睡眠制御装置、方法およびプログラム
【課題】快適に目覚めることのできるタイミングで被験者を目覚めさせることのできる睡眠制御装置を提供する。
【解決手段】被験者の生体情報を計測する計測手段２０と、生体情報に基づいて、記被験者の入眠、レム睡眠、浅いノンレム睡眠および深いノンレム睡眠のうちいずれの状態にあるか検出する第１検出手段１４４と、第１検出手段１４４が浅いノンレム睡眠を検出した場合に、予め定めた閾値未満の刺激強度の第１の刺激を前記被験者に与える第１の刺激手段１５２と、第１の刺激手段１５２が第１の刺激を与えた後に、第１の刺激よりも刺激強度の強い第２の刺激を被験者に与える第２の刺激手段１５２とを備えた。
【解決手段】被験者の生体情報を計測する計測手段２０と、生体情報に基づいて、記被験者の入眠、レム睡眠、浅いノンレム睡眠および深いノンレム睡眠のうちいずれの状態にあるか検出する第１検出手段１４４と、第１検出手段１４４が浅いノンレム睡眠を検出した場合に、予め定めた閾値未満の刺激強度の第１の刺激を前記被験者に与える第１の刺激手段１５２と、第１の刺激手段１５２が第１の刺激を与えた後に、第１の刺激よりも刺激強度の強い第２の刺激を被験者に与える第２の刺激手段１５２とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の睡眠状態を制御する睡眠制御装置、方法およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体リズムに合わせて、睡眠の重要な要素の一つである目覚め感を向上させることを目的とした睡眠制御装置の研究が進んでいる。かかる睡眠制御装置は、一般的に使用される目覚まし時計と比較して、生体リズムにおける目覚めやすい状態を考慮している。このため、快適に目覚めることができる睡眠制御装置として注目されている。
【０００３】
睡眠制御装置として、生体リズムのうち、概日リズムや睡眠リズムに着目したものが知られている。例えば、睡眠リズムを眠りの浅い状態に誘導し、概日リズムを活動期に導くものがある。また、被験者の睡眠リズムを計測し、被験者が目覚めやすい状態にある時、目覚めを誘発するものもある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、被験者の起床希望時刻にあわせて、被験者に光を浴びせる技術が開示されている。さらに、浴びせる光の強度を三段階で徐々に強い強度にすることにより概日リズムを活動期に導いている。また、特許文献２の従来技術には、睡眠リズムを変化させ起床希望時刻に目覚めやすい状態に導く技術が開示されている。具体的には、睡眠状態の計測を通し、入眠後の睡眠リズムより、起床時刻の睡眠状態を予測する。そして、予測された睡眠深度が所定の睡眠深度でない場合、睡眠中に身体に刺激を与える。これにより、起床希望時刻に起きやすい睡眠深度になるよう導く。また、非特許文献１には、リアルタイムにレム眠の状態を検出し、レム睡眠中に起床アラームを鳴動させる技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−３１８６７０号公報
【特許文献２】特開２００６−４３３０４号公報
【非特許文献１】森屋彰久、外３名、「自律神経解析によるREM睡眠検出とその応用」、“第１９回生体・生理工学シンポジウム論文集”、(大阪)、２００４年１１月、ｐ２０７−ｐ２０８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１は、生体のリズムが観測されておらず、目覚まし刺激が起床希望時刻に依存している。このため、個人差に対応することができない。また、睡眠リズムを妨害する可能性もあり、必ずしも効率が良いとはいえない。特許文献２は、深睡眠を妨害する場合があり、被験者が十分な深睡眠を摂取できない可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、快適に目覚めることのできるタイミングで被験者を目覚めさせることのできる睡眠制御装置、方法およびプログラム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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、睡眠制御装置であって、被験者の生体情報を計測する計測手段と、前記生体情報に基づいて、前記被験者の入眠、レム睡眠、浅いノンレム睡眠および深いノンレム睡眠のうちいずれの状態にあるか検出する第１検出手段と、前記第１検出手段が浅いノンレム睡眠を検出した場合に、予め定めた閾値未満の刺激強度の第１の刺激を前記被験者に与える第１の刺激手段と、前記第１の刺激手段が前記第１の刺激を与えた後に、前記第１の刺激よりも刺激強度の強い第２の刺激を前記被験者に与える第２の刺激手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の他の形態は、睡眠制御方法であって、被験者の生体情報を計測する計測ステップと、前記生体情報に基づいて、前記被験者の入眠、レム睡眠、浅いノンレム睡眠および深いノンレム睡眠のうちいずれの状態にあるか検出する第１検出ステップと、前記第１検出ステップにおいて浅いノンレム睡眠が検出された場合に、予め定めた閾値未満の刺激強度の第１の刺激を前記被験者に与える第１の刺激ステップと、前記第１の刺激ステップにおいて前記第１の刺激が与えられた後に、前記第１の刺激よりも刺激強度の強い第２の刺激を前記被験者に与える第２の刺激ステップとを有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の他の形態は、睡眠制御処理をコンピュータに実行させる睡眠制御プログラムであって、被験者の生体情報を計測する計測ステップと、前記生体情報に基づいて、前記被験者の入眠、レム睡眠、浅いノンレム睡眠および深いノンレム睡眠のうちいずれの状態にあるか検出する第１検出ステップと、前記第１検出ステップにおいて浅いノンレム睡眠が検出された場合に、予め定めた閾値未満の刺激強度の第１の刺激を前記被験者に与える第１の刺激ステップと、前記第１の刺激ステップにおいて前記第１の刺激が与えられた後に、前記第１の刺激よりも刺激強度の強い第２の刺激を前記被験者に与える第２の刺激ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる睡眠制御装置によれば、レム睡眠に移行しやすい浅いノンレム睡眠の状態にあるときに第１の刺激を与えることにより、積極的にレム睡眠に導き、レム睡眠時に第２の刺激により被験者を目覚めさせるので、被験者は快適に目覚めることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる睡眠制御装置、方法およびプログラムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
（実施の形態１）
図１に示すように、睡眠制御システム１は、本体１０とセンサヘッド２０とを備えている。図２のように、本体１０は例えば手首に腕時計のような形で装着される。さらに、脈波の計測用のセンサヘッド２０が小指に装着される。本体１０は、センサヘッド２０による計測結果に基づいて睡眠状態の変化を検出し、変化にしたがい被験者が快適に目覚めるための刺激を与える。なお、他の例としては、センサヘッド２０は、指輪型またはマット型に設けられてもよい。
【００１４】
本体１０は、入力部１０２と、表示部１０４と、記憶部１０６と、電源供給部１０８と、時計部１１０と、制御部１２０と、加速度計測部１２２と、脈波計測部１２４と、光源駆動部１２６と、脈拍間隔算出部１３０と、自律神経指標算出部１３２と、脈拍偏差算出部１３４と、体動判定部１３６と、覚醒判定部１３８と、サイクル枠設定部１４０と、睡眠状態判定部１４４と、睡眠制御部１５０と、刺激付与部１５２を備えている。
【００１５】
入力部１０２は、睡眠制御システム１の電源のＯＮ/ＯＦＦの指示を被験者から受け付ける。また、起床希望時刻や、希望睡眠時間などを被験者から受け付ける。入力部１０２は、例えばスイッチである。表示部１０４は、本体１０による睡眠状態判定の結果を表示する表示装置である。記憶部１０６は、脈波データ、体動データなどの計測データ、処理後のデータ、被験者が入力部１０２より入力した起床希望時刻、希望睡眠時間等を記憶する。
【００１６】
電源供給部１０８は、睡眠制御システム１の電力を供給する。具体的には、バッテリである。時計部１１０は、時刻を計測する。具体的には、リアルタイムクロックＩＣなどである。
【００１７】
制御部１２０は、計測のタイミングの制御、受信データの蓄積、処理などを行う。加速度計測部１２２は、被験者の体動を示す体動データとして加速度データを計測し、データ変換を行う加速度センサである。具体的には、３軸方向の−２ｇ〜２ｇの加速度を計測する。加速度計測部１２２は、加速度センサのアナログデータのゲイン、オフセットを調整回路で調整した後、１０ビットＡ／Ｄ変換器でデジタル量に変換する。そして、変換後のデータを制御部１２０に向けて出力する。
【００１８】
センサヘッド２０は、光源２０２である緑ＬＥＤと受光部２０４であるフォトダイオードからなり、皮膚表面に光を照射し、毛細血管内の血流変化により変化する反射光の変動をフォトダイオードで捉える。
【００１９】
脈波計測部１２４は、被験者の脈波データを計測し、データ変換をする。脈波計測部１２４は、脈波センサのフォトダイオードからの出力電流を電流電圧変換器で電圧に変換し、増幅器で電圧を増幅して、ハイパスフィルタ（カットオフ周波数：０．１Ｈｚ）とローパスフィルタ（カットオフ周波数：５０Ｈｚ）を施した後、１０ビットＡ／Ｄ変換器でデジタル量に変換する。そして、変換後の脈波データを制御部１２０に向けて出力する。光源駆動部１２６は、光源２０２として例えば青色ＬＥＤを使用する場合、これを駆動するための電圧供給部である。
【００２０】
脈拍間隔算出部１３０は、脈波計測部１２４により得られた脈波データから脈波間隔を算出する。ここで、脈拍間隔とは、脈波の一周期の時間間隔である。具体的には、脈波計測部１２４が計測した脈波から一連の脈波データをサンプリングする。そして、サンプリングした一連の脈波データを時間微分して一連の脈波データの直流変動成分を得る。さらに一連の脈波データから直流変動成分を除去する。
【００２１】
そして、直流変動成分を除去された一連の脈波データの処理ポイントを中心とした前後約１秒の脈波データの最大値と最小値を取得し、最大値と最小値との間の所定の値を脈波間隔閾値とする。間隔閾値としては、例えば最大値、最小値の差を振幅として、最小値から振幅の９割の値を用いるのが好ましい。さらに、直流変動成分を除去された一連の脈波データから閾値に一致する一連の脈波データの値が現れた時刻を算出し、算出された時刻の間隔を脈拍間隔とする。
【００２２】
この脈拍間隔データは不等間隔データである。周波数解析を行うためには等間隔データに変換する必要がある。そこで、不等間隔の脈拍間隔データを補間、再サンプリングし、等間隔の脈拍間隔データを生成する。例えば、３次の多項式補間法によって補間する点の前後それぞれ３点のサンプリング点を用いて等間隔の脈拍間隔データを生成する。
【００２３】
自律神経指標算出部１３２は、睡眠状態を判定する低周波数領域（０．０５〜０．１５Ｈｚ付近）の指標ＬＦと高周波数領域（０．１５〜０．４Ｈｚ付近）の指標ＨＦという二つの自律神経指標を算出する。具体的には、図３に示すように、まず等間隔の脈拍間隔データを例えばＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）にて周波数スペクトル分布に変換する。次に、得られた周波数スペクトル分布より、ＬＦ，ＨＦを得る。具体的には、複数のパワースペクトルのピーク値とピーク値を中心として前後等間隔の１点との３点の合計値の算術平均をとってＬＦ、ＨＦとする。
【００２４】
なお、本実施の形態においては、データ処理の負担を軽減する観点から、周波数解析法としてＦＦＴ法を用いたが、他の例としては、ＡＲモデル、最大エントロピー法、ウェーブレット法などを用いてもよい。
【００２５】
脈拍偏差算出部１３４は、脈波計測部１２４により得られた脈波データのうち例えば１分間内における瞬間脈拍の偏差、すなわち脈波偏差を算出する。体動判定部１３６は、加速度計測部１２２から取得した３軸方向の加速度データを時間微分して３軸方向の加速度の微係数を求め、３軸方向の加速度のそれぞれの微係数の二乗和の平方根である体動データの変動量および脈拍間隔内の体動データの変動量の平均である体動量を求める。そして、体動量の変動量が所定の閾値より大きい場合に体動と判定する。例えば、所定の閾値として体動計に使用されている微小な体動の最小値である０．０１Ｇを用いる。
【００２６】
覚醒判定部１３８は、体動判定部１３６によって判定された体動の発生頻度が所定の閾値以上である場合に覚醒状態であると判定し、体動の発生頻度が所定の閾値未満である場合は睡眠状態であると判定する。
【００２７】
具体的には、覚醒判定部１３８は、体動判定部１３６から体動の有無を取得し、設定区間にける体動発生頻度を計測する。ここで、設定区間としては例えば１分間が好ましい。そして、体動発生頻度が予め定めた閾値以上である場合に覚醒状態であると判定する。一方、体動発生頻度が閾値未満である場合は睡眠状態であると判定する。例えば、閾値としては、過去の覚醒時における体動頻度から２０回／分を用いるのが好ましい。
【００２８】
サイクル枠設定部１４０は、サイクル枠を設定する。サイクル枠は、例えば１２０分とする。サイクル枠は、睡眠の１サイクルが含まれる時間間隔である。サイクル枠には、睡眠の１サイクルが含まれるのが好ましい。睡眠の１サイクルは、９０分から１２０分程度である。そこで、他の例としては、サイクル枠を９０分に設定してもよい。このように、サイクル枠は、睡眠の１サイクルを含む時間枠であればよい。サイクル枠設定部１４０は、現在時刻を基準として、過去１２０分前までの時間枠をサイクル枠として設定する。
【００２９】
図４に示すサイクル枠は、１２０分である。例えば、２３時から自律神経指標の計測を開始したとする。この場合には、２３時から継続して自律神経指標の計測が行われる。そして、１時になると、２３時から１時までの１２０分が経過するので、この時間枠をサイクル枠として設定する。さらに、１時１分になると、２３時１分から１時１分までの１２０分をサンプル枠として設定する。このように、サイクル枠設定部１４０は、例えば１分を設定間隔として、設定間隔おきにサンプル枠を設定してする。なお、設定間隔は、サンプル枠より短い間隔であればよい。さらに、設定間隔は、後述の継続性判定枠に比べて短い時間間隔であることが望ましい。
【００３０】
睡眠状態判定部１４４は、自律神経指標算出部１３２により算出された自律神経指標ＬＦ，ＨＦと、脈拍偏差算出部１３４により算出された脈拍偏差とに基づいて、自律神経の活動状態として睡眠状態を判定する。睡眠状態として、睡眠深度を判定する。ここで、睡眠深度とは、被験者の脳の活動状態の程度を示す指標である。本実施の形態においては、睡眠深度を３段階に分け、いずれの段階に該当するかを判定する。具体的には、深いノンレム睡眠、浅いノンレム睡眠およびレム睡眠の３段階のいずれに該当するかを判定する。
【００３１】
睡眠制御部１５０は、睡眠状態に応じて、被験者に刺激を与えるタイミングを決定する。刺激付与部１５２は、睡眠制御部１５０により決定されたタイミングにおいて、所定の強度の刺激を被験者に与える。刺激付与部１５２は、例えば、スピーカである。この場合には、刺激付与部１５２は、所定の音量の音を発生する。また、他の例としては、刺激付与部１５２は、振動、光、匂い、酸素、電気のうちのいずれかまたはこれらの組み合わせを刺激として付与してもよい。
【００３２】
睡眠深度は、自律神経指標と閾値との大小関係によって判別される。しかし、図５に示す例においては、時間の経過とともにレム睡眠およびノンレム睡眠のそれぞれに対応する自律神経指標の値が徐々に増加している。これは、サーカディアンリズムの影響によるものである。このように、自律神経指標のベース自体が増加している場合には、すべての自律神経指標を利用して睡眠深度を判定したのでは、判定誤差が生じる可能性が高い。
【００３３】
また、自律神経の指標は、個人差の影響も受ける。このため、２３時から５時までのすべての自律神経指標の値を利用すると、正確な睡眠状態を判別することができない場合がある。
【００３４】
そこで、本実施の形態においては、サイクル枠内の自立神経指標のみを用いてこのサイクル枠内の各時刻における睡眠状態を判定している。これにより、サーカディアンリズムの影響等を排除し、より精度よく睡眠状態を判定することができる。
【００３５】
生体は、一日を単位とした概日リズムを有している。すなわち、生体内部の体温である深部体温は、一日単位でなだらかに変動する。図６に示すように、深部体温は、睡眠中に極小点を持ち、起床に向けて上昇していく。また、図６に示すように、２４時から６時までの深夜の睡眠は、睡眠リズムを有しており、おおよそ９０分サイクルで睡眠深度が変動する。深夜の睡眠は、深いノンレム睡眠を伴い、熟睡を要する睡眠である。
【００３６】
通常の夜の睡眠では、概日リズムの指標である深部体温は、入眠直後は下降する。そして、睡眠中に最小値をとり、起床時刻に向かって上昇する。図７に示すように、睡眠中、深部体温が下降傾向にある時間帯には、レム睡眠、浅いノンレム睡眠を経て深いノンレム睡眠が検出される。一方、深部体温が最小値まで下降した後で、上昇傾向にある時間帯においては、深いノンレム睡眠は検出されなくなり、浅いノンレム睡眠およびレム睡眠が検出されるようになる。
【００３７】
睡眠状態のうち、深いノンレム睡眠は脳の睡眠と呼ばれる。これは脳が休んでいる状態である。レム睡眠は、身体の睡眠と呼ばれる。これは、身体が休んでいる状態である。浅いノンレム睡眠状態は、二つの睡眠状態の中間の睡眠深度となる状態である。浅いノンレム睡眠においては、脳がさらに睡眠をとるか、起きるかを迷っている状態であるといえる。実際、深部体温が最小値となる時刻における睡眠状態は、ほとんどの場合、浅いノンレム睡眠である。そして、浅いノンレム睡眠時に脳が十分な睡眠をとり身体状態を起きる方向へ向かわせようと判断したときに、概日リズムを変化させて深部体温を上昇傾向に変更していると考えられる。
【００３８】
なお、深いノンレム睡眠は、睡眠深度として一般的に用いられる４段階の睡眠ステージにおける睡眠ステージ３，４に相当する。なお、浅いノンレム睡眠は、睡眠ステージ１，２に相当する。
【００３９】
本実施の形態にかかる睡眠制御システム１は、被験者を快適に起床させるべく、図６および図７に示すような温度および睡眠状態を積極的に作り出すための処理を行う。例えば、入力部１０２が被験者からの開始指示を受け付けた場合に、図８に示す睡眠制御処理を開始する。また、他の例としては、予め設定された時刻になると睡眠制御処理を開始することとしてもよい。この場合には、入力部１０２を介して被験者により開始時刻が入力されているものとする。
【００４０】
まず脈波計測部１２４による脈波計測および加速度計測部１２２による加速度計測を開始する（ステップＳ１００）。覚醒判定部１３８は、体動の有無に基づいて、被験者が覚醒中であるか睡眠中であるかを判定する。睡眠中であると判定した場合、すなわち入眠が検出された場合には（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、睡眠状態判定部１４４は、睡眠状態の判定を開始する（ステップＳ１０４）。さらに、睡眠制御部１５０は、深いノンレム睡眠の量の測定を開始する（ステップＳ１０６）。睡眠制御部１５０は、具体的には深いノンレム睡眠の総合摂取時間のカウントを開始する。例えば、記憶部１０６にカウンタを設け、深いノンレム睡眠と判定されるたびにカウンタをインクリメントする。
【００４１】
睡眠状態判定部１４４が浅いノンレム睡眠を検出すると（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）、睡眠制御部１５０は、深いノンレム睡眠の量、すなわち摂取時間と予め定められた閾値とを比較する。ここで、閾値は、被験者が十分な睡眠が取れたと感じることのできる時間である。閾値は、予め被験者により入力され、記憶部１０６に記憶されているものとする。
【００４２】
摂取時間が閾値よりも大きい場合には（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、睡眠制御部１５０は、十分な深いノンレム睡眠が得られたと判断し、刺激付与部１５２に第１の刺激を付与するよう指示する。刺激付与部１５２は、この指示にしたがい被験者に第１の刺激を付与する（ステップＳ１１２）。ここで、第１の刺激の強度は、所定の閾値未満である。
【００４３】
深いノンレム睡眠の摂取時間が閾値を越えた場合には、図７に示すよう深部体温が最小値を取る状態を超えたと判断することができる。そこで、このように、最小値を超えた場合には、第１の刺激を付与し、深いノンレム睡眠の状態に再び移行するのを防いでいる。なお、このような観点から、第１の刺激の強度は、被験者が深いノンレム睡眠に入るのを妨げる程度が好ましい。さらに、被験者が起床しない程度が好ましい。
【００４４】
また、他の例としては、深いノンレム睡眠の摂取時間と比較する閾値は、被験者からの入力にかえて、これまでの被験者による計測結果に基づいて睡眠制御システム１において決定してもよい。具体的には、睡眠中に記憶部１０６に深いノンレム睡眠の摂取時間を記憶しておく。そして、目覚めが快適であったか否かを示す情報を被験者に入力してもらい、快適であったと申告のあったときの摂取時間から閾値を決定する。また、複数回行い摂取時間の平均値や最小値を閾値として決定してもよい。また、閾値は、被験者ごとに決定してもよく、被験者によらず一般的な値を定めてもよい。
【００４５】
一方、ステップＳ１１０において、深いノンレム睡眠の量が閾値以下である場合にはあ（ステップＳ１１０，Ｎｏ）、ステップＳ１０８に戻る。まだ深部体温が最小値に達しておらず、深いノンレム睡眠の摂取量が不足していると考えられるためである。
【００４６】
第１の刺激を付与した後は、睡眠制御部１５０は、レム睡眠を検索する。そして、レム睡眠を検出した場合には（ステップＳ１１４，Ｙｅｓ）、睡眠制御部１５０は、刺激付与部１５２に第２の刺激を付与するよう指示する。刺激付与部１５２は、この指示にしたが被験者に第２の刺激を付与する（ステップＳ１１６）。被験者が覚醒すると（ステップＳ１１８，Ｙｅｓ）、第２の刺激を終了し、睡眠制御処理が完了する。
【００４７】
第２の刺激は、被験者を目覚めさせるための刺激である。したがって、第２の刺激の強度は、第１の刺激の強度より強いことが好ましい。なお、予め被験者の睡眠中に実験的に任意の強度の刺激を与えるなどして被験者に適した第１の刺激および第２の刺激の強度を設定しておくのが好ましい。なお、この際、各強度は、被験者ごとに設定してもよく、複数の被験者の平均から一般的な値として求めてもよい。
【００４８】
レム睡眠は、睡眠深度が最も浅く、快適に目覚められることが知られている。したがって、このようにレム睡眠時に目覚まし動作を行うことにより、被験者を快適に目覚めさせることができる。
【００４９】
図８に示すステップＳ１０４において開始した睡眠状態判定処理においては、図９に示すように、まず、サイクル枠設定部１４０は、サイクル枠を設定する（ステップＳ２００）。本実施の形態においては、サイクル枠は、１２０分である。したがって、１２０分間分のデータに対し、ステップＳ２０２からステップＳ２０６の処理を行う。
【００５０】
各検出時刻に対応付けて記憶部１０６に蓄積された自律神経指標データと、同一の検出時刻に対応付けて記憶部１０６蓄積された脈拍偏差とを平面座標に散布図プロットする（ステップＳ２０２）。このプロットに対応する検出時刻と同一の検出時刻に対応付けて記憶部１０６に蓄積された覚醒データがある場合には（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）、対応するプロットを散布図から削除する（ステップＳ２０６）。これにより、睡眠中のデータのみを対象として睡眠状態を判定することができる。したがって、より精度よく睡眠状態を判定することができる。
【００５１】
なお、平面座標におけるｘ座標はＬＦ／ＨＦ、ｙ座標は脈拍偏差である。また、他の例としては、ｘ座標をＬＦ、ｙ座標にＨＦとしてプロットしてもよい。
【００５２】
サイクル枠内のすべてのデータを散布図にプロットするまでステップＳ２０２からステップＳ２０６までの処理を繰り返す（ステップＳ２０８，Ｙｅｓ）。本実施の形態においては、１２０個のデータを散布図にプロットするまで繰り返す。
【００５３】
次に、散布図中のプロットをクラスタリングすることにより、睡眠状態を判定する。具体的には、まず、Ｋ−平均アルゴリズムを用いてプロットを３クラスタに分割する（ステップＳ２１０）。そして、クラスタの中心が原点に近い方のクラスタから順にクラスタＩＤを第１クラスタ、第２クラスタ、第３クラスタとする。なお、本実施の形態においては、データ処理の負担を軽減する観点から、クラスタリング手法としてＫ−平均法を用いたが、他の例としては、ＦＣＭ法、エントロピー法などを用いてもよい。
【００５４】
そして、散布図にプロットされた各データに対し、クラスタＩＤを付与する（ステップＳ２１４）。このとき、クラスタＩＤの付与されないデータに対しては、覚醒データである旨を示すクラスタＩＤを付与する（ステップＳ２１６）。次に、クラスタＩＤが付与されたデータを時系列にソートする（ステップＳ２１８）。
【００５５】
時系列にソートされた各データに付与されたクラスタＩＤに基づいて、睡眠状態を判定する（ステップＳ２２０）。具体的には、第１クラスタに対応する検出時刻においては、深いノンレム睡眠と判定される。第２クラスタおよび第３クラスタに対応する検出時刻においては、それぞれ浅いノンレム睡眠およびレム睡眠と判定される。以上のように、クラスタリングを行うことにより、精度よく睡眠状態を判定することができる。
【００５６】
なお、上述のように、１２０分のサイクル枠を１分の設定間隔おきに設定した場合には、所定の時刻が、複数のサイクル枠に含まれることになる。そして、サイクル枠ごとに同一の時刻に対して異なる判定結果が得られる可能性がある。リアルタイム性を重視する観点からは、対象となる時刻がサイクル枠のうちより遅い時刻になるようなサイクル枠を利用した処理により判定するのが望ましい。すなわち、任意の時刻が経過したときに、当該時刻をサイクル枠の後端とするサイクル枠における処理に基づいて、当該時刻の睡眠状態を判定する。
【００５７】
なお、本実施の形態においては、クラスタリングにより睡眠状態を判定したが、他の例としては、深いノンレム睡眠、浅いノンレム睡眠およびレム睡眠のいずれであるかを判定する他の方法を用いても良い。例えば、所定の閾値と比較することにより睡眠状態を判定してもよい。
【００５８】
図１０に示すように、本体１０は、ハードウェア構成として、本体１０における睡眠制御処理を実行する睡眠制御プログラムなどが格納されているＲＯＭ５２と、ＲＯＭ５２内のプログラムに従って本体１０の各部を制御するＣＰＵ５１と、本体１０の制御に必要な種々のデータを記憶するＲＡＭ５３と、ネットワークに接続して通信を行う通信Ｉ／Ｆ５７と、各部を接続するバス６２とを備えている。
【００５９】
先に述べた本体１０における睡眠制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク（ＦＤ）、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されてもよい。
【００６０】
この場合には、睡眠制御プログラムは、本体１０において上記記録媒体から読み出して実行することにより主記憶装置上にロードされ、上記ソフトウェア構成で説明した各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。
【００６１】
また、本実施の形態の睡眠制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。
【００６２】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができる。
【００６３】
そうした第１の変更例としては、本実施の形態においては、深いノンレム睡眠の量を計測することにより、図７に示すように深部体温が最小値をとるような状態になったかどうかを確認する。なお、他の例としては、深いノンレム睡眠の摂取時間をカウントするのに替えて、深いノンレム睡眠の状態になった回数をカウントしてもよい。
【００６４】
また、第２の変更例としては、睡眠制御システム１は、被験者の就寝する室内に設けられた空調装置の制御可能であってもよい。この場合には、図８におけるステップＳ１１０において深いノンレム睡眠を十分に摂取するまでの間、室温を下げるなどして深いノンレム睡眠を摂取しやすい環境を整えてもよい。
【００６５】
また、第３の変更例としては、脈波計測に基づく睡眠状態の判定にかえて、睡眠ポリグラフを利用し、睡眠ステージ１〜４を判別し、睡眠ステージ１，２を浅いノンレム睡眠、睡眠ステージ３，４を深いノンレム睡眠に対応させて睡眠制御を行ってもよい。このように、睡眠深度に応じた制御ができればよく、睡眠深度を算出するための指標は実施の形態に限定されるものではない。
【００６６】
（実施の形態２）
図１１に示すように、実施の形態２にかかる睡眠制御システム１においては、第１の刺激を付与し、さらに所定の時刻が経過した後に（ステップＳ１２０，Ｙｅｓ）、レム睡眠の検索を開始する。例えば、入力部１０２が被験者から起床希望時刻を取得し、記憶部１０６が起床希望時刻を記憶している場合には、この起床希望時刻から所定時間だけ前の時刻を所定の時刻とする。例えば、起床希望時刻から９０分前を所定の時刻とする。これにより、起床希望時刻に近い時間帯であって、かつレム睡眠の状態になったときに目覚めさせることができる。したがって、被験者は希望の時刻において快適に目覚めることができる。なお、起床希望時刻を基準とした時間範囲であればよく、起床希望時刻の前後３０分でもよく、起床希望時刻から所定時間だけ後の時刻でもよい。
【００６７】
なお、実施の形態２にかかる睡眠制御システム１のこれ以外の構成および処理は、実施の形態１にかかる睡眠制御システム１の構成および処理と同様である。
【００６８】
他の例としては、入力部１０２は、被験者から起床希望時刻にかえて、希望睡眠時間を取得してもよい。記憶部１０６が希望睡眠時間を記憶している場合には、入眠時刻にこの希望睡眠時間を足した時刻を起床希望時刻とし、この起床希望時刻から所定時間だけ前の時刻を所定の時刻としてもよい。
【００６９】
（実施の形態３）
図１２に示すように、実施の形態３にかかる睡眠制御システム１においては、刺激付与部１５２が被験者に第１の刺激を付与した後、睡眠制御部１５０は第１の刺激の有効性を確認する（ステップＳ１３０）。ステップＳ１３０においては、体動の有無に基づいて有効性を確認する。具体的には、図１３に示すように、第１の刺激を付与した時刻ｔ0を記憶部１０６に記憶する（ステップＳ１４０）。次に体動があった場合には（ステップＳ１４２，Ｙｅｓ）、第１の刺激が有効であったと判断する（ステップＳ１４４）。一方、体動がなく（ステップＳ１４２，Ｎｏ）、かつ現在時刻ｔが式（１）を満たす場合には（ステップＳ１４４，Ｙｅｓ）、第１の刺激は無効であったと判断する（ステップＳ１４８）。式（１）においては、Δｔは、予め定められた時間である。Δｔは、例えばＫ−複合が発生し体動が発生するまでの時間を仮定し、１０秒と設定してもよい。
ｔ−ｔ0＞Δｔ …（１）
【００７０】
一方、ステップＳ１４６において、ｔが式（１）を満たさない場合には（ステップＳ１４６，Ｎｏ）、ステップＳ１４２に戻る。
【００７１】
このように、実施の形態３にかかる睡眠制御システム１は、被験者に第１の刺激を与えるだけでなく、第１の刺激が被験者に有効に作用していることを確認するので、確実に深いノンレム睡眠から浅いノンレム睡眠やレム睡眠に誘導することができる。
【００７２】
なお、実施の形態３にかかる睡眠制御システム１のこれ以外の構成および処理は、他の実施の形態にかかる睡眠制御システム１の構成および処理と同様である。
【００７３】
（実施の形態４）
実施の形態４にかかる睡眠制御システム１は、実施の形態３にかかる睡眠制御システム１と同様に、第１の刺激の有効性を確認する。実施の形態４にかかる睡眠制御システム１は、深部体温に基づいて、有効性を確認する。図１４に示すように、第１の刺激を付与した時刻ｔ0と時刻ｔ0における被験者の深部体温Ｔｔを記憶部１０６に記憶する（ステップＳ１５０）。次に、深部体温Ｔｔを現在時刻ｔにおける深部体温に更新する。さらに、現在時刻ｔから所定の時間だけ前の時刻における深部体温をＴ（ｔ−１）にセットする（ステップＳ１５２）。
【００７４】
Ｔｔが式（２）を満たす場合、すなわち深部体温の微分成分が正の値である場合には（ステップＳ１５４，Ｙｅｓ）、第１の刺激は有効であると判断する（ステップＳ１５６）。
Ｔｔ−Ｔ（ｔ−１）＞０ …（２）
【００７５】
一方、ステップＳ１５４において、Ｔｔが式（２）を満たさず（ステップＳ１５４，Ｎｏ）、かつｔが式（１）を満たす場合には（ステップＳ１６０，Ｙｅｓ）、第１の刺激は無効であると判断する（ステップＳ１６０）。なお、ステップＳ１５８において、ｔが式（１）を満たさない場合には（ステップＳ１５８，Ｙｅｓ）、ステップＳ１５２に戻る。
【００７６】
このように、実施の形態４にかかる睡眠制御システム１は、実施の形態３にかかる睡眠制御システム１と同様に、第１の刺激が被験者に有効に作用していることを確認するので、確実に深いノンレム睡眠から浅いノンレム睡眠やレム睡眠に誘導することができる。
【００７７】
なお、実施の形態４にかかる睡眠制御システム１のこれ以外の構成および処理は、他の実施の形態にかかる睡眠制御システム１の構成および処理と同様である。
【００７８】
実施の形態４にかかる睡眠制御システム１においては、現在時刻ｔにおける深部体温Ｔｔと、現在時刻から所定の時間だけ前の時刻における深部体温Ｔ（ｔ−１）の微分成分に基づいて、第１の刺激の有効性を判断したが、これにかえて、現在時刻ｔにおける深部体温と、第１の刺激を付与した時刻ｔ0における深部体温の微分成分に基づいて第１の刺激の有効性を判断してもよい。具体的には、現在時刻における深部体温から時刻ｔ0における深部体温を減算した結果が０よりも大きい場合に第１の刺激は有効であると判断し、０以下である場合には第１の刺激は無効であると判断する。
【００７９】
（実施の形態５）
実施の形態５にかかる睡眠制御システム１は、実施の形態３、４にかかる睡眠制御システム１と同様に、第１の刺激の有効性を確認する。実施の形態５にかかる睡眠制御システム１は、睡眠状態に基づいて有効性を確認する。図１５に示すように、第１の刺激を付与した時刻ｔ0を記憶部１０６に記憶する(ステップＳ１７０)。次に、睡眠状態判定部１４４による判定結果が深いノンレム睡眠か否かを確認する。深いノンレム睡眠が検出された場合には（ステップＳ１７２，Ｙｅｓ）、無効と判断する（ステップＳ１７４）。このように、第１の刺激を付与した後に再び深いノンレム睡眠が検出された場合には、第１の刺激は無効と判断する。
【００８０】
一方、深いノンレム睡眠が検出されない場合、すなわち浅いノンレム睡眠またはレム睡眠が検出された場合、あるいは覚醒と判定された場合には（ステップＳ１７２，Ｙｅｓ）、現在時刻ｔが式（１）の関係を満たすか否か、すなわち第１の刺激から所定時間（Δｔ）が経過したか否かをさらに確認する。
【００８１】
現在時刻ｔが式（１）を満たす場合には（ステップＳ１７６，Ｙｅｓ）、第１の刺激は有効であると判断する（ステップＳ１７８）。このように、深いノンレム睡眠に移行せずに一定期間が経過した場合には、第１の刺激は有効であったと判定することができる。現在時刻ｔが式（１）を満たさない場合には（ステップＳ１７６，Ｎｏ）、ステップＳ１７２に戻り睡眠状態の判定結果を確認する。
【００８２】
なお、実施の形態５にかかる睡眠制御システム１のこれ以外の構成および処理は、他の実施の形態にかかる睡眠制御システム１の構成および処理と同様である。
【００８３】
（実施の形態６）
実施の形態６にかかる睡眠制御システム１は、昼の睡眠、すなわち仮眠時における睡眠制御を行う。仮眠において心地よく目覚めるためには、深いノンレム睡眠状態に至らない程度の睡眠が適当である。図１６に示すように、睡眠制御システム１は、まず、脈波および加速度の計測を開始し（ステップＳ３００）、入眠が確認されると（ステップＳ３０２，Ｙｅｓ）、睡眠状態の判定を開始する（ステップＳ３０４）。以上の処理は、実施の形態１におけるステップＳ１００からステップＳ１０４までの処理と同様である。
【００８４】
睡眠制御部１５０は、深いノンレム睡眠の量の測定は行わず、浅いレム睡眠を検出する。浅いレム睡眠を検出した場合（ステップＳ３０６，Ｙｅｓ）、刺激付与部１５２は、第１の刺激を付与する（ステップＳ３０８）。これにより、深いノンレム睡眠に移行するのを防ぐ。
【００８５】
睡眠制御部１５０が第１の刺激を付与した後に浅いノンレム睡眠を検出した場合には（ステップＳ３１０，Ｙｅｓ）、刺激付与部１５２は、第２の刺激を付与する（ステップＳ３１２）。被験者が覚醒すると（ステップＳ３１４，Ｙｅｓ）、第２の刺激を終了し、睡眠制御処理が完了する。昼の仮眠では、深いノンレム睡眠に至らない様に第一の刺激を行い、被験者は、浅いノンレム睡眠状態を保持する。このように深いノンレム睡眠を経験しない場合、被験者の睡眠深度は深くなろうとする一方で、レム睡眠状態になることは少ない。そのため、第２の刺激を与えるタイミングは、深夜の睡眠とは異なり、浅いノンレム睡眠のときに行う。
【００８６】
なお、実施の形態６にかかる睡眠制御システム１のこれ以外の構成および処理は他の実施の形態にかかる睡眠制御システム１の構成および処理と同様である。
【００８７】
そうした変更例としては、本実施の形態においても、実施の形態２にかかる睡眠制御システム１と同様、起床時刻や睡眠時間が設定されていてもよい。この場合には、睡眠制御部１５０は、起床時刻や睡眠時間に基づいて設定された所定の時刻が経過した後に、第２の刺激を付与するタイミングを決定すべく浅いノンレム睡眠の検出（ステップＳ３１０）を開始してもよい。
【００８８】
また、第２の変更例としては、実施の形態３から５にかかる睡眠制御システム１と同様、第１の刺激を付与した後、第１の刺激の有効性を確認してもよい。
【００８９】
（実施の形態７）
実施の形態７にかかる睡眠制御システム２は、昼夜ともに睡眠制御を行うことができる。図１７に示すように実施の形態７にかかる睡眠制御システム２の本体１２は、他の実施の形態にかかる本体１０の機能構成に加え睡眠種別判定部１５４をさらに有している。
【００９０】
睡眠種別判定部１５４は、睡眠種別を判定する。ここで、睡眠種別とは、昼の睡眠であるか夜の睡眠であるかの２通りである。入力部１０２に被験者より昼の睡眠または夜の睡眠である旨が入力され、睡眠種別判定部１５４は、この入力情報に基づいて睡眠種別を判定する。このように、被験者は、夜の睡眠を取る際には、十分な睡眠を取るべく深いノンレム睡眠まで移行するような睡眠制御である夜の睡眠の制御を指定することができる。さらに、仮眠を取る際には、比較的短時間で快適に目覚めるべく深いノンレム睡眠まで移行しないような昼の睡眠の睡眠制御を指定することができる。
【００９１】
睡眠種別判定部１５４は、また入力部１０２が睡眠制御処理の開始指示を受け付けた時刻にしたがい睡眠種別を判定してもよい。例えば、２０時から８時の間に開始指示を受け付けた場合には、夜の睡眠であると判定し、これ以外の時刻に開始指示を受け付けた場合には、昼の睡眠であると判定する。さらに、いずれの時間帯を夜の睡眠と判定するかは、被験者等により予め設定されていてもよい。
【００９２】
図１８に示すように、実施の形態７にかかる睡眠制御システム１は、睡眠制御処理において、まず脈波および加速度の計測を開始する（ステップＳ４００）。次に、入眠が確認されると（ステップＳ４０２，Ｙｅｓ）、睡眠状態の判定を開始する（ステップＳ４０４）。ここまでの処理は、実施の形態１にかかる睡眠制御システム１によるステップＳ１００からステップＳ１０４までの処理と同様である。
【００９３】
次に、睡眠種別判定部１５４は、睡眠種別を判定する。夜の睡眠である場合には（ステップＳ４０６，Ｙｅｓ）、睡眠制御部１５０および刺激付与部１５２は、夜の睡眠のための処理を行う（ステップＳ４０８）。図１９に示す夜の睡眠処理（ステップＳ４０８）における詳細な処理は、実施の形態１にかかるステップＳ１０６からステップＳ１１４までの処理と同様である。
【００９４】
一方、昼の睡眠である場合には（ステップＳ４０６，Ｎｏ）、睡眠制御部１５０および刺激付与部１５２は、昼の睡眠のための処理を行う（ステップＳ４１０）。図２０に示す昼の睡眠処理（ステップＳ４１０）における詳細な処理は、実施の形態６にかかるステップＳ３０６からステップＳ３１０までの処理と同様である。
【００９５】
次に、第２の刺激を付与するタイミングであると判定されると、睡眠制御部１５０の指示に従い刺激付与部１５２は被験者に第２の刺激を付与する（ステップＳ４１２）。被験者が覚醒すると（ステップＳ４１４，Ｙｅｓ）、睡眠制御処理が完了する。
【００９６】
以上のように、本実施の形態にかかる睡眠制御システム１は、睡眠種別を判定し、各種別に応じた睡眠制御を行うことができる。
【００９７】
なお、実施の形態７にかかる睡眠制御システム２のこれ以外の構成および処理は、他の実施の形態にかかる睡眠制御システムの構成および処理と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】実施の形態１にかかる睡眠制御システム１の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示す睡眠制御システム１の装着の一例を示す図である。
【図３】自律神経指標算出部１３２の処理を説明するための図である。
【図４】サイクル枠設定部１４０の処理を説明するための図である。
【図５】睡眠中に得られた自律神経指標を示す図である。
【図６】概日リズムを示す図である。
【図７】睡眠状態と深部体温の関係を示す図である。
【図８】睡眠制御システム１による睡眠制御処理を示すフローチャートである。
【図９】睡眠状態判定処理を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態１にかかる本体１０のハードウェア構成を示す図である。
【図１１】実施の形態２にかかる睡眠制御システム１による睡眠制御処理を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態３にかかる睡眠制御システム１による睡眠制御処理を示すフローチャートである。
【図１３】有効性確認処理（ステップＳ１３０）を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態４にかかる睡眠制御システム１における有効性確認処理を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態５にかかる００１における有効性確認処理を示すフローチャートである。
【図１６】実施の形態６にかかる睡眠制御システム１による睡眠制御処理を示すフローチャートである。
【図１７】実施の形態７にかかる睡眠制御システム１の全体構成を示すブロック図である。
【図１８】実施の形態７にかかる睡眠制御システム１による睡眠制御処理を示すフローチャートである。
【図１９】夜の睡眠処理（ステップＳ４０８）を示すフローチャートである。
【図２０】昼の睡眠処理（ステップＳ４１０）を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９９】
１，２ 睡眠制御システム
１０，１２ 本体
２０ センサヘッド
５１ ＣＰＵ
５２ ＲＯＭ
５３ ＲＡＭ
５７ 通信Ｉ／Ｆ
６２ バス
１０２ 入力部
１０４ 表示部
１０６ 記憶部
１０８ 電源供給部
１１０ 時計部
１２０ 制御部
１２２ 加速度計測部
１２４ 脈波計測部
１２６ 光源駆動部
１３０ 脈拍間隔算出部
１３２ 自律神経指標算出部
１３４ 脈拍偏差算出部
１３６ 体動判定部
１３８ 覚醒判定部
１４０ サイクル枠設定部
１４４ 睡眠状態判定部
１５０ 睡眠制御部
１５２ 刺激付与部
１５４ 睡眠種別判定部
２０２ 光源
２０４ 受光部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の睡眠状態を制御する睡眠制御装置、方法およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体リズムに合わせて、睡眠の重要な要素の一つである目覚め感を向上させることを目的とした睡眠制御装置の研究が進んでいる。かかる睡眠制御装置は、一般的に使用される目覚まし時計と比較して、生体リズムにおける目覚めやすい状態を考慮している。このため、快適に目覚めることができる睡眠制御装置として注目されている。
【０００３】
睡眠制御装置として、生体リズムのうち、概日リズムや睡眠リズムに着目したものが知られている。例えば、睡眠リズムを眠りの浅い状態に誘導し、概日リズムを活動期に導くものがある。また、被験者の睡眠リズムを計測し、被験者が目覚めやすい状態にある時、目覚めを誘発するものもある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、被験者の起床希望時刻にあわせて、被験者に光を浴びせる技術が開示されている。さらに、浴びせる光の強度を三段階で徐々に強い強度にすることにより概日リズムを活動期に導いている。また、特許文献２の従来技術には、睡眠リズムを変化させ起床希望時刻に目覚めやすい状態に導く技術が開示されている。具体的には、睡眠状態の計測を通し、入眠後の睡眠リズムより、起床時刻の睡眠状態を予測する。そして、予測された睡眠深度が所定の睡眠深度でない場合、睡眠中に身体に刺激を与える。これにより、起床希望時刻に起きやすい睡眠深度になるよう導く。また、非特許文献１には、リアルタイムにレム眠の状態を検出し、レム睡眠中に起床アラームを鳴動させる技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−３１８６７０号公報
【特許文献２】特開２００６−４３３０４号公報
【非特許文献１】森屋彰久、外３名、「自律神経解析によるREM睡眠検出とその応用」、“第１９回生体・生理工学シンポジウム論文集”、(大阪)、２００４年１１月、ｐ２０７−ｐ２０８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１は、生体のリズムが観測されておらず、目覚まし刺激が起床希望時刻に依存している。このため、個人差に対応することができない。また、睡眠リズムを妨害する可能性もあり、必ずしも効率が良いとはいえない。特許文献２は、深睡眠を妨害する場合があり、被験者が十分な深睡眠を摂取できない可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、快適に目覚めることのできるタイミングで被験者を目覚めさせることのできる睡眠制御装置、方法およびプログラム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】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、睡眠制御装置であって、被験者の生体情報を計測する計測手段と、前記生体情報に基づいて、前記被験者の入眠、レム睡眠、浅いノンレム睡眠および深いノンレム睡眠のうちいずれの状態にあるか検出する第１検出手段と、前記第１検出手段が浅いノンレム睡眠を検出した場合に、予め定めた閾値未満の刺激強度の第１の刺激を前記被験者に与える第１の刺激手段と、前記第１の刺激手段が前記第１の刺激を与えた後に、前記第１の刺激よりも刺激強度の強い第２の刺激を前記被験者に与える第２の刺激手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の他の形態は、睡眠制御方法であって、被験者の生体情報を計測する計測ステップと、前記生体情報に基づいて、前記被験者の入眠、レム睡眠、浅いノンレム睡眠および深いノンレム睡眠のうちいずれの状態にあるか検出する第１検出ステップと、前記第１検出ステップにおいて浅いノンレム睡眠が検出された場合に、予め定めた閾値未満の刺激強度の第１の刺激を前記被験者に与える第１の刺激ステップと、前記第１の刺激ステップにおいて前記第１の刺激が与えられた後に、前記第１の刺激よりも刺激強度の強い第２の刺激を前記被験者に与える第２の刺激ステップとを有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の他の形態は、睡眠制御処理をコンピュータに実行させる睡眠制御プログラムであって、被験者の生体情報を計測する計測ステップと、前記生体情報に基づいて、前記被験者の入眠、レム睡眠、浅いノンレム睡眠および深いノンレム睡眠のうちいずれの状態にあるか検出する第１検出ステップと、前記第１検出ステップにおいて浅いノンレム睡眠が検出された場合に、予め定めた閾値未満の刺激強度の第１の刺激を前記被験者に与える第１の刺激ステップと、前記第１の刺激ステップにおいて前記第１の刺激が与えられた後に、前記第１の刺激よりも刺激強度の強い第２の刺激を前記被験者に与える第２の刺激ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる睡眠制御装置によれば、レム睡眠に移行しやすい浅いノンレム睡眠の状態にあるときに第１の刺激を与えることにより、積極的にレム睡眠に導き、レム睡眠時に第２の刺激により被験者を目覚めさせるので、被験者は快適に目覚めることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる睡眠制御装置、方法およびプログラムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
（実施の形態１）
図１に示すように、睡眠制御システム１は、本体１０とセンサヘッド２０とを備えている。図２のように、本体１０は例えば手首に腕時計のような形で装着される。さらに、脈波の計測用のセンサヘッド２０が小指に装着される。本体１０は、センサヘッド２０による計測結果に基づいて睡眠状態の変化を検出し、変化にしたがい被験者が快適に目覚めるための刺激を与える。なお、他の例としては、センサヘッド２０は、指輪型またはマット型に設けられてもよい。
【００１４】
本体１０は、入力部１０２と、表示部１０４と、記憶部１０６と、電源供給部１０８と、時計部１１０と、制御部１２０と、加速度計測部１２２と、脈波計測部１２４と、光源駆動部１２６と、脈拍間隔算出部１３０と、自律神経指標算出部１３２と、脈拍偏差算出部１３４と、体動判定部１３６と、覚醒判定部１３８と、サイクル枠設定部１４０と、睡眠状態判定部１４４と、睡眠制御部１５０と、刺激付与部１５２を備えている。
【００１５】
入力部１０２は、睡眠制御システム１の電源のＯＮ/ＯＦＦの指示を被験者から受け付ける。また、起床希望時刻や、希望睡眠時間などを被験者から受け付ける。入力部１０２は、例えばスイッチである。表示部１０４は、本体１０による睡眠状態判定の結果を表示する表示装置である。記憶部１０６は、脈波データ、体動データなどの計測データ、処理後のデータ、被験者が入力部１０２より入力した起床希望時刻、希望睡眠時間等を記憶する。
【００１６】
電源供給部１０８は、睡眠制御システム１の電力を供給する。具体的には、バッテリである。時計部１１０は、時刻を計測する。具体的には、リアルタイムクロックＩＣなどである。
【００１７】
制御部１２０は、計測のタイミングの制御、受信データの蓄積、処理などを行う。加速度計測部１２２は、被験者の体動を示す体動データとして加速度データを計測し、データ変換を行う加速度センサである。具体的には、３軸方向の−２ｇ〜２ｇの加速度を計測する。加速度計測部１２２は、加速度センサのアナログデータのゲイン、オフセットを調整回路で調整した後、１０ビットＡ／Ｄ変換器でデジタル量に変換する。そして、変換後のデータを制御部１２０に向けて出力する。
【００１８】
センサヘッド２０は、光源２０２である緑ＬＥＤと受光部２０４であるフォトダイオードからなり、皮膚表面に光を照射し、毛細血管内の血流変化により変化する反射光の変動をフォトダイオードで捉える。
【００１９】
脈波計測部１２４は、被験者の脈波データを計測し、データ変換をする。脈波計測部１２４は、脈波センサのフォトダイオードからの出力電流を電流電圧変換器で電圧に変換し、増幅器で電圧を増幅して、ハイパスフィルタ（カットオフ周波数：０．１Ｈｚ）とローパスフィルタ（カットオフ周波数：５０Ｈｚ）を施した後、１０ビットＡ／Ｄ変換器でデジタル量に変換する。そして、変換後の脈波データを制御部１２０に向けて出力する。光源駆動部１２６は、光源２０２として例えば青色ＬＥＤを使用する場合、これを駆動するための電圧供給部である。
【００２０】
脈拍間隔算出部１３０は、脈波計測部１２４により得られた脈波データから脈波間隔を算出する。ここで、脈拍間隔とは、脈波の一周期の時間間隔である。具体的には、脈波計測部１２４が計測した脈波から一連の脈波データをサンプリングする。そして、サンプリングした一連の脈波データを時間微分して一連の脈波データの直流変動成分を得る。さらに一連の脈波データから直流変動成分を除去する。
【００２１】
そして、直流変動成分を除去された一連の脈波データの処理ポイントを中心とした前後約１秒の脈波データの最大値と最小値を取得し、最大値と最小値との間の所定の値を脈波間隔閾値とする。間隔閾値としては、例えば最大値、最小値の差を振幅として、最小値から振幅の９割の値を用いるのが好ましい。さらに、直流変動成分を除去された一連の脈波データから閾値に一致する一連の脈波データの値が現れた時刻を算出し、算出された時刻の間隔を脈拍間隔とする。
【００２２】
この脈拍間隔データは不等間隔データである。周波数解析を行うためには等間隔データに変換する必要がある。そこで、不等間隔の脈拍間隔データを補間、再サンプリングし、等間隔の脈拍間隔データを生成する。例えば、３次の多項式補間法によって補間する点の前後それぞれ３点のサンプリング点を用いて等間隔の脈拍間隔データを生成する。
【００２３】
自律神経指標算出部１３２は、睡眠状態を判定する低周波数領域（０．０５〜０．１５Ｈｚ付近）の指標ＬＦと高周波数領域（０．１５〜０．４Ｈｚ付近）の指標ＨＦという二つの自律神経指標を算出する。具体的には、図３に示すように、まず等間隔の脈拍間隔データを例えばＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）にて周波数スペクトル分布に変換する。次に、得られた周波数スペクトル分布より、ＬＦ，ＨＦを得る。具体的には、複数のパワースペクトルのピーク値とピーク値を中心として前後等間隔の１点との３点の合計値の算術平均をとってＬＦ、ＨＦとする。
【００２４】
なお、本実施の形態においては、データ処理の負担を軽減する観点から、周波数解析法としてＦＦＴ法を用いたが、他の例としては、ＡＲモデル、最大エントロピー法、ウェーブレット法などを用いてもよい。
【００２５】
脈拍偏差算出部１３４は、脈波計測部１２４により得られた脈波データのうち例えば１分間内における瞬間脈拍の偏差、すなわち脈波偏差を算出する。体動判定部１３６は、加速度計測部１２２から取得した３軸方向の加速度データを時間微分して３軸方向の加速度の微係数を求め、３軸方向の加速度のそれぞれの微係数の二乗和の平方根である体動データの変動量および脈拍間隔内の体動データの変動量の平均である体動量を求める。そして、体動量の変動量が所定の閾値より大きい場合に体動と判定する。例えば、所定の閾値として体動計に使用されている微小な体動の最小値である０．０１Ｇを用いる。
【００２６】
覚醒判定部１３８は、体動判定部１３６によって判定された体動の発生頻度が所定の閾値以上である場合に覚醒状態であると判定し、体動の発生頻度が所定の閾値未満である場合は睡眠状態であると判定する。
【００２７】
具体的には、覚醒判定部１３８は、体動判定部１３６から体動の有無を取得し、設定区間にける体動発生頻度を計測する。ここで、設定区間としては例えば１分間が好ましい。そして、体動発生頻度が予め定めた閾値以上である場合に覚醒状態であると判定する。一方、体動発生頻度が閾値未満である場合は睡眠状態であると判定する。例えば、閾値としては、過去の覚醒時における体動頻度から２０回／分を用いるのが好ましい。
【００２８】
サイクル枠設定部１４０は、サイクル枠を設定する。サイクル枠は、例えば１２０分とする。サイクル枠は、睡眠の１サイクルが含まれる時間間隔である。サイクル枠には、睡眠の１サイクルが含まれるのが好ましい。睡眠の１サイクルは、９０分から１２０分程度である。そこで、他の例としては、サイクル枠を９０分に設定してもよい。このように、サイクル枠は、睡眠の１サイクルを含む時間枠であればよい。サイクル枠設定部１４０は、現在時刻を基準として、過去１２０分前までの時間枠をサイクル枠として設定する。
【００２９】
図４に示すサイクル枠は、１２０分である。例えば、２３時から自律神経指標の計測を開始したとする。この場合には、２３時から継続して自律神経指標の計測が行われる。そして、１時になると、２３時から１時までの１２０分が経過するので、この時間枠をサイクル枠として設定する。さらに、１時１分になると、２３時１分から１時１分までの１２０分をサンプル枠として設定する。このように、サイクル枠設定部１４０は、例えば１分を設定間隔として、設定間隔おきにサンプル枠を設定してする。なお、設定間隔は、サンプル枠より短い間隔であればよい。さらに、設定間隔は、後述の継続性判定枠に比べて短い時間間隔であることが望ましい。
【００３０】
睡眠状態判定部１４４は、自律神経指標算出部１３２により算出された自律神経指標ＬＦ，ＨＦと、脈拍偏差算出部１３４により算出された脈拍偏差とに基づいて、自律神経の活動状態として睡眠状態を判定する。睡眠状態として、睡眠深度を判定する。ここで、睡眠深度とは、被験者の脳の活動状態の程度を示す指標である。本実施の形態においては、睡眠深度を３段階に分け、いずれの段階に該当するかを判定する。具体的には、深いノンレム睡眠、浅いノンレム睡眠およびレム睡眠の３段階のいずれに該当するかを判定する。
【００３１】
睡眠制御部１５０は、睡眠状態に応じて、被験者に刺激を与えるタイミングを決定する。刺激付与部１５２は、睡眠制御部１５０により決定されたタイミングにおいて、所定の強度の刺激を被験者に与える。刺激付与部１５２は、例えば、スピーカである。この場合には、刺激付与部１５２は、所定の音量の音を発生する。また、他の例としては、刺激付与部１５２は、振動、光、匂い、酸素、電気のうちのいずれかまたはこれらの組み合わせを刺激として付与してもよい。
【００３２】
睡眠深度は、自律神経指標と閾値との大小関係によって判別される。しかし、図５に示す例においては、時間の経過とともにレム睡眠およびノンレム睡眠のそれぞれに対応する自律神経指標の値が徐々に増加している。これは、サーカディアンリズムの影響によるものである。このように、自律神経指標のベース自体が増加している場合には、すべての自律神経指標を利用して睡眠深度を判定したのでは、判定誤差が生じる可能性が高い。
【００３３】
また、自律神経の指標は、個人差の影響も受ける。このため、２３時から５時までのすべての自律神経指標の値を利用すると、正確な睡眠状態を判別することができない場合がある。
【００３４】
そこで、本実施の形態においては、サイクル枠内の自立神経指標のみを用いてこのサイクル枠内の各時刻における睡眠状態を判定している。これにより、サーカディアンリズムの影響等を排除し、より精度よく睡眠状態を判定することができる。
【００３５】
生体は、一日を単位とした概日リズムを有している。すなわち、生体内部の体温である深部体温は、一日単位でなだらかに変動する。図６に示すように、深部体温は、睡眠中に極小点を持ち、起床に向けて上昇していく。また、図６に示すように、２４時から６時までの深夜の睡眠は、睡眠リズムを有しており、おおよそ９０分サイクルで睡眠深度が変動する。深夜の睡眠は、深いノンレム睡眠を伴い、熟睡を要する睡眠である。
【００３６】
通常の夜の睡眠では、概日リズムの指標である深部体温は、入眠直後は下降する。そして、睡眠中に最小値をとり、起床時刻に向かって上昇する。図７に示すように、睡眠中、深部体温が下降傾向にある時間帯には、レム睡眠、浅いノンレム睡眠を経て深いノンレム睡眠が検出される。一方、深部体温が最小値まで下降した後で、上昇傾向にある時間帯においては、深いノンレム睡眠は検出されなくなり、浅いノンレム睡眠およびレム睡眠が検出されるようになる。
【００３７】
睡眠状態のうち、深いノンレム睡眠は脳の睡眠と呼ばれる。これは脳が休んでいる状態である。レム睡眠は、身体の睡眠と呼ばれる。これは、身体が休んでいる状態である。浅いノンレム睡眠状態は、二つの睡眠状態の中間の睡眠深度となる状態である。浅いノンレム睡眠においては、脳がさらに睡眠をとるか、起きるかを迷っている状態であるといえる。実際、深部体温が最小値となる時刻における睡眠状態は、ほとんどの場合、浅いノンレム睡眠である。そして、浅いノンレム睡眠時に脳が十分な睡眠をとり身体状態を起きる方向へ向かわせようと判断したときに、概日リズムを変化させて深部体温を上昇傾向に変更していると考えられる。
【００３８】
なお、深いノンレム睡眠は、睡眠深度として一般的に用いられる４段階の睡眠ステージにおける睡眠ステージ３，４に相当する。なお、浅いノンレム睡眠は、睡眠ステージ１，２に相当する。
【００３９】
本実施の形態にかかる睡眠制御システム１は、被験者を快適に起床させるべく、図６および図７に示すような温度および睡眠状態を積極的に作り出すための処理を行う。例えば、入力部１０２が被験者からの開始指示を受け付けた場合に、図８に示す睡眠制御処理を開始する。また、他の例としては、予め設定された時刻になると睡眠制御処理を開始することとしてもよい。この場合には、入力部１０２を介して被験者により開始時刻が入力されているものとする。
【００４０】
まず脈波計測部１２４による脈波計測および加速度計測部１２２による加速度計測を開始する（ステップＳ１００）。覚醒判定部１３８は、体動の有無に基づいて、被験者が覚醒中であるか睡眠中であるかを判定する。睡眠中であると判定した場合、すなわち入眠が検出された場合には（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、睡眠状態判定部１４４は、睡眠状態の判定を開始する（ステップＳ１０４）。さらに、睡眠制御部１５０は、深いノンレム睡眠の量の測定を開始する（ステップＳ１０６）。睡眠制御部１５０は、具体的には深いノンレム睡眠の総合摂取時間のカウントを開始する。例えば、記憶部１０６にカウンタを設け、深いノンレム睡眠と判定されるたびにカウンタをインクリメントする。
【００４１】
睡眠状態判定部１４４が浅いノンレム睡眠を検出すると（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）、睡眠制御部１５０は、深いノンレム睡眠の量、すなわち摂取時間と予め定められた閾値とを比較する。ここで、閾値は、被験者が十分な睡眠が取れたと感じることのできる時間である。閾値は、予め被験者により入力され、記憶部１０６に記憶されているものとする。
【００４２】
摂取時間が閾値よりも大きい場合には（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、睡眠制御部１５０は、十分な深いノンレム睡眠が得られたと判断し、刺激付与部１５２に第１の刺激を付与するよう指示する。刺激付与部１５２は、この指示にしたがい被験者に第１の刺激を付与する（ステップＳ１１２）。ここで、第１の刺激の強度は、所定の閾値未満である。
【００４３】
深いノンレム睡眠の摂取時間が閾値を越えた場合には、図７に示すよう深部体温が最小値を取る状態を超えたと判断することができる。そこで、このように、最小値を超えた場合には、第１の刺激を付与し、深いノンレム睡眠の状態に再び移行するのを防いでいる。なお、このような観点から、第１の刺激の強度は、被験者が深いノンレム睡眠に入るのを妨げる程度が好ましい。さらに、被験者が起床しない程度が好ましい。
【００４４】
また、他の例としては、深いノンレム睡眠の摂取時間と比較する閾値は、被験者からの入力にかえて、これまでの被験者による計測結果に基づいて睡眠制御システム１において決定してもよい。具体的には、睡眠中に記憶部１０６に深いノンレム睡眠の摂取時間を記憶しておく。そして、目覚めが快適であったか否かを示す情報を被験者に入力してもらい、快適であったと申告のあったときの摂取時間から閾値を決定する。また、複数回行い摂取時間の平均値や最小値を閾値として決定してもよい。また、閾値は、被験者ごとに決定してもよく、被験者によらず一般的な値を定めてもよい。
【００４５】
一方、ステップＳ１１０において、深いノンレム睡眠の量が閾値以下である場合にはあ（ステップＳ１１０，Ｎｏ）、ステップＳ１０８に戻る。まだ深部体温が最小値に達しておらず、深いノンレム睡眠の摂取量が不足していると考えられるためである。
【００４６】
第１の刺激を付与した後は、睡眠制御部１５０は、レム睡眠を検索する。そして、レム睡眠を検出した場合には（ステップＳ１１４，Ｙｅｓ）、睡眠制御部１５０は、刺激付与部１５２に第２の刺激を付与するよう指示する。刺激付与部１５２は、この指示にしたが被験者に第２の刺激を付与する（ステップＳ１１６）。被験者が覚醒すると（ステップＳ１１８，Ｙｅｓ）、第２の刺激を終了し、睡眠制御処理が完了する。
【００４７】
第２の刺激は、被験者を目覚めさせるための刺激である。したがって、第２の刺激の強度は、第１の刺激の強度より強いことが好ましい。なお、予め被験者の睡眠中に実験的に任意の強度の刺激を与えるなどして被験者に適した第１の刺激および第２の刺激の強度を設定しておくのが好ましい。なお、この際、各強度は、被験者ごとに設定してもよく、複数の被験者の平均から一般的な値として求めてもよい。
【００４８】
レム睡眠は、睡眠深度が最も浅く、快適に目覚められることが知られている。したがって、このようにレム睡眠時に目覚まし動作を行うことにより、被験者を快適に目覚めさせることができる。
【００４９】
図８に示すステップＳ１０４において開始した睡眠状態判定処理においては、図９に示すように、まず、サイクル枠設定部１４０は、サイクル枠を設定する（ステップＳ２００）。本実施の形態においては、サイクル枠は、１２０分である。したがって、１２０分間分のデータに対し、ステップＳ２０２からステップＳ２０６の処理を行う。
【００５０】
各検出時刻に対応付けて記憶部１０６に蓄積された自律神経指標データと、同一の検出時刻に対応付けて記憶部１０６蓄積された脈拍偏差とを平面座標に散布図プロットする（ステップＳ２０２）。このプロットに対応する検出時刻と同一の検出時刻に対応付けて記憶部１０６に蓄積された覚醒データがある場合には（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）、対応するプロットを散布図から削除する（ステップＳ２０６）。これにより、睡眠中のデータのみを対象として睡眠状態を判定することができる。したがって、より精度よく睡眠状態を判定することができる。
【００５１】
なお、平面座標におけるｘ座標はＬＦ／ＨＦ、ｙ座標は脈拍偏差である。また、他の例としては、ｘ座標をＬＦ、ｙ座標にＨＦとしてプロットしてもよい。
【００５２】
サイクル枠内のすべてのデータを散布図にプロットするまでステップＳ２０２からステップＳ２０６までの処理を繰り返す（ステップＳ２０８，Ｙｅｓ）。本実施の形態においては、１２０個のデータを散布図にプロットするまで繰り返す。
【００５３】
次に、散布図中のプロットをクラスタリングすることにより、睡眠状態を判定する。具体的には、まず、Ｋ−平均アルゴリズムを用いてプロットを３クラスタに分割する（ステップＳ２１０）。そして、クラスタの中心が原点に近い方のクラスタから順にクラスタＩＤを第１クラスタ、第２クラスタ、第３クラスタとする。なお、本実施の形態においては、データ処理の負担を軽減する観点から、クラスタリング手法としてＫ−平均法を用いたが、他の例としては、ＦＣＭ法、エントロピー法などを用いてもよい。
【００５４】
そして、散布図にプロットされた各データに対し、クラスタＩＤを付与する（ステップＳ２１４）。このとき、クラスタＩＤの付与されないデータに対しては、覚醒データである旨を示すクラスタＩＤを付与する（ステップＳ２１６）。次に、クラスタＩＤが付与されたデータを時系列にソートする（ステップＳ２１８）。
【００５５】
時系列にソートされた各データに付与されたクラスタＩＤに基づいて、睡眠状態を判定する（ステップＳ２２０）。具体的には、第１クラスタに対応する検出時刻においては、深いノンレム睡眠と判定される。第２クラスタおよび第３クラスタに対応する検出時刻においては、それぞれ浅いノンレム睡眠およびレム睡眠と判定される。以上のように、クラスタリングを行うことにより、精度よく睡眠状態を判定することができる。
【００５６】
なお、上述のように、１２０分のサイクル枠を１分の設定間隔おきに設定した場合には、所定の時刻が、複数のサイクル枠に含まれることになる。そして、サイクル枠ごとに同一の時刻に対して異なる判定結果が得られる可能性がある。リアルタイム性を重視する観点からは、対象となる時刻がサイクル枠のうちより遅い時刻になるようなサイクル枠を利用した処理により判定するのが望ましい。すなわち、任意の時刻が経過したときに、当該時刻をサイクル枠の後端とするサイクル枠における処理に基づいて、当該時刻の睡眠状態を判定する。
【００５７】
なお、本実施の形態においては、クラスタリングにより睡眠状態を判定したが、他の例としては、深いノンレム睡眠、浅いノンレム睡眠およびレム睡眠のいずれであるかを判定する他の方法を用いても良い。例えば、所定の閾値と比較することにより睡眠状態を判定してもよい。
【００５８】
図１０に示すように、本体１０は、ハードウェア構成として、本体１０における睡眠制御処理を実行する睡眠制御プログラムなどが格納されているＲＯＭ５２と、ＲＯＭ５２内のプログラムに従って本体１０の各部を制御するＣＰＵ５１と、本体１０の制御に必要な種々のデータを記憶するＲＡＭ５３と、ネットワークに接続して通信を行う通信Ｉ／Ｆ５７と、各部を接続するバス６２とを備えている。
【００５９】
先に述べた本体１０における睡眠制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク（ＦＤ）、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されてもよい。
【００６０】
この場合には、睡眠制御プログラムは、本体１０において上記記録媒体から読み出して実行することにより主記憶装置上にロードされ、上記ソフトウェア構成で説明した各部が主記憶装置上に生成されるようになっている。
【００６１】
また、本実施の形態の睡眠制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。
【００６２】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができる。
【００６３】
そうした第１の変更例としては、本実施の形態においては、深いノンレム睡眠の量を計測することにより、図７に示すように深部体温が最小値をとるような状態になったかどうかを確認する。なお、他の例としては、深いノンレム睡眠の摂取時間をカウントするのに替えて、深いノンレム睡眠の状態になった回数をカウントしてもよい。
【００６４】
また、第２の変更例としては、睡眠制御システム１は、被験者の就寝する室内に設けられた空調装置の制御可能であってもよい。この場合には、図８におけるステップＳ１１０において深いノンレム睡眠を十分に摂取するまでの間、室温を下げるなどして深いノンレム睡眠を摂取しやすい環境を整えてもよい。
【００６５】
また、第３の変更例としては、脈波計測に基づく睡眠状態の判定にかえて、睡眠ポリグラフを利用し、睡眠ステージ１〜４を判別し、睡眠ステージ１，２を浅いノンレム睡眠、睡眠ステージ３，４を深いノンレム睡眠に対応させて睡眠制御を行ってもよい。このように、睡眠深度に応じた制御ができればよく、睡眠深度を算出するための指標は実施の形態に限定されるものではない。
【００６６】
（実施の形態２）
図１１に示すように、実施の形態２にかかる睡眠制御システム１においては、第１の刺激を付与し、さらに所定の時刻が経過した後に（ステップＳ１２０，Ｙｅｓ）、レム睡眠の検索を開始する。例えば、入力部１０２が被験者から起床希望時刻を取得し、記憶部１０６が起床希望時刻を記憶している場合には、この起床希望時刻から所定時間だけ前の時刻を所定の時刻とする。例えば、起床希望時刻から９０分前を所定の時刻とする。これにより、起床希望時刻に近い時間帯であって、かつレム睡眠の状態になったときに目覚めさせることができる。したがって、被験者は希望の時刻において快適に目覚めることができる。なお、起床希望時刻を基準とした時間範囲であればよく、起床希望時刻の前後３０分でもよく、起床希望時刻から所定時間だけ後の時刻でもよい。
【００６７】
なお、実施の形態２にかかる睡眠制御システム１のこれ以外の構成および処理は、実施の形態１にかかる睡眠制御システム１の構成および処理と同様である。
【００６８】
他の例としては、入力部１０２は、被験者から起床希望時刻にかえて、希望睡眠時間を取得してもよい。記憶部１０６が希望睡眠時間を記憶している場合には、入眠時刻にこの希望睡眠時間を足した時刻を起床希望時刻とし、この起床希望時刻から所定時間だけ前の時刻を所定の時刻としてもよい。
【００６９】
（実施の形態３）
図１２に示すように、実施の形態３にかかる睡眠制御システム１においては、刺激付与部１５２が被験者に第１の刺激を付与した後、睡眠制御部１５０は第１の刺激の有効性を確認する（ステップＳ１３０）。ステップＳ１３０においては、体動の有無に基づいて有効性を確認する。具体的には、図１３に示すように、第１の刺激を付与した時刻ｔ0を記憶部１０６に記憶する（ステップＳ１４０）。次に体動があった場合には（ステップＳ１４２，Ｙｅｓ）、第１の刺激が有効であったと判断する（ステップＳ１４４）。一方、体動がなく（ステップＳ１４２，Ｎｏ）、かつ現在時刻ｔが式（１）を満たす場合には（ステップＳ１４４，Ｙｅｓ）、第１の刺激は無効であったと判断する（ステップＳ１４８）。式（１）においては、Δｔは、予め定められた時間である。Δｔは、例えばＫ−複合が発生し体動が発生するまでの時間を仮定し、１０秒と設定してもよい。
ｔ−ｔ0＞Δｔ …（１）
【００７０】
一方、ステップＳ１４６において、ｔが式（１）を満たさない場合には（ステップＳ１４６，Ｎｏ）、ステップＳ１４２に戻る。
【００７１】
このように、実施の形態３にかかる睡眠制御システム１は、被験者に第１の刺激を与えるだけでなく、第１の刺激が被験者に有効に作用していることを確認するので、確実に深いノンレム睡眠から浅いノンレム睡眠やレム睡眠に誘導することができる。
【００７２】
なお、実施の形態３にかかる睡眠制御システム１のこれ以外の構成および処理は、他の実施の形態にかかる睡眠制御システム１の構成および処理と同様である。
【００７３】
（実施の形態４）
実施の形態４にかかる睡眠制御システム１は、実施の形態３にかかる睡眠制御システム１と同様に、第１の刺激の有効性を確認する。実施の形態４にかかる睡眠制御システム１は、深部体温に基づいて、有効性を確認する。図１４に示すように、第１の刺激を付与した時刻ｔ0と時刻ｔ0における被験者の深部体温Ｔｔを記憶部１０６に記憶する（ステップＳ１５０）。次に、深部体温Ｔｔを現在時刻ｔにおける深部体温に更新する。さらに、現在時刻ｔから所定の時間だけ前の時刻における深部体温をＴ（ｔ−１）にセットする（ステップＳ１５２）。
【００７４】
Ｔｔが式（２）を満たす場合、すなわち深部体温の微分成分が正の値である場合には（ステップＳ１５４，Ｙｅｓ）、第１の刺激は有効であると判断する（ステップＳ１５６）。
Ｔｔ−Ｔ（ｔ−１）＞０ …（２）
【００７５】
一方、ステップＳ１５４において、Ｔｔが式（２）を満たさず（ステップＳ１５４，Ｎｏ）、かつｔが式（１）を満たす場合には（ステップＳ１６０，Ｙｅｓ）、第１の刺激は無効であると判断する（ステップＳ１６０）。なお、ステップＳ１５８において、ｔが式（１）を満たさない場合には（ステップＳ１５８，Ｙｅｓ）、ステップＳ１５２に戻る。
【００７６】
このように、実施の形態４にかかる睡眠制御システム１は、実施の形態３にかかる睡眠制御システム１と同様に、第１の刺激が被験者に有効に作用していることを確認するので、確実に深いノンレム睡眠から浅いノンレム睡眠やレム睡眠に誘導することができる。
【００７７】
なお、実施の形態４にかかる睡眠制御システム１のこれ以外の構成および処理は、他の実施の形態にかかる睡眠制御システム１の構成および処理と同様である。
【００７８】
実施の形態４にかかる睡眠制御システム１においては、現在時刻ｔにおける深部体温Ｔｔと、現在時刻から所定の時間だけ前の時刻における深部体温Ｔ（ｔ−１）の微分成分に基づいて、第１の刺激の有効性を判断したが、これにかえて、現在時刻ｔにおける深部体温と、第１の刺激を付与した時刻ｔ0における深部体温の微分成分に基づいて第１の刺激の有効性を判断してもよい。具体的には、現在時刻における深部体温から時刻ｔ0における深部体温を減算した結果が０よりも大きい場合に第１の刺激は有効であると判断し、０以下である場合には第１の刺激は無効であると判断する。
【００７９】
（実施の形態５）
実施の形態５にかかる睡眠制御システム１は、実施の形態３、４にかかる睡眠制御システム１と同様に、第１の刺激の有効性を確認する。実施の形態５にかかる睡眠制御システム１は、睡眠状態に基づいて有効性を確認する。図１５に示すように、第１の刺激を付与した時刻ｔ0を記憶部１０６に記憶する(ステップＳ１７０)。次に、睡眠状態判定部１４４による判定結果が深いノンレム睡眠か否かを確認する。深いノンレム睡眠が検出された場合には（ステップＳ１７２，Ｙｅｓ）、無効と判断する（ステップＳ１７４）。このように、第１の刺激を付与した後に再び深いノンレム睡眠が検出された場合には、第１の刺激は無効と判断する。
【００８０】
一方、深いノンレム睡眠が検出されない場合、すなわち浅いノンレム睡眠またはレム睡眠が検出された場合、あるいは覚醒と判定された場合には（ステップＳ１７２，Ｙｅｓ）、現在時刻ｔが式（１）の関係を満たすか否か、すなわち第１の刺激から所定時間（Δｔ）が経過したか否かをさらに確認する。
【００８１】
現在時刻ｔが式（１）を満たす場合には（ステップＳ１７６，Ｙｅｓ）、第１の刺激は有効であると判断する（ステップＳ１７８）。このように、深いノンレム睡眠に移行せずに一定期間が経過した場合には、第１の刺激は有効であったと判定することができる。現在時刻ｔが式（１）を満たさない場合には（ステップＳ１７６，Ｎｏ）、ステップＳ１７２に戻り睡眠状態の判定結果を確認する。
【００８２】
なお、実施の形態５にかかる睡眠制御システム１のこれ以外の構成および処理は、他の実施の形態にかかる睡眠制御システム１の構成および処理と同様である。
【００８３】
（実施の形態６）
実施の形態６にかかる睡眠制御システム１は、昼の睡眠、すなわち仮眠時における睡眠制御を行う。仮眠において心地よく目覚めるためには、深いノンレム睡眠状態に至らない程度の睡眠が適当である。図１６に示すように、睡眠制御システム１は、まず、脈波および加速度の計測を開始し（ステップＳ３００）、入眠が確認されると（ステップＳ３０２，Ｙｅｓ）、睡眠状態の判定を開始する（ステップＳ３０４）。以上の処理は、実施の形態１におけるステップＳ１００からステップＳ１０４までの処理と同様である。
【００８４】
睡眠制御部１５０は、深いノンレム睡眠の量の測定は行わず、浅いレム睡眠を検出する。浅いレム睡眠を検出した場合（ステップＳ３０６，Ｙｅｓ）、刺激付与部１５２は、第１の刺激を付与する（ステップＳ３０８）。これにより、深いノンレム睡眠に移行するのを防ぐ。
【００８５】
睡眠制御部１５０が第１の刺激を付与した後に浅いノンレム睡眠を検出した場合には（ステップＳ３１０，Ｙｅｓ）、刺激付与部１５２は、第２の刺激を付与する（ステップＳ３１２）。被験者が覚醒すると（ステップＳ３１４，Ｙｅｓ）、第２の刺激を終了し、睡眠制御処理が完了する。昼の仮眠では、深いノンレム睡眠に至らない様に第一の刺激を行い、被験者は、浅いノンレム睡眠状態を保持する。このように深いノンレム睡眠を経験しない場合、被験者の睡眠深度は深くなろうとする一方で、レム睡眠状態になることは少ない。そのため、第２の刺激を与えるタイミングは、深夜の睡眠とは異なり、浅いノンレム睡眠のときに行う。
【００８６】
なお、実施の形態６にかかる睡眠制御システム１のこれ以外の構成および処理は他の実施の形態にかかる睡眠制御システム１の構成および処理と同様である。
【００８７】
そうした変更例としては、本実施の形態においても、実施の形態２にかかる睡眠制御システム１と同様、起床時刻や睡眠時間が設定されていてもよい。この場合には、睡眠制御部１５０は、起床時刻や睡眠時間に基づいて設定された所定の時刻が経過した後に、第２の刺激を付与するタイミングを決定すべく浅いノンレム睡眠の検出（ステップＳ３１０）を開始してもよい。
【００８８】
また、第２の変更例としては、実施の形態３から５にかかる睡眠制御システム１と同様、第１の刺激を付与した後、第１の刺激の有効性を確認してもよい。
【００８９】
（実施の形態７）
実施の形態７にかかる睡眠制御システム２は、昼夜ともに睡眠制御を行うことができる。図１７に示すように実施の形態７にかかる睡眠制御システム２の本体１２は、他の実施の形態にかかる本体１０の機能構成に加え睡眠種別判定部１５４をさらに有している。
【００９０】
睡眠種別判定部１５４は、睡眠種別を判定する。ここで、睡眠種別とは、昼の睡眠であるか夜の睡眠であるかの２通りである。入力部１０２に被験者より昼の睡眠または夜の睡眠である旨が入力され、睡眠種別判定部１５４は、この入力情報に基づいて睡眠種別を判定する。このように、被験者は、夜の睡眠を取る際には、十分な睡眠を取るべく深いノンレム睡眠まで移行するような睡眠制御である夜の睡眠の制御を指定することができる。さらに、仮眠を取る際には、比較的短時間で快適に目覚めるべく深いノンレム睡眠まで移行しないような昼の睡眠の睡眠制御を指定することができる。
【００９１】
睡眠種別判定部１５４は、また入力部１０２が睡眠制御処理の開始指示を受け付けた時刻にしたがい睡眠種別を判定してもよい。例えば、２０時から８時の間に開始指示を受け付けた場合には、夜の睡眠であると判定し、これ以外の時刻に開始指示を受け付けた場合には、昼の睡眠であると判定する。さらに、いずれの時間帯を夜の睡眠と判定するかは、被験者等により予め設定されていてもよい。
【００９２】
図１８に示すように、実施の形態７にかかる睡眠制御システム１は、睡眠制御処理において、まず脈波および加速度の計測を開始する（ステップＳ４００）。次に、入眠が確認されると（ステップＳ４０２，Ｙｅｓ）、睡眠状態の判定を開始する（ステップＳ４０４）。ここまでの処理は、実施の形態１にかかる睡眠制御システム１によるステップＳ１００からステップＳ１０４までの処理と同様である。
【００９３】
次に、睡眠種別判定部１５４は、睡眠種別を判定する。夜の睡眠である場合には（ステップＳ４０６，Ｙｅｓ）、睡眠制御部１５０および刺激付与部１５２は、夜の睡眠のための処理を行う（ステップＳ４０８）。図１９に示す夜の睡眠処理（ステップＳ４０８）における詳細な処理は、実施の形態１にかかるステップＳ１０６からステップＳ１１４までの処理と同様である。
【００９４】
一方、昼の睡眠である場合には（ステップＳ４０６，Ｎｏ）、睡眠制御部１５０および刺激付与部１５２は、昼の睡眠のための処理を行う（ステップＳ４１０）。図２０に示す昼の睡眠処理（ステップＳ４１０）における詳細な処理は、実施の形態６にかかるステップＳ３０６からステップＳ３１０までの処理と同様である。
【００９５】
次に、第２の刺激を付与するタイミングであると判定されると、睡眠制御部１５０の指示に従い刺激付与部１５２は被験者に第２の刺激を付与する（ステップＳ４１２）。被験者が覚醒すると（ステップＳ４１４，Ｙｅｓ）、睡眠制御処理が完了する。
【００９６】
以上のように、本実施の形態にかかる睡眠制御システム１は、睡眠種別を判定し、各種別に応じた睡眠制御を行うことができる。
【００９７】
なお、実施の形態７にかかる睡眠制御システム２のこれ以外の構成および処理は、他の実施の形態にかかる睡眠制御システムの構成および処理と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】実施の形態１にかかる睡眠制御システム１の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示す睡眠制御システム１の装着の一例を示す図である。
【図３】自律神経指標算出部１３２の処理を説明するための図である。
【図４】サイクル枠設定部１４０の処理を説明するための図である。
【図５】睡眠中に得られた自律神経指標を示す図である。
【図６】概日リズムを示す図である。
【図７】睡眠状態と深部体温の関係を示す図である。
【図８】睡眠制御システム１による睡眠制御処理を示すフローチャートである。
【図９】睡眠状態判定処理を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態１にかかる本体１０のハードウェア構成を示す図である。
【図１１】実施の形態２にかかる睡眠制御システム１による睡眠制御処理を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態３にかかる睡眠制御システム１による睡眠制御処理を示すフローチャートである。
【図１３】有効性確認処理（ステップＳ１３０）を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態４にかかる睡眠制御システム１における有効性確認処理を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態５にかかる００１における有効性確認処理を示すフローチャートである。
【図１６】実施の形態６にかかる睡眠制御システム１による睡眠制御処理を示すフローチャートである。
【図１７】実施の形態７にかかる睡眠制御システム１の全体構成を示すブロック図である。
【図１８】実施の形態７にかかる睡眠制御システム１による睡眠制御処理を示すフローチャートである。
【図１９】夜の睡眠処理（ステップＳ４０８）を示すフローチャートである。
【図２０】昼の睡眠処理（ステップＳ４１０）を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９９】
１，２ 睡眠制御システム
１０，１２ 本体
２０ センサヘッド
５１ ＣＰＵ
５２ ＲＯＭ
５３ ＲＡＭ
５７ 通信Ｉ／Ｆ
６２ バス
１０２ 入力部
１０４ 表示部
１０６ 記憶部
１０８ 電源供給部
１１０ 時計部
１２０ 制御部
１２２ 加速度計測部
１２４ 脈波計測部
１２６ 光源駆動部
１３０ 脈拍間隔算出部
１３２ 自律神経指標算出部
１３４ 脈拍偏差算出部
１３６ 体動判定部
１３８ 覚醒判定部
１４０ サイクル枠設定部
１４４ 睡眠状態判定部
１５０ 睡眠制御部
１５２ 刺激付与部
１５４ 睡眠種別判定部
２０２ 光源
２０４ 受光部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の生体情報を計測する計測手段と、
前記生体情報に基づいて、前記被験者の入眠、レム睡眠、浅いノンレム睡眠および深いノンレム睡眠のうちいずれの状態にあるか検出する第１検出手段と、
前記第１検出手段が浅いノンレム睡眠を検出した場合に、予め定めた閾値未満の刺激強度の第１の刺激を前記被験者に与える第１の刺激手段と、
前記第１の刺激手段が前記第１の刺激を与えた後に、前記第１の刺激よりも刺激強度の強い第２の刺激を前記被験者に与える第２の刺激手段と
を備えたことを特徴とする睡眠制御装置。
【請求項２】
前記第２の刺激手段は、前記レム睡眠が検出した場合に、前記第２の刺激を前記被験者に与えることを特徴とする請求項１に記載の睡眠制御装置。
【請求項３】
前記被験者の入眠からの経過時間をカウントするタイマをさらに備え、
前記第２の刺激手段は、前記第１の刺激手段が前記第１の刺激を与えた時から前記タイマが所定の時間をカウントした後に、前記第２の刺激を前記被験者に与えることを特徴とする請求項１または２に記載の睡眠制御装置。
【請求項４】
前記被験者の希望起床時刻を保持する保持手段をさらに備え、
前記第２の刺激手段は、前記タイマが前記希望起床時刻を基準とした所定の時間範囲内の時刻をカウントした後に前記第２の刺激を前記被験者に与えることを特徴とする請求項３に記載の睡眠制御装置。
【請求項５】
前記第１の刺激手段は、前記第１検出手段が深いノンレム睡眠を検出し、さらに当該深いノンレム睡眠の後に前記浅いノンレム睡眠を検出した場合に、前記第１の刺激を前記被験者に与えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の睡眠制御装置。
【請求項６】
前記第１の刺激手段は、前記第１検出手段が予め定められた時間以上深いノンレム睡眠を検出し、さらに当該深いノンレム睡眠の後に前記浅いノンレム睡眠を検出した場合に、前記第１の刺激を前記被験者に与えることを特徴とする請求項５に記載の睡眠制御装置。
【請求項７】
前記第１の刺激手段は、前記第１検出手段が予め定められた回数以上深いノンレム睡眠を検出し、さらに当該深いノンレム睡眠の後に前記浅いノンレム睡眠を検出した場合に、前記第１の刺激を前記被験者に与えることを特徴とする請求項５に記載の睡眠制御装置。
【請求項８】
前記第１の刺激手段が前記第１の刺激を与えた後に、前記被験者の体動の有無を検出する第２検出手段をさらに備え、
前記第１の刺激手段は、前記体動が検出されなかった場合に、再び前記第１の刺激を与えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の睡眠制御装置。
【請求項９】
前記第２検出手段は、前記第１の刺激を与えてから所定の時間が経過した後に前記被験者の体動の有無を検出することを特徴とする請求項８に記載の睡眠制御装置。
【請求項１０】
前記第１の刺激手段が前記第１の刺激を与えた後に、前記被験者の深部体温を検出する第３検出手段をさらに備え、
前記第１の刺激検出手段は、前記第１の刺激を与えた後所定の時間が経過するまでの間に前記深部体温が下降した場合に、再び前記第１の刺激を与えることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の睡眠制御装置。
【請求項１１】
前記第１の刺激手段は、前記第１の刺激を与えた後所定の時間が経過するまでの間に深いノンレム睡眠が検出された場合に、再び前記第１の刺激を与えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の睡眠制御装置。
【請求項１２】
前記第１の刺激手段が前記第１の刺激を与えた後、前記第２の刺激手段は、前記浅いノンレム睡眠が検出された場合に、前記第２の刺激を前記被験者に与えることを特徴とする請求項１に記載の睡眠制御装置。
【請求項１３】
前記被験者から、深いノンレム睡眠を摂取する第１の睡眠と深いノンレム睡眠を摂取しない第２の睡眠のいずれかの指定を受け付ける指定受付手段をさらに備え、
前記指定受付手段が前記第１の睡眠の指定を受け付けた場合、前記第２の刺激手段は、前記第１の刺激手段が前記第１の刺激を与えた後、前記第２の刺激を前記被験者に与えることを特徴とする請求項１に記載の睡眠制御装置。
【請求項１４】
前記被験者から、深いノンレム睡眠を摂取する第１の睡眠と深いノンレム睡眠を摂取しない第２の睡眠のいずれかの指定を受け付ける指定受け付け手段をさらに備え、
前記指定受付手段が前記第２の睡眠の指定を受け付けた場合、前記第２の刺激手段は、前記第１の刺激手段が前記第１の刺激を与えた後、前記第２の刺激を前記被験者に与えることを特徴とする請求項１に記載の睡眠制御装置。
【請求項１５】
被験者の生体情報を計測する計測ステップと、
前記生体情報に基づいて、前記被験者の入眠、レム睡眠、浅いノンレム睡眠および深いノンレム睡眠のうちいずれの状態にあるか検出する第１検出ステップと、
前記第１検出ステップにおいて浅いノンレム睡眠が検出された場合に、予め定めた閾値未満の刺激強度の第１の刺激を前記被験者に与える第１の刺激ステップと、
前記第１の刺激ステップにおいて前記第１の刺激が与えられた後に、前記第１の刺激よりも刺激強度の強い第２の刺激を前記被験者に与える第２の刺激ステップと
を有することを特徴とする睡眠制御方法。
【請求項１６】
睡眠制御処理をコンピュータに実行させる睡眠制御プログラムであって、
被験者の生体情報を計測する計測ステップと、
前記生体情報に基づいて、前記被験者の入眠、レム睡眠、浅いノンレム睡眠および深いノンレム睡眠のうちいずれの状態にあるか検出する第１検出ステップと、
前記第１検出ステップにおいて浅いノンレム睡眠が検出された場合に、予め定めた閾値未満の刺激強度の第１の刺激を前記被験者に与える第１の刺激ステップと、
前記第１の刺激ステップにおいて前記第１の刺激が与えられた後に、前記第１の刺激よりも刺激強度の強い第２の刺激を前記被験者に与える第２の刺激ステップと
を有することを特徴とする睡眠制御プログラム。
【請求項１】
被験者の生体情報を計測する計測手段と、
前記生体情報に基づいて、前記被験者の入眠、レム睡眠、浅いノンレム睡眠および深いノンレム睡眠のうちいずれの状態にあるか検出する第１検出手段と、
前記第１検出手段が浅いノンレム睡眠を検出した場合に、予め定めた閾値未満の刺激強度の第１の刺激を前記被験者に与える第１の刺激手段と、
前記第１の刺激手段が前記第１の刺激を与えた後に、前記第１の刺激よりも刺激強度の強い第２の刺激を前記被験者に与える第２の刺激手段と
を備えたことを特徴とする睡眠制御装置。
【請求項２】
前記第２の刺激手段は、前記レム睡眠が検出した場合に、前記第２の刺激を前記被験者に与えることを特徴とする請求項１に記載の睡眠制御装置。
【請求項３】
前記被験者の入眠からの経過時間をカウントするタイマをさらに備え、
前記第２の刺激手段は、前記第１の刺激手段が前記第１の刺激を与えた時から前記タイマが所定の時間をカウントした後に、前記第２の刺激を前記被験者に与えることを特徴とする請求項１または２に記載の睡眠制御装置。
【請求項４】
前記被験者の希望起床時刻を保持する保持手段をさらに備え、
前記第２の刺激手段は、前記タイマが前記希望起床時刻を基準とした所定の時間範囲内の時刻をカウントした後に前記第２の刺激を前記被験者に与えることを特徴とする請求項３に記載の睡眠制御装置。
【請求項５】
前記第１の刺激手段は、前記第１検出手段が深いノンレム睡眠を検出し、さらに当該深いノンレム睡眠の後に前記浅いノンレム睡眠を検出した場合に、前記第１の刺激を前記被験者に与えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の睡眠制御装置。
【請求項６】
前記第１の刺激手段は、前記第１検出手段が予め定められた時間以上深いノンレム睡眠を検出し、さらに当該深いノンレム睡眠の後に前記浅いノンレム睡眠を検出した場合に、前記第１の刺激を前記被験者に与えることを特徴とする請求項５に記載の睡眠制御装置。
【請求項７】
前記第１の刺激手段は、前記第１検出手段が予め定められた回数以上深いノンレム睡眠を検出し、さらに当該深いノンレム睡眠の後に前記浅いノンレム睡眠を検出した場合に、前記第１の刺激を前記被験者に与えることを特徴とする請求項５に記載の睡眠制御装置。
【請求項８】
前記第１の刺激手段が前記第１の刺激を与えた後に、前記被験者の体動の有無を検出する第２検出手段をさらに備え、
前記第１の刺激手段は、前記体動が検出されなかった場合に、再び前記第１の刺激を与えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の睡眠制御装置。
【請求項９】
前記第２検出手段は、前記第１の刺激を与えてから所定の時間が経過した後に前記被験者の体動の有無を検出することを特徴とする請求項８に記載の睡眠制御装置。
【請求項１０】
前記第１の刺激手段が前記第１の刺激を与えた後に、前記被験者の深部体温を検出する第３検出手段をさらに備え、
前記第１の刺激検出手段は、前記第１の刺激を与えた後所定の時間が経過するまでの間に前記深部体温が下降した場合に、再び前記第１の刺激を与えることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の睡眠制御装置。
【請求項１１】
前記第１の刺激手段は、前記第１の刺激を与えた後所定の時間が経過するまでの間に深いノンレム睡眠が検出された場合に、再び前記第１の刺激を与えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の睡眠制御装置。
【請求項１２】
前記第１の刺激手段が前記第１の刺激を与えた後、前記第２の刺激手段は、前記浅いノンレム睡眠が検出された場合に、前記第２の刺激を前記被験者に与えることを特徴とする請求項１に記載の睡眠制御装置。
【請求項１３】
前記被験者から、深いノンレム睡眠を摂取する第１の睡眠と深いノンレム睡眠を摂取しない第２の睡眠のいずれかの指定を受け付ける指定受付手段をさらに備え、
前記指定受付手段が前記第１の睡眠の指定を受け付けた場合、前記第２の刺激手段は、前記第１の刺激手段が前記第１の刺激を与えた後、前記第２の刺激を前記被験者に与えることを特徴とする請求項１に記載の睡眠制御装置。
【請求項１４】
前記被験者から、深いノンレム睡眠を摂取する第１の睡眠と深いノンレム睡眠を摂取しない第２の睡眠のいずれかの指定を受け付ける指定受け付け手段をさらに備え、
前記指定受付手段が前記第２の睡眠の指定を受け付けた場合、前記第２の刺激手段は、前記第１の刺激手段が前記第１の刺激を与えた後、前記第２の刺激を前記被験者に与えることを特徴とする請求項１に記載の睡眠制御装置。
【請求項１５】
被験者の生体情報を計測する計測ステップと、
前記生体情報に基づいて、前記被験者の入眠、レム睡眠、浅いノンレム睡眠および深いノンレム睡眠のうちいずれの状態にあるか検出する第１検出ステップと、
前記第１検出ステップにおいて浅いノンレム睡眠が検出された場合に、予め定めた閾値未満の刺激強度の第１の刺激を前記被験者に与える第１の刺激ステップと、
前記第１の刺激ステップにおいて前記第１の刺激が与えられた後に、前記第１の刺激よりも刺激強度の強い第２の刺激を前記被験者に与える第２の刺激ステップと
を有することを特徴とする睡眠制御方法。
【請求項１６】
睡眠制御処理をコンピュータに実行させる睡眠制御プログラムであって、
被験者の生体情報を計測する計測ステップと、
前記生体情報に基づいて、前記被験者の入眠、レム睡眠、浅いノンレム睡眠および深いノンレム睡眠のうちいずれの状態にあるか検出する第１検出ステップと、
前記第１検出ステップにおいて浅いノンレム睡眠が検出された場合に、予め定めた閾値未満の刺激強度の第１の刺激を前記被験者に与える第１の刺激ステップと、
前記第１の刺激ステップにおいて前記第１の刺激が与えられた後に、前記第１の刺激よりも刺激強度の強い第２の刺激を前記被験者に与える第２の刺激ステップと
を有することを特徴とする睡眠制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００８−２２９２４８（Ｐ２００８−２２９２４８Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７７０７２（Ｐ２００７−７７０７２）
【出願日】平成１９年３月２３日（２００７．３．２３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２３日（２００７．３．２３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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