(57)【要約】  睡眠誘導装置は、被験者に刺激を付与する刺激付与部を制御するものであり、被験者の生体リズムを取得し、取得した被験者の生体リズムから当該被験者の睡眠深度を推定し、取得した被験者の生体リズムと被験者について推定される現在の睡眠深度とに応じて当該被験者に刺激を付与するよう、刺激付与部を制御する。
2016121755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者に刺激を付与する刺激付与部を制御する睡眠誘導装置であって、
前記被験者の生体リズムを取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記被験者の生体リズムから当該被験者の睡眠深度を推定する睡眠深度推定部と、
前記取得部が取得した前記被験者の生体リズムと前記睡眠深度推定部によって被験者について推定される現在の睡眠深度とに応じて前記被験者に刺激を付与するよう、前記刺激付与部を制御する刺激制御部と、
を具備することを特徴とする睡眠誘導装置。
【請求項２】
前記刺激制御部は、
予め設定された時刻にて前記睡眠深度推定部によって前記被験者について推定される睡眠深度が浅くなるように、前記刺激付与部を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の睡眠誘導装置。
【請求項３】
前記刺激制御部は、
前記被験者についての事前の睡眠深度の時間的変化を示す特性を、設定された睡眠時間の長さに基づいて修正し、
前記睡眠深度推定部によって推定される睡眠深度の時間的変化が、修正後の特性に近づくように前記刺激付与部を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の睡眠誘導装置。
【請求項４】
前記刺激制御部は、前記設定された睡眠時間の経過時点における睡眠深度が浅くなるように、前記被験者についての事前の睡眠深度の時間的変化を示す特性を時間軸に沿って伸長または圧縮させて前記特性を修正する
ことを特徴とする請求項３に記載の睡眠誘導装置。
【請求項５】
前記刺激制御部は、前記取得部が取得した前記被験者の生体リズムの周期よりも短い周期又は長い周期で前記刺激を付与するように前記刺激付与部を制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の睡眠誘導装置。
【請求項６】
前記刺激制御部は、
前記睡眠深度推定部によって前記被験者について推定される睡眠深度の時間的変化が、睡眠が深い状態で安定するように、前記刺激付与部を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の睡眠誘導装置。
【請求項７】
前記取得部は、前記被験者とは別の被験者の生体リズムをさらに取得し、
前記睡眠深度推定部は、前記取得部が取得した前記被験者の生体リズムから当該被験者の睡眠深度を推定し、前記取得部が取得した前記別の被験者の生体リズムから当該別の被験者の睡眠深度を推定し、
前記刺激制御部は、
前記被験者について推定される睡眠深度の時間的変化と、前記別の被験者について推定される睡眠深度の時間的変化とが互いに同位相または逆位相となるように、前記刺激付与部を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の睡眠誘導装置。
【請求項８】
被験者に刺激を付与する刺激付与部の制御方法であって、
被験者の生体リズムを取得し、
取得した前記被験者の生体リズムから当該被験者の睡眠深度を推定し、
取得した前記被験者の生体リズムと当該被験者について推定される現在の睡眠深度とに応じて当該被験者に刺激を付与するよう、前記刺激付与部を制御する、
ことを特徴とする制御方法。
【請求項９】
予め設定された時刻にて前記被験者について推定される睡眠深度が浅くなるように、前記刺激付与部を制御する
ことを特徴とする請求項８に記載の制御方法。
【請求項１０】
前記被験者についての事前の睡眠深度の時間的変化を示す特性を、設定された睡眠時間の長さに基づいて修正し、前記被験者の生体リズムから推定される睡眠深度の時間的変化が、修正後の特性に近づくように前記刺激付与部を制御する
ことを特徴とする請求項８に記載の制御方法。
【請求項１１】
前記設定された睡眠時間の経過時点における睡眠深度が浅くなるように、前記被験者についての事前の睡眠深度の時間的変化を示す特性を時間軸に沿って伸長または圧縮させて前記特性を修正する
ことを特徴とする請求項１０に記載の制御方法。
【請求項１２】
取得した前記被験者の生体リズムの周期よりも短い周期又は長い周期で前記刺激を付与するように前記刺激付与部を制御する、
ことを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれかに記載の制御方法。
【請求項１３】
前記被験者について推定される睡眠深度の時間的変化が、睡眠が深い状態で安定するように、前記刺激付与部を制御する
ことを特徴とする請求項８に記載の制御方法。
【請求項１４】
前記被験者とは別の被験者の生体リズムをさらに取得し、
取得した前記被験者の生体リズムから当該被験者の睡眠深度を推定し、取得した前記別の被験者の生体リズムから当該別の被験者の睡眠深度を推定し、
前記被験者について推定される睡眠深度の時間的変化と、前記別の被験者について推定される睡眠深度の時間的変化とが互いに同位相または逆位相となるように、前記刺激付与部を制御する
ことを特徴とする請求項８に記載の制御方法。
【請求項１５】
コンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、被験者に刺激を付与する刺激付与部を制御するコンピュータに、
前記被験者の生体リズムを取得する処理と、
取得した前記被験者の生体リズムから当該被験者の睡眠深度を推定する処理と、
取得した前記被験者の生体リズムと当該被験者について推定される現在の睡眠深度とに応じて当該被験者に刺激を付与するよう、前記刺激付与部を制御する処理と、
を実行させるプログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、睡眠の質等の改善を図る睡眠誘導装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被験者の体動や、呼吸、心拍などの生体リズムを検出するとともに、当該生体リズムに応じた音を発生させて、被験者の睡眠の改善を図る技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。また、被験者のリラックス状態に応じて、発生させる音の種類、音量、テンポのうち、少なくとも１つを調整する技術も提案されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２６９９７２号公報
【特許文献２】特開２００４−３４４２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、睡眠については、眠りの浅いレム睡眠と眠りの深いノンレム睡眠とが約９０分の周期で交互に繰り返されるが、レム（REM: Rapid Eye Movement）睡眠とノンレム睡眠との周期性には個人差がある。また、同じ被験者であっても入眠から起床までの時間や睡眠深度の時間変化、および周囲の環境は、いつも同じであるとは限らない。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、睡眠の質や満足度を向上させる睡眠誘導装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る睡眠誘導装置は、被験者に刺激を付与する刺激付与部を制御するものであり、被験者の生体リズムを取得する取得部と、前記被験者に刺激を付与する刺激付与部と、前記取得部が取得した前記被験者の生体リズムから当該被験者の睡眠深度を推定する睡眠深度推定部と、前記取得部が取得した前記被験者の生体リズムと前記睡眠深度推定部によって被験者について推定される現在の睡眠深度とに応じて当該被験者に刺激を付与するよう、前記刺激付与部を制御する刺激制御部と、を具備することを特徴とする。【０００６】
上記一態様に係る睡眠誘導装置によれば、生体リズムと現在の睡眠深度とに応じた刺激によって被験者の睡眠深度が変化させられるので、睡眠の満足度を向上させることができる。なお、ここでいう刺激は、被験者の睡眠深度を変化させる意味がある。【０００７】
上記一態様に係る睡眠誘導装置において、前記刺激制御部は、予め設定された時刻（例えば、起床時刻）にて前記睡眠深度推定部によって前記被験者について推定される睡眠深度が浅くなるように、前記刺激付与部を制御する構成としても良い。この構成によれば、設定された時刻に被験者の睡眠深度が浅い方向となるように誘導されるので、当該時刻において比較的爽快に目覚めることができる。このため、睡眠の満足度を向上させることができる。【０００８】
上記一態様に係る睡眠誘導装置において、前記刺激制御部は、前記被験者についての事前の睡眠深度の時間的変化を示す特性を、設定された睡眠時間の長さに基づいて修正し、前記睡眠深度推定部によって推定される睡眠深度の時間的変化が、修正後の特性に近づくように前記刺激付与部を制御する構成としても良い。この構成によれば、被験者の睡眠深度が、修正された睡眠深度の特性に近づくように誘導される。
好ましくは、前記刺激制御部は、前記設定された睡眠時間の経過時点における睡眠深度が浅くなるように、前記被験者についての事前の睡眠深度の時間的変化を示す特性（睡眠波形）を時間軸に沿って伸長または圧縮させて前記特性を修正する。好ましくは、前記刺激制御部は、前記取得部が取得した被験者の生体リズムの周期よりも短い周期又は長い周期で前記刺激を付与するように前記刺激付与部を制御する。【０００９】
上記一態様に係る睡眠誘導装置において、前記刺激制御部は、前記睡眠深度推定部によって前記被験者について推定される睡眠深度の時間的変化が、睡眠が深い状態で安定するように、前記刺激付与部を制御する構成としても良い。
上記一態様において、前記刺激制御部は、推定される睡眠深度の極小値が深くなるように、前記刺激付与部を制御する構成としても良い。【００１０】
上記一態様に係る睡眠誘導装置において、前記取得部は、前記被験者とは別の被験者の生体リズムをさらに取得し、前記睡眠深度推定部は、前記取得部が取得した前記被験者の生体リズムから当該被験者の睡眠深度を推定し、前記取得部が取得した前記別の被験者の生体リズムから当該別の被験者の睡眠深度を推定し、前記刺激制御部は、前記被験者について推定される睡眠深度の時間的変化と、前記別の被験者について推定される睡眠深度の時間的変化とが互いに同位相または逆位相となるように、前記刺激付与部を制御する構成としても良い。
例えばイビキは睡眠深度が深いときに発生する。このため、睡眠深度の時間的変化が同位相となるように音源を制御すれば、２人の被験者のうちの一方でイビキが発生しても、他方の睡眠深度が深くなるので、他方が一方のイビキを気にすることがなくなる。
また、例えば寝言は睡眠深度が浅いときに発生する。このため、睡眠深度の時間的変化が逆位相となるように音源を制御すれば、２人の被験者のうちの一方で寝言が発生しても、他方の睡眠深度が深いので、気にすることがなくなる。
なお、本発明は、睡眠誘導装置のみならず、上記の各態様にかかる睡眠誘導装置を用いた動作方法（被験者に刺激を付与する刺激付与部の制御方法）、コンピュータを当該睡眠誘導装置として機能させるプログラム、および当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として概念することが可能である。これら各態様にかかる睡眠誘導方法、プログラム、およびプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体によれば、上記各態様にかかる睡眠誘導装置と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る睡眠誘導装置を含むシステムの全体構成を示す図である。
【図２Ａ】システムにおける機能構成を示すブロック図である。
【図２Ｂ】睡眠誘導処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】睡眠誘導装置において推定される睡眠深度の特性等を示す図である。
【図４】睡眠誘導装置において推定される睡眠深度の特性等を示す図である。
【図５】睡眠誘導装置において推定される睡眠深度の特性等を示す図である。
【図６】睡眠誘導装置の応用例に係るセンサ等の配置を示す図である。
【図７】睡眠誘導装置において推定される睡眠深度の特性等を示す図である。
【図８】応用例に係るシステムの機能構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、実施形態に係る睡眠誘導装置２０を含むシステム１の全体的な構成を示す図である。図に示されるように、システム１は、センサ１１、１２、および１３と、スピーカ１４と、睡眠誘導装置２０と、を含んだ構成である。このシステム１は、ベッド５の上で仰向けの姿勢をとっている被験者Ｅに対し、スピーカ１４から発せられる音を聴かせる、もしくは、感じさせることによって例えば睡眠の質を改善し、ひいては満足度を向上させようとするものである。
【００１３】
被験者Ｅの額にはセンサ１１の電極が取り付けられ、当該被験者Ｅの脳波（α波、β波、δ波、θ波など）を検出している。被験者Ｅの左手首にはセンサ１２が装着され、例えば橈骨動脈の圧力変化、すなわち脈波を検出する。脈波は心拍に同期しているので、センサ１２は、間接的に心拍を検出していることになる。また、枕の中には、圧力変化や加速度を検出するセンサ１３が内蔵されて、当該被験者Ｅの体動から呼吸や心拍などを検出する。
なお、センサ１３は、被験者Ｅの呼吸や心拍などを検出することができるのであれば、枕に内蔵するのではなく、例えば被験者Ｅの頭部と枕との間や、マット、シーツ等に設けても良いし、ベッド５に内蔵させても良い。また、呼吸や心拍などについては、電波や音波などの反射を用いて間接的に検出しても良い。
センサ１１、１２、および１３によって検出された信号は、それぞれ睡眠誘導装置２０に供給される。
また、センサ１１は、図では被験者Ｅの額に１箇所のみとなっているが、複数箇所に設けても良い。また、センサ１１、１２、および１３の検出信号は、図では便宜的に睡眠誘導装置２０に有線で伝送される構成を示しているが、無線で伝送される構成でも良い。心拍がセンサ１１で検出可能な場合には、センサ１２を省略しても良い。
【００１４】
睡眠誘導装置２０は、センサ１１、１２、および１３による検出信号を処理して、被験者Ｅの睡眠深度を推定するとともに、被験者Ｅの生体リズムと当該推定した睡眠深度とに応じて被験者Ｅに聴かせる音を再生するよう、音源を制御するものである。睡眠誘導装置２０は、例えば携帯端末やパーソナルコンピュータなどであり、予めインストールされたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）（図示略）が実行することによって、後述する複数の機能ブロックが構築される。なお、図示の例では、睡眠誘導装置２０をパーソナルコンピュータとして表現しているが、例えば枕内に内蔵させても良い。
【００１５】
スピーカ１４は、この例では、枕に内蔵されて、被験者Ｅに睡眠誘導装置２０から出力される音を聴かせる。なお、被験者Ｅに対しヘッドフォンによって音を聴かせる構成もあり得るが、本実施形態では、スピーカ１４を用いる構成で説明する。
【００１６】
図２Ａは、システム１のうち、主に睡眠誘導装置２０における機能ブロックの構成を示す図である。この図に示されるように、睡眠誘導装置２０は、取得部２２、睡眠深度推定部２４、音源制御部２６および音源２８を有し、これらの機能ブロックはＣＰＵが上記プログラムを実行することによって構築される。
図２Ｂは、睡眠誘導装置２０のＣＰＵが実行する睡眠誘導処理の流れを示すフローチャートである。この図に示されるように、ＣＰＵは、被験者Ｅの生体リズム（脳波、脈波、呼吸、心拍等）をセンサ１１、１２、および１３から取得し（Ｓ1）、当該取得した被験者Ｅの生体リズムから当該被験者Ｅの睡眠深度を推定する（Ｓ2）。次にＣＰＵは、生体リズムと推定された現在の睡眠深度とに応じて音を再生するよう、音源２８を制御する（Ｓ3）。この制御により、後の時点で被験者Ｅについて推定される睡眠深度を変化させ得る。
【００１７】
図２Ａの取得部２２は、センサ１１、１２、および１３による検出信号をそれぞれデジタル信号に変換するとともに、内部メモリに一端蓄積して、睡眠深度推定部２４および音源制御部２６にそれぞれ供給する。
【００１８】
睡眠深度推定部２４は、メモリを有し、センサ１１、１２、および１３の検出結果から、被験者Ｅの睡眠深度として、ノンレム睡眠、レム睡眠、または覚醒のいずれであるかを推定する。本実施形態において、ノンレム睡眠については、睡眠深度の深い順に、段階（Stage）４〜１の４段階で推定する。このため、睡眠深度については、便宜的に計６段階で推定されるが、無段階で推定しても良い。後述する睡眠深度の特性においては、無段階で推定したもので図示している。
なお、睡眠深度の推定については、例えば次のような手法が採られる。詳細には、比較的体動が少ない安静状態ではあるが、β波が優性である状態を「覚醒」とし、θ波が出現しているが、呼吸が浅く、不規則な状態を「レム睡眠」と推定している。また、θ波が出現している状態を浅いノンレム睡眠の「段階１」とし、δ波が出現している状態を深いノンレム睡眠の「段階４」とするとともに、「段階１」と「段階４」との間を２段階に分けて、「段階１」側から順に「段階２」、「段階３」としている。
【００１９】
音源制御部２６は、被験者Ｅについて推定された睡眠深度が予め設定された起床時刻Ｔｉにレム睡眠となるように音源２８を制御する。
一般に、ヒトが眠っているときに、個人差はあるもののノンレム睡眠とレム睡眠とが約９０分の周期で交互に繰り返すことが知られており、この繰り返しにおいて、レム睡眠であるときに起床すれば、比較的爽快に目覚めることができる、といわれている。
このため、本実施形態では、起床時刻Ｔｉにレム睡眠となるように被験者Ｅの睡眠深度を誘導するようにしている。
【００２０】
ヒトは、心拍や呼吸、脳波などの生体リズムより長い周期の刺激を受けると、リラックスして眠りやすくなるといわれている。一方、生体リズムより短い周期の刺激を受けると、興奮して覚醒しやすくなるといわれている。本実施形態の睡眠誘導装置２０は、刺激の例として音、すなわち聴覚による刺激を用いる。
ここで、ヒトは、自己の生体リズムより長い周期のピッチやテンポの音を聴くと、リラックスして眠りやすくなり、生体リズムより短い周期のピッチやテンポの音を聴くと、興奮して覚醒しやすくなるといわれている。また、２０ｋＨｚ以上のハイパーソニック（超音波）を聴くと、眠りやすくなるといわれている。
また、刺激的な音（被験者が気になる音）を間欠音であれば５０フォン程度、連続音であれば５５フォン程度の音量で聴くと覚醒しやすくなり、刺激的ではない音の連続音を４０フォンより小音量で聴くと眠りやすくなるといわれている。このように、音のピッチやテンポ、周波数や、音量、および音の種類等のいずれかまたはその組み合わせによって被験者Ｅの睡眠深度を目標の睡眠深度へと誘導する。
【００２１】
そこで、音源制御部２６は、後述するように、被験者Ｅに聴かせる音の周期を、睡眠深度推定部２４が推定した被験者Ｅの現在の睡眠深度に応じて、センサ１２、および１３で検出される被験者Ｅの生体リズムの周期と比較して長くまたは短くするように音源２８を制御することで、睡眠深度を起床時刻Ｔｉにレム睡眠となるように誘導する。音源２８およびスピーカ１４は、音を刺激（被験者Ｅの睡眠深度に影響し得る刺激）として被験者Ｅに付与する刺激付与部として、音源制御部２６は、取得部２２が取得した被験者Ｅの生体リズムと睡眠深度推定部２４によって推定される現在の睡眠深度とに応じて被験者Ｅに刺激を付与するよう、刺激付与部を制御する刺激制御部として観念される。
また、音源制御部２６は、被験者Ｅについての過去の睡眠において推定された睡眠深度が時間経過につれてどのように変化したのかを示す特性をデータベース３０に記録させる。
【００２２】
音源２８は、音源制御部２６による制御にしたがって、例えばホワイトノイズのデジタル信号を、生成する。具体的には、音源２８は、音源制御部２６による制御にしたがって、取得部２２が取得した生体リズムの周期（例えば心拍の周期）の始点付近でホワイトノイズをフェードインさせ、終点付近でフェードアウトさせる。すなわち、音源２８は、音源制御部２６による制御にしたがって、音が持つ、周期的に変化する何れかの要素（振幅、ピッチなど）の周期が、生体リズムの周期の変化に応じて変化する（すなわち生体リズムに連動する）ような、信号を生成する。
さらに音源２８は、音源制御部２６による制御にしたがって、生体リズムに連動させた音の要素の周期を、睡眠深度推定部２４によって推定される現在の睡眠深度に応じて長くまたは短くした信号を生成する。
生成された信号は、アナログ信号に変換された後、スピーカ１４から音として出力されて、被験者Ｅに聴かれることになる。
【００２３】
音源２８は、ホワイトノイズに限られず、さざなみの音、風の音などの周期性を有する自然音、または鐘の音またはピアノなどの楽器音を生成する。この場合、音源制御部２６が、当該自然音または楽器音を示す波形データの再生速度（テンポ）を制御することで、睡眠深度推定部２４によって推定される現在の睡眠深度に応じて、生体リズムの周期よりも長い周期または短い周期の音を音源２８が再生することが可能である。
データベース３０は、複数種類の自然音または楽器音の波形データを記憶する。好ましくは、波形データにおける自然音または楽器音が持つ周期（音が持つ要素の周期）が予め定められており、音源２８は、音源制御部２６による制御にしたがって、再生される波形データの周期が、取得部２２が取得した心拍の周期に連動し、かつ、睡眠深度推定部２４によって推定される現在の睡眠深度に応じて長くまたは短くなるように、波形データの再生速度を制御する。連動させる生体リズムが呼吸または脳波の場合も同様である。
【００２４】
音源２８は、自然音や楽器音の波形データの代わりに、取得部２２が取得した生体リズムに適合する楽曲を再生しても良い。楽曲のテンポ（１分あたりの拍数）における１拍の周期が生体リズムの周期と同じ（または近い）場合に、その楽曲は生体リズムと同じテンポの音であると云える。よって、音源２８は、音源制御部２６による制御にしたがって、テンポが生体リズムと同じ楽曲のテンポを変えることで、生体リズムより長い周期または短い周期となるような音を再生する。楽曲がＭＩＤＩ形式のデータの場合はＭＩＤＩでテンポを指定するだけで簡単にテンポを変更できるという利点がある。楽曲のデータはデータベース３０に予め記憶してもよいし、通信により別の装置から取得してもよい。
心拍の周期は一般的な音楽のテンポと近似している。他方で、呼吸は心拍と比較して一周期が長い。このため、呼吸に楽曲を連動させる場合には、１拍ではなく４拍や５拍など所定数倍の拍数を楽曲の１周期とみなすのが好ましい。この場合、所定数倍した拍の周期が生体リズムの周期と同じ（または近い）場合に生体リズムと同じテンポの音であるものとして取り扱う。
【００２５】
この例において音源２８は、プログラムの実行によって構築される、いわゆるソフトウェア音源として説明したが、ハードウェアで実現されて良いのはもちろんである。
【００２６】
図３は、睡眠誘導装置２０において推定された被験者Ｅの睡眠深度の特性の一例を示す図である。
この図において実線は、被験者Ｅについて、任意の過去の時点で推定した複数の睡眠深度の平均を示している。各睡眠深度は、音源制御部２６によって所望の睡眠深度へと誘導されていない自然な状態で推定された睡眠深度である。なお、このような睡眠深度の平均については、例えば入眠から起床までの１回の睡眠について、睡眠深度を時間経過とともに推定し記録するとともに、複数回にわたって推定し記録した睡眠深度を平均化することによって求められる。
さて、実線で示されるように、睡眠深度は、一般的にノンレム睡眠とレム睡眠とを約９０分の周期で繰り返すとともに、睡眠深度の最深値は、時間経過とともに徐々に高くなる（睡眠深度が浅くなる）傾向がある。ここで、最深値とは、レム睡眠からノンレム睡眠を経てレム睡眠に至る過程において睡眠深度が最も深くなる値をいう。なお、最深値は、減少から増加に転じる場合の極小値だけでなく、減少から水平値を保った後に増加に転じる場合の当該水平値をいうこともある。
【００２７】
音源制御部２６は、起床時刻Ｔｉにおいてレム睡眠となるように、平均化した睡眠深度の特性（実線）を時間軸に沿って伸長または圧縮させて特性を修正する（修正後の特性を破線で示し、「目標特性」と称す）。詳細には、音源制御部２６は、第１に、図示せぬ入力手段により設定された起床時刻Ｔｉを、睡眠深度の推定開始からの経過時間に換算して、設定睡眠時間として求める。例えば、入眠する時刻が午後１１時であり、設定された起床時刻が翌日の午前６時半であるならば、音源制御部２６は、実線で示される睡眠深度の開始から７時間半を設定睡眠時間として求める。音源制御部２６は、第２に、レム睡眠となる時点が設定睡眠時間の経過時点となるように、実線で示される睡眠深度の特性を伸長または圧縮させて修正する。換言すれば、音源制御部２６は、平均化した睡眠深度の時間的変化を示す特性について、時間軸に沿って伸長する場合には位相を徐々に遅らせ、圧縮する場合には位相を徐々に進めて、設定睡眠時間の経過時点にレム睡眠となるように修正する。なお、図の例は、平均化した睡眠深度の特性を時間軸に沿って伸長させて（位相を徐々に遅らせて）、設定睡眠時間の経過時点においてレム睡眠となるようにした例である。
【００２８】
音源制御部２６は、センサ１１、１２、および１３の検出結果から推定される睡眠深度の時間的変化が修正した睡眠深度の特性（目標特性）に近づくように音源２８を制御する。
具体的には、音源制御部２６は、推定された睡眠深度が深くなる方向に遷移する場合であって、当該推定された睡眠深度が修正した睡眠深度よりも深いときには、生体リズムの周期よりも短い周期の音を発生させて、当該推定された睡眠深度が深くなる方向への遷移速度が遅くなるように（実際の被験者の睡眠深度の深化を遅らせるように）音源２８を制御する。一方、音源制御部２６は、推定された睡眠深度が深くなる方向に遷移する場合であって、当該推定された睡眠深度が修正した睡眠深度よりも浅いときには、生体リズムの周期よりも長い周期の音を発生させて、当該推定された睡眠深度が深くなる方向への遷移速度が速くなるように（実際の被験者の睡眠深度の深化を速めるように）音源２８を制御する。
【００２９】
また、音源制御部２６は、推定された睡眠深度が浅くなる方向に遷移する場合であって、当該推定された睡眠深度が修正した睡眠深度よりも浅いときには、生体リズムの周期よりも長い周期の音を発生させて、当該推定された睡眠深度が浅くなる方向への遷移速度が遅くなるように音源２８を制御する。一方、音源制御部２６は、推定された睡眠深度が浅くなる方向に遷移する場合であって、当該推定された睡眠深度が修正した睡眠深度よりも深いときには、生体リズムの周期よりも短い周期の音を発生させて、当該推定された睡眠深度が浅くなる方向への遷移速度が速くなるように音源２８を制御する。
【００３０】
このような制御によって、実際の被験者Ｅの睡眠深度は、修正した特性（目標特性）にほぼ一致するように推移するので、設定睡眠時間の経過時点においてレム睡眠に対応する睡眠深度となって、当該被験者Ｅを爽快に目覚めさせて、睡眠の満足度を高めることができる。すなわち、本実施形態の睡眠誘導装置２０は、刺激として被験者に付与する音の周期を、当該被験者の生体リズムと生体リズムから睡眠深度推定部２４が推定した睡眠深度とに応じて制御することにより、被験者Ｅの睡眠深度を変化させることができるので、ひいては、被験者Ｅの睡眠の満足度を向上することが可能となる。
なお、音源制御部２６は、設定睡眠時間の経過時点において音のテンポを速めたり、音量を大きくしたりするなどして覚醒への移行を促すようにしても良い。
【００３１】
好ましくは、本実施形態では、次のように睡眠深度を所望の状態に誘導することで、睡眠の満足度の向上に加えて、睡眠の質を改善することができる。
【００３２】
図４は、睡眠誘導装置２０において被験者Ｅの睡眠の質を改善する場合の睡眠深度の特性の一例を示す図である。
この図において実線は、被験者Ｅについて、所望の睡眠深度へと誘導されていない自然な状態で推定された睡眠深度の特性において、睡眠サイクルに乱れがある場合の例である。詳細には、ノンレム睡眠とレム睡眠との繰り返し周期（睡眠サイクル）が短かったり、ノンレム睡眠における睡眠深度の最深値が浅く（眠りが浅く）なっていたりする場合の例である。このような睡眠では、目覚めが悪い、睡眠不足である、というように被験者Ｅが感じることになる。
なお、図４における実線の睡眠深度の特性は例えば次のようにして推定されたものである。すなわち、当該特性は、被験者Ｅについて睡眠深度推定部２４のメモリに記憶された入眠から現時点までの複数の睡眠深度の変化特性と、データベース３０に格納されている被験者Ｅの過去の睡眠について推定された睡眠深度の特性とから推定したものである。
【００３３】
音源制御部２６は、被験者Ｅについてセンサ１１、１２、および１３の検出結果から推定される睡眠深度をメモリに順次格納して得られる特性において、睡眠サイクルの長さが閾値よりも短い場合（もしくは睡眠サイクルの長さのバラツキの程度が規定値以上の場合）、または、眠り（具体的には、ノンレム睡眠における睡眠深度の最深値）が閾値よりも浅くなっている場合の少なくとも一方に該当している場合であれば、睡眠深度推定部２４によって推定される睡眠深度が、当該被験者Ｅの過去において所望の睡眠深度へと誘導されていない自然な状態で良好な睡眠と判断された睡眠深度の特性（破線）（目標特性）となるように、音源２８を制御する。なお、音源２８に対する音源制御部２６の具体的な制御内容については、図３で説明した内容と同様である。
これにより、睡眠サイクルが長く、睡眠が深くなるように、睡眠の質を改善することができる。
【００３４】
また、破線で示される睡眠深度の特性（目標特性）については、例えば起床後に被験者Ｅが良好な睡眠であったと判別した特性をデータベース３０に蓄積しておくとともに、その特性を読み出して用いれば良い。
【００３５】
なお、睡眠の質を改善する場合において、上述したハイパーソニックを出力するように音源制御部２６が音源２８を制御して、被験者Ｅがリラックスする方向（睡眠深度が深くなる方向）に誘導しても良い。
また、過去の実績から睡眠に効果的な音や逆効果な音などを推定して睡眠の質の改善に応用しても良い。あるいは、光や、香り、温度、湿度、振動その他の、被験者Ｅの睡眠深度に影響し得る刺激を用いて所望の睡眠深度へと誘導しても良い。
【００３６】
本実施形態では、次のようにレム睡眠からノンレム睡眠への移行を早めることで、睡眠の質を確保した上で、睡眠時間の短縮化を図ることができる。
【００３７】
図５は、睡眠誘導装置２０において被験者Ｅの睡眠時間を短縮する場合の睡眠深度の特性の一例を示す図である。
この図において実線は、所望の睡眠深度へと誘導していない自然な状態で推定された睡眠深度の特性を示す図である。
このような特性において、音源制御部２６は、レム睡眠からノンレム睡眠への移行を早めるように修正して、破線で示されるような目標特性を設定する。なお、この修正において、レム睡眠への移行については、直前のノンレム睡眠の継続時間が閾値以上であったことを条件に早めるようにする。これは、単純にノンレム睡眠からレム睡眠への移行を早めるだけでは、十分なノンレム睡眠による睡眠時間を確保できず、睡眠の質を確保するという観点で好ましくないからである。
【００３８】
音源制御部２６は、センサ１１、１２、および１３の検出結果から推定される睡眠深度の時間的変化が目標特性（破線）となるように、音源２８を制御する。なお、音源２８に対する音源制御部２６の具体的な制御内容については、図３で説明した内容と同様である。
これにより、睡眠サイクルの長さをより短く、睡眠をより深くなるように改善することができる。
なお、図５における実線の睡眠深度の特性は、被験者Ｅについて睡眠深度推定部２４のメモリに記憶した入眠から現時点までの複数の睡眠深度の変化特性と、データベース３０に格納されている被験者Ｅの過去の睡眠について推定された睡眠深度の特性とから推定したものである。
【００３９】
本実施形態では、睡眠深度の誘導対象者を１人としたが、次のように２人であっても良いし、３人以上であっても良い。
【００４０】
図６は、睡眠誘導装置２０が互いにパートナーである２人の被験者ＥおよびＦを対象に所望の睡眠深度へと誘導する場合のセンサ等の配置を示す図である。
この図に示されるように、ベッド５において被験者ＥおよびＦが仰向けになっている。センサ１１Ａ、１２Ａ、および１３Ａが被験者Ｅの生体リズムを検出し、センサ１１Ｂ、１２Ｂ、および１３Ｂが被験者Ｆの生体リズムを検出する。ここで、睡眠誘導装置２０は、音源２８を２つ有し、当該２つの音源２８を被験者ＥおよびＦからの検出信号に応じて２つの音源制御部２６がそれぞれ独立して制御する構成となる。すなわち、睡眠誘導装置２０は、図２Ａに示した構成を２組有し、被験者Ｅにスピーカ１４Ａで音を聴かせ、被験者Ｆにスピーカ１４Ｂで音を聴かせることになる。図２Ａに示した構成の一部をスピーカ１４Ａおよび１４Ｂに対して共通とする構成も採用し得る。この構成においても、前述と同様の方法で被験者Ｅおよび被験者Ｆに対して独立に制御することが可能となる。
他方、被験者Ｅに対して所望の睡眠深度への誘導をしない場合には、当該被験者Ｅに対応する音源制御部２６、音源２８およびスピーカ１４Ａを不要とすることもできる。
【００４１】
このように２人の被験者が同じベッド５で睡眠する場合に、一方の被験者の睡眠深度が他方の被験者の睡眠深度に影響を及ぼすことが考えられる。そこで、この影響を小さくするように改善することを検討してみる。
この影響とは、例えば一方の被験者による睡眠中のイビキによって他方の被験者の睡眠が妨害される、ということである。ここで、イビキは、ノンレム睡眠時に発生する。他方の被験者は、眠りが浅いとき、すなわちレム睡眠時にイビキが気になりやすい。
このため、一方の被験者で推定される睡眠深度と同じように、他方の被験者の睡眠深度が変化すれば、一方の被験者によってイビキが発生しているときに、他方の被験者が眠りの深いノンレム睡眠となっているので、当該他方の被験者はイビキを知覚しにくくなる。
【００４２】
図７は、被験者ＥおよびＦについて睡眠深度推定部２４が推定した睡眠深度の時間的変化を示す図である。この図において、実線は、被験者Ｅについて、所望の睡眠深度に誘導していない自然な状態で推定される睡眠深度の特性を示す。被験者Ｆに対しては、被験者Ｅで推定される睡眠深度の特性となるように、すなわち、同位相となるように、音源制御部２６は被験者Ｆに対応する音源２８を制御する。
このような制御によって、実線で示される被験者Ｅの睡眠深度（その時間波形）に対して、破線で示される被験者Ｆの睡眠深度（その時間波形）が近づくように変化する。したがって、一方の被験者Ｅによってイビキが発生しているとき、他方の被験者Ｆがノンレム睡眠となっているので、被験者Ｆはイビキを知覚しにくくなり、イビキにより睡眠が妨害される悪影響を小さくすることができる。
なお、図７における実線の被験者Ｅについての睡眠深度の特性は、睡眠深度推定部２４のメモリに記憶した入眠から現時点までの複数の睡眠深度の変化特性と、データベース３０に格納されている被験者Ｅの過去の睡眠について推定された睡眠深度の特性とから推定したものである。
【００４３】
また、例えば一方の被験者による睡眠中の寝言によって他方の被験者の睡眠が妨害される場合には、一方の被験者の睡眠深度の特性に対して、他方の被験者の睡眠深度の特性が逆位相となるように、音源制御部２６が他方の被験者の音源２８を制御しても良い。
寝言は、イビキとは逆に、眠りの浅いレム睡眠時に発生するので、一方の被験者によって寝言が発生しているときに、他方の被験者が深い眠りになっていれば、寝言を知覚しにくくなるからである。
なお、この構成において被験者Ｅに対して所望の睡眠深度へと誘導した上で、被験者Ｆの睡眠深度の時間波形が被験者Ｅの睡眠深度の時間波形に対して同位相または逆位相となるよう被験者Ｆの睡眠深度を誘導しても良い。
【００４４】
実施形態では、センサ１１、１２、および１３（または１１Ａ、１２Ａ、および１３Ａ）によって被験者Ｅの生体リズムを検出して、睡眠深度推定部２４が睡眠深度を推定し、検出した生体リズムと推定した睡眠深度とに応じて音を再生するよう、音源制御部２６が音源２８を制御したが、次のように構成しても良い。
例えば、予め被験者Ｅの睡眠時の脳波、脈波、呼吸等を検出して睡眠深度を推定するとともに、簡易センサ（例えば体動を検出する加速度センサ）でも同時に検出することで、睡眠深度と簡易センサの検出結果を対応付けてメモリ（例えば睡眠深度推定部２４のメモリ）に記憶しておく。そして、実際に所望の睡眠に誘導する場合に、被験者Ｅに対してはセンサ１１、１２、および１３（または１１Ａ、１２Ａ、および１３Ａ）の代わりに簡易センサだけを装着して、当該簡易センサで検出して得られた検出結果に基づいて、記憶されている睡眠深度の対応付けから睡眠深度推定部２４が睡眠深度を推定し、その推定された睡眠深度に応じて音源制御部２６が音源２８を制御しても良い。この際に、睡眠深度と簡易センサの検出結果の対応付けについては、被験者Ｅではなく、多くの被験者の平均的な検出結果を用いても良い。
【００４５】
また、推定された睡眠深度に対し再生した音を対応付けて記録しても良い。このように再生した音を記録した場合、蓄積されたデータベース３０を統計解析して所望の睡眠深度に誘導できた音と出来なかった音とに分類し、次回の誘導時に用いる音を選択しても良い。
【００４６】
実施形態では、刺激として音を例示したが、他の感覚による刺激を用いても良い。例えば、香り（嗅覚）、環境光（視覚）、温度・湿度・振動（触覚）などのいずれかを用いて良いし、音も含めた上記いずれかの刺激のうち２以上の刺激を適宜組み合わせて所望の睡眠深度への誘導を図っても良い。
まず、刺激として振動を用いる場合の例について説明する。
【００４７】
図８は、応用例に係るシステムの機能構成を示す図であって、特に刺激として振動を用いた場合の図である。図８では、図２Ａにおける音源制御部２６が刺激制御部３６に、音源２８が駆動回路３８に、スピーカ１４がアクチュエータ１６に、それぞれ置き換わっている。
このうち、アクチュエータ１６は、例えば、駆動信号に応じたテンポ（周期）と大きさ（振幅）で振動する圧電素子であり、枕などに内蔵される。刺激制御部３６は、被験者Ｅにアクチュエータ１６によって与える振動のテンポと大きさ等を、センサ１１、１２、および１３で検出される生体リズムと生体リズムから推定される睡眠深度に応じて駆動回路３８を制御し、駆動回路３８は、刺激制御部３６の制御にしたがって駆動信号をアクチュエータ１６に供給する。なお、図示のように、駆動回路３８は睡眠誘導装置２０の外部に設けられるハードウェア要素である。
【００４８】
このような構成において、駆動回路３８とアクチュエータ１６は刺激付与部として機能し、刺激制御部３６は、駆動回路３８を介してアクチュエータ１６を次のように制御する。すなわち、睡眠を深くする方向に誘導する場合、刺激制御部３６は、駆動回路３８を介して、生体リズムよりも遅いテンポの振動、または、１／ｆの揺らぎを有する振動（振動のテンポ（周期）と大きさ（振幅）のいずれかまたは両方に１／ｆの揺らぎを有する）の少なくともいずれかを被験者Ｅに与えるようにアクチュエータ１６を制御する。また、睡眠を浅くする方向に誘導する場合、刺激制御部３６は、生体リズムよりも速いテンポの振動、または睡眠を深くする方向に誘導する場合の振動よりも大きい振幅の振動の少なくともいずれかを被験者Ｅに与えるようにアクチュエータ１６を制御する。
【００４９】
刺激として温度と湿度を用いる場合、構成については特に図示しないが、刺激制御部３６は、被験者Ｅが睡眠するベッドルームに設けられたエアーコンディショナー（エアコン）をアクチュエータとして制御する構成となる。
具体的には、就寝時において、刺激制御部３６は、冬場であれば１６〜１９℃に、夏場であれば２６℃程度の室温となるようにエアコンを制御する。この室温は、夏場であれば薄手のタオルケットなどを、冬場であれば厚手の毛布などを、寝具としてそれぞれ用いた場合に、中性温度が約２９℃となる温度である。なお、中性温度とは、裸体状態で平熱を保つことができる外気温をいう。また、入眠後、睡眠を深くする方向に誘導する場合、刺激制御部３６は、室温を数度下げるとともに、湿度を５０〜６０％にエアコンを制御する。一方、睡眠を浅くする方向に誘導する場合、刺激制御部３６は、温度および湿度をそれぞれ上昇させるようにエアコンを制御する。
【００５０】
刺激として環境光を用いる場合、被験者Ｅの近傍に色や照度が可変な照明を配置して、次のように色や照度を制御すれば良い。すなわち、睡眠を深くする方向に誘導する場合、刺激制御部３６は、照明光の色を寒色系とし、照度を０．３〜１０ルクス程度に制御する。なお、就寝前には、照明光の色を暖色系としておき、入眠時に徐々に寒色系とすれば良い。一方、睡眠を浅くする方向に誘導する場合、刺激制御部３６は、照度を３０〜５０ルクス程度で明るくなるように制御する。なお、起床時には、必要に応じて照度を２０００ルクス以上にしたり、照明を高速の点滅状態にしたりしても良い。
【００５１】
刺激として香りを用いる場合、被験者Ｅの近傍に、様々な香りの微粒子を噴出するインジェクタを配置して、次のように制御すれば良い。すなわち、睡眠を深くする方向に誘導する場合、刺激制御部３６は、ラベンダー、セドロール、ヘリオトロピン、カモミールなどの鎮静作用がある香りを噴射するようにインジェクタを制御する。一方、睡眠を浅くする方向に誘導する場合、刺激制御部３６は、ペパーミント、ユーカリ、ローズマリー、レモンなどの覚醒作用がある香りを噴射するようにインジェクタを制御する。
【００５２】
上述した各態様に係るプログラムは、コンピュータが読取可能な記録媒体に格納された形態で提供されてコンピュータにインストールされ得る。記録媒体は、例えば非一過性（non-transitory）の記録媒体であり、ＣＤ-ＲＯＭ等の光学式記録媒体（光ディスク）が好例であるが、半導体記録媒体や磁気記録媒体等の公知の任意の形式の記録媒体を包含し得る。なお、例えば、本発明のプログラムは、通信網を介した配信の形態で提供されてコンピュータにインストールされ得る。
【符号の説明】
【００５３】
１１、１２、１３…センサ、１４…スピーカ、１６…アクチュエータ、２０…睡眠誘導装置、２４…睡眠深度推定部、２６…音源制御部、２８…音源、３６…刺激制御部。
【図１】
2016121755.tif 000003
【図２Ａ】
2016121755.tif 000004
【図２Ｂ】
2016121755.tif 000005
【図３】
2016121755.tif 000006
【図４】
2016121755.tif 000007
【図５】
2016121755.tif 000008
【図６】
2016121755.tif 000009
【図７】
2016121755.tif 000010
【図８】
2016121755.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月30日(2017.8.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者に刺激を付与する刺激付与部を制御する睡眠誘導装置であって、
前記被験者の生体リズムを取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記被験者の生体リズムから当該被験者の睡眠深度を推定する睡眠深度推定部と、
前記取得部が取得した前記被験者の生体リズムと前記睡眠深度推定部によって被験者について推定される現在の睡眠深度とに応じて前記被験者に刺激を付与するよう、前記刺激付与部を制御する刺激制御部と、
を具備し、
前記刺激制御部は、前記取得部が取得した前記被験者の生体リズムの周期よりも短い周期又は長い周期で前記刺激を付与するように前記刺激付与部を制御する
ことを特徴とする睡眠誘導装置。
【請求項２】
前記刺激制御部は、
予め設定された時刻にて前記睡眠深度推定部によって前記被験者について推定される睡眠深度が浅くなるように、前記刺激付与部を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の睡眠誘導装置。
【請求項３】
前記刺激制御部は、
前記被験者についての事前の睡眠深度の時間的変化を示す特性を、設定された睡眠時間の長さに基づいて修正し、
前記睡眠深度推定部によって推定される睡眠深度の時間的変化が、修正後の特性に近づくように前記刺激付与部を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の睡眠誘導装置。
【請求項４】
前記刺激制御部は、前記設定された睡眠時間の経過時点における睡眠深度が浅くなるように、前記被験者についての事前の睡眠深度の時間的変化を示す特性を時間軸に沿って伸長または圧縮させて前記特性を修正する
ことを特徴とする請求項３に記載の睡眠誘導装置。
【請求項５】
被験者に刺激を付与する刺激付与部を制御する睡眠誘導装置であって、
前記被験者の生体リズムを取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記被験者の生体リズムから当該被験者の睡眠深度を推定する睡眠深度推定部と、
前記取得部が取得した前記被験者の生体リズムと前記睡眠深度推定部によって被験者について推定される現在の睡眠深度とに応じて前記被験者に刺激を付与するよう、前記刺激付与部を制御する刺激制御部と、
を具備し、
前記刺激制御部は、
前記睡眠深度推定部によって前記被験者について推定される睡眠深度の時間的変化が、睡眠が深い状態で安定するように、前記刺激付与部を制御する
ことを特徴とする睡眠誘導装置。
【請求項６】
前記取得部は、前記被験者とは別の被験者の生体リズムをさらに取得し、
前記睡眠深度推定部は、前記取得部が取得した前記被験者の生体リズムから当該被験者の睡眠深度を推定し、前記取得部が取得した前記別の被験者の生体リズムから当該別の被験者の睡眠深度を推定し、
前記刺激制御部は、前記被験者について推定される睡眠深度の時間的変化と、前記別の被験者について推定される睡眠深度の時間的変化とが互いに同位相または逆位相となるように、前記刺激付与部を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の睡眠誘導装置。
【請求項７】
被験者に刺激を付与する刺激付与部の制御方法であって、
被験者の生体リズムを取得し、
取得した前記被験者の生体リズムから当該被験者の睡眠深度を推定し、
取得した前記被験者の生体リズムと当該被験者について推定される現在の睡眠深度とに応じて当該被験者に刺激を付与するよう、前記刺激付与部を制御し、
前記刺激付与部の制御においては、取得した前記被験者の生体リズムの周期よりも短い周期又は長い周期で前記刺激を付与するように前記刺激付与部を制御する
ことを特徴とする制御方法。
【請求項８】
被験者に刺激を付与する刺激付与部の制御方法であって、
被験者の生体リズムを取得し、
取得した前記被験者の生体リズムから当該被験者の睡眠深度を推定し、
取得した前記被験者の生体リズムと当該被験者について推定される現在の睡眠深度とに応じて当該被験者に刺激を付与するよう、前記刺激付与部を制御し、
前記刺激付与部の制御においては、前記被験者について推定される睡眠深度の時間的変化が、睡眠が深い状態で安定するように、前記刺激付与部を制御する
ことを特徴とする制御方法。
【国際調査報告】
2016121755.tif 000012
2016121755.tif 000013