防睡眠眼鏡的制作方法【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于使將要打瞌睡的人保持清醒的設(shè)備，該設(shè)備包括一副眼鏡，眼鏡具有含兩個(gè)臂的框架、用于檢測(cè)眨眼運(yùn)動(dòng)的至少一個(gè)傳感器、至少一個(gè)電池，以及用于發(fā)出電脈沖的至少一個(gè)電極。【專利說(shuō)明】防睡眠眼鏡【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]很多事故是由駕駛員突然打瞌睡所引起的車輛失控而導(dǎo)致的。在多數(shù)情況下，駕駛員感到疲倦(但其沒有意識(shí)到這一點(diǎn))，容易暫時(shí)閉上眼睛休息(尤其是在道路通暢且沒有什么車流時(shí))，這種瞬間的疏忽將是致命的。最危險(xiǎn)的是那些由于工作原因，尤其是在夜間駕駛了幾個(gè)小時(shí)的人(例如，卡車駕駛員、公共汽車駕駛員、出租車駕駛員、銷售代理人等)。但是，當(dāng)前市場(chǎng)上還沒有能夠識(shí)別并防止駕駛員開始“打瞌睡”以保持其清醒的設(shè)備。[0002]因此，接下來(lái)的課題的目標(biāo)是為駕駛員提供一種能夠使將要打瞌睡的人保持清醒的設(shè)備。[0003]不像先前的設(shè)備，下文參閱(*)，本發(fā)明不使用聲音或光來(lái)喚醒駕駛員(因?yàn)檫@樣的系統(tǒng)通常已經(jīng)證明是無(wú)用的)，而是基于發(fā)送電脈沖將其喚醒。【
背景技術(shù)：
】[0004]很多設(shè)計(jì)為喚醒“睡著的”駕駛員的設(shè)備已經(jīng)被提交至專利局。然而，它們經(jīng)常被證明為不可能解決一些問題:難以佩戴(太大、不靈活或沉重)、妨礙并限制了移動(dòng)或可視性、不能以機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)或者是笨重的(由于不得不使用電池或電連接以進(jìn)行操作)。例如(*):[0005]ClarkeSr.等人于1997年11月18日提交的名為“Sleepdetectionanddriveralertapparatus(睡眠檢測(cè)和駕駛員提醒裝置)”的美國(guó)專利N0.5,689,241公開了一種圍繞后視鏡而定位的單元，其包含能夠檢測(cè)頭部位置改變的紅外傳感器和溫度傳感器。溫度傳感器檢測(cè)臉部的溫度改變，并且因?yàn)樵谒咂陂g檢測(cè)到呼吸行為的減弱，臉部區(qū)域溫度的降低表明呼吸行為減弱，因此是睡眠的指示。根據(jù)該文件，提供了一種具有緊湊殼體的睡眠檢測(cè)和駕駛員提醒裝置，該裝置可以圍繞后視鏡或儀表板放置。該裝置包含透鏡和電子檢測(cè)機(jī)構(gòu)，所有這些透鏡和電子檢測(cè)機(jī)構(gòu)用于通過紅外自動(dòng)聚焦的數(shù)字圖像穩(wěn)定透鏡(帶變焦功能)監(jiān)控即將發(fā)生的睡眠效果。此外，該單元包含用于監(jiān)控和估計(jì)鼻子和嘴的面部區(qū)域周圍不同環(huán)境溫度的附加的紅外熱傳感器。這些溫度改變將是正常呼吸模式呼出的氣息的改變，這在駕駛員開始呼吸不足時(shí)減少了體積，由此增加了血液的二氧化碳水平，這在大多數(shù)情況中是與睡眠有關(guān)的早期睡意的原因。該設(shè)備將通過紅外照相機(jī)監(jiān)控駕駛員睜眼和閉眼的像素顏色中的熱圖像改變(經(jīng)由數(shù)字化攝影圖像的經(jīng)過視頻電荷耦合器件的溫感紅外部分)。非運(yùn)動(dòng)和呼吸溫度降低(這是呼吸不足的生理學(xué)反應(yīng)并由此引起睡意)的結(jié)合將觸發(fā)紅外照相機(jī)變焦到駕駛員眼睛的區(qū)域。所結(jié)合的數(shù)據(jù)經(jīng)由光學(xué)圖像探測(cè)器和熱傳感器被發(fā)送到睡眠狀態(tài)微處理器存儲(chǔ)器，用于在基線數(shù)據(jù)測(cè)量之上或之下的數(shù)據(jù)交換。[0006]Mannik于1995年3月28日提交的名為“Sleeppreventiondeviceforautomobiledrivers(用于機(jī)動(dòng)車駕駛員的防睡眠設(shè)備)”的美國(guó)專利N0.5,402,109公開了一種附接至駕駛員眼鏡的設(shè)備，該設(shè)備包含一束檢測(cè)眼皮運(yùn)動(dòng)的紅外光，并且當(dāng)眼皮閉合超過特定時(shí)間時(shí)發(fā)出噪音。根據(jù)該文件，一束任何顏色的窄帶光用于光學(xué)感測(cè)，無(wú)論駕駛員的眼皮是閉合的還是打開的。優(yōu)選地使用紅外光，因?yàn)榧t外光最不會(huì)讓駕駛員心煩意亂。微小的、可滑動(dòng)調(diào)節(jié)(沿著眼鏡腿滑動(dòng))的發(fā)光體承載件用于針對(duì)每位駕駛員將發(fā)光二極管正確定位在眼鏡上。來(lái)自該發(fā)光體的窄帶光束被瞄準(zhǔn)穿過駕駛員的眼睛表面，剛好在眼球上方，在眼皮之間，并且該窄帶光束在眼睛的對(duì)角處被光傳感器感測(cè)，光傳感器具有安裝在其前面的窄帶濾光器。為了喚醒眼睛已經(jīng)閉合超過大約一秒或更短時(shí)間的駕駛員，電子電路被來(lái)自光傳感器的閉眼信號(hào)所激活，在一秒或更短時(shí)間的時(shí)延后啟動(dòng)報(bào)警信號(hào)、蜂鳴器坐寸O[0007]Cooper于1995年11月21日提交的名為“Sleepawakeningdevicefordriversofmotorvehicles(用于機(jī)動(dòng)車駕駛員的睡眠喚醒設(shè)備)”的美國(guó)專利N0.5，469，143公開了一種由眼鏡構(gòu)成的設(shè)備，包含放置為與駕駛員的兩個(gè)上眼皮的其中之一接觸的傳感器桿。眼皮向下的運(yùn)動(dòng)也使桿運(yùn)動(dòng)，桿激活傳感器，傳感器向一第三單元發(fā)送命令以產(chǎn)生亮閃。一副眼鏡包括與駕駛員的上眼皮肌肉之一持續(xù)接觸的傳感桿。眼皮向下的運(yùn)動(dòng)使傳感桿向下運(yùn)動(dòng)并且啟動(dòng)與傳感桿連接的微開關(guān)。微開關(guān)進(jìn)而啟動(dòng)位于控制單元中的電路，以在駕駛員每次閉合眼皮時(shí)打開燈。所述電路包括時(shí)延繼電器，如果眼皮在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)保持閉合，則時(shí)延繼電器發(fā)出聽覺信號(hào)。駕駛員正常的眨眼不會(huì)產(chǎn)生聽覺警報(bào)。然而，如果駕駛員的眼皮沒有在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)打開，則將會(huì)發(fā)出聽覺警報(bào)。一旦駕駛員的眼皮打開，就重新設(shè)置黃色警示燈和聽覺警報(bào)。正常的眨眼產(chǎn)生對(duì)于駕駛員的黃色警示燈的照明，由此使駕駛員確認(rèn)睡眠喚醒設(shè)備正在正確工作。[0008]Chiu于1989年10月17日提交的名為“Sleep-preventingalarmdevice(防睡眠警報(bào)設(shè)備)”的美國(guó)專利N0.4，875，030公開了位于眼鏡臂上的LED向位于駕駛員眼鏡的鼻部的傳感器發(fā)出一束光，并且當(dāng)眼皮閉合超過一段時(shí)間，光束會(huì)衰減，而脈沖發(fā)生器發(fā)射一定強(qiáng)度的聲音以將人喚醒。這種合并到一副眼鏡中的防睡眠設(shè)備具有發(fā)光二極管、光電二極管、蜂鳴器、電源和印刷電路板。印刷電路板電連接至發(fā)光二極管、光電二極管和蜂鳴器。光電二極管嵌入眼鏡的鼻梁架并且從眼鏡的鼻部突出。眼鏡的耳掛部具有容納印刷電路板和發(fā)光二極管的腔。腔的開口被板和蓋所覆蓋，印刷電路板布置在所述蓋上。所述板具有一些孔，以容納發(fā)光二極管，其中孔的開口定向?yàn)槌蚬怆姸O管，從而光電二極管接收來(lái)自發(fā)光二極管的光。[0009]Herr等人于1981年6月9日提交的名為“Selfcontainedheadmountablesleepinhibitingdevice(能夠安裝在頭部的自給式防睡眠設(shè)備)”的美國(guó)專利N0.4，272，764公開了位于帽子上的設(shè)備或一副眼鏡上的設(shè)備，該設(shè)備由頭部運(yùn)動(dòng)傳感器構(gòu)成，頭部運(yùn)動(dòng)傳感器發(fā)送聲音信號(hào)以在駕駛員異常時(shí)將其喚醒，其中公開了能夠安裝在頭部的聽覺警報(bào)對(duì)用戶的點(diǎn)頭或傾斜頭部的運(yùn)動(dòng)作出響應(yīng)。正如所公開的，該設(shè)備是能夠安裝在頭部的自給式防睡眠設(shè)備，該設(shè)備包括具有用于容納該設(shè)備的電部件和機(jī)械部件的兩個(gè)相互配合部分的容器，該設(shè)備還包括L形夾持件，該夾持件以其支腿的交叉處樞轉(zhuǎn)安裝在殼體的角上。夾持件牢牢抓住眼鏡腿或框或帽帶，使得將設(shè)備安裝在用戶上變得容易。[0010]上述所有設(shè)備的主要問題之一是它們要么太大沒法使用、笨重得沒法使用，要么太復(fù)雜從而不能可靠且有效地工作。[0011]因此需要一種設(shè)備，其可靠地工作并且有效地使用戶保持清醒，同時(shí)足夠小從而易于駕馭和使用，能夠以有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格生產(chǎn)，并且可以以盡可能小的能耗進(jìn)行操作?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0012]本發(fā)明的設(shè)備包括一副眼鏡(具有非彩色的、漸變的或暗的透鏡)，傳感器、電池和電極在兩個(gè)臂的水平高度處嵌在眼鏡上。[0013]簡(jiǎn)單地通過示出優(yōu)選的實(shí)施例和實(shí)施方式，本發(fā)明其他的方面、特征和優(yōu)點(diǎn)從下文的具體描述來(lái)看是顯而易見的。本發(fā)明還可以有其他且不同的實(shí)施例，并且本發(fā)明的一些細(xì)節(jié)可以在多個(gè)顯而易見的方面進(jìn)行修改而不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。據(jù)此，附圖和說(shuō)明書本質(zhì)上應(yīng)視為示例性的而不是限制性的。本發(fā)明的附加目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將部分地在說(shuō)明書中列出，這符合說(shuō)明書并且從說(shuō)明書來(lái)看至少部分地是顯而易見的，或者可以通過本發(fā)明的實(shí)施而獲知。[0014]提出的是一種用于使將要打瞌睡的人保持清醒的設(shè)備，該設(shè)備包括一副眼鏡，眼鏡具有含兩個(gè)臂的框架、用于檢測(cè)眨眼運(yùn)動(dòng)的至少一個(gè)傳感器、至少一個(gè)電池，以及用于發(fā)出電脈沖的至少一個(gè)電極。[0015]優(yōu)選地，所述至少一個(gè)傳感器、電池和電極在這副眼鏡的兩個(gè)臂的水平高度處嵌入到框架中，其中甚至更優(yōu)選的是，所述至少一個(gè)電極位于這副眼鏡的臂的區(qū)域中，以實(shí)現(xiàn)向下裝在佩戴者的顱骨腔壁的區(qū)域上。[0016]將設(shè)備的全部元件設(shè)置在一副眼鏡的常規(guī)框架中使得該設(shè)備非常易于駕馭和操作，因?yàn)槠淇梢韵耨{馭任何其他的眼鏡那樣被駕馭。在這個(gè)意義上，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備可以設(shè)有非彩色的、漸變的或暗的透鏡。[0017]考慮上眼皮開閉的頻率，傳感器能夠檢測(cè)眨眼運(yùn)動(dòng)。一些研究已經(jīng)顯示:對(duì)于將要打瞌睡的人，眨眼將會(huì)更加頻繁，達(dá)到大約每分鐘15至20次的閾值，而在增加眨眼頻率的同時(shí)具有大于0.03毫秒的閉眼時(shí)間。[0018]這兩個(gè)變量可以改變，或者這兩個(gè)參數(shù)中只有一個(gè)增加。在任何情況下，與打瞌睡的隱患最相關(guān)的參數(shù)是增加的閉眼時(shí)間。[0019]當(dāng)這些值達(dá)到危險(xiǎn)的閾值時(shí)，傳感器被激活并且向電池發(fā)送脈沖。接收到來(lái)自傳感器的脈沖的電池向電極發(fā)送所需的能量，以發(fā)出電脈沖并由此引起電擊。該電極優(yōu)選地以類似于TENS(經(jīng)皮電神經(jīng)刺激器)的電極的方式工作，TENS的電極廣泛用于疼痛治療，并且提供了在能夠喚醒駕駛員的顱骨腔壁的區(qū)域上的向下裝載，使得對(duì)于駕駛員來(lái)說(shuō)獲得最近的支撐點(diǎn)是可行的。這些效果在例如L.S.Chesterton、N.E.Foster、C.C.Wright、G.D.Baxter和P.Barlas發(fā)表在Pain上的“EffectsofTENSfrequency,intensityandstimulationsiteparametermanipulationonpressurepainthresholdsinhealthyhumansubjects”(2003年，第106卷，第73-80頁(yè))以及JosimariM.DeSantana、DeirdreM.Walsh、CarolVance、BarbaraA.Rakel和KathleenA.Sluka發(fā)表在CurrRheumatolRep.上的“EffectivenessofTranscutaneousElectricalNerveStimulationforTreatmentofHyperalgesiaandPain”(2008年12月，第10卷，第6期，第492-499頁(yè))中進(jìn)行了描述。[0020]在使用TENS的任何領(lǐng)域，最重要的時(shí)刻是選擇待發(fā)送的脈沖的頻率和強(qiáng)度。對(duì)于本發(fā)明優(yōu)選的并且被認(rèn)為是安全的脈沖頻率是在2Hz至140Hz之間，并且可以根據(jù)要處理的疼痛類型而改變。對(duì)于本發(fā)明優(yōu)選的最大脈沖是80mA。[0021]其他的特征、元件和優(yōu)點(diǎn)可以參照附圖從下文完全非限定性的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的描述中獲得；其中:【專利附圖】【附圖說(shuō)明】[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的三維示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】[0023]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施例，該設(shè)備包括一副眼鏡6，該眼鏡具有框架8和附接至框架8的兩個(gè)臂10。[0024]從圖1還可以看到兩個(gè)傳感器1、電池2、TENS電極3和連接設(shè)備4和5，連接設(shè)備4和5—方面將電池與傳感器I連接，另一方面將電池與電極3連接。[0025]應(yīng)當(dāng)注意的是，為清晰起見，僅示出了一個(gè)電池2和一個(gè)電極3，而在實(shí)際的實(shí)施例中，兩個(gè)臂10中均存在電池和電極。[0026]本實(shí)施例中的框架設(shè)有非彩色的透鏡。[0027]TENS傳感器I被設(shè)計(jì)為檢測(cè)眨眼運(yùn)動(dòng)，考慮上眼皮的開閉頻率。[0028]當(dāng)這些值達(dá)到危險(xiǎn)的閾值時(shí)，傳感器I被激活并向電池2發(fā)送脈沖。接收到來(lái)自傳感器I的脈沖的電池2接著向電極3發(fā)送所需的能量，以發(fā)出電脈沖并由此引起電擊。[0029]電極3的工作所處的脈沖頻率在優(yōu)選實(shí)施例中是在2Hz至140Hz之間，而對(duì)于此處示出的實(shí)施例，最大的脈沖是80mA。[0030]示出的實(shí)施例中所使用的電極3能夠提供低頻率脈沖和高強(qiáng)度。【權(quán)利要求】1.用于使將要打瞌睡的人保持清醒的設(shè)備，該設(shè)備包括一副眼鏡，眼鏡具有含兩個(gè)臂的框架、用于檢測(cè)眨眼運(yùn)動(dòng)的至少一個(gè)傳感器、至少一個(gè)電池，以及用于發(fā)出電脈沖的至少一個(gè)電極。2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)傳感器、電池和電極在兩個(gè)臂的水平高度處嵌入到所述框架中。3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中該副眼鏡設(shè)有非彩色的、漸變的或暗的透鏡。4.如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)電極是TENS(經(jīng)皮電神經(jīng)刺激器)電極。5.如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)電極位于該副眼鏡的臂的區(qū)域中，以實(shí)現(xiàn)向下裝在佩戴者的顱骨腔壁的區(qū)域上。6.如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)電極被設(shè)計(jì)為發(fā)出2Hz至140Hz之間的脈沖。7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)電極能夠改變脈沖頻率。8.如前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)電極發(fā)出80mA的最大脈沖?！疚臋n編號(hào)】G08B21/06GK103534739SQ201280023123【公開日】2014年1月22日申請(qǐng)日期:2012年5月25日優(yōu)先權(quán)日:2011年5月26日【發(fā)明者】費(fèi)利切·歐金尼奧·阿格羅,路易吉·阿格羅,朱塞佩·阿格羅,弗朗切斯科·阿格羅申請(qǐng)人:費(fèi)利切·歐金尼奧·阿格羅