用于感测生物信号的触摸面板设备和使用其的方法与流程

本申请请求于2015年8月24日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0118874号的优先权，其公开通过整体引用被合并于此。

技术领域

与示例性实施例一致的设备和方法涉及使用触摸面板来感测生物信号和获取关于用户的呼吸的信息。

背景技术：

肺活量计可被用于获取关于人的呼吸的信息。用户可通过在将连接到肺活量计的管手持在他/她嘴里或戴着呼吸面具的同时吸气呼气来使用肺活量计测量呼吸信号。

技术实现要素：

一个或更多个示例性实施例提供一种使用一对电极层从用户处获得生物信号的触摸面板设备和基于生物信号获取关于呼吸的信息的方法，所述电极层感测用户的触摸输入信号。

根据示例性实施例的一方面，提供一种用于感测生物信号的触摸面板设备，包括：触摸面板，被配置为基于通过触摸面板的用户输入的触摸来感测用户的生物信号；检测器，被配置为从感测的生物信号中检测呼吸信号；处理器，被配置为基于所检测的呼吸信号的特性来获取关于用户的呼吸的信息。

触摸面板可包括一对电极层并被配置为基于电极层对中的电容来感测生物信号，并且，所述电容可根据用户的呼吸而变化。

触摸面板可包括一对电极层，并且，该对电极层可包括：第一电极层，被划分成与致动器和传感器相对应的多个区域；以及第二电极层，被配置为阻挡噪声进入第一电极层。

检测器可包括：带通滤波器，被配置为使感测到的生物信号中的呼吸频带的信号通过；以及至少一个噪声去除滤波器，被配置为从通过的信号中去除噪声。

处理器可检测呼吸信号的峰值，测量所检测的峰值之中相邻峰值之间的时间间隔，并基于测量的时间间隔来确定用户的呼吸速率。

处理器可检测呼吸信号的峰值，测量所检测的峰值之中的每个呼吸周期的最小峰值和吸气之后的最大峰值之间的斜率，并基于测量的斜率来确定用户的呼吸强度。

处理器可检测呼吸信号的峰值，测量与每个呼吸周期的吸气和呼气相应的区域的面积，并基于测量的面积来确定用户的呼吸量。

处理器可比较用户锻炼前后的呼吸信号，以确定锻炼期间施加到用户的锻炼负荷或关于恢复速度的信息，其中，锻炼后的呼吸速率以所述恢复速度返回至运动前的呼吸速率。

触摸面板设备可进一步包括反馈单元，被设置为反向放大通过从生物信号中去除呼吸信号而获得的呼吸去除信号，并输出反向放大的呼吸去除信号，其中，触摸面板接收呼吸去除信号作为负反馈，以调节生物信号。

触摸面板设备可与用户终端互操作，并被配置为向用户终端发送关于呼吸信号的信息。

根据另一示例性实施例的一方面，提供了一种通过触摸面板设备获取关于用户的呼吸的信息的方法，其中，包括：基于由触摸面板设备感测的用户的触摸来感测用户的生物信号；从感测的生物信号中检测呼吸信号；以及基于所检测的呼吸信号来获取关于用户的呼吸的信息。

感测生物信号可包括基于包括在触摸面板设备中的电极对中的电容来感测生物信号，并且，所述电容可根据用户的呼吸而变化。

感测生物信号可包括使用第一电极层和第二电极层来感测生物信号，其中，所述第一电极层被划分成多个区域并被配置为作为致动器和传感器而操作，所述第二电极层被配置为作为阻挡噪声进入第一电极层的屏蔽而操作。

检测呼吸信号可包括：使在感测的生物信号之中的呼吸频带中的信号通过；阻挡在感测的生物信号之中的呼吸频带之外的信号；以及从通过的信号中去除噪声。

获取信息可包括：检测呼吸信号的峰值；测量检测到的峰值之中相邻峰值之间的时间间隔；以及基于测量的时间间隔来确定用户的呼吸速率。

获取信息可包括：检测呼吸信号的峰值；测量所检测的峰值之中的每个呼吸周期的最小峰值和吸气之后的最大峰值之间的斜率；并基于测量的斜率来确定用户的呼吸强度。

获取信息可包括：检测呼吸信号的峰值；测量与每个呼吸周期的吸气和呼气相对应的区域的面积；以及基于测量的面积来确定用户的呼吸量。

获取信息可包括：比较用户锻炼前后的呼吸信号，以确定在锻炼期间施加到用户的锻炼负荷或锻炼后的呼吸速率返回至锻炼前的呼吸速率的恢复速度。

感测生物信号可包括接收呼吸去除信号作为负反馈以调节生物信号，其中，所述呼吸去除信号是通过从生物信号中去除呼吸信号获得的。

根据另一示例性实施例的一方面，提供一种存储可由计算机运行以执行以上描述的方法的程序的非瞬时性计算机可读存储介质。

根据另一示例性实施例的一方面，提供一种触摸面板设备，包括：触摸面板，被配置为感测用户的触摸，并响应于触摸面板设备处于呼吸测量模式而把触摸识别为生物信号；检测器，被配置为检测预定时间段内生物信号的最大峰值的数量；以及处理器，被配置为基于所检测的最大峰值的数量来确定用户的呼吸速率。

触摸面板设备可被配置为存储用户的年龄信息，并且，处理器可被进一步配置为基于确定的呼吸速率和年龄信息来确定用户的健康情况。

附图说明

通过参照附图描述一些示例性实施例，上述和/或其它方面将更加清楚，其中：

图1是示出根据示例性实施例的触摸面板设备的框图；

图2是示出根据示例性实施例的触摸面板设备的操作的视图；

图3是示出根据示例性实施例的包括在触摸面板设备中的触摸面板的视图；

图4是示出根据示例性实施例的包括在触摸面板设备中的检测器的视图；

图5A和图5B示出根据示例性实施例的根据包括在触摸面板设备中的检测器的操作的滤波前后的呼吸信号；

图6是示出根据示例性实施例的包括在触摸面板设备中的处理器的操作的视图；

图7A至图7D是示出根据示例性实施例的通过包括在触摸面板设备中的处理器来获取关于用户的呼吸速率的信息的过程的视图；

图8A至图8C是示出根据另一示例性实施例的通过包括在触摸面板设备中的处理器来获取关于用户的呼吸强度的信息的过程的视图；

图9A至图9C是示出根据另一示例性实施例的通过包括在触摸面板设备中的处理器来获取关于用户的呼吸量的信息的过程的视图；

图10是示出根据另一示例性实施例的触摸面板设备的框图；

图11是示出根据另一示例性实施例的触摸面板设备的操作的视图；

图12是示出根据示例性实施例的使用触摸面板设备来获取关于用户的呼吸的信息的方法的流程图；

图13是示出根据示例性实施例的在使用触摸面板设备来获取关于用户的呼吸的信息的方法中获取关于用户的呼吸的信息的操作的详细流程图；

图14是示出根据另一示例性实施例的在使用触摸面板设备来获取关于用户的呼吸的信息的方法中获取关于用户的呼吸的信息的操作的详细流程图；以及

图15是示出根据另一示例性实施例的在使用触摸面板设备来获取关于用户的呼吸的信息的方法中获取关于用户的呼吸的信息的操作的详细流程图。

具体实施方式

以下参照附图更详细地描述示例性实施例。

在接下来的描述中，即使是在不同的附图中，类似的附图参考标号也用于类似的元件。在本说明书中限定的主题(诸如，详细的结构和元件)被提供以帮助全面理解示例性实施例。但是，显然的是，示例性实施例可被实践而无需那些特别限定的主题。并且，因为公知功能或结构会使在不必要的细节上模糊本说明，所以不对它们进行详细描述。

当在此处使用时，术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任何和所有组合。诸如“……中的至少一个”的表述，当在元素名录后面时，修饰整个元素名录，而不修饰名录中的单个元素。

在本申请中，术语“包括”和“包含”不应被解释为必须包括此处公开的所有元件或步骤，并且，应被解释为不包括其中的一些元件或步骤，或应被解释为进一步包括额外的元件或步骤。

尽管第一、第二等术语可被用于描述各种元素，但是这些元素不应被这些术语限制。上述术语仅用于把一个组件与其它组件区分开。

在本说明书中，术语“生物信号”整体指在人体中感测到或由人体诱发的信号，并且从概念上包括生物电信号或生物阻抗信号。生物电信号是由神经细胞或肌肉细胞产生的电流或电压形式的信号。例如，心电图、肌动电流图或脑电图信号与生物电信号相应。生物阻抗信号是由压降产生的信号，其中，当特定电流被施加在组织上时，由组织的阻抗导致所述压降。生物阻抗信号可提供关于组织的成分、血液量和血液分布的重要信息。例如，可使用生物阻抗信号来测量身体脂肪。

此处使用的术语“触摸面板设备”意指当用户用他/她的身体部分接触设备的屏幕时用于感测信号的设备，并且整体指应用触摸面板——诸如，触摸屏、触摸板等——的所有类型的设备。触摸面板设备可以是诸如智能电话的移动终端或诸如智能眼镜或智能手表的可穿戴装置，但并不限于此。当用户的身体部分与在装有触摸面板的显示单元上显示的文本或图像接触时，触摸面板设备可根据屏幕上的接触点来识别用户所选择的项目，处理与所选择的项目相对应的命令，并在屏幕上显示用户想要的信息。触摸面板设备可以各种方式被实施，诸如电容类型、电阻类型等。

一个或更多个示例性实施例涉及一种用于感测生物信号的触摸面板设备和一种使用所述触摸面板设备来获取关于用户的呼吸的信息的方法。

图1是示出根据示例性实施例的触摸面板设备100的框图。因此，本领域技术人员应理解：除图1中显示的元件以外，可能还包括其它通用元件。

触摸面板设备100可控制触摸面板设备100的操纵或基于用户的触摸输入信号来感测用户的生物信号。为此目的，触摸面板设备100可具有两个操作模式，即，操纵模式和测量模式。操纵模式意指基于触摸输入信号来操纵触摸面板设备100的屏幕的模式。测量模式意指基于触摸输入信号来感测并测量生物信号的模式。触摸面板设备100可具有包括操纵模式和测量模式的至少两个操作模式。

触摸面板设备100可基于模式切换请求或来自用户的触摸输入信号来执行模式切换。此外，触摸面板设备100可识别悬停(hover)信号，以在操纵模式下或测量模式下操作。因此，当用户直接接触触摸面板时，触摸输入信号可被产生，并且，当通过用户在触摸面板上方移动他/她的身体部分来产生悬停信号时，触摸输入信号也可被产生。

在操纵模式下，触摸面板设备100可基于由用户输入到屏幕的触摸输入信号来处理并显示屏幕。例如，当用户用两根手指触摸触摸面板设备100的屏幕以执行捏扩手势(例如，展扩(pinch-in)手势和捏缩(pinch-out)手势)时，触摸面板设备100可感测与用户的捏扩手势相对应的触摸输入信号，以增大或减小屏幕的尺寸，然后显示屏幕。当用户把两根手指并拢在一起放在屏幕上并移动两根手指使其分开而不把手指抬离屏幕时，触摸面板设备100可识别展扩手势被输入，并放大显示在屏幕上的图像。另一方面，当用户把两根手指相互分开放在屏幕上，并把两根手指朝向彼此移动而不把手指抬离屏幕时，触摸面板设备100可识别捏缩手势被输入，并缩小显示在屏幕上的图像。在另一个例子中，当用户在触摸面板设备100的屏幕上用他/她的两根手指执行捏扩手势时，触摸面板设备100可感测与用户的捏扩手势相对应的悬停信号，以增大或减小屏幕的尺寸，然后显示屏幕。

在测量模式下，触摸面板设备100可基于由用户输入到屏幕的触摸输入信号来感测并测量生物信号。例如，当用户的身体部分接触触摸面板设备100的屏幕的同时但在特定时间中没有移动身体部分时，触摸面板设备100可基于由接触屏幕的身体部分导致的电场变化来感测生物信号。

参照图1，触摸面板设备100包括触摸面板110、检测器120和处理器130。

当触摸面板设备100在测量模式下操作时，触摸面板110可基于用户的触摸输入信号来感测生物信号。例如，当触摸面板110接触用户的第一身体部分时，触摸面板设备100可在测量模式下操作，并且触摸面板110可感测来自用户的第一身体部分的生物信号。在这种情况下，用户的第一身体部分可以是胸部。从用户的胸部感测到的生物信号可基于电容，其中，电容的变化可与根据呼吸的用户的胸腔的体积变化相对应。即使触摸面板110没有直接接触胸部，所述生物信号也可被感测。

在触摸面板设备100中，检测器120可从感测的生物信号中检测呼吸信号。检测器120可从感测的生物信号中滤波出与呼吸信号相对应的频带中的信号，从滤波后的信号中去除噪声，并把去除的结果作为呼吸信号输出。

在触摸面板设备100中，处理器130可基于所检测的呼吸信号的特征来获取关于用户呼吸的信息。处理器130可从由检测器120所检测的呼吸信号中检测用户吸气后的最大峰值和用户呼气后的最小峰值，并且可识别每个呼吸周期中的呼吸信号的特征，其中，所述呼吸周期是吸气和呼气的组合。处理器130可基于呼吸信号的特征来获取关于用户呼吸的信息。

当触摸面板设备100的操作模式被切换至操纵模式时，触摸面板110可显示关于用户呼吸的信息。处理器130可基于由检测器120所检测的呼吸信号的特征来获取关于用户呼吸的信息。

触摸面板100可将生物信号、呼吸信号和呼吸信息中的至少一个发送到与触摸面板设备100互操作的用户终端。例如，触摸面板设备100可把由触摸面板110感测的生物信号、由检测器120检测的呼吸信号和由处理器130获取的用户呼吸信息中的至少一个发送到用户终端。因此，当使用触摸面板设备100来感测生物信号、检测呼吸信号或获取用户呼吸信息时，用户可通过与触摸面板设备100互操作的用户终端来检查感测的生物信号、所检测的呼吸信号或获取的用户呼吸信息。在使用触摸面板设备100来感测生物信号或检测呼吸信号之后，用户可把感测的生物信号、所检测的呼吸信号或获取的用户呼吸信息发送到与触摸面板设备100互操作的用户终端。用户终端可包括各种装置，诸如移动装置、可穿戴装置、固定装置等。

图2是示出根据示例性实施例的触摸面板设备的操作的视图。

触摸面板设备100的触摸面板110可包括感测用户的触摸输入信号的一对电极层111和112。触摸面板设备100可基于电极层对111和112中的电容来感测生物信号，其中，电容根据用户的呼吸而变化。由于用户的呼吸引起的胸腔的体积变化导致的电容可被引导至包括在触摸面板110中的电极层对111和112。这将在下文中参照图3详细描述。

从触摸面板设备100的触摸面板110输出的生物信号可通过模数转换器(ADC)被转换成数字信号。

触摸面板设备100的检测器120可从生物信号中检测呼吸信号。既然除了呼吸信号外的任何信号或噪声可能包括在输入到检测器120的生物信号中，检测器120可从输入的生物信号中提取呼吸信号。这将在下文中参照图4和图5详细描述。

触摸面板设备100的处理器130可基于所检测的呼吸信号的特征来获取用户呼吸信息。这将在下文中参照图6至图9详细描述。

图3是示出根据示例性实施例的包括在触摸面板设备中的触摸面板的视图。因此，本领域技术人员应理解：除图3中显示的元件以外，可能还包括其它通用元件。

触摸面板110可基于电极层对中的电容来感测生物信号，其中，电容随用户呼吸而变化。触摸面板110可包括至少一对电极层111和112，并且一个电极层对可包括第一电极层111和第二电极层112。每个电极层111和112可以是透明电极层，例如，氧化铟锡(ITO)电极层。绝缘层可被包括在第一电极层111和第二电极层112之间。电极层对111和112中的电容可取决于绝缘层的类型或形式而变化。

当在触摸面板设备100在操纵模式下操作的同时持续施加特定驱动电力时，第一电极层111可被保持与第二电极层112场耦合。当触摸输入信号被施加至第一电极层111时，可基于场耦合的变化来检查触摸输入信号的位置或类型。当触摸面板设备100在测量模式下时，第二电极层112可被连接到地。当第二电极层112被接地时，第二电极层112可操作为对第一电极层111的屏蔽。换言之，当第二电极层112被连接到地时，第二电极层112可操作为阻挡各种噪声被传递到第一电极层111的屏蔽。因此，第一电极层111可感测来自外部的非常小的触摸输入信号，而不用使用由于驱动电力导致的场耦合变化。

当触摸面板设备100在测量模式下时，第一电极层111可被划分成具有各种形状的区域。例如，第一电极层111可被划分成至少两个区域，并且还可被划分成具有不同尺寸的区域。如图3所示，第一电极层111被划分成可分别操作为致动器111a和传感器111b的两个区域。第二电极层112可操作为阻挡噪声进入第一电极层的屏蔽。

图4是示出根据示例性实施例的包括在触摸面板设备中的检测器的视图。因此，本领域技术人员应理解：除图4中显示的元件以外，可能还包括其它通用元件。

触摸面板设备100的检测器120可从生物信号中检测呼吸信号。既然除了呼吸信号外的任何信号或噪声可能包括在输入到检测器120的生物信号中，检测器120可具有从输入的生物信号中提取呼吸信号的子元件。

检测器120可包括：至少一个滤波器，被配置为使生物信号之中与呼吸信号相对应的频带(下文称为呼吸频带)中的信号通过；以及至少一个噪声去除滤波器，被配置为从呼吸频带中的信号中去除噪声。

参照图4，触摸面板设备100的检测器120可包括带通滤波器122、平均值滤波器124、加减器125和中值滤波器126。带通滤波器122可接收输入到检测器120的生物信号，使在呼吸频带(例如，0.2Hz-0.8Hz)中的信号通过，并滤除在呼吸频带以外的信号。平均值滤波器124可输出通过了带通滤波器122的在呼吸频带中的信号的平均值信号。加减器125可从带通滤波器122接收带通信号并从平均值滤波器124接收平均值信号，从带通信号中减去平均值信号，并输出减后的信号。中值滤波器126可接收减后的信号，并且可以把从中去除了噪声的信号输出为呼吸信号。平均值滤波器124和加减器125可被忽略，并且，中值滤波器126可从带通滤波器122中直接接收带通信号。

图5A和图5B示出根据示例性实施例的根据包括在触摸面板设备中的检测器的操作的滤波前后的呼吸信号。

参照图5A和图5B，示出了当用户交替执行三次正常呼吸和节律性呼吸(gasping respiration)时执行滤波前后以从呼吸信号中去除噪声的图形。示出了在从输入到触摸面板设备100的检测器120中的生物信号中提取与呼吸信号相对应的频带中的信号并且针对提取的信号执行滤波以从中去除噪声之前和之后的图形。

可在滤波前的图形中查看用户的呼吸信号的大致形式。但是，可查看到除了呼吸信号外还包括噪声。

可在滤波后的图形中查看从中去除噪声之后的用户的呼吸信号。与滤波前的图形相比，普通呼吸和节律性呼吸时的呼吸信号的峰值可被精确地检查出来。

图6是示出根据示例性实施例的包括在触摸面板设备中的处理器的操作的视图。

触摸面板设备100的处理器130可基于由检测器120所检测的呼吸信号的特征来获取关于用户呼吸的信息。处理器130可从呼吸信号中检测峰值，以识别呼吸信号的特征。处理器130可使用所检测的峰值以获取关于用户的呼吸的各种信息。

处理器130可检测呼吸信号的峰值，测量相邻峰值之间的时间间隔，并基于测量的结果来获取关于用户的呼吸速率的信息。处理器130可从呼吸信号中测量相互相邻的最大峰值之间的时间间隔，并可基于测量的时间间隔来获取关于呼吸速率的信息。可替换地，处理器130可检测当用户休息时特定时间段(例如，60秒)内最大峰值的数目。处理器130可基于根据年龄的平均休息呼吸速率来确定测量的呼吸速率是否在正常范围内。例如，触摸面板设备100可把关于健康成年人的平均呼吸速率存储为12-18次呼吸每分钟，并存储用户的年龄。如果处理器在60秒内检测出15个最大峰值(即，15次呼吸每分钟)，并识别出用户是成年人，处理器130可基于存储的关于健康成年人的平均呼吸速率来确定用户的呼吸速率是正常的。这将在下文中参照图7A至图7D详细描述。

处理器130可检测呼吸信号的峰值，测量每个呼吸周期的最小峰值和吸气之后的最大峰值之间的斜率，并基于测量的结果来获取关于用户的呼吸强度的信息。处理器130可从呼吸信号中测量最小峰值和吸气之后的最大峰值之间的斜率，并且可以基于测量的斜率来获取关于呼吸强度的信息。这将在下文中参照图8A至图8C详细描述。

处理器130可检测呼吸信号的峰值，测量与每个呼吸周期的吸气和呼气相对应的区域的面积，并基于测量的结果来获取关于用户的呼吸量的信息。处理器130可从呼吸信号中测量包括吸气和呼气的一次呼吸的面积，并基于测量的面积来获取关于呼吸量的信息。这将在下文中参照图9A至图9C详细描述。

处理器130可比较在特定时间段内测量的呼吸信号，并基于比较的结果来获取信息。例如，处理器130可比较用户锻炼前后的呼吸信号，并可获取关于在锻炼期间施加到用户的锻炼负荷的信息或关于恢复速度的信息，锻炼后的呼吸以该恢复速度恢复至锻炼前的呼吸。在另一个例子中，处理器130可识别关于用户的呼吸信号的模式，并可基于模式从用户的呼吸信号中评估用户的当前压力状态或紧张程度。

图7A至图7D是示出根据示例性实施例的通过包括在触摸面板设备中的处理器来获取关于用户的呼吸速率的信息的过程的视图。

触摸面板设备100的处理器130可检测呼吸信号的峰值，测量相邻峰值之间的时间间隔，并基于测量的结果来获取关于用户的呼吸速率的信息。

处理器130可从检测器120输出的呼吸信号中检测吸气和呼气后的峰值。在包括吸气和呼气的一次呼吸周期中，最大峰值可在吸气后形成，并且，最小峰值可在呼气后形成。参照图7A和图7D的呼吸信号图形，每个呼吸周期的吸气后的最大峰值被表示为“x”标记，且每个呼吸周期的呼气后的最小峰值被表示为“o”标记。最大峰值和最小峰值根据吸气和呼气交替。

处理器130可从呼吸信号中测量相邻峰值之间的时间间隔。例如，处理器130可测量每个呼吸周期的吸气后的最大峰值之间的时间间隔或测量每个呼吸周期呼气后的最小峰值之间的时间间隔。参照图7A至图7D，箭头被用于表示每个呼吸周期的吸气后的最大峰值之中的相邻峰值。处理器130可通过测量所有呼吸信号的相邻峰值之间的时间间隔来获取关于呼吸时间的信息。

从图7A至图7D所示的呼吸时间图形可以看出，包括吸气和呼气的每个呼吸周期花费多少时间。如图7A至图7D所示，可以看出第一呼吸周期用了大约4秒，第二呼吸周期大概用了5秒，第三呼吸周期大概用了4.5秒。可以看出第四呼吸周期用了2.5秒，几乎是一半的时间，且第五至第九呼吸周期用了大约1.5秒至2秒。可以看出第十呼吸周期用了4秒，且第十一至第十三呼吸周期用了大约6.5秒至7秒。

处理器130可从关于呼吸时间的信息中获取关于呼吸速率的信息。参照在上述呼吸时间图形中查看到的每个呼吸周期所花费的时间，可查看呼吸速率是高还是低。假设普通人进行吸气和呼气所用的平均呼吸时间大约是4.5秒，可以看出当呼吸用时少于4.5秒时，呼吸较快，当呼吸用时多于4.5秒时，呼吸较慢或较深。参照图7A至图7D所示的呼吸时间图形，可以看出用户进行正常呼吸达到约15秒，快速呼吸达到约27秒，此后是深呼吸。

图8A至图8C是示出根据另一示例性实施例的通过包括在触摸面板设备中的处理器来获取关于用户的呼吸强度的信息的过程的视图。

处理器130可检测呼吸信号的峰值，测量每个呼吸周期的最小峰值和吸气之后的最大峰值之间的斜率，并基于测量的结果来获取关于用户的呼吸强度的信息。

处理器130可从检测器120输出的呼吸信号中检测吸气和呼气后的峰值。在包括吸气和呼气的一次呼吸周期中，最大峰值可在吸气后形成，并且，最小峰值可在呼气后形成。参照图8A至图8C的呼吸信号图形，每个呼吸周期的吸气后的最大峰值被表示为“x”标记，且每个呼吸周期的呼气后的最小峰值表示为“o”标记。最大峰值和最小峰值根据吸气和呼气交替。

处理器130可从呼吸信号中测量最小峰值和吸气后的最大峰值之间的斜率。参照图8A至图8C，显示了从最小峰值到吸气后的最大峰值的箭头。处理器130可通过测量关于所有呼吸信号的最小峰值和吸气后的最大峰值之间的斜率来获取关于呼吸强度的信息。最小峰值和吸气后的最大峰值之间的斜率与呼吸强度成正比。换言之，呼吸强度随斜率的增加而增加，随斜率的减小而减小。

从图8A至8C所示的呼吸强度可以看出，包括吸气和呼气的每个呼吸周期的吸气进行得多快。参照图8A至图8C，与前几个斜率相比，呼吸信号图形中的最小峰值和吸气后的最大峰值之间的斜率增大然后减小。自第一次呼吸后，呼吸强度增加然后减小。

图9A至图9C是示出根据另一示例性实施例的通过包括在触摸面板设备中的处理器来获取关于用户的呼吸量的信息的过程的视图。

处理器130可检测呼吸信号的峰值，测量与每个呼吸周期的吸气和呼气相对应的区域的面积，并基于测量的结果来获取关于用户的呼吸量的信息。

处理器130可从检测器120输出的呼吸信号中检测吸气和呼气后的峰值。在包括吸气和呼气的一次呼吸周期中，最大峰值可在吸气后形成，并且，最小峰值可在呼气后形成。参照图9A至图9C的呼吸信号图形，每个呼吸周期的吸气后的最大峰值被表示为“x”标记，且每个呼吸周期的呼气后的最小峰值被表示为“o”标记。最大峰值和最小峰值根据吸气和呼气交替。

处理器130可测量由与呼吸信号中每个呼吸周期的吸气和呼气相对应的区域形成的面积。参照图9A至图9C，处理器130可通过测量从吸气开始点至下一个呼吸周期的吸气开始点的线和吸气和呼气区域中的呼吸信号形成的面积来获取关于呼吸量的信息。在这种情况下，与吸气和呼气相对应的区域形成的面积与呼吸量成正比。换言之，当与吸气和呼气相对应的区域的面积增加时，呼吸量增加；当面积减小时，呼吸量减小。

包括吸气和呼气的每个呼吸周期的呼吸量变化可从图9A至图9C所示的呼吸时间图形中看出。参照图9A至图9C，与前几个面积相比较，与每个呼吸周期的吸气和呼气相对应的区域形成的面积减小然后增大。自第一次呼吸后，呼吸量减小然后增大。呼吸量的减小意指节律性呼吸或快速呼吸，并且，呼吸量的增加意指深呼吸。

图10是示出根据另一示例性实施例的触摸面板设备的框图。因此，本领域技术人员应理解：除图10中显示的元件以外，可能还包括其它通用元件。上文已经描述的内容下文中将不再详细描述。

参照图10，触摸面板设备100包括触摸面板110、检测器120、处理器130和反馈单元140。

当触摸面板设备100在测量模式下操作时，触摸面板110可基于用户的触摸输入信号来感测生物信号。

在触摸面板设备100中，检测器120可从感测的生物信号中检测呼吸信号。检测器120可从感测的生物信号中过滤出与呼吸信号相对应的频带中的信号，从过滤出的信号中去除噪声，并把去除的结果作为呼吸信号输出。

在触摸面板设备100中，处理器130可基于所检测的呼吸信号的特征来获取关于用户呼吸的信息。

反馈单元140可反向放大呼吸去除信号，其中，所述呼吸去除信号是通过从生物信号中去除呼吸信号得到的信号，并且可以把呼吸去除信号输出到感测生物信号的触摸面板110。可利用反向放大器来实施反馈单元140。当触摸面板110感测到生物信号时，触摸面板110可从反馈单元140接收与特定时间段相对应的呼吸周期中的呼吸去除信号，作为负反馈。在这种情况下，与特定时间段相对应的呼吸周期可以是与恰好先前呼吸周期相对应的时间段或与几个先前呼吸周期相对应的时间段。以下将参照图11更详细地描述触摸面板设备100的操作。

图11是示出根据另一示例性实施例的触摸面板设备的操作的视图。

触摸面板设备100的触摸面板110可包括感测用户的触摸输入信号的一对电极层111和112。触摸面板设备100可基于电极层对111和112中的电容来感测生物信号，其中，电容根据用户的呼吸而变化。由于用户的呼吸引起的胸腔的体积变化导致的电容可被引导至包括在触摸面板110中的电极层对。

从触摸面板设备100的触摸面板110输出的生物信号可通过模数转换器(ADC)被转换成数字信号。

触摸面板设备100的检测器120可从生物信号中检测呼吸信号。既然除了呼吸信号外的信号或噪声可能包括在输入到检测器120的生物信号中，检测器120可从输入的生物信号中提取呼吸信号。

触摸面板设备100的处理器130可基于所检测的呼吸信号的特征来获取用户呼吸信息。

诸如输入到触摸面板设备100的检测器120的生物信号的信号和诸如由检测器120输出的呼吸信号的信号可被输入到反馈单元140。反馈单元140可通过从输入的生物信号中去除输入的呼吸信号来产生呼吸去除信号。此外，反馈单元140可反向放大呼吸去除信号，然后把反向放大的信号输出到触摸面板110。换言之，反馈单元140可把反向放大的呼吸去除信号输入到触摸面板110作为负反馈。由于负反馈被重复，所以呼吸去除信号逐渐减小，并且呼吸信号的强度增加。因此，可以增加信噪比。

图12是示出根据示例性实施例的使用触摸面板设备来获取关于用户呼吸的信息的方法的流程图。以上描述的用于感测生物信号的触摸面板设备的描述将被省略，但是可在不改变的情况下被应用。

在操作S1210中，触摸面板设备100可使用感测用户的触摸输入信号的一对电极层111和112来感测来自用户的生物信号。触摸面板设备100可基于电极层对111和112中的电容来感测生物信号，其中，电容根据用户的呼吸而变化。在这种情况下，电极层对111和112可包括：第一电极层111，被划分为多个区域，并被配置为作为致动器和传感器操作；以及第二电极层112，被配置为作为阻挡噪声进入第一电极层的屏蔽操作。触摸面板设备100可使用第一电极层111和第二电极层112来感测生物信号。

触摸面板设备100可把呼吸去除信号作为负反馈接收，并可感测生物信号，其中，所述呼吸去除信号是通过从与特定时间段相对应的呼吸周期中的生物信号中去除呼吸信号获得的。

在操作S1220中，触摸面板设备100可从感测的生物信号中检测呼吸信号。例如，触摸面板设备100可使感测的生物信号之中在与呼吸信号相对应的频带(以下称为呼吸频带)中的信号通过，滤除在呼吸频带之外的信号。触摸面板设备100可从通过的信号中去除噪声，并检测呼吸信号。

在操作S1230中，触摸面板设备100可基于所检测的呼吸信号的特征来获取关于用户呼吸的信号。为了识别所检测的呼吸信号的特征，触摸面板设备100可从呼吸信号中检测峰值，并获取关于用户的呼吸的各种信息。

触摸面板设备100可基于当前测量的呼吸信号来获取关于用户的呼吸的信息。进一步地，触摸面板设备100可将在特定时间段期间测量的呼吸信号相互比较，并基于比较的结果获取信息。例如，触摸面板设备100可比较用户锻炼前后的呼吸信号，并可获取关于在锻炼期间施加到用户的锻炼负荷的信息或关于恢复速度的信息，锻炼后的呼吸以该恢复速度恢复至锻炼前的呼吸。在另一个例子中，触摸面板设备100可识别关于用户的呼吸信号的模式，并可基于模式从用户的呼吸信号中评估用户的当前压力状态或紧张程度。

图13是示出根据示例性实施例的使用触摸面板设备来获取关于用户呼吸的信息的操作的详细流程图。图13示出触摸面板设备100基于呼吸信号获取关于用户的呼吸速率的信息。

在操作S1310中，触摸面板设备100可检测呼吸信号的峰值。触摸面板设备100可从呼吸信号中检测吸气和呼气后的峰值。

在操作S1320中，触摸面板设备100可测量相邻峰值之间的时间间隔。触摸面板设备100可测量每个呼吸周期的吸气后的最大峰值之间的时间间隔，或测量每个呼吸周期的呼气后的最小峰值之间的时间间隔。

在操作S1330中，触摸面板设备100可基于测量的结果获取关于用户的呼吸速率的信息。参照每个呼吸周期花费的时间，触摸面板设备100可检查呼吸速率是高还是低。

图14是示出根据另一示例性实施例的使用触摸面板设备来获取信息的操作的详细流程图。图14示出触摸面板设备100基于呼吸信号来获取关于用户的呼吸强度的信息。

在操作S1410中，触摸面板设备100可检测呼吸信号的峰值。触摸面板设备100可从呼吸信号中检测吸气和呼气后的峰值。

在操作S1420中，触摸面板设备100可测量每个呼吸周期的最小峰值和吸气后的最大峰值之间的斜率。

在操作S1430中，触摸面板设备100可基于测量的结果获取关于用户的呼吸强度的信息。当最小峰值和吸气后的最大峰值之间的斜率增大时触摸面板设备100可确定呼吸强度增大，并且当斜率减小时可确定呼吸强度减小。

图15是示出根据另一示例性实施例的使用触摸面板设备来获取关于用户呼吸的信息的操作的详细流程图。图15示出触摸面板设备100基于呼吸信号获取关于用户的呼吸量的信息。

在操作S1510中，触摸面板设备100可检测呼吸信号的峰值。触摸面板设备100可从呼吸信号中检测吸气和呼气后的峰值。

在操作S1520中，触摸面板设备100可测量与每个呼吸周期的吸气和呼气相对应的区域的面积。

在操作S1530中，触摸面板设备100可基于测量的结果获取关于用户的呼吸量的信息。当与吸气和呼气相对应的区域的面积增大时触摸面板设备100可确定呼吸量增大，并且当面积减小时可确定呼吸量减小。

使用以上描述的触摸面板设备来获取关于用户呼吸的信息的方法可被实施为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是可以存储此后可由计算机系统读取的数据的任何数据存储装置。计算机可读记录介质的示例可包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光学数据存储装置。计算机可读记录介质还可分布在网络耦合计算机系统上，使得计算机可读代码被以分布方式存储并执行。并且，示例性实施例可被编写成通过计算机可读传输介质(诸如，载波)传输的计算机程序，并在执行程序的通用或专用数字计算机中被接收并实施。此外，应理解：在示例性实施例中，以上描述的设备和装置的一个或多个单元可包括电路、处理器、微处理器等，并且可执行存储在计算机可读介质中的计算机程序。

前述示例性实施例仅是示例性的，不应被解释为限制。本教导可以被容易地应用于其它类型的设备。并且，示例性实施例的描述意欲是说明性的，而不限制权利要求的范围，并且许多替换，修改和变化对于本领域技术人员将是显而易见的。