WO2015194357A1 - 睡眠制御システム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a sleep control system, and more particularly to a sleep control system for getting up comfortably.
- FIG. 14 is a diagram showing a schematic configuration of the sleep control electric blanket disclosed in Patent Document 1.
- the blanket body 101 heats the upper body of the human body with the upper heater 102 and heats the lower body of the human body with the lower heater 103.
- the upper temperature sensor 104 detects the upper body heating temperature
- the lower temperature sensor 105 detects the lower body heating temperature.
- the controller 106 adjusts the heating temperatures of the upper heater 102 and the lower heater 103 based on the detection results of the upper temperature sensor 104 and the lower temperature sensor 105.
- the sleep control electric blanket disclosed in Patent Document 1 since the body temperature is raised 45 minutes before getting up, considering the period of about 90 minutes of REM non-REM sleep, the body temperature is reduced during the REM sleep time zone. It may not be possible to raise and is not enough to get a comfortable wake-up condition. Human sleep rhythm is unique to the human body and cannot be easily changed. For example, when REM sleep occurs 55 minutes before the scheduled wake-up time, even if heating is performed 45 minutes before 10 minutes, REM sleep does not continue for about 55 minutes until the wake-up time. In other words, the expression of REM sleep by heating for a short time often depends on chance. Therefore, the sleep control electric blanket disclosed in Patent Document 1 is inappropriate for obtaining a comfortable wake-up state.
- the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a sleep control system capable of increasing a body temperature in an appropriate time zone and obtaining a comfortable wake-up state. .
- the sleep control system is a sleep control system including a heating unit that heats by contacting a human body, and a control unit that controls a heating operation of the heating unit.
- the sleep control system is a sleep control system including a heating unit that is heated by contact with a human body, and a control unit that controls a heating operation of the heating unit. It is heated at 36 to 41 ° C. between the heating start time 90 to 150 minutes before and 0 to 30 minutes before the scheduled wake-up time, and 31 between the 30 to 30 minutes before the scheduled wake-up time and the scheduled wake-up time. It is characterized in that it is heated at a temperature not lower than 36 ° C. and lower than 36 ° C., and is not heated at a temperature higher than 33 ° C. after going to bed or after a certain period of time has passed since going to bed until the heating start time.
- the heating unit may not perform heating after going to bed or after a certain period of time after going to bed until the heating start time.
- the heating section may be installed at a position below the human body.
- the heating part may be formed in a size corresponding to the upper body from the shoulder of the human body to the buttocks.
- the sleep control system includes a vibration sensor that detects vibrations of the human body, and the control unit sets the time and temperature of the heating unit based on information from the vibration sensor. May be.
- the sleep control system includes an audio device that outputs sound, and the control unit outputs an audio signal that is an alarm for the estimated wake-up time from the audio device at the expected wake-up time. good.
- the sleep control system according to the present invention can obtain a comfortable wake-up state by raising the body temperature in an appropriate time zone.
- FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a control unit according to the first embodiment. It is a flowchart for demonstrating operation
- FIG. It is a figure which shows the change of the heating temperature of the thermal part of Embodiment 1, and the body temperature of a human body. It is a figure for demonstrating the effect of the sleep control system of Embodiment 1.
- FIG. It is a schematic perspective view of the sleep control system of Embodiment 2. It is a block diagram which shows the structure of the control part of Embodiment 2. It is a flowchart for demonstrating operation
- FIG. 10 is a block diagram which shows the structure of the control part of Embodiment 3.
- 10 is a flowchart for explaining the operation of the sleep control system of the third embodiment. It is a figure which shows the change of the heating temperature of the thermal part of Embodiment 4. It is a figure which shows the change of the heating temperature of the thermal part of Embodiment 5.
- FIG. It is a figure which shows the change of the heating temperature of the thermal part of Embodiment 6.
- FIG. shows schematic structure of the sleep control electric blanket of patent document 1.
- Embodiment 1 The sleep control system 1 according to the first embodiment will be described below with reference to the drawings.
- FIG. 1 is a schematic perspective view of a sleep control system 1 used in the present embodiment.
- the sleep control system 1 of this embodiment includes a heating unit 2 that heats the human body and a control unit 3 that controls the heating operation of the heating unit 2.
- the heating section 2 is installed at a position above the mattress 4 and below the human body. And the heat-heating part 2 generates heat using a nichrome wire, contacts a human body, and adds heat. Moreover, in this embodiment, the heating part 2 is formed in the magnitude
- the heating unit 2 is in contact with the human body for heating.
- the term “heating part 2 in contact with the human body” includes not only direct contact between the human body and the heating part 2 but also cases where clothes, sheets, etc. are interposed between the human body and the heating part 2.
- the case where 2 is embedded in the mattress and installed with a batting between the human body is also included. That is, the contact includes a case where a substance is typically interposed.
- FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control unit 3 used in this embodiment.
- the control unit 3 includes a control circuit 5 composed of a CPU, a drive circuit 6 for heating the heating unit 2 based on information from the control circuit 5, a clock 7 for measuring real time, a user's expected wake-up time, etc. And an indicator 9 for displaying setting conditions and the like. Then, the control unit 3 controls the heating temperature and the operation time of the heating unit 2 in accordance with the scheduled wake-up time.
- a memory (not shown) is provided to store setting conditions such as a scheduled wake-up time.
- FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the sleep control system 1 used in the present embodiment.
- FIG. 4 is a diagram illustrating changes in the heating temperature of the heating unit 2 and the human body temperature used in the present embodiment. 4A shows changes in the heating temperature of the thermal unit 2 and the body temperature of the human body, and FIG. 4B shows the change in the heating temperature of the thermal unit 2 from the start of heating to the scheduled wake-up time. ing.
- FIG. 5 is a diagram for explaining the effect of the sleep control system 1 used in the present embodiment.
- the user turns on the power before going to bed, and the operation of the sleep control system 1 is started.
- step S1 when the user inputs using the input device 8, the control circuit 5 sets the scheduled wake-up time.
- step S2 the current time is confirmed by the control circuit 5 through the clock 7.
- step S3 the control circuit 5 determines that the current time is 120 minutes before the scheduled wake-up time, that is, if yes, the process proceeds to step S4, and if no, the process proceeds to step S2.
- step S4 the heating unit 2 starts heating in response to a signal generated from the drive circuit 6.
- the heating temperature of the heating unit 2 is 40 ° C.
- step S5 the current time is confirmed by the control circuit 5 through the clock 7.
- step S6 the control circuit 5 determines that the current time is the scheduled wake-up time, that is, if yes, the process proceeds to step S7, and if no, the process proceeds to step S5.
- step S7 the heating unit 2 stops heating according to the signal generated from the drive circuit 6.
- FIG. 4A shows a case where the heating unit 2 does not perform heating as a comparative example.
- the body temperature of the human body has a circadian rhythm, the body temperature starts to decrease before going to bed, decreases by about 1 to 1.5 ° C. before getting up over several hours, and then the body temperature increases. It is known to go.
- sleep efficiency will worsen, such as awakening in midway, and will interfere with sleep.
- REM sleep with a shallow sleep and non-REM sleep with a deep sleep are repeated in a cycle of about 90 minutes. It is said that the REM sleep time per cycle is about 10-30 minutes, and the non-REM sleep time is about 60-80 minutes. In the time zone of REM sleep, the autonomic nerve is activated, and the blood flow becomes better than the time zone of non-REM sleep.
- heating unit 2 considering that REM sleep appears in a cycle of 90 minutes and 30 minutes is required as the temperature rise stabilization time of the thermal unit 2, from 120 minutes before the scheduled wake-up time to the scheduled wake-up time
- the heating unit 2 is heated. Therefore, in the present embodiment, heating is performed at a temperature higher than the body temperature in the REM sleep time zone before the scheduled wake-up time. At that time, since the autonomic nerve is activated and the blood flow is good, heat spreads throughout the body and the body temperature rises.
- the body temperature starts to fall from before going to bed and falls down to wake up over several hours, but wakes up from 120 minutes before the scheduled wake-up time.
- the body temperature is higher than that of the comparative example until the scheduled time.
- the awakening level after getting up becomes higher.
- the cortisol concentration in saliva which is an index of the arousal level after waking up, is measured using the EIA method.
- one of the preparations for getting up is a phenomenon in which the secretion of cortisol, a corticosteroid, is increased.
- Cortisol has the effect of promoting energy production by breaking down sugars.
- the heating unit 2 starts heating 120 minutes before the scheduled wake-up time on the assumption that the REM / non-REM sleep cycle is about 90 minutes, but is not limited thereto.
- the cycle of REM / NREM sleep There are individual differences in the cycle of REM / NREM sleep, and it is necessary to provide a range of 60 to 120 minutes assuming that it corresponds to various people.
- a range of 90 to 150 minutes before the scheduled wake-up time is provided as the time at which the heating unit 2 starts heating.
- the heating start time may be set in consideration of individual differences of each person.
- the heating section 2 when heating is started from a time earlier than 90 to 150 minutes before the scheduled wake-up time, the body temperature is not appropriately lowered, and sleep efficiency is deteriorated such that mid-wakefulness increases. It will interfere with sleep. Moreover, when heating is started from a time later than 90 minutes before the scheduled wake-up time, there may be a case where REM sleep does not appear during the time when the heating unit 2 is heating. That is, in order to obtain a comfortable wake-up state, the heating unit 2 needs to start heating 90 to 150 minutes before the scheduled wake-up time.
- the heating unit 2 is heated at 40 ° C., but is not limited thereto. In consideration of human average body temperature and prevention of low temperature burns, heating may be performed in the range of 36 to 41 ° C.
- the heating section 2 is formed in a size corresponding to the range from the shoulder to the foot of the human body, but is not limited thereto. It suffices that the heating part 2 extends over the upper body from the shoulder to the buttocks, and does not have to extend over the legs. Further, the heating part may extend around the head. However, heating to the head may feel uncomfortable, tending to arouse midway, etc., and reduce the quality of sleep.
- the thermal part 2 is installed so that it may become a position below a human body, it is not limited to it.
- the heating unit 2 does not have to be limited to a position below the human body, and may be disposed, for example, at a position above the human body. .
- the human body is located between the thermal unit 2 and the mattress 4 because the human body is located between the thermal unit 2 and the mattress 4, it is difficult to dissipate heat due to the principle of thermal convection. There is sex. Moreover, since it becomes difficult to transmit a heat
- the heating unit 2 generates heat with a heating wire using a nichrome wire, but is not limited thereto. For example, you may heat using far infrared rays.
- the heating section 2 is not heated from before and after going to bed until 90 to 150 minutes before the scheduled wake-up time, but may be heated at 33 ° C. or lower. If it is 33 degrees C or less, since the fall of the body temperature at the time of going to bed is hard to be inhibited, possibility that the problem that sleep efficiency worsens is low is low. Further, for example, heating may be performed at 33 ° C. or more for 5 minutes after going to bed, and thereafter, heating may be performed at 90 to 150 minutes before the scheduled wake-up time or may be heated at 33 ° C. or less. However, heating is preferably performed in advance so that the user does not feel cold from the bedding before going to bed, and it is preferable not to perform heating during sleep because it does not increase mid-wakening.
- the user turns off the power and ends the operation of the sleep control system 1, but the present invention is not limited to this.
- the power may be turned off automatically.
- Embodiment 2 The sleep control system 1a according to the second embodiment will be described as follows with reference to the drawings. This embodiment differs from Embodiment 1 in that the vibration sensor 10 is provided in the sleep control system 1a. In the present embodiment, the description will be focused on parts different from the first embodiment.
- FIG. 6 is a schematic perspective view of the sleep control system 1a used in the present embodiment.
- FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of the control unit 3a used in the present embodiment.
- FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the sleep control system 1a used in the present embodiment.
- the sleep control system 1a of the present embodiment is provided with a vibration sensor 10 in the thermal unit 2a.
- a vibration sensor 10 As the vibration sensor 10, a piezoelectric element, an ultrasonic Doppler sensor, or the like may be used.
- the vibration sensor 10 detects vibration such as turning over the human body.
- the sleep control system 1a of the present embodiment is after heating is stopped at the heating unit 2a as step S7, and before the operation of the sleep control system 1a is ended as step S8.
- Step S7a is provided.
- the heating unit 2a is heated at 40 ° C. 120 minutes before the scheduled wake-up time this time and the mid-wake time based on the information from the vibration sensor 10 is 6% of the total sleep time, The part 2a is heated at 39 ° C. from 120 minutes before the scheduled wake-up time.
- temperature adjustment is performed in response to individual differences in sensitivity related to temperature, so that a comfortable wake-up state can be reliably obtained without disturbing sleep.
- the vibration sensor 10 is provided in the heating part 2a, it is not limited to it.
- the vibration sensor 10 may be provided outside the heating unit 2a.
- the time and temperature to be heated by the heating unit 2a are set as S7a step, and the heating is performed based on the set contents when operating next time, but is not limited thereto.
- step S6 before determining whether or not the current time is the scheduled wake-up time in the control circuit 5a, a step S7a may be provided, and heating may be performed based on the set contents during the current operation.
- the sleep control system 1b includes an audio device 11 in the control unit 3b. Then, the control circuit 5b in the control unit 3b generates a signal at the scheduled wake-up time, and a sound as an alarm for the scheduled wake-up time flows from the sound device 11 according to the signal.
- FIG. 11 is a diagram showing a change in the heating temperature of the heating section 2 used in the present embodiment.
- FIG. 11 shows the change in the heating temperature of the heating section 2 from the start of heating to the scheduled wake-up time.
- heating is performed in the thermal unit 2 from 120 minutes before the scheduled wake-up time, thereby increasing the body temperature when the user wakes up and increasing the awakening level after wake-up is the same as in the first embodiment. is there.
- the above-described discomfort and insomnia are prevented by stopping the heating in the heating section 2 from 15 minutes before the scheduled wake-up time.
- the heating in the heating unit 2 is stopped 15 minutes before the scheduled wake-up time, but is not limited thereto. . Heating in the heating section 2 may be stopped from 0 to 30 minutes before the scheduled wake-up time.
- FIG. 12 is a diagram showing a change in the heating temperature of the heating unit 2 used in the present embodiment.
- FIG. 12 shows the change in the heating temperature of the heating section 2 from the start of heating to the scheduled wake-up time.
- FIG. 12A shows that the heating unit 2 performs heating at a constant heating temperature of 32 ° C. between 15 minutes before the scheduled wake-up time and the scheduled wake-up time.
- FIG. 12B shows the heating in which the heating temperature is lowered from 40 ° C. to 32 ° C. in the heating section 2 so that the amount of temperature decrease increases with the passage of time between 15 minutes before the scheduled rising time and the scheduled rising time. Shows you to do.
- FIG. 12 (c) shows a heating in which the heating temperature is lowered from 40 ° C. to 32 ° C. in the heating section 2 so that the amount of temperature decrease decreases with the passage of time from 15 minutes before the scheduled rising time to the scheduled rising time. Shows you to do.
- the temperature is gradually decreased from 120 before the scheduled wake-up time, and the heating temperature in the thermal unit 2 is lowered at the planned wake-up time, thereby preventing the uncomfortable feeling and insomnia from appearing. .
- the heating temperature in the heating section 2 is lower than the average human body temperature, so that it is possible to prevent the appearance of discomfort and insomnia.
- it is possible to prevent an extreme decrease in body temperature by setting the heating temperature to 35 ° C. without stopping the heating in the heating section 2, and to prevent the comfortable wake-up effect due to heating from 120 minutes before being impaired. The effect of increasing the arousal level after waking up is easy to obtain.
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Abstract
睡眠制御電気毛布では、起床45分前から体温を上昇させているため、約90分間のレム・ノンレム睡眠の周期を考えると、レム睡眠の時間帯に体温を上昇させることができない場合があり、快適な起床状態を得るのに十分ではない。本発明に係る睡眠制御システム(1)は、人体に接触して加熱を行う温熱部(2)、及び温熱部(2)の加熱動作を制御する制御部(3)を備えた睡眠制御システムにおいて、温熱部(2)は、起床予定時刻の90~150分前である加熱開始時刻から起床予定時刻までの間に36~41℃で加熱すると共に、就寝後又は就寝後の一定時間経過後から加熱開始時刻までの間に33℃より高い温度では加熱しないことを特徴としている。
Description
本発明は、睡眠制御システムに関し、特に、快適に起床させるための睡眠制御システムに関する。
現代人は、睡眠時間が減少傾向にある一方で、社会活動を推進するために、朝のほぼ決まった時間に起床することを余議なくされている。多くの人々は、目覚まし時計等を使ってほぼ強制的に起床しているため、寝不足感、睡眠惰性、及び起床直後の行動低下等が生じている。このような問題を改善するための睡眠制御温熱器具として、次のものが開示されている。
図14は、特許文献1に開示された睡眠制御電気毛布の概略構成を示す図である。毛布本体101は、上部ヒータ102によって人体の上半身を加熱し、下部ヒータ103によって人体の下半身を加熱する。また、上部温度センサ104によって上半身の加熱温度を検知し、下部温度センサ105によって下半身の加熱温度を検知する。コントローラ106は、上部温度センサ104及び下部温度センサ105の検知結果に基づいて、上部ヒータ102及び下部ヒータ103の加熱温度を調整する。
図15は、特許文献1に開示された睡眠制御電気毛布において、上半身及び下半身の加熱温度の変化を表すタイムチャートである。起床45分前から起床までの起床モードにおいて、上半身の加熱温度が37℃~38℃に調整されると共に、下半身の加熱温度が31℃~33℃に調整されることによって、足からの放熱が抑制されて、体幹部の温度が上昇する。睡眠中の人体の覚醒度が徐々に上昇し、ノンレム睡眠からレム睡眠に移行した状態で、睡眠から目覚めることになる。
しかしながら、特許文献1に開示された睡眠制御電気毛布では、起床45分前から体温を上昇させているため、約90分間のレム・ノンレム睡眠の周期を考えると、レム睡眠の時間帯に体温を上昇させることができない場合があり、快適な起床状態を得るのに十分ではない。人の睡眠リズムは、人体の持つ固有のものであり、容易に変えられるものではない。例えば、起床予定時刻の55分前にレム睡眠が発現した場合、10分後の45分前から加熱を行ったとしても、起床時までレム睡眠が55分ほども続くことはない。つまり、短時間の加熱によるレム睡眠発現は偶然に頼る部分が多い。よって、特許文献1に開示された睡眠制御電気毛布では、快適な起床状態を得るのには不適切である。
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、適切な時間帯に体温を上昇させて、快適な起床状態を得ることが可能な睡眠制御システムを提供することにある。
本発明に係る睡眠制御システムは、人体に接触して加熱を行う温熱部、及び温熱部の加熱動作を制御する制御部を備えた睡眠制御システムにおいて、温熱部は、起床予定時刻の90~150分前である加熱開始時刻から起床予定時刻までの間に36~41℃で加熱すると共に、就寝後又は就寝後の一定時間経過後から加熱開始時刻までの間に33℃より高い温度では加熱しないことを特徴としている。
また、本発明に係る睡眠制御システムは、人体に接触して加熱を行う温熱部、及び該温熱部の加熱動作を制御する制御部を備えた睡眠制御システムにおいて、温熱部は、起床予定時刻の90~150分前である加熱開始時刻から起床予定時刻の0~30分前までの間に36~41℃で加熱し、起床予定時刻の0~30分前から起床予定時刻までの間に31℃以上36℃未満で加熱すると共に、就寝後又は就寝後の一定時間経過後から加熱開始時刻までの間に33℃より高い温度では加熱しないことを特徴としている。
本発明の一実施態様においては、温熱部は、就寝後又は就寝後の一定時間経過後から加熱開始時刻までの間に加熱を行わなくても良い。
本発明の一実施態様においては、温熱部は、人体の下方の位置に設置されても良い。
本発明の一実施態様においては、温熱部は、人体の肩口から臀部までの上半身に対応する大きさに形成されても良い。
本発明の一実施態様においては、睡眠制御システムは、人体の振動を検知する振動センサを有し、制御部は、振動センサからの情報に基づいて、温熱部の加熱する時間及び温度を設定しても良い。
本発明の一実施態様においては、睡眠制御システムは、音声が出力される音声器を有し、制御部は、起床予定時刻に、音声器から起床予定時刻のアラームとなる音声が出力されても良い。
本発明に係る睡眠制御システムは、適切な時間帯に体温を上昇させて、快適な起床状態を得ることができる。
〔実施形態1〕
実施形態1に係る睡眠制御システム1について、図面を参照して説明すれば、以下の通りである。
実施形態1に係る睡眠制御システム1について、図面を参照して説明すれば、以下の通りである。
図1は、本実施形態に用いられる睡眠制御システム1の概略斜視図である。本実施形態の睡眠制御システム1は、人体の加熱を行う温熱部2、及び温熱部2の加熱動作を制御する制御部3を備える。
温熱部2は、敷布団4の上方、かつ人体の下方の位置となるように設置される。そして、温熱部2は、ニクロム線を用いて熱を発生させて、人体に接触して熱を加えるようになっている。また、本実施形態では、温熱部2は、人体の肩口から足までの範囲を加熱する様な大きさに形成されている。
人体に熱を加えるやり方として、エアコン等のように気温そのものを上昇させるやり方もある。しかし、睡眠中の気温上昇に対して、人は不快と感じてしまい、睡眠途中での覚醒に繋がり、睡眠の質を低下させてしまうことになる。そのため、エアコン等を温熱部2として使用することは不適切である。本実施形態では、温熱部2が人体に接触して加熱を行っている。尚、人体に温熱部2を接触させるとは、人体及び温熱部2を直接接触させることだけではなく、人体及び温熱部2の間に衣類やシーツ類等が介在する場合も含まれ、温熱部2が敷布団内に埋め込まれて設置され人体との間に中綿等が介在する場合も含まれる。つまり接触とは模式的に物質が介在する場合を含む。
図2は、本実施形態に用いられる制御部3の構成を示すブロック図である。制御部3は、CPUからなる制御回路5、制御回路5からの情報に基づいて温熱部2を加熱させるための駆動回路6、実時間を計測するクロック7、使用者が起床予定時刻等を入力するための入力器8、及び設定条件等を表示する表示器9を有する。そして、制御部3は、起床予定時刻に対応して、温熱部2の加熱温度や作動時間を制御する。尚、制御回路5内には、起床予定時刻等の設定条件を記憶するために、図示しないメモリを設けている。
図3は、本実施形態に用いられる睡眠制御システム1の動作を説明するためのフローチャートである。図4は、本実施形態に用いられる温熱部2の加熱温度、及び人体の体温の変化を示す図である。図4(a)は、温熱部2の加熱温度、及び人体の体温の変化を示しており、図4(b)は、温熱部2の加熱温度の変化について加熱開始から起床予定時刻までを示している。図5は、本実施形態に用いられる睡眠制御システム1の効果を説明するための図である。
図3に示す様に、S0ステップでは、就寝する前に使用者が電源をオンして、睡眠制御システム1の動作が開始となる。
S1ステップでは、使用者が入力器8を用いて入力することにより、制御回路5で起床予定時刻が設定される。
S2ステップでは、クロック7を通じて、制御回路5で現在時刻の確認が行われる。
S3ステップでは、制御回路5で現在時刻が起床予定時刻の120分前であると判定する、すなわちYesの場合はS4ステップへ移行し、Noの場合はS2ステップへ移行する。
S4ステップでは、駆動回路6から発生する信号に応じて、温熱部2で加熱が開始される。尚、本実施形態では、温熱部2の加熱温度を40℃としている。
S5ステップでは、クロック7を通じて、制御回路5で現在時刻の確認が行われる。
S6ステップでは、制御回路5で現在時刻が起床予定時刻であると判定する、すなわちYesの場合はS7ステップへ移行し、Noの場合はS5ステップへ移行する。
S7ステップでは、駆動回路6から発生する信号に応じて、温熱部2で加熱が停止される。
S8ステップでは、起床した後に使用者が電源オフして、睡眠制御システム1の動作が終了となる。
本実施形態では、S3及びS4ステップに基づいて、温熱部2は、起床予定時刻の120分前から40℃で加熱を行っているが、その理由について下記に説明を行う。
図4(a)では、温熱部2で加熱を行わない場合を比較例として示している。比較例に示す様に、人体の体温は、概日リズムをもっており、就寝前から体温が下がりはじめ、数時間かけて起床前までに約1~1.5℃低下し、その後に体温が上がっていくことが知られている。尚、体温の低下が阻害される場合には、中途覚醒が増加するなど睡眠効率が悪くなって、睡眠に支障を来すことになる。
また、睡眠中において、浅い眠りのレム睡眠、及び深い睡眠のノンレム睡眠を約90分周期で繰り返すことが知られている。1周期当たりのレム睡眠の時間は約10~30分、ノンレム睡眠の時間は約60~80分であると言われている。レム睡眠の時間帯は、自律神経が活性化されて、ノンレム睡眠の時間帯よりも血流が良くなる。
本実施形態では、レム睡眠の発現する周期が90分周期であり、温熱部2の温度上昇安定時間として30分が必要であること考慮して、起床予定時刻の120分前から起床予定時刻までに温熱部2で加熱を行っている。そのため、本実施形態では、起床予定時刻前のレム睡眠の時間帯において、体温より高い温度で加熱することになる。そのときに、自律神経が活性化されて血流が良い状態であるため、身体全体に熱が行き渡って体温が高くなる。
図4(a)に示す様に、本実施形態では、比較例と同様に、就寝前から体温が下がりはじめ、数時間かけて起床前までに低下するが、起床予定時刻の120分前から起床予定時刻までは比較例よりも体温が高くなる。本実施形態では、比較例よりも起床したときの体温を高くすることができるため、起床後の覚醒度が高くなる。
図5では、睡眠制御システム1の効果検証として、EIA法を用いて、起床後の覚醒度の指標となる唾液中コルチゾール濃度の測定を行っている。睡眠後期において、人は起床に向けた準備の1つとして、副腎皮質ホルモンであるコルチゾールの分泌量を増やすという現象が見られる。コルチゾールは、糖を分解してエネルギー生産を促す作用がある。
図5に示す様に、本実施形態では、比較例より、起床時の唾液中コルチゾール濃度が高くなるため、起床後に活動するためのエネルギーをより多く利用できる状態となる。つまり、起床後の覚醒度が高くなっており、快適な起床状態を得ていることがわかる。
尚、本実施形態では、レム・ノンレム睡眠の周期が約90分であることを前提として、温熱部2は起床予定時刻の120分前から加熱を開始しているが、それに限定されない。レム・ノンレム睡眠の周期には個人差があり、様々な人に対応することを想定すると、60~120分周期という範囲を設けておく必要がある。そうすると、温熱部2で加熱を開始させる時刻として、起床予定時刻の90~150分前という範囲を設けておくことになる。その範囲内で、それぞれの人の個人差を考慮して、加熱開始時刻を設定すれば良い。
ここで、温熱部2において、起床予定時刻の90~150分前よりも早い時間から加熱を開始すると、体温が適切に低下しないことになり、中途覚醒が増加するなど睡眠効率が悪くなって、睡眠に支障を来すことになる。また、起床予定時刻の90分前よりも遅い時間から加熱を開始すると、温熱部2で加熱している時間中にレム睡眠が発現しない場合が起こり得る。すなわち、快適な起床状態を得るためには、温熱部2は、起床予定時刻の90~150分前から加熱を開始する必要がある。
また、本実施形態では、温熱部2を40℃で加熱しているが、それに限定されない。人の平均体温、及び低温火傷しないようにすることを考慮すると、36~41℃の範囲で加熱すれば良い。
さらに、本実施形態では、温熱部2は、人体の肩口から足までの範囲に対応する様な大きさに形成しているが、それに限定されない。温熱部2が肩口から臀部までの上半身に及んでいれば良く、足には及んでいなくても良い。また、温熱部が頭部周辺に及んでいても良い。但し、頭部への加熱は不快に感じることがあり、中途覚醒等を引き起こし易く、睡眠の質を低下させる。
さらに、本実施形態では、温熱部2を人体の下方の位置となるように設置しているが、それに限定されない。本実施形態では、温熱部2が人体に接触して加熱を行っていれば、温熱部2を人体の下方の位置に限定する必要はなく、例えば、人体の上方の位置に配置しても良い。その場合に、掛布団の一部となるように温熱部2を配置しても良いし、掛布団の上方の位置、つまり人体及び温熱部2の間に掛布団が挟まれる様に、温熱部2を配置しても良い。人体及び温熱部2の間に掛布団等が挟まれていても、温熱部2は、掛布団等を介して、人体に接触して加熱していることになる。
但し、人体の上方の位置への配置は、温熱部2及び敷布団4の間に人体が位置するため、熱対流の原則から放熱しにくくなるため、人体周辺の温度上昇に繋がり、不快に感じる可能性がある。また、人体及び温熱部2の間に掛布団等が挟まれる様に、温熱部2を配置することは、人体に熱が伝わりにくくなるため、本発明の効果が十分に得られなくなる可能性がある。さらに、本実施形態では、温熱部2を敷布団4の上方の位置となるように設置しているが、それに限定されない。例えば、温熱部2を敷布団4の内部に設けても良い。
さらに、本実施形態では、温熱部2はニクロム線を用いた電熱線にて熱を発生させているが、それに限定されない。例えば遠赤外線を用いて加熱しても良い。
さらに、本実施形態では、温熱部2は就寝前後から起床予定時刻の90~150分前までの間は加熱を行っていないが、33℃以下で加熱しても良い。33℃以下であれば、就寝時の体温低下は阻害されにくいため、睡眠効率が悪くなるという問題が生じる可能性は低い。また、就寝後から例えば5分間は33℃以上で加熱を行い、その後は起床予定時刻の90~150分前までの間は加熱を行わないか、33℃以下で加熱しても良い。但し、加熱は就寝前に予め寝具から冷えを感じない程度に行い、睡眠中を通じて加熱を行わない方が中途覚醒を増加させないため、好ましい。
さらに、本実施形態では、起床した後に使用者が電源オフして睡眠制御システム1の動作を終了させているが、それに限定されない。自動的に電源オフとなっても良い。
〔実施形態2〕
実施形態2に係る睡眠制御システム1aについて、図面を参照して説明すれば、以下の通りである。本実施形態は、睡眠制御システム1aに振動センサ10を設けていることが、実施形態1とは異なる。本実施形態では、実施形態1とは異なる部分を中心に説明を行う。
実施形態2に係る睡眠制御システム1aについて、図面を参照して説明すれば、以下の通りである。本実施形態は、睡眠制御システム1aに振動センサ10を設けていることが、実施形態1とは異なる。本実施形態では、実施形態1とは異なる部分を中心に説明を行う。
図6は、本実施形態に用いられる睡眠制御システム1aの概略斜視図である。図7は、本実施形態に用いられる制御部3aの構成を示すブロック図である。図8は、本実施形態に用いられる睡眠制御システム1aの動作を説明するためのフローチャートである。
図6に示す様に、本実施形態の睡眠制御システム1aは、温熱部2a内に振動センサ10を設けている。振動センサ10としては、ピエゾ素子を使ったものや、超音波ドップラーセンサ等を用いれば良い。振動センサ10で、人体の寝返り等の振動を検知している。
図7に示す様に、本実施形態の制御部3a内の制御回路5aは、振動センサ10からの情報に基づいて中途覚醒時間等を分析し、温熱部2aで加熱する時間及び温度を設定している。尚、振動センサ10からの情報は、制御回路5a内の図示しないメモリに記憶される。
図8に示す様に、本実施形態の睡眠制御システム1aは、S7ステップとして温熱部2aで加熱が停止された後であり、かつS8ステップとして睡眠制御システム1aの動作が終了となる前に、S7aステップを設けている。
S7aステップでは、制御回路5aにおいて、振動センサ10からの情報に基づいて、温熱部2aで加熱する時間及び温度を設定している。そして、次回に睡眠制御システム1aを動作させるときに、今回の加熱停止後に設定された時間及び温度に基づいて、温熱部2aで加熱することになる。
そして、制御回路5aでは、中途覚醒時間が睡眠時間全体の5%であることを基準として、それより多い場合には、温熱部2aで加熱する時間を短くしたり、加熱温度を低くしたりする。
例えば、今回に温熱部2aを起床予定時刻の120分前から40℃で加熱して、振動センサ10の情報に基づいた中途覚醒時間が睡眠時間全体の6%である場合には、次回に温熱部2aを起床予定時刻の120分前から39℃で加熱する。
その結果として、本実施形態の睡眠制御システム1aでは、温度に関する感受性の個人差に対応して温度調整を行うため、睡眠を阻害せずとも確実に快適な起床状態を得ることができる。
尚、本実施形態の睡眠制御システム1aでは、温熱部2a内に振動センサ10を設けているが、それに限定されない。温熱部2a外に振動センサ10を設けても良い。
また、本実施形態の睡眠制御システム1aでは、S7ステップとして温熱部2aで加熱が停止された後に、S7aステップとして温熱部2aで加熱する時間及び温度を設定しているが、それに限定されない。S7ステップの前にS7aステップを設けても良いし、S7及びS7aステップが同時であっても良い。
さらに、本実施形態の睡眠制御システム1aでは、S7aステップとして温熱部2aで加熱する時間及び温度を設定し、次回に動作させるときにその設定内容に基づいて加熱しているが、それに限定されない。S6ステップとして制御回路5aで現在時刻が起床予定時刻であるか否かを判定する前に、S7aステップを設けて、今回の動作中にその設定内容に基づいて加熱しても良い。
〔実施形態3〕
実施形態3に係る睡眠制御システム1bについて、図面を参照して説明すれば、以下の通りである。本実施形態は、睡眠制御システム1bに音声器11を設けていることが、実施形態1とは異なる。本実施形態では、実施形態1とは異なる部分を中心に説明を行う。
実施形態3に係る睡眠制御システム1bについて、図面を参照して説明すれば、以下の通りである。本実施形態は、睡眠制御システム1bに音声器11を設けていることが、実施形態1とは異なる。本実施形態では、実施形態1とは異なる部分を中心に説明を行う。
図9は、本実施形態に用いられる制御部3bの構成を示すブロック図である。図10は、本実施形態に用いられる睡眠制御システム1bの動作を説明するためのフローチャートである。
図9に示す様に、本実施形態の睡眠制御システム1bは、制御部3b内に音声器11を設けている。そして、制御部3b内の制御回路5bは、起床予定時刻に信号を発生させて、その信号に応じて音声器11から起床予定時刻のアラームとなる音声が流れる。
図10に示す様に、本実施形態の睡眠制御システム1bは、S6ステップとして制御回路5bで現在時刻が起床予定時刻であるか否かを判定した後であり、かつS7ステップとして温熱部2で加熱動作が停止される前に、S6aステップを設けている。
S6aステップでは、制御回路5bの信号に基づいて、起床予定時刻に音声器11から起床予定時刻のアラームとなる音声が出力される。その結果として、本実施形態の睡眠制御システム1bでは、起床予定時刻に確実に目を覚ますことができると共に快適な起床状態を得ることができる。
尚、本実施形態の睡眠制御システム1bでは、S7ステップとして温熱部2aで加熱が停止される前に、S6aステップとして温熱部2aで加熱する時間及び温度を設定しているが、それに限定されない。S7及びS6aステップが同時であっても良い。
〔実施形態4〕
実施形態4に係る睡眠制御システム1について、図面を参照して説明すれば、以下の通りである。本実施形態は、起床予定時刻の0~30分前から起床予定時刻までの間に、温熱部2で加熱を行わないことが、実施形態1とは異なる。本実施形態では、実施形態1とは異なる部分を中心に説明を行う。
実施形態4に係る睡眠制御システム1について、図面を参照して説明すれば、以下の通りである。本実施形態は、起床予定時刻の0~30分前から起床予定時刻までの間に、温熱部2で加熱を行わないことが、実施形態1とは異なる。本実施形態では、実施形態1とは異なる部分を中心に説明を行う。
図11は、本実施形態に用いられる温熱部2の加熱温度の変化を示す図である。図11では、温熱部2の加熱温度の変化について加熱開始から起床予定時刻までを示している。
図11に示す様に、本実施形態の睡眠制御システム1において、起床予定時刻の120分前から起床予定時刻の15分前までに加熱温度を40℃として温熱部2で加熱を行っている。そして、実施形態1とは異なって、起床予定時刻の15分前から起床予定時刻までの間に温熱部2で加熱を行っていない。
本実施形態において、起床予定時刻の120分前から温熱部2で加熱を行うことにより、起床したときの体温を高くして、起床後の覚醒度を高くすることは、実施形態1と同様である。ここで、起床前等の睡眠深度が浅くなるタイミングでは、温熱部2の加熱を知覚し易くなるため、季節によっては暑いと感じることによる不快感、及び中途覚醒の増加による不眠感に繋がる場合がある。そこで、本実施形態では、起床予定時刻の15分前から温熱部2での加熱を停止することにより、上記のような不快感、不眠感の発現を防いでいる。
尚、起床予定時刻の15分前から起床予定時刻までの間にレム睡眠の時間帯となる可能性があるが、その場合でも、レム睡眠の発現する周期が90分周期であることから、その1つ前のレム睡眠の時間帯に加熱を行っているため、起床後の覚醒度を高くする効果は得られていると考えて良い。
また、本実施形態では、睡眠深度が浅くなるタイミングにおいて、不快感、不眠感の発現を防ぐため、起床予定時刻の15分前から温熱部2での加熱を停止しているが、それに限定されない。起床予定時刻の0~30分前から温熱部2での加熱を停止すれば良い。
〔実施形態5〕
実施形態5に係る睡眠制御システム1について、図面を参照して説明すれば、以下の通りである。本実施形態は、起床予定時刻の0~30分前から起床予定時刻までの間に、温熱部2で36℃より低い加熱温度の加熱を行うことが、実施形態1とは異なる。本実施形態では、実施形態1とは異なる部分を中心に説明を行う。
実施形態5に係る睡眠制御システム1について、図面を参照して説明すれば、以下の通りである。本実施形態は、起床予定時刻の0~30分前から起床予定時刻までの間に、温熱部2で36℃より低い加熱温度の加熱を行うことが、実施形態1とは異なる。本実施形態では、実施形態1とは異なる部分を中心に説明を行う。
図12は、本実施形態に用いられる温熱部2の加熱温度の変化を示す図である。図12では、温熱部2の加熱温度の変化について加熱開始から起床予定時刻までを示している。図12(a)は、起床予定時刻の15分前から起床予定時刻までの間に、温熱部2で一定の加熱温度である32℃の加熱を行うことを示している。図12(b)は、起床予定時刻の15分前から起床予定時刻までの間に、時間経過に従って温度低下量が増大する様に温熱部2で加熱温度を40℃から32℃へ低下させる加熱を行うことを示している。図12(c)は、起床予定時刻の15分前から起床予定時刻までの間に、時間経過に従って温度低下量が減少する様に温熱部2で加熱温度を40℃から32℃へ低下させる加熱を行うことを示している。
図12に示す様に、実施形態1と同様に、起床予定時刻の120分前から起床予定時刻の15分前までに加熱温度を40℃として温熱部2で加熱を行っている。そして、図12(a)では、実施形態1とは異なって、起床予定時刻の15分前から起床予定時刻までの間に、温熱部2で一定の加熱温度である32℃の加熱を行っている。図12(b)では、実施形態1とは異なって、起床予定時刻の15分前から起床予定時刻までの間に、時間経過に従って温度低下量が増大する様に温熱部2で加熱温度を40℃から32℃へ低下させる加熱を行っている。図12(c)では、実施形態1とは異なって、起床予定時刻の15分前から起床予定時刻までの間に、時間経過に従って温度低下量が減少する様に温熱部2で加熱温度を40℃から32℃へ低下させる加熱を行っている。
本実施形態において、起床予定時刻の120分前から温熱部2で加熱を行うことにより、起床したときの体温を高くして、起床後の覚醒度を高くすることは、実施形態1と同様である。ここで、起床前等の睡眠深度が浅くなるタイミングでは、温熱部2の加熱を知覚し易くなるため、季節によっては暑いと感じることによる不快感、及び中途覚醒の増加による不眠感に繋がる場合がある。
そこで、本実施形態では、起床予定時刻の15分前から温熱部2での加熱温度を低くすることにより、不快感、不眠感の発現を防いでいる。起床予定時刻において、温熱部2での加熱温度を32℃とすることにより、人の平均体温より低い温度であるため、不快感、不眠感の発現を防ぐことが可能となる。また、温熱部2での加熱を停止させずに32℃の加熱温度とすることにより、体温の極端な低下を防ぎ120分前からの加熱による快適起床効果がその損なわれることを防ぐことができ、起床後の覚醒度を高くする効果は得やすくなる。
尚、起床予定時刻の15分前から起床予定時刻までの間にレム睡眠の時間帯となる可能性があるが、その場合でも、レム睡眠の発現する周期が90分周期であることから、その1つ前のレム睡眠の時間帯に加熱を行っているため、起床後の覚醒度を高くする効果は得られていると考えて良い。
また、本実施形態では、睡眠深度が浅くなるタイミングにおいて、不快感、不眠感の発現を防ぐため、起床予定時刻の15分前から温熱部2での加熱温度を低下させているが、それに限定されない。起床予定時刻の0~30分前から温熱部2での加熱温度を低下させれば良い。
さらに、本実施形態では、人の平均体温を考慮して36℃より低い加熱温度とするため、起床予定時刻において、温熱部2での加熱温度を32℃に低下させているが、それに限定されない。人の平均体温より低くて、心地良い程度の温かさを保つことを考慮すれば、31℃以上36℃未満の加熱温度をとすれば良い。
〔実施形態6〕
実施形態6に係る睡眠制御システム1について、図面を参照して説明すれば、以下の通りである。本実施形態は、起床予定時刻の90~150分前において36~41℃の加熱温度とし、その時点から時間経過に応じて徐々に温度を低下させて、起床予定時刻において36℃より低い加熱温度となる様に温熱部2で加熱を行うことが、実施形態1とは異なる。本実施形態では、実施形態1とは異なる部分を中心に説明を行う。
実施形態6に係る睡眠制御システム1について、図面を参照して説明すれば、以下の通りである。本実施形態は、起床予定時刻の90~150分前において36~41℃の加熱温度とし、その時点から時間経過に応じて徐々に温度を低下させて、起床予定時刻において36℃より低い加熱温度となる様に温熱部2で加熱を行うことが、実施形態1とは異なる。本実施形態では、実施形態1とは異なる部分を中心に説明を行う。
図13は、本実施形態に用いられる温熱部2の加熱温度の変化を示す図である。図13では、温熱部2の加熱温度の変化について加熱開始から起床予定時刻までを示している。図13(a)は、起床予定時刻の120分前から起床予定時刻までの間に、時間経過に従って温度低下量が一定となる様に温熱部2で加熱温度を40℃から35℃へ低下させる加熱を行うことを示している。図13(b)は、起床予定時刻の120分前から起床予定時刻までの間に、時間経過に従って温度低下量が増大する様に温熱部2で加熱温度を40℃から35℃へ低下させる加熱を行うことを示している。図13(c)は、起床予定時刻の120分前から起床予定時刻までの間に、時間経過に従って温度低下量が減少する様に温熱部2で加熱温度を40℃から35℃へ低下させる加熱を行うことを示している。
図13に示す様に、実施形態1とは異なって、起床予定時刻の120分前において40℃の加熱温度とし、その時点から時間経過に応じて徐々に温度を低下させて、起床予定時刻において35℃の加熱温度となる様に温熱部2で加熱を行っている。
本実施形態において、起床予定時刻の120分前から温熱部2で加熱を行うことにより、起床したときの体温を高くして、起床後の覚醒度を高くすることは、実施形態1と同様である。尚、本実施形態では、起床予定時刻の120分前から徐々に温度を低下させているが、起床予定時刻の0~30分前までは加熱温度を36℃以上としており、起床後の覚醒度を高くする効果は得られていると考えてよい。ここで、起床前等の睡眠深度が浅くなるタイミングでは、温熱部2の加熱を知覚し易くなるため、季節によっては暑いと感じて、不快感、不眠感、及び中途覚醒の増加に繋がる場合がある。
そこで、本実施形態では、起床予定時刻の120前から徐々に温度を低下させて、起床予定時刻で温熱部2での加熱温度を低くすることにより、不快感、不眠感の発現を防いでいる。起床予定時刻において、温熱部2での加熱温度を35℃とすることにより、人の平均体温より低い温度であるため、不快感、不眠感の発現を防ぐことが可能となる。また、温熱部2での加熱を停止させずに35℃の加熱温度とすることにより体温の極端な低下を防ぎ120分前からの加熱による快適起床効果がその損なわれることを防ぐことができ、起床後の覚醒度を高くする効果は得やすくなる。
尚、本実施形態では、人の平均体温を考慮して36℃より低い加熱温度とするため、起床予定時刻において、温熱部2での加熱温度を35℃に低下させているが、それに限定されない。人の平均体温より低くて、心地良い程度の温かさを保つことを考慮すれば、31℃以上36℃未満の加熱温度をとすれば良い。
以上、実施形態1~6について具体的に説明を行ったが、本発明はそれらに限定されるものではない。上述した6つ実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合せて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明に係る睡眠制御システムは、快適に起床させるための睡眠制御システム全般に広く適用することができる。
1 睡眠制御システム
2 温熱部
3 制御部
4 敷布団
5 制御回路
6 駆動回路
7 クロック
8 入力器
9 表示器
10 振動センサ
11 音声器
2 温熱部
3 制御部
4 敷布団
5 制御回路
6 駆動回路
7 クロック
8 入力器
9 表示器
10 振動センサ
11 音声器
Claims (7)
- 人体に接触して加熱を行う温熱部、及び該温熱部の加熱動作を制御する制御部を備えた睡眠制御システムにおいて、
前記温熱部は、起床予定時刻の90~150分前である加熱開始時刻から起床予定時刻までの間に36~41℃で加熱すると共に、就寝後又は就寝後の一定時間経過後から加熱開始時刻までの間に33℃より高い温度では加熱しないことを特徴とする睡眠制御システム。 - 人体に接触して加熱を行う温熱部、及び該温熱部の加熱動作を制御する制御部を備えた睡眠制御システムにおいて、
前記温熱部は、起床予定時刻の90~150分前である加熱開始時刻から起床予定時刻の0~30分前までの間に36~41℃で加熱し、起床予定時刻の0~30分前から起床予定時刻までの間に31℃以上36℃未満で加熱すると共に、就寝後又は就寝後の一定時間経過後から加熱開始時刻までの間に33℃より高い温度では加熱しないことを特徴とする睡眠制御システム。 - 前記温熱部は、就寝後又は就寝後の一定時間経過後から加熱開始時刻までの間に加熱を行わないことを特徴とする請求項1に記載の睡眠制御システム。
- 前記温熱部は、人体の下方の位置に設置されることを特徴とする請求項2に記載の睡眠制御システム。
- 前記温熱部は、人体の肩口から臀部までの上半身に対応する大きさに形成されることを特徴とする請求項3に記載の睡眠制御システム。
- 前記睡眠制御システムは、人体の振動を検知する振動センサを有し、
前記制御部は、前記振動センサからの情報に基づいて、前記温熱部の加熱する時間及び温度を設定することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の睡眠制御システム。 - 前記睡眠制御システムは、音声が出力される音声器を有し、
前記制御部は、起床予定時刻に、前記音声器から起床予定時刻のアラームとなる音声が出力されることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の睡眠制御システム。
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