JP2006026122A - 覚醒装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光センサにより生体信号を安定して検出すると共に該生体信号に基づいて、快適に被験者を覚醒させる覚醒装置及び覚醒制御装置を提供する。
【解決手段】生体からの生体信号を検出する検出装置２と、前記生体に与える刺激を発生する刺激発生装置６２と、前記刺激発生装置を制御する制御装置４と、を備える、前記生体を覚醒させる覚醒装置であって、前記制御装置４は、前記生体信号から前記生体の睡眠深度を解析する睡眠深度解析手段８１と、該睡眠深度に基づいて浅眠時の睡眠深度の基準となる睡眠基準深度を学習する睡眠状態学習手段８２と、前記睡眠深度と前記睡眠基準深度とに基づいて前記生体に与える刺激の大きさ及びタイミングを演算する演算手段８３と、を備えてなる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、生体を覚醒させる覚醒装置に係り、特に、光センサにより生体信号を検出すると共に該生体信号に基づいて生体を覚醒させる信号を出力する覚醒装置に関する。

近年、日本では、睡眠に関する悩みを抱える人達が急増している。潜在的なその数は約１０００万人以上であると指摘されており、とりわけ睡眠時無呼吸症候群の患者数は約２００万人以上になると考えられている。一方、現時点において病院の睡眠外来等で医学的治療を受けている人の数は大変少ない。このことから、睡眠に関し悩みを抱えている人達の多くは、医学的治療の必要性を感じながらも、何の解決策も講じられていないことが窺われる。

そこで、最近、このような背景のもと、在宅で簡単に利用可能な快眠を支援するための装置の開発を望む声が高まってきている。睡眠状態を解析するためには、睡眠状態に関連した生体信号を、睡眠の間、連続して正確に計測することが重要であり、このような計測装置が提案されている。引用文献１には、被験者（生体）の指または手首に約３００ｎｍから７００ｎｍの光を照射する発光部と、生体を介して前記発光を受光する受光部と、からなる検出手段、及び、生体情報を表示する表示手段と、被験者の指又は手首にこれらの機器を固定すべくゴム製の環状のセンサ固定用バンドと、を備えた生体情報計測装置が記載されいる。

また、引用文献２には、指先から生体情報を検出する生体情報測定装置と、該生体情報測定装置を配設した睡眠認識／覚醒装置本体と、該装置本体に取り付けられ、ピンの係合により人体の手首に締着させるリストバンドと、を備えた覚醒状態移行装置であって、該覚醒状態移行装置は、生体情報測定装置からの心拍数及び皮膚インピーダンスに基づいて睡眠深度を認識し、該認識された睡眠深度（覚醒、レム、ノンレム）と、現在の時刻から所望覚醒時刻までの時間と、から覚醒すべき警告信号を出力して（例えばアラームを鳴らして）、生体の睡眠状態を段階的に移行して生体を覚醒させる覚醒状態移行装置が記載されている。

特開２０００−８３９１４号公報 特開平０９−２７６４０９号公報

ところで、被験者から生体信号を検出し、検出した信号に基づいて被験者を睡眠状態から覚醒させるためには、以下に示す２つの課題がある。第一の課題は、被験者から、長時間にわたって、安定して生体信号を検出することができないことである。すなわち、安定して生体信号を検出するためには、生体信号を検出する検出装置（センサ）と検出箇所（指又は手首）とを密着させる必要がある。しかし、検出箇所に検出装置を密着させ過ぎると、被験者は不快感を持つので、連続して前記装置を装着することが難しい。

たとえば、マジックバンド、穴止めタイプのベルトで、指又は手首等に装置を装着する場合には、検出装置の位置ずれ、バンド又はベルトの弛みが発生しやすい。そして、このような現象を防止するために、ベルトまたはバンドで、指又は手首の全周を長時間締付け過ぎることもよくある。また、ゴム製のバンドで締付ける場合には、調整機構がないため、適度な締付けができない。

また、第二の課題は、被験者の眠りの深さは、時間や環境の変化と共に変化するので、快適に被験者を覚醒させることが難しいことである。これまでの睡眠状態を検出し、生体を覚醒させる装置は、レム睡眠、ノンレム睡眠など離散的な睡眠深度を分析して、被験者を覚醒させるものであり、出力する覚醒信号が、いかに被験者（の睡眠深度）に影響を与えるかを考慮して、覚醒信号を出力するものではなかった。

また、これまでの覚醒装置は、被験者が睡眠中に、物音、気温の変化などの外乱によりその睡眠深度が変化した場合に、これらの影響を考慮して覚醒信号をしているものはなく、ある規則に従って被験者を覚醒させるものであった。

特に、このような覚醒装置を用いると、起床前に、被験者の睡眠状態が、レム睡眠からノンレム睡眠に移行するような場合（特に、眠りが深くなるような場合）において、強制的に覚醒信号を出力して被験者を覚醒させてしまうことがある。このような場合には、被験者の身体が深い眠りに就こうとする生理的欲求に反して、覚醒しようとするので、その結果、被験者は、快適に覚醒することができないと云う問題が生じる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、生体である被験者が違和感なく快適に装置を装着し、該装置で被験者の生体信号を安定してセンシングできるとともに、該センシングした生体信号から被験者が快適に覚醒できる覚醒装置を提供することである。

前記の目的を達成すべく、生体からの生体信号を検出する検出装置と、前記生体に与える刺激を発生する刺激発生装置と、前記刺激発生装置を制御する制御装置と、を備える、前記生体を覚醒させる覚醒装置であって、前記制御装置は、前記生体信号から前記生体の睡眠深度を解析する睡眠深度解析手段と、該睡眠深度に基づいて浅眠時の睡眠深度の基準となる睡眠基準深度を学習する睡眠状態学習手段と、前記睡眠深度と前記睡眠基準深度とに基づいて前記生体に与える刺激の大きさ及びタイミングを演算する演算手段と、を備えることを特徴としている。

前記のごとく構成された本発明の覚醒装置は、浅眠（レム睡眠）時の睡眠深度を睡眠基準深度として学習しているので、浅眠状態における睡眠深度の個人差、生体の体調変化などの影響に関係なく、被験者に最適な刺激を与えることができ、生体を快適に覚醒させることができる。また、解析した睡眠深度に基づいて演算した刺激の大きさ及びタイミングで、生体に刺激を与えているので、生体の睡眠状態を適切にコントロールすることができる。特に、物音などの外的影響により睡眠状態が変化する場合であっても、生体信号から睡眠深度を解析しているので、睡眠深度の変化にあわせた適切な大きさの刺激をリアルタイムに生体に与えることが可能である。

本発明に係る覚醒装置は、前記演算手段が、前記生体の起床予定時刻より前の所定時刻に、前記睡眠基準深度に基づいて浅眠状態を判定し、浅眠状態であると判定したときには、前記起床予定時刻まで前記睡眠深度を一定に保持すべく、前記刺激の大きさを演算し、該刺激の大きさで前記睡眠深度を制御する浅眠持続制御手段を備えることを特徴としている。

前記のごとく構成された本発明の覚醒装置は、浅眠状態を持続させるように、生体の睡眠深度をコントロールするので、起床予定時刻前に、生体が浅い眠りから深い眠りになることがなく、また、生体を不用意に覚醒させることを回避できる。よって、起床予定時刻まで生体の浅眠状態であるので、起床予定時刻には、僅かな刺激が生体に与えられるだけで、生体は快適に覚醒することができる。

本発明に係る覚醒装置は、前記演算手段が、前記生体の起床予定時刻より前の所定時刻に、前記睡眠基準深度に基づいて浅眠状態を判定し、浅眠状態でないと判定したときには、前記起床予定時刻までに前記睡眠深度を前記睡眠基準深度にすべく、前記刺激の大きさを演算し、該刺激の大きさで前記睡眠深度を制御する浅眠誘導制御手段を備えることを特徴としている。

前記のごとく構成された本発明の覚醒装置は、生体が起床予定時刻より前の所定時刻に、深く眠っている場合においても、生体を浅眠状態に誘導することができるので、生体を快適に覚醒させることが可能である。さらに、先に示した浅眠持続制御手段と併用させることで、たとえ起床予定時刻よりもかなり早い時刻で生体を浅眠状態に誘導したとしても、生体の浅眠状態を維持することができる。

本発明に係る覚醒装置は、前記睡眠状態学習手段が、前記睡眠深度に基づいて睡眠周期を学習し、前記演算手段は、前記生体の睡眠状態が深眠状態に移行して前記睡眠深度が所定の睡眠深度に達したときに、前記生体の起床予定時刻と前記睡眠周期とに基づいて制御の終了時刻を演算し、該演算した終了時刻まで前記睡眠深度を一定に保持すべく、前記刺激の大きさを演算し、該刺激の大きさで前記睡眠深度を制御する睡眠周期遅延制御手段を備えることを特徴としている。

前記のごとく構成された本発明の覚醒装置は、睡眠周期をシフトさせて、起床予定時刻に、生体が自然に浅眠状態となるようするので、僅かの刺激で、不快感を与えることなく生体を覚醒させることが可能である。また、気温の変化、物音などの外乱により、睡眠周期が所望の位相にシフトしないときでも、前記浅眠持続制御手段と、前記浅眠誘導制御手段と、を併用させることで、起床予定時刻直前には、確実に生体を浅眠状態にすることができる。

本発明に係る覚醒装置は、前記睡眠状態学習手段は、該演算した刺激の大きさを最小値に更新して記憶し、前記演算手段は、前記刺激の大きさの最小値に基づいて、前記生体の起床予定時刻に前記生体を覚醒させる覚醒制御手段を備えることを特徴としている。

前記のごとく構成された本発明の覚醒装置は、前記刺激の大きさの最小値に基づいて、前記生体の起床予定時刻に前記生体を覚醒させるので生体に過剰な刺激を与えることなく、睡眠深度に変化を与える程度の最適な大きさの刺激を、生体に与えることができ、過敏又は鈍感などの生体の感度の差を埋めることができる。さらに、前記のごとく構成された本発明の覚醒装置は、これまでに生体が覚醒してきた刺激量の最小値で、覚醒時に生体に刺激を与えるので、生体は、驚くことなく、あたかも自然に目を覚ましたかの如く最適に覚醒することができる。

本発明に係る覚醒装置は、前記検出装置が、ピーク波長が５４０〜５７５ｎｍの光を前記生体に照射し、該照射光により前記生体から反射した反射光の強度を前記生体信号として検出するものであることを特徴としている。前記のごとく構成された本発明の覚醒装置は、このようなピーク波長を用いているので、ノイズが入り難い、安定した生体信号を確実に検出することができる。

本発明に係る覚醒装置は、前記制御装置にデータを入出力する情報伝達装置をさらに備えることを特徴としている。前記のごとく構成された本発明の覚醒装置は、外部に情報伝達することができるので、生体の睡眠状態を外部でチェックすることができると共に、外部で覚醒装置の故障診断を行うこともできる。また、データを制御装置に入力することができるので、制御装置の制御定数、プログラム等を更新することもできる。

本発明に係る覚醒装置は、前記検出装置及び前記制御装置が配設された本体と、該本体の両端から突出したバンドと、をさらに備え、前記バンドは、前記生体に密着すべく屈曲した弾性体からなり、前記バンドの突出端部は、重なり合った状態で接合していることを特徴としている。前記のごとく構成された本発明の覚醒装置は、バンドを弾性体にし、バンドの他端を自由端としたので、過度に手首等の生体の部位を締付けることなく、長時間、覚醒装置を装着することができる。

本発明に係る覚醒装置は、前記検出装置が、前記生体に当接すべく前記本体の底部より突出していることを特徴としている。前記のごとく構成された本発明の覚醒装置は、前記検出装置を突出させて本体に配置させたので、睡眠時に手首を動かす動作、生体信号の測定時に前記出力装置から振動などの刺激の発生があっても、検出装置は手首と常時接触状態が保たれるため、安定して生体信号を検出することができる。また、前記バンドの構造により、過度に検出装置を手首の表皮に圧迫することもないので、その生体は、長時間快適にこの覚醒装置を装着することができる。

本発明による覚醒装置によれば、生体に刺激を与えている間であっても、例えば刺激によるノイズ等の影響なく、睡眠状態の解析に必要な生体信号を手首から検出することができると共に、違和感なく安定した状態で覚醒装置を装着することができる。その結果、就寝から起床までの睡眠深度を確実に解析でき、誤作動なく覚醒装置を作動させることができる。

また、本発明による覚醒装置によれば、睡眠深度にあわせて、リアルタイムに被験者に刺激を与えることができるので、被験者は、快適な覚醒をすることができる。さらに、個人の睡眠状態を学習することで、睡眠深度の変化を予測することができるので、被験者の睡眠欲求にあわせて覚醒することができる。

以下、本発明に係る覚醒装置の一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１〜３は本実施形態に係る覚醒装置１を示した図であり、図１は、覚醒装置１の分解斜視図、図２は、図１のＡ−Ａ線の断面図、図３は、被験者が覚醒装置１を手首に装着する時の動作図である。

図１〜図３に示すように、本実施形態に係る覚醒装置１は、主に、検出装置（光センサ）２と、制御装置４と、情報伝達装置５と、出力装置６と、これらの装置２〜６を配置した本体１１と、本体１１の上ケース１２と、前記本体１１の両端から延びている２つのリストバンド１３と、からなる。

本体１１は、その中央に、凹所１１ａを形成している。この本体１１の凹所１１ａには、主に、光センサ２と、制御装置４を搭載した基板１４と、出力装置６の１つである振動モータ（刺激発生装置）６２と、が収納配設されている。また、本体１１の底部には、光センサ２の外径に合わせて開口１１ｂが形成されており、光センサ２は、本体１１の開口１１ｂに嵌合すると共に、図２及び図３に示すように、覚醒装置１を装着する際に被験者の手首に当接するように本体１１の底面から所定の高さで突出している。

また、本体１１の側面には、長穴（図示しない）が設けられており、長穴には、基板１４に接触すべく後述する情報伝達装置５の１つであるメモリカード５２が挿入されている。さらに、図２に示すように、本体１１の両端には、係合溝１１ｃが設けられており、該係合溝１１ｃには、後述する２つのリストバンド１３の各々の一端が挿入係合されている。

本体１１の上ケース１２は、先に示した本体１１の前記凹所１１ａの開口を覆うケースであり、ねじ穴１５を介して、ねじ（図示しない）で、本体１１に締結される。また上ケース１２の中央には、表示部６１が配置されており、時刻、被験者の睡眠状態等が表示できるようになっている。また、その側部には、操作スイッチ３及び表示ランプ６３が配置されている。

２つのリストバンド１３は、被験者の手首に覚醒装置１を装着させるためのものであり、手首の形状にあわせて曲折している。このリストバンド１３は、帯状のバネ板１３Ａ、クッション部材１３Ｂ、被覆部材１３Ｃの三層構造からなっている。具体的には、リストバンド１３は、弾性体の１つとしてバネ材を曲げ加工してバネ板１３Ａとし、該バネ板１３Ａをクッション部材１３Ｂで被覆し、バネ板１３Ａを被覆したクッション部材１３Ｂをさらに被覆部材１３Ｃで被覆して製作されている。

そして、この２つのリストバンド１３の一端は、それぞれ前記本体１１の係合溝１１ｃに挿入されて固定されている。また、一方のリストバンド１３の他端には、バッテリ３１が内装されている。この結果、このリストバンド１３の他端は、バッテリ３１の厚み分、外側に突出している。この二つのリストバンド１３のそれぞれの他端は、バッテリ３１を備えた一方のリストバンド１３の前記突出部が、外側に位置するように、重なり合った状態で接合している。

このような構造により、２つのリストバンド１３は、一端が本体１１に固定され、他端が拘束されない自由端となっているため、図３に示すように、被験者が、２つのリストバンド１３の自由端を、湾曲したリストバンド１３の曲率が大きくなる方向に移動させることにより、前記重なりをといて開き状態とし、開き状態の中に手首を入れ、バネ板１３Ａの復元力により曲率が小さくなる方向にリストバンド１３を移動させることで、覚醒装置１を自分の手首に装着することが可能となる。

また、装着後は、リストバンド１３の外径が、非装着時の外形よりも大きくなるので、バネ板１３Ａが弾性変形することで復元力が発生し、この復元力により、覚醒装置１は、被験者の手首に密着することが可能となる。

そして、このバネ板１３Ａの復元力と、本体１１からの光センサ２の突出とにより、光センサ２を被験者の手首に確実に密着させることが可能となる。その結果、睡眠時に手首を動かす動作、後述する生体信号の測定時に振動モータ６２を振動させる動作、及び、睡眠時に変化する被験者の筋肉の弛緩の影響等を受けずに、生体信号を確実に検出することが可能となる。

図４は、図１に示す覚醒装置１を構成する機器の接続状態を示すブロック図である。光センサ２は、被験者の生体信号を検出するためのものであり、被験者（手首）に所定の波長の光を照射すべく緑色ＬＥＤを備えた発光器２１と、手首に照射された光の反射波を検出すべくフォトトランジスタを備えた受光器２２と、からなっており、制御装置４に接続されている。操作スイッチ３は、装置の電源の入切、被験者が起きたい希望時刻（起床予定時刻）などの操作信号を制御装置４に入力するためのものであり、操作信号が制御装置４に入力可能なように接続されている。

制御装置４は、前述したようにＣＰＵ４１とメモリ４２を備えており、これらは、光センサ２、操作スイッチ３、情報伝達装置５、出力装置６に接続されている。ＣＰＵ４１は、睡眠深度を解析し、睡眠深度に基づいて被験者を覚醒させるための制御信号を演算し、一方で被験者固有の睡眠周期などを学習するためのものであり、メモリ４２及び出力装置６に接続されている。また、ＣＰＵ４１は、時刻を認識するために後述するタイマ手段を備えている。メモリ４２は、ＣＰＵ４１で演算された被験者の睡眠に関する情報（データ）を記憶するものであり、情報伝達装置５に接続されている。

情報伝達装置５は、メモリ４２に入力された情報を、外部に引き出すためのものであり、ＵＳＢコネクタ５１、及びメモリカード５２を備えている。ＵＳＢコネクタ５１は、ＵＳＢケーブルを用いて外部のパソコンなどのデータを引き出すようになっている。また、メモリカード５２は、メモリ４２からのデータを一時格納して、本体から取外し可能に接続されている。このメモリカード５２は、携帯性に優れた大きさで、メモリ４２からのデータを記憶できる容量であれば、特に限定されるものではない。このように、情報伝達装置５は、ＳＣＳＩケーブルなど、データを外部に引き出すことが可能な端子であれば特に限定されるものではなく、制御装置４にデータ又はプログラムを入力する機能があってもよく、無線によりデータを入出力するものであってもよい。

出力装置６は、ＣＰＵ４１の演算結果に基づいて出力されるものであり、主に表示器６１、振動モータ６２、及び表示ランプ６３を備えている。表示器６１は、現在の時刻、起床予定時刻、及び被験者睡眠状態（睡眠深度）を出力する。振動モータ（刺激発生装置）６２は、被験者に与える刺激を振動として発生する装置であり、本体１１の内部に配設されている。この振動モータ６２は、被験者の睡眠状態に合わせてＣＰＵ４１で演算された刺激の大きさ（後述する振動値ｖ）及びタイミングで、振動する。ここでは被験者に刺激を与える刺激発生装置として振動モータ６２を用いたが、被験者に刺激を与えるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、音、光等を発する機器であってもよい。

表示ランプ６３は、覚醒装置１の状態を、被験者が一目で確認することができるために、本体上ケース１２の上面に配置されている。そして、覚醒装置１が稼動状態時に点灯するようになっている。また、この表示ランプ６３は、装置が故障時に点滅するなどの機能を備えてもよく、表示ランプ６３の個数も特に制限されない。

ここで、覚醒装置１の動作について以下に示す。発光器２１は、制御装置４からの出力信号に基づいて、ピーク波長５７０ｎｍの光源を被験者の手首に向って照射される。発光器２１（緑色ＬＥＤ）により照射した光は、その一部が吸収され、残りの光は反射する。受光器２２（フォトトランジスタ）は、この反射光を検出し、検出した信号を生体信号（ヘモグロビン量）としてＣＰＵ４１へ出力する。

この生体信号であるヘモグロビン量は、被験者の心拍数と呼吸の供給的活動、及び、筋肉の緊張、弛緩などの消費的活動の結果として得られるものである。そして、この身体の活動の結果として得られるヘモグロビン量は、被験者の睡眠状態と共に変化するものであり、このヘモグロビン量を検出することにより被験者の睡眠状態を解析することができる。この照射光は、ピーク波長５００〜６００ｎｍの光源を、被験者の手首に照射することにより、ノイズを検出することなく被験者のヘモグロビン量を得ることができる。特に５４０〜５７５ｎｍのピーク波長をもつ緑色ＬＥＤは、その照射光に対する吸収光度が高いので、より好ましい。

一方、ＣＰＵ４１は、受光器２２から入力された生体信号及び操作スイッチ３を介して入力した起床予定時刻の信号に基づいて、被験者の睡眠状態を解析すると共に、振動モータ６２が生体に与える刺激の大きさ及び刺激を与えるタイミングを演算し、制御信号として、振動モータに出力する。ここで、睡眠状態を解析したデータ（後述する睡眠深度、睡眠周期などのデータ）は、メモリ４２に記憶される。そして、ＣＰＵ４１から出力された制御信号に従って、振動モータ６２は振動し、この振動（刺激）によって、睡眠中の被験者は、快適な覚醒へと導かれる。

図５は、本実施形態の制御装置４のソフトウェアの構成を説明するための図である。制御装置４は、主に、睡眠深度解析手段８１と、睡眠状態学習手段８２と、演算手段８３と、クロック手段８４と、を備えている。

睡眠深度解析手段８１は、光センサ２からの生体信号に基づいて睡眠深度を解析するものである。具体的には、睡眠深度解析手段８１は、生体信号であるヘモグロビン量を正規化し、時間変化にともなう正規化したヘモグロビン量の変化に基づいて睡眠深度ｓを解析している。そして、解析された睡眠深度ｓは、睡眠学習手段８２、演算手段８３に入力される。以下に示す睡眠深度ｓは、その値が小さいほど、被験者が深眠状態であることを示しており、大きいほど、被験者が覚醒状態に近いことを示している。

睡眠状態学習手段８２は、被験者の睡眠状態を学習するための手段であり、睡眠深度解析手段８１の睡眠深度ｓ、演算手段８３で演算されたデータなどに基づいてデータを学習し記憶している。例えば、睡眠深度ｓは、被験者毎の個人差、または、被験者のその日の体調によっても異なるため、睡眠状態学習手段８２は、これらの差異から変化する睡眠状態を学習し、得られたデータを記憶している。具体的には、睡眠状態学習手段８２は、後述する被験者の睡眠周期ｃ、浅眠状態の睡眠深度ｓの基準となる睡眠基準深度ｓ_０、後述する振動モータ６２の基準となる振動の大きさ（振動基準値ｖ_０）等を睡眠深度ｓに基づいて学習している。

睡眠周期ｃを求める場合を例に挙げると、睡眠時に睡眠深度ｓは、周期性を持って変化するので、睡眠状態学習手段８２は、この周期を、睡眠深度ｓから算出している。具体的には、睡眠深度ｓがある値に到達したときの時刻を記憶しておき、時間経過後、先の睡眠深度ｓと同程度となった時刻から睡眠周期ｃを算出している。この他にも、睡眠深度ｓの時間変化量が０となりかつ睡眠深度ｓの値が所定値以上となったとき（睡眠深度が極大となったとき）の時刻を用いて、睡眠周期を求めると、より精度よく求めることができる。

浅眠状態時の睡眠深度の基準値となる睡眠基準深度ｓ_０を求める場合に、眠りが浅い被験者の場合は、浅眠状態を判断することが困難である。そこで、先に示した１睡眠周期ｃにおいて変化する睡眠深度ｓの最大値と最小値とを記憶しておき、記憶された最大値と最小値との和に、所定の割合（０．５〜０．９までの範囲）で乗じた値を睡眠基準深度ｓ_０としている。個人差のある睡眠周期ｃ及び睡眠基準深度ｓ_０を求めており、ここで求められた睡眠周期ｃと睡眠基準深度ｓ_０とは関連付けて、テーブルに記憶されている。例えば、睡眠周期ｃと睡眠基準深度ｓ_０とに基づいて、後述するような振動モータ６２を制御した（被験者に刺激を与えた）ときに、起床予定時刻に覚醒できたときは、これらの値を適正値としている。

このように、睡眠周期ｃ及び睡眠基準深度ｓ_０の適性値を求めるべく学習するので、個人差のある睡眠周期、眠りの深さ（睡眠基準深度）に関係無く、被験者に適切な振動を与えて、快適に覚醒することができる。さらに、これらのテーブルと、ヘモグロビン量などの他のパラメータとを関連付けて学習してもよい。そして、このような学習データは、個人の睡眠特性を表す指標であり、被験者が確認できるように、表示器６１に出力可能となっている。

演算手段８３は、判定手段８５、浅眠持続制御手段８６Ａ、浅眠誘導制御手段８６Ｂ、覚醒制御手段８６Ｃ、睡眠周期遅延制御手段８６Ｄ、及びモータ駆動手段８７を備えている。判定手段８５は、睡眠深度ｓ、睡眠状態学習手段８２に記憶された睡眠基準深度ｓ_０、クロック手段８４で出力される現在の時刻ｔ及び被験者によって入力された起床予定時刻ｔ_０に基づいて、被験者の浅眠状態等を判定し、睡眠状態学習手段８２及び前記４つのいずれかの制御手段８６Ａ〜８６Ｄを選定して、生体に与える刺激のタイミングを出力する。

浅眠持続制御手段８６Ａは、判定手段８５により、刺激のタイミングとして起床予定時間より前の所定時刻で、現在の睡眠深度が浅眠（レム睡眠）期である判定したときに、検出した睡眠深度ｓに基づいて被験者の浅眠状態を持続させるように、生体に与えるべき刺激の大きさを演算し、この刺激の大きさに基づいてモータ駆動手段８７は制御信号を出力し、振動モータ６２を作動させる。よって、被験者の身体が深い眠りに就こうとする生理的欲求を抑制する（覚醒前に深い眠りになることがない）ので、被験者は快適に起床することができる。

浅眠誘導制御手段８６Ｂは、判定手段８５により、刺激のタイミングとして起床予定時間より前の所定時刻で、現在の睡眠が深眠期などの深い眠り（ノンレム睡眠）であると判定したときに、睡眠深度ｓに基づいて、被験者の睡眠深度ｓが徐々に浅眠状態に移行するよう、生体に与えるべき刺激の大きさを演算し、この演算した刺激の大きさに基づいてモータ駆動手段８７は制御信号を出力する。よって、被験者が深い眠りであるときに、生体信号を検出し解析した睡眠深度ｓの変化に従って、時間をかけてゆっくりと浅眠状態に誘導するので、被験者は、快適に起床することができる。

覚醒制御手段８６Ｃは、被験者を覚醒に導くための手段であり、睡眠深度ｓに基づいて被験者を覚醒する程度の刺激の大きさを演算し、この演算した刺激の大きさに基づいてモータ駆動手段８７は、制御信号を出力する。このとき、振動モータ６２が大きく振動しすぎると被験者に驚きを与え、振動モータ６２が小さな振動であると被験者を起床させるのに時間がかかるため、振動モータ６２の振動は、睡眠状態学習手段８２で学習した覚醒に必要な刺激の大きさの最小値で振動モータ６２を作動させる。

睡眠周期遅延制御手段８６Ｄは、先に示した睡眠状態学習手段８２により、学習されたデータに基づいて、被験者の睡眠周期をシフトさせて起床予定時刻ｔ_０で被験者が浅眠状態となるように、刺激のタイミング及び大きさを演算し、該演算結果に基づいてモータ駆動手段８７は、振動モータ６２に制御信号を出力する。このような制御を行うことで、被験者は、起床予定時刻ｔ_０で、快適に自発的に目覚めることができる。

モータ駆動手段８７は、上述した判定手段８５及び４つの制御手段８６Ａ〜８６Ｄで演算された刺激のタイミング及び大きさ（振動値ｖ）に基づいて、振動モータ６２に制御信号を出力する。そして、振動モータ６２は、振動値ｖに比例した振幅で振動する。

図６は、図５に示す制御装置４が行う制御フローチャートであり、ステップ６０１で、外部から入力された起床予定時刻ｔ_０、時刻入力手段から現在時刻ｔ、睡眠深度解析手段８１から睡眠深度ｓを入力しステップ６０２へ進む。次に、ステップ６０２で、さらに睡眠状態学習手段８２から、睡眠周期ｃ、睡眠基準深度ｓ_０、振動基準値ｖ_０、及び覚醒振動値ｖ_ｗを入力し、ステップ６０３へ進む。また、初期段階では、睡眠状態学習手段８２に、学習された、睡眠周期ｃ、睡眠基準深度ｓ_０、振動基準値ｖ_０、覚醒振動値ｖ_ｗが、入力されていないので、予め設定しておいた標準値が入力される。

そして、ステップ６０３では、被験者の現在の睡眠が、浅眠状態（レム睡眠）であるかの判定を行う。具体的には、睡眠状態学習手段８２の学習値である睡眠基準深度ｓ_０と、現在の睡眠深度ｓと、を比較する。睡眠深度ｓが睡眠基準深度ｓ_０以上のときは、浅眠状態であると判断し、ステップ６０４へ進む。また、睡眠深度ｓが睡眠基準深度ｓ_０よりも小さいときは、深い眠り（ノンレム睡眠）であると判定し、浅眠状態になるまで、繰り返し判定を行う。

ステップ６０４及び後続するステップ６０５は、睡眠周期遅延制御を行うための判定を行う。ステップ６０４では、浅眠状態である現在の時刻ｔから起床予定時刻ｔ_０までの間に、睡眠周期ｃに基づいて周期的に浅眠状態が何回発生するか（発生回数ｎ）を算出し、ステップ６０５に進む。具体的には、（ｔ_０−ｔ）/ｃを演算し、この演算値が、発生回数ｎとなる。このときの発生回数ｎは、整数であるので、前記演算した値の小数点以下は切り捨てる。ステップ６０５では、睡眠周期遅延制御を行うことができるかの判定を行うために、発生回数ｎが０より大きいか判定する。発生回数ｎが０よりも大きい場合は、ステップ６０６に進み、図７で後述する睡眠周期遅延制御を行い、ステップ６０７へ進む。また、発生回数ｎが０よりも大きくない（発生回数ｎ＝０）のときは、浅眠状態である現在の時刻ｔから睡眠周期ｃ経過後に予想される浅眠状態までの間に、起床予定時刻ｔ_０があると考えられるため、ステップ６０７に進む。

ステップ６０７以降のステップは、覚醒段階（起床予定時刻ｔ_０直前の段階）における制御フローである。ステップ６０７では、現在の時刻ｔから所定時間Ｔ以内に、起床予定時刻ｔ_０となるかを判定し、振動モータ６２を稼動させるタイミングを判断している。具体的には、（ｔ_０−ｔ）とＴとの大小関係を比較し、（ｔ_０−ｔ）がＴよりも小さいときは、振動モータ６２を駆動させるべく、ステップ６０８へ進む。また、（ｔ_０−ｔ）がＴ以上のときは、振動モータ６２を駆動するタイミングとなるまで、ステップ６０７の判定を繰り返す。

ステップ６０８では、浅眠持続制御、又は浅眠誘導制御のいずれの制御を行うかの判定をする。具体的には、ステップ６０３と同様に、睡眠状態学習手段８２の学習値である睡眠基準深度ｓ_０と、現在の睡眠深度ｓと、を比較する。睡眠深度ｓが睡眠基準深度ｓ_０以上のときは、浅眠状態であると判断し、ステップ６０９へ進み、後述する浅眠持続制御を行う。また、睡眠深度ｓが睡眠基準深度ｓ_０より小さいときは、深い眠り（ノンレム睡眠）であると判定し、ステップ６１０へ進み後述する浅眠誘導制御を行う。そして、ステップ６１０で、浅眠誘導制御を行い、被験者を浅眠状態に誘導することができたときは、ステップ６０９に進み、浅眠持続制御を行う。

ステップ６１１では、起床予定時刻ｔ_０となるまでは浅眠持続制御を行い、起床予定時刻になった時に覚醒制御を行うべく、起床予定時刻ｔ_０と現在時刻ｔとの差から、そのタイミングを判定している。具体的には、ｔ_０−ｔが０以下であるときは、ステップ６１２に進み覚醒制御を行い、ｔ_０−ｔが０よりも大きいときは、ステップ６０９に進み、継続して浅眠持続制御を行う。

ステップ６１２で行う覚醒制御は、振動値ｖに、睡眠状態学習手段８２の学習値である覚醒振動値ｖ_ｗを入力して、被験者を覚醒させる制御である。ここでは、覚醒振動値ｖ_ｗで被験者が覚醒しないときは、徐々に振動値ｖを大きくして、覚醒が確認できた段階の振動値ｖを睡眠状態学習手段８２に、覚醒振動値ｖ_ｗとして入力する。また、この覚醒振動値ｖ_ｗは、これまでに睡眠状態学習手段８２で記憶しておいた覚醒振動値ｖ_ｗと比較し、これよりも小さい場合には、その値が最小値として更新されるようになっている。このように、覚醒可能な振動モータ６２の振幅を学習することで、被験者は、振動モータ６２の振動によって驚くことなく、快適に目を覚ますことができる。

図７は、図６に示すステップ６０６の睡眠周期遅延制御の詳細を示した制御フローチャートである。この睡眠周期遅延制御は、起床予定時刻直前に、被験者が自然に浅眠状態になるように、睡眠周期ｃをシフトさせることを目的とした制御であって、具体的には、図５に示す演算手段８３の睡眠周期遅延制御手段８６Ｄを用いて、振動モータ６２を制御するための制御フローである。

まず、ステップ７０１では、睡眠深度ｓ＜所定睡眠深度ｓ_１の条件を満たし、かつ、睡眠深度の時間変化量Δｓ＜０となったかの判定を行う。ここで、睡眠深度ｓ＞所定睡眠深度ｓ_１の場合には、被験者の浅眠状態であることを示しており、また、睡眠深度の変化量Δｓ＞０の場合には、被験者の睡眠状態が浅い状態になろうとしていることを示している。そして、このような場合には、被験者に振動モータ６２による振動を与えると、睡眠深度を持続させることが困難で、被験者を覚醒させてしまう虞もあるので、ステップ７０１の判定を満足するまで、次のステップには進まない。

そして、ステップ７０１の判定条件を満たしたならば、ステップ７０２に進む。ステップ７０２では、起床予定時刻ｔ_０に浅眠状態となるように睡眠周期ｃをシフトさせるべき時間を演算する。具体的には、起床予定時刻ｔ_０、現在の時刻ｔ、ステップ６０４で求めた浅眠状態の発生回数ｎ、及び睡眠周期ｃから、ｔ_０−（ｔ＋ｎｃ）を演算し、シフトさせる時間（睡眠周期を遅延させる遅延時間）Ｔｆ及び、遅延制御終了時刻ｔ_ｆを算出し、ステップ７０３へ進む。

ステップ７０３では、振動モータ６２を振動させるために、振動値ｖに振動基準値ｖ_０を入力し、振動モータ６２を振動させてステップ７０４へ進む。このときの振動基準値ｖ_０は、睡眠状態学習手段８２で求められ、被験者が浅眠状態から覚醒しないように学習された値である。

このように、ステップ７０３では、振動モータ６２は、大きさが振動基準値ｖ_０に相当する制御信号に基づいて、被験者に振動を与える。この振動基準値ｖ_０が大きい場合には、被験者の睡眠深度ｓは、大きくなり（目覚める方向に睡眠深度が変化し）、一方、この振動基準値ｖ_０が小さい場合には、被験者の睡眠深度は、小さくなる（さらに深い眠りとなるような方向に睡眠深度ｓが変化する）ことがある。そこで、ステップ７０４及びステップ７０５では、振動基準値ｖ_０により振動モータ６２が、被験者の睡眠深度ｓに与える影響を考慮して、振動基準値ｖ_０の値を入力した振動値ｖの補正（演算）を行っている。

まず、ステップ７０４では、振動モータ６２が、振動基準値ｖ_０に相当する振動を被験者に与えた時に、この振動による被験者の睡眠深度の時間変化量Δｓを求め、その値と所定値Δｓ_０とを評価する。すなわち、睡眠深度の時間変化量Δｓが、−Δｓ_０＜Δｓ＜Δｓ_０（すなわち｜Δｓ｜＜Δｓ_０）となるときは、被験者に適切な刺激を与えることができたと判断し、ステップ７０６に進む。

また、睡眠深度の時間変化量Δｓが、Δｓ≦−Δｓ_０又はΔｓ_０≦Δｓ（すなわち｜Δｓ｜≧Δｓ_０）のときは、与えた刺激量に対して、被験者の睡眠深度ｓが、所望以上に変化した場合である。よって、この場合は、振動値ｖの値を補正すべく、ステップ７０５に進む。

ステップ７０５では、ステップ７０４で評価した睡眠深度の時間変化量がΔｓ≦−Δｓ_０の関係となる場合には、振動基準値ｖ_０に相当する振動を被験者に与えたにもかかわらず、被験者は、さらに深い眠りに移行したと考えられる。よって、振動基準値ｖ_０が小さすぎて被験者の睡眠に影響をほとんど与えることができなかったと考えられるため、ステップ７０５で、振動値ｖが大きくなるように、振動値ｖに補正値Δｖを加えて、振動値ｖを補正（演算）する（振動モータ６２の振幅を大きくする）。そして、ステップ７０６に進む。

また、ステップ７０４で評価した睡眠深度の変化量がΔｓ_０≦Δｓの関係となる場合には、振動基準値ｖ_０を与えたことにより、被験者が、過敏に反応したと考えられる。よって、振動基準値ｖ_０が大きすぎて、被験者の睡眠に影響を与えすぎたと考えられるために、ステップ７０４で、振動値ｖが小さくなるように、振動値ｖに補正値Δｖを減じて、振動値ｖを補正（演算）する（振動モータ６２の振幅を小さくする）。そして、ステップ７０６に進む。

ステップ７０６及び後続するステップ７０７では、振動基準値ｖ_０を学習している。ステップ７０７では、まず変化させた振動値ｖが振動基準値ｖ_０より小さいかの判定している。そして、補正した振動値ｖが振動基準値ｖ_０より小さいときは、ステップ７０７に進み、この振動値ｖを振動基準値ｖ_０となるように睡眠状態学習手段８２に入力し、ステップ７０８に進む。このように、振動基準値ｖ_０が、補正した振動値ｖの最小値となるように更新することで、振動モータ６２をはじめに振動させたときに、その振動により、いきなり被験者が覚醒することなく、浅眠状態を安定して持続させることが可能となる。

ステップ７０８では、ステップ７０２で算出した遅延制御終了時刻ｔ_ｆになるまで、振動モータ６２を繰り返し振動させ、終了時刻ｔ_ｆになったときは、ステップ７０９に進み、振動値を０として、振動モータ６２の振動を停止させる。

また、図６のステップ６０９に示す浅眠持続制御は、浅眠持続制御手段８６Ａを用いて被験者の浅眠状態を持続させるように、振動モータ６２を振動させるものであり、この浅眠持続制御は、このステップ７０３から７０７と同じ制御フローで制御している。

このように、睡眠深度ｓに基づいて被験者に与えるべき刺激の大きさを演算し、該刺激の大きさに基づいて振動モータ６２を振動させ、この振動で被験者の睡眠深度ｓが変化し、さらに、この変化した睡眠深度ｓに基づいて（フィードバックして）補正(演算）した振動値ｖ_０を演算（補正）して振動モータ６２を制御しているので、被験者の睡眠状態を、リアルタイムで正確にコントロールすることができる。

図８は、図６に示すステップ６１０の浅眠誘導制御の詳細を示した制御フローチャートである。この浅眠誘導制御は、起床予定時刻直前（起床予定時刻ｔ_０から所定時刻Ｔ前）に、被験者が深い眠りの状態（ノンレム睡眠の状態）の場合に、浅眠誘導制御手段８６Ｂを用いて、振動モータ６２を駆動させて、被験者を浅眠状態に誘導するための制御である。ステップ８０１で、振動値ｖに振動基準値ｖ_０を入力して、振動モータ６２を振動させて、ステップ８０２へ進む。ステップ８０２では、睡眠状態学習手段８２の学習値である睡眠基準深度ｓ_０と、現在の睡眠深度ｓと、を比較する。睡眠深度ｓが睡眠基準深度ｓ_０以上のときは、浅眠状態であると判断し、浅眠誘導制御を終了させ、図６に示すように、浅眠持続制御に移行する。また、睡眠深度ｓが睡眠基準深度ｓ_０より小さいときは、浅眠状態ではないので、ステップ８０３に進み、振動値ｖに補正振動値Δｖ（正の値）を加えた演算を行い、振動モータ６２の振幅を増幅させ、ステップ８０２の判定を再度行う。

このように、睡眠深度ｓから睡眠状態を確認しながら、振動モータ６２の振幅を徐々に増幅させるので、被験者は、不快感なく浅眠状態に誘導される。また、この演算で用いた補正振動値Δｖは一定増分となるように設定しておいたが、睡眠深度ｓに基づいて、補正振動値Δｖを変化させるようにしてもよい。

図９は、睡眠周期遅延制御を行ったときの被験者の睡眠深度の変化を示したタイミングチャートの概略図である。破線は、通常の状態で就寝したときの睡眠深度ｓの変化を示すものであり、実線は、就寝中に睡眠周期遅延制御を行ったときの睡眠深度の変化を示すものである。

本実施形態では、最初の浅眠状態（睡眠深度ｓ＝睡眠基準深度ｓ_０）となった時に、まず、睡眠周期遅延制御を実施する時間が演算される。すなわち、睡眠周期ｃと起床予定時刻ｔ_０に基づいて、浅眠状態が、起床予定時刻ｔ_０までにあと何回発生するか、発生回数ｎを演算する。この発生回数ｎ（図中ではｎ＝２），起床予定時刻ｔ_０，睡眠周期ｃに基づいて、起床予定時刻ｔ_０時に浅眠状態となるように、睡眠周期を遅延させる遅延時間Ｔｆを演算する。ここでは、被験者の睡眠状態の変化が顕著に表れる浅眠状態の時に、遅延時間Ｔｆを計算しているが、精度良く遅延時間Ｔｆが算出できるのであれば、特に制限されない。

そして、睡眠深度ｓが所定睡眠深度ｓ_１となり、睡眠深度の時間変化量Δｓ＜０となったときに（時刻ｔ_ｓ）、遅延制御時間Ｔｆの間（遅延制御終了時刻ｔ_ｆまで）、振動モータ６２を振動させて、睡眠深度ｓを一定範囲に持続させる。そして、浅眠状態を持続させることにより睡眠周期ｃの位相が遅れ、被験者は、起床予定時刻ｔ_０に、自然に睡眠深度を浅眠状態に変化させることができ、僅かな刺激を被験者に与えるだけで、被験者は、心地のよい目覚めが可能となる。

このように、通常の睡眠時において、被験者は、起床予定時刻ｔ_０に睡眠深度ｓが小さい状態、つまり非常に深い眠りの状態である場合には、睡眠周期遅延制御を行うことで、起床予定時刻に快適に覚醒することができる。

図１０は、浅眠誘導制御及び浅眠持続制御を行ったときの被験者の睡眠深度の変化を示したタイミングチャートの概略図である。破線は、通常の状態で就寝したときの睡眠深度の変化を示すものであり、実線は、就寝中に浅眠誘導制御及び浅眠持続制御を行ったときの睡眠深度の変化を示すものである。

本実施形態では、所定時刻ｔ_ｓ１となった時に（起床予定時刻より所定時間Ｔ前に）、睡眠深度ｓに基づいて、浅眠誘導制御及び浅眠持続制御のいずれを行うか判定している。ここでは、所定時刻ｔ_ｓ１で睡眠深度ｓが、睡眠基準深度ｓ_０よりも小さいので、深い眠り（ノンレム睡眠）の状態であると判断し、浅眠（レム睡眠）の状態となるべく（被験者の睡眠深度ｓが大きくなるように）振動モータ６２を振動させる。

そして、被験者の睡眠深度ｓが、睡眠基準深度ｓ_０となったときには（図に示す時刻ｔ_ｓ２）、浅眠持続制御に変更する。そして、起床予定時刻ｔ_０になるまで、振動モータ６２を用いて浅眠状態を維持させて、起床予定時刻ｔ_０に、被験者を覚醒させる。

このように、被験者は、浅眠状態から覚醒することができるので、心地よく目覚めることができる。また、図９に示す睡眠周期遅延制御をすることで、起床予定時刻ｔ_０に、被験者の睡眠状態が自然に浅眠状態となることが望ましいが、睡眠中の外的影響により、起床予定時刻ｔ_０に、被験者の睡眠状態が浅眠状態とならないこともあり得る。この場合には、浅眠誘導制御を行うことで、被験者の睡眠状態を浅眠状態に誘導させることができ、これらの睡眠周期遅延制御、浅眠誘導制御を併用することでより、確実に被験者は、心地よく覚醒することができる。

以上、本発明のある実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。

本実施形態では、様々な判定ステップ、覚醒のための制御ステップ等を示したが、快適に覚醒できるようなステップの組み合わせであれば、特にこのフローは、限定されるものではない。

また、本実施形態は、本体の両端に２つのリストバンドを固定するような構造であったが、本体と一体となった一本のリストバンドであってもよく、装着性等の条件が満足されていれば、特に限定される構造ではない。また、手首に装着すべく、リストバンドとしたが、安定して生体信号が検出できるのであれば、装着する箇所にあわせたバンド径及び形状であってよく、大きさ及び形状は、特に限定されるものではない。

また、本実施形態では、覚醒装置として、振動モータを用いたが、覚醒装置として光源を用いてもよく、光源装置と振動モータとを併用させてもよい。特に暗室内で睡眠をとる場合は、屋外の明るさに関係なく、照明装置の光度（明度）により、覚醒する事が容易にできる。このような制御を行うことにより、日の出の時刻に関係なく、起床したい時間に、快適に覚醒することができる。さらに、就寝時に電灯の消灯を忘れたとしても、睡眠深度に合わせて消灯することで、照明装置の消費電力を低減することができる。

さらに、本実施形態では、１人の被験者の睡眠深度に基づいて、覚醒制御を決定したが、例えば、複数人の被験者の睡眠深度に基づいて覚醒制御を行ってもよく、同じ箇所で複数の被験者が就寝した場合に、これらの被験者を同時刻に快適に起床することができる。

本実施形態では、バッテリは、タイマなどの電力に用いられてもよく、前記電力を確保できるもであるならば、乾電池、充電池等、特に限定されるものではない。また今回はバンドの端への内臓の形式をとったが、ケ−スの内部へ内蔵する形式でもよい。この他にも、被験者の睡眠深度及びその睡眠周期を学習することができるので、これらの学習した値から最適な就寝時刻を案内するような機能を設けてもよい。

図１は、本発明の実施形態に係る覚醒装置の斜視図。 図１のＡ−Ａ線断面図。 図１に示す覚醒装置を被験者の手首に装着する際の動作図。 図１に示すの覚醒装置のハードウェアの構成図。 図４に示す覚醒装置の制御装置のソフトウェアの構成図。 図５に示す制御装置が行う制御フローチャート。 図５に示す睡眠周期遅延制御のフローチャート。 図５に示すの浅眠誘導制御のフローチャート。 図５に示す睡眠周期遅延制御を行ったときの被験者の睡眠深度の変化を示したタイミングチャートの概略図。 図５に示す浅眠誘導制御及び浅眠持続制御を行ったときの被験者の睡眠深度の変化を示したタイミングチャートの概略図。

符号の説明

１…覚醒装置，２…検出装置（光センサ），４…制御装置，６…出力装置，１１…本体，１３…（リスト）バンド，２１…発光器，２２…受光器，６２…振動モータ（刺激発生装置），８１…睡眠深度解析手段，８２…睡眠状態学習手段，８３…演算手段，８５…判定手段，８６Ａ…浅眠持続制御手段，８６Ｂ…浅眠誘導制御手段，８６Ｃ…覚醒制御手段，８６Ｄ…睡眠周期遅延制御手段

Claims (9)

1. 生体からの生体信号を検出する検出装置と、検出した前記生体信号に基づいて制御信号を出力する制御装置と、該制御信号に基づいて前記生体に刺激を与える出力装置と、を備えて、前記生体を覚醒させる覚醒装置であって、
   前記制御装置は、前記生体信号から前記生体の睡眠深度を解析する睡眠深度解析手段と、該睡眠深度に基づいて浅眠時の睡眠深度の基準となる睡眠基準深度を学習する睡眠状態学習手段と、前記睡眠深度と前記睡眠基準深度とに基づいて前記制御信号を演算する演算手段と、を備えることを特徴とする覚醒装置。
2. 前記演算手段は、前記生体の起床予定時刻から所定時間前に、前記睡眠基準深度に基づいて浅眠状態を判定し、浅眠状態であると判定したときには、前記睡眠深度を前記起床予定時刻まで一定に保持すべく前記制御信号を出力する浅眠持続制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の覚醒装置。
3. 前記演算手段は、前記生体の起床予定時刻から所定時間前に、前記睡眠基準深度に基づいて浅眠状態を判定し、浅眠状態でないと判定したときには、前記睡眠深度が前記睡眠基準深度となるよう前記制御信号を出力する浅眠誘導制御手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の覚醒装置。
4. 前記睡眠状態学習手段は、前記睡眠深度に基づいて睡眠周期を学習し、前記演算手段は、前記生体の睡眠状態が深眠状態に移行して前記睡眠深度が所定の睡眠深度に達したときに、前記生体の起床予定時刻と前記睡眠周期とに基づいて前記制御信号の出力時間を演算し、前記出力時間で前記睡眠深度を一定に保持すべく前記制御信号を出力する睡眠周期遅延制御手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の覚醒装置。
5. 前記出力装置は、前記制御信号の大きさに比例した刺激を前記生体に与えるものであって、前記演算手段は、前記刺激に伴う前記生体の前記睡眠深度の変化に基づいて、前記制御信号の大きさを補正し、前記睡眠状態学習手段は、覚醒時の制御信号とすべく、前記補正された制御信号の大きさの最小値を更新することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の覚醒装置。
6. 前記検出装置は、ピーク波長が５４０〜５７５ｎｍである光を前記生体に照射し、該照射光により前記生体から反射した反射光の強度を前記生体信号として検出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の覚醒装置。
7. 前記覚醒装置は、前記制御装置からデータを入出力する情報伝達装置をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の覚醒装置。
8. 前記検出装置及び前記制御装置が配設された本体と、該本体の両端から突出したバンドと、をさらに備え、前記バンドは、前記生体に密着すべく屈曲した弾性体からなり、前記バンドの突出端部は、重なり合った状態で接合していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の覚醒装置。
9. 前記検出装置は、前記生体に当接すべく前記本体の底部より突出していることを特徴とする請求項８に記載の覚醒装置。

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