專利名稱：發光裝置及血氧飽和度測量儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及生物信號測量領域，尤其涉及一種發光裝置及血氧飽和度測量儀。
背景技術：
血氧飽和度，即人體動脈血中氧合血紅蛋白占血紅蛋白總量的百分比，是反映人體組織氧供應狀況的重要生理參數。在血氧飽和度測量初期通常是采用有創測量方式測量，即采用抽取人體動脈血液，送到血氣分析儀進行電化學分析，測出氧分壓后再計算血氧飽和度。但由于有創測量方法具有增加病人痛苦、創傷及感染幾率，很快便被無創血氧飽和度測量技術給替代了。該無創血氧飽和度測量技術是基于含氧血紅蛋白和還原血紅蛋白對紅光和紅外光區有獨特的的吸收光譜來測量人體血氧飽和度的。 圖I是現有技術中無創血氧飽和度測量探頭的結構示意圖。該測量探頭包括殼體
I、紅外發光二極管2、紅光發光二極管3、光電傳感器4、發光驅動電路、光檢測電路和處理器，該殼體I用于固定紅外發光二極管2、紅光發光二極管3和光電傳感器4,同時用于形成一個在手指5伸入殼體I時的密封空間。當然，發光驅動電路、光檢測電路以及處理器也可以固定于殼體上。在測量時，紅外發光二極管2和紅光發光二級管3在發光驅動電路的驅動下交替發光，紅光和紅外光分別穿透手指5到達光電傳感器4，光電傳感器4將紅光和紅外光信號分別轉換成電信號并將該電信號傳輸給光電檢測電路，該光電檢測電路對該電信號進行濾波、放大等處理后將其傳輸給處理器，處理器接收到該處理后的電信號進行運算處理，得到血氧飽和度。圖2是現有技術紅光發光二極管3和紅外光發光二極管2的電路連接示意圖。該紅光發光二極管3和紅外發光二極管2是并聯結構，紅光發光二極管3的正極與紅外發光二極管2的負極相連接，紅光發光二極管3的負極與紅外發光二極管2的正極相連接。發光驅動電路由紅光驅動電路和紅外光驅動電路組成，該紅光驅動電路和紅外驅動電路分別連接A、B處，通過時序控制該紅光發光二極管3和紅外發光二極管2交替發光。

實用新型內容本實用新型為了解決現有技術中交替發光驅動電路結構復雜、成本較高的技術問題，提供一種血氧飽和度測量儀的發光裝置及血氧飽和度測量儀。本實用新型的血氧飽和度測量儀的發光裝置具體方案如下一種血氧飽和度測量儀的發光裝置，包括發光組件，該發光組件包括發射出不同波長的第一發光器件和第二發光器件，其中，還包括用于給該第一發光器件和第二發光器件提供電源的恒流源和用于選通該第一發光器件或第二發光器件的多選一開關器件，該恒流源、發光組件和多選一開關器件間相互連接。進一步優選，該第一發光器件負向端與該第二發光器件負向端連接構成發光組件的負向端，該發光組件的負向端與該恒流源中的地連接，該多選一開關器件分別與該第一發光器件正向端與該第二發光器件正向端連接，該恒流源與多選一開關器件連接。進一步優選，該恒流源包括第一電源和第一開關管、第一運算放大器和第一電阻，該第一電源分別與該多選一開關器件和第一運算放大器的電源端連接，該第一開關管的一端通過該第一電阻接該恒流源中的地，該第一開關管的另一端與該發光組件的負向端相連接，該第一開關管的控制端與該第一運算放大器的輸出端相連接，該第一運算放大器的第一輸入端連接于該第一開關管與該第一電阻的連接端，該第一運算放大器的第二輸入端用于連接控制信號。進一步優選，還包括第二電阻、第三電阻和第一電容，該第二電阻連接于該第一開關管的控制端與該第一運算放大器的輸出端之間，該第三電阻連接于該第一運算放大器的第一輸入端與該第一電阻之間，該第一電容的一端與該第一運算放大器的輸出端連接，該第一電容的另一端與該第一運算放大器的第一輸入端連接。 本發明另一提供的血氧飽和度測量儀，包括發光組件，該發光組件包括發射出不同波長的第一發光器件和第二發光器件；用于接收帶有被測組織血氧飽和度信息的光信號并轉換為電信號的光敏元件；用于對該電信號進行放大的差分放大電路；用于將該放大后的電信號轉換為數字信號的A/D轉換器；用于控制及接收數字信號并計算血氧飽和度的信息處理模塊；其中，還包括分別與信息處理模塊連接的用于給該第一發光器件和第二發光器件提供電源的恒流源和用于選通該第一發光器件或第二發光器件的多選一開關器件，該恒流源、發光組件和多選一開關器件間相互連接。進一步優選，該A/D轉換器為高于或等于24位A/D轉換器。進一步優選，該差分放大電路包括第二運算放大器和第三運算放大器，該第二運算放大器與該第三運算放大器的電源端同時連接第一電源。進一步優選，該第一發光器件負向端與該第二發光器件負向端連接構成發光組件的負向端，該發光組件的負向端與該恒流源中的地連接，該多選一開關器件還分別與該第一發光器件正向端與該第二發光器件正向端連接，該恒流源與多選一開關器件連接。進一步優選，該恒流源包括第一電源和第一開關管、第一運算放大器和第一電阻，該第一電源分別與該多選一開關器件和第一運算放大器的電源端連接，該第一開關管的一端通過該第一電阻接該恒流源中的地，該第一開關管的另一端與該發光組件的負向端相連接，該第一開關管的控制端與該第一運算放大器的輸出端相連接，該第一運算放大器的第一輸入端連接于該第一開關管與該第一電阻的連接端，該第一運算放大器的第二輸入端與該信息處理模塊連接用于接受該信息處理模塊控制調節該恒流源的電流大小。進一步優選，還包括第二電阻、第三電阻和第一電容，該第二電阻連接于該第一開關管的控制端與該第一運算放大器的輸出端之間，該第三電阻連接于該第一運算放大器的第一輸入端與該第一電阻之間，該第一電容的一端與該第一運算放大器的輸出端連接，該第一電容的另一端與該第一運算放大器的第一輸入端連接。有益效果本實用新型的血氧飽和度測量儀的發光裝置及血氧飽和度測量儀采用多選一開關電路替代現有技術中復雜的驅動電路，簡化了控制時序，同時電路元器件成本也得到了大幅降低。
圖I是現有技術中血氧飽和度測量儀的結構示意圖；圖2是現有技術中血氧飽和度測量儀的發光組件結構示意圖；圖3是本實用新型實施例的血氧飽和度測量儀的結構示意圖；圖4是本實用新型實施例的血氧飽和度測量儀的部分電路示意圖；圖5是本實用新型實施例的光敏元件示意圖；圖6是本實用新型實施例的發光裝置結構示意圖。
具體實施方式為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。本實用新型的核心思想是采用多選一開關電路替代現有技術中復雜的驅動電路，簡化了控制時序，同時電路元器件成本也得到了大幅降低。本實用新型優選實施例的血氧飽和度測量儀，還選用24位以上(含24位)A/D轉換器進行過采樣，那么濾波處理就可以交給數字濾波器進行處理，因此，本實用新型實施例就可以減少模擬濾波器件的使用，進一步降低了成本。圖3是本實用新型實施例的血氧飽和度測量儀的結構示意圖。參照圖3，本實用新型實施例的血氧飽和度測量儀，包括信息處理模塊100、發光裝置200、光敏元件300、差分放大電路400和A/D轉換器500。該信息處理模塊100用于控制發光裝置的發光強度和發光順序，以及進行運算處理計算血氧飽和度。該信息處理模塊100通過控制輸入到發光裝置200中第一運算放大器220第二端(在圖6中示出)的電壓大小控制發光強度。該信息處理模塊100通過簡單時序控制發光裝置200中的多選一開關290 (在圖6中示出)進行選擇導通第一發光器件281 (在圖6中示出)或者第二發光器件282 (在圖6中示出)，實現發光交替進行，只需要一個時序信號控制。該信息處理模塊100可以為單片機，也可為MCU等具有運算、控制及處理功能的其他器件或模塊。該光敏元件300用于接收帶有被測組織血氧飽和度信息的光信號并轉換為電信號，本實施例中的光敏兀件300為光電二極管300,如圖5所不,該光電二極管300的兩端連接差分放大電路400的兩個輸入端。圖4是本實用新型實施例的血氧飽和度測量儀的部分電路示意圖，參照圖4，本實施例的差分放大電路400包括第二運算放大器410和第三運算放大器420，所述第二運算放大器410與所述第三運算放大器420的電源端同時連接第一電源，這種連接方式，可以省略第二運算放大器410和所述第三運算放大器420中的一個電源，降低了成本及電路復雜度。該第二運算放大器410的第一端412和該第三運算放大器420的第二端421為該差分放大電路400的兩個輸入端，該第二運算放大器410的第二端411和該第三運算放大器420的第一端422相連接。該第二運算放大器410和該第三運算放大器420的輸出端與24位A/D轉換器500連接。更優的實施例，為了確保放大波形不失真，該差分放大電路400還包括第四電阻430、第五電阻450和第二電容440。該第五電阻450和第二電容440相互并聯組成濾波電路，該并聯組成的濾波電路一端接地，另一端與第四電阻430的一端連接形成聯合端。該第四電阻430另一端與電源相連接，該電源優選為第一電源。該聯合端與該第二運算放大器410的第二端411和該第三運算放大器420的第一端422連接處相連接。本實施例優選該A/D轉換器500為24位A/D轉換器500，采用24位A/D轉換器500可以進行過采樣，可以將非常微小的信號進行轉換，從而不會造成信息丟失，因此，濾波處理就可以交給數字濾波器進行處理，可以減少現有技術中模擬濾波器的使用，在某些時候還可以減少一些放大電路的使用，大大降低了本實施例的硬件電路成本。當然本實施例也可以選用比24位更高的A/D轉換器，取得更好的效果。圖6是本實用新型實施例的發光裝置結構示意圖。參照圖6，該發光裝置200包括發光組件280、多選一開關器件290和恒流源。該恒流源、發光組件280和多選一開關器件290間相互連接。 該恒流源包括第一電源和第一開關管260、第一運算放大器220和第一電阻250。該第一開關管260的一端通過所述第一電阻250接該恒流源中的地即地210’，該第一開關管260的另一端與該發光組件280的負向端相連接，該第一開關管260的控制端與該第一運算放大器220的輸出端相連接。該第一運算放大器220的電源端與第一電源連接，該第一運算放大器220的接地端與地220’連接。該220’與地210’可以為相同的地，也可以為不同的地，例如一個為虛地，一個實地，本實施例優選該地220’與地210’為相同的地，簡化電路及提供安全保障。該第一運算放大器220的第一輸入端連接于該第一開關管260與該第一電阻250的連接端,該第一運算放大器220的第二輸入端用于連接控制信號,該第一運算放大器220的第二輸入端通過第六電阻210與信息處理模塊100相連接，接收信息處理模塊100的控制調節電流大小。該第一電源優選為5V的恒壓源。該第一開關管260可以為三極管、mos管、可控硅等開關器件，本實施例優選該第一開關管260為三極管。該恒流源還包括第二電阻270、第三電阻240和第一電容230，所述第二電阻270連接于所述第一開關管260的控制端與所述第一運算放大器220的輸出端之間，所述第三電阻240連接于所述第一運算放大器220的第一輸入端與所述第一電阻250之間，所述第一電容230的一端與所述第一運算放大器220的輸出端連接，所述第一電容230的另一端與所述第一運算放大器220的第一輸入端連接。該第二電阻270、該第三電阻240和第一電容230構成負反饋同時又可以濾波，起到調節和濾波雙重作用。該恒流源的工作原理如下在該信息處理模塊100輸出信號給該第一運算放大器220,則該第一運算放大器220輸出高電平狀態,此時該三極管260處于導通狀態，根據運算放大器的反饋原理可以知道，該第一電阻250上的電壓等于第一運算放大器220第二輸入端的電壓，因此，通過控制第一放大器220第二輸入端的電壓就可以控制第一電阻250上的電壓，也就可以控制通過第一電阻250上的電流，而通過第一電阻250上的電流也就是通過發光組件的電流，從而達到恒流目的。該發光組件280，包括發射出不同波長的第一發光器件281和第二發光器件282 ；該第一發光器件281優選為紅光發光二極管，該第二發光器件282優選為紅外光發光二極管。當然，該第一發光器件281和第二發光器件282也可以為其他波長的發光器件。該第一發光器件281和第二發光器件282應該與光敏兀件300相對應設置,保證該第一發光器件281和第二發光器件282發出的光經過被測組織處理后能夠被光敏元件吸收。被測組織處理可以為反射處理，也可以為透射處理。本實施例優選該第一發光器件281負向端與所述第二發光器件282負向端連接構成發光組件280的負向端，所述發光組件280的負向端通過第一開關管260和第一電阻250與該恒流源中的地即地210’連接。該多選一開關器件290用于選通所述第一發光器件281或者第二發光器件282，該多選一開關器件290優選為具有控制端、輸入端和若干輸出端，通過控制端接收信息處理模塊的控制信息(發光時序)，控制該第一發光器件281或該第二發光器件282的亮滅。本實施例優選該多選一開關器件290為二選一開關器件，即具有兩個輸出端，該多選一開關器件290的控制端與該信息處理模塊連接，該多選一開關器件290的兩個輸出端分別與所述第一發光器件281正向端與所述第二發光器件282正向端連接，該多選一開關器件290的輸入端與該第一電源連接。下面簡述血氧飽和度測量儀的工作過程第一步，進行光強度大小調節。該信息處理模塊100通過控制二選一開關器件290選擇導通紅光發光二極管和紅外光發光二極管，該紅光或者紅外光被光敏元件300接收并 轉換為電信號，該電信號經過差分放大電路400、A/D轉換器500達到該信息處理模塊100，該信息處理模塊100根據計算得到血氧飽和度值，同時根據該血氧飽和度值控制恒流源的電流大小，直到得到最為合適的電流大小為止。第二步，在合適的電流下進行正常測量。測量過程中的處理與光強度大小調節時的處理差不多，只是沒有判斷血氧飽和度值是否合適的步驟，而是直接將獲得的血氧飽和度值存起來并作為真是測量值。以上對本實用新型提供的血氧飽和度測量儀的發光裝置和血氧飽和度測量儀進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本實用新型的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
權利要求1.一種血氧飽和度測量儀的發光裝置，包括發光組件，所述發光組件包括發射出不同波長的第一發光器件和第二發光器件，其特征在于，還包括用于給所述第一發光器件和第二發光器件提供電源的恒流源和用于選通所述第一發光器件或第二發光器件的多選一開關器件，所述恒流源、發光組件和多選一開關器件間相互連接。
2.如權利要求I所述血氧飽和度測量儀的發光裝置，其特征在于，所述第一發光器件負向端與所述第二發光器件負向端連接構成發光組件的負向端，所述發光組件的負向端與所述恒流源中的地連接，所述多選一開關器件分別與所述第一發光器件正向端和所述第二發光器件正向端連接，所述恒流源與多選一開關器件連接。
3.如權利要求2所述血氧飽和度測量儀的發光裝置，其特征在于，所述恒流源包括第一電源和第一開關管、第一運算放大器和第一電阻，所述第一電源分別與所述多選一開關器件和第一運算放大器的電源端連接，所述第一開關管的一端通過所述第一電阻接所述恒流源中的地，所述第一開關管的另一端與所述發光組件的負向端相連接，所述第一開關管的控制端與所述第一運算放大器的輸出端相連接，所述第一運算放大器的第一輸入端連接于所述第一開關管與所述第一電阻的連接端，所述第一運算放大器的第二輸入端用于連接控制信號。
4.如權利要求3所述血氧飽和度測量儀的發光裝置，其特征在于，還包括第二電阻、第三電阻和第一電容，所述第二電阻連接于所述第一開關管的控制端與所述第一運算放大器的輸出端之間，所述第三電阻連接于所述第一運算放大器的第一輸入端與所述第一電阻之間，所述第一電容的一端與所述第一運算放大器的輸出端連接，所述第一電容的另一端與所述第一運算放大器的第一輸入端連接。
5.一種血氧飽和度測量儀，包括發光組件，所述發光組件包括發射出不同波長的第一發光器件和第二發光器件；用于接收帶有被測組織血氧飽和度信息的光信號并轉換為電信號的光敏元件；用于對所述電信號進行放大的差分放大電路；用于將所述放大后的電信號轉換為數字信號的A/D轉換器；用于控制及接收數字信號并計算血氧飽和度的信息處理模塊；其特征在于，還包括與信息處理模塊連接的用于給所述第一發光器件和第二發光器件提供電源的恒流源以及與信息處理模塊連接的用于選通所述第一發光器件或第二發光器件的多選一開關器件，所述恒流源、發光組件和多選一開關器件間相互連接。
6.如權利要求5所述血氧飽和度測量儀，其特征在于，所述A/D轉換器為高于或等于24位A/D轉換器。
7.如權利要求5所述血氧飽和度測量儀，其特征在于，所述差分放大電路包括第二運算放大器和第三運算放大器，所述第二運算放大器與所述第三運算放大器的電源端同時連接第一電源。
8.如權利要求5所述血氧飽和度測量儀，其特征在于，所述第一發光器件負向端與所述第二發光器件負向端連接構成發光組件的負向端，所述發光組件的負向端與所述恒流源中的地連接，所述多選一開關器件還分別與所述第一發光器件正向端與所述第二發光器件正向端連接，所述恒流源與多選一開關器件連接。
9.如權利要求8所述血氧飽和度測量儀，其特征在于，所述恒流源包括第一電源和第一開關管、第一運算放大器和第一電阻，所述第一電源分別與所述多選一開關器件和第一運算放大器的電源端連接，所述第一開關管的一端通過所述第一電阻接所述恒流源中的地，所述第一開關管的另一端與所述發光組件的負向端相連接，所述第一開關管的控制端與所述第一運算放大器的輸出端相連接，所述第一運算放大器的第一輸入端連接于所述第一開關管與所述第一電阻的連接端，所述第一運算放大器的第二輸入端與所述信息處理模塊連接用于接受所述信息處理模塊控制調節所述恒流源的電流大小。
10.如權利要求9所述血氧飽和度測量儀，其特征在于，還包括第二電阻、第三電阻和第一電容，所述第二電阻連接于所述第一開關管的控制端與所述第一運算放大器的輸出端之間，所述第三電阻連接于所述第一運算放大器的第一輸入端與所述第一電阻之間，所述第一電容的一端與所述第一運算放大器的輸出端連接，所述第一電容的另一端與所述第一運算放大器的第一輸入端連接。
專利摘要本實用新型涉及生物信號檢測領域，提供一種血氧飽和度測量儀的發光裝置及血氧飽和度測量儀。該血氧飽和度測量儀的發光裝置包括發光組件，該發光組件包括發射出不同波長的第一發光器件和第二發光器件，其中，還包括用于給該第一發光器件和第二發光器件提供電源的恒流源和用于選通該第一發光器件或第二發光器件的多選一開關器件，該恒流源、發光組件和多選一開關器件間相互連接。本實用新型利用多選一開關電路替代現有技術中復雜的驅動電路，簡化了控制時序，同時電路元器件成本也得到了大幅降低。
文檔編號A61B5/1455GK202589536SQ20122020711
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月9日 優先權日2012年5月9日
發明者陳樹敏, 程榮章, 洪潔新 申請人:深圳市邦健電子有限公司