JP2018068962A - 安眠装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、子供の睡眠等を改善することを解決課題の一つとする。
この態様によれば、第1被験者の生体リズムに応じてコンテンツを再生するので、第2被験者は第1被験者の生体リズムを感じることによって安心し、リラックスして睡眠することができる。第1被験者は例えば母親であり、第2被験者は例えば子供である。
前記第1生体情報から前記第1被験者の生体リズムを検出して得た生体リズム情報を出力する生体リズム生成部と、第2被験者を安眠に誘導するために、前記生体リズム情報に応じてコンテンツを再生する再生部として機能させる。
以下、本発明の第1実施形態について図面を参照して説明する。図1は、第1実施形態に係る安眠装置20を含むシステム1の全体的な構成を示す図である。図に示されるように、システム1は、第1センサ11a、第2センサ11b、安眠装置20、及びスピーカ51,52を含んだ構成である。このシステム1は、乳幼児などの子供(第2被験者)E2に対して、母親(第1被験者)E1の生体リズムに応じたテンポの音コンテンツを聴かせる。具体的には、子供E2に対し、スピーカ51,52から発せられる音を聴かせる、もしくは、感じさせることによって睡眠を改善しようとするものである。安眠装置20は、複数の音コンテンツを切り換えて再生することができる。その中には、胎内の音を予め録音したもの、ノイズ系の人工音、母体をリラックスさせるオルゴール音、それらの合成音などが含まれる。ノイズ系の人工音には、可聴帯域におけるパワースペクトルが略同じとなるホワイトノイズ、及び可聴帯域におけるパワースペクトルが周波数と反比例するピンクノイズが含まれる。さらに、このシステム1では、第2センサ11bにより子供E2の生体の状態を示す第2生体情報を検出し、検出した第2生体情報に基づいて睡眠の深さを推定する。そして、再生した音コンテンツを評価し、子供E2の睡眠の質が向上するように評価結果を用いて音コンテンツを自動的に変更する。
この例では、推定部230は、子供E2が安静から熟睡、起床に至るまでの睡眠の深さを示す睡眠深度を「Stand(離床)」、「Wake(覚醒)」、「REM(レム睡眠)」、「ST1(第1ステージ)」、「ST2(第2ステージ)」、「ST3(第3ステージ)」、「ST4(第4ステージ)」の7段階で推定する。
人の睡眠は、浅い眠りのレム睡眠と、深い眠りのノンレム睡眠に大別される。入眠時には、最初にノンレム睡眠に移行し、次に浅い眠りのレム睡眠へと移行する。人の眠りは性質の異なる2種類の睡眠を、約90分周期で一晩に4〜5回、一定のリズムで繰り返している。このように人の睡眠は、その深さが約90分周期で変動する。以下の説明では、一晩の眠りにおける睡眠の深さの時間変動を睡眠サイクルと称する。図2に睡眠サイクルの一例を示す。
この例では、7段階で睡眠の深さを示す睡眠深度を推定したが、第1ステージST1及び第2ステージST2を「浅い眠り」、第3ステージST3及び第4ステージST4を「深い眠り」とし、睡眠の深さを5段階で推定してもよい。
入力部237は、母親E1が各種設定を入力するためのものであり、タッチパネルやキーボードが該当する。入力部237を用いて、母親E1が在宅する通常モードと母親E1が不在の不在モードの指定が可能である。また、入力部237は開始ボタンと終了ボタンとを含む。通常モードにおいて、母親E1は、入床時に開始ボタンを操作する一方、起床時に終了ボタンを操作する。また、母親E1が、入力部237を用いて不在モードを入力すると、生体リズムテーブルから生体リズム情報CTL1が読み出され音源40に供給される。
また、波形データHD4〜HDnは、心拍周期に近い音、例えば、鐘の音や風鈴の音で構成される。一方、波形データBD4〜BDnは、呼吸周期に近い音、例えば、ピアノの音、ハープの音で構成される。つまり、波形データHD1〜HDnは心拍の周期に近い長さの振幅エンベロープを持つ波形であり、波形データBD1〜BDnは呼吸の周期に近い長さの振幅エンベロープを持つ波形である。
情報CTL1で指定されるテンポとなるように、コンテンツテーブルから読み出した波形データに対して時間伸長処理(データ補間)や間引処理を施して音コンテンツを再生する。また、音コンテンツはMIDIデータなどの演奏情報でもよく、その場合、呼吸または心拍のテンポに合わせてMIDIデータを再生するテンポを変えるようにしてもよい。
ミキサ451は、第1乃至第3の音源部410乃至430のそれぞれから出力されるレフト(L)の信号を混合(加算)し、同様に、ミキサ452は、各音源部のそれぞれから出力されるライト(R)の音信号を混合する。
イコライザ453はミキサ451の出力信号に音質(周波数特性)を付与すると共に音量を調整する。同様にイコライザ454はミキサ452の出力信号に音質(周波数特性)を付与すると共に音量を調整する。音質(周波数特性)及び音量を指定する制御情報CTL3は、制御部240によって生成される。
また、制御部240は、再生すべき波形データを指定するとともに、テンポを除く音のパラメータを指定する制御情報CTL2を音源40に供給する。
さらに、子供E2の睡眠の深さの推移によって、再生した音コンテンツを評価し、安眠に効果が無い場合は、音コンテンツを切り換えるように制御するので、子供E2の睡眠を改善することができる。
加えて、音コンテンツに母親E1の胎内音を予め録音し、胎内音のうち心拍の周波数成分を抽出して得た心拍連動用の音コンテンツと胎内音のうち呼吸の周波数成分を抽出して得た呼吸連動用の音コンテンツとをコンテンツテーブルに記憶し、現在の母親の生体リズムに応じたテンポで心拍連動用の音コンテンツと呼吸連動用の音コンテンツとを再生し、ミキサ451,452で再合成した。これにより、母親E1の胎内音を母親の現在の心拍と呼吸のそれぞれに連動した音を子供E2に聴かせることができ、子供E2をリラックスさせて安眠に導くことが可能となる。
次に、第2実施形態について説明する。上述した第1実施形態では、子供E2を安眠に誘導するコンテンツの一例として音コンテンツを例示したが、第2実施形態は、光や振動などの他の刺激も併用して、子供E2の睡眠の質を改善する。
図5に、第2実施形態に係るシステム2のブロック図を示す。第2実施形態のシステム2が、図1に示す第1実施形態のシステム1と相違するのは、子供E2は揺りかごで寝ており、揺りかごはモーター54で駆動される点、光源53が追加された点、安眠装置20の替わりに安眠装置20Aを用いる点である。即ち、安眠装置20Aは、光源53の光を用いて子供E2を安眠に誘導するとともに、モーター54で揺りかごをゆらすことによって子供E2を安眠に誘導する。揺りかごの構造になっていないベッドである場合、アクチュエータなどで直接ベッドを振動させても良い。
光源駆動部243は、制御情報によって指定された光コンテンツをコンテンツテーブルから読み出し、生体リズム情報CTL1で変調した信号をD/A変換器263を介して光源53に出力する。従って、光源53は、母親E1の生体リズムに応じた光を発光する。例えば、光源53は母親E1の生体リズムに応じた時間変化で輝度が変化する光を発光する。
また、制御部240が、評価部235の評価結果に基づいて、コンテンツを切り換える点は、第1実施形態と同様である。従って、音コンテンツのみならず、光コンテンツや振動コンテンツも、評価結果に応じて切り換えることができる。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば次に述べるような各種の応用・変形が可能である。また、次に述べる応用・変形の態様は、任意に選択された一又は複数を適宜に組み合わせることもできる。
上述した各実施形態では、シート状の第1センサ11a及び第2センサ11bを用いて、被験者の生体情報を検出したが、本発明はこれに限定されるものではなく、生体情報が検出できるのであれば、どのようなセンサを用いてもよい。例えば、被験者の額にセンサの電極を取り付け、当該被験者の脳波(α波、β波、δ波、θ波など)を検出してもよい。また、被験者の手首にセンサを装着し、例えば橈骨動脈の圧力変化、すなわち脈波を検出してもよい。脈波は心拍に同期しているので、間接的に心拍を検出していることになる。また、被験者の頭部と枕との間に、加速度を検出するセンサを設け、当該被験者の体動、具体的には呼吸や心拍などを検出してもよい。なお、生体情報を検出するためのセンサの種類としては、圧力センサ、空気圧センサ、振動センサ、光学センサ、超音波ドップラー、RFドップラー、レーザードップラーなどが考えられる。
上述した各実施形態では、子供E2の第2生体情報を第2センサ11bで検出し、睡眠の深さを推定部230で推定し、評価部235において再生したコンテンツが子供E2の睡眠に与える影響を評価し、制御部240は評価結果に基づいてコンテンツを切り換えた。本発明はこれに限定されるものではなく、評価結果に基づいて、コンテンツを切り換えることは必須でない。そのような場合でも、母親E1の生体リズム情報CTL1で音コンテンツを変調するため、母親E1の生体リズムに応じてコンテンツを変化させて再生することが可能となる。これにより、子供E2は母親E1の存在を感じることができるので、子供E2は落ち着いた気持ちになる。よって、子供E2を安眠に誘導することができる。
上述した各実施形態では複数の音コンテンツに母親の胎内の音コンテンツを含んでいたが、本発明はこれに限定されるものではなく、そのような音コンテンツを含まなくてもよい。
また、上述した各実施形態において、音源40は生体リズム情報CTL1に応じたテンポで音コンテンツを再生したが、本発明は、これに限定されるものではなく、生体リズム情報CTL1に応じて音コンテンツの音量や音質に変化を持たせてもよい。例えば、音コンテンツに生体リズムに応じたゆらぎをもたせてもよい。この場合、音源40のイコライザ453,454を生体リズム情報CTL1で制御すればよい。
また、コンテンツの種類に限らず、母親の呼吸周期または心拍周期と同じまたは少し遅いテンポは子供をリラックスさせ、逆に速いテンポは覚醒を促すと考えられるので、必要に応じてテンポを変えるようにしてもよい。
上述した各実施形態では乳幼児などの子供E2と母親E1を対象としたが、安眠させる対象(第2被験者)と生体リズムを取得する対象(第1被験者)は子供と母親でなくてもよい。例えば、親戚や家族であってもよいし、友人であってもよく、だれが第1被験者となり、だれが第2被験者になるかは任意である。
上述した各実施形態では、再生された音コンテンツのテンポが生体リズムと連動するように、生体リズム情報CTL1に基づいて、波形データの読み出し速度を可変したが、本発明は、これに限定されるものではなく、生体リズムに応じて音コンテンツを再生できるののであれば、どのような手法を用いてもよい。
例えば、第1の音源部410において、生体リズム情報CTL1の示す呼吸連動音テンポが示すタイミング毎に波形データBDを切り換えて再生してもよい。第2の音源部420も同様に、心拍連動音テンポが示すタイミング毎に波形データHDを切り換えて再生してもよい。この場合、制御部240は、制御情報CTL2を用いて、評価部235の評価結果に基づいて、選択候補の対象となる複数の波形データを指定する。音源40は、指定された候補の波形データを生体リズムのテンポに応じて、ランダムにまたは決められた順序で切り換えればよい。
また、様々なテンポの波形データBDまたはHDをあらかじめ用意しておき、呼吸または心拍のテンポに合った波形データを選択して再生するようにしてもよい。この場合にも、制御部240は、評価部235の評価結果に基づいて、選択候補の対象となる複数の波形データを指定し、音源40は、指定された候補の波形データを生体リズムのテンポに応じて、ランダムにまたは決められた順序で切り換えればよい。
また、呼吸または心拍に連動させる音コンテンツとしては、一般に流通している楽曲であってもよく、予め様々なテンポの楽曲を複数、記憶部250のコンテンツテーブルに記憶しておき、呼吸連動音テンポあるいは心拍連動音テンポに合ったテンポの楽曲を選択して再生するようにしてもよい。ここで、楽曲を切り替える際は前の楽曲の拍と後の楽曲の拍を合わせることが好ましい。また、音コンテンツは歌唱や朗読でもよく、その場合、音声合成によるものでもよい。
上述した各実施形態では、再生された音コンテンツのテンポが生体リズムと連動するように、波形データの読み出し速度を可変したが、本発明は、これに限定されるものではない。生体リズムを取得する対象(第1被験者)の生体情報が獲得できない場合には、成人の平均的な呼吸周期と同じか少し遅めに固定したテンポで音コンテンツを聞かせてもよい。
Claims (7)
- 第1被験者の生体の状態を示す第1生体情報を取得する第1取得部と、
前記第1生体情報から前記第1被験者の生体リズムを検出して得た生体リズム情報を出力する生体リズム生成部と、
第2被験者を安眠に誘導するために、前記生体リズム情報に応じてコンテンツを再生する再生部と、
を備える安眠装置。 - 前記第2被験者の生体の状態を示す第2生体情報を取得する第2取得部と、
前記第2生体情報に基づいて前記第2被験者の睡眠の深さを推定する推定部と、
前記睡眠の深さの推移を監視して、再生された前記コンテンツが前記第2被験者の睡眠に与える影響を評価する評価部と、
前記評価部の評価結果に基づいて、複数のコンテンツの中から前記音源が再生すべき音コンテンツを指定する制御部と、
を備える請求項1に記載の安眠装置。 - 前記生体リズム情報を記憶する記憶部を備え、
前記再生部は、前記記憶部に記憶されている前記生体リズム情報を読み出す、
請求項1又は2に記載の安眠装置。 - 前記コンテンツは音コンテンツであり、
前記再生部は、前記生体リズム情報に応じたテンポで前記音コンテンツを再生する音源である、
請求項1乃至請求項3いずれか1項に記載の安眠装置。 - 前記音コンテンツは、前記第1被験者の胎内の音を録音した音コンテンツである請求項4に記載の安眠装置。
- 前記コンテンツは視覚刺激を生じる光コンテンツまたは触覚刺激を生じる振動コンテンツを含み、
前記再生部は前記生体リズム情報に応じた光または振動を前記第2被験者に与えることを特徴とする請求項1乃至請求項3いずれか1項に記載の安眠装置。 - コンピュータを備えた安眠装置を制御する制御プログラムであって、
前記コンピュータを、
第1被験者の生体の状態を示す第1生体情報を取得する第1取得部と、
前記第1生体情報から前記第1被験者の生体リズムを検出して得た生体リズム情報を出力する生体リズム生成部と、
第2被験者を安眠に誘導するために、前記生体リズム情報に応じてコンテンツを再生する再生部として機能させる、
安眠装置の制御プログラム。
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