光学生命体征传感器制造技术

提供了一种光学生命体征传感器，其包括：至少一个光源(110)，其具有初级光单元(111)和次级光单元(112)；以及光探测器单元(120)；运动传感器(130)，其被配置为检测用户的运动；周期性度量单元(143)，其用于分析所述至少一个运动传感器(130)的输出信号以检测其输出信号的周期性；以及控制单元(140)，其被配置为控制至少一个初级光单元(111)和次级光单元(112)的操作，并且被配置为在所述周期性度量单元(143)未在所述运动传感器(130)的所述输出信号中检测到周期性时，除所述至少一个初级光单元(111)之外，还激活所述至少一个次级光单元(112)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光学生命体征传感器以及操作光学生命体征传感器的方法。
技术介绍
光学心率传感器被公知为监测或者检测如用户的心率的生命体征。这样的心率传感器能够基于光电体积描记(PPG)传感器，并且能够被用于采集体积器官测量结果。借助于脉搏血氧计，人皮肤的光吸收的改变被检测，并且基于这些测量结果，用户的心率或其他生命体征能够被确定。PPG传感器包括将光发射到用户的皮肤中的光源，如发光二极管(LED)。发射的光在皮肤中被散射并且至少部分被血液吸收。部分的光离开皮肤并且能够由光电二极管捕获。由光电二极管捕获的光的量能够是用户的皮肤内部的血液量的指示。PPG传感器能够通过在特定波长处的吸收测量来监测皮肤的真皮和皮下组织中的血液的灌注。如果血液量由于搏动的心脏而改变，则从用户的皮肤返回来的散射的光也改变。因此，通过借助于光电二极管监测所检测的光信号，能够确定用户在他的皮肤中的脉搏以及因此能够确定心率。换言之，能够由PPG传感器非侵扰地采集关于心血管状态的信息，如血氧饱和度、心率和呼吸率。然而，PPG传感器能够易受运动引起的信号失真影响。EP2116183B1公开了一种光电的耳部定位的心血管监测设备，其包括在两个不同波长处进行发射的两个红外光发射设备，其中，这些光由两对光电传感器来检测。此外，所述设备包括用于检测用户的运动的运动传感器。如果用户正在休息或者正在太不规则地移动，则心血管传感器中的一个能够被关闭。然而，不同发光二极管的使用将增加传感器的功耗。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种光学生命体征传感器，其能够尤其是在用户在运动时有效地检测用户的生命体征，同时仍然降低功耗。根据本专利技术的一个方面，提供了一种光学生命体征传感器，其包括：至少一个光源，其具有至少一个初级光单元和至少一个次级光单元，所述至少一个初级光单元和所述至少一个次级光单元每个被配置为生成光，所述光被引导朝向用户的皮肤。所述初级光单元在所述光学生命体征传感器被打开时被激活。所述光学生命体征传感器还包括：至少一个光探测器单元，其具有至少一个光电二极管，所述至少一个光电二极管被配置为检测光，所述光指示在所述用户的所述皮肤中或来自所述用户的所述皮肤的来自所述至少一个初级光单元和所述至少一个次级光单元的光的透射或者反射。所述光学生命体征传感器还包括：至少一个运动传感器，其被配置为检测用户的运动；周期性度量单元，其被配置为分析所述至少一个运动传感器的输出信号以检测其输出信号的周期性；以及控制单元，其被配置为控制所述至少一个初级光单元和所述至少一个次级光单元的操作。所述控制单元被配置为在所述周期性度量单元未在所述运动传感器的所述输出信号中检测到周期性时，除所述至少一个初级光单元之外，琮激活所述至少一个次级光单元。因此，初级光单元(例如，绿色)总是被激活，而次级光单元仅在需要例如增强信号的鲁棒性时被激活。如果基于运动传感器的输出信号能够移除所有运动伪迹，则次级光单元不被激活。然而，如果仅基于来自运动传感器的信息不能够移除运动伪迹，则次级光单元被激活并且来自光探测器的与来自次级光单元的光有关的输出信号也被使用。根据本专利技术的另一方面，所述控制单元包括运动伪迹移除单元，所述运动伪迹移除单元被配置为基于所述至少一个运动传感器的输出信号以及所述至少一个光探测器单元的输出信号来从所述光探测器单元的所述输出信号移除运动伪迹，所述至少一个光探测器单元的输出信号基于在所述至少一个次级光单元被激活时来自所述至少一个次级光单元的光。根据本专利技术的另一方面，所述至少一个初级光单元发射绿色光并且所述至少一个次级光单元发射红色、黄色或者红外光。根据本专利技术的另一方面，所述控制单元被配置为在所述周期性度量单元已经检测到所述至少一个运动传感器的所述输出信号中的周期性时，以预定延迟激活所述至少一个次级光单元。根据本专利技术的另一方面，所述初级光单元被配置为发射绿色光。为了确定用户的休息，能够检查检测来自所述初级光单元的绿色光的光电二极管的输出信号，以确定形态。如果这样检测到用户的休息，则能够激活次级光单元。根据本专利技术的另一方面，提供了一种操作光学生命体征传感器的方法，所述光学生命体征传感器具有：至少一个光源，其具有至少一个初级光单元和至少一个次级光单元；至少一个光探测器单元，其具有至少一个光电二极管；以及运动传感器。当所述光学生命体征传感器被打开时，激活所述初级光单元以将光引导朝向用户的皮肤。检测光，所述光指示在所述用户的所述皮肤中或来自所述用户的所述皮肤的来自所述至少一个初级光单元和/或所述至少一个次级光单元的光的透射或者反射。由运动传感器检测所述用户的运动。分析所述至少一个运动传感器的输出信号以检测所述输出信号的周期性。控制所述至少一个初级光单元和/或所述至少一个次级光单元的操作。当在所述运动传感器的所述输出信号中未检测到周期性时，除所述至少一个初级光单元之外，还激活所述至少一个次级光单元。根据本专利技术的一个方面，一种光学生命体征传感器，其具有用于检测用户的运动的加速度计或者运动传感器以及至少两个PPG传感器，每个PPG传感器包括光源以及至少一个光探测器。一个传感器是初级传感器并且能够使用例如绿色光。另一个为次级传感器并且可以使用其他颜色，如红色、蓝色、黄色或者红外光。基于加速度计的结果，尤其是由于传感器的周期性运动(如步行、跑步或者骑自行车)的运动伪迹能够有效地从PPG传感器的输出信号移除。这是由于PPG传感器的输出信号中的运动伪迹与加速度计的输出之间的显著相关性。另一方面，由非周期性运动引起的运动伪迹和不能够由加速度计感测的运动伪迹(传感器-皮肤接触中的变化或者皮肤之下的腱的运动不能够有效地被移除)，并且能够在激活次级PPG传感器时被移除。根据本专利技术的一个方面，至少一个另外的PPG传感器(例如操作在不同颜色或者从不同传感器产生)能够被用于补偿这些种类的运动伪迹。因此，根据本专利技术，多通道PPG信号以及来自加速度计的信号的使用能够被用于降低来自PPG传感器的输出信号的运动伪迹，因此使得整个感测过程更加鲁棒。使用多个光源和/或波长的缺点是造成的在功耗中的增加和电池寿命的降低。根据本专利技术的方面，能够在加速度计的输出足以移除来自PPG传感器的输出信号的伪迹时关闭或者停用额外的PPG传感器，其中，这些伪迹是移动的结果。根据本专利技术的方面，能够在来自加速度计的数据足够好以使得能够移除来自仍然被激活的PPG传感器的输出信号的运动伪迹时，关闭或者停用PPG传感器中的一些。因此，作为初级传感器的一个PPG传感器(例如，基于绿色光)能够在整个测量过程期间被激活，而能够仅在来自加速度计的数据不足以实现一个或多个PPG传感器的输出信号中的运动伪迹的需要的移除时激活或者打开额外的PPG传感器。应当理解，本法明的优选实施例还是从属权利要求或者以上实施例或者方面与各自的独立权利要求的组合。本专利技术的这些和其他方面将根据下文描述的(一个或多个)实施例而显而易见，并且将参考下文描述的(一个或多个)实施例得到阐述。附图说明在以下附图中：图1示出了光学生命体征传感器的操作原理的基本表示，图2示出了根据本专利技术的方面的光学生命体征传感器的示意性方框图，并且图3示出了根据本专利技术的另外的方面的光学生命体征传感器的示意性方框图。具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学生命体征传感器，包括：‑至少一个光源(110)，其具有至少一个初级光单元(111)和至少一个次级光单元(112)，所述至少一个初级光单元和所述至少一个次级光单元每个被配置为生成光，所述光被引导朝向用户的皮肤(1000)，所述初级光单元(111)在所述光学生命体征传感器被打开时被激活，‑至少一个光探测器单元(120)，其具有至少一个光电二极管(121、122)，所述至少一个光电二极管被配置为检测光，所述光指示在所述用户的所述皮肤(1000)中或来自所述用户的所述皮肤的来自所述至少一个初级光单元(111)和所述至少一个次级光单元(112)的光的透射或反射，‑至少一个运动传感器(130)，其被配置为检测所述用户的运动，‑周期性度量单元(143)，其被配置为分析所述至少一个运动传感器(130)的输出信号以检测所述输出信号的周期性，以及‑控制单元(140)，其被配置为控制所述至少一个初级光单元(111)和所述至少一个次级光单元(112)的操作，其中，所述控制单元(140)被配置为在所述周期性度量单元(143)在所述运动传感器(130)的所述输出信号中未检测到周期性时，除所述至少一个初级光单元(111)之外，还激活所述至少一个次级光单元(112)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.16 EP 15151374.41.一种光学生命体征传感器，包括：-至少一个光源(110)，其具有至少一个初级光单元(111)和至少一个次级光单元(112)，所述至少一个初级光单元和所述至少一个次级光单元每个被配置为生成光，所述光被引导朝向用户的皮肤(1000)，所述初级光单元(111)在所述光学生命体征传感器被打开时被激活，-至少一个光探测器单元(120)，其具有至少一个光电二极管(121、122)，所述至少一个光电二极管被配置为检测光，所述光指示在所述用户的所述皮肤(1000)中或来自所述用户的所述皮肤的来自所述至少一个初级光单元(111)和所述至少一个次级光单元(112)的光的透射或反射，-至少一个运动传感器(130)，其被配置为检测所述用户的运动，-周期性度量单元(143)，其被配置为分析所述至少一个运动传感器(130)的输出信号以检测所述输出信号的周期性，以及-控制单元(140)，其被配置为控制所述至少一个初级光单元(111)和所述至少一个次级光单元(112)的操作，其中，所述控制单元(140)被配置为在所述周期性度量单元(143)在所述运动传感器(130)的所述输出信号中未检测到周期性时，除所述至少一个初级光单元(111)之外，还激活所述至少一个次级光单元(112)。2.根据权利要求1所述的光学生命体征传感器，其中，所述控制单元(140)包括运动伪迹移除单元(142)，所述运动伪迹移除单元被配置为基于所述至少一个运动传感器(130)的所述输出信号以及所述至少一个光探测器单元(120)的输出信号来从所述光探测器单元(120)的所述输出信号移除运动伪迹，所述至少一个光探测器单元在所述至少一个次级光单元(112)被激活时检测来自所述至少一个次级光单元(112)的光。3.根据权利要求2所述的光学生命体征传感器，其中，所述至少一个初级光单元(111)发射绿色光并且/或者所述至少一个次级光单元(112)发射红色、黄色或红外光。4.根据权利要求1所述的光学生命体征传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·H·B·A·范丁特尔，D·A·C·M·罗福斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL