可调整信号源的生理探测系统技术方案

一种生理探测系统，包含光源模块、光传感器以及处理器。所述光源模块用于提供照射皮肤区域的光线。所述光传感器用于根据至少一个信号源参数探测经过所述皮肤区域的出射光，并输出图像信号。所述处理器用于根据所述图像信号计算可靠度，并据此调整所述至少一个信号源参数。

Physiological detection system with adjustable signal source

【技术实现步骤摘要】
可调整信号源的生理探测系统本申请是申请号为201610297160.6、申请日为2016年05月06日、名称为“可调整信号源的生理探测系统及其操作方法”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种光学式生理探测系统，尤其地，涉及一种可调整信号源之生理探测系统。
技术介绍
公知的脉搏血氧仪(pulseoximeter)是利用非侵入式的方式来探测使用者的血氧浓度及脉搏数。所述公知脉搏血氧仪可产生红光光束(波长约660纳米)及红外光光束(波长约910纳米)穿过人体部位，并基于带氧血红素(oxyhemoglobin)及去氧血红素(deoxyhemoglobin)对特定光谱具有不同吸收率以探测透射光的光强度变化。探测出两种波长的透射光的光强度变化(例如光体积变化描述波形(Photoplethysmography)信号或称作PPG信号)后，再以下列公式计算血氧浓度：血氧饱和度＝100％×[HbO2]/([HbO2]+[Hb])，其中，[HbO2]为带氧血红素浓度；[Hb]为去氧血红素浓度。一般脉搏血氧仪所探测到的两种波长的透射光的光强度会随着心跳而呈现强弱变化，这是由于血管会随着心跳而不断地扩张及收缩而使得光束所通过的血液量改变，进而改变光能量被吸收的比例。藉此，根据所探测的PPG信号即可计算使用者的生理特征。然而，当光学式生理探测装置应用于便携式装置或穿戴式装置时，其探测面与皮肤表面之间可能产生相对运动或其探测面未紧密贴合于皮肤表面，而造成探测信号的信号品质降低，进而降低探测精确度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种高探测精确度的生理探测系统及其操作方法，以增加其可适用范围。本专利技术提供一种可调整信号源的生理探测系统及其操作方法，通过调整至少一个信号源参数，来提高信号品质及探测精确度。本专利技术提供一种包含生理探测模块生理探测系统。所述生理探测模块包含光源模块、光传感器以及第一处理器。所述光源模块用于提供照射皮肤区域的光线。所述光传感器用于使用焦距探测经过所述皮肤区域的出射光，并输出图像信号。所述第一处理器用于根据所述图像信号计算第一可靠度，并根据所述第一可靠度更新所述焦距。本专利技术提供一种包含生理探测模块生理探测系统。所述生理探测模块包含光源模块、光传感器以及第一处理器。所述光源模块用于提供照射皮肤区域的光线。所述光传感器用于使用所述光传感器的目标区域探测经过所述皮肤区域的出射光，并输出图像信号。所述第一处理器用于根据所述图像信号计算第一可靠度，并根据所述第一可靠度更新所述目标区域。本专利技术的生理探测系统及其操作方法中，所述可靠度(confidentlevel)例如包含平均亮度、均匀度、光体积变化描述波形(PPG)信号振幅、信噪比(SNR)以及其他图像品质参数中的至少一者；所述信号源参数例如包含曝光时间、增益值、目标区域(windowofinterest)、发光强度、焦距以及收光相位中的至一者。为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显，下文将配合所附图示，详细说明如下。此外，在本专利技术中，相同的构件是以相同符号表示，于此先述明。附图说明图1为本专利技术实施例的生理探测系统的方块示意图。图2为本专利技术实施例的像素阵列的目标区域的示意图。图3为本专利技术实施例的生理探测系统产生的亮度变化信号的示意图。图4为本专利技术实施例的不同收光相位的示意图。图5为本专利技术实施例的生理探测系统产生的频域数据的示意图。图6为本专利技术第一实施例的生理探测系统的操作方法的流程图。图7为本专利技术第二实施例的生理探测系统的操作方法的流程图。图8为本专利技术第三实施例的生理探测系统的操作方法的流程图。附图标记说明100生理探测系统11生理探测模块111光源模块113光传感器115第一处理器117存储单元119传输接口13应用模块131传感器驱动单元133第二处理器135周边驱动单元SR皮肤区域IF图像信号WOI目标区域P1、P2像素CL可靠度TH阈值AP信号源参数具体实施方式参考图1，其为本专利技术一实施例的生理探测系统100的方块示意图。所述生理探测系统100包含相互耦接的生理探测模块11以及应用模块13。所述生理探测模块11用于朝向皮肤区域SR照射光以穿过部分皮肤组织，并探测经过所述皮肤区域SR的出射光以产生图像信号IF；其中，所述皮肤区域SR根据不同应用可位于不同人体部位，例如手指、脚踝、手腕、耳部或前额等，并无特定限制。所述应用模块13例如为便携式电子装置、穿戴式电子装置、家电装置、车用装置、医疗装置中的一者。所述应用模块13以有线或无线方式耦接所述生理探测模块11以进行通信，例如进行数据传递，并可表示所探测的生理特征。必须说明的是，虽然图1显示所述生理探测模块11及所述应用模块13彼此分离，但本专利技术说明并不以此为限。其他实施例中，所述生理探测模块11可内建于所述应用模块13。所述生理探测模块11包含光源模块111、光传感器113、第一处理器115、存储单元117以及传输接口119。所述光源模块111例如包含相干光源、部分相干光源或非相干光源，并无特定限制，例如包含发光二极管或激光二极管。所述光源模块111用于提供照射皮肤区域SR的光线，光线进入所述皮肤区域SR内的皮肤组织后会传递一段距离并射出所述皮肤区域SR；其中，出射光的光强度因部分光能量被血液所吸收而随时间波动。在某些实施例中，所述光源模块111的发光波长可为公知的脉搏血氧仪所使用的光波长。在其他实施例中，所述光源模块111的发光波长介于300纳米～940纳米之间。必须说明的是，虽然图1中仅显示单一光源，然其仅用于说明而非用于限定本专利技术说明。在某些实施例中，当所述生理探测系统100用于探测血氧浓度时，所述光源模块111可包含两光源，分别发出红光及红外光。在其他实施例中，当所述生理探测系统100具有校正功能时，所述光源模块111可包含三个光源，分别用于发出绿光、红光以及红外光；其中，绿光PPG信号用于决定滤波参数，以对红光PPG信号及红外光PPG信号进行滤波。在其他实施例中，为了改变所述光源模块111的发光强度，所述光源模块111可包含发出相同波长的光的多个光源或者包含可改变驱动电流的光源。所述光传感器113用于根据至少一个信号源参数探测经过所述皮肤区域SR的出射光并在每一取样时间(sampletime)输出一图像信号IF，因此，对于多个取样时间的图像信号IF则可形成亮度变化信号。在某些实施例中，所述光传感器113为光电二极管(photodiode)，其输出的亮度变化信号作为PPG信号。在某些实例中，所述光传感器113为图像传感器，其包含具有多个像素的像素阵列。所述像素阵列的每一像素在图像帧输出图像信号IF且所述第一处理器115用于计算所述图像帧的多个像素的图像信号和；其中，将所述图像信号和随时间的变化作为PPG信号。在某些实施例中，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生理探测系统，该生理探测系统包含：/n生理探测模块，该生理探测模块包含：/n光源模块，该光源模块用于提供照射皮肤区域的光线；/n光传感器，该光传感器用于使用焦距探测经过所述皮肤区域的出射光，并输出图像信号；以及/n第一处理器，该第一处理器用于根据所述图像信号计算第一可靠度，并根据所述第一可靠度更新所述焦距。/n

【技术特征摘要】
20150813 US 14/825,2721.一种生理探测系统，该生理探测系统包含：
生理探测模块，该生理探测模块包含：
光源模块，该光源模块用于提供照射皮肤区域的光线；
光传感器，该光传感器用于使用焦距探测经过所述皮肤区域的出射光，并输出图像信号；以及
第一处理器，该第一处理器用于根据所述图像信号计算第一可靠度，并根据所述第一可靠度更新所述焦距。


2.根据权利要求1所述的生理探测系统，其中所述第一可靠度包含平均亮度及均匀度中的至少一者。


3.根据权利要求1所述的生理探测系统，其中所述第一处理器通过马达装置来调整所述焦距。


4.根据权利要求1所述的生理探测系统，其中所述光源模块的发光波长介于300纳米～940纳米。


5.根据权利要求1所述的生理探测系统，其中所述焦距还被用于控制所述光源模块的发光强度。


6.根据权利要求1所述的生理探测系统，其中所述生理探测模块还包含传输接口，
所述第一处理器还用于根据多个图像信号产生亮度变化信号，且
所述传输接口用于输出所述亮度变化信号。


7.根据权利要求6所述的生理探测系统，其中所述生理探测系统还包含耦接所述生理探测模块的应用模块，且该应用模块包含第二处理器，该第二处理器用于根据所述亮度变化信号计算生理特征。


8.根据权利要求6所述的生理探测系统，其中所述生理探测系统还包含耦接所述生理探测模块的应用模块，且该应用模块包含第二处理器，该第二处理器用于根据所述亮度变化信号计算第二可靠度，并根据所述第二可靠度更新所述焦距。


9.根据权利要求8所述的生理探测系统，其中所述第二可靠度包含光体积变化描述波形信号振幅及信噪比中的至少一者。


10.根据权利要求7或8所述的生理探测系统，其中所述应用模块为选自包括便携式电子装置、穿戴式电子装置、家电装置、车用装置、医疗装置的群组。

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓峰，陈俊玮，
申请(专利权)人：原相科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71