【特辑1】
在日常生活中轻松实现“身体状况可视化”
   ~应用光的多普勒效应开发小型薄型血流量传感器~

应用光的多普勒效应开发小型薄型血流量传感器

近年来,将紧张状态等身体状况的变化“可视化”,并将其用于预防医疗的社会需求不断增加。京瓷应用“光的多普勒效应”原理开发出使用激光检测血流量的技术,在采血等过程中不会对身体造成负担。将来这种技术有望运用在移动健康用途上,例如可确认紧张或放松状态的耳机,辅助预防脱水、中暑、高山病的可穿戴设备等。

什么是光的多普勒效应?

多普勒效应是声波、电波等频率因发生源及观测人的相对速度而产生不同的现象。例如,救护车的警笛声随着救护车开近而变高,随着救护车远离而变低。这种现象同样会在光线中产生,接近的光线呈现蓝色,远离的光线呈现红色。这被称为“光的多普勒效应”。

血流量传感器的原理

京瓷应用“光的多普勒效应”开发出在日常生活中可轻松检测血流量变化的血流量传感器。将配备该传感器的设备贴在耳朵、手指、额头等部位可测量皮下组织内的血流量。发光元件(激光)发出的光线照射到血管内的红血球上反射,产生反射光频率随着反射速度而变化的“频移(多普勒频移)”现象。血流量传感器除了用感光元件检测该频移(血液速度越快频移量越大)外,还可检测出反射光的强度(被越多的红血球反射强度越强)。另外,感光元件还会检测到皮肤反射的光线,可提取经过多普勒频移后的频率分量,计算出血流量。

写真:血流量传感器的原理

血流量传感器的原理

在可穿戴设备及智能手机上的应用

近年来广受瞩目的可穿戴设备过去主要用在健身用途上,而在慢性疾病、老年人护理、健康课程等保健领域中也逐渐开始采用。京瓷开发的血流量传感器通过将激光二极管(发射光线的半导体)和光电二极管(作为光检测器使用的半导体)嵌入一个陶瓷封装中,成功实现了高信噪比、小型薄型化和低耗电量(输出0.5mW)。目前为了将其安装到可穿戴设备、智能手机上,在努力开发检测脱水、中暑、高山病等征兆的算法。

※信号(Signal)与噪音(Noise)的比值。该比值越高,光学灵敏度越高。

血流量感应耳机 血流量传感器

血流量感应耳机

血流量传感器
<尺寸:3.2×1.6×0.9mm>

检测技术开发部门的感想

首次参与到血流测量技术的开发工作。我们面临着很多课题,付出了很多辛苦,最后通过与其他部门的协作开发出高精准的检测技术。目前正在以该检测技术为基础,开展新算法、新设备及新系统的开发工作。今后将继续致力于解决医疗保健领域的课题,开发出能让大家满意的技术及产品。

传感器开发部门的感想

陶瓷封装被用在智能手机、摄像头模块、LED照明等广泛的产品中,我们目前正在摸索如何从现有状态迈出新的一步。这时其他开发部门找我们协商,于是着手开发该血流量传感器。由于这是从未涉足过的领域,我们为制造怎样的传感器才能满足顾客需求而较劲脑汁。传统血流量传感器尺寸大且价格昂贵,不是随便谁都能轻易使用的。因此我们不仅追求光学灵敏度,在开发过程中还将小型薄型、低耗电量作为前提条件,以便能在日常生活中简单测量。我们将通过提供搭载血流量传感器的设备,为保健领域的发展做出贡献。

   
 
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