JP4126175B2 - Sleep environment control device taking into account body condition during the day - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用者が睡眠をとる環境を制御するための睡眠環境制御装置に関するものであり、特に、使用者の日中の活動量を考慮して、使用者の睡眠環境を制御することのできるような装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
睡眠中の人物の身体状態を測定し、調整する装置が従来から提案されている。例えば、特公平7−114142号公報には、睡眠中の使用者の体重から代謝量を算出して寝床内温度を調整することで快適な睡眠を享受するとし、代謝量に基づいて寝床内温度を制御している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、睡眠は、日中の活動と関係が深いことが報告されている。適度な運動を行うことで、その日の睡眠の質を向上させると言われる。あるいは良い睡眠が得られると、起床後のその日の活動力は向上するとも言われる。また、一般的に、適度な運動を毎日習慣的に行うことで健康的な身体を保つことができることは常識的な事項である。
【0004】
また、体温は夜になると徐々に下降し始め、明け方前に最低に達する。朝、目覚める少し前から体温は再び上昇し始め、夕方にピークを迎える。この他にも、睡眠、種々のホルモン、酵素活性、尿により排泄される電解物質、さらには脳の覚醒水準や精神活動まで、実に多くの生理機能や行動が、1日の周期で変動している。この生物リズムあるいは生体リズムは、単細胞生物からヒトに及ぶ広範囲の動物や植物において観察される非常に普遍的なリズムである。
【0005】
添付図面の図13は、一般的な生活における人体の体温変動を説明する図である。この図13を見て解るように、人体は朝方に最も低い体温であり、その後、徐々に体温が上昇し始め、昼間は体温が上昇している。午後6時頃をピークとし、その後、また朝方にかけて、徐々に低下していく。このように人体の体温は周期的な変動を行う。最高体温、最低体温となる時間やその温度は、個人によって多少の差が生じるが、このような体温の変動自体は、誰もが生じていると言われる。
【0006】
ここで、睡眠研究においては、最高体温時点から体温の下降期に入眠すると、深い睡眠が得られ、睡眠時間は長くなり、逆に最低体温時点から体温の上昇時期に入眠すると、浅い睡眠となり、睡眠時間も短くなると報告されている。
【0007】
このようなことを考慮して睡眠環境を制御すれば、使用者にとってより快適で且つ有益な睡眠環境を提供することができるものと考えられるが、前述した特公平7−114142号公報に開示されたような従来の装置では、使用者の日中の活動量やサーカディアンリズム等を考慮して、使用者の睡眠環境を制御してはいない。したがって、このような従来装置によって提供される睡眠環境は、使用者にとって必ずしも満足のいくものとはならない。
【0008】
本発明の目的は、前述したような点に鑑み、使用者の日中の活動状況、体調や、サーカディアンリズム等を考慮して使用者にとってより快適で且つ有益な睡眠環境を提供できるような睡眠環境制御装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つの観点によれば、使用者が睡眠をとる環境を制御するための睡眠環境制御装置において、使用者が睡眠をとるための寝床環境を形成する寝床手段と、使用者の日中の活動に関するデータを入力する入力手段と、前記寝床環境内の温度を調節する温度調節手段と、前記入力手段によって入力された使用者の日中の活動に関するデータに基づき前記温度調節手段の動作を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする睡眠環境制御装置が提供される。
【0010】
本発明の別の観点によれば、使用者が睡眠をとる環境を制御するための睡眠環境制御装置において、使用者が睡眠をとるための寝床環境を形成する寝床手段と、使用者の日中の活動に関するデータを入力する入力手段と、前記寝床環境内の温度を調節する温度調節手段と、前記入力手段によって入力された使用者の日中の活動に関するデータと基準データとを比較することで使用者の身体状況を判定する判定手段と、該判定手段によって判定された使用者の身体状況に応じて前記温度調節手段の動作を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする睡眠環境制御装置が提供される。
【0011】
本発明の一つの実施の形態によれば、前記入力手段は、キースイッチによるものである。
【0012】
本発明の別の実施の形態によれば、前記入力手段は、通信により行うものである。
【0013】
本発明のさらに別の実施の形態によれば、前記入力手段は、使用者の日中の活動量を測定する活動測定部および少なくとも該活動測定部によって測定された使用者の日中の活動量に関するデータを通信しうる通信部を備える外部端末からなる。
【0014】
本発明のさらに別の実施の形態によれば、前記活動測定部は、使用者の活動を検知する加速度センサを含む。
【0015】
本発明のさらに別の観点によれば、使用者が睡眠をとる環境を制御するための睡眠環境制御装置において、使用者が睡眠をとるための寝床環境を形成する寝床手段と、使用者の日中の活動量を測定する活動測定部および少なくとも該活動測定部によって測定された使用者の日中の活動量に関するデータを通信により入力する通信部を備える外部端末と、前記寝床環境内の温度を調節する温度調節手段と、使用者の一日の目標活動量を入力する入力手段と、前記外部端末の通信部から入力された使用者の日中の活動に関するデータと前記入力手段によって入力された目標活動量とを比較する比較手段と、該比較手段による比較結果に基づいて使用者の身体状況の判定を行なう判定手段と、該判定手段によって判定された使用者の身体状況に応じて前記温度調節手段の動作を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする睡眠環境制御装置が提供される。
【0016】
本発明の一つの実施の形態によれば、前記判定手段において日中の活動量が少ないと判定された場合には、前記制御手段は、前記温度調節手段の動作を制御して、前記寝床環境内の温度を、睡眠中の使用者がエネルギーを消費する温度となるように制御する。
【0017】
本発明の別の実施の形態によれば、前記判定手段において疲労があると判定された場合には、前記制御手段は、前記温度調節手段の動作を制御して、前記寝床環境内の温度を、使用者が熟睡できる温度となるように制御する。
【0018】
本発明のさらに別の実施の形態によれば、前記外部端末は、使用者の日中の体温を測定する体温測定部と、該体温測定部によって測定された体温の時系列データから使用者の体温リズムを求め、理想的な入眠時間を判定する判定部と、該判定部によって判定された入眠時間を報知する報知部を備える。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態および実施例について、本発明をより詳細に説明する。
【0020】
図1は、本発明の一実施例である睡眠環境制御装置の寝床側の外観図である。この図1に示されるように、この実施例の睡眠環境制御装置は、使用者が横臥して睡眠をとるための寝床環境を構成するマットレス1を備えている。このマットレス1は、内部に空気が注入された複数の空気チューブからなるエアマットであり、その側面部には操作ボックス2を有する。マットレス1の上面には、生体電気インピーダンスの測定に用いる電流供給電極3A、3B、3C、3D、電圧測定電極4A、4B、4C、4Dが設けられ、また、使用者の体温を測定する体温測定パッド5も設けられている。
【0021】
操作ボックス2の上面には、表示部6、複数のスイッチからなる入力装置7が設けられる。図1には現れていないが、操作ボックス2には、後述するような機能を果たす、高周波定電流回路8、電圧測定回路9、圧力センサ10、演算制御部11、外気温測定部13、加熱冷却部16、空気圧制御部17、時計装置18、記憶装置19、後述する小型端末との間でデータの送受信を可能とする送受信部21等が設けられている。勿論、これらの各構成部分は、場合によっては、操作ボックス2とは別の場所に設けることができる。
【0022】
図2は、図1に示す装置の使用状態を表すもので、マットレス1上で睡眠中の使用者を点線で示している。このように、電流供給電極3A〜3D、電圧測定電極4A〜4Dおよび体温測定パッド5は、使用者が横臥位で寝たときに、各部位に接触するような位置に配置されている。
【0023】
図3は、図1に示したマットレス1を含む睡眠環境制御装置の各構成部分の接続関係を示すブロック図である。この図3に示されるように、電流供給電極3A〜3Dは、高周波の微弱な定電流を印加するための高周波定電流回路8に接続されている。別の電圧測定電極4A〜4Dは、前述の定電流による電圧降下分を測定するための電圧測定回路9に接続されている。また、圧力センサ10は、後述するような種々な機能を果たすものであり、そのうちの一つの機能として、使用者がマットレス1に乗ったとき、その重量である体重を測定する体重測定手段としての機能を果たす。圧力センサ10は、マットレス1内の空気圧を表す圧力信号を発生しうるものであり、使用者がマットレス1上に乗る前の圧力センサ10からの圧力信号と使用者がマットレス1上に乗った後の圧力センサ10からの圧力信号とから使用者の体重を知ることができる。この電圧測定回路9と圧力センサ10は、アナログ値からデジタル値への変換や体脂肪量、基礎代謝量の算出、加熱や空気圧等各種の制御を行う演算手段である演算制御部(CPU)11に接続されている。
【0024】
表示部6、複数のスイッチからなる入力装置7は、演算制御回路部(CPU)11に接続され、使用者の各身体情報を設定するのに用いられる。
【0025】
マットレス1の上面に設けられた複数の体温測定パッド5は、体温測定手段を構成する体温測定部12を構成しており、これら体温測定パッド5は、例えば、内部にサーミスタのような感温素子が設けられているようなものでもよい。この温度測定部12は、CPU11に接続され、使用者の体温を測定する。
【0026】
尚、この体温測定パッド5は、使用者の背中や肩に接触する構成のため、実際に測定される温度は使用者の体表面温度であるが、本発明ではこの体表面温度を体温として説明する。また、実際には使用者は睡眠中には、体表面と体温測定パッド5が接触しない状況もあるが、掛け布団を掛けることで、寝床環境内の温度(掛け布団とマットレスとの間の温度)と体表面の温度はほぼ同一であると仮定し、この寝床環境内温度を使用する。
【0027】
また、外気温測定部13も同様に感温素子を備え、寝床環境外の温度(睡眠状態にある部屋の気温)を測定するものである。この外気温測定部13は、操作ボックス2に設けるよりも、寝床環境の存在する部屋の温度をより正確に測定できるような場所に設ける方が好ましい場合もある。表示手段である表示部6は、測定された使用者の睡眠中の結果表示を行なう。
【0028】
また、操作ボックス2の内部に設けられた温度調節手段を構成する加熱冷却部16は、この実施例ではマットレス1を構成するエアマット内の空気を加熱冷却するものである。この加熱冷却部16は、一般的なエアーコンディショナー(エアコン)と同様構成でよく、ヒーターにより空気を温め、コンプレッサーにより冷やす構造のものでよい。更に、空気圧制御部17は、マットレス1を構成するエアマット内の空気圧を調整するためのものである。これら加熱冷却部16および空気圧制御部17も、CPU11に接続されて、それらの動作を制御されるようになっている。
【0029】
更に、時計装置18および記憶装置19もCPU11に接続されており、時計装置18は、現在の時刻や一定時間を計測し、記憶装置19は、測定結果や基準となる値を記憶しておくものである。
【0030】
更に、送受信部21もCPU11に接続されており、この送受信部21は、後述するような外部端末を構成する小型端末51との間で、赤外線により、データの送受信を行うことができるようにするものである。
【0031】
図4は、図1に示した寝床側構成部分と組み合わさって本発明の一実施例としての睡眠環境制御装置を構成する外部端末の一例である小型端末の外観図である。この図4に示されるように、この小型端末51は、各種の測定を行うボックス52と、使用者の手首等に装着されるバンド53とを備える。ボックス52には、複数のスイッチからなる操作部54と、様々な情報を表示する表示部55、本小型端末51を装着した使用者の歩行、走行といった体動により生ずる振動などを検知する加速度センサからなる活動量検出部58等が設けられている。図4には現れていないが、ボックス52には、後述するような機能を果たす、送受信部56、体温測定部57、演算制御部60、時計回路61、記憶装置62等も設けられている。
【0032】
図5は、図4に示した小型端末51の各構成部分の接続関係を示すブロック図である。この図5に示されるように、操作部54、表示部55、送受信部56、体温測定部57、活動量検出部58、時計回路61および記憶装置62は、それぞれ演算制御部60に接続され、それぞれの動作を制御されるようになっている。
【0033】
送受信部56は、寝床側の操作ボックス2に設けられた送受信部21との間で赤外線によってデータを送信および受信する機能を果たす。体温測定部57は、例えば、ボックス52の裏側に配置された温度センサからなるものでよく、使用者の体温を測定する機能を果たす。また、ボックス52の裏側には、脈拍測定用のフォトセンサを設けておくこともできる。活動量検出部58は、加速度センサを用いて生体の活動量の計測を行うもので、アクチグラムや歩数計において行われているものと同様である。時計回路61は、現在の時刻や一定時間を計測する機能を果たし、記憶装置62は測定結果を記憶しておくものである。そして、演算制御部60は、これらの各構成部分と接続され、種々の信号処理や制御を行う機能を果たすものである。
【0034】
次に、このような構成を有した本発明の睡眠環境制御装置の動作の流れについて説明する。
【0035】
図6は、本発明の装置の動作のメインフロー図である。図6に示されたメインフローにおいて、ステップS1において、電源スイッチをオンすると、ステップS2で、個人情報が記憶装置19に記憶されているかをチェックし、記憶されている場合には、その情報を表示部6に表示する。記憶されていない場合には、記憶されていない事を表示する。ここで、ステップS3で、入力装置7のうちの設定スイッチが押された場合には、設定モードとなる。この設定モードであるステップS4で、使用者は、入力手段である入力装置7を用いて身長、年齢、性別を入力する。更に、使用者が一日に歩くべき歩数である目標歩行数も入力する。数値の入力後、設定スイッチを押すことで入力数値が確定される。
【0036】
ステップS5で、測定スイッチが押されると、データ受信状態となり、小型端末51からのデータを、ステップS6にて受信する。このデータは、使用者の日中の活動量に関するものである。
その後、ステップS7に進み、初期測定モードになる。この初期測定モードについては後述する。
【0037】
初期測定が行われると、ステップS8に進み、その日の身体状況つまり活動量が使用者にとってどの程度の負荷であったかを判断する身体状況判定モードになる。この身体状況判定モードについても後述する。
【0038】
ここで、身体状況が目標の活動量を超えているか否かによって、睡眠中の環境の制御が異なる。これは、ステップS9において、記憶装置19の目標達成フラグにより判断する。これは当日の活動量が目標活動量に達してない場合には、運動量が少ないため、睡眠中の寝床内温度を下降させて、積極的に体脂肪を燃焼し易い環境とし、目標活動量に達している場合には、その運動により疲労が溜まる可能性があるため、使用者の疲労回復や休息がとれるように、熟睡できる環境に制御する。
【0039】
従って、目標活動量を未達成の場合には、ステップS10の代謝制御モード(脂肪燃焼制御)となり、目標活動量を達成している場合には、ステップS11の安眠制御モード(安眠環境制御)となる。これら各モードについても後述する。
【0040】
その後、通常の睡眠状態における測定となる。この睡眠中の測定においては、常に使用者の体温または寝床環境内温度の測定を温度測定部12において行い、使用者の身体振動を表す圧力センサ10からの圧力信号を、例えば、後述するように処理することによって、使用者の心拍数と呼吸数を算出し、記憶装置19に記憶していくが、これらはメインルーチンとは別処理で行うものとして本フローには示さない。
【0041】
次に、ステップS12に進み、使用者が起床(覚醒状態)したかを判断する起床判定モードになる。ここで、ステップS13において、記憶装置19内の起床フラグから使用者が起床したかを判断し、起床していない場合には、再度、身体状況を判定するためステップS8に戻る。起床したと判断された場合には、ステップS14に進み、一晩の睡眠測定における結果を算出する。この結果の算出としては、初期測定において算出した使用者の基礎代謝量と睡眠時間や体温データ等から、今回の睡眠において燃焼したと考えられる体脂肪量を算出する。
【0042】
ステップS15において、算出された結果を表示部6に表示し、その後、ステップS16にて、測定結果が記憶装置19に記憶される。その後、ステップS17にて、睡眠において得られたデータを小型端末51に転送する。ここで送信するデータは、現在の目標活動量と前日の入眠時間(実際に睡眠状態に入った時間)及び睡眠時間(睡眠状態と判断されてから起床が確認されるまでの時間)である。
【0043】
次に、各モードについて説明する。
初期測定モード
図7は、初期測定モードの流れを示すフロー図である。この初期測定モードでは、まず、睡眠前に使用者の体重および生体電気インピーダンス、その他の身体パラメータを測定する。最初に、ステップS21において、体重を測定する。この体重の測定は、マットレス1内の空気圧を感知する圧力センサ10によって行なう。前述したように、使用者の体重により、エアマット1内の空気圧が変化するが、この変化量を圧力センサ10により検出し、CPU11において得られた信号の平均値から体重値に換算する。
【0044】
更に、ステップS22において、生体電気インピーダンスの測定を行う。この測定は、マットレス1の表面に設けられた各電極3A〜3D,4A〜4Dを用いる。電流供給電極3A〜3Dと電圧測定電極4A〜4Dを順番に切り替え、各部位及び全身の生体電気インピーダンスを測定する。この生体電気インピーダンスの測定方法は既に公知の技術のためこれ以上詳述しない。
【0045】
次に、ステップS23において、測定された生体電気インピーダンス値と体重及び設定モードにおいて入力された身長、性別、年齢から、被験者の体脂肪率を算出する。この体脂肪率の算出も既に公知のものなので、説明を省略する。
【0046】
次に、ステップS24において、使用者の体温を測定する。体温の測定は、体温測定パッド5に接触した体表面の温度を測定することで行う。これを安静時体温とする(特開平6−315424参照)。
【0047】
次に、ステップS25において、使用者の身体振動を圧力センサ10により検出する。マットレス1上での使用者の身体振動は、圧力センサ10からの圧力信号の変化としてとらえられる。したがって、使用者の心拍信号、呼吸信号を得るため、圧力センサ10からの圧力信号のサンプリングを、数十m秒程度のサンプリング周期にて行い、約30秒測定を行う。ここで得られた圧力センサ10からの信号は、記憶装置19に記憶される。
【0048】
次に、ステップS26において、ステップS25にて記憶装置19に記憶された圧力センサ10からの圧力信号によって表される身体の振動信号から、使用者の心拍数、呼吸数を算出する。圧力センサ10からの信号は、演算制御部11内のバンドパスフィルターを通して、数Hz〜十数Hzの信号のみを抽出し、更に得られた信号から周波数解析を行う。心拍数は一般成人で1分間に80拍程度と言われ、呼吸数は1分間に15回程度と言われる。このように、心拍と呼吸では頻度(周期)が異なるため、人体の振動信号の分離(周波数解析)することで算出することが可能である。ここで求められた心拍数、呼吸数をそれぞれ安静時心拍数、安静時呼吸数とする。
【0049】
次に、ステップS27において、使用者の基礎代謝量を算出する。ここで基礎代謝量の算出は、以下の通りである。
【0050】
まず、測定された生体電気インピーダンス値(BIA)から、利用者の筋肉量を算出する。
筋肉量=a1身長+b1体重+c1BIA+d1年齢+e1性別
更に基礎代謝量の算出を行う。
基礎代謝量=a2筋肉量+b2安静時体温+c2安静時脈拍数+d2安静時呼吸数
(ここでa1、a2、b1、b2、c1、c2、d1、d2、e1は係数)
尚、この計算は前述した除脂肪量に年齢の逆数を演算に用いることから算出してもよい。
【0051】
ここで本モードにて測定された値及び演算により算出された各値は、ステップS28にて、記憶装置19に記憶される。
【0052】
以上で初期測定モードは終了する。
身体状況判定モード
図8は、身体状況判定モードの流れを示すフロー図である。この身体状況判定モードでは、使用者の日中の活動量から、現在の身体状態(体調)を判定する。これは過度の歩行や運動により疲労が生じていないかを判断する。
【0053】
ステップS31にて、日中の活動量と現在の目標活動量及び最大許容活動量を記憶装置19から読み込み、ステップS32にて、比較演算を行う。ここで目標活動量は設定モードで使用者により設定された活動量であるが、最大許容活動量は予め定められた値であり、それ以上の値となっている場合には、十分に疲労していると考えられるため、目標活動量の達成に係らず、ステップS33にて、強制的に目標活動量をクリアしたとする。
【0054】
ここで、ステップS34にて、目標活動量をクリアした場合には、十分な運動を行ったとして正常とし、ステップS35にて、記憶装置19の目標達成フラグをオンにする。逆に、目標活動量をクリアしていない場合には、ステップS36にて、十分な身体活動を行っておらず運動不足の状態であり、体脂肪が蓄積される可能性があるとする。
【0055】
以上で身体状況判定モードは終了する。
基礎代謝制御モード
図9は、基礎代謝制御モードの流れを示すフロー図である。この基礎代謝制御モードでは、身体状況判定モードでの結果に基づいてエアマット1内の空気温度を制御する。ここで体温と環境温度との間に温度差が生じた場合、体温を一定に保とうとするホメオスタシスと呼ばれる身体機能により代謝が起こるのであるが、体温より環境温度がわずかに高い場合には、逆に代謝を下げることで体温維持をしようとする。更に暑くなれば発汗のための代謝が起こるのであるが、睡眠中だと発汗により寝床内の湿度が高まり寝苦しさを誘ってしまう。
【0056】
そこで、日中の活動量が少なく、体脂肪が蓄積される可能性が高い使用者の場合には、マット内の温度を下降させることで、使用者をとりまく環境温度、寝床環境内温度を下降させる。これにより使用者の代謝量を上昇させて体脂肪が燃焼し易い状況にする。
【0057】
まず、ステップS41にて、記憶装置19に目標活動量と今回の日中の活動量データとを読み込む。ステップS42に進み、この読み込まれた値と、初期測定によって算出された使用者の代謝量から、睡眠中に必要な脂肪燃焼量を算出する。ここで算出された脂肪燃焼量に基づいて、代謝量上昇のための条件を決定する。まず、ステップS43において、外気温測定部13を用いて、外気温(使用者のいる室内の温度)を測定する。更に、ステップS44にて、再度、現在の使用者の体温、寝床環境内温度を温度測定部12において測定し、ステップS45にて、測定された外気温と体温の温度差を求め、ステップS46で、この値が5℃以上10℃未満低くなるように制御する。5℃以内であれば、被験者をとりまく環境を下降させるために寝床内の温度を下げる。つまり、ステップS47にて、エアマット内の空気を加熱冷却部16において冷ます。一方、既に5℃以上になっている場合には、ステップS48にて、十分に温度は下降されているとし、温度の調整(冷却)をやめる。
【0058】
例えば、外気温が20℃で、体温(体表面温度)が18℃の時には、体温に対しての温度差が5℃以上10℃未満にするために、加熱冷却部16によりエアマット内の空気を冷却する。従って、このモードにおいて再度温度差の確認が行われる時に、5℃以上の温度差が検出されるまで冷却し、5℃以上になった時点で冷却を止める。この温度差は限られるものではないが、加熱もしくは冷却を続けあまりに高い温度差が生じると使用者はその温度差のために起床してしまい寝ることができないため、使用者が睡眠を続けることが可能な程度の温度調節するものである。
【0059】
以上のようにして、基礎代謝制御モードでは、日中の活動によって、消費しきれなかったエネルギーを、睡眠中に消費させることにより、体脂肪の蓄積を予防する。
安眠環境制御モード
図10は、安眠環境制御モードの流れを示すフロー図である。この安眠環境制御モードでは、使用者が熟睡できる環境に制御することで、身体の疲労を回復する。前述した通り、使用者の体温と寝床環境内の温度に差が生じていると、身体内において代謝が発生する。従ってここでは、測定された体温と寝床環境内の温度がほぼ同じ温度、つまり体温に対して温度差が±1〜2℃となるように制御する。これにより代謝量を抑え、かつ熟睡できる環境とする。
【0060】
まず、ステップS61において、再度、現在の被験者の体温を測定し、ステップS62において、この温度に基づいて、演算制御部11は、加熱冷却部16を制御し、マット内の空気の温度を調整する。
【0061】
以上で安眠環境制御モードは終了する。
起床判定モード
図11は、起床判定モードの流れを示すフロー図である。この起床判定モードでは、使用者が睡眠状態から、覚醒状態(目覚めた状態)になったかを判定する。睡眠状態から覚醒状態に移行すると人体は心拍数が上昇する。従って、この身体の変化を捉えることで被験者が覚醒状態になったかを判断する。
【0062】
ステップS81において、メインルーチンには記載しない別ルーチンにおいて検出され、記憶装置19に記憶してある心拍数データ及び基準心拍数を読み込む。ここで基準心拍数とは、被験者の睡眠時間中における心拍数の平均値である。ステップS82において、基準心拍数と現在の心拍数を比較し、ステップS83において、その差が一定範囲内かを判断する。ここでは基準心拍数の20%以内であるかを判断する。ここで超えている場合には、ステップS84において、覚醒状態に移行したとし起床フラグをオンにし、その範囲内であれば、ステップS85において、未だ睡眠中であるとする。
【0063】
以上で起床判定モードは終了する。
【0064】
次に、小型端末による日中の使用者の活動量の測定について説明する。
【0065】
図12は、小型端末による日中の測定のための動作の流れを示すフロー図である。
【0066】
先ず、この小型端末51は、バンド53によって使用者の腕に取り付けられ固定されているとする。ステップS101において、使用者が操作部54の電源スイッチを押すと小型端末は起動する。ここで、ステップS102にて、表示部55には、一日の目標値が表示される。これと同時に、転送された前日の入眠時間と睡眠時間のデータから、記憶装置62に記憶されている睡眠時間データを補正する。この睡眠時間データは日々に測定されたデータに基づいて睡眠時間データを補正されるので、個人に即したデータとなる。
更に、ステップS103で、現在の達成値が表示されるが、電源を入れた初期状態では勿論、値は0である。その後、加速度センサからなる活動量検出部58において、使用者の動きを常時検出、カウントして活動量の算出をしていくが、それらは別ルーチンで行うものとして、本フローには記載しない。
【0067】
ここで、現在の活動量が目標活動量に達したかを、ステップS104にて演算制御部60において比較することで行い、目標活動量に達した場合には、ステップS105にて、ブザー(図示していない)を鳴らすと共に、表示部55に表示することで使用者に報知する。
【0068】
次に、ステップS106にて、体温測定部57において使用者の現在の体温を測定する。ステップS107にて、測定された体温データは、時計回路61からの現在時刻データと共に記憶装置62に記憶される。ここで使用者の体温変動から、サーカディアンリズムを判定する。この判定は、過去数回の測定データから行う。過去の体温変化のデータから、また、その個人が持つ体温のサーカディアンリズムに対応して行われる。
【0069】
判定した体温リズムから、おおまかな睡眠時間の割り出しを行う。予め記憶装置62に、サーカディアンリズムのどの時点(位相)で睡眠に入ると、どの程度睡眠が取れるかというデータを記憶させておき、そのデータと今回判定した体温リズムとを照合させて、現在が図13に示す体温リズムのどの位相に当るかを判定することで行う。この判定は、ステップS108で、操作部54の睡眠確認キーを押すと、ステップS109にて、記憶装置62から体温リズムに基づく睡眠時間データを呼び出し、ステップS110で、そのデータと、現在の体温変化データとを照合し、ステップS111にて、判定された現在睡眠を行うことで得られると予想される睡眠時間を表示部55に表示する。
【0070】
ステップS112において、電源スイッチが押されると、ステップS113にて、演算制御部は、それまでにカウントされた活動量を記憶装置62に記憶し、電源はオフとなる。
【0071】
前述したように、本発明の睡眠環境制御装置の実施例では、常時携帯可能な小型端末を用いて、使用者の日中の身体状態、活動状況を測定する。測定したデータを、小型端末の送受信部から、マットレスおよび操作ボックスから構成される寝床側の送受信部に送信し、受信したデータから、使用者の日中の活動量や疲労度を判定する。寝床側ではその身体状況に応じて寝床環境内の温度を制御する。つまり、使用者の一日の活動量が多く、疲労が生じていると判断される場合には、熟睡することで身体を休めることができる環境に制御し、逆に使用者の一日の活動量が少ない場合には、寝床環境内の温度を下降させることにより睡眠中の基礎代謝量を上昇させる。これにより、活動により消費できなかったカロリーを睡眠中に消費させることができる。
【0072】
また、日中の身体状況を小型端末で測定し、睡眠中の身体状況を寝床側でそれぞれ測定し、これらをあわせてサーカディアンリズムの判定を行う。ここでは体温や心拍変動などを指標として、その時点で入眠した場合に得られる睡眠時間を判定、報知する。
【0073】
前述した実施例では、日中の活動量の測定として歩行数を測定し、その値によって睡眠環境を制御する形態を示したが、日中の活動量とは歩行数だけでなく、加速度センサによりランニングやサイクリング等の各種の運動によって生じる動作をカウントする形態としてもよく、日中の活動量を限定するものではない。
【0074】
また、寝床側に日中の活動に関するデータを入力する方法として、小型端末と赤外線等による無線通信によりデータを送受信するものとして説明したが、有線通信であってもよく、また、例えば一般的な歩数計で得られた歩行数データを使用者がキースイッチを用いて直接寝床側に手入力する形態でもよい。
また、ここでは一日の目標活動量を設定し、その目標値を達成したかによって睡眠環境を制御する構成を示したが、目標活動量は、性別、年齢、身長、体重、体脂肪率といった被験者の身体データから管理装置で算出し、その値との比較を行う構成としても良い。あるいは、単に一日の活動量のみに基づいて寝床環境内温度を制御する構成としてもよい。
【0075】
また、前日の日中の活動及び睡眠中の代謝上昇においても消費エネルギーが少ない場合には、その消費出来なかったエネルギー分を加算して次の日の目標活動量としてもよい。
【0076】
また、小型端末において、日中の体温変動を常時測定する構成で示したが、常時測定が難しい場合には、体温測定は一定時間毎に測定する形態とし、その変動の推移からピークとなる時間を推測する形態としもよい。また、体温は激しい運動や様々な行動により変化が生じるため、それらを考慮して補正する構成としてもよい。あるいは、理想的な入眠時間の何時間前であるかを報知する形態としてもよい。
【0077】
また、サーカディアンリズムは、体温だけでなく、例えば、心拍変動にも現れると言われるので、心拍変動から判定する形態としてもよい。
【0078】
また、日中の脈拍を常時連続もしくは定点計測して心拍変動を求め、スペクトル解析を行うことでパワースペクトルを算出し、交感神経活動に関係する高周波成分(HF)と、副交感神経活動に関係する低周波成分(LF)を求める。この比LF/HFにより交換神経、副交感神経の活動バランスからサーカディアンリズムの判定を行う形態としてもよい。
【0079】
本発明のメインルーチンでは、通常測定状態において、各モードを同レベル(頻度)で行うように示されているが、基礎代謝制御モードや安眠環境制御モードは、頻繁に行う必要はないので、5分〜10分間ごとにそのモードに移行するようにした方が、より良い制御が可能となる。
【0080】
また、睡眠環境の制御としては、寝床環境内の温度、音、においといった睡眠環境を調整するものとしてもよい。
【0081】
また、基礎代謝制御モードおよび安眠環境制御モードにおいて、リアルタイムに睡眠中の脂肪燃焼量を例えば以下に示す式によって求めることで、温度等の制御をしてもよい。
【0082】
脂肪燃焼量=a代謝量+b体脂肪量+c(体温/外気温)+d心拍数変化+e呼吸数変化
基礎代謝量制御モードにおいて、脂肪燃焼量と温度調節の両方から最適な温度制御パターンを判定して、その個人にあった温度制御をしてもよい。これは安眠環境制御モードにおいても同様である。
【0083】
また、前述の実施例では、寝床環境を構成する手段であるマットレスとして、使用者が横臥するエアマットを使用し、エアマット内部に封入された空気(エア)を温めたり冷やしたりすることで寝床環境内の温度を制御するものとしたが、マットレスとしては、内部に水(ウォーター)を封入し、この水を温めたり冷やしたりするウォーターマットでもよい。また、水に限らず、液体であれば実施可能であり、封入する物質を限定するものではない。
【0084】
【発明の効果】
本発明の睡眠環境制御装置は、使用者の日中の活動状況に応じて寝床環境内の温度を制御するため、日中の活動量が少なく消費エネルギー量が少ないと考えられる場合には、睡眠環境の温度差により、日中の活動で消費出来なかったエネルギーを睡眠中に消費することができる。
【0085】
また、使用者が日中に十分な活動を行っている場合には、疲労が生じる可能性があるが、その場合には、使用者が熟睡できるように寝床内の温度を制御するため、使用者は十分な休息が取れ疲労回復を行うことができる。
【0086】
また、日中の体温を計測し、体温変化から使用者の体温リズムを判定する構成とすれば、サーカディアンリズムに基づく理想的な入眠時間を報知することが可能となり、より良い睡眠環境を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である睡眠環境制御装置の寝床側の外観図である。
【図2】図1に示す装置の使用状態を表す図である。
【図3】図1に示したマットレスを含む睡眠環境制御装置の各構成部分の接続関係を示すブロック図である。
【図4】図1に示した寝床側構成部分と組み合わさって本発明の一実施例としての睡眠環境制御装置を構成する外部端末の一例である小型端末の外観図である。
【図5】図4に示した小型端末の各構成部分の接続関係を示すブロック図である。。
【図6】本発明の装置の動作のメインフロー図である。
【図7】初期測定モードの流れを示すフロー図である。
【図8】身体状況判定モードの流れを示すフロー図である。
【図9】基礎代謝制御モードの流れを示すフロー図である。
【図10】安眠環境制御モードの流れを示すフロー図である。
【図11】起床判定モードの流れを示すフロー図である。
【図12】小型端末による日中の測定のための動作の流れを示すフロー図である。
【図13】一般的な生活における人体の体温変動を説明する図である。
【符号の説明】
1 マットレス
2 操作ボックス
3A、3B、3C、3D 電流供給電極
4A、4B、4C、4D 電圧測定電極
5 体温測定パッド
6 表示部
7 入力装置
8 高周波定電流回路
9 電圧測定回路
10 圧力センサ
11 演算制御部
12 温度測定部
13 外気温測定部
16 加熱冷却部
17 空気圧制御部
18 時計装置
19 記憶装置
21 送受信部
51 小型端末
52 ボックス
53 バンド
54 操作部
55 表示部
56 送受信部
57 体温測定部
58 活動量検出部
60 演算制御部
61 時計回路
62 記憶装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sleep environment control device for controlling an environment in which a user sleeps, and in particular, to control a user's sleep environment in consideration of the amount of daytime activity of the user. It relates to such a device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a device for measuring and adjusting the physical state of a sleeping person has been proposed. For example, in Japanese Patent Publication No. 7-114142, it is assumed that a user can enjoy a comfortable sleep by calculating a metabolic amount from a weight of a user during sleep and adjusting a bed temperature, and the bed temperature is calculated based on the metabolic amount. Is controlling.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, it has been reported that sleep is closely related to daytime activities. Moderate exercise is said to improve the quality of sleep that day. It is also said that when good sleep is obtained, the activity of the day after waking up improves. In general, it is a common sense that a healthy body can be maintained by carrying out appropriate daily exercise routinely.
[0004]
In addition, body temperature begins to fall gradually at night and reaches its lowest level before dawn. In the morning, just before waking up, body temperature begins to rise again and peaks in the evening. In addition to this, many physiological functions and behaviors fluctuate in the daily cycle, from sleep, various hormones, enzyme activities, electrolytic substances excreted by urine, and brain arousal level and mental activity. Yes. This biological rhythm or biological rhythm is a very universal rhythm observed in a wide range of animals and plants ranging from single-celled organisms to humans.
[0005]
FIG. 13 of the accompanying drawings is a view for explaining the body temperature fluctuation in a general life. As can be seen from FIG. 13, the human body has the lowest body temperature in the morning, and thereafter, the body temperature gradually starts to rise, and the body temperature rises during the daytime. It peaks at around 6 pm and then gradually decreases toward the morning. In this way, the body temperature of the human body varies periodically. The maximum body temperature, the time to reach the minimum body temperature, and the temperature vary slightly depending on the individual, but it is said that this variation in body temperature itself occurs.
[0006]
Here, in sleep research, if you fall asleep from the highest body temperature point in the falling period of the body temperature, you will get deep sleep, the sleep time will be longer, conversely, if you fall asleep from the lowest body temperature point in time of the body temperature rise, it will become a shallow sleep, It has been reported that sleep time is also shortened.
[0007]
If the sleep environment is controlled in consideration of the above, it is considered that a more comfortable and beneficial sleep environment can be provided to the user. However, this is disclosed in the aforementioned Japanese Patent Publication No. 7-114142. Such conventional devices do not control the sleep environment of the user in consideration of the user's daytime activity, circadian rhythm, and the like. Therefore, the sleep environment provided by such a conventional device is not always satisfactory for the user.
[0008]
In view of the above-described points, an object of the present invention is to provide a sleep environment that can provide a more comfortable and beneficial sleep environment for the user in consideration of the daytime activity status, physical condition, circadian rhythm, etc. of the user. It is to provide an environmental control device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to one aspect of the present invention, in a sleep environment control device for controlling an environment in which a user sleeps, a bed means for forming a bed environment for the user to sleep, and the user's daytime Input means for inputting data relating to the activity of the user, temperature adjusting means for adjusting the temperature in the bed environment, and operation of the temperature adjusting means based on data relating to the daytime activity of the user input by the input means. And a control means for controlling the sleep environment control device.
[0010]
According to another aspect of the present invention, in a sleep environment control device for controlling an environment in which a user sleeps, a bed means for forming a bed environment for the user to sleep, and the user's daytime By comparing the input means for inputting the data relating to the activity of the user, the temperature adjusting means for adjusting the temperature in the bed environment, the data relating to the daytime activity of the user input by the input means and the reference data Sleep environment control comprising: a determination unit that determines a user's physical condition; and a control unit that controls the operation of the temperature adjusting unit according to the physical condition of the user determined by the determination unit. An apparatus is provided.
[0011]
According to one embodiment of the present invention, the input means is a key switch.
[0012]
According to another embodiment of the present invention, the input means is performed by communication.
[0013]
According to still another embodiment of the present invention, the input means includes an activity measuring unit that measures a user's daytime activity amount, and at least the user's daytime activity amount measured by the activity measuring unit. It consists of an external terminal provided with the communication part which can communicate the data regarding.
[0014]
According to still another embodiment of the present invention, the activity measuring unit includes an acceleration sensor that detects a user's activity.
[0015]
According to still another aspect of the present invention, in a sleep environment control device for controlling an environment in which a user sleeps, a bed means for forming a bed environment for the user to sleep, and a user's day An external terminal comprising an activity measuring unit for measuring the amount of activity in the room and a communication unit for inputting at least data relating to the amount of activity of the user during the day measured by the activity measuring unit by communication, and the temperature in the bed environment Temperature adjusting means for adjusting, input means for inputting the target daily activity amount of the user, data relating to the daytime activity of the user input from the communication unit of the external terminal, and input by the input means Comparing means for comparing the target activity amount, determining means for determining the physical condition of the user based on the comparison result by the comparing means, and according to the physical condition of the user determined by the determining means Said control means for controlling the operation of the temperature adjusting means, sleeping environment control device, characterized in that it comprises a are provided.
[0016]
According to one embodiment of the present invention, when it is determined by the determination means that the amount of activity during the day is small, the control means controls the operation of the temperature adjustment means, and the bed environment The temperature inside is controlled so as to be a temperature at which a sleeping user consumes energy.
[0017]
According to another embodiment of the present invention, when the determination means determines that there is fatigue, the control means controls the operation of the temperature adjustment means to control the temperature in the bed environment. The temperature is controlled so that the user can sleep well.
[0018]
According to still another embodiment of the present invention, the external terminal is configured to measure a user's daytime body temperature, and a user's time series data measured by the body temperature measurement unit. A determination unit that obtains a body temperature rhythm and determines an ideal sleep time and a notification unit that notifies the sleep time determined by the determination unit are provided.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, based on an accompanying drawing, the present invention is explained in detail about an embodiment and an example of the present invention.
[0020]
FIG. 1 is an external view of a sleeping environment side of a sleep environment control apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the sleep environment control device of this embodiment includes a
[0021]
On the upper surface of the
[0022]
FIG. 2 shows a use state of the apparatus shown in FIG. 1, and a user sleeping on the
[0023]
FIG. 3 is a block diagram showing a connection relationship of each component of the sleep environment control device including the
[0024]
A
[0025]
A plurality of body
[0026]
Since the body
[0027]
Similarly, the outside air
[0028]
The heating /
[0029]
Further, the
[0030]
Further, the transmission /
[0031]
FIG. 4 is an external view of a small terminal that is an example of an external terminal that constitutes a sleep environment control device as an embodiment of the present invention in combination with the bedside component shown in FIG. 1. As shown in FIG. 4, the
[0032]
FIG. 5 is a block diagram showing the connection relationship of the components of the
[0033]
The transmission /
[0034]
Next, the flow of operation of the sleep environment control device of the present invention having such a configuration will be described.
[0035]
FIG. 6 is a main flow chart of the operation of the apparatus of the present invention. In the main flow shown in FIG. 6, when the power switch is turned on in step S1, it is checked in step S2 whether personal information is stored in the storage device 19, and if it is stored, the information is displayed. It is displayed on the
[0036]
When the measurement switch is pressed in step S5, the data receiving state is entered, and data from the
Then, it progresses to step S7 and becomes initial measurement mode. This initial measurement mode will be described later.
[0037]
When the initial measurement is performed, the process proceeds to step S8 to enter a physical condition determination mode in which it is determined how much the physical condition of the day, that is, the amount of activity was for the user. This physical condition determination mode will also be described later.
[0038]
Here, the control of the environment during sleep differs depending on whether the physical condition exceeds the target amount of activity. This is determined by the target achievement flag in the storage device 19 in step S9. This is because if the amount of activity on the day does not reach the target amount of activity, the amount of exercise is small, so the temperature in the bed during sleep is lowered to create an environment where body fat can be actively burned. If this has been reached, there is a possibility that fatigue may be accumulated by the exercise. Therefore, the environment is controlled so that the user can take a good sleep so that the user can recover from fatigue and take a rest.
[0039]
Therefore, when the target activity amount has not been achieved, the metabolic control mode (fat combustion control) of step S10 is entered, and when the target activity amount is achieved, the sleep control mode (sleep sleep environment control) of step S11 is set. Become. Each of these modes will also be described later.
[0040]
Then, it becomes a measurement in a normal sleep state. In this measurement during sleep, the
[0041]
Next, it progresses to step S12 and it will be in the wake-up determination mode which determines whether the user woke up (awake state). Here, in step S13, it is determined from the wake-up flag in the storage device 19 whether the user has woken up. If not, the process returns to step S8 to determine the physical condition again. If it is determined that the user has woken up, the process proceeds to step S14, and the result of the overnight sleep measurement is calculated. As a calculation of this result, the amount of body fat considered to have burned in this sleep is calculated from the basal metabolic rate of the user calculated in the initial measurement, sleep time, body temperature data, and the like.
[0042]
In step S15, the calculated result is displayed on the
[0043]
Next, each mode will be described.
Initial measurement mode
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the initial measurement mode. In this initial measurement mode, first, the user's weight, bioelectrical impedance, and other body parameters are measured before sleep. First, in step S21, the weight is measured. This weight measurement is performed by a
[0044]
In step S22, bioelectrical impedance is measured. For this measurement, the
[0045]
Next, in step S23, the body fat percentage of the subject is calculated from the measured bioelectrical impedance value, the body weight, and the height, sex, and age input in the setting mode. Since the calculation of the body fat percentage is already known, the description is omitted.
[0046]
Next, in step S24, the user's body temperature is measured. The body temperature is measured by measuring the temperature of the body surface in contact with the body
[0047]
Next, in step S <b> 25, the body vibration of the user is detected by the
[0048]
Next, in step S26, the heart rate and respiration rate of the user are calculated from the body vibration signal represented by the pressure signal from the
[0049]
Next, in step S27, the basal metabolic rate of the user is calculated. Here, the calculation of the basal metabolic rate is as follows.
[0050]
First, the user's muscle mass is calculated from the measured bioelectrical impedance value (BIA).
Muscle mass = a1Height + b1Weight + c1BIA + d1Age + e1sex
Furthermore, basal metabolism is calculated.
Basal metabolic rate = a2Muscle mass + b2Resting body temperature + c2Resting pulse rate + d2Resting respiratory rate
(Where a1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2, E1Is a coefficient)
This calculation may be performed by using the reciprocal of age for the above-described lean mass in the calculation.
[0051]
Here, the values measured in this mode and the values calculated by the calculation are stored in the storage device 19 in step S28.
[0052]
This completes the initial measurement mode.
Physical condition judgment mode
FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the physical condition determination mode. In this physical condition determination mode, the current physical condition (physical condition) is determined from the amount of daytime activity of the user. This determines whether fatigue is caused by excessive walking or exercise.
[0053]
In step S31, the daytime activity amount, the current target activity amount, and the maximum allowable activity amount are read from the storage device 19, and a comparison operation is performed in step S32. Here, the target activity amount is the activity amount set by the user in the setting mode, but the maximum allowable activity amount is a predetermined value, and if it is more than that, it will be sufficiently fatigued. Therefore, it is assumed that the target activity amount is forcibly cleared in step S33 regardless of the achievement of the target activity amount.
[0054]
Here, if the target activity amount is cleared in step S34, it is determined that sufficient exercise has been performed, and the target achievement flag of the storage device 19 is turned on in step S35. Conversely, if the target amount of activity has not been cleared, it is assumed in step S36 that sufficient physical activity is not being performed and exercise is insufficient, and body fat may be accumulated.
[0055]
Thus, the physical condition determination mode ends.
Basal metabolic control mode
FIG. 9 is a flowchart showing the flow of the basal metabolism control mode. In this basal metabolism control mode, the air temperature in the
[0056]
Therefore, for users who have low activity during the day and are likely to accumulate body fat, lowering the temperature in the mat will lower the ambient temperature surrounding the user and the temperature in the bed environment. Let As a result, the metabolic rate of the user is increased and the body fat is easily burned.
[0057]
First, in step S41, the target activity amount and current day activity amount data are read into the storage device 19. In step S42, the amount of fat burning required during sleep is calculated from the read value and the metabolic amount of the user calculated by the initial measurement. Based on the fat burning amount calculated here, a condition for increasing the metabolic rate is determined. First, in step S43, the outside air
[0058]
For example, when the outside air temperature is 20 ° C. and the body temperature (body surface temperature) is 18 ° C., the heating /
[0059]
As described above, in the basal metabolism control mode, the accumulation of body fat is prevented by consuming energy that could not be consumed by daytime activities during sleep.
Sleep environment control mode
FIG. 10 is a flowchart showing the flow of the sleep environment control mode. In this sleep environment control mode, body fatigue is recovered by controlling the environment so that the user can sleep well. As described above, if there is a difference between the user's body temperature and the temperature in the bed environment, metabolism occurs in the body. Therefore, here, the measured body temperature is controlled so that the temperature in the bed environment is substantially the same, that is, the temperature difference is ± 1 to 2 ° C. with respect to the body temperature. As a result, the metabolic rate is reduced, and an environment where the patient can sleep well is established.
[0060]
First, in step S61, the current body temperature of the current subject is measured again. In step S62, based on this temperature, the
[0061]
This is the end of the sleep environment control mode.
Wakeup judgment mode
FIG. 11 is a flowchart showing the flow of the wake-up determination mode. In this wake-up determination mode, it is determined whether the user has changed from a sleep state to an awake state (awakened state). When the human body transitions from the sleep state to the awake state, the heart rate of the human body increases. Therefore, it is determined whether or not the subject has become awake by capturing this physical change.
[0062]
In step S81, heart rate data and a reference heart rate detected in another routine not described in the main routine and stored in the storage device 19 are read. Here, the reference heart rate is an average value of the heart rate during the sleep time of the subject. In step S82, the reference heart rate is compared with the current heart rate, and in step S83, it is determined whether the difference is within a certain range. Here, it is determined whether it is within 20% of the reference heart rate. If it has exceeded this, it is assumed in step S84 that the wake-up state has been entered and the wake-up flag is turned on.
[0063]
This completes the wake-up determination mode.
[0064]
Next, measurement of the amount of activity of the user during the day using a small terminal will be described.
[0065]
FIG. 12 is a flowchart showing a flow of operation for daytime measurement by the small terminal.
[0066]
First, it is assumed that the
Further, in step S103, the current achievement value is displayed. Of course, the value is 0 in the initial state when the power is turned on. Thereafter, the activity
[0067]
Here, whether or not the current activity amount has reached the target activity amount is determined by comparing the
[0068]
Next, in step S106, the body
[0069]
Rough sleep time is calculated from the determined body temperature rhythm. The
[0070]
In step S112, when the power switch is pressed, in step S113, the calculation control unit stores the amount of activity counted so far in the
[0071]
As described above, in the embodiment of the sleep environment control device of the present invention, the user's daytime physical condition and activity state are measured using a small portable terminal that is always portable. The measured data is transmitted from the transmission / reception unit of the small terminal to the transmission / reception unit on the bed side composed of the mattress and the operation box, and the activity amount and fatigue level of the user are determined from the received data. On the bed side, the temperature in the bed environment is controlled according to the physical condition. In other words, if it is determined that the user's daily activity is high and fatigue is occurring, control the environment so that the body can rest by sleeping well, and conversely, the user's daily activity When the amount is small, the basal metabolic rate during sleep is increased by lowering the temperature in the bed environment. Thereby, the calories which could not be consumed by activity can be consumed during sleep.
[0072]
In addition, the physical condition during the day is measured with a small terminal, the physical condition during sleep is measured on the bedside, and the circadian rhythm is determined together. Here, the body temperature, heart rate variability, etc. are used as indices, and the sleep time obtained when falling asleep at that time is determined and notified.
[0073]
In the embodiment described above, the number of walks was measured as a measure of the amount of activity during the day, and the sleep environment was controlled by the value, but the amount of activity during the day is not only the number of walks, but also by an acceleration sensor. It is good also as a form which counts the motion which arises by various exercises, such as running and cycling, and does not limit the amount of activity during the day.
[0074]
In addition, as a method of inputting data related to daytime activities on the bedside, it has been described that data is transmitted / received by wireless communication with a small terminal by infrared rays or the like, but it may be wired communication, for example, A form in which the user manually inputs the walking number data obtained by the pedometer directly to the bed using a key switch may be used.
In addition, the target activity amount for the day was set, and the sleep environment was controlled according to whether the target value was achieved, but the target activity amount includes gender, age, height, weight, body fat percentage, etc. It is good also as a structure which calculates with a management apparatus from a test subject's body data, and compares with the value. Or it is good also as a structure which controls the temperature in a bed environment based only on the activity amount of one day.
[0075]
Moreover, when there is little energy consumption also in the daytime activity of the previous day and the metabolism rise during sleep, the amount of energy that could not be consumed may be added to obtain the target activity amount for the next day.
[0076]
In addition, in a small terminal, it was shown with a configuration that constantly measures body temperature fluctuations during the day, but when constant measurement is difficult, body temperature measurement is performed at regular intervals, and the peak time from the transition of the fluctuations It is good also as a form which guesses. In addition, since the body temperature changes due to intense exercise or various actions, it may be corrected in consideration of such changes. Or it is good also as a form which alert | reports how many hours before an ideal sleep time.
[0077]
In addition, it is said that circadian rhythm appears not only in body temperature but also in, for example, heart rate variability.
[0078]
In addition, the heart rate variability is obtained by continuous or fixed-point measurement of the pulse during the daytime, the power spectrum is calculated by performing spectrum analysis, the high frequency component (HF) related to sympathetic nerve activity, and the parasympathetic nerve activity The low frequency component (LF) is obtained. The circadian rhythm may be determined based on the balance of activity of the exchange nerve and the parasympathetic nerve based on the ratio LF / HF.
[0079]
In the main routine of the present invention, each mode is shown to be performed at the same level (frequency) in the normal measurement state, but the basal metabolic control mode and the sleep environment control mode do not need to be performed frequently. Better control is possible if the mode is changed every 10 minutes.
[0080]
Moreover, as control of sleep environment, it is good also as what adjusts sleep environment, such as the temperature in a bed environment, a sound, and a smell.
[0081]
In addition, in the basal metabolism control mode and the sleep environment control mode, the temperature and the like may be controlled by obtaining the amount of fat burning during sleep in real time using, for example, the following equation.
[0082]
Fat burning amount = a metabolism amount + b body fat amount + c (body temperature / outside temperature) + d heart rate change + e respiratory rate change
In the basal metabolic rate control mode, the optimum temperature control pattern may be determined from both the fat burning amount and the temperature adjustment, and the temperature control suitable for the individual may be performed. The same applies to the sleep environment control mode.
[0083]
Further, in the above-described embodiment, as a mattress that is a means for constituting the bed environment, an air mat that is lying on the user's side is used, and the air (air) enclosed in the air mat is heated or cooled to thereby change the inside of the bed environment However, the mattress may be a water mat that encloses water inside and warms or cools the water. Moreover, it is not limited to water but can be implemented as long as it is liquid, and does not limit the substance to be sealed.
[0084]
【The invention's effect】
Since the sleep environment control device of the present invention controls the temperature in the bed environment according to the daytime activity status of the user, when it is considered that there is little daytime activity and less energy consumption, Due to environmental temperature differences, energy that could not be consumed during daytime activities can be consumed during sleep.
[0085]
In addition, fatigue may occur if the user is performing enough activities during the day. In this case, use the temperature in the bed so that the user can sleep well. The person can take sufficient rest and recover from fatigue.
[0086]
In addition, by measuring the body temperature during the day and determining the user's body temperature rhythm from changes in body temperature, it is possible to report the ideal sleep time based on the circadian rhythm, and to obtain a better sleep environment Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of a sleeping environment side of a sleep environment control apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a use state of the apparatus illustrated in FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a connection relationship of each component of the sleep environment control device including the mattress shown in FIG. 1;
FIG. 4 is an external view of a small terminal that is an example of an external terminal that constitutes a sleep environment control device according to an embodiment of the present invention in combination with the bedside component shown in FIG. 1;
5 is a block diagram showing a connection relationship of each component of the small terminal shown in FIG. 4; .
FIG. 6 is a main flowchart of the operation of the apparatus of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing a flow of an initial measurement mode.
FIG. 8 is a flowchart showing a flow of a physical condition determination mode.
FIG. 9 is a flowchart showing the flow of a basal metabolism control mode.
FIG. 10 is a flowchart showing a flow of a sleep environment control mode.
FIG. 11 is a flowchart showing a flow of a wake-up determination mode.
FIG. 12 is a flowchart showing an operation flow for daytime measurement by a small terminal.
FIG. 13 is a diagram for explaining temperature fluctuations of a human body in a general life.
[Explanation of symbols]
1 mattress
2 Operation box
3A, 3B, 3C, 3D Current supply electrode
4A, 4B, 4C, 4D Voltage measurement electrode
5 Body temperature measurement pad
6 Display section
7 Input device
8 High frequency constant current circuit
9 Voltage measurement circuit
10 Pressure sensor
11 Calculation control unit
12 Temperature measurement unit
13 Outside air temperature measurement unit
16 Heating / cooling section
17 Pneumatic control unit
18 Clock device
19 Storage device
21 Transceiver
51 Small terminal
52 boxes
53 bands
54 Operation unit
55 Display
56 Transceiver
57 Body temperature measurement unit
58 Activity amount detector
60 arithmetic control unit
61 Clock circuit
62 Storage device
Claims (4)
前記外部端末(51)は、使用者の日中の歩行数を測定する加速度センサ(58)と、少なくとも該加速度センサ(58)によって測定された使用者の日中の歩行数に関するデータを通信しうる通信部(56)とを備え、
前記寝床側部分(1)は、使用者が睡眠をとるためのマットレスと、前記外部端末(51)の通信部(56)から前記使用者の日中の歩行数に関するデータを受信して前記寝床側部分(1)に入力する送受信部(21)と、前記マットレス内の温度を調節する温度調節手段(16)と、前記送受信部(21)によって入力された使用者の日中の歩行数に関するデータに基づき前記温度調節手段(16)の動作を制御する演算制御部(11)とを備え、
前記演算制御部(11)は、使用者の日中の歩行数が少ない場合には、前記温度調節手段(16)の動作を制御して、前記マットレス内の温度を、外気温よりも5℃以上低い温度となるように制御する
ことを特徴とする睡眠環境制御装置。In the sleep environment control device for controlling the environment where the user sleeps, the sleep environment control device includes a bedside portion (1) and an external terminal (51),
The external terminal (51) communicates data related to the number of walkings of the user during the day measured by at least the acceleration sensor (58) with the acceleration sensor (58) that measures the number of walkings of the user during the day. Communication unit (56),
The bedside portion (1) receives a mattress for the user to sleep and data relating to the number of walks of the user during the day from the communication unit (56) of the external terminal (51). A transmission / reception unit (21) that is input to the side portion (1), a temperature adjustment unit (16) that adjusts the temperature in the mattress, and a user's number of walking during the day that is input by the transmission / reception unit (21). An arithmetic control unit (11) for controlling the operation of the temperature adjusting means (16) based on the data ,
The arithmetic control unit (11) controls the operation of the temperature adjusting means (16) so that the temperature in the mattress is 5 ° C. higher than the outside air temperature when the number of walks of the user during the day is small. A sleep environment control device characterized by controlling the temperature so as to be lower .
前記外部端末(51)は、使用者の日中の歩行数を測定する加速度センサ(58)と、少なくとも該加速度センサ(58)によって測定された使用者の日中の歩行数に関するデータを通信しうる通信部(56)とを備え、
前記寝床側部分(1)は、使用者が睡眠をとるためのマットレスと、前記外部端末(51)の通信部(56)から前記使用者の日中の歩行数に関するデータを受信して前記寝床側部分(1)に入力する送受信部(21)と、前記マットレス内の温度を調節する温度調節手段(16)と、前記送受信部(21)によって入力された使用者の日中の歩行数に関するデータと予め定められた基準データとを比較して、基準よりも使用者の日中の歩行数が少ないか否かを判定する判定手段と、該判定手段によって判定された結果に応じて前記温度調節手段(16)の動作を制御する演算制御部(11)と、を備え、
前記判定手段において使用者の日中の歩行数が基準よりも少ないと判定された場合には、前記演算制御部(11)は、前記温度調節手段(16)の動作を制御して、前記マットレス内の温度を、外気温よりも5℃以上低い温度となるように制御する
ことを特徴とする睡眠環境制御装置。In the sleep environment control device for controlling the environment where the user sleeps, the sleep environment control device includes a bedside portion (1) and an external terminal (51),
The external terminal (51) communicates data related to the number of walkings of the user during the day measured by at least the acceleration sensor (58) with the acceleration sensor (58) that measures the number of walkings of the user during the day. Communication unit (56),
The bedside portion (1) receives a mattress for the user to sleep and data relating to the number of walks of the user during the day from the communication unit (56) of the external terminal (51). A transmission / reception unit (21) that is input to the side portion (1), a temperature adjustment unit (16) that adjusts the temperature in the mattress, and a user's number of walking during the day that is input by the transmission / reception unit (21). A determination means for comparing the data with predetermined reference data to determine whether or not the number of walks of the user during the day is less than the reference, and the temperature according to the result determined by the determination means An arithmetic control unit (11) for controlling the operation of the adjusting means (16) ,
When it is determined by the determination means that the number of walks of the user during the day is less than a reference, the arithmetic control unit (11) controls the operation of the temperature adjustment means (16) to control the mattress. The sleep environment control device is characterized in that the temperature inside is controlled to be 5 属 C or more lower than the outside air temperature .
前記外部端末(51)は、使用者の日中の歩行数を測定する加速度センサ(58)と、少なくとも該加速度センサ(58)によって測定された使用者の日中の歩行数に関するデータを通信しうる通信部(56)とを備え、
前記寝床側部分(1)は、使用者が睡眠をとるためのマットレスと、前記外部端末(51)の通信部(56)から前記使用者の日中の歩行数に関するデータを受信して前記寝床側部分(1)に入力する送受信部(21)と、前記マットレス内の温度を調節する温度調節手段(16)と、使用者の一日の目標歩行数をスイッチを押すことで数値入力する入力装置(7)と、前記送受信部によって入力された使用者の日中の歩行数に関するデータと前記入力装置(7)によって入力された目標歩行数とを比較する比較手段と、該比較手段による比較結果に基づいて目標歩行数よりも使用者の日中の歩行数が少ないか否かを判定する判定手段と、該判定手段によって判定された結果に応じて前記温度調節手段(16)の動作を制御する演算制御部(11)と、を備え、
前記判定手段において使用者の日中の歩行数が目標歩行数よりも少ないと判定された場合には、前記演算制御部(11)は、前記温度調節手段(16)の動作を制御して、前記マットレス内の温度を、外気温よりも5℃以上低い温度となるように制御する
ことを特徴とする睡眠環境制御装置。In the sleep environment control device for controlling the environment where the user sleeps, the sleep environment control device includes a bedside portion (1) and an external terminal (51),
The external terminal (51) communicates data related to the number of walkings of the user during the day measured by at least the acceleration sensor (58) with the acceleration sensor (58) that measures the number of walkings of the user during the day. Communication unit (56),
The bedside portion (1) receives a mattress for the user to sleep and data relating to the number of walks of the user during the day from the communication unit (56) of the external terminal (51). Input / output unit (21) for inputting to the side portion (1), temperature adjusting means (16) for adjusting the temperature in the mattress, and input for inputting the target number of daily walks of the user by pressing a switch A comparison means for comparing the device (7), the data relating to the number of walks of the user during the day inputted by the transceiver and the target number of walks inputted by the input device (7), and the comparison by the comparison means Based on the result, determination means for determining whether the number of walks of the user during the day is less than the target number of walks, and the operation of the temperature adjustment means (16) according to the result determined by the determination means Control unit to control ( With 1) and, the,
When it is determined by the determination means that the number of walks of the user during the day is less than the target number of walks, the calculation control unit (11) controls the operation of the temperature adjustment means (16), The sleep environment control device, wherein the temperature in the mattress is controlled to be 5 ° C or more lower than the outside air temperature .
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