CN113350148A - 光刺激震动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光刺激震动装置，涉及光刺激震动技术领域。该光刺激震动装置包括：控制器、至少一发光二极管单元、震动马达、至少一传感器、电池单元以及基板，所述光刺激震动装置与手机无线连接，并受手机控制而运作。通过控制器接收控制指令，控制发光二极管单元的色光以及震动马达的震动特性，进而投射色光及施加震动于皮肤的穴道位置，达到结合色光及震动的按摩功能。同时，还通过传感器感测生理信号，并由控制器接收后传送至手机，再由手机的应用程序分析生理信号，产生并显示相对应的生理信息。应用程序依据生理信息而动态改变控制指令，优化光刺激、震动按摩功效。
Description
技术领域
本发明涉及光刺激震动技术领域，特别涉及一种光刺激震动装置。
背景技术
一般肌肉紧绷或运动拉伤造成酸痛是常发生的症状，而通过物理性的震动刺激引痛点来缓解肌筋膜疼痛，或是到医院就医以寻求复健治疗是比较安全的处理方式，不过交通往返及候诊会耗费相当多的宝贵时间及体力。
此外，使用基本可见光、红外线和紫外线照射在皮肤的穴道或特殊部位，而光线照在穴位上时，或经过细胞的生物光子(Biophotons)把讯息带入经脉和身体的能量系统，用以平衡身心灵能量，并加以调整，一种不痛、非侵入性的能量调整方法，且没有副作用。
然而，目前市面上仅有单一用途的产品，如发光二极管照明刺激脚底按摩仪、电动手指按摩仪，并无结合色光及震动的产品。
因此，非常需要一种新的光刺激震动装置，利用控制器连接手机接收控制指令，并依据控制指令控制发光二极管单元的色光以及震动马达的震动特性，进而将色光投射到皮肤，且将震动施加于皮肤，达到结合色光及震动的按摩功能，尤其是还利用特定的传感器感测生理信号，并由控制器接收，进而传送至手机，再由手机的应用程序分析生理信号产生所需的生理信息，之后应用程序可依据生理信息动态改变控制指令，从而优化光刺激、震动按摩功效，进而解决技术问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种光刺激震动装置，包括：控制器、至少一发光二极管单元、震动马达、至少一传感器、电池单元以及基板，通过所述光刺激震动装置接触皮肤感测生理信号，并发射色光及产生震动，所述光刺激震动装置还与手机连接，可通过手机进行控制而运作。
具体地，控制器具有无线通信功能，用于连接至手机进行通信，通过手机启动应用程序产生并传送控制指令至控制器，控制器依据控制指令产生并传送脉冲宽度调变色光驱动信号及脉冲宽度调变震动驱动信号。
发光二极管单元电气连接至控制器，用于接收脉冲宽度调变色光驱动信号，产生并发射色光至皮肤，对皮肤进行光刺激。此外，震动马达电气连接至控制器，接收脉冲宽度调变震动驱动信号，产生震动施加于皮肤，对皮肤进行震动刺激。
进一步地，传感器感测皮肤下方经光刺激及震动刺激后所反应的生理信号，并传送至控制器，且由电池单元提供电力给控制器、LED单元、震动马达及传感器。
进一步地，基板用于承载并设置控制器、LED单元、震动马达、传感器及电池单元，其中LED单元、震动马达及传感器位于基板的下表面。
进一步地，上述的传感器包括红外线传感器以及光体积描记图传感器中的至少一个，而生理信号包括皮肤温度、心率、呼吸次数、呼吸深度、血氧饱和浓度以及血压中的至少一个，其中红外线传感器可感测皮肤温度，而光体积描记图传感器可感测心率、呼吸次数、呼吸深度、血氧饱和浓度以及血压。
进一步地，控制器依据生理信号分析生理状态，进而产生生理信息，并传送至手机进行显示，以供实时参考。或者，控制器也可不分析生理状态，而是直接将生理信号传送至手机，再由手机依据生理信号分析生理状态，进而产生所需的生理信息，并显示生理信息。
本发明的有益效果是：
本发明的光刺激震动装置利用控制器连接手机接收控制指令，并依据控制指令控制发光二极管单元的色光以及震动马达的震动特性，进而将色光投射到皮肤，将震动施加于皮肤，达到结合色光及震动的按摩功能，尤其是还利用特定的传感器以感测生理信号，并由控制器接收，进而传送至手机，再由手机的应用程序分析生理信号产生所需的生理信息，之后应用程序依据生理信息动态改变控制指令，优化光刺激、震动按摩功效。
附图说明
图1表示本发明实施例的光刺激震动装置的结构示意图之一；
图2表示本发明实施例的光刺激震动装置的结构示意图之二；
图3表示本发明实施例的光刺激震动装置的操作处理示意图。
附图标记说明：
10-控制器；20-发光二极管LED单元；30-震动马达；40-传感器；50-电池单元；60-基板；100-手机；200-皮肤。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
如图1至图2所示，本发明实施例提供一种光刺激震动装置，包括：控制器10、至少一发光二极管LED单元20、震动马达30、至少一传感器40、电池单元50以及基板60，通过所述光刺激震动装置接触皮肤200感测生理信号，并发射色光及产生震动，且所述光刺激震动装置还与手机100连接，可通过手机100进行控制而运作。
要注意的是，为方便说明本发明的技术效果，图1中包括四个所述LED单元20及一个传感器40，作为本发明的一实施例，此外，震动马达30位于中间位置，而四个LED单元20环绕在震动马达30的外环，达到较佳功效，不过并非用以限制本发明的范围。
具体而言，控制器10具有无线通信功能，用于连接至手机100进行通信，且通过手机100启动特定的应用程序(Application，APP)产生并传送控制指令至控制器10，进一步地，控制器10依据控制指令产生并传送脉冲宽度调变(Pulse Width Modulation，PWM)色光驱动信号及PWM震动驱动信号。
LED单元20通过电气连接至所述控制器10，接收PWM色光驱动信号，产生并发射色光至皮肤200，进而对皮肤200造成光刺激。
此外，震动马达30通过电气连接至控制器10，接收PWM震动驱动信号，产生震动施加于皮肤200，进而对皮肤200进行震动刺激。传感器40用于感测皮肤200下方经该光刺激及该震动刺激后所反应的生理信号，并将所述生理信号传送至控制器10，电池单元50用于提供电力给控制器10、LED单元20、震动马达30及传感器40进行运作，可选地，所述电池单元50可为一般市售的CR2032钮扣型电池。
再者，上述的基板60用于承载所述控制器10、LED单元20、震动马达30、传感器40及电池单元50，而且LED单元20、震动马达30及传感器40设置在所述基板60的下表面，用于接触皮肤200，可选地，所述电池单元50设置在所述基板60的上表面，不接触皮肤200。
更加具体而言，控制器10依据生理信号分析生理状态进而产生所需的生理信息，并将生理信息传送至手机100，手机100显示生理信息，以供实时参考。此外，另一实施方式是，由控制器10将生理信号传送至手机100，再由手机100依据所接收的生理信号分析生理状态，进而产生并显示生理信息，也就是说，是由手机100分析生理状态并产生生理信息，而非由控制器10分析生理状态。不过，为方便说明，下文中是以控制器10分析生理状态为实施例。
进一步地，传感器40包括红外线IR传感器以及光体积描记图(Photoplethysmography，PPG)传感器中的至少一个，而生理信号包括皮肤温度、心率、呼吸次数、呼吸深度、血氧饱和浓度以及血压中的至少一个，其中IR传感器用于感测皮肤温度，PPG传感器用于感测心率、呼吸次数、呼吸深度、血氧饱和浓度以及血压。
更进一步地，LED单元20包括红光LED、绿光LED以及蓝光LED，用于在控制器10的控制下分别产生红光、绿光以及蓝光，而且来自手机MB的控制指令包括发光指令，用于控制LED单元20分别调控红光、绿光以及蓝光的强度，实现具有所需闪烁速率、色调及光强度的色光。简言之，手机100可利用发光指令通过控制器10调控LED单元20所产生的色光特性。优选地，所述控制指令还包括闪烁指令，用于控制LED单元合成光的闪烁速率。
此外，所述控制指令还包括震动指令，用于控制震动马达30所产生的震动的震动频率及震动强度。换言之，手机100可利用震动指令通过控制器10调控震动马达30的震动特性，比如频率及强度。较佳的，震动频率可为10Hz至30Hz。
本发明实施例的光刺激震动装置的操作处理如图3所示，其中由PPG传感器所感测的生理信号，称作PPG信号，可经由特定的峰值检测器(Peak Detector，PD)、低通滤波器(Low Pass Filter，LPF)、带通滤波器(Band Pass Filter，BPF)、高通滤波器(High PassFilter，HPF)，再搭配适当的信号处理单元，比如心率检测(HR)及坐标变换(CT)、振幅检测(AD)及平均值处理(mean)、呼吸次数检测(BR)及振幅检测(AD)、振幅检测(AD)及平均值处理(mean)、频谱分析及经脉血流分布检测，进而产生包括心率变异分析(HRV)、血氧饱和浓度(SPO2)、呼吸深度(BD)、血压(BP)的生理信息。
此外，由IR传感器所感测的皮肤温度可经控制器10的平均处理(比如算术平均)后产生体表温度，进而汇入生理信息中。
再进一步地，控制器10或手机100的应用程序可依据生理信息而控制LED单元20的色光及震动马达30的震动，从而达到最佳功效。以LED单元20的色光为例，当色光为红光时，可刺激血液循环，橙光时可温暖、增加幸福感，绿光时可帮助学习、集中注意力，绿光可达到镇静、放松效果，蓝光可减轻心理压力，而紫光可平衡左右脑。因此，可依据目前的生理状态而动态调整色光。同样的，本发明也可依据目前的生理状态而动态调整震动特性。
此外，为加强震动按摩的功效，本发明的光刺激震动装置可进一步包括至少一凸起物(图中未显示)，比如豆状的凸起物，达到点状穴位按摩的目的，其中凸起物配置成贴附于震动马达30上，用以接触皮肤200，且凸起物的横向尺寸小于震动马达30的横向尺寸，用以限缩光刺激震动装置与皮肤200的接触面积，因而来自震动马达30的震动会经凸起物而适当集中于皮肤200，加强震动按摩而刺激到深层的穴位。
在实际应用上，可将本发明的光刺激震动装置接触、贴附到皮肤200上的特定区域，尤其是特定穴道的位置，接着启动手机100的应用程序，由手机100传送控制指令至本发明的光刺激震动装置，并由控制器10接收，进而控制LED单元20的色光，再射入皮肤200的穴道以诱导适当的生理反应，同时控制震动马达30的震动而施加于皮肤200的穴道，按摩皮肤200的穴道。进一步，传感器40感测生理信号而传送至控制器10，接着由控制器10分析生理信号以产生、传送所需的生理信息至手机100，并由手机100的应用程序显示生理信息，或者，控制器10不分析生理信号，而是直接转传生理信号至手机100，并由手机100的应用程序分析生理信号以产生、显示生理信息。
需要说明的是，可利用多个本发明的光刺激震动装置贴附在身体上需要按摩的多个位置，比如沿着特定经络的穴道位置，并由手机的应用程序逐一控制每个光刺激震动装置中LED单元及震动马达的运作，进而投射相同或不同的色光，并施加相同或不同的震动。
举例而言，可对该等穴道位置投射相同色调及光强度的色光，同时施加相同震动频率及震动强度的震动，也可依据每个穴道位置所感测到的生理信息，分别投射不同色调及光强度的色光，或分别施加不同震动频率及震动强度的震动，或者，也可将相同的及不同的色光以及相同的及不同的震动混合、组合使用。显而易见的是，本发明提供非常多样的应用实施手段，可达到缓解各种不适症状的目的。
另外，还可针对特定经络穴道位置，依据经络循行路径逐一照光并按摩，更能加强缓解的功效。
以头后痛、颠顶痛的虚症为例，如果是依循本经采取补法，则可针对束骨、足通谷、至阴，进行本经输荥井穴的顺向带状按摩；如果是肝经采取补法，则针对大敦、行间、太冲，进行肝经井荥输穴的顺向带状按摩；如果是脾经采取补法，则针对隐白、大都、太白，进行脾经井荥输穴的顺向带状按摩。
再者，本发明是以脉波宽度调变(PWM)方式调整光线强度及闪烁速率，进而达到空间亮度、颜色与时间闪烁等三维的刺激。同时，本发明还以脉波宽度调变方式调整震动马达的力道与震动次数。尤其，利用光体积描记图(PPG)测量心率、呼吸次数及深度、血氧饱和浓度与血压，并使用红外线传感器测量皮肤温度，本发明的整体结构相当轻巧，并具有高度整合性功能。
众所周知，肌肉紧绷或运动拉伤造成酸痛是常发生的症状，通常是使用酸痛贴布或服用止痛药来缓和症状，但是有药物副作用的风险，所以通过物理性的震动刺激引痛点来缓解肌筋膜疼痛或到医院寻求复健治疗是比较安全的处理方式。对此，本发明是结合色光刺激经脉穴道的循环震动装置，可以通过智能手机控制多个色光与震动马达，配合中医经脉走向循环震动按摩穴道，可有效缓解酸痛的症状。
另外，学术研究已证实震动刺激疼痛点有助于缓解疼痛，本发明能针对疼痛点附近穴道进行点状震动刺激或是针对该疼痛点区域所属之经脉范围施加如推拿般的带状震动刺激，所以不仅不会有直接碰触疼痛点引起的强烈疼痛，而且在缓解症状上会有加成的效果。另外，本发明可结合色光对皮下神经的能量传递，会依不同光线波长而有不同的刺激效果。
综上所述，本发明的特点在于利用控制器连接手机接收控制指令，并依据控制指令控制发光二极管单元的色光以及震动马达的震动特性，进而将色光投射到皮肤，将震动施加于皮肤，达到结合色光及震动的按摩功能。尤其，利用传感器以感测生理信号，并由控制器接收，进而传送至手机，由手机的应用程序分析生理信号而产生所需的生理信息，再依据生理信息而动态改变控制指令，从而优化光刺激、震动按摩功效。
此外，本发明具备电源单元而不需使用外部电源，可达到无线操作的目的，所以在使用时，不会有电线干扰，大幅改善方便性，非常具有产业利用性。
本发明的另一特点在于利用智能手机以无线方式控制多个排列于相同或不同经脉上穴道的光刺激震动装置，达成循环震动按摩的功能，并以色光刺激为辅助来加强效果。此外，透过感测皮肤温度、心率、呼吸次数及深度、血氧饱和浓度与血压等生理信号，用以评估不适症状的缓解程度，进而调整光刺激及震动的强度，达成循环震动按摩。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。
Claims (12)
1.一种光刺激震动装置，用于接触皮肤，其特征在于，包括：
控制器，具有无线通信功能，用于连接至手机进行通信，通过所述手机启动应用程序APP产生并传送控制指令至所述控制器，所述控制器依据所述控制指令产生并传送脉冲宽度调变PWM色光驱动信号及PWM震动驱动信号；
至少一发光二极管LED单元，所述LED单元电气连接至所述控制器，用于接收所述PWM色光驱动信号，产生并发射色光至所述皮肤，对皮肤进行光刺激；
震动马达，所述震动马达电气连接至所述控制器，用于接收所述PWM震动驱动信号，产生震动施加于所述皮肤，对皮肤进行震动刺激；
至少一传感器，用于感测所述皮肤经光刺激及震动刺激而产生的生理信号，并传送所述生理信号至所述控制器；
电池单元，用于提供电力给所述控制器、所述LED单元、所述震动马达及所述传感器；以及
基板，用于承载并设置所述控制器、所述LED单元、所述震动马达、所述传感器及所述电池单元，且所述LED单元、所述震动马达及所述传感器均位于所述基板的下表面，
其中所述至少一传感器包括红外线IR传感器以及光体积描记图PPG传感器中的至少一个，所述生理信号包括皮肤温度、心率、呼吸次数、呼吸深度、血氧饱和浓度以及血压中的至少一个，所述IR传感器用于感测所述皮肤温度，所述PPG传感器用于感测所述心率、所述呼吸次数、所述呼吸深度、所述血氧饱和浓度以及所述血压，所述控制器依据所述生理信号分析生理状态而产生生理信息，且传送所述生理信息至所述手机进行显示。
2.根据权利要求1所述的光刺激震动装置，其特征在于，所述电池单元位于所述基板的上表面。
3.根据权利要求1所述的光刺激震动装置，其特征在于，所述LED单元包括红光LED、绿光LED以及蓝光LED，用于在所述控制器的控制下分别产生红光、绿光以及蓝光。
4.根据权利要求3所述的光刺激震动装置，其特征在于，所述控制指令包括发光指令，用于控制所述LED单元分别调控所述红光、所述绿光以及所述蓝光的强度。
5.根据权利要求3所述的光刺激震动装置，其特征在于，所述控制指令包括闪烁指令，用于控制所述LED单元合成光的闪烁速率。
6.根据权利要求1所述的光刺激震动装置，其特征在于，所述控制指令包括震动指令，用于控制所述震动马达的震动频率及震动强度。
7.一种光刺激震动装置，用于接触皮肤，其特征在于，包括：
控制器，具有无线通信功能，用于连接至手机进行通信，通过所述手机启动应用程序APP产生并传送控制指令至所述控制器，所述控制器依据所述控制指令产生并传送脉冲宽度调变PWM色光驱动信号及PWM震动驱动信号；
至少一发光二极管LED单元，所述LED单元电气连接至所述控制器，用于接收所述PWM色光驱动信号，产生并发射色光至所述皮肤，对皮肤进行光刺激；
震动马达，所述震动马达电气连接至所述控制器，用于接收所述PWM震动驱动信号，产生震动施加于所述皮肤，对皮肤进行震动刺激；
至少一传感器，用于感测所述皮肤经光刺激及震动刺激而产生的生理信号，并传送所述生理信号至所述控制器；
电池单元，用于提供电力给所述控制器、所述LED单元、所述震动马达及所述传感器；以及
基板，用于承载并设置所述控制器、所述LED单元、所述震动马达、所述传感器及所述电池单元，且所述LED单元、所述震动马达及所述传感器均位于所述基板的下表面，
其中所述至少一传感器包括红外线IR传感器以及光体积描记图PPG传感器中的至少一个，所述生理信号包括皮肤温度、心率、呼吸次数、呼吸深度、血氧饱和浓度以及血压中的至少一个，所述IR传感器用于感测所述皮肤温度，所述PPG传感器用与感测所述心率、所述呼吸次数、所述呼吸深度、所述血氧饱和浓度以及所述血压，所述控制器传送所述生理信号至所述手机，所述手机依据所述生理信号分析生理状态而产生并显示生理信息。
8.根据权利要求7所述的光刺激震动装置，其特征在于，所述电池单元位于所述基板的上表面。
9.根据权利要求7所述的光刺激震动装置，其特征在于，所述LED单元包括红光LED、绿光LED以及蓝光LED，用于在所述控制器的控制下分别产生红光、绿光以及蓝光。
10.根据权利要求9所述的光刺激震动装置，其特征在于，所述控制指令包括发光指令，用于控制所述LED单元分别调控所述红光、所述绿光以及所述蓝光的强度。
11.根据权利要求9所述的光刺激震动装置，其特征在于，所述控制指令包括闪烁指令，用于控制所述LED单元合成光的闪烁速率。
12.根据权利要求7所述的光刺激震动装置，其特征在于，所述控制指令包括震动指令，用于控制所述震动马达的震动的震动频率及震动强度。
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