JP2018050984A - 覚醒システム - Google Patents

Abstract

【課題】 睡眠者に快適な目覚めを提供できる覚醒システムを提供する。【解決手段】 覚醒システム１は、ユーザの生体情報を取得する生体情報取得部１０と、前記生体情報に基づいて演算されるユーザの推定快適度が向上するように、ユーザの環境を変化させる機器を作動させる制御部１５と、ユーザを睡眠状態から覚醒させる目覚まし部２１と、ユーザが睡眠状態から覚醒したときに当該ユーザの実快適度を入力する快適度入力部２０と、を備え、前記制御部１５は、前記快適度入力部２０の入力結果及び前記生体情報取得部１０の取得結果を前記推定快適度の演算にフィードバックする。【選択図】 図１

Description

本発明は、睡眠者を覚醒させる覚醒システムに関する。

従来から、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ための覚醒システムが知られている。例えば、特許文献１には、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せる覚醒システムが開示されている。そして、この覚醒システムでは、一定時間当たりの体動の回数が基準値を超えると睡眠が浅くなったと判断し、照明出力を増加させて睡眠者を覚醒させることで、心地よい目覚めを支援している。

特許第５３１４５６６号公報

ところで、睡眠者が覚醒する際に快適と感じるか否かは同じ環境であっても個人差がある。このため、上記の覚醒システムのように、体動の態様に基づいて判断される浅睡状態に応じて照明出力を一律に制御する場合には、ユーザによっては快適な目覚めを得られないおそれがある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものである。その目的は、睡眠者に快適な目覚めを提供できる覚醒システムを提供することにある。

上記課題を解決する覚醒システムは、ユーザの生体情報を取得する生体情報取得部と、前記生体情報に基づいて演算されるユーザの推定快適度が向上するように、ユーザの環境を変化させる機器を作動させる制御部と、ユーザを睡眠状態から覚醒させる目覚まし部と、ユーザが睡眠状態から覚醒したときに当該ユーザの実快適度を入力する快適度入力部と、を備え、前記制御部は、前記快適度入力部の入力結果及び前記生体情報取得部の取得結果を前記推定快適度の演算にフィードバックする。

この構成によれば、快適度入力部の入力結果及び前記生体情報取得部の取得結果を推定快適度の演算にフィードバックすることによって、ユーザ毎の推定快適度の演算精度を向上させることができるため、ユーザの環境を変化させる機器を適切に作動させることができる。これにより、ユーザの実快適度を向上させ、個人差によらず、ユーザに快適な目覚めを提供できる。

また、覚醒システムは、前記制御部は、前記目覚まし部の作動後にユーザの前記推定快適度が低い場合は前記機器の作動を継続させ、ユーザの前記推定快適度が高い場合は前記機器の作動を停止させることが好ましい。

この構成によれば、前記目覚まし部の作動後に前記推定快適度が低い場合は前記機器の作動が継続されることで、ユーザの快適度を高めることができる。一方、推定快適度が高い場合は機器の作動が停止されることで、不必要な機器の作動が継続されることを抑制できる。

また、覚醒システムは、ユーザの睡眠状態を次第に浅くする覚醒支援部を備え、前記目覚まし部は、予め設定された設定時刻に作動し、前記制御部は、前記設定時刻よりも前から前記覚醒支援部を作動させ、前記覚醒支援部の作動後にユーザの前記推定快適度が低下傾向にある場合、前記覚醒支援部の作動を制限することが好ましい。

この構成によれば、目覚まし部が作動する前に深い眠りから浅い眠りへと向かわせる覚醒支援部を作動させるため、目覚まし部の作動時にユーザが覚醒しやすくなる。また、覚醒支援部の作動後に推定快適度が低下傾向にある場合に覚醒支援部の作動を制限するため、覚醒支援部によって推定快適度が低くなることを抑制し、ユーザの覚醒時の快適度が低下することを抑制できる。

一実施形態に係る覚醒システムの構成図。 上記覚醒システムが適用された車両の座席の側面図。 上記覚醒システムにおける携帯端末の入力画面。 上記覚醒システムにおける携帯端末の制御開始処理のフローチャート。 上記覚醒システムにおける制御部の推定快適度向上処理のフローチャート。 上記覚醒システムにおける制御部の機器制御選択処理のフローチャート。 上記覚醒システムにおける推定快適度と送風ファンの風量の関係性の一例を示すグラフ。 上記覚醒システムにおける推定快適度とヒーターの出力の関係性の一例を示すグラフ。 上記覚醒システムにおける推定快適度と送風ファンの風量の関係性の一例を示すグラフ。 上記覚醒システムにおける推定快適度と送風ファンの風量の関係性の一例を示すグラフ。 上記覚醒システムにおける推定快適度と送風ファンの風量の関係性の一例を示すグラフ。 上記覚醒システムにおける推定快適度と振動装置の出力の関係性の一例を示すグラフ。 上記覚醒システムにおける推定快適度と振動装置の出力の関係性の一例を示すグラフ。 上記覚醒システムにおける携帯端末の実快適度入力時のフローチャート。

以下、覚醒システムの一実施形態について説明する。なお、本実施形態の覚醒システムは、車両に搭載されるものであり、車内の座席に着座しているユーザを対象とする。

図１に示すように、覚醒システム１は、生体情報取得部１０、環境情報取得部１１、携帯端末１２、クラウドサーバ１４、制御部１５、振動装置１６（機器及び覚醒支援部）、送風ファン１７（機器）及びヒーター１８（機器）を備える。

生体情報取得部１０、環境情報取得部１１、制御部１５、振動装置１６、送風ファン１７及びヒーター１８は、車内に搭載されており、携帯端末１２はユーザが持ち運び可能になっている。生体情報取得部１０、環境情報取得部１１、振動装置１６、送風ファン１７及びヒーター１８は、制御部１５に電気的に、もしくはＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）に代表される車載ネットワークによって接続されている。さらに、携帯端末１２は無線ＬＡＮ等の通信機能を備えており、制御部１５及びクラウドサーバ１４と情報を送受信可能に構成されている。

生体情報取得部１０は、ユーザの生体情報を取得する。図２に示すように、生体情報取得部１０は、座席の背もたれ及び座面に設けられた、ユーザの心拍数を取得するセンサであればよい。例えば、生体情報取得部１０は、圧電素子に加えられた力を電圧に変換する圧電フィルムとすればよい。生体情報取得部１０は、ユーザの心拍数を制御部１５へ出力する。

環境情報取得部１１は、車内の温湿度を取得する。図２に示すように、環境情報取得部１１は、座席の背もたれに設けられた、ユーザの周辺の温湿度を取得する温湿度センサである。なお、環境情報取得部１１は、車両に予め装備されている温湿度センサの情報を取得することで代用してもよい。環境情報取得部１１は、ユーザの周辺の温湿度を制御部１５へ出力する。

携帯端末１２は、例えばスマートフォンである。携帯端末１２は、快適度入力部２０及び目覚まし部２１を有する。

快適度入力部２０は、ユーザが睡眠状態から覚醒したときに、ユーザが感じた快適度である実快適度を入力するためのインターフェースであり、携帯端末１２の画面に表示される。図３に示すように、快適度入力部２０における実快適度の入力は、快・不快の２段階である。なお、快適度入力部２０は、実快適度の入力をより多段階にしてもよい。例えば、快適度入力部２０は、快・不快を１から１０までの１０段階で入力できるようにしてもよい。

目覚まし部２１は、ユーザを睡眠状態から覚醒させる。目覚まし部２１は、携帯端末１２の画面に目覚まし時刻入力部２２を表示し、目覚まし時刻入力部２２に入力された目覚まし時刻になったときに、ユーザに外的な作用を与えることで、当該ユーザを睡眠状態から覚醒させる。なお、外的な作用とは、例えば音である。

また、携帯端末１２は、ユーザ認証機能、ユーザ情報記憶機能、制御開始機能を有する。ユーザ認証機能は、個人ＩＤによって覚醒システム１を使用するユーザを特定する機能である。ユーザ情報記憶機能は、個人ＩＤ毎にユーザ情報（性別、年齢、身長、体重等）や、制御部１５が演算に用いるパラメータを記憶する機能である。制御開始機能は、携帯端末の画面に制御開始ボタン２３を表示し、制御開始ボタンが押されたときに制御部１５に制御を開始させる機能である。

携帯端末１２は、個人ＩＤとともに、当該個人ＩＤと紐付くパラメータ、及びユーザによって入力された目覚まし時刻を制御部１５へ送信する。さらに、携帯端末１２は、ユーザが快適度入力部２０を用いて実快適度を入力した場合に、実快適度の入力結果と、生体情報取得部１０及び環境情報取得部１１の取得情報と、ユーザ情報と、制御部１５が演算に用いるパラメータとをクラウドサーバ１４へ送信する。その後、携帯端末１２は、クラウドサーバ１４から、クラウドサーバ１４によって更新された、制御部１５が演算に用いるパラメータを受信し、該パラメータを記憶する。

クラウドサーバ１４は、携帯端末１２から送信される情報に基づいて、後述する制御部が推定快適度を演算する際に用いられるパラメータを更新（演算）したり、同制御部が振動装置１６等の機器制御の際に参照されるパラメータを更新（演算）したりする。

ここで、推定快適度とは、ユーザの心拍数、ユーザの周囲の温度及び湿度に基づいて推定されるユーザの快適度である。例えば、実快適度を「０（零）」と「１」の二段階の数値で表す場合、「０（零）」以上「１」以下の無段階の数値で表される。ここで、実快適度及び推定快適度は、快適度が高いほど数値が大きくなる。

また、推定快適度は、次の推定式によって算出される。なお、以下の推定式において、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは係数である。

推定快適度＝Ａ＋Ｂ＊心拍数＋Ｃ＊温度＋Ｄ＊湿度 （式１）
そして、クラウドサーバは、上記の式１における係数をユーザ毎に管理する。すなわち、クラウドサーバは、推定快適度の算出に用いる係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄをユーザ毎に記憶するとともに、各種の情報に基づいて、推定快適度の算出に用いる係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを更新する。詳しくは、クラウドサーバは、ユーザが携帯端末を介して実快適度を入力したときの当該実快適度、心拍数、温度及び湿度の関係を示すデータを収集し、当該データに基づいて多変量解析を行うことで、係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを更新する。なお、多変量解析は、例えば、ロジスティック回帰分析や重回帰分析とすればよい。

一例として、ある特定のユーザについて、温度が高い場合には温度が低い場合よりも実快適度が低くなるデータが多く収集される場合には、温度が高いほど推定快適度が小さく算出されるように各係数が更新される。

一方、制御部による機器制御では、現在のユーザの周囲の温度及び湿度が、ユーザが快適であると感じる温度及び湿度から外れている場合に送風ファン１７及びヒーター１８のいずれかを作動させる。また、現在のユーザの周囲の温度及び湿度が、ユーザが快適であると感じる温度及び湿度である場合に、振動装置１６、送風ファン１７及びヒーター１８の作動を停止させる。このとき、ユーザが快適であると感じる温度及び湿度は、機器制御に関するパラメータに基づいて求められ、該パラメータはクラウドサーバ１４によって管理される。

機器制御に関するパラメータは、環境情報取得部１１から取得したユーザの周囲の温度及び湿度、及び携帯端末１２から受信した実快適度、パラメータに基づいて求められる。例えば、温度変化に敏感なユーザに対しては、ユーザが快適と感じる温度が狭くなるようにパラメータが更新され、逆に温度変化に鈍感なユーザに対しては、ユーザが快適と感じる温度が広くなるようにパラメータが更新される。

また、機器制御に関するパラメータは個人毎に設定される。これによって、ユーザ毎の温度及び湿度による快適さの感じ方に応じた制御ができるようになる。

そして、クラウドサーバ１４は、推定快適度に関するパラメータ及び機器制御に関するパラメータを携帯端末１２へ送信する。したがって、快適度入力部２０の入力結果と、生体情報取得部１０及び環境情報取得部１１の取得結果をパラメータにフィードバックし、そのパラメータを用いて推定快適度を演算することによって、ユーザ毎に最適な機器の制御を行うことができる。

制御部１５は、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ等からなる周知のマイクロコンピュータで構成される。制御部１５は、ＲＯＭから読みだしたプログラムをＣＰＵで実行することによって、生体情報取得部１０及び環境情報取得部１１の取得結果と、携帯端末１２から受信したパラメータとに基づいて、上記式１を用いてユーザの推定快適度を演算する。そして、制御部１５は、ユーザの推定快適度が向上するように振動装置１６、送風ファン１７及びヒーター１８を作動させる。

制御部１５は、図７から図１３に示すマップを参照することで、現在の推定快適度に応じて、振動装置１６、送風ファン１７及びヒーター１８の駆動を制御する。図７から図１３は、縦軸が推定快適度、横軸が機器の出力を表すグラフとなっており、推定快適度に応じて振動装置１６、送風ファン１７、ヒーター１８の出力を変化させることを示している。

一例として、図８は、ユーザの周囲の温度が、当該ユーザが快適と感じる温度よりも低い状況下において、ヒーター１８の出力を制御する際に制御部１５が参照するマップである。図８に示すマップによれば、推定快適度が低い場合にはヒーター１８の出力が高くされ、推定快適度が高い場合にはヒーター１８の駆動が停止されたり、ヒーター１８の出力が低くされたりする。こうして、図８に示すマップによれば、ユーザの周囲の温度が低い状況下において、推定快適度が低い場合には、当該推定快適度を高くすべく、ヒーター１８の出力が高くされる。

なお、図７から図１３における「快・不快閾値」とは、振動装置１６、送風ファン１７及びヒーター１８が作動し始める推定快適度である。また、図７乃至図１３に記載されているグラフはあくまで一例であり、推定快適度に対して非線形に出力を変更してもよいし、不連続に出力を変更してもよい。

また、制御部１５は、現在時刻を取得することができる時刻取得機能を有する。制御部１５は、現在時刻を演算する時計機能を内蔵するようにしてもよいし、車載ネットワークによって共有されている現在時刻に関する情報を取得するようにしてもよい。

振動装置１６、送風ファン１７、ヒーター１８は、推定快適度が向上するようにユーザの環境を変化させる。

図２に示すように、振動装置１６は、座席の背もたれ及び座面に設けられている。振動装置１６は、単調な振動を与える装置、及びゆらぎのある振動を与える装置である。特に、後者の振動装置は、音声信号を振動に変換する装置であり、例えば、トランスデューサである。トランスデューサは、音声信号をアンプを介して入力することで振動を発生させる。振動装置１６は、制御部１５の出力に基づいて作動する。振動装置１６は、単調な振動を与える装置によってユーザの睡眠状態を浅くさせることができる。また、振動装置１６は、ゆらぎのある振動を与えることによってユーザの快適感を向上させることができる。

図２に示すように、送風ファン１７は、座席の背もたれに設けられた、ユーザに風を送るファンである。送風ファン１７は、制御部１５の出力に基づいて作動し、ユーザの周辺の温度や湿度が高いときに、ユーザの体温を下げたり、周囲の湿度を下げたりすることによってユーザの快適感を向上させるができる。

図２に示すように、ヒーター１８は、座席の背もたれや座面に設けられた、通電することで発熱する薄膜ヒーターである。ヒーター１８は、制御部１５からの通電によって作動し、周囲の温度が低いときにユーザに熱を伝えることによって、ユーザの快適感を向上させることができる。

次に、覚醒システム１の制御内容を説明する。

まず、携帯端末１２は、図４に示す制御開始処理を実施する。図４に示す処理によって、携帯端末１２から制御部１５へ制御開始指示が送信されると、制御部１５は、図５に示す推定快適度向上処理を実施する。また、図６に示す機器制御選択処理は、図５に示す推定快適度向上処理のサブルーチンである。さらに、携帯端末１２は、ユーザが快適度入力部２０を用いて実快適度を入力した場合、図１４に示すフィードバック処理を実施する。

まず、図４に示すフローチャートの処理手順を説明する。この処理は、携帯端末１２が行う制御開始処理である。

ステップＳ１では、携帯端末１２は、覚醒システム１を使用するユーザの個人ＩＤが登録されているかどうかを判定する。携帯端末１２は、まず、個人ＩＤの入力画面を表示する。携帯端末１２は、入力された個人ＩＤと一致する個人ＩＤを記憶していた場合は個人ＩＤが登録されていると判定し、入力された個人ＩＤと一致する個人ＩＤを記憶していない、もしくはユーザが個人ＩＤを新規登録したいという意思表示をした場合は個人ＩＤが登録されていないと判定される。携帯端末１２は、個人ＩＤが登録されている場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、ステップＳ４へ進み、登録されていない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、ステップＳ２へ進む。

ステップＳ２では、携帯端末１２は、ユーザ情報の登録を行う。携帯端末１２は、ユーザ情報（性別、年齢、身長、体重等）を入力する画面を表示し、入力されたユーザ情報をステップＳ１で入力された個人ＩＤに関連するユーザ情報として登録する。携帯端末１２は、ステップＳ２の処理が完了した後、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ３では、携帯端末１２は、推定快適度の演算に用いられるパラメータ及び機器制御に用いられるパラメータとして初期値を選択する。これらのパラメータの初期値は同年代、同性別、ある範囲のＢＭＩなどでカテゴライズされたグループのデータを正規化して算出されたものであり、データが蓄積されることによって変化する。また、携帯端末１２は、この初期値をステップ１で入力された個人ＩＤに関連するパラメータとして記憶する。携帯端末１２は、ステップＳ３の処理が完了した後、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ４では、携帯端末１２は、ステップＳ１で入力された個人ＩＤに関連するユーザ情報及びパラメータを選択する。携帯端末１２は、ステップＳ４の処理が完了した後、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５では、携帯端末１２は、ステップＳ２で登録されたユーザ情報及びステップＳ３で選択されたパラメータの初期値、もしくはステップＳ４で選択されたユーザ情報及びパラメータを制御部１５へ送信する。携帯端末１２は、ステップＳ５の処理が完了した後、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ６では、携帯端末１２は、メイン画面１９を表示する。図３に示すように、メイン画面１９には、目覚まし時刻入力部２２、制御開始ボタン２３及び快適度入力部２０が含まれる。携帯端末１２は、ステップＳ６の処理が完了した後、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ７では、携帯端末１２は、制御開始ボタン２３が押されたか否かを判定する。携帯端末１２は、制御開始ボタン２３が押されなかった場合（ステップＳ７：ＮＯ）、ステップＳ７に戻り、押された場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８では、携帯端末１２は、目覚まし時刻入力部２２に入力された目覚まし時刻と、制御開始指示を制御部１５へ送信し、処理を終了する。

次に、図５に示すフローチャートの処理手順を説明する。この処理は、推定快適度を向上させるための処理であり、図４に示すフローチャートのステップＳ７の処理で、携帯端末１２から制御部１５へ制御開始指示が送信されることによって開始される。

ステップＳ１０では、制御部１５は、携帯端末１２から受信した目覚まし時刻と、制御部１５が取得した現在時刻とを比較することで、現在時刻が目覚まし時刻に達したかどうかを判定する。制御部１５は、現在時刻が目覚まし時刻に達していない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、ステップＳ１１へ進み、達している場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、ステップＳ１８へ進む。

ステップＳ１１では、制御部１５は、推定快適度の演算時間が経過したか否かを判定する。制御部１５は、予め定められた演算時間、例えば１分、が経過したか否かを判定することによって、演算時間に基づいた周期で推定快適度を演算する。制御部１５は、演算時間が経過した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１２へ進み、経過していない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、ステップＳ１０へ戻る。

ステップＳ１２では、制御部１５は、推定快適度を演算する。制御部１５は、例えば、生体情報取得部１０から取得したユーザの心拍数、環境情報取得部１１から取得したユーザの周囲の温度及び湿度、及び携帯端末１２から受信したパラメータに基づいて推定快適度を演算する。推定快適度は、上述した推定式（式１）で求められる。例えば、推定快適度の演算時間が１分の場合、推定式（式１）における心拍数は、ユーザの１分間の心拍数である。また、推定式（式１）における温度は、１分間の平均温度である。また、推定式（式１）における湿度は、１分間の平均湿度である。制御部１５は、ステップＳ１２の処理が完了した後、ステップＳ１３へ進む。

ステップＳ１３では、制御部１５は、携帯端末１２から受信した目覚まし時刻から演算した覚醒支援制御開始時刻と、制御部１５が取得した現在時刻とを比較することで、現在時刻が覚醒支援制御開始時刻に達したかどうかを判定する。覚醒支援制御開始時刻は、制御部１５が予め記憶していたオフセット時間を目覚まし時刻から引いた時刻である。例えば、目覚まし時刻が７時、オフセット時間が１０分だった場合、覚醒支援制御開始時刻は６時５０分になる。制御部１５は、現在時刻が覚醒支援制御開始時刻に達していない場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、ステップＳ１４へ進み、達している場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、ステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１４では、制御部１５は、ステップＳ１２で演算した推定快適度に基づいて振動装置１６、送風ファン１７及びヒーター１８を作動する。詳細な処理内容については、後述する図６の処理手順にて説明する。制御部１５は、ステップＳ１４の処理が完了した後、ステップＳ１０へ戻る。

ステップＳ１５では、制御部１５は、推定快適度が低下傾向か否かを判定する。制御部１５は、前回のステップＳ１２の実施時における推定快適度より今回のステップＳ１２の実施時における推定快適度の方が低い場合に、推定快適度が低下傾向であると判定する。また、前回のステップＳ１２の実施時における推定快適度より今回のステップＳ１２の実施時における推定快適度以上の場合に、推定快適度が低下傾向でないと判定する。制御部１５は、推定快適度が低下傾向である場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、ステップＳ１７へ進み、推定快適度が低下傾向でない場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、ステップＳ１６へ進む。

ステップＳ１６では、制御部１５は、覚醒支援制御を行う。制御部１５は、振動装置１６を作動させることによって、単調な振動をユーザに与える。また、制御部１５は、振動装置１６がすでに作動しているときは、振動装置１６の出力を上げることによって、振動装置１６の振幅を大きくする。制御部１５は、ステップＳ１６の処理が完了した後、ステップＳ１０に戻る。

ステップＳ１７では、制御部１５は、振動装置１６の作動を抑制する。制御部１５は、振動装置１６がすでに作動している場合は、振動装置１６の出力を下げることによって、振動装置１６の振幅を小さくする。制御部１５は、振動装置１６が、出力が下げられることによって停止している場合は、何もしない。制御部１５は、ステップＳ１７の処理が完了した後、ステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１８では、制御部１５は、ステップＳ１１と同様に、推定快適度の演算時間が経過したか否かを判定する。このとき、ステップＳ１０にて現在時刻が目覚まし時刻に達していると判定されているため、目覚まし部２１が作動している状態である。また、推定快適度の演算時間は、ステップＳ１１とステップＳ１８で共通とする。制御部１５は、予め定められた演算時間が経過した場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、ステップＳ１９へ進み、経過していない場合（ステップＳ１８：ＮＯ）、ステップＳ１８へ戻る。

ステップＳ１９では、制御部１５は、ステップＳ１２と同様に、推定快適度を演算する。制御部１５は、ステップＳ１９の処理が完了した後、ステップＳ２０へ進む。

ステップＳ２０では、制御部１５は、推定快適度が予め定められた閾値以上か否かを判定する。制御部１５は、ステップＳ１９で演算した推定快適度が閾値より低かった場合（ステップＳ２０：ＮＯ）、ステップＳ２１へ進み、推定快適度が閾値以上だった場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、処理を終了する。

ステップＳ２１では、制御部１５は、推定快適度に基づいて、図１３に従って振動装置１６を作動する。制御部１５は、ステップＳ２１の処理が完了した後、ステップＳ１８へ戻る。

次に、図６に示すフローチャートの処理手順を説明する。この処理は、どの機器を作動させるか選択するための処理であり、図５に示す推定快適度向上処理のサブルーチンである。

ステップＳ３０では、制御部１５は、環境情報取得部１１から取得したユーザの周囲の温度が「快適温度＋Δｔ」℃より高いかどうか判定する。快適温度は、予め制御部１５に記憶されている定数であり、Δｔは、快適度入力部１２から受信した、機器制御に用いられるパラメータである。制御部１５は、例えば、周辺の温度が「快適温度±Δｔ」℃の範囲外である場合、ユーザにとって不快な温度であると判断し、推定快適度に応じて送風ファン１７やヒーター１８を作動させる。制御部１５は、ユーザの周囲の温度が「快適温度＋Δｔ」℃より高かった場合（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、ステップＳ３１へ進み、ユーザの周囲の温度が「快適温度＋Δｔ」℃以下だった場合（ステップＳ３０：ＮＯ）、ステップＳ３４へ進む。

ステップＳ３１では、制御部１５は、環境情報取得部１１から取得したユーザの周囲の湿度が「快適湿度＋Δｈ」％ＲＨより高いかどうか判定する。なお、「％ＲＨ」は相対湿度を表す単位だが、湿度は絶対湿度であってもよい。快適湿度は、予め制御部１５に記憶されている定数であり、Δｈは、快適度入力部１２から受信した機器制御に用いられるパラメータである。制御部１５は、例えば、周辺の湿度が「快適湿度＋Δｈ」％ＲＨより高い場合、ユーザにとって不快な湿度であると判断し、推定快適度に応じて送風ファン１７を作動させる。制御部１５は、ユーザの周囲の湿度が「快適湿度＋Δｈ」％ＲＨより高かった場合（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、ステップＳ３３へ進み、ユーザの周囲の湿度が「快適湿度＋Δｈ」％ＲＨ以下だった場合（ステップＳ３１：ＮＯ）、ステップＳ３２へ進む。

ステップＳ３２では、制御部１５は、温度を下げるため、図５のステップＳ１２で演算した推定快適度に基づいて、図７に従って送風ファン１７を作動させて処理を終了する。

ステップＳ３３では、制御部１５は、温度及び湿度を下げるため、図５のステップＳ１２で演算した推定快適度に基づいて、図１０に従って送風ファン１７を作動させて処理を終了する。

ステップＳ３４では、制御部１５は、環境情報取得部１１から取得したユーザの周囲の温度が「快適温度−Δｔ」℃より低いかどうか判定する。制御部１５は、ユーザの周囲の温度が「快適温度−Δｔ」℃より低かった場合（ステップＳ３４：ＹＥＳ）、ステップＳ３５へ進み、ユーザの周囲の温度が「快適温度−Δｔ」℃以上だった場合（ステップＳ３４：ＮＯ）、ステップＳ３８へ進む。

ステップＳ３５では、制御部１５は、環境情報取得部１１から取得したユーザの周囲の湿度が「快適湿度＋Δｈ」％ＲＨより高いかどうか判定する。制御部１５は、ユーザの周囲の湿度が「快適湿度＋Δｈ」％ＲＨより高かった場合（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、ステップＳ３７へ進み、ユーザの周囲の湿度が「快適湿度＋Δｈ」％ＲＨ以下だった場合（ステップＳ３３：ＮＯ）、ステップＳ３６へ進む。

ステップＳ３６では、制御部１５は、温度を上げるため、図５のステップＳ１２で演算した推定快適度に基づいて、図８に従ってヒーター１８を作動させて処理を終了する。

ステップＳ３７では、制御部１５は、湿度を下げるため、図５のステップＳ１２で演算した推定快適度に基づいて、図１１に従って送風ファン１７を作動させて処理を終了する。

ステップＳ３８では、制御部１５は、環境情報取得部１１から取得したユーザの周囲の湿度が「快適湿度＋Δｈ」％ＲＨより高いかどうか判定する。制御部１５は、ユーザの周囲の湿度が「快適湿度＋Δｈ」％ＲＨより高かった場合（ステップＳ３８：ＹＥＳ）、ステップＳ４０へ進み、ユーザの周囲の湿度が「快適湿度＋Δｈ」％ＲＨ以下だった場合（ステップＳ３８：ＮＯ）、ステップＳ３９へ進む。

ステップＳ３９では、制御部１５は、推定快適度を向上させるため、図５のステップＳ１２で演算した推定快適度に基づいて、図１２に従って振動装置１６を作動させて処理を終了する。このとき、振動装置１６は、ユーザにゆらぎのある振動を与える。

ステップＳ４０では、制御部１５は、湿度を下げるため、図５のステップＳ１２で演算した推定快適度に基づいて、図９に従って送風ファン１７を作動させて処理を終了する。

最後に、図１４に示されるフローチャートの処理手順を説明する。この処理は、ユーザが快適度入力部２０を用いて実快適度を入力した場合に、携帯端末１２が行うフィードバック処理である。

ステップＳ５０では、携帯端末１２は、図５のステップＳ１２及びステップＳ１５で推定快適度の演算に用いられた直近１分間の心拍数、平均温度及び平均湿度を制御部１５から受信する。携帯端末１２は、ステップＳ５０の処理が完了した後、ステップＳ５１へ進む。

ステップＳ５１では、携帯端末１２は、制御部１５から受信した心拍数、温度及び湿度と、携帯端末１２に登録されていた、覚醒システム１を使用しているユーザに関するユーザ情報と、入力された実快適度とをクラウドサーバ１４へ送信する。クラウドサーバ１４は、これらの情報を用いてパラメータの演算を行う。携帯端末１２は、ステップＳ５１の処理が完了した後、ステップＳ５２へ進む。

ステップＳ５２では、携帯端末１２は、クラウドサーバ１４からパラメータを受信する。携帯端末１２は、ステップＳ５２の処理が完了した後、ステップＳ５３へ進む。

ステップＳ５３では、携帯端末１２は、ステップＳ５２で受信したパラメータを、ユーザに関連付けて記憶する。ここで記憶されたパラメータは、次回制御時に携帯端末１２によって読み出され、制御部１５へ送信される。携帯端末１２は、ステップＳ５３の処理が完了した後、処理を終了する。

次に、本実施形態における覚醒システム１の作用について説明する。

本実施形態の覚醒システム１を搭載した車両の座席に着座した状態で、目覚まし時刻入力部２２で目覚まし時刻を設定し、制御開始ボタン２３を押すと、快適度を向上させるための制御が開始される。例えば、周囲の気温や湿度が高いと送風ファン１７が作動し、周囲の気温が低いとヒーター１８が作動する。また、設定された目覚まし時刻が近づくと振動を発生させる。ただし、振動によって安眠が妨げられた場合には振動は停止する。さらに、設定した目覚まし時刻になると、目覚ましによる不快感を解消するために制御を行う。その上、快適度入力部２０で実快適度を入力すると、入力された実快適度によって、制御に用いられるパラメータが、ユーザに適したパラメータに変更される。

こうして、ユーザの実快適度を向上させ、個人差によらず、ユーザに快適な目覚めを提供できる。

以下に、上述した実施形態の効果を説明する。

上述した実施形態に係る覚醒システム１の構成によれば、制御部１５は、ユーザの心拍数、及びユーザの周囲の温度及び湿度に基づいて推定快適度を演算し、当該推定快適度に応じて振動装置１６、送風ファン１７及びヒーター１８の作動出力を制御する。振動装置１６、送風ファン１７及びヒーター１８の作動出力を決定するときに推定快適度を用いることによって、当該作動出力が強すぎたり弱すぎたりすることを抑制する。これによって、ユーザの快適感を向上させることができなかったり、ユーザが不快に感じてしまったりすることなく、適切な作動出力を設定することができる。したがって、ユーザに快適な目覚めを提供することができる。

また、推定快適度を求めるための推定式（式１）の係数は、快適度入力部２０に入力された実快適度に基づいて更新される。これによって、個人によってばらつきのあった推定快適度の精度が、パラメータの更新が行われる度に向上するため、当該推定快適度に応じて制御される振動装置１６、送風ファン１７及びヒーター１８の作動出力の制御の精度が向上する。したがって、個人差によらずユーザにより快適な目覚めを提供することができる。

また、制御部１５は、目覚まし部２１の作動後に推定快適度が閾値以下の場合は振動装置１６を作動させるため、ユーザの快適度を高めることができる。また、制御部１５は、推定快適度が閾値より低い場合は振動装置１６、送風ファン１７及びヒーター１８の作動を停止させるため、不必要な機器の作動が継続されることを抑制することができる。

また、制御部１５は、覚醒支援制御開始時刻になると振動装置１６を作動させるため、目覚まし部２１の作動時にユーザが覚醒しやすくなる。さらに、制御部１５は、振動装置１６の作動後に推定快適度が低下傾向にある場合は振動装置の作動を制限するため、振動装置１６によって推定快適度が低くなることを抑制し、ユーザの覚醒時の快適度が低下することを抑制することができる。

以下に、上述した実施形態の別の実施形態を説明する。

上述した実施形態では、目覚まし時刻の一定時刻前になると覚醒支援制御を開始するようにしたが、覚醒支援制御を行わないようにしてもよい。これによって、ユーザは快適な睡眠状態を維持することができる。

また、上述した実施形態では、図５に示されるように、設定した目覚まし時刻以降に、推定快適度が閾値以上になった場合に機器制御を終了しているが、推定快適度に関わらず制御を継続してもよい。これによって、ユーザに覚醒後も常に快適な状態を提供することができる。

また、上述した実施形態では、生体情報取得部１０で取得したユーザの心拍数と、環境情報取得部１１で取得したユーザの周囲の温度及び湿度とに基づいて推定快適度を演算したが、生体情報取得部１０で取得した情報のみに基づいて推定快適度を演算してもよい。例えば、ユーザの周囲の温度の代わりに、ユーザの皮膚温度を用いてもよい。

また、生体情報取得部１０及び環境情報取得部１１としてウエアラブルセンサを用いてもよい。このとき、ウエアラブルセンサは、取得した心拍数、温度、湿度、皮膚温度等を取得し、通信機能等によって携帯端末１２又は制御部１５に取得結果を送信するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、直近１分間の心拍数、平均温度、平均湿度を携帯端末１２へ送信したが、より多くのデータ、例えば、過去１時間分の１分毎のデータ、を送信してもよい。これによって、より正確にパラメータの演算を行うことができる。

また、上述した実施形態では、振動装置１６、送風ファン１７及びヒーター１８を作動させていたが、照明、マッサージ、音楽、香り等を用いてもよい。例えば、車室内のルームランプやオーディオ等を作動させたり、座席にマッサージ機構を搭載して作動させたり、空調や座席内に香りを出す機能を搭載して作動させたりしてもよい。

また、上述の実施形態では、車内の座席に着座している状態のユーザを対象としたが、枕や布団・ベッド等を使用しているユーザを対象とするシステムとしてもよい。例えば、ウエアラブルセンサを用いて心拍数、皮膚温度等を取得し、枕やベッドに振動装置１６、送風ファン１７及びヒーター１８等を搭載するようにしてもよい。また、ユーザが使用している部屋に備え付けられた空調機器に対して、通信機能によって携帯端末１２から作動命令を送信するようにしてもよい。

また、上述の実施形態では、携帯端末１２は携帯端末であるとしたが、携帯端末１２を車内の座席や枕、ベッド等に組み込んでもよい。例えば、車内の座席のひじ置きに携帯端末１２に類似の機能を持たせるようにしてもよい。

また、振動装置１６、送風ファン１７及びヒーター１８等の出力をユーザが操作できるようにしてもよい。例えば、携帯端末１２のアプリケーション画面に振動装置１６、送風ファン１７及びヒーター１８の出力調整画面を表示し、その画面上でユーザが操作することによって振動装置１６、送風ファン１７及びヒーター１８の出力を変えることができるようにしてもよい。

また、停止ボタンを追加し、停止ボタンが押された場合、制御部１５の処理を停止するようにしてもよい。これによって、ユーザの意思で制御が不要な場合に制御を停止することができる。

また、上述の実施形態では、携帯端末１２がユーザ情報を取得、記憶、及びクラウドサーバ１４へ送信していたが、携帯端末１２がユーザ情報を取得も記憶も送信もしないようにしてもよい。これによって、ユーザは入力の手間を省くことができ、携帯端末１２に記憶させるデータ量を削減することができる。また、クラウドサーバ１４への送信データが減ることによって通信量を削減することができ、同時に、クラウドサーバ１４における演算負荷を減らすことができる。

また、制御部１５の推定快適度演算機能や振動装置１６、送風ファン１７、ヒーター１８の出力演算機能をクラウドサーバ１４に持たせてもよい。これによって制御部１５の処理負荷を減らし安価にすることができる。また、これらの演算機能をクラウドサーバ１４にすべて持たせることで、核となる情報処理を一括で管理でき、機能変更も容易に行うことができる。

１：覚醒システム
１０：生体情報取得部
１１：環境情報取得部
１２：携帯端末
１４：クラウドサーバ
１５：制御部
１６：振動装置
１７：送風ファン
１８：ヒーター
１９：メイン画面
２０：快適度入力部
２１：目覚まし部
２２：目覚まし時刻入力部
２３：制御開始ボタン

Claims (3)

1. ユーザの生体情報を取得する生体情報取得部と、
   前記生体情報に基づいて演算されるユーザの推定快適度が向上するように、ユーザの環境を変化させる機器を作動させる制御部と、
   ユーザを睡眠状態から覚醒させる目覚まし部と、
   ユーザが睡眠状態から覚醒したときに当該ユーザの実快適度を入力する快適度入力部と、を備え、
   前記制御部は、前記快適度入力部の入力結果及び前記生体情報取得部の取得結果を前記推定快適度の演算にフィードバックする覚醒システム。
2. 前記制御部は、前記目覚まし部の作動後にユーザの前記推定快適度が低い場合は前記機器の作動を継続させ、ユーザの前記推定快適度が高い場合は前記機器の作動を停止させる請求項１に記載の覚醒システム。
3. ユーザの睡眠状態を次第に浅くする覚醒支援部を備え、
   前記目覚まし部は、予め設定された設定時刻に作動し、
   前記制御部は、
   前記設定時刻よりも前から前記覚醒支援部を作動させ、
   前記覚醒支援部の作動後にユーザの前記推定快適度が低下傾向にある場合、前記覚醒支援部の作動を制限する請求項１又は２に記載の覚醒システム。

Images