用于血液酒精濃度測量的非色散紅外微光學傳感器的制造方法
【專利說明】用于血液酒精濃度測量的非色散紅外微光學傳感器
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請根據35U.S.C.§ 119(e)要求享有于2014年2月21日遞交的名稱為“NONDISPERSIVE INFRARED MICRO-OPTICS SENSOR FOR BLOOD ALCOHOL CONCENTRAT1NMEASUREMENTS”的美國臨時申請序列號N0.61/942，919的權益，特此以引用方式將美國臨時申請序列號N0.61/942，919的全部內容并入本文。
【背景技術】
[0003]在攝入諸如乙醇之類的酒精時，酒精被吸收到身體的血流中，并且經由循環系統分布到全身，其中，酒精可以隨后被身體代謝掉或者從身體排泄出去。血液酒精濃度或含量(BAC)的測量可以提供用于個體的醉酒程度的度量，其中，與較低測量值相比，較高的測量值典型地表達較高程度的身體/精神損傷或能力喪失。可以通過測量體液(諸如通過分析排出的氣體(例如，呼吸分析)、血液、尿液、以及唾液)來確定血液酒精濃度。

【發明內容】

[0004]描述了非色散紅外(NDIR)微光學傳感器封裝，所述非色散紅外(NDIR)微光學傳感器封裝包括一個或多個光源、光電檢測器、以及控制電路，所述控制電路耦合到所述一個或多個光源，以便諸如在不利用用于測量的離體的體液的情況下非侵入式地測量血液酒精濃度。另外，描述了被配置為測量血液酒精濃度的移動電話設備，所述移動電話設備包括移動電話系統和如以上所公開的NDIR微光學傳感器封裝。進一步地，描述了用于測量受試對象內酒精含量的方法。
[0005]提供本
【發明內容】
，以便以簡化的形式介紹一些概念，以下在【具體實施方式】中進一步描述所述概念。本
【發明內容】
并非旨在識別所要求保護的主題的關鍵特征或必要特征，也并非旨在用作幫助確定所要求保護的主題的范圍。
【附圖說明】
[0006]參考附圖來描述【具體實施方式】。在描述和附圖的不同實例中使用的相同的附圖標記可以指示類似或相同的項目。
[0007]圖1A是示出了根據本公開內容的示例性實施方式的用于測量血液酒精濃度的基于光學的傳感器的圖解側視圖。
[0008]圖1B是示出了根據本公開內容的示例性實施方式的用于測量血液酒精濃度的基于光學的傳感器的圖解側視圖。
[0009]圖2是根據本公開內容的示例性實施方式的針對乙醇和水的光譜圖，所述光譜圖示出了在各個波長下的吸光率。
[0010]圖3是示出了示例性實施方式中的利用諸如在圖1A和圖1B中所示出的傳感器之類的用于測量血液酒精濃度的基于光學的傳感器的方法的流程圖。
[0011]圖4是示出了示例性實施方式中的利用諸如在圖1A和圖1B中所示出的傳感器之類的用于測量血液酒精濃度的基于光學的傳感器的方法的流程圖。
[0012]圖5是指示了根據本公開內容的示例性實施方式的在光電檢測器處所測量的交流電流信號分量的圖表。
【具體實施方式】
[0013]臟
[0014]用于測量血液酒精濃度的當前方法可以包括對體液的離體分析，諸如通過對排出的氣體(例如，呼吸分析)、血液、尿液、以及唾液的離體分析。出于效率、隱私或其它原因，對體液的這種分析可能是不受歡迎的。用于測量血液酒精濃度的其它方法可以涉及笨重的設備，例如不是為了集成到移動設備中而配置的黑體輻射體和傅立葉變換光譜儀。
[0015]相應地，描述了非色散紅外(DNIR)微光學傳感器封裝，所述非色散紅外(DNIR)微光學傳感器封裝包括多個光源(例如，發光二極管(LED))、光電檢測器、以及控制電路，所述控制電路耦合到多個光源，以便諸如在不利用用于測量的離體的體液的情況下非侵入式地測量血液酒精濃度。另外，描述了被配置為測量血液酒精濃度的移動電話設備，所述移動電話設備包括移動電話系統和如以上所公開的NDIR微光學傳感器封裝。在實施方式中，用于測量血液酒精濃度的方法包括:從多個光源發出具有不同波長的光；借助于光電檢測器感測在多個波數處乙醇和水中的一個或多個的電磁吸收；以及關聯感測的乙醇和水的電磁吸收，以便確定血液酒精濃度。
[0016]示例件實施方式
[0017]參考圖1A，根據本公開內容的示例性實施方式示出了用于測量血液酒精濃度的移動微光學傳感器封裝100。在實施例中，移動微光學傳感器封裝100與諸如移動電話(例如，“智能”電話)、平板電腦、計算機等等的移動電子設備集成在一起。如所示出的，移動微光學傳感器封裝100包括多個光源102、光電檢測器104、以及控制電路106，控制電路106可操作地耦合到多個光源102和光電檢測器104。在一般的操作中，用戶將手指50放置在移動微光學傳感器封裝100上，其中，多個光源102生成指向手指的光。光在整個皮膚上(諸如沿著各個路徑52)散射、吸收、以及反射，其中，光電檢測器104測量離開手指50的光。控制電路106被配置為:驅動多個光源102，讀取/接收來自光電檢測器104的輸出，并且諸如通過信號調節來處理所接收的信號，借以可以從移動微光學傳感器封裝100提供(例如，手指50內血液酒精濃度的)數字輸出。在實施方式中，控制電路106是專用集成電路(ASIC)，所述專用集成電路(ASIC)用于驅動移動微光學傳感器封裝100的組件、提供低強度信號檢測和校準，等等。
[0018]在實施方式中，多個光源102共用透鏡108，透鏡108被配置為將來自光源102的光指引到手指50中，盡管光源102可以利用用于光源102中的一個或多個光源的個性化的透鏡。透鏡108可以包括向下彎曲部分、向上彎曲部分、無彎曲部分(例如，平的“窗口”配置)，等等。透鏡108可以被配置為調節(例如，阻擋、過濾、聚焦、校準、漫射等)從多個光源102到手指50的電磁輻射。透鏡108可以被安置在一個或多個反射器110(例如，拋物面反射器)之上，一個或多個反射器110被配置為將來自多個光源102的光向上反射到透鏡108。在替換實施方式中，封裝100包括用以將來自多個光源102的光向上反射到透鏡108的具有拋物面形狀的金屬化內表面。
[0019]在實施例中，光源102可以包括一個或多個發光二極管(LED)、一個或多個垂直腔面發射激光器(VCSEL)，等等。在一個或多個特定實施方式中，多個光源102包括兩個到四個之間的LED，其中的每一個LED都被配置為產生近-1R光譜區中的光。可以基于乙醇和/或水的光譜吸光帶來選擇LED的輸出波長。例如，在實施方式中，LED可以包括具有大約
1.4微米、1.6微米、1.9微米、2.25微米等等的峰值的輸出波長。在實施方式中，LED可以具有從大約100納米到150納米的半高全寬(FWHM)帶寬。光電檢測器104可以是近IR-傳感器，諸如被配置為檢測從手指50散射的光的輸出的II1-V族化合物光電檢測器、熱電堆、輻射熱測量計，等等。在實施方式中，具有大面積的單個光電檢測器104用于從手指50接收盡可能多的光。例如，光電檢測器104的尺寸范圍可以從Imm乘Imm到2.6mm乘2.6mm。替換地，提供多個光電檢測器，其中，來自所述多個光電檢測器中的每一個光電檢測器的輸出都用于提供所接收的總光量的指示。可以選擇光電檢測器104，以便檢測來自特定電磁光譜的光，諸如與多個光源102的輸出波長一致的光。例如，在實施方式中，光電檢測器104被配置為檢測具有從大約1.2微米到2.5微米的波長的光