TW201801676A - 生理感測裝置及其感測方法 - Google Patents
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Abstract
一種生理感測裝置及其感測方法,可以經由手指偵測血糖資訊。生理感測裝置包括至少一光感測器、反射光源模組、穿透光源模組與控制模組,可以在手指上下兩方提供不同光譜的光線至手指並且透過感測光譜計算血糖資訊,藉此提供更準確的血糖感測。
Description
本發明涉及一種生理信號的感測裝置,特別是關於一種偵測血糖資訊的生信號感測裝置與其感測方法。
糖尿病是一種文明病,目前全世界有多愈來愈多的人得到糖尿病。糖尿病人在日常生活中需要進行血糖的監測,通常是利用血糖儀來進行量測。
血糖儀以監測技術區分,可以分為侵入式與非侵入式兩大類,侵入式血糖儀需要進行採血與使用耗材試片,長期而言對使用者是一種負擔,也是一種痛苦。
非侵入式血糖儀可以避免使用者的不適與感染風險,但是其技術門檻較高,目前非侵入式的血糖技術之一是利用紅外線光譜技術來進行感測,但是目前的技術針對血糖度數的準確性不夠高與穩定,尚無法適用於實際應用。
另外,紅外線光譜感測需要光譜儀產生所需的光源以及感測器來進行感測,其體積與成本過高,尚無法符合市場需求。
本發明提供一種生理感測裝置與其感測方法,屬於非侵入式的生理感測技術,其利用上下光源的設置與對應的光感測器,解決一般光學感測技術僅有單一側光源與量測不準確的問題。藉由光源切換或同時提供的感測方法,可以提供更多、更準確的紅外線吸收光譜資訊,藉此提高血糖偵測的準確性。
本發明實施例提供一種生理感測裝置,適用於經由一手指偵
測一血糖資訊,包括至少一光感測器、反射光源模組、穿透光源模組與控制模組。光感測器用於感測所接收的光線強度以產生一感測信號。反射光源模組與光感測器位於同一側,用以產生一第一測試光線。穿透光源模組位於光感測器的上方,用以產生一第二測試光線,光感測器與穿透光源模組之間具有一容置空間以容置手指。控制模組電性連接於光感測器、反射光源模組與穿透光源模組,用以接收感測信號以偵測血糖資訊。
在本發明一實施例中,反射光源模組與穿透光源模組的發光方向朝向容置空間。
在本發明一實施例中,反射光源模組包括至少一第一光源陣列,第一光源陣列包括多個不同光譜的發光源,用以產生第一測試光線,第一測試光線的波長範圍介於700奈米至3000奈米之間。
在本發明一實施例中,穿透光源模組包括至少一第二光源陣列,光源陣列包括多個不同光譜的發光源,用以產生第二測試光線,第二測試光線的波長範圍介於700奈米至3000奈米之間。
在本發明一實施例中,反射光源模組包括多個第一發光源與多個第一濾光片,第一濾光片分別設置於第一發光源的上方以產生多個波段的光譜,穿透光源模組包括多個第二發光源與多個第二濾光片,第二濾光片分別設置於第二發光源的上方以產生多個波段的光譜。
在本發明一實施例中,其中在一第一感測模式下,反射光源模組在一第一時段內產生光線至容置空間中的手指,光感測器感測所接收到的光線以產生一第一感測信號,穿透光源模組在一第二時段中產生光線至容置空間中的手指,光感測器感測所接收到的光線以產生一第二感測信號,生理信號感測裝置根據第一感測信號與第二信號偵測血糖資訊,其中第一時段與第二時段不重疊。
在本發明一實施例中,其中在一第二感測模式下,反射光源
模組與穿透光源模組均產生光線至容置空間中的手指,光感測器感測所接收到的光線以產生一第三感測信號,生理感測裝置根據第三感測信號偵測血糖資訊。
在本發明一實施例中,其中當生理感測器進行感測時,反射光源模組與穿透光源模組依序或同時產生具有多個光譜的光線至容置空間的手指,光感測器感測所接收到的光線以產生感測信號,生理感測裝置根據感測信號產生一感測光譜,並根據感測光譜偵測血糖資訊。
在本發明一實施例中,其中生理感測裝置計算血糖資訊的方法包括變異數分析、回歸分析或曲線擬合。
在本發明一實施例中,控制模組包括一光源控制器、一類比/數位轉換器與一處理單元。光源控制器電性連接反射光源模組與穿透光源模組,用以調整第一測試光線與第二測試光線的光譜。
類比/數位轉換器電性連接光感測器,用以接收光感測器所輸出的感測信號,並將其轉換為一數位信號。處理單元電性連接於類比/數位類比轉換器,接收數位信號以偵測血糖資訊。
在本發明一實施例中,反射光源模組與穿透光源模組所發出的光線包括近紅外線與短波長紅外線。
在本發明一實施例中,光感測器包括一半導體感光陣列,半導體感光陣列包括多個半導體感光單元,各該半導體感光單元包括一第一型摻雜半導體層與一第二型摻雜半導體層。
本發明一實施例提供一種生理信號的感測方法,適用於經由一手指偵測一血糖資訊,包括下列步驟:提供至少一光感測器;提供一反射光源模組,反射光源模組與光感測器位於同一側;提供一穿透光源模組,穿透光源模組位於光感測器的上方,穿透光源模組與光感測器之具有一容置空間以容置手指;依序或同時啟動反射光源模組與穿透光源模組以產生具有多個光譜的多個測試光線至容置空間的手指;感測經由手指穿透與反射的光線以產生一感測信號;以及根據感測信號產生一感測光譜;根據感測光譜
偵測血糖資訊。
綜合上述,本發明提出生理感測裝置與其感測方法,藉由上下光源的設置,可以提供不同光譜的光源至手指,其上下光源的波長可以依照量測需求調整與切換以分別得到穿透與反射的感測光譜資訊,或者同時提供以得到複合光源下的光譜資訊,藉此可以提高血糖資訊的感測準確度,其中,該生理感測裝置係利用半導體光電元件實現,其體積小,重量輕,整合度高,可以整合於手機等可攜式裝置之中。另一方面,本發明還提供了一種可實現的非侵入式血糖感測技術的實行方案,可以解決目前非侵入式血糖感測裝置成本過高與準確性不足的問題。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容,請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖,然而所提供的附圖僅提供參考與說明用,並非用來對本發明加以限制。
100‧‧‧生理感測裝置
110‧‧‧控制模組
111‧‧‧光源控制器
112‧‧‧類比/數位轉換器
DS‧‧‧數位信號
113‧‧‧處理單元
121、122‧‧‧光感測器
SS1、SS2‧‧‧感測信號
130‧‧‧反射光源模組
131、132‧‧‧光源陣列
LS1‧‧‧第一測試光線
140‧‧‧穿透光源模組
141、142‧‧‧光源陣列
LS2‧‧‧第二測試光線
101‧‧‧手指
160‧‧‧容置空間
151、152‧‧‧電路板
331~339、341~349‧‧‧發光源
351~359‧‧‧濾光片
S410~S450、S610~S630、S710~S770‧‧‧流程步驟
圖1為本發明一實施例的生理感測裝置的結構示意圖。
圖2為本發明一實施例的生理感測裝置的功能方塊圖。
圖3A為本發明實施例的光源陣列的示意圖。
圖3B為本發明另一實施例的光源陣列的示意圖。
圖4為本發明實施例的感測方法流程圖。
圖5為本發明另一實施例的感測方法流程圖。
圖6為本發明另一實施例的感測方法流程圖。
圖7為本發明實施例的感測方法流程圖。
請參照圖1與圖2,圖1為本發明一實施例的生理感測裝置的結構示意圖,圖2為本發明一實施例的生理感測裝置的功能方塊圖。生理感測裝置100包括控制模組110、光感測器121、122、反射光源模組130、穿透光源模組140。控制模組110電性連接於光感測器121、122、反射光源模組130、穿透光源模組140,用
以控制反射光源模組130與穿透光源模組140所發出的光譜以及接收光感測器121、122所感測到的感測信號SS1、SS2,進而由感測信號SS1、SS2計算感測光譜,例如紅外線吸收光譜。然後,控制模組110可以根據光譜資訊偵測血糖資訊並且依照需求輸出血糖資訊或光譜資訊。
在一個示例性的可行實施例中,反射光源模組130與穿透光源模組140可以分別由手指101下方(指腹)與手指101上方(手指101背面)提供不同光譜的第一測試光線LS1與第二測試光線LS2,其中第一測試光線LS1與第二測試光線LS2的光譜可以在一特定波段中調整。生理感測裝置100經由光感測器121、122感測由手指101反射或透射的光線以得到感測的光譜資訊,藉此計算生理信號。
光感測器121、122與反射光源模組130設置於同一側,用以產生反射用的第一測試光線LS1。穿透光源模組140設置於光感測器121、122的上方,用以產生穿透用的第二測試光線LS2。穿透光源模組140與光感測器121、122之間具有一容置空間160以容置受測者的手指101。反射光源模組130與穿透光源模組140的發光方向朝向容置空間160以投射測試光線至手指101。換言之,手指101的上下方都有設置光源,以提供偵測血糖時所需的反射光線與穿透光線。光感測器121、122與反射光源模組130可以設置於電路板151上,而穿透光源模組140可以設置於上方的電路板152上,但本實施例並不限制光感測器121、122與反射光源模組130與穿透光源模組140的設置方式。
值得注意的是,反射光源模組130與穿透光源模組140的光線可以直接或透過一指壓片或是一光學介質層(圖未示)間接照射在手指101,例如透過導光元件後再照射於手指101上,本發明不受限。
在本實施例中,生理感測裝置100可以包括一個或多個光感測器121、122,各別光感測器121、122可以用來感測不同波段
(波長範圍)的光強度信號,藉此產生感測信號SS1、SS2至控制模組110。不同的光感測器121、122有不同的感測波長範圍,本實施例可以藉由組合不同光感測器來達到所需的感測波段。舉例來說,光感測器121、122的感測波段可以涵蓋700nm(奈米)至3000nm(奈米)的電磁輻射,也就是包括近紅外線(NIR)與短波長紅外線的光譜範圍。在不同的實施例中,光感測器121、122的感測波段可以依照所需感測的波段範圍設計,本發明不限制於此。各別光感測器121、122可以各別控制以逐一進行感測,或是同時啟動以同步進行感測。
光感測器121、122例如是由光電感測器或是紅外線接收器實現,其可以將光信號轉換為電信號,但本發明不限制於此。舉例來說,光感測器121、122可以由多個半導體元件組成的感測陣列實現,其半導體元件的結構,是由兩層摻雜半導體組成所形成的一PN介面。摻雜半導體可為:摻雜n型摻質之半導體材料與摻雜p型摻質之半導體材料,其中半導體材料例如是矽,包括單晶矽(single crystal silicon)、多晶矽(polycrystal silicon)、非晶矽(amorphous silicon)或是微晶矽(microcrystal silicon)。上述半導體材料也可以是銅銦鎵二硒(CuInGaSe2,CIGS)、硫化鎘(CdS)、鎘化硒(CdSe)、砷化鎵(GaAs)、砷化銦鎵(InGaAs)、磷化銦(InP)、銅銦二硒(CuInSe2,CIS)、碲化鎘(CdTe)、半導體有機材料(organic material)或上述材料堆疊之多層結構,但本實施例的光感測器121、122的材料不限制於此。上述之矽摻雜於半導體材料中之n型摻質,可以是元素週期表中的第五族元素,摻雜於半導體材料中之p型摻質,可以是元素週期表中三族元素的群組。其中,第五族元素例如磷(P)、砷(As)或是銻(Sb)等等;第三族元素例如是硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)、銦(In)等等。
單一半導體元件構成的光感測器121、122可以感測特定波段的光信號,多個不同波段的半導體元件組成的感測陣列,可以感測更大的波段範圍。多個相同波段的半導體元件組成的感測陣列
可以應用於指紋辨識器。換言之,本實施例的光感測器121、122也可以應用光電式的指紋辨識器實現,但本實施例不限於此。
反射光源模組130與穿透光源模組140可以輸出不同波段的測試光線,其波長範圍涵蓋700nm(奈米)至3000nm(奈米),包括近紅外線與短波長紅外線的波長範圍。反射光源模組130可以由一個或多個具有不同波長的光源陣列131、132組成,以產生所需的光譜。穿透光源模組140可以由一個或多個具有不同波長的光源陣列141、142組成,以產生所需的光譜。
光源陣列131、132、141、142可以由不同的方式實現,請參照圖3A,圖3A為根據本發明實施例的光源陣列的示意圖。以光源陣列131為例說明,光源陣列131可以由多個不同光譜的發光源固態發光元件(如:發光二極體(LED))331~339組成。透過選擇不同光譜的組合,光源陣列131的光譜範圍可以包括700nm(奈米)至3000nm(奈米)以符合測試的需求。請參照圖3B,圖3B為本發明另一實施例的光源陣列的示意圖。以光源陣列131為例說明,光源陣列131可以由多個具有全波段光譜的發光源341~349與覆蓋於發光源341~349之上的濾光片351~359組成。具全波段光譜的發光源341~349的光譜範圍較廣,例如700nm(奈米)至3000nm(奈米),而濾光片351~359則分別具有波長選擇的功能,可以濾除特定波段以外的光線。舉例來說,濾光片351的波段的700nm~1000nm,則發光源341所發出的光線中僅有符合700nm~1000nm波長的光線可以通過。另一濾光片359的波段例如是2700nm~3000nm,則發光源349可以產生2700nm~3000nm的光線。換言之,藉由選擇不同波段範圍的濾光片351~359,光源陣列131可以產生多個波段的光譜,藉此產生所需波段範圍內的測試光線。其他光源陣列132、141、142的結構與光源陣列131相同,在此不加贅述。
反射光源模組130所輸出的第一測試光線LS1介於700nm(奈米)至3000nm(奈米)間,其光譜可以選自在此一波段範圍中的特
定波段,例如700nm~900nm,本發明不限制特定波段的範圍。同樣的,穿透光源模組140所輸出的第二測試光線LS2介於700nm(奈米)nm(奈米)至3000nm(奈米)間,其光譜可以選自在此一波段範圍中的特定波段,例如700nm~900nm,本發明不限制特定波段的範圍。反射光源模組130與穿透光源模組140中,發光源331~339、341~349可以個別控制,用以調整個別模組所輸出的光譜,藉此產生不同光譜的測試光線投射至手指101,以偵測血糖資訊。
控制模組110至少包括光源控制器111、類比/數位轉換器112與處理單元113。光源控制器111電性連接反射光源模組130與穿透光源模組140,用以控制所發出的光譜與時序。類比/數位轉換器112電性連接於處理單元113與光感測器121、122,用以將光感測器121、122所輸出的感測信號SS1、SS2轉換為數位信號DS。處理單元113接收數位信號DS進行統計運算,進而得到血糖資訊。統計運算的方式包括但不限制是利用紅外線吸收光譜、變異數分析、回歸分析、曲線擬合等方法。
值得注意的是,控制模組110可以與光感測器121、122設置於同一電路板151、152上或整合於同一晶片。另外,控制模組110也可以利用手機、電腦、平板等外部可攜式裝置來實現其全部或部分功能,本發明不限制。
在感測模式下,生理感測裝置100可以有不同的感測方式,其中第一種感測模式是先由手指101下方或上方提供測試光線至手指101,然後再由另一方提供測試光線,藉此取得反射與穿透的光譜,然後進行統計分析以得到血糖資訊。請參照圖4,圖4為本發明實施例的感測方法流程圖。在步驟S410,啟動反射光源模組130,由手指101下方提供第一測試光線LS1。在步驟S420,光感測器121、122感測手指101所反射的光線以輸出感測信號SS1、SS2至控制模組110。控制模組110根據感測信號SS1、SS2得到反射的感測光譜,例如是紅外線吸收光譜。然後,在步驟
S430中,啟動穿透光源模組140,由手指101上方提供第二測試光線LS2。接著,在步驟S440中,控制模組110根據感測信號SS1、SS2得到穿透的感測光譜。然後,在步驟S450中,根據反射與穿透的感測光譜進行統計分析,進行得到血糖資訊。
值得注意的是,在上述步驟S410~S440中,第一測試光線LS1與第二測試光線LS2的光譜範圍是可以依照需求改變的,例如由低波長掃描至高波長或由高波長掃描至低波長或是選擇性輸出特定波長的電磁輻射,藉此得到所需感測範圍的感測光譜變化。
請參照圖5,圖5為本發明另一實施例的感測方法流程圖。圖5與圖4主要差別在於先由手指101上方提供測試光線,然後再由手指101下方提供測試光線。步驟S410、S420與步驟S430、S440的順序調換,然後在步驟S450中,再根據反射與穿透的感測光譜進行統計分析,進而得到血糖資訊。圖5的其餘細節如圖4所述,在此不加贅述。
由上述圖4與圖5可知,反射光源模組130與穿透光源模組140是在不同的時段中啟動,分別提供測試光線至手指101,其中反射光源模組130與穿透光源模組140發出光線的時段不重疊。
在另一種感測模式下,生理感測裝置100可以同時提供上方與下方的測試光線至手指101以進行感測。請參照圖6,圖6為根據本發明另一實施例的感測方法流程圖。步驟S610,反射光源模組130與穿透光源模組140會同時提供第一測試光線LS1與第二測試光線LS2至手指101。然後,步驟S620,光感測器121、122感測手指101所接收到的光線輸出感測信號SS1、SS2至控制模組110。接著,在步驟S630中,控制模組110根據感測信號SS1、SS2得到感測光譜。然後,在步驟S630中,控制模組110根據感測光譜進行統計分析,進而得到血糖資訊。
經由上述圖4~圖6的感測方法可知,生理感測裝置100可以應用多種模式進行感測,其提供了一種生理信號的感測方法。
請參照圖7,圖7為本發明實施例的感測方法流程圖。步驟S710,提供至少一光感測器121、122。步驟S720,提供一反射光源模組130,反射光源模組130與光感測器121、122位於同一側。步驟S730,提供一穿透光源模組140,穿透光源模組140位於光感測器121、122的上方,穿透光源模組140與光感測器121、122之間具有一容置空間160以容置手指101。然後,步驟S740,依序或同時啟動反射光源模組130與穿透光源模組140以產生具有多個光譜的多個測試光線至容置空間的手指101。接下來,步驟S750,感測經由手指101穿透與反射的光線以產生感測信號SS1、SS2。然後,步驟S760,根據感測信號SS1、SS2產生感測光譜;以及步驟S770,根據感測光譜偵測血糖資訊。
由上述可知,由於本發明生理感測裝置100可以感測到穿透手指101的光譜資訊與由手指101反射的光譜資訊,因此可以增加血糖感測準確度。本發明可以輸出不同光譜的光線,藉此得到更大範圍的感測光譜,並且藉由其吸收波長、吸光度與吸收光譜的波型、波峰等資訊來判斷血糖濃度。此外,本發明的生理感測裝置100與感測方法也可以應用於其他生理參數的偵測與判斷,可以有效增加其判斷的準確性與速度。
綜上所述,本發明的有益效果在於,本發明實施例所提供的生理感測裝置100及其感測方法,可以依序或同時由手指101上方與下方提供測試光源進行測試,藉此得到更準確的血糖資訊。在進行血糖偵測時,生理感測裝置100可以提供反射與折射的吸收光譜資訊,並且可以依據後端統計分析的需求提供不同波段的感測資訊,以使後段的血糖統計分析更為準確。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例,並非因此侷限本發明的申請專利範圍,故凡運用本發明說明書及附圖內容所做的等效技術變化,均包含於本發明的申請專利範圍內。
100‧‧‧生理感測裝置
110‧‧‧控制模組
121、122‧‧‧光感測器
130‧‧‧反射光源模組
131、132‧‧‧光源陣列
LS1‧‧‧第一測試光線
140‧‧‧穿透光源模組
141、142‧‧‧光源陣列
LS2‧‧‧第二測試光線
101‧‧‧手指
160‧‧‧容置空間
151、152‧‧‧電路板
Claims (17)
- 一種生理感測裝置,適用於經由一手指偵測一血糖資訊,包括:至少一光感測器,用於感測所接收的光線強度以產生一感測信號;一反射光源模組,與所述光感測器位於同一側,用以產生一第一測試光線;一穿透光源模組,位於所述光感測器的上方,用以產生一第二測試光線,所述光感測器與所述穿透光源模組之間具有一容置空間以容置所述手指;以及一控制模組,電性連接於所述光感測器、所述反射光源模組與所述穿透光源模組,用以接收所述感測信號以偵測所述血糖資訊。
- 如請求項1所述的生理感測裝置,其中所述反射光源模組與所述穿透光源模組的發光方向朝向所述容置空間。
- 如請求項1所述的生理感測裝置,其中所述反射光源模組包括至少一第一光源陣列,所述第一光源陣列包括多個不同光譜的發光源,用以產生所述第一測試光線,所述第一測試光線的波長範圍介於700奈米至3000奈米之間。
- 如請求項1所述的生理感測裝置,其中所述穿透光源模組包括至少一第二光源陣列,所述光源陣列包括多個不同光譜的發光源,用以產生所述第二測試光線,所述第二測試光線的波長範圍介於700奈米至3000奈米之間。
- 如請求項1所述的生理感測裝置,其中所述反射光源模組包括多個第一發光源與多個第一濾光片,所述第一濾光片分別設置於所述第一發光源的上方以產生多個波段的光譜,所述穿透光源模組包括多個第二發光源與多個第二濾光片,所述第二濾光片分別設置於所述第二發光源的上方以產生多個波段的光譜。
- 如請求項1所述的生理感測裝置,其中在一第一感測模式下, 所述反射光源模組在一第一時段內產生光線至所述容置空間中的所述手指,所述光感測器感測所接收到的光線以產生一第一感測信號,所述穿透光源模組在一第二時段中產生光線至所述容置空間中的所述手指,所述光感測器感測所接收到的光線以產生一第二感測信號,所述生理信號感測裝置根據所述第一感測信號與所述第二信號偵測所述血糖資訊,其中所述第一時段與所述第二時段不重疊。
- 如請求項1所述的生理感測裝置,其中在一第二感測模式下,所述反射光源模組與所述穿透光源模組均產生光線至所述容置空間中的所述手指,所述光感測器感測所接收到的光線以產生一第三感測信號,所述生理感測裝置根據所述第三感測信號偵測所述血糖資訊。
- 如請求項1所述的生理感測裝置,其中當所述生理感測器進行感測時,所述反射光源模組與所述穿透光源模組依序或同時產生具有多個光譜的光線至所述容置空間的所述手指,所述光感測器感測所接收到的光線以產生所述感測信號,所述生理感測裝置根據所述感測信號產生一感測光譜,並根據所述感測光譜偵測所述血糖資訊。
- 如請求項8所述的生理感測裝置,其中所述生理感測裝置計算所述血糖資訊的方法包括變異數分析、回歸分析或曲線擬合。
- 如請求項1所述的生理感測裝置,所述控制模組包括:一光源控制器,電性連接所述反射光源模組與所述穿透光源模組,用以調整所述第一測試光線與所述第二測試光線的光譜;一類比/數位轉換器,電性連接所述光感測器,用以接收所述光感測器所輸出的感測信號,並將其轉換為一數位信號;以及一處理單元,電性連接於所述類比/數位類比轉換器,接收所述數位信號以偵測所述血糖資訊。
- 如請求項1所述的生理感測裝置,其中所述反射光源模組與所述穿透光源模組所發出的光線包括近紅外線與短波長紅外線。
- 如請求項1所述的生理感測裝置,其中所述光感測器包括一半導體感光陣列,所述半導體感光陣列包括多個半導體感光單元,各該半導體感光單元包括一第一型摻雜半導體層與一第二型摻雜半導體層。
- 如請求項1所述的生理感測裝置,其中所述光感測器為一光電感測器。
- 如請求項1所述的生理感測裝置,其中所述光感測器的感測波段包括700奈米至3000奈米。
- 一種生理信號的感測方法,適用於經由一手指偵測一血糖資訊,包括:提供至少一光感測器;提供一反射光源模組,所述反射光源模組與所述光感測器位於同一側;提供一穿透光源模組,所述穿透光源模組位於所述光感測器的上方,所述穿透光源模組與所述光感測器之具有一容置空間以容置所述手指;啟動所述反射光源模組與所述穿透光源模組以產生具有多個光譜的多個測試光線至所述容置空間的所述手指;感測經由手指穿透與反射的光線以產生一感測信號;根據所述感測信號產生一感測光譜;以及根據所述感測光譜偵測所述血糖資訊。
- 如請求項15所述的感測方法,其中所述測試光線包括由所述手指下方發出的一第一測試光線,以及由所述手指上方發出的一第二測試光線。
- 如請求項15所述的感測方法,其中所述感測信號包括感測所述手指的反射光線所得的一第一感測信號,以及感測所述手指的穿透光線所得的一第二感測信號。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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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 |
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 |
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 |
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 |
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 |
CN211554956U (zh) * | 2019-09-22 | 2020-09-22 | 神盾股份有限公司 | 指纹感测模块与电子装置 |
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 |
TWI793448B (zh) * | 2020-01-21 | 2023-02-21 | 神盾股份有限公司 | 電子裝置及其操作方法 |
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 |
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 |
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 |
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 |
Family Cites Families (18)
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 |
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 |
WO2005086091A1 (ja) * | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Nec Corporation | 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 |
US7313425B2 (en) * | 2004-07-08 | 2007-12-25 | Orsense Ltd. | Device and method for non-invasive optical measurements |
US20080095412A1 (en) * | 2004-09-13 | 2008-04-24 | The Ritsumeikan Trust | Method And System For Extracting Liveliness Information From Fingertip |
US8055321B2 (en) * | 2005-03-14 | 2011-11-08 | Peter Bernreuter | Tissue oximetry apparatus and method |
EP1877774A4 (en) * | 2005-03-25 | 2011-01-12 | Cnoga Holdings Ltd | OPTICAL SENSOR DEVICE AND IMAGE PROCESSING UNIT FOR MEASURING CHEMICAL CONCENTRATIONS, CHEMICAL SATURATIONS AND BIOPHYSICAL PARAMETERS |
US7642205B2 (en) * | 2005-04-08 | 2010-01-05 | Mattson Technology, Inc. | Rapid thermal processing using energy transfer layers |
US20070027374A1 (en) * | 2005-05-19 | 2007-02-01 | Foss Analytical Ab | Optical blood analyte monitor |
US8203704B2 (en) * | 2008-08-04 | 2012-06-19 | Cercacor Laboratories, Inc. | Multi-stream sensor for noninvasive measurement of blood constituents |
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 |
JP5854245B2 (ja) * | 2012-03-27 | 2016-02-09 | 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 |
EP2981929B1 (en) * | 2013-04-02 | 2018-07-18 | 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
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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