一种蓝牙心率耳机的制作方法
【专利摘要】本新型公开了一种蓝牙心率耳机,包括耳机主体,耳机主体开制有容置蓝牙模块及电池的容置空间,该容置空间的两端头分别卡接上尾塞和下尾塞;耳机主体上部横向延伸出一支撑部,该支撑部远离耳机主体的端设包括喇叭底座和喇叭前盖的音腔,喇叭前盖上设出声孔;音腔的侧部还向外延伸出一凸缘;音腔内安设有与蓝牙模块电连接的喇叭和心率模块,心率模块的光电式心率传感器匹配置于凸缘内,凸缘内设感光片,耳机本体旁侧还设支撑耳机的耳挂。本新型的蓝牙耳机通过设置光电式心率传感器,使蓝牙耳机具备心率检测功能，解决了使用者采用传统医疗检测心率费用昂贵,操作繁琐,等待时间长,没有时间去医院的问题,并且该耳机所测心率准确率高,实用性强。
【专利说明】
_种蓝牙心率耳机
技术领域
[0001]本实用新型涉及耳机设计领域，尤其是一种蓝牙心率耳机。
【背景技术】
[0002]蓝牙，是一种支持设备短距离通信(一般1m内)的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够简化设备与因特网Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHzISM(即工业、科学、医学)频段。其数据速率为1Mbps。采用时分双工传输方案实现全双工传输。
[0003]目前蓝牙技术在日常生活中应用最广的就是蓝牙耳机，蓝牙耳机最大的特点就是便携性和无线操作性。例如，戴上蓝牙耳机，用户可以边写邮件边讲电话、可以边开车边讲电话、可以边做家事边讲电话，而不受恼人电线的牵姅。由于蓝牙耳机的电磁波远比手机低，讲电话时只要将手机放在公文包内或是口袋里，戴上耳机轻松讲，既不用将手举得老高，还能够有效减少电磁波对人体的影响。
[0004]随着人们生活生活水平的提高，人们越来越关注自己的身体健康。现实生活中，往往会存在以下的问题:传统医疗检测费用昂贵，操作繁琐，等待时间长以及少有时间去医院的问题。随着智能产品技术领域的快速发展，智能手表、智能手环以及高性能医疗保健设备与智能穿戴产品呈现于人们面前，也为人们解决了生活上的诸多不便。对于智能蓝牙耳机，现有技术中，也开始考虑对其植入保健性功能应用，如体温、脉搏、紫外线以及脉搏等，但与智能手表和智能手环不同的之处在于，智能手表或手环采用腕带式接触，为其检测或侦测提供的便利条件。对于智能产品针对心率的侦测，主流的方式有两种:一种是利用光反射的测量、一种是利用电势的测量。前者主要为光电传感测量方式，后者为电极传感测量方式。光电测量方式目前主要能测量的是心率与血氧指标，而电极式测量的指标更全面一些，可以直接测量心电图。而电极式测量的不足之处在于:需要使用者有意识地去测量，而不能自动不间断测量并上传数字，更不能实现远程监控。
[0005]现有的测心率产品中，相比于手表、手环，耳机测心率还是有天然的优势的，耳朵离心脏近血液新鲜，耳朵中又有颈内动脉系统和丰富的毛细血管，测量数据更为准确。现有的耳机测心率采用的方案为:耳机紧贴耳道形成封闭空间，由于耳膜的振动，耳道内会产生一定的压力，并且压力随着振动的改变而改变，利用麦克风采集耳道内压力的变化信息，从而达到检测心率，对于上述技术方案而言，该心率测量误差率大，设计复杂。同时，现有其他的技术方案有些光电型检测脉搏设备主要是使用红外光来测量血液，其设计在一定程度上受限。现有一种双绿色LED型反射式光电传感器，检测经过人体血液和组织吸收后的反射的光强度测心率，为可佩戴式智能电子产品以及新式测试方法大范围使用提供可能。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的解决的技术问题是针对上述现有技术中的存在的缺陷，提供一种蓝牙心率耳机，该耳机满足欣赏音乐电影的同时，也解决了使用者采用传统医疗检测心率费用昂贵，操作繁琐，等待时间长，没有时间去医院的问题，并且该耳机所测心率准确率高，实用性强。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案如下:一种蓝牙心率耳机，包括耳机主体，所述耳机主体开制有容置蓝牙模块及电池的容置空间，该容置空间的两端头分别卡接上尾塞和下尾塞;所述耳机主体上部横向延伸出一支撑部，该支撑部远离耳机主体的端设音腔，所述音腔包括与支撑部固接的喇叭底座及与喇叭底座卡接的喇叭前盖，所述喇叭前盖上设出声孔;所述音腔的侧部还向外延伸出一凸缘，该凸缘包括由喇叭底座向外延伸出的下凸缘和由喇叭前盖向外延伸出的上凸缘;所述音腔内安设有与所述蓝牙模块电连接的喇叭和心率模块，所述心率模块的光电式心率传感器匹配置于所述凸缘内，所述凸缘内还设有感光片，该感光片在位置上置于所述光电式心率传感器的前端。
[0008]作为对上述技术方案的进一步阐述:
[0009]在上述技术方案中，所述耳机主体旁侧还设置有耳挂，该耳挂为半圆弧耳挂，所述半圆弧耳挂的两端分别与所述上尾塞和下尾塞连接;所述半圆弧耳挂挂置在耳廓上，使所述音腔及出声口匹配的置于外耳道中。
[0010]在上述技术方案中，所述音腔外还套设耳机顶，且所述耳机顶为硅胶耳顶。
[0011]在上述技术方案中，所述音腔为猪嘴状音腔，且所述猪嘴状音腔匹配所述凸缘前端位置处制有两通孔，该两通孔在位置上分别与所述光电式心率传感器的两发光部匹配正对，发光部发出的光能经对应的通孔照射在外耳道的内壁上，经外耳道的内壁反射的光能被置于两发光部之间的所述光电式心率传感器的受光部接收。
[0012]在上述技术方案中，所述光电式心率传感器为LST1303双绿色LED型反射式光电传感器，所述发光部为绿色LED发光管。
[0013]在上述技术方案中，所述心率模块包括PCB板，所述PCB板上设心率电路，该心率电路包括心率芯片Ul、运放芯片U2及周边电阻电容，所述运放芯片U2用于将心率芯片Ul采集的信号放大输出至所述蓝牙模块;其中，所述心率芯片Ul的输入端分别电连接两绿色LED发光管的阴极，两绿色LED发光管的阳极电连接电源，所述心率芯片Ul的输出端与运放芯片U2的反向输入端间设有电阻R3和电容C3串联构成的耦合电路，所述运放芯片U2的同向输入端通过一采样电阻R2连接到心率芯片Ul的输出端，所述运放芯片U2的反向输入端和输出端之间串接一反馈电阻R3，所述运放芯片U2的输出端通过串接一耦合电容C5与所述蓝牙模块电连接。
[0014]本实用新型的有益效果在于:本新型蓝牙耳机具备像传统蓝牙耳机一样具有蓝牙功能；同时，通过在音腔侧部前端设置光电式心率传感器，使本新型的蓝牙耳机具备心率检测功能，解决了使用者采用传统医疗检测心率费用昂贵，操作繁琐，等待时间长，没有时间去医院的问题，并且该耳机所测心率准确率高，实用性强。
【附图说明】
[0015]图1是本新型蓝牙耳机立体机构示意图；
[0016]图2是图1所示立体结构的分解示意图；
[0017]图3是本新型蓝牙耳机的另一立体机构示意图；
[0018]图4是图3中A-A截面视图；
[0019]图5是本新型心率模块的心率电路图。
[0020]图中，1.耳机主体，2.上尾塞，3.下尾塞，4.支撑部，5.音腔，51.喇叭前盖，52.喇叭底座，53.凸缘，54.出声口，531.上凸缘，532.下凸缘，6.耳挂，7.喇叭，8.心率模块，81.PCB板，9.感光片，10.耳机顶，11.电池，12.容置空间。
【具体实施方式】
[0021 ]下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
[0022]附图1-5实例本新型的具体实施例。参考附图1-4，一种蓝牙心率耳机，包括耳机主体I，所述耳机主体I开制有容置蓝牙模块(附图中为示，且蓝牙模块用于使耳机具备传统蓝牙耳机的功能，同时又用于与增设的功能模块通讯以及数据处理)及电池11(电池作为蓝牙模块以及喇叭7、心率模块8供电模组)的容置空间12，该容置空间12的两端头(也就是耳机主体I的上下端)分别卡接上尾塞2和下尾塞3(上尾塞2和下尾塞3与耳机主体I为内螺纹卡接，且上尾塞2和下尾塞3上均设置有凸台，而耳机主体I的容置空间12的内壁上设置有与凸台匹配的凹槽，凸台和凹槽匹配对接，使上尾塞2和下尾塞3相对耳机主体I限位固定)；所述耳机主体I上部横向延伸出一支撑部4(耳机主体I是于支撑部4一体的，且支撑部4内部用于电池11和蓝牙模块与喇叭7、心率模块8电连接的走线通道)，该支撑部4远离耳机主体I的端设音腔5(该音腔5在结构位置上相对所述支撑部4垂直，也即相对耳机主体I平行的)，所述音腔5包括与支撑部4固接的喇叭底座52及与喇叭底座52卡接的喇叭前盖51(喇叭底座52和喇叭前盖51的卡接也是通过凸台和凹槽结构实现的，当然，实际生产中，也还可将卡接的喇叭底座52与喇叭前盖51进行固封，即先分部件的生产喇叭底座52和喇叭前盖51，在生产组装时，又将喇叭底座52和喇叭前盖51固封成一体)，在所述喇叭前盖51上设出声孔54，喇口八7发出的声音从该出声孔54发出；所述音腔5的侧部还向外延伸(横向延伸)出一凸缘53，该凸缘53包括由喇叭底座52向外延伸出的下凸缘532和由喇叭前盖51向外延伸出的上凸缘531，上凸缘531与下凸缘532匹配盖合，并在内部形成容置腔;所述音腔5内安设有与所述蓝牙模块电连接的喇叭7和心率模块8，所述心率模块8的光电式心率传感器匹配置于所述凸缘53内(在内部的容置腔内安设)，所述凸缘53内还设有感光片9，该感光片9在位置上置于所述光电式心率传感器的前端，保证光电式心率传感器前端是能透光的;所述音腔5外还套设有耳机顶10，耳机顶10优选硅胶耳顶;所述耳机主体I旁侧还设置有耳挂6，该耳挂6为半圆弧耳挂6，所述半圆弧耳挂6的两端分别与所述上尾塞2和下尾塞3连接;所述半圆弧耳挂6挂置在耳廓上，使所述音腔5及出声口 54匹配的置于外耳道中，同时，所述音腔5在置于外耳道中时，凸缘53的前端也抵靠与外耳道内壁上，从而使光电式心率传感器发出的光照射在外耳道的内壁上，经外耳道的内壁反射的光能被其接收，同时，在位置上来说，出声孔54相对光电式心率传感器相对置于外耳道的里面。
[0023]作为优选，上述实施例中，所述音腔5为猪嘴状音腔，且所述猪嘴状音腔匹配所述凸缘53前端位置处制有两通孔(图中未显示)，该两通孔在位置上分别与所述光电式心率传感器的两发光部匹配正对，发光部发出的光能经对应的通孔照射在外耳道的内壁上，经外耳道的内壁反射的光能被置于两发光部之间的所述光电式心率传感器的受光部接收，且所述光电式心率传感器优选LST1303双绿色LED型反射式光电传感器，所述光电式心率传感器的发光部对应为绿色LED发光管，对于受光部而言，其为匹配对应光谱的接收管，其可为二极管。当然，设置两绿色LED发光管是使光电式心率传感器发出的光尽可能的照射到外耳道的内壁上。
[0024]上述实施例中的心率模块包括PCB板81，所述PCB板I上设心率电路，参考附图5，心率电路包括心率芯片Ul(该心率芯片为本
【申请人】自身生产集成开模的心率芯片)、运放芯片U2及周边电阻(R1-R6)电容(C1-C6)，而所述运放芯片U2是用于将心率芯片Ul采集的信号放大后输出至所述蓝牙模块。其中，所述心率芯片Ul的输入端(LED+、LED_)分别电连接两绿色LED发光管(电路原理图中用电阻R7、R8等效)的阴极，两绿色LED发光管的阳极电连接电源(VCC-3.3v)，而在实际中心率芯片Ul上的两绿色反光管的中间位置上则设置用于接收经外耳道内壁反射后的光的接收管(该接收管在电路图和结构图并未显示)，且心率芯片Ul先将由接收管接收的光进行隔尚，再在其内部进行处理后从输出端VOUT输出信号，而该输出信号经过运放芯片U2的放大，放大的信号传输至蓝牙模块。同时，心率模块8上设置连接端子CONl用于从电池7引进电源(VCC-3.3V)及与蓝牙模块和电池7共地，需要说明的是，在实际设计生产中，在本申请的设计者在心率芯片Ul上集成了上述的两绿色LED发光管和接收管。电路的具体连接为:所述心率芯片Ul的输出端VOUT串联由电容C3和电阻R3组成的耦合电路电连接到运放芯片U2的反向输入端(-)，而且心率芯片UI的输出端VOUT对地接入旁路电阻Rl和旁路电容Cl，旁路电容Cl用于将前级(心率芯片Ul)的高频杂波滤除。所述运放芯片U2的同向输入端(+ )通过一采样电阻R2连接心率芯片Ul的输出端V0UT，采集心率芯片Ul的输出端VOUT输出的直流信号并送至运放芯片U2与放大信号进行比较；同时，采样电阻R2与运放芯片U2同向输入端连接的端头还串接一电容C2连接到电源(VCC-3.3V);所述运放芯片U2的反向输入端(_)和输出端OUT之间串接有反馈电阻R4，该反馈电阻R4的阻值大小决定了信号的放大倍数，同时在运放芯片U2的反向输入端(-)和输出端OUT之间还串联一电容C4，刚电容C4与反馈电阻R4并联，且用于消除运放芯片U2自激震荡而进行超前补偿;所述运放芯片U2的输出端OUT通过串接一耦合电容C5接到连接端子CONl的端口(A_0UT)，在由连接端子CONl电连接至蓝牙模块，从而使放大的心率信号被送到蓝牙模块进行数据处理;同时，运放芯片U2的输出端OUT还串接一电阻R6到地，降低噪声;而运放芯片U2的电源正端(V+)通过一上拉电阻R6接到电源端(VCC-3.3V)，同时该端(V+)还接入一电容C6到地，消除电源中的杂波，使运放芯片U2正常工作。
[0025]本实施例的蓝牙耳机具备像传统蓝牙耳机一样具有蓝牙功能；同时，通过在音腔侧部前端设置光电式心率传感器，使本蓝牙耳机具备心率检测功能，解决了使用者采用传统医疗检测心率费用昂贵，操作繁琐，等待时间长，没有时间去医院的问题，并且该耳机所测心率准确率高，实用性强。
[0026]以上并非对本实用新型的技术范围作任何限制，凡依据本实用新型技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种蓝牙心率耳机，其特征在于:包括耳机主体，所述耳机主体开制有容置蓝牙模块及电池的容置空间，该容置空间的两端头分别卡接上尾塞和下尾塞;所述耳机主体上部横向延伸出一支撑部，该支撑部远离耳机主体的端设音腔，所述音腔包括与支撑部固接的喇叭底座及与喇叭底座卡接的喇叭前盖，所述喇叭前盖上设出声孔;所述音腔的侧部还向外延伸出一凸缘，该凸缘包括由喇叭底座向外延伸出的下凸缘和由喇叭前盖向外延伸出的上凸缘;所述音腔内安设有与所述蓝牙模块电连接的喇叭和心率模块，所述心率模块的光电式心率传感器匹配置于所述凸缘内，所述凸缘内还设有感光片，该感光片在位置上置于所述光电式心率传感器的前端。2.根据权利要求1所述的一种蓝牙心率耳机，其特征在于:所述耳机主体旁侧还设置有耳挂，该耳挂为半圆弧耳挂，所述半圆弧耳挂的两端分别与所述上尾塞和下尾塞连接;所述半圆弧耳挂挂置在耳廓上，使所述音腔及出声口匹配的置于外耳道中。3.根据权利要求1或2所述的一种蓝牙心率耳机:所述音腔外还套设耳机顶，且所述耳机顶为硅胶耳顶。4.根据权利要求3所述的一种蓝牙心率耳机，其特征在于:所述音腔为猪嘴状音腔，且所述猪嘴状音腔匹配所述凸缘前端位置处制有两通孔，该两通孔在位置上分别与所述光电式心率传感器的两发光部匹配正对，发光部发出的光能经对应的通孔照射在外耳道的内壁上，经外耳道的内壁反射的光能被置于两发光部之间的所述光电式心率传感器的受光部接收。5.根据权利要求4所述的一种蓝牙心率耳机，其特征在于:所述光电式心率传感器为LST1303双绿色LED型反射式光电传感器，所述发光部为绿色LED发光管。6.根据权利要求5所述的一种蓝牙心率耳机，其特征在于:所述心率模块包括PCB板，所述PCB板上设心率电路，该心率电路包括心率芯片Ul、运放芯片U2及周边电阻电容，所述运放芯片U2用于将心率芯片Ul采集的信号放大输出至所述蓝牙模块;其中，所述心率芯片Ul的输入端分别电连接两绿色LED发光管的阴极，两绿色LED发光管的阳极电连接电源，所述心率芯片Ul的输出端与运放芯片U2的反向输入端间设有电阻R3和电容C3串联构成的耦合电路，所述运放芯片U2的同向输入端通过一采样电阻R2连接到心率芯片Ul的输出端，所述运放芯片U2的反向输入端和输出端之间串接一反馈电阻R4，所述运放芯片U2的输出端通过串接一耦合电容C5与所述蓝牙模块电连接。
【文档编号】H04R1/10GK205622815SQ201620465128
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】张洪敏
【申请人】东莞市和乐电子有限公司