[发明专利]穿戴装置及其心率读值的补偿方法

说明书

一种穿戴装置，其配戴于一使用者，并具有一参考点。该穿戴装置包含一锯齿状凹槽模块、一弹性连接构件模块、一应变规模块、一皮肤电阻传感器模块、以及一处理单元。该弹性连接构件模块有接触使用者之多个皮肤位置的多个接触垫。该应变规模块配置于弹性连接构件模块上，以量测该弹性连接构件模块的一变形量，并响应于该变形量而输出一第一讯号。该皮肤电阻传感器(GSR)模块配置于该多个接触垫上，以分别量测该参考点与该多个皮肤位置之间的多个电阻，并响应于该多个电阻而输出一第二讯号。该处理单元响应于该第一讯号及该第二讯号而产生一心率补偿值来补偿该穿戴装置的一心率读值。

技术领域

本发明是关于穿戴装置及其心率读值的补偿方法，特别是关于用于补偿一使用者的一心率读值的穿戴装置，及强化其心率读值的信赖度的补偿方法。

先前技术

由于微小化运动传感器的普及，以及健身运动的风行，感知使用者运动状况以提供健康信息的穿戴式装置，譬如用于走路的计步器，跑步的跑步计，健身运动的动作传感器，可监测日常运动甚至睡眠状态的侦测器，甚至侦测水中运动的，如游泳水中运动传感器等类型的穿戴式装置便逐渐流行。除了监测运动之外，运动时心率的感测，对使用者了解当下的运动强度及身体反应来说也变成不可或缺，因此具有心率传感器功能的穿戴装置于是广为流行。

请参阅图1A，其为已知穿戴装置1的PPS心率传感器105心率读值操作。目前穿戴于手腕上的穿戴式装置1一般是搭配PPG(photoplethysmogram)光学式心率传感器105，心率的量测方式是将穿戴装置1以表带112(只显示大约半个表带周长)适当的紧迫度缚紧在手腕上，使穿戴装置1上的光学式心率传感器105紧密地贴合皮肤，藉由发出入射光108穿过肢体表皮层血管110,投射到真皮层血管111来感测此真皮血管之脉搏，并藉侦测反射光109来读取包含有脉搏相关信息之反射光109讯号以获得心率读值，如图1A所示。在图1A中，光学式心率传感器105包含光发射器106与光接收器107，肢体血管则包含表皮层血管110与真皮层血管111。

请参阅图1B，其为已知穿戴装置1的PPS心率传感器105心率读值之失效模式1，其中水膜115形成光路116于心率传感器105及皮肤113之间。这样感测的心率读值的可参考性或信赖度却极易受到穿戴装置1及光学式心率传感器105在穿戴位置上的可移动程度，在肢体113上的缚紧程度或光学式心率传感器105与皮肤113的接触紧迫度，光学式心率传感器105与所接触之皮肤113间产生的间隙114，以及皮肤113上的水分或穿戴装置1上的光学式心率传感器105所沾染的水分等因素所影响，例如在图1B中，光学式心率传感器105与皮肤113之间因穿戴装置1与皮肤113之间缚紧程度较松而具有间距117，而在光学式心率传感器105与皮肤113之间形成了水膜115，此水膜115造成了光路116，然而此光路116会将发自光发射器106的入射光108直接导向光接收器107，使得光接收器107所接收的光讯号不含脉博信息，导致光学式心率传感器105量测错误。

请参阅图1C，其为已知穿戴装置1的PPS心率传感器105心率读值之失效模式2，其中穿戴装置1松动，形成间隙于心率传感器105及皮肤113之间造成晃动及运动还显著地影响心率读值。目前穿戴式装置1的普遍缺点是，它的穿戴方式或方法不仅不能有效抗拒因运动所造成的扰动而极易晃动、松脱，还无法感知上述的会明确影响心率读值可信赖度之相关影响因素，也就是穿戴缚紧状态的变化，穿戴装置1及光学式心率传感器105之位移运动情形，以及光学式心率传感器105与肢体皮肤113间的接触状态或间隙121的发生，这些影响因素会以如图1C所示的沿着穿戴装置1的穿戴位置周围移动或晃动、上下移动及左右移动等运动方式来表现。这种移动或晃动会造成LED光路径118的偏差而使接收器107接收不到LED光的讯号，或是穿戴装置的运动或晃动讯号混入脉搏讯号中而由反射光带入光接收器107，使其所接收之反射自血管组织120的反射光119的所传递之脉博值受影响而发生偏差。