CN100333686C

CN100333686C - 可佩戴式心跳测量装置

Info

Publication number: CN100333686C
Application number: CNB2004100685645A
Authority: CN
Inventors: 岩见谷宏; 贝沼满; 青木一男; 牛山和人
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2004-08-30
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2024-08-30
Also published as: CN1589733A; US20050049514A1; US7314450B2

Abstract

可佩戴式心跳测量装置是通过将手表类心跳监测装置戴在手腕上来执行的。心跳监测器用腕带围绕手腕戴在手腕的顶部。所述的腕带具有非柔性延伸部分，为了提高脉动力的传送效率，所述非柔性延伸部分相对于手腕以预定角度和预定宽度从心跳监测器延伸，以便在手腕的顶部和所述的腕带之间保持预定空间，所述的脉动力最初在位于手腕底部的腕带部分感受到。所述的腕带还具有柔性部分。延伸部分的预定角度和预定宽度也使柔性部分易于在手腕接触腕带的位置形成平坦区域。在优选实施例中，在佩戴时，所述的腕带的宽度超过手腕的宽度。

Description

可佩戴式心跳测量装置

发明领域

本发明通常涉及可佩戴式心跳测量装置，并且更具体的是涉及一种可以带在手腕上的包含两室腔室的心跳测量装置的手表。

背景技术

便携式心脏监测装置和血压监测装置已经众所周知。这些监测装置中的一些包含表的功能并且佩戴在使用者的手腕上。表上的显示器指示时间和日期。另外，使用者选择一定的模式来监测血压和心跳。例如，如在日本专利Hei8-299292中公开的那样，使用者选择心跳监测模式后，显示器指示每分钟的心跳次数。然而，为了测量心跳，使用者必须另外将一个小套箍戴在指尖上。

日本专利公开62-292137中公开了血压监测器的另一个例子。手表包含血压监测器。一种可膨胀管状套箍包含在腕带或表带中。所述套箍与压力测量室连接，并且在压力室中设置压力传感器。选择血压测量模式后，为了使套箍膨胀压住手腕上的动脉，使用者用手将空气泵入套箍中。间断膨胀的套箍包含空气，其压力可以通过压力传感器测量。通过计算所测量压力的变化来将血压显示于显示器上。

如上所述，在现有技术中，为了测血压或者心跳，使用者必须执行其他的动作，根据上述例子，为了测量心跳使用者必须佩戴另外的套箍或者为了测量血压必须将空气泵入套箍中。

另外，上述现有技术会遇到噪音干扰。噪音的一个来源与手腕的运动有关。为了测量血压，必须将套箍围绕手腕的整个圆周充分膨胀以便测定各动脉中压力的变化。因为轻轻接触的话，手腕的一些运动也会引起不希望的、不明显的压力变化。噪声的另一来源与非动脉引起的弱的高频成分有关。

基于上述原因，仍旧需要研发一种通过可佩戴式手表而不需要任何附加的部件来高精度测量动脉运动的方法、装置和系统来测量动脉运动。

发明内容

为了解决上述问题或其他的问题，依据本发明的第一方面，一种心跳测量装置，包括：第一单元，其具有用于形成第一腔室的第一柔性封闭区域，所述第一腔室内的压力响应于外部作用压力而变化；第二单元，其具有用于形成第二腔室的第二封闭区域，所述第二封闭区域与第一腔室相邻设置，所述第二腔室具有用于产生表明压力变化的信号的压敏元件；以及位于所述第一单元和第二单元之间的分隔壁，所述分隔壁具有用于将所述第一腔室和第二腔室连通的连通孔。

反映了本发明的特征的这些和种种其他的优点和新颖特征在此所附的权利要求中更具体地体现并且形成本发明的一部分。然而，为了更好地理解本发明、其优点、以及通过对其使用而达到的目的，应该参考形成本发明另一部分的附图，和伴随的描述性内容，其中举例说明并描述了本发明的一个优选实施例。

附图说明

图1示出依据本发明的心跳测量表装置的一个优选实施例的正视图。

图2示是一个框图，示出了依据本发明的心跳测量表装置的一些部件。

图3示出沿本发明第一优选实施例中的心跳测量表装置的图1中的III-III线观察的横截面视图。

图4示出依据本发明第二优选实施例的心跳测量表装置的横截面视图。

图5示出依据本发明第三优选实施例心跳测量表装置的横截面视图。

图6示出依据本发明第四优选实施例心跳测量表装置的横截面视图。

图7A示出依据本发明的分离的心跳检测单元的第一优选实施例的放大横截面视图。

图7B示出依据本发明的压敏元件和薄金属板的另一放大横截面视图。

图8A示出了依据本发明的分离的心跳检测单元的第二优选实施例的放大横截面视图。

图8B示出了依据本发明的压敏元件和薄金属板的另一放大的横截面视图。

图9示出了依据本发明的分离的心跳检测单元的顶视图。

图10示出了在根据本发明的心跳检测单元中，压敏元件的灵敏度和连通孔尺寸之间的关系。

图11A和11B示出了当用本发明的第二优选实施例的心跳测量表装置进行测量时的示例性的心跳数据。

图11C和11D示出了当用本发明的第二优选实施利的心跳测量表装置进行测量时的示例性的心跳数据。

图12为依据本发明的监测心跳优选处理过程中所涉及的一般步骤的流程图。

图13示出了依据本发明的心跳测量结果的示例性显示输出。

图14为依据本发明的监测心跳的优选处理过程中所涉及的详细步骤的流程图。

图15示出了在依据本发明进行心跳测量的过程中心跳测量表装置的显示单元显示的示例性信息。

具体实施方式

根据对参考文献引用，本申请将对应的本申请请求优先权的外国优先权文献(2003-209554，2003-385271)结合在此。

现在参考附图，其中相同的附图标记在所有附图中代表对应的结构，并且具体参考图1，示出了本发明的心跳测量表装置100的一个优选实施例的正视图。心跳测量表装置100包括表壳2和可拆卸地围绕使用者的手腕佩戴的腕带4，所述两个腕带4中每一个的一端连接到表壳2的突出部分或者延伸壳体部分12上，并且表带4的另一端可以通过在图1中未示出的扣子或者一些其他的装置相互连接。延伸壳体部分12从表壳2的一个边缘围绕手腕伸出以便为表壳2提供一定的宽度。上述表壳宽度允许使用者通过腕带4以一定的方式将心跳测量表装置100围绕手腕佩戴，上述方式将在后面结合横截面示图进行描述。在下面包含该方式的优选实施例中，腕带4、表壳2及延伸壳体部分12或其等同物的宽度定义为从图1所示的顶部沿III-III线的佩带方向上观察时腕带4、延伸壳体部分12和表壳2或其等同物的组合宽度。尽管腕带4可以弯曲，但是它们是由非弹性材料制成以便在将腕带4以足够紧的方式围绕手腕佩戴时，由脉搏或者心跳产生的力可以通过腕带4传递。

仍旧参考图1，心跳测量表装置100还包括用于显示不同信息的显示单元25。显示单元25由显示装置如液晶显示器(LCD)来执行，并安装在表壳2的上面或者内部。所述信息包括对时间、日期、心跳和预定的其他项的组合。该信息也可以由使用者通过选择键或开关2A1-2A4发出命令来进行选择。为了启动所需的命令如心跳测量过程或者为了响应由心跳测量表装置100显示的信息，通过选择键2A1-2A4的预定组合使用者可以调整诸如时间和日期这样的信息。尽管在该预选实施例中示出了从2A1-2A44个选择键，然而根据本发明，选择键的数目并不限定于某一数目。另外，显示单元25响应于使用者的命令或者一亮度水平而随意点亮以便在黑暗中读取显示信息。

图2是一个框图，示出了依据本发明的心跳测量表装置100的一些部件。下面的预定部件或单元位于心跳测量表装置100的表壳2的内部或者周围。通常，中央处理单元(CPU)101接收使用者通过输入控制单元102的输入并通过执行随机存取存储器(RAM)105中的一预定的软件程序来启动一对应的任务。在其他状态下，该CPU101命令显示控制单元103输出显示。响应于该显示输出，使用者输入命令。所述的软件程序包括用于保持时间和日期的和用于测量心跳的系统/应用程序。这些程序存储在只读存储器(ROM)106，并且CPU101响应于一命令将RAM105中的软件程序读进RAM中。使用者命令中的一个将启动心跳检测单元或者心跳监测器3的心跳测量。心跳检测单元3从压敏元件38接收信号后，心跳检测单元3将数据发送给CPU101和对应的心跳测量软件程序。完成心跳测量后，CPU101有选择地命令显示控制单元103显示测量结果。振荡器109产生用于表功能的振动信号。该振动信号被输入到时钟电路108，并且CPU也有选择地命令显示器控制单元103输出时间和/或日期信息。除了振荡电路109和压敏元件38外，上述单元或部件通过公共总线113相互直接连接。

现在参考图3，示出了沿本发明第一优选实施例中的心跳测量表装置100图1中的III-III线观察的横截面视图。心跳检测单元3安装于时间保持单元1的底表面上，时间保持单元1位于非柔性的或者硬的壳体2内。在时间保持单元1的顶表面上，显示单元25由一个透明的表显示盖或玻璃5覆盖，心跳检测单元3通过诸如螺钉这样的部件N并经由橡皮圈G1固定到表壳2上。表壳2的边缘通过延伸壳体部分12分别连接到柔软腕带4A和4B一端上。通常，腕带4A和4B由挠性的，但非延伸性的材料组成，例如，硅、皮革或者硅，来适应手腕60的弧度而不延伸。腕带4A和4B的另外一端具有紧固机构4C例如扣子来互相啮合以便将心跳测量表装置100可调节地围绕手腕60佩戴。这样，当心跳测量表装置100如图3所示佩戴时，心跳检测单元3与使用者手腕60的上部或顶部60a接触。

更详细地，心跳测量表装置100从手腕60测定心跳。在手腕60中，尺骨动脉63和桡骨动脉64分别位于尺骨61和桡骨62的下面并且位于相连接的腕带4A、4B的的底部或者紧固机构4C附近。两动脉63和64基本垂直于腕带4A、4B的捆绑方向。当两动脉63和64如虚线所示扩张时，该扩张引起沿箭头所示的一些方向上的脉动力。随后，当上述两动脉63和64收缩时，上述扩张力作为一个反应力回弹，并且腕带4A、4B由此经受脉动力。该反复的脉动力的一部分沿腕带4A、4B经由延伸壳体部分12和表壳2向心跳检测单元3传递。

为了给表壳2提供附加宽度或者水平尺寸，延伸壳体部分12以箭头所示的预定角度从表壳2延伸。延伸壳体部分12的预定角度和宽度实质上使柔性腕带4A、4B易于在紧固机构4C的附近形成相对平坦的部分，这是为了确保紧密地与手腕60的底部60b紧密接触以便有效地进行脉动力的传送。延伸壳体部分12的预定角度和预定宽度也形成了空间S1，同时使表壳2、腕带4A、4B和手腕60的上部或顶部60a位于心跳检测单元3附近。因为延伸壳体部分12由硬材料组成，所以手腕60的挠曲运动被限定在空间S1内，并且手腕60的上侧部分接触不到柔性腕带4A、4B的对应的上侧区域。没有上述皮肤接触实质上也提高了脉动力沿腕带4A、4B向心跳检测单元3的有效传递。这样，在第一优选实施例中，表壳2、延伸壳体部分12和腕带4A、4B的整体宽度超过了手腕60的宽度。

仍旧参考图3，心跳检测单元3测量由手腕60内的动脉扩张和收缩引起的脉动力。该心跳检测单元3还包括第一腔室34和第二腔室35。尽管第一腔室34和第二腔室35通过连通孔36a连通，然而它们实际上是被分隔壁36分开的。连通孔36a位于分隔壁36的大致中央部分。第二腔室35的顶壁由压敏元件38和金属板37的部分重叠层形成。该重叠层的一部分通过橡皮圈G2夹在分隔壁36和面板壁39之间。面板壁39具有开孔部分39a，通过该开孔部分引线L与压敏元件38和金属板37接通。分隔材料36还包括穿过面板壁39延伸的气密性的突出部36b，以便通过将面板壁39压靠在橡胶圈G2上来保持第二腔室内的内部压力。该气密性的突出部36b焊接到或者粘结到面板壁39上。第一腔室34向手腕60突出。第一腔室34的底壁32a，或者侧壁32b与突出单元32整体形成。底壁32a上安装非柔性板33如硬金属。突出单元32由柔性绝缘材料31如氨基甲酸酯、硅或者合成橡胶形成。绝缘材料31保持第一腔室34内的内部压力。为了保持心跳检测单元3的内部压力，突出单元32、分隔壁36和面板壁39的边缘部分通过螺钉N与表壳2拧到一起。为了进一步保持表壳2的内部压力，上述拧到一起的边缘部分压靠在位于螺钉N附近的橡胶圈G1上。

现在参考图4，示出了依据本发明第二优选实施例的心跳测量表装置200的横截面视图。心跳检测单元3安装在时间保持单元1的底表面上，时间保持单元1位于非柔性的或者硬的壳体2内。在时间保持单元1的顶表面上，显示单元25由一个透明的表显示盖5覆盖。心跳检测单元3通过诸如螺钉这样的部件N并借助橡皮圈G1固定到表壳2上。为了给表壳2提供附加宽度或者水平尺寸，延伸壳体部分12以箭头所示的预定角度从表壳2延伸。为了进一步调节宽度或水平尺寸，延伸壳体部分12随后连接到由非柔性的材料如硬树脂或金属形成的可调节的延伸壳体部分51上，该可调节的延伸壳体部分51还包括用于调节相对于使用者手腕的宽度的一个连接销82和多个连接孔81。可调节的延伸壳体部分51的另一端分别连接到柔软腕带52A和52B的一端，腕带52A和52B由挠性的，但非延伸性的材料，例如硅或者橡胶组成，来适应手腕60的弧度而不延伸。腕带52A和52B的另外一端具有紧固机构52C例如扣子来互相啮合以便将心跳测量表装置200可调整地围绕手腕60佩戴。这样，当心跳测量表装置200如图4所示佩戴时，心跳检测单元3与使用者手腕60的上部或顶部60a接触。

更详细地，心跳测量表装置100从手腕60测定心跳。在手腕60中，尺骨动脉63和桡骨动脉64分别位于尺骨61和桡骨62的下面并且位于相连接的腕带52A、52B的的底部或者紧固机构52C附近。两动脉63和64基本垂直于腕带52A、52B的捆绑方向。当两动脉63和64如虚线所示扩张时，该扩张引起沿箭头所示的一些方向上的脉动力。随后，当上述两动脉63和64收缩时，上述扩张力作为一个反应力回弹，并且腕带52A、52B由此经受脉动力。然后该反复的脉动力的一部分沿腕带52A、52B经由延伸壳体部分51、延伸壳体部分12和表壳2向心跳检测单元3传递。

为了给表壳2提供附加宽度或者水平尺寸，延伸壳体部分12和可调节的延伸壳体部分51以箭头所示的预定角度从表壳2延伸。延伸壳体部分12和可调节的延伸壳体部分51的预定角度和宽度实质上使柔性腕带52A和52B易于在紧固机构52C的附近形成相对平坦的部分，这是为了确保紧密地与手腕60的底部60b紧密接触以便有效地进行脉动力的传送。延伸壳体部分12和可调节的延伸壳体部分51的预定角度和预定宽度也形成了空间S2，同时使表壳2、腕带52A、52B和手腕60的上部或顶部60a位于心跳检测单元3的附近。因为可调节的延伸壳体部分51和腕带52A和52B沿手腕60的侧边60S形成附加的空间，所以供选择地，图4中的空间S2比图3中示出的空间S1大。因为延伸壳体部分12和可调节的延伸壳体部分51由硬材料组成，所以手腕60的挠曲运动被限定在空间S2内，并且手腕60的上侧部分接触不到可调节的延伸壳体部分51或者柔性腕带52A、52B的对应的上侧区域。没有上述皮肤接触，因此实质上也提高了脉动力沿腕带52A、52B和可调节的延伸壳体部分51向心跳检测单元3的有效传递。这样，在第二优选实施例中表壳2、延伸壳体部分12、可调节的延伸壳体部分51和腕带52A、52B的整体宽度超过了手腕60的宽度。

仍旧参考图4，心跳检测单元3测量由手腕60内的动脉扩张和收缩引起的脉动力。该心跳检测单元3还包括第一腔室34和第二腔室35。尽管第一腔室34和第二腔室35通过连通孔36a连通，然而它们实际上是被分隔壁36分开的。连通孔36a位于分隔壁36的大致中央部分。第二腔室35的顶壁由压敏元件38和金属板37的部分重叠层形成。该重叠层的一部分通过橡皮圈G2夹在分隔壁36和面板壁39之间。面板壁39具有开孔部分39a，通过该开孔部分引线L与压敏元件38和金属板37接通。为了通过将面板壁39压靠在橡胶圈G2上来保持第二腔室内的内部压力，分隔材料36还包括穿过面板壁39延伸的气密性的突出部36b。该气密性的突出部36b焊接到或者粘结到面板壁39上。第一腔室34向手腕60突出。第一腔室34的底壁32a或者侧壁32b与突出单元32整体形成。底壁32a安装一个非柔性板33如硬金属。突出单元32由柔性绝缘材料31如氨基甲酸酯、硅或者合成橡胶形成。绝缘材料31保持第一腔室34内的内部压力。为了保持心跳检测单元3的内部压力，突出单元32、分隔壁36和面板壁39的边缘部分通过螺钉N与表壳2拧到一起。为了进一步保持表壳2的内部压力，上述拧到一起的边缘部分压靠在位于螺钉N附近的橡胶圈G1上。

现在参考图5，示出了依据本发明第三优选实施例的心跳测量表装置300的横截面视图。心跳检测单元3位于时间保持单元1的底表面上，时间保持单元1位于壳体2内。在时间保持单元1的顶表面上，显示单元25由一个透明的表显示盖5覆盖。心跳检测单元3通过诸如螺钉这样的部件N并借助橡皮圈G1固定到表壳2上。为了给表壳2提供附加宽度或者水平尺寸，延伸壳体部分12B以箭头所示的预定角度从表壳2延伸。延伸壳体部分12B进一步向下延伸以形成延伸的侧带部分10a。延伸壳体部分12B和延伸侧带部分10a由非柔性的材料如硬树脂或金属形成并且整体形成。延伸侧带部分10a的末端可拆卸地连接到腕带53A和53B的一端，腕带52A和53B由挠性的、但非延伸性的材料例如硅或者橡胶组成，来适应手腕60的弧度而不延伸。在结合点处，延伸侧带部分10a和腕带53A和53B形成连接孔81a并且在连接孔81a处通过销82a连接。腕带53A和53B的另外一端具有紧固机构53C例如扣子来互相啮合以便心跳测量表装置300可调整地围绕手腕60佩戴。这样，当心跳测量表装置300如图5所示佩戴时，心跳检测单元3与使用者手腕60的上部或顶部60a接触。

更详细地，心跳测量表装置300从手腕60测定心跳。在手腕60中，尺骨动脉63和桡骨动脉64分别位于尺骨61和桡骨62的下面并且位于相连接的腕带53A、53B的的底部或者紧固机构53C的附近。两动脉63和64基本垂直于腕带53A、53B的捆绑方向。当两动脉63和64如虚线所示扩张时，该扩张引起沿箭头所示的一些方向上的脉动力。随后，当上述两动脉63和64收缩时，上述扩张力作为一个反应力回弹，并且腕带53A、53B由此经受脉动力。然后该反复的脉动力的一部分沿腕带53A、53B经由延伸侧带部分10a、延伸壳体部分12B和表壳2向心跳检测单元3传递。

为了给表壳2提供附加宽度或者水平尺寸，延伸壳体部分12B以箭头所示的预定角度从表壳2延伸。延伸壳体部分12B的预定角度和宽度实质上使柔性腕带53A和53B易于在紧固机构53C的附近形成相对平坦的部分，这是为了确保与手腕60的底部60b紧密接触以便有效地进行脉动力的传送。延伸壳体部分12B和延伸侧带部分10a的预定角度和预定宽度也形成了空间S3，同时使表壳2、腕带53A、53B和手腕60的上部或顶部60a位于心跳检测单元3的附近。因为延伸侧带部分10a和腕带53A和53B沿手腕60的测边60S形成附加的空间，所以供选择的是图5中的空间S3比图3中示出的空间S1大。因为延伸壳体部分B和延伸侧带部分10a由硬材料组成，所以手腕60的挠曲运动被限定在空间S3内，并且手腕60的上侧部分接触不到可延伸壳体部分12B、延伸侧带部分10a或者柔性腕带53A、53B的对应的上侧区域。没有上述皮肤接触，因此实质上也提高了脉动力沿腕带53A、53B、延伸侧带部分10a和延伸壳体部分12B向心跳检测单元3的有效传递。这样，在第三优选实施例中表壳2、延伸壳体部分12B、延伸侧带部分10a和腕带53A、53B的整体宽度超过了手腕60的宽度。供选择的是，延伸壳体部分12B、延伸侧带部分10a和腕带53A、53B可以任意的拆分为更小的结构部件。

仍旧参考图5，心跳检测单元3测量由手腕60内的动脉扩张和收缩引起的脉动力。该心跳检测单元3还包括第一腔室34和第二腔室35。尽管第一腔室34和第二腔室35通过连通孔36a连接，然而它们实际上是被分隔壁36分开的。连通孔36a位于分隔壁36的大致中央部分。第二腔室35的顶壁由压敏元件38和金属板37的部分重叠层形成。该重叠层的一部分通过橡皮圈G2夹在分隔壁36和面板壁39之间。面板壁39具有开孔部分39a，通过该开孔部分引线L与压敏元件38和金属板37接通。为了通过将面板壁39压靠在橡胶圈G2上来保持第二腔室内的内部压力，分隔材料36还包括穿过面板壁39延伸的气密性的突出部36b。该气密性的突出部36b焊接到或者粘结到面板壁39上。第一腔室34向手腕60突出。第一腔室34的底壁32a或者侧壁32b与突出单元32整体形成。底壁32a安装非柔性板33如硬金属。突出单元32由柔性绝缘材料31如氨基甲酸酯、硅或者合成橡胶形成。绝缘材料31保持第一腔室34内的内部压力。为了保持心跳检测单元3的内部压力，突出单元32、分隔壁36和面板壁39的边缘部分通过螺钉N与表壳2拧到一起。为了进一步保持表壳2的内部压力，上述拧到一起的边缘部分压靠在位于螺钉N附近的橡胶圈G1上。

现在参考图6，示出了依据本发明第四优选实施例的心跳测量表装置400的横截面视图。心跳检测单元3位于时间保持单元1的底表面上，时间保持单元1位于壳体2内。在时间保持单元1的顶表面上，显示单元25由一个透明的表显示盖5覆盖。心跳检测单元3通过诸如螺钉这样的部件N并借助橡皮圈G1固定到表壳2上。为了给表壳2提供附加宽度或者水平尺寸，延伸壳体部分12A以箭头所示的预定角度从表壳2延伸。延伸壳体部分12A由非柔性的材料如硬树脂或金属形成并且与表壳2整体形成。延伸壳体部分12A的末端可拆卸地连接到腕带54A和54B的一端，腕带54A和54B由挠性的、但非延伸性的材料，例如硅或者橡胶组成，来适应手腕60的弧度而不延伸。在结合点处，延伸壳体部分12A和腕带54A和54B形成连接孔81b并且在连接孔81b处通过销82b连接。因为腕带54A和54B绕销82b运动所以所述结合点允许进行一定的调节。腕带54A和54B的另外一端具有紧固机构54C例如扣子来互相啮合以便心跳测量表装置400可调整地围绕手腕60佩戴。这样，当心跳测量表装置400如图6所示佩戴时，心跳检测单元3与使用者手腕60的上部或顶部60a接触。

更详细地，心跳测量表装置400从手腕60测定心跳。在手腕60中，尺骨动脉63和桡骨动脉64分别位于尺骨61和桡骨62的下面并且位于相连接的腕带54A、54B的或者紧固机构54C的底部附近。两动脉63和64基本垂直于腕带54A、54B的捆绑方向。当两动脉63和64如虚线所示扩张时，该扩张引起沿箭头所示的一些方向上的脉动力。随后，当上述两动脉63和64收缩时，上述扩张力作为一个反应力回弹，并且腕带54A、54B由此经受脉动力。然后该反复的脉动力的一部分沿腕带54A、54B经由延伸壳体部分12A和表壳2向心跳检测单元3传递。

为了给表壳2提供附加宽度或者水平尺寸，延伸壳体部分12A以箭头所示的预定角度从表壳2延伸。延伸壳体部分12A的预定角度和宽度实质上使柔性腕带54A和54B易于在紧固机构54C的附近形成相对平坦的部分，这是为了确保在手腕60的底部60b上紧密接触以便有效地进行脉动力的传送。延伸壳体部分12A的预定角度和预定宽度还形成了空间S4，同时使表壳2、腕带54A、54B和手腕60的上部或顶部60a位于心跳检测单元3的附近。因为延伸壳体部分12A由硬材料组成，所以手腕60的挠曲运动被限定在空间S4内，并且手腕60的上侧部分接触不到柔性腕带54A、54B或者延伸壳体部分12A的对应的上侧区域。没有上述皮肤接触，因此实质上也提高了脉动力沿腕带54A、54B和延伸壳体部分12A向心跳检测单元3的有效传递。这样，在第四优选实施例中表壳2、延伸壳体部分12A和腕带54A和54B的整体宽度超过了手腕60的宽度。

仍旧参考图6，心跳检测单元3测量由手腕60内的动脉扩张和收缩引起的脉动力。该心跳检测单元3还包括第一腔室34和第二腔室35。尽管第一腔室34和第二腔室35通过连通孔36a连接，然而它们实际上是被分隔壁36分开的。连通孔36a位于分隔壁36的大致中央部分。第二腔室35的顶壁由压敏元件38和金属板37的部分重叠层形成。该重叠层的一部分通过橡皮圈G2夹在分隔壁36和面板壁39之间。面板壁39具有开孔部分39a，通过该开孔部分引线L与压敏元件38和金属板37接通。为了通过将面板壁39压靠在橡胶圈G2上来保持第二腔室内的内部压力，分隔材料36还包括穿过面板壁39延伸的气密性的突出部36b。该气密性的突出部36b焊接到或者粘结到面板壁39上。第一腔室34向手腕60突出。第一腔室34的底壁32a或者侧壁32b与突出单元32整体形成。底壁32a上安装非柔性板33如硬金属。突出单元32由柔性绝缘材料31如氨基甲酸酯、硅或者合成橡胶形成。绝缘材料31保持第一腔室34内的内部压力。为了保持心跳检测单元3的内部压力，突出单元32、分隔壁36和面板壁39的边缘部分通过螺钉N与表壳2拧到一起。为了进一步保持表壳2的内部压力，上述拧到一起的边缘部分压靠在位于螺钉N附近的橡胶圈G1上。

为了使心跳检测单元3位于处于壳体2内的时间保持单元1的底表面上，已经结合图3、4、5和6对第一、第二、第三和第四实施例进行了描述。在第一、第二、第三和第四实施例的替换实施例中，心跳检测单元3与时间保持单元1相对地直接安装到腕带4A、4B，52A、52B，53A、53B上。如果使用者佩戴如上面结合图3、4、5和6所述的替换实施例，心跳检测单元3位于尺骨动脉63和桡骨动脉64的附近。在上述替换实施例中，其他的单元和部分相应地改变。例如，为了传递表明测量心跳的电信号，心跳检测单元3可操作地连接到其他单元如CPU101上。

现在参考图7A，示出了依据本发明的分离的心跳检测单元3的第一优选实施例的放大横截面视图。第一腔室34和第二腔室35由面板壁39、分隔壁36以及突出单元32形成。在该优选实施例中，第一腔室34实质上形成得比第二腔室35大。分隔壁36还包括气密性的突出部36b，该突出部36b穿过面板壁39突出以保持第二腔室35内的内部压力。突出单元32还包括相互整体形成的底部32a和侧部32b。硬板33可选择地安装在底部32a的内底表面上。可选择的是，硬板33以整体方式与突出单元32的底部32a一起形成。

在面板壁39和分隔壁36之间，一薄金属板37作为柔性体提供。该金属板37位于连通孔36a的上方并且设置在分隔壁36和面板壁39之间的橡胶圈G2附近的预定的位置。第二腔室35内的一压力变化水平引起金属板37弯曲。压敏元件38安装在金属板37的顶部，并且压敏元件38形成为圆环形或者圆盘。压敏元件38和薄金属板37通过穿过面板壁39的开孔部分39a设置的引线L1和L2向CPU101输出表明第二腔室35内压力变化的电压差信号。

仍旧参考图7A，心跳检测单元3开始测量与手腕60接触的板33处的压力变化。如上所述，底壁32a安装非柔性板33如硬金属。由于底壁32a上的金属板33不能响应到达的脉动力弯曲，因此到达的脉动力依次压下和扩张柔性侧壁32b。因此，第一腔室34内的空气压力根据侧壁32b的压缩和膨胀而改变，并且改变的空气压力通过连通孔36a影响第二腔室35内的空气压力。上述第二腔室35内的压力变化随后使金属板37和压敏元件38变形。压敏元件38产生表明第二腔室34内压力变化的电信号。

连通孔36a用作清洁器或者过滤器来基本上消除高频部分如由脉动力产生的信号中的噪音。当由噪音引起第一腔室34内的压力变化时，在第一腔室34内的该压力变化通过连通孔36a传送。在穿过贯通连通孔36a的有限通道期间，由于一次传送一小部分，所以噪音类的高频成分被过滤掉，并且第二腔室35内的空气压力基本不受影响。因此，压敏元件38不能充分变形而产生表明第二腔室34内有实质性压力变化的信号。因此，对于心跳测量，误差性的噪音信号基本上被连通孔36a过滤掉。

现在参考图7B，示出了依据本发明的压敏元件38和薄金属板37的另一放大的横截面视图。第一引线L1通过第一焊接件H1焊接到压敏元件38的顶部表面并且与CPU101相连。类似的，第二引线L2通过第二焊接件H2焊接到金属板37的顶部表面并且与CPU101相连。这样，在CPU101确定压敏元件38和薄金属板37之间的电压差。

现在参考图8A，示出了依据本发明的分离的心跳检测单元3的第二优选实施例的放大横截面视图。第一腔室34和第二腔室35由面板壁39、分隔壁36以及突出单元32形成。在该优选实施例中，尽管沿水平方向第一腔室34具有基本上比第二腔室35长的长度，然而沿垂直方向第一腔室34的厚度与第二腔室35的厚度基本没有差别。分隔壁36还包括气密性的突出部36b，该突出部36b穿过面板壁39突出以保持第二腔室35内的内部压力。突出单元32还包括相互整体形成的底部32a和侧部32b。板33可选择地安装在突出单元32的底部32a。可选择的是，板33以整体方式与突出单元32的底部32a一起形成。

在面板壁39和分隔壁36之间，一薄金属板37作为柔性体提供。该金属板位于连通孔36a的上方并且通过位于分隔壁36和面壁39之间的橡胶圈G2设置于预定的位置。第二腔室35内的压力变化水平引起金属板37弯曲。压敏元件38安装在金属板37的顶部，并且压敏元件38形成为薄圆环形或者圆盘。压敏元件38和薄金属板37通过穿过面板壁39的开孔部分39a设置的引线L1和L2向CPU101输出表明第二腔室35内压力变化的电压差信号。

仍旧参考图8A，心跳检测单元3开始测量与手腕60接触的板33处的压力变化。如上所述，底壁32a安装非柔性板33如硬金属。由于底壁32a上的金属板33不能响应于到达的脉动力弯曲，因此到达的脉动力依次压下和扩张柔性侧壁32b。因此，第一腔室34内的空气压力根据侧壁32b的压缩和膨胀而改变，并且改变的空气压力通过连通孔36a影响第二腔室35内的空气压力。上述第二腔室35内的压力变化随后使金属板37和压敏元件38变形。压敏元件38产生表明第二腔室34内压力变化的电信号。

连通孔36a用作清洁器或者过滤器来基本上消除高频部分如由脉动力产生的信号中的噪音。当由噪音引起第一腔室34内的压力变化时，在第一腔室34内的该压力变化通过连通孔36a传送。在穿过贯通连通孔36a的有限通道期间，由于一次传送一小部分，所以噪音类的高频分量被过滤掉，并且第二腔室35内的空气压力基本不受影响。因此，压敏元件38不能充分变形而产生表明第二腔室34内有实质性压力变化的信号。因此，对于心跳测量，误差性的噪音信号基本上被连通孔36a过滤掉。

现在参考图8B，示出了依据本发明的压敏元件38和薄金属板37的另一放大的横截面视图。第一引线L1通过第一焊接件H1焊接到压敏元件38的顶部表面并且与CPU101相连。类似的，第二引线L2通过第二焊接件H2焊接到金属板37的顶部表面并且与CPU101相连。尽管金属板37在其边缘部分受到橡胶圈G2的限制，然而，压敏元件38和金属板37响应于第二腔室内的压力增加，沿面板39的方向向上变形。如图所示，压敏元件38和金属板37的中央部分被向上推起，同时其他部分也跟随该中央部分。压敏元件38输出表明与压力变化量成比例的上述变形的电信号。这样，在CPU101处确定压敏元件38和薄金属板37之间的电压差。

现在参考图9，示出了依据本发明的分离的心跳检测单元3的顶视图。示出了四个气密性突出部36b通过面板壁39突出。如两个虚线环所示，相对于在中心设置的连通孔36a，压敏元件38同心设置。在压敏元件38的下面，如对应的虚环线所示，金属板37也同心设置。橡胶圈G2在金属板37的边缘附近将其固定并且也由相应的虚环线示出。焊接件H1和H2分别在压敏元件38和金属板37的边缘表面附近设置。在该图中，图7A和8A中的连通孔39a未示出。

现在参考图10，示出了在根据本发明的心跳检测单元3中，压敏元件38的灵敏度和连通孔36a的尺寸之间的关系。Y轴表示以分贝表示的压敏元件38的灵敏度水平，而X轴表示连通孔36a与压敏元件38的面积比率。通常，当连通孔36a的面积相对于压敏元件38变小时灵敏度增加。相反地，当连通孔36a的面积相对于压敏元件38变大时灵敏度下降。根据上述关系，通过用连通孔36a的合适的选定尺寸基本上消除与心跳脉动力无关的高频分量，可以获得精确的心跳测量。例如，根据如图10所示的上述关系，如果压敏元件38的直径大约为20mm，那么连通孔36a的合适的直径尺寸为等于或小于约1mm。在面板壁36的中心形成连通孔36a也是所需的。

现在参考图11A和11B，示出了当用本发明的第二优选实施例的心跳测量表装置200进行测量时的示例性的心跳数据。具体地，图11A示出了由压敏元件38输出的心跳脉搏或者波形a1。输出振幅在X轴上绘制而按秒计的时间在Y轴上绘制。每一波形的峰值用符号AP表示。以上数据收集于佩戴心跳测量表装置200的31岁男性对象。图11B示出了位于X轴上的频谱(赫兹(HZ))和位于Y轴上的力的变化强度(gf(p-p))。上述从压敏元件38输出的心跳脉搏转换成压力强度值b1并且相对于频率绘制。

现在参考图11C和11D，示出了当用本发明的第二优选实施利的心跳测量表装置200进行测量时的示例性的心跳数据。具体地，图11C示出了用压敏元件38输出的心跳脉搏或者波形a1。输出振幅在X轴上绘制而按秒计的时间在Y轴上绘制。每一波形的峰值用符号CP表示。以上数据收集于佩戴心跳测量表装置200的37岁女性对象。图11D示出了位于X轴上的频谱(赫兹(HZ))和位于Y轴上的力的变化强度(gf(p-p))。上述从压敏元件38输出的心跳脉搏转换成压力强度值b1并且相对于频率绘制。

现在参考图12，示出了依据本发明的监测心跳的优选处理过程中所涉及的一般步骤的流程图。尽管对于下面的描述，在图1和2中参考了一些部件和单元，但是这种参考只是为了易于描述该优选过程并且不对该过程的实施进行限定。在步骤S10中，使用者将心跳测量表装置100围绕他或她的手腕佩戴。在步骤S10中，将显示单元25在手背一侧放于手腕上并用腕带4系紧。因为压力传感器或者心跳检测单元3位于显示单元25的下面，所以当心跳测量表装置100按上述方式佩戴时，心跳检测单元3在手背侧而不是在手掌侧与手腕接触。

仍旧参考图12，当心跳测量表装置100在手腕上基本不动时，为了启动心跳测量在步骤12中使用者按下表壳2上的转换按钮2A。转换按钮2A1到2A4与图2中的输入控制单元102相连接以便CPU101从ROM106将用于执行心跳测量的软件程序读取到用于执行的RAM105中。在一个优选处理中，根据由预定开关显示的用于心脏测量的具体目的和条件读取软件程序。例如，响应于步骤S12中一个具体的开关选择，在步骤S14中借助于显示控制单元103，软件程序在显示单元25上显示信息如“静止”或者“放松”。当然，心跳测量可以在包括锻炼在内的任何活动期间进行。基于这一原因，上述信息只是作为示例并且假定使用者想在休息时被提醒进行心跳测量。在任何情况下，使用者都不必为了测量心跳而作特别的动作或者佩带附加件。在步骤16中，在心跳检测单元3中由软件程序启动心跳测量。当步骤16中的心跳测量完成以后，在步骤18中将测量结果输出给显示单元25。这样，完成心跳测量的优选处理过程。

现在参考图13，示出了依据本发明的心跳测量结果的示例性显示输出。显示单元25安装在位于腕带4之间的表壳2的前表面上。显示单元25通常显示由默认模式指定的信息。在一种设置中，默认模式指定显示时间和日期。在另一种设置中，默认模式指定显示连续的心跳信息。通过转换按钮2A1、2A2、2A3和2A4的输入组合改变默认设置。当如结合图3中的步骤S16所描述的心跳测量完成以后，通过听声音或者显示来通知使用者完成。所述的显示为随意地闪烁一段时间并且包括测量结果，该结果例如以每分钟的心跳次数来显示。在该例子中，心跳结果显示为75次心跳每分钟。在一个优选实施例中，一段预定时间后，显示装置自动变为默认显示。供选择的是，显示结果保存到使用者按下一预定开关为止。

现在参考图14，为依据本发明的监测心跳的优选处理过程所涉及的详细步骤的流程图。尽管对于下面的描述在图1和2中参考了一些部件和单元，但是这种参考只是为了易于描述上述优选处理过程并且不对该步骤的实施进行限定。通常，图14中的以下步骤进一步描述图12中的步骤S16和S18。在步骤20中，使用者通过按下预定开关来启动心跳测量。使用者启动命令后，在步骤S20中一个预定的计时器开始工作。在步骤22中，基于心跳波形信号确定是否在两秒钟内测到超过预定阈值水平的心跳信号。如果在步骤22中确定以上指定信号在两秒钟内没有测到，步骤S24将增加心跳测量信号的放大。随后，在步骤26中进一步确定从步骤S20中计时器开始起是否已经过去15秒。如果在步骤26中确定还没有过去15秒，在步骤S22中继续优选处理过程。另一方面，如果在步骤26中确定已经过去15秒，优选处理过程进行到步骤S28，在此显示错误信息并且随后中止。

继续参考图14，将描述步骤22中成功测到心跳信号时伴随的步骤。如果在步骤S22确定上述指定信号在两秒内测到，在步骤S30中进一步确定两次连续测得的心跳信号间隔是否在预定的时间段内。如果在步骤S30中确定该间隔没有在预定的时间段内，优选步骤向步骤S26进行接着执行上述步骤。另一方面，如果在步骤S30中确定该间隔在预定的时间段内，在步骤S32将测得的间隔时间存储在存储器中。在随后的步骤S34中，进一步确定是否有六次时间间隔存储在存储器中。如果在步骤S34确定还没有存储六次时间间隔，那么优选步骤向步骤S26进行接着执行上述步骤。另一方面，如果在步骤S34确定已经存储六次时间间隔，那么在步骤S36中计算储存的六次时间间隔的平均间隔值。最后，在步骤S38中确定该平均间隔值是否在预定范围内，该范围为从约300ms或每分钟200次心跳到约2000ms或每分钟30次心跳。如果在步骤S38中确定该平均间隔值没有在预定范围内，那么在步骤S28中显示错误信息并且随后优选处理过程中止。另一方面如果在步骤S38中确定该平均间隔值在预定范围内，在步骤S40中显示测量心跳信息，接着优选处理过程中止。

现在参考图15，示出了在依据本发明进行心跳测量的过程中心跳测量表装置100的显示单元25显示的示例性信息。如上面结合附图14所描述的，心跳测量只有在测量的数据满足一系列预定要求时才显示。例如，即使满足一些要求，当在步骤S26中显示从数据收集开始已经超过15秒，在步骤S28中就会显示错误信息。类似的，当测量信号的平均间隔超过预定范围，在步骤S28中也会显示错误信息。图51中显示了一个错误信息以便建议使用者在进行另一心跳测量之前“系紧表带”。脉动力是由手腕内动脉的扩张/收缩引起的，并且该脉动力在所述腕带上传递。在心跳测量期间当所述的腕带没有围绕使用者的手腕充分系紧时，因为手腕和腕带之间的不希望的空间阻止了脉动力从所述腕带向心跳检测单元3的发送，所以心跳检测单元3不能采集到足够的心跳信号。紧紧佩戴的腕带增加了腕带内的张力从而使脉动力有效地沿所述的腕带向心跳检测单元3传送。

可以理解的是，即使在前面的描述中已经列举了本发明的许多特征和优点和本发明的结构和功能的细节，然而，上述公开只是示例性的，并且尽管在细节上，尤其是形状、尺寸和部件设置方面，以及软件、硬件或者两者结合的执行方面可以进行改变，然而，这些改变都完全包含在本发明的原理之内，这体现在所附各项权利要求所表达的广泛的普遍意义上。

Claims

1.一种心跳测量装置，包括：

第一单元，其具有用于形成第一腔室的第一柔性封闭区域，所述第一腔室内的压力响应于外部作用压力而变化；

第二单元，其具有用于形成第二腔室的第二封闭区域，所述第二封闭区域与第一腔室相邻设置，所述第二腔室具有用于产生表明压力变化的信号的压敏元件；以及

位于所述第一单元和第二单元之间的分隔壁，所述分隔壁具有用于将所述第一腔室和第二腔室连通的连通孔。

2.如权利要求1所述的心跳测量装置，其中所述的第一单元还包括安装在外部作用力作用于其上的表面上的非柔性板。

3.如权利要求1所述的心跳测量装置，其中所述第一腔室大于第二腔室。

4.如权利要求1所述的心跳测量装置，其中所述第二单元还包括设置于所述压敏元件和所述第二腔室之间的金属板。