TW209283B

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Publication number: TW209283B
Application number: TW080106357A
Authority: TW
Original assignee: Biocontrol Systems Inc
Priority date: 1990-07-24
Filing date: 1991-08-12
Publication date: 1993-07-11
Also published as: CN1060940A; EP0468340A2; JPH0695797A; EP0468340A3; CA2047431A1; KR920003139A

Description

2〇9^δ3 Μ 經濟部中央標準局员工消费合作社印製五、發明説明（1 ) 本發明大醱上係有W於一種以眼睛指揮之控制器，尤其是有鼷於一種利用眼两移動所産生之«氣眼動波（EOG) 舆肌肉移動所産生之««肌動波而行直接輿一«睡或霣視游樂器通訊之裝置。在遇去幾年來，交談式霣視游樂器廣受歡迎，在騎麻、餐館、霣影院、以及其它公共場所常裝设有獼立式之游戯機組，此外，霣視游樂器亦以擦準霣視機之轉接器的形式進入家庭休間市場。逋些霉視遊樂器需要使用一 “操梁桿”、“追蹤球”、或其它用以玩該遊戯之手動输入装置，為更熟練地玩這些遊戯，將需要有相當之“手一眼”協諝〇同樣地，不管在工作上或在家中，鏑人霣鼷的使用皆已增加，許多在鍺人電腦上執行之應用皆是藉由w滑鼠” 之輔助以控制游標在螢幕上之位置。此外，有相當可觀之殘障人士缺乏足夠之蓮動肌控制來操作手或脚開關，或其它種類之控制，因而痛要替代之操作設備。最近幾年來已發展有許多種使各霄腦或機器可以僅以眼睛之移動來控制的糸統，例如：1 96 9年8月19日公開之發給Mason的美國第34626 04號専利即掲露一種測眼計，其用以根據由眼睛視網膜所反射之光相對於眼_前面所反射之光而決定眼睛的朝向，而光傜被導向眼球，並在眼球中由其前表面與眼睛後面之視網膜所反射。設有一条統來觀看該等反射之影像，並由反射影像之相對位置決定眼睛 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 各紙張尺度逍用中國困家標準（CNS)甲4規格(210x297公龙) 3 經濟部屮央標準局貝工消费合作社卬製 2〇9^s3 五、發明説明（2 ) 之位置。 1978年8月22日發給Graf之美國第410 9U5號専利掲露有一種裝置.其用以"視線地M偵澜眼_之朝向。利用一糖1眼計或其它視線決定裝置來監視眼两之朝向，該裝置相對於一特定控制功能而澜量操作者之眼醸留在該視線位置的時間長，若該視線位置在一位置停留超過一預定時間，該裝置即産生一控制输出。 1976年10月12日發給Teltscher之美國第3986030諕專利掲露一可眼動地操作之鍵盤附件，以供半身麻痺或無能力之人士使用。該裝置包括一將光射向使用者之眼_的光潁、以及許多籲會為自該操作者之眼鼸所反射之光所致動的光戚测器。該等威拥器被連接至一鍵盤致動之儀器，以被該眼晴之移動所控制。 1978年3月28日發給Vogeley之美画第4081623號専利掲S了利用一光源、一照射威測器、一指令識別器、以及一顯示單元來以一待定之鏞碼顒序決定操作者何時眨眼，之後，該眨眼動作再被解瑪，並用以撥出一霣話或控制一機翠。 1970年4月21日發給Ho lies之美國第3507988號専利掲露有一種窄頻帶之笛視条统，其具有類似於人類眼《之解析特性的解析特性，且可以高度地解析所傳送之視域的一部份，且其位置可以依據觀察者之視線而變化，而眼_的位置則透過經反射之光而決定。 1973年4月3日發給Cornsweet等人之美國第3 724 932號 A 6 B6 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 各紙張尺度逍用中团國家標準(CNS)甲4規格(210X297公；¢) 4 % A 6 B6 經濟部中央標準局员工消费合作社印製五、發明説明（3 ) 専利掲露有一種其中以光照射眼靖以使眼瞒之反射表面形成許多鵃浦金埃氏（Purkinje)影像的裝置。該等浦金埃氏影像之其中兩鵃藉由將其映像至一旋轉碟片上而被監視，而該碟Η則有許多條直交之除縫，透遇該等_縫，該等浦金埃氏影儋將被進一步映像至一光檢澜器上，該眼_之光軸朝向即藉由監視該等浦金埃氏彩像之分離而決定。 1989年9月12日發給Scharfenberg之美國第4866299號專利掲露一種將光訊息投射至一耳機以使戴用者可以看到一些自可直接看到之四周景象所分離出來或添加上去之影像的裝置。 1987年3月17日發給Sutter之美固第4651145號専利掲露一種眼-腦攝影術通訊条统，其中具有獼特编碼位置之視覺剌瀲呈現給操作者，且該操作者之霣氣-腦攝影術（EE G)信號被監視。該编碼可以為操作者之EEG倍號所辨認，因而顯示幕上之一符號可以藉由簡單地注視該符號而被S 擇。 1986年3月18日發給Westeman之美國第4576184M専利掲S -種用以根據一霣氣-眼球甚動顯像（ENG)機所測之角視網膜電位及/或腦波來決定藥物反應（drug ingestion )的裝置。以上所述各專利所掲露之許多条統的缺點在於它們皆需要利用由限睛所反射回來的光，且有可能受到來自其它光源之干擾。在一些其它条統中則需要呈現特定之視赍剌激給操作者，再監視各相對應之反應碼。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 線. 各紙張尺度逍用中國國家標準（CNS)甲4規格(210x297公釐） 5 Λ 6 Β6 209283 五、發明説明（4 ) 本發明較之該等所掲糸統具有較不複雜、更可靠、更精確等優鲇，而最驚訝的是，該等E0G佶《表示一眼《移動之《氣特撖且可以被利用在許多應用中。此外亦可參考1989年一月18日美囲离等科學協會在加州舊金山舉行之第155次會議所提出之由HughS. Lusted 與Benjaein Knapp所撰“由人類生物電倍號所産生之音樂 ”一文。根雄本發明之其中一觀黏，其提供一種由眼睛指揮之控制器，其包含··用以戚澜由一人類眼醣之移動所産生之霣-眼動波倍號的裝置、用以将該等霣-眼動波倍競處理成代表眼«移動方向之方向性控制信號的装置、以及用以將該等方向性控制信號與一受控裝置交接的裝置。根據本發明之另一觀黏，其提供一種眼指揮控制裝置 ,其包含：用以戚拥人醱之生理活動所産生之霣氣倍號的裝置、用以將該等電氣信號放大的裝置、用以從該等被放大之電氣倍號中灌擇性地過濾出眼睡移動所産生之霣-眼動波倍號的裝置、用以將該等電-眼動波信號匾分成由眼瞄垂直移動舆水平移動所産生之電-眼動波信號的裝置、用以將該等由眼醣垂直移動所産生之電-眼動波信號轉換成代表眼睛上下移動之垂直控制信號的裝置、以及用以将該等由眼睛水平移動所産生之電-眼動波信號轉換成代表眼睛左右方向移動之水平控制佶號的裝置。根據本發明之另一進一步觀點，其提供一種藉由人類生理活動所産生之霣氣信號來控制一裝置的方法，其包含 (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) 裝· 訂_ 經濟部中央標準局貝工消费合作社.-^製各紙張尺度逍用中a國家標準(CNS)甲4規格(2〗0父297公货) 6 五、發明説明（f

Λ6 B6 :越測眼睛移動所産生之霣-眼動波信號的步爨、將該等 «-眼動波信號處理成代表眼醸移動方向之方向性控制倍號的步*、以及將該等方向性控制訊號交接給一要被控制之装置的步嫌。本發明有鼸於一種新的交談科技，其可以籣單地《由移動及/或m肉之收缩情形而與一霣腦、霣視遊樂器、或其它裝置直接通訊。在此所掲露之眼指揮控制器的原理係該由眼醣移動所産生之眼動波（EOG)倍號，一 EOG訊號俱眼《移動之霣、. 氣撤象。本發明可使用一些位於操作者之頭部而用以檢測眼晴之垂直與水平移動的越测器。該等EOG信號會被 (請先閱讀背面之注意事項再蜞寫本頁) 裝- 經濟部屮央標準局β工消赀合作社印製放大並以選取對於输出指令（諸如控制該位於一霣腦螢幕之游揉）之繪製有用之特擻，以此方式，在一影像顯示上之游檫的確實位置卽可以繪出至一相對於眼晴所對焦之位置。該信號處理器«由使各種EOG特性可以被治成各種可選擇之输出指令而對該糸統提供可變適用性。 .....—丨|_丨1 此外，來自面部肌肉之移動所産生之電-肌動波信號亦可被用來II倣一開闋之操作，例如，兩次眨眼可以被塑造成一滑鼠之答聲”，不過正常之單^眨眼則被忽略。同樣地，特定之眼睛移動模式可以被程式化以觸發電腦功能，諸如選擇在該影頻顯示器之其中一匾域中的資訊，而非其它區域者。本發明司"使用一些電-眼動波倍號來偵測眼睛之移動。本發明可以簡單地藉由移動操作之眼睛而控制一電冬紙張尺度通用中國困家標準（CNS)甲4規格(210x297公婕) 7 209^3 A 6 B6 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製五、發明説明（g ) 腦影頻顯示器上之游標位置，並提供给殘障人士一種«臞输入装置。本發明亦提供一種替代之霣腦、《視遊樂器以及類似物等之输入裝置，並以眼靖之移動摹做一霣鼸之“滑鼠” • V 或類似之以眼两移動為媒1介之裝置。本發明可以以眼晴之移動事倣一霣視遊樂器之“操級桿”或其類似物，因而增加於一玩者玩該該等電視遊樂器之技術。本發明藉由參考以下諸僅供例舉用之圈示後將可更完金地了解。第1函為一根癱本發明之眼指揮控齦器珀機能圈。 . -- ·· —'·— 第2圃為本發明之各霣氣構件的概略方塊圖。第3圏為第一圖所示該裝置之儀器配'備放大器元件的槪要方塊圔。第4圈為第3圖所示裝置之低通過濾元件之槪要方塊圖。第5圖為第3 _所示裝置之高通過濾元件之概要方塊圖9 第6圖為第3圔所示裝置之撖分比較器的概要方塊圓 Ο 第7圖為第3園所示裝置之單輸出頻道比較器的槪要方塊_。第8圖為第3圖所示裝置之光隔離之切換元件的槪要方塊圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 各紙張尺度逍用中國國家樣準(CNS)甲4規格(210x297公址) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 209283 A6 _B6___ 五、發明説明& ) 第9 _為第3匾所示裝置之RHS變DC轉換器元件之概略方塊匾。第1〇_為本發明之另一或擇實施例之各《氣组件之概略方塊園。第11_為本發明之該威澜器銪成的透視鼷。4 以下更詳細地參考該等麵示，為舉例起見，本發明之用以作為一Λ操縱器"的一實施例總括地顯示於第1、第 2以及第10圔中。在此可以預期的是該裝置在構形輿各零件细節上之改變皆不離在此所述之基本觀念。所諝電-眼霣波（E0G)你一種人類之眼晴相對於其頭部之移動所産生之霣氣描繪的記錄，該E0G你藉由將一些霣棰放置在眼01周圍記錄而成，其偵檢眼醃移動所産生之信號，並將該電-生理信號放大與過濾。為偵測垂直移動，有一些霣極放在該眼醻之上方與下方，而為偵测水平移動 ,有一些電極放在大陽穴上。當眼釀在該等霉極所偵測之霣場内移動時，就會産生該飞0G俾化而哏時本身作為一雙極子（或電捭），稱角择相當於該正極，而視網膜則相當於負棰。例如，若各霣極偽對稱地設於眼睛之毎一拥上，當眼睛向前直視時，該雙極子傜垂直於該等霣極所偵测之«場，且産生之輸出將為寒；當眼睛移動時，相對於該向前直視之位置即有一電壓褊移存在。眼_之各種移動會産生一些頻率非常低（大瘦各紙張尺度逍用中《 B家橾準(CNS)甲4規格(210x297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 2,09^3 A 6 Β6 經濟部屮央橾準局貝工消赀合作社印製五、發明説明各) 2HzZ)的霣氣倍號，進而相對於穩態翰出（向前直視之位置 )産生一時間變化«移，該等信號之輻度非常低，因而必須被放大並過濾，以使其可以利用。此外，所用之放大器必須具有良好之低頻轘«,以防止信號之損失。在使一 EOG倍號有用之»程中重要的一酤是有必要將其它生％^號《濾掉。例如，一 EOG倍«在輻度與頻率上舆一届«僳可匾分的，一 EEG信號你一種臞波信號，其頻率离多了（大約5Hz至50Hz),且因鼸部神經細胞的大數量而同步産生。各EEG倍號通常镞藉由放置於頭皮上之各威澜器而記錄，而且在幅度上遠較各E0G 信號為低（100撤伏之EEG柑對於一厘伏之E0G),因此，各 E0G與EEG倍號可以藉由頻率與幅度分開來。電氣-肌動波（EMG)倍號你由肌内之移動而産生，且其強度依在一次肌内收縮中有進行收缩之肌肉细胞數而定。各EMG倍號之幅度通常大約1 BV,頻率則大約100Hz至400 Hz,因此，各種EMG信號亦可以«由頻率和輻度而被分離 0 : '參考第1麗，一操作者10將該威澜器總成12戴在其頭 -'' 上，在此值得注意的是本發明並不限定於應用於人身上，也可以使用於動物上。該成測器總成12經由威測器導線14與16被連接至E0G 控制處理器18上。E0G控制處理器18再經由多數之互相連接而被接至裝置22。裝置22可以是一電腦、電視遊樂器、或其它要被控制之裝置。當操作者10在任何方向移動其眼 (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) 裝- 訂_ 線- 各紙張尺度逍用中國國家樣準(CNS)甲4規格(210x297公*) 10 公〇9班3 A 6 B6 經濟部屮央標準局貝工消费合作杜印製五、發明説明（9 ) 两時，操作者10即可以舆在此所述之該影儋顯示器24或者控制裝置22相互交談。參考第2蘭，儀器配備之放大器26將各水平EOG倍號放大大約10000倍，其中該儀器配備之放大器僳一種离阻抗、寬頻帶之放大器，其具有一低至0,1Hz之頻率蕾應以及小於5微伏之雜訊因素。該儀器配備之放大器26為一撖分放大器，且可以由威測器導線14接受各正舆負水平E0G 信號。第3匾顯示該儀器配備之放大器26的概略方塊圏。該儀器配備之放大器26可以包括傳統之運算放大器，諸如 LM363儀器配備放大器，以及分開之構件，或是等效者。該儀器配備放大器26之输出藉由低通濾波器34與高通濾波器而被濾波，低通濾波器34傜經由接線30連接至儀器配備放大器26,而高通濾波器36亦經由接線30被連接至該儀器配備放大器26。低通濾波器34将E0G倍號舆該等經由該儀器配備放大器放大之EEG、EMG等其它倍號相分離，而只讓該被濾波之 E0G倍號通遇並送至撤分比較器46。低通濾波器34具有一大約1.0Hz的截止頻率，且只接受一些具有低於該截之頻率的信號，因而該低通濾波器34會将該等E0G倍號與其它諸如EEG與EMG等具有較高頻率的信號相匾別並分離。第4圏顯示該低通嫌波器34之槪略方塊圔，低通濾波器34可以包括一些習知之諸如在一 TL0 64電晶體組裝置中的運算放大器，以及各餾分開之構件，或是其等效者等。高通濾波器36會將EMG倍號與該等藉由儀器放大器25 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 訂- 線· 冬紙張尺度逍用中困國家標準(CNS)甲4規格(210X297公龙) 11 經濟部中央標準局员工消费合作社卬製 09讲五、發明説明（1()) 放大之EOG、EEG以及其它倍號等分離，而只讓該被濾波之 EHG信號通過並送至該卫對DC|«換器U。离通濾波器36具有一大約100Hz之截止頻率，且只接受一些具有高於該截止點之頻率的倍號，因而該高通濾波器會將該等由於肌肉收縮所産生之EMG倍號與其它具有較低頻率之igji與EEG等倍號相匾分並分離，進而該售號可以被用作為一類似按一按鈕或在一滑鼠或其它裝置上按下一鍵之切換動作。第5圈顯示該高通濾波器36之概略方塊圓，离通濾波器36可以包括一些習知之諸如在一 TL064®晶體組裝置中的運算放大器，以及各分難構件，或其等效者。撖分比較器46經由接線40與低通濾波器34相連接，該撖分比較器會將該經放大且濾波之水平E0G倍號與一正舆負參考電S相比較，若該E0G倍號之振輻超過該正向參考 «麽，該撤分比較器46將作動一等時性開關66;然而，若是該E0G之振幅比該負向參考«壓還低，該撤分比較器46 …… 一 ..... 將作動一等時性開關68。這種情形即使該眼醣凝視左邊或右邊的方向與操縱器之操作方向産生相互两聯性。第6圖顯示該橄分比較器46之概略方塊圖，橄分比較器46包含一具有正向與負向參考電壓以匾之去g卷動的器，以及兩傾用以使眼睛之左右移動産生差別的输出頻道。撤分比較器4 5用以將該等E0G信號之振幅與一預定之臨限位準相比較.以读__眼畴“迷失w所産生之移動信號被忽,而只將對應於眼睹有意移動之各信號轉換成控制信 A 6 B6 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 表紙張尺度逍用中國國家標準(CNS)甲4規格(210X297公釐) 12 經濟部中央標準局β工消费合作社印货五、發明説明（u) 號。微分比較器46可以包含一些習知之諸如在一TL064m 晶體組裝置中的蓮算放大器，以及各分散之構件，或其等效者。該RMS對DC轉換器經由接線42舆該高通濾波器36相連接，且會響蘸於肌肉移動所産生之EMG倍號而産生一霉壓觴發位準。該RMS對DC轉換器將該EMG信號積分一段大約一秒鐘的期間，並産生一經放大且比例於該EMG倍號相翻能量的直流输坦倍號。第9圔顯示該RMS對DC轉換器48之一概輅方塊圓，RMS 對DC轉換器可以包含一些習知之諸如在一 TL064«晶體組装置中之蓮算放大器，以及各分雄構件，或其等效者。該RMS對DC轉換器之输出經由接線52與比較器54相接，比較器54會將該EMG信號與一預定之參考霣壓相比較，並在該EMG信號超過參考電壓時輸出一+5伏待倍號；以此方式，由於肌肉之動”或頭部周園之各8/1肉的顯著移動所産生之該EMG倍號即可以被作為一“觸發”控制或其它 **·- - 等效於按一按鈕或致動一在要被操作之裝置上的開關者，且迷失之肌肉移動將被忽略，只有一些來自有意移動肌肉 ,--… 的EMG倍铖被轉換成控制倍號。、、. 第7圖顯示比較器54之槪略方塊圖。該比較器54可以包含一些習知之諸如在一 TLQ 64電晶體組裝置中的蓮算放大器，以及各分開之構件，或其等效者。 —些來自威测器導線16之垂直EOG倍號以一類似於該 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 線- 木紙張尺度逍用中國國家標準（CNS)甲4規格（210X297公货) 13 五、發明説明（12) A6 B6 經濟部中央標準局员工消费合作社卬製等水平信號所施行之方式被放大、濾波並處理。其不同僅在於一些EMG信號並沒有舆該垂直输出頻道被分離與被處理。镞器配備之放大器28在結構與操作上與儀器配備放大器26相同，且經由接線32被連接至低通濾波器38,而低通濾波器38則在结構輿操作上與低通濾波器34相同，且經由接線44被連接至撤分比較器50,又，微分比較器50之結構和操作與撖分比較器46者相同。等時性開两66經由接線56連接至微分比較器46,且用以作為一 JP應該來自撖分比較器之眼睛向左移動佶號的開一·---------- ...... 服。等時性開關SB經由接線58連接至橄分比較器46,且用以作為一韉應於該來自微分比較器之眼晴向右移動信號的開開。等時性開鼷70經由接線60連接至比較器54,並作為一 «應於肌肉之w抖動M或其它顯著肌肉移動的開關。等時性開两72經由接線62建接至撤分比較器50,並作為一堪應於眼睛向上移動之開關。第時性開關74經由接線64連接至撖分比較器50,並作為一播應於眼睛向下移動之開關。該等多數等時性開關66,68,72, 74棋仿一電視遊樂器之操控器的功能，因而使得使用者可以將一二度空間中之物體移至影像螢幕之任一點。該等來自這些等時性開關的控制信號亦可用以控制一霣腦顯示幕上之游標的位置。毎 -開關為一來自橄分比較器46或撤分比較器50之5伏特佶 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) -裝- 訂- 冬紙張尺度遑用中困國家樣準(CNS)甲4規格(210X297公龙) 14 經濟部中央樑準局员工消费合作杜·;?製 _ 五、發明説明（13) 號所致動。該等等時性開闢66,68,72與74分別經由接線76 ,78,82與84連接至該要被控制之設備。其中，為t肌肉之κ抖動”所致動之等時性開關70係被連接至遊戯之输入埠，以提供該遊戯之灌擇器按鈕的功能，例如，一戰鬥機遊戯之“發射瘦制”的按鈕。且該等時性開開70偽經由接線80而被連接至該要受控制之设備。/ 參考第8圖，毎一等時性開關皆與電腦、«視遊樂器或其它要被控制之裝置的笛氣输入光隔離。每一等時性開關可以是一在一諸如Μ兄-82麗之軍晶.膜服裝置或等效者之中的一單一光隔離開鼷，或是包含分開之構件或其等效。一電腦“滑鼠Μ可以藉由將一頻率對霣饜轉換器结合 . .. 移如第10圃所示霣路中而棋φ ,滑鼠-操縱器之不同在於操梁器係關閉各届辑匾於、气右夕、—上)、fr) ” ^之開蘭，而滑鼠僳産生一序列之相對應於左、右上、下移動的脲衝，在一待定方向上之移動量則依所産生 ------ 之脈衝數而定。〆參考第10圖，一相對於滑鼠之電路與一相對於操縱器之電路的不同處在於受放大與濾波之EOG信號處理方式的不同。就水平移動而言，來自低通濾波器34之EOG倍號會藉由一正向半波整流器150而分出一正向電流電壓成分，並藉由一負向半波整流器15 2分出一負向電流霣®成分；來向正半波整流器150之正向電壓代表右方向之移動，而來自負半波整流器15 2之負向電壓則代表左方向之移動。正半波整流器15 0與負半波整流器15 2經由共同之接線 A 6 B6 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂_ -線· 冬紙張尺度逍用中國國家樣準(CNS)甲4規格(210父297公龙) 15 經濟部屮央櫺準局员工消费合作社卬製 ?i〇9^_ 五、發明説明（14) 連接至低通濾波器24之输出绱。/ 來自正半波整流器15 0之正输出電Κ»由霣壓對頻率轉換器166而被轉換成搛數雇脈衡，其中該轉換器傜經由接線158連接至正半波整流器150之输出端。該電壓對頻率轉換器166會産生一脈衝流，此流之頻率正比於該來自正半波整流器150之正霣壓位準，當該電壓增加時，該頻率以及每特定時間單元内之腌衝數亦增加。藉由該電暖對頻率轉換器16 6所産生之脈衝數代表向右方向之移動量。霣壓對頻率轉換器16 6可以是一 LM3 31與分開之各構件，或其等效者。接著，藉由該電壓對頻率轉換器166所産生之脈衝會驅動一經由接線174連接至該電壓對頻率轉換器166的等時性閘體182。該等時性閛體182作為一光隔離閘，俾與一霣腦或其它裝置之串聯輸入成界面，該閘可以是一HP之6Ν13 8或其等效者。等時性閘182係經由接線190而連接至一電腦或其它裝置之串聯輸入端。# 就向左方之移動而言，該來自負半波整流器152之負输出霣壓藉由霉壓對頻率轉換器168而被轉換成數届脈衝，其中該轉換器傜經由接線16 0而連接至該負半波整流器152 之輸出端。該電壓對頻率轉換器168與電壓對頻率_換器 16 6相同，不同處僅在於其輪人端還包括一用以將該來自負半波整流器15 2之負電壓轉換成一可以驅動該電壓對頻率轉換器之正向電壓的反向器。當眼睛向前直視時，該儀器放大器2 6並不會烕潮出有 Λ 6 Β6 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 各紙張尺度逍用中國Η家標準（CNS)甲4規格（210X297公釐) 16 經濟部屮央標準局貝工消费合作社卬製

辦你3 五、發明説明（j5) 任何電壓差，因而該正半波整流器150輿負半波整流器152 之输出皆為零，當相對於中央（向前直視）有向右方移動時，即會産生一正向電K,而向左方移動時則産生一負向霣壓，因此，所産生之脈衝在一時間内僅代表在一方向上之移動。眼晴之垂直移動以一與水平移動同樣之方式被轉換成一些脈衝，因而可以看出在第10園所示《路之垂直移動部份與第10圔所示電壓之水平移動部份在各方面皆相同。參考第11圖，該感拥器雄成12經由一些接線而連接至 E0G控制處理機18，以输出頻道14與16。該威測器路成12 大體上包含一由皮革、塑膠或其它半硬材質作成之頭帶98 ，其捲梼在操作者10之頭部。該頭帶98的安装可藉由一調整鈕100而諝整。該調整鈕100控制調整帶102相對於頭帶 98之位置，藉由旋轉該調整鈕100邸可以改變該頭帶98在操作者10上之鬆緊度。然而應可以理解的是有許多種其它装置可以用以將該感测器绝成安裝至操作者10上，並調整至適合操作者10之程度。〆該感測器總成12包含有水平輪入電極90、雙輸入《極 91、參考電棰92、以及垂直輪入霣極93。該雙输入霉棰91 用以作為水平輪入與垂直輸入電掻。這些電極通常是由具有銀網之布或其它合適之可撓性導電材料所製成。兩電極9 0與91在該感測器绝成12上彼此撗向相對而設，且設置成當該威測器總成12穿戴在操作者上時將與操作者接觸於頭部太陽穴附近。A A 6 B6 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 裝· ^紙張尺度逍用中國國家標準（CNS)甲4規格(210父297公龙） 17 經濟部中央標準局貝工消#合作社卬製五、發明説明（16) 參考《極92在威测器總成12上之位置恰使其與操作者 10之前額部接觭。垂直霣極93像位於煩板94上，該頰板94則藉由固定具 96而被附接至戚澜器總成12上。固定具96可以是一小孔或其它可使該頬板94沿該位於對感測器總成12之連接黏上之轅旋轉的固定具。頰板94可以被譎整，以使該垂直霣極93 位於操作者10臉頰附近。感潮器導線14包含有三條各別之接線，埴些接線之其中一條傜連接至該位於操作者10之左艄太嗶穴旁的水平霣極90,第二條偽漣接至該位於操作者10之前額旁的參考霣極92,最後一條則連接至該位於操作者Η之右供太陽穴旁的雙输入《棰91。/ 威測器導線16亦包含三條各別接線，其中一條傜連接至該雙輪入霣極91,另一條係連接至該參考霉極92,而最後一條則連接至該裝設在規板94上且位於操作者10之瞼頰旁的垂直電極93。可以發現的是該等威澜器導線14與16各有一條接線用以共同連接至參考電極92。各肩也更Μ卩贫垂遭|QG#號偽藉由以該霜棰為一參考點而被測量。感測器導線14與16分別連接至儀器放大器26與28之輸入端。因此，藉由眼睛移動或肌肉之收縮所産生之電氣信號將可以發現本發明可用以指揮在一電腦影像顯示器上之滑鼠的位置，而模仿電視遊樂器所用操縱捍的功能，作為一 Λ 6 Β6 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 訂- 各紙張尺度逍用中因Η家標準（CNS)甲4規格（210x297公放) 18 A 6 B6 2092S3 五、發明説明（17 ) φ 電腦之滑鼠，並操作其它種類j設備與檐器。雖然以上之説明含有許多規格，但是逭些將不構成本發明範画之限制，而僅是提供本發明之一些現今較佳實施例的例舉而已，/ 因此，本發明之範應是由所附申請専利範園舆其法律等效來決定。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 訂* 經濟部+央標準局β工消费合作社卬吸各紙張尺度逍用中國困家標準(CNS)甲4規格（210X297公龙）

Claims

A7 B7 C7 D7 209283 六、申锜專利範面修正本修正日期：82年5月紀浒部屮央標平而β工消背合作社卬^ 1. 一種眼睛指揮之控制器，其包含： (a) 用以感測一些由人類之眼睛移動所産生之®氣-眼勤波信號的裝置； (b) 用以將該等電氣-眼動波信號處理成一些代表該眼睛移動方向之方向控制信號的裝置；以及 (c>用以將該等方向控制信號傳交給一要受控制之裝置的裝置。 2. 如申請專利範圍第1項所述之控制器，還包含： (a) 用以感測一些由肌肉之移動所産生之電氣-肌勤波信號的装置Γ (b) 用以將該等電氣-肌動波信號處理成一些代表該肌肉移動之觸發控制信號的装置；以及 <c)用以將該等觸發控制信號傳交給該要受控制之装置的裝置。 fr—» 3 ·如申請專利範圍第1 項所述之控制器，其中該用以感測一些電氣-眼動波信號的装置包含有許多電極。 4 ·如申請專利範圍第3項所述之控制器，其中該等許多電極包含： U) —位於一人類操作者之前頷附近的電極； (b) —位於該人類操作#之臉頒附近的馆拖； < c ) 一位於該人頌操作者之右側太陨穴附近的道極； (d) —位於該人類操作者之左侧太陨穴附近的電極- 5 ·如申請專利範圍第3項所述之控制器，其中該等電極係具有銀纲之布。 20 本纸張尺度適用中Η國家橒準（CNS)T4規格(210x297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填商本頁 •笟- *緣· 209283 A 7 B7 C7 D7 六、申請專利範圓 6.如申請專利範圍第1 項所述之控制器，其中該等方向控制倍號係開關之閉4。 7 .如申謓專利範圍第2項所述之控制器，其中該觸發控制信號傜一開闊之閉合。 sf δ .如申請專利範圍第7項所述之控制器，其中該受控制之裝置為一電視遊樂器。 3 f 9 ·如申請專利範圍第1項_癱續所述之控制器，其中該等方 L 向控制信號傜脈衝。w 1 0 ·如申請專利範圍第9項所述之控制器，其該受控制之裝置偽一電腦。 11.如申請專利範圍第1項所述之控制器，其還包含一低通滹波器，該低通濾波器具有一低於5 Hz之截止頻率。 12 .如申請專利範圔第11項所述之控制器，其還包含用以在該等由眼睛之垂直移動所産生與由眼睛之水平移動所産生之電氣-眼動波間作一區分的裝置。 1 3 ·如申請專利範園第丨2項所述之控制器，其還包含·· (a )用以在該等由眼.睛之向左方向水平移動所産生之電氣-眼動波信號與由眼睛之向右方向水平移動.所産生之電氣-眼勁波倍號之間作一區分的裝贾；以及 (b)用以在該等由眼阽之向上移勁所産生之馆氣-[1艮動波信號與由眼喑之向下移勋所症生之電氣-眼動波信猇之間作一區分的裝置： 1 4 .如申請專利範圍第2項所述之控制器，其還包含一高本纸張尺度適用中SH家搮準（CNS)T4規格（210x297公釐） (¾先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} •诶· 經濟部屮央標準局Μ工消贽合作社印製 21 920 3 s Λ B c D 經濟部中夬標準局Η工消費合作杜印製六、申請專利苑圊通濾波器，此濾波器具有一高於50Hz之截止頻率： 15 . —種眼睛指揮之控制裝置，其包含： (a )用以感測一些由身體之生理活動所産生之電氣信號的裝置； tb)用以將該等電氣信號放大的裝置； (c) 用以選擇性地從該等放大之電氣信號中濾出由眼睛之移動所産生之電氣-眼動波信號的装置； (d) 用以區分該等電氣-眼動波信號係由眼睛之垂直移動亦或由眼睛之水平移動所産生之裝置； (e) 用以將該等由眼睛之垂直移動所産生之電氣-眼動波信號轉換成代表眼睛向上與向下移動之垂直控制信號的装置；以及 (f )用以將該等由眼睛之水平移動所産生之電氣-眼動波信號轉換成代表眼睛向左方移動與向右方移動之水平控制信號的裝置： 1 (3.如申請專利範圍第丨5項所述之裝H，其中該用以選擇性地由該等波放大之踅氚偽·猇中過胨出該等電氣-眼勁波信號的装.1包含一興钉-·低於5丨k之概出顿率的低迪猫波器。 17 ·如巾詔洱利砘阐π 1 6 A1所述之裝苫，代屮；^川以將$ 等山I収丨Ιι*ί之㈣丨丨|:侈勁所疖/丨；之茁9:-附勁波饬號特換成該等_ κ控制倍號的裝冗包含· ：;n疋比較器 18 .如申誚輿利砘圆第〗7项所述之裝茂，辟中这⑴以將这等由眼晴之水平抒勁所商也之堪氙-眼勑波倍號轉換成本紙m尺度通則’ w w家辟(CNS) 1JM规格⑺〇χ297公货) (-先聞讀背面之注意事項再瑱穽本頁> •坎· ♦ 209^63 A7 B7 C7 D7

六、申锜專利範圓經濟部十央楛芈岣A Η消贽合作社印製該等水平控制信號的裝置fig —訊差比較器。 19 ·如申請專利範圍第15項_^||^所述之裝置，其還包含： (a )用以選擇性地由該等被放大之電氣信號中濾出該等由肌肉之移動所産生之電氣-肌動波信號的装置·，以及 (b)用以將該等由該肌肉之移動所産生之電氣-肌動裨信號轉換成h發控制信號的裝置。 20 ·如申請專利範圍第19項所述之裝置，其中該等控制信號偽開關之閉合。 1 2 1.如申請專柯範圍第15項侧ίϋ_所述之裝置，其中該等控制信號偽脈衝。 22 ·如申請專利範圍第丨9項所述之装置，其中該用以選擇性地由該等被放大之電氣信號中濾出該等由肌肉之移動所産生之電氣-肌動波信號的装置包含一具有一高於 '5〇Η2之截止頻率的高通滹波器。 23 ·如申請專利範圍第22項所述之裝置，其中該用以將該等電氣-肌動波倍號轉換成該等觸發控制信號的裝置包含： (a) — RMS變DC轉換器；以及 (b ) ·[七較器 2 4— Μ用以阽山人之也理沾勑所庇生之屯無仿號控制一裝迸的方法，其β含以丨/ $ $: (a )感测一咋山眼昭柊灿所两生:之屯氣—眼動波佶號： (b >將該等馆氣-眼動煦倍號處理成代表該眼赌之柊 — 本*^K度14用中8 Η家料(CNS>T4規格(21GX297公；¢) (請先^讀背面之注意事項再填荈本頁 •^. •綠. -23 ΒΤ C7 Γ)7 六、申請專利見® 動方向的方向控制信號； (c )將該等方向控制信號傳交给要受控制之装置： 25 .如申請專利範圍第24項所述之方法，其還包含以下步驟： ( a )感測一些由肌肉之移動所産生之電氣-肌動波信號； (.b)將該等電氣-肌動波信號處理成觸發控制信號；以及 (c )將該等觸發控制信號傳交給該要被控制之裝置： 26. —種供具r 一視覺顯示器之一屆電視遊樂器装置用的眼睛指揮之控制器，其包含： (a )用以感測一些由一活體上之一®眼睛之水平移動所産生之電氣-眼動波信號的水平EOG感測器装置； (b) 用以感潮一些由該眼睛之垂直移動所産生之電氣-眼動波信號的垂直EOG感測器装置；經濟部屮央標平局Η工消#合作社印製 {請先閲讀背面之注意事項再填艿本頁) (c) 用以將由該眼睛之該水平移勁所産生之该等電铖-眼勤波信號與至少一黎考铝壓作比較並將泫等估號犄換成代表向左之眼阽柊勁朔作及向右之眼阽移烛孙作之水平方向性控制佔猇的水平Μ迮比較器矣W ; (d) m以将山汶眼阽之汶啦π卩烛所砟1;之：,¾泞τΐί w -眼勁i皮佶猇與至少-·驾# νίί闸作比較並將：,¾苫沾败鞞換成代表向上之限阽移则则作及向Κ之眼I丨Λ柊肿烛作之垂直方向性控制佔猇的珉α訊差比較器Κ界；以及 (e) 用以特該等水平m飛1 //向性挖制倍號以介而接 ------2/1 ~H.U I I I—. 木紙诋尺度適;丨]十W W家捃平（CNS)，「4规格（210x297公犮）經濟部屮夬標準局R工消費合作杜印製 209-63 g ______D7 六、申請專.丨'丨範圍至具有一視覺顯示器之一痼電視遊樂器裝置的E0G介面裝置，藉此，該視 '覺頡示器上之影像即可受該活髏利用該眼睛之自主性水平與垂直移動勤作加以控制：， 27 .如申請專利範圍第26項所述之控制器，其更包含： (a) 用以感測由該活體内之肌肉動作所産生之電氣― 肌動波信號的EMG感測器裝置； (b) 用以將該等電氣-肌動波倍號轉換成代表該肌肉動作之裝置控制信號的轉換器裝置；以及 (c )用以將該等裝置控制倍猇以介面接至該電視遊樂器裝置的EMG介面裝置，藉此，該視觜顯示器上之影像即可受自主性肌肉動作加以控制：_ 28 .如申請專利範圍第27項所述之控制器，其中該轉換器裝置包含： (a) —屆RMS變DC轉換器；以及 (b ) —値比較器： 29 .如申請專利範圍第26項所述之控制器，其更包含至少 —値低通跑波器，該低通滹波器具有一低於5 · 0丨U之賊止頻率… 30 .如申Μ專利範圃第27項所述之控制器，更包含-㈣岛通液波器，泫漩波器只仃.· 於50 . 0丨^之β丨h 頻宰 3 1 ·如巾；ίί你利磓岡第26項所述之挖制器.Η屮泫水、卜K0G 感测器裝贸乜含： (a)—第一遒極，位於該活體之前鉑附近；木紙张/UHi]、卜關幻料⑽）㈣册⑺以撕公幻 ................................::·ί .............it..............................打.........ί …………:'i {½先聞¾背面之注意事項再填寫本頁) 209^63 AT B7 C7

(b ) —第二電極，位於該活體之右太陽穴附近；以及 (c ) 一第三電極，位於該活體之左太陽穴附近.. 32.如申請專利範圍第31項所述之控制器，其中該垂直E0G 感測器裝置包含位於該活體之臉頰附近的一傾第四電極。 33 .如申請專利範圍第32項所述之控制器，其中該等電極偽為一種可撓性傳導材料。 34.如申請專利範圍第26項所述之控制器，其中該E0G介面裝置包含多値光學性隔離之開悶，該等開關由該等水平與垂直"方向性控制信號予以致動： 35 ·如申請專利範圍第27項所述之控制器，其中該EMCi介面裝置包含一個光學性隔離之開關，該開閟由該装置控制信號予以致動： 3 6 .如申請專利範圍第2 7項所述之控制器，其該受控制之裝置係為~電腦。 37. —種供具有一視觜顯示器之一部電腦用的眼睛指揮之輸入裝置，其包含： (a )用以感測一些由一话龉h之一轫眼昭之水平移勒所鹿生之電氣-眼勒波倍號的水平E0G迠测器裝質； (b)用以感測一哔「丨丨该眼阽之朮Κί柊肿所砟卞之屯& - 眼動波估號的银斑K(〕Ci感抑丨器裝W ; 、1 — (c )用以將由該水ψ眼關移灿所痄〔之该等谌铖-眼# 波倍號轉換成&流水平方向性控制倍猇的第一整流^ 裝置，該等水平方向性控制倍號之栎性區分向左之眼 - _ - 2(；- 本紙張尺度適用中國國家櫺iMCNS)甲4規格（210x297公#) (請先閱讀背面之注意事項再填"本頁 .装. 經濟部十火櫺苹局只工消贽合作社印製 •綠· 209^3 b； C7 _D7 六、中請專利範® 瞎移動動作及向右之眼睛移動動作； (d )用以將由該垂直眼睛移動所産生之該等電氣-眼動波信號轉換成直流垂直方向性控制信號的第二整流器裝置，該等垂直方向性控制信號之極性區分向上之眼睛移動動作及向下之眼睛移動動作；以及 (e) 用以將該等直流水平與垂直方向性控制信號轉換成多値脈波的裝置，該等脈波之頻率和該等直流水平與垂直方问性控制信號之振幅成比例；以及 (f) 用以將该等脈波輸入至具有一視覺顯示器之一部電腦的介面'装置•藉此，該覘覓顯示器上之影像即可受該眼睛之自主性水平與垂直移動動作加以控制。 38 .如申請專利範圍第37項所述之裝置，其更包含至少一値低通濾波器，該低通濾波器具有一低於5 . 0Hz之截止頻率。 39.如申請專利範圍第37項所述之裝置，其中該水平E0G感測器装置包含： (a ) —第一電極•位於該活體之前额附近；枚浙部屮央櫺肀而员工消贫合作社印^ (請先閲讀背面之注意事Jfi再填寫本頁) (b ) —第二電極，位於該活體之右太陽穴附近；以及 (〇) —第三笛栎，位於该活體之左太陨穴附近·· & .如巾Μ办利砘岡第刈项所还之装W , Κ屮β氓1¾ K0G 感测器裝Ώ包·%位於X活體之險組附近的…Μ第四诏 I如 4 ].如申詁W利砘圍茁40叫所述之裝1 , It屮该等電極偽為·植可撓性傅導材料 -27 - 本紙張尺度適用中國國家櫺準（CNS)甲4規格（210x297公釐） 209^83 AT B7 C7 D7 六、中請專利範園 42 .如申謓專利範圍第37項所述之裝置，其中該介面装置包含多値光學性隔離之開關，該等開關偽由該等脈波予以致動。 43 . —種以由諸如眼睛之自主性移動動作等人類生理活動所産生之生物電位電氣信號控制具有一視覺顯示器之一®裝置的方法，其包含： (a)感測一些由一値人眼之水平移動所産生之電氣-眼動波信號； (b )感測一些由該人眼之垂直移動所産生之電氣-眼勤波信號；· (c )將由該人眼之該水平移動所産生之該等電氣-眼動波信號轉換成代表向左之眼睛移動動作及向右之眼睛移動動作之直流水平方向性控制信號，該等水平方向性控制信號之極性區分向左之眼睛移動動作及向右之眼睛移動動作； (d)將由該人眼之該垂直移動所廂生之該等踅氣-眼勁虼浙部屮央櫺譽局β工消费合作社印奴 (請先閲請背面之注意事項再填寫本页} 波信號轉換成代表向上之眼鸱移勒勑作及向K之眼阽移動動作之t流垂直方向性控制佶號，该等屯飪方向性控制信號之極性區分向L之眼阽移勁朔作及向下之眼陆移则勑作；以及 (c)將该等水平與® 1¾方向性控制ί’ί號A介m接罕Η 有一 1¾覺顯示器之—*舸裝+Η，w此*该况锊額示器I: 之影像即可受该眼鸱之d]主性水ϋϊ乖设移孙狗作加以控制。 -28 本纸强尺度適用中®國家標準（CNS)甲4規格（2丨0Χ 297公釐） 209283 AT B7 C7 D7 六中請每利範固 44 ·如申請專利範圍第43項所述之方法，其更包含下列步驟： (a) 感測由肌肉動作所産生之電氣-肌動波信號； (b) 將該等電氣-肌動波信號轉換成代表該肌肉動作之裝置控制信號；以及 (c) 將該等裝置控制信號以介面接至欲受控制之該裝置，該裝置受該肌肉動作加以自主性地控制。 45 .如申請專利範圍第43項所述之方法，其更包含下列步驟：將該等水平與垂直方向性控制信號轉換成多値脈波，該等脈·波之頻率和該等水平與垂直方向性控制信號之振幅成比例。 (請先Μ讀背面之注意事項再填宵本頁 .¾. 經濟部十央標準局貝工消贽合作社印鼓 .緣· 本紙張尺度適用中Η8家櫺準(CNS)甲4規格(210x297公釐)