穿戴式设备的光感装置制造方法及图纸

一种穿戴式设备的光感装置，包含能够相对一个皮肤表层在一个第一远端位置与一个近端位置间移动的一个金属件、朝该皮肤表层发射光及接收反射光的一个光感单元、收敛发射光的散射角度的一个导光单元，及与该光感单元、该金属件电连接的一个控制单元。该控制单元在该金属件位于该近端位置或该第一远端位置时读取一个紧配合信号或一个第一回应信号，然后，根据该感测信号计算出与心率相关的一个测量值，及根据该第一回应信号执行预设的一个动作指令。借此，以该导光单元减少光的散射与干扰，及以该金属件回馈的信号，在不因为调整穿戴松紧度而影响穿戴舒适性的情形下，提升计算心率时的稳定性与可靠性。

【技术实现步骤摘要】
穿戴式设备的光感装置
本专利技术涉及一种光感装置，特别是涉及一种穿戴式设备的光感装置。
技术介绍
一般来说，监测心率通常分为三种方法，第一种方式，是光电检测法，主要是利用反射的光线，检测血管中的血液因为微小波动所产生的变化；第二种方式，是侦测心电信号的方法，原理和心电图类似，主要是将电极定位于胸膛并侦测心电脉冲讯号，缺点是易受电磁干扰，且电极必须紧贴皮肤，这对运动佩戴来说是致命问题；第三种方式，是振动式测量法，主要是通过高精度的传感器捕捉心跳引起身体的震动，缺点是不适合运动时佩戴。而市面上主流的穿戴式装置，如光感版的小米手环、AppleWatch大致都采用光电检测法，主要原因是耗电量低、组件成本相对较低，但是，光电检测法在信号抽样时，最直接的影响，莫过于穿戴者因为穿戴舒适性，而选择不同配戴松紧度所产生的差异，有信号不稳而造成可靠性及稳定性不足的缺点。虽然，各家厂商都有特殊的补偿式设计，例如使用“光”来测量距离的变化，惟，除了会增加耗电量外，缩短穿戴式装置的待机时间外，且重要的是，使用光来测量与皮肤的间距有太多限制，例如容易因为肤色、皮肤深浅、刺青等，而同样会有信号不稳的问题。再者，如图1所示，前述光电检测法通常都在邻近的位置，设置有发射光的至少一个光发射器91，及接收反射光的一个光接收器92。惟，由于光发射时会散射，因此，该光接收器92在接收光时，很容易因为邻近该光发射器91，而直接受到散射光911所形成的强干扰源，影响信号的准确度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够提升可靠性与稳定性的穿戴式设备的光感装置。本专利技术的穿戴式设备的光感装置，适用于感测动物的心跳变化，该动物包含一个皮肤表层，该光感装置包含：一个金属件、一个光感单元、一个导光单元，及一个控制单元。该光感单元包括沿一条光轴方向朝该皮肤表层发射光的至少一个光发射器，及用于接收反射光的至少一个光接收器，该光接收器送出一个感测信号。该导光单元相对该光发射器而收敛发射光的散射角度，使发射光朝该皮肤表层行进。该控制单元与该光感单元、该金属件电连接，且在该金属件位于该近端位置时读取一个紧配合信号，在该金属件位于该第一远端位置时读取一个第一回应信号，然后，根据该感测信号计算出与心率相关的一个测量值，及根据对应该第一回应信号执行预设的一个动作指令。本专利技术的穿戴式设备的光感装置，本专利技术的穿戴式设备的光感装置，本专利技术的穿戴式设备的光感装置，该金属件还包括环绕该光发射器的发射端且界定出该穿口的一个反射环面，该反射环面能够反射光，使光偏向该光轴而朝该皮肤表层行进。本专利技术的穿戴式设备的光感装置，该反射环面与该平面相隔一个夹角，且该夹角大于90度。本专利技术的穿戴式设备的光感装置，该导光单元包括至少一个导光柱，该导光柱相对该光发射器的发射端，而位于该光发射器与该皮肤表层间。本专利技术的穿戴式设备的光感装置，该导光单元还包括填充在该光发射器的发射端与该导光柱间的一个光传导介质，该光传导介质的折射率与该导光柱的折射率误差值介于-0.5～0.5。本专利技术的穿戴式设备的光感装置，该光感单元包括数个光发射器，该金属还包括数个穿口，且该导光单元包括数个导光柱，每一个穿口供对应的光发射器穿置，每一个导光柱相对对应的光发射器的发射端，而位于对应的光发射器与该皮肤表层间。本专利技术的穿戴式设备的光感装置，该导光单元还包括可透光且覆盖该光感单元的一个面板，该导光柱设置在该面板与该光发射器间。本专利技术的穿戴式设备的光感装置，该导光单元的面板与该导光柱一体成型，且为塑胶材料。本专利技术的穿戴式设备的光感装置，该第一回应信号、该紧配合信号分别由对应产生的电容值、电感值、电阻值其中的一个经模拟转换而成。本专利技术的穿戴式设备的光感装置，该金属件还进一步位于不与该皮肤表层产生电感应的一个脱离位置，在该金属件位于该脱离位置时，该控制单元读取一个脱离信号，并根据该脱离信号判断该穿戴式设备脱离该该皮肤表层。本专利技术的穿戴式设备的光感装置，该控制单元在读取该脱离信号后，控制该光感单元停止感测动作。本专利技术的穿戴式设备的光感装置，该控制单元执行的该动作指令是根据对应该第一回应信号的一个第一补偿机制，以该测量值为基础，计算出一个第一心率值。本专利技术的穿戴式设备的光感装置，该第一补偿机制以提升光的能量为手段，在该金属件位于该第一远端位置时，该光感单元所需的光的能量大于在该金属件位于该近端位置时，该光感单元所需的光的能量。本专利技术的穿戴式设备的光感装置，该金属件还进一步位于该皮肤表层与该第一远端位置间的一个第二远端位置，且在该金属件位于该第二远端位置时，该控制单元读取一个第二回应信号，并根据对应该第二回应信号的一个第二补偿机制，以该测量值为基础，计算出一个第二心率值。本专利技术的穿戴式设备的光感装置，该第二补偿机制以提升光的能量为手段，在该金属件位于该第一远端位置时，该光感单元所需的光的能量大于在该金属件位于该第二远端位置时，该光感单元所需的光的能量大于在该金属件位于该近端位置时，该光感单元所需的光的能量。本专利技术的穿戴式设备的光感装置，该控制单元执行的动作指令是根据该第一回应信号产生一个警示讯息，用于警示该载体与该皮肤表层间距异常。本专利技术的穿戴式设备的光感装置，该穿戴式设备包括安装有该光感装置的一个载体，及设置在该载体的一个警示器，该警示讯息通过该警示器传播。本专利技术的穿戴式设备的光感装置，该警示讯息可以是声、光、文字、图形、振动其中一种。本专利技术的穿戴式设备的光感装置，包含与该控制单元电连接且用于与一个第三方通讯的一个通讯模块，且该控制单元还进一步根据该第一回应信号，通过该通讯模块传送该警示讯息给该第三方，供该第三方协助调整该载体与该皮肤表层间隙。本专利技术的功效在于：以该导光单元减少光的散射与干扰，及以该金属件回馈的信号，在不因为调整穿戴松紧度而影响穿戴舒适性的情形下，提升计算心率时的稳定性与可靠性。附图说明本专利技术的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：图1是一个示意图，说明一般现有光电检测法的一个光发射器发射光与一个光接收器接收光的情形；图2是一个立体图，说明本专利技术穿戴式设备的光感装置的一个第一实施例；图3是该第一实施例的一个方块图；图4是该第一实施例的一个仰视图；图5是该第一实施例的一个剖面分解示意图；图6是该第一实施例的一个剖面示意图；图7是一个示意图，说明该第一实施例与一个皮肤表层的位置关系；及图8是一个方块图，说明本专利技术穿戴式设备的光感装置的一个第二实施例。具体实施方式在本专利技术被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。参阅图2至图5，本专利技术穿戴式设备的光感装置的一个第一实施例，该光感装置安装在一个穿戴式设备1。该穿戴式设备1在本施例为一个手环，并包含能够环绕动物的皮肤表层2的一条环带11，及依附在该环带11上的一个载体12。该光感装置包含一个金属件3、一个光感单元4、一个导光单元5，及一个控制单元6。该金属件3设置在该载体12，并包括面向该皮肤表层2的一个平面31、贯穿该平面31的一个贯口32、贯穿该平面31的两个穿口33，及界定出对应的穿口33的两个反射环面34。该反射环面34与该平面31相隔一个夹角θ，且该夹角θ大于90度。该金属件3随该环带11的松紧变化，在能够与该皮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种穿戴式设备的光感装置，适用于感测动物的心跳变化，该动物包含一个皮肤表层，其特征在于：该穿戴式设备的光感装置包含：一个金属件，在能够与该皮肤表层产生电感应的一个近端位置与一个第一远端位置间移动，在该近端位置时，该金属件邻近该皮肤表层，在该第一远端位置时，该金属件远离该皮肤表层；一个光感单元，包括沿一条光轴方向朝该皮肤表层发射光的至少一个光发射器，及用于接收反射光的至少一个光接收器，该光接收器送出一个感测信号；一个导光单元，相对该光发射器而收敛发射光的散射角度，使发射光朝该皮肤表层行进；及一个控制单元，与该光感单元、该金属件电连接，且在该金属件位于该近端位置时读取一个紧配合信号，在该金属件位于该第一远端位置时读取一个第一回应信号，然后，根据该感测信号计算出与心率相关的一个测量值，及根据该第一回应信号执行预设的一个动作指令。

【技术特征摘要】
2016.11.10 TW 1051366031.一种穿戴式设备的光感装置，适用于感测动物的心跳变化，该动物包含一个皮肤表层，其特征在于：该穿戴式设备的光感装置包含：一个金属件，在能够与该皮肤表层产生电感应的一个近端位置与一个第一远端位置间移动，在该近端位置时，该金属件邻近该皮肤表层，在该第一远端位置时，该金属件远离该皮肤表层；一个光感单元，包括沿一条光轴方向朝该皮肤表层发射光的至少一个光发射器，及用于接收反射光的至少一个光接收器，该光接收器送出一个感测信号；一个导光单元，相对该光发射器而收敛发射光的散射角度，使发射光朝该皮肤表层行进；及一个控制单元，与该光感单元、该金属件电连接，且在该金属件位于该近端位置时读取一个紧配合信号，在该金属件位于该第一远端位置时读取一个第一回应信号，然后，根据该感测信号计算出与心率相关的一个测量值，及根据该第一回应信号执行预设的一个动作指令。2.根据权利要求1所述的穿戴式设备的光感装置，其特征在于：该金属件包括面向该皮肤表层的一个平面，该光发射器具有朝向该皮肤表层的一个发射端，该光接收器具有朝向该皮肤表层的一个接收端。3.根据权利要求2所述的穿戴式设备的光感装置，其特征在于：该金属件还包括贯穿该平面且供该光接收器穿出的至少一个贯口，及供该光发射器穿置的至少一个穿口。4.根据权利要求3所述的穿戴式设备的光感装置，其特征在于：该金属件还包括环绕该光发射器的发射端且界定出该穿口的一个反射环面，该反射环面能够反射光，使光偏向该光轴而朝该皮肤表层行进。5.根据权利要求4所述的穿戴式设备的光感装置，其特征在于：该反射环面与该平面相隔一个夹角，且该夹角大于90度。6.根据权利要求3所述的穿戴式设备的光感装置，其特征在于：该导光单元包括至少一个导光柱，该导光柱相对该光发射器的发射端，而位于该光发射器与该皮肤表层间。7.根据权利要求6所述的穿戴式设备的光感装置，其特征在于：该导光单元还包括填充在该光发射器的发射端与该导光柱间的一个光传导介质，该光传导介质的折射率与该导光柱的折射率误差值介于-0.5～0.5。8.根据权利要求7所述的穿戴式设备的光感装置，其特征在于：该光感单元包括数个光发射器，该金属件包括数个穿口，且该导光单元包括数个导光柱，每一个穿口供对应的光发射器穿置，每一个导光柱相对对应的光发射器的发射端，而位于对应的光发射器与该皮肤表层间。9.根据权利要求6所述的穿戴式设备的光感装置，其特征在于：该导光单元还包括可透光且覆盖该光感单元的一个面板，该导光柱设置在该面板与该光发射器间。10.根据权利要求9所述的穿戴式设备的光感装置，其特征在于：该导光单元的面板与该导光柱一体成型，且为塑胶材料。11.根据权利要求1所述的穿戴式设备的光感装置，其特征在于：该第一回应信号、该紧配合信号分别由对应产生的电容值、电感值、电阻值其中的一个经模拟转换而成。12.根据权利要求1所述的穿戴式设备的光感装置，其特征在于：该金属件还进一步位于不与该皮肤表层产生电感应的一个脱离位置，在该金属件位于该脱离位置时，该控制单元读取一个脱离信号，并根据该脱离信号判断该穿戴式设备脱离该该皮肤表层。13.根据权利要求12所述的穿戴式设备的光感装置，其特征在于：该控制单元在读取该脱离信号后，控制该光感单元停止感测动作。14.根据权利要求1所述的穿戴式设备的光感装置，其特征在于：该控制单元执行的该动作指令是根据对应该第一回应信号的一个第一补偿机制，以该测量值为基础，计算出一个第一心率值。15.根据权利要求14所述的穿戴式设备的光感装置，其特征在于：该第一补偿机制以提升光的能量为手段，在该金属件位于该第一远端位置时，该光感单元所需的光的能量大于在该金属件位于该近端位置时，该光感单元所需的光的能量。16.根据权利要求15所述的穿戴式设备的光感装置，其特征在于：该金属件还进一步位于该皮肤表层与该第一远端位置间的一个第二远端位置，且在该金属件位于该第二远端位置时，该控制单元读取一个第二回应信号，并根据对应该第二回应信号的一个第二补偿机制，以该测量值为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永文，李扬汉，
申请(专利权)人：心动生技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71