JP2020099375A - 睡眠覚醒度推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】睡眠覚醒度を正確に推定する睡眠覚醒度推定装置および空調装置を提供する。【解決手段】乗り物１は、環境調節装置３を備える。環境調節装置３は、睡眠覚醒度推定装置を含んでいる。環境調節装置３は、利用者２がおかれた環境を変化させる調節手段３０と、利用者２の反応を検出する検出手段２０と、制御手段１０とを有する。制御手段１０は、調節手段３０により利用者２に刺激を与える刺激手段と、刺激に対する利用者２の反応を検出手段２０から取得する取得手段と、反応を利用者２の睡眠覚醒度に換算する換算手段とを備える。制御手段１０は、換算手段により換算された睡眠覚醒度に応じて利用者２がおかれた環境を調節するフィードバック調節手段を備える。【選択図】図１

Description

この明細書における開示は、睡眠覚醒度を推定する睡眠覚醒度推定装置に関する。

特許文献１は、睡眠状態に関する制御装置、および制御方法を開示する。この技術では、利用者を覚醒状態から睡眠状態へ誘導する誘眠刺激、または、利用者を睡眠状態から覚醒状態へ誘導する覚醒刺激を与えている。

特開２０１５−１９８５７号公報

従来技術の構成では、睡眠状態の深さ、または、覚醒状態の高さといった睡眠覚醒度を正確に検出することが求められる。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、睡眠覚醒度推定装置にはさらなる改良が求められている。

開示されるひとつの目的は、睡眠覚醒度を正確に推定する睡眠覚醒度推定装置を提供することである。

開示される他のひとつの目的は、利用者の生体としての反応を検出することにより、睡眠覚醒度を正確に推定する睡眠覚醒度推定装置を提供することである。

ここに開示された睡眠覚醒度推定装置は、利用者がおかれた環境を変化させる調節手段（３０）と、利用者の反応を検出する検出手段（２０）と、調節手段により利用者に刺激を与える刺激手段（１６３ａ、１６６ａ、１７０ａ）と、刺激に対する利用者の反応を検出手段から取得する取得手段（１６３ｂ、１６６ｂ、１７０ｂ）と、反応を利用者の睡眠覚醒度に換算する換算手段（１６３ｃ、１６６ｃ、１７０ｃ）とを備える。

ここに開示された睡眠覚醒度推定装置によると、利用者の反応を得るために利用者を刺激する処理、および、その刺激に対する利用者の反応を検出する処理が制御手段によって制御される。このため、睡眠覚醒度を正確に推定する睡眠覚醒度推定装置が提供される。

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。

第１実施形態の環境調節装置を示すブロック図である。 制御システムを示すブロック図である。 制御処理を示すフローチャートである。 第２実施形態の制御処理を示すフローチャートである。

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。

第１実施形態
図１において、乗り物１は、利用者２を乗員として乗せることができる移動体である。この明細書において、乗り物の語は、広義に解されるべきであって、利用者２を乗せることができる機器を包含する。例えば、乗り物は、地上走行車両、船舶、航空機、アミューズメント機器、シミュレーション機器などを含む。利用者２は、運転者、または、同乗者である。乗り物１が車両である場合、利用者２は、例えば、後席に着座している乗員でもよい。

乗り物１は、環境調節装置３を有する。環境調節装置３は、利用者２が置かれた環境、すなわち乗り物１の室内環境を調節する。環境調節装置３は、利用者２を刺激し、利用者２から反応を引き出すことができる多様な環境を調節する装置によって提供することができる。環境調節装置３は、環境を、利用者２が快適に感じる環境から、利用者２が不快に感じる環境にわたって調節する。環境は、利用者２の感覚を刺激することにより、利用者２に快適、または不快を感じさせる。環境調節装置３が調節可能な環境は、利用者２が感じる五感のいずれかひとつ感覚、または複数の感覚を含む。

図２において、環境調節装置３は、制御手段１０と、検出手段２０と、調節手段３０とを備える。検出手段２０は、センサ（ＳＮ）２１、および入力装置（ＳＷ）２２を備える。検出手段２０は、利用者２の反応を検出する。検出手段２０は、例えば、利用者２を含む領域の熱画像を検出する赤外線センサを含んでいる。調節手段３０は、利用者２がおかれた環境を変化させる。調節手段３０は、例えば、利用者２がおかれた空調環境を調節する空調装置を含んでいる。空調装置は、主空調装置（Ａ／Ｃ）３１、およびシート空調装置（Ｓ−Ａ／Ｃ）３２を備える。制御手段１０は、制御装置（ＥＣＵ）１１を備える。制御装置１１は、プロセッサ（ＣＰＵ）１１ａと、メモリ（ＭＭＲ）１１ｂとを備える。検出手段２０は、調節手段３０によって刺激された利用者２の反応を検出する。利用者２は、環境調節装置３に含まれない。

図１に戻り、環境調節装置３は、調節手段３０としての空調装置を含む。空調装置は、主空調装置（Ａ／Ｃ）３１、およびシート空調装置（Ｓ−Ａ／Ｃ）３２を含む。環境調節装置３は、空調装置を活用して、利用者２に適切な刺激を与える。主空調装置３１、およびシート空調装置３２は、乗り物１の室内環境を調節する。主空調装置３１は、乗り物用空調装置、または車両用空調装置とも呼ばれる。シート空調装置３２は、乗員別空調装置とも呼ばれる。シート空調装置３２は、乗り物１における利用者２が着座するシート４を介して環境を調節する。

環境調節装置３が調節可能な環境は、室内空気温度を含む。室内空気温度は、利用者２の温度感覚を刺激する。環境調節装置３が調節可能な環境は、室内空気の風量、および／または風向を含む。風量、および／または風向は、利用者２の温度感覚を刺激する。環境調節装置３が調節可能な環境は、シート４からの吹出空気の有無、温度、風量、および／または吹出位置を含む。シート４からの吹出空気は、利用者２の温度感覚を刺激する。

主空調装置３１は、主として室内の空気温度を調節する。さらに、主空調装置３１は、吹出空気の有無、温度、風量、および／または吹出位置を調節する。主空調装置３１は、例えば、利用者２の頭部を指向する吹出空気４１の温度、風量、および、風向を調節可能である。主空調装置３１は、例えば、利用者２の足部を指向する吹出空気４２の温度、風量、および、風向を調節可能である。この結果、主空調装置３１は、利用者２の感覚を刺激する。主空調装置３１は、例えば、エアコン風の温度を変える。主空調装置３１は、例えば、吹出口のルーバーの向きを変え、利用者２に当たる風の位置を変える。

シート空調装置３２は、シート４からの吹出空気の有無、および／または吹出位置を調節する。シート空調装置３２は、例えば、シート４からの吹出位置を、吹出空気４３、吹出空気４４、吹出空気４５のいずれかひとつ、または複数から選択可能である。シート空調装置３２は、例えば、吹出空気４３、吹出空気４４、吹出空気４５の温度、および／または風量を調節可能である。シート空調装置３２は、例えば、吹出空気の部位を変える。具体的には、利用者２の太腿に向かう吹出空気４３と、利用者２の首元に向かう吹出空気４４とを切り換える。

環境調節装置３は、環境を変調することにより、利用者２の感覚に変化を与え、利用者２の反応を引出す。環境調節装置３は、例えば、室内の空気温度を一次的に上昇させることにより、利用者２の反応を引き出す。利用者２の反応は、利用者２の特定部位の皮膚温度の変化、利用者２の皮膚温度分布の変化、利用者２の体動などから検出される。利用者２の反応は、例えば、着座位置の移動、乗り物１内の操作機器を操作するまでの時間、利用者２の呼吸、利用者２のまばたきなどを検出することができる。

環境調節装置３は、利用者２の視覚を刺激する環境を調節することができる。この場合、環境調節装置３は、ルーフ、および／または、サイドウィンドウの日よけ膜（シェード）を開閉する装置によって提供できる。装置による日光の取り入れ、日光の遮断といった環境変調は、利用者２の反応を引き出す。環境調節装置３は、フロントガラスへの映像投影、利用者２への照明照射、乗り物の室内の照明の強調などによって提供することができる。

環境調節装置３は、利用者２の聴覚を刺激する環境を調節することができる。この場合、環境調節装置３は、乗り物１の室内のオーディオボリュームを上げ下げする装置によって提供できる。

環境調節装置３は、利用者２の触覚を刺激する環境を調節することができる。この場合、環境調節装置３は、利用者２に接触しているシートベルトの締め付け強度を変化させる装置によって提供できる。環境調節装置３は、利用者２に接触しているシート４に内蔵されたマッサージ装置によって提供できる。装置によるマッサージ強度の強弱変調、周波数変調は、利用者２の反応を引き出す。

環境調節装置３は、利用者２の皮膚温度感覚を刺激する環境を調節することができる。この場合、環境調節装置３は、シート４から吹き出される冷風、または温風の強弱を変調する装置によって提供できる。環境調節装置３は、シート４のヒータ温度の強弱を変調する装置によって提供できる。

環境調節装置３は、利用者２の嗅覚を刺激する環境を調節することができる。この場合、環境調節装置３は、強制的な外気の導入による匂いの変調、および／または、積極的に匂い成分（フレグランス）を発生させて匂い環境を変調する装置によって提供できる。

検出手段２０は、センサ（ＳＮ）２１と、入力装置（ＳＷ）２２とを備える。センサ２１は、利用者２の反応を検出する。センサ２１は、利用者２の体動、および、体表面の温度分布を検出する。センサ２１は、例えば、二次元の赤外線センサである。センサ２１は、例えば、利用者２の顔面の体動、利用者２の顔面の特定部分の温度、および／または、利用者２の顔面の温度分布を検出する。入力装置２２は、利用者２による意識的に操作を入力する。

センサ２１は、利用者２の反応として、利用者２の意識的な挙動、および／または、無意識的な挙動を検出する。ここにいう挙動は、利用者２の反応である。反応、および挙動は、利用者２の体動、利用者２の皮膚表面温度、利用者２が発する音、利用者２が発する匂い、および／または、利用者２が発するガス成分を含む。この実施形態では、主として、利用者２の体動、および、利用者２の皮膚表面温度が検出され、利用される。

センサ２１は、多様な挙動を検出するように構成可能である。センサ２１は、例えば、利用者２に刺激を与えた後の、利用者２が着座している座面の圧力変動までの時間を検出する圧力センサを主体的に、または、追加的に備えることができる。センサ２１は、例えば、利用者２に刺激を与えた後の、利用者２が何らかの操作をするまでの時間を検出するタイマを主体的に、または、追加的に備えることができる。この場合、例えば、入力装置２２における操作を利用することができる。センサ２１は、例えば、利用者２に刺激を与えた後の、利用者２の呼吸の乱れを検出する呼吸センサによって提供することができる。この場合、呼吸のインターバル時間の変化を利用することができる。センサ２１は、例えば、利用者２に刺激を与えた後の、利用者２のまばたきの乱れを検出する画像センサによって提供することができる。この場合、まばたきのインターバル時間の変化を利用することができる。

入力装置２２は、例えば、スイッチによって提供される。入力装置２２は、少なくとも利用者２による選択操作を入力するスイッチを含む。入力装置２２は、睡眠モード、または、覚醒モードの選択を可能とする。睡眠モードは、利用者２が乗り物１の中で、仮眠、または睡眠をとりたい場合に選択するモードである。覚醒モードは、利用者２が乗り物１の中で、はっきりと目覚めた状態でありたいときに選択するモードである。睡眠モードは、例えば、利用者２が乗り物１の中で仮眠を取る場合に選択される。覚醒モードは、例えば、利用者が乗り物１の操作をする場合に選択される。

環境調節装置３は、制御装置（ＥＣＵ）１１を備える。この明細書における制御装置は、電子制御装置（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）とも呼ばれる場合がある。制御装置、または制御システムは、（ａ）ｉｆ−ｔｈｅｎ−ｅｌｓｅ形式と呼ばれる複数の論理としてのアルゴリズム、または（ｂ）機械学習によってチューニングされた学習済みモデル、例えばニューラルネットワークとしてのアルゴリズムによって提供される。

制御装置は、少なくともひとつのコンピュータを含む制御システムによって提供される。制御システムは、データ通信装置によってリンクされた複数のコンピュータを含む場合がある。コンピュータは、ハードウェアである少なくともひとつのプロセッサ（ハードウェアプロセッサ）を含む。ハードウェアプロセッサは、下記（ｉ）、（ｉｉ）、または（ｉｉｉ）により提供することができる。

（ｉ）ハードウェアプロセッサは、少なくともひとつのメモリに格納されたプログラムを実行する少なくともひとつのプロセッサコアである場合がある。この場合、コンピュータは、少なくともひとつのメモリと、少なくともひとつのプロセッサコアとによって提供される。プロセッサコアは、ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、ＧＰＵ：Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、ＲＩＳＣ−ＣＰＵなどと呼ばれる。メモリは、記憶媒体とも呼ばれる。メモリは、プロセッサによって読み取り可能な「プログラムおよび／またはデータ」を非一時的に格納する非遷移的かつ実体的な記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリ、磁気ディスク、または光学ディスクなどによって提供される。プログラムは、それ単体で、またはプログラムが格納された記憶媒体として流通する場合がある。

（ｉｉ）ハードウェアプロセッサは、ハードウェア論理回路である場合がある。この場合、コンピュータは、プログラムされた多数の論理ユニット（ゲート回路）を含むデジタル回路によって提供される。デジタル回路は、ロジック回路アレイ、例えば、ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ、ＰＧＡ：Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ、ＣＰＬＤ：Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅなどとも呼ばれる。デジタル回路は、プログラムおよび／またはデータを格納したメモリを備える場合がある。コンピュータは、アナログ回路によって提供される場合がある。コンピュータは、デジタル回路とアナログ回路との組み合わせによって提供される場合がある。

（ｉｉｉ）ハードウェアプロセッサは、上記（ｉ）と上記（ｉｉ）との組み合わせである場合がある。（ｉ）と（ｉｉ）とは、異なるチップの上、または共通のチップの上に配置される。これらの場合、（ｉｉ）の部分は、アクセラレータとも呼ばれる。

制御装置１１は、センサ２１および入力装置２２から入力される信号に基づいて、主空調装置３１、およびシート空調装置３２を制御する。制御装置１１は、主空調装置３１、およびシート空調装置３２によって環境を変調する。制御装置１１は、環境が変調された結果、利用者２にあらわれる挙動をセンサ２１によって取得する。制御装置１１は、刺激に起因して期待される挙動を特定するために、期待される挙動を抽出する時間帯（ウインド）と、期待される挙動の大きさ範囲（振幅帯）および速さ範囲（周波数帯）を設定することができる。これら時間帯、振幅帯、および周波数帯は、条件とも呼ばれる。条件は、可変とすることができる。条件は、期待される挙動ごとに設定される。例えば、睡眠モードにおいては、比較的広い時間帯、大きい振幅帯、および、ゆっくりとした周波数帯の挙動が期待される。また、覚醒モードにおいて、比較的刺激直後の短い時間帯、小さい振幅帯、および、速い周波数帯の挙動が期待される。制御装置１１は、利用者２の挙動に基づいて、利用者２の睡眠覚醒度を推定する。制御装置１１は、推定された睡眠覚醒度に応じて、さらに利用者２に適した環境を提供するように、主空調装置３１およびシート空調装置３２を制御する。よって、制御装置１１を備える環境調節装置３は、睡眠覚醒度推定装置を提供する。

睡眠覚醒度は、睡眠の深さ、および、覚醒の高さを示す指標である。睡眠覚醒度は、（１）睡眠中、（２）覚醒から睡眠、または睡眠から覚醒への移行中、（３）覚醒中といった３段階に評価される指標である。睡眠覚醒度は、３段階を超える多数の段階に評価されてもよい。

図３は、制御装置１１によって実行される制御処理１６０を示す。制御処理１６０は、入力装置２２から、利用者２によって選択されたモード信号を入力する。モード信号は、覚醒モードと、睡眠モードとを示す。覚醒モードは、例えば、利用者２が乗り物１の運転操作を求められるときに選択される。睡眠モードは、例えば、利用者２が乗り物１の停止中、または駐機中に、仮眠を取るときに選択される。ステップ１６１において、制御装置１１は、利用者２に選択させたモードが、覚醒モードであるか、睡眠モードであるかが選択される。制御処理１６０は、覚醒モードではＹＥＳに進み、睡眠モードではＮＯに進む。

覚醒モード（ステップ１６２−１６４）においては、制御装置１１は、制御処理１６０によって、利用者２の覚醒度を高く維持するように環境を制御する。覚醒モードでは、多くの利用者２の覚醒度を高く維持することができる覚醒デフォルトモードによって環境を制御する。ステップ１６２では、制御装置１１は、覚醒デフォルトモードに設定され、主空調装置３１およびシート空調装置３２は、覚醒デフォルトモードで機能する。覚醒デフォルトモードは、予め設定されている。覚醒デフォルトモードでは、例えば、利用者２の首元に冷風を当てるように主空調装置３１が制御される。ステップ１６２は、覚醒モード、または、睡眠モードにおいて、予め設定されたデフォルトモードを提供するデフォルト実行手段を提供する。

覚醒モードにおいて、制御装置１１は、利用者２の覚醒度を取得する。ステップ１６３では、睡眠覚醒度が検出される。制御装置１１は、利用者２に敢えて刺激を与え、その刺激に対する利用者２の反応を検出し、反応を覚醒度に換算する。

ステップ１６３ａでは、制御装置１１は、利用者２に対して覚醒域での外部刺激を変調する。外部刺激の変調は、例えば、室内空気温度を所定幅で変調させることで与えられる。このとき、利用者２を高い覚醒状態に維持するために、覚醒域での外部刺激が与えられる。覚醒域での外部刺激は、予め設定されている。覚醒域での外部刺激は、例えば、室内空気温度を所定幅で低下させることで与えられる。一時的な低温の空気は、利用者２の覚醒度を上げる方向へ作用する場合が多いと考えられるからである。ステップ１６３ａは、刺激手段を提供する。

ステップ１６３ａで与えられる刺激は、例えば、ステップ１６３ａの実行回数に応じて変更される。すなわち、刺激手段は、複数の異なる刺激を提供するように構成されている。この場合、後述のステップ１６３ｃが提供する換算手段は、刺激ごとに異なる換算特性によって反応を睡眠覚醒度に換算するように構成されている。例えば、刺激手段は、空気温度の変化による刺激と、利用者２の素肌に直接的に当たる風量の変化による刺激とを提供するように構成されている。空気温度の変化は、皮膚温度分布の変化をもたらすから、その変化速度を、実験的に求められた所定の第１の換算特性によって睡眠覚醒度に換算することができる。直接的に当たる風量の変化は、皮膚温度分布の変化をもたらすから、その変化速度を、実験的に求められた所定の第２の換算特性によって睡眠覚醒度に換算することができる。第１の換算特性と、第２の換算特性とは異なる。換算特性は、利用者２の体表面温度分布の変化や、その反応時間に対する閾値として考えることができ、それら閾値は可変である。ステップ１６３ａにおいて刺激を与えるタイミングは、可変である。また、刺激のタイミングごとに、異なる換算特性、または、閾値を設定してもよい。ステップ１６３ａにおいて与えられる刺激量を変化させてもよい。例えば、利用者２の体表面温度分布の変化や、その反応時間に応じて、刺激のタイミング、または刺激の量を変化させることができる。

ステップ１６３ｂでは、制御装置１１は、センサ２１から利用者２の反応を入力する。センサ２１が赤外線センサである場合、利用者２の体動、および、利用者２の皮膚温度分布が取得される。センサ２１によって、利用者２の挙動を示す信号が取得される。

ステップ１６３ｃでは、制御装置１１は、利用者２の反応を、睡眠覚醒度に換算する。具体的には、ステップ１６３ｃでは、利用者２の挙動を示す信号が、睡眠覚醒度に換算される。この換算処理は、実験的に求められた関数、学習済みモデルなどによって換算される。

ステップ１６４では、求められた睡眠覚醒度に基づいて、利用者２の覚醒度を高く維持するように、環境が試行的に調節され、覚醒快適モードが探索される。具体的には、主空調装置３１およびシート空調装置３２によって空調状態が調節される。例えば、求められた睡眠覚醒度が、低い覚醒度を示す場合、制御装置１１は、利用者２の覚醒度を上げるために、やや不快な空調制御を実行する。例えば、求められた睡眠覚醒度が、高い覚醒度を示す場合、制御装置１１は、現状の空調制御を継続する。ステップ１６４は、換算手段により換算された睡眠覚醒度に応じて利用者２がおかれた環境を調節するフィードバック調節手段を提供する。ステップ１６４は、換算手段によって換算された覚醒睡眠度に応じて利用者２に適した覚醒最適モード、または、睡眠快適モードを探索する探索手段を提供する。

この結果、制御装置１１は、利用者２の個人に応じて、その覚醒度を高く維持する快適な環境を提供する。この環境は、覚醒快適モードと呼ばれる。利用者２の反応が検出され、環境の調節に反映されているから、利用者２の性別、年齢、好み、体調、着衣といった個人に依存する要素に応じた覚醒快適モードが提供される。この結果、覚醒デフォルトモードよりも、利用者２個人に適した覚醒快適モードが提供される。

睡眠モード（ステップ１６５−ステップ１６７）においては、制御装置１１は、制御処理１６０によって、利用者２の睡眠度を深く維持するように環境を制御する。睡眠モードは、仮眠モードと呼ばれてもよい。睡眠モードでは、多くの利用者２の睡眠度を深く維持することができる睡眠デフォルトモードによって環境を制御する。ステップ１６５では、制御装置１１は、睡眠デフォルトモードに設定され、主空調装置３１およびシート空調装置３２は、睡眠デフォルトモードで機能する。睡眠デフォルトモードは、予め設定されている。睡眠デフォルトモードでは、例えば、利用者２の全身に弱い温風を当てるように主空調装置３１が制御される。ステップ１６５は、覚醒モード、または、睡眠モードにおいて、予め設定されたデフォルトモードを提供するデフォルト実行手段を提供する。

睡眠モードにおいて、制御装置１１は、利用者２の睡眠覚醒度を取得する。ステップ１６６では、睡眠覚醒度が検出される。制御装置１１は、利用者２に敢えて刺激を与え、その刺激に対する利用者２の反応を検出し、反応を睡眠覚醒度に換算する。

ステップ１６６ａでは、制御装置１１は、利用者２に対して睡眠域での外部刺激を変調する。外部刺激の変調は、例えば、室内空気温度を所定幅で変調させることで与えられる。このとき、利用者２を深い睡眠状態に維持するために、睡眠域での外部刺激が与えられる。睡眠域での外部刺激は、予め設定されている。睡眠域での外部刺激は、例えば、室内空気温度を所定幅で上昇させることで与えられる。一時的な高温の空気は、利用者２の睡眠度を上げる方向へ作用する場合が多いと考えられるからである。

ステップ１６６ｂは、ステップ１６３ｂと同じである。ステップ１６６ｃは、ステップ１６３ｃと同じである。ステップ１６６ｂ、ステップ１６６ｃにより、睡眠覚醒度が検出される。

ステップ１６７では、求められた睡眠覚醒度に基づいて、利用者２の睡眠度を深く維持するように、環境が試行的に調節され、睡眠快適モードが探索される。具体的には、主空調装置３１およびシート空調装置３２によって空調状態が調節される。例えば、求められた睡眠覚醒度が、浅い睡眠度を示す場合、制御装置１１は、利用者２の睡眠度を深くするために、温かく静かな空調制御を実行する。温かく静かな空調制御が試行的に調節された場合、その温かく静かな空調での睡眠覚醒度が求められる。求められた睡眠覚醒度が深くなった場合、その温かく静かな空調が継続される。求められた睡眠覚醒度が浅くなった場合、その温かく静かな空調と逆の、涼しく激しい空調が提供される。このような双方向への試行によって、睡眠快適モードが探索される。例えば、求められた睡眠覚醒度が、深い睡眠度を示す場合、制御装置１１は、現状の空調制御を継続する。ステップ１６７は、換算手段により換算された睡眠覚醒度に応じて利用者２がおかれた環境を調節するフィードバック調節手段を提供する。ステップ１６７は、換算手段によって換算された覚醒睡眠度に応じて利用者２に適した覚醒最適モード、または、睡眠快適モードを探索する探索手段を提供する。

この結果、制御装置１１は、利用者２の個人に応じて、その睡眠度を深く維持する快適な環境を提供する。この環境は、睡眠快適モードと呼ばれる。利用者２の反応が検出され、環境の調節に反映されているから、利用者２の性別、年齢、好み、体調、着衣といった個人に依存する要素に応じた睡眠快適モードが提供される。この結果、睡眠デフォルトモードよりも、利用者２個人に適した睡眠快適モードが提供される。

覚醒快適モードを探索するためのステップ１６４、または、睡眠快適モードを探索するためのステップ１６７において、探索は、環境を微小に変化させる試行処理と、睡眠覚醒度検出処理による確認処理との繰り返しによって実行することができる。試行処理は、環境を双方向へ微小に変化させる。探索は、試行処理の結果として求められた睡眠覚醒度を空調制御へフィードバックするフィードバック処理を含む。フィードバック処理は、望ましい睡眠覚醒度の変化が得られた環境、または環境の変化を維持し、望ましい睡眠覚醒度の変化が得られた環境、または環境の変化を逆方向へ制御する。ステップ１６３ａまたはステップ１６６ａにおける空調での刺激は、睡眠させたい場合は弱めに、覚醒させたい場合は強めに調整される。この強弱変調の幅、振幅は、前回の試行結果により得られた睡眠覚醒度に基づき、今回の試行内容を修正するように設定される。例えば、温度変調による刺激が与えられる場合、今回は前回より大きい振幅、または小さい振幅が設定される。また、前回の試行結果に基づき、刺激手段の内容を切り替えてもよい。例えば、空気温度の変調から、シート４の温度の変調への切り替えである。また、前回の試行結果に基づき、刺激部位を変えてもよい。例えば、シート空調装置３２による吹出空気４４から吹出空気４５への切り替えである。

睡眠モードにおいて、利用者２が入力装置２２によって予め設定した設定時刻が到来すると、制御装置１１は、覚醒移行モードを実行する。ステップ１６８では、制御装置１１は、設定時刻が到来したか否かを判定する。制御処理１６０は、設定時刻が到来した場合はＹＥＳに進み、設定時刻が到来していない場合はＮＯに進む。

覚醒移行モードは、目覚ましモードとも呼ばれる。ステップ１６９では、制御装置１１は、覚醒移行モードに設定され、主空調装置３１およびシート空調装置３２は、覚醒移行モードで機能する。覚醒移行モードは、予め設定されている。覚醒移行モードでは、例えば、利用者２の首元に当てる風の温度を低下させたり、または、利用者２の首元に当てる風の量を増加させたりするように主空調装置３１が制御される。覚醒移行モードでは、例えば、主空調装置３１による空気温度の制御から、シート空調装置３２によるシート吹出温度の制御へ切り換えることにより、利用者２に与える刺激を直接的なものにするようにそれら空調装置が制御される。ステップ１６９は、睡眠モードからの利用者２の覚醒を促進する移行モードを提供する覚醒移行手段を提供する。

覚醒移行モードにおいて、制御装置１１は、利用者２の睡眠覚醒度を取得する。ステップ１７０では、睡眠覚醒度が検出される。制御装置１１は、利用者２に敢えて刺激を与え、その刺激に対する利用者２の反応を検出し、反応を睡眠覚醒度に換算する。

ステップ１７０ａは、ステップ１６３ａと同じである。ステップ１７０ａでは、利用者２の目覚めを促進するために、覚醒域での外部刺激が利用される。ステップ１７０ｂは、ステップ１６３ｂと同じである。ステップ１７０ｃは、ステップ１６３ｃと同じである。ステップ１７０ａ、ステップ１７０ｂ、ステップ１７０ｃにより、睡眠覚醒度が検出される。

ステップ１７１では、制御装置１１は、利用者２が覚醒したか否かを判定する。言い換えると、ステップ１７１では、制御装置１１は、ステップ１７０で推定された睡眠覚醒度に基づいて、利用者２が目覚めたか否かを判定する。制御処理１６０は、利用者２の覚醒度が十分に高い場合はＹＥＳに進み、利用者２の覚醒度が不足である場合はＮＯに進む。こうして、利用者２を睡眠から覚醒へ確実に導くことができる。利用者２の目覚めという、乗り物１において重要な変化を正確に判定することができる。ステップ１７１は、換算手段によって換算された睡眠覚醒度に基づいて、移行モードの終了を判定する判定手段を提供する。

検出手段２０は、利用者２に覚醒モードと睡眠モードとを選択させる入力手段（入力装置２２）を備える。ステップ１６３ａ、１６６ａ、１７０ａは、調節手段３０により利用者２に刺激を与える刺激手段を提供する。ステップ１６３ａおよびステップ１６６ａが提供する刺激手段により利用者２に与えられる刺激は、睡眠モードにおける刺激よりも、覚醒モードにおける刺激のほうが強く調節されている。ステップ１６３ｂ、１６６ｂ、１７０ｂは、刺激に対する利用者２の反応を検出手段２０から取得する取得手段を提供する。ステップ１６３ｃ、１６６ｃ、１７０ｃは、反応を利用者２の睡眠覚醒度に換算する換算手段を提供する。

以上に述べた実施形態では、空調装置等を活用して刺激を与え、その際の体表面温度分布の変化や、その反応時間から利用者２の反応が検出される。利用者２の体表面温度分布の変化や、その反応時間に対する閾値を設けて、可変させてもよい。刺激タイミングを可変とし、閾値を変化させてもよい。利用者２の体表面温度分布の変化や、その反応時間に応じて、刺激タイミング、または、刺激量を変化させてもよい。この実施形態では、空調装置を活用して、風向、風量、あるいは温度を変化させることによって利用者２に刺激を与える。刺激を与える手段は空調装置に限らず、光量による刺激、音量による刺激、あるいは匂いによる刺激でもよい。 駐車中の仮眠中の場合は、利用者２に刺激を与えないこととしてもよい。 体表面温度分布（熱画像など）に基づいて、利用者２の前面、あるいは背面から有効に刺激を加えられるように切り替えてもよい。駐車中の仮眠終了時は強い刺激を与え、仮眠中は刺激を与えず、それ以外の場合に限り最適な刺激を与えるように切り替えてもよい。

以上に述べた実施形態によると、刺激に対する利用者２の反応を検出し、睡眠覚醒度に換算されるから、睡眠覚醒度を正確に推定する睡眠覚醒度推定装置および環境調節装置が提供される。この実施形態によると、利用者２の生体としての反応を検出することにより、利用者２の睡眠覚醒度を正確に推定する睡眠覚醒度推定装置および環境調節装置が提供される。さらに、利用者２の反応を得るための外部刺激のタイミングを任意に調節することができる。さらに、利用者２の反応は、外部刺激の直後にあらわれるから、睡眠覚醒度を迅速に推定することができる。睡眠覚醒度は、例えば、外部刺激から数秒で判定することができる。

この実施形態によると、覚醒モードでは利用者２の覚醒度を高く維持し、睡眠モードでは利用者２の睡眠度を深く維持するように環境が制御される。このため、睡眠モードにおいても、覚醒モードにおいても、快適な環境が提供される。さらに、睡眠状態から覚醒状態への移行が求められるときには、利用者２の反応から得られた睡眠覚醒度に基づいて、利用者２が目覚めたか否かが判定される。このため、利用者２の目覚めという、乗り物１において重要な変化を正確に判定することができる。

第２実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、睡眠モードにおいても、利用者２に対して睡眠域で許容された弱い刺激が与えられる。言い換えると、睡眠モードにおける刺激は、覚醒モードにおける刺激よりも、弱く調節されている。これに代えて、この実施形態では、睡眠モードでは、利用者２に対して睡眠覚醒度を計測するための刺激は与えられない。

図４に図示されるように、制御処理２６０は、ステップ１６５の後、ステップ１６８に進む。制御処理２６０は、ステップ１６６およびステップ１６７を備えない。言い換えると、ステップ１６６ａがないことによって、睡眠モードにおける刺激は、利用者に刺激を与えないように無効化されている。この実施形態によると、覚醒モード、および、覚醒推移モードにおいて、上記実施形態と同様の作用効果が得られる。

他の実施形態
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

上記実施形態では、睡眠状態から覚醒状態への目覚めにおいて、ステップ１６９−１７１の覚醒移行モードが提供される。これに代えて、または、加えて、覚醒状態から睡眠状態への入眠において、睡眠移行モードが提供されてもよい。睡眠移行モードでは、例えば、利用者２の安静を図るように環境が制御される。睡眠移行モードでは、利用者２の安静を図るように、睡眠域での外部刺激が与えられる。覚醒移行モードでは、環境調節装置３は、利用者２に対してやや不快な刺激を与える。これに対して、睡眠移行モードでは、覚醒移行モードよりも、利用者２が快適と感じる刺激が与えられる。

１ 乗り物、 ２ 利用者、 ３ 環境調節装置、 ４ シート、
１１ 制御手段、
１１ 制御装置、 １１ａ プロセッサ、 １１ｂ メモリ、
２０ 検出手段、
２１ センサ、 ２２ 入力装置、
３０ 刺激手段、
３１ 主空調装置、 ３２ シート空調装置、
４１、４２、４３、４４、４５ 吹出空気。

Claims (10)

1. 利用者がおかれた環境を変化させる調節手段（３０）と、
   前記利用者の反応を検出する検出手段（２０）と、
   前記調節手段により前記利用者に刺激を与える刺激手段（１６３ａ、１６６ａ、１７０ａ）と、
   前記刺激に対する前記利用者の反応を前記検出手段から取得する取得手段（１６３ｂ、１６６ｂ、１７０ｂ）と、
   前記反応を前記利用者の睡眠覚醒度に換算する換算手段（１６３ｃ、１６６ｃ、１７０ｃ）とを備える睡眠覚醒度推定装置。
2. 前記検出手段は、前記利用者を含む領域の熱画像を検出する赤外線センサ（２１）を含んでいる請求項１に記載の睡眠覚醒度推定装置。
3. 前記調節手段は、前記利用者がおかれた空調環境を調節する空調装置を含んでいる請求項１または請求項２に記載の睡眠覚醒度推定装置。
4. さらに、前記換算手段により換算された前記睡眠覚醒度に応じて前記利用者がおかれた環境を調節するフィードバック調節手段（１６４、１６７）を備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の睡眠覚醒度推定装置。
5. 前記検出手段は、前記利用者に覚醒モードと睡眠モードとを選択させる入力手段（２２）を備え、
   前記刺激手段により前記利用者に与えられる前記刺激は、前記睡眠モードにおける前記刺激よりも、前記覚醒モードにおける前記刺激のほうが強く調節されている請求項１から請求項４のいずれかに記載の睡眠覚醒度推定装置。
6. 前記睡眠モードにおける前記刺激は、前記覚醒モードにおける前記刺激よりも、弱く調節されているか、または、前記刺激を与えないように無効化されている請求項５に記載の睡眠覚醒度推定装置。
7. 前記覚醒モード、または、前記睡眠モードにおいて、予め設定されたデフォルトモードを提供するデフォルト実行手段（１６２、１６５）と、
   前記換算手段によって換算された前記睡眠覚醒度に応じて前記利用者に適した覚醒最適モード、または、睡眠快適モードを探索する探索手段（１６４、１６７）とを備える請求項５または請求項６に記載の睡眠覚醒度推定装置。
8. さらに、前記睡眠モードからの前記利用者の覚醒を促進する移行モードを提供する覚醒移行手段（１６９）を備える請求項５から請求項７のいずれかに記載の睡眠覚醒度推定装置。
9. さらに、前記換算手段によって換算された前記睡眠覚醒度に基づいて、前記移行モードの終了を判定する判定手段（１７１）を備える請求項８に記載の睡眠覚醒度推定装置。
10. 前記刺激手段は、複数の異なる刺激を提供するように構成されており、
    前記換算手段は、前記刺激ごとに異なる換算特性によって前記反応を前記睡眠覚醒度に換算するように構成されている請求項１から請求項９のいずれかに記載の睡眠覚醒度推定装置。

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