專(zhuān)利名稱(chēng)：用于喚醒使用者的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于喚醒使用者的系統(tǒng)，其包括用于產(chǎn)生刺激作用以喚醒使用者的警報(bào)裝置。本發(fā)明還涉及一種用于上述系統(tǒng)中的鬧鐘。
背景技術(shù)：
如上限定的系統(tǒng)的實(shí)例是公知的鬧鐘。這樣的鬧鐘能夠令使用者設(shè)定該使用者希望醒來(lái)的時(shí)間。在由使用者設(shè)定的時(shí)間，鬧鐘產(chǎn)生喚醒使用者的聽(tīng)覺(jué)信號(hào)，例如蜂音或無(wú)線(xiàn)電節(jié)目的聲音。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種開(kāi)頭段落中限定的類(lèi)型的改進(jìn)系統(tǒng)。為此，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的特征在于，該系統(tǒng)還包括用于測(cè)量環(huán)境參數(shù)的傳感器裝置，適于在所述環(huán)境參數(shù)值的基礎(chǔ)上調(diào)整所述刺激作用的至少一個(gè)屬性的警報(bào)裝置。以這種方式實(shí)現(xiàn)了這種情況，即根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)對(duì)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行考慮以確定喚醒使用者的方式。本發(fā)明基于這樣的理解，即喚醒個(gè)人的最佳方式可以取決于系統(tǒng)外部的特定參數(shù)。具體地說(shuō)，使用者的身體參數(shù)可能影響醒來(lái)的容易程度和使用者在這樣醒來(lái)后的一天中的行動(dòng)。睡眠的研究顯示出睡眠是主動(dòng)的、高度有組織的活動(dòng)序列和生理情況。事實(shí)上睡眠由兩個(gè)單獨(dú)的和顯然不同的狀態(tài)構(gòu)成‘眼睛并不快速運(yùn)動(dòng)的睡眠’(NREM睡眠)和‘眼睛快速運(yùn)動(dòng)的睡眠’(REM睡眠)或做夢(mèng)睡眠。NREM式與REM式睡眠彼此不同的程度和它們與清醒狀態(tài)不同的程度一樣大。
基于由睡眠者產(chǎn)生的腦波的大小和速度，NREM睡眠被進(jìn)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(chēng)為δ波，并且所結(jié)合的階段3和4的睡眠經(jīng)常被稱(chēng)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(dòng)。一些科學(xué)家認(rèn)為眼睛移動(dòng)成與夢(mèng)的視覺(jué)圖像有關(guān)的圖案。在REM睡眠中我們幾乎是完全麻痹的-只有心臟、隔膜、眼肌和平滑肌(例如腸和血管的肌肉)沒(méi)有REM睡眠的麻痹。
科學(xué)家已經(jīng)試著確定什么類(lèi)型的睡眠是最深的睡眠。為了這樣做，他們測(cè)量需要多大的噪聲或其他變更的刺激作用來(lái)將睡眠者從各種類(lèi)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(shuō)某人處于昏迷之中。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(lái)。因此，這段睡眠經(jīng)常被認(rèn)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(fā)的生長(zhǎng)激素。因此，認(rèn)為這些睡眠階段將身體從清醒時(shí)的活動(dòng)的勞損和消耗中恢復(fù)過(guò)來(lái)。REM睡眠中的人們也會(huì)是很難喚醒的，但是這種結(jié)論是可變化的-有時(shí)甚至最輕微的噪聲也可以喚醒REM睡眠中的人。不過(guò)，因?yàn)榻?jīng)常很難將人從REM睡眠中喚醒，所以許多科學(xué)家也認(rèn)為REM睡眠是‘深的’睡眠階段。
圖1中所示的圖形被稱(chēng)為睡眠圖表(hypnogram)。使睡眠圖表概括了睡眠的實(shí)驗(yàn)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(gòu)制成NREM睡眠與REM睡眠交替發(fā)生的不同階段，而大部分慢波睡眠發(fā)生在夜晚的第一部分，并且大部分REM睡眠發(fā)生在最后的部分。NREM睡眠和REM睡眠循環(huán)地交替發(fā)生在整個(gè)夜晚。除了在特定的病態(tài)情況中，睡眠的夜晚以大約80分鐘的NREM睡眠開(kāi)始，隨后是大約十分鐘的REM時(shí)期。然后，這種90分鐘的NREM-REM循環(huán)在夜晚中重復(fù)大約3-6次。在夜晚的連續(xù)循環(huán)中，階段3和4的量減少，并且由REM睡眠占據(jù)的循環(huán)部分傾向于增加。關(guān)于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(fā)明的一個(gè)成果是提供了一種喚醒系統(tǒng)，該喚醒系統(tǒng)能夠考慮上述類(lèi)型的參數(shù)，并因此能夠調(diào)整醒來(lái)刺激作用的屬性。具體地說(shuō)，可以測(cè)量代表使用者的睡眠階段的參數(shù)。例如，溫度傳感器可以測(cè)量使用者的體溫，并且從它推斷出睡眠階段。睡眠研究已經(jīng)顯示出在REM睡眠中體溫并不是穩(wěn)定的。因此，對(duì)應(yīng)于低溫的顫抖現(xiàn)象在REM睡眠中停止，對(duì)應(yīng)于高溫的出汗現(xiàn)象也是一樣。其結(jié)果是，只要REM睡眠持續(xù)下去，某人的體溫就會(huì)朝周?chē)鷾囟绕?。因此，通過(guò)測(cè)量使用者的體溫，并且將它與周?chē)鷾囟认啾容^，該系統(tǒng)就可以推斷出睡眠階段。為此，可以設(shè)置溫度計(jì)，例如與被褥成一體或者以用于遠(yuǎn)程測(cè)量的紅外線(xiàn)傳感器為基礎(chǔ)。另一種方案或者附加的是，可以測(cè)量其他的身體參數(shù)，例如心率、呼吸率和血壓、皮膚電活動(dòng)(galvanic skinactivity)、肌緊張性或者身體靈活性。
依據(jù)推斷的睡眠階段，可以調(diào)整醒來(lái)刺激作用的屬性。例如，如果系統(tǒng)推斷出使用者處于NREM階段3或4，與其他階段中所用的聲級(jí)相比較，聲級(jí)就會(huì)增大。作為另一個(gè)實(shí)例，喚醒的瞬間可以在特定的時(shí)間間隔內(nèi)改變，以使其與特別的睡眠階段相一致。為此，由使用者設(shè)定的醒來(lái)時(shí)間解釋為該使用者最遲必須醒來(lái)的時(shí)間。系統(tǒng)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(jié)束于使用者選定的喚醒時(shí)間的半小時(shí)間隔中選擇適當(dāng)?shù)乃查g?？蛇x擇地，這個(gè)間隔的長(zhǎng)度可以由使用者例如從零到六十分鐘的范圍中更改。
為了精確地確定使用者的睡眠階段，可能需要在醒來(lái)時(shí)間之前的特定時(shí)期中保持不同身體參數(shù)的記錄。例如，系統(tǒng)可以紀(jì)錄隨時(shí)間而變的體溫，并且推斷出與所得的睡眠圖表不同的階段。通過(guò)在不同瞬間比較溫度水平并將它們繪制在普通的睡眠模型上，例如繪制在圖1的睡眠圖表上，系統(tǒng)就可以知道哪些溫度代表著特定的睡眠階段。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的實(shí)施例的特征在于，該系統(tǒng)還包括使用者可操作的裝置，該裝置用于確定使用者在哪個(gè)睡眠階段中醒來(lái)。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(lái)的研究對(duì)象報(bào)告說(shuō)他們比從REM中醒來(lái)時(shí)處于“較淺”的睡眠中。這表示了人們從NREM睡眠中醒來(lái)的難度較低，在這樣醒來(lái)之后的時(shí)期中這導(dǎo)致了較好的行動(dòng)情況。然而，人們可能同樣非常優(yōu)選在REM睡眠中醒來(lái)，例如，因?yàn)檫@能使他們更容易地回憶起他們的夢(mèng)，或者只是因?yàn)檫@使他們以后感覺(jué)更好。本實(shí)施例能令使用者指出他們希望在哪種階段中醒來(lái)。例如，如果使用者優(yōu)選在REM睡眠中醒來(lái)，則一旦REM睡眠階段發(fā)生在前述的間隔中，系統(tǒng)就將產(chǎn)生喚醒刺激作用。


通過(guò)非限制性實(shí)例，參考下文描述的實(shí)施例，將使本發(fā)明的這些和其他方面變得明顯和得以說(shuō)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(tài)和階段的順序；圖2表示了作為根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的實(shí)例的鬧鐘系統(tǒng)；圖3表示了根據(jù)本發(fā)明調(diào)整醒來(lái)時(shí)間的方法的流程圖。
具體實(shí)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(tài)和階段的順序。不同的狀態(tài)和階段的含義已經(jīng)在前言部分進(jìn)行了討論。
圖2表示了作為根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的實(shí)例的鬧鐘系統(tǒng)。
鬧鐘201包括用于顯示時(shí)間值即當(dāng)前時(shí)間，或者在設(shè)定醒來(lái)時(shí)間時(shí)顯示這一醒來(lái)時(shí)間的分段顯示器。鬧鐘201還包括警報(bào)裝置203，其包括揚(yáng)聲器，用于產(chǎn)生聽(tīng)覺(jué)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(wú)線(xiàn)電節(jié)目。為此，設(shè)置了使用者可操作的選擇裝置(未示出)。設(shè)置天線(xiàn)204以接收無(wú)線(xiàn)電節(jié)目。設(shè)置了無(wú)線(xiàn)電調(diào)諧器、用于控制調(diào)諧器和音量的裝置以及用于設(shè)定(醒來(lái))時(shí)間的裝置，但是所述裝置是常規(guī)的并且在圖2中并未示出。鬧鐘系統(tǒng)還包括連接到鬧鐘201上的溫度計(jì)205。警報(bào)裝置203能夠借助于溫度計(jì)205監(jiān)測(cè)使用者的睡眠階段，如本申請(qǐng)的前言部分中所討論的。根據(jù)所述睡眠階段，鬧鐘系統(tǒng)可以適應(yīng)醒來(lái)刺激作用的屬性。取決于使用者可操作的開(kāi)關(guān)206的狀態(tài)，鬧鐘或者調(diào)整刺激作用的音量，或者調(diào)整刺激作用的產(chǎn)生時(shí)間。如果使用者已經(jīng)選擇了音量，并且如果使用者在醒來(lái)時(shí)間處于NREM階段3或4，則鬧鐘201相對(duì)于正常音量增大音量，該正常音量由使用者可操作的音量控制的狀態(tài)確定。如果使用者在醒來(lái)時(shí)間處于另一個(gè)階段中，則應(yīng)用正常音量。
開(kāi)關(guān)207和208只有當(dāng)開(kāi)關(guān)206處于‘時(shí)間’狀態(tài)時(shí)才是可操作的。通過(guò)開(kāi)關(guān)207，使用者可以選擇他希望在哪個(gè)睡眠階段醒來(lái)。他可以從五個(gè)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(jīng)在前言部分中作了描述。
通過(guò)開(kāi)關(guān)208，使用者可以設(shè)定他希望醒來(lái)的時(shí)間間隔的長(zhǎng)度。如果該間隔被選擇為三十分鐘，鬧鐘系統(tǒng)可以調(diào)整這一間隔內(nèi)的醒來(lái)時(shí)間，該間隔的結(jié)尾與使用者選擇的醒來(lái)時(shí)間一致。如果在該間隔中并未檢測(cè)到所需的睡眠階段，則在該間隔的結(jié)尾即正常的醒來(lái)時(shí)間，無(wú)論如何都會(huì)將使用者喚醒。
圖3中表示了這一過(guò)程。在初始步驟301中，致動(dòng)鬧鐘系統(tǒng)。在步驟302中檢測(cè)醒來(lái)間隔是否已經(jīng)開(kāi)始。如果在這種情況下，在步驟303中檢測(cè)使用者是否處于他希望醒來(lái)的睡眠階段中。如果在這種情況下，使用者事實(shí)上在步驟305中醒來(lái)。如果使用者并不處于想要的階段中，在步驟304中檢測(cè)醒來(lái)間隔是否差不多結(jié)束。如果在這種情況下，不管睡眠階段怎樣，無(wú)論如何都會(huì)將使用者喚醒。在所有其他的情況下，該過(guò)程無(wú)限地重復(fù)。
可選擇地，在同時(shí)的過(guò)程中，該系統(tǒng)在整個(gè)睡眠時(shí)期中監(jiān)測(cè)使用者的身體參數(shù)，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(guò)及時(shí)將身體參數(shù)在不同點(diǎn)進(jìn)行比較，并且將結(jié)果與一般睡眠模式的睡眠圖表和/或關(guān)于使用者的睡眠行為的統(tǒng)計(jì)記錄進(jìn)行比較來(lái)將其實(shí)現(xiàn)。
概括地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種鬧鐘系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包括用于測(cè)量環(huán)境參數(shù)的傳感器裝置。具體地說(shuō)，監(jiān)測(cè)使用者的身體參數(shù)，以便確定他處于哪個(gè)睡眠階段。依靠推斷的睡眠階段來(lái)調(diào)整醒來(lái)刺激作用的性質(zhì)，例如刺激作用的音量或刺激作用的產(chǎn)生瞬間。
雖然已經(jīng)參考特定的所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是有可能在本發(fā)明概念的范圍內(nèi)作出變型和修改。因此，例如，取代了身體參數(shù)或除了身體參數(shù)之外，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)也可以考慮其他的環(huán)境參數(shù)，例如房間溫度、光亮條件、環(huán)境噪聲等。例如，如果環(huán)境噪聲很高，醒來(lái)刺激作用的聲級(jí)就可能增加。如果房間溫度很高或很低，該系統(tǒng)就可以決定并不在REM睡眠過(guò)程中喚醒使用者，因?yàn)樵谀欠N狀態(tài)下體溫不能良好地調(diào)節(jié)，這可能在醒來(lái)后導(dǎo)致不舒服的感覺(jué)。在本說(shuō)明書(shū)的全文中，術(shù)語(yǔ)‘環(huán)境’具有‘在喚醒系統(tǒng)外部’的意思，因此環(huán)境參數(shù)可以是使用者身體的參數(shù)，或例如光亮條件、背景噪聲等周?chē)鷧?shù)。
動(dòng)詞“包括”和其結(jié)合的使用并不排除存在不同于權(quán)利要求中限定的那些的元件或步驟。通過(guò)包括幾個(gè)不同的元件的硬件，并且通過(guò)合適地編程的計(jì)算機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在裝置權(quán)利要求中列舉了幾個(gè)裝置，這些裝置中的幾個(gè)可以由某人和這種硬件實(shí)施。
‘計(jì)算機(jī)程序’理解成的意思是任何軟件產(chǎn)品，該軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在例如軟盤(pán)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，可通過(guò)例如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)下載，或者能以任何其他方式在市場(chǎng)上得到。
權(quán)利要求
1.一種用于喚醒使用者的系統(tǒng)，其包括用于產(chǎn)生刺激作用以喚醒使用者的警報(bào)裝置，其特征在于，該系統(tǒng)還包括用于測(cè)量環(huán)境參數(shù)的傳感器裝置，該警報(bào)裝置適于在所述環(huán)境參數(shù)值的基礎(chǔ)上調(diào)整所述刺激作用的至少一個(gè)屬性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述刺激作用包括聽(tīng)覺(jué)刺激作用，所述屬性是所述聽(tīng)覺(jué)刺激作用的聲級(jí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述屬性是產(chǎn)生所述刺激作用的時(shí)刻，該警報(bào)裝置適于在預(yù)定的間隔內(nèi)調(diào)整所述時(shí)刻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，該環(huán)境參數(shù)是使用者的身體參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述身體參數(shù)代表使用者的睡眠階段。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述身體參數(shù)是使用者的體溫。
7.根據(jù)從屬于權(quán)利要求3的權(quán)利要求4或5所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括使用者可操作的裝置，該裝置用于確定使用者在哪個(gè)睡眠階段中醒來(lái)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括使用者可操作的裝置，該裝置用于設(shè)定所述預(yù)定間隔的起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間。
9.一種用于根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)中的鬧鐘，其包括用于產(chǎn)生刺激作用以喚醒使用者的警報(bào)裝置，其特征在于，該鬧鐘還包括用于從傳感器裝置中接收環(huán)境參數(shù)值的裝置，該警報(bào)裝置適于在所述環(huán)境參數(shù)值的基礎(chǔ)上調(diào)整所述刺激作用的至少一個(gè)屬性。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鬧鐘，其特征在于，其還包括所述傳感器裝置。
11.一種用于根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)中的傳感器裝置，該傳感器裝置能夠測(cè)量環(huán)境參數(shù)值，并且能夠?qū)⒃撝祩魉偷紧[鐘。
12.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其用于在合適的計(jì)算裝置上執(zhí)行時(shí)使所述計(jì)算裝置構(gòu)成根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鬧鐘系統(tǒng)(201)。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包括用于測(cè)量環(huán)境參數(shù)的傳感器裝置(205)。具體地說(shuō),監(jiān)測(cè)使用者的身體參數(shù),以便確定他處于哪個(gè)睡眠階段。醒來(lái)刺激作用的性質(zhì)依靠推斷的睡眠階段來(lái)調(diào)整,這些性質(zhì)例如為刺激作用的音量或刺激作用的產(chǎn)生瞬間。
文檔編號(hào)G04G99/00GK1388921SQ01802499
公開(kāi)日2003年1月1日 申請(qǐng)日期2001年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月22日
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