專利名稱：刺激效果預測裝置、睡眠深度預測裝置、刺激效果預測方法以及車輛控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對睡眠時的相對于刺激而呈現出的效果進行預測的刺激效果預測裝置、刺激效果預測方法以及車輛控制裝置。此外，本發(fā)明涉及一種對睡眠深度進行預測的睡眠深度預測裝置。
背景技術：
一直以來，已知一種如下的技術，即，為了使正在打盹兒的被測者完全睡醒，根據被測者的發(fā)汗量而對睡眠規(guī)律進行推斷，并且一旦達到了異相睡眠之后，使刺激裝置進行工作從而使被測者清醒的技術(例如，參照專利文獻1)。在先技術文獻專利文獻專利文獻1 日本特開2002-(^8242號公報

發(fā)明內容
發(fā)明所要解決的課題但是，在睡眠時，可以通過對在腦波中所含的δ波的含有率進行檢查，從而對被測者的睡眠深度進行預測。但是，由于在睡眠時對相對于不同的種類或強度的刺激而產生的刺激效果進行評價較為困難，因此，一直以來，對于為了將被測者維持在預定的睡眠深度，給予什么樣的種類以及強度的刺激比較好無法進行判斷。此外，當根據δ波的含有率而對睡眠深度進行預測時，還存在如下的問題，即，由于根據腦波的判斷區(qū)間從而δ波的含有率會發(fā)生變動，因此無法確保充分的預測精度。另外，在專利文獻1中所記載的技術為，只對在被測者睡著之后提示刺激進行了記載，而關于刺激的設定方法及刺激的控制方法完全沒有任何記載，并且也完全沒有考慮到關于睡眠時的相對于刺激的種類或強度而產生的效果。因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠對睡眠時的刺激效果進行預測的刺激效果預測裝置、刺激效果預測方法以及車輛控制裝置，并且提供能夠在不受睡眠深度的預測時刻的影響的條件下，高精度地對睡眠深度進行預測的睡眠深度預測裝置。用于解決課題的方法本發(fā)明人重復進行了專心研究，結果得到了如下的見解，即，由于因刺激反應而產生的腦神經脈沖的到達路徑在清醒時和睡眠時均相同，因此，通過利用由于給予刺激而在清醒時和睡眠時均共通地呈現出的腦波指標，從而能夠根據清醒時的刺激效果來預測睡眠時的刺激效果。因此，本發(fā)明所涉及的刺激效果預測裝置的特征在于，具有刺激產生部，其對被測者給予刺激；腦波計測部，其對被測者的腦波進行計測；刺激效果預測部，其從在清醒時由刺激產生部給予了刺激時腦波計測部所計測出的腦波、和在睡眠時由刺激產生部給予了刺激時腦波計測部所計測出的腦波中，對相對于刺激而在清醒時以及睡眠時共通地呈現出的刺激效果的腦波指標進行特定。根據本發(fā)明所涉及的刺激效果預測裝置，通過對相對于刺激而在清醒時以及睡眠時共通地呈現出的刺激效果的腦波指標進行特定，從而能夠將清醒時的刺激效果和睡眠時的刺激效果關聯起來。由此，由于能夠在清醒時和睡眠時之間進行刺激效果的變換，因此能夠根據清醒時的刺激效果來變換睡眠時的刺激效果。而且，上述刺激效果預測部能夠利用如下的變換模型，而根據清醒時的刺激效果來預測睡眠時的刺激效果，并根據刺激效果和睡眠深度的變化之間的關系來選擇給予被測者的刺激，其中，所述變換模型為，根據在清醒時和睡眠時給予了相同的刺激時呈現出的腦波指標而制作的、對清醒時的刺激效果和睡眠時的刺激效果進行變換的變換模型。根據該發(fā)明，通過對在清醒時和睡眠時給予了相同的刺激時呈現出的腦波指標進行特定，從而能夠制作出對清醒時的刺激效果和睡眠時的刺激效果進行變換的變換模型，并且，通過利用該制作出的變換模型，從而能夠根據清醒時的刺激效果來預測睡眠時的刺激效果。因此，通過根據刺激效果和睡眠深度的變化之間的關系來求出給予被測者的刺激，從而能夠對被測者的睡眠深度進行控制。通過此方式，例如，能夠將被測者的睡眠狀態(tài)維持在淺睡眠的狀態(tài)。此外，上述刺激效果預測部能夠根據特定的腦波的振幅，而對刺激效果進行補正。 通常，在清醒時的閉眼狀態(tài)等中所產生的α波等的特定的腦波的振幅不會較大程度地變化。因此，例如，通過根據相對于特定的腦波的振幅的、腦波指標的振幅的相對變化量，而對刺激效果進行補正，從而能夠排除腦波計測部的計測誤差或被測者的身體狀態(tài)等的影響， 因而能夠適當地對睡眠時的刺激效果進行預測。而且，上述刺激效果預測部能夠根據清醒時的刺激效果，而對在睡眠時給予的刺激的參數進行選定。由于在睡眠時因刺激或時間經過等而睡眠深度等的被測者的狀態(tài)頻繁地發(fā)生變化，因此對睡眠時的、相對于刺激而產生的刺激效果進行評價較為困難。因此，由于睡眠時的刺激效果能夠根據清醒時的刺激效果來進行預測，因此通過根據清醒時的刺激效果而對在睡眠時給予的刺激的參數進行選定，從而在選擇給予被測者的刺激時，能夠排除被測者的睡眠狀態(tài)的變化的影響。而且，優(yōu)選為，上述刺激效果預測部根據相對于不同參數的刺激而產生的刺激效果，而對在睡眠時給予的刺激的參數進行選定。如此，由于根據相對于不同參數的刺激而產生的刺激效果，而對給予的刺激的參數進行選定，因此，例如當相同刺激強度的刺激具有多個時，通過采用其中呈現出最高的刺激效果的刺激的參數，從而能夠有效地產生刺激，此外，當能夠得到相同刺激效果的刺激具有多個時，通過對其中刺激強度最低的刺激進行選定，從而能夠在不使刺激效果降低的條件下，來選定不愉快的感覺更少的刺激。而且，優(yōu)選為，上述刺激效果預測部根據連續(xù)給予了特定參數的刺激時的刺激效果，而對在睡眠時給予的刺激的參數進行變更。雖然在連續(xù)給予相同刺激時，由于習慣而刺激效果降低，但是通過根據連續(xù)給予了特定參數的刺激時的刺激效果而對所給予的刺激的參數進行變更，從而能夠防止由于習慣而導致的刺激效果的降低。而且，優(yōu)選為，上述刺激效果預測部根據相對于給予被測者的刺激的、腦波的計測結果，而對被測者的睡眠深度進行預測。如此，通過根據相對于給予了被測者的刺激的、腦波的反應而對睡眠深度進行預測，從而能夠在不受睡眠深度的預測時刻的影響的條件下， 高精度地對睡眠深度進行預測。本發(fā)明所涉及的睡眠深度預測裝置的特征在于，具有刺激產生部，其對被測者給予刺激；腦波計測部，其對被測者的腦波進行計測；睡眠深度預測部，其根據相對于給予被測者的刺激的、腦波的反應，而對被測者的睡眠深度進行預測。一直以來，雖然根據在預定期間中呈現出的δ波的含有率而對睡眠深度進行預測，但是由于該現有的預測根據判斷區(qū)間的設定而δ波的含有率會發(fā)生變化，因此無法進行準確的預測。因此，本發(fā)明人為了提高睡眠深度的預測精度而反復進行了專心研究，結果得到了如下見解，即，如果在睡眠時給予刺激，則根據睡眠深度而刺激效果會有所不同。也就是說，得到了如下見解，即，如果在睡眠時給予刺激，會具有在淺睡眠和深睡眠中均呈現的腦波指標，另一方面，還會具有在淺睡眠中呈現但在深睡眠中不呈現的腦波指標。因此， 根據本發(fā)明所涉及的睡眠深度預測裝置，通過根據相對于給予了被測者的刺激的、腦波的反應，而對睡眠深度進行預測，從而能夠在不受睡眠深度的預測時刻的影響的條件下，高精度地對睡眠深度進行預測。本發(fā)明所涉及的刺激效果預測方法的特征在于，包括在清醒時產生刺激并取得被測者的腦波的步驟；在睡眠時產生刺激并取得被測者的腦波的步驟；對相對于刺激而在清醒時以及睡眠時共通地呈現出的刺激效果的腦波指標進行特定的步驟。根據本發(fā)明所涉及的刺激效果預測方法，通過對相對于刺激而在清醒時和睡眠時共通地呈現出的刺激效果的腦波指標進行特定，從而能夠將清醒時的刺激效果和睡眠時的刺激效果關聯起來。通過此方式，由于能夠在清醒時和睡眠時之間進行刺激效果的變換，因此能夠根據清醒時的刺激效果來變換睡眠時的刺激效果。而且，優(yōu)選為，利用如下的變換模型，而根據清醒時的刺激效果來預測睡眠時的刺激效果，并根據刺激效果和睡眠深度的變化之間的關系來選擇給予被測者的刺激，其中，所述變換模型為，根據在清醒時和睡眠時給予了相同的刺激時呈現出的腦波指標而制作的、 對清醒時的刺激效果和睡眠時的刺激效果進行變換的變換模型。根據本發(fā)明，通過對在清醒時和睡眠時給予相同的刺激時呈現出的腦波指標進行特定，從而能夠制作出對清醒時的刺激效果和睡眠時的刺激效果進行變換的變換模型，并通過利用該制作出的變換模型，從而能夠根據清醒時的刺激效果來預測睡眠時的刺激效果。因此，通過根據刺激效果和睡眠深度的變化之間的關系來求出給予被測者的刺激，從而能夠控制被測者的睡眠深度。通過此方式，例如，能夠將被測者的睡眠狀態(tài)維持在淺睡眠的狀態(tài)。本發(fā)明所涉及的車輛控制裝置的特征在于，具有刺激產生部，其對乘員給予刺激；腦波計測部，其對乘員的腦波進行計測；刺激效果預測部，其從在清醒時由刺激產生部給予了刺激時腦波計測部所計測出的腦波、和在睡眠時由刺激產生部給予了刺激時腦波計測部所計測出的腦波中，對相對于刺激而在清醒時以及睡眠時共通地呈現出的刺激效果的腦波指標進行特定，并且，利用如下的變換模型，而根據清醒時的刺激效果來預測睡眠時的刺激效果，并根據刺激效果和睡眠深度的變化之間的關系來選擇給予被測者的刺激，其中， 所述變換模型為，根據在清醒時和睡眠時給予了相同的刺激時呈現出的腦波指標而制作的、對清醒時的刺激效果和睡眠時的刺激效果進行變換的變換模型。根據本發(fā)明所涉及的車輛控制裝置，通過對相對于刺激而在清醒時以及睡眠時共通地呈現出的刺激效果的腦波指標進行特定，從而能夠將清醒時的刺激效果和睡眠時的刺激效果關聯起來。通過此方式，由于能夠在清醒時和睡眠時的之間進行刺激效果的變換，因此能夠根據清醒時的刺激效果來變換睡眠時的刺激效果。而且，通過對在清醒時和睡眠時給予了相同的刺激時呈現出的腦波指標進行特定，從而能夠制作出對清醒時的刺激效果和睡眠時的刺激效果進行變換的變換模型，并且通過利用該制作出的變換模型，從而能夠根據清醒時的刺激效果來預測睡眠時的刺激效果。因此，通過根據刺激效果和睡眠深度的變化之間的關系來求出給予乘員的刺激，從而能夠控制乘員的睡眠深度。通過此方式，例如， 由于能夠使乘員的睡眠狀態(tài)維持在淺睡眠的狀態(tài)，因此能夠在短時間內實現效率較好的打盹兒，且能夠抑制清醒后的反應降低。發(fā)明效果根據本發(fā)明，能夠對睡眠時的刺激效果進行預測。此外，根據本發(fā)明，能夠在不受睡眠深度的預測時刻的影響的條件下，高精度地對睡眠深度進行預測。


圖1為表示本實施方式所涉及的車輛控制裝置的概要結構的圖。圖2為表示睡眠深度和睡眠狀態(tài)的變化之間的關系的圖。圖3為表示在清醒時的、刺激的種類/強度和刺激效果之間的關系的圖。圖4為表示在睡眠時的、刺激的種類/強度和刺激效果之間的關系的圖。圖5為表示從給予刺激起到經過預定時間為止的腦波的圖。圖6為表示相對于聲音刺激而產生的腦波指標的圖，其中，(a)表示在清醒時所計測出的腦波，(b)表示在睡眠時所計測出的腦波。圖7為表示對刺激的參數進行選定的方法的圖。
圖8為表示變換模型的制作處理的流程圖。
圖9為表示刺激參數的選定處理的流程圖。
圖10為表示刺激和睡眠狀態(tài)的變化之間的關系的圖。
圖11為用于說明刺激效果的補正的圖。
圖12為表示腦波指標的振幅和睡眠深度的變化量之間的關系的圖。
圖13為表示刺激產生處理的流程圖。
圖14為表示相對于刺激而產生的腦波指標的圖。
圖15為表示刺激的產生正時和睡眠深度之間的關系的圖。
圖16為表示腦波指標有無出現和睡眠深度之間的關系的圖。
圖17為表示相對于相同的刺激的適應狀態(tài)的圖。
圖18為表示相同強度且不同種類的刺激的圖。
圖19為表示相對于聲音刺激而產生的腦波指標的圖，其中，(a)為表示相對于
50dB的音聲的刺激而產生的腦波指標，(b)為表示相對于50dB的單音的刺激而產生的腦波指標。圖20為表示相同的刺激效果且不同強度的刺激的圖。符號說明1車輛控制裝置(刺激效果預測裝置、睡眠深度預測裝置)；
2腦波計測裝置；3刺激產生裝置；4存儲器；5E⑶(刺激效果預測部、睡眠深度預測部)。
具體實施例方式以下，參照附圖，對本發(fā)明所涉及的刺激效果預測裝置、刺激效果預測方法以及車輛控制裝置的優(yōu)選實施方式進行詳細說明。本實施方式為，對非異相睡眠中的睡眠的深度進行控制的技術，并且，將本發(fā)明所涉及的刺激效果預測裝置、睡眠深度預測裝置、刺激效果預測方法以及車輛控制裝置適用于，使打盹兒的后座乘員的睡眠深度維持在非異相睡眠中的淺睡眠的狀態(tài)(睡眠深度I II)的車輛控制裝置中。另外，在全部附圖中，對于相同或相當的部分標記相同的符號。第一實施方式圖1為表示本實施方式所涉及的車輛控制裝置的概要結構的圖。如圖1所示，本實施方式所涉及的車輛控制裝置ι由腦波計測裝置2、刺激產生裝置3、存儲器4、E⑶5構成。腦波計測裝置2為，對后座乘員的腦部中產生的極小的電位差(數10μ V左右)進行計測，從而對后座乘員的腦波進行計測的裝置。而且，腦波計測裝置2在計測到腦波時， 將該腦波發(fā)送至E⑶5。刺激產生裝置3為，根據E⑶5的控制而產生刺激的裝置。另外，雖然在本實施方式中，將刺激產生裝置3作為產生聲音刺激的構件而進行說明，但是如電流、風、氣味、光等， 只要能夠對后座乘員給予刺激，則可以產生任何種類的刺激。存儲器4為，對各種信息進行存積的存儲裝置，且為根據ECU5的指示而對后述的變換模型、數據庫等進行存儲的裝置。E⑶5為如下構件，S卩，與腦波計測裝置2、刺激產生裝置3以及存儲器4電連接，并通過使刺激產生裝置3產生刺激，且取得由腦波計測裝置2所計測出的后座乘員的腦波，從而選定刺激的參數，并且對睡眠時的刺激效果進行預測，從而將正在打盹兒的后座乘員的睡眠深度維持在淺睡眠的狀態(tài)的構件。圖2為，表示睡眠深度和睡眠狀態(tài)的變化之間的關系的圖。在圖2中，W、I、II、 III、IV為表示以國際標準而規(guī)定的睡眠深度，睡眠深度W表示睡醒的狀態(tài)(清醒狀態(tài))，睡眠深度I、II表示淺睡眠，睡眠深度III、IV表示深睡眠。如圖2所示，當后座乘員進入睡眠時，睡眠深度(睡眠狀態(tài))時時刻刻在發(fā)生變化。此時，在打盹兒等的短時間睡眠中，如果進入深睡眠則無法暢快地醒來。因此，當正在打盹兒的后座乘員的睡眠狀態(tài)達到深睡眠時， E⑶5從刺激產生裝置3產生刺激，從而使后座乘員不會進入深睡眠。圖3為，表示清醒時的刺激的種類/強度和刺激效果之間的關系的圖，圖4為，表示睡眠時的刺激的種類/強度和刺激效果之間的關系的圖。在圖3以及圖4中，A、B、C、D 分別表示不同種類或強度的刺激。如圖3以及圖4所示，根據刺激的種類或刺激的強度從而刺激效果會發(fā)生變化，且睡眠時，根據刺激的種類或刺激的強度從而睡眠狀態(tài)會發(fā)生變化。而且，如圖2所示，如果在睡眠深度達到了 III時給予刺激，則根據刺激的種類或強度從而睡眠深度會恢復到II或清醒。因此，為了將睡眠狀態(tài)維持在淺睡眠，從而需要對與刺激的種類或強度相對應的睡眠時的刺激效果進行預測，因此希望根據清醒時的刺激效果來預測睡眠時的刺激效果。因此，E⑶5對在清醒時和睡眠時給予了相同的刺激時在腦波中呈現出的刺激效果的腦波指標進行特定，并根據該特定的腦波指標，而制作出對清醒時的刺激效果和睡眠時的刺激效果進行變換的變換模型。在這里，對變換模型的制作進行詳細說明。首先，參照圖5，對在腦波中呈現出的刺激效果進行說明。圖5為，表示從給予刺激起到經過規(guī)定時間為止的腦波的圖，橫軸上表示了從產生(提示)刺激起的時間(sec)，縱軸上表示了腦波計測裝置2所計測出的腦波的輸出(μ V)。另外，橫軸的從產生刺激起的時間通常稱為潛伏時間。如圖5所示，腦波是通過腦波計測裝置2而對在人的頭部中所產生的極小的電位差進行計測而得到的，并且該腦波具有自發(fā)產生的腦波和相對于刺激而被誘發(fā)的腦波。而且，后者的相對于刺激而被誘發(fā)的腦波成為，表示刺激效果的腦波指標。因此，通過對腦波指標的潛伏時間和振幅進行計測，從而能夠對刺激效果進行評價。腦波指標通過其波峰(頂點)的極性、和從給予刺激起至呈現波峰為止的潛伏時間的組合而被表示。例如，NlOO表示，在潛伏時間100msec附近所觀測到的陰性(Negative) 方向的腦波指標，P200表示，在潛伏時間200msec附近所觀測到的陽性(Positive)方向的腦波指標。另外，當用曲線圖表示腦波時，一般情況下，成為陰性(Negative)向上，而陽性 (Positive)向下，并且認為，P成分表示對于刺激的判斷，而N成分表示對于刺激的單純反應。接下來，參照圖6，對在清醒時和睡眠時給予了相同的刺激時在腦波中呈現出的刺激效果的腦波指標進行說明。圖6為，表示相對于聲音刺激而產生的腦波指標的圖，其中， 圖6(a)表示在清醒時所計測出的腦波，圖6(b)表示在睡眠時所計測出的腦波。另外，圖 6(a)中所示的腦波能夠在清醒時以朦朧的狀態(tài)而對聲音刺激置若罔聞時進行計測，在圖 6(b)中所示的腦波能夠在睡眠時通過察覺聲音刺激而進行計測。對圖6(a)和圖6(b)進行比較可以了解到，當給予了相同的聲音刺激時，在清醒時和睡眠時的雙方均呈現出N350的腦波指標。因此，將N350特定為在清醒時和睡眠時給予了相同的刺激時呈現出的腦波指標，并通過對該腦波指標的潛伏時間和振幅等進行計測，從而能夠導出給予了相同的刺激時的、清醒時的刺激效果和睡眠時的刺激效果之間的關系。因此，E⑶5根據在清醒時和睡眠時給予了相同的刺激時呈現出的N350的腦波指標，而將清醒時的刺激效果和睡眠時的刺激效果之間的關系建立為數據庫，并存儲在存儲器4中。而且，ECU5參照所建立的數據庫，而制作出對清醒時的刺激效果和睡眠時的刺激效果進行變換的變換模型。另外，變換模型能夠通過利用神經網絡、遺傳-模糊系統(tǒng) (GA-Fuzzy)、馬氏田口系統(tǒng)(Mahalanobis-Taguchi System)、閾值處理等，而從所建立的數據庫中進行確定。接下來，對刺激參數的選定進行詳細說明。圖7為，表示對刺激的參數進行選定的方法的圖。如圖7所示，ECU5首先在后座乘員清醒時，對相對于各種參數的刺激而產生的刺激效果進行計測。刺激的參數為，對刺激的種類或刺激的強度等進行特定的參數，在聲音刺激的情況下，音聲、單音、機械音、音樂等成為與刺激的種類相關的參數，而音量、音壓、頻率等成為與刺激的強度相關的參數。接下來，E⑶5通過利用變換模型，而將所計測出的清醒時的刺激效果變換為睡眠時的刺激效果，從而對在睡眠時給予各種參數的刺激時的刺激效果進行預測。接下來，E⑶5根據睡眠時的刺激效果和睡眠狀態(tài)的變化之間的關系，而對呈現出所希望的刺激效果的刺激的參數進行選定，以使正在打盹兒的后座乘員的睡眠狀態(tài)被維持在淺睡眠的狀態(tài)。相對于刺激效果的睡眠狀態(tài)的變化具有“無效果”、“維持”、“恢復”、“清醒”這四個種類，“無效果”是指，即使給予刺激也沒有刺激效果的情況；“維持”是指，即使給予刺激睡眠深度也不會改變的情況；“恢復”是指，當給予刺激時睡眠深度向清醒方向變化的情況；“清醒”是指，當給予刺激時清醒的情況。因此，例如，當睡眠深度為II時，對呈現出睡眠狀態(tài)的變化成為“維持”的刺激效果的刺激的參數進行選定，并且當睡眠深度達到了 III時，對呈現出睡眠狀態(tài)的變化成為“恢復”的刺激效果的刺激的參數進行選定。另外，睡眠時的刺激效果和睡眠狀態(tài)的變化之間的關系，事先通過實驗等而被數據庫化。而且，E⑶5通過使刺激產生裝置3產生所選定的參數的刺激，從而使后座乘員的睡眠狀態(tài)維持在淺睡眠的狀態(tài)，以使正在打盹兒的后座乘員不會進入深睡眠。接下來，對本實施方式所涉及的車輛控制裝置1的處理動作進行說明。首先，參照圖8，對變換模型的制作處理進行說明。圖8為，表示變換模型的制作處理的流程圖。如圖8所示，首先，E⑶5通過使刺激產生裝置3產生聲音刺激，并由腦波計測裝置 2取得后座乘員的腦波輸出，從而對在清醒時和睡眠時給予了相同的刺激時在腦波中呈現出的刺激效果的腦波指標進行特定(步驟Si)。另外，在步驟Sl中，將N350的腦波指標特定為，在清醒時和睡眠時給予了相同的刺激時在腦波中呈現出的刺激效果的腦波指標。接下來，E⑶5在后座乘員清醒時使刺激產生裝置3產生聲音刺激，并取得由腦波計測裝置2所計測出的后座乘員的腦波輸出。而且，通過從所取得的腦波輸出中提取腦波指標，并對該提取的腦波指標的潛伏時間以及振幅進行驗證，從而對清醒時的刺激效果進行計測(步驟S2)。接下來，E⑶5在后座乘員睡眠時使刺激產生裝置3產生與步驟S2相同的聲音刺激，并取得由腦波計測裝置2所計測出的后座乘員的腦波輸出。通過從所取得的腦波輸出中提取腦波指標，并對該提取的腦波指標的潛伏時間以及振幅進行驗證，從而對睡眠時的刺激效果進行計測(步驟S3)。另外，ECU5建立由在步驟S2中所計測出的清醒時的刺激效果、和在步驟S3中所計測出的睡眠時的刺激效果構成的數據庫，并將該數據庫存儲于存儲器4中。而且，E⑶5參照所建立的數據庫，而制作對清醒時的刺激效果和睡眠時的刺激效果進行變換的變換模型，并結束變換模型的制作處理(步驟S4)。另外，變換模型的制作，如上文所述，通過利用神經網絡、遺傳-模糊系統(tǒng)(GA-Fuzzy)、馬氏田口系統(tǒng)、閾值處理等，而從所建立的數據庫中進行確定從而實施。接下來，參照圖9，對刺激參數的選定處理進行說明。圖9為，表示刺激參數的選定處理的流程圖。如圖9所示，首先，E⑶5在后座乘員的清醒時，使刺激產生裝置3產生各種的參數的刺激(步驟S6)。另外，如上文所述，刺激的參數具有，音聲、單音、機械音、音樂等與刺激的種類相關的參數，以及音量、音壓、頻率等與刺激的強度相關的參數。因此，ECTO從刺激產生裝置3，以對音量、音壓、頻率等刺激強度進行改變的方式而產生音聲、單音、機械音、音樂等種類的聲音刺激。接下來，ECU5通過取得由腦波計測裝置2所計測出的后座乘員的腦波輸出，并對在該腦波中呈現出的腦波指標的潛伏時間以及振幅進行驗證，從而對相對于在步驟S6中所產生的刺激而產生的刺激效果進行評價(步驟S7)。在這里，參照圖10，對評價清醒時的刺激效果的意義進行說明。圖10為，表示刺激和睡眠狀態(tài)的變化之間的關系的圖。如圖10所示，睡眠時，如果給予刺激則睡眠深度會發(fā)生變化，此外，隨著時間的經過睡眠深度也會時時刻刻發(fā)生變化。如此，由于在睡眠時每當產生刺激則睡眠狀態(tài)會發(fā)生變化，因此難以適當地對刺激效果進行評價。另一方面，由于在清醒時睡眠狀態(tài)為大致固定，因此能夠適當地對刺激效果進行評價。因此，在步驟S6以及步驟S7中，通過在清醒時，對相對于各種參數的刺激而產生的刺激效果進行評價，從而能夠在不受睡眠深度的變化的影響的條件下，對刺激本身的效果進行評價。而且，在步驟S7中，由于根據腦波計測裝置2的計測位置或后座乘員的身體狀態(tài)等從而即使對于同一個人而言腦波的輸出也會發(fā)生變化，因此根據特定的腦波的振幅而對刺激效果進行補正，并對清醒時的刺激效果進行評價。圖11為，用于說明刺激效果的補正的圖。如圖11所示，通常在清醒時的閉眼狀態(tài)等下所產生的α波等的特定的腦波的振幅不會較大程度地變化。因此，根據相對于該α 波的振幅的、腦波指標的振幅的相對變化量，而對刺激效果進行補正，并根據該補正后的刺激效果，而對清醒時的刺激效果進行評價。如果進行具體說明，則當如圖11(a)所示，將某時間點上的、α波的振幅設為A而將腦波指標的振幅設為B，并且如圖11(b)所示，將其他的時間點上的、α波的振幅設為A'而將腦波指標的振幅設為B'時，通過Β/Α以及B' / A'而對清醒時的刺激效果進行評價。通過此方式，能夠吸收由于腦波的計測方法或身體狀態(tài)等而導致的個人身體內部的差異。此外，由于在步驟S7中，即使吸收了因腦波的計測方法或身體狀態(tài)等而導致的個人身體內部的差異，但因根據人的不同腦波的輸出會發(fā)生變化，因此利用不取決于個人的絕對標準而對腦波的振幅進行標準化，從而對清醒時的刺激效果進行評價。圖12為，表示腦波指標的振幅和睡眠深度的變化量之間的關系的圖。如圖12所示，睡眠深度成為根據國際標準而不取決于個人的評價方法。因此，以睡眠深度的變化量作為標準而對腦波指標的振幅進行補正。通過此方式，能夠吸收個人之間的差異。接下來，ECU5利用變化模型，將在步驟S7中所評價的清醒時的刺激效果變換為睡眠時的刺激效果，并對在睡眠時給予了各個參數的刺激時的刺激效果進行預測(步驟S8)。而且，E⑶5根據睡眠時的刺激效果和睡眠狀態(tài)的變化之間的關系，而對呈現出所希望的刺激效果的刺激的參數進行選定，以使正在打盹兒的后座乘員的睡眠狀態(tài)被維持在淺睡眠的狀態(tài)，并結束刺激參數的選定處理(步驟S9)。另外，在步驟S9中所選定的刺激的參數成為，由刺激產生裝置3產生的刺激的初始值。接下來，參照圖13，對刺激產生處理進行說明。圖13為，表示刺激產生處理的流程圖。如圖13所示，在車輛控制裝置1中，首先，對正在打盹兒的后座乘員的睡眠深度進行預測，并對睡眠深度是否到達了 III進行判斷(步驟Sll)。在這里，參照圖14 圖16，對睡眠深度的預測方法進行說明。圖14為，表示相對于刺激的腦波指標的圖，圖15為，表示刺激的產生正時和睡眠深度之間的關系的圖，圖16 為，表示腦波指標有無出現和睡眠深度之間的關系的圖。如圖14所示，當由刺激產生裝置3產生刺激并對后座乘員給予刺激時，從由腦波計測裝置2所計測出的腦波輸出，而誘發(fā)反映被動性知覺的moo的腦波指標、和反映被動性認知的N350的腦波指標。然而，當以圖15的刺激B的方式而在淺睡眠狀態(tài)時給予刺激時，誘發(fā)moo的腦波指標和N350的腦波指標，相對于此，當以圖15的刺激A的方式在深睡眠狀態(tài)時給予刺激時，只誘發(fā)N350的腦波指標，而未誘發(fā)N350的腦波指標。因此，如圖16所示，E⑶5在后座乘員的睡眠時從刺激產生裝置3產生刺激，并在從由腦波計測裝置2所計測出的腦波中觀測到WOO的腦波指標和N350的腦波指標時，判斷為淺睡眠，而在雖然從由腦波計測裝置2所計測出的腦波中觀測到N350的腦波指標，但未觀測到moo的腦波指標時，判斷為淺睡眠。而且，當E⑶5判斷為睡眠深度達到了 III時(在步驟Sll中為是)，從刺激產生裝置3產生在步驟S9中所選定的參數的刺激(步驟S12)。接下來，E⑶5在對后座乘員的睡眠深度進行預測，并對睡眠深度是否向清醒方向恢復了一個階段進行判斷(步驟S13)。另外，步驟S13中的睡眠深度的預測，也與在步驟S12中進行說明的睡眠深度的預測同樣地，根據在對后座乘員給予了刺激時所呈現出的 NlOO以及N350的腦波指標有無出現而進行判斷。而且，當E⑶5判斷為睡眠深度未發(fā)生變化時(步驟S13中為否)，以使刺激的強度增強的方式而對刺激的參數進行變更(步驟S14)，并返回到步驟S12，而產生變更后的參數的刺激。另一方面，當E⑶5判斷為睡眠深度恢復了一個階段時(步驟S13中為是)，對后座乘員是否清醒進行判斷(步驟S15)。而且，當E⑶5判斷為后座乘員清醒時(步驟S15中為是)，結束刺激產生處理。另一方面，當E⑶5判斷為后座乘員未清醒時(步驟S15中為否)，對相同參數的刺激是否產生了預定次數進行判斷(步驟S16)。而且，當E⑶5判斷為相同參數的刺激僅產生了少于預定次數時(步驟S16中為 否)，則返回到步驟Sll并重復執(zhí)行上述的處理。另一方面，當ECTO判斷為相同參數的刺激產生了預定次數時(步驟S16中為 是)，對刺激的參數進行變更(步驟S17)。在這里，參照圖17，對變更刺激的參數的意義進行說明。圖17為，表示相對于相同的刺激的適應狀態(tài)的圖。如圖17所示，當產生預定的參數的刺激(圖17中的刺激A)時， 雖然在初次時呈現出較高的刺激效果，但是隨著產生次數的增加，后座乘員逐漸適應該刺激，從而該刺激效果逐漸降低。因此，通過在使相同參數的刺激產生了預定次數后，產生不同參數的刺激(圖17中的刺激D)，從而對刺激效果的降低進行抑制，進而給予適當的刺激效果。另外，對刺激的參數進行變更，以實現相對于變更后的參數的刺激而產生的刺激效果與相對于變更前的參數的刺激而產生的刺激效果為相同程度的刺激。而且，E⑶5在步驟S17中對刺激的參數進行變更后，返回到步驟Sll并產生該變更后的參數的刺激。如此，根據第一實施方式所涉及的車輛控制裝置1，通過對相對于刺激而在清醒時以及睡眠時共通地呈現出的刺激效果的腦波指標進行特定，從而能夠將清醒時的刺激效果和睡眠時的刺激效果關聯起來。通過以此方式，由于能夠在清醒時和睡眠時之間進行刺激效果的變換，因此能夠根據清醒時的刺激效果來變換睡眠時的刺激效果。而且，通過對在清醒時和睡眠時給予了相同的刺激時呈現出的腦波指標進行特定，從而能夠制作出對清醒時的刺激效果和睡眠時的刺激效果進行變換的變換模型，且通過利用該制作出的變換模型，從而能夠根據清醒時的刺激效果來預測睡眠時的刺激效果。 因此，通過根據刺激效果和睡眠深度的變化之間的關系來求出給予后座乘員的刺激，從而能夠控制后座乘員的睡眠深度，進而能夠使后座乘員的睡眠狀態(tài)維持在淺睡眠的狀態(tài)。此外，通過根據相對于特定的腦波的振幅的、腦波指標的振幅的相對變化量而對刺激效果進行補正，從而能夠排除腦波計測部的計測誤差及后座乘員的身體狀態(tài)等的影響，因而能夠適當地對睡眠時的刺激效果進行預測。而且，通過根據清醒時的刺激效果而對睡眠時給予的刺激的參數進行選定，從而在選擇給予后座乘員的刺激時，能夠排除后座乘員的睡眠狀態(tài)的變化的影響。而且，當使相同參數的刺激產生了預定次數時，通過對刺激的參數進行變更，從而能夠防止由于慣性而引起的刺激效果的降低。而且，通過根據相對于給予了后座乘員的刺激而產生的腦波的反應而對睡眠深度進行預測，從而能夠在不受睡眠深度的預測時期的影響的條件下，提高睡眠深度的預測精度。第二實施方式接下來，對第二實施方式進行說明。第二實施方式所涉及的車輛控制裝置為，在刺激參數的選定處理中，根據相對于不同參數的刺激而產生的刺激效果，而對在睡眠時給予的刺激的參數進行選定的裝置，尤其是，在刺激強度相同的刺激中選定刺激效果較高的刺激的參數的裝置。因此，在下文中，僅對刺激參數的選定處理進行說明。如圖9所示，在刺激參數的選定處理中，ECU5首先在后座乘員的清醒時，從刺激產生裝置3產生各種參數的刺激(步驟S6)。此時，如圖18所示，產生相同刺激強度且不同種類的刺激。接下來，ECU5通過取得由腦波計測裝置2所計測出的后座乘員的腦波輸出，并對在腦波中呈現出的腦波指標的潛伏時間以及振幅進行驗證，從而對相對于在步驟S6中所產生的刺激的刺激效果進行評價(步驟S7)。此時，在相同的刺激強度的刺激中，提取呈現出最高的刺激效果的刺激的參數。圖19為，表示相對于聲音刺激而產生的腦波指標的圖，其中，圖19(a)圖示了相對于50dB的音聲的刺激而產生的腦波指標，圖19(b)圖示了相對于50dB的單音的刺激而產生的腦波指標。此外，圖19為，表示相同強度且不同種類的刺激的圖。如圖19(a)以及圖19(b)所示，對在給予了 50dB的相同強度的刺激時的腦波指標進行觀察時，了解到如下情況，即，與相對于單音的刺激而產生的刺激效果相比，相對于音聲的刺激而產生的刺激效果更高。因此，E⑶5在步驟S7中，對相對于相同刺激強度的多個刺激而產生的刺激效果進行比較，并提取呈現出最高的刺激效果的刺激的參數。接下來，ECU5利用變換模型，將在步驟S7中進行了評價的清醒時的刺激效果變換為睡眠時的刺激效果，并在睡眠時給予了各個參數的刺激時的刺激效果進行預測(步驟 S8)。并且，在步驟S8中，使用在步驟S7中提取的刺激的參數。而且，E⑶5根據睡眠時的刺激效果和睡眠狀態(tài)的變化之間的關系，對呈現出所希望的刺激效果的刺激的參數進行選定以使正在打盹兒的后座乘員的睡眠狀態(tài)維持在淺睡眠的狀態(tài)，并結束刺激參數的選定處理(步驟S9)。由此，根據第二實施方式所涉及的車輛控制裝置，由于在相同刺激強度的刺激具有多個時，采用其中呈現出最高的刺激效果的刺激的參數，因此能夠有效地產生刺激。第三實施方式接下來，對第三實施方式進行說明。第三實施方式所涉及的車輛控制裝置為，在刺激參數的選定處理中，根據相對于不同參數的刺激而產生的刺激效果，而對在睡眠時給予的刺激的參數進行選定的裝置，尤其是，在刺激效果相同的刺激中選定刺激強度較低的刺激的參數的裝置。因此，在下文中，僅對刺激參數的選定處理進行說明。如圖9所示，在刺激參數的選定處理中，ECU5首先在后座乘員的清醒時，從刺激產生裝置3產生各種參數的刺激(步驟S6)。此時，如圖20所示，產生能夠通過不同刺激強度而得到相同刺激效果的刺激。接下來，ECU5通過取得由腦波計測裝置2所計測出的后座乘員的腦波輸出，并對在該腦波中呈現出的腦波指標的潛伏時間以及振幅進行驗證，從而對相對于在步驟S6中所產生的刺激而呈現的刺激效果進行評價(步驟S7)。此時，在能夠得到相同刺激效果的刺激中，提取刺激強度最低的刺激的參數。艮口， ECU5在步驟S7中，對能夠得到相同刺激效果的多個刺激的刺激強度進行比較，并提取刺激強度最低的刺激的參數。接下來，ECU5利用變換模型，而將在步驟S7中進行了評價的清醒時的刺激效果變換為睡眠時的刺激效果，并對在睡眠時給予了各個參數的刺激而產生的刺激效果進行預測 (步驟S8)。另外，在步驟S8中利用在步驟S7中所提取的刺激的參數。而且，E⑶5根據睡眠時的刺激效果和睡眠狀態(tài)的變化之間的關系，而對呈現出所希望的刺激效果的刺激的參數進行選定，以使正在打盹兒的后座乘員的睡眠狀態(tài)維持在淺睡眠的狀態(tài)，并結束刺激參數的選定處理(步驟S9)。如此，根據第三實施方式所涉及的車輛控制裝置，當能夠得到相同刺激效果的刺激具有多個時，通過選定其中刺激強度最低的刺激，從而能夠在不使刺激效果降低的條件下，選擇使給予未打盹兒的駕駛員等的煩擾降低從而不愉快的感覺更少的刺激。以上，雖然對本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式進行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述實施方式。例如，雖然在上述實施方式中，對后座乘員的睡眠狀態(tài)進行控制的情況進行了說明，但睡眠狀態(tài)的控制對象只要是乘坐車輛的人員則誰都可以，也可以為打盹兒的駕駛員、 或副駕駛座乘員等。此外，雖然在上述實施方式中，將本發(fā)明所涉及的刺激效果預測裝置搭載于車輛控制裝置上的情況進行了說明，但是例如在睡眠室中的睡眠用、或醫(yī)療設施中的醫(yī)療用等的各種領域中，也可以作為制作變換模型并對睡眠時的刺激效果進行預測，從而使被測者維持在淺睡眠的狀態(tài)的裝置。此外，雖然在上述實施方式中，對在車倆控制裝置1中制作變換模型的情況進行了說明，但是也可以用作如下裝置，即，預先對在清醒時和睡眠時給予了相同刺激時呈現出的腦波指標進行預測并制作出變換模型，并在車輛控制裝置1中，利用該制作出的變換模型，從而根據清醒時的刺激效果來預測睡眠時的刺激效果。此外，雖然在上述實施方式中，對根據相對于刺激而產生的腦波指標的觀測有無來判斷睡眠狀態(tài)的情況進行了說明，但是也可以如現有技術這樣，根據腦波中所含有的δ 波的含有率來進行判斷。產業(yè)上的可利用性根據本發(fā)明的刺激效果預測裝置、刺激效果預測方法以及車輛控制裝置，能夠對睡眠時的刺激效果進行預測。此外，根據本發(fā)明的睡眠深度預測裝置以及車輛控制裝置，能夠在不受睡眠深度的預測時刻的影響的條件下，高精度地對睡眠深度進行預測。而且，根據本發(fā)明的車輛控制裝置，能夠對乘員的睡眠深度進行控制。
權利要求
1.一種刺激效果預測裝置，具有刺激產生部，其對被測者給予刺激；腦波計測部，其對所述被測者的腦波進行計測；刺激效果預測部，其從在清醒時由所述刺激產生部給予了刺激時所述腦波計測部所計測出的腦波、和在睡眠時由所述刺激產生部給予了刺激時所述腦波計測部所計測出的腦波中，對相對于刺激而在清醒時以及睡眠時共通地呈現出的刺激效果的腦波指標進行特定。
2.如權利要求1所述的刺激效果預測裝置，其中，所述刺激效果預測部利用如下的變換模型，而根據清醒時的刺激效果來預測睡眠時的刺激效果，并根據刺激效果和睡眠深度的變化之間的關系來選擇給予被測者的刺激，其中，所述變換模型為，根據在清醒時和睡眠時給予了相同的刺激時呈現出的所述腦波指標而制作的、對清醒時的刺激效果和睡眠時的刺激效果進行變換的變換模型。
3.如權利要求2所述的刺激效果預測裝置，其中，所述刺激效果預測部根據特定的腦波的振幅，而對所述刺激效果進行補正。
4.如權利要求2或3所述的刺激效果預測裝置，其中，所述刺激效果預測部根據清醒時的刺激效果，而對在睡眠時給予的刺激的參數進行選定。
5.如權利要求4所述的刺激效果預測裝置，其中，所述刺激效果預測部根據相對于不同參數的刺激而產生的刺激效果，而對在睡眠時給予的刺激的參數進行選定。
6.如權利要求4所述的刺激效果預測裝置，其中，所述刺激效果預測部根據連續(xù)給予了特定參數的刺激時的刺激效果，而對在睡眠時給予的刺激的參數進行變更。
7.如權利要求1至6中的任意一項所述的刺激效果預測裝置，其中，所述刺激效果預測部根據相對于給予被測者的刺激的、腦波的計測結果，而對被測者的睡眠深度進行預測。
8.—種睡眠深度預測裝置，具有刺激產生部，其對被測者給予刺激；腦波計測部，其對所述被測者的腦波進行計測；睡眠深度預測部，其根據相對于給予被測者的刺激的、腦波的反應，而對被測者的睡眠深度進行預測。
9.一種刺激效果預測方法，包括在清醒時產生刺激并取得被測者的腦波的步驟；在睡眠時產生刺激并取得所述被測者的腦波的步驟；對相對于刺激而在清醒時以及睡眠時共通地呈現出的刺激效果的腦波指標進行特定的步驟。
10.如權利要求9所述的刺激效果預測方法，其中，利用如下的變換模型，而根據清醒時的刺激效果來預測睡眠時的刺激效果，并根據刺激效果和睡眠深度的變化之間的關系來選擇給予被測者的刺激，其中，所述變換模型為，根據在清醒時和睡眠時給予了相同的刺激時呈現出的所述腦波指標而制作的、對清醒時的刺激效果和睡眠時的刺激效果進行變換的變換模型。
11. 一種車輛控制裝置，具有 刺激產生部，其對乘員給予刺激； 腦波計測部，其對所述乘員的腦波進行計測；刺激效果預測部，其從在清醒時由所述刺激產生部給予了刺激時所述腦波計測部所計測出的腦波、和在睡眠時由所述刺激產生部給予了刺激時所述腦波計測部所計測出的腦波中，對相對于刺激而在清醒時以及睡眠時共通地呈現出的刺激效果的腦波指標進行特定， 并且，利用如下的變換模型，而根據清醒時的刺激效果來預測睡眠時的刺激效果，并根據刺激效果和睡眠深度的變化之間的關系來選擇給予乘員的刺激，其中，所述變換模型為，根據在清醒時和睡眠時給予了相同的刺激時呈現出的所述腦波指標而制作的、對清醒時的刺激效果和睡眠時的刺激效果進行變換的變換模型。
全文摘要
一種刺激效果預測裝置、睡眠深度預測裝置、刺激效果預測方法以及車輛控制裝置，所述刺激效果預測裝置具備刺激產生裝置(3)，其對后座乘員給予刺激；腦波計測裝置(2)，其對后座乘員的腦波進行計測；存儲器(4)；ECU(5)，其從在清醒時由刺激產生裝置(3)給予了刺激時腦波計測裝置(2)所計測出的腦波、和在睡眠時由刺激產生裝置(3)給予了刺激時腦波計測裝置(2)所計測出的腦波中，對相對于刺激而在清醒時以及睡眠時共通地呈現出的刺激效果的腦波指標進行特定，并且，ECU(5)利用如下的變換模型，而根據清醒時的刺激效果來預測睡眠時的刺激效果，并根據刺激效果和睡眠深度的變化之間的關系來選擇給予后座乘員的刺激，所述變換模型為，根據在清醒時和睡眠時給予了相同的刺激時呈現出的腦波指標而制作的、對清醒時的刺激效果和睡眠時的刺激效果進行變換的變換模型。
文檔編號A61M21/02GK102596303SQ20108004829
公開日2012年7月18日 申請日期2010年3月11日 優(yōu)先權日2009年10月30日
發(fā)明者濱口剛, 重藤和英, 飯塚尚司 申請人:豐田自動車株式會社