用于光体积描记传感器的电路及方法技术

一些实施例涉及一种用以在光体积描记传感器装置中移除信号的对应于周围光的分量的装置、方法及/或存储处理器可执行过程步骤的计算机可读媒体，所述实施例包含：捕获第一所检测光信号，所述第一所检测光信号表示第一时间的周围光；致使光发射器产生以第一等级驱动的源光信号；捕获第二所检测光信号，所述第二所检测光信号表示在与用户的组织相互作用之后的所述源光信号加上所述第一所检测光信号；基于由所述第一所检测光信号调整的所述第二所检测光信号而产生第一输出信号；致使所述光发射器产生以第二等级驱动的源光信号；捕获第三所检测光信号，所述第三所检测光信号表示在与所述用户的皮肤相互作用之后的以所述第二等级驱动的所述源光信号加上所述第一所检测光信号；及基于由所述第一所检测光信号调整的所述第三所检测光信号而产生第二输出信号。

Circuit and method for optical volume recording sensors

Some embodiments relate to an executable computer readable media used to write corresponding process steps removed signal sensor device in optical plethysmography device, to the surrounding light component method and / or storage processor, an embodiment includes: capturing first detection optical signal, the first signal that detect light the first time around the light emitter to generate light; light source signal of the first level driven; second capture detection optical signal, the second signal indicating the detection light source after the user and organization of the interaction of light signals and the first detection signal; the second by the first optical signal detection based on adjustment of the detection light signal to generate a first output signal; in the light emitter source optical signal with second level driving; third capture detection The optical signal, the optical signal detection third said after with the user's skin interacting with the second level driven by the source signal and the first optical signal is detected; and the optical signal detected by the third of the first optical signal detection based on adjustment and second output signal.

【技术实现步骤摘要】
用于光体积描记传感器的电路及方法
下文所描述的实施例涉及对生物计量数据的测量。一些实施例涉及光体积描记传感器。
技术介绍
最近消费者对个人健康的关注已导致在市场上提供多种个人健康监测装置。直到最近，此类装置趋向于使用起来为复杂的且通常经设计以供与一种活动一起使用，例如，自行车旅行计算机。传感器、电子器件及电源小型化中的最近进展已允许以先前不实际的极小大小提供个人健康监测装置(本文中还称为“生物计量追踪”或“生物计量监测”装置)的大小。举例来说，乐活公司(Fitbit,Inc.)生产可具有若干个特征及元件(例如显示器、电池、传感器、无线通信能力、电源及接口按钮)以及用于将这些装置附接到口袋或衣服的其它部分或者附接到穿戴者的身体部分(封装于小体积内)的机构的若干种生物计量追踪装置。这些装置使用多种传感器来收集、处理及显示各种各样的数据。用于一些生物计量追踪装置中的一种类型的传感器为心率传感器。这些心率传感器通常通过将光发射到用户的皮肤中且接着在所发射光与用户的皮肤相互作用之后测量往回反射或漫射的光而操作。
技术实现思路
一些实施例涉及一种用以移除信号的对应于周围光的分量的装置、方法及/或存储处理器可执行过程步骤的计算机可读媒体。此类实施例可包含：捕获第一所检测光信号，所述第一所检测光信号表示第一时间的周围光；致使光发射器产生以第一等级驱动的源光信号；捕获第二所检测光信号，所述第二所检测光信号表示在与用户的组织相互作用之后的所述源光信号加上所述第一所检测光信号；基于由所述第一所检测光信号调整的所述第二所检测光信号而产生第一输出信号；致使所述光发射器产生以第二等级驱动的源光信号；捕获第三所检测光信号，所述第三所检测光信号表示在与所述用户的皮肤相互作用之后的以所述第二等级驱动的所述源光信号加上所述第一所检测光信号；及基于由所述第一所检测光信号调整的所述第三所检测光信号而产生第二输出信号。在一些实施例中，所述光发射器经操作以捕获第四所检测光信号，所述第四所检测光信号表示在与所述用户皮肤相互作用之后的以所述第一等级驱动的所述源光信号加上所述第一所检测光信号，且基于由所述第一所检测光信号调整的所述第四所检测光信号而产生第三输出信号。依照一些实施例，所述第一所检测光信号通过激活光检测器而检测。依照一些实施例，所述输出信号经转换为数字形式且提供到处理器以用于进一步处理。如本文中所描述的实施例提供若干个优点。举例来说，实施例提供将以比现有方法基本上低的电力消耗进行的准确光学心率测量。此外，实施例提供电路板空间需求及组件成本上的大量节省，从而允许此类实施例在电池供电的小外观尺寸装置中的使用。其它优点包含经改进信噪比(SNR)及用于拒斥周围光源(例如日光)的经增强动态范围。通过参考以下详细描述及所附图式可获得对一些实施例的较完整理解。附图说明依据对如附图中所图解说明的以下说明书的考量，将易于明了实施例的构造及使用，在附图中相似参考编号指定相似部件且其中：图1是根据一些实施例的装置的俯视透视图；图2是根据一些实施例的装置的仰视透视图；图3是根据一些实施例的装置的框图；图4是依照一些实施例的传感器的框图；图5是依照一些实施例的传感器的电路的实例性示意图；图6是依照一些实施例的传感器的电路的实例性示意图；图7是依照一些实施例的图解说明与图3到5的电路相关联的特定信号的相对时序及量值的图式；图8是依照一些实施例的图解说明与图3到5的电路相关联的特定信号的相对时序及量值的图式；图9是依照一些实施例的图解说明与图3到5的电路相关联的特定信号的相对时序及量值的图式；图10是根据一些实施例的过程的流程图；图11是根据一些实施例的过程的流程图；且图12是根据一些实施例的过程的流程图。具体实施方式提供以下描述以使得所属领域的技术人员能够做出并使用所描述实施例。然而，各种修改将保持为所属领域的技术人员所易于明了。现在将参考附图描述特定实例以便提供对各种特征的介绍。实施例不限于此实例的特征或描述。如上文所论述，若干种生物计量监测装置由消费者、健康护理专业人员及希望收集并监测生物计量信息的其它人使用。在图1中展示此生物计量监测装置100的实例。根据所图解说明实施例，装置100可穿戴于用户的手腕上。装置100包含显示器140，所述显示器可包括任何适合类型的显示屏且可基于生物计量及由装置100检测、收集、监测或以其它方式产生的其它数据而显示图形指示符。装置100可包含一或多个按钮180，所述一或多个按钮可由用户操纵以提供到装置100的输入。显示器140还可并入有一或多个输入装置(例如触摸屏)。带190可缠绕在手腕上且可使用一或多个固定元件195(例如，钩与环、扣钩、形状记忆元件、磁体)固定。装置100的形状及配置是可在其内部署本专利技术的实施例的一个实例性配置。本文中所陈述的光体积描记传感器系统及方法可以合意结果用于具有各种各样的形状及配置的装置中，且图1及图2中所图解说明的形状及配置是出于说明性目的。图2是装置100的仰视图，其展示传感器组件210及电力接口220。传感器组件210可包含受益于与用户的皮肤紧密接近及/或接触的传感器。此类传感器可包含光体积描记传感器(例如，心率、脉搏血氧计等等)、湿度、温度及/或电容触摸传感器(例如，用以检测装置何时被穿戴)。电力接口220可与对接站或其它电源介接以接收电荷以用于对定位于装置100内的电池进行充电。虽然为简单起见而展示单个传感器组件210，但可提供多个传感器组件。此外，尽管在图2中将传感器组件210图解说明为从装置100稍微突出，但其它实施例可在不使用明显突出的情况下将传感器放置为接近于用户。本文中将进一步详细地描述特定类别或类型的传感器—“PPG”或“光体积描记”传感器的特征。PPG传感器(例如心率监测器或脉搏血氧计)使用基于光的技术来感测如由心脏的泵送动作控制的脉动血流。PPG传感器可用于测量用户的心率、血氧合及其它生物计量参数。在图1及图2中所展示的装置100中，传感器组件210可遮蔽或相关联于一或多个光源(例如，发光二极管或“LED”)及光检测器以及对应控制电路(例如，如下文进一步所描述)。在一些情形中，可使用光管来将光源或检测器与用户的皮肤的表面光学连接。在皮肤下面，来自光源的光散射于身体中的血液中，所述光中的一些光可往回散射或反射到定位于传感器组件210后面的光电检测器中。在一些实施例中，如本文中将进一步描述，传感器组件210可经定形状及形成以改进传感器的操作。举例来说，在一些实施例中，传感器组件210可利用透光结构来改进PPG传感器的性能。举例来说，透光结构可包含由不透明材料组成的掩模，所述掩模限制光源及/或检测器中的一者、一些或全部的孔径。以此方式，透光结构可选择性地界定或控制用户的身体的光被发射到其中及/或从其检测到的优先体积。图3是根据一些实施例的监测系统300的框图。依照一些实施例，系统300可经操作以控制对生物计量数据的收集及使用。在一些情形中，监测系统300可实施图1中所展示的装置100的内部特征。如图3所展示，系统300包含一或多个处理单元310(例如，硬件元件(例如处理器核心及/或处理线程)、离散或集成逻辑及/或一或多个状态机及/或现场可编程门阵列(或者其组合))。在一些本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在光体积描记传感器装置中移除信号的对应于周围光的分量的方法，所述方法包括：捕获第一所检测光信号，所述第一所检测光信号表示第一时间的周围光；致使光发射器产生以第一等级驱动的源光信号；捕获第二所检测光信号，所述第二所检测光信号表示在与用户的组织相互作用之后的所述源光信号加上所述第一所检测光信号；基于由所述第一所检测光信号调整的所述第二所检测光信号而产生第一输出信号；致使所述光发射器产生以第二等级驱动的源光信号；捕获第三所检测光信号，所述第三所检测光信号表示在与所述用户的皮肤相互作用之后的以所述第二等级驱动的所述源光信号加上所述第一所检测光信号；及基于由所述第一所检测光信号调整的所述第三所检测光信号而产生第二输出信号。

【技术特征摘要】
2015.10.02 US 14/873,9211.一种用于在光体积描记传感器装置中移除信号的对应于周围光的分量的方法，所述方法包括：捕获第一所检测光信号，所述第一所检测光信号表示第一时间的周围光；致使光发射器产生以第一等级驱动的源光信号；捕获第二所检测光信号，所述第二所检测光信号表示在与用户的组织相互作用之后的所述源光信号加上所述第一所检测光信号；基于由所述第一所检测光信号调整的所述第二所检测光信号而产生第一输出信号；致使所述光发射器产生以第二等级驱动的源光信号；捕获第三所检测光信号，所述第三所检测光信号表示在与所述用户的皮肤相互作用之后的以所述第二等级驱动的所述源光信号加上所述第一所检测光信号；及基于由所述第一所检测光信号调整的所述第三所检测光信号而产生第二输出信号。2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：基于所述第一输出信号与所述第二输出信号之间的差而产生光体积描记信号。3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：致使所述光发射器产生以所述第一等级驱动的源光信号；捕获第四所检测光信号，所述第四所检测光信号表示在与所述用户皮肤相互作用之后的以所述第一等级驱动的所述源光信号加上所述第一所检测光信号；及基于由所述第一所检测光信号调整的所述第四所检测光信号而产生第三输出信号。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述捕获所述第一所检测光信号进一步包括：致使表示所述源光信号的电压被存储。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述捕获所述第一所检测光信号进一步包括：激活光检测器以检测所述第一所检测光信号，其中所述第一所检测光信号表示以下各项中的至少一者：(i)周围光条件；及(ii)周围光条件与光信号，所述光信号表示在与所述用户皮肤相互作用之后的以非零等级驱动的源光信号。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一输出信号是在放大器的输出处产生，所述放大器基于由所述第一所检测光信号调整的所述第二所检测光信号而接收第一输入。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述放大器为可调整增益放大器。8.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括：在产生所述第一输出信号之后将所述光发射器停用。9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：将所述第一输出信号转换为表示电压的数字信号以供处理器进行处理。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一输出信号及所述第二输出信号是在不同时间在放大器的输出处产生，所述放大器基于由所述第一所检测光信号调整的所述第二所检测光信号而在第一时间接收第一输入以产生所述第一输出信号，且所述放大器基于由所述第一所检测光信号调整的所述第三所检测光信号而在第二时间接收第二输入以产生所述第二输出信号。11.根据权利要求1所述的方法，其中以第一等级驱动的所述源光信号为较低等级，且以第二等级驱动的所述源光信号为较高等级。12.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括：在产生所述第二输出信号之后将所述光发射器停用。13.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：将所述第二输出信号转换为表示电压的第二数字信号以供处理器进行处理。14.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一输出信号、所述第二输出信号及所述第三输出信号是在不同时间在放大器的输出处产生，所述放大器基于由所述第一所检测光信号调整的所述第二所检测光信号而在第一时间接收第一输入以产生所述第一输出信号，所述放大器基于由所述第一所检测光信号调整的所述第三所检测光信号而在第二时间接收第二输入以产生所述第二输出信号，且所述放大器基于由所述第一所检测光信号调整的所述第四所检测光信号而在第三时间接收第三输入以产生所述第三输出信号。15.根据权利要求3所述的方法，其中以第一等级驱动的所述源光信号为低等级，且以第二等级驱动的所述源光信号为高等级，其中所述高等级为所述低等级的至少两倍。16.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括：在产生所述第三输出信号之后将所述光发射器停用。17.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括：将所述第三输出信号转换为第三数字电压信号以供处理器进行处理。18.一种由光体积描记传感器装置执行的方法，所述方法包括：致使光发射器产生以第一等级驱动的源光信号；测量第一所检测光信号，所述第一所检测光信号表示在与用户的皮肤相互作用之后的以所述第一等级驱动的所述源光信号；将由所述光发射器驱动的所述源光信号增加到第二等级；测量第二所检测光信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮特·W·理查兹，
申请(专利权)人：飞比特公司，
类型：发明
国别省市：美国,US