头戴式装置及其相关的仿真系统、仿真方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种头戴式装置及其相关的仿真系统、仿真方法，且特别是有关于一种感测生理信号的头戴式装置及其相关的仿真系统、仿真方法。
【背景技术】
[0002]现代人的平均寿命越来越长，随着年纪增长，各种退化现象逐渐产生。如何在年纪渐长的同时，延迟退化的产生，也成为一个必须面对的课题。其中，老年人容易因为神经传导(neural wiring)产生退化的缘故，导致脑部认知功能受到损害。神经传导的退化，让老年人的判断能力及反应力受到影响，并产生失去平衡而跌倒的风险。
[0003]老年人跌倒时，由于老人常有高盛行率的共存疾病(comorbiddiseases),例如:骨质疏松症、器官功能退化，即使轻微的跌倒也可能造成很大的危险。甚至，跌倒已经成为65岁以上老人意外死亡的主要原因。
[0004]为了预防老年人跌倒，手扶装置与拐杖是经常使用作为辅具。但是，辅具仅能提供被动式预防的效果。针对延缓老年人的神经传导退化现象，现有的各类辅具均未能提供有效的预防。
【发明内容】
[0005]本发明的一实施例为一种仿真系统，包含:一头戴式装置，具有多个感测点，其感测多个生理信号；一转换器，电连接于这些感测点，其分析这些生理信号并产生至少一参数；以及，一情境仿真器，电连接于该转换器，其显示一虚拟环境，并根据该至少一参数而调整该虚拟环境的情境。
[0006]本发明的另一实施例为一种模拟方法，应用于一仿真系统，该仿真方法包含以下步骤:感测多个生理信号；分析这些生理信号并产生至少一参数；显示一虚拟环境；以及，根据该至少一参数而调整该虚拟环境的情境。
[0007]本发明的再一实施例为一种头戴式装置，信号连接于一转换器与一情境仿真器，包含:多个感测点，其感测多个生理信号；以及，一传送模块，其传送这些生理信号至该转换器，其中该转换器分析这些生理信号并产生至少一参数，且该情境仿真器根据该至少一参数而调整一虚拟环境的情境。
[0008]为了对本发明的上述及其他方面有更好的了解，下文特举优选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下:
【附图说明】
[0009]图1，其为本发明实施例的仿真系统的示意图。
[0010]图2，其为本发明的模拟方法的流程图。
[0011]图3，其为使用者将头戴式装置戴在头上的示意图。
[0012]图4，其为本发明的头戴式装置的俯视图。
[0013]图5，其为本发明的头戴式装置的感测点形成的相对电位与对应参数的示意图。
[0014]图6，其为本发明感测生理信号后，产生参数的示意图。
[0015]图7，其是根据感觉运动节律能量状态开启触发器的流程图。
[0016]图8A，其是感觉运动节律能量处于一般状态的示意图。
[0017]图SB，其是感觉运动节律能量搭配触发器使用的示意图。
[0018]图9，其是因应触发器产生触发信号与否，感觉运动节律能量相对于时间改变的示意图。
[0019]图10，其是因应触发器产生触发信号与否，感觉运动节律能量相对于频率改变的示意图。
[0020]图11，其是利用眼动波感测点感测眼动波生理信号的示意图。
[0021]图12A，其是使用者朝右看时，眼动波生理信号的示意图。
[0022]图12B，其是使用者朝左看时，眼动波生理信号的示意图。
[0023]图13，其是根据眼动波生理信号，判断使用者视线方向的流程图。
[0024]图14，其为本发明仿真系统的内部构造的一种方块图。
[0025]图15，其为本发明仿真系统的内部构造的另一种方块图。
[0026]【符号说明】
[0027]仿真系统I ;头戴式装置11、21 ;
[0028]转换器13、23 ;情境仿真器15、25 ;
[0029]触发器17、27 ;座椅12 ；
[0030]第一 IIR带通滤波器13a ; 第二 IIR带通滤波器13b ；
[0031]第三IIR带通滤波器13c ； 信号处理模块131、231 ；
[0032]信号分析模块133、233 ;传送模块113、213 ;
[0033]接收模块135、235 ；
[0034]感测点llla-llln、211a_211n。
【具体实施方式】
[0035]针对人类的脑神经开发，本发明提供一种仿真系统、仿真方法与头戴式装置。本发明利用各种生理信号提供互动情境游戏的构想，其用途相当广泛。除了应用于防止老年人脑部退化的用途外，还能用于幼儿感觉统合及平衡训练等。此外，本发明还能因应生理信号的感测结果，提供扩增情境式产品的挑选、匹配功能，或者根据未来脑波而提供选择服务、决定消费定价、提供心灵开发等用途。
[0036]请参见图1，其为本发明实施例的仿真系统的示意图。此实施例的仿真系统I包含:头戴式装置11、转换器13、情境仿真器15与触发器17。
[0037]头戴式装置11具有多个感测点(未绘示)，用于感测生理信号。转换器13用于分析生理信号并产生参数。情境仿真器15用于显示虚拟环境。使用者观看虚拟环境时，彷佛置身于虚拟环境中，并且，可以根据使用者的意念，在虚拟环境中移动位置。例如，情境仿真器15可搭配应用软件，让使用者感觉自己正在驾车。其中，假设车子的速度与方向等参数，对应于使用者本身的生理参数。即，让使用者根据本身的意念与注意力而改变车子(或对象载体)的移动速度与方向。
[0038]使用者使用情境仿真器15的同时，头戴式装置11通过感测点持续感测使用者的生理信号。这些生理信号通过转换器13的转换，形成较为能够理解的参数。参数可包含:实时性动能参数、实时性平衡参数、实时性方向参数、兴趣程度参数等。其中，实时性动能参数可对应于移动速度的控制、实时性方向参数可对应于方向的控制、兴趣程度参数可对应于使用者对于各类事务的喜好程度。
[0039]这些参数提供给情境仿真器15后，情境仿真器15即可根据参数而调整虚拟环境的情境。例如:当实时性动能参数的数值越大时，情境仿真器15通过应用软件控制显示画面，让使用者产生正在加速的感觉。或者，当实时性方向参数对应于左转时，情境仿真器15通过应用软件控制显示画面，让使用者产生目前在前行的同时并左转的感觉。
[0040]当使用者使用仿真系统时，使用者坐在座椅12上。其中，座椅的下方设置触发器17。触发器17产生的触发信号，可通过座椅12而刺激使用者。连带的，使用者的精神状态与意念将因而被刺激与触发。据此，参数将因应该触发信号的产生而产生变化。
[0041]请参见图2，其为本发明的模拟方法的流程图。本发明的模拟方法包含以下步骤:感测多个生理信号(步骤SI);分析生理信号并将生理信号转换为实时性动能参数、实时性平衡参数、实时性方向参数、兴趣程度参数等(步骤S3);显示虚拟环境，并根据参数而调整虚拟环境的情境(步骤S5)。在一般的情况下，步骤S1、S3、S5为仿真系统循环进行的流程。此外，本发明的模拟方法还可进一步产生触发信号并进行反馈(步骤S7)。通过触发信号的产生，本发明的模拟方法进一步形成一循环流程。
[0042]请参见图3，其为使用者将头戴式装置戴在头上的示意图。如前所述，头戴式装置上有多个感测点(Fz、G、Fp1、Fp2、E1、E2、Al、A2)。当然，实际应用时，感测点的个数与位置并不以此为限。
[0043]当使用者戴上头戴式装置11时，感测点将贴附于使用者的头部。根据感测位置的不同，感测点可分为:脑电波感测点(Fz、Fpl、Fp2)、眼动波感测点(E1、E2)、接地感测点(G)等类型。其中，脑电波感测点(Fz、Fpl、Fp2)用于感测脑电波(electroencephalogram,简称为EEG)生理信号。眼动波感测点(E1、E2)用于感测眼动波(electrooculography，简称为E0G)生理信号。
[0044]在图3中，脑电波感测点包含:中心脑电波感测点Fz、左侧脑电波感测点Fp1、右侧脑电波感测点Fp2。中心脑电波感测点Fz贴附于使用者的头部的中心线前半部的位置，并用于感测中心脑电波生理信号。左侧脑电波感测点Fpl贴附于使用者的额头左上方，用于感测左侧脑电波生理信号。右侧脑电波感测点Fp2贴附于使