TWI798955B - 智慧型助眠穿戴裝置 - Google Patents

Abstract

一種智慧型助眠穿戴裝置，穿戴在一穿戴者的頭部，可與一外部電子裝置連接，包含一穿戴單元、一偵測控制單元及一傳導單元，該穿戴單元包括一眼罩，該眼罩具有一遮眼部、二傳導部及一固定部，該偵測控制單元包括一微控制器、一心率感測器及一電源供應器，該傳導單元包括至少一聲音輸出模組及一通訊模組，該外部電子裝置可傳輸聲音資料至該微控制器，並經由該聲音輸出模組發出聲音訊號，該心率感測器可感測該穿戴者的心率，並將心率資料回傳給該微控制器，該微控制器可依心率資料進行判斷並控制該聲音輸出模組發出不同的聲音訊號予該穿戴者。

Description

智慧型助眠穿戴裝置

本發明是有關於一種智慧型助眠穿戴裝置，尤其是指一種可調整穿戴者睡眠品質，且以溫和的方式喚醒穿戴者的智慧型助眠穿戴裝置。

睡眠，是自然恢復的心智和身體狀態，其特徵是意識改變，相對抑制的感覺活動，肌肉活動減少以及快速動眼期間幾乎所有自願性肌肉受到抑制，以及與周圍環境的互動減少，睡眠亦是最好的休息方法，既能保持身體健康和補充體力，亦可提高工作能力，它與清醒的區別在於對刺激做出反應的能力降低，但比昏迷或意識障礙更具反應性，睡眠表現出截然不同的活躍大腦模式，和昏迷不同，睡眠比較容易被打斷，回到清醒狀態，從睡眠中醒過來是一種保護機制，也是健康和生存的必須，對於成年人，一般來說，一天7~9個小時是健康的睡眠時長。

睡眠發生在重複週期中，在此期間，身體在兩種不同的模式之間交替：快速動眼期睡眠和非快速動眼睡眠，但這種睡眠方式還有許多其他方面，包括身體的虛擬麻痺，睡眠的一個眾所皆知的特徵是夢，這種經歷通常以敘事的形式進行，類似於在進行中的醒著生活，但通常可以在之後被區分為幻想，睡眠期間，人體大多數系統處於合成代謝狀態，有助於恢復免疫、神經、骨骼和肌肉系統，這些是維持情緒，記憶和認知功能的重要過程，因此睡眠在內分泌系統和免疫系統的功能中扮演著重要角色。

人類可能患有各種睡眠障礙，包括失眠症、嗜睡症、夢遊、快速眼動睡眠行為障礙、磨牙、睡眠呼吸暫停和節律性睡眠障礙等等，人造光的出現極大地改變了工業化國家的睡眠時間。

請參閱我國公告第I571239號專利，該案揭露了一種利用一呼吸氣流感測器偵測使用者的呼吸氣流，再通過一電路板，處理偵測到的呼吸氣流訊號並儲存處理結果，其雖提供一種偵測使用者睡眠品質的裝置，但因其裝置需配戴於使用者臉上、手上以及身上，操作複雜，故仍有阻礙使用者正常睡眠而無法正確量測使用者睡眠品質的問題存在。

再請參閱我國公告第M492094號專利，該案揭露了一種助眠面罩，提供了一種助眠面罩，利用助眠精油令使用者身心放鬆、消除情緒緊張，進而達到協助使用者入眠的裝置，但該裝置因配戴於使用者之眼鼻上，雖然可幫助進入睡眠，但恐有影響使用者呼吸道暢通之問題。

經由上述說明可知，先前技術確實具有下列缺點：

一、影響睡眠品質：睡眠品質測試者需於臉上、手上，及身上配戴很多不同的偵測裝置，該些裝置會影響受測者的睡眠情形，無法令受測者心神放鬆，所測之睡眠品質結果與受測者實際睡眠品質有落差。

二、不利使用者配戴：承上所述，該偵測裝置設置於受測者臉上、手上，及身上，不僅操作繁複且需由專業人員協助設置，一般使用者無法自行配戴該偵測裝置。

三、助眠裝置影響呼吸道暢通：使用一精油助眠面罩雖可協助使用者順利入眠，但因其該面罩覆蓋使用者之眼、鼻部位，恐有影響使用者呼吸道暢通之問題存在。

因此，本案創作人遂以其多年相關學習經驗，針對目前的睡眠偵測穿戴裝置進行改善，使其易於使用者配戴、簡單操作，及可提高使用者睡眠品質，即為本創作之重要課題。

有鑑於此，本發明之目的是在提供一種智慧型助眠穿戴裝置，適用於穿戴在一穿戴者的頭部，並可與一外部電子裝置進行資料溝通，該智慧型助眠穿戴裝置包含一穿戴單元、一偵測控制單元，及一傳導單元，該穿戴單元包括一穿戴在頭部上的眼罩，該眼罩具有一遮眼部、二分別連接該遮眼部兩側之傳導部，及一連接該二傳導部之固定部，該偵測控制單元，包括一設於該眼罩上的微控制器、一與該微控制器電連接的心率感測器，及一與該微控制器電連接用以提供其作動所需電力的電源供應器，該傳導單元包括至少一設於該傳導部上並與該微控制器電連接之聲音輸出模組，及一與該微控制器電連接並可與該外部電子裝置資訊連接之通訊模組，該外部電子裝置可傳輸聲音資料至該微控制器，並經由該聲音輸出模組發出聲音訊號，該心率感測器可感測該穿戴者的心率，並將心率資料回傳給該微控制器，該微控制器可依心率資料進行判斷並控制該聲音輸出模組發出不同的聲音訊號予該穿戴者。

本發明的又一技術手段，是在於上述之智慧型助眠穿戴裝置該傳導單元更包括一設於該傳導部上並與該微控制器電連接之助眠模組，該助眠模組受該微控制器控制可發出一舒曼波。

本發明的另一技術手段，是在於上述之智慧型助眠穿戴裝置該微控制器具有一計時模組，用以定時啟閉該聲音輸出模組，該外部電子裝置可透過該通訊模組設定該微控制器啟閉該聲音輸出模組的時間。

本發明的再一技術手段，是在於上述之智慧型助眠穿戴裝置該微控制器更具有一記憶模組，用以記錄該穿戴者之心率資料，該外部電子裝置可透過該通訊模組存取該記憶模組中所記錄的心率資料。

本發明的又一技術手段，是在於上述之智慧型助眠穿戴裝置該傳導部位於穿戴者頭部顳骨附近並靠近耳朵，且該聲音輸出模組是一骨傳導聲音產生器，可透過穿戴者的顳骨傳遞聲音訊號。

本發明的另一技術手段，是在於上述之智慧型助眠穿戴裝置該聲音輸出模組具有一可直接靠抵於顳骨上的傳訊器，及一與該傳訊器連接在一起並大面積貼附耳後顳骨上的靠抵片，及一與該靠抵片連接並可貼附於耳朵上的螺旋片，用以強化傳導聲音效果及阻絕外部聲音干擾。

本發明的再一技術手段，是在於上述之智慧型助眠穿戴裝置該遮眼部橫向寬度大於該固定部橫向寬度。

本發明的又一技術手段，是在於上述之智慧型助眠穿戴裝置該固定部的結構是選自於魔鬼氈、鬆緊帶、卡扣其中之一。

本發明的另一技術手段，是在於上述之智慧型助眠穿戴裝置該眼罩是以透氣柔軟材質所製成。

本發明的再一技術手段，是在於上述之智慧型助眠穿戴裝置該遮眼部上更具有一導熱薄膜，該導熱薄膜是選自於金屬材料、石墨烯、遠紅外線材料其中之一及其組合。

本發明之有益功效在於穿戴者可以自行簡易地穿戴，並透過該外部電子裝置進行簡單操作，配合該聲音輸出模組及該助眠模組，使穿戴者舒適的進入睡眠，用以提昇穿戴者的睡眠品質。

1:穿戴單元

11:眼罩

111:遮眼部

112:傳導部

113:固定部

2:偵測控制單元

21:微控制器

211:計時模組

212:記憶模組

22:心率感測器

23:電源供應器

3:傳導單元

31:聲音輸出模組

311:傳訊器

312:靠抵片

313:螺旋片

32:通訊模組

33:助眠模組

900:外部電子裝置

A:應用程式主畫面

B:心率資料畫面

C:音樂資料畫面

圖1是一正面示意圖，為我國公告第I571239號新型專利案，說明一種睡眠品質偵測裝置；圖2是一外觀示意圖，為我國第M492094號新型專利案，說明一種助眠面罩；圖3是一示意圖，為本發明一種智慧型助眠穿戴裝置之較佳實施例；圖4是一側視示意圖，為本發明一種智慧型助眠穿戴裝置之較佳實施例；圖5是一上視示意圖，為本發明一種智慧型助眠穿戴裝置之較佳實施例；圖6是一方塊圖，說明於該較佳實施例中，一偵測控制單元與一傳導單元之各部元件電連接之關係；及圖7是一示意圖，說明於該較佳實施例中，使用者操作一外部電子裝置之態樣。

有關本發明之相關申請專利特色與技術內容，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚地呈現。

參閱圖3、4、5，為本發明一種智慧型助眠穿戴裝置之較佳實施例，該智慧型助眠穿戴裝置，適用於穿戴在一穿戴者的頭部，並可與一外部電子裝置900進行資料溝通。該智慧型助眠穿戴裝置包含一穿戴單元1、一偵測控制單元2，及一傳導單元3，該穿戴單元1包括一穿戴在頭部上的眼罩11，該眼罩11具有一遮眼部111、二分別連接該遮眼部111兩側左右對稱之傳導部112，及一連接該二傳導部112之固定部113，該眼罩11是以透氣柔軟的材質所製成，本案選用天然有機棉，因其具有吸溼性好、舒適柔軟等特性，配合該固定部113的結構是選自於魔鬼氈、鬆緊帶、卡扣等其 中之一，穿戴者可輕易地穿戴該眼罩11，並可以調整合適之鬆緊程度，在本較佳實施例中，該固定部113是採用卡扣的結構形式，實際實施時，也可以採用其他型式，不應以此為限。

值得一提的是，由於該眼罩11之造型為該遮眼部111的橫向寬度大於該固定部113的橫向寬度，因此，穿戴者於穿戴該眼罩11時，臉部被大範圍地遮蔽，該遮眼部111可完全遮蔽穿戴者之眼睛視線，隔絕外界光線，促進穿戴者進入睡眠。

該遮眼部111上更具有一導熱薄膜，該導熱薄膜是選自於金屬材料、石墨烯、遠紅外線等材料其中之一及其組合，該導熱薄膜可藉由人體自發的體溫，於穿戴者眼睛四周產生溫暖而不炙燙的舒適溫度，從而放鬆眼部周圍的肌肉，緩解眼部疲勞。由於現代科技發達，一般民眾長時間使用手機電腦等3C產品已為日常生活形態，該導熱薄膜則是提供穿戴者在一整天使用3C產品之後的熱敷功效，進而放鬆眼部周圍肌肉並緩解眼部疲勞，可使穿戴者自然地心神放鬆，進入睡眠。

配合參閱圖6及圖7，該偵測控制單元2包括一設於該眼罩11上的微控制器21、一與該微控制器21電連接的心率感測器22，及一與該微控制器21電連接用以提供其作動所需電力的電源供應器23，該傳導單元3包括至少一設於該傳導部112上並與該微控制器21電連接之聲音輸出模組31，及一與該微控制器21電連接並可與該外部電子裝置900資訊連接之通訊模組32。

該外部電子裝置900可傳輸聲音資料至該微控制器21，並經由該聲音輸出模組31發出聲音訊號，該心率感測器22可感測穿戴者的心率，並將心率資料回傳給該微控制器21，該微控制器21可依穿戴者的心率資料進行判斷並控制該聲音輸出模組31發出不同的聲音訊號予穿戴者。在 本較佳實施例中該外部電子裝置900是一手機，當然也可以是其他手持式電子設備例如平板電腦或是PDA。

較佳地，該外部電子裝置900可預先安裝對應的應用程式，穿戴者可於該外部電子裝置900對該智慧型助眠穿戴裝置進行如應用程式主畫面A、心率資料畫面B，或是音樂資料畫面C的各項操作設定，再藉由該通訊模組32將控制資料回傳至該微控制器21，以進行各項功能的控制及輸出。

舉例來說，正常成人的心跳在休息狀態下是規律的，次數介於每分鐘60至100次之間，在睡眠時，正常成人的心跳可能會變慢到介於每分鐘30至60次之間，實際使用時，該微控制器21藉由當下該心率感測器22回傳之心率資料，判斷穿戴者目前的睡眠情況，為入睡狀態，亦或是即將進入睡眠狀態，亦或是尚在清醒的狀態，根據穿戴者不同的睡眠狀態，控制該聲音輸出模組31發出合適的聲音予穿戴者，如貝多芬的獻給愛麗絲、第5號鋼琴奏鳴曲第一樂章等，令其心神放鬆，自然地進入睡眠，事實上，每個人對於音樂的接受程度也是不同的，該聲音輸出模組31每播放完一樂曲後，該微控制器21會憑藉該心率感測器22所回傳之心率資料，判斷及調整並控制該聲音輸出模組31播放不同的曲調並找出可令穿戴者放鬆的樂曲，引導穿戴者進入睡眠。

事實上，睡眠是一種自然節律，由淺睡到深睡，包含了以下四個階段的轉換：第一階段(入睡期)、第二階段(淺睡期)、第三階段(熟睡期與深睡期)以及第四階段(快速動眼期)，此四個階段為一個週期，大約是90分鐘，而當該心率感測器22接收到穿戴者已進入第三階段睡眠之心率資料並回傳至該微控制器21後，該微控制器21即控制該聲音輸出模組31停止作動。

本案中，該微控制器21更具有一記憶模組212，用以記錄穿戴者之心率資料，該外部電子裝置900可透過該通訊模組32存取該記憶模組212中所記錄的心率資料，實際使用時，穿戴者可藉由該外部電子裝置900讀取每日的心率資料，並藉由每日的心率資料了解自身的睡眠狀況。另外，該微控制器21並依據每位穿戴者入睡時不同的音樂喜好，藉由該記憶模組212，將這些偏好的音樂資料儲存起來，於每日穿戴者戴上眼罩準備休息的時候，優先播放這些樂曲，以令穿戴者能夠快速進入睡眠。

值得一提的是，該傳導單元3更包括一設於該傳導部112上並與該微控制器21電連接之助眠模組33，該助眠模組33受該微控制器21控制可發出一舒曼波，該舒曼波是一種低頻波，頻率約為7.83Hz，於地球磁場中自動產生，並可以穿透任何物質，包括在地面上的人在內，而人腦所發出之電波頻率介於1Hz~40Hz之間，在每個人睡眠時腦部持續受到舒曼波的共振，人會自然而然地放鬆，而有助於進入睡眠。

該傳導部112則是位於穿戴者頭部顳骨附近並靠近耳朵，且該聲音輸出模組31是一骨傳導聲音產生器，骨傳導是一種聲音傳導方式，該骨傳導聲音產生器通過將聲音轉化為不同頻率的機械振動，透過穿戴者的顳骨傳遞聲音訊號，該聲音輸出模組31更具有一可靠抵於顳骨上的傳訊器311，及一與該傳訊器311連接在一起並大面積貼附於耳朵後面上的靠抵片312，實際使用時，因該傳訊器311緊貼穿戴者的顳骨，骨傳導並省去了許多因聲波傳遞而造成的能量損失，使得穿戴者可以很清晰地聽見該聲音輸出模組31所發出的聲音。而由於如今都市生活嘈雜，即便是夜間也仍然是燈火通明，聲色喧囂，人們於夜間時不容易入睡也有著受到外在環境因素的影響，而貼附於穿戴者耳朵上的螺旋片313因其與耳朵緊密貼合，使得穿戴者能有效降低外界環境聲音之干擾，因此，該靠抵片312及該螺旋片 313確實具有強化傳導聲音效果及阻絕外部聲音干擾之功效。當然，設置於該眼罩11內的電子元件，使用夾層的方式，將這些電子元件縫製於該眼罩11棉襯內，而本案該眼罩11選用天然有機棉材質所製成，具有一定厚度與舒適柔軟的特性，實際使用時，不應以此為限。

該微控制器21具有一計時模組211，用以定時啟閉該聲音輸出模組31，該外部電子裝置900可透過該通訊模組32設定該微控制器21啟閉該聲音輸出模組31的時間，實際使用時，穿戴者可藉由該外部電子裝置900設定所需時間，並透過該通訊模組32將資料傳輸給該微控制器21，該微控制器21於設定時間自動控制該聲音輸出模組31發出聲音，並配合上述該助眠模組33發出之舒曼波，可溫和地引導穿戴者舒適地進入深層睡眠，也可以相同的方式，讓穿戴者身體產生共鳴，自然喚醒起床。

經由上述說明可知，本發明一種智慧型助眠穿戴裝置確實具有下列功效：

一、可自動調整輸出聲音引導穿戴者進入睡眠：該微控制器21經由該心率感測器22回傳之心率資料，判斷穿戴者的睡眠情況，並根據穿戴者的睡眠狀態，控制該聲音輸出模組31發出合適的聲音，搭配該助眠模組33發出之舒曼波，令穿戴者心神放鬆，引導其自然地進入睡眠。

二、強化傳導聲音效果及阻絕外部聲音干擾：該傳訊器311緊密貼合穿戴者的顳骨，且骨傳導省去了許多因聲波傳遞而造成的能量損失，使穿戴者可以很清晰地聽見該聲音輸出模組31所發出的聲音，而該螺旋片313緊密貼合於穿戴者的耳朵，使其不受外界環境聲音的干擾。

三、輕鬆穿戴： 由於該眼罩11前寬後窄的造型，穿戴者憑藉該眼罩11上之固定部113，可輕鬆穿戴並調整該眼罩11合適之鬆緊度，用以遮蔽視線，避免外在環境光線照射眼睛，而能進入更深層次的睡眠。

綜上所述，本發明智慧型助眠穿戴裝置在於可以改善習知穿戴不易之缺點，並經由該微控制器21控制該聲音輸出模組31發出聲音，及搭配該助眠模組33發出之舒曼波，用以提昇睡眠品質之功效，故確實可以達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之一個較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1:穿戴單元

11:眼罩

111:遮眼部

112:傳導部

Claims (6)

1. 一種智慧型助眠穿戴裝置，適用於穿戴在一穿戴者的頭部，並可與一外部電子裝置進行資料溝通，該智慧型助眠穿戴裝置包含：一穿戴單元，包括一穿戴在頭部上的眼罩，該眼罩具有一遮眼部、二分別連接該遮眼部兩側之傳導部，及一連接該二傳導部之固定部，該傳導部位於穿戴者頭部顳骨附近並靠近耳朵；一偵測控制單元，包括一設於該眼罩上的微控制器、一與該微控制器電連接的心率感測器，及一與該微控制器電連接用以提供其作動所需電力的電源供應器，該微控制器具有一計時模組，及一記憶模組，該記憶模組用於記錄該穿戴者之心率資料，以及儲存音樂資料，該外部電子裝置可透過該通訊模組存取該記憶模組中所記錄的心率資料；及一傳導單元，包括至少一設於該傳導部上並與該微控制器電連接之聲音輸出模組，及一與該微控制器電連接並可與該外部電子裝置資訊連接之通訊模組，該計時模組用於定時啟閉該聲音輸出模組，該外部電子裝置可透過該通訊模組設定該微控制器之計時模組以自動啟閉該聲音輸出模組的時間，該聲音輸出模組是一骨傳導聲音產生器，可透過穿戴者的顳骨傳遞聲音訊號，該聲音輸出模組具有一可直接靠抵於顳骨上的傳訊器、一與該傳訊器連接在一起並大面積貼附耳後顳骨上的靠抵片，及一與該靠抵片連接並可貼附於耳朵上的螺旋片，用以強化傳導聲音效果及阻絕外部聲音干擾； 該外部電子裝置可傳輸聲音資料至該微控制器，並經由該聲音輸出模組發出聲音訊號，該心率感測器可感測該穿戴者的心率，並將心率資料回傳給該微控制器，該微控制器可依心率資料進行判斷並控制該聲音輸出模組發出不同的聲音訊號予該穿戴者。
2. 如請求項1所述之智慧型助眠穿戴裝置，其中，該傳導單元更包括一設於該傳導部上並與該微控制器電連接之助眠模組，該助眠模組受該微控制器控制可發出一舒曼波。
3. 如請求項1所述之智慧型助眠穿戴裝置，其中，該遮眼部橫向寬度大於該固定部橫向寬度。
4. 如請求項3所述之智慧型助眠穿戴裝置，其中，該固定部的結構是選自於魔鬼氈、鬆緊帶、卡扣其中之一。
5. 如請求項4所述之智慧型助眠穿戴裝置，其中，該眼罩是以透氣柔軟材質所製成。
6. 如請求項5所述之智慧型助眠穿戴裝置，其中，該遮眼部上更具有一導熱薄膜，該導熱薄膜是選自於金屬材料、石墨烯、遠紅外線材料其中之一及其組合。

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