用于測量生物信息的設(shè)備及用于其誤差補償?shù)姆椒?br>【專利摘要】本公開涉及一種用于測量生物信息的設(shè)備，該設(shè)備包括心率傳感器單元，所述心率傳感器單元被配置成通過接收已進入皮膚并且從所述皮膚出來的光來測量心率；加速度傳感器單元，所述加速度傳感器單元被配置成通過測量穿戴者的步數(shù)來輸出所述步數(shù)；顯示單元，所述顯示單元被配置成顯示所測量的心率和步數(shù)；以及手腕可穿戴的連接單元，所述手腕可穿戴的連接單元被配置成將所述心率傳感器、所述加速度傳感器單元和所述顯示單元電連接，由此即使該設(shè)備沒有被完全附接到手腕，也可以使用線光源而不是點光源來準確地測量心率。該設(shè)備包括被配置成使用四個光接收單元來提高光接收效率的心率傳感器單元。
【專利說明】
用于測量生物信息的設(shè)備及用于其誤差補償?shù)姆椒?br>技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開涉及用于測量生物信息的設(shè)備及用于其誤差補償?shù)姆椒ā?br>【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的可穿戴活動追蹤系統(tǒng)可以被分類成兩種類型。即，由諸如帶型硅樹脂或橡膠的彈性材料制成的帶型產(chǎn)品，以及手表型產(chǎn)品。前者是手腕可不附接的Urist-unattachable)并且僅被配備有安裝有加速度傳感器的計步器功能，而后者被配備有光學(xué)心率傳感器以提供除了計步器功能之外的穿戴者的健康信息，諸如心率活動狀態(tài)。
[0003]同時，光學(xué)脈沖傳感器通過使用生物組織的光學(xué)特性測量血管中流動的血液來估計心率活動。更具體地，PPG(光電血容體積描記器)通過使用光來觀察生物組織的光學(xué)特性，諸如在血管中體積變化期間顯示出的光反射率、吸收率和透光率，并且使用該變化來測量心率。無創(chuàng)傷法的方法由于測量生物信號的實現(xiàn)而被廣泛使用，由于小型化尺寸和便于使用而變得有益，并且有益于可穿戴的生命信號檢測傳感器的開發(fā)。
[0004]光學(xué)心率傳感器包括光源和光接收器，其中，當光從光源入射到皮膚上并且從入射光反射的光被光接收器收集時，可以根據(jù)所收集的光量的變化來檢測心率的數(shù)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問題
[0006]然而，傳統(tǒng)的光學(xué)心率傳感器的缺點在于僅有一個PH(光電二極管)可用，光源采用點光源的形狀，并且可以通過被附接到皮膚來測量心率。因此，傳統(tǒng)的光學(xué)心率傳感器僅適用于手表型產(chǎn)品，并且相對難以應(yīng)用于手腕可不附接的帶型產(chǎn)品。
[0007]問題的解決方案
[0008]本公開的示例性方面在于基本上解決了至少上述問題和/或缺點，并且提供了至少下述優(yōu)點。因此，本公開涉及提供一種用于測量生物信息的設(shè)備及用于其誤差補償?shù)姆椒ā?br>[0009]在本發(fā)明的一個總的方面中，提供了一種用于測量生物信息的設(shè)備，該設(shè)備包括:
[0010]心率傳感器單元，所述心率傳感器單元被配置成通過接收已進入皮膚并且從所述皮膚出來的光來測量心率；
[0011]加速度傳感器單元，所述加速度傳感器單元被配置成通過測量穿戴者的步數(shù)來輸出所述步數(shù)；
[0012]顯示單元，所述顯示單元被配置成顯示所測量的心率和步數(shù)；以及
[0013]手腕可穿戴的連接單元，所述手腕可穿戴的連接單元被配置成將所述心率傳感器、所述加速度傳感器單元和所述顯示單元電連接。
[0014]優(yōu)選地，但不是必需地，所述心率傳感器單元可以包括:
[0015]光源單元，所述光源單元被配置成發(fā)射線光源，
[0016]光接收單元，所述光接收單元被配置成接收來自從所述光源發(fā)射的光的已進入所述皮膚并且從所述皮膚出來的光，以及
[0017]控制器，所述控制器被配置成根據(jù)由所述光接收單元接收的光量來檢測所述心率。
[0018]優(yōu)選地，但不是必需地，所述光源單元可以包括:
[0019]LED(發(fā)光二極管)，所述LED被配置成發(fā)射點光源的光，
[0020]特定曲率半徑的彎曲光導(dǎo)，所述彎曲光導(dǎo)被配置成使所發(fā)射的光行進到特定方向，
[0021]多個V形圖案，所述多個V形圖案被配置成通過折射所發(fā)射的光來向特定方向發(fā)射光，以及
[0022]反射板，所述反射板被配置成將從所述光導(dǎo)向外部發(fā)射的光反射進所述光導(dǎo)的內(nèi)部中。
[0023]優(yōu)選地，但不是必需地，所述LED可以使用黃綠色光源。
[0024]優(yōu)選地，但不是必需地，所述光接收單元可以包括:
[0025]第一光接收單元，所述第一光接收單元被布置在基于所述光源的縱向的左上表面處，
[0026]第二光接收單元，所述第二光接收單元被布置在基于所述光源的縱向的右上表面處，
[0027]第三光接收單元，所述第三光接收單元被布置在基于所述光源的縱向的左下表面處，以及
[0028]第四光接收單元，所述第四光接收單元被布置在基于所述光源的縱向的右下表面處。
[0029]優(yōu)選地，但不是必需地，所述光接收單元可以包括:
[0030]光電探測器，所述光電探測器被配置成接收來自從所述光源單元發(fā)射的光的已進入皮膚并且從皮膚出來的光，以及
[0031]光接收殼體，所述光接收殼體被配置成包圍所述光電探測器并且逐漸擴寬朝向皮膚接觸表面的入口。
[0032]優(yōu)選地，但不是必需地，所述多個V形圖案可以隨著遠離所述LED而在相鄰圖案的間隔上逐漸減小。
[0033 ] 優(yōu)選地，但不是必需地，所述連接單元可以是彈性材料的腕帶型連接單元。
[0034]優(yōu)選地，但不是必需地，所述連接單元可以是手表型、手腕可附接的連接單元。
[0035]在本公開的另一總的方面中，提供了一種用于心率傳感器中的誤差補償?shù)姆椒ǎ鲂穆蕚鞲衅靼ū徊贾迷诰€光源的左上表面處的第一光接收單元;被布置在所述線光源的右上表面處的第二光接收單元；
[0036]被布置在所述線光源的左下表面處的第三光接收單元以及被布置在所述線光源的右下表面處的第四光接收單元，所述方法包括以下步驟:
[0037]通過比較由所述第一光接收單元至所述第四光接收單元接收的光信號來檢測誤差;
[0038]當產(chǎn)生所述誤差時，將預(yù)定權(quán)重與作為所述光信號的比較結(jié)果的較大光信號相乘；以及
[0039]將與所述權(quán)重相乘的光信號的大小與未與所述權(quán)重相乘的光信號的大小相加。
[0040]優(yōu)選地，但不是必需地，所述誤差可以包括:第一誤差，所述第一誤差是第一信號與第二信號之間的差值，所述第一信號是由所述第一光接收單元和所述第二光接收單元接收的光信號之和，所述第二信號是由所述第三光接收單元和所述第四光接收單元接收的光信號之和，
[0041]第二誤差，所述第二誤差是第三信號與第四信號之間的差值，所述第三信號是由所述第一光接收單元和所述第三光接收單元接收的光信號之和，所述第四信號是由所述第二光接收單元和所述第四光接收單元接收的光信號之和，以及
[0042]第三誤差，所述第三誤差是第五信號與第六信號之間的差值，所述第五信號是由所述第一光接收單元和所述第四光接收單元接收的光信號之和，所述第六信號是由所述第二光接收單元和所述第三光接收單元接收的光信號之和。
[0043]優(yōu)選地，但不是必需地，當產(chǎn)生所述誤差時，將預(yù)定權(quán)重與作為所述光信號的比較結(jié)果的較大光信號相乘的步驟可以包括:
[0044]當產(chǎn)生所述第一誤差時，將預(yù)定權(quán)重與所述第一信號和所述第二信號之間的較大信號相乘，
[0045]當產(chǎn)生所述第二誤差時，將預(yù)定權(quán)重與所述第三信號和所述第四信號之間的較大信號相乘，以及
[0046]當產(chǎn)生所述第一誤差時，將預(yù)定權(quán)重與所述第五信號和所述第六信號之間的較大信號相乘。
[0047]優(yōu)選地，但不是必需地，所述方法還可以包括以下步驟:將與所述權(quán)重相乘的光信號的大小與未與所述權(quán)重相乘的光信號的大小之間的較大值確定為心率參考信號。
[0048]在本公開的又一總的方面中，提供了一種用于心率傳感器中的誤差補償?shù)姆椒ǎ鲂穆蕚鞲衅靼ū徊贾迷诰€光源的左上表面處的第一光接收單元;被布置在所述線光源的右上表面處的第二光接收單元；
[0049]被布置在所述線光源的左下表面處的第三光接收單元以及被布置在所述線光源的右下表面處的第四光接收單元，所述方法包括以下步驟:
[0050]通過比較由所述第一光接收單元至所述第四光接收單元接收的光信號來檢測誤差;
[0051]當產(chǎn)生所述誤差時，將預(yù)定權(quán)重與作為所述光信號的比較結(jié)果的較大光信號相乘；以及
[0052]將與所述權(quán)重相乘的光信號的大小與未與所述權(quán)重相乘的光信號的大小相加。
[0053]優(yōu)選地，但不是必需地，通過比較由所述第一光接收單元至所述第四光接收單元接收的光信號來檢測誤差的步驟可以包括:通過比較第一誤差、第二誤差和第三誤差來確定已接收到最大光信號大小的光接收單元，所述第一誤差是第一信號與第二信號之間的差值，所述第一信號是由所述第一光接收單元和所述第二光接收單元接收的光信號之和，所述第二信號是由所述第三光接收單元和所述第四光接收單元接收的光信號之和，所述第二誤差是第三信號與第四信號之間的差值，所述第三信號是由所述第一光接收單元和所述第三光接收單元接收的光信號之和，所述第四信號是由所述第二光接收單元和所述第四光接收單元接收的光信號之和，所述第三誤差是第五信號與第六信號之間的差值，所述第五信號是由所述第一光接收單元和所述第四光接收單元接收的光信號之和，所述第六信號是由所述第二光接收單元和所述第三光接收單元接收的光信號之和。
[0054]發(fā)明的有益效果
[0055]本公開所具有的有益效果在于:即使用于測量生物信息的設(shè)備沒有被完全附接到手腕，也可以使用線光源而不是點光源來準確地測量心率。
[0056]另一有益效果在于:使用四個光接收單元可以大大地提高光接收效率。
[0057]又一有益效果在于:本發(fā)明可以被應(yīng)用于腕帶型連接單元和手表型連接單元兩者。
[0058]再一有益效果在于:即使包括多個光接收單元的心率傳感器沒有被附接到皮膚，也可以穩(wěn)定地檢測心率信號。
[0059]再一有益效果在于:本發(fā)明可以考慮到心率傳感器的權(quán)重設(shè)置、SNR(信噪比)和操作環(huán)境而在比較信號加權(quán)方法與絕對信號加權(quán)方法之間選擇合適的方法。
【附圖說明】
[0060]圖1是示出根據(jù)本公開的示例性實施方式的用于測量生物信息的設(shè)備的配置的框圖。
[0061]圖2是示出根據(jù)本公開的示例性實施方式的心率傳感器單元的配置的框圖。
[0062]圖3是示出根據(jù)本公開的示例性實施方式的心率傳感器單元的光源單元以及第一光接收單元至第四光接收單元的布置的示意圖。
[0063]圖4是示出根據(jù)本公開的示例性實施方式的光源單元的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0064]圖5和圖6分別是根據(jù)本公開的示例性實施方式的光源單元的結(jié)構(gòu)的立體圖和仰視圖。
[0065]圖7是示出根據(jù)本公開的示例性實施方式的心率傳感器單元的光源單元以及第一光接收單元至第四光接收單元的結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0066]圖8是示出根據(jù)本公開的示例性實施方式的第一光接收單元至第四光接收單元的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0067]圖9是示出根據(jù)本公開的示例性實施方式的用于測量生物信息的設(shè)備的附接到皮膚的心率傳感器單元的示意圖。
[0068]圖10是示出根據(jù)本公開的示例性實施方式的用于測量生物信息的設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0069]圖11是示出當執(zhí)行根據(jù)本公開的示例性實施方式的用于誤差補償?shù)姆椒〞r要考慮的對準誤差的類型的示意圖。
[0070]圖12是示出根據(jù)本公開的示例性實施方式的用于誤差補償?shù)姆椒ǖ氖疽鈭D。
[0071]圖13是示出根據(jù)本公開的示例性實施方式的用于誤差補償?shù)姆椒ㄖ械谋容^信號加權(quán)方法的示意圖。
[0072]圖14是示出根據(jù)本公開的示例性實施方式的用于誤差補償?shù)姆椒ㄖ械慕^對信號加權(quán)方法的示意圖。
【具體實施方式】
[0073]以下將參照附圖更加全面地描述各種示例性實施方式，在這些附圖中示出了一些示例性實施方式。然而，本發(fā)明的概念可以被具體實現(xiàn)成許多不同的形式，并且不應(yīng)被解釋為限于本文所闡述的示例性實施方式。相反，所描述的方面旨在包含落在本公開的范圍和新穎構(gòu)思內(nèi)的所有這些替換、修改和變型。
[0074]現(xiàn)在，將參照附圖詳細描述本公開的示例性實施方式。
[0075]圖1是示出根據(jù)本公開的示例性實施方式的用于測量生物信息的設(shè)備的配置的框圖。
[0076]參照圖1，用于測量生物信息的設(shè)備(以下被稱為“設(shè)備”)可以包括心率傳感器單元(100)、加速度傳感器單元(200)、手腕可穿戴連接單元(300)以及顯示單元(400)。
[0077]心率傳感器單元(100)可以包括光學(xué)心率傳感器，以通過測量穿戴者的心率在顯示單元(400)上顯示該穿戴者的心率(脈搏)。心率傳感器單元(100)使用以下原理:其中，響應(yīng)于血液中的質(zhì)體(諸如在皮膚組織和血液中可獲得的血紅蛋白)，來自從光源發(fā)出的光的已進入皮膚并且從皮膚出來的光根據(jù)光吸收程度隨時間被心率改變，其中，心率傳感器單元(100)通過心率傳感器單元(100)的光接收單元接收返回的光，并且通過將所接收的光轉(zhuǎn)換為電信號來檢測心率。
[0078]加速度傳感器單元(200)可以測量根據(jù)本公開的示例性實施方式的用于測量生物信息的設(shè)備(設(shè)備)的加速度，并提供計步器功能。加速度傳感器單元(200)可以包括安裝在計步器或步行(walk-step)測量裝置上的加速度傳感器，響應(yīng)于設(shè)備的穿戴者的運動可以測量加速度，并且可以通過將所測量的加速度轉(zhuǎn)換為步數(shù)而在顯示單元(400)上顯示該步數(shù)。
[0079]連接單元(300)用于連接心率傳感器單元(100)、加速度傳感器單元(200)和顯示單元(400)，并且可以采用可穿戴在手腕、前臂、上臂、大腿、頭部和/或手指上的形狀。連接單元(300)可以按照諸如硅樹脂和橡膠的彈性材料的帶型連接單元的形狀來形成，可以按照像手表一樣可穿戴以被附接到手腕的手表型連接單元的形狀來形成，或者可以按照像頭帶一樣可穿戴以被附接到頭部的頭帶型連接單元的形狀來形成。
[0080]顯示單元(400)可以顯示由心率傳感器單元(100)測量的心率信息。而且，顯示單元(400)可以顯示由加速度傳感器單元(200)測量的計步器信息。
[0081]圖2是示出根據(jù)本公開的示例性實施方式的心率傳感器單元(100)的配置的框圖。
[0082]參照圖2，根據(jù)本公開的示例性實施方式的心率傳感器單元(100)可以包括光源單元(110)、第一光接收單元至第四光接收單元(120、130、140、150)和控制器(160)。
[0083]光源單元(110)發(fā)射光。光源單元(110)可以使用用于發(fā)射線光源的光學(xué)光導(dǎo)(optical light guide)。與點光源的使用相比，線光源的使用可以在更寬的皮膚區(qū)域上照射光，從而即使設(shè)備沒有被緊密地附接到手腕，足夠量的光也可以入射到手腕區(qū)域上。隨后將參照圖3至圖6來描述光源單元(110)的詳細結(jié)構(gòu)。
[0084]第一光接收單元至第四光接收單元(120、130、140、150)可以基于光源單元(110)的縱向被對稱地(垂直地和水平地)布置，并且可以接收從光源單元(110)發(fā)射的已進入皮膚并且從皮膚出來的光。第一光接收單元至第四光接收單元(120、130、140、150)的布置可以根據(jù)光源單元(110)的長度和面積來改變。
[0085]第一光接收單元至第四光接收單元(120、130、140、150)可以包括第一光電探測器至第四光電探測器(121、131、141、151)，并且第一光電探測器至第四光電探測器(121、131、141、151)可以是H)(光電二極管)。第一光接收單元至第四光接收單元(120、130、140、150)可以通過將所接收的光轉(zhuǎn)換為電信號來向控制器(160)發(fā)送所接收的光。
[0086]控制器(160)可以檢測從光源單元(110)發(fā)射的光量，并且可以以電信號形式接收由第一光接收單元至第四光接收單元(120、130、140、150)接收的光。
[0087]圖3是示出根據(jù)本公開的示例性實施方式的心率傳感器單元(100)的光源單元
(110)以及第一光接收單元至第四光接收單元(120、130、140、150)的布置的示意圖。
[0088]參照圖3，光源單元(110)可以是被配置成采用彎曲表面的形狀的線光源單元。當使用彎曲的線光源時，光源單元可以被附接到具有如在手腕中的曲面的測量單元。第一光接收單元(120)可以被布置在基于光源的縱向的左上方表面處，第二光接收單元(130)可以被布置在基于光源的縱向的右上方表面處，第三光接收單元(140)可以被布置在基于光源的縱向的左下方表面處，以及第四光接收單元(I 50)可以被布置在基于光源的縱向的右下方表面處。
[0089]圖4是示出根據(jù)本公開的示例性實施方式的光源單元(110)的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0090]參照圖4，雖然光源單元(110)優(yōu)選地可以是被配置成采用彎曲表面的形狀的線光源單元，但是為方便起見，本文中將光源單元示出為沒有彎曲的線光源單元。
[0091]光源單元可以包括LED(發(fā)光二極管，111)、彎曲光導(dǎo)(112)、多個V形圖案(113)以及反射板(114)。
[0092]LED(Ill)可以向光源單元(110)的縱向發(fā)射點光源形狀的光。雖然在圖4中的遠端僅示出了一個LED (111)，但是總共兩個LED可以被布置在各個遠端處。
[0093]雖然LED(Ill)使用紅光或紅外區(qū)域的波長，但是考慮到皮膚組織的光學(xué)特性，LED
(111)優(yōu)選地使用黃綠色光源。彎曲光導(dǎo)(112)優(yōu)選地具有約20_的特定曲率半徑，以便當使得心率傳感器單元(100)與手腕接觸時允許被附接到手腕的橈動脈。彎曲光導(dǎo)(112)可以由柔性材料形成。
[0094]多個V形圖案(113)可以隨著遠離LED(Ill)而在相鄰圖案的間隔上逐漸減小，這是為了發(fā)射盡可能多的均勻折射光，因為到達的光量隨著遠離光源而減少。
[0095]反射板(I14)可以被布置在除了光從彎曲光導(dǎo)(112)發(fā)射的方向之外的所有表面上，以便將光反射進光導(dǎo)的內(nèi)部，從而可以最小化光損失。
[0096]圖5和圖6分別是根據(jù)本公開的示例性實施方式的光源單元的結(jié)構(gòu)的立體圖和仰視圖。
[0097]參照圖5和圖6，雖然光源單元(110)優(yōu)選地可以是被配置成采用彎曲表面的形狀的線光源單元，但是為方便起見，本文中將光源單元示出為沒有彎曲的線光源單元。
[0098]多個V形圖案(113)可以隨著遠離LED(Ill)而在相鄰圖案的間隔上逐漸減小，這是為了發(fā)射盡可能多的均勻折射光，因為到達的光量隨著遠離光源而減少。
[0099]彎曲光導(dǎo)(112)被形成有多個V形圖案(113)，以通過在除了光被發(fā)射的方向以外的所有表面上布置反射板(114)來最小化漏光的量。
[0100]圖7是示出根據(jù)本公開的示例性實施方式的心率傳感器單元(100)的光源單元
(110)以及第一光接收單元至第四光接收單元(120、130、140、150)的結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0101]參照圖7，第一光接收單元至第四光接收單元(120、130、140、150)可以基于光源單元(110)的縱向而被對稱地(垂直地和水平地)布置。
[0102]第一光接收單元至第四光接收單元(120、130、140、150)中的每一個可以采用第一光電探測器至第四光電探測器(121、131、141、151)和光接收殼體(170)的組合形狀。第一光電探測器至第四光電探測器(121、131、141、151)可以是PD(光電二極管)，該H)被配置成接收從光源單元發(fā)射的已進入皮膚并且從皮膚出來的光。
[0103]可以用高反射率的中空材料對光接收殼體(170)進行表面處理，以便采用將第一光電探測器至第四光電探測器(121、131、141、151)包圍的形狀。當PD被直接布置在皮膚的表面上而沒有使用光接收殼體時，已進入皮膚并且從皮膚出來的光的光接收率可能會降低，從而可以使用光接收殼體(170)來盡可能多地收集光。
[0104]PD可以被定位在與皮膚相距預(yù)定間隔的光接收殼體內(nèi)部的區(qū)域處。光接收殼體(170)可以采用無底四角錐形狀。
[0105]圖8是示出根據(jù)本公開的示例性實施方式的第一光接收單元至第四光接收單元(120、130、140、150)的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0106]參照圖8，第一光接收單元至第四光接收單元(120、130、140、150)可以包括第一光電探測器至第四光電探測器(121、131、141、151)和光接收殼體(170)。
[0107]光接收殼體(170)可以具有中空的內(nèi)部以防止與皮膚直接接觸，并且采用包圍第一光電探測器至第四光電探測器(121、131、141、151)的形狀，以便收集已進入皮膚并且從皮膚出來的光。
[0108]參照圖8，光接收殼體(170)可以采用中空的和無底四角錐的形狀，以便包括第一光電探測器至第四光電探測器(121、131、141、151)，本公開不限于此，并且光接收殼體(170)可以采用能夠收集光并且被附接到皮膚的任何配置的形狀，諸如圓形截頂錐體、立方體和/或長方體，各自都沒有底表面。
[0109]圖9是示出根據(jù)本公開的示例性實施方式的用于測量生物信息的設(shè)備的被附接到皮膚的心率傳感器單元(100)的示意圖。
[0110]參照圖9，心率傳感器單元(100)的光源單元(110)可以包括LED(111)和彎曲光導(dǎo)(112)0
[0111]光源單元(110)可以在中央形成有具有預(yù)定曲率半徑的彎曲光導(dǎo)(112)，以便被附接到手腕部區(qū)域，并且可以基于光源單元(110)的縱向?qū)ΨQ地(垂直地和水平地)包括第一光接收單元至第四光接收單元(120、130、140、150)，以允許LED在其上出現(xiàn)。第一光接收單元至第四光接收單元(120、130、140、150)中的每一個可以包括第一光電探測器至第四光電探測器(121、131、141、151)和無底四角錐形狀的光接收殼體(170)。
[0112]優(yōu)選地，心率傳感器單元(100)被完全附接到皮膚，但是如果心率傳感器單元
(100)被完全附接到皮膚，則穿戴者可能會感覺不舒服，從而連接單元(300)可以是諸如硅樹脂和橡膠的彈性材料的帶型連接單元。雖然帶型連接單元可能在條帶和與皮膚附接的區(qū)域之間形成有空隙，但是根據(jù)本公開的心率傳感器單元(100)可以使用線光源和四個光接收單元來發(fā)射足夠量的光，以允許測量準確的心率計數(shù)。
[0113]圖10是示出根據(jù)本公開的示例性實施方式的用于測量生物信息的設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0114]參照圖10，根據(jù)本公開的示例性實施方式的用于測量生物信息的設(shè)備可以包括心率傳感器單元(100)、連接單元(300)和顯示單元(400)。如圖1所示，加速度傳感器單元(200)可以被附加地形成在該設(shè)備中，并且其它生物信息測量模塊還可以被添加到其中。
[0115]此外，連接單元(300)可以被設(shè)計成取代在設(shè)備中使用的各種模塊。雖然圖10中的連接單元(300)被示出為帶型連接單元的形式，但是本公開不限于此，并且可以按照像手表一樣可穿戴以被附接到手腕的手表型連接單元的形狀來形成，并且可穿戴到手腕上的任何類型也是可接受的。除了顯示由心率傳感器單元(100)測量的心率信號之外，顯示單元(400)還可以顯示各種生物信息。例如，當穿戴者穿戴有溫度傳感器模塊(未示出)時，可以測量體溫，并且在顯示單元(400)上顯示該體溫。
[0116]圖11是示出當執(zhí)行根據(jù)本公開的示例性實施方式的用于誤差補償?shù)姆椒〞r要考慮的對準誤差的類型的示意圖。
[0117]在理想情況下，S卩，當心率傳感器單元被完全附接到皮膚時，入射到各個光接收單元的光量之和將會具有預(yù)定值。更具體地，當心率傳感器單元被完全附接到皮膚時，所有的光接收單元和光源單元均接觸皮膚，以允許作為檢測的對象的光被入射到四個光接收單元上。因此，將入射到光接收單元上的所有光量相加的總和可以具有預(yù)定值。
[0118]然而，當心率傳感器單元沒有被完全附接到皮膚以允許光接收單元中的一些被附接到皮膚以及允許光接收單元中的一些不被附接到皮膚時，可能會產(chǎn)生有對準誤差。參照圖11，入射到第一光接收單元至第四光接收單元(120、130、140、150)上的光量可以分別被定義為第一光接收信號(PDl)、第二光接收信號(PD2)、第三光接收信號(PD3)以及第四光接收信號(PD4)。
[0119]基于根據(jù)本公開的示例性實施方式的用于誤差補償?shù)姆椒?，當對入射到各個光接收單元上的光量的總和(PD1+PD2+PD3+PD4)、由在上表面上布置的光接收單元接收的光信號與由在下表面上布置的光接收單元接收的光信號之間的差值(PDl+PD2-(ro3+ro4)、差值(PDl+PD3-(ro2+ro4)進行核查時。
【主權(quán)項】
1.一種用于測量生物信息的設(shè)備，該設(shè)備包括: 心率傳感器單元，所述心率傳感器單元被配置成通過接收已進入皮膚并且從所述皮膚出來的光來測量心率； 加速度傳感器單元，所述加速度傳感器單元被配置成通過測量穿戴者的步數(shù)來輸出所述步數(shù)； 顯示單元，所述顯示單元被配置成顯示所測量的心率和步數(shù)；以及手腕可穿戴的連接單元，所述手腕可穿戴的連接單元被配置成將所述心率傳感器、所述加速度傳感器單元和所述顯示單元電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述心率傳感器單元包括: 光源單元，所述光源單元被配置成發(fā)射線光源， 光接收單元，所述光接收單元被配置成接收來自從所述光源發(fā)射的光的已進入所述皮膚并且從所述皮膚出來的光，以及 控制器，所述控制器被配置成根據(jù)由所述光接收單元接收的光量來檢測所述心率。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述光源單元包括: LED(發(fā)光二極管)，所述LED被配置成發(fā)射點光源的光， 特定曲率半徑的彎曲光導(dǎo)，所述彎曲光導(dǎo)被配置成使所發(fā)射的光向特定方向行進， 多個V形圖案，所述多個V形圖案被配置成通過折射所發(fā)射的光來向特定方向發(fā)射光，以及 反射板，所述反射板被配置成將從所述光導(dǎo)向外部發(fā)射的光反射進所述光導(dǎo)的內(nèi)部中。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述LED使用黃綠色光源。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述光接收單元包括: 第一光接收單元，所述第一光接收單元被布置在基于所述光源的縱向的左上表面處， 第二光接收單元，所述第二光接收單元被布置在基于所述光源的縱向的右上表面處， 第三光接收單元，所述第三光接收單元被布置在基于所述光源的縱向的左下表面處，以及 第四光接收單元，所述第四光接收單元被布置在基于所述光源的縱向的右下表面處。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述光接收單元包括: 光電探測器，所述光電探測器被配置成接收來自從所述光源單元發(fā)射的光的已進入皮膚并且從皮膚出來的光，以及 光接收殼體，所述光接收殼體被配置成包圍所述光電探測器并且逐漸擴寬朝向皮膚接觸表面的入口。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述多個V形圖案隨著遠離所述LED而在相鄰圖案的間隔上逐漸減小。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述連接單元是彈性材料的腕帶型連接單元。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述連接單元是手表型、手腕可附接的連接單元。10.—種用于心率傳感器中的誤差補償?shù)姆椒ǎ鲂穆蕚鞲衅靼ū徊贾迷诰€光源的左上表面處的第一光接收單元、被布置在所述線光源的右上表面處的第二光接收單元、被布置在所述線光源的左下表面處的第三光接收單元以及被布置在所述線光源的右下表面處的第四光接收單元，所述方法包括以下步驟: 通過比較由所述第一光接收單元至所述第四光接收單元接收的光信號來檢測誤差； 當產(chǎn)生所述誤差時，將預(yù)定權(quán)重與作為所述光信號的比較結(jié)果的較大光信號相乘；以及 將與所述權(quán)重相乘的光信號的大小與未與所述權(quán)重相乘的光信號的大小相加。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述誤差包括: 第一誤差，所述第一誤差是第一信號與第二信號之間的差值，所述第一信號是由所述第一和第二光接收單元接收的光信號之和，所述第二信號是由所述第三和第四光接收單元接收的光信號之和， 第二誤差，所述第二誤差是第三信號與第四信號之間的差值，所述第三信號是由所述第一和第三光接收單元接收的光信號之和，所述第四信號是由所述第二和第四光接收單元接收的光信號之和，以及 第三誤差，所述第三誤差是第五信號與第六信號之間的差值，所述第五信號是由所述第一和第四光接收單元接收的光信號之和，所述第六信號是由所述第二和第三光接收單元接收的光信號之和。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，當產(chǎn)生所述誤差時，將預(yù)定權(quán)重與作為所述光信號的比較結(jié)果的較大光信號相乘的步驟包括: 當產(chǎn)生所述第一誤差時，將預(yù)定權(quán)重與所述第一信號和所述第二信號之間的較大信號相乘， 當產(chǎn)生所述第二誤差時，將預(yù)定權(quán)重與所述第三信號和所述第四信號之間的較大信號相乘，以及 當產(chǎn)生所述第一誤差時，將預(yù)定權(quán)重與所述第五信號和所述第六信號之間的較大信號相乘。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述方法還包括以下步驟:將與所述權(quán)重相乘的光信號的大小與未與所述權(quán)重相乘的光信號的大小之間的較大值確定為心率參考信號。14.一種用于心率傳感器中的誤差補償?shù)姆椒ǎ鲂穆蕚鞲衅靼ū徊贾迷诰€光源的左上表面處的第一光接收單元、被布置在所述線光源的右上表面處的第二光接收單元、被布置在所述線光源的左下表面處的第三光接收單元以及被布置在所述線光源的右下表面處的第四光接收單元，所述方法包括以下步驟: 通過比較由所述第一光接收單元至所述第四光接收單元接收的光信號來檢測誤差； 當產(chǎn)生所述誤差時，將預(yù)定權(quán)重與作為所述光信號的比較結(jié)果的較大光信號相乘；以及 將與所述權(quán)重相乘的光信號的大小與未與所述權(quán)重相乘的光信號的大小相加。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，通過比較由所述第一光接收單元至所述第四光接收單元接收的光信號來檢測誤差的步驟包括:通過比較第一誤差、第二誤差和第三誤差來確定已接收到最大光信號大小的光接收單元，所述第一誤差是第一信號與第二信號之間的差值，所述第一信號是由所述第一光接收單元和所述第二光接收單元接收的光信號之和，所述第二信號是由所述第三光接收單元和所述第四光接收單元接收的光信號之和，所述第二誤差是第三信號與第四信號之間的差值，所述第三信號是由所述第一光接收單元和所述第三光接收單元接收的光信號之和，所述第四信號是由所述第二光接收單元和所述第四光接收單元接收的光信號之和，所述第三誤差是第五信號與第六信號之間的差值，所述第五信號是由所述第一光接收單元和所述第四光接收單元接收的光信號之和，所述第六信號是由所述第二光接收單元和所述第三光接收單元接收的光信號之和。
【文檔編號】A61B5/0205GK105828708SQ201480069154
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年8月25日
【發(fā)明人】尹亨吉, 趙仁雅, 陳元赫
【申請人】Lg電子株式會社