JPS5944680A - 目覚時計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は目覚時計に関するものである。

目覚めを快適なものとするために目覚時計に種々の工夫
が為されているが、その内最も一般的なものとし、てけ
音圧レベルを次第に小さい方から大きな方へ変化させる
方法がある。しかしながら音圧の変化では必ずしも生理
的に快適といえるものではなかった。また音圧レベルの
変わりに目覚音の周波数を段階的に変えて刺激の質に変
化を与えるものがあったが、しかしながら、かかるもの
も人間の生理的な面に対しては何ら考慮がなされていな
かったため快適な目覚めを得ることができなかった。

本発明はこれらの点に鑑みて為されたもので、その目的
とするところは生理的に極めて良好で快適な目覚め与え
ることのできる目覚音を発する目覚時計を提供するにあ
る。

まず本発明の原理となる人聞の１匝眠について説明する
。一般に１匝眠のメカニズムは、ぼんやり眠い状態の第
１ステージ（２〜８分）、浅い眠りの状態の第２ステー
ジ（２〜８分）、すやすや眠る状態の第３ステージ（３
０〜■分）、ぐっすり深い眠りに入った状態の第４ステ
ージ（３０〜５０・分））、車番≠＝谷及び脳は第１ス
テージにあるが、肉体は緊張がとけるレム睡眠（１０〜
５０分）が、覚醒状態から第１ステー、；→第２ステー
ジ→第３ステージ→第４ステージ→第３ステージ→第２
ステージ−レム・１東眠−・君２ステージ−・・Ａ３ス
テージ−４１４ステージの往復順を１１ノイクルとして
繰り返えされ、各ステージにおいて１ｈ１（眠者にソフ
トな刺激分与えると第２ステージへ睡眠が移行する。こ
の、ａ２スデージからのｇ蔵めが般もスムーズで快適で
あるといわれている。同、上述の第４ステージ→第３ス
テージ−第２ステージへの移行時間は前１ホした時間よ
りかなり短いとされている。

第１１Δ（ａ）〜（ｅ堕昂奮ぜる覚醒時、第ｌスデージ
時、第２ステージ時、第３ステージ時、ｒ；ｉ！　４ス
テ一ジ時の脳波を夫々示し、同図において縦１噛をＩＪ
ば波の据幅、イｔ１軸を時間と−４−る。さて第１（剥
（ｂ）の８１４１ステージの彼ノに口α波と称佑らノＬ
１このα波は約８〜１２１１ｚσ月ｍ波帷１）見分で重
信は約５０／７Ｖとなる。°まだ同ＩＭＩ　（Ｃ）の第
２ステージの波形はθ波と称せられ、このθ波は約４〜
８［（ｚＩ７）周波数成分で重信は上述のαｄｕ以下の
面位である。同図（ｄ）のＪ３ステージの波形は基本的
ＶＣはθ波であるが１０〜２０秒１ｊＪＩ　ｉ昌Ｉ　Ｆ
ｆｈ　’ｔ’　１〜３　＃Ａ／ＩｔＪ１１２〜１４ト■
ｚの紡蝋波Ｓが図示するように呪われる。同区１ｔｅノ
の、Ａ４ステージの波形はγ波と称せられ、約ｊ〜４１
１ｚテージで見られた紡錘波は存在しない。

さて本発明者達は音圧レベルをＩＬ　ＩＶｆ　ＳのＡ特
性の５９ｄＢ程度に一定にして睡眠中の人間に各種の周
波数１戊分の目覚音を聞かせた際の脳波の変化を測定し
てみると、第２図（ａ）〜（ｆ）Ｋ示すような結果が得
られた。

つまり第２図（ａ）〜（ｆ）の太実線の左側が音を囲か
せる以前の脳波であり、右側が音を聞かせる以後の脳波
を示している。同図（ａ）は１２５Ｈ２の音を囲がせた
場合を示し、この場合音を聞かせる前後の脳波の周波数
成分が共に２．５Ｈｚであってその周波数比はｌＪ−な
っており、脳波に変化が生じず睡眠状態には変化がなか
った。まだ同図（ｂ）は２５０Ｈｚの音を囲かせた場合
を示し、この場合は音を聞かぜる前後の脳波の周波数成
分が２゜５ｌ−ＩＺから３Ｈ２Ｋ変化し。

て周波数比は１．２となっており、多少の脳波に変化が
生じるが、やはりｒ睡眠状態には変化がなかった。同図
（Ｃ）Ｉ″１５００１−１ｚの音を聞かせた場合を示し
、この場合は音を聞かせる前後の周波数成分が２．５〜
３．３Ｈｚから５１（ｚに変化してその周波数比は１．
５〜２と変わっており、’ｒ：′ｒに周波数成分から考
察すル（！：睡眠状態が第２ステージへ移行しているこ
とが分る。同図（ｄ）け１０　（ｌ　０ｆ４Ｚの斤を聞
かせた場合を示し、この場合は音を聞かせる前後の周波
数成分は：３、３Ｈｚから５〜１６ｌ−１ｚに変化し、
周波数比は１．５〜４．８のように変化し、：睡眠状態
から第１ステージ状態つ寸り覚醒状態に移行し２ている
。また同図（ｅ）ｔま２０００Ｈ２の音を聞かせた場合
を示し、この場合は汁を聞かせる前後の周波数成分３．
３Ｈｚから１６．７１４．ｚ七なっており、その周波数
比ｉｄ：　５．　Ｌｔ−１２となり、１１π眠状態から
覚醒状態に移行している。１だ史に、同図（ｆ）け４０
００Ｈ２の音を聞かせた場合を示し、この場合は周波数
成分が４　Ｈｚから１６ＨｚｖＣｉ化して周波数比が４
となっており、やはりｒｌｌ［眠状岬から覚醒状態に移
行している。

このように睡眠中の人に各種の周波数の音をＩＪｌｌか
せた場合、１垂眠状態が色々と変化するわけであるが、
この実験から分ったことＩ′１５００Ｈ２の音を聞かせ
ると、目覚めが最もスムーズで快適であるとされている
第２ステージに睡眠状態へ移行−Ｆ’　ルコとである。

また１０００１−（ｚより大きい周波数の音では第２ス
テージ以外あっても起きてしまい、快適な目覚めにはな
らないことである。

このような人間の生理的な現象の特長に鑑みて本発明目
覚時計では目覚音の周波数を段階的に変え、しか′４．
第１音を５００Ｈ２近傍としたのである。

以下本発明を実施例によって説明」−る。第３図は−実
剣例の回路図を示しており、図中１１）は基本周波数３
２．７６８１（Ｈｚの信号を発振する発振回路で、この
発振回路（１）の周波数信号は例えば立下がりでトリガ
されるＴ型フリッづフロラづＴＦ、〜１１　ｂｍ、５か
らなる分周回路（２）で分周され、後述の目覚音の信号
や、時計機構の、駆動パルスを形成中る。（３）は分周
回路（２）の最終段のＴ型フリツづフロラづＴＦ、５の
出力端を示し７、この出力！端からは１１．（Ｚの）万
３助パルスが出力する。（４）は七−夕波形整形回路で
、この七−夕波形整形回路（４）は前記、駆動パルスか
ら運針用同期パルス七−タ（５）を駆動するだめの複１
４ンの信号を整形作成するようなっている。（６）〜（
９）は分周回路（２）の’、Ｕ　ｔ（ｌｉフリッづフロ
ラづＩＩＩ　Ｆ３〜Ｔ　ｉ、１６の各分周段出力ヤニ反
出１−為の出力鴫で、；６）の出力；４Ａからｔ１第４
図（ａ）に示す４０９６Ｈ２のパルス信号が、まだ（７
）の出力１’ｉＭからｆｉ　ｉＡ’Ｚ　４　ｉｇｌ　（
１））に示す２０４８Ｈ２（７）パ１１．ス信号が、史
に（８）の出力喘からはｒｌ＜　４　＋ｇｌ　（Ｃ）に
示−ｔ　１０２４Ｈｚノパルス信号が、更にまた（９）
の出力幅）からはｍ　４　＋ｇｌ　（ｄ）に示す５　］
、　２１−■ｚのパルス信号が夫々出力する。これら出
力端（６）〜（９）の出力の内アントゲ−１−１１０）
には全ての出力が、寸だアンドゲート（１１）には出力
端（７）、（８）の出力が、（財）にアシトゲ−１−Ｌ
１２＋には出力喘（７）の出力が入力し、夫々℃アシド
ゲート（１０）、（１１）、（１２）に周波数切換回路
（３０）からの出力Ｄ　％　Ｆｊ、Ｆが入力したときに
目覚音作成用の合成信号を夫々のアシドゲート１０１、
（１１）、（１２）より出力するようになっている。つ
まり出力りがアンドゲート１１０１に入力中には第４図
（ｅ）に示すようにアシトゲ−）　ｔ＋ｏｌより５１２
ｌ−ＩＺのバ１しス信号が観デユーティで出力し、また
アンドゲート山）に出力Ｅが入力中にはアンドゲート（
１１）より第４図（ｆ）に示すように１０２４１（Ｚの
パｊしス信号が揄デユーティで出力し、また史にアンド
ゲート（１２）に化カドが入力中には第４図（ｇ）に示
すように２０４８１−１２のパルス信号が基デユティで
出力−Ｊ−るようになってし）る。（１９）はアラーム
スイッチで、このアラームスイッチ千！ｌ　！ｌ）は時
計機構の目安機構で作動するスイッチで、予め設定しで
ある時刻に達するとオンし、アラームセットスイッチ（
１８）を介して１）型フリツづフロラづ２０）の入力４
子りに″［Ｉ“レベル・の信号を瓜力し、その立上がり
でＱ出力を／／　Ｈ／／レベルにセットする本のである
。、ｆ）型フリ・ソづフロ・ソづ’２（＋）はアラーム
スイッチ２０）のチセタリンク防止を防止するだめのも
ので、そのＱ出力はアシトゲ−１−（２］）に入力し２
て、前記分周回路（２）のＩＨ２の４８号をアコノドテ
ート（２１）を介して６４秒カウンタ（２２）に入力さ
せるようになっている。６４秒カウンタ（２２）は７段
の′ｒ築フリ゛ソづフロラづから形［戊さｆＬ６４周の
１．ｔｌ、Ｚの信号をカウントアツプする塵にノアゲー
ト（２８）を介し７て周波数切換回路（３ｕ）ヘクロツ
クを与えるだめのものであり、カラシトアラづ時に出力
する信号でｔｔ、−Ｓフリッづフロラづ（２０をセット
し、そのＱ出力でカラシト内容をリセットするようにな
っている。周波数切換回路（３（力は２段の′Ｖ型フリ
ツプフロツ′：５しＩ３）、：３Ｉ）からなる２ピツＩ
・の力ｒ〉ンタからｔｆ’？成され１段目のＴ・Ｗフリ
ツつフロラづし１））の出力か前述の出力１しとなり、
また２段目のＴをフリツづフロラ−５に＋ｎ）の出力が
出力Ｆとなっており、史に両出力Ｉす、Ｆのノアゲート
（３２）による演Ｊ？、出力か出力［）となる。つ捷り
、１１面目のクロックをカウコノトするまでの１田は出
力りが”Ｈ”レベルとなり、次に１１周口のりＤ・ツク
をカウントすると出力Ｂが／／　ｒｔ　／／　、ベルと
なり、四に２個目のクロックをカウントすると出力Ｆが
／／　Ｈｉｔレベルとなるようになっている。、Ｉ４）
は各アクトゲート（Ｉ０）、（１１）、（１２）から出
力してオアゲート１１３）を介し２て入力する合成され
た信号をｌ）　Ｂｊｉフリツづフロ・・ノづ２０）のＱ
出力が“Ｈ“レベルのとき、つまりアラームスイッチ２
０）がオシになった後に始めて＋ＩＱｊ過させるだめの
ものである。１１６）はアシトゲ−１”　Ｆｊ４）、イ
シバータ（１５）を通過り、た合成信号をＪｇ幅する増
幅用トランジスタで、この増幅用］・ランジスタ）１６
）の出力でスピーカ（１７）を駆動し、各種の目覚音を
発ｉ（βさせるようになっている。

次に第３図回路の動作を説明する。

今・　アラームセットスイッチ（１８）力量オフ伏１に
あるとすると、アラームスイッチ１１９）がオンしても
１〕型フリツづフロラづ測がセ１υトさｔｔなし）だめ
Ｑ出力は“Ｌ“しベルのままとなり、従ってアント□グ
”−ト（１４）より、アンドゲートｔＩＯ＋から出力す
る第４区１（ｅ）の合成信号は出力しない。つ、）り目
覚音は発生し２ない状態にある。またイシバータ（２３
）の／／　１１　／／レベ１し出力は周波数切換回路（
３０）の′ｒ型フリ・ソづフロラづ（２９１，３１）を
リセットするとともにオアゲート（２４）を介して６４
秒カリンク□□□をリセットする。

次にアラームセラ１−スイッチ！１８）を第５図（ａ）
のようにオンしたアラームセット吠純におＧ１て、設定
時刻になりアラームスイッチ０９）が第５図（ｂ）のよ
うにオンすると、Ｄ型フリツづフロラづ（２０）は８２
Ｈｚのり０ツクの立上りによってＤ入力端子の信号、つ
まりこの場合はＮＨ＃レベル信号を収込んでＱ出力とし
て出力する。従ってアントゲ−ｔＪ］ｌ介して分周回路
（２）のＩＨｚの出力は６４秒カウンタ固に入力する。

−・方アシトゲ−［１４）の一方の入力はＤ型フリップ
フロッづシ０）のＱ出力で−Ｈｓレベルとなるためオア
ゲート（１３）の出力が通過することになる。ここで周
波数切換回路（ｙ））のＴ型フリツづフロツーｊｔ２９
＋、ｅ＋＋の各出力はｔ　Ｌｓレベルであるため、第５
図（ｅ）のようにノアゲート（３粉のゲート出力が＼Ｈ
＃レベルとなり、アシトゲ−９−＋１（１１のゲート出
力がオアゲート（＋３１金介して出力することになる。

そのときスピーカ（１ηで発鳴される目覚音は第４図（
ｅ）に対応した周波数が５１２Ｈｚで、音圧しベルが低
い（７０ｄＢ程）音となる。第５図（ｈ）のｒＡＪ区間
が１段目の合成信号がアンドゲート０４）より出力して
いる区間を示す。さて、６４秒カウンタ（２２）が６４
個のＩＨｚの信号ｔカラシトすると、６４秒カウンタ（
２２より第５図（ｄ）に示す出力が発生し、この出力パ
ルスはノアゲート辺ヲ介して周波数切換回路例に入力す
ることになり、周波数切換回路■））は第５図（ｆ）の
ように１段目のＴ型フリップフロツづ四の出力Ｅ１％Ｈ
’レベルとする。従って第５図（ｅ）のようにノアゲー
ト□□□のゲート出力ＤｄＥ’Ｌ〃レベルとなり、アン
ドゲート（１０）の出力は喚し〃レベルとなる。一方ア
ンドゲート（川はゲートが開きアンドゲート（１すより
第４図（ｆ）に示す合成信号が出力することとなり、こ
の出力＆−１オアゲー１−　（＋３１、アンドゲート（
１４）金通禍し、スヒーカθηケ駆動させる。この駆動
によってスピーカ（１７）より発ぜられる目覚音け１０
２４Ｈｚの周波数の音で、音圧しベルは９．０ｄＢ以上
となる。第５図（ｈ）のｒＢＪ区向け２段目の合成信号
がアンドゲート（１４）より出力している区間を示す。

ところで上述のように６４秒カウンタ翰の出力パルスが
出力すると、Ｒ−Ｓフリップフロップ（２５）ヲセット
し、そのＱ出力ｖ　％　Ｈ＃レベルとし、オアゲート（
２４１’ｒ：介して６４秒カウンタ（２２）ｋリセット
する。ここでＲ−Ｓフリツづフロツブ（２５１け８２Ｈ
７の信号でリセットがかけられてＱ出力を″Ｌ〃レベル
に戻すようになっているもので、６４秒カウンタ（２２
’ｔリセツトするリセットパルス（３２Ｈｚの約半分の
時間）全確保する友めのものである。さて６４秒カウン
タ（＠はリセット後再びＩＨｚの信号を６４個カウント
すると、出力パルスを発生し、ノアゲート測を介して周
波数切換回路（３０）に入力させて周波数切換回路＋３
０）　’！ｉ＝カリントアップさせ、該周波数切換回路
ｔｇｏ）の１段目のＴ型フリッづフロラｊ　＋２９＋の
出力Ｅｆ’Ｉ−’に、又２段目のＴ型フリップフロツづ
３１）の出力Ｆｆｊｆニー■＃レベルとする。従ってア
ンドゲート（１ｏ）及び（１りの出力は″″Ｌ〃Ｌ〃レ
ベル、一方アシトゲート（１匂がらＵ第４図（ｇ）に示
す信号が出力することになる。

この信号はオアゲー１１３）、アンドゲート０４）ヲ介
してスじ一力（１ηを駆動し、目覚音を発鳴させる。こ
のときの目覚音は２０４８Ｈｚの周波数の音となり、音
圧レベル１ｌ−ｉ更に」１昇して１００ｄＢ以上となる
。さて出力Ｆが蟻Ｈｌレベルとなると、ノアゲート測の
出力は１■２〃レベルに固定されそれ以後の６４秒カウ
ンタ（図の出力パルスによる周波数切換回路（３Ｉ］）
のカラシトを停止させ、２０４８Ｈｚの目覚音の発鳴全
リセットがかかる捷で継続させる。

目覚音の発鳴を市めたい場合にはアラームセットスイッ
チθ８）ヲオフさせるとよく、このアラームセットスイ
ッチ（１ｇ）がオフに々ると、イシ７Ｓ−タ（ｚ３）の
出力が−Ｈ＃レベルとなって、６４秒カウンタ（２ｚ）
をオアゲートｔ２４）　’ｊ＜介してリセットするとと
もに、周波数切換回路［３Ｌ＋）の各Ｔ型フリッづフロ
ップ便９Ｈ３１＋をリセットする。一方り型フリップフ
ロツーｊ＆Ｑ！のＤ入力端子の入力がへＬ〃レベルとな
り、Ｑ出力が一■、＃に反転する。従ってｌｌ−１ｚの
イ菖りがアンドゲート伐１）ヲ介して６４秒カウンタ（
２乃に入力しなくなると共にアンドゲートＨの出力が′
Ｉ、ルベルに固定され、目覚音の発鳴が停止することに
々る。また目覚音がアラームセットスイッチθ９）のオ
フによって停止されない場合には特旨１ａ構の働きによ
ってア、ラームスイッチ（１ｑ）が一定時間経過後にオ
フして、Ｄ型フリッづフロラプレ０）の。出方を１Ｌ”
レベルに反転させ、上述のようにアシドゲート（１４）
の出力を５Ｌ〃レベルに固定し、目覚音の発鳴全停止さ
せるようになっている。

ところでン６！はスヌーズスイッチで、このスヌーズス
イッチ（財）はオシさせる度にＤ型フリッづフロラづ伐
ηのＱ出力’１　蟻Ｈ＃レベルにし、ノアゲート＠ｌ介
して６４秒カウンタ（イ）と同様にクロックを周波数切
換回路（叫に与えるようになっているもので、オンする
ごとに目覚音の周波Ｖと、音圧レベルとを切換わるよう
になっている。但し８段目の［１覚音に切１１ａわった
後はアラームセットスイッチ（１８）がオフされるか、
アラームスイッチ（Ｉ９）がオフされる寸で目覚音の周
波数及び音圧レベルが変化しないのけ言うまでもない。

本発明に設定時刻にオンするアラームスイッチのオン信
号によって目覚音を所定時間ずつ段階的に周波数を高い
方に笈゛えながら発鳴させる目覚音発生手段を備え、１
段目の目覚音の周波数を約５００Ｈｚ近傍に設定しであ
るので、第１段目の目覚音で目覚めが生理的にも極めて
良好、快適に行なえるような第２ステージに睡眠状態を
移行させることができ、しかも次設からの高い周波数の
目覚音によって快い確実な目覚めへ導くことができると
いう効果金臭する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｅ）、第２図（ａ）〜（＋）は本発明
の原理説明図、第８図は本発明の一実施例の回路図、第
４図（ａ）〜・（ｇ）及び第５図（ａ）〜（ｈ）は同上
のタイムチャートであり、（絢は周波数切換回路である
。 第１図 （ｂ） （ｅ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｉｌｌ　　設定時刻にオンするアラームスイッチのオン
   信号によって目覚音を所定時間ずつ段階的に周波数を高
   い方に変えながら発鳴させる目覚音発生手段を備え、１
   段目の目覚音の周波数を約５００Ｈ，ｚ近傍に設定し２
   て成ることを特徴とする目覚時計。 （２）最終段の目覚音の周波数を約２０　（１０１（Ｚ
   近傍と【２て成ることを特徴とする特許請求の範囲ル１
   項記載の目覚時計。