DE102021212631A1 - Vorrichtung zur Beeinflussung der Schlafqualität eines Nutzers - Google Patents

Vorrichtung zur Beeinflussung der Schlafqualität eines Nutzers Download PDF

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Abstract

Um eine Analyse der Schlafqualität eines Nutzers bereitzustellen und eine Schlafumgebung aktiv zu steuern oder zu regeln, um die Schlafqualität eines Nutzers zu beeinflussen, wird eine Vorrichtung (100) zur Beeinflussung der Schlafqualität eines Nutzers vorgeschlagen, umfassend mindestens eine Sensorvorrichtung (10), welche ausgebildet ist, einen Schlafzustand eines Nutzers betreffende Sensorinformationen zu erzeugen, eine Auswerteeinheit (11), welche ausgebildet ist, die Sensorinformationen auszuwerten, und eine Steuereinheit (17), welche ausgebildet ist, auf Basis der ausgewerteten Sensorinformationen Einrichtungen (19a, 19b, 19c, 19d) in einer Nutzerumgebung anzusteuern, um die Schlafqualität zu verbessern, wobei die Sensorvorrichtung (10) ausgebildet ist, eine Gehirnaktivität des Nutzers zu messen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Schlafqualität eines Nutzers, umfassend mindestens eine Sensorvorrichtung, welche ausgebildet ist, einen Schlafzustand eines Nutzers betreffende Sensorinformationen zu erzeugen, eine Auswerteeinheit, welche ausgebildet ist, die Sensorinformationen auszuwerten, und eine Steuereinheit, welche ausgebildet ist, auf Basis der ausgewerteten Sensorinformationen Einrichtungen in einer Nutzerumgebung anzusteuern, um die Schlafqualität zu verbessern.
  • Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Sensorvorrichtung für eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Schlafqualität eines Nutzers und ein Verfahren zur Beeinflussung der Schlafqualität eines Nutzers.
  • Stand der Technik
  • In Nutzerstudien wurde festgestellt, dass mangelnde Schlafqualität ein Problem ist, von dem mehr als 50 % der befragten Personen betroffen sind. Für Smartphones oder Smartwatches sind Apps und Funktionen verfügbar, die etwas über die Schlafqualität aussagen können. Als Indikator für die Schlafqualität werden dabei Daten von Bewegungssensoren, beispielsweise Beschleunigungs- oder Drehratensensoren, Mikrofone und optische Pulsmessfunktionen genutzt. Insbesondere aus der Bewegung eines Nutzers und der Herzrate lassen sich Rückschlüsse auf die Schlafdauer und auf die Schlafphasen erzielen. Diese bekannte Art der Schlafqualitätsanalyse ist jedoch mit deutlichen Unsicherheiten verbunden.
  • Aus der CN 106 136 752 A ist ein intelligentes Kissen bekannt, welches Sensoren umfasst, die den Druck, die Größe und die Form des von einem Nutzer benutzten Bereiches des Kissens erfassen. Diese Informationen dienen als Schlafinformationen und werden dafür genutzt, Einrichtungen in einer Nutzerumgebung zu steuern.
  • Aus der US 2020/121248 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines oder mehrerer Geräte in einer Benutzerumgebung bekannt, wobei das eine oder die mehreren Geräte in der Lage sind, Umweltreize zu verursachen, die den Schlaf eines Benutzers stören. Das Verfahren umfasst das Empfangen von Daten von einem oder mehreren Sensoren, die einen Schlafzustand des Benutzers anzeigen, das Analysieren der empfangenen Daten und die Ermittlung einer oder mehrerer Steueraktionen zum Steuern des einen oder der mehreren Geräte, um die von den Geräten verursachten, den Schlaf störenden Umweltreize zu reduzieren. Die Sensoren können ausgebildet sein, eine Bewegung des Benutzers, Geräusche, die Atmung oder eine Herzrate zu erfassen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Analyse der Schlafqualität eines Nutzers bereitzustellen und eine Schlafumgebung aktiv zu steuern oder zu regeln, um die Schlafqualität eines Nutzers zu beeinflussen.
  • Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Schlafqualität eines Nutzers vorgeschlagen, umfassend mindestens eine Sensorvorrichtung, welche ausgebildet ist, einen Schlafzustand eines Nutzers betreffende Sensorinformationen zu erzeugen, eine Auswerteeinheit, welche ausgebildet ist, die Sensorinformationen auszuwerten, und eine Steuereinheit, welche ausgebildet ist, auf Basis der ausgewerteten Sensorinformationen Einrichtungen in einer Nutzerumgebung anzusteuern, um die Schlafqualität zu verbessern, wobei ferner vorgesehen ist, dass die Sensorvorrichtung ausgebildet ist, eine Gehirnaktivität des Nutzers zu messen.
  • Die Sensorinformationen werden von der Sensorvorrichtung aus der gemessenen Gehirnaktivität erzeugt, bzw. die Sensorinformationen repräsentieren die gemessene Gehirnaktivität. Die Auswerteeinheit und/oder die Steuereinheit können in die Sensorvorrichtung integriert sein. Ebenso ist es möglich, dass die Auswerteeinheit und/oder die Steuereinheit als eigenständige Vorrichtung ausgebildet sind.
  • Dadurch, dass Einrichtungen in einer Nutzerumgebung angesteuert werden, kann die Schlafumgebung in Abhängigkeit der Schlafphase des Nutzers aktiv angepasst werden, um die Schlafqualität signifikant zu erhöhen.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung ausgebildet ist, eine Gehirnaktivität des Nutzers zu messen.
  • Für die Messung der Gehirnaktivität des Nutzers können die Gehirnwellen, insbesondere deren Amplitude und Frequenz, gemessen werden. Aus den Gehirnwellen, bzw. aus den diese repräsentierenden Sensorinformationen, kann die Auswerteeinheit die aktuelle Schlafphase beziehungsweise die Schlafqualität ableiten. Insbesondere die sogenannten Alphawellen der Gehirnaktivität lassen Rückschlüsse auf die Schlafphase und die Tiefe des Schlafes zu.
  • Im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen, in denen zur Ermittlung der Schlafphase oder der Schlafqualität Sensorinformationen von Beschleunigungs- oder Drehratensensoren, optischen oder akustischen Sensoren und/oder Pulssensoren verwendet werden, welche lediglich sekundäre Indikatoren für den Schlafzustand oder die Schlafqualität liefern, können durch die Messung der Gehirnaktivität direkt primäre Indikatoren für den Schlafzustand oder die Schlafqualität herangezogen werden, um die Schlafqualität des Nutzers zu beeinflussen und zu verbessern.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung mindestens einen Magnetfeldsensor umfasst, welcher ausgebildet ist, zur Messung der Gehirnaktivität von einem Gehirn des Nutzers erzeugte magnetische Felder zu messen, und/oder dass die Sensorvorrichtung mindestens eine Elektrode umfasst, welche ausgebildet ist, zur Messung der Gehirnaktivität von einem Gehirn des Nutzers erzeugte elektrische Felder zu messen.
  • Die Gehirnaktivität beziehungsweise die Gehirnwellen, deren Amplitude und Frequenz können somit einerseits wie mit einem Elektroenzephalographen ausgelesen werden. Hierfür können Elektroden vorgesehen sein, die am Kopf beziehungsweise in der Nähe des Kopfes angebracht oder positioniert werden. Alternativ und/oder zusätzlich können die Gehirnaktivität beziehungsweise die Gehirnwellen, deren Amplitude und Frequenz wie mit einem Magnetenzephalografen ausgelesen werden. Hierfür können Magnetfeldsensoren verwendet werden, welche am Kopf beziehungsweise in der Nähe des Kopfes angebracht oder positioniert werden.
  • Bevorzugt ist dabei eine Sensorvorrichtung vorgesehen, welche mindestens einen Magnetfeldsensor umfasst.
  • Eine Sensorvorrichtung mit einem Magnetfeldsensor ist gegenüber einer Sensorvorrichtung mit Elektroden vorteilhaft, da für die Messung der Gehirnaktivität mittels Elektroden diese am Kopf oder in unmittelbarer Nähe des Kopfes angebracht werden müssen. Mit Magnetfeldsensoren ist es hingegen möglich, einen größeren Abstand der Magnetfeldsensoren zu dem Kopf des Nutzers zuzulassen.
  • Mit weiterem Vorteil ist vorgesehen, dass der Magnetfeldsensor ein Dampfzellen-Magnetometer oder ein Stickstoff-Fehlstellen-Magnetometer ist.
  • Stickstoff-Fehlstellen-Magnetometer beruhen auf der Messung eines Fluoreszenzspektrums von Stickstoffzentren in einem Diamanten. Das Spektrum eines Diamanten mit Stickstoff-Fehlstellen zeigt bei optischer Anregung eine Fluoreszenz im roten Wellenlängenbereich. Strahlt man neben der optischen Anregung Mikrowellenstrahlung ein, kommt es bei 2,88 GHz zu einem Einbruch der Fluoreszenz, da die Elektronen in diesem Fall vom ms= 0 Niveau des 3A-Zustandes auf das ms= +/-1 Niveau des 3E-Zustands gehoben werden und von dort nichtstrahlend rekombinieren. Bei einem externen Magnetfeld kommt es zur Aufspaltung der ms-Niveaus, das sogenannte Zeeman-Splitting, und es zeigen sich bei Auftragung der Fluoreszenz über die Frequenz der Mikrowellenanregung zwei Dips im Fluoreszenzspektrum, deren Frequenzabstand proportional zur magnetischen Feldstärke ist. Die Magnetfeldsensitivität wird dabei durch die minimal auflösbare Frequenzverschiebung definiert und kann bis 1 pT erreichen. Da das Stickstoff-Fehlstellenzentrum im einkristallinen Diamant vier Möglichkeiten besitzt, sich im Kristallgitter anzuordnen, kommt es bei Anwesenheit eines gerichteten Magnetfeldes dazu, dass die im Kristall vorhandenen Stickstoff-Fehlstellenzentren je nach Lage im Kristall unterschiedlich stark auf das äußere Magnetfeld reagieren. Dadurch können im Maximalfall vier einander zugehörige Paare von Fluoreszenzminima im Spektrum auftauchen, aus deren Form und Lage zueinander Betrag und Richtung des Magnetfeldes eindeutig bestimmbar sind.
  • Der Aufbau und die Funktionsweise eines Stickstoff-Fehlstellen-Magnetometers sind dem Fachmann darüber hinaus bekannt.
  • Mit weiterem Vorteil ist vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung ein Gradiometer ist und mindestens zwei Magnetfeldsensoren aufweist, welche beabstandet voneinander angeordnet sind, und/oder welche derart angeordnet sind, dass, wenn der Nutzer sich in einer Schlafposition befindet, ein erster Magnetfeldsensor einen größeren Abstand zu dem Gehirn des Nutzers als ein zweiter Magnetfeldsensor aufweist.
  • Unter einer Schlafposition wird vorliegend eine Körperposition des Nutzers verstanden, in der er schläft beziehungsweise sich zum Schlafen bereit macht. Dies kann insbesondere ein Liegen in einem Bett oder auf einer Couch sein.
  • Die vom Gehirn erzeugten und zu messenden magnetischen Felder sind in der Regel deutlich kleiner als die Magnetfelder, die in der Umgebung vorherrschen. So beträgt das Erdmagnetfeld ca. 50 µT. Weiterhin ist mit Streufeldern von Elektrogeräten in einer Größenordnung von 10 nT zu rechnen. Derartige Hintergrund- oder Störfelder können durch die Ausgestaltung der Sensorvorrichtung als Gradiometer eliminiert werden. Dazu wird das Magnetfeld gleichzeitig mit den in einem definierten Abstand zueinander angeordneten Magnetfeldsensoren gemessen. Die Hintergrund- oder Störfelder weisen an den beiden Positionen der Magnetfeldsensoren die gleiche Feldstärke auf. Durch die gradiometrische Messung, insbesondere durch die Ermittlung eines Differenzsignals, bleibt nur das Nutzfeld, das heißt das vom Gehirn erzeugte magnetische Feld, übrig, da es einen hohen Gradienten zwischen den beiden Positionen der Magnetfeldsensoren aufweist.
  • Mit Vorteil können mehrere Sensorvorrichtungen vorgesehen sein.
  • Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Sensorvorrichtung nicht unmittelbar am Körper beziehungsweise am Kopf des Nutzers getragen wird, sondern beispielsweise in einem Bett, einer Couch oder in einem Kissen integriert ist. Da sich die Position des Kopfes des Nutzers auf dem Kissen oder der Matratze oder der Couch während des Schlafens ändern kann, werden bevorzugt mehrere Sensorvorrichtungen verteilt angeordnet. Es werden dann bevorzugt nur die Signale jener Sensorvorrichtung ausgewertet, welche die höchste Amplitude aufweisen.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass die mindestens eine Sensorvorrichtung in einem Bett, und/oder in einem Kissen, und/oder in einer Matratze angeordnet ist.
  • Durch die Anordnung der Sensorvorrichtung in einem Bett, einem Kissen oder einer Matratze kann auf ein Tragen der Sensorvorrichtung am Kopf des Nutzers verzichtet werden. Hierdurch wird der Komfort für den Nutzer deutlich erhöht.
  • Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass die Sensorvorrichtung in einem Stirnband oder in einem Ohrstöpsel angeordnet ist. Insbesondere wenn die Sensorvorrichtung mindestens eine Elektrode umfasst, bietet es sich an, die Sensorvorrichtung in einem Stirnband zu integrieren. Auch die Integration in einem Ohrstöpsel ist vorteilhaft, da viele Menschen derartige Ohrstöpsel zum Schutz vor Geräuschen tragen.
  • Mit weiterem Vorteil ist vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung eine Batterie und/oder einen Verstärker und/oder einen Signalfilter und/oder einen Analog-Digital-Wandler und/oder einen ASIC und/oder einen µ-Controller und/oder eine Funkschnittstelle umfasst.
  • Ein ASIC ist eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein µ-Controller verwendet werden. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die von der Sensorvorrichtung erzeugten Sensorinformationen bereits in dem ASIC ausgewertet werden. Dabei kann anhand eines Abgleichs mit bekannten Signalmustern ein Wert für die Schlafqualität errechnet und an die Steuereinheit übermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, dass die Gehirnsignale direkt übertragen werden, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass die aktuelle Frequenz und die Phase der Gehirnwellen an die Steuereinheit übermittelt werden.
  • Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit der ASIC und/oder der µ-Controller ist oder den ASIC und/oder den µ-Controller umfasst.
  • Somit kann die Auswerteeinheit insbesondere in die Sensorvorrichtung integriert sein. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit eine von der Sensorvorrichtung separate Vorrichtung ist.
  • Die Funkschnittstelle kann eine Bluetooth-Schnittstelle sein.
  • Mit weiterem Vorteil ist vorgesehen, dass die Steuereinheit ein Smartphone oder eine Zentralrecheneinheit eines Smart-Home-Systems ist.
  • Dabei kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Einrichtungen in der Nutzerumgebung ein Bett, ein Leuchtmittel, eine Heizung oder eine Klimaanlage umfassen.
  • Mit anderen Worten kann die Steuereinrichtung ausgebildet sein, beispielsweise die Beleuchtung, die Temperatur oder eine Matratzenhärte einzustellen. Ebenso ist es möglich, dass die Steuereinheit ein entsprechend ausgestaltetes Bett ansteuert, so dass dieses bewegt wird. Diese Ansteuerung erfolgt insbesondere in Abhängigkeit der Schlafphase und der aktuellen Schlafqualität.
  • Wie bereits vorstehend erläutert wurde, kann vorgesehen sein, dass die Gehirnaktivität beziehungsweise die Gehirnwellen bereits in einer in die Sensorvorrichtung integrierten Auswerteeinheit, beispielsweise einem ASIC oder µ-Controller, ausgewertet werden. Hierdurch wird die notwendige Datenrate für die Übertragung der ausgewerteten Sensorinformationen an die Steuereinheit reduziert. Alternativ können auch die aktuelle Frequenz und Phase der Gehirnwellen direkt an die Steuereinheit übermittelt werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn auf Basis der Frequenz und Phase der Gehirnwellen eine leichte Bewegung eines Bettes, eines Lattenrostes oder einer Matratze im Rhythmus der Alphawellen erfolgen soll.
  • Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in einer Sensorvorrichtung für eine vorbeschriebene Vorrichtung zur Verbesserung der Schlafqualität eines Nutzers.
  • Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung ein Gradiometer ist und mindestens zwei Magnetfeldsensoren aufweist, welche beabstandet voneinander angeordnet sind, und/oder welche derart angeordnet sind, dass, wenn der Nutzer sich in einer Schlafposition befindet, ein erster Magnetfeldsensor einen größeren Abstand zu dem Gehirn des Nutzers als ein zweiter Magnetfeldsensor aufweist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die Sensorvorrichtung in einem Bett, einem Kissen oder einer Matratze anordbar ist.
  • Zudem kann vorgesehen sein, dass die Sensorvorrichtung eine Batterie und/oder einen Verstärker und/oder einen Signalfilter und/oder einen Analog-Digital-Wandler und/oder einen ASIC und/oder einen µ-Controller und/oder eine Funkschnittstelle umfasst.
  • Der ASIC und/oder der µController können dabei als Auswerteeinheit ausgebildet sein.
  • Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass die Sensorvorrichtung in einem Bett, einem Kissen oder einer Matratze anordbar ist.
  • Mit noch weiterem Vorteil kann auch vorgesehen sein, dass die Sensorvorrichtung in ein Stirnband oder einen Ohrstöpsel integriert ist.
  • Eine noch weitere Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe besteht in einem Verfahren zur Beeinflussung der Schlafqualität eines Nutzers, durchführbar oder durchgeführt mit einer vorbeschriebenen Vorrichtung, umfassend die Schritte:
    • - Messen einer Gehirnaktivität eines Nutzers mittels einer Sensorvorrichtung,
    • - Erzeugen, mittels der Sensorvorrichtung, von einen Schlafzustand eines Nutzers betreffenden Sensorinformationen, wobei die Sensorinformationen die gemessene Gehirnaktivität repräsentieren,
    • - Auswerten der Sensorinformationen mittels einer Auswerteeinheit,
    • - Ansteuern von Einrichtungen in einer Nutzerumgebung mittels einer Steuereinheit auf Basis der ausgewerteten Sensorinformationen, um die Schlafqualität zu verbessern.
  • Sämtliche hinsichtlich der Vorrichtung zur Beeinflussung der Schlafqualität eines Nutzers und/oder hinsichtlich der Sensorvorrichtung vorstehend beschriebenen Merkmale, Funktionen oder Eigenschaften können in analoger Weise auch auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen werden.
  • S Bevorzugt umfasst der Schritt des Messens der Gehirnaktivität des Nutzers ein Messen von von einem Gehirn des Nutzers erzeugten magnetischen Feldern mittels mindestens eines Magnetfeldsensors der Sensorvorrichtung, wobei der Magnetfeldsensor weiter bevorzugt ein Dampfzellen-Magnetometer oder ein Stickstoff-Fehlstellen-Magnetometer ist.
  • Somit kann für das Verfahren vorgesehen sein, dass die Sensorvorrichtung mindestens einen Magnetfeldsensor umfasst, welcher ausgebildet ist, zur Messung der Gehirnaktivität von einem Gehirn des Nutzers erzeugte magnetische Felder zu messen, wobei der Magnetfeldsensor weiter bevorzugt ein Dampfzellen-Magnetometer oder ein Stickstoff-Fehlstellen-Magnetometer ist.
  • Bevorzugt umfasst der Schritt des Messens der Gehirnaktivität des Nutzers ein Messen von von einem Gehirn des Nutzers erzeugten elektrischen Feldern mittels mindestens einer Elektrode der Sensorvorrichtung.
  • Es kann daher vorgesehen sein, dass die Sensorvorrichtung mindestens eine Elektrode umfasst, welche ausgebildet ist, zur Messung der Gehirnaktivität von einem Gehirn des Nutzers erzeugte elektrische Felder zu messen.
  • Die Erfindung wird nachstehend näher anhand der beigefügten Figuren erläutert.
  • Es zeigen
    • 1 eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Schlafqualität eines Nutzers,
    • 2 ein Bett mit einer Vorrichtung zur Beeinflussung der Schlafqualität eines Nutzers, und
    • 3 ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Beeinflussung der Schlafqualität eines Nutzers.
  • 1 zeigt eine Vorrichtung 100 zur Beeinflussung der Schlafqualität eines nicht näher dargestellten Nutzers. Die Vorrichtung 100 umfasst eine Sensorvorrichtung 10, welche ausgebildet ist, einen Schlafzustand eines Nutzers betreffende Sensorinformationen zu erzeugen. Die Sensorvorrichtung 10 umfasst eine Auswerteeinheit 11, welche als ASIC 11a ausgebildet ist, eine Batterie 12, einen Analog-Digital-Wandler 13, einen Signalfilter 14 und eine Funkschnittstelle 15, insbesondere eine Bluetooth-Funkschnittstelle 15a. Ferner umfasst die Sensorvorrichtung 100 einen ersten Magnetfeldsensor 16a und einen zweiten Magnetfeldsensor 16b, welche voneinander beabstandet angeordnet sind. Der erste Magnetfeldsensor 16a und der zweite Magnetfeldsensor 16b sind dabei Stickstoff-Fehlstellen-Magnetometer. Mittels der Magnetfeldsensoren 16a, 16b werden zur Messung der Gehirnaktivität von einem Gehirn eines Nutzers erzeugte magnetische Felder gemessen und in Sensorinformationen umgewandelt. Die Sensorinformationen werden über den Signalfilter 14 und den Analog-Digital-Wandler 13 an die Auswerteeinheit 11 übermittelt, welche zur Eliminierung von Hintergrund- und Störfeldern aus den Sensorinformationen des ersten Magnetfeldsensors 16a und des zweiten Magnetfeldsensors 16b ein Differenzsignal erzeugt. Ferner ermittelt die Auswerteinheit 11 aus dem Differenzsignal eine Schlafphase oder eine Schlafqualität des Nutzers, welche als ausgewertete Sensorinformationen über die Funkschnittstelle 15 an eine Steuereinheit 17 übermittelt werden, welche als Zentralrecheneinheit 17a eines Smart-Home-Systems 18 ausgebildet ist. Auf Basis der ausgewerteten Sensorinformationen steuert die Steuereinheit 17 Nutzereinrichtungen 19a, 19b, 19c, 19d in der Nutzerumgebung an. Bei den Nutzereinrichtungen 19a, 19b, 19c kann es sich dabei um eine Matratze 19a oder einen Lattenrost eines Bettes 20, um ein Leuchtmittel 19b oder um eine Heizung 19c oder ein Kissen 19d handeln.
  • Durch Ansteuerung der Nutzereinrichtungen 19a, 19b, 19c, 19d kann die Schlafqualität beeinflusst oder verbessert werden.
  • 2 zeigt das Bett 20 der 1. In dem Bett 20 ist ein Kissen 19d angeordnet, wobei in dem Kissen 19d mehrere Sensorvorrichtungen 100 angeordnet sind. Da sich die Position des Kopfes des Nutzers auf dem Kissen 19d während des Schlafens ändern kann, werden nur die Sensorinformationen jener Sensorvorrichtung 100 ausgewertet, welche die höchste Amplitude aufweisen.
  • 3 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren 200 zur Beeinflussung der Schlafqualität eines Nutzers. Das Verfahren 200 ist einer Vorrichtung 100 nach 1 durchführbar. In einem ersten Schritt S1 wird eine Gehirnaktivität eines Nutzers mittels einer Sensorvorrichtung 10 gemessen, indem bevorzugt mittels mindestens eines Magnetfeldsensors 16a, 16b der Sensorvorrichtung 10 von einem Gehirn des Nutzers erzeugte magnetische Felder gemessen werden. Der mindestens eine Magnetfeldsensor 16a, 16b ist dabei weiter bevorzugt ein Stickstoff-Fehlstellen-Magnetometer. In einem zweiten Schritt S2 werden mittels der Sensorvorrichtung 10 einen Schlafzustand eines Nutzers betreffende Sensorinformationen erzeugt, wobei die Sensorinformationen die gemessene Gehirnaktivität repräsentieren. In einem dritten Schritt S3 werden die Sensorinformationen mittels einer Auswerteeinheit 11 ausgewertet. In einem vierten Schritt S4 werden Einrichtungen 19a, 19b, 19c, 19d in einer Nutzerumgebung mittels einer Steuereinheit 17 auf Basis der ausgewerteten Sensorinformationen angesteuert, um die Schlafqualität zu verbessern.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • CN 106136752 A [0004]
    • US 2020121248 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Vorrichtung (100) zur Beeinflussung der Schlafqualität eines Nutzers, umfassend mindestens eine Sensorvorrichtung (10), welche ausgebildet ist, einen Schlafzustand eines Nutzers betreffende Sensorinformationen zu erzeugen, eine Auswerteeinheit (11), welche ausgebildet ist, die Sensorinformationen auszuwerten, und eine Steuereinheit (17), welche ausgebildet ist, auf Basis der ausgewerteten Sensorinformationen Einrichtungen (19a, 19b, 19c, 19d) in einer Nutzerumgebung anzusteuern, um die Schlafqualität zu verbessern, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (10) ausgebildet ist, eine Gehirnaktivität des Nutzers zu messen.
  2. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (10) mindestens einen Magnetfeldsensor (16a, 16b) umfasst, welcher ausgebildet ist, zur Messung der Gehirnaktivität von einem Gehirn des Nutzers erzeugte magnetische Felder zu messen, und/oder dass die Sensorvorrichtung (10) mindestens eine Elektrode umfasst, welche ausgebildet ist, zur Messung der Gehirnaktivität von einem Gehirn des Nutzers erzeugte elektrische Felder zu messen.
  3. Vorrichtung (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor (16a, 16b) ein Dampfzellen-Magnetometer oder ein Stickstoff-Fehlstellen-Magnetometer ist.
  4. Vorrichtung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (10) ein Gradiometer ist und mindestens zwei Magnetfeldsensoren (16a, 16b) aufweist, welche beabstandet voneinander angeordnet sind, und/oder welche derart angeordnet sind, dass, wenn der Nutzer sich in einer Schlafposition befindet, ein erster Magnetfeldsensor (16a) einen größeren Abstand zu dem Gehirn des Nutzers als ein zweiter Magnetfeldsensor (16b) aufweist.
  5. Vorrichtung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sensorvorrichtungen (10) vorgesehen sind, und/oder dass die mindestens eine Sensorvorrichtung (10) in einem Bett (20), und/oder in einem Kissen (19d), und/oder in einer Matratze (19a) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung (10) eine Batterie (12) und/oder einen Verstärker und/oder einen Signalfilter (14) und/oder einen Analog-Digital-Wandler (13) und/oder einen ASIC (11a) und/oder einen µ-Controller und/oder eine Funkschnittstelle (15) umfasst, wobei bevorzugt die Auswerteeinheit (11) der ASIC (11a) und/oder der µ-Controller ist oder den ASIC (11a) und/oder den µ-Controller umfasst.
  7. Vorrichtung (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (17) ein Smartphone oder eine Zentralrecheneinheit (17a) eines Smart-Home-Systems (18) ist, und/oder dass die Einrichtungen in der Nutzerumgebung ein Bett (20), ein Leuchtmittel (19b), eine Heizung (19c) oder eine Klimaanlage umfassen.
  8. Sensorvorrichtung (10) für eine Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 7.
  9. Verfahren (200) zur Beeinflussung der Schlafqualität eines Nutzers, durchführbar oder durchgeführt mit einer Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend die Schritte: - Messen einer Gehirnaktivität eines Nutzers mittels einer Sensorvorrichtung (10), - Erzeugen, mittels der Sensorvorrichtung (10), von einen Schlafzustand eines Nutzers betreffenden Sensorinformationen, wobei die Sensorinformationen die gemessene Gehirnaktivität repräsentieren, - Auswerten der Sensorinformationen mittels einer Auswerteeinheit (11), - Ansteuern von Einrichtungen (19a, 19b, 19c, 19d) in einer Nutzerumgebung mittels einer Steuereinheit (17) auf Basis der ausgewerteten Sensorinformationen, um die Schlafqualität zu verbessern.
  10. Verfahren (200) nach Anspruch 9, dadurch gekenneichnet, dass der Schritt des Messens der Gehirnaktivität des Nutzers ein Messen von von einem Gehirn des Nutzers erzeugten magnetischen Feldern mittels mindestens eines Magnetfeldsensors (16a, 16b) der Sensorvorrichtung (10) umfasst, wobei der Magnetfeldsensor (16a, 16b) bevorzugt ein Dampfzellen-Magnetometer oder ein Stickstoff-Fehlstellen-Magnetometer ist, und/oder dass der Schritt des Messens der Gehirnaktivität des Nutzers ein Messen von von einem Gehirn des Nutzers erzeugten elektrischen Feldern mittels mindestens einer Elektrode der Sensorvorrichtung (10) umfasst.
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