JP5922912B2

JP5922912B2 - 生体リズムに調和した目覚まし時計

Info

Publication number: JP5922912B2
Application number: JP2011250337A
Authority: JP
Inventors: 邦雄佐々木
Original assignee: 株式会社アコーズ
Priority date: 2011-11-16
Filing date: 2011-11-16
Publication date: 2016-05-24
Anticipated expiration: 2031-11-16
Also published as: JP2013104831A

Description

本発明はサーカディアンリズムなどの生体リズムに調和したアラーム動作を行なう目覚まし時計に関する。

睡眠状態の態様にレム（Ｒａｐｉｄｅｙｅｍｏｖｅｍｅｎｔ）睡眠とノンレム睡眠の二種類あることが知られており、このうち身体の骨格筋が弛緩状態にあるのに脳が覚醒状態にあるレム睡眠中に目覚めるのが最も生体リズムに調和していて好ましいものとされている。
ところが、従来の目覚まし時計は単に使用者が予め設定した時間にアラーム動作を行なうだけのものであり、生体リズムがほとんど考慮されていなかった。
そのため、睡眠を効果的に行えるようにするため、サーカディアンリズム（概日リズム）など生体のリズムに合わせてアラーム動作を行なうようにした目覚まし時計が提案されている。

例えば、下記特許文献１に、自動的に使用者のレム睡眠中にアラームを発生させて目覚めさせるようにしたアラーム時計が開示されている。

図４を使用して特許文献１に開示された従来技術の概略を説明する。
図４は特許文献１に示されたアラーム時計の構成を示すブロック図であり、図中１００は現在時刻を計時する時計部、２００は使用者が設定した任意の時刻を第１のアラーム時刻として記憶する第１のアラーム時刻記憶手段、３００は使用者の寝返りを検出する赤外線センサ等からなる寝返り検出手段、４００は寝返り検出手段３００で寝返りを検出する毎にリセットスタートし、所定時間計時したときに計時終了信号を出力する計時手段である。

５００は使用者が任意に設定したノンレム睡眠期とレム睡眠期とからなる睡眠周期の期間を記憶する睡眠周期記憶手段、６００は計時手段から計時終了信号を受けたときに、寝返り検出手段で最後に寝返りを検出した時刻の所定時間前の時刻を入眠時刻とし、この入眠時刻と、第１のアラーム時刻記憶手段に記憶している第１のアラーム時刻と、睡眠周期記憶手段に記憶している睡眠周期に基づいて、第１のアラーム時刻に最も近いレム睡眠期の終了時刻を第２のアラーム時刻として算出する算出手段、７００は第１のアラーム時刻または第２のアラーム時刻と、時計部で計時している現在時刻とが一致したときにアラーム音を出力する報知手段、８００は各種スイッチ群からなる操作部、９００は前記各手段の諸動作を制御する制御手段である。

そして、寝返り検出手段３００による寝返り検出から計時手段４００の計時終了までに寝返りを検出しなかった際に、算出手段６００で入眠時刻を算出し、この入眠時刻、第１のアラーム時刻記憶手段２００に記憶している第１のアラーム時刻および睡眠周期記憶手段５００に記憶している睡眠周期に基づいて、第１のアラーム時刻以前のレム睡眠期における時刻を第２のアラーム時刻として算出し、この第２のアラーム時刻に、報知手段７００からアラーム音を発生させるようにしたものである。

特開平８−１６０１７２号公報

ところで、上記特許文献１の開示技術においては、赤外線センサによる寝返り検出手段を用いているので構造が複雑で高価であることや、就寝時や起床時に周囲の明るさが制御されないこと、またアラーム動作が音のみで使用者を目覚めさせるものであるため動作が効果的でないという問題点がある。また、特許文献１の開示技術においては、レムとノンレムからなる睡眠周期は使用者が任意に設定すようになっているので、目覚まし時計として重要な目覚めさせる機能が不明確かつ不安定になる可能性がある。

そこで本発明は、前記した従来の目覚まし時計の問題点、すなわち睡眠周期が不明確かつ不安定に設定されるという問題点を克服すると共に、レム睡眠状態から起きるようにすると心地良く且つ確実に目覚めることができるという生体リズムに調和した目覚まし時計を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するための本発明の構成を詳述すれば、請求項１に係る発明は、設定した時刻に使用者を目覚めさせる動作を行なう目覚まし時計において、
現在時刻データＴｂを出力する計時手段と、
起床時刻を設定し起床時刻データＴｓを出力する起床時刻設定手段と、
前記計時手段による現在時刻データＴｂと前記起床時刻設定手段による起床時刻データＴｓとから、前記使用者のレム睡眠期における前記起床時刻の直前の時刻を補正起床時刻データＴａとして、演算子ＴＲＵＮＣを用いた算出式｛Ｔａ＝Ｔｂ＋（ＴＲＵＮＣ（Ｔｓ−Ｔｂ−０．５）／１．５）×１．５＋０．５｝に基づき、時刻の時間部分を２４時間法で、分部分を１０進法で算出する補正起床時刻算出手段と、
特定の波長を有する光を出力する照明手段と、
特定の音声を出力する発声手段と、
前記照明手段を制御する照明制御手段及び前記発声手段を制御する音声制御手段を備えた制御手段とを具備することを特徴とする生体リズムに調和した目覚し時計である。

本発明に係る生体リズムに調和した目覚まし時計によれば、使用者は熟睡期でないレム睡眠時間帯に、使用者が好む音声と光による刺激が加わるので確実且つきわめて心地良く目覚めることが出来る。さらに、補正起床時刻データＴａは算出式に基づき算出されるので根拠が明確かつ安定なものとなる。

本発明に係る生体リズムに調和した目覚まし時計の構成例を示すブロック図である。本発明に係る生体リズムに調和した目覚まし時計の一実施形態を示す外観図である。本発明に係る生体リズムに調和した目覚まし時計の回路図である。従来例の目覚まし時計の構成を示すブロック図である。

本発明の目覚まし時計は、使用者が起床したい時間を設定すると自動的に照明が徐々に暗くなり、起床時間が近づくと使用者が設定した時刻より前のレム睡眠期にほんのりと照明が点灯し徐々に照度が上がり、使用者にとって心地よい音声と光によって使用者を気持ち良く目覚めさせ、起床を規則正しくかつ楽しくさせるものである。

以下、図１から図３に基づき本発明に係る目覚まし時計の具体的実施例を説明する。

図１において、目覚まし時計１は起床時刻設定手段２と、補正起床時刻算出手段３と、制御手段４と、この制御手段４からの出力信号によって作動する照明手段５及び発声手段６と、計時手段７、表示手段８から構成され、さらに制御手段４は照明制御手段４１と音声制御手段４２を備えている。

起床時刻設定手段２は使用者が遅くもこの時間までに起床したいとする起床時間をスイッチ操作により設定する。当該起床時刻設定手段２は、使用者が起床時間を設定すると起床時刻データＴｓを出力し、補正起床時刻算出手段３に入力する。

補正起床時刻算出手段３は、起床時刻データＴｓを入力し、次の〔式１〕に基づき、使用者のレム時間帯における起床時刻データＴｓ直前の補正起床時刻データＴａを出力し、制御手段４に入力する。
〔式１〕
Ｔａ＝Ｔｂ＋（ＴＲＵＮＣ（Ｔｓ−Ｔｂ−０．５）／１．５）×１．５＋０．５

ここでＴａは補正起床時刻データ、Ｔｂは現在時刻データ、Ｔｓは使用者が起床時刻設定手段２で設定した起床時刻データで、各々時刻の時間部分を２４時間表示で表し、時刻の分部分を１０進法で表したものである。また“ＴＲＵＮＣ”は、後続するカッコ内の小数点以下を切り捨てる演算子である。

さらに数値例を用いて詳述する。
現在時刻が２２時３０分で使用者が設定した起床時刻は午前６時である場合は、Ｔｂ＝２２．５時、Ｔｓ＝３０時（午前６時）となり、〔式１〕は以下の様になる。
〔式１〕
Ｔａ＝２２．５＋（ＴＲＵＮＣ（３０−２２．５−０．５）／１．５）×１．５＋０．５
＝２２．５＋（ＴＲＵＮＣ（４．６６・・・）×１．５＋０．５
＝２２．５＋（４）×１．５＋０．５
＝２２．５＋６＋０．５
＝２９（午前５時）
すなわち補正起床時刻データＴａは、Ｔａ＝午前５時、と算出される。

制御手段４は照明制御手段４１と音声制御手段４２とを備えており、補正起床時刻データＴａと計時手段７が出力する現在時刻データＴｂとを入力して、照明制御信号Ｄｃと音声制御信号Ｖｃと時刻情報データＪｄを出力し、各々照明手段５、発声手段６及び表示手段８に入力する。

さらに詳述する。
制御手段４の照明制御手段４１は補正起床時刻データＴａを入力すると照明消灯信号Ｄｃ１を出力し照明手段５に入力する。照明手段５は照明消灯信号Ｄｃ１を入力すると照明を徐々に暗くしたのち消灯する。

また、照明制御手段４１は、補正起床時刻データＴａより３０分前の時刻と現在時刻データＴｂとが一致すると、照明起床信号Ｄｃ２を出力し照明手段５に入力する。照明手段５は照明起床信号Ｄｃ２を入力すると、所定波長の光を発光する。この時、発光開始当初の照度は低く、徐々に時間が経つにつれて照度が高くなるよう設定する。なお、本実施例では所定の波長とは４２０ｎｍである。

照明手段５においては図示していないが、タッチセンサを備えており、照明手段５に指が触れると点灯から消灯あるいは、その逆に消灯から点灯にすることが可能である。但し、照明手段５が徐々に照度を上げている状態で照明手段５に触れると所定の照度になるが、この動作については〔動作説明〕にて詳述する。

制御手段４の音声制御手段４２は補正起床時刻データＴａと計時手段７からの現在時刻データＴｂとを入力して、補正起床時刻データＴａと現在時刻データＴｂが一致したら、起床音声信号Ｖｃ１を出力し発声手段６に入力する。

発声手段６は、起床音声信号Ｖｃ１を入力すると、使用者が予め設定した例えば母親とか恋人など使用者にとって大事な人物の声を出力し、使用者の起床を促す。なお音声音源データは図示してないが制御手段４に備えられている。

計時手段７は、水晶発振子による計時回路であり年、日、時、分を計時し、現在時刻データＴｂとして出力する。
表示手段８は、制御手段４から現在時刻データＴｂと起床時刻データＴｓで構成される時刻情報データＪｄを入力し、例えば液晶表示する。また、目覚まし動作をセットしたことを示す目覚ましマークを表示する。

〔外観説明〕
図２を用いて本発明に係る目覚まし時計１の外観を説明すれば、目覚まし時計１の上面には、照明手段５としてのライト５ａが設けられ、使用者の主として頭部周辺を照明する。

また、発声手段６としてのダイナミックスピーカ６ａは、使用者を目覚めさせる音声を出力する。
さらに、表示手段８としての液晶表示部８ａは、起床時刻表示部８１と現在時刻表示部８２と目覚ましマーク８３とを備えている。
また、起床時刻設定手段２は、設定動作を開始する設定ボタン２ａと、設定数字を増加する上ボタン２ｂと、設定数字を減少する下ボタン２ｃとを備えている。

〔動作説明〕
次に、図１及び図２を用いて本発明に係る目覚まし時計１の動作につき説明する。

図１において使用者は起床時刻設定手段２を用いて、起床時刻すなわち自分が遅くもこの時間には起床したいと思う時刻を設定する。
図２を用いてさらに詳細に説明する。

図２において起床時刻設定手段２の設定ボタン２ａは所定の時間以上押すと、起床時刻表示部８１の“時”の表示部が点滅するので上ボタン２ｂと下ボタン２ｃによって所望の時間にあわせ、再度設定ボタン２ａを押して起床時刻表示部８１の“分”の１０の桁の表示部を点滅させ、上ボタン２ｂと下ボタン２ｃによって所望の数字にあわせ、再度設定ボタン２ａを押して起床時刻表示部８１の“分”の１の桁の表示部を点滅させ、上ボタン２ｂと下ボタン２ｃによって所望の数字にあわせる。

使用者が起床時刻Ｔｓの設定を終了すると、目覚ましマーク８３が点灯するとともに、図１に示す起床時刻設定手段２は、起床時刻データＴｓを出力し、補正起床時刻算出手段３に入力する。
補正起床時刻算出手段３は起床時刻データＴｓを入力すると内部の演算機能を用いて、使用者のレム時間帯における起床時刻データＴｓ直前の補正起床時刻データＴａを出力し、制御手段４に入力する。

制御手段４の照明制御手段４１は補正起床時刻データＴａを入力すると照明消灯信号Ｄｃ１を出力し照明手段５に入力する。照明手段５は照明消灯信号Ｄｃ１を入力すると、ライト５ａの照度を徐々に下げ一定時間後消灯する。

制御手段４は計時手段７からの現在時刻データＴｂを監視し、補正起床時刻データＴａの３０分前になると、照明制御手段４１は照明起床信号Ｄｃ２を出力し照明手段５に入力する。
照明手段５のライト５ａは所定の波長である４２０ｎｍの光を発光する。発光開始当初は例えば５０ルクス程度の低い照度であるが、次第に照度が上がり３０分のちには２５００ルクスの所定の照度になる。

同時に制御手段４の音声制御手段４２は、制御手段４が備えた図示していない音声記憶データから、予め定められた種類の音声の音源たとえば母親の声の音源を用いて、“朝ですよ、起きなさい”と、使用者を目覚めさせる音声を発声手段６によって繰り返し出力し、光と音声とで使用者を目覚めさせる。

使用者が目覚め、ライト５ａか、または起床時刻設定手段２の何れかのボタンに触れると、目覚まし動作は停止する。すなわち、発声手段６からの音声による目覚まし動作が中止し、ライト５ａの照明は、もし照度を徐々に高くなる状態であれば、所定の２５００ルクスの照度になり、既に所定の２５００ルクスの照度になっていれば、その照度を維持する。
以上の様に、使用者はレム時間帯に、目覚まし時計１による光と音声による目覚めさせる動作によって目覚めることができる。

〔回路説明〕
図３を用い、図１を併用して本発明の目覚まし時計１の回路構成を説明する。
図３に示す様に目覚まし時計１は、起床時刻設定手段２としてのボタン２ａ〜２ｃと、マイクロプロセッサ９と、ライト５ａと、ダイナミックスピーカ６ａと、液晶表示器８ａと、メモリ１０及び電源１１とから構成される。

３つのボタン２ａ〜２ｃは機械的な押しボタンであって、起床時刻データＴｓをマイクロプロセッサ１０に入力する。マイクロプロセッサ１０は、目覚まし時計１の全体の動作を制御し、時刻情報データＪｄ、照明制御信号Ｄｃ、音声制御信号Ｖｃを、各々液晶表示器８ａ、ライト５ａ、ダイナミックスピーカ６ａに出力する。
なお、発声手段６としてのダイナミックスピーカ６ａは、他の例えばピエゾ振動子を用いたものでもよい。

また、照明手段５としてのライト５ａは、実施例では白熱電球を用いたが、他のＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）方式でも可能である。なお、ライト５ａには図示していないが振動センサが貼付されており、ライト５ａに衝撃や振動が加わるとライト５ａの点灯や消灯を制御できる様に構成されている。

マイクロプロセッサ９は、図１において、補正起床時刻算出手段３と制御手段４とをソフトウエアモジュールの形態で有している。
メモリ１０は、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなどの不揮発性記憶素子により構成され、時刻情報データＪｄや、ダイナミックスピーカ６ａから目覚まし動作において出力する音声音源のデータを記憶する。

液晶表示部８ａは液晶表示素子を用いたディスプレイであるが、他の例えば無機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）であっても良い。
また、電源１１は１次電池や充電式２次電池、あるいは商用電源など何れによっても実現可能である。

以上述べた様に本発明によれば、目覚まし時計１によって、使用者は熟睡期でないレム時間帯に、使用者が好む音声と光による刺激によって快適に目覚めることができる。

１：目覚まし時計
２：起床時刻設定手段
２ａ：設定ボタン
２ｂ：上ボタン
２ｃ：下ボタン
３：補正起床時刻算出手段
４：制御手段
４１：照明制御手段
４２：音声制御手段
５：照明手段
５ａ：ライト
６：発声手段
６ａ：ダイナミックスピーカ
７：計時手段
８：表示手段
８ａ：液晶表示部
８１：起床時刻表示部
８２：現在時刻表示部
８３：目覚ましマーク
９：マイクロプロセッサ
１０：メモリ
１１：電源
１００：時計部
２００：第１のアラーム時刻記憶手段
３００：寝返り検出手段
４００：計時手段
５００：睡眠周期記憶手段
６００：算出手段
７００：報知手段
８００：操作部
９００：制御手段

Ｔｓ：起床時刻データ
Ｔａ：補正起床時刻データ
Ｄｃ：照明制御信号
Ｄｃ１：照明消灯信号
Ｄｃ２：照明起床信号
Ｖｃ：音声制御信号
Ｖｃ１：起床音声信号
Ｔｂ：現在時刻データ
Ｊｄ：時刻情報データ

Claims

設定した時刻に使用者を目覚めさせる動作を行なう目覚まし時計において、
現在時刻データＴｂを出力する計時手段と、
起床時刻を設定し起床時刻データＴｓを出力する起床時刻設定手段と、
前記計時手段による現在時刻データＴｂと前記起床時刻設定手段による起床時刻データＴｓとから、前記使用者のレム睡眠期における前記起床時刻の直前の時刻を補正起床時刻データＴａとして、演算子ＴＲＵＮＣを用いた算出式｛Ｔａ＝Ｔｂ＋（ＴＲＵＮＣ（Ｔｓ−Ｔｂ−０．５）／１．５）×１．５＋０．５｝に基づき、時刻の時間部分を２４時間法で、分部分を１０進法で算出する補正起床時刻算出手段と、
特定の波長を有する光を出力する照明手段と、
特定の音声を出力する発声手段と、
前記照明手段を制御する照明制御手段及び前記発声手段を制御する音声制御手段を備えた制御手段とを具備することを特徴とする生体リズムに調和した目覚し時計。