具有显示照明调节电路块的手持式测试仪的制作方法_2

文档序号:9401767阅读:来源:国知局
分解透视图。图3为手持式测试仪100的简化顶视图。图4为手持式测试 仪100的各个块的简化框图。图5为可用于包括手持式测试仪100的本发明实施例的显示 照明调节电路块、微控制器和显示照明发光二极管(LED)的简化示意图和框图。
[0043] 参见图1和图5,手持式测试仪100包括显示模块102,该显示模块包括显示照明 子模块104(如图4和图5所示,其中图5示出了背光发光二极管(LED)作为代表)、多个 用户界面按钮106、条端口连接器108、上部外壳部分110、下部外壳部分112以及电池114a 和114b。上部外壳部分110和下部外壳部分112统称为"外壳"。手持式测试仪100还包 括微控制器116、显示照明电路块118以及其他电子部件(未示出),用于向基于电化学的 分析测试条施加电偏压(例如,交流电(AC)和/或直流电(DC)偏压)并且用于测量电化 学响应(例如,多个测试电流值)和基于电化学响应测定分析物或特性。为了简化当前的 描述,附图没有示出所有此类电路。微控制器116和显示照明电路块118安装于印刷电路 板(PCB) 119 上。
[0044] 显示照明电路块118包括被配置成感测环境光线水平并输出光电传感器信号的 光电传感器120(图5中示出为光电二极管)、被配置成接收光电传感器信号并输出放大的 光电传感器信号的光电传感器放大器122、传递函数子块124以及被配置成基于照明子模 块驱动器输入信号来驱动显示照明子模块照亮显示模块的照明子模块驱动器126 (具体参 见图5)。在图5所示的实施例中,传递函数子块124和照明子模块126集成在微控制器116 内。在此类实施例中,微控制器116可包含内置于微控制器存储器中的传递函数算法或包 含保存于微控制器存储器中的传递函数查找表。一旦获悉本公开,本领域技术人员将认识 到,显示照明电路块集成于微控制器的程度可不同于简化的图5所示。例如,照明子模块驱 动器的功能可划分成集成到微控制器和独立的放大器中和/或光电传感器放大器122的预 先确定的功能可集成到微控制器中。此类集成可(例如)最适宜采用典型的微控制器的模 数转换(ADC)和数模转换(DAC)功能,同时也采用微控制器传递函数功能。
[0045] 在手持式测试仪100中,传递函数子块和微控制器被配置成应用预先确定的传递 函数(如对数传递函数)以将接收到的放大的光电传感器输出信号转换为照明子模块驱动 器输入信号,该照明子模块驱动器输入信号补偿光电传感器信号与用户感知的显示模块的 亮度之间的关系。
[0046] 显示模块102可以为(例如)被配置成显示屏幕图像的任何合适的液晶显示 (LCD)。测定体液样品中分析物的过程中的屏幕图像的实例可以包括葡萄糖浓度、日期和时 间、错误信息和用于指示使用者如何进行测试的用户界面。
[0047] 显示照明子模块104可以为(例如)背光发光二极管(LED)显示照明子模块(如 图5所示)或本领域的技术人员已知的任何其他合适的显示照明子模块。
[0048] 条端口连接器108被配置成与诸如基于电化学的分析测试条可操作地接合,该基 于电化学的分析测试条被配置成用于测定全血样品中的血细胞比容和/或葡萄糖。因此, 基于电化学的分析测试条被配置用于可操作地插入条端口连接器108中并且可操作地通 过(例如)合适的电接触部、电线、电气互连器或本领域的技术人员已知的其他结构与微控 制器116进行交互。
[0049] 微控制器116设置在外壳内(即,设置在组装的上部外壳部分110和下 部外壳部分112内)并且可包括本领域的技术人员已知的任何合适的微控制器 和/或微处理器。合适的微控制器包括但不限于可以MSP430系列部件号从Texas Instruments (Dallas,Texas,USA)商购获得的微控制器;以STM32F和STM32L系列部件号 从ST MicroElectronics (Geneva,Switzerland)商购获得的微控制器;以及以SAM4L系列 部件号从Atmel Corporation(San Jose,California,USA)商购获得的微控制器。微控制 器116可(例如)被配置成在手持式测试仪打开时连续接收放大的光电传感器信号,并且 应用预先确定的传递函数(例如,对数函数)。微控制器116还可被配置成采用显示模块指 示(例如)血糖浓度以及其他用户界面信息。
[0050] 光电传感器120可为任何合适的光电传感器,例如光电二极管。一种此类光电传 感器可以部件号ISL29102从Intersil(Milpitas,California,USA)商购获得。通常,光电 传感器将设置在外壳的正面(参见例如图I),使得光电传感器检测落在显示模块上的光线 而不干扰手持式测试仪自身产生的显示模块照明。
[0051] 光电传感器放大器122可以是本领域技术人员已知的任何合适的光电传感器放 大器。如果需要,光电传感器放大器可与光电传感器集成在一起,如结合图7所述。
[0052] 传递函数子块124可采用任何合适的形式,并且如果需要,可集成在微控制器116 内。此外,传递函数子块124可应用于硬件、软件或它们的组合中。
[0053] 传递函数为预先确定的,使得用户感知的显示模块亮度基本上为常数,而与环境 光线水平无关。就这一点而言,需注意人眼感知的光线称作"发光强度",以坎德拉为单位 进行测量,而对显示模块而言,术语"亮度"应当是指照度,以坎德拉/平方米为单位进行测 量。典型脉宽调制(PWM)使电气输入和光焦度之间产生线性关系。此外,人眼对光焦度的 响应基本上为对数型。因此,用于感知亮度的输入功率的可用但非限制性传递函数将是单 级对数函数。典型的硅光电二极管响应与辐射光功率(辐射计响应)呈线性。因此,传递 函数可为对数函数,从而为用户提供准确的亮度感知。此类对数函数可由硬件执行,但也可 以由手持式测试仪的微控制器和/或存储器块中的软件来执行。传递函数可(例如)通过 数学方式(例如,通过使用对数函数)或通过使用查找表来执行。
[0054] 除单级对数传递函数之外,采用多级传递函数也可以是有利的。示例性但非限制 性三级传递函数可包括下列三个连续级。第一级,其采用对数函数将光电二极管输出(例 如,放大的光电传感器信号)转换为对应于用户感知的环境光线亮度的值。第二级,其通过 施加调节梯度和/或偏置基于第一级的值调节(即,补偿)用户感知的显示模块的亮度; 以及第三级,其使用指数转换算法将第二级的结果传输回线性域中的照明子模块驱动器输 入。
[0055] 照明子模块驱动器126可为任何合适的照明子模块驱动器,包括(例如)基于PffM 的照明子模块驱动器或基于数模转换器(DAC)电路的照明子模块驱动器。
[0056] 图6为可用于本发明的实施例的显示照明调节电路块200的简化示意图。图7为 可用于显示照明调节电路块200中的可商购获得的集成式光电二极管和放大器300的电气 原理图。
[0057] 参见图6和图7,显示照明调节电路块200包括集成在单个部件300内的光电传感 器和光电传感器放大器。部件(也称为"集成式光电二极管和放大器")300可为(例如)以 部件号BH1621FVC从Rohm商购获得的装置,该装置将光电传感器和放大器结合在一起(具 体参见图7)。这一可商购获得的装置具有类似于人眼的光谱响应,即,对绿光更敏感,而对 蓝光和红光较不敏感。
[0058] 显示照明电路块200的电阻器R38和电容器C13被配置成提供滤波响应以阻止显 示器亮度产生不必要的闪烁。显示照明电路块200的电阻器R34和电阻器R42被配置成为 部件300的内置放大器再次提供设置。电容器Cll被配置为降噪电源去耦电容器。TP33、 TP34和TP235为测试连接点。
[0059] 图8为环境光线与时间(图片上部)以及可由根据本发明实施例的手持式测试仪 获得的相应显示照明与时间(图片下部)的简化组合图。
[0060] 根据本发明的实施例的手持式测试仪可根据需要进行配置,使得(i)显示模块照 明不会由于环境光线水平的暂时性和/或间歇性变化而产生调节,该暂时性和/或间歇性 变化的持续时间为(例如)小于3秒或小于10秒,以及(ii)显示照明以渐进(即,梯度) 方式进行调节以实现所需的照明水平,而非以突变方式进行调节。避免由于环境光线水平 的暂时性和/或间歇性变化而进行调节可通过(例如)在显示照明调节电路块和/或微控 制器的响应中引入时间延迟来实现。此类延迟可使用任何合适的基于硬件和/或合适的基 于软件的方法来实现。图8示出了对环境光线的暂时性变化的响应以及显示模块照明响应 于非暂时性环境光线变化的梯度改变。显示模块照明梯度变化的速率可
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