TWM545561U - 生理特徵偵測組件 - Google Patents

Description

生理特徵偵測組件

本創作是關於生命徵象偵測的技術領域，特別測量一使用者的一第一生理特徵與一第二生理特徵的生理特徵偵測組件。

現今，穿戴式產品如雨後春筍般出現。一般而言，穿戴式產品主要用於偵測一使用者的生命徵象，例如心跳、走動次數等。

然而，穿戴式產品測量生命徵象的精準度並非一致且準確的，其最主要的原因在使用者配戴穿戴式產品是否正確性，舉例而言，若穿戴式產品是手環型態，若使用者佩戴手環過緊或是過鬆，實際上都會造成測量的誤差。

有鑑於此，本創作提出一種生理特徵偵測組件，以解決習知技術的缺失。

本創作之第一目的係提供一種生理特徵偵測組件，供測量一使用者的一第一生理特徵與一第二生理特徵。

本創作之第二目的係提供上述的生理特徵偵測組件，藉由複數光源，分別地取得第一生理特徵(例如心跳、心律、心跳振幅、心跳週期、心跳強度)與第二生理特徵(例如血氧飽和度(SpO ₂))的訊號，其中該等光源設置在一發光區域。

本創作之第三目的係提供上述的生理特徵偵測組件，藉由單一個或多個感測器感測該等光源，其中感測器設置在一偵測區域。

本創作之第四目的係提供上述的生理特徵偵測組件，根據該等光源所產生的光線作用於皮膚所反射的入射角度、入射強度等參數，可以進一步補償因使用者配戴不當所造成測量誤差的缺失。

本創作之第五目的係提供上述的生理特徵偵測組件，係可製作成一模組(例如錶面背蓋)並進一步結合一穿戴裝置(例如手錶)，以達到易於維修、組裝、替換等目的。

本創作之第六目的係提供上述的生理特徵偵測組件，係提供多種電力模組，以對光源模組、偵測模組供應一電力。

為達上述目的，本創作係提供一種生理特徵偵測組件，供測量一使用者的一第一生理特徵與一第二生理特徵。生理特徵偵測組件包含一基板、一光源模組與一偵測模組。基板形成一第一面與一第二面。第一面供朝向使用者的一皮膚。光源模組包含複數光源。光源模組設置在基板之第一面的一發光區域。該等光源產生一第一光線與一第二光線。其中，發光區域鄰近於第一面之周緣。偵測模組設置於基板之第一面之一偵測區域。偵測模組輸出一感測訊號。其中，偵測區域鄰近於第一面之中心。其中，第一光線與第二光線入射至皮膚，並自皮膚反射第一光線與第二光線。偵測模組接收反射的第一光線與第二光線並產生感測訊號。其中，反射的第一光線對應第一生理特徵和反射的第二光線對應第二生理特徵。

相較習知技術，本創作提供一種生理特徵偵測組件利用不同波長(或稱波段)以取得不同的訊號(例如生理特徵訊號)，進而能夠自訊號判斷不同的生理特徵，並供後端解讀不同的生命徵象，例如心跳、心律、流速、疲勞感、電解質等。再者，本創作提供模組化的組件可適用於傳統的穿戴式裝置。本創作另可以利用不同光線作用於例如使用者皮膚的相關參數，例如入射角度、入射強度、入射時間，可以根據一補償演算法動態地校正感測訊號，以提高測量的精度與準度。

為充分瞭解本創作之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本創作做一詳細說明，說明如後：

於本創作中，係使用「一」或「一個」來描述本文所述的單元、元件和組件。此舉只是為了方便說明，並且對本創作之範疇提供一般性的意義。因此，除非很明顯地另指他意，否則此種描述應理解為包括一個、至少一個，且單數也同時包括複數。

於本創作中，用語「包含」、「包括」、「具有」、「含有」或其他任何類似用語意欲涵蓋非排他性的包括物。舉例而言，含有複數要件的一元件、結構、製品或裝置不僅限於本文所列出的此等要件而已，而是可以包括未明確列出但卻是該元件、結構、製品或裝置通常固有的其他要件。除此之外，除非有相反的明確說明，用語「或」是指涵括性的「或」，而不是指排他性的「或」。

請參考圖1，係本創作第一實施例之生理特徵偵測組件的結構示意圖。於圖1中，生理特徵偵測組件10供測量一使用者(圖未示)的一第一生理特徵與一第二生理特徵。其中，第一生理特徵可為心律、心跳強度、心跳次數、心跳週期，及第二生理特徵可為血氧飽和度(SPO ₂)。舉例而言，心臟輸送血液的過程中會有個壓力跟流速的變化，而前述變化可以間接地反映在例如皮膚之表面上，藉由偵測表面的變化可以進一步判斷心跳次數等。再者，血氧飽和度(SPO ₂)指的是飽和度(S)、指脈搏(P)、指氧氣(O ₂)，其為測量血液循環系統中附著在血紅蛋白細胞上的氧氣量。簡言之，血氧飽和度的數值指的是血液攜帶的氧氣量，可用於說明病人呼吸的效率和血液在整個身體中流動的效率。

生理特徵偵測組件10包含一基板12、一光源模組14與一偵測模組16。一併參考圖2，生理特徵模組10可以結合外部的穿戴裝置2，例如手錶、飾品等。

回到圖1，基板12形成一第一面122與一第二面124，例如基板12的形狀可為圓形、橢圓形、方形等。於此，係以圓形為例說明。第一面122係朝向使用者的一皮膚4。

光源模組14包含複數光源142，例如該等光源142可為發光二極體，其波長的範圍可為可見光波段或非可見光波段。於本實例中，該等光源142係以二個光源為例說明，為便於說明係以第一光源FBL及第二光源SBL為例說明。光源模組14設置在基板12之第一面122的一發光區域LA。第一光源FBL產生一第一光線FLB，及第二光源SBL產生一第二光線SLB。第一光線FLB的波長的範圍介於495nm至570nm之間，其屬於綠光波段，及第二光線SLB的波長的範圍介於620nm至750nm，其屬於紅光波段。其中，發光區域LA鄰近於第一面122之周緣。

偵測模組16設置於基板12之第一面122之一偵測區域DA，例如偵測模組16為光二極體。偵測模組16輸出一感測訊號SS。偵測區域DA鄰近於第一面122之中心。於本實施例中，偵測模組16係以一感測器162為例說明，於另外一實施例中，感測器162的數量可以為複數個，一併可參考圖3，感測器162可以是對稱式設置，於其他實施例中，感測器162也可以是非對稱式設置。

回到圖1，生理特徵偵測組件10的工作原理為，第一光線FLB與第二光線SLB入射至皮膚4，並自皮膚4反射第一光線FLB’與第二光線SLB’。偵測模組16接收反射的第一光線FLB’與第二光線SLB’並產生感測訊號SS。其中，反射的第一光線FLB’對應第一生理特徵和反射的第二光線對應第二生理特徵。

請參考圖4(a)-(c)，係本創作第二實施例之生理特徵偵測組件的結構示意圖。於圖4中，生理特徵偵測組件10’除包含第一實施例之基板12、光源模組14與偵測模組16之外，更包含電力模組18。

電力模組18可以有多種型態，分別敘述如下：

類型一：參考圖4(a)，電力模組18具有一連接埠182與一電源部184，例如連接埠182可例如為電接點、電接片、電線等型態，及電源部184可例如為穩壓、整流、儲能等電路。連接埠182連接電源部184。連接埠182能夠接收外部的一電力E，例如市電或交流電，連接埠182可為有線方式或是無線方式。電源部184儲存電力E。電源部184將電力E供應光源模組14與偵測模組16之至少一者。

類型二：參考圖4(b)，電力模組18’包含一連接埠182’。連接埠182’接收外部的一電力E，並將電力E供應光源模組14與偵測模組16之至少一者。於本實施例中，連接埠182’可設置於第二面124。舉例而言，連接埠182’可連接穿戴裝置2，並自穿戴裝置2取得電力E。其中，電力E可產生自穿戴裝置2。

類型三：參考圖4(c)，電力模組18”係供儲存電力E，例如電力模組18”為一帶狀或一模塊，例如可以是錶帶、錶扣等。電力模組18”連接光源模組14與偵測模組16之至少一者，以對光源模組14與偵測模組16進行供電。

請參考圖5，係本創作第三實施例之生理特徵偵測組件的方塊示意圖。於圖4中，生理特徵偵測組件10’’除包含第一實施例之基板12、光源模組14與偵測模組16之外，更包含處理單元20。

處理單元20連接偵測模組16。處理單元20分析感測訊號SS，以決定執行一補償演算法校正感射訊號SS。其中，感測訊號SS相關於第一光源FLB與第二光源SLB的入射角度、入射強度與入射波長之至少一者。舉例而言，若該等光源142為複數個時，該等光源142可以環繞設置，且該等光源142可採用非對稱或對稱方式設置。由於處理單元20可以根據該等光源142配置的位置，進一步根據例如入射角度的偏差，進一步用於校正感測訊號SS，讓生理特徵偵測組件10’’的測量是準確的。

本創作在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本創作，而不應解讀為限制本創作之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本創作之範疇內。因此，本創作之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

2‧‧‧穿戴裝置
4‧‧‧皮膚
10、10'、10''‧‧‧生理特徵偵測組件
12‧‧‧基板
122‧‧‧第一面
124‧‧‧第二面
14‧‧‧光源模組
142‧‧‧光源
16‧‧‧偵測模組
18、18'、18"‧‧‧電力模組
182‧‧‧連接埠
184‧‧‧電源部
20‧‧‧處理單元
FBL、FBL'‧‧‧第一光源
SBL、SBL'‧‧‧第二光源
LA‧‧‧發光區域
DA‧‧‧偵測區域
SS‧‧‧感測訊號
E‧‧‧電力

圖1係本創作第一實施例之生理特徵偵測組件的結構示意圖。 圖2係說明本創作圖1之生理特徵偵測組件結合穿戴裝置的剖面示意圖。 圖3係說明本創作圖1之偵測模組的結構示意圖。 圖4(a)-(c)係本創作第二實施例之生理特徵偵測組件的結構示意圖。 圖5係本創作第三實施例之生理特徵偵測組件的結構示意圖。

10‧‧‧生理特徵偵測組件

12‧‧‧基板

124‧‧‧第二面

142‧‧‧光源

FBL‧‧‧第一光源

LA‧‧‧發光區域

162‧‧‧感測器

122‧‧‧第一面

14‧‧‧光源模組

16‧‧‧偵測模組

SBL‧‧‧第二光源

DA‧‧‧偵測區域

Claims (10)

1. 一種生理特徵偵測組件，供測量一使用者的一第一生理特徵與一第二生理特徵，該生理特徵偵測組件包含： 一基板，係形成一第一面與一第二面，該第一面供朝向該使用者的一皮膚； 一光源模組，係具有複數光源，該光源模組設置在該基板之該第一面的一發光區域，該等光源產生一第一光線與一第二光線，其中該發光區域鄰近於該第一面之周緣；以及 一偵測模組，係設置於該基板之該第一面之一偵測區域，該偵測模組輸出一感測訊號，其中該偵測區域鄰近於該第一面之中心； 其中該第一光線與該第二光線入射至該皮膚，並自該皮膚反射該第一光線與該第二光線，該偵測模組接收反射的該第一光線與該第二光線並產生該感測訊號，其中反射的該第一光線對應該第一生理特徵和反射的該第二光線對應該第二生理特徵。
2. 如申請專利範圍第1項所述之生理特徵偵測組件，其中該基板的形狀係為圓形、橢圓形與方形。
3. 如申請專利範圍第1項所述之生理特徵偵測組件，更包含一電力模組，係具有一連接埠與一電源部，該連接埠連接該電源部，該連接埠供接收外部的一電力，該電源部供儲存該電力，該電源部將該電力供應該光源模組與該偵測模組之至少一者。
4. 如申請專利範圍第1項所述之生理特徵偵測組件，更包含一電力模組，係具有一連接埠，該連接埠供接收外部的一電力，並將該電力供應該光源模組與該偵測模組之至少一者。
5. 如申請專利範圍第4項所述之生理特徵偵測組件，其中該連接埠設置於第二面。
6. 如申請專利範圍第1項所述之生理特徵偵測組件，更包含一電力模組，係供儲存一電力，該電力模組連接該光源模組與該偵測模組之至少一者，以對該光源模組與該偵測模組進行供電。
7. 如申請專利範圍第6項所述之生理特徵偵測組件，其中該電力模組係為一帶狀或一模塊。
8. 如申請專利範圍第7項所述之生理特徵偵測組件，其中該等光源之其一者的波長的範圍介於495nm至570nm之間，該等光源之另其一者的波長的範圍介於620nm至750nm。
9. 如申請專利範圍第1項所述之生理特徵偵測組件，其中該偵測模組更包含複數感測器，該等感測器接收該第一光線與該第二光線。
10. 如申請專利範圍第1項所述之生理特徵偵測組件，更包含一處理單元，係連接該偵測模組，該處理單元分析該感測訊號，以決定執行一補償演算法校正該感射訊號，其中該感測訊號相關於該第一光源與該第二光源的入射角度、入射強度與入射波長之至少一者。