[發明專利]光學手指鼠標、電子裝置及生理特征檢測裝置

有效

• 申請號: 201110302321.3
• 申請日: 2011-09-29
• 公開（公告）號: CN103034342A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 古人豪;高銘璨;黃森煌
• 申請（專利權）人: 原相科技股份有限公司
• 主分類號: G06F3/033
• 分類號: G06F3/033;A61B5/0205
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 江娟;南毅寧

技術領域

本發明涉及一種人機接口裝置，特別涉及一種可同時檢測使用者生理特征以及手指位移量及接觸狀態的光學手指鼠標及生理特征檢測裝置。

背景技術

光學手指鼠標(optical?finger?mouse，OFM)由于體積小，通常適合用于便攜式電子裝置。光學手指鼠標可用以檢測使用者手指表面反射光線的光強度變化，由此判斷手指的接觸狀態以及手指相對于觸控面的位移量。然而，隨著工業化的發展，使用者使用便攜式電子裝置的時間逐漸增加，甚至超出體力負荷而不自覺。因此，如果便攜式電子裝置同時具有檢測使用者生理特征的功能并能于必要時提出警示，則可避免過度使用的情形發生。

公知的血氧飽和儀(pulse?oximeter)利用非侵入式的方式來檢測使用者的血氧濃度及脈搏數，其可產生紅光光束(波長約660納米)及紅外光光束(波長約910納米)穿透待測部位，并利用帶氧血紅素(oxyhemoglobin)及脫氧血紅素(Deoxyheamo-globin)對特定光譜具有不同吸收率的特性以檢測穿透光的光度變化，例如參照美國專利第7,072,701號，標題為血氧濃度的監測方式(Method?for?spectrophotometric?blood?oxygenation?monitoring)。檢測出兩種波長的穿透光的光強度變化后，再以下列公式計算血氧濃度

血氧濃度＝100％×[HbO₂]/([HbO₂]+[Hb])；

其中，[HbO₂]表示帶氧血紅素濃度；[Hb]表示脫氧血紅素濃度。

一般血氧飽和儀所檢測到的兩種波長的穿透光的光強度會隨著心跳而呈現如圖1所示的變化，這是由于血管會隨著心跳而不斷地擴張及收縮而使得光束所通過的血液量改變，進而改變光能量被吸收的比例。由此，根據不斷變化的光強度信息則可計算血液對不同光譜的吸收率，以分別計算帶氧血紅素濃度及脫氧血紅素濃度等生理信息，最后再利用上述血氧濃度公式計算血氧濃度。

然而，由于血氧飽和儀是檢測穿透光線的強度變化，因而會隨著不同的待測部位而檢測到不同的光強度信號；此外，當公知的血氧飽和儀所檢測的待測部位發生移動時，則會檢測到劇烈變動的混亂波形而無法據以正確計算出生理特征，因而其并不適用于便攜式電子裝置。

有鑒于此，本發明提出一種可同時檢測使用者生理特征以及手指位移量及接觸狀態的光學手指鼠標及生理特征檢測方法，其可于檢測手指位移量的同時檢測使用者的生理特征，并可有效消除移動所造成的信號噪聲。

發明內容

本發明的一個目的在提供一種光學手指鼠標，其通過分析手指的反射光信號以同時計算手指位移量及接觸狀態以及使用者生理特征。

本發明的另一目的在提供一種光學手指鼠標，其可同時檢測手指位移量及接觸狀態以及使用者生理特征，并具有消除環境光源影響的機制。

本發明的另一目的在提供一種光學手指鼠標，其可同時檢測手指位移量及接觸狀態以及使用者生理特征，并具有降低噪聲的機制。

本發明的另一目的在提供一種光學手指鼠標，其可同時檢測手指位移量及接觸狀態以及使用者生理特征，并具有系統頻率的校正機制。

本發明的另一目的在提供一種光學手指鼠標，其可同時檢測手指位移量及接觸狀態以及使用者生理特征，并在閑置預設時間后即進入休眠模式。

本發明的另一目的在提供一種光學手指鼠標，其可同時檢測手指位移量及接觸狀態以及使用者生理特征，在位移量太大時可舍棄或不計算生理特征。

為達上述目的，本發明提供一種光學手指鼠標，用以檢測手指的位移量及生理特征。所述光學手指鼠標包含第一光源、第二光源、光源控制單元、圖像傳感器及處理單元。所述第一光源發出第一波長的光至所述手指。所述第二光源發出第二波長的光至所述手指。所述光源控制單元控制所述第一光源及所述第二光源的點亮及熄滅。所述圖像傳感器以取樣頻率接收來自所述手指的反射光以產生相對所述第一光源點亮的多個第一圖像幀及相對所述第二光源點亮的多個第二圖像幀。所述處理單元根據所述第一圖像幀及所述第二圖像幀計算所述位移量及所述生理特征。