光电体积描记设备制造技术

一种光电体积描记设备，包括：光源，其被配置为将源光引导到外部对象；光传感器，其被布置和配置为提供传感器信号，所述传感器信号指示已经被所述外部对象散射的第一源光部分的强度；壳体，其用于容纳所述光源和所述光传感器，并具有对于所述源光是透明的盖板，以及要面向外部对象的外表面；以及光学阻挡装置，其在所述壳体中在所述至少一个光源与所述盖板的外表面之间，并且被配置为在第二源光部分的从所述光源延伸到所述盖板的所述外表面并从所述盖板的所述外表面延伸到光传感器而不离开所述壳体的传播路径上阻挡所述第二源光部分。

Photoelectric plethysmography equipment

A photoelectric plethydrawing device, including a light source, which is configured to guide the source light to an external object; a light sensor is arranged and configured to provide a sensor signal indicating the strength of the first source light portion that has been scattered by the external object; the housing is used to hold the light source and the light source. The light sensor is provided with a transparent cover for the source light and an external surface for the external object; and an optical barrier device in the housing between the at least one light source and the outer surface of the cover plate, and is configured to extend from the light source to the cover plate in the second source light portion. The outer surface extends from the outer surface of the cover plate to the optical sensor without blocking the second source light portion of the transmission path of the shell.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光电体积描记设备
本专利技术涉及光电体积描记设备。
技术介绍
光电体积描记(PPG)设备采用光学测量技术来检测外部对象的体积变化。在医学应用中，该技术可用于检测对象的器官或其他身体部位中的血液量的变化。在PPG的医学应用中可以检测到的其他信息涉及血氧饱和度、呼吸率、脉搏率或血压。换句话说，PPG可以用于监视对象的生命体征信息。US2011/0130638A1描述了一种用于在脉搏血氧定量测量中提供生命体征信息的绑缚式PPG设备。光源和光传感器被设置在传感器主体的组织接触表面上。光传感器被设置有表面特征，用于减少冲击光传感器而没有首先通过组织的分流光的量。表面特征通过将这样的光引导离开传感器的检测元件来影响来自不需要的光源的光的路径。US2015/0057511A1公开了一种光学近距离传感器组件，其包括：具有红外(IR)发光二极管(LED)的光学近距离传感器，所述LED发射具有红外波长的光；对红外波长敏感的IR光电检测器；光学屏障，其阻挡从LED直接到IR光电检测器的光线，并允许反射光线到达至少一个光电检测器；以及具有用于放大由光电检测器检测到的信号的放大器的电子集成电路；模数转换器；LED驱动器；降噪和环境光消除电路；以及用于与微控制器通信的数字接口。光学近距离传感器容纳在可穿戴的承载体上。单个传感器可以包括多个相同或不同的LED、多个光电二极管或两者。而且，可以将多个传感器沿着血管路径放置在人的皮肤上，以获得与血流和动脉硬度有关的数据。US2014/0163342A1公开了一种生物传感器，其包括：设置在布线板的主表面上的发光元件和光接收元件；光屏蔽部分，其被设置在发光元件密封部分和光接收元件密封部分之间；具有透光性的基底介质，其与所述布线板并行布置并且在它们之间具有光屏蔽部分；具有透光性的粘附层，所述粘附层将所述基底介质与发光元件密封部分、光接收元件密封部分以及光屏蔽部分粘合；以及附接到基底介质的主表面的第一心电图电极。粘附层的两个端部和基底介质的两个端部被设置成使得当从垂直于布线板的主表面的方向观看时，它们既不与光接收元件密封部分重叠也不与发光元件密封部分重叠。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种PPG设备，其改善PPG设备的鲁棒性和寿命，同时消除或减少由不想要的信号分量引起的对期望生命体征信息的扰动。根据本专利技术，提供了一种光电体积描记设备，在下文中称为PPG设备。所述PPG设备包括：-至少一个光源，其被配置为生成要被引导到外部对象的源光的射束；-至少一个光传感器，其被布置和配置为提供传感器信号，所述传感器信号指示已经被所述外部对象散射并被所述光传感器检测到的第一源光部分的强度；-壳体，其容纳所述至少一个光源和所述至少一个光传感器，所述壳体具有对于所述源光是透明的盖板，并且所述壳体具有要面向外部对象的外表面；以及-光学阻挡装置，其被布置在所述壳体中在至少一个光源与所述盖板的所述外表面之间，并且被配置为在第二源光部分的从所述光源延伸到所述盖板的所述外表面并从所述盖板的所述外表面延伸到所述光传感器而不离开所述壳体的传播路径上阻挡所述第二源光部分。与根据US2011/0130638A1已知的PPG设备相比，根据本专利技术的PPG设备因此通过允许光源和光传感器布置在具有半透明盖板的保护壳体中，而没有通过使用盖板引起的光传感器信号劣化，从而提供了改善。所述壳体保护光源和光传感器免受例如通过与运动中的外部对象接触而产生的物理损伤，以及抵抗与环境直接接触的其他不希望的影响，例如化学反应。因此，提供了具有小的干扰的携带生命体征信息的光传感器信号的有用分量，虽然使用了盖板，但消除或至少减少不需要的第二源光部分的强度，所述第二源光部分未到达外部对象但在没有光学阻挡装置的情况下将会在不离开壳体的情况下到达至少一个光传感器，特别是在壳体的盖板的外表面处反射之后。该消除或至少减少检测到的信号中第二源光部分的强度增加了有用的第一源光部分的相对量，该第一源光部分已被外部对象散射，并因此在其被至少一个光传感器检测到时包含期望的生命体征信息。这又允许以高的精度提取和评估生命体征信息。因此，本专利技术的PPG设备组合了鲁棒性和寿命以及消除或减少了由于所描述的不希望的PPG信号分量的不期望的对生命体征信息的扰动。注意要澄清的是，外部对象并不形成要求保护的PPG设备的一部分。外部对象是PPG设备要研究的对象。外部对象的非限制性例子是弹性管、动物和人或其部分。以下将描述PPG设备的实施例。由于其鲁棒性和寿命，PPG设备特别适合终端消费者的私人使用。它可以被提供为移动使用的独立设备，使用一个或多个电池插入壳体以提供能量。在一个实施例中，壳体被提供有类似手表的构造。适当地，壳体因此可以设置有用于固定表带等的安装元件。在其他实施例中，所述壳体具有适合佩戴在用户的手臂或手指上的延伸的环。在另一实施例中，所述壳体被集成到传感器中以佩戴于用户的耳内或在用户的耳朵外部上。该实施例的传感器例如是耳塞或耳机的一部分。在其他实施例中，所述PPG设备被提供为用于集成到便携式电子计算设备(例如智能手表或智能电话)中的模块，该便携式电子计算设备还提供用于实现诸如测量时间、距离、速度或加速度或提供通信或计算能力的应用的其他功能。在这样的电子应用设备中，光源和检测器要被布置在底侧上，盖板的外表面面向用户的手臂或手腕。能量供应可以与这种便携式电子计算设备的其他电子部件共享。PPG设备的实施例因此包括PPG处理单元。PPG处理单元优选地被配置为接收和处理光传感器信号从而提供期望的生命信号信息，所述光传感器信号指示由至少一个光传感器检测到的光量。由这样的PPG处理单元实现的处理要求和合适的处理方法是已知的，并且在当前情况下不需要详述。在一些实施例中，PPG处理单元不是作为PPG设备的一体的部分提供，而是作为经由通信链路接收光传感器信号的外部单元提供。这样的实施例的PPG处理单元例如可以通过由计算机的处理器执行的可执行软件代码来实现。为了监视日常生活和运动中的应用，诸如智能电话的便携式计算机是特别合适的。在PPG设备和计算机之间的合适的通信链路是有线通信链路，并且甚至更多的是无线通信链路，例如蓝牙链路或WLAN(Wi-Fi)链路。PPG设备的光学阻挡装置被布置在上述第二源光部分的传播路径中。阻挡可以在第二源光部分的传播路径的任何合适的点处实现。传播路径的合适点允许仅阻挡第二源光部分，而不减少已被外部对象散射并因此承载生命体征信息的第一源光部分的量。光学阻挡装置在其被布置和配置用于避免由光传感器检测在盖板和壳体外部的光学上较薄的环境介质(即，盖板的外表面)之间的界面处经受全反射的源光的实施例中是特别有利的。这在具有折射率nCP大于壳体外部的环境光学介质的典型折射率nSE(例如空气(具有大约1.0的折射率)或水(大约1.3))的盖板的优选实施例中是特别有用的。在这样的实施例中，盖板的外表面形成与壳体外部的环境光学介质的界面，并且将使得源光在该界面上在大于的所有入射角处产生源光的全反射。以玻璃制成的盖板(nCP＝1.5)和由空气形成的环境光学介质(nSE＝1)作为非限制性示例，源光在该界面上任何大于41.8°的阈值角的入射角都会导致全反射。如公知的菲涅尔定律所决定的，具有小的入射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光电体积描记设备(100)，在下文中称为PPG设备，包括：‑至少一个光源(106)，其被配置为生成要被引导向外部对象(110)的源光(108)的射束；‑至少一个光传感器(112)，其被布置和配置为提供传感器信号，所述传感器信号指示已经被所述外部对象(110)散射并被所述光传感器(112)检测到的第一源光部分(108a)的强度；‑壳体(102)，其容纳所述至少一个光源(106)和所述至少一个光传感器(112)，所述壳体具有对于所述源光透明的盖板(116)，并且所述壳体具有要面向所述外部对象(110)的外表面(116o)；以及‑光学阻挡装置(118)，其被布置在所述壳体中在至少一个光源(106)与所述盖板(116)的所述外表面(116o)之间，并且被配置为在第二源光部分(108b)的从所述光源(106)延伸到所述盖板(116)的所述外表面(116o)并且从所述盖板的所述外表面延伸到所述光传感器(112)而不离开所述壳体(102)的传播路径上阻挡所述第二源光部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.10 EP 15193879.21.一种光电体积描记设备(100)，在下文中称为PPG设备，包括：-至少一个光源(106)，其被配置为生成要被引导向外部对象(110)的源光(108)的射束；-至少一个光传感器(112)，其被布置和配置为提供传感器信号，所述传感器信号指示已经被所述外部对象(110)散射并被所述光传感器(112)检测到的第一源光部分(108a)的强度；-壳体(102)，其容纳所述至少一个光源(106)和所述至少一个光传感器(112)，所述壳体具有对于所述源光透明的盖板(116)，并且所述壳体具有要面向所述外部对象(110)的外表面(116o)；以及-光学阻挡装置(118)，其被布置在所述壳体中在至少一个光源(106)与所述盖板(116)的所述外表面(116o)之间，并且被配置为在第二源光部分(108b)的从所述光源(106)延伸到所述盖板(116)的所述外表面(116o)并且从所述盖板的所述外表面延伸到所述光传感器(112)而不离开所述壳体(102)的传播路径上阻挡所述第二源光部分。2.根据权利要求1所述的PPG设备，其中，所述光学阻挡装置(118)被布置为阻挡所述第二源光部分(108b)的从所述盖板(116)的所述外表面(116o)传播到所述光传感器(106)的所述传播路径。3.根据权利要求1所述的PPG设备，其中，所述光学阻挡装置包括至少一个吸收元件(118)，所述至少一个吸收元件在所述盖板(116)的面向所述至少一个光源和所述至少一个光传感器的内表面(116i)上。4.根据权利要求1所述的PPG设备，其中，所述光学阻挡装置形成所述盖板的一体的部分。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·N·普雷苏勒，A·尼古拉，M·雅各比，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL