JP2011087861A - 覚醒システム - Google Patents

Abstract

【課題】覚醒システムにおいて、睡眠者に不快感を与えることなく、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、制御部４と、照明開始時刻を算出する演算部５と、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センサ部８とを備えている。照明開始時刻になると、制御部４は照明を開始し、体動の一定時間当たりの検出回数が回数基準値を超えると、照明出力を増加させる。回数基準値は、起床設定時刻に近づくにつれて小さくなる。照明開始時刻付近では、浅眠状態になっていないのに浅眠状態になっていると誤って判断されて照明出力が増大されて不快になることがない。起床設定時刻に近い時間帯では、浅眠状態になっているにも拘わらず浅眠状態になっていないと誤って判断されて照明出力が増大せずに覚醒状態に導かれないことがなくなり、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（以下、浅眠状態と称する）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、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眠状態にまで変化したとして、その後にアラーム音等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１参照）。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等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が浅眠状態になるとは限らず、浅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。

また、睡眠者は浅眠状態の時には体動が増える等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、アラーム等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２参照）。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の体動を検出しない場合は、睡眠者が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。そのために、センサの検出感度を高くすると、睡眠者が浅眠状態になっていないのに浅眠状態になっていると判断されてアラーム等によって起こされて不快になる虞がある。

特開平７−３１８６７０号公報 特開昭６３−１２５２６３号公報

本発明は、上記問題を解消するものであり、睡眠者に不快感を与えることなく、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、前記制御部は、設定された制御条件に従って前記起床設定時刻よりも所定時間前から照明を開始し、照明出力を時間経過とともに漸増される覚醒システムにおいて、睡眠者の体動を検出する検出手段を備え、前記制御部は、前記検出手段が体動を検出する一定時間当たりの検出回数が予め定められた回数基準値を超えたときに睡眠者が浅眠状態にあると判断し、照明出力を増加させて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し、前記回数基準値は、時刻が覚醒光の照明開始時刻から起床設定時刻に近づくにつれて小さくなるように設定されているものである。

請求項２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、前記制御部は、設定された制御条件に従って前記起床設定時刻よりも所定時間前から照明を開始し、照明出力を時間経過とともに漸増される覚醒システムにおいて、睡眠者の体動を検出し、体動の大きさに応じた信号強度の体動検出信号を出力する検出手段を備え、前記制御部は、前記体動検出信号の信号強度が予め定められた強度基準値を超える体動検出信号の一定時間当たりの検出回数が予め定められた回数基準値を超えたときに睡眠者が浅眠状態にあると判断し、照明出力を増加させて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し、前記強度基準値は、時刻が覚醒光の照明開始時刻から起床設定時刻に近づくにつれて小さくなるように設定されているものである。

請求項３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、前記制御部は、設定された制御条件に従って前記起床設定時刻よりも所定時間前から照明を開始し、照明出力を時間経過とともに漸増される覚醒システムにおいて、睡眠者の体動を検出し、体動の大きさに応じた信号強度の体動検出信号を出力する検出手段を備え、前記制御部は、前記体動検出信号の信号強度の一定時間当たりの積算値が予め定められた積算基準値を超えたときに睡眠者が浅眠状態にあると判断し、照明出力を増加させて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し、前記積算基準値は、時刻が覚醒光の照明開始時刻から起床設定時刻に近づくにつれて小さくなるように設定されているものである。

請求項４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、前記制御部は、設定された制御条件に従って前記起床設定時刻よりも所定時間前から照明を開始し、照明出力を時間経過とともに漸増される覚醒システムにおいて、睡眠者の体動を検出する検出手段を備え、前記制御部は、所定の検出時間内に前記検出手段が体動を検出する検出回数が予め定められた回数基準値を超えたとき、又は、所定の検出時間内に前記検出手段が検出した体動検出信号の信号強度の積算値が予め定められた積算基準値を超えたときに睡眠者が浅眠状態にあると判断し、照明出力を増加させて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し、前記検出時間は、時刻が覚醒光の照明開始時刻から起床設定時刻に近づくにつれて長くなるように設定されているものである。

請求項１の発明によれば、睡眠者の体動を検出する一定時間当たりの検出回数が予め定められた回数基準値を超えると、照明出力を増加させて睡眠者を覚醒させるので、心地よい目覚めが支援される。特に、照明開始時刻に近い時間帯では、睡眠者が浅眠状態になっていない状態で浅眠状態になっていると誤って判断されて照明出力が増大されて睡眠者が不快になることがない。また、起床設定時刻に近い時間帯では、睡眠者が浅眠状態になっているにも拘わらず浅眠状態になっていないと誤って判断されて照明出力が増大せずに覚醒状態に導かれないことがなくなる。これにより、睡眠者に不快感を与えることなく、心地よい目覚めが支援される。

請求項２及び請求項３の発明によれば、浅眠状態の判断の精度を良くすることができるので、請求項１の効果を確実に得ることができる。

請求項４の発明によれば、検出時間が照明開始時刻から起床設定時刻に近づくにつれて長くなるように設定されているので、照明開始時刻に近いほど浅眠状態と判断され難く、起床設定時刻に近づくにつれて浅眠状態と判断され易くなり、請求項１の効果を確実に得ることができる。

本発明の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。 （ａ）は同覚醒システムにおける動作例を示す図、（ｂ）は同覚醒システムにおける浅眠判断基準の変位を示す図。 同覚醒システムにおける体動検出信号を示す図。 同覚醒システムの第１の変形例における体動検出信号を示す図。 同覚醒システムの第２の変形例における体動検出信号を示す図。 同変形例における体動検出信号の他の例を示す図。 同覚醒システムの第３の変形例における体動検出信号を示す図。

本発明の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、鳴動する音源部３と、照明部２の出力や音源部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して体動検出信号を制御部４に出力するセンサ部（検出手段）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。音源部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アラーム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、センサ部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や音源部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、センサ部８からの体動検出信号に基づいて、睡眠者が浅眠状態にあると判断したときには、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、アラーム音のオン／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。センサ部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、各センサが出力した体動検出信号は制御部４に伝達される。制御部４は、体動検出信号が予め定められた浅眠判断基準を満たしたときに睡眠者が浅眠状態にあって覚醒反応を示したと判断する。

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９に照明部２や音源部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。センサ部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し、体動検出信号を制御部４に出力する。センサ部８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体動検出信号を制御部４に出力する。センサ部８が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体動検出信号を制御部４に出力する。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。図３（ａ）に示す例では、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の照明とセンサ部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（破線で示す）に基づいて照明出力を増大させる。

図３（ｂ）に浅眠判断基準を示す。制御部４は、覚醒光を漸増させる途中において、センサ部８から受信した体動検出信号が予め定められた浅眠判断基準を満たすと、睡眠者が浅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（図３（ａ）に実線で示す）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、音源部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、音源部３の鳴動を停止にしておいてもよい。この浅眠判断基準は、照明開始時刻に近いほど浅眠状態と判断され難く、時間が経過して起床設定時刻に近づくにつれて浅眠状態と判断され易いように設定されている。

次に、体動検出信号と浅眠判断基準の一例を、図４を参照して説明する。体動検出信号は、センサ部８が体動を検出すると出力される。本例では、検出された体動の大きさに拘わらずに体動検出信号の強度は一定とされ、体動の動作時間が所定の時間以内であれば、体動検出信号の出力時間長さも一定とされている。体動の動作時間が所定の時間を超える場合には、新たな体動検出信号が出力される。そして、一定時間当たりの検出回数が予め定められた回数基準値を超えると、浅眠状態にあると判断される。図４では、３回の体動が検出されて３個の体動検出信号が出力されている。また、この回数基準値は、照明開始時刻から起床設定時刻に近づくにつれて小さくなるように設定されている。

本実施形態の覚醒システム１によれば、上記のような設定のため、照明開始時刻に近い時間帯では浅眠状態と判断され難いものとなるので、睡眠者が浅眠状態になっていないのに浅眠状態になっていると判断されて照明出力が増大され、睡眠者が早めに起こされて不快になる虞が少なくなる。また、起床設定時刻に近い時間帯では浅眠状態と判断され易いものとなるので、睡眠者が浅眠状態になっていても浅眠状態になっていないと判断されて照明出力が増大せず、浅眠状態から覚醒状態に導かれない虞が少なくなる。従って、睡眠者に不快感を与えることなく、覚醒光の漸増によって睡眠者の心地よい目覚めを支援することができる。なお、覚醒光の照明開始から起床設定時刻までの間に浅眠状態であるとの判断が行なわれなかった場合は、制御部４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、起床設定時刻前に浅眠判断基準を満た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。

体動検出信号と浅眠判断基準の第１の変形例について、図５を参照して説明する。本変形例において、体動検出信号は、センサ部８が体動を検出すると出力され、体動の大きさに応じて体動検出信号の信号強度が大きくなる。そして、予め定められた強度基準値を超える体動検出信号の一定時間当たりの検出回数が予め定められた回数基準値を超えると、浅眠状態にあると判断される。この強度基準値は、照明開始時刻から起床設定時刻に近づくにつれて小さくなるように設定されている。図５では、強度基準値を超える体動検出信号の検出回数が２回になっている。

本変形例においては、信号強度をもとに照明開始時刻に近いほど浅眠状態と判断され難くなり、起床設定時刻に近づくにつれて浅眠状態と判断され易いものとなるので、判断の精度がより良くなる。

次に、体動検出信号と浅眠判断基準の第２の変形例について、図６を参照して説明する。本変形例において、体動検出信号は、センサ部８が体動を検出すると出力され、第１の変形例と同様に体動の大きさに応じて体動検出信号の信号強度が大きくなる。そして、体動検出信号の信号強度の一定時間当たりの積算値が予め定められた積算基準値を超えると、浅眠状態にあると判断される。この積算基準値は、照明開始時刻から起床設定時刻に近づくにつれて小さくなるように設定されている。図６では、体動検出信号Ａ、Ｂ、Ｃの信号強度が積算されて積算基準値と比較される。

本変形例においては、信号強度の積算値をもとに照明開始時刻に近いほど浅眠状態と判断され難くなり、起床設定時刻に近づくにつれて浅眠状態と判断され易いものとなるので、判断の精度がより良くなる。

本変形例の他の例について、図７を参照して説明する。本例においては、体動の動作時間に応じて体動検出信号の出力時間長さを変え、体動検出信号の波形による面積の積算値を信号強度の積算値としている。そして、体動検出信号の波形による面積の一定時間当たりの積算値が予め定められた積算基準値を超えると、浅眠状態にあると判断される。図７の例においては、体動検出信号Ｄ、Ｅ、Ｆの斜線部分の面積が積算されて積算基準値と比較される。このように判断することにより、体動検出信号の波形による面積の積算値をもとに照明開始時刻に近いほど浅眠状態と判断され難くなり、起床設定時刻に近づくにつれて浅眠状態と判断され易いものとなるので、判断の精度がより良くなる。

次に、体動検出信号と浅眠判断基準の第３の変形例について、図８を参照して説明する。本変形例においては、体動を検出する検出時間が上述の実施形態と異なり、変化する。体動検出信号は、上述の実施形態と同様にセンサ部８が体動を検出すると出力される。そして、所定の検出時間内にセンサ部８が体動を検出する検出回数が予め定められた回数基準値を超えると、浅眠状態にあると判断され、照明開始時刻から起床設定時刻に近づくにつれて、検出時間が長くなるように設定されている。このとき、回数基準値は一定のままである。これにより、体動の検出回数をもとに照明開始時刻に近いほど浅眠状態と判断され難くなり、起床設定時刻に近づくにつれて浅眠状態と判断され易いものとなるので、判断の精度がより良くなる。

本変形例の他の例について説明する。上述の第２の変形例の浅眠判断基準において、信号強度の積算を行なう期間である検出時間が、照明開始時刻から起床設定時刻に近づくにつれて長くなるように設定されている。これにより、信号強度の積算値をもとに照明開始時刻に近いほど浅眠状態と判断され難くなり、起床設定時刻に近づくにつれて浅眠状態と判断され易いものとなるので、判断の精度がより良くなる。

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
４ 制御部
６ インタフェース部
７ 時計部
８ センサ部（検出手段）

Claims (4)

1. 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、前記制御部は、設定された制御条件に従って前記起床設定時刻よりも所定時間前から照明を開始し、照明出力を時間経過とともに漸増される覚醒システムにおいて、
   睡眠者の体動を検出する検出手段を備え、
   前記制御部は、前記検出手段が体動を検出する一定時間当たりの検出回数が予め定められた回数基準値を超えたときに睡眠者が浅眠状態にあると判断し、照明出力を増加させて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し、
   前記回数基準値は、時刻が覚醒光の照明開始時刻から起床設定時刻に近づくにつれて小さくなるように設定されていることを特徴とする覚醒システム。
2. 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、前記制御部は、設定された制御条件に従って前記起床設定時刻よりも所定時間前から照明を開始し、照明出力を時間経過とともに漸増される覚醒システムにおいて、
   睡眠者の体動を検出し、体動の大きさに応じた信号強度の体動検出信号を出力する検出手段を備え、
   前記制御部は、前記体動検出信号の信号強度が予め定められた強度基準値を超える体動検出信号の一定時間当たりの検出回数が予め定められた回数基準値を超えたときに睡眠者が浅眠状態にあると判断し、照明出力を増加させて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し、
   前記強度基準値は、時刻が覚醒光の照明開始時刻から起床設定時刻に近づくにつれて小さくなるように設定されていることを特徴とする覚醒システム。
3. 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、前記制御部は、設定された制御条件に従って前記起床設定時刻よりも所定時間前から照明を開始し、照明出力を時間経過とともに漸増される覚醒システムにおいて、
   睡眠者の体動を検出し、体動の大きさに応じた信号強度の体動検出信号を出力する検出手段を備え、
   前記制御部は、前記体動検出信号の信号強度の一定時間当たりの積算値が予め定められた積算基準値を超えたときに睡眠者が浅眠状態にあると判断し、照明出力を増加させて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し、
   前記積算基準値は、時刻が覚醒光の照明開始時刻から起床設定時刻に近づくにつれて小さくなるように設定されていることを特徴とする覚醒システム。
4. 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、前記制御部は、設定された制御条件に従って前記起床設定時刻よりも所定時間前から照明を開始し、照明出力を時間経過とともに漸増される覚醒システムにおいて、
   睡眠者の体動を検出する検出手段を備え、
   前記制御部は、所定の検出時間内に前記検出手段が体動を検出する検出回数が予め定められた回数基準値を超えたとき、又は、所定の検出時間内に前記検出手段が検出した体動検出信号の信号強度の積算値が予め定められた積算基準値を超えたときに睡眠者が浅眠状態にあると判断し、照明出力を増加させて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し、
   前記検出時間は、時刻が覚醒光の照明開始時刻から起床設定時刻に近づくにつれて長くなるように設定されていることを特徴とする覚醒システム。

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