检测器制造技术

将一对光接收部件置于与手指紧密接触的内圆周面上且与光发射部件的光发射轴对称的位置上，并且每个光接收部件包括多个光接收区，从而通过选择使接收信号最大化的光接收区的信号来显示佩带位置的适当和校正方向。根据该指环传感器，能够提高光接收部件的光接收效率以及增加信噪比。也能够有利于将指环传感器佩带在最佳位置处。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及以非侵犯方式通过光学手段测量生物信息的传感器。
技术介绍
传统上，已将指环传感器用于通过光学手段检测脉搏波形，该指环传感器具有在指环的内圆周面上的光发射部件和光接收部件。已知在血液的血色素中，氧基血红素和还原血红蛋白的光吸收和透射特性不同，其取决于光的波长。氧基血红素吸收的红外光多于红光，而还原血红蛋白的光学特性是吸收的红光多于红外光。因此，通过手指上佩带指环传感器并使光接收部件和光发射部件压迫指头，从而预先给手指上的血管施加特定的压力，在血管收缩期中，光接收部件所接收的光量下降，而在血管扩张期中，光量增加。图7示出当光透射过人体时的吸收系数。吸收系数包括AC分量，其为动脉血引起的脉搏分量；以及DC分量，其为静脉血和组织引起的非脉搏分量。由于吸收系数中有AC分量和DC分量，所以光接收部件所接收的光量也包括AC分量和DC分量。分析光量以计算脉搏速率和血中氧饱和度。更具体而言，当光穿过血管时，光量由脉搏发生周期性调制，因此，测量光接收部件所输出的光接收信号振幅变化周期就可获得脉搏速率。此外，由于所接收红光和红外线光之间的比率随氧基血红素和还原血红蛋白之间的比率变化，分析各自接收信号强度值的比率就可获得血中氧饱和度。这种指环传感器包括所谓透射型(transmission type)，其中光接收部件的光接收轴和光发射部件的光发射轴相互正对成一行，以接收穿过血管的光。也有所谓反射型，其中光接收轴和光发射轴以特定角度相交，以接收血管反射或散射的光，如JP 2002-224088A中所示。当透射型中的光发射轴和光接收轴成一行时，光接收信号中的DC分量的比例高。这大概是因为自光发射部件出射并直接入射到光接收部件中的光分量的比例高于自光发射部件出射并经组织散射而入射到光接收部件中的光分量的比例。至于检测脉搏波形，这是从光接收信号的AC分量中获得的。因此，由于传播型中光发射部件所发射的光中DC分量相对大于AC分量，所以，检测脉搏波形存在信噪比低的问题。在JP 2002-224088A所公开的反射型指环传感器中，由于接收反射光或散射光，光接收效率差，因此必需增加光发射部件所发射的光量，或扩大与光发射部件相应的光接收部件的光接收区。增加光量会引发长时间佩带时对人体造成低温烧伤。在扩大单个光接收部件的接收区的情况下，拾取干扰光(其不是测量对象)的概率增加，且这引发信噪比低问题。此外，检测脉搏波形时，存在低信噪比取决于佩带位置的问题。此外，由于指环形状，所以，身体移动会使指环传感器在旋转方向上严重错位。在这种情况下，AC分量下降，其引发低信噪比问题。此外，用单个光接收部件，难于确定佩带位置是否最佳，且不可能检测佩带位置发生错位的方向。
技术实现思路
基于上述问题，本专利技术的一个目的在于提供一种检测器，其增强光接收效率。本专利技术的另一目的在于提供一种检测器，以实现即使佩带位置错位，也能稳定检测接收信号。本专利技术再一目的是提供一种检测器，其即使长时间佩带，也有高安全性。为达到上述目的，提供一种检测器，包括光发射部件，用于辐射光；以及光接收部件，用于接收光，光发射部件和光接收部件形成在手指环型指环的内圆周面上，其中，光接收部件包括至少第一光接收部件和第二光接收部件，且其中，将每个光接收部件置于与光发射部件的光发射轴对称的位置处。在本专利技术的一实施例中，该检测器还包括比较部件，用于将从第一和第二光接收部件输出的第一和第二接收信号进行比较；选择部件，用于根据比较部件中的比较结果，选择第一接收信号、第二接收信号、以及第一与第二接收信号之和中的任何一个；以及信号处理部件，用于根据选择部件中所选择的接收信号来计算生物信息。在本专利技术一实施例中，根据比较结果确定佩带位置是否适当。在本专利技术一实施例中，第一和第二光接收部件沿内圆周面具有多个光接收区。在本专利技术一实施例中，各自光接收部件含至少3个光接收区，且其中将位于各自光接收部件中心部分的每个光接收区置于内圆周面上相互正对的位置处。在本专利技术一实施例中，从第一和第二光接收部件输出的第一和第二接收信号为各自光接收区的接收信号中有最大振幅的信号，且通过第一和第二接收信号所对应光接收区的组合来确定佩带位置是否适当。在本专利技术一实施例中，根据所述组合确定佩带位置的校正方向。在本专利技术一实施例中，该检测器还包括信号处理部件，用于根据基于所述组合所选择的接收信号计算生物信息。在本专利技术一实施例中，光接收部件的光接收轴与光发射部件的光发射轴在一个平面内。在本专利技术一实施例中，将光发射部件的光发射点与光接收部件的光接收点置于内圆周面上不同轨道中。在本专利技术一实施例中，光发射轴和光接收轴相交。在本专利技术一实施例中，将第一光接收部件和第二光接收部件置于内圆周面上相互正对的位置处。在本专利技术一实施例中，该检测器还包括放大器，用于放大自光接收部件输出的接收信号，其中根据输入到信号处理部件中的接收信号，调整所述放大器的放大率。在本专利技术一实施例中，信号处理部件根据接收信号计算的生物信息为脉搏或血中氧饱和度。根据本专利技术的结构，就可提高该检测器的光接收效率。同样，即使佩带位置错位，也可稳定检测接收信号。此外，长时间佩带该检测器对人体无害。即，该检测器具有至少2个或多个光接收部件，且能够提高光接收效率，而不必增加光发射部件中的光发射量。即使身体移动使佩带位置错位，选择和组合多个接收信号就能抑制接收信号的信噪比下降。此外，由于可减少每个光发射部件的光发射量，就可能降低长时间佩带时致使对人体低温烧伤的可能性。此外，由于可减少每个光接收部件的光接收区，就可能减低拾取除脉搏波形信号之外的干扰光的概率。因此，可增加接收信号中的信噪比。此外，接收信号中AC分量的比例增加，且这能增加接收信号中的信噪比。而且，能够确定该检测器佩带位置是否最佳。此外，能够显示最佳佩带位置的校正方向，因此，用户易于校正佩带位置。附图说明从下面的详细描述和附图中将更全面理解本专利技术，其仅通过示例给出，因此不为限制本专利技术，且其中图1A为表示本专利技术实施例1中指环传感器在佩带状态下的透视图，图1B为表示该指环传感器的透视图，图1C为表示该指环传感器的横切面图，图1D表示该指环传感器中光发射部件的方向图，和图1E表示该指环传感器中光接收部件的方向图；图2A为表示该指环传感器的方框图，且图2B表示比较部件的操作；图3A为表示本专利技术实施例2中指环传感器的透视图，图3B为表示该指环传感器的横切面图，图3C为沿图3B箭头线A-A′方向获取的横截面图，且图3D为沿图3B箭头线B-B′方向获取的横截面图；图4A为表示本专利技术实施例3中指环传感器在佩带状态下的透视图，而图4B为表示该指环传感器的横切面图；图5A为表示图4A和4B中指环传感器的方框图，且图5B表示该指环传感器显示部件的矩阵和操作；图6为表示实施例4中指环传感器的横切面图；以及图7表示当光透过人体时的吸收系数。具体实施例方式下文，将参照附图描述本专利技术中检测器的实施例。应注意到在实施例中，将本专利技术的检测器称为指环传感器。实施例1 图1A至1E为实施例1中的指环传感器。如图1A所示，将作为手指环型指环的指环传感器101佩带在手指1根部。根据每个用户手指的大小来适当选择指环大小，以便指环的内圆周面始终与手指紧密接触。图1B和1C表示该指环传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测器，包括：光发射部件，用于辐射光；以及光接收部件，用于接收光，所述光发射部件和所述光接收部件形成在手指环型指环的内圆周面上，其中，所述光接收部件包括至少第一光接收部件和第二光接收部件，且其中，将每个光 接收部件置于与所述光发射部件的光发射轴对称的位置处。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大石嘉弘，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]