(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脈流電圧又は直流電圧を発生する直流電圧発生部と、
交流電圧を発生する交流電圧発生部と、
交直重畳電圧を発生する交直重畳電圧発生部と、
入眠期には前記直流電圧発生部の直流電圧により人体に接地電位に対し負の電位がかかるような電界を発生させ、睡眠中期には前記交直重畳電圧発生部の交直重畳電圧により人体に負の電位がかかるような交直重畳電界を発生させ、睡眠後期には前記交流電圧発生部の交流電圧により交流電界を発生させるためのシーケンサーとを備えたことを特徴とする電界作動型の睡眠補助器。
【請求項２】
直流電圧発生部、交流電圧発生部および交直重畳電圧発生部の各出力電圧の少なくとも一つを可変にしたことを特徴とする請求項１記載の電界作動型の睡眠補助器。
【請求項３】
交流電圧発生部の交流電圧に直流電圧発生部の交流部分の電圧を印加させる交流電圧付加手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の電界作動型の睡眠補助器。
【請求項４】
交直重畳電圧発生部は、直流電圧発生部の負の直流電圧を、交流電圧発生部に負の偏倚電圧として印加させる偏倚電圧付加手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の電界作動型の睡眠補助器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、変化する睡眠の各段階の状態に適合するように電界の種類を自動的に切替えて、睡眠の過程を補助するような生理的環境を作る電界作動型の睡眠補助器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
睡眠とは、脳が脳自身を休めるとともに、身体の機能を発達あるいは維持回復させるための重要な生理的な仕組みであって、そのメカニズムから睡眠は
（１）身体のもつ生物時計による活動・休息の生活リズムに組込まれているサーカディアン（ｃｉｒｃａｄｉａｎ  ：概日）性の睡眠と、
（２）生物時計とかかわりなく脳を休息させるためのホメオスタシス（ｈｏｍｅｏｓｔａｓｉｓ  ：恒常性維持）性の睡眠
の二つに大別される。
【０００３】
この二つの睡眠に対して現代社会の進化の影響は、
（１）のサーカディアン性の睡眠に対しては、現代社会の特徴である、昼夜の区別の曖昧化の結果、一日を周期とする生物時計の生活リズムに影響をおよぼし、活動と休息の生活リズムの中で最も重要なサーカディアン性の睡眠に障害を与え、
（２）のホメオスタシス性の睡眠に対して、多くのストレスによって生体の恒常性が損なわれる結果、影響が与えられることになる。
【０００４】
一方、脳波は、入眠期から深睡眠にいたる自然睡眠の過程で、極めて特徴のある波形を示している。そして、覚醒時ではいちじるしい個体差を示す脳波に対して、睡眠時では万人が類似する脳波形を示すことから、特定の脳波形がつねに一定の睡眠深度に対応するとすれば、睡眠過程と睡眠の深さを推定することができる。
【０００５】
睡眠は多くの研究者によって解析された結果、一夜の睡眠には３〜５回の睡眠周期があって、１回の睡眠周期は１．５〜２時間であることが報告されている。
【０００６】
図５は睡眠周期の一例を示す図で、各時刻における睡眠段階を示している。この図において、睡眠段階の０は覚醒を示し、睡眠段階の数字が多くなるほど深い睡眠を示す。図６は、図５から得られる睡眠状態の傾向を曲線に置き替えたもので、入眠から覚醒に至る時間の経過につれて変化する睡眠の深さを示す。
【０００７】
すなわち、一夜の睡眠は入眠期に示される最も深い熟睡状態の睡眠段階のノンレム（Ｎｏｎ  ＲＥＭ：Ｎｏｎ  Ｒａｐｉｄ  Ｅｙｅ  Ｍｏｖｅｍｅｎｔ）睡眠を経過した後に、覚醒に近付こうとする眼球運動を伴うレム（ＲＥＭ）睡眠の状態となり、このノンレムとレム睡眠とが一組になって約１．５時間の単位を作って朝の目覚めに向かって繰り返される。そして、朝の覚醒時に必要とされる脳の活動レベルに合わせるために、大脳の機能低下によって熟睡状態をつくるノンレム睡眠が浅くなり、覚醒状態に近付くレム睡眠の出現時間が順次長くなって、睡眠過程の調節がなされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、現代社会の進化によって一日を周期とするリズムに影響をおよぼすことによってサーカディアン性の睡眠に障害を与え、多くのストレスによってホメオスタシス性の睡眠が損なわれるという問題点があった。
【０００９】
本発明は上記の問題点を解消するためになされたもので、睡眠の変化する過程に対して、その睡眠の状態に適合する電界の種類を自動的に切替えて、睡眠の過程を補助する生理的環境を作る電界作動型の睡眠補助器を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる電界作動型の睡眠補助器は、
脈流電圧又は直流電圧を発生する直流電圧発生部と、
交流電圧を発生する交流電圧発生部と、
交直重畳電圧を発生する交直重畳電圧発生部と、
入眠期には前記直流電圧発生部の直流電圧の負側を出力端子に出力させ、睡眠中期には前記交直重畳電圧発生部の交直重畳電圧の正側を接地側の出力端子に出力させ、睡眠後期には前記交流電圧発生部の交流電圧を出力端子に出力させるシーケンサーとを備えたものである。
【００１１】
また、利用者の個人差を補正するために、各出力電圧を自由に変更できるようにしても良く、
また、交直重畳電圧発生部は、直流電圧発生部の負の直流電圧を交流電圧発生部の交流電圧に負の偏倚電圧として印加することによって構成してもよく、
さらに、交流電圧をより高くするために、交流電圧発生部の出力電圧に直流電圧発生部の交流部分を印加する交流電圧付加手段を設けてもよい。
【００１２】
【作用】
睡眠は副交感神経の働きが強くなると深くなり交感神経の働きが強くなると覚醒の状態になる。ところで、生体と電界の関係は、直流の正電位が生体にかかる電界（負電位側は通常、接地しておく）では交感神経を刺激し促進的生理環境となり、直流の負電位が生体にかかる電界（正電位側は通常、接地しておく）では副交感神経を刺激し抑制的生理環境となる。また、交流電界では交感神経と副交感神経を交互に刺激することにより、両者のバランスを図り自律神経による生体の調整機能を中庸に導き、生体の持つホメオスタシスの機能を助成する働きがある。この事は臨床的な立場から行った血圧値の電界印加前後の測定値が、低血圧では上昇し、高血圧では下降する傾向があるということからも伺い知ることができる。
【００１３】
本発明は、シーケンサーに使用者の睡眠の覚醒時刻と各睡眠段階に於ける睡眠の深さに応じてあらかじめ定めたシーケンスに従って、入眠期には負の直流電圧、睡眠中期には負の直流電圧が偏倚電圧として印加された交直重畳電圧、睡眠後期には交流電圧を出力して睡眠の補助を行う。
【００１４】
また、各出力電圧を自由に変更できるようにすれば、利用者の個人差を補正することができる。
【００１５】
また、睡眠後期の交流電圧は直流発生部の交流電圧を付加すれば、より高い交流電圧が得られる。
【００１６】
さらに交直重畳電圧発生部は直流電圧発生部で発生した負の直流電圧を利用してこれを交流電圧発生部の交流電圧に負の偏倚電圧として印加すれば回路を簡素化することができる。
【００１７】
即ち睡眠初期には、生体に負の電位がかかるような電界を発生させ、副交感神経の働きを強め、入眠期のもっとも深い睡眠状態への移行を助成し、また、睡眠後期には交流電界を印加することにより、両自律神経のバランスを促進し、快い目覚めの準備を助成する。また、中間期は副交感神経の働きを強めるところの生体に負の電位がかかるような電界と、自律神経のバランスを助成する交流電界とを重畳させることにより、入眠期の深い眠りから覚醒に至る間への滑らかな移行を助成する。
【００１８】
【実施例】
図１は、本発明の基本構成をブロック図で示したものである。この図で、Ａは直流電圧発生部、Ｂは交流電圧発生部、Ｃは交直重畳電圧発生部、１は電源で、通常は商用電源が用いられる。６は接地側の出力端子、７は出力端子であり、切替えスイッチＳによって直流電圧発生部Ａ，交直重畳電圧発生部Ｂおよび交流電圧発生部Ｃのいずれかの出力を選択する。８はリレー制御回路で切替えスイッチＳを制御する。９はシーケンサーで、あらかじめプログラムが組込まれており、そのシーケンスに従ってリレー制御回路８を制御する。Ｄはベッドで、電極ｄ１，ｄ２が互いに絶縁して設けられ、人体Ｍの脚側と頭側にそれぞれ位置するように配設されている。なお、電極ｄ２は人体Ｍに導電的に接続させてもよい。
【００１９】
次に、動作の概要について述べる。
【００２０】
シーケンサー９には、あらかじめ使用者の睡眠の覚醒時刻と各睡眠段階に於ける睡眠の深さに応じてシーケンスが定められており、このシーケンスに従ってリレー制御回路８を制御する。リレー制御回路８はシーケンサー９の制御に従って切替えスイッチＳを切替え、入眠期には直流電圧発生部Ａの出力を出力端子７に選択する。この電圧は、接地電位に対して負の電圧であり、これが電極ｄ２を介して人体Ｍの脚側に印加される。一方、出力端子６は接地電位であり、これが電極ｄ１を介して人体Ｍの頭側に印加される。これにより人体Ｍは頭側を基準として負の電界中に入る（これを人体Ｍに負の電圧がかかるという）、睡眠中期には切替えスイッチＳは交直重畳電圧発生部Ｃの出力を選択し、人体に負の電圧と交流電圧とがかかるようにする。また、睡眠後期には切替えスイッチＳは交流電圧発生部Ｂの出力を選択し、人体Ｍに交流電界を印加する。
【００２１】
図２は、本発明の一実施例を示す回路図であり、図１と同じ符号は同じ部分を示す。図２の実施例では、交直重畳電圧発生部Ｃは別個に設けずに直流電圧発生部Ａと交流電圧発生部Ｂとを組合わせて使用する構成例である。１は電源、２はトランスで、１次巻線３と２次巻線４と３次巻線５とを有し、２次巻線４と出力端子７の間にはダイオードＤｉが直列に接続され、また２次巻線４と出力端子７の間にはリレー制御回路８で切替え動作を行う重畳電圧付加手段でもある接片Ｓ１が直列に接続される。また、ダイオードＤｉと、並列に交流電圧付加手段である接片Ｓ２が接続され、接片Ｓ２もリレー制御回路８によりオン・オフ制御される。９はシーケンサーで、あらかじめ定めた順序に従ってリレー制御回路８を制御する。接片Ｓ３はリレー制御回路８により平滑用のコンデンサＣｏを回路に挿入したり切離したりする。
【００２２】
また、接片Ｓ１が図示と逆に切替えられ接片Ｓ２及びＳ３が図示のままの状態のときは交流重畳電圧発生部Ｃとなる。
【００２３】
睡眠は副交感神経の働きが強くなると深くなり、交感神経の働きが強くなると覚醒の状態になるが、両自律神経に対する電界の働きは前述したごとく、電界の種類によって異なる。従って深い睡眠と心地よい覚醒を得るためには単に一定の電圧を印加するのでは無く、睡眠過程の各段階に合わせて電界の種類を替えることが有効である。
【００２４】
次に、図２の回路図の動作を、図３（ａ）〜（ｃ）に示す等価回路図と図４（ａ）〜（ｃ）に示す波形図によって説明する。なお、図３，図４において、図１と同一符号は同一部分を示す。
【００２５】
本発明に使用される電界の種類には直流型電界と、交直重畳型電界と、交流型電界とがある。
【００２６】
まず、直流型電界は、図２の各接片Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を図示の状態にすることにより図３（ａ）の直流回路が形成されて、図４（ａ）の波形つまり、接地電位に対し負の直流電圧−ＶＢ  が出力端子６，７間に得られる。コンデンサＣｏが無いと接片Ｓ１を作動させて交直重畳型にする時、単なる直流になってしまう。
【００２７】
次に、交直重畳型電界は、図２の接片Ｓ１を図示と逆とすることにより図３（ｂ）に示すごとく図２の交流電圧発生部Ｂに直流発生部Ａが直列に接続されて、図４（ｂ）の波形で示すように出力端子６，７に負電位の偏倚電圧−ＶＢ  に交流電圧が重畳した交直重畳型電圧が発生することにより得られる。
【００２８】
また、交流型電界は、図２の接片Ｓ１を図示と反対にし、接片Ｓ２をオンし、接片Ｓ３をオフすることにより２次巻線４と３次巻線５とが直列接続され図４（ｃ）の波形で示すように出力端子６，７に交流電圧が発生することにより得られる。なお、この場合、３次巻線５だけでもよいが、２次巻線４の交流電圧を直列に接続することでより高い交流電圧が得られる。
【００２９】
そして、これらの各電界は上述したようにシーケンサー９からの出力信号によってあらかじめ定められた順序に従ってリレー制御回路８を作動させ接片Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を制御することにより行われる。
【００３０】
次に、上記電界による生理作用について説明する。
【００３１】
睡眠初期は、図３（ａ）に示す回路によって発生する図４（ａ）の波形で示す直流の負の電圧により、生体に負の電位がかかるような電界を発生させ、副交感神経の働きを強め、入眠期のもっとも深い睡眠状態への移行を助成する。
【００３２】
睡眠後期は、図３（ｃ）に示す回路によって発生する図４（ｃ）の交流電圧による交流電界を印加することにより、両自律神経のバランスを促進し、快い目覚めの準備を助成する。
【００３３】
睡眠中期は、図３（ｂ）に示す回路によって発生する図４（ｂ）の波形で示す交直重畳電圧により、副交感神経の働きを強めるところの生体に負の電位がかかるような電界と、自律神経のバランスを助成する交流電界とを重畳させることにより、入眠期の深い眠りから覚醒に至る間への滑らかな移行を助成する。
【００３４】
上記実施例において、２次巻線４，３次巻線５の出力電圧を可変にすれば利用者の個人差を補正することができる。可変にする手段としては、例えば、２次巻線４，３次巻線５に適宜数のタツプを設けておき、これを切替えスイッチで選択する構成とすることで実現できる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、
負の脈流電圧又は負の直流電圧を発生する直流電圧発生部と、
交流電圧を発生する交流電圧発生部と、
交直重畳電圧を発生する交直重畳電圧発生部と、
睡眠初期には前記直流電圧発生部の直流電圧により人体に接地電位に対し負の電位がかかるような電界を出力させ、睡眠中期には前記交直重畳電圧発生部の交直重畳電圧により人体に負の電位がかかるような交直重畳電界を発生させ、睡眠後期には前記交流電圧発生部の交流電圧が人体にかかるように制御するシーケンサーとを備えたので、人体に、入眠期には負の直流電圧による電界が与えられ、睡眠中期には交直重畳電圧による電界が与えられ、睡眠後期には交流電圧による電界が与えられるので、睡眠初期には副交感神経の働きを強めることにより深い睡眠が得られ、睡眠中期には深い眠りから覚醒に至る移行を円滑にし、睡眠後期には交感神経と副交感神経のバランスを保ち自然な覚醒状態を与えるので、深い睡眠と心地よい覚醒が得られる利点を有する。
【００３６】
また、各出力電圧を自由に変更できる構成としたので、利用者の個人差を補正することができる。
【００３７】
また、睡眠後期の交流電圧は直流発生部の交流電圧を付加する構成としたので、より高い交流電圧が得られる。
【００３８】
さらに交直重畳電圧発生部は直流電圧発生部で発生した負の直流電圧を利用してこれを交流電圧発生部の交流電圧に負の偏倚電圧として利用する構成としたので、別段の偏倚電圧発生部を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の技術思想を説明するための基本構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図３】図２の実施例の各睡眠段階に対応する等価回路図である。
【図４】図３の等価回路に対応して発生する波形図である。
【図５】各時刻における睡眠段階の一例を示す図である。
【図６】本発明によって設定された睡眠段階と睡眠時間との関係を示す図である。
【符号の説明】
１  電源
２  トランス
３  １次巻線
４  ２次巻線
５  ３次巻線
６  出力端子
７  出力端子
８  リレー制御回路
９  シーケンサー
Ａ  直流電圧発生部
Ｂ  交流電圧発生部
Ｃ  交直重畳電圧発生部
Ｄ  ベッド
ｄ１  電極
ｄ２  電極
Ｄｉ  ダイオード
Ｃｏ  コンデンサ
Ｓ  切替えスイッチ
Ｓ１  接片
Ｓ２  接片
Ｓ３  接片
Ｍ  人体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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