JPH05245122A - 疲労度検出装置及び疲労回復装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 人体の疲労度を手軽且つ定量的に検出でき、
その検出結果に基づいて人体の疲労回復効果を常に最適
な状態で発揮すると共に、その疲労回復効果を容易に確
認可能とする。 【構成】 皮膚電位検出ユニット９は、被検者の皮膚電
位を検出して制御回路装置１７に与える。スピーカ１２
は注意喚起効果を持つ音声刺激を発生する。空調装置１
３、芳香制御装置１４は、鎮静効果を持つリフレッシュ
刺激（１／ｆゆらぎ風、芳香）を発生する。酸素富化装
置１５は肉体的疲労回復効果を持つリフレッシュ刺激
（酸素富化空気）を発生する。制御回路装置１７は、被
検者に対しスピーカ１２から音声刺激を与えた後におけ
る前記検出皮膚電位の経時変化に基づいて疲労度を判定
し、その判定結果に基づいて空調装置１３、芳香制御装
置１４、酸素富化装置１５を選択的に動作させ、被検者
の疲労回復を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人体の疲労度を定量的
に検出できる装置、及びこの装置による検出結果を利用
して人体の疲労回復を図るための疲労回復装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、人体の疲労回復を図るために
様々な装置が供されており、中でも、人体に対し快適感
を与えるような環境を作り出すことによって、その疲労
回復を図るようにした装置が考えられている。具体的に
は、例えば周囲の温度及び湿度、人体に与える音、振
動、風及び光などを制御することにより、人体に対し肉
体的及び精神的疲労回復効果を持つリフレッシュ刺激を
与える構成とした疲労回復装置が考えられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】人体の疲労度は、主観
的な要因に大きく左右されるものであるのに対して、上
記従来構成の疲労回復装置では、人体に対して疲労回復
効果を持つ刺激を画一的に与えるだけであるため、その
刺激付与量が疲労度に応じた適正なレベルに維持されて
いるとは限らないと共に、実際にどの程度の疲労回復効
果が得られたか判然としないという問題点があり、この
ような問題点を解消した疲労回復装置の出現が期待され
ている。しかしながら、従来では、人体の疲労度を手軽
且つ定量的に検出できる装置が存在せず、このため、疲
労回復のための刺激の付与量を人体の疲労度に応じた適
正なレベルに制御できると共に、疲労回復効果を容易に
確認できる疲労回復装置を実現することは困難であっ
た。

【０００４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、第一に、人体の疲労度を手軽且つ定
量的に検出できる疲労度検出装置を提供することにあ
り、第二に、人体に対してその疲労度に応じたレベルの
疲労回復刺激を与えることができて疲労回復効果を常に
最適な状態で発揮できると共に、その疲労回復効果を容
易に確認可能となる疲労回復装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、被検者の皮膚電位活動を電位差として検
出する検出手段、被検者に対して注意喚起効果を持つ刺
激を与える刺激付与手段、この刺激付与手段により被検
者に刺激を与えた後における前記検出手段による検出電
位差の経時変化に基づいて被検者の疲労度を判定する判
定手段によって疲労度検出装置を構成したものであり、
また、このような疲労度検出装置と、被検者に対し疲労
回復効果を持つ刺激を与える補助刺激付与手段、並びに
斯かる補助刺激付与手段を前記判定手段が判定した疲労
度に基づいて動作させる動作制御手段とを組み合わせる
ことによって疲労回復装置を構成したものである。

【０００６】

【作用】人体に対してこれを疲労させるような負荷を与
えた後に、音声のような注意喚起効果を持つ刺激を与え
た場合、刺激付与直後に出現する皮膚電位変化のピーク
比（ピーク電位／刺激付与前の電位）及び一定時間（例
えば６０秒）内の降下速度は、図６（ａ）、（ｂ）に示
すように、疲労度（疲労負荷を与えたときの変化率）が
大きい場合に小さく、且つ疲労度が小さい場合に大きく
なるという相関関係があることが判明している。このよ
うな生体現象は、疲労度が高い状態では、人の意識レベ
ルが低くなって注意喚起効果を持つ刺激に対する反応が
鈍くなることによるものと考えられている。

【０００７】本発明の疲労度検出装置は、上述のような
生体現象を利用したものであり、刺激付与手段によって
被検者に対し注意喚起効果を持つ刺激を与え、このよう
な刺激付与後における被検者の皮膚電位活動を検出手段
により電位差として検出するものであり、判定手段は、
このときの検出電位差の経時変化に基づいて被検者の疲
労度を判定するようになる。

【０００８】本発明の疲労回復装置は、被検者に対し補
助刺激付与手段を通じて疲労回復効果を持つ刺激を与え
ることにより当該被検者の疲労回復を図るものであり、
この場合に、当該補助刺激付与手段を前記判定手段が判
定した被検者の疲労度に基づいて動作させることによっ
て、疲労回復のための刺激の付与量を被検者の疲労度に
応じた適正なレベルに制御可能となるものである。ま
た、被検者は、このような刺激の付与に応じた疲労回復
効果を判定手段による判定結果に基づいて逐次知ること
ができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図１〜図５
及び前述した図６も参照しながら説明する。

【００１０】全体の概略構成を示す図４において、疲労
度検出装置及び疲労回復装置の両機能を有するリフレッ
シュ装置１は、移動用ローラ２ａを備えた台車２上に、
被検者Ａがリラックスした状態で座るために座部３と、
この座部３を開閉可能に覆うフード４とを設けて構成さ
れている。台車２上における座部３の裏側には、後述す
る制御ユニット５、並びにこの制御ユニット５と座部３
の最上部に形成された開口部６との間を繋ぐダクト７が
設けられている。

【００１１】フード４の内面には、座部３に座った被検
者Ａが目視できる位置に疲労度表示装置８が設けられて
いる。この疲労度表示装置８は、例えば液晶ディスプレ
イを利用したもので、後述のようして判定される被検者
Ａの疲労度を定量的に表示可能な構成となっている。

【００１２】リフレッシュ装置１には、被検者Ａが装着
する皮膚電位検出ユニット９（本発明でいう検出手段に
相当）が設けられており、以下、これについて図５を参
照しながら説明する。

【００１３】即ち、図５において、皮膚電位検出ユニッ
ト９は、被検者Ａの手首に装着されるリストバンド１０
ａを備えた第１のセンサ部１０と、被検者Ａの指（小
指）の装着されるフィンガーリング１１ａを備えた第２
のセンサ部１１とを含んで成る。この場合、図示しない
が、各センサ部１０、１１には、装着状態で被検者Ａの
皮膚に接触する電極が設けられており、それら電極間に
現れる電位を被検者Ａの皮膚電位信号ΔＥとして検出す
る構成となっている。

【００１４】さて、図１には本実施例の電気的構成が機
能ブロックの組み合わせにより示されており、以下これ
について説明する。

【００１５】前記制御ユニット５は、本発明でいう刺激
付与手段に相当したスピーカ１２、夫々本発明でいう補
助刺激付与手段に相当した空調装置１３、芳香制御装置
１４及び酸素富化装置１５を含んで構成されている。

【００１６】この場合、スピーカ１２は、被検者Ａに対
し注意喚起効果を持つ刺激である音声刺激を前記開口部
６を介して与えるために設けられたものである。また、
空調装置１３、芳香制御装置１４及び酸素富化装置１５
は、動作状態で以下〜に箇条書きにて示す鎮静効果
（精神的疲労回復効果）或は肉体的疲労回復効果を持つ
リフレッシュ刺激を発生し、そのリフレッシュ刺激を被
検者Ａに対し開口部６を介して与えるために設けられた
ものである。

【００１７】…空調装置１３は、人体にとって快適な
温度の風を、自然界に見られる微風、小川のせせらぎな
どの「ゆらぎ」のように人体が心地良いと感じる現象と
同じ周波数変化を示す所謂１／ｆゆらぎ風となるように
発生する（鎮静効果）。

【００１８】…芳香制御装置１４は、人体に対し鎮静
効果を与える芳香を発生する（鎮静効果）。

【００１９】…酸素富化装置１５は、酸素濃度を３０
％程度に高めた状態の酸素富化空気を発生する（肉体的
疲労回復効果）。

【００２０】また、制御ユニット５は、Ａ／Ｄ変換回路
１６、本発明でいう判定手段及び動作制御手段を兼ねた
制御回路装置１７、駆動回路１８及び１９を含んで成
る。

【００２１】上記Ａ／Ｄ変換回路１６は、皮膚電位検出
ユニット９からの皮膚電位信号ΔＥをデジタル信号に変
換して制御回路装置１７に与える。制御回路装置１７
は、マイクロコンピュータを含んで構成されたもので、
駆動回路１８及び１９を通じたスピーカ１２、空調装置
１３、芳香制御装置１４、酸素富化装置１５の動作制御
を、Ａ／Ｄ変換回路１６を介して与えられる皮膚電位信
号ΔＥ、例えば前記疲労度表示装置８の近傍に設けられ
たスタートスイッチ２０及びストップスイッチ２１から
の各オン信号、並びに予め記憶した制御用プログラムに
基づいて実行する構成となっている。

【００２２】図２及び図３には、上記制御回路装置１７
による制御内容が概略的に示されており、以下これにつ
いて関連した作用と共に説明する。

【００２３】即ち、図２に示すメインルーチンは、スタ
ートスイッチ２０からオン信号が入力されたときに開始
するものであり、まず、内部タイマのタイマ動作を開始
させ（ステップＳ１）、この後に疲労度算出ルーチンＸ
Ｐ１を実行する。

【００２４】上記疲労度算出ルーチンＸＰ１の具体的内
容は図３の通りである。まず、スピーカ１２を駆動して
被検者Ａに注意喚起効果を持つ音声刺激（例えば「只今
から疲労チェックを行います」のような合成音声）を与
える（ステップＳ２）。この後には、皮膚電位検出ユニ
ット９からの皮膚電位信号ΔＥを読み込むと共に、その
皮膚電位信号ΔＥの降下速度を算出し（ステップＳ３、
Ｓ４）、皮膚電位信号ΔＥのピーク値が現れるまで待機
する（ステップＳ５）。皮膚電位信号ΔＥのピーク値が
現れたときには、そのときの算出降下速度に基づいて被
検者Ａの疲労度Ｔを算出する（ステップＳ６）。

【００２５】ここで、前にも述べたように、人体に対し
て音声のような注意喚起効果を持つ刺激を与えた場合、
人体で生ずる皮膚電位の変化、特には刺激付与直後に出
現する皮膚電位変化のピーク比及びその後６０秒間での
降下速度は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、疲労度
が大きい場合に小さく、且つ疲労度が小さい場合に大き
くなるという相関関係があることが判明しており、上記
ステップＳ６では、このような相関関係と前記ステップ
Ｓ４にて算出した皮膚電位信号ΔＥの降下速度とを利用
して被検者Ａの疲労度Ｔを算出している。そして、斯様
な疲労度Ｔの算出ステップＳ６を実行した後には、その
算出疲労度Ｔを疲労度表示装置８に表示させ（ステップ
Ｓ７）、しかる後にリターンする。

【００２６】図２に翻って、上述のような疲労度算出ル
ーチンＸＰ１からリターンしたときには、算出疲労度Ｔ
のランクを判断する（ステップＳ８）。この場合、疲労
度Ｔは例えば「高」、「中」、「低」の３段階にランク
付けされるのものであり、そのランクが「高」の状態は
図６に示す疲労度指標が１．０５を越えた状態に対応
し、また、「中」の状態は上記疲労度指標が１．０５以
下で１．００以上の状態に対応し、「低」の状態は上記
疲労度指標が１．００未満の状態に対応する。

【００２７】上記ステップＳ８で判断した疲労度Ｔのラ
ンクが「高」の状態であった場合には、第１のリフレッ
シュ動作を選択して実行し（ステップＳ９）、疲労度Ｔ
のランクが「中」及び「低」の状態であった各場合に
は、夫々第２のリフレッシュ動作及び第３のリフレッシ
ュ動作の一方を選択して実行する（ステップＳ１０、Ｓ
１１）。

【００２８】第１のリフレッシュ動作は、被検者Ａに対
し、肉体的疲労回復効果と比較的高い鎮静効果とを備え
たリフレッシュ刺激を与えるためのものであり、具体的
には、空調装置１３、芳香制御装置１４及び酸素富化装
置１５を全て動作させて、被検者Ａに対し、鎮静効果が
ある１／ｆゆらぎ風及び芳香を与えると共に、肉体的疲
労回復効果がある酸素富化空気を与える。

【００２９】第２のリフレッシュ動作は、被検者Ａに対
し、肉体的疲労回復効果と前記第１のリフレッシュ動作
より低い鎮静効果とを備えたリフレッシュ刺激を与える
ためのものであり、具体的には、芳香制御装置１４及び
酸素富化装置１５を動作させて、被検者Ａに対し、鎮静
効果がある芳香並びに肉体的疲労回復効果がある酸素富
化空気を与える。

【００３０】第３のリフレッシュ動作は、被検者Ａに対
し、鎮静効果のみを備えたリフレッシュ刺激を与えるた
めのものであり、具体的には、空調装置１３及び芳香制
御装置１４を動作させて、被検者Ａに対し、鎮静効果が
ある１／ｆゆらぎ風及び芳香を与える。

【００３１】上記のようなリフレッシュ動作の実行後に
は、前記内部タイマによるタイマ動作時間が設定時間
（例えば１５分）に達するまでの期間だけ、上述のよう
に選択されたリフレッシュ動作を継続させる（ステップ
Ｓ１２、Ｓ１３）。そして、内部タイマのタイマ動作時
間が１５分に達したときには、前述した疲労度算出ルー
チンＸＰ１と同一内容の疲労度算出ルーチンＸＰ２を実
行した後に初期状態に戻る。尚、図示しなかったが、上
述のような制御動作途中でストップスイッチ２１からオ
ン信号が入力されたときには、その制御動作を停止して
初期状態に戻るものである。

【００３２】以上要するに、リフレッシュ装置１は、皮
膚電位検出ユニット９を装着した被検者Ａにより動作開
始されたときに、まず、被検者Ａの疲労度Ｔを、人体の
疲労度とその皮膚電位変化との間に存在する相関関係、
及び皮膚電位検出ユニット９により検出した皮膚電位信
号ΔＥを利用して判定し、その判定疲労度Ｔを疲労度表
示装置８に表示する。次いで、リフレッシュ装置１は、
被検者Ａに対して上記のように表示した疲労度Ｔのラン
クに応じた適正なレベルのリフレッシュ刺激を与えて、
当該被検者Ａの疲労回復を図る動作を一定時間だけ継続
し、このようなリフレッシュ動作が終了したときには、
被検者Ａの疲労度Ｔを再度判定して疲労度表示装置８に
表示するものである。

【００３３】つまり、本実施例によれば、被検者Ａに皮
膚電位検出ユニット９を装着するだけの簡単な操作によ
って、その被検者Ａの疲労度Ｔを定量的なデータとして
検出して表示できるものである。また、被検者Ａに対し
て、その疲労度Ｔに応じた適正なレベルのリフレッシュ
刺激を与えることができると共に、このようなリフレッ
シュ刺激を与えた後の被検者の疲労度Ｔを再検出して表
示できるものであり、このような表示に基づいて疲労回
復効果を容易に確認可能になるものである。

【００３４】尚、上記実施例では、検出手段として被検
者Ａの手首及び小指間の皮膚電位を検出する皮膚電位検
出ユニット９を利用する構成としたが、例えば被検者Ａ
の額と耳朶との間、または親指末節掌面と前腕掌面との
間などの皮膚電位を検出する構成としても良いものであ
る。また、上記実施例では、被検者Ａの皮膚電位の変化
を利用して疲労度の検出を行う構成としたが、人体で生
ずる皮膚抵抗の変化を利用して疲労度の検出を行う構成
とすることもできるものである。

【００３５】さらに、被検者Ａに与える注意喚起効果を
持つ刺激或は疲労回復効果を持つ刺激は、上記実施例以
外の刺激であっても良く、例えば、スピーカ１２から快
適感或は精神鎮静効果がある楽音を鎮静効果（精神的疲
労回復効果）を持つ刺激として発生させる構成、つまり
スピーカ１２を本発明でいう刺激付与手段の他に補助刺
激付与手段の機能を備えた構成とすることもできる。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、請
求項１に記載の疲労度検出装置によれば、人体の疲労度
とその皮膚電位活動との間に相関関係があることを利用
し、被検者に対し注意喚起効果を持つ刺激を与えた後に
被検者の皮膚電位活動を電位差として検出すると共に、
その検出電位差の経時変化に基づいて被検者の疲労度を
判定する構成としたので、人体の疲労度を手軽且つ定量
的に検出できるという優れた効果を奏することができ
る。

【００３７】請求項２に記載の疲労回復装置によれば、
被検者に対し疲労回復効果を持つ刺激を与えることによ
り疲労回復を図るものであり、この場合に、前記疲労度
検出装置により検出した疲労度を利用することによっ
て、人体に対して、その疲労度に応じた適正なレベルの
疲労回復刺激を与え得るようになって疲労回復効果を常
に最適な状態で発揮できると共に、その疲労回復効果を
容易に確認し得るようになるという優れた効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電気的構成を示す機能ブロ
ック図

【図２】制御内容を示すフローチャートその１

【図３】制御内容を示すフローチャートその２

【図４】全体の概略構成を示す縦断面図

【図５】皮膚電位検出ユニットを装着状態で示す正面図

【図６】作用説明用の特性図

【符号の説明】

図中、１はリフレッシュ装置（疲労度検出装置、疲労回
復装置）、５は制御ユニット、８は疲労度表示装置、９
は皮膚電位検出ユニット（検出手段）、１２はスピーカ
（刺激付与手段）、１３は空調装置（補助刺激付与手
段）、１４は芳香制御装置（補助刺激付与手段）、１５
は酸素富化装置（補助刺激付与手段）、１７は制御回路
装置（判定手段、動作制御手段）を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検者の皮膚電位活動を電位差として検
   出する検出手段と、 被検者に対して注意喚起効果を持つ刺激を与える刺激付
   与手段と、 この刺激付与手段により被検者に刺激を与えた後におけ
   る前記検出手段による検出電位差の経時変化に基づいて
   被検者の疲労度を判定する判定手段とを備えたことを特
   徴とする疲労度検出装置。
2. 【請求項２】 被検者の皮膚電位活動を電位差として検
   出する検出手段と、 被検者に対して注意喚起効果を持つ刺激を与える刺激付
   与手段と、 この刺激付与手段により被検者に刺激を与えた後におけ
   る前記検出手段による検出電位差の経時変化に基づいて
   被検者の疲労度を判定する判定手段と、 被検者に対し疲労回復効果を持つ刺激を与える補助刺激
   付与手段と、 この補助刺激付与手段を前記判定手段が判定した疲労度
   に基づいて動作させる動作制御手段とを備えたことを特
   徴とする疲労回復装置。