[发明专利]用于检测生物特性的光发射器及传感器

说明书

本发明涉及一种生物传感器装置，其包含用于通过例如手指的身体部位触摸的表面。例如LED阵列的光源通过所述表面发射光以便于由所述身体部位反射及部分吸收。光电检测器阵列检测由所述身体部位反射回的光并产生对应于所述光反射的图像的信号，所述图像对应于所述身体部位中的光吸收图案。所述光吸收图案可与指纹、血管图案、所述血管内的血液移动或其它生物特征相关。处理器接收来自所述光电检测器的所述信号并分析所述信号以确定所述身体部位的特性。所述特性可用于通过将所述检测特性与存储特性进行比较来认证所述生物传感器装置的用户。

相关申请案的交叉参考

本申请案基于并主张由杰罗姆·钱德拉·巴特(Jerome Chandra Bhat)及理查德·伊恩·奥尔森(Richard Ian Olsen)于2016年5月23日申请的序列号为62/340,218的美国临时专利申请案的优先权，所述申请案转让给本受让人并以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及生物特性(例如血流、血液成分、指纹、血管图案等)的感测，且特别来说涉及使用光及光电检测器来感测此类特性。

背景技术

已知将特定波长(例如，红色或IR)的光施加到人身体部位(例如，手指)并测量通过身体部位透射的光可用于检测血流(例如，脉搏)、血液中的成分(例如血红蛋白)、脂肪及其它特性。一般来说，光吸收与特定特性相关。

然而，此类系统通常限于仅执行单一功能的医疗装置。此外，由于光吸收的测量是通过身体部位，所以必须特别地使装置环绕被测试的特定身体部位，例如手指。

所需要的是更灵活及紧凑的生物传感器，其可用于各种功能并且可用于医疗以及非医疗目的，例如认证。针对用户认证，生物传感器应能够容易地集成到现有消费型产品中。

发明内容

描述一种集成且紧凑的光发射器及传感器装置，其可用于检测使用所述装置的人的生物特性。所述特性可用于医疗/诊断目的以及人的认证。举例来说，所述装置可安装在智能电话或计算机中以认证用户。

在一个实施例中，由多波长光源(例如LED或经滤光白光)形成的高分辨率像素在应用于皮肤时提供穿透身体部位(例如手指)的光。光电检测器阵列集成在光发射器中，并检测从身体部位反射回的光的量值，其中反射回的光的量值受到身体部位对光的吸收的影响。光电检测器阵列可产生光吸收的高分辨率图像。可控制像素(例如，波长)以瞄准某些生物特性，并且装置的分辨率可为高以检测详细特性，例如指纹及血管图案。甚至可捕获视频图像。光学器件可用于仅在进入皮肤的某一深度处检测吸收。装置中的处理器可经编程以分析来自光电检测器的信号并产生结果，例如用户的认证。

所述装置可为紧凑的且价格低廉，从而允许其用于便携式装置中用于认证或用于分析用户的生物特性。

描述此类装置的各种其它设计及用途。

附图说明

图1是高分辨率光发射器的俯视图，其可在选定区域中发射选定波长的光，其中所述装置还包含在每一多波长像素区域内的光电检测器阵列，以感测来自接触发光表面的人的身体部位的光吸收。

图2是图1的装置的横截面图，其展示放置在发光表面上的人的手指，用于检测指纹、血流、血液中的血红蛋白或用于认证或医学诊断的其它特性。

图3说明光波长与血液中血红蛋白及氧合血红蛋白吸收的相关性，其可由图1及2的装置中的处理器使用以确定人的血液中此类成分的浓度。

图4是包含光源及用于检测生物特性的光传感器的装置的另一实施例的横截面图，其中光被注入透明或半透明光导的边缘部分并从光导的前表面发射，且其中光电二极管阵列定位于光导后面，用于检测由人的身体的光吸收的图像。