WO2018030273A1 - 眠気解消装置 - Google Patents
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Abstract
眠気解消装置において、覚醒効果が高い部位に刺激を付与する。 眠気解消装置は、ユーザの広背筋腱部に刺激を付与する第一刺激付与装置と、広背筋腱部への刺激により賦活される補足運動野にて誘起される第一運動錯覚に係りかつ広背筋の協働筋である骨格筋を覆う皮膚部分である第一皮膚部に刺激を付与する第二刺激付与装置と、を備えている第一刺激付与装置群、および、ユーザの中殿筋腱部に刺激を付与する第三刺激付与装置と、中殿筋腱部への刺激により賦活される補足運動野にて誘起される第二運動錯覚に係りかつ中殿筋の協働筋である骨格筋を覆う皮膚部分である第二皮膚部に刺激を付与する第四刺激付与装置と、を備えている第二刺激付与装置群のうち少なくとも何れか一方を駆動制御することにより、ユーザに刺激を付与する駆動制御部を、備えている。
Description
本発明は、眠気解消装置に関する。
眠気解消装置の一形式として、特許文献1に示されているものが知られている。特許文献1の図2に示されているように、眠気解消装置は、車両の車線逸脱予知・検知手段あるいは/および運転者の居眠り検知手段を含む危険検知手段と、前記危険検知手段からの検知信号を受信すると正逆回転信号を出力し、電動シートを作動するモータを正逆回転させて前記電動シートに警報用振動を発生させる警報用モータ制御手段と、を備えている。これにより、電動シートの各部位を作動させるために予め設けられているモータを利用して運転者に振動による警報を発することができる。
また、眠気解消装置の他の一形式として、特許文献2に示されているものが知られている。特許文献2の図1に示されているように、眠気解消装置は、対象者である運転者Dが眠気を催すと、エアバッグ3が膨張して運転者Dの脊柱起立筋に圧覚刺激の覚醒刺激を付加し、生理計測装置8が脊柱起立筋の活動状態を示すパラメータとしての筋電位を計測し、計測された筋電位に基づいて覚醒維持ECU11がエアバッグ3により脊柱起立筋に付加される圧覚覚醒刺激の強度を運転者Dの脳細胞の活動を活発化させる適切な強度に制御するように構成されている。加えて、眠気解消装置は、振動体7が脊柱起立筋に振動刺激が付加されるように構成されている。
上述した特許文献1に記載されている眠気解消装置においては、電動シートに振動を与えるため、この振動が運転者への警報となり、運転者に危険を知らせることができる。しかし、危険を知らせるのみで運転者の眠気を十分に解消するには至らない。
また、上述した特許文献2に記載されている眠気解消装置においては、エアバッグ3が膨張して運転者Dの脊柱起立筋に圧覚刺激の覚醒刺激を付加することにより、運転者Dに刺激を付与している。しかし、眠気解消装置においては、刺激を付与する部位が適切でなく、運転者の眠気を十分に解消するには至らない。
本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、眠気解消装置において、覚醒効果が高い部位に刺激を付与することを目的とする。
上記の課題を解決するため、請求項1に係る眠気解消装置は、ユーザが椅子に着席したときにユーザの広背筋の腱部に対向するように椅子に設けられ、ユーザの広背筋の腱部に刺激を付与する第一刺激付与装置と、ユーザが椅子に着席したときに、広背筋の腱部への刺激により賦活される補足運動野にて誘起される第一運動錯覚に係りかつ広背筋の協働筋である骨格筋を覆う皮膚部分である第一皮膚部に対向するように椅子に設けられ、第一皮膚部に刺激を付与する第二刺激付与装置と、を備えている第一刺激付与装置群、および、ユーザが椅子に着席したときにユーザの中殿筋の腱部に対向するように椅子に設けられ、ユーザの中殿筋の腱部に刺激を付与する第三刺激付与装置と、ユーザが椅子に着席したときに、中殿筋の腱部への刺激により賦活される補足運動野にて誘起される第二運動錯覚に係りかつ中殿筋の協働筋である骨格筋を覆う皮膚部分である第二皮膚部に対向するように椅子に設けられ、第二皮膚部に刺激を付与する第四刺激付与装置と、を備えている第二刺激付与装置群のうち少なくとも何れか一方と、第一刺激付与装置群および前記第二刺激付与装置群のうち少なくとも何れか一方を駆動制御することにより、ユーザに刺激を付与する駆動制御部を備えている制御装置と、を備えている。
これによれば、駆動制御部は、第一刺激付与装置によるユーザの広背筋の腱部への刺激、および、第二刺激付与装置によるユーザの第一皮膚部への刺激を、ユーザに付与する。または/および、駆動制御部は、第三刺激付与装置によるユーザの中殿筋の腱部への刺激、および、第四刺激付与装置によるユーザの第二皮膚部への刺激を、ユーザに付与する。したがって、覚醒効果が高い部位である広背筋または/および中殿筋の腱部に刺激を適切に付与するのに加えて、広背筋の腱部への刺激により賦活される補足運動野にて誘起される第一運動錯覚に係りかつ広背筋の協働筋である骨格筋を覆う皮膚部分である第一皮膚部、または/および、中殿筋の腱部への刺激により賦活される補足運動野にて誘起される第二運動錯覚に係りかつ中殿筋の協働筋である骨格筋を覆う皮膚部分である第二皮膚部へも適切な刺激を付与することが可能となる。このように、覚醒効果が相関する2つの部位に刺激を付与することで、より高い覚醒効果を得ることができる。よって、眠気解消装置は、覚醒効果が高い部位に刺激を適切に付与することができる。
<第一実施形態>
以下、本発明による眠気解消装置の第一実施形態について説明する。図1に示すように、眠気解消装置10は、車両Aに搭載されている。眠気解消装置10は、車両Aの運転席である車両用シート20に設けられている。車両用シート20は、ユーザであるドライバMが座る椅子である。車両用シート20はシートクッション21とシートバック22から構成されている。
以下、本発明による眠気解消装置の第一実施形態について説明する。図1に示すように、眠気解消装置10は、車両Aに搭載されている。眠気解消装置10は、車両Aの運転席である車両用シート20に設けられている。車両用シート20は、ユーザであるドライバMが座る椅子である。車両用シート20はシートクッション21とシートバック22から構成されている。
眠気解消装置10は、図1および図2に示すように、本体11と、本体11に設けられている第一刺激付与装置群12と、本体11に設けられている第二刺激付与装置群13と、第一刺激付与装置群12および第二刺激付与装置群13を制御する制御装置40と、を備えている。
なお、制御装置40は、図1に示すように、車両側(例えば車両用シート20や車体フレームなど)に搭載するようにしてもよく、本体11に内蔵するようにしてもよい。
なお、制御装置40は、図1に示すように、車両側(例えば車両用シート20や車体フレームなど)に搭載するようにしてもよく、本体11に内蔵するようにしてもよい。
本体11は、車両用シート20と別体に構成されており、車両用シート20に着脱可能に取り付け可能である。本体11は、ドライバMが着席可能なバケットシート形状に形成されている。バケットシート形状は、一般的な車両用シートに比べ、左右のへりを極端に高め、大腿、尻や肩を深く包むような形状である。本体11は、ドライバM(ユーザ)の脇腹、腰、腿の体側を覆うように構成されている。
第一刺激付与装置群12は、第一刺激付与装置14と第二刺激付与装置15とを備えている。第一刺激付与装置群12は、右側に配置されている右側第一刺激付与装置群12Rと左側に配置されている左側第一刺激付与装置群12Lとを備えている。右側第一刺激付与装置群12Rは、右側第一刺激付与装置14Rと右側第二刺激付与装置15Rとを備えている。左側第一刺激付与装置群12Lは、左側第一刺激付与装置14Lと左側第二刺激付与装置15Lとを備えている。
第一刺激付与装置14は、本体11に設けられ、ドライバMの広背筋の腱部に刺激を付与する刺激付与装置である。第一刺激付与装置14は、本体11を介して車両用シート20に設けられる。第一刺激付与装置14は、右側の広背筋に刺激を付与する右側第一刺激付与装置(右側広背筋刺激付与装置)14Rと、左側の広背筋に刺激を付与する左側第一刺激付与装置(左側広背筋刺激付与装置)14Lと、を備えている。右側第一刺激付与装置14Rは、本体11であって、ドライバMが本体11に着席したときドライバMの右側の広背筋の腱部M1Rが対向する部位付近に配置されるのが好ましい。左側第一刺激付与装置14Lは、本体11であって、ドライバMが本体11に着席したときドライバMの左側の広背筋の腱部M1Lが対向する部位付近に配置されるのが好ましい。
第二刺激付与装置15は、本体11に設けられ、ドライバMの第一皮膚部に刺激を付与する刺激付与装置である。第一皮膚部は、広背筋の腱部への刺激により賦活される補足運動野(脳の一部)にて誘起される第一運動錯覚に係り、かつ広背筋の協働筋である骨格筋を覆う皮膚部分である。具体的には、第一運動錯覚は、腕が上方に上がる運動錯覚であり、第一皮膚部は、第一運動錯覚に係り、かつ広背筋の協働筋である骨格筋(例えば、前鋸筋)を覆う皮膚部分(広背筋の協働筋である骨格筋(例えば、前鋸筋)の近傍の皮膚部分)である。第一皮膚部は、例えば、肩甲骨の下角近辺から脇部の皮膚部分である。なお、協働筋は、人がある一つ動作を行う際に、中心となって活動する筋肉である主働筋の働きを助ける筋肉である。
腕を下方に下げる動作(広背筋が縮む)において、主働筋が広背筋であり、協働筋が前鋸筋である。広背筋腱部に刺激(例えば振動刺激)が付与されると、筋紡錘の活動性が高まり、その情報が中枢(脳)に伝達され、これに伴い運動錯覚(第一運動錯覚)が引き起こされる。このときの筋紡錘の情報は、「筋が伸びた」という情報となるため、広背筋が伸びた、つまり、腕を上方に挙げたという動作として認識(錯覚)される。一方、実際に腕が上方に挙がった場合には、広背筋が伸張され、その近傍の皮膚(協働筋を覆う皮膚)が伸張され、その情報も中枢に伝達される。これに対し、広背筋腱部に刺激が付与されている場合には、実際に腕が動いていないため(錯覚のみ)、広背筋腱部のみへの刺激では、協働筋を覆う皮膚からの情報が中枢に伝達されていない。そのため、広背筋腱部の刺激に加え、運動錯覚に関連する皮膚部へも刺激を付与することで、該運動錯覚(補足運動野の賦活)を高めることができる。このように、広背筋腱部と広背筋の協働筋である前鋸筋を覆う皮膚部とは、第一運動錯覚において相関する2つの部位である。
第二刺激付与装置15は、本体11を介して車両用シート20に設けられる。第二刺激付与装置15は、右側の第一皮膚部に刺激を付与する右側第二刺激付与装置(右側第一皮膚部刺激付与装置)15Rと、左側の第一皮膚部に刺激を付与する左側第二刺激付与装置(左側第一皮膚部刺激付与装置)15Lと、を備えている。右側第二刺激付与装置15Rは、本体11であって、ドライバMが本体11に着席したときドライバMの右側の第一皮膚部M2Rが対向する部位付近に配置されるのが好ましい。左側第二刺激付与装置15Lは、本体11であって、ドライバMが本体11に着席したときドライバMの左側の第一皮膚部M2Lが対向する部位付近に配置されるのが好ましい。
第二刺激付与装置群13は、第三刺激付与装置16と第四刺激付与装置17とを備えている。第二刺激付与装置群13は、右側に配置されている右側第二刺激付与装置群13Rと左側に配置されている左側第二刺激付与装置群13Lとを備えている。右側第二刺激付与装置群13Rは、右側第三刺激付与装置16Rと右側第四刺激付与装置17Rとを備えている。左側第二刺激付与装置群13Lは、左側第三刺激付与装置16Lと左側第四刺激付与装置17Lとを備えている。
第三刺激付与装置16は、本体11に設けられ、ドライバMの中殿筋の腱部に刺激を付与する刺激付与装置である。第三刺激付与装置16は、本体11を介して車両用シート20に設けられる。第三刺激付与装置16は、右側の中殿筋に刺激を付与する右側第三刺激付与装置(右側中殿筋刺激付与装置)16Rと、左側の中殿筋に刺激を付与する左側第三刺激付与装置(左側中殿筋刺激付与装置)16Lと、を備えている。右側第三刺激付与装置16Rは、本体11であって、ドライバMが本体11に着席したときドライバMの右側の中殿筋の腱部M3Rが対向する部位付近に配置されるのが好ましい。左側第三刺激付与装置16Lは、本体11であって、ドライバMが本体11に着席したときドライバMの左側の中殿筋の腱部M3Lが対向する部位付近に配置されるのが好ましい。
第四刺激付与装置17は、本体11に設けられ、ドライバMの第二皮膚部に刺激を付与する刺激付与装置である。第二皮膚部は、中殿筋の腱部への刺激により賦活される補足運動野(脳の一部)にて誘起される第二運動錯覚に係り、かつ中殿筋の協働筋である骨格筋を覆う皮膚部分である。具体的には、第二運動錯覚は、大腿部が内側に移動する運動錯覚であり、第二皮膚部は、第二運動錯覚に係り、かつ中殿筋の協働筋である骨格筋(例えば、外側広筋)を覆う皮膚部分(中殿筋の協働筋である骨格筋(例えば、外側広筋)の近傍の皮膚部分)である。第二皮膚部は、例えば、大腿外側部の皮膚部分である。
大腿部を外側に移動する動作(中殿筋が縮む)において、主働筋が中殿筋であり、協働筋が外側広筋である。中殿筋腱部に刺激(例えば振動刺激)が付与されると、筋紡錘の活動性が高まり、その情報が中枢(脳)に伝達され、これに伴い運動錯覚(第二運動錯覚)が引き起こされる。このときの筋紡錘の情報は、「筋が伸びた」という情報となるため、中殿筋が伸びた、つまり、大腿部が内側に移動したという動作として認識(錯覚)される。一方、実際に大腿部が内側に移動した場合には、中殿筋が伸張され、その近傍の皮膚(協働筋を覆う皮膚)が伸張され、その情報も中枢に伝達される。これに対し、中殿筋腱部に刺激が付与されている場合には、実際に大腿部が動いていないため(錯覚のみ)、中殿筋腱部のみへの刺激では、協働筋を覆う皮膚からの情報が中枢に伝達されていない。そのため、中殿筋腱部の刺激に加え、運動錯覚に関連する皮膚部へも刺激を付与することで、該運動錯覚(補足運動野の賦活)を高めることができる。このように、中殿筋腱部と中殿筋の協働筋である外側広筋を覆う皮膚部とは、第二運動錯覚において相関する2つの部位である。
第四刺激付与装置17は、本体11を介して車両用シート20に設けられる。第四刺激付与装置17は、右側の第二皮膚部に刺激を付与する右側第四刺激付与装置(右側第二皮膚部刺激付与装置)17Rと、左側の第二皮膚部に刺激を付与する左側第四刺激付与装置(左側第二皮膚部刺激付与装置)17Lと、を備えている。右側第四刺激付与装置17Rは、本体11であって、ドライバMが本体11に着席したときドライバMの右側の第二皮膚部M4Rが対向する部位付近に配置されるのが好ましい。左側第四刺激付与装置17Lは、本体11であって、ドライバMが本体11に着席したときドライバMの左側の第二皮膚部M4Lが対向する部位付近に配置されるのが好ましい。
右側第一刺激付与装置14Rは、図2および図3に示すように、右側の広背筋の腱部M1Rに当接して刺激(振動)を付与する振動部14R1と、振動部14R1をドライバMに対して進退移動させる移動部14R2とを備えている。移動部14R2の基部は本体11に固定され、移動部14R2の先端部は振動部14R1が固定されている。振動部14R1はモータ(図示省略)を内蔵しており、モータの出力軸の回転運動を直線運動に変換して振動を発生させる構成となっている。なお、振動部14R1はリニアモータを内蔵し、モータの出力軸の直動運動によって振動を発生させる構成としてもよい。移動部14R2は、エアポンプからのエアの給排に応じて収縮するエアバッグで構成するのもよく、リンク機構とモータとの組み合わせで構成するようにしてもよい。
左側第一刺激付与装置14Lも、右側第一刺激付与装置14Rと同様に、左側の広背筋の腱部M1Lに当接して振動を付与する振動部14L1と、振動部14L1を進退移動させる移動部14L2とを備えている。
右側第二刺激付与装置15Rも、右側第一刺激付与装置14Rと同様に、右側の第一皮膚部M2Rに当接して振動を付与する振動部15R1と、振動部15R1を進退移動させる移動部15R2とを備えている。
左側第二刺激付与装置15Lも、右側第一刺激付与装置14Rと同様に、左側の第一皮膚部M2Lに当接して振動を付与する振動部15L1と、振動部15L1を進退移動させる移動部15L2とを備えている。
左側第二刺激付与装置15Lも、右側第一刺激付与装置14Rと同様に、左側の第一皮膚部M2Lに当接して振動を付与する振動部15L1と、振動部15L1を進退移動させる移動部15L2とを備えている。
右側第三刺激付与装置16Rも、右側第一刺激付与装置14Rと同様に、右側の中殿筋の腱部M3Rに当接して振動を付与する振動部16R1と、振動部16R1を進退移動させる移動部16R2とを備えている。
左側第三刺激付与装置16Lも、右側第一刺激付与装置14Rと同様に、左側の中殿筋の腱部M3Lに当接して振動を付与する振動部16L1と、振動部16L1を進退移動させる移動部16L2とを備えている。
左側第三刺激付与装置16Lも、右側第一刺激付与装置14Rと同様に、左側の中殿筋の腱部M3Lに当接して振動を付与する振動部16L1と、振動部16L1を進退移動させる移動部16L2とを備えている。
右側第四刺激付与装置17Rも、右側第一刺激付与装置14Rと同様に、右側の第二皮膚部M4Rに当接して振動を付与する振動部17R1と、振動部17R1を進退移動させる移動部17R2とを備えている。
左側第四刺激付与装置17Lも、右側第一刺激付与装置14Rと同様に、左側の第二皮膚部M4Lに当接して振動を付与する振動部17L1と、振動部17L1を進退移動させる移動部17L2とを備えている。
なお、眠気解消装置10は車両用シート20に内蔵する構成としてもよい。
また、第二刺激付与装置15から付与される刺激の強度(大きさ)は、第一刺激付与装置14から付与される刺激の強度より小さく設定されるのが好ましい。第四刺激付与装置17から付与される刺激の強度は、第三刺激付与装置16から付与される刺激の強度より小さく設定されるのが好ましい。
左側第四刺激付与装置17Lも、右側第一刺激付与装置14Rと同様に、左側の第二皮膚部M4Lに当接して振動を付与する振動部17L1と、振動部17L1を進退移動させる移動部17L2とを備えている。
なお、眠気解消装置10は車両用シート20に内蔵する構成としてもよい。
また、第二刺激付与装置15から付与される刺激の強度(大きさ)は、第一刺激付与装置14から付与される刺激の強度より小さく設定されるのが好ましい。第四刺激付与装置17から付与される刺激の強度は、第三刺激付与装置16から付与される刺激の強度より小さく設定されるのが好ましい。
刺激を付与する部位を特定の部位(すなわち広背筋の腱部および中殿筋の腱部)に設定した理由を説明する。本願発明者は、実験により、特定の骨格筋の腱部(筋腱移行部も含む)に高い覚醒効果があることを見出した。特定の骨格筋は、広背筋および中殿筋である。図4には、複数の骨格筋の腱部に対して、被験者が眠くない第一眠気レベルのときに振動刺激を付与した場合の実験結果が示されている。横軸が振動刺激を付与した時点からの経過時間を示し、縦軸が眠気レベルの度合いを示している。
振動刺激は周波数100Hzを30秒連続付与される刺激で同一である。この刺激を刺激対象の骨格筋を変えて付与して眠気レベルを測定する。眠気レベルは被験者の自己申告でもよく、測定するようにしてもよい。中殿筋の起始側腱部に付与した場合の眠気レベルの変化を四角で示し、ハムストリングスの起始側腱部に付与した場合の眠気レベルの変化をひし形で示し、広背筋上部繊維の起始(肋骨)側腱部に付与した場合の眠気レベルの変化を丸で示し、僧帽筋上部の起始側腱部に付与した場合の眠気レベルの変化を三角で示している。なお、ハムストリングスは下肢後面の筋肉の総称であり、大腿二頭筋、半膜様筋、半腱様筋などである。
この実験結果から明らかなように、ハムストリングスおよび僧帽筋では眠気レベルは早い時間から眠い側に大きくなっている。これに対して、広背筋および中殿筋では眠気レベルは眠くない第一眠気レベルを比較的長い期間維持している。よって、広背筋および中殿筋の腱部は眠気発生の抑制効果が高いということ、すなわち高い覚醒効果を維持できるということである。
なお、骨格筋には、筋の状態をセンシングする筋紡錘というセンサが存在し、その筋紡錘が活性化した情報が脳幹網様体へと伝わり、脳の活動水準が高まる(覚醒水準が高まる)。また、広背筋および中殿筋は、筋紡錘を多く含むタイプI繊維であり、また、複数の骨格筋が折り重ならない配置であるため、反応特性の異なる他の骨格筋の影響を受けずに安定した効果を得ることができる。
さらに、広背筋および中殿筋でも筋腹部より腱部のほうが効果が高いことを本願発明者は、実験により見出した。図5には、同一骨格筋の筋腹部および腱部に対して、被験者が眠くない第一眠気レベルのときに振動刺激を付与した場合の実験結果が示されている。横軸が振動刺激を付与した時点からの経過時間を示し、縦軸が眠気レベルの度合いを示している。
振動刺激は周波数100Hzを30秒連続付与される刺激で同一である。この刺激を同一骨格筋にて刺激部位を変えて付与して眠気レベルを測定する。眠気レベルは被験者の自己申告でもよく、測定するようにしてもよい。広背筋の上部繊維の筋腹部に付与した場合の眠気レベルの変化を四角で示し、広背筋の上部繊維の起始(肋骨)側腱部に付与した場合の眠気レベルの変化を丸で示している。
この実験結果から明らかなように、筋腹部では眠気レベルは早い時間から眠い側に大きくなっている。これに対して、起始側腱部では眠気レベルは眠くない第一眠気レベルを比較的長い期間維持している。よって、腱部は眠気発生の抑制効果が高いということ、すなわち高い覚醒効果を維持できるということである。
さらに、本願発明者は、広背筋および中殿筋の腱部のみに刺激を付与する場合と比較して、広背筋および中殿筋の腱部に刺激を付与するとともに第一皮膚部および第二皮膚部に刺激を付与した場合のほうが、覚醒効果がより高くなることを見出した。
上述したように、広背筋および中殿筋の腱部に刺激が付与されると、筋紡錘が活性化し、補足運動野が賦活する。このとき、脳内では運動錯覚が誘起されている。また、補足運動野からは脳の覚醒に関与する脳幹網様体への神経投射があるため、補足運動野の賦活は脳幹網様体への刺激を高め、眠気が解消される。換言すると、図6に示すように、補足運動野の神経活動値が大きくなるほど、眠気解消効果が高くなる。すなわち、補足運動野がより強く賦活されるほど、眠気解消効果が高くなる。
一方、前述したように、補足運動野の賦活とその補足運動野に対応する運動錯覚の誘起とは高い相関がある。すなわち、補足運動野に対応する運動錯覚の誘起される度合いが大きいほど、眠気解消効果が高くなる。また、補足運動野がより強く賦活され、これと同時に補足運動野に対応する運動錯覚の誘起される度合いを大きくするほど、眠気解消効果がより高くなる。補足運動野がより強く賦活されるため、眠気解消効果がより高くなると考えられる。
このことは、図7に示す実験データからも明らかである。図7の左の棒グラフにて、中殿筋の腱部のみに所定の刺激を付与した場合の補足運動野の神経活動値を示す。図7の右の棒グラフにて、中殿筋の腱部と第二皮膚部である大腿外側部の両方に所定の刺激を付与した場合の補足運動野の神経活動値を示す。図7から明らかなように、中殿筋の腱部のみに所定の刺激を付与した場合と比較して、中殿筋の腱部と第二皮膚部である大腿外側部の両方に所定の刺激を付与した場合、補足運動野の神経活動値は増大する。すなわち、補足運動野がより強く賦活されるため、眠気解消効果がより高くなる。
制御装置40には、図8に示すように、ドライバモニター31、選択スイッチ32、および刺激付与スイッチ33が電気的に接続されている。
ドライバモニター31は、図1に示すように、車両Aの車内(例えばダッシュボード、ルームミラー)に搭載され、ドライバMを監視する装置であり、例えばカメラを含んで構成されている。ドライバモニター31は、カメラによって撮像したドライバMの表情からドライバMの眠気の有無を検知する。例えば、ドライバMのあくびの増大、まばたきの増大(または減少)、瞼の閉じ状態があれば、眠気がある旨を検知する。ドライバモニター31の検知結果は、制御装置40に出力される。なお、ドライバモニター31は、カメラによって撮像したドライバMの表情情報を制御装置40に出力し、制御装置40がその表情情報からドライバMの眠気の有無を判定するようにしてもよい。
選択スイッチ32は、眠気解消支援の要否を選択するためのスイッチであり、選択結果は制御装置40に出力される。
また、眠気解消支援は、ドライバMが眠いとき(第三眠気レベル)に刺激を付与して、眠気を解消する制御である。
眠気レベルは、眠くない第一眠気レベル、少し眠い第二眠気レベル、眠い第三眠気レベル、および非常に眠い第四眠気レベルの4段階である。
また、眠気解消支援は、ドライバMが眠いとき(第三眠気レベル)に刺激を付与して、眠気を解消する制御である。
眠気レベルは、眠くない第一眠気レベル、少し眠い第二眠気レベル、眠い第三眠気レベル、および非常に眠い第四眠気レベルの4段階である。
刺激付与スイッチ33は、ドライバMの要求によって刺激を付与するためのスイッチである。刺激付与スイッチ33のオン・オフ状態は制御装置40に出力される。刺激付与スイッチ33がオンされると、各刺激付与装置群12R,12L,13R,13Lが所定の刺激パターンで駆動されて、ドライバMに刺激を付与する。なお、刺激付与スイッチ33がオンされる度にドライバMに刺激を付与してもよく、刺激付与スイッチ33がオンされている間において、所定時間毎にドライバMに刺激を付与してもよい。
制御装置40は、図8に示すように、スイッチ状態取得・判定部41、眠気解消判定部42、各刺激パターン決定部43a,43b、および駆動制御部44を備えている。
スイッチ状態取得・判定部41は、選択スイッチ32によって、眠気発生抑制支援、眠気解消支援またはいずれも未選択のいずれかが選択されると、その選択結果を選択スイッチ32から取得し、選択スイッチ32によって選択された支援または未選択を判定する。また、スイッチ状態取得・判定部41は、刺激付与スイッチ33のオン・オフ状態を刺激付与スイッチ33から取得し、刺激付与スイッチ33がオンされたか否かを判定する。
眠気解消判定部42は、車両用シート20に座っているドライバMの眠気の解消(眠気解消)をする必要があるか否かの判定(眠気解消判定)をする判定部である。眠気解消判定部42は、選択スイッチ32によって眠気解消支援が選択されている旨の判定結果をスイッチ状態取得・判定部41から取得すると、眠気解消判定を実施する。
眠気解消判定部42は、ドライバモニター31の検知結果(ドライバMの眠気の有無)をドライバモニター31から取得する。眠気解消判定部42は、ドライバMの眠気が有る旨を取得した場合、ドライバMの眠気を解消する必要があると判定する。なお、ドライバMのあくびの増大、まばたきの増大(または減少)、瞼の閉じ状態など表情変化があれば、眠気がある旨を検知する。
なお、判定対象の表情変化は、ドライバMによって選択が可能となる構成としてもよい。また、刺激付与スイッチ33がオンされた時点前後の表情変化を記憶しておき、ドライバMにでやすい特徴的な表情変化を導出し、その特徴のある表情変化を判定対象の表情変化としてもよい。
なお、判定対象の表情変化は、ドライバMによって選択が可能となる構成としてもよい。また、刺激付与スイッチ33がオンされた時点前後の表情変化を記憶しておき、ドライバMにでやすい特徴的な表情変化を導出し、その特徴のある表情変化を判定対象の表情変化としてもよい。
第一刺激パターン決定部43aは、刺激付与スイッチ33がオンされた旨の判定結果をスイッチ状態取得・判定部41から取得すると、第一刺激パターンを決定する。第一刺激パターンは、基本刺激パターンである。第一刺激パターンのうち第一刺激付与装置14用および第三刺激付与装置16用のパターンは、周波数が90~110Hzで、かつ、一回の連続付与時間が20~40秒に設定されるのが好ましい。また、周波数は100Hzに設定されるのがより好ましい。一回の連続付与時間が30秒に設定されるのがより好ましい。
また、第一刺激パターンのうち第二刺激付与装置15用および第四刺激付与装置17用のパターンは、第二刺激付与装置15および第四刺激付与装置17から付与される刺激が振動である場合に、周波数が40~60Hzで、かつ、一回の連続付与時間が20~40秒に設定されるのが好ましい。第一刺激パターンのうち第二刺激付与装置15用および第四刺激付与装置17用のパターンは、第二刺激付与装置15および第四刺激付与装置17から付与される刺激が押圧である場合に、押圧の大きさが1~2kgf(キログラム重)で、かつ、一回の連続付与時間が20~40秒に設定されるようにしてもよい。
最適な周波数は実験により導出される。実験結果は、図9に示すとおりである。図9には、広背筋の腱部のうち上部繊維の起始(肋骨)側腱部(筋腱移行部も含む)に対して、被験者が眠くない第一眠気レベルのときに振動刺激を付与した場合の実験結果が示されている。横軸が振動刺激を付与した時点からの経過時間を示し、縦軸が眠気レベルの度合いを示している。
連続付与時間は30秒で固定し、周波数を50Hz~120Hzで変化させて眠気レベルを測定する。眠気レベルは被験者の自己申告でもよく、測定するようにしてもよい。周波数50Hzを30秒連続付与した場合の眠気レベルの変化を四角で示し、周波数80Hzを30秒連続付与した場合の眠気レベルの変化をひし形で示し、周波数100Hzを30秒連続付与した場合の眠気レベルの変化を丸で示し、周波数120Hzを30秒連続付与した場合の眠気レベルの変化を三角で示している。この実験結果から明らかなように、最適な周波数は、100Hzである。100Hzをピークに周波数が大きくなっても小さくなっても眠気レベルは眠い側に大きくなる。
最適な一回の連続付与時間は実験により導出される。実験結果は、図10に示すとおりである。図10には、広背筋の腱部のうち上部繊維の起始(肋骨)側腱部(筋腱移行部も含む)に対して、被験者が眠くない第一眠気レベルのときに振動刺激を付与した場合の実験結果が示されている。横軸が振動刺激を付与した時点からの経過時間を示し、縦軸が眠気レベルの度合いを示している。
周波数は100Hzで固定し、連続付与時間を15秒~60秒で変化させて眠気レベルを測定する。眠気レベルは被験者の自己申告でもよく、測定するようにしてもよい。周波数100Hzを15秒連続付与した場合の眠気レベルの変化を四角で示し、周波数100Hzを30秒連続付与した場合の眠気レベルの変化を丸で示し、周波数100Hzを60秒連続付与した場合の眠気レベルの変化を三角で示している。この実験結果から明らかなように、最適な連続付与時間は、30秒である。15秒でも60秒でも眠気レベルは早い時間から眠い側に大きくなる。
このように、周波数が100Hzで、かつ、一回の連続付与時間が30秒に設定される刺激が、覚醒効果が最も高い。なお、広背筋の腱部だけでなく、中殿筋の腱部(特に起始側腱部(筋腱移行部も含む))でも同様な結果を得ることができる。
このように、周波数が100Hzで、かつ、一回の連続付与時間が30秒に設定される刺激が、覚醒効果が最も高い。なお、広背筋の腱部だけでなく、中殿筋の腱部(特に起始側腱部(筋腱移行部も含む))でも同様な結果を得ることができる。
また、第一刺激パターンは、全ての刺激付与装置群12R,12L,13R,13Lを同時に振動させる振動(全振動)を繰り返す刺激パターンでよく、右側第一刺激付与装置14Rおよび左側第一刺激付与装置14Lのみを同時に振動させる振動(広背筋振動)を繰り返す刺激パターンでもよく、右側第三刺激付与装置16Rおよび左側第三刺激付与装置16Lのみを同時に振動させる振動(中殿筋振動)を繰り返す刺激パターンでもよい。また、1回目は全振動、2回目は広背筋振動、3回目は中殿筋、以降はこの繰り返す刺激パターンでもよい。刺激の順番は、これに限定されない。また、右側刺激付与装置群12R,13Rのみを同時に振動させる振動(右側振動)、および左側刺激付与装置群12L,13Lのみを同時に振動させる振動(左側振動)を刺激パターンに入れてもよい。
第二刺激パターン決定部43bは、眠気解消判定部42によってドライバMの眠気の解消をする必要があると判定された場合、ドライバMの眠気の解消をするための第二刺激パターンを決定する。第二刺激パターンも、第一刺激パターンと基本的には同一刺激パターンである。
駆動制御部44は、上述した各刺激パターン決定部43a,43bによって決定された各刺激パターンにしたがって第一刺激付与装置群12および第二刺激付与装置群13の少なくとも何れか一方を駆動制御することにより、ドライバMに刺激を付与する。
ドライバMの眠気の解消をする必要があると判定された場合、駆動制御部44は、第一刺激パターンに基づいて各刺激付与装置群12R,12L,13R,13Lを駆動させることで、ドライバMに刺激を付与して、ドライバMの眠気を解消する眠気解消支援を行う。さらに、ドライバM自身が刺激を要求する場合(ドライバMが刺激付与スイッチ33をオンした場合)、駆動制御部44は、第一刺激パターンに基づいて各刺激付与装置群12R,12L,13R,13Lを駆動させることで、ドライバMに刺激を付与して、ドライバMの眠気を解消する眠気解消支援を行う。
ドライバMの眠気の解消をする必要があると判定された場合、駆動制御部44は、第一刺激パターンに基づいて各刺激付与装置群12R,12L,13R,13Lを駆動させることで、ドライバMに刺激を付与して、ドライバMの眠気を解消する眠気解消支援を行う。さらに、ドライバM自身が刺激を要求する場合(ドライバMが刺激付与スイッチ33をオンした場合)、駆動制御部44は、第一刺激パターンに基づいて各刺激付与装置群12R,12L,13R,13Lを駆動させることで、ドライバMに刺激を付与して、ドライバMの眠気を解消する眠気解消支援を行う。
このようにドライバMに対して付与された刺激の効果について説明する。
特定身体部位に刺激を付与した場合の効果のうち眠気解消効果は、図11および図12に示す。図11には、広背筋上部繊維の起始(肋骨)側の腱部(筋腱移行部も含む)に対し、被験者が眠い第三眠気レベルのときに振動刺激を付与した場合の実験結果が示されている。振動刺激は、周波数100Hzを30秒連続付与される刺激である。白四角が振動刺激付与のタイミングを示しており、被験者が眠い第三眠気レベルに達した時点と合致する。振動刺激が付与された時点直後では、眠気レベルは眠くない第一眠気レベルとなる。このように振動刺激による眠気解消に高い効果があることがわかる。
特定身体部位に刺激を付与した場合の効果のうち眠気解消効果は、図11および図12に示す。図11には、広背筋上部繊維の起始(肋骨)側の腱部(筋腱移行部も含む)に対し、被験者が眠い第三眠気レベルのときに振動刺激を付与した場合の実験結果が示されている。振動刺激は、周波数100Hzを30秒連続付与される刺激である。白四角が振動刺激付与のタイミングを示しており、被験者が眠い第三眠気レベルに達した時点と合致する。振動刺激が付与された時点直後では、眠気レベルは眠くない第一眠気レベルとなる。このように振動刺激による眠気解消に高い効果があることがわかる。
図12には、中殿筋の起始側腱部(筋腱移行部も含む)に対し、被験者が眠い第三眠気レベルのときに振動刺激を付与した場合の実験結果が示されている。振動刺激は、周波数100Hzを30秒連続付与される刺激である。白四角が振動刺激付与のタイミングを示しており、被験者が眠い第三眠気レベルに達した時点と合致する。振動刺激が付与された時点直後では、眠気レベルは眠くない第一眠気レベルとなる。このように振動刺激による眠気解消に高い効果があることがわかる。さらに、中殿筋の方が広背筋より眠気解消効果(眠気発生抑制効果)が長く維持されている。
さらに、特定身体部位(例えば、広背筋の腱部や中殿筋の腱部)と、特定身体部位への刺激により賦活される補足運動野にて誘起される運動錯覚に係る骨格筋の近傍の皮膚部分(例えば、肩甲骨の下角近辺から脇部や、大腿外側部)の両方に刺激を付与した場合の作用効果を図13~図15を参照して説明する。なお、図13~図15は、中殿筋と大腿外側部について示しており、広背筋と肩甲骨の下角近辺から脇部について省略している。
図13には、中殿筋の腱部のみに対し、被験者が眠い第三眠気レベルのときに振動刺激を付与した場合の実験結果が示されている。振動刺激は、周波数100Hzを30秒連続付与される刺激である。白四角が振動刺激付与のタイミングを示しており、被験者が眠い第三眠気レベルに達した時点と合致する。振動刺激が付与されると、眠気レベルは、少し眠い第二眠気レベルや眠くない第一眠気レベルに下がる。すなわち、眠気が解消されている。しかし、振動刺激が何回も付与されると、振動刺激が付与されても、眠気が解消されない。このとき、眠気レベルは下がらないで、非常に眠い第四眠気レベルに上がる。最初に刺激を付与した時点から眠気レベルが第四眠気レベルに到達した時点までにかかる時間は、およそ15分である。また、この時間のうち、眠くない第一眠気レベルが約1分であり、少し眠い第二眠気レベルが約12分であり、眠い第三眠気レベルが約2分である。
これに対して、図14には、中殿筋の腱部と大腿外側の皮膚部の両方に対し、被験者が眠い第三眠気レベルのときに振動刺激を付与した場合の実験結果が示されている。中殿筋の腱部に対する振動刺激は、周波数100Hzを30秒連続付与される刺激である。大腿外側の皮膚部に対する振動刺激は、周波数50Hzを30秒連続付与される刺激である。白四角が振動刺激付与のタイミングを示しており、被験者が眠い第三眠気レベルに達した時点と合致する。振動刺激が付与されると、眠気レベルは、少し眠い第二眠気レベルや眠くない第一眠気レベルに下がる。すなわち、眠気が解消されている。しかし、振動刺激が何回も付与されると、振動刺激が付与されても、眠気が解消されない。このとき、眠気レベルは下がらないで、非常に眠い第四眠気レベルに上がる。最初に刺激を付与した時点から眠気レベルが第四眠気レベルに到達した時点までにかかる時間は、およそ30分である。また、この時間のうち、眠くない第一眠気レベルが約18分であり、少し眠い第二眠気レベルが約11分であり、眠い第三眠気レベルが約1分である。
このように、中殿筋の腱部と大腿外側の皮膚部の両方に刺激を付与した場合、中殿筋の腱部のみに刺激を付与した場合と比較して、眠気解消効果を示す一指標である、刺激付与開始時点以降であって眠気レベルが第三眠気レベル以下である時間が長い。また、眠気解消効果を示す一指標である、刺激付与開始時点以降であって眠気レベルが第三眠気レベル以下である時間に対する、第一眠気レベルの占める割合または第一および第二眠気レベルの占める割合が多い。
なお、参考までに、図15には、大腿外側の皮膚部のみに対し、被験者が眠い第三眠気レベルのときに振動刺激を付与した場合の実験結果が示されている。大腿外側の皮膚部に対する振動刺激は、周波数50Hzを30秒連続付与される刺激である。白四角が振動刺激付与のタイミングを示しており、被験者が眠い第三眠気レベルに達した時点と合致する。振動刺激が付与されると、眠気レベルは、少し眠い第二眠気レベルまでは下がるが、眠くない第一眠気レベルまでは下がらない。すなわち、眠気が多少は解消されている。しかし、振動刺激が何回も付与されると、振動刺激が付与されても、眠気が解消されない。このとき、眠気レベルは下がらないで、非常に眠い第四眠気レベルに上がる。最初に刺激を付与した時点から眠気レベルが第四眠気レベルに到達した時点までにかかる時間は、およそ6分である。また、この時間のうち、眠くない第一眠気レベルが0分であり、少し眠い第二眠気レベルが約2分であり、眠い第三眠気レベルが約4分である。
なお、図13~図15は、中殿筋と大腿外側部について示しており、広背筋と肩甲骨の下角近辺から脇部について省略しているが、広背筋と肩甲骨の下角近辺から脇部についても、中殿筋と大腿外側部についてと同様な作用効果の傾向がある。
なお、図13~図15は、中殿筋と大腿外側部について示しており、広背筋と肩甲骨の下角近辺から脇部について省略しているが、広背筋と肩甲骨の下角近辺から脇部についても、中殿筋と大腿外側部についてと同様な作用効果の傾向がある。
特定身体部位に刺激を付与した場合の効果のうち眠気発生抑制効果は、図4および図5に示すように、広背筋および中殿筋では眠気レベルは眠くない第一眠気レベルを比較的長い期間維持できるということである。よって、広背筋および中殿筋の腱部は眠気発生の抑制効果が高いということ、すなわち高い覚醒効果を維持できるということである。
次に、上述のように構成された眠気解消装置10の作動について図16に示すフローチャートに沿って説明する。
制御装置40は、ステップS102において、上述したスイッチ状態取得・判定部41と同様に、選択スイッチ32および刺激付与スイッチ33のスイッチ状態を取得し判定する。すなわち、制御装置40は、選択スイッチ32および刺激付与スイッチ33が操作されたか否かを判定する。
制御装置40は、ステップS102において、上述したスイッチ状態取得・判定部41と同様に、選択スイッチ32および刺激付与スイッチ33のスイッチ状態を取得し判定する。すなわち、制御装置40は、選択スイッチ32および刺激付与スイッチ33が操作されたか否かを判定する。
選択スイッチ32および刺激付与スイッチ33が操作されていない場合、制御装置40は、ステップS102の処理を繰り返し実行する。選択スイッチ32および刺激付与スイッチ33が操作された場合、制御装置40は、プログラムをステップS104以降に進める。
ステップS104において、制御装置40は、上述したスイッチ状態取得・判定部41と同様に、操作されたスイッチを判定する。制御装置40は、刺激付与スイッチ33がオンされた場合には、プログラムをステップS106に進め、または選択スイッチ32によって眠気解消支援要が選択された場合には、プログラムをステップS110に進める。
刺激付与スイッチ33がオンされた場合(すなわちドライバM自身が刺激を要求した場合)には、制御装置40は、ステップS106において、上述した第一刺激パターン決定部43aと同様に、第一刺激パターンを決定する。そして、制御装置40は、ステップS108において、上述した駆動制御部44と同様に、第一刺激パターンに基づいて各刺激付与装置群12R,12L,13R,13Lを駆動させることで、ドライバMに刺激を付与して、ドライバMの眠気を解消する眠気解消支援を行う。
制御装置40は、ステップS104,110,112において、上述した眠気解消判定部42と同様に、車両用シート20に座っているドライバMの眠気の解消(眠気解消)をする必要があるか否かの判定(眠気解消判定)をする(判定部)。具体的には、制御装置40は、判定対象の表情変化が選択(決定)されている場合(ステップS110にて「YES」)、選択された表情変化が出現すると(ステップS112にて「YES」)、ドライバMの眠気を解消する必要があると判定する。
ドライバMの眠気の解消をする必要があると判定された場合、制御装置40は、ステップS114において、上述した第二刺激パターン決定部43bと同様に、第二刺激パターンを決定する。そして、制御装置40は、ステップS116において、上述した駆動制御部44と同様に、第二刺激パターンに基づいて各刺激付与装置群12R,12L,13R,13Lを駆動させることで、ドライバMに刺激を付与して、ドライバMの眠気を解消する眠気解消支援を行う。
上述した第一実施形態から明らかなように、本第一実施形態に係る眠気解消装置10は、ドライバM(ユーザ)が車両用シート20(椅子)に着席したときにドライバMの広背筋の腱部に対向するように車両用シート20に設けられ、ドライバMの広背筋の腱部に刺激を付与する第一刺激付与装置14と、ドライバMが車両用シート20に着席したときに、広背筋の腱部への刺激により賦活される補足運動野にて誘起される第一運動錯覚に係りかつ広背筋の協働筋である骨格筋を覆う皮膚部分である第一皮膚部に対向するように車両用シート20に設けられ、第一皮膚部に刺激を付与する第二刺激付与装置15と、を備えている第一刺激付与装置群12、および、ドライバMが車両用シート20に着席したときにドライバMの中殿筋の腱部に対向するように車両用シート20に設けられ、ドライバMの中殿筋の腱部に刺激を付与する第三刺激付与装置16と、ドライバMが車両用シート20に着席したときに、中殿筋の腱部への刺激により賦活される補足運動野にて誘起される第二運動錯覚に係りかつ中殿筋の協働筋である骨格筋を覆う皮膚部分である第二皮膚部に対向するように車両用シート20に設けられ、第二皮膚部に刺激を付与する第四刺激付与装置17と、を備えている第二刺激付与装置群13のうち少なくとも何れか一方と、第一刺激付与装置群12および第二刺激付与装置群13のうち少なくとも何れか一方を駆動制御することにより、ドライバMに刺激を付与する駆動制御部44を備えている制御装置40と、を備えている。
これによれば、駆動制御部44は、第一刺激付与装置14によるドライバMの広背筋の腱部への刺激、および、第二刺激付与装置15によるドライバMの第一皮膚部への刺激を、ドライバMに付与する。または/および、駆動制御部44は、第三刺激付与装置16によるドライバMの中殿筋の腱部への刺激、および、第四刺激付与装置17によるドライバMの第二皮膚部への刺激を、ドライバMに付与する。したがって、覚醒効果が高い部位である広背筋または/および中殿筋の腱部に刺激を適切に付与するのに加えて、広背筋の腱部への刺激により賦活される補足運動野にて誘起される第一運動錯覚に係りかつ広背筋の協働筋である骨格筋を覆う皮膚部分である第一皮膚部、または/および、中殿筋の腱部への刺激により賦活される補足運動野にて誘起される第二運動錯覚に係りかつ中殿筋の協働筋である骨格筋を覆う皮膚部分である第二皮膚部へも適切な刺激を付与することが可能となる。このように、覚醒効果が相関する2つの部位に刺激を付与することで、より高い覚醒効果を得ることができる。よって、眠気解消装置10は、覚醒効果が高い部位に刺激を適切に付与することができる。
また、第二刺激付与装置15から付与される刺激の強度は、第一刺激付与装置14から付与される刺激の強度より小さく設定されており、第四刺激付与装置17から付与される刺激の強度は、第三刺激付与装置16から付与される刺激の強度より小さく設定されている。
これによれば、眠気解消装置10は、刺激を付与する場所に応じて適切な刺激を付与することにより、効率的に覚醒効果を上げることができる。
これによれば、眠気解消装置10は、刺激を付与する場所に応じて適切な刺激を付与することにより、効率的に覚醒効果を上げることができる。
また、第二刺激付与装置15および第四刺激付与装置17から付与される刺激が振動である場合、振動の周波数が40~60Hzに設定されている。
これによれば、眠気解消装置10は、より適切な刺激を覚醒効果が高い部位に付与することができる。
これによれば、眠気解消装置10は、より適切な刺激を覚醒効果が高い部位に付与することができる。
また、第二刺激付与装置15および第四刺激付与装置17から付与される刺激が押圧である場合、押圧の大きさが1~2kgfに設定されている。
これによれば、眠気解消装置10は、より適切な刺激を覚醒効果が高い部位に付与することができる。
これによれば、眠気解消装置10は、より適切な刺激を覚醒効果が高い部位に付与することができる。
また、車両用シート20に座っているドライバMの眠気の解消をする必要があるか否かを判定する眠気解消判定部42(判定部)と、眠気解消判定部42によってドライバMの眠気の解消をする必要があると判定された場合、眠気の解消をするための第一刺激パターンを決定する第一刺激パターン決定部43aと、を備え、駆動制御部44は、第一刺激パターン決定部43aによって決定された第一刺激パターンにしたがって第一刺激付与装置群12および第二刺激付与装置群13の少なくとも何れか一方を駆動制御することにより、ドライバMに刺激を付与する。
これによれば、眠気解消装置10は、覚醒効果が高い部位に刺激を適切に付与することができる。
これによれば、眠気解消装置10は、覚醒効果が高い部位に刺激を適切に付与することができる。
また、椅子は車両Aに備えられている車両用シート20であり、ユーザは車両AのドライバMである。
これによれば、覚醒効果が高い部位に刺激を適切に付与することができる眠気解消装置10を、車両Aに適用することができる。その結果、ドライバMの眠気の解消を十分に行うことができる。
これによれば、覚醒効果が高い部位に刺激を適切に付与することができる眠気解消装置10を、車両Aに適用することができる。その結果、ドライバMの眠気の解消を十分に行うことができる。
<第二実施形態>
次に、第二実施形態について図17を参照して説明する。本第二実施形態においては、本発明を家具に適用した点で第一実施形態(車両に適用)と異なる。具体的には、椅子は、車両用シート20に代えて、椅子120である。制御装置40は、眠気解消装置10の本体11に内蔵されている。
次に、第二実施形態について図17を参照して説明する。本第二実施形態においては、本発明を家具に適用した点で第一実施形態(車両に適用)と異なる。具体的には、椅子は、車両用シート20に代えて、椅子120である。制御装置40は、眠気解消装置10の本体11に内蔵されている。
椅子120は、ユーザMが座る椅子であり、シートクッション121とシートバック122と、複数の脚123と、から構成されている。椅子120は机50とセットで使用される。机50は、台部52と複数の脚部51とから構成されている。机50の周辺には、ユーザモニター31、選択スイッチ32、刺激付与スイッチ33が配置されている。他の構成は、第一実施形態と同様であるため、同一符号を付してその説明を省略する。
このように構成された第二実施形態においては、上述した第一実施形態と同様に、ユーザMが椅子120に着席したときにユーザMの広背筋の腱部に対向するように椅子120に設けられ、ユーザMの広背筋の腱部に刺激を付与する第一刺激付与装置14と、ユーザMが椅子120に着席したときに、広背筋の腱部への刺激により賦活される補足運動野にて誘起される第一運動錯覚に係りかつ広背筋の協働筋である骨格筋を覆う皮膚部分である第一皮膚部に対向するように椅子120に設けられ、第一皮膚部に刺激を付与する第二刺激付与装置15と、を備えている第一刺激付与装置群12、および、ユーザMが椅子120に着席したときにユーザMの中殿筋の腱部に対向するように椅子120に設けられ、ユーザMの中殿筋の腱部に刺激を付与する第三刺激付与装置16と、ユーザMが椅子120に着席したときに、中殿筋の腱部への刺激により賦活される補足運動野にて誘起される第二運動錯覚に係りかつ中殿筋の協働筋である骨格筋を覆う皮膚部分である第二皮膚部に対向するように椅子120に設けられ、第二皮膚部に刺激を付与する第四刺激付与装置17と、を備えている第二刺激付与装置群13のうち少なくとも何れか一方と、第一刺激付与装置群12および第二刺激付与装置群13のうち少なくとも何れか一方を駆動制御することにより、ユーザMに刺激を付与する駆動制御部44を備えている制御装置40と、を備えている。
これによれば、駆動制御部44は、第一刺激付与装置14によるユーザMの広背筋の腱部への刺激、および、第二刺激付与装置15によるユーザMの第一皮膚部への刺激を、ユーザMに付与する。または/および、駆動制御部44は、第三刺激付与装置16によるユーザMの中殿筋の腱部への刺激、および、第四刺激付与装置17によるユーザMの第二皮膚部への刺激を、ユーザMに付与する。したがって、覚醒効果が高い部位である広背筋または/および中殿筋の腱部に刺激を適切に付与するのに加えて、広背筋の腱部への刺激により賦活される補足運動野にて誘起される第一運動錯覚に係りかつ広背筋の協働筋である骨格筋を覆う皮膚部分である第一皮膚部、または/および、中殿筋の腱部への刺激により賦活される補足運動野にて誘起される第二運動錯覚に係りかつ中殿筋の協働筋である骨格筋を覆う皮膚部分である第二皮膚部へも適切な刺激を付与することが可能となる。このように、覚醒効果が相関する2つの部位に刺激を付与することで、より高い覚醒効果を得ることができる。よって、眠気解消装置10は、覚醒効果が高い部位に刺激を適切に付与することができる。
なお、上述した実施形態において、第一刺激付与装置群12および第二刺激付与装置群13の両方を設けるようにしたが、第一刺激付与装置群12および第二刺激付与装置群13のうちいずれか一方を設けるようにしてもよい。
また、駆動制御部44は、第一刺激付与装置群12および第二刺激付与装置群13の両方を駆動するようにしたが、第一刺激付与装置群12および第二刺激付与装置群13のうちいずれか一方を駆動するようにしてもよい。
また、上述した実施形態において、刺激付与スイッチ33に代えて、音声認識装置を設け、音声によって刺激の要求を行う構成としてもよい。
また、駆動制御部44は、第一刺激付与装置群12および第二刺激付与装置群13の両方を駆動するようにしたが、第一刺激付与装置群12および第二刺激付与装置群13のうちいずれか一方を駆動するようにしてもよい。
また、上述した実施形態において、刺激付与スイッチ33に代えて、音声認識装置を設け、音声によって刺激の要求を行う構成としてもよい。
10…眠気解消装置、11…本体、12…第一刺激付与装置群、13…第二刺激付与装置群、14…第一刺激付与装置、14R…右側第一刺激付与装置、14L…左側第一刺激付与装置、15…第二刺激付与装置、15R…右側第二刺激付与装置、15L…左側第二刺激付与装置、16…第三刺激付与装置、16R…右側第三刺激付与装置、16L…左側第三刺激付与装置、17…第四刺激付与装置、17R…右側第四刺激付与装置、17L…左側第四刺激付与装置、20…車両用シート(椅子)、31…ドライバモニター,ユーザモニター、32…選択スイッチ、33…刺激付与スイッチ、40…制御装置、41…スイッチ状態取得・判定部、42…眠気解消判定部、43a,43b…各刺激パターン決定部、44…駆動制御部、120…椅子、A…車両、M…ドライバ,ユーザ。
Claims (6)
- ユーザが椅子に着席したときに前記ユーザの広背筋の腱部に対向するように前記椅子に設けられ、前記ユーザの広背筋の腱部に刺激を付与する第一刺激付与装置と、
前記ユーザが前記椅子に着席したときに、前記広背筋の腱部への刺激により賦活される補足運動野にて誘起される第一運動錯覚に係りかつ前記広背筋の協働筋である骨格筋を覆う皮膚部分である第一皮膚部に対向するように前記椅子に設けられ、前記第一皮膚部に刺激を付与する第二刺激付与装置と、
を備えている第一刺激付与装置群、
および、
前記ユーザが前記椅子に着席したときに前記ユーザの中殿筋の腱部に対向するように前記椅子に設けられ、前記ユーザの中殿筋の腱部に刺激を付与する第三刺激付与装置と、
前記ユーザが前記椅子に着席したときに、前記中殿筋の腱部への刺激により賦活される補足運動野にて誘起される第二運動錯覚に係りかつ前記中殿筋の協働筋である骨格筋を覆う皮膚部分である第二皮膚部に対向するように前記椅子に設けられ、前記第二皮膚部に刺激を付与する第四刺激付与装置と、
を備えている第二刺激付与装置群のうち少なくとも何れか一方と、
前記第一刺激付与装置群および前記第二刺激付与装置群のうち少なくとも何れか一方を駆動制御することにより、前記ユーザに刺激を付与する駆動制御部を備えている制御装置と、
を備えている眠気解消装置。 - 前記第二刺激付与装置から付与される刺激の強度は、前記第一刺激付与装置から付与される刺激の強度より小さく設定されており、
前記第四刺激付与装置から付与される刺激の強度は、前記第三刺激付与装置から付与される刺激の強度より小さく設定されている請求項1記載の眠気解消装置。 - 前記第二刺激付与装置および前記第四刺激付与装置から付与される刺激が振動である場合、前記振動の周波数が40~60Hzに設定されている請求項1または請求項2記載の眠気解消装置。
- 前記第二刺激付与装置および前記第四刺激付与装置から付与される刺激が押圧である場合、前記押圧の大きさが1~2kgfに設定されている請求項1または請求項2記載の眠気解消装置。
- 前記椅子に座っている前記ユーザの眠気の解消をする必要があるか否かを判定する判定部と、
前記判定部によって前記ユーザの眠気の解消をする必要があると判定された場合、前記眠気の解消をするための第一刺激パターンを決定する第一刺激パターン決定部と、を備え、
前記駆動制御部は、前記第一刺激パターン決定部によって決定された前記第一刺激パターンにしたがって前記第一刺激付与装置群および前記第二刺激付与装置群の少なくとも何れか一方を駆動制御することにより、前記ユーザに刺激を付与する請求項1または請求項2記載の眠気解消装置。 - 前記椅子は車両に備えられている車両用シートであり、前記ユーザは前記車両のドライバである請求項1ないし請求項5の何れか一項記載の眠気解消装置。
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