具有互相啮合的光屏障特征的光学生理参数测量设备制造技术

本申请案涉及一种具有互相啮合的光屏障特征的光学生理参数测量设备。揭示用于光学生理参数测量装置或传感器的阻光结构。此类结构可包含屏障壁及突出物，所述突出物进一步包含互相啮合的表面轮廓，所述表面轮廓经设计以按较小尺度提高阻光能力以补偿可归因于组装容差叠加而出现的潜在间隙。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量设备。更特定来说，本专利技术涉及一种光学生理参数测量设备。
技术介绍
个人健身及健康监测装置(在本文中称为生物计量监测装置)可包含多种不同传感器，可使用所述传感器提供关于人的各种生理特性的反馈。此类传感器可包含(但不限于)：加速度计，其用于追踪所采取的活动强度及步伐；气压传感器，其用于追踪高度增益；皮电响应传感器，其用于检测排汗；及心率传感器，其追踪心率且有时追踪其它生理特性。生物计量监测装置中可使用的一种类型的传感器为光学生理参数测量装置或传感器，例如光体积描记(PPG)心率传感器，其使用光电发射器及光电检测器。在PPG传感器中，邻近人的皮肤而定位的光电发射器发射光，所述光在人的皮肤内漫射且接着从人的皮肤反射回且进入到光电检测器中。所发射的从人的皮肤漫射/反射回且进入到光电检测器中的光的量将随人的脉搏率而变化。此是因为人的血管将响应于每一次心跳而扩张及收缩，例如，随着心脏将血液推进到血管中，血管扩张，当心脏不再将压力施加到血液时，血管收缩。随着血管扩张及收缩，由血管占据的容量波动，此影响反射回到光电检测器中的光的量。此变化为周期性的，且通过分析由光电发射器检测到的反射的光的量，有可能确定那个周期行为的频率，且因此，有可能确定人的心率。可将本文中论述的概念应用于PPG传感器，也可将所述概念应用于其它光学生理参数测量装置，例如，利用与经配置以从光源检测从人体反射或从人体漫反射的光的光电检测器耦合的光源的基于光学的生理传感器(此类传感器可被分类为“反射”传感器，因为其使用经发射的且接着从人体反射的光操作)；不应将本专利技术理解为仅限于PPG传感器或仅限于PPG心率传感器。还应理解，PPG心率传感器仅为一种PPG传感器，且其它PPG传感器可测量取代心率或除心率外的其它生理参数。
技术实现思路
在附图及下文描述中陈述此说明书中所描述的标的物的一或多个实施方案的细节。从描述、图式及技术方案，其它特征、方面及优点将变得明显。注意，附图的相关尺寸可能并非是按比例绘制的，除非明确指示为按比例调整的图式。在一些实施方案中，可提供一种光学生理参数测量设备。光学生理参数测量设备可包含光电检测器元件、光电发射器元件及插入于光电发射器元件及光电检测器元件之间的屏障壁。屏障壁可包含一或多个屏障壁表面。光学生理参数测量设备还可包含窗及被附接到窗或作为窗的部件的突出物。突出物可包含一或多个突出物表面及一或多个屏障壁表面的子集，且一或多个突出物表面的子集可界定在光电发射器元件与光电检测器元件之间彼此互相啮合的两个表面轮廓。在一些此类实施方案中，光电发射器元件可为在设备中距光电检测器元件最近的可操作光电发射器元件。在一些额外或替代性此类实施方案中，光电发射器元件可经配置以使得由光电发射器元件发射的光的50％或更多在绿色波长光谱内。在一些其它实施方案中，光电发射器元件可经配置以使得由光电发射器元件发射的光的50％或更多在红色或红外波长光谱内。在光学生理参数测量设备的一些实施方案中，由一或多个屏障壁表面的子集及一或多个突出物表面的子集所界定的两个表面轮廓可彼此互相啮合，使得起源于光电发射器元件且通过在两个表面轮廓之间行进而到达光电检测器元件的任何光学路径必须在到达光电检测器元件之前照射由以下各物组成的群组中的至少一个表面：一或多个屏障壁表面的子集及一或多个突出物表面的子集。在光学生理参数测量设备的一些实施方案中，由一或多个屏障壁表面的子集及一或多个突出物表面的子集界定的两个表面轮廓可彼此互相啮合，使得一或多个屏障壁表面的子集中的屏障壁表面的至少第一部分比一或多个突出物表面的子集中的突出物表面的至少第一部分距窗更近而定位。在光学生理参数测量设备的一些另外此类实施方案中，一或多个屏障壁表面中的至少一者的至少第二部分可比一或多个突出物表面中的至少一者的至少第二部分距窗更远而定位。在光学生理参数测量设备的一些实施方案中，设备可进一步包含共同衬底，且光电检测器元件及光电发射器元件可都被安装到共同衬底。在此类实施方案中，屏障壁可远离共同衬底而延伸，且由一或多个屏障壁表面的子集及一或多个突出物表面的子集界定的两个表面轮廓可彼此互相啮合，使得一或多个屏障壁表面的子集中的屏障壁表面面朝突出物表面的子集中的突出物表面，及一或多个突出物表面的子集中的突出物表面面朝一或多个屏障壁表面的子集中的屏障壁表面，一或多个屏障壁表面的子集中的屏障壁表面中的至少一者不平行于共同衬底，且一或多个突出物表面的子集中的突出物表面中的至少一者不平行于共同衬底。在光学生理参数测量设备的一些实施方案中，光电检测器元件及光电发射器元件都可被安装到共同衬底的第一侧，且屏障壁可远离共同衬底的第一侧而延伸。在光学生理参数测量设备的一些实施方案中，突出物及屏障壁都可至少对绿色波长光谱内或495nm到570nm或500nm到600nm的范围内的光不透明。在光学生理参数测量设备的一些实施方案中，突出物及窗都可由塑料制成，且可将突出物熔融到窗。在光学生理参数测量设备的一些实施方案中，距光电发射器元件最近的光电检测器元件的边缘可与光电发射器元件的中心偏移小于2.6mm的距离。在光学生理参数测量设备的一些实施方案中，如沿着横跨于光电检测器元件与光电发射器元件之间的轴所测量的屏障壁厚度可小于1mm。在光学生理参数测量设备的一些实施方案中，一或多个屏障壁表面的子集可包含在其之间形成第一角度的两个屏障壁表面，且一或多个突出物表面的子集可包含形成在第一角度的±10°内的第二角度的两个突出物表面。在光学生理参数测量设备的一些实施方案中，一或多个屏障壁表面的子集可进一步包含第三屏障壁表面，其在与突出物所定位于的窗平行的±10°内的方向上远离两个屏障壁表面中的一者而延伸，且一或多个突出物表面的子集可包含第三突出物表面，其在与突出物所定位于的窗平行的±10°内的方向上远离两个突出物表面中的一者而延伸。在光学生理参数测量设备的一些实施方案中，屏障壁表面的子集可包含屏障壁表面，其经倾斜以使得那个屏障壁表面随着那个屏障壁表面从距光电检测器元件最近的那个屏障壁表面的端横越到距光电发射器元件最近的那个屏障壁表面的端而接近窗。在一些此类实施方案中，一或多个屏障壁表面的子集可包含单个屏障壁表面。在光学生理参数测量设备的一些实施方案中，一或多个屏障壁表面的子集可包含至少两个屏障壁表面，且两个屏障壁表面中的一者在与突出物所定位于的窗平行的±10°内的方向上延伸。在光学生理参数测量设备的一些实施方案中，一或多个屏障壁表面的子集及一或多个突出物表面的子集可具有互补轮廓。在光学生理参数测量设备的一些实施方案中，可使一或多个屏障壁表面的子集中的至少一个屏障壁表面与一或多个突出物表面的子集中的对应突出物表面偏移0mm与0.5mm之间。在光学生理参数测量设备的一些实施方案中，一或多个屏障壁表面的子集可包含各自在垂直于各自邻近屏障壁表面的±10°内的至少三个屏障壁表面。在一些实施方案中，提供一种光学生理参数测量设备。光学生理参数测量设备可包含：(例如)光体积描记(PPG)传感器模块，其包含光电检测器及光电发射器，其中PPG传感器模块可包含插入于光电发射器与光电检测器之间的屏障壁；及窗，其在面朝光电发射器及光电检测器的窗的侧上具有多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有互相啮合光屏障特征的光学生理参数测量设备，其包括：光电检测器元件；光电发射器元件；屏障壁，其被插入于所述光电发射器元件与所述光电检测器元件之间，所述屏障壁包含一或多个屏障壁表面；窗；及突出物，其被附接到所述窗或作为所述窗的部件，所述突出物包含一或多个突出物表面，其中所述一或多个屏障壁表面的子集及所述一或多个突出物表面的子集界定在所述光电发射器元件与所述光电检测器元件之间彼此互相啮合的两个表面轮廓。

【技术特征摘要】
2015.09.25 US 62/233,220;2016.01.15 US 62/279,584;1.一种具有互相啮合光屏障特征的光学生理参数测量设备，其包括：光电检测器元件；光电发射器元件；屏障壁，其被插入于所述光电发射器元件与所述光电检测器元件之间，所述屏障壁包含一或多个屏障壁表面；窗；及突出物，其被附接到所述窗或作为所述窗的部件，所述突出物包含一或多个突出物表面，其中所述一或多个屏障壁表面的子集及所述一或多个突出物表面的子集界定在所述光电发射器元件与所述光电检测器元件之间彼此互相啮合的两个表面轮廓。2.根据权利要求1所述的光学生理参数测量设备，其中所述光电发射器元件为在所述设备中距所述光电检测器元件最近的可操作光电发射器元件。3.根据权利要求1所述的光学生理参数测量设备，其中，其中所述光电发射器元件经配置以使得由所述光电发射器元件发射的所述光的50％或更多在绿色波长光谱内。4.根据权利要求1所述的光学生理参数测量设备，其中：所述光电发射器元件经配置以使得由所述光电发射器元件发射的所述光的50％或更多在红色或红外波长光谱内。5.根据权利要求1所述的光学生理参数测量设备，其中由所述一或多个屏障壁表面的所述子集及所述一或多个突出物表面的所述子集所界定的所述两个表面轮廓彼此互相啮合，使得所述一或多个屏障壁表面的所述子集中的屏障壁表面的至少第一部分比所述一或多个突出物表面的所述子集中的突出物表面的至少第一部分距所述窗更近而定位。6.根据权利要求5所述的光学生理参数测量设备，其中所述一或多个屏障壁表面中的至少一者的至少第二部分比所述一或多个突出物表...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·J·弗雷施尔，克里斯·H·萨兰托斯，皮特·W·理查兹，安东尼·亚历山大·卡卡切，里蒂卡·萨哈伊，林赛·米歇尔·松登，
申请(专利权)人：飞比特公司，
类型：发明
国别省市：美国;US