基于光学信号的外力测量系统及其测量方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于光学信号的外力测量系统及外力测量方法，其中外力测量系统包括壳体、光体积变化描记图电路以及转换电路。壳体的第一侧接受外力且壳体的第二侧接触皮肤。光体积变化描记图电路以及转换电路设于壳体内。光体积变化描记图电路发射光线至皮肤且收集来自皮肤的反射光。光体积变化描记图电路将反射光的照度转换为光体积变化描记图信号的直流信号值。转换电路将直流信号值转换为外力测量值。量值。量值。

【技术实现步骤摘要】
基于光学信号的外力测量系统及其测量方法


[0001]本专利技术涉及一种测量系统及其测量方法，特别是涉及一种应用光学信号的外力测量系统及其测量方法。

技术介绍

[0002]由于高龄化社会的来临，越来越多人注重自己的健康状况，希望能有方便携带的装置可随时监控自己的健康状况。光体积变化描记图法(Photoplethysmography，简称PPG)广泛地使用在测量心跳且应用于携带型装置，例如手表。关于光体积变化描记图法(Photoplethysmography，简称PPG)测量心跳的原理，简单来说，就是通过光学信号去检测活体组织中的血液容积变化，再根据血液容积变化推算出使用者的心跳次数。
[0003]一些消费者为了知道每日摄取的营养素以及卡路里是否足够或是超量，会利用电子秤去测量食物的重量，再根据测量到的重量去推算食物所涵盖的营养素含量以及卡路里。然而，电子秤的重量让消费者无法随时地携带。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种基于光学信号的外力测量系统，其特征在于，包括：一壳体、一光体积变化描记图电路以及一转换电路。壳体的第一侧用于接受外力且壳体的第二侧用于接触皮肤。光体积变化描记图电路以及转换电路设于壳体内。光体积变化描记图电路发射光束至皮肤且收集来自皮肤的反射光。光体积变化描记图电路将反射光的照度转换为光体积变化描记图信号的直流信号值。转换电路电性连接于光体积变化描记图电路且将直流信号值转换为外力测量值。
[0005]优选地，该壳体的该第二侧包含有一接触界面，该接触界面为一凸面玻璃，而该凸面玻璃接触该皮肤。
[0006]优选地，该转换电路包含一微控制电路以及一存储电路，该微控制电路电性连接于该存储电路，该存储电路存储一外力演算法，而该外力演算法包含一外力测量范围，而该外力测量值位于该外力测量范围内。
[0007]本专利技术还公开了一种基于光学信号的外力测量方法，通过一外力测量系统来执行，该外力测量系统包含一壳体、一光体积变化描记图电路以及一转换电路，其特征在于，该外力测量方法包括:该壳体接受一外力且该壳体的一接触界面接触于一皮肤；该光体积变化描记图电路发射一光线至该皮肤；该光体积变化描记图电路接受来自该皮肤的一反射光；该光体积变化描记图电路将该反射光的一照度转换为一光体积变化描记图信号的一直流信号值；以及该转换电路根据多个外力演算法之一将该直流信号值转换为一外力测量值。
[0008]优选地，该外力测量方法更包括在将该反射光的该照度转换为该直流信号值之后以及将直流信号值转换为该外力测量值之前，提供多个不同大小的测试外力于该壳体；取得分别对应于所述测试外力的多个测试光体积变化描记图信号；对所述测试外力及所述测
试光体积变化描记图信号进行一线性回归分析以产生一测试曲线；以及从所述外力演算法之中找出与该测试曲线的一变化趋势相符者。
[0009]优选地，该壳体以及该外力使该皮肤的一表面形成一凹陷深度，而该直流信号值正比于该凹陷深度。
[0010]优选地，所述外力演算法分别包含不同的外力测量范围。
[0011]优选地，该外力测量方法更包括判断所述外力演算法之一所对应的该外力测量范围是否符合一预期测量范围，当该外力测量范围不符合该预期测量范围时，提供多笔不同的校正外力于该壳体；取得分别对应于所述校正外力的多个校正光体积变化描记图信号；以及根据所述校正外力以及所述校正光体积变化描记图信号去校正该外力演算法。
[0012]优选地，当该外力测量范围符合该预期测量范围时，依序提供多笔不同的训练外力于该壳体；取得分别对应于所述训练外力的多笔训练光体积变化描记图信号；对所述训练外力及所述训练光体积变化描记图信号进行一线性回归分析以建立一个新的外力演算法。
[0013]优选地，该外力测量方法更包括判断所述外力演算法之一所对应的该外力测量范围是否符合一预期测量范围，当该外力测量范围不符合该预期测量范围时，校正该接触界面的一曲率半径。
[0014]本专利技术的其中一有益效果在于，根据本专利技术所提供的外力测量系统及其测量方法，无须任何电子秤，直接经由测量到的皮肤的光体积变化描记图信号，便可准确的计算出壳体上所承受的外力。
[0015]为使能更进一步了解本专利技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与图式，然而所提供的图式仅用于提供参考与说明，并非用来对本专利技术加以限制。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的基于光学信号的外力测量系统应用于一电子装置的一实施例的示意图。
[0017]图2为图1的外力测量系统的功能方框图。
[0018]图3为图2的外力测量系统的测量方法的第一实施例的流程图。
[0019]图4为图2的外力测量系统的测量方法的第二实施例的流程图。
[0020]图5为校正外力测量系统所存储的外力演算法以及建立新的外力演算法于外力测量系统的一实施例的流程图。
[0021]图6为校正外力测量系统所存储的外力演算法以及建立新的外力演算法于外力测量系统的另一实施例的流程图。
具体实施方式
[0022]以下是通过特定的具体实施例来说明本专利技术所提供有关“基于光学信号的外力测量系统及其测量方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所提供的内容了解本专利技术的优点与效果。本专利技术可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本专利技术的构思下进行各种修改与变更。另外，本专利技术的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一
步详细说明本专利技术的相关
技术实现思路
，但所提供的内容并非用以限制本专利技术的保护范围。
[0023]应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包含相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
[0024]图1为本专利技术的基于光学信号的外力测量系统应用于一电子装置的一实施例的示意图，而图2为图1的外力测量系统的功能方框图。共同参阅图1及图2，外力测量系统A可应用于各种穿戴装置或移动通讯装置，其中穿戴装置例如为智能手环或智能手表，而移动通讯装置例如为智能手机。关于图1的实施例，外力测量系统A应用于穿戴装置。
[0025]共同参阅图1及图2，外力测量系统A包含有一壳体1，壳体1远离使用者的皮肤的一侧包含有一承载面101，而承载面101用于接受一外力。关于前述的外力可以包含多种态样，举例来说，外力可为使用者自己施予承载面101的压力，或者外力可为放置于承载面101的物体的重量，后续提及的外力均以放置于承载面101上的食物的重量为例。
[0026]壳体1靠近使用者的皮肤的另一侧包含有一接触界面103，而接触界面103为具有一曲率半径的凸面玻璃。
[0027本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光学信号的外力测量系统，其特征在于，包括：一壳体，该壳体的一第一侧用于接受一外力且该壳体的一第二侧用于接触一皮肤；一光体积变化描记图电路，设于该壳体内，该光体积变化描记图电路发射一光束至该皮肤且收集来自该皮肤的一反射光，该光体积变化描记图电路将该反射光的一照度转换为一光体积变化描记图信号的一直流信号值；以及一转换电路，电性连接于该光体积变化描记图电路，该转换电路将该直流信号值转换为一外力测量值。2.如权利要求1所述的基于光学信号的外力测量系统，其特征在于，该壳体的该第二侧包含有一接触界面，该接触界面为一凸面玻璃，而该凸面玻璃接触该皮肤。3.如权利要求1所述的基于光学信号的外力测量系统，其特征在于，该转换电路包含一微控制电路以及一存储电路，该微控制电路电性连接于该存储电路，该存储电路存储一外力演算法，而该外力演算法包含一外力测量范围，而该外力测量值位于该外力测量范围内。4.一种基于光学信号的外力测量方法，通过一外力测量系统来执行，该外力测量系统包含一壳体、一光体积变化描记图电路以及一转换电路，其特征在于，该外力测量方法包括：该壳体接受一外力且该壳体的一接触界面接触于一皮肤；该光体积变化描记图电路发射一光线至该皮肤；该光体积变化描记图电路接受来自该皮肤的一反射光；该光体积变化描记图电路将该反射光的一照度转换为一光体积变化描记图信号的一直流信号值；以及该转换电路根据多个外力演算法之一将该直流信号值转换为一外力测量值。5.如权利要求4所述的基于光学信号的外力测量方法，其特征在于，更包括：在将该反射光的该照度转换为该直流信号值之后以及将直流信...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯立安，
申请(专利权)人：环荣电子惠州有限公司，
类型：发明
国别省市：