[发明专利]一种光电传感器及其控制方法、脉搏检测仪

说明书

技术领域

本发明涉及光电转换技术领域，尤其涉及一种光电传感器及其控制方法、脉搏检测仪。

背景技术

人体心室周期性的收缩和舒张导致主动脉的收缩和舒张，使血流压力以波的形式从主动脉根部开始沿着整个动脉系统传播，这种波称为脉搏波。脉搏波所呈现出的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息，很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理的血流特征，因此脉搏波是人体重要的生理参数。

现有技术存在多种脉搏波检测用的传感器，其中，光电传感器因为具有反应速度快、检测灵敏度高、结构简单和可靠性好等优点，在脉搏波测量系统中得到了广泛的应用。光电传感器利用光电信号来测量脉搏容积的变化，具体原理是：当血管内血容量发生变化时，组织对光的吸收程度相应发生变化，利用光电传感器可测出这种变化，反映出血液脉动的基本参数情况。由上述光电传感器测量的光电容积脉冲波(英文名称：PhotoPlethysmoGraph，英文简称：PPG),即如图1所示的脉搏信号，可以反映血液脉动的频率、幅度和脉搏波形状的改变。

然而，在采用上述光电传感器测试脉搏的过程中，由于手臂的摆动会对光电传感器造成运动干扰，该运动干扰对脉搏波产生影响。如图2所示，光电传感器在t1时刻受到运动干扰，使得脉搏波的振幅异常增大；t2时刻运动干扰消失，脉搏波恢复正常；将图1与图2的波形进行比较，可以看出由于运动干扰，使得测试出的脉搏波形失真，进而降低了光电传感器检测脉搏信号的精度。因此，如何减少由运动干扰引起的脉搏信号检测失真几率，提高光电传感器的抗运动干扰能力，成为本领域的亟待解决的问题。

发明内容

本发明的实施例提供一种光电传感器及其控制方法、脉搏检测仪，能够在采用光电传感器检测脉搏时，减小因运动干扰导致脉搏信号失真的几率。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供了一种光电传感器，包括光源、第一接收器、第二接收器，以及位于光源的出光侧的人体皮肤模拟层；上述人体皮肤模拟层与第二接收器的光线接收侧的位置相对应。第一接收器用于接收待测用户皮肤的反射光生成的光信号，并在光电转化后输出第一电信号，第二接收器用于接收所述人体皮肤模拟层的反射光生成的光信号，并在光电转化后输出第二电信号。上述光电传感器还包括与所述第一接收器和第二接收器相连接的处理器，处理器用于接收上述第一电信号和上述第二电信号，并采用第二电信号对第一电信号进行负补偿后，输出脉搏信号。

可选的，上述处理器包括反相器和第一加法器。反相器的反相输入端与上述第二接收器相连接，反相器的同相输入端接地，反相器的输出端与第一加法器的反相输入端相连接。第一加法器的反相输入端还连接第二接收器，上述第一加法器的同相输入端接地，第一加法器的输出端用于输出所述脉搏信号。

可选的，上述处理器还包括与处理器相连接的校准器，用于对处理器输出的脉搏信号的基准位置进行校准。

可选的，上述校准器包括用于提供校准电流的校准电流源以及第二加法器。第二加法器的反相输入端连接校准电流源和处理器，所述第二加法器的同相输入端接地，所述第二加法器的输出端用于输出校准后的脉搏信号。

可选的，所述光源位于所述第一接收器和所述第二接收器之间。

进一步的，所述光源在靠近所述第一接收器和所述第二接收器的两侧分别设置有遮光层。

可选的，人体皮肤模拟层背离所述第二接收器的一侧设置有遮光层。

可选的，所述光源为LED光源。

进一步的，所述光源发出的光线为绿光、红光或红外光。

可选的，所述第一接收器和所述第二接收器为光敏元件。

进一步的，所述光敏元件为光敏二极管，所述光敏二极管的阴极连接所述处理器，所述光敏二极管的阳极接地。

可选的，还包括透明封装盖板，用于对所述光源、所述第一接收器、所述第二接收器以及所述处理器进行封装；且所述人体皮肤模拟层贴附于所述透明封装盖板靠近所述第二接收器光线接收侧的表面。

本发明的另一方面提供了一种采用如上所述的任一种光电传感器对脉搏进行检测的方法，包括：光源发出光线，所述光线照射至待测用户的皮肤和人体皮肤模拟层；第一接收器接收待测用户皮肤的反射光生成的光信号，并在光电转化后输出第一电信号；第二接收器接收所述人体皮肤模拟层的反射光生成的光信号，并在光电转化后输出第二电信号；处理器接收所述第一电信号和所述第二电信号，并采用所述第二电信号对所述第一电信号进行负补偿后，输出脉搏信号。