[发明专利]拉曼传感器和用于估计生物成分的设备

说明书

公开了一种拉曼传感器和用于估计生物成分的设备。所述拉曼传感器包括：光源组件，具有多个光源，所述多个光源被配置为：向皮肤的多个皮肤点发射光，所述多个皮肤点中的每个皮肤点具有距皮肤的光收集区域的预定分离距离，拉曼散射光从皮肤的光收集区域被收集；光收集器，被配置为从皮肤的光收集区域收集拉曼散射光；以及检测器，被配置为检测收集的拉曼散射光。

本申请基于并要求于2019年12月13日提交到韩国知识产权局的第10-2019-0166984号韩国专利申请的优先权，所述韩国专利申请的公开通过引用全部包含于此。

技术领域

下面的描述涉及用于测量来自皮肤的拉曼(Raman)散射光的紧凑型拉曼传感器，或用于测量由于浊度而具有高光散射的光的紧凑型拉曼传感器，以及用于使用拉曼传感器估计生物成分的技术。

背景技术

拉曼光谱分析是用于有机化学品(诸如，粉末或液体药物)的定性和定量分析的通用方法。最近，拉曼光谱已应用于包括活生物体的测量的更宽范围的样本。基于光谱分析技术(诸如，拉曼光谱分析)的非侵入性生物特征识别(biometric)传感器可非侵入性地测量样本(诸如，皮肤成分或血液成分)的物理性质，从而提高用户便利性。然而，当使用拉曼光谱分析的非侵入性的生物特征识别传感器用于人体时，根据用于在人体上安全使用激光的国家标准或国际标准，激光功率密度通常被限制在可允许的水平。这样的标准的代表性示例是如由ANSI Z136.1–2014所定义的最大允许照射量(Maximum Permissible Exposure)。通常使用的拉曼光谱仪是以显微镜的形式，并且使用通过利用具有高放大倍率的物镜被会聚的几十毫瓦(mWs)或更多的总激光功率，使得激光功率水平超过ANSI Z136.1–2014标准中建立的最大允许照射量极限。此外，通常的拉曼光谱仪具有大的形状因子，因此，具有低水平的便携性。因此，已经进行了对用于皮肤分析的紧凑型拉曼传感器的研究，该紧凑型拉曼传感器即使在满足最大允许照射量极限的情况下也提供与大的传感器相比类似的性能，并且可更方便地使用。

发明内容

附加方面将在下面的描述中部分地阐述，部分根据该描述将是清楚的，或者可通过所呈现的实施例的实践来获知。

根据示例实施例的一个方面，一种拉曼传感器可包括：光源组件，具有多个光源，所述多个光源被配置为：向皮肤的多个皮肤点发射光，所述多个皮肤点中的每个皮肤点具有距从其收集拉曼散射光的皮肤的光收集区域的预定分离距离；光收集器，被配置为从皮肤的光收集区域收集拉曼散射光；以及检测器，被配置为检测收集的拉曼散射光。

光源组件可被配置为：调节所述多个光源中的每个光源的光强度以在最大允许照射量极限内发射光。

预定分离距离可具有大于皮肤的采样体积的值。

采样体积的中心可位于光收集器的中心处。

预定分离距离可指示从其收集拉曼散射光的皮肤的光收集区域的中心与光入射到的皮肤点之间的距离。

所述多个光源可以以线性形状、圆形形状和多边形形状中的至少一种形状布置在光收集器的外周上。

光源组件可包括：反射表面，反射表面用于将由所述多个光源发射的光朝向所述多个皮肤点反射。

反射表面可包括：第一反射表面，第一反射表面用于在预定方向上反射由所述多个光源发射的光；以及第二反射表面，第二反射表面用于将由第一反射表面反射的光朝向所述多个皮肤点反射。

预定方向可以是朝向光收集器的中心的方向。

第一反射表面和第二反射表面形成为同心环。

预定分离距离被配置为：通过第二反射表面的反射角度来调节。