透镜、具有透镜的光源设备和用于估计分析物浓度的装置的制作方法

    专利2022-07-08  157


    相关申请的交叉引用本申请要求于2019年9月11日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请no.10-2019-0112546的优先权,其全部公开内容出于所有目的通过引用合并于此。本公开的示例实施例涉及具有均匀光分布的用于输出从多个光源发射的光的技术。
    背景技术
    :糖尿病是导致各种并发症且难以治愈的慢性疾病,因此建议糖尿病患者定期检查血糖以预防并发症。特别地,当施用胰岛素以控制血糖时,必须密切监测血糖水平以避免低血糖并控制胰岛素剂量。通常使用手指刺穿的有创性方法来测量血糖水平。然而,尽管有创性方法可以提供高的测量可靠性,但是可能由于注射而导致疼痛和不便以及增加感染风险。最近,已经进行了关于通过使用无血液采样的光谱仪来准确地且无创地测量血糖的方法的研究。技术实现要素:示例实施例提供了一种用于以均匀的光分布输出从多个光源发射的光的透镜、使用该透镜的光源设备以及用于估计分析物浓度的装置。根据示例实施例的一方面,提供了一种透镜,该透镜被配置为以均匀的光分布输出由多个光源发射的光,该透镜包括:透镜体,具有平坦的且形成有入射孔的第一表面、以及凸的且与第一表面相对的第二表面;以及多个入射表面,从所述入射孔朝向所述第二表面凹陷,所述多个入射表面中的每个入射表面对应于所述多个光源中的光源。透镜体可以由玻璃材料或塑料材料制成。所述多个入射表面中的每个入射表面可以具有相同的圆锥常数。所述多个入射表面中的每个入射表面可以具有扁长椭圆形形状。圆锥常数可以是-1.0至-0.2的范围内的值。所述多个光源中的每个光源的光轴可以穿过所述多个入射表面中的对应入射表面的顶点。根据示例实施例的一方面,提供了一种光源设备,包括:多个光源,被配置为发射光;多个波导,所述多个光源发射的光穿过所述多个波导;以及透镜,被配置为以均匀的光分布输出已穿过所述多个波导的光,其中,该透镜包括:透镜体,具有平坦的且形成有入射孔的第一表面、以及凸的且与第一表面相对的第二表面;以及多个入射表面,从所述入射孔朝向所述第二表面凹陷,所述多个入射表面中的每个入射表面对应于所述多个光源中的光源。透镜体可以由玻璃材料或塑料材料制成。所述多个入射表面中的每个入射表面可以具有相同的圆锥常数。所述多个入射表面中的每个入射表面可以具有扁长椭圆形形状。圆锥常数可以是-1.0至-0.2的范围内的值。所述多个光源中的每个光源的光轴可以穿过所述多个入射表面中的对应入射表面的顶点。所述多个波导可以是光纤波导。所述多个波导可以被容纳在入射孔中。根据示例实施例的一方面,提供了一种光源设备,包括:多个光源,被配置为发射光;以及透镜,被配置为以均匀的光分布输出由所述多个光源发射的光,其中,该透镜包括:透镜体,具有平坦的且形成有入射孔的第一表面、以及凸的且与第一表面相对的第二表面;以及多个入射表面,从所述入射孔朝向所述第二表面凹陷,所述多个入射表面中的每个入射表面对应于所述多个光源中的光源。透镜体可以由玻璃材料或塑料材料制成。所述多个入射表面中的每个入射表面可以具有相同的圆锥常数。所述多个入射表面中的每个入射表面可以具有扁长椭圆形形状。圆锥常数可以是-1.0至-0.2的范围内的值。所述多个光源中的每个光源的光轴可以穿过所述多个入射表面中的对应入射表面的顶点。所述多个光源可以被容纳在入射孔中。根据示例实施例的一方面,提供了一种用于估计分析物浓度的装置,该装置包括:多个光源,被配置为发射光;多个波导,所述多个光源发射的光穿过所述多个波导;以及透镜,被配置为以均匀的光分布向对象输出已穿过所述多个波导的光;光电检测器,被配置为检测从对象反射或散射的光;以及处理器,被配置为基于检测到的光来估计分析物的浓度,其中,该透镜包括:透镜体,具有平坦的且形成有入射孔的第一表面、以及凸的且与第一表面相对的第二表面;以及多个入射表面,从所述入射孔朝向所述第二表面凹陷,所述多个入射表面中的每个入射表面对应于所述多个光源中的光源。分析物可以是葡萄糖、甘油三酸酯、尿素、尿酸、乳酸盐、蛋白质、胆固醇或乙醇中的至少一种。附图说明根据结合附图的以下描述,某些示例实施例的以上和/或其他方面、特征和优点将更清楚,在附图中:图1是解释当光在距光电检测器的不同距离处发射时光路长度的图;图2是示出根据示例实施例的多个光源的布置的示例图;图3是应用于图2所示的多个光源的透镜的透视图;图4是根据示例实施例的沿图3的线a-b截取的图3的透镜的截面图;图5、图6、图7和图8是示出应用了透镜的光源设备的示例的图;图9和图10是示出图5的光源设备500的每个光源的输出光分布的示例图;图11是示出根据示例实施例的光谱测量装置的框图;图12、图13和图14是解释重构光谱的示例的图;图15和图16是解释净分析信号(nas)算法的概念的图;图17是示出根据示例实施例的用于估计分析物浓度的装置的框图;图18是示出估计分析物浓度的方法的示例的流程图;图19是示出估计分析物浓度的方法的另一示例的流程图;图20是示出用于估计分析物浓度的装置的另一示例的框图;以及图21是示出腕式可穿戴设备的示例的图。具体实施方式在下文中,将参考附图来详细描述示例实施例。在以下描述中,当可能使本公开的主题不清楚时,将省略对本文包含的公知功能和配置的详细描述。贯穿附图和具体实施方式,除非另外描述,否则相同的附图标记将被理解为指代相同的元件、特征和结构。为了清楚、说明和方便,可以夸大这些元件的相对尺寸和绘制。除非在本公开的上下文中明确陈述了指定顺序,否则本文描述的过程步骤可以与指定顺序不同地执行。亦即,每个步骤可以按指定顺序执行,基本上同时地执行,或者按相反的顺序执行。此外,贯穿本说明书使用的术语是考虑到根据示例实施例的功能来定义的,并且可以根据用户或管理者的目的或先例等而变化。因此,应当在整个上下文的基础上对术语进行定义。应当理解,虽然可以在本文使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件,但是这些元件不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件彼此区分。除非另外明确地声明,否则对单数的任何引用可以包括复数。在本说明书中,应理解,诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、动作、组件、部件或其组合的存在,而并非旨在排除可存在或可添加一个或多个其他特征、数字、步骤、动作、组件、部件或其组合的可能性。如本文所使用的,诸如“......中的至少一个”的表述在元素列表之后时修饰整个元素列表而不是修饰列表中的单独元素。例如,表述“a、b和c中的至少一个”应该被理解为仅包括a、仅包括b、仅包括c、包括a和b两者、包括a和c两者、包括b和c两者或包括a、b和c的全部。此外,仅根据由组件主要执行的功能来区分将在说明书中描述的组件。也就是说,稍后将描述的两个或更多个组件可以集成到单个组件中。此外,单个组件可以分成两个或更多个组件。此外,除了其主要功能之外,每个组件还可以附加地执行由另一个组件执行的功能中的一些或全部。每个组件的一些或全部主要功能可以由另一个组件来实施。每个组件可以被实现为硬件、软件或两者的组合。图1是解释当光入射在距光电检测器不同距离处的部分上时光路长度的图。如图1所示,入射在距光电检测器pd最远距离处的第一部分上的第一波长λ1的光行进了第一光路长度l1,以被光电检测器pd接收;入射在距光电检测器pd第二远距离处的第二部分上的第二波长λ2的光行进了第二光路长度l2,以被光电检测器pd接收;入射在距光电检测器pd第三远距离处的第三部分上的第三波长λ3的光行进了第三光路长度l3,以被光电检测器pd接收;以及入射在距光电检测器pd第四远距离处的第四部分上的第四波长λ4的光行进了第四光路长度l4,以被光电检测器pd接收。光路和光路长度可以根据光入射部分与光电检测器pd之间的距离而变化,使得入射在距光电检测器pd不同距离处的部分上并被光电检测器pd接收的光信号可以包括不同的信息。因此,如果通过使用这些光信号来估计分析物浓度(例如,血糖等),则可能会降低估计的准确性。图2是示出根据示例实施例的多个光源的布置的示例图;图3是根据示例实施例的应用于图2所示的多个光源的透镜的透视图;以及图4是根据示例实施例的沿图3的线a-b截取的图3的透镜的截面图。尽管为了便于解释,图2、图3和图4示出了四个光源,但这仅是示例,并且光源的数目和布置不限于此。参考图2、图3和图4,在一个示例实施例中,多个光源211、212、213和214可以被布置成方形,其中每个光源位于该方形的顶点处。光源211、212、213和214中的每个光源可以发射不同波长的光。在一个示例实施例中,光源211、212、213和214中的每个光源可以发射近红外(nir)光或中红外(mir)光。然而,由光源211、212、213和214中的每个光源发射的光的波长可以根据测量目的或分析物的类型而变化。此外,光源211、212、213和214中的每个光源不一定由单个发光体形成,而是可以由多个发光体的阵列形成。如果光源211、212、213和214中的每个光源由多个发光体形成,则多个发光体可以发射相同波长的光或不同波长的光。另外,多个发光体中的一些发光体可以发射相同波长的光,而其他发光体可以发射不同波长的光。在示例实施例中,光源211、212、213和214中的每个光源可以包括发光二极管(led)、激光二极管、磷光体等。透镜300可以以均匀的光分布输出由光源211、212、213和214发射的光。在这种情况下,以均匀的光分布输出光可以指示输出光以大于或等于预定值的均匀度水平进行分布。透镜300包括透镜体310、入射孔320和多个入射表面330。透镜体310可以包括顶表面311和底表面312,顶表面311形成透镜体310的顶部的外部形状,底表面312形成透镜体310的底部的外部形状。顶表面311可以是具有从最顶部中心向边缘逐渐增加的曲率的弯曲表面,即凸表面。底表面312可以是平坦表面。在示例实施例中,透镜体310可以由玻璃材料制成,例如玻璃、硼硅酸盐冠状玻璃等,或者由塑料材料制成,例如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)等。入射孔320形成在底表面312上,使得由多个光源211、212、213和214发射的光可以通过入射孔320入射。如图3所示,入射孔320可以形成为四个重叠的圆形或椭圆形的形状,其数目等于光源的数目。然而,入射孔320不限于此,并且可以根据透镜300中使用的光源的数目或布置以各种形状形成入射孔320。在示例实施例中,入射孔320可以形成在底表面312的中心处,使得入射孔320的中心点可以与底表面312的中心点重合。入射表面330可以从入射孔320朝向透镜300的内部凹陷,即朝向顶表面311凹陷。在示例实施例中,可以针对透镜300中使用的每个光源形成入射表面330。如此处所示,可以形成四个入射表面330,其数目等于光源211、212、213和214的数目。每个入射表面330的表面轮廓(凹陷)可以由以下等式1表示。[等式1]此处,z(s)表示与光轴平行的表面的表面轮廓(凹陷);k表示圆锥常数;s表示曲率半径;且c表示1/s的曲率。相对于圆锥常数k的表面轮廓(凹陷)如下。圆锥常数k表面类型k=0球k=-1抛物线k<-1双曲线-1<k<0扁长椭圆形k>0扁圆椭圆形在示例实施例中,入射表面330具有相同的圆锥常数k,其可以是-1.0至-0.2的范围内的值。也就是说,每个入射表面330可以形成为扁长椭圆形形状。如此处所示,入射表面330可以彼此重叠,但是实施例不限于此,并且入射表面330可以分开地形成而不彼此重叠。在示例实施例中,多个光源中的每个光源的光轴可以穿过与多个光源中的每个光源相对应的入射表面330的顶点。在下文中,将参考图5至图8描述应用了透镜300的光源设备的示例。图5、图6、图7和图8是示出应用了透镜300的光源设备的示例的图。虽然图5、图6、图7和图8示出了应用四个光源的示例,但是为了便于解释,将省略其中两个光源。参考图5,光源设备500包括多个光源211和212、多个波导511和512以及透镜300。光源211可以连接到波导511,并且光源212可以连接到波导512。也就是说,由光源211和212发射的光可以分别穿过分别与光源211和212连接的波导511和512,以入射到透镜300的入射孔320中。入射到入射孔320中的光可以入射在入射表面331和332上。波导511和512中的每个波导包括光纤,并且可以布置在入射孔320的外部。在这种情况下,入射孔320的直径可以大于波导511和512的束的直径。参考图6,光源设备600包括多个光源211和212、多个波导511和512以及透镜300。光源211可以连接到波导511,并且光源212可以连接到波导512。也就是说,由光源211和212发射的光可以分别穿过分别与光源211和212连接的波导511和512,以入射在透镜300的入射表面331和332上。波导511和512中的每个波导包括光纤,并且一些或全部波导511和512的一部分可以容纳在入射孔320中。参考图7,光源设备700包括多个光源211和212以及透镜300。不同于图5和图6的示例,光源设备700不包括波导,使得由光源211和212中的每个光源发射的光可以直接入射到透镜300的入射孔320中。入射到入射孔320中的光可以入射在入射表面331和332上。光源211和212中的每个光源可以布置在入射孔320的外部。在这种情况下,入射孔320的直径可以大于光源211和212的束的直径。参考图8,光源设备800包括多个光源211和212以及透镜300。由光源211和212中的每个光源发射的光可以直接入射在透镜300的入射表面331和332上。光源211和212中的每个光源可以布置在入射孔320的内部。图9和图10是示出图5的光源设备500的每个光源的输出光分布的示例图。更具体地,图9是示出当由光源211发射的光穿过波导511入射到透镜300中时透镜300的输出光分布的图;以及图10是示出当由光源212发射的光穿过波导512入射到透镜300中时透镜300的输出光分布的图。比较图9和图10,如它们的下部视图所示,可以看出,输出光分布在每种情况下都是均匀的且非常相似。因此,即使在使用多个光源的情况下,也可以通过使用根据示例实施例的透镜300向对象均匀地发射光,从而减小根据光源或光入射部分的位置而导致的光路或光路长度的差异。图11是示出根据示例实施例的光谱测量装置的框图。光谱测量装置1100是用于测量对象的体内光谱的装置,并且可以被包括在电子设备中,或者可以被封装在壳体中以作为单独的设备提供。在这种情况下,电子设备的示例可以包括蜂窝电话、智能电话、平板个人计算机(pc)、膝上型计算机、个人数字助理(pda)、便携式多媒体播放器(pmp)、导航设备、mp3播放器、数码相机、可穿戴设备等;并且可穿戴设备的示例可以包括腕表型可穿戴设备、腕带型可穿戴设备、指环型可穿戴设备、腰带型可穿戴设备、项链型可穿戴设备、踝带型可穿戴设备、股带型可穿戴设备、前臂带型可穿戴设备等。然而,电子设备不限于以上示例,并且可穿戴设备不限于以上示例。参考图11,光谱测量装置1100包括光源设备1110、光电检测器1120和处理器1130。这里,光源设备1110可以是以上参考图5至图10描述的光源设备500、600、700和800中的任何一个,因此将省略其详细描述。光电检测器1120可以接收从对象反射或散射或透射到对象中的光信号。光电检测器1120可以将接收到的光信号转换成电信号,并且可以将该信号发送给处理器1130。在示例实施例中,光电检测器1120可以包括光电二极管、光电晶体管(ptr)、图像传感器(例如,电荷耦合器件(ccd)、互补金属氧化物半导体(cmos)等)等等。光电检测器1120不一定是单个器件,而是可以由多个器件的阵列形成。可以存在各种数目和布置的光源设备和光电检测器,并且它们的数目和布置可以根据分析物的类型和使用目的、安装有光谱测量装置1100的电子设备的尺寸和形状等而变化。另外,光谱测量装置1100还可以包括各种光学元件(例如,滤光器、反光镜、透镜等)。处理器1130可以处理与测量体内光谱有关的各种信号和操作。处理器1130可以根据预定的控制信号顺序地或同时地驱动光源设备1110的每个光源。在这种情况下,处理器1130可以通过参考预定的光源驱动条件来驱动每个光源。在这种情况下,光源驱动条件可以包括每个光源的发射时间、驱动顺序、电流强度、脉冲持续时间等。处理器1130可以基于由光电检测器1120接收的光的强度来获得对象的体内光谱。这里,体内光谱可以是吸收光谱,但不限于此,并且可以是反射光谱或透射光谱。在一个示例实施例中,处理器1130可以基于由光电检测器1120接收的光的强度来重构对象的体内光谱。图12、图13和图14是解释通过处理器1130重构光谱的示例的图。参考图12、图13和图14,光源设备由具有n个光源的光源阵列构成;并且可以基于光源驱动条件预先确定每个光源分别具有峰值波长λ1、λ2、λ3、…、λn。处理器1130可以基于预定的光源驱动条件顺序地驱动光源设备的每个光源以发射光;并且光电检测器可以检测从对象返回的光。在这种情况下,处理器1130可以仅驱动一些光源,并且可以将光源划分成组以通过时分方式驱动每个光源组。处理器1130可以通过从光电检测器接收光信号来重构光谱,如图14所示。在这种情况下,处理器1130可以通过使用以下等式2来重构光谱。[等式2]yα=(αe ata)-1atp此处,α表示用于光谱重构的参数,e表示单位矩阵,a表示针对每个光源测量的光源光谱,p表示由光电检测器检测到的光信号的强度,yα表示重构的光谱。在这种情况下,光源光谱可以是指由每个光源发射的光的光谱,并且关于光源光谱的信息可以预存储在内部或外部数据库中。图15和图16是解释净分析信号(nas)算法的概念的图。参考图15和图16,净分析信号(nas)算法可以通过使用在训练间隔中测量的体内光谱s1、s2、…、sn作为训练数据,来学习与分析物浓度的改变不相关的光谱改变因子,以生成分析物浓度估计模型。此外,nas算法可以通过使用在训练间隔之后的估计间隔中测量的体内光谱sn 1、sn 2、…、sm以及在训练间隔中生成的浓度估计模型,来估计分析物浓度cn 1、cn 2、…、cm。在这种情况下,训练间隔可以是其中体内分析物的浓度基本不变的间隔(例如,如果分析物是葡萄糖,则为禁食间隔)。也就是说,nas算法可以基于在训练间隔中测量的体内光谱来生成浓度估计模型,然后可以通过将所生成的浓度估计模型应用于估计间隔来估计分析物浓度。图17是示出根据示例实施例的用于估计分析物浓度的装置的框图。图17的用于估计分析物浓度的装置1700是用于通过分析对象的体内光谱来估计分析物浓度的装置,并且可以被包括在前面提及的电子设备中,或者可以被封装在壳体中以作为单独的设备提供。参考图17,用于估计分析物浓度的装置1700包括光源设备1710、光电检测器1720和处理器1730。这里,光源设备1710和光电检测器1720与图11的光源设备1110和光电检测器1120相同,因此将省略其详细描述。处理器1730可以控制用于估计分析物浓度的装置1700的整体操作。通过使用光源设备1710和光电检测器1720,处理器1730可以在对象的分析物浓度基本不变的间隔中测量多个体内光谱(在下文中称为体内训练光谱),并且可以测量用于估计对象的分析物浓度的体内光谱(在下文中称为体内估计光谱)。处理器1730可以基于所测量的多个体内训练光谱来生成浓度估计模型。在这种情况下,分析物的示例可以包括葡萄糖、甘油三酸酯、尿素、尿酸、乳酸盐、蛋白质、胆固醇、乙醇等,但是分析物不限于此。在体内分析物是葡萄糖的情况下,分析物浓度可以指示血糖水平;并且其中分析物的浓度基本不变的间隔可以指示对象不摄入葡萄糖的禁食间隔。在下文中,为了便于解释,将使用葡萄糖作为分析物的示例来给出以下描述。在示例实施例中,处理器1730可以通过使用nas算法和在禁食间隔中测量的多个体内训练光谱来生成浓度估计模型。更具体地,处理器1730可以通过使用在禁食间隔中测量的多个体内训练光谱作为训练数据,来学习与分析物浓度的改变不相关的光谱改变因子。例如,处理器1730可以通过使用各种降维算法(例如,主成分分析(pca)、独立成分分析(ica)、非负矩阵分解(nmf)、奇异值分解(svd)等),从在禁食间隔中测量的多个体内训练光谱中提取主成分光谱矢量。另外,处理器1730可以基于训练的结果(即,所提取的主成分光谱矢量)来生成浓度估计模型。在这种情况下,所生成的浓度估计模型可以由下面的等式3和4表示。[等式3][等式4]cm=δc c0此处,cm表示分析物浓度,c0表示分析物的参考浓度(例如,在禁食状态下测量的分析物浓度),δc表示相比于c0的浓度的变化,sm表示体内估计光谱,spc,i表示主成分光谱,ai表示每个主成分光谱对体内估计光谱的贡献,εg表示每单位浓度(例如,1mm)的分析物的光谱(在下文中称为纯成分光谱),l表示光路长度,其中εg可以通过实验获得。在生成了浓度估计模型并随后获得了用于估计分析物浓度的体内估计光谱后,处理器1730可以通过使用体内估计光谱和浓度估计模型来估计分析物浓度。例如,处理器1730可以通过对等式3应用回归分析算法(例如,最小二乘法)来计算δc,并且可以通过使用等式4来估计分析物浓度。在通过应用回归分析算法计算δc的过程中,也可以计算ai。图18是示出根据示例实施例的估计分析物浓度的方法的流程图。可以由图17的用于估计分析物浓度的装置1700执行图18的估计分析物浓度的方法。参考图18,在操作1810中,用于估计分析物浓度的装置可以测量体内估计光谱。在操作1820中,用于估计分析物浓度的装置可以通过使用体内估计光谱和预先生成的浓度估计模型来估计分析物浓度。例如,用于估计分析物浓度的装置可以通过对等式3应用回归分析算法来计算δc,并且可以通过使用等式4来估计分析物浓度。在通过应用回归分析算法计算δc的过程中,也可以计算ai。图19是示出根据示例实施例的估计分析物浓度的方法的流程图。可以由图17的用于估计分析物浓度的装置1700执行图19的估计分析物浓度的方法。参考图19,在操作1910中,用于估计分析物浓度的装置可以在对象的分析物浓度基本不变的间隔中测量多个体内训练光谱。在操作1920中,用于估计分析物浓度的装置可以基于所测量的多个体内训练光谱来生成浓度估计模型。在这种情况下,分析物的示例可以包括葡萄糖、甘油三酸酯、尿素、尿酸、乳酸盐、蛋白质、胆固醇、乙醇等,但是分析物不限于此。在体内分析物是葡萄糖的情况下,分析物浓度可以指示血糖水平;并且其中分析物的浓度基本不变的间隔可以指示对象不摄入葡萄糖的禁食间隔。在一个示例实施例中,用于估计分析物浓度的装置可以通过使用nas算法和多个体内训练光谱来生成浓度估计模型。更具体地,用于估计分析物浓度的装置可以通过使用多个体内训练光谱作为训练数据,来学习与分析物浓度的改变不相关的光谱改变因子。例如,用于估计分析物浓度的装置可以通过使用各种降维算法从多个体内训练光谱中提取主成分光谱矢量。另外,用于估计分析物浓度的装置可以基于训练的结果(即,所提取的主成分光谱矢量)来生成浓度估计模型。在这种情况下,所生成的浓度估计模型可以由上面的等式3和4表示。在操作1930中,用于估计分析物浓度的装置可以测量体内估计光谱,并且在操作1940中,用于估计分析物浓度的装置可以通过使用体内估计光谱和浓度估计模型来估计分析物浓度。图20是示出根据示例实施例的用于估计分析物浓度的装置的框图。图20的用于估计分析物浓度的装置2000是用于通过分析对象的体内光谱来估计分析物浓度的装置,并且可以被包括在前面提及的电子设备中,或者可以被封装在壳体中以作为单独的设备提供。参考图20,用于估计分析物浓度的装置2000包括光源设备1710、光电检测器1720、处理器1730、输入接口2010、存储装置2020、通信接口2030和输出接口2040。这里,以上参考图17描述了光源设备1710、光电检测器1720和处理器1730,因此将省略其详细描述。输入接口2010可以从用户接收各种操作信号的输入。在一个示例实施例中,输入接口2010可以包括键区、圆顶开关、触摸板(静态压力/电容)、滚轮、微动开关、硬件(h/w)按钮等中的一个或多个。特别地,与显示器形成层结构的触摸板可以被称为触摸屏。存储装置2020可以是被配置为存储用于对用于估计分析物浓度的装置2000进行操作的程序或命令的存储器,并且可以存储输入到用于估计分析物浓度的装置2000并由其处理的数据。此外,存储装置2020可以存储体内光谱、浓度估计模型、所估计的分析物浓度值等。存储装置2020可以包括以下至少一种存储介质:闪存型存储器、硬盘型存储器、多媒体卡微型存储器、卡型存储器(例如,sd存储器、xd存储器等)、随机存取存储器(ram)、静态随机存取存储器(sram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、可编程只读存储器(prom)、磁存储器、磁盘和光盘等。此外,用于估计分析物浓度的装置2000可以操作外部存储介质,例如网络存储装置等,其在互联网上执行存储装置2020的存储功能。通信接口2030可以与外部设备进行通信。例如,通信接口2030可以向外部设备发送输入到用于估计分析物浓度的装置2000的数据、存储在用于估计分析物浓度的装置2000中并由其处理的数据等,或者可以从外部设备接收可用于估计分析物浓度的各种数据。在这种情况下,外部设备可以是使用输入到用于估计分析物浓度的装置2000的数据、存储在用于估计分析物浓度的装置2000中并由其处理的数据等的医疗设备、用于打印出结果的打印机或用于显示结果的显示器。另外,外部设备可以是数字tv、台式计算机、蜂窝电话、智能电话、平板pc、膝上型计算机、个人数字助理(pda)、便携式多媒体播放器(pmp)、导航设备、mp3播放器、数码相机、可穿戴设备等,但是不限于此。通信接口2030可以通过使用以下一项或多项与外部设备通信:蓝牙通信、蓝牙低功耗(ble)通信、近场通信(nfc)、wlan通信、zigbee通信、红外数据协会(irda)通信、wi-fi直连(wfd)通信、超宽带(uwb)通信、ant 通信、wifi通信、射频识别(rfid)通信、3g通信、4g通信、5g通信等。然而,这仅是示例而不旨在限制。输出接口2040可以输出:输入到用于估计分析物浓度的装置2000的数据、存储在用于估计分析物浓度的装置2000中并由其处理的数据等。在一个示例实施例中,输出接口2040可以通过使用声学方法、视觉方法和触觉方法中的至少一种来输出:输入到用于估计分析物浓度的装置2000的数据、存储在用于估计分析物浓度的装置2000中并由其处理的数据等。为此,输出接口2040可以包括显示器、扬声器、振动器等。图21是示出腕式可穿戴设备的示例的图。参考图21,腕式可穿戴设备2100包括带状件2110和主体2120。带状件2110可以连接到主体2120的两端,从而以可拆卸的方式进行紧固,或者可以与主体2120一体地形成为智能带。带状件2110可以由柔性材料制成以缠绕在用户的手腕上,使得主体2120可以佩戴在手腕上。主体2120可以包括前面提及的光谱测量装置1100和/或前面提及的用于估计分析物浓度的装置1700和2000。此外,主体2120可以包括电池,该电池向光谱测量装置1100以及用于估计分析物浓度的装置1700和2000供电。光源设备500、600、700和800可以设置在主体2120的底部上以暴露于用户的手腕。因此,当用户佩戴腕式可穿戴设备2100时,光源设备500、600、700和800可以自然地与用户的皮肤接触。在这种情况下,光源设备500、600、700和800可以将光发射到对象。腕式可穿戴设备2100还可以包括安装在主体2120中的显示器2121和输入接口2122。显示器2121可以显示由光谱测量装置1100、用于估计分析物浓度的装置1700和2000、和/或腕式可穿戴设备2100处理的数据、其处理结果数据等。输入接口2122可以从用户接收各种操作信号。本公开的实施例可以实现为存储在非暂时性计算机可读记录介质上并由处理器执行的计算机可读代码。实现本公开的实施例所需的代码和代码段可以由本领域普通计算机编程人员容易地推导出。计算机可读记录介质可以是以计算机可读方式存储数据的任何类型的记录设备。计算机可读记录介质的示例包括rom、ram、cd-rom、磁带、软盘、光盘等。此外,计算机可读记录介质可以分布在连接到网络的多个计算机系统上,使得计算机可读记录介质以分散的方式写入其中并从其执行。本文已经描述了示例实施例。然而,本领域技术人员将清楚的是,在不脱离本发明构思的情况下可以进行各种修改。因此,应该理解的是,本公开的范围不限于上述实施例,而是旨在包括被包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同物。当前第1页1 2 3 
    技术特征:

    1.一种透镜,被配置为以均匀的光分布输出由多个光源发射的光,所述透镜包括:

    透镜体,具有平坦的且形成有入射孔的第一表面、以及凸的且与所述第一表面相对的第二表面;以及

    多个入射表面,从所述入射孔朝向所述第二表面凹陷,所述多个入射表面中的每个入射表面对应于所述多个光源中的光源。

    2.根据权利要求1所述的透镜,其中,所述透镜体由玻璃材料或塑料材料制成。

    3.根据权利要求1所述的透镜,其中,所述多个入射表面中的每个入射表面具有相同的圆锥常数。

    4.根据权利要求3所述的透镜,其中,所述多个入射表面中的每个入射表面具有扁长椭圆形形状。

    5.根据权利要求4所述的透镜,其中,所述圆锥常数是-1.0至-0.2的范围内的值。

    6.根据权利要求1所述的透镜,其中,所述多个光源中的每个光源的光轴穿过所述多个入射表面中的对应入射表面的顶点。

    7.一种光源设备,包括:

    多个光源,被配置为发射光;

    多个波导,所述多个光源发射的光穿过所述多个波导;以及

    透镜,被配置为以均匀的光分布输出已穿过所述多个波导的光,

    其中,所述透镜包括:

    透镜体,具有平坦的且形成有入射孔的第一表面、以及凸的且与所述第一表面相对的第二表面;以及

    多个入射表面,从所述入射孔朝向所述第二表面凹陷,所述多个入射表面中的每个入射表面对应于所述多个光源中的光源。

    8.根据权利要求7所述的光源设备,其中,所述透镜体由玻璃材料或塑料材料制成。

    9.根据权利要求7所述的光源设备,其中,所述多个入射表面中的每个入射表面具有相同的圆锥常数。

    10.根据权利要求9所述的光源设备,其中,所述多个入射表面中的每个入射表面具有扁长椭圆形形状。

    11.根据权利要求10所述的光源设备,其中,所述圆锥常数是-1.0至-0.2的范围内的值。

    12.根据权利要求7所述的光源设备,其中,所述多个光源中的每个光源的光轴穿过所述多个入射表面中的对应入射表面的顶点。

    13.根据权利要求7所述的光源设备,其中,所述多个波导是光纤波导。

    14.根据权利要求7所述的光源设备,其中,所述多个波导被容纳在所述入射孔中。

    15.一种光源设备,包括:

    多个光源,被配置为发射光;以及

    透镜,被配置为以均匀的光分布输出由所述多个光源发射的光,

    其中,所述透镜包括:

    透镜体,具有平坦的且形成有入射孔的第一表面、以及凸的且与所述第一表面相对的第二表面;以及

    多个入射表面,从所述入射孔朝向所述第二表面凹陷,所述多个入射表面中的每个入射表面对应于所述多个光源中的光源。

    16.根据权利要求15所述的光源设备,其中,所述透镜体由玻璃材料或塑料材料制成。

    17.根据权利要求15所述的光源设备,其中,所述多个入射表面中的每个入射表面具有相同的圆锥常数。

    18.根据权利要求17所述的光源设备,其中,所述多个入射表面中的每个入射表面具有扁长椭圆形形状。

    19.根据权利要求18所述的光源设备,其中,所述圆锥常数是-1.0至-0.2的范围内的值。

    20.根据权利要求15所述的光源设备,其中,所述多个光源中的每个光源的光轴穿过所述多个入射表面中的对应入射表面的顶点。

    21.根据权利要求15所述的光源设备,其中,所述多个光源被容纳在所述入射孔中。

    22.一种用于估计分析物浓度的装置,所述装置包括:

    多个光源,被配置为发射光;

    多个波导,所述多个光源发射的光穿过所述多个波导;以及

    透镜,被配置为以均匀的光分布向对象输出已穿过所述多个波导的光;

    光电检测器,被配置为检测从所述对象反射或散射的光;以及

    处理器,被配置为基于检测到的光来估计分析物的浓度,

    其中,所述透镜包括:

    透镜体,具有平坦的且形成有入射孔的第一表面、以及凸的且与所述第一表面相对的第二表面;以及

    多个入射表面,从所述入射孔朝向所述第二表面凹陷,所述多个入射表面中的每个入射表面对应于所述多个光源中的光源。

    23.根据权利要求22所述的装置,其中,所述分析物是葡萄糖、甘油三酸酯、尿素、尿酸、乳酸盐、蛋白质、胆固醇或乙醇中的至少一种。

    技术总结
    提供了一种以均匀的光分布输出由多个光源发射的光的透镜。该透镜包括:透镜体,具有平坦的且形成有入射孔的第一表面以及凸的且与第一表面相对的第二表面;以及多个入射表面,从入射孔朝向第二表面凹陷,所述多个入射表面中的每个入射表面对应于所述多个光源中的光源。

    技术研发人员:金东湖
    受保护的技术使用者:三星电子株式会社
    技术研发日:2020.05.15
    技术公布日:2021.03.12

    转载请注明原文地址:https://wp.8miu.com/read-18493.html

    最新回复(0)