光學(xué)生命體征傳感器制造技術(shù)

提供了一種光學(xué)生命體征傳感器，其包括：至少一個光源(110)，其具有初級光單元(111)和次級光單元(112)；以及光探測器單元(120)；運動傳感器(130)，其被配置為檢測用戶的運動；周期性度量單元(143)，其用于分析所述至少一個運動傳感器(130)的輸出信號以檢測其輸出信號的周期性；以及控制單元(140)，其被配置為控制至少一個初級光單元(111)和次級光單元(112)的操作，并且被配置為在所述周期性度量單元(143)未在所述運動傳感器(130)的所述輸出信號中檢測到周期性時，除所述至少一個初級光單元(111)之外，還激活所述至少一個次級光單元(112)。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及光學(xué)生命體征傳感器以及操作光學(xué)生命體征傳感器的方法。
技術(shù)介紹
光學(xué)心率傳感器被公知為監(jiān)測或者檢測如用戶的心率的生命體征。這樣的心率傳感器能夠基于光電體積描記(PPG)傳感器，并且能夠被用于采集體積器官測量結(jié)果。借助于脈搏血氧計，人皮膚的光吸收的改變被檢測，并且基于這些測量結(jié)果，用戶的心率或其他生命體征能夠被確定。PPG傳感器包括將光發(fā)射到用戶的皮膚中的光源，如發(fā)光二極管(LED)。發(fā)射的光在皮膚中被散射并且至少部分被血液吸收。部分的光離開皮膚并且能夠由光電二極管捕獲。由光電二極管捕獲的光的量能夠是用戶的皮膚內(nèi)部的血液量的指示。PPG傳感器能夠通過在特定波長處的吸收測量來監(jiān)測皮膚的真皮和皮下組織中的血液的灌注。如果血液量由于搏動的心臟而改變，則從用戶的皮膚返回來的散射的光也改變。因此，通過借助于光電二極管監(jiān)測所檢測的光信號，能夠確定用戶在他的皮膚中的脈搏以及因此能夠確定心率。換言之，能夠由PPG傳感器非侵?jǐn)_地采集關(guān)于心血管狀態(tài)的信息，如血氧飽和度、心率和呼吸率。然而，PPG傳感器能夠易受運動引起的信號失真影響。EP2116183B1公開了一種光電的耳部定位的心血管監(jiān)測設(shè)備，其包括在兩個不同波長處進(jìn)行發(fā)射的兩個紅外光發(fā)射設(shè)備，其中，這些光由兩對光電傳感器來檢測。此外，所述設(shè)備包括用于檢測用戶的運動的運動傳感器。如果用戶正在休息或者正在太不規(guī)則地移動，則心血管傳感器中的一個能夠被關(guān)閉。然而，不同發(fā)光二極管的使用將增加傳感器的功耗。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種光學(xué)生命體征傳感器，其能夠尤其是在用戶在運動時有效地檢測用戶的生命體征，同時仍然降低功耗。根據(jù)本專利技術(shù)的一個方面，提供了一種光學(xué)生命體征傳感器，其包括：至少一個光源，其具有至少一個初級光單元和至少一個次級光單元，所述至少一個初級光單元和所述至少一個次級光單元每個被配置為生成光，所述光被引導(dǎo)朝向用戶的皮膚。所述初級光單元在所述光學(xué)生命體征傳感器被打開時被激活。所述光學(xué)生命體征傳感器還包括：至少一個光探測器單元，其具有至少一個光電二極管，所述至少一個光電二極管被配置為檢測光，所述光指示在所述用戶的所述皮膚中或來自所述用戶的所述皮膚的來自所述至少一個初級光單元和所述至少一個次級光單元的光的透射或者反射。所述光學(xué)生命體征傳感器還包括：至少一個運動傳感器，其被配置為檢測用戶的運動；周期性度量單元，其被配置為分析所述至少一個運動傳感器的輸出信號以檢測其輸出信號的周期性；以及控制單元，其被配置為控制所述至少一個初級光單元和所述至少一個次級光單元的操作。所述控制單元被配置為在所述周期性度量單元未在所述運動傳感器的所述輸出信號中檢測到周期性時，除所述至少一個初級光單元之外，琮激活所述至少一個次級光單元。因此，初級光單元(例如，綠色)總是被激活，而次級光單元僅在需要例如增強信號的魯棒性時被激活。如果基于運動傳感器的輸出信號能夠移除所有運動偽跡，則次級光單元不被激活。然而，如果僅基于來自運動傳感器的信息不能夠移除運動偽跡，則次級光單元被激活并且來自光探測器的與來自次級光單元的光有關(guān)的輸出信號也被使用。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，所述控制單元包括運動偽跡移除單元，所述運動偽跡移除單元被配置為基于所述至少一個運動傳感器的輸出信號以及所述至少一個光探測器單元的輸出信號來從所述光探測器單元的所述輸出信號移除運動偽跡，所述至少一個光探測器單元的輸出信號基于在所述至少一個次級光單元被激活時來自所述至少一個次級光單元的光。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，所述至少一個初級光單元發(fā)射綠色光并且所述至少一個次級光單元發(fā)射紅色、黃色或者紅外光。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，所述控制單元被配置為在所述周期性度量單元已經(jīng)檢測到所述至少一個運動傳感器的所述輸出信號中的周期性時，以預(yù)定延遲激活所述至少一個次級光單元。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，所述初級光單元被配置為發(fā)射綠色光。為了確定用戶的休息，能夠檢查檢測來自所述初級光單元的綠色光的光電二極管的輸出信號，以確定形態(tài)。如果這樣檢測到用戶的休息，則能夠激活次級光單元。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，提供了一種操作光學(xué)生命體征傳感器的方法，所述光學(xué)生命體征傳感器具有：至少一個光源，其具有至少一個初級光單元和至少一個次級光單元；至少一個光探測器單元，其具有至少一個光電二極管；以及運動傳感器。當(dāng)所述光學(xué)生命體征傳感器被打開時，激活所述初級光單元以將光引導(dǎo)朝向用戶的皮膚。檢測光，所述光指示在所述用戶的所述皮膚中或來自所述用戶的所述皮膚的來自所述至少一個初級光單元和/或所述至少一個次級光單元的光的透射或者反射。由運動傳感器檢測所述用戶的運動。分析所述至少一個運動傳感器的輸出信號以檢測所述輸出信號的周期性。控制所述至少一個初級光單元和/或所述至少一個次級光單元的操作。當(dāng)在所述運動傳感器的所述輸出信號中未檢測到周期性時，除所述至少一個初級光單元之外，還激活所述至少一個次級光單元。根據(jù)本專利技術(shù)的一個方面，一種光學(xué)生命體征傳感器，其具有用于檢測用戶的運動的加速度計或者運動傳感器以及至少兩個PPG傳感器，每個PPG傳感器包括光源以及至少一個光探測器。一個傳感器是初級傳感器并且能夠使用例如綠色光。另一個為次級傳感器并且可以使用其他顏色，如紅色、藍(lán)色、黃色或者紅外光。基于加速度計的結(jié)果，尤其是由于傳感器的周期性運動(如步行、跑步或者騎自行車)的運動偽跡能夠有效地從PPG傳感器的輸出信號移除。這是由于PPG傳感器的輸出信號中的運動偽跡與加速度計的輸出之間的顯著相關(guān)性。另一方面，由非周期性運動引起的運動偽跡和不能夠由加速度計感測的運動偽跡(傳感器-皮膚接觸中的變化或者皮膚之下的腱的運動不能夠有效地被移除)，并且能夠在激活次級PPG傳感器時被移除。根據(jù)本專利技術(shù)的一個方面，至少一個另外的PPG傳感器(例如操作在不同顏色或者從不同傳感器產(chǎn)生)能夠被用于補償這些種類的運動偽跡。因此，根據(jù)本專利技術(shù)，多通道PPG信號以及來自加速度計的信號的使用能夠被用于降低來自PPG傳感器的輸出信號的運動偽跡，因此使得整個感測過程更加魯棒。使用多個光源和/或波長的缺點是造成的在功耗中的增加和電池壽命的降低。根據(jù)本專利技術(shù)的方面，能夠在加速度計的輸出足以移除來自PPG傳感器的輸出信號的偽跡時關(guān)閉或者停用額外的PPG傳感器，其中，這些偽跡是移動的結(jié)果。根據(jù)本專利技術(shù)的方面，能夠在來自加速度計的數(shù)據(jù)足夠好以使得能夠移除來自仍然被激活的PPG傳感器的輸出信號的運動偽跡時，關(guān)閉或者停用PPG傳感器中的一些。因此，作為初級傳感器的一個PPG傳感器(例如，基于綠色光)能夠在整個測量過程期間被激活，而能夠僅在來自加速度計的數(shù)據(jù)不足以實現(xiàn)一個或多個PPG傳感器的輸出信號中的運動偽跡的需要的移除時激活或者打開額外的PPG傳感器。應(yīng)當(dāng)理解，本法明的優(yōu)選實施例還是從屬權(quán)利要求或者以上實施例或者方面與各自的獨立權(quán)利要求的組合。本專利技術(shù)的這些和其他方面將根據(jù)下文描述的(一個或多個)實施例而顯而易見，并且將參考下文描述的(一個或多個)實施例得到闡述。附圖說明在以下附圖中：圖1示出了光學(xué)生命體征傳感器的操作原理的基本表示，圖2示出了根據(jù)本專利技術(shù)的方面的光學(xué)生命體征傳感器的示意性方框圖，并且圖3示出了根據(jù)本專利技術(shù)的另外的方面的光學(xué)生命體征傳感器的示意性方框圖。具體實本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種光學(xué)生命體征傳感器，包括：?至少一個光源(110)，其具有至少一個初級光單元(111)和至少一個次級光單元(112)，所述至少一個初級光單元和所述至少一個次級光單元每個被配置為生成光，所述光被引導(dǎo)朝向用戶的皮膚(1000)，所述初級光單元(111)在所述光學(xué)生命體征傳感器被打開時被激活，?至少一個光探測器單元(120)，其具有至少一個光電二極管(121、122)，所述至少一個光電二極管被配置為檢測光，所述光指示在所述用戶的所述皮膚(1000)中或來自所述用戶的所述皮膚的來自所述至少一個初級光單元(111)和所述至少一個次級光單元(112)的光的透射或反射，?至少一個運動傳感器(130)，其被配置為檢測所述用戶的運動，?周期性度量單元(143)，其被配置為分析所述至少一個運動傳感器(130)的輸出信號以檢測所述輸出信號的周期性，以及?控制單元(140)，其被配置為控制所述至少一個初級光單元(111)和所述至少一個次級光單元(112)的操作，其中，所述控制單元(140)被配置為在所述周期性度量單元(143)在所述運動傳感器(130)的所述輸出信號中未檢測到周期性時，除所述至少一個初級光單元(111)之外，還激活所述至少一個次級光單元(112)。...

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2015.01.16 EP 15151374.41.一種光學(xué)生命體征傳感器，包括：-至少一個光源(110)，其具有至少一個初級光單元(111)和至少一個次級光單元(112)，所述至少一個初級光單元和所述至少一個次級光單元每個被配置為生成光，所述光被引導(dǎo)朝向用戶的皮膚(1000)，所述初級光單元(111)在所述光學(xué)生命體征傳感器被打開時被激活，-至少一個光探測器單元(120)，其具有至少一個光電二極管(121、122)，所述至少一個光電二極管被配置為檢測光，所述光指示在所述用戶的所述皮膚(1000)中或來自所述用戶的所述皮膚的來自所述至少一個初級光單元(111)和所述至少一個次級光單元(112)的光的透射或反射，-至少一個運動傳感器(130)，其被配置為檢測所述用戶的運動，-周期性度量單元(143)，其被配置為分析所述至少一個運動傳感器(130)的輸出信號以檢測所述輸出信號的周期性，以及-控制單元(140)，其被配置為控制所述至少一個初級光單元(111)和所述至少一個次級光單元(112)的操作，其中，所述控制單元(140)被配置為在所述周期性度量單元(143)在所述運動傳感器(130)的所述輸出信號中未檢測到周期性時，除所述至少一個初級光單元(111)之外，還激活所述至少一個次級光單元(112)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)生命體征傳感器，其中，所述控制單元(140)包括運動偽跡移除單元(142)，所述運動偽跡移除單元被配置為基于所述至少一個運動傳感器(130)的所述輸出信號以及所述至少一個光探測器單元(120)的輸出信號來從所述光探測器單元(120)的所述輸出信號移除運動偽跡，所述至少一個光探測器單元在所述至少一個次級光單元(112)被激活時檢測來自所述至少一個次級光單元(112)的光。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)生命體征傳感器，其中，所述至少一個初級光單元(111)發(fā)射綠色光并且/或者所述至少一個次級光單元(112)發(fā)射紅色、黃色或紅外光。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)生命體征傳感...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：C·H·B·A·范丁特爾，D·A·C·M·羅福斯，
申請(專利權(quán))人：皇家飛利浦有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：荷蘭;NL