CN111434306B - 用于导引脑波的头戴式装置、***及其导引方法 - Google Patents

用于导引脑波的头戴式装置、***及其导引方法 Download PDF

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Abstract

本发明揭露一种用于导引脑波的头戴式装置、***及其导引方法，所述头戴式装置包含框架、脑波侦测模块、脑波导引模块及控制模块，藉由脑波侦测模块的延伸型感测电极，于所述头戴式装置被配戴而贴附耳朵时，提供对耳朵的较大有效感测面积，也进一步提供脑波侦测的正确性同时兼顾配戴舒适性，再藉由预先取得被导引者正确的脑波状态后才施予对应的导引模式，也使得配戴者能被施予更适当的导引模式，例如睡眠状态的导引等。

Description

用于导引脑波的头戴式装置、***及其导引方法
技术领域
本发明关于一种有关脑波的侦测与导引，更特别的是关于一种用于导引脑波的头戴式装置、***及其导引方法。
背景技术
脑波是一种脑中的电气性振动，此种振动来自于神经细胞的活动。在人处于不同状态下时，脑中的电气性振动会随之而不同，举例来说，当人在清醒或不清醒的状态下时，振动频率就会有不同的变化，甚至是在张眼或阖眼状态下时，也会有不同的振动频率。
国际上，依照不同的频率，将脑波分为α、β、δ、θ波。在人脑放松的非专注情况下，容易处于α波(8～12Hz)；在人脑专注或压力大的情况下，容易处于β波(12～38Hz)；然而，在进入睡眠时，人脑的电波会转变成低频波，例如θ波(4～8Hz)与δ波(0.5～4Hz)，其中，θ波被归类为「潜意识波」，δ波被归类为「无意识波」。
据此，人的脑波状态会反映出人当下的表现，若能对人脑提供适度的导引，既能协助人脑进入适当的状态，也能提供一种精神上的导引选择。然而，脑波的量测是针对人脑中的电气性振动，必须要能较准确地进行测量外也必须兼顾受测者的配戴舒适性。此外，每个人脑中之神经细胞的电气振动特性不尽相同，导引效率也攸关着导引的效果。
发明内容
本发明之一目的在于提供准确的脑波量测。
本发明之另一目的在于提供舒适的配戴。
本发明之再一目的在于提供较佳的导引效率。
为达上述目的及其他目的，本发明提出一种用于导引脑波的头戴式装置，包含：一框架、一脑波侦测模块、一脑波导引模块及一控制模块。所述框架包括一眼罩部、分别耦接所述眼罩部的一左耳部及一右耳部。所述脑波侦测模块包括配置于所述框架的多个感测电极，所述多个感测电极之至少一者为配置于所述左耳部或所述右耳部的一延伸型感测电极，所述各个延伸型感测电极供同时接触到一耳朵的多个部位。所述脑波导引模块配置于所述框架，提供藉由声与光之至少其中一种所形成之具有刺激作用的讯号。所述控制模块，配置于所述框架，耦接所述脑波侦测模块及所述脑波导引模块，所述控制模块基于自所述脑波侦测模块所接收的一第一脑波讯号，以及基于所述脑波导引模块被运作在一预定刺激模式下自所述脑波侦测模块所取得的一脑波变化程度，使所述脑波导引模块提供一导引式刺激讯号。
于本发明的一实施例中，所述脑波侦测模块包括至少一第一型脑波侦测组件及一第二型脑波侦测组件，所述第一型脑波侦测组件具有配置于所述左耳部或所述右耳部的所述延伸型感测电极，所述第二型脑波侦测组件具有配置于所述眼罩部的一前额感测电极。
于本发明的一实施例中，所述第一型脑波侦测组件的数量为二，分别配置于所述左耳部及所述右耳部，所述第一型脑波侦测组件具有的所述延伸型感测电极呈C字型，且所述C字型的开口邻近耳朵的耳屏处。
于本发明的一实施例中，所述脑波导引模块具有至少一第一型脑波导引组件及一第二型脑波导引组件，所述第一型脑波导引组件为配置于所述左耳部或所述右耳部的一音效单元，所述第二型脑波导引组件为配置于所述眼罩部的至少一发光单元。
于本发明的一实施例中，所述框架的所述左耳部及所述右耳部为用于供延伸至对应耳的上耳根，配置于所述左耳部或所述右耳部的所述脑波侦测模块的所述延伸型感测电极用于供碰触对应耳的上耳根及耳轮的上端部。
为达上述目的及其他目的，本发明复提出一种用于导引脑波的头戴式装置，包含：一框架及至少一第一型脑波侦测组件。所述第一型脑波侦测组件设置于所述框架上且用于供对应至耳朵，所述第一型脑波侦测组件包括一垫体及部分地露出所述垫体表面的一延伸型感测电极，其中所述延伸型感测电极用于供同时接触到所述耳朵的多个部位。
于本发明的一实施例中，用于提供缓冲的所述垫体具有一固定部及一弹性部，所述延伸型感测电极被所述固定部部分包覆，所述弹性部部分包覆所述固定部，使所述垫体藉由所述弹性部缓冲所述第一型脑波侦测组件抵靠在所述耳朵时的压力。
于本发明的一实施例中，其中所述延伸型感测电极呈片状，并于侧缘具有弯折向下的弯折部以及再次弯折而延伸入所述固定部的凸伸部，弯折的所述延伸型感测电极的顶部露出所述垫体。
于本发明的一实施例中，其中所述垫体具有用于与设置在所述框架上的至少一第一组合部匹配的至少一第二组合部，所述第二组合部设置于所述固定部的底部，所述第一型脑波侦测组件藉由所述第一组合部与所述第二组合部的匹配而可拆卸式地设置至所述框架。其中所述第一组合部及所述第二组合部可皆为磁性件。
于本发明的一实施例中，所述第一型脑波侦测组件还包括耦接所述延伸型感测电极的一讯号导出部，所述讯号导出部设置于所述固定部的底部且被所述固定部部分包覆。所述固定部及所述讯号导出部可皆呈围绕式的环形片体，所述讯号导出部用于供设置在所述框架上的至少一讯号连接器的耦接。
所述延伸型感测电极的材质可为不锈钢。
于本发明的一实施例中，所述延伸型感测电极于所述垫体上延伸并呈C字型，所述C字型的缺口可用于对应至所述耳朵的耳屏的部位，所述延伸型感测电极用于可接触到所述耳朵的耳轮(Helix)、对耳轮(Anti-helix)、耳垂(Lobule)及耳屏(Tragus)部位中的至少二者。
于本发明的一实施例中，所述框架包括供所述第一型脑波侦测组件设置的一安装座，所述安装座具有一底座及一抬升件，所述抬升件设置于所述底座上并在凸伸出所述底座的程度上具有可调整性，使设置在所述安装座上的所述第一型脑波侦测组件与所述耳朵间的距离被控制。所述抬升件可藉由螺纹结构螺合至所述底座上，所述第一型脑波侦测组件设置在所述抬升件上。
于本发明的一实施例中，所述垫体于所述框架上呈围绕式的一个围绕体，所述延伸型感测电极被部分包覆在所述垫体内，于所述垫体的顶部及所述围绕体的内周缘露出所述延伸型感测电极。
于本发明的一实施例中，所述框架内包括做为一控制模块的一基板，所述第一型脑波侦测组件藉由所述二讯号导出连接器耦接所述基板。
于本发明的一实施例中，所述第一型脑波侦测组件还包括被所述垫体包覆且部分地露出于所述垫体表面并用于对应至所述耳朵的耳屏处的一生理讯号量测模块。
为达上述目的及其他目的，本发明复提出一种导引脑波的方法，包含：藉由可同时接触到耳朵多个部位的至少一延伸型感测电极及可接触到前额部位的一前额感测电极，取得一第一脑波讯号；执行一预定刺激模式，提供具有刺激作用的一初始刺激讯号；藉由可同时接触到耳朵的多个部位的所述至少一延伸型感测电极及可接触到前额部位的所述前额感测电极，取得一第二脑波讯号；至少根据所述第一脑波讯号及所述第二脑波讯号，取得一脑波变化程度；及根据所述脑波变化程度及当下取得的第三脑波讯号，对应提供一导引式刺激讯号。
于本发明的一实施例中，所述预定刺激模式及所述导引式刺激讯号为提供对应的预定声光测试模式给配戴者，所述预定声光测试模式包含于一特定时段内提供光线参数及左右耳的频差的变化。
于本发明的一实施例中，所述的光线参数及左右耳频差的变化至少包含光线由偏红、偏黄、偏绿至偏蓝光的变化顺序及其相反变化顺序或由12 Hz至2Hz的左右耳频差的变化顺序及其相反变化顺序，所述预定声光测试模式中提供的声音频率为变化于200~210Hz之间或170~173Hz之间。
为达上述目的及其他目的，本发明复提出一种用于导引脑波的***，用于供内建一第一无线通信模块的一智能控制通讯装置的无线连接，所述***包含：如前述的头戴式装置，所述头戴式装置并包括一控制模块、一第二无线通信模块及一第三无线通信模块，所述控制模块分别耦接所述第二无线通信模块及所述第三无线通信模块，所述第二无线通信模块用于与所述第一无线通信模块建立无线连接；及一按摩装置，包括一按摩组件、一第四无线通信模块及一按摩控制模块，所述按摩控制模块分别耦接所述第四无线通信模块及所述按摩组件，所述第四无线通信模块用于与所述第三无线通信模块建立无线连接，其中，所述头戴式装置根据自所述第二无线通信模块所接收的一控制指令，对应地执行脑波导引功能以及对应地透过所述第三无线通信模块下达使所述按摩装置执行预设的按摩模式，所述按摩模式令所述按摩组件执行对应的按摩功能。
据此，藉由脑波侦测模块的延伸型感测电极，可提供对耳朵的较大有效感测面积，也进一步提供脑波侦测的正确性并可兼顾配戴舒适性，再藉由预先取得被导引者正确的脑波状态后才施予对应的导引模式，也使得配戴者能被施予更适当的导引模式，提供了较佳的导引效率。
附图说明
图1为本发明一实施例的用于导引脑波的头戴式装置的示意图；
图2为本发明一实施例的用于导引脑波的头戴式装置的部分功能方块图；
图3为本发明另一实施例的用于导引脑波的头戴式装置的示意图；
图4为本发明又一实施例的用于导引脑波的头戴式装置的示意图；
图5为本发明于又一实施例中的头戴式装置的第一型脑波侦测组件的部分剖面结构图；
图6为图3实施例的AA剖面线下的剖面示意图；
图7为本发明一实施例中的垫体与安装座的立体分解示意图；
图8为本发明再一实施例的用于导引脑波的头戴式装置示意图；
图9为本发明另一实施例中的垫体与安装座的剖面示意图；
图10为本发明于一实施例中的导引脑波的方法流程图；
图11为本发明一实施例中的用于导引脑波的***示意图。
具体实施方式
为充分了解本发明的目的、特征及功效，兹藉由下述具体的实施例，并配合附图，对本发明做一详细说明，说明如后：
于本文中，所描述的用语「包含、包括、具有」或其他任何类似用语意非仅限于本文所列出的此等要件而已，而是可包括未明确列出但却是所述单元、部件、结构、装置、模块、***、部位或区域通常固有的其他要件。
于本文中，所描述的「第一」或「第二」等类似序数的词语，用以区分或指关联于相同或类似的元件或结构，且不必然隐含此等元件、结构、部位或区域在空间上的顺序。应了解的是，在某些情况或配置下，序数词语可交换使用而不影响本发明的实施。
于本文中，所描述的用语「一」或「一个」来描述单元、部件、结构、装置、模块、***、部位或区域等。此举只是为了方便说明，并且对本发明的范畴提供一般性的意义。因此，除非很明显地另指他意，否则此种描述应理解为包括一个或至少一个，且单数也同时包括复数(多个)。
本发明的各实施例关于一种用于导引脑波的头戴式装置、***及导引方法，应用声与光的至少其中一种所形成的具有刺激作用的讯号，例如：藉由光或/及声音的感官刺激可影响人类脑波的原理，进而影响人类脑波趋向的意识状态。以下藉由附图来对应说明各实施例。
请参照图1及图2，图1为本发明一实施例的用于导引脑波的头戴式装置的示意图，图2为本发明一实施例的用于导引脑波的头戴式装置的部分功能方块图。实施例中，所述头戴式装置HD包含：一框架10、一脑波侦测模块20、一脑波导引模块30及一控制模块50。
所述控制模块50耦接所述脑波侦测模块20以接收一第一脑波讯号S20。所述控制模块50耦接所述脑波导引模块30，用以输出一导引式刺激讯号S30来控制所述脑波导引模块30，使所述脑波导引模块30可提供对于配戴者来说具有刺激作用的讯号，例如：声音、光线或此二者的组合，声音或光线皆可对配戴者的感官神经产生刺激作用，生成感知。
此处所称的「刺激」指任何可对感官神经产生影响，即感官神经会对应地产生感知作用的任何讯号，并非指必须大到一定程度的讯号。本案的实施例进一步应用于脑波导引，因此所称「具有刺激作用的讯号」可包含与脑波的波动之间具有关联程度的讯号。图2中示例出讯号的传输过程，并非限定仅能传输所述第一脑波讯号S20或所述导引式刺激讯号S30。
图1中所示的框架10包括眼罩部11、一左耳部12A及一右耳部12B。所述眼罩部11的两端分别耦接至所述左耳部12A及所述右耳部12B。所述眼罩部11与所述左耳部12A及所述右耳部12B之间亦可具有其他部，以提供所述头戴式装置HD更多的功能性。所述框架10较佳地为一部分或全部都是硬件(可例如为PC、ABS和PC+ABS等塑料材料)，使所述眼罩部11于配戴时能与配戴者的眼部间距一定距离，而不会整个贴附至配戴者脸部。
框架10可提供所述脑波侦测模块20、所述脑波导引模块30及所述控制模块50的配置。举例来说，所述控制模块50可为一集合型电路基板，被配置于所述框架10内，可集成多种功能模块，同时可搭配可充式电池与整合无线通信模块，进一步使所述头戴式装置HD可被便利地使用并得以与其他装置无线连接。
所述脑波侦测模块20可包括配置在框架10的多个感测电极，例如被配置在所述右耳部12B上的第一型脑波侦测组件21。一延伸型感测电极211可藉由垫体213而被配置在所述右耳部12B的位置，可对应至配戴者的右耳部位，并基于所述延伸型感测电极211的长度延伸的特征，可同时接触到配戴者的耳朵的多个部位，例如：耳朵的耳轮(Helix)、对耳轮(Anti-helix)、耳垂(Lobule)及耳屏(Tragus)部位中的至少其中两个部位。这样的电极可对耳朵提供较大的感测面积，提高讯号感测的精度，也进一步提供脑波侦测的正确性，较大面积的接触并可降低单位面积的接触压力，进而兼顾配戴舒适性。此外，头戴式装置HD被配戴时，垫体213也可在第一型脑波侦测组件21抵靠耳朵时，提供缓冲的作用，提升配戴舒适性。
如图1所示的实施例，所述延伸型感测电极211于所述垫体213上可延伸并呈C字型，然并不限于此，其中，C字型的缺口可用于对应至耳朵的耳屏的部位。延伸型感测电极211可采用可传导电讯号的材质，例如：不锈钢、或其他金属、合金、甚至是可导电的布料、纤维等，但基于不锈钢材质的导热数较低，可更适合被配戴来接触配戴者的皮肤。
此外，在第一型脑波侦测组件21上还可进一步地在对应至邻近耳朵的耳屏处的位置附近，额外配置一生理讯号量测模块23。所述生理讯号量测模块23可藉由垫体213的部分包覆而被固定于所述第一型脑波侦测组件21上，并露出于所述垫体213的表面。进一步地，所述生理讯号量测模块23可被配置于邻近所述延伸型感测电极211的C字型缺口处，其可对应至耳朵的耳屏处，以量测耳屏附近的浅颞动脉(Arteriatemporalis superficialis)，提供配戴者的生理数据变化(如：脉搏、体温、血氧及心跳等)。所述生理讯号量测模块23可耦接至所述控制模块50，以使所述头戴式装置HD可进一步提供更多的生理数据。
其中，所述生理讯号量测模块23可为一种光学式心跳量测(Photoplethysmography,PPG)的装置，例如所述生理讯号量测模块23具有一光发射单元及一光接收单元，藉由配戴者的皮肤对所述光发射单元(二极管)所发出的探测光的反射，所述光接收单元接收所述反射光并经内建的IC芯片的运算来取得生理参数。
所述第一型脑波侦测组件21可仅配置于单一耳(如：左耳部或右耳部)，此外，亦可同时配置于左耳部及右耳部，此时仅需其中一脑波侦测组件具备所述生理讯号量测模块23，例如：仅配置于右耳部12B上的所述第一型脑波侦测组件21具备所述生理讯号量测模块23。
如图1示例，所述第二型脑波侦测组件22与所述第一型脑波侦测组件21进行搭配，透过不同的量测点来取得脑波讯号。所述第二型脑波侦测组件22具有一额垫223，一前额感测电极221配置于所述额垫223上，所述额垫223可凸出地配置于所述眼罩部11上。此外，邻近所述第二型脑波侦测组件22的下方且位于所述眼罩部11上，具有一凹槽，可供弹性材质的一鼻托225配置于所述凹槽内，以用于抵顶至配戴者的鼻部。所述额垫223与所述前额感测电极221的宽度较佳地是皆大于5cm，可提高所述前额感测电极221与配戴者额头接触的面积，进而确保量测的可靠度与准确率。另一方面，于左耳部及右耳部皆配置有第一型脑波侦测组件21的态样下，进一步搭配着所述第二型脑波侦测组件22，可使所述感测电极211、221形成拾取点、接地点及参考点的脑波感测回路。
所述脑波导引模块30具有至少一个的第一型脑波导引组件310及一个第二型脑波导引组件320。第一型脑波导引组件310可为配置于所述左耳部12A或所述右耳部12B的一音效单元，例如图1所示的被所述延伸型感测电极211环绕的所述第一型脑波导引组件310。所述第二型脑波导引组件320为配置于所述眼罩部11的至少一发光单元。图1所示例的第二型脑波导引组件320具有两个发光单元，可分别用于对应至配戴者的双眼，所述各个发光单元举例来说可为具备RGB三色发光能力的发光元件。藉由两耳对应的音效单元的控制，可对配戴者形成具左右耳频差的声音讯号，以影响配戴者的脑波。
接着请参阅图3，为本发明另一实施例的用于导引脑波的头戴式装置的示意图。所述框架10的外表面可包括耦接所述控制模块50的一显示单元60。所述控制模块50可根据自所述脑波侦测模块20所取得的当前脑波讯号，对应地控制所述显示单元60显示对应的预设灯号或颜色，进而可提供识别出配戴者当前脑波状态的方式。
接着请参阅图4，为本发明又一实施例的用于导引脑波的头戴式装置的示意图。本实施例中的所述框架10具有连接在所述眼罩部左右两端的一左臂部13A及一右臂部13B。所述左臂部13A及所述右臂部13B具有可提供相对于所述眼罩部11产生形变的形变部13A1、13B1，以提供所述框架10在两耳处具备一定程度的夹持力。另一方面，所述左臂部13A及所述右臂部13B亦可各藉由一限位件(图未示)与所述眼罩部11结合，所述各个限位件可被调整地，限制所述左臂部13A与所述右臂部13B分别相对于所述眼罩部11的角度，以使所述左耳部12A及所述右耳部12B可分别地向所述右耳及所述左耳产生夹持力。
接着请参阅图5，本发明于又一实施例中的头戴式装置的第一型脑波侦测组件的部分剖面结构图。所述第一型脑波侦测组件21包括：所述垫体213、所述延伸型感测电极211、及讯号导出部215。所述延伸型感测电极211被所述垫体213包覆且部分地露出所述垫体213的表面，较佳是露出1mm左右，以于所述延伸型感测电极211贴覆配戴者的左右耳时有更好的接触效果。讯号导出部215耦接所述延伸型感测电极211且被所述垫体213部分地包覆。讯号导出部215并可用于耦接所述控制模块50的基板，使得所述第一型脑波侦测组件21可藉由讯号导出部215耦接所述控制模块50，进而传递所测得的讯号至所述控制模块50。讯号导出部215可为一弹簧探针(Pogo Pin)或一铜柱。
所述垫体213具有一固定部2131及一弹性部2133。所述延伸型感测电极211及讯号导出部215可藉由所述固定部2131的部分包覆，进而被固定至所述垫体213上。所述弹性部2133则是部分包覆所述固定部2131，使所述垫体213可藉由所述弹性部2133抵接至所述框架10的方式，提供缓冲，进而提升配戴舒适度。所述弹性部2133可为硅胶(silicone)、热塑性聚氨酯(ThermoplasticPolyurethane, TPU)、热塑性橡胶(Thermo-PlasticRubber,TPR)、热塑性弹性体(ThermplasticElastomer)或其他同性质或相似性质的材料。垫体213被设置在框架10上时，可以呈现出围绕式的环状或者是呈现出覆盖式的片体状。当垫体213为环状时，中间露出前述的音效单元；当垫体213为覆盖式的片体状时，前述的音效单元可被整合在所述垫体213内。
如图5所示，所述延伸型感测电极211可呈片状，并于上下两侧弯折向下后分别延伸入所述固定部2131，使所述延伸型感测电极211具有露出所述垫体213表面的凸部，进一步地，所述凸部在所述垫体213上的形状则可如图1所示的C字型；此外，凸出所述框架10表面的所述垫体213可于所述框架10上概呈圆形(可参阅图1)。
所述第一型脑波侦测组件21可藉由所述垫体213底部具有的一螺旋结构(图未示)，使所述第一型脑波侦测组件21可被以调整旋入深度的方式结合至所述框架10，进而可调整所述第一型脑波侦测组件21夹持配戴者的松紧程度。此外，亦可透过磁吸结构的方式，使所述框架10于对应至耳朵的部位包括第一磁吸件(图未示)，所述第一型脑波侦测组件21可藉由配置于所述垫体213底部的第二磁吸件(图未示)，可拆卸式地结合至所述框架10上。
接着请参阅图6，为图3实施例的AA剖面线下的剖面示意图，图6仅就垫体213及固定所述垫体213的结构进行示例。此实施例中，垫体213呈现围绕式的环状，部分地露出所述垫体213表面的延伸型感测电极211亦随所述垫体213而成环绕状，这样的环绕可以被对应至配戴者的耳朵部位。垫体213内的固定部2131可以是一种塑件，举例来说，由ABS树脂(AcrylonitrileButadiene Styrene)混合PC材质(聚碳酸酯，Polycarbonate)而成，用于以埋射方式射出成型而将延伸型感测电极211 部分包覆。垫体213的弹性部2133则再部分包覆固定部2131及延伸型感测电极211，例如采用包射方式来成型，进而让延伸型感测电极211能被固定在垫体213中，且垫体213在接触配戴者的耳朵的部位处，亦具有弹性来减缓抵靠时产生的压力。
延伸型感测电极211呈片状，并于侧缘具有弯折向下的弯折部以及再次弯折而延伸入固定部2131的凸伸部。凸伸部可用于耦接讯号导出部215，讯号导出部215可被固定部2131部分包覆而被固定在垫体213的底部，用于供设置在框架10上的讯号连接器1415的耦接；此外，于其他实施例中，延伸型感测电极211也可以透过凸伸部直接电性连接讯号连接器1415，例如凸伸部在垫体213底部被部分露出，以供讯号连接器1415的直接接触，进而无须再透过讯号导出部215。
进一步地，垫体213可被设计成可拆卸地自框架10上卸下。例如图6所示，在框架上设置有安装座14，安装座14可具有底座141及抬升件143。底座141可以藉由各种方式来固定至框架10上。第一型脑波侦测组件21可藉由在固定部2131设置的第二组合部2135来与设置在底座141上的第一组合部1413相搭配，进而使第一型脑波侦测组件21可以藉由可拆卸式的方式，组接至框架10。第一组合部1413与第二组合部2135举例来说可以各为磁性件，藉由磁吸作用来达成可拆卸式的方式。
抬升件143可藉由如图6所示的螺纹结构螺合至底座141上，进而可藉由螺旋方式来调节设置在安装座14上的第一型脑波侦测组件21与耳朵间的距离。当抬升件143被旋出而较凸出底座141时，第一型脑波侦测组件21与耳朵间的距离就较近。然而，并非以此为限，能在凸伸出底座141的程度上具有可调整性，进而使第一型脑波侦测组件21与耳朵间的距离得以被控制的各种结构亦可适用。
此外，基于前述的第一组合部1413与第二组合部2135的示例下，第一组合部1413可被设置在底座141或抬升件143上。以及，设置在底座141上的讯号连接器1415，例如可以是弹簧探针，以适应性地配合可被调整靠近耳朵程度的第一型脑波侦测组件21，亦即，当第一型脑波侦测组件21较靠近耳朵时(即较远离框架时)，藉由弹簧探针被较少的压缩而凸伸出较多的部分来接触第一型脑波侦测组件21(例如：接触讯号导出部215)。
接着请参阅图7，为本发明一实施例中的垫体与安装座的立体分解示意图。第一型脑波侦测组件21可活动式地设置在安装座14上，抬升件143藉由环形体外周面上的螺纹结构，螺合至底座141通孔的内周壁面上的螺纹结构，以调节抬升件143凸伸出底座141的程度。底座141上可设置对应插接至第一型脑波侦测组件21底部导位孔(图未示，例如配置在固定部上)的至少一个导位销1417，用于导引第一型脑波侦测组件21的安装位置。此外，讯号连接器1415的弹性探针结构，可在抬升件143螺合至底座141的各种调节程度上，皆与第一型脑波侦测组件21产生接触性连接。第一组合部1413于图7的示例上亦为磁吸件，且设置在底座141上，以固定住第一型脑波侦测组件21，且也便于第一型脑波侦测组件21的拆卸。
接着请参阅图8，为本发明再一实施例的用于导引脑波的头戴式装置示意图。本实施例中，头戴式装置HD的框架10上的右耳部12B及左耳部12A，是用来近似于眼镜架的末端，可延伸至对应耳朵的上耳根。于右耳部12B及左耳部12A的框架10上则可各自设置有延伸型感测电极211，此感测电极用于碰触到对应耳朵的上耳根及耳轮的上端部。藉由延伸型感测电极211的较长且较宽的面积，以及呈现弧状面而可接触上耳根附近各部位的感测电极，达到碰触耳朵多个部位的目的。此外，前述的生理讯号量测模块(图未示)亦可被设置于延伸型感测电极211前端的位置上。
接着请参阅图9，为本发明另一实施例中的垫体与安装座的剖面示意图。垫体213在安装座14上呈现出一个围绕体，例如图9所示的一个环。为了进一步增加与配戴者耳朵的接触面积，被部分包覆在垫体213内的延伸型感测电极211可在垫体213的顶部及所述环的内周缘的部位处露出感测电极。如图9所示，在此环的内周缘的壁面上，延伸型感测电极211具有向垫体213边缘渐倾斜的斜面配置，再藉由固定部2131及弹性部2133固定在垫体213中。露出的较大面积的感测电极部位，将可进一步提升感测性能。
接着请参阅图10，本发明于一实施例中的导引脑波的方法流程图。所述方法包含下列步骤：(S100)量测配戴者的一第一脑波讯号；(S200)执行一预定刺激模式，提供具有刺激作用的一初始刺激讯号；(S300)量测配戴者的一第二脑波讯号；(S400)根据所述第一脑波讯号及所述第二脑波讯号，取得一脑波变化程度；(S500)根据所述脑波变化程度及当下取得的第三脑波讯号，对应提供一导引式刺激讯号，以影响配戴者当前的脑波。
于图10的实施例中，先测量配戴者在受到一定程度的外界刺激时，当下的脑波变化的程度，基于此种的预测试，可判定出配戴者当前的脑波状态，亦即，可了解到配戴者当下可以被导引的程度，以决定出要以何种导引式刺激模式来导引配戴者。
基于主导脑波的类型(α、β、δ、θ)，可对应为不同的意识状态。其中α波为主导时，代表处于介在清醒至放松的桥梁意识状态；β波为主导时，代表处于显意识状态，一般在清醒下的焦虑、思考或精神集中的状态时会出现此类型的脑波；δ波为主导时，代表处于无意识状态，一般在非快速动眼睡眠时会出现此类型的脑波；θ波为主导时，代表处于潜意识状态，一般在深层做梦或是深度冥想时会出现此类型的脑波。
据此，藉由先给予刺激来判定脑波被导引的难易度后，即可给予配戴者达到预设导引目标的较佳刺激模式，提高导引效率。
进一步地，所述预定刺激模式及所述导引式刺激讯号为提供对应的预定声光测试模式给配戴者，所述预定声光测试模式包含于一特定时段内提供光线参数及左右耳的频差的变化。所述的光线参数及左右耳频差的变化至少包含光线由偏红光、偏黄、偏绿至偏蓝光的变化顺序及其相反变化顺序或由12 Hz至2Hz的左右耳频差的变化顺序及其相反变化顺序。
其中，高频的频差变化例如对应各耳变化于200~210Hz之间(但频差由12 Hz至2Hz逐渐调整或其反向顺序逐渐调整)，低频的频差变化例如提供的声音频率变化于170~173Hz之间(但频差由12 Hz至2Hz逐渐调整或其反向顺序逐渐调整)，有较佳的效果。光线的变化则区分为对应浅意识提神状态的橘黄色(偏红)、对应潜意识放松状态的橘红色(偏黄)、对应浅睡导引的蓝绿色(偏绿)、对应深睡导引的蓝绿色(偏蓝)，可依据所述预定声光测试模式，渐进式地自目前所测得的脑波状态对应地给予光线刺激，并基于预定导引的目标状态，逐渐改变光线至目标状态对应的应给光线。
以导引配戴者睡眠的例子来说，顺利地睡眠的意识状态对应的脑波变化依序为β波、α波、θ波、δ波四个主要阶段。若配戴者的脑波变化程度为一般(亦即不难被导引)，且所述第三脑波讯号为α脑波，即对应的当前意识状态为桥梁意识状态时，则令所述控制模块50控制在一定的时间(例如5分钟、10分钟)内给予的光线参数以及左右耳频差的变化是由α波频段变化至θ波频段，例如光线每秒闪烁的频率由10Hz变化至5Hz，及/或左右耳频差由10Hz变化至5Hz。
据此，本实施例的头戴式装置HD，可藉由光线与声音导引配戴者的脑波，辅助配戴者进入特定的意识状态(例如：浅眠、深层睡眠等)，而有助于让配戴者更快进入到睡眠阶段，进而达到较佳的休息效果；此外，藉由所述头戴式装置HD实时对配戴者的脑波感测，可判断当前配戴者处于哪一个意识状态，进而对应地引导趋向至深层睡眠的意识状态，藉此提升配戴者的睡眠质量。
相应地，除了可以导引配戴者趋向至深层睡眠的意识状态之外，亦可反向地操作，使配戴者趋向醒来的意识状态，而可作为唤醒的功能。
据此，本发明实施例中的头戴式装置HD的所述控制模块50可基于自所述脑波侦测模块20所接收的所述第一脑波讯号S20，以及基于所述脑波导引模块30被运作在一预定刺激模式下，所述控制模块50自所述脑波侦测模块20回传的讯号所运算归纳取得的一脑波变化程度，使所述脑波导引模块30提供一导引式刺激讯号。可针对不同配戴者当前的脑波状况，施予较佳的导引模式，提升导引效率。
接着请参阅图11，为本发明一实施例中用于导引脑波的***示意图。所述脑波导引***用于供内建一第一无线通信模块的一智能控制通讯装置CD的无线连接，所述脑波导引***包含：所述头戴式装置HD及一按摩装置MD。
所述头戴式装置HD包括所述控制模块50(可参图1)、一第二无线通信模块及一第三无线通信模块。所述第二无线通信模块及所述第三无线通信模块例如可为整合至所述控制模块50的电路基板上的功能模块。所述头戴式装置HD的所述第二无线通信模块用于与例如为配戴者的手机的所述智能控制通讯装置CD无线连接。所述头戴式装置HD的第三无线通信模块用于与所述按摩装置MD无线连接。举例来说，所述第一与所述第二无线通信模块可为透过无线传真(WirelessFidelity, Wi-Fi)，所述头戴式装置HD与所述按摩装置MD则可透过蓝牙传输通道(BT)的方式来连接。在其他实施例中，所述第一与所述第二无线通信模块亦可透过蓝牙传输通道(BT)，而所述头戴式装置HD与所述按摩装置MD则是透过无线传真(WirelessFidelity, Wi-Fi)。
所述按摩装置MD包括一按摩组件、一第四无线通信模块及一按摩控制模块(图未示)，所述按摩控制模块分别耦接所述第四无线通信模块及所述按摩组件，所述第四无线通信模块用于与所述第三无线通信模块建立无线连接。所述按摩组件即为可对配戴者施加按摩动作的组件。所述按摩组件、所述第四无线通信模块及所述按摩控制模块整合于所述按摩装置MD内。
其中，所述头戴式装置HD可根据自所述第二无线通信模块所接收的一控制指令(由配戴者操作的手机发出)，对应地执行脑波导引功能以及对应地透过所述第三无线通信模块下达使所述按摩装置MD执行预设的按摩模式，所述按摩模式令所述按摩组件执行对应的按摩功能。
据此，本发明实施例的装置、方法与***藉由脑波侦测模块的延伸型感测电极，于所述头戴式装置被配戴而贴附耳朵时，提供对耳朵的较大有效感测面积，也进一步提供脑波侦测的正确性同时兼顾配戴舒适性，再藉由预先取得被导引者正确的脑波状态后才施予对应的导引模式，也使得配戴者能被施予更适当的导引模式。
所述的耦接可为直接连接、直接电性连接或是透过其他零部件的间接式连接、间接式电性连接。
本发明在上文中已以较佳实施例揭露，然本领域技术人员应理解的是，所述实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，举凡与所述实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本发明的范畴内。因此，本发明的保护范围当以权利要求所界定者为准。
符号说明
10 框架
11 眼罩部
12A 左耳部
12B 右耳部
13A 左臂部
13A1 形变部
13B 右臂部
13B1 形变部
14 安装座
141 底座
1413 第一组合部
1415 讯号连接器
1417 导位销
143 抬升件
20 脑波侦测模块
21 第一型脑波侦测组件
211 延伸型感测电极
213 垫体
2131 固定部
2133 弹性部
2135 第二组合部
215 讯号导出部
22 第二型脑波侦测组件
221 前额感测电极
223 额垫
225 鼻托
23 生理讯号量测模块
30 脑波导引模块
310 第一型脑波导引组件
320 第二型脑波导引组件
50 控制模块
60 显示单元
CD 智能控制通讯装置
HD 头戴式装置
MD 按摩装置
S20 第一脑波讯号
S30 导引式刺激讯号
S100~S500 步骤。

Claims (32)

1.一种用于导引脑波的头戴式装置，包含：
一框架，包括一眼罩部、分别耦接所述眼罩部的一左耳部及一右耳部；
一脑波侦测模块，包括配置于所述框架的至少一第一型脑波侦测组件及一第二型脑波侦测组件，所述第一型脑波侦测组件具有配置于所述左耳部或所述右耳部的一延伸型感测电极，所述第二型脑波侦测组件具有配置于所述眼罩部的一前额感测电极，所述延伸型感测电极呈C字型以供同时接触到一耳朵正面的多个部位，且所述C字型的开口邻近所述耳朵的耳屏处，所述延伸型感测电极与所述前额感测电极用以形成拾取点、接地点及参考点之脑波感测回路；
一脑波导引模块，配置于所述框架，提供藉由声与光的至少其中一种所形成的具有刺激作用的讯号；及
一控制模块，配置于所述框架，耦接所述脑波侦测模块及所述脑波导引模块，所述控制模块基于自所述脑波侦测模块所接收的一第一脑波讯号，以及基于所述脑波导引模块被运作在一预定刺激模式下自所述脑波侦测模块所取得的一脑波变化程度，使所述脑波导引模块提供一导引式刺激讯号。
2.如权利要求1所述的头戴式装置，其特征在于所述第二型脑波侦测组件具有一额垫，所述眼罩部具有一鼻托，所述额垫凸出地配置于所述眼罩部上，所述前额感测电极配置于所述额垫上，所述眼罩部具有一凹槽，所述鼻托配置于所述凹槽。
3.如权利要求1所述的头戴式装置，其特征在于所述第一型脑波侦测组件的数量为二，分别配置于所述左耳部及所述右耳部。
4.如权利要求1所述的头戴式装置，其特征在于所述脑波导引模块具有至少一第一型脑波导引组件及一第二型脑波导引组件，所述第一型脑波导引组件为配置于所述左耳部或所述右耳部的一音效单元，所述第二型脑波导引组件为配置于所述眼罩部的至少一发光单元。
5.如权利要求4所述的头戴式装置，其特征在于所述延伸型感测电极配置为环绕所述音效单元。
6.如权利要求4所述的头戴式装置，其特征在于所述发光单元的数量为二，各别用于对应至配戴者的双眼，所述各个发光单元为RGB三色的发光元件。
7.如权利要求1所述的头戴式装置，其特征在于所述框架具有配置在所述眼罩部左右两端的一左臂部及一右臂部，所述左臂部及所述右臂部具有可提供相对于所述眼罩部产生形变的形变部。
8.如权利要求1所述的头戴式装置，其特征在于所述框架具有配置在所述眼罩部左右两端的一左臂部及一右臂部，所述左臂部及所述右臂部各藉由一限位件与所述眼罩部结合，所述各个限位件可调整地限制所述左臂部与所述右臂部分别相对于所述眼罩部的角度，以使所述左耳部及所述右耳部分别地向所述右耳及所述左耳产生夹持力。
9.如权利要求1至8中任一项所述的头戴式装置，其特征在于还包含配置于所述脑波侦测模块且邻近所述耳朵的耳屏处的一生理讯号量测模块，所述生理讯号量测模块为一种光学式心跳量测(Photoplethysmography,PPG)的装置。
10.如权利要求9所述的头戴式装置，其特征在于所述框架外表面包括耦接所述控制模块的一显示单元，所述控制模块根据所述脑波侦测模块测得的当前脑波讯号，对应地控制所述显示单元显示对应的预设灯号或颜色。
11.一种用于导引脑波的头戴式装置，包含：
一框架；及
至少一第一型脑波侦测组件，设置于所述框架上且用于供对应至耳朵，所述第一型脑波侦测组件包括一垫体及部分地露出所述垫体表面的一延伸型感测电极，其特征在于所述延伸型感测电极呈C字型，用于供同时接触到所述耳朵正面的多个部位，且所述C字型的开口邻近所述耳朵的耳屏处；
一第二型脑波侦测组件，具有配置于供接触前额的一前额感测电极，
其中，所述延伸型感测电极与所述前额感测电极用以形成拾取点、接地点及参考点之脑波感测回路。
12.如权利要求11所述的头戴式装置，其特征在于用于提供缓冲的所述垫体具有一固定部及一弹性部，所述延伸型感测电极被所述固定部部分包覆，所述弹性部部分包覆所述固定部，使所述垫体藉由所述弹性部缓冲所述第一型脑波侦测组件抵靠在所述耳朵时的压力。
13.如权利要求12所述的头戴式装置，其特征在于所述延伸型感测电极呈片状，并于侧缘具有弯折向下的弯折部以及再次弯折而延伸入所述固定部的凸伸部，弯折的所述延伸型感测电极的顶部露出所述垫体。
14.如权利要求13所述的头戴式装置，其特征在于所述垫体具有用于与设置在所述框架上的至少一第一组合部匹配的至少一第二组合部，所述第二组合部设置于所述固定部的底部，所述第一型脑波侦测组件藉由所述第一组合部与所述第二组合部的匹配而可拆卸式地设置至所述框架。
15.如权利要求14所述的头戴式装置，其特征在于所述第一组合部及所述第二组合部皆为磁性件。
16.如权利要求13所述的头戴式装置，其特征在于所述第一型脑波侦测组件还包括耦接所述延伸型感测电极的一讯号导出部，所述讯号导出部设置于所述固定部的底部且被所述固定部部分包覆。
17.如权利要求16所述的头戴式装置，其特征在于所述固定部及所述讯号导出部皆呈围绕式的环形片体，所述讯号导出部用于供设置在所述框架上的至少一讯号连接器的耦接。
18.如权利要求11所述的头戴式装置，其特征在于所述延伸型感测电极的材质为不锈钢。
19.如权利要求11所述的头戴式装置，其特征在于所述延伸型感测电极于所述垫体上延伸，所述C字型的缺口用于对应至所述耳朵的耳屏的部位，所述延伸型感测电极用于可接触到所述耳朵的耳轮(Helix)、对耳轮(Anti-helix)、耳垂(Lobule)及耳屏(Tragus)部位中的至少二者。
20.如权利要求11所述的头戴式装置，其特征在于所述框架包括供所述第一型脑波侦测组件设置的一安装座，所述安装座具有一底座及一抬升件，所述抬升件设置于所述底座上并在凸伸出所述底座的程度上具有可调整性，使设置在所述安装座上的所述第一型脑波侦测组件与所述耳朵间的距离被控制。
21.如权利要求20所述的头戴式装置，其特征在于所述抬升件藉由螺纹结构螺合至所述底座上，所述第一型脑波侦测组件设置在所述抬升件上。
22.如权利要求20所述的头戴式装置，其特征在于至少一第一组合部设置在所述底座或所述抬升件上，所述第一型脑波侦测组件具有至少一第二组合部，所述第一组合部及所述第二组合部皆为磁性件，所述第一型脑波侦测组件藉由磁吸作用而可拆卸式地设置在所述抬升件上。
23.如权利要求20所述的头戴式装置，其特征在于所述底座上设置有耦接所述延伸型感测电极的至少一讯号连接器。
24.如权利要求23所述的头戴式装置，其特征在于所述讯号连接器为一弹簧探针。
25.如权利要求11所述的头戴式装置，其特征在于所述垫体于所述框架上呈围绕式的一个围绕体，所述延伸型感测电极被部分包覆在所述垫体内，于所述垫体的顶部及所述围绕体的内周缘露出所述延伸型感测电极。
26.如权利要求11至25中任一项所述的头戴式装置，其特征在于所述第一型脑波侦测组件还包括被所述垫体包覆且部分地露出于所述垫体表面并用于对应至所述耳朵的耳屏处的一生理讯号量测模块。
27.如权利要求26所述的头戴式装置，其特征在于所述生理讯号量测模块为一种光学式心跳量测的装置。
28.如权利要求26所述的头戴式装置，其特征在于所述延伸型感测电极于所述垫体上延伸，所述生理讯号量测模块配置于邻近所述C字型的缺口处。
29.一种导引脑波的方法，包含：
藉由可同时接触到耳朵多个部位的至少一延伸型感测电极及可接触到前额部位的一前额感测电极，取得一第一脑波讯号，其中所述至少一延伸型感测电极呈C字型，且所述C字型的开口邻近所述耳朵的耳屏处，所述至少一延伸型感测电极与所述前额感测电极用以形成拾取点、接地点及参考点之脑波感测回路；
执行一预定刺激模式，提供具有刺激作用的一初始刺激讯号；
藉由可同时接触到耳朵的多个部位的所述至少一延伸型感测电极及可接触到前额部位的所述前额感测电极，取得一第二脑波讯号；
至少根据所述第一脑波讯号及所述第二脑波讯号，取得一脑波变化程度；及
根据所述脑波变化程度及当下取得的第三脑波讯号，对应提供一导引式刺激讯号。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于所述预定刺激模式及所述导引式刺激讯号为提供对应的预定声光测试模式给配戴者，所述预定声光测试模式包含于一特定时段内提供光线参数及左右耳的频差的变化。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于所述的光线参数及左右耳频差的变化至少包含光线由偏红、偏黄、偏绿至偏蓝光的变化顺序及其相反变化顺序或由12 Hz至2Hz的左右耳频差的变化顺序及其相反变化顺序，所述预定声光测试模式中提供的声音频率为变化于200~210Hz之间或170~173Hz之间。
32.一种用于导引脑波的***，用于供内建一第一无线通信模块的一智能控制通讯装置的无线连接，所述***包含：
一如权利要求1至28中任一项所述的头戴式装置，所述头戴式装置并包括一控制模块、一第二无线通信模块及一第三无线通信模块，所述控制模块分别耦接所述第二无线通信模块及所述第三无线通信模块，所述第二无线通信模块用于与所述第一无线通信模块建立无线连接；及
一按摩装置，包括一按摩组件、一第四无线通信模块及一按摩控制模块，所述按摩控制模块分别耦接所述第四无线通信模块及所述按摩组件，所述第四无线通信模块用于与所述第三无线通信模块建立无线连接；
其中，所述头戴式装置根据自所述第二无线通信模块所接收的一控制指令，对应地执行脑波导引功能以及对应地透过所述第三无线通信模块下达使所述按摩装置执行预设的按摩模式，所述按摩模式令所述按摩组件执行对应的按摩功能。
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