CN107616800A - 生理感测装置及其感测方法 - Google Patents
生理感测装置及其感测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107616800A CN107616800A CN201610831548.XA CN201610831548A CN107616800A CN 107616800 A CN107616800 A CN 107616800A CN 201610831548 A CN201610831548 A CN 201610831548A CN 107616800 A CN107616800 A CN 107616800A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- sensing
- source module
- light source
- optical sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 81
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 55
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims abstract description 47
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims abstract description 47
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims abstract description 43
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 48
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 26
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 18
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 claims description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 claims description 3
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 claims description 3
- 238000000540 analysis of variance Methods 0.000 claims description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 4
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 3
- WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 3-(oxolan-2-yl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC1CCCO1 WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 5-phenyl-2h-tetrazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=NNN=N1 MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- AQCDIIAORKRFCD-UHFFFAOYSA-N cadmium selenide Chemical compound [Cd]=[Se] AQCDIIAORKRFCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- XIMIGUBYDJDCKI-UHFFFAOYSA-N diselenium Chemical compound [Se]=[Se] XIMIGUBYDJDCKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000036651 mood Effects 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 InGaAsP (InGaAs) Chemical compound 0.000 description 1
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000032364 Undersensing Diseases 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010241 blood sampling Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- HVMJUDPAXRRVQO-UHFFFAOYSA-N copper indium Chemical group [Cu].[In] HVMJUDPAXRRVQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/12—Fingerprints or palmprints
- G06V40/13—Sensors therefor
- G06V40/1318—Sensors therefor using electro-optical elements or layers, e.g. electroluminescent sensing
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
- G06V10/10—Image acquisition
- G06V10/12—Details of acquisition arrangements; Constructional details thereof
- G06V10/14—Optical characteristics of the device performing the acquisition or on the illumination arrangements
- G06V10/143—Sensing or illuminating at different wavelengths
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
- G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
- G06V40/12—Fingerprints or palmprints
- G06V40/1365—Matching; Classification
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/10—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
- H04N23/11—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths for generating image signals from visible and infrared light wavelengths
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Image Input (AREA)
Abstract
本发明公开了一种生理感测装置及其感测方法，可以经由手指侦测血糖信息。生理感测装置包括至少一光传感器、反射光源模块、穿透光源模块与控制模块，可以在手指上下两方提供不同光谱的光线至手指并且通过感测光谱计算血糖信息，借此提供更准确的血糖感测。
Description
技术领域
本发明涉及一种生理信号的感测装置，尤其涉及一种侦测血糖信息的生信号感测装置与其感测方法。
背景技术
糖尿病是一种文明病，目前全世界有多愈来愈多的人得到糖尿病。糖尿病人在日常生活中需要进行血糖的监测，通常是利用血糖仪来进行量测。
血糖仪以监测技术区分，可以分为侵入式与非侵入式两大类，侵入式血糖仪需要进行采血与使用耗材试片，长期而言对使用者是一种负担，也是一种痛苦。
非侵入式血糖仪可以避免使用者的不适与感染风险，但是其技术门坎较高，目前非侵入式的血糖技术之一是利用红外光谱法来进行感测，但是目前的技术针对血糖度数的准确性不够高与稳定，尚无法适用于实际应用。
另外，红外线光谱感测需要光谱仪产生所需的光源以及传感器来进行感测，其体积与成本过高，尚无法符合市场需求。
发明内容
本发明于提供一种生理感测装置与其感测方法，属于非侵入式的生理感测技术，其利用上下光源的设置与对应的光传感器，解决一般光学感测技术仅有单一侧光源与量测不准确的问题。通过光源切换或同时提供的感测方法，可以提供更多、更准确的红外吸收光谱信息，借此提高血糖侦测的准确性。
本发明于一实施方式中提供一种生理感测装置，适用于经由手指侦测血糖信息，其特征在于，包括至少一光传感器、反射光源模块、穿透光源模块与控制模块。光传感器用于感测所接收的光线强度以产生感测信号。反射光源模块与光传感器位于同一侧，用以产生第一测试光线。穿透光源模块位于光传感器的上方，用以产生第二测试光线，光传感器与穿透光源模块之间具有容置空间以容置手指。控制模块电性连接于光传感器、反射光源模块与穿透光源模块，用以接收感测信号以侦测血糖信息。
优选地，反射光源模块与穿透光源模块的发光方向朝向容置空间。
优选地，反射光源模块包括至少一第一光源数组，第一光源数组包括多个不同光谱的发光源，用以产生第一测试光线，第一测试光线的波长范围介于700纳米至3000纳米之间。
优选地，穿透光源模块包括至少一第二光源数组，光源数组包括多个不同光谱的发光源，用以产生第二测试光线，第二测试光线的波长范围介于700纳米至3000纳米之间。
优选地，反射光源模块包括多个第一发光源与多个第一滤光片，第一滤光片分别设置于第一发光源的上方以产生多个波段的光谱，穿透光源模块包括多个第二发光源与多个第二滤光片，第二滤光片分别设置于第二发光源的上方以产生多个波段的光谱。
优选地，在第一感测模式下，反射光源模块在第一时段内产生光线至容置空间中的手指，光传感器感测所接收到的光线以产生第一感测信号，穿透光源模块在第二时段中产生光线至容置空间中的手指，光传感器感测所接收到的光线以产生一第二感测信号，生理信号感测装置根据第一感测信号与第二信号侦测血糖信息，其中第一时段与第二时段不重迭。
优选地，在第二感测模式下，反射光源模块与穿透光源模块均产生光线至容置空间中的手指，光传感器感测所接收到的光线以产生第三感测信号，生理感测装置根据第三感测信号侦测血糖信息。
优选地，当生理传感器进行感测时，反射光源模块与穿透光源模块依序或同时产生具有多个光谱的光线至容置空间的手指，光传感器感测所接收到的光线以产生感测信号，生理感测装置根据感测信号产生感测光谱，并根据感测光谱侦测血糖信息。
优选地，生理感测装置计算血糖信息的方法包括变异数分析、回归分析或曲线拟合。
优选地，控制模块包括光源控制器、模拟/数字转换器与处理单元。光源控制器电性连接反射光源模块与穿透光源模块，用以调整第一测试光线与第二测试光线的光谱。模拟/数字转换器电性连接光传感器，用以接收光传感器所输出的感测信号，并将其转换为数字信号。处理单元电性连接于模拟/数字模拟转换器，接收数字信号以侦测血糖信息。
优选地，反射光源模块与穿透光源模块所发出的光线包括近红外光与短波长红外光。
优选地，光传感器包括半导体感光数组，半导体感光数组包括多个半导体感光单元，各该半导体感光单元包括第一型掺杂半导体层与第二型掺杂半导体层。
本发明于另一实施方式中提供一种生理信号的感测方法，适用于经由手指侦测血糖信息，其特征在于，包括下列步骤：提供至少一光传感器；提供反射光源模块，反射光源模块与光传感器位于同一侧；提供穿透光源模块，穿透光源模块位于光传感器的上方，穿透光源模块与光传感器之具有容置空间以容置手指；依序或同时启动反射光源模块与穿透光源模块以产生具有多个光谱的多个测试光线至容置空间的手指；感测经由手指穿透与反射的光线以产生一感测信号；以及根据感测信号产生感测光谱；根据感测光谱侦测血糖信息。
综合上述，本发明提出生理感测装置与其感测方法，通过上下光源的设置，可以提供不同光谱的光源至手指，其上下光源的波长可以依照量测需求调整与切换以分别得到穿透与反射的感测光谱信息，或者同时提供以得到复合光源下的光谱信息，借此可以提高血糖信息的感测准确度，其中，所述生理感测装置系利用半导体光电组件实现，其体积小，重量轻，整合度高，可以整合于手机等便携设备之中。另一方面，本发明还提供了一种可实现的非侵入式血糖感测技术的实行方案，可以解决目前非侵入式血糖感测装置成本过高与准确性不足的问题。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅是用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。
附图说明
图1是本发明一实施例的生理感测装置的结构示意图。
图2是本发明一实施例的生理感测装置的功能方块图。
图3A是本发明实施例的光源数组的示意图。
图3B是本发明另一实施例的光源数组的示意图。
图4是本发明实施例的感测方法流程图。
图5是本发明另一实施例的感测方法流程图。
图6是本发明另一实施例的感测方法流程图。
图7是本发明实施例的感测方法流程图。
具体实施方式
请参照图1与图2，图1是本发明一实施例的生理感测装置的结构示意图，图2是本发明一实施例的生理感测装置的功能方块图。生理感测装置100包括控制模块110、光传感器121、122、反射光源模块130、穿透光源模块140。控制模块110电性连接于光传感器121、122、反射光源模块130、穿透光源模块140，用以控制反射光源模块130与穿透光源模块140所发出的光谱以及接收光传感器121、122所感测到的感测信号SS1、SS2，进而由感测信号SS1、SS2计算感测光谱，例如红外吸收光谱。然后，控制模块110可以根据光谱信息侦测血糖信息并且依照需求输出血糖信息或光谱信息。
在一个示例性的可行实施例中，反射光源模块130与穿透光源模块140可以分别由手指101下方(指腹)与手指101上方(手指101背面)提供不同光谱的第一测试光线LS1与第二测试光线LS2，其中第一测试光线LS1与第二测试光线LS2的光谱可以在一特定波段中调整。生理感测装置100经由光传感器121、122感测由手指101反射或透射的光线以得到感测的光谱信息，借此计算生理信号。
光传感器121、122与反射光源模块130设置于同一侧，用以产生反射用的第一测试光线LS1。穿透光源模块140设置于光传感器121、122的上方，用以产生穿透用的第二测试光线LS2。穿透光源模块140与光传感器121、122之间具有一容置空间160以容置受测者的手指101。反射光源模块130与穿透光源模块140的发光方向朝向容置空间160以投射测试光线至手指101。换言之，手指101的上下方都有设置光源，以提供侦测血糖时所需的反射光线与穿透光线。光传感器121、122与反射光源模块130可以设置于电路板151上，而穿透光源模块140可以设置于上方的电路板152上，但本实施例并不限制光传感器121、122与反射光源模块130与穿透光源模块140的设置方式。
值得注意的是，反射光源模块130与穿透光源模块140的光线可以直接或透过一指压片或是一光学介质层(图未示)间接照射在手指101，例如通过导光组件后再照射于手指101上，本发明不受限。
在本实施例中，生理感测装置100可以包括一个或多个光传感器121、122，各别光传感器121、122可以用来感测不同波段(波长范围)的光强度信号，借此产生感测信号SS1、SS2至控制模块110。不同的光传感器121、122有不同的感测波长范围，本实施例可以通过组合不同光传感器来达到所需的感测波段。举例来说，光传感器121、122的感测波段可以涵盖700nm(纳米)至3000nm(纳米)的电磁辐射，也就是包括近红外光(NIR)与短波长红外光的光谱范围。在不同的实施例中，光传感器121、122的感测波段可以依照所需感测的波段范围设计，本发明不限制于此。各别光传感器121、122可以各别控制以逐一进行感测，或是同时启动以同步进行感测。
光传感器121、122例如是由光电传感器或是红外光接收器实现，其可以将光信号转换为电信号，但本发明不限制于此。举例来说，光传感器121、122可以由多个半导体组件组成的感测数组实现，其半导体组件的结构，是由两层掺杂半导体组成所形成的一PN界面。掺杂半导体可为：掺杂n型掺质之半导体材料与掺杂p型掺质之半导体材料，其中半导体材料例如是硅，包括单晶硅(single crystal silicon)、多晶硅(polycrystal silicon)、非晶硅(amorphous silicon)或是微晶硅(microcrystal silicon)。上述半导体材料也可以是铜铟镓二硒(CuInGaSe2，CIGS)、硫化镉(CdS)、镉化硒(CdSe)、砷化镓(GaAs)、砷化铟镓(InGaAs)、磷化铟(InP)、铜铟二硒(CuInSe2，CIS)、碲化镉(CdTe)、半导体有机材料(organic material)或上述材料堆栈之多层结构，但本实施例的光传感器121、122的材料不限制于此。上述之硅掺杂于半导体材料中之n型掺质，可以是元素周期表中的第五族元素，掺杂于半导体材料中之p型掺质，可以是元素周期表中三族元素的群组。其中，第五族元素例如磷(P)、砷(As)或是锑(Sb)等等；第三族元素例如是硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)等等。
单一半导体组件构成的光传感器121、122可以感测特定波段的光信号，多个不同波段的半导体组件组成的感测数组，可以感测更大的波段范围。多个相同波段的半导体组件组成的感测数组可以应用于指纹辨识器。换言之，本实施例的光传感器121、122也可以应用光电式的指纹辨识器实现，但本实施例不限于此。
反射光源模块130与穿透光源模块140可以输出不同波段的测试光线，其波长范围涵盖700nm(纳米)至3000nm(纳米)，包括近红外光与短波长红外光的波长范围。反射光源模块130可以由一个或多个具有不同波长的光源数组131、132组成，以产生所需的光谱。穿透光源模块140可以由一个或多个具有不同波长的光源数组141、142组成，以产生所需的光谱。
光源数组131、132、141、142可以由不同的方式实现，请参照图3A，图3A是根据本发明实施例的光源数组的示意图。以光源数组131为例说明，光源数组131可以由多个不同光谱的发光源固态发光组件(如：发光二极管(LED))331～339组成。通过选择不同光谱的组合，光源数组131的光谱范围可以包括700nm(纳米)至3000nm(纳米)以符合测试的需求。请参照图3B，图3B是本发明另一实施例的光源数组的示意图。以光源数组131为例说明，光源数组131可以由多个具有全波段光谱的发光源341～349与覆盖于发光源341～349之上的滤光片351～359组成。具全波段光谱的发光源341～349的光谱范围较广，例如700nm(纳米)至3000nm(纳米)，而滤光片351～359则分别具有波长选择的功能，可以滤除特定波段以外的光线。举例来说，滤光片351的波段的700nm～1000nm，则发光源341所发出的光线中仅有符合700nm～1000nm波长的光线可以通过。另一滤光片359的波段例如是2700nm～3000nm，则发光源349可以产生2700nm～3000nm的光线。换言之，通过选择不同波段范围的滤光片351～359，光源数组131可以产生多个波段的光谱，借此产生所需波段范围内的测试光线。其他光源数组132、141、142的结构与光源数组131相同，在此不加赘述。
反射光源模块130所输出的第一测试光线LS1介于700nm(纳米)至3000nm(纳米)间，其光谱可以选自在此一波段范围中的特定波段，例如700nm～900nm，本发明不限制特定波段的范围。同样的，穿透光源模块140所输出的第二测试光线LS2介于700nm(纳米)至3000nm(纳米)间，其光谱可以选自在此一波段范围中的特定波段，例如700nm～900nm，本发明不限制特定波段的范围。反射光源模块130与穿透光源模块140中，发光源331～339、341～349可以个别控制，用以调整个别模块所输出的光谱，借此产生不同光谱的测试光线投射至手指101，以侦测血糖信息。
控制模块110至少包括光源控制器111、模拟/数字转换器112与处理单元113。光源控制器111电性连接反射光源模块130与穿透光源模块140，用以控制所发出的光谱与时序。模拟/数字转换器112电性连接于处理单元113与光传感器121、122，用以将光传感器121、122所输出的感测信号SS1、SS2转换为数字信号DS。处理单元113接收数字信号DS进行统计运算，进而得到血糖信息。统计运算的方式包括但不限制是利用红外吸收光谱、变异数分析、回归分析、曲线拟合等方法。
值得注意的是，控制模块110可以与光传感器121、122设置于同一电路板151、152上或整合于同一芯片。另外，控制模块110也可以利用手机、计算机、平板等外部便携设备来实现其全部或部分功能，本发明不限制。
在感测模式下，生理感测装置100可以有不同的感测方式，其中第一种感测模式是先由手指101下方或上方提供测试光线至手指101，然后再由另一方提供测试光线，借此取得反射与穿透的光谱，然后进行统计分析以得到血糖信息。请参照图4，图4是本发明实施例的感测方法流程图。在步骤S410，启动反射光源模块130，由手指101下方提供第一测试光线LS1。在步骤S420，光传感器121、122感测手指101所反射的光线以输出感测信号SS1、SS2至控制模块110。控制模块110根据感测信号SS1、SS2得到反射的感测光谱，例如是红外吸收光谱。然后，在步骤S430中，启动穿透光源模块140，由手指101上方提供第二测试光线LS2。接着，在步骤S440中，控制模块110根据感测信号SS1、SS2得到穿透的感测光谱。然后，在步骤S450中，根据反射与穿透的感测光谱进行统计分析，进行得到血糖信息。
值得注意的是，在上述步骤S410～S440中，第一测试光线LS1与第二测试光线LS2的光谱范围是可以依照需求改变的，例如由低波长扫描至高波长或由高波长扫描至低波长或是选择性输出特定波长的电磁辐射，借此得到所需感测范围的感测光谱变化。
请参照图5，图5是本发明另一实施例的感测方法流程图。图5与图4主要差别在于先由手指101上方提供测试光线，然后再由手指101下方提供测试光线。步骤S410、S420与步骤S430、S440的顺序调换，然后在步骤S450中，再根据反射与穿透的感测光谱进行统计分析，进而得到血糖信息。图5的其余细节如图4所述，在此不加赘述。
由上述图4与图5可知，反射光源模块130与穿透光源模块140是在不同的时段中启动，分别提供测试光线至手指101，其中反射光源模块130与穿透光源模块140发出光线的时段不重迭。
在另一种感测模式下，生理感测装置100可以同时提供上方与下方的测试光线至手指101以进行感测。请参照图6，图6是根据本发明另一实施例的感测方法流程图。步骤S610，反射光源模块130与穿透光源模块140会同时提供第一测试光线LS1与第二测试光线LS2至手指101。然后，步骤S620，光传感器121、122感测手指101所接收到的光线输出感测信号SS1、SS2至控制模块110。接着，在步骤S630中，控制模块110根据感测信号SS1、SS2得到感测光谱。然后，在步骤S630中，控制模块110根据感测光谱进行统计分析，进而得到血糖信息。
经由上述图4～图6的感测方法可知，生理感测装置100可以应用多种模式进行感测，其提供了一种生理信号的感测方法。请参照图7，图7是本发明实施例的感测方法流程图。步骤S710，提供至少一光传感器121、122。步骤S720，提供一反射光源模块130，反射光源模块130与光传感器121、122位于同一侧。步骤S730，提供一穿透光源模块140，穿透光源模块140位于光传感器121、122的上方，穿透光源模块140与光传感器121、122之间具有一容置空间160以容置手指101。然后，步骤S740，依序或同时启动反射光源模块130与穿透光源模块140以产生具有多个光谱的多个测试光线至容置空间的手指101。接下来，步骤S750，感测经由手指101穿透与反射的光线以产生感测信号SS1、SS2。然后，步骤S760，根据感测信号SS1、SS2产生感测光谱；以及步骤S770，根据感测光谱侦测血糖信息。
由上述可知，由于本发明生理感测装置100可以感测到穿透手指101的光谱信息与由手指101反射的光谱信息，因此可以增加血糖感测准确度。本发明可以输出不同光谱的光线，借此得到更大范围的感测光谱，并且通过其吸收波长、吸亮度与吸收光谱的波型、波峰等信息来判断血糖浓度。此外，本发明的生理感测装置100与感测方法也可以应用于其他生理参数的侦测与判断，可以有效增加其判断的准确性与速度。
综上所述，本发明的有益效果在于，本发明实施例所提供的生理感测装置100及其感测方法，可以依序或同时由手指101上方与下方提供测试光源进行测试，借此得到更准确的血糖信息。在进行血糖侦测时，生理感测装置100可以提供反射与折射的吸收光谱信息，并且可以依据后端统计分析的需求提供不同波段的感测信息，以使后段的血糖统计分析更为准确。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的申请专利范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的申请专利范围内。
Claims (17)
1.一种生理感测装置，适用于经由一手指侦测一血糖信息，其特征在于，包括：
至少一光传感器，用于感测所接收的光线强度以产生一感测信号；
一反射光源模块，与所述光传感器位于同一侧，用以产生一第一测试光线；
一穿透光源模块，位于所述光传感器的上方，用以产生一第二测试光线，所述光传感器与所述穿透光源模块之间具有一容置空间以容置所述手指；以及
一控制模块，电性连接于所述光传感器、所述反射光源模块与所述穿透光源模块，用以接收所述感测信号以侦测所述血糖信息。
2.如权利要求1所述的生理感测装置，其特征在于，所述反射光源模块与所述穿透光源模块的发光方向朝向所述容置空间。
3.如权利要求1所述的生理感测装置，其特征在于，所述反射光源模块包括至少一第一光源数组，所述第一光源数组包括多个不同光谱的发光源，用以产生所述第一测试光线，所述第一测试光线的波长范围介于700纳米至3000纳米之间。
4.如权利要求1所述的生理感测装置，其特征在于，所述穿透光源模块包括至少一第二光源数组，所述第二光源数组包括多个不同光谱的发光源，用以产生所述第二测试光线，所述第二测试光线的波长范围介于700纳米至3000纳米之间。
5.如权利要求1所述的生理感测装置，其特征在于，所述反射光源模块包括多个第一发光源与多个第一滤光片，所述第一滤光片分别设置于所述第一发光源的上方以产生多个波段的光谱，所述穿透光源模块包括多个第二发光源与多个第二滤光片，所述第二滤光片分别设置于所述第二发光源的上方以产生多个波段的光谱。
6.如权利要求1所述的生理感测装置，其特征在于，在一第一感测模式下，所述反射光源模块在一第一时段内产生光线至所述容置空间中的所述手指，所述光传感器感测所接收到的光线以产生一第一感测信号，所述穿透光源模块在一第二时段中产生光线至所述容置空间中的所述手指，所述光传感器感测所接收到的所述穿透光源模块产生的光线以产生一第二感测信号，所述生理信号感测装置根据所述第一感测信号与所述第二感测信号侦测所述血糖信息，其中所述第一时段与所述第二时段不重迭。
7.如权利要求1所述的生理感测装置，其特征在于，在一第二感测模式下，所述反射光源模块与所述穿透光源模块均产生光线至所述容置空间中的所述手指，所述光传感器感测所接收到的光线以产生一第三感测信号，所述生理感测装置根据所述第三感测信号侦测所述血糖信息。
8.如权利要求1所述的生理感测装置，其特征在于，当所述生理感测装置进行感测时，所述反射光源模块与所述穿透光源模块依序或同时产生具有多个光谱的光线至所述容置空间的所述手指，所述光传感器感测所接收到的光线以产生所述感测信号，所述生理感测装置根据所述感测信号产生一感测光谱，并根据所述感测光谱侦测所述血糖信息。
9.如权利要求8所述的生理感测装置，其特征在于，所述生理感测装置计算所述血糖信息的方法包括变异数分析、回归分析或曲线拟合。
10.如权利要求1所述的生理感测装置，其特征在于，所述控制模块包括：一光源控制器，电性连接所述反射光源模块与所述穿透光源模块，用以调整所述第一测试光线与所述第二测试光线的光谱；
一模拟/数字转换器，电性连接所述光传感器，用以接收所述光传感器所输出的感测信号，并将其转换为一数字信号；以及
一处理单元，电性连接于所述模拟/数字模拟转换器，接收所述数字信号以侦测所述血糖信息。
11.如权利要求1所述的生理感测装置，其特征在于，所述反射光源模块与所述穿透光源模块所发出的光线包括近红外光与短波长红外光。
12.如权利要求1所述的生理感测装置，其特征在于，所述光传感器包括一半导体感光数组，所述半导体感光数组包括多个半导体感光单元，各半导体感光单元包括一第一型掺杂半导体层与一第二型掺杂半导体层。
13.如权利要求1所述的生理感测装置，其特征在于，所述光传感器为一光电传感器。
14.如权利要求1所述的生理感测装置，其特征在于，所述光传感器的感测波段包括700纳米至3000纳米。
15.一种生理信号的感测方法，适用于经由一手指侦测一血糖信息，其特征在于，包括：
提供至少一光传感器；
提供一反射光源模块，所述反射光源模块与所述光传感器位于同一侧；
提供一穿透光源模块，所述穿透光源模块位于所述光传感器的上方，所述穿透光源模块与所述光传感器之具有一容置空间以容置所述手指；
启动所述反射光源模块与所述穿透光源模块以产生具有多个光谱的多个测试光线至所述容置空间的所述手指；
感测穿透手指的光线以及经由手指反射的光线以产生一感测信号；
根据所述感测信号产生一感测光谱；以及
根据所述感测光谱侦测所述血糖信息。
16.如权利要求15所述的感测方法，其特征在于，所述测试光线包括由所述手指下方发出的一第一测试光线，以及由所述手指上方发出的一第二测试光线。
17.如权利要求15所述的感测方法，其特征在于，所述感测信号包括感测所述手指反射的光线所得的一第一感测信号，以及感测穿透所述手指的光线所得的一第二感测信号。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15/208,619 US9977947B2 (en) | 2015-08-25 | 2016-07-13 | Fingerprint identification method and device thereof |
| US15/208,619 | 2016-07-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107616800A true CN107616800A (zh) | 2018-01-23 |
Family
ID=60243534
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610826612.5A Withdrawn CN107622222A (zh) | 2016-07-13 | 2016-09-18 | 指纹辨识装置与使用其的生理信号的感测方法 |
| CN201610831548.XA Withdrawn CN107616800A (zh) | 2016-07-13 | 2016-09-20 | 生理感测装置及其感测方法 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610826612.5A Withdrawn CN107622222A (zh) | 2016-07-13 | 2016-09-18 | 指纹辨识装置与使用其的生理信号的感测方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9977947B2 (zh) |
| CN (2) | CN107622222A (zh) |
| TW (2) | TW201802725A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109564627A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-04-02 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 具光学指纹防伪感测功能的屏下光学指纹装置及手持装置 |
| CN110575182A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-17 | 北京信息科技大学 | 用于检测血糖的方法及装置 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10949957B2 (en) | 2018-01-04 | 2021-03-16 | Gingy Technology Inc. | Biometric image processing method and electronic device thereof |
| CN108830178A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-11-16 | 南昌华勤电子科技有限公司 | 指纹识别模组、电子设备以及指纹图像生成方法 |
| IT201800010069A1 (it) * | 2018-11-06 | 2020-05-06 | Orway S R L | Procedimento e sistema di identificazione biometrica di un soggetto. |
| CN111563400B (zh) * | 2019-02-14 | 2023-08-04 | 巧连科技股份有限公司 | 具有微针感测单元的指纹识别模块 |
| CN112131905A (zh) * | 2019-06-24 | 2020-12-25 | Oppo广东移动通信有限公司 | 超声波指纹识别方法、装置、存储介质及电子设备 |
| TWI740169B (zh) * | 2019-06-26 | 2021-09-21 | 達爾生技股份有限公司 | 量測裝置及量測方法 |
| CN111353405B (zh) * | 2019-07-17 | 2023-08-11 | 上海思立微电子科技有限公司 | 指纹识别装置、指纹识别系统以及电子设备 |
| TW202113664A (zh) * | 2019-09-22 | 2021-04-01 | 神盾股份有限公司 | 指紋感測模組與電子裝置 |
| CN111160244B (zh) * | 2019-12-27 | 2023-10-03 | 敦泰电子（深圳）有限公司 | 一种指纹识别方法及装置 |
| CN111277738B (zh) * | 2020-01-19 | 2021-08-10 | 维沃移动通信有限公司 | 补光灯组件及电子设备 |
| CN112101194B (zh) * | 2020-01-21 | 2024-09-13 | 神盾股份有限公司 | 电子装置及其操作方法 |
| CN213423977U (zh) * | 2020-03-02 | 2021-06-11 | 神盾股份有限公司 | 整合式真手指光谱感测装置 |
| CN111860172A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-10-30 | 北京极豪科技有限公司 | 指纹识别组件、电子设备及指纹识别方法 |
| WO2022105506A1 (zh) * | 2020-11-18 | 2022-05-27 | 北京与光科技有限公司 | 光谱成像芯片和设备及信息处理方法、以及指纹活体识别装置和指纹模组 |
| CN114519872B (zh) * | 2020-11-18 | 2024-09-06 | 北京与光科技有限公司 | 指纹活体识别装置以及指纹模组 |
| CN112528953B (zh) * | 2020-12-25 | 2024-09-17 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 指纹识别装置、电子设备和指纹识别的方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5070874A (en) * | 1990-01-30 | 1991-12-10 | Biocontrol Technology, Inc. | Non-invasive determination of glucose concentration in body of patients |
| US20060009685A1 (en) * | 2004-07-08 | 2006-01-12 | Orsense Ltd. | Device and method for non-invasive optical measurements |
| US20060228897A1 (en) * | 2005-04-08 | 2006-10-12 | Timans Paul J | Rapid thermal processing using energy transfer layers |
| US20070027374A1 (en) * | 2005-05-19 | 2007-02-01 | Foss Analytical Ab | Optical blood analyte monitor |
| US20080015424A1 (en) * | 2005-03-14 | 2008-01-17 | Peter Bernreuter | Tissue Oximetry Apparatus and Method |
| US20100026995A1 (en) * | 2008-08-04 | 2010-02-04 | Masimo Laboratories, Inc. | Multi-stream sensor for noninvasive measurement of blood constituents |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5383452A (en) * | 1993-07-01 | 1995-01-24 | Buchert; Janusz | Method, apparatus and procedure for non-invasive monitoring blood glucose by measuring the polarization ratio of blood luminescence |
| JP4029412B2 (ja) * | 2004-03-04 | 2008-01-09 | 日本電気株式会社 | 指紋掌紋画像処理システムおよび指紋掌紋画像処理方法 |
| WO2006030781A1 (ja) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | The Ritsumeikan Trust | 指先からの生体情報の抽出方法およびその装置 |
| US8335550B2 (en) * | 2005-03-25 | 2012-12-18 | Cnoga Holdings Ltd. | Optical sensor device and image processing unit for measuring chemical concentrations, chemical saturations and biophysical parameters |
| TW201101196A (en) | 2009-06-26 | 2011-01-01 | Moredna Technology Co Ltd | Optical fingerprint identification device with living body scanning function, and optical fingerprints identification method capable of recognizing living body |
| US8325993B2 (en) * | 2009-12-23 | 2012-12-04 | Lockheed Martin Corporation | Standoff and mobile fingerprint collection |
| WO2013146761A1 (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-03 | 日本電気株式会社 | 認証装置、認証用プリズム体及び認証方法 |
| US9818020B2 (en) * | 2013-04-02 | 2017-11-14 | Precise Biometrics Ab | Fingerprint pore analysis for liveness detection |
| US20150095816A1 (en) * | 2013-09-29 | 2015-04-02 | Yang Pan | User Interface of an Electronic Apparatus for Adjusting Dynamically Sizes of Displayed Items |
| TWI536273B (zh) * | 2014-08-26 | 2016-06-01 | Gingy Technology Inc | Photoelectric fingerprint identification device |
| TWI601513B (zh) * | 2014-12-22 | 2017-10-11 | 金佶科技股份有限公司 | 同時辨識手指影像及血氧濃度之指紋辨識裝置及其方法 |
| CN204192626U (zh) * | 2014-09-12 | 2015-03-11 | 北京玉峰生物技术有限公司 | 家用式无创血糖检测仪 |
-
2016
- 2016-07-13 US US15/208,619 patent/US9977947B2/en active Active
- 2016-09-07 TW TW105128937A patent/TW201802725A/zh unknown
- 2016-09-07 TW TW105128942A patent/TWI621422B/zh not_active IP Right Cessation
- 2016-09-18 CN CN201610826612.5A patent/CN107622222A/zh not_active Withdrawn
- 2016-09-20 CN CN201610831548.XA patent/CN107616800A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5070874A (en) * | 1990-01-30 | 1991-12-10 | Biocontrol Technology, Inc. | Non-invasive determination of glucose concentration in body of patients |
| US20060009685A1 (en) * | 2004-07-08 | 2006-01-12 | Orsense Ltd. | Device and method for non-invasive optical measurements |
| US20080015424A1 (en) * | 2005-03-14 | 2008-01-17 | Peter Bernreuter | Tissue Oximetry Apparatus and Method |
| US20060228897A1 (en) * | 2005-04-08 | 2006-10-12 | Timans Paul J | Rapid thermal processing using energy transfer layers |
| US20070027374A1 (en) * | 2005-05-19 | 2007-02-01 | Foss Analytical Ab | Optical blood analyte monitor |
| US20100026995A1 (en) * | 2008-08-04 | 2010-02-04 | Masimo Laboratories, Inc. | Multi-stream sensor for noninvasive measurement of blood constituents |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109564627A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-04-02 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 具光学指纹防伪感测功能的屏下光学指纹装置及手持装置 |
| CN109564627B (zh) * | 2018-10-30 | 2023-09-05 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 具光学指纹防伪感测功能的屏下光学指纹装置及手持装置 |
| CN110575182A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-12-17 | 北京信息科技大学 | 用于检测血糖的方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201801676A (zh) | 2018-01-16 |
| TWI621422B (zh) | 2018-04-21 |
| CN107622222A (zh) | 2018-01-23 |
| US20170323139A1 (en) | 2017-11-09 |
| TW201802725A (zh) | 2018-01-16 |
| US9977947B2 (en) | 2018-05-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107616800A (zh) | 生理感测装置及其感测方法 | |
| US10140536B2 (en) | Fingerprint identification apparatus and biometric signals sensing method using the same | |
| JP2010142596A (ja) | 生体成分検出装置 | |
| KR20160051471A (ko) | 수직 적층 구조를 갖는 분광기 및 이를 포함하는 비침습형 생체 센서 | |
| CN112097908A (zh) | 一种与智能手机匹配的水果内部品质检测传感器及其方法 | |
| JP2016111211A (ja) | 光電変換装置および電子機器 | |
| WO2017160766A1 (en) | Optical evaluation of skin type and condition | |
| CN107334477A (zh) | 一种双光谱无创血糖检测装置 | |
| CN103983606A (zh) | 便携式近红外食用油品质快速检测仪 | |
| CN103868870A (zh) | 一种结合吸收光谱与反射光谱的血液成分分析系统及其分析方法 | |
| KR20180003227A (ko) | 유기 광 감지소자 기반의 비침습형 생체 센서 | |
| CN101263388A (zh) | 非侵入性检测人类受检体中葡萄糖的方法和设备 | |
| CN111781155A (zh) | 便携式牛乳成分分析方法与装置 | |
| US20170112420A1 (en) | Bio-sensing apparatus and sensing method thereof | |
| CN106872028B (zh) | 一种作物理化参数测量设备及测量方法 | |
| CN203337259U (zh) | 一种手持式光辐射度计 | |
| US20170172417A1 (en) | System and Method for Measuring Phase Delay and Amplitude of a Near Infra-Red Signal in Animal Tissue | |
| CN108132097A (zh) | 一种探测器探头、光功率计以及光功率测量方法 | |
| US20180164210A1 (en) | Compact Device for Sensing a Liquid with Energy Harvesting from Liquid Motion | |
| CN115791622B (zh) | 一种微型光谱测量装置及光谱测量方法 | |
| KR20110111970A (ko) | 과일당도측정 집적광센서 및 측정방법 | |
| CN202210072U (zh) | 有机磷农药检测仪 | |
| CN211825676U (zh) | 便携式猕猴桃糖度快速无损检测装置 | |
| CN109932339B (zh) | 一种全天候光环境自适应作物生长检测装置及方法 | |
| CN108693135A (zh) | 一种植物叶片含水率检测系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20180123 |