TW201929767A

TW201929767A - 電子設備

Info

Publication number: TW201929767A
Application number: TW107136552A
Authority: TW
Inventors: 郭京霖; 鄒騰鋒; 林致群; 祁嘉威; 林宏志; 陳昱文
Original assignee: 聯發科技股份有限公司
Priority date: 2017-11-01
Filing date: 2018-10-17
Publication date: 2019-08-01
Also published as: US20190125187A1; EP3479764A1; CN109998498A

Abstract

本發明提供一種電子設備，包括第一電極組、與光學傳感器設置在一起的第二電極組。第一電極組被佈置為接觸人體的第一位置，以及，與光學傳感器設置在一起的第二電極組被佈置為接觸人體的第二位置，以接收多個生理信號，進而能夠同時確定至少兩種生理特徵。

Description

電子設備

本發明一般涉及生物傳感器技術，以及更特別地，涉及一種利用兩個接觸位置就能夠同時獲得至少兩種生理信號的電子設備。

近來，個人生物傳感器變得越來越流行，其能夠隨時提供生理信息供用戶參考。然而，生物傳感器的當前設計不太便於用戶使用。

有鑑於此，本發明的目的之一在於提供一種電子設備，以解決上述問題。

根據本發明的一些實施例，本發明提供了一種電子設備，包括第一電極組，以及，與光學傳感器設置在一起的第二電極組。第一電極組包括至少一個電極；與光學傳感器設置在一起的第二電極組包括至少一個電極；其中，該第一電極組被佈置為接觸人體的第一位置，以及，與該光學傳感器設置在一起的該第二電極組被佈置為接觸人體的第二位置，以通過兩個接觸位置同時獲得至少兩種類型的生理信號。

本發明提供的電子設備通過兩個接觸位置就能夠同時獲得至少兩種類型的生理信號，更具便攜性。

在下面的詳細描述中描述其它實施例和優點。本發明內容並非旨在限定本發明。本發明由申請專利範圍限定。

在下面的詳細描述中，為了說明的目的，闡述了許多具體細節，以便所屬技術領域中具有通常知識者能夠更透徹地理解本發明實施例。然而，顯而易見的是，可以在沒有這些具體細節的情況下實施一個或複數個實施例，不同的實施例可根據需求相結合，而並不應當僅限於附圖所列舉的實施例。以下描述為本發明實施的較佳實施例。以下實施例僅用來例舉闡釋本發明的技術特徵，並非用來限制本發明的範疇。在通篇說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的組件。所屬技術領域中具有通常知識者應可理解，製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的組件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區別組件的方式，而係以組件在功能上的差異來作為區別的基準。本發明的範圍應當參考后附的申請專利範圍來確定。在以下描述和申請專利範圍當中所提及的術語“包含”和“包括”為開放式用語，故應解釋成“包含，但不限定於…”的意思。此外，術語“耦接”意指間接或直接的電氣連接。因此，若文中描述一個裝置耦接至另一裝置，則代表該裝置可直接電氣連接於該另一裝置，或者透過其它裝置或連接手段間接地電氣連接至該另一裝置。

第1圖是根據本發明第一實施例示出的電子設備（electronic device）100的示意圖。在本發明實施例中，電子設備可以為智能手機，平板（pad），便攜式電腦（tablet），手錶，裝飾品（accessary），可穿戴設備或貼片等，以下實施例以智能手機和手錶為例進行說明，但本發明實施例對此不做任何限制。電子設備100包括第一電極組（electrode set）110，與光學傳感器（optical sensor）126設置在一起的第二電極組120以及處理器130，其中，第一電極組110和第二電極組120分別包括至少一個電極（圖中以兩個電極為例示出），本發明實施例對電極組中的電極數量不做限制。在本實施例中，如第1圖所示，第一電極組110包括兩個電極，第二電極組120包括兩個電極122和124，其中，兩個電極122和124中的每個電極呈U形，以及，光學傳感器126位於這兩個電極122和124內。在第1圖所示的實施例中，電子設備100為智能手機，第一電極組110位於智能手機的側面（side）上，以及，與光學傳感器126設置在一起的第二電極組120位於智能手機的背面（back case）上（例如，後蓋上）。

在一些實施例中，第二電極組120位於光學傳感器126的外圍區域（peripheral zone）。在另一些實施例中，光學傳感器126位於第二電極組120內，例如，位於第二電極組120形成的空腔或所包圍的區域內，本發明實施例對此不做限制。應當指出的是，第1圖中所示的電極122和124的形狀不是對本發明的限制。只要電極122和124位於光學傳感器126的外圍區域（peripheral zone），電極122和124可以具有其它形狀，例如，O形，=形。

在電子設備100的操作中，第一電極組110被佈置為（is arranged to）接觸人體的第一位置（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，與光學傳感器126設置在一起的第二電極組120被佈置為接觸人體的第二位置（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），以接收或獲得多個生理信號（physiological signal），特別地，通過兩個接觸位置同時獲得至少兩種類型的生理信號。進而，本發明提供的電子設備根據該至少兩種類型的生理信號能夠同時確定出或獲得至少兩種生理特徵（physiological feature）。在本發明實施例中，該至少兩種類型的生理信號中的一種生理信號是需要至少兩個接觸位置才能獲得的，由於光學傳感器126和第二電極組120設置在一起，因此，本發明通過僅兩個接觸位置就能夠同時偵測或確定至少兩種生理特徵。應當說明的是，還可以將另一光學傳感器或其它傳感器（電極）與第一電極組110設置在一起，其結構與第二電極組120和光學傳感器126的結構類似，例如，第一電極組110可位於該另一光學傳感器或其它傳感器（電極）的外圍區域。在一些示例中，另一光學傳感器或其它傳感器（電極）可用於獲得另一種類型的生理信號（如生物阻抗信號），或者，可用於與光學傳感器126一起獲得一種類型的生理信號，例如光體積脈搏波圖（photoplethysmography，PPG）信號。以第2圖為例，用戶將左手食指（left index finger）放在與光學傳感器126設置在一起的第二電極組120上，並將右手大拇指（right thumb）放在第一電極組110上，其中，右手握在左手上以避免肌肉收縮。在第1圖和第2圖所示的實施例中，第一電極組110和第二電極組120（如電極122、124）被佈置為提供第一類型的生理信號，例如，處理器130根據來自第一電極組110和第二電極組120（如電極122、124）的生理信號產生心電圖（electrocardiography，ECG）信號（例如，導聯I ECG信號）；光學傳感器126被佈置為產生第二類型的生理信號，例如，光學傳感器126可包括光電二極管（photodiode）和至少一個光發射器（light emitter），光發射器向用戶的左手食指產生光（例如，可見光或紅外光），而光電二極管接收反射光，以產生生理信號。處理器130根據來自光學傳感器126的生理信號產生光體積脈搏波圖（PPG）信號。通過分析ECG信號和PPG信號，例如，分析ECG信號和PPG信號的波形和周期，可以同時獲得至少兩種生理特徵，例如心臟健康狀況（cardiac health statues），以及，該生理特徵可以顯示在電子設備100的屏幕上，以供用戶參考。例如，該至少兩種生理特徵可以包括心臟健康狀況（如ECG），心率，血氧飽和度（SpO2），血壓，生物阻抗，體脂肪，體肌（body muscle），溫度，血液含量分析和組織含量濃度（StO2，膠原蛋白，黑色素，水......等）中的至少兩者。

在第1圖和第2圖所示的實施例中，用戶簡單地將兩個手指分別放在第一電極組110和與光學傳感器126設置在一起的第二電極組120上，就能夠同時獲得至少兩種生理特徵。在本發明實施例提供的生物傳感器配置中，僅需兩個接觸位置，就可以同時獲得或偵測到至少兩種生理特徵。因此，本發明實施例提供的生物傳感器配置便於用戶獲得許多的心臟健康狀況和/或其它身體相關信息，更具便攜性（更便於用戶使用），且能夠提高用戶體驗。

第3圖是根據本發明第二實施例示出的電子設備300的示意圖。電子設備300包括第一電極組310、與光學傳感器326設置在一起的第二電極組320。在本實施例中，電子設備300為智能手機，第一電極組310位於該智能手機的正面上，例如，第一電極組310是利用該智能手機的主頁按鈕（home button）構建的，以及，與光學傳感器326設置在一起的第二電極組320位於該智能手機的正面（face）上。此外，與光學傳感器326設置在一起的第二電極組320的設計類似於第1圖中所示的與光學傳感器126設置在一起的第二電極組120，例如，第二電極組320的多個電極位於光學傳感器326的外圍區域，以及，第二電極組320的電極可以具有任何合適的形狀，例如，U形、=形或O形。

在電子設備300的操作中，第一電極組310被佈置為接觸人體的第一位置，以及，與光學傳感器326設置在一起的第二電極組320被佈置為接觸人體的第二位置，以接收或獲得多個生理信號，特別地，通過兩個接觸位置同時獲得至少兩種類型的生理信號。進而，本發明提供的電子設備根據該至少兩種類型的生理信號能夠同時確定出或獲得至少兩種生理特徵（例如，多個心臟健康狀況）。以第4圖為例，用戶將左手大拇指放在與光學傳感器326設置在一起的第二電極組320上，以及，將右手大拇指放在第一電極組310上。在第3圖和第4圖所示的實施例中，第一電極組310和第二電極組320被佈置為提供第一類型的生理信號，例如，電子設備300內的處理器（未示出）根據來自第一電極組310和第二電極組320的生理信號產生ECG信號（例如，導聯I ECG信號）；光學傳感器326產生第二類型的生理信號，例如，光學傳感器326可以包括光發射器和光電二極管，光發射器向用戶的左手大拇指產生光，光電二極管接收反射光以產生第二類型的生理信號，例如，電子設備300內的處理器根據來自光學傳感器326的生理信號產生PPG信號。通過分析ECG信號和PPG信號，例如，分析ECG信號和PPG信號的波形和周期，可以同時獲得至少兩種生理特徵，以及，該生理特徵可以顯示在電子設備300的屏幕上，以供用戶參考。例如，該至少兩種生理特徵可以包括心臟健康狀況（如ECG），心率，血氧飽和度（SpO2），血壓，和/或其它信息，如生物阻抗，體脂肪，體肌（body muscle），溫度，血液含量分析，和/或組織含量濃度（StO2，膠原蛋白，黑色素，水......等）。

第5圖是根據本發明第三實施例示出的電子設備500的示意圖。電子設備500包括第一電極組510、與光學傳感器526設置在一起的第二電極組520。在本實施例中，電子設備500為智能手機，第一電極組510位於該智能手機的正面上，例如，第一電極組510是利用該智能手機的主頁按鈕構建的，以及，與光學傳感器526設置在一起的第二電極組520位於智能手機的後殼上。此外，與光學傳感器526設置在一起的第二電極組520的設計類似於第1圖中所示的與光學傳感器126設置在一起的第二電極組120，例如，第二電極組520的多個電極位於光學傳感器526的外圍區域，以及，第二電極組520的多個電極可以具有任何合適的形狀，例如，U形、=形或O形。

在電子設備500的操作中，第一電極組510被佈置為接觸人體的第一位置，與光學傳感器526設置在一起的第二電極組520被佈置為接觸人體的第二位置，以接收或獲得多個生理信號，特別地，通過兩個接觸位置同時獲得至少兩種類型的生理信號。進而，本發明提供的電子設備根據該至少兩種類型的生理信號能夠同時確定出或獲得至少兩種生理特徵。以第6圖為例，用戶將左手食指放在與光學傳感器526設置在一起的第二電極組520上，並將右手大拇指放在第一電極組510上。在第5圖和第6圖所示的實施例中，第一電極組510和第二電極組520被佈置為提供第一類型的生理信號，例如，電子設備500內的處理器（未示出）根據來自第一電極組510和第二電極組520的生理信號產生ECG信號（例如，導聯I ECG信號）；光學傳感器526產生第二類型的生理信號，例如，光學傳感器526包括光發射器和光電二極管，光發射器向用戶的左手食指產生光，光電二極管接收反射光以產生第二類型的生理信號，例如，電子設備500內的處理器根據來自光學傳感器526的生理信號產生PPG信號。通過分析ECG信號和PPG信號，例如，分析ECG信號和PPG信號的波形和周期，能夠同時獲得至少兩種生理特徵，以及，該生理特徵可以顯示在電子設備500的屏幕上，以供用戶參考。例如，該至少兩種生理特徵可以包括心臟健康狀況（如ECG），心率，血氧飽和度（SpO2），血壓，和/或其它信息，如生物阻抗，體脂肪，體肌（body muscle），溫度，血液含量分析，和/或組織含量濃度（StO2，膠原蛋白，黑色素，水......等）。

第7圖是根據本發明第四實施例示出的電子設備700的示意圖。電子設備700包括第一電極組710、與光學傳感器726設置在一起的第二電極組720。在本實施例中，電子設備700為智能手機，第一電極組710位於該智能手機的正面上，例如，第一電極組710是利用智能手機的主頁按鈕構建的，以及，與光學傳感器726設置在一起的第二電極組720位於智能手機的正面上。此外，與光學傳感器726設置在一起的第二電極組720的設計類似於第1圖中所示的與光學傳感器126設置在一起的第二電極組120，例如，第二電極組720的多個電極位於光學傳感器726的外圍區域，以及，第二電極組720的多個電極可以具有任何合適的形狀，例如，U形、=形或O形。在一些實施例中，第一電極組710可位於該智能手機的背面上，以及，與光學傳感器726設置在一起的第二電極組720也可位於該智能手機的背面上。

在電子設備700的操作中，第一電極組710被佈置為接觸人體的第一位置，而與光學傳感器726設置在一起的第二電極組720被佈置為接觸人體的第二位置，以接收或獲得多個生理信號，特別地，通過兩個接觸位置同時獲得至少兩種類型的生理信號。進而，本發明提供的電子設備根據該至少兩種類型的生理信號能夠同時確定出或獲得至少兩種生理特徵。類似於第4圖中所示的示例，用戶可以將左手大拇指放在與光學傳感器726設置在一起的第二電極組720上，並將右手大拇指放在第一電極組710上。在如第7圖所示的實施例中，第一電極組710和第二電極組720被佈置為提供第一類型的生理信號，例如，電子設備700內的處理器（未示出）根據來自第一電極組710和第二電極組720的生理信號產生ECG信號（例如，導聯I ECG信號）；光學傳感器726可以包括光電二極管和內置在屏幕中的發光二極管728，發光二極管728可以向用戶的左手大拇指產生光，光電二極管接收反射光以產生第二類型的生理信號，例如，電子設備700內的處理器根據來自光學傳感器726的生理信號產生PPG信號。通過分析ECG信號和PPG信號，例如，分析ECG信號和PPG信號的波形和周期，可以同時獲得至少兩種生理特徵，且該生理特徵可以顯示在電子設備700的屏幕上，以供用戶參考。例如，該至少兩種生理特徵可以包括心臟健康狀況（如ECG），心率，血氧飽和度（SpO2），血壓，和/或其它信息，如生物阻抗，體脂肪，體肌（body muscle），溫度，血液含量分析，和/或組織含量濃度（StO2，膠原蛋白，黑色素，水......等）。

第8圖是根據本發明第五實施例示出的電子設備800的示意圖。電子設備800包括第一電極組810、與光學傳感器826設置在一起的第二電極組820。在本實施例中，電子設備800是手錶，第一電極組810內置在手錶的內側（inner side），以及，光學傳感器826位於第二電極組820內。

在電子設備800的操作中，第一電極組810被佈置為接觸人體的第一位置，與光學傳感器826設置在一起的第二電極組820被佈置為接觸人體的第二位置，以接收多個生理信號，進而同時確定至少兩種生理特徵。以第9圖為例，用戶可以將右手食指放在與光學傳感器826設置在一起的第二電極組820上。在第8圖和第9圖所示的實施例中，第一電極組810和第二電極組820被佈置為提供第一類型的生理信號，例如，電子設備800內的處理器（未示出）根據來自第一電極組810和第二電極組820的生理信號產生ECG信號。光學傳感器826可以包括光發射器和光電二極管，光發射器向用戶的左手食指產生光，光電二極管接收反射光以產生第二類型的生理信號，以及，電子設備800內的處理器根據來自光學傳感器826的生理信號產生PPG信號。通過分析ECG信號和PPG信號，例如，分析ECG信號和PPG信號的波形和周期，可以同時獲得至少兩種生理特徵，且該生理特徵可以顯示在電子設備800的屏幕上，以供用戶參考。例如，該至少兩種生理特徵可以包括心臟健康狀況（如ECG），心率，血氧飽和度（SpO2），血壓，和/或其它信息，如生物阻抗，體脂肪，體肌（body muscle），溫度，血液含量分析，和/或組織含量濃度（StO2，膠原蛋白，黑色素，水......等）。

簡而言之，在本發明的生物傳感器配置中，光學傳感器與一電極組構建在一起，使得用戶可以簡單地將兩個手指（或任意的兩個身體位置）放在電子設備上就能夠同時獲得至少兩種生理特徵。因此，該生物傳感器配置更便於用戶獲得許多的生理特徵。

雖然已經對本發明實施例及其優點進行了詳細說明，但應當理解的係，在不脫離本發明的精神以及申請專利範圍所定義的範圍內，可以對本發明進行各種改變、替換和變更，例如，可以通過結合不同實施例的若干部分來得出新的實施例。所描述的實施例在所有方面僅用於說明的目的而並非用於限制本發明。本發明的保護範圍當視所附的申請專利範圍所界定者為准。所屬技術領域中具有通常知識者皆在不脫離本發明之精神以及範圍內做些許更動與潤飾。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100、300、500、700、800‧‧‧電子設備

110、310、510、710、810‧‧‧第一電極組

120、320、520、720、820‧‧‧第二電極組

122、124‧‧‧電極

126、326、526、726、826‧‧‧光學傳感器

130‧‧‧處理器

728‧‧‧發光二極管

第1圖是根據本發明第一實施例示出的電子設備的示意圖。第2圖根據本發明一實施例示出了如何使用第1圖所示的電子設備。第3圖是根據本發明第二實施例示出的電子設備的示意圖。第4圖根據本發明一實施例示出了如何使用第3圖所示的電子設備。第5圖是根據本發明第三實施例示出的電子設備的示意圖。第6圖根據本發明一實施例示出了如何使用第5圖所示的電子設備。第7圖是根據本發明第四實施例示出的電子設備的示意圖。第8圖是根據本發明第五實施例示出的電子設備的示意圖。第9圖根據本發明一實施例示出了如何使用第8圖所示的電子設備。

Claims

一種電子設備，包括：第一電極組，包括至少一個電極；以及，與光學傳感器設置在一起的第二電極組，該第二電極組包括至少一個電極；其中，該第一電極組被佈置為接觸人體的第一位置，以及，與該光學傳感器設置在一起的該第二電極組被佈置為接觸人體的第二位置，以通過兩個接觸位置同時獲得至少兩種類型的生理信號。
根據申請專利範圍第1項所述之電子設備，其中，該第二電極組位於該光學傳感器的外圍區域；或者，該光學傳感器位於該第二電極組內。
根據申請專利範圍第1項所述之電子設備，其中，該第一電極組被佈置為接觸人體的右半身和左半身中的一者，以及，與該光學傳感器設置在一起的該第二電極組被佈置為接觸人體的右半身和左半身中的另一者；或者，該第一電極組被佈置為接觸右手和左手中的一者，以及，與該光學傳感器設置在一起的該第二電極組被佈置為接觸右手和左手中的另一者；或者，該第一電極組被佈置為接觸右手和左手中的一者的手指或大拇指，以及，與該光學傳感器設置在一起的該第二電極組被佈置為接觸右手和左手中的另一者的手指或大拇指。
根據申請專利範圍第1項所述之電子設備，其中，該電子設備還包括：處理器，耦接於該第一電極組、該第二電極組和該光學傳感器，用於根據來自該第一電極組和該第二電極組的生理信號產生心電圖（ECG）信號，與此同時，根據來自該光學傳感器的生理信號產生光體積脈搏波圖（PPG）信號。
根據申請專利範圍第4項所述之電子設備，其中，該處理器還用於對該ECG信號和該PPG信號進行分析，以同時獲得至少兩種生理特徵。
根據申請專利範圍第5項所述之電子設備，其中，該至少兩種生理特徵包括ECG，心率，血氧飽和度（SpO2），血壓，生物阻抗，體脂肪，體肌，溫度，血液含量分析和組織含量濃度中的至少兩者。
根據申請專利範圍第1項所述之電子設備，其中，該電子設備為智能手機，平板，便攜式電腦，手錶，裝飾品，可穿戴設備或貼片。
根據申請專利範圍第1項所述之電子設備，其中，該電子設備為智能手機，該第一電極組位於該智能手機的側面、正面或背面上，以及，與該光學傳感器設置在一起的該第二電極組位於該電子設備的背面上。
根據申請專利範圍第1項所述之電子設備，其中，該電子設備為智能手機，以及，與該光學傳感器設置在一起的該第二電極組及該第一電極組位於該智能手機的正面上。
根據申請專利範圍第1項所述之電子設備，其中，該至少兩種類型的生理信號中的一種生理信號是需要至少兩個接觸位置才能獲得的。