专利名称：一种脉象传感探头的方法及装置的制作方法以光学的测量面型或形变的方法来检测脉搏于诊脉状态时的面的动态变化，传感面如果靠囊(薄膜)内压缩空气或液体支撑，往往难以精确控制，囊所用薄膜的弾性变化更增加变数。例如申请号2005100290185的专利。故需要ー种持久易用的装置。
本发明正是用于解决上述问题。本发明在传感面(即下述的图形层和或触碰层)的上面衬以一定厚度的透明弾性体，在透明弾性体的上面再以硬质透明板或框架支撑，在硬质透明板或框架支撑的上面是光学机构(包括固定架、镜头、摄像装置、投影装置等等)，如此构成ー个稳固有效的结构。如图I所示，从下到上，I为皮肤层；2为触碰层，3为图形(标记)层，4为透明弾性体，5为透明硬质片。其中3图形层可与2触碰层合一；或与4透明弾性体的下端面合一；或与I皮肤层合一(以皮肤纹理或覆膜后的皮肤作图形层)。也可独立而居于3图形层、4透明弹性体之间或I皮肤层、2触碰层之间。这里的“上”、“下”位置关系是结合图示为描述方便的相对位置关系，并非探头在运用时一定如此上下，完全可能倾斜或颠倒使用。下面详细叙述这几个部分I、皮肤层。測量脉搏处的皮肤表面。2、触碰层，即与皮肤层触碰的，有时也与皮肤上的覆盖的图形层接触，作为探头的最外端，越薄，弾性越好，越软，对测量越好。3、图形(标记)层，是光学测量的数据基础，反映表面的形状或变化信息，被摄像及运算处理而获得表面的面型或形变，也可直接观察变化，根据不同的測量原理，分为a)投射型的。使投射的影像在其上成像，例如投射条纹或散斑。其顔色使得投射光线的能在其上成像并被拍摄到，例如用白光投射时该层近白色(最好漫反射)，蓝光投射时该层可用蓝色。若用光栅、云纹，要求也相应变化。图形层所在位置i.与触碰层合一，例如用白色的弹性薄膜。ii.在透明弾性体的下端面，例如在下端面粘上白色粉末(或白色油膏类)。该粉末层即作为触碰层与被测皮肤接触(此时皮肤表面最好有一层覆盖)；也可再用弾性薄膜作为触碰层，包裹在粉末外，可以保护粉末。iii.白色粉末(或白色油膏类)涂抹在皮肤层上，如此则触碰层所用薄膜应透明，或直接以透明弾性体的下端面为触碰层。iv.紧贴皮肤层放置图形层，例如覆盖白色薄膜。如此则其上触碰层所用薄膜应透明，或直接以透明弾性体的下端面为触碰层。b)非投射型的。要靠图形层本身带图形或纹理，以被其上的摄像头拍摄到。i.自然纹理。例如利用皮肤本身的纹理。如此则触碰层所用薄膜应透明，或直接以透明弾性体的下端面为触碰层。ii.人工纹理或图形。也包括材料生产时形成的随机纹理，或刻意制造的符合特定规则的纹理或图形。其设置的位置与上面“a) ”投射型的作为图形层的类似，只是表面本身需要带随机纹理或符合特定规则的图形。图形层与透明弾性体之间的结合，要保证图形层柔软性，跟随性，尽量不能起皱，纵向尽量少吸收脉搏的形变，故同质有色的是优选的，当然图形层材料在这些方面表现比透明弾性体材料更佳那更好了。 4、透明弾性体。需要弾性回复性好，否则影响灵敏度和频响。其作用和要求a)受测脉压カ的作用而被压缩，压缩比小，较硬，则可不必在不同压カ或深度下调整镜头而仍能成像清晰，或只需要较小的调整。当然也可以随着压カ或深度的变化让光学装置跟随图形层而保持物距，这需要控制装置。b)随脉搏跳动形变而上下起伏，压缩比大，较软，则灵敏度高。故弾性、硬度、厚度(厚度过大，可控性变差)需要选择适中，或也可分2层或多层，上层不压缩(如透明硬质材料，可与透明硬质片同材料，或二者一次成型做好)或压缩比小，较硬的；接近图形层的下层压缩比大，较软，弾性系数较大。从控制的简易性来看，最好是在测脉压力下透明弾性体压缩的行程，仍能无须额外调节即可保证镜头所成像的清晰度符合数据处理的要求，在此前提下，选择最软的(压缩比大的)。因在压カ下，弾性材料会向侧面鼓出，尤其材料较软时鼓出较多(会加大压缩的行程)，可四周侧面套上无拉伸的外套，阻止透明弾性体侧面鼓出，又不接触皮肤或虽接触但影响脉搏皮肤的搏动及触摸层、图形层。比较典型的有2类，一类是用无拉伸的薄膜套，套在透明弾性体上，将四周侧面裹住，但在接近透明弾性体下端面处微微露出一段不包裏，以使压缩时外套薄膜不会直接作用到皮肤；除薄膜外，也可用无拉伸的无纺布或织物类，可允许压缩时纵向略微起皱。另ー类是硬质的，当压缩时，活动外套(滑套)前端受皮肤压力，自动往上退；松开远离皮肤时，能自动落下。用不活动的外套，头上露出一段，挤压脉搏皮肤，也可起到一定作用。这个阻挡鼓出的装置称为防鼓套，下面还会展开介绍。透明弾性体可选用的材料，例如热塑性弾性体(TPR)类，SEBS氢化热塑性丁苯橡胶，硅胶等为主要材料。測量原理为投射型的或非投射型的(用2个摄像头拍摄的)，都至少有一路光线是斜向的(另外一路一般垂直，但也可傾斜)，故也可将对应斜向光线的ー侧的透明弾性体切成相应角度，如图5所示，I透明硬质片，2透明弾性体，所标60°斜角对应光线倾斜垂直方向偏左30° (如图5左边向下箭头所示)，2支光线的夹角没有特别限制，角度大灵敏度高，但曲面倾角也因此受限。图5箭头所指的光线是示例的向下箭头的光线为投影光线，向上箭头的光线为拍摄光线，也可反过来用或双摄像头的2根都是拍摄的光线，角度值也只是举例。5、透明硬质片。可为透明的石英、玻璃或有机玻璃、塑料、合成材料等(有的測量方法对材料有特定要求)，如PC、亚克カ等及做塑胶镜片的材料等。支撑透明弾性体，并固定其位置。与探头的运动机架相连固定，传递探头运动机架与触碰层之间的力。其形状，除片状外，还可做成不包括透明弾性体时就如图5的整体形状(可整体成形，如果不用梯形，也可变矩形或椭圆柱等)，即在片状的基础上向下伸展出一定高度的与透明弾性体同样粗细而可顺接的部分，可以方便沉取测脉时皮肤不会碰到机架装置而被阻碍(探头嵌入皮肤时，探头高度不够会使上面的支架部分压到皮肤而影响测量)。其与弾性透明体之间的连接举例a)透明弾性体在其上成形。b)透明胶水粘结。c) 2次注塑成型其与固定支架的连接举例a) I次或2次注塑成形。 b)固定支架上设卡槽，透明硬质片(或再加上其组合在一起的触碰层的凹槽卡扣或框架环)横向插入后锁定。如图5之I横向插入图6之2的下端(须开个卡槽，图上未标示卡槽)，c)托盘式。四边托住四周围住，托盘如图6的1，将传感头的透明弾性体(如图5之2)从中孔穿过，托盘托住图5之I透明硬质片(包括可能组合在一起的触碰层的凹槽卡扣或框架环，如图3之2及图4之2)，锁到2运动机架的固定件上，锁定例如用弹簧弹珠或卡扣(图6之I与2之间的连接锁定)或在图6之2运动机架固定件上设拉紧座固定等。托盘式的也可仅仅托住2条边。以弹性薄膜为触碰层时，可选用的材料有TPU薄膜，乳胶薄膜等，触碰层的固定方法I、绷紧固定法。触碰层薄膜在与皮肤层之间的压紧松开的动作中有时会起皱，尤其与图形层合并时，对测量结果影响比较大，可采用预拉绷紧的办法，使其不起皱或松开时能自动将薄膜复原到平整。将原始的触碰层薄膜四边向外延展(延展部分顔色或透明度都无要求，唯弾性回复性要好)，利用其弾性，预拉紧即可。乳胶薄膜的弾性回复性较好，但厚度和着色比TPU薄膜差，故也可以用薄而且成像好的弾性薄膜(例如TPU近白色的薄膜)做底部的触碰面和或图形层，以弹性回复性特别好的薄膜(例如乳胶薄膜)做触碰层绷紧筋，二者粘合或压合连接在一起。如果图形层不与触碰层合并，则可主要考虑弹性回复性好的薄膜(如乳胶薄膜)。绷紧固定法的整个固定结构示例a)如图2，用2凹槽卡扣将3触碰层绷紧筋薄膜卡至包裹到I透明硬质片上。其固定好的形状如图3所示，I为透明硬质片上，2为凹槽卡扣，3为触碰层薄膜。最后，再与透明硬质片一起被固定牢(前面已经叙及)。b)如图4，将3触碰层薄膜粘结(或压固)到2框架环(固定环)上，框架环再与I透明硬质片并接，并一起固定到运动支架上。也可独立固定到运动支架上。用这种方法因为透明弾性体被紧压在透明硬质片上，故二者之间也可不用特别粘连，若要严格防止横向滑动，可在透明硬质片上设阻挡条，或几个点或线粘连ー下即可。“a) ”、“b) ”这两种也都可变为薄膜只两端拉伸，另外2端自由，但测量结果的处理会麻烦些。2、与透明弾性体以胶水或粘性物质粘连。3、靠透明弾性体自身粘性粘连。仅仅做触碰层，主要考虑弹性回复性和薄，可全用乳胶薄膜。图形层设在透明弾性体的下端面时，可如此；或也可不设独立的触碰层，在皮肤层涂覆白色粉末来做一下图形层的保护也可。触碰层的弹性拉伸绷紧有利于消除压紧-抬起过程产生褶皱，尤其触碰层与图形层合一吋，此时最好压到最深的测试位置时仍能不松，当然，此时稍松一点，在完全抬起或抬起到绷紧状态时也可消除褶皱，在此状态下压下也可免褶皱。触碰层薄膜或整个探头应容易更换。防鼓套(防止透明弾性体受压后中间鼓出)一、硬质的I、柱形2、四边分开4片3、片间可以有缝隙4、可天线式结构5、可利用透明硬质片下半部的凸块作导轨，收缩其中6、或与皮肤粘连7、或与透明弾性体的头部弾性体有连接关系，粘连或串连或扣入弾性体8、片头部形状可以变化，如对应压入的形状，而呈弧形。9、可自动式控制片的伸縮，机构复杂。10、可半自动控制片的伸縮，伸出自动，缩回跟随。ニ、软质的防鼓套用双向都无拉伸的薄膜或织物、布料，或横向无拉伸纵向有弹性的。将透明弾性体裹住，仅仅头上露出，或再稍上升一点三、借助透明硬质片整体加设防鼓套I.透明弾性体的上半段用硬质裹住(可以设计成透明硬质片一体的下面突出部带凹坑)，下半段用无拉伸薄膜裹住，流出一小段，头上露出透明弾性体。2.上条，硬质套与框架环合一，与透明硬质片分离，无拉伸环形薄膜在里层，触碰层薄膜在外层。问题如果触碰层绷紧筋在硬质套的里面走，透明弾性体受压后不均匀压迫绷紧筋会使拉カ不等，解决办法a)薄膜在套外走，到顶上再穿进环里。b)薄膜在套外粘连好。c)薄膜在套内胶水粘牢。d)或整个套与触碰层薄膜作为整体；e)或透明弾性体与包裹的无拉伸薄膜环作为整体(要防止互相滑动移位，图5之2梯形的只会往下移，如此则无拉伸薄膜与套内壁黏结比较好，不会掉)，与透明硬质片可粘也可不粘连，若无触碰层则必须粘。四、防止鼓出的装置,不必求全,鼓出一点点没有关系,堵住鼓出的目的 a)侧面鼓出，被筋骨挡住了，影响探头深入。b)影响弹性，使得无效的压缩高度增加了。因涉及光学成像，故上述的透明，均指高透明，而不仅是一般的透光。图I探头基本结构图2凹槽卡扣固定触碰层展开3凹槽卡扣固定触碰层闭合4环形框固定触碰层图5梯形透明弾性体与透明硬质片图6运动机架与探头的连接部分



一种光学方法测量脉象的传感探头设计，包括触碰层，图形层，透明弹性体，透明硬质片等，解决精确控制和持久易用的问题。