在使用時具有高靈活性的眼鏡的制作方法
【專利摘要】在使用時具有高靈活性的眼鏡(1)包括用于測量穿戴者心率的系統，測量系統包括：微控制器(11)、至少一個心率傳感器(12)、用于產生與測量心率有關的可視和/或可聽信號的裝置(13)以及自備電源(14)，測量系統還包括用于相對于適合測量心率的解剖學區域定位所述至少一個傳感器(12)的可調節裝置。
【專利說明】在使用時具有高靈活性的眼鏡
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種在使用時具有高靈活性的眼鏡。
【背景技術】
[0002]因為人的異常可能會是功能紊亂的癥狀或者影響冠狀和/或心血管系統的病理和/或更通常影響循環系統的病理，所以尤其在長時間身體活動期間，監控人的至少一些主要關鍵參數是非常重要的。
[0003]這些病理中的一部分是隱性、無癥狀的，只有早期和及時診斷才可以有助于防止惡化，這有時意味著存在永久性損害并有有時甚至死亡。
[0004]已知幾種類型的眼鏡，這些眼鏡在使用時具有高靈活性并且具有用于測量心率的系統。
[0005]測量系統包括微控制器，至少一個心率傳感器和用于顯示測量心率的裝置與該微控制器連接。
[0006]在已知的許多方案中，心率測量系統不完全整合在眼鏡中，結果是眼鏡的一些功能性部件分散在必須獨立于眼鏡穿戴的其他附件中，例如，應用在皮膚上的電極或連接在帶子上的供電單元。
[0007]因而，對于穿戴者而言，這些方案顯示出是笨重、不舒適和不實際的。
[0008]信號的優化獲取要求正確地定位傳感器并且穩定地保持傳感器的正確位置。然而，傳感器的當前位置取決于各種不同的變量，包括穿戴者頭部的具體解剖學結構和在穿戴眼鏡時所從事的活動類型，這是因為在某些實體的身體活動的情況下，傳感器同樣可能會受到強烈的震動和碰撞并且從適合接收信號的區域移動。
[0009]傳感器從最佳傳感位置的任何移動都會對所獲取的信號產生感染，從而會大大影響測量。因此，在這些情況下，不可能保證測量本身的精確性或可重復性。
[0010]在其他已知方案中，測量系統的包括限制了眼鏡個性化以滿足穿戴者的變化的技術或審美需求的可能性。尤其因為測量系統的組件位于眼鏡的從框架到鏡片的所有功能性部件上，所以會出現這種情況。
【發明內容】
[0011]因此，本發明組本身的技術任務是提供一種眼鏡，該眼鏡具有緊湊、輕質的構造，穿戴舒適、實用并且還能夠結合不同的功能以保證監控穿戴者的心率。
[0012]本發明的另一個目的是實現在使用時具有高靈活性的眼鏡，該眼鏡能夠精確、準確并且反復測量心率，而與穿戴者頭部的解剖學構造和穿戴著穿戴眼鏡時所從事的活動類型無關。
[0013]本發明的再一個目的是提供一種眼鏡，除了具有上述特征以外，該眼鏡還可以使穿戴者個性化以滿足變化的技術或美學需求。根據本發明，利用在使用時具有高靈活性的眼鏡實現技術任務以及這些和其他目的，該眼鏡包括用于測量穿戴者心率的系統，所述測量系統:微控制器、至少一個心率傳感器、用于產生與測量心率有關的可視和/或可聽信號的裝置以及自備電源，其特征在于，所述測量系統還包括用于相對于適合測量心率的解剖學區域定位所述至少一個傳感器的可調節裝置，所述可調節裝置包括所述至少一個傳感器用的至少一個彈性變形支撐部件，所述支撐部件從所述太陽穴部件的內側被框架的太陽穴部件支撐并且構造成朝著所述太陽穴部件的內側彎曲，從而產生傳感器相對于所述解剖學區域的摩擦力，所述支撐部件具有至少在心率測量過程中至少足以防止傳感器相對所述解剖學區域移動的實體。
[0014]有利的是，定位裝置以以下方式構造和布置:不僅使傳感器的位置適應以相對于適合測量心率的解剖學區域定位而與穿戴者頭部的解剖學構造無關，而且還使傳感器保持固定連接在其相對定位的感應區域而與穿戴者在穿戴眼鏡使所從事的活動類型無關。
[0015]實際上，有利的是，定位裝置提供錨具，該錨具在穿戴者突然做出動作或者穿戴者的頭部擺出特殊姿勢時使眼鏡牢固地保持在適當位置。
[0016]因此，如果始終從同一解剖學感應區域獲取信號，那么眼鏡提供了精確的反復的測量，而與穿戴者頭部的解剖學構造和穿戴著穿戴眼鏡時所從事的活動類型無關。
[0017]本申請涉及的心率測量技術可以基于電學、光學或機械/聲學方法。
[0018]優選但不排他的測量技術基于光學方法。
[0019]在優選可采用與基于光學方法的測量技術相結合的優選實施例中，定位裝置包括傳感器用的支撐部件，支撐部件具有彈性變形本體。
[0020]在這種情況下，當穿戴眼鏡時，打算測量心率的穿戴者的解剖學區域所施加的壓力引起支撐部件的彈性彎曲，支撐部件的彈性彎曲產生傳感器相對于所述解剖學區域的接觸力，支撐部件具有至少足以防止傳感器相對所述解剖學區域移動的實體。
[0021]如果傳感器是光學式傳感器，那么可以相對于靜脈或動脈精確而穩定地放置傳感器來調節傳感器的位置，根據具體應用，靜脈或動脈可以是鼻靜脈或動脈、顳淺靜脈或動脈或者耳靜脈或動脈。
[0022]優選的是，為了改進眼鏡的可穿戴性，還可以提供用于調節支撐部件的剛性的裝置。
[0023]本發明的另一個特別有利的方面在于測量系統優選僅與眼鏡的框架連接，這意味著測量系統不會涉及眼鏡的鏡片。
[0024]實際上，在這種情況下，在測量系統與框架中的鏡片之間的構造或者功能特征沒有相互限制，因此獨立于眼鏡的所有其余功能部分取出和更換。
[0025]因此，穿戴者具有更改鏡片的選擇權，從而用僅審美上不同的其他鏡片(太陽鏡、有色鏡片、反射鏡片等)替代它們，或者，例如由于穿戴者視力缺陷的進化而用技術上不同的鏡片代替它們。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]參考附圖，從根據本發明的通過示例性而非限制性方式給出的在使用時具有高靈活性的眼鏡的優選而非排他的實施例的描述中，將會更清楚本發明的附加特征和優點，在附圖中:
[0027]圖1示出眼鏡的正面立體圖；
[0028]圖2示出從穿戴在穿戴者上的眼鏡的上方觀看的俯視圖，其中框架的位于太陽穴部件與前部部件鉸接的區域被剖開；
[0029]圖3示出從眼鏡上方觀看的俯視圖；
[0030]圖4示出框架的位于右側太陽穴部件與框架前部部件鉸接的區域的細節圖，其中箭頭示出用于沿著支撐部件調節傳感器的線性位置的平移方向；
[0031]圖5示出框架的位于左側太陽穴部件與框架前部部件鉸接的區域的細節圖，其中箭頭示出用于沿著支撐部件調節傳感器的線性位置的平移方向；
[0032]圖6和圖7示出框架的位于右側太陽穴部件與框架前部部件鉸接的區域的細節圖，其中箭頭示出傳感器的支撐部件的角度位置的調節；以及
[0033]圖8示出框架的位于左側太陽穴部件與框架前部部件鉸接的區域的細節圖，其中箭頭示出傳感器的支撐部件承受的彎曲，當眼鏡被穿戴時假設支撐部件的其他位置用實線示出而彎曲位置用虛線示出。
【具體實施方式】
[0034]參考附圖，用附圖標記I在整體上表示眼鏡。
[0035]通常，眼鏡包括框架2和兩個鏡片3。
[0036]框架2具有前部部件5和太陽穴部件9，其中前部部件具有兩個開口圓環6和連接圓環6的橋8。
[0037]在這種情況下，框架2包括太陽穴部件9，該太陽穴部件作為通過相應鉸鏈連接在前部部件5上的不同的單獨部件。
[0038]在沒有示出的其他實施例中，可以提供一個鏡片3，框架2可以設計成其各個部分制成一個部件，例如，側部和前部可以制成一個部件，和/或前部部件的圓環可以是封閉的或開放的并且特別的是僅具有下部拱形等。
[0039]出于將會看到的以下原因，在本發明所述的具體實施例中，太陽穴部件9在鄰近框架2的前部部件5的部位具有盒子狀的擴大部分23。
[0040]眼鏡I的鏡片3可以使校正鏡片或太陽鏡片，或者可以是平光的(例如，僅出于審美角度)。
[0041]眼鏡I的特征在于一種測量穿戴者心率的系統，包括微控制器11、至少一個心率傳感器12、用于產生于測量的心率有關的可視和/或可聽信號的裝置13以及自備電源14(通常為電池)。
[0042]基于穿過微血管床并與組織中的血容量脈搏成比例的光照流的變化分析，光學傳感器12優選是光學的并且采用光電容積脈搏波的光學轉換技術。因此，光學傳感器12具有一對裝置:電-光信號轉換器，用作光照福射的發射器(例如，LED);以及光-電信號轉換器，用作光照輻射的接收器(例如，光電二極管或光電晶體管)。為了監控血容量脈搏，這對裝置利用了光束反射原理。每次心跳的血容積的變化確定吸收的光子的量。舉例來說，傳感器12的LED發射器具有中心位于950nm左右的發射光譜，因而傳感器12對700nm-1200nm范圍的波長敏感。
[0043]微控制器11放大并處理來自提供的所有傳感器12的信號；提取在給定時間窗內的平均心率數據，并且根據適當算法對數據進行處理以產生將要發送至裝置13的信息。
[0044]出于人體工程學的原因，微控制器11由兩個不同的電子卡Ila和Ilb組成，并且微控制器11具有與提供的所有傳感器12的接口部分、數據處理部分以及與裝置13的接口部分。
[0045]還優選具有一個與外部電子設備(未示出，例如USB端口)配合作用的接口 20，該接口與微控制器11連接。
[0046]如果裝置13用于產生與測量的心率有關的可視信號，那么裝置13優選包括一個或多個LED13a，而如果用于產生與測量的心率有關的可聽信號，那么優選包括一個或多個蜂鳴器(未不出)。
[0047]當然，在本發明的可能的變形中，除了上面提到設備以外，裝置13還可以包括例如顯示器等用來添加到這些設備中或者替換這些設備。
[0048]測量系統還包括ON按鍵22和可能的其他編程按鍵(未示出)，編程按鍵用于設定個人心率數值的上限和下限閾值，必須基于上下閾值控制裝置13。
[0049]如果沒有提供編程按鍵，那么可以預設閾值。有利的是，測量系統還包括用于相對于測量心率的給定解剖學區域對傳感器12可靠定位的可調節裝置。
[0050]定位裝置具體包括至少一個傳感器12用的支撐部件15。
[0051]支撐部件15具有優選沿著縱軸伸長的彈性變形體。
[0052]參考所述的具體應用，從顳淺靜脈或動脈獲得信號，方便的是，支撐部件15與框架2的太陽穴部件9連接(例如，鉸接)。
[0053]支撐部件15具體由縱向板16形成，縱向板16包括至少一個縱向部分25，縱向板16的靠近框架2的前部部件5的縱向端部16a通過銷釘18鉸接在太陽穴部件9上，而縱向板16的主表面轉向并以很接近的距離朝著太陽穴部件9的盒狀部分23的內表面布置。
[0054]銷釘18以以下方式定向:使板16在其大體所在平面內的碰撞大致平行于太陽穴部件9的盒狀部分23的內表面。
[0055]沿著由支撐部件15的主體形成的平移軌道17支撐傳感器12。
[0056]更確切地說，平移軌道17沿著支撐部件15的縱向延伸。
[0057]通過由銷釘18提供支撐部件15與太陽穴部件9之間的摩擦結合和由平移軌道17提供傳感器12與支撐部件15之間的摩擦結合，可以實現傳感器12的角度位置和線性位置的微調。實際上，對于傳感器12的角度位置的微調，可以在支撐部件15上手動施加旋轉力并且旋轉力大于使支撐部件15保持穩定連接在太陽穴部件9上的摩擦力，而對于傳感器12的線性位置的微調，可以在支撐部件15上手動施加平移力并且平移力大于使傳感器12保持穩定連接在支撐部件15上的摩擦力。
[0058]當然，采用除了摩擦以外原理的調節同樣是可以的，例如，基于兩個連接部分之間提供的卡接配合齒之間的選擇性接合的調節。
[0059]在傳感器12相對于解剖學感應區域定位之后，支撐部件15由于與穿戴者頭部抵觸而受到的彈性彎曲產生接觸力，接觸力在任何情況下都必然使傳感器12穩定連接在解剖學感應區域上，而與穿戴者是否活動或者從事一定強度的身體活動無關。
[0060]在這方面，為了改善眼鏡的可穿戴性和舒適性，還可以提供調節支撐部件15的剛性的裝置。
[0061]這種調節裝置(在所述實施例中未示出)還包括適合改變支撐部件15的對彈性彎曲有效部分的長度的任何部件。
[0062]優選的是，如圖所示，至少提供第二傳感器12，該第二傳感器由與相對太陽穴部件9關聯的第二支撐部件15支撐。
[0063]優選的是，第二支撐部件15在構造上和在功能上與前述支撐部件相同。
[0064]優選的是，第二傳感器12在構造上和在功能上也與前述傳感器相同。
[0065]當然，傳感器12的支撐部件15的構造和定位可以根據選擇用于獲取信號的解剖學區域而變化。
[0066]在剛剛示出的情況請下，支撐部件15位于沿著太陽穴部件9靠前的位置，使得傳感器12的位置大致上抵靠在太陽穴上。
[0067]然而，如果優選從后側耳靜脈或動脈獲取信號，那么支撐部件15會再次與框架2的太陽穴部件9關聯，但是位于明顯比所呈現的支撐部件更靠后的位置，以便從表面顳淺靜脈或動脈獲取信號；在這種情況下，實際上，當穿戴著戴著眼鏡時，傳感器12必須大致上位于耳廓的后面。
[0068]如果希望改為從鼻靜脈或動脈獲取信號，那么支撐部件可以與框架的前部部件關聯并位于抵靠在鼻子上的區域中。
[0069]有利的是，測量系統在整體上與框架2連接。
[0070]自備電源14和微控制器11嵌入安裝在由框架2提供的專用殼體中，具體位于太陽穴部件9的擴大盒狀部分23中。
[0071]產生可視信號的裝置13依次結合在太陽穴部件9的盒狀部分23中，而產生可聽信號的裝置13位于太陽穴部件9的遠離框架2的前部部件5的端部。
[0072]用于使自備電源14與微控制器11連接的電線26沿著太陽穴部件9、橋8以及框架2的前部部件5的圓環6的上部拱形部分延伸。
[0073]具體地說，框架2具有具有用于電線26通過的管道19。
[0074]用于使傳感器12與微控制器11的電線27可以改為在支撐部件15與太陽穴部件9的擴大盒狀部分23的內表面之間提供的空間中延伸。
[0075]與接口 20 —樣，ON按鍵22和其他編程按鍵(如果提供)優選安裝在太陽穴部件9的擴大盒狀部分23上。
[0076]測量系統的部件以在框架2的右半部與左半部之間獲得配重平衡的方式分布在框架2中。
[0077]鏡片被排除在與測量系統的任何構造或功能連接之外，使得鏡片可以根據需要更換而不需要以任何方式作用于測量系統本身。
[0078]根據本發明的眼鏡的功能從已經描述和示出的部分顯現，具體地說，基本如下:
[0079]在身體活動過程中，提供的所有傳感器12將與測量心率有關的信號發送至微控制器11。
[0080]在兩個傳感器12的情況下，微控制器11將確定作為平均測量值的心率數值。這能夠實現更精確的心率評估。
[0081]微控制器11處理每一個LED 13a的控制信號，和每一個蜂鳴器的控制信號(如果存在)。
[0082]LED 13a的控制信號優選用來選擇光照脈沖的顏色:例如，如果測量心率低于下限閾值，那么控制信號將激活綠色LED 13a，如果測量心率在下限閾值與上限閾值之間，那么控制信號將激活黃色LED 13a，如果測量心率高于上限閾值，那么控制信號將激活紅色LED I3aο
[0083]對于蜂鳴器而言，控制信號能夠改變發出聲音的頻率和/或長度和/或強度。
[0084]在實際中，已經確定的是，由于結合了非常可靠且精確的監控穿戴者心率的系統的事實，根據本發明的眼鏡尤其是有利的。
[0085]這樣構思的眼鏡允許各種修改和變形，所有修改和變形都落入本發明概念的范圍；然而，所有細節都可以用技術等同的部件替換。在實際情況中，所使用的材料和尺寸可以是根據需要和現有技術的任何材料和尺寸。
【權利要求】
1.在使用時具有高靈活性的眼鏡(I)包括用于測量穿戴者心率的系統，所述測量系統包括:微控制器(11)、至少一個心率傳感器(12)、用于產生與測量心率有關的可視和/或可聽信號的裝置(13)以及自備電源(14)，其特征在于，所述測量系統還包括用于相對于適合測量心率的解剖學區域定位所述至少一個傳感器(12)的可調節裝置，所述可調節裝置包括所述至少一個傳感器(12)用的至少一個彈性變形支撐部件(15)，所述支撐部件(15)從所述太陽穴部件(9)的內側被框架(2)的太陽穴部件(9)支撐并且構造成朝著所述太陽穴部件(9)的內側彎曲，從而產生傳感器相對于所述解剖學區域的摩擦力，所述支撐部件具有至少在心率測量過程中至少足以防止傳感器相對所述解剖學區域移動的實體。
2.根據前述權利要求所述的在使用時具有高靈活性的眼鏡(I)，其特征在于，所述測量系統僅與所述眼鏡的框架(2)連接。
3.根據前述任一項權利要求所述的在使用時具有高靈活性的眼鏡(I)，其特征在于，所述眼鏡具有用于調節所述支撐部件(15)的剛性的裝置。
4.根據前述任一項權利要求所述的在使用時具有高靈活性的眼鏡(I)，其特征在于，所述傳感器(12)通過所述支撐部件(15)以可滑動的方式支撐。
5.根據前述任一項權利要求所述的在使用時具有高靈活性的眼鏡(I)，其特征在于，所述傳感器(12)為光學式。
6.根據前述任一項權利要求所述的在使用時具有高靈活性的眼鏡(I)，其特征在于，所述支撐部件(15)通過鉸鏈與框架(2)的所述太陽穴部件(9)接合。
7.根據前述任一項權利要求所述的在使用時具有高靈活性的眼鏡(I)，其特征在于，所述支撐部件(15)由至少具有縱向部分(25)的縱向板(16)形成。
8.根據前述任一項權利要求所述的在使用時具有高靈活性的眼鏡(I)，其特征在于，所述傳感器(12)沿著由所述支撐部件(15)主體形成的平移軌道(17)支撐。
9.根據前述權利要求所述的在使用時具有高靈活性的眼鏡(I)，其特征在于，所述平移軌道(17)沿著所述支撐部件(15)的縱向延伸。
10.根據前述任一項權利要求所述的在使用時具有高靈活性的眼鏡(I)，其特征在于，所述眼鏡對框架(2)的每一個太陽穴部件(9)均具有至少一個傳感器(12)。
11.根據前述權利要求所述的在使用時具有高靈活性的眼鏡(I)，其特征在于，用于使自備電源(14)與微控制器(11)連接的電線沿著所述框架(2)的內槽(19)延伸。
12.根據前述任一項權利要求所述的在使用時具有高靈活性的眼鏡(I)，其特征在于，具有與外部電子設備配合作用的至少一個接口(20)，所述接口與微控制器(11)連接。
13.根據前述項權利要求所述的在使用時具有高靈活性的眼鏡(I)，其特征在于，所述接口(20)設置在框架(2)的太陽穴部件(9)中。
【文檔編號】G02C5/16GK104519785SQ201380023617
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2012年11月16日
【發明者】M·卡拉拉 申請人:M·卡拉拉