TWI722367B - 用於導引腦波的頭戴式裝置、系統及其導引方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種用於導引腦波的頭戴式裝置、系統及其導引方法，該頭戴式裝置包含框架、腦波偵測模組、腦波導引模組及控制模組，藉由腦波偵測模組的延伸型感測電極，於該頭戴式裝置被配戴而貼附耳朵時，提供對耳朵的較大有效感測面積，也進一步提供腦波偵測的正確性同時兼顧配戴舒適性，再藉由預先取得被導引者正確的腦波狀態後才施予對應的導引模式，也使得配戴者能被施予更適當的導引模式，例如睡眠狀態的導引等。

Description

用於導引腦波的頭戴式裝置、系統及其導引方法
本發明係關於一種有關腦波的偵測與導引，更特別的是關於一種用於導引腦波的頭戴式裝置、系統及其導引方法。
腦波是一種腦中的電氣性振動，此種振動來自於神經細胞的活動。在人處於不同狀態下時，腦中的電氣性振動會隨之而不同，舉例來說，當人在清醒或不清醒的狀態下時，振動頻率就會有不同的變化，甚至是在張眼或闔眼狀態下時，也會有不同的振動頻率。
國際上，依照不同的頻率，將腦波分為α、β、δ、θ波。在人腦放鬆的非專注情況下，容易處於α波(8~12Hz)；在人腦專注或壓力大的情況下，容易處於β波(12~38Hz)；然而，在進入睡眠時，人腦的電波會轉變成低頻波，例如θ波(4~8Hz)與δ波(0.5~4Hz)，其中，θ波被歸類為「潛意識波」，δ波被歸類為「無意識波」。
據此，人的腦波狀態會反映出人當下的表現，若能對人腦提供適度的導引，既能協助人腦進入適當的狀態，也能提供一種精神上的導引選擇。然而，腦波的量測係針對人腦中的電氣性振動，必須要能較準確地進行測量外也必須兼顧受測者的配戴舒適性。此外，每個人腦中之神經細胞的電氣振動特性不盡相同，導引效率也攸關著導引的效果。
本發明之一目的在於提供準確的腦波量測。
本發明之另一目的在於提供舒適的配戴。
本發明之再一目的在於提供較佳的導引效率。
為達上述目的及其他目的，本發明提出一種用於導引腦波的頭戴式裝置，包含：一框架、一腦波偵測模組、一腦波導引模組及一控制模組。該框架包括一眼罩部、分別耦接該眼罩部的一左耳部及一右耳部。該腦波偵測模組20包括配置於該框架的複數個感測電極，該等感測電極之至少一者係為配置於該左耳部或該右耳部的一延伸型感測電極，該延伸型感測電極係供同時接觸到一耳朵的複數部位。該腦波導引模組係配置於該框架，提供藉由聲與光之至少其中一種所形成之具有刺激作用的訊號。該控制模組，係配置於該框架，耦接該腦波偵測模組及該腦波導引模組，該控制模組基於自該腦波偵測模組所接收的一第一腦波訊號，以及基於該腦波導引模組被運作在一預定刺激模式下自該腦波偵測模組所取得的一腦波變化程度，使該腦波導引模組提供一導引式刺激訊號。
於本發明之一實施例中，該腦波偵測模組包括至少一第一型腦波偵測組件及一第二型腦波偵測組件，該第一型腦波偵測組件具有配置於該左耳部或該右耳部的該延伸型感測電極，該第二型腦波偵測組件具有配置於該眼罩部的一前額感測電極。
於本發明之一實施例中，該第一型腦波偵測組件的數量係為二，分別配置於該左耳部及該右耳部，該第一型腦波偵測組件具有的該延伸型感測電極係呈C字型，且該C字型的開口係鄰近該耳朵的耳屏處。
於本發明之一實施例中，該腦波導引模組具有至少一第一型腦波導引組件及一第二型腦波導引組件，該第一型腦波導引組件係為配置於該左耳部或該右耳部的一音效單元，該第二型腦波導引組件係為配置於該眼罩部的至少一發光單元。
於本發明之一實施例中，該框架的該左耳部及該右耳部為用於供延伸至對應耳的上耳根，配置於該左耳部或該右耳部的該腦波偵測模組的該延伸型感測電極用於供碰觸對應耳的上耳根及耳輪的上端部。
為達上述目的及其他目的，本發明復提出一種用於導引腦波的頭戴式裝置，包含：一框架及至少一第一型腦波偵測組件。該第一型腦波偵測組件係設置於該框架上且用於供對應至耳朵，該第一型腦波偵測組件包括一墊體及部分地露出該墊體表面的一延伸型感測電極，其中該延伸型感測電極係用於供同時接觸到該耳朵的複數部位。
於本發明之一實施例中，用於提供緩衝的該墊體具有一固定部及一彈性部，該延伸型感測電極係被該固定部部分包覆，該彈性部係部分包覆該固定部，使該墊體藉由該彈性部緩衝該第一型腦波偵測組件抵靠在該耳朵時的壓力。
於本發明之一實施例中，其中該延伸型感測電極係呈片狀，並於側緣具有彎折向下的彎折部以及再次彎折而延伸入該固定部的凸伸部，彎折的該延伸型感測電極的頂部露出該墊體。
於本發明之一實施例中，其中該墊體具有用於與設置在該框架上的至少一第一組合部匹配的至少一第二組合部，該第二組合部設置於該固定部的底部，該第一型腦波偵測組件係藉由該第一組合部與該第二組合部的匹配 而可拆卸式地設置至該框架。其中該第一組合部及該第二組合部可皆為磁性件。
於本發明之一實施例中，該第一型腦波偵測組件更包括耦接該延伸型感測電極的一訊號導出部，該訊號導出部設置於該固定部的底部且被該固定部部分包覆。該固定部及該訊號導出部可皆呈圍繞式的環形片體，該訊號導出部用於供設置在該框架上的至少一訊號連接器的耦接。
該延伸型感測電極之材質係為不銹鋼。
於本發明之一實施例中，該延伸型感測電極於該墊體上係延伸並呈C字型，該C字型之缺口係用於對應至該耳朵之耳屏的部位，該延伸型感測電極係用於可接觸到該耳朵之耳輪(Helix)、對耳輪(Anti-helix)、耳垂(Lobule)及耳屏(Tragus)部位中的至少二者。
於本發明之一實施例中，該框架包括供該第一型腦波偵測組件設置的一安裝座，該安裝座具有一底座及一抬升件，該抬升件設置於該底座上並在凸伸出該底座的程度上具有可調整性，使設置在該安裝座上的該第一型腦波偵測組件與該耳朵間之距離被控制。該抬升件可藉由螺紋結構螺合至該底座上，該第一型腦波偵測組件設置在該抬升件上。
於本發明之一實施例中，該墊體於該框架上呈圍繞式的一個圍繞體，該延伸型感測電極被部分包覆在該墊體內，於該墊體的頂部及內周緣係露出該延伸型感測電極。
於本發明之一實施例中，該框架內係包括做為一控制模組的一基板，該第一型腦波偵測組件藉由至少一訊號連接器耦接該基板。
於本發明之一實施例中，該第一型腦波偵測組件更包括被該墊體包覆且部分地露出於該墊體表面並用於對應至該耳朵之耳屏處的一生理訊號量測模組。
為達上述目的及其他目的，本發明復提出一種導引腦波的方法，包含：藉由可同時接觸到耳朵複數部位的至少一延伸型感測電極及可接觸到前額部位的一前額感測電極，取得一第一腦波訊號；執行一預定刺激模式，提供具有刺激作用的一初始刺激訊號；藉由可同時接觸到耳朵之複數部位的該至少一延伸型感測電極及可接觸到前額部位的該前額感測電極，取得一第二腦波訊號；至少根據該第一腦波訊號及該第二腦波訊號，取得一腦波變化程度；及根據該腦波變化程度及當下取得之第三腦波訊號，對應提供一導引式刺激訊號。
於本發明之一實施例中，該預定刺激模式及該導引式刺激訊號係為提供對應之預定聲光測試模式給配戴者，該預定聲光測試模式包含於一特定時段內提供光線參數及左右耳之頻差的變化。
於本發明之一實施例中，所述之光線參數及左右耳頻差的變化係至少包含光線由偏紅、偏黃、偏綠至偏藍光的變化順序及其相反變化順序或由12Hz至2Hz之左右耳頻差的變化順序及其相反變化順序，該預定聲光測試模式中提供的聲音頻率為變化於200~210Hz之間或170~173Hz之間。
為達上述目的及其他目的，本發明復提出一種用於導引腦波的系統，用於供內建一第一無線通訊模組的一智慧控制通訊裝置的無線連接，該系統包含：如前述之頭戴式裝置，該頭戴式裝置並包括一控制模組、一第二無線通訊模組及一第三無線通訊模組，該控制模組係分別耦接該第二無線通訊 模組及該第三無線通訊模組，該第二無線通訊模組係用於與該第一無線通訊模組建立無線連接；及一按摩裝置，包括一按摩組件、一第四無線通訊模組及一按摩控制模組，該按摩控制模組係分別耦接該第四無線通訊模組及該按摩組件，該第四無線通訊模組係用於與該第三無線通訊模組建立無線連接，其中，該頭戴式裝置根據自該第二無線通訊模組所接收之一控制指令，對應地執行腦波導引功能以及對應地透過該第三無線通訊模組下達使該按摩裝置執行預設之按摩模式，該按摩模式係令該按摩組件執行對應的按摩功能。
據此，藉由腦波偵測模組的延伸型感測電極，可提供對耳朵的較大有效感測面積，也進一步提供腦波偵測的正確性並可兼顧配戴舒適性，再藉由預先取得被導引者正確的腦波狀態後才施予對應的導引模式，也使得配戴者能被施予更適當的導引模式，提供了較佳的導引效率。
10:框架
11:眼罩部
12A:左耳部
12B:右耳部
13A:左臂部
13A1:形變部
13B:右臂部
13B1:形變部
14:安裝座
141:底座
1413:第一組合部
1415:訊號連接器
1417:導位銷
143:抬升件
20:腦波偵測模組
21:第一型腦波偵測組件
211:延伸型感測電極
213:墊體
2131:固定部
2133:彈性部
2135:第二組合部
215:訊號導出部
22:第二型腦波偵測組件
221:前額感測電極
223:額墊
225:鼻托
23:生理訊號量測模組
30:腦波導引模組
310:第一型腦波導引組件
320:第二型腦波導引組件
50:控制模組
60:顯示單元
CD:智慧控制通訊裝置
HD:頭戴式裝置
MD:按摩裝置
S20:第一腦波訊號
S30:導引式刺激訊號
S100~S500:步驟
[圖1]係為本發明一實施例之用於導引腦波之頭戴式裝置的示意圖。
[圖2]係為本發明一實施例之用於導引腦波之頭戴式裝置的部分功能方塊圖。
[圖3]係為本發明另一實施例之用於導引腦波之頭戴式裝置的示意圖。
[圖4]係為本發明又一實施例之用於導引腦波之頭戴式裝置的示意圖。
[圖5]係為本發明於又一實施例中之頭戴式裝置之第一型腦波偵測組件的部分剖面結構圖。
[圖6]係為圖3實施例的AA剖面線下的剖面示意圖。
[圖7]係為本發明一實施例中之墊體與安裝座的立體分解示意圖。
[圖8]係為本發明再一實施例之用於導引腦波的頭戴式裝置示意圖。
[圖9]係為本發明另一實施例中之墊體與安裝座的剖面示意圖。
[圖10]係為本發明於一實施例中之導引腦波的方法流程圖。
[圖11]係為本發明一實施例中之用於導引腦波的系統示意圖。
為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：於本文中，所描述之用語「包含、包括、具有」或其他任何類似用語意係非僅限於本文所列出的此等要件而已，而是可包括未明確列出但卻是所述單元、部件、結構、裝置、模組、系統、部位或區域通常固有的其他要件。
於本文中，所描述之「第一」或「第二」等類似序數之詞語，係用以區分或指關聯於相同或類似的元件或結構，且不必然隱含此等元件、結構、部位或區域在空間上的順序。應了解的是，在某些情況或配置下，序數詞語係可交換使用而不影響本發明之實施。
於本文中，所描述之用語「一」或「一個」來描述單元、部件、結構、裝置、模組、系統、部位或區域等。此舉只是為了方便說明，並且對本發明之範疇提供一般性的意義。因此，除非很明顯地另指他意，否則此種描述應理解為包括一個或至少一個，且單數也同時包括複數。
本發明之各實施例係關於一種用於導引腦波的頭戴式裝置、系統及導引方法，其係應用聲與光之至少其中一種所形成之具有刺激作用的訊號，例如：藉由光或/及聲音的感官刺激可影響人類腦波之原理，進而影響人類腦波趨向的意識狀態。以下藉由圖式來對應說明各實施例。
請參照圖1及圖2，圖1係為本發明一實施例之用於導引腦波之頭戴式裝置的示意圖，圖2係為本發明一實施例之用於導引腦波之頭戴式裝置的部分功能方塊圖。實施例中，該頭戴式裝置HD包含：一框架10、一腦波偵測模組20、一腦波導引模組30及一控制模組50。
該控制模組50耦接該腦波偵測模組20以接收一第一腦波訊號S20。該控制模組50耦接該腦波導引模組30，用以輸出一導引式刺激訊號S30來控制該腦波導引模組30，使該腦波導引模組30可提供對於配戴者來說具有刺激作用的訊號，例如：聲音、光線或此二者的組合，聲音或光線係皆可對配戴者的感官神經產生刺激作用，生成感知。
此處所稱之「刺激」係指任何可對感官神經產生影響，即感官神經會對應地產生感知作用的任何訊號，並非指必須大到一定程度的訊號。本案之實施例係進一步應用於腦波導引，因此所稱「具有刺激作用的訊號」係可包含與腦波的波動之間具有關聯程度的訊號。圖2中係示例出訊號的傳輸過程，並非限定僅能傳輸該第一腦波訊號S20或該導引式刺激訊號S30。
圖1中所示的框架10係包括眼罩部11、一左耳部12A及一右耳部12B。該眼罩部11的兩端係分別耦接至該左耳部12A及該右耳部12B。該眼罩部11與該左耳部12A及該右耳部12B之間亦可具有其他部，以提供該頭戴式裝置HD更多的功能性。該框架10係較佳地為一部分或全部都是硬件(可例如為PC、 ABS和PC+ABS等塑膠材料)，使該眼罩部11於配戴時能與配戴者的眼部間距一定距離，而不會整個服貼至配戴者臉部。
框架10可提供該腦波偵測模組20、該腦波導引模組30及該控制模組50的配置。舉例來說，該控制模組50可為一集合型電路基板，被配置於該框架10內，可集成多種功能模組，同時可搭配可充式電池與整合無線通訊模組，進一步使該頭戴式裝置HD可被便利地使用並得以與其他裝置無線連接。
該腦波偵測模組20可包括配置在框架10的複數個感測電極，例如被配置在該右耳部12B上的第一型腦波偵測組件21。一延伸型感測電極211可藉由墊體213而被配置在該右耳部12B的位置，可對應至配戴者的右耳部位，並基於該延伸型感測電極211的長度延伸的特徵，可同時接觸到配戴者之耳朵的複數個部位，例如：耳朵之耳輪(Helix)、對耳輪(Anti-helix)、耳垂(Lobule)及耳屏(Tragus)部位中的至少其中兩個部位。這樣的電極係可對耳朵提供較大的感測面積，提高訊號感測的精度，也進一步提供腦波偵測的正確性，較大面積的接觸並可降低單位面積的接觸壓力，進而兼顧配戴舒適性。此外，頭戴式裝置HD被配戴時，墊體213也可在第一型腦波偵測組件21抵靠耳朵時，提供緩衝的作用，提升配戴舒適性。
如圖1所示的實施例，該延伸型感測電極211於該墊體213上係可延伸並呈C字型，然並不限於此，其中，C字型之缺口可用於對應至耳朵之耳屏的部位。延伸型感測電極211可採用可傳導電訊號的材質，例如：不銹鋼、或其他金屬、合金、甚至是可導電的布料、纖維等，但基於不銹鋼材質的導熱係數較低，可更適合被配戴來接觸配戴者的皮膚。
此外，在第一型腦波偵測組件21上還可進一步地在對應至鄰近耳朵之耳屏處的位置附近，額外配置一生理訊號量測模組23。該生理訊號量測模組23可藉由墊體213的部分包覆而被固定於該第一型腦波偵測組件21上，並露出於該墊體213的表面。進一步地，該生理訊號量測模組23係可被配置於鄰近該延伸型感測電極211的C字型缺口處，其係可對應至耳朵之耳屏處，以量測耳屏附近之淺顳動脈(Arteria temporalis superficialis)，提供配戴者的生理數據變化(如：脈搏、體溫、血氧及心跳等)。該生理訊號量測模組23可耦接至該控制模組50，以使該頭戴式裝置HD可進一步提供更多的生理數據。
其中，該生理訊號量測模組23可為一種光學式心跳量測(Photoplethysmography,PPG)的裝置，例如該生理訊號量測模組23具有一光發射單元及一光接收單元，藉由配戴者之皮膚對該光發射單元(二極體)所發出之探測光的反射，該光接收單元接收該反射光並經內建之IC晶片的運算來取得生理參數。
該第一型腦波偵測組件21可僅配置於單一耳(如：左耳部或右耳部)，此外，亦可同時配置於左耳部及右耳部，此時僅需其中一腦波偵測組件具備該生理訊號量測模組23，例如：僅配置於右耳部12B上的該第一型腦波偵測組件21具備該生理訊號量測模組23。
如圖1之示例，該第二型腦波偵測組件22係與該第一型腦波偵測組件21進行搭配，透過不同的量測點來取得腦波訊號。該第二型腦波偵測組件22具有一額墊223，一前額感測電極221係配置於該額墊223上，該額墊223可凸出地配置於該眼罩部11上。此外，鄰近該第二型腦波偵測組件22的下方且位於該眼罩部11上，係具有一凹槽，可供彈性材質的一鼻托225配置於該凹槽內， 以用於抵頂至配戴者的鼻部。該額墊223與該前額感測電極221的寬度較佳地是皆大於5cm，可提高該前額感測電極221與配戴者額頭接觸的面積，進而確保量測的可靠度與準確率。另一方面，於左耳部及右耳部皆配置有第一型腦波偵測組件21的態樣下，進一步搭配著該第二型腦波偵測組件22，可使該等感測電極211、221形成拾取點、接地點及參考點之腦波感測迴路。
該腦波導引模組30具有至少一個的第一型腦波導引組件310及一個第二型腦波導引組件320。第一型腦波導引組件310可為配置於該左耳部12A或該右耳部12B的一音效單元，例如圖1所示之被該延伸型感測電極211環繞的該第一型腦波導引組件310。該第二型腦波導引組件320係為配置於該眼罩部11的至少一發光單元。圖1所示例之第二型腦波導引組件320係具有兩個發光單元，可各別用於對應至配戴者的雙眼，各該發光單元舉例來說可為具備RGB三色發光能力的發光元件。藉由兩耳對應之音效單元的控制，可對配戴者形成具左右耳頻差之聲音訊號，以影響配戴者的腦波。
接著請參閱圖3，係為本發明另一實施例之用於導引腦波之頭戴式裝置的示意圖。該框架11的外表面係可包括耦接該控制模組50的一顯示單元60。該控制模組50可根據自該腦波偵測模組20所取得的當前腦波訊號，對應地控制該顯示單元60顯示對應的預設燈號或顏色，進而可提供識別出配戴者當前腦波狀態的方式。
接著請參閱圖4，係為本發明又一實施例之用於導引腦波之頭戴式裝置的示意圖。本實施例中之係該框架10係具有連接在該眼罩部左右兩端的一左臂部13A及一右臂部13B。該左臂部13A及該右臂部13B係具有可提供相對於該眼罩部11產生形變的形變部13A1、13B1，以提供該框架10在兩耳處具備一 定程度的夾持力。另一方面，該左臂部13A及該右臂部13B亦可各藉由一限位件(圖未示)與該眼罩部11結合，各該限位件可被調整地，限制該左臂部13A與該右臂部13B個別相對於該眼罩部11的角度，以使該左耳部12A及該右耳部12B可個別地向該右耳及該左耳產生夾持力。
接著請參閱圖5，係本發明於又一實施例中之頭戴式裝置之第一型腦波偵測組件的部分剖面結構圖。該第一型腦波偵測組件21包括：該墊體213、該延伸型感測電極211、及訊號導出部215。該延伸型感測電極211係被該墊體213包覆且部分地露出該墊體213之表面，較佳係露出1mm左右，以於該延伸型感測電極211貼覆配戴者之左右耳時有更好的接觸效果。訊號導出部215係耦接該延伸型感測電極211且被該墊體213部分地包覆。訊號導出部215並可用於耦接該控制模組50的基板，使得該第一型腦波偵測組件21可藉由訊號導出部215耦接該控制模組50，進而傳遞所測得的訊號至該控制模組50。訊號導出部215可為一彈簧探針(Pogo Pin)或一銅柱。
該墊體213具有一固定部2131及一彈性部2133。該延伸型感測電極211及訊號導出部215可藉由該固定部2131的部分包覆，進而被固定至該墊體213上。該彈性部2133則是部分包覆該固定部2131，使該墊體213可藉由該彈性部2133抵接至該框架10的方式，提供緩衝，進而提升配戴舒適度。該彈性部2133可為矽膠(silicone)、熱塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethane,TPU)、熱塑性橡膠(Thermo-Plastic Rubber,TPR)、熱塑性彈性體(Thermplastic Elastomer)或其他同性質或相似性質之材料。墊體213被設置在框架10上時，可以呈現出圍繞式的環狀或者是呈現出覆蓋式的片體狀。當墊體213為環狀時，中間露出前 述的音效單元；當墊體213為覆蓋式的片體狀時，前述的音效單元可被整合在該墊體213內。
如圖5所示，該延伸型感測電極211可呈片狀，並於上下兩側彎折向下後分別延伸入該固定部2131，使該延伸型感測電極211具有露出該墊體213表面的凸部，進一步地，該凸部在該墊體213上的形狀則可如圖1所示之C字型此外，凸出該框架10表面的該墊體213係可於該框架10上概呈圓形(可參閱圖1)。
該第一型腦波偵測組件21可藉由該墊體213底部具有的一螺旋結構(圖未示)，使該第一型腦波偵測組件21可被以調整旋入深度的方式結合至該框架10，進而可調整該第一型腦波偵測組件21夾持配戴者的鬆緊程度。此外，亦可透過磁吸結構的方式，使該框架10於對應至耳朵的部位包括第一磁吸件(圖未示)，該第一型腦波偵測組件21可藉由配置於該墊體213底部的第二磁吸件(圖未示)，可拆卸式地結合至該框架10上。
接著請參閱圖6，係為圖3實施例的AA剖面線下的剖面示意圖，圖6僅就墊體213及固定所述墊體213的結構進行示例。此實施例中，墊體213呈現圍繞式的環狀，部分地露出該墊體213表面的延伸型感測電極211亦隨該墊體213而成環繞狀，這樣的環繞可以被對應至配戴者的耳朵部位。墊體213內的固定部2131可以是一種塑件，舉例來說，由ABS樹脂(Acrylonitrile Butadiene Styrene)混合PC材質(聚碳酸酯，Polycarbonate)而成，用於以埋射方式射出成型而將延伸型感測電極211部分包覆。墊體213的彈性部2133則再部分包覆固定部2131及延伸型感測電極211，例如採用包射方式來成型，進而讓延伸型感測電 極211能被固定在墊體213中，且墊體213在接觸配戴者的耳朵的部位處，亦具有彈性來減緩抵靠時產生的壓力。
延伸型感測電極211呈片狀，並於側緣具有彎折向下的彎折部以及再次彎折而延伸入固定部2131的凸伸部。凸伸部可用於耦接訊號導出部215，訊號導出部215可被固定部2131部分包覆而被固定在墊體213的底部，用於供設置在框架10上的訊號連接器1415的耦接；此外，於其他實施例中，延伸型感測電極211也可以透過凸伸部直接電性連接訊號連接器1415，例如凸伸部在墊體213底部被部分露出，以供訊號連接器1415的直接接觸，進而無須再透過訊號導出部215。
進一步地，墊體213可被設計成可拆卸地自框架10上卸下。例如圖6所示，在框架上設置有安裝座14，安裝座14可具有底座141及抬升件143。底座141可以藉由各種方式來固定置框架10上。第一型腦波偵測組件21可藉由在固定部2131設置的第二組合部2135來與設置在底座141上的第一組合部1413相搭配，進而使第一型腦波偵測組件21可以藉由可拆卸式的方式，組接至框架10。第一組合部1413與第二組合部2135舉例來說可以各為磁性件，藉由磁吸作用來達成可拆卸式的方式。
抬升件143可藉由如圖6所示之螺紋結構螺合至底座141上，進而可藉由螺旋方式來調節設置在安裝座14上的第一型腦波偵測組件21與耳朵間之距離。當抬升件143被旋出而較凸出底座141時，第一型腦波偵測組件21與耳朵間的距離就較近。然而，並非以此為限，能在凸伸出底座141的程度上具有可調整性，進而使第一型腦波偵測組件21與耳朵間之距離得以被控制的各種結構亦可適用。
此外，基於前述的第一組合部1413與第二組合部2135的示例下，第一組合部1413可被設置在底座141或抬升件143上。以及，設置在底座141上的訊號連接器1415，例如可以是彈簧探針，以適應性地配合可被調整靠近耳朵程度的第一型腦波偵測組件21，亦即，當第一型腦波偵測組件21較靠近耳朵時(即較遠離框架時)，藉由彈簧探針被較少的壓縮而凸伸出較多的部分來接觸第一型腦波偵測組件21(例如：接觸訊號導出部215)。
接著請參閱圖7，係為本發明一實施例中之墊體與安裝座的立體分解示意圖。第一型腦波偵測組件21可活動式地設置在安裝座14上，抬升件143藉由環形體外周面上的螺紋結構，螺合至底座141通孔的內周壁面上的螺紋結構，以調節抬升件143凸伸出底座141的程度。底座141上可設置對應插接至第一型腦波偵測組件21底部導位孔(圖未示，例如配置在固定部上)的至少一個導位銷1417，用於導引第一型腦波偵測組件21的安裝位置。此外，訊號連接器1415的彈性探針結構，可在抬升件143螺合至底座141的各種調節程度上，皆與第一型腦波偵測組件21產生接觸性連接。第一組合部1413於圖7的示例上亦為磁吸件，且設置在底座141上，以固定住第一型腦波偵測組件21，且也便於第一型腦波偵測組件21的拆卸。
接著請參閱圖8，係為本發明再一實施例之用於導引腦波的頭戴式裝置示意圖。本實施例中，頭戴式裝置HD的框架10上的右耳部12A及左耳部12B，是用來近似於眼鏡架的末端，可延伸至對應耳朵的上耳根。於右耳部12A及左耳部12B的框架10上則可各自設置有延伸型感測電極211，此感測電極用於碰觸到對應耳朵的上耳根及耳輪的上端部。藉由延伸型感測電極211的較長且較寬的面積，以及呈現弧狀面而可接觸上耳根附近各部位的感測電極，達到碰 觸耳朵複數部位的目的。此外，前述的生理訊號量測模組(圖未示)亦可被設置於延伸型感測電極211前端的位置上。
接著請參閱圖9，係為本發明另一實施例中之墊體與安裝座的剖面示意圖。墊體213在安裝座14上呈現出一個圍繞體，例如圖9所示的一個環。為了進一步增加與配戴者耳朵的接觸面積，被部分包覆在墊體213內延伸型感測電極211可在墊體213的頂部及所述環的內周緣的部位處露出感測電極。如圖9所示，在此環的內周緣的壁面上，延伸型感測電極211具有向墊體213邊緣漸傾斜的斜面配置，再藉由固定部2131及彈性部2133固定在墊體213中。露出的較大面積的感測電極部位，將可進一步提升感測性能。
接著請參閱圖10，係本發明於一實施例中之導引腦波的方法流程圖。該方法包含下列步驟：(S100)量測配戴者的一第一腦波訊號；(S200)執行一預定刺激模式，提供具有刺激作用的一初始刺激訊號；(S300)量測配戴者的一第二腦波訊號；(S400)根據該第一腦波訊號及該第二腦波訊號，取得一腦波變化程度；(S500)根據該腦波變化程度及當下取得之第三腦波訊號，對應提供一導引式刺激訊號，以影響配戴者當前的腦波。
於圖10的實施例中，係先測量配戴者在受到一定程度的外界刺激時，當下之腦波變化的程度，基於此種的預測試，係可判定出配戴者當前之腦波狀態，亦即，可了解到配戴者當下可以被導引的程度，以決定出要以何種導引式刺激模式來導引配戴者。
基於主導腦波之類型(α、β、δ、θ)，可對應為不同的意識狀態。其中α波為主導時，代表處於介在清醒至放鬆的橋樑意識狀態；β波為主導時，代表處於顯意識狀態，一般在清醒之下的焦慮、思考或精神集中的狀態時 會出現此類型的腦波；δ波為主導時，代表處於無意識狀態，一般在非快速動眼睡眠時會出現此類型的腦波；θ波為主導時，代表處於潛意識狀態，一般在深層做夢或是深度冥想時會出現此類型的腦波。
據此，藉由先給予刺激來判定腦波被導引的難易度後，即可給予配戴者達到預設導引目標的較佳刺激模式，提高導引效率。
進一步地，該預定刺激模式及該導引式刺激訊號係為提供對應之預定聲光測試模式給配戴者，該預定聲光測試模式包含於一特定時段內提供光線參數及左右耳之頻差的變化。所述之光線參數及左右耳頻差的變化係至少包含光線由偏紅光、偏黃、偏綠至偏藍光的變化順序及其相反變化順序或由12Hz至2Hz之左右耳頻差的變化順序及其相反變化順序。
其中，高頻的頻差變化例如對應各耳變化於200~210Hz之間(但頻差由12Hz至2Hz逐漸調整或其反向順序逐漸調整)，低頻的頻差變化例如提供的聲音頻率變化於170~173Hz之間(但頻差由12Hz至2Hz逐漸調整或其反向順序逐漸調整)，有較佳的效果。光線的變化則區分為對應潛意識提神狀態的橘黃色(偏紅)、對應潛意識放鬆狀態的橘紅色(偏黃)、對應淺睡導引的藍綠色(偏綠)、對應深睡導引的藍綠色(偏藍)，可依據該預定聲光測試模式，漸進式地自目前所測得之腦波狀態對應地給予光線刺激，並基於預定導引的目標狀態，逐漸改變光線至目標狀態對應的應給光線。
以導引配戴者睡眠的例子來說，順利地睡眠的意識狀態對應的腦波變化依序為β波、α波、θ波、δ波四個主要階段。若配戴者之腦波變化程度為一般(亦即不難被導引)，且該第三腦波訊號為α腦波，即對應的當前意識狀態為橋梁意識狀態時，則令該控制模組50控制在一定的時間(例如5分鐘、10分鐘) 內給予的光線參數以及左右耳頻差的變化係由α波頻段變化至θ波頻段，例如光線每秒閃爍的頻率由10Hz變化至5Hz，及/或左右耳頻差由10Hz變化至5Hz。
據此，本實施例之頭戴式裝置HD，可藉由光線與聲音導引配戴者之腦波，輔助配戴者進入特定的意識狀態(例如：淺眠、深層睡眠等)，而有助於讓配戴者更快進入的睡眠階段，進而達到較佳的休息效果；此外，藉由該頭戴式裝置HD即時對配戴者的腦波感測，可判斷當前配戴者處於哪一個意識狀態，進而對應地引導趨向至深層睡眠的意識狀態，藉此提升配戴者的睡眠品質。
相應地，除了可以導引配戴者趨向至深層睡眠的意識狀態之外，亦可反向地操作，使配戴者趨向醒來的意識狀態，而可作為喚醒的功能。
據此，本發明實施例中之頭戴式裝置HD的該控制模組50係可基於自該腦波偵測模組20所接收的該第一腦波訊號S20，以及基於該腦波導引模組30被運作在一預定刺激模式下，該控制模組50自該腦波偵測模組20回傳之訊號所運算歸納取得的一腦波變化程度，使該腦波導引模組30提供一導引式刺激訊號。可針對不同配戴者當前的腦波狀況，施予較佳的導引模式，提升導引效率。
接著請參閱圖11，係為本發明一實施例中之用於導引腦波的系統示意圖。該腦波導引系統係用於供內建一第一無線通訊模組的一智慧控制通訊裝置CD的無線連接，該腦波導引系統包含：該頭戴式裝置HD及一按摩裝置MD。
該頭戴式裝置HD包括該控制模組50(可參圖1)、一第二無線通訊模組及一第三無線通訊模組。該第二無線通訊模組及該第三無線通訊模組例 如可為整合至該控制模組50之電路基板上的功能模組。該頭戴式裝置HD的該第二無線通訊模組係用於與例如為配戴者之手機的該智慧控制通訊裝置CD無線連接。該頭戴式裝置HD的第三無線通訊模組係用於與該按摩裝置MD無線連接。舉例來說，該第一與該第二無線通訊模組可為透過無線傳真(Wireless Fidelity,Wi-Fi)，該頭戴式裝置HD與該按摩裝置MD則可透過藍芽傳輸通道(BT)的方式來連接。在其他實施例中，該第一與該第二無線通訊模組亦可透過藍芽傳輸通道(BT)，而該頭戴式裝置HD與該按摩裝置MD則是透過無線傳真(Wireless Fidelity,Wi-Fi)。
該按摩裝置MD包括一按摩組件、一第四無線通訊模組及一按摩控制模組(圖未示)，該按摩控制模組係分別耦接該第四無線通訊模組及該按摩組件，該第四無線通訊模組係用於與該第三無線通訊模組建立無線連接。該按摩組件即為可對配戴者施加按摩動作的組件。該按摩組件、該第四無線通訊模組及該按摩控制模組係整合於該按摩裝置MD內。
其中，該頭戴式裝置HD可根據自該第二無線通訊模組所接收之一控制指令(由配戴者操作之手機發出)，對應地執行腦波導引功能以及對應地透過該第三無線通訊模組下達使該按摩裝置MD執行預設之按摩模式，該按摩模式係令該按摩組件執行對應的按摩功能。
據此，本發明實施例之裝置、方法與系統係藉由腦波偵測模組的延伸型感測電極，於該頭戴式裝置被配戴而貼附耳朵時，提供對耳朵的較大有效感測面積，也進一步提供腦波偵測的正確性同時兼顧配戴舒適性，再藉由預先取得被導引者正確的腦波狀態後才施予對應的導引模式，也使得配戴者能被施予更適當的導引模式。
所述之耦接可為直接連接、直接電性連接或是透過其他零部件的間接式連接、間接式電性連接。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
10:框架
11:眼罩部
12A:左耳部
12B:右耳部
20:腦波偵測模組
21:第一型腦波偵測組件
211:延伸型感測電極
213:墊體
22:第二型腦波偵測組件
221:前額感測電極
223:額墊
225:鼻托
23:生理訊號量測模組
30:腦波導引模組
310:第一型腦波導引組件
320:第二型腦波導引組件
50:控制模組
HD:頭戴式裝置

Claims (32)

  1. 一種用於導引腦波的頭戴式裝置，包含：一框架，包括一眼罩部、分別耦接該眼罩部的一左耳部及一右耳部；一腦波偵測模組，包括配置於該框架的至少一第一型腦波偵測組件及一第二型腦波偵測組件，該第一型腦波偵測組件具有配置於該左耳部或該右耳部的一延伸型感測電極，該第二型腦波偵測組件具有配置於該眼罩部以供接觸前額的一前額感測電極，該延伸型感測電極係供同時接觸到一耳朵正面的耳輪(Helix)、對耳輪(Anti-helix)、耳垂(Lobule)及耳屏(Tragus)部位中的至少二者，該延伸型感測電極係呈C字型，且該C字型的開口係鄰近該耳朵的耳屏處，該延伸型感測電極與該前額感測電極係用以形成拾取點、接地點及參考點之腦波感測迴路；一腦波導引模組，係配置於該框架，提供藉由聲與光之至少其中一種所形成之具有刺激作用的訊號；及一控制模組，係配置於該框架，耦接該腦波偵測模組及該腦波導引模組，該控制模組基於自該腦波偵測模組所接收的一第一腦波訊號，以及基於該腦波導引模組被運作在一預定刺激模式下自該腦波偵測模組所取得的一腦波變化程度，使該腦波導引模組提供一導引式刺激訊號。
  2. 如請求項1所述之頭戴式裝置，其中該第二型腦波偵測組件具有一額墊，該眼罩部具有一鼻托，該額墊凸出地配置於該眼罩部 上，該前額感測電極配置於該額墊上，該眼罩部具有一凹槽，該鼻托係配置於該凹槽。
  3. 如請求項1所述之頭戴式裝置，其中該第一型腦波偵測組件的數量係為二，分別配置於該左耳部及該右耳部。
  4. 如請求項1所述之頭戴式裝置，其中該腦波導引模組具有至少一第一型腦波導引組件及一第二型腦波導引組件，該第一型腦波導引組件係為配置於該左耳部或該右耳部的一音效單元，該第二型腦波導引組件係為配置於該眼罩部的至少一發光單元。
  5. 如請求項4所述之頭戴式裝置，其中該延伸型感測電極係配置為環繞該音效單元。
  6. 如請求項4所述之頭戴式裝置，其中該發光單元的數量係為二，各別用於對應至配戴者的雙眼，各該發光單元係為RGB三色的發光元件。
  7. 如請求項1所述之頭戴式裝置，其中該框架係具有配置在該眼罩部左右兩端的一左臂部及一右臂部，該左臂部及該右臂部係具有可提供相對於該眼罩部產生形變的形變部。
  8. 如請求項1所述之頭戴式裝置，其中該框架係具有配置在該眼罩部左右兩端的一左臂部及一右臂部，該左臂部及該右臂部係各藉由一限位件與該眼罩部結合，各該限位件可調整地限制該左臂部與該右臂部個別相對於該眼罩部的角度，以使該左耳部及該右耳部個別地向該右耳及該左耳產生夾持力。
  9. 如請求項1至8中任一項所述之頭戴式裝置，其中更包含配置於該腦波偵測模組且鄰近該耳朵之耳屏處的一生理訊號量測模組，該生理訊號量測模組係為一種光學式心跳量測(Photoplethysmography,PPG)的裝置。
  10. 如請求項9所述之頭戴式裝置，其中該框架外表面係包括耦接該控制模組的一顯示單元，該控制模組根據該腦波偵測模組測得的當前腦波訊號，對應地控制該顯示單元顯示對應之預設燈號或顏色。
  11. 一種用於導引腦波的頭戴式裝置，包含：一框架；及至少一第一型腦波偵測組件，係設置於該框架上且用於供對應至耳朵，該第一型腦波偵測組件包括一墊體及部分地露出該墊體表面的一延伸型感測電極，其中該延伸型感測電極係用於供同時接觸到該耳朵正面的耳輪(Helix)、對耳輪(Anti-helix)、耳垂(Lobule)及耳屏(Tragus)部位中的至少二者，該延伸型感測電極係呈C字型，且該C字型的開口係鄰近該耳朵的耳屏處；一第二型腦波偵測組件，具有配置於供接觸前額的一前額感測電極；其中，該延伸型感測電極與該前額感測電極係用以形成拾取點、接地點及參考點之腦波感測迴路。
  12. 如請求項11所述之頭戴式裝置，其中用於提供緩衝的該墊體具有一固定部及一彈性部，該延伸型感測電極係被該固定部部分 包覆，該彈性部係部分包覆該固定部，使該墊體藉由該彈性部緩衝該第一型腦波偵測組件抵靠在該耳朵時的壓力。
  13. 如請求項12所述之頭戴式裝置，其中該延伸型感測電極係呈片狀，並於側緣具有彎折向下的彎折部以及再次彎折而延伸入該固定部的凸伸部，彎折的該延伸型感測電極的頂部露出該墊體。
  14. 如請求項13所述之頭戴式裝置，其中該墊體具有用於與設置在該框架上的至少一第一組合部匹配的至少一第二組合部，該第二組合部設置於該固定部的底部，該第一型腦波偵測組件係藉由該第一組合部與該第二組合部的匹配而可拆卸式地設置至該框架。
  15. 如請求項14所述之頭戴式裝置，其中該第一組合部及該第二組合部皆為磁性件。
  16. 如請求項13所述之頭戴式裝置，其中該第一型腦波偵測組件更包括耦接該延伸型感測電極的一訊號導出部，該訊號導出部設置於該固定部的底部且被該固定部部分包覆。
  17. 如請求項16所述之頭戴式裝置，其中該固定部及該訊號導出部皆呈圍繞式的環形片體，該訊號導出部用於供設置在該框架上的至少一訊號連接器的耦接。
  18. 如請求項11所述之頭戴式裝置，其中該延伸型感測電極之材質係為不銹鋼。
  19. 如請求項11所述之頭戴式裝置，其中該延伸型感測電極於該墊體上延伸。
  20. 如請求項11所述之頭戴式裝置，其中該框架包括供該第一型腦波偵測組件設置的一安裝座，該安裝座具有一底座及一抬升件，該抬升件設置於該底座上並在凸伸出該底座的程度上具有可調整性，使設置在該安裝座上的該第一型腦波偵測組件與該耳朵間之距離被控制。
  21. 如請求項20所述之頭戴式裝置，其中該抬升件藉由螺紋結構螺合至該底座上，該第一型腦波偵測組件設置在該抬升件上。
  22. 如請求項20所述之頭戴式裝置，其中至少一第一組合部設置在該底座或該抬升件上，該第一型腦波偵測組件具有至少一第二組合部，該第一組合部及該第二組合部皆為磁性件，該第一型腦波偵測組件藉由磁吸作用而可拆卸式地設置在該抬升件上。
  23. 如請求項20所述之頭戴式裝置，其中該底座上設置有耦接該延伸型感測電極的至少一訊號連接器。
  24. 如請求項23所述之頭戴式裝置，其中該訊號連接器係為一彈簧探針。
  25. 如請求項11所述之頭戴式裝置，其中該墊體於該框架上呈圍繞式的一個圍繞體，該延伸型感測電極被部分包覆在該墊體內，於該墊體的頂部及內周緣係露出該延伸型感測電極。
  26. 如請求項11至25項中任一項所述之頭戴式裝置，其中該第一型腦波偵測組件更包括被該墊體包覆且部分地露出於該墊體表面並用於對應至該耳朵之耳屏處的一生理訊號量測模組。
  27. 如請求項26所述之頭戴式裝置，其中該生理訊號量測模組係為一種光學式心跳量測的裝置。
  28. 如請求項26所述之頭戴式裝置，其中該延伸型感測電極於該墊體上係延伸，該生理訊號量測模組係配置於鄰近該C字型的缺口處。
  29. 一種導引腦波的方法，包含：藉由可同時接觸到耳朵複數部位的至少一延伸型感測電極及可接觸到前額部位的一前額感測電極，取得一第一腦波訊號，該至少一延伸型感測電極與該前額感測電極係用以形成拾取點、接地點及參考點之腦波感測迴路；執行一預定刺激模式，提供具有刺激作用的一初始刺激訊號；藉由可同時接觸到耳朵之複數部位的該至少一延伸型感測電極及可接觸到前額部位的該前額感測電極，取得一第二腦波訊號；至少根據該第一腦波訊號及該第二腦波訊號，取得一腦波變化程度；及根據該腦波變化程度及當下取得之第三腦波訊號，對應提供一導引式刺激訊號。
  30. 如請求項29所述之方法，其中該預定刺激模式及該導引式刺激訊號係為提供對應之預定聲光測試模式給配戴者，該預定聲光 測試模式包含於一特定時段內提供光線參數及左右耳之頻差的變化。
  31. 如請求項30所述之方法，其中所述之光線參數及左右耳頻差的變化係至少包含光線由偏紅、偏黃、偏綠至偏藍光的變化順序及其相反變化順序或由12Hz至2Hz之左右耳頻差的變化順序及其相反變化順序，該預定聲光測試模式中提供的聲音頻率為變化於200~210Hz之間或170~173Hz之間。
  32. 一種用於導引腦波的系統，用於供內建一第一無線通訊模組的一智慧控制通訊裝置的無線連接，該系統包含：一如請求項1至28中任一項所述之頭戴式裝置，該頭戴式裝置並包括一控制模組、一第二無線通訊模組及一第三無線通訊模組，該控制模組係分別耦接該第二無線通訊模組及該第三無線通訊模組，該第二無線通訊模組係用於與該第一無線通訊模組建立無線連接；及一按摩裝置，包括一按摩組件、一第四無線通訊模組及一按摩控制模組，該按摩控制模組係分別耦接該第四無線通訊模組及該按摩組件，該第四無線通訊模組係用於與該第三無線通訊模組建立無線連接，其中，該頭戴式裝置根據自該第二無線通訊模組所接收之一控制指令，對應地執行腦波導引功能以及對應地透過該第三無線通訊模組下達使該按摩裝置執行預設之按摩模式，該按摩模式係令該按摩組件執行對應的按摩功能。
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