用于驱动脉搏波检测的方法和用于脉搏波检测的方法_2

文档序号:9622633阅读:来源:国知局
上分开发射光。这与本发明不同。根据本发明的实施例,探头驱动电路220可以生成红光驱动信号和红外光驱动信号,其分别用于驱动探头230中的红光光源和红外光源,以使得红光光源和红外光源同时发光。红光驱动信号和红外光驱动信号分别是已调制信号,使得同时检测到红光光源所发射的红光和红外光源所发射的红外光的接收器的输出信号被解调后,能够分离为第一电信号和第二电信号。当红光光源和红外光源同时发光时,接收器将接收到由红光反射光(或透射光)与红外反射光(或透射光)混合在一起所形成的混合光信号。红光驱动信号和红外光驱动信号可以经过调制,以使得该混合光信号中可以包含分别用于标识红光反射光(或透射光)与红外反射光(或透射光)的标识信息,例如两个不同的频率等。这样,接收器的输出信号中也将包含这些标识信息。随后,可以利用放大和去直流电路240对接收器的输出信号进行解调,以基于上述标识信息将该输出信号分离为第一电信号和第二电信号。第一电信号和第二电信号可以分别用于反映利用红光和红外光所检测到的脉搏波信息。
[0028]根据本发明提供的用于驱动脉搏波检测的方法,由于使第一光源和第二光源同时发光,因此可以提高脉搏波检测中光源的扫描频率,进而提高对接收器输出的输出信号进行ADC采样时的采样精度,可以优化脉搏波检测。
[0029]可选地,第一光驱动信号和第二光驱动信号可以分别为:使用具有第一频率的第一交流信号调制第一直流信号获得的已调制信号和使用具有第二频率的第二交流信号调制第二直流信号获得的已调制信号,第一频率和第二频率不成整数倍关系。
[0030]本实施例所述的调制是指将交流信号叠加到对应的直流信号上。例如,可以将第一交流信号与第一直流信号叠加,使得第一光驱动信号的电平值等于第一交流信号的电平值与第一直流信号的电平值之和。同样地,可以将第二交流信号与第二直流信号叠加,使得第二光驱动信号的电平值等于第二交流信号的电平值与第二直流信号的电平值之和。
[0031]下面结合图3a至3c描述本实施例。图3a示出现有技术中的红光驱动信号和红外光驱动信号的波形示意图;图3b示出根据本发明一个实施例的红光驱动信号和红外光驱动信号的波形示意图;图3c示出根据图3b所示实施例的接收器的输出信号的波形示意图。
[0032]在图3a中,波形A是红光驱动信号的波形,波形B是红外光驱动信号的波形。如上文所述,为了将利用红光和红外光所检测到的脉搏波信息区分开,红光光源和红外光源是交替照射的,即在时间轴上分开发射光,因此,红光驱动信号和红外光驱动信号的电平值均在零(即低电平)和非零(即高电平)之间转换,并且红光驱动信号的非零时段与红外光驱动信号的非零时段在时间轴上是错开的,如图3a所示。通常,在现有技术中,红光驱动信号和红外光驱动信号都是方波信号,并且二者的高电平分开出现,即在时间轴上没有交叠。
[0033]在图3b中,波形C是红光驱动信号的波形,波形D是红外光驱动信号的波形。如图3b所示,红光驱动信号和红外光驱动信号是同步的,也就是说,二者的高电平在时间轴上是交叠的。从图3b可以看出,红光驱动信号的波形C是一个交流信号(即第一交流信号)与一个直流信号(即第一直流信号)叠加在一起形成的叠加信号的波形。红外光驱动信号的波形D也是一个交流信号(即第二交流信号)与一个直流信号(即第二直流信号)叠加在一起形成的叠加信号的波形。第一交流信号具有第一频率,可以用f_vs表示。第二交流信号具有第二频率,可以用f_ir表示。第二频率f_ir显著大于第一频率f_vs,并且二者不成整数倍关系。第一直流信号的电平值可以用VdC_vs表示。第二直流信号的电平值可以用Vdc_ir表示。第一直流信号的电平值VdC_vs可以与第二直流信号的电平值Vdc_ir相同或不同,其可以根据需要而定,本发明不对此进行限制。第一交流信号的幅值可以用Vac_vs表示。第二交流信号的幅值可以用Vac_ir表示。第一交流信号的幅值Vac_vs可以与第二交流信号的幅值Vac_ir相同或不同,其可以根据需要而定,本发明不对此进行限制。使用两个不成整数倍关系的频率作为上文所述的标识信息,有利于在后续的对接收器的输出信号进行处理的过程中,通过例如带通滤波的方式将输出信号分离为两个频率不同的信号,即上述第一电信号和第二电信号,从而分别获得利用红光和红外光所检测到的脉搏波信息。可选地,上述第一频率f_vs和第二频率f_ir之间的差值可以设计得足够大以使得可以从输出信号中较好地分离出第一电信号和第二电信号,例如该差值可以至少大于两者中较低频率值的三倍以上,而且该差值与较低频率值之间的倍数关系最好不为整数倍,比如3.7倍。
[0034]参考图3c,可以看出,接收器的输出信号的波形是一个包含两种频率的叠加信号的波形。如上文所述,由于两路光源同时照射,因此在接收器上会接收到由红光反射光(或透射光)与红外反射光(或透射光)混合在一起所形成的混合光信号,进而输出包含两种频率的叠加信号。
[0035]可选地,红光驱动信号和红外光驱动信号的电平值可以分别由如图2所示的计算电路210所输出的红光电平值信号VS_LED_LEVEL和红外光电平值信号IR_LED_LEVEL控制。红光电平值信号VS_LED_LEVEL和红外光电平值信号IR_LED_LEVEL的电平值分别与各自控制的红光驱动信号和红外光驱动信号的电平值成正比。在现有技术中,红光电平值信号VS_LED_LEVEL和红外光电平值信号IR_LED_LEVEL是直流信号,其电平值是一个稳定的、在脉搏波检测时段内不随时间变化的值。根据本发明的实施例,红光电平值信号VS_LED_LEVEL的电平值可以等于第一交流信号的电平值与第一直流信号的电平值之和,和/或红外光电平值信号IR_LED_LEVEL的电平值可以等于第二交流信号的电平值与第二直流信号的电平值之和。可以将探头驱动电路220设计为使得红光驱动信号的电平值等于红光电平值信号VS_LED_LEVEL的电平值和/或使得红外光驱动信号的电平值等于红外光电平值信号IR_LED_LEVEL的电平值。在这种情况下,计算电路210可以输出电平值与所期望的红光驱动信号的电平值相同的红光电平值信号VS_LED_LEVEL和/或电平值与所期望的红外光驱动信号的电平值相同的红外光电平值信号IR_LED_LEVEL。具体地,计算电路210在输出红光电平值信号VS_LED_LEVEL之前,可以首先计算并生成第一直流信号和第一交流信号叠加在一起所形成的叠加信号,随后将该叠加信号作为红光电平值信号VS_LED_LEVEL输出。同理,计算电路210可以生成第二直流信号和第二交流信号叠加在一起所形成的叠加信号并将该叠加信号作为红外光电平值信号VS_LED_LEVEL输出。这样,可以将红光电平值信号VS_LED_LEVEL和红外光电平值信号IR_LED_LEVEL由现有技术中的直流信号改为附加了不同频率的交流信号的信号,进而使得红光驱动信号和红外光驱动信号分别是已调制信号。
[0036]可选地,可以进一步由红光开关信号和红外光开关信号,例如图2所示的计算电路210输出的红光开关信号VS_LED_0N和红外光开关信号IR_LED_0N,分别控制探头驱动电路中的子驱动电路的通断,使得红光驱动信号和红外光驱动信号的电平值在零和非零之间转换。红光开关信号和红外光开关信号可以是方波信号。例如,当红光开关信号VS_LED_ON的电平值为非零,即为高电平时,可以使得探头驱动电路220中的用于生成红光驱动信号的子驱动电路接通,此时红光电平值信号VS_LED_LEVEL可以控制所生成的红光驱动信号的电平值。相反,当红光开关信号VS_LED_0N的电平值为零,即为低电平时,可以使得探头驱动电路中的用于生成红光驱动信号的子驱动电路断路,此时红光电平值信号VS_LED_LEVEL不能控制所生成的红光驱动信号的电平值,红光驱动信号的电平值将变为零。红外光驱动信号的情况与红光驱动信号类似,不再赘述。
[0037]下面结合图4a和4b描述本实施例。图4a示出根据本发明另一个实施例的红光驱动信号和红外光驱动信号的波形示意图;图4b示出根据图4a所示实施例的接收器的输出信号的波形示意图。在图4a中,波形F是进一步利用红光开关信号VS_LED_0N调制获得的红光驱动信号的波形,波形G是进一步利用红外光开关信号IR_LED_0N调制获得的红外光驱动信号的波形。如波形F所示,红光驱动信号的电平值在零与非零之间转换。如上所述,当红光开关信号VS_LED_0N的电平值为非零时,红光驱动信号的电平值为非零并且其波形是第一交流信号与第一直流信号的叠加信号的波形。相反,当红光开关信号VS_LED_0N的电平值为零时,红光驱动信号的电平值为零。红外光驱动信号的情况与红光驱动信号类似,不再赘述。红光驱动信号和红外
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