耳塞、使用該耳塞的生理機(jī)能量測耳機(jī)及其量測方法
【專利說明】
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明是有關(guān)一種耳塞、使用該耳塞的生理機(jī)能量測耳機(jī)及其量測方法，特別是涉及一種用來擷取耳道內(nèi)光體積變化信號的耳塞與使用該耳塞的生理機(jī)能量測耳機(jī)及其量測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]利用心率變異度(Heart Rate Variability HRV)能夠察覺個(gè)人自律神經(jīng)(Autonomic Nervous System, ANS)在時(shí)間上的變化,舉凡各種內(nèi)臟功能、血壓、情緒變化乃至生活壓力等都與自律神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)相關(guān)，因此若能及早察覺自律神經(jīng)的變異，能夠及早注意個(gè)人的健康狀態(tài)，預(yù)防個(gè)人生理或是心理上的疾病。
[0003]其中心率變異度的分析法可以分為時(shí)域分析法與頻譜分析法。時(shí)域分析法是以統(tǒng)計(jì)學(xué)的計(jì)算方法來求出心跳測量期間內(nèi)的變異度，而頻譜分析法是將過程中心跳波動(dòng)的變化轉(zhuǎn)換為頻率信號以做解讀。
[0004]心率變異度與心跳率(Heart Rate)有關(guān)，心跳率能夠作為運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度設(shè)定的主要指標(biāo)，以得知個(gè)人所能承受的訓(xùn)練強(qiáng)度進(jìn)而適時(shí)增加或減少運(yùn)動(dòng)量，使運(yùn)動(dòng)更安全有效率。
[0005]一種現(xiàn)有的脈搏監(jiān)測耳機(jī)，用以監(jiān)測心率變異度及心跳率，其包括一耳機(jī)、一光源及一光傳感器，耳機(jī)具有一透光材質(zhì)的耳塞，其是將耳機(jī)置入耳道內(nèi)形成暗房，接著令光源穿透耳塞，在照射耳道內(nèi)的皮膚后反射，再由光傳感器感應(yīng)光源于一段時(shí)間內(nèi)的變化以獲得一光體積變化信號(Photoplethysmography, PPG)，藉以解讀心率變異度。
[0006]運(yùn)動(dòng)時(shí)，使用者配戴脈搏監(jiān)測耳機(jī)來監(jiān)控心跳率的變化，以維持較佳的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，藉以達(dá)到較安全有效率的訓(xùn)練，如慢跑，為了能持續(xù)長時(shí)間跑動(dòng)或是維持一定的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，能夠利用脈搏監(jiān)測耳機(jī)提供的心跳率來決定跑速。
[0007]但是，光線穿透可透光的耳塞時(shí)，會受到耳塞材質(zhì)以及透光度的影響而產(chǎn)生誤差。再者，運(yùn)動(dòng)時(shí)身體勢必會產(chǎn)生震動(dòng)，此時(shí)耳機(jī)于耳道內(nèi)隨著身體震動(dòng)時(shí)，會間歇性的與耳道內(nèi)壁產(chǎn)生縫隙，該縫隙將使耳道外的光源進(jìn)入耳道內(nèi)，使光傳感器無法準(zhǔn)確測量耳道內(nèi)的光體積變化，產(chǎn)生另一誤差。
[0008]因此本發(fā)明耳塞與使用該耳塞的生理機(jī)能量測耳機(jī)及其量測方法就是為了克服所述缺陷，其是能夠防止耳塞材質(zhì)透光率的干擾，以及排除震動(dòng)時(shí)的誤差信號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是針對所述現(xiàn)有的缺陷而提供一種耳塞、使用該耳塞的生理機(jī)能量測耳機(jī)及其量測方法，能夠排除耳塞材質(zhì)透光率與震動(dòng)產(chǎn)生的誤差。
[0010]本發(fā)明公開一種使用該耳塞的生理機(jī)能量測耳機(jī)，包括:一耳機(jī)殼；一耳塞，設(shè)置于耳機(jī)殼的一側(cè)，耳塞上形成一光穿透部；一光探組件，設(shè)置于耳塞內(nèi)，光探組件與光穿透部對應(yīng)設(shè)置；以及一處理器模塊，耦接光探組件。
[0011 ] 作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述耳機(jī)殼一側(cè)延伸出一支架，支架上形成貫穿的通口，光探組件容納于支架內(nèi)，耳塞固定于支架外圍，光探組件和光穿透部與通口對應(yīng)設(shè)置。
[0012]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述支架形成有一安裝孔，光探組件容納于安裝孔內(nèi)，支架上設(shè)有一環(huán)形桿，具有一底面，底面周緣垂直延伸出至少一組合塊，為透光材質(zhì)，環(huán)形桿設(shè)置于支架頂端，組合塊容納于通口。
[0013]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述耳塞具有一主體部，為不透光材質(zhì)，主體部內(nèi)由底面垂直延伸出一圓柱狀的內(nèi)圈，所述光穿透部包括至少一第一開孔以及至少一第二開孔，第一開孔設(shè)置于主體部上，第二開孔與第一開孔相對設(shè)置于內(nèi)圈上，主體部頂面周緣向內(nèi)垂直延伸一遮光片。
[0014]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，生理機(jī)能量測耳機(jī)還包括一加速度計(jì)，加速度計(jì)能夠設(shè)置于耳機(jī)殼內(nèi)或是耳塞內(nèi)，并與處理器模塊連接。
[0015]本發(fā)明公開一種耳塞，使用于生理機(jī)能量測耳機(jī)，生理機(jī)能量測耳機(jī)包括一耳機(jī)殼，該耳塞設(shè)置于耳機(jī)殼的一側(cè)，耳塞內(nèi)設(shè)置一光探組件，光探組件耦接一處理器模塊，包括:一光穿透部，與光探組件對應(yīng)設(shè)置。
[0016]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述耳塞具有一主體部，為不透光材質(zhì)，主體部內(nèi)由底面垂直延伸出一圓柱狀的內(nèi)圈，所述光穿透部包括至少一第一開孔以及至少一第二開孔，第一開孔設(shè)置于主體部上，第二開孔與第一開孔相對設(shè)置于內(nèi)圈上，主體部頂面周緣向內(nèi)垂直延伸一遮光片。
[0017]本發(fā)明生理機(jī)能量測耳機(jī)的量測方法包括:
首先，提供受測者將生理機(jī)能量測耳機(jī)的一耳塞置入耳道內(nèi)；
再者，透過光探組件的光源穿過耳塞的光穿透部后，打入耳道內(nèi)并擷取耳道內(nèi)的光體積變化信號；
最后，微處理器從所擷取的光體積變化信號計(jì)算出一生理信息。
[0018]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述生理機(jī)能量測耳機(jī)的本實(shí)施例的量測方法，包括在耳塞置入耳道內(nèi)之后，利用微處理器接收一加速度計(jì)所感應(yīng)的位移信號，再者，微處理器根據(jù)位移信號的數(shù)值控制光探組件開關(guān)。
[0019]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的生理機(jī)能量測耳機(jī)量測方法在耳塞置入耳道內(nèi)之后，微處理器同時(shí)擷取一加速度計(jì)的位移信號與光體積變化信號，之后，微處理器根據(jù)位移信號來擷取光體積變化信號的合適范圍以獲取生理信息。
[0020]綜上所述，本發(fā)明生理機(jī)能量測耳機(jī)通過光穿透部將光源集中在耳道內(nèi)一較窄的區(qū)域，并減少介質(zhì)對光線的干擾，以及利用加速度計(jì)排除震動(dòng)造成的干擾，能夠有效提高精準(zhǔn)度。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明生理機(jī)能量測耳機(jī)的立體圖。
[0022]圖2是圖1所示生理機(jī)能量測耳機(jī)的立體分解圖。
[0023]圖3是圖1所示生理機(jī)能量測耳機(jī)的組合示意圖。
[0024]圖4是圖1所示生理機(jī)能量測耳機(jī)的耳塞的剖面圖。
[0025]圖5是本發(fā)明機(jī)能量測耳機(jī)的量測方法的流程圖。
[0026]圖6是本發(fā)明機(jī)能量測耳機(jī)的量測方法的另一實(shí)施例流程圖。
[0027]圖中各附圖標(biāo)記說明如下。
[0028]生理機(jī)能量測耳機(jī)I耳機(jī)殼10 第一聲孔11入耳部20 支架21安裝孔211 通口212環(huán)形桿22 底面221第二聲孔222 組合塊223耳塞23 主體部231內(nèi)圈232 第三聲孔233光穿透部234 第一開孔2341第二開孔2342 溝槽235遮光片236 揚(yáng)聲器30光感測模塊40 內(nèi)隔圈41軟板411 延伸部412安裝平面4121 第四聲孔4122光探組件42 可見光源421不可見光源422 光傳感器423信號放大器43 A/D轉(zhuǎn)換器44加速度計(jì)50 處理器模塊60微處理器61 連接器62無線傳輸模塊63 顯示裝置70。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，以下茲舉例并配合附圖詳予說明。
[0030]生理機(jī)能量測耳機(jī)I用于量測脈搏所傳遞的生理信息，是能夠排除耳塞透光材質(zhì)與震動(dòng)產(chǎn)生的誤差。請參閱圖1及圖2，生理機(jī)能量測耳機(jī)I包括一耳機(jī)殼10、一入耳部20、一揚(yáng)聲器30、一光感測模塊40、一加速度計(jì)50及一處理器模塊60。入耳部20設(shè)置于耳機(jī)殼10的一側(cè)，內(nèi)部與耳機(jī)殼10相連通，加速度計(jì)50與光感測模塊40設(shè)置于入耳部20內(nèi)并耦接處理器模塊60，揚(yáng)聲器30設(shè)置于耳機(jī)殼10內(nèi)并耦接處理器模塊60。入耳部20包括一耳塞23，在其他實(shí)施例中，加速度計(jì)50能夠設(shè)置于耳機(jī)殼10內(nèi)或是入耳部20的耳塞23內(nèi)，并與處理器模塊60連接。
[0031]耳機(jī)殼10上形成一與揚(yáng)聲器30表面相對的第一聲孔11。
[0032]入耳部20包括一支架21、一環(huán)形桿22及所述一耳塞23。支架21由耳機(jī)殼10 —側(cè)的第一聲孔11的周緣垂直延伸，大致上成圓柱體，支架21上形成一安裝孔211，安裝孔211與第一聲孔11連通，支架21表面形成至少一矩形并貫穿的通口 212，通口 212貫穿支架21且于支架21頂緣形成開口。
[0033]環(huán)形桿22，是選用透光材質(zhì)，具有一圓盤狀的底面221，底面221中部形成一貫穿底面221的第二聲孔222，底面221周緣垂直延伸出至少一組合塊223，環(huán)形桿22設(shè)置于支架21頂端，組合塊223容納于通口 212。在具體實(shí)施時(shí)，組合塊223為透光材質(zhì)，底面221能夠是不透光材質(zhì)。
[0034]請參閱圖4，耳塞23具有一成碗狀的主體部231，其為不透光材質(zhì)，主體部231內(nèi)由底面垂直延伸出一圓柱狀的內(nèi)圈232，內(nèi)圈232具有一貫穿底部以及頂部的第三聲孔233，耳塞23于主體部231以及內(nèi)圈232上形成一光穿透部234，其是做為光線的進(jìn)出口，包括至少一第一開孔2341以及至少一第二開孔2342，第一開孔2341設(shè)置于主體部231上，第二開孔2342與第一開孔2341相對設(shè)置于內(nèi)圈232上,主體部231于第一開孔2341周圍向內(nèi)凹入形成一溝槽2