CN213940725U - 传感器组件和家具 - Google Patents

Abstract

公开了一种传感器组件和家具。用于家具的、用于检测家具的用户的活动的传感器组件(1)包括光发射器(2)和光接收器(3)，光发射器(2)和光接收器(3)形成连接光发射器(2)和光接收器(3)的光学光路(4)的起点和终点。光接收器(3)被配置成基于所接收的光的数量输出接收信号。传感器组件(1)还包括：评估电路，该评估电路被配置成基于接收信号或从该接收信号得到的信号来生成运动信号；以及振荡体(5)，其以使得振荡体(5)的移动导致光路(4)的特性改变的方式可移动地安装。传感器组件(1)被布置成使得用户的活动引起振荡体(5)振荡。

Description

传感器组件和家具

技术领域

本公开内容涉及一种用于家具的用于检测用户的活动的传感器组件，涉及一种包括这样的传感器组件的家具，并且涉及一种用于检测家具用户活动的方法。

背景技术

用于监测诸如人的生理参数之类的活动的传感器尤其在健康和活动追踪器领域中是已知的。在此，例如，定期或连续地测量和评估心跳或呼吸，从而使用户获得例如他或她的运动和身体状况的概况。

然而，最近的研究表明，睡眠质量也会对一个人白天的表现产生重大影响。尤其是，睡眠质量也会影响人们在工作场所的“健康”，这就是为什么合适的解决方案不仅对个人有益，而且对于关心他们的员工工作时的健康的公司也很重要。

用于监测日常活动的常规解决方案(例如健康腕带)有时适合在夜间测量生理参数，但是为了舒适和/或使用充电器充电，用户通常会在夜间将其卸下。另外，相当多的人发现佩戴健康追踪器通常令人不安且不舒服。常规的健康追踪器的另一个缺点是专门针对一些特定参数(例如用户的脉搏)，而其他参数(例如声音和移动)对于评估睡眠质量也很重要，但由于缺少合适的传感器而被忽略了。

测量夜间活动的常规解决方案特别基于力或压力变化的测量。测量躺在床上的人对床垫以及放置在床垫上方或下方的传感器施加的力。移动会导致力或压力发生变化，可以在测量的信号中检测到这种变化。用户的心跳或呼吸可以通过力或压力的周期性变化来确定。

然而，这些解决方案的问题在于，放置在床垫上的用于床的传感器会打滑或影响用户的睡眠舒适度。如果将传感器放置在床垫下面，则不会影响睡眠舒适度，但是会大大减弱已经很小的力变化，因此很难甚至无法测量。另一个复杂的因素是，在该位置，来自床周围的振动也可以通过床架结合进来，并且必须相应地通过电子或机械方式进行过滤或减弱。传感器在床垫内的安装是一个折衷方案，但不允许对现有床垫进行改装。

实用新型内容

本公开内容提供了一种用于测量用户的夜间活动的改进构思。

改进构思基于以下思想：提供用于测量活动(例如生理参数)的高度灵敏的传感器，并使其以不损害用户的舒适度的方式放置得靠近家具或放置在家具本身上。为此，使用具有可移动元件的传感器，该传感器被设置成通过家具的用户的移动而机械振荡。通过光学装置检测和评估振荡。以这种方式确定的振荡频率和/或振幅允许得出关于例如由诸如用户的心跳或呼吸的生理参数以及其他移动或声音触发的周期性重复振动的结论。

例如，根据改进构思的用于家具的用于检测家具的用户的活动的传感器组件包括光发射器和光接收器，光发射器和光接收器形成光学光路的起点和终点并且经由该光路彼此连接。光接收器被配置成基于所接收的光的数量来发射接收信号。传感器组件还具有振荡体，该振荡体以使得振荡体的移动导致光路特性改变的方式可移动地安装。此外，传感器组件的评估电路被配置成基于接收信号或从接收信号得到的信号来生成运动信号。传感器组件被配置成以使得家具的用户的活动引起振荡体振荡的方式安装在家具中或家具上。

光发射器是发光元件，例如发光二极管(LED)或激光二极管。光接收器是诸如光电二极管的元件，其将入射在光接收器上的光转换成与所接收的光的数量成比例的电接收信号。光发射器和光接收器以如下方式彼此对准：如果振荡体没有完全阻挡光，则光发射器的发射光的至少一部分照射光接收器的光敏部分。换言之，光发射器和光接收器通过光路连接。光路具有诸如长度和取向的特性以及诸如吸收、反射或散射的光学特性。

振荡体是例如影响光路中的光的数量的柔性凸片。光的数量受柔性凸片的影响，例如受到吸收、反射或散射的影响。在没有柔性凸片振荡的情况下，光接收器接收到限定的恒定量的光。这个光的数量可以被称为光的标准数量。柔性凸片相对于光路的位置的改变以光发射器的恒定输出功率或恒定发射量的光来改变在光接收器处接收的光的数量。因此，振荡体的振荡使得光接收器接收到的光的数量周期性地变化。振荡体以使得通过用户的相应活动激发振荡的方式附接至家具。例如，在床上，由躺在床上的用户的移动或生理参数(例如心跳)触发的振动经由床垫可能还经由床架被传送至传感器组件的振荡体。此外，在桌子或一件座椅家具的情况下，可以通过例如由用户的生理参数触发的振荡体的移动或振荡来确定用户的存在。

评估电路被配置成基于接收信号生成运动信号。例如，运动信号对应于检测到的接收信号的周期性，特别是例如振荡体的至少一种振荡模式的振幅和/或频率。然后，可以例如以使用户接收关于期望的活动或期望的生理参数的信息的方式来评估该运动信号。

在一些实施方式中，振荡影响光接收器从光发射器接收的光的数量。振荡体的振荡导致例如光路上的光的周期性变化的吸收、反射或散射。例如，这种改变导致在光接收器处接收的光的数量在光的标准数量周围的光的最大量与最小量之间周期性地振荡。

在一些实施方式中，评估电路还被配置成例如经由包括控制电路的控制器、借助于通过使接收信号与参考信号之间的差最小化而产生的控制信号来控制由光发射器发射的光的数量。此外，这些实施方式中的评估电路可以被配置成例如经由信号发生器、基于控制信号或从控制信号得到的信号来生成运动信号。

除了测量接收到的光的数量之外，还可以提供控制系统，该控制系统通过使由光发射器发射的光的数量变化来保持在光接收器处接收的光的数量恒定。然后，用于光发射器的控制变量可以用作测量振荡体的移动或振荡的基础，例如作为运动信号。如上所述，通过相应地调节由光发射器发射的光的数量来补偿所接收的光的数量的差异或变化。如果例如振荡体的移动导致接收到的光的数量减少，则增加发射的光的数量，直到接收到的光的数量再次对应于在振荡体没有移动的情况下的光的数量，即光的标准数量。如果振荡导致接收到的光的数量增加，则相应地发射更少的光。

在一些实施方式中，评估电路包括滤波器级，并且被配置成通过使用滤波器级对接收信号或从接收信号得到的信号进行滤波来生成运动信号。

滤波器级可以是在低通滤波器级的下游具有微分器的低通滤波器级。替选地，滤波器级可以是带通滤波器级。使用带通滤波器例如具有滤除高频干扰信号以及与用户活动无关的低频慢信号变化的效果。由于微分器也具有高通效应，因此，低通滤波器和微分器的组合最终会导致带通的传输性能。

除了滤波或集成到滤波中之外，还可以提供放大，特别是自适应增益控制，以例如增加信号范围。

在一些实施方式中，所述活动是生物活动，并且包括以下中至少一种：心跳、脉搏、移动、声音和呼吸。上述生理参数特别适合精确评估睡眠质量。虽然常规的健康追踪器经常使用心跳和脉搏来评估睡眠质量，但是用户的自身移动、呼吸和声音也是表征睡眠质量的重要量度。尽管健康追踪器和力或压力传感器并非被设计用于此类测量，但传感器组件的振荡体也可以与这些类型的活动相关联，从而可以对睡眠质量进行完整而准确的分析。

在一些实施方式中，振荡体被灵活地安装，使得振荡体仅具有一个机械自由度。已经表明，与竖直方向上的振动(即，传统解决方案的朝着力或压力传感器的振动，例如，压力传感器位于躺着的人下面或床的床垫下面)相比，躺在床上的人的某些生理参数(例如，心跳)在沿着人的身长的水平方向上产生明显更强的振动。这是因为心脏通过主要沿头脚轴线延伸的静脉泵出血液，而在躺着的人中，这会在水平方向上产生“冲击波”。

因此有利的是，将传感器安装在床架上或床架中或床垫上，使得振荡体仅沿恰好一个方向振荡，即沿躺着的人的血流方向振荡。另一方面，可以通过振荡体的形状或对准来减少或完全防止其他方向上的振动。这有效地抑制或消除了不是由心跳引起的振动，例如由床的按摩致动器或外部影响引起的振动。

对于在诸如办公椅或扶手椅之类的座椅家具的座椅表面中的布置，振动的方向也将平行于座椅表面，即，与该座椅家具所处的地板水平。然而，在靠背中的布置的情况下，血流的方向没有影响。在此，竖直的振荡方向将是优选的。在座椅家具和桌子中使用传感器组件，使得能够通过由简单的冲击或者冲击和生理活动的组合触发的振荡体的移动来检测用户的存在。对于桌子(例如，电动可调节桌子)，传感器组件可以集成到例如桌子框架中。

在一些实施方式中，振荡体具有低于20Hz的共振频率，特别是在12 Hz至14Hz的范围内。测量实验表明，特别是对于生理振动的测量，振荡体理想地具有大约13Hz的共振频率。这可以通过选择振荡体的形状和材料或材料厚度来实现。

在一些实施方式中，光路被设计为用于将光从光发射器传输至光接收器的直接光学连接。可选地，在不使用反射的情况下进行传输。特别地，光传输不是基于来自表面的光线的反射。类似地，传输也不基于光纤的变形以及光的数量的相关变化的评估。

改进构思的优点在于，测量原理不是基于表面的反射测量，而是基于由用户的活动引起的传感器自身的部件的振荡。这意味着可以容易地改装现有的家具系统，而无需特别改装的床垫或其他元件。

在一些实施方式中，光路比1cm短，特别是比5mm短。例如，光路的直径或宽度小于1mm，特别是小于500μm，并且例如为约200μm。因此，光路的截面积小于1mm²，特别是小于0.25mm²，例如在约0.04mm²的范围内。例如，光发射器是红外范围内的LED或激光二极管。

在一些实施方式中，光发射器或光接收器附接至振荡体。这允许光发射器与光接收器之间的相对移动，从而振荡导致光接收器和光发射器的对准发生变化，由此影响在光接收器处接收的光的数量。换言之，在这种设计中，光路的取向和/或长度通过振动而改变。

在一些实施方式中，振荡体以如下方式布置在光发射器与光接收器之间：使得该振荡体的半透明部分位于光路上，该振荡体的移动引起半透明部分内的光路的光学特性的改变。

例如，半透明部分的特征在于透射，该透射取决于半透明部分内的光的光学路径的位置和/或延伸方向。例如，取决性是半透明部分的结构的结果，其导致半透明部分的表面内或表面上的吸收、反射或散射的变化。例如，半透明部分的表面具有明显的粗糙度。替选地，半透明部分具有变化的厚度和/或光学密度。例如，半透明部分由诸如玻璃的硅酸盐或塑料制成。

在一些实施方式中，振荡体包括孔径元件，该孔径元件被配置成至少部分地覆盖光路，其中，振荡体的移动导致光路的覆盖范围的改变。

振荡体的孔径元件可以移动至光路中以影响由光接收器接收的光的数量。在传感器的操作期间，通过例如由用户的活动触发的振荡使孔径元件运动，使得振荡体的振荡导致孔径元件相对于光路的振荡，从而影响所接收的光的数量。

可以以不同的方式选择孔径元件的形状。例如，孔径元件具有圆锥、截头圆锥、棱锥、截头棱锥、圆柱体、平行六面体的形状或由这些形状中的数种组成的形状。

光阑元件的形状的选择还导致垂直于光路的截面区域，光阑元件通过该截面区域穿过光路。可以说，光路形成了该截面区域的法线。例如，截面区域至少部分地由以下形状中的至少一种形成：矩形、三角形、梯形、圆形区段、椭圆形区段。例如，通过将矩形与三角形、梯形形状或半圆形形状组合来形成截面区域，但不排除其他可能的组合。

具有沿着振荡的偏转而变化的宽度的截面区域会导致光的数量的变化的更连续过程。特别地，当孔径元件穿过光路时，即，当孔径元件从无覆盖到部分覆盖时，如果光阑元件的相应端部在宽度上小于光路以允许连续过渡，则可能是有利的。

在一些实施方式中，选择孔径元件相对于光路的位置或安装，以使得在静止状态或无振荡的情况下，所发射的光的数量比所接收的光的数量大限定的因子，例如为两倍。例如，这可以通过光阑元件在静止状态下对光路的限定的覆盖、例如大约50％的覆盖、特别是在40％到60％的范围内来实现。这允许振荡体在沿着孔径元件的移动方向的两个方向上的偏转被检测。

在一些实施方式中，传感器组件还包括印刷电路板，评估电路的至少一部分位于印刷电路板上。例如，光发射器和光接收器布置在共同的印刷电路板上。替选地，例如光发射器或光接收器的一部分被布置在固定至印刷电路板的凸片上。可选地，光路平行于或基本平行于印刷电路板的主平面或表面。特别地，光路与印刷电路板的表面之间的角度小于10°，特别地小于5°。电路板还可以包括用于可调节家具的电动机控制和/或致动器控制的电子设备。

振荡体的偏转可选地垂直于光路或者垂直于或平行于印刷电路板的表面或主平面。如上所述，可以容忍较小的角度偏差。例如，振荡体是电路板的一部分，即，电路板包括弹性的或柔性的部分，例如柔性的L形或曲折的凸片。

在一些实施方式中，光发射器或光接收器附接至振荡体，使得振荡导致光发射器与光接收器之间的相对移动。例如，光路的一端、例如光发射器位于电路板的第一部分上，该第一部分相对于振荡体被刚性固定。光路的另一端、例如光接收器位于电路板的与光发射器相对的第二部分上，第二部分代表振荡体并允许相对于电路板的第一部分的相对移动。替选地，电路板具有两个振荡体，例如两个柔性凸片，借此光接收器和光发射器各自附接至两个柔性凸片之一。

在一些实施方式中，印刷电路板在光路下方具有开口，振荡体可移动地布置在开口上方和/或开口中。

在一些实施方式中，传感器组件还包括壳体，特别是避光壳体，光发射器、光接收器和振荡体布置在避光壳体中。传感器组件可选地布置在壳体中。壳体不必完全封闭，但是壳体确保光接收器不暴露于环境光中，而仅接收来自光发射器的光。这防止了从光发射器接收的光功率的测量被削弱或篡改。

在一些实施方式中，传感器组件还包括附加的光发射器和/或光接收器，每个光接收器经由光学光路连接至至少一个光发射器。

例如，光路连接数个发射器和/或数个接收器。替选地，附加的光发射器和/或光接收器形成彼此偏移(例如90°)的数个光路的组合。例如，光路彼此垂直。在这种配置中，可以更精确地确定用户活动的方向。

改进的测量构思还通过具有至少一个根据前述实施方式之一的传感器组件的家具来实现。这包括将传感器组件集成到例如具有至少一个电动可调节部件的家具的致动器和/或控制系统中的可能性。传感器组件以使光发射器、光接收器和振荡体与环境光隔离的方式附接至家具框架。例如，传感器组件位于腔体中，特别地在家具框架的避光腔体中。

家具例如是床、座椅或桌子。传感器组件与家具对准，使得家具的用户在与传感器组件的振荡体的偏转相对应的方向上是活动的。例如，家具是床，并且传感器组件的振荡体被对准，使得振动的偏转平行于床的长度方向。这确保了可以测量躺着的用户的心跳并因此产生振荡体的振荡。已知的是，心跳在沿用户身长延伸的水平方向上产生冲击波。换言之，心跳产生主要从用户的心脏传播到他的头或脚的冲击波。

家具的其他实施方式直接由上述传感器组件的实施方式的组合得出。

改进的测量构思也通过一种用于检测家具的用户的活动的方法来实现。这种家具配备有至少一个传感器组件。至少一个传感器组件包括振荡体以及经由光学光路彼此连接的光发射器和光接收器。振荡体以使得振荡体的移动导致光路特性变化的方式可移动地布置。

根据该方法，第一数量的光从光发射器经由光路发射至光接收器。光接收器基于经由光路接收的第二数量的光来生成接收信号。用户的活动 (例如，呼吸或心跳)被转换成振荡体相对于光路的移动的变化。至少基于第二数量的光或从第二数量的光得到的信号来生成运动信号。基于运动信号，特别是基于运动信号的变化，检测用户的活动。

该方法的进一步发展直接源于在上面已经详细描述了的传感器组件、致动器、控制系统和家具的不同实施方式。这尤其涉及所使用的各种信号的生成、处理和评估。

附图说明

在下文中，借助于示例性实施方式参照附图详细解释本实用新型。在功能上相同或具有相同效果的部件可以具有相同的附图标记。可以仅依据其首次出现的附图来说明相同的部件或具有相同功能的部件。在下面的附图中不必重复说明。

在附图中：

图1至图7示出了根据改进构思的传感器组件的不同实施方式；

图8示出了传感器组件设计的另一示例；

图9示出了包括根据改进的测量构思的传感器组件的家具系统的实施方式；

图10和图11示出了传感器组件设计的另一些实施方式；

图12A至图12C示出了根据改进的测量构思的传感器组件的另一实施方式的不同图示；

图13A和图13B示出了传感器组件的实施方式的孔径(aperture)元件的示例；以及

图14至图16示出了以床的形式的、包括传感器组件的家具的另一些实施方式。

具体实施方式

图1示出了传感器组件1的示例性实施方式，该传感器组件包括印刷电路板6，在印刷电路板上布置有光发射器2和光接收器3，光发射器2 和光接收器3经由光路4彼此光学连接。光发射器2和光接收器3也可以被布置在不具有印刷电路板6的传感器组件1中。在该实施方式中，光接收器3被安装在电路板6的第二部分上并且被设计为振荡体5。例如，振荡体5被设计为柔性凸片(tab)。该凸片由印刷电路板6中的凹部形成。作为所示结构的替选，光发射器2和光接收器3的位置也可以互换。在振荡体5的静止位置或处于零偏转处的光路4对应于从光发射器2发射的光的方向并且平行于印刷电路板6的表面。

振荡体5具有机械自由度s，沿着该机械自由度s可以随着振荡体5 的偏转而发生移动或振荡。在该实施方式中，机械自由度s是唯一可以被激发以便振荡的机械自由度，并且被定向成垂直于光路4但平行于印刷电路板6的表面的法线。印刷电路板6设计为牢固地连接至家具，以便将光接收器刚性地固定在印刷电路板6的、与振荡体相对并且与家具相对的第一部分上。此外，印刷电路板6以这样的方式连接至家具：使振荡体5可以沿着自由度s偏转或振荡，使得光发射器2与光接收器3之间的相对移动是可能的。

光发射器2发射第一数量的光。在振荡体5没有振荡的情况下，光接收器3接收限定的恒定的第二数量的光，光的第二数量例如对应于光的第一数量，并且可以被称为光的标准数量。例如，光发射器2和光接收器3 在红外光范围内操作。振荡体5的位置的改变导致光发射器2与光接收器 3之间的对准改变。换言之，光路4的对准与从光发射器2发射的光的方向不同，从而导致光接收器3接收到周期性地变化的第二数量的光。例如，光的第二数量在没有接收到光与光的第一数量之间的范围内振荡。基于图 1所示的实施方式，其中光的最大数量在振荡体5的零偏转处，光的振荡的第二数量的一个频率对应于振荡体5的振荡频率的两倍。然而，替选地，该实施方式可以被修改为例如使得所提到的频率是相同的。

从光发射器2到光接收器3的经由光路4的光传输基于直接的光学传输，并且特别地不依赖于捕捉(catch)来自光路4的杂散光或以其他方式将光从光发射器2引导至光接收器3的反射器等。也避免了使用一个或多个光纤。

传感器组件1的评估电路(为了清楚起见在图1中并未示出)根据光接收器3的接收信号确定振荡体5的振荡频率，并且生成运动信号，该运动信号包含例如关于振荡体5的振荡的振幅和频率的信息。

图2示出了类似于图1的传感器组件1的另一实施方式的俯视图。与图1的实施方式的区别在于凹部的形状，该凹部在这里限定了L形的柔性凸片作为振荡体5。为了增加机械响应，可以通过以这种方式延伸凹部来增加振荡体5的有效质量。此外，这还可以导致振荡体5的振动的振幅更高，这进而又可以实现对振荡的更灵敏的测量。

图3示出了基于图1的实施方式的传感器组件1的另一实施方式，其中，振荡体5被设计为使得其机械自由度s既垂直于光路4也垂直于印刷电路板6的表面的法线。该实施方式适合于检测在印刷电路板的平面中发生的振动。例如，该实施方式适合于检测沿着印刷电路板6的表面延伸并且平行于振荡体5的自由度s的冲击波。换言之，该实施方式适合于水平安装在床上，其中印刷电路板6的表面的法线平行于床的躺着表面的法线，从而可以检测到平行于床的躺着表面的冲击波。相应地，由于振荡体 5的自由度s的方向，图1的实施方式适合于竖直安装在床上(例如，安装在床垫的脚或头端处)，使得平行于床的躺着表面的冲击波也沿着自由度s激发振荡，并且可以因此被检测到。

图4示出了基于图3的实施方式的传感器组件1的另一实施方式。在该实施方式中，振荡体5不是电路板6的一部分，而是单独的元件，例如连接至电路板(例如，插入在电路板上)的柔性凸片。例如，振荡体5是柔性的或足够有弹性的印刷电路板。在这种情况下，振荡体5可以包括光发射器2或光接收器3，并因此形成光路4的一端。与图3相比，振荡体 5不附接至电路板6的一侧，而是例如被插入到电路板6上。

图5A和图5B以侧视图或正视图示出了具有孔径元件8的传感器组件1的替选实施方式。孔径元件8被设计为凸片形式的振荡体5的一部分，该凸片突出到光发射器2与光接收器3之间的光路4中。振荡体5例如由弹性材料(例如，弹簧钢、片状金属或塑料)制成，但不包括任何电子部件。振荡体5的自由度s垂直于印刷电路板6的表面。由于其在光路4内的形状，孔径元件8的移动影响光接收器3接收的光的数量。例如，孔径元件8的形状在光路区域中的截面为三角形。为了使振荡体5垂直移动，可能需要在电路板6中开一个孔。振荡体5还可以包括半透明部分7，例如透镜，以代替孔径元件8。

图6A和6B示出了类似于图5A和图5B所示实施方式的传感器组件的实施方式。此处，振荡体5的自由度s平行于印刷电路板6的表面。

图7示出了传感器组件1的另一实施方式，该传感器组件具有两个振荡体5，光发射器2和光接收器3附接至振荡体5。振荡体5包括曲折形的悬架，通过该悬架可以发生两个振荡体5的机械振动。根据图1和图2 的实施方式，两个振荡体5的自由度s平行于印刷电路板6的表面的法线。因为可以增加光发射器2与光接收器3之间的相对移动，所以两个振荡体 5可以提高传感器组件1的灵敏度。还示出了不透明壳体9的一部分，该不透明壳体9既允许传感器组件1被附接至家具，又确保传感器组件1或光发射器2、光接收器3和振荡体5被屏蔽以避开环境光。

图8类似地示出了传感器组件1的实施方式的完整壳体9，例如，该实施方式中的壳体9容纳与图3中所示的传感器组件对应的传感器组件1，使得该实施方式适合于被放置在床的床垫下面，并且被设计成检测水平方向上(即，平行于躺着表面)的冲击波。

图9示出了家具系统10的相应实施方式，家具系统在这种情况下是床。如图8所描述，传感器组件1放置在床垫11下方，并且包括振荡体5，该振荡体5的自由度s平行于床的长边定向。这允许振荡体5对躺在床垫 11上的用户的心跳灵敏。心跳使血液沿着主要朝向人体的头或脚延伸的血管泵送。为此，振荡体5的在床或用户的长度方向上的自由度s是合适的选择。此外，抑制或减弱了不是沿该轴线发生的活动的影响。

图10和图11示出了传感器组件1的另一实施方式，其中，振荡体5 具有半透明部分7，该半透明部分7例如是硅酸盐或塑料并且突出到光路 4中。此外，在该实施方式中，光发射器2和光接收器3二者相对于振荡体均刚性地安装。在一些实施方式中，印刷电路板6在光路4下方具有开口，半透明部分7可以穿过该开口。如示意性示出的，在图10所示的实施方式中，半透明部分7平行于光路4或PCB 6的表面移动，并且在图 11所示的实施方式中，半透明部分7垂直于光路4或PCB 6的表面移动。如有必要，在5°到10°的范围内的偏差也是可能的。因此，光路4或印刷电路板6形成振荡所参考的一种基准线。

光接收器3接收的第二数量的光在此取决于半透明部分7相对于光路 4的位置，即，半透明部分7以取决于偏转的程度引起入射光的吸收、反射或散射。例如，半透明部分7的厚度、光学密度或表面粗糙度沿着自由度s变化。替选地，如图10所示，半透明部分是透镜(例如，会聚透镜)，其根据在光路4内的位置将光聚焦到光接收器3上。在这些设计中，光的标准数量不一定必然对应于光的第一数量，因为半透明部分7在零偏转位置中的透射率可能是有限的。

图12A、图12B和图12C示出了传感器组件1的替选实施方式，该传感器组件1具有在振荡体5的不同偏转中的孔径元件8。孔径元件8被附接至振荡体5。在图12A、图12B和图12C中，借助于弹簧元件示出了柔性安装，但是也可以使用其他柔性体，以替代螺旋弹簧。类似于图11 的实施方式，传感器组件1包括印刷电路板6，光发射器2和光接收器3 位于印刷电路板6上，光发射器2和光接收器3经由光路4彼此光学连接。孔径元件8突出到光路4中。

图12A示出了处于静止状态、即振荡体5零偏转下的传感器组件1，而图12B示出了振荡体5偏转离开电路板6，使得孔径元件8没那么远地突出到光路4中。相反，在图12C的图示中，振荡体5的偏转是沿着电路板6的方向，使得孔径元件8进一步突出到光路4中。

所示的布置导致孔径元件8取决于偏转而允许更多或更少的光经由光路4在光发射器2与光接收器3之间通过。如果在发射恒定的第一数量的光的情况下测量入射在光接收器3上的瞬时第二数量的光，则可以确定孔径元件8对光路4的瞬时覆盖的相对量度。根据该覆盖范围的周期性变化，进而可以确定振荡体5的振荡频率，该振荡频率对应于用户的活动的频率。

可以以不同的方式选择孔径元件8的形状。例如，孔径元件8具有圆锥、截头圆锥、棱锥、截头棱锥、圆柱体、平行六面体的形状或由这些形状中的数种组成的形状。

取决于孔径元件8的形状，获得孔径元件8的、垂直于光路4的截面或截面区域。部分形状例如是圆形区段或椭圆形区段。例如，在不排除其他可能的组合的情况下，通过将半圆形形状与矩形组合来形成截面区域。

图13A和图13B各自以平面图示出了光路4的视图以及孔径元件8 的截面区域，并分别示出了三种不同的覆盖度。

在图13A中，孔径元件8的截面区域具有三角形或梯形形状，使得当孔径元件8移动至光路4中时，光路4不会突然中断。相反，随着孔径元件8的锥体进一步移动至光路4中，接收的光的数量连续变化。这意味着孔径元件8的制造公差或光路4相对于孔径元件8的位置不太重要。

在图13B中的图示中，孔径元件8具有矩形的截面区域，其取决于光路4的覆盖程度可以导致光路4的相当突然的中断。此外，孔径元件8的小的移动可以导致所接收的光的第二数量的相对大的变化。这意味着必须非常精确地遵守制造公差，以避免过于灵敏的反应。然而，不排除这样的实施方式。

不管截面区域的形状如何，孔径元件8在光路4中的位置例如被选择为使得在不施加力的情况下、即在静止状态下发射的光的第一数量比接收到的光的数量大预定因子，例如为大约两倍。参考图13A和图13B，这例如对应于相应的中心图示。

图14示出了家具系统10的示例性实施方式，其在这种情况下是床。传感器组件1在此例如对应于图1的实施方式，并且以使得振荡体5的自由度s平行于床的长边或平行于躺在床上的用户20的长边的方式竖直地安装在床垫11的脚端。因此，在图2、图4、图7和图8中示出的传感器组件1的实施方式也适合于此目的，其中印刷电路板6相对于床垫11的躺着表面进行相应的竖直对准或进行用户20的长度方向对准。在该实施方式中，控制单元13包括传感器组件1的评估电路或评估电路的一部分，并且布置在单独的壳体中。

类似于图14所示的示例，如图15所示的相应的传感器组件1可以替选地位于床的框架12上或框架12的一部分中。特别地，传感器组件1可以位于框架12的腔体中，从而即使没有其自身的壳体9，也可以保护传感器组件1免受环境光的影响。

图16示出了根据图9中示出的示例的家具系统10的示例性实施方式。在此，传感器组件1水平地布置在床垫11下方，使得印刷电路板6 的表面平行于床垫的躺着表面。为了使振荡体5的自由度s也平行于床的长边，根据图3的实施方式的传感器组件的实施方式在此是适合的，其中，自由度s平行于印刷电路板6的表面。

不排除将传感器组件1用于其他可调节家具、例如桌子和座椅家具中。例如，可以执行存在检测，该存在检测提供关于用户已经躺卧或坐了多长时间或他在桌子上工作了多长时间的信息。

Claims (30)

1.一种传感器组件(1)，其用于家具且用于检测所述家具的用户的活动，其特征在于，所述传感器组件(1)包括：

光发射器(2)和光接收器(3)，所述光发射器(2)和所述光接收器(3)形成连接所述光发射器(2)和所述光接收器(3)的光学光路(4)的起点和终点，其中，所述光接收器(3)适合于基于所接收的光的数量来输出接收信号；

评估电路，其被配置成基于所述接收信号或从所述接收信号得到的信号来生成运动信号；以及

振荡体(5)，其以使得所述振荡体(5)的移动导致所述光路(4)的特性改变的方式可移动地安装，

其中，所述传感器组件(1)被布置成使得所述用户的活动引起所述振荡体(5)振荡。

2.根据权利要求1所述的传感器组件(1)，其特征在于，所述振荡影响由所述光接收器(3)从所述光发射器(2)接收的光的数量。

3.根据权利要求1或2所述的传感器组件(1)，其特征在于，所述评估电路还被配置成：

借助于通过使所述接收信号与参考信号之间的差最小化而产生的控制信号来控制所述光发射器(2)发射的光的数量；以及

基于所述控制信号或从所述控制信号得到的信号来生成所述运动信号。

4.根据权利要求1或2所述的传感器组件(1)，其特征在于，所述活动是生物活动，并且包括以下中至少之一：

心跳；

脉搏；

移动；

声音；

呼吸。

5.根据权利要求1或2所述的传感器组件(1)，其特征在于，所述振荡体(5)以使得所述振荡体(5)仅具有一个机械自由度(s)的方式可移动地布置。

6.根据权利要求1或2所述的传感器组件(1)，其特征在于，所述振荡体(5)具有小于20Hz的共振频率。

7.根据权利要求1或2所述的传感器组件(1)，其特征在于，所述振荡体(5)具有在12Hz至14Hz范围内的共振频率。

8.根据权利要求1或2所述的传感器组件(1)，其特征在于，所述光路(4)被实现为用于将光从所述光发射器(2)传输至所述光接收器(3)的直接光学连接。

9.根据权利要求1或2所述的传感器组件(1)，其特征在于，所述光路(4)被实现为用于在不使用反射的情况下将光从所述光发射器(2)传输至所述光接收器(3)的直接光学连接。

10.根据权利要求1或2所述的传感器组件(1)，其特征在于，所述光路(4)短于1cm。

11.根据权利要求1或2所述的传感器组件(1)，其特征在于，所述光路(4)短于5mm。

12.根据权利要求1或2所述的传感器组件(1)，其特征在于，所述光发射器(2)或所述光接收器(3)被附接至所述振荡体(5)。

13.根据权利要求1或2所述的传感器组件(1)，其特征在于，所述振荡体(5)以使得所述振荡体(5)的半透明部分(7)位于所述光路(4)上的方式布置在所述光发射器(2)与所述光接收器(3)之间，其中，所述振荡体(5)的移动引起所述半透明部分(7)内的所述光路(4)的光学特性变化。

14.根据权利要求13所述的传感器组件(1)，其特征在于，所述半透明部分(7)的特征在于透射率，所述透射率取决于所述半透明部分(7)内的所述光学光路(4)的位置和/或延伸方向。

15.根据权利要求1或2所述的传感器组件(1)，其特征在于，所述振荡体(5)包括孔径元件(8)，所述孔径元件(8)被配置成至少部分地覆盖所述光路(4)，其中，所述振荡体(5)的移动引起所述光路(4)的覆盖范围变化。

16.根据权利要求1或2所述的传感器组件(1)，其特征在于，还包括印刷电路板(6)，所述评估电路的至少一部分布置在所述印刷电路板(6)上。

17.根据权利要求12所述的传感器组件(1)，其特征在于，还包括印刷电路板(6)，所述评估电路的至少一部分布置在所述印刷电路板(6)上，其中，所述振荡体(5)是所述印刷电路板(6)的一部分或连接至所述印刷电路板(6)。

18.根据权利要求16所述的传感器组件(1)，其特征在于，所述光路(4)平行于所述印刷电路板(6)的主延伸平面延伸。

19.根据权利要求16所述的传感器组件(1)，其特征在于，所述振荡体(5)以使得所述振荡平行于或垂直于所述印刷电路板(6)的主延伸平面的方式可移动地布置。

20.根据权利要求1或2所述的传感器组件(1)，其特征在于，还包括壳体(9)，所述光发射器(2)、所述光接收器(3)和所述振荡体(5)被布置在所述壳体(9)中。

21.根据权利要求1或2所述的传感器组件(1)，其特征在于，还包括避光壳体(9)，所述光发射器(2)、所述光接收器(3)和所述振荡体(5)被布置在所述避光壳体(9)中。

22.根据权利要求1或2所述的传感器组件(1)，其特征在于，还包括另外的光发射器(2)和/或光接收器(3)，其中，每个光接收器(3)经由光学光路(4)连接至至少一个光发射器(2)。

23.一种家具(10)，其包括家具框架(12)，其特征在于，所述家具(10)还包括根据权利要求1或2所述的传感器组件(1)，其中，所述传感器组件(1)以使得所述光发射器(2)、所述光接收器(3)和所述振荡体(5)与环境光隔离的方式附接至所述家具框架(12)。

24.根据权利要求23所述的家具(10)，其特征在于，所述传感器组件(1)布置在所述家具框架(12)的腔体中。

25.根据权利要求23所述的家具(10)，其特征在于，所述传感器组件(1)布置在所述家具框架(12)的避光腔体中。

26.根据权利要求23所述的家具(10)，其特征在于，所述家具(10)是以下之一：

桌子；

座椅单元；

床。

27.根据权利要求23所述的家具(10)，其特征在于：

所述家具(10)是床；以及

所述传感器组件(1)的所述振荡体(5)以使得所述振荡的偏转平行于所述床的长度方向的方式对准。

28.根据权利要求23所述的家具(10)，其特征在于，所述传感器组件(1)被配置成执行存在检测。

29.根据权利要求23所述的家具(10)，其特征在于，所述家具(10)的至少一个部件是能够调节的。

30.根据权利要求23所述的家具(10)，其特征在于，所述家具(10)的至少一个部件是借助于所述家具(10)的控制件和致动器能够电动调节的。

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