DE102022133492A1

DE102022133492A1 - Kopfstütze mit Anpressdruckeinstellvorrichtung für Elektroden eines EEG-Geräts für einen Fahrzeugsitz

Info

Publication number: DE102022133492A1
Application number: DE102022133492.9A
Authority: DE
Inventors: Steffen Kittel; Günther Bauernfeind
Original assignee: Audi AG; Volkswagen AG
Current assignee: Audi AG; Volkswagen AG
Priority date: 2022-12-15
Filing date: 2022-12-15
Publication date: 2024-06-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kopfstütze (4) für einen Fahrzeugsitz (1), mit einem Kopfanlehnteil (5) und mit zumindest einem Elektroenzephalographiegerät (8), welches an dem Kopfanlehnteil (5) angeordnet ist, wobei das Elektroenzephalographiegerät (8) zumindest eine Elektrode (15) aufweist, wobei die Kopfstütze (4) eine Anpressdruckveränderungsvorrichtung (10) aufweist, mit welcher ein Anpressdruck der zumindest einen Elektrode (15) an einen Kopf, der an dem Kopfanlehnteil (5) anliegt, veränderbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz, mit einem Kopfanlehnteil und mit zumindest einem Elektroenzephalographiegerät, welches an dem Kopfanlehnteil angeordnet ist, wobei das Elektroenzephalographiegerät mehrere Elektroden aufweist.
Aus der US 2012/0139733 A1 ist ein System zur Vermeidung von Schläfrigkeit bekannt. Dabei berechnet das System Hirnströme eines Benutzers durch Empfangen eines Signals um den Kopf des Benutzers ohne Kontakt. Die Hirnströme des Fahrers werden gemessen mit kontaktlosen Elektroden.
Aus der DE 10 2021 101 856 A1 ist eine Gehirn-Maschine-Schnittstelle mit fortlaufender Eingabe für automatisierte Fahrmerkmale bekannt.
Aus der DE 10 2017 217 812 A1 ist eine Kraftfahrzeugkopfstütze bekannt, welche eine Gehirn-Computer-Schnittstelle umfasst.
Bei bekannten Kopfstützen mit Elektroenzephalographiegeräten (EEG-Gerät) ist die Funktionalität des EEG-Geräts eingeschränkt. Dadurch kann die Messung von Hirnströmen ungenau sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz zu schaffen, bei welchem die Funktionalität des EEG-Geräts der Kopfstütze verbessert ist.
Die Aufgabe wird durch eine Kopfstütze gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz. Die Kopfstütze weist ein Kopfanlehnteil auf. Die Kopfstütze weist des Weiteren zumindest ein Elektroenzephalographiegerät auf. Dieses ist an dem Kopfanlehnteil angeordnet ist. Das Elektroenzephalographiegerät weist zumindest eine Elektrode auf. Die Kopfstütze weist eine Anpressdruckveränderungsvorrichtung auf. Mit dieser ist ein axialer Anpressdruck einer Elektrode an einen Kopf veränderbar. Damit ist erreicht, dass auch bei Kopfbewegungen die Elektrode vorzugsweise immer mit dem gleichen oder einem im Wesentlichen gleichen Anpressdruck an dem Kopf anliegt. Dadurch ist die Messgenauigkeit erhöht. Eine axiale Bewegung der Elektroden kann gesteuert und/oder geregelt werden. Mit einer derartigen Kopfstütze ist die Funktionalität des Elektroenzephalographiegeräts, welches nachfolgend auch als EEG-Gerät bezeichnet werden kann, verbessert. Es können Messartefakte und Signalverluste reduziert, insbesondere verhindert, werden. Es sind keine weiteren fixierenden Komponenten am Kopf eines Passagiers notwendig. Dadurch kann auch ein Komfort für den Passagier erhöht werden und ein Aufwand zum Auf- und Absetzen des Systems kann vermieden werden.
Mittels EEG-Messungen (Elektroenzephalografie, Aufzeichnung der Spannungsschwankungen beziehungsweise Potentialschwankungen an der Kopfoberfläche) ist es möglich Gehirnwellen (die elektrischen Aktivitäten der Großhirnrinde) zu erfassen und in verschiedenen Anwendungsbereichen (zum Beispiel Medizinische Diagnostik, Schlafphasenerkennung, Gehirn-Computer-Schnittstellen) zu verwenden. Daher ist die Nutzung in einem Kraftfahrzeug vorteilhaft, um anhand dieser Messungen beispielweise den Wachzustand eines Fahrzeuginsassen, insbesondere eines Fahrers, bestimmen zu können. Insbesondere kann auch ein Gesundheitszustand eines Passagiers anhand dieser Messungen erkannt werden.
In einem Ausführungsbeispiel sind zumindest einige, insbesondere alle, der Elektroden stabartig gebildet und sind in Richtung ihrer Längsachse jeweils als ganze Elektrode betrachtet positionell veränderbar gelagert. Zusätzlich oder anstatt dazu können zumindest einige, insbesondere alle, der Elektroden stabartig gebildet und sind in Richtung ihrer Längsachse jeweils in sich selbst längenveränderlich ausgebildet sein. Insbesondere ist das ganze Elektroenzephalographiegerät in oder an der Kopfstütze angeordnet oder nur Teile davon, insbesondere nur die Elektroden des Elektroenzephalographiegeräts.
So kann gerade durch die Form der Elektroden, nämlich stabartig, die Dichte erhöht werden. Dadurch kann die Anzahl von Messstellen an einem Kopf, insbesondere einem Hinterkopfbereich des Kopfs, der an dem Kopfanlehnteil anliegt oder nahe dazu positioniert ist, insbesondere pro Flächenbereich, erhöht werden. Besonders vorteilhaft ist die axiale Positionsverstellbarkeit der Elektroden. Damit kann sehr genau auf die Position des Hinterkopfs zum Kopfanlehnteil reagiert werden, um möglichst viele Elektroden in Kontakt mit dem Kopf bringen zu können. Besonders vorteilhaft kann durch diese Axialverstellbarkeit auf die Formgebung eines Hinterkopfs reagiert werden, um auch dann möglichst viele Elektroden möglichst gut direkt damit kontaktieren zu können. Indem die Elektroden insbesondere auch einzeln und unabhängig von anderen Elektroden axial verstellbar angeordnet sind, kann auf unterschiedliche Kopfformen und/oder verschiedenste Positionen des Hinterkopfs zu der Kopfstütze individuell, auch dynamisch, reagiert werden, um eine jeweils umfängliche Kontaktierung an dem Hinterkopf zu erreichen.
Mit der axialen Verstellbarkeit in sich selbst ist insbesondere zu verstehen, dass sich die Elektrode in dieser axialen Richtung verlängern oder verkürzen kann. Damit kann sie als Ganzes betrachtet ortsstabil angeordnet werden und passt sich durch die Längenveränderung der jeweiligen Situation an. Andererseits kann eine Elektrode, die als Ganzes axial veränderlich positioniert werden kann, ebenfalls individuellen Situationen geschuldet in verschiedenen Axialpositionen angeordnet sein.
Möglich ist es auch, dass zumindest eine Elektrode sowohl in sich selbst axial längenveränderlich ist, als auch als Ganzes axial in der Position verstellbar ist. Möglich ist es auch, dass diese beiden Varianten zumindest zeitweise gleichzeitig durchgeführt werden können. Damit ist die Flexibilität der axialen Verstellbarkeit nochmals erhöht. Eine axiale Positionsveränderung kann kontinuierlich erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, dass nur diskrete Axialpositionen einstellbar sind.
Die Längsachse einer stabförmigen Elektrode ist in die Richtung orientiert, in welche die Stabform ihre größten Ausmaße aufweist.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Kopfstütze ein Regelsystem zur Kontakterhöhung auf. Dabei ist der Anpressdruck abhängig von einer Impedanzmessung veränderbar. Bei der Impedanzmessung wird die Impedanz zwischen einer Kontaktfläche der zumindest einen Elektrode und einer Kopfhaut des Kopfes, der an dem Kopfanlehnteil anliegt, gemessen. Abhängig von der gemessenen Impedanz kann der Anpressdruck verändert werden. Mit anderen Worten kann eine Regelung beispielsweise mit einer Impedanzmessung realisiert werden, wobei die Impedanz zwischen Kopfhaut und Elektrode gemessen wird. Insbesondere kann auch ein individuell einmal eingestellter Anpressdruck gespeichert werden.
In einem Ausführungsbeispiel ist der Anpressdruck durch eine Magnetspule veränderbar. Dabei kann die Elektrode abhängig von einer Spannung bewegt werden. Beispielsweise wird die Elektrode nach dem gleichen Prinzip wie eine Lautsprechermembran durch die Schwingspule bewegt. So kann der Anpressdruck durch einen einfachen Schaltkreis über ein Steuergerät gesteuert oder geregelt werden. Es ist auch möglich, dass die Elektroden einzeln angesteuert werden und so der Druck für jede Elektrode optimiert werden kann.
Es ist möglich, dass zumindest einige Elektroden in axialer Richtung jeweils mit einer Feder gekoppelt sind, mit welcher die axiale Bewegbarkeit der jeweilige Elektrode initiierbar ist. Das bedeutet beispielweise, dass die Elektrode durch die axial wirkende Federkraft der Feder verstellbar ist. Damit ist es auch ermöglicht, dass die Elektrode, durch die Federkraft vorgespannt, an den Kopf angedrückt ist. Dadurch kann ein unterschiedlicher Abstand zwischen Kopfstütze und Elektrode individuell pro Elektrode ausgeglichen werden. Dadurch wird der Kontakt zwischen Elektrode und Kopfhaut und damit die Signalqualität verbessert. Die Feder kann so angeordnet sein, dass die ganze Elektrode dadurch bewegt wird oder die Elektrode teleskopartig mit der Feder gestaucht und gestreckt wird.
In einem Ausführungsbeispiel ist zumindest eine Elektrode als pneumatisch oder hydraulisch axial bewegbarer Stößel ausgebildet. Dadurch kann die axiale Position sehr genau und kontinuierlich verstellt werden. Diese Konzepte zur Verstellung der axialen Position erzeugen keine unangenehmen akustischen Geräusche, die den Passagier auf dem Fahrzeugsitz unerwünscht sind. Des Weiteren ist auch damit eine sehr schnelle axiale Verstellung erreicht, so dass auf verschieden Situationen, beispielweise eine Kopfbewegung oder eine spezifische Kopfform, unmittelbar reagiert werden kann, um eine kontaktierende Position der Elektrode am Kopf zu erreichen und insbesondere dynamisch aufrechtzuhalten. Besonders vorteilhaft ist damit auch erreicht, dass die axialen Verstellungen zu keinen unerwünschten starken und abrupten Einschlägen der Elektroden am Kopf führen. Insbesondere ist dadurch auch hier die Signalqualität verbessert.
In einem Ausführungsbeispiel sind zumindest einige der Elektroden pneumatisch oder hydraulisch miteinander gekoppelt. Dadurch ist neben der aktiven Steuerung bzw. Regelung des Anpressdrucks auch eine passive Steuerung möglich. Wird beispielsweise eine Elektrode bewegt, wird dadurch der pneumatische oder hydraulische Druck auf die anderen Elektroden erhöht, wodurch diese, wenn möglich, ausfahren. Dies kann zu einem gleichmäßigen Druck auf die Kopfhaut führen.
In einem Ausführungsbeispiel sind zumindest einige Elektroden mit einem Unwuchtantrieb der Kopfstütze gekoppelt, mit welchem die zumindest eine Elektrode in eine nicht-lineare Bewegung um Ihre Längsachse bewegbar ist. Das bedeutet, dass die zumindest eine Elektrode, insbesondere bei schlechtem Kontakt zur Kopfhaut, was insbesondere durch die Impedanzmessung festgestellt werden kann, eine Vibration und/oder Mikrobewegung durchführt. Eine solche Bewegung kann beispielsweise ähnlich einer Massagebewegung sein. Durch eine solche Rotationsbewegung, die beispielweise auch eine Taumelbewegung sein kann, wird der Kontakt der Elektrode zur Kopfhaut verbessert. Insbesondere können dadurch Störpartikel zwischen Elektrode und Kopfhaut, beispielsweise Haare oder Hautschuppen, entfernt werden. Dadurch kann die Signalqualität ebenfalls verbessert werden.
In einem Ausführungsbeispiel weist das Elektroenzephalographiegerät eine Vielzahl von stabartigen Elektroden auf, die nagelbrettartig angeordnet sind und individuell axial verschiebbar und/oder individuell axial in sich selbst längenveränderlich sind. Die Variabilität der Kontaktierung ist dadurch nochmals verbessert. Die Vielzahl umfasst zumindest zwei, insbesondere zumindest zehn, insbesondere zumindest zwanzig Elektroden. Durch eine nagelbrettartige Anordnung kann eine sehr dicht gepackte Struktur von Elektroden ermöglicht werden. Diese können durch die axiale Verstellbarkeit an deren Vorderseite eine vielfältig formbare Vorderfläche dieses Nagelbrettaufbaus ermöglichen. Damit kann eine sehr flexible formbare, dreidimensionale Freifläche als Vorderfläche der Elektrodenanordnung erreicht werden. Hierdurch ergibt sich auch der Vorteil, dass dadurch eine Vielzahl von Messpunkten an der Kopfhaut geschaffen wird, sodass das Elektroenzephalographiegerät eine differenzierte Analyse der Hirnströme liefern kann.
In einem Ausführungsbeispiel ist zumindest eine Elektrode als kontaktbasiert arbeitend ausgebildet. Insbesondere ist zumindest eine Elektrode eine Trockenelektrode. Trockenelektrodensysteme sind auch günstiger als Nasssysteme. Die Elektroden sind daher bezüglich ihrer bestimmungsgemäßen Funktionalität dazu ausgebildet den Kopf, insbesondere die Kopfhaut, direkt zu kontaktieren. Sind die Elektroden Trockenelektroden wird kein Kontaktgel benötigt. Damit ist die Kontaktierung mit dem Kopf besonders angenehm und auch insbesondere das Haar nicht verschmutzend ausgebildet. Trockenelektroden haben beispielsweise einen leitfähigen gummiartigen Überzug. Dieser dient als Kontaktelement, insbesondere als Kontaktpad mit der Kopfhaut. Ein solches Element weist eine erhöhte Haftung auf, so dass auch bei Bewegungen ein Aufrechterhalten der mechanischen Kontaktierung, insbesondere ortsgenau, erreicht ist. Bei einem direkten Kontakt zwischen Elektrode und Kopfhaut kann auch ein Rauschen des Messsignals reduziert werden.
In einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die mehreren Elektroden auf einer Elektrodenbasis des Elektroenzephalographiegeräts angeordnet sind. Die Elektrodenbasis ist insbesondere an dem Kopfanlehnteil angeordnet und relativ zum Kopfanlehnteil bewegbar, so dass insbesondere eine Nachführvorrichtung gebildet ist. Mit dieser ist die Elektrodenbasis einer Kopfbewegung eines Kopfs, der an der Kopfstütze anliegt, nachführbar. Mit anderen Worten kann bei einer Bewegung des Kopfs zumindest eine Elektrode nicht nur axial zum Kopf nachgeführt werden, sondern auch in andere Bewegungsrichtungen, sodass die Elektrode auch bei einer Kopfbewegung weiterhin die gleiche Stelle am Kopf kontaktiert. Bestimmte Punkte auf der Kopfhaut entsprechen bestimmten Hirnregionen. Kontaktieren die Elektroden stets die gleiche Stelle auf der Kopfhaut, können mit Hilfe des Elektroenzephalographiegeräts vorteilhaft bestimmte Hirnregionen überwacht werden. Daher ist es vorteilhaft, wenn auch bei einer Relativbewegung zwischen dem Kopf und der Kopfstütze und/oder dem EEG-Gerät eine Mitbewegung erfolgt, denn dann kontaktiert eine Elektrode immer an der gleichen Stelle des Kopfs. Eine solche Bewegungskopplung des EEG-Geräts, insbesondere von Elektroden, mit der Kopfbewegung, ist daher auch für die Signalerfassung und die Genauigkeit der Auswertung vorteilhaft.
Allgemein kann eine Kopfbewegung beispielweise auch durch ein Trackingsystem erfasst werden. Beispielweise kann dieses System zumindest eine Kamera aufweisen. Die erfasste Bewegung kann mit einer Auswerteeinheit ausgewertet werden und abhängig davon dann die Bewegung des EEG-Geräts gesteuert und/oder geregelt werden. Das Trackingsystem kann mit der Nachführvorrichtung gekoppelt sein.
Es ist möglich, dass die Elektrodenbasis mit einem Schienensystem der Kopfstütze gekoppelt ist, und mit dem Schienensystem relativ zum Kopfanlehnteil bewegbar ist. Eine sehr leichtgängige Bewegung ist dadurch ermöglicht. Damit kann auch schnellen Bewegungen des Kopfs gefolgt werden.
Es ist möglich, dass das Kopfanlehnteil zumindest ein Abschirmelement aufweist, mit welchem Störsignale auf die Elektroden abschirmbar sind. Das Abschirmmaterial ist in einem Ausführungsbeispiel in den Fahrzeugsitz, insbesondere die Kopfstütze, eingearbeitet. Dadurch werden einfallende Störsignale abgeschirmt. Das Abschirmelement kann sich teilweise in der Kopfstütze und teilweise außerhalb erstrecken. Es kann flexibel sein. Es kann insbesondere aus Metall, insbesondere Aluminium sein. Das Abschirmelement kann eine Folie sein. Dadurch kann die Signalqualität und somit die Funktionalität des Elektroenzephalographiegeräts verbessert werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz mit einer Kopfstütze gemäß dem oben genannten Aspekt oder einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel davon.
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsbeispiele.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kopfstütze;
2 eine schematische Darstellung einer Frontansicht des Kopfanlehnteils des Fahrzeugsitzes gemäß 1;
3 eine schematische Darstellung eines Querschnitts des Kopfanlehnteils des Fahrzeugsitzes von oben mit der Darstellung eines Kopfs;
4 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Elektrode für ein Elektroenzephalographiegerät;
5 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein aktives Regelsystem; und
6 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für ein passives Regelsystem.

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In 1 ist in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugsitzes 1 gezeigt. Der Fahrzeugsitz 1 ist vorzugsweise Bestandteil eines Kraftfahrzeugs, wie beispielweise einem Personenkraftwagen oder einem Lastkraftwagen. Er kann beispielsweise ein Fahrersitz sein. Der Fahrzeugsitz 1 weist eine Rückenlehne 2 und ein Aufsitzteil 3 auf. Der Fahrzeugsitz 1 weist auch eine Kopfstütze 4 auf. Die Kopfstütze 4 ist hier an dem oberen Ende der Rückenlehne 3 angeordnet, insbesondere relativ dazu verstellbar angeordnet. Die Kopfstütze 4 weist ein Kopfanlehnteil 5 auf. Dieses Bauteil ist insbesondere dazu vorgesehen, dass sich ein Kopf einer Person, die auf dem Fahrzeugsitz 12 sitzt, daran anlehnen kann. Die Kopfstütze 4 weist des Weiteren eine Koppeleinheit 6 auf. Mit dieser ist die Kopfstütze 4 an der Rückenlehne 2 angeordnet. Das Kopfanlehnteil 5 weist eine Vorderseite 7 auf. Die Kopfstütze 4 weist ein Elektroenzephalographiegerät 8 auf. Dieses Elektroenzephalographiegerät 8 ist in dem Kopfanlehnteil 5 angeordnet.
In einem Ausführungsbeispiel weist der Fahrzeugsitz 1, insbesondere die Kopfstütze 4, eine Anpressdruckveränderungsvorrichtung beziehungsweise eine Anpressdruckeinstellungsvorrichtung 10 auf. Die Anpressdruckeinstellungsvorrichtung 10 ist insbesondere dazu ausgebildet, den Anpressdruck von Elektroden des Elektroenzephalographiegeräts 8 an einem Kopf, insbesondere eine Kopfhaut am Hinterkopf, einzustellen. Damit kann ein gleicher oder im Wesentlichen gleicher Anpressdruck von Elektroden aufrechterhalten werden. Sowohl das Komfortgefühl für den Passagier auf dem Fahrzeugsitz 1 als auch die Messgenauigkeit können dadurch verbessert werden. Insbesondere bei Kopfbewegungen kann dadurch das Aufrechterhalten des Anpressdrucks ermöglicht werden und somit auch dynamisch eine Anpassung bedarfsgerecht erreicht werden.
In einem Ausführungsbeispiel kann der Fahrzeugsitz 1, insbesondere die Kopfstütze 4, eine Unwuchteinheit 9 und/oder eine Detektionsvorrichtung 11 aufweisen. Diese Einheiten sind hier beispielhaft symbolisiert und beispielweise zumindest mit Teilkomponenten in der Kopfstütze 4 angeordnet. Diese Einheiten oder Teilkomponenten davon können jedoch auch beispielweise in der Rückenlehne 2 und/oder in dem Aufsitzteil 3 angeordnet sein. Die Unwuchteinheit 9 kann zumindest eine Elektrode des Elektroenzephalographiegerät 8 mit einer Unwuchtbewegung, beispielweise einer Rotation oder eine Taumelbewegung bewegen, wodurch sich die Anlage der Elektrode an eine Kopfhaut verbessert. Die Anpressdruckeinstellungsvorrichtung 10 kann den anpressdruck einer Elektrode an den Kopf, insbesondere die Kopfhaut, einstellen. Mit der Detektionsvorrichtung 11 kann insbesondere auch eine definierte Bewegung der Kopfstütze, insbesondere aufgrund einer definierten Krafteinwirkung, genau erfasst werden.
In einem Ausführungsbeispiel kann der Fahrzeugsitz 1 auch zur, insbesondere auch drahtlosen, Kommunikation mit einem sitzexternen System 12 ausgebildet sein. Das System 12 kann zumindest eine Auswerteeinheit 13 aufweisen. Das System 12 kann zur Verarbeitung von Signalen ausgebildet sein. Es kann auch zur Steuerung und/oder Regelung von oben genannten Komponenten des Fahrzeugsitzes 1, insbesondere auch der Kopfstütze 4, ausgebildet sein. Möglich ist es auch, dass das System 12 im Fahrzeugsitz 1 angeordnet ist. Die Kopfstütze 4 kann an der Vorderseite 7eine Öffnung 7a aufweisen. Aus dieser können dann Elektroden des Elektroenzephalographiegerät 8 herausragen, insbesondere, wenn diese in einer Gebrauchsstellung angeordnet sind.
Eine Auswerteeinheit, insbesondere die Auswerteeinheit 13, kann auch in der Kopfstütze 4 angeordnet sein.
In einem Ausführungsbeispiel kann die Öffnung 7a dauerhaft offen sein. Möglich ist es aber auch, dass das Kopfanlehnteil 5 eine Abdeckung 7b aufweist, mit der die Öffnung 7a abgedeckt werden kann, wenn das Elektroenzephalographiegerät 8 nicht in Betrieb ist. Damit kann dieses vor Verschmutzung oder einem unerwünschten UV-Einfall geschützt werden. Da gerade Trockenelektroden empfindlicher für UV-Strahlung sind, ist eine solche Abdeckung 7b vorteilhaft.
2 zeigt eine vereinfachte Ansicht auf die Vorderseite 7 des Kopfanlehnteils 5 mit dem Elektroenzephalographiegeräts 8. Das Elektroenzephalographiegerät 8 kann in einem Ausführungsbeispiel eine Elektrodenbasis 8a aufweisen. Diese dient insbesondere als Träger für Elektroden 15 des Elektroenzephalographiegeräts 8. Die Elektrodenbasis 15 kann in dem Kopfanlehnteil 5 angeordnet sein. Insbesondere ist eine bewegbare Anordnung in dem Kopfanlehnteil 5 möglich. Damit kann das Elektroenzephalographiegerät 8 auch definiert bewegt werden. Insbesondere sind die Elektroden als Anordnung 14 positioniert. Diese Anordnung 14 kann nagelbrettartig sein. Die Elektroden 15 können matrixartig angeordnet sein.
Zumindest einige, insbesondere alle, Elektroden 15 sind stabartig ausgebildet. Sie können in Richtung ihrer Längsachsen 19 (3), die in Richtung der Längserstreckung der Stabform orientiert sind, jeweils als Ganzes betrachtet positionell veränderbar gelagert sein und/oder zumindest einige der Elektroden 15 in Richtung ihrer Längsachse 19, die in Richtung der Längserstreckung der Stabform orientiert ist, jeweils in sich selbst längenveränderlich ausgebildet sein. In 2 sind die Längsachsen senkrecht zur Figurenebene orientiert.
In 3 ist in einer schematischen Horizontalschnittdarstellung ein Körperteil 16, insbesondere ein Kopf 17 eines Passagiers, der auf dem Fahrzeugsitz 1 sitzt, gezeigt. In dieser Darstellung ist das Elektroenzephalographiegerät 8 in einer Gebrauchsstellung gezeigt. In dieser sind die Elektroden 15 auch in einem Aktivmodus, so dass eine Messung der Gehirnströme ermöglicht ist. Wie hier zu erkennen ist, sind einige, insbesondere alle Elektroden 15 durch die Öffnung 7a hindurchtretend aus dem Kopfanlehnteil 5 heraus gefahren. Aufgrund der konvexen Form des Hinterkopfs 17a des Kopfs 17 sind die Elektroden 15 unterschiedlich axial ausgefahren. Dadurch lässt sich eine Anlage vieler, insbesondere aller Elektroden 15 an die Kopfhaut 17a des Kopfs 17, insbesondere des Hinterkopfs 17b erreichen. Durch das oben erläuterte Konzept der Art und Anordnung 14 der Elektroden 15 lässt sich also auch eine vielfältig variabel erzeugbare dreidimensionale Freifläche an den vorderen Enden der Elektroden 15 erreichen, die sich an die Form des Hinterkopfs 17b anpasst.
In 3 ist des Weiteren ein Abschirmelement 18 gezeigt, welches optional vorhanden sein kann. Dieses kann beispielweise eine leitfähige Folie, insbesondere eine Aluminiumfolie sein.
Wird keine Messung mit dem Elektroenzephalographiegerät 8 vorgenommen, kann es in einem Ausführungsbeispiel vollständig versenkt in dem Kopfanlehnteil 5 angeordnet sein. Die Elektroden 15 sind dann insbesondere vollständig in das Innere des Kopfanlehnteils 5 eingefahren.
Ein Abschirmelement 18 ist im Bereich der Elektroden 15 so angebracht, dass diese vor Störeinflüssen abgeschirmt werden. Insbesondere kann das Abschirmelement so angebracht sein, dass es sowohl teilweise innerhalb des Kopfanlehnteils 5 als auch teilweise auf der Vorderseite 7der Kopfstütze 4 positioniert ist.
Lehnt der Benutzer seinen Hinterkopf 17a gegen die Kopfstütze 5, insbesondere die Vorderseite 7 des Kopfanlehnteils 5, können sich die jeweiligen Elektroden 15 individuell und unabhängig von den anderen Elektroden 15 so weit in ihrer Länge oder Position in Richtung der Längsachse 19 verändern, bis sie Kontakt zu der Kopfhaut 17b haben. Es ist vorgesehen, dass die Elektroden 15 so angeordnet sind, dass sie bei üblicher Kopfhaltung nur den Hinterkopf 17a, insbesondere maximal bei Drehung des Kopfs 17 bis hinter den Ohren kontaktieren.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Elektrode 15 und ihre Längsachse 19. Die Elektrode 15 kann ein erstes, insbesondere stabartiges Teil 15a, und zumindest ein zweites, insbesondere stabartiges, Teil 15b aufweisen. Die beiden Teile 15a und 15b können axial relativ zueinander bewegbar sein. Sie können teleskopartig gekoppelt sein. Die Elektrode 15 kann auch einen, insbesondere pilzkappenartigen, Kontaktaufsatz 15d aufweisen. Dieser ist zur direkten Kontaktierung der Kopfhaut 17a vorgesehen. Dieser Kontaktaufsatz 15c weist eine Elektrodenkontaktfläche 15c auf. Die Elektrodenkontaktfläche 15c oder der ganze Kontaktaufsatz 15d kann zumindest bereichsweise aus einem die Haftreibung erhöhenden Material ausgebildet sein. Insbesondere kann das Material ein Elastomer sein, insbesondere ein Gummi sein. Die Teile 15a und 15b können pneumatisch oder hydraulisch gekoppelt sein. Dadurch ist die Relativbewegung zueinander auch gedämpft.
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein aktives Regelsystem. Es kann dabei die Impedanz zwischen der Kopfhaut 17a und der Elektrodenkontaktfläche 15c gemessen werden. Abhängig von der gemessenen Impedanz kann ein Regelsignal, insbesondere durch eine Steuereinheit 20, erzeugt werden. Das Regelsignal steuert die Kolbenstange 15a. Überschreitet beispielsweise die Impedanz einen vorgegebenen oberen Schwellwert, kann die Kolbenstange 15a aus dem Zylinder 15b so weit ausgefahren werden bis eine erneut gemessene Impedanz diesen oder eine anderen vordefinierten Schwellwert unterschreitet. Es ist auch möglich, dass beispielsweise die Kolbenstange 15a bei Überschreiten des oberen Schwellwertes eine relativ zur Länge der Elektrode 15 sehr kleine Strecke ausgefahren wird. Dann kann gegebenenfalls eine erneute Impedanzmessung vorgenommen werden. Zusätzlich oder alternativ kann auch mittels einem Unwuchtantrieb, der mit der Kopfstütze gekoppelt ist, die Elektrode 15 bei Überschreiten des oberen Schwellwertes eine nicht-lineare Bewegung durchführen, um den Kontakt zwischen Elektrodenkontaktfläche 15c und Kopfhaut 17a zu verbessern.
In 6 ist ein Ausführungsbeispiel für ein passives Regelsystem gezeigt. Dabei können die Elektroden 15 pneumatisch oder hydraulisch miteinander gekoppelt sein.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugsitz
2: Rückenlehne
3: Aufsitzteil
4: Kopfstütze
5: Kopfanlehnteil
6: Koppeleinheit
7: Vorderseite der Kopfstütze
7a: Öffnung
7b: Abdeckung
8: Elektroenzephalographiegerät
8a: Elektrodenbasis
9: Unwuchteinheit
10: Anpressdruckveränderungsvorrichtung
11: Detektionsvorrichtung
12: System
13: Auswerteinheit
14: Anordnung
15: Elektrode
15a: Kolbenstange
15b: Zylinder
15c: Elektrodenkontaktfläche
15d: Kontaktaufsatz
16: Körperteil
17: Kopf
17a: Kopfhaut
17b: Hinterkopf
18: Abschirmelement
19: Längsachse
20: Steuereinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 20120139733 A1 [0002]
DE 102021101856 A1 [0003]
DE 102017217812 A1 [0004]

Claims

Kopfstütze (4) für einen Fahrzeugsitz (1), mit einem Kopfanlehnteil (5) und mit zumindest einem Elektroenzephalographiegerät (8), welches an dem Kopfanlehnteil (5) angeordnet ist, wobei das Elektroenzephalographiegerät (8) zumindest eine Elektrode (15) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfstütze (4) eine Anpressdruckveränderungsvorrichtung (10) aufweist, mit welcher ein Anpressdruck der zumindest einen Elektrode (15) an einen Kopf, der an dem Kopfanlehnteil (5) anliegt, veränderbar ist.
Kopfstütze (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Elektrode (15) in Richtung ihrer Längsachse (19) jeweils als ganze Elektrode (15) betrachtet positionell veränderbar gelagert ist oder in Richtung ihrer Längsachse (19) jeweils in sich selbst längenveränderlich ausgebildet ist.
Kopfstütze (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfstütze (4) ein Regelsystem zur Kontakterhöhung aufweist, wobei der Anpressdruck veränderbar ist, abhängig von einer Impedanzmessung zwischen einer Kontaktfläche der zumindest einen Elektrode und einer Kopfhaut eines Kopfes, der an dem Kopfanlehnteil (5) anliegt.
Kopfstütze (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anpressdruck durch eine Magnetspule veränderbar ist.
Kopfstütze (4) nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige Elektroden (15) als pneumatisch oder hydraulisch axial bewegbare Stößel ausgebildet sind.
Kopfstütze (4) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Elektroden (15) pneumatisch oder hydraulisch miteinander gekoppelt sind.
Kopfstütze (4) nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Elektrode (15) mit einem Unwuchtantrieb (9) der Kopfstütze (4) gekoppelt ist, mit welchem die Elektrode (15) in eine nicht-lineare Bewegung um ihre Längsachse bewegbar ist.
Kopfstütze (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektroenzephalographiegerät (8) eine Vielzahl von stabartigen Elektroden (15) aufweist, die nagelbrettartig angeordnet sind und individuell axial verschiebbar und/oder individuell axial in sich selbst längenveränderlich sind.
Kopfstütze (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige Elektroden (15) als kontaktbasiert arbeitend ausgebildet sind, insbesondere Trockenelektroden sind.
Kopfstütze (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Elektroden (15) auf einer Elektrodenbasis (8a) des Elektroenzephalographiegeräts (8) angeordnet sind, wobei die Elektrodenbasis (8a) an dem Kopfanlehnteil (5) angeordnet ist und relativ zum Kopfanlehnteil (5) bewegbar ist.