CN105193430A - 一种保护装置、可穿戴设备及保护方法和显示系统 - Google Patents

一种保护装置、可穿戴设备及保护方法和显示系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种保护装置、可穿戴设备及保护方法和显示系统，属于保护设备技术领域，其可解决现有的用户疲劳状态下长期观看导致视力降低的问题。本发明的保护装置中包括信号采集模块，信息处理模块，以及提醒模块，信号采集模块采集判断信号，信息处理模块对信号采集模块采集到的判断信号进行处理和分析，并判断用户大脑是否处于疲劳状态，提醒模块根据信息处理模块的判断结果发出提醒命令。本发明的保护装置能够对用户脑疲劳进行监测并判断用户大脑是否处于疲劳状态，并根据判断结果提醒用户不要在疲劳状态下长期观看，对用户不良观看习惯进行提醒纠正，保护用户视力。本发明的保护装置适用于各种可穿戴设备或显示系统。

Description

一种保护装置、可穿戴设备及保护方法和显示系统
技术领域
本发明属于保护设备技术领域，具体涉及一种保护装置、可穿戴设备及保护方法和显示系统。
背景技术
随着手机、Pad等电子显示设备的增多，近视、弱视、散光等典型“学生眼病”明显增多，并且患者年龄出现了明显的提前趋势。这是因为年龄小的用户自我认知，自我控制能力较差，当这些用户在使用这些电子显示设备的时候，经常会存在观看距离过近、观看时间较长而浑然不知的现象，甚至在疲劳状态下长期观看，因此导致上述“学生眼病”明显增多。
发明内容
本发明针对现有的用户疲劳状态下长期观看导致视力降低的问题，提供一种保护装置、可穿戴设备及保护方法和显示系统。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是：
一种保护装置，包括：
信号采集模块，用于采集判断信号，所述判断信号包括用户颞区的脑电波；
信息处理模块，用于对采集到的判断信号进行处理和分析，并判断用户大脑是否处于疲劳状态；
以及提醒模块，用于根据信息处理模块的判断结果，发出提醒命令。
优选的，所述颞区的脑电波包括α节律、β节律、θ节律以及δ节律。
优选的，所述信息处理模块包括：
分期处理单元，用于对信号采集模块采集的颞区的脑电波进行分期；
滤波处理单元，用于对分期后的脑电波进行过滤；
小波分解单元，用于提取信号采集模块采集的颞区的脑电波的各个节律，并计算各个节律的平均功率谱密度；
判断单元，用于计算θ节律与α节律、β节律、δ节律的功率谱密度比值R，并根据比值R判断用户大脑是否处于疲劳状态。
优选的，所述信号采集模块还包括：
测距单元，用于测量所述保护装置与显示屏幕之间的距离；
光感单元，用于测试所述保护装置周围环境的光强度；
所述判断信号还包括：所述保护装置与显示屏幕之间的距离，所述装置周围环境的光强度。
优选的，所述测距单元包括测距传感器，所述光感单元包括光敏传感器。
优选的，所述用户颞区的脑电波采用干电极采集。
优选的，所述保护装置还包括通讯模块，用于将信号采集模块采集的判断信号发送给信息处理模块，并将信息处理模块的判断结果发送给提醒模块。
优选的，所述通讯模块包括蓝牙模块或无线网络模块。
优选的，所述提醒模块包括蜂鸣器。
本发明还提供一种可穿戴设备，其包括上述的保护装置，并可将所述保护装置固定于用户头上。
优选的，所述干电极包括活动电极和参考电极，所述活动电极设于所述可穿戴设备上靠近用户颞区的位置处，所述参考电极设于所述可穿戴设备上靠近用户耳垂下侧的位置处。
一种保护方法，采用上述的保护装置或可穿戴设备，包括以下步骤：
信号采集模块采集判断信号，所述判断信号包括用户的颞区的脑电波；
信息处理模块对信号采集模块采集到的判断信号进行处理和分析，并判断用户大脑是否处于疲劳状态；
提醒模块根据信息处理模块的判断结果发出提醒命令。
一种显示系统，包括显示装置，还包括上述的保护装置或上述的可穿戴设备。
其中，所述可穿戴设备包括眼睛框、发卡、帽子中的任意一种。
本发明的保护装置中包括信号采集模块，信息处理模块，以及提醒模块，信号采集模块采集判断信号，信息处理模块对信号采集模块采集到的判断信号进行处理和分析，并判断用户大脑是否处于疲劳状态，提醒模块根据信息处理模块的判断结果发出提醒命令。本发明的保护装置能够对用户脑疲劳进行监测并判断用户大脑是否处于疲劳状态，并根据判断结果提醒用户不要在疲劳状态下长期观看，对用户不良观看习惯进行提醒纠正，保护用户视力。本发明的保护装置适用于各种可穿戴设备或显示系统。
附图说明
图1本发明的实施例2的保护装置结构框图；
图2为本发明实施例2的保护装置局部工作流程图；
图3为本发明的实施例3的一种可穿戴设备示意图；
图4为本发明的实施例3的另一种可穿戴设备示意图；
其中，附图标记为：1、信号采集模块；11、活动电极；12、参考电极；13、测距单元；14、光感单元；2、信息处理模块；21、分期处理单元；22、滤波处理单元；23、小波分解单元；24、判断单元；3、提醒模块；4、通讯模块。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种保护装置，包括：
信号采集模块，用于采集判断信号，所述判断信号包括用户颞区的脑电波；
信息处理模块，用于对采集到的判断信号进行处理和分析，并判断用户大脑是否处于疲劳状态；
以及提醒模块，用于根据信息处理模块的判断结果，发出提醒命令。
本实施例的保护装置的信号采集模块采集判断信号，信息处理模块对信号采集模块采集到的判断信号进行处理和分析，并判断用户大脑是否处于疲劳状态，提醒模块根据信息处理模块的判断结果发出提醒命令。本实施例的保护装置能够对用户脑疲劳进行监测并判断用户大脑是否处于疲劳状态，并根据判断结果提醒用户不要在疲劳状态下长期观看，对用户不良观看习惯进行提醒纠正，保护用户视力。本发明的保护装置适用于各种可穿戴设备或显示系统。
实施例2：
本实施例提供一种保护装置，如图1、2所示，包括：
信号采集模块1，用于采集判断信号，判断信号包括用户颞区的脑电波；
信息处理模块2，用于对采集到的判断信号进行处理和分析，并判断用户大脑是否处于疲劳状态；
以及提醒模块3，用于根据信息处理模块2的判断结果，发出提醒命令。
也就是说，信号采集模块1采集用户的判断信号，然后信息处理模块2进行处理和分析，从而判断出用户大脑是否处于疲劳状态，若用户大脑处于疲劳状态，则提醒模块3发出提醒命令，提醒用户已经疲劳，需要休息，对用户不良观看习惯进行提醒纠正。
优选的，颞区的脑电波包括α节律、β节律、θ节律以及δ节律。
也就是说，通常需要采集用户颞区的α节律、β节律、θ节律以及δ节律作为用户大脑疲劳度分析的主要标准，其中，频率为3.75～6.75Hz的θ节律是儿童正常脑电活动频率。
优选的，信息处理模块2包括：
分期处理单元21，用于对信号采集模块1采集的颞区的脑电波进行分期，
滤波处理单元22，用于对分期后的脑电波进行过滤，
小波分解单元23，用于提取信号采集模块采集的颞区的脑电波的各个节律，并计算各个节律的平均功率谱密度，
判断单元24，用于计算θ节律与α节律、β节律、δ节律的功率谱密度比值R，并根据比值R判断用户大脑是否处于疲劳状态。
也就是说，具体的，脑电波进行采集；因采集到的脑电波信号数据量较大，同时为了提高处理速度，对采集到的脑电波进行分期处理；对分期后的信号进行滤波处理，剔除肌电、外界干扰等噪声的干扰；进行小波分解，提取各个节律；计算各个节律的平均功率谱密度；比较θ节律与所有节律的功率谱密度比值R；若R低于预先设置的阈值，则认为儿童大脑处于疲劳状态，则提醒模块3发出提醒命令。
优选的，信号采集模块1还包括：
测距单元13，用于测量保护装置与显示屏幕之间的距离，
和光感单元14，用于测试保护装置周围环境的光强度；
所述判断信号还包括：测距单元13测量保护装置与显示屏幕之间的距离，和光感单元14测试装置周围环境的光强度。
也就是说，信号采集模块1还可以同时采集测量保护装置与显示屏幕之间的距离，和光感单元14测试装置周围环境的光强度，信息处理模块2根据这些数据综合判断，当用户与显示屏幕之间的距离太短时，或周围环境的光强度太强或太弱会影响视力时，提醒模块3发出提醒命令，提醒用户远离显示屏幕或环境的光强度不适宜观看显示屏幕。
优选的，测距单元13包括测距传感器，光感单元14包括光敏传感器。更优选的，测距传感器可以是超声波测距传感器或红外线测距传感器。
优选的，用户颞区的脑电波采用干电极采集。
其中，干电极包括活动电极11和参考电极12，判断信号则是活动电极11与参考电极12之间产生的电位差，优选的，活动电极11位于颞区，参考电极12位于耳垂下侧。
优选的，保护装置还包括通讯模块4，用于将信号采集模块采集1的判断信号发送给信息处理模块2，并将信息处理模块2的判断结果发送给提醒模块3。
也就是说，信号采集模块1以及提醒模块设于用户头上，而信息处理模块2设于于终端设备，例如电脑中时，采用通讯模块4将信号采集模块1采集的判断信号发送给信息处理模块2，并将信息处理模块2的判断结果发送给提醒模块3。
优选的，通讯模块包括蓝牙模块或无线网络模块中的任意一种。
也就是说，信号采集模块1以及提醒模块3设于用户头上，而信息处理模块2设于于终端设备时，优选采用蓝牙或无线网络传递信号，这样方便用户使用，不会因用户的移动而造成有线的线路缠绕。
优选的，提醒模块包括蜂鸣器。
也就是说，当信息处理模块2的判断结果为用户大脑疲劳时，就会启动提醒模块3的蜂鸣器，蜂鸣器发出声音提示用户大脑已经疲劳，需要休息，从而对用户不良观看习惯进行提醒纠正。
实施例3：
本实施例提供一种可穿戴设备，其包括实施例2的保护装置，并可将保护装置固定于用户头上。
优选的，干电极包括活动电极11和参考电极12，活动电极11设于可穿戴设备上靠近用户颞区的位置处，参考电极12设于可穿戴设备上靠近用户耳垂下侧的位置处。
如图3、图4所示，本实施例提供的可穿戴设备形如眼镜框，其中，测距单元13和光感单元14设于眼镜框的前框部；活动电极11设于眼镜框的左腿的外侧上，用户佩戴眼镜框后活动电极11靠近用户颞区的位置处；参考电极12设于眼镜框的右腿的外侧上，用户佩戴眼镜框后参考电极12靠近用户耳垂下侧的位置处；通讯模块4设于眼镜框的右腿末端的内侧；提醒模块3设于眼镜框的左腿末端的内侧。
显然，上述各实施例的具体实施方式还可进行许多变化；例如：可穿戴设备可以是眼睛框、发卡、帽子中的任意一种。
实施例4：
本实施例提供了一种保护方法，采用实施例2的保护装置或可穿戴设备，包括以下步骤：
信号采集模块采集判断信号，判断信号包括用户的颞区的脑电波，
信息处理模块对信号采集模块采集到的判断信号进行处理和分析，并判断用户大脑是否处于疲劳状态，
提醒模块根据信息处理模块的判断结果发出提醒命令。
实施例5：
本实施例提供了一种显示系统，包括显示装置，还包括上述的保护装置或上述的可穿戴设备。所述显示装置可以为：液晶显示面板、电子纸、OLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种保护装置，其特征在于，包括：
信号采集模块，用于采集判断信号，所述判断信号包括用户颞区的脑电波；
信息处理模块，用于对采集到的判断信号进行处理和分析，并判断用户大脑是否处于疲劳状态；
以及提醒模块，用于根据信息处理模块的判断结果，发出提醒命令。
2.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述颞区的脑电波包括α节律、β节律、θ节律以及δ节律。
3.根据权利要求2所述的保护装置，其特征在于，所述信息处理模块包括：
分期处理单元，用于对信号采集模块采集的颞区的脑电波进行分期；
滤波处理单元，用于对分期后的脑电波进行过滤；
小波分解单元，用于提取信号采集模块采集的颞区的脑电波的各个节律，并计算各个节律的平均功率谱密度；
判断单元，用于计算θ节律与α节律、β节律、δ节律的功率谱密度比值R，并根据比值R判断用户大脑是否处于疲劳状态。
4.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述信号采集模块还包括：
测距单元，用于测量所述保护装置与显示屏幕之间的距离；
光感单元，用于测试所述保护装置周围环境的光强度；
所述判断信号还包括：所述保护装置与显示屏幕之间的距离，所述装置周围环境的光强度。
5.根据权利要求4所述的保护装置，其特征在于，所述测距单元包括测距传感器，所述光感单元包括光敏传感器。
6.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述用户颞区的脑电波采用干电极采集。
7.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述保护装置还包括通讯模块，用于将信号采集模块采集的判断信号发送给信息处理模块，并将信息处理模块的判断结果发送给提醒模块。
8.根据权利要求7所述的保护装置，其特征在于，所述通讯模块包括蓝牙模块或无线网络模块。
9.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于，所述提醒模块包括蜂鸣器。
10.一种可穿戴设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的保护装置，并可将所述保护装置固定于用户头上。
11.根据权利要求10所述的可穿戴设备，其特征在于，所述保护装置为权利要求6所述的保护装置，所述干电极包括活动电极和参考电极，所述活动电极设于所述可穿戴设备上靠近用户颞区的位置处，所述参考电极设于所述可穿戴设备上靠近用户耳垂下侧的位置处。
12.一种保护方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的保护装置或权利要求10-11任一项所述的可穿戴设备，包括以下步骤：
信号采集模块采集判断信号，所述判断信号包括用户的颞区的脑电波；
信息处理模块对信号采集模块采集到的判断信号进行处理和分析，并判断用户大脑是否处于疲劳状态；
提醒模块根据信息处理模块的判断结果发出提醒命令。
13.一种显示系统，包括显示装置，其特征在于，还包括权利要求1-9任一项所述的保护装置或权利要求10-11任一项所述的可穿戴设备。
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