一种新型一体式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，具体涉及一种新型一体式菲涅尔透镜及血氧测量装置。


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新型一体式菲涅尔透镜以及包括该菲涅尔透镜的血氧测量装置，其既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新型一体式菲涅尔透镜，由内向外依次包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和第二透镜之间具有间隙，所述间隙内均匀间隔设置有多个连接块，所述第一透镜与第二透镜的圆心相同，多个所述连接块关于所述第一透镜与第二透镜的圆心中心对称，所述连接块用于连接所述第一透镜和第二透镜。
7.通过将原本为一个整体的菲涅尔透镜设置成两部分：具有一定间隙的第一透镜和第二透镜，并在二者之间的间隙中设置连接块，连接块连接第一透镜和第二透镜，使二者再次形成一个整体，使得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。间隙中的多个连接块间隔均匀，并关于第一透镜和第二透镜的共同圆心呈中心对称，保证连接块的部分只会传输很少一部分的光线，且按照确定位置放好
血氧测量装置中的pd接收器时(避开连接部)，从连接块中传导过来的光线便不会直接传导进pd接收器，有利于测量结果更加准确。
8.本实用新型的一些优选实施方面，所述间隙包括多个通口，每个所述通口位于相邻两个所述连接块之间；每个所述通口均包括第一部和第二部，所述第一部与所述第一透镜连接，所述第二部与所述第二透镜连接；所述连接块包括第一连接部和第二连接部。每个连接块的第一连接部与靠近该连接块的相邻连接块的第二连接部、及该相邻两个连接块之间的第一部和第二部共同形成一个通口。
9.本实用新型的一些优选实施方面，所述通口的横截面的形状为扇环，所述通口沿所述第一透镜的径向设置，所述第一部的长度小于所述第二部的长度；所述第一连接部平行于所述第二连接部。在本实用新型的一些实施例中，通口的横截面为扇环，且第一部的长度小于第二部的长度时，连接块为长方体，其横截面的形状为长方形，连接块的长度方向沿第一透镜的径向方向延伸，连接块沿长度方向的两个端部分别与第一透镜和第二透镜连接，此时连接块的长度等于第一透镜距离所述第二透镜的长度，且连接块的第一连接部平行于第二连接部。
10.优选地，对于形状为长方体的连接块，每个所述连接块的上表面和下表面均匀间隔地交错开设有多个凹槽，每个所述凹槽均沿所述连接块的宽度方向开设。本实用新型的一些实施例中，还可在连接块的上表面和下表面均匀或非均匀间隔地交错开设多个凹槽，其中，凹槽的纵截面的形状可设置为梯形或其他四边形等形状，限定梯形的两条腰的其中一条或两条与水平面之间所形成的锐角夹角为40-50
°
，该角度的设计可起到通过凹槽内部的全反射阻止第一透镜的光线串入第二透镜种，从而解决串光现象的发生。在本实用新型的其他一些实施例中，还可在每个凹槽中填充黑色不透明材料用于吸光，且凹槽之间互相交错，通过设定合适的凹槽之间的间距，可使光线无法从led射出后在透镜内部传导后直接射入pd接收器重，也可解决串光的问题。
11.本实用新型的一些优选实施方面，所述第一部的长度大于所述第二部的长度。本实用新型的其他优选实施例中，通口的横截面为扇环，且第一部的长度大于第二部的长度时，连接块的形状为三棱柱，其横截面为等腰三角形，等腰三角形的顶点所在的侧棱与第一透镜连接，等腰三角形的顶点所对应的底边所在的侧面与第二透镜连接，此时，连接块的第一连接部和第二连接部即为三棱柱的另外两条侧棱。
12.本实用新型的一些优选实施方面，还可设置每个所述连接块的所述第一连接部平行于所述第二连接部，且所述第一连接部的长度小于所述第二连接部的长度；所述第一部与第二部均为弧形面，且所述第一部的长度小于所述第二部的长度。即通口的横截面还可设置为不规则的扇环。此时，连接块的形状为六面体，其横截面的形状为只有两条对边平行的四边形，连接块沿长度方向的两个端部分别与第一透镜和第二透镜连接。此时，连接块的长度方向不沿第一透镜的直径方向延伸，且连接块的长度大于第一透镜距离第二透镜的长度。
13.本实用新型的一些优选实施方面，连接块的横截面形状为扇环时，所述连接块的宽度≥0.1mm。设置连接块的宽度≥0.1mm，避免连接块的宽度过窄时，无法承受住第一透镜和第二透镜的重量而导致第一透镜和第二透镜无法连接。
14.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。
15.相比于现有技术，本实用新型的有益之处在于：本实用新型的一种新型一体式菲涅尔透镜，通过在第一透镜和第二透镜之间的间隙中均匀间隔设置多个连接块，使第一透镜和第二透镜形成一个整体，在生产产品时省去了切分及分别包装等步骤，且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；同时，均匀间隔设置的连接块能够避免从led发出的光线直接射入pd接收器中，避免串光，保证测量结果的准确性。
附图说明
16.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。
17.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；
18.图2是本实用新型实施例二中提供的菲涅尔透镜的主视图；
19.图3是本实用新型实施例三中提供的菲涅尔透镜的主视图；
20.图4是本实用新型实施例四中提供的菲涅尔透镜的截面图；
21.其中，附图标记包括：第一透镜-1，第二透镜-2，通口-3，第一部-31，第二部-32，连接块-4，第一连接部-41，第二连接部-42，凹槽-43。
具体实施方式
22.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。
23.实施例一
24.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和第二透镜2，第一透镜1和第二透镜2之间具有间隙，间隙内均匀间隔设置有6个连接块4，6个连接块4关于圆心中心对称。连接块4包括互相平行的第一连接部41和第二连接部42，间隙由6个通口3组成，每个通口3位于相邻两个连接块4之间。连接块4用于连接第一透镜1和第二透镜2。
25.参照图1，本实施例中相邻两个连接块4之间的通口3的横截面为扇环，通口3沿第一透镜1的径向设置。通口3包括与第一透镜1连接的第一部31和与第二透镜2连接的第二部32，且第一部31的长度小于第二部32的长度，即连接块4为长方体，其横截面的形状为长方形。连接块4的长度方向沿第一透镜1的径向方向延伸，连接块4的长度等于第一透镜1距离第二透镜2的长度，连接块4的宽度≥0.1mm。
26.实施例二
27.参照图2，本实施例与实施例一的区别在于，第一部31的长度大于第二部32的长度，连接块4的形状为三棱柱，其横截面为等腰三角形，等腰三角形的顶点所在的侧棱与第
一透镜1连接，等腰三角形的顶点对应的底边所在的侧面与第二透镜2连接。连接块4的第一连接部41和第二连接部42分别为等腰三角形的两条侧边。
28.实施例三
29.参照图3，本实施例与实施例一的区别在于，通口3的横截面为不规则的扇环，通口3包括均为弧形面的第一部31和第二部32，且第一部31的长度小于第二部32的长度，第一连接部41的长度小于第二连接部42的长度。相应地，连接块4的形状为六面体，连接块4的横截面的形状为四边形，其中，该四边形只有两条对边平行，即第一连接部41平行于第二连接部42。连接块4的长度方向不沿第一透镜1的直径方向延伸，且连接块4的长度大于第一透镜1距离第二透镜2的长度。
30.实施例四
31.参照图4，本实施例与实施例一的区别在于，在每个连接块4的上表面和下表面均匀间隔地交错开设有凹槽43，上表面和下表面分别开设有四个凹槽43，每个凹槽43均沿连接块4的宽度方向开设。每个凹槽43中均匀填充了黑色不透明材料，用于吸光，凹槽43的设置可使光线无法在透镜内部反射，从而使得光线无法在透镜内部传导。
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。