调节睡眠的灯具及方法

调节睡眠的灯具及方法
【专利摘要】本发明公开了一种调节睡眠的灯具，包括：台灯、感知终端、控制终端，台灯包括：可伸缩灯罩、自由旋转灯臂、控制单元、感知终端电源供给单元；控制终端包括：语音播报单元、时钟单元、数据存储单元、控制终端电源供给单元、控制终端控制单元。本发明公开了一种调节睡眠的方法，其特征在于，用户通过控制面板选择入睡模式或起床模式。本发明的有益之处在于：可以使用一种通过控制灯光的强度与颜色（波长）的方法来调节睡眠，通过非药理的、自然的方式来改善人的睡眠，提高人的睡眠体验，改变人们所面临的入睡与晨起等困难。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种调节睡眠的工具和方法，具体是通过控制灯光的强度与频率(波 长）调节睡眠的灯具和方法。 调节睡眠的灯具及方法

【背景技术】
[0002] 人的一生有三分之一以上的时间都是在睡眠中度过的，睡眠是维持人类生命活动 所必需的生命现象之一。通过睡眠，可以使人体的精力和体力得到恢复，睡眠后保持良好的 觉醒状态。但是由于社会的发展，外部环境变化，工作压力以及自身因素等原因，越来越多 的人们存在着睡眠质量差的问题。睡眠质量差也是一种疾病，有些严重的患者需要经过药 物调整，但是药物调节存在副作用。
[0003] 据科学研究发现，人体内有一种内源性的24小时循环，被称为昼夜节律，其规定 了体内的生理和化学过程。它是一种针对睡眠的生物钟。此外，除了使人看到东西的杆状 和锥状的光敏细胞外，科学家还在人类眼睛的视网膜上发现了一种叫做黑视素神经节细胞 的光敏细胞。该细胞将信号传送到负责调节身体主时钟的大脑区域。传送到身体主时钟的 信号起到通知人们睡眠与清醒的作用。但并不是随便哪种光线都能起到作用。生物钟可以 区分不同的颜色的，确切地说，不同波长的光线。蓝色的光对生物钟的刺激最强烈。麦拉托 尼(褪黑激素)是调节动物昼夜节律的激素。傍晚天色变暗，人体开始产生褪黑激素，准备进 入睡眠状态。早上天色放亮，褪黑激素降低，人体血压升高血流变快，准备清醒和起床。光 对褪黑素有影响，而不同波长的光影响不同。红光对褪黑激素合成抑制最小，而绿光对褪黑 激素合成抑制作用最大。
[0004] 人的睡眠除了与光的颜色(波长)有密切关系以外还与亮度有关。人喜欢的亮度并 不是毫无变化的，这种变化在一天内也会变化多次。一般在上午喜欢一千勒克斯以上的亮 度，不过从下午开始该数值便会慢慢的减少，到傍晚的时候就会变成二百勒克斯。而且光的 强度对褪黑素产生影响，强光可以瞬间抑制褪黑素的合成，而弱光则需要相对较长的时间。
[0005] 根据以上的分析可以发现，可以使用一种通过控制灯光的强度与颜色(波长）的方 法来调节睡眠，改善睡眠质量，改变人们所面临的入睡与晨起等困难。但是目前市场上还没 有这样调节睡眠的工具。


【发明内容】

[0006] 为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种非药理的、自然的方式来改 善人的睡眠的灯具和方法，以提高人的睡眠体验，改变人们所面临的入睡与晨起等困难。
[0007] 为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案： 调节睡眠的灯具，包括：台灯，其特征在于，还包括：感知终端、控制终端，所述台灯包 括：可伸缩灯罩、自由旋转灯臂、控制面板、多种灯泡；所述感知终端包括：压力感知单元、 光感知单元、感知终端控制单元、感知终端电源供给单元；所述控制终端包括：语音播报单 元、时钟单元、数据存储单元、控制终端电源供给单元、控制终端控制单元；所述感知终端感 知压力和光的变化并将信息传给所述控制终端，所述控制终端根据信息控制所述台灯和感 知终端的工作。
[0008] 前述的调节睡眠的灯具，其特征在于，所述压力感知单元用于感知枕头的压力变 化信息；所述光感知单元用于感知周围光的信息；所述感知终端控制单元用于将感知到的 压力变化信息和光信息进行处理分析后将控制信号传递给控制终端。
[0009] 前述的调节睡眠的灯具，其特征在于，所述控制终端控制单元用于控制控制台灯 发出的灯光；数据存储单元用于存储用户使用过程中的使用信息；所述时钟单元用于计 时；所述语音播报单元用于辅助叫醒用户。
[0010] 前述的调节睡眠的灯具，其特征在于，所述感知终端、控制终端之间通过有线或无 线方式连接。
[0011] 前述的调节睡眠的灯具，其特征在于，所述感知终端、控制终端之间无形通信的通 信协议为蓝牙通信协议、ZigBee或WIFI通信协议。
[0012] 前述的调节睡眠的灯具，其特征在于，所述压力感知单元的传感器为压力传感器、 电阻应变片传感器、重力传感器或压阻式传感器。
[0013] 前述的调节睡眠的灯具，其特征在于，所述光感知单元的传感器为光敏传感器或 光电传感器。
[0014] 前述的调节睡眠的灯具，其特征在于，所述控制终端电源供给单元与感知终端电 源供给单元是同一个电源供给单元或者是不同的电源供给单元。
[0015] 前述的调节睡眠的灯具，其特征在于，所述调节睡眠的灯具的工作模式包括：入睡 模式或起床模式；所述入睡模式包括：定时入睡模式和随意入睡模式；所述起床模式包括： 定时起床模式和自然醒模式。
[0016] 一种基于前述调节睡眠的灯具的调节睡眠的方法，其特征在于，用户通过控制面 板选择调节睡眠的灯具的工作模式； 其中，所述入睡模式的调节方法，步骤如下： (501) :用户通过控制面板进行个性化设置，设置相关系统参数信息； (502) :根据用户是否设置定时，判断工作模式；若设置定时则执行步骤（503)，否则执 行步骤（504); (503) :启动定时入睡模式； (504) :判断当前感知终端压力是否骤增，若骤增则执行步骤（505)，否则执行步骤 (504)； (505) :启动随意入睡模式； 所述起床模式的调节方法，步骤如下： (601) :用户通过控制面板进行个性化设置，设置相关系统参数信息； (602) :根据用户是否设置定时，判断工作模式，若设置定时则执行步骤（603)，否则执 行步骤（604); (603) :启动定时起床模式； (604) :判断当前感知终端压力是否骤增，若骤减则执行步骤（605)，否则执行步骤 (604)； (605) :启动自然醒模式。
[0017] 本发明的有益之处在于：可以使用一种通过控制灯光的强度与颜色(波长）的方法 来调节睡眠，通过非药理的、自然的方式来改善人的睡眠，提高人的睡眠体验，改变人们所 面临的入睡与晨起等困难。

【专利附图】

【附图说明】
[0018] 图1是本发明调节睡眠的灯具的示意图； 图2是本发明台灯的结构示意图； 图3是本发明的工作模式图； 图4是本发明的入睡模式的流程图； 图5是本发明的起床模式的流程图 图中附图标记的含义： 1-可伸缩灯罩，2-自由旋转灯臂，3-可显示时间的控制面板，4-灯泡。

【具体实施方式】
[0019] 以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
[0020] 如图1所示的调节睡眠的灯具，包括：台灯、感知终端、控制终端。如图2,台灯包 括：可伸缩灯罩1、自由旋转灯臂2、控制面板3、多种灯泡4,可伸缩灯罩1通过伸缩来控制 光的集散；自由旋转灯臂2可以方便地改变光照的方向，与可伸缩灯罩结合使用可以指定 台灯照射范围；控制面板3用来显示时间并设有操作界面，控制面板为用户提供了进行设 置操作的按钮以及时间信息。用户可以通过操作控制面板上的控制按钮设置台灯的工作模 式，实现个性化设置；多种灯泡4可以发出不同颜色(波长）不同强度的光。
[0021] 感知终端包括：压力感知单元、光感知单元、感知终端控制单元、感知终端电源供 给单元；控制终端包括：语音播报单元、时钟单元、数据存储单元、控制终端电源供给单元、 控制终端控制单元；感知终端感知压力和光的变化并将信息传给控制终端，控制终端根据 信息控制台灯和感知终端的工作。
[0022] 感知终端电源供给单元为压力感知单元、光感知单元、感知终端控制单元供电。感 知终端电源供给单元的供电方式可多种多样，可以是电池供电、直流供电、交流供电等。压 力感知单元位于枕头上，用于感知枕头的压力变化信息，压力感知单元根据枕头压力的变 化判断用户的睡眠情况；光感知单元位于台灯上用于感知周围光的信息；感知终端控制单 元用于将感知到的压力变化信息和光信息进行处理分析后将控制信号传递给控制终端。
[0023] 控制终端电源供给单元为语音播报单元、时钟单元、数据存储单元、控制终端控制 单元供电。控制终端电源供给单元的供电方式也可以是多种多样，如电池供电、直流供电、 交流供电等。控制终端控制单元用于控制台灯发出的灯光的亮暗(强度)、颜色(波长)等；数 据存储单元用于存储用户使用过程中的使用信息；时钟单元用于计时；语音播报单元用于 当用户在台灯发出的光照下醒不了时，辅助叫醒用户。
[0024] 作为一种优选方案，感知终端、控制终端之间通过有线或无线方式连接。感知终 端、控制终端之间无形通信的通信协议为蓝牙通信协议、ZigBee或WIFI通信协议。
[0025] 作为一种优选方案，压力感知单元通过传感器感知枕头的压力变化信息，压力感 知单元的传感器为压力传感器、电阻应变片传感器、重力传感器或压阻式传感器。光感知单 元通过传感器感知周围光的信息，光感知单元的传感器为光敏传感器或光电传感器。控制 终端电源供给单元与感知终端电源供给单元可以是同一个电源供给单元或者也可以是不 同的电源供给单元。
[0026] 如图3所示，本发明的调节睡眠的灯具包括两种工作模式：入睡模式和起床模式， 用户通过控制面板3选择入睡模式或起床模式，入睡模式包括：定时入睡模式和随意入睡 模式，起床模式包括：定时起床模式和自然醒模式。灯泡4发出的光由蓝光、绿光和白光组 成。绿光和强光可以抑制褪黑素合成，蓝光可以调节昼夜节律使人清醒。
[0027] 当用户启动入睡模式，控制终端控制单元将灯泡4发出的灯光的强度会降低到一 个适当的强度，如二百勒克斯，并将灯光的颜色会变成偏橙红色并滤掉蓝光和绿光，并随时 间增加控制光强度越来越弱并最终熄灭。该过程模拟日落天黑的过程，让用户自然的入睡， 该过程的时间可以由用户设定。进入入睡模式的时间，可以由用户通过控制面板3手动设 置，用户设置了入睡模式的时间即为定时入睡模式。也可以不由用户设置进入入睡模式的 时间而由感知终端控制，当用户躺在床上准备睡觉时感知终端感应压力突然增加，启动入 睡模式，这为随意入睡模式。
[0028] 当用户启动定时起床模式，在用户设定的起床时间的前一段时间，如1(Γ30分钟， 控制终端控制单元控制灯泡4发出的灯光慢慢变亮，光照强度慢慢增加，直到用户醒来或 到达顶值如二千勒克斯。用户醒来的标志是感知终端感应压力骤减。人在自然情况下醒来 时的机理是褪黑素水平降低，人就醒来了。当人醒来时，灯光的强度会调节到人喜欢的强度 如一千勒克斯。控制终端控制单元控制灯泡4发出的灯光中绿光的比例下降，蓝光和白光 的比例上升，褪黑色素合成增加，即可叫醒用户。若光照强度到达顶值并持续一定的时间， 该时间可由用户设定，控制终端的语音播报单元启动，通过声音辅助叫醒用户。
[0029] 当用户启动自然醒模式时，感知终端感应压力增减和周围环境光变化情况。根据 光感应单元感应压力增减和周围光的情况，传送到控制终端，控制终端控制单元控制台灯 的灯泡4亮起不同颜色的和不同强度的光。如果用户在半夜起床，压力感应单元感应压力 骤减，台灯会亮起偏橙红色并滤掉蓝光和绿光的低强度的光，光线柔和，合成褪黑素，其目 的是在于不打破用户现在的状态，如褪黑素水平等，这样用户想再次入睡则会相对容易。如 果用户在白天起床，台灯将不会点亮或者亮起低强度的蓝光，低强度的蓝光会使用户感到 精神。自然起模式不需要用户特地设置。
[0030] 一种基于前述调节睡眠的灯具的调节睡眠的方法，用户通过控制面板选择调节睡 眠的灯具的工作模式一入睡模式或起床模式。
[0031] 其中，如图4所示，入睡模式的调节方法，步骤如下： (501) :用户个性化设置，设置定时、提醒时间等其他相关系统参数信息； (502) :根据用户是否设置定时，判断工作模式；若设置定时则执行步骤（503)，否则执 行步骤（504); (503) :启动定时入睡模式； (504) :判断当前感知终端压力是否骤增，若骤增则执行步骤（505)，否则执行步骤 (504)； (505) :启动随意入睡模式。
[0032] 如图5所示，起床模式的调节方法，步骤如下： (601) :用户通过控制面板进行个性化设置，设置定时、提醒时间等其他相关系统参数 信息； (602) :根据用户是否设置定时，判断工作模式，若设置定时则执行步骤（603)，否则执 行步骤（604); (603) :启动定时起床模式； (604) :判断当前感知终端压力是否骤增，若骤减则执行步骤（605)，否则执行步骤 (604)； (605) :启动自然醒模式。
[0033] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该 了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的 技术方案，均落在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1. 调节睡眠的灯具，包括：台灯，其特征在于，还包括：感知终端、控制终端，所述台灯 包括：可伸缩灯罩、自由旋转灯臂、控制面板、多种灯泡；所述感知终端包括：压力感知单 元、光感知单元、感知终端控制单元、感知终端电源供给单元；所述控制终端包括：语音播 报单元、时钟单元、数据存储单元、控制终端电源供给单元、控制终端控制单元；所述感知终 端感知压力和光的变化并将信息传给所述控制终端，所述控制终端根据信息控制所述台灯 和感知终端的工作。
2. 根据权利要求1所述的调节睡眠的灯具，其特征在于，所述压力感知单元用于感知 枕头的压力变化信息；所述光感知单元用于感知周围光的信息；所述感知终端控制单元用 于将感知到的压力变化信息和光信息进行处理分析后将控制信号传递给控制终端。
3. 根据权利要求2所述的调节睡眠的灯具，其特征在于，所述控制终端控制单元用于 控制控制台灯发出的灯光；数据存储单元用于存储用户使用过程中的使用信息；所述时钟 单元用于计时；所述语音播报单元用于辅助叫醒用户。
4. 根据权利要求3所述的调节睡眠的灯具，其特征在于，所述感知终端、控制终端之间 通过有线或无线方式连接。
5. 根据权利要求4所述的调节睡眠的灯具，其特征在于，所述感知终端、控制终端之间 无形通信的通信协议为蓝牙通信协议、ZigBee或WIFI通信协议。
6. 根据权利要求5所述的调节睡眠的灯具，其特征在于，所述压力感知单元的传感器 为压力传感器、电阻应变片传感器、重力传感器或压阻式传感器。
7. 根据权利要求6所述的调节睡眠的灯具，其特征在于，所述光感知单元的传感器为 光敏传感器或光电传感器。
8. 根据权利要求7所述的调节睡眠的灯具，其特征在于，所述控制终端电源供给单元 与感知终端电源供给单元是同一个电源供给单元或者是不同的电源供给单元。
9. 根据权利要求1至8任意一项所述的调节睡眠的灯具，其特征在于，所述调节睡眠的 灯具的工作模式包括：入睡模式或起床模式；所述入睡模式包括：定时入睡模式和随意入 睡模式；所述起床模式包括：定时起床模式和自然醒模式。
10. -种基于前述调节睡眠的灯具的调节睡眠的方法，其特征在于，用户通过控制面板 选择调节睡眠的灯具的工作模式； 其中，所述入睡模式的调节方法，步骤如下： (501) :用户通过控制面板进行个性化设置，设置相关系统参数信息； (502) :根据用户是否设置定时，判断工作模式；若设置定时则执行步骤（503)，否则执 行步骤（504); (503) :启动定时入睡模式； (504) :判断当前感知终端压力是否骤增，若骤增则执行步骤（505)，否则执行步骤 (504)； (505) :启动随意入睡模式； 所述起床模式的调节方法，步骤如下： (601) :用户通过控制面板进行个性化设置，设置相关系统参数信息； (602) :根据用户是否设置定时，判断工作模式，若设置定时则执行步骤（603)，否则执 行步骤（604); (603) :启动定时起床模式； (604) :判断当前感知终端压力是否骤增，若骤减则执行步骤（605)，否则执行步骤 (604)； (605) :启动自然醒模式。
【文档编号】H05B37/02GK104121515SQ201410295926
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】黄滇玲, 朱川, 韩光洁, 吴桐桐 申请人:河海大学常州校区