具有压力反馈功能的光学测量装置的制作方法

本发明涉及一种光学测量装置，特别是有关一种具有压力反馈功能的光学测量装置。

背景技术：

随着科技的进步，智能型穿戴装置被广泛地用来绑缚在人体四肢(例如戴在手腕的智能手环)，让智能型穿戴装置的光学侦测模块能将光学侦测信号投射到用户肌肤，以获取血管信息进行健康检查测试。传统的智能型穿戴装置使用非弹性束带进行绑缚，非弹性束带的长度难以恰好符合使用者腕部粗细，非弹性束带的长度过长会让光学侦测模块无法贴紧肌肤表面，非弹性束带的长度过短造成手腕肌肤容易受到智能型穿戴装置的压迫，肌肤表层的微血管受压变形，取得的血管信息易受到干扰影响而失准，故传统智能型穿戴装置的生物侦测精确度变得既不稳定又显有错误。

技术实现要素：

本发明涉及一种具有压强制反馈功能的光学测量装置。

本发明进一步公开一种具有压力反馈功能的光学测量装置，包括光学侦测模块以及可延伸连接束带。该光学侦测模块用来输出光学侦测信号以侦测施加在外部物体上的压力。该可延伸连接束带组装在该光学侦测模块，并且用来将该光学侦测模块绑在该外部物体，该可延伸连接束带能通过形变或延伸调整该光学侦测模块产生的该压力。该可延伸连接束带利用延伸变形以减少该压力，从而提高该光学侦测模块的生物侦测精确度。该可延伸连接束带包括长度调整机构，该长度调整机构被用来根据该光学侦测模块侦测到的该压力调整该可延伸连接束带的环绕长度。

本发明进一步公开该光学侦测模块计算该外部物体所产生的光学反射信号的信号强度，并且比较该信号强度与门坎值以判断该压力是否处于容忍范围内。该信号强度是该光学反射信号的交流电信号和直流电信号的比值。该光学侦测模块将具有不同波长的两个光学侦测信号分别投射到该外部物体，并且根据该外部物体产生的多个光学反射信号判断该压力的变化。该两个光学侦测信号分别投射到该外部物体的不同内层，并且该不同内层各自具有特定的深度。

本发明进一步公开该可延伸连接束带包括弹性带状部，多个标志记号分散设置在该弹性带状部以用来目测辨识该弹性带状部的长度变化。该可延伸连接束带进一步包括重叠设置在该弹性带状部上的非弹性带状部，该非弹性带状部的一个端边固接该弹性带状部，该非弹性带状部的另一个端边能以可活动方式相对该弹性带状部移动。该可延伸连接束带包括并排连接的弹性带状部以及非弹性带状部，并且多个标志记号分散设置在该弹性带状部上。

本发明进一步公开该可延伸连接束带包括带状部以及弹性组件，该弹性组件连接在该带状部与该光学侦测模块之间，该带状部根据该压力而通过该弹性组件延伸其长度。该弹性组件为通过转轴设置在该光学侦测模块上的扭力弹簧，该带状部利用该弹性组件而收卷起来。

本发明的穿戴式光学测量装置将可延伸连接束带安装在光学侦测模块，可延伸连接束带利用弹性带状部的伸展或弹性组件的自动回卷机制释放/减少其张力，以相应降低光学侦测模块施加在外部物体上的压力，让光学侦测模块能够判断可延伸连接束带的拉伸张力、以及通过比较信号强度与门坎值判断该压力是否符合预设需求，故能用来提醒使用者应该保持或调整可延伸连接束带的环绕长度，以能通过光学侦测模块取得优选的生物侦测精确度。

附图说明

图1为本发明第一实施例的具有压力反馈功能的光学测量装置的外观造型图。

图2为本发明第一实施例的光学测量装置在不同操作阶段的示意图。

图3为本发明第二实施例的光学测量装置的外观示意图。

图4为本发明实施例的光学反射信号的信号强度变化波形图。

图5与图6分别为本发明另一实施例的光学反射信号的信号强度变化波形图。

图7为本发明第三实施例的光学测量装置在不同操作阶段的示意图。

图8为本发明第四实施例的光学测量装置的示意图。

其中，附图标记说明如下：

10光学测量装置

12光学侦测模块

121轴心

14可延伸连接束带

16长度调整机构

18、18’弹性带状部

20标志记号

22、22’非弹性带状部

221非弹性带状部的一个端边

222非弹性带状部的另一个端边

24带状部

26弹性组件

s、s1、s2信号强度

t、t’门坎值

具体实施方式

请参阅图1与图2，图1为本发明第一实施例的具有压力反馈功能的光学测量装置10的外观造型图，图2为本发明第一实施例的光学测量装置10在不同操作阶段的示意图。光学测量装置10可包括光学侦测模块12以及可延伸连接束带14。可延伸连接束带14组装在光学侦测模块12上，用来将光学侦测模块12绑在外部物体；举例来说，外部物体可能是用户的手腕、脚踝、脖子、或四肢上任意部位。可延伸连接束带14通常包括两个带状部与一个长度调整机构16，两个带状部分别连接在光学侦测模块12的两个相对侧。长度调整机构16可以是一种环状定位结构，该环状定位结构用来连接两个带状部，并且在可延伸连接束带14绑定光学测量装置10时，能够用来调整可延伸连接束带14的环绕长度。

光学侦测模块12能利用可延伸连接束带14戴在用户手腕上，并且光学侦测模块12用来输出光学侦测信号以侦测手腕的血管信息，例如血氧浓度或血氧饱和度。即使可延伸连接束带14的环绕长度能够通过长度调整机构16被伸长或缩短，手腕上皮肤表层的微血管仍然会受到光学侦测模块12的压力影响而变形，光学侦测模块12将获取到不精确的血管信息；故在此时，可延伸连接束带14会相应产生延伸或形变来降低光学侦测模块12施加在外部物体上的压力，以能有效提高光学侦测模块12的生物侦测精确度。前述的压力进一步还能表示为可延伸连接束带14的拉伸张力，意即光学测量装置10在外部物体上捆绑得越紧，可延伸连接束带14的拉伸张力越高，光学侦测模块12施加在外部物体的压力也随之提高。

在第一实施例中，可延伸连接束带14进一步包括连接在光学侦测模块12的弹性带状部18，并且多个标志记号20分散设置在弹性带状部18上。当弹性带状部18的长度延伸时，相邻标志记号20的间距会被放大，让用户能够目测观察弹性带状部18的长度变化以及可延伸连接束带14的环绕长度的相关改变量。此外，可延伸连接束带14还能被设计成包括并排连接的弹性带状部18’以及非弹性带状部22。请参阅图3，图3为本发明第二实施例的光学测量装置10的外观示意图。在第二实施例中，当可延伸连接束带14的长度延伸时，弹性带状部18’发生形变，并且非弹性带状部22的长度维持不变。多个标志记号20分散设置在弹性带状部18’，用来在弹性带状部18’发生形变时让使用者目测观察可延伸连接束带14的长度变化。

光学侦测模块12施加在外部物体上的压力通过可延伸连接束带14的长度延伸而释放的时候，光学侦测模块12同时间可相应接收到外部物体所产生的光学反射信号以供精确运算。请参阅图4，图4为本发明实施例的光学反射信号的信号强度变化波形图。光学侦测模块12运算光学反射信号的信号强度s，信号强度s在该压力大于容忍范围时会发生骤降的情况。如第4图所示，使用者将可延伸连接束带14逐渐绑紧，信号强度s在一开始的时候只有小幅度变化，但在压力大于容忍范围时则骤然下降。因此，光学侦测模块12可持续性比较信号强度s与门坎值t，光学侦测模块12在信号强度s符合门坎值t的时候(例如信号强度s高于门坎值t)维持静音，在信号强度s不符合门坎值t的时候(例如信号强度s低于门坎值t)发出警告，提醒使用者操作长度调整机构16去调校可延伸连接束带14的环绕长度。

请参阅图5与图6，图5与图6分别为本发明另一实施例的光学反射信号的信号强度变化波形图。在此实施例中，光学侦测模块12投射分具不同波长的两个光学侦测信号到外部物体上，然后接收相应的两道光学反射信号并获取其信号强度s1与s2。这两个光学侦测信号会分别被投射到外部物体的不同内层，并且该些不同内层各自具有特定的深度。当施加在外部物体的压力超出容忍范围时，从具有短波长的光学反射信号转换得来的信号强度s1降低，从具有长波长的光学反射信号转换得来的信号强度s2提高，信号强度s1相对于信号强度s2的比值被运算出来且用来比较于门坎值t’。门坎值t’可由门坎值t转换得来、或是相同于门坎值t。

如外部物体没有被施压、或是外部物体受到的压力尚处于可接受范围内，前述的比值(信号强度s1相对于信号强度s2)会符合门坎值t’，并且只会产生小幅度变化，光学侦测模块12可以提供优选的生物侦测精确度。如果前述比值不相符于门坎值t’，光学侦测模块12能够侦测到此异常情况，并且输出警告以提示外部物体发生超出许可范围的压力变化。值得一提的是，信号强度s、s1与s2可定义为灌注指数(perfusionindex)，且还可定义为光学反射信号的交流电信号和直流电信号的比值；当然地，信号强度的定义不限于前揭说明，端视设计需求而定。

请参阅图7，图7为本发明第三实施例的光学测量装置10在不同操作阶段的示意图。可延伸连接束带14选择性包括弹性带状部18以及非弹性带状部22’，弹性带状部18连接在长度调整机构16与光学侦测模块12之间，并且非弹性带状部22’部份重叠在弹性带状部18上方。非弹性带状部22’的一个端边221固定在弹性带状部18，另一个端边222则不受拘束而得以相对弹性带状部18任意移动。用户可通过另一个端边222对于标志记号20的指示来判断弹性带状部18的长度变化。

请参阅图8，图8为本发明第四实施例的光学测量装置10的示意图。可延伸连接束带14选择性包括带状部24以及弹性组件26。弹性组件26是以可转动方式设置在光学侦测模块12里的轴心121上的扭力弹簧，并且该扭力弹簧连接在带状部24与光学侦测模块12之间。一般情况下，带状部24被弹性组件26的弹性恢复力收卷起来，带状部24另可通过弹性组件26的旋转，随着施加在外部物体上的压力变化而延伸其长度。举例来说，带状部24在压力提高时会被抽出其容置空间而往外延伸，此时弹性组件26相应受压缩以储存弹性恢复力；若可延伸连接束带14处于松弛状态，带状部24通过弹性组件26的弹性恢复力收卷起来以将光学侦测模块12贴切地束缚在外部物体上。因此，带状部24可以是弹性带体或非弹性带体。

综上所述，本发明的穿戴式光学测量装置将可延伸连接束带安装在光学侦测模块，可延伸连接束带利用弹性带状部的伸展或弹性组件的自动回卷机制释放/减少其张力，以相应降低光学侦测模块施加在外部物体上的压力，让光学侦测模块能够判断可延伸连接束带的拉伸张力、以及通过比较信号强度与门坎值判断该压力是否符合预设需求，故能用来提醒使用者应该保持或调整可延伸连接束带的环绕长度，以能通过光学侦测模块取得优选的生物侦测精确度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。