TW201042482A - Three dimensional controlling device by using electroencephalogram (EEG) and electro-oculogram (EOG) and method thereof - Google Patents

Description

201042482 、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關-種❹攔較及眼電波之3D =方法，其兼具3D控制裝置可迅速點選、易於操作： 使用與體積小好鮮易脫料優點及功i。 ，部份的醫魏所，多半會在病床旁設置鱗 ， ，利患者隨時按鈴呼叫，但患者若無法講話且只剩 Ο Ο 設’且照顧者在被呼叫時無法即時:道患 目前雖有電腦化的呼叫輕，但抖以追縱使用者 動=與=過程皆複雜，必需配合顯示器而：法 丁動使用，虽使用者在目視顯示器上之選項(诵當為 ί孔2=計)而進行選擇呼叫時，假設有—百個選項，且 只能使游標移動五項的位移量，顺用者若要點 作曈孔十幾次，若要進行更多選擇，則 ΐΐί 使疋二維選項設計’點選動作次數仍多，相 t然’可以縮小—百個選項的間距減少瞳孔動作次數，但 和0Γ上使用主者(老年人視力較差，可能無法看清楚細小的字 /為點是不論—維或二維的選項設 a為兼顧讓使用者看清楚的條件，其翻的數量較到限制。 【發日=容Γ必要研發新技術以解決上述缺點及問題。

㈣if丨Ξ ’在於提供一種感測腦電波及眼電波之3D 録具犯控概置可秘闕、易於 利於移動使用與體積小好戴不纽落等功 晉滿雜發明所欲解決之問題包括：不利行動使用、裝 复雜、-維與—維之闕料魏量關及瞳⑽作過度頻 201042482 繁等問題。 解決上述問題之技術手段係提 波之3D控制裝置及控制方法，、 供一種感測腦電波及眼電 置部份包括： 一電波感測裝置，其設有： 至少一腦電波感測部，係用以感測一使用者之腦部思考 而產生的腦電波訊號； 複數個眼電波感測部，係用以感測該使用者之眼部肌肉 運動產生的眼電波訊號；

一定向裝置’係設於該使用者上，並用以隨該使用者移動 而產生一 X軸轉動訊號、一 Y轴轉動訊號與一 Z軸轉動訊號; 0 一訊號處理部，係用以處理該腦電波訊號、該眼電波訊 號、該X軸轉動訊號、該Y轴轉動訊號與該Z轴轉動訊號； n 一發射單元，係連結該訊號處理部，用以發射該腦電波訊 號' 該眼電波訊號、該X軸轉動訊號、該γ軸轉動訊號與該 z轴轉動訊號； 一中央控制裝置，係至少包括： ^ 一接收部，係用以接收該腦電波訊號、該眼電波訊號、 該X軸轉動訊號、該Y軸轉動訊號與該Z轴轉動訊號； 一顯示部，係用以顯示一 3D選擇部及一游標；該3D 選擇部具有複數個選擇區； 一控制部，係具有一 3D控制裝置及一開關裝置；該3D 控制裴置具有一 i軸移動部、一j軸移動部及一 k軸移動部， ，分別對應該X軸轉動訊號、該Y轴轉動訊號與該Z軸轉動 訊號；用以控制該游標在i、j、k軸間移動至該3D選擇部的 任一選擇區；當該腦電波訊號與該眼電波訊號的至少其中之一 達到預定閥值，即控制該開關裝置啟動該游標所在的選擇區。 其方法部份包括： 一·準備步驟； 二·發出訊號步驟； 二·擁取各轴向轉動訊號步驟； 4 201042482 四·游標移動點選步驟； 五·擷取電波訊號步驟； 六·啟動選擇區步驟；及 七·完成步驟。 本發明之上述目的與優點’不難從下述所選用實施例之詳 細說明與附圖中，獲得深入瞭解。 ° ' 茲以下列實施例並配合圖式詳細說明本發明於後： . 【實施方式】 參閱第一、第二、第三Α及第三Β圖，本發明係為一種 感測腦電波及眼電波之3D控制裝置及控制方法，關於裝置的 ❹ 部份包括： 一電波感測裝置10，其設有： 至少一腦電波感測部11，係用以感測一使用者90之腦 部思考而產生的腦電波訊號91 ; 複數個眼電波感測部12，係用以感測該使用者90之眼 部肌肉運動產生的眼電波訊號92 ; 一定向裝置20 ’係設於該使用者90上，並用以隨該使用 者90移動而產生一 X軸轉動訊號21、一 Y軸轉動訊號22與 一 Z軸轉動訊號23 ; Ο 一訊號處理部25 ’係用以處理該腦電波訊號91、該眼電 波訊號92、該X軸轉動訊號21、該γ軸轉動訊號22與該z 軸轉動訊號23 ;

一，射單元26，係連結該訊號處理部25，用以發射該腦 - 電波訊號91、該眼電波訊號92、該X軸轉動訊號21、該Y 軸轉動訊號22與該Z轴轉動訊號23 ; 一中央控制裝置30，係至少包括： ^ 一接收部31，係用以接收該腦電波訊號91、該眼電波 訊號92、該X軸轉動訊號21、該γ軸轉動訊號22與該z軸 轉動訊號23 ; 一顯示部32,係用以顯示一 3D選擇部81及一游標82; 5 201042482 該3D選擇部81具有複數個選擇區81Α ; -控制部33，係具有一 3D控制裝 置33B ;該3D控制裝置33m…及一開關裝 332 k ZL· j ί 2、該γ軸轉動訊號22與該ζ軸轉動訊號23,用 才二82，”轴間移動至該3D選擇部81的任工二涛 虽該腦電波訊號91與該眼電波訊號92的至 夕°° ， =值’即控制該開關裝置職動該游標= Ο Ο 實務上，該定向裝置20可為陀螺儀。 一。該接收部31係選自無線接收裝置、有線接收裝置其中之 所示)US3。2係選自錄、眼罩魏如細及第五圖 事均蚊字賴像絲烟者90想做的 LiilΤ為例，沿1軸分佈的九個選擇區81Α依序 吃粥、以文字顯示：喝水、喝藥水、喝茶、吃飯、 舉 罐項督其選項僅為 可主要供不便言語’且手腳、身體不便活動，甚至 11 ^ ^ 泫疋向裝置20、该甙唬處理部25及該發射 辆戴式結構，而可讓使用者90方便的戴在頭上。 包括下列步Ϊ明之晴法’如^ Α取Β圖所示，係 一#$ +準備步驟71:將一電波感測裝置10、一定向裝置20、 -25及—發射單元26設於—使用者％上；另設 咸制邱= 制裝置30;該電波感測裝置10包括至少一個腦電波 ;扛1#及複數個眼電波感測部12;該中央控制裝置30則 匕 收部31、一顯示部32及一控制部33 ;該顯示部32 6 201042482 用以顯示- 3D選擇畜Ml及-游桿m登姐如 33卜一-j軸移動部332及一让軸移動部333 ;有轴移動# 90之驟72 :該腦電波感測部11感測該使用者

$ 者90之眼部肌肉運動產生的眼電波二、，;且該J 者9G移動而產生^轴轉動訊號21二 Y ^轉動訊號22與- Z軸轉動訊號23，該腦電波

ΪΪ92、該X軸轉動訊號2卜該Y軸轉動訊號22二 動訊號23透過該訊號處理部25處理後，由該發射^ 7〇 26發射； τ 二.擷取各軸向轉動訊號步驟73 :以該接收部31擷取該 X軸轉動訊號21、該Υ軸轉動訊號22與該ζ轴轉動訊°， 並傳送至該控制部33 ; 四.游標移動點選步驟74 :以該控制部33之3D控制裝 置33A將各轴向轉動訊號轉換為對應該丨軸移動部331二該$ 轴移動部332與該k軸移動部333的角度值，進而控制該 部32上的游標82在i、j、k軸間的複數個選擇區81A上移動 點選； 五·擷取電波訊號步驟75 :以該接收部31擷取該腦電波 訊號91與該眼電波訊號92 ; 六·啟動選擇區步驟76 :當該腦電波訊號91與眼電波訊 號92的至少其中之一達到預定閥值，即控制該開關裝置MB 啟動該游標82所在的選擇區81A ; 七·完成步驟77 :使用者透過選擇區81A表達想要做的 事。 本發明於該完成步驟77後，又可再包括： 八·循環步驟78 :係重覆前述三至七步驟，而反覆的點 選、啟動不同的選擇區81A，以表達想要做的事。 7 201042482 ，閱第六及第七Α圖’茲以丨軸點選為例說明實際操 ，，假設使用者90從該顯示部32上看到該3D選擇部8 f 一f中沒有自己想做的事’則可搖動定向裝置20將游標82 移動到第二層(原本遮住此層的部位，可以呈透明，也可 以暫消失，全依實際需要設定）。 游標82位於想要的選擇區81A時，在腦中想“點選” 圖所示，其+的啟動區Δ91代表腦電波訊號91超 Ο Ο 祕LG並達賴辦間ΔΤ故可絲，至於超過閥值線 的，訊區91A、91B、91C與91D分別為未達閥值時間T1、 動，僅代表财有財，但未達啟動標準)或是移 92=閥所r ’其中的啟動區Δ92代表眼物R號 ΐίτ /線並達到閥值時間ΛΤ故可啟動，至於超過閥 =0的雜訊區92Α為未達閥值時間T1，僅代表眼睛有動， 二f啟動標準），以控制游標82啟動該選擇區81A，則中央 所想m語音献鱗喊糾糊人料行使用者 前述裝的實施例編置換結構，已於 例，t眘之3X3X3(等於9個選擇區)的3D排列只是舉 多# - 際而要擴充為例如6x6x6(等於216個選擇區)或更 Ϊ 列，且因為本發明之游標為犯移動之點^ 可讓使用ϊ看擇一選擇區，除 即可，個選擇區 電話g為撥電話的通訊錄，則可輕㈣記錄、點選上百通的 综上所述’本發明之優點及功效可歸納如下： [1] 3D控制裂置可迅速點選。本發明具有3D選擇部，即 8 201042482 使有上百筆的選擇區(例如6x6x6等於216個選擇區，若只是 要表達日常生活想做的事，醜量相當充足了），游標在每一 轴向^移動量也只是個位數(最多移動6個選擇區），讓使用者 可^清楚的看到每一選擇區，並在不同的軸向迅速移動游標並 進行點選。 p]。易於操作。本發明以定向裝置控制游標移動，再以腦 波訊號的其中之—作確認點選的開關訊號，就 ϋ無法完全關眼睛，只要可以思考或是眼球 了以動’依舊可以操作，故，極易操作。 Ο ο ^ 罩賴示制於㈣使肖。本發明之顯示部可設計 使走用到哪用到哪，便於使用者移動(例如在各 [=]體積小好戴不易脫落。本發明可將電波感測震置 ^戴:長組懿賴式賴，體積小又 以上僅是藉由較佳實施例詳細說 ， 所=任何簡單修改與變化，皆不脫離本發明之 上雜朗，可健知本項麟者明瞭轉明的確可 Ϊ成“目的，實已符合專利法之規定，細發 【圖式簡單說明】 第一圖係本發明之示意圖 f f _本發明之實際應用之示意圖 f f·A圖係本發明之發射單元之方塊圖 圖係本發明之接收單元之方塊圖 第四及第五關相為本發明 觀暨平面示意圖 _，、他實施例之外 f六圖係本發明之犯選擇部之放大之示意圖 筮S 本發明沿1軸移動游標並作點選動作過程之-咅园 第七β圖係本發明沿J·轴移動游標並作點選動作過 9 201042482 第七C圖係本發明沿k軸移動游標並作點選動作過程之示意 圖 第八A圖係本發明之方法之流程圖 第八B圖係本發明之操作過程之流程圖 第九A圖係本發明之腦電腦波訊號之曲線圖 第九B圖係本發明之眼電腦波訊號之曲線圖 【主要元件符號說明】 - 10電波感測裝置 12眼電波感測部 。 21 X軸轉動訊號 23 Z軸轉動訊號 26發射單元 31接收部 33控制部 33B開關裝置 332 j軸移動部 11腦電波感測部 20定向裝置 22 Y軸轉動訊號 25訊號處理部 30中央控制裝置 32顯示部 33A3D控制裝置 331 i軸移動部 333 k軸移動部 71準備步驟 72發出訊號步驟 73擷取各軸向轉動訊號步驟 74游標移動點選步驟 75擷取電波訊號步驟 Ο 76啟動選擇區步驟 78循環步驟 81A選擇區 90使用者 92眼電波訊號 77完成步驟 81 3D選擇部 82游標 91腦電波訊號 L0閥值線 △91、Λ92啟動區 ΛΤ閥值時間 91A、91B、91C、91D、92A 雜訊區 ΤΙ、T2、T3、T4未達閥值時間

Claims (1)

1. 201042482 七、申請專利範圍： 1 · 一種感測腦電波及眼電波之3D控制裝置，係包括： 一電波感測裝置，其設有： 至少一腦電波感測部，係用以感測一使用者之腦部思 考而產生的腦電波訊號； - 複數個眼電波感測部，係用以感測該使用者之眼部肌 肉運動產生的眼電波訊號； 一定向裝置，係設於該使用者上，並用以隨該使用者移 動而產生一 X轴轉動訊號、一 γ軸轉動訊號與一 Z軸轉 〇 動訊號； 一訊號處理部，係用以處理該腦電波訊號、該眼電波訊 號、該X軸轉動訊號、該Y轴轉動訊號與該Z轴轉動訊 號； 一發射單元，係連結該訊號處理部，用以發射該腦電波 訊號、該眼電波訊號、該X軸轉動訊號、該Y軸轉動訊 號與該Z軸轉動訊號； 一中央控制裝置，係至少包括： 一接收部，係用以接收該腦電波訊號、該眼電波訊 號、該X軸轉動訊號、該Y轴轉動訊號與該Z軸轉動訊 w 號； 一顯示部，係用以顯示一 3D選擇部及一游標；該3D • 選擇部具有複數個選擇區； 一控制部，係具有一 3D控制裝置及一開關裝置；該 控制裝置具有一丨軸移動部、一』軸移動部及一 k轴移 ，部，其分別對應該X軸轉動訊號、該γ軸轉動訊號與 该Ζ轴轉動訊號；用以控制該游標在丨、』、k軸間移動至 該^3D選擇部的任一選擇區；當該腦電波訊號與該眼電波 的至少其中之—達到預定閥值，即控制該_裝置啟 動该游標所在的選擇區。 2如申清專利範圍第1項所述之感測腦電波及眼電波之3D 201042482 控制裝置，其中： f定向裝置可為陀螺儀； * 置、有線接收裝置其中之 不部係選自螢幕、眼罩型顯示器其中之-； 0 〜母一選擇區係設置文字、圖像的至少苴中之一。 " · '控制方法Γ係包括下列步 ’ f備步驟：將—電波感測裝置、-定向裝置、-訊號 〇 處理部及一發射單元設於-使用者上；另設-中央控 制裝置，該電波感測裝置包括至少一個腦電波感測部 及複數個眼電波感測部；該中央控制裝置則包括一接 收部、一顯示部及一控制部；該顯示部用以顯示一 3D 選擇部及一游標；該3D選擇部具有複數個選擇區； 該控制部具有一個3D控制裝置及一開關裝置；該3D 控制裝置具有一 i軸移動部、一j軸移動部及一 k軸 移動部； 二.發出訊號步驟：該腦電波感測部感測該使用者之腦部 思考而產生的腦電波訊號；該眼電波感測部感測該使 用者之眼部肌肉運動產生的眼電波訊號；且該定向裝 置隨該使用者移動而產生一 X軸轉動訊號、一 Y軸 轉動訊號與一 z軸轉動訊號，該腦電波訊號、該眼電 波訊號、該X軸轉動訊號、該γ轴轉動訊號與該Z ' 軸轉動訊號透過該訊號處理部處理後，由該發射單元 發射； 三·擷取各軸向轉動訊號步驟：以該接收部擷取該X軸轉 動訊號、該Y軸轉動訊號與該Z軸轉動訊號，並傳送 至該控制部； 四·游標移動點選步驟：以該控制部之3D控制裝置將各 軸向轉動訊號轉換為對應該i軸移動部、該j軸移動 12 201042482 部與該k軸移動部的角度值，進而控制該顯示部上的 游標在i、j、k軸間的複數個選擇區上移動點選； 五.擷取電波訊號步驟：以該接收部擷取該腦電波訊號與 該眼電波訊號； '' 六·啟動選擇區步驟：當該腦電波訊號與眼電波訊號的至 少其中之一達到預定閥值，即控制該開關裝置啟動該 • 游標所在的選擇區； 七·完成步驟：使用者透過選擇區表達想要做的事。 4 ·如申請專利範圍第3項所述之感測腦電波及眼電波之3D 控制方法’其中’該完成步驟後，又可再包括·· 〇 八·彳盾環步驟：係重覆前述三至七步驟，而反覆的移動點 選、啟動不同的選擇區，以表達想要做的事。 5 .如申請專利範圍第3項所述之感測腦電波及眼電波之3D 控制方法，其中： 該定向裝置可為陀螺儀； 該接收部係選自無線接收裝置、有線接收裝置其中之 一， f顯示部係選自螢幕、眼罩型顯示器其中之一； 〇 该每一選擇區係設置文字、圖像的至少其中之一。 13