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一種便攜式光學皮脂測量裝置.pdf

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一種 便攜式 光學 皮脂 測量 裝置
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摘要
申請專利號:

CN201220018735.3

申請日:

20120116

公開號:

CN202505356U

公開日:

20121031

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A61B5/107 主分類號: A61B5/107
申請人: 北京工業大學
發明人: 郝冬梅,楊則強,楊益民,張松,楊琳
地址: 100124 北京市朝陽區平樂園100號
優先權: CN201220018735U
專利代理機構: 北京思海天達知識產權代理有限公司 代理人: 魏聿珠
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201220018735.3

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

一種便攜式光學皮脂測量裝置,屬于人體信息測量領域,其包括有一個測量面板,面板上固定有發光源、光接收元件I和光接收元件II,距離光接收元件II10mm~40mm布置有發光源,并且距離光接收元件I1mm~10mm布置有發光源。在面板上還設置有壓力測量部,壓力測量部的輸出信號端連接至計算部。與光接收元件組相連的控制部連接到計算部,計算部的輸出端口連接有顯示部;計算部的輸入端口連接有輸入部。與計算部連接有存儲部。本實用新型尺寸小,抗干擾能力強,不僅能簡單方便地測量人體腹部、背部等面積較大部位的皮下脂肪厚度,也能測量面積小的部位,如:手臂、腿部等等,讓測量操作更簡單,適用部位更廣。

權利要求書

1.一種皮脂厚度測量裝置,其特征在于:其包括有一個測量面板,面板上固定有發光源、光接收元件I和光接收元件II,距離光接收元件II10mm~40mm布置有發光源,并且距離光接收元件I1mm~10mm布置有發光源;在面板上還設置有用來測量操作時給人體皮膚施加壓力的大小的壓力測量部,壓力測量部的輸出信號端連接至計算部;與光接收元件組相連的控制部連接到計算部,計算部的輸出端口連接有用于顯示測量結果的顯示部;計算部的輸入端口連接有用于在測量前輸入人體相關參數的輸入部;與計算部連接有存儲部,用于存儲射光量、壓力值與皮下脂肪厚度信息之間的關系以及測量結果。2.根據權利要求1所述的一種皮脂厚度測量裝置,其特征在于:所述的距離光接收元件II10mm~40mm的發光源的光中心波長為700nm~1100nm,與離光接收元件II距離相等的發光源構成一組發光源,所述發光源共有2~8組,與光接收元件II距離遠的光源組中光源器件的數量比近距離的光源數量多。3.根據權利要求1所述的一種皮脂厚度測量裝置,其特征在于:所述的距離光接收元件I1mm~10mm范圍里布置的用于校正皮膚顏色差異對測量的影響發光源的光中心波長為400nm~700nm。4.根據權利要求1所述的一種皮脂厚度測量裝置,其特征在于:所述的預先求得的光輸入量和皮下脂肪厚度的關系函數為皮下脂肪厚度與光接收元件接收到的各組光源的光信號和壓力信號的關系。5.根據權利要求2所述的一種皮脂厚度測量裝置,其特征在于:所述發光源的優選組數為4組。?

說明書

技術領域

本實用新型涉及能夠對人體皮下脂肪厚度進行光學式測量的便攜式光學式皮脂測量裝置,屬于人體信息測量領域。

背景技術

日本特開2000-155091號公報已提出了一種光學式皮下脂肪厚度測量裝置,它通過從光源往生物體表面照射光,用受光部接收從生物體內經傳播以后反射的光,由此進行測量皮下脂肪厚度。該裝置能不受皮膚顏色差異等的影響而高精度地測量皮下脂肪厚度。該裝置至少具有一個發光元件和多個受光元件,透過皮下脂肪而由受光元件接收的光量和已有的受光量與皮下脂肪厚度的關系推斷出皮下脂肪厚度。該裝置還通過使用最接近發光元件的受光元件的受光量來修正由皮膚顏色差異對測量結果造成的影響。

日本特開2003-310575號公報提出一種光學式皮下脂肪厚度測量裝置,具有:光源部,向生物體照射光線;受光部,接收從生物體內經傳播以后反射的光;成型部,使生物體表面成形為規定形狀;壓力檢測部,檢測出成型部施加到生物體表面上的壓力已達到設定的情況。通過從多個一次回歸直線中選擇與施加到生物體上的壓力相應的一次回歸直線來高精度地測量皮下脂肪厚度。

CN101797157號專利提出一種光學式皮下測量裝置,具有:向生物體表面照射光的光照射部,接收由生物體內部傳播后射出的光的受光部;保存各種預測用函數的數據庫部;推斷皮下脂肪厚度值的控制部;用于指示控制部開始測量的輸入部,以及向被測者報告測量結果的報告部。該裝置在1個輸入部操作下能測量生物體不同部位的皮下脂肪厚度,通過使用非線性函數來測量皮下脂肪厚度。

然而,作為現有的光學式皮下脂肪厚度測量裝置,雖然在1個輸入部的操作下能測量生物體不同部位的皮下脂肪厚度,但是其發光元件與接收需要較大距離(如CN101797157號專利的120mm直徑面板),測量面板尺寸太大,而且對于瘦人的一些部位(如:上臂、大腿)而言,只能縱向進行測量不能橫向(見附圖4),因為成型部無法在皮膚表面壓出一個合適的測量面。而且大尺寸也不利于單手握持操作,測量某些部位時需要其他人幫忙進行測量造成操作不便。不但測量不方便,在縱向距離達到一定程度時,手臂、大腿等部位的脂肪薄厚的差異可能比較大,這不但不利于測量也不利于提高測量的準確性。

此外,在消除外界光干擾方面,單純通過將測量部位凸起或者通過設置壓力閾值讓測量界面與生物體表面很好地接觸并不能完全消除,因為外界光可能通過在其他地方入射并通過脂肪散射而到達光接收部造成干擾。

實用新型內容

本實用新型著眼于這種現有技術中所存在的問題,提出了一種抗干擾能力強,測量簡單方便的便攜式光學皮脂測量裝置。

為解決所述課題,本實用新型提出一種皮脂厚度測量裝置,其包括有一個測量面板,面板上固定有發光源、光接收元件I和光接收元件II,距離光接收元件II10mm~40mm布置有發光源,并且距離光接收元件I1mm~10mm布置有發光源。在面板上還設置有用來測量操作時給人體皮膚施加壓力的大小的壓力測量部,壓力測量部的輸出信號端連接至計算部。與光接收元件組相連的控制部連接到計算部,計算部的輸出端口連接有用于顯示測量結果的顯示部;計算部的輸入端口連接有用于在測量前輸入人體相關參數的輸入部。與計算部連接有存儲部,用于存儲射光量、壓力值與皮下脂肪厚度信息之間的關系以及測量結果。

所述的距離光接收元件II10mm~40mm的發光源的光中心波長為700nm~1100nm與離光接收元件II距離相等的發光源構成一組發光源,所述發光源共有2~8組,其優選為4組,與光接收元件II距離遠的光源組中光源器件的數量比近距離的光源數量多。

所述的距離光接收元件I1mm~10mm范圍里布置的用于校正皮膚顏色差異對測量的影響發光源的光中心波長為400nm~700nm。

所述的預先求得的光輸入量和皮下脂肪厚度的關系函數為皮下脂肪厚度與光接收元件接收到的各組光源的光信號和壓力信號的關系。

所述的壓力測量部為壓電式壓力傳感器。

與現有技術相比,本實用新型有如下優點:尺寸小,抗干擾能力強,不僅能簡單方便地測量人體腹部、背部等面積較大部位的皮下脂肪厚度,也能測量面積小的部位,如:手臂、腿部等等,讓測量操作更簡單,適用部位更廣。

附圖說明

圖1是本實用新型實施形態的光學式皮脂厚度測量裝置的結構圖。

圖2是本實用新型實施形態測量面的俯視圖。

圖3是本實用新型實施形態操作顯示面的俯視圖。

圖4是已有大尺寸在測量手臂或者大腿等部位時的問題示意圖。

圖中:

1、皮膚,2、脂肪層,3、肌肉層,4、控制部,5、計算部,6、顯示部,7、輸入部,8、存儲部,9、壓力測量部,10、發光元件I,11、發光元件II,12、發光元件III,13、發光元件IV,14、發光元件V,15、光接收元件I,16、光接收元件II,17、光路I,18、光路II,19、光路III,20、光路IV,21、光路V,22、測量面板,23、操作按鍵,24、指示燈,25、顯示操作面板,26、顯示屏。

具體實施方式

以下參考圖1-圖3說明本實用新型的一個實施形態。

本實用新型是具有下述部件的皮脂厚度測量裝置。如圖1和圖2所示,所述裝置具有兩種不同中心波長的照射被測人體部位的發光部包括:發光元件I10、發光元件II11、發光元件III12、發光元件IV13、發光元件V14,分別接收由所述兩種發光部向人體照射并經所述人體表面射出的光的光接收元件I15、光接收元件II16,對所述人體表面施壓進行測量時收集所施壓力大小的壓力測量部9,控制所述發光部按要求進行發光的控制部4,輸入人體的基本信息的輸入部7,將光接收部接收到的信號進行計算并得出皮下脂肪厚度信息的計算部5,將所述計算部計算的結果進行顯示的顯示部6。

這里,與人體體表接觸的測量面材料理論上應選擇對光的發射率為0的材料為最優。

本實施形態的測量面22的面積為40mm*30mm。

第一類發光元件與光接收元件的距離為:15mm~30mm,等間距分布,在距離光接收元件II1615mm和20mm有發光元件IV13和發光元件III12,距離25mm處有2個發光元件II11,距離30mm處有3個發光元件I10。

發光元件I10、發光元件II11、發光元件III12、發光元件IV13采用中心波長為700nm~1100nm的發光二級管。

光接收元件II16采用中心波長為700nm~1100nm的光電二級管。

發光元件V14與光接收元件I15的距離為1~10mm。

發光元件V14采用中心波長400nm~700nm的發光二級管。

光接收元件I15采用中心波長為400nm~700nm的光電二級管。

壓力測量部9采用壓電式壓力傳感器

測量界面是一個活動面,在施加壓力的情況下可以往里發生位移,測量界面里面與壓力測量部9進行連接,以感應測量時所施加的壓力的大小。

如圖3所示,裝置的操作顯示界面上有紅綠兩個指示燈24,用于指示裝置的電池電量和裝置的開關狀態,一個LCD顯示屏26用于向操作者顯示測量結果。3個操作按鍵23用于輸入人體信息和啟動測量。

測量時,先通過輸入按鍵輸入個人的基本信息,然后將裝置測量面置于待測部位,按測量鍵進行測量。測量開始裝置會發出提示聲音,測量結束時也會發出提示聲音。然后將結果顯示在顯示屏上。

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