DE102014103762B4 - Schlafphasenwecker - Google Patents
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Abstract
Schlafphasenwecker mit einer Sensorik zur Ermittlung der aktuellen Schlafphase einer schlafenden Person (3) und einer Weckvorrichtung zur Abgabe von Weckreizen während oder zu Beginn einer gewünschten Schlafphase, wobei die Sensorik eine Steuerung aufweist, die eine durch Bewegungen der schlafenden Person (3) auftretende Änderung zu detektieren und hieraus die Schlafphase, in der sich die schlafende Person (3) befindet, zu bestimmen vermag und konstante Werte und niedrige Schwankungen als NREM-Phase und Werte mit größerer Schwankung als REM-Phase interpretiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensorik ein in unmittelbarer Nähe zur schlafenden Person (3) befindliches schmiegsames Wärmeprodukt (1) mit wenigstens einem stromdurchflossenen Heizleiter genutzt wird und die Steuerung die Bewegungen der schlafenden Person (3) über auftretende Änderungen der elektrischen Eigenschaften des Heizleiters oder eine Änderung des Dielektrikums im Nahbereich des Heizleiters zu detektieren vermag.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Schlafphasenwecker nach dem Oberbegriff einer der Ansprüche 1 oder 3.
- Der Schlaf eines Menschen wird durch verschiedene Schlafphasen charakterisiert. Dies ist im so genannten zweiten Schlafstadium ein Wechsel von Non-REM-Phasen (NREM) und REM-Phasen, wobei der Mensch in der REM-Phase aktiver ist und üblicherweise mit mehr oder weniger großer Erinnerung hieran träumt. In der NREM-Phase dagegen wird die Muskelaktivität weitgehend zurückgefahren, der Mensch liegt ruhig im Bett und befindet sich im Tiefschlaf. Mit zunehmender Schlafdauer wird der Schlaf dann weniger tief und die Aktivität der schlafenden Person nimmt zu.
- Diese Schlafphasen werden genutzt, um Personen sanft zu wecken, da sich herausgestellt hat, dass ein Aufwecken in der NREM-Phase als unangenehm empfunden wird. Daher beschreibt die
DE 42 09 336 A1 ein Verfahren zum schonenden Wecken des Schlafenden in der gewünschten Schlafphase. Ein ähnliches Verfahren beschreibt dieUS 2005/0012622 A1 - Diese Verfahren setzen eine Vorrichtung mit einer Sensorik, z. B. im Falle der
DE 42 09 336 A1 in Form einer Pulsuhr, ein, mit der der Zustand der schlafenden Person ermittelt wird. Dies hat jedoch den Nachteil, dass die Person diese Uhr tragen muss und natürlich die Funktion ausfällt, wenn sie vergisst, den Sensor anzulegen. Auf ähnliche Weise, mit dem gleichen Nachteil, weckt die Vorrichtung gemäß derDE 19811 206 A1 die Person. - Die
EP 1 139 187 B1 beschreibt wiederum ein ähnliches Verfahren, hier wird jedoch ein optischer Bewegungssensor eingesetzt, um die Bewegung der Person zu erkennen. Auch dieses Verfahren setzt eine zusätzliche Sensorik voraus, die im Raum installiert werden muss. Obwohl hier keine Gefahr besteht, dass die Person das Anlegen des Sensors vergisst, ist der Montageaufwand doch nachteilig und der im Raum befindliche Sensor, selbst wenn er lose an einem Ständer befestigt ist, wird oft nicht gerne gesehen. - Aus der
US 4 359 626 A ist ein schmiegsames Wärmeprodukt bekannt, bei dem ein Heizleiter in Abhängigkeit der Präsenz einer Person ein- oder ausgeschaltet wird. Aus derUS 2011/0291842 A1 - Aus der
DE 20 2013 009 227 U1 ist eine Heizdecke bekannt, die eine schlaftiefenabhängige Steuerung aufweist. Hierbei wird die Heizleistung in Abhängigkeit der Schlaftiefe automatisch eingestellt. Aus derUS 5 948 303 A beschreibt eine Temperatursteuerung für ein Bett, bei der zeitgesteuert die Temperatur der Liegefläche veränderlich gesteuert wird. Aus derWO2012/153263 A1 - Die
DE 102 11 114 A1 beschreibt eine Heizvorrichtung mit einer Sicherheitsvorrichtung, die eine optimierte Fehlererkennung im Zusammenhang mit der aufgebrachten Heizleistung aufweist. - Die genannten bekannten Vorrichtungen weisen entweder den Nachteil auf, dass zur Ermittlung der Schlafphase eine externe, teils aufwändige Sensorik benötigt wird, oder dass eine Schlafphasenerkennungs- oder Weckfunktion nicht vorhanden ist.
- Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Schlafphasenwecker zu schaffen, der auf einfache Weise ohne lästigen Aufwand die Schlafphasen erkennen kann.
- Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch einen Schlafphasenwecker nach Anspruch 1 oder durch einen Schlafphasenwecker nach Anspruch 3 gelöst.
- Der erfindungsgemäße Schlafphasenwecker setzt auf schmiegsame Wärmeprodukte, so wie sie zum Beispiel aus der
DE 10126 066 A1 bekannt sind, auf. Diese Wärmeprodukte sind zum Beispiel als Wärmeunterbett ausgebildet. Solche Unterbetten bestehen aus einer dünnen, weichen Schicht, in die Heizleiter in Form von elektrischen Leitern oder auch von Wasserleitungen für Warmwasser eingebettet sind. - Die schmiegsamen Wärmeprodukte werden in der Praxis genutzt, um das Bett vor oder beim Einschlafen anzuwärmen und so dem Benutzer das Einschlafen zu erleichtern oder angenehm zu machen. Nach einiger Zeit schaltet der die Steuerung das schmiegsame Wärmeprodukt dann entweder zeitgesteuert oder auch leistungs- oder temperaturgesteuert ab. Anschließend wird das schmiegsame Wärmeprodukt dann üblicherweise nicht mehr benötigt, da die entstehende Körperwärme ausreicht, um einen angenehmen Schlaf zu genießen.
- Erfindungsgemäß wird die dann vorhandene, aber nicht genutzte Sensorik nun zum Aufbau eines Schlafphasenweckers genutzt. Dies setzt die Erkenntnis voraus, dass eine Sensorik sowohl zum Heizen des schmiegsamen Wärmeproduktes als auch zur Erkennung der Schlafphase genutzt werden kann. Ferner ist wird diese Sensorik bei Kombination beider Funktionen üblicherweise hintereinander eingesetzt, so dass sie die Funktionen untereinander nicht stören, obwohl es sogar möglich wäre, den Schlafphasenwecker auch unter Beibehaltung der Heizleistung zu betreiben. Schließlich kann sogar die Heizleistung als Weckeinrichtung genutzt werden, da eine Person in einem zu warmen Bett üblicherweise wach wird.
- Die Erfindung ist bei einem elektrisch betriebenen schmiegsamen Wärmeprodukt so umgesetzt, dass als Sensorik das in unmittelbarer Nähe zur schlafenden Person befindliche Wärmeprodukt genutzt wird. Dieses kann ein Unterbett, aber natürlich auch eine Heizdecke oder Ähnliches sein und weist wenigstens einen stromdurchflossenen Heizleiter auf. Das schmiegsame Wärmeprodukt ist dann mit einer ohnehin üblicherweise vorhandenen Steuerung versehen, die nun nicht nur die Heizleistung regelt sondern auch die durch die Bewegungen der schlafenden Person auftretende Änderung des Dielektrikums in Nahbereich des Heizleiters und die damit einhergehende Änderung der elektrischen Eigenschaften des Heizleiters zu detektieren vermag.
- Als Sensorsignal kann jedes über den Heizleiter erkennbare, mit der Bewegung der Person in Verbindung stehende Signal, beispielsweise die Induktivität, der elektrische Widerstand und/oder die Umgebungskapazität oder eine Kombination hieraus genutzt werden. Zusätzlich kann eine Zeitsteuerung eingesetzt werden, um die Person bei unruhigem Schlaf nicht zu früh zu wecken. Der Aktivitätsmodus des Schlafphasenweckers kann dabei über eine Uhr wahlweise eingestellt werden.
- Bei einem alternativen Wärmeprodukt wird die schlafende Person über wenigstens eine, wasserdurchflossene Heizleitung gewärmt. Hier sind üblicherweise in den schmiegsamen Wärmeprodukten Drucksensoren verbaut, die aus Sicherheitsgründen zur lokalen Ermittlung des Drucks in der Heizleitung genutzt werden. Diese können dann ebenfalls genutzt werden, um die Bewegungen der schlafenden Person anhand der auftretenden Druckänderungen zu detektieren und hieraus die Schlafphase, in der sich die schlafende Person befindet, zu bestimmen.
- Bei allen Verfahren werden konstante Werte und niedrige Schwankungen unterhalb eines Toleranzbereiches als NREM-Phase und Werte mit größerer Schwankung als REM-Phase interpretiert. Bevorzugt speichert dabei die Steuerung die Anzahl der ermittelten Schlafphasen zumindest inkrementell ab, so dass der Weckprozess erst nach Durchlaufen wenigstens einer Tiefschlafphase eingeleitet werden kann.
- Die Weckvorrichtung kann unterschiedliche Mittel zum Wecken nutzen. Dies kann eine akustische Weckvorrichtung, eine optische Weckvorrichtung oder auch die Heizfunktion selbst sein. Auch eine Kombination hieraus ist möglich.
- Eine bevorzugte Ausgestaltung des Schlafphasenweckers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Weckvorrichtung erst nach dem erstmaligen Durchlaufen einer NREM-Schlafphase aktiviert wird. Ferner kann es gewünscht sein, den Traum zu Ende träumen zu können, also als störend empfunden werden, aus einem Traum herausgerissen zu werden. Um dies zu vermeiden kann die Weckvorrichtung erst nach dem Ende einer auf eine NREM-Schlafphase folgenden REM-Schlafphase aktiviert werden.
- Das schmiegsame Wärmeprodukt umfasst bevorzugt eine Steuerung mit einer Heizsteuerung und einer Wecksteuerung, wobei nach Abschalten einer initialen Heizwirkung infolge des Erreichens einer maximalen oder gewählten Heizperiode oder einer maximalen Heiztemperatur über eine Schaltvorrichtung die Wecksteuerung über eine Schaltvorrichtung aktiviert wird.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen.
- In den Zeichnungen zeigt:
-
1 eine Ausgestaltung eines Schlafphasenweckers und -
2 ein Funktionsdiagramm der wesentlichen Funktionsbauteile des Schlafphasenweckers nach1 . - In
1 ist ein erfindungsgemäßer Schlafphasenwecker als Kombination mit einem schmiegsamen Wärmeprodukt1 als Wärmeunterbett dargestellt. Dieser weist als Ruhefläche für eine schlafende Person3 das auf einer Matratze eines Bettes2 aufliegende Wärmeunterbett auf, das natürlich auch unmittelbar die Matratze bilden könnte. - Die schlafende Person wird bei Ermittlung eines geeigneten Weckzeitpunktes, zum Beispiel am Ende einer REM-Schlafphase, über akustische Weckvorrichtung
5 , beispielsweise Lautsprecher oder ein Weckradio, oder auch über optische Weckeinrichtungen4 , zum Beispiel einer Lampe oder einem automatischen Hochziehen eines Rollladens, geweckt. -
2 zeigt die einzelnen Funktionen des Systems in einem Blockschaubild. Das Bett2 mit dem darauf liegenden schmiegsamen Wärmeprodukt1 wird als Wecker genutzt. Hierzu wird das Signal des Heizleiters verwendet, der mit einer Schaltvorrichtung8 verbunden ist. Diese schaltet zwischen einer Heizsteuerung6 zur Steuerung der Heizleistung und einer Wecksteuerung7 zum Aktivierung der optischen Weckvorrichtung4 oder der akustischen Weckvorrichtung5 um, wenn die Heizleistung nicht mehr benötigt wird oder sich ein gewünschter Weckzeitraum nähert. - Bei Ermittlung eines geeigneten Weckzeitpunktes durch eine hinreichende Bewegungsaktivität der schlafenden Person
3 wird dann die von der optischen Weckvorrichtung4 und/oder der akustischen Weckvorrichtung5 gebildete Weckeinrichtung aktiviert. - Die Erfindung betrifft die oben dargestellte Vorrichtung mit den einzelnen Merkmalen und den vorstehend beschriebenen, optionalen Merkmalen. Ein Kernpunkt ist die Steuerung der Weckvorrichtung
4 ,5 über die Ermittlung der Schlafphase anhand der ohnehin vorhandenen elektrischen Mittel innerhalb des schmiegsamen Wärmeproduktes1 . Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung die Nutzung eines schmiegsamen Wärmeproduktes1 als Weckvorrichtung4 ,5 oder zum Aufbau einer solchen Weckvorrichtung4 ,5 sowie eines Verfahrens zum Wecken mit einer Vorrichtung, die die oben beschriebenen Merkmale aufweist. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Schmiegsames Wärmeprodukt
- 2
- Bett
- 3
- Schlafende Person
- 4
- Optische Weckvorrichtung
- 5
- Akustische Weckvorrichtung
- 6
- Heizsteuerung
- 7
- Wecksteuerung
- 8
- Schaltvorrichtung
Claims (9)
- Schlafphasenwecker mit einer Sensorik zur Ermittlung der aktuellen Schlafphase einer schlafenden Person (
3 ) und einer Weckvorrichtung zur Abgabe von Weckreizen während oder zu Beginn einer gewünschten Schlafphase, wobei die Sensorik eine Steuerung aufweist, die eine durch Bewegungen der schlafenden Person (3 ) auftretende Änderung zu detektieren und hieraus die Schlafphase, in der sich die schlafende Person (3 ) befindet, zu bestimmen vermag und konstante Werte und niedrige Schwankungen als NREM-Phase und Werte mit größerer Schwankung als REM-Phase interpretiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensorik ein in unmittelbarer Nähe zur schlafenden Person (3 ) befindliches schmiegsames Wärmeprodukt (1 ) mit wenigstens einem stromdurchflossenen Heizleiter genutzt wird und die Steuerung die Bewegungen der schlafenden Person (3 ) über auftretende Änderungen der elektrischen Eigenschaften des Heizleiters oder eine Änderung des Dielektrikums im Nahbereich des Heizleiters zu detektieren vermag. - Schlafphasenwecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessenen elektrischen Eigenschaften des Heizleiters die Induktivität, der elektrische Widerstand und/oder die Kapazität ist.
- Schlafphasenwecker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das schmiegsame Wärmeprodukt (
1 ) auf einem Bett (2 ) der schlafenden Person (1 ) aufliegt, wobei die Weckvorrichtung zumindest eine akustische Weckvorrichtung (5 ) und/oder zumindest eine optische Weckvorrichtung (4 ) umfasst. - Schlafphasenwecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung die Schlafphasen zumindest inkrementell aufzeichnet und derart ausgebildet ist, dass die Weckvorrichtung erst aktiviert wird, wenn zumindest eine erste NREM-Schlafphase festgestellt wurde.
- Schlafphasenwecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung derart ausgebildet ist, dass die Weckvorrichtung nach einer NREM-Schlafphase aktiviert wird.
- Schlafphasenwecker nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung derart ausgebildet ist, dass die Weckvorrichtung nach dem Ende einer auf eine NREM-Schlafphase folgenden REM-Schlafphase aktiviert wird.
- Schlafphasenwecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung eine Heizsteuerung (
6 ) und eine Wecksteuerung (7 ) umfasst, wobei nach Abschalten einer initialen Heizwirkung infolge des Erreichens einer maximalen oder gewählten Heizperiode oder einer maximalen Heiztemperatur über eine Schaltvorrichtung (8 ) die Wecksteuerung (7 ) aktiviert wird. - Schlafphasenwecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung als Weckvorrichtung genutzt wird.
- Schlafphasenwecker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung eine Zeitschaltuhr aufweist, über die der Benutzer einen frühesten Zeitpunkt der Aktivierung der Weckvorrichtung einstellen kann.
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