本技術涉及電子,尤其涉及一種測試電路和方法、電子設備。
背景技術:
1、目前,隨著終端技術的發展,終端設備已經成為人們工作生活的一部分。為了滿足用戶對于自身健康管理的需求,較多終端設備可以支持用戶的人體生命體征參數監測功能。例如,用戶可以利用可穿戴設備,如智能手表等測量人體的心率、呼吸率、血壓或血氧等人體特征。通常情況下,終端設備可以配置有用于測量人體特征的光電容積描記(photoplethysmograph,ppg)模組,但是,現有的ppg模組有占用空間大的問題。
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題,本技術提供一種測試電路和方法、電子設備,本技術的測試電路體積較小,且成本較低,有利于電子設備小型化設計,且有利于電子設備降低成本。
2、第一方面,本技術實施例提供一種測試電路,該測試電路包括:發光組件,用于發射至少兩種光信號,至少兩種光信號包括第一光信號和第二光信號;第一光信號和第二光信號的波長不同;以及,接近光傳感器,用于采集經過人體反射和/或散射的第一光參考信號和第二光參考信號,第一光參考信號和第二光參考信號用于計算人體特征值。
3、通過發光組件和接近光傳感器代替現有的ppg模組,由于接近光傳感器應用廣泛,價格低廉,因此,本技術實施例提供的測試電路利用接近光傳感器實現ppg信號的檢測,可以降低成本。此外,由于接近光傳感器內部集成有采集光信號和對光信號進行處理的結構,因此,相比于現有技術中的ppg模組,本技術實施例的可以測量ppg信號的測試電路體積更小。
4、示例性的,至少兩種光信號還可以包括第一光信號、第二光信號和第三光信號,或者,至少兩種光信號可以包括第一光信號、第二光信號、第三光信號和第四光信號,或者,至少兩種光信號可以包括第一光信號、第二光信號、第三光信號、第四光信號和第五光信號等,即測試電路不僅可以基于兩個不同光波段的信號(如第一光信號和第二光信號)計算血氧飽和度、心率等,還可以耦合其他波段的光信號確定ppg信號,以基于該ppg信號計算出血壓、血糖、灌注指數、脈搏變異指數、一氧化碳血紅蛋白、糖化血紅蛋白等血液指標的含量等人體生命體征參數。
5、示例性的,經過人體反射和/或散射的第一光參考信號,可以為經過人體反射的第一光參考信號,也可以為經過人體散射的第一光參考信號,還可以為經過人體反射和散射的第一光參考信號。
6、根據第一方面,接近光傳感器包括:采集單元,用于采集第一光參考信號和第二光參考信號,并將第一光參考信號和第二光參考信號分別轉換為電信號,其中,電信號為模擬信號;模數轉換器,與采集單元連接,用于將模擬信號轉換為數字信號,數字信號用于計算人體特征值。
7、上述為接近光傳感器的具體結構,上述接近光傳感器的內部結構簡單,使得接近光傳感器的體積較小。當然,接近光傳感器的結構并不限于此,只要可以對第一光參考信號和第二光參考信號進行采集,并基于采集的信號計算出人體特征值的接近光傳感器均在本技術的保護范圍內。
8、根據第一方面,或者以上第一方面的任意一種實現方式,發光組件包括第一發光單元和第二發光單元,采集單元包括第一光敏器件和第二光敏器件,第一發光單元用于發射第一光信號,第一光敏器件用于采集第一光參考信號,第二發光單元用于發射第二光信號,第二光敏器件用于采集第二光參考信號。
9、也就是說,不同的光敏器件對不同波段的光信號有響應(即可以將不同波段的光信號轉換為電信號),這樣使得各光信號之間互不影響,提升檢測精度。
10、示例性的,采集單元中光敏器件的數量可以與發光單元的數量一一對應。例如,發光組件包括第一發光單元、第二發光單元和第三發光單元,第一發光單元、第二發光單元和第三發光單元分別發射第一光信號、第二光信號和第三光信號,相應的,采集單元包括第一光敏器件、第二光敏器件和第三光敏器件,第一光敏器件用于采集第一光參考信號,第二光敏器件用于采集第二光參考信號,第三光敏器件用于采集經過人體反射和/或散射的第三光參考信號。
11、根據第一方面,或者以上第一方面的任意一種實現方式,接近光傳感器包括第一發光單元或第二發光單元。
12、即利用接近光傳感器內部的發射光源作為其中一個發光單元,這樣,發光組件中需要設置的發光單元的數量可以減小,進一步減小測試電路的體積。
13、根據第一方面,或者以上第一方面的任意一種實現方式,還包括處理單元,處理單元與模數轉換器連接,用于根據數字信號得到在第一時間段的第一光參考信號的光強和在第二時間段的第二光參考信號的光強的積分值,積分值用于計算人體特征值。
14、示例性的,接近光傳感器包括處理單元,即處理單元可以設置于接近光傳感器中,這樣,無需在外部設置處理單元,進一步減小測試電路的體積。
15、示例性的,處理單元也可以是外部的處理單元,即電子設備中具體處理功能的器件,如處理器等。利用電子設備中本身具有處理功能的器件對數字信號進行處理,無需單獨設置處理單元,進一步減小測試電路的體積和降低測試電路的成本。
16、根據第一方面,或者以上第一方面的任意一種實現方式,發光組件按照工作周期發射第一光信號和第二光信號。這樣可以得到多組第一光參考信號和第二光參考信號,基于多組第一光參考信號和第二光參考信號計算人體特征值。
17、示例性的,可以是接近光傳感器的處理單元驅動發光組件按照工作周期發射第一光信號和第二光信號;也可以是電子設備中具體處理功能的器件,如處理器等,驅動發光組件按照工作周期發射第一光信號和第二光信號。
18、根據第一方面,或者以上第一方面的任意一種實現方式,工作周期至少包括第一階段和第二階段;第一階段和第二階段均包括至少一個脈沖周期,脈沖周期包括以第一電平狀態工作的發光階段和以第二電平狀態工作的非發光階段;發光組件,用于在第一階段的發光階段發射第一光信號,以及,在第二階段的發光階段發射第二光信號;接近光傳感器,用于在第一階段的發光階段采集第三光信號,在第一階段的非發光階段采集第四光信號;還用于在第二階段的發光階段采集第五光信號,在第二階段的非發光階段采集第六光信號;處理單元,用于根據第三光信號和第四光信號輸出得到第一光參考信號的光強的積分值;還用于根據第五光信號和第六光信號輸出得到第二光參考信號的光強的積分值;第一時間段為第一階段,第二時間段為第二階段;第三光信號根據環境光和所述第一光信號反射和/或散射確定,第四光信號根據環境光確定,第五光信號根據環境光和第二光信號經反射和/或散射確定,第六光信號根據環境光確定。
19、測試電路不僅對第一光信號和第二光信號反射和/或散射的光進行檢測,還對環境光進行檢測,這樣,可以減除外界環境光的干擾,濾除底噪,提升檢測準確度。
20、示例性的,第一光參考信號既包括了在第一階段的發光階段,第一光信號和環境光經過人體反射和/或散射后的信號,又包括在第一階段的非發光階段,環境光經過人體反射和/或散射后的信號。
21、示例性的,第二光參考信號既包括了在第二階段的發光階段,第二光信號和環境光經過人體反射和/或散射后的信號,又包括在第二階段的非發光階段,環境光經過人體反射和/或散射后的信號。
22、示例性的,第一電平例如為高電平,第二電平例如為低電平。
23、示例性的,第三光信號根據環境光和第一光信號經反射和/或散射確定,可以為第三光信號根據環境光和第一光信號經反射確定,也可以為第三光信號根據環境光和第一光信號經散射確定,還可以為第三光信號根據環境光和第一光信號經反射和散射確定。
24、示例性的,第五光信號根據環境光和第二光信號經反射和/或散射確定,可以為第五光信號根據環境光和第二光信號經反射確定,也可以為第五光信號根據環境光和第二光信號經散射確定,還可以為第五光信號根據環境光和第二光信號經反射和散射確定。
25、根據第一方面,或者以上第一方面的任意一種實現方式,采集單元包括第一光敏器件和第二光敏器件,第一光敏器件和模數轉換器形成第一采集通道,第二光敏器件和模數轉換器形成第二采集通道;第一采集通道,用于在第一階段的發光階段采集第三光信號,在第一階段的非發光階段采集第四光信號;第二采集通道,用于在第二階段的發光階段采集第五光信號,在第二階段的非發光階段采集第六光信號。
26、由于共用模數轉換器,所以通過第一采集通道和第二采集通道分時對第三光信號和第四光信號,以及,第五光信號和第六光信號采集,避免不同的光信號之間相互影響。
27、根據第一方面,或者以上第一方面的任意一種實現方式,第一階段和第二階段均包括n個脈沖周期,其中,n≥2,且n為正整數。
28、即將單個脈沖(光信號)發射周期分為若干個脈沖周期,縮短脈沖時間,在不影響靈敏度的條件下,可以減小閃爍光源的影響,提高抗干擾能力。
29、根據第一方面,或者以上第一方面的任意一種實現方式,工作周期包括至少一個脈沖周期,脈沖周期包括以第一電平狀態工作的發光階段和以第二電平狀態工作的非發光階段;發光組件,用于在發光階段發射第一光信號和第二光信號;接近光傳感器,用于在發光階段采集第七光信號和第八光信號,在非發光階段采集第九光信號和第十光信號;處理單元,用于根據第七光信號和第九光信號得到第一光參考信號的光強的積分值;還用于根據第八光信號和第十光信號得到第二光參考信號的光強的積分值;第一時間段和第二時間段為同一個時間段,第一時間段為一個工作周期;第七光信號根據環境光和第一光信號反射和/或散射確定,第八光信號根據環境光和第二光信號反射和/或散射確定,第九光信號根據環境光確定,第十光信號根據環境光確定。
30、測試電路不僅對第一光信號和第二光信號反射和/或散射的光進行檢測,還對環境光進行檢測,這樣,可以減除外界環境光的干擾,濾除底噪,提升檢測準確度。此外,當接近光傳感器包括多個模數轉換器時,接近光傳感器可以在發光階段同時采集第七光信號和第八光信號,以及,在非發光階段同時采集第九光信號和第十光信號,在同一時刻,對不同波段的光信號進行采集。相比于,分時(即不同時刻)采集不同波段的光信號,由于生命體征參數是基于不同波段的光信號確定的,分時得到的不同波段的光信號導致用戶生命體征存在一定的時間差,不能更好的反映出真實的生命體征,該方案中,可以得到同一時刻的不同波段的光信號,即可以反映出同一時刻用戶的生命體征,對用戶生理變化數據的跟隨性更好,可以更真實的反映出生命體征。在此基礎上,可以為模數轉換器預留出較多的時間進行光信號處理,可以提升更長的檢測積分時間,獲得更好的靈敏度。
31、示例性的,第一光參考信號既包括了在發光階段,第一光信號和環境光經過人體反射和/或散射后的信號,又包括在非發光階段,環境光經過人體反射和/或散射后的信號。
32、示例性的,第二光參考信號既包括了在發光階段,第二光信號和環境光經過人體反射和/或散射后的信號,又包括在非發光階段,環境光經過人體反射和/或散射后的信號。
33、示例性的,第一電平例如為高電平,第二電平例如為低電平。
34、示例性的,第七光信號根據環境光和第一光信號經反射和/或散射確定,可以為第七光信號根據環境光和第一光信號經反射確定,也可以為第七光信號根據環境光和第一光信號經散射確定,還可以為第七光信號根據環境光和第一光信號經反射和散射確定。
35、示例性的,第八光信號根據環境光和第二光信號經反射和/或散射確定,可以為第八光信號根據環境光和第二光信號經反射確定,也可以為第八光信號根據環境光和第二光信號經散射確定,還可以為第八光信號根據環境光和第二光信號經反射和散射確定。
36、根據第一方面,或者以上第一方面的任意一種實現方式,采集單元包括第一光敏器件和第二光敏器件,模數轉換器包括第一模數轉換器和第二模數轉換器;第一光敏器件和第一模數轉換器形成第一采集通道,第二光敏器件和第二模數轉換器形成第二采集通道;第一采集通道,用于在發光階段采集第七光信號,在非發光階段采集第九光信號;第二采集通道,用于在發光階段采集第八光信號,在非發光階段采集第十光信號。
37、由于模數轉換器的數量為多個,所以可以通過第一采集通道和第二采集通道在發光階段同時對第七光信號和第八光信號,以及,在非發光階段同時對第九光信號和第十光信號采集,避免不同的光信號之間相互影響。
38、根據第一方面,或者以上第一方面的任意一種實現方式,工作周期包括n個脈沖周期,其中,n≥2,且n為正整數。
39、即將單個脈沖(光信號)發射周期分為若干個脈沖周期,縮短脈沖時間,在不影響靈敏度的條件下,可以減小閃爍光源的影響,提高抗干擾能力。
40、根據第一方面,或者以上第一方面的任意一種實現方式,第一光信號包括紅光信號,第二光信號包括紅外光信號。
41、這樣,有利于血液中血氧飽和度的計算。
42、當然,這并不構成對本技術的限定,本領域技術人員可以根據實際情況進行選擇??蛇x的,第一光信號例如還可以包括綠光信號等,第二光信號包括藍光信號等;或者,第一光信號例如還可以包括紅光信號等,第二光信號包括綠光信號;或者,第一光信號例如還可以包括綠光信號等,第二光信號包括紅外光信號等。
43、當然,還可以耦合其他波段的光信號實現不同的功能,并不限于兩種波段的光信號。
44、第二方面,本技術實施例提供一種電子設備,該電子設備:上述第一方面以及第一方面的任意一種實現方式所對應的的測試電路。
45、第二方面以及第二方面的任意一種實現方式分別與第一方面以及第一方面的任意一種實現方式相對應。第二方面以及第二方面的任意一種實現方式所對應的技術效果可參見上述第一方面以及第一方面的任意一種實現方式所對應的技術效果,此處不再贅述。
46、根據第二方面,電子設備還包括顯示屏,顯示屏復用為發光組件。
47、直接利用電子設備中的顯示屏作為發光組件,這樣,無需單獨設置發光組件,降低成本,進一步減小測試電路對電子設備的占用,可以釋放更多的空間設置其他結構。
48、根據第二方面,或者以上第一方面的任意一種實現方式,顯示屏包括顯示區和圍繞顯示區的非顯示區,接近光傳感器位于非顯示區。
49、檢測時,用戶的手指需要覆蓋住接近光傳感器和顯示屏的部分顯示區域,方便用戶檢測。
50、當然,接近光傳感器的位置并不限于此。可選的,還可以將接近光傳感器設置于顯示屏的下方等位置。
51、根據第二方面,或者以上第一方面的任意一種實現方式,電子設備包括設置于電子設備相對兩側的顯示屏和閃光燈,接近光傳感器與閃光燈設置于電子設備的同一側,閃光燈復用為發光組件,閃光燈發射的光信號至少由第一光信號和第二光信號組成。
52、直接利用電子設備中的閃光燈作為發光組件,這樣,無需單獨設置發光組件,降低成本,進一步減小測試電路對電子設備的占用,可以釋放更多的空間設置其他結構。
53、將接近光傳感器設置于閃光燈附近處,檢測時,用戶的手指需要覆蓋住接近光傳感器和閃光燈。
54、第三方面,本技術實施例提供一種測試方法,該測試方法應用于電子設備,電子設備包括多個工作周期,工作周期包括至少一個脈沖周期,脈沖周期包括以第一電平狀態工作的發光階段和以第二電平狀態工作的非發光階段;測試方法包括:在發光階段,發射第一光信號和第二光信號,并采集第七光信號和第八光信號,第一光信號和第二光信號的波長不同,第七光信號根據環境光和第一光信號反射和/或散射確定,第八光信號根據環境光和第二光信號反射和/或散射確定;在非發光階段,采集第九光信號和第十光信號,第九光信號由環境光確定,第十光信號由環境光確定;根據第七光信號和第九光信號得到第一光參考信號的光強的積分值,以及,根據第八光信號和第十光信號得到第二光參考信號的光強的積分值。
55、發光組件可以同時發射至少兩種光信號,電子設備對第七光信號和第九光信號進行采集和處理,得到第一光參考信號的光強的積分值,與此同時,電子設備對第八光信號和第十光信號進行采集和處理,得到第二光參考信號的光強的積分值,即在同一時刻,得到不同波段的光信號。相比于,分時(即不同時刻)得到的不同波段的光信號,由于生命體征參數是基于不同波段的光信號確定的,分時得到的不同波段的光信號導致用戶生命體征存在一定的時間差,不能更好的反映出真實的生命體征,該方案中,可以得到同一時刻的不同波段的光信號,即可以反映出同一時刻用戶的生命體征,對用戶生理變化數據的跟隨性更好,可以更真實的反映出生命體征。在此基礎上,由于不需要分時采集不同波段的光信號,這樣,可以預留出較多的時間進行光信號處理,可以預留較長的積分時間,獲得更好的靈敏度。
56、第四方面,本技術實施例提供一種電子設備,該電子設備包括:存儲器和處理器,存儲器和處理器耦合;存儲器存儲有程序指令,程序指令由處理器執行時,使得電子設備執行如第三方面所述的測試方法。
57、第四方面與第三方面相對應。第四方面所對應的技術效果可參見上述第三方面所對應的技術效果,此處不再贅述。
58、示例性的,電子設備包括手機、平板電腦或可穿戴電子設備。
59、當然,這并不構成對本技術的限定,本領域技術人員可以根據實際情況進行選擇。可選的,電子設備還可以包括醫療設備、筆記本電腦、智能家居設備、個人數字助理(personal?digital?assistant,簡稱pda)、車載電腦等。