[发明专利]光学生命体征传感器

说明书

提供了一种光学生命体征传感器，其包括：PPG传感器(100)；预处理单元(130)，其调整采样率或每样本的脉冲数量；处理单元(140)，其基于预处理单元的输出信号来运行至少一个处理算法；以及传感器控制单元(150)。所述传感器控制单元被配置为通过调整采样率和/或每样本的脉冲数量来控制PPG传感器。

技术领域

本发明涉及一种用于监测用户的生命体征的光学生命体征传感器。

背景技术

如光学心率传感器的心率传感器被公知为监测或检测生命体征，如用户的心率。这样的心率传感器可以基于光体积描记(PPG)传感器，并且可以用于采集体积器官测量结果。借助于脉搏血氧计，可以检测人皮肤的光吸收的变化，并且基于这些测量结果，可以确定用户的心率或其他生命体征。PPG传感器包括光源，如正将光发射到用户的皮肤中的发光二极管(LED)。发射的光在皮肤中散射并且至少部分地由血液吸收。光的部分离开皮肤，并且可以由光检测器捕获。由光检测器捕获的光的量可以是用户的皮肤内的血容量的指示。因此，PPG传感器可以通过特定波长处的吸收测量结果来监测皮肤的真皮和皮下组织中的血液的灌注。如果血容量由于脉动心脏而改变，则从用户的皮肤返回的散射光也在变化。因此，通过借助于光检测器监测检测到的光信号，可以确定用户在其皮肤内的脉搏以及因此心率。此外，可以确定血液的化合物，如氧合血红蛋白或去氧血红蛋白以及氧饱和度。

PPG传感器可以实施在例如智能手表中，并且可以放置为与用户的皮肤直接接触。然而，如果PPG传感器不再与用户的皮肤直接接触，例如，如果已经发生皮肤接触的丢失，则光检测器的输出不能够用于检测用户的生命体征。

用户的生命体征可以是用户的心率、呼吸率、核心温度和血压。

US 2016/029898公开了一种具有相对于用户的活动的改变来改变信号频率/采样率的处理器的光学生命体征传感器。

US 2013/0172767公开了一种具有PPG传感器、预处理单元、处理单元和传感器控制单元的光学生命体征传感器。

US 2004/0181133 A1公开了一种具有PPG传感器、预处理单元、处理单元和传感器控制单元的光学生命体征传感器。

US 2014/0135612 A1公开了一种具有PPG传感器、预处理单元、处理单元和传感器控制单元的光学生命体征传感器。

发明内容

本发明的目的是提供一种光学生命体征传感器，其允许用户的生命体征的经改进的检测或者估计。

该目的由被配置为测量并且确定用户的生命体征的光学生命体征传感器解决。所述光学生命体征传感器包括PPG传感器，其具有用于生成被引导朝向用户的皮肤的光的光源，以及光检测器单元，其被配置为检测光。所述光指示在用户的皮肤中或者从用户的皮肤发射的光的反射。所述光源的光具有样本频率、幅度、每样本的脉冲数量和占空比。所述光学生命体征传感器包括被耦合到所述传感器的输出部的预处理单元。所述预处理单元将具有第一样本频率和每样本的第一脉冲数量的来自所述PPG传感器的输出信号转换为具有第二样本频率和每样本的第二脉冲数量的输出信号以便中和或者均衡样本频率或者每样本的脉冲数量的任何改变。所述光学生命体征传感器还包括处理单元，所述处理单元被耦合到预处理单元，以用于基于所述预处理单元的输出信号来处理至少一个处理算法。所述光学生命体征传感器还包括传感器控制单元，所述传感器控制单元被配置为通过调整采样率或者样本频率和/或每样本的脉冲数量或者占空比来控制所述PPG传感器的操作。

根据本发明的另一方面，所述预处理单元包括缩放器，所述缩放器从传感器控制单元接收每样本的脉冲数量并且被配置为将所述PPG传感器的所述输出信号乘以与样本中的脉冲数量成反比的因子。所述预处理单元还包括向下采样器，所述向下采样器将所述PPG传感器的所述输出信号的采样率调整到所述向下采样器从所述传感器控制单元接收的期望的采样率。