JP5811880B2 - 睡眠制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、睡眠制御装置に関する。

従来、睡眠を制御する睡眠制御装置に関する技術として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。このような睡眠制御装置では、対象者の睡眠深度が浅い眠りである所定レベルよりも深くなった場合、睡眠深度を所定レベルで維持させる刺激が運転者に対して付与される。これにより、対象者が深い眠りに陥らないようにし、対象者の眠りを浅い眠りに留めることが図られている。

特開２００９−２１３７０７号公報

ここで、上述したような従来技術においては、例えば対象者の疲労度が高い場合、睡眠制御装置の使用によって当該対象者に負担をかけてしまうおそれがある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、対象者の体調に応じた睡眠の制御が可能な睡眠制御装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る睡眠制御装置は、対象者の睡眠を制御する睡眠制御装置であって、対象者の睡眠深度を判定する睡眠深度判定手段と、対象者に刺激を付与する刺激付与手段と、睡眠深度判定手段で判定した睡眠深度に基づいて、刺激付与手段を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、所定レベルの睡眠深度に達するまでの睡眠経過時間が所定時間よりも大きい場合、睡眠深度を所定レベルよりも浅いレベルで維持させる第１の刺激が対象者に付与されるように刺激付与手段を制御すると共に、所定レベルの睡眠深度に達するまでの睡眠経過時間が所定時間以下の場合、第１の刺激よりも弱い第２の刺激が対象者に付与されるように刺激付与手段を制御すること、を特徴とする。

本発明に係る睡眠制御装置では、所定レベルの睡眠深度に達するまでの睡眠時間が所定時間以下の場合、対象者は本睡眠が足らず体調不良のおそれがあると判断し、第１の刺激よりも弱い第２の刺激を対象者に付与できる。よって、体調不良のおそれがある対象者に対して刺激によって与えてしまう負担を軽減でき、対象者の体調に応じた睡眠の制御が可能となる。

また、上記作用効果を効果的に奏する構成として、具体的には、制御手段は、所定レベルの睡眠深度に達するまでの睡眠経過時間が所定時間以下の場合、刺激付与手段による刺激の付与を禁止する構成が挙げられる。

また、制御手段は、睡眠経過時間が予め設定された設定時間に達したとき、第３の刺激が対象者に付与されるように刺激付与手段を制御することが好ましい。このように第３の刺激を対象者に付与することにより、例えば対象者を好適に覚醒させることができる。

また、第３の刺激は、第１の刺激よりも強いことが好ましい。また、制御手段は、睡眠経過時間が設定時間に達したとき、第１の刺激から第３の刺激に徐々に高められる刺激が対象者に付与されるように刺激付与手段を制御することが好ましい。これらの場合、例えば対象者を一層好適に覚醒させることができる。

本発明によれば、対象者の体調に応じた睡眠の制御が可能となる。

本発明の一実施形態に係る睡眠制御装置を示すブロック図である。 図１の睡眠制御装置の動作を示すフローチャートである。 図１の睡眠制御装置を説明するための対象者の睡眠深度を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る睡眠制御装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の睡眠制御装置１は、自動車等の車両１０の搭乗者（対象者）の仮眠をサポートするための仮眠睡眠装置であって、搭乗者の睡眠を当該搭乗者の体調に応じて適切に制御する。睡眠制御装置１は、生体情報検出部２、刺激付与装置（刺激付与手段）３及びＥＣＵ（Electronic Control Unit）４を備えている。

生体情報検出部２は、睡眠深度の推定に必要な搭乗者の生体情報を検出して取得し、検出した生体情報をＥＣＵ４へ出力する。生体情報としては、例えば、まばたきの回数、脳波、心拍数、血圧、呼吸、皮膚電位、筋電位、体温及び眼球運動等の生理指標等が挙げられる。生体情報検出部２は、生体情報を接触又は非接触の方法で取得することができる。

例えば、生体情報検出部２は、ステアリングや車両シート等に埋め込まれた生理計測装置や圧電素子等から、生体情報を取得することができる。また、生体情報検出部２は、搭乗者が着用した脳波測定用のヘッドバンドから、脳波に関する情報を取得することができる。また、生体情報検出部２は、車両１０のフロントパネルに取り付けられた画像センサにより搭乗者の顔を撮像し、その顔データを画像処理して一定時間のまばたき回数を計測することができる。このような生体情報検出部２は、車両１０のエンジンの始動とともに各種の生体情報の検出を開始する。

刺激付与装置３は、搭乗者に対して刺激を付与するための装置である。刺激付与装置５としては、例えば音による聴覚刺激を付与するスピーカを用いることができる。スピーカは、例えば座席のヘッドレスト部などに内蔵されている。また、刺激付与装置５として、例えば光による視覚刺激を付与する発光部を用いることができる。発光部は、例えばフロントパネルなどに取り付けられている。

なお、刺激付与装置３は、搭乗者に刺激を与えることができれば、例えば電流、熱、風（冷風，熱風）、匂い、マッサージ、ツボヘの刺激及び振動等の如何なる刺激を付与してもよい。この刺激付与装置３による刺激は、知覚可能な物理的刺激とすることができ、少なくとも１種類以上の刺激を搭乗者に提示する。

ＥＣＵ４は、生体情報検出部２から入力された生体情報に基づき刺激付与装置３を制御するものであり、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含むコンピュータにより構成されている。このＥＣＵ４は、機能的構成要素として、睡眠深度判定部（睡眠深度判定手段）４ａ、睡眠経過時間測定部４ｂ、及び付与刺激制御部（制御手段）４ｃを有している。

睡眠深度判定部４ａは、生体情報検出部２で検出した生体情報に基づいて、搭乗者の現睡眠深度を判定する。ここでの睡眠深度は、国際基準で定められた睡眠深度を示しており、レベル１，２は浅い眠りの状態を示しており、レベル３以上は深い眠りの状態を示している。なお、以下においては、レベル１，２の睡眠深度を単に「浅い眠り」とも称し、レベル３以上の睡眠深度を単に「深い眠り」とも称する。

睡眠経過時間測定部４ｂは、生体情報検出部２で検出した生体情報に基づいて、搭乗者の睡眠開始からの経過時間である睡眠経過時間を測定する。付与刺激制御部４ｃは、睡眠深度判定部４ａで判定した睡眠深度と睡眠経過時間測定部４ｂで測定した睡眠経過時間とに基づいて刺激付与装置３を制御し、搭乗者に付与する刺激を制御する。

ここでの付与刺激制御部４ｃは、深い眠りに達するまでの睡眠経過時間ｔｘが所定時間ｔ０以下であるか否かに基づいて、浅い眠りを維持させる身体への刺激として第１又は第２の刺激が搭乗者に付与されるよう刺激付与装置３を制御する。また、付与刺激制御部４ｃは、睡眠経過時間が予め設定された設定時間ｔ１に達したとき、搭乗者を目覚めさせる身体への刺激として第３の刺激が搭乗者に付与されるよう刺激付与装置３を制御する。

なお、所定時間ｔ０は搭乗者の疲労度等の体調に係る所定値であり、設定時間ｔ１は搭乗者等により予め設定された所定値である。これら所定時間ｔ０及び設定時間ｔ１は、搭乗者の年齢や性別等によって設定され、例えばＥＣＵ４に記憶されている。

以上のように構成された睡眠制御装置１では、まず、生体情報検出部２により搭乗者の生体情報が検出され、この生体情報に基づいて睡眠深度判定部４ａにより搭乗者の睡眠深度が判定されると共に、睡眠経過時間測定部４ｂにより搭乗者の睡眠経過時間が測定される。

続いて、図２のフローチャートに示すように、付与刺激制御部４ｃにより、レベル３（所定レベル）の睡眠深度である深い眠りに達するまでの睡眠経過時間ｔｘが所定時間ｔ０以下であるか否かが判定される（Ｓ１）。深い眠りに達するまでの睡眠経過時間ｔｘが所定時間ｔ０よりも大きい場合、付与刺激制御部４ｃにより刺激付与装置３が制御され、第１の刺激が搭乗者に付与される（Ｓ２）。

これにより、例えば図３（ａ）に例示する通常時の睡眠深度で睡眠する搭乗者の場合には、図３（ｂ）に例示するように、浅い眠りから深い眠りへと徐々に移っていく過程において、深い眠りへと陥らないように第１の刺激が付与されることとなる。

一方、深い眠りに達するまでの睡眠経過時間ｔｘが所定時間ｔ０よりも大きい場合、付与刺激制御部４ｃにより刺激付与装置３が制御され、第１の刺激よりも弱い第２の刺激が搭乗者に付与される（Ｓ３）。なお、刺激が強いか弱いかは、搭乗者の睡眠に及ぶ影響が大きいか小さいかを意味し、物理的な刺激の度合が大きいか小さいかを含んでいる（以下同じ）。また、第１の刺激よりも弱い第２の刺激の付与は、刺激を禁止（停止）することを含んでいる。すなわち、深い眠りに達するまでの睡眠経過時間ｔｘが所定時間ｔ０よりも大きい場合、第１の刺激よりも弱い第２の刺激の付与として、刺激の付与が禁止される場合もある。

これにより、図３（ｃ）に例示するように、所定時間ｔ０内に睡眠深度がレベル３に達する程に急速に深い眠りに落ちた場合、搭乗者は本睡眠が足りていないと判断され、当該搭乗者には刺激が付与されない（第１の刺激よりも弱い第２の刺激が付与される）こととなる。

続いて、付与刺激制御部４ｃにより、睡眠経過時間が予め設定された設定時間ｔ１に達したか否かが判定される（Ｓ４）。睡眠経過時間が設定時間ｔ１に達したとき、搭乗者を目覚めさせる身体への刺激として、第１の刺激よりも強い第３の刺激が搭乗者に付与される（Ｓ５）。これにより、搭乗者が覚醒される。

以上、本実施形態の睡眠制御装置では、仮眠睡眠をするに際し、浅い眠りに維持するための身体刺激として第１の刺激を搭乗者に付与できる。一方で、深い眠りまでの時間が所定時間ｔ０以下の場合、搭乗者は本睡眠が足らず体調不良のおそれがあると判断し、第１の刺激よりも弱い第２の刺激を身体刺激として搭乗者に付与（或いは、刺激を禁止）できる。従って、本実施形態によれば、刺激の付与によって体調不良の対象者に与えてしまう負担（悪影響）を軽減でき、対象者の体調に応じた睡眠の制御が可能となる。

なお、人間には、適度な時間の深い眠りが必要であり、連続的に何度も仮眠しようとすると、深い眠りの時間が足りずに体調を損なうおそれがある。この点においても、対象者の体調に応じた睡眠制御が可能な本実施形態は特に効果的である。

また、本実施形態では、上述したように、睡眠経過時間が予め設定された設定時間ｔ１に達したとき、第３の刺激を搭乗者に付与することができ、これにより、搭乗者を目覚めよく仮眠から覚醒させることが可能となる。このとき、第３の刺激は第１の刺激よりも強いものとされているため、当該仮眠からの覚醒を効果的に実現することができる。

なお、本実施形態の付与刺激制御部４ｃは、睡眠経過時間が設定時間ｔ１に達したとき、第１の刺激から第３の刺激へと徐々に高められる刺激を搭乗者に付与させてもよい。この場合、付与する刺激にスヌーズ機能をもたせることができ、搭乗者を一層効果的に目覚めよく覚醒させることが可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。

例えば、上記実施形態は、搭乗者の睡眠状態を制御するものとして説明したが、睡眠状態の制御対象者は、車両に搭乗する者であれば誰であってもよく、運転者、助手席搭乗者、後席搭乗者等であってもよい。また、搭乗者は、飛行機及び船舶等の移動体に搭乗するものであってもよい。

また、上記実施形態は、例えば、睡眠室における睡眠用や医療施設における医療用等の様々な分野において適用することができる。例えば、上記実施形態は、車両１０以外のベッドや安楽イス等に適用させて、通常の仕事におけるリフレッシュ用途に用いたり、警察や消防といった長時間の仮眠がとれない仕事における仮眠用途に用いたりしてもよい。

１…睡眠制御装置、３…刺激付与装置（刺激付与手段）、４ａ…睡眠深度判定部（睡眠深度判定手段）、４ｃ…付与刺激制御部（制御手段）、ｔ０…所定時間、ｔ１…設定時間。

Claims (5)

1. 対象者の睡眠を制御する睡眠制御装置であって、
   前記対象者の睡眠深度を判定する睡眠深度判定手段と、
   前記対象者に刺激を付与する刺激付与手段と、
   前記睡眠深度判定手段で判定した前記睡眠深度に基づいて、前記刺激付与手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   所定レベルの前記睡眠深度に達するまでの睡眠経過時間が所定時間よりも大きい場合、前記睡眠深度を前記所定レベルよりも浅いレベルで維持させる第１の刺激が前記対象者に付与されるように前記刺激付与手段を制御すると共に、
   前記所定レベルの前記睡眠深度に達するまでの睡眠経過時間が前記所定時間以下の場合、前記第１の刺激よりも弱い第２の刺激が前記対象者に付与されるように前記刺激付与手段を制御し、
   前記所定時間は、前記対象者の体調に係る所定値であること、を特徴とする睡眠制御装置。
2. 前記制御手段は、前記所定レベルの前記睡眠深度に達するまでの睡眠経過時間が前記所定時間以下の場合、前記刺激付与手段による刺激の付与を禁止すること、を特徴とする請求項１記載の睡眠制御装置。
3. 前記制御手段は、睡眠経過時間が予め設定された設定時間に達したとき、第３の刺激が前記対象者に付与されるように前記刺激付与手段を制御すること、を特徴とする請求項１又は２記載の睡眠制御装置。
4. 前記第３の刺激は、前記第１の刺激よりも強いこと、を特徴とする請求項３記載の睡眠制御装置。
5. 前記制御手段は、睡眠経過時間が前記設定時間に達したとき、前記第１の刺激から前記第３の刺激に徐々に高められる刺激が前記対象者に付与されるように前記刺激付与手段を制御すること、を特徴とする請求項４記載の睡眠制御装置。

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