腕戴式电子装置
技术领域
本发明有关于一种腕戴式电子装置，特别是一种能够感应生理信息的腕戴式电子装置。
背景技术
为了符合市场趋势与消费者的期待，随着电子与无线通信科技的发达，腕戴式电子装置(如智能型手表等)通过智能型手机的支援便可逐渐提供更多信息服务。举例来说，腕戴式电子装置可以在日常生活中提供基本个人生理参数(例如血压、脉搏与体温)。
然而，现有腕戴式电子装置可以提供个人生理参数的种类有限，且需要空出额外空间配置上述个人生理参数的感应头，提高了现有腕戴式电子装置在配置上的复杂度。所以，如何研发出一种解决方案以改善上述所带来的缺失及不便，实乃相关业者目前刻不容缓的重要课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种腕戴式电子装置，可节省配置空间，进而降低了腕戴式电子装置在配置上的复杂度。
本发明的一实施例提供了一种腕戴式电子装置，其包括装置本体、信息指示模块、外框、生理信息感应模块、无线通信模块与控制单元。装置本体包含相对的正面与反面。信息指示模块设于装置本体上。外框围绕信息指示模块。生理信息感应模块包含第一心电图用电极与第二心电图用电极。第一心电图用电极与第二心电图用电极分别相对地位于装置本体上，且第一心电图用电极位于外框上。无线通信模块位于装置本体内，用以电性连接外部装置。控制单元电性连接第一心电图用电极、第二心电图用电极、无线通信模块与信息指示模块。
如此，借由上述实施例的腕戴式电子装置，本发明通过心电图用电极整合至腕戴式电子装置的外框，得以节省配置空间，进而降低了腕戴式电子装置在配置上的复杂度。此外，上述实施例的腕戴式电子装置也提供更多个人生理参数的种类。
在本发明一个或多个实施方式中，外框包含环状导电框。全部的环状导电框为第一心电图用电极。
在本发明一个或多个实施方式中，第一心电图用电极包含多个导体。这些导体间隔地分布于外框上。
在本发明一个或多个实施方式中，生理信息感应模块还包含光学收发组。光学收发组位于装置本体上，用以发光至使用者皮肤，并接收来自使用者皮肤的光线。
在本发明一个或多个实施方式中，第二心电图用电极与光学收发组皆位于装置本体的反面，且第二心电图用电极围绕光学收发组。
在本发明一个或多个实施方式中，装置本体包含第一凹陷部、第二凹陷部、遮光部、第一透光片与第二透光片。第一凹陷部与第二凹陷部形成于装置本体的反面。遮光部形成于第一凹陷部与第二凹陷部之间，第一透光片全部位于第一凹陷部内，第二透光片全部位于第二凹陷部内。光学收发组包含光电二极管单元与第一发光二极管单元。第一发光二极管单元位于第一凹陷部内，用以发射光线通过第一透光片至使用者皮肤。光电二极管单元位于第二凹陷部内，用以通过第二透光片接收来自使用者皮肤的光线。
在本发明一个或多个实施方式中，光学收发组还包含第二发光二极管单元。第二发光二极管单元位于第一凹陷部内，用以发射光线通过第一透光片至使用者皮肤，其中第二凹陷部围绕第一凹陷部。
在本发明一个或多个实施方式中，信息指示模块包含表面图案、多个指针与多个转动马达。表面图案位于装置本体的一面。指针可转动地位于表面图案上，用以指示至少一条生理信息。转动马达位于装置本体内，电性连接控制单元。每个转动马达分别连接且驱动其中一个指针。
在本发明一个或多个实施方式中，腕戴式电子装置还包含手动开关。手动开关位于装置本体上，电性连接控制单元，用以致能与禁能无线通信模块与外部装置的电性连接。
本发明的另一实施例提供了一种腕戴式电子装置。腕戴式电子装置包含装置本体、信息指示模块、生理信息感应模块、无线通信模块及控制单元。装置本体包含第一凹陷部、第二凹陷部、遮光部、第一透光片与第二透光片。遮光部形成于第一凹陷部与第二凹陷部之间。第一透光片全部位于第一凹陷部内。第二透光片全部位于第二凹陷部内。生理信息感应模块包含第一发光二极管单元与光电二极管单元。第一发光二极管单元位于第一凹陷部内，用以发射光线通过第一透光片至使用者皮肤。光电二极管单元位于第二凹陷部内，用以通过第二透光片接收来自使用者皮肤的光线。信息指示模块设于装置本体上。无线通信模块用以电性连接外部装置。控制单元电性连接光电二极管单元、第一发光二极管单元、信息指示模块与无线通信模块。
在本发明一个或多个实施方式中，生理信息感应模块还包含第二发光二极管单元。第二发光二极管单元位于第一凹陷部内，电性连接控制单元，且第二凹陷部围绕第一凹陷部。
在本发明一个或多个实施方式中，生理信息感应模块还包含第一心电图用电极与第二心电图用电极。第一心电图用电极与第二心电图用电极分别相对地位于装置本体上，且电性连接控制单元，且第一心电图用电极为围绕信息指示模块的环状导电金属。
在本发明一个或多个实施方式中，信息指示模块包含表面图案、多个指针与多个转动马达。表面图案位于装置本体的一面。指针可转动地位于表面图案上，用以指示至少一条生理信息。转动马达位于装置本体内，电性连接控制单元。每个转动马达分别连接且驱动其中一个指针。
在本发明一个或多个实施方式中，腕戴式电子装置还包含手动开关。手动开关位于装置本体上，电性连接控制单元，用以致能与禁能无线通信模块与外部装置的电性连接。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的腕戴式电子装置，可节省配置空间，进而降低了腕戴式电子装置在配置上的复杂度。
以上所述仅是用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本发明的具体细节将在下文的实施例及相关图式中详细介绍。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：
图1绘示依照本发明一实施例的腕戴式电子装置的主视图；
图2绘示图1的腕戴式电子装置的电子方块图；
图3绘示依照本发明一实施例的腕戴式电子装置的后视图；
图4绘示图3依据线段A-A而成的局部剖视图；
图5绘示依照本发明一实施例的腕戴式电子装置的主视图；
图6绘示图3依据线段B-B而成的局部剖视图及操作示意图；
图7绘示依照本发明一实施例的腕戴式电子装置的局部剖视图及操作示意图，其剖面位置同图6；
图8绘示依照本发明一实施例的腕戴式电子装置的后视图；
图9A及图9B绘示依照本发明一实施例的腕戴式电子装置的操作示意图；以及
图10绘示依照本发明一实施例的腕戴式电子装置的电子方块图。
具体实施方式
以下将以图式公开本发明的多个实施例，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施例中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些现有惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式绘示。
图1绘示依照本发明一实施例的腕戴式电子装置10的主视图。图2绘示图1的腕戴式电子装置10的电子方块图。如图1与图2所示，在本实施例中，腕戴式电子装置10包括装置本体100、穿戴单元300、信息指示模块400、生理信息感应模块500、无线通信模块600与控制单元700。穿戴单元300连接装置本体100，用以穿戴于使用者的手腕上。装置本体100包含正面101、反面102(图3)与侧面103。装置本体100的反面102面向使用者手腕，正面101相对反面102，侧面103位于正面101与反面102之间。信息指示模块400设于装置本体100上。腕戴式电子装置10还具有外框200。外框200位于装置本体100上，例如邻接且围绕装置本体100的正面101，且围绕信息指示模块400。
生理信息感应模块500包含第一心电图用(Electrocardiography，ECG)电极510与第二心电图用(Electrocardiography，ECG)电极520。第一心电图用电极510与第二心电图用电极520分别相对地位于装置本体100上，用以分别接触使用者皮肤，第一心电图用电极510和第二心电图用电极520分别通过使用者皮肤以感测由使用者的心脏的心搏产生的电脉冲且转译为心电图信号。在本实施例中，第一心电图用电极510位于装置本体100的外框200上，举例来说，外框200包含环状导电框与连接体(图中未示)，全部的环状导电框皆可当作第一心电图用电极510，第一心电图用电极510通过连接体电性连接控制单元700。第一心电图用电极510一体成形地形成于外框200。在本实施例中，只要能接触使用者皮肤，第二心电图用电极520不限其配置位置。无线通信模块600位于装置本体100内，用以电性连接外部装置U，外部装置U例如为智能型手机、用户电脑或云端装置。控制单元700电性连接第一心电图用电极510、第二心电图用电极520、信息指示模块400与无线通信模块600，用以将第一心电图用电极510、第二心电图用电极520所侦测到的信号通过无线通信模块600传至外部装置U、接收外部装置U所传回的数据，并回馈于信息指示模块400以指示至少一条生理信息。在本实施例中，无线通信模块600与控制单元700可以整合为微控制器MCU，然而，本发明不限于此。
图3绘示依照本发明一实施例的腕戴式电子装置11的后视图。图4绘示图3依据线段A-A而成的局部剖视图。如图3与图4所示，图3的腕戴式电子装置11与图1的腕戴式电子装置10大致雷同，相同的部件沿用相同的符号，图3的腕戴式电子装置11与图1的腕戴式电子装置10差别在于：图3的腕戴式电子装置11中，第二心电图用电极521位于装置本体100的反面102，且用以接触使用者皮肤。具体来说，装置本体100还具有绝缘外层530。绝缘外层530位于装置本体100的反面102，介于第一心电图用电极510与第二心电图用电极521之间，并隔绝第二心电图用电极521与装置本体100或第一心电图用电极510，以避免手上的汗水造成信号杂讯。
图5绘示依照本发明一实施例的腕戴式电子装置12的主视图。如图5所示，图5的腕戴式电子装置12与图1的腕戴式电子装置10大致雷同，相同的部件沿用相同的符号，图5的腕戴式电子装置12与图1的腕戴式电子装置10差别在于：图5的腕戴式电子装置12中，外框201包含绝缘环体210与多个导体220，这些导体220间隔地分布于绝缘环体210上，例如等距地分布于绝缘环体210上，有助外框201的装饰与造型。这些导体220共同电性连接控制单元700(图2)，且整体合称为上述的第一心电图用电极。
图6绘示图3依据线段B-B而成的局部剖视图及操作示意图。如图3与图6所示，图3的腕戴式电子装置11与图1的腕戴式电子装置10差别在于：图3的腕戴式电子装置11中，生理信息感应模块500还包含光学收发组540。光学收发组540位于装置本体100上，用以发出光线R1至使用者皮肤S，并接收来自使用者皮肤S的光线R2。
如此，如图2与图6所示，当控制单元700转换光线R1为特定信号且传至外部装置U之后，通过外部装置U的计算与分析，控制单元700得以将处理后的信息回馈于信息指示模块400，以便指示出心跳值与血管血液量(即血压值)的生理信息。在本实施例中，光学收发组540位于装置本体100的反面102。具体来说，第二心电图用电极521与光学收发组540皆位于装置本体100的反面102，且第二心电图用电极521围绕光学收发组540。
此外，如图3与图6所示，装置本体100具有第一凹陷部120、第二凹陷部130与遮光部140。第一凹陷部120与第二凹陷部130皆形成于装置本体100的反面102，遮光部140形成于第一凹陷部120与第二凹陷部130之间。具体来说，遮光部140为围绕出第二凹陷部130的围墙，且被第一凹陷部120所围绕。此外，第一凹陷部120具有第一底部121与第一开口122，第一底部121与第一开口122分别相对地位于第一凹陷部120的两端，且第一开口122连接装置本体100的反面102。第二凹陷部130具有第二底部131与第二开口132，第二底部131与第二开口132分别相对地位于第二凹陷部130的两端，且第二开口132连接装置本体100的反面102。装置本体100还具有第一限位凸缘123与第二限位凸缘133。第一限位凸缘123突出地位于第一凹陷部120内壁。第二限位凸缘133突出地位于第二凹陷部130内壁。装置本体100还具有第一透光片150与第二透光片160。第一透光片150全部位于第一凹陷部120内，例如第一透光片150放置于第一限位凸缘123上，使得第一透光片150得以限位于第一凹陷部120的第一开口122内而不致超出第一凹陷部120的空间外。第二透光片160全部位于第二凹陷部130内，例如第二透光片160放置于第二限位凸缘133上，使得第二透光片160得以限位于第二凹陷部130的第二开口132内而不致超出第二凹陷部130的空间外。第一透光片150与第二透光片160可以为一般光穿透材质，然而，本发明其不限于此，在其他实施例中，第一透光片150与第二透光片160也可以为用以聚焦光线的透镜。
光学收发组540包含电路板541、光电二极管单元542与两个第一发光二极管单元543。电路板541位于装置本体100内。此两个第一发光二极管单元543分别焊设于电路板541上，且此两个第一发光二极管单元543位于第一凹陷部120内，用以发射光线R1通过第一透光片150至使用者皮肤S。光电二极管单元542位于此两个第一发光二极管单元543之间。光电二极管单元542焊设于电路板541上，且光电二极管单元542位于第二凹陷部130内，用以通过第二透光片160接收来自使用者皮肤S的反射光线R2。须了解到，第一发光二极管单元543不限颜色与波长，例如为绿光发光二极管、红光发光二极管或红外光发光二极管，然而，本发明不限于此。
图7绘示依照本发明一实施例的腕戴式电子装置13的局部剖视图及操作示意图，其剖面位置同图6。如图7所示，图7的腕戴式电子装置13与图6的腕戴式电子装置11大致雷同，相同的部件沿用相同的符号，图7的腕戴式电子装置13与图6的腕戴式电子装置11差别在于：图7的腕戴式电子装置13中，装置本体100仅具有单一第三透光片170。第三透光片170覆盖装置本体100的反面102、第一凹陷部120与第二凹陷部130。由于图7的腕戴式电子装置13只须单一第三透光片170，可节省成本与工艺。
如此，在图7中，未穿出第三透光片170的部分光线R3可能在内部直接传回光电二极管单元542，将产生极大杂讯，进而降低所传回的生理信息的准确性。反观图6的腕戴式电子装置13中，由于第一透光片150与第二透光片160皆全部位于第一凹陷部120与第二凹陷部130内，未穿出第一透光片150的部分光线不致传回光电二极管单元542，可避免降低所传回的生理信息的准确性。
图8绘示依照本发明一实施例的腕戴式电子装置14的后视图。如图8所示，图8的腕戴式电子装置14与图6的腕戴式电子装置11大致雷同，相同的部件沿用相同的符号，图8的腕戴式电子装置14与图6的腕戴式电子装置11差别在于：图8的腕戴式电子装置14中，光学收发组540A还包含两个第二发光二极管单元544。此两个第二发光二极管单元544位于第一凹陷部120内，用以发射光线通过第一透光片150至使用者皮肤。
举例来说，在本实施例中，第一发光二极管单元543与第二发光二极管单元544共同围绕光电二极管单元542，且第一发光二极管单元543与第二发光二极管单元544交错地排列。此外，当第二凹陷部130近似矩形时，第一发光二极管单元543与第二发光二极管单元544分别位于第二凹陷部130的四个侧边L。
须了解到，第二发光二极管单元544的种类与第一发光二极管单元543的种类不同。第二发光二极管单元544不限颜色与波长，例如为绿光发光二极管、红光发光二极管或红外光发光二极管，然而，本发明不限于此。第一发光二极管单元543与第二发光二极管单元544其中之一为红外光发光二极管单元。
回图1与图2所示，举例来说，当腕戴式电子装置10为指针手表时，装置本体100为手表的机芯、信息指示模块400为表面指针、外框200为围绕表面图案410的表框，以及穿戴单元300为分别安装于装置本体100两侧的表带。具体来说，信息指示模块400包含表面图案410、多个指针420(例如时针、分针与秒针)与多个转动马达430。表面图案410位于装置本体100的正面101。指针420可转动地位于表面图案410上。转动马达430位于装置本体100内，分别电性连接控制单元700，每个转动马达430分别连接且驱动其中一个指针420，以便控制单元700控制指针420指示生理信息与时间信息。举例来说但不以此为限，本实施例中，腕戴式电子装置10通过分针来指示血压的收缩压、时针来指示血压的舒张压以及秒针来指示心跳。此外，其他实施例中，腕戴式电子装置10通过指针420来指示血压及心跳是否正常或程度(高、正常或低)。
图9A及图9B绘示依照本发明一实施例的腕戴式电子装置15的操作示意图。如图2与图9A所示，当腕戴式电子装置15受到指令通过指针420(如分针或秒针)来指示任何信息时，控制单元700依据指针420的目前位置P及其信息所代表位置(后称目标位置P1)，分别得出指针420朝顺时针方向C1从目前位置P至目标位置P1所欲转动的第一转动角度θ1以及指针420朝逆时针方向C2从目前位置P至目标位置P1所欲转动的第二转动角度θ2，接着，控制单元700判断第一转动角度θ1是否不大于第二转动角度θ2，若是，则控制单元700依据第一转动角度θ1朝顺时针方向C1带动指针420至目标位置P1；反之，控制单元700依据第二转动角度θ2朝逆时针方向C2带动指针420至目标位置P1。如此，可节省指针420的转动时间与耗电量。
举例来说，如图2与图9A所示，当腕戴式电子装置15受到指令要使原指向9点(即目前位置P)的指针420移至目标位置P1时，控制单元700计算出第一转动角度θ1为45°、第二转动角度θ2为315°。接着，由于控制单元700判断出第一转动角度θ1不大于第二转动角度θ2，控制单元700朝顺时针方向C1带动指针420转向45°以移至目标位置P1；反观，如图2与图9B所示，若腕戴式电子装置15受到指令要使原指向9点的指针420移至另一目标位置P2时，控制单元700计算出第一转动角度θ1为315°、第二转动角度θ2为45°。接着，由于控制单元700判断出第一转动角度θ1大于第二转动角度θ2，则控制单元700朝逆时针方向C2带动指针420转向45°以移至另一目标位置P2。
然而，本发明不限于此，其他实施方式中，腕戴式电子装置可应用在电子手表或腕带上。举另例来说，当腕戴式电子装置为电子手表(图中未示)时，信息指示模块400为显示屏。显示屏位于装置本体的正面，电性连接该控制单元700，以便控制单元700控制显示屏显示生理信息与时间信息。
图10绘示依照本发明一实施例的腕戴式电子装置16的电子方块图。在本实施例中，如图10所示，腕戴式电子装置16还包含手动开关800。手动开关800位于装置本体100上，电性连接控制单元700，用以致能与禁能无线通信模块600与外部装置U的电性连接。由于电子手表与外部装置U连接所需的耗电量会大于指针手表的耗电量，将妨碍使用者长时间的穿戴。如此，当不需与外部装置U交换信息时，使用者可通过手动开关800关闭无线通信模块600，便可大量节省耗电，有助使用者长时间穿戴的目的。
具体来说，如图1与图10所示，手动开关800例如为一个或多个按钮110。这些按钮110位于装置本体100的侧面103。通过按钮110的长按、单次短按或多次短按的设计，腕戴式电子装置16不仅可用来调整时间及检查电量，还可用来致能与禁能无线通信模块600与外部装置U的电性连接。
此外，如图10所示，腕戴式电子装置16还包括加速度感测器900。加速度感测器900位于装置本体100内，电性连接控制单元700，用以与上述心电与心跳信号进行同步测量，并作为计步、睡眠和运动杂讯消除之用。加速度感测器900也可称为重力传感器(Gravity-sensor)，是可感测三轴空间的加速度。
最后，上述所公开的各实施例中，并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种变动与润饰，皆可被保护于本发明中。因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。
