(57)【要約】【課題】被験者に対して適正な刺激を加えて円滑に睡眠に導入したり、瞬き回数を適正化するなどの人体状態を良好な方向にもたらす。【解決手段】被験者２の拍動を検知して電気信号に変換するセンサー部３と、センサー部３からの電気信号を解析し、スピーカ４から出力する音量や停止期間の長さなどを制御する解析・制御部５とを備える。リラックス状態にある被験者２は、音が聞こえている期間には、その音に意識が集中することにより睡眠の障害となっている雑念が消え、音が消えたタイミングで睡眠状態に引き込まれる。解析・制御部５が拍動の周期に基づいて音量を下げたり、停止期間の長さを制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の所定部の動きを検知して電気信号に変換する信号変換部と、
前記信号変換部からの電気信号を解析する解析部と、
人体に対して刺激を与える刺激付与部と、
前記解析部の解析結果に基づいて前記刺激付与部の出力する刺激の量、および／または頻度を変化させる制御部と、を備えることを特徴とする人体状態の遷移装置。
【請求項２】
前記信号変換部は人体の拍動を電気信号に変換し、前記刺激付与部は音刺激を出力し、前記制御部は前記刺激付与部から出力する音刺激の量、および／または頻度を変化させて、睡眠状態に誘導することを特徴とする請求項１に記載の人体状態の遷移装置。
【請求項３】
前記刺激付与部が出力する音刺激が１／ｆゆらぎ特性を有する音であることを特徴とする請求項２に記載の人体状態の遷移装置。
【請求項４】
前記刺激付与部が出力する音刺激が無音期間を有することを特徴とする請求項３に記載の人体状態の遷移装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記解析部の解析結果が人体の拍動の周期が短くなったことを示すときに前記刺激付与部から出力する刺激の量を減少させ、および／または頻度を低下させることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の人体状態の遷移装置。
【請求項６】
前記信号変換部は人体の瞬きを電気信号に変換し、前記刺激付与部は音刺激を出力し、前記制御部は前記刺激付与部から出力する音刺激の量、および／または頻度を変化させて、瞬きを適正な頻度に誘導しドライアイを防止することを特徴とする請求項１に記載の人体状態の遷移装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記解析部の解析結果が人体の瞬きの頻度が低下したことを示すときに前記刺激付与部から出力する刺激の量を増大させ、および／または頻度を上昇させることを特徴とする請求項６に記載の人体状態の遷移装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記解析部の解析結果が人体の瞬きの頻度が適正であることを示すときに前記刺激付与部から出力する刺激の量を減少させ、および／または頻度を低下させることを特徴とする請求項６に記載の人体状態の遷移装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、使用者の入眠を促したり、瞬きを適正な頻度に誘導してドライアイを防止するための人体状態の遷移装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  入眠が難しい人に対して音や光などの刺激を間欠的に与え睡眠に導入する睡眠導入装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、被験者に対してスピーカを通じてリラックスさせるための音楽を聴かせると共に、被験者の生理状態に応じて音楽の再生速度を変化させるシステムが知られている（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２００３−２１０５８７号公報
【特許文献２】特開２００８−５２５０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  ところが、特許文献１の睡眠導入装置では、被験者はジョイスティックなどのスイッチを持ち、刺激を感じたときになるべく早く当該スイッチを操作しなければならず、そのための心理的な負担があることから円滑な入眠が得られないと考えられる。【０００５】  また、特許文献２のシステムでは、被験者は間断なく音楽刺激を受け続けるので、睡眠状態に移行するためのきっかけとなる無音状態が無く、同様に円滑な入眠が得られないと考えられる。【０００６】  さらに、過緊張の状態が続くと瞬きの回数が減ってドライアイになることが知られているが、瞬き回数の減少は無自覚的に起きるので、瞬き回数を被験者の心理的な負担にならないようにして増加させてドライアイを防止するようなシステムは無かった。【０００７】  そこで、本発明は、上記課題を解決するものであり、被験者に対して適正な刺激が加えられて円滑な入眠や、瞬き回数が適正化するなどの人体の状態を良好な方向にもたらすことができる人体状態の遷移装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  上記目的を達成するために、請求項１の発明は、人体の所定部の動きを検知して電気信号に変換する信号変換部と、前記信号変換部からの電気信号を解析する解析部と、人体に対して刺激を与える刺激付与部と、前記解析部の解析結果に基づいて前記刺激付与部の出力する刺激の量、および／または頻度を変化させる制御部と、を備えることを特徴とする人体状態の遷移装置である。【０００９】  請求項２の発明は、請求項１に記載の人体状態の遷移装置において、前記信号変換部は人体の拍動を電気信号に変換し、前記刺激付与部は音刺激を出力し、前記制御部は前記刺激付与部から出力する音刺激の量、および／または頻度を変化させて、睡眠状態に誘導することを特徴とする。【００１０】  請求項３の発明は、請求項２に記載の人体状態の遷移装置において、前記刺激付与部が出力する音刺激が１／ｆゆらぎ特性を有する音であることを特徴とする。【００１１】  請求項４の発明は、請求項３に記載の人体状態の遷移装置において、前記刺激付与部が出力する音刺激が無音期間を有することを特徴とする。【００１２】  請求項５の発明は、請求項２から請求項４のいずれかに記載の人体状態の遷移装置において、前記制御部は、前記解析部の解析結果が人体の拍動の周期が短くなったことを示すときに前記刺激付与部から出力する刺激の量を減少させ、および／または頻度を低下させることを特徴とする。【００１３】  請求項６の発明は、請求項１に記載の人体状態の遷移装置において、前記信号変換部は人体の瞬きを電気信号に変換し、前記刺激付与部は音刺激を出力し、前記制御部は前記刺激付与部から出力する音刺激の量、および／または頻度を変化させて、瞬きを適正な頻度に誘導しドライアイを防止することを特徴とする。【００１４】  請求項７の発明は、請求項６に記載の人体状態の遷移装置において、前記制御部は、前記解析部の解析結果が人体の瞬きの頻度が低下したことを示すときに前記刺激付与部から出力する刺激の量を増大させ、および／または頻度を上昇させることを特徴とする。【００１５】  請求項８の発明は、請求項７に記載の人体状態の遷移装置において、前記制御部は、前記解析部の解析結果が人体の瞬きの頻度が適正であることを示すときに前記刺激付与部から出力する刺激の量を減少させ、および／または頻度を低下させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】  本発明によれば、被験者に対して適正な刺激が加えられて円滑な入眠や、瞬き回数が適正化するなどの人体の状態を良好な方向にもたらすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例１に係る人体状態遷移装置としての睡眠導入装置のブロック図。
【図２】同睡眠導入装置の動作フローチャート。
【図３】同睡眠導入装置において検出される拍動の変化と出力する音の変化を示す図。
【図４】本発明の実施例２に係る人体状態遷移装置としてのドライアイ防止装置の外観図。
【図５】同ドライアイ防止装置のブロック図。
【図６】同ドライアイ防止装置の動作フローチャート。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１８】  以下、本発明の実施例１に係る人体状態遷移装置としての睡眠導入装置について、図１乃至図３を参照して説明する。睡眠導入装置１は、図１に示すように、被験者（人体）２の胸部付近に固定され心臓の拍動を電気信号に変換して送信するセンサー部３と、センサー部３から送信された電気信号を解析し、解析結果に基づいて被験者（人体）２に向けて音を発するスピーカ４の音量等を変化させる解析・制御部５と、ネットワーク６を介して解析・制御部５に接続され解析・制御部５が得たデータを管理する管理装置７とを備える。【００１９】  センサー部３は、人体の胸部に密着させたパッド（不図示）からの電気信号を増幅するアンプ３１と、アンプ３１からの信号をＡＤ変換するＡＤ変換信号検出部３２と、ＡＤ変換信号検出部３２からのデジタル信号を無線送信する無線部３３とを備える。【００２０】  解析・制御部５は、無線部３３からの電波を受信する無線部５１と、受信した信号データから心臓の拍動信号を検出する信号検出部５２と、検出した信号から特定の信号を抽出する特定信号抽出部５３と、抽出した特定信号に基づいてスピーカ４を駆動する制御部５４と、ネットワーク接続部５５とを備える。【００２１】  制御部５４は、１／ｆゆらぎ特性を持った波の音、雨だれの音等の心地よい音を発するようにスピーカ４を制御すると共に、特定信号抽出部５３からの信号に基づいて音量および音の停止時間（無音期間）を自在に制御できるようになっている。また、信号検出部５２によって検出された拍動信号のデータは管理装置７に送られて管理、記録される。【００２２】  次に、図２のフローチャートに基づいて動作を説明する。睡眠導入動作が開始されると、信号検出部５２により検出された拍動信号が管理装置７等によって記録開始され（Ｓ１）、制御部５４がスピーカ４から心地よい音を発生させる（Ｓ２）。横臥状態の被験者２は心地よい音を聞くことにより徐々にリラックスしていく。信号検出部５２は、拍動信号のゆらぎが一定程度拡散したか否かをローレンツプロット手法等により検出して判断し（Ｓ３）、イエスの場合は制御部５４を介してスピーカ４からの音を断続させる（音に停止時間を持たせる）（Ｓ４）。換言すると、リラックスの程度が進んだ段階で連続音から断続音（１／ｆゆらぎを持つ音）に切り替える。【００２３】  リラックス状態にある被験者２は、音が聞こえている期間には、その音に意識が集中することにより睡眠の障害となっている雑念が消え、音が消えたタイミングで睡眠状態に引き込まれることが知られているが、音量が大きすぎたり、無音時間が短かったりすると、上記引き込みが生じないことがある。【００２４】  そこで、睡眠状態に引き込まれる前段階では拍動の周期が一時的に短くなることを利用し、特定信号抽出部５３が、拍動の周期が短くなったか否かを判定する（Ｓ５）。具体的には、図３に示すように、拍動の周期が０．９付近にまで低下した場合に睡眠状態に引き込まれる前段階であると判定する。そして、Ｓ５においてイエスと判定された場合に、制御部５４は音量を下げると共に停止期間を長くする（Ｓ６）。音量が低下し、停止期間（無音期間）が長くなることにより、睡眠状態への引き込まれ現象がより起���やすくなる。【００２５】  その後、特定信号抽出部５３は、拍動の周期が再び長くなったか否かを判定し（Ｓ７）、イエスであれば睡眠状態への引き込みが完成したことになるので、制御部５４を介してスピーカ４からの音の発生を停止し（Ｓ８）、データの記録を終了する（Ｓ９）。具体的には、図３に示すように、拍動の周期が１．０以上にまで増加したか否かを判定する。【００２６】  Ｓ５における判定の基準である周期＝０．９及び、Ｓ７における判定の基準である周期＝１．０は、もともと拍動に個人差があることから、管理装置７に蓄積されている被験者の過去のデータに基づいて調整する。また、管理装置７は、解析・制御部５から得られる拍動のデータを監視し、周期が異常に長くなったり、短くなった場合には、被験者の健康状態が悪化している恐れがあるので、その旨を表示し、被験者に知らせるようにしてもよい。【００２７】  上記Ｓ４からＳ８の段階における拍動の周期の変化と、音の変化について図３を参照して説明する。被験者は、無音期間Ｓａを伴う心地よい音Ｓを聞くうちにリラックスしていき、拍動周期が１．０前後から０．９前後へと低下する期間Ｐｓが現れる。この期間Ｐｓは前述の通り睡眠状態へ引き込まれる前状態であり、期間Ｐｓ以後において音Ｓの音量Ｓｖが低下されると共に無音期間Ｓａの長さが長くなる。その後、拍動周期が再び長くなり、拍動周期＝１．０以上になる期間Ｐｌが生じたときに睡眠に移行したと判断して音Ｓを停止する。【００２８】  以上のように、被験者は、ジョイスティック等の意識的に操作するべき動作を必要とぜず、スピーカ４から発せられる心地よい音Ｓを聞いているだけでよく、音Ｓ自体も睡眠に引き込まれる可能性の高いタイミングで音量が小さくなると共に無音期間が長くなるので、円滑に睡眠に導入される。なお、Ｓ６において音量Ｓｖを下げると共に音の停止期間Ｓａを長くする動作は、音量Ｓｖを低下させる動作、又は停止期間Ｓａを長くする動作の何れかを行うものであってもよい。
【実施例２】
【００２９】  本発明の実施例２に係る人体状態遷移装置としてのドライアイ防止装置について、図４乃至図６を参照して説明する。ドライアイ防止装置１０は、図４に示すように眼鏡のレンズフレーム１１に取り付けられ瞼１２の動きを検出し電気信号に変換するセンサー部１３と、つるフレーム１４の耳にかかる部分に取り付けられたスピーカ１５とを備える。【００３０】  センサー部１３及びスピーカ１５は、図５に示すように解析・制御部１６に接続される。解析・制御部１６は、センサー部１３から送られる電気信号の中から瞬き動作を検出する瞬き検出部１７と、検出した瞬き動作の周期を判定する周期判定部１８と、スピーカ駆動部１９にアラーム音を供給する刺激信号発生部２０と、周期判定部１８が判定した瞬きの周期に基づいて刺激信号発生部２０を起動停止する制御部２１と、周期判定部１８が判定した周期のデータを外部の管理装置２２へ送信する無線部２３とを備える。【００３１】  次に、図６のフローチャートに基づいて動作を説明する。例えばパソコンの操作をしている被験者が眼鏡に取り付けられたドライアイ防止装置１０を起動すると、制御部２１は、周期判定部１８が判定した瞬きの周期が長くなったか否かを判定する（Ｓ１１）。具体的には、周期判定部１８が判定する瞬きの周期は例えば２〜５秒程度の間で常に変動するのであるが、その平均値が例えば７〜８秒程度に長くなっていると判定すればイエスと判定し、刺激信号発生部２０を起動してスピーカ１５から２〜３秒周期のアラーム音を発声させる（Ｓ１２）。【００３２】  その後、制御部２１は、さらに瞬きの周期が長くなっているか否かを判定し（Ｓ１３）、イエスであれば刺激信号発生部２０に信号を送りアラーム音の音量を上げる（Ｓ１４）。具体的には、瞬きの周期の平均が例えば１０秒程度以上に長くなった場合にイエスと判定する。【００３３】  Ｓ１３において、瞬きの周期が長くなっていないと判定した場合には、周期が短い期間が現れたか否かを判定し（Ｓ１５）、現れていない場合にはアラーム音の音量を上げ（Ｓ１４）、周期が短い期間が現れている場合には、さらに周期がアラーム音の周期（２〜３秒）に同調しているか否かを判定する（Ｓ１６）。【００３４】  具体的には、周期が例えば４〜５秒の期間が現れ出した場合に、過緊張状態から脱したと考えられるので、アラーム音量のさらなる増加はせずに、周期がアラーム音に同調しているか否かを判定することになる。【００３５】  Ｓ１６において、瞬きの周期がアラーム音の周期に同調していると判定した場合に、緊張状態から完全に脱し、適正な頻度で瞬きが行われドライアイになる虞が解消したと考えられるので、アラーム音を停止する（Ｓ１７）。アラーム音が停止することによって、被験者は、余計な聴覚刺激を受けなくなるので再びパソコンの操作に集中することができる。【００３６】  Ｓ１４においてアラーム音の音量を上げる代わりに例えば１〜２秒間隔のアラーム音にしてもよいし、アラーム音の音量を増加すると共に頻度を増加してもよい。さらに、Ｓ１６において瞬きの周期がアラーム音の周期に同調したと判定した後に、すぐにアラーム音を停止するのではなく、アラーム音の音量を下げる、又はアラーム音を間��の長い（例えば４〜５秒）ものにしてもよい。
【符号の説明】
【００３７】１  睡眠導入装置
２  人体
３  センサー部（信号変換部）
４  スピーカ（刺激付与部）
５  解析・制御部
１０  ドライアイ防止装置
１３  センサー部（信号変換部）
１５  スピーカ（刺激付与部）
１６  解析部
２１  制御部
５４  制御部
【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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