光学感测装置和相应的光学感测方法制造方法及图纸

提供了一种光学感测装置(10)，相应的光学感测方法和相应的计算机程序，其被配置为感测生物的属性。所述光学感测装置(10)包括：接触表面(20)，其被配置为与所述生物的所述皮肤(5)接触；第一光学传感器单元(30；630)，其用于提供第一光学信号；以及第二光学传感器单元(40；640)，其用于提供第二光学信号，其中，所述第一光学传感器单元(30；630)和所述第二光学传感器单元(40；640)被布置在所述接触表面(20)上彼此相距一距离，其中，所述第一光学传感器单元(30；630)与所述第二光学传感器单元(40；640)具有从所述接触表面(20)起的不同的突起长度(50)。所述光学感测装置(10)允许对生物的属性的更可靠的确定。

Optical Sensing Device and Corresponding Optical Sensing Method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学感测装置和相应的光学感测方法
本专利技术涉及光学感测装置，相应的光学感测方法和相应的计算机程序。本专利技术特别涉及一种被配置为与生物的皮肤相接触地感测所述生物的属性的光学感测装置。在优选的应用中，所述光学感测装置是光学心脏监测器，其中，根据本专利技术的光学感测装置不限于该应用。
技术介绍
针对图1中的光学心脏监测器100的示例图示了光学传感设备的原理，其中所感测的属性示例性地对应于心率。光学心脏监测器100包括具有接触表面104的壳体102，接触表面104被布置为与生物的皮肤5接触，例如，人的手臂或手腕。光学心脏监测器100包括光学传感器单元110，光学传感器单元110被设置在接触表面104处并且包括发光部件112和光探测部件114。光探测部件112，例如发光二极管(LED)，将光113照射到皮肤5内，然后光在皮肤5中散射，在那里它或多或少地被循环通过血管7的血液吸收。光113离开皮肤5并进入光探测部件114，例如光电二极管。由于皮肤5中的血液量在心脏搏动时改变，所以吸收的光的量随时间改变，并且光探测部件114上的信号115相应地改变。因此，光学心脏监测器100的信号115指示皮肤5中的脉搏并因此指示生物的心率。信号115在图2中进一步详细示例性地示出。局部最大值116和局部最小值117之间的差值称为信号的幅度。例如，通过计算每秒最大值116的数量，可以在光学心脏监测器的示例中获得每分钟心跳的数量。图2示出了当对象不运动时，即基本上处于静止状态时的信号115。然而，两个不同的最小值117和118之间的偏移差异已经很明显。根据US4880304和US6622034己知，光学信号的脉冲幅度取决于传感器在皮肤中的突起，特别是对于小传感器。较大的突起允许增大的幅度，并且因此便于信号处理。然而，特别是在运动期间，信号被运动伪迹破坏，运动伪迹影响信号115的幅值和偏移，如图3中示例性地描绘的。其中，静止时段120之后是运动时段130和另一静止时段140。在静止时段120期间，脉冲清晰可见并且可以容易地提取心率。然而，由于运动伪迹，在运动时段130期间根据信号115确定诸如心率的属性可能是不可靠的。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种光学感测装置，其能够更可靠地确定生物的属性。在一个方面中，提供了一种光学感测装置，其被配置为与生物的皮肤相接触地感测所述生物的属性。所述光学感测装置包括：接触表面，其被配置为与所述生物的皮肤接触；第一光学传感器单元，其用于提供第一光学信号；以及第二光学传感器单元，其用于提供第二光学信号。所述第一光学传感器单元和所述第二光学传感器单元布置在所述接触表面上彼此相距一距离，其中，所述第一光学传感器单元与所述第二光学传感器单元具有从所述接触表面起的不同的突起长度。由于所述第一光学传感器单元和所述第二光学传感器单元具有从所述接触表面起不同的突起长度，因此当将所述接触表面与所述生物的皮肤接触时，所述第一光学传感器单元和所述第二光学传感器单元不同地突起到所述生物的皮肤中。由于不同的突起深度导致光学信号的脉冲的不同幅值，因此可以更可靠地从所述第一光学信号和所述第二光学信号中提取生物的属性，因为两个信号包括具有各自不同幅度的相同脉冲信号。所述生物的属性优选为心率、血氧饱和度(SpO2)和血压中的至少一种。然而，所述生物的其他感兴趣的属性当然也是可行的。优选地，所述接触表面基本上是平面的。由此，通过接触表面在皮肤上产生相等的压力分布，并且相对于其可以确保由于从接触表面突起而产生的限定的压力和突起到皮肤中。所述第一光学传感器单元和所述第二光学传感器单元中的至少一个从所述接触表面突起，以具有与所述接触表面的其余部分不同的进入皮肤的突起。在第一光学传感器单元和第二光学传感器单元都从接触表面突起的情况下，它们各自的突起长度优选地是不同的。在其他实施例中，所述接触表面也可以形成为复制生物的身体的一部分(例如手腕)的表面形状。在一个实施例中，所述第一光学传感器单元和所述第二光学传感器单元中的每个都包括发光部件和光探测部件。所述发光部件被布置用于将光发射到皮肤中，光在皮肤中被散射，被部分吸收并且然后部分地离开皮肤并进入光探测部件。优选地，所述发光部件包括至少一个发光二极管(LED)和/或所述光探测部件包括至少一个光电二极管(PD)。在其他实施例中，当然也可以考虑其他发光部件和/或光探测部件。在一个实施例中，所述第一光学传感器单元和所述第二光学传感器单元的发光部件和光探测部件分别以彼此相同的距离布置。在一个实施例中，所述第一光学传感器单元和所述第二光学传感器单元被布置为使得所述第一光学信号和所述第二光学信号彼此可比较。光探测部件与发光部件之间的距离指示组织采样深度，即由发光部件发射的光子在其散射路径上很可能穿透到皮肤中的深度。因此，在该实施例中，第一光学传感器单元和第二光学传感器单元从相应传感器单元的表面采样具有相应组织深度的光学信号。因此，第一光学传感器单元和第二光学传感器单元的采样组织深度是可比较的，这使得它们各自的信号适合于确定生物的相同属性。在一个实施例中，第一光学传感器单元的发光部件和光探测部件中的至少一个，优选地发光部件和光探测部件两者，具有与第二光学传感器单元不同的从接触表面起的突起。优选地，发光部件和光探测部件具有进行入皮肤中的相同的突起，使得光子进入皮肤与从皮肤出来迁移相同的距离。在发光部件与光探测部件具有不同的突起的情况下，优选的是，相同的突起距离也适用于第一光学传感器单元和第二光学传感器单元的另一个传感器单元。由此，可以确保第一光学传感器单元和第二光学传感器单元之间的组织采样深度相等。在一个实施例中，光学感测装置还包括壳体，其中，所述接触表面被形成在所述壳体的表面上。在一个实施例中，所述光学感测装置以腕戴式设备的形式提供。优选地，所述腕戴式设备包括手表，所述手表被布置为借助于缚带等附接到所述生物的手腕。由此，可以确保所述接触表面与所述生物的皮肤的紧密接触。然而，用于光学感测装置的其他形式和形状的装置当然也是本领域技术人员预期的，例如包括胸带、入耳式耳塞等。在一个实施例中，所述光学感测装置还包括属性确定单元，用于基于第一光学信号与第二光学信号之间的差异(或换句话说，整合减法)或第一光学信号相比于第二光学信号的信号之间的差异(或者相反地)来确定生物的性质。所述属性确定单元优选地包括处理单元，例如处理器。属性确定单元被布置为分别从所述第一光学传感器单元和所述第二光学传感器单元接收所述第一光学信号和所述第二光学信号。在包括壳体和/或光学感测装置的以腕戴式设备的形式提供的实施例的情况下，所述属性确定单元可以被提供在壳体内和/或腕戴式设备内或者提供在不同的位置。在一个实施例中，属性确定单元可以在远程单元上实现，例如智能手机、服务器等，并且被布置为从所述第一光学传感器单元和所述第二光学传感器单元通过有线或无线传输接收所述第一光学信号和所述第二光学信号或其经处理的形式。如上所述，所述第一光学信号和所述第二光学信号分别包含具有不同幅值的脉冲。由于可以假设运动伪迹在第一光学信号和第二光学信号之间是相似的，通过基于两个信号之间的差来确定属性，包括在两个信号中的运动伪迹得以消除或减少。因此，所产生的差异有利地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学感测装置，其被配置为与生物的皮肤(5)相接触地感测所述生物的属性，包括：接触表面(20)，其被配置为被使得与所述生物的所述皮肤(5)接触；第一光学传感器单元(30；630)，其用于提供第一光学信号；以及第二光学传感器单元(40；640)，其用于提供第二光学信号，其中，所述第一光学传感器单元(30；630)和所述第二光学传感器单元(40；640)被布置在所述接触表面(20)上彼此相距一距离，其中，所述第一光学传感器单元(30；630)和所述第二光学传感器单元(40；640)中的每个都包括发光部件(32、42；632、634、636、642、644、646)和光探测部件(34、44；638、648)，其中，所述第一光学传感器单元(30；630)与所述第二光学传感器单元(40；640)具有从所述接触表面(20)起的不同的突起长度(50)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.07 EP 17154941.31.一种光学感测装置，其被配置为与生物的皮肤(5)相接触地感测所述生物的属性，包括：接触表面(20)，其被配置为被使得与所述生物的所述皮肤(5)接触；第一光学传感器单元(30；630)，其用于提供第一光学信号；以及第二光学传感器单元(40；640)，其用于提供第二光学信号，其中，所述第一光学传感器单元(30；630)和所述第二光学传感器单元(40；640)被布置在所述接触表面(20)上彼此相距一距离，其中，所述第一光学传感器单元(30；630)和所述第二光学传感器单元(40；640)中的每个都包括发光部件(32、42；632、634、636、642、644、646)和光探测部件(34、44；638、648)，其中，所述第一光学传感器单元(30；630)与所述第二光学传感器单元(40；640)具有从所述接触表面(20)起的不同的突起长度(50)。2.根据权利要求1所述的光学感测装置，其中，所述属性是心率、血氧饱和度和血压中的至少一种。3.根据权利要求1所述的光学感测装置，其中，所述第一光学传感器单元(30；630)和所述第二光学传感器单元(40；640)的所述发光部件(32、42；632、634、636、642、644、646)和所述光探测部件(34、44；638、648)被布置为分别彼此相距相同的距离。4.根据权利要求1所述的光学感测装置，其中，所述第一光学传感器单元(30；630)的所述发光部件(32、42；632、634、636、642、644、646)和所述光探测部件(34、44；638、648)中的至少一个，优选地它们两者，与所述第二光学传感器单元(40；640)的所述发光部件(32、42；632、634、636、642、644、646)和所述光探测部件(34、44；638、648)中的至少一个，优选地它们两者，具有从所述接触表面起的不同的突起长度。5.根据权利要求1所述的光学感测装置，还包括壳体(2)，其中，所述接触表面(20)被形成在所述壳体的表面上。6.根据权利要求1所述的光学感测装置，其中，所述光学感测装置(10)以腕戴式设备的形式被提供。7.根据权利要求1所述的光学感测装置，所述第一光学信号和所述第二光学信号分别显示信号序列(510、520)，并且其中，所述装置还被布置为执行所述第一光学信号与所述第二光学信号的线性组合。8.根据权利要求1所述的光学感测装置，还包括：属性确定单元(60)，其用于确定所述生物的所述属性，所述确定涉及所述第一光学信号与所述第二光...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·N·普雷苏勒，
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