本發(fā)明涉及一種眼鏡式生理感測(cè)裝置、穿戴裝置及具生理訊號(hào)擷取功能的眼鏡結(jié)構(gòu),尤其涉及通過眼鏡結(jié)構(gòu)而設(shè)置生理感測(cè)元件,進(jìn)而取得生理訊號(hào)的眼鏡式生理感測(cè)裝置、穿戴裝置及具生理訊號(hào)擷取功能眼鏡結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù):
隨著現(xiàn)代人越來越重視自身的健康情形,以及對(duì)于實(shí)時(shí)了解生理狀態(tài)的需求,穿戴形式生理檢測(cè)裝置越來越受到重視,并逐漸蓬勃發(fā)展。
穿戴式生理檢測(cè)裝置采用穿戴方式的主要目的之一就是希望能夠在日常生活中隨時(shí)進(jìn)行生理檢測(cè),因此,所采用的穿戴形式以及穿戴行為是否能自然融入日常生活中且不造成不便,一直是使用者能否接受的重要因素之一,也因此,當(dāng)前所見的各種穿戴式生理檢測(cè)裝置都著眼于與日常生活中常見的穿戴配件相結(jié)合,例如,手表,耳機(jī)等。
另外一種可選擇的穿戴配件是眼鏡。近年來,眼鏡已不再限于近視患者配戴,逐漸成為裝飾配件,是一般人日常生活中常見且經(jīng)常使用的配件,因此,利用眼鏡作為連續(xù)配戴生理檢測(cè)裝置的媒介也是相當(dāng)適合的一個(gè)選擇,同樣有助于提升使用者的接受度。
且有鑒于眼鏡結(jié)構(gòu)的穿戴位置是頭部,并設(shè)置于臉部正面,因此,相對(duì)于其他的穿戴結(jié)構(gòu),其可取得更多種類的生理訊號(hào),例如,當(dāng)設(shè)置電極時(shí),可取得腦電訊號(hào),眼電訊號(hào),心電訊號(hào),肌電訊號(hào),皮膚電訊號(hào)等,以及當(dāng)設(shè)置光傳感器時(shí),可取得脈波訊號(hào)以及血氧訊號(hào)等。
然而,由于眼鏡是配戴于臉上的配件,不但相當(dāng)明顯,也極容易對(duì)使用者的外表造成影響,因此,不同于較容易被隱藏或較不容易受到注意的其他戴配件,如手表、耳機(jī)等,當(dāng)眼鏡的外觀造型顯得突兀、或無法符合使用者的審美要求時(shí),接收度就會(huì)大幅的下降,例如,市面上推出了許多智能眼鏡,雖然功能強(qiáng)大,但卻多顯得造型突兀,不容易于一般日常生活中使用,因而造成普及度無法提升,也因此,雖然眼鏡確實(shí)是適合設(shè)置生理檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu),但卻較為少見。
因此,若能提供一種眼鏡結(jié)構(gòu),其在具有生理訊號(hào)擷取功能的同時(shí),也不犧牲外觀造型,相信將非常有助于提升一般大眾的接受度。
一般日常生活中常見的眼鏡結(jié)構(gòu),依使用材質(zhì)的不同,主要分為金屬材質(zhì)眼鏡,以及膠類材質(zhì)眼鏡,其中,膠類材質(zhì)有多種選擇,例如,醋酸纖維(celluloseacetate),賽璐珞(celluloid,硝化纖維),塑料等,都是常用于制作眼鏡的膠類材質(zhì),在這些材質(zhì)中,一般而言,以金屬材質(zhì)、醋酸纖維材質(zhì)、賽璐珞材質(zhì)所制成的眼鏡結(jié)構(gòu)可提供較佳的質(zhì)感以及造形設(shè)計(jì),例如,金屬材質(zhì)可塑性高,并可呈現(xiàn)金屬特有質(zhì)地的視覺效果,另外,醋酸纖維材質(zhì)同樣是可塑性高的材質(zhì),顏色選擇多樣,并可呈現(xiàn)塑料材質(zhì)所沒有的光澤度、透明感,且也可與其他材質(zhì),如金屬材質(zhì)混用,而達(dá)成不同的風(fēng)格,再者,賽璐珞材質(zhì)則是有耐用、硬度高、光澤優(yōu)美、不易變形、以及可重新拋光等優(yōu)點(diǎn),也同樣可與金屬混用;至于塑料材質(zhì),由于質(zhì)感與可塑性都不佳,因此多被用于制作追求低價(jià)的眼鏡。因此,在當(dāng)前市場(chǎng)上,最常被使用且最受歡迎的是由金屬材質(zhì)、醋酸纖維材質(zhì)、賽璐珞材質(zhì)所制成的眼鏡。
另外,在制程上方面,醋酸纖維材質(zhì)及賽璐珞材質(zhì)則由于材質(zhì)本身的特性,因此與塑料材質(zhì)的制程完全不同。其中,利用醋酸纖維材質(zhì)制作眼鏡結(jié)構(gòu)時(shí),是由板材開始進(jìn)行裁切、堆棧、拋光等各種工序,另外,使用賽璐珞材質(zhì)時(shí),則是從塊狀的基材開始,經(jīng)由多道的手工制作程序,例如,裁板、修型、拋光等,之后,才形成眼鏡結(jié)構(gòu),而若希望于此兩種材質(zhì)的眼鏡結(jié)構(gòu)中混用其他材質(zhì),例如,金屬,則會(huì)利用嵌入、夾設(shè)、及/或插入等方式來與其結(jié)合,一來可作為支撐之用,二來也可營(yíng)造不同的視覺效果及造型。至于塑料材質(zhì),則是采用射出成型的方式來制作眼鏡。
目前,為了通過眼鏡結(jié)構(gòu)設(shè)置生理感測(cè)元件,以取得生理訊號(hào),最先面臨到的課題就是,如何在眼鏡結(jié)構(gòu)中設(shè)置電路,因?yàn)楸仨氝_(dá)成生理感測(cè)元件與控制電路間的電連接,才能執(zhí)行生理訊號(hào)的擷取。尤其,頭部是取得腦電訊號(hào)及眼電訊號(hào)唯一的可能位置,因此眼鏡形式的生理檢測(cè)裝置,具有執(zhí)行腦電訊號(hào)及/或眼電訊號(hào)擷取的可能性,而對(duì)眼鏡結(jié)構(gòu)而言,此兩種訊號(hào)的取樣位置就是頭部?jī)蓚?cè)以及兩眼中間會(huì)接觸到鏡框單元或鏡腳的位置,因此,為了達(dá)成電極及電路的設(shè)置,可以利用于鏡框單元及鏡腳中設(shè)置線路的方式,所以,自然現(xiàn)有的方式是,利用可以射出成型方式制作的塑料材質(zhì)眼鏡,如此一來,就可將線路包覆于鏡框單元以及鏡腳中,例如,形成中空殼體用以穿過線路,或利用塑料封裝線路成形等,另外,由于線路需要通過轉(zhuǎn)折處,例如,利用軟性電路板作為承載,因此于鏡框單元與鏡腳的交接處通常還需經(jīng)過特殊的設(shè)計(jì)。然而,正如上述,首先,塑料材質(zhì)所能提供的質(zhì)感已無法比擬醋酸纖維、賽璐珞材質(zhì),若進(jìn)一步地,鏡框部分為了配合設(shè)置線路而在設(shè)計(jì)上偏離一般的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),將對(duì)配戴視覺的效果影響很大,因此,較難在市場(chǎng)上為消費(fèi)者所接受。
據(jù)此,在上述這些基礎(chǔ)下,申請(qǐng)人認(rèn)為,若要使眼鏡式生理檢測(cè)裝置廣為一般消費(fèi)者所接受,顯然必須采用質(zhì)感、造型都已為大眾所接受且喜愛的眼鏡結(jié)構(gòu),而非讓消費(fèi)者勉強(qiáng)接受質(zhì)感不佳、造型特殊的眼鏡,而且,更具優(yōu)勢(shì)地是,若能使其可取代平時(shí)使用的眼鏡,例如,視力矯正眼鏡,太陽眼鏡,藍(lán)光眼鏡等,如此一來,即使于日常生活中也可不間斷地且自然地進(jìn)行生理檢測(cè),將可真正實(shí)現(xiàn)穿戴式生理檢測(cè)的最佳意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
因此,本發(fā)明的目的在于提供一種眼鏡結(jié)構(gòu),其可在不改變?cè)姓骁R框單元結(jié)構(gòu)的情形下獲得生理訊號(hào)擷取功能。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有生理訊號(hào)擷取功能的眼鏡結(jié)構(gòu),其利用眼鏡結(jié)構(gòu)中鏡框單元與鏡腳接合處的金屬絞煉結(jié)構(gòu),而在生理訊號(hào)擷取過程中進(jìn)行電傳導(dǎo)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有生理訊號(hào)擷取功能的眼鏡結(jié)構(gòu),其通過單邊鏡腳即可取得腦電訊號(hào)及/或眼電訊號(hào)等生理訊號(hào)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有生理訊號(hào)擷取功能的眼鏡結(jié)構(gòu),其眼鏡鏡腳與鏡框單元間的相對(duì)位置改變可決定用以取得生理訊號(hào)的電路系統(tǒng)的狀態(tài)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有生理訊號(hào)擷取功能的眼鏡組合,其利用眼鏡結(jié)構(gòu)原有的可導(dǎo)電部分配合上結(jié)合模塊的設(shè)計(jì)而賦予眼鏡結(jié)構(gòu)生理訊號(hào)擷取功能。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種具生理訊號(hào)擷取功能的眼鏡組合,其眼鏡結(jié)構(gòu)中鏡腳具有一可替換部份,而通過將該可替換部分取代為不同的取代部分,可增加及/或改變?cè)撗坨R組合的生理訊號(hào)擷取功能。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種具生理訊號(hào)擷取功能的眼鏡組合,其眼鏡結(jié)構(gòu)可通過與一鏡腳相結(jié)合的結(jié)合模塊而獲得生理訊號(hào)擷取功能。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種具有生理刺激功能的眼鏡結(jié)構(gòu),其利用穿戴形式作為設(shè)置接口,具使用方便性。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種共振生理刺激方法,可通過眼鏡結(jié)構(gòu)作為接口取得腦波訊號(hào),進(jìn)而針對(duì)腦波特定頻段中的特定能量峰值進(jìn)行共振刺激,可達(dá)到影響使用者的生理狀態(tài),腦部狀態(tài),及/或意識(shí)狀態(tài)的效果。
附圖說明
圖1顯示根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例,利用眼鏡結(jié)構(gòu)中金屬絞煉結(jié)構(gòu)進(jìn)行訊號(hào)傳輸?shù)膶?shí)施示意圖;
圖2a-2b顯示設(shè)置于鏡框單元以及鏡腳間的金屬絞煉結(jié)構(gòu)的可能實(shí)例;
圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的一電路示意圖;
圖4a-4d顯示具有金屬部件混合其他材質(zhì)的眼鏡結(jié)構(gòu);
圖5a顯示大腦皮質(zhì)于頭顱中位置以及與耳廓位置的示意圖;
圖5b顯示耳廓與頭顱間v型凹陷的放大示意圖;
圖6a-6b顯示根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例,鏡腳設(shè)置于v型凹陷位置的可能結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7a-7j顯示根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例,電極接觸確保結(jié)構(gòu)的實(shí)施示意圖;
圖8a-8e顯示根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例,結(jié)合模塊與眼鏡結(jié)構(gòu)的結(jié)合方式的可能實(shí)例;
圖9顯示根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例,結(jié)合模塊表面具有電極的示意圖;
圖10a-10c顯示根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例,信息提供單元設(shè)置于眼鏡結(jié)構(gòu)上的可能實(shí)例;
圖11a-11e顯示根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例,利用單側(cè)鏡腳取得生理訊號(hào)的可能實(shí)施示意圖;
圖12a-12e顯示根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例,利用兩側(cè)鏡腳以及外部連接而執(zhí)行生理訊號(hào)擷取的可能實(shí)施示意圖;
圖13a-13c顯示根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例,用以決定電路系統(tǒng)狀態(tài)的控制機(jī)制的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖14a-14e顯示根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例,利用眼鏡結(jié)構(gòu)原有的可導(dǎo)電部分配合上結(jié)合模塊而執(zhí)行生理訊號(hào)擷取的可能實(shí)例;
圖14f-14g顯示根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例,利用眼鏡結(jié)構(gòu)原有的可導(dǎo)電部分配合上外接電極而執(zhí)行生理訊號(hào)擷取的可能實(shí)例;
圖15顯示根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例,鏡腳具有可替換部分的眼鏡結(jié)構(gòu)以及與該可替換部分相對(duì)應(yīng)的取代部分的可能實(shí)例;
圖16a-16c顯示根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例,通過結(jié)合模塊而獲得生理訊號(hào)擷取功能的眼鏡組合的可能實(shí)例;
圖17顯示根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例,將電路系統(tǒng)設(shè)置于腕戴結(jié)構(gòu)上的實(shí)施示意圖;
圖18a-18b顯示根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例,利用眼鏡結(jié)構(gòu)進(jìn)行電刺激時(shí)的電極可能配置示意圖;以及
圖19a-19b顯示根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例,利用頭戴結(jié)構(gòu)配合耳戴結(jié)構(gòu)進(jìn)行生理訊號(hào)擷取及/或生理刺激的可能實(shí)施示意圖。
附圖標(biāo)記
10眼鏡結(jié)構(gòu)100電路系統(tǒng)
18金屬絞煉結(jié)構(gòu)32金屬部件
12、806鏡框單元40結(jié)合模塊
14、16、702、704、802、902、904鏡腳122、124鼻墊
20、30、50、62、62’、64、64’、72、74、92、94、940、96、98、9041、141、142、152、182、191、192、1110、1112、1115、1116電極
21接觸點(diǎn)22調(diào)整機(jī)制
23電極部件44發(fā)光元件
46顯示元件48顯示單元
501頭顱部分502耳廓部分
503連接部分66凸起
42端口68、69延伸部件
70連接線82、84、841、842、86電接觸點(diǎn)
90結(jié)合電極部件1100可替換部分
1200結(jié)合件130光感測(cè)模塊
140、150電極模塊162、164、170、180取代部分
132、172、1114光傳感器920耳內(nèi)殼體
930外接元件
具體實(shí)施方式
當(dāng)眼鏡配戴于臉上時(shí),很自然地會(huì)接觸的位置包括兩眼間區(qū)域,例如,鼻梁、山根等,頭部?jī)蓚?cè)太陽穴附近,耳朵,以及耳朵附近的頭部區(qū)域,例如,耳朵上方或后方,通常,只要選擇了一副適合自己的眼鏡,這些位置與眼鏡間的接觸就可自然地達(dá)成,無須特意施力,因此,若可將生理感測(cè)元件,例如,電極或是光傳感器等,設(shè)置于這些位置上,則只要配戴眼鏡的動(dòng)作完成后,生理感測(cè)元件的設(shè)置也等于已經(jīng)完成。
至于可取得的電生理訊號(hào)的種類,則是有許多可能,例如,通過鏡框單元與兩眼間區(qū)域的接觸以及鏡腳與太陽穴、耳朵、及/或耳朵附近區(qū)域的接觸,可同時(shí)取得眼電訊號(hào)以及腦電訊號(hào);通過兩邊鏡腳與頭部皮膚的接觸,可取得腦電訊號(hào);以及通過任何兩個(gè)相隔一段距離的接觸位置也可取得肌電訊號(hào)、或皮膚電訊號(hào),有相當(dāng)多的可能性。
在眼鏡具有這么多優(yōu)勢(shì)的情形下,本發(fā)明即進(jìn)一步通過提供最簡(jiǎn)單、方便、且不影響眼鏡外觀,尤其是正面鏡框單元外觀,的方式來達(dá)成利用眼鏡結(jié)構(gòu)設(shè)置電極以及取得生理訊號(hào)所需的取樣回路的概念,以由此提升大眾的接受度。
而需先行闡明地是,在此所敘述的眼鏡結(jié)構(gòu)是指,通過耳廓以及鼻子作為支撐點(diǎn)而設(shè)置于頭上、且會(huì)與頭部及/或耳朵的皮膚產(chǎn)生接觸的穿戴結(jié)構(gòu),其可以是具有或不具有鏡片的形式,具有或不具有絞煉結(jié)構(gòu)的形式,也可以是各種不同使用目的的眼鏡,舉例而言,可以是一般的光學(xué)眼鏡,或是太陽眼鏡,或是有特殊功能的眼鏡,例如,藍(lán)光眼鏡,虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡(virtualrealityglasses,vrglasses),擴(kuò)增實(shí)境眼鏡(augmentedrealityglasses,arglasses),以及具有顯示功能的特殊眼鏡等,此外,也有些眼鏡為了增加固定效果還會(huì)于兩鏡腳間設(shè)置綁帶,另外,與頭部/耳朵的接觸位置也無限制,例如,有些眼鏡為了實(shí)際使用需求或造型,例如,vr眼鏡,也會(huì)實(shí)施為接觸眼睛周圍的其他部位,因此都是可能的形式,這些都是本發(fā)明的應(yīng)用范疇,因此沒有一定的限制。
首先,在根據(jù)本發(fā)明第一方面的構(gòu)想中,主要著重的是如何在不改變一般眼鏡結(jié)構(gòu)中鏡框單元以及該鏡腳間的接合處結(jié)構(gòu)的情形下,而達(dá)成分別設(shè)置于鏡框單元與一鏡腳上、或設(shè)置于二鏡腳上的電極與電路系統(tǒng)間的導(dǎo)通。
在眼鏡結(jié)構(gòu)中,鏡框單元與鏡腳的接合處,可說是營(yíng)造視覺效果很重要的一環(huán),更是使用者挑選眼鏡結(jié)構(gòu)時(shí)的重點(diǎn)之一,因此,若可不改變此處的結(jié)構(gòu),對(duì)于維持鏡框單元正面視覺效果的完整性而言,將有很大的幫助。
一般而言,無論是采用哪一種材質(zhì)的眼鏡結(jié)構(gòu),鏡腳與鏡框單元間的接合,采用絞煉結(jié)構(gòu)來達(dá)成是經(jīng)常的方式,以使得鏡腳得以與鏡框單元間產(chǎn)生相對(duì)位置改變,因此幾乎是所有眼鏡結(jié)構(gòu)中不可或缺的構(gòu)件,而其中最常見的則是金屬絞煉結(jié)構(gòu),如圖1所示,一眼鏡結(jié)構(gòu)10利用一金屬絞煉結(jié)構(gòu)18而達(dá)成在一鏡框單元12以及一鏡腳14之間的結(jié)合,因此,在申請(qǐng)人的構(gòu)想中,若可利用金屬絞煉結(jié)構(gòu)作為電路的一部份,就能自然地達(dá)成鏡腳與鏡框單元兩部分間的電訊號(hào)傳遞。
在此,要闡明地是,所謂的金屬絞煉結(jié)構(gòu)是指至少通過一與鏡框單元相接的金屬件以及一與鏡腳相接的金屬件而達(dá)成鏡腳相對(duì)于鏡框單元的位置改變者,例如,展開以及收合,將視各種眼鏡結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)而有所不同,但只要能達(dá)成位置改變者都屬本發(fā)明的范疇,例如,如圖2a所示,可以是其中一個(gè)配件穿置于另一配件中的形式,或是如圖2b所示,兩配件再通過一軸心而彼此結(jié)合的形式,因此,可以是任何形式,沒有限制。另外,絞煉結(jié)構(gòu)也可由其他的可導(dǎo)電材質(zhì)所制成,例如,導(dǎo)電橡膠,導(dǎo)電硅膠等,或者,也可實(shí)施為混合材質(zhì)的形式,只需在鏡腳展開時(shí),能夠形成用以傳輸電訊號(hào)的連接即可,同樣沒有限制。
另外,替代地,在不改變鏡框單元與鏡腳接合處外觀的前提下,也可利用其他的方式來達(dá)成,例如,可將一對(duì)金屬接觸件分別設(shè)置于鏡框單元以及設(shè)置于鏡腳上,再通過一電連接件設(shè)置于兩接觸件之間,就可由此而達(dá)成電連接,同樣容易實(shí)施且不影響外觀;或者,也可將金屬接觸件以及電連接件實(shí)施為一體,也就是,將一部份的電連接件與鏡框單元上金屬接觸件相整合,以及將另一部份的電連接件與鏡腳上金屬接觸件相整合,例如,利用直接鑄造為一體,在此情形下,則只需要兩個(gè)金屬接觸件間相互達(dá)成連接即可;又或者,若鏡腳或鏡框單元已實(shí)施為由金屬材質(zhì)所制成,此時(shí),該金屬接觸件即等于已整合于鏡腳及/或鏡框單元中,只需再增設(shè)電連接件即可。因此,都是可實(shí)施的方式,沒有限制。
接下來即敘述如何利用金屬絞煉結(jié)構(gòu)來賦予眼鏡結(jié)構(gòu)電生理訊號(hào)擷取功能。然需要注意地是,雖然接下來的實(shí)施例是利用金屬絞煉結(jié)構(gòu)來進(jìn)行敘述,但正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知,并非作為限制,同樣可采用如上所述之一對(duì)金屬接觸件(并搭配電連接部件)的結(jié)構(gòu)。
請(qǐng)參閱圖1,其顯示根據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的眼鏡結(jié)構(gòu)的示意圖,如圖所示,一眼鏡結(jié)構(gòu)10包括一鏡框單元12,以及二鏡腳14,16,其中,該鏡框單元與該二鏡腳間分別通過一金屬絞煉結(jié)構(gòu)18而彼此相接,另外,常見地,鏡框單元于兩眼間的區(qū)域會(huì)具有二鼻墊122,124。
再者,為了自使用者身上取得電生理訊號(hào),該眼鏡結(jié)構(gòu)上還會(huì)包括二電極,在圖1所舉的實(shí)施例中,一個(gè)電極20設(shè)置于鏡腳14上,而另一個(gè)電極30則設(shè)置于單邊鼻墊122上,其中,特別地是,電極30被實(shí)施為進(jìn)一步電連接至該金屬絞煉結(jié)構(gòu)18,因此,通過如此的配置,只要再將金屬絞煉結(jié)構(gòu)18連接至位于鏡腳14中用以控制訊號(hào)擷取的電路系統(tǒng)100,這樣的眼鏡結(jié)構(gòu)即可用來取得電生理訊號(hào),例如,腦電訊號(hào)、皮膚電訊號(hào)、及/或眼電訊號(hào)等。
另外,替代地,電極30也可被設(shè)置于鼻墊附近的鏡框單元上,以接觸如山根等位置,或是鏡框單元上會(huì)接觸到頭部的其他位置,例如,眼眶四周;又替代地,電極30也可被設(shè)置于另一側(cè)鏡腳16上,此時(shí),只需先連接至鏡腳16的金屬絞煉結(jié)構(gòu)(未顯示),再連接至金屬絞煉結(jié)構(gòu)18即可,同樣可行。
也就是,通過這樣的設(shè)計(jì),只要鏡框單元與鏡腳間的結(jié)合方式是采用金屬絞煉結(jié)構(gòu)的眼鏡結(jié)構(gòu),都可在無須改變接合處結(jié)構(gòu)及外觀的情形下,方便地獲得電生理訊號(hào)擷取功能,因而提供了使用者將生理訊號(hào)擷取功能附加于符合自身選擇的眼鏡結(jié)構(gòu)上的可能。
在此,正如所熟知,如圖3所示,該電路系統(tǒng)100中會(huì)包括,但不限于,生理訊號(hào)擷取電路,處理器模塊,模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器,濾波器,電池等各種達(dá)成生理訊號(hào)擷取所需的電路及元件,并且,為了進(jìn)行生理訊號(hào)的擷取,該生理訊號(hào)擷取電路則需與兩個(gè)電極間達(dá)成電連接,然而,由于其都為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知,因此在此即不贅述,另外,也需注意地是,上述的電路及元件可設(shè)置于眼鏡結(jié)構(gòu)的任何位置,只要相互達(dá)成電連接即可,沒有限制。
接下來則敘述電極、金屬絞煉結(jié)構(gòu)、以及電路系統(tǒng)間如何相互連接。
其中一個(gè)選擇是,利用鏡框單元的可導(dǎo)電部分來達(dá)成連接。舉例而言,一種常見種類的眼鏡結(jié)構(gòu)是在鏡框單元中具有金屬部分者,例如,鏡框單元僅單獨(dú)由金屬材質(zhì)形成者,或者,如圖4a-4b所示,鏡框單元中的金屬部件32外覆有其他材質(zhì)者,或金屬部件32嵌于其他材質(zhì)中者,而且,鏡框單元中金屬部件的設(shè)置位置也有各種變化,例如,如圖4c所示,可僅在鏡框單元的上半部或下半部形成有金屬部件32,而對(duì)本發(fā)明而言,重要地是,在這些設(shè)計(jì)中,該鏡框單元金屬部分會(huì)連接至、或是包含上述金屬絞煉結(jié)構(gòu)中的該與鏡框單元相接的金屬件,也因此,設(shè)置于鼻墊上、或是鏡框其他位置上的電極就可自然地通過該鏡框單元金屬部分而連接至金屬絞煉結(jié)構(gòu)。
在此,需注意地是,基于不同眼鏡設(shè)計(jì)及制程差異,只要是在制造眼鏡結(jié)構(gòu)的過程中,于鏡框單元中放入連接至金屬絞煉結(jié)構(gòu)的可導(dǎo)電部分者,都屬本發(fā)明所欲闡述的標(biāo)的,不限任何形式,例如,可能是金屬線、或是硬式或軟式電路板,也可能是具有造型的金屬部件,或是作為鏡框支撐主體結(jié)構(gòu)的金屬部件等,而且,此可導(dǎo)電部分可以實(shí)施為連接于兩金屬絞煉結(jié)構(gòu)之間,也可以是僅連接于單個(gè)金屬絞煉結(jié)構(gòu)與一個(gè)或兩個(gè)鼻墊之間,或者也可以是同時(shí)連接兩金屬絞煉結(jié)構(gòu)與一個(gè)或兩個(gè)鼻墊,都無限制。
另外一種選擇是,利用鏡框單元來承載該可導(dǎo)電部分。舉例而言,其中一種種類眼鏡結(jié)構(gòu)的鏡框單元是由非導(dǎo)電材質(zhì)所制成,例如,單純由膠類材質(zhì)制成者,在此情形下,可利用外加可導(dǎo)電部分的方式,而達(dá)成與金屬絞煉結(jié)構(gòu)的連接,例如,該外加可導(dǎo)電部分可連接于兩金屬絞煉結(jié)構(gòu)之間,也可連接于一個(gè)金屬絞煉結(jié)構(gòu)與鼻墊之間,可視需求不同而改變;至于該外加可導(dǎo)電部分的設(shè)置方式,同樣是可依眼鏡結(jié)構(gòu)而有所不同,例如,可以是隱藏于鏡框單元內(nèi)側(cè)的金屬線、金屬薄膜等,只要可以連接至金屬絞煉結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),都為可行。
在上述的這些可能中,剛好符合現(xiàn)今市面上最常被使用者使用的幾種眼鏡型態(tài),一是金屬材質(zhì)眼鏡,另一則是醋酸纖維材質(zhì)或賽璐珞材質(zhì)眼鏡,其中,金屬材質(zhì)眼鏡是以金屬材質(zhì)為主,也即,利用金屬材質(zhì)作為眼鏡的支撐主體結(jié)構(gòu),而為了視覺效果、造型變化等,則有可能再于金屬材質(zhì)外設(shè)置其他材質(zhì),例如,膠類材質(zhì),但一般而言,金屬材質(zhì)眼鏡的整體都是由金屬材質(zhì)所制成,包括鏡框單元,鏡腳,以及用以接合鏡框單元以及鏡腳的絞煉結(jié)構(gòu)。
至于醋酸纖維材質(zhì)或賽璐珞材質(zhì)眼鏡,正如前述,則是在其既有的制程中,已有于此類材質(zhì)中置入金屬部件的步驟,例如,會(huì)于此類鏡框中利用夾設(shè)、或嵌入等方式置入鏡框金屬部件,或是于此類鏡腳中插入、或嵌入鏡腳金屬部件等,而此制程的其中一個(gè)目的則是在加強(qiáng)眼鏡結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度,因此,用來置入眼鏡結(jié)構(gòu)中的金屬部件多會(huì)具有支撐的作用。而在這樣的前提下,只要該等置入的金屬部件與金屬絞煉結(jié)構(gòu)是相連接的,即使是一般常見的醋酸纖維材質(zhì)或賽璐珞材質(zhì)眼鏡,也可直接利用眼鏡中原有的金屬部件來作為可導(dǎo)電部分,以達(dá)成電極與電路系統(tǒng)間的電連接。
而通常,當(dāng)鏡框中具有做為支撐的金屬部件時(shí),該金屬絞煉結(jié)構(gòu)多已直接形成于該金屬部件上,以及該金屬部件上也常常已具有用以設(shè)置鼻墊的金屬延伸件,因此,根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)的不同,如此的具金屬部件的鏡框單元本身已具有從一端的金屬絞煉結(jié)構(gòu)傳電至另一端的金屬絞煉結(jié)構(gòu)、或是從一端的金屬絞煉結(jié)構(gòu)傳電至鼻墊的能力(只需更換上可導(dǎo)電的鼻墊),也就是,這樣的鏡框單元可直接被用于生理檢測(cè),無須為了達(dá)成電連接而再行于鏡框單元上進(jìn)行加工,如此一來,一般消費(fèi)者于日常生活中使用的眼鏡就可拿來取得生理訊號(hào),完全顛覆了現(xiàn)今以眼鏡作為基礎(chǔ)的生理檢測(cè)裝置的既有概念。
因此,由上可知,通過本發(fā)明的概念,目前市面上最廣為接受的兩種眼鏡,都可在不改變正面外觀的情形下,達(dá)成設(shè)置于鏡框單元上的電極與金屬絞煉結(jié)構(gòu)間的電連接。
再進(jìn)一步地,當(dāng)鏡框單元中的電極已連接至一側(cè)的金屬絞煉結(jié)構(gòu)后,該金屬絞煉結(jié)構(gòu)則需再連接至設(shè)置于鏡腳上的電路系統(tǒng)。
其中一種選擇是,利用鏡腳中的可導(dǎo)電部分來達(dá)成連接。舉例而言,如前所述,金屬材質(zhì)眼鏡的鏡腳會(huì)直接采用金屬部件,以及醋酸纖維或賽璐珞材質(zhì)眼鏡的鏡腳中也常插入或嵌入金屬部件作為支撐、或造型變化,而只要這些設(shè)計(jì)中鏡腳金屬部件實(shí)施為連接至、或是包含上述金屬絞煉結(jié)構(gòu)中的該與鏡腳相接的金屬件,則金屬絞煉結(jié)構(gòu)就可自然地連接至位于鏡腳上電路系統(tǒng)。
在此,需注意地是,基于不同眼鏡設(shè)計(jì)及制程差異,只要是在制造眼鏡結(jié)構(gòu)的過程中,于鏡腳中放入連接至金屬絞煉結(jié)構(gòu)的可導(dǎo)電部分者,都屬本發(fā)明所欲闡述的標(biāo)的,不限任何形式,例如,可能是金屬線、或是硬式或軟式電路板,也可能是具有造型的金屬鏡腳,或是作為支撐的金屬部件等,同樣沒有限制。
另外一種選擇是,利用鏡腳來承載該可導(dǎo)電部分。舉例而言,其中一種種類眼鏡結(jié)構(gòu)的鏡腳是由非導(dǎo)電材質(zhì)所制成,例如,單純由膠類材質(zhì)制成者,在此情形下,可利用外加可導(dǎo)電部分的方式,而達(dá)成金屬絞煉結(jié)構(gòu)與電極及電路系統(tǒng)的連接;至于該外加可導(dǎo)電部分的設(shè)置方式,同樣可依眼鏡結(jié)構(gòu)的不同而改變,例如,可以是隱藏于鏡腳內(nèi)側(cè)的金屬線、金屬薄膜等,只要達(dá)成金屬絞煉結(jié)構(gòu)與位于鏡腳上的電路系統(tǒng)間的連接即可,沒有限制。
在此,特別地是,由于使用金屬絞煉結(jié)構(gòu)來接合鏡框單元以及鏡腳的關(guān)系,也因此使得鏡腳可以進(jìn)行更換,因此在此情形下,就可實(shí)施為利用更換鏡腳的方式來獲得與金屬絞煉結(jié)構(gòu)、電極、以及電路系統(tǒng)的連接,而這樣的方式則特別有利于已于正面鏡框單元中具有可導(dǎo)電部分的眼鏡結(jié)構(gòu),如圖3d所示者,圖中,該眼鏡結(jié)構(gòu)的鼻墊122,124已形成為金屬材質(zhì),且該鏡框單元中已包含連接于兩金屬絞煉結(jié)構(gòu)18間以及連接至鼻墊的金屬部件32,因此,此時(shí),只要通過更換鏡腳的方式,例如,換上在鏡腳表面設(shè)置有一電極,以及于鏡腳中設(shè)有電路系統(tǒng)以及連接至電極以及金屬鏡腳結(jié)構(gòu)的線路的新鏡腳,就可讓原本普通常見的眼鏡結(jié)構(gòu),立即獲得電生理訊號(hào)的擷取功能,而且,重要地是,由于相對(duì)于位于臉部正面的鏡框單元,鏡腳是配戴時(shí)視覺上較不明顯的部分,因此,眼鏡的造型效果不會(huì)被影響,再加上,鏡腳不牽涉眼鏡最主要的功能—鏡片設(shè)置,因此絕對(duì)是相當(dāng)具有優(yōu)勢(shì)的一種方式。
再者,除了將電極設(shè)置于鼻墊以及單側(cè)鏡腳的方式外,也可將電極設(shè)置于二側(cè)的鏡腳,或是增加電極的數(shù)量,于鼻墊及兩側(cè)鏡腳上都設(shè)置電極,同樣可取得腦電訊號(hào)及/或眼電訊號(hào),其中,當(dāng)兩側(cè)鏡腳上都設(shè)置有電極時(shí),則需要通過兩個(gè)金屬絞煉結(jié)構(gòu)來達(dá)成電極與電路系統(tǒng)間的連接,也即,鏡框單元以及兩側(cè)鏡腳中都須有可導(dǎo)電部分連接至金屬絞煉結(jié)構(gòu),另外,電路系統(tǒng)則可具選擇地僅設(shè)置于單側(cè)鏡腳,或者也分散地設(shè)置于兩側(cè)鏡腳,其中,當(dāng)電路系統(tǒng)分散于兩側(cè)鏡腳時(shí),則每一側(cè)的鏡腳可導(dǎo)電部分都須達(dá)成該側(cè)金屬絞煉結(jié)構(gòu)與該側(cè)電路系統(tǒng)的連接,而在此情形下,如上所述地,當(dāng)然也可實(shí)施為兩只鏡腳都進(jìn)行更換的方式。
而且,電極除了上述的設(shè)置選擇外,也可有其他的設(shè)置方式,以取得其他的生理訊號(hào),舉例而言,可于鏡腳上設(shè)置可供使用者上肢接觸的電極,而通過這樣的方式,則是可利用接觸頭部的電極以及接觸上肢的電極而取得心電訊號(hào),在此,特別地是,供上肢接觸的該個(gè)電極,除了可另外設(shè)置外,也可采用與腦電電極共享的方式,例如,可由鏡腳內(nèi)側(cè)的電極向外延伸而形成,或是也可以是該腦電電極直接形成設(shè)置于內(nèi)側(cè)及外側(cè)為連續(xù)面,并且,可實(shí)施為與其中一腦電電極并聯(lián)或串聯(lián),而由于腦電訊號(hào)以及心電訊號(hào)的振幅差異明顯,即使共享也不影響訊號(hào)的判斷。
或者,也可在鏡腳上增設(shè)電極,例如,單側(cè)鏡腳上設(shè)置彼此相隔,例如,相隔一英吋,的兩個(gè)電極,以額外取得皮膚電訊號(hào),另一方面,這樣的兩個(gè)電極也可取得電極附近的局部肌電訊號(hào)、腦電訊號(hào)、以及眼電訊號(hào);或者,更進(jìn)一步地,也可在鏡腳或鏡框上設(shè)置光傳感器,以自頭部取得血液生理訊號(hào),例如,脈波訊號(hào),血氧濃度等;或是也可設(shè)置動(dòng)作感測(cè)元件,例如,加速度器(accelerometer),陀螺儀(gyroscope),磁傳感器(magneticsensor),以獲得使用者的身體移動(dòng)信息。因此,可以有各種選擇,沒有限制。
其中,一個(gè)特別的實(shí)施方式是,根據(jù)申請(qǐng)人的研究結(jié)果顯示,可利用于眼鏡結(jié)構(gòu)上設(shè)置電極來取得眼眶額葉皮質(zhì)(orbitofrontalcortex)的活動(dòng),進(jìn)而取得腦電訊號(hào)。眼眶額葉皮質(zhì)是屬于前額葉的一部分,位置偏下,接近眼眶,因此,當(dāng)電極被設(shè)置于鼻墊上、或是鏡框單元的上緣時(shí),能夠偵測(cè)到其活動(dòng)情形,而另一方面,由于鼻墊、鏡框單元上緣等電極設(shè)置位置也接近眼睛,也因此,這樣的電極設(shè)置也會(huì)取得眼電訊號(hào)。
在此情形下,當(dāng)配合上另一個(gè)電極時(shí),例如,可設(shè)置于一側(cè)鏡腳上,設(shè)置于鏡框單元上,或是延伸設(shè)置于耳朵上,就可取得混合眼眶額葉皮質(zhì)活動(dòng)以及眼睛活動(dòng)的電生理訊號(hào),而由于眼電訊號(hào)以及腦電訊號(hào)的訊號(hào)強(qiáng)度以及訊號(hào)特征有一定程度的差異,因此,只要通過對(duì)此電生理訊號(hào)進(jìn)行處理,例如,移除眼電訊號(hào),就可獲得眼眶額葉皮質(zhì)的腦電訊號(hào)。
而由于大腦皮質(zhì)活動(dòng)有同步的傾向,因此,該眼眶額葉皮質(zhì)的腦電訊號(hào)就可被用來作為判斷大腦意識(shí)狀態(tài)的參考依據(jù)。
一般而言,腦部電活動(dòng)的測(cè)量方式分為兩種,參考組合范式(referencemontage)以及雙極組合范式(bipolarmontage)。在參考組合范式中,常見地是將參考電極設(shè)置于沒有大腦皮質(zhì)電活動(dòng)的位置,而活動(dòng)偵測(cè)電極則被設(shè)置于對(duì)應(yīng)特定大腦皮質(zhì)上方的頭骨位置,以相對(duì)于參考電極而取得腦波,進(jìn)而得知局部大腦皮質(zhì)的活動(dòng)情形,至于雙極組合范式則是通過兩個(gè)位置的大腦電活動(dòng)電位差而取得腦波,因此,通常,是根據(jù)需求的不同而決定要采用的組合范式。另外,無論何種組合范式,常會(huì)設(shè)置一接地電極(ground),以排除背景噪聲,例如,電磁干擾,但也有些電路設(shè)計(jì)可免除設(shè)置接地電極,可視實(shí)際需求而選擇,因此在本發(fā)明的敘述中,有關(guān)電極的設(shè)置位置,主要以用來取得腦波的兩個(gè)電極為主。
因此,當(dāng)以眼鏡結(jié)構(gòu)承載電極時(shí),例如,兩個(gè)電極分別接觸頭部?jī)蓚?cè),或是兩個(gè)電極分別接觸鼻梁以及頭部一側(cè)時(shí),可視為是一種雙極組合范式。
而除了一般可想見的頭骨上電極接觸位置外,申請(qǐng)人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),尚有其他的接觸位置也適合用來取得電生理訊號(hào),尤其是腦電訊號(hào)。
請(qǐng)參考圖5a,其為大腦皮質(zhì)于頭顱中位置以及與耳廓位置的示意圖,由圖中可看出,大腦皮質(zhì)落在頭顱的上半部,耳廓(auricle,也稱為pinna)則是位于頭顱的兩側(cè),并突出于頭顱外,其中,大致而言,以耳道(earcanal)為分隔,大腦皮質(zhì)大致落在上半部耳廓的內(nèi)側(cè)。而申請(qǐng)人經(jīng)實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn),可于耳廓部分的偏上方部分測(cè)得良好腦波訊號(hào),而越往下方則腦電訊號(hào)越弱,在觀察頭部的生理構(gòu)造后,應(yīng)是因?yàn)樯戏蕉鶎?duì)應(yīng)的頭顱內(nèi)部正是大腦皮質(zhì)的位置,因此在此情形下,通過頭骨、耳軟骨的傳遞,就可在耳廓的上部測(cè)得腦波,而下部的耳廓?jiǎng)t因距離大腦皮質(zhì)較遠(yuǎn),再加上耳道的間隔,因此,越往下方的腦電訊號(hào)強(qiáng)度即變得越弱。舉例而言,耳屏(tragus),對(duì)耳屏(antitragus),耳屏間切跡(intertragicnotch)等位置,由于在生理構(gòu)造上,同樣是屬于突出于頭顱外的耳廓部分,且位置下方無大腦皮質(zhì),因此屬于適合設(shè)置參考電極的位置。
一般眼鏡在穿戴時(shí),除了鼻墊會(huì)接觸鼻梁、山根、及/或兩眼間區(qū)域,眼鏡腳的前段會(huì)接觸太陽穴附近外,眼鏡腳后段則是會(huì)接觸耳廓與頭顱間的v型凹陷區(qū)域,以及眼鏡腳落在耳廓后方的部分會(huì)接觸耳廓后方的皮膚、乳突骨等位置,其中,v型凹陷以及耳廓后方正好符合上述耳朵上可取得腦電訊號(hào)的位置,因此,不同于一般認(rèn)為需將腦電電極設(shè)置于具有大腦皮質(zhì)的頭骨位置上的概念,申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn),即使將電極設(shè)置于耳廓上,同樣能夠取得腦電訊號(hào),也因此更適合由眼鏡結(jié)構(gòu)來設(shè)置電極,尤其,一般v型凹陷正是鏡腳架設(shè)的位置,而耳廓背面則可通過增加鏡腳末端的彎曲度而達(dá)成接觸,實(shí)施上都相當(dāng)具有優(yōu)勢(shì)。
如圖5b所示,該v型凹陷位于耳廓以及頭顱之間,其包括頭顱部分501,耳廓部分502,以及作為連接的連接部分503,因而構(gòu)成恰好適合讓物體放置于耳廓與頭顱之間的生理結(jié)構(gòu),在此情況下,耳廓與頭顱會(huì)自然地提供將物體夾設(shè)于中間的力量,甚至,當(dāng)物體體積足夠及/或形狀吻合時(shí),物體還可被嵌于/塞于耳廓與頭顱間,達(dá)到更好的固定效果。然而,在此需注意地是,由于耳廓與頭顱間的交界是一連續(xù)的曲線,因此,v型凹陷并無特定的范圍限制,只要是鏡腳設(shè)置于耳廓上時(shí),其結(jié)構(gòu)所能夠接觸的范圍都屬本申請(qǐng)所稱的v型凹陷的范圍,例如,當(dāng)鏡腳末端的彎曲幅度剛好符合時(shí),v型凹陷的范圍即較大,或者,也有鏡腳的末端造型為無彎曲,則此時(shí),v型凹陷的范圍即較小,因此沒有限制。
而當(dāng)鏡腳放置于此區(qū)域時(shí),可選擇地接觸三個(gè)部分501-503的任一部分,然而,由于物體定會(huì)受到重力,一般而言,位于下方的連接部分503是最容易接觸的位置,再者,根據(jù)每個(gè)使用者配戴眼鏡的習(xí)慣不同,可能會(huì)再增加與頭顱部分501及/或耳廓部分502的接觸,而無論何種情形,只要選擇地是適合自己的眼鏡,所達(dá)成的接觸都可相當(dāng)穩(wěn)定,如此一來,輕松就可取得生理訊號(hào)。
然而,特別地是,只要電極設(shè)置位置經(jīng)過設(shè)計(jì),同樣能夠利用參考組合范式而取得腦電訊號(hào),例如,將一個(gè)電極設(shè)置于鼻梁、或一側(cè)鏡腳上接觸頭顱部分501的位置,再將一個(gè)電極設(shè)置于另一側(cè)鏡腳上接觸耳廓部分502的位置作為參考電極,此時(shí),由于相對(duì)于下方具有大腦皮質(zhì)的鼻梁、或頭顱部分,耳廓部分將是大腦皮質(zhì)活動(dòng)相對(duì)而言較低的位置,因此就可利用參考組合范式而取得腦電訊號(hào)及/或眼電訊號(hào);或者,也可將兩個(gè)電極都設(shè)置于同側(cè)鏡腳上,利用一個(gè)電極接觸耳廓背面下方遠(yuǎn)離大腦皮質(zhì)的位置而作為參考電極,則另一個(gè)電極只需接觸耳廓背面上方、v型凹陷、或是頭部側(cè)面等接近大腦皮質(zhì)的位置,同樣能夠利用參考組合范式而取得腦電訊號(hào)。
因此,當(dāng)根據(jù)本發(fā)明而利用眼鏡結(jié)構(gòu)承載腦電電極時(shí),所取得的腦電訊號(hào)不受限于經(jīng)由何種組合范式而取得,兩種組合范式都為可行的方式。
進(jìn)一步地,為了讓設(shè)置于鏡腳表面的電極能夠在v型凹陷位置有良好的接觸,還可通過設(shè)計(jì)鏡腳的結(jié)構(gòu),再配合電極的設(shè)置位置而達(dá)成。舉例而言,如圖6a所示,當(dāng)鏡腳的剖面結(jié)構(gòu)實(shí)施為類似方形的結(jié)構(gòu)時(shí),可將電極20設(shè)置于該方形的下表面,以自然地因?yàn)橹亓Χ佑|該v型凹陷的連接部分;或者,如圖6b所示,該鏡腳也可形成為類似d型的結(jié)構(gòu),如此一來,通過將電極20設(shè)置于d型結(jié)構(gòu)的曲面上,就提供了讓電極接觸v型凹陷的連接部分503以及頭顱部分501的可能;或者,如上所述,希望作為參考電極時(shí),則可將電極設(shè)置于接觸頭顱部分501的位置;或者,也可將d型結(jié)構(gòu)實(shí)施為曲面朝下,以增加電極與三個(gè)部分的接觸機(jī)率,因此,可以有各種選擇,可依實(shí)際需求而改變。
而同樣地,光傳感器也適合設(shè)置于上述的v型凹陷位置。一般而言,光傳感器的設(shè)置位置,可以是眼鏡結(jié)構(gòu)與頭部接觸的任何位置,例如,鼻墊上與兩眼間區(qū)域、鼻梁、山根等位置接觸,或是鏡腳上與頭部側(cè)面、耳朵及/或耳朵附近區(qū)域接觸,而其中,尤其具有優(yōu)勢(shì)的接觸位置就是,耳朵與頭顱間的v型凹陷,并且,基于重力的影響,又以該連接部分503的設(shè)置最為穩(wěn)定,然而,由于光傳感器所取得生理訊號(hào)在取樣位置上限制較小,通常只需能偵測(cè)到血流變化的位置即可,因此無論是該連接部分503,該頭顱部分501,或是該耳廓部分502都是可設(shè)置光傳感器的位置,沒有限制。
另一方面,由于眼鏡實(shí)施為穿戴形式,因此,如何在輕松穿戴的情形下,仍維持設(shè)置于其表面的電極與皮膚間的有效接觸,將是影響穿戴形式能否成功的關(guān)鍵。關(guān)于此點(diǎn),本發(fā)明進(jìn)一步于電極上增設(shè)一接觸確保結(jié)構(gòu),以克服穿戴眼鏡時(shí)可能遇到的接觸問題,例如,毛發(fā)遮蔽,接觸面彎曲,可能隨著身體移動(dòng)而產(chǎn)生位移等各種問題,以及因個(gè)體差異所產(chǎn)生的接觸位置不同。
另外,還有可能遇到的另一個(gè)問題是,由于每一個(gè)人自頭部正面至耳朵的距離都不同,因此,如何能夠讓眼鏡結(jié)構(gòu)即使配戴于不同使用者頭上,其鏡腳上的電極仍能接觸到目標(biāo)的接觸位置,例如,耳朵上方附近,耳朵與頭顱間交界等的無毛發(fā)位置,也是需要考慮的問題。
該接觸確保結(jié)構(gòu)則可以有各種實(shí)施可能,舉例而言,如圖7a所示,可將一個(gè)電極形成為分散的多個(gè)接觸點(diǎn)21,例如,實(shí)施為彼此并聯(lián),如此一來,無論哪個(gè)接觸點(diǎn)被接觸,都可被視為電極與皮膚間的接觸已完成,相當(dāng)方便,而這尤其適合設(shè)置于具有彎曲度的接觸面,或是可能產(chǎn)生輕微移動(dòng)的情形,或是用來克服不同使用者的頭部與耳朵間距離的差異,而進(jìn)一步更具優(yōu)勢(shì)地是,可將各個(gè)分散的接觸點(diǎn)實(shí)施為具有可伸縮性,例如,如圖7b所示,采用彈簧頂針的形式,以進(jìn)一步確保接觸的達(dá)成,例如,可實(shí)施為皮膚與電極的接觸是通過對(duì)彈簧頂針產(chǎn)生壓縮而達(dá)成的方式,如此一來,即使皮膚與電極間出現(xiàn)小距離的位移,也可通過彈簧頂針的伸縮彈性而被克服。
另外,如圖7c-7d所示,也可實(shí)施為同一個(gè)電極部件23上具有多個(gè)凸起的形式,例如,可直接將電極片形成為具有多個(gè)凸起(圖7c),或者,也可實(shí)施為電極片中具有多個(gè)可伸縮的凸起(圖7d)等,可以是各種形式,此同樣有助于增加皮膚與電極間的接觸。
再者,也可將電極實(shí)施為懸浮形式,例如,如圖7e所示,將伸縮結(jié)構(gòu),如彈簧頂針,設(shè)置于電極下方,如此一來,適應(yīng)接觸面的改變,電極除了可以有垂直方向的伸縮外,也可利用下方彈簧頂針作為支點(diǎn)而產(chǎn)生角度的改變,對(duì)于適應(yīng)接觸位置的形狀有相當(dāng)?shù)膸椭?;且更進(jìn)一步,采用懸浮形式的電極的表面上也可形成有凸起,例如,結(jié)合實(shí)施圖7c-7d以及圖7e,而讓接觸的達(dá)成更為容易。
在此,需注意地是,上述的接觸確保結(jié)構(gòu)可以實(shí)施在眼鏡結(jié)構(gòu)的任何位置,例如,可以是接觸鼻梁、接觸耳朵后方、耳朵上方、頭部后方等位置,都為可行,不受限制。
而除了上述的方式外,針對(duì)接觸耳朵與頭顱間的交界位置,有一種更為簡(jiǎn)單的一種實(shí)施方式,如圖7f所示,在此較佳實(shí)施例中,鏡腳上的電極20被形成為大范圍分布的長(zhǎng)形電極,而通過這樣的方式,就可將不同使用者間可能產(chǎn)生的尺寸差異涵蓋在內(nèi),即使單一種眼鏡尺寸,也可以適應(yīng)不同的使用者,這對(duì)制作而言,是相當(dāng)有利的一個(gè)選擇。
至于該長(zhǎng)形電極的分布范圍,則沒有一定的限制,可依實(shí)際需求的不同而有所改變,其中,較佳地是,形成為大于2公分的長(zhǎng)度,例如,在鏡腳上設(shè)置長(zhǎng)度大于2公分的不銹鋼片作為電極;另外,此大范圍的分布也可由上述的接觸確保結(jié)構(gòu)來達(dá)成,例如,擴(kuò)大多個(gè)凸起、伸縮結(jié)構(gòu)的分布范圍,或在整片電極上設(shè)置凸起,或是整片電極有多個(gè)懸浮支撐點(diǎn)等,以進(jìn)一步增加接觸的穩(wěn)定性。
在另一較佳實(shí)施例中,電極則被實(shí)施為可在鏡腳上移動(dòng)的形式,如此一來,當(dāng)配戴于不同使用者的頭部時(shí),就可適應(yīng)每個(gè)人尺寸的差異而進(jìn)行電極位置的調(diào)整,以準(zhǔn)確地接觸到欲接觸的位置,同樣是相當(dāng)具優(yōu)勢(shì)的選擇。
在實(shí)施時(shí),如圖7g-7j所示,眼鏡鏡腳上用來設(shè)置電極的耳朵接觸部分,實(shí)施為具有一調(diào)整機(jī)制(adjustmentmechanism)22,以使得電極可在鏡腳上產(chǎn)生位置的改變,如此一來,就可準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)欲取得生理訊號(hào)的位置,例如,耳朵與頭顱交界處的無毛發(fā)位置,另外,該耳朵接觸部分還可進(jìn)一步實(shí)施為符合耳廓背面的曲線,以更穩(wěn)定的設(shè)置,也有助于設(shè)置于其上的生理感測(cè)元件進(jìn)行訊號(hào)擷取。
其中,圖7g顯示該耳朵接觸部分直接實(shí)施為鏡腳的一部分,而圖7h則顯示該耳朵接觸部分實(shí)施為與鏡腳相結(jié)合的形式,且進(jìn)一步具有相符于耳廓背面的曲線,至于該調(diào)整機(jī)構(gòu)則有許多的實(shí)施選擇,舉例而言,可實(shí)施為滑動(dòng)機(jī)構(gòu),例如,設(shè)置軌道,如圖7g所示,以讓電極于軌道中移動(dòng),而軌道內(nèi)的移動(dòng)方式,則可實(shí)施為分段或無段移動(dòng),沒有限制;也可實(shí)施為夾設(shè)/架設(shè)機(jī)構(gòu),如圖7i所示,或是套設(shè)機(jī)構(gòu),以達(dá)到可沿著鏡腳移動(dòng)的效果;也可實(shí)施為磁吸機(jī)構(gòu),例如,鏡腳與電極/結(jié)合模塊實(shí)施為可通過磁性彼此相吸,則只要在磁力的范圍內(nèi),都是電極可設(shè)置的位置,同樣可達(dá)成沿著鏡腳移動(dòng)的效果。此外,對(duì)制作而言,更為簡(jiǎn)單的一種實(shí)施方式是,如圖7j所示,可在鏡腳面向頭部的表面上設(shè)置多個(gè)結(jié)合位置,例如,可實(shí)施為卡槽,以放置實(shí)施為具相對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的電極,并利用機(jī)械卡合的方式固定,如此一來,在使用時(shí),使用者就可依照自身的頭部尺寸、或是不同的檢測(cè)位置需求,而選擇要結(jié)合于哪一個(gè)結(jié)合位置,同樣是相當(dāng)方便的方式,或者,替代地,也可實(shí)施為多個(gè)可磁吸固定的位置,也相當(dāng)有利。因此,可以有各種可能,沒有一定的限制。
在此需注意地是,上述的這些設(shè)置方式,也適合用來設(shè)置其他同樣有設(shè)置位置需求的生理感測(cè)元件,例如,光傳感器也需設(shè)置于無毛發(fā)處,因此沒有實(shí)施的限制。
再進(jìn)一步地,電極及光傳感器除了實(shí)施為直接設(shè)置于鏡框單元及/或鏡腳表面外,也可通過外接的方式而進(jìn)行設(shè)置,例如,可通過直接與鏡腳相結(jié)合的方式,或是通過連接線進(jìn)行連接等,而無論如何進(jìn)行設(shè)置,重點(diǎn)是,需與鏡框單元及/或鏡腳中的可導(dǎo)電部分相連接,如此才能連接至金屬絞煉結(jié)構(gòu)及/或電路系統(tǒng),進(jìn)而進(jìn)行生理訊號(hào)的擷取。
另一方面,該電路系統(tǒng)除了如圖1所示地設(shè)置于鏡腳中外,也可實(shí)施為通過與鏡腳相結(jié)合的一結(jié)合模塊而進(jìn)行設(shè)置,例如,所有的電路都設(shè)置于該結(jié)合模塊中,或者,僅部分電路設(shè)置于該結(jié)合模塊中等,都是可行的方式,沒有限制,而在接下來的實(shí)施例中,為了方便敘述,則都以該結(jié)合模塊中包含所有電路系統(tǒng)元件為例而進(jìn)行敘述及圖示,然正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知,其僅是作為舉例之用,而非作為限制。
首先,當(dāng)實(shí)施為結(jié)合模塊的形式時(shí),即表示該結(jié)合模塊是可根據(jù)需求而結(jié)合于鏡腳上、或從鏡腳上被移除,可讓使用者根據(jù)自身的需求而決定是否連接上結(jié)合模塊,也提供在不需進(jìn)行生理訊號(hào)擷取時(shí)減輕配戴負(fù)擔(dān)的可能。
再者,當(dāng)結(jié)合模塊在與鏡腳相結(jié)合時(shí),無論結(jié)合的方式為何,最重要地是,要達(dá)成與該鏡腳可導(dǎo)電部分的連接,也即,該鏡腳可導(dǎo)電部分需露出接觸位置,以及該結(jié)合模塊需設(shè)相對(duì)應(yīng)的電接觸位置,以在結(jié)合的同時(shí)達(dá)成電連接,如此一來,才能連接至電極,以及有需要的話,連接至金屬絞煉結(jié)構(gòu),并達(dá)成電生理訊號(hào)的取樣回路。
在此前提下,該結(jié)合模塊與鏡腳的結(jié)合方式可以有許多選擇。舉例而言,如圖8a所示,結(jié)合模塊40可采用端口進(jìn)行連接,以利用端口本身的硬件結(jié)構(gòu)來達(dá)成連接,一方面達(dá)成電連接,另一方面也提供固定力;或者,替代地,也可如圖8b所示,將結(jié)合模塊40實(shí)施為套設(shè)于鏡腳末端的形式,而這樣的設(shè)計(jì)雖會(huì)增加鏡腳末端的體積,但卻剛好可讓模塊被隱藏,例如,可剛好藏于耳后,或是被頭發(fā)所覆蓋,因此,仍相當(dāng)具有優(yōu)勢(shì);另外,也可采用其他的結(jié)合方式,例如,如圖8c所示,可將結(jié)合模塊實(shí)施為較長(zhǎng)的造型而將鏡腳嵌設(shè)于其中,或是利用穿設(shè)的方式等,因此,可適應(yīng)不同鏡腳的形狀而決定結(jié)合模塊的造型以及結(jié)合方式。而且,結(jié)合模塊的數(shù)量也不受限制,可依需求而實(shí)施為多個(gè),例如,同時(shí)于單側(cè)鏡腳設(shè)置兩個(gè)結(jié)合模塊,或于兩側(cè)鏡腳各設(shè)置一個(gè)結(jié)合模塊,或是于鏡框單元的兩眼間區(qū)域處再設(shè)置一個(gè)結(jié)合模塊,都是可能的選擇。
再者,該結(jié)合模塊也可實(shí)施為通過連接線而連接至鏡腳,舉例而言,可以在鏡腳的末端形成電端口42,以供結(jié)合模塊進(jìn)行連接,而在此情形下,結(jié)合模塊的實(shí)施形式即可有更多的變化,舉例而言,該結(jié)合模塊可實(shí)施為耳戴結(jié)構(gòu)的形式,例如,耳內(nèi)殼體的形式(圖8d),或是耳夾的形式等,以提供穩(wěn)定的設(shè)置,另外,由于耳朵也是可取得腦電訊號(hào)的位置,因此,也可通過在耳戴結(jié)構(gòu)上設(shè)置電極,例如,可在耳內(nèi)殼體接觸耳廓內(nèi)面、耳道的位置,或是耳夾接觸于耳垂的位置設(shè)置參考電極,以配合眼鏡結(jié)構(gòu)的電極一起取得腦電訊號(hào)及/或眼電訊號(hào);或者,如前所述,耳道上方的上半部耳廓位置,例如,耳甲墻(耳廓內(nèi)面中,在耳甲艇(superiorconcha)及耳甲腔(inferiorconcha)的周圍,自耳甲底部(conchafloor)(也就是,平行頭顱的平面)向上連接至對(duì)耳輪(antihelix)以及對(duì)耳屏(antitragus)的一立面區(qū)域,稱為耳甲墻(conchawall)),可作為活動(dòng)偵測(cè)電極的設(shè)置位置,以及耳道下方的下半部耳廓位置,例如,耳屏、對(duì)耳屏、耳屏間切跡等,可作為設(shè)置參考電極的位置。再者,采用耳戴形式也增加了通過聲音提供信息的可能,例如,可在耳戴結(jié)構(gòu)內(nèi)通過設(shè)置發(fā)聲元件,或直接實(shí)施為耳機(jī)的形式,以通過聲音告知使用者當(dāng)前的生理狀況等。
或者,如圖8e所示,結(jié)合模塊可通過與兩邊的鏡腳相結(jié)合的方式而設(shè)置于頭部后方,例如,一邊與電端口42形成電連接,而另一邊則為單純機(jī)械結(jié)合作為固定,或是兩邊都實(shí)施為電端口;另外,電連接的達(dá)成除了采用電端口外,也可采用電接觸的形式,例如,可在套設(shè)的同時(shí)完成電接觸,或是采用磁性電接觸的方式等,因此,有各種可能。
在此,需要注意地是,圖8a-8e僅在于顯示接合模塊的實(shí)施可能,因此未繪制電極以及電路系統(tǒng),因此其可適用于任何種類的眼鏡結(jié)構(gòu)以及電極/電路配置方式。
另一方面,該結(jié)合模塊除了用以設(shè)置電路系統(tǒng)外,也可用來設(shè)置電極,舉例而言,可將電極設(shè)置于結(jié)合模塊的表面,以在結(jié)合模塊結(jié)合至鏡腳的同時(shí),也將電極提供至該眼鏡結(jié)構(gòu)上,如圖8所示,該結(jié)合模塊40的內(nèi)側(cè)表面上具有一電極50,因此,當(dāng)該結(jié)合模塊40連接至鏡腳14的金屬部分后,電極50即可與電極30一起取得腦電訊號(hào)及/或眼電訊號(hào),是相當(dāng)方便的一個(gè)選擇;或者,該結(jié)合模塊也可于外側(cè)具有電極(未顯示),用以接觸一上肢,進(jìn)而與電極30一起取得心電訊號(hào);另外,也可通過該結(jié)合模塊而提供光傳感器,例如,設(shè)置于接觸v型凹陷的表面,如此一來,就可自頭部取得血液生理訊號(hào),或是設(shè)置于外側(cè),以自接觸的上肢取得血液生理訊號(hào),同樣是方便的選擇。在此,同樣地,當(dāng)電極設(shè)置于結(jié)合模塊的表面時(shí),也可采用接觸確保結(jié)構(gòu),以讓接觸更為確實(shí)。
再者,除了上述的情形外,該結(jié)合模塊上的電極也有其他實(shí)施選擇。舉例而言,若眼鏡上原本即已具有可取得腦電訊號(hào)、眼電訊號(hào)、及/或皮膚電訊號(hào)的至少二電極,例如,兩個(gè)電極分置于二鏡腳上,兩個(gè)電極位于同一鏡腳上,或一個(gè)電極位于鏡腳上及一電極位于鏡框單元上,則可實(shí)施為通過結(jié)合上該結(jié)合模塊,而改變擷取電生理訊號(hào)的位置及組合范式。在此,結(jié)合模塊的設(shè)置位置可以是鏡腳上,也可以是鏡框單元上,沒有限制。
其中一種情形是,結(jié)合模塊上的電極被實(shí)施為取代眼鏡上原有的其中一電極,例如,可因偵測(cè)到結(jié)合模塊的連接而執(zhí)行電路切換,或是利用結(jié)合模塊插入時(shí),連接器(例如,可切換導(dǎo)通路徑的耳機(jī)插口(phonejack))的機(jī)械結(jié)構(gòu)來完成電路切換,而通過取代的方式,一方面可改變電極的取樣位置,另一方面則可改變?nèi)拥慕M合范式。
舉例而言,以改變電極位置而言,在電極分置于二鏡腳的例子中,結(jié)合模塊上的電極可使得原先設(shè)置于鏡腳上、接觸大腦皮質(zhì)顳葉區(qū)頭皮的電極,改變?yōu)橄蚝笱由旖佑|大腦皮質(zhì)枕葉區(qū)頭皮的電極,或是向上延伸接觸腦皮質(zhì)頂葉區(qū)頭皮的電極,或是改變?yōu)閮蓚€(gè)電極都位于頭部同一側(cè),或是改變?yōu)榻佑|頭部一側(cè)以及接觸兩眼間區(qū)域;另一方面,在二電極都位于同一鏡腳的例子中,結(jié)合模塊上的電極可將其中一電極改變?yōu)槲挥诹硪荤R腳上,或是變化頭部同一側(cè)的接觸位置,例如,由接觸太陽穴與v型凹陷變化為接觸v型凹陷與乳突骨,或是改變?yōu)榻佑|頭部一側(cè)以及接觸兩眼間區(qū)域;再一方面,在一個(gè)電極位于鏡框上以及一個(gè)電極位于鏡腳上的例子中,結(jié)合模塊上的電極則可用來取代接觸兩眼區(qū)域的電極,以改變?yōu)閮蓚€(gè)電極分別接觸頭部?jī)蓚?cè),或是兩個(gè)電極接觸頭部同一側(cè)。
而以改變?nèi)咏M合范式而言,則可由雙極組合范式改變?yōu)閰⒖冀M合范式,或是反之亦然,例如,通過結(jié)合模塊上的電極接觸乳突骨、或是實(shí)施為耳戴形式而接觸耳廓內(nèi)面/耳道,可使原本的雙極組合范式改變?yōu)閰⒖冀M合范式,相反地,通過將結(jié)合模塊設(shè)置于可對(duì)應(yīng)至大腦皮質(zhì)的頭部位置,例如,側(cè)面接近v型凹陷、太陽穴的位置,或是鏡框單元正面接觸兩眼間區(qū)域的位置等,就可用來取代原有參考組合范式中的參考電極,進(jìn)而利用雙極組合范式而取得腦電訊號(hào)。
另一種情形是,通過結(jié)合模塊來增加用以取樣的電極,而除了能因此改變?nèi)拥慕M合范式外,還可由于加入結(jié)合模塊上的電極,而將單通道取樣回路增加為雙通道取樣回路。舉例而言,在一實(shí)施例中,若原先是利用設(shè)置于二鏡腳上、或分置于鏡腳及鏡框上的電極而采用雙極組合范式取得腦電訊號(hào),而在結(jié)合上結(jié)合模塊后,其上的電極則可作為參考電極,例如,實(shí)施為耳夾接觸耳垂,實(shí)施為耳內(nèi)殼體接觸耳廓內(nèi)面/耳道,或連接于鏡腳末端而接觸乳突骨等,以利用參考組合范式而取得腦電訊號(hào),例如,可以是原有的兩個(gè)電極分別與結(jié)合模塊上的電極利用參考組合范式而取得腦電訊號(hào),也可以是其中一個(gè)電極除了原先的取樣回路取得雙極組范式腦電訊號(hào)外,另與結(jié)合模塊上的電極形成另一個(gè)取樣回路,而取得參考組合范式腦電訊號(hào),而無論何種情形,都是由原先的單信道腦電訊號(hào)擷取改變?yōu)殡p信道腦電訊號(hào)擷取。
替代地,也可以是原先的兩個(gè)電極是采用參考組合范式而取得腦電訊號(hào),在結(jié)合上結(jié)合模塊后,其上的電極與原有的參考電極再形成另一個(gè)取樣回路,以利用參考組合范式取得腦電訊號(hào),或是其上的電極與原有的活動(dòng)偵測(cè)電極再形成另一取樣回路,以利用雙極組合范式而取得腦電訊號(hào),而同樣地,無論何種情形,都是由原先的單信道腦電訊號(hào)擷取改變?yōu)殡p信道腦電訊號(hào)擷取。
其中再一種情形是,結(jié)合模塊上的電極被用來增加擷取訊號(hào)的種類,例如,可于原本的腦電訊號(hào)外,增加取得眼電訊號(hào)、心電訊號(hào)、皮膚電訊號(hào)、及/或肌電訊號(hào)等。
因此,通過結(jié)合模塊,除了可用以容置電路系統(tǒng)而簡(jiǎn)化眼鏡的制作難度外,也可用來改變電極設(shè)置、取樣組合范式、所擷取的生理訊號(hào)種類等,進(jìn)而增加使用靈活度,對(duì)使用者而言是相當(dāng)具優(yōu)勢(shì)的選擇。
另外,在一特殊實(shí)施例中,當(dāng)眼鏡結(jié)構(gòu)的鼻墊實(shí)施為可置換的形式時(shí)(無論眼鏡結(jié)構(gòu)上是否結(jié)合有結(jié)合模塊),也可通過將原先不可導(dǎo)電鼻墊更換為可導(dǎo)電鼻墊的方式,或是相反,而改變?nèi)游恢?、取樣組合范式、取樣訊號(hào)種類等,其中,同樣有取代原有其中一個(gè)電極的方式,或是與原有電極一起進(jìn)行訊號(hào)擷取兩種選擇,以在參考組合范式與雙極組合范式,以及單通道取樣回路與雙通道取樣回路之間改變。然而,在此需要注意地,其前提是,該鼻墊的設(shè)置位置必須已經(jīng)與電路系統(tǒng)間達(dá)成電連接,無論是通過設(shè)置于鏡框單元中的金屬部件,或是利用設(shè)置導(dǎo)線的方式。
進(jìn)一步地,該電路系統(tǒng)除了提供執(zhí)行生理訊號(hào)擷取的功能外,也可包括其他功能。舉例而言,該電路系統(tǒng)可包括一信息提供單元,以將生理信息、操作信息、及/或其他信息提供給使用者,而由于眼鏡就配戴于頭部,不但接近眼睛、耳朵,也與皮膚相貼,因此,可通過視覺、聽覺、觸覺等各種方式而進(jìn)行信息提供,舉例而言,可如圖10a所示于眼鏡結(jié)構(gòu)接近眼睛的位置處設(shè)置發(fā)光元件44,例如,led,或可由內(nèi)側(cè)延伸導(dǎo)光柱至鏡片而產(chǎn)生顏色變化,或可利用眼鏡鏡片作為顯示屏幕,例如,利用投影的方式,或如圖10b所示由眼鏡結(jié)構(gòu)延伸出顯示元件46,例如,lcd,設(shè)置于使用者眼前,或也可如圖10c所示,在眼鏡結(jié)構(gòu)上外加上顯示單元48,設(shè)置于使用者眼前,因此,可以是任何形式,沒有限制;另外,也可在耳朵附近產(chǎn)生聲音,例如,可在耳朵附近的鏡腳上設(shè)置發(fā)聲元件,其中,所采用的發(fā)聲元件除了可以是一般常見的空氣傳導(dǎo)形式外,也可采用骨傳導(dǎo)形式,例如,可直接在鏡腳與頭骨接觸的位置處設(shè)置骨傳導(dǎo)揚(yáng)聲器,或者,也可自眼鏡結(jié)構(gòu)延伸出耳機(jī),而此則尤其適合如上所述結(jié)合模塊實(shí)施為耳戴結(jié)構(gòu)的情形;再者,也可通過在與皮膚接觸的位置產(chǎn)生振動(dòng)的方式,例如,設(shè)置振動(dòng)模塊,而提供生理信息,因此,可以有各種可能。
再者,該電路系統(tǒng)也可包括一操作接口,設(shè)置于該眼鏡結(jié)構(gòu)上,或是自該眼鏡結(jié)構(gòu)延伸而出,以供使用者作為控制之用,例如,設(shè)置于鏡腳上的按鍵、觸控接口等,或是延伸出的耳戴結(jié)構(gòu)上的按鍵、觸控接口等,沒有限制。
另外,該電路系統(tǒng)也可包括一通訊模塊,以通過有線或無線的方式而將生理信息傳送至一外部裝置,例如,有線傳輸方式可通過usb連接,無線傳輸方式可通過藍(lán)牙,沒有限制,再由外部裝置將生理信息提供給使用者,例如,通過屏幕顯示數(shù)據(jù)、波形等,或是閃燈、振動(dòng)、發(fā)出聲音等;其中,所傳輸?shù)纳硇畔⒖梢允撬鶖X取的生理訊號(hào),也可以是經(jīng)處理器分析后所獲得的結(jié)果,可依需求而不同,據(jù)此,該電路系統(tǒng)中尚可具有一內(nèi)存,以紀(jì)錄下生理信息,待檢測(cè)完成后再行傳輸,或者,也可采用實(shí)時(shí)無線傳輸?shù)姆绞?,或?qū)?nèi)存作為實(shí)時(shí)傳輸前的緩沖儲(chǔ)存之用,沒有限制。
在此,該外部裝置可以是任何具傳輸能力且可執(zhí)行相對(duì)應(yīng)應(yīng)用程序的裝置,例如,但不限制于,智慧手機(jī),智慧手表,智能眼鏡,平板計(jì)算機(jī),筆記本電腦,以及個(gè)人計(jì)算機(jī)等。
另一方面,也可實(shí)施為由該外部裝置上執(zhí)行的應(yīng)用程序而控制該電路系統(tǒng)的運(yùn)作,例如,使用者可將結(jié)合模塊一直結(jié)合于眼鏡上、或更換上鏡腳,但先不進(jìn)行生理訊號(hào)擷取,當(dāng)有需要時(shí),再通過手機(jī)上的應(yīng)用程序啟動(dòng),并通過手機(jī)而實(shí)時(shí)監(jiān)控生理狀況;再者,如上所述,由于有可能同時(shí)取得多種生理訊號(hào),因此,也可通過外部裝置上執(zhí)行的應(yīng)用程序而選擇要取得的生理訊號(hào)的種類,及/或欲進(jìn)行分析的生理訊號(hào)種類等,相當(dāng)方便,另外,通過上述的操作接口,該眼鏡結(jié)構(gòu)也可傳輸指令至該外部裝置,都是可能的實(shí)施方式。
而進(jìn)一步地,在可與該外部裝置進(jìn)行溝通的情形下,則該眼鏡結(jié)構(gòu)上的發(fā)聲元件(空氣傳導(dǎo)式或骨傳導(dǎo)式)還可用來播放來自該外部裝置的音樂,當(dāng)然,該眼鏡結(jié)構(gòu)的內(nèi)存也可用來儲(chǔ)存音樂,例如,mp3,直接進(jìn)行播放,另外,若同時(shí)設(shè)置有收音元件,則該眼鏡結(jié)構(gòu)就可作為該外部裝置的免持聽筒,以用于通話,相當(dāng)方便,再者,所具有的顯示元件/顯示單元?jiǎng)t是可用來播放影片(儲(chǔ)存于內(nèi)存中、或來自外部裝置),都為可實(shí)施的方式。
在此,特別地是,可將該信息提供單元設(shè)置于單側(cè)的鏡腳上,再配合上眼鏡上設(shè)置的生理感測(cè)元件所取得的生理信息,將生理信息傳達(dá)給使用者,例如,通過如上所述的聽覺、視覺、觸覺等方式,至于生理信息如何被傳送至該信息提供單元?jiǎng)t有許多不同的選擇,例如,可通過無線傳輸?shù)姆绞?,例如,可?shí)施為一側(cè)的鏡腳為生理訊號(hào)擷取單元,而另一側(cè)的鏡腳則為信息提供單元,兩者間進(jìn)行無線溝通,或是兩者經(jīng)由外部裝置而進(jìn)行無線溝通;或者,也可通過設(shè)置于眼鏡內(nèi)部的電連接,或是通過外部的有線電連接,例如,通過于兩鏡腳間設(shè)置可移除的電連接線,都是可行的方式。
在一特殊的實(shí)施例中,該生理訊號(hào)擷取單元以及該信息提供單元實(shí)施為各自具有處理器模塊,通訊模塊,電池等,可獨(dú)立運(yùn)作,并分別通過不同的鏡腳而設(shè)置于使用者頭部,之后,通過兩者間的溝通,如前所述,有線或無線溝通,該生理訊號(hào)擷取單元就可利用該信息提供單元而將生理信息提供給使用者,其中,該生理訊號(hào)擷取單元可全部或部分嵌置于鏡腳中,或是利用結(jié)合模塊而與鏡腳結(jié)合,該信息提供單元?jiǎng)t可全部或部分嵌置于鏡腳中,架設(shè)于鏡腳上,或是實(shí)施為連接至鏡腳的一耳戴結(jié)構(gòu),都為可行的方式,沒有限制。
該生理訊號(hào)擷取單元所具有的生理感測(cè)元件則可以是各種形式,例如,電極、及/或光傳感器,以取得電生理訊號(hào)及/或血液生理信息,并且,生理感測(cè)元件并不受限于僅設(shè)置于單側(cè)的鏡腳,也可搭配設(shè)置于鏡框上、或是另一側(cè)鏡腳上的生理感測(cè)元件而一起取得生理訊號(hào),例如,可實(shí)施為兩個(gè)電極都設(shè)置于該生理訊號(hào)擷取單元所在的鏡腳上,或是僅一個(gè)電極,而另一個(gè)電極則設(shè)置于鏡框或另一側(cè)鏡腳上。
而通過這樣各自獨(dú)立運(yùn)作的方式,就提供了使用者更高的使用方便性,舉例而言,只需通過更換鏡腳的方式就達(dá)到改變所得獲得的生理檢測(cè)功能、及/或信息提供方式的目的,例如,原本用來檢測(cè)腦電訊號(hào)的鏡腳可更換為測(cè)量心電訊號(hào),原本提供視覺信息提供的鏡腳可更換為聽覺信息提供,或是在原有的功能上增加其他的功能等,都變得相當(dāng)簡(jiǎn)便,而且,即使在非該生理訊號(hào)擷取單元所在的鏡腳上設(shè)置有電極的情形下,也可通過更換鏡腳的方式,而移除該電極,或是變?yōu)椴焕迷撾姌O等,不受限制。
再者,特別地是,根據(jù)本發(fā)明概念的眼鏡結(jié)構(gòu),也適合實(shí)施為虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡(virtualrealityglasses,vrglasses)或是擴(kuò)增實(shí)境眼鏡(augmentedrealityglasses,arglasses),如此一來,就可直接通過vr、ar眼鏡原有的信息提供接口而將信息提供給使用者,另一方面,相對(duì)地,通過設(shè)置于眼鏡上的生理訊號(hào)擷取單元,還可幫助vr、ar眼鏡中所執(zhí)行的程序判斷使用者的使用情形,彼此相輔相成,相當(dāng)具優(yōu)勢(shì)。
接下來,在本發(fā)明另一方面的構(gòu)想中,則提供了無須改變鏡框單元外觀即可取得生理訊號(hào)的另一種可能實(shí)施方式。請(qǐng)參閱圖11a,其顯示根據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的示意圖,如圖中所示,鏡腳的內(nèi)側(cè)同時(shí)具有兩個(gè)電極,一個(gè)是位于接近眼睛側(cè)面、太陽穴的電極62,另一個(gè)則位于耳朵上方附近的電極64。
在此,如此的電極分配位置有其特殊意義,由于設(shè)置于眼睛側(cè)面、太陽穴附近的電極,其除了可測(cè)得腦電訊號(hào)外,也可偵測(cè)到眼睛的動(dòng)作,因此,再配合上耳朵附近的電極后,僅通過同側(cè)的兩個(gè)電極就可同時(shí)取得腦電訊號(hào)以及眼電訊號(hào),而也由于電極僅位于單邊鏡腳上,因此,僅需通過更換單只鏡腳的方式就可讓眼鏡獲得強(qiáng)大的功能,相當(dāng)具有優(yōu)勢(shì)。
但由于每個(gè)人臉型的差異,有可能在眼睛側(cè)面、太陽穴附近的電極與皮膚間的接觸,不一定呈現(xiàn)緊貼,因此,可進(jìn)一步地實(shí)施為,如圖9b所示,于眼側(cè)電極的下方設(shè)置一凸起66,以確保電極與皮膚間的接觸,而實(shí)施時(shí),除了可根據(jù)不同臉型而采用不同高度的凸起外,也可將凸起實(shí)施為具有彈性,以適應(yīng)不同的臉型;或者,如圖9c所示,也可于由鏡腳向上伸出的一延伸部件68上至額頭,例如,接觸發(fā)際邊緣,以將原先位于眼睛附近的電極延伸為電極62’,如此一來,除了可測(cè)得眼動(dòng)訊號(hào)外,也可取得大腦皮質(zhì)額葉區(qū)的活動(dòng)情形,或是如圖9d所示,也可通過延伸部件69向后延伸至頭部后方,而使原先位于耳朵附近的電極延伸為電極64’,以取得大腦皮質(zhì)枕葉區(qū)的活動(dòng)情形,在此,該延伸部件除了可直接形成于該鏡腳上外,也可通過其他的方式而達(dá)成,舉例而言,可在鏡腳上設(shè)置一端口,以連接該延伸部件,或者,該延伸部件也可實(shí)施為與電極相接,例如,可通過磁吸的方式而與電極間不但形成電連接也達(dá)成機(jī)械固定,并因此而將該電極延伸至其他位置。因此,可以有各種可能,沒有限制。
另外,特別地是,如圖11e所示,也可通過結(jié)合模塊延長(zhǎng)鏡腳至頭部后方的位置而取得枕葉區(qū)的腦部活動(dòng),或者,鏡腳也可直接被形成為具有向后延伸的彎曲部分,而當(dāng)電極的接觸位置處具有毛發(fā)時(shí),例如,頭部后方有頭發(fā),以及頭部側(cè)面有鬢角,則可利用接觸確保結(jié)構(gòu)而穿過毛發(fā)取得訊號(hào),例如,采用如上所述的伸縮電極,及/或分散為多個(gè)接觸點(diǎn)等,因此,沒有限制,只需能夠達(dá)成電極與皮膚間的穩(wěn)定接觸即可。
另一方面,除了取得腦電訊號(hào)及/或眼電訊號(hào)外,也可縮短二電極間的距離,以取得肌電訊號(hào)或皮膚電訊號(hào),或者,也可實(shí)施為一個(gè)電極位于內(nèi)側(cè),而另一個(gè)電極可由外側(cè)供使用者通過上肢接觸電極的方式而進(jìn)行心電訊號(hào)測(cè)量,再或者,也可設(shè)置光傳感器,而取得血液生理訊號(hào)。因此,可以有各種可能,并且,不限于單獨(dú)實(shí)施,也可合并實(shí)施于同一鏡腳上。
在此,同樣地,用來執(zhí)行電生理訊號(hào)擷取的電路系統(tǒng)可實(shí)施為直接設(shè)置于鏡腳中(如圖11a所示),也可實(shí)施為容置于與鏡腳通過末端電端口42而電連接的結(jié)合模塊40中(如圖11b所示)(也可實(shí)施為耳戴形式),或?qū)嵤榕c鏡腳末端相結(jié)合的結(jié)合模塊40中(如圖11e所示)而且,該結(jié)合模塊同樣可實(shí)施為先前已述的各種不同形式,都無限制。
再進(jìn)一步地,也可實(shí)施為兩只鏡腳都進(jìn)行更換,而在此情形中,則需利用配線而達(dá)成兩只鏡腳間的電連接,舉例而言,如圖12a所示,可以是電路系統(tǒng)100已設(shè)置于鏡腳702中,且兩鏡腳702及704也已于表面分別設(shè)有電極72以及電極74,因此,當(dāng)有測(cè)量需要時(shí),使用者只需將連接線70分別接上兩鏡腳上的電端口42即可;或者,也可如圖12b-12c所示,主要的電路系統(tǒng)設(shè)置于結(jié)合模塊40中,當(dāng)有測(cè)量需要時(shí),通過于一邊鏡腳702接上結(jié)合模塊40,以及另一邊鏡腳704接上連接線70,或是將結(jié)合模塊40通過連接線而分別連接至兩鏡腳,就可完成取樣回路,同樣很方便,而且,由于連接線會(huì)位于頭部的后方,因此,同樣不會(huì)影響正面的造型效果。
替代地,也可如前所述地,利用眼鏡結(jié)構(gòu)中的可導(dǎo)電部分來完成電極與電路系統(tǒng)間的連接。舉例而言,在圖12d所示的實(shí)施例中,眼鏡結(jié)構(gòu)一側(cè)的鏡腳上已設(shè)置有電極72,而電路系統(tǒng)則主要設(shè)置于耳戴結(jié)構(gòu)中,并通過端口42而連接至另一側(cè)的鏡腳上,而另一個(gè)電極50則被設(shè)置于實(shí)施為耳戴形式,例如,耳內(nèi)殼體,的結(jié)合模塊的表面,以在耳內(nèi)殼體設(shè)置于耳朵上時(shí),接觸耳朵的皮膚,通過這樣的設(shè)置,只要通過眼鏡結(jié)構(gòu)中的可導(dǎo)電部分將電極72電連接至端口42,則使用者欲進(jìn)行測(cè)量時(shí),就只需再插接上耳戴結(jié)構(gòu),并完成耳戴結(jié)構(gòu)的設(shè)置即可,也相當(dāng)方便。在此,需要注意地是,雖然為了使用的方便性,結(jié)合模塊被實(shí)施為耳戴形式,但并非作為限制,也可實(shí)施為如圖12b的形式,而其上的電極則可選擇接觸v型凹陷、耳廓背面、乳突骨、或/或耳朵附近的頭部區(qū)域等,都為可行。
另外,也可實(shí)施為如圖12e所示的方式,在此實(shí)施例中,結(jié)合模塊同樣實(shí)施為外接的形式,并具有電路系統(tǒng)設(shè)置于其中,而兩個(gè)電極72,74則都已設(shè)置于眼鏡結(jié)構(gòu)上,并通過眼鏡結(jié)構(gòu)中的可導(dǎo)電部分而分別連接至端口,因此,當(dāng)使用者欲進(jìn)行測(cè)量時(shí),就只需要連接上耳戴結(jié)構(gòu)即可,或是如圖12b形式的結(jié)合模塊,同樣是十分具優(yōu)勢(shì)的實(shí)施方式。
此外,需注意地是,雖然圖12a-12e中所示為一邊鏡腳僅設(shè)置一個(gè)電極的情形,但不受限地,也可實(shí)施為兩邊鏡腳都具有兩個(gè)電極、或是單一鏡腳設(shè)置兩個(gè)電極等,沒有限制。此外,眼鏡結(jié)構(gòu)除了如圖中所示的傳統(tǒng)形式眼鏡外,也可采用如圖10b所示無絞煉結(jié)構(gòu)的眼鏡結(jié)構(gòu),可依實(shí)際需求而改變。
接著,根據(jù)本發(fā)明再一方面的構(gòu)想,在對(duì)眼鏡賦予電生理訊號(hào)擷取能力的同時(shí),也進(jìn)一步提供了一個(gè)控制機(jī)制。請(qǐng)參閱圖13a,其顯示根據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的示意圖,如圖所示,在鏡框單元以及鏡腳的結(jié)合處,鏡框單元806及鏡腳802上分別設(shè)置相對(duì)應(yīng)的電接觸點(diǎn)82,84,所以,通過這樣的設(shè)計(jì),當(dāng)鏡腳802展開時(shí),鏡腳802與鏡框單元806上的電接觸點(diǎn)82,84將剛好可因鏡腳與鏡框單元的彼此抵頂而相互接觸,以及當(dāng)鏡腳闔上時(shí),電接觸會(huì)被斷開。
而在本發(fā)明的概念中,如此的電接觸點(diǎn)設(shè)置則是被用來決定電路系統(tǒng)的狀態(tài)。由于基于眼鏡不使用時(shí),使用者一般會(huì)將鏡腳闔上,以便攜帶,因此,在這樣的前提下,若能在因?yàn)檫@個(gè)動(dòng)作而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)改變的位置處設(shè)置可決定電路系統(tǒng)狀態(tài)的開關(guān),就可自然地將眼鏡不使用時(shí)的收納動(dòng)作聯(lián)結(jié)至電路系統(tǒng)的狀態(tài),例如,電路系統(tǒng)是否連接至電極,或是電路系統(tǒng)是否可執(zhí)行生理訊號(hào)擷取等。
當(dāng)可利用眼鏡的打開與收合而決定取樣電路系統(tǒng)的狀態(tài)時(shí),具優(yōu)勢(shì)地是,首先,可達(dá)到省電的效果,由于眼鏡是配戴于臉上的結(jié)構(gòu),自然最好是盡可能減輕重量及縮小體積,以增加使用者的使用意愿,而電池幾乎占了穿戴式生理檢測(cè)裝置最大的重量及體積,因此,若可通過這樣的機(jī)構(gòu)而確保眼鏡不使用時(shí),電力不會(huì)因誤觸等情形而被消耗,絕對(duì)是相當(dāng)具優(yōu)勢(shì)的設(shè)計(jì);再者,則是可以達(dá)到減少數(shù)據(jù)量的效果,由于穿戴式生理檢測(cè)裝置多在于執(zhí)行長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量,所累積數(shù)據(jù)量相當(dāng)龐大,因此,這樣的方式將可有效降低數(shù)據(jù)量,無論是人工解讀、或云端計(jì)算的資源消耗都可因此而被降低。
在實(shí)際實(shí)施時(shí),可以有數(shù)種可能方式。舉例而言,相對(duì)應(yīng)的電接觸點(diǎn)可以是分置于鏡框單元以及鏡腳上的電路系統(tǒng)及/或電極中的一開關(guān),當(dāng)鏡腳闔上時(shí)被打開,以及當(dāng)鏡腳展開時(shí)被關(guān)上,因此,通過鏡腳打開與收合的動(dòng)作就可決定電路系統(tǒng)與電極間的電連接的存在與否,在此,需要注意地是,接觸點(diǎn)的設(shè)置數(shù)量沒有限制,主要是依照需求而進(jìn)行設(shè)置,例如,可以設(shè)置一組、二組、或多組接觸點(diǎn),以達(dá)成一條、二條、或多條電傳導(dǎo)回路,如圖13b所示即為鏡框單元806以及鏡腳802中具相對(duì)的二組電接觸點(diǎn)的情形。
另外,也可實(shí)施于所有電極、電路元件等都位于單一鏡腳中的情況,此時(shí),電接觸點(diǎn)則扮演導(dǎo)通該鏡腳中的電路系統(tǒng)的角色,例如,如圖13c所示,可在鏡框單元806上設(shè)置單一個(gè)接觸點(diǎn)82,以在鏡腳展開時(shí)同時(shí)接觸鏡腳上的兩個(gè)接觸點(diǎn)841以及842,此時(shí),電路系統(tǒng)就可因偵測(cè)到這樣的電連接變化,而進(jìn)入可執(zhí)行生理訊號(hào)擷取的狀態(tài),也即,該電連接被使用作為可否執(zhí)行生理訊號(hào)擷取的一個(gè)指示。因此,可根據(jù)需求的不同而變化電接觸點(diǎn)的實(shí)際配置,沒有限制。
另外,根據(jù)本發(fā)明又一方面的構(gòu)想,則是針對(duì)鏡框單元及鏡腳上的導(dǎo)電部分已相互導(dǎo)通的眼鏡結(jié)構(gòu),也就是,眼鏡結(jié)構(gòu)本身即能達(dá)成訊號(hào)傳遞功能者。
此種眼鏡結(jié)構(gòu)可以有各種可能,例如,可以是如圖14a所示的鏡腳及鏡框單元都由金屬材質(zhì)所制成,并利用金屬絞煉結(jié)構(gòu)而相互接合者,或是如圖14c所示的無絞煉結(jié)構(gòu)的眼鏡結(jié)構(gòu),可實(shí)施為由金屬材質(zhì)所制成;也可以是膠類材質(zhì)所制成的眼鏡結(jié)構(gòu)中,于鏡框單元及鏡腳中都設(shè)置導(dǎo)電部分,例如,內(nèi)置電路板承載電路,再通過金屬絞煉結(jié)構(gòu)相互連接者;另外,也可以是金屬材質(zhì)外包覆塑料材質(zhì)或醋酸纖維材質(zhì)者,因此,沒有限制。
其中,符合此種需求的眼鏡結(jié)構(gòu)中,最常見的就是所謂的金屬框眼鏡,也即,如圖14a所示者,因此,在接下來的敘述中,會(huì)主要以此種眼鏡類型為基礎(chǔ)而進(jìn)行敘述,但正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知,其并非作為限制,同樣的實(shí)施方式也可應(yīng)用于具同樣特質(zhì)的其他眼鏡結(jié)構(gòu)中。
金屬框眼鏡結(jié)構(gòu)同樣會(huì)包括一鏡框單元,以及二鏡腳,一般而言,在常見的金屬框眼鏡結(jié)構(gòu)中,鏡框以及鏡腳多是由金屬材質(zhì)制成,不過,正如所熟知,鼻墊的材質(zhì)可能有所變化,例如,采用膠墊,或是同樣采用金屬材質(zhì),另外,有部分金屬材質(zhì)眼鏡的鏡腳末端會(huì)套有不同材質(zhì)的鏡腳套;此外,如圖14c所示的金屬框眼鏡結(jié)構(gòu),則是鏡框單元以及鏡腳被形成為一體,例如,由單片彈性金屬所形成者。
因此,當(dāng)使用金屬框眼鏡結(jié)構(gòu)時(shí),無論電極被設(shè)置于金屬材質(zhì)眼鏡結(jié)構(gòu)的哪個(gè)位置,只要能夠與金屬材質(zhì)形成電連接,都可無須額外布線地進(jìn)行電訊號(hào)傳輸。
舉例而言,其中一種可能實(shí)施方式是,請(qǐng)參閱圖14a,單一邊的鏡腳902上設(shè)有的一結(jié)合模塊40,而另一邊的鏡腳904上則設(shè)置了一結(jié)合電極部件90,并且,該結(jié)合模塊以及該結(jié)合電極部件分別于接觸頭部的內(nèi)側(cè)設(shè)置有電極92以及94,因此,基于金屬框眼鏡的特性,該結(jié)合模塊以及該結(jié)合電極只需分別于內(nèi)部與鏡腳末端接觸的位置上設(shè)置電連接點(diǎn),且確保裝設(shè)的動(dòng)作可達(dá)成電連接點(diǎn)與鏡腳的穩(wěn)定接觸,如此一來,當(dāng)結(jié)合模塊以及結(jié)合電極部件都裝設(shè)完成后,整個(gè)取樣回路即完成,使用者只要戴上眼鏡,分置于兩側(cè)的電極就可通過分別接觸頭部的兩側(cè)而取得腦電訊號(hào),且來自該結(jié)合電極部件的電訊號(hào)會(huì)經(jīng)由兩鏡腳902、904以及鏡框而傳至該結(jié)合模塊40。
通過這樣的方式,使用者只要購入結(jié)合模塊及結(jié)合電極部件,當(dāng)有需要進(jìn)行測(cè)量時(shí),再將結(jié)合模塊及結(jié)合電極部件裝設(shè)于自己的眼鏡上,就可進(jìn)行生理訊號(hào)的檢測(cè),相當(dāng)方便。
另一種可能實(shí)施方式是,請(qǐng)參閱圖14b,其顯示于兩眼之間設(shè)置電極的情形,鼻墊被使用作為電極的情形,在此,該鼻墊電極96,98可以是原本眼鏡結(jié)構(gòu)中直接形成為與金屬鏡框相連的金屬材質(zhì)鼻墊,也可以是利用包覆導(dǎo)電配件的方式而與金屬鏡框間形成電連接者,沒有限制。因此,就可利用鼻墊上的電極與結(jié)合模塊上的電極92一起取得眼電訊號(hào)以及腦電訊號(hào),同樣是相當(dāng)具有優(yōu)勢(shì)的選擇。
或者,也可以利用圖14c所示的眼鏡結(jié)構(gòu),此時(shí),通過在一側(cè)的鏡腳上設(shè)置結(jié)合模塊40,以及在兩眼間區(qū)域處設(shè)置結(jié)合電極部件90,就可通過結(jié)合模塊上的電極92接觸一側(cè)的頭部皮膚,以及結(jié)合電極部件上的電極(未顯示,位于眼鏡內(nèi)側(cè))接觸兩眼間區(qū)域的皮膚,例如,山根,而取得眼電訊號(hào)以及腦電訊號(hào)。
再一種可能的實(shí)施方式是,如圖14d所示,在單側(cè)鏡腳904上已事先形成有一電極9041,例如,如前所述,可利用更換鏡腳的方式,因此,只要再于另一邊鏡腳上裝設(shè)上結(jié)合模塊40,就可通過電極92以及9041而取得腦電訊號(hào)。
又一種可能的實(shí)施方式是,如圖14e所示,在鏡腳904與頭部側(cè)面、及/或耳朵的皮膚間有穩(wěn)定接觸的情形下,直接將鏡腳904實(shí)施作為電極,例如,通過鏡腳接觸v型凹陷的位置,再配合結(jié)合模塊40上的電極92而取得腦電訊號(hào)。
因此,只要確定鏡框單元以及鏡腳中已具有的可導(dǎo)電部分已相互導(dǎo)通,就可通過上述的方式而方便地獲得生理訊號(hào)擷取功能,尤其原本已配戴金屬框眼鏡結(jié)構(gòu)者,最簡(jiǎn)單的狀況是只需裝上一個(gè)外接模塊就可獲得生理訊號(hào)擷取功能,相當(dāng)有利于提升大眾接受度。
在此,需要注意的是,雖然圖14a-14e中所繪的電極都為朝向頭部方向,當(dāng)在實(shí)際實(shí)施時(shí),也可如前所述實(shí)施為向下接觸v型凹陷的位置,并且,無論是結(jié)合模塊、或是結(jié)合電極部件都可實(shí)施為具有如前所述的耳朵接觸部分,以承載電極,進(jìn)而確保電極與皮膚間的接觸,此外,如圖14e中,當(dāng)直接采用眼鏡結(jié)構(gòu)的鏡腳當(dāng)成電極時(shí),該鏡腳上也可設(shè)置有該耳朵接觸部分,以確保接觸的穩(wěn)定性。
另外,針對(duì)本身即能達(dá)成訊號(hào)傳遞功能的眼鏡結(jié)構(gòu),本發(fā)明進(jìn)一步提供另一種設(shè)置電極的可能性,也就是,通過外接的方式而設(shè)置電極,例如,利用與鏡腳相接的一外接元件,以將用來取得生理訊號(hào)的其中一個(gè)電極設(shè)置于該眼鏡結(jié)構(gòu)的外部,例如,圖14f顯示了將外接元件930實(shí)施為耳戴形式的情形,其中,電極(未顯示)可設(shè)置于與鏡腳通過一連接線相連接的一耳內(nèi)殼體920上,因此通過設(shè)置耳內(nèi)殼體的動(dòng)作,電極就達(dá)成與耳朵內(nèi)部的接觸,或者,該外接元件930也可實(shí)施為如圖14g所示的情形,其中,電極940被設(shè)置于與鏡腳相電結(jié)合的該外接元件930的表面上,因而可接觸如耳朵后方及/或乳突骨等位置。
在此情形下,為了取得生理訊號(hào),則可以有幾種選擇。其中一個(gè)選擇是,利用兩個(gè)電極進(jìn)行生理訊號(hào)的擷取,此時(shí),由于眼鏡結(jié)構(gòu)本身即可傳遞訊號(hào),因此另一個(gè)電極可設(shè)置于眼鏡上的任何位置,例如,該外接部件930連接的該鏡腳上,鏡框單元上,或是另一側(cè)的鏡腳上,都可進(jìn)行生理訊號(hào)擷取。
另一種選擇則是,如前所述地,原有的眼鏡結(jié)構(gòu)已經(jīng)具有兩個(gè)電極而可取得電生理訊號(hào),而通過此外接元件所連接上的電極,則可因此而改變?nèi)游恢?、取樣組合范式、取樣訊號(hào)種類等,其中,同樣有取代原有其中一個(gè)電極的方式,或是與原有電極一起進(jìn)行訊號(hào)擷取兩種選擇,以在參考組合范式與雙極組合范式,以及單通道取樣回路與雙通道取樣回路之間改變。
在此,需注意地是,電極的數(shù)量并不受限于前述的實(shí)施方式,且由于眼鏡結(jié)構(gòu)本身即能進(jìn)行訊號(hào)傳導(dǎo),因此電極的設(shè)置位置也可根據(jù)測(cè)量需求而有所改變,,例如,可以根據(jù)一般熟知的10-20腦波電極配置法(international10-20system)而設(shè)置電極,也可根據(jù)更多數(shù)量的電極配置法,或是設(shè)置于其他欲檢測(cè)的位置,可以有各種可能。
再一方面,根據(jù)本發(fā)明的再一構(gòu)想,則是針對(duì)鏡腳做出進(jìn)一步的改善。正如前述,本發(fā)明目的是在于,在不改變眼鏡結(jié)構(gòu)的正面外觀的情形下,為眼鏡結(jié)構(gòu)提供生理訊號(hào)擷取功能,因此,鏡腳將是最適合執(zhí)行改進(jìn)的位置。
請(qǐng)參閱圖15,其顯示根據(jù)本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一眼鏡組合,其中,一眼鏡結(jié)構(gòu)具有一鏡框單元以及二鏡腳,在此,特別地是,其中一鏡腳實(shí)施為具有一可替換部分1100,以及相對(duì)應(yīng)的一結(jié)合件1200,當(dāng)兩者相結(jié)合時(shí),可形成完整的鏡腳外型。
在本發(fā)明的構(gòu)想中,即希望通過該可替換部分的設(shè)計(jì)而讓眼鏡結(jié)構(gòu)可根據(jù)需求而進(jìn)行改變,也即,將該可替換部分取代為不同的取代部分,以提供更多可能的生理訊號(hào)擷取功能。
在其中一個(gè)實(shí)施例中,該取代部分被實(shí)施為一光傳感器模塊130,且該光傳感器模塊中已包含了至少部分用以擷取生理訊號(hào)所需的電路系統(tǒng)及元件,在此情形下,當(dāng)眼鏡結(jié)構(gòu)配戴于使用者頭上時(shí),設(shè)置于表面的光傳感器132將位于耳朵附近的位置,例如,耳朵上方、v型凹陷、或耳朵后方,并通過此位置而取得血液生理訊號(hào),例如,脈波訊號(hào),血氧濃度等,且通過分析脈波訊號(hào)就可獲得心率。
此種實(shí)施方式的優(yōu)勢(shì)在于,即使只是普通的眼鏡結(jié)構(gòu),只要于鏡腳處設(shè)置該可替換部分,就可簡(jiǎn)單地通過機(jī)械結(jié)合的方式,就獲得光傳感器所提供的生理信息,例如,心率,也因此,只要配戴上眼鏡,就可輕松且自然地于日常生活中獲得生理信息;而且,進(jìn)一步地,相對(duì)于配戴于手上的形式,頭部的移動(dòng)相對(duì)較少,將可提供更穩(wěn)定的訊號(hào)來源。
在另一實(shí)施例中,該取代部分被實(shí)施為一電極模塊,且該電極模塊中已包含了至少部分用以擷取電生理訊號(hào)所需的電路系統(tǒng)及元件,。舉例而言,其中一種情形是,電極模塊140上可同時(shí)具有兩個(gè)同時(shí)接觸頭部皮膚的電極141,142,以取得局部的肌電訊號(hào)、皮膚電訊號(hào),腦電訊號(hào)等;或者,另一種情形是,電極模塊150于一側(cè)具有接觸頭部皮膚的電極152,而另一個(gè)電極(未顯示)則用以供上肢進(jìn)行接觸,以由此取得心電訊號(hào)。如此一來,單純通過機(jī)械結(jié)合的替換動(dòng)作就可讓眼鏡取得電生理訊號(hào)擷取功能。
另一方面,具有該可替換部分的眼鏡結(jié)構(gòu)也可以是如前所述的已具有電路系統(tǒng)以及生理感測(cè)元件的眼鏡結(jié)構(gòu)。
舉例而言,在一實(shí)施例中,該取代部分可被用來進(jìn)行電極型態(tài)的改變,例如,該可替換部分上原已具有電極,以配合眼鏡上已有的其他電極進(jìn)行訊號(hào)擷取。由于大腦分為許多區(qū)域,且不同大腦區(qū)域掌管著人體不同的生理活動(dòng),而通過電極所取得的腦部活動(dòng)就是電極位置下方的大腦皮質(zhì)區(qū)域的腦部活動(dòng),因此,若欲了解不同區(qū)域的大腦皮質(zhì)活動(dòng),就必須通過改變電極位置的方式,而此可替換部分就提供了這樣的可能性,例如,該取代部分162也可實(shí)施為向上延伸,而使電極可取得顳葉區(qū)的腦部活動(dòng),或者,該取代部分164可實(shí)施為向后延伸距離較長(zhǎng)而使電極可取得頭部后方大腦皮質(zhì)枕葉區(qū)的腦部活動(dòng)。因此,通過簡(jiǎn)單的替換方式就可增加生理訊號(hào)擷取的多樣性。在此,電極的設(shè)置位置處可能出現(xiàn)毛發(fā)遮蔽時(shí),例如,頭部后方、或耳朵上方,則可通過采用如上所述的接觸確保結(jié)構(gòu),例如,針狀電極、分散電極等,而確保電極與皮膚間的接觸。
進(jìn)一步地,該取代部分也可被用來改變或增加所擷取的生理訊號(hào),舉例而言,該取代部分170可提供光傳感器172,而讓原有的眼鏡結(jié)構(gòu)增加取得血液生理訊號(hào)的功能;或者,若眼鏡結(jié)構(gòu)上原本僅另一側(cè)的鏡腳及/或鏡框單元上具有電極,則該取代部分180可用來在該側(cè)鏡腳上提供電極182,而增加取得腦電訊號(hào)的位置;或者,將原具有電極的該可替換部分換上不具任何生理感測(cè)元件的該取代部分,而改變腦電訊號(hào)的取樣位置,例如,從頭部?jī)蓚?cè)取得腦電訊號(hào)變?yōu)樽詢裳坶g區(qū)域及頭部一側(cè)取得腦電訊號(hào)。因此,可以有各種可能。
在此,需注意地是,上述實(shí)施例中所述的該取代部分僅是作為舉例之用,并非作為限制,其可根據(jù)與其結(jié)合的眼鏡結(jié)構(gòu)的實(shí)際設(shè)計(jì)及架構(gòu)而有各種變化,不僅限于上述的情形,只要可因更換上該取代部分而改變眼鏡結(jié)構(gòu)的生理訊號(hào)擷取功能者,都屬本發(fā)明可應(yīng)用的范疇。
另外,上述的情形也可結(jié)合實(shí)施,例如,可在替換部分中同時(shí)設(shè)置光傳感器以及電極,或者可在改變電極型態(tài)的同時(shí)也增設(shè)光傳感器等,都是可行的方式,沒有限制。
因此,通過該取代部分,將可進(jìn)一步為眼鏡結(jié)構(gòu)賦予了更多的檢測(cè)可能性,同樣是相當(dāng)具優(yōu)勢(shì)的選擇。
而除了利用取代可替代部分的方式而使眼鏡結(jié)構(gòu)獲得生理訊號(hào)擷取功能外,也可采用外部結(jié)合的方式,如圖16a-16b所示,一眼鏡結(jié)構(gòu)上可結(jié)合上一結(jié)合模塊40,而該結(jié)合模塊本身即具有完整的生理訊號(hào)擷取功能,舉例而言,圖16a所示的結(jié)合模塊上已具有二電極1110以及1112,可執(zhí)行電生理訊號(hào)擷取功能,例如,取得腦電訊號(hào),眼電訊號(hào),肌電訊號(hào),及/或皮膚電訊號(hào),或者,替代地,該結(jié)合模塊上的電極也可設(shè)置為一個(gè)接觸頭部皮膚,而另一個(gè)可供上肢接觸,以取得心電訊號(hào);另外,圖16b則顯示了結(jié)合模塊提供光傳感器1114的示意圖,而通過設(shè)置光傳感器,該結(jié)合模塊就可取得血液生理訊號(hào),進(jìn)而獲得脈波訊號(hào)、血氧濃度等。當(dāng)然,也可以一個(gè)結(jié)合模塊上同時(shí)具有電極以及光傳感器,沒有限制。
在一較佳實(shí)施例中,如圖16c所示,該結(jié)合模塊40實(shí)施為具有一彎曲部分,可在結(jié)合于鏡腳上時(shí)朝向頭部后方,并具有一耳戴結(jié)構(gòu),例如,耳內(nèi)殼體920,可結(jié)合于耳朵上,其中,一個(gè)電極1115設(shè)置于該彎曲部分的內(nèi)側(cè),且實(shí)施為分散的形式,以克服毛發(fā)的遮蔽,在此,進(jìn)一步地,各個(gè)分散接觸點(diǎn)還可實(shí)施為可伸縮的形式,更有助于達(dá)成與皮膚間的接觸,另一個(gè)電極1116則設(shè)置于該耳戴結(jié)構(gòu)上,如此一來,設(shè)置于耳戴結(jié)構(gòu)的電極被視為參考電極,以及結(jié)合模塊上的電極則被視為活動(dòng)偵測(cè)電極,可取得大腦皮質(zhì)枕葉區(qū)的腦電訊號(hào);或者,替代地,該結(jié)合模塊也可實(shí)施為與v型凹陷位置接觸,如此一來,就可取得大腦皮質(zhì)顳葉區(qū)的腦電訊號(hào)。
在此,具優(yōu)勢(shì)地是,電路系統(tǒng)可設(shè)置于該結(jié)合模塊、及/或該耳戴結(jié)構(gòu)中,沒有限制,而該結(jié)合模塊則可實(shí)施為插接、或套設(shè)于鏡腳上,尤其較佳地是,于其耳朵接觸部分上實(shí)施為具有如前所述的調(diào)整機(jī)制,以對(duì)準(zhǔn)不同使用者的相同位置,例如,v型凹陷,進(jìn)而讓使用更為方便,因此同樣沒有限制。
在此,在設(shè)置該結(jié)合模塊時(shí),較佳地是,選擇讓電極及/或光傳感器與頭部間的相對(duì)位置可持續(xù)維持穩(wěn)定者,例如,耳朵上方可通過鏡腳靠置于耳朵的動(dòng)作而獲得穩(wěn)定的力量,或是耳后可利用結(jié)合模塊的外型而達(dá)成穩(wěn)定接觸的位置。
而通過這樣的方式,無論使用者的眼鏡結(jié)構(gòu)為何種形式,都將可通過該結(jié)合模塊而獲得生理訊號(hào)擷取功能,不但使用方便,更有助于增加使用者的接受度,是相當(dāng)具有優(yōu)勢(shì)的方式。
接下來則敘述根據(jù)本發(fā)明的眼鏡結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍。
如上所述,根據(jù)本發(fā)明的眼鏡結(jié)構(gòu)依照電極設(shè)置位置的不同,可取得各種的電生理訊號(hào),例如,腦電訊號(hào),眼電訊號(hào),肌電訊號(hào),皮膚電訊號(hào),心電訊號(hào),且若可額外設(shè)置光傳感器,則可取得血液生理訊號(hào),例如,脈波訊號(hào),血氧濃度等,再配合上眼鏡結(jié)構(gòu)適合于長(zhǎng)期配戴于臉上,使得根據(jù)本發(fā)明的眼鏡結(jié)構(gòu)有各種的應(yīng)用可能。
舉例而言,可應(yīng)用于神經(jīng)生理回饋程序。神經(jīng)生理回饋常見的目的包括,但不限制于,放松,以及注意力改善等,而神經(jīng)生理回饋?zhàn)钪饕獏⒖嫉纳硇畔⒕褪抢脺y(cè)量腦電訊號(hào)而取得腦部活動(dòng),而通過本發(fā)明的眼鏡結(jié)構(gòu)來設(shè)置電極,不但電極的設(shè)置變得相當(dāng)方便,也使得用于改善身心狀況的神經(jīng)生理回饋程序可在任何時(shí)間、地點(diǎn)進(jìn)行。
另外,也有一種神經(jīng)生理回饋的目的在于訓(xùn)練左右腦的平衡、或是了解左右腦間是否同步,而此種情形則特別適合采用本發(fā)明的眼鏡形式腦電檢測(cè)裝置,因?yàn)?,眼鏡原有的結(jié)構(gòu)就具有分別架設(shè)于兩個(gè)耳朵上的鏡腳,可分別接觸頭部?jī)蓚?cè),例如,大腦皮質(zhì)顳葉區(qū)(于兩側(cè)鏡腳上設(shè)置接觸顳葉區(qū)的電極),或是大腦皮質(zhì)枕葉區(qū)(于兩鏡腳上都設(shè)置如圖11e的鏡腳向后彎曲結(jié)構(gòu)),或是大腦皮質(zhì)額葉區(qū)(利用鏡框上緣接觸眼眶上方)等,因此,只需適當(dāng)?shù)嘏渲秒姌O位置就可自然地分別獲得左右半腦的活動(dòng)情形,例如,可設(shè)置共同的一參考電極,例如,于鏡腳末端接觸乳突骨的位置,或是設(shè)置于外接的耳戴結(jié)構(gòu)上,并分別與不同鏡腳上的單個(gè)電極形成取樣回路(雙信道的參考組合范式);或者,也可于兩側(cè)鏡腳上都設(shè)置一參考電極,以與同側(cè)或另一側(cè)鏡腳上的電極形成取樣通道,同樣都可取得不同半腦的活動(dòng)情形(雙信道的參考組合范式);或者,也可于每支鏡腳上都設(shè)置兩個(gè)電極,并讓單側(cè)鏡腳上的兩個(gè)電極形成單個(gè)取樣通道,就可分別取得不同半腦的活動(dòng)情形(雙信道的雙極組合范式)。
而除了了解左右半腦的活動(dòng)情形外,當(dāng)電極被設(shè)置于較接近眼睛的位置時(shí),例如,鏡框與眼周接觸的位置,或是鏡腳接觸眼睛側(cè)面的位置等,如此的配置經(jīng)由眼電訊號(hào)也可用于了解左右眼活動(dòng)的情形,因此有各種的用途。
而在一特別的實(shí)施例中,則是實(shí)施為,由右側(cè)鼻墊上的電極與右側(cè)鏡腳上的電極形成取樣回路,以及左側(cè)鼻墊上的電極與左側(cè)鏡腳上的電極形成取樣回路,這樣的方式則特別有利于取得左右眼分別的動(dòng)作,在此,只需注意將兩個(gè)回路的電路隔開,例如,將鏡框中的金屬部件實(shí)施為左右不相接的兩個(gè)部分,以分別用于將一側(cè)的鼻墊連接一側(cè)的金屬絞煉結(jié)構(gòu),而在此情形下,電路的分布可分別直接設(shè)置于左右部分的眼鏡結(jié)構(gòu)中,或者,也可通過外接模塊與鏡腳相結(jié)合的方式而設(shè)置電路,都為可能的實(shí)施方式。
再者,也可應(yīng)用于一般的生理回饋程序,例如,很大一部分的生理回饋的目的是在放松身心,而皮膚電訊號(hào)就是生理回饋程序中最常見用來代表放松程度的生理訊號(hào),另外,肌電訊號(hào)也可表示肌肉的緊張程度,同樣是相關(guān)于放松的生理訊號(hào)。
而且,通過本發(fā)明所具有的信息提供單元,例如,設(shè)置于眼鏡結(jié)構(gòu)上的鏡片、發(fā)光元件、顯示元件、顯示單元等,與眼鏡結(jié)構(gòu)相連的耳機(jī)等,以及與眼鏡結(jié)構(gòu)進(jìn)行通訊的手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)等,在上述的各種生理回饋程序中,使用者將可實(shí)時(shí)了解自身生理狀態(tài)的改變情形,例如,通過視覺、聽覺、及/或觸覺等方式提供,并用以作為自我意識(shí)控制的依據(jù)。
此外,在設(shè)有光傳感器時(shí),可取得使用者的血液生理訊號(hào),例如,脈波訊號(hào),血氧濃度等,其中,當(dāng)可取得連續(xù)脈波訊號(hào)時(shí),將可獲得心率變化,除了可讓使用者了解配戴期間的心率變化外,也可進(jìn)一步用于取得rsa信息(respiratorysinusarrhythmia,竇性心律不整),而通過rsa信息,就可得知使用者的呼吸情形,據(jù)此,根據(jù)本發(fā)明的眼鏡結(jié)構(gòu)將可應(yīng)用于進(jìn)行呼吸訓(xùn)練,例如,可配合上信息提供單元而提供使用者呼吸導(dǎo)引,及/或因呼吸訓(xùn)練而發(fā)生變化的生理狀態(tài)等,此外,通過心率變異率(hrv,heartratevariability)的信息,還能了解自律神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)情形,其同樣是判斷人體是處于放松或緊張狀態(tài)的重要依據(jù)。
另外,由于加大rsa的振幅有助于觸發(fā)放松反應(yīng)(relaxationresponse),解除累積的壓力,而達(dá)到提高副交感神經(jīng)/交感神經(jīng)活性比例的效果,因此,可通過觀察使用者的心率變化模式,并在心率開始加速時(shí),通過導(dǎo)引告知使用者可以開始吸氣,以及在心率開始減緩時(shí),通過導(dǎo)引告知使用者可以開始吐氣,以達(dá)到增大rsa振幅的效果,也即造成呼吸與心率間的相干性(coherence),也有助于達(dá)到放松。再者,由于rsa的波峰與波谷所取得的振幅的大小,也即,在一呼吸周期中,心率的極大值與極小值間的差值,會(huì)相關(guān)于自律神經(jīng)的活性高低,因此,同樣可將此信息實(shí)時(shí)地提供給使用者,以作為使用者調(diào)節(jié)生理活動(dòng)的基礎(chǔ)。
而在一特殊的實(shí)施例中,如圖17所示,電路系統(tǒng)被設(shè)置于一腕戴結(jié)構(gòu)中,例如,手表、手環(huán)中,也就是,使用者可于平時(shí)將具有腦電訊號(hào)擷取功能的手表/手環(huán)戴于手腕上,當(dāng)有需要測(cè)量腦電訊號(hào)時(shí),再連接上眼鏡結(jié)構(gòu),以完成與眼鏡結(jié)構(gòu)上的電極的電連接,或者,平時(shí)即配戴腕戴結(jié)構(gòu)以及眼鏡,當(dāng)有測(cè)量需求時(shí)再將兩者連接,同樣是相當(dāng)方便且融入日常生活的選擇,而這樣的情形則特別適合應(yīng)用于生理回饋以及呼吸訓(xùn)練。
由于腕戴裝置所提供的可移植性以及在其上設(shè)置信息提供單元的便利性,再加上只需配合眼鏡結(jié)構(gòu)即可取得腦電訊號(hào)的設(shè)計(jì),使得使用者幾乎可以無時(shí)間、地點(diǎn)限制地進(jìn)行生理回饋/呼吸訓(xùn)練,此時(shí),若可進(jìn)一步在腕戴結(jié)構(gòu)上也設(shè)置電極,與眼鏡結(jié)構(gòu)上的電極一起取得心電訊號(hào),或是在眼鏡結(jié)構(gòu)或腕戴結(jié)構(gòu)上設(shè)置光傳感器,取得心率,都可由此而了解呼吸情形,進(jìn)而執(zhí)行呼吸訓(xùn)練程序,并且,若同時(shí)具有心電電極以及光傳感器,就可得出脈波傳遞時(shí)間(ptt),再利用ptt與血壓之間的關(guān)系而計(jì)算出參考的血壓值,或進(jìn)一步利用ppt作為生理回饋信息。因此,只需配戴腕戴結(jié)構(gòu)以及眼鏡結(jié)構(gòu),就可獲得多樣的生理信息,而且操作方便,是相當(dāng)具有優(yōu)勢(shì)的實(shí)施方式。
而且,由于腕戴結(jié)構(gòu)的設(shè)置位置正是一般設(shè)置信息提供接口的位置,例如,手表,手環(huán),因此,在進(jìn)行生理回饋或呼吸訓(xùn)練期間,可以很自然的通過腕戴結(jié)構(gòu)而提供生理回饋的信息,及/或呼吸導(dǎo)引等,或是作為使用者的輸入接口,相當(dāng)方便,此外,進(jìn)一步地,若使用者選擇閉眼進(jìn)行生理回饋或呼吸訓(xùn)練,還可通過再連接上一發(fā)聲元件,例如,連接至腕戴結(jié)構(gòu),或是延伸自眼鏡結(jié)構(gòu),或是設(shè)置于該眼鏡結(jié)構(gòu)上,以產(chǎn)生音頻,例如,可以是已儲(chǔ)存的數(shù)個(gè)音頻檔,或是實(shí)時(shí)產(chǎn)生音頻,例如,具特定頻率的音頻,且該音頻可以是聲音及/或語音,進(jìn)而通過聽覺的方式給予使用者回饋及/或引導(dǎo);或是通過腕戴結(jié)構(gòu)及/或眼鏡結(jié)構(gòu)發(fā)出振動(dòng)的方式而給予使用者回饋及/或引導(dǎo),都為相當(dāng)具有優(yōu)勢(shì)的方式。
在此,該發(fā)聲元件可實(shí)施為設(shè)置于一耳戴結(jié)構(gòu)上,例如,實(shí)施為一耳機(jī),以配戴于耳朵,讓使用更方便,而且,更進(jìn)一步地,還可于該耳戴結(jié)構(gòu)上設(shè)置電極,例如,設(shè)置于耳內(nèi)殼體的表面,以取得腦電訊號(hào),例如,如前所述地,與眼鏡結(jié)構(gòu)上的電極一起取得腦電訊號(hào),例如,作為參考電極,或是設(shè)置兩個(gè)電極而單獨(dú)取得腦電訊號(hào),都是可行的方式,或者,耳戴結(jié)構(gòu)上也可設(shè)置可供上肢接觸的電極,如此一來,就可與眼鏡結(jié)構(gòu)上的電極一起取得心電訊號(hào),或是利用耳戴結(jié)構(gòu)上的電極與腕戴結(jié)構(gòu)上的電極一起取得心電訊號(hào);再者,也可于該耳戴結(jié)構(gòu)上設(shè)置光傳感器,以取得心率,而正如前述,心率變化所能獲得的生理信息,例如,hrv,rsa,呼吸行為等,同樣可應(yīng)用于進(jìn)行生理回饋及/或呼吸訓(xùn)練,另外,當(dāng)利用兩個(gè)穿戴結(jié)構(gòu)來取得心電訊號(hào)時(shí),例如,腕戴結(jié)構(gòu)上的電極配合眼鏡結(jié)構(gòu)/耳戴結(jié)構(gòu)上的電極時(shí),也可利用心電訊號(hào)來執(zhí)行生理回饋及/或呼吸訓(xùn)練。
再進(jìn)一步地,腕戴結(jié)構(gòu)除了上述的功能外,也可提供其他的生理訊號(hào)檢測(cè)選擇,例如,可在與手腕接觸的表面上設(shè)置有電極的同時(shí),也于另一上肢可接觸的表面上設(shè)置電極,以利用兩手分別接觸電極而取得心電訊號(hào);或者,可在手腕接觸的表面設(shè)置兩個(gè)電極,以取得皮膚電訊號(hào)及/或肌電訊號(hào);或者,再延伸一指戴結(jié)構(gòu),而該指戴結(jié)構(gòu)則可實(shí)施為在與手指接觸的表面具有兩個(gè)電極,以取得皮膚電訊號(hào)及/或肌電訊號(hào),或是僅具有一個(gè)電極,并配合上可供另一上肢接觸的另一個(gè)電極,例如,設(shè)置于腕戴結(jié)構(gòu)、眼鏡結(jié)構(gòu)、或指戴結(jié)構(gòu)上,以取得心電訊號(hào),其中,該指戴結(jié)構(gòu)也可用來設(shè)置光傳感器,以取得心率、血氧濃度等血液生理信息,同樣是相當(dāng)具有優(yōu)勢(shì)的方式。另外,皮膚電訊號(hào)的取得也可通過腕戴結(jié)構(gòu)上的電極與另一穿戴結(jié)構(gòu)上的電極來達(dá)成,例如,指戴結(jié)構(gòu)、眼鏡結(jié)構(gòu)、或耳戴結(jié)構(gòu)。
而除了應(yīng)用于生理回饋以及呼吸導(dǎo)引外,也可用來偵測(cè)人體的精神狀態(tài)。
人的精神狀態(tài)可通過許多的生理訊號(hào)而得知,例如,腦電訊號(hào),眼電訊號(hào),自律神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng)狀態(tài)等,其中,不同腦波頻率代表著人體的不同精神狀態(tài),例如,當(dāng)人體處于清醒且專注的狀態(tài)時(shí),可測(cè)得占優(yōu)勢(shì)的β波(約12-28hz),另一方面,當(dāng)人體處于放松的狀態(tài)時(shí),則可測(cè)得占優(yōu)勢(shì)的α波(約8-12hz),而當(dāng)即將進(jìn)入了睡眠狀態(tài)時(shí),則可觀察到頻率更低的腦波。
再者,自律神經(jīng)系統(tǒng)中,當(dāng)交感神經(jīng)活性增加時(shí),會(huì)使人體趨向緊張的狀態(tài),而當(dāng)副交感神經(jīng)活性增加時(shí),則會(huì)趨使人體進(jìn)入放松的狀態(tài),且在這期間,人體的各種生理現(xiàn)象也會(huì)有相對(duì)應(yīng)的變化,例如,當(dāng)副交感神經(jīng)活性增加時(shí),心率即會(huì)隨之下降,因此,通過觀察反應(yīng)自律神經(jīng)系統(tǒng)變化的生理訊號(hào)也可了解人的精神狀態(tài)。
另外,也已有大量的實(shí)驗(yàn)證實(shí),眨眼模式與人的疲勞程度、注意力缺乏、以及壓力等有一定的相關(guān)性,而這些也反應(yīng)了人的精神狀態(tài),因此,通過偵測(cè)眼電訊號(hào)而得知眨眼模式,例如,單位時(shí)間的眨眼次數(shù)是否出現(xiàn)改變,以及眨眼速度是否變慢等,也有助于了解人的精神狀態(tài),例如,是否出現(xiàn)了睡意,而這些都可通過取得眼電訊號(hào)而得知。
如前所述地,這些訊號(hào)都可通過本發(fā)明的眼鏡結(jié)構(gòu)而取得,而既然是希望于日常生活、學(xué)習(xí)、工作期間用以偵測(cè)人的清醒狀態(tài)、睡意程度、或疲勞程度,則眼鏡結(jié)構(gòu)具有不顯突兀、使用者的接受度大的優(yōu)勢(shì),將是最為適合的選擇。
進(jìn)一步地,若可通過同時(shí)參考多種生理信息的方式,將可有效地提升檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度,舉例而言,在取得腦電訊號(hào)的同時(shí)也參考眼電訊號(hào),以得知使用者的眼睛活動(dòng)情形,或是同時(shí)分析腦波以及自律神經(jīng)活動(dòng)的狀態(tài),以通過多重的指標(biāo)而增加判斷的準(zhǔn)確度。
所以,在一較佳實(shí)施例中,本發(fā)明實(shí)施為通過同時(shí)偵測(cè)腦電訊號(hào)以及眼動(dòng)訊號(hào)而判斷人的精神狀態(tài),選擇這樣的組合是基于,在通過腦波的頻率而了解使用者處于精神集中或是放松狀態(tài)的情形下,若是可以配合上眼電訊號(hào)來確認(rèn)使用者的眼睛活動(dòng)狀態(tài),將有助于判斷使用者并非處于休息狀態(tài),再加上,眼電訊號(hào)還可提供使用者眨眼模式的信息,例如,如前所述地,眨眼次數(shù)及/或眨眼速度是否出現(xiàn)變化,如此一來,就可更為精準(zhǔn)地判斷使用者的精神狀態(tài)。
而如前所述,可通過于鏡框單元上設(shè)置電極,例如,鼻梁、山根、兩眼間區(qū)域、眼眶四周等位置設(shè)置電極,再配合上鏡腳上的電極就同時(shí)取得腦電訊號(hào)以及眼電訊號(hào),且由兩種訊號(hào)的訊號(hào)強(qiáng)度以及訊號(hào)特征有一定程度的差異,因此,通過訊號(hào)處理的方式就可將兩者分開,據(jù)此,在最少僅需兩個(gè)電極的情形下就可同時(shí)取得用以判斷精神狀態(tài)的兩種生理訊號(hào),不但大幅降低了設(shè)置生理感測(cè)元件的復(fù)雜度,也同時(shí)最大化了使用效益,是相當(dāng)具優(yōu)勢(shì)的方式,而且,通過這樣的設(shè)計(jì),使用者只需輕松戴上眼鏡就可達(dá)到監(jiān)測(cè)自身精神狀態(tài)的目的,相當(dāng)方便。
而在一另一較佳實(shí)施例中,本發(fā)明則實(shí)施為同時(shí)利用眼電訊號(hào)以及心率信息作為判斷精神狀態(tài)的基礎(chǔ)。而會(huì)采用此兩種生理信息的原因在于,除了眼電訊號(hào)可分析得知眨眼模式外,通過分析心率信息,也可獲得許多可代表精神狀態(tài)的生理信息,舉例而言,如前所述,分析心率信息可得出自律神經(jīng)活動(dòng)信息以及呼吸情形等,其中,自律神經(jīng)活動(dòng)情形可判斷精神狀態(tài)處于緊張或放松,另外,當(dāng)精神狀態(tài)處于放松、疲勞、嗜睡時(shí),呼吸頻率也會(huì)變低,因此也可以此作為判斷的基礎(chǔ),此外,心率在自律神經(jīng)系統(tǒng)的控制下,也會(huì)于放松、疲勞、嗜睡期間出現(xiàn)心率下降的現(xiàn)象。因此,通過結(jié)合腦波頻率以及心率信息,也可有助于更精準(zhǔn)的判斷使用者的精神狀態(tài)。
另一方面,由于精神狀態(tài)的偵測(cè)通常的應(yīng)用是在一般日常生活的工作期間,例如,開車期間,因此,提醒的機(jī)制同樣相當(dāng)重要。而具優(yōu)勢(shì)地是,基于眼鏡結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特性,當(dāng)判斷出使用者的精神狀態(tài)不佳,例如,符合一默認(rèn)值時(shí),可自然地通過設(shè)置于眼鏡結(jié)構(gòu)上的信息提供接口而發(fā)出提醒訊息,進(jìn)而讓使用者改善其精神狀態(tài),舉例而言,如前所述,可通過于眼鏡附近設(shè)置發(fā)光元件,可利用設(shè)置顯示元件、顯示單元等方式達(dá)到視覺提醒的效果,例如,發(fā)出閃光、產(chǎn)生顏色變化、出現(xiàn)提醒訊息等;或者,也可在鏡腳接近耳朵的位置附近設(shè)置發(fā)聲元件(空氣傳導(dǎo)或骨傳導(dǎo)形式),或?qū)嵤橛社R腳延伸出耳機(jī)(空氣傳導(dǎo)或骨傳導(dǎo)形式),以通過聲音、語音進(jìn)行提醒;或者,也可通過在眼鏡結(jié)構(gòu)與皮膚接觸的位置處設(shè)置振動(dòng)模塊而產(chǎn)生振動(dòng),另外,也可實(shí)施為將振動(dòng)模塊設(shè)置于耳機(jī)內(nèi),沒有限制。
當(dāng)然,也可實(shí)施為,將判斷得出的精神狀態(tài)通過信息提供接口而實(shí)時(shí)地提供給使用者,例如,可將精神狀態(tài)數(shù)據(jù)化,而通過數(shù)字進(jìn)行顯示,或者,可利用顏色變化、振動(dòng)大小、聲音大小等來表現(xiàn)當(dāng)下的精神狀態(tài),都無限制。
此外,所取得的生理訊號(hào)除了通過設(shè)置于穿戴結(jié)構(gòu)中的處理器模塊執(zhí)行計(jì)算/分析進(jìn)而得出提醒訊息外,也可實(shí)施為,將所取得的生理訊號(hào)傳送至該外部裝置,并由該外部裝置根據(jù)所接收的生理訊號(hào)而進(jìn)行精神狀態(tài)的分析,此時(shí),有關(guān)精神狀態(tài)的信息以及有需要對(duì)使用者發(fā)出提醒時(shí)的提醒訊息,將可直接通過該外部裝置的信息提供接口而提供給使用者,或是再回傳至該穿戴裝置上,通過其上的信息提供單元而提供。而在另一較佳實(shí)施例中,則實(shí)施為穿戴于身上的裝置將產(chǎn)生的精神狀態(tài)信息及/或提醒訊息傳送至外部裝置,并由該外部裝置的信息提供接口將相關(guān)精神狀態(tài)的信息及/或提醒訊息提供給使用者。在此,需注意地是,該外部裝置同樣可通過產(chǎn)生觸覺、聽覺、或視覺訊號(hào)等形式而將信息及/或訊息提供給使用者,沒有限制。
此外,由于清醒狀態(tài)的偵測(cè)多在于日常生活期間,例如,長(zhǎng)時(shí)間開車,若可再配合上標(biāo)記檢測(cè)的起始時(shí)間點(diǎn),例如,當(dāng)進(jìn)入開車期間,啟動(dòng)精神狀態(tài)的偵測(cè),將可更精準(zhǔn)地提供判斷結(jié)果。
再者,也可應(yīng)用于對(duì)人體進(jìn)行刺激,以達(dá)到改變生理狀態(tài)、腦部狀態(tài)、意識(shí)狀態(tài)等效果,舉例而言,較常見的功用是,用來達(dá)到放松,提高專注度,例如,治療adhd(attentiondeficithyperactivitydisorder,注意力缺陷過動(dòng)癥),改善記憶力,改變精神狀態(tài),例如,治療ptsd(posttraumaticstressdisorder,創(chuàng)傷后壓力癥候群),提升心理能力及表現(xiàn)(mentalcapabilityandperformance),改變大腦狀態(tài),例如,治療失智癥(dementia),改變認(rèn)知狀態(tài)(cognitivestate),改變/誘發(fā)睡眠狀態(tài)等各種功效。
而針對(duì)此項(xiàng)應(yīng)用,眼鏡結(jié)構(gòu)所具有的優(yōu)勢(shì)是,其原有的結(jié)構(gòu)環(huán)繞于頭部的周圍,且涵蓋眼睛,因此,無論是視覺、聽覺、及/或觸覺形式的刺激都可實(shí)施,例如,可在單邊、或兩邊鏡框或鏡腳接近眼睛的位置設(shè)置顯示元件,例如,顯示元件,發(fā)光元件等,以產(chǎn)生閃光、顏色變化等,以進(jìn)行視覺刺激;或是在鏡腳接近耳朵的位置附近設(shè)置發(fā)聲元件(空氣傳導(dǎo)式或骨傳導(dǎo)式),或?qū)嵤檫B接出一耳機(jī)(空氣傳導(dǎo)式或骨傳導(dǎo)式),以產(chǎn)生聽覺刺激;或者,可在鏡框、鏡腳上設(shè)置振蕩器,以產(chǎn)生振動(dòng)刺激;或者,更進(jìn)一步地,可通過設(shè)置電極而產(chǎn)生電刺激。同樣地,當(dāng)實(shí)施為耳戴結(jié)構(gòu)時(shí),其同樣能夠產(chǎn)生這些刺激,例如,可由耳戴結(jié)構(gòu)延伸出顯示元件,在耳戴結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置發(fā)聲元件,及/或于耳戴結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置振動(dòng)模塊等,以及透過設(shè)置于耳戴結(jié)構(gòu)的電極而進(jìn)行電刺激。
首先,基于本發(fā)明的眼鏡結(jié)構(gòu)、耳戴結(jié)構(gòu)上原本即設(shè)置有電極,因此,具優(yōu)勢(shì)地是應(yīng)用于進(jìn)行電刺激。
舉例而言,常見的電刺激包括,例如,tcs(transcranialcurrentstimulation,經(jīng)顱電刺激),tens(transcutaneouselectricalnervestimulation,經(jīng)皮神經(jīng)電刺激),met(microcurrentelectricaltherapy,微電流電療法),以及其他已知的電刺激等,其中,常見形式的tcs包括tdcs(transcranialdirectcurrentstimulation,經(jīng)顱直流電刺激),tacs(transcranialalternatingcurrentstimulation,經(jīng)顱交流電刺激),以及trns(transcranialrandomnoisestimulation,經(jīng)顱隨機(jī)噪聲刺激),而特別地是,由于經(jīng)顱電刺激(施加電流范圍通常低于2毫安)是施加于大腦皮質(zhì)上方的局部生理組織,進(jìn)而影響對(duì)應(yīng)的大腦皮質(zhì)的活動(dòng),且所施加的電流非常的微弱,因此,在執(zhí)行電刺激的期間,受試者通常不會(huì)有明顯的感覺,其中,不同大腦皮質(zhì)區(qū)(如圖5a所示)分別對(duì)應(yīng)地掌管人體不同的功能,例如,視覺主要由枕葉區(qū)掌管,聽覺主要由顳葉區(qū)掌管,體感主要由頂葉掌管,以及高級(jí)認(rèn)知功能,如語言、自我意識(shí)等,則主要由額葉區(qū)掌管,因此,通過將電極設(shè)置于對(duì)應(yīng)于不同大腦皮質(zhì)區(qū)域的頭骨上,除了可取得相對(duì)皮質(zhì)區(qū)的活動(dòng)情形外,也可針對(duì)通過進(jìn)行電刺激的方式而對(duì)該區(qū)域的大腦皮質(zhì)產(chǎn)生影響。
尚有一種電刺激種類,舌頭電刺激(electrodestimulationoftongue)。根據(jù)研究顯示,對(duì)舌頭進(jìn)行電刺激能夠活化兩個(gè)主要的腦神經(jīng):舌神經(jīng)(三叉神經(jīng)的一部分)和鼓索神經(jīng)(chordatympani)(顏面神經(jīng)的一部分),而對(duì)于腦神經(jīng)的刺激則是能夠產(chǎn)生傳達(dá)至頂葉皮質(zhì)體感區(qū)以及直達(dá)腦干的神經(jīng)沖動(dòng)流(flowofneuralimpulses),其中,腦干是許多生命功能的控制中心,包括,感官知覺以及運(yùn)動(dòng),然后,從腦干起始,這些神經(jīng)沖動(dòng)將穿過腦部并活化、或再次活化神經(jīng)元以及與腦功能有關(guān)的結(jié)構(gòu)--大腦皮質(zhì),脊髓,以及,潛在地,整個(gè)中樞神經(jīng)系統(tǒng)。
已知,對(duì)于人體施以電刺激,除了能達(dá)到前述的各種功效外,也已知有助于改善某些病征,例如,肩頸疼痛等局部疼痛、偏頭痛、憂郁癥、癲癇、中風(fēng)等,其中,用來進(jìn)行刺激的位置,例如,三叉神經(jīng)、迷走神經(jīng)、交感神經(jīng)、大腦皮質(zhì)等,都位于頭部以及耳朵附近,恰好鄰近眼鏡結(jié)構(gòu)以及耳戴結(jié)構(gòu)的位置,例如,耳垂、耳廓、耳道、耳后、太陽穴附近、前額、頭頂、腦后等,舉例而言,三叉神經(jīng)的許多分支,例如,耳顳神經(jīng)(auriculotemporalnerve)位于耳朵附近及上方,另外,眶上神經(jīng)(supraorbitalnerve),滑車上動(dòng)脈神經(jīng)(supratrochleararterynerve),以及眼神經(jīng)(ophthalmicnerve)等則位于眼眶與額頭附近,而這些就剛好是眼鏡結(jié)構(gòu)/耳戴結(jié)構(gòu)設(shè)置于頭部/耳朵時(shí)會(huì)接觸的位置,因此,相當(dāng)適合利用眼鏡結(jié)構(gòu)以及耳戴結(jié)構(gòu)來實(shí)施;再者,也可通過對(duì)針灸穴位進(jìn)行電刺激的方式而達(dá)到改善生理狀態(tài)的效果。
舉例而言,可以實(shí)施為眼鏡形式,直接通過設(shè)置于眼鏡結(jié)構(gòu)的兩個(gè)電極,例如,接觸頭部?jī)蓚?cè)的電極,或是接觸兩眼間區(qū)域以及頭部一側(cè)的電極,就可對(duì)腦部進(jìn)行電刺激;另外,當(dāng)同時(shí)具有耳戴結(jié)構(gòu)時(shí),可通過如上所述的設(shè)置于耳戴結(jié)構(gòu)上的電極,而與眼鏡上的電極一起對(duì)腦部進(jìn)行電刺激。而由于只要直接配戴上穿戴結(jié)構(gòu),完成電極的接觸,即可進(jìn)行電刺激,因此,無論采用何種形式,都可讓電刺激的執(zhí)行變得更為簡(jiǎn)易,相當(dāng)方便。
而除了直接利用穿戴結(jié)構(gòu)上的電極進(jìn)行電刺激外,也可有其他實(shí)施方式,舉例而言,可通過穿戴結(jié)構(gòu)作為媒介,而延伸出電極,以進(jìn)行電刺激,例如,可以是僅延伸出一個(gè)電極,并與穿戴結(jié)構(gòu)上的其中一個(gè)電極一起執(zhí)行電刺激,也可以是延伸出兩個(gè)電極,而通過兩個(gè)延伸電極執(zhí)行電刺激,都為可行的方式,而當(dāng)利用延伸電極的形式時(shí),具優(yōu)勢(shì)地是,可選擇接觸的位置則變得更為廣泛,不受限于穿戴結(jié)構(gòu)的設(shè)置位置,例如,如圖18a-18b所示,可由眼鏡的鏡腳延伸出電極而接觸頸后、耳后、額頭等,也可由耳戴結(jié)構(gòu)延伸出電極接觸額頭、太陽穴、頸后、耳朵后方等,因此,可以有各種可能,而在此需注意地是,雖然圖中所示為延伸出兩個(gè)電極,但也可實(shí)施為僅延伸出一個(gè)電極,沒有限制。
當(dāng)延伸出電極時(shí),則可利用依附元件而將電極設(shè)置于皮膚上,例如,如圖中所示的貼片,或者,該依附元件也可以是另一個(gè)穿戴結(jié)構(gòu),例如,采用由眼鏡結(jié)構(gòu)延伸出耳戴結(jié)構(gòu)、頸戴結(jié)構(gòu)、臂戴結(jié)構(gòu)、腕戴結(jié)構(gòu)、指戴結(jié)構(gòu)等的形式。
或者,也可由耳戴結(jié)構(gòu)延伸出另一個(gè)穿戴結(jié)構(gòu),例如,另一個(gè)耳戴結(jié)構(gòu)、頭戴結(jié)構(gòu)、頸戴結(jié)構(gòu)、臂戴結(jié)構(gòu)、腕戴結(jié)構(gòu)、指戴結(jié)構(gòu)等形式,都為可行的方式,其中,頭戴結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)置位置的不同,可讓電極被設(shè)置于對(duì)應(yīng)大腦皮質(zhì)的額葉區(qū)、頂葉區(qū)(如圖19a-19b所示)、枕葉區(qū)等位置,頸戴結(jié)構(gòu)則可讓電極被設(shè)置于頸部、肩膀附近的位置,因此,可依實(shí)際使用需求而改變,沒有限制。
再者,特別地是,當(dāng)進(jìn)行舌頭電刺激時(shí),該依附元件則可實(shí)施為一口內(nèi)結(jié)構(gòu),以讓使用者能夠?qū)⒍鄠€(gè)電極設(shè)置于舌頭上,而當(dāng)進(jìn)行舌頭電刺激時(shí),設(shè)置于該口內(nèi)結(jié)構(gòu)上的電極配置,較佳地是,實(shí)施為排列成矩陣形式,例如,9x9或是12x12的電極配置,且在提供電刺激時(shí),可實(shí)施為根據(jù)程控而有不同的電刺激方式變化,例如,經(jīng)由電極配置而產(chǎn)生的具有時(shí)間或空間變化的電刺激模式(pattern),因此,可依實(shí)際使用需求而改變,沒有限制。
另外,替代地,當(dāng)實(shí)施為兩個(gè)延伸電極時(shí),可實(shí)施為由兩個(gè)延伸元件分別用以承載,也可實(shí)施為由一個(gè)延伸元件同時(shí)承載兩個(gè)電極,沒有限制。
在此,需注意的是,所采用的電極,無論是設(shè)置于穿戴結(jié)構(gòu)上的電極、或是延伸而出的電極,都可實(shí)施為干式電極、或濕式電極,例如,使用導(dǎo)電膏的電極,沒有限制,其中,尤其具有優(yōu)勢(shì)的是,采用自黏濕式電極,例如,貼片式電極,可在穿戴結(jié)構(gòu)以外進(jìn)一步提高電極與皮膚的接觸穩(wěn)定性,至于實(shí)施的形式則有許多選擇,例如,可通過延伸形式而使用濕式電極,也可以將原有穿戴結(jié)構(gòu)的電極替換為濕式電極,都為可行的方式。
而當(dāng)采用干式電極的形式時(shí),尤其具有優(yōu)勢(shì)地則是,可采用如前所述的接觸確保結(jié)構(gòu),例如,實(shí)施為分散的電接觸點(diǎn)、及/或?qū)嵤榭缮炜s的結(jié)構(gòu)等,特別地是,頭部附近的接觸點(diǎn)很可能會(huì)受到毛發(fā)的阻擋,通過采用接觸確保結(jié)構(gòu),將可確保電刺激的執(zhí)行。因此,可根據(jù)使用目的而選擇適合的電極種類,沒有限制。
在實(shí)施時(shí),主要是由一訊號(hào)產(chǎn)生單元產(chǎn)生一電訊號(hào),并傳送至與其相連接的電極,以由此使電極對(duì)使用者施加電刺激,因此,通過改變?cè)撾娪嵦?hào),電極所施加于使用者的電刺激即可被改變。在此,需注意地是,所產(chǎn)生的電刺激是非侵入的形式,而所施加的電刺激的內(nèi)容,則可以根據(jù)電刺激的目的而改變,例如,可選擇采用基于正弦波、方波或其他波形的電流、電壓變化,或者,在采用脈波的情形下,即使頻率相同,也可通過脈波寬度調(diào)變(pulsewidthmodulation)而改變刺激的持續(xù)期間;或者,在希望利用直流電進(jìn)行刺激的情形下,可將直流電作為偏壓(offset),在于其上加載所選擇的波形,也為可行的方式,因此沒有限制。
另外,進(jìn)一步具有優(yōu)勢(shì)地是,由于本申請(qǐng)的穿戴結(jié)構(gòu)原本即設(shè)計(jì)用于取得腦電訊號(hào)及/或其他生理訊號(hào),因此,還可將生理訊號(hào)的檢測(cè)功能與電刺激結(jié)合在同一個(gè)裝置上,而通過這樣的結(jié)合,就等于直接提供了可確認(rèn)電刺激效果的手段,無疑是更具優(yōu)勢(shì)的選擇。
舉例而言,其中一種會(huì)因電刺激而改變的生理狀態(tài)是腦部活動(dòng)狀態(tài),而通過腦電訊號(hào)就可得知其變化,例如,如前所述,可觀察α波與β波的比例,進(jìn)而了解使用者當(dāng)下的放松、緊張程度,另外,通過多通道的設(shè)置,可得知左右腦的活動(dòng)、能量差異,再者,還可觀察出左右腦間的電位差,此外,皮層慢電位(scp)則可用來了解專注力的腦部活動(dòng),而在了解腦部活動(dòng)狀態(tài)后,就可通過調(diào)整電刺激的各種參數(shù),例如,電流、電壓、強(qiáng)度、頻率、工作周期(dutycycle)、持續(xù)期間等,而對(duì)腦部產(chǎn)生影響,進(jìn)而達(dá)到目的,并且,也可在進(jìn)行電刺激后,通過了解腦部活動(dòng)的變化而得知電刺激的效果,并作為依據(jù)而進(jìn)行調(diào)整。
替代地,皮膚電活動(dòng)(eda,electrodermalactivity)也是觀察生理狀態(tài)變化的一個(gè)指標(biāo)。通過設(shè)置于頭部的電極,或是延伸至身體其他部位的電極,例如,頸部、肩膀、手腕、手指,都可取得進(jìn)行電刺激部位的皮膚電活動(dòng),而無論是在電刺激開始前、電刺激執(zhí)行期間、及/或電刺激之后,都可通過觀察皮膚電活動(dòng)的變化而作為決定、及/或調(diào)整電刺激模式的參考。
替代地,還可通過偵測(cè)心率變化而觀察因電刺激而改變的生理狀態(tài)。心率經(jīng)過計(jì)算可得出心跳變異度(hrv,heartratevariability),而心跳變異度則是已知了解自律神經(jīng)系統(tǒng)最佳的途徑,因此,無論是電刺激的目的是放松、提升注意力、改善精神狀態(tài)、改善睡眠狀態(tài)、改變大腦狀態(tài)、或是治療某些病征,通過了解自律神經(jīng)的變化,都可有效的掌控相關(guān)的生理變化,進(jìn)而作為調(diào)整電刺激的依據(jù)。在此,心率的取得可通過配置光傳感器,或是心電電極,沒有限制。
另一方面,當(dāng)偵測(cè)腦波發(fā)現(xiàn)使用者出現(xiàn)睡意時(shí),也可通過電刺激的執(zhí)行而達(dá)到提醒、防止入睡的效果,例如,使用者可選擇在開車、念書的時(shí)候配戴眼鏡、耳機(jī)、頸戴結(jié)構(gòu)等,并通過監(jiān)測(cè)腦波、皮膚電活動(dòng)、及/或心率而得知是否出現(xiàn)睡意,以作為產(chǎn)生電刺激的依據(jù)。
在此,需注意地是,當(dāng)所偵測(cè)的生理訊號(hào)為電生理訊號(hào)時(shí),則用于取得電生理訊號(hào)的電極與用于執(zhí)行電刺激的電極,還可進(jìn)一步實(shí)施為彼此共享,例如,其中一個(gè)電極共享,或是兩個(gè)電極都共享,可讓整體配置更為簡(jiǎn)化。
上述根據(jù)生理狀態(tài)而產(chǎn)生、調(diào)整電刺激的實(shí)施情形,可以有不同的實(shí)施選擇。舉例而言,可實(shí)施為由訊號(hào)產(chǎn)生單元自動(dòng)控制電刺激的產(chǎn)生、電刺激的模式、電刺激的參數(shù),也可實(shí)施為讓使用者自行操作,例如,可通過手機(jī)屏幕、穿戴于手腕的顯示元件、眼鏡的鏡片、或耳機(jī)等,而通知使用者所測(cè)得的生理狀態(tài)信息,之后,使用者就可通過操作接口而決定自己是否要進(jìn)行電刺激、要選擇何種電刺激的模式、或是否要調(diào)整電刺激的參數(shù)等,當(dāng)然,也可實(shí)施為可依需求而選擇自動(dòng)或手動(dòng)操作模式,都無限制。
舉例而言,可以提供一電刺激模式集合,以供使用者自由選擇,或是進(jìn)一步實(shí)施為,先根據(jù)所測(cè)得的生理狀態(tài)信息而自集合中選擇出相關(guān)的電刺激模式后,再供使用者進(jìn)行選擇,或者,也可實(shí)施為讓使用者可調(diào)整如前所述的電刺激參數(shù)設(shè)定,都為可能的實(shí)施方式,沒有限制。
因此,通過穿戴結(jié)構(gòu)而進(jìn)行電刺激,確實(shí)提供了讓電刺激的執(zhí)行更為容易的方式,若再加上可實(shí)時(shí)取得使用者的生理訊號(hào),則更有助于改善電刺激模式的調(diào)整及選擇,以及電刺激所能達(dá)到的效果,因此確實(shí)是相當(dāng)具有優(yōu)勢(shì)的方式。
另一方面,在本發(fā)明的眼鏡結(jié)構(gòu)及/或耳戴結(jié)構(gòu)可取得腦電訊號(hào)的前提下,特別地是,還可應(yīng)用于執(zhí)行生理共振刺激(physiologicalresonancestimulation)。
首先,一腦部活動(dòng)偵測(cè)單元會(huì)通過至少二腦電電極而取得一特定時(shí)間的腦電訊號(hào),之后,通過一處理單元對(duì)所取得的腦電訊號(hào)執(zhí)行頻域分析處理,例如,通過傅立葉變換,或是利用數(shù)字濾波器,可獲得腦電訊號(hào)的能量分布,接著,分別在不同腦波頻段中,例如,δ頻段(0.1-3赫茲),θ頻段(4-7赫茲),慢速α頻段(8-9赫茲),中間α頻段(9-12赫茲),快速α頻段(12-14赫茲),慢速β頻段(12.5-16赫茲),中間β頻段(16.5-20赫茲),快速β頻段(20.5-28赫茲),或是其他頻段,可觀察到該段時(shí)間內(nèi)的一個(gè)或數(shù)個(gè)能量峰值(peakenergy),例如,于α頻段內(nèi)出現(xiàn)8赫茲的能量峰值,或同時(shí)出現(xiàn)8赫茲及10赫茲的能量峰值,而在選定一頻段范圍,例如,選擇α頻段、或是自行定義的一頻段范圍后,一刺激訊號(hào)產(chǎn)生單元就能以該頻段內(nèi)的該能量峰值的頻率作為基礎(chǔ)而產(chǎn)生一生理刺激訊號(hào),并施加至使用者。
在此,需注意地是,該特定時(shí)間可實(shí)施為實(shí)時(shí),例如,每秒鐘或更短的時(shí)間即執(zhí)行一次頻域分析處理,也可取較長(zhǎng)的一段時(shí)間,例如,5分鐘或更長(zhǎng)的時(shí)間,再將長(zhǎng)時(shí)間分段執(zhí)行頻域分析處理,之后再取平均值,或是整段時(shí)間直接進(jìn)行頻域分析處理,都是可能的方式,可依實(shí)際需求而改變,沒有一定的限制。
至于刺激訊號(hào)的頻率的決定,經(jīng)研究后較佳的方式是,選擇與該能量峰值具有頻率比例關(guān)系的頻率,例如,若假設(shè)刺激訊號(hào)的頻率為n,能量峰值的頻率為m,則n與m為整數(shù)的比例關(guān)系都為可行,例如,n:m可以為1:2,1:3,2:3,3:2,3:1等,沒有限制,如此一來,通過兩者間所具有的比例關(guān)系,就能有利于達(dá)到同步(entrainment),進(jìn)而達(dá)到共振(resonance)現(xiàn)象。
在此,需要注意地是,只要是根據(jù)上述方法所決定該峰值能量頻率及頻率比例關(guān)系,在實(shí)際實(shí)施時(shí),都可容許些微的偏移,都屬本發(fā)明的范疇,沒有限制,另外,也可混合分別具有不同比例關(guān)系的刺激訊號(hào),例如,混合比例關(guān)系分別為1:2,以及1:3的兩種刺激訊號(hào),以通過多個(gè)諧波成分而更有利于達(dá)成同步/共振,而且,混合的訊號(hào)比例、強(qiáng)度及種類還可實(shí)施為隨著時(shí)間而改變,再者,當(dāng)實(shí)施為提供聽覺刺激時(shí),可進(jìn)一步混合音樂,例如,自然界的聲音,以增加使用者的接受度。因此,可以有各種可能,沒有限制。
當(dāng)達(dá)到共振之后,其中一種可能是,可達(dá)到增大目標(biāo)峰值能量的效果,例如,所選定的8赫茲能量峰值,會(huì)出現(xiàn)振幅的增加,另一種可能則是,可對(duì)所選定頻段內(nèi)的能量峰值的頻率產(chǎn)生影響,例如,當(dāng)達(dá)共振后,可通過改變外部施加刺激的頻率,例如,由8赫茲改變?yōu)?.1赫茲,以通過共振所產(chǎn)生的兩者間牽引力量,使得該能量峰值的頻率因此而發(fā)生改變,如此一來,就可通過逐漸增加或減少施加刺激頻率的方式,而達(dá)到改變?cè)凶匀活l率的牽引效應(yīng)。
進(jìn)一步地,通過增大目標(biāo)峰值能量的方式、或是通過改變所提供的刺激訊號(hào)的頻率而達(dá)到牽引并影響該能量峰值的頻率的方式,就有可能獲得改變生理、或腦部狀態(tài)、及/或意識(shí)狀態(tài)的效果,例如,能誘發(fā)睡眠狀態(tài)、清醒程度、放松程度、冥想深度(meditationdepth)等各種人體生理狀態(tài),也可對(duì)于一些相關(guān)于腦部活動(dòng)的疾病,例如,癲癇、偏頭痛等有正面的效應(yīng)。
至于刺激訊號(hào)的種類則有各種可能,例如,視覺刺激訊號(hào),聽覺刺激訊號(hào),或是電刺激訊號(hào)等都是可行的方式,舉例而言,視覺刺激訊號(hào)可以是具比例關(guān)系的閃爍速率的視頻訊號(hào),例如,可利用設(shè)置led、lcd、或其他顯示元件而實(shí)施為閃光的形式,聽覺刺激訊號(hào)可以是具比例關(guān)系的聲音變化頻率的音頻訊號(hào),例如,可利用發(fā)聲元件(空氣傳導(dǎo)式或骨傳導(dǎo)式)而產(chǎn)生,而在一特殊的實(shí)施例中,聽覺刺激訊號(hào)的產(chǎn)生則是可通過兩個(gè)聲音產(chǎn)生源來達(dá)成,也即利用所謂的雙聲道拍頻(binauralbeats)方法,通過提供具有一頻率差的兩個(gè)聽覺訊號(hào),并使該頻率差與該目標(biāo)峰值的頻率具比例關(guān)系,而當(dāng)此兩個(gè)聽覺訊號(hào)同時(shí)被饋入腦部時(shí),大腦最終會(huì)產(chǎn)生感覺到具有該頻率差的一第三聽覺訊號(hào)的效果,而這樣的兩個(gè)聲音產(chǎn)生源,則有各種實(shí)施方式,例如,可于眼鏡結(jié)構(gòu)兩側(cè)的鏡腳上都設(shè)置發(fā)聲元件,此種方式尤其適合采用骨傳導(dǎo)式發(fā)聲元件,如此一來,眼鏡結(jié)構(gòu)造型將不會(huì)有太大的改變;或者,發(fā)聲元件也可設(shè)置于由眼鏡結(jié)構(gòu)延伸而出的耳戴結(jié)構(gòu)上,例如,可由單邊鏡腳延伸出兩個(gè)耳戴結(jié)構(gòu),或分別由兩鏡腳各延伸出一耳戴結(jié)構(gòu),以設(shè)置于兩個(gè)耳朵上;或者,也相當(dāng)適合實(shí)施于單獨(dú)采用兩個(gè)耳戴結(jié)構(gòu)的情形,只需分別增設(shè)發(fā)聲元件即可,都是可以實(shí)施方式。
電刺激也有不同的實(shí)施形式,如前所述,可通過選擇不同的電流、電壓施加波形而改變電刺激的型態(tài),此外,電刺激還可選擇刺激的部位,如前所述,可通過經(jīng)顱電刺激、經(jīng)皮神經(jīng)電刺激、或是通過舌頭電刺激等方式而執(zhí)行,因此,有各種可能。
再者,除了施加單種刺激外,也可同時(shí)施加兩種以上的刺激,例如,同實(shí)施加視覺刺激以及聽覺刺激,或是同時(shí)施加電刺激以及聽覺刺激等,或是對(duì)不同的大腦皮質(zhì)區(qū)域同時(shí)執(zhí)行電刺激,都是可以選擇的執(zhí)行方式,另外,第二個(gè)刺激源也可實(shí)施為由外部裝置提供,例如,發(fā)光源,發(fā)聲源,手機(jī)等,沒有限制,而在此情形下,多種刺激的頻率則可以相同或不同,沒有限制,只需與該能量峰值具頻率比例關(guān)系即可。
接著,在通過共振的方式而進(jìn)行刺激后,通過腦電訊號(hào)的偵測(cè),也可于刺激期間、及/或之后,通過觀察腦波而得知刺激的效果,例如,目標(biāo)峰值的能量是否增加,及/或其增大的幅度等,也因此,可在效果未達(dá)成時(shí),實(shí)時(shí)地改變刺激的執(zhí)行方式,例如,能量增大的幅度未達(dá)預(yù)期時(shí),可加強(qiáng)刺激的強(qiáng)度,或是增長(zhǎng)刺激的時(shí)間,或是改變刺激訊號(hào)的波形等,都有助于增加刺激的效果。
這樣的共振刺激方式能夠準(zhǔn)確地針對(duì)人體既有的腦波頻率進(jìn)行共振刺激,以達(dá)到增強(qiáng)的效果,并可實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)整,是非常具效率的生理刺激方式。
在此,同樣地,無論是所施加的共振生理刺激的種類,或是執(zhí)行的模式、參數(shù)設(shè)定等,也可實(shí)施為讓使用者自行選擇,例如,通過眼鏡結(jié)構(gòu)、耳戴結(jié)構(gòu)所提供的輸入操作接口,例如,按鈕,觸控接口,光感應(yīng),語音控制等,或是與眼鏡結(jié)構(gòu)相互溝通的外部裝置,例如,手機(jī)、或腕戴裝置等的操作接口而執(zhí)行,另外,因施加共振生理刺激所造成的生理狀態(tài)改變,也可通過設(shè)置于眼鏡結(jié)構(gòu)上的信息提供單元、或是與眼鏡結(jié)構(gòu)相互溝通的外部裝置而提供給使用者,例如,可通過視覺、聽覺、觸覺等形式,有助于讓使用者更加了解自己當(dāng)前的生理狀態(tài),也有助于腦波共振的達(dá)成。
在一特殊實(shí)施例中,如圖19a-19b所示,其實(shí)施為設(shè)置于頭頂?shù)念^帶配合設(shè)置于兩耳的耳內(nèi)殼體或耳罩的形式,這樣的設(shè)置非常適合用于取得大腦皮質(zhì)頂葉區(qū)的腦電訊號(hào),其中,如圖所示,當(dāng)耳戴結(jié)構(gòu)實(shí)施為耳內(nèi)殼體形式時(shí),其與頭戴結(jié)構(gòu)間的結(jié)合主要會(huì)實(shí)施為通過連接線來達(dá)成,而當(dāng)耳戴結(jié)構(gòu)實(shí)施為耳罩形式時(shí),其與頭戴結(jié)構(gòu)間的結(jié)合,則主要會(huì)實(shí)施為兩者整合為一體的形式,但并非為絕對(duì),其他的實(shí)施方式也為可行。
在實(shí)施時(shí),可如圖所示,將兩電極191,192都設(shè)置于頭戴上對(duì)應(yīng)于大腦皮質(zhì)頂葉區(qū)的位置,以取得腦電訊號(hào),或者,也可再于耳戴結(jié)構(gòu)上設(shè)置一個(gè)電極作為參考電極,以與頭頂上兩個(gè)電極分別利用參考組合范式而取得雙信道腦電訊號(hào),或者,也可實(shí)施為一個(gè)電極設(shè)置于頭帶上,一個(gè)電極設(shè)置于耳戴結(jié)構(gòu)上,同樣可取得大腦皮質(zhì)頂葉區(qū)的腦電訊號(hào);另外,替代地,也可將電極設(shè)置于接近大腦皮質(zhì)顳葉區(qū)的位置,例如,頭帶接近耳朵的位置,或是耳戴結(jié)構(gòu)上,尤其適合耳罩形式的結(jié)構(gòu),就可取得大腦皮質(zhì)顳葉區(qū)的腦電訊號(hào),因此,可依實(shí)際需求而改變,沒有限制。而電極除了用來取得腦電訊號(hào)外,也可用來進(jìn)行電刺激,例如,經(jīng)顱電刺激,共振生理刺激等,或者,也可利用依附元件而設(shè)置電刺激電極,例如,延伸自頭戴結(jié)構(gòu)或耳戴結(jié)構(gòu)。在此,進(jìn)一步地,為了克服頭頂毛發(fā)所可能造成的電極接觸問題,設(shè)置于頭帶上的電極,較佳地是,實(shí)施為具有如前所述的接觸確保結(jié)構(gòu),一方面讓電極能夠穿過毛發(fā),另一方面也增加接觸范圍。
而由于其正好符合一般常見的頭戴式耳機(jī)的形式,因此,也相當(dāng)適合于耳戴結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置發(fā)聲元件(空氣傳導(dǎo)式或骨傳導(dǎo)式),如此一來,就能自然地提供使用者音頻,例如,用來進(jìn)行播放儲(chǔ)存于內(nèi)部的音樂,例如,mp3聲音檔案,或是播放來自外部裝置的音樂,或者,也可用來提供相關(guān)的生理信息、操作信息等,例如,進(jìn)行生理回饋/呼吸訓(xùn)練等,或者,更進(jìn)一步地,還可用來進(jìn)行生理刺激,例如,上述的各種聽覺刺激,而且,由于可于雙邊都設(shè)置發(fā)聲元件,因此也可實(shí)施為利用上述的雙聲道拍頻方式來進(jìn)行生理刺激。
因此在此架構(gòu)下,不但能取得腦電訊號(hào)及/或執(zhí)行電刺激,還能提供音頻及/或執(zhí)行聽覺刺激,再加上是一般常見的耳機(jī)形式,使用者的接受度相當(dāng)高,是十分具有優(yōu)勢(shì)的選擇。
而這樣的形式,只要采用柔軟舒適的材質(zhì),就相當(dāng)適合于睡眠期間使用。在睡眠期間,通過偵測(cè)腦電訊號(hào),了解腦部活動(dòng)情形,例如,快速動(dòng)眼期,深睡期等,除了可提供有助于睡眠的音樂外,也可用來決定施加于腦部的各種刺激,例如,電刺激、聽覺刺激等,而正如前述,施加于人體的刺激具有改善/誘發(fā)睡眠狀態(tài)的效果,因此,通過這樣的配置,將可自然地達(dá)成上述的各種刺激方式,相當(dāng)具有優(yōu)勢(shì);且進(jìn)一步地,還可增設(shè)其他的生理感測(cè)元件,以取得其他的生理訊號(hào),例如,可利用光傳感器取得血液生理訊號(hào),進(jìn)而得知心率、呼吸、血氧濃度等信息,也可設(shè)置其他電極而取得如眼電訊號(hào),肌電訊號(hào),以及皮膚電訊號(hào)等生理訊號(hào),或是再增設(shè)麥克風(fēng),可得知呼吸情形、打鼾、呼吸中止(sleepapnea)事件等信息,而這些都有助于更詳細(xì)地了解睡眠狀況,并且,除了可用于調(diào)整生理刺激外,也可將生理訊號(hào)記錄下來用于睡眠診斷分析。
另外,具優(yōu)勢(shì)地是,基于腦電訊號(hào)及/或其他生理訊號(hào)的偵測(cè),還可在進(jìn)行電刺激及/或共振刺激前,先通過觀察生理訊號(hào)而了解生理狀態(tài),進(jìn)而作為是否進(jìn)行刺激的決定依據(jù),及/或要進(jìn)行何種刺激的依據(jù)。
其中,若刺激的目的是在于放松、提高專注度、改變精神狀態(tài)、改變/誘發(fā)睡眠狀態(tài)、改變大腦狀態(tài),例如,認(rèn)知狀態(tài)(cognitivestate)等,則可先通過觀察腦波或其他的生理訊號(hào)而得知生理狀態(tài)是否處于穩(wěn)定的生理狀態(tài),以決定是否可開始進(jìn)行刺激,及/或要執(zhí)行何種刺激較為適合,可有助于更迅速達(dá)到刺激的效果。
舉例而言,通過觀察腦波可得知使用者當(dāng)前是處于放松或緊張的狀態(tài),例如,α波占優(yōu)勢(shì)表示處于較放松狀態(tài),β波占優(yōu)勢(shì)則表示處于緊張狀態(tài);另一方面,若設(shè)置有其他生理感測(cè)元件,則可通過其他的生理訊號(hào)來了解使用者的生理狀態(tài),例如,光傳感器可取得使用者的心率,以藉rsa現(xiàn)象得知使用者的呼吸頻率,利用心跳變異率得知自律神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)情形,及/或觀察心率與呼吸間的相干性等,而這些都可代表使用者是否處于穩(wěn)定的生理狀態(tài)。
通過這樣的事先觀察,就可利用先行設(shè)定預(yù)設(shè)條件的方式,而讓刺激能夠在最能產(chǎn)生效果的情形下執(zhí)行,例如,若觀察的是腦波,則可觀察持續(xù)一段時(shí)間內(nèi)或是多個(gè)分段時(shí)間之間,特定頻段內(nèi)的能量分布情形是否穩(wěn)定,或能量峰值是否一致等,若觀察的是心率,則可觀察心跳頻率、呼吸頻率、心跳變異率、心率與呼吸間的相干性等是否落在預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)。
且再進(jìn)一步,若使用者處于不適合的生理狀態(tài),例如,較為不穩(wěn)定的生理狀態(tài)時(shí),還可通過如前所述的生理回饋、及/或呼吸導(dǎo)引/呼吸訓(xùn)練程序而讓使用者處于較穩(wěn)定及放松的生理狀態(tài)后,再進(jìn)行共振刺激/電刺激,進(jìn)而讓整體程序的效果更為顯著。因此,有各種可能,沒有限制。
此決定程序可實(shí)施為在穿戴裝置上執(zhí)行,或是將生理訊號(hào)傳輸至外部裝置后,而由外部裝置來執(zhí)行,例如,通過無線傳輸將生理訊號(hào)傳送至手機(jī),并通過手機(jī)中的應(yīng)用程序來計(jì)算并決定是否要執(zhí)行刺激,以及要執(zhí)行何種刺激。
在此,需注意地是,雖然上述有關(guān)刺激的敘述是以眼鏡結(jié)構(gòu)為主,然而,正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知,眼鏡結(jié)構(gòu)是屬于頭戴結(jié)構(gòu)的一種,因此,上述的所有內(nèi)容也適合應(yīng)用于以頭戴結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的裝置,無論是用以取得生理訊號(hào),或是執(zhí)行刺激,因此,其也屬本發(fā)明的范疇。
再一個(gè)常見的應(yīng)用是作為人機(jī)界面(hmi,humanmachineinterface),例如,可通過偵測(cè)腦電訊號(hào)而分析得出使用者的意圖(intention),或是偵測(cè)使用者的生理變化,再通過與一指令對(duì)照表進(jìn)行比對(duì),進(jìn)而轉(zhuǎn)換為操作指令,以控制與該人機(jī)接口相結(jié)合的裝置,或是遙控外部的裝置。近年來,這樣的人機(jī)界面配合生理回饋也被應(yīng)用于游戲,例如,通過游戲的呈現(xiàn)方式而讓使用者訓(xùn)練專注力等。
由于根據(jù)本發(fā)明的傳感器是采用耳戴或眼鏡形式,因此,也適合使用作為人機(jī)接口,而在所檢測(cè)的生理訊號(hào)包括腦電訊號(hào)、眼動(dòng)訊號(hào)、肌電訊號(hào)、心率序列等的情形下,可用于產(chǎn)生指令的方式有下列幾種可能方式。
舉例而言,但不限制,由于腦波中α波所占的比例,隨著閉眼及睜眼的動(dòng)作有很大的變化,一般而言,當(dāng)閉眼時(shí),α波的比例會(huì)大幅提升,因此,就可以此作為產(chǎn)生指令的依據(jù);或是,肌電訊號(hào)(emg)可分辨肌肉是否收縮施力,就可通過左右邊牙齒分別的咬合用力而下達(dá)指令;或是,經(jīng)由心率序列所產(chǎn)生的rsa現(xiàn)象可取得呼吸頻率,因此可通過改變呼吸行為,而下達(dá)指令。
另外,當(dāng)鏡框單元上設(shè)有電極以接觸眼睛四周,例如,鼻梁、山根、兩眼間區(qū)域、及/或眼眶上下緣等位置,就可偵測(cè)到眼部的動(dòng)作并取得眼電訊號(hào)(eog),而且,還可通過設(shè)置多組電極而分別偵測(cè)左右眼的動(dòng)作,如此一來,就可通過眼部的動(dòng)作而下達(dá)指令,舉例而言,眨眼有左右眼單獨(dú)以及兩眼同時(shí)眨,眨眼速度/頻率,開眼/閉眼的動(dòng)作,以及開閉眼間的時(shí)間間隔等,而眼球活動(dòng)則有向左及向右移動(dòng)、或有順逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)等,因此通過上述的多種動(dòng)作,就可分別作為不同的指令,例如,可同時(shí)眨兩眼來啟動(dòng)/關(guān)閉裝置及/或啟動(dòng)裝置的某項(xiàng)功能,例如,生理訊號(hào)測(cè)量、信息提供、影像/聲音提供等;或是,右眼眨代表輸入(enter),左眼眨代表取消(cancel),單眼或兩眼同時(shí)連續(xù)快眨若干次代表跳出(esc),另外,也可利用增長(zhǎng)開眼或閉眼的時(shí)間來下達(dá)指令;或是,眼球向右轉(zhuǎn)動(dòng)表示下一頁,以及眼球向左轉(zhuǎn)動(dòng)表示上一頁等;或是,可通過組合多個(gè)眼睛動(dòng)作而達(dá)成不同的指令,因此不受限制,可依實(shí)際需求而有不同的定義。
然而,由于人平時(shí)就會(huì)有眨眼及活動(dòng)眼球的自然動(dòng)作,因此,還可配合上其他的響應(yīng)條件,以讓指令的下達(dá)更為順利,舉例而言,可通過一提示單元產(chǎn)生訊息來讓使用者了解其所做出的指令與受控裝置間的執(zhí)行情形,例如,可于眼鏡結(jié)構(gòu)上設(shè)置振動(dòng)模塊,以通過振動(dòng)訊息來與使用者間進(jìn)行互動(dòng),例如,可利用振動(dòng)訊息來告知使用者已進(jìn)入可接收指令的狀態(tài),而讓使用者知道可開始眼睛的動(dòng)作,進(jìn)而輸入指令;或者,振動(dòng)訊息可在使用者執(zhí)行完眼睛動(dòng)作后,作為輸入已完成的確認(rèn)通知,或是實(shí)施為以振動(dòng)訊息通知使用者已收到指令,需進(jìn)一步確認(rèn)是否執(zhí)行,此時(shí),就可通過再次執(zhí)行同樣的動(dòng)作、或指定的動(dòng)作來進(jìn)行確認(rèn);替代地,也可通過聽覺訊息或視覺訊息來提示使用者,并與使用者進(jìn)行互動(dòng),而通過如此的方式,將可使得整個(gè)操作流程變得更為容易且方便方便。
替代地,也可配合動(dòng)作感測(cè)元件,例如,加速度器,陀螺儀,磁傳感器,來偵測(cè)身體的動(dòng)作,以與眼鏡動(dòng)作一起下達(dá)指令,例如,頭部的動(dòng)態(tài)動(dòng)作,例如,點(diǎn)頭、搖頭等,或是頭部的靜態(tài)姿勢(shì)改變,例如,抬頭、低頭、或不同傾斜角度等,或是手部的動(dòng)作,例如,可將動(dòng)作感測(cè)元件設(shè)置于腕戴結(jié)構(gòu)或指戴結(jié)構(gòu)上,以得知特定的手勢(shì),或手部的靜態(tài)姿勢(shì)改變,或者,進(jìn)一步地,也可兩者相互配合,得出更多的組合,因此都為適合的選擇。
舉例而言,可通過點(diǎn)頭、搖頭的動(dòng)作來確認(rèn)已執(zhí)行的眼睛動(dòng)作的確認(rèn);或者,在同時(shí)眨眼可啟動(dòng)/關(guān)閉裝置的情形下,可配合抬頭/低頭來區(qū)別啟動(dòng)/關(guān)閉的指令,或者,可在利用眼睛動(dòng)作啟動(dòng)裝置的某項(xiàng)功能后,再配合手勢(shì)操作該項(xiàng)功能,例如,可在眼睛動(dòng)作啟動(dòng)瀏覽器后,利用手勢(shì)操作網(wǎng)頁的瀏覽等,有各種組合可能。
當(dāng)然,也可將眼睛動(dòng)作配合上其他的生理訊號(hào),例如,上述的腦電訊號(hào),肌電訊號(hào),心率,呼吸行為等,或是從各種生理訊號(hào)中選擇出合適的組合,彼此配合來執(zhí)行指令,如此不但可組合出更多的指令,也可讓指令的執(zhí)行更為輕松,因此沒有限制。
而這樣通過穿戴眼鏡結(jié)構(gòu)作為人機(jī)接口的使用方式,則可以有許多的操作應(yīng)用,舉例而言,當(dāng)眼鏡結(jié)構(gòu)實(shí)施為具有信息提供單元時(shí),例如,如前所述,具有發(fā)聲元件可播放音頻,例如,mp3聲音檔案等,具有顯示元件可提供影像時(shí),就可通過指令來操控音樂、影片等播放,例如,開始/停止,暫停,快轉(zhuǎn)/后退等,或者,當(dāng)眼鏡結(jié)構(gòu)實(shí)施為具有收音元件時(shí),就可用來控制通話的接通及掛斷,或者,當(dāng)眼鏡結(jié)構(gòu)配置有照相機(jī)/攝影機(jī)時(shí),可用來控制拍照,開始/停止攝影,放大/縮小等動(dòng)作。在此,如前所述地,該信息提供單元的設(shè)置方式有各種選擇,例如,可設(shè)置于單側(cè)的鏡腳上,并與另一側(cè)的生理訊號(hào)擷取單元通過有線或無線通信的方式而進(jìn)行溝通,可依實(shí)際實(shí)施方式而有所改變。
而特別地是,這樣的例子則正好符合現(xiàn)今常見的ar或vr眼鏡的使用需求,例如,ar或vr眼鏡上通常具有聲音及影像提供功能,例如,儲(chǔ)存于眼鏡上或是來自外部裝置的音樂或影像,因此只要配合上本發(fā)明概念通過眼睛動(dòng)作來下達(dá)指令,將可讓使用更為自然且方便。
再者,也用來遙控一般日常生活中各種裝置,例如,手機(jī)拍照/攝影,電子書瀏覽,計(jì)算機(jī)操作,例如,網(wǎng)頁瀏覽,如電視等家電的遙控,進(jìn)行簡(jiǎn)報(bào)期間的投影片控制,無人機(jī)的控制等,有相當(dāng)多的應(yīng)用可能性,十分具有優(yōu)勢(shì)。
在此,需注意的是,上述以各種生理訊號(hào)作為指令的實(shí)施例,并不受限于單獨(dú)使用,也可依實(shí)際需求而合并使用,如此一來,不但可組合出更多種類的指令,也讓應(yīng)用范圍更廣。
綜上所述,本發(fā)明通過將一般常見眼鏡中的金屬絞煉結(jié)構(gòu)用于生理訊號(hào)擷取過程中的電傳導(dǎo),而使得眼鏡結(jié)構(gòu)可在不改變鏡框單元外觀的情形下,獲得電生理訊號(hào)擷取功能;再者,本發(fā)明也提出可通過單只鏡腳取得電生理訊號(hào)的可能,也讓不具金屬部分的一般常見眼鏡可簡(jiǎn)單地通過更換鏡腳的動(dòng)作而獲得電生理訊號(hào)擷取功能,同樣達(dá)到不改變鏡框單元外觀的目的;并且,本發(fā)明還進(jìn)一步提出可聯(lián)結(jié)至眼鏡收納動(dòng)作的電路系統(tǒng)狀態(tài)決定機(jī)構(gòu),而通過這樣的機(jī)構(gòu),則是可讓電量消耗降低,并讓計(jì)算資源獲得更有效的利用;此外,本發(fā)明更進(jìn)一步提供了利用眼鏡結(jié)構(gòu)中的可導(dǎo)電部分來達(dá)成擷取生理訊號(hào)所需的取樣回路,同樣讓原有眼鏡結(jié)構(gòu)變動(dòng)減至最小。
另一方面,本發(fā)明也提出通過更換眼鏡結(jié)構(gòu)中特定的可更換部分的方式,而讓眼鏡結(jié)構(gòu)的生理訊號(hào)擷取功能可以有更多的可能性,例如,增加取樣點(diǎn),以及增加及/或更換取得的生理訊號(hào)種類等;并且,本發(fā)明更進(jìn)一步通過結(jié)合模塊的形式而讓眼鏡結(jié)構(gòu)可獲得生理訊號(hào)擷取功能,如此一來,使用者將可不受限的使用任何形式的眼鏡而得知自身的生理狀況。