专利名称：用于改善人的睡眠的睡眠元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于改善人的睡眠的睡眠元件、睡眠方法和睡眠计算机程序。本发明进ー步涉及包括该睡眠元件的床。
背景技术：
JP 04-四5533公开了ー种用于控制床中的温度的温度控制器。该温度控制器包括安装在床的框架处在人的头部将所在的位置之上的热电型红外传感器。该红外传感器适于检测床上的人的运动。该温度控制器还包括控制电路，其也安装在床的框架处在人的头部将被安置的位置之上。该控制电路被连接到红外传感器并计数每个指定时间段由红外传感器产生的信号的数量。根据由控制电路计数的信号数量控制位于床的垫子下面的温度调节
ο温度控制器的操作是不简单的，因为红外传感器和控制器不得不安装在床的框架处且温度调节器不得不位于床垫以下。如果温度控制器不得不用于其他床，则该红外传感器、控制电路和温度调节器不得不从床上拆卸下来并被再次安装到其他床上。
发明内容
本发明的ー个目的是提供ー种装置，其允许控制躺在床上的人的温度，其中该装置的操作被简化。在本发明的第一方面，提出一种用于改善人的睡眠的睡眠元件，其中该睡眠元件适于在床中使用，并包括-用于确定人的特性的特性确定单元，-用于将热能传输到人或将热能从人传走的热能单元，-用于根据所确定的人的特性控制热能単元的热能控制単元。该睡眠元件优选地是毯子、枕头或床垫。因为睡眠元件包括用于确定人的特性的特性确定单元、用于向人传输热能或将热能从人传走的热能单元、和用于根据所确定的人的特性控制热能単元的热能控制単元，所以当人睡眠的时候，可以根据所确定的人的特性控制人的温度。该温度的控制可以用于改善人的睡眠。而且，因为睡眠元件包括用于控制人的温度的不同単元，该温度控制可以通过在床上放置睡眠元件(如毯子)来简单地在床上使用。如果在特定床上使用的温度控制要被用于其它床上，该睡眠元件只要从该特定床移动到其他床上。例如，作为睡眠元件的毯子只要从特定床移动到其它床。该睡眠元件的操作因而非常简单。优选地，特性确定单元和热能单元集成在睡眠元件内。该特性确定单元和热能单元可以完全集成在睡眠元件内或仅这些単元的一部分可以集成在睡眠元件内。具体地，睡眠元件优选地是毯子，其中特性确定单元和热能单元集成在毯子内。此外，优选的是特性确定单元包括用于产生表示人的运动的运动信号的运动传感器和用于根据所产生的运动信号确定作为人的特性的人的舒适度的舒适度确定单元。这允许根据人的舒适度控制人的温度。运动传感器优选地包括用于产生运动信号的加速度计。舒适度确定单元可以适于根据运动信号的幅度和/或频率确定人的舒适度。此外，优选的是，舒适度确定单元适于提供在运动信号和舒适度之间的运动-舒适度分配并基于所提供的运动-舒适度分配根据所产生的运动信号确定舒适度。这允许通过简单地使用运动-舒适度分配和所产生的运动信号以ー种简单的方式确定舒适度。该分配可以作为定义运动信号空间中的区间的阈值而存储，其中，如果所产生的运动信号在运动信号空间的特定区间内，则确定已经分配到该特定区间的舒适度。该阈值可以存储在舒适度确定单元内。该阈值例如是所产生的运动信号的幅度和/或频率的阈值。该运动-舒适度分配也可以作为具有以所产生的运动信号作为输入并以舒适度作为输出的一个或几个函数来提供。此外，优选的是，舒适度确定单元适于通过提供不舒适阈值来提供运动信号到表示不舒适状态的舒适度的运动-舒适度分配，其中如果所产生的运动信号超出不舒适阈值，则舒适度确定单元适于确定表示不舒适状态的舒适度。这允许通过使用仅仅ー个阈值控制人的温度使得人感觉舒适。此外，优选的是，热控制单元适于根据所确定的舒适度确定定义向人传输热能或从人传走热能的热能模式，且适于控制所述热能単元使得根据所确定的热能模式来执行向人传输热能或从人传走热能。该热能模式优选地定义必须传输到人或从人传走的热能的量。该热能模式还可以定义热能应被传输到人或从人传走的位置。该热能模式也可以定义热能应被传输到人或从人传走的时间。此外，优选的是，热能控制单元适于提供在舒适度和热能模式之间的舒适度-热能分配，并适于基于所述舒适度-热能分配根据所确定的舒适度确定热能模式。此外，优选的是，如果舒适度确定单元确定表示不舒适状况的舒适度，则所述热能控制单元适于确定定义对人的额外热能传输的热能模式。此外，优选的是，热能単元包括热电元件，用于通过加热或冷却人而向人电传输热能或从人电传走热能。这允许用简单的方式加热或冷却人以控制人的温度。在一个实施例中，相同的热电元件可以用于加热或冷却人，其中为了从加热向冷却的切換或相反，修改电流流过热电元件的方向。优选地，热能单元包括几个设置在不同位置以允许人在不同位置被不同地加热或冷却的热电元件。例如，热电元件可以均勻地分布在睡眠元件(如毯子) 上，其中，例如，可以向人的脚部传输比到人的其他身体部分更多的热量。因此，优选地单个热电元件和/或成组的热电元件是可分别设置的。此外，优选的是，热能単元包括电传导元件，其中特性确定单元适于测量电传导元件的电特性并适于根据测量的电特性确定人的特性。该热能単元可以包括一个或多个电传导元件。而且，优选的是热能単元被设置在具有加热线的电毯内，所述加热线同时作为用于根据测量的电特性确定人的特性的电传导元件而工作。根据另ー优选实施例，特性确定单元以定量或比较的方式測量电传导元件的电阻、电导、电容和/或电感。该热能単元和特性确定单元可以因此高度的集成。而且，例如，可以在不修改睡眠元件内的元件的情况下使用具有标准热能単元的睡眠元件，如具有标准热能単元的毯子。 仅需要将用于測量热能单元的电传导元件的电特性的測量单元连接到用于确定人的特性的那些电传导元件。电传导元件优选地是在自身用于加热或向另ー热电元件传输电能的睡眠元件内的电线。通过特性測量单元测量的该电特性例如是电传导元件的电阻、电容和/ 或电感。如果人运动并且如果人与睡眠元件接触，例如，如果睡眠元件是毯子且人躺在毯子上，则睡眠元件的不同元件的几何形状被修改。该几何形状的变化通常导致例如电传导元件的电容和/或电感的变化。因此，通过测量电传导元件的电特性，可以产生表示人的运动的信号。该测量的电传导元件的电特性可以因而被看作是运动信号。此外，优选的是睡眠元件包括用于测量睡眠元件的温度的温度传感器，其中如果温度传感器測量到温度超过温度阈值，则热能控制单元适于控制该热能単元使得降低传输到人的热能。优选地选择该温度阈值使得防止睡眠元件的过加热。优选地，温度阈值是40 摄氏度或更低。优选的是，睡眠元件包括-用于记录已经在睡眠期间被确定的人的特性的特性记录单元，该记录的人的特性形成记录的特性模式，-用于允许人在至少良好的睡眠质量和坏的睡眠质量之间选择的用户接ロ，-用于产生在记录的特性模式和选择的睡眠质量之间的分配、并用于根据产生的分配确定參考特性模式的分配产生单元，其中热控制単元适于控制热能单元，使得减少形成实际特性模式的实际所确定的人的特性和參考特性模式的偏离。这允许用户将温度控制调整到其个人偏好。该温度控制可以因此适于相应的用户。由特性记录单元记录的人的特性例如是人的皮肤温度。在这种情况下，特性确定单元因而包括用于测量人的皮肤温度的温度传感器。然而，特性记录单元也可以适于记录人的另ー特性，如通过记录运动信号记录人的运动。用户接ロ例如具有两个按钮，ー个红色的和一个绿色的。如果睡眠良好，人可以按下緑色按钮，如果睡眠差，用户可以按下红色按钮。用户接ロ也可以适于在多于两个质量等级中选择。例如，用户接ロ可以适于在良好的睡眠质量、中等睡眠质量和差睡眠质量之间选择。用户接ロ可以包括用于允许用户选择中等睡眠质量的黄色按钮。參考特性模式可以定义最大和/或最小的所确定的特性值，具体地，最大和/或最小皮肤温度或运动信号。热控制単元可以被适于使得在人睡眠时确定的实际皮肤温度或运动信号在最小皮肤温度或运动信号之上且在最大皮肤温度或运动信号之下，其中这些最小和最大值已经由用户评定为提供良好的睡眠质量。在本发明的另一方面中，提出了ー种床，其中该床包括如权利要求1所述的睡眠元件。在本发明的另一方面中，提出了一种用于改善人的睡眠的睡眠方法，其中提供如权利要求1所述的用于床上的睡眠元件且其中该睡眠方法包括以下步骤-通过特性确定单元确定人的特性，
-通过热能単元向人传输热能或从人传走热能，其中通过热能控制单元根据所确定的人的特性控制向人传输热能或从人传走热能。在本发明的另一方面中，提出一种用于改善人的睡眠的计算机程序，其中该睡眠计算机程序包括用于当睡眠计算机程序在控制睡眠元件的计算机上运行吋，引起如权利要求1所述的睡眠元件执行如权利要求14所述的睡眠方法的步骤的程序代码手段。应当理解权利要求1的睡眠元件、权利要求13的床、权利要求14的睡眠方法和权利要求15的计算机程序具有如从属权利要求所限定的相似和/或相同的优选实施例。应当理解本发明的优选实施例也可以是从属权利要求与相应独立权利要求的任
思组ロ。从以下描述的实施例本发明的这些和其他方面将变得显而易见，且本发明的这些和其他方面将參考以下描述的实施例而阐述。
在以下附图中图1示意性和示范性地示出了用于改善人的睡眠的睡眠元件的一个实施例，图2示意性和示范性地示出了用于改善人的睡眠的睡眠元件的另ー实施例，图3示意性和示范性地示出了用于改善人的睡眠的睡眠元件的另ー实施例，图4示意性和示范性地示出了用于改善人的睡眠的睡眠元件的另ー实施例，图5示出了示范性地图示用于改善人的睡眠的睡眠方法的一个实施例的流程图， 以及图6示出了示范性地图示用于改善人的睡眠的睡眠方法的另ー实施例的流程图。
具体实施例方式图1示意性和示范性地示出了用于改善人的睡眠的睡眠元件1。在该实施例中，睡眠元件1是用在床上的毯子。该睡眠元件1包括用于如果人躺在睡眠元件1上或盖上睡眠元件1则检测人的运动的加速度计2。加速度计2因而是用于产生表示人的运动的运动信号的运动传感器。睡眠元件1还包括用于根据所产生的运动信号确定人的舒适度的舒适度确定单元5。该舒适度可以看作是人的特性，而运动传感器2和舒适度确定单元5的組合可以看作是用于确定人的特性的特性确定单元。睡眠元件1还包括加热元件3，其是用于将热能传输到人的热能单元。该热能单元3是用于通过加热向人电传输热能的热电元件。具体地，该热电元件是通过电阻加热而加热睡眠元件1并因此加热与睡眠元件1接触的人的加热线。在另ー实施例中，热电元件可以适于通过加热或冷却人而向人电传输热能或从人电传输走热能，其中为了从加热切換到冷却或相反，修改流过热电元件的电流方向。例如，热电元件可以是基于Peltier效应的 Peltier元件。该热电元件还可以基于其他效应，如keback效应或Thomson效应。具体地，热电元件还可以是微制冷元件。热能单元可以包括几个设置在不同位置以允许在不同位置不同地加热或冷却人的热电元件。例如，热电元件可以均勻地分布在睡眠元件上，具体地分布在毯子上，其中，例如，可以向人的脚部传输比到人的其他身体部分更多的热量。单个热电元件和/或成组的热电元件可以是可分别设置的。睡眠元件1还包括用于根据所确定的人的特性控制热能単元3的热能控制単元4。 该热能控制单元4优选地包括用于根据所确定的人的特性修改施加于热能単元3的电压的电源。运动传感器2和热能单元3集成在睡眠元件1内。舒适度确定单元5适于根据运动信号(即在该实施例中的由加速度计2产生的信号)的幅度和/或频率确定人的舒适度。加速度计2优选地是压电型加速度计。然而，在其它实施例中可以使用其它类型的加速度计。加速度计可以适于在ー个空间轴、两个空间轴或三个空间轴上测量加速度。如果在多于ー个空间轴上測量加速度，则运动信号优选地是对不同空间轴测量的加速度信号的組合。该组合优选地是对不同空间轴测量的加速度信号的线性组合，具体地是其平均值。在舒适度确定单元5中存储运动信号的幅度和/或频率与舒适度之间的运动-舒适度分配，其中舒适度确定单元5适于基于所提供的运动-舒适度分配，根据所产生的运动信号，具体地根据所产生的运动信号的幅度和/或频率，来确定舒适度。该运动-舒适度分配由阈值限定。该阈值在运动信号空间中限定区间，其中，如果所产生的运动信号在运动信号空间的特定区间内，则确定已分配到该特定区间的舒适度。在本实施例中，阈值是对所产生的运动信号的幅度和/或频率的阈值。因此，所产生的运动信号被依照其幅度和/或频率进行分类，且确定舒适度，该舒适度被分配到运动信号已被分类到其中的分类中。在其它实施例中，该运动-舒适度分配也可以作为以所产生的运动信号作为输入并以舒适度作为输出的ー个或几个函数来提供。优选地，不舒适阈值存储在舒适度确定单元5中。该不舒适阈值例如限定运动信号的特定幅度和/或频率，其中，如果实际测量的运动运动信号具有在不舒适阈值以上的幅度和/或频率，则确定表示人的不舒适状况的舒适度，而如果实际测量的运动信号的幅度和/或频率在不舒适阈值以下，则确定表示舒适状况的舒适度。因此，运动-舒适度分配优选地通过存储不舒适阈值来存储在舒适度确定单元5中。这允许控制人的温度，使得通过使用仅ー个阈值而使人感觉舒适。热控制単元4适于根据所确定的舒适度确定定义对人的热能2的传输的热能模式，且适于控制热能単元3使得对人的热能传输根据所确定的热能模式来执行。该热能模式定义必须传输给人的热能的量。如果热能単元包括还允许冷却人(即允许将热能从人传走)的热电元件，则该热能模式可以定义必须从人传走的热能的量。该热能模式还可以定义热能应被传输到人或从人传走的位置。该热能模式也可以定义热能应被传输到人或从人传走的时间。热能控制単元4适于提供舒适度和热能模式之间的舒适度-热能分配，并基于该舒适度-热能分配，根据所确定的舒适度确定热能模式。例如，至少可以定义两个舒适度， 第一舒适度表示人感觉舒适而第二舒适度表示人感觉不舒适。在一个实施例中，对于第一舒适度分配第一热能模式而对于第二舒适度分配第二热能模式。 热能控制単元4优选地适于使得如果舒适度确定单元5确定第二舒适度(即表示人的不舒适状况的舒适度)，则确定定义对人的额外的热能传输的热能模式。因此，在ー个实施例中，如果运动信号超出优选地是预设的不舒适阈值，即如果检测到的人的活动超出不舒适阈值，则其被解释为不舒适温度设定，且热能控制单元4触发毯子1的加热或对提供的加热增加一些更多功率(如果毯子已经正在加热人)。睡眠元件1还包括用于测量睡眠元件1的温度的温度传感器6。如果温度传感器 6測量到超过温度阈值的温度，则该热能控制单元4适于降低传输到人的热能。选择温度阈值使得防止睡眠元件的过度加热。具体地，如果温度传感器6測量到超出阈值温度的温度， 则热能控制单元适于关断加热。这保护用户免受过度加热。温度传感器6可以与热能単元 3分离，具体地与热电元件分离，或温度传感器6可以附着于热能単元。睡眠元件1因此提供感测机构来调整到实际用户状況。具体地，为了对在睡眠中人体体温调节更好的评估，睡眠元件允许感测用户状况。优选地，其允许探测用户微运动作为床上不舒适的冷或暧的温度的指标。该指标优选地用于控制这些温度。在一个实施例中， 该指标还可以用于控制空调或其他室内环境组件。睡眠元件提供感测与睡眠体温调节相关的用户状况的较少打扰的方式。优选地不需要任何皮肤、直肠或腋窝温度传感器。在ー个实施例中，温度传感器6可以省略。在这种情况中，睡眠元件根本不需要任何温度传感器， 因为用户的实际状况通过使用由运动传感器(在以上描述的实施例中是加速度计)产生的运动信号确定。所以不需要与皮肤或任何其他身体部分的直接接触。图2示意性和示范性地示出了睡眠元件的另ー实施例。图2中示出的睡眠元件 101也是在床上使用的毯子。睡眠元件101包括用于向人传输热能的热能单元103。在该实施例中，热能单元103是用于通过电阻加热而加热毯子101的作为电线的热电元件。在其它实施例中，热电元件可以适于加热和冷却目的，其中为了在加热和冷却之间切換，修改施加于热电元件的电流方向。根据所确定的人的特性，通过热能控制单元104控制热能单元103。热能控制単元104优选地包括用于向热能単元103施加电压的电源。特性确定单元105适于测量作为电传导元件的热能单元103的电线的电特性，并根据测量的电特性确定人的特性。导线分布在毯子101的ー层中，其中特性确定单元105优选地适于测量电阻、电容或电感作为导线的电特性。当人接近毯子101运动时，其改变系统的几何形状，即其改变导线和环境的几何形状。该改变导致至少电容和电感的变化，其可以通过特性确定单元105来測量。毯子的几何形状也可以从其原始形状变形，导致导线的电特性的额外的变化。特性确定单元105优选地适于检测反映人的运动的所有这些变化。所测量的电导线的电特性因此是运动信号。该运动信号可以由热能控制单元104来使用以根据人的运动来控制热能単元103。具体地，如以上參考图1描述的，特性确定单元105可以适于确定舒适度且热能控制单元104可以适于根据所确定的舒适度来控制热能単元103。睡眠元件101允许用简单的方式较少打扰地感测床上的人。该睡眠元件101可以在传统电毯的已有设计中进行较小的改变或不进行改变来实现，即不需要嵌入到该毯子中的特別的传感器。睡眠元件101内的传导元件可以直接相互耦合以形成ー个加热线，或它们可以通过电容或电感手段来耦合。在后种情况中传导元件优选地通过线段来提供。因此，热能单元可以包括单加热线(这是传统电毯的情况)，或者热加热単元可以包括加热线段，其优选地电容地和/或电感地耦合。特性确定单元可以适于以定量或比较的方式測量传导元件的电阻、电导、容和/或电感。
特性确定单元可以适于从对于不同的传导元件测量的电特性确定组合电特性。该组合电特性是根据不同传导元件的电特性的电特性。例如，该组合电特性是对于不同传导元件测量的电特性的线性组合(如平均或最大或最小电特性)。该组合电特性还可以是对于不同传导元件测量的电特性的比较的结果。例如，组合电特性可以是对于不同传导元件测量的电特性的方差。该组合电特性可以与参考值比较，其中该参考值优选地是为特定情形确定的组合电特性，例如，在睡眠元件由用户使用且用户感觉舒适的情况下确定的组合电特性。该能量控制单元104可以适于控制热能单元103，使得组合的电特性优选地与参考值相似。睡眠元件101优选地适于允许用户设定参考值。虽然以上描述的实施例中睡眠元件101根据测量的电特性确定人的运动，但在其它实施例中测量的电特性可以用于测量人的其他或进一步特性。例如，测量的电特性可以用于确定皮肤温度。皮肤温度也修改睡眠元件内的电传导元件的电特性。电特性的该修改也可以因此表示人的皮肤温度并可以因此用于确定皮肤温度。通过特性确定单元105测量的电信号还可以看作是反映人的不同特性的信号，例如，反映人的运动和人的皮肤温度的信号。在这种情况中，热能控制单元105根据人的运动和人的皮肤温度控制热能单元103。虽然在以上描述的实施例中电传导元件是电线，但在其它实施例中可以使用其它柔性传导元件。图3示意性和示范性地示出了睡眠元件的另一实施例。该睡眠元件201是电毯，具体地为电褥。睡眠元件201位于床13的垫子上。人217躺在电毯201上。人217的头部位于枕头214上且人217盖上盖毯216。睡眠元件201，即本实施例中的褥子201，包括作为皮肤温度传感器的特性确定单元202。该皮肤温度传感器202嵌入到褥子201中。褥子201包括作为热电元件的热能单元203。该热电元件在本实施例中是用于通过电阻加热来加热褥子201的加热线。睡眠元件201还包括用于根据所确定的人的特性(即在本实施例中根据测量的皮肤温度)来控制热能单元203的热能控制单元204。睡眠元件201还包括用于记录已经在睡眠期间确定的人217的特性的特性记录单元207。在该实施例中，特性记录单元207适于在人睡眠时将测量的温度存储在存储器中。该记录的人217的特性形成记录的特性模式。在该实施例中，通过皮肤温度传感器202测量人217的皮肤温度且该随时间测量的皮肤温度作为记录的特性模式存储在特性记录单元207中。睡眠元件201还包括用于允许人启动特性记录和停止特性记录的用户接口 208。优选地，当人想要睡眠时，人启动特性记录，且如果人在睡眠后醒来，人217可以通过使用接口 208停止特性记录。用户接口 208还适于允许人217在良好睡眠质量、中等睡眠质量和差睡眠质量之间选择。该用户接口 208包括三个按钮，一个红色的、一个黄色的和一个绿色的。如果睡眠良好，人可以按下绿色按钮，如果是中等睡眠质量，人可以按下黄色按钮，而如果睡眠差，人可以按下红色按钮。这些按钮在图3中通过参考标记209，210，211表示。睡眠元件201还包括用于产生在记录的特性模式和选择的睡眠质量之间的分配且用于根据所产生的分配确定参考特性模式的分配产生单元212。热控制单元204适于控制热能单元203，使得形成实际特性模式的实际确定的人217的特性与参考特性模式的偏离被减小。因此，在该实施例中，当人在睡眠时记录皮肤温度。随时间测量的皮肤温度形成记录的特性模式。在人通过用户接口 208评估了睡眠之后，选择的睡眠质量被分配到记录的特性模式。该分配产生单元212优选地适于组合已被分配到睡眠质量的几个记录的特性模式。几个记录的特性模式的该组合例如是加权平均，其中分配到良好睡眠质量的记录的特性模式获得比分配到中等睡眠质量的记录的特性模式更大的权重，且其中分配到中等睡眠质量的记录的特性模式获得比分配到差睡眠质量的记录的特性模式更大的权重。得到的组合的记录的特性模式是参考特性模式。热控制单元204控制热能单元203，优选地使得参考特性模式(其在本实施例中是随时间测量的皮肤温度)被实际测量特性模式(即随时间的实际测量皮肤温度)尽可能好地达到。因此，在该实施例中睡眠质量的权重被用于加权存储的皮肤温度数据，其中，当学习时段完成后，选择最佳趋势以确保最好的睡眠质量的设定。温度曲线的加权组合可以作为用于智能皮肤温度调节的参考个人化皮肤温度曲线而使用。在一个实施例中，权重被归一化，即权重的总和为一。在另一实施例中，高评定记录可以具有高加权因子，例如，高到三，而低权重记录将具有更小的权重，例如，低到零。下次睡眠时，睡眠元件可以试图帮助再现皮肤温度的加权记录，而报告的睡眠质量将再次加权该尝试。当一次又一次地重复后，该过程导向对最高的主观睡眠质量的最好设定。特性记录单元还可以适于记录最大和/或最小的所确定的特性值(具体地，最大和/或最小皮肤温度)作为特性模式。分配产生单元可以适于确定优选地已经分配给良好睡眠质量的最大和/或最小的所确定的特性值来作为参考特性模式。热控制单元204然后优选地适于使得当人睡眠时测量的实际皮肤温度在最小皮肤温度之上和/或在最大皮肤温度之下，其中这些最小和最大值已经被人加权作为提供良好睡眠质量。睡眠元件201允许用户调节温度控制到其个人偏好。该温度控制因而可以适于不同的人。虽然在以上描述的实施例中特性记录单元适于记录人的皮肤温度，但在另一实施例中睡眠元件可以适于确定人的其他特性(如人的运动)且特性记录单元可以适于记录其他特性，例如，通过记录相应的运动信号来记录人的运动。热能控制单元然后可以适于调节人的温度，例如，使得由实际确定的人的运动定义的实际测量特性模式尽可能好地达到参考特性模式，该参考特性模式已经通过组合几个已经分配了良好睡眠质量的记录的特性模式而确定。睡眠元件201可以适于根据特定人的生理参数，即根据人的记录的特性，来调整其设定点和随时间的波动。优选地，睡眠元件201适于根据特定人的皮肤温度波动调整其设定点和随时间的波动。睡眠元件201提供可以用于快速地对特定人个人化睡眠元件的学习算法。在一个实施例中，用于记录优选地组合用于确定参考特性模式的特性模式的学习时段为大约一到两周。睡眠元件201可以适于根据特定人的生理参数调整其设定点和随时间的波动来达到更高的睡眠质量。图4示意性和示范性地示出了睡眠元件的另一实施例。作为电毯的睡眠元件301位于床313的垫子上。人317躺在电毯301上。人317的头部位于枕头314上且人317盖上盖毯316。睡眠元件301，即在该实施例中的电褥301，包括例如作为皮肤温度传感器或加速度计的特性确定单元302。该特性确定单元302嵌入到褥子301中。褥子301包括口袋318，形成热能单元303的热电元件插入该口袋318中。在其它实施例中，其它元件可以用于将热电元件附着(具体地插入)到睡眠元件中。睡眠元件301还包括用于根据所确定的人的特性(即例如根据测量的皮肤温度或测量的加速度)控制热能单元303的热能控制单元304。热电元件适于通过加热和冷却人317来向人317电传输或从从人317电传走热能，其中为了从加热向冷却切换或相反，通过优选地作为电源(如电压源)的热能控制单元304修改流经热电元件的电流的方向。向一个方向的电流切换提供人的冷却而向另一个方向的电流的切换提供人的加热。虽然在以上描述的实施例中，睡眠元件优选地是褥子，但在其它实施例中睡眠元件还可以是在床上使用的其他元件，如盖毯，垫子，枕头等等。描述的睡眠元件的其他实施例还可以包括用于保持热电元件的口袋。下面参考图5所示的流程图示范性地描述用于改善人的睡眠的睡眠方法的实施例。在步骤301中，提供用于床上的睡眠元件。优选地，睡眠元件是毯子，具体地，位于床垫上的褥子。在步骤302中，通过特性确定单元确定躺在床上的人的特性，例如，通过使用运动传感器(如加速度计)或通过使用睡眠元件内的热能单元的电导线产生运动信号，其中这些线的电特性作为运动信号而测量，并根据产生的运动信号确定舒适度。所确定的特性还可以直接是运动信号或其他特性，如人的皮肤温度或人的心跳。在步骤303中，通过睡眠元件的热能单元向人传输或从人传走热能，其中由睡眠元件的热能控制单元根据所确定的人的特性控制向人传输热能或从人传走热能。下面参考图6所示的流程图示范性地描述用于改善人的睡眠的睡眠方法的另一实施例。在步骤401中提供用于床上的睡眠元件。在该实施例中，在步骤401中提供图3所示的睡眠元件201。在步骤402中通过特性确定单元(在本实施例中是皮肤温度传感器)来确定人的特性(在本实施例中是人的皮肤温度)。当人在睡眠时随时间确定的人的特性记录在特性记录单元中。在步骤403中，在人醒来后，人通过使用用户接口对睡眠质量评定。具体地，用户在良好睡眠质量、中等睡眠质量和差睡眠质量之间选择。在步骤404中，产生由随时间确定的特性定义的记录的特性模式和选择的睡眠质量之间的分配。步骤402到404可以重复多次，即对于人的多次睡眠重复。在步骤405中将已经被分配到良好睡眠质量的记录的特性模式组合为参考特性模式。在另一实施例中，也可以将没有被分配到良好睡眠质量的其他记录的特性模式用于产生组合的记录的特性模式作为参考特性模式。在该情况下，分配到良好睡眠质量的记录的特性模式比分配到中等睡眠质量或差睡眠质量的记录的特性模式获得更大的权重。而且，优选地，分配到中等睡眠质量的记录的特性模式比分配到差睡眠质量的记录的特性模式获得更大的权重。步骤402至405可以认为是用于训练睡眠元件使得其适于特定人的训练方法。如果人再次睡眠，在步骤406中，控制热能单元使得减小形成实际特性模式的人的实际确定特性和参考特性模式之间的偏差。虽然在以上描述的实施例中，所确定的人的特性优选地是皮肤温度或基于人的运动而确定的人的舒适度，但在其它实施例中可以确定人的其他特性，如心率，皮肤电导率，脑电图信号，心电图信号等等。而且，产生的运动信号可以被直接看作所确定的人的特性而无需确定舒适度。以上描述的睡眠元件优选地用于改善用户的睡眠质量，其中使用较少打扰且健壮的技术元件。以上描述的允许产生运动信号的睡眠元件可以用于利用正在床上睡眠的人的活动水平来控制相应的睡眠元件(具体地为电毯)的加热水平。睡眠的人的增加的活动水平可以被解释为热不舒适的指标，可以通过调节睡眠元件的加热来减轻该不舒适。随着生活节奏的加快，人们的确越来越认识到良好的睡眠对他们生活的重要性。这通过寻求医疗帮助来治疗失眠、不安腿综合症、窒息、打鼾和很多其他在人类的较早时期没有被认为是疾病的睡眠紊乱的患者数量增长中显现出来。即使普通健康人(有时仅是没有诊断的患者)在经过充满压力的动态生活后、跨越时区旅行后、或由于他们的生活方式缺少正常的日光后、或有了小婴儿后、或变老后、或进入更年期后、或很多其他原因，感觉需要改善他们的睡眠。这些原因中的很多的确阻碍了良好的睡眠质量。睡眠的很多方面是起作用的。根据本发明的睡眠元件涉及睡眠的体温调节方面。两个主要的温度在人的昼夜节奏中起作用皮肤和核心身体温度。在醒着的时候，它们两者都具有周期性且由人类生理和意识控制。在睡眠中，情况就更为复杂。在夜里人体的典型的热产生从夜晚的 100W至午夜的< 50W而在早晨又到 100W地变化。矛盾的是，在最低的热产生时刻为了最佳睡眠应有最高的皮肤温度。因此，历史上，人们用毯子盖住他们自己以补偿较少的热产生。人们使用了很多年的另一个方案是将加热的物体放入床中水袋，瓶子等等。根据本发明的睡眠元件可以用于调节睡眠中的人的温度以使得睡眠得到有效的改善。虽然以上描述的实施例包括部分地不同的元件，但不同实施例中的元件可以组合为本发明的进一步的实施例。例如，可以在单个睡眠元件中(具体地在单个毯子中)使用用于测量人的特性的多个传感器。而且，不仅以上参考图1描述的实施例，而且本发明的其他实施例也可以包括用于防止相应的睡眠元件过加热的温度传感器。虽然在以上描述的实施例中作为热能单元主要使用加热线，但在其它实施例中可以使用其他热能单元。例如，可以使用允许冷却和加热人的热电元件，其中为了在冷却和加热之间切换，修改流经热电元件的电流的方向。为了热调节和更好的睡眠质量，可以使用睡眠元件对人加热或冷却。另一可能的应用领域是在热环境中提供舒适的制冷并在冷环境中提供制热。另一可能的应用领域是具有体温过低或体温过高症状患者的临床评估，或具有其他症状的患者的临床评估。在实践所要求保护的发明时，本领域技术人员从附图、说明书和所附权利要求书的教导中，可以理解并实现对公开的实施例的其他变化。在权利要求书中，单词“包括”并不排除其他元件或步骤，且不定冠词“一”不排除多个。单个单元或装置可以实现权利要求书中记载的多个项目的功能。仅某些措施记载在相互不同的从属权利要求中的事实不表示不能使用这些措施的组合以达到有利效果。由一个或多个单元或装置执行的确定(如人的特性的确定，具体地人的舒适度的确定)可以由任何其他数量的单元或装置来执行。可以作为计算机程序的程序代码手段和/或作为专用硬件来实施根据睡眠方法的确定和/或睡眠元件的控制。计算机程序可以存储/分布在与其他硬件一同提供或作为其他硬件的一部分的适当的介质中，比如光存储介质或固态介质，但是也可以以其他形式分发，比如通过互联网或其他有线或无线通信系统。权利要求书中的任何参考标记不应被解释为对范围的限制。本发明涉及用于改善人的睡眠的睡眠元件(如加热毯)。该睡眠元件包括用于确定人的特性的特性确定单元，用于向人传输热能或从人传走热能的热能单元，和用于根据所确定的人的特性控制热能单元的热能控制单元。因为睡眠元件包括特性确定单元、热能单元、和热能控制单元，所以当人在睡眠时，可以根据所确定的人的特性控制人的温度，使得改善人的睡眠。而且，可以通过在床上放置睡眠元件来在床上简单的使用温度控制。温度控制的操作因而非常简单。
权利要求
1.一种用于改善人的睡眠的睡眠元件，该睡眠元件(1 ；101 ；201 ；301)适于在床上使用，并且包括-特性确定单元(2，5 ； 103，105 ；202 ；302)，用于确定人的特性，-热能单元(3 ；103 ；203 ；303)，用于向人传输热能或从人传走热能，-热能控制単元G ； 104 ；204 ；304)，用于根据所确定的人的特性控制所述热能単元。
2.如权利要求1所述的睡眠元件，其中所述特性确定单元O； 103 ；202 ；302)和所述热能単元(3 ；103 ；203 ；303)集成在所述睡眠元件(1 ；101 ；201 ；301)中。
3.如权利要求1所述的睡眠元件，其中所述特性确定单元0，5;102，103，105)包括运动传感器O ；102，103)，用于产生表示人的运动的运动信号；和舒适度确定单元(5 ； 105)，用于根据所产生的运动信号确定作为人的特性的人的舒适度。
4.如权利要求3所述的睡眠元件，其中所述舒适度确定单元(5； 105)适于提供运动信号和舒适度之间的运动-舒适度分配并基于所提供的运动-舒适度分配根据所产生的运动信号确定舒适度。
5.如权利要求4所述的睡眠元件，其中所述舒适度确定单元(5； 105)适于通过提供不舒适阈值来提供运动信号到表示不舒适状态的舒适度的运动-舒适度分配，其中如果所产生的运动信号超出所述不舒适阈值，则所述舒适度确定单元(5;10幻适于确定表示不舒适状态的舒适度。
6.如权利要求3所述的睡眠元件，其中所述热控制単元适于根据所确定的舒适度确定定义向人传输热能或从人传走热能的热能模式，且适于控制所述热能単元(3 ； 103)使得根据所确定的热能模式来执行向人传输热能或从人传走热能。
7.如权利要求3所述的睡眠元件，其中所述热控制単元适于确定热能模式， 所述热能模式定义α)热能应被传输到人或从人传走的位置，和/或(ii)热能应被传输到人或从人传走的时间。
8.如权利要求6或7所述的睡眠元件，其中所述热能控制单元适于提供在舒适度和热能模式之间的舒适度-热能分配，并适于基于所述舒适度-热能分配根据所确定的舒适度确定热能模式。
9.如权利要求6或7所述的睡眠元件，其中如果舒适度确定单元(5； 105)确定表示不舒适状况的舒适度，则所述热能控制単元G;104)适于确定定义对人的额外热能传输的热能模式。
10.如权利要求1所述的睡眠元件，其中所述热能単元(3；103 ；303)包括热电元件，用于通过加热或冷却人而向人电传输热能或从人电传走热能。
11.如权利要求10所述的睡眠元件，其中所述热能単元(103)包括电传导元件，其中所述特性确定单元(1冊)适于测量所述电传导元件(10 的电特性井根据测量的电特性确定人的特性。
12.如权利要求10-11所述的睡眠元件，其中所述热能単元(103)设置在具有加热线的电毯中，所述加热线同时作为用于根据测量的电特性确定人的特性的电传导元件而工作。
13.如权利要求10-11所述的睡眠元件，其中所述特性确定单元以定量或比较的方式測量电传导元件的电阻、电导、电容和/或电感。
14.如权利要求1所述的睡眠元件，其中所述睡眠元件(1)还包括温度传感器(6)，用于测量所述睡眠元件(1)的温度，其中所述热能控制单元(4)适于控制所述热能単元(3)， 使得如果所述温度传感器(6)測量到温度超过温度阈值，则降低传输到人的热能。
15.如权利要求1所述的睡眠元件，其中所述睡眠元件还包括-特性记录单元007)，用于记录已经在睡眠期间被确定的人的特性，记录的人的特性形成记录的特性模式，-用户接ロ 008)，用于允许人在至少良好睡眠质量和差睡眠质量之间选择，-分配产生单元012)，用于在记录的特性模式和选择的睡眠质量之间产生分配，以及用于根据所产生的分配模式确定參考特性模式，其中热控制単元(204)适于控制所述热能単元003)，使得减小形成实际特性模式的实际确定的人的特性和所述參考特性模式之间的偏差。
16.ー种包括如权利要求1所述的睡眠元件的床。
17.一种用于改善人的睡眠的睡眠方法，其中提供如权利要求1所述的用于在床上使用的睡眠元件(1 ；101 ；201 ；301)，且其中该睡眠方法包括以下步骤-通过特性确定单元(2,5 ； 103，105 ；202 ；302)确定人的特性，-通过热能単元G ； 104 ；204 ；304)向人传输热能或从人传走热能，其中通过热能控制单元G ； 104 ；204 ；304)根据所确定的人的特性控制向人传输热能或从人传走热能。
18.一种用于改善人的睡眠的睡眠计算机程序，该睡眠计算机程序包括程序代码手段， 用于当睡眠计算机程序在控制睡眠元件的计算机上运行吋，引起如权利要求1所述的睡眠元件执行如权利要求14所述的睡眠方法的步骤。
全文摘要
本发明涉及用于改善人的睡眠的睡眠元件(1)(如加热毯)。该睡眠元件包括用于确定人的特性的特性确定单元(2，5)，用于向人传输热能或从人传走热能的热能单元(3)，和用于根据所确定的人的特性控制热能单元的热能控制单元(4)。因为睡眠元件包括特性确定单元、热能单元、和热能控制单元，所以当人在睡眠时，可以根据所确定的人的特性控制人的温度，使得改善人的睡眠。而且，可以通过在床上放置睡眠元件来在床上简单地使用温度控制。温度控制的操作因而非常简单。
文档编号G05D23/19GK102597899SQ201080050284
公开日2012年7月18日 申请日期2010年11月3日 优先权日2009年11月5日
发明者D·彻斯塔科维, J·T·奥斯蒂文, R·雷曼 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司