JPH08297179A - 目覚まし時計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 周波数等が低周波１／ｆゆらぎを有する聴覚
的な刺激を与えて使用者を目覚めさせ、快適な目覚め感
を与える。 【構成】 アラーム信号生成部３は、例えば、１．５６
２５ＫＨｚ〜２．５６２５ＫＨｚの周波数範囲の低周波
１／ｆゆらぎを有するアラーム信号Ｓ３６を生成する。
時計回路１４は、時間設定回路１２に設定された起床時
刻になった場合にスイッチ３８を制御し、接点を閉じさ
せる。スイッチ３８の接点が閉じると、アラーム信号Ｓ
３６は、ＮＡＮＤ回路４２を介してトランジスタ４４の
ベースに供給され、目覚まし音としてスピーカ４８から
出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、目覚まし音の周波数等
が１／ｆゆらぎを有し、使用者に快適な目覚め感を与え
る目覚まし時計に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、「脳単一ニューロン活動の１／
ｆゆらぎ」（山本光璋、「計測と制御」２９巻１１号１
０３４頁〜１０４１頁）に開示されているように、いわ
ゆる「低周波１／ｆゆらぎ」を有する自然現象が、聴覚
等の感覚を介して人間に快さを与えることが知られてい
る。この事実に基づいて、例えば、人間に心地よいゆら
ぎを有するリズムを発生する「特開平６−２５９０７６
号公報」に開示された「リズム生成装置」、あるいは、
風速に低周波１／ｆゆらぎを与えた扇風機が開発され、
実用に供されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術として示し
たリズム生成装置あるいは扇風機等は、いずれも覚醒し
た（起きている）人間を対象としたものである。しかし
ながら、例えば「逆説睡眠時のニューロン活動」（山本
光璋他、「神経進歩」３０巻６号１０１０頁〜１０１９
頁）に開示されているように、逆説睡眠（レム睡眠）中
の人間の脳波は低周波１／ｆゆらぎを有しており、従っ
て、睡眠中の人間も同様に低周波１／ｆゆらぎを有する
外部からの刺激に対して快さを感じることが予想され
る。

【０００４】本発明は、上述した事実に基づいてなされ
たものであり、睡眠から覚める直前のレム睡眠中の使用
者に、その周波数等が低周波１／ｆゆらぎを有する聴覚
的な刺激を与えて目覚めさせ、快適な目覚め感を与える
ことができる目覚まし時計を提供することを目的とす
る。また、本発明は、睡眠から覚めた直後、目覚まし音
を止めるまでの間にも、その周波数が低周波１／ｆゆら
ぎを有する聴覚的な刺激を与え、使用者に心地よい感覚
を与えることができる目覚まし時計を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る目覚まし時計は、低周波１／ｆゆらぎ
を有するアラーム信号を発生するアラーム信号発生手段
と、時刻を計り、予め設定された時刻に前記アラーム信
号を目覚まし音に変換して出力する目覚まし音出力手段
とを有する。好適には、外部からの操作に応じて、前記
目覚まし音出力手段による前記目覚まし音の出力を停止
させる目覚まし音停止手段をさらに有する。

【０００６】

【作用】アラーム信号発生手段は、例えば、所定の波形
の制御電圧を生成し、さらに、生成した制御電圧にラン
ダムな変化を与えて電圧制御発振回路に供給し、このラ
ンダムな波形を有する制御電圧に応じた周波数、つま
り、低周波１／ｆゆらぎを有する周波数のアラーム信号
を発生する。目覚まし音出力手段は、時計等により時刻
を計り、使用者により予め設定された時刻になった場合
に、アラーム信号発生手段が発生したアラーム信号を目
覚まし音に変換してスピーカ等から出力する。このよう
に、アラーム信号生成手段により低周波１／ｆゆらぎを
有するアラーム信号を生成し、目覚まし音出力手段から
目覚まし音として出力し、使用者に聴覚的な刺激を与え
ることにより、使用者を予め設定された時刻に目覚めさ
せるとともに、使用者に快適な目覚め感を与える。

【０００７】

【実施例１】以下、本発明の第１の実施例を説明する。
図１は、第１の実施例における本発明に係る目覚まし時
計１の構成を示す図である。図２は、図１に示した目覚
まし時計１の各部分の信号波形を示す図であって、
（Ａ）は制御電圧信号Ｓ２２の波形を示し、（Ｂ）は電
圧制御発振回路３２から出力される出力信号Ｓ３２を示
し、（Ｃ）は分周回路３６から出力されるアラーム信号
Ｓ３６を示す。

【０００８】図１に示すように、目覚まし時計１は、時
計部２、アラーム信号生成部３、目覚まし音出力部４お
よびスイッチ（ＳＷ２）４０から構成され、時計部２
は、時間設定回路１２、時計回路１４から構成され、ア
ラーム信号生成部３は、三角波発生回路２２、ランダム
信号発生回路２４、抵抗器（Ｒ１，Ｒ２）２６，２８、
トランジスタ（ＴＲ１）３０、電圧制御発振回路（ＶＣ
Ｏ回路）３２、コンデンサ（Ｃ）３４および分周回路３
６から構成され、目覚まし音出力部４は、スイッチ（Ｓ
Ｗ１）３８、ＮＡＮＤ回路４２、トランジスタ４４、抵
抗器（Ｒ３〜Ｒ５）４６，２０，５６およびスピーカ４
８から構成される。以上の各構成部分により、目覚まし
時計１は、使用者により設定された起床時刻に、その周
波数に低周波１／ｆゆらぎを有する目覚まし音を発生し
て使用者を目覚めさせるとともに、快適な目覚め感を与
える。

【０００９】時計部２において、時間設定回路１２は、
使用者による起床時刻の設定を受け入れ、時計回路１４
に対して出力する。時計回路１４は、時刻を計って使用
者に表示するとともに、時計回路１４に設定された起床
時刻になった場合に、目覚まし音発生信号Ｓ１４を活性
化してスイッチ３８を制御する。

【００１０】アラーム信号生成部３において、三角波発
生回路２２は、図２（Ａ）に点線で示すような、例え
ば、１周期１０秒〜１００秒程度の低周波の三角波信号
を発生する。ランダム信号発生回路２４は、例えば、図
２（Ａ）の期間ａ〜ｃに示すように、２Ｈｚ〜１０Ｈｚ
の間で変化するランダムなタイミングで、数十ミリ秒か
ら数秒間、活性化して電圧値が正電源の電圧Ｖ_ccとな
り、他の場合には不活性化して電圧値が０Ｖとなるラン
ダムパルスを発生し、抵抗器２６を介してトランジスタ
３０のベースに対して出力する。

【００１１】トランジスタ３０は、そのコレクタが抵抗
器２８を介して三角波発生回路２２の出力端子に接続さ
れ、エミッタが負電源（０Ｖ）に接続されており、ラン
ダム信号発生回路２４からベースに入力されたランダム
パルスが活性化している間だけ導通状態となり、三角波
発生回路２２から出力される三角波信号の電圧を０Ｖと
し、図２（Ａ）に示す制御電圧信号Ｓ２２を生成してＶ
ＣＯ回路３２の制御入力端子（２）に対して出力する。

【００１２】ＶＣＯ回路３２は、例えばモトローラ社の
ＭＣ４０２４のＶＣＯ用半導体集積回路等から構成さ
れ、コンデンサ３４の容量、および、制御入力端子に入
力される制御電圧信号Ｓ２２の電圧に正比例した周波数
の出力信号Ｓ３２を生成して分周回路３６に対して出力
する。ＶＣＯ回路３２が発生する周波数の範囲は、図２
（Ｂ）に示すように、例えば１００ＫＨｚ〜１４０ＫＨ
ｚである。

【００１３】分周回路３６は、ＶＣＯ回路３２の出力信
号Ｓ３２を１／６４に分周し、例えば、１．５６２５Ｋ
Ｈｚ〜２．５６２５ＫＨｚの周波数範囲を有するアラー
ム信号Ｓ３８を生成し、ＮＡＮＤ回路４２の入力端子の
一方に対して出力する。このように、ＶＣＯ回路３２に
おいて、ランダム信号発生回路２４が生成したランダム
パルスを用いて波形を変更した三角波信号に比例した周
波数の出力信号Ｓ３２を生成し、分周回路３６により分
周することにより、周波数が低周波１／ｆゆらぎを有
し、さらに、不規則に周波数が変化するアラーム信号Ｓ
３６を生成することが可能となる。

【００１４】スイッチ３８は、出力側の接点が抵抗器２
０を介して負電源に接続されており、スイッチ４０の接
点が閉じている場合であって、時計回路１４から入力さ
れる目覚まし音発生信号Ｓ１４が活性化した場合に接点
を閉じ、出力信号Ｓ３８を活性化して電圧値を正電源の
電圧Ｖ_ccとし、不活性化した場合に接点を開いて出力信
号Ｓ３８を不活性化し、電圧値を０ＶとしてＮＡＮＤ回
路４２の入力端子の他方に対して出力する。つまり、ス
イッチ３８は、目覚まし時計の目安接点としての動作を
行う。

【００１５】ＮＡＮＤ回路４２は、スイッチ３８の出力
信号Ｓ３８が活性化した場合に、アラーム信号Ｓ３６の
論理値を反転してアラーム信号Ｓ４２として、回路保護
用の抵抗器５６を介してトランジスタ４４のベースに対
して出力する。トランジスタ４４は、そのエミッタが正
電源に接続され、そのコレクタが抵抗器４６を介してス
ピーカ４８の端子に接続されており、スピーカ４８の端
子の他方は負電源に接続されている。

【００１６】トランジスタ４４、抵抗器４６およびスピ
ーカ４８は、ＮＡＮＤ回路４２から入力されたアラーム
信号Ｓ４２を目覚まし音に変換し、外部に対して出力す
る。スイッチ４０は、例えばラッチ付き押ボタンスイッ
チであって、使用者の操作により、目覚まし時計１から
目覚まし音を発生させる場合には閉じられて目覚まし音
の出力を許可し、目覚まし音を発生させない場合、ある
いは、起床した使用者が目覚まし音を止める場合に開か
れて目覚まし音の出力を禁止する。

【００１７】以下、目覚まし時計１の動作を説明する。
アラーム信号生成部３において、三角波発生回路２２、
ランダム信号発生回路２４、抵抗器２６，２８およびト
ランジスタ３０は、協働して図２（Ａ）に示すような電
圧波形の制御電圧信号Ｓ２２を生成し、ＶＣＯ回路３２
は、制御電圧信号Ｓ２２の電圧に正比例した周波数の出
力信号Ｓ３２を生成し、分周回路３６は、出力信号Ｓ３
２を１／６４に分周し、例えば、１．５６２５ＫＨｚ〜
２．５６２５ＫＨｚの周波数範囲のアラーム信号Ｓ３６
を生成する。

【００１８】目覚まし時計１の使用者は、例えば、就寝
時に、時間設定回路１２を操作して起床時刻を設定し、
スイッチ４０を押下して接点を閉じる。時計回路１４
は、時間設定回路１２に設定された起床時刻になった場
合に、目覚まし音発生信号Ｓ１４を活性化してスイッチ
３８を制御し、その接点を閉じさせる。

【００１９】目覚まし音発生信号Ｓ１４が活性化した場
合、スイッチ３８の接点が閉じ、ＮＡＮＤ回路４２に入
力されているアラーム信号Ｓ３６がアラーム信号Ｓ４２
としてトランジスタ４４のベースに供給される。トラン
ジスタ４４は、抵抗器４６を介してスピーカ４８を駆動
し、周波数が低周波１／ｆゆらぎ、および、ランダムな
変化を有する目覚まし音を外部に出力する。

【００２０】目覚まし音を聞いて使用者が目覚め、スイ
ッチ４０を押下すると、スイッチ４０の接点が開き、Ｎ
ＡＮＤ回路４２の出力信号が電圧Ｖ_ccになり、トランジ
スタ４４が非導通状態になって目覚まし音の出力が停止
する。さらに、目覚まし音発生信号Ｓ１４を活性化した
後、所定の時間、例えば数分が経過した場合には、時計
回路１４は目覚まし音発生信号Ｓ１４を不活性化し、ス
イッチ３８の接点を開かせる。

【００２１】以上述べたように、目覚まし時計１によれ
ば、使用者が設定した起床時刻に、周波数が低周波１／
ｆゆらぎを有する目覚まし音を発生して使用者を刺激す
るので、使用者に快適な目覚め感を与えることができ
る。また、使用者が目覚めてからも、目覚まし音も低周
波１／ｆゆらぎを有するので、使用者に不快感を与える
ことがない。しかも、ランダム信号発生回路２４を用い
て目覚まし音にランダムな変化を与えているので、長く
目覚まし音を発生しても、使用者に与える快適な目覚め
感を損なうことがない。

【００２２】なお、図２に示した目覚まし時計１の各部
分の波形は例示であり、使用者に快適な目覚め感を与え
る他の波形としてもよい。また、目覚まし時計１の各構
成部分は例示であり、同等の機能を有する他の手段によ
り置き換えることが可能である。

【００２３】

【実施例２】以下、本発明の第２の実施例を説明する。
図３は、第２の実施例における本発明に係る目覚まし時
計５の構成を示す図である。なお、目覚まし時計５の構
成部分の内、第１の実施例に示した目覚まし時計１（図
１）と同一の構成部分には同一符号を付して示してあ
る。図４は、図３に示したマイクロコンピュータ５２が
出力するアラーム信号を例示する図である。

【００２４】図３に示すように、目覚まし時計５は、時
計部２、マイクロコンピュータ５２、スイッチ（ＳＷ）
５４および目覚まし音出力部６から構成され、目覚まし
音出力部６は、トランジスタ４４、抵抗器４６およびス
ピーカ４８から構成されている。このように、目覚まし
時計５は、目覚まし時計１のアラーム信号生成部３、ス
イッチ３８およびＮＡＮＤ回路４２をマイクロコンピュ
ータ５２に置換し、スイッチ４０をスイッチ５４に置換
し、マイクロコンピュータ５２と目覚まし音出力部６の
トランジスタ４４とを接続し、目覚まし時計１を変形し
た構成になっている。

【００２５】マイクロコンピュータ５２は、ＲＯＭ、Ｒ
ＡＭおよびＣＰＵの周辺回路（いずれも図示せず）を１
チップ化した、いわゆるワンチップマイクロコンピュー
タと呼ばれる半導体集積回路等から構成され、スイッチ
５４の接点が閉じ、かつ、目覚まし音発生信号Ｓ１４が
活性化した場合に、予め内蔵するＲＯＭに書き込まれた
データに基づいて周波数および音量が低周波１／ｆゆら
ぎを有するアラーム信号を生成し、目覚まし音出力部６
に対して出力する。

【００２６】スイッチ５４は、マイクロコンピュータ５
２の入力端子ＩＰに接続され、スイッチ４０と同様な機
能を果たす。目覚まし音出力部６は、マイクロコンピュ
ータ５２から入力されたアラーム信号を目覚まし音とし
てスピーカ４８から出力する。これらの各構成部分によ
り、目覚まし時計５は、目覚まし時計１と同様に動作
し、周波数等に低周波１／ｆゆらぎを有する目覚まし音
を発生して使用者に快適な目覚め感を与える。

【００２７】マイクロコンピュータ５２を用いた場合、
マイクロコンピュータ５２の動作周期の刻みで任意の周
波数のアラーム信号を生成し、出力することができるの
で、目覚まし時計１のアラーム信号生成部３と同様な波
形のアラーム信号を生成できる他、マイクロコンピュー
タ５２が、ディジタル／アナログ変換回路を内蔵してい
る場合には、アラーム信号の周波数だけではなく、振幅
に対しても変化を与えることが可能である。従って、目
覚まし時計５は、周波数だけでなく、振幅にも低周波１
／ｆゆらぎを有するアラーム信号を生成し、目覚まし音
として出力することが可能である。

【００２８】マイクロコンピュータ５２が生成するアラ
ーム信号は、例えば図４に示すように、１０秒〜１００
秒の周期をさらに０．２〜０．３秒の期間に区切り、こ
の周期の最初の期間においては周波数ｆ₁ のアラーム信
号を生成し、続く前半のｎ−１期間において順次、Δｆ
ずつ周波数を下げ、後半のｎ期間においては順次、Δｆ
ずつ周波数を上げるようにしてアラーム信号の周波数に
低周波１／ｆゆらぎを与えたものでもよい。

【００２９】さらに、マイクロコンピュータ５２を用い
た目覚まし時計５によれば、アラーム信号の振幅にも低
周波１／ｆゆらぎを与えたり、周波数を変更する期間の
長さを所定の範囲内、例えば０．１秒〜１秒の間でラン
ダムにしたりすることも可能である。また、マイクロコ
ンピュータ５２の内蔵ＲＯＭの内容を書き換えることに
より、任意の波形を出力させることができるので、開発
時に目覚まし音を変更することが容易である。

【００３０】なお、アラーム信号の波形のデータを複
数、マイクロコンピュータ５２の内蔵ＲＯＭに記憶させ
ておき、使用者の好みに応じて出力させるように目覚ま
し時計５を構成することも可能である。また、マイクロ
コンピュータ５２がタイマ機能を有している場合には、
時計回路１４をマイクロコンピュータ５２に内蔵させる
ことも可能である。以上のべた各実施例に示した他、例
えば各実施例の変形例に示したように、本発明に係る目
覚まし時計は、種々の構成を採ることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る目覚ま
し時計によれば、睡眠から覚める直前のレム睡眠中の使
用者に、その周波数等が低周波１／ｆゆらぎを有する聴
覚的な刺激を与えて目覚めさせ、快適な目覚め感を与え
ることができる。また、本発明に係る目覚まし時計によ
れば、睡眠から覚めた直後、目覚まし音を止めるまでの
間にも、その周波数等が低周波１／ｆゆらぎを有する聴
覚的な刺激を与え、使用者に不快感を与えないだけでな
く、心地よい感覚を与えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例における本発明に係る目覚まし時
計の構成を示す図である。

【図２】図１に示した目覚まし時計の各部分の信号波形
を示す図であって、（Ａ）は制御電圧信号Ｓ２２の波形
を示し、（Ｂ）は電圧制御発振回路から出力される出力
信号Ｓ３２を示し、（Ｃ）は分周回路から出力されるア
ラーム信号Ｓ３６を示す。

【図３】第２の実施例における本発明に係る目覚まし時
計の構成を示す図である。

【図４】図３に示したマイクロコンピュータが出力する
アラーム信号を例示する図である。

【符号の説明】

１，５…目覚まし時計 ２…時計部、 １２…時間設定回路 １４…時計回路 ３…アラーム信号生成部 ２２…三角波発生回路 ２４…ランダム信号発生回路 ２０，２６，２８…抵抗器 ３０…トランジスタ ３２…ＶＣＯ回路 ３４…コンデンサ ３６…分周回路 ４…目覚まし音出力部 ３８…スイッチ ４２…ＮＡＮＤ回路 ４４…トランジスタ ４６，５６…抵抗器 ４８…スピーカ ４０，５４…スイッチ ５２…マイクロコンピュータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】低周波１／ｆゆらぎを有するアラーム信号
   を発生するアラーム信号発生手段と、 時刻を計り、予め設定された時刻に前記アラーム信号を
   目覚まし音に変換して出力する目覚まし音出力手段とを
   有する目覚まし時計。
2. 【請求項２】外部からの操作に応じて、前記目覚まし音
   出力手段による前記目覚まし音の出力を停止させる目覚
   まし音停止手段をさらに有する請求項１に記載の目覚ま
   し時計。