專利名稱：活體測量設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測量活體的設(shè)備和方法，更具體地說，涉及一種利 用光來測量活體組分，例如皮膚和皮下脂肪的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
許多用于測量身體脂肪百分率或者皮下脂肪厚度的不同方法都是公知的。例如，利用卡尺(caliper )、超聲波、計算機體層攝影(CT)、核磁共振 成像(MRI)的方法都是一些用于測量皮下脂肪厚度的公知方法。但是，利 用卡尺測量通常會不準(zhǔn)確、不方便并且為接受測量的人帶來痛苦。包括使用 超聲波、CT或MRI的其它測量方法需要使用昂貴的醫(yī)療成像機械，這些機 械由受過訓(xùn)練以使用這些機械的專業(yè)人士操作。另外，這些測量機械不是便 攜的并且不能在期望的地點或時間隨意地使用。作為解決這些問題的方案， 利用光的各種活體測量方法得到推廣。
根據(jù)推廣的利用光的方法，通過將光輻射到皮膚表面上并且檢測通過多 次散射(multiple scattering)從皮膚表面發(fā)射的光來測量身體脂肪百分率或者 皮下脂肪厚度。這種測量是無創(chuàng)(non-invasive)的，并且時間短。由于通常 為這種測量設(shè)計小型的便攜式設(shè)備，所以所述設(shè)備必要時可被隨時隨地地使 用。
圖1是表示用于測量皮下脂肪厚度的傳統(tǒng)i殳備的示圖?；铙w組織130具 有由肌肉132、脂肪134和具有0.5mm至4mm范圍內(nèi)厚度的皮膚136組成的 結(jié)構(gòu)。皮膚136被劃分成角質(zhì)層、上皮層和真皮層。用于測量皮下脂肪厚度 的設(shè)備100包括發(fā)光二極管(LED) 110和光電二極管(PD) 120。 LED 110 和PD 120互相分開并且放置在皮膚136的頂表面上。LED 110將近紅外帶寬 的光發(fā)射到皮膚136的表面上。從皮膚136的表面?zhèn)鞑サ郊∪?32的光的一 部分通過多次散射被反射回到皮膚136，同時剩余部分被月幾肉132吸收。PD 120檢測作為電信號(在將發(fā)射的光轉(zhuǎn)換為電信號之后)的從皮膚136的表 面發(fā)射的光。 圖2是顯示PD 120的輸出根據(jù)其與LED 110之間的距離變化的曲線圖。 曲線圖的橫軸代表皮下脂肪134的厚度，單位為mm，而縱軸代表PD 120的 輸出電壓V。術(shù)語"SD"指LED 110和PD 120之間的距離。圖2顯示了當(dāng) SD為5mm、 10mm和20mm時，標(biāo)在將皮下脂肪厚度映射到對應(yīng)的輸出電壓 的曲線上的點。圖2中的曲線顯示了 PD120的輸出隨著皮下脂肪134的厚度 增大而逐漸增大，但是隨著皮下脂肪134到達特定的厚度水平時PD 120的輸 出不再增大。從該曲線中清楚地看出，距離SD越大，可測量的皮下脂肪厚 度的范圍越大。標(biāo)題為"用于確定身體的脂肪百分率的近紅外設(shè)備和方法"并且發(fā)表到 Rosenthal et al.的US專利第4，850，365號公開了這樣一種方法和設(shè)備，其用于 通過僅將一個波長的近紅外射線發(fā)射到皮膚中并且檢測由于在皮下脂肪內(nèi)的 多次散射從皮膚表面發(fā)射的光來測量身體脂肪百分率。標(biāo)題為"用于測量身體的有機組分的近紅外設(shè)備，，并且發(fā)表到Rosenthal etal.的US專利第4,633,087號公開了這樣一種技術(shù)，其用于通過將不同波長 的近紅外射線發(fā)射到皮膚中并且檢測由于在皮下脂肪內(nèi)的多次散射從皮膚表 面發(fā)射的光來測量身體脂肪百分率。但是，測量身體脂肪或皮下脂肪的傳統(tǒng)方法存在一些缺點。尤其是，PD 的輸出不僅受到皮下脂肪厚度的影響還受到皮膚厚度和顏色的影響。但是， 傳統(tǒng)方法不能并且沒有有效地補償由于皮膚的厚度和顏色造成的任何誤差。發(fā)明內(nèi)容提出本發(fā)明以解決上述在現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問題，并且本發(fā)明還提供其 它的優(yōu)點。本發(fā)明提供一種用于確定皮膚厚度和顏色的活體測量設(shè)備，其基 于確定的皮膚的厚度和顏色準(zhǔn)確地測量皮下脂肪的厚度。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種活體測量設(shè)備，包括第一光源，布 置在活體的皮膚的表面上，并且將可見光波長范圍內(nèi)的第一光輻射到皮膚的 表面上；第二光源，布置在皮膚的表面上，并且將近紅外波長范圍內(nèi)的第二 光輻射到皮膚的表面上；光學(xué)檢測器，與第一光源和第二光源隔開預(yù)定距離 地布置在皮膚的表面上，用于檢測作為電信號的在輻射的第一光或第二光中 通過皮膚滲透上來的并輸入到該光學(xué)檢測器中的第 一檢測光或第二檢測光； 控制器，依次驅(qū)動第一光源和第二光源。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種活體測量設(shè)備，包括第一光源，布置在活體的皮膚的表面上，并且將具有第一波長的第一光輻射到皮膚的表面上；第二光源，布置在皮膚的表面上，并且將具有不同于第一波長的第二 波長的第二光輻射到皮膚的表面上；第三光源，布置在皮膚的表面上，位于 比第一光源和第二光源更加遠(yuǎn)離光學(xué)檢測器的位置，并且將第三光輻射到皮 膚的表面上；光學(xué)檢測器，檢測作為電信號的在輻射的第一光、第二光或第 三光中通過皮膚滲透上來并且輸入到其中的第一檢測光、第二檢測光或第三 檢測光；控制器，依次驅(qū)動第一光源、第二光源和第三光源。


通過下面結(jié)合附圖進行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述特點和優(yōu)點將會變得 更加清楚，其中圖1是表示在現(xiàn)有技術(shù)中用于測量皮下脂肪厚度的傳統(tǒng)設(shè)備的示圖； 圖2是表示光電二極管的輸出根據(jù)皮下脂肪厚度和光電二極管與發(fā)光二 極管之間的距離而變化的曲線圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第一方面的活體測量設(shè)備； 圖4是圖3中的活體測量i殳備的截面圖；圖5和圖6是分別顯示對于白皮膚的人和黑皮膚的人的皮膚厚度和第一 檢測光的強度之間的關(guān)系的示圖；圖7和圖8是分別顯示對于白皮膚的人和黑皮膚的人的皮膚厚度和第二 檢測光的強度之間的關(guān)系的示圖；圖9是顯示皮膚的厚度和顏色與第一和第二檢測光的強度之間的關(guān)系的 曲線圖；圖IO是顯示由圖4中的控制器執(zhí)行的控制處理的流程圖； 圖11是用于解釋將第一和第二檢測光的強度映射到皮膚的厚度和顏色 的處理的曲線圖；圖12是用于解釋將第三檢測光的強度映射到皮下脂肪厚度的處理的曲 線圖；圖13示出了根據(jù)本發(fā)明第二方面的活體測量設(shè)備；圖14是圖13所示的活體測量設(shè)備的截面圖；圖15示出了根據(jù)本發(fā)明第三方面的活體測量設(shè)備； 圖16是圖15中的活體測量設(shè)備的截面圖；圖17示出了根據(jù)本發(fā)明第四方面的活體測量設(shè)備。
具體實施方式
以下，將參照附圖來描述本發(fā)明的幾個方面。為了簡潔和清楚的目的， 將省略對公知的和/或重復(fù)的組件、功能和構(gòu)造的詳細(xì)描述，這是因為它們會 使得本發(fā)明的主題內(nèi)容不清楚。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第一方面的活體測量設(shè)備。圖4是圖3中的活體 測量設(shè)備的截面圖?；铙w組織270具有由肌肉272、脂肪274和皮膚276組 成的結(jié)構(gòu)?；铙w測量設(shè)備200包括光學(xué)檢測器210、多個第一光源220、多個 第二光源230、第三光源240、控制器250和存儲器260?？刂破?50和存儲 器260沒有在圖3中示出。電轉(zhuǎn)換而獲得的電信號。換句話說，光學(xué)檢測器210檢測作為電信號(將輸 入的光轉(zhuǎn)換為電信號之后)的通過皮膚276滲透上來并且輸入到其中的光。 光學(xué)檢測器210的底部(用作輸入端子)可直接接觸皮膚276的表面，或者 作為可選方案，可與皮膚276的表面隔開?？蓪⒌湫偷墓怆姸O管用作光學(xué) 檢測器210。多個第一光源220 (圖3中顯示了 4個)和多個第二光源230 (圖3中顯 示了 4個)沿著光學(xué)檢測器210的外周并與其外周等距離地布置。第一光源 220和第二光源230交替地(reciprocally)布置，并且第一光源220和第二光 源230的每個與相鄰的光源間隔相等。第一光源220與光學(xué)檢測器210隔開預(yù)定距離地布置在皮膚276的表面 上。第一光源220將具有在可見光帶寬內(nèi)的第一波長(例如，660nm)的第 一光輻射到皮膚276的表面上(在圖4中，第一光用實線表示)。每個第一光 源220的底部(用作輸出端子)可直接接觸皮膚276的表面，或者作為可選 方案，可與皮膚276的表面隔開。典型的發(fā)光二極管(LED)或者激光二極 管(LD)可^l用作第一光源220。第二光源230與光學(xué)檢測器210隔開預(yù)定距離地布置在皮膚276的表面 上。第二光源230將具有在近紅外帶寬內(nèi)的第二波長(例如，940nm)的第 二光輻射到皮膚276的表面上(在圖4中，第二光用虛線表示)。每個第二光
源230的底部(用作輸出端子)可直接接觸皮膚276的表面，或者作為可選 方案，可與皮膚276的表面隔開。典型的LED或者LD可被用作第二光源230。第三光源240與光學(xué)檢測器210隔開預(yù)定距離地布置在皮膚276的表面 上，第三光源240與光學(xué)檢測器210之間的距離比第一光源220和第二光源 230與光學(xué)檢測器210之間的距離更大。第三光源240將具有在近紅外帶寬 內(nèi)的波長的第三光輻射到皮膚276的表面上(在圖4中，第三光用點劃線表 示)。例如，第三光源240可輻射940nm波長的光。第三光源240的底部(用 作輸出端子)可直接接觸皮膚276的表面，或者作為可選方案，可與皮膚276 的表面隔開。典型的LED或者LD可被用作第三光源240。雖然在身體組分測量期間，光學(xué)檢測器210、第一光源220、第二光源 230和第三光源240可與皮膚的表面稍微間隔開，但是由于對準(zhǔn)誤差 (alignment error),這種間隔將減小光學(xué)耦合效率和測量準(zhǔn)確性。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，第一光源220和第二光源230可與光學(xué)檢測器 210隔開不超過5mm的距離，第三光源240可與光學(xué)檢測器210隔開不少于 10mm的距離。優(yōu)選地，光學(xué)檢測器210與第一光源220和第二光源230的 每個之間的距離為2mm,光學(xué)檢測器210與第三光源240之間的距離為 10mm。光源和光學(xué)檢測器210的這種構(gòu)造使得本發(fā)明的第一方面能夠更加準(zhǔn) 確地測量皮下脂肪的厚度。尤其是，第一光源220和第二光源230用于測量皮膚276。這樣，為了 最小化皮下脂肪274的厚度可能對皮膚276的測量的任何影響，最好使第一 光源220和第二光源230的每個與光學(xué)檢測器210隔開不超過5mm的距離。同時，第三光源240用于測量皮下脂肪274。為了測量大范圍的皮下脂 肪的厚度，最好使第三光源240與光學(xué)檢測器210隔開不少于10mm的距離。此外，由于在皮膚276中包含的膠原纖維具有不均勻的光學(xué)方向特性 (optical directional characteristics),所以圍繞光學(xué)檢測器210的外周按照等 間隔地布置多個第一光源220使得本發(fā)明的第一方面能夠補償皮膚276的所 述方向特性。基于相同的理由，在本發(fā)明的第一方面中使用多個第二光源230。雖然在本發(fā)明的第一方面中使用多個第一光源220和多個第二光源230， 但是本領(lǐng)域一般技術(shù)人員應(yīng)該理解也可以使用單個第一光源220和/或單個第 二光源230。以下，在從第一光源220輻射的第一光的射線中輸入到光學(xué)檢測器210的光將被稱作"第一片企測光"。在從第二光源230輻射的第二光的射線中輸入 到光學(xué)檢測器210的光將被稱作"第二檢測光"。另外，在從第三光源240輻 射的第三光的射線中輸入到光學(xué)檢測器210的光將被稱作"第三檢測光"。存儲器260存儲顯示兩個關(guān)系的第一表。首先，第一表顯示第一檢測光 和第二檢測光的強度與皮膚276的厚度之間的關(guān)系。另外，第一表顯示第一 檢測光和第二檢測光的強度與皮膚276的顏色之間的關(guān)系。存儲器260還存 儲第二表，第二表根據(jù)皮膚276的顏色和厚度顯示皮下脂肪274的厚度與第 三檢測光的強度之間的關(guān)系。為了解釋本發(fā)明，光的強度可用光學(xué)檢測器210的輸出電壓表示。同時， 皮膚276的顏色可用黑色素指凄t表示。為了方l更起見，白、黃和黑的皮膚顏 色將用標(biāo)準(zhǔn)黑色素指數(shù)來量化。例如，白色或較淺顏色的皮膚可以被表示為 具有低黑色素指數(shù)的皮膚；黃色或中間顏色的皮膚可以被表示為具有中等黑 色素指數(shù)的皮膚；黑色或較深顏色的皮膚可以被表示為具有高黑色素指數(shù)的 皮膚。另外，為了方便和簡單起見，當(dāng)不必要時，將省略對具有中等黑色素 指數(shù)的皮膚("黃色"皮膚)的特性的詳細(xì)描述，這是因為這種皮膚具有高黑 色素指數(shù)的皮膚和低黑色素指數(shù)的皮膚之間的特性。圖5和圖6是分別表示在具有低黑色素指數(shù)的皮膚和具有高黑色素指數(shù) 的皮膚中，皮膚276的厚度和在可見光波長范圍內(nèi)(例如，660nm)的第一 檢測光的強度之間的關(guān)系的示圖。在圖5和圖6中，第一檢測光的強度由相 對輸出電壓表示，相對輸出電壓指光學(xué)檢測器210的輸出電壓與參考電壓的 比。圖5是顯示在具有低黑色素指數(shù)的皮膚中，皮膚276的厚度與第一檢測 光的強度之間的關(guān)系以及皮下脂肪274的厚度與第一^r測光的強度之間的關(guān) 系的三維示圖。圖6是顯示在具有高黑色素指數(shù)的皮膚中，皮膚276的厚度 與第一檢測光的強度之間的關(guān)系以及皮下脂肪274的厚度與第一檢測光的強 度之間的關(guān)系的三維示圖。參照圖5和圖6,在具有低黑色素指數(shù)和具有高黑色素指數(shù)的兩種皮膚 中，第一檢測光的強度隨著皮下脂肪274的厚度增大而稍微增大，然而隨著 皮膚276的厚度增大而顯著增大。雖然在兩種皮膚中，根據(jù)皮下脂肪274的 厚度變化，第一檢測光的強度的變化類似，但是具有低黑色素指數(shù)的皮膚顯 示了根據(jù)皮膚276的厚度的變化，第一檢測光的強度的變化更大。圖7和圖8是分別表示在具有低黑色素指數(shù)的皮膚和具有高黑色素指數(shù)
的皮膚中，皮膚276的厚度和在近紅外波長范圍內(nèi)(例如，940nm)的第二 檢測光的強度之間的關(guān)系的示圖。圖7是顯示在具有低黑色素指數(shù)的皮膚中， 皮膚276的厚度與第二檢測光的強度之間的關(guān)系以及皮下脂肪274的厚度與 第二檢測光的強度之間的關(guān)系的三維示圖。圖8是顯示在具有高黑色素指數(shù) 的皮膚中，皮膚276的厚度與第二檢測光的強度之間的關(guān)系以及皮下脂肪274 的厚度與第二檢測光的強度之間的關(guān)系的三維示圖。在兩種皮膚中，第二檢測光的強度隨著皮下脂肪274的厚度增大而稍微 增大，然而隨著皮膚276的厚度增大而顯著增大。在兩種皮膚中，根據(jù)皮下 脂肪274或者皮膚276的厚度變化，第二檢測光的強度的變化類似。如圖5至圖8所示，具有可見光帶寬內(nèi)的波長的第一才企測光的強度根據(jù) 皮膚276的厚度和顏色而顯著改變。雖然具有近紅外波長的第二檢測光的強 度的改變對于不同顏色的皮膚不顯著，但是第二^r測光的強度根據(jù)皮膚276 的厚度而顯著改變。圖9是顯示皮膚的厚度、皮膚的顏色以及第一檢測光和第二檢測光的強 度之間的關(guān)系的曲線圖。在圖9中，第一檢測光的強度根據(jù)皮膚的厚度的變 化用粗線表示，而第二檢測光的強度的變化用細(xì)線表示。另外，實線適用于 低黑色素指數(shù)的皮膚("白色"皮膚)；虛線適用于中等黑色素指數(shù)的皮膚("黃 色"皮膚)；點劃線適用于高黑色素指數(shù)的皮膚("黑色"皮膚)。如圖9的曲線所示，在所有的三種皮膚中，第一才企測光的強度隨著皮膚 276的厚度增大而增大。此外，根據(jù)不同的皮膚顏色，第一檢測光的強度變 化大于第二4企測光的強度變化。此外，皮膚的黑色素指數(shù)越大或者皮膚的顏色越深，吸收指數(shù)或吸收率 越大。此外，第一檢測光和第二檢測光的強度隨著吸收指數(shù)的增大而減小。 這種結(jié)果在可見光帶寬內(nèi)可被清楚地檢測到，但是在近紅外帶寬內(nèi)不容易被 檢測到，這是由于黑色素在可見光帶寬內(nèi)具有高吸收指數(shù)或吸收率。再參照圖3和圖4，本發(fā)明第 一方面的控制器250依次驅(qū)動第 一光源220、 第二光源230和第三光源240。另外，控制器250基于被光學(xué)檢測器210依 次檢測到的第一至第三檢測光的強度來確定皮膚276的厚度和顏色以及皮下 脂肪274的厚度。為了實現(xiàn)這種確定，控制器250電連接到光學(xué)檢測器210、 第一光源220、第二光源230和第三光源240; >(人光學(xué);^測器210接收輸出信 號；將驅(qū)動信號輸出到第一光源220、第二光源230和第三光源240。
雖然描述了控制器250依次驅(qū)動第一光源220、第二光源230和第三光 源240，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解驅(qū)動次序可被改變。圖10是顯示控制器250執(zhí)行的控制處理的流程圖?？刂铺幚戆ú襟E Sl至S3 (在以下解釋)。執(zhí)行步驟Sl來檢測第一至第三檢測光的強度。控制器250依次驅(qū)動第一 光源220、第二光源230和第三光源240,并且檢測由光學(xué)檢測器210依次檢 測到的第一至第三檢測光的強度。從光學(xué)檢測器210輸出的電信號的電壓水 平對應(yīng)于輸入到光學(xué)檢測器210的光的強度。控制器250可以是沒有模擬/數(shù) 字接口的數(shù)字元件。另一種方案是，光學(xué)檢測器210、第一光源220、第二光 源230和第三光源240各自可以是沒有模擬/數(shù)字接口的模擬元件。在后一種 情況中，可在控制器250和光學(xué)檢測器210之間設(shè)置模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，并且可在 控制器250與第一光源220、第二光源230和第三光源240的每個之間設(shè)置 數(shù)-模轉(zhuǎn)換器。在步驟S2中，基于第一至第三檢測光的強度和第一表來分析皮膚276的 厚度和顏色。換句話說，步驟S2根據(jù)皮膚276的厚度和顏色來映射第一至第 三檢測光的強度。第一表具有離散的、不連續(xù)的數(shù)據(jù)集，所述數(shù)據(jù)集包括{第 一檢測光的強度，第二檢測光的強度}一{皮膚顏色，皮膚厚度}。因此，可基 于第一和第二檢測光的強度來確定皮膚276的厚度和顏色。但是，由于數(shù)據(jù) 集的不連續(xù)性，需要利用逼近算法的映射處理。映射處理被劃分成將皮膚276的顏色映射到第一檢測光和第二檢測光的 強度的第一處理和將皮膚276的厚度映射到第一檢測光和第二檢測光的強度 的第二處理。在具有三個參數(shù)的離散數(shù)據(jù)集中，用兩個給定的參數(shù)來估計未 知參數(shù)的各種算法都是公知的。給定第一檢測光和第二檢測光的強度，利用 逼近算法可使所求得的厚度和顏色的值與已知的值一致或者為已知值的中間 值。存儲器260還存儲根據(jù)皮膚276的顏色和厚度顯示皮下脂肪274的厚度 和第三檢測光的強度之間的關(guān)系的第二表。在皮膚276的顏色和厚度被確定 之后，可利用第二表確定與第三檢測光的強度對應(yīng)的皮下脂肪274的厚度。 由于存儲在存儲器260中的第一表和第二表包括作為共同參數(shù)的皮膚276的 厚度和顏色，所以有利于使所求得的厚度和顏色的值與已知的值一致，從而 加速所述處理。 圖11是用于解釋將第一檢測光和第二檢測光的強度映射到皮膚厚度和 顏色的處理的曲線圖。橫軸代表第一檢測光的強度，縱軸代表第二檢測光的 強度?？盏姆娇虼泶鎯υ诘谝槐碇械臄?shù)據(jù)集。實線是經(jīng)過代表相同皮膚顏 色的數(shù)據(jù)集的點畫出的皮膚顏色線或曲線。虛線是經(jīng)過代表相同皮膚厚度的 數(shù)據(jù)集的點畫出的皮膚厚度線或曲線。在曲線圖中，從底部到頂部的五條厚度線分別對應(yīng)于0.5、 1.0、 1.5、 2.0和2.5mm的皮膚厚度。從左至右的三條 皮膚顏色線分別對應(yīng)于具有高、中和低黑色素指數(shù)的皮膚。當(dāng)?shù)谝粰z測光和 第二才全測光具有0.0275和0.022 (數(shù)據(jù)集S )的強度時，將按照如下步驟執(zhí)行 映射處理。在第一階段，利用用于獲得兩點之間的距離的算法將數(shù)據(jù)集S反復(fù)地與 另 一個數(shù)據(jù)集比較，從而找到與數(shù)據(jù)集S最接近的數(shù)據(jù)集A。在第二階段，當(dāng)找到與數(shù)據(jù)集S接近的兩個或多個數(shù)據(jù)集時，選擇與皮 膚的標(biāo)準(zhǔn)厚度和標(biāo)準(zhǔn)顏色最接近的數(shù)據(jù)集。在第三階段，數(shù)據(jù)集S的(皮膚顏色，皮膚厚度)被設(shè)置為與數(shù)據(jù)集A的 {皮膚顏色，皮膚厚度}一致。在步驟S3中，基于第三檢測光的強度和第二表分析皮下脂肪274的厚度。 與在步驟S2中一樣，步驟S3將第三檢測光的強度映射到皮下脂肪274的厚 度。第二表具有離散的、不連續(xù)的數(shù)據(jù)集，所述數(shù)據(jù)集包括{皮膚顏色，皮膚 厚度}一{第三檢測光的強度，皮下脂肪的厚度}。因此，可基于皮膚276的厚 度和顏色以及第三檢測光的強度來確定皮下脂肪274的厚度。但是，由于數(shù) 據(jù)集的不連續(xù)性，所以需要利用逼近算法的映射處理。在具有兩個參數(shù)的離 散數(shù)據(jù)集中，用一個給定的參數(shù)來估計未知參數(shù)的各種算法都是公知的。給 定皮膚276的厚度和顏色以及第三檢測光的強度，利用逼近算法可使皮下脂 肪274的厚度與已知的值一致或者為已知值的中間值。圖12是用于解釋將第三檢測光的強度映射到皮下脂肪厚度的處理的曲 線圖。在該曲線圖中，縱軸代表第三檢測光的強度，橫軸代表皮下脂肪274 的厚度。為了清楚簡潔地解釋本發(fā)明，參照圖12,將僅涉及具有低黑色素指 數(shù)的皮膚的數(shù)據(jù)集。如圖12所示，曲線圖中空的方框代表存儲在第二表中的數(shù)據(jù)集。實線將 代表0.5mm的皮膚厚度的數(shù)據(jù)集的點連接起來。長虛線將代表l.Omm的皮膚 厚度的數(shù)據(jù)集的點連接起來。點劃線將代表1.5mm的皮膚厚度的數(shù)據(jù)集的點
連接起來。短虛線將代表2.0mm的皮膚厚度的數(shù)據(jù)集的點連接起來。圖12 清楚地顯示了當(dāng)皮下脂肪274的厚度為2mm時，第三檢測光的強度在皮膚厚 度為2.0mm處最大，而在皮膚厚度為1.5mm、 0.5mm和l.Omm處變小。當(dāng) 皮下脂肪274的厚度為6mm時，第三片企測光的強度在皮膚厚度為0.5mm處 最大，而在皮膚厚度為2.0mm、 1.5mm和l.Omm處變小。當(dāng)?shù)谌龣z測光的強度為1.0時，在皮膚厚度為0.5mm的具有低黑色素指 數(shù)的皮膚(數(shù)據(jù)集S)中，將按照如下步驟執(zhí)行映射處理。在第一階段，將數(shù)據(jù)集S反復(fù)地與另一個數(shù)據(jù)集進行比較，以求得兩個 數(shù)據(jù)集A和B (數(shù)據(jù)集S介于它們之間)。在第二階段，獲得連接數(shù)據(jù)集A和B的直線的方程。在第三階段，將第三沖企測光的強度"1.0"代入所述方程中，以獲得皮下 脂肪274的厚度。在隨后的階段，可由控制器250進一步執(zhí)行視覺地顯示皮膚276的厚度 和顏色以及皮下脂肪274的厚度的處理。為了執(zhí)行這種后續(xù)的處理，活體測 量設(shè)備200還可包括電連接到控制器250的顯示單元，例如LCD (液晶顯示 器)。根據(jù)本發(fā)明的活體測量設(shè)備200可應(yīng)用到移動終端(例如蜂窩電話和 PDA (個人數(shù)字助理))或可佩戴的裝置上。活體測量設(shè)備200可集成到移動 終端上，或者進行才莫塊化以可被安裝到移動終端上?；铙w測量設(shè)備200可包 括至少一個光學(xué)檢測器210、至少一個第一光源220、至少一個第二光源230、 至少一個第三光源240和控制器250。活體測量設(shè)備200可通過線纜將輸出 從光學(xué)檢測器210傳輸?shù)揭苿咏K端。另一種方案是，活體測量設(shè)備200可利 用天線無線地將輸出從光學(xué)檢測器210傳輸?shù)揭苿咏K端。在后一種情況下， 活體測量設(shè)備200可只執(zhí)行依次驅(qū)動第一光源220、第二光源230和第三光 源240的功能。以上解釋的映射處理可由移動終端的控制器執(zhí)行而不由活體 測量設(shè)備200執(zhí)行?？紤]到活體組織的方向特性，像增加第一光源220和第二光源230的數(shù) 量一樣，也可根據(jù)需要增加光學(xué)檢測器210和第三光源240的數(shù)量。但是，在這種情況下，活體測量設(shè)備200的制造成本會增加。本發(fā)明的 以下方面提供這樣的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)利用波導(dǎo)(waveguide)可最小化光源數(shù)量， 并且可補償由于活體組織的方向特性而導(dǎo)致的任何誤差。
圖13顯示了根據(jù)本發(fā)明第二方面的活體測量設(shè)備300。圖14是沿圖13 中的線A-A截取的截面圖。根據(jù)本發(fā)明第二方面的活體測量設(shè)備300的功能 和構(gòu)造與圖3中顯示的設(shè)備200的功能和構(gòu)造相似。設(shè)備300與設(shè)備200的 區(qū)別僅在于其具有多個第三光源240a并且還包括波導(dǎo)310。因此，與在設(shè)備 200中包括的特征相同的特征將用在設(shè)備200中使用的相同的附圖標(biāo)號指代， 并且將省略對所述特征的任何重復(fù)的描述(包括對可用作輸出端子的組件和 可用作檢測器的輸入端子的組件之間的距離的描述)?；铙w測量設(shè)備300包括光學(xué)檢測器210、多個第一光源220、多個第二光 源230、多個第三光源240a、波導(dǎo)310、控制器250和存儲器260。在圖13 中沒有示出控制器250和存儲器260。光學(xué)檢測器210放置在皮膚(未示出)的表面上并且輸出通過對輸入的 光進行光電轉(zhuǎn)換而獲得的電信號。換句話說，光學(xué)檢測器210檢測作為電信 號(將輸入的光轉(zhuǎn)換為電信號之后)的通過皮膚276滲透上來并且輸入到其 中的光。光學(xué)檢測器210的底部(用作輸入端子)可直接接觸皮膚276的表 面，或者作為可選方案，可與皮膚276的表面隔開。如圖13所示，四個第一光源220和四個第二光源230可沿著光學(xué)檢測器 210的外周并且與其外周等距離地設(shè)置。這些光源220和230交替設(shè)置并且 與相鄰的光源等間隔。第一光源220與光學(xué)^r測器210隔開預(yù)定距離地布置在皮膚276的表面 上。第一光源220將具有在可見光帶寬內(nèi)的第一波長(例如，660nm)的第 一光輻射到皮膚276的表面上。每個第一光源220的底部(用作輸出端子) 可直接接觸皮膚276的表面，或者作為可選方案，可與皮膚276的表面隔開。第二光源230與光學(xué);f全測器210隔開預(yù)定距離地布置在皮膚276的表面 上。第二光源230將具有在近紅外帶寬內(nèi)的第二波長(例如，940nm)的第 二光輻射到皮膚276的表面上。每個第二光源230的底部(用作輸出端子) 可直接接觸皮膚276的表面，或者作為可選方案，可與皮膚276的表面隔開。呈環(huán)形的波導(dǎo)310設(shè)置在皮膚的表面上，并且包圍第一光源220和第二 光源230。波導(dǎo)310具有內(nèi)周表面和外周表面以及頂表面和底表面。波導(dǎo)310 的底表面(用作輸出端子)可直接接觸皮膚276的表面，或者作為可選方案， 可與皮膚276的表面隔開。波導(dǎo)310的與其周向垂直(即，垂直于直徑的方 向)的截面呈四邊形。波導(dǎo)310的折射率大于空氣和皮膚的折射率，并且在
波導(dǎo)310內(nèi)傳播的光通過全內(nèi)反射(total internal reflection)沿著周向傳播。 波導(dǎo)310可通過注模成型而形成，并且可由對第三光的波長表現(xiàn)出透明性的 聚碳酸酯或丙烯酸基(acryl-based)樹脂制成。波導(dǎo)310可包括其它材料(包 括對于第三光的波長透明的橡膠材料)，最好是聚氨酯或硅樹脂?？稍诓▽?dǎo)310的頂表面上設(shè)置多個光提取圖案320，以通過底表面輸出 在波導(dǎo)310中傳播的光。光提取圖案320對入射光進行散射。這些圖案320 相對于波導(dǎo)310的中心對稱地形成。每個光提取圖案320破壞了入射到波導(dǎo) 310和空氣的界面上或入射到波導(dǎo)310和皮膚的界面上的光的全內(nèi)反射條件， 使得被圖案320散射的光可穿過波導(dǎo)310的底表面。特別地，通過光提取圖 案320朝著波導(dǎo)310的底部散射的光的一部分不符合全反射條件，這是因為 入射到底表面的光的角度小于臨界角(critical angle )。這部分光穿過波導(dǎo)310 的底表面并且從波導(dǎo)310出射。通過波導(dǎo)310傳播并且入射到另一個，第二光提取圖案320上。入射到第二 光提取圖案320的光的一部分被第二光提取圖案320散射，穿過波導(dǎo)310的 底表面并且從波導(dǎo)310出射。光提取圖案320可以是通過印制(printing),影印石版術(shù)、激光作用(lasing)或壓印(stamping)處理形成的刮痕、凸凹面或者棱形圖案。每一 個光提取圖案320可以有多種形狀，例如圓錐、圓頂、六面體、三棱錐或四 棱錐。另外，光提取圖案320也可按照浮雕或凹雕的形式在波導(dǎo)310的頂表 面上雕刻。雖然已經(jīng)解釋了光提取圖案320形成在波導(dǎo)310的頂表面上。但 是，光提取圖案320可形成在波導(dǎo)310的底表面上。在形成波導(dǎo)310和光提取圖案320的過程中，可在模具上施加期望的圖 案320,以同時通過注模成型形成波導(dǎo)310和光提取圖案320。另外，每個光 提取圖案320可以是具有周期性變化的折射率的布拉格光柵。由于輪詢(polling)或紫外線輻射引起折射率的變化。雖然以上描述將本發(fā)明第二方面的光"t是取圖案320限制為用于散射入射 光，但情況并不是這樣。所述圖案也可以按照V型槽的形狀形成，這引起鏡 面反射，或者也可以按照涂層的形式形成，所述涂層的折射率與波導(dǎo)310的 折射率相似。此外，雖然已經(jīng)解釋了在波導(dǎo)310內(nèi)的頂表面上形成多個光提取圖案320，但是可在波導(dǎo)310內(nèi)的整個頂表面上形成一個光提取圖案320。第三光源240a關(guān)于光學(xué)檢測器210對稱地設(shè)置。每個第三光源240a的 輸出端子面對波導(dǎo)310的外周表面。第三光源240a將具有近紅外帶寬內(nèi)的第 二波長的第三光耦合到波導(dǎo)310中。來自第三光源240a并耦合到波導(dǎo)310中的光隨著其在波導(dǎo)310內(nèi)沿著周 向全內(nèi)反射地傳播而逐漸地被削弱。在波導(dǎo)310內(nèi)，與第三光源240a相對接 近的光的強度可大于相對遠(yuǎn)離第三光源240a的那部分光的強度。這種強度的 差別可通過改變光提取圖案320的密度或尺寸來補償。例如，相對接近第三 光源240a的光提取圖案320的密度可低于相對遠(yuǎn)離第三光源240a的光提取 圖案320的密度，使得在波導(dǎo)310內(nèi)的所有的光都可均勻地分布在波導(dǎo)310 內(nèi)，而不管其與第三光源240a的距離如何。圖15表示了根據(jù)本發(fā)明第三方面的活體測量設(shè)備。圖16是沿圖15的線 A-A截取的截面圖。根據(jù)本發(fā)明第三方面的活體測量設(shè)備400的構(gòu)造和功能 與圖13所示的設(shè)備300的構(gòu)造和功能類似。設(shè)備400和設(shè)備300的區(qū)別僅在 于第一光源220a和第二光源230a的數(shù)量和布置不同，并且設(shè)備400還包括 第二波導(dǎo)410。因此，與在設(shè)備300中包括的特征相同的特征將用在設(shè)備300 中使用的相同的附圖標(biāo)號指代，并且省略對所述特征的任何重復(fù)的描述(包 括對可用作輸出端子的組件和可用作檢測器的輸入端子的組件之間的距離的 描述)?；铙w測量設(shè)備400包括光學(xué)檢測器210、多個第一光源220a、多個第二 光源230a、多個第三光源240a、第一波導(dǎo)310、第二波導(dǎo)410、控制器250 和存儲器260。呈環(huán)形的第二波導(dǎo)410設(shè)置在皮膚(未示出)的表面上，并且包圍光學(xué) 檢測器210。第二波導(dǎo)410具有內(nèi)周表面和外周表面以及頂表面和底表面。 第二波導(dǎo)410的底表面(用作輸出端子)可直接接觸皮膚276的表面，或者 作為可選方案，可與皮膚276隔開。第二波導(dǎo)410的與其周向垂直(即，垂 直于直徑的方向)的截面呈四邊形。第二波導(dǎo)410的折射率大于空氣和皮膚 的折射率，并且在第二波導(dǎo)410內(nèi)傳播的光通過全內(nèi)反射沿著周向傳播。第 二波導(dǎo)410可由與制成第一波導(dǎo)310的材料相同的材料制成?？稍诘诙▽?dǎo)410的頂表面上設(shè)置多個光提取圖案420，以通過底表面 輸出在第二波導(dǎo)410中傳播的光。光提取圖案420對入射光進行散射。這些
圖案420相對于第二波導(dǎo)410的中心對稱地形成。每個光提取圖案420破壞 了入射到第二波導(dǎo)410和空氣的界面上或入射到第二波導(dǎo)410和皮膚的界面 上的光的全內(nèi)反射條件，從而被圖案420散射的光可穿過第二波導(dǎo)410的底 表面。特別地，通過光提取圖案420朝著第二波導(dǎo)410的底部散射的光的一 部分不符合全反射條件，這是因為入射到底表面的光的角度小于臨界角。這 部分光穿過第二波導(dǎo)410的底表面并且從第二波導(dǎo)410出射。通過第二波導(dǎo)410傳播并且入射到另一個，第二光提取圖案420上。入射到 第二光提取圖案420的光的一部分被第二光提取圖案420散射，穿過第二波 導(dǎo)410的底表面并且從第二波導(dǎo)410出射。光提取圖案420可以是通過印制、影印石版術(shù)、激光作用或壓印處理形 成的刮痕、凸凹面或者棱形圖案。另外，光4是f^圖案420可以具有與第一波 導(dǎo)310的光提取圖案320的形式相同的形式(包括形狀、構(gòu)造或材料)。第一光源220a關(guān)于光學(xué)檢測器210對稱地布置。每個第一光源220a的 輸出端子面對第二波導(dǎo)410的外周表面。同樣，第二光源230a關(guān)于光學(xué)檢測 器210對稱地布置，并且它們的輸出端子面對第二波導(dǎo)410的外周表面。每 個第一光源220a輸出具有第一波長的第一光并且將第一光耦合到第二波導(dǎo) 410。同時，每個第二光源230a輸出具有第二波長的第二光并且將第二光耦 合到第二波導(dǎo)410。雖然圖15和圖16示出了本發(fā)明的第三方面在第二波導(dǎo) 410的兩側(cè)提供互相接觸的一對第一光源220a和第二光源230a，但是也可以 在光學(xué)檢測器210的一側(cè)設(shè)置多個第一光源220a并且在光學(xué)檢測器210的另 一側(cè)設(shè)置多個第二光源230a。對于本發(fā)明第三方面的上述公開，已經(jīng)解釋了活體測量設(shè)備具有在其中 間的一個光學(xué)檢測器和圍繞所述光學(xué)檢測器設(shè)置的多個光源。但是，活體測 量設(shè)備還可具有將一對光源設(shè)置在其中間并且圍繞所述光源設(shè)置多個光學(xué)檢 測器的構(gòu)造。圖17示出了根據(jù)本發(fā)明第四方面的活體測量設(shè)備500。根據(jù)本發(fā)明第四 方面的活體測量設(shè)備500的構(gòu)造和功能與圖3中所示的設(shè)備200的構(gòu)造和功 能類似。設(shè)備500與設(shè)備200的區(qū)別僅在于光學(xué)檢測器210a和210b的數(shù)量 和布置不同并且第一光源220b和第二光源230b的數(shù)量和布置不同。因此， 與在設(shè)備200中包括的元件相同的元件將用在設(shè)備200中使用的相同的附圖 標(biāo)號指代，并且省略任何重復(fù)的描述?；铙w組織270具有由肌肉272、脂肪274和皮膚276組成的構(gòu)造?；铙w測量設(shè)備500包括第一光源220b、第二光源230b、第一光學(xué)檢測器 210a和第二光學(xué)纟企測器210b、控制器250和存儲器260。第一光源220b布置在皮膚276的表面上，并且將具有在可見光帶寬內(nèi)的 第一波長(例如，660nm)的第一光輻射到皮膚276的表面上。第二光源230b布置在皮膚276的表面上，并且將具有在近紅外帶寬內(nèi)的 第二波長(例如，940nm)的第二光輻射到皮膚276的表面上第一光學(xué)檢測器210a與第一光源220b和第二光源230b隔開預(yù)定距離地 設(shè)置在皮膚276的表面上。第一光學(xué)檢測器210a輸出通過對輸入的光進行光 電轉(zhuǎn)換而獲得的電信號。換句話說，第一光學(xué)檢測器210a檢測作為電信號(將 輸入的光轉(zhuǎn)換為電信號之后)的從皮膚276的表面發(fā)射的光。第二光學(xué)檢測器210b設(shè)置在皮膚276的表面上，其與第一光源220b和 第二光源230b之間的距離大于第一光學(xué)檢測器210a與第一光源220b和第二 光源230b之間的距離。第二光學(xué)檢測器210b輸出通過對輸入的光進行光電 轉(zhuǎn)換而獲得的電信號。換句話說，第二光學(xué)檢測器210b檢測作為電信號(將 輸入的光轉(zhuǎn)換為電信號之后)的從皮膚276的表面發(fā)射的光。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，第一光學(xué)檢測器210a與第一光源220b和第二 光源230b之間的距離不大于5mm，第二光學(xué)檢測器210b與第一光源220b 和第二光源230b之間的距離不小于10mm。優(yōu)選地，第一光學(xué)檢測器210a 與第一光源220b和第二光源230b之間的距離為2mm,第二光學(xué)檢測器210b 與第一光源220b和第二光源230b之間的距離為10mm。以下，在從第一光源220b輻射的第一光的射線中輸入到第一光學(xué)檢測器 210a的光將被稱作"第一檢測光"。在從第二光源230b輻射的第二光的射線 中輸入到第一光學(xué)檢測器210a的光將被稱作"第二檢測光"。另外，在從第 二光源230b輻射的第二光的射線中輸入到第二光學(xué)檢測器210b的光將被稱 作"第三檢測光"。存儲器260存儲第一表。第一表顯示第一檢測光和第二檢測光的強度與 皮膚276的厚度之間的關(guān)系以及顯示第一檢測光和第二檢測光的強度與皮膚 276的顏色之間的關(guān)系。存儲器260還存儲第二表，第二表根據(jù)皮膚276的 顏色和厚度顯示皮下脂肪274的厚度與第三沖全測光的強度之間的關(guān)系。
控制器250依次驅(qū)動第一光源220b和第二光源230b，并且基于被第一 光學(xué)檢測器210a依次檢測到的第一和第二檢測光的強度來確定皮膚276的厚 度、皮膚276的顏色和皮下脂肪274的厚度。此外，控制器250基于被第二 光學(xué)檢測器210b檢測到的第三檢測光的強度來確定皮下脂肪274的厚度。為 此，控制器250電連接到第一光源220b和第二光源230b以及第一光學(xué)檢測 器210a和第二光學(xué)檢測器210b?？刂破?50從第一光學(xué)檢測器210a和第二 光學(xué)檢測器210b接收輸出信號，并且將驅(qū)動信號輸出到第一光源220b和第 二光源230b。雖然為了闡述性的目的描述了本發(fā)明的一些方面，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員 應(yīng)該理解在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可做出各種修改、增加、 和替換。例如，已經(jīng)解釋了根據(jù)本發(fā)明的第四方面，第一光源和第二光源分別輸 出具有不同波長的光。但是，也可以使用可同時輸出具有不同波長的光的單 個光源，或者可改變輸出光的波長的光源。雖然以上僅解釋了對皮膚的厚度和顏色以及皮下脂肪的厚度的測量，但 是利用第一至第三檢測光也可測量各種其它的身體組分。例如，可利用近紅 外波長范圍內(nèi)的光通過測量充滿毛細(xì)管的手指頭的脈搏波來測量心率變化 (換句話說，應(yīng)激水平)。另外，活體測量設(shè)備可利用具有近紅外波長的光和 具有可見光波長的光來測量血氧飽和度(Sp02)、光電容積描記(PPG)、呼 吸頻率和脈搏。根據(jù)本發(fā)明的活體測量設(shè)備與傳統(tǒng)設(shè)備不同，其不會無視各種皮膚條件 對身體組分的測量的影響。所述設(shè)備直接測量皮膚的厚度和顏色并且準(zhǔn)確確 定皮下脂肪的厚度。根據(jù)本發(fā)明的活體測量設(shè)備利用 一個或多個波導(dǎo)以減少光源的數(shù)量。因 此，所述設(shè)備適合于追求經(jīng)濟效益的移動終端。因此，在不脫離由權(quán)利要求公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可對 本發(fā)明做出各種修改、增加和替換，權(quán)利要求包括其等同物的全部范圍。
權(quán)利要求
1、 一種活體測量i殳備，包括第一光源，布置在活體的皮膚的表面上，并且被構(gòu)造為將具有第一波長 的第一光輻射到皮膚的表面上；第二光源，布置在皮膚的表面上，并且被構(gòu)造為將具有不同于第一波長 的第二波長的第二光輻射到皮膚的表面上；光學(xué)檢測器，布置在皮膚的表面上，并且被構(gòu)造為檢測作為電信號的從 皮膚輸出的第 一檢測光和第二檢測光中的 一個；控制器，被構(gòu)造為依次驅(qū)動第一光源和第二光源。
2、 如權(quán)利要求1所述的活體測量設(shè)備，還包括存儲器，被構(gòu)造為存儲第一表，第一表顯示第一和第二纟企測光的強度與 皮膚的厚度之間的關(guān)系以及顯示第一和第二檢測光的強度與皮膚的顏色之間 的關(guān)系，其中，控制器被構(gòu)造為基于第一表來確定與第一和第二片全測光的強度對 應(yīng)的皮膚的厚度和顏色。
3、 如權(quán)利要求2所述的活體測量設(shè)備，還包括第三光源，布置在皮膚的表面上，比第一光源和第二光源更加遠(yuǎn)離光學(xué) 檢測器，被構(gòu)造為將第三光輻射到皮膚的表面上，其中，所述光學(xué)檢測器被構(gòu)造為檢測作為電信號的從皮膚輸出的第三檢 測光，所述控制器被構(gòu)造為依次驅(qū)動第一光源、第二光源和第三光源。
4、 如權(quán)利要求3所述的活體測量設(shè)備，其中，所述存儲器被構(gòu)造為存儲 第二表，第二表根據(jù)皮膚的厚度和顏色顯示皮下脂肪的厚度與第三檢測光的 強度之間的關(guān)系，并且所述控制器被構(gòu)造為基于第二表確定與第三檢測光的 強度對應(yīng)的皮下脂肪的厚度。
5、 如權(quán)利要求2所述的活體測量設(shè)備，還包括第二光學(xué)檢測器，被布置在皮膚的表面上，其比所述光學(xué)檢測器更加遠(yuǎn) 離第一光源和第二光源，第二光學(xué)檢測器被構(gòu)造為檢測作為電信號的從皮膚 輸出的第三檢測光。
6、 如權(quán)利要求5所述的活體測量設(shè)備，其中，所述存儲器被構(gòu)造為存儲 第二表，第二表根據(jù)皮膚的厚度和顏色顯示皮下脂肪的厚度與第三檢測光的 強度之間的關(guān)系，并且所述控制器被構(gòu)造為基于第二表確定與第三檢測光的 強度對應(yīng)的皮下脂肪的厚度。
7、 如權(quán)利要求1所述的活體測量設(shè)備，其中，所述第一波長在可見光帶 寬的范圍內(nèi)。
8、 如權(quán)利要求1所述的活體測量設(shè)備，其中，所述第一波長具有660nm 的波長。
9、 如權(quán)利要求1所述的活體測量設(shè)備，其中，所述第二波長在近紅外帶 寬的范圍內(nèi)。
10、 如權(quán)利要求1所述的活體測量設(shè)備，其中，所述第二波長具有940nm 的波長。
11、 如權(quán)利要求3所述的活體測量設(shè)備，其中，所述第三光具有在近紅 外帶寬的范圍內(nèi)的波長。
12、 一種活體測量設(shè)備，包括第一光源，布置在活體的皮膚的表面上，并且被構(gòu)造為將具有第一波長 的第一光輻射到皮膚的表面上；第二光源，布置在皮膚的表面上，并且被構(gòu)造為將具有不同于第一波長的第二波長的第二光輻射到皮膚的表面上；第三光源，布置在皮膚的表面上，位于比第一光源和第二光源更加遠(yuǎn)離 光學(xué)檢測器的位置，并且被構(gòu)造為將第三光輻射到皮膚的表面上；光學(xué)檢測器，被構(gòu)造為檢測作為電信號的從皮膚輸出的第一檢測光、第 二檢測光和第三才企測光中的 一個；控制器，被構(gòu)造為依次驅(qū)動第一光源、第二光源和第三光源。
13、 如權(quán)利要求12所述的活體測量設(shè)備，還包括存儲器，被構(gòu)造為存儲第一表，第一表顯示第一和第二一企測光的強度與 皮膚的厚度之間的關(guān)系以及顯示第一和第二檢測光的強度與皮膚的顏色之間 的關(guān)系，其中，控制器被構(gòu)造為基于第一表來確定與第一檢測光和第二檢測光的 強度對應(yīng)的皮膚的厚度和顏色。
14、 如權(quán)利要求13所述的活體測量設(shè)備，其中，所述存儲器被構(gòu)造為存 儲第二表，第二表根據(jù)皮膚的厚度和顏色顯示皮下脂肪的厚度與第三檢測光 的強度之間的關(guān)系，并且所述控制器被構(gòu)造為基于第二表確定與第三檢測光 的強度對應(yīng)的皮下脂肪的厚度。
15、 如權(quán)利要求12所述的活體測量設(shè)備，其中，所述第一波長在近紅外帶寬的范圍內(nèi)。
16、 如權(quán)利要求12所述的活體測量設(shè)備，其中，所述第二波長在可見光 帶寬的范圍內(nèi)。
17、 如權(quán)利要求12所述的活體測量設(shè)備，還包括波導(dǎo)，布置在皮膚的表面上，在第一光源和第二光源與第三光源之間， 并且被構(gòu)造為允許從第三光源輸入的第三光全內(nèi)反射地傳播；至少一個光提取圖案，被構(gòu)造為從波導(dǎo)中提取全內(nèi)反射地傳播的第三光， 并且被構(gòu)造為將第三光輻射到皮膚的表面上。
18、 如權(quán)利要求17所述的活體測量設(shè)備，其中，所述波導(dǎo)呈環(huán)形，具有 與皮膚接觸的底表面和在底表面相對側(cè)的頂表面，所述光提取圖案形成在波 導(dǎo)的頂表面上。
19、 如權(quán)利要求12所述的活體測量設(shè)備，還包括波導(dǎo)，布置在皮膚的表面上，在光學(xué)檢測器與第一光源和第二光源之間， 所述波導(dǎo)被構(gòu)造為允許從第 一光源和第二光源中的 一個輸入的光全內(nèi)反射地 傳播；至少一個光提取圖案，被構(gòu)造為從波導(dǎo)中提取全內(nèi)反射地傳播的光，并 且被構(gòu)造為將所述光輻射到皮膚的表面上。
20、 如權(quán)利要求19所述的活體測量設(shè)備，其中，所述波導(dǎo)呈環(huán)形，具有 與皮膚接觸的底表面和在底表面相對側(cè)的頂表面，所述光提取圖案形成在波 導(dǎo)的頂表面上。
全文摘要
公開了一種活體測量設(shè)備，包括第一光源，布置在活體的皮膚的表面上，并且將可見光波長范圍內(nèi)的第一光輻射到皮膚的表面上；第二光源，布置在皮膚的表面上，并且將近紅外波長范圍內(nèi)的第二光輻射到皮膚的表面上；光學(xué)檢測器，與第一光源和第二光源隔開預(yù)定距離地布置在皮膚的表面上，用于檢測作為電信號的在輻射的第一光或第二光中通過皮膚滲透上來并輸入到該光學(xué)檢測器中的第一檢測光或第二檢測光；控制器，依次驅(qū)動第一光源和第二光源。
文檔編號A61B5/00GK101120878SQ20071011255
公開日2008年2月13日 申請日期2007年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月10日
發(fā)明者樸建國, 趙在杰, 金京濂, 黃寅德 申請人:三星電子株式會社