具有心跳率偵測功能的可攜式電子裝置臂套的製作方法
2023-06-04 15:03:31 1
具有心跳率偵測功能的可攜式電子裝置臂套的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有心跳率偵測功能的可攜式電子裝置臂套，其包括臂套本體以及心跳率偵測裝置。該臂套本體具有容置槽，用以容置可攜式電子裝置。該心跳率偵測裝置設置於該臂套本體，包含電源供應單元、心跳率感測單元、加速度感測單元、信號處理單元及信號傳輸單元。本實用新型的可攜式電子裝置臂套用於運動時測量心跳率，並將心跳率的信息傳輸至設於該可攜式電子裝置臂套的可攜式電子裝置，以供使用者知悉其心跳率，並克服了現有的較為不方便的心跳率偵測方式的缺陷。
【專利說明】具有心跳率偵測功能的可攜式電子裝置臂套
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種可攜式電子裝置臂套，尤其涉及具有心跳率偵測功能的可攜式電子裝置臂套。
【背景技術】
[0002]隨著健康意識的提升，人們開始注意健康的重要性。為了維持健康，除了控制飲食及調整生活作息外，亦可以從事運動的方式來維持健康。根據許多運動科學研究發現，運動有相當多的好處，例如維持健康體態、增加心肺功能、提高肌耐力、提升新陳代謝及紓解生活壓力等。在眾多的運動種類中，由於「慢跑」所需的運動條件門坎較低，使用者僅需準備一雙慢跑鞋及規劃好一條慢跑路線就可以進行慢跑的運動，因此近年來，從事慢跑運動的人口逐漸上升。
[0003]為了能夠有效率地藉由慢跑來達到增加心肺功能、提高肌耐力等的目的，許多使用者通過偵測自己心跳率的方式來進行訓練，藉此，能夠適時地調整訓練菜單以提升訓練效率。現有偵測心跳率的方式如下所述:使用者的手腕上須配戴心跳率表且身上穿戴心跳率帶。慢跑時，心跳率會隨著慢跑強度的改變進行變化，同時該心跳率帶會立即偵測使用者當下的心跳率狀態，例如每分鐘100下(10bpm)，並將該心跳率狀態以有線或無線的方式傳輸至該心跳率表，以供該使用者參考，藉以適時地調整其跑速，讓使用者能夠在不受傷的狀況下獲得最佳的訓練效果。
[0004]然而，現有偵測心跳率的裝置(例如該心跳率表及該心跳率帶的組合)在穿戴及使用時較不方便。舉例來說，為了能夠精確地偵側到心跳率，該心跳率帶必須穿戴於身上且緊貼皮膚，但該心跳率帶往往會因為身上的汗水而導致滑落，甚至有被汗水腐蝕的可能性，因此對於使用者而言相當不方便。
實用新型內容
[0005]為解決上述現有技術的缺陷，本實用新型的一個目的在於提供一種穿戴容易的偵測心跳率的裝置。
[0006]本實用新型的另一目的在於提供一種不易因汗水而導致損壞的偵測心跳率的裝置。
[0007]為達上述目的及其他目的，本實用新型提供一種具有心跳率偵測功能的可攜式電子裝置臂套，以讓使用者穿戴該可攜式電子裝置臂套於其手臂上並偵測其心跳率，包括臂套本體以及心跳率偵測裝置。該臂套本體具有容置槽，用以容置可攜式電子裝置。該心跳率偵測裝置設置於該臂套本體，包含電源供應單元、心跳率感測單元、加速度感測單元、信號處理單元及信號傳輸單元，該心跳率感測單元電性連接該電源供應單元，用以感測該使用者手臂的具有周期性的生理參數，並輸出生理信號；該加速度感測單元電性連接該電源供應單元，用以感測該使用者的運動方向的加速度值，並輸出加速度信號；該信號處理單元電性連接該電源供應單元、該心跳率感測單元及該加速度感測單元，用以接收該生理信號及該加速度信號，並將該生理信號及該加速度信號經過處理後輸出心跳率信號；及該信號傳輸單元電性連接該信號處理單元，用以接收該心跳率信號，並將該心跳率信號傳輸至該可攜式電子裝置的信號接收單元。
[0008]於本實用新型一實施例中，該電源供應單元為超薄式電池、軟式電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、碳鋅電池或鋰電池。
[0009]於本實用新型一實施例中，該心跳率感測單元為光電容積脈搏波(photoplethysmogram, PPG)傳感器。
[0010]於本實用新型一實施例中，該加速度感測單元為重力傳感器(G sensor)。
[0011]於本實用新型一實施例中，該信號傳輸單元為近場通訊(near fieldcommunicat1n, NFC)傳輸器,而該可攜式電子裝置的信號接收單元為相對應的近場通訊接收器。
[0012]於本實用新型一實施例中，該信號傳輸單元為藍牙傳輸器，而該可攜式電子裝置的信號接收單元為相對應的藍牙接收器。
[0013]於本實用新型一實施例中，該信號傳輸單兀為LED光源傳輸器,而該可攜式電子裝置的信號接收單元為相對應的LED光源接收器，其中該LED光源接收器可整合於該可攜式電子裝置的鏡頭。
[0014]於本實用新型一實施例中，該信號傳輸單兀為蜂鳴器(Buzzer)聲音傳輸器,而該可攜式電子裝置的信號接收單元為相對應的蜂鳴器聲音接收器，其中該蜂鳴器聲音接收器整合於該可攜式電子裝置的收音孔。
[0015]藉此，本實用新型的可攜式電子裝置臂套藉由該可攜式電子裝置、該臂套本體及該心跳率偵測裝置，讓使用者可以知悉其心跳率，藉以適時地調整運動強度；此外，穿戴該可攜式電子裝置臂套的方式相當容易，且用於偵測心跳率的心跳率偵測裝置並不會與身體直接接觸，故不易因汗水而導致損壞。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型一實施例中可攜式電子裝置臂套及可攜式電子裝置的示意圖。
[0017]圖2為本實用新型一實施例中可攜式電子裝置臂套的心跳率偵測裝置及可攜式電子裝置的功能方塊圖。
[0018]主要部件附圖標記:
[0019]100可攜式電子裝置臂套
[0020]110臂套本體
[0021]111容置槽
[0022]112左側部
[0023]1121第一孔
[0024]1122第二孔
[0025]113右側部
[0026]120心跳率偵測裝置
[0027]121電源供應單元
[0028]122心跳率感測單元
[0029]123加速度感測單元
[0030]124信號處理單元
[0031]125信號傳輸單兀
[0032]200可攜式電子裝置
[0033]225信號接收單元
[0034]SI生理信號
[0035]S2加速度信號
[0036]S3心跳率信號
【具體實施方式】
[0037]為充分了解本實用新型的目的、特徵及技術效果，茲由下述具體實施例，並結合附圖，對本實用新型做詳細說明，說明如下:
[0038]請參照圖1及圖2。圖1為本實用新型一實施例中可攜式電子裝置臂套100可攜式電子裝置的示意圖。圖2為本實用新型一實施例中可攜式電子裝置臂套的心跳率偵測裝置及可攜式電子裝置的功能方塊圖。該可攜式電子裝置臂套100具有心跳率偵測功能，以讓使用者(圖未示)穿戴該可攜式電子裝置臂套I於其手臂上並偵測其心跳率，該可攜式電子裝置臂套100包括臂套本體110及心跳率偵測裝置120。
[0039]該臂套本體110具有容置槽111、左側部112及右側部113，該容置槽111容置可攜式電子裝置2 (例如智慧型手機)，該容置槽111朝外的一面可為透明，該左側部112及該右側部113分別自該容置槽111的左右兩側延伸而出，其中該左側部112具有第一孔1121及第二孔1122。使用時，將該臂套本體110置於手臂上，該左側部112及該右側部113以繞著手臂的方向彼此靠近，再將該右側部113依序穿設該左側部112的第一孔1121及第二孔1122後再繞回該右側部113並藉由黏固材料(例如尼龍搭扣)固定，使得該左側部112及該右側部113可以形成固定的環形，進而套設於手臂。然而，上述該左側部112與該右側部113的環繞方式僅為示例性說明，並不限於此。
[0040]該心跳率偵測裝置120設置於該臂套本體110，更具體而言，該心跳率偵測裝置120設置於該臂套本體110靠近手臂的那一面並接近皮膚，以偵測到精確的生理信號。該心跳率偵測裝置120包含電源供應單元121、心跳率感測單元122、加速度感測單元123、信號處理單兀124及信號傳輸單兀125。
[0041]該電源供應單元121可為超薄式電池、軟式電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、碳鋅電池或鋰電池。然而，該電源供應單元121的種類並不限於此，凡是可以達成電源供應目的的電池皆屬於本發明的保護範圍。
[0042]該心跳率感測單元122電性連接該電源供應單元121，並接收來自該電源供應單元121所提供的電源，用以感測該使用者手臂(圖未示)的具有周期性的生理參數，並輸出生理信號SI。於一實施例中，該心跳率感測單元122為光電容積脈搏波傳感器(以下稱PPG傳感器)。
[0043]PPG傳感器是一種以非侵入式測量方式進行生理信號的測量，其包含發光二極體(例如紅外光發光二極體)及光接收二極體。以本實施例而言，使用時，利用PPG反射式信號測量法:將該發光二極體及該光接收二極體置於同一平面上，該發光二極體發出的光打入皮膚內(以本例來說為手臂的皮膚)，再藉由該光接收二極體接收由皮膚反射的反射光，進而繪出具有周期性的PPG波形。其中，由於手臂內部具有脈動動脈血液、非脈動動脈血液、靜脈血液、骨骼、皮膚等組織所組成，又脈動動脈血液會隨著心跳而產生對應的周期性信號。更具體而言，人體血管內的血液在心臟收縮及舒張時會產生不同的血量，即心臟收縮後，脈動動脈血液的動脈管徑因為血流增加而變大；反之，心臟舒張後，脈動動脈血液的動脈管徑因為血流減少而變小。藉此，由皮膚反射的反射光會依據血流的大小而產生對應的強度變化，進而被該光接收二極體所接收，因此，可藉由測量手臂內脈動動脈血液的周期性變化的生理參數，進而間接地獲得心跳的變化。然而，測量心跳率的方式並不僅限於上述的PPG反射式信號測量法，亦可根據產品定位而使用PPG穿透式信號測量法。
[0044]該加速度感測單元123電性連接該電源供應單元121，並接收來自該電源供應單元121所提供的電源，用以感測該使用者的運動方向的加速度值，並輸出加速度信號S2。舉例來說，該使用者慢跑時，其手臂會隨著身體的運動方向而擺動，並藉由該加速度感測單元123而測得其運動方向的加速度值。於一實施例中，該加速度感測單元為重力傳感器。
[0045]該信號處理單元124電性連接該電源供應單元121、該心跳率感測單元122及該加速度感測單元123，並接收來自該電源供應單元121所提供的電源，用以接收該生理信號SI及該加速度信號S2，並將該生理信號及該加速度信號經過處理後輸出心跳率信號S3。
[0046]該信號傳輸單元125電性連接該信號處理單元124，用以接收該心跳率信號S3，並將該心跳率信號傳輸至該可攜式電子裝置200的信號接收單元225。於本實施例中，該可攜式電子裝置200為智慧型手機。
[0047]藉此，使用時，該使用者可以藉由該臂套本體110的左側部112及右側部113的設置，而容易地將該可攜式電子裝置臂套100套設於其手臂上。並利用該心跳率感測單元122來感測該使用者的周期性生理信號SI，然而，該使用者慢跑的過程中，該心跳率感測單元122的位置會受到手臂的擺動程度影響，而造成其所輸出的生理信號SI與其心跳率有誤差。為此，需要配合該加速度感測單元123所產生的加速度信號S2來消除此誤差，並通過該信號處理單元24將該生理信號SI及該加速度信號S2進行校正處理後，即可輸出該心跳率信號S3。最後藉由該信號傳輸單元125將該心跳率信號S3以無線的方式傳輸至該可攜式電子裝置200的信號接收單元225，以讓該使用者通過該可攜式電子裝置200而知悉其心跳率，藉以適時地調整其跑速，讓該使用者能夠在不受傷的狀況下獲得最佳的訓練效果。
[0048]於一實施例中，該信號傳輸單兀125為近場通訊傳輸器,而該可攜式電子裝置200的信號接收單元225為相對應的近場通訊接收器。
[0049]於一實施例中，該信號傳輸單兀125為藍牙傳輸器,而該可攜式電子裝置200的信號接收單元225為相對應的藍牙接收器。
[0050]於一實施例中，該信號傳輸單兀125為LED光源傳輸器,而該可攜式電子裝置200的信號接收單元225為相對應的LED光源接收器，其中該LED光源接收器可整合於該可攜式電子裝置200的鏡頭。
[0051]於一實施例中，該信號傳輸單兀125為蜂鳴器聲音傳輸器,而該可攜式電子裝置200的信號接收單元225為相對應的蜂鳴器聲音接收器，其中該蜂鳴器聲音接收器整合於該可攜式電子裝置200的收音孔。
[0052]綜上所述，本實用新型的可攜式電子裝置臂套藉由該可攜式電子裝置、該臂套本體及該心跳率偵測裝置，讓使用者可以知悉其心跳率，藉以適時地調整運動強度；此外，穿戴該可攜式電子裝置臂套的方式相當容易，且用於偵測心跳率的心跳率偵測裝置並不會與身體直接接觸，故不易因汗水而導致損壞；再者，該可攜式電子裝置與該心跳率偵測裝置之間的傳輸可通過NFC、藍牙、LED光源或蜂鳴器等無線傳輸方式，而不需要線材，對於使用者而言相當方便。
[0053]本實用新型在上文中已以較佳實施例揭露，然而本領域技術人員應理解的是，該實施例僅用於描繪本實用新型，而不應解讀為限制本實用新型的範圍。應注意的是，凡是與該實施例等效的變化與置換，均應視為涵蓋於本實用新型的範疇內。因此，本實用新型的保護範圍當以權利要求書所限定的內容為準。
【權利要求】
1.一種具有心跳率偵測功能的可攜式電子裝置臂套，其特徵在於，供使用者穿戴該可攜式電子裝置臂套於其手臂上並偵測其心跳率，包括: 臂套本體，具有容置槽，用以容置可攜式電子裝置；以及 心跳率偵測裝置，設置於該臂套本體，包含: 電源供應單元； 心跳率感測單元，電性連接該電源供應單元，感測該使用者手臂的具有周期性的生理參數，並輸出生理信號； 加速度感測單元，電性連接該電源供應單元，感測該使用者的運動方向的加速度值，並輸出加速度信號； 信號處理單元，電性連接該電源供應單元、該心跳率感測單元及該加速度感測單元，接收該生理信號及該加速度信號，並將該生理信號及該加速度信號經過處理後輸出心跳率信號；及 信號傳輸單元，電性連接該信號處理單元，接收該心跳率信號，並將該心跳率信號傳輸至該可攜式電子裝置的信號接收單元。
2.如權利要求1所述的可攜式電子裝置臂套，其特徵在於，該電源供應單元為超薄式電池、軟式電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、碳鋅電池或鋰電池。
3.如權利要求1所述的可攜式電子裝置臂套，其特徵在於，該心跳率感測單元為光電容積脈搏波傳感器。
4.如權利要求1所述的可攜式電子裝置臂套，其特徵在於，該加速度感測單元為重力傳感器。
5.如權利要求1所述的可攜式電子裝置臂套，其特徵在於，該信號傳輸單元為近場通訊傳輸器，而該可攜式電子裝置的信號接收單元為相對應的近場通訊接收器。
6.如權利要求1所述的可攜式電子裝置臂套，其特徵在於，該信號傳輸單元為藍牙傳輸器，而該可攜式電子裝置的信號接收單元為相對應的藍牙接收器。
7.如權利要求1所述的可攜式電子裝置臂套，其特徵在於，該信號傳輸單元為LED光源傳輸器，而該可攜式電子裝置的信號接收單元為相對應的LED光源接收器。
8.如權利要求7所述的可攜式電子裝置臂套，其特徵在於，該LED光源接收器整合於該可攜式電子裝置的鏡頭。
9.如權利要求1所述的可攜式電子裝置臂套，其特徵在於，該信號傳輸單元為蜂鳴器聲音傳輸器，而該可攜式電子裝置的信號接收單兀為相對應的蜂鳴器聲音接收器。
10.如權利要求9所述的可攜式電子裝置臂套，其特徵在於，該蜂鳴器聲音接收器整合於該可攜式電子裝置的收音孔。
【文檔編號】A61B5/0245GK204105997SQ201420533452
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月17日 優先權日:2014年9月17日
【發明者】郭士菁, 林惠真, 吳作萍, 李圳森, 林燕締, 林信璋 申請人:恆鼎電子科技有限公司