CN107817715A - 移动装置及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种移动装置，包括：常规处理模块、与常规处理模块相关联的连接器、生物信号处理器、开关组件和控制器。开关组件具有第一端和第二端，其中，开关组件的第一端耦接于连接器，以及，开关组件的第二端根据控制信号选择性地耦接于常规处理模块或生物信号产生器。控制器耦接于常规处理模块和生物信号产生器，用于产生该控制信号。相应地，本发明还提供了一种控制方法。采用本发明，可以快速且精确地获取到来自用户的生物信息。

Description

移动装置及控制方法
技术领域
本发明通常涉及一种移动装置(mobile device)，更特别地，涉及一种用于接收和处理生物信号(biological signal)的移动装置及控制方法。
背景技术
随着技术的进步，移动电子装置在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。一些移动电子装置(诸如智能运动手环)可以自动收集(collect)用户的生物信息，并将收集到的生物信息传送给其它装置以做进一步处理。然而，生物信息会因不好的(bad)传送路径(如无线路径)而失真(distort)。因此，需要设计一种用于解决上述问题的新颖解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种移动装置及控制方法，以解决上述问题。
第一方面，本发明提供一种移动装置，包括：常规处理模块、与常规处理模块相关联的连接器、生物信号处理器、开关组件和控制器。开关组件具有第一端和第二端，其中，开关组件的第一端耦接于连接器，以及，开关组件的第二端根据控制信号选择性地耦接于常规处理模块或生物信号产生器。控制器耦接于常规处理模块和生物信号产生器，用于产生该控制信号。
第二方面，本发明提供一种控制方法，包括以下步骤：提供移动装置，其中，移动装置包括常规处理模块、与常规处理模块相关联的连接器、生物信号处理器、开关组件和控制器，其中，控制器耦合到常规处理模块和生物信号处理器；控制器产生控制信号；以及，开关组件根据控制信号将连接器耦合到常规处理模块或生物信号处理器。
在上述技术方案中，移动装置可以通过常规处理模块所对应的连接器来给生物信号的传输提供数据端口，从而可以快速且精确地获取到来自用户的生物信息。
本领域技术人员在阅读附图所示优选实施例的下述详细描述之后，可以毫无疑义地理解本发明的这些目的及其它目的。详细的描述将参考附图在下面的实施例中给出。
附图说明
通过阅读后续的详细描述以及参考附图所给的示例，可以更全面地理解本发明，其中：
图1是根据本发明实施例示出的一种移动装置的示意图；
图2是根据本发明实施例示出的一种耦合到外部传感器的移动装置的示意图；
图3是根据本发明实施例示出的一种外部电极的透视图；
图4是根据本发明实施例示出的一种耦合到外部耳机的移动装置的示意图；
图5是根据本发明实施例示出的一种移动装置的示意图；
图6A是根据本发明实施例示出的一种移动装置的俯视图；
图6B是根据本发明实施例示出的一种移动装置的透视图；
图7是根据本发明实施例示出的一种用于操作移动装置的操作方法的流程示意图；
图8是根据本发明实施例示出的一种控制方法的流程示意图。
在下面的详细描述中，为了说明的目的，阐述了许多具体细节，以便本领域技术人员能够更透彻地理解本发明实施例。然而，显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施一个或多个实施例，不同的实施例可根据需求相结合，而并不应当仅限于附图所列举的实施例。
具体实施方式
以下描述为本发明实施的较佳实施例，其仅用来例举阐释本发明的技术特征，而并非用来限制本发明的范畴。在通篇说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件，所属领域技术人员应当理解，制造商可能会使用不同的名称来称呼同样的元件。因此，本说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区别元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区别的基准。本发明中使用的术语“元件”、“系统”和“装置”可以是与计算机相关的实体，其中，该计算机可以是硬件、软件、或硬件和软件的结合。在以下描述和权利要求书当中所提及的术语“包含”和“包括”为开放式用语，故应解释成“包含，但不限定于…”的意思。此外，术语“耦接”意指间接或直接的电气连接。因此，若文中描述一个装置耦接于另一装置，则代表该装置可直接电气连接于该另一装置，或者透过其它装置或连接手段间接地电气连接至该另一装置。
文中所用术语“基本”或“大致”是指在可接受的范围内，本领域技术人员能够解决所要解决的技术问题，基本达到所要达到的技术效果。举例而言，“大致等于”是指在不影响结果正确性时，技术人员能够接受的与“完全等于”有一定误差的方式。
本发明提供一种移动装置，可以将外部传感器检测得到的生物信息通过有线的方式传输至移动装置中并做进一步处理，移动装置无需针对外部传感器额外增设连接器或端口，采用本发明提供的移动装置可以显著提高生物信号测量和处理的准确性和灵敏度，且还具有成本低、设计简单的优势。具体地，本发明公开的移动装置包括：常规处理模块(例如，音频发生器、USB控制器等)、与常规处理模块相关联的连接器(例如，耳机插座、USB插座等)、生物信号处理器、开关组件和控制器。开关组件具有第一端和第二端，其中，开关组件的第一端耦接于连接器，以及，开关组件的第二端根据控制信号选择性地耦接于常规处理模块或生物信号产生器。控制器耦接于常规处理模块和生物信号产生器，用于产生该控制信号。在本发明实施例中，移动装置利用已有的连接器或端口来建立外部传感器将生物信息传输至移动装置的信号通道，借助外部传感器，并通过利用已有的连接器(或端口、插座)来为生物信号的传输提供优良的传送路径，以减少生物信号的失真，还可以通过外部传感器获得几乎不失真的生物信号。另一方面，若外部装置为连接器(或端口)所对应的常见装置(如耳机、电源适配器等)，则移动装置可以通过连接器、移动装置内的常规处理模块、控制器来实现常规的正常功能(如输出音频、充电等)，因而不会影响用户的正常使用。
举例来说，若连接器110为耳机插座，则连接到耳机插座的外部装置可以是耳机、外部传感器(特别地，如外部电极)等，当外部装置是耳机连接到耳机插座时(例如图4所示的实施例)，则移动装置可通过耳机插座传输音频信号至耳机，以输出音频，而当外部装置是用于感测人体生物信号的传感器耦合到耳机插座时(例如图2所示的实施例)，则感测到的生物信息可以通过传输线从耳机插座传入移动装置中。由于这样的设置，外部传感器(如外部电极)可以与人体直接接触，能够获取到几乎没有失真的生物信息，而在需要获取生物信息时，移动装置可以实现正常的常规操作，如输出音频等。
图1是根据本发明实施例示出的一种移动装置100的示意图。例如，移动装置100可以是智能手机、平板电脑或笔记本计算机等，具体地，本发明实施例对移动装置100的类型不做任何限制。如图1所示，移动装置100的示例包括连接器(connector)110、音频产生器(audio generator)120、生物信号处理器(biological signal processor)130、开关组件(switch element)140和控制器(controller)150。连接器110可以耦合到外部装置170。举例来说，连接器110可以是耳机插座(earphone socket)，但本发明并不限于此。再例如，连接器110可以是通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)插座、微型USB插座或USB C型插座等。可以理解地，若连接器110为USB插座，则音频产生器120被替代为通过USB插座实现常规功能的相应装置(例如，USB控制器)，具体地，本发明实施例不做任何限制。音频产生器120被配置为产生和输出音频信号。生物信号处理器130被配置为接收和处理生物信号。开关组件140可以是单端口双掷(Single Port Double Throw，SPDT)开关，但本发明并不限于此。开关组件140具有第一端和第二端。开关组件140的第一端耦合到连接器110，以及，开关组件140的第二端根据控制信号SC选择性地耦合到音频产生器120或生物信号处理器130。控制器150可以是控制电路，以及，控制器150可以与音频产生器120集成在一起，以便形成单个的控制芯片。控制器150耦合到音频产生器120和生物信号处理器130，并且被配置为产生控制信号SC，其中，控制信号SC用于控制开关组件140。举例来说，控制器150可以包括：任何定制的(custom-made)或市场上可买到的处理器、与移动装置100相关联的多个处理器中的中央处理单元(central processing unit，CPU)或辅助处理器、基于半导体的微处理器(微芯片的形式)、宏处理器、一个或多个专用集成电路(application-specificintegrated circuit，ASIC)、多个适当配置的数字逻辑门，以及其它熟知的电子配置，该电子配置包括单独地离散元件和/或各种组合的离散元件，以协调计算系统的整体操作。
在一些实施例中，当外部装置170耦合到连接器110时，开关组件140可以将连接器110最初(initially)耦合到生物信号处理器130。然后，控制器150可以根据来自外部装置170的信息来维持或改变开关组件140的切换操作。举例来说，来自外部装置170的信息可以包括：外部装置170的类型和/或从外部装置170输出的信号等。以下实施例描述了移动装置100的详细操作。应当说明的是，这些实施例和附图仅是示例性的，而不是对本发明的限制。
图2是根据本发明实施例示出的一种耦合到外部传感器180的移动装置100的示意图。在图2的实施例中，外部传感器180耦合到移动装置100的连接器110，以及，外部传感器180对应于图1所示实施例中的外部装置170。外部传感器180可以从用户收集各种生物信息，以产生第一生物信号SB1，其中，外部传感器180可以直接接触人体，从而获取到几乎没有失真的生物信息。若连接器110从外部传感器180接收到第一生物信号SB1，则开关组件140将保持其最初的切换操作(即，开关组件140选择耦合到生物信号处理器130)，以及，第一生物信号SB1将通过开关组件140传送到生物信号处理器130，使得生物信号处理器130可以处理第一生物信号SB1。举例来说，第一生物信号SB1可以是心跳信号(heartbeatsignal)，且生物信号处理器130可以处理第一生物信号SB1，然后输出心电图信号(electrocardiogram signal)。该心电图信号可被显示在显示装置(未示出)上，或者可由移动装置100的应用程序做进一步分析。然而，本发明不限于此。在替代实施例中，第一生物信号SB1可以是呼吸信号(respiratory signal)、脑波信号(brain wave signal)或血压信号(blood pressure signal)等，且生物信号处理器130也可以处理这些信号并执行相应的操作。应当说明的是，本发明实施例对生物信号的具体类型并不做任何限制。
图3是根据本发明实施例示出的一种外部电极(external electrode)380的透视图。在图3的实施例中，外部电极380对应于图2所示实施例中的外部传感器180。外部电极380包括耳机插头(earphone plug)310、一个或多个连接线320(例如，图3中示出3根连接线)以及一个或多个子电极(sub-electrode)330(例如，图3中示出3个子电极)。一个或多个连接线320被配置为将一个或多个子电极330分别连接到耳机插头310。举例来说，每个子电极330可以是具有凝胶的湿电极(wet electrode with gel)，应当说明的是，具有凝胶的湿电极能够收集到品质好的生物信息。子电极330可以放在人体(例如，使用者的胸部)上，并用于从人体获取(retrieve)生物信息。子电极330获取到的生物信息被转换成第一生物信号SB1，并且第一生物信号SB1可以通过连接器110和开关组件140传送到生物信号处理器130。由于外部电极380直接接触人体并获取到几乎没有失真的生物信息，因此，本发明实施例可以显著提高生物信号测量和处理的准确性和灵敏度。
图4是根据本发明实施例示出的一种耦合到外部耳机190的移动装置100的示意图。在图4的实施例中，外部耳机190耦合到移动装置100的连接器110，以及，外部耳机190对应于图1所示实施例中的外部装置170。在这种情况下，将不会有生物信号从外部耳机190传送到连接器110。因此，若连接器110没有接收到来自外部耳机190的任何生物信号，则开关组件140将改变其切换操作，并将连接器110耦合到音频产生器120而不是耦合到生物信号处理器130。然后，音频产生器120可输出音频信号SA，且音频信号SA可以通过开关组件140和连接器110传送到外部耳机190。
图5是根据本发明实施例示出的一种移动装置500的示意图。图5与图1类似。在图5的实施例中，移动装置500还可以包括至少两个传感器561和562，以及壳体(housing)570。传感器561和562被嵌入在壳体570中。举例来说，传感器561和562可以由导电材料制成，而壳体570可以由非导电材料制成。传感器561和562耦合到生物信号处理器130。若没有外部装置耦合到连接器110，或者，若连接器110没有接收到来自外部装置170的任何生物信号(例如，外部装置170是外部耳机190的情形)，则生物信号处理器130将尝试着从传感器561和562接收第二生物信号SB2并对第二生物信号SB2进行处理。这样的设计提供了供选择的感测路径，移动装置500通过该感测路径能够快速而且容易地获取到生物信息而无需使用任何的外部传感器。在一些实施例中，生物信号处理器130具有两个输入端，以及，生物信号处理器130可以选择性地接收来自外部装置170的第一生物信号SB1或来自传感器561和562的第二生物信号SB2。在替代实施例中，生物信号处理器130可以仅具有一个输入端，以及,辅助开关组件(未示出)，添加的辅助开关组件用于将来自外部装置170的第一生物信号SB1或来自传感器561和562的第二生物信号SB2选择性地传送到生物信号处理器130。辅助开关组件可以由控制器150控制。应当注意的是，尽管图5中仅显示两个传感器561和562，但在其它实施例中，移动装置500可以包括三个或更多个传感器，本发明对传感器的数量并不做任何限制。
图6A是根据本发明实施例示出的一种移动装置600的俯视图。图6B是根据本发明实施例示出的一种移动装置600的透视图。在图6A和图6B的实施例中，图5中提及的传感器561和562可以由四个电极661、662、663和664来实现，其中，传感器561可由电极661和662来实现，以及，传感器562可由电极663和664来实现。举例来说，四个电极661、662、663和664中的每个电极可以是不具有凝胶的干电极。可以理解地，具有凝胶的湿电极与不具有凝胶的干电极相比，更能够收集到较好的生物信息，但是，不具有凝胶的干电极使用起来更方便，其可直接嵌入在移动装置的外壳中。电极661、662、663和664可以接触人体的一部分(例如，用户的手指)并用于从其中获取生物信息。从电极661、662、663和664获取到的生物信息可以被转换成第二生物信号SB2，以及，第二生物信号SB2可被传送到生物信号处理器130。
图7是根据本发明实施例示出的一种用于操作移动装置500的操作方法的流程示意图。请一并参考图1、图5和图7。首先，在步骤S710中，控制器150检查是否存在外部装置170耦合到连接器110。若存在外部装置170耦合到连接器110，则进入步骤S730；若不存在外部装置170耦合到连接器110，则进入步骤S720。若控制器150检查出不存在外部装置170耦合到连接器110，则在步骤S720中，生物信号处理器130将尝试着从传感器561和562接收第二生物信号SB2并对接收到的第二生物信号SB2进行处理。若控制器150检查出存在外部装置170耦合到连接器110，则在步骤S730中，开关组件140将连接器110最初耦合到生物信号处理器130。然后，在步骤S740中，控制器150检查连接器110是否接收到来自外部装置170的第一生物信号SB1。若是，则进入步骤S750；若否，则进入步骤S760。在步骤S750中，生物信号处理器130将处理第一生物信号SB1。在步骤S760中，开关组件140将连接器110耦合到音频产生器120而不是耦合到生物信号处理器130。接下来，该过程可以返回到步骤S720，生物信号处理器130将尝试从传感器561和562接收第二生物信号SB2并对接收到的第二生物信号SB2进行处理。在其它实施例中，通过适当地调整，图7的操作方法可以应用于图1至图6的实施例。举例来说，若将图7的操作方法应用至图1的移动装置100(移动装置100没有设置传感器561和562)，则可以仅执行步骤S730、S740、S750和S760。
图8是根据本发明实施例示出的一种控制方法的流程示意图。在步骤S810中，提供移动装置，其中，移动装置包括常规处理模块(例如，音频产生器)、与常规处理模块相关联的连接器、生物信号处理器、开关组件以及控制器。控制器耦合到常规处理模块(例如，音频产生器)和生物信号处理器。在步骤S820中，由控制器产生控制信号，以控制开关组件。在步骤S830中，开关组件根据控制信号将连接器耦合到常规处理模块(例如，音频产生器)或生物信号处理器。应当注意的是，这些步骤可以不按顺序执行，以及，图1至图7分别所示实施例中的每个特征都可以被应用于图8的控制方法。
本发明提出一种移动装置及控制方法。由于移动装置选择性地使用外部传感器，因此，移动装置可以快速而且精确地获取到来自用户的生物信息。外部传感器可以耦合到移动装置的内置连接器(诸如耳机插座)，从而不需要额外的成本。来自外部传感器的生物信号可以由移动装置的生物信号处理器做进一步处理和分析。因此，使用所提出的移动装置和控制方法，使用者能够更便捷地持续地、准确地监视他/她的健康状态。
应当注意的是，上述电压、电流、电阻、电感、电容和其它元件参数不是本发明的限制。设计师者可以根据不同的要求调整这些参数。本发明的移动装置和控制方法不限于图1至图8的配置。本发明可以仅包括图1至图8的任何一个或多个实施例中的任何一个或多个特征。换句话说，并不是显示在附图中的所有特征均应当实现在本发明的移动装置和控制方法中。
虽然本发明已经通过示例的方式以及依据优选实施例进行了描述，但是，应当理解的是，本发明并不限于公开的实施例。相反，它旨在覆盖各种变型和类似的结构(如对于本领域技术人员将是显而易见的)。因此，所附权利要求的范围应被赋予最宽的解释，以涵盖所有的这些变型和类似的结构。

Claims (20)

1.一种移动装置，其特征在于，所述移动装置包括：
常规处理模块；
与所述常规处理模块相关联的连接器；
生物信号处理器；
开关组件，具有第一端和第二端，其中，所述开关组件的所述第一端耦接于所述连接器，以及，所述开关组件的所述第二端根据控制信号选择性地耦接于所述常规处理模块或所述生物信号产生器；
控制器，耦接于所述常规处理模块和所述生物信号产生器，用于产生所述控制信号。
2.根据权利要求1所述的移动装置，其特征在于，当所述连接器耦合到外部装置时，所述开关组件将所述连接器最初耦合到所述生物信号处理器。
3.根据权利要求2所述的移动装置，其特征在于，所述控制器根据来自所述外部装置的信息控制所述开关组件的切换操作。
4.根据权利要求2所述的移动装置，其特征在于，所述常规处理模块为音频产生器，以及，所述连接器为耳机插座；或者，
所述常规处理模块为USB控制器，以及，所述连接器为USB插座；
其中，所述外部装置包括外部传感器。
5.根据权利要求4所述的移动装置，其特征在于，所述外部传感器包括外部电极。
6.根据权利要求2所述的移动装置，其特征在于，若所述连接器接收到来自所述外部装置的第一生物信号，则所述第一生物信号通过所述开关组件传送到所述生物信号处理器，从而所述生物信号处理器处理所述第一生物信号。
7.根据权利要求2所述的移动装置，其特征在于，若所述连接器没有接收到来自所述外部装置的任何生物信号，则所述开关组件改变其切换操作并将所述连接器耦合到所述常规处理模块而不是耦合到所述生物信号处理器。
8.根据权利要求2所述的移动装置，其特征在于，所述移动装置还包括：
壳体；以及
多个传感器，被嵌入在所述壳体中，且耦合到所述生物信号处理器。
9.根据权利要求8所述的移动装置，其特征在于，所述多个传感器是多个电极。
10.根据权利要求8所述的移动装置，其特征在于，若所述连接器没有耦合到所述外部装置，或者，若所述连接器没有接收到来自所述外部装置的任何生物信号，则所述生物信号处理器尝试着从所述多个传感器接收并处理第二生物信号。
11.一种控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：
提供移动装置，其中，所述移动装置包括常规处理模块、与所述常规处理模块相关联的连接器、生物信号处理器、开关组件和控制器，其中，所述控制器耦合到所述常规处理模块和所述生物信号处理器；
所述控制器产生控制信号；以及
所述开关组件根据所述控制信号将所述连接器耦合到所述常规处理模块或所述生物信号处理器。
12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
当所述连接器耦合到外部装置时，所述开关组件将所述连接器最初耦合到所述生物信号处理器。
13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
所述控制器根据来自所述外部装置的信息控制所述开关组件的切换操作。
14.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述常规处理模块为音频产生器，以及，所述连接器为耳机插座；或者，
所述常规处理模块为USB控制器，以及，所述连接器为USB插座；
其中，所述外部装置包括外部传感器。
15.根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于，所述外部传感器包括外部电极。
16.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
若所述连接器接收到来自所述外部装置的第一生物信号，则所述第一生物信号通过所述开关组件传送到所述生物信号处理器，从而所述生物信号处理器处理所述第一生物信号。
17.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
若所述连接器没有接收到来自所述外部装置的任何生物信号，则所述开关组件改变其切换操作并将所述连接器耦合到所述常规处理模块而不是耦合到所述生物信号处理器。
18.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述移动装置还包括壳体以及多个传感器，其中，所述多个传感器被嵌入在所述壳体中，且耦合到所述生物信号处理器。
19.根据权利要求18所述的控制方法，其特征在于，所述传感器是电极。
20.根据权利要求18所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
若所述连接器没有耦合到所述外部装置，或者，若所述连接器没有接收到来自所述外部装置的任何生物信号，则所述生物信号处理器尝试着从所述多个传感器接收并处理第二生物信号。
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