[發明專利]眼電信號處理電路及基于眼電的人機交互系統

在審

• 申請號: 201810821440.1
• 申請日: 2018-07-24
• 公開（公告）號: CN108733217A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 王超;李坤;林國進
• 申請（專利權）人: 高維度（深圳）生物信息智能應用有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 深圳市瑞方達知識產權事務所(普通合伙) 44314
• 代理人: 郭方偉;馮小梅

本發明涉及眼電信號處理電路及基于眼電的人機交互系統，本發明的眼電信號處理電路包括差分電極，與差分電極依次級聯連接的高通濾波器、前級放大器、陷波器、單端放大低通濾波器、ADC和主控單元，前級放大器包括儀表放大單元、閾值檢測波形整形單元和增益控制單元；儀表放大單元連接高通濾波器和陷波器；閾值檢測波形整形單元連接儀表放大單元；主控單元連接閾值檢測波形整形單元接收變化后的波形并輸出對應的第一指令至增益控制單元；增益控制單元接收第一指令以設置儀表放大單元增益；主控單元接收ADC的輸出信號并輸出對應的第二指令。實施本發明可以充分提高采集眼電信號的靈敏度，使得使用者在各種場景下對其眼電信號的采集性能達到最佳。

技術領域

本發明涉及基于生物學的人機交互技術領域，更具體地說，涉及一種眼電信號處理電路及基于眼電的人機交互系統。

背景技術

當前現有技術中的眼電信號采集電路通過對電極采集的信號進行隔直，儀表放大器固定增益放大，依次經過低通濾波、第二級放大、進一步低通濾波、AD轉換和主處理器等處理。例如在專利號CN 106775023 A和專利號CN 101598973A中使用的眼電信號采集電路。這些現有的眼電信號采集電路中信號采集的靈敏度普遍偏低，當使用者不同時，采用同一處理增益，因為不同的使用者攜帶的工頻50Hz幅度不同，為兼顧對帶有強干擾50Hz的使用者也能檢測到準確的眼電信號，必然會使對帶有弱干擾50Hz的使用者的眼電信號檢測靈敏度會降低。或同一個使用者處于不同的使用場景時，例如，在一些電子設備較多或者受50Hz干擾較強的使用環境中，眼電信號的靈敏度也可能會下降甚至因干擾過大導致眼電信號采集電路飽和而無法檢測出準確的眼電信號。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述靈敏度偏低的缺陷，提供一種眼電信號處理電路及基于眼電的人機交互系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種眼電信號處理電路，包括差分電極，與所述差分電極依次級聯連接的高通濾波器、前級放大器、陷波器、單端放大低通濾波器、ADC和主控單元，所述前級放大器包括儀表放大單元、閾值檢測波形整形單元和增益控制單元；

所述儀表放大單元連接所述高通濾波器和所述陷波器、用于將所述高通濾波器的輸出信號進行放大后輸出至所述陷波器；

所述閾值檢測波形整形單元連接所述儀表放大單元的輸出端和所述主控單元、用于接收所述儀表放大單元的輸出信號并進行波形變換、發送變化后的波形至所述主控單元；

所述主控單元連接所述閾值檢測波形整形單元、用于接收所述變化后的波形并輸出對應的第一指令至所述增益控制單元；

所述增益控制單元連接所述儀表放大單元、用于接收所述第一指令以設置所述儀表放大單元增益；

所述主控單元連接所述ADC、用于接收所述ADC的輸出信號并輸出對應的第二指令。

優選地，所述差分電極包括水平差分電極或垂直差分電極。

優選地，所述高通濾波器包括截止頻率在2-4Hz范圍內的RC高通濾波器。

優選地，所述增益控制單元包括至少一個開關電路及與所述開關電路對應連接的電阻，所述開關電路與所述主控單元連接、用于接收所述第一指令以斷開或閉合，當所述開關電路閉合時，其對應的所述電阻與所述儀表放大單元連接。

優選地，所述陷波器包括對50Hz頻率抑制度高于50dB的50Hz陷波器。

優選地，所述單端放大低通濾波器的截止頻率大于或等于15Hz。

本發明還構造一種基于眼電的人機交互系統，包括眼鏡框架及置于所述眼鏡框架上的眼電信號處理電路和通信單元，所述眼電信號處理電路為上面任意所述的的眼電信號處理電路，所述通信單元與所述眼電信號處理電路中的主控單元連接，用于將所述第二指令發送至與所述通信單元通信連接的受控設備。