光学系统、光学耦合器和光学传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型一般地涉及连续葡萄糖监视(CGM)设备，并且更特别地涉及用来将来自发光二极管(LED)的激励光指引到光纤中以照亮葡萄糖结合蛋白质(GBP)或使葡萄糖结合蛋白质(GBP)发荧光，并且然后将从GBP发出的光发射到光电二极管检测器。
【背景技术】
[0002]在具有糖尿病的病人中，需要监视葡萄糖水平以保持身体内的健康的葡萄糖平衡。可以用诸如贴身GSM设备之类的GBP涂层传感器来监视葡萄糖水平。贴身CGM设备一般地包括用来使病人体内的GBP照亮或发荧光的光源。这些设备捕捉随后由GBP发出的光并分析发出的光的波段波长以确定GBP的水平。为了识别GBP水平，可以在参考波段的功率与信号波段的功率之间进行比较，其两者都是由GBP发出的光的分量。参考波段和信号波段的功率的比通常基本上与病人体内的葡萄糖水平的比例成比例。
[0003]已经通过使用一系列透镜和滤光器来实现捕捉和测量由GBP发出的光的参考和信号波段，其将光指引到GBP并尝试在光电二极管之前或该处将参考和信号波段分离。
[0004]例如，现有CGM设备设计尝试用参考光电二极管和信号光电二极管两者来捕捉由GBP发出的光的整个光谱。每个光电二极管然后必须对参考波段或信号波段进行滤光或阻挡以准确地分析GPB水平。结果，总体上检测到较少的光，因为将不会检测到使参考波段光电二极管照亮的信号波段中的光，并且同样地将不会检测到使信号波段光电二极管照亮的参考波段中的光。此低效率可能使波段波长的分析变弱，并且可能要求来自光源的更多初始光发射，要求更多的能量和电池寿命。
[0005]另一在先CGM设备设计利用三个单独的玻璃滤光器部件，其必须被单独地放置并在组装期间对准以准确地反射和透射光从光源到GBP以及从GBP到光电二极管。三个不同玻璃滤光器的此使用可能增加制造和组装成本，并且可能增加由于玻璃滤光器的不适当对准而引起的故障的可能性。三个玻璃滤光器的使用还可能增加CGM设备的总尺寸，使得其对于用户而言更加不方便且不舒适。
[0006]另一在先CGM设计使用相对于彼此相隔显著距离的多个滤光器来将参考波段和信号波段指引到两个不同的光电二极管。此滤光器构造可以导致在透射期间损失的较高水平的杂散光，从而增加光效率并降低光电二极管检测信号波段和参考波段的准确度。
[0007]用上述CGM设备设计，担心光透射低效，其促进需要更多的初始光发射，要求更多的功率输入/电池寿命。附加顾虑包括与多个部件的组装相关联的制造成本和CGM设备的相当大的总尺寸。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型的实施例的一方面将基本上解决上述及其它顾虑，并提供改善的CGM设备。
[0009]本实用新型的实施例的另一方面是提供被构造成减小CGM设备的尺寸并降低潜在制造成本的光耦合器。
[0010]本实用新型的实施例的另一方面是降低会促使需要更多初始光发射的光透射低效，从而节省功率和电池寿命。
[0011]本实用新型的实施例的另一方面是通过限制需要在组装期间相互对准的不同部件的数目来降低批量生产的CGM设备的故障率。
[0012]本实用新型的实施例的另一方面是提供一种连续葡萄糖监视设备，其包括用于发射用来使葡萄糖结合蛋白质(GBP)照亮的光的光源。光从光源发出并被光学主体反射且经由光纤而传递到GBP。GBP经由该光纤发出光，并且该光被光学主体透射。光被耦合到光学耦合器的至少一个二向色层按波长分离并发射到相应的光电二极管。
[0013]通过提供一种CGM设备来实现本实用新型的前述和/或其它方面，其中，一种光学耦合器由减少数目的不同部件形成，并且从光源向GBP且从GBP向光电二极管传送光，同时显著地减少杂散光的量，从而改善CGM设备的效率和准确度。
[0014]通过提供一种光学系统来实现本实用新型的前述和/或其它方面，该光学系统包括适于反射从发光二极管发出的光以使荧光体照亮且还适于透射从荧光体发出的光的第一滤光器以及适于将由第一滤光器透射的光分离成信号波段光和参考波段光的第二滤光器。
[0015]在一个实施例中，所述荧光体包括生物材料。
[0016]在一个实施例中，所述荧光体包括葡萄糖结合蛋白质。
[0017]在一个实施例中，所述光学系统还包括光电二极管，适于接收选自由被第二滤光器透射的信号波段光和参考波段光组成的组中的至少一个。
[0018]在一个实施例中，所述第一滤光器包括第一玻璃滤光器，所述第一玻璃滤光器在所述第一玻璃滤光器的第一表面上包括第一二向色滤光器涂层，其中，所述第一二向色滤光器适于反射由所述发光二极管发出的光，并且还适于透射从所述荧光体发出的光。
[0019]在一个实施例中，所述第一滤光器还适于阻挡在信号波段波长范围和参考波段波长范围外面的波长。
[0020]在一个实施例中，所述第一滤光器包括被二向色滤光器涂层涂敷的玻璃滤光器。
[0021]在一个实施例中，所述第二滤光器包括第二玻璃滤光器，所述第二玻璃滤光器在所述第二玻璃滤光器的第一表面上包括第二二向色滤光器涂层，其中，所述第二二向色滤光器适于反射与信号波段相关联的波长的光，并且还适于透射与参考波段相关联的波长的光。
[0022]在一个实施例中，与信号波段相关联的波长比与参考波段相关联的波长短。
[0023]在一个实施例中，所述第二滤光器包括适于根据光的波长来扩散光的衍射光栅层。
[0024]在一个实施例中，所述第一滤光器和所述第二滤光器在滤光器元件的相对侧形成。
[0025]通过提供一种光学系统来实现本实用新型的前述和/或其它方面，该光学系统包括适于反射从发光二极管发出的光以使荧光体照亮且还适于透射从荧光体发出的光的第一滤光器以及适于将由第一滤光器透射的光分离成第一光束和第二光束的第二滤光器。
[0026]在一个实施例中，所述第二滤光器适于将由第一滤光器透射的光基本上平均地分离成第一光束和第二光束。
[0027]在一个实施例中，所述光学系统还包括光电二极管，适于接收选自由第一光束和第二光束组成的组中的至少一个。
[0028]在一个实施例中，所述光电二极管包括滤光器，所述滤光器阻挡在选自由信号波段波长范围和参考波段波长范围组成的组中的一个的外面的波长。
[0029]在一个实施例中，所述滤光器包括滤光器涂层。
[0030]在一个实施例中，所述第一滤光器和所述第二滤光器被形成为单一部件。
[0031]通过提供一种光学耦合器来实现本实用新型的前述和/或其它方面，该光学耦合器包括适于接触荧光体的光纤、发光二极管、适于通过光纤来反射从发光二极管发出的光以使荧光体照亮且还适于透射从荧光体发出的光的第一滤光器、适于将由第一滤光器透射的光分离成信号波段光和参考波段光的第二滤光器以及适于接收选自由被第二滤光器透射的信号波段光和参考波段光组成的组中的至少一个的光电二极管。
[0032]在一个实施例中，所述光学耦合器包括发光二极管透镜，适于使从发光二极管发出的光朝着第一滤光器聚焦；光纤透镜，适于使光朝着所述光纤聚焦，并且还适于使来自所述光纤的光聚焦；以及检测器透镜，适于使光聚焦到所述光电二极管上。
[0033]在一个实施例中，所述发光二极管透镜和所述光纤透镜是整体地形成的。