睡眠模式附件的制作方法

专利名称：睡眠模式附件的制作方法
技术领域：
本发明涉及便携式单元的测量附件，并且具体地涉及测量附件与 主单元之间的交互。
背景技术：
目前，人们已经知道了 一些为了帮助使用者达到某种生理状态或 帮助使用者实现与体育锻炼相关的某种目标而与使用者交互的系统.
例如，在市场上出售的生物反馈设备经由传感器监测使用者生理 状态并且使用音乐或声音作为给使用者的反馈，以便于有利于使用者 进入睡眠状态'
这种系统的一个缺点是它们往往体积庞大、价格高昂，并且它们 中的大多数还不便于携带。另 一个缺点是它们基本上被构建来仅仅执 行生物反馈的功能。
其他反馈设备(诸如在WO2006/050512中公开的反馈设备)描述 了一种用于生理数据的可听化的方法和设备，其中使用心率、肌肉张 力、血流量和其他参数来影响所播放的音乐或声音的节拍或例如当执 行特定锻炼时刺激使用者增加体育训练速率.
虽然这种设备提供了想要的便携性，但是，除了改变所播放的音 乐或声音的节拍之外，使用者不能通过他或她的生理状态来影响便携 式反馈单元的状态，
今天，除了生物反馈和便携式反馈系统以外，已知的还有监测生 理参数(诸如已经提及的心率、肌肉张力、脉搏、温度和其他参数) 的便携式测量设备.
例如，日本专利申请JP2005034547公开了一种测量和控制人的保
健数据的保健系统，其中该系统含有包括用于测量生理参数的感测 部件的手表、包括移动电话的接收部件和在主计算机上显示从移动电 话接收到的测得的数据的远程显示部件.
便携式测量设备的另一个例子是在US2005/0256416中描述的心率
设备，其中腕表中集成了心率传感器，并且其中使用不同的颜色显示
5心率的状况。此外，腕表还可以表示对移动电话的来电呼叫.
由JP2005034547公开的系统和在US2005/0256416中的心率设备 两者的缺点是缺乏从监测系统到监测系统的使用者的控制功能，此外， 不清楚记录的生理数据是否会对测量系统或设备本身的状态具有任何 影响.
本发明旨在消除现有技术中所述缺点的至少一部分.

发明内容
这些缺点是通过用于诱发使用者产生目标生理状态的便携式设备 而被消除的，其中该设备包括至少一个用于接收表示使用者当前生理 状态的测量数据的接收器、用于处理接收到的测量数据的处理单元以 及至少一个音频输出单元和存储器，其中处理单元被设置成通过将处 理过的接收到的测量数据与存储器中表示明确定义的生理状态的预定 义数据进行比较来检测使用者当前生理状态，其中处理单元被设置成 根据测量的实际生理状态经由音频输出单元来输出音频数据并且根据 使用者将要被诱发的目标生理状态来调整音频数据的输出.
用这种方式，通过能够被使用者带到任何地方的轻质便携式设备， 能够容易地诱发使用者产生想要的生理状态(诸如放松、睡眠、高度 的注意力集中或其他状态).同时使用者的实际生理状态也影响便携 式设备的状态.
根据本发明的另一方面，现有技术的缺点是通过用于诱发使用者 产生目标生理状态的系统而被克服的，该系统包括便携式主单元和附 件单元，其中主单元包括至少一个用于从附件单元接收表示使用者当
前生理状态的测量数据的接收器、用于处理接收到的测量数据的处理 单元、至少一个音频输出单元和存储器，其中处理单元被设置成通过 将接收到的测量数据和存储器中的已知数据进行比较来确定使用者当 前生理状态并且根据测量的生理状态从音频输出单元输出音频数据， 其中附件单元包括用于测量表示主单元的使用者的当前生理状态的数 据的感测单元和把测得的数据传送到主单元的发射器。
根据本发明的又一方面，已知技术的缺点是通过附件单元克服的， 使用所迷附件单元来诱发使用者产生目标生理状态，其中该附件单元 包括用于测量表示使用者当前生理状态的数据的感测单元、用于经由无线链路传送测得的数据的发射器，并且其中附件单元进一步包括用 于无线地接收对测量的时间间隔进行控制的控制信号的接收器.
在此需要注意的是，附件单元尤其适用于与之前描迷过的便携式 设备共同使用并且尤其适用于在上面描述过的诱发使用者产生目标生 理状态的系统中，
根据本发明的又一方面，已知技术的缺点是通过使用便携式主单 元来诱发使用者产生目标生理状态的方法而被克服的，所述方法包括
步骤
a) 接收表示主单元的使用者的当前生理状态的测量数据；
b) 处理接收到的测量数据；
c) 通过将经过处理的接收到的测量数据与存储器中表示明确定义 的生理状态的预定义数据进行比较来检测使用者当前生理状态；
d) 通过音频输出单元输出音频数据；
e) 根据使用者将要被诱发的目标生理状态来调整音频数据的输出。
在此应当注意的是，之前描述过的便携式设备尤其适用于实施根 据上面描述的本发明的方法步骤.
最后且根据本发明的另一方面，已知技术的缺点是通过使用便携 式单元来诱发使用者产生目标生理状态的计算机程序而被克服的，所 述计算机程序包括指令集用于
a) 接收表示主单元的使用者的当前生理状态的测量数据；
b) 处理接收到的测量数据；
c) 通过将经过处理的接收到的测量数据与存储器中表示明确定义 的生理状态的预定义数据进行比较来检测使用者当前生理状态；
d) 通过音频输出单元输出音频数据，以及
e) 根据使用者将要被诱发的目标生理状态来调整音频数据的输出。
在此还应当注意的是，计算机程序尤其适用于执行上述方法步骤 并适用于在根据之前描述过的本发明的便携式设备中被执行.
通过阅读在下面的下述详细描述，将更清楚地理解这些和其他优

图1示出在根据本发明的一个实施例的主单元和附件中用于放松
和用于诱发睡眠模式的系统，
图2示出放松装置和附件的第二实施例，
图3示出根据本发明的方法的实施例的步骤。
具体实施例方式
图1示出借助主单元130和与装置130相连接的附件单元120使 用户放松和诱发使用者IIO产生睡眠模式的系统100,
在这个例子中的使用者110在他或她的手腕上戴着腕带形式的附 件单元120,其中传感器附件记录使用者的脉搏率并将测量数据发送到 主单元130。附件单元UO还可以是腕表的一部分或包括维可牢尼龙搭 扣(Velcro)带.这里的要点是，附件单元120应当与使用者的手腕 牢固地接触，以便于能够准确地测量使用者的脉搏率.
在该例子中，附件单元120经由例如无线电链路、蓝牙、红外线、 IEEE 802系列(例如，带有子标准a、 b、 g或n的.ll、 .15、 .16)连
接之类的无线链路或一些其他无线连接标准(只要其适用于传输数字 数据或模拟数据)连接到主单元130.但是，在腕带120和主单元l30 之间的链路也可以是经由铜缆或光纤缆或一些其它适当的有线连接的 有线链路。应当注意的是，正如红外数据通信领域技术人员所知，当 使用红外链路时，合理的视线角和距离应当被保持在附件单元120和 主单元130之间，
与传感器附件相隔一段距离放置的主单元130经由主单元的接收 器140从附件单元120中接收测量信号或数据.
作为对接收到的表示使用者当前生理状态的测量信号或数据的反 应，主单元130保持目前的操作模式或改变为睡眠模式。如果使用者 IIO的心率下降到某个被预定义的值，睡眠模式就被激活，其中主单元 130例如可以切换到带有抚慰的或放松的音乐的模拟式或数字式无线 电台。在主单元130配备有存储器的情况下，主要音乐也可以播放存 储在其存储器(未示出)中的音乐或声音，
除了是无线电单元以外，主单元130还可以包括任何能够进行无 线电或数据通信并产生声音或音乐的其他设备，此外，主单元130不是只配备有接收器140，还包括用于控制附件单元120的发射器(未示 出)，以便于控制测量间隔或测量方法.如果使用者想要达到诸如放 松、睡眠和其他状态(诸如注意力集中或创造力)之类的某个目标生 理状态，那么发射器也是有用的，以使得测量开始时，主单元130可 以向附件单元发送信号。
还应当注意的是，除了对脉搏率的测量以外，测量使用者生理状 态的其他装置也是可能的。这些测量(诸如对心率、呼吸率或其他涉 及身体放松的生理参数的测量)可以导致附件单元120的稍有不同的 构造并设置为躯干束带(torso band)和/或装备有麦克风。
除了上面的变形以外，附件单元120 —经使用者开始穿戴就可以 适于开始测量表示使用者当前生理状态的数据.
现在转到图2,在图中示意性地示出了根据本发明的第二实施例的 便携式主单元200和相关附件单元270。
主单元200包括配备有收发器210的便携式终端200、至少一个音 频输出单元220、至少一个显示器230、处理单元240、存储器250和 使用者接口 260。
在此，术语"便携式"应当被解释成具有使得能够用人手携带的 重量和尺寸.
主单元的附件单元270包括至少一个测量传感器270和发射器 280。除了这两个元件以外，附件单元270在运行于与便携式终端200 连接的无线链路的情况下还包括电源(未示出)。
下面，将详细解释便携式终端200及其附件270的功能， 借助收发器210，便携式终端200接收表示使用者当前生理状态的 测量数据，其中附件单元270的测量传感器280记录测量数据.作为 优选的，这种数据可以是模拟式或数字式信号.借助发射器290，测量 数据(诸如使用者110的脉搏率)被传送到便携式终端200的接收器 210。但是，如果例如需要通过终端200控制采样间隔的改变(如果被 记录的脉搏率信号要被数字化)或者要实现一些其他参数的改变，那 么便携式终端270也可以包括接收器，该接收器可以与发射器280集 成在一起，如果要通过主单元200启动测量，那么也可以使用接收器， 在这个例子中，如果从附件单元270接收到的测量信号是以模拟形式 接收的，那么处理单元240就可以对该接收到的测量信号执行数模转换并对其做一些进一步的处理(诸如放大和滤波)，以便于能够在后 续处理阶段中获得准确的处理结果。
图2中的处理单元240还可以被连接到存储器250,其中存储了不 同音乐或声音形式的和与已知的人类生理状态有关的某些符号图或阈 值形式的数据。存储器250可以是诸如FLASH-ROM或非快闪ROM之类 的内部ROM (只读存储器)，或一种诸如存储卡、硬盘、SIM卡或一些 本领域技术人员知晓的嵌入式RAM-存储器之类的RAM (随机存取存储 器)。就存储器250中的数据、音乐和声音而言，可以被预先存储到 存储器中，也可以被便携式终端200的使用者下栽并定义.在接收器 210处接收到的并且在处理单元240中被处理的信号与存储器中的阈 值进行的比较会给出关于附件单元的使用者的实际生理状态的线索。 此后，处理单元240可以采取适当的行动，例如在便携式终端200的 音频输出单元220上播放来自存储器250的音乐和/或在便携式终端 200的显示器230上显现由附件单元270记录的接收到的测量数据，如 果主单元200的附件单元270还包括耳机，那么可以经由耳机播放音 乐或声音.
此外，如果检测到使用者的状态发生了改变(诸如脉搏率、心率 或呼吸率降低)，那么也可以改变便携式单元200的状态.便携式单 元200可以通过降低音乐或声音的音量和/或减緩音乐或声音的播放速 度来表达它自身这种改变了的状态.该改变了的状态还可能导致减弱 对便携式单元200的显示器220的背景照明。
除了上面提及的元件以外，主单元200还包括使用者接口 260，以 允许使用者从他或她希望达到的不同目标生理状态(诸如放松状态、 睡眠状态或注意力集中或提高的创造力的状态)中进行选择以指定一 些例子.此外，通过使用显示器230,使用者可以经由使用者接口 260 对表示他或她当前生理状态的数据的测量时间间隔进行定义.但是， 这预先假定了附件单元270另外包括能够从主单元200中接收关于测 量间隔的长度的控制信息的接收器(未示出).但是，根据需要，使 用者也可以把测量方法设置成是间歇的而不是连续的.
在便携式终端200还执行移动终端的功能的情况下，便携式终端 200可以变为睡眠模式，在其中记录来电呼叫或消息但不向使用者发出 信号通知接收到来电呼叫或消息的音频或视频指示。
10此外，除了传感器单元280和接收器290以外，附件单元270还 可以包括它自己的音频输出单元(未示出)以向使用者输出音乐或声 音。除了之前描述过的腕带以外，这种附件单元可以例如包括耳机. 它还可以包括耳麦，即用于测量使用者呼吸率的耳机/麦克风组合，用 这种方式，附件单元270可以从主单元200接收控制信号，以用于根 据发送到主单元200的测量数据输出来自主单元200的存储器的 音乐或声音文件。来自主单元200的控制信号还可以包括用于附件单 元的、以调整播放给使用者的音乐或声音的指令，以便于达到之前描 述过的目标生理状态。
现在转到图3，示出了根据本发明的第一实施例执行的步骤.
在步骤300中，诸如图2中的附件单元260那样的附件单元执行 对表示使用附件单元的使用者的当前生理状态的参数的测量.这些参 数的范围可以是从脉搏率、心率或呼吸率到血压和其他表示使用者生 理状态的参数，
此后，在步骤310中，测得的数据被发送到便携式单元(诸如图2 中的便携式单元200 )并在那里被接收.在那里应当注意的是，附件单 元260与便携式单元200之间的通信可以经由无线链路(诸如经由蓝 牙、IEBE802.系列(.11、 .15、 .16和子标准a、 b、 g、 n)、红外) 或者通过有线通信(诸如经由电缆或光纤)进行.
在步骤320中，便携式单元中的处理单元(诸如处理单元240 )对 接收到的测量数据进行分析，如果有必要，通过模数转换将数据转换 成数字形式，对信号执行放大和滤波，并将经过如此转换的信号与预 定义的第一阈值或笫一符号图做比较，预定义的笫一阈值或符号图与 某种已知的人类生理状态(诸如，例如当他或她放松下来或者接近睡 眠状态时)有关。应当注意的是，所述阈值或符号图可以由便携式终 端200的制造商预先定义，也可以由使用者改变或下栽，
如果从附件单元260接收的测量信号高于预定义的笫一阈值，那 么在步骤330中，处理单元就可以从便携式单元的存储器(诸如图2 中的存储器250 )中检索音乐或声音并命令音频输出单元(诸如闺2中 的扬声器230 )向使用者可听见地输出音乐或声音.
可以选择在便携式单元的存储器中存储的音乐或声音，以使该音 乐或声音会对使用者具有松弛和可能诱发睡眠的效果，但是，在本方法的其他实施例(未示出)中，可以选择音乐来诱发个体产生高度的 注意力集中或创造力的状态。
但是，如果接收到的测量信号被确定为低于预定义的第一阁值， 那么处理单元就将测量信号与预定义的第二阈值做比较，其中预定义 的第二阈值可以例如表示使用者是否睡着了 '
在接收到的测量值高于预定义的第二阈值的情况(这可以指示使
用者是放松的但没在睡觉)下，在步躁330中，处理单元240可以继 续播放来自存储器250的音乐或声音并附加地降低播放音乐或声音的 音量和/或速度，用这种方式，可以更容易地诱发使用者产生睡眠或甚 至更放松的状态。
但是，如果通过与预定义的笫二阈值做比较，确定接收到的测量 值低于预定义的第二阁值，那么便携式单元350就通过逐渐减弱音乐 或声音或者立即关闭它来关闭音频输出单元350.因此，可以给便携式 单元的使用者选择来预先定义逐渐减弱的周期或者设置音频输出单元 立刻关闭.
在步骤360中，便携式单元200变为睡眠模式，该模式例如可以 包括关闭其显示器(诸如图2中的显示器220 )和其他音频-视频功能。
最后，如果便携式终端包括用于接收电话呼叫或电子消息的功能， 那么，在步骤370中，便携式终端就可以切换到接收和记录呼叫或消 息但不向使用者呈现可听的或可视的接收指示的状态。
虽然已经针对自动地在使用者身上执行测量的情况描述了根据本 发明的方法的实施例，但是使用者还可以在主单元上定义他希望达到 的放松或睡眠的目标状态或一些其他生理状态(诸如高度的注意力集 中或创造力)，随后，主单元200可以向附件单元260发送信号以启 动对上面指出的参数的测量并使用音乐或声音来促使使用者达到想要 的目标状态。
还值得注意的是，在上述方法中，作为偏好，由附件单元执行的 测量可以是连续的或间歇的.测量间隔也可以由使用者来定义。
此外，应当指出的是，在图3中的方法步骤中执行的操作非常适 于由计算机程序执行，该程序被存储在便携式终端的存储器(诸如便 携式终端200的存储器250 )中，或者可以从外部来源(诸如通信网络) 被下栽到存储器250。可以理解的是，在由权利要求定义的范围内，研究本说明书和附 图的本领域技术人员可以对本发明进行各种修改.
权利要求
1、一种诱发使用者产生目标生理状态的便携式设备，该设备包括-至少一个用于接收表示使用者当前生理状态的测量数据的接收器，-用于处理接收到的测量数据的处理单元，-至少一个音频输出单元和一存储器，所述处理单元被设置成通过将处理过的接收到的测量数据与存储器中表示明确定义的生理状态的预定义数据进行比较来检测使用者当前生理状态，其中处理单元被设置成根据检测到的实际生理状态通过音频输出单元输出音频数据并且根据使用者将要被诱发的目标生理状态来调整音频数据的输出。
2、 根据权利要求l的设备，进一步包括使用者接口，使用者能够经由该接口来定义上面明确定义的生理状态并选择想要的目标生理状态，
3、 根据权利要求1-2的设备，进一步包括用于显示表示使用者当前生理状态的可视数据的显示单元。
4、 根据权利要求1-3的任意一个的设备，进一步包括发射器，以使主单元可以在无线通信网络中通信。
5、 根据权利要求1-4的任意一个的设备，当已经诱发使用者产生目标生理状态时，该设备被设置成切换到一预定义的状态.
6、 根据权利要求1-5的任意一个的设备，其中该设备是便携式的.
7、 根据权利要求1-6的任意一个的设备，其中接收到的测量数据包括模拟数据。
8、 根据权利要求7的设备，其中处理单元被设置成在将模拟生理数据转换成数字数据之前对模拟生理数据进行放大和滤波.
9、 根据权利要求1-6的任意一个的设备，其中接收到的测量数据包括数字数据.
10、 根据权利要求1-9的任意一个的设备，其中表示使用者当前生理状态的测量数据包括脉搏、心率、呼吸率、血压或一些适合于表示使用者生理状态的其他参数，
11、 根据权利要求1-10的任意一个的设备，其中存储器中表示明确定义的生理状态的所述预定义数据包括表示已知的人类生理状态的至少一个阈值或至少一个符号图。
12、 根据权利要求1-11的任意一个的设备，其中所述至少一个音频 输出单元包括扬声器、耳机或一些适用于音频输出的其他单元.
13、 根据权利要求1-12的任意一个的设备，其中来自存储器的音频 数据包括音乐的或音频的文件.
14、 根据权利要求1-13的任意一个的设备，其中表示使用者生理状 态的测量数据是被连续地接收的。
15、 根据权利要求1-13的任意一个的设备，其中表示使用者生理状 态的测量数据是被间歇地接收的.
16、 一种诱发使用者产生目标生理状态的系统，包括便携式主单元和 附件单元，主单元包括至少一个用于从附件单元接收表示使用者 当前生理状态的测量数据的接收器；处理接收到的测量数据的处 理单元；至少一个音频输出单元和一存储器，处理单元被设置成 通过将接收到的测量数据和存储器中的已知数据进行比较来确定 使用者当前生理状态并且根据检测到的生理状态从音频输出单元 输出音频数据，附件单元包括测量表示主单元的使用者的当前生 理状态的数据的感测单元和把测得的数据传送到主单元的发射 器。
17、 根据权利要求16的系统，其中附件单元适于被主单元的使用者穿 戴.
18、 根据权利要求16-17的系统，其中附件单元被设置成一经使用者 穿戴上就测量表示使用者当前生理状态的数据.
19、 根据权利要求16-18的任意一个的系统，其中附件单元进一步包 括用于从主单元接收控制信息的接收器。
20、 根据权利要求19的系统，其中控制信息包括将要被附件单元测量 的参数的信息和/或测量间隔的信息，
21、 一种附件单元，诱发附件单元的使用者产生目标生理状态，该附 件单元包括用于测量表示使用者当前生理状态的数据的感测单 元、经由无线链路传送测得的数据的发射器，其中附件单元进一 步包括用于无线地接收控制测量的时间间隔的控制信号的接收 器.
22、 根据权利要求21的附件单元，其中附件单元进一步包括用于向使用者输出无线接收的音乐或声音的音频输出单元。
23、 根据权利要求22的附件单元，其中接收器被进一步设置成根据测 得的使用者当前生理状态通过输出单元无线地接收用于控制音乐 或声音的输出的控制信号，并根据使用者将要被诱发的目标生理 状态来调整音频数据的输出。
24、 一种使用便携式主单元来诱发使用者产生目标生理状态的方法， 包括步骤a) 接收表示主单元的使用者的当前生理状态的测量数据；b) 处理接收到的测量数据；c) 将经过处理的接收到的测量数据与存储器中表示明确定义的 生理状态的预定义数据进行比较来检测使用者的当前生理状态；d) 通过音频输出单元输出音频数据；e) 根据使用者将要被诱发的目标生理状态来调整音频数据的输 出。
25、 一种用于使用便携式单元来诱发使用者产生目标生理状态的计算 机程序，包括指令集，以用于a) 接收表示主单元的使用者的当前生理状态的测量数据；b) 处理接收到的测量数据；c) 将经过处理的接收到的测量数据与存储器中表示明确定义的 生理状态的预定义数据进行比较来检测使用者的当前生理状态；d) 通过音频输出单元输出音频数据；以及e) 根据使用者将要被诱发的目标生理状态来调整音频数据的输 出。
全文摘要
一种诱发使用者产生目标生理状态的便携式设备、附件单元、系统、方法和计算机程序，其中将使用者的当前生理状态与表示已知人类生理状态的数据做比较，并且其中根据使用者将要被诱发的目标生理状态来调整从便携式设备中或从附件单元中产生的音频输出。
文档编号A61B5/00GK101677763SQ200780053255
公开日2010年3月24日 申请日期2007年12月3日 优先权日2007年6月8日
发明者M·林德巴克, R·潘托普 申请人:索尼爱立信移动通讯股份有限公司