CN1111499A - 脉搏计和脉搏计步器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种遮光性更好、脉搏测量精度更高 的脉搏计。该脉搏计的主体2上有以下三个部分：① 可以插入手指的手指插入部分4，②对插入到该插入 部分4内的手指的脉搏进行测量的脉搏检测元件5， ③对由该脉搏检测元件5所检测出的脉搏进行显示 的显示部6，手指插入部4设置在与主体2的显示部 6相反的另一侧，即在主体2的背面。

Description

本发明涉及便携式脉博计和脉博计步器。

现有技术的脉博计如图14和15所示。图14（a）所示的脉博计100是在手表上增加了脉博测量功能，正面有手表和脉博数的显示器101以及脉博检测元件102（由发光元件和受光元件组成，手指可放在该元件上）。如图14（b）所示，在该脉博计100戴在手腕上的状态下，如果把手指放到脉博检测元件102上，就能从手指上检测出脉博，并在显示器101上显示测到的脉博次数。

图15（a）所示的也是兼有手表和脉博计两种功能的脉博计110，其正面有显示器111。该脉博计110带有用引线114连接的手指套112，将该指套112卷到手指上，就可以用装在指套112上的脉博检测元件113来测量脉博（参见图15（b））。

图14和图15的脉博计100、110的脉博检测元件部分的结构分别示于图16和图17。在图16中脉博检测元件102装在基板105上，外壳106与脉博检测元件102的检测面相对应的部分设置有防水、防尘窗107。在图17中，装有脉博检测元件113的基板115夹在构成手指套112的外侧布116和内侧布117之间，脉博检测元件113从内侧布117中露出。

然而，图14所示的脉博计100，由于脉博检测元件102布置在表面上，所以遮光性不好，容易受太阳光和日光灯等外部散射光的影响，使脉博测量不准，甚至不能测量。包括防尘防水窗107在内的手指放置部分很难与手指形状相吻合，并且脉博检测元件102的检测面被防尘防水窗107覆盖，所以光通过窗107被衰减，使脉博检测元件102的灵敏度下降，这些都是造成所测脉博值不准确的重要原因。

图15所示的脉博计110，由于脉博检测元件113装在手指套112内，所以，与图14的脉博计相比，遮光性良好，但是，即使把手指套112卷到手指上，也很难使包括脉博检测元件113在内的手指放置部分充分沿手指外周形状相接触，脉博检测元件113与手指皮肤接触的面积和压力都不够，所以，因遮光不充分，测量不准确，甚至有所得脉冲波信号小到不能测量的情况。并且，在测量脉博时手指受手指套112的束缚，因此，手指没有灵活性，测量时也还要把手指套112卷在手指上，很麻烦。另外，不仅有手指套112，而且还有对手指套112和主体进行连接的引线114。如果这些部分都装在脉博计110上，则携带时碍事，即使把手指套112和引线114拆下来单纯携带也很麻烦。

本发明的主要目的正是为了解决上述问题，要改善遮光性，使脉博计能提高测量精度。

为达到上述目的，根据本发明的脉博计具有以下特征：其主体具有可插入手指的手指插入部分、对插入到该手指插入部分内的手指的脉博进行测量的脉博检测元件以及对脉博检测元件所检测出的脉博数进行显示的显示部分，上述手指插入部分设置在与主体的显示部分所在面不同的面上。

由于手指插入部分和主体的显示部分别位于不同的平面上，所以，通常在测量脉博时主体的显示部分朝向正面，所以，外部散射光难以进入手指插入部分，对脉博测量精度的影响很小。

根据本发明的另一方面的脉博计的特点是：其主体具有可插入手指的手指插入部分、对插入到该手指插入部分内的手指的脉博进行测量的脉博检测元件以及对脉博检测元件所检测出的脉博数进行显示的显示部分，上述手指插入部分的外部用弹性材料制成的罩子覆盖住。

由于手指插入部分外面罩了一个罩子，所以遮光性良好，测量到的脉博值准确。并且，因罩子是用弹性材料制成的，所以，不管手指大小如何，都能与手指充分吻合接触，使脉博检测元件的检测面上受到适当的手指压力。

再者，根据本发明又一方面的脉博计的特点是：其主体具有可以插入手指的手指插入部分、对插入到该手指插入部分内的手指的脉博进行测量的脉博检测元件以及对由该脉博检测元件所检测出的脉博数进行显示的显示部分，上述脉博检测元件的周围利用弹性压紧零件进行密封，其检测面在手指插入部分处露出。

由于该脉博计的脉博检测元件周围利用弹性压紧材料进行密封，在此状态下脉博检测元件的检测面从手指插入部分处露出，所以灰尘和水分不会侵入到主体内部，如果把手指插入到手指插入部分，则手指直接接触脉博检测元件的检测面，可以达到很高的灵敏度。

此外，手指插入部分的安装位置使得手指向插入部分插入的方向相对于主体纵向或横向呈倾斜状态，尤其是把脉博计像计步器一样装到裤带上使用时，手指很容易插入手指插入部分，测量时手指上勿需加过大的力，产品结构符合人机学的要求。

在主体内部具有装好了各种电子元件的电路基板，在该电路基板的一个面上直接安装构成显示部分的显示器;在另一个面上直接安装脉博检测元件，这样可以有效利用主体内部空间，使脉博计小型化。这是因为本发明的脉博计在主体的正面有显示部分，在背面有手指插入部分。

把与罩子相对应的手指插入部分的对面加工成断面为凹状，所以，当手指插入到手指插入部分时，手指背部与弹性材料制成的罩子相接触，手指的腹部与凹状部分相接触，进一步提高了手指和凹状部分紧密结合的程度。也就是说，因手指的腹部呈凸状弯曲，如果手指插入部分的内腔形状设计成与手指腹部相吻合的形状，那么，手指就能准确地插入到手指插入部分的底部，其结果使手指插入部分内的脉博检测元件的检测面更好地与手指相接触。

由于构成主体的外壳夹住了，所以当把罩子往手指插入部分上安装时，只要把罩子端部夹入外壳内即可。因此，脉博计容易装配，同时，安装部分可以被充分遮光。

而且，为便于手指插入，罩子最好采用使手指感到光滑的材料制成，以便手指插入时不会受到阻力。因此，最好采用弹性布作为构成罩子的弹性材料，具体来说，例如可采用一种弹性纤维（spandex）。

但是，本发明的脉博计不仅作为便携式脉博计使用，而且还可作为计步器使用。众所周知，计步器一般是挂在裤带或裙带上使用的。本发明的脉博计便于附加上计步器功能，和计步器一样地使用。因此，在主体上设计了便携用的零件，例如带扣和夹子等，这样可以象一般的计步器一样使用。另外在主体上设置了一个可以开合的盖子，用于保护显示部分，如果在这一盖子上设置便携用零件，则使用更加方便。

再者，如上所述的本发明的脉博计也可不仅具有脉博测量功能而且还具有计步功能。带有计步功能的脉博计，计步功能零件装在主体内部，对内部电路结构和显示方式进行了相应的更改，但外观形状几乎不变。

下面结合附图说明本发明的脉博计和脉博计步器。

图1是一实施例的脉博计的外观斜视图。

图2是同一实施例的脉博计的主体背侧平面图。

图3是图2所示脉博计的A向侧视图。

图4是图2所示脉博计的B向侧视图。

图5是图2所示脉博计沿C-C线的断面图。

图6是图2所示脉博计沿D-D线的断面图。

图7是图2所示脉博计沿E-E线的断面图。

图8是该实施例脉博计的电路结构方框图。

图9是该实施例脉博计的携带、测量示意图。

图10是该实施例脉博计的另一测量示意图。

图11是表示该实施例脉博计的显示状态的图。

图12是脉博计步器的电路结构方框图。

图13是脉博计步器的步数显示形式的示意图。

图14是现有技术的脉博计及其使用方法的示意图。

图15是现有技术的另一脉博计及其使用方法的示意图。

图16是图14所示脉博计的脉博检测元件部分的结构断面图。

图17是图15所示脉博计的脉博检测元件部分的结构断面图。

〔实施例〕

以下根据实施例来说明本发明的脉博计。

与该实施例有关的脉博计的外观斜视图示于图1，主体背面的平面图示于图2，从图2A箭头方向看的侧视图示于图3。从图2的B向看的侧面图示于图4。该脉博计1由主体2和盖子3构成，主体2包括以下三部分：①能插入手指的手指插入部分4，②对插入到插入部分4内的手指的脉博进行检测的脉博检测元件5，③对由该脉博检测元件5所检测出的脉博进行显示的显示部分6。显示部分6设置在主体2的正面，显示部分6的旁边设置了开关7（参见图1）。盖子3用于保护显示部分6等的主体正面一侧，它通过铰链8与主体2相连接，可随意打开和关闭。另外，在本实施例中盖子3的正面安装有带扣（便携用零件）9，利用该带扣9，可以把脉博计1挂在裤带或裙带上，便于携带。

手指插入部分4设置在与主体2的显示部分6相反的一侧，即主体2的背面，它具有由手感光滑的弹性布（spandex）制成的罩子10（在图2中省略）。如图2所示，手指插入部分4的手指插入方向a相对于主体2的横方向b呈倾斜状态，倾斜角为θ，而且相对于其纵方向b′倾斜的角度为90°-θ。实际上，角度θ以20-50°为好，在实施例中设定为约45°。定该角度θ为45°的理由是：如果考虑到脉博计1像计步器一样挂在裤带上使用，那么，从人机学的观点出发，沿着与横向b倾斜的方向把手指插入到插入部分4，比沿垂直或平行方向要容易得多。

在表示主体2内部结构的图5（沿图2中C-C线的断面图）、图6（沿图2中D-D线的断面图）以及图7（沿图2中E-E线的断面图）中，主体2由下外壳20和与该下外壳嵌合的上外壳21构成，上外壳21的一部分是可以拆卸的电池盒盖22。

装在主体2内部的基板30，其一个侧面上（显示部分6一侧）直接安装构成显示部分6的显示器（液晶显示器）31，另一个侧面上（手指插入部分4一侧）直接安装脉博检测元件5。由于基板30的两面都安装电子元件，所以可有效地利用主体2内的空间。脉博检测元件5由发光器件（红外发光二极管）和受光器件（光电晶体管）构成，发光和受光器件用树脂模压成一个整体，同时在构成插入部分4的支座35的规定位置上，利用具有适当硬度的海棉（弹性压紧材料）33对周围进行密封。海棉33部分地被夹持在支座35内、固定到规定位置上，同时使脉博检测元件5保持在密封状态下。脉博检测元件5的检测面和支座35的面在同一平面上，从基座35中露出。

从图6中可以看出：在手指插入部分4内，罩子10的断面呈凸起状，同时，支座35的断面呈凹入状，所以，当手指插入到插入部分4内时，在罩子10的作用下使手指受到向支座35一侧的适当压力，手指的腹部与支座35的凹状部分相吻合，使手指与脉博检测元件5的检测面充分接触。因此，不管手指大小如何，都能保证稳定的脉博测量精度。另外，罩子10的端部紧紧地夹在上外壳21和支座35之间，其夹持结构能保证罩子10拔不下来。上外壳21和支座35把罩子10夹持住的结构能保证罩子10容易安装到手指插入部分4上，同时使安装部分遮光效果良好。

其次，脉博计1的电路结构如图8所示。恒流电路40把电流供给到脉博检测元件5的发光元件上，由控制电路41进行控制。控制电路41由微型计算机及其外部电路构成，对发光元件的通断、脉冲波信号的检测、脉博次数计算以及所得脉博次数的显示等进行控制。放大电路42对由脉博检测元件5的受光元件所检测出的信号进行放大，比较电路43从已放大的脉冲波信号中提取出脉冲波同步信号。显示电路44用于显示所得的脉博次数，在具有计步器功能的情况下，也显示步数等。电源电路45是由电池等组成的，它作为脉博1的电源，在主体2的正面设置了接通该电源的开关7（参见图1），利用开关7来控制脉博计1的通/断。

如图9所示，这样构成的脉博计1利用盖子3上的带扣9挂在裤带或裙带50上。当测量脉博时把主体2从盖子3上拉开，向前翻开，一边用手扶住主体2，一边将例如食指插入到主体2背面的手指插入部份4内。然后按下开关7，接通电源，该开关也可在手指插入前按下。之后自动测量脉博，将测出的脉博次数显示在显示部分6上。测完后按下开关7，使电源切断，再使盖子3返回到主体2一侧。

当然，脉博计1也可不挂在裤带50上，装在胸前的衣袋内也行，还可放入包内携带。另外，也并不一定要挂在裤带上进行脉博测量，也可如图10所示，用一只手扶住脉博计1，另一只手的手指插入到插入部分4内进行测量。

说到显示部分b的显示模式，在图11中，当开关7未接通时显示状态如图11（a）所示。开关7一按下，显示部分6就显示出“PULSE”，表示已进入可以测量脉博的状态（参见图11（b））。在此状态下若把手指插入到插入部分4内，则由脉博检测元件5检测出脉博，对脉博次数连续显示1分钟（参见图11（c））。在图11（b）或（c）的显示状态下若按下开关7，则显示返回到该图（a）的状态。

再者，如前所述，上述实施例的脉博计1除具有脉博测量功能外，也可具有计步功能。这时主体内除安装计步用零件（振动检测元件）外，还要如图12、图13所示对电路结构和显示模式做相应的更改。但从外观形状来看，与上述实施例没有多大变化。

图12是脉博计步器电路的方框图，其中与图8相同的部分采用同样的符号。振动检测元件61、对振动检测元件61的输出进行放大的放大电路62以及比较计数电路63（该电路把放大电路62的输出信号与设定值进行比较，或者对输出信号进行电平高低的判断，对大于设定值的信号数进行计数）均由电源电路45供电。控制电路141除具有与控制电路41相同的功能外还具有以下功能。也就是说，每当对开关64进行操作时，向显示电路44提供的信号就要改变，若原来是提供脉博数，则改为提供由比较计数电路63的计数值表示的步数，再一次操作开关64时，重新向显示电路44提供脉博数。就这样，通过操作开关64，即可转换步数或脉博数的显示。此外，当利用开关7接通电源时，控制电路141就使比较计数电路的计数值复位。

在上述脉博计步器的实施例中是使比较计数电路具有计数记忆功能，但也可使控制电路141具有计数记忆功能。另外，以上的实施例中显示部分6是显示脉博数和步数中的一种，但是也可同时显示出两种数值。

本发明的脉博计由于是象前述那样构成的故有下列效果。

（1）本发明的一种脉博计由于把手指插入部分设置在主体显示部分的反面，即主体的背面，所以，与通常因测量脉博时显示部分在主体的正面相比，外部散射光难以进入手指插入部分，使外部散射光对脉博测量精度的影响较小。

（2）设置手指插入部分使手指的插入方向相对于主体的纵向和横向都呈倾斜状态，因此，特别是在脉博计象计步器那样挂在裤带或裙带上使用时，手指容易插入到插入部分，在测量时不需要对手指加太大的力，其结构良好，符合人机学原理。

（3）装在主体内的基板的一个侧面上直接安装构成显示部分的显示器，在另一个侧面上直接安装脉博检测元件，所以能有效利用主体内部空间，能缩小脉博计体积。

（4）本发明的另一种脉博计由于在手指插入部分外面覆盖有罩子，故遮光效果良好，脉博测量准确。并且，由于罩子是用弹性材料制成的，所以不管手指大小如何，都能适合使用，使手指对脉博检测元件的检测面产生适当的压力，从而提高了脉博测量精度。

（5）由于把与罩子相对的手指插入部分的对面部分的断面制成凹状，所以，当手指插入到插入部分时，手指背部与弹性材料制作的罩子相接触，手指腹部与凹状部分相接触，使手指与凹状部分的结合更紧密，手指与插入部分中的脉博检测元件的检测面的接触更加良好。

（6）通过由构成主体的外壳对罩子进行夹持，使得在罩子往手指插入部分上安装时，只要把罩子的端部夹入到外壳内即可，所以，脉博计容易装配，同时能充分遮挡安装部分的光线。

（7）本发明的又一种脉博计对脉博检测元件周围用弹性材料密封，在此状态下脉博检测元件的检测面在手指插入部分处露出，所以，灰尘、水分不会侵入主体内部，如果把手指插入到插入部分内，就能直接接触脉博检测元件的检测面，使脉博检测更准确。

（8）罩子的材料性质起码在与手指接触时应当是光滑的，所以手指能顺利地插入到插入部分内。

（9）在主体上设置了便于携带的零件，所以，可以利用该便携用零件把脉博计安装到裤带或裙带上，以便携带。尤其在增加计步功能时，可以象通常的计步器那样使用。

Claims (10)

1、一种脉博计，其特征在于：其主体备有可以插入手指的手指插入部分、对已插入该手指插入部分的手指的脉博进行检测的脉博检测元件，以及对由该脉博检测元件检测出的脉博进行显示的显示器，上述手指插入部分设置在与主体的显示部分所在平面不同的面上。

2、如权利要求1所述的脉博计，其特征在于：上述手指插入部分的安装位置要使手指插入方向相对于主体的纵向和横向呈倾斜状态。

3、如权利要求1或2所述的脉博计，其特征在于：上述主体的内部有基板，在该基板的一个面上直接安装构成显示部分的显示器;在另一个面上直接安装脉博检测元件。

4、一种脉博计，其特征在于：其主体上具有可插入手指的手指插入部分、对已插入到该手指插入部分的手指的脉博进行检测的脉博检测元件以及对由该脉博检测元件所检测出的脉博进行显示的显示部分，上述手指插入部分用由弹性材料制作的罩子覆盖。

5、如权利要求4所述的脉博计，其特征在于：与上述罩子相对的手指插入部分的对面部分的断面呈凹状。

6、如权利要求4或5所述的脉博计，其特征在于：上述罩子被构成主体的外壳所夹持。

7、一种脉博计，其特征在于：其主体具有可插入手指的手指插入部分、对已插入该手指插入部分的手指的脉博进行检测的脉博检测元件以及对由该脉博检测元件检测出的脉博进行显示的显示部分，上述脉博检测元件周围用弹性压紧材料进行密封，其检测面在手指插入部分处露出。

8、如权利要求4或5或6所述的脉博计，其特征在于：构成上述罩子的弹性材料的材质起码在与手指接触的面应当是光滑的。

9、如权利要求1或2或3所记载的脉博计，其特征在于：上述主体备有携带用零件。

10、一种脉博计步计，其特征在于包括：检测脉博的脉博检测元件、振动检测元件、显示器以及使上述脉博检测元件输出的计数值和/或上述振动检测元件输出的计数值显示到上述显示器上的控制电路。

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