CN109998498A - 电子设备 - Google Patents

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CN109998498A
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邹腾锋
林致群
祁嘉威
林宏志
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Abstract

本发明提供了一种电子设备，包括：第一电极组，以及，与光学传感器设置在一起的第二电极组。第一电极组包括至少一个电极；以及，与光学传感器设置在一起的第二电极组包括至少一个电极；其中，该第一电极组被布置为接触人体的第一位置，以及，与该光学传感器设置在一起的该第二电极组被布置为接触人体的第二位置，以通过两个接触位置同时获得至少两种类型的生理信号。本发明提供的电子设备更具便携性。

Description

电子设备
技术领域
本发明一般涉及生物传感器技术，以及更特别地，涉及一种利用两个接触位置就能够同时获得至少两种生理信号的电子设备。
背景技术
近来，个人生物传感器变得越来越流行，其能够随时提供生理信息供用户参考。然而，生物传感器的当前设计不太便于用户使用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种电子设备，以解决上述问题。
根据本发明的一些实施例，本发明提供了一种电子设备，包括第一电极组，以及，与光学传感器设置在一起的第二电极组。第一电极组包括至少一个电极；与光学传感器设置在一起的第二电极组包括至少一个电极；其中，该第一电极组被布置为接触人体的第一位置，以及，与该光学传感器设置在一起的该第二电极组被布置为接触人体的第二位置，以通过两个接触位置同时获得至少两种类型的生理信号。
本发明提供的电子设备通过两个接触位置就能够同时获得至少两种类型的生理信号，更具便携性。
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。
图1是根据本发明第一实施例示出的电子设备的示意图。
图2根据本发明一实施例示出了如何使用图1所示的电子设备。
图3是根据本发明第二实施例示出的电子设备的示意图。
图4根据本发明一实施例示出了如何使用图3所示的电子设备。
图5是根据本发明第三实施例示出的电子设备的示意图。
图6根据本发明一实施例示出了如何使用图5所示的电子设备。
图7是根据本发明第四实施例示出的电子设备的示意图。
图8是根据本发明第五实施例示出的电子设备的示意图。
图9根据本发明一实施例示出了如何使用图8所示的电子设备。
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。
其中，除非另有指示，各附图的不同附图中对应的数字和符号通常涉及相应的部分。所绘制的附图清楚地说明了实施例的相关部分且并不一定是按比例绘制。
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。
图1是根据本发明第一实施例示出的电子设备(electronic device)100的示意图。在本发明实施例中，电子设备可以为智能手机，平板(pad)，便携式计算机(tablet)，手表，装饰品(accessary)，可穿戴设备或贴片等，以下实施例以智能手机和手表为例进行说明，但本发明实施例对此不做任何限制。电子设备100包括第一电极组(electrode set)110，与光学传感器(optical sensor)126设置在一起的第二电极组120以及处理器130，其中，第一电极组110和第二电极组120分别包括至少一个电极(图中以两个电极为例示出)，本发明实施例对电极组中的电极数量不做限制。在本实施例中，如图1所示，第一电极组110包括两个电极，第二电极组120包括两个电极122和124，其中，两个电极122和124中的每个电极呈U形，以及，光学传感器126位于这两个电极122和124内。在图1所示的实施例中，电子设备100为智能手机，第一电极组110位于智能手机的侧面(side)上，以及，与光学传感器126设置在一起的第二电极组120位于智能手机的背面(back case)上(例如，后盖上)。
在一些实施例中，第二电极组120位于光学传感器126的外围区域(peripheralzone)。在另一些实施例中，光学传感器126位于第二电极组120内，例如，位于第二电极组120形成的空腔或所包围的区域内，但本发明对此不作任何限制。应当指出的是，图1中所示的电极122和124的形状不是对本发明的限制。只要电极122和124位于光学传感器126的外围区域(peripheral zone)，电极122和124可以具有其它形状，例如，O形，＝形。
在电子设备100的操作中，第一电极组110被布置为(is arranged to)接触人体的第一位置(例如，右半身或右手、右手和左手中的一者的手指或大拇指)，以及，与光学传感器126设置在一起的第二电极组120被布置为接触人体的第二位置(例如，左半身或左手、右手和左手中的另一者的手指或大拇指)，以接收或获得多个生理信号(physiologicalsignal)，特别地，通过两个接触位置同时获得至少两种类型的生理信号。进而，本发明提供的电子设备根据该至少两种类型的生理信号能够同时确定出或获得至少两种生理特征(physiological feature)。在本发明实施例中，该至少两种类型的生理信号中的一种生理信号是需要至少两个接触位置才能获得的，由于光学传感器126和第二电极组120设置在一起，因此，本发明通过仅两个接触位置就能够同时侦测或确定至少两种生理特征。应当说明的是，还可以将另一光学传感器或其它传感器(电极)与第一电极组110设置在一起，其结构与第二电极组120和光学传感器126的结构类似，例如，第一电极组110可位于该另一光学传感器或其它传感器(电极)的外围区域。在一些示例中，另一光学传感器或其它传感器(电极)可用于获得另一种类型的生理信号(如生物阻抗信号)，或者，可用于与光学传感器126一起获得一种类型的生理信号，如光体积脉搏波图(photoplethysmography，PPG)信号。以图2为例，用户将左手食指(left index finger)放在与光学传感器126设置在一起的第二电极组120上，并将右手大拇指(right thumb)放在第一电极组110上，其中，右手握在左手上以避免肌肉收缩。在图1和图2所示的实施例中，第一电极组110和第二电极组120(如电极122、124)被布置为提供第一类型的生理信号，例如，处理器130根据来自第一电极组110和第二电极组120(如电极122、124)的生理信号产生心电图(electrocardiography，ECG)信号(例如，导联I ECG信号)；光学传感器126被布置为产生第二类型的生理信号，例如，光学传感器126可包括光电二极管(photodiode)和至少一个光发射器(light emitter)，光发射器向用户的左手食指产生光(例如，可见光或红外光)，而光电二极管接收反射光，以产生生理信号。处理器130根据来自光学传感器126的生理信号产生光体积脉搏波图(PPG)信号。通过分析ECG信号和PPG信号，例如，分析ECG信号和PPG信号的波形和周期，可以同时获得至少两种生理特征，例如多个心脏健康状况(cardiac health statues)，以及，该生理特征可以显示在电子设备100的屏幕上，以供用户参考。例如，该至少两种生理特征可以包括心脏健康状况(如ECG)，心率，血氧饱和度(SpO2)，血压，生物阻抗，体脂肪，体肌(body muscle)，温度，血液含量分析和组织含量浓度(StO2，胶原蛋白，黑色素，水......等)中的至少两者。
在图1和图2所示的实施例中，用户简单地将两个手指分别放在第一电极组110和与光学传感器126设置在一起的第二电极组120上，就能够同时获得至少两种生理特征。在本发明实施例提供的生物传感器配置中，仅需两个接触位置，就可以同时获得或侦测到至少两种生理特征。因此，本发明实施例提供的生物传感器配置便于用户获得许多的心脏健康状况和/或其它身体相关信息，更具便携性(更便于用户使用)，且能够提高用户体验。
图3是根据本发明第二实施例示出的电子设备300的示意图。电子设备300包括第一电极组310，以及，与光学传感器326设置在一起的第二电极组320。在本实施例中，电子设备300为智能手机，第一电极组310位于该智能手机的正面上，例如，第一电极组310是利用该智能手机的主页按钮(home button)构建的，以及，与光学传感器326设置在一起的第二电极组320位于该智能手机的正面(face)上。此外，与光学传感器326设置在一起的第二电极组320的设计类似于图1中所示的与光学传感器126设置在一起的第二电极组120，例如，第二电极组320的多个电极位于光学传感器326的外围区域，以及，第二电极组320的电极可以具有任何合适的形状，例如，U形、＝形或O形。
在电子设备300的操作中，第一电极组310被布置为接触人体的第一位置，以及，与光学传感器326设置在一起的第二电极组320被布置为接触人体的第二位置，以接收或获得多个生理信号，特别地，通过两个接触位置同时获得至少两种类型的生理信号。进而，本发明提供的电子设备根据该至少两种类型的生理信号能够同时确定出或获得至少两种生理特征(例如，多个心脏健康状况)。以图4为例，用户将左手大拇指放在与光学传感器326设置在一起的第二电极组320上，以及，将右手大拇指放在第一电极组310上。在图3和图4所示的实施例中，第一电极组310和第二电极组320被布置为提供第一类型的生理信号，例如，电子设备300内的处理器(未示出)根据来自第一电极组310和第二电极组320的生理信号产生ECG信号(例如，导联I ECG信号)；光学传感器326产生第二类型的生理信号，例如，光学传感器326可以包括光发射器和光电二极管，光发射器向用户的左手大拇指产生光，光电二极管接收反射光以产生第二类型的生理信号，例如，电子设备300内的处理器根据来自光学传感器326的生理信号产生PPG信号。通过分析ECG信号和PPG信号，例如，分析ECG信号和PPG信号的波形和周期，可以同时获得至少两种生理特征，以及，该生理特征可以显示在电子设备300的屏幕上，以供用户参考。例如，该至少两种生理特征可以包括心脏健康状况(如ECG)，心率，血氧饱和度(SpO2)，血压，和/或其它信息，如生物阻抗，体脂肪，体肌(body muscle)，温度，血液含量分析，和/或组织含量浓度(StO2，胶原蛋白，黑色素，水......等)。
图5是根据本发明第三实施例示出的电子设备500的示意图。电子设备500包括第一电极组510、与光学传感器526设置在一起的第二电极组520。在本实施例中，电子设备500为智能手机，第一电极组510位于该智能手机的正面上，例如，第一电极组510是利用该智能手机的主页按钮构建的，以及，与光学传感器526设置在一起的第二电极组520位于智能手机的后壳上。此外，与光学传感器526设置在一起的第二电极组520的设计类似于图1中所示的与光学传感器126设置在一起的第二电极组120，例如，第二电极组520的多个电极位于光学传感器526的外围区域，以及，第二电极组520的多个电极可以具有任何合适的形状，例如，U形、＝形或O形。
在电子设备500的操作中，第一电极组510被布置为接触人体的第一位置，与光学传感器526设置在一起的第二电极组520被布置为接触人体的第二位置，以接收或获得多个生理信号，特别地，通过两个接触位置同时获得至少两种类型的生理信号。进而，本发明提供的电子设备根据该至少两种类型的生理信号能够同时确定出或获得至少两种生理特征。以图6为例，用户将左手食指放在与光学传感器526设置在一起的第二电极组520上，并将右手大拇指放在第一电极组510上。在图5和图6所示的实施例中，第一电极组510和第二电极组520被布置为提供第一类型的生理信号，例如，电子设备500内的处理器(未示出)根据来自第一电极组510和第二电极组520的生理信号产生ECG信号(例如，导联I ECG信号)；光学传感器526产生第二类型的生理信号，例如，光学传感器526包括光发射器和光电二极管，光发射器向用户的左手食指产生光，光电二极管接收反射光以产生第二类型的生理信号，例如，电子设备500内的处理器根据来自光学传感器526的生理信号产生PPG信号。通过分析ECG信号和PPG信号，例如，分析ECG信号和PPG信号的波形和周期，能够同时获得至少两种生理特征，以及，该生理特征可以显示在电子设备500的屏幕上，以供用户参考。例如，该至少两种生理特征可以包括心脏健康状况(如ECG)，心率，血氧饱和度(SpO2)，血压，和/或其它信息，如生物阻抗，体脂肪，体肌(body muscle)，温度，血液含量分析，和/或组织含量浓度(StO2，胶原蛋白，黑色素，水......等)。
图7是根据本发明第四实施例示出的电子设备700的示意图。电子设备700包括第一电极组710、与光学传感器726设置在一起的第二电极组720。在本实施例中，电子设备700为智能手机，第一电极组710位于该智能手机的正面上，例如，第一电极组710是利用智能手机的主页按钮构建的，以及，与光学传感器726设置在一起的第二电极组720位于智能手机的正面上。此外，与光学传感器726设置在一起的第二电极组720的设计类似于图1中所示的与光学传感器126设置在一起的第二电极组120，例如，第二电极组720的多个电极位于光学传感器726的外围区域，以及，第二电极组720的多个电极可以具有任何合适的形状，例如，U形、＝形或O形。在一些实施例中，第一电极组710可位于该智能手机的背面上，以及，与光学传感器726设置在一起的第二电极组720也可位于该智能手机的背面上。
在电子设备700的操作中，第一电极组710被布置为接触人体的第一位置，而与光学传感器726设置在一起的第二电极组720被布置为接触人体的第二位置，以接收或获得多个生理信号，特别地，通过两个接触位置同时获得至少两种类型的生理信号。进而，本发明提供的电子设备根据该至少两种类型的生理信号能够同时确定出或获得至少两种生理特征。类似于图4中所示的示例，用户可以将左手大拇指放在与光学传感器726设置在一起的第二电极组720上，并将右手大拇指放在第一电极组710上。在如图7所示的实施例中，第一电极组710和第二电极组720被布置为提供第一类型的生理信号，例如，电子设备700内的处理器(未示出)根据来自第一电极组710和第二电极组720的生理信号产生ECG信号(例如，导联I ECG信号)；光学传感器726可以包括光电二极管和内置在屏幕中的发光二极管728，发光二极管728可以向用户的左手大拇指产生光，光电二极管接收反射光以产生第二类型的生理信号，例如，电子设备700内的处理器根据来自光学传感器726的生理信号产生PPG信号。通过分析ECG信号和PPG信号，例如，分析ECG信号和PPG信号的波形和周期，可以同时获得至少两种生理特征，且该生理特征可以显示在电子设备700的屏幕上，以供用户参考。例如，该至少两种生理特征可以包括心脏健康状况(如ECG)，心率，血氧饱和度(SpO2)，血压，和/或其它信息，如生物阻抗，体脂肪，体肌(body muscle)，温度，血液含量分析，和/或组织含量浓度(StO2，胶原蛋白，黑色素，水......等)。
图8是根据本发明第五实施例示出的电子设备800的示意图。电子设备800包括第一电极组810、与光学传感器826设置在一起的第二电极组820。在本实施例中，电子设备800是手表，第一电极组810内置在手表的内侧(inner side)，以及，光学传感器826位于第二电极组820内。在一些实施例中，第二电极组820位于手表的正面(外侧)或侧面。
在电子设备800的操作中，第一电极组810被布置为接触人体的第一位置，与光学传感器826设置在一起的第二电极组820被布置为接触人体的第二位置，以接收多个生理信号，进而同时确定至少两种生理特征。以图9为例，用户可以将右手食指放在与光学传感器826设置在一起的第二电极组820上。在图8和图9所示的实施例中，第一电极组810和第二电极组820被布置为提供第一类型的生理信号，例如，电子设备800内的处理器(未示出)根据来自第一电极组810和第二电极组820的生理信号产生ECG信号。光学传感器826可以包括光发射器和光电二极管，光发射器向用户的左手食指产生光，光电二极管接收反射光以产生第二类型的生理信号，以及，电子设备800内的处理器根据来自光学传感器826的生理信号产生PPG信号。通过分析ECG信号和PPG信号，例如，分析ECG信号和PPG信号的波形和周期，可以同时获得至少两种生理特征，且该生理特征可以显示在电子设备800的屏幕上，以供用户参考。例如，该至少两种生理特征可以包括心脏健康状况(如ECG)，心率，血氧饱和度(SpO2)，血压，和/或其它信息，如生物阻抗，体脂肪，体肌(body muscle)，温度，血液含量分析，和/或组织含量浓度(StO2，胶原蛋白，黑色素，水......等)。
简而言之，在本发明的生物传感器配置中，光学传感器与一电极组构建在一起，使得用户可以简单地将两个手指(或任意的两个身体位置)放在电子设备上就能够同时获得至少两种生理特征。因此，该生物传感器配置更便于用户获得许多的生理特征。
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)，例如，不同实施例中的不同特征的组合或替换。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 (10)

1.一种电子设备，包括：
第一电极组，包括至少一个电极；以及，
与光学传感器设置在一起的第二电极组，该第二电极组包括至少一个电极；
其中，该第一电极组被布置为接触人体的第一位置，以及，与该光学传感器设置在一起的该第二电极组被布置为接触人体的第二位置，以通过两个接触位置同时获得至少两种类型的生理信号。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，该第二电极组位于该光学传感器的外围区域；或者，该光学传感器位于该第二电极组内。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，该第一电极组被布置为接触人体的右半身和左半身中的一者，以及，与该光学传感器设置在一起的该第二电极组被布置为接触人体的右半身和左半身中的另一者；或者，
该第一电极组被布置为接触右手和左手中的一者，以及，与该光学传感器设置在一起的该第二电极组被布置为接触右手和左手中的另一者；或者，
该第一电极组被布置为接触右手和左手中的一者的手指或大拇指，以及，与该光学传感器设置在一起的该第二电极组被布置为接触右手和左手中的另一者的手指或大拇指。
4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，该电子设备还包括：
处理器，耦接于该第一电极组、该第二电极组和该光学传感器，用于根据来自该第一电极组和该第二电极组的生理信号产生心电图ECG信号，与此同时，根据来自该光学传感器的生理信号产生光体积脉搏波图PPG信号。
5.根据权利要求4所述的电子设备，其特征在于，该处理器还用于对该ECG信号和该PPG信号进行分析，以同时获得至少两种生理特征。
6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，该至少两种生理特征包括ECG，心率，血氧饱和度，血压，生物阻抗，体脂肪，体肌，温度，血液含量分析和组织含量浓度中的至少两者。
7.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，该电子设备为智能手机，平板，便携式计算机，手表，装饰品，可穿戴设备或贴片。
8.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，该电子设备为智能手机，该第一电极组位于该智能手机的侧面、正面或背面上，以及，与该光学传感器设置在一起的该第二电极组位于该电子设备的背面上。
9.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，该电子设备为智能手机，以及，与该光学传感器设置在一起的该第二电极组及该第一电极组位于该智能手机的正面上。
10.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，该至少两种类型的生理信号中的一种生理信号是需要至少两个接触位置才能获得的。
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