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【技术实现步骤摘要】
本申请涉及穿戴设备,尤其涉及一种生理参数传感器及穿戴设备。
技术介绍
1、光电容积描计法(photoplethysmograph,ppg)传感器是穿戴设备中重要的传感器。ppg传感器是穿戴设备中运动、健康特性的基础传感器,可以用来对人体进行持续无感的测量,持续的收集心率、血氧等运动健康数据,提供运动和健康分析依据。
2、ppg传感器的工作原理是:被测组织的微血管中的血液量随心脏的搏动发生变化,即血液容积会随心脏的搏动发生变化。ppg传感器向被测组织照射光信号,透射或反射的光信号会随血液容积变化,ppg传感器通过检测反应血液容积变化的光信号,来检测心率、血氧及碳氧等人体生理参数。用户佩戴穿戴设备且保持静态时,由于用户的皮肤与ppg传感器的相对位置基本不变,ppg传感器能够提供较好的心率等生理参数的检测,但用户佩戴穿戴设备运动时,由于用户的皮肤与ppg传感器的相位位置变化较大,而引入运动噪声或干扰,造成检测困难,导致ppg传感器的检测性能较差。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种生理参数传感器及穿戴设备,用以解决ppg传感器在运动场景下的检测性能较差的问题。
2、第一方面,本申请实施例提供了一种生理参数传感器,该生理参数传感器可以包括:基板、至少一个光源、至少一个光探测器、偏光片以及相位延迟片,各光源和各光探测器位于基板同一侧的表面。生理参数传感器还可以包括:至少一个光信号发射区和至少一个光信号接收区。每一个光信号发射区对应至少一个光源,即至少一个光源出射的
3、每一个光源可以出射用于检测生理参数的第一光信号,相位延迟片可以用于对接收到的第二光信号进行相位延迟。偏光片可以使与该偏光片的偏振方向一致的光信号穿过。也就是说,偏光片可以根据自身的偏振方向选择光信号的偏振态,决定光信号中的哪个偏振态的光信号能够透过该偏光片。光探测器用以接收穿过偏光片的第二光信号,生理参数传感器可以根据光探测器检测到的光信号,来确定心率、血氧及碳氧等人体生理参数。
4、本申请实施例提供的生理参数传感器中,通过设置偏光片和相位延迟片,可以减少或阻止生理参数传感器内部其他部件的串光和反射、皮肤表面反射、浅层皮肤反射和/或浅层皮肤内部散射,即可以减小生理参数传感器的dc信号。由于用户佩戴穿戴设备运动时,运动噪声主要与穿戴设备偏转、移动等引起的dc信号变化有关,因而,本申请实施例中的生理参数传感器可以减小或滤除运动噪声。生理参数传感器的灌注率与dc信号呈反比,且生理参数传感器的电信号中dc信号的占比较高,因而,本申请实施例通过减小dc信号,可以提高生理参数传感器的灌注率,从而提高生理参数传感器的检测性能。
5、在本申请实施例中,偏光片和相位延迟片可以具有多种实现方式,以下对偏光片和相位延迟片的实现方式进行详细说明。
6、实现方式一:
7、偏光片还可以位于各光信号发射区对应的区域,即偏光片可以位于光信号发射区和光信号接收区对应的区域。相位延迟片还可以位于各光信号发射区对应的区域,即相位延迟片可以位于光信号发射区和光信号接收区对应的区域。偏光片位于各光源背离基板的一侧,相位延迟片位于偏光片背离基板的一侧。
8、至少一个光源可以用于将第一光信号射向偏光片,偏光片可以使与该偏光片的偏振方向一致的光线穿过。也就是说,偏光片可以根据自身的偏振方向选择第一光信号的偏振态,决定第一光信号中哪个偏振态的光信号能够透过偏光片,继续朝向皮肤的方向传输。
9、穿过偏光片的第一光信号经相位延迟片后,相位发生延迟,相位延迟后的第一光信号射向皮肤。
10、在一种可能的实现方式中,基板可以为陶瓷基板或印刷电路板(printed circuitboard,pcb)等具有支撑作用的基板。每一个光源可以包括发光二极管(light emittingdiode,led)或激光器。示例性地,该激光器可以为垂直腔面发射激光器(vertical cavitysurface emitting laser,vcsel)。在本申请实施例中,光源出射的第一光信号可以为自然光、线偏振光(该线偏振光的偏振方向与偏光片的偏振方向互不垂直)、圆偏振光或椭圆偏振光等各种偏振态的光信号,只要光源出射的第一光信号至少具有与偏光片的偏振方向一致的分量,使第一光信号中的至少部分光信号能够透过偏光片即可。优选地,光源可以采用线偏振光的光源或近似线偏振光的光源,且光源出射的光信号的偏振态与偏光片的偏振方向基本一致。每一个光探测器可以包括光电二极管(photo diode,pd)。示例性地,该光电二极管可以为pin型光电二极管(pin pd)或雪崩光电二极管(avalanche photon diode,apd)。光探测器可以接收经皮肤传输后的光信号,生理参数传感器可以根据光探测器检测到的光信号,来确定心率、血氧及碳氧等人体生理参数。
11、在本申请的一些实施例中,偏光片可以为线性偏振片,线性偏振片可以使与该线性偏振片的偏振方向一致的偏振光通过。相位延迟片可以为四分之一波片,四分之一波片可以使光信号产生π/2奇数倍的相位延迟。这样,可以阻止生理参数传感器内部其他部件的串光和反射、皮肤表面反射、浅层皮肤反射和/或浅层皮肤内部散射,从而大幅减小生理参数传感器的dc信号,有效滤除运动噪声,提高生理参数传感器的检测性能。在本申请的另一些实施例中,相位延迟片也可以为其他具有相位延迟功能的光学元件,基于类似的原理,也可以减少生理参数传感器内部其他部件的串光和反射、皮肤表面反射、浅层皮肤反射和/或浅层皮肤内部散射,即可以减小生理参数传感器的dc信号,也可以提高生理参数传感器的检测性能。
12、在一种可能的实现方式中,位于各光信号发射区的偏光片与位于各光信号接收区的偏光片为同一偏光片,即偏光片为一体结构。位于各光信号发射区的相位延迟片与位于各光信号接收区的相位延迟片为同一相位延迟片,即相位延迟片为一体结构。在另一种可能的实现方式中,偏光片可以包括:分立设置的多个偏光部,每一个偏光部对应一个光信号发射区或一个光信号接收区。相位延迟片可以包括:分立设置的多个相位延迟部,每一个相位延迟部对应一个光信号发射区或一个光信号接收区。
13、实现方式二:
14、与上述实现方式一不同的是:在实现方式二中,各光源出射的第一光信号为线偏振光,例如,光源可以包括:分布式反馈激光器(distributed feedback laser,dfb)。偏光片可以设置于各光信号接收区对应的区域。相位延迟片还设置于各光信号发射区对应的区域,即相位延迟片设置于光信本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种生理参数传感器,其特征在于,包括:基板、至少一个光源、至少一个光探测器、偏光片以及相位延迟片;
2.如权利要求1所述的生理参数传感器,其特征在于,
3.如权利要求1或2所述的生理参数传感器,其特征在于,所述偏光片还位于所述至少一个光信号发射区对应的区域;
4.如权利要求2或3所述的生理参数传感器,其特征在于,所述至少一个光源出射的第一光信号为自然光、线偏振光、圆偏振光或椭圆偏振光;其中,该线偏振光的偏振方向与所述偏光片的偏振方向互不垂直。
5.如权利要求3所述的生理参数传感器,其特征在于,位于所述至少一个光信号发射区的所述偏光片与位于所述至少一个光信号接收区的偏光片为同一偏光片,位于所述至少一个光信号发射区的所述相位延迟片与位于所述至少一个光信号接收区的相位延迟片为同一相位延迟片;
6.如权利要求1或2所述的生理参数传感器,其特征在于,所述至少一个光源出射的第一光信号为线偏振光;
7.如权利要求6所述的生理参数传感器,其特征在于,所述偏光片包括:至少一个偏光部,每一个所述偏光部对应一个所述光信号接收区
8.如权利要求1所述的生理参数传感器,其特征在于,所述偏光片包括:至少一个偏光部,每一个所述偏光部对应一个所述光信号接收区;
9.如权利要求1~8任一项所述的生理参数传感器,其特征在于,所述偏光片为线性偏振片,所述相位延迟片为四分之一波片。
10.如权利要求1~9任一项所述的生理参数传感器,其特征在于,所述至少一个光源中的每一个所述光源包括发光二极管或激光器;所述至少一个光探测器中的每一个所述光探测器包括光电二极管。
11.如权利要求1~10任一项所述的生理参数传感器,其特征在于,还包括:位于所述基板表面的支架;
12.如权利要求11所述的生理参数传感器,其特征在于,所述支架包括:第一支架和第二支架;
13.如权利要求12所述的生理参数传感器,其特征在于,所述支架还包括:连接于所述第一支架与所述第二支架之间的多个隔离部;
14.如权利要求11所述的生理参数传感器,其特征在于,所述支架远离所述基板一侧的表面具有凹向所述基板的凹陷;
15.如权利要求11~14任一项所述的生理参数传感器,其特征在于,所述支架与所述基板为一体结构;或者,所述支架与所述基板分立设置。
16.一种穿戴设备,其特征在于,包括:如权利要求1~15任一项所述的生理参数传感器,以及壳体,所述生理参数传感器位于所述壳体内部。
17.一种穿戴设备,其特征在于,包括:生理参数传感器、相位延迟片,以及壳体,所述生理参数传感器位于所述壳体内部;
18.一种穿戴设备,其特征在于,包括:生理参数传感器、偏光片、相位延迟片,以及壳体;
19.如权利要求18所述的穿戴设备,其特征在于,所述偏光片位于所述至少一个光源和至少一个光探测器背离所述基板的一侧,所述相位延迟片位于所述偏光片背离所述基板的一侧,包括:
20.如权利要求18所述的穿戴设备,其特征在于,所述偏光片位于所述至少一个光源和至少一个光探测器背离所述基板的一侧,所述相位延迟片位于所述偏光片背离所述基板的一侧,包括:
21.如权利要求18所述的穿戴设备,其特征在于,所述偏光片位于所述至少一个光源和至少一个光探测器背离所述基板的一侧,所述相位延迟片位于所述偏光片背离所述基板的一侧,包括:
...【技术特征摘要】
1.一种生理参数传感器,其特征在于,包括:基板、至少一个光源、至少一个光探测器、偏光片以及相位延迟片;
2.如权利要求1所述的生理参数传感器,其特征在于,
3.如权利要求1或2所述的生理参数传感器,其特征在于,所述偏光片还位于所述至少一个光信号发射区对应的区域;
4.如权利要求2或3所述的生理参数传感器,其特征在于,所述至少一个光源出射的第一光信号为自然光、线偏振光、圆偏振光或椭圆偏振光;其中,该线偏振光的偏振方向与所述偏光片的偏振方向互不垂直。
5.如权利要求3所述的生理参数传感器,其特征在于,位于所述至少一个光信号发射区的所述偏光片与位于所述至少一个光信号接收区的偏光片为同一偏光片,位于所述至少一个光信号发射区的所述相位延迟片与位于所述至少一个光信号接收区的相位延迟片为同一相位延迟片;
6.如权利要求1或2所述的生理参数传感器,其特征在于,所述至少一个光源出射的第一光信号为线偏振光;
7.如权利要求6所述的生理参数传感器,其特征在于,所述偏光片包括:至少一个偏光部,每一个所述偏光部对应一个所述光信号接收区;
8.如权利要求1所述的生理参数传感器,其特征在于,所述偏光片包括:至少一个偏光部,每一个所述偏光部对应一个所述光信号接收区;
9.如权利要求1~8任一项所述的生理参数传感器,其特征在于,所述偏光片为线性偏振片,所述相位延迟片为四分之一波片。
10.如权利要求1~9任一项所述的生理参数传感器,其特征在于,所述至少一个光源中的每一个所述光源包括发光二极管或激光器;所述至少一个光探测器中的每一个所述光探测器包括光电二极管。
11.如权利要求1~10任...
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