CN114098675B - 穿戴设备及光信号检测方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种穿戴设备及光信号检测方法，其中，穿戴设备包括：主轴；绕主轴旋转的转动组件；在转动组件的带动下绕主轴旋转的至少两个支撑杆，至少两个支撑杆包括至少一个第一支撑杆和至少一个第二支撑杆；设置在第一支撑杆上用于将LED发射的光线导出的LED出光口；设置在第二支撑杆上用于接收LED发射的光线并导入PD的PD入光口；在第一支撑杆和第二支撑杆中的至少一者绕主轴旋转，和/或，LED出光口和PD入光口中的至少一者沿对应的支撑杆运动时，调整LED出光口和PD入光口对应的排布方式。本申请可以在不同的使用场景下动态切换LED出光口和PD入光口的排布方案，提高穿戴设备在不同场景下的适应性。
Description
技术领域
本申请属于可穿戴设备领域，具体涉及一种穿戴设备及光信号检测方法。
背景技术
随着集成电路的发展，穿戴设备的种类日益丰富，通过穿戴设备进行生理信号检测成为穿戴设备的标配功能。在进行生理信号检测时，利用发光二极管(LED)和光敏二极管(PD)进行光信号的发射与接收以实现生理信号检测，且通过采用不同波长的信号可以实现心率检测和血氧检测，通过结合心电图技术还可以实现血压的检测。
其中，在不同肤色，不同场景，不同佩戴松紧度的情况下光信号的信噪比不同。为了准确测量生理信号需要获得更高的信噪比，不同的PD和LED的排布方案对应的信噪比不同。
当前市场上的穿戴设备对PD和LED的排布有多种不同的方案。如，参见图1a和图1b所示，为现有的PD与LED的排布示意图。虽然穿戴设备对应的PD和LED的排布方案有多种，但针对某个穿戴设备而言，其PD和LED的排布方式为固定的，即对应于固定排布方案，单一的排布难以适应不同的人群、不同的场景和不同的功能。
由此可见，现有穿戴设备的PD和LED的固定排布方式难以适应不同人群、不同场景和不同功能，影响用户的佩戴体验。
发明内容
本申请旨在提供一种穿戴设备及光信号检测方法，以解决现有的穿戴设备的PD和LED的固定排布方式存在的难以适应不同人群、不同场景和不同功能，影响用户的佩戴体验的问题。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提出了一种智能穿戴设备，包括：
主轴；
转动组件，所述转动组件绕所述主轴旋转；
至少两个支撑杆，所述至少两个支撑杆在所述转动组件的带动下绕所述主轴旋转，所述至少两个支撑杆包括至少一个第一支撑杆和至少一个第二支撑杆；
发光二极管LED出光口，所述LED出光口设置在所述第一支撑杆上；
光敏二极管PD入光口，所述PD入光口设置在所述第二支撑杆上；
其中，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆中的至少一者绕所述主轴旋转，和/或，所述LED出光口和所述PD入光口中的至少一者沿对应的支撑杆运动时，调整所述LED出光口和所述PD入光口对应的排布方式。
第二方面，本申请实施例提出了一种光信号检测方法，应用于上述的穿戴设备，所述方法包括：
在监测到对第一生理信号进行检测的第一触发条件的情况下，根据所述第一触发条件调整所述LED出光口与所述PD入光口对应的排布方式；
根据所述PD入光口对应的PD接收到的光线强度，确定所述第一生理信号对应的信号参数；
其中，所述第一生理信号包括静态心率生理信号、动态心率生理信号、佩戴松紧生理信号、血氧生理信号中的其中一种，所述静态心率生理信号对应于第一排布方式、所述动态心率生理信号对应于第二排布方式、所述佩戴松紧生理信号对应于第三排布方式、所述血氧生理信号对应于第四排布方式。
在本申请的实施例中，通过在第一支撑杆上设置沿第一支撑杆运动的用于将LED发射的光线导出的LED出光口，在第二支撑杆上设置沿第二支撑杆运动用于接收LED发射的光线并导入PD的PD入光口，可以在转动组件带动第一支撑杆和第二支撑杆中的至少一者绕主轴旋转时，和/或，LED出光口和PD入光口中的至少一者沿对应的支撑杆运动时，调整LED出光口和PD入光口对应的排布方式，从而可以综合多种LED与PD对应的排布方案的优点，在不同的使用场景下动态切换排布方案，可以提高穿戴设备在不同场景下的适应性。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1a和图1b是现有穿戴设备的PD与LED的排布方案示意图；
图2是本申请实施例提供的穿戴设备的示意图之一；
图3是本申请实施例提供的位置调整原理图；
图4是本申请实施例提供的穿戴设备的示意图之二；
图5是本申请实施例提供的传动结构和传动组件的结构示意图；
图6是本申请实施例提供的穿戴设备的部分结构示意；
图7是本申请实施例提供的支撑杆的三视图；
图8是本申请实施例提供的计算PD入光口与LED出光口之间的距离的原理图；
图9是本申请实施例提供的光信号检测方法的示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请实施例提供一种穿戴设备，参见图2所示，穿戴设备包括：
主轴1；
转动组件3，所述转动组件3绕所述主轴1旋转；
至少两个支撑杆2，所述至少两个支撑杆2在所述转动组件3的带动下绕所述主轴1旋转，所述至少两个支撑杆2包括至少一个第一支撑杆21和至少一个第二支撑杆22；
发光二极管LED出光口4，所述LED出光口4设置在所述第一支撑杆21上；
光敏二极管PD入光口5，所述PD入光口5设置在所述第二支撑杆22上；
其中，所述第一支撑杆21和所述第二支撑杆22中的至少一者绕所述主轴1旋转，和/或，所述LED出光口4和所述PD入光口5中的至少一者沿对应的支撑杆2运动时，调整所述LED出光口4和所述PD入光口5对应的排布方式。
本申请实施例提供的穿戴设备包括主轴1、至少两个支撑杆2、转动组件3。其中至少两个支撑杆2包括至少一个第一支撑杆21和至少一个第二支撑杆22。穿戴设备还包括设置于第一支撑杆21上、沿第一支撑杆21运动的LED出光口4，设置于第二支撑杆22上、沿第二支撑杆22运动的PD入光口5。其中，LED发射的光线通过LED出光口4导出，PD入光口5用于接收经人体反射回来的LED光线，从而可以将LED发射的光线传输至PD，实现基于光信号的发送和接收实现生理信号的检测。
转动组件3与主轴1配合，可以在电机的驱动下绕主轴1旋转。在特定情况下，转动组件3在旋转时，可以带动第一支撑杆21和第二支撑杆22中的至少一者绕主轴1旋转。在第一支撑杆21和第二支撑杆22中的至少一者绕主轴1旋转时，可以实现调整第一支撑杆21和第二支撑杆22之间的角度，由于第一支撑杆21上设置有LED出光口4，第二支撑杆22上设置有PD入光口5，可以实现调整LED出光口4和PD入光口5之间的相对位置，以实现调整LED出光口4和PD入光口5对应的排布方式。
需要说明的是，第一支撑杆21和第二支撑杆22可以在同一个平面内转动，也可以在不同的平面内转动，如第一支撑杆21所在的平面高于第二支撑杆22所在的平面。本申请实施例中以第一支撑杆21和第二支撑杆22在同一个平面内转动为例进行阐述。
其中，LED出光口4设置在第一支撑杆21上、且可以沿第一支撑杆21运动，PD入光口5设置在第二支撑杆22上、且可以沿第二支撑杆22运动，通过调整LED出光口4在第一支撑杆21上的位置，和/或，调整PD入光口5在第二支撑杆22上的位置，可以实现调整LED出光口4和PD入光口5之间的相对位置，以实现调整LED出光口4和PD入光口5对应的排布方式。
针对每个第一支撑杆21而言，可以设置至少一个LED出光口4，且至少一个LED出光口4可对应于至少一个LED，针对多个LED出光口4对应于一个LED的情况，可以实现一个LED的光线由多个LED出光口4导出；针对多个LED出光口4对应于多个LED的情况下，可以是LED出光口4与LED一一对应，可以实现每个LED出光口4导出不同的LED产生的光线，也可以是LED出光口4的数量大于LED等的数量，此时，不同的LED出光口4对应的LED的数量可以相同也可以不同。
本申请实施例中可以通过调整第一支撑杆21与第二支撑杆22之间的角度，实现调整LED出光口4和PD入光口5之间的角度；也可以通过调整LED出光口4和/或PD入光口5在对应的支撑杆2上的位置，实现调整LED出光口4和PD入光口5之间的距离；还可以通过调整第一支撑杆21与第二支撑杆22之间的角度以及LED出光口4和/或PD入光口5在对应的支撑杆2上的位置，实现调整LED出光口4和PD入光口5对应的排布方式。
参见图2和图3所示，在控制第一支撑杆21或者第二支撑杆22旋转时，相当于调节图3中的偏移角度α，偏移角度α指的是第一支撑杆21或者第二支撑杆22与规定的零度角之间的角度；在调整LED出光口4或PD入光口5在对应的支撑杆2上的位置，相当于调整图3中的偏移距离d。图3中的圆形为支撑杆2绕主轴1旋转时对应的运动轨迹，圆形的半径相当于支撑杆2的长度，偏移距离d为圆心至LED出光口4或者圆心至PD入光口5的距离。
其中，本申请实施例中可以调整LED出光口4与PD入光口5对应的排布方式为用于检测静态心率生理信号的第一排布方式，此时，LED出光口4与PD入光口5之间的距离应尽量靠近。也可以调整LED出光口4与PD入光口5对应的排布方式为用于检测动态心率生理信号的第二排布方式，此时，需要改变LED出光口4与PD入光口5之间的角度和距离，使PD入光口5可以获得多个不同的光路信号，以抑制运动带来的噪声。也可以调整LED出光口4与PD入光口5对应的排布方式为用于检测佩戴松紧生理信号的第三排布方式，用户在初次使用穿戴设备时，穿戴设备会对用户的肤色进行肤色适应性测试，经过多次佩戴和脱离的循环，获得最优的排布方案，即为第三排布方式。还可以调整LED出光口4与PD入光口5对应的排布方式为用于检测血氧生理信号的第四排布方式，此时，需要调整LED出光口4与PD入光口5的相对位置，使LED出光口4与PD入光口5之间的距离尽可能大，从而增大血氧信号量。
需要说明的是，在检测心率时对应的光信号的波长和检测血氧时对应的光信号的波长不同，即，针对不同的检测，采用相应波长的光信号，在进行出光口和入光口的位置调整时调整对应的光信号的出光口和入光口的位置。
在本申请的实施例中，通过在第一支撑杆上设置沿第一支撑杆运动的用于将LED发射的光线导出的LED出光口，在第二支撑杆上设置沿第二支撑杆运动用于接收LED发射的光线并导入PD的PD入光口，可以在转动组件带动第一支撑杆和第二支撑杆中的至少一者绕主轴旋转时，和/或，LED出光口和PD入光口中的至少一者沿对应的支撑杆运动时，调整LED出光口和PD入光口对应的排布方式，从而可以综合多种LED与PD对应的排布方案的优点，在不同的使用场景下动态切换排布方案，可以提高穿戴设备在不同场景下的适应性。
可选地，参见图2、图4和图5所示，穿戴设备还包括：
设置在所述转动组件3上的至少两个传动结构31，每个所述传动结构31对应于一第二组件23；
其中，每个所述支撑杆2上设置一所述第二组件23，在所述传动结构31与对应的所述第二组件23配合的情况下，所述转动组件3绕所述主轴1旋转时带动对应的所述支撑杆2旋转。
本申请实施例提供的穿戴设备还包括：传动结构31，第二组件23，其中，传动结构31设置于转动组件3上，第二组件23设置于支撑杆2上，且每个支撑杆2上均设置一第二组件23，每个第二组件23对应于一传动结构31，即，传动结构31的数量与支撑杆2的相同。
转动组件3可以为转盘，转盘在电机的驱动下运转，在转动组件3绕主轴1旋转时，由于转动组件3上设置有传动结构31，且传动结构31可以与对应的第二组件23配合，所以当转动组件3绕主轴1旋转时，若传动结构31与对应的第二组件23配合，可以实现带动第二组件23绕主轴1旋转，由于第二组件23设置在支撑杆2上，所以转动组件3旋转时可以带动对应的支撑杆2旋转。
需要说明的是，传动结构31在转动组件3上的设置方式可以有多种，例如，当转动组件3为转盘时，可以在该转盘上设置贯穿转盘轴向的开孔，将传动结构31设置在开孔内；也可以直接将传动结构31设置转盘的侧壁上或者设置于转盘的底端，其中，转盘的底端为靠近支撑杆2的一端。
本申请实施例中，通过转动组件提供旋转动力，在传动结构与对应的第二组件配合时，通过转动组件的旋转带动对应的支撑杆绕主轴旋转，可以通过调整支撑杆的位置实现调整LED出光口和PD入光口对应的排布方式。
可选地，参见图2、图4和图5所示，所述传动结构31包括第一组件311和带动所述第一组件311在第一方向上往复运动的传动组件312，；
其中，在所述第一组件311运动至第一位置时，所述第一组件311与对应的所述第二组件23配合，所述第一方向为所述转动组件3与所述支撑杆2的连线方向。
本申请实施例提供的传动结构31包括第一组件311和传动组件312，其中第一组件311用于与对应的第二组件23进行配合，传动组件312与第一组件311连接，用于控制第一组件311变更位置。
传动组件312在带动第一组件311运动时，具体为带动第一组件311在第一方向上进行往复运动，其中，第一方向具体为第一组件311和第二组件23的连线方向(转动组件3与支撑杆2的连线方向，与主轴1的轴向方向平行)，传动组件312可以带动第一组件311在第一方向上向第二组件23靠近，当第一组件311运动到第一位置时，第一组件311和第二组件23形成配合，当传动组件312带动第一组件311在第一方向上远离第二组件23时，第一组件311与第二组件23分离，上述传动组件312带动第一组件311在第一方向上靠近或者远离第二组件23的过程即为在第一方向上的往复运动。
下面举例说明第一组件311与第二组件23的配合形式，第一组件311可以为一圆柱体，第二组件23上可以设置一圆柱形凹槽，当第一组件311运动至第一位置时，第一组件311插入第二组件23的圆柱形凹槽中，由此形成配合。
本申请实施例中，通过传动组件带动第一组件运动，在第一组件与第二组件形成配合时，传动组件将转动组件产生的旋转动力传输到对应的第一组件，以带动对应的支撑杆绕主轴旋转，实现通过调整支撑杆的位置来调整LED出光口和PD入光口对应的排布方式。
可选地，参见图2和图5所示，所述传动组件312包括第一电磁铁3121、与所述第一电磁铁3121配合的第一衔铁3122以及设置于所述第一衔铁3122与所述第一电磁铁3121之间的第一弹性组件3123，所述第一衔铁3122连接所述第一组件311，所述第一衔铁3122、所述第一弹性组件3123以及所述第一电磁铁3121在所述第一方向上依次排列；
其中，在所述第一电磁铁3121通电的情况下，所述第一电磁铁3121吸引所述第一衔铁3122，所述第一衔铁3122带动所述第一组件311向所述第一位置移动，以使所述第一组件311与对应的所述第二组件23配合，所述第一组件311向所述第一位置移动的过程中所述第一衔铁3122压缩所述第一弹性组件3123；在所述第一电磁铁3121断电的情况下，所述第一弹性组件3123恢复原状，所述第一衔铁3122带动所述第一组件311远离所述第一位置，以使所述第一组件311与对应的所述第二组件23分离。
本实施例提供的传动组件312包括：第一电磁铁3121，第一衔铁3122、第一弹性组件3123。其中，沿第一方向，第一衔铁3122，第一弹性组件3123，第一电磁铁3121由上至下依次排列，第一组件311与第一衔铁3122连接，当第一电磁铁3121通电后吸引第一衔铁3122向下移动(向靠近第一电磁铁3121的方向移动)并挤压第一弹性组件3123，因第一衔铁3122与第一组件311连接，所以当第一衔铁3122向下移动时，会带动第一组件311向下移动，当第一组件311移动至第一位置时，与第二组件23形成配合。
需要说明的是，第一位置为第一组件311与第二组件23形成配合的位置，当第一组件311脱离第一位置时，第一组件311与第二组件23分离。
在第一电磁铁3121断电的情况下，第一电磁铁3121与第一衔铁3122之间的吸引力消失，此时第一弹性组件3123逐渐恢复原状，在恢复原状的过程中推动第一衔铁3122远离第一位置(向上运动)，此时，第一组件311在第一衔铁3122的带动下与对应的第二组件23分离，第一组件311与对应的第二组件23的配合停止，转动组件3无法通过传动结构31继续带动支撑杆2绕主轴1转动。第一弹性组件3123可以为第一弹簧，第一弹性组件3123恢复原状，即为第一弹性组件3123恢复至第一衔铁3122未发生移动时对应的初始状态。其中，第一电磁铁3121的位置固定，可以设置在转动组件3上，第一弹性组件3123位于第一电磁铁3121与第一衔铁3122之间，用于支撑第一衔铁3122，即，在初始状态下，第一弹性组件3123可处于第一压缩状态，在第一电磁铁3121通电后，第一衔铁3122的运动的过程中继续压缩第一弹性组件3123，在第一电磁铁3121断电后，第一弹性组件3123恢复至第一压缩状态。
本申请实施例中，在第一电磁铁通电的情况下，吸引第一衔铁，第一衔铁带动第一组件运动，使得第一组件与第二组件配合，进而使得转动组件带动对应的支撑杆绕主轴旋转，在第一电磁铁断电的情况下，第一组件远离第二组件，转动组件停止带动对应的支撑杆旋转，实现了在第一组件和第二组件配合的情况下，通过转动组件的运动调整LED出光口和PD入光口之间的角度，进而实现调整排布方式。
可选地，参见图2、图4和图6所示，所述穿戴设备还包括：
支撑平台11，所述主轴1设置于所述支撑平台11上，所述支撑平台11的边缘设置有台阶111，所述支撑杆2设置于所述支撑平台11上；
所述转动组件3、所述支撑杆2和所述支撑平台11沿所述主轴1的轴向依次排列，所述转动组件3与所述支撑杆2之间形成间隙，所述第二组件23位于所述间隙内。
本申请实施例提供的穿戴设备还包括：支撑平台11，主轴1设置于支撑平台11上，支撑平台11与主轴1一体连接。支撑平台11的边缘设置有台阶111，支撑杆2设置于所述支撑平台11上、与台阶111配合。
本实施例中，支撑平台11为圆柱体，主轴1也为圆柱体，主轴1可以设置于支撑平台11的中心。台阶111位于支撑平台11的边缘、绕支撑平台11一周，转动组件3与主轴1连接，沿主轴1的轴线方向，转动组件3、支撑杆2以及支撑平台11由上到下依次排列，即，转动组件3、支撑杆2以及支撑平台11沿第一方向依次排列。
其中，转动组件3可以为转盘，转盘的底面积大于主轴1的底面积。第二组件23设置于支撑杆2上，位于支撑杆2与转动组件3形成的间隙中。
本申请实施例中，通过将支撑杆设置于支撑平台上并与支撑平台上的台阶配合，保证了支撑杆在绕主轴转动过程中的稳定性。
可选地，参见图2、图4和图6所示，所述穿戴设备还包括：
设置于所述主轴1与所述支撑杆2的底座24之间的第二弹性组件61，以及设置于所述底座24与所述台阶111之间的滚动体62，所述底座24与所述支撑平台11、所述台阶111配合形成一容置空间，所述滚动体62设置于所述容置空间中；
其中，所述底座24与所述支撑杆2的支撑臂25一体连接，所述第二组件23设置于所述支撑臂25上，在所述第二弹性组件61的作用下，所述底座24、所述台阶111与所述滚动体62接触，以在所述转动组件3的带动下，使得所述支撑杆2绕所述主轴1旋转。
本申请提供的穿戴设备还包括：滚动体62以及第二弹性组件61。支撑杆2包括支撑臂25以及底座24，支撑臂25和底座24一体连接，底座24设置于支撑臂25的一侧、且靠近主轴1。第二组件23设置于支撑臂25上，底座24位于支撑平台11上，底座24的相对两侧分别与第二弹性组件61以及滚动体62接触，在与第一方向垂直的第二方向(第二方向与支撑臂25的延伸方向平行)上，台阶111的局部区域、滚动体62、底座24、第二弹性组件61以及主轴1依次排列。支撑平台11、底座24以及台阶111形成一容置空间，滚动体62位于此容置空间内。
需要说明的是，第二弹性组件61可以为第二弹簧，第二弹性组件61与支撑杆2的接触部分处于压缩状态，对支撑杆2产生一个相对于主轴1向外的推力，以使底座24与滚动体62贴合、滚动体62与台阶111贴合，由于滚动体62可以滚动，相较于底座24直接摩擦支撑平台11的情况，通过滚动体62的滚动所产生的摩擦力更小，所以可以使得支撑杆2在绕主轴1旋转时更顺滑。
参见图6、图7所示，可以将底座24与滚动体62的接触的一面设置为圆弧面，圆弧面可以在第二方向上延伸，保证滚动体62在滚动过程中不脱离上述容置空间；也可以底座24上形成两个挡板，两个挡板的连线与台阶111和主轴1的连线垂直(即，与第二方向垂直)，用于限制滚动体62的活动范围，防止滚动体62在垂直于支撑臂25的方向上大范围移动，保证滚动体62在滚动过程中不脱离上述容置空间。
其中，底座24与第二弹性组件61接触的端面可以设置一弧形凹槽，第二弹性组件61与底座24配合时，部分第二弹性组件61置于该弧形凹槽内，第二弹性组件61产生的向外的推力可以作用在弧形凹槽对应的弧面上。其中弧形凹槽的设计可以减重，便于力的有效传递。在推力的作用下，底座24与滚动体62、滚动体62和台阶111紧密配合，保证支撑杆的旋转更加顺滑。
本申请实施例中，通过加入滚动体和第二弹性组件，利用弹性组件使底座、滚动体以及台阶紧密配合，在支撑杆旋转时，可以基于滚动体绕主轴旋转，相较于支撑杆直接在支撑平台上旋转的情况，产生的摩擦力更小，使支撑杆绕主轴旋转时更顺滑。
可选地，参见图2所示，所述LED出光口4连接有第一滑动组件71，所述第一支撑杆21上设置有第一控制组件72，所述第一滑动组件71通过与所述第一控制组件72之间的配合带动所述LED出光口4沿所述第一支撑杆21运动；
所述PD入光口5连接有第二滑动组件81，所述第二支撑杆22上设置有第二控制组件82，所述第二滑动组件81通过与所述第二控制组件82之间的配合带动所述PD入光口5沿所述第二支撑杆22运动。
本申请实施例提供的穿戴设备包括：第一滑动组件71、第一控制组件72、第二滑动组件81以及第二控制组件82。第一滑动组件71与LED出光口4连接，第二滑动组件81与PD入光口5连接，第一控制组件72设置在第一支撑杆21上，第二控制组件82设置在第二支撑杆22上。其中，第一控制组件72可以控制第一滑动组件71在第一支撑杆21上移动，由于第一滑动组件71与LED出光口4连接，所以当第一控制组件72控制第一滑动组件71在第一支撑杆21上移动时，可以带动LED出光口4在第一支撑杆21上移动；第二控制组件82可以控制第二滑动组件81在第二支撑杆22上滑动，由于第二滑动组件81连接PD入光口5，所以在第二控制组件82控制第二滑动组件81在第二支撑杆22上移动时，可以带动PD入光口5在第二支撑杆22上移动。
综上所述，在第一控制组件72和第二控制组件82的控制下，可以调整LED出光口4以及PD入光口5在对应的支撑杆2上的位置，以实现调整LED出光口和PD入光口对应的排布方式。
本申请实施例中，通过设置第一滑动组件和第一控制组件，可以调整LED出光口在第一支撑杆上的位置，通过设置第二滑动组件和第二控制组件，可以调整PD入光口在第二支撑杆上的位置，进而可以通过调整LED出光和/或及PD入光口在对应的支撑杆上的位置，调整LED出光口和PD入光口对应的排布方式。
可选的，参见图2所示，所述第一滑动组件71为第二电磁铁，所述第一控制组件72为设置于所述第一支撑杆21一端的第三电磁铁，所述第二滑动组件81为第四电磁铁，所述第二控制组件82为设置于所述第二支撑杆22一端的第五电磁铁；
或者
所述第一滑动组件71为第二衔铁，所述第一控制组件72为设置于所述第一支撑杆21两端的第六电磁铁；所述第二滑动组件81为第三衔铁，所述第二控制组件82为设置于所述第二支撑杆22两端的第七电磁铁。
在第一滑动组件71为第二电磁铁的情况下，第一控制组件72为设置于第一支撑杆21一端的第三电磁铁。可以根据需求对电磁铁通电，使第二电磁铁和第三电磁铁之间产生引力或者斥力，其中，第三电磁铁位置固定，不可移动，当通过通电使两块电磁铁(第二电磁铁和第三电磁铁)产生不同的极性时，产生吸引力，吸引第二电磁铁靠近第三电磁铁，当通过通电使两块电磁铁(第二电磁铁和第三电磁铁)产生相同的极性时，产生排斥力，推动第二电磁铁远离第三电磁铁，所以可以实现调整LED出光口4在第一支撑杆21上的位置。在第二滑动组件81为第四电磁铁的情况下，第二控制组件82为设置于第二支撑杆22一端的第五电磁铁。可以根据需求对电磁铁通电，使第四电磁铁和第五电磁之间产生吸引力或者排斥力，其中，第五电磁铁位置固定，不可移动，在通过通电使两块电磁铁(第四电磁铁和第五电磁铁)产生不同极性时，产生吸引力，吸引第四电磁铁靠近第五电磁铁，当通过通电使两块电磁铁(第四电磁铁和第五电磁铁)产生相同极性时，产生排斥力，推动第四电磁铁远离第五电磁铁，所以可以实现调整PD入光口5在第二支撑杆22上的位置。
需要说明的是，在第一滑动组件71为第二衔铁的情况下，第一控制组件72为设置于第一支撑杆21两端的第六电磁铁(图2中未示意该情况)，即，第六电磁铁的数量为两块，分别置于第一支撑杆21的两端，两块第六电磁铁可以分别通电，第六电磁铁通电后会吸引第二衔铁靠近。由于两块第六电磁铁置于第一支撑杆21的两端，第二衔铁处于两块第六电磁铁之间，所以可以通过对两块第六电磁铁分别通电的形式，控制LED出光口4在第一支撑杆21上移动，以实现调整LED出光口4在第一支撑杆21上的位置。
在第二滑动组件81为第三衔铁的情况下，第二控制组件82为设置于第二支撑杆22两端的第七电磁铁(图2中未示意该情况)，即，第七电磁铁为两块，分别置于第二支撑杆22的两端，两块第七电磁铁可以分别通电，第七电磁铁通电后会吸引第三衔铁靠近。由于两块第七电磁铁置于第二支撑杆22的两端，第三衔铁处于两块第七电磁铁之间，所以可以通过对两块第七电磁铁分别通电的形式，控制PD入光口5在第二支撑杆22上移动，以实现调整PD入光口5在第二支撑杆22上的位置。
本申请实施例中，在滑动组件为电磁铁的情况下，在支撑杆的一端设置电磁铁作为控制组件，通过通电控制滑动组件和控制组件产生不同的极性，实现对设置在支撑杆上的LED出光口、PD入光口进行位置调整；在滑动组件为衔铁的情况下，在支撑杆的两端分别设置两个电磁铁作为控制组件，根据需求对两个电磁铁分别通电，以对衔铁产生吸引力，调整衔铁位置，进而可以实现对LED出光口、PD入光口进行位置调整。
可选地，参见图2所示，所述LED出光口4通过光纤连接LED，所述PD入光口5通过光纤连接PD。
LED出光口4可以通过光纤连接LED，PD入光口5可以通过光纤连接PD，实现通过光纤将LED发出的光导出，通过LED出光口4将光线发出，通过光纤将PD入光口5接收到的LED发出的光输送到PD。
本申请实施例中，通过光纤连接LED出光口和LED、通过光纤连接PD入光口和PD，实现了通过光纤传导的方式进行光传输。
下面通过一具体实例对调整LED出光口和PD入光口对应的排布方式的情况进行简要介绍。参见图2、图4和图5所示，在第一电磁铁3121通电后，对第一衔铁3122产生吸引力，吸引第一衔铁3122向下挤压第一弹性组件3123，第一衔铁3122向下(靠近第一电磁铁3121的方向)移动，带动第一组件311向下移动并与对应的第二组件23配合，此时，若转动组件3内部的电机做功，控制转动组件3旋转，就可以带动对应的支撑杆2绕主轴1旋转，由于支撑杆2上承载LED出光口4或PD入光口5，所以可以实现调整LED出光口4和PD入光口5之间的相对位置，以实现调整LED出光口4和PD入光口5对应的排布方式。
LED出光口4和PD入光口5可以在对应的支撑杆2上移动，以承载LED出光口4的第一支撑杆21为例，LED出光口4连接第一滑动组件71，第一控制组件72可以控制第一滑动组件71在第一支撑杆21上移动，由于第一滑动组件71与LED出光口4连接，所以可以实现调整LED出光口4在第一支撑杆21上的位置，进而调整LED出光口4与PD入光口5之间的相对位置。
综上所述，本申请提供的穿戴设备可以改变LED出光口和/或PD入光口在对应的支撑杆上的位置，也可以调整承载LED出光口的支撑杆和承载PD入光口的支撑杆之间的角度，从而可以改变LED出光口和PD入光口对应的排布方式，提高了穿戴设备在不同场景下的适应性。
需要说明的是，通过角度与距离、结合余弦定理可以算出LED出光口与PD入光口的距离。参见图8所示，角度α为LED出光口与规定的零度角之间的角度，角度β为PD入光口与规定的零度角之间的角度。d1为LED出光口到主轴中心的距离，d2为PD入光口到主轴中心的距离。通过采用余弦定理，可以计算出PD入光口与LED出光口的之间的距离d3，其中d3与d2、d1、角度β和角度α之间的关系如下：
其中，本申请还可以将LED出光口设置主轴上，在支撑杆上只放置PD入光口，调整PD入光口在支撑杆上的位置和/或控制支撑杆旋转，达到调整LED出光口和PD入光口的相对位置以实现调整排布方式的效果。或者是将PD入光口设置在主轴上，在支撑杆上只放置LED出光口，调整LED出光口在支撑杆上的位置和/或控制支撑杆旋转，达到调整LED出光口和PD入光口的相对位置以实现调整排布方式的效果。
本申请实施例还提供了一种光信号检测方法，应用于上述的穿戴设备，参见图9所示，所述方法包括：
步骤901、在监测到对第一生理信号进行检测的第一触发条件的情况下，根据所述第一触发条件调整所述LED出光口与所述PD入光口对应的排布方式；其中，所述第一生理信号包括静态心率生理信号、动态心率生理信号、佩戴松紧生理信号、血氧生理信号中的其中一种，所述静态心率生理信号对应于第一排布方式、所述动态心率生理信号对应于第二排布方式、所述佩戴松紧生理信号对应于第三排布方式、所述血氧生理信号对应于第四排布方式。
LED出光口和PD入光口的相对位置可以调整，在监测到对第一生理信号进行检测的触发条件后，根据第一触发条件调整LED出光口与PD入光口对应的排布方式。其中，第一生理信号包括静态心率生理信号、动态心率生理信号、佩戴松紧生理信号、血氧生理信号中的其中一种，在测量不同的生理信号时，LED出光口和PD入光口的排布方式也有所不同。
在第一生理信号为静态心率生理信号时，调整LED出光口与PD入光口对应的排布方式为第一排布方式；在第一生理信号为动态心率生理信号时，调整LED出光口与PD入光口对应的排布方式为第二排布方式；在第一生理信号为佩戴松紧生理信号时，调整LED出光口与PD入光口对应的排布方式为第三排布方式；在第一生理信号为血氧生理信号时，调整LED出光口与PD入光口对应的排布方式为第四排布方式。
步骤902、根据所述PD入光口对应的PD接收到的光线强度，确定所述第一生理信号对应的信号参数。
通过穿戴设备检测生理信号的原理为：LED发出的光经由人体血液和组织反射后，再由PD接收从人体血液和组织反射的光线，通过检测经过人体血液和组织吸收后的反射光强度的不同来描记人体生理参数。因此通过PD接收到的光线强度，可以确定第一生理信号对应的信号参数，第一生理信号对应的信号参数即为第一生理信号的检测结果，根据PD接收到的光线强度不同，可以确定不同的第一生理信号分别对应的检测结果。
其中，针对第一生理信号为静态心率生理信号的情况，需要将LED出光口与PD入光口之间的距离尽量靠近，以检测佩戴者的静态心率。穿戴设备可以包括一加速度传感器，用于检测加速度数值，当监测到测量心率的请求信号，且加速度传感器对应的加速度数值小于或者等于预设阈值时，视为监测到对静态心率生理信号进行检测的触发条件。
针对第一生理信号为动态心率生理信号的情况，需要改变LED出光口与PD入光口之间的角度和距离，使PD入光口可以获得多个不同的光路信号，以抑制运动带来的噪声。其中，当接收到检测心率的请求信号，且加速度传感器对应的加速度数值大于预设阈值时，视为监测到对动态心率生理信号进行检测的触发条件。
针对第一生理信号为佩戴松紧生理信号的情况，用户在初次使用穿戴设备时，穿戴设备会对用户的肤色进行肤色适应性测试，经过多次佩戴和脱离的循环，获得最优的排布方案，即，在用户当前的佩戴松紧程度下，获得一种固定的LED出光口以及PD入光口的排布方案，当用户下次佩戴时，如出现佩戴松紧程度与此次差异过大时，PD接收到的光路信号会产生差异，此时可以通过穿戴设备的其他功能区提醒用户穿戴过紧或者过松，例如，可以通过显示界面显示文字告知用户，也可以通过语音播报告知用户。其中，在监测到检测其他生理信号的触发条件后，改变LED出光口以及PD入光口对应的排布方式，进行检测，检测完毕后恢复到佩戴松紧生理信号对应的排布方式。
针对第一生理信号为血氧生理信号中的情况，需要调整LED出光口与PD入光口的相对位置，使LED出光口与PD入光口之间的距离尽可能大，从而增大血氧信号量。其中，在监测到检测血氧的请求信号时，视为监测到对血氧生理信号进行检测的触发条件，通过增大LED出光口与PD入光口之间的距离，实现对血氧生理信号进行检测。
其中，检测结果可以通过多种形式传达给用户，例如，可以在图形用户界面显示检测结果；也可以通过语音播报的形式将检测结果传达给用户，当然不限于上述几种方式。
本申请实施例中，通过在接收到检测不同生理信号的触发条件后，改变LED出光口与PD入光口之的相对位置，以调整LED出光口与PD入光口对应的排布方式，从而完成不同的检测，提高了穿戴设备在不同场景下的适应性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种穿戴设备，其特征在于，包括：
主轴(1)；
转动组件(3)，所述转动组件(3)绕所述主轴(1)旋转；
至少两个支撑杆(2)，所述至少两个支撑杆(2)在所述转动组件(3)的带动下绕所述主轴(1)旋转，所述至少两个支撑杆(2)包括至少一个第一支撑杆(21)和至少一个第二支撑杆(22)；
发光二极管LED出光口(4)，所述LED出光口(4)设置在所述第一支撑杆(21)上；
光敏二极管PD入光口(5)，所述PD入光口(5)设置在所述第二支撑杆(22)上；
设置在所述转动组件(3)上的至少两个传动结构(31)，每个所述传动结构(31)对应于一第二组件(23)；每个所述支撑杆(2)上设置一所述第二组件(23)，在所述传动结构(31)与对应的所述第二组件(23)配合的情况下，所述转动组件(3)绕所述主轴(1)旋转时带动对应的所述支撑杆(2)旋转；
其中，所述第一支撑杆(21)和所述第二支撑杆(22)中的至少一者绕所述主轴(1)旋转，和/或，所述LED出光口(4)和所述PD入光口(5)中的至少一者沿对应的支撑杆(2)运动时，调整所述LED出光口(4)和所述PD入光口(5)对应的排布方式。
2.根据权利要求1所述的穿戴设备，其特征在于，所述传动结构(31)包括第一组件(311)和带动所述第一组件(311)在第一方向上往复运动的传动组件(312)；
其中，在所述第一组件(311)运动至第一位置时，所述第一组件(311)与对应的所述第二组件(23)配合，所述第一方向为所述转动组件(3)与所述支撑杆(2)的连线方向。
3.根据权利要求2所述的穿戴设备，其特征在于，所述传动组件(312)包括第一电磁铁(3121)、与所述第一电磁铁(3121)配合的第一衔铁(3122)以及设置于所述第一衔铁(3122)与所述第一电磁铁(3121)之间的第一弹性组件(3123)，所述第一衔铁(3122)连接所述第一组件(311)，所述第一衔铁(3122)、所述第一弹性组件(3123)以及所述第一电磁铁(3121)在所述第一方向上依次排列；
其中，在所述第一电磁铁(3121)通电的情况下，所述第一电磁铁(3121)吸引所述第一衔铁(3122)，所述第一衔铁(3122)带动所述第一组件(311)向所述第一位置移动，以使所述第一组件(311)与对应的所述第二组件(23)配合，所述第一组件(311)向所述第一位置移动的过程中所述第一衔铁(3122)压缩所述第一弹性组件(3123)；在所述第一电磁铁(3121)断电的情况下，所述第一弹性组件(3123)恢复原状，所述第一衔铁(3122)带动所述第一组件(311)远离所述第一位置，以使所述第一组件(311)与对应的所述第二组件(23)分离。
4.根据权利要求1所述的穿戴设备，其特征在于，还包括：
支撑平台(11)，所述主轴(1)设置于所述支撑平台(11)上，所述支撑平台(11)的边缘设置有台阶(111)，所述支撑杆(2)设置于所述支撑平台(11)上；
所述转动组件(3)、所述支撑杆(2)和所述支撑平台(11)沿所述主轴(1)的轴向依次排列，所述转动组件(3)与所述支撑杆(2)之间形成间隙，所述第二组件(23)位于所述间隙内。
5.根据权利要求4所述的穿戴设备，其特征在于，还包括：
设置于所述主轴(1)与所述支撑杆(2)的底座(24)之间的第二弹性组件(61)，以及设置于所述底座(24)与所述台阶(111)之间的滚动体(62)，所述底座(24)与所述支撑平台(11)、所述台阶(111)配合形成一容置空间，所述滚动体(62)设置于所述容置空间中；
其中，所述底座(24)与所述支撑杆(2)的支撑臂(25)一体连接，所述第二组件(23)设置于所述支撑臂(25)上，在所述第二弹性组件(61)的作用下，所述底座(24)、所述台阶(111)与所述滚动体(62)接触，以在所述转动组件(3)的带动下，使得所述支撑杆(2)绕所述主轴(1)旋转。
6.根据权利要求1至5任一项所述的穿戴设备，其特征在于，所述LED出光口(4)连接有第一滑动组件(71)，所述第一支撑杆(21)上设置有第一控制组件(72)，所述第一滑动组件(71)通过与所述第一控制组件(72)之间的配合带动所述LED出光口(4)沿所述第一支撑杆(21)运动；
所述PD入光口(5)连接有第二滑动组件(81)，所述第二支撑杆(22)上设置有第二控制组件(82)，所述第二滑动组件(81)通过与所述第二控制组件(82)之间的配合带动所述PD入光口(5)沿所述第二支撑杆(22)运动。
7.根据权利要求6所述的穿戴设备，其特征在于，
所述第一滑动组件(71)为第二电磁铁，所述第一控制组件(72)为设置于所述第一支撑杆(21)一端的第三电磁铁，所述第二滑动组件(81)为第四电磁铁，所述第二控制组件(82)为设置于所述第二支撑杆(22)一端的第五电磁铁；
或者
所述第一滑动组件(71)为第二衔铁，所述第一控制组件(72)为设置于所述第一支撑杆(21)两端的第六电磁铁；所述第二滑动组件(81)为第三衔铁，所述第二控制组件(82)为设置于所述第二支撑杆(22)两端的第七电磁铁。
8.根据权利要求1所述的穿戴设备，其特征在于，
所述LED出光口(4)通过光纤连接LED，所述PD入光口(5)通过光纤连接PD。
9.一种光信号检测方法，应用于如权利要求1至8任一项所述的穿戴设备，其特征在于，所述方法包括：
在监测到对第一生理信号进行检测的第一触发条件的情况下，根据所述第一触发条件调整所述LED出光口与所述PD入光口对应的排布方式；
根据所述PD入光口对应的PD接收到的光线强度，确定所述第一生理信号对应的信号参数；
其中，所述第一生理信号包括静态心率生理信号、动态心率生理信号、佩戴松紧生理信号、血氧生理信号中的其中一种，所述静态心率生理信号对应于第一排布方式、所述动态心率生理信号对应于第二排布方式、所述佩戴松紧生理信号对应于第三排布方式、所述血氧生理信号对应于第四排布方式。
Priority Applications (1)
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| CN202111439294.4A CN114098675B (zh) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | 穿戴设备及光信号检测方法 |
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