用于生理测量传感器的传感器装置制造方法及图纸

一种装置，包括：多个光源，其被配置为发射光以用于从穿戴该装置的用户的组织进行反射；至少一个光检测器，其被配置为检测进入光检测器的光以产生用于生理测量的被检测信号；以及光传导元件，其被配置为将光导向光检测器，其中，该装置被配置为允许从用户的组织反射的光在多个空间上分离的位置处进入光传导元件。

Sensor Device for Physiological Measurement Sensor

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生理测量传感器的传感器装置
本申请一般涉及用于生理测量传感器的传感器装置。
技术介绍
本节阐明了有用的背景信息，而不是承认在此所描述的任何技术代表现有技术。诸如脉搏传感器的测量用户的生理状况的各种计量设备已经变得很普遍以用于人们测量他们自己的心率、运动或其它生理参数或生物信号。例如，可以使用穿戴在衣服下面的胸带或使用腕戴的手表式传感器设备来执行测量。传感器测量用户的生理状况并产生对应于用户的皮肤或下层物质(例如，毛细血管和静脉)的特性的传感器信号。例如，可以使用光电容积脉搏波描记法(PPG)传感器光学地监控脉搏或心率。PPG测量的一个挑战是测量对传感器位置敏感。应在最佳毛细血管床或动脉静脉处执行测量，以获得高质量和可靠的PPG信号。
技术实现思路
在权利要求中阐述了本专利技术的示例的各个方面。根据本专利技术的第一示例性方面，提供了一种装置，其包括：多个光源，其被配置为发射光以用于从穿戴该装置的用户的组织进行反射；至少一个光检测器，其被配置为检测进入光检测器的光以产生用于生理测量的被检测信号；以及光传导元件，其被配置为将光导向光检测器，其中，该装置被配置为允许从用户的组织反射的光在多个空间上分离的位置处进入光传导元件。在实施例中，该装置包括在所述多个位置处的多个开口，多个开口允许光进入光传导元件。也即是说，在每个所述位置处存在一开口。在实施例中，所述多个光源被布置到多个感测区域中，每个感测区域包括至少一个光源，并且其中，光传导元件延伸通过感测区域，每个感测区域包括在相应的光源附近的所述多个开口中的至少一个。在实施例中，光传导元件是纵向元件，其中光传导元件的一端耦接到光检测器，而另一端纵向延伸离开光检测器，并且其中，多个所述光源和所述开口沿着光传导元件的长度布置。在实施例中，光传导元件是光导。在实施例中，该装置包括在所述多个位置处的衍射结构，用于将从用户的组织反射的光导向光传导元件中。在实施例中，衍射结构包括以下中的一个或多个：衍射光学元件、衍射光栅、周期性衍射图案、以及一系列衍射线。在实施例中，该装置包括多个或一个以上的所述光检测器。在实施例中，该装置包括多个或一个以上的所述光传导元件。在实施例中，该装置包括两对或更多对所述光检测器和所述光传导元件。实施例提供了一种包括根据第一方面的装置的用户可穿戴装置。根据本专利技术的第二示例性方面，提供了一种用于使用用户可穿戴装置的传感器装置的方法，所述传感器装置包括：多个光源，其被配置为发射光以用于从穿戴该装置的用户的组织进行反射；至少一个光检测器，其被配置为检测进入光检测器的光以产生用于生理测量的被检测信号；以及光传导元件，其被配置为将光导向光检测器，其中，传感器装置被配置为允许从用户的组织反射的光在多个空间上分离的位置处进入光传导元件，其中，该方法包括：使用不同的光源来获得多个测量信号；以及基于所获得的测量信号，选择一个或多个光源以用于生理测量。在实施例中，该方法还包括：选择性地接通和断开多个光源以获得多个测量信号。在实施例中，该方法还包括：选择性地打开和关闭在空间上分离的位置以获得多个测量信号。在实施例中，该方法还包括：选择提供满足预定义质量标准的信号的一个或多个光源。根据本专利技术的第三示例性方面，提供了一种包括计算机可执行程序代码的计算机程序，计算机可执行程序代码被配置为在被执行时控制可穿戴设备以执行第二方面的方法。计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。存储介质可以是非暂时性存储介质。任何前述存储介质可以包括数字数据存储设备，诸如数据盘或磁盘、光存储设备、磁性存储设备、全息存储设备、光磁存储设备、相变存储器、电阻式随机存取存储器、磁性随机存取存储器、固体电解质存储器、铁电随机存取存储器、有机存储器或聚合物存储器。存储介质可被形成为在存储式存储器之外没有其它实质功能的设备，或者它可被形成为具有其它功能的设备的一部分，包括但不限于计算机、芯片组、以及电子设备的子配件的存储器。前面已经说明了本专利技术的不同的非约束性的示例性方面和实施例。前述的实施例仅用于解释可以在本专利技术的实现中使用的所选方面或步骤。可以仅参考本专利技术的某些示例性方面来呈现一些实施例。应当理解，对应的实施例也可以应用于其它示例性方面。附图说明为了更完整地理解本专利技术的示例性实施例，现在结合附图参考以下描述，其中：图1是示例性光学心率测量的简化图示；图2是示例性生理传感器装置的简化图示；图3-5示出示例性实施例的装置的仰视图；图6A-6B示出图3的装置的横截面视图；图7A-7C示出一些其它的实现示例；图8示出示例性实施例的过程的流程图。具体实施方式通过参考图1到图8理解了本专利技术的示例性实施例及其潜在优点。在本文中，相同的附图标记表示相同的部件或步骤。在本专利技术的各种示例性实施例中，提供了一种特别适用于用户可穿戴光学传感器设备的新型传感器装置。在下文中，结合诸如光电容积脉搏波描记法(PPG)传感器的光学心率传感器来讨论各种示例性实施例。然而，各种实施例并非仅限于这些传感器类型。相反，示例性实施例的传感器装置也可以用于监控一些其它的生理状况。在本文中提及的生理状况可包括以下一项或多项：心率、血压、皮肤含水量、出汗、皮肤电导、皮肤电阻、皮肤阻抗、心阻抗图、氧饱和度、血糖水平。通常，各种实施例的传感器装置可用于根据用户的皮肤或用户的皮肤下面的物质(例如，毛细血管和静脉)的特性来监控用户的生理状况。图1是示例性光学心率测量的简化图示。图1示出了简单的反射型PPG传感器，其包括LED(发光二极管)101、光源、光电二极管(PD)102、以及光检测器。LED(光发射器，光源)101发光，而光检测器102接收例如从用户的手腕103反射的光线。在各种实施例中，提供了一种用于生理测量的新的传感器装置。具有纵向的光传导元件，其被配置为将光从多个位置沿着光传导元件的长度导向光检测器。光被允许沿着光传导元件的长度(即在光传导元件的中间)从光传导元件的侧面进入光传导元件，而不仅仅是从光传导元件的两端进入光传导元件。在这些位置附近有多个光源，以使得能够在不同位置处进行测量。在不同的实现示例中，可以存在一个光传导元件和一个光检测器，或者一个光传导元件和一个以上的光检测器，或者一个以上的光传导元件和一个光检测器，或者一个以上的光传导元件和一个以上的光检测器。在下文中讨论各种实施例的更详细的实现。图2是示例性生理传感器设备200的简化图示，其中，可以实现各种实施例的传感器装置。装置200包括传感器部分203和带子(strap)部分202。可以在传感器部分203中实现各种实施例的传感器装置。装置200可以是用户可穿戴设备，其可以使用带子环绕在用户的身体部位上(例如，手腕或脚踝)。带子可以由适合的柔性、可弯曲和/或可拉伸的材料制成，诸如塑料、织物和皮革。在示例性实施例中，带子202和传感器部分203由一块材料一体成型。该材料可以包括或者由以下任何材料组成：塑料、金属、纳米纤维、碳纤维、皮革、织物和玻璃。传感器部分203可以是被配置为在具有或不具有带子部分202的情况下集成到用户的服装中的设备。传感器部分203例如可以附着或集成到皮带、袜子、鞋子、帽子、衬衫或套衫的袖子或衣领、和/或裤子或裙子的腰带。传感器部分可以从服装上拆卸下来。传感器部分2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：多个光源，其被配置为发射光以用于从穿戴所述装置的用户的组织进行反射；至少一个光检测器，其被配置为检测进入所述光检测器的光以产生用于生理测量的被检测信号；以及光传导元件，其被配置为将光导向所述光检测器，其中，所述装置被配置为允许从所述用户的所述组织反射的光在多个空间上分离的位置处进入所述光传导元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.29 EP 16207218.51.一种装置，包括：多个光源，其被配置为发射光以用于从穿戴所述装置的用户的组织进行反射；至少一个光检测器，其被配置为检测进入所述光检测器的光以产生用于生理测量的被检测信号；以及光传导元件，其被配置为将光导向所述光检测器，其中，所述装置被配置为允许从所述用户的所述组织反射的光在多个空间上分离的位置处进入所述光传导元件。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置包括在所述多个位置处的多个开口，所述多个开口允许光进入所述光传导元件。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述多个光源被布置到多个感测区域中，每个感测区域包括至少一个光源，并且其中，所述光传导元件延伸通过所述感测区域，每个感测区域包括在相应的光源附近的所述多个开口中的至少一个。4.根据权利要求2-3中任一项所述的装置，其中，所述光传导元件是纵向元件，其中所述光传导元件的一端耦接到所述光检测器，而另一端纵向延伸离开所述光检测器，并且其中，多个所述光源和所述开口沿着所述光传导元件的长度布置。5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中，所述光传导元件是光导。6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其中，所述装置包括在所述多个位置处的衍射结构，用于将从所述用户的所述组织反射的所述光导向所述光传导元件中。7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述衍射...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·拉萨罗弗，J·扬图宁，L·凯尔凯宁，T·拉特瓦卡伊拉，
申请(专利权)人：诺基亚技术有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI