人体可穿戴设备及其操作方法技术

根据实施方式的人体可穿戴设备，包括：光发射单元，用于向外部发射光；光接收单元，用于接收从外部入射的光；以及控制单元，用于控制光发射单元的操作，根据光发射单元的操作来检测入射至光接收单元的光的强度，并且基于所检测到的光的强度来检测人体可穿戴设备的穿戴状态，其中，控制单元使用光发射单元被开启的间隔中入射至光接收单元的光的强度与光发射单元被关闭的间隔中入射至光接收单元的光的强度之间的差值来检测穿戴状态。

Human wearable equipment and its operating methods

According to embodiments of human body wearable devices: a light emitting unit for emitting light outside; a light receiving unit for receiving an incident light from outside; and a control unit for controlling the light emitting unit operation, according to the light emission unit operation to detect the incident to the light receiving unit, the intensity of light and based on the detected light intensity to detect human body wearable devices wear state, the difference between the intensity of incident light emission control unit using the unit open interval to the light receiving unit of light intensity and the incident light emitting unit is closed in the interval to the light receiving unit of light to detect wear state.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】人体可穿戴设备及其操作方法
实施方式涉及人体可穿戴设备及其操作方法。
技术介绍
通常，便携式终端遵循电子零件的高灵敏度、小型化和轻量化的趋势，直板型移动电话作为第一代移动终端已经变得普遍化，翻盖式移动电话作为第二代已经变得普及，目前，翻盖式移动电话和第三代折叠式移动电话的趋势并存，并且变成普遍化的趋势。此外，在人体或衣物的一部分上穿戴的可穿戴设备例如戴在用户腕部上的手表型移动电话已经得到了发展。同时，随着生活标准的提高和医疗技术的发展，老龄化趋势在全球范围内变得突出。此外，随着人口老龄化，慢性病的患病率也在增加。作为老龄化社会的另一个问题，由于核心家庭的家庭支持能力下降而产生的越来越多的独居和孤独去世的老人正在成为一个重要的社会问题。有慢性疾病例如高血压、糖尿病、脑血管病、心脏病等的患者正在持续增加。其原因特别地是由个人或群体的与健康有关的健康行为如饮食、运动等引起的疾病的出现，并且几乎占一半或更多。因此，难以仅通过现代医学的生物医学模型方法来解决慢性疾病的问题，并且需要新的疾病管理方法即健康促进方法来通过改善生活习惯来减小健康危险因素。因此，近来，脉搏率测量方法包括使用压电元件等的压电类型、使用磁隧道结(MTJ)元件的磁性类型、使用压力膜传感器的压力类型、使用生物电阻抗的阻抗类型、使用光传感器的光学类型等。近来，已经提出了可佩戴在手腕或颈部上的人可穿戴脉搏测量设备。图1是示出根据相关技术的人体可穿戴设备的视图。参照图1，人体可穿戴设备包括基底10、光发射元件20、光接收元件30、构架40、分隔壁50以及光学窗60。基底10是用于安装构成人体可穿戴设备的部件的基础基底。光发射元件20根据光发射控制信号来生成特定波长带的光。光接收元件30根据经由光发射元件20生成的光来接收入射的光。构架40是用于支承光学窗60的支承构架。分隔壁50被布置在光发射元件20与光接收元件30之间，并且防止经由光发射元件20生成的光直接入射在光接收元件30上。光学窗60被分别布置在光发射元件20的光发射表面和光接收元件30的光接收表面上，从而从外部保护光发射元件20和光接收元件30。如上所述的人体可穿戴设备可以根据光电压——即经由光接收元件30接收的光接收电压——来检测人体信号。此处，人体信号可以包括心率、氧饱和度等。同时，如上所述的人体可穿戴设备需要检测其是否穿戴在人体上，并且根据检测结果来检测人体信号。在相关技术中，检测上述是否穿戴在人体上的方法如下所示。光发射元件20生成光，而光接收元件30测量入射的光电流的大小。在这一点上，当人体可穿戴设备穿戴在人体上时，所测量的光电流包括相对较低的环境光，并且当人体可穿戴设备没有穿戴在人体上时，所测量的光电流包括相对高的环境光。也就是说，在人体可穿戴设备由人体穿戴的情况下，由于测试对象和人体可穿戴设备彼此紧密接触并且环境光的引入路径基本上被阻挡，因此检测到微弱的光电流。相反，在人体可穿戴设备没有由人体穿戴的情况下，随着测试对象与人体可穿戴设备之间的分离距离增加，由于暴露于环境光而检测到大的光电流。因此，人体可穿戴设备根据通过光接收元件30检测到的光电流的大小来检测人体可穿戴设备是否已经由人体穿戴。图2是示出用于根据相关技术来检测人体可穿戴设备是否被穿戴的状况的曲线图。参照图2，随着人体可穿戴设备与测试对象(优选地，人体)之间的分离距离增加，经由光接收元件30检测到的光接收电压的大小增加。因此，人体可穿戴设备确定在人体可穿戴设备没有被穿戴的情况下的参考值(Vth)，并且当光接收电压的大小比所述参考值小时，人体可穿戴设备检测到人体可穿戴设备被穿戴在人体上的状态。另一方面，当光接收电压的大小比所述参考值(Vth)大时，人体可穿戴设备检测到人体可穿戴设备没有被穿戴在人体上的状态。然而，如上所示的根据相关技术来检测是否穿戴的方法具有如下问题。作为如上所述的检测是否穿戴的方法，可以分类在白天期间或在由于照明而在明亮的地方中人体可穿戴设备的穿戴状态，但是在夜间或黑暗的地方中存在因环境光而产生的光电流微弱的问题，使得不能检测到准确的穿戴状态。此外，由于甚至在人体可穿戴设备与物体而非人体接触的状态下，因环境光而产生的光电流也是微弱的，因此作为如上所述的检测是否穿戴的方法，甚至在人体可穿戴设备实质上没有穿戴在人体上的情况下，也存在出现人体穿戴设备穿戴在人体上的故障的问题。
技术实现思路
技术问题在实施方式中，提供了能够不受外部环境影响检测人体可穿戴设备的准确穿戴状态的人体可穿戴设备及其操作方法。此外，在实施方式中，提供了能够辨别人体可穿戴设备是穿戴在人体上还是与物体接触的人体可穿戴设备及其操作方法。本文中提出的实施方式要解决的技术问题不限于以上提及的，并且根据以下描述，本文中提出的实施方式所属领域中的普通技术人员应当清楚理解其他没有提及的技术方面。技术方案根据本公开内容的实施方式，提供了一种人体可穿戴设备，其包括：光发射单元，用于向外部生成光；光接收单元，用于接收从外部入射的光；以及控制单元，用于控制光发射单元的操作，并且根据光发射单元的操作来检测入射在光接收单元上的光的强度，并且基于所检测到的光的强度来检测人体可穿戴设备的穿戴状态，其中，控制单元使用光发射单元的开启区段中入射在光接收单元上的光的强度与光发射单元的关闭区段中入射在光接收单元上的光的强度之间的差值来检测穿戴状态。此外，如果差值为零，则控制单元将人体可穿戴设备的状态检测为非穿戴状态，并且如果差值大于零，则控制单元将人体可穿戴设备的状态检测为穿戴状态。另外，如果差值大于预定参考值，则控制单元将人体可穿戴设备的状态检测为穿戴状态，并且如果差值小于或等于预定参考值，则控制单元将人体可穿戴设备的状态检测为非穿戴状态。此外，参考值由从光发射单元到光接收单元的直接光泄漏量和外部环境引起的光反射量中的至少一个决定。此外，光发射单元包括用于生成第一波长的光的第一光发射单元和用于生成第二波长的光的第二光发射单元，第二波长与第一波长不同。控制单元通过使用第一光发射单元和第二光发射单元中的任何一个光发射单元来检测穿戴状态，并且通过使用第一光发射单元和第二光发射单元两者来检测心率和血氧饱和度。另外，光发射单元包括用于生成第一光的第一光发射单元和用于生成第二光的第二光发射单元。光接收单元包括用于根据第一光发射单元的操作来接收从外部入射的光的第一光接收单元以及用于根据第二光发射单元的操作来接收从外部入射的光的第二光接收单元。此外，第一光发射单元和第一光接收单元根据控制单元的控制信号来以预定周期进行操作以检测人体可穿戴设备的穿戴状态，第二光发射单元和第二光接收单元根据控制单元的控制信号来检测关于穿戴上人体可穿戴设备的人体的人体信号。此外，当控制单元将人体可穿戴设备的状态检测为穿戴状态时，控制单元基于在光发射单元的开启区段中通过光接收单元接收的光的强度来检测穿戴上人体可穿戴设备的对象。另外，控制单元通过使用在光发射单元的开启区段中通过光接收单元接收的光的强度来检测脉冲波的原始信号波形，通过对所检测到的脉冲波的原始信号波形进行二次微分来生成二次微分信号的波形，通过从所生成的二阶微分信号波形中检测峰信号来生成峰信号波形，并且基于包括在所生成的峰信号波形中的峰信号的心本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人体可穿戴设备，包括：光发射单元，用于向外部发射光；光接收单元，用于接收从外部入射的光；以及控制单元，用于控制所述光发射单元的操作，并且根据所述光发射单元的操作来检测入射在所述光接收单元上的光的强度，并且基于所检测到的光的强度来确定所述人体可穿戴设备是否被穿戴在特定对象上，其中，所述控制单元使用所述光发射单元的开启区段中入射在所述光接收单元上的光的强度与所述光发射单元的关闭区段中入射在所述光接收单元上的光的强度之间的差值来确定所述人体可穿戴设备是否被穿戴。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.14 KR 10-2015-00527421.一种人体可穿戴设备，包括：光发射单元，用于向外部发射光；光接收单元，用于接收从外部入射的光；以及控制单元，用于控制所述光发射单元的操作，并且根据所述光发射单元的操作来检测入射在所述光接收单元上的光的强度，并且基于所检测到的光的强度来确定所述人体可穿戴设备是否被穿戴在特定对象上，其中，所述控制单元使用所述光发射单元的开启区段中入射在所述光接收单元上的光的强度与所述光发射单元的关闭区段中入射在所述光接收单元上的光的强度之间的差值来确定所述人体可穿戴设备是否被穿戴。2.根据权利要求1所述的人体可穿戴设备，其中，如果所述差值为零，则所述控制单元确定所述人体可穿戴设备没有被穿戴，并且如果所述差值大于零，则所述控制单元确定所述人体可穿戴设备被穿戴在特定对象上。3.根据权利要求1所述的人体可穿戴设备，其中，如果所述差值大于预定参考值，则所述控制单元确定所述人体可穿戴设备被穿戴在特定对象上，并且如果所述差值小于或等于所述预定参考值，则所述控制单元确定所述人体可穿戴设备没有被穿戴。4.根据权利要求3所述的人体可穿戴设备，其中，所述参考值由从所述光发射单元到所述光接收单元的直接光泄漏量和外部环境引起的光反射量中的至少一个决定。5.根据权利要求1所述的人体可穿戴设备，其中，所述光发射单元包括用于生成第一波长的光的第一光发射单元和用于生成第二波长的光的第二光发射单元，所述第二波长与所述第一波长不同，其中，所述控制单元通过使用所述第一光发射单元和所述第二光发射单元中的任何一个来确定所述人体可穿戴设备是否被穿戴，并且使用所述第一光发射单元和所述第二光发射单元两者来检测心率和血氧饱和度。6.根据权利要求1所述的人体可穿戴设备，其中，所述光发射单元包括用于生成第一光的第一光发射单元和用于生成第二光的第二光发射单元，其中，所述光接收单元包括用于根据所述第一光发射单元的操作来接收从外部入射的光的第一光接收单元以及用于根据所述第二光发射单元的操作来接收从外部入射的光的第二光接收单元。7.根据权利要求6所述的人体可穿戴设备，其中，所述第一光发射单元和所述第一光接收单元根据所述控制单元的控制信号以预定周期进行操作，并且执行光发射操作和光接收操作以确定所述人体可穿戴设备的穿戴状态，所述第二光发射单元和所述第二光接收单元根据所述控制单元的控制信号来执行光发射操作和光接收操作以检测关于穿戴上所述人体可穿戴设备的人体的人体信号。8.根据权利要求2或3所述的人体可穿戴设备，其中，如果所述人体可穿戴设备的状态被确定为穿戴在特定对象上，则所述控制单元基于在所述光发射单元的开启区段中通过所述光接收单元接收的光的强度来确定所述特定对象是否是人体。9.根据权利要求8所述的人体可穿戴设备，其中，所述控制单元通过使用在所述光发射单元的开启区段中通过所述光接收单元接收的光的强度来检测脉冲波的原始信号波形，通过对所检测到的脉冲波的原始信号波形进行二次微分来生成二次微分信号的波形，通过从所生成的二阶微分信号波形中检测峰信号来生成峰信号波形，并且基于包括在所生成的峰信号波形中的所述峰信号的心率(HR)来确定所述特定对象是否是人体。10.根据权利要求9所述的人体可穿戴设备，其中，如果所述心率(HR)处于30bpm至240bpm的范围内，则所述控制单元确定所述人体可穿戴设备被穿戴在人体上，并且如果所述心率(HR)超出30bpm至240bpm的范围...

【专利技术属性】
技术研发人员：李尚勋，
申请(专利权)人：LG伊诺特有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR