專利名稱:光學(xué)裝置及其校正方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明是有關(guān)于一種光學(xué)裝置,且特別是有關(guān)于一種光學(xué)裝置的 校正技術(shù)。
背景技術(shù):
隨著光電技術(shù)的進(jìn)步,許多利用光來(lái)測(cè)量數(shù)據(jù)的光學(xué)裝置也陸續(xù)
問(wèn)世。光脈式血氧濃度計(jì)(Pulse Oximeter)即是應(yīng)用光電技術(shù)的一 種光學(xué)裝置,其可用來(lái)測(cè)量血液中血紅素(Hemoglobin)的帶氧能力。 光脈式血氧濃度計(jì)屬于非侵入式的醫(yī)療儀器,其利用雙波長(zhǎng)光源 分別發(fā)出波長(zhǎng)為660nm和940nm的光,照射人體血管密集的組織,例 如耳垂或手指等處,由于帶氧血紅素(Oxyhemoglobin)及脫氧血紅 素(Deoxygenated Hemoglobin)在光吸收頻譜上的差異,造成兩束 穿透光強(qiáng)度不同的波長(zhǎng),根據(jù)血氧濃度的計(jì)算理論可求得血氧濃度 值。血氧濃度的計(jì)算方式如下列公式(一),其中(Hb02)代表帶氧血 紅素濃度,(Hb)代表脫氧血紅素濃度,Sa02代表血氧濃度 Sa02={(Hb02)/[(Hb02) + (Hb)]} X100% …公式(一)
由于光在傳遞過(guò)程中會(huì)受到環(huán)境干擾而衰減。舉例來(lái)說(shuō),隨著受 測(cè)者的手指擺放的位置不同,血氧濃度計(jì)所接收到的信號(hào)也會(huì)隨之改 變。在測(cè)量過(guò)程中受測(cè)者若移動(dòng)手指或震動(dòng)到血氧濃度計(jì),則會(huì)產(chǎn)生 信號(hào)漂移問(wèn)題。假如晃動(dòng)程度過(guò)大,甚至?xí)斐蓜×易儎?dòng)的混亂波形
(Motion Artifact)。如此一來(lái)會(huì)嚴(yán)重影響血氧濃度計(jì)的準(zhǔn)確度, 甚至?xí)?dǎo)致醫(yī)生誤判病人的病情。不僅如此,血氧濃度計(jì)也會(huì)受到受 測(cè)者的手指厚度、皮膚顏色或是血管分布密度…等因素而影響其準(zhǔn)確度。
上述血氧濃度計(jì)僅是多種光學(xué)裝置的其中一種。值得一提的是, 目前用來(lái)測(cè)量的光學(xué)裝置,例如激光測(cè)距儀、光學(xué)式血壓計(jì)…等,都 存在著上述準(zhǔn)確度不佳的問(wèn)題。因此若能克服環(huán)境對(duì)光學(xué)裝置的干 擾,定可大幅提升各種光學(xué)裝置的準(zhǔn)確度。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種光學(xué)裝置,主要包括有光源模塊,輸出光,此光 經(jīng)由介質(zhì)傳遞,光學(xué)裝置則基于光受介質(zhì)的影響程度,調(diào)整光學(xué)裝置 的組件所使用的參數(shù)。
本發(fā)明提供一種光學(xué)測(cè)量方法,在透過(guò)以測(cè)量光測(cè)量一待測(cè)物的 情況下,提供校正光,通過(guò)校正光排除測(cè)量光受介質(zhì)影響所產(chǎn)生的變 升°
以上,可提升光學(xué)測(cè)量的準(zhǔn)確度。
為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂,下文特舉幾個(gè)實(shí)施 例,并配合所附圖式,作詳細(xì)說(shuō)明如下。
圖1是依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種光學(xué)裝置(血氧濃度計(jì))
的架構(gòu)圖2是依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種光學(xué)裝置的校正方法的 流程圖3是依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種光學(xué)裝置(血氧濃度計(jì)) 的詳細(xì)架構(gòu)圖4是依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種光學(xué)裝置(血氧濃度計(jì)) 的可調(diào)裝置的架構(gòu)圖5是依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的另一種光學(xué)裝置(穿透式血氧 濃度計(jì))的架構(gòu)圖6是依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的一種光學(xué)裝置(激光測(cè)距儀)的架構(gòu)圖7是依照本發(fā)明的第三實(shí)施例的一種光學(xué)裝置(光信號(hào)收發(fā)
器)的架構(gòu)圖。主要組件符號(hào)說(shuō)明
lO-光源模塊
ll:校正光源
12、13:測(cè)量光源
20:光感測(cè)模塊
21 '23:光傳感器
30:校正模塊
31:濾波單元
32:信號(hào)放大單元
33:模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器
34:運(yùn)算單元
35:查窗體元
36:數(shù)據(jù)庫(kù)
37:光源驅(qū)動(dòng)單元
40:待測(cè)物
41:物體
50:顯示裝置
60、61:可動(dòng)裝置
70、71:緩沖器
80:光纖
101::校正光
102、 103:測(cè)量光 cal: 校正信號(hào) D、 h、 d:距離 a :角度
Ml、 M2:測(cè)量信號(hào) Pl、 P2、 P3、 P4:參數(shù)S201 S203:光學(xué)裝置的校正方法的各步驟
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)有技術(shù)中,光學(xué)裝置在測(cè)量過(guò)程中容易受到環(huán)境干擾,因此導(dǎo) 致光學(xué)裝置的準(zhǔn)確性不佳。有鑒于此,本發(fā)明的實(shí)施例公開了利用校 正光來(lái)調(diào)整光學(xué)裝置的技術(shù)。簡(jiǎn)而言之,由于光在傳遞過(guò)程中容易受 到環(huán)境干擾而衰減,因此首先光學(xué)裝置可產(chǎn)生具有已知參數(shù)的校正 光。接著,校正光可通過(guò)介質(zhì)傳遞,藉以模擬測(cè)量光透過(guò)上述介質(zhì)傳 遞時(shí)所產(chǎn)生的變異或衰減情形。最后由光學(xué)裝置接收行經(jīng)上述光學(xué)路 徑的校正光,藉以得到校正光的衰減信息,并可據(jù)以調(diào)整光學(xué)裝置的 組件所使用的參數(shù)。如此一來(lái)則可提升光學(xué)裝置的準(zhǔn)確度。
第一實(shí)施例
在本實(shí)施例中,光學(xué)裝置先以血氧濃度計(jì)為例進(jìn)行說(shuō)明。圖l是 依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種光學(xué)裝置(血氧濃度計(jì))的架構(gòu)圖。
圖2是依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種光學(xué)裝置的校正方法的流程 圖。請(qǐng)合并參照?qǐng)D1與圖2,血氧濃度計(jì)包括光源模塊10、光感測(cè)模 塊20與校正模塊30,其中校正模塊30耦接光源模塊10與光感測(cè)模 塊20。首先,可由步驟S201,輸出光,此光可透過(guò)介質(zhì)傳遞。更具 體地說(shuō),光源模塊10可依據(jù)第一參數(shù)Pl產(chǎn)生校正光101。另一方面, 光感測(cè)模塊20可以接收行經(jīng)第一光學(xué)路徑的校正光101,藉以產(chǎn)生 第二參數(shù)P2。在本實(shí)施例中,待測(cè)物40為使用者的手指頭,但本發(fā) 明并不以此為限,在其它實(shí)施例中,待測(cè)物40也可以是使用者的耳 垂、手指頭的假體、校正器或是使用者的血管分布較密集的部位。另 外,本實(shí)施例中第一光學(xué)路徑所行經(jīng)的介質(zhì)例如包括空氣與手指頭的 皮膚組織。
接著可由步驟S202,基于光受介質(zhì)的影響,調(diào)整光學(xué)裝置的組 件所使用的參數(shù)。更具體地說(shuō),校正模塊30可依據(jù)第一參數(shù)P1與第 二參數(shù)P2產(chǎn)生校正信號(hào)cal,并依據(jù)校正信號(hào)cal調(diào)整血氧濃度計(jì) 的組件所使用的參數(shù)。如此一來(lái),即可提升血氧濃度計(jì)的準(zhǔn)確度。上 述第一參數(shù)Pl可包括光強(qiáng)度、波長(zhǎng)、頻率、偏振方向、發(fā)射角度或二互相垂直的電場(chǎng)分量的相位差。同樣地,第二參數(shù)P2也可包括光 強(qiáng)度、波長(zhǎng)、頻率、偏振方向、發(fā)射角度或二互相垂直的電場(chǎng)分量的 相位差。以下則針對(duì)血氧濃度計(jì)的各模塊及其校正方式作進(jìn)一步地介紹。
圖3是依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種光學(xué)裝置(血氧濃度計(jì)) 的詳細(xì)架構(gòu)圖。請(qǐng)合并參照?qǐng)D1與圖3,光源模塊10包括了校正光 源11與測(cè)量光源12、 13。校正光源11用以產(chǎn)生校正光101,藉以照 射待測(cè)物40。測(cè)量光源12鄰近于校正光源11,可依據(jù)第三參數(shù)P3 產(chǎn)生測(cè)量光102,藉以照射待測(cè)物40。測(cè)量光源13也可配置于校正 光源ll的附近,并可依據(jù)第四參數(shù)P4產(chǎn)生測(cè)量光103,藉以照射待 測(cè)物40。其中,第三參數(shù)P3與第四參數(shù)P4也可包括光強(qiáng)度、波長(zhǎng)、 頻率、偏振方向、發(fā)射角度或二互相垂直的電場(chǎng)分量的相位差。
此外本實(shí)施例的血氧濃度計(jì)也不限于僅供人類使用,只要經(jīng)過(guò)適 當(dāng)?shù)恼{(diào)整也可供其它動(dòng)物使用,例如可供狗、貓、馬、鼠、猴、鳥… 等動(dòng)物使用。
在本實(shí)施例中,校正光源11與測(cè)量光源12、 13以發(fā)光二極管為 例進(jìn)行說(shuō)明,但本發(fā)明并不以此為限,在其它實(shí)施例中熟悉本領(lǐng)域技 術(shù)者也可用其它類型的光源來(lái)實(shí)施校正光源11與測(cè)量光源12、 13, 例如可以用激光產(chǎn)生器來(lái)產(chǎn)生校正光101與測(cè)量光102、 103。校正 光101的波長(zhǎng)可介于300nm 600nm之間,在本實(shí)施例中,校正光101 的波長(zhǎng)則以405nm為例進(jìn)行說(shuō)明。另外,測(cè)量光102、 103的波長(zhǎng)分 別以660nm、 940nm為例進(jìn)行說(shuō)明。但上述校正光101與測(cè)量光102、 103的波長(zhǎng)僅是一種選擇實(shí)施例,本發(fā)明也不以此為限。在其它實(shí)施 例中,校正光101與測(cè)量光102、 103可包括可見光與不可見光,換 言之熟悉本領(lǐng)域技術(shù)者可依其需求調(diào)整校正光101與測(cè)量光102U03 的波長(zhǎng)。
請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D1與圖2,光感測(cè)模塊20包括了光傳感器21 23。 光傳感器21可接收行徑第一光學(xué)路徑的校正光101,藉以產(chǎn)生第二 參數(shù)P2。光傳感器22可接收行徑第二光學(xué)路徑的測(cè)量光102,藉以 產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)Ml,其中第二光學(xué)路徑鄰近于第一光學(xué)路徑。光傳感器23可接收行徑第三光學(xué)路徑的測(cè)量光103,藉以產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)M2, 其中第三光學(xué)路徑鄰近于第一光學(xué)路徑。
另一方面,校正模塊30可包括濾波單元31、信號(hào)放大單元32、 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元33、運(yùn)算單元34、查窗體元(Look叩Table Unit) 35、數(shù)據(jù)庫(kù)36與光源驅(qū)動(dòng)單元37。運(yùn)算單元34耦接光感測(cè)模塊20、 濾波單元31、信號(hào)放大單元32、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元33、査窗體元35、 數(shù)據(jù)庫(kù)36與光源驅(qū)動(dòng)單元37。運(yùn)算單元34可依據(jù)第一參數(shù)Pl與第 二參數(shù)P2產(chǎn)生校正信號(hào)cal。值得一提的是,校正信號(hào)cal并非僅 僅只能依據(jù)第一參數(shù)P1與第二參數(shù)P2而產(chǎn)生。舉例來(lái)說(shuō),在其它實(shí) 施例中,運(yùn)算單元34也可依據(jù)第一參數(shù)Pl、第二參數(shù)P2與測(cè)量信 號(hào)M1、 M2來(lái)產(chǎn)生校正信號(hào)cal。
承上述,濾波單元31耦接光感測(cè)模塊20,可依據(jù)校正信號(hào)cal 濾除測(cè)量信號(hào)M1、 M2的噪聲,并將濾除噪聲的測(cè)量信號(hào)Ml、 M2輸出 給信號(hào)放大單元32。更詳細(xì)地說(shuō),濾波單元31中可配置多組的濾波 器(未標(biāo)示)。濾波單元31可依據(jù)校正信號(hào)cal決定是否致能上述 多組濾波器的全部、部分或其一,藉以達(dá)成不同的濾波效果。
信號(hào)放大單元32耦接濾波單元31,可依據(jù)校正信號(hào)cal放大測(cè) 量信號(hào)Ml、 M2,并將其輸出給模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元33。更詳細(xì)地說(shuō), 信號(hào)放大單元32中可配置多組的放大器(未標(biāo)示)。信號(hào)放大單元 32可依據(jù)校正信號(hào)cal決定是否致能上述多組放大器的全部、部分 或其一,藉以達(dá)成不同的信號(hào)放大效果。
模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元33耦接信號(hào)放大單元32,可依據(jù)校正信號(hào)cal 將測(cè)量信號(hào)M1、 M2轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),并將其輸出給運(yùn)算單元34。更 詳細(xì)地說(shuō),模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元33可依據(jù)校正信號(hào)cal決定測(cè)量信號(hào) Ml、 M2轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換特性。
承上述,數(shù)據(jù)庫(kù)36可接收使用者信息,使用者信息例如包括使 用者的性別、年紀(jì)、身高、體重、血壓或脈搏…等。數(shù)據(jù)庫(kù)36可依 據(jù)使用者信息提供參考數(shù)據(jù)給運(yùn)算單元34。另外,査窗體元35可依 據(jù)校正信號(hào)cal提供對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)給運(yùn)算單元34。更詳細(xì)地說(shuō),査窗體 元35中具有多張對(duì)應(yīng)表,査窗體元35可依據(jù)校正信號(hào)cal而選擇多張對(duì)應(yīng)表的其一,藉以提供對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)給運(yùn)算單元34。
光源驅(qū)動(dòng)單元37耦接光源模塊10,可依據(jù)校正信號(hào)cal調(diào)整第 三參數(shù)P3與第四參數(shù)P4。更詳細(xì)地說(shuō),光源驅(qū)動(dòng)單元37可依據(jù)校 正信號(hào)cal,改變測(cè)量光102、 103的光強(qiáng)度、波長(zhǎng)、頻率、偏振方 向、發(fā)射角度或二互相垂直的電場(chǎng)分量的相位差。
承上述,運(yùn)算單元34可依據(jù)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)、參考數(shù)據(jù)與數(shù)字信號(hào)求 得血氧濃度數(shù)據(jù),并輸出給顯示裝置50。顯示裝置50耦接運(yùn)算單元 34,可用以顯示血氧濃度數(shù)據(jù),藉以供使用者觀看。如此一來(lái),即可 大幅提升血氧濃度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)者應(yīng)當(dāng)知道,若血 氧濃度不準(zhǔn)確,會(huì)導(dǎo)致醫(yī)生誤判病人病情,者可能會(huì)威脅到病人 的生命安全。本實(shí)施例所提出的血氧濃度計(jì)正可解決上述問(wèn)題。
上述實(shí)施例中,運(yùn)算單元34依據(jù)校正信號(hào)cal可調(diào)整濾撥單元 31、信號(hào)放大單元32、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換單元33或光源驅(qū)動(dòng)單元37,但 是上述實(shí)施例僅是多種實(shí)施例中的一種選擇實(shí)施例,本發(fā)明并不以此 為限。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)者可依其需求,利用校正信號(hào)cal調(diào)整光學(xué)裝 置(血氧濃度計(jì))的任何組件。舉例來(lái)說(shuō),圖4是依照本發(fā)明的第一 實(shí)施例的一種光學(xué)裝置(血氧濃度計(jì))的可調(diào)裝置的架構(gòu)圖。請(qǐng)合并 參照?qǐng)D3與圖4,在本實(shí)施例中,校正模塊30還可包括可動(dòng)裝置60、 61與緩沖模塊,此緩沖模塊例如可包括緩沖器70、 71??蓜?dòng)裝置60 耦接運(yùn)算單元34,用以承載校正光源ll,可依據(jù)校正信號(hào)cal進(jìn)行 水平移動(dòng)、垂直移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)…等動(dòng)作,藉以改變高度h、距離d或角 度a。由于校正光源11配置于可動(dòng)裝置60上,因此當(dāng)可動(dòng)裝置60 雌勝一?!鼿11—會(huì)Jti緣,——Jm可逸變校l光OJO逸EI維
置或發(fā)射角度…等。
承上述,可動(dòng)裝置61耦接運(yùn)算單元34,用以承載光傳感器21, 也可依據(jù)校正信號(hào)cal進(jìn)行水平移動(dòng)、垂直移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)…等動(dòng)作。由 于光傳感器21配置于可動(dòng)裝置61上,因此當(dāng)可動(dòng)裝置61動(dòng)作時(shí), 光傳感器21會(huì)連帶動(dòng)作,進(jìn)而可改變光傳感器21接收校正光101的 位置或角度…等。
同理,測(cè)量光源12、 13與光傳感器22、 23也可配置于類似上述可動(dòng)裝置60、 61的其它可動(dòng)裝置,在此則不多加贅述。熟悉本領(lǐng)域
技術(shù)者應(yīng)當(dāng)知道,隨著光的發(fā)射角度或發(fā)射位置的不同,光的行徑路 徑也會(huì)隨之改變,而光的行徑路徑不同,也會(huì)連帶影響光的衰減或受
環(huán)境干擾的情形。同理,隨著光傳感器21 23接收光的位置與角度 的不同,其產(chǎn)生的電信號(hào)也會(huì)隨的改變。因此通過(guò)控制上述用以承載 各光源以及光傳感器的可動(dòng)裝置的動(dòng)作,可最佳化血氧濃度計(jì)的各光 源的發(fā)射角度、發(fā)射位置以及各光傳感器的接收角度與接收位置。不 僅如此,利用校正信號(hào)cal還可改變各光源之間的相對(duì)位置以及各光 傳感器之間的相對(duì)位置。如此一來(lái)可大幅提升血氧濃度計(jì)的準(zhǔn)確度。
另一方面,緩沖器70、 71耦接運(yùn)算單元34,可用以穩(wěn)固承載待 測(cè)物40的兩側(cè)。在本實(shí)施例中,由于血氧濃度計(jì)為反射式的血氧濃 度計(jì),因此待測(cè)物40可配置在第一光學(xué)路徑的轉(zhuǎn)折點(diǎn)上。在其它實(shí) 施例中若血氧濃度計(jì)為穿透式的血氧濃度計(jì),待測(cè)物40也可配置在 第一光學(xué)路徑上。
承上述,緩沖器70、 71可依據(jù)校正信號(hào)cal決定各自的厚度或 高度,也可據(jù)以改變距離h或角度ct 。更詳細(xì)地說(shuō),在本實(shí)施例中, 緩沖器70、 71為可改變厚度的透明膠體,例如透明膠體中填充有液 體或空氣,緩沖器70、 71可依據(jù)校正信號(hào)cal改變緩沖器70、 71內(nèi) 含的液體或空氣的體積,進(jìn)而可改變緩沖器70、 71的厚度。在本實(shí) 施例中,緩沖器70、 71配置在感測(cè)區(qū)的外環(huán)側(cè),此作法的好處在于 可減少光線(校正光101與測(cè)量光102、 103)的衰減。但由于緩沖 器70、 71為透明材質(zhì),因此即便緩沖器70、 71覆蓋了整個(gè)感測(cè)區(qū), 一軀紐錢血艦產(chǎn)1太±^ ^11#—二mi^— 71并不僅限于透明膠體,在其它選擇實(shí)施例中,緩沖器70、 71也可 以是不透明的材質(zhì)、例如彈性體、橡膠或棉花…等。
熟悉本領(lǐng)域技術(shù)者應(yīng)當(dāng)知道當(dāng)使用者的手指頭(待測(cè)物40)按 壓在感測(cè)區(qū)時(shí),若使用者按壓太過(guò)用力,可能會(huì)造成手指頭變形,進(jìn) 而壓迫到手指頭的血管,如此一來(lái)可能會(huì)干擾到測(cè)量血氧濃度的準(zhǔn)確 性。因此本實(shí)施例設(shè)置了緩沖器70、 71可用以承載待測(cè)物40,如此
一來(lái)可減緩血管壓迫的情形發(fā)生,進(jìn)而提升血氧濃度計(jì)的準(zhǔn)確性。若緩沖器70、 71的厚度太大可能會(huì)大幅衰減光能量,若緩沖器70、 71 的厚度太小可能無(wú)法減緩血管壓迫的情形。因此透過(guò)校正信號(hào)cal可 使血氧濃度計(jì)自行調(diào)整緩沖器70、 71的最佳厚度。如此一來(lái)也可提
升血氧濃度計(jì)的準(zhǔn)確性。
請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D3,上述實(shí)施例中,光源模塊10雖以兩個(gè)測(cè)量光源
(12、 13)與一個(gè)校正光源11為例進(jìn)行說(shuō)明,但熟悉本領(lǐng)域技術(shù)者 也可依其需求自行改變測(cè)量光源與校正光源的數(shù)量。舉例來(lái)說(shuō),光源 模塊10也可包括一個(gè)或是三個(gè)以上的測(cè)量光源,此外光源模塊10也 可包括兩個(gè)以上的校正光源。
另外,上述實(shí)施例中,光感測(cè)模塊20雖以三個(gè)光傳感器(21 23)為例進(jìn)行說(shuō)明,其分別用以檢測(cè)不同頻率范圍的光。但在其它實(shí) 施例中光感測(cè)模塊20也可包括多個(gè)光傳感器,藉以檢測(cè)更多波長(zhǎng)范 圍的光,也或者可將多個(gè)光傳感器整合為一個(gè)光傳感器,藉以同時(shí)檢 測(cè)不同波長(zhǎng)范圍的光。
再者,上述實(shí)施例中,熟悉本領(lǐng)域技術(shù)者也可依其需求自行改變 血氧濃度計(jì)的架構(gòu)。舉例來(lái)說(shuō),上述實(shí)施例中光傳感器21 23是用 以將光信號(hào)轉(zhuǎn)為模擬的電信號(hào),但在其它實(shí)施例中,可用數(shù)字式的光 傳感器實(shí)施之,如此一來(lái)則無(wú)須使用模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器33。另外,也 可將濾波單元31、信號(hào)放大單元32 —并整合到數(shù)字式的光傳感器, 如此一來(lái)可節(jié)省芯片面積。
再舉一個(gè)例子,上述實(shí)施例中,濾波單元31雖配置在光傳感器 21、 22、 23與信號(hào)放大單元32之間。也就是說(shuō),上述實(shí)施例是先將
適鵬21、 22、 23 am號(hào)j^m隨;g^^m雌—^&_行一肚.
但熟悉本領(lǐng)域知識(shí)者應(yīng)當(dāng)知道,在其它實(shí)施例中,信號(hào)放大單元32 也可配置在光傳感器21、 22、 23與濾波單元31之間。也就是說(shuō),在 其它實(shí)施例中,可先對(duì)光傳感器21、 22、 23的信號(hào)進(jìn)行放大,接著 再對(duì)信號(hào)濾除噪聲。上述兩種作法各有利弊,熟悉本領(lǐng)域技術(shù)者可自 行決定采用的作法,本發(fā)明并不受限于此。
此外,值得一提的是,由于校正光101與測(cè)量光102、 103為不 同波長(zhǎng)范圍的光,因此血氧濃度計(jì)不但可以在測(cè)量之前透過(guò)校正光IOI進(jìn)行校正動(dòng)作,甚至可以在測(cè)量血氧濃度數(shù)據(jù)的同時(shí), 一并進(jìn)行
校正的動(dòng)作。換言之,校正光101與測(cè)量光102、 103為不同波長(zhǎng)范 圍的光,因此血氧濃度計(jì)在利用校正光101進(jìn)行校正的同時(shí),并不會(huì) 受到測(cè)量光的102、 103的干擾。
請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)Dl,上述實(shí)施例中,血氧濃度計(jì)雖以反射式的血氧濃 度計(jì)為例,但本發(fā)明并不以此為限。上述光學(xué)裝置及其校正方法也可 適用在穿透式的血氧濃度計(jì),例如圖5是依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的 另一種光學(xué)裝置(穿透式血氧濃度計(jì))的架構(gòu)圖。其中標(biāo)號(hào)與上述實(shí) 施例相同的組件可參照上述實(shí)施例的實(shí)施方式,在此不再贅述。
值得一提的是,雖然上述實(shí)施例中已經(jīng)對(duì)光學(xué)裝置及其校正方法 描繪出了一個(gè)可能的型態(tài),但所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者應(yīng)當(dāng)知 道,各廠商對(duì)于光學(xué)裝置及其校正方法的設(shè)計(jì)都不一樣,因此本發(fā)明 的應(yīng)用當(dāng)不限制于上述的血氧濃度計(jì)。換言之,只要是光學(xué)裝置依據(jù) 第一參數(shù)產(chǎn)生校正光。此外,并接收行經(jīng)第一光學(xué)路徑的校正光,藉 以產(chǎn)生第二參數(shù)。再者,依據(jù)第一參數(shù)與第二參數(shù)產(chǎn)生校正信號(hào),并 依據(jù)校正信號(hào)調(diào)整光學(xué)裝置。就已經(jīng)是符合了本發(fā)明的精神所在。以 下再舉幾個(gè)實(shí)施例以便本領(lǐng)域具有通常知識(shí)者能夠更進(jìn)一步的了解 本發(fā)明的精神,并實(shí)施本發(fā)明。
第二實(shí)施例
在本實(shí)施例中,光學(xué)裝置再以激光測(cè)距儀為例進(jìn)行說(shuō)明,圖6是 依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的一種光學(xué)裝置(激光測(cè)距儀)的架構(gòu)圖。 請(qǐng)參照?qǐng)D6,其中標(biāo)號(hào)與上述實(shí)施例相同的組件可參照上述的實(shí)施例, 在此則不再贅述。激光測(cè)距儀包括光源模塊10、光感測(cè)模塊20與校 正模塊30。激光測(cè)距儀可用來(lái)估測(cè)激光測(cè)距儀與物體41之間的距離 D。其原理如下,激光測(cè)距儀利用光源模塊IO產(chǎn)生測(cè)量光102,藉以 照射物體41,測(cè)量光102反射后由光感測(cè)模塊20接收。激光測(cè)距儀 可計(jì)算上述產(chǎn)生測(cè)量光102至接收測(cè)量光102的時(shí)間差,接著再利用 上述時(shí)間差乘上光速即可得到距離D。
熟悉本領(lǐng)域技術(shù)者應(yīng)當(dāng)知道光在不同介質(zhì)中,會(huì)產(chǎn)生不同的折 射,因此會(huì)導(dǎo)致距離D的估測(cè)有些許的誤差。因此,本實(shí)施例利用波長(zhǎng)不同于測(cè)量光102的校正光101,藉以校正激光測(cè)距儀,如此一來(lái)
可提升激光測(cè)距儀測(cè)量距離D的準(zhǔn)確度。
第三實(shí)施例
在本實(shí)施例中,光學(xué)裝置再以光信號(hào)收發(fā)器為例進(jìn)行說(shuō)明,圖7
是依照本發(fā)明的第三實(shí)施例的一種光學(xué)裝置(光信號(hào)收發(fā)器)的架構(gòu)
圖。請(qǐng)參照?qǐng)D7,其中標(biāo)號(hào)與上述實(shí)施例相同的組件可參照上述的實(shí) 施例,在此則不再贅述。光信號(hào)收發(fā)器包括光源模塊10、光感測(cè)模 塊20與校正模塊30。光信號(hào)收發(fā)器可用來(lái)傳遞光信號(hào)。更詳細(xì)地說(shuō), 可在發(fā)射端配置光源模塊10藉以產(chǎn)生光信號(hào)。另外,可在接收端配 置光感測(cè)模塊20,用以接收光信號(hào)。在本實(shí)施例中,光信號(hào)所行經(jīng) 的光學(xué)路徑可由光纖80來(lái)提供,此作法的好處在于可大幅降低光信 號(hào)的衰減。
熟悉本領(lǐng)域技術(shù)者應(yīng)當(dāng)知道即便光信號(hào)在光纖80中傳遞時(shí),光 信號(hào)仍然會(huì)受到許多外在環(huán)境因素千擾,例如光纖80彎曲角度太 大…等因素,進(jìn)而導(dǎo)致光感測(cè)模塊20接收到的光信號(hào)有失真的情形。 因此,本實(shí)施例利用波長(zhǎng)不同于光信號(hào)的校正光101,藉以校正光信 號(hào)收發(fā)器,如此一來(lái)可提升光信號(hào)收發(fā)器的信號(hào)可靠性。
上述實(shí)施例中,光學(xué)裝置雖以血氧濃度計(jì)、激光測(cè)距儀與光信號(hào) 收發(fā)器為例進(jìn)行說(shuō)明,但本發(fā)明并不以此為限。換言之,熟悉本領(lǐng)域 技術(shù)者可依照本發(fā)明的精神,將本發(fā)明所提供的光學(xué)裝置的校正技術(shù) 應(yīng)用于各種光學(xué)裝置,并不僅局限于上述實(shí)施例所提的三種光學(xué)裝 置。
綜上所述,本發(fā)明的光學(xué)裝置的校正方法,包括輸出光,此光經(jīng) 由介質(zhì)傳遞。另外,基于光受介質(zhì)的影響,調(diào)整光學(xué)裝置的組件所使 用的參數(shù)。因此可提升光學(xué)裝置的準(zhǔn)確度。
雖然本發(fā)明已以幾個(gè)實(shí)施例公開如上,然其并非用以限定本發(fā) 明,任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者,在不脫離本發(fā)明的精神和 范圍內(nèi),當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾,因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利 要求所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)裝置,其特征在于,包括一光源模塊,輸出一光,該光經(jīng)由一介質(zhì)傳遞,該光學(xué)裝置基于該光受該介質(zhì)的影響,調(diào)整該光學(xué)裝置的組件所使用的參數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置,其特征在于,該光源模塊還包括一測(cè)量光源,輸出一測(cè)量光,其中該測(cè)量光經(jīng)由該介質(zhì)傳遞至 一待測(cè)物,其中,該光學(xué)裝置基于該測(cè)量光經(jīng)由該介質(zhì)所產(chǎn)生的變異, 調(diào)整該光學(xué)裝置內(nèi)部組件所使用的參數(shù),以校正該光學(xué)裝置在使用該 測(cè)量光測(cè)量該待測(cè)物時(shí)的受該介質(zhì)影響所產(chǎn)生的變異。
3. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置,其特征在于,該光源模塊還包括一測(cè)量/校正光源,分時(shí)輸出一測(cè)量光以及一校正光,該測(cè)量 光經(jīng)由該介質(zhì)傳遞至一待測(cè)物,其中,該光學(xué)裝置基于該校正光經(jīng)由 該介質(zhì)所產(chǎn)生的變異,調(diào)整光學(xué)裝置內(nèi)部組件所使用的參數(shù),以校正 該光學(xué)裝置在使用該測(cè)量光測(cè)量該待測(cè)物時(shí)受該介質(zhì)影響所產(chǎn)生的 變異。
4. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置,其特征在于,該光源模塊還包括至少一測(cè)量光源,至少輸出一測(cè)量光,該測(cè)量光經(jīng)由該介質(zhì)傳 遞至一待測(cè)物;以及至少一校正光源,輸出一校正光,其中該光學(xué)裝置基于該校正 光經(jīng)由該介質(zhì)所產(chǎn)生的變異,調(diào)整光學(xué)裝置內(nèi)部組件所使用的參數(shù), 以校正該光學(xué)裝置在使用該測(cè)量光測(cè)量該待測(cè)物時(shí)受該介質(zhì)影響所 產(chǎn)生的變異。
5. 如權(quán)利要求4所述的光學(xué)裝置,其特征在于,還包括 一光感測(cè)模塊,包括至少一光傳感器,該光傳感器感測(cè)該測(cè)量光以及該校正光,以分別得到一測(cè)量信號(hào)以及一校正信號(hào)。
6. 如權(quán)利要求5所述的光學(xué)裝置,其特征在于,還包括一校正模塊,根據(jù)該校正信號(hào)校正該測(cè)量信號(hào)。
7. 如權(quán)利要求6所述的光學(xué)裝置,其特征在于,該校正模塊還包括一濾波單元,用以對(duì)該測(cè)量信號(hào)以及該校正信號(hào)進(jìn)行一濾波動(dòng) 作后輸出;一信號(hào)放大單元,將該濾波單元所輸出的信號(hào)放大后輸出; 一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換單元,模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換由該信號(hào)放大單元所輸 出的信號(hào)后輸出;一光源驅(qū)動(dòng)單元,用以驅(qū)動(dòng)該測(cè)量光源以及該校正光源; 一査窗體元,提供一査表數(shù)據(jù); 一數(shù)據(jù)庫(kù),可存取一使用者信息;以及一運(yùn)算單元,根據(jù)該查表數(shù)據(jù)以及該使用者信息,對(duì)由該模擬 數(shù)字轉(zhuǎn)換單元所輸出的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算,以調(diào)整該濾波單元、該信號(hào)放 大單元、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換單元,以及該光源驅(qū)動(dòng)單元所使用的參數(shù)。
8. 如權(quán)利要求5所述的光學(xué)裝置,其特征在于,該校正模塊,包括一緩沖模塊,用于承載該待測(cè)物,其中根據(jù)該測(cè)量信號(hào)以及該 校正信號(hào),決定該緩沖模塊的高度、該測(cè)量光源與該光傳感器的距離, 以及該測(cè)量光與該校正光射出的角度。
9. 如權(quán)利要求8所述的光學(xué)裝置,其特征在于,該緩沖模塊包括 兩緩沖器,該些緩沖器設(shè)置于可穩(wěn)固承載該待測(cè)物的兩側(cè)。
10. 如權(quán)利要求8所述的光學(xué)裝置,其特征在于,該緩沖器包括 膠體或彈性體。
11. 如權(quán)利要求5所述的光學(xué)裝置,其特征在于,該光源模塊為 兩測(cè)量光源搭配一校正光源,該光感測(cè)模塊則具有三光傳感器。
12. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置,其特征在于,該光的波長(zhǎng)介 于300nm 600醒之間。
13. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置,其特征在于,該介質(zhì)包括一 空氣與一皮膚組織。
14. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)裝置,其特征在于,該介質(zhì)包括一光纖。
15. —種光學(xué)裝置的校正方法,其特征在于,包括 輸出一光,該光經(jīng)由一介質(zhì)傳遞;以及基于該光受該介質(zhì)的影響,調(diào)整該光學(xué)裝置的組件所使用的參數(shù)。
16. 如權(quán)利要求15所述的光學(xué)裝置的校正方法,其特征在于,輸出該光,該光經(jīng)由該介質(zhì)傳遞的步驟還包括輸出一測(cè)量光以及一校正光,該測(cè)量光經(jīng)由該介質(zhì)傳遞至一待測(cè)物。
17. 如權(quán)利要求16所述的光學(xué)裝置的校正方法,其特征在于,基于該光受該介質(zhì)的影響,調(diào)整該光學(xué)裝置的組件所使用的參數(shù)的步驟還包括基于該校正光經(jīng)由該介質(zhì)所產(chǎn)生的變異,調(diào)整光學(xué)裝置內(nèi)部 組件所使用的參數(shù),以校正該光學(xué)裝置在使用該測(cè)量光測(cè)量該待測(cè)物 時(shí)受該介質(zhì)影響所產(chǎn)生的變異。
全文摘要
一種光學(xué)裝置及其校正方法。光學(xué)裝置包括光源模塊、光感測(cè)模塊與校正模塊。光源模塊可依據(jù)第一參數(shù)產(chǎn)生校正光。光感測(cè)模塊接收行經(jīng)光學(xué)路徑的校正光,藉以產(chǎn)生第二參數(shù)。校正模塊耦接光源模塊與光感測(cè)模塊,可依據(jù)第一參數(shù)與第二參數(shù)產(chǎn)生校正信號(hào),并依據(jù)校正信號(hào)調(diào)整光學(xué)裝置。如此一來(lái)可提升光學(xué)裝置的準(zhǔn)確度。
文檔編號(hào)A61B5/145GK101554328SQ20081009098
公開日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2008年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月8日
發(fā)明者包又菘, 李揚(yáng)漢 申請(qǐng)人:碩頡科技股份有限公司