光学系统、光学耦合器和光学传感器的制造方法_3

文档序号:10156960阅读:来源:国知局
7进行滤光。
[0061]信号波段波长48从第二二向色涂层44反射回来并以一定角度通过第一玻璃滤光器38和光学耦合器12。信号波段波长48然后被检测器透镜36聚焦到光电二极管22上。
[0062]在信号波段波长48被从第二二向色涂层44反射回来之后,由于在第一二向色涂层42处发生的滤光,仅剩下参考波段波长50。参考波段波长50被朝着第二玻璃滤光器40的背表面上的镜表面46透射,其由于全内反射或通过具有镀银表面而反射所有剩余波长,该镀银表面还将提供剩余波长的全反射。替换地,可以通过用将仅反射在参考波段中的光的选择性反射镜涂层来替换镜表面46而提供参考波段波长的附加区别。
[0063]参考波段的光通过第二玻璃滤光器40继续返回,并且穿过第一玻璃滤光器38且重新进入光学耦合器12并被检测器透镜36聚焦到光电二极管22上。
[0064]将第一和第二玻璃滤光器38和40直接地固定到光学耦合器12的倾斜表面37不仅增加光传递效率,而且减小CGM传感器10的尺寸和高度H。由于CGM传感器10在操作期间直接地放置到用户身上,大大地优选减小CGM传感器10的尺寸且特别是高度H以增加用户在使用期间的舒适性。
[0065]图5—7图示出利用光学耦合器112的贴身CGM传感器100的说明性实施例。CGM传感器100包括底座114,其具有支撑光纤安装构件127和光纤128的顶表面116。底座14的底表面118用来支撑CGM传感器100并将其粘附到用户的皮肤。
[0066]光纤128穿过针或导管30的长度。针130用来将光纤128插入到用户体内以提供光纤128与在用户皮肤下面的诸如GBP之类的生物材料之间的接触。
[0067]CGM传感器100还包括被固定到与底座114相对的光学耦合器112的上外壳119。上外壳119提供用于安装LED 124及第一和第二光电二极管122和123的安装表面121。
[0068]光学耦合器112包括塑料连接器131,它具有两个集成棒形透镜,LED透镜132、光纤透镜134。塑料连接器131还包括在第一垂直壁141a中的第一对倾斜狭槽137a和139a,在第二垂直壁141b中具有与第一对倾斜狭槽137a和139a相对并相对应的第二对倾斜狭槽137b和139b。倾斜狭槽137a和137b将第一玻璃滤光器138相对于LED 124和光纤128固定在特定角度位置。同样地,倾斜狭槽139a和139b将第二玻璃滤光器140相对于光纤128和光电二极管122和123固定在特定角度位置。
[0069]可以将塑料连接器131制造为单个注塑成型部件,减少需要制造和组装的光学耦合器112的单独零件的数目。还可以用能够形成单一部件的其它期望制造过程来形成塑料连接器131。另外,由于LED透镜132和光纤透镜134与塑料连接器131整体地形成,所以在CGM传感器100的组装期间使得透镜132和134不对准的机会较少。
[0070]图8图示出CGM传感器100的示意图,包括表示从LED 124至光纤128以用于使与光纤128的末端接触的GBP照亮的光程的光线追踪。
[0071]图9图示出CGM传感器100的示意图,包括从光纤128至光电二极管122和124以用于捕捉参考波段和信号波段波长的光程的光线追踪。
[0072]从LED 24发出的光145被LED透镜132收集并被指引通过第一玻璃滤光器138进入光纤128且进入GBP。第一玻璃滤光器138包括二向色涂层142,其透射LED 124的较短光145波长,并反射由GBP经由光纤128发射的较长光147波长。
[0073]经由光纤124发出的光147被第一玻璃滤光器138的二向色涂层142反射,并被指引通过光纤透镜134,其收集光147并使其朝着第二玻璃滤光器140聚焦。第二玻璃滤光器在第二玻璃滤光器140的前表面上包括通道分离二向色涂层144。二向色涂层144的面反射较短或信号波段波长148并透射较长或参考波段波长150。信号波段波长148向下聚焦到信号波段光电二极管148上。参考波段波长150被第二玻璃滤光器140的背表面上的反射涂层146反射,并通过二向色涂层144且向下聚焦到参考波段光电二极管124上。
[0074]图10图示出另一说明性CGM传感器200的示意图,包括表示从LED 224到光纤228以用于使GBP照亮且光从GBP到光电二极管222和223的光程的光线追踪。
[0075]光245首先从LED 224向LED透镜232发出,该LED透镜232使光245朝着反射表面或涂层239聚焦和指引,其将光245朝着玻璃滤光器238的前表面上的二向色涂层242反射。二向色涂层242被构造成将光245朝着光纤透镜234反射,其将光245朝着光纤228聚焦和透射,该光纤228使与光纤228接触的GBP照亮。
[0076]在光245被GBP吸收之后,光247从GBP发出通过光纤228返回并朝着光纤透镜234透射。光247然后穿过光纤透镜234,其使光247聚焦并将其朝着二向色涂层242指引,该二向色涂层242被构造成透射由GBP发射的落在预定波长范围内的光247,并将光247通过玻璃滤光器238朝着衍射光栅层244透射。
[0077]衍射光栅层使光247扩散,使得每个波长在衍射光栅层244之后具有不同的光程。这使得能够实现将由参考波段233光电二极管检测到用于参考波段的所有光和将由信号波段光电二极管222检测到的用于信号波段的所有光的分离。替换地,还可以将二向色涂层242构造成阻挡并未落在信号或参考波段波长范围内的波长。可以在可以插入到塑料连接器中的狭槽中的玻璃滤光器238的相对侧上形成衍射光栅层244和二向色涂层。可以经由光胶或其它已知光学粘合剂将玻璃滤光器胶合到塑料连接器。将玻璃滤光器238胶合到塑料连接器233提供将在CGM传感器200的最终组装期间安装的单一部件。
[0078]在光247通过衍射光栅244之后,光247通过空隙245并进入塑料连接器233。光247然后被塑料连接器的反射表面246反射并被朝着光电二极管透镜236指引,其将光247收集并朝着相应的光电二极管222和223或ASIC检测器指引。
[0079]将LED 224远离光电二极管222和223定位帮助减少来自LED 224的杂散光的量,其可负面地影响光电二极管222和223的灵敏度。另外,塑料连接器233和玻璃滤光器238中的表面的排序和角度还帮助减少杂散光,并使得能够实现CGM传感器200的更大总效率且使得能够实现更紧凑的设计。
[0080]图11图示出另一说明性CGM传感器300的示意图,包括表示从LED 324至光纤328以用于使与光纤328的末端接触的GBP照亮的光程的光线追踪。
[0081]图12图示出CGM传感器300的示意图,包括表示从光纤328至光电二极管像素322和323以用于捕捉相应参考波段和信号波段波长的光程的光线追踪。
[0082]CGM传感器300包括塑料连接器光学耦合器312,其具有三个集成透镜,LED透镜332、光纤透镜334和检测器透镜336。光学耦合器312还包括二向色涂层342,其被构造成反射由LED 324发出的光345。另外,光学耦合器312包括镜表面339,其还将从LED 324发出的光通过光纤透镜334反射到光纤328中以将光透射到GBP。可以将光学耦合器312制造为
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