WO2011035452A2 - Dispositivo sensor del parpadeo del ojo útil en la prevención y alerta de estados de somnolencia - Google Patents

Dispositivo sensor del parpadeo del ojo útil en la prevención y alerta de estados de somnolencia Download PDF

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Juan Carlos Faundez Lorca
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Definitions

  • the device of the present invention comprises a transmitter and an infrared sensor for controlling the blinking of the user's eye, useful in preventing and alerting drowsiness, which comprises the generation of an alarm, which is preferably a sound alarm, indicated for individuals who Perform repetitive and / or routine activities, such as drivers of transportation of people and cargo, vehicle operators, industrial machinery, safety and supervision activities or other activities that require the permanent attention of the individual.
  • an alarm which is preferably a sound alarm, indicated for individuals who Perform repetitive and / or routine activities, such as drivers of transportation of people and cargo, vehicle operators, industrial machinery, safety and supervision activities or other activities that require the permanent attention of the individual.
  • US Patent 5,402,109 comprises a sleepiness alert device adaptable to eyeglass-like structures that has a signal emitter on one side and a signal detector on the opposite end.
  • the device has a complex electronics to analyze the amplitude and frequency of the signals, and determines if it activates the alert.
  • the device of the present invention comprises at least one signal emitter and a sensor that operates with the refraction of light on the skin of the eyelid. Said sensor is located
  • the device of the present invention can be used by any user, since it has adjustment means that give mobility to the device on the frame in which it is mounted, the mobility of the device in two degrees of freedom (horizontal and vertical axes) in order to adapt the sensor to the user's facial anatomy.
  • the device of the invention is activated with a signal that is refracted on the surface of the user's eyelid. This activation generates an alarm when the eyelid of the user's eye is closed for a longer time than during a normal blink; where "normal blink” refers to the duration of the blink in alert status.
  • the operation of the device comprises the following stages: the emission of a signal to the user's eye, when the eye is open the signal is reflected, refracted and / or absorbed, and when the user closes the eye, the eyelid interposes between the eye and signal, and the signal is refracted.
  • the sensor captures that signal, and according to the duration of the flashing, generates an alarm.
  • Figure 1 shows a schematic view of the device of the proposed invention, in one of its modalities, where the device mounted on a frame is observed, the transmitter / receiver module (3) and the adjustment means (1 and 2) of the same, where (2) corresponds to a led that helps adjust the device to the anatomy of the user.
  • the device of the present invention comprises at least one emitter (35) and one infrared receiver (34), located adjacently, in a mini electronic plate (3), which is preferably mounted on a frame type structure of glasses or lenses .
  • the emitters and the infrared receiver are located in the direction of the user's eye.
  • the sensor is activated when it detects the emitted signal after it is reflected or refracted on some surface, as in this case, the user's eyelid.
  • the device of the invention is arranged on the frame of the lens-frame structure, preferably placing the device in the position of the user's nose.
  • the device of the present invention allows to adapt it to the anatomy of the user; for this, the device comprises means that give it mobility in two degrees of freedom, preferably the vertical axis, and the horizontal axis.
  • Said adjustment means comprise a screw that allows to regulate the relative height of the device (1) and a flange or lever that allow movement on its axis (4).
  • the device contemplates a visual indicator of the eye, which serves as a reference, such as a mini-led (2), which is operated during the process of adjusting the device to the user, to align the emitter and the sensor in one direction Optimum reflection, providing greater comfort to the user, and avoiding false alarms and possibly possible damages to the user during the use of the device.
  • a visual indicator of the eye which serves as a reference, such as a mini-led (2), which is operated during the process of adjusting the device to the user, to align the emitter and the sensor in one direction Optimum reflection, providing greater comfort to the user, and avoiding false alarms and possibly possible damages to the user during the use of the device.
  • the device of the invention contemplates the emission of at least two signals, from different heights relative to the user's eye, so as to compensate for the opening of the eye against different conditions of light and shadow existing in the medium in which the Device is employed. It is considered that when there is more light available in the environment, for example, with sunlight, the ocular opening is smaller than when there is less light, as occurs during the evening hours.
  • the device of the present invention contemplates a gain control circuit connected to the sensor, which also allows adjusting the measurement sensitivity of said sensor depending on the anatomy of the user, that is, it can also be adjusted according to the distance between the user's eye and the signal emitter / sensor, increasing or decreasing the signal gain.
  • the detected signal is transmitted to a device, where the information analysis is performed and the alarm signal is generated.
  • the signal of each blink is analyzed by a microcontroller, which has a counter that determines the duration of the blink;
  • the duration of the normal flickering of the user is stored in memory, for later comparisons; the duration of each blink is compared to the duration of the normal blink, and if there is an increase, a record of said increase is generated, if the situation is repeated the microcontroller activates the alert signal.

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Abstract

La presente invención comprende un emisor y un sensor infrarrojo para controlar el parpadeo del ojo del usuario, útil en la prevención y alerta de somnolencia, que comprende la generación de una alarma, que preferentemente es una alarma sonora, indicado para individuos que realicen actividades repetitivas y/o rutinarias, tales como conductores de transporte de personas y carga, operarios de vehículos, maquinaria industrial, actividades de seguridad y, supervisión u otra que requiera la atención permanente del individuo.

Description

DISPOSITIVO SENSOR DEL PARPADEO DEL OJO ÚTIL EN LA PREVENCIÓN Y ALERTA DE ESTADOS DE SOMNOLENCIA MEMORIA DESCRIPTIVA
El dispositivo de la presente invención comprende un emisor y un sensor infrarrojo para controlar el parpadeo del ojo del usuario, útil en la prevención y alerta de somnolencia, que comprende la generación de una alarma, que preferentemente es una alarma sonora, indicado para individuos que realicen actividades repetitivas y/o rutinarias, tales como conductores de transporte de personas y carga, operarios de vehículos, maquinaria industrial, actividades de seguridad y supervisión u otra que requiera la atención permanente del individuo.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
En el estado de la técnica, existen variados sistemas de detección y alerta de somnolencia para conductores o trabajadores que realicen acciones repetitivas y que requieran concentración. Entre ellas, se encuentran las patentes US 4.397.531, US 4.625.329, US 4.725.824, US 5.402.109, US 5.909.179.
Por nombrar alguna, la patente US 5.402.109 comprende un dispositivo de alerta de somnolencia adaptable a estructuras tipo anteojos que posee en un lado un emisor de señales y en el extremo opuesto un detector de señales. El dispositivo posee una electrónica compleja para analizar la amplitud y frecuencia de las señales, y determina si activa la alerta.
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION
El dispositivo de la presente invención comprende al menos un emisor de señales y un sensor que opera con la refracción de la luz en la piel del párpado. Dicho sensor se encuentra
i correctivos (anteojos ópticos), o no tener cristales.
El dispositivo de la presente invención puede ser empleado por cualquier usuario, ya que posee medios de ajuste que le dan movilidad al dispositivo sobre el armazón en el que se encuentra montado, la movilidad del dispositivo en dos grados de libertad (ejes horizontal y vertical) de modo de adaptar el sensor a la anatomía facial del usuario.
El dispositivo de la invención es activado con una señal que es refractada sobre la superficie del párpado del usuario. Dicha activación genera una alarma cuando el párpado del ojo del usuario está cerrado durante un tiempo mayor que durante un parpadeo normal; donde el "parpadeo normal" se refiere a la duración del parpadeo en estado de alerta.
El funcionamiento del dispositivo comprende las siguientes etapas: la emisión de una señal hacia el ojo del usuario, cuando el ojo está abierto la señal es reflejada, refractada y/o absorbida, y cuando el usuario cierra el ojo, el párpado se interpone entre el ojo y la señal, y la señal se refracta. El sensor captura dicha señal, y de acuerdo a la duración del parpadeo, genera una alarma.
DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
La figura 1 se muestra una vista esquemática del dispositivo de la invención propuesta, en una de sus modalidades, donde se observa el dispositivo montado sobre un armazón, se puede observar el módulo emisor/receptor (3) y los medios de ajuste (1 y 2) del mismo, donde (2) corresponde a un led que ayuda a ajustar el dispositivo a la anatomía del usuario.
En la figura 2 se puede observar con mayor detalle los componentes del dispositivo de la presente invención, en una de las modalidades propuestas, donde 34 corresponde al sensor receptor del dispositivo, 35 corresponde a los emisores de señales, 5 muestra el cable de comunicación que envía los datos de la señal que se quiere activar. Además se pueden ver los usuario.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCION
El dispositivo de la presente invención comprende al menos un emisor (35) y un receptor (34) infrarrojo, ubicados en forma contigua, en una mini placa electrónica (3), que preferentemente se encuentra montado sobre una estructura tipo armazón de anteojos o lentes. Los emisores y el receptor infrarrojo se encuentran ubicados en dirección hacia el ojo del usuario. El sensor es activado cuando detecta la señal emitida luego que esta es reflejada o refractada sobre alguna superficie, como en este caso, el párpado del usuario.
El dispositivo de la invención se dispone sobre la montura de la estructura tipo armazón de lente, ubicando el dispositivo preferentemente en la posición de la nariz del usuario. El dispositivo de la presente invención permite adaptarlo a la anatomía del usuario; para ello el dispositivo comprende medios que le otorgan movilidad en dos grados de libertad, preferentemente el eje vertical, y el eje horizontal. Dichos medios de ajuste comprenden un tornillo que permite regular la altura relativa del dispositivo (1) y una pestaña o palanca que permiten el movimiento sobre su eje (4). Además, el dispositivo contempla un indicador visual del ojo, que sirve como referencia, tal como un mini-led (2), el cual es operado durante el proceso de ajuste del dispositivo al usuario, para alinear el emisor y el sensor en una dirección óptima de reflexión, entregando mayor comodidad al usuario, y evitando falsas alarmas y eventualmente, posibles daños al usuario durante el empleo del dispositivo.
Recordemos que las señales emitidas hacia una superficie, están sometidas a tres fenómenos:
- Absorción de la señal
- Reflexión de la señal, dependiendo del ángulo, y
- Refracción de la señal. o absorbida, de modo que el sensor se encuentra inactivo. En contraparte, sobre el párpado del usuario la señal es refractada, de modo que parte de la señal es detectada por el sensor del dispositivo de esta invención.
El dispositivo de la invención contempla la emisión de al menos dos señales, desde diferentes alturas relativas al ojo del usuario, de modo de realizar una compensación de la apertura del ojo frente a diferentes condiciones de luz y sombra existentes en el medio en el que el dispositivo es empleado. Se considera que cuando existe más luz disponible en el medio, por ejemplo, con luz de sol, la abertura ocular es menor que cuando hay menos luz, como ocurre durante las horas vespertinas.
El dispositivo de la presente invención contempla un circuito control de ganancia conectado al sensor, que además permite ajustar la sensibilidad de medida de dicho sensor dependiendo de la anatomía del usuario, es decir, puede ser ajustado además según la distancia entre el ojo del usuario y el emisor/sensor de señales, aumentando o disminuyendo la ganancia de la señal. La señal detectada es transmitida a un equipo, donde se realiza el análisis de la información y se genera la señal de alarma. La señal de cada parpadeo es analizada por un micro controlador, que posee un contador que determina la duración del parpadeo; en el proceso de adaptación del dispositivo al usuario se almacena en la memoria la duración del parpadeo normal del usuario, para posteriores comparaciones; la duración de cada parpadeo es comparada con la duración del parpadeo normal, y si existe un incremento se genera un registro de dicho aumento, si la situación se reitera el micro controlador activa la señal de alerta.

Claims

1. Un dispositivo de detección y alerta de estados de somnolencia CARACTERIZADO porque comprende una estructura tipo armazón de anteojos o lentes, medios de ajuste del dispositivo a la anatomía del usuario, dos emisores de señales y un sensor, el que opera con la refracción de la luz en la piel del párpado y un micro controlador; que genera una señal de alarma, preferentemente una alarma sonora, útil para individuos que realizan actividades repetitivas y/o rutinarias, tales como conductores de transporte de personas y carga, operarios de vehículos, maquinaria industrial, actividades de seguridad y supervisión u otra actividad que requiera la atención permanente del individuo.
2. El dispositivo de detección y alerta de estados de somnolencia de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque dichos medios de ajuste comprende un tornillo (1) que permite regular la altura relativa del dispositivo.
3. El dispositivo de detección y alerta de estados de somnolencia de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque dichos medios de ajuste comprende una pestaña o palanca (4) que permiten el movimiento sobre su eje.
4. El dispositivo de detección y alerta de estados de somnolencia de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque dichos medios de ajuste comprende un indicador visual del ojo (2) que sirve como referencia para alinear el emisor y sensor en una dirección óptima de reflexión.
CARACTERIZADO porque dicho indicador visual del ojo (2) preferentemente es un mini- led.
6. El dispositivo de detección y alerta de estados de somnolencia de la reivindicación 3, CARACTERIZADO porque dicho emisor de señales preferentemente es un emisor infrarrojo.
7. El dispositivo de detección y alerta de estados de somnolencia de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque dicho sensor es específico para detectar la señal emitida por el emisor.
8. El dispositivo de detección y alerta de estados de somnolencia de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque dicho micro controlador almacena como referencia la duración del parpadeo normal del usuario, en estado de alerta, y luego compara la duración de cada parpadeo con la referencia, determinando la activación de la alarma.
9. El dispositivo de detección y alerta de estados de somnolencia de la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque dicho dispositivo comprende preferentemente dos emisores de señales en diferentes alturas relativas al ojo del usuario de modo de compensar la apertura del ojo frente a las diferentes condiciones de luz del medio.
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