使用光谱传感器系统进行健康分析技术方案

一种移动装置包含一个或多个光谱仪，每个光谱仪具有覆盖光学传感器的多个光谱滤波器，所述一个或多个光谱仪中的每一个具有在预定光波长范围内的感测范围。所述一个或多个光谱仪中的每一个进一步定位在所述移动装置中，以捕获入射到所述移动装置的光辐射并将表示所捕获的光辐射的信息输出到处理模块，所述处理模块适于接收输出信息并确定所述移动装置的累积的光辐射。通知引擎适于在所述累积的光辐射超过预定阈值时向用户发信号。射超过预定阈值时向用户发信号。射超过预定阈值时向用户发信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用光谱传感器系统进行健康分析

技术介绍


[0001]本专利技术总体上涉及光谱法，并且更具体地涉及使用光学光谱法测量与健康相关的生理参数。
[0002]光谱法装置已被证明可用于各种行业的应用，包含例如健康、生物特征、农业、化学和健身。光谱法涉及测量物质与电磁辐射相互作用或发射电磁辐射时产生的光谱。漫射光反射光谱法涉及照射材料和检测来自被照射材料的光。在漫射光反射光谱法的情况下，来自材料的传播光在检测器处被捕获，而透射光谱法涉及在检测器处捕获透射通过材料的光。基于干涉的滤波器，如法布里
‑
珀罗滤波器(Fabry
‑
P
é
rot filter)当与光谱法结合使用时，已被证明能够提供有用的光谱信息。
[0003]光源基于光源的组分和材料的特性穿透材料，并且被检测器捕获为传播光、散射光和透射光的组合，可以揭示材料的属性。
附图说明
[0004]图1A提供了根据本专利技术的示例光谱滤波器阵列的自上而下的图示；
[0005]图1B提供了根据本专利技术的覆盖有滤波器的示例光学传感器的侧视图示；
[0006]图2A展示了根据本专利技术的用于移动装置的相机模块，所述移动装置合并图像传感器和光谱传感器；
[0007]图2B展示了根据本专利技术的用于移动装置的相机模块，所述移动装置合并图像传感器、光谱传感器和照射源；
[0008]图2C是根据本专利技术的合并光谱学装置的移动装置的相机模块配置的框图；
[0009]图3A是是展示根据本专利技术的用于确定辐射暴露量的示例方法的流程图；
[0010]图3B是是展示根据本专利技术的用于确定累积辐射暴露量的示例方法的流程图；
[0011]图3C是是说明根据本专利技术的用于分类皮肤类型的示例方法的流程图；
[0012]图4A展示了根据本专利技术的具有前向相机模块的移动装置，所述模块合并图像传感器、光谱传感器和照射源；
[0013]图4B展示了根据本专利技术的具有后向相机模块的移动装置，所述模块合并图像传感器、光谱传感器和照射源
[0014]图4C展示了根据本专利技术的具有前向光谱传感器和后向光谱传感器的移动装置；
[0015]图4D展示了根据本专利技术的手腕安装式光谱传感器；
[0016]图5A是是展示根据本专利技术的用于确定皮肤参数的示例方法的流程图；
[0017]图5B是是展示根据本专利技术的用于检测和分类皮肤畸变的示例方法的流程图；
[0018]图6A是展示根据本专利技术的用于使用光谱传感器确定皮肤参数的示例方法的流程图；
[0019]图6B是展示根据本专利技术的用于使用光谱传感器确定皮肤参数的另一个示例方法
的流程图；
[0020]图7A是是展示根据本专利技术的用于提供皮肤处理的用于对皮肤类型进行分类的示例方法的流程图；
[0021]图7B是是展示根据本专利技术的用于提供皮肤处理的用于对皮肤类型进行分类的另一个示例方法的流程图；
[0022]图8是展示根据本专利技术的用于使用来自光谱感测的身体区域参数进行生物特征分析的示例方法的流程图；
[0023]图9是展示根据本专利技术的用于使用来自图像传感器和光谱传感器的组合输出的示例方法的流程图；
[0024]图10是展示根据本专利技术的用于使用光谱传感器确定施加的压力的示例方法的流程图；
[0025]图11A提供了根据本专利技术的合并多个光谱传感器的光谱感测系统的图示；
[0026]图11B提供了根据本专利技术的合并多个光谱传感器的光谱感测系统的另一个图示；
[0027]图12A提供了根据本专利技术的合并多个光谱传感器的光谱感测系统的另一个图示；
[0028]图12B是根据本专利技术的用于使用多个光谱传感器确定材料的分光光度参数的方法的流程图；
[0029]图13A展示了作为温度函数的吸水峰值的等吸光点；
[0030]图13B是根据本专利技术的用于使用分光光度计确定皮肤或其它组织的温度的方法的流程图；
[0031]图14A是根据本专利技术的用于使用分光光度计收集光电容积图的方法的流程图；
[0032]图14B是根据本专利技术的用于使用分光光度计收集光电容积图(PPG)的方法的流程图；
[0033]图15A是根据本专利技术的合并光谱法装置的用于测量范围的系统的框图；
[0034]图15B是根据本专利技术的用于使用分光光度计确定飞行时间的方法的流程图；
[0035]图16展示了根据本专利技术的用于使用多个光谱传感器监测血压的系统；
[0036]图17是展示根据本专利技术的用于使用光谱传感器监测伤口愈合的示例方法的流程图；
[0037]图18是展示根据本专利技术的用于使用光谱传感器来增强其它传感器的示例方法的流程图；
[0038]图19A提供了根据本专利技术的光谱传感器系统的图示，所述光谱传感器系统使用光电容积图(PPG)信号来确定样品参数；
[0039]图19B是展示根据本专利技术的用于使用分光光度计来符合样品分析的有效性的示例方法的流程图；
[0040]图19C是展示根据本专利技术的用于使用分光光度计来证实样品分析的有效性的另一个示例方法的流程图；并且
[0041]图19D是展示根据本专利技术的用于使用分光光度计测量皮肤或组织的水含量的示例方法的流程图。
具体实施方式
[0042]在各种实施例中，光谱图像传感器与如基于干涉的干涉滤波器等光谱滤波器组合，以提供关于皮肤、组织和环境的健康、适应度和安全性的光谱信息。在一些实施例中，可以执行材料的光谱成像，并且在其它实施例中可以将场景的光谱成像与成像装置的高分辨率成像组合，或在收集图像后将单独的成像器组合。在另外的实施例中，可以使用与光谱图像传感器(如基于CMOS的传感器)集成的法布里
‑
珀罗滤波器来实现基于干涉的滤波器，以提供小规模光谱图像传感器系统。在一些实施例中，小规模光谱成像系统可以适于在移动装置中使用。移动装置的实例包含但不限于智能手机、智能手表、校准装置、医疗设备、健身装置和众包监测装置。
[0043]图1A提供了覆盖有滤波器110、120和130的集成光谱滤波器阵列100的自上而下的图示，每个滤波器分别针对三个光谱带中的一个进行了优化。如示出的，滤波器110、120和130作为阵列在光谱滤波器阵列100的表面上重复。在一个实例(未示出)中，用于超过3个光谱带的滤波器可以用于在任何实践取向上根据期望覆盖传感器，其中光谱带组合以提供波长的光谱。图1B提供了覆盖有滤波器阵列的示例光学传感器的侧视图示。在一个实例中，入射光180通过滤波器阵列160(例如，图1A的重复滤波器110、120和130)被引导到光学传感器阵列130。在一个实施例中，光谱传感器100是可用于漫射光光谱法的光谱传感器的实例，其中光谱滤波器的阵列与光学传感器相关联以提供漫射光谱感测。
[0044]图2A展示了用于移动装置的相机模块202，所述移动装置合并图像传感器230和光谱传感器210。在一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种移动装置，其包括：一个或多个接口；一个或多个光谱仪，所述一个或多个光谱仪与所述一个或多个接口中的接口可操作地耦接，其中所述一个或多个光谱仪中的每一个包含覆盖一个或多个光学传感器的多个光谱滤波器，其中所述一个或多个光谱仪中的每一个具有在预定光波长范围内的感测范围，其中所述一个或多个光谱仪被定位在所述移动装置中以捕获入射到所述移动装置的光辐射，并且其中所述一个或多个光谱仪适于输出表示所捕获的光辐射的信息；本地存储器；处理模块，所述处理模块与所述一个或多个接口和所述本地存储器可操作地耦接；其中所述处理模块适于接收表示所捕获的光辐射的所述输出信息，并且确定所述移动装置的累积的光辐射。2.根据权利要求1所述的移动装置，其进一步包括：通知引擎，其中所述通知引擎适于在所述累积的光辐射超过预定阈值时向用户发信号。3.根据权利要求1或2所述的移动装置，其中所述处理模块进一步适于确定时间段T内的累积的总辐射。4.根据前述权利要求所述的移动装置，其中T包含开始时间A，其中A基于所述移动装置的用户的手动输入。5.根据权利要求3所述的移动装置，其中所述时间T包含开始时间，其中所述开始时间T基于触发事件。6.根据权利要求5所述的移动装置，其中所述触发事件是位置、温度、温度变化或测量的光辐射的累积速率的变化中的至少一个。7.根据前述权利要求中的一项所述的移动装置，其中所述累积的光辐射是在波长的光谱内确定的。8.根据权利要求2所述的移动装置，其中所述预定阈值是基于与一组光谱轮廓中的光谱轮廓的比较确定的。9.根据权利要求8所述的移动装置，其中所述光谱轮廓是基于用户或用户类型确定的。10.一种用于确定光辐射暴露量的方法，所述方法包括：使用与移动装置相关联的一个或多个光谱传感器对接收到的光谱进行采样，其中所述一个或多个光谱传感器中的每一个包含覆盖一个或多个光学传感器的多个干涉滤波器，其中所述一个或多个光谱传感器中的每一个具有在预定光波长范围内的感测范围，其中所述多个干涉滤波器的所述感测范围一起包含波长的光谱；由所述一个或多个光谱传感器通过一个或多个接口将表示所述接收到的光谱的信息输出到一个或多个处理模块；由所述一个或多个处理模块基于表示所述接收到的光谱的所述信息来确定所述接收到的光谱的至少一部分的光辐射水平；由所述一个或多个处理模块将所述接收到的光谱的至少一部分的所述光辐射水平与预定辐射阈值进行比较；以及当已经超过所述预定光辐射阈值时，生成警报。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述采样基于在时间A时接收到的光谱的快照。12.根据权利要求10或11所述的方法，其中所述确定光辐射水平基于所述接收到的光谱的一个或多个波长处的累积的光辐射。13.根据权利要求10至12中的一项所述的方法，其中所述预定光辐射阈值基于紫外光波长。14.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述累积的光辐射针对在时间段T内接收到的光。15.根据权利要求10至14中的一项所述的方法，其中所述移动装置适于将所述警报传输到显示器、第三方、健康提供者或监护者中的至少一个。16.根据权利要求10至15中的一项所述的方法，其进一步包括：当尚未超过所述预定光辐射阈值时，基于预期接收到的光辐射和所述累积的光辐射来预测何时将超过所述预定光辐射阈值。17.根据权利要求10至16中的一项所述的方法，其中所述预期接收到的光辐射基于以下中的至少一项：在预定时间内接收到的辐射的计算、一个或多个历史模式、一天中的时间、一年中的季节、活动水平、活动类型和用户辐射缓解。18.根据权利要求10至15中的一项所述的方法，其进一步包括：当尚未超过所述预定光辐射阈值时，预测何时将超过所述预定光辐射阈值，其中所述预测基于所述接收到的光辐射与参考的比较。19.根据权利要求10至16中的一项所述的方法，其中所述参考是以下中的至少一项：标准化的辐射数据库、基于用户的皮肤类型的辐射分类、基于所述用户的皮肤敏感性的辐射分类、所述用户的先前分类和基于机器学习的分类。20.根据权利要求10至16中的一项所述的方法，其中所述参考来源于众包，其中众包包含来自多个不同用户的光辐射数据。21.根据权利要求10至15中的一项所述的方法，其进一步包括：当尚未超过所述预定光辐射阈值时，向与所述移动装置相关联的用户传输通知。22.一种用于确定皮肤类型的方法，所述方法包括：使用与移动装置相关联的一个或多个光谱传感器对从皮肤传播的光谱进行采样，其中所述一个或多个光谱传感器中的每一个包含覆盖一个或多个光学传感器的多个干涉滤波器，其中所述一个或多个光谱传感器中的每一个具有在预定光波长范围内的感测范围，其中所述多个干涉滤波器的所述感测范围一起包含波长的光谱；由所述一个或多个光谱传感器通过一个或多个接口将表示所述光谱的信息输出到一个或多个处理模块；由所述一个或多个处理模块基于表示所述光谱的所述信息来确定所述皮肤的皮肤类型。23.根据权利要求22所述的方法，其进一步包括：将所述皮肤类型与参考进行比较；以及基于所述参考确定用于用户的辐射缓解机构。24.根据权利要求23所述的方法，其中所述参考是数据库、列表、专家系统、分类系统中的至少一个。
25.一种方法，其包括：使用与移动装置相关联的一个或多个光谱传感器对从皮肤区域传播的光谱进行采样，其中所述一个或多个光谱传感器中的每一个包含覆盖一个或多个光学传感器的多个干涉滤波器，其中所述一个或多个光谱传感器中的每一个具有在预定光波长范围内的感测范围，其中所述多个干涉滤波器的所述感测范围一起包含波长的光谱；由所述一个或多个光谱传感器通过一个或多个接口将表示所述光谱的信息输出到一个或多个处理模块；由所述一个或多个处理模块基于表示所述光谱的所述信息对所述皮肤区域的至少一部分进行分类以生成皮肤分类；由所述一个或多个处理模块基于所述分类来确定所述皮肤区域的所述至少一部分是否指示健康问题；以及当指示健康问题时，由所述一个或多个处理模块传输警报。26.根据权利要求25所述的方法，其中所述分类进一步基于与参考的比较。27.根据权利要求26所述的方法，其中所述参考是以下中的至少一项：数据库、列表、专家系统和分类系统。28.根据权利要求25或27所述的方法，其中所述分类系统基于经训练的神经网络。29.根据权利要求25至28中任一项所述的方法，其中所述健康问题是以下中的至少一种：皮肤病、感染、皮肤病状、恶性肿瘤、黑色素瘤、牛皮癣适应症和基底细胞癌。30.根据权利要求25至29中任一项所述的方法，其中所述皮肤分类进一步基于健康诊断机构。31.一种方法，其包括：使用与移动装置相关联的一个或多个光谱传感器对从眼睛区域传播的光谱进行采样，其中所述一个或多个光谱传感器中的每一个包含覆盖一个或多个光学传感器的多个干涉滤波器，其中所述一个或多个光谱传感器中的每一个具有在预定光波长范围内的感测范围，其中所述多个干涉滤波器的所述感测范围一起包含波长的光谱；由所述一个或多个光谱传感器通过一个或多个接口将表示所述光谱的信息输出到一个或多个处理模块；由所述一个或多个处理模块基于表示所述光谱的所述信息对所述眼睛区域的至少一部分进行分类以生成眼睛分类。32.根据权利要求31中任一项所述的方法，其中所述眼睛分类进一步基于健康诊断机构。33.根据权利要求32所述的方法，其中所述健康诊断机构包含葡萄糖检测无源传感器，其中所述葡萄糖检测无源传感器适于对检测到的葡萄糖进行光谱发色。34.根据权利要求30至33中任一项所述的方法，其进一步包括：使用与所述移动装置相关联的所述一个或多个光谱传感器对从另一个眼睛区域传播的光谱进行采样；由所述一个或多个光谱传感器通过一个或多个接口将表示来自所述另一个眼睛区域的所述光谱的信息输出到所述一个或多个处理模块；基于来自所述另一个眼睛区域的所述光谱确定所述眼睛区域与所述另一个眼睛区域
之间的差分测量。35.一种方法，其包括：使用与移动装置相关联的一个或多个光谱传感器对从第一身体组织区域传播的光谱进行采样，其中所述一个或多个光谱传感器中的每一个包含覆盖一个或多个光学传感器的多个干涉滤波器，其中所述一个或多个光谱传感器中的每一个具有在预定光波长范围内的感测范围，其中所述多个干涉滤波器的所述感测范围一起包含波长的光谱；由所述一个或多个光谱传感器通过一个或多个接口将表示来自所述第一身体组织区域的所述光谱的信息输出到一个或多个处理模块；使用与所述移动装置相关联的所述一个或多个光谱传感器对从第二身体组织区域传播的光谱进行采样；由所述一个或多个光谱传感器通过一个或多个接口将表示来自所述第二身体组织区域的所述光谱的信息输出到所述一个或多个处理模块；由所述一个或多个处理模块将表示来自所述第二身体组织区域的所述光谱的信息与表示来自所述第一身体组织区域的所述光谱的所述信息进行比较；以及基于所述比较来确定所述第一身体组织区域或所述第二身体组织区域是否指示健康问题；以及当指示健康问题时，由所述一个或多个处理模块传输警报。36.根据权利要求30中任一项所述的方法，其中所述健康问题是以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：马腾，
申请(专利权)人：光谱公司，
类型：发明
国别省市：