JP2011027622A

JP2011027622A - 覚醒システム

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Publication number: JP2011027622A
Application number: JP2009175375A
Authority: JP
Inventors: Koki Noguchi; 公喜野口; Naohiro Toda; 直宏戸田; Emi Koyama; 恵美小山; Kazuhiro Hatta; 和洋八田
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2009-07-28
Filing date: 2009-07-28
Publication date: 2011-02-10
Anticipated expiration: 2029-07-28
Also published as: JP5313071B2

Abstract

【課題】覚醒システムにおいて、ユーザの心地よい目覚めを支援する。
【解決手段】覚醒システム１は、覚醒光を照射する照明部２と、アラーム部３と、制御部４と、演算部５と、各種設定を可能とするインタフェース部６と、時計部７と、睡眠者の体動を検出する体動検出部８とを備えている。演算部５は、起床設定時刻よりも所定時間早い照明開始時刻を算出し、制御部４へ伝達する。照明開始時刻になると、制御部４は照明部２の照明を開始し、漸増パターンに基づいて照明部２の出力を増大させる。制御部４は、体動検出部８が検出した睡眠者の体動が予め定めた閾値以上になると、睡眠者が覚醒反応を示したとして漸増パターンよりも早く出力を増加させる早増加パターンによって照明を続行し、照明出力を最大にする。体動の検出によって覚醒反応が検出された時点で照明出力の増大により速やかに浅い睡眠状態から覚醒状態へと導かれるので、心地よい目覚めが支援される。
【選択図】図１

Description

本発明は、覚醒光の出力を漸増させて心地よい目覚めを支援する覚醒システムに関する。

従来から、起床には目覚し時計が一般的に用いられている。しかしながら、浅い睡眠状態のときにアラーム音によって起こされると比較的気分良く目覚められるが、深い睡眠状態のときにアラーム音によって起こされると急激な覚醒となり、目覚めの気分が悪くなる。

そこで、睡眠者は浅い睡眠状態の時には体動が増えるなどの覚醒反応を示すことに着目し、体動を検出するセンサを備え、起床設定時刻の頃に体動がある閾値を超えた時点で覚醒反応が起きたとして、アラームなどによって睡眠者を覚醒させる覚醒システムが知られている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、このような覚醒システムにおいては、起床設定時刻の頃に睡眠者が浅い睡眠状態にならない場合は体動が検出されず、起床設定時刻にアラームによって起こされるので、急激な覚醒となり目覚めの気分が悪くなる。

また、起床設定時刻の所定時間前から睡眠者に覚醒作用をもたらす光（以下、覚醒光と称する）の照明を開始し、照明出力を漸増させることにより光の覚醒作用によって睡眠者が浅い睡眠状態にまで覚醒状態に変化したとして、その後にアラーム音などで睡眠者を覚醒させる覚醒システムが知られている（例えば特許文献２参照）。このように覚醒光の出力を漸増することにより、睡眠者が深い睡眠からアラーム音などによって急激に覚醒されることを回避し、気分良く目覚められるようにしている。しかしながら、このような覚醒システムにおいては、覚醒光によって睡眠者の睡眠状態が一時的に浅くなっていてもアラーム設定時刻の直前までその状態が維持されない場合もあると想定されるため、結果としてアラーム設定時刻に浅い睡眠状態になっていない場合にもアラームによって起こされるので、急激な覚醒となり目覚めの気分が悪くなる虞がある。

特開昭６３−１２５２６３号公報特開平７−３１８６７０号公報

本発明は、上記問題を解消するものであり、心地よい目覚めを支援する覚醒システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、睡眠者を覚醒させる覚醒光を照射する照明部と、前記照明部の出力を制御する制御部と、起床設定時刻が設定されて前記制御部に伝達するインタフェース部と、時刻を計時し前記制御部に伝達する時計部と、を備え、前記覚醒光の照明が、前記起床設定時刻よりも所定時間前に開始され、照明出力が時間経過とともに漸増される漸増パターンによって覚醒光の照射を行なう覚醒システムにおいて、睡眠者の体動を検出する体動検出部を備え、前記体動検出部によって予め定められた閾値以上の体動が検出されたとき、前記制御部は、予め定められた照明出力の漸増パターンよりも早く出力を増加させ、起床設定時刻よりも早く覚醒光が最大照度となるように前記照明部を制御するものである。ここで、覚醒光とは、睡眠者を覚醒させるために、種々の照明器具より照射される光をいう。

請求項２の発明は、請求項１に記載の覚醒システムにおいて、前記照明部が照明を開始する照明開始時刻と、前記体動検出部が体動の検出を開始する検出開始時刻とは、任意の時刻に設定することができるものである。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の覚醒システムにおいて、鳴動するアラーム部を備え、前記アラーム部が鳴動する時刻は、前記起床設定時刻、又は照明出力が前記漸増パターンよりも早く増加された場合に覚醒光が最大出力になる時刻のいずれかに設定することができるものである。

請求項１の発明によれば、起床設定時刻の所定時間前から覚醒光の照明が開始され、出力が漸増されるので、睡眠者は光の覚醒作用によって浅い睡眠状態に導かれ、快適で心地よい目覚めを得ることができる。また、体動の検出によって覚醒反応が検出された時点から、照明出力の増大により速やかに浅い睡眠状態から覚醒へと導かれるので、心地よい目覚めが支援される。

請求項２の発明によれば、覚醒反応の検出を開始する時刻を照射開始時刻とは独立して設定できるので、覚醒反応の検出開始時刻を遅く設定することによって、照明出力が最大になるのが早すぎるためにユーザに不満を与えることを防ぐことができる。また、照明開始時刻を任意に設定することができるので、覚醒光への感度が低いユーザは照明開始時刻を早く設定し、覚醒光への感度が高いユーザは照明開始時刻を遅く設定することにより、ユーザが期待するタイミングで目覚め易いように設定することが可能となる。

請求項３の発明によれば、アラームの鳴動時刻を起床設定時刻、又は覚醒光が最大出力になる時刻のいずれかに設定することができる。これにより、アラームの鳴動時刻を起床設定時刻に設定することによって起床設定時刻よりも早い時刻にアラームによって不快な目覚めを強いられることを避けることや、アラームの鳴動時刻を覚醒光が最大出力になる時刻に設定することによって起床設定時刻よりも早く起きて時間の余裕を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る覚醒システムの構成図。（ａ）は同覚醒システムの各部の配置構成図、（ｂ）は同覚醒システムの他の例の配置構成図。同覚醒システムにおける動作例を示す図。同覚醒システムの第１の変形例における動作例を示す図。同覚醒システムの第２の変形例における動作例を示す図。本発明の実施例において各起床条件における睡眠状態のレベルの割合を示す図。同実施例において各起床条件における起床後の覚醒度及び睡眠感の主観評価を示す図。

本発明の一実施形態に係る覚醒システムについて図１及び図２を参照して説明する。図１に示すように、覚醒システム１は、睡眠者を覚醒させる覚醒光を照射する照明部２と、鳴動するアラーム部３と、照明部２の出力やアラーム部３の鳴動等を制御する制御部４と、時刻等のデータを演算する演算部５と、ユーザが各種設定をするためのインタフェース部６と、時刻を計時する時計部７と、睡眠者の体動を検出する体動検出部８とを備えている。照明部２は、制御部４の制御によって覚醒光を漸増させて出力するものであって、例えば白熱電球やＬＥＤ等のいずれの光源でもよく、覚醒光が睡眠者の顔を照射するように設けられる。アラーム部３は、制御部４の制御によって起床設定時刻にユーザの起床を促す音を発する音源であり、例えばブザーやスピーカ等である。制御部４は、体動検出部８が検出した睡眠者の体動と起床設定時刻等に基づいて、照明部２やアラーム部３等を制御する。制御部４は、起床設定時刻よりも所定時間前に照明部２の照明を開始し、時間経過と共に照明出力を漸増して起床設定時刻に照明出力を最大にする漸増パターンによって照明を行ない、睡眠者を覚醒させる。また、制御部４は、体動検出部８によって睡眠者の体動を検出したときには、漸増パターンよりも照明出力を早く増加させる早増加パターンによって照明を行なう。

演算部５は、起床設定時刻に基づいて照明開始時刻等を演算し、演算結果を制御部４に伝達する。インタフェース部６は、起床時刻の設定、アラームのオン／オフ、照明の出力調整やオン／オフ等の操作をダイヤルやテンキー等によって行い、また、現在時刻等を表示する液晶等の表示部を有する。時計部７は、時刻を計時し、時刻を制御部４へ伝達する。体動検出部８は、寝具上や寝具下に設置された圧電センサや、ユーザの腕等に装着された加速度センサや、ユーザの身体及び寝具上を検出域とする非接触の赤外線センサ等のセンサであり、各センサによって検出された体動は制御部４に伝達される。制御部４は、検出された体動が予め定められた閾値以上のときに睡眠者が浅い睡眠状態にあって覚醒反応を示したと判断する。体動を検出するセンサが圧電センサの場合には、圧電センサが検出した圧力の大きさや圧力変動の頻度に基づいて覚醒反応が判断される。加速度センサの場合には、加速度センサが検出した加速度の大きさや所定以上の大きさの加速度が検出された頻度に基づいて覚醒反応が判断される。赤外線センサの場合には、赤外線センサが検出したユーザの身体及び寝具の動きの大きさや動きの頻度に基づいて覚醒反応が判断される。

図２（ａ）は、覚醒システム１の各部の配置構成を示す。覚醒システム１は、筐体１１に照明部２やアラーム部３等の各部を備えている。覚醒システム１は、インタフェース部６の操作がし易いように睡眠者の頭部付近に配置される。照明部２は、睡眠者の頭部が照明領域に入るように設けられている。体動検出部８は、この例では赤外線センサであって睡眠者の頭部から寝具全体を検出領域としており、睡眠者及び寝具の動きから睡眠者の体動を検出する。図２（ｂ）は、覚醒システム１の他の構成例を示す。この例では、照明部２は天井に設けられている。照明部２は、制御部４から有線信号、又は赤外線等の無線信号によって制御される。天井から室内全体が照明されるので、自然の夜明けに近い状態に覚醒光を漸増させることができる。

覚醒システム１の動作例を、図３を参照して説明する。インタフェース部６に起床設定時刻が設定されると、演算部５は起床設定時刻よりも所定時間早い照明開始時刻を算出し、照明開始時刻を制御部４へ伝達する。この例では、照明開始時刻は起床設定時刻よりも３０分早く定められている。照明開始時刻になると、制御部４は照明部２の照明と体動検出部８による体動の検出を開始し、予め定められた漸増パターンに基づいて照明出力を増大させる。

制御部４は、覚醒光を漸増させる途中において、体動検出部８が検出した睡眠者の体動が予め定めた閾値以上になると、睡眠者が浅い睡眠状態になって覚醒反応を示したとして漸増パターンよりも早く出力を増加させる早増加パターンによって照明を続行する。この早増加パターンによって、覚醒光は起床設定時刻よりも早く最大照度になる。起床設定時刻になると、アラーム部３によってアラームが鳴動するが、インタフェース部６の操作によって、アラーム部３の鳴動を停止にしておいてもよい。

このように、本実施形態の覚醒システム１によれば、起床設定時刻の所定時間前から覚醒光の照明が開始され、出力が漸増されるので、睡眠者は光の覚醒作用によって浅い睡眠状態に導かれ、快適で心地よい目覚めを得ることができる。また、体動の検出によって、覚醒反応が検出された時点であっても、音などで急激に覚醒されるのではなく、覚醒効果のある光の増大により速やかに浅い睡眠状態から覚醒状態へと導かれるので、心地よい目覚めが支援される。なお、覚醒光の照明開始から起床設定時刻までに覚醒反応が検出されなかった場合は、所定の漸増パターンで照明出力を最大まで漸増させる。これにより、起床設定時刻前に覚醒反応が検出されなかった場合においても、漸増する覚醒光により睡眠者の目覚めを支援することができる。

（第１の変形例）
次に、本実施形態に係る覚醒システム１の第１の変形例について図４を参照して説明する。図４は本変形例の覚醒システム１の動作例を示す。本変形例の覚醒システム１の構成は、インタフェース部６以外の部分は図１及び図２に示した実施形態と同様である。インタフェース部６には、照明開始時刻と体動、又は覚醒反応検出開始時刻とを設定するダイヤル等が設けられており、照明開始時刻と検出開始時刻とを任意の時刻に設定することができるが、検出開始時刻を照明開始時刻よりも早く設定することはできない。この例では、照明開始時刻が起床設定時刻の３０分前に設定され、検出開始時刻が起床設定時刻の２０分前に設定されている。

照明開始時刻になると、制御部４は照明部２の照明を開始し、予め定められた漸増パターンに基づいて照明部２の出力を増大させる。この後、検出開始時刻までに睡眠者が覚醒反応を示しても、制御部４は体動検出部８による体動の検出を行なっていないので、漸増パターンに基づいて照明を続ける。検出開始時刻になると、制御部４は体動検出部８による体動の検出を開始する。検出開始後に覚醒光を漸増させる途中において、体動検出部８が検出した睡眠者の体動が予め定めた閾値以上になると、実施形態と同様に早増加パターンに基づいて照明を行ない、睡眠者を覚醒させる。

上述した実施形態のように、照明開始時刻に体動検出部８による覚醒反応の検出を開始すると、覚醒反応が検出される時刻が早すぎた場合に照明出力が最大になるのが早すぎて、ユーザによっては不満を与える虞がある。それに対して、本変形例では、覚醒反応の検出を開始する時刻を覚醒光の照射開始時刻とは独立して設定できるので、検出開始時刻を遅く設定することによって、照明出力が最大になるのが早すぎるためにユーザに不満を与えることを防ぐことができる。

また、光に対する覚醒反応の感度には個人差が存在し、同等の覚醒光を与えても感度が低いユーザは覚醒反応が生じにくく、感度の高いユーザはすぐに覚醒してしまう。そこで、本変形例のように照明開始時刻を任意に設定することができるようにすることにより、覚醒光への感度が低いユーザは照明開始時刻を早く設定し、覚醒光への感度が高いユーザは照明開始時刻を遅く設定することができるので、ユーザが期待するタイミングで目覚め易いように設定することが可能となる。

（第２の変形例）
次に、本実施形態に係る覚醒システム１の第２の変形例について図５を参照して説明する。図５は本変形例の覚醒システム１の動作例を示す。本変形例の覚醒システム１の構成は、インタフェース部６以外の部分は図１及び図２に示した実施形態と同様である。インタフェース部６には、アラーム部３が鳴動する時刻を起床設定時刻、又は照明出力が早増加パターンによって早く増加する場合において覚醒光が最大出力になる時刻のいずれかに設定することができるスイッチが設けられている。

鳴動時刻として覚醒光が最大出力になる時刻が選択されている場合、制御部４は覚醒反応を検出すると早増加パターンに基づいて照明出力を増加させ、出力が最大になったときのタイミングＡでアラームを鳴動させる。このように照明が最大になる時刻に合わせてアラームが鳴動するので、タイミングよく起床設定時刻よりも早く起きることができ、時間の余裕ができる。ところが、睡眠者の体調や疲労度や就寝時間によっては、睡眠者が覚醒反応を示し、早増加パターンに基づいて照明出力が増加し出力が最大になっても睡眠者が十分に覚醒状態に移行しない場合がある。このとき、照明出力が最大になる時刻に合わせてアラームが鳴動すると、睡眠者は比較的深い睡眠状態からアラーム音によって急激に起こされる。これにより、起床設定時刻よりも早い時刻に不快な目覚めを強いられることになり、ユーザは不満を感じる。

そこで、本変形例においては、そのような体調のときなどに、鳴動時刻として起床設定時刻を選択することができるようにしている。鳴動時刻に起床設定時刻が選択された場合、制御部４は、覚醒反応を検出すると早増加パターンに基づいて照明出力を増加させ、出力が最大になったのちも照明出力を保持し、起床設定時刻のタイミングＢでアラームを鳴動させる。このことにより、起床設定時刻よりも早い時刻にアラームによって不快な目覚めを強いられるという虞がなくなる。このように、アラームの鳴動時刻を選択することができるので、体調等に応じて、起床設定時刻よりも早く起きて時間の余裕を得ることや、起床設定時刻よりも早い時刻に不快な目覚めを強いられることを避けることができる。

（実施例）
本発明の実施例を説明する。本実施例においては、より良い目覚めが得られるとされている起床前漸増光照射と、ベッド上での体動情報とを利用して起床させることとし、光のみを用いたＬ(Light)条件（特許文献２に記載の発明に相当）、体動情報のみを利用したＭ(Movement)条件（特許文献１に記載の発明に相当）、光と体動情報を利用したＬ・Ｍ(Light・Movement)条件（本発明に相当）の３条件下における起床前の睡眠構造の変化と起床時の目覚め感を調べた。

被験者は１９〜２４歳までの健常な男性１０名で、事前睡眠調査票により睡眠に関する問題点がないことを確認し、京都工芸繊維大学内に設置された倫理委員会で承認を得て実験を行った。ただし、実験装置の不備のため、解析は８名のデータで行った。実験は室温を２７℃に設定し、上記Ｌ条件、Ｍ条件、Ｌ・Ｍ条件の３条件で実施した。就寝前の照度は全条件で統一し、天井照明下の床面から８５０ｍｍの高さで約２００Ｌｘとし、就寝後は起床設定時刻の３０分前まで実験室の照度をほぼ０Ｌｘとした。Ｌ条件では、局部照明により顔面付近を起床設定時刻の３０分前から徐々に明るくし、起床設定時刻になると局部照明は全灯（２００Ｌｘ）にされ、アラーム音が鳴るよう設定した。Ｍ条件においては、起床設定時刻２０分前から体動を確認し始め、所定の体動値を検出すると、残りの起床設定時刻までの時間を５分の１に短縮し、その後起床設定時刻になると全灯にし、アラーム音が鳴るよう設定した。Ｌ・Ｍ条件では、Ｌ条件と同様に明るくさせ、Ｍ条件と同様に所定の体動値を検出すると、残りの起床設定時刻までの時間を５分の１に短縮し、漸増光照射時間も５分の１に短縮させた。その後起床設定時刻になると局部照明を全灯にし、アラーム音が鳴るよう設定した。そのためＭ条件、及びＬ・Ｍ条件では、多くの場合、起床設定時刻よりは少し早く目覚めることとなる。計測項目は、睡眠ポリグラフと主観評価等であり、覚醒度及び睡眠感に関する主観評価は、ビジュアルアナログスケール(Visual Analogue Scale、以下ＶＡＳと記す）を用いて起床直後に実施した。

上記の実験の結果と考察について述べる。図６は、各起床条件において、起床設定時刻の３０分前から起床までにおける睡眠の状態を、レヒトシャッフェン・アンド・カールス（Rechtschaffen & Kales）の国際判定基準に基づいて、stage１、stage２以上、WAKEの３レベルに分けて示す。stage１は浅い睡眠状態を、stage２は起床前としてはやや深い睡眠状態を、WAKEは覚醒状態を示す。実験の結果、stage２とWAKEの出現率において、Ｍ条件とＬ・Ｍ条件間に有意差（Ｐ＜０．０５）がみられ、Ｌ条件とＬ・Ｍ条件間には平均値の差がみられた。また、Ｌ・Ｍ条件が覚醒状態に最も近かった。図７は、起床後の覚醒度及び睡眠感に関する種々の主観評価をＶＡＳによる結果により示す。気分と気力の項目において、Ｍ条件とＬ・Ｍ条件間に有意差（Ｐ＜０．０５）がみられ、Ｌ条件とＬ・Ｍ条件間には平均値の差がみられた。また、Ｌ・Ｍ条件による起床結果が最も好ましい評価であった。

上述した睡眠状態の結果、及び覚醒度と睡眠感に関する主観評価の結果から、Ｍ条件とＬ条件（特許文献１及び特許文献２の発明に相当）よりも、Ｌ・Ｍ条件（本発明に相当）の起床前睡眠構造は浅眠化しており、より良い目覚めを得られていることが示唆された。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、覚醒反応を検出したときに、早増加パターンを用いずに漸増パターンの時間軸を縮小して照明を行なってもよい。

１覚醒システム
２照明部
３アラーム部
４制御部
６インタフェース部
７時計部
８体動検出部

Claims

睡眠者を覚醒させる覚醒光を照射する照明部と、前記照明部の出力を制御する制御部と、起床設定時刻が設定されて前記制御部に伝達するインタフェース部と、時刻を計時し前記制御部に伝達する時計部と、を備え、前記覚醒光の照明が、前記起床設定時刻よりも所定時間前に開始され、照明出力が時間経過とともに漸増される漸増パターンによって覚醒光の照射を行なう覚醒システムにおいて、
睡眠者の体動を検出する体動検出部を備え、
前記体動検出部によって予め定められた閾値以上の体動が検出されたとき、前記制御部は、予め定められた照明出力の漸増パターンよりも早く出力を増加させ、起床設定時刻よりも早く覚醒光が最大照度となるように前記照明部を制御することを特徴とする覚醒システム。
前記照明部が照明を開始する照明開始時刻と、前記体動検出部が体動の検出を開始する検出開始時刻とは、任意の時刻に設定することができることを特徴とする請求項１に記載の覚醒システム。
鳴動するアラーム部を備え、
前記アラーム部が鳴動する時刻は、前記起床設定時刻、又は照明出力が前記漸増パターンよりも早く増加された場合に覚醒光が最大出力になる時刻のいずれかに設定することができることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の覚醒システム。