应用生理特征的个人化控制系统和其操作方法
【技术领域】
[0001]本发明关于一种控制系统，特别是关于一种应用生理特征的个人化控制系统及其操作方法。
【背景技术】
[0002]光学式血氧饱和仪(pulse oximeter)利用非侵入式的方式来检测使用者的血氧浓度和脉搏数，其可产生红光光束(波长约660奈米)和红外光光束(波长约910奈米)穿透待测部位，并利用带氧血红素(oxyhemoglobin)和去氧血红素(Deoxyheamo-globin)对特定光谱具有不同吸收率的特性以检测穿透光的光强度变化，例如参照美国专利第7，072，701 号，标题为血氧浓度的监测方式(Method for spectrophotometric bloodoxygenat1n monitoring)。检测出两种波长的穿透光的光强度变化后，例如光体积变化(Photoplethysmograph)信号或称作PPG信号(PPG signal),再以下列公式计算血氧浓度，血氧浓度=100% X [Hb02]/([Hb02] + [Hb]);其中，[Hb02]表示带氧血红素浓度；[Hb]表示去氧血红素浓度。
[0003]一般血氧饱和仪所检测到的两种波长的穿透光的光强度会随着心跳而呈现强弱变化，这是由于血管会随着心跳而不断地扩张和收缩而使得光束所通过的血液量改变，进而改变光能量被吸收的比例。藉此，根据不断变化的光强度信息则可计算血液对不同光谱的吸收率，并可据此求得光体积变化信号。针对光体积变化信号进一步分析，可求得例如心跳变异分析(HRV)和加速度脉波容积分析(SDPPG)等生理特征。
[0004]此外，另一种电极式生理信号量测通过量测生物电信号来量测心跳变异分析(HRV)、脑电波(EEG)、皮肤电位反应(GSR)、心电信号(ECG)和肌电信号(EMG)等生理特征。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提出一种应用生理特征的个人化控制系统和其操作方法，其中所述个人化控制系统例如包含智慧控制系统、安全控制系统和互动式控制系统。
[0006]本发明提供一种个人化控制系统，包含检测装置和控制主机。所述检测装置用以检测生理特征并据此识别使用者身份，并根据所述使用者身份输出身份信号。所述控制主机用以接收所述身份信号并据此进行所述使用者身份相关的个人化控制。
[0007]本发明还提供一种个人化控制系统的操作方法。所述个人化控制系统包含检测装置和控制主机通过无线通信相互耦接。所述操作方法包含:以所述检测装置检测生理特征；比对所述生理特征与预存生理特征信息以识别使用者身份；以及以所述控制主机根据所述使用者身份进行个人化控制。
[0008]本发明还提供一种个人化控制系统，包括手环、移动装置和控制主机。所述手环用以检测第一生理信号。所述移动装置用以根据所述第一生理信号产生生理特征，比对所述生理特征与预存生理特征信息以识别使用者身份，并根据所述使用者身份输出身份信号。所述控制主机用以接收所述身份信号并据此进行所述使用者身份相关的个人化控制。
[0009]为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显，下文将配合所附图示，详细说明如下。此外，在本发明的说明中，相同的构件以相同的符号表示，在此先述明。
【附图说明】
[0010]图1A为本发明实施例的个人化控制系统的方块图；
[0011]图1B为图1A的个人化控制系统的操作示意图；
[0012]图2A为本发明实施例的个人化控制系统的方块图；
[0013]图2B为图2A的个人化控制系统的操作示意图；
[0014]图3A为本发明一实施例的生理检测模组的方块图；
[0015]图3B为本发明实施例的生理检测模组的操作示意图；
[0016]图4为本发明实施例的薄型生理检测模组的示意图；
[0017]图5为本发明实施例的生理检测模组的感测区块的上视图；
[0018]图6A和6B为本发明实施例的生理检测模组的上视图；
[0019]图7A和7B为本发明实施例的生理检测模组的薄型半导体结构的剖视图；以及
[0020]图8为本发明实施例的个人化控制系统的操作方法的流程图。
[0021]附图标记说明
[0022]1、1’检测装置
[0023]10、10’检测模组
[0024]12身份识别单元
[0025]13接收单元
[0026]14存取单元
[0027]142数据库
[0028]16输出界面
[0029]16’发射单元
[0030]101光源模组
[0031]101a、101b光源
[0032]102基板
[0033]102S基板表面
[0034]103感测像素
[0035]103A感测区块
[0036]104薄型半导体结构
[0037]105接点
[0038]106控制模组
[0039]109电源模组
[0040]201晶片
[0041]201S晶片表面
[0042]203平坦层
[0043]205抗刮层
[0044]9控制主机
[0045]S皮肤表面
[0046]Sd检测面
[0047]SP身份信号
[0048]SB生理信号
[0049]S51-S53步骤
[0050]PPG检测信号
【具体实施方式】
[0051]本发明提供一种个人化控制系统，其包含检测装置和控制主机。所述检测装置适用于穿戴式和/或可携式配件，例如，但不限于，手表、手环、脚环、项圈、眼镜、耳机和手机等可与人体肌肤直接接触的配件。所述控制主机可包含微控制器(MCU)或中央处理单元(CPU)或可为电脑系统或中央控制系统等，其可直接或通过网路有线或无线地控制家电、供电系统、车用装置、保安系统、警示装置等的操作。本发明实施例的个人化控制系统通过所述检测装置检测使用者的至少一个生理特征以做为身份识别的依据，并将身份信号传送至所述控制主机以进行个人化控制；其中，所述个人化控制例如可为根据使用者过去的使用纪录或设定进行自动控制，或者是确认所述使用者的存在以进行预设装置的启闭等。
[0052]某些实施例中，生理特征包含血氧浓度、心跳变异分析和加速度脉波容积分析(second derivative of Photoplethysmogram)至少其中的一者；其中，所述生理特征可针对所述检测装置所检测的光体积变化信号(即PPG信号)进一步处理而求得，其计算方式属于既有技术，故于此不再赘述。发明人注意到，心跳变异分析和加速度脉波容积分析因人而异，因此可做为身份识别的依据。此外，血氧浓度会随使用者的身体状况而变化，例如于疲劳状态下会产生相对应的变化，因此通过持续监控血氧浓度，则可根据监控结果与使用者进行互动式控制。
[0053]某些实施例中，相应所述控制主机所连接的控制系统，所述个人化控制包括家电操作控制、供电系统控制、车用装置控制、保安系统控制、警示装置控制其中的至少一者。
[0054]例如，当控制主机接收来自检测装置的身份信号时，所述控制主机可用以控制家电装置的设定、调整、输出强度、方向性、启闭等以进行智慧型控制。例如特定区域的电灯启闭或强度调整、特定区域的空调启闭或强度调整、电视或音响的频道选择等，但并不以此为限。
[0055]例如，当控制主机接收来自检测装置的身份信号时，所述控制主机可用以控制供电系统的启闭等以进行智慧型控制。例如特定区域或特定设备的电力供给等，但并不以此为限。
[0056]例如，当控制主机接收来自检测装置的身份信号时，所述控制主机可用以控制车用装置的设定、调整、输出强度、方向性、启闭等以进行智慧型控制。例如门锁启闭、空调强度和方向设定、座椅位置设定、镜面角度设定、收音机频道设定等，但并不以此为限。
[0057]例如，当控制主机接收来自检测装置的身份信号时，所述控制主机可用以控制保安系统