用于血液酒精浓度测量的非色散红外微光学传感器的制造方法

文档序号:8549932阅读:952来源:国知局
用于血液酒精浓度测量的非色散红外微光学传感器的制造方法
【专利说明】用于血液酒精浓度测量的非色散红外微光学传感器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请根据35U.S.C.§ 119(e)要求享有于2014年2月21日递交的名称为“NONDISPERSIVE INFRARED MICRO-OPTICS SENSOR FOR BLOOD ALCOHOL CONCENTRAT1NMEASUREMENTS”的美国临时申请序列号N0.61/942,919的权益,特此以引用方式将美国临时申请序列号N0.61/942,919的全部内容并入本文。
【背景技术】
[0003]在摄入诸如乙醇之类的酒精时,酒精被吸收到身体的血流中,并且经由循环系统分布到全身,其中,酒精可以随后被身体代谢掉或者从身体排泄出去。血液酒精浓度或含量(BAC)的测量可以提供用于个体的醉酒程度的度量,其中,与较低测量值相比,较高的测量值典型地表达较高程度的身体/精神损伤或能力丧失。可以通过测量体液(诸如通过分析排出的气体(例如,呼吸分析)、血液、尿液、以及唾液)来确定血液酒精浓度。

【发明内容】

[0004]描述了非色散红外(NDIR)微光学传感器封装,所述非色散红外(NDIR)微光学传感器封装包括一个或多个光源、光电检测器、以及控制电路,所述控制电路耦合到所述一个或多个光源,以便诸如在不利用用于测量的离体的体液的情况下非侵入式地测量血液酒精浓度。另外,描述了被配置为测量血液酒精浓度的移动电话设备,所述移动电话设备包括移动电话系统和如以上所公开的NDIR微光学传感器封装。进一步地,描述了用于测量受试对象内酒精含量的方法。
[0005]提供本
【发明内容】
,以便以简化的形式介绍一些概念,以下在【具体实施方式】中进一步描述所述概念。本
【发明内容】
并非旨在识别所要求保护的主题的关键特征或必要特征,也并非旨在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。
【附图说明】
[0006]参考附图来描述【具体实施方式】。在描述和附图的不同实例中使用的相同的附图标记可以指示类似或相同的项目。
[0007]图1A是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的用于测量血液酒精浓度的基于光学的传感器的图解侧视图。
[0008]图1B是示出了根据本公开内容的示例性实施方式的用于测量血液酒精浓度的基于光学的传感器的图解侧视图。
[0009]图2是根据本公开内容的示例性实施方式的针对乙醇和水的光谱图,所述光谱图示出了在各个波长下的吸光率。
[0010]图3是示出了示例性实施方式中的利用诸如在图1A和图1B中所示出的传感器之类的用于测量血液酒精浓度的基于光学的传感器的方法的流程图。
[0011]图4是示出了示例性实施方式中的利用诸如在图1A和图1B中所示出的传感器之类的用于测量血液酒精浓度的基于光学的传感器的方法的流程图。
[0012]图5是指示了根据本公开内容的示例性实施方式的在光电检测器处所测量的交流电流信号分量的图表。
【具体实施方式】
[0013]臟
[0014]用于测量血液酒精浓度的当前方法可以包括对体液的离体分析,诸如通过对排出的气体(例如,呼吸分析)、血液、尿液、以及唾液的离体分析。出于效率、隐私或其它原因,对体液的这种分析可能是不受欢迎的。用于测量血液酒精浓度的其它方法可以涉及笨重的设备,例如不是为了集成到移动设备中而配置的黑体辐射体和傅立叶变换光谱仪。
[0015]相应地,描述了非色散红外(DNIR)微光学传感器封装,所述非色散红外(DNIR)微光学传感器封装包括多个光源(例如,发光二极管(LED))、光电检测器、以及控制电路,所述控制电路耦合到多个光源,以便诸如在不利用用于测量的离体的体液的情况下非侵入式地测量血液酒精浓度。另外,描述了被配置为测量血液酒精浓度的移动电话设备,所述移动电话设备包括移动电话系统和如以上所公开的NDIR微光学传感器封装。在实施方式中,用于测量血液酒精浓度的方法包括:从多个光源发出具有不同波长的光;借助于光电检测器感测在多个波数处乙醇和水中的一个或多个的电磁吸收;以及关联感测的乙醇和水的电磁吸收,以便确定血液酒精浓度。
[0016]示例件实施方式
[0017]参考图1A,根据本公开内容的示例性实施方式示出了用于测量血液酒精浓度的移动微光学传感器封装100。在实施例中,移动微光学传感器封装100与诸如移动电话(例如,“智能”电话)、平板电脑、计算机等等的移动电子设备集成在一起。如所示出的,移动微光学传感器封装100包括多个光源102、光电检测器104、以及控制电路106,控制电路106可操作地耦合到多个光源102和光电检测器104。在一般的操作中,用户将手指50放置在移动微光学传感器封装100上,其中,多个光源102生成指向手指的光。光在整个皮肤上(诸如沿着各个路径52)散射、吸收、以及反射,其中,光电检测器104测量离开手指50的光。控制电路106被配置为:驱动多个光源102,读取/接收来自光电检测器104的输出,并且诸如通过信号调节来处理所接收的信号,借以可以从移动微光学传感器封装100提供(例如,手指50内血液酒精浓度的)数字输出。在实施方式中,控制电路106是专用集成电路(ASIC),所述专用集成电路(ASIC)用于驱动移动微光学传感器封装100的组件、提供低强度信号检测和校准,等等。
[0018]在实施方式中,多个光源102共用透镜108,透镜108被配置为将来自光源102的光指引到手指50中,尽管光源102可以利用用于光源102中的一个或多个光源的个性化的透镜。透镜108可以包括向下弯曲部分、向上弯曲部分、无弯曲部分(例如,平的“窗口”配置),等等。透镜108可以被配置为调节(例如,阻挡、过滤、聚焦、校准、漫射等)从多个光源102到手指50的电磁辐射。透镜108可以被安置在一个或多个反射器110(例如,抛物面反射器)之上,一个或多个反射器110被配置为将来自多个光源102的光向上反射到透镜108。在替换实施方式中,封装100包括用以将来自多个光源102的光向上反射到透镜108的具有抛物面形状的金属化内表面。
[0019]在实施例中,光源102可以包括一个或多个发光二极管(LED)、一个或多个垂直腔面发射激光器(VCSEL),等等。在一个或多个特定实施方式中,多个光源102包括两个到四个之间的LED,其中的每一个LED都被配置为产生近-1R光谱区中的光。可以基于乙醇和/或水的光谱吸光带来选择LED的输出波长。例如,在实施方式中,LED可以包括具有大约
1.4微米、1.6微米、1.9微米、2.25微米等等的峰值的输出波长。在实施方式中,LED可以具有从大约100纳米到150纳米的半高全宽(FWHM)带宽。光电检测器104可以是近IR-传感器,诸如被配置为检测从手指50散射的光的输出的II1-V族化合物光电检测器、热电堆、辐射热测量计,等等。在实施方式中,具有大面积的单个光电检测器104用于从手指50接收尽可能多的光。例如,光电检测器104的尺寸范围可以从Imm乘Imm到2.6mm乘2.6mm。替换地,提供多个光电检测器,其中,来自所述多个光电检测器中的每一个光电检测器的输出都用于提供所接收的总光量的指示。可以选择光电检测器104,以便检测来自特定电磁光谱的光,诸如与多个光源102的输出波长一致的光。例如,在实施方式中,光电检测器104被配置为检测具有从大约1.2微米到2.5微米的波长的光
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