CN107874751B - 脉动测量装置、光强度控制方法以及程序 - Google Patents

Abstract

本公开涉及脉动测量装置、光强度控制方法以及程序。存在对能够在测量开始之后根据测量情况的变化执行光学校准的需要。LED21向主体照射光。光学检测器22输出光学检测信号。信号质量计算部分14计算基于光学检测信号生成的脉动信号的信号质量。身体运动级别确定部分15基于由加速度传感器检测到的加速度来确定主体是否保持静止状态。当确定主体保持静止状态时光强度确定部分16基于脉动信号的信号质量来确定LED 21的发光量。

Description

脉动测量装置、光强度控制方法以及程序

对相关申请的交叉引用

于2016年9月29日提交的日本专利申请No.2016-191708的公开内容(包括说明书、附图和摘要)通过引用全部并入本文。

技术领域

本发明涉及例如向主体照射光并生成脉动信息的脉动测量装置。

本发明涉及上面提到的脉动测量装置中的光强度控制方法和程序。

背景技术

存在已知的使用脉动传感器的脉动测量装置(脉冲监视器)，脉动传感器使用诸如LED(发光二极管)的光发生器和诸如光电晶体管或光电二极管的光学检测器。作为相关技术，日本未经审查的专利申请公开No.2016-86873描述了能够测量脉动的生命传感器模块。日本未经审查的专利申请公开No.2016-86873中所述的生命传感器模块包括放置在基板的表面上的发光元件和与发光元件分开地放置在基板的表面上的光敏元件。

脉冲波的检测灵敏度受个体差异的影响。发光元件的发光量需要依赖于被测试的主体而变化，以便获取基本恒定的输出(脉冲波振幅)。日本未经审查的专利申请公开No.2016-86873描述了在脉冲波测量之前执行光学校准，以优化在脉冲波测量期间发光元件的发光量。光学校准监视来自光敏元件的输出，同时将发光元件的发光量从相对低的状态变化为相对高的状态，以确定针对被测试的主体优化的发光量。

发明内容

但是，根据日本未经审查的专利申请公开No.2016-86873，在测量前仅执行一次光学校准。发光元件的发光量固定到由光学校准确定的发光量，而随后测量脉冲波。因此，日本未经审查的专利申请公开No.2016-86873留下了在测量开始后无法成功地依赖于测量情况的变化而执行光学校准的问题。

通过参考本说明书的以下描述和附图，可以容易地确定这些和其它目的和新特征。

根据一个实施例，脉动测量装置和光强度控制方法基于由加速度传感器检测到的加速度确定主体是否保持静止状态，并且当主体被确定为保持静止状态时，基于脉动信号的信号质量控制照射到主体的光的光强度。

根据一个实施例，程序允许处理器基于由加速度传感器检测到的加速度来确定主体是否保持静止状态，并且当主体被确定为保持静止状态时，基于脉动信号的信号质量控制照射到主体的光的光强度。

根据上面提到的实施例，即使在测量开始之后，脉动测量装置、光强度控制方法和程序也能够调节发光部分的发光量。

附图说明

图1是例示根据实施例的脉动测量装置的框图；

图2是例示当测量开始时光学校准的操作过程的流程图；

图3是例示从光学检测器输出的示例光学检测信号的图；

图4是例示配置饱和警报范围的示例的图；

图5是例示在脉动测量期间执行的光学校准的操作过程的流程图；以及

图6是例示脉动测量期间各个部分的操作波形的图。

具体实施方式

在实施例的说明之前，将描述以下实施例的开发背景。例如，根据以下过程执行测量前的光学校准。校准开始后立即将发光元件的发光量设置为默认值，比如最大值。每次发光元件闪烁时，发光元件的发光量逐渐降低。随着发光量减少时，用于在光敏元件中检测到的反射光的检测信号从饱和状态恢复。当用于对反射光的检测信号执行AD(模数)转换的ΔΣAD转换器的AD值达到中心值(例如，值0)时，发光量固定。

通常，在构造上ΔΣAD转换器前面是放大信号并调节信号电平的PGA(可编程增益放大器)。供给到PGA的参考电压用来调节输入到ΔΣAD转换器的信号的电平。在上面提到的光学校准中，供给到PGA的参考电压固定到默认值(指定的值)，直到校准完成。

但是，本发明人注意到上面提到的光学校准涉及以下问题。作为第一个问题，光学校准固定发光元件的发光量。即使之后测量情况改变，发光元件的发光量也保持不变。作为第二个问题，当PGA参考电压的默认值接近最大值时，由于在使用中外部光进入或出汗引起的反射光，饱和的风险增加。需要通过提供余量将参考电压的默认值设置为相对低。

作为第三个问题，当即使ΔΣAD值达到中心值仅一次时，上面提到的光学校准也终止。即使在同一个人身上，发光量也不稳定。作为第四个问题，当光学校准逐渐减小发光量时，发光量趋于变大。取决于不同情况，这种设置容易饱和并且是不利的。作为第五个问题，

需要监视ΔΣAD值以调节发光量。在值固定之前需要两到四秒的时间。作为第六个问题，发光元件的发光量从相同的值开始。这不覆盖个体差异(诸如白色或黑色)并引起很多不能容易地测量的情况。

参考附图，下面的描述详细说明了使用解决上面提到的问题中的至少一个的手段的实施例。为了使说明清楚，说明书和附图根据需要被省略和简化。作为执行各种处理的功能块在附图中示出的每个元件能够被配置为包括CPU(中央处理单元)、存储器和其它电路的硬件，并且能够体现为包括加载到存储器中的程序的软件。因此，本领域技术人员应当理解的是，功能块能够仅体现为硬件、仅体现为软件，或者体现为这些的组合，而不限于其中任何一个。在附图中，相互对应的元件由相同的附图标记表示，并且根据需要省略重复的说明。

上面提到的程序通过使用各种类型的非暂态计算机可读介质来存储，并且能够被供给到计算机。非暂态计算机可读介质包括各种类型的有形存储介质。非暂态计算机可读介质的示例包括磁记录介质(例如，软盘、磁带和硬盘)、光磁记录介质(例如，光磁盘)、CD-ROM(只读存储器)、CD-R、CD-R/W，以及半导体存储器(例如，掩模ROM、ROM、PROM(可编程ROM)、EPROM(可擦除PROM)、闪存ROM和RAM(随机存取存储器))。程序可以通过各种类型的暂态计算机可读介质供给到计算机。暂态计算机可读介质的示例包括电信号、光信号和电磁波。暂态计算机可读介质能够经由诸如电线和光纤的有线通信路径或无线通信路径将程序供给到计算机。

以下描述可以根据需要将实施例划分成多个部分或实施例。除非明确指定，否则所述划分并非各不相关。一个提供关于其它的全部或部分的修改、应用、详细说明或补充说明。以下实施例中提到的要素的数(包括项、数值、量和范围的数)不限于特定值并且可以大于或小于或等于该特定值，除非要素的数被明确指定或者在原理上明显地限于指定值。

除非明确指定或者在原理上明显要求，否则以下实施例的构成要素(包括操作步骤)不是必要的。类似地，除非明确指定并且在原理上明显被认为不同，否则下面实施例中提到的构成要素的形状或位置关系包括与所述形状基本上近似或类似的形状。这同样适用于上面提到的要素的数(包括项、数值、量和范围的数)。

[配置]

图1例示了根据实施例的脉动测量装置。脉动测量装置10包括PGA 11、AD转换器12、FFT(快速傅里叶变换)部分13、信号质量计算部分14、身体运动级别确定部分15、光强度确定部分16、DAC(数模转换器)17、LED(发光二极管)21、光学检测器22和加速度传感器23。脉动测量装置10是例如附连到被测试的主体(主体)的可穿戴装置。脉动测量装置10例如被配置为腕带式装置，并且附连到用户的手臂或手腕。脉动测量装置10例如由电池驱动。

LED 21构成发光部分并将光照射到主体。LED 21将光照射到主体的血管所存在的测量部位。主体可以是人或人以外的任何动物。例如，在未示出的控制器的控制下，LED 21循环地将脉冲光照射到测量部位。从LED 21照射的光的波长根据测量条件被适当地选择。

光学检测器22接收从LED 21照射并反射离开主体的光产生的反射光。然后，光学检测器22输出用于反射光的检测信号(光学检测信号)。光学检测器22可以使用光电晶体管或光电二极管。从光学检测器22输出的光学检测信号的强度随着血管中的脉冲运动而变化。LED 21和光学检测器22例如被并排放置于同一基板上的不同位置。

PGA 11放大从光学检测器22输出的光学检测信号。PGA 11例如被配置为能够改变增益的可编程仪表放大器。PGA 11被配置为能够改变输入到AD转换器12的光学检测信号的信号电平。AD转换器12将从光学检测器22输出的光学检测信号转换为数字信号。AD转换器12例如使用Δ-ΣAD转换器。FFT部分13对被转换为数字值的光学检测信号应用快速傅里叶变换，以生成脉动信号(脉冲波信号)。FFT部分13构成脉动信号生成部分。

信号质量计算部分14计算由FFT部分13生成的脉动信号的信号质量。信号质量计算部分14例如计算脉动信号的SN比(信噪比)。信号质量计算部分14例如通过找出与快速傅里叶变换产生的脉动信号的频谱的峰部分和附近部分对应的面积之比来计算SN比。信号质量计算部分14可以通过找出脉动信号中的DC分量与AC分量之比来计算SN比。

加速度传感器23检测主体的加速度。加速度传感器23例如被容纳在构成脉动测量装置10的腕带式装置中。身体运动级别确定部分(身体运动确定部分)15基于由加速度传感器23检测到的加速度来确定主体是否保持在静止状态下。

光强度确定部分16控制LED 21的发光量。以下，对LED 21的发光量的控制(调整)也称为光学校准。LED 21的发光量依赖于所供给的电流的量值。光强度确定部分16通过控制供给到LED 21的电流来控制LED 21的发光量。例如，光强度确定部分16将LED 21的发光量控制在预定范围内。

在脉动测量开始之后，光强度确定部分16基于由信号质量计算部分14所计算的SN比来确定LED 21的发光量(其控制值)。根据本实施例，光强度确定部分16在身体运动级别确定部分15确定在脉动测量开始之后主体保持在静止状态下时基于SN比确定发光量。例如，光强度确定部分16在主体被确定为保持在静止状态下达指定时间或更长时确定发光量。例如，光强度确定部分16在SN比高于或等于阈值1时减小发光量，或者在SN比小于或等于阈值2(阈值2小于阈值1)时增加发光量。光强度确定部分16经由将数字值转换为模拟值的DAC 17来控制供给到LED 21的电流。

AD转换器18将从光学检测器22输出的光学检测信号转换为数字信号。AD转换器18例如使用逐次逼近型AD转换器。AD转换器18的量化位率可以低于AD转换器12的量化位率。例如，AD转换器12使用24位量化位率的AD转换器。AD转换器18使用10位量化位率的AD转换器。

偏置设置部分19向PGA 11输出参考电压，并使用参考电压来控制从PGA 11输出的信号的信号电平。偏置设置部分19基于由AD转换器18转换的数字信号来确定从PGA 11输出的信号的信号电平变化。与PGA 11中的信号电平变化对应的值在下文中也称为偏置值。例如，PGA 11将输入到AD转换器12的光学检测信号的信号电平减小与参考电压对应的量，以改变输入到AD转换器12的光学检测信号的信号电平。根据本实施例，当PGA 11中的信号电平变化达到上限或下限时，光强度确定部分16具有调节供给到LED 21的电流的功能。

在脉动测量装置10中，例如，可以将PGA 11、AD转换器12、DAC 17和AD转换器18配置为放置在微型计算机内部的硬件。微型计算机(模拟微型计算机)包括处理器。处理器基于程序进行操作，以能够实现FFT部分13、信号质量计算部分14、身体运动级别确定部分15、光强度确定部分16和偏置设置部分19的功能的至少一部分。

[操作过程1：在测量开始时的光学校准]

图2例示了在测量开始时的光学校准的操作过程。在脉动测量装置10接通或脉动测量装置10开始脉动测量时，执行测量开始时的光学校准。光强度确定部分16将LED 21的发光量(用于供给电流量值的控制值)设置为指定的值(默认值)(步骤A1)。在步骤A1，例如，光强度确定部分16通过使用LED 21的发光量的在控制方面的最大值和最小值之间的中心值来设定该指定的值。光强度确定部分16将在步骤A1设置的控制值输出到DAC 17。DAC 17将输入的控制值转换为模拟电压，并将电压施加到LED 21。LED 21基于与经由DAC 17供给的电流对应的发光量来发光。

在LED 21发光之后，光学检测器22检测反射离开主体的反射光，并输出光学检测信号(步骤A2)。AD转换器18将光学检测信号转换为数字信号。偏置设置部分19基于转换成数字信号的光学检测信号来确定PGA 11中的信号电平变化(偏置值)(步骤A3)。在这里假设偏置值等于用于AD转换后的光学检测信号的数字值。偏置设置部分19改变与在步骤A2检测到的光学检测信号的量值对应的偏置值。由此，从PGA 11输出的光学检测信号的信号电平能够落在AD转换器12的输入电压范围内。

图3例示了从光学检测器22输出的示例光学检测信号。在图3中，横轴表示时间，并且纵轴表示光学检测信号的量值。图A表示当未测试区域是相对浅色的时(即，当肤色相对浅(浅色皮肤)时)的光学检测信号。图B表示当肤色正常(正常皮肤)时的光学检测信号。图C表示当肤色相对深(深色皮肤)时的光学检测信号。

如图3中所示，从光学检测器22输出的光学检测信号的电平随着未测试区域的颜色而变化。增强未测试区域的白度增加反射率并增加光学检测信号的信号电平。例如，偏置设置部分19随着光学检测信号增加而增加偏置值，从而增加PGA 11中要减小的信号电平的量值。偏置设置部分19包括例如DAC，并且将从AD转换器18输出的数字信号转换为模拟电压(参考电压)。PGA 11将信号电平减小与参考电压对应的量，由此使得可以独立于肤色而向AD转换器12供给处于一定电平的光学检测信号。

返回到图2，光强度确定部分16确定在步骤A3确定的偏置值是否落在饱和警报范围内(步骤A4)。图4例示了设置饱和警报范围的示例。偏置值的范围从最小值(MIN)到最大值(MAX)，最小值和最大值都是预定的。当偏置值落在从最大值MAX到Bias1的范围内时，光强度确定部分16确定偏置值落在饱和警报范围内，其中Bias1得自从最大值MAX减去指定值。当偏置值落在从最小值MIN到Bias2的范围内时，光强度确定部分16确定偏置值落在饱和警报范围内，其中Bias2得自最小值MIN加上指定值。当偏置值落在从Bias1到Bias2的范围内时，光强度确定部分16确定偏置值落在饱和警报范围之外。

光强度确定部分16可以在步骤A4确定偏置值落在饱和警报范围内，以及然后确定LED 21的发光量是否能够被调节(步骤A5)。当光学检测信号的信号电平高并且因此偏置值被设置为大时，需要通过减小LED 21的发光量来减小检测信号的信号电平。相反，当光学检测信号的信号电平低并且因此偏置值被设置为小时，需要通过增加LED 21的发光量来增加检测信号的信号电平。在步骤A5，光强度确定部分16确定LED 21的发光量是否能够按预期被调节。

具体而言，在步骤A5，例如，当偏置值落入图4中的Bias1和MAX之间的范围内时，光强度确定部分16确定LED 21的当前发光量(供给电流)是否等于在控制方面的最小值。当发光量不是最小值时，光强度确定部分16确定发光量能够被调节，或者当发光量等于最小值时，光强度确定部分16确定发光量不能被调节。例如，在偏置值落入图4中的Bias2和MIN之间的范围内时，光强度确定部分16确定LED 21的当前发光量是否等于最大值。当发光量不是最大值时，光强度确定部分16确定发光量能够被调节，或者当发光量等于最大值时，光强度确定部分16确定发光量不能被调节。

当在步骤A5确定发光量能够被调节时，光强度确定部分16将LED 21的发光量增加或减小指定的调整量(步骤A6)。在调节发光量之后，LED 21基于调节后的发光量来发光。然后，处理返回到步骤A2，以检测光学检测信号。当在步骤A5确定发光量不能被调节时，例如驱动未示出的灯或发动机。通过光或振动来向用户通知饱和警报(步骤A7)。然后该处理终止。

重复包括步骤A2至A6的循环，直到在步骤A4确定偏置值未落入饱和警报范围内。当在步骤A4确定偏置值未落入饱和警报范围内时，光强度确定部分16将LED 21的发光量设置为最近(most recently)设置(调节)的发光量(步骤A8)。将在步骤A8设置的发光量用作随后要执行的脉动测量的初始设置。FFT部分13可以或可以不在测量开始时的光学校准期间生成脉动信号。

假设LED 21的发光量在步骤A1被设置为用于DAC 17的在控制方面的最大值2233，并且LED 21的发光量在步骤A6基于±100的容限被调节。例如，假设上面提到的循环以117[ms]为单位进行循环。在这种情况下，假设LED 21的最终调节后的发光量等于用于DAC 17的在控制方面的最小值435。然后循环被重复18次，直到发光量的调节完成为止。这种情况造成最大循环数并且需要大约两秒以进行调节。当LED 21的初始发光量等于最大值和最小值之间的中心值时，循环数减半。调节所需的时间近似为1秒。测量开始时的光学校准能够被快速执行，因为不需要使用来自Δ-ΣAD转换器12的输出信号。

[操作过程2：在测量期间的光学校准]

图5例示了在脉动测量期间用于光学校准的操作过程。在LED 21发光之后，光学检测器22检测反射离开主体的反射光，并输出光学检测信号(步骤B1)。AD转换器18对光学检测信号进行AD转换。偏置设置部分19基于光学检测信号确定偏置值(步骤B2)。在这种情况下，类似于图2中的步骤A3来确定偏置值。在步骤B2确定的偏置值被用作PGA 11的参考电压以便下一次检测光学检测信号。

与步骤B2同时，AD转换器12将经由PGA 11输入的光学检测信号转换为数字信号(步骤B3)。AD转换器12将光学检测信号转换为数字信号，并由此生成用于测量的信号。

光强度确定部分16确定在步骤B2确定的偏置值是否等于最大值或最小值(步骤B4)。光强度确定部分16可以在步骤B4确定偏置值等于最大值或最小值，并且然后调节LED21的发光量(发光量调节1)。

光强度确定部分16可以在步骤B4确定偏置值等于最大值或最小值，并且然后确定LED 21的发光量是否能够被调节(步骤B5)。在步骤B5，光强度确定部分16确定LED 21的发光量是否能够按照预期被调节。

具体而言，在步骤B5，例如，光强度确定部分16在偏置值等于最大值MAX(参见图4)时确定LED 21的当前发光量是否等于在控制方面的最小值。光强度确定部分16在发光量不是最小值时确定发光量能够被调节，或者在发光量等于最小值时确定发光量不能被调节。例如，光强度确定部分16在偏置值等于最小值MIN时确定LED 21的当前发光量是否等于在控制方面的最大值。光强度确定部分16在发光量不是最大值时确定发光量能够被调节，或者在发光量等于最大值时确定发光量不能被调节。

当在步骤B5确定发光量能够被调节时，光强度确定部分16将LED 21的发光量增加或减少指定的调节量(步骤B7)。光强度确定部分16保存在LED 21的发光量被增加或减少之前的发光量(步骤B8)。当在步骤B5确定发光量不能被调节时，例如驱动未示出的灯或发动机。通过光或振动来向用户通知饱和警报(步骤B6)。LED发光量调节1根据上面提到的过程终止。

当在步骤B4确定偏置值不是最大值或最小值时，或者当上面提到的发光量调节1终止时，对在步骤B3转换成数字值的光学检测信号执行脉冲波提取处理(步骤B9)。步骤B9的脉冲波提取处理包括由FFT部分13对光学检测信号执行的FFT。信号质量计算部分14计算由FFT部分13执行的FFT生成的脉冲波信号的SN比(步骤B10)。

与上面提到的步骤同时，身体运动级别确定部分15基于从加速度传感器23输入的信号来确定身体运动级别(步骤B11)。光强度确定部分16确定在步骤B11确定的身体运动级别是否指示主体的静止状态，以及在步骤B10计算出的SN比是否落在指定范围之外(步骤B12)。

在步骤B12，光强度确定部分16确定主体的静止状态是否持续达指定的时间或更长，以及SN比是高于或等于阈值1还是小于或等于阈值2。光强度确定部分16可以确定主体是静止的并且SN比落在指定范围之外，并且然后调节LED 21的光强度(LED光强度调节2)。光强度确定部分16在SN比高于或等于阈值1时执行LED光强度调节2以减小LED 21的发光量，或者在SN比低于或等于阈值2时，增加LED 21的发光量。

光强度确定部分16可以在步骤B12确定主体是静止的并且SN比落在指定范围之外，并且然后确定LED 21的发光量是否能够被调节(步骤B13)。在步骤B13，光强度确定部分16确定LED 21的发光量是否能够按照预期被行调节。在步骤B13，光强度确定部分16将在步骤B8保存的发光量(其控制值)作为饱和极限值使用，并且当发光量大于或小于或等于饱和极限值时确定发光量不能被调节。

具体而言，当SN比高于或等于阈值1时，光强度确定部分16确定LED 21的当前发光量是否等于在控制方面的最小值或者小于或等于饱和极限值。光强度确定部分16在发光量不是最小值或者不小于或等于饱和极限值时确定发光量能够被调节，或者在发光量等于最小值或小于或等于饱和极限值时确定发光量不能被调节。当SN比小于或等于阈值2时，光强度确定部分16确定LED 21的当前发光量是否等于在控制方面的最大值或者大于或等于饱和极限值。光强度确定部分16在发光量不是最小值或者不大于或等于饱和极限值时确定发光量能够被调节，或者在发光量等于最大值或者大于或等于饱和极限值时确定发光量不能被调节。当在步骤B13确定发光量能够被调节时，光强度确定部分16将LED 21的发光量增加或减小指定的调节量(步骤B14)。

如上所述，出于以下原因，将在步骤B8保存的值用作饱和极限值。假顶即使LED 21的发光量大于或小于或等于在步骤B8保存的发光量也执行LED发光量调节2。可是，LED发光量调节2调节发光量，以便比发光量曾经被调节为难以造成饱和之前的状态更容易造成饱和。在这种情况下，再次需要LED发光量调节1。重复地执行LED发光量调节1和LED发光量调节2。在步骤B8保存调节之前的值并将该值用作如果被超过就在调节发光量时造成饱和的值(饱和极限值)。这能够防止LED发光量调节1和LED发光量调节2循环。

例如，每当LED 21发光时，执行上面提到的过程。在脉动测量期间调节LED 21的发光量。

[操作波形示例]

图6例示了脉动测量期间各个部分的操作波形。加速度传感器23在脉动测量装置10操作的同时检测主体的运动(加速度)。减小主体运动减小来自加速度传感器23的输出信号的振幅，以及增加主体运动增加其振幅(参见(a))。来自加速度传感器23的输出信号依赖于主体的活动状态逐小时变化。

身体运动级别确定部分15例如通过对来自加速度传感器23的输出信号的振幅应用阈值处理来确定主体的身体运动级别。身体运动级别确定部分15基于来自加速度传感器23的输出信号的振幅来确定主体的身体运动级别是否与静止(级别0)或其它对应(参照(b))。

信号质量计算部分14例如计算每次LED 21发光以生成脉动信号时的脉动信号的SN比。由信号质量计算部分14计算出的脉动信号SN比可以随着LED 21的发光量或主体的活动状态而变化(参见(c))。在这里SN比被用作确定是否执行上面提到的LED发光量调节2的确定标准并且使用假设为“1.8”的阈值1和假设为“1.0”的阈值2。

例如，假设对象在时间t1进入静止状态并且身体运动级别0的状态持续5秒。参考图6中的(c)，即使在比时间t1稍晚的时间点，SN比也超过“1.8”。在这种情况下，光强度确定部分16假设SN比过大，并且允许DAC 17在时间t2减小LED 21的发光量(参见(d))。从DAC 17输出的电压减小并且LED 21的发光量减小，以能够防止以不必要地高的SN比使用脉动测量装置10，并且防止电池不必要地被排空。

假设主体在时间t3开始处于活动，以使身体运动级别高于0。在这种情况下，即使SN比低于或等于“1.0”，光强度确定部分16也不调节LED 21的发光量。假设主体在时间t4进入静止并且身体运动级别0的状态持续5秒或更长。在时间t5，SN比低于“1.0”。因此，光强度确定部分16假设SN比降低并且允许DAC 17增加LED 21的发光量(参见(d))。增加LED 21的发光量增加从光学检测器22输出的光学检测信号的信号电平。可以预期SN比增加。

假定主体在时间t6开始处于活动，以使身体运动级别高于0。在这种情况下，即使SN比低于或等于“1.0”，光强度确定部分16也不调节LED 21的发光量。当两个条件都满足时，即，身体运动级别设置为0的条件以及SN比落在从“1.0”至“1.8”的范围之外的条件都满足时，脉动测量装置10调节LED 21的发光量。

[概述]

根据本实施例，身体运动级别确定部分15基于从加速度传感器23获取的信息来确定主体是否维持在静止状态下。信号质量计算部分14计算脉动信号的信号质量。光强度确定部分16在身体运动级别确定部分15确定主体静止时基于由信号质量计算部分14计算出的信号质量来控制LED 21的发光量。本实施例可以在测量脉动时调节LED 21的发光量。在测量开始之后的测量情况下，可以与变化(如果有的话)对应地调节发光量。

根据本实施例，当主体维持静止并且脉动信号的信号质量(SN比)低于或等于阈值2时，光强度确定部分16增加LED 21的发光量。然后增加LED 21的发光量。由此，更强烈的光被照射到主体。因此，可以增加由光学检测器22检测到的光学检测信号中的脉冲波分量。当主体维持静止并且脉冲波信号的信号质量高于或等于阈值1时，光强度确定部分16减小LED21的发光量。在这种情况下，可以防止在脉动信号质量保持不必要地高时使用脉动测量装置10。减小LED 21的发光量可以降低功耗。

假定仅在主体维持静止的条件下才调节LED 21的发光量。于是不可能确定是增加还是减小LED 21的发光量。假定仅在脉动信号质量的条件下调节LED 21的发光量。于是，即使当主体不是静止时，也基于脉动信号调节发光量。一般而言，当主体不是静止时，与主体静止时相比，脉动信号质量下降。对LED 21的发光量的控制很可能调节发光量以仅仅只是增加发光量。在这种情况下，感测区域最终被超过，从而有造成饱和的风险。

本实施例将使用加速度传感器23对主体的静止状态的确定与对由信号质量计算部分14计算出的信号质量的观察相组合。即使在脉动测量装置10中的脉动测量期间，该组合也能够适当地调节LED 21的发光量。适当地设置LED 21的发光量能够降低功耗而不降级测量准确度。

根据本实施例，偏置设置部分19基于通过使用AD转换器18转换成数字信号的光学检测信号来确定输入到PGA 11的参考电压。本实施例能够通过根据光学检测信号的信号电平改变参考电压来补偿由于个体差异引起的反射率差异，并且能够确保输入到AD转换器12的光学检测信号的适当的信号电平。参考电压能够被直接设置，从而使得可以缩短调节LED21的发光量所需的时间。微型计算机可以包括用于测量的Δ-ΣAD转换器，以及还可以包括其量化位率低于Δ-ΣAD转换器的量化位率的顺序-比较AD转换器。在这种情况下，Δ-ΣAD转换器能够被用来生成脉冲波信号，并且顺序-比较AD转换器能够被用来将用于PGA 11的参考电压设置为能够设置适当的参考电压而不需要附加的资源。

虽然已经描述了发明人所做的本发明的具体实施例，但是应当清楚地理解的是，本发明不限于上面提到的实施例，并且可以在不背离本发明的精神和范围的情况下体现为各种修改例。

Claims (9)

1.一种脉动测量装置，包括：

发光部分，所述发光部分向主体照射光；

光学检测器，所述光学检测器检测反射离开所述主体的光并输出光学检测信号；

脉动信号生成部分，所述脉动信号生成部分基于所述光学检测信号生成脉动信号；

信号质量计算部分，所述信号质量计算部分计算所述脉动信号的信号质量；

加速度传感器，所述加速度传感器检测所述主体的加速度；

身体运动确定部分，所述身体运动确定部分基于由所述加速度传感器检测到的加速度来确定主体是否保持静止状态；

发光量控制器，当所述身体运动确定部分确定主体保持静止状态时，所述发光量控制器基于所述信号质量来控制所述发光部分的发光量；

第一模数转换器，将所述光学检测信号转换为数字信号并将转换后的数字信号输出到所述脉动信号生成部分；

可编程增益放大器，被配置为能够改变输入到所述第一模数转换器的光学检测信号的信号电平；

第二模数转换器，将所述光学检测信号转换为数字信号；以及

偏置设置部分，基于由所述第二模数转换器转换的数字信号来确定所述可编程增益放大器中的光学检测信号的信号电平变化。

2.如权利要求1所述的脉动测量装置，

其中，所述发光量控制器当所述信号质量高于或等于第一阈值时减小发光量，并且当所述信号质量低于或等于第二阈值时增加发光量，其中所述第二阈值小于所述第一阈值。

3.如权利要求1所述的脉动测量装置，

其中所述第一模数转换器是Δ-Σ模数转换器。

4.如权利要求1所述的脉动测量装置，

其中，所述第一模数转换器的量化位率高于所述第二模数转换器的量化位率。

5.如权利要求1所述的脉动测量装置，

其中，当所述可编程增益放大器中的信号电平变化与上限和下限之一对应时，所述发光量控制器调节所述发光部分的发光量。

6.如权利要求5所述的脉动测量装置，

其中，所述发光量控制器保存在执行调节之前用于发光量的控制值，当用于发光量的当前控制值大于所保存的控制值时控制发光量以减小所述发光量，并且当用于发光量的当前控制值小于所保存的控制值时控制发光量以增加所述发光量。

7.如权利要求1所述的脉动测量装置，

当静止状态持续长于或等于指定的时间时，所述发光量控制器控制发光量。

8.一种脉动测量装置中的光强度控制方法，包括以下步骤：

向主体照射光；

检测由所述光反射离开所述主体而产生的反射光；

通过脉动信号生成部分基于用于所述反射光的检测信号来生成脉动信号；

通过第一模数转换器将所述检测信号转换为数字信号并将转换后的数字信号输出到所述脉动信号生成部分；

通过可编程增益放大器改变输入到所述第一模数转换器的光学检测信号的信号电平；

通过第二模数转换器将所述检测信号转换为数字信号；

通过偏置设置部分基于由所述第二模数转换器转换的数字信号来确定所述可编程增益放大器中的光学检测信号的信号电平变化；

计算所述脉动信号的信号质量；

通过使用加速度传感器来检测所述主体的加速度，并且基于检测到的加速度来确定所述主体是否保持静止状态；以及

当确定所述主体保持静止状态时，基于所述信号质量来控制照射到主体的光的光强度。

9.一种计算机可读介质，具有存储在其上的允许处理器执行以下步骤的程序：

向主体照射光；

通过脉动信号生成部分基于用于反射离开所述主体的反射光的检测信号来生成脉动信号；

通过第一模数转换器将所述检测信号转换为数字信号并将转换后的数字信号输出到所述脉动信号生成部分；

通过可编程增益放大器改变输入到所述第一模数转换器的光学检测信号的信号电平；

通过第二模数转换器将所述检测信号转换为数字信号；

通过偏置设置部分基于由所述第二模数转换器转换的数字信号来确定所述可编程增益放大器中的光学检测信号的信号电平变化；

计算所述脉动信号的信号质量；

基于通过使用加速度传感器检测到的所述主体的加速度来确定所述主体是否保持静止状态；以及

当确定所述主体保持静止状态时，基于所述信号质量来控制照射到主体的光的光强度。

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