應(yīng)用生理特征的個(gè)人化控制系統(tǒng)和其操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于一種控制系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種應(yīng)用生理特征的個(gè)人化控制系統(tǒng)及其操作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光學(xué)式血氧飽和儀(pulse oximeter)利用非侵入式的方式來(lái)檢測(cè)使用者的血氧濃度和脈搏數(shù)，其可產(chǎn)生紅光光束(波長(zhǎng)約660奈米)和紅外光光束(波長(zhǎng)約910奈米)穿透待測(cè)部位，并利用帶氧血紅素(oxyhemoglobin)和去氧血紅素(Deoxyheamo-globin)對(duì)特定光譜具有不同吸收率的特性以檢測(cè)穿透光的光強(qiáng)度變化，例如參照美國(guó)專利第7，072，701 號(hào)，標(biāo)題為血氧濃度的監(jiān)測(cè)方式(Method for spectrophotometric bloodoxygenat1n monitoring)。檢測(cè)出兩種波長(zhǎng)的穿透光的光強(qiáng)度變化后，例如光體積變化(Photoplethysmograph)信號(hào)或稱作PPG信號(hào)(PPG signal),再以下列公式計(jì)算血氧濃度，血氧濃度=100% X [Hb02]/([Hb02] + [Hb]);其中，[Hb02]表示帶氧血紅素濃度；[Hb]表示去氧血紅素濃度。
[0003]一般血氧飽和儀所檢測(cè)到的兩種波長(zhǎng)的穿透光的光強(qiáng)度會(huì)隨著心跳而呈現(xiàn)強(qiáng)弱變化，這是由于血管會(huì)隨著心跳而不斷地?cái)U(kuò)張和收縮而使得光束所通過(guò)的血液量改變，進(jìn)而改變光能量被吸收的比例。藉此，根據(jù)不斷變化的光強(qiáng)度信息則可計(jì)算血液對(duì)不同光譜的吸收率，并可據(jù)此求得光體積變化信號(hào)。針對(duì)光體積變化信號(hào)進(jìn)一步分析，可求得例如心跳變異分析(HRV)和加速度脈波容積分析(SDPPG)等生理特征。
[0004]此外，另一種電極式生理信號(hào)量測(cè)通過(guò)量測(cè)生物電信號(hào)來(lái)量測(cè)心跳變異分析(HRV)、腦電波(EEG)、皮膚電位反應(yīng)(GSR)、心電信號(hào)(ECG)和肌電信號(hào)(EMG)等生理特征。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提出一種應(yīng)用生理特征的個(gè)人化控制系統(tǒng)和其操作方法，其中所述個(gè)人化控制系統(tǒng)例如包含智慧控制系統(tǒng)、安全控制系統(tǒng)和互動(dòng)式控制系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明提供一種個(gè)人化控制系統(tǒng)，包含檢測(cè)裝置和控制主機(jī)。所述檢測(cè)裝置用以檢測(cè)生理特征并據(jù)此識(shí)別使用者身份，并根據(jù)所述使用者身份輸出身份信號(hào)。所述控制主機(jī)用以接收所述身份信號(hào)并據(jù)此進(jìn)行所述使用者身份相關(guān)的個(gè)人化控制。
[0007]本發(fā)明還提供一種個(gè)人化控制系統(tǒng)的操作方法。所述個(gè)人化控制系統(tǒng)包含檢測(cè)裝置和控制主機(jī)通過(guò)無(wú)線通信相互耦接。所述操作方法包含:以所述檢測(cè)裝置檢測(cè)生理特征；比對(duì)所述生理特征與預(yù)存生理特征信息以識(shí)別使用者身份；以及以所述控制主機(jī)根據(jù)所述使用者身份進(jìn)行個(gè)人化控制。
[0008]本發(fā)明還提供一種個(gè)人化控制系統(tǒng)，包括手環(huán)、移動(dòng)裝置和控制主機(jī)。所述手環(huán)用以檢測(cè)第一生理信號(hào)。所述移動(dòng)裝置用以根據(jù)所述第一生理信號(hào)產(chǎn)生生理特征，比對(duì)所述生理特征與預(yù)存生理特征信息以識(shí)別使用者身份，并根據(jù)所述使用者身份輸出身份信號(hào)。所述控制主機(jī)用以接收所述身份信號(hào)并據(jù)此進(jìn)行所述使用者身份相關(guān)的個(gè)人化控制。
[0009]為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯，下文將配合所附圖示，詳細(xì)說(shuō)明如下。此外，在本發(fā)明的說(shuō)明中，相同的構(gòu)件以相同的符號(hào)表示，在此先述明。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1A為本發(fā)明實(shí)施例的個(gè)人化控制系統(tǒng)的方塊圖；
[0011]圖1B為圖1A的個(gè)人化控制系統(tǒng)的操作示意圖；
[0012]圖2A為本發(fā)明實(shí)施例的個(gè)人化控制系統(tǒng)的方塊圖；
[0013]圖2B為圖2A的個(gè)人化控制系統(tǒng)的操作示意圖；
[0014]圖3A為本發(fā)明一實(shí)施例的生理檢測(cè)模組的方塊圖；
[0015]圖3B為本發(fā)明實(shí)施例的生理檢測(cè)模組的操作示意圖；
[0016]圖4為本發(fā)明實(shí)施例的薄型生理檢測(cè)模組的示意圖；
[0017]圖5為本發(fā)明實(shí)施例的生理檢測(cè)模組的感測(cè)區(qū)塊的上視圖；
[0018]圖6A和6B為本發(fā)明實(shí)施例的生理檢測(cè)模組的上視圖；
[0019]圖7A和7B為本發(fā)明實(shí)施例的生理檢測(cè)模組的薄型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖視圖；以及
[0020]圖8為本發(fā)明實(shí)施例的個(gè)人化控制系統(tǒng)的操作方法的流程圖。
[0021]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0022]1、1’檢測(cè)裝置
[0023]10、10’檢測(cè)模組
[0024]12身份識(shí)別單元
[0025]13接收單元
[0026]14存取單元
[0027]142數(shù)據(jù)庫(kù)
[0028]16輸出界面
[0029]16’發(fā)射單元
[0030]101光源模組
[0031]101a、101b光源
[0032]102基板
[0033]102S基板表面
[0034]103感測(cè)像素
[0035]103A感測(cè)區(qū)塊
[0036]104薄型半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)
[0037]105接點(diǎn)
[0038]106控制模組
[0039]109電源模組
[0040]201晶片
[0041]201S晶片表面
[0042]203平坦層
[0043]205抗刮層
[0044]9控制主機(jī)
[0045]S皮膚表面
[0046]Sd檢測(cè)面
[0047]SP身份信號(hào)
[0048]SB生理信號(hào)
[0049]S51-S53步驟
[0050]PPG檢測(cè)信號(hào)
【具體實(shí)施方式】
[0051]本發(fā)明提供一種個(gè)人化控制系統(tǒng)，其包含檢測(cè)裝置和控制主機(jī)。所述檢測(cè)裝置適用于穿戴式和/或可攜式配件，例如，但不限于，手表、手環(huán)、腳環(huán)、項(xiàng)圈、眼鏡、耳機(jī)和手機(jī)等可與人體肌膚直接接觸的配件。所述控制主機(jī)可包含微控制器(MCU)或中央處理單元(CPU)或可為電腦系統(tǒng)或中央控制系統(tǒng)等，其可直接或通過(guò)網(wǎng)路有線或無(wú)線地控制家電、供電系統(tǒng)、車用裝置、保安系統(tǒng)、警示裝置等的操作。本發(fā)明實(shí)施例的個(gè)人化控制系統(tǒng)通過(guò)所述檢測(cè)裝置檢測(cè)使用者的至少一個(gè)生理特征以做為身份識(shí)別的依據(jù)，并將身份信號(hào)傳送至所述控制主機(jī)以進(jìn)行個(gè)人化控制；其中，所述個(gè)人化控制例如可為根據(jù)使用者過(guò)去的使用紀(jì)錄或設(shè)定進(jìn)行自動(dòng)控制，或者是確認(rèn)所述使用者的存在以進(jìn)行預(yù)設(shè)裝置的啟閉等。
[0052]某些實(shí)施例中，生理特征包含血氧濃度、心跳變異分析和加速度脈波容積分析(second derivative of Photoplethysmogram)至少其中的一者；其中，所述生理特征可針對(duì)所述檢測(cè)裝置所檢測(cè)的光體積變化信號(hào)(即PPG信號(hào))進(jìn)一步處理而求得，其計(jì)算方式屬于既有技術(shù)，故于此不再贅述。發(fā)明人注意到，心跳變異分析和加速度脈波容積分析因人而異，因此可做為身份識(shí)別的依據(jù)。此外，血氧濃度會(huì)隨使用者的身體狀況而變化，例如于疲勞狀態(tài)下會(huì)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的變化，因此通過(guò)持續(xù)監(jiān)控血氧濃度，則可根據(jù)監(jiān)控結(jié)果與使用者進(jìn)行互動(dòng)式控制。
[0053]某些實(shí)施例中，相應(yīng)所述控制主機(jī)所連接的控制系統(tǒng)，所述個(gè)人化控制包括家電操作控制、供電系統(tǒng)控制、車用裝置控制、保安系統(tǒng)控制、警示裝置控制其中的至少一者。
[0054]例如，當(dāng)控制主機(jī)接收來(lái)自檢測(cè)裝置的身份信號(hào)時(shí)，所述控制主機(jī)可用以控制家電裝置的設(shè)定、調(diào)整、輸出強(qiáng)度、方向性、啟閉等以進(jìn)行智慧型控制。例如特定區(qū)域的電燈啟閉或強(qiáng)度調(diào)整、特定區(qū)域的空調(diào)啟閉或強(qiáng)度調(diào)整、電視或音響的頻道選擇等，但并不以此為限。
[0055]例如，當(dāng)控制主機(jī)接收來(lái)自檢測(cè)裝置的身份信號(hào)時(shí)，所述控制主機(jī)可用以控制供電系統(tǒng)的啟閉等以進(jìn)行智慧型控制。例如特定區(qū)域或特定設(shè)備的電力供給等，但并不以此為限。
[0056]例如，當(dāng)控制主機(jī)接收來(lái)自檢測(cè)裝置的身份信號(hào)時(shí)，所述控制主機(jī)可用以控制車用裝置的設(shè)定、調(diào)整、輸出強(qiáng)度、方向性、啟閉等以進(jìn)行智慧型控制。例如門鎖啟閉、空調(diào)強(qiáng)度和方向設(shè)定、座椅位置設(shè)定、鏡面角度設(shè)定、收音機(jī)頻道設(shè)定等，但并不以此為限。
[0057]例如，當(dāng)控制主機(jī)接收來(lái)自檢測(cè)裝置的身份信號(hào)時(shí)，所述控制主機(jī)可用以控制保安系統(tǒng)