用於喚醒使用者的系統的製作方法

2023-07-27 14:02:26

專利名稱：用於喚醒使用者的系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於喚醒使用者的系統，其包括用於產生刺激作用以喚醒使用者的警報裝置。本發明還涉及一種用於上述系統中的鬧鐘。
背景技術：
如上限定的系統的實例是公知的鬧鐘。這樣的鬧鐘能夠令使用者設定該使用者希望醒來的時間。在由使用者設定的時間，鬧鐘產生喚醒使用者的聽覺信號，例如蜂音或無線電節目的聲音。

發明內容
本發明的目的是提供一種開頭段落中限定的類型的改進系統。為此，根據本發明的系統的特徵在於，該系統還包括用於測量環境參數的傳感器裝置，適於在所述環境參數值的基礎上調整所述刺激作用的至少一個屬性的警報裝置。以這種方式實現了這種情況，即根據本發明的系統對環境參數進行考慮以確定喚醒使用者的方式。本發明基於這樣的理解，即喚醒個人的最佳方式可以取決於系統外部的特定參數。具體地說，使用者的身體參數可能影響醒來的容易程度和使用者在這樣醒來後的一天中的行動。睡眠的研究顯示出睡眠是主動的、高度有組織的活動序列和生理情況。事實上睡眠由兩個單獨的和顯然不同的狀態構成『眼睛並不快速運動的睡眠』(NREM睡眠)和『眼睛快速運動的睡眠』(REM睡眠)或做夢睡眠。NREM式與REM式睡眠彼此不同的程度和它們與清醒狀態不同的程度一樣大。
基於由睡眠者產生的腦波的大小和速度，NREM睡眠被進一步分成階段1-4。NREM睡眠的階段3和4具有最大和最慢的腦波。這些大的慢波被稱為δ波，並且所結合的階段3和4的睡眠經常被稱為『慢波睡眠』或『δ睡眠』。
在REM睡眠期間，你能看到睡眠者的眼睛在閉合的眼瞼下面四處移動。一些科學家認為眼睛移動成與夢的視覺圖像有關的圖案。在REM睡眠中我們幾乎是完全麻痺的-只有心臟、隔膜、眼肌和平滑肌(例如腸和血管的肌肉)沒有REM睡眠的麻痺。
科學家已經試著確定什麼類型的睡眠是最深的睡眠。為了這樣做，他們測量需要多大的噪聲或其他變更的刺激作用來將睡眠者從各種類型的睡眠中喚醒。總是有可能喚醒正在睡眠的某人，相反，就說某人處於昏迷之中。然而，階段3和4的睡眠中的人們需要最大的刺激作用以便醒來。因此，這段睡眠經常被認為是『深的睡眠』。還有，在階段3和4的NREM睡眠中分泌了大量突發的生長激素。因此，認為這些睡眠階段將身體從清醒時的活動的勞損和消耗中恢復過來。REM睡眠中的人們也會是很難喚醒的，但是這種結論是可變化的-有時甚至最輕微的噪聲也可以喚醒REM睡眠中的人。不過，因為經常很難將人從REM睡眠中喚醒，所以許多科學家也認為REM睡眠是『深的』睡眠階段。
圖1中所示的圖形被稱為睡眠圖表(hypnogram)。使睡眠圖表概括了睡眠的實驗室記錄。這種特別的睡眠圖表示出年輕的健康成人的一般夜晚睡眠是怎樣組織的。注意到怎樣將夜晚構製成NREM睡眠與REM睡眠交替發生的不同階段，而大部分慢波睡眠發生在夜晚的第一部分，並且大部分REM睡眠發生在最後的部分。NREM睡眠和REM睡眠循環地交替發生在整個夜晚。除了在特定的病態情況中，睡眠的夜晚以大約80分鐘的NREM睡眠開始，隨後是大約十分鐘的REM時期。然後，這種90分鐘的NREM-REM循環在夜晚中重複大約3-6次。在夜晚的連續循環中，階段3和4的量減少，並且由REM睡眠佔據的循環部分傾向於增加。關於睡眠研究的廣泛信息可以在Pacific SleepMedicine Services(www.sleepmedservices.com)和Sleep HomePages(www.sleephomepages.org)處獲得。
本發明的一個成果是提供了一種喚醒系統，該喚醒系統能夠考慮上述類型的參數，並因此能夠調整醒來刺激作用的屬性。具體地說，可以測量代表使用者的睡眠階段的參數。例如，溫度傳感器可以測量使用者的體溫，並且從它推斷出睡眠階段。睡眠研究已經顯示出在REM睡眠中體溫並不是穩定的。因此，對應於低溫的顫抖現象在REM睡眠中停止，對應於高溫的出汗現象也是一樣。其結果是，只要REM睡眠持續下去，某人的體溫就會朝周圍溫度偏移。因此，通過測量使用者的體溫，並且將它與周圍溫度相比較，該系統就可以推斷出睡眠階段。為此，可以設置溫度計，例如與被褥成一體或者以用於遠程測量的紅外線傳感器為基礎。另一種方案或者附加的是，可以測量其他的身體參數，例如心率、呼吸率和血壓、皮膚電活動(galvanic skinactivity)、肌緊張性或者身體靈活性。
依據推斷的睡眠階段，可以調整醒來刺激作用的屬性。例如，如果系統推斷出使用者處於NREM階段3或4，與其他階段中所用的聲級相比較，聲級就會增大。作為另一個實例，喚醒的瞬間可以在特定的時間間隔內改變，以使其與特別的睡眠階段相一致。為此，由使用者設定的醒來時間解釋為該使用者最遲必須醒來的時間。系統具有特定的自由度以改變確切的喚醒瞬間，例如它可以從結束於使用者選定的喚醒時間的半小時間隔中選擇適當的瞬間。可選擇地，這個間隔的長度可以由使用者例如從零到六十分鐘的範圍中更改。
為了精確地確定使用者的睡眠階段，可能需要在醒來時間之前的特定時期中保持不同身體參數的記錄。例如，系統可以紀錄隨時間而變的體溫，並且推斷出與所得的睡眠圖表不同的階段。通過在不同瞬間比較溫度水平並將它們繪製在普通的睡眠模型上，例如繪製在圖1的睡眠圖表上，系統就可以知道哪些溫度代表著特定的睡眠階段。
根據本發明的系統的實施例的特徵在於，該系統還包括使用者可操作的裝置，該裝置用於確定使用者在哪個睡眠階段中醒來。喚醒使用者的最佳瞬間在人與人之間可能是不同的。從NREM中醒來的研究對象報告說他們比從REM中醒來時處於「較淺」的睡眠中。這表示了人們從NREM睡眠中醒來的難度較低，在這樣醒來之後的時期中這導致了較好的行動情況。然而，人們可能同樣非常優選在REM睡眠中醒來，例如，因為這能使他們更容易地回憶起他們的夢，或者只是因為這使他們以後感覺更好。本實施例能令使用者指出他們希望在哪種階段中醒來。例如，如果使用者優選在REM睡眠中醒來，則一旦REM睡眠階段發生在前述的間隔中，系統就將產生喚醒刺激作用。


通過非限制性實例，參考下文描述的實施例，將使本發明的這些和其他方面變得明顯和得以說明。其中圖1表示了睡眠圖表，其包括在一般的夜晚睡眠的狀態和階段的順序；圖2表示了作為根據本發明的系統的實例的鬧鐘系統；圖3表示了根據本發明調整醒來時間的方法的流程圖。
具體實施例方式
圖1表示了睡眠圖表，其包括在一般的夜晚睡眠的狀態和階段的順序。不同的狀態和階段的含義已經在前言部分進行了討論。
圖2表示了作為根據本發明的系統的實例的鬧鐘系統。
鬧鐘201包括用於顯示時間值即當前時間，或者在設定醒來時間時顯示這一醒來時間的分段顯示器。鬧鐘201還包括警報裝置203，其包括揚聲器，用於產生聽覺刺激作用以喚醒使用者。使用者可以選擇所述刺激作用是否為蜂音或者無線電節目。為此，設置了使用者可操作的選擇裝置(未示出)。設置天線204以接收無線電節目。設置了無線電調諧器、用於控制調諧器和音量的裝置以及用於設定(醒來)時間的裝置，但是所述裝置是常規的並且在圖2中並未示出。鬧鐘系統還包括連接到鬧鐘201上的溫度計205。警報裝置203能夠藉助於溫度計205監測使用者的睡眠階段，如本申請的前言部分中所討論的。根據所述睡眠階段，鬧鐘系統可以適應醒來刺激作用的屬性。取決於使用者可操作的開關206的狀態，鬧鐘或者調整刺激作用的音量，或者調整刺激作用的產生時間。如果使用者已經選擇了音量，並且如果使用者在醒來時間處於NREM階段3或4，則鬧鐘201相對於正常音量增大音量，該正常音量由使用者可操作的音量控制的狀態確定。如果使用者在醒來時間處於另一個階段中，則應用正常音量。
開關207和208隻有當開關206處於『時間』狀態時才是可操作的。通過開關207，使用者可以選擇他希望在哪個睡眠階段醒來。他可以從五個階段中選擇REM、NREM階段1、NREM階段2、NREM階段3和NREM階段4，這些階段已經在前言部分中作了描述。
通過開關208，使用者可以設定他希望醒來的時間間隔的長度。如果該間隔被選擇為三十分鐘，鬧鐘系統可以調整這一間隔內的醒來時間，該間隔的結尾與使用者選擇的醒來時間一致。如果在該間隔中並未檢測到所需的睡眠階段，則在該間隔的結尾即正常的醒來時間，無論如何都會將使用者喚醒。
圖3中表示了這一過程。在初始步驟301中，致動鬧鐘系統。在步驟302中檢測醒來間隔是否已經開始。如果在這種情況下，在步驟303中檢測使用者是否處於他希望醒來的睡眠階段中。如果在這種情況下，使用者事實上在步驟305中醒來。如果使用者並不處於想要的階段中，在步驟304中檢測醒來間隔是否差不多結束。如果在這種情況下，不管睡眠階段怎樣，無論如何都會將使用者喚醒。在所有其他的情況下，該過程無限地重複。
可選擇地，在同時的過程中，該系統在整個睡眠時期中監測使用者的身體參數，例如體溫，以便獲得在具體瞬間使用者所處階段的精確指示。通過及時將身體參數在不同點進行比較，並且將結果與一般睡眠模式的睡眠圖表和/或關於使用者的睡眠行為的統計記錄進行比較來將其實現。
概括地說，本發明涉及一種鬧鐘系統。根據本發明的系統包括用於測量環境參數的傳感器裝置。具體地說，監測使用者的身體參數，以便確定他處於哪個睡眠階段。依靠推斷的睡眠階段來調整醒來刺激作用的性質，例如刺激作用的音量或刺激作用的產生瞬間。
雖然已經參考特定的所示實施例對本發明進行了描述，但是有可能在本發明概念的範圍內作出變型和修改。因此，例如，取代了身體參數或除了身體參數之外，根據本發明的系統也可以考慮其他的環境參數，例如房間溫度、光亮條件、環境噪聲等。例如，如果環境噪聲很高，醒來刺激作用的聲級就可能增加。如果房間溫度很高或很低，該系統就可以決定並不在REM睡眠過程中喚醒使用者，因為在那種狀態下體溫不能良好地調節，這可能在醒來後導致不舒服的感覺。在本說明書的全文中，術語『環境』具有『在喚醒系統外部』的意思，因此環境參數可以是使用者身體的參數，或例如光亮條件、背景噪聲等周圍參數。
動詞「包括」和其結合的使用並不排除存在不同於權利要求中限定的那些的元件或步驟。通過包括幾個不同的元件的硬體，並且通過合適地編程的計算機，可以實現本發明。在裝置權利要求中列舉了幾個裝置，這些裝置中的幾個可以由某人和這種硬體實施。
『電腦程式』理解成的意思是任何軟體產品，該軟體產品存儲在例如軟盤的計算機可讀介質上，可通過例如網際網路的網絡下載，或者能以任何其他方式在市場上得到。
權利要求
1.一種用於喚醒使用者的系統，其包括用於產生刺激作用以喚醒使用者的警報裝置，其特徵在於，該系統還包括用於測量環境參數的傳感器裝置，該警報裝置適於在所述環境參數值的基礎上調整所述刺激作用的至少一個屬性。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述刺激作用包括聽覺刺激作用，所述屬性是所述聽覺刺激作用的聲級。
3.根據權利要求1或2所述的系統，其特徵在於，所述屬性是產生所述刺激作用的時刻，該警報裝置適於在預定的間隔內調整所述時刻。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的系統，其特徵在於，該環境參數是使用者的身體參數。
5.根據權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述身體參數代表使用者的睡眠階段。
6.根據權利要求5所述的系統，其特徵在於，所述身體參數是使用者的體溫。
7.根據從屬於權利要求3的權利要求4或5所述的系統，其特徵在於，該系統還包括使用者可操作的裝置，該裝置用於確定使用者在哪個睡眠階段中醒來。
8.根據權利要求7所述的系統，其特徵在於，該系統還包括使用者可操作的裝置，該裝置用於設定所述預定間隔的起始時間和結束時間。
9.一種用於根據權利要求1至8中任一項所述的系統中的鬧鐘，其包括用於產生刺激作用以喚醒使用者的警報裝置，其特徵在於，該鬧鐘還包括用於從傳感器裝置中接收環境參數值的裝置，該警報裝置適於在所述環境參數值的基礎上調整所述刺激作用的至少一個屬性。
10.根據權利要求9所述的鬧鐘，其特徵在於，其還包括所述傳感器裝置。
11.一種用於根據權利要求1至8中任一項所述的系統中的傳感器裝置，該傳感器裝置能夠測量環境參數值，並且能夠將該值傳送到鬧鐘。
12.一種電腦程式產品，其用於在合適的計算裝置上執行時使所述計算裝置構成根據權利要求1至8中任一項所述的系統。
全文摘要
本發明涉及一種鬧鐘系統(201)。根據本發明的系統包括用於測量環境參數的傳感器裝置(205)。具體地說,監測使用者的身體參數,以便確定他處於哪個睡眠階段。醒來刺激作用的性質依靠推斷的睡眠階段來調整,這些性質例如為刺激作用的音量或刺激作用的產生瞬間。
文檔編號G04G99/00GK1388921SQ01802499
公開日2003年1月1日 申請日期2001年6月14日 優先權日2000年6月22日
發明者K·尤登科 申請人:皇家菲利浦電子有限公司