TWI725289B - 可調整信號發射功率之生理量測裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一種可調整信號發射功率之生理量測裝置，其包括生理量測模組、動作感測模組、功率切換模組、無線信號發射模組以及控制模組。生理量測模組係用於量測一使用者之生理狀態資訊。動作感測模組係用於感測使用者之動作。功率切換模組供使用者操作切換。無線信號發射模組係用於傳送生理量測模組所量測之生理狀態資訊。控制模組係電性連接生理量測模組、動作感測模組、功率切換模組以及無線信號發射模組，並且控制模組根據動作感測模組所感測到之使用者動作及功率切換模組之切換結果中至少一者來控制無線信號發射模組之發射功率。

Description

可調整信號發射功率之生理量測裝置

本發明係關於一種生理量測裝置，尤指一種適用於可調整信號發射功率之生理量測裝置。

近年來隨著健康意識抬頭，運動風氣日益興盛，尤其是致使健身訓練器材的使用及使用期間的生理資訊量測之需求逐漸提高。

然而，目前傳統的健身器材，如健身車、跑步機、划船器、橢圓機、競速機、飛輪腳踏車或滑雪訓練器材等，倘若要在運動期間量測心跳等生理資訊，使用者必須穿戴著具有低頻功率的心跳感測胸戴或手環裝置。但於一般健身房中，健身器材都是並列擺放在一起，且器材間彼此係靠得很近，從而導致心跳感測裝置所發射的訊號，容易干擾到周圍鄰近的健身器材的使用者之量測訊號的傳送，而造成傳送接收到錯誤的心跳資訊。

因此，亟需發展出一種新穎之生理量測裝置統，以能夠有效地結合應用於健身訓練器材設備上，從而可依據使用者之運動狀態，對應調整傳遞生理資訊感測之無線發射強度，以提供更為準確的訊號傳遞。

本發明之主要目的係在提供一種可調整信號發射功率之生理量測裝置，俾能藉由感測使用者之動作狀態，以判斷使用者當下所使用之對應健身器材設備，進而決定傳送發射使用者之生理狀態資訊的發射功率及強度，以有效且精準地調整控制其訊號傳輸範圍。另一方面，使用者亦可以手動方式直接設定發射功率及強度。

為達成上述目的，本發明揭示一種可調整信號發射功率之生理量測裝置，其包括一生理量測模組、一動作感測模組、一無線信號發射模組以及一控制模組。生理量測模組係用於量測一使用者之生理狀態資訊。動作感測模組係用於感測使用者之動作。無線信號發射模組係用於傳送生理量測模組所量測之生理狀態資訊。控制模組係電性連接生理量測模組、動作感測模組以及無線信號發射模組，並且控制模組根據動作感測模組所感測到之使用者之動作來控制無線信號發射模組之發射功率。

為達成前述目的，本發明揭示一種可調整信號發射功率之生理量測裝置，其包括一生理量測模組、一功率切換模組、一無線信號發射模組以及一控制模組。生理量測模組係用於量測一使用者之生理狀態資訊。功率切換模組係供使用者調整無線信號發射模組之發射功率。無線信號發射模組係用於傳送生理量測模組所量測之生理狀態資訊。控制模組係電性連接生理量測模組、功率切換模組以及無線信號發射模組，並且控制模組根據使用者操作功率切換模組之結果來控制無線信號發 射模組之發射功率。

換言之，功率強度可以設定為兩種或兩種以上的設定選擇；且本發明則提供了二種切換模式，一是手動模式，其根據使用者操作功率切換模組之切換結果來切換無線信號發射模組之發射功率；另一則是自動模式，控制模組可以根據動作感測模組所感測到之使用者之動作來調整無線信號發射模組之發射功率。藉此，本發明可以根據健身器材設備的種類以自動或手動方式調整無線信號發射模組之發射功率，除了可減少能源消耗外，並可避免無線信號發射模組所發射之信號干擾到周圍鄰近的健身器材之訊號傳送。

1‧‧‧生理量測裝置

2‧‧‧生理量測模組

3‧‧‧動作感測模組

4‧‧‧無線信號發射模組

5‧‧‧控制模組

6‧‧‧記憶模組

60‧‧‧功率設定資訊組

61‧‧‧第一功率設定資訊組

62‧‧‧第二功率設定資訊組

63‧‧‧第三功率設定資訊組

64‧‧‧第四功率設定資訊組

7‧‧‧功率切換模組

71‧‧‧通信埠

72‧‧‧外接按鍵模組

73‧‧‧無線通信單元

8‧‧‧顯示模組

91,92,93‧‧‧指向性天線

Mi1‧‧‧第一動作條件資訊

Mi2‧‧‧第二動作條件資訊

Mi3‧‧‧第三動作條件資訊

Mi4‧‧‧第四動作條件資訊

Pe1‧‧‧第一發射功率值

Pe2‧‧‧第二發射功率值

Pe3‧‧‧第三發射功率值

Pe4‧‧‧第四發射功率值

OD‧‧‧外部電子裝置

S10-S40‧‧‧步驟

圖1A係繪示根據本發明一較佳實施例之功能方塊圖。

圖1B係繪示根據本發明一較佳實施例之使用示意圖。

圖2係繪示根據本發明一較佳實施例之方法步驟流程圖。

圖3A至圖3D係分別依據本發明一較佳實施例之第一動作條件資訊至第四動作條件資訊於三軸維度之每一方向的動作持續時間之示意圖。

圖4係繪示根據本發明另一較佳實施例之功能方塊圖。

圖5A係繪示本發明另一較佳實施例之生理量測裝置的立體示意圖。

圖5B係繪示本發明又一較佳實施例之生理量測裝置 及其連線示意圖。

圖6係繪示本發明另一較佳實施例之生理量測裝置中的天線配置。

圖7A至圖7D係繪示本發明另一較佳實施例之生理量測裝置中所使用之不同型態天線。

本發明可調整信號發射功率之生理量測裝置在本實施例中被詳細描述之前，要特別注意的是，以下的說明中，類似的元件將以相同的元件符號來表示。再者，本發明之圖式僅作為示意說明，其未必按比例繪製，且所有細節也未必全部呈現於圖式中。

請同步參照圖1A與圖1B，其中圖1A係繪示根據本發明一較佳實施例之一種可調整信號發射功率之生理量測裝置的功能方塊圖，圖1B係繪示根據本發明一較佳實施例之一種可調整信號發射功率之生理量測裝置的使用示意圖。如圖所示，一種可調整信號發射功率之生理量測裝置1，包括一生理量測模組2、一動作感測模組3、一無線信號發射模組4以及一控制模組5。生理量測模組2係用於量測一使用者之生理狀態資訊。動作感測模組3係用於感測使用者之動作。無線信號發射模組4係用於傳送生理量測模組2所量測之生理狀態資訊。控制模組係電性連接生理量測模組2、動作感測模組3以及無線信號發射模組4，並且控制模組5根據動作感測模組3所感測到之使用者之動作來控制無線信號發射模組4之發射功率。

更具體地說，生理量測裝置1係配置穿戴於使 用者之手腕、手臂或固定於其他運動配件上，例如運動手套等。藉此，生理量測裝置1係可透過生理量測模組2予以即時地量測使用者之生理狀態資訊，例如心跳、血壓、血氧等生理資訊數據。舉例而言，於本發明之另一實施例中，生理量測模組2可包括一光容積信號(Photoplethysmography，PPG)感測器，其係用於擷取使用者之心律狀態資訊。另一方面，動作感測模組3則可同時地感測使用者當下對應的動作狀態或運動姿勢，例如身體位移、姿勢或手勢等感應量測數據。

接著，經由控制模組5根據動作感測模組3所感應量測到使用者之動作量測數據，進而決定無線信號發射模組4用來傳送使用者之生理狀態資訊的發射功率之強度設定值，以有效地調節出適切的發射距離，從而可避免產生周邊其他使用者之訊號傳送接收的干擾現象。

請繼續參照圖1A，更進一步地說，於本實施例中，生理量測裝置1可更包含一記憶模組6。記憶模組6內部係可儲存有複數功率設定資訊組60，其例如可包括有一第一功率設定資訊組61、一第二功率設定資訊組62、一第三功率設定資訊組63以及一第四功率設定資訊組64。此外，每一功率設定資訊組61~64係對應包括一動作條件資訊及一發射功率值。舉例而言，第一功率設定資訊組61可包括一第一動作條件資訊Mi1及一第一發射功率值Pe1，第二功率設定資訊組62可包括一第二動作條件資訊Mi2及一第二發射功率值Pe2，第三功率設定資訊組63可包括一第三動作條件資訊Mi3及一第三發射功率值 Pe3，第四功率設定資訊組64可包括一第四動作條件資訊Mi4及一第四發射功率值Pe4。

因此，當動作感測模組3所感測到之使用者的動作符合功率設定資訊組61、62、63、64中其中一者之動作條件資訊Mi1~Mi4時，控制模組5隨即控制調整無線信號發射模組4之發射功率，以符合動作條件資訊Mi1~Mi4所對應之發射功率值Pe1~Pe4。另外，第一、二、三、四動作條件資訊Mi1~Mi4係可分別對應使用者使用於四種類別各異的健身設備之運動狀態，其中這四種健身設備例如可包括跑步機、划船機、健身車以及橢圓機等健身器材設備。

舉例而言，當在跑步機進行運動時，使用者所穿戴之生理量測裝置1中之無線信號發射模組4所發射功率強度為中度，有效發射距離須設定至少約120公分；當在划船機進行運動時，使用者所穿戴之生理量測裝置1中之無線信號發射模組4所發射功率強度為強度，有效發射距離須設定至少約150公分；當在健身車進行運動時，使用者所穿戴之生理量測裝置1中之無線信號發射模組4所發射功率強度為輕度，有效發射距離須設定至少約40公分；及，當在橢圓機進行運動時，使用者所穿戴之生理量測裝置1中之無線信號發射模組4所發射功率強度為中度，有效發射距離須設定至少約80公分。

更進一步地說，請參照圖2，其係繪示根據本發明一較佳實施例之生理量測裝置於進行控制發射功率之方法步驟流程圖。當生理量測裝置啟動開始量測後， 首先，於步驟S10中，進行量測使用者之生理狀態資訊；其次，於步驟S20中，則是例如藉由3軸加速規等感測裝置，對應進行感測使用者之動作。雖然，於本實施例中量測使用者之生理狀態資訊與感測使用者之動作是分成二步驟進行，但本發明並不限於此，在其他實施例中亦可同時進行，或二者之步驟順序對調。

再者，於步驟S31至S34，根據使用者之動作，逐一依序比對是否符合第一功率設定資訊組至第四功率設定資訊組61、62、63、64中其中一者之動作條件資訊Mi1~Mi4，進而藉以判讀出使用者當下所使用的健身器材設備之種類係否為跑步機、划船機、健身車以及橢圓機。其中，本實施例雖然僅列出跑步機、划船機、健身車以及橢圓機此四種健身器材設備，但本發明並不以此為限，其他健身器材設備亦可適用於本發明。

接著，於步驟S40中，藉由所判讀出使用者當下所使用的健身設備種類後，予以對應調節控制之發射功率值，亦即根據所比對符合的動作條件資訊Mi1~Mi4其中之一，將傳送使用者之生理狀態資訊之發射功率值調整切換成對應匹配之發射功率值Pe1~Pe4。

於本發明之另一較佳實施例中，每一動作條件資訊係Mi1~Mi4包括三維度方向上每單位時間之動作感測值，例如在三軸(X，Y，Z)上之各自單位時間的動作變化感測數據值。另一方面，發射功率值Pe1~Pe4係可預先設定之固定數據值，亦或是可經由使用者依據實際使用需求而手動調整設定。

更具體地說，請同步參照圖3A至圖3D，其分別依據本發明一較佳實施例之第一動作條件資訊至第四動作條件資訊於三軸維度之每一方向的動作持續時間之示意圖。如圖3A係繪示之第一動作條件資訊Mi1，亦即使用者於跑步機上運動時之動作與時間關係圖，其中每一方波即代表一個跑步動作的週期。如圖中所示，於跑步動作之第一動作條件資訊Mi1中，二平面維度方向(X、Y方向)的動作持續時間較長於一立向維度方向(Z方向)之動作持續時間。

再者，如圖3B係繪示第二動作條件資訊Mi2，亦即使用者於划船機上運動時之動作與時間關係圖，其中每一方波即代表一個划船動作的週期。如圖中所示，於划船動作之第二動作條件資訊Mi2中，立向維度方向(Z方向)的動作持續時間較長於二平面維度方向(X、Y方向)之動作持續時間。

另外，如圖3C係繪示第三動作條件資訊Mi3，亦即使用者於健身車上運動時之動作與時間關係圖，其中每一方波即代表一個踩踏動作的週期。如圖中所示，於踩踏動作之第三動作條件資訊Mi3中，三維度方向(X、Y、Z方向)之動作持續時間大致相同。

此外，如圖3D係繪示第四動作條件資訊Mi4，亦即使用者於橢圓機上運動時之動作與時間關係圖，其中每一方波即代表一個橢圓機上動作的週期。如圖中所示，於橢圓機上動作中二平面維度方向中之一者(Y方向)的動作持續時間較長於立向維度方向(Z方向)以及二 平面維度方向中另一者(X方向)之動作持續時間。如此一來，透過上述各健身器材設備所對應之不同動作條件資訊特性的設定，將可有效地比對出使用者當下所使用的健身器材設備之種類。

請同步參照圖4及圖5A，其中圖4係繪示根據本發明另一較佳實施例之功能方塊圖，圖5A係繪示本發明另一較佳實施例之生理量測裝置的立體示意圖。本實施例之生理量測裝置1係可進一步包括一功率切換模組7。其中，功率切換模組7係電性連接控制模組5，並且功率切換模組7係可提供使用者手動調整無線信號發射模組4之發射功率。因此，除了前述實施例中，即生理量測裝置1可透過感測使用者之動作，予以對應調整切換發射功率之外，使用者亦可根據所使用之運動器材的不同，藉由功率切換模組7進行手動控制操作，來主動地切換設定發射功率，例如區分為低、中、高之發射強度的設定，以獲得最佳適切的訊號傳輸發射範圍。

此外，生理量測裝置1可更進一步包括一顯示模組8，其係電性連接該控制模組5，並且可用以同步顯示生理量測模組2所量測到使用者之相關生理狀態資訊，例如心跳數等，以及當下即時用以傳遞生理狀態資訊的發射功率。

再者，請參照圖4B，其係繪示本發明又一較佳實施例之生理量測裝置及其連線示意圖。如圖所示，功率切換模組7除了如上述實施例以直接設置於生理量測裝置1上的按鍵呈現外，在本發明其他的實施例中功率 切換模組7可包括一通信埠71以及一外接按鍵模組72。通信埠71係電性連接控制模組5，而外接按鍵模組72可依據實際使用需求而選擇式地電性連接通信埠71，並藉由通信埠71調整無線信號發射模組4之發射功率。

其次，本發明之另外的實施例中，功率切換模組7亦可包括一無線通信單元73。其中，外部電子裝置OD例如智慧型手機可藉由APP，並透過無線通信單元73(如藍芽)設定或調整無線信號發射模組4之發射功率。如此一來，使用者可依據實際操作情境，而對應選擇透過外接按鍵模組72及外部電子裝置OD，以更為適切地進行調整無線信號發射模組4之發射功率。

請先參閱圖6，圖6係繪示本發明另一較佳實施例之生理量測裝置中的天線配置。如圖中所示，本實施例之生理量測裝置中於X軸向和Y軸向各分別配置一個指向性天線91,92於殼體內部兩側，而且相對應於X軸向之指向性天線91的另一側位置又設置一Z軸向之指向性天線93，其係一U型天線，但僅有Z軸方向設有發射線圈。據此，本實施例具備三軸向的信號發射效果，可達成全方位、無死角之無線信號發射。

此外，請同時參閱圖7A至圖7D，圖7A至圖7D係繪示本發明另一較佳實施例之生理量測裝置中所使用之不同型態天線。其中，圖7A顯示為一U型天線，其整個天線皆可發射信號，即為整合二軸向之信號發送，亦即涵蓋Z軸向以及X軸向(或Y軸向)；圖7B及圖7C分別顯示為一L型天線和一T型天線，其同樣整合二軸向之信號 發送，亦即涵蓋Z軸向以及Y軸向(或X軸向)；圖7D則顯示一三軸向整合天線，其同時具備X、Y、Z軸向之指向性天線。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1‧‧‧生理量測裝置

2‧‧‧生理量測模組

3‧‧‧動作感測模組

4‧‧‧無線信號發射模組

5‧‧‧控制模組

6‧‧‧記憶模組

60‧‧‧功率設定資訊組

61‧‧‧第一功率設定資訊組

62‧‧‧第二功率設定資訊組

63‧‧‧第三功率設定資訊組

64‧‧‧第四功率設定資訊組

8‧‧‧顯示模組

Mi1‧‧‧第一動作條件資訊

Mi2‧‧‧第二動作條件資訊

Mi3‧‧‧第三動作條件資訊

Mi4‧‧‧第四動作條件資訊

Pe1‧‧‧第一發射功率值

Pe2‧‧‧第二發射功率值

Pe3‧‧‧第三發射功率值

Pe4‧‧‧第四發射功率值

Claims (6)

1. 一種可調整信號發射功率之生理量測裝置，包括：一生理量測模組，其係用於量測一使用者之生理狀態資訊；一動作感測模組，其係用於感測該使用者之動作；一無線信號發射模組，其係用於傳送該生理量測模組所量測之生理狀態資訊；一記憶模組，其內儲存有複數功率設定資訊組，每一功率設定資訊組包括一動作條件資訊及一發射功率值；以及一控制模組，其係電性連接該生理量測模組、該動作感測模組、該無線信號發射模組以及該記憶模組，該控制模組根據該動作感測模組所感測到之該使用者之動作來調整該無線信號發射模組之發射功率；其中，當該動作感測模組所感測到之該使用者的動作符合該複數功率設定資訊組中其中一者之該動作條件資訊時，該控制模組控制該無線信號發射模組之發射功率符合該動作條件資訊所對應之該發射功率值。
2. 如請求項1之可調整信號發射功率之生理量測裝置，其中，每一動作條件資訊包括三維度方向上每單位時間之動作感測值。
3. 如請求項2之可調整信號發射功率之生理量測裝置，其中，該記憶模組內儲存有一第一功率設定資訊組、 一第二功率設定資訊組、一第三功率設定資訊組以及一第四功率設定資訊組，該第一功率設定資訊組包括一第一動作條件資訊及一第一發射功率值，該第二功率設定資訊組包括一第二動作條件資訊及一第二發射功率值，該第三功率設定資訊組包括一第三動作條件資訊及一第三發射功率值，該第四功率設定資訊組包括一第四動作條件資訊及一第四發射功率值；該第一、二、三、四動作條件資訊分別對應該使用者使用於四種健身設備之運動狀態。
4. 如請求項3之可調整信號發射功率之生理量測裝置，其中，該四種健身設備包括跑步機、划船機、健身車以及橢圓機。
5. 如請求項3之可調整信號發射功率之生理量測裝置，其中，該第一動作條件資訊中二平面維度方向的動作持續時間較長於一立向維度方向之動作持續時間；該第二動作條件資訊中該立向維度方向的動作持續時間較長於該二平面維度方向之動作持續時間；該第三動作條件資訊中該三維度方向之動作持續時間大致相同；該第四動作條件資訊中該二平面維度方向中之一者的動作持續時間較長於該立向維度方向以及該二平面維度方向中另一者之動作持續時間。
6. 如請求項1之可調整信號發射功率之生理量測裝置，其中，該無線信號發射模組包括至少一指向性天線，其係沿至少一軸向發送該生理量測模組所量測之生理 狀態資訊，該至少一指向性天線係選自直線型天線、U型天線、T型天線以及L型天線所組成群組中至少一者。

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