the user is in an awake state based on the biometric information of the user after performing control for awakening.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the environment control apparatus 10a according to the second embodiment of the present invention.
  • the same steps as those of the environmental control apparatus 10 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those used in FIG. 3, and the description thereof is omitted or simplified.
  • the nap state determination unit 8 acquires the measurement value of the electrooculogram of the electrooculogram sensor 40b from the biological information acquisition unit 2 (step ST21).
  • the nap state determination unit 8 determines whether the user is in a nap state based on the electrooculogram measurement value of the electrooculogram sensor 40b acquired in step ST21 (step ST22).
  • step ST22 If the user is not in a nap state (step ST22; NO), the determination process in step ST22 is continued. On the other hand, when the user enters the nap state (step ST22; YES), the nap state determination unit 8 determines whether the user has shifted to the REM sleep state (step ST23). When the user is not in the REM sleep state (step ST23; NO), the determination process in step ST23 is continued. On the other hand, when it determines with the user having shifted to the REM sleep state (step ST23; YES), it progresses to the process of step ST8.
  • the user after the user enters the non-REM sleep state and enters the nap state, it is determined whether the user has shifted to the REM sleep state, and the user shifts from the non-REM sleep state to the REM sleep state.
  • the nap state determination unit 8 since it is configured to include the nap state determination unit 8 that instructs the control condition determination unit 5 to determine the control condition that gives the user a stimulus for awakening, after prompting the user to take a nap, The user can be comfortably shifted to the awake state according to the sleep state.
  • Embodiment 2 although the structure which determines a user's sleep state based on the measured value of a user's electrooculogram was shown, it is not limited to the measured value of an electrooculogram. Other sensors that can measure the user's sleep state may be applied, and the user's sleep state may be determined based on the measured value of the sensor.
  • an air conditioning system is constructed by applying an air conditioning device to the device 50 and combining it with the environmental control devices 10 and 10a shown in the first and second embodiments. Furthermore, by applying a device for adjusting the living space such as an air conditioner, an acoustic device, a lighting device and a display device to the device 50 and combining it with the environmental control devices 10 and 10a shown in the first and second embodiments, A living space control system is established.
  • the present invention can be freely combined with each embodiment, modified any component of each embodiment, or omitted any component in each embodiment. Is possible.
  • the environmental control device can control the indoor environment according to the user's needs and the user's condition, and can be applied to air conditioning equipment, an air conditioning system, a living space control system, and the like.
  • 1 Need determination unit 2 biometric information acquisition unit, 3 wakefulness determination unit, 4 user status storage unit, 5 control condition determination unit, 6 control condition storage unit, 7 device control unit, 8 nap state determination unit, 10, 10a environment Control device, 20 HEMS remote control, 30 wearable device, 40a infrared sensor, 40b electrooculogram sensor, 40c body motion sensor, 40d pressure sensor 40d, 40e respiration sensor, 40f camera, 50 device.

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Abstract

ユーザの覚醒に関する要望を判定するニーズ判定部（１）と、ユーザの生体情報からユーザが覚醒しているか否か判定を行う覚醒状態判定部（３）と、ニーズ判定部（１）の判定結果と、覚醒状態判定部（３）の判定結果とから、室内環境の制御条件を決定する制御条件決定部（５）と、決定した制御条件で室内環境を調整する機器を制御する機器制御部（７）とを備える

Description

環境制御装置および空調システム
　この発明は、ユーザに快適な室内環境を提供する技術に関するものである。
　従来より、ユーザの生体情報を取得してユーザの覚醒状態を判断し、ユーザが眠気を感じていると判断した場合に、ユーザを覚醒させるための刺激を与える技術が開示されている。例えば、特許文献１には、運転者の覚醒度と運転者のストレス度からユーザ状態を判断し、判断したユーザ状態に基づいて空調機器を制御してユーザの手を冷却または加温する覚醒誘導装置が開示されている。また、特許文献２には、車両乗員の瞳孔寸法の時間的変化や、車両乗員の瞬きの回数などのユーザの生体情報から、車両乗員が正常な覚醒状態とは異なる非覚醒状態であることを検出した場合に、空調出力のパラメータをより低温且つより強風に設定変更して出力する車両用操作入力装置が開示されている。
　さらに、特許文献３および特許文献４には、視線カメラによって検出された運転者の視線データを生体情報として取得する構成や、ユーザが日常的に身に付けるものに組み込んだウェアラブルな構成の生体センサによってユーザの体温、心拍数、血圧などの生体情報を取得する構成が開示され、取得した生体情報を用いて環境を制御するシステムが開示されている。また、特許文献５には、就寝者の生体情報を取得し、取得した生体情報の推移から就寝者の睡眠状態を判断し、判断した睡眠状態に基づいた空調機器の吹出し温度、風向および風量などを制御する室内環境制御システムが開示されている。
特開２０１３－１２０２９号公報 特開２００９－２１３７７９号公報 特開２０１２－９１５７０号公報 特開２００９－５６０７５号公報 特開２０１３－２１３６４２号公報
　しかしながら、上述した特許文献１から特許文献５に開示された技術では、ユーザが覚醒していないことを検出した場合に、ユーザを覚醒させることを優先して、眠気を取るために冷たい風を顔に送る、ユーザの手に当てる、あるいは強風を吹き出す制御を行うため、ユーザが不快に感じるという課題があった。また、ユーザの体調が優れない場合にも、ユーザの顔に冷たい風を送るなどの覚醒のための制御が優先され、ユーザの要望を反映した制御を行うことができないという課題があった。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ユーザの要望を反映させ、ユーザが不快に感じることなく覚醒状態を維持する制御を実現することを目的とする。
　この発明に係る環境制御装置は、ユーザの覚醒に関する要望を判定するニーズ判定部と、ユーザの生体情報からユーザが覚醒しているか否か判定を行う覚醒状態判定部と、ニーズ判定部の判定結果と、覚醒状態判定部の判定結果とから、室内環境の制御条件を決定する制御条件決定部と、制御条件決定部が決定した制御条件で室内環境を調整する機器を制御する機器制御部とを備えるものである。
　この発明によれば、ユーザの要望を反映させたユーザの覚醒状態を維持するための制御を行うことができる。これにより、ユーザは不快に感じることなく覚醒状態を維持することができる。
実施の形態１に係る環境制御装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る環境制御装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る環境制御装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る環境制御装置のユーザ状態蓄積部に蓄積されたユーザ状態の一例を示す図である。 実施の形態１に係る環境制御装置の制御条件蓄積部に蓄積された制御条件の一例を示す図である。 空調機器の送風の有無による眠気レベルの比較を示す図である。 空調機器の送風によりユーザが覚醒する確率を示した図である。 実施の形態２に係る環境制御装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係る環境制御装置の動作を示すフローチャートである。
　以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る環境制御装置１０の構成を示すブロック図である。
　環境制御装置１０は、ニーズ判定部１、生体情報取得部２、覚醒状態判定部３、ユーザ状態蓄積部４、制御条件決定部５、制御条件蓄積部６および機器制御部７で構成されている。図１に示すように、環境制御装置１０には、ＨＥＭＳリモコン２０、ウェアラブル機器３０、各種センサ４０、各種機器５０が接続されている。
　ニーズ判定部１は、ユーザのニーズを受け付け、受け付けたニーズからユーザが覚醒状態への誘導を希望しているか、仮眠状態への誘導を希望しているか判定を行う。ニーズ判定部１に対して、ユーザのニーズを入力するための機器として、図１に示したように、例えばＨＥＭＳ（Home Energy Management System）リモコン２０やウェアラブル機器３０などが挙げられる。ユーザはＨＥＭＳリモコン２０やウェアラブル機器３０を介して、現在の自身の気分の主観評価を例えばＶＡＳ（Visual Analog Scale）を用いて入力する。
　ＶＡＳを用いた主観評価は、数値を用いて例えば以下のように表現される。
入力値「－１」：リラックスしたい
入力値「０」：ニュートラル
入力値「＋１」：集中したい
　ニーズ判定部１は、上述した主観評価の入力値に基づいて、ユーザは覚醒状態への誘導を希望しているか、あるいは仮眠状態への誘導を希望しているか判定を行う。
　生体情報取得部２は、各種センサ４０からユーザの生体情報を取得する。生体情報取得部２に接続される各種センサ４０は、図１に示すように複数のセンサで構成可能である。なお、全てのセンサを備える必要はなく、以下に示すセンサのうち少なくとも１つ以上のセンサを備え、ユーザの生体情報を取得可能に構成すればよい。また、以下に示すセンサ以外のセンサを適用してもよい。
　赤外線センサ４０ａは、ユーザの瞳孔径の大きさや、瞬目の速度および回数の変化量を計測する。眼電位センサ４０ｂは、ユーザの眼電位を計測する。体動センサ４０ｃは、ユーザの体の動きを計測する。圧力センサ４０ｄは、ユーザの体が接する物体、例えばペンや椅子などに内蔵され、ユーザの接触を圧力により検知する。呼吸センサ４０ｅは、ユーザの呼吸のタイミングや呼吸の深さを計測する。カメラ４０ｆは、ユーザの表情や行動、ユーザの身体部位を撮像する。
　覚醒状態判定部３は、生体情報取得部２が取得したユーザの生体情報とユーザ状態蓄積部４に蓄積されたユーザ状態を示す情報とを照合して、ユーザが覚醒状態であるか否か判定を行う。ユーザ状態蓄積部４は、ユーザの生体情報と、ユーザの覚醒状態または非覚醒状態を示す情報とを対応付けて記憶している。
　制御条件決定部５は、ニーズ判定部１の判定結果および覚醒状態判定部３の判定結果に基づいて、対応する制御モードでの制御条件を決定する。制御モードは、覚醒モードおよび仮眠モードである。覚醒モードに移行した場合、制御条件決定部５は生体情報取得部２が取得した生体情報と、制御条件蓄積部６とを参照し、ユーザに覚醒のための刺激を与える機器５０を選択し、選択した機器５０の制御条件を決定する。一方、仮眠モードに移行した場合、制御条件決定部５は生体情報取得部２が取得した生体情報と、制御条件蓄積部６とを参照し、ユーザに睡眠を促すための機器５０を選択し、選択した機器５０の制御条件を決定する。制御条件蓄積部６は、制御モードごとに、制御する機器５０と、各機器５０の制御条件とを関連付けて蓄積する。各機器５０の制御条件は、ユーザの性別や好みに基づいて分類して設定してもよい。
　機器制御部７は、制御条件決定部５が選択した機器５０を決定された制御条件で制御する。機器制御部７が制御する機器５０は、例えば空調機器、音響機器、照明、表示装置などで構成される。機器制御部７の制御に基づいて、風、音、光、所定の画面などを出力し、ユーザに覚醒のための刺激を与える出力を行う、あるいはユーザに睡眠を促す出力を行う。
　図２は、実施の形態１に係る環境制御装置１０のハードウェア構成を示すブロック図である。
　環境制御装置１０のニーズ判定部１、生体情報取得部２、覚醒状態判定部３、制御条件決定部５および機器制御部７は、プロセッサ１１がメモリ１２に記憶されたプログラムを実行することにより、実現される。ユーザ状態蓄積部４および制御条件蓄積部６は、メモリ１２を構成する。また、複数のプロセッサ１１および複数のメモリ１２が連携して上述した機能を実行するように構成してもよい。
　次に、環境制御装置１０の動作について図３から図６を参照しながら説明する。
　図３は、実施の形態１に係る環境制御装置１０の動作を示すフローチャートである。
　なお、生体情報取得部２は、常時各種センサ４０から入力される情報に基づいてユーザの生体情報を取得しているものとする。
　ニーズ判定部１が、ＨＥＭＳリモコン２０あるいはウェアラブル機器３０からユーザのニーズの入力を受け付けると（ステップＳＴ１）、ニーズ判定部１は入力されたニーズを参照し、ユーザが覚醒状態への誘導を希望しているか、仮眠状態への誘導を希望しているか、覚醒状態および仮眠状態への誘導を希望していないか判定を行う（ステップＳＴ２）。覚醒状態への誘導を希望している場合（ステップＳＴ２；覚醒）、覚醒モードへ移行する。一方、覚醒状態への誘導を希望していない場合（ステップＳＴ２；仮眠）、仮眠モードへ移行する。さらに、覚醒状態および仮眠状態への誘導を希望していない場合（ステップＳＴ２；ニュートラル）、ステップＳＴ１の処理に戻る。
　まず、覚醒モードに移行した場合の動作について説明する。覚醒状態判定部３は、生体情報取得部２からユーザの生体情報を取得する（ステップＳＴ３）。覚醒状態判定部３は、ステップＳＴ３で取得した生体情報と、ユーザ状態蓄積部４に蓄積された情報とを比較し、ユーザが覚醒状態であるか否か判定を行う（ステップＳＴ４）。ユーザが覚醒状態である場合（ステップＳＴ４；ＹＥＳ）、ステップＳＴ１の処理に戻る。
　一方、ユーザが覚醒状態でない場合（ステップＳＴ４；ＮＯ）、制御条件決定部５は既に各機器５０が覚醒モードで制御されているか否か判定を行う（ステップＳＴ５）。既に各機器５０が覚醒モードで制御されている場合（ステップＳＴ５；ＹＥＳ）、制御条件決定部５はユーザを覚醒させるための刺激レベルを上昇させる回数が設定回数に達しているか否か判定を行う（ステップＳＴ６）。設定回数に達している場合（ステップＳＴ６；ＹＥＳ）、後述するステップＳＴ１３の処理に進む。一方、設定回数に達していない場合（ステップＳＴ６；ＮＯ）、制御条件決定部５は制御条件蓄積部６に蓄積された情報を参照して、ユーザを覚醒させるための刺激レベルをさらに上昇させた制御条件を決定する（ステップＳＴ７）。一方、これまで覚醒モードで稼働していない場合（ステップＳＴ５；ＮＯ）、制御条件決定部５は制御条件蓄積部６に蓄積された情報を参照してユーザを覚醒させるための制御条件を決定する（ステップＳＴ８）。
　機器制御部７は、ステップＳＴ７またはステップＳＴ８で決定された制御条件で各機器５０を制御する（ステップＳＴ９）。制御条件決定部５は、機器制御部７が各機器５０に対して予め設定された時間あるいは設定された回数の制御を実行したか否か判定を行う（ステップＳＴ１０）。予め設定された時間あるいは回数の制御が実行されていない場合（ステップＳＴ１０；ＮＯ）、ステップＳＴ９の処理に戻る。一方、予め設定された時間あるいは設定された回数の制御が実行された場合（ステップＳＴ１０；ＹＥＳ）、ステップＳＴ３の処理に戻る。
　次に、仮眠モードに移行した場合の動作について説明する。覚醒状態判定部３は、生体情報取得部２からユーザの生体情報を取得する（ステップＳＴ１１）。覚醒状態判定部３は、ステップＳＴ１１で取得した生体情報と、ユーザ状態蓄積部４に蓄積された情報とを比較し、ユーザが眠い状態であるか否か判定を行う（ステップＳＴ１２）。ユーザが眠い状態でない場合（ステップＳＴ１２；ＮＯ）、ステップＳＴ１の処理に戻る。
　一方、ユーザが眠い状態である場合（ステップＳＴ１２；ＹＥＳ）、制御条件決定部５は制御条件蓄積部６に蓄積された情報を参照してユーザをリラックスさせるための制御条件を決定する（ステップＳＴ１３）。機器制御部７は、ステップＳＴ１３で決定された制御条件で各機器５０を制御する（ステップＳＴ１４）。制御条件決定部５は、機器制御部７が各機器５０に対して予め設定された時間あるいは設定された回数の制御を実行したか否か判定を行う（ステップＳＴ１５）。予め設定された時間あるいは設定された回数の制御が実行されていない場合（ステップＳＴ１５；ＮＯ）、ステップＳＴ１４の処理に戻る。一方、予め設定された時間あるいは設定された回数の制御が実行された場合（ステップＳＴ１５；ＹＥＳ）、ステップＳＴ１１の処理に戻る。
　ここで、ユーザ状態蓄積部４および制御条件蓄積部６の蓄積例について説明する。
　図４は、実施の形態１による環境制御装置１０のユーザ状態蓄積部４に蓄積されたユーザ状態の一例を示す図である。
　図４では、体動センサ４０ｃから取得した生体情報にユーザ状態を関連付けた場合を示している。ある時間内に設定回数以上のユーザの体動を検知した場合には、ユーザが覚醒状態であるとする。また、ある時間内にユーザの体動が検知されたが設定回数未満であった場合に、ユーザが眠い状態であるとする。また、ある時間内にユーザの体動が検知されなかった場合にユーザは覚醒していない非覚醒状態であるとする。覚醒状態判定部３は、生体情報取得部２が取得した生体情報と、制御条件蓄積部６に蓄積された制御条件とから、ユーザの状態を判定する。
　図５は、この発明の実施の形態１による環境制御装置１０の制御条件蓄積部６に蓄積された制御条件の一例を示す図である。なお図５は、制御条件決定部５が覚醒モードにおいて参照する制御条件の一例を示している。
　制御条件は、ユーザの性別やユーザの好みに合わせて送風する風の温度が設定されている。男性のユーザには、女性のユーザよりも冷たい風を送風する制御条件が設定されている。また、暑がりの男性ユーザには、寒がりの男性ユーザよりも頭部および足部に－１℃ずつ冷たい風を送風する制御条件が設定されている。具体的には、暑がりの男性ユーザには、頭部付近に室温から３℃下げた風（図５のＨｔ）を送風し、足部に室温から１℃上げた風（図５のＦｔ）を送風する制御条件が設定される。ユーザの性別や好み以外にも、ユーザの年齢、体格に応じた制御条件を設定して蓄積してもよい。なお、図５で示した制御条件は一例であり、当該制御条件で示した数値に限定されるものではない。
　ユーザの性別や好み、年齢または年代、体格などは、生体情報取得部２がカメラ４０ｆの撮像画像から判断する。生体情報取得部２は、ユーザ情報として制御条件決定部５に出力する。具体的には、生体情報取得部２がカメラ４０ｆの撮像画像からユーザの身長、表面積、体温などを測定し、さらにユーザの着衣に関する情報を取得し、ユーザが男性であるか女性であるか、暑がりであるか寒がりであるかなどを判断する。また、ニーズ判定部１がユーザから年齢、体格および好みなどを含むユーザ情報の入力を受け付け、制御条件決定部５に出力してもよい。制御条件決定部５は、入力されたユーザ情報と制御条件蓄積部６に蓄積された図５で示した情報とを照合し、各機器５０の制御条件を決定する。
　図５の例では、ユーザを覚醒させるための風による刺激として、頭部を冷たく冷やし、足部を暖かくする頭寒足熱の原理を適用している。一般的に、室温よりも冷たい風をユーザの頭部付近に送風し、室温よりも暖かい風をユーザの足部付近に送風すると、眠気を抑えることが知られている。図６は、空調機器の送風の有無による眠気レベルの比較を示す図である。図６（ａ）は、ユーザに送風を行っていない無風の場合における、ユーザの眠気レベルの遷移を示す図である。図６（ｂ）は、ユーザの眠気を検知した場合に室温よりも冷たい風を頭部に送風した場合における、ユーザの眠気レベルの遷移を示している。図６の横軸は時間を示し、縦軸は眠気レベル（眠気を表すＮＥＤＯ評価）を示している。
　図６の縦軸で示した眠気レベルは、ＮＥＤＯ評価により以下のように定義されている（参考文献１参照）。
眠気レベル１：まったく眠くなさそう（視線の移動が速く頻繁である、瞬きは２秒に２回くらいの安定した周期）
眠気レベル２：やや眠そう（唇が開いている、視線移動の動きが遅い）
眠気レベル３：眠そう（瞬きはゆっくりと頻発、口の動きがある、座り直しあり、顔に手をやる）
眠気レベル４：かなり眠そう（意識的と思われる瞬きがある。頭を振る、肩の上下動等の無用な身体全体の動きがある、あくびは頻発し深呼吸もみられる、瞬きも視線の動きも遅い）
眠気レベル５：非常に眠そう（瞼を閉じる、頭が前に傾く、頭が後ろに倒れる）
・参考文献１
中野泰彦外２名、ドライバの覚醒度検知技術、FUJITSU.59,4,p.416-420(07,2008)
（http://img.jp.fujitsu.com/downloads/jp/jmag/vol59-4/paper12.pdf）
　図６（ａ）では、時間の経過と共に、眠気レベルが「１」から「４」または「５」に上昇している。一方、図６（ｂ）では、７分経過時に１回目の送風による刺激Ｘを与え、９分３０秒経過時に２回目の送風による刺激Ｙを与え、１５分経過時に３回目の送風による刺激Ｚを与えている。図６（ｂ）では、時間の経過に伴って眠気レベルが上昇しているが、１６分を経過した時点においても眠気レベルが「３」以下に抑えられている。このことから、室温よりも冷たい風を頭部に送風するとユーザの眠気レベルを低く保てることが分かる。
　次に、図３で示したフローチャートに沿って、上述したＶＡＳを用いた主観評価に応じた制御の具体例について説明する。以下では、ニーズ判定部１が入力された主観評価の値に基づいてユーザの気分が「ニュートラル」、「リラックスしたい」、「集中したい」のいずれかであると判定した場合を例に説明する。
＜主観評価が「入力値「０」：ニュートラル」の場合＞
　図３のフローチャートのステップＳＴ２において、ニーズ判定部１はユーザが覚醒状態および仮眠状態への誘導を希望していないと判定し、ステップＳＴ１の処理に戻る。このように、主観評価がニュートラルの場合、制御条件決定部５は、覚醒のための制御および仮眠のための制御のいずれも行わず、待機する。
＜主観評価が「入力値「－１」：リラックスしたい」の場合＞
　図３のフローチャートのステップＳＴ２において、ニーズ判定部１はユーザが覚醒状態への誘導を希望していないと判定する。覚醒状態判定部３は、ステップＳＴ１１およびステップＳＴ１２において、ユーザは眠い状態であると判定すると（ステップＳＴ１２；ＹＥＳ）、ユーザの覚醒状態へのニーズが低いと判断し、すぐにユーザが仮眠できる環境の制御に移行する。ステップＳＴ１３からステップＳＴ１５において、制御条件決定部５および機器制御部７は、ユーザが仮眠できる環境の制御に移行し、ユーザをリラックスさせるための制御条件を決定し、各機器５０の制御を行う。ユーザをリラックスさせる制御条件の一例を以下に示す。
空調機器：送風温度を部屋の室温よりやや暖かく設定する。やや暖かい風をユーザの足部を中心に送風し、ユーザの頭部付近には送風しない。
照明機器：通常の照明より暗くする。
音響機器：滝や小鳥などの自然音のように不規則に上下に振動する波を持つ白色雑音を流す。
＜主観評価が「入力「１」：集中したい」の場合＞
　図３のフローチャートのステップＳＴ２において、ニーズ判定部１はユーザが覚醒状態への誘導を希望していると判定する。覚醒状態判定部３は、ステップＳＴ３およびステップＳＴ４において、ユーザは覚醒状態でないと判定すると（ステップＳＴ４；ＮＯ）、ユーザの覚醒状態へのニーズが高いと判断し、覚醒できる環境の制御に移行する。一方、ユーザは覚醒状態であると判定すると（ステップＳＴ４；ＹＥＳ）、制御条件決定部５はユーザが覚醒して集中していると判断する。その場合、制御条件決定部５は、覚醒のための刺激を与える制御を行わず、待機する。
　以下に、ステップＳＴ５移行の処理の具体例を示す。
　制御条件決定部５は、ステップＳＴ５およびステップＳＴ６において、機器５０が既に覚醒モードで制御され、さらに刺激レベルを上昇させることができる場合に、ステップＳＴ７においてユーザを覚醒させるためにより強い刺激を与える制御条件を決定する。ユーザを覚醒させるためにより強い刺激を与える制御条件の一例を以下に示す。
空調機器：風速を０．７ｍ／ｓから２．０ｍ／ｓに上げる。
刺激を与える時間：５秒から１５秒に延ばす。
　上述のように、ユーザに覚醒のために与える刺激の強度を変化させることにより、ユーザを覚醒させることができる。なお、上述した風速や刺激を与える時間は一例であり、当該数値に限定されるものではない。
　また、制御条件決定部５は、ステップＳＴ５およびステップＳＴ８において、機器５０が覚醒モードで制御されていない場合に、ユーザを覚醒させるための刺激を与える制御条件を決定する。ユーザを覚醒させるための刺激を与える制御条件の一例を以下に示す。
空調機器：ユーザの頭部付近に室温よりも冷たい風を送風し、ユーザの足部に室温よりも暖かい風を送風する。
照明機器：通常の照明より明るくする。
音響機器：音は流さない。
　機器制御部７は、ステップＳＴ９およびステップＳＴ１０において、各種機器５０を制御し、設定された時間あるいは設定された回数の制御を実行する。その後、覚醒状態判定部３は、再度ステップＳＴ３およびステップＳＴ４において、ユーザが覚醒状態であるか判定する。ユーザが覚醒状態でなく、さらにステップＳＴ５およびステップＳＴ６において刺激レベルを上昇させることができない場合に、ユーザの体調が優れないと判断し、ステップＳＴ１３の処理に進む。即ち、仮眠モードへ移行してユーザを休息させる。　　　　　　
　なお、所定時間あるいは所定回数刺激を与えてもユーザが覚醒せず、ユーザの体調が優れないと判断した場合に、仮眠モードに移行すると共に、ユーザの体調が優れない旨をＨＭＥＳを介して家族など設定された人に通知する構成としてもよい。例えば、図１で示した環境制御装置１０のブロック図において、機器制御部７に接続される通知部を追加して設ける。機器制御部７が設定時間あるいは設定回数ユーザに刺激を与えた後仮眠モードに移行する場合に、当該通知部が設定された人に通知する。
　ここで、図３のフローチャートのステップＳＴ１０の判定処理において、制御条件決定部５および機器制御部７がユーザを覚醒させるための制御を実行する時間あるいは回数を設定している。これは、ユーザに刺激を与え始めた最初の数秒あるいは数回は覚醒の効果がすぐに現れるが、刺激を与える時間または回数が増加すると覚醒の効果が低くなるためである。そのため、刺激を与える時間Ａ秒、あるいは刺激を与える回数Ｂ回など、予め刺激を与える時間あるいは回数の条件を決定しておく。設定条件の刺激を与えた後もユーザが覚醒していないと判断された場合には、刺激レベルを上昇させるまたはユーザを仮眠させる。
　図７は、空調機器の送風によりユーザが覚醒する確率を送風の回数ごとに示した図である。横軸は送風の回数を示し、縦軸は、ユーザの覚醒率を示している。また、図７は、覚醒モードで空調機器を制御した場合の結果を示している。
　送風により刺激を与える回数が４回目まではユーザの覚醒率が５０％を超える。一方、送風による刺激を与える回数が５回目以降になるとユーザの覚醒率が低下し、さらに８回目および９回目の送風ではユーザは覚醒しないという結果を示している。当該結果に基づき、機器制御部７がユーザに刺激を与える最大回数を、例えば５回と設定しておくことにより、速やかにユーザを休息させることができる。
　以上のように、この実施の形態１によれば、ユーザのニーズを受け付けるニーズ判定部１と、各種センサから取得したユーザの生体情報に基づいてユーザが覚醒状態であるか判定を行う覚醒状態判定部３と、ニーズ判定部１の判定結果および覚醒状態判定部３の判定結果に基づいて、対応する制御モードに移行し、移行した制御モードでの制御条件を決定する制御条件決定部５と、制御条件決定部５が決定した制御条件で機器５０を制御する機器制御部７を備えるように構成したので、ユーザのニーズおよびユーザの状態に合わせた覚醒のための制御を行うことができる。
　また、この実施の形態１によれば、ニーズ判定部１がユーザの覚醒状態への誘導希望を判定し、覚醒状態判定部３がユーザが覚醒状態でないと判定した場合に、制御条件決定部５が覚醒のための制御条件を決定するように構成したので、ユーザが覚醒状態への誘導を希望している場合に、ユーザの頭部に室温よりも冷たい風を送風するなど覚醒のための制御を行うことができる。これにより、覚醒のための制御をユーザが不快に感じることを抑制することができる。
　また、この実施の形態１によれば、機器制御部７が設定回数あるいは設定時間ユーザに覚醒のための刺激を与える制御を行ったが、ユーザが覚醒しない場合には、仮眠モードに移行させるように構成したので、覚醒することができないユーザの体調を考慮して、ユーザに仮眠を促すことができる。これにより、ユーザが仮眠を取った後、気持ち良く覚醒するように制御することができる。
　また、この実施の形態１によれば、制御条件決定部５は、ユーザの性別や好みに合わせて制御条件を決定するように構成したので、例えば空調機器の送風制御において、ユーザの頭部に室温よりも冷たい風を送風し、ユーザの足部に室温よりも暖かい風を送風する制御を行うことができ、ユーザは不快を感じることなく覚醒することができる。
　なお、上述した実施の形態１では、制御条件決定部５が空調機器の送風制御において、
ユーザの頭部に室温よりも冷たい風を送風し、ユーザの足部に室温よりも暖かい風を送風する例を示したが、空調機器の制御条件はこれに限定されるものではない。ユーザを覚醒させるための空調制御であれば種々適用可能である。また、上述した実施の形態１では、空調機器の送風制御を中心に説明を行ったが、空調機器以外の種々の機器５０を用いてユーザを覚醒させるため、あるいはユーザをリラックスさせるための制御を行うものとする。
実施の形態２．
　この実施の形態２では、ユーザが仮眠状態となった後に快適に覚醒させるための構成を示す。
　図８は、この発明の実施の形態２に係る環境制御装置１０ａの構成を示すブロック図である。
　実施の形態２の環境制御装置１０ａは、図１で示した環境制御装置１０に仮眠状態判定部８を追加して設けている。なお、以下では、実施の形態１に係る環境制御装置１０の構成要素と同一または相当する部分には、実施の形態１で使用した符号と同一の符号を付して説明を省略または簡略化する。
　仮眠状態判定部８は、機器制御部７がユーザをリラックスさせるための制御条件に基づいて機器５０の制御を開始すると、生体情報取得部２が取得した眼電位センサ４０ｂの眼電位の測定値を参照し、ユーザがノンレム睡眠状態になり仮眠状態となったか判定を行う。その後、ノンレム睡眠状態からレム睡眠状態に移行したか否か判定を行う。レム睡眠状態に移行したと判定した場合には、ユーザの眠りが浅いと判断し、制御条件決定部５に対してユーザを覚醒させるための制御条件を決定するように指示する。
　制御条件決定部５は、仮眠状態判定部８からの指示に基づき、覚醒のための制御条件を決定する。機器制御部７は、決定された制御条件に基づき各機器５０の制御を行う。覚醒状態判定部３は、覚醒のための制御を行った後のユーザの生体情報に基づいて、ユーザが覚醒状態であるか否かの判定を行う。
　図９は、この発明の実施の形態２に係る環境制御装置１０ａの動作を示すフローチャートである。なお、以下では実施の形態１に係る環境制御装置１０と同一のステップには図３で使用した符号と同一の符号を付し、説明を省略または簡略化する。
　ステップＳＴ１４において機器制御部７が機器の制御を行うと、仮眠状態判定部８は生体情報取得部２から眼電位センサ４０ｂの眼電位の測定値を取得する（ステップＳＴ２１）。仮眠状態判定部８はステップＳＴ２１で取得した眼電位センサ４０ｂの眼電位の測定値に基づき、ユーザが仮眠状態となったか判定を行う（ステップＳＴ２２）。ユーザが仮眠状態でない場合（ステップＳＴ２２；ＮＯ）、ステップＳＴ２２の判定処理を継続する。一方、ユーザが仮眠状態となった場合（ステップＳＴ２２；ＹＥＳ）、仮眠状態判定部８はユーザがレム睡眠状態に移行したか判定を行う（ステップＳＴ２３）。ユーザがレム睡眠状態でない場合（ステップＳＴ２３；ＮＯ）、ステップＳＴ２３の判定処理を継続する。一方、ユーザがレム睡眠状態に移行したと判定した場合（ステップＳＴ２３；ＹＥＳ）、ステップＳＴ８の処理に進む。
　以上のように、この実施の形態２によれば、ユーザがノンレム睡眠状態になり仮眠状態となった後に、レム睡眠状態に移行したか判定を行い、ユーザがノンレム睡眠状態からレム睡眠状態に移行した場合に制御条件決定部５に対してユーザに覚醒のための刺激を与える制御条件の決定を指示する仮眠状態判定部８を備えるように構成したので、ユーザに仮眠を促したのち、ユーザの眠りの状態に応じてユーザを快適に覚醒状態に移行させることができる。
　なお、上述した実施の形態２では、ユーザの眼電位の測定値に基づいてユーザの眠りの状態を判定する構成を示したが、眼電位の測定値に限定されるものではない。ユーザの眠りの状態を計測可能なその他のセンサを適用し、当該センサの測定値に基づいてユーザの眠り状態を判定してもよい。
　また、機器５０に空調機器を適用して、実施の形態１および実施の形態２で示した環境制御装置１０，１０ａと組み合わせることにより、空調システムが構築される。さらに、機器５０に空調機器、音響機器、照明および表示装置など住空間を調整する機器を適用して、実施の形態１および実施の形態２で示した環境制御装置１０，１０ａと組み合わせることにより、住空間制御システムが構築される。
　上記以外にも、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
　この発明に係る環境制御装置は、ユーザのニーズとユーザの状態に応じて室内環境を制御することができ、空調機器や空調システム、住空間制御システムなどに適用することができる。
　１　ニーズ判定部、２　生体情報取得部、３　覚醒状態判定部、４ユーザ状態蓄積部、５　制御条件決定部、６　制御条件蓄積部、７　機器制御部、８　仮眠状態判定部、１０，１０ａ　環境制御装置、２０　ＨＥＭＳリモコン、３０　ウェアラブル機器、４０ａ　赤外線センサ、４０ｂ　眼電位センサ、４０ｃ　体動センサ、４０ｄ　圧力センサ４０ｄ、４０ｅ　呼吸センサ、４０ｆ　カメラ、５０　機器。

Claims (7)

  1. 　ユーザの覚醒に関する要望を判定するニーズ判定部と、
    　前記ユーザの生体情報から前記ユーザが覚醒しているか否か判定を行う覚醒状態判定部と、
    　前記ニーズ判定部の判定結果と、前記覚醒状態判定部の判定結果とから、室内環境の制御条件を決定する制御条件決定部と、
    　前記制御条件決定部が決定した制御条件で前記室内環境を調整する機器を制御する機器制御部とを備えた環境制御装置。
  2. 　前記制御条件決定部は、前記ニーズ判定部において前記ユーザが覚醒状態への移行を要望していると判定され、前記覚醒状態判定部において前記ユーザが覚醒していないと判定された場合に、前記ユーザを覚醒させるための室内環境の制御条件を決定することを特徴とする請求項１記載の環境制御装置。
  3. 　前記制御条件決定部は、前記ニーズ判定部において前記ユーザが仮眠状態への移行を要望していると判定され、前記覚醒状態判定部において前記ユーザが眠い状態であると判定された場合に、前記ユーザを仮眠させるための室内環境の制御条件を決定することを特徴とする請求項１記載の環境制御装置。
  4. 　前記機器制御部が、前記制御条件決定部が決定した前記ユーザを覚醒させるための室内環境の制御条件で前記機器を設定回数または設定時間制御し、
    　前記覚醒状態判定部が前記ユーザが覚醒していないと判定した場合に、
    　前記制御条件決定部は、前記ユーザを仮眠させるための室内環境の制御条件を決定することを特徴とする請求項２記載の環境制御装置。
  5. 　前記制御条件決定部は、前記ユーザのユーザ情報に基づいて前記制御条件を決定することを特徴とする請求項１記載の環境制御装置。
  6. 　仮眠する前記ユーザの睡眠状態を判定する仮眠状態判定部を備え、
    　前記制御条件決定部は、前記仮眠状態判定部の判定結果を参照し、前記ユーザが浅い眠りの状態である場合に、前記ユーザを覚醒させるための室内環境の制御条件を決定することを特徴とする請求項３記載の環境制御装置。
  7. 　室内の空気を調和する空調機器と、
    　前記空調機器が配置された室内にいるユーザの覚醒に関する要望を判定するニーズ判定部と、前記ユーザの生体情報から前記ユーザが覚醒しているか否か判定を行う覚醒状態判定部と、前記ニーズ判定部の判定結果と、前記覚醒状態判定部の判定結果とから、室内環境の制御条件を決定する制御条件決定部と、前記制御条件決定部が決定した制御条件で前記空調機器を制御する環境制御装置とを備えた空調システム。
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