生理信号检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明为一种生理信号检测装置，尤其涉及一种利用光学装置来检测人体生理信号的检测装置。
【背景技术】
[0002]随着光学检测技术的演进，利用光学检测可达到的功能越来越多，检测人体的生理信号则为其中的一种。以检测心跳为例，心脏的跳动会带动血液的流动，进而造成血压周期性的变化，而血管的压力变化会改变血管的管径大小，故血压周期性的变化会使得血管的管径呈连续性的变化，因此，利用光学检测血管的管径的变化，可记录利用光源照射血管的反射光的光线变化，进而计算出心跳值。其余生理信号例如血氧饱和度、血压等，亦均可利用光学检测获得血管或血液的信号，进一步计算出所需的生理信号值。
[0003]现有技术的生理信号检测装置包含有至少一光源及一光检测单元，光源提供光线，光线穿过人体表皮并照射至血管后，反射光再穿过人体表皮并由光检测单元接收，光检测单元将所接收到的反射光并转换为感测信号后，再由处理单元来加以计算出所需的生理信号值。
[0004]然而，请参阅图5所示，光源所照射出的光线，在照射到血管的路径上会通过血管以外的物件，例如表皮组织等，该些物件亦会形成反射光而一并被光检测单元60所接收，由于单一光检测单元60接收来自各方向的反射光，故照射血管的反射光信号以及血管以外物件的反射光信号均被同一光检测单元60所接收，因此光检测单元60仅能将所接收到的所有反射光加总转换为感测信号，如此一来，该感测信号中虽然包含了欲测量的血管连续性变化或血液信号值，但也包含了其余杂讯(噪声)，则后续处理单元以此为依据加以运算所得出的生理信号将会有失准确。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的在于针对现有技术的缺失进行研发而提供一种生理信号检测装置，以期能将杂讯(噪声)排除在外，而改善现有技术中所获得生理信号失准的问题。
[0006]为达到上述的发明目的，本发明所采用的技术手段为设计一种生理信号检测装置，包括:
[0007]一第一光源，用以提供一第一光线；
[0008]—光检测单元，包含有一感测器阵列，该感测器阵列具有多个第一光线感测元件，该感测器阵列用以检测该第一光源投射该第一光线至使用者的身体部位所产生的反射光，以产生一第一感测信号；
[0009]一透镜，盖设于该光检测单元上，该感测器阵列通过该透镜检测该第一光线的反射光;
[0010]—处理单元，与该光检测单元连接，用以依据该第一感测信号来计算使用者的心跳值；
[0011]—控制单元，与该第一光源、该光检测单元及该处理单元连接，用以控制该第一光源的开启与关闭、控制该光检测单元的感测操作、及控制该处理单元的信号处理操作。
[0012]本发明的优点在于，藉由感测器阵列的设置，而能使来自不同方向的光线由不同光线感测元件所接收，故控制单元可依据所获得的信号的大小、频率等性质，来判断信号为所欲获得的信号或是杂讯，则可选择不使用被判断接收到杂讯的光线感测元件的信号值，而仅采用接收到所欲信号的光线感测元件的信号值，故可有效排除杂讯的影响，进而提高测量生理信号的准确度。
[0013]以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的结构实施状态示意图；
[0015]图2为本发明的电路图；
[0016]图3为本发明的光检测单元示意图；
[0017]图4为本发明的接收反射光路径示意图；
[0018]图5为现有技术的接收反射光路径示意图。
[0019]其中，附图标记
[0020]10第一光源11第二光源
[0021]20光检测单元21感测器阵列
[0022]211光线感测元件22可见光检测单元
[0023]23红外光检测单元24暗感测单元
[0024]30透镜40处理单元
[0025]41相关双取样电路42放大器
[0026]43相加电路44类比数位转换电路
[0027]45暗电流补偿电路46数位处理电路
[0028]47串列介面50控制单元
[0029]51时序控制器52红外线发光二极管驱动器
[0030]53电压调节器54时脉产生器
[0031]55控制暂存器56电源控制电路
[0032]57中断电路60光检测单元
【具体实施方式】
[0033]以下配合附图及本发明的实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。
[0034]请参阅图1及图2所示，本发明的生理信号检测装置包含有一第一光源10、一光检测单元20、一透镜30、一处理单元40及一控制单元50。
[0035]前述的第一光源10用以提供一第一光线，该第一光线可为红外光。进一步而言，可包含有一第二光源11，用以提供一第二光线，该第二光线的波长与该第一光线的波长不同，该第二光线可为绿光。若应用于心跳检测或血压检测时，可仅单独使用该第一光源10或该第二光源11 ;若应用于血氧饱和度检测时，需使用波长不同的该第一光源10及该第二光源11。
[0036]该光检测单元20包含有一感测器阵列21，该感测器阵列21具有多个光线感测元件211，各光线感测元件211用以检测该第一光线投射至使用者的身体部位所产生的反射光，并产生相对应的感测信号。
[0037]请参阅图3所示，在一实施例中，感测器阵列21可包含MxN个光线感测元件211，其中Μ与N为正整数，感测器阵列21可为一主动式像素感测器阵列。光线感测元件211可包含有多个第一光线感测元件及多个第二光线感测元件，第一光线感测元件用以检测第一光线的反射光，而第二光线感测元件用以检测第二光线的反射光。在一实施例中，该光检测单元20可进一步包含有一可见光检测单元22、一红外光检测单元23、及一暗感测单元24。可见光检测单元22设置于感测器阵列21的周边，用以进行环境光感测(ambientlight sensing)与色彩感测(color sensing)的至少其一；暗感测单元24设置于感测器阵列21的周边，用以产生一参考信号供暗电流补偿(dark/black current compensat1n)之用；以及红外光检测单元23设置于感测器阵列21的周边，用以进行近接感测(proximitysensing)、物件位置检测与手势检测的至少其一。于本实施例中，暗感测单元24设置于可见光检测单元22的外围，红外光检测单元23设置于暗感测单元24的外围，然而，此仅供说明之需，并非用来作为本发明的限制。举例来说，将红外光检测单元23设置于可见光检测单元22与感测器阵列21之间亦不影响其功能。
[0038]前述的透镜30盖设于该光检测单元20上，该光检测单元20通过该透镜30检测光线。
[0039]前述的处理单元40与该光检测单元20连接，用以处理该光检测单元20的感测信号，进而计算出所需的生理信号值，例如心跳、血氧饱和度、血压等。在一实施例中，该处理单元40可包含(但不限于)一相关双取样电路(correlated double samplingcircuit, CDS circuit) 41、一放大器42、一相加电路43、一模拟数字转换器44、一暗电流补偿电路(dark/black current compensat1n circuit)45、一数字处理电路 46 以及一串行接口 (serial interface, serial I/F) 47 (例如，双线内部整合电路(two wir