WO2015121822A1

WO2015121822A1 - Matratze

Info

Publication number: WO2015121822A1
Application number: PCT/IB2015/051055
Authority: WO
Inventors: Felix POSAVEC; Heribert Perler; Guido Schuster; Guido Keel
Original assignee: Foampartner Fritz Nauer Ag
Priority date: 2014-02-14
Filing date: 2015-02-12
Publication date: 2015-08-20

Abstract

Eine Matratze (1) besteht aus zumindest einer Lage (1a) aus Schaumstoffmaterial und einer Mehrzahl von kapazitiven Sensoren (S), die über eine zur Liegefläche der Matratze (1 ) im Wesentlichen parallelen Ebene verteilt angeordnet sind. Die Sensoren (S) bestehen aus einer Anordnung von zwei elektrisch leitenden Schaumstoffschichten (3, 4), welche durch ein Dielektrikum getrennt sind.

Description

Matratze

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der Europäischen Anmeldung Nr. EP14155273.7, eingereicht am 14. Februar 2014, deren Gesamtheit durch Verweisung ausdrücklich und explizit zur Gänze und in allen beliebigen Tei- len, für alle Absichten und Zwecke, hier einbezogen ist, in gleicher Weise wie bei identischer vollständiger Aufnahme in der gegenständlichen Anmeldung.

Die Erfindung betrifft eine Matratze mit zumindest einer Lage aus Schaumstoffmaterial und einer Mehrzahl von Sensoren, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus dem Artikel„Low-cost and Disposable Pressure Sensor Mat for Noninvasive SIeep and Movement Monitoring Applications" von J.K. Abraham et al. in den Proceedings der 33rd Annual Conference of the IEEE EMBS, Boston, Massachusetts, USA, August 30 - September 3, 2011 , ist eine Sensor- matte bekannt, bei der kapazitive Drucksensoren mittels zwei durch einen kompressiblen Schaumstoff voneinander beabstandete Lagen eines flexiblen, dünnlagigen und der durch Einlagerung von Kohlefasern leitfähigen Werkstoffes realisiert sind.

In der DE102009010379 sind länglich ausgebildete Drucksensoren in einer Matratze offenbart. Auch in der US 5144284 sind länglich ausgebildete Drucksensoren offenbart, die an der Unterseite eines Messlakens befestigt sind. Diese Drucksensoren arbeiten auf kapazitiver Basis und bestehen aus zwei Metallfolienstreifen, die auf einander gegenüberliegenden Seiten eines kompressiblen Schaumstoffes angebracht sind. Eine Anordnung von Sensoren, speziell auch flexiblen Sensoren, innerhalb einer Matratze ist in der US20110224510 beschrieben. Auch die

US20110001622 offenbart in einer Ausführungsform die Integration eines Sensorarrays innerhalb der Matratze. Dabei werden spezielle Matten, bevor- zugt aus Polyvinylidenfluorid, mit piezoelektrischen Eigenschaften eingesetzt, die insbesondere an der Bettdecke angebracht sind.

Das Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen University hat die Entwicklung einer Sensor-Matratze publiziert. Durch integrierte textile Sensoren ermöglicht diese Vorteile im Bereich Medizin und Komfort. Sensoren überwachen die Körpertemperatur des Liegenden und messen seine Bewegungsaktivität. Sie können mit anderen Applikationen, wie z. B. Heiztextilien, kombiniert werden und erhöhen so den Schlafkomfort. Darüber hinaus dient die Matratze zur Vorbeugung von Dekubitus oder Wundliegen. Wenn sich der Patient nicht in einer definierten Zeit bewegt, sendet die Matratze ein Signal aus und eine Umlagerung des Patienten kann bedarfsgerecht erfolgen.

In der DE102007022871 (Fraunhofer Gesellschaft) ist ein Taktilsensor mit einer Sensorzelle beschrieben, wobei eine Sensorzelle ein elektrisch leitfähi- ges Werkstück aus flexiblem Material, wie beispielsweise Schaumstoff, und eine Verbindung mit einer ersten und zweiten flexiblen Elektrode umfasst. Das flexible Material ändert unter mechanischer Belastung seinen elektrischen Durchgangswiderstand.

Eine Variante mit Messung des elektrischen Stroms zwischen zwei Elektro- den auf der gleichen Seite eines elektrisch leitenden Schaumstoffs, der durch eine flexible Lage ohne Elektrodenfunktion abgedeckt ist, ist beschrieben auf: http://www.mechatronik.org/index.php/Laufende/Tactile-Sensor-for-Robotic- Applications.html.

Auch das medizinische Diagnose- oder Therapiegerät der EP462295A1 weist zumindest einen Sensor auf, der ein Verstellen eines Geräteteiles unterbindet, wenn der Sensor etwa an einem zwischen einer Fläche und dem Geräteteil befindlichen Objekt anliegt. Dazu ist mit Hilfe des Sensors ein von der Höhe einer auf ihn ausgeübten Druckkraft abhängiges Signal erzeugbar. Der Sensor ist dazu wenigstens in Verstellrichtung des Geräteteiles elastisch nachgiebig ausgebildet und enthält ein elastisch nachgiebiges Widerstandsmaterial, dessen elektrischer Widerstand sich in Abhängigkeit von einer auf ihn ausgeübten Druckkraft und/oder Flächenpressung ändert. Dieses Material kann ein Schaumstoff mit eingelagerten Graphitteilchen sein. Die US6468234B1 offenbart ein zwischen Matratze und Benutzer eingelegtes Sensorarray mit verschiedenen Arten von Sensoren, darunter auch Drucksensoren, deren genauer Aufbau aber nicht beschrieben ist. Über eine Software wird aus den Sensorsignalen die Schlafqualität in Echtzeit errechnet. Ein konkreter Aufbau der Drucksensoren ist hingegen nicht offenbart. Für unter anderem den Einsatz in Sitzkissen oder Spitalbetten mit Drucküberwachung ist in der WO20 0091276A2 ein Drucksensor auf kapazitiver Basis beschrieben. Auf einer flexiblen, leitenden Elektroden-Schicht ist ein komprimierbares Material, als Beispiel ist Polyurethanschaum genannt, aufgebracht. Die zweite Elektrode wird durch den mit dem Drucksensor in Kon- takt kommenden Körperbereich des Benutzers gebildet.

Oftmals wird versucht, die Verwendung von metallischen Elementen, wie beispielsweise bei der Sensorenanordnung der US6034526A durch eine Metallfolie gebildet, zu vermeiden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Matratze zu schaffen, mit welcher bei möglichst geringer Beeinflussung des Benutzers durch die Sensoranordnung viele relevante Parameter über das Nutzungs-, Liege- und Schlafverhalten ermittelt werden können. Dazu soll auch eine Sensoranordnung geschaffen werden, die das Liege- und Schlafverhalten nicht beein- flusst und dennoch einfach herstellbar und gut in die Matratze integrierbar ist. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Figuren und in den abhängigen Patentansprüchen dargelegt. Gemäss der Erfindung ist die Matratze dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren kapazitive Sensoren sind und eine Mehrzahl davon verteilt über eine zur Liegefläche der Matratze im Wesentlichen parallelen Ebene angeordnet ist, welche Sensoren aus einer Anordnung von zumindest zwei elekt- risch leitenden und in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht auf die Liegefläche der Matratze durch ein Dielektrikum voneinander isolierten Schichten bestehen, wobei zumindest eine der elektrisch leitenden Schichten und/oder des Dielektrikums aus dem Schaumstoffmaterial der Matratze oder zumindest zum Grossteil zum Schaumstoffmaterial der Matratze gleicharti- gen Material gebildet ist. Diese Sensoren bestehen somit, im Gegensatz zum Stand der Technik, beispielsweise zur US2011/0001622A1 , zum überwiegenden Teil aus gleichartigem Material wie die Matratze selbst, beispielsweise aus leitfähigem Polyurethanschaum, was sich vorteilhaft auf die Liege- und Schlafqualität auswirkt. Durch eine derartige Sensoranordnung aus überwiegend Schaumstoff und damit einem artgleichen Material wie jenes der Matratze bzw. von deren Kern kann eine ungünstige Beeinflussung sowohl der Qualität der Matratze selbst als auch des auf der Matratze befindlichen Benutzers beispielsweise durch elektromagnetische Felder vermieden werden. Auch erlaubt die Gleichartig- keit des Materials der Sensoranordnung mit jenem der Matratze die problemlose Integration bereits während der Fertigung der Matratze als auch für den Fall eines nachträglichen Einbaus für die Aufrüstung der Matratze für eine Benutzungs-, Liege- und Schlafüberwachungsfunktionalität.

Vorzugsweise ist dabei ein kompressibles Dielektrikum vorgesehen, und die Sensoren sind vorzugsweise als Drucksensoren ausgelegt. Damit lässt sich direkt auf einfache Weise die Druckverteilung auf der Matratze als grundlegende Information gewinnen. Das kompressible Dielektrikum kann dabei ebenfalls durch ein Schaumstoffmaterial, vorzugsweise gleichartig oder identisch mit dem Material der Matratze, gebildet sein. Doch können auch an- dersartige Dielektrika Verwendung finden, beispielsweise Gas- oder Luftpolster oder dergleichen. Die Druckänderungen werden durch die Sensoranordnung aus leitendem Schaumstoff zu beiden Seiten eines kompressiblen Dielektrikums in Änderungen der Kapazität des durch die beschriebene Anordnung gebildeten kapazitiven Sensors umgewandelt. Diese Kapazität oder Kapazitätsänderung kann gemessen werden und gibt Aufschluss über den an der Position der Messung herrschenden Druck. Da beispielsweise auch das Schlafverhalten aus der dynamischen Druckverteilung und damit verbundenen Kapazitätsverläufen auf der Matratze abgeleitet werden kann, ist über die beschriebene Sensoranordnung und eine entsprechend ausgelegte Auswerte-Elektronik das Schlafverhalten und auch die Schlafqualität quantifizierbar und für den Benutzer visualisierbar, beispielsweise auf einem speziellen Display, einer graphischen Benutzerschnittstelle od. dgl.

Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung ist zumindest eine der elektrisch leitenden Schichten durch zumindest eine leitfähige Schaumstoffschicht gebildet. Mit dieser erneuten Gleichartigkeit des Materials der Sensoranordnung mit jenem der Matratze ist die problemlose Integration der Sensoren im Zuge der Fertigung der Matratze als auch für den Fall eines nachträglichen Einbaus für die Aufrüstung der Matratze gewährleistet, ebenso wie die optimale Liege- und Schlafqualität durch weitestgehende Verringerung aller Stör- faktoren durch metallische Bauteile.

Mit den gleichen Vorteilen versehen ist eine Ausführungsform der Matratze, bei welcher zumindest eine der elektrisch leitenden Schichten durch zumindest eine Lage von Schaumstoffmaterial mit einer leitfähigen Beschichtung gebildet ist. Bevorzugt aufgrund einfacher Bearbeitung und guter Hygiene- und Liege- Eigenschaften ist es, dass als Schaumstoffmaterial Polyurethan- Weichschäume vorgesehen sind.

Zu Herstellung leitfähiger Bereiche der Matratze bei geringstmöglicher Beeinflussung der Liege- und Schlafqualität hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die leitfähige Beschichtung durch eine elektrisch leitende Dünnfilmbe- schichtung, vorzugsweise eine Beschichtung auf Graphitbasis, gebildet ist.

Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung sind in zumindest zwei voneinander beabstandeten und zueinander und zur Liegefläche der Matratze im Wesentlichen parallelen Ebenen jeweils eine Mehrzahl von vorzugsweise parallelen der elektrisch leitende Schicht vorgesehen, wobei die Streifen einer Ebene durch das Dielektrikum von den Streifen der anderen Ebene getrennt sind. Für die Produktion ist es einfacher Streifen einzulegen oder im bzw. am Schaumstoff anzufertigen, als eine Vielzahl einzelner Sensoren zu platzieren und dann noch miteinander zu verbinden. Der Begriff„Streifen" steht hier für langgestreckte Elemente, deren Dimension in zwei zur Längserstreckung orthogonalen Richtungen sehr stark unterschiedlich ist. Und die Stelle, für welche ein bestimmter Sensorwert ausgelesen werden soll, kann beispielsweise durch die Laufzeit entlang der Streifen oder alternative be- kannte Methoden definiert sein.

Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass gesehen in Richtung senkrecht zur Liegefläche der Matratze, die Streifen auf einander gegenüberliegenden Seiten des Dielektrikums einander schneiden, vorzugsweise im Wesentlichen in einem rechten Winkel. Dies ermöglicht einen stark vereinfachten Aufbau und eine einfache Herstellung eines grossen Arrays mit einer Vielzahl von einzelnen Sensoren.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Gruppe von Streifen im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Matratze ausgerichtet ist, während zumindest eine weitere, auf der gegenüberliegenden Seite des Dielektrikums angeordnete Gruppe von länglichen Streifen im Wesentlichen quer zur Längsrichtung der Matratze ausgerichtet ist. Damit ist einfach und intuitiv die Zuordnung der Messwerte der Signale zu physiologischen Werten möglich. Für die Ansteuerung der Streifen kann gemäss einem weiteren optionalen Merkmal der Erfindung eine Matrizenansteuerung in vorzugsweise einer Steuer- und Auswerteeinheit implementiert sein. Anstelle dass jeder einzelne Sensor separat angeschlossen wird, wird vorteilhaft eine einfach

implementierbare und bewährte Matrizenansteuerung verwendet. So kann jeweils mit einem Multiplexer die Signalabfrage bewerkstelligt und so die Sensorwerte zu den jeweiligen Kreuzungspunkten der Streifen an der Matratze zugeordnet werden.

Vorteilhafterweise ist zumindest ein Sensor, vorzugsweise zumindest eine Gruppe von Sensoren, mit einer Einrichtung zur drahtlosen Datenübertragung verbunden bzw. versehen, womit sowohl die Herstellung der Matratze durch Vermeidung von artfremden Materialien vereinfacht als auch die Benutzungsfreundlichkeit erhöht wird.

Ergänzend dazu oder vorzugsweise als alternative Ausführungsform kann eine erfindungsgemässe Matratze dadurch gekennzeichnet sein, dass von zumindest einem Sensor, vorzugsweise von zumindest einer Gruppe von Sensoren, je eine Datenleitung zu einer Steuer- und Auswerteeinheit und/oder einer Daten-Schnittstelle zu einer Steuer- und Auswerteeinheit führt. Vorzugsweise sind auch die Datenleitungen zumindest teilweise aus elektrisch leitendem Schaumstoff oder einem Schaumstoff mit einer elektrisch leitenden Beschichtung gebildet, so dass auch hierfür keine metallischen Leitungen oder Leitungen aus artfremdem Materia! der Matratze notwendig sind, welche den Organismus des auf der Matratze liegenden Benutzers oder die Funktion der in der Matratze befindlichen Sensoren störend beeinflussen könnten.

Auch die Steuer-und Auswerteeinheit und/oder die Daten-Schnittstelle kann/ können gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in die Matratze integriert sein. Bevorzugt ist in die Steuer- und Auswerteeinheit zumindest ein Algorithmus zur Auswertung der Messwerte der Sensoren in Echtzeit, vorzugsweise mittels digitaler Signalverarbeitung, implementiert.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

Die Bezugszeichenliste ist Bestandteil der Offenbarung. Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleiche Bezugszeichen bedeuten gleiche Bauteile, Bezugszeichen mit unterschiedlichen Indices geben funktionsgleiche oder ähnliche Bauteile an.

Es zeigen dabei:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemässen Matratze mit einer bevorzugten Ausführung für die Sensoranordnung sowie einer einfachen Auswertemöglichkeit der Sensorwerte,

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemässen Matratze mit gleicher Sensoranordnung wie in Fig. 1 , jedoch mit einem alternativen, erweiterten Auswertesystem, und Fig. 3 einen vergrösserten Ausschnitt aus dem Sensorarray der Matratzen der Fig. 1 und 2.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Matratze 1 mit einer Sensoranordnung in Form eines Sensorarray 2, d.h. einer Anordnung von Sensoren S in einer bestimmten geometrischen Anordnung. Dieses Array 2 umfasst sich in Längsrichtung der Matratze 1 erstreckende erste Streifen 3 aus leitendem Schaumstoff und sich in Querrichtung der Matratze 1 erstreckende Streifen 4 ebenfalls aus leitendem Schaumstoff. Prinzipiell wären auch andere Ausrichtungen der Streifen 3, 4 unter beliebigen Winkeln zu den Symmetrieach- sen und Symmetrieebenen der Matratze möglich. Die beiden Anordnungen von vorzugsweise aus leitfähigem Polyurethanschaum bestehenden Streifen

3, 4 sind vorzugsweise in parallelen aber voneinander beabstandeten Ebenen angeordnet und in die zumindest eine Schaumstofflage 1 a der Matratze 1 eingearbeitet, vorzugsweise eingeklebt oder damit verschweisst.

Zumindest an den Schnittpunkten der Streifen 3, 4 - gesehen aus einer Richtung senkrecht auf die Ebene zumindest einer Anordnung von Streifen 3,

4, die im Wesentlichen auch parallel zur Ebene der Matratze 1 bzw. deren Liegefläche liegt - trennt ein Dielektrikum (nicht dargestellt) die Streifen 3 einer Ebene von den Streifen 4 der vorzugsweise parallelen Ebene. Damit ist zumindest an den Schnittstellen eine Mehrzahl von kapazitiven Sensoren S gebildet, die verteilt über eine zur Liegefläche der Matratze 1 im Wesentlichen parallelen Ebene angeordnet ist. Für bestimmte Anwendungen können die jeweiligen Ebenen der Streifen 3, 4 miteinander einen Winkel grösser Null einschliessen und können auch mit der Liegefläche der Matratze 1 einen Winkel grösser Null einschliessen.

Bei Verwendung eines kompressiblen Dielektrikums sind die Sensoren S als Drucksensoren verwendbar und der jeweilige Druck an der Stelle des Sensors S oder allfällige Druckänderungen werden durch die Sensoranordnung in Änderungen der Kapazität des durch die beschriebene Anordnung gebildeten kapazitiven Sensors S umgewandelt. Als kompressibles Dielektrikum kommt beispielsweise ein nicht leitender Schaumstoff in Frage, aber auch eine Gas- oder Luftfederung oder jedes beliebige andere, vorzugsweise nichtmetallische, kompressible Material kann zum Einsatz kommen. Bei Ver- wendung von Schaumstoff-Dielektrika wird vorzugsweise auf artgleiche Schaumstoffe zu den in der Matratze 1 verarbeiteten Materialien zurückgegriffen.

Anstelle von Streifen 3, 4 aus leitendem Schaumstoff könnten auch Schaumstoffstreifen mit einer elektrisch leitenden Beschichtung, insbesondere einer Dünnfilmbeschichtung, vorgesehen sein. Ein derartiger Schaumstoff ist elas- tisch und kann auch beständig gegen Chemikalien gemacht werden. Auch das Aufbringen einer elektrisch leitenden Beschichtung auf dem Schaumstoff der Matratze selbst wäre möglich. In letzterem Fall bildet dann der zwischen den Streifen befindliche Bereich des Materials der Matratze das vorzugswei- se kompressible Dielektrikum. Zur Herstellung der elektrisch leitenden Beschichtung kann beispielsweise kommerziell erhältlicher Graphit-Spray verwendet werden oder auch ein Graphitgemisch, das in beliebiger Weise aufgebracht werden kann, zum Beispiel mit einer Walze. Auch eine elektrisch leitfähige Beschichtung aus einem graphit- oder rußfreien Leitlack wäre denkbar.

Wie im Ausschnitt in Fig. 3 abgebildeten Ausschnitt aus dem Sensorarray 2 erkennbar ist, entstehen an den Kreuzungspunkten bzw. Kreuzungsflächen der Streifen 3, 4 die funktionalen Kondensatoren C1 1 bis C32. Da sich die Dicke des Dielektrikums bei kompressibler Ausführung abhängig vom Druck verändert, ändert sich auch die entsprechende Kapazität. Zwischen allen Streifen 3 bzw. 4 einer Ebene sind auch parasitäre Kapazitäten (mit Cp gekennzeichnet) vorhanden. Der Streifen x2 hat somit zwei funktionale Kapazitäten C21 und C22 sowie zwei parasitäre Kapazitäten Cpx12 und Cpx23. Durch geeignete Stimuli auf den Streifen y1 und y2 können die einzelnen Kapazitäten gemessen werden. Für die exakte Messung von Kapazitäten werden üblicherweise Ladungsverstärker-Schaltungen eingesetzt. Die Steuer- und Auswerteelektronik 5 ist zur Kompensierung der aufgrund der unterschiedlichen Leitungslängen stark variierenden Grundkapazitäten ausgelegt.

Die Anbindung der Sensoranordnung an eine Steuer- und Auswerteelektro- nik 5 erfolgt dadurch, dass die leitenden Streifen 3, 4 aus Schaumstoff vorzugsweise bis zum seitlichen bzw. Rand der Matratze 1 geführt sind, wo sie über entsprechende Leiterbahnen 6 kontaktiert und mit der Steuer- und Auswerteelektronik 5 verbunden sind. Dazu ist vorzugsweise eine Matrizenan- steuerung vorzugsweise in der Steuer- und Auswerteeinheit 5 implementiert, durch welche die Streifen 3, 4 aus leitfähigem Schaumstoff flexibel beschaltbar sind. So kann jeweils mit einem Multiplexer die Signalabfrage einzelner Sensoren S bewerkstelligt werden. Über geeignete Ansteuerungs- sequenzen können aber auch beispielsweise die Veränderung der Gesamtkapazität in der Matratze 1 - zur Ermittlung, dass sich jemand auf die Matratze 1 gelegt hat - oder auch Unterschiede von zwei beliebigen Einzelkapazitäten bestimmt werden.

Die Schaltung in der Steuer- und Auswerteeinheit 5 kann mit einem diskreten Aufbau oder beispielsweise als ASIC realisiert sein. Der diskrete Aufbau ist zwar kostengünstig, bietet aber eine geringere Auflösung als ein ASIC, da beispielsweise parasitäre Effekte wie die Ladungsträger-Injektion der Schalter die resultierende kapazitive Auflösung stark limitieren - oder eine aufwändig Kompensierung erforderlich machen.

Für die Kontaktierung der Schaumstoff-Streifen 3, 4 sind vorzugsweise Leiterdrähte und für die Verbindung zur Elektronik 5 vorzugsweise lange schmale Flex-Leiterplatten vorgesehen, damit die Leitungen auch geschirmt werden können.

Die Datenübertragung von den einzelnen Sensoren S oder von Gruppen von Sensoren S kann beispielsweise durch zumindest eine damit verbundene Einrichtung zur drahtlosen Datenübertragung bewerkstelligt werden. Auch die Verbindung zur Steuer- und Auswerteeinheit 5 über je eine Datenleitung von Sensor S oder einer Gruppe von Sensoren S ist möglich. Dabei können auch diese Datenleitungen aus elektrisch leitendem Schaumstoff gebildet oder auch als Koaxialkabel ausgeführt sein.

Die Steuer-und Auswerteeinheit 5 und/oder eine Daten-Schnittstelle zu einer derartigen Einheit 5 kann/ können in die Matratze 1 integriert sein, wobei auch die Ausführung als separate, externe Baugruppen möglich ist. Mittels digitaler Signalverarbeitung werden die Messdaten der Sensoren S vorzugsweise verdichtet und/oder gleich in Echtzeit ausgewertet. Dafür ist bevorzugt in die Steuer- und Auswerteeinheit 5 zumindest ein Algorithmus zur Auswertung der Messwerte implementiert. Über verschiedene Algorithmen können unterschiedliche Auswertungen durchgeführt werden, beispielsweise Bewe- gungs-, Atmungs- und Herzschlagerkennung sowie Schlafverhaltens- und - Schlafqualitätsbewertungen, wobei die Messdaten in Echtzeit analysiert oder für die spätere Auswertung aufgezeichnet werden können. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, kann die gegebenenfalls nach rüstbare Steuer- und Auswerteeinheit 5 gegebenenfalls auch über transportable Endgeräte 7, insbesondere Smartphones mit entsprechender Software (Apps), abgefragt werden und in weiterer Ausgestaltung des Systems auf einen Web basierenden Datenbankserver 8 gelangen, dort intelligent verarbeitet werden und der Person aus den Erfahrung von allen Personen weitere Verbesserungsmass- nahmen zur Erhöhung der Schlafqualität Rückmeldung auf das Endgerät gesendet werden. Eine kontinuierliche Verbesserung des Schlafverhaltens und der Schlafqualität kann unter anderem mit Hilfe des erfindungsgemässen Systems derart erreicht werden, indem sich unterschiedliche Nutzer auf die- ser Plattform austauschen und gegenseitig helfen. Die Messung und Quantifizierung des Schlafverhaltens und der Schlafqualität durch das vorgeschlagene Schlafsystem ermöglicht diesen systematischen Austausch.

Bezugszeichenliste

1 Matratze

1a Schaumstofflage

2 Sensorarray

3 Streifen aus leitendem Schaumstoff

4 Streifen aus leitendem Schaumstoff

5 Steuer- und Auswertelektronik

6 Kontaktierung der Streifen

6a Datenleitung

7 Endgerät

8 Datenbankserver

S Sensor

Claims

Patentansprüche

Matratze (1 ) mit zumindest einer Lage (1a) aus Schaumstoffmaterial und einer Mehrzahl von Sensoren (S), dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (S) kapazitive Sensoren sind und eine Mehrzahl davon verteilt über eine zur Liegefläche der Matratze (1 ) im Wesentlichen parallelen Ebene angeordnet ist, welche Sensoren (S) aus einer Anordnung von zumindest zwei elektrisch leitenden und in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht auf die Liegefläche der Matratze durch ein Dielektrikum voneinander isolierten Schichten bestehen, wobei zumindest eine der elektrisch leitenden Schichten und/oder des Dielektrikums aus dem Schaumstoffmaterial der Matratze oder zumindest zum Grossteil zum Schaumstoffmaterial der Matratze (1 ) gleichartigen Material gebildet ist.

Matratze nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch ein kompressibles Dielektrikum, das vorzugsweise durch zumindest eine Lage des

Schaumstoffmaterials der Matratze gebildet ist, wobei die Sensoren (S) vorzugsweise als Drucksensoren ausgelegt sind.

Matratze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der elektrisch leitenden Schichten durch eine leitfähige Be- schichtung zumindest einer der einander gegenüberliegenden Oberflächen des als Dielektrikum wirkenden Schaumstoffmaterials gebildet ist.

Matratze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der elektrisch leitenden Schichten durch zumindest eine leitfähige Schaumstoffschicht (3, 4) gebildet ist.

Matratze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der elektrisch leitenden Schichten durch zumindest eine Lage von Schaumstoffmaterial mit einer leitfähigen Beschichtung gebildet ist.

6. Matratze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Schaumstoffmaterial Polyurethan-Weichschäume vorgesehen sind.

7. Matratze nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähige Beschichtung durch eine elektrisch leitende Dünnfilm- beschichtung, vorzugsweise eine Beschichtung auf Graphitbasis, gebildet ist.

8. Matratze nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest zwei voneinander beabstandeten und zueinander und zur Liegefläche der Matratze (1 ) im Wesentlichen parallelen Ebenen jeweils eine Mehrzahl von vorzugsweise parallelen Streifen (3, 4) der elektrisch leitenden Schicht vorgesehen sind, wobei die Streifen einer Ebene (z.B. 3) durch das Dielektrikum von den Streifen (z.B. 4) der anderen Ebene getrennt sind. 9. Matratze nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass gesehen in einer Richtung senkrecht zur Liegefläche der Matratze die Streifen (3, 4) auf einander gegenüberliegenden Seiten des Dielektrikums einander schneiden, vorzugsweise im Wesentlichen in einem rechten Winkel, wobei vorzugsweise zumindest eine Gruppe von Streifen (3) im Wesentli- chen parallel zur Längsrichtung der Matratze (1 ) ausgerichtet ist, während vorzugsweise zumindest eine weitere, auf der gegenüberliegenden Seite des Dielektrikums angeordnete Gruppe von Streifen (4) im Wesentlichen quer zur Längsrichtung der Matratze (1 ) ausgerichtet ist.

10. Matratze nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass für die Ansteuerung der Streifen (3, 4) eine Matrizenansteuerung in vorzugsweise einer Steuer- und Auswerteeinheit (5) implementiert ist.

11. Matratze nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Sensor (S), vorzugsweise zumindest eine Gruppe von Sensoren (S), mit einer Einrichtung zur drahtlosen Datenübertragung verbunden bzw. versehen ist.

12. Matratze nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass von zumindest einem Sensor (S), vorzugsweise von zumindest ei- ner Gruppe von Sensoren (S), je eine Datenleitung (6, 6a) zu einer Steuer- und Auswerteeinheit (5) und/oder einer Daten-Schnittstelle zu einer Steuer- und Auswerteeinheit (5) führt.

13. Matratze nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenleitungen (6, 6a) zumindest teilweise aus elektrisch leitendem Schaum- stoff oder einem Schaumstoff mit einer elektrisch leitenden Beschichtung gebildet sind.

14. Matratze nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer-und Auswerteeinheit (5) und/oder die Daten- Schnittstelle in die Matratze (1 ) integriert ist/sind. 15. Matratze nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuer- und Auswerteeinheit (5) vorzugsweise zumindest ein Algorithmus zur Auswertung der Messwerte der Sensoren (S) in Echtzeit, vorzugsweise mittels digitaler Signalverarbeitung, implementiert ist.