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智能眼镜
¥10000
专利号: 2017101725401
申请人: 周磊
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 医学或兽医学;卫生学
更新日期:2024-05-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种智能眼镜,其特征在于,包括镜体及安装于镜体上的耳罩、按摩器、控制器及头垫,所述镜体上的镜框安装眼电位传感器及所述控制器,所述镜体上的镜腿安装所述耳罩、按摩器及头垫,所述耳罩设置有扬声器,所述按摩器设置有由微型电机驱动的按摩盘,所述按摩盘分布若干软质材料制成的按摩头,所述头垫中填充中药材及辅料来促进使用者睡眠;所述控制器包括控制板,所述控制板的功能电路设置有信号放大电路、模数转换电路、微处理器、音频节拍电路、电机驱动电路、数据传送电路及供电电路,所述眼电位传感器、信号放大电路、模数转换电路、微处理器依次电连接,且所述微处理器同时电连接所述音频节拍电路、电机驱动电路及数据传送电路,所述音频节拍电路电连接所述扬声器,所述电机驱动电路电连接所述微型电机,所述供电电路为所述信号放大电路、数模转换电路、微处理器、音频节拍电路、电机驱动电路及数据传送电路提供相应的电源;所述眼电位传感器检测并输出的眼球活动时眼电位差信号,经所述信号放大电路放大及所述模数转换电路转换后,由所述微处理器绘制时间-幅值坐标系上的眼电信号波形图,并在时间-幅值坐标系上建立沿时间轴方向移动的检测窗口,在设定时间内将检测窗口按时间轴方向移动来检测时间-幅值坐标系内眼电信号波形图中的眼电脉冲,之后根据记录的眼电脉冲产生时间、眼电脉冲幅值及眼电脉冲方向进行数值计算,获得使用者眼动频率及其变化率、眼动幅度及其变化率,以便根据预设的睡眠状态/质量-眼动参数对照表来评估使用者的睡眠状态和质量,其中睡眠状态为未入眠状态、浅睡眠状态、深睡眠状态及快速眼动睡眠状态之一,睡眠质量为好、中、差之一,输出的评估结果由所述数据传送电路发送至外部智能设备;并根据评估结果判断是否为未入眠状态或浅睡眠状态;在使用者未入眠或浅睡眠时,由所述微处理器输出音频控制信号来控制所述音频节拍电路产生节拍声,经扬声器传入使用者耳部来进行催眠;和,所述微处理器输出电机控制信号来控制所述电机驱动电路产生电机驱动信号,来驱动所述微型电机转动而带动所述按摩盘,以便由所述按摩盘上的按摩头来对使用者太阳穴进行按摩而催眠;否则,重置各催眠控制信号后以终止催眠,其中:眼电信号检测包括:根据检测到的眼电信号,绘制时间-幅值坐标系上的眼电信号波形图,该眼电信号波形图分成多帧来进行分析,通过检测到每帧中的眼电脉冲数量,判断使用者是否处于醒觉状态还是睡眠状态,并且在睡眠状态下进一步判断使用者具体处于那种睡眠状态/分期;在时间-幅值坐标系上建立沿时间轴方向移动的检测窗口,该检测窗口的长度与高度阈值根据事先测定并统计的使用者觉醒状态下眨眼速度及其眼电信号幅值、睡眠状态下眼动速度及其眼电信号幅值来综合确定;在设定时间内,将上述检测窗口按时间轴方向移动,来检测时间-幅值坐标系内眼电信号波形图中的眼电脉冲:如果眼电信号波形在该检测窗口的波形幅值的波动幅度超过设定的检测窗口高度阈值,则判定检测到一个眼电脉冲,由此计入眼动次数;否则,不计入眼动次数;

睡眠状态评定包括:判断是否为未入眠状态,判断条件为当前周期内的眼动频率是否大于未入眠状态眼动频率阈值,且各次眼动幅度是否与未入眠状态下的预设眼动幅值接近,如是则判定使用者处于未入眠状态,否则判定使用者进入睡眠状态;在使用者进入睡眠状态情况下,判定是非快速眼动睡眠还是快速眼动睡眠,判断条件位当前周期内眼动频率是否大于快速眼动睡眠状态眼动频率阈值,如是则判定使用者进入快速眼动睡眠状态,否则判定非快速眼动睡眠状态;在非快速眼动睡眠状态下,判断是浅睡眠状态还是深睡眠状态,判断条件为当前周期内眼动频率的变化率是否小于深睡眠状态的眼动频率的变化率阈值,且当前周期内眼动幅度的变化率是否小于深睡眠状态的眼动幅度的变化率阈值,如是判定使用者进入深睡眠状态,否则判定使用者为浅睡眠状态;

睡眠质量评定包括:统计各个睡眠状态的持续时间,以及各个睡眠状态持续时间段内眼动频率及其变化率、眼动幅度及其变化率,得到待比较特征参数的统计值集合;将待比较特征参数的统计值集合中的各个元素与睡眠状态/质量-眼动参数对照表中相应特征参数的标准值集合的各个元素进行一一进行比对,得的相应特征参数元素之间的偏差值集合;

按照预设睡眠质量评定策略,计算睡眠质量评分/等级;

催眠包括:获取使用者的睡眠状态评估结果;判断是否为未入眠状态或浅睡眠状态,如是在未入眠状态或浅睡眠状态下需要进行催眠;输出音频催眠用的音频控制信号,和,输出催眠按摩用的电机控制信号;催眠后若进入深睡眠状态,使音频控制信号、电机控制信号进行重置由此终止催眠;

信号放大电路运算放大器A1和运算放大器A2,运算放大器A1的同相输入脚接信号放大电路输入端,运算放大器A1的反相输入脚接运算放大器A2的同相输入端,运算放大器A2的反相输入端经电阻R1接地,运算放大器A1的输出脚接信号放大电路输出端及运算放大器A1的反相输入脚,运算放大器A2的输出脚经电阻R3接信号放大电路输出端及经电阻R2接运算放大器A2的反相输入脚,信号放大电路输出端经电阻R4接地;

数模转换电路包括数模转换芯片,该数模转换芯片的各路模拟输入脚接入对应通道的数模拟信号,数模转换芯片的基准电压脚经电容C1接地,数模转换芯片的基准校准脚经电容C2接地,数模转换芯片的片选脚接微处理器的输入输出端,数模转换芯片的串行时钟脚接微处理器的时钟端,数模转换芯片的串行输入脚接微处理器的主输出从输入端,数模转换芯片的串行输出脚接微处理器的主输入从输出端,数模转换芯片的高电位正脚接数模转换芯片电源正端,数模转换芯片的电位负脚接地,数模转换芯片的低电位正脚接微处理器的电源正端,该微处理器的电源正端接微处理器电源正端,数模转换芯片的高电位正脚与地之间接电容C3,微处理器的电源端与地之间接电容C4;

音频节拍电路包括单结N沟道晶体管T1和NPN型三极管T2,其中:晶体管T1的第一个基极通过电阻R5接地,晶体管T1的第二个基极通过电阻R7接音频节拍电路电源正端,晶体管T1的发射极与地之间接入电容C5,晶体管T1的发射极与音频节拍电路电源正端之间接入串联的电阻R6及电位器RW,三极管T2的基极通过电阻R8与晶体管T1的第一个基极连接,三极管T2的集电极通过电阻R9接于音频节拍电路电源正端,三极管T2的发射极接地;扬声器接于音频节拍电路电源正端和地之间,音频节拍电路电源正端由微处理器控制的开关来接通/关断电源;

电机驱动电路包括PNP型三极管T3、PNP型三极管T4及与非门NA1、与非门NA2,其中:三极管T3的基极经电阻R10接与非门NA1的第一输入端,三极管T3的发射极接电机驱动电路电源正端,三极管T3的集电极同时接与非门NA1的输出端及与非门NA2的第一输入端,三极管T4的基极经电阻R11接与非门NA2的第一输入端,三极管T4的发射极接电机驱动电路电源正端,三极管T4的集电极同时接与非门NA2的输出端及与非门NA1的第一输入端,微处理器输出的两个驱动信号M1、M2分别接至与非门NA1的第二输入端和与非门NA2的第二输入端,微型电机的两个驱动端分别接与非门NA1的输出端和与非门NA2的输出端;

数据传送电路包括发射芯片,该发射芯片的功率控制输入脚经电阻R12接数据传送电路电源正端,发射芯片的电源脚接数据传送电路电源正端,发射芯片的接地脚接地,发射芯片的基准振荡脚经晶振接地,发射芯片的待机模式控制脚接发射/待机电源,发射芯片的功率发射高脚和功率发射低脚之间接入印制天线,发射芯片的数据输入脚接收输入数据,发射芯片的功率控制输入脚与地之间接入并联的电阻R13及电容C9,发射芯片的电源脚和接地脚之间接入并联的电容C6、电容C7和C8;

供电电路由电源适配器及电池充电电路组成,其中:电源适配器包括高频变压器、功率管和高输入线性稳压器及脉冲宽度调制器,高输入线性稳压器的输入脚接第一市电端,高输入线性稳压器的输出脚接脉冲宽度调制器的输入脚,高输入线性稳压器的接地脚和脉冲宽度调制器的接地脚分别接第二市电端,脉冲宽度调制器的控制脚接功率管Qs的栅极,功率管Qs的源极经电阻R14接第二市电端,功率管Qs的漏极与第一市电端之间接高频变压器原边L1,电容C6接于高输入线性稳压器的输入脚与第二市电端之间,电容C7接于高输入线性稳压器的输出脚与第二市电端之间;高频变压器第一副边L2的第一端经整流二极管D1接电源适配器输出正端,高频变压器A3第一副边L2的第二端接电源适配器输出地端P2,电容C8接于电源适配器输出正端和输出地端之间;高频变压器第二副边L3的第一端与脉冲宽度调制器的电源脚之间串接二极管D2和二极管D3,高频变压器第二副边L3的第二端接第二市电端,电容C9接于高频变压器第二副边L3的第二端与二极管D2和二极管D3的节点之间;电池充电电路包括PNP型的三极管T5、NPN型的三极管T6、二极管D4、二极管D5、电阻R15、电阻R16及发光二极管D6,三极管T5的发射极接电源适配器输出正端,三极管T5的基极与二极管D5的阴极连接,二极管D5的阳极与二极管D4的阴极连接,二极管D4的阳极接至电源适配器输出正端,三极管T5的集电极与发光二极管D6的阳极连接,发光二极管D6的阴极与充电接口连接,电池位于充电接口与电源适配器的输出地端之间充电;三极管T6的集电极经电阻R16连接三极管T5的基极,三极管T6的发射极接至电源适配器输出地端,三极管T6的基极与充电接口之间接入电阻R15。

2.如权利要求1所述的智能眼镜,其特征在于,镜框的鼻托部附近设置三点式眼电位传感器,镜框的两镜圈之间的控制器基座上安装控制器壳体,镜腿的前部开设安装按摩器的按摩器过孔,镜腿的后部开设安装耳罩的耳罩过孔,镜腿的内侧附着U型结构的头垫;耳罩的罩体内部设置扬声器,罩体的内侧面设置软性材料材质制成的垫片,该垫片的外径小于罩体的外径,罩体的内侧面粘接于镜腿的眼罩过孔外侧,垫片穿过眼罩过孔后罩住使用者耳部;按摩器包括按摩架,按摩盘外径小于按摩架的外径,微型电机及按摩盘轴向定位并支撑于按摩架上,按摩盘的转轴与微型电机的动力输出轴传动连接,按摩架的内侧面粘接于镜腿的按摩器过孔外侧,按摩盘穿过按摩器过孔后,使得按摩头贴住使用者太阳穴位置;控制器壳体底面与控制器基座粘结,控制板装于控制器壳体内部;头垫用胶水附着于镜腿的内侧,该头垫用缝纫线分割成分隔成多个头垫单元,其中每个头垫单元中填充促进睡眠用的填料。

3.如权利要求2所述的智能眼镜,其特征在于,头垫的双层织物由10-20wt%竹炭纤维、

20-30wt%的棉纤维、20-30wt%麻纤维及25-45wt涤纶混纺制造,于常温下在抗菌整理液中浸渍100-120分钟得到,其中抗菌整理液中含量为竹醋液80~85wt%、柔软剂15~20wt%。

4.如权利要求3所述的智能眼镜,其特征在于,头垫的填料由决明子40-50Wt%、荞麦壳

30-40Wt%、茶叶10-20Wt%、野菊花5-10Wt%及薰衣草5-10Wt%组成。

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