CN114468988B - 检测器及可穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提供了检测器及可穿戴设备。该检测器包括：外延层，外延层的表面刻蚀有M个凹槽，M≥1；M个感光面，每个感光面生长于对应的凹槽内，每个感光面用于采集入射光传输至测量区域并从测量区域的表面所出射的光强值，每个感光面能够采集到与感光面对应的预设防抖动范围内的出射位置所出射的出射光的光强值。

Description

检测器及可穿戴设备

技术领域

本公开实施例涉及光谱检测技术领域，更具体地，涉及一种检测器及可穿戴设备。

背景技术

人体的体液中包含有多种组织成分，如血糖、脂肪和白细胞等，每种组织成分的浓度需在其对应的浓度范围内，才能保证人体的健康运转。但是，针对某些个体来说，由于其组织成分易出现失衡情况，即组织成分的浓度不在数值范围内，进而导致身体罹患疾病，危害健康甚至生命，因此，针对这类对象，需要对组织成分进行实时测量。

由于光学方法具有快速、无创伤和信息多维化等特点，因此，在相关技术中通常采用光学方法进行组成成分测量。根据测量原理来分，光学方法主要包括拉曼光谱法、偏振法、光学相干断层成像法、光声光谱法、中红外光谱和近红外光谱法等。

在实现本公开构思的过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下问题：采用相关技术的检测器的测量精度不高。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供了一种检测器及可穿戴设备。

本公开实施例的一个方面提供了一种检测器，该检测器包括：外延层，上述外延层的表面刻蚀有M个凹槽，M≥1；M个感光面，每个上述感光面生长于对应的上述凹槽内，每个上述感光面能够采集到与上述感光面对应的预设防抖动范围内的出射位置所出射的出射光的光强值。

本公开实施例的另一个方面提供了一种可穿戴设备，该可穿戴设备包括如上所述的检测器。

根据本公开的实施例，所述检测器中的感光面能够采集在对应的预设防扰动范围内的出射位置所出射的出射光的光强值，由于具有上述特性的感光面提高了感光面中能够稳定接收出射光的感光面积占该感光面的感光面积的比例，因此，提高了接收出射光的稳定性，进而降低了由抖动导致的出射光的强度分布的变化的不利影响，从而提高了检测器的测量精度。

附图说明

通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示意性示出了根据本公开实施例的一种在发生抖动时采用较小面积的感光面接收出射光的示意图；

图2示意性示出了根据本公开实施例的一种在发生抖动时采用较大面积的感光面接收出射光的示意图；

图3示意性示出了根据本公开实施例的一种检测器的示意图；

图4示意性示出了根据本公开实施例的一种基于蒙特卡罗模拟方法得到的测量结果的示意图；

图5示意性示出了根据本公开实施例的另一种检测器的示意图；

图6示意性示出了根据本公开实施例的一种一体化的横跨套筒；

图7示意性示出了根据本公开实施例的一种一体化的中通套筒；

图8示意性示出了根据本公开实施例的一种不同感光面的阳极电连接的示意图；

图9示意性示出了根据本公开实施例的一种在检测器与皮肤抖动规律保持一致的情况下使得检测器接收的出射光的平均光程在皮肤抖动过程中保持在预设光程范围内的示意图；

图10示意性示出了根据本公开实施例的一种在检测器使得测量区域处的皮肤的移动幅度小于或等于移动幅度阈值的情况下测量探头接收的出射光的平均光程在皮肤抖动过程中保持在预设光程范围内的示意图；

图11示意性示出了根据本公开实施例的一种可穿戴设备的示意图；以及

图12示意性示出了根据本公开实施例的一种可穿戴设备的装配过程的示意图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。

基于光学方法进行活体组织成分测量的研究至今已经经历了近五十年的发展，虽然大量的科研院所和公司在该领域投入了极大的研究热情，但由于被测组织成分本身吸收通常较弱，被测对象自身的被测组织成分浓度的变化范围通常也不大，因此，被测组织成分信号通常比较微弱，并且测量条件的变动等干扰会轻易淹没微弱的被测组织成分信号，而至今尚未出现实现可靠的组织成分测量的方案。由此，活体组织成分测量是一个亟待解决的世界难题。其中，组织成分可以包括血糖、脂肪和白细胞等。被测组织成分信号表示被测组织成分的浓度变化引起的输出光强变化。测量条件可以理解为是影响光的传输路径的条件。测量条件可以包括可控测量条件和不可控测量条件。可控测量条件是指在每次组织成分测量过程中，能够通过采用有效控制方法，控制其保持在预设变化范围内(即保持不变或基本保持不变)的测量条件，其中，有效控制方法可以配合硬件设计实现。不可控测量条件是指具有难以预知和不可控的特性的测量条件。可控测量条件可以包括温度、压力、测量区域和测量姿势等。不可控测量条件可以包括生理背景变动和测量装置漂移等。

在实现本公开构思的过程中，发明人发现采用相关技术的检测器的测量精度不高的主要原因在于。

发明人发现如果在其它条件不变的情况下，仅改变入射光照射至测量区域的光斑的强度分布，则得到的测量结果不同。如果将感光面设置于靠近血管得到的测量结果，与在其它条件不变的情况下，将同一感光面设置于远离血管得到的测量结果相比，则远离血管设置得到的测量结果优于靠近血管设置得到的测量结果。其中，测量结果可以用感光面接收出射光的光强值的相对变化量或光强值的标准差表征，光强值的相对变化量越小，测量结果越优，光强值的标准差越小，测量结果越优。在研究测量结果不同的原因时，发现改变入射光照射至测量区域的光斑的强度分布可以表征光源照射的随机性，与血管的远近可以表征脉搏跳动的强弱，而光源照射的随机性和脉搏跳动都是导致抖动的来源。由此，发现导致测量精度不高的原因之一在于抖动。

在对抖动研究的基础上，发现根据引起抖动的来源，可以将其分为内部来源和外部来源。其中，内部来源除了可以包括脉搏跳动外，还可以包括生理背景变动。外部来源除了可以包括光源照射的随机性，还可以包括入射光本身传输的不确定性。光源照射的随机性可以由入射光照射至测量区域的光斑的强度分布体现。并发现无论是内部来源导致的抖动，还是外部来源导致的抖动，均会影响光在组织内的传输路径，进而影响出射光在测量区域上的强度分布。

为了解决由抖动导致的测量精度不高的问题，发明人发现可以采用具有较大面积的感光面(即大面积感光面)采集出射光的光强值的方案，以有效抑制抖动对测量结果造成的不利影响。即大面积感光面可以有效抑制抖动造成的不利影响，所谓“大面积感光面”可以理解为感光面的面积使得感光面能够采集到预设防抖动范围内的出射位置所出射的出射光的光强值。大面积感光面的面积是连续的，大面积感光面是采用光敏材料制成的，其不同于单点光纤接收和多个单根光纤联合接收。下面将具体说明为什么采用大面积感光面采集出射光的输出光强的方案，可以有效抑制抖动对测量结果造成的不利影响。

由于大面积感光面可以提高感光面中能够稳定接收出射光的面积占该感光面的面积的比例，因此，能够提高接收出射光的稳定性，进而能够降低由抖动导致的出射光的强度分布的变化的不利影响，从而提高检测器的测量精度。其中，稳定性可以用感光面接收出射光的光强值的相对变化量或光强值的标准差表征，光强值的相对变化量越小，稳定性越高，光强值的标准差越小，稳定性越高。

示意性的，以脉搏跳动导致的抖动为例进行说明。脉搏跳动可以通过血管状态反映。图1示意性示出了根据本公开实施例的一种在发生抖动时采用较小面积的感光面接收出射光的示意图。图2示意性示出了根据本公开实施例的一种在发生抖动时采用较大面积的感光面接收出射光的示意图。图1和图2发生的抖动相同。图1中感光面A的面积小于图2中感光面B的面积。感光面A和感光面B均为正方形感光面。图1和图2中血管状态1表示血管收缩状态，血管状态2表示血管舒张状态，皮肤状态1表示与血管状态1对应的皮肤状态，皮肤状态2表示与血管状态2对应的皮肤状态。皮肤状态1到皮肤状态2体现抖动。

在发生相同抖动的情况下，比较采用不同面积的感光面获得的测量结果。测量结果用感光面在预设时间段内接收出射光的光强值的相对变化量或光强值的标准差表征。其中，光强值的相对变化量可以通过如下方式确定：计算预设时间段内的最大光强值和最小光强值的差值，计算预设时间段内的出射值的平均值，计算差值与平均值的比值，将该比值作为光强值的相对变化量。预设时间段可以为一个脉动周期。

测量结果也显示无论采用感光面接收出射光的光强值的相对变化量表征测量结果，还是采用感光面接收出射光的光强值的标准差表征测量结果，采用感光面B获得的测量结果均优于采用感光面A获得的测量结果。

由于感光面B的面积大于感光面A的面积，因此，可以说明大面积感光面能够提高接收出射光的稳定性，进而能够降低由抖动导致的出射光的强度分布的变化的不利影响，从而提高检测器的测量精度。

此外，由于出射光的输出光强比较微弱，由被测组织成分的浓度变化引起的输出光强变化也比较微弱，并且相关技术中采用的接收出射光的方式接收到的出射光的效率较低，因此，使得接收到的输出光强的信噪比比较低，进而导致测量精度不高。本公开实施例的大面积感光面可以提高输出光强的信噪比，进而提高测量精度。这是由于大面积感光面可以实现大范围出射光的接收，提高接收出射光的效率，由此可以提高输出光强的信噪比，提高检测器的测量精度。

需要说明的是，本公开实施例所述的大面积感光面能够在距测量区域的表面的距离较小的情况下，即能够在贴近测量区域的表面的情况下，实现较高的接收出射光的稳定性和效率。这是采用单点光纤接收和多个单根光纤联合接收所无法实现的，原因在于，其一，受限于光纤的数值孔径的约束；其二，受限于光纤的状态变化。光纤的状态变化易受到环境的影响，其变化对接收出射光的稳定性有较大影响。

还需要说明的是，通常为了提高输出光强的信噪比，可以采用大面积感光面。换句话说，大面积感光面通常所起到的作用在于提高输出光强的信噪比，这与大面积感光面在本公开实施例中主要所起的作用不同，在本公开实施例中，大面积感光面所起到的作用主要在于有效抑制抖动。下面将结合具体实施例进行说明。

图3示意性示出了根据本公开实施例的一种检测器的示意图。

如图3所示，该检测器30包括外延层31和M个感光面32。

外延层31，外延层31的表面刻蚀有M个凹槽，M≥1。

M个感光面32，每个感光面32生长于对应的凹槽内，每个感光面32能够采集到与感光面32对应的预设防抖动范围内的出射位置所出射的出射光的光强值。

根据本公开的实施例，为了提高检测器的测量精度，需要尽量确保每个感光面32能够采集与该感光面32对应的预设防抖动范围内的出射位置所出射的出射光的光强值，这就要求感光面32的感光面积尽可能的大。每个感光面32具有对应的预设防抖动范围，不同感光面32的预设防抖动范围相同或不同。下面将结合示例从三个方面说明感光面32的感光面积越大，抑制抖动对测量结果造成的不利影响的效果越好。预先设定感光面32为感光面A和感光面B，感光面A的感光面积小于感光面B的感光面积。感光面A和感光面B均为正方形感光面。

其一，抑制由脉搏跳动导致的抖动。将感光面A和感光面B分别设置于测量区域上的同一位置，该位置为靠近血管的位置。在其它条件相同的情况下，比较采用感光面A和采用感光面B获得的测量结果，其中，测量结果用感光面在一个脉动周期内接收出射光的光强值的相对变化量或光强值的标准差表征。光强值的相对变化量的计算方式如上文所述，在此不再赘述。发现感光面B接收出射光的光强值的相对变化量小于感光面A接收出射光的光强值的相对变化量，感光面B接收出射光的光强值的标准差小于感光面A接收出射光的光强值的标准差。由此可以得出，无论采用感光面接收出射光的光强值的相对变化量表征测量结果，还是采用感光面接收出射光的光强值的标准差表征测量结果，采用感光面B获得的测量结果均优于采用感光面A获得的测量结果。

由于采用感光面B获得的测量结果优于采用感光面A获得的测量结果，同时感光面B的面积大于感光面A的面积，因此，可以说明感光面的面积越大，抑制由脉搏跳动导致的抖动的效果越好。

其二，抑制由入射光照射至测量区域的光斑的强度分布变化导致的抖动。在其它条件不变的情况下，仅改变入射光照射至测量区域的光斑的强度分布。比较采用感光面A和采用感光面B获得的测量结果，其中，测量结果用感光面在预设时间段内接收出射光的光强值的相对变化量或光强值的标准差表征。光强值的相对变化量的计算方式如上文所述，在此不再赘述。发现感光面B接收出射光的光强值的变化量小于感光面A接收出射光的光强值的变化量，感光面B接收出射光的光强值的标准差小于感光面A接收出射光的光强值的标准差。由此可以得出，无论采用感光面接收出射光的光强值的相对变化量表征测量结果，还是采用感光面接收出射光的光强值的标准差表征测量结果，采用感光面B获得的测量结果均优于采用感光面A获得的测量结果。

由于采用感光面B获得的测量结果优于采用感光面A获得的测量结果，同时感光面B的面积大于感光面A的面积，因此，可以说明感光面的面积越大，抑制由入射光照射至测量区域的光斑的强度分布变化导致的抖动的效果越好。

其三，抑制由入射光本身传输的不确定性导致的抖动。采用蒙特卡罗模拟方法。以光子数为10¹⁵的入射光进行中心入射，感光面A和感光面B分别设置于距入射光的中心为2.4mm处，模拟次数为22次。比较采用感光面A和感光面B获得的测量结果，其中，测量结果以单位面积出射光子数的标准差表征，单位面积出射光子数的标准差越小，说明抑制效果越好。图4示意性示为根据本公开实施例的一种基于蒙特卡罗模拟方法得到的测量结果的示意图。发现与感光面B对应的单位面积出射光子数的标准差小于与感光面A对应的单位面积出射光子数的标准差，即采用感光面B获得的测量结果优于采用感光面A获得的测量结果。

由于采用感光面B获得的测量结果优于采用感光面A获得的测量结果，同时感光面B的面积大于感光面A的面积，因此，可以说明采用感光面的面积越大，抑制由入射光本身传输的不确定性导致的抖动的效果越好。

通过以上三方面的示例，说明了感光面的面积越大，抑制抖动对测量结果造成的不利影响的效果越好。

根据本公开的实施例，可以设置每个感光面32为环形感光面或非环形感光面，其中，非环形感光面可以包括扇环感光面、圆形感光面、扇形感光面、椭圆形感光面或多边形感光面。多边形感光面可以包括正方形感光面、长方形感光面或三角形感光面。

根据本公开的实施例，M个感光面32中的各个感光面32可以单独使用、部分结合使用或全部结合使用，结合使用的含义是输出一个输出光强。在本公开的实施例中，将用于输出一个输出光强的感光面32称为同类感光面，同类感光面可以包括一个或多个感光面32。其中，不同感光面32结合使用的条件可以为各个感光面32接收的出射光的平均光程在平均光程范围内。平均光程范围可以为由大于或等于第一平均光程阈值且小于或等于第二平均光程阈值组成的范围。第一平均光程阈值和第二平均光程阈值可以是根据光程平均值和光程变化幅度确定的。光程平均值是根据同类感光面的各个感光位置接收到的出射光的平均光程计算得到的平均值。示例性的，如光程平均值为a，光程变化幅度为±30％，则第一平均光程阈值可以为0.7a，第二平均光程阈值可以为1.3a。

针对平均光程进行如下说明。光在组织中的传输路径可以用光程和穿透深度来表示，其中，光程用于表示光在组织中传输的总距离，穿透深度用于表示光在组织中能到达的最大纵向距离。针对确定的源探距离，平均光程用于表示光在组织中光程的平均值。光程的概率分布函数可以理解是源探距离和组织光学参数的函数，其中，源探距离表示入射光的中心与感光面的中心之间的径向距离。相应的，在数学表达式上，平均光程可以理解是源探距离和组织光学参数的函数，其中，组织光学参数可以包括吸收系数、散射系数和各向异性因子。影响平均光程的因素可以包括吸收系数、散射系数、各向异性因子和源探距离。

根据本公开的实施例，同类感光面可以为环形感光面或非环形感光面。同类感光面为环形感光面，可以包括在同类感光面包括一个感光面32的情况下，同类感光面为独立环形感光面。在同类感光面包括多个感光面32的情况下，同类感光面是根据多个感光面32组合形成的环形感光面。同类感光面为非环形感光面，可以包括在同类感光面包括一个感光面32的情况下，同类感光面为独立非环形感光面。在同类感光面包括多个感光面32的情况下，同类感光面是根据多个感光面32组合形成的非环形感光面。

根据本公开实施例的技术方案，所述检测器中的感光面能够采集在对应的预设防扰动范围内的出射位置所出射的出射光的光强值，由于具有上述特性的感光面提高了感光面中能够稳定接收出射光的感光面积占该感光面的感光面积的比例，因此，提高了接收出射光的稳定性，进而降低了由抖动导致的出射光的强度分布的变化的不利影响，从而提高了检测器的测量精度。

根据本公开的实施例，外延层31开设孔或未开设孔。

如图5所示，根据本公开的实施例，外延层31开设孔，检测器30还可以包括套筒33。

套筒33，套筒33的第一端面超出检测器30的目标表面，用于阻止入射光通过检测器30的开孔产生的衍射光进入M个感光面32，其中，第一端面表示与测量区域接近的端面，检测器30的目标表面表示与测量区域接近的表面。

根据本公开的实施例，套筒33中接近测量区域的端面超出检测器30中接近测量区域的表面，以实现如果检测器30开孔，则可以阻止入射光通过检测器30的开孔所产生的衍射光进入M个感光面32，以提高检测器的测量精度。套筒33与检测器30是一体的或是分离的。

根据本公开的实施例，套筒33通过检测器30上开设的孔。

如图6和图7所示，根据本公开的实施例，套筒33与检测器30是一体的。

根据本公开的实施例，可以将与检测器30是一体的套筒33分为两类，分别是一体化的中通套筒和一体化的横跨套筒。一体化的中通套筒是指通过检测器30上开设的孔并与检测器30是一体的套筒。一体化的横跨套筒是指套筒33的整体均设置在检测器30的目标表面上，可以参见图6和图7，其中，图6示意性示出了根据本公开实施例的一种一体化的横跨套筒。图7示意性示出了根据本公开实施例的一种一体化的中通套筒。

根据本公开的实施例，一体化的套筒能够使得检测器30的性能极大地得以保证，还能够使得所制作的不同检测器30上的套筒33具有较高的一致性，由此，提高了测量的稳定性和降低了不同检测器30之间模型传递的难度。一体化的中通套筒的长度可以设置地更长，由此，更加容易实现以及更好地设置于检测器30上。

根据本公开的实施例，套筒33还用于阻止入射光在测量区域的表面产生的表面反射光进入M个感光面32。

根据本公开的实施例，如果采用非接触式测量模式进行组织成分测量，则套筒33还可以阻止入射光在测量区域的表面产生的表面反射光进入M个感光面32，以提高检测器的测量精度。

根据本公开的实施例，套筒33的第一端面的开孔大于或等于套筒33的第二端面的开孔，其中，第一端面和第二端面为相对的两个端面。

根据本公开的实施例，为了使得入射光照射至测量区域的光斑尽可能大，可以采用使套筒33的内径大于或等于内径阈值，和/或套筒33的第一端面的开孔大于或等于套筒33的第二端面的开孔的方式，即使得接近测量区域的套筒33的端面的开孔大于或等于远离测量区域的套筒33的端面的开孔。

通过采用套筒33的内径大于或等于内径阈值和/或套筒33的第一端的开孔大于或等于套筒33的第二端面的开孔的方式，使得入射光照射至测量区域的光斑的面积大于或等于光斑面积阈值，由于入射光照射至测量区域的光斑的面积越大，对可控测量条件的再现性的要求越低，对采用差分测量方法抑制不可控测量条件对测量结果的影响的效果越好，因此，使得被测对象可以在更为宽松的要求下进行组织成分测量，从而更好地保证测量精度。此外，如果入射光是采用光纤传输方式实现的，则上述套筒33的设置方式，也减小了光纤抖动对测量结果的不利影响。

根据本公开的实施例，套筒33的第二端面和/或内部的区域设置有散射物，其中，内部的区域包括内部的部分区域或内部的全部区域。

根据本公开的实施例，为了使得入射光照射至测量区域的光斑的强度分布均匀，可以采用在套筒33的相应部分设置散射物的方式。其中，散射物可以包括硫酸纸、硅胶或目标混合物，目标混合物可以包括聚二甲基硅氧烷与二氧化钛颗粒的混合物。

根据本公开的实施例，由于一体化的中通套筒的长度可以较长，因此，可以更为灵活地选择使入射光照射至测量区域的光斑的强度分布更加均匀的方案，进而有利于减小入射光照射至测量区域的光斑的强度分布不均匀和测量条件的变动对测量结果的影响，从而保证测量精度。

根据本公开的实施例，通过采用在套筒33的第二端面和/或内部的区域设置散射物的方式，使得入射光照射至测量区域的光斑的强度分布均匀。并且由于入射光照射至测量区域的光斑的强度分布越均匀，对可控测量条件的再现性的要求越低，对采用差分测量方法抑制不可控测量条件对测量结果的影响的效果越好，因此，使得被测对象可以在更为宽松的要求下进行组织成分测量，从而更好地保证测量精度。同时，由于使得入射光照射至测量区域的光斑的强度分布均匀的措施会在一定程度上衰减入射光的光能量，而组织成分测量要求入射光的光能量不能够过小，因此，需要尽量在保证入射光照射至测量区域的光斑的强度分布均匀的情况下，入射光的光能量衰减尽可能小。此外，如果入射光是采用光纤传输方式实现的，则上述设置散射物的方式，也减小了光纤抖动对测量结果的不利影响。

根据本公开的实施例，M个感光面32中不同感光面32的阳极彼此未电连接、部分感光面32的阳极电连接或全部感光面32的阳极电连接。

根据本公开的实施例，M个感光面32中不同感光面32的阳极彼此未电连接、部分感光面32的阳极电连接或全部感光面32的阳极电连接。

根据本公开的实施例，M个感光面32中的每个感光面32可以单独使用，在此情况下，M个感光面32中不同感光面32的阳极未电连接。

M个感光面32中的部分感光面32可以结合使用，在此情况下，结合使用的不同感光面32的阳极电连接。

M个感光面32中的全部感光面32可以结合使用，在此情况下，结合使用的不同感光面32的阳极电连接。

根据本公开的实施例，图8示意性示出了根据本公开实施例的一种不同感光面的阳极电连接的示意图。如图8所示，将全部感光面的阳极进行了电连接。

根据本公开的实施例，该检测器30还可以包括保护部。保护部，设置于M个感光面的目标表面，用于保护M个感光面，其中，M个感光面的目标表面表示与测量区域接近的表面。

根据本公开的实施例，为了保护M个感光面，还可以在M个感光面的目标表面设置保护部。制作保护部的材料可以是透明和柔性的材料。保护部可以包括增透膜或光学玻璃。保护部与感光面的目标表面之间的距离可以根据保护部的材料确定。

根据本公开的实施例，保护部可以包括增透膜。

增透膜镀接在M个感光面33的目标表面，用于增加出射光的透过率，并保护M个感光面33。

根据本公开的实施例，增透膜与感光面的目标表面之间的距离可以为零。

根据本公开的实施例，保护部可以包括光学玻璃。

根据本公开的实施例，光学玻璃与感光面的目标表面之间的距离大于或等于距离阈值。距离阈值可以根据实际情况设定。

根据本公开的实施例，感光面33为环形感光面，凹槽为环状凹槽。

根据本公开的实施例，每个感光面33可以是采用光敏材料制成的。环形感光面可以避免方位定位的问题，还能够在较小的源探距离范围内实现较大感光面积的设计。需要说明的是，由于在活体组织成分测量中，源探距离通常是一个较为重要的物理量，因此，在较小的源探距离范围内实现较大面积的设计是十分有意义的。

根据本公开的实施例，环形感光面的环宽小于或等于环差阈值，其中，环差阈值是根据相邻两个感光面的中径之差确定的。

根据本公开的实施例，M个环形感光面可以同几何中心设置，不同环形感光面的内径距中心的距离不同。不同环形感光面的环宽可以相同，也可以不同，环形感光面的环宽小于或等于环差阈值，其中，环差阈值是根据相邻两个感光面的中径之差确定的。中径表示环形感光面的内径和外径之和的一半。环差阈值可以是中径之差的一半。内径和外径表示直径。

根据本公开的实施例，环形感光面的内径大于或等于0.5mm且小于或等于7mm，环形感光面的环宽大于或等于0.05mm且小于或等于2mm。

根据本公开的实施例，M＝4，沿径向方向由内至外的M个环形感光面的内径分别为第一内径、第二内径、第三内径和第四内径；第一内径大于或等于1.2mm且小于3mm，第二内径大于或等于3mm且小于3.8mm，第三内径大于或等于3.8mm且小于4.4mm，第四内径大于或等于4.4mm且小于等于6mm。或，M＝5，沿径向方向由内至外的M个环形感光面的内径分别为第一内径、第二内径、第三内径、第四内径和第五内径；第一内径大于或等于1.2mm且小于2mm，第二内径大于或等于2mm且小于2.8mm，第三内径大于或等于2.8mm且小于3.6mm，第四内径大于或等于3.6mm且小于4.2mm，第五内径大于或等于4.2mm且小于或等于6mm。

根据本公开的实施例，检测器30的质量小于或等于质量阈值，以实现检测器30的移动规律与测量区域处的皮肤抖动规律保持一致。

根据本公开的实施例，为了提高检测器30的测量精度，可以使得检测器30的质量较轻，以实现当将检测器30设置于与测量区域对应的位置时，能够跟随测量区域处的皮肤抖动，即检测器30的移动规律可以与测量区域处的皮肤抖动规律保持一致，由此，使得检测器30接收的出射光的平均光程在皮肤抖动过程中保持在预设光程范围内。

上述可以实现检测器30接收到的出射光的平均光程在测量区域处的皮肤抖动过程中保持在预设光程范围内的原因在于，如果检测器30能够跟随测量区域处的皮肤抖动，则可以实现检测器30在测量区域上的相对位置保持不变或基本不变，由此，检测器30能够接收到从固定的出射位置出射的出射光，这里所述的固定的出射位置表示与测量区域的相对位置保持不变或基本保持不变的出射位置。同时，在测量区域处的皮肤抖动过程中，入射光的入射位置在测量区域上的相对位置能够保持不变或基本不变，由此，在入射光的入射位置和出射光的出射位置确定的情况下，可以尽量保证出射光的平均光程保持不变。

示例性的，图9示意性示出了根据本公开实施例的一种在检测器与皮肤抖动规律保持一致的情况下使得检测器接收的出射光的平均光程在皮肤抖动过程中保持在预设光程范围内的示意图。图9中血管状态1表示血管收缩状态。检测器30能够稳定地接收到入射光从测量区域处的入射位置A入射后从测量区域处的出射位置B所出射的出射光。

根据本公开的实施例，检测器30使得测量区域处的皮肤的移动幅度小于或等于移动幅度阈值。

根据本公开的实施例，为了提高检测器的测量精度，可以使得检测器30的质量较大，当将检测器30设置于与测量区域对应的位置时，能够压住测量区域处的皮肤抖动，即测量区域处的皮肤的移动幅度小于或等于移动幅度阈值，由此，使得检测器30接收的出射光的平均光程在皮肤抖动过程中保持在预设光程范围内。

上述可以实现检测器30接收到的出射光的平均光程在测量区域处的皮肤抖动过程中保持在预设光程范围内的原因在于，如果检测器30能够压住测量区域处的皮肤抖动，则可以尽量保证检测器30在测量区域上的相对位置保持不变或基本不变，由此，检测器30能够接收到从固定的出射位置出射的出射光。同时，在测量区域处的皮肤抖动过程中，入射光的入射位置在测量区域上的相对位置能够保持不变或基本不变，由此，在入射光的入射位置和出射光的出射位置确定的情况下，可以尽量保证出射光的平均光程保持不变。

示例性的，图10示意性示出了根据本公开实施例的一种在检测器使得测量区域处的皮肤的移动幅度小于或等于移动幅度阈值的情况下测量探头接收的出射光的平均光程在皮肤抖动过程中保持在预设光程范围内的示意图。图10中血管状态2表示血管舒张状态，测量区域处的皮肤的移动幅度接近于零。

图11示意性示出了根据本公开实施例的一种可穿戴设备的示意图。图11示出的可穿戴设备110仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图11所示，可穿戴设备110包括检测器30。

根据本公开实施例的技术方案，所述可穿戴设备中的感光面能够采集在对应的预设防扰动范围内的出射位置所出射的出射光的光强值，由于具有上述特性的感光面提高了感光面中能够稳定接收出射光的感光面积占该感光面的感光面积的比例，因此，提高了接收出射光的稳定性，进而降低了由抖动导致的出射光的强度分布的变化的不利影响，从而提高了检测器的测量精度。

如图12所示，根据本公开的实施例，可穿戴设备110还包括卡扣部111和本体112。卡扣部111和本体112用于配合实现固定检测器30。

根据本公开的实施例，图12示意性示出了根据本公开实施例的一种可穿戴设备的装配过程的示意图。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。

以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (16)

1.一种检测器，包括：

外延层，所述外延层的表面刻蚀有M个凹槽，M≥1；

M个感光面，每个所述感光面生长于对应的所述凹槽内，每个所述感光面能够采集到与所述感光面对应的预设防抖动范围内的出射位置所出射的出射光的光强值，抖动的来源包括脉搏跳动和生理背景变动中的至少之一；

所述检测器的质量小于或等于质量阈值，以实现所述检测器的移动规律与测量区域处的皮肤抖动规律保持一致；或

所述检测器使得所述测量区域处的皮肤的移动幅度小于或等于移动幅度阈值。

2.根据权利要求1所述的检测器，其中，所述外延层开设孔或未开设孔。

3.根据权利要求2所述的检测器，其中，所述外延层开设孔，所述检测器还包括：

套筒，所述套筒的第一端面超出所述检测器的目标表面，用于阻止入射光通过所述检测器的开孔产生的衍射光进入所述M个感光面，其中，所述第一端面表示与所述测量区域接近的端面，所述检测器的目标表面表示与所述测量区域接近的表面。

4.根据权利要求3所述的检测器，其中，所述套筒通过所述检测器上开设的孔。

5.根据权利要求3或4所述的检测器，其中，所述套筒还用于阻止所述入射光在所述测量区域的表面产生的表面反射光进入所述M个感光面。

6.根据权利要求3或4所述的检测器，其中，所述套筒的第一端面的开孔大于或等于所述套筒的第二端面的开孔，其中，所述第一端面和所述第二端面为相对的两个端面。

7.根据权利要求3或4所述的检测器，其中，所述套筒的第二端面和/或内部的区域设置有散射物，其中，所述内部的区域包括所述内部的部分区域或所述内部的全部区域。

8.根据权利要求1所述的检测器，其中，所述M个感光面中不同感光面的阳极彼此未电连接、部分感光面的阳极电连接或全部感光面的阳极电连接。

9.根据权利要求1所述的检测器，还包括：

保护部，所述保护部设置于所述M个感光面的目标表面，用于保护所述M个感光面，其中，所述M个感光面的目标表面表示与所述测量区域接近的表面。

10.根据权利要求9所述的检测器，其中，所述保护部包括增透膜；

所述增透膜镀接在所述M个感光面的目标表面，用于增加入射光的透过率，并保护所述M个感光面。

11.根据权利要求9所述的检测器，其中，所述保护部包括光学玻璃。

12.根据权利要求1~4中任一项所述的检测器，其中，所述感光面为环形感光面，所述凹槽为环状凹槽。

13.根据权利要求12所述的检测器，其中，所述环形感光面的环宽小于或等于环差阈值，其中，所述环差阈值是根据相邻两个感光面的中径之差确定的。

14.根据权利要求13所述的检测器，其中，所述环形感光面的内径大于或等于0.5mm且小于或等于7mm，所述环形感光面的环宽大于或等于0.05mm且小于或等于2mm。

15.根据权利要求14所述的检测器，其中，所述M=4，沿径向方向由内至外的M个所述环形感光面的内径分别为第一内径、第二内径、第三内径和第四内径；所述第一内径大于或等于1.2mm且小于3mm，所述第二内径大于或等于3mm且小于3.8mm，所述第三内径大于或等于3.8mm且小于4.4mm，所述第四内径大于或等于4.4mm且小于等于6mm；或

所述M=5，沿径向方向由内至外的M个所述环形感光面的内径分别为第一内径、第二内径、第三内径、第四内径和第五内径；所述第一内径大于或等于1.2mm且小于2mm，所述第二内径大于或等于2mm且小于2.8mm，所述第三内径大于或等于2.8mm且小于3.6mm，所述第四内径大于或等于3.6mm且小于4.2mm，所述第五内径大于或等于4.2mm且小于或等于6mm。

16.一种可穿戴设备，包括权利要求1~15中任一项所述的检测器。

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