CN102551729B - 一种便携式光学皮脂测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种便携式光学皮脂测量装置，属于人体信息测量领域，其包括有一个测量面板，面板上固定有发光源、光接收元件I和光接收元件II，距离光接收元件II10mm～40mm布置有发光源，并且距离光接收元件I1mm～10mm布置有发光源。在面板上还设置有压力测量部，压力测量部的输出信号端连接至计算部。与光接收元件组相连的控制部连接到计算部，计算部的输出端口连接有显示部；计算部的输入端口连接有输入部。与计算部连接有存储部。本发明尺寸小，抗干扰能力强，不仅能简单方便地测量人体腹部、背部等面积较大部位的皮下脂肪厚度，也能测量面积小的部位，如：手臂、腿部等等，让测量操作更简单，适用部位更广。
Description
技术领域
本发明涉及能够对人体皮下脂肪厚度进行光学式测量的便携式光学式皮脂测量装置，属于人体信息测量领域。
背景技术
日本特开2000-155091号公报已提出了一种光学式皮下脂肪厚度测量装置，它通过从光源往生物体表面照射光，用受光部接收从生物体内经传播以后反射的光，由此进行测量皮下脂肪厚度。该装置能不受皮肤颜色差异等的影响而高精度地测量皮下脂肪厚度。该装置至少具有一个发光元件和多个受光元件，透过皮下脂肪而由受光元件接收的光量和已有的受光量与皮下脂肪厚度的关系推断出皮下脂肪厚度。该装置还通过使用最接近发光元件的受光元件的受光量来修正由皮肤颜色差异对测量结果造成的影响。
日本特开2003-310575号公报提出一种光学式皮下脂肪厚度测量装置，具有：光源部，向生物体照射光线；受光部，接收从生物体内经传播以后反射的光；成型部，使生物体表面成形为规定形状；压力检测部，检测出成型部施加到生物体表面上的压力已达到设定的情况。通过从多个一次回归直线中选择与施加到生物体上的压力相应的一次回归直线来高精度地测量皮下脂肪厚度。
CN101797157号专利提出一种光学式皮下测量装置，具有：向生物体表面照射光的光照射部，接收由生物体内部传播后射出的光的受光部；保存各种预测用函数的数据库部；推断皮下脂肪厚度值的控制部；用于指示控制部开始测量的输入部，以及向被测者报告测量结果的报告部。该装置在1个输入部操作下能测量生物体不同部位的皮下脂肪厚度，通过使用非线性函数来测量皮下脂肪厚度。
然而，作为现有的光学式皮下脂肪厚度测量装置，虽然在1个输入部的操作下能测量生物体不同部位的皮下脂肪厚度，但是其发光元件与接收需要较大距离(如CN101797157号专利的120mm直径面板)，测量面板尺寸太大，而且对于瘦人的一些部位(如：上臂、大腿)而言，只能纵向进行测量不能横向(见附图4)，因为成型部无法在皮肤表面压出一个合适的测量面。而且大尺寸也不利于单手握持操作，测量某些部位时需要其他人帮忙进行测量造成操作不便。不但测量不方便，在纵向距离达到一定程度时，手臂、大腿等部位的脂肪薄厚的差异可能比较大，这不但不利于测量也不利于提高测量的准确性。
此外，在消除外界光干扰方面，单纯通过将测量部位凸起或者通过设置压力阈值让测量界面与生物体表面很好地接触并不能完全消除，因为外界光可能通过在其他地方入射并通过脂肪散射而到达光接收部造成干扰。
发明内容
本发明着眼于这种现有技术中所存在的问题，提出了一种抗干扰能力强，测量简单方便的便携式光学皮脂测量装置。
为解决所述课题，本发明提出一种皮脂厚度测量装置，其包括有一个测量面板，面板上固定有发光源、光接收元件I和光接收元件II，距离光接收元件II10mm～40mm布置有发光源，并且距离光接收元件I1mm～10mm布置有发光源。在面板上还设置有用来测量操作时给人体皮肤施加压力的大小的压力测量部，压力测量部的输出信号端连接至计算部。与光接收元件组相连的控制部连接到计算部，计算部的输出端口连接有用于显示测量结果的显示部；计算部的输入端口连接有用于在测量前输入人体相关参数的输入部。与计算部连接有存储部，用于存储射光量、压力值与皮下脂肪厚度信息之间的关系以及测量结果。
所述的距离光接收元件II10mm～40mm的发光源的光中心波长为700nm～1100nm与离光接收元件II距离相等的发光源构成一组发光源，所述发光源共有2～8组，其优选为4组，与光接收元件II距离远的光源组中光源器件的数量比近距离的光源数量多。
所述的距离光接收元件I1mm～10mm范围里布置的用于校正皮肤颜色差异对测量的影响发光源的光中心波长为400nm～700nm。
所述的预先求得的光输入量和皮下脂肪厚度的关系函数为皮下脂肪厚度与光接收元件接收到的各组光源的光信号和压力信号的关系。
所述的压力测量部为压电式压力传感器。
与现有技术相比，本发明有如下优点：尺寸小，抗干扰能力强，不仅能简单方便地测量人体腹部、背部等面积较大部位的皮下脂肪厚度，也能测量面积小的部位，如：手臂、腿部等等，让测量操作更简单，适用部位更广。
附图说明
图1是本发明实施形态的光学式皮脂厚度测量装置的结构图。
图2是本发明实施形态测量面的俯视图。
图3是本发明实施形态操作显示面的俯视图。
图4是已有大尺寸在测量手臂或者大腿等部位时的问题示意图。
图中：
1、皮肤，2、脂肪层，3、肌肉层，4、控制部，5、计算部，6、显示部，7、输入部，8、存储部，9、压力测量部，10、发光元件I，11、发光元件II，12、发光元件III，13、发光元件IV，14、发光元件V，15、光接收元件I，16、光接收元件II，17、光路I，18、光路II，19、光路III，20、光路IV，21、光路V，22、测量面板，23、操作按键，24、指示灯，25、显示操作面板，26、显示屏。
具体实施方式
以下参考图1-图3说明本发明的一个实施形态。
本发明是具有下述部件的皮脂厚度测量装置。如图1和图2所示，所述装置具有两种不同中心波长的照射被测人体部位的发光部包括：发光元件I10、发光元件II11、发光元件III12、发光元件IV13、发光元件V14，分别接收由所述两种发光部向人体照射并经所述人体表面射出的光的光接收元件I15、光接收元件II16，对所述人体表面施压进行测量时收集所施压力大小的压力测量部9，控制所述发光部按要求进行发光的控制部4，输入人体的基本信息的输入部7，将光接收部接收到的信号进行计算并得出皮下脂肪厚度信息的计算部5，将所述计算部计算的结果进行显示的显示部6。
这里，与人体体表接触的测量面材料理论上应选择对光的发射率为0的材料为最优。
本实施形态的测量面22的面积为40mm*30mm。
第一类发光元件与光接收元件的距离为：15mm～30mm，等间距分布，在距离光接收元件II1615mm和20mm有发光元件IV13和发光元件III12，距离25mm处有2个发光元件II11，距离30mm处有3个发光元件I10。
发光元件I10、发光元件II11、发光元件III12、发光元件IV13采用中心波长为700nm～1100nm的发光二级管。
光接收元件II16采用中心波长为700nm～1100nm的光电二级管。
发光元件V14与光接收元件I15的距离为1～10mm。
发光元件V14采用中心波长400nm～700nm的发光二级管。
光接收元件I15采用中心波长为400nm～700nm的光电二级管。
压力测量部9采用压电式压力传感器
测量界面是一个活动面，在施加压力的情况下可以往里发生位移，测量界面里面与压力测量部9进行连接，以感应测量时所施加的压力的大小。
如图3所示，装置的操作显示界面上有红绿两个指示灯24，用于指示装置的电池电量和装置的开关状态，一个LCD显示屏26用于向操作者显示测量结果。3个操作按键23用于输入人体信息和启动测量。
测量时，先通过输入按键输入个人的基本信息，然后将装置测量面置于待测部位，按测量键进行测量。测量开始装置会发出提示声音，测量结束时也会发出提示声音。然后将结果显示在显示屏上。
Claims (4)
1.一种皮脂厚度测量装置，其特征在于：其包括有一个测量面板，面板上固定有发光源、光接收元件I和光接收元件II；在面板上还设置有用来测量操作时给人体皮肤施加压力的大小的压力测量部，压力测量部的输出信号端连接至计算部；与光接收元件组相连的控制部连接到计算部，计算部的输出端口连接有用于显示测量结果的显示部；计算部的输入端口连接有用于在测量前输入人体相关参数的输入部；与计算部连接有存储部，用于存储射光量、压力值与皮下脂肪厚度信息之间的关系以及测量结果；
距离光接收元件II10mm～40mm布置有发光源，其光中心波长为700nm～1100nm，与离光接收元件II距离相等的发光源构成一组发光源，其优选为4组，各组发光源等间距分布，在距离光接收元件II(16)15mm和20mm有发光元件IV（13）和发光元件III（12），距离25mm处有2个发光元件II（11），距离30mm处有3个发光元件I（10），所述3个发光元件I（10）呈弧形分布；并且距离光接收元件I1mm～10mm布置有发光源；测量界面是一个活动面，在施加压力的情况下可以往里发生位移，测量界面里面与压力测量部进行连接，以感应测量时所施加的压力的大小。
2.根据权利要求1所述的一种皮脂厚度测量装置，其特征在于：所述的距离光接收元件I1mm～10mm范围里布置的用于校正皮肤颜色差异对测量的影响发光源的光中心波长为400nm～700nm，与人体体表接触的测量界面材料选择对光的反射率为0的材料。
3.根据权利要求1所述的一种皮脂厚度测量装置，其特征在于：预先求得的光输入量和皮下脂肪厚度的关系函数为皮下脂肪厚度与光接收元件接收到的各组光源的光信号和压力信号的关系。
4.根据权利要求1所述的一种皮脂厚度测量装置，其特征在于：所述测量界面（22）的面积为40mm*30mm。
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