用来测量生物信息的装置制造方法及图纸

公开了一种用来测量用户的生物信息的装置。该装置包括：用来接收用户的基本生物信息的设备；第一光源，向皮肤表面上照射具有第一波长的第一光；第二光源，向皮肤表面上照射具有第二波长的第二光；第三光源，以如下方式布置，从而第三光源被放置在比第一光源和第二光源更远离光电探测器的位置上，所述第三光源向皮肤表面上照射具有第三波长的第三光；光电探测器，检测透射通过皮肤表面的第一检测光、第二检测光、以及第三检测光，并且将所述第一检测光、第二检测光、以及第三检测光转换为电信号，所述第一检测光、第二检测光、以及第三检测光对应于所述第一波长、第二波长、以及第三波长；以及控制单元，用来使第一光源、第二光源、以及第三光源能够被按已知顺序驱动，并且根据输入的基本生物信息以及第一检测光、第二检测光、以及第三检测光的强度，产生用户的生物信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测量用来生物信息的装置与方法，更具体地，涉及通过利用光来测量关于皮肤与皮下脂肪的信息的装置与方法。
技术介绍
公众已经知道用来测量身体脂肪或者皮下脂肪厚度的各种方法。用来测量皮下脂肪厚度的方法包括：利用卡钳的直接测量的方便，利用超声波的方法，利用计算机化X射线分层造影(CT)的方法，磁共振成像(MRI)等等。利用卡钳直接测量皮下脂肪厚度的方法不准确不方法，并且会造成疼痛。通过利用超声波、CT、或者MRI来测量皮下脂肪厚度的方法需要昂贵的装备与专家。另外，因为由于需要实现上述方法的设备而使得不方便测量皮下脂肪厚度，所以人们研究了利用光的测量方法。通过利用光来测量身体脂肪或者皮下脂肪厚度的一种方法对应于将光照射到活体的皮肤表面上，然后检测由于多次散射而从皮肤表面辐射的光，并且将辐射光转换为电信号。该方法具有以下优点：其没有侵犯性，并且测量时间短。另外，因为用来实现该方法的装置尺寸不大，所以该装置具有以下优点：其可以当场测量皮下脂肪厚度。图1为显示根据现有技术的用来测量皮下脂肪厚度的装置的视图。生物组织130具有以下结构，其中对应于肌肉132、皮下脂肪134、以及厚度为0.5到4mm的皮肤136的相应层按该顺序层叠，并且皮肤136可以细分为角质层、表层、以及真皮。以上装置100包括发光二极管(LED)110以及光电二极管或者光电探测器(PD)120。LED 110与PD 120相互分离，并且被布置在皮肤136的表面之上。如果LED 110在皮肤136的表面上照射波长在近红外线波段内的的光，则某些光会在从皮肤136到肌肉132的方向上传输，某些光由于多次散射而被导向皮肤136的表面。大部分光会被肌肉132吸收。PD 120检测从皮肤136的表面辐射的光，并且将其转换为电信号。图2为显示根据与LED 110的分隔距离的作为皮下脂肪134的厚度的函-->数的PD 120的输出的变化的图示。X轴以毫米(mm)表示皮下脂肪134的厚度，Y轴以伏特(V)表示PD 120的输出电压。此处，“SD”表示LED 110与PD 120之间的分离距离。图2显示分别对应于SD等于5mm(以包含小方块的实线表示)、10mm(以包含小圆圈的实线表示)、以及20mm(以包含小三角的实线表示)的情况的输出曲线。检查与每个SD相关的输出曲线，可以看出皮下脂肪134越厚，则PD 120的输出越多地朝向变为饱和的方向增加。另外，可以确定SD越远，可以测量的皮下脂肪134的厚度范围越宽。名称为“Near Infrared Apparatus and Method for Determining PercentFat in a Body”、由Rosenthal等人专利技术的第4,850,365号美国专利公开了以下技术，其中将具有单个波长的光照射向皮肤表面上，然后通过检测由于在皮下脂肪层内的多次散射而从皮肤表面辐射的光，来测量身体脂肪百分比。名称为“Near Infrared Apparatus for Measurement of OrganicConstituents of Material”、由Rosenthal等人专利技术的第4,633,087号美国专利公开了以下技术，其中将具有相互不同波长的多道光照射向皮肤表面上，然后通过检测由于在皮下脂肪层内的多次散射而从皮肤表面辐射的多道光，来测量身体脂肪百分比。但是，因为不仅皮下脂肪层的厚度而且皮肤的颜色与厚度都会影响PD的输出，所以现有的生物信息测量技术具有以下问题：无法有效地纠正由皮肤的颜色与厚度造成的身体脂肪百分比的误差、或者皮下脂肪层的厚度的误差。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用来测量生物信息的装置，其可以通过利用由用户输入的基本生物信息来更精确地测量生物信息。根据本专利技术的一方面，提供了一种用来测量用户的生物信息的装置，包括：用来接收用户的基本生物信息的设备；第一光源，布置在皮肤表面之上，向皮肤表面上照射具有第一波长的第一光；第二光源，布置在皮肤表面之上，向皮肤表面上照射具有第二波长的第二光；第三光源，以如下方式布置在皮肤表面之上，从而第三光源被放置在比第一光源和第二光源更远离光电探测器的位置上，并且第三光源向皮肤表面上照射具有第三波长的第三光；光电探测器，检测与第一到第三光相关联的检测光，所有这些检测光都透射通过皮肤表面并且被转换为电信号；以及控制单元，用来使第一到第三光源能够-->被按已知顺序驱动，并且根据基本生物信息以及第一到第三检测光的强度，产生用户的生物信息。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用来测量用户的生物信息的装置，包括：用来接收用户的基本生物信息的设备；第一光源，布置在皮肤表面之上，向皮肤表面上照射具有第一波长的第一光；第二光源，布置在皮肤表面之上，向皮肤表面上照射具有第二波长的第二光；第一光电探测器，顺序检测第一检测光与第二检测光，该第一检测光与第二检测光透射通过皮肤表面并且被转换为电信号；第二光电探测器，检测第三检测光，该第三检测光透射通过皮肤表面并且被转换为电信号；以及控制单元，用来使第一与第二光源能够被按已知顺序驱动，并且根据基本生物信息以及第一到第三检测光的强度，产生用户的生物信息。附图说明从以下结合附图的详细描述，可以看出本专利技术的以上与其他示范性特征、方面、以及优点，其中：图1为显示根据现有技术的用来测量皮下脂肪厚度的装置的视图；图2为显示根据与LED的分隔距离的作为皮下脂肪的厚度的函数的PD的输出的变化的图示；图3为显示根据本专利技术第一示范性实施例的用来测量生物信息的装置的平面图；图4为显示图3所示的用来测量生物信息的装置的剖面图；图5为显示由商用装置测量的标准黑色素指数(MI)与由图4所示的用来测量生物信息的装置测量的MI之间的相关性的图示；图6为显示对应于测量位置的皮肤厚度变化的图示；图7至图9为显示由商用装置测量的标准皮下脂肪厚度与由图4所示的用来测量生物信息的装置测量的皮下脂肪厚度之间的相关性的图示；图10为显示由商用装置测量的身体脂肪百分比与由所述用来测量生物信息的装置测量的身体脂肪百分比之间的相关性的图示；图11为显示图4所示的控制器的控制处理的流程图；图12为显示根据本专利技术第二示范性实施例的用来测量生物信息的装置的平面图；-->图13为显示图12中用来测量生物信息的装置的沿线A-A的剖面图；图14为显示根据本专利技术第三示范性实施例的用来测量生物信息的装置的平面图；图15为显示图14中用来测量生物信息的装置的沿线B-B的剖面图；以及图16为显示根据本专利技术第四示范性实施例的用来测量生物信息的装置的剖面图。具体实施方式将参照附图详细描述本专利技术的示范性实施例。该描述包含诸如配备来促进对本专利技术的更全面理解的具体配置元素等细节，并且本领域技术人员可以看出在本专利技术的范围内，可以对这些细节进行预定的形式改变与修改。另外，在以下对本专利技术的描述中，当会使本专利技术的主题不清楚时，省略对融入其中的公知功能以及配置的详细描述。图3为显示根据本专利技术第一示范性实施例的用来测量生物信息的装置的平面图，并且图4为显示图3所示的用来测量生物信息的装置的剖面图。生物组织270具有以下结构，其中对应于肌肉272、皮下脂肪274、以及皮肤276的相应层按该顺序层叠。用来测量生物信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来测量用户的生物信息的装置，该装置包括：　用来接收所述用户的基本生物信息的设备；　第一光源，布置在皮肤表面之上，向所述皮肤表面上照射具有第一波长的第一光；　第二光源，布置在所述皮肤表面之上，向所述皮肤表面上照射具有第二波长的第二光；　第三光源，以如下方式布置在所述皮肤表面之上，从而所述第三光源被放置在比所述第一光源和第二光源更远离光电探测器的位置上，所述第三光源向所述皮肤表面上照射具有第三波长的第三光；　所述光电探测器，检测透射通过所述皮肤表面的第一检测光、第二检测光、以及第三检测光，并且生成对应的电信号，所述第一检测光、第二检测光、以及第三检测光对应于所述从第一光源、第二光源、以及第三光源照射的光；以及　控制单元，用来使所述第一到第三光源能够被按已知顺序驱动，并且根据所述基本生物信息以及所述第一到第三检测光的强度，产生所述用户的生物信息。

【技术特征摘要】
KR 2007-7-19 72233/071.一种用来测量用户的生物信息的装置，该装置包括：用来接收所述用户的基本生物信息的设备；第一光源，布置在皮肤表面之上，向所述皮肤表面上照射具有第一波长的第一光；第二光源，布置在所述皮肤表面之上，向所述皮肤表面上照射具有第二波长的第二光；第三光源，以如下方式布置在所述皮肤表面之上，从而所述第三光源被放置在比所述第一光源和第二光源更远离光电探测器的位置上，所述第三光源向所述皮肤表面上照射具有第三波长的第三光；所述光电探测器，检测透射通过所述皮肤表面的第一检测光、第二检测光、以及第三检测光，并且生成对应的电信号，所述第一检测光、第二检测光、以及第三检测光对应于所述从第一光源、第二光源、以及第三光源照射的光；以及控制单元，用来使所述第一到第三光源能够被按已知顺序驱动，并且根据所述基本生物信息以及所述第一到第三检测光的强度，产生所述用户的生物信息。2.如权利要求1所述的装置，其中所述控制单元如下产生黑色素指数MI，MI＝A+Bln(I1/I2)..........................................(1)其中A与B表示预置系数，I1表示所述第一检测光的强度，I2表示所述第二检测光的强度；并且ln表示自然对数函数。3.如权利要求1所述的装置，其中所述控制单元如下计算皮下脂肪厚度：SATP＝CP+DPBMI+EPIMI，IMI＝I3/(I1/I2)，以及BMI＝WT/HT2，其中SATP表示所述皮下脂肪厚度，CP，DP以及EP表示预置系数，I1表示所述第一检测光的强度，I2表示所述第二检测光的强度，I3表示所述第三检测光的强度，WT表示所述用户的体重，以及HT表示所述用户的身高。4.如权利要求1所述的装置，其中所述控制单元如下计算身体脂肪百分比：PBFP＝FP+GPBMI+HPAGE+IPIMIIMI＝I3/(I1/I2)，以及BMI＝WT/HT2，其中PBFP表示所述身体脂肪百分比，FP，GP，HP以及IP表示预置系数，I1表示所述第一检测光的强度，I2表示所述第二检测光的强度，I3表示所述第三检测光的强度，WT表示所述用户的体重，HT表示所述用户的身高，并且AGE表示所述用户的年龄。5.如权利要求1所述的装置，其中所述第一波长属于可见光波段，并且所述第二波长与第三波长属于近红外线波段。6.如权利要求1所述的装置，还包括：波导，布置在所述皮肤表面之上，从而位于所述第一和第二光源与所述第三光源之间，使所述从第三光源提供的第三光能够在所述波导内通过全反射传输；以及至少一个光提取图案，用来将所述第三光导向所述波导之外。7.如权利要求6所述的装置，其中所述波导具有圆环形状，并且配备有面对所述皮肤表面的下表面、以及与该下表面相对的上表面，并且在所述波导的上表面上形成所述光提取图案。8.如权利要求1所述的装置，还包括：波导，位于所述光电探测器与所述第一和第二光源之间，使所述从第一或第二光源提供的第一或第二光能够在所述波导内通过全反射传输；以及至少一个光提取图案，用来将所述第一或第二光导向所述波导之外。9.如权利要求8所述的装置，其中所述波导具有圆环形状，并且配备有面对所述皮肤表面的下表面、以及与该下表面相对的上表面，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵在桀，吴政泽，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]