耳塞、使用該耳塞的生理機能量測耳機及其量測方法
【專利說明】
所屬技術領域
[0001]本發明是有關一種耳塞、使用該耳塞的生理機能量測耳機及其量測方法，特別是涉及一種用來擷取耳道內光體積變化信號的耳塞與使用該耳塞的生理機能量測耳機及其量測方法。
【背景技術】
[0002]利用心率變異度(Heart Rate Variability HRV)能夠察覺個人自律神經(Autonomic Nervous System, ANS)在時間上的變化,舉凡各種內臟功能、血壓、情緒變化乃至生活壓力等都與自律神經系統的調節相關，因此若能及早察覺自律神經的變異，能夠及早注意個人的健康狀態，預防個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域分析法與頻譜分析法。時域分析法是以統計學的計算方法來求出心跳測量期間內的變異度，而頻譜分析法是將過程中心跳波動的變化轉換為頻率信號以做解讀。
[0004]心率變異度與心跳率(Heart Rate)有關，心跳率能夠作為運動強度設定的主要指標，以得知個人所能承受的訓練強度進而適時增加或減少運動量，使運動更安全有效率。
[0005]一種現有的脈搏監測耳機，用以監測心率變異度及心跳率，其包括一耳機、一光源及一光傳感器，耳機具有一透光材質的耳塞，其是將耳機置入耳道內形成暗房，接著令光源穿透耳塞，在照射耳道內的皮膚后反射，再由光傳感器感應光源于一段時間內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]運動時，使用者配戴脈搏監測耳機來監控心跳率的變化，以維持較佳的運動強度，藉以達到較安全有效率的訓練，如慢跑，為了能持續長時間跑動或是維持一定的運動強度，能夠利用脈搏監測耳機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，會受到耳塞材質以及透光度的影響而產生誤差。再者，運動時身體勢必會產生震動，此時耳機于耳道內隨著身體震動時，會間歇性的與耳道內壁產生縫隙，該縫隙將使耳道外的光源進入耳道內，使光傳感器無法準確測量耳道內的光體積變化，產生另一誤差。
[0008]因此本發明耳塞與使用該耳塞的生理機能量測耳機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透光率的干擾，以及排除震動時的誤差信號。
【發明內容】
[0009]本發明的目的是針對所述現有的缺陷而提供一種耳塞、使用該耳塞的生理機能量測耳機及其量測方法，能夠排除耳塞材質透光率與震動產生的誤差。
[0010]本發明公開一種使用該耳塞的生理機能量測耳機，包括:一耳機殼；一耳塞，設置于耳機殼的一側，耳塞上形成一光穿透部；一光探組件，設置于耳塞內，光探組件與光穿透部對應設置；以及一處理器模塊，耦接光探組件。
[0011 ] 作為進一步的改進，所述耳機殼一側延伸出一支架，支架上形成貫穿的通口，光探組件容納于支架內，耳塞固定于支架外圍，光探組件和光穿透部與通口對應設置。
[0012]作為進一步的改進，所述支架形成有一安裝孔，光探組件容納于安裝孔內，支架上設有一環形桿，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，環形桿設置于支架頂端，組合塊容納于通口。
[0013]作為進一步的改進，所述耳塞具有一主體部，為不透光材質，主體部內由底面垂直延伸出一圓柱狀的內圈，所述光穿透部包括至少一第一開孔以及至少一第二開孔，第一開孔設置于主體部上，第二開孔與第一開孔相對設置于內圈上，主體部頂面周緣向內垂直延伸一遮光片。
[0014]作為進一步的改進，生理機能量測耳機還包括一加速度計，加速度計能夠設置于耳機殼內或是耳塞內，并與處理器模塊連接。
[0015]本發明公開一種耳塞，使用于生理機能量測耳機，生理機能量測耳機包括一耳機殼，該耳塞設置于耳機殼的一側，耳塞內設置一光探組件，光探組件耦接一處理器模塊，包括:一光穿透部，與光探組件對應設置。
[0016]作為進一步的改進，所述耳塞具有一主體部，為不透光材質，主體部內由底面垂直延伸出一圓柱狀的內圈，所述光穿透部包括至少一第一開孔以及至少一第二開孔，第一開孔設置于主體部上，第二開孔與第一開孔相對設置于內圈上，主體部頂面周緣向內垂直延伸一遮光片。
[0017]本發明生理機能量測耳機的量測方法包括:
首先，提供受測者將生理機能量測耳機的一耳塞置入耳道內；
再者，透過光探組件的光源穿過耳塞的光穿透部后，打入耳道內并擷取耳道內的光體積變化信號；
最后，微處理器從所擷取的光體積變化信號計算出一生理信息。
[0018]作為進一步的改進，所述生理機能量測耳機的本實施例的量測方法，包括在耳塞置入耳道內之后，利用微處理器接收一加速度計所感應的位移信號，再者，微處理器根據位移信號的數值控制光探組件開關。
[0019]作為進一步的改進，所述的生理機能量測耳機量測方法在耳塞置入耳道內之后，微處理器同時擷取一加速度計的位移信號與光體積變化信號，之后，微處理器根據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，本發明生理機能量測耳機通過光穿透部將光源集中在耳道內一較窄的區域，并減少介質對光線的干擾，以及利用加速度計排除震動造成的干擾，能夠有效提高精準度。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明生理機能量測耳機的立體圖。
[0022]圖2是圖1所示生理機能量測耳機的立體分解圖。
[0023]圖3是圖1所示生理機能量測耳機的組合示意圖。
[0024]圖4是圖1所示生理機能量測耳機的耳塞的剖面圖。
[0025]圖5是本發明機能量測耳機的量測方法的流程圖。
[0026]圖6是本發明機能量測耳機的量測方法的另一實施例流程圖。
[0027]圖中各附圖標記說明如下。
[0028]生理機能量測耳機I耳機殼10 第一聲孔11入耳部20 支架21安裝孔211 通口212環形桿22 底面221第二聲孔222 組合塊223耳塞23 主體部231內圈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 揚聲器30光感測模塊40 內隔圈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轉換器44加速度計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。
【具體實施方式】
[0029]為詳細說明本發明的技術內容、構造特征、所達成目的及功效，以下茲舉例并配合附圖詳予說明。
[0030]生理機能量測耳機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與震動產生的誤差。請參閱圖1及圖2，生理機能量測耳機I包括一耳機殼10、一入耳部20、一揚聲器30、一光感測模塊40、一加速度計50及一處理器模塊60。入耳部20設置于耳機殼10的一側，內部與耳機殼10相連通，加速度計50與光感測模塊40設置于入耳部20內并耦接處理器模塊60，揚聲器30設置于耳機殼10內并耦接處理器模塊60。入耳部20包括一耳塞23，在其他實施例中，加速度計50能夠設置于耳機殼10內或是入耳部20的耳塞23內，并與處理器模塊60連接。
[0031]耳機殼10上形成一與揚聲器30表面相對的第一聲孔11。
[0032]入耳部20包括一支架21、一環形桿22及所述一耳塞23。支架21由耳機殼10 —側的第一聲孔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]環形桿22，是選用透光材質，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，環形桿22設置于支架21頂端，組合塊223容納于通口 212。在具體實施時，組合塊223為透光材質，底面221能夠是不透光材質。
[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，主體部231內由底面垂直延伸出一圓柱狀的內圈232，內圈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以及內圈232上形成一光穿透部234，其是做為光線的進出口，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設置于主體部231上，第二開孔2342與第一開孔2341相對設置于內圈232上,主體部231于第一開孔2341周圍向內凹入形成一溝槽2