专利名称：脉搏计的制作方法
技术领域：
本发明涉及配备在例如手表或类似设备中的便携式脉搏计，具体地说，本发明涉及这样的脉搏计，它在脉博传感器不与皮肤接触时不测量脉搏速率。
依照配备有脉搏计的常规手表，在通过来自用户的指令而进入脉搏速率测量模式时，脉搏传感器受驱动器电路的驱动而在与脉搏传感器是否戴到用户手臂等上无关的情况下进行脉搏检测操作。
这里，当脉搏传感器未戴在用户的手臂等上时，用于从血管反射的信号会变小，故内部微计算机(例如CPU等)判断出接收信号的敏感度不足，并增加放大电路的放大系数，以便放大来自脉搏传感器的输入信号，从而提高敏感度。因此，微计算机逐步增加放大电路的放大系数，同时判断不足的敏感度，放大系数会最终达到最大。此后，脉搏传感器按最大的放大系数继续脉搏检测操作。
但是，依照这种配备有脉搏计的常规手表，在卸下脉搏传感器同时由用户来设定脉搏速率测量模式时，或者在由用户来设定脉搏速率测量模式同时卸下脉搏传感器时，存在着这样的问题即进行不必要的脉搏检测操作，并且降低电池的使用寿命。
在脉搏传感器是将光或超声射到皮肤上并检测脉搏信号这样的类型时，由于使光或超声射出的能耗是较大的，故上述问题会特别显著。
因此，这即使在配备有脉搏计的手表中也是个问题。此外，在是用于测量脉搏速率的专用装置并且在未戴上脉搏传感器或脉搏传感器未戴好的状态下进行检测操作时，电池使用效率的降低也是一个问题。
为了改进上述问题发明了本发明，所以，本发明的目的是提供这样一种脉搏计，它在脉搏传感器不与皮肤相接触时停止脉搏速率测量处理。
依照本发明，接触检测装置检测脉搏传感器是否与皮肤相接触。在接触检测装置检测到脉搏传感器不与皮肤相接触时，控制装置就停止驱动装置对脉搏传感器的驱动。这里，与皮肤的接触不仅包括与皮肤的直接接触而且包括与皮肤略有距离但可认为传感器其本上戴在皮肤上这样的状态。
所以，依照本发明，在脉搏传感器不与皮肤接触时，由于停止驱动该传感器，故可以提高脉搏计的电池的使用寿命。
还有，依照本发明，上述结构还可包括显示装置，用于显示脉搏传感器测到的脉搏。在接触检测装置检测到脉搏传感器不与皮肤接触时，显示装置可显示出脉搏传感器不与皮肤相接触的讯息。
此外，依照本发明，还可包括信号检测判断装置，用于判断是否检测到来自脉搏传感器的脉搏信号。即使在接触检测装置检测到脉搏传感器与皮肤相接触的情况下，当信号检测判断装置判断出未检测到来自脉搏信号的脉搏信号时，可将显示装置构造成能显示出脉搏传感器佩戴位置不适当的讯息。依照本发明，由于构造成还包括这种显示装置，故可提高用户的方便性。
再有，依照本发明，接触检测装置可构造成包括突出于带有脉搏传感器的机壳的后侧的两个电极并且能通过电极间的电势差检测脉搏传感器是否与皮肤接触。接触检测装置的两个电极均按脉搏传感器的周围形状突出，并且，可以构造成上述两个电极在机壳与皮肤接触的一侧处彼此相对。所述周围形状包括基本上是半圆的或基本上是半方的。
此外，依照本发明，接触检测装置可构造成能根据预定时间判断脉搏传感器是否与皮肤接触。因此，在根据预定时间进行判断时，由于不存在这样的情况即直接的不良接触等停止驱动脉搏传感器，故可有效地测量脉搏速率。
再有，依照本发明，在任何一种上述结构中，可以构造成这样的脉搏计，其中，脉搏传感器发射和接收超声。
本发明的脉搏计的特征在于包括；驱动器，驱动脉搏传感器；接触检测器，检测脉搏传感器是否与皮肤相接触；以及，控制器，在接触检测器检测到脉搏传感器不与皮肤接触时停止驱动器对脉搏传感器的驱动。
再有，依照本发明，还包括显示器，显示脉搏传感器测到的脉搏。
此外，依照本发明，其中，在接触检测器检测到脉搏传感器不与皮肤接触时，显示器可显示出脉搏传感器不与皮肤相接触的讯息。
此外，依照本发明，还包括信号检测判断装置，它判断是否检测到来自脉搏传感器的脉搏信号，其中，即使在接触检测装置检测到脉搏传感器与皮肤相接触的情况下，当信号检测判断装置判断出未检测到来自脉搏信号的脉搏信号时，显示器显示出脉搏传感器佩戴位置不适当的讯息。
优选实施例描述以下参照
图1至5详细说明本发明脉搏计的实施例模式。请注意，该实施例模式是示例性的，本发明不应局限于该实施例。
图1是显示使用了本发明的一个实施例模式的脉搏计1的电路结构的概略框图。脉搏计包括CPU(中央处理器)11、接触检测电路12、驱动电路13、发射电路14、传感器电路15、放大电路16、A/D转换电路17、输入电路18、显示器驱动电路19、显示器20、ROM(只读存储器)21、EEPPROM(电可擦可编程只读存储器)22、RAM(随机存取存储器)23、振荡电路24以及分频电路25。除发射电路14、传感器电路15、放大电路16和显示器20以外的相应部件均通过总线与CPU11相连。
CPU11执行脉搏信号检测处理过程和脉搏速率测量处理过程，这些过程将在以后说明，并且，这些处理过程的程序存储在ROM21内。输入电路18包括用户可以按下的输入按钮。RAM23在执行上述处理过程时展开存储在ROM21内的相应的处理程序并根据处理过程(例如脉搏速率的测量结果和表示未接触的数据)暂时将输出存储起来。
再有，CPU11通过显示器驱动电路19使显示器20显示上述处理过程的输出，该输出暂时存储在RAM内。请注意，在脉搏计1是配备有脉搏计的手表时，显示器20可以是进行数字显示的液晶显示器，它位于手表的表盘上。
接触检测电路12是用于检测脉搏计1是否在脉搏信号检测处理过程中与用户皮肤相接触的电路并且包括如图2所示的两个电极A和B。驱动电路13通过来自CPU11的指令驱动或停止发射电路14。发射电路14包括诸如发光二极管之类的发射器，它用于使光线射至到用户皮肤下的血管。发射器可以是用于输出超声的发射器。
传感器电路15包括诸如光电二极管之类的接收器，它用于检测发射自发射电路14并作为反射信号反射自血管的光线或超声且将该反射信号输出给放大电路16。放大电路16按CPU11指示的预定放大率来放大输入自传感器电路15的输入信号并将其输出给A/D转换电路。此外，A/D转换电路17对输入信号作A/D转换并通过CPU11将数字数据输出给RAM23。
图2概略地示出了本发明脉搏计1的脉搏传感器模块的结构，图2A是侧视图，图2B是后视图，图2C示出了后表面的改进实例。在这些图中，就包括在接触检测电路12内的电极A和B而言，一个电极为上述电路的接地(大地)电极，另一个电极由一高电阻上拉而与输入电路相连。图3示出电极连接的一个实例。
图3示出了本发明的接触检测电路12的两个电极的电路结构。这里使用了具有18MΩ高电阻值的电阻。在上述两个电极与皮肤相接触时，这两个电极间的电压会因经过皮肤的放电而下降。在通过一门电路检测到电压为低(Low)时，CPU11就判断出脉搏传感器与皮肤相接触。
再有，脉搏传感器发射器和接收器如图2所示。例如，在光线射至皮肤时，可将发光二极管用作发射器，将光电二极管用作接收器。根据接收到的光线检测与脉冲对应的脉搏信号以便测量脉搏速率。与此相反，在用超声发射方式时，其中的脉冲代之以血液流量。也就是说，使用了血管因血流膨胀和收缩时产生的反射信号的多普勒效应，并且，检测超声频率的变化以测量脉搏速率。
作为图2B所示的相应部件的结构的改进实例，图2C示出了本发明的另一个实施例模式。在图2C中，脉搏计1构造成按半圆形的边缘形状突出的两个电极定位成彼此相对，并且，发射器和接收器设置在上述边缘内侧。因此，在发射器和接收器被两个电极包围时，可以在脉搏测量时防止接收器受外部光线扰动的影响，也就是说，可以进行光屏蔽。
请注意，上述两个电极的形状并不局限于上述实例。这两个电极最好是能防止外部光线的扰动对接收器产生影响的电极并且具有能嵌在机壳后表面上的形状和尺寸。但是，为了判断脉搏传感器是否适当地与皮肤相接触，这些电极最好比至少发射器和接收器位于更在外面的一侧。
以下用图4和5的流程图说明上述实施例模式的脉搏计1的工作。首先说明脉搏计1的脉搏信号检测处理过程。图4是使用了本发明的一个实施例模式的脉搏信号检测处理过程的流程图。根据来自输入电路18的用户输入指令(在脉搏速率测量处理过程中对应于128Hz的中断)开始脉搏信号检测处理过程。
在步骤S1中，CPU11判断电极之间由接触检测电路12检测到的电势差Vw是否为Low。在为Low时，CPU11设置f1_off＝0、使RAM23存储这一数据(步骤S2)并通过驱动电路13使发射电路14和传感器电路15处于on状态。然后，所述过程转至步骤S7。
另一方面，在Vw不为Low时，处理过程转至步骤S4，CPU11判断这种状态是否持续1秒或更长。这里，在Vw不为Low的状态持续1秒或更长时，CPU11就判断出脉搏传感器不与皮肤相接触。在上述状态持续1秒或更短时，就判断出传感器处于瞬时浮动的状态。但是，接触检测的持续时间最好设置在这样的范围内，在该范围内，不存在有问题，因此，用户在使用时可保持等待足以感到不舒服的长时间，等等。不仅可设置成1秒，而且可设置成2至3秒。
在步骤S4中，在判断出上述状态未持续1秒或更长时间时，CPU11设置f1_off＝1并使RAM23存储这一数据(步骤S5)。在判断出上述状态持续1秒或更长时，就不执行处理过程。然后，CPU驱动显示器驱动电路19将“未接触”讯息显示到显示器20上(步骤S6)，并且，结束脉搏信号检测处理过程。
在步骤S7中，CPU11判断传感器电路15的输出电压Vsen是否小于10mV。在判断出该电压小于10mV时，CPU11在步骤S8中判断放大电路16的放大系数是否是最大的。在放大系数不是最大的时，就提高该系数(步骤S9)，并且，处理过程转至步骤S11。另一方面，在放大系数为最大时，CPU11就驱动显示器驱动电路19将“不良佩戴”讯息显示在显示器20上(步骤S10)并通过驱动电路13使脉搏传感器处于OFF状态(步骤S15)且结束脉搏信号检测处理过程。
另一方面，当在步骤S7中判断出Vsen不小于10mV时，CPU11就在步骤S11中判断Vsen是否大于2V。在判断出Vsen大于2V时，CPU11就在步骤S12中判断放大电路16的放大系数是否是最小的。在放大系数不是最小的时，就减少该放大系数(步骤S13)并且结束脉搏信号检测处理过程。另一方面，在放大系数是最小的时，CPU11就将“超范围”讯息显示在显示器20上(步骤S14)并通过驱动电路13使脉搏传感器处于OFF状态，且结束脉搏信号检测处理过程。另一方面，在判断出Vsen不大于2V时，在不作任何处理的情况下结束脉搏信号检测处理过程。
请注意，为了避免重复说明，就增减放大电路16的放大系数来形成一级循环。但是，为了CPU11能进行更加精确的判断，需要进行多级控制。
以下说明脉搏计1的脉搏速率测量处理过程。图5是使用了本发明的一个实施例模式的脉搏速率测量处理过程的流程图。在步骤S6中，CPU判断是否产生了128Hz的中断并在步骤S16中等待直至产生了中断。在产生了中断时，CPU11使RAM23扩展存储在ROM21内的相应程序并执行上述脉搏信号检测处理过程(步骤S17)。然后，所述处理过程转至步骤S18。
在步骤S8中，CPU11判断存储在RAM23内的f1_off是否是1。在f1_off是1时，CPU11设置t_frm＝0且ct＝0(步骤S20和S21)，并且，处理过程返回至步骤S16。另一方面，在f1_off不为1时，CPU11设置ct＝Ct+1(步骤S19)，处理过程转至步骤S22。
在步骤S22中，CPU11判断ct是否为128。在ct为128时，CPU11设置t_frm＝t_frm+1(步骤S23)。在ct不为128时，处理过程在不作任何处理的情况下转至步骤S24。
在步骤S24中，CPU11判断t_frm是否为8或更大。在t_frm小于8时，处理过程返回至步骤16，并且，CPU11重复上述过程。在t_frm为8或更大时，CPU11设置t_frm＝0和ct＝0(步骤S25和S26)并根据这些设置值执行第一傅立叶变换(FFT)处理。然后，CPU11驱动显示器驱动电路19将测定的脉搏速率显示在显示器20上(步骤S28)并且结束脉搏速率测量处理过程。
如上所述，依照上述实施例模式，脉搏计1构造成包括驱动电路13，它用于驱动发射电路14；接触检测电路12，它用于检测脉搏传感器是否与皮肤相接触；CPU11，它用于控制这些电路；以及，ROM21，它用于存储相应的处理程序。在这种结构中，在检测到脉搏传感器不与皮肤接触时，CPU11停止驱动电路对脉搏传感器的驱动。即便检测到脉搏传感器与皮肤接触，软件传感器15的输出具有不充分敏感性，则CPU就根据放大电路16的放大系数来判断脉搏传感器是否不佩戴适当并根据这种判断停止驱动器电路13对脉搏传感器的驱动。结果，可用脉搏计1提高脉搏计的电池的使用寿命。
依照本发明的脉搏计，在脉搏传感器不与皮肤接触时或在不适当佩戴时，由于可停止对传感器驱动，故可以提高脉搏计电池的使用寿命。
权利要求
1.一种脉搏计，该脉搏计包括驱动装置，用于驱动脉搏传感器；接触检测装置，用于检测脉搏传感器是否与皮肤相接触；以及控制装置，用于在接触检测装置检测到脉搏传感器不与皮肤接触时停止驱动装置对脉搏传感器的驱动。
2.如权利要求1的脉搏计，其特征在于，该脉搏计还包括显示装置，用于显示脉搏传感器测到的脉搏。
3.如权利要求2的脉搏计，其特征在于，在所述接触检测装置检测到脉搏传感器不与皮肤接触时，上述显示装置可显示出脉搏传感器不与皮肤相接触的讯息。
4.如权利要求2的脉搏计，其特征在于，该脉搏计还包括信号检测判断装置，用于判断是否检测到来自脉搏传感器的脉搏信号；其中，即使在所述接触检测装置检测到脉搏传感器与皮肤相接触的情况下，当信号检测判断装置判断出未检测到来自脉搏信号的脉搏信号时，所述显示装置就显示出脉搏传感器佩戴位置不适当的讯息。
5.如权利要求1的脉搏计，其特征在于，所述接触检测装置包括两个电极，设置在这样的一个侧处，在该侧处带有脉搏传感器的机壳与皮肤相接触，并且，所述接触检测装置通过上述电极间的电势差检测脉搏传感器是否与皮肤接触。
6.如权利要求5的脉搏计，其特征在于，所述接触检测装置接的两个电极均按包围脉搏传感器的形状突出，以及其中，上述两个电极设置成在机壳与皮肤接触的一侧处彼此相对。
7.如权利要求1的脉搏计，其特征在于，所述接触检测装置根据预定时间判断脉搏传感器是否与皮肤接触。
8.如权利要求1的脉搏计，其特征在于，所述脉搏传感器通过发射和接收超声来测量脉搏。
9.一种脉搏计，该脉搏计包括驱动器，驱动脉搏传感器；接触检测器，检测脉搏传感器是否与皮肤相接触；以及控制器，在接触检测器检测到脉搏传感器不与皮肤接触时停止驱动器对脉搏传感器的驱动。
10.如权利要求9的脉搏计，其特征在于，该脉搏计还包括显示器，用来显示脉搏传感器测到的脉搏数据。
11.如权利要求10的脉搏计，其特征在于，在所述接触检测器检测到脉搏传感器不与皮肤接触时，上述显示器可显示出脉搏传感器不与皮肤相接触的讯息。
12.如权利要求10的脉搏计，其特征在于，该脉搏计还包括信号检测判断装置，判断是否检测到来自脉搏传感器的脉搏信号，其中，即使在接触检测装置检测到脉搏传感器与皮肤相接触的情况下，当信号检测判断装置判断出来检测到来自脉搏信号的脉搏信号时，上述显示器就显示出脉搏传感器佩戴位置不适当的讯息。
全文摘要
提供了一种脉搏计，它在脉搏传感器不与皮肤接触或脉搏传感器不适当佩戴时停止该脉搏计的脉搏速率测量过程。本发明的脉搏计的特征在于包括驱动装置，它用于驱动和停止脉搏传感器；接触检测装置，它用于检测脉搏传感器是否与皮肤相接触；以及，控制装置，它用于在接触检测装置检测到脉搏传感器不与皮肤接触时停止驱动装置对脉搏传感器的驱动。
文档编号G04G21/02GK1406554SQ0213182
公开日2003年4月2日 申请日期2002年9月6日 优先权日2001年9月6日
发明者加藤一雄 申请人:精工电子有限公司