專利名稱：耳機(jī)裝置的制作方法
耳機(jī)裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耳機(jī)，尤其是涉及一種具有心率監(jiān)測及運(yùn)動(dòng)效果監(jiān)測的耳機(jī)裝置。
背景技術(shù)：
耳機(jī)在人們的日常生活中被廣泛使用，但是現(xiàn)有的耳機(jī)僅僅具有音頻聆聽(有的 還具有麥克風(fēng))的功能，功能單一。另一方面，隨著物質(zhì)生活水平提高，人們對健康的需求也不斷提高。盡管現(xiàn)在也有 一些電子裝置具有運(yùn)動(dòng)效能和生理參數(shù)監(jiān)測的某些功能，但是這些功能通常都被單獨(dú)的嵌 入到一些專用的便攜式裝置上，如計(jì)步器、心率儀等，限制了大眾消費(fèi)者的購買和使用。上述便攜式裝置可以隨時(shí)收集人體數(shù)據(jù)供分析，以隨時(shí)檢測人體的健康、運(yùn)動(dòng)狀 況。但是便攜式的監(jiān)測裝置僅僅以監(jiān)測某個(gè)參數(shù)為目的，功能較為單一，為實(shí)現(xiàn)多個(gè)參數(shù)的 監(jiān)測，可能需要同時(shí)攜帶多個(gè)裝置，所以將多種監(jiān)測功能附屬于人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫碾?子產(chǎn)品上不失為一種較好的選擇。通常，用戶在不同的時(shí)候都會(huì)使用不同的電子產(chǎn)品，而且不同的電子產(chǎn)品即使都 能夠收集用戶生命體征參數(shù)的數(shù)據(jù)，也都是分散存儲(chǔ)的。對于想要全面且隨時(shí)收集數(shù)據(jù)都 會(huì)有諸多不便。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，有必要提供一種既能集中收集、處理數(shù)據(jù)，又便于攜帶的耳機(jī)裝置。一種耳機(jī)裝置，包括耳機(jī)塞，其特征在于，還包括運(yùn)動(dòng)和生理監(jiān)測裝置，所述運(yùn)動(dòng) 和生理監(jiān)測裝置包括參數(shù)檢測單元，用于獲取生理參數(shù)或運(yùn)動(dòng)參數(shù)；分析單元，與所述參 數(shù)檢測單元相連對生理參數(shù)或運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行處理；存儲(chǔ)器，與所述分析單元相連存儲(chǔ)所述 處理后的生理參數(shù)或運(yùn)動(dòng)參數(shù)。將運(yùn)動(dòng)和生理監(jiān)測裝置與耳機(jī)結(jié)合，在使用耳機(jī)功能的同時(shí)可以適用于在多種使 用不同電子設(shè)備的場合集中收集和處理人的生命體征數(shù)據(jù)，便于攜帶，使用方便。優(yōu)選地，該耳機(jī)裝置還包括耳機(jī)插頭，所述耳機(jī)插頭和耳機(jī)塞通過耳機(jī)線連接，所 述運(yùn)動(dòng)和生理監(jiān)測裝置設(shè)于耳機(jī)線上。優(yōu)選地，該耳機(jī)裝置還包括數(shù)據(jù)傳輸電路，通過分析單元將存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)與外 部設(shè)備進(jìn)行交換；所述耳機(jī)插頭為四節(jié)插頭，包括相互分隔的左音頻節(jié)、右音頻節(jié)、接地節(jié) 以及多功能節(jié)，所述左音頻節(jié)和右音頻節(jié)通過音頻處理電路連接耳機(jī)塞的左右兩邊，獲取 外部音頻設(shè)備的音頻信號(hào)并輸出聲音到耳機(jī)塞，所述接地節(jié)用于接地，所述多功能節(jié)與數(shù) 據(jù)傳輸電路連接。優(yōu)選地，該耳機(jī)裝置還包括麥克風(fēng)以及連接麥克風(fēng)并處理麥克風(fēng)語音的麥克風(fēng)語 音電路，所述麥克風(fēng)語音電路連接分析單元和所述多功能節(jié)，將處理后的語音信號(hào)傳輸給 分析單元和所述多功能節(jié)。
優(yōu)選地，該耳機(jī)裝置還包括為分析單元供電的電池及連接外部電源與所述電池為 所述電池充電的充電電路，所述充電電路與所述多功能節(jié)相連。優(yōu)選地，該耳機(jī)裝置還包括無源開關(guān)電路，所述無源開關(guān)電路根據(jù)多功能節(jié)上的 電壓使數(shù)據(jù)傳輸電路、麥克風(fēng)語音電路和充電電路中的一個(gè)與所述多功能節(jié)連通。優(yōu)選地，若多功能節(jié)上電壓的直流分量在第一電壓閾值以下，則所述無源開關(guān)電 路連通數(shù)據(jù)傳輸電路和多功能節(jié)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；若多功能節(jié)上電壓的直流分量在第一電 壓閾值至第二電壓閾值之間，則所述無源開關(guān)電路連通麥克風(fēng)語音電路和多功能節(jié)，接收 麥克風(fēng)的語音輸入；若多功能節(jié)上電壓的直流分量超過第三電壓閾值，則所述無源開關(guān)電 路連通充電電路和多功能節(jié)，為電池充電；其中第三電壓閾值大于第二電壓閾值，第二電壓 閾值大于第一電壓閾值。優(yōu)選地，該耳機(jī)裝置還包括配件，所述配件包括用于插接耳機(jī)插頭的耳機(jī)接口、連 接電腦的USB插口以及連接耳機(jī)插口與USB插口的轉(zhuǎn)換器，所述轉(zhuǎn)換器將USB插口和耳機(jī) 之間的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后傳輸數(shù)據(jù)或充電。優(yōu)選地，所述參數(shù)檢測單元包括加速度計(jì)和心率傳感器中的一種或兩種。優(yōu)選地，所述分析單元對所述生理參數(shù)或運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行的處理包括心率計(jì)算、血 氧含量計(jì)算、血糖計(jì)算、計(jì)步、距離計(jì)算、運(yùn)動(dòng)時(shí)間計(jì)算、能量消耗計(jì)算以及情緒和狀態(tài)分析 中的一種或兩種以上。優(yōu)選地，所述分析單元還進(jìn)行雙擊判斷以及語音提示，所述雙擊判斷指判定外界 對運(yùn)動(dòng)和生理監(jiān)測裝置的雙擊動(dòng)作，雙擊動(dòng)作判定后作語音提示，以語音的形式提供當(dāng)前 健康狀況或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。優(yōu)選地，所述雙擊動(dòng)作是指在時(shí)間閾值內(nèi)連續(xù)的兩次單擊動(dòng)作，根據(jù)加速度凈值 和設(shè)定的加速度閾值進(jìn)行比較來判斷單擊動(dòng)作，加速度凈值大于加速度閾值即視為一次單 擊動(dòng)作。優(yōu)選地，靜止?fàn)顟B(tài)下，所述加速度凈值由加速度計(jì)檢測到的加速度消除重力加速 度后合成得到。優(yōu)選地，加速度計(jì)檢測到的加速度消除垂直方向的運(yùn)動(dòng)加速度，然后進(jìn)行合成得 到加速度凈值。優(yōu)選地，該耳機(jī)裝置還包括連接至分析單元的音頻電路，所述音頻電路設(shè)于連接 左音頻節(jié)和右音頻節(jié)與耳機(jī)塞的連接線上，所述音頻電路將語音提示的信號(hào)和外部音頻設(shè) 備的音頻信號(hào)進(jìn)行合成和處理。

圖1為實(shí)施例1的多功能耳機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為耳機(jī)插頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為耳機(jī)插頭的外觀示意圖；圖4為運(yùn)動(dòng)和生理監(jiān)測裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為參數(shù)檢測單元示意圖；圖6為配件的示意圖；圖7為靜止?fàn)顟B(tài)下被敲擊的物體加速度變化的波形圖8為被敲擊的物體加速度合成后的波形圖；圖9為運(yùn)動(dòng)過程中敲擊物體加速度變化的波形圖。
具體實(shí)施方式大多數(shù)電子裝置都有音頻接口，對于在不同的時(shí)間使用不同的電子裝置又需要隨 時(shí)監(jiān)測自身狀態(tài)的人來說，將監(jiān)測裝置與耳機(jī)結(jié)合不失為一種較好的選擇。實(shí)施例1如圖1所示，為本實(shí)施例的耳機(jī)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該多功能耳機(jī)包括耳機(jī)插頭 100、運(yùn)動(dòng)和生理監(jiān)測裝置200、耳機(jī)塞300以及耳機(jī)線400。耳機(jī)線400連接耳機(jī)插頭100 和耳機(jī)塞300，運(yùn)動(dòng)和生理監(jiān)測裝置200設(shè)于耳機(jī)線400上。在其他的實(shí)施方式中，耳機(jī)裝 置也可采用無線連接方式。耳機(jī)插頭100結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括相互隔離的左音頻節(jié)110、右音頻節(jié)120、接地 節(jié)130以及多功能節(jié)140。左音頻節(jié)110和右音頻節(jié)120分別連接至耳機(jī)塞300的左右兩 喇叭，接地節(jié)130用于接地。多功能節(jié)140通過處理電路連接至運(yùn)動(dòng)和生理監(jiān)測裝置200。 其外部結(jié)構(gòu)示于圖3。運(yùn)動(dòng)和生理監(jiān)測裝置200用于采集人體的生理參數(shù)(例如血壓、心率、呼吸頻率 等)或運(yùn)動(dòng)參數(shù)(例如步數(shù)、步率等)并存儲(chǔ)。另外，運(yùn)動(dòng)和生理監(jiān)測裝置200還可以分析 生理參數(shù)或運(yùn)動(dòng)參數(shù)并將健康狀況或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析數(shù)據(jù)報(bào)告給用戶。如圖4所示，運(yùn)動(dòng)和生理監(jiān)測裝置200包括用于獲取生理參數(shù)或運(yùn)動(dòng)參數(shù)的參數(shù) 檢測單元230、對生理參數(shù)或運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行處理的分析單元210、存儲(chǔ)生理參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù) 的存儲(chǔ)器220。存儲(chǔ)器220和參數(shù)檢測單元230均與分析單元210相連。分析單元210進(jìn)行的處理包括對收集的參數(shù)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換、整理歸納成各種原始 的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行存儲(chǔ)；或?qū)?shù)進(jìn)行分析處理后得到關(guān)于健康狀況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的數(shù)據(jù)。如圖5所示，參數(shù)檢測單元230包括加速度計(jì)231和心率傳感器232，在應(yīng)用中根 據(jù)實(shí)際情況可以選擇上述檢測或傳感裝置的一種或兩種，或者添加更多檢測或傳感裝置以 擴(kuò)展應(yīng)用功能。根據(jù)參數(shù)檢測單元230檢測的參數(shù)，分析單元210可進(jìn)行的分析包括心率計(jì)算、 血氧含量計(jì)算、血糖計(jì)算、計(jì)步、距離計(jì)算、運(yùn)動(dòng)時(shí)間計(jì)算、能量消耗計(jì)算以及情緒和狀態(tài) 分析。例如，根據(jù)加速度計(jì)231測得的加速度信號(hào)的波動(dòng)變化，分析獲得步數(shù)，即實(shí)現(xiàn)計(jì)步 功能；根據(jù)預(yù)設(shè)的每一步的距離和測得的步數(shù)可以計(jì)算出行進(jìn)的距離等；根據(jù)心率傳感器 232測得的信號(hào)可以計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)心臟的跳動(dòng)次數(shù)，即心率。本實(shí)施例的耳機(jī)裝置可進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)傳輸電路250。數(shù)據(jù)傳輸電路250連接至 分析單元210，可通過分析單元210將存儲(chǔ)器220中的數(shù)據(jù)與外部設(shè)備交換。數(shù)據(jù)傳輸電路 250與多功能節(jié)140連接。本實(shí)施例的耳機(jī)裝置可進(jìn)一步包括麥克風(fēng)，以及與麥克風(fēng)相應(yīng)的處理電路，即麥 克風(fēng)語音電路260。麥克風(fēng)語音電路260連接麥克風(fēng)、分析單元210和多功能節(jié)140。用戶 的語音通過麥克風(fēng)輸入，經(jīng)麥克風(fēng)語音電路260處理后得到用戶的語音信號(hào)，該語音信號(hào) 同時(shí)傳輸給分析單元210和多功能節(jié)140，分析單元210可根據(jù)用戶的語速、語調(diào)等信息分 析用戶的情緒和健康狀態(tài)。
本實(shí)施例的耳機(jī)裝置可進(jìn)一步包括電池270充電電路280。電池270與分析單元 210連接，可提供分析單元210在無外接電源情況下的工作的電源，電池270是可充電電池， 通過充電電路280連接至多功能節(jié)140，插接外部設(shè)備后可對電池270反復(fù)充電。在其他的 實(shí)施方式中，電池也可以是外置式一次性電池，可通過更換保證耳機(jī)裝置的運(yùn)動(dòng)和生理監(jiān) 測裝置200正常工作。數(shù)據(jù)傳輸電路250、麥克風(fēng)語音電路260以及充電電路280均與耳機(jī)插頭100的多 功能節(jié)140連接，而每個(gè)電路的功能都不相同，因此需要根據(jù)耳機(jī)插頭100插入的設(shè)備來決 定啟用哪個(gè)電路進(jìn)行工作。本實(shí)施例采用的方式是利用各種電子元器件，包括電阻、電容、 晶體管等組成無源開關(guān)電路240實(shí)現(xiàn)1X3的開關(guān)功能。無源開關(guān)電路240根據(jù)多功能節(jié) 140上的電壓使數(shù)據(jù)傳輸電路250、麥克風(fēng)語音電路260和充電電路280中的一個(gè)與多功能 節(jié)140連通。具體的，在該無源開關(guān)電路240中，利用多功能節(jié)140上的電壓的直流分量DC 進(jìn)行判斷若多功能節(jié)上電壓的直流分量在第一電壓閾值以下，則連通數(shù)據(jù)傳輸電路和多 功能節(jié)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；若多功能節(jié)上電壓的直流分量在第一電壓閾值至第二電壓閾值之 間，則連通麥克風(fēng)語音電路和多功能節(jié)，接收麥克風(fēng)的語音輸入；若多功能節(jié)上電壓的直流 分量超過第三電壓閾值，則連通充電電路和多功能節(jié)，為電池充電；其中第三電壓閾值大于 第二電壓閾值，第二電壓閾值大于第一電壓閾值。其中，第一電壓閾值、第二電壓閾值和第三電壓閾值分別示例為1V、2V和4V。如 DC >= 4V時(shí)只接通充電電路280，從多功能節(jié)140獲得的外部電源對電池270進(jìn)行充電； DC在1 2V間將只接通麥克風(fēng)語音電路260，麥克風(fēng)采集的語音信號(hào)可通過多功能節(jié)140 輸出；DC<= IV將只接通數(shù)據(jù)傳輸電路250，采集、分析和存儲(chǔ)的生理參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)可以 通過多功能節(jié)140輸出到外部設(shè)備，例如個(gè)人電腦等。本實(shí)施例的多功能耳機(jī)可進(jìn)一步包括配件500，如圖6所示。配件500包括用于插 接耳機(jī)插頭的耳機(jī)插口 510、連接電腦的USB插口 520以及連接耳機(jī)插口 510和USB插口 520的轉(zhuǎn)換器530，轉(zhuǎn)換器530將USB插口 520和耳機(jī)插口 510之間的信號(hào)轉(zhuǎn)換后進(jìn)行數(shù)據(jù) 傳輸或充電。當(dāng)耳機(jī)插頭100插進(jìn)電子設(shè)備的音頻接口時(shí)，其多功能節(jié)140上的電壓的直流分 量的大小是符合公共標(biāo)準(zhǔn)的，即在1 2V間，此時(shí)麥克風(fēng)就可以進(jìn)行語音輸入，多功能耳機(jī) 可以當(dāng)做普通耳機(jī)使用；當(dāng)耳機(jī)插頭100插進(jìn)配件500的耳機(jī)接口 510，USB插口 520插入 電腦的USB接口時(shí)，配件500根據(jù)是傳輸數(shù)據(jù)還是充電的不同，經(jīng)過轉(zhuǎn)換器530的處理，使 多功能節(jié)140上的電壓的直流分量分別適應(yīng)連通數(shù)據(jù)傳輸電路250與多功能節(jié)140，或者連 通充電電路280與多功能節(jié)140。本實(shí)施例的多功能耳機(jī)可獨(dú)立實(shí)現(xiàn)人體生命體征的數(shù)據(jù)收集和分析，且可作為普 通的耳機(jī)使用，攜帶和使用都很方便。其具體的工作方式如下參數(shù)檢測單元230檢測生理參數(shù)或運(yùn)動(dòng)參數(shù)，將生理參數(shù)或運(yùn)動(dòng)參數(shù)傳遞給分析 單元210，分析單元210分析計(jì)算健康狀況或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析數(shù)據(jù)，完成分析后將健康狀況 或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析數(shù)據(jù)以及生理參數(shù)或運(yùn)動(dòng)參數(shù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器220中。通過配件500連接電腦后，還可以給運(yùn)動(dòng)和生理監(jiān)測裝置200充電或與運(yùn)動(dòng)和生 理監(jiān)測裝置200通信。通信具體來說是，將測量到的運(yùn)動(dòng)效果和/或生命體征數(shù)據(jù)讀到電 腦進(jìn)行存儲(chǔ)或進(jìn)一步的分析；將通過電腦設(shè)置的一些參數(shù)傳回到運(yùn)動(dòng)和生理監(jiān)測裝置200以進(jìn)行設(shè)置，如設(shè)定受測者的年齡、身高、跑步時(shí)的步長等。運(yùn)動(dòng)或生理參數(shù)可以以原始的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行存儲(chǔ)，或者對測得的參數(shù)進(jìn)行分析處 理后得到關(guān)于健康狀況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的數(shù)據(jù)來存儲(chǔ)。對于原始的數(shù)據(jù)，可將其導(dǎo)入個(gè)人電腦 進(jìn)行更為詳細(xì)的分析，比如生成月度報(bào)告、年度報(bào)告等；而經(jīng)過初步分析的數(shù)據(jù)可供用戶隨 時(shí)調(diào)用了解，比如提供顯示屏顯示，提供操作菜單調(diào)用用戶感興趣數(shù)據(jù)等。實(shí)施例2上述耳機(jī)裝置能收集、存儲(chǔ)和分析數(shù)據(jù)，如果用戶想隨時(shí)了解當(dāng)前狀態(tài)可以通過 顯示屏來操作了解，這在運(yùn)動(dòng)中可能有所不便。為此，還可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上加入語音提示的功能，將當(dāng)前健康狀況或運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)隨時(shí)報(bào)告給用戶。本實(shí)施例的多功能耳機(jī)的語音提示功能通過雙擊運(yùn)動(dòng)和生理監(jiān)測裝 置200實(shí)現(xiàn)。參數(shù)檢測單元230中的加速度計(jì)感應(yīng)加速度信號(hào)，由分析單元210進(jìn)行雙擊判斷 和語音提示。雙擊判斷指判定外界對運(yùn)動(dòng)和生理監(jiān)測裝置200的雙擊動(dòng)作，雙擊動(dòng)作判定 后作語音提示，以語音的形式提供當(dāng)前健康狀況或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。本實(shí)施例的多功能耳機(jī)可進(jìn)一步包括音頻電路290，音頻電路290設(shè)于耳機(jī)塞300 與左音頻節(jié)Iio和右音頻節(jié)120的連接線上，并與分析單元210相連。音頻電路290將耳 機(jī)插頭100傳輸?shù)囊纛l信號(hào)與分析單元傳輸?shù)恼Z音信號(hào)進(jìn)行合成處理，若無耳機(jī)插頭100 傳輸?shù)囊纛l信號(hào)，則直接播放語音提示的語音信號(hào)；若有耳機(jī)插頭100傳輸?shù)恼Z音信號(hào)，則 壓低耳機(jī)插頭100傳輸?shù)恼Z音信號(hào)的播放音量，同時(shí)播放語音提示的語音信號(hào)。雙擊判斷是以加速度計(jì)測量的加速度為基礎(chǔ)來進(jìn)行分析的，本實(shí)施例的加速度計(jì) 231是三軸加速度計(jì)，三軸加速度計(jì)感應(yīng)在三維方向上的加速度分量大小(ax、ay、az)。在靜 止?fàn)顟B(tài)下，三軸加速度計(jì)將感應(yīng)Ig的重力加速度。即\α\ = ^α]+α]+α] =1 (g)隨著加速度計(jì)的朝向的變化，三個(gè)軸向感應(yīng)到的重力加速度分量也在不斷變化。 然而，這種變化是相對緩慢的，在較高的采樣率下，通過中值濾波的方法，可以提取出重力 加速度的慢變信號(hào)。然后用加速度信號(hào)減去這種重力加速度慢變信號(hào)，就得到了純粹由被 測物體本身運(yùn)動(dòng)引起的加速度。圖7顯示了經(jīng)過上述處理后的一個(gè)例子，被測物體經(jīng)過單 次敲擊或拍打，其三個(gè)軸方向上都會(huì)出現(xiàn)加速度的突然變化。雙擊動(dòng)作是指在時(shí)間閾值內(nèi)連續(xù)的兩次單擊動(dòng)作，在被測物體經(jīng)過單次敲擊或拍 打后，分析單元210根據(jù)加速度凈值和設(shè)定的加速度閾值進(jìn)行比較來判斷單擊動(dòng)作，加速 度凈值大于加速度閾值即視為一次單擊動(dòng)作。在靜止?fàn)顟B(tài)下或者運(yùn)動(dòng)加速度相對較小可以忽略的情況下，加速度凈值可直接根 據(jù)被測物體本身運(yùn)動(dòng)引起的加速度合成，根據(jù)上述描述，物體本身運(yùn)動(dòng)引起的加速度已經(jīng) 可以根據(jù)加速度計(jì)檢測的加速度信號(hào)減去重力加速度的慢變信號(hào)獲得。將被測物體本身運(yùn)動(dòng)引起的加速度合成即得到加速度凈值，合成的加速度如圖8 所示。設(shè)定加速度閾值，將加速度凈值和加速度閾值進(jìn)行比較，加速度凈值超過加速度閾值 時(shí)，即可判定一次單擊，分析單元210記錄這次單擊事件。而雙擊的判斷，則是利用同樣的 的處理方法，設(shè)定時(shí)間閾值，若所記錄的單擊事件之后在時(shí)間閾值之內(nèi)出現(xiàn)第二次單擊，則 將這兩次連續(xù)的單擊判斷為雙擊。
上面的描述是在接近靜態(tài)的情況下進(jìn)行的敲擊。事實(shí)上，在運(yùn)動(dòng)過程中，尤其是跑 步狀態(tài)下，會(huì)產(chǎn)生很大的加速度信號(hào)，有時(shí)與敲擊產(chǎn)生的信號(hào)很相似。圖9示出在跑步過程 中敲擊裝置的加速度信號(hào)(未經(jīng)過中值濾波等處理)。由圖可見，跑步引起的加速度主要 在ζ軸分量上，而整個(gè)加速度數(shù)據(jù)的過程中混雜有若干次敲擊引起的加速度。因此若要在 跑步這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下判定單擊動(dòng)作，需要在加速度計(jì)檢測到的加速度消除跑步所產(chǎn)生的垂 直方向的運(yùn)動(dòng)加速度，然后再進(jìn)行合成得到加速度凈值。本實(shí)施例采用以下的方法來進(jìn)行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的單擊檢測。跑步引起的加速度尖峰，主要是出現(xiàn)在每一步落地的瞬間。每一步落地時(shí)的瞬間 在垂直地面方向向下近似自由落體運(yùn)動(dòng)，而落地的一霎那轉(zhuǎn)為靜止(觸地)進(jìn)而向上運(yùn)動(dòng) (蹬地開始下一步)。因此，跑步引起的加速度尖峰是垂直地面方向的。進(jìn)一步的，對跑步 進(jìn)行計(jì)步的分析主要是對垂直方向的加速度分量進(jìn)行分析處理。如圖9所示，ζ軸方向主 要反映了垂直方向的加速度分量，而其他兩軸則相應(yīng)的反應(yīng)水平方向的分量。為了不妨礙 計(jì)步功能的正常進(jìn)行，在監(jiān)測到每一步落地的前后一小段時(shí)間(如0. 1秒)，敲擊檢測只分 析水平方向的加速度分量。利用這種方法，就可以在跑步過程中保證運(yùn)動(dòng)和生理監(jiān)測的條 件下，進(jìn)行有效的單擊檢測。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種耳機(jī)裝置，包括耳機(jī)塞，其特征在于，還包括運(yùn)動(dòng)和生理監(jiān)測裝置，所述運(yùn)動(dòng)和 生理監(jiān)測裝置包括參數(shù)檢測單元，用于獲取生理參數(shù)或運(yùn)動(dòng)參數(shù)；分析單元，與所述參數(shù)檢測單元相連對生理參數(shù)或運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行處理；存儲(chǔ)器，與所述分析單元相連存儲(chǔ)所述處理后的生理參數(shù)或運(yùn)動(dòng)參數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的耳機(jī)裝置，其特征在于，還包括耳機(jī)插頭，所述耳機(jī)插頭和耳機(jī) 塞通過耳機(jī)線連接，所述運(yùn)動(dòng)和生理監(jiān)測裝置設(shè)于耳機(jī)線上。
3.如權(quán)利要求2所述的耳機(jī)裝置，其特征在于，還包括數(shù)據(jù)傳輸電路，通過分析單元將存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)與外部設(shè)備進(jìn)行交換；所述耳機(jī)插頭為四節(jié)插頭，包括相互分隔的左音頻節(jié)、右音頻節(jié)、接地節(jié)以及多功能 節(jié)，所述左音頻節(jié)和右音頻節(jié)通過音頻處理電路連接耳機(jī)塞的左右兩邊，獲取外部音頻設(shè) 備的音頻信號(hào)并輸出聲音到耳機(jī)塞，所述接地節(jié)用于接地，所述多功能節(jié)與數(shù)據(jù)傳輸電路 連接。
4.如權(quán)利要求3所述的耳機(jī)裝置，其特征在于，還包括麥克風(fēng)以及連接麥克風(fēng)并處理 麥克風(fēng)語音的麥克風(fēng)語音電路，所述麥克風(fēng)語音電路連接分析單元和所述多功能節(jié)，將處 理后的語音信號(hào)傳輸給分析單元和所述多功能節(jié)。
5.如權(quán)利要求4所述的耳機(jī)裝置，其特征在于，還包括為分析單元供電的電池及連接 外部電源與所述電池為所述電池充電的充電電路，所述充電電路與所述多功能節(jié)相連。
6.如權(quán)利要求5所述的耳機(jī)裝置，其特征在于，還包括無源開關(guān)電路，所述無源開關(guān)電 路根據(jù)多功能節(jié)上的電壓使數(shù)據(jù)傳輸電路、麥克風(fēng)語音電路和充電電路中的一個(gè)與所述多 功能節(jié)連通。
7.如權(quán)利要求6所述的耳機(jī)裝置，其特征在于，若多功能節(jié)上電壓的直流分量在第一電壓閾值以下，則所述無源開關(guān)電路連通數(shù)據(jù)傳 輸電路和多功能節(jié)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；若多功能節(jié)上電壓的直流分量在第一電壓閾值至第二電壓閾值之間，則所述無源開關(guān) 電路連通麥克風(fēng)語音電路和多功能節(jié)，接收麥克風(fēng)的語音輸入；若多功能節(jié)上電壓的直流分量超過第三電壓閾值，則所述無源開關(guān)電路連通充電電路 和多功能節(jié)，為電池充電；其中第三電壓閾值大于第二電壓閾值，第二電壓閾值大于第一電壓閾值。
8.如權(quán)利要求2至7中任一項(xiàng)所述的耳機(jī)裝置，其特征在于，還包括配件，所述配件包 括用于插接耳機(jī)插頭的耳機(jī)接口、連接電腦的USB插口以及連接耳機(jī)接口與USB插口的轉(zhuǎn) 換器，所述轉(zhuǎn)換器將USB插口和耳機(jī)插口之間的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后傳輸數(shù)據(jù)或充電。
9.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的耳機(jī)裝置，其特征在于，所述參數(shù)檢測單元包括加 速度計(jì)和心率傳感器中的一種或兩種。
10.如權(quán)利要求9所述的耳機(jī)裝置，其特征在于，所述分析單元對所述生理參數(shù)或運(yùn)動(dòng) 參數(shù)進(jìn)行的處理包括心率計(jì)算、血氧含量計(jì)算、血糖計(jì)算、計(jì)步、距離計(jì)算、運(yùn)動(dòng)時(shí)間計(jì)算、 能量消耗計(jì)算以及情緒和狀態(tài)分析中的一種或兩種以上。
11.如權(quán)利要求10所述的耳機(jī)裝置，其特征在于，所述分析單元還進(jìn)行雙擊判斷以及 語音提示，所述雙擊判斷指判定外界對運(yùn)動(dòng)和生理監(jiān)測裝置的雙擊動(dòng)作，雙擊動(dòng)作判定后作語音提示，以語音的形式提供當(dāng)前健康狀況或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
12.如權(quán)利要求11所述的耳機(jī)裝置，其特征在于，所述雙擊動(dòng)作是指在時(shí)間閾值內(nèi)連 續(xù)的兩次單擊動(dòng)作，根據(jù)加速度凈值和設(shè)定的加速度閾值進(jìn)行比較來判斷單擊動(dòng)作，加速 度凈值大于加速度閾值即視為一次單擊動(dòng)作。
13.如權(quán)利要求12所述的耳機(jī)裝置，其特征在于，所述加速度凈值由加速度計(jì)檢測到 的加速度消除重力加速度后合成得到。
14.如權(quán)利要求12所述的耳機(jī)裝置，其特征在于，加速度計(jì)檢測到的加速度消除垂直 地面方向的運(yùn)動(dòng)加速度，然后進(jìn)行合成得到加速度凈值。
15.如權(quán)利要求11所述的耳機(jī)裝置，其特征在于，還包括連接至分析單元的音頻電路， 所述音頻電路設(shè)于連接左音頻節(jié)和右音頻節(jié)與耳機(jī)塞的連接線上，所述音頻電路將語音提 示的信號(hào)和外部音頻設(shè)備的音頻信號(hào)進(jìn)行合成和處理。
全文摘要
一種耳機(jī)裝置，屬于耳機(jī)領(lǐng)域。該耳機(jī)裝置包括耳機(jī)塞以及運(yùn)動(dòng)和生理監(jiān)測裝置，所述運(yùn)動(dòng)和生理監(jiān)測裝置包括參數(shù)檢測單元，用于獲取生理參數(shù)或運(yùn)動(dòng)參數(shù)；分析單元，與所述參數(shù)檢測單元相連對生理參數(shù)或運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行處理；存儲(chǔ)器，與所述分析單元相連存儲(chǔ)所述處理后的生理參數(shù)或運(yùn)動(dòng)參數(shù)。參數(shù)檢測單元檢測人體生理或運(yùn)動(dòng)參數(shù)并傳遞給分析單元進(jìn)行分析，獲得人體健康狀況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲(chǔ)，便于用戶隨時(shí)了解。將運(yùn)動(dòng)和生理監(jiān)測裝置與耳機(jī)結(jié)合，可以適用于在多種使用不同電子設(shè)備的場合集中收集和分析人的生命體征數(shù)據(jù)，便于攜帶，使用方便。
文檔編號(hào)A61B5/145GK102006528SQ20091018968
公開日2011年4月6日 申請日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者何世雄, 王明業(yè), 雷浩良, 馬楚天 申請人:幻音數(shù)碼有限公司, 幻音科技(深圳)有限公司