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Die vorliegende Anmeldung betrifft eine optoelektronische Vorrichtung, eine Verwendung einer optoelektronischen Vorrichtung und ein elektronisches Gerät.
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Für die Blutdruckmessung sind verschiedene Geräte kommerziell verfügbar, wobei sich diese meist auf den klinischen Markt beziehen und hinsichtlich Präzision und Zuverlässigkeit besonders hohe Kriterien erfüllen sollen. Dadurch sind diese Geräte typischerweise vergleichsweise groß und teuer.
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Am Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat eine Forschergruppe eine Vorrichtung entwickelt, bei der der Blutdruck mittels optischer Methoden anhand einer Laufzeitmessung des Bluts (entsprechend der R-Welle eines Elektrokardiogramms) ermittelt wird. Informationen hierzu sind unter der Internet-Adresse https://ilp.mit.edu./images/conferences/2010/rd/asada.pdf verfügbar.
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Dieses Verfahren verwendet jedoch die Messung der Pulse an zwei verschiedenen Körperstellen, nämlich dem Handgelenk und dem kleinen Finger, was eine kompakte Bauform erschwert.
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Eine Aufgabe ist es, eine Vorrichtung anzugeben, die sich durch eine kompakte Bauform auszeichnet und mit der Informationen über den Blutdruck einer Person gewonnen werden können.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten sind Gegenstand der auf den Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüche.
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Es wird eine optoelektronische Vorrichtung angegeben. Die optoelektronische Vorrichtung ist insbesondere zur Blutdruckmessung eingerichtet. Insbesondere ist die gesamte optoelektronische Vorrichtung dazu eingerichtet, an genau einer Körperstelle einer Person getragen zu werden, beispielsweise am Handgelenk.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weist die optoelektronische Vorrichtung zumindest einen Sender auf. Der Sender ist dafür vorgesehen, im Betrieb der optoelektronischen Vorrichtung elektromagnetische Strahlung zu emittieren, insbesondere im infraroten, sichtbaren oder ultravioletten Spektralbereich. Der Sender ist beispielsweise eine Lumineszenzdiode, etwa eine Leuchtdiode oder eine Laserdiode.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weist die optoelektronische Vorrichtung einen Empfänger auf. Der Empfänger ist insbesondere dafür vorgesehen, vom Sender emittierte und auf den Empfänger zurückgeworfene Strahlung zu empfangen und ein elektrisches Signal zu erzeugen. Der Empfänger ist beispielsweise eine Photodiode, ein Phototransistor oder CCD (Charge Coupled Device)-Empfänger.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist die Vorrichtung dazu eingerichtet, die Strahlung auf eine erste Messstelle und eine zweite Messstelle zu richten. Die erste Messstelle und die zweite Messstelle sind lateral voneinander beabstandet, wobei die Intensität der Strahlung zwischen der ersten Messstelle und der zweiten Messstelle zumindest stellenweise kleiner ist als an der ersten Messstelle und/oder an der zweiten Messstelle. Beispielsweise weist die von der Vorrichtung abgestrahlte Strahlung an der ersten Messstelle und an der zweiten Messstelle jeweils ein lokales Maximum auf. Beispielsweise sind die erste Messstelle und die zweite Messstelle jeweils in einem Abstand von mindestens 0,1 mm und höchstens 20 mm von der Vorrichtung angeordnet. In lateraler Richtung sind die erste Messstelle und die zweite Messstelle beispielsweise zwischen einschließlich 1 mm und einschließlich 70 mm voneinander beabstandet.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist die Vorrichtung dazu eingerichtet, von der ersten Messstelle und von der zweiten Messstelle zurückgeworfene Strahlung zu empfangen. Insbesondere trifft die zu empfangende Strahlung auf den zumindest einen Empfänger. Im Betrieb der optoelektronischen Vorrichtung wird die Strahlung beispielsweise durch Blut innerhalb einer Blutbahn zurückgeworfen, beispielsweise durch Streuung.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weist die optoelektronische Vorrichtung einen Träger auf, auf dem der Sender und der Empfänger angeordnet sind. Insbesondere sind alle für die Blutdruckmessung erforderlichen Sender und Empfänger auf dem Träger angeordnet. Der Träger ist beispielsweise eine Leiterplatte, ein Zwischenträger (Submount) oder ein Gehäusekörper.
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In mindestens einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weist die optoelektronische Vorrichtung einen Sender, einen Empfänger und einen Träger, auf dem der Sender und der Empfänger angeordnet sind, auf, wobei der Sender dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung zu emittieren und die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, die Strahlung auf eine erste Messstelle und eine zweite Messstelle zu richten. Die Vorrichtung ist dazu eingerichtet, von der ersten Messstelle und von der zweiten Messstelle zurückgeworfene Strahlung zu empfangen.
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Anhand der von der ersten Messstelle und der zweiten Messstelle zurückgeworfenen und mittels des Empfängers detektierten Strahlung kann beispielsweise mittels einer Auswerteelektronik die Laufzeit einer Welle innerhalb einer Blutbahn zwischen der ersten Messstelle und der zweiten Messstelle ermittelt werden. Beispielsweise eignet sich hierfür die im Elektrokardiogramm als R-Welle bezeichnete Welle im Blutkreislauf. Hieraus können Rückschlüsse auf den Blutdruck gezogen werden. Die Auswerteelektronik kann vollständig oder zum Teil in die Vorrichtung integriert oder mit der Vorrichtung elektrisch verbunden sein.
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Beispielsweise ist die Vorrichtung dazu eingerichtet, vom Sender in vertikaler Richtung, also senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Trägers, abgestrahlte Strahlung in eine zum Träger schräg verlaufende Richtung, etwa in einem Winkel zwischen einschließlich 5° und einschließlich 85° zur Normalen auf den Träger umzulenken. Zumindest eine der Messstellen kann mit anderen Worten nicht mittig zum Sender oder auch überlappungsfrei zum zugehörigen Sender angeordnet sein. Auch sowohl die erste Messstelle als auch die zweite Messstelle können nicht mittig zum zugehörigen Sender angeordnet sein.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist die optoelektronische Vorrichtung zur Blutdruckmessung anhand der empfangenen Strahlung eingerichtet. Insbesondere kann der Träger ein gemeinsamer Träger für alle zur Blutdruckmessung verwendeten optoelektronischen Sender und optoelektronischen Empfänger sein. Im Unterschied zu dem eingangs erwähnten Verfahren des MIT sind also keine zwei separaten Vorrichtungen erforderlich, die Messungen an unterschiedlichen Körperteilen vornehmen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung bestrahlt der Sender die erste Messstelle und die Vorrichtung weist einen weiteren Sender auf, der die zweite Messstelle bestrahlt. Mittels zweier Sender können zwei voneinander beabstandete Messstellen auf einfache und zuverlässige Weise bestrahlt werden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weist die Vorrichtung genau einen Empfänger auf, der von der ersten Messstelle und von der zweiten Messstelle zurückgeworfene Strahlung empfängt. Herstellungskosten aufgrund eines weiteren Empfängers können vermieden werden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist der Empfänger zwischen dem Sender und dem weiteren Sender angeordnet. Die Vorrichtung kann mehr Sender als Empfänger aufweisen, beispielsweise genau einen Empfänger und genau zwei Sender.
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Davon abweichend kann die Vorrichtung mehr Empfänger als Sender, beispielsweise genau zwei Empfänger und genau einen Sender, oder gleich viele Sender und Empfänger, beispielsweise genau einen Sender und genau einen Empfänger, aufweisen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weist die Vorrichtung ein strahlteilendes Element auf, das dem Sender in Abstrahlrichtung nachgeordnet ist. Beispielsweise lenkt das strahlteilende Element einen Teil der vom Sender abgestrahlten Strahlung auf die erste Messstelle und einen weiteren Teil der vom Sender abgestrahlten Strahlung auf die zweite Messstelle. Für die Bestrahlung der ersten Messstelle und der zweiten Messstelle ist also lediglich ein Sender erforderlich. Auf einen weiteren Sender kann verzichtet werden. Eine besonders kompakte Bauform für die optoelektronische Vorrichtung wird so vereinfacht.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung empfängt der Empfänger die von der ersten Messstelle und die von der zweiten Messstelle zurückgeworfene Strahlung. Insbesondere kann die optoelektronische Vorrichtung genau einen Empfänger aufweisen, der die von dem zumindest einen Sender abgestrahlte Strahlung empfängt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung empfängt der Empfänger die von der ersten Messstelle zurückgeworfene Strahlung und die Vorrichtung weist einen weiteren Empfänger auf, der die von der zweiten Messstelle zurückgeworfene Strahlung empfängt. Jeder Messstelle ist somit jeweils genau ein Empfänger zugeordnet.
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Eine räumliche Trennung der Detektion der von den Messstellen zurückgeworfenen Strahlung wird dadurch vereinfacht.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weist die Vorrichtung genau einen Sender auf, wobei der Sender zwischen dem Empfänger und dem weiteren Empfänger angeordnet ist. Beispielsweise ist dem Sender ein strahlteilendes Element nachgeordnet, sodass die dem Empfänger zugeordnete erste Messstelle und die dem weiteren Empfänger zugeordnete zweite Messstelle mit einer hinreichend hohen Strahlungsleistung bestrahlt werden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist ein Abstand zwischen der ersten Messstelle und der zweiten Messstelle größer als eine maximale laterale Ausdehnung der optoelektronischen Vorrichtung entlang derselben Richtung. Mit anderen Worten ist die laterale Ausdehnung der optoelektronischen Vorrichtung entlang einer Richtung, die parallel zu einer Verbindungslinie zwischen der ersten Messstelle und der zweiten Messstelle verläuft, größer als der Abstand zwischen der ersten Messstelle und der zweiten Messstelle. Der Abstand zwischen den Messstellen ist also nicht durch die laterale Ausdehnung der optoelektronischen Vorrichtung begrenzt.
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Davon abweichend kann der Abstand zwischen der ersten Messstelle und der zweiten Messstelle jedoch auch kleiner oder gleich der maximalen lateralen Ausdehnung der optoelektronischen Vorrichtung sein.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist dem Sender in Abstrahlrichtung ein optisches Element nachgeordnet. Das optische Element kann das strahlteilende Element oder ein zusätzlich zum strahlteilenden Element vorgesehenes optisches Element sein.
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Das optische Element ist beispielsweise dafür vorgesehen, die vom Sender abgestrahlte Strahlung zu fokussieren und gegebenenfalls zusätzlich in räumlich voneinander getrennte Teilstrahlen zu teilen.
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Beispielsweise ist das optische Element ein reflektives Element, ein refraktives optisches Element, ein diffraktives optisches Element oder eine Kombination aus zumindest zwei solchen Elementen.
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Ein refraktives optisches Element kann beispielsweise als eine Fresnel-Optik ausgebildet sein. Die vertikale Ausdehnung des optischen Elements kann so verringert werden.
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Bei einem diffraktiven optischen Element basiert die Funktionsweise nicht auf Brechung, sondern auf Beugung der auf das optische Element auftreffenden Strahlung.
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Es hat sich gezeigt, dass durch ein diffraktives optisches Element besonders kompakte Bauformen erzielt werden können. Weiterhin eignet sich ein diffraktives optisches Element auch besonders als strahlteilendes Element.
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Beispielsweise umfasst das diffraktive optische Element eine Struktur mit periodisch angeordneten Elemente, an denen die vom Sender emittierte elektromagnetische Strahlung gebeugt wird. Die Elemente können insbesondere in lateraler Richtung, etwa senkrecht zu einer Hauptabstrahlungsrichtung des Senders, periodisch angeordnet sein. Eine Strukturgröße der Elemente in lateraler und/oder vertikaler Richtung liegt insbesondere in der Größenordnung der Wellenlänge der von dem Sender emittierten elektromagnetischen Strahlung im Material des optischen Elements, beispielsweise zwischen einschließlich dem 0,1-Fachen und einschließlich dem Zehnfachen einer Peak-Wellenlänge der von dem Sender emittierten Strahlung.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist der optoelektronischen Vorrichtung ein Sensor zugeordnet. Der Sensor ist insbesondere nicht zum Empfangen der Strahlung des Senders eingerichtet. Der Sensor kann Teil der optoelektronischen Vorrichtung sein oder außerhalb der optoelektronischen Vorrichtung angeordnet sein. Mittels des Sensors können bei der Blutdruckmessung verfälschende Signalanteile aufgrund der Bewegung des Benutzers der optoelektronischen Vorrichtung kompensiert werden. Beispielsweise ist der Sensor ein Beschleunigungssensor und/oder ein Höhensensor. Derartige Einflüsse und deren Kompensation werden in der eingangs erwähnten Veröffentlichung des MIT beschrieben. Der gesamte Offenbarungsgehalt dieser Veröffentlichung, insbesondere im Hinblick auf die Auswertung der empfangenen Signale und der Berücksichtigung der Signale des Sensors wird hiermit explizit durch Rückbezug in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
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Die optoelektronische Vorrichtung eignet sich besonders für die Verwendung zur Blutdruckmessung. Insbesondere kann mit einer derartigen optoelektronischen Vorrichtung der Blutdruck dauerhaft überwacht werden, ohne den Benutzer der optoelektronischen Vorrichtung in seiner Bewegungsfreiheit einzuschränken.
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Weiterhin wird ein elektronisches Gerät mit einer optoelektronischen Vorrichtung mit zumindest einem der vorgenannten Merkmale angegeben. Das elektronische Gerät ist insbesondere ein mobiles Gerät. Beispielsweise ist das elektronische Gerät dazu eingerichtet, am Körper einer Person getragen zu werden, etwa am Handgelenk.
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Beispielsweise ist das mobile Gerät zur Überwachung eines Zustands der Person eingerichtet. Zum Beispiel ist das elektronische Gerät ein sogenannter Fitness-Tracker.
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Derartige elektronische Geräte können hilfreiche Informationen über den Zustand der Person liefern, ohne dass hierfür die im klinischen Umfeld erforderliche Messgenauigkeit erforderlich ist.
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Weitere Ausgestaltung und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren.
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Es zeigen:
- 1A ein Ausführungsbeispiel für eine optoelektronische Vorrichtung in schematischer Schnittansicht;
- 1B einen zugehörigen schematischen Strahlenverlauf im Betrieb der optoelektronischen Vorrichtung;
- 1C ein Ausführungsbeispiel für ein elektronisches Gerät mit einer optoelektronischen Vorrichtung;
- 2A ein Ausführungsbeispiel für eine optoelektronische Vorrichtung in schematischer Schnittansicht;
- 2B einen zugehörigen schematischen Strahlenverlauf im Betrieb der optoelektronischen Vorrichtung;
- 3A ein Ausführungsbeispiel für eine optoelektronische Vorrichtung in schematischer Schnittansicht;
- 3B einen zugehörigen schematischen Strahlenverlauf im Betrieb der optoelektronischen Vorrichtung;
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Gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die Figuren sind jeweils schematische Darstellung und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere Schichtdicken zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt sein.
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Ein Ausführungsbeispiel für eine optoelektronische Vorrichtung 1 ist in 1A schematisch dargestellt. Die optoelektronische Vorrichtung weist einen Sender 2 und einen weiteren Sender 25 auf. Der Sender 2 und der weitere Sender 25 sind im Betrieb der optoelektronischen Vorrichtung dafür vorgesehen eine erste Messstelle 61 beziehungsweise eine zweite Messstelle 62 zu bestrahlen. Dies ist anhand des schematischen Strahlenverlaufs in 1B veranschaulicht.
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Die erste Messstelle 61 und die zweite Messstelle 62 sind in lateraler Richtung voneinander beabstandet und befinden sich beispielsweise beide in einer gemeinsamen Blutbahn 8.
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Der Sender 2 und der weitere Sender 25 sind beispielsweise als eine Leuchtdiode oder eine Laserdiode ausgebildet. Beispielsweise emittieren der Sender 2 und der weitere Sender 25 Strahlung im ultravioletten, infraroten oder sichtbaren Spektralbereich. Insbesondere eignet sich beispielsweise ein Wellenlängenbereich zwischen einschließlich 350 nm und einschließlich 1700 nm.
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Die optoelektronische Vorrichtung 1 weist weiterhin einen Empfänger 3 auf. Der Empfänger 3 ist für die vom Sender 2 und dem weiteren Sender 25 emittierte Strahlung empfindlich. Der Sender 2 und der Empfänger 3 sind zweckmäßigerweise so zueinander angeordnet, dass innerhalb der Vorrichtung 1 kein direkter Strahlenpfad zwischen dem Sender 2 und dem Empfänger 3 besteht. Strahlung kann also nur auf den Empfänger treffen, wenn sie zuvor aus der optoelektronischen Vorrichtung austritt und wieder zur Vorrichtung zurück gelenkt wird.
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Beispielsweise ist zwischen dem Sender 2 und dem Empfänger 3 ein strahlungsblockendes Element 7 angeordnet. Der Sender 2, der weitere Sender 25 und der Empfänger 3 sind auf einem gemeinsamen Träger 5 angeordnet.
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Das strahlungsblockende Element 7 ist beispielsweise als ein Verguss ausgebildet, in den der Sender 2 und der Empfänger 3 eingebettet sind. Insbesondere grenzt der Verguss an die Seitenflächen des Senders 2 beziehungsweise des Empfängers 3 stellenweise an. Alternativ können der Sender 2 und der Empfänger 3 beispielsweise in lateral voneinander beabstandeten Öffnungen eines Rahmens angeordnet sein, sodass der Rahmen das strahlungsblockende Elemente 7 bildet. Das strahlungsblockende Element 7 kann also auch von dem Empfänger 3 beziehungsweise dem Sender 2 lateral beabstandet sein.
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Der Träger 5 ist beispielsweise eine Leiterplatte oder ein Gehäusekörper der optoelektronischen Vorrichtung.
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Insbesondere sind alle für die Blutdruckmessung erforderlichen Sender und Empfänger auf dem Träger 5 als gemeinsamen Träger angeordnet. Im Betrieb der optoelektronischen Vorrichtung 1 wird von dem Sender 2 und dem weiteren Sender 25 abgestrahlte Strahlung im Bereich der ersten Messstelle 61 beziehungsweise der zweiten Messstelle 62 zurückgeworfen, etwa durch Streuung und trifft zum Teil auf den Empfänger 3.
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Dem Sender 2 und dem weiteren Sender 25 ist jeweils ein optisches Element 4 in Abstrahlrichtung nachgeordnet. Das optische Element ist dazu eingerichtet, die vom Sender abgestrahlte Strahlung zu fokussieren, so dass die Strahlung an der zugeordneten Messstelle ein lokales Maximum aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann das optische Element die Strahlung umlenken, so dass vom Sender 2 und/oder vom weiteren Sender 25 senkrecht zum Träger 5 abgestrahlte Strahlung in eine Richtung umgelenkt wird, die schräg zum Träger verläuft. Zumindest eine der Messstellen kann überlappungsfrei zum optischen Element angeordnet sein.
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Wie in 1B dargestellt, kann der Strahlenverlauf auch so ausgebildet sein, dass die erste Messstelle 61 und die zweite Messstelle 62 in einem größeren Abstand d zueinander angeordnet sind als eine maximale laterale Ausdehnung L der optoelektronischen Vorrichtung 1 entlang dieser Richtung. Die von der ersten Messstelle 61 beziehungsweise zweiten Messstelle 62 zurückgeworfene Strahlung wird vom Empfänger 3 detektiert. In den Messstellen 61, 62 ändert sich die zurückgeworfene Strahlung in Abhängigkeit von dem aktuellen Strömungsprofil in der Blutbahn 8. Ein Maximum einer Welle, beispielsweise der der R-Welle eines Elektrokardiogramms entsprechenden Welle, tritt an der ersten Messstelle 61 zu einem anderem Zeitpunkt auf als an der zweiten Messstelle 62, sodass sich anhand des Laufzeitunterschieds auf den Blutdruck schließen lässt. Die Genauigkeit kann durch eine Kalibrierung der optoelektronischen Vorrichtung erhöht werden.
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Zur Unterdrückung von Fehlsignalen bedingt durch eine Bewegung des Benutzers der optoelektronischen Vorrichtung kann die optoelektronische Vorrichtung optional einen Sensor 75 aufweisen. Beispielsweise hat eine Höhenänderung der optoelektronischen Vorrichtung relativ zum Herzen der Person Einfluss auf den Blutdruck. Der Sensor kann als Beschleunigungssensor und/oder Höhensensor ausgebildet sein.
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Beispielsweise ist der Sensor 75 auf dem Träger 5 angeordnet. Davon abweichend kann der Sensor 5 auch außerhalb der Vorrichtung 1 angeordnet sein und der Vorrichtung 1 entsprechende Beschleunigungssignale und/oder Höhensignale zur Verfügung stellen.
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Für die Auswertung der Signale des Empfängers 3 und gegebenenfalls des Sensors 75 kann die optoelektronische Vorrichtung eine Auswertelektronik 76 aufweisen oder mit einer solchen Auswerteelektronik elektrisch gekoppelt sein.
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Zumindest eines der optischen Elemente 4, insbesondere alle den Sendern zugeordneten optischen Elemente, ist beziehungsweise sind beispielsweise als diffraktives optisches Element beziehungsweise als diffraktive optische Elemente ausgebildet. Eine kompakte Ausgestaltung der optoelektronischen Vorrichtung ist so auf einfache Weise erzielbar.
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Weiterhin ist optional auch auf dem Empfänger 3 ein optisches Element 4 angeordnet, das die auftreffende Strahlung bündelt.
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Ein Ausführungsbeispiel für ein elektronisches Gerät 9 mit einer optoelektronischen Vorrichtung 1 ist in 1C schematisch dargestellt. Beispielsweise ist das elektronische Gerät ein mobiles Gerät. Insbesondere ist das elektronische Gerät zur Überwachung eines Zustands einer Person eingerichtet. Beispielsweise ist das elektronische Gerät ein Fitness-Tracker.
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Auch die nachfolgenden Ausführungsbeispiele einer optoelektronischen Vorrichtung sind für ein solches elektronisches Gerät geeignet.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung mit zugehörigem Strahlenverlauf ist in den 2A und 2B schematisch gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in Zusammenhang mit den 1A und 1B beschriebenen Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu weist die optoelektronische Vorrichtung neben dem Empfänger 3 einen weiteren Empfänger 35 auf. Dem Empfänger 3 und dem weiteren Empfänger 35 sind eine erste Messstelle 61 beziehungsweise eine zweite Messstelle 62 zugeordnet. Eine räumliche Trennung der von den Messstellen 61, 62 zurückgeworfenen Strahlung ist so auf einfache Weise erzielbar.
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Weiterhin weist die optoelektronische Vorrichtung im Unterschied zu dem im Zusammenhang mit 1A und 1B beschriebenen Ausführungsbeispiel genau einen Sender 2 auf.
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Das optische Element 4 ist als ein strahlteilendes Element 45 ausgebildet, sodass der Sender 2 sowohl die erste Messstelle 61 als auch die zweite Messstelle 62 ausleuchtet. Als strahlteilendes Element eignet sich insbesondere ein diffraktives optisches Element. Es können jedoch auch andere optische Elemente mit einer Strahlteilungsfunktion Anwendung finden, beispielsweise optische Elemente mit einer Dreieckstruktur oder einer Sägezahnstruktur.
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Das strahlteilende Element 45 teilt die vom Sender 2 abgestrahlte Strahlung in zwei Anteile, welche in voneinander verschiedene Richtungen abgestrahlt werden. Insbesondere verlaufen die Hauptabstrahlungsrichtungen beider Anteile schräg zur Normalen auf den Träger 5.
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Der Sender 2 ist zwischen dem Empfänger 3 und dem weiteren Empfänger 35 angeordnet. Dadurch kann auf einfache Weise erzielt werden, dass an der ersten Messstelle 61 und der zweiten Messstelle 62 in etwa gleich hohe optische Leistungsdichten auftreten. Dadurch entstehen am Empfänger 3 und am weiteren Empfänger 35 vergleichbar hohe Signale.
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Insbesondere kann der Sender 2 zum Empfänger 3 und zum weiteren Empfänger 35 denselben oder im Wesentlichen denselben Abstand, etwa mit einer Abweichung von höchstens 10 % aufweisen.
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In den 3A und 3B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine optoelektronische Vorrichtung gezeigt, wobei 3B schematisch den Strahlenverlauf veranschaulicht.
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Im Unterschied zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen weist die Vorrichtung 1 genau einen Sender 2 und genau einen Empfänger 3 auf. Das dem Sender 2 nachgeordnete optische Element 4 ist als strahlteilendes Element 45 ausgebildet, sodass die erste Messstelle 61 und die zweite Messstelle 62 von dem Sender 2 ausgeleuchtet werden. Die von der ersten Messstelle 61 und der zweiten Messstelle 62 zurückgeworfene Strahlung wird von dem Empfänger 3 detektiert.
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Dieses Ausführungsbeispiel ist aufgrund der besonders geringen Anzahl von optoelektronisch aktiven Elementen, nämlich genau einem Sender und einem Empfänger, besonders kostengünstig herstellbar. Im Übrigen gelten die Ausführungen zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen.
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Mit den vorstehend beschriebenen optoelektronischen Vorrichtungen kann insbesondere ein kontinuierliches Blutdrucküberwachungsverfahren umgesetzt werden. Insbesondere ist die optoelektronische Vorrichtung so kompakt, dass sie auch in kleine mobile elektronische Geräte wie beispielsweise Fitness-Tracker integriert werden kann. Die optoelektronische Vorrichtung zeichnet sich weiter durch ein hohes Signal zu Rauschverhältnis aus, sodass diese trotz des einfachen und kostengünstigen Aufbaus Informationen über den Blutdruck liefern können. Die Genauigkeit dieser Informationen entspricht den Anforderungen für Anwendungen wie bei Fitness-Trackern.
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Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder den Ausführungsbeispielen angegeben ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- optoelektronische Vorrichtung
- 2
- Sender
- 25
- weiterer Sender
- 3
- Empfänger
- 35
- weiterer Empfänger
- 4
- optisches Element
- 45
- strahlteilendes Element
- 5
- Träger
- 61
- erste Messstelle
- 62
- zweite Messstelle
- 7
- strahlungsblockendes Element
- 75
- Sensor
- 76
- Auswerteelektronik
- 8
- Blutbahn
- 9
- elektronisches Gerät
