一种菲涅尔透镜及血氧测量装置的制作方法

1.本实用新型属于光学器件技术领域，具体涉及一种菲涅尔透镜及包括该菲涅尔透镜的血氧测量装置。


背景技术：

2.利用菲涅尔透镜进行血氧测量的原理是：光线从led(light-emitting diode，发光二极管)发出，穿过菲涅尔透镜后，经人体皮肤反射，再经菲涅尔透镜，最后射入pd(photoelectric detector，光电探测器)接收器，含氧的血红蛋白对从led发出的特定波长的光线的吸收率与不含氧的差别很大，利用这个性质，可以进行实时血氧测量和监测，且测试过程中不需要从病人身上抽血，能够减轻病人痛苦。但是存在的问题是：光线从led发出后会在菲涅尔透镜内部多次反射，而不经人体皮肤反射，直接射入pd接收器中，此现象被称为串光，这会导致血氧测量结果不准确，因此需要尽可能减少发生串光的光线。
3.目前针对串光问题的常规解决方案是：将led部分的透镜与pd部分的透镜完全分开，变成两个部件，两个部件中间部分用不透光的材料隔挡，这样可保证led发出的光线不会从菲涅尔透镜内部射向pd接收器。但是产生的问题是透镜从一个整体变成分离的两部分，从生产上来看，需将原本一体化的透镜切分成两个透镜，由于产品尺寸很小，不好操作；从组装上来看，需要将两个相互之间没有连接的部分组装在一起，增加了操作上的难度及时间。此外，也有方案不将led透镜和pd透镜分开，而是在其连接部通过双面黑色油墨丝印方式来阻止串光现象发生或减少发生串光的光线，此方案便于后续组装，但从led射出并进入菲涅尔膜片后与菲涅尔透镜上下表面形成小角度的光线，其仍可以串光的方式进入pd。


技术实现要素：

4.有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种改进的菲涅尔透镜以及包括该改进的菲涅尔透镜的血氧测量装置，其能够解决现有技术中led部分的透镜与pd部分的透镜完全分开导致的生产和组装操作难度增加，操作时间延长的问题；同时能够避免或缓解串光问题。
5.为了达到上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：
6.一方面，本实用新型提供了一种菲涅尔透镜，由内向外依次包括第一透镜、阻挡部和第二透镜，所述第一透镜、阻挡部及第二透镜的圆心均相同，所述阻挡部位于所述第一透镜与第二透镜之间，所述阻挡部用于连接所述第一透镜和第二透镜；所述阻挡部包括填充块，所述填充块为黑色不透明物质，所述填充块用于阻挡光线在所述第一透镜和第二透镜内部反射。
7.通过将原本为一个整体的菲涅尔透镜设置成三部分：由阻挡部连接的第一透镜和第二透镜，使得整个透镜仍为一个整体，在生产产品时省去了切分及分别包装等步骤；且无需分别组装，提高组装效率，降低人工成本。在阻挡部内设置黑色不透明的填充块，可用于吸光，使得光线无法经透镜内部直接传导至pd接收器中，有利于避免串光现象的发生。该黑
色不透明物质由pc(聚碳酸酯)、pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)、pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等高分子材料注塑或者通过uv油墨工艺制得。
8.在本实用新型的一些实施例中，阻挡部完全由填充块组成，使得阻挡部整体均为黑色不透明，有效地阻挡光线的传导。在其他一些实施例中，阻挡部还可包括部分黑色不透明物质，具体如下所述。
9.本实用新型的一些优选实施方面，所述阻挡部包括上凹槽和下凹槽，所述阻挡部的顶部开设有多个所述上凹槽，所述阻挡部的底部开设有多个所述下凹槽，多个所述上凹槽和下凹槽均匀间隔地交错开设，所述上凹槽由所述阻挡部的上表面向靠近下表面的方向延伸，所述下凹槽由所述阻挡部的下表面向靠近上表面的方向延伸。在阻挡部的顶部和底部均匀间隔地交错开设上凹槽和下凹槽，相邻两个上凹槽之间的距离相等，相邻两个下凹槽之间的距离相等，每个上凹槽与其相邻的下凹槽之间的距离也相等。
10.本实用新型的一些优选实施方面，每个所述上凹槽的槽口所在的平面形成第一圆环，每个所述上凹槽的底面形成第二圆环，每个所述第一圆环与第二圆环的圆心均与所述第一透镜的圆心相同，多个所述第一圆环的外径和/或内径由所述第一透镜向所述第二透镜的延伸方向逐渐增大。每个所述第二圆环的内径大于对应的所述第一圆环的内径，每个所述第二圆环的外径小于对应的所述第一圆环的外径。
11.本实用新型的一些优选实施方面，每个所述下凹槽的槽口所在的平面形成第三圆环，每个所述下凹槽的底面形成第四圆环，每个所述第三圆环与第四圆环的圆心均与所述第一透镜的圆心相同，多个所述第三圆环的外径和/或内径由所述第一透镜向所述第二透镜的延伸方向逐渐增大。每个所述第四圆环的内径大于对应的所述第三圆环的内径，每个所述第四圆环的外径小于对应的所述第三圆环的外径。
12.在本实用新型的一些实施例中，靠近第一透镜的为上凹槽，由第一透镜向第二透镜依次为上凹槽、下凹槽交替排布，靠近第二透镜的也为上凹槽，多个上凹槽及下凹槽的槽口所在的平面由第一透镜向第二透镜依次形成内径逐渐增大的圆环(外径的趋势相同)，且上凹槽和下凹槽的槽口的宽度均大于各自的底面的宽度，即上凹槽的纵截面为等腰的倒梯形，下凹槽的纵截面为等腰的正梯形。
13.本实用新型的一些优选实施方面，所述上凹槽的深度等于所述下凹槽的深度且小于所述阻挡部的厚度，所述上凹槽的底面到所述阻挡部的下表面的距离小于所述下凹槽的深度。
14.本实用新型的一些优选实施方面，所述阻挡部包括填充块，所述上凹槽和下凹槽均用于容纳所述填充块，所述填充块的尺寸与所述上凹槽和下凹槽的尺寸相同。所述填充块为黑色不透明物质；所述阻挡部除去多个所述上凹槽、下凹槽及填充块的剩余部分为无色透明物质。上凹槽的底面到阻挡部的下表面的距离小于下凹槽的深度，同样地，下凹槽的底面到阻挡部的上表面的距离小于上凹槽的深度，并在上凹槽和下凹槽内设置黑色不透明的填充块，使得从第一透镜到第二透镜之间的光线能够被交错排列的填充块阻挡，避免光线经过透镜内部的传导后直接进入pd接收器。阻挡部除去多个上凹槽、下凹槽及填充块的剩余部分为无色透明物质，该无色透明物质直接由pc、pmma或pet等高分子材料一体注塑或者通过uv油墨工艺形成。此外，设置填充块的形状及尺寸与上凹槽和下凹槽互相匹配，避免上凹槽和下凹槽未被完全填充而导致部分光线的传导引起串光现象的发生。
15.另一方面，本实用新型提供了一种血氧测量装置，该血氧测量装置包括如上所述的菲涅尔透镜。
16.相比于现有技术，本实用新型的有益之处在于：本实用新型的菲涅尔透镜，通过阻挡部连接第一透镜和第二透镜，并在阻挡部内设置黑色不透明的填充块，在保证光线无法经透镜内部传导直接射入pd接收器的同时，省去了生产产品时切分及分别包装等步骤，在使用时无需分别组装，操作简单，使用方便，提高组装效率，降低人工成本。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本实用新型实施例一中提供的菲涅尔透镜的主视图；
19.图2是本实用新型实施例一中提供的菲涅尔透镜的剖面图；
20.图3是本实用新型实施例二中提供的菲涅尔透镜的主视图；
21.图4为图3中a处的局部放大图；
22.图5是本实用新型实施例二中提供的菲涅尔透镜的剖面图；
23.图6为图5中b处的局部放大图；
24.其中，附图标记包括：第一透镜-1，第二透镜-2，阻挡部-3，上凹槽-31，第一圆环-311，第二圆环-312，下凹槽-32，第三圆环-321，第四圆环-322。
具体实施方式
25.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
26.实施例一
27.参照图1-2，本实施例的血氧测量装置包括led、pd接收器及菲涅尔透镜。本实施例中的菲涅尔透镜由内向外依次包括圆心相同的第一透镜1、阻挡部3和第二透镜2。阻挡部3位于第一透镜1和第二透镜2之间用于连接第一透镜1和第二透镜2。本实施例的阻挡部3完全由填充块通过pc、pmma或pet等高分子材料一体注塑得到，阻挡部3整体为黑色不透明。
28.实施例二
29.参照图3-6，本实施例的血氧测量装置包括led、pd接收器及菲涅尔透镜。本实施例中的菲涅尔透镜由内向外依次包括圆心相同的第一透镜1、阻挡部3和第二透镜2。阻挡部3位于第一透镜1和第二透镜2之间用于连接第一透镜1和第二透镜2。其中，阻挡部3包括在其上表面和下表面均匀间隔地交错开设的5个上凹槽31和4个下凹槽32，容纳在上凹槽31和下凹槽32中的9个填充块，填充块分别与对应的上凹槽31和下凹槽32的尺寸和形状相同。本实施例中只有填充块为黑色不透明物质，阻挡部3除去5个上凹槽31、4个下凹槽32及9个填充
块之外均为无色透明，黑色不透明的填充块及无色透明的部分均通过pc、pmma或pet等高分子材料注塑得到。
30.本实施例中，上凹槽31由阻挡部3的上表面向靠近下表面的方向延伸，下凹槽32由阻挡部3的下表面向靠近上表面的方向延伸，上凹槽31的深度等于下凹槽32的深度且小于阻挡部3的厚度，上凹槽31的底面到阻挡部3的下表面的距离小于下凹槽32的深度。
31.每个上凹槽31的槽口所在的平面形成第一圆环311，每个上凹槽31的底面形成第二圆环312，每个第一圆环311与第二圆环312的圆心均与第一透镜1的圆心相同，5个第一圆环311的外径及内径均分别由第一透镜1向第二透镜2的方向逐渐增大。每个第二圆环312的内径大于对应的第一圆环311的内径，每个第二圆环312的外径小于对应的第一圆环311的外径。每个下凹槽32的槽口所在的平面形成第三圆环321，每个下凹槽32的底面形成第四圆环322，每个第三圆环321与第四圆环322的圆心均与第一透镜1的圆心相同，4个第三圆环321的外径及内径均分别由第一透镜1向第二透镜2的方向逐渐增大。每个第四圆环322的内径大于对应的第三圆环321的内径，每个第四圆环322的外径小于对应的第三圆环321的外径。
32.上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。