CN108852281A - 穿戴式装置 - Google Patents

Abstract

一种穿戴式装置，包括：带状结构、本体、微型气体泵、气囊、传感器、光学传感器以及驱动控制模块；微型气体泵设置于本体的容置空间中；传感器设置于驱动控制模块上，供与微型气体泵相连接；其中，驱动控制模块控制微型气体泵运作，使气体由微型气体泵传输至气囊，气囊充气鼓胀以固定穿戴使用者的特定部位，使用者可选择透过传感器以感测穿戴使用者的生理信息，并传送至驱动控制模块以进行生理信息纪录，或是透过该光学传感器以感测穿戴使用者的该生理信息，并将该生理信息传送至该驱动控制模块以进行生理信息纪录以达到快速感测。

Description

穿戴式装置

【技术领域】

本案是关于一种穿戴式装置，尤指一种采用压电致动的微型气体泵以感测生理信息的穿戴式装置。

【背景技术】

于讲求快速及个人压力日益庞大的现今社会中，对于追求个人健康的意识逐渐抬头发展中，是以一般人会衍生想经常性地监测或检视自身的健康情形。一般而言，传统对于人体生理健康信息的数据量测主要透过固定的血压计、或是体积庞大的检测仪器，此等检测仪器中通常包含马达型的气体泵、气囊袋、传感器、泄气阀、电池…等元件，其中马达型的气体泵容易产生摩擦损耗的情形，且这些元件组装后的体积庞大，不利用经常性的使用，然若是采以体积较小的马达型的气体泵，则其损耗速度将更快、并会消耗更多的能源。

为了要便于一般人可经常性的监测自身的健康情形，且使监测装置便于携带，目前市面上穿戴式的健康监测装置与日俱增。但以市面上常见的穿戴式健康监测装置来看，其通常采以光学检测的方式来进行检测，然而，此光学检测的方式的精准度不高，故时常导致误差值产生，而无法有效取得可信数据，如此一来，使用者无法取得自身健康的相关准确数据，容易造成判定上的误差。反之，如果选择较精准检测的方式，虽然误差值相对较小，获得数据较为正确，但相对精准检测所花费时间也较为长久。

通常来说，欲感测一待测者的生理信息，通常会如图1所示，选择如头部1a、心脏部位1b、手腕1c或是脚腕1d等位置进行监测，这些位置是为人体中最易感测到脉搏血压以及心跳等信息的位置，是以透过在这些位置进行感测，可快速且有效地了解到待测者的生理健康信息。然而，如前所述，若是采以光学检测的穿戴式健康监测装置，则会因为其精准度不高而导致难以采信其所检测出来的数据资料，但若采用前述一般坊间可信度较高的血压器或是其他测量仪器，则又因这些仪器的体积过于庞大，而无法达到轻、薄、可携式的目标，且测量仪器于检测时所花费间较为长久，使用者如需想立即知道检测生理健康信息，实际时使用上则较为不便。

因此，如何发展一种可改善上述已知技术缺失，可使个人健康监测装置达到体积小、微型化、便于携带、省电、快速、且精准度高的穿戴式装置，实为目前迫切需要解决的问题。

【发明内容】

本案的主要目的在于提供一种采用压电致动的微型气体泵以感测生理信息的穿戴式装置，借由压电致动的微型气体泵将气体传输至气囊，使气囊充气鼓胀，再透过设置于其相对位置的传感器感测穿戴使用者的生理信息，俾解决已知技术的采用检测仪器所具备的体积大、难以薄型化、无法达成可携式的目的以及耗电等缺失，所检测生理信息时间花费较为长久的问题，同时更解决另一已知技术所采用的光学检测的健康监测装置精准度不高的问题。

为达上述目的，本案的一较广义实施态样为提供一种穿戴式装置，包括：一带状结构，具有一外表面及一内表面；一本体，连接设置于该带状结构的该外表面上，且具有一容置空间；一微型气体泵，设置于该本体的该容置空间中；一气囊，相对于该微型气体泵而设置于该带状结构的该内表面，且与该微型气体泵相连通；一驱动控制模块，设置于该本体的该容置空间中；一传感器，设置于该驱动控制模块上，供与微型气体泵相连接；以及一光学传感器，设置于该带状结构的该内表面，并与该驱动控制模块电性连接；其中，该驱动控制模块控制该微型气体泵运作，使气体由该微型气体泵传输至该气囊，该气囊充气鼓胀以固定穿戴使用者的一特定部位，使用者可选择透过该传感器以感测穿戴使用者的一生理信息，并将该生理信息传送至该驱动控制模块以进行生理信息纪录以达到精准感测，或是透过该光学传感器以感测穿戴使用者的该生理信息，并将该生理信息传送至该驱动控制模块以进行生理信息纪录以达到快速感测。

【附图说明】

图1为已知的待测者量测生理信息的位置示意图。

图2为本案较佳实施例的穿戴式装置的整体结构示意图。

图3A为图2所示的穿戴式装置的微型气体泵的分解结构示意图。

图3B为图3A所示的微型气体泵的组合结构示意图。

图4A为图2的侧视示意图。

图4B为本案较佳实施例的穿戴式装置的气囊充气鼓胀的示意图。

图5为本案较佳实施例的穿戴式装置套戴于穿戴使用者的手腕上的示意图。

图6为本案较佳实施例的穿戴式装置的架构示意图。

【具体实施方式】

体现本案特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本案能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非架构于限制本案。

请参阅图2至图6，本案的穿戴式装置2是供以穿戴使用者配戴于其所需进行感测的特定部位，且该特定部位是可如图1所示，即为头部1a、心脏部位1b、手腕1c、脚腕1d或是其他需欲进行感测的特定部位，并不以此为限。于本实施例中，穿戴式装置2包含带状结构20、本体21、微型气体泵22、气囊23、传感器24、驱动控制模块25、传输模块26以及光学传感器28，其中带状结构20具有外表面200及内表面201，且外表面200是相对于内表面201；本体21是连接设置于带状结构20之外表面200上，且其内部具有容置空间(未图示)；微型气体泵22、驱动控制模块25以及传输模块26设置于本体21的容置空间中；气囊23相对于微型气体泵22而设置于带状结构20之内表面201，且与微型气体泵22相连通；驱动控制模块25亦同样设置于本体21的容置空间210中，可控制微型气体泵22运作，使气体经由微型气体泵22传输至气囊23，而使气囊23充气鼓胀以压迫穿戴使用者所穿戴的特定部位；传感器24设置于驱动控制模块25上，供与微型气体泵22的出口端(未图式)相连接，以作为感测穿戴使用者的生理信息的用，并可将这些生理信息传送至驱动控制模块25中，以进行纪录；而光学传感器28，设置于带状结构20之内表面201，并与驱动控制模块25电性连接，且光学传感器28更具有发光器281及收光器282，用以发射及接收感测穿戴使用者的生理信息的用，并可将这些生理信息传送至驱动控制模块25中，以进行纪录。

请参阅图2，于本实施例中，穿戴式装置2的带状结构20是可为软性或是硬性材质所构成的环形带状结构，例如可为硅胶材质、塑胶材质、织带材质、毛巾材质、皮件材质、金属材质或是其他可运用的相关材质，并不以此为限，其主要用以环绕套设于穿戴使用者的特定部位上，例如：手腕或是脚腕，但不以此为限。当然，带状结构20的长度亦不以此为限，于一些实施例中，带状结构20亦可为采以较长的织带材质或是毛巾材质所构成的套带，借以套戴于穿戴使用者的头部；又或者是，于另一些实施例中，带状结构20亦可为采以较长的塑胶材质的辅助固定带，借以环绕穿戴于穿戴使用者的胸部区域，以监控穿戴使用者心脏部位的生理信息。至于带状结构20两端的连接方式可采以魔鬼毡的粘贴方式、或是以凸凹对接的扣接方式、或是采以一般表带常用的扣接环的形式，甚至于其亦可为一体成型的环状结构等，其连接方式是可依照实际施作情形而任施变化，并不以此为限。

穿戴式装置2的带状结构20除了用以供环绕套设于穿戴使用者的特定部位上之外，其更用以承载本体21，如前所述，本体21是连接设置于带状结构20之外表面200上，然其连接设置的方式是可为一体成型、或是额外扣设于带状结构20的上，均不以此为限。于本实施例中，本体21是为一方型中空的框体结构，且其轮廓大致上小于或等于带状结构20的宽度，但其形态及大小并不以此为限，其是可依照实际施作情形而任施调整。本体21的容置空间主要供微型气体泵22(如图3B所示)及驱动控制模块25容设于其中。

又请参阅图2，本实施例中，穿戴式装置2更包含显示面板27，用以对应设置于微型气体泵22之上，显示面板27可为触碰屏幕或按键式屏幕，使用者可透过触控屏幕或按键式屏幕选择传感器24或光学传感器28进行该生理信息感测，并透过显示面板27显示一信息，然这些信息是可包含穿戴使用者的生理信息、时间信息、来电显示信息…等的至少其中之一，但不以此为限；当然，于另一些实施例中，穿戴装置2亦可透过另一盖体(未图示)以覆盖于微型气体泵22上，且不以前述的显示面板27为限。

请同时参阅图3A及图3B，图3A为图2所示的穿戴式装置的微型气体泵的分解结构示意图，图3B为图3A所示的微型气体泵的组合结构示意图。于本实施例中，微型气体泵22是为一压电致动的微型气压动力装置，但不以此为限。且以本实施例为例，微型气体泵22是由微型气体传输装置22A及微型阀门装置22B共同组合而成，其中微型气体传输装置22A具有进气板221、共振片222、压电致动器223、绝缘片224、导电片225等结构，其是将压电致动器223对应于共振片222而设置，并使进气板221、共振片222、压电致动器223、绝缘片2241、导电片225及另一绝缘片2242等依序堆叠设置，且该压电致动器223是由一悬浮板223a以及一压电陶瓷板223b组装而成；以及微型阀门装置22B则由集气板226、阀门片227以及出口板228等依序堆叠组装而成，但不以此为限。且于本实施例中，如图3A所示，集气板226不仅为单一的板件结构，亦可为周缘具有侧壁的框体结构，且由该周缘所构成的侧壁与其底部的板件共同定义出一容置空间226a，故当本案的微型气压动力装置22组装完成后，则其正面示意图会如图3B所示，可见该微型气体传输装置22A是容设于集气板226的容置空间226a中，且其下是与阀门片227及出口板228堆叠而成。借由此微型气体传输装置22A以及微型阀门装置22B的组装设置，以使气体自微型气体传输装置22A的进气板221上的至少一进气孔221a进气，并透过压电致动器223的作动，而流经多个压力腔室(未图示)，并向下传输，进而可使气体于微型阀门装置22B内单向流动，并将压力蓄积于与微型阀门装置22B的出口端相连的气囊23(如图4B所示)中，以进行集压作业，且当需进行卸压时，则调控微型气体传输装置22A的输出量，使气体经由微型阀门装置22B的出口板228上的卸压孔(未图示)而排出，以进行卸压。

请同时参阅图4A及图4B，图4A为图2的侧视示意图，图4B为本案较佳实施例的穿戴式装置的气囊充气鼓胀的示意图。如图4A及图4B所示，于本实施例中，带状结构20相对于本体21之内表面201更可具有容收部(未图示)，用以容收该气囊23，且该容收部是与本体21的容置空间相连通，但不以此为限，是以，当微型气体泵22未作动时，则穿戴式装置2的侧视示意图会如图4A所示，其仅可见带状结构20及本体21，而不会看到容收于容收部的气囊23，然而，当微型气体泵22受驱动作动后，气体会由微型气体泵22的出口端传送至气囊23内，使气囊23充气而向外鼓胀，即如图4B所示。

请参阅图5，图5为本案较佳实施例的穿戴式装置套戴于穿戴使用者的手腕上的示意图。如图所示，当本案的穿戴式装置2套戴于穿戴使用者的手腕上时，其即如图5所示，当驱动控制模块25控制驱动微型气体泵22运作时，微型气体泵22会将气体由其出口端传输至气囊23，使气囊23充气鼓胀以固定穿戴使用者的手腕内侧，此时，穿戴使用者再透过设置于驱动控制模块25上的传感器24直接感测微型气体泵22的气压变化而计算穿戴使用者的生理信息，最后再借由驱动控制模块25的记忆单元241以进行生理信息纪录以达到精准感测。或者，穿戴使用者选择透过光学传感器28进行感测，透过光学传感器28的发光器281，发射一感测光线至穿戴使用者的手腕皮肤，以感测使用者的生理信息，并由光学传感器28的收光器282接收该感测光线，最后再借由驱动控制模块25的记忆单元241以进行生理信息纪录以达到快速感测。且于本实施例中，生理信息是为脉搏血压以及心跳…等数据，但不以此为限。

请参阅图6，如图所示，于本实施例中，更可具备传输模块26，但不以此为限。传输模块26亦可设置于驱动控制模块25上，用以将前述量测到的穿戴使用者的生理信息传送至外部装置3中，以进行更进一步的分析统计，借以更了解穿戴使用者的生理健康情形，然其所设置的位置并不以此为限，其是可依照实际施作情形而任施变化。于一些实施例中，传输模块26是可为有线传输模块，例如包含USB、mini-USB或是micro-USB，但不以此为限；而于另一些实施例中，传输模块亦可为无线传输模块，例如可为Wi-Fi模块、蓝芽模块、无线射频辨识模块(Radio Frequency Identification，RFID)或是近场通讯模块Near FieldCommunication，NFC)，但亦不以此为限；且传输模块26更可同时包含有线传输模块及无线传输模块，且其资料传输型态是可依照实际施作情形而任施变化，凡可将储存于驱动控制模块25的记忆单元241内的穿戴使用者的生理信息传送至外部装置3的实施态样均在本案的保护范围内，不另行赘述。又于本实施例中，外部装置3是可为但不限为云端系统、可携式装置、电脑系统…等，这些外部装置3主要是接收本案的穿戴式装置所传送的穿戴使用者的生理信息，并可透过一程序以对这些信息进行进一步的分析比对，借以更了解穿戴使用者的生理健康情形。

请续参阅图6并同时参照图2，如图所示，当本案的穿戴式装置2进行精准感测时，主要是透过驱动控制模块25以控制并驱动该采以压电致动的微型气体泵22，使微型气体泵22将气体传输至气囊23，使气囊23充气鼓胀以压迫穿戴使用者所穿戴的特定位置，此时，再透过传感器24以感测穿戴使用者的生理信息。而当本案的穿戴式装置2进行快速感测时，主要是透过光学传感器28以感测穿戴使用者的该生理信息，并将该生理信息传送至该驱动控制模块25以进行生理信息纪录，于一些实施例中，显示面板27是可直接显示其所感测到的生理信息，于另一些实施例中，更可透过传输模块26以将感测到的生理信息传送至外部装置3，以进行更进一步的解析。

综上所述，本案所提供的穿戴式装置，如穿戴使用者欲想进行精准检测生理信息，可选择传感器进行感测，而传感器主要借由压电致动的微型气体泵将气体传输至气囊中，再透过传感器以感测穿戴使用者的生理信息，或者穿戴使用者欲想进行快速检测生理信息，可选择光传感器进行感测，而光学传感器透过发光器及收光器来感测穿戴使用者的生理信息，最后将传感器或光学传感器所感测的生理信息再传送至驱动控制模块的记忆单元，并可进一步透过传输模块将这些生理信息传输至外部装置、或是由显示面板直接显示这些生理信息，借此可达到精准量测以及快速量测的功效，除此之外，更可使穿戴式装置达到体积小、重量轻、便于使用者携带、以及节能省电的功效。因此，本案采用压电致动的微型气体泵的穿戴式装置极具产业利用价值，爰依法提出申请。

纵使本发明已由上述实施例详细叙述而可由熟悉本技艺人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。

【符号说明】

1a：头部

1b：心脏部位

1c：手腕

1d：脚腕

2：穿戴式装置

20：带状结构

200：外表面

201：内表面

21：本体

22：微型气体泵

22A：微型气体传输装置

22B：微型阀门装置

221：进气板

221a：进气孔

222：共振片

223：压电致动器

223a：悬浮板

223b：压电陶瓷板

224、2241、2242：绝缘片

225：导电片

226：集气板

226a：容置空间

2277：阀门片

228：出口板

23：气囊

24：传感器

241：记忆单元

25：驱动控制模块

26：传输模块

27：显示面板

28：光学传感器

281：发光器

282：收光器

3：外部装置

Claims (12)

1.一种穿戴式装置，其特征在于，包括：

一带状结构，具有一外表面及一内表面；

一本体，连接设置于该带状结构的该外表面上，且具有一容置空间；

一微型气体泵，设置于该本体的该容置空间中；

一气囊，相对于该微型气体泵而设置于该带状结构的该内表面，且与该微型气体泵相连通；以及

一驱动控制模块，设置于该本体的该容置空间中；

一传感器，设置于该驱动控制模块上，供与该微型气体泵相连接；

一光学传感器，设置于该带状结构的该内表面，并与该驱动控制模块电性连接；

其中，该驱动控制模块控制该微型气体泵运作，使气体由该微型气体泵传输至该气囊，该气囊充气鼓胀以固定穿戴使用者的一特定部位，使用者可选择透过该传感器以感测穿戴使用者的一生理信息，并将该生理信息传送至该驱动控制模块以进行生理信息纪录以达到精准感测，或是透过该光学传感器进行感测穿戴使用者的该生理信息，并将该生理信息传送至该驱动控制模块以进行生理信息纪录以达到快速感测。

2.如权利要求1所述的穿戴式装置，其特征在于，该微型气体泵为一压电致动的微型气压动力装置，且该微型气压动力装置包含一微型气体传输装置及一微型阀门装置，当气体自该微型气体传输装置传输至该微型阀门装置内，进行集压或卸压作业。

3.如权利要求2所述的穿戴式装置，其特征在于，该微型气体传输装置包括依序堆叠设置一进气板、一共振片以及一压电致动器，其中该压电致动器受驱动时，气体由该进气板进入，流经多个压力腔室，并向下传输，进而可使气体于该微型阀门装置内单向流动，且该微型阀门装置包括依序堆叠设置一集气板、一阀门片以及一出口板，该出口板的一出口端与该气囊相连通；当气体自该微型气体传输装置传输至该微型阀门装置内，透过该出口板的该出口端以输送至该气囊中进行集压作业，或是透过该出口板的一泄压孔进行泄压作业。

4.如权利要求1所述的穿戴式装置，其特征在于，该穿戴式装置更具有一传输模块，其设置于该驱动控制模块上，用以将穿戴使用者的该生理信息传送至一外部装置。

5.如权利要求4所述的穿戴式装置，其特征在于，该传输模块为一有线传输模块及一无线传输模块的至少其中之一。

6.如权利要求5所述的穿戴式装置，其特征在于，该有线传输模块是为一USB、一mini-USB、一micro-USB的至少其中之一，且该无线传输模块为一Wi-Fi模块、一蓝芽模块、一无线射频辨识模块及一近场通讯模块的至少其中之一。

7.如权利要求4所述的穿戴式装置，其特征在于，该外部装置为一云端系统、一可携式装置、一电脑系统等至少其中之一。

8.如权利要求1所述的穿戴式装置，其特征在于，该光学检测器具有一发光器及一收光器，该发光器发射一感测光线用以感测该生理信息，再以该收光器接收该感测光线。

9.如权利要求1所述的穿戴式装置，其特征在于，该穿戴式装置更包含一显示面板，借以显示一信息。

10.如权利要求9所述的穿戴式装置，其特征在于，该信息包含穿戴使用者的该生理信息、一时间信息、一来电显示信息等至少其中之一。

11.如权利要求9所述的穿戴式装置，其特征在于，该穿戴式装置的显示面板可为一触控屏幕或一按键式屏幕，使用者可透过该触控屏幕选择该传感器或该光学检测器感测该生理信息。

12.如权利要求1所述的穿戴式装置，其特征在于，该驱动控制模块更包含一记忆单元，用以储存该生理信息。