WO2016031119A1 - 睡眠補助装置、睡眠補助システムおよび睡眠補助方法 - Google Patents

睡眠補助装置、睡眠補助システムおよび睡眠補助方法 Download PDF

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WO2016031119A1
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sleep
stimulus
user
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assist device
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義夫 後藤
智子 勝原
夕香里 角田
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ソニー株式会社
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Definitions

  • This technology relates to a sleep assist device, a sleep assist system, and a sleep assist method that provide users with good sleep based on the user's ecological information.
  • the user As a device that induces sleep, the user is given a stimulus by sound, receives a response by a conscious operation from the user to the given stimulus, analyzes the response, and organizes the stimulus to be given to the user Is known (see Patent Document 1).
  • a synthesized sound with a gradually decreasing sound is given to a user at regular intervals as a stimulus in the early bedtime.
  • the user presses a joystick button as a conscious response to the synthesized sound.
  • the reaction from the user is interrupted, so the device captures this situation and records the time and the time required to reach sleep.
  • the device also analyzes generic data from the user to generate stimuli that have better effects.
  • the sleep process mainly consists of sleep induction, sleep, and awakening from sleep.
  • a good sleep process is achieved with rapid sleep induction, deep sleep, and good awakening from sleep.
  • these problems cannot be said to be sufficiently solved even if viewed individually.
  • a method using sound stimulation can interfere with the sleep of others depending on the sleep environment of the user.
  • it since it depends on the user's conscious reaction, it is difficult to use.
  • an object of the present technology is to provide a sleep assist device, a sleep assist system, and a sleep assist method that are superior in user convenience and performance.
  • a sleep assisting device In order to solve the above problem, a sleep assisting device according to an embodiment of the present technology is provided.
  • a stimulus generator that generates a stimulus acceptable to the user;
  • a detection unit for detecting the biological information of the user;
  • a control unit that determines an optimal stimulus based on the detected biological information and generates the stimulus generation unit.
  • the controller is configured to cause the stimulus generator to generate a plurality of types of stimuli in order, and evaluate the detected biological information each time to determine an optimal stimulus for the sleep introduction. May be.
  • the controller determines whether or not the sleep failure factor is generated based on the detected biological information during sleep, and when the occurrence of the failure factor is detected, the control unit generates a specific stimulus. May be configured to be generated.
  • the detection unit is configured to detect a sound originating from the user as the biological information during the sleep
  • the control unit may be configured to determine whether or not the sleep disorder factor has occurred based on the detected sound.
  • the detection unit is configured to detect the respiratory rate of the user during the sleep as the biological information
  • the control unit may be configured to determine whether or not the sleep disorder factor has occurred based on the detected respiratory rate.
  • the stimulus generator, the stimulus generator, and the controller may be integrated as a unit that is detachable to the user.
  • FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the actuator 310 of FIG. 4 excluding the base plate 2 and the top plate 7.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the actuator 310 of FIGS. 4 and 5.
  • FIG. 6 is a plan view showing a state when the actuator 310 is energized.
  • FIG. 1 is an overall side view of a sleep assisting device 1 configured using an actuator 310.
  • FIG. 3 is a flowchart of the operation of the sleep assist device 1. It is a flowchart of the process which determines the optimal irritation
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration of a sleep assist device 1 (sleep assist system) that is a first embodiment that employs the present technology.
  • the sleep assist device 1 includes a biological information detection unit 100, a biological information evaluation unit 200, a stimulus generation unit 300, and the like.
  • the biological information detection unit 100 detects biological information from the human body of the user U.
  • the biometric information evaluation unit 200 evaluates the biometric information detected by the biometric information detection unit 100 and determines a suitable tactile stimulus or environmental stimulus at each stage of the user U's sleep process.
  • the stimulus generation unit 300 gives the user U a suitable stimulus determined by the biological information evaluation unit 200.
  • the biological information detection unit 100 the biological information evaluation unit 200, and the stimulus generation unit 300 will be described in more detail.
  • the biological information detection unit 100 is configured by using one or more sensors that are contacted with or attached to the user U or are installed in an environment where the user U exists. More specifically, the biological information detection unit 100 sets at least one or more of the following biological information as detection targets.
  • Body movement is the movement of the user's body at bedtime.
  • the body movement increases at the time of falling asleep (at the time of sleep introduction) and decreases as the sleep becomes deeper.
  • Body motion can be detected using a motion sensor such as an acceleration sensor.
  • Heart rate The heart rate generally decreases as the sleep state becomes deeper.
  • the heart rate is measured by detecting a change appearing on the surface of the human body as the heart beats with a sensor as a change in light, a change in pressure, a change in sound, or the like.
  • the respiratory rate generally decreases as the sleep state becomes deeper.
  • the respiratory rate is measured by detecting a respiratory state, for example, movements such as expansion and contraction of the chest with a sensor as a change in pressure.
  • the method of measuring the respiratory rate is particularly effective when detecting apnea symptoms.
  • the electroencephalogram is detected by mounting an electroencephalograph electrode on the head.
  • the brain waves are mixed with ⁇ waves and various waveforms with higher frequencies than during sleep.
  • ⁇ waves are reduced, and ⁇ waves having a frequency lower than ⁇ waves appear.
  • a ⁇ wave is generated.
  • Body temperature Body temperature generally decreases with increasing sleep.
  • Myoelectricity is a measurement of changes in potential associated with muscle activity in the human body. When waking up, muscle activity is active, and during sleep, the potential of the muscle decreases due to the decrease in muscle activity. In addition, some muscular activity remains during REM sleep, but when entering into non-REM sleep (during sleep), myoelectricity takes a value of almost the lowest level.
  • eye movement may also be detected.
  • the eye movement can be detected, for example, by analyzing an image of the eyeball of the user U imaged by the imaging device. The fact that the user starts to feel sleepy is detected based on the pattern and speed of eye movement, the frequency and speed of blinking, and the like.
  • parameters such as body movement and respiratory rate can be obtained by analyzing the image of the user U.
  • the biological information evaluation unit 200 includes a computer having a CPU (Central Processing Unit) and a memory.
  • the memory stores programs to be executed by the CPU and various data.
  • the CPU executes the program stored in the memory to acquire and evaluate biological information from the biological information detection unit 100 and determine a stimulus to be generated by the stimulus generation unit 300.
  • the sleep process is considered in stages of falling asleep (sleep introduction), sleeping, and getting up (wake from sleep).
  • the biological information evaluation unit 200 supplies a control command to the stimulus generation unit 300 so as to give the user U a stimulus suitable for sleep introduction.
  • the stimulus suitable for introducing sleep is a stimulus suitable for relaxing the user U. In general, a slow tempo stimulus has a relaxing effect, while a fast and strong stimulus has a wakefulness effect.
  • the biological information evaluation unit 200 is prepared in advance with a plurality of types of stimulus waveform patterns for introducing sleep.
  • the biometric information evaluation unit 200 causes the stimulus generation unit 300 to sequentially generate the plurality of types of stimuli, and evaluates the biometric information acquired from the biometric information detection unit 100 each time to determine an optimal stimulus.
  • the levels of detection parameters such as body movement, heart rate, respiratory rate, body temperature, and myoelectricity are kept lower than when awake.
  • the living body information detection unit 100 includes a microphone for detecting snoring, teething and the like from sound, and further includes a respirometer for detecting apnea symptoms.
  • the biometric information evaluation unit 200 causes the stimulus generation unit 300 to generate a stimulus that is stronger than the stimulus for introducing sleep when detecting snoring or toothbrushing sound from the sound data acquired from the biometric information detection unit 100. .
  • the biological information evaluation unit 200 causes the stimulus generation unit 300 to generate a stimulus with high intensity.
  • the user U reacts unconsciously to the stimulus given at this time, and can change snoring, a toothpick, an apnea symptom, etc. temporarily by changing the posture and position of the body by itself.
  • the biological information evaluation unit 200 estimates the REM sleep cycle based on detection parameters such as heart rate, respiratory rate, body temperature, myoelectricity, and electroencephalogram, and the estimation result of the REM cycle and the wake-up time preset by the user U. From the above, the REM sleep time that is before the set wake-up time and is closest to the set wake-up time is estimated. The biological information evaluation unit 200 performs control so that the stimulus generation unit 300 generates a stimulus suitable for waking up at the estimated REM sleep time.
  • the stimulus generator 300 gives various types of stimuli to the user U based on a control command from the biological information evaluation unit 200.
  • Examples of the stimulus given to the user U include a tactile stimulus that the user U receives through a tactile sense, a visual stimulus, an auditory stimulus, and a warm stimulus.
  • the stimulus is accepted as a stimulus having a psychologically or biologically different response to the user U depending on the intensity or how the intensity changes, that is, the difference in parameters such as amplitude, frequency, acceleration, interval, and rhythm.
  • the stimulus generator 300 may be one using home appliances.
  • the home appliance for example, a television, personal computer, radio receiver, lighting device, air conditioner, alarm clock, alarm device, curtain opening / closing device, and the like that can give some stimulus to the sensory receptor of the user U. I just need it.
  • These home appliances as the stimulus generator 300 are configured to give a stimulus to the user U based on an interface unit that receives a control command from the biological information evaluation unit 200 wirelessly or by wire, and a control command received by the interface unit.
  • a controller for controlling the function of the home appliance, and a program for causing the controller to function as the stimulus generator 300 are provided.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a specific configuration example of the sleep assist device 1.
  • the sleep assist device 1 of this specific example is a bracelet type device that can be worn on the wrist 90 of a person (user U), for example.
  • As the stimulus generator 300 one that generates a tactile stimulus is employed.
  • the present technology is not limited to the bracelet type, and may be configured to be worn on various parts where the user U can obtain a sense of touch such as a finger, a neck, an ankle, a torso, and a head. . Moreover, it may be provided in a form that allows a sense of touch to be obtained over a wide range of the human body, such as a clothing type or a bedding type.
  • the sleep assist device 1 includes a plurality of actuator mounting units 10 each mounting an actuator, and a plurality of belts 11 (connection belts) that connect the actuator mounting units 10 in series so as to form one bracelet as a whole. Prepare.
  • the plurality of actuator mounting units 10 are connected in series via the belt 11 at, for example, equal intervals.
  • the actuator mounting unit 10 or the belt 11 is provided with one or more sensors (not shown in FIG. 2) for detecting biological information.
  • At least one of the plurality of actuator mounting units 10 is provided with a controller (not shown in FIG. 2) and a user interface unit such as a display 12 with a touch panel.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the sleep assist device 1 (sleep assist system).
  • the sleep assist device 1 includes a plurality of actuators 310, 310,... 310, a communication interface unit 101, a controller 102, a drive circuit 103, one or more sensors 104, a user interface unit 105, and an illustration. Provide a battery that does not.
  • the sensor 104 corresponds to the biological information detection unit 100.
  • the controller 102 corresponds to the biological information evaluation unit 200.
  • the actuator 310 corresponds to the stimulus generator 300.
  • the communication interface unit 101, the controller 102, the drive circuit 103, one or more sensors 104, and a battery are mounted on one actuator mounting unit 10 or distributed in a plurality of actuator mounting units 10. May be.
  • the sensor 104 may be mounted on all the actuator mounting units 10 or may be disposed on the belt 11.
  • Actuator 310 is a mechanism that generates a mechanical displacement for tactile stimulation.
  • this actuator 310 for example, “pressure sensation” that the user U feels by pressing the user U's wrist surface by moving the pressing component forward and backward toward the surface of the wrist of the user U is used as the tactile stimulus.
  • the mechanical structure of the actuator capable of giving such a tactile stimulus will be described later.
  • the drive circuit 103 generates a drive current to be supplied to each actuator 310 based on a control signal from the controller 102.
  • the communication interface unit 101 performs, for example, communication with the device 400 functioning as the external biological information detection unit 100 and communication with the home appliance 500 functioning as the external stimulus generation unit 300 by wire or wireless, respectively.
  • the device 400 that functions as the external biological information detection unit 100 is, for example, an imaging device, an image processing device that analyzes an image captured by the imaging device, a microphone that collects snoring or toothing of the user U, and the like. .
  • the user interface unit 105 accepts input of various data such as setting data from the user U, and presents various information to the user U.
  • the user interface unit 105 includes, for example, a display and a touch panel sensor (display 12 with a touch panel in FIG. 2) attached to the display screen.
  • the controller 102 includes a CPU 111, a memory 112, and a clock 113.
  • the memory 112 stores the above-described setting data given by the user U in addition to the program executed by the CPU 111.
  • the clock 113 generates current time data and supplies it to the CPU 111.
  • the CPU 111 executes the function as the biological information evaluation unit 200 according to the program stored in the memory 112. That is, the CPU 111 determines an optimal stimulus according to the stage of the sleep process based on the biological information detected by the sensor 104 corresponding to the biological information detection unit 100. The CPU 111 issues a control command to the stimulus generator 300 so as to give the determined stimulus to the user U.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing the configuration of the actuator 310.
  • FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the actuator 310 of FIG. 4 excluding the base plate 2 and the top plate 7.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the actuator 310 of FIGS. 4 and 5.
  • the actuator 310 includes a base plate 2, a holder 3, a slider 4, a shape memory alloy wire 5, an elastic plate 6, and a top plate 7.
  • the base plate 2 is, for example, a rectangular thin plate member.
  • a holder 3 is fixed on the base plate 2.
  • the holder 3 is made of, for example, a rectangular thin plate member.
  • An opening 31 is formed in the holder 3.
  • One end of the opening 31 in the X-axis direction is used as a slider holding space 31A in which the slider 4 is held slidably in the X-axis direction.
  • the slider 4 has the same thickness as the holder 3, and the slider 4 has 3 in a three-dimensional space formed by the slider holding space 31 A of the holder 3, the upper surface of the base plate 2, and the lower surface of the top plate 7. Preserved dimensionally.
  • the inner wall surface of the slider holding space 31 ⁇ / b> A of the holder 3 is in contact with the end surfaces 41, 42 of the slider 4 in the X-axis direction to limit the sliding range, and the slider 4 has a Y-axis direction in the Y-axis direction. It functions as a plurality of slide guide surfaces 31D and 31E that abut the respective end surfaces 43 and 44 to guide the slide.
  • the shape memory alloy wire 5 is a wire made of a shape memory alloy.
  • a single shape memory alloy wire 5 bent at the intermediate portion 51 in a V shape is used.
  • the intermediate portion 51 of the shape memory alloy wire 5 is locked to a locking portion 45 provided on the slider 4.
  • Both end portions 52, 52 of the shape memory alloy wire 5 are joined to a pair of electrode portions 32, 32 provided on the upper surface of the holder 3.
  • the shape memory alloy wire 5 is arranged in a form drawn around a plane parallel to the slide surface of the slider 4.
  • the pair of electrode portions 32, 32 is provided on the surface of the other end portion of the holder 3 in which the slider holding space 31A is provided at one end portion in the X-axis direction. More specifically, the pair of electrode portions 32, 32 are provided on the surface of the other end of the holder 3 at positions shifted in the opposite directions from the center position of the holder 3 in the Y-axis direction.
  • the shape memory alloy wire 5 Current is supplied to the shape memory alloy wire 5 from a drive circuit (not shown) through the pair of electrode portions 32 and 32.
  • a predetermined temperature superspheral temperature
  • the shape memory alloy wire 5 contracts in the wire length direction. Since the intermediate portion 51 of the shape memory alloy wire 5 is locked to the locking portion 45 provided on the slider 4, the shape memory alloy wire 5 contracts in the wire length direction as shown in FIGS. Then, the slider 4 is attracted to the joint point side of the both ends 52, 52 of the shape memory alloy wire 5, and slides in the X1 direction in the slider holding space 31A.
  • the shape memory alloy wire 5 when energization to the shape memory alloy wire 5 is stopped and the temperature of the shape memory alloy wire 5 falls below a predetermined temperature (singular temperature), the shape memory alloy wire 5 returns to the original length before contraction.
  • a predetermined temperature single temperature
  • the elastic plate 6 (pressing portion) is composed of a thin plate-like elastic member. One end 61 of the elastic plate 6 is fixed to the slider 4, and the other end 62 is fixed to the other end of the holder 3 having the slider holding space 31A at one end in the X-axis direction.
  • the distance between both fixed points of the elastic plate 6 changes as the slider 4 slides in the X-axis direction.
  • the shape memory alloy wire 5 is energized, the slider 4 slides in the X1 direction in the slider holding space 31A, and the distance between both fixed points of the elastic plate 6 is reduced.
  • the elastic plate 6 is elastically deformed in the Z1 direction as shown in FIG. 8 by receiving pressure from both fixed points, and is in a predetermined warped state.
  • this actuator 310 in a state where the slider 4 is in the position when the shape memory alloy wire 5 is not energized (the position in FIGS. 5 and 6), the elastic plate 6 is slightly moved in the direction toward the top plate 7 (Z1 direction). Warp is given as the initial distortion. Thereby, the predetermined curvature state which elastically deformed the elastic board 6 in the direction (Z1 direction) toward the top plate 7 at the time of electricity supply to the shape memory alloy wire 5 can be obtained.
  • the top plate 7 is made of, for example, a rectangular thin plate member.
  • An opening 71 is provided at a position substantially opposite to the elastic plate 6 of the top plate 7.
  • the opening 71 is a part for projecting at least a part of the elastic plate 6 in a predetermined warped state when the shape memory alloy wire 5 is energized to a position higher than the upper surface of the top plate 7.
  • the slider 4 is slid by the movement of the shape memory alloy wire 5 contracted in the wire length direction by energization, and the distance between both fixed points of the elastic plate 6 having one end fixed to the slider 4
  • the elastic plate 6 By contracting the elastic plate 6, the elastic plate 6 can be elastically deformed, and displacement in a direction orthogonal to the slide surface of the slider 4 (Z-axis direction) can be generated.
  • FIG. 9 is an overall side view of the sleep assisting apparatus 1 configured using the actuator 310 described above.
  • the respective actuators 310 are connected in series by the belt 11 so that the elastic plate 6 protrudes by elastic deformation inside the wheel when worn on the wrist 90 of the user U.
  • the controller 102 outputs a control signal to the drive circuit 103 so that a drive current is simultaneously supplied to each actuator 310.
  • the elastic plates 6 of the actuators 310 are elastically deformed in synchronization with each other, and tactile stimuli due to pressure are applied to the wrists of the user U all at once.
  • FIG. 10 is a flowchart of the operation of the sleep assist device 1.
  • the user U When the sleep assist device 1 is activated for the first time, the user U performs initial settings such as time adjustment of the clock 115 using the user interface unit 105 (step S101).
  • the user U uses the user interface unit 105 to a. Wake-up time b. Candidates for stimulating sleep induction c. Candidate stimuli when waking from sleep d. Snooze settings for stimuli given when awakening from sleep (on / off, time interval, stimulus intensity change, etc.) e. Snooze setting for user U activity detection (on / off, time interval, etc.) Etc. are set (step S102).
  • the controller 102 (CPU 111) stores the parameter information set by the user U in the memory 112. And the controller 102 performs the service to the user U in the sleep process according to the program stored in the memory 112.
  • the parameter information set once is stored in the memory 112 even when the main power of the sleep assist device 1 is turned off. For this reason, the setting of the parameter information by the user U is not necessarily required at the next and subsequent startups. If the parameter information is newly reset by the user U, it is overwritten (updated) in the memory 112.
  • the sleep introduction process is started.
  • the controller 102 determines whether the optimal stimulus at the time of sleep introduction has already been determined (step S103).
  • the optimal stimulus at the time of sleep introduction has not been determined (No in step S103), and therefore the controller 102 can select one or more preset stimulation candidates for sleep introduction.
  • a process for determining an optimal stimulus at the time of introducing sleep is performed (step S104). A method of determining the optimum type of sleep induction stimulus will be described in detail later.
  • the controller 102 supplies a control command including information on the waveform pattern of the optimal stimulus at the time of sleep introduction to the drive circuit 103.
  • the drive circuit 103 generates a drive current corresponding to this waveform pattern and supplies it to each actuator 310.
  • each actuator 310 gives a stimulus to the user U according to the supplied waveform pattern (step S105).
  • the controller 102 acquires the biological information detected by the sensor 104 and analyzes it while giving the user U the optimal stimulus at the time of sleep introduction (step S106).
  • the controller 102 confirms whether or not the user U has entered the sleep stage based on the analysis result of the biological information (step S107).
  • the controller 102 may adjust the waveform pattern supplied to the drive circuit 103 based on the acquired biological information so that a tactile stimulus is given to the user U in synchronization with, for example, respiration or heartbeat. .
  • FIG. 11 is a flowchart of processing for determining an optimal stimulus at the time of introducing sleep. This process is executed at the first activation when the optimal stimulus at the time of sleep introduction is not determined, or from a command from the user U or every period of a certain period.
  • the controller 102 acquires biological information when the user U is awake from the sensor 104 and stores it in the memory 112 (step S201).
  • the controller 102 selects one stimulus from one or more candidates of the stimulus at the time of sleep introduction set in step S102 (step S202), and outputs a control command including information on the waveform pattern of the stimulus to the drive circuit. 103.
  • the drive circuit 103 generates a drive current corresponding to this waveform pattern and supplies it to each actuator 310. Thereby, the first stimulus is given to the user U (step S203).
  • the controller 102 acquires biological information from the sensor 104 again (step S204). Based on the biological information and the biological information detected before giving the stimulus, It is determined whether or not the user U is shifting to the sleep stage (step S205).
  • step S205 When the controller 102 determines that the user U is moving to the sleep stage (Yes in step S205), the controller 102 continues the currently selected stimulus until the user U enters the sleep stage (step S206).
  • step S207 When the user U enters the sleep stage (Yes in step S207), the controller 102 stops supplying the stimulus (step S208), and determines the selected stimulus as the optimum stimulus at the time of sleep introduction (step S209).
  • step S205 when the controller 102 determines in step 205 that the user U has not shifted to the sleep stage even after a predetermined time has elapsed since the start of stimulus supply (No in step S205), the controller 102 is not selected. It is determined whether there is a stimulus candidate (step S210), and if there is an unselected stimulus, one stimulus is selected from them (step S211) and supplied to the user U (step S203). Similarly, biological information is acquired again from the sensor 104 after a predetermined time has elapsed (step S204), and thereafter, the same processing as described above is repeated.
  • step S210 If the effect of introducing sleep to the user U is not obtained even after trying all stimulation candidates (No in step S210), the process for determining the optimal stimulation is terminated. In this case, it is displayed that the user interface unit 105 (display 12 with a touch panel) has failed to determine the optimal stimulus. Thereby, the user U can try every stimulus by setting another stimulus next time.
  • step S107 determines whether snoring, apnea symptoms, toothpaste, etc., which are factors that hinder sound sleep, have occurred.
  • a determination is made from biological information detected by a sensor 104 such as a microphone and a respirometer (step S).
  • controller 102 determines that snoring, apnea symptoms, tooth cramps, etc. have occurred (Yes in step S109), the controller 102 causes the user U to change his / her posture to suppress the occurrence of the sleep disorder factor described above. Is given to the user U (step S110). This control is repeated during sleep. At this time, it may be possible that the body does not respond to a certain stimulus, so the intensity of the stimulus may be gradually increased or the type of the stimulus may be changed.
  • the controller 102 estimates the REM sleep cycle of the user U from a predetermined time before the wake-up time set by the user U based on the biological information detected by the sensor 104 (step S111).
  • the controller 102 estimates the REM sleep time closest to the set wake-up time before the set wake-up time from the estimation result of the REM cycle and the wake-up time preset by the user U. Then, the controller 102 performs control so as to give a stimulus suitable for awakening (wake from sleep) at the estimated REM sleep time (step S112).
  • the controller 102 determines whether or not the user U has entered the active state after waking up (whether or not he / she actually got up) (step S113). This determination is performed, for example, when the controller 102 receives a notification that the user U has entered the active state through the user interface unit 105. Alternatively, the determination may be made based on the biological information detected by the sensor 104.
  • this sleep assisting device 1 is provided with a snooze function related to giving a stimulus for awakening from sleep.
  • this snooze function the user U can set in advance on / off, time interval, stimulus intensity change, and the like.
  • the controller 102 indicates whether the user U has transitioned to the active state when the set time has elapsed since the occurrence of the tactile stimulus suitable for the awakening (wake from sleep) that was executed last time. Determine if. This set time is determined in a range shorter than the time interval set for the snooze function related to the stimulus application for awakening from sleep.
  • step S113 When it is determined that the user U has transitioned to the active state (Yes in step S113), the controller 102 performs control to end the supply of the stimulus for awakening (step S114).
  • the controller 102 When it is determined that the user U has not transitioned to the active state (No in step S113), the controller 102 performs control so as to give a tactile stimulus suitable for awakening (wake from sleep) again. This control is similarly repeated when the user U has not shifted to the active state at the next time when the set time has elapsed. Moreover, when the intensity change of the stimulus is set by the user U, the controller 102 performs control so that the intensity of the stimulus is increased step by step every time the tactile stimulus is applied. As a method of changing the intensity of stimulation, there is a method of changing amplitude, acceleration, rhythm and the like.
  • a method for causing the user U to input a password or a determination that the user U has shifted to the active state based on the biological information detected by the sensor 104 It may be determined that the state has shifted to the active state in combination with a password input.
  • the sleep assist device 1 of the present embodiment is configured as described above, the following effects can be expected.
  • the sleep assist device 1 automatically searches for and employs a stimulus suitable for the user U at the time of sleep introduction. Thereby, it can be expected that the user U is promptly brought into the sleep state.
  • the sleep assisting device 1 can detect that a symptom such as snoring, gumming, an apnea symptom has occurred during sleep, and can give a tactile stimulus to the user U to change the posture unconsciously. Thereby, generation
  • the sleep assisting device 1 estimates a REM sleep time that is closest to the set wake-up time before the wake-up time preset by the user U, and gives a tactile stimulus suitable for waking up at this time. Thereby, it is expected that a pleasant awakening can be provided to the user U.
  • this technique can also take the following structures.
  • a stimulus generator that generates a stimulus acceptable to the user;
  • a detection unit for detecting the biological information of the user;
  • a sleep assist device comprising: a control unit that determines an optimal stimulus based on the detected biological information and generates the stimulus generation unit.
  • the sleep assisting device is configured to sequentially generate a plurality of types of stimuli in the stimulus generation unit, evaluate the detected biological information each time, and determine an optimal stimulus for the sleep introduction. Sleep assist device.
  • the sleep assisting device determines whether or not the sleep failure factor is generated based on the detected biological information during sleep, and when the occurrence of the failure factor is detected, the control unit generates a specific stimulus.
  • a sleep assist device configured to generate.
  • the detection unit is configured to detect a sound originating from the user as the biological information during the sleep
  • the control unit is configured to determine whether or not the sleep disorder factor is generated based on the detected sound.
  • the detection unit is configured to detect the respiratory rate of the user during the sleep as the biological information
  • the control unit is configured to determine whether or not the sleep disorder factor is generated based on the detected respiration rate.
  • the sleep assist device according to any one of (1) to (5), The sleep assist device, wherein the stimulus generator, the stimulus generator, and the controller are integrated as a unit that is detachable to a user.

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Abstract

　この睡眠補助装置は、ユーザが受容可能な刺激を発生する刺激発生部と、前記ユーザの生体情報を検出する検出部と、前記検出された生体情報をもとに最適な刺激を決定し、前記刺激発生部に発生させる制御部とを具備する。

Description

睡眠補助装置、睡眠補助システムおよび睡眠補助方法
　本技術は、ユーザの生態情報をもとに良好な睡眠をユーザに提供する睡眠補助装置、睡眠補助システムおよび睡眠補助方法に関する。
　睡眠を誘導する装置として、ユーザに音による刺激を付与し、付与された刺激に対してユーザからの意識的な操作による反応を受け取り、その反応を分析してユーザに与える刺激を編成するというものが知られている（特許文献１参照）。
　この特許文献１によれば、例えば、就寝初期に、刺激として、徐々に音が小さくなる合成音がユーザに一定周期で与えられる。ユーザはその合成音を聴いた意識的な反応としてジョイスティックのボタンを押す。ユーザが睡眠状態に入ると、ユーザからの反応が途絶えるので、装置はこの状況を捉えて時刻や睡眠に至るまでに要した時間等を記録したりする。また、装置は、ユーザからの汎用データを分析して、より良好な効果をもたらす刺激を生成する。
特開２００３－２１０５８７号公報
　睡眠プロセスは、主に睡眠導入、睡眠中、睡眠からの覚醒の段階からなる。したがって、良好な睡眠プロセスは、速やかな睡眠導入、深い睡眠、睡眠からの良好な覚醒をもって達成される。しかしながら、これらの課題は個々に見ても未だ十分に解決されているとは言えない。例えば、音による刺激を利用する方法は、ユーザの就寝環境によっては他者の就寝の邪魔となり得る。また、ユーザの意識的な反応に依存するため、使い勝手において難がある。
　以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、ユーザの利便性や性能などにおいてより優れる睡眠補助装置、睡眠補助システムおよび睡眠補助方法を提供することにある。
　上記の課題を解決するために、本技術に係る一形態の睡眠補助装置は、
　ユーザが受容可能な刺激を発生する刺激発生部と、
　前記ユーザの生体情報を検出する検出部と、
　前記検出された生体情報をもとに最適な刺激を決定し、前記刺激発生部に発生させる制御部と
　を具備する。
　前記制御部は、複数の種類の刺激を、前記刺激発生部に順番に発生させ、その都度前記検出された生体情報を評価して、前記睡眠導入のための最適な刺激を判定するように構成されてもよい。
　前記制御部は、睡眠中に前記検出された生体情報をもとに前記睡眠の障害要因の発生の有無を判定し、前記障害要因の発生が検出された場合に特定の刺激を前記刺激発生部に発生させるように構成されてもよい。
　前記検出部が、前記睡眠中、前記ユーザを発生源とする音を前記生体情報として検出するように構成され、
　前記制御部は、前記検出された音をもとに前記睡眠の障害要因の発生の有無を判定するように構成されてもよい。
　前記検出部が、前記睡眠中の前記ユーザの呼吸数を前記生体情報として検出するように構成され、
　前記制御部は、前記検出された呼吸数をもとに前記睡眠の障害要因の発生の有無を判定するように構成されてもよい。
　前記刺激発生部、前記刺激発生部、および前記制御部が、ユーザに着脱自在なユニットとして一体化されて構成されたものであってよい。
　以上のように、本技術によれば、ユーザの利便性や性能などにおいてより優れる睡眠補助装置を提供することができる。
　なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
本技術を採用した第１の実施形態である睡眠補助装置１の機能的な構成を示すブロック図である。 本実施形態の睡眠補助装置１の具体的な構成例を示す斜視図である。 図２の睡眠補助装置１の電気的な構成を示すブロック図である。 図１の刺激発生部の一例であるアクチュエータ３１０の構成を分解して示す斜視図である。 図４のアクチュエータ３１０の構成をベースプレート２とトッププレート７を除いて示す平面図である。 図４および図５のアクチュエータ３１０の断面図である。 アクチュエータ３１０の通電時の状態を示す平面図である。 アクチュエータ３１０の通電時の状態を示す断面図である。 アクチュエータ３１０を用いて構成された睡眠補助装置１の全体側面図である。 睡眠補助装置１の動作のフローチャートである。 睡眠導入時の最適な刺激を決定する処理のフローチャートである。
　以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施形態＞
［１．睡眠補助装置の概念的な構成］
　図１は、本技術を採用した第１の実施形態である睡眠補助装置１（睡眠補助システム）の機能的な構成を示すブロック図である。
　同図に示すように、睡眠補助装置１（睡眠補助システム）は、生体情報検出部１００、生体情報評価部２００および刺激発生部３００などを備える。
　生体情報検出部１００は、ユーザＵの人体から生体情報を検出する。
　生体情報評価部２００は、生体情報検出部１００により検出された生体情報を評価して、ユーザＵの睡眠プロセスの各段階において好適な触覚刺激や環境刺激を判定する。
　刺激発生部３００は、生体情報評価部２００にて判定された好適な刺激をユーザＵに与える。
　次に、上記の生体情報検出部１００、生体情報評価部２００および刺激発生部３００について、さらに詳細に説明する。
［２．生体情報検出部１００］
　生体情報検出部１００は、ユーザＵに接触される、あるいは装着される、あるいはユーザＵが存在する環境に設置される１以上のセンサーなどを用いて構成される。生体情報検出部１００は、より具体的には、次に挙げる生体情報のうち少なくとも１以上を検出対象とする。
　（体動）
　体動は、就床時のユーザの体の動きのことである。体動は寝入り時（睡眠導入時）に大きくなり、睡眠が深くなるほど少なくなる。体動は加速度センサーなどのモーションセンサーを用いて検出することができる。
　（心拍数）
　心拍数は、一般に睡眠の状態が深いほど少なくなる。心拍数は、心臓の拍動に伴って人体の表面に現れる変化を、光の変化、圧力の変化、あるいは音の変化などとしてセンサーで検出することによって測定される。
　（呼吸数）
　呼吸数は、一般に睡眠の状態が深いほど少なくなる。呼吸数は、呼吸状態を例えば胸部の伸縮などの動きを圧力の変化としてセンサーにより検出することによって測定される。呼吸数を測定する方法は、無呼吸症状を検出する場合に特に有効である。
　（脳波）
　脳波は、頭部に脳波計の電極を装着するなどして検出される。覚醒時、脳波にはα波および睡眠時に比べ高い周波数の様々な波形が混在する。睡眠状態に入ると、α波が減り、α波よりも周波数の低いθ波が現れる。さらに深い睡眠状態においてはδ波が発生する。
　（体温）
　体温は、一般に睡眠が深くなるほど低くなる。
　（筋電）
　筋電は、人体の筋肉活動に伴う電位の変化を測定したものである。覚醒時は筋肉の活動が活発であり、睡眠時は筋肉の活動が落ちることによって電位が下がる。また、レム睡眠時は筋肉の活動が一部残るが、ノンレム睡眠時（熟睡時）に入ると筋電はほぼ最低レベルの値をとる。
　（音）
　音は、睡眠中のユーザのいびきや歯軋りなどの検出に有効である。
　その他、眼球運動なども検出対象としてもよい。眼球運動は、例えば、撮像装置により撮像されたユーザＵの眼球の画像の解析などによって検出することができる。ユーザが眠気を覚えはじめたことは、眼球運動のパターンや速度、瞬きの頻度や速度などによって検知される。
　なお、同様にユーザＵの画像を分析することによって、体動、呼吸数などのパラメータも得ることができる。
　［３．生体情報評価部２００］
　生体情報評価部２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とメモリなどを有するコンピュータなどにより構成される。メモリには、ＣＰＵに実行させるプログラムおよび各種のデータが格納される。ＣＰＵはメモリに格納されたプログラムを実行することによって、生体情報検出部１００から生体情報を取得し、評価して、刺激発生部３００に発生させる刺激を決定する。
　ここで、睡眠プロセスを、寝入り（睡眠導入）、睡眠中、起床（睡眠からの覚醒）の各段階に分けて考える。
　一般に、寝入り（睡眠導入）時、体動、心拍数、呼吸数、体温、筋電などの検出パラメータのレベルは徐々に低くなる。生体情報評価部２００は、睡眠導入に適した刺激をユーザＵに与えるように刺激発生部３００に対して制御指令を供給する。なお、睡眠導入に適した刺激とは、ユーザＵをリラックスさせるのに適した刺激である。一般的に、ゆったりとしたテンポの刺激はリラックス効果があり、逆にスピーディで強めの刺激は覚醒効果があるされている。
　このようなユーザＵをリラックスさせるのに適した刺激は個人差があるとともに、一人のユーザＵであっても日によって異なる場合がある。生体情報評価部２００には、睡眠導入のための複数の種類の刺激の波形パターンが予め用意されている。生体情報評価部２００は、それらの複数の種類の刺激を順番に刺激発生部３００に発生させ、その都度生体情報検出部１００より取得した生体情報を評価して最適な刺激を決定する。
　睡眠中は、体動、心拍数、呼吸数、体温、筋電などの検出パラメータのレベルが覚醒時よりは低い状態に保たれている。
　また、ユーザＵの健全な睡眠を妨げる症状として、いびき、歯軋り、無呼吸症状などが知られている。生体情報検出部１００は、いびきや歯軋りなどを音から検出するためにマイクロフォンを備え、さらに無呼吸症状を検出するために呼吸計を備える。
　生体情報評価部２００は、生体情報検出部１００より取得した音のデータから、いびきや歯軋りの音を検出したとき、睡眠導入のための刺激よりも強度の高い刺激を刺激発生部３００に発生させる。また同様に、生体情報評価部２００は、生体情報検出部１００より取得した単位時間当たりの呼吸数が予め決められた値よりも低い場合に、強度の高い刺激を刺激発生部３００に発生させる。このとき与えられる刺激にユーザＵは無意識に反応し、体の姿勢や位置を自ら変更することによって、いびき、歯軋り、無呼吸症状などを一時的に抑制することができる。
　起床（睡眠からの覚醒）は、レム睡眠時に起きることが心地良いとされる。そこで、生体情報評価部２００は、レム睡眠の周期を心拍数、呼吸数、体温、筋電、脳波などの検出パラメータにより推定し、このレム周期の推定結果とユーザＵによって予め設定された起床時刻とから、設定起床時刻前であって設定起床時刻に最も近いレム睡眠時刻を推定する。生体情報評価部２００は、この推定されたレム睡眠時刻に起床に適した刺激を刺激発生部３００に発生させるように制御を行う。
　［４．刺激発生部３００］
　刺激発生部３００は、生体情報評価部２００からの制御指令をもとにユーザＵに様々な種類の刺激を与える。
　ユーザＵに与えられる刺激として、例えば、ユーザＵが触覚を通して受容する触覚刺激をはじめ、視覚刺激、聴覚刺激、温感刺激などが挙げられる。刺激は、強度や強度の変化のしかた、すなわち、振幅、周波数、加速度、間隔、リズムなどのパラメータの違いによって、ユーザＵに心理的あるいは生体的に反応が異なる刺激として受容される。
　また、刺激発生部３００は、家電機器を用いたものであってもよい。その家電機器としては、例えば、テレビジョン、パーソナルコンピュータ、ラジオ受信機、照明機器、空調機、目覚まし時計、警報機、カーテンの開閉装置など、ユーザＵの感覚受容器に何らかの刺激を与え得る機器であればよい。これらの刺激発生部３００としての家電機器は、生体情報評価部２００からの制御指令を無線あるいは有線により受け取るインタフェース部と、インタフェース部にて受け取った制御指令をもとにユーザＵに刺激を与えるように、家電機器の機能を制御するコントローラ、さらにはコントローラを刺激発生部３００として機能させるためのプログラムを備える。
　［５．睡眠補助装置１の具体的な構成例］
　図２は、睡眠補助装置１の具体的な構成例を示す斜視図である。
　この具体例の睡眠補助装置１は、例えば、人（ユーザＵ）の手首９０に装着可能な腕輪型の装置である。刺激発生部３００としては触覚刺激を発生するものが採用されている。
　本技術は腕輪型に限らず、その他、指、首、足首、胴体、頭部など、ユーザＵが触覚を得ることが可能な様々な部位に装着できるように構成されたものであってもよい。また、被服型や寝具型のように、人体のよい広い範囲で触覚が得られるような形態で提供されてもよい。
　この睡眠補助装置１は、各々アクチュエータを搭載した複数のアクチュエータ搭載ユニット１０と、全体として１つの腕輪を形成するように各々のアクチュエータ搭載ユニット１０を直列に連結する複数のベルト１１（連結ベルト）を備える。複数のアクチュエータ搭載ユニット１０はベルト１１を介して例えば等間隔に直列に連結される。
　アクチュエータ搭載ユニット１０またはベルト１１には、生体情報を検出するための１以上のセンサー（図２において省略）が設けられている。
　複数のアクチュエータ搭載ユニット１０の少なくとも１つには、コントローラ（図２において省略）と、ユーザインタフェース部である例えばタッチパネル付きディスプレイ１２などが設けられている。
　図３は、この睡眠補助装置１（睡眠補助システム）の電気的な構成を示すブロック図である。
　この睡眠補助装置１は、複数のアクチュエータ３１０，３１０，・・・，３１０と、通信インタフェース部１０１と、コントローラ１０２と、駆動回路１０３と、１以上のセンサー１０４と、ユーザインタフェース部１０５と、図示しないバッテリなどを備える。ここで、センサー１０４は生体情報検出部１００に相当する。コントローラ１０２は生体情報評価部２００に相当する。アクチュエータ３１０は刺激発生部３００に相当する。
　通信インタフェース部１０１と、コントローラ１０２と、駆動回路１０３と、１以上のセンサー１０４と、図示しないバッテリは、１つのアクチュエータ搭載ユニット１０に搭載されるか、複数のアクチュエータ搭載ユニット１０に分散して配置されてもよい。センサー１０４は、すべてのアクチュエータ搭載ユニット１０に搭載されていてもよいし、ベルト１１に配置されていてもよい。
　アクチュエータ３１０は、触覚刺激のための機械的な変位を生成する機構である。このアクチュエータ３１０では、触覚刺激として、例えば、ユーザＵの手首の表面に向けて押圧部品を進退させてユーザＵの手首表面を押圧することによってユーザＵが感じる「圧感」を用いる。このような触覚刺激を与えることのできるアクチュエータのメカ的な構造については後で説明する。
　駆動回路１０３は、コントローラ１０２からの制御信号をもとに、各アクチュエータ３１０に供給する駆動電流を生成する。
　通信インタフェース部１０１は、例えば、外部の生体情報検出部１００として機能する装置４００との通信、および外部の刺激発生部３００として機能する家電機器５００との通信を、それぞれ有線あるいは無線で行う。外部の生体情報検出部１００として機能する装置４００とは、例えば、撮像装置およびこの撮像装置により撮像された画像を分析する画像処理装置、ユーザＵのいびきや歯軋りなどを集音するマイクロフォンなどである。
　ユーザインタフェース部１０５は、ユーザＵからの設定データなどの各種データの入力を受け付けたり、ユーザＵに対して各種の情報を提示したりする。ユーザインタフェース部１０５は、例えば、ディスプレイと、このディスプレイの画面に貼り付けられたタッチパネルセンサー（図２のタッチパネル付きディスプレイ１２）などで構成される。
　コントローラ１０２は、ＣＰＵ１１１と、メモリ１１２と、時計１１３とを備える。
　メモリ１１２には、ＣＰＵ１１１に実行させるプログラムの他、ユーザＵにより与えられた上記の設定データなどが保存される。
　時計１１３は、現在の時刻データを生成し、ＣＰＵ１１１に供給する。
　ＣＰＵ１１１は、メモリ１１２に格納されたプログラムに従って、上記の生体情報評価部２００としての機能を実行する。すなわち、ＣＰＵ１１１は、生体情報検出部１００に相当するセンサー１０４により検出された生体情報をもとに睡眠プロセスの段階に応じた最適な刺激を決定する。ＣＰＵ１１１は、決定した刺激をユーザＵに与えるように刺激発生部３００に制御指令を出す。
　［６．アクチュエータ３１０の構造例］
　次に、圧感による触覚刺激を与えることのできるアクチュエータ３１０の構造例を説明する。
　図４はこのアクチュエータ３１０の構成を分解して示す斜視図である。
　図５は図４のアクチュエータ３１０の構成をベースプレート２とトッププレート７を除いて示す平面図である。
　図６は図４および図５のアクチュエータ３１０の断面図である。
　これらの図に示されるように、このアクチュエータ３１０は、ベースプレート２、ホルダー３、スライダー４、形状記憶合金ワイヤー５、弾性板６、およびトッププレート７を備える。
　ベースプレート２は、例えば、矩形の薄い板状の部材である。ベースプレート２の上にはホルダー３が固定される。
　ホルダー３は、例えば矩形の薄い板状の部材で構成される。ホルダー３には開口部３１が形成されている。開口部３１のＸ軸方向の一方の端部はスライダー４がＸ軸方向にスライド自在に保持されるスライダー保持空間３１Ａとして利用される。より詳細には、スライダー４は、ホルダー３と同等の厚さを有し、ホルダー３のスライダー保持空間３１Ａと、ベースプレート２の上面と、トッププレート７の下面によって形成される３次元空間内に３次元的に保持される。
　ホルダー３のスライダー保持空間３１Ａの内壁面は、スライダー４のＸ軸方向の各々の端面４１、４２と当接してスライド範囲を制限する複数のストッパー面３１Ｂ、３１Ｃと、スライダー４のＹ軸方向の各々の端面４３、４４と当接してスライドをガイドする複数のスライドガイド面３１Ｄ、３１Ｅとして機能する。
　形状記憶合金ワイヤー５は、形状記憶合金からなる線材である。この実施形態では、Ｖ字状に中間部５１で曲げられた一本の形状記憶合金ワイヤー５が用いられている。形状記憶合金ワイヤー５の中間部５１は、スライダー４に設けられた係止部４５に係止されている。形状記憶合金ワイヤー５の両端部５２、５２は、ホルダー３の上面に設けられた一対の電極部３２、３２と接合されている。すなわち、形状記憶合金ワイヤー５はスライダー４のスライド面に対して平行な面内を引き回されたかたちで配置される。一対の電極部３２、３２は、Ｘ軸方向の一方の端部にスライダー保持空間３１Ａが設けられたホルダー３の他方の端部表面に設けられている。さらに詳細には、一対の電極部３２、３２は、そのホルダー３の他方の端部表面において、ホルダー３のＹ軸方向における中心位置から互いに逆向きにずれた位置に設けられている。
　形状記憶合金ワイヤー５には一対の電極部３２、３２を通して図示しない駆動回路から電流が流される。形状記憶合金ワイヤー５に電流が流されることで発生したジュール熱によって形状記憶合金ワイヤー５が所定の温度（特異温度）に達すると、形状記憶合金ワイヤー５が線長方向において収縮する。形状記憶合金ワイヤー５の中間部５１は、スライダー４に設けられた係止部４５に係止されているので、図７および図８に示すように、形状記憶合金ワイヤー５が線長方向に収縮すると、スライダー４は、その形状記憶合金ワイヤー５の両端部５２、５２の接合点側に引き寄せられ、スライダー保持空間３１Ａ内でＸ１方向にスライドする。
　また、形状記憶合金ワイヤー５への通電が停止され、形状記憶合金ワイヤー５の温度が所定の温度（特異温度）よりも下がると、形状記憶合金ワイヤー５は収縮前の元の長さに戻ることで、スライダー４はホルダー３のスライダー保持空間３１Ａ内でＸ１方向の逆方向にスライドされ、図５および図６に示す位置に戻る。
　弾性板６（押圧部）は、薄い板状の弾性部材で構成される。弾性板６の一端部６１はスライダー４に固定され、他端部６２はＸ軸方向の一方の端部にスライダー保持空間３１Ａを有するホルダー３の他方の端部に固定されている。
　スライダー４のＸ軸方向へのスライドに伴って弾性板６の両固定点の間の距離が変化する。形状記憶合金ワイヤー５への通電時は、スライダー４がスライダー保持空間３１Ａ内でＸ１方向にスライドし、弾性板６の両固定点間の距離が縮まる。このとき弾性板６は両固定点の側からの圧力を受けることによって、図８に示すようにＺ１方向に弾性変形し、所定の反り状態となる。
　このアクチュエータ３１０では、スライダー４が形状記憶合金ワイヤー５の非通電時の位置（図５および図６の位置）にある状態において、弾性板６にトッププレート７に向かう方向（Ｚ１方向）への軽微な反りが初期歪みとして与えられている。これにより、形状記憶合金ワイヤー５への通電時に弾性板６を確実にトッププレート７に向かう方向（Ｚ１方向）に弾性変形させた所定の反り状態を得ることができる。
　形状記憶合金ワイヤー５への通電が停止された後、スライダー４がスライダー保持空間３１Ａ内でＸ１方向の逆方向にスライドされると、弾性板６の両固定点間の距離が伸びることによって弾性板６は初期歪みによる軽微な反り状態に戻る。
　トッププレート７は、例えば、矩形の薄い板状の部材で構成される。トッププレート７の弾性板６に略対向する位置には開口部７１が設けられている。この開口部７１は、形状記憶合金ワイヤー５への通電時に所定の反り状態となった弾性板６の少なくとも一部をトッププレート７の上面よりも高い位置まで突出させるための部位である。
　このように、このアクチュエータ３１０では、通電により形状記憶合金ワイヤー５が線長方向に収縮する動きによってスライダー４をスライドさせ、このスライダー４に一端が固定された弾性板６の両固定点間の距離を縮めることによって弾性板６を弾性変形させ、スライダー４のスライド面に対して直交する方向（Ｚ軸方向）への変位を発生させることができる。
　図９は上記のアクチュエータ３１０を用いて構成された睡眠補助装置１の全体側面図である。
　ユーザＵの手首９０に装着したとき輪の内側に弾性板６が弾性変形によって突出するような向きとなるように各々のアクチュエータ３１０がベルト１１によって直列に連結される。
　コントローラ１０２は、各々のアクチュエータ３１０に駆動電流が同時に供給されるように駆動回路１０３に制御信号を出力する。これにより各々のアクチュエータ３１０の弾性板６が互いに同期して弾性変形し、ユーザＵの手首に一斉に圧感による触覚刺激が与えられる。
　［７．睡眠補助装置１の動作例］
　次に、本実施形態の睡眠補助装置１の動作を説明する。
　この動作例では、ユーザＵに対して複数のアクチュエータ３１０によって触覚刺激が与えられる場合を想定する。
　図１０は、睡眠補助装置１の動作のフローチャートである。
　睡眠補助装置１の初回起動時に、ユーザＵによって、時計１１５の時刻合わせなどの初期設定がユーザインタフェース部１０５を使って行われる（ステップＳ１０１）。
　次に、ユーザＵは、ユーザインタフェース部１０５を使って
　ａ．起床時刻
　ｂ．睡眠導入時の刺激の候補
　ｃ．睡眠からの覚醒時の刺激の候補
　ｄ．睡眠からの覚醒時に与えられる刺激に関するスヌーズ設定（オン／オフ、時間間隔、刺激の強度変化など）
　ｅ．ユーザＵの活動検出のスヌーズ設定（オン／オフ、時間間隔など）
などのパラメータの設定を行う（ステップＳ１０２）。
　ユーザインタフェース部１０５を使ってパラメータの設定内容を確定するための入力操作がユーザＵにより行われると、コントローラ１０２（ＣＰＵ１１１）は、ユーザＵにより設定されたパラメータ情報をメモリ１１２に保存する。そしてコントローラ１０２は、メモリ１１２に格納されたプログラムに従って、睡眠プロセスにおいてユーザＵへのサービスを実行する。
　なお、一度設定された上記の各パラメータ情報は、睡眠補助装置１の主電源がオフになってもメモリ１１２に保存される。このため、次回以降の起動時はユーザＵによる上記のパラメータ情報の設定を必ずしも必要としない。もしユーザＵから新たにパラメータ情報の再設定が行われた場合には、メモリ１１２において上書き（更新）される。
　（７－１．睡眠導入に関する処理）
　最初のサービスとして、睡眠導入の処理が開始される。
　コントローラ１０２は、睡眠導入時の最適な刺激が既に決定されているかどうかを判断する（ステップＳ１０３）。睡眠補助装置１の初回起動時は、睡眠導入時の最適な刺激が決まっていないので（ステップＳ１０３のＮｏ）、コントローラ１０２は、予め設定された１以上の睡眠導入用の刺激の候補の中から、睡眠導入時の最適な刺激を決定する処理を行う（ステップＳ１０４）。この最適な睡眠導入刺激の種類を決定する方法については後で詳述する。
　睡眠導入時の最適な刺激が既に決定されている場合（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、コントローラ１０２は、睡眠導入時の最適な刺激の波形パターンの情報を含む制御指令を駆動回路１０３に供給する。駆動回路１０３は、この波形パターンに対応する駆動電流を生成して、各アクチュエータ３１０に供給する。これにより、各アクチュエータ３１０は、供給された波形パターンに従って刺激をユーザＵに与える（ステップＳ１０５）。
　コントローラ１０２は、睡眠導入時の最適な刺激をユーザＵに与える間、センサー１０４により検出された生体情報を取得し、これを分析する（ステップＳ１０６）。コントローラ１０２は、生体情報の分析結果をもとにユーザＵが睡眠の段階に入ったかどうかを確認する（ステップＳ１０７）。このとき、コントローラ１０２は、取得した生体情報をもとに、例えば呼吸あるいは心拍などに同期して触覚刺激がユーザＵに与えられるように、駆動回路１０３に供給する波形パターンを調整してもよい。
　（７－２．睡眠導入時の最適な刺激を決定する処理）
　図１１は、睡眠導入時の最適な刺激を決定する処理のフローチャートである。
　この処理は、睡眠導入時の最適な刺激が決定されていない初回起動時、あるいはユーザＵからの指令、あるいは一定期間の周期毎に実行される。
　まず、コントローラ１０２は、ユーザＵの覚醒時の生体情報をセンサー１０４より取得し、メモリ１１２に保存する（ステップＳ２０１）。
　コントローラ１０２は、例えば、ステップＳ１０２で設定された睡眠導入時の刺激の１以上の候補の中から１つの刺激を選択し（ステップＳ２０２）、この刺激の波形パターンの情報を含む制御指令を駆動回路１０３に供給する。駆動回路１０３は、この波形パターンに対応する駆動電流を生成して、各アクチュエータ３１０に供給する。これにより、ユーザＵに最初の刺激が与えられる（ステップＳ２０３）。
　コントローラ１０２は、刺激を開始してから所定の時間が経過すると、センサー１０４から生体情報を再度取得し（ステップＳ２０４）、この生体情報と刺激を与える前に検出された生体情報をもとに、ユーザＵが睡眠の段階に移行しつつあるかどうかを判定する（ステップＳ２０５）。
　コントローラ１０２は、ユーザＵが睡眠の段階に移行しつつあることを判定すると（ステップＳ２０５のＹｅｓ）、現在選択中の刺激をユーザＵが睡眠の段階に入るまで継続する（ステップＳ２０６）。
　ユーザＵが睡眠の段階に入ると（ステップＳ２０７のＹｅｓ）、コントローラ１０２は刺激の供給を停止し（ステップＳ２０８）、選択中の刺激を睡眠導入時の最適な刺激として決定する（ステップＳ２０９）。
　一方、ステップ２０５で、コントローラ１０２は、刺激の供給を開始してから所定の時間が経過してもユーザＵが睡眠の段階に移行しつつないことを判定すると（ステップＳ２０５のＮｏ）、未選択の刺激の候補があるかどうかを判断し（ステップＳ２１０）、未選択の刺激があれば、その中から１つの刺激を選択して（ステップＳ２１１）、ユーザＵに供給する（ステップＳ２０３）、この後同様に、所定の時間経過後にセンサー１０４から生体情報を再度取得し（ステップＳ２０４）、以後、前記と同様の処理を繰り返す。
　すべての刺激の候補を試みてもユーザＵへの睡眠導入の効果が得られなかった場合には、（ステップＳ２１０のＮｏ）、最適な刺激を決定する処理を終了する。この場合、ユーザインタフェース部１０５（タッチパネル付きディスプレイ１２）に最適な刺激の決定に失敗したことが表示される。これにより、ユーザＵは次回別の刺激の設定することによって、あらゆる刺激を試すことができる。
　（７－３．睡眠時の処理）
　図１０のフローチャートの説明に戻る。
　コントローラ１０２は、ユーザＵが睡眠の段階に入ったことを判定すると（ステップＳ１０７のＹｅｓ）、健全な睡眠を妨げる要因である、いびき、無呼吸症状、歯軋りなどが発生していないかどうかを、マイクロフォンおよび呼吸計などのセンサー１０４によって検出された生体情報から判定する（ステップＳ）。
　コントローラ１０２は、いびき、無呼吸症状、歯軋りなどが発生していることを判定すると（ステップＳ１０９のＹｅｓ）、ユーザＵに姿勢を変更させて、上記の睡眠障害要因の発生を抑制するための刺激をユーザＵに与えるように制御を行う（ステップＳ１１０）。この制御は、睡眠中は繰り返し行われる。このとき一定の刺激に体がなれて反応しなくなる場合も考えられるので、刺激の強度を次第に高くしたり、刺激の種類を変えたりしてもよい。
　（７－４．起床時の処理）
　コントローラ１０２は、ユーザＵにより設定された起床時刻よりも一定時間前からユーザＵのレム睡眠の周期をセンサー１０４によって検出された生体情報をもとに推定する（ステップＳ１１１）。
　コントローラ１０２は、レム周期の推定結果とユーザＵによって予め設定された起床時刻とから、設定起床時刻前であって設定起床時刻に最も近いレム睡眠時刻を推定する。そしてコントローラ１０２は、推定されたレム睡眠時刻に目覚め（睡眠からの覚醒）に適した刺激を与えるように制御を行う（ステップＳ１１２）。
　この後、コントローラ１０２は、ユーザＵが目覚めてから活動状態に入ったかどうか（実際に起床したかどうか）を判定する（ステップＳ１１３）。この判定は、例えば、ユーザインタフェース部１０５を通じてユーザＵから活動状態に入ったことの通知をコントローラ１０２が受け取ることによって行われる。あるいは、センサー１０４によって検出された生体情報をもとに判定してもよい。
　ところで、この睡眠補助装置１には、睡眠からの覚醒のための刺激付与に関するスヌーズ機能が設けられている。このスヌーズ機能では、オン／オフ、時間間隔、刺激の強度変化などをユーザＵが事前に設定することが可能とされている。
　スヌーズ機能のオンが設定されている場合、コントローラ１０２は、前回実行させた目覚め（睡眠からの覚醒）に適した触覚刺激の発生から設定時間が経過した時点でユーザＵが活動状態に移行したかどうかを判定する。なお、この設定時間は、睡眠からの覚醒のための刺激付与に関するスヌーズ機能に対して設定された時間間隔よりも短い範囲において決められる。
　ユーザＵが活動状態に移行していることが判定された場合（ステップＳ１１３のＹｅｓ）、コントローラ１０２は、目覚めのための刺激の供給を終了するように制御を行う（ステップＳ１１４）。
　ユーザＵが活動状態に移行していないことが判定された場合（ステップＳ１１３のＮｏ）、コントローラ１０２は、再度目覚め（睡眠からの覚醒）に適した触覚刺激を与えるように制御を行う。この制御は、次に設定時間が経過した時点でも同様にユーザＵが活動状態に移行していなければ同様に繰り返される。また、コントローラ１０２は、刺激の強度変化がユーザＵにより設定されている場合、触覚刺激を与える回が増す毎に刺激の強度を段階的に高くするように制御を行う。刺激の強度を変化させる方法としては、振幅、加速度、リズムなどを変える方法がある。
　また、ユーザＵが活動状態に移行したかどうかの他の判定方法として、ユーザＵにパスワードを入力させる方法、あるいはセンサー１０４によって検出された生体情報をもとに活動状態に移行したことの判定とパスワードの入力との組み合わせをもって活動状態に移行したことを判定してもよい。
　本実施形態の睡眠補助装置１は、以上のように構成されていることから、次のような効果が期待できる。
　１．睡眠補助装置１は、睡眠導入時にユーザＵに合った刺激を自動的に探索して採用する。これにより、ユーザＵを速やかに睡眠状態に導くことが期待できる。
　２．睡眠補助装置１は、睡眠中にいびき、歯軋り、無呼吸症状などの症状が発生したことを検出し、ユーザＵに姿勢を無意識に変えさせるための触覚刺激を与えることができる。これにより、いびき、歯軋り、無呼吸症状の発生を抑制することができる。
　３．睡眠補助装置１は、ユーザＵによって予め設定された起床時刻前であって設定起床時刻に最も近いレム睡眠時刻を推定し、この時刻に目覚めに適した触覚刺激を与える。これにより、ユーザＵに心地よい目覚めを提供できることが期待される。
　なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）ユーザが受容可能な刺激を発生する刺激発生部と、
　前記ユーザの生体情報を検出する検出部と、
　前記検出された生体情報をもとに最適な刺激を決定し、前記刺激発生部に発生させる制御部と
　を具備する睡眠補助装置。
（２）前記（１）に記載の睡眠補助装置であって、
　前記制御部は、複数の種類の刺激を前記刺激発生部に順番に発生させ、その都度前記検出された生体情報を評価して、前記睡眠導入のための最適な刺激を判定するように構成された
　睡眠補助装置。
（３）前記（２）に記載の睡眠補助装置であって、
　前記制御部は、睡眠中に前記検出された生体情報をもとに前記睡眠の障害要因の発生の有無を判定し、前記障害要因の発生が検出された場合に特定の刺激を前記刺激発生部に発生させるように構成された
　睡眠補助装置。
（４）前記（３）に記載の睡眠補助装置であって、
　前記検出部が、前記睡眠中、前記ユーザを発生源とする音を前記生体情報として検出するように構成され、
　前記制御部は、前記検出された音をもとに前記睡眠の障害要因の発生の有無を判定するように構成された
　睡眠補助装置。
（５）前記（３）に記載の睡眠補助装置であって、
　前記検出部が、前記睡眠中の前記ユーザの呼吸数を前記生体情報として検出するように構成され、
　前記制御部は、前記検出された呼吸数をもとに前記睡眠の障害要因の発生の有無を判定するように構成された
　睡眠補助装置。
（６）前記（１）ないし（５）のいずれか１項に記載の睡眠補助装置であって、
　前記刺激発生部、前記刺激発生部、および前記制御部が、ユーザに着脱自在なユニットとして一体化されて構成される
　睡眠補助装置。
　１…睡眠補助装置
　１００…生体情報検出部
　１０１…通信インタフェース部
　１０２…コントローラ
　１０３…駆動回路
　１０４…センサー
　１０５…ユーザインタフェース部
　２００…生体情報評価部
　３００…刺激発生部
　３１０…アクチュエータ
　５００…家電機器

Claims (8)

  1. 　ユーザが受容可能な刺激を発生する刺激発生部と、
    　前記ユーザの生体情報を検出する検出部と、
    　前記検出された生体情報をもとに最適な刺激を決定し、前記刺激発生部に発生させる制御部と
    　を具備する睡眠補助装置。
  2. 　請求項１に記載の睡眠補助装置であって、
    　前記制御部は、複数の種類の刺激を前記刺激発生部に順番に発生させ、その都度前記検出された生体情報を評価して、前記睡眠導入のための最適な刺激を判定するように構成された
    　睡眠補助装置。
  3. 　請求項２に記載の睡眠補助装置であって、
    　前記制御部は、睡眠中に前記検出された生体情報をもとに前記睡眠の障害要因の発生の有無を判定し、前記障害要因の発生が検出された場合に特定の刺激を前記刺激発生部に発生させるように構成された
    　睡眠補助装置。
  4. 　請求項３に記載の睡眠補助装置であって、
    　前記検出部が、前記睡眠中、前記ユーザを発生源とする音を前記生体情報として検出するように構成され、
    　前記制御部は、前記検出された音をもとに前記睡眠の障害要因の発生の有無を判定するように構成された
    　睡眠補助装置。
  5. 　請求項３に記載の睡眠補助装置であって、
    　前記検出部が、前記睡眠中の前記ユーザの呼吸数を前記生体情報として検出するように構成され、
    　前記制御部は、前記検出された呼吸数をもとに前記睡眠の障害要因の発生の有無を判定するように構成された
    　睡眠補助装置。
  6. 　請求項１に記載の睡眠補助装置であって、
    　前記刺激発生部、前記刺激発生部、および前記制御部が、ユーザに着脱自在なユニットとして一体化されて構成される
    　睡眠補助装置。
  7. 　ユーザが受容可能な刺激を発生する刺激発生部と、
    　前記ユーザの生体情報を検出する検出部と、
    　前記検出された生体情報をもとに最適な刺激を決定し、前記刺激発生部に発生させる制御部と
    　を具備する睡眠補助システム。
  8. 　検出部が、ユーザの生体情報を検出し、
    　制御部が、検出された生体情報をもとに最適な刺激を決定し、
    　刺激発生部が、前記決定された刺激を前記ユーザに供給する
    　を具備する睡眠補助方法。
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