[發(fā)明專利]具有基于頭部生物電信號(hào)的人機(jī)交互功能的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610026841.9
• 申請(qǐng)日: 2016-01-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105487676A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 仲佳;魯呈虎;錢源;卓成強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 仲佳;魯呈虎
• 主分類號(hào): G06F3/01
• 分類號(hào): G06F3/01
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種智能穿戴設(shè)備，特別是一種可以檢測(cè)用戶頭部生物電信號(hào)和利用頭部生物電信號(hào)進(jìn)行人機(jī)交互的虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）設(shè)備。

背景技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）頭顯設(shè)備，是指一種通過(guò)頭戴式顯示設(shè)備將人的對(duì)外界的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)封閉，引導(dǎo)用戶產(chǎn)生一種身在虛擬環(huán)境中的感覺(jué)的頭顯設(shè)備。

近兩年，虛擬現(xiàn)實(shí)已經(jīng)逐漸被大眾所了解，市場(chǎng)上也已經(jīng)涌現(xiàn)出不少虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品，大眾比較熟悉的包括OculusRift、ProjectMorpheus、HTCVive等。現(xiàn)有產(chǎn)品的人機(jī)交互方式有體感交互，手勢(shì)交互，語(yǔ)音交互以及外接交互設(shè)備交互等，目前尚沒(méi)有一款虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）頭顯設(shè)備具有基于頭部多種生物電信號(hào)的人機(jī)交互功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務(wù)是提供一種具有基于頭部生物電信號(hào)的人機(jī)交互功能的虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）設(shè)備，包括虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的主機(jī)電路，其特征為，還包括生物電信號(hào)采集電極，生物電信號(hào)處理模塊。

所述生物電信號(hào)采集電極連接所述生物電信號(hào)處理模塊，所述生物電信號(hào)處理模塊與所述虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的主機(jī)電路電氣連接，所述生物電信號(hào)處理模塊接收并處理所述生物電信號(hào)采集電極采集到的生物電信號(hào)，所述虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的主機(jī)電路接收所述生物電信號(hào)采集電極處理后的信號(hào)并用于所述虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的人機(jī)交互控制中。

優(yōu)選的，所述生物電信號(hào)采集電極，根據(jù)用途劃分有三種，包括探測(cè)電極、參考電極和地電極。所述探測(cè)電極、參考電極和地電極分別可以有一個(gè)或多個(gè)。

優(yōu)選的，所述生物電信號(hào)處理模塊，包括模擬信號(hào)處理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)字信號(hào)處理模塊。所述模擬信號(hào)處理模塊對(duì)生物電信號(hào)采集電極采集到的信號(hào)進(jìn)行差分放大、濾波等處理，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號(hào)處理模塊處理后的模擬量信號(hào)數(shù)字化后傳給數(shù)字信號(hào)處理模塊處理。

其中，所述數(shù)字信號(hào)處理模塊可以是微處理器中運(yùn)行的部分功能函數(shù)，也可以是獨(dú)立的數(shù)字信號(hào)處理模塊。所述數(shù)字信號(hào)處理模塊對(duì)數(shù)字化后的信號(hào)進(jìn)行去基線漂移、工頻陷波等處理，并將處理后的數(shù)據(jù)傳輸給虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的主機(jī)電路，用于所述虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的人機(jī)交互控制中。

其中，所述探測(cè)電極、參考電極通過(guò)屏蔽線連接所述模擬信號(hào)處理模塊的差分輸入端；所述地電極通過(guò)屏蔽線連接所述模擬信號(hào)處理模塊的對(duì)消電路信號(hào)輸出端。

優(yōu)選的，所述生物電信號(hào)采集電極有三個(gè)，包括一個(gè)探測(cè)電極、一個(gè)參考電極和一個(gè)地電極；所述探測(cè)電極位于用戶的前額，與用戶的前額皮膚緊密接觸，作為所述模擬信號(hào)處理模塊中的差分放大電路的一個(gè)差分輸入端，用于探測(cè)生物電信號(hào)；所述參考電極位于用戶前額離探測(cè)電極較遠(yuǎn)的區(qū)域或位于用戶耳垂或位于用戶耳后乳突處，作為所述模擬信號(hào)處理模塊中差分放大電路的另一個(gè)差分輸入端，提供參考電勢(shì)。所述生物電信號(hào)處理模塊從所述探測(cè)電極與所述參考電極之間測(cè)得所需的生物電信號(hào)。

優(yōu)選的，所述地電極位于用戶前額離探測(cè)電極較遠(yuǎn)的區(qū)域或位于用戶耳垂或位于用戶耳后乳突處，與所述模擬信號(hào)處理模塊的對(duì)消電路信號(hào)輸出端連接，可有效抑制工頻干擾。

優(yōu)選的，所述生物電信號(hào)采集電極有四個(gè)，包括探測(cè)電極、參考電極1、參考電極2和地電極；所述探測(cè)電極在用戶的前額，所述參考電極1在所述探測(cè)電極的水平方向，所述參考電極2在所述探測(cè)電極的豎直方向，所述地電極在用戶面部或在用戶的耳后乳突附近或通過(guò)耳夾夾在用戶的耳垂上；所述生物電信號(hào)處理模塊從所述探測(cè)電極與所述參考電極1之間測(cè)得所需的生物電信號(hào)，從所述探測(cè)電極與所述參考電極2直接獲得所述探測(cè)電極與所述參考電極1之間難以測(cè)得的生物電信號(hào)作為補(bǔ)充。

優(yōu)選的，所述生物電信號(hào)采集電極有五個(gè)，包括探測(cè)電極1、探測(cè)電極2、參考電極1、參考電極2和地電極；所述探測(cè)電極1和探測(cè)電極2分別在用戶的前額或聶側(cè)，所述參考電極1、參考電極2和地電極分別在用戶面部或在用戶的耳后乳突附近或通過(guò)耳夾夾在用戶的耳垂上；所述生物電信號(hào)處理模塊從所述探測(cè)電極1與所述參考電極1之間測(cè)得所需的生物電信號(hào)，從所述探測(cè)電極2與所述參考電極2之間測(cè)得探測(cè)電極1與參考電極1之間不易測(cè)得的生物電信號(hào)作為補(bǔ)充。

優(yōu)選的，所述生物電信號(hào)采集電極有多套，每套生物電信號(hào)采集電極分別包括探測(cè)電極、參考電極和地電極；所述各套生物電信號(hào)采集電極之間不相聯(lián)通，每套生物電信號(hào)采集電極分別各自獨(dú)立地連接一套模擬信號(hào)處理模塊，分別各自獨(dú)立地采集生物電信號(hào)。