本發(fā)明涉及一種皮膚測量裝置以及固持所述皮膚測量裝置的腕表。

背景技術：

許多人有著在身體上進行自身改善的需要，例如通過減少其體重或增加其體力來改善。為了監(jiān)視身體進展，便攜式裝置是可用的，在訓練期間所述裝置記錄鍛煉的人的身體的數(shù)據(jù)且將數(shù)據(jù)提供到鍛煉的人。通過這些裝置，存在進一步小型化以實現(xiàn)高佩戴舒適度的需要。此外，需要記錄身體的多樣化數(shù)據(jù)記錄，例如在訓練期間鍛煉者的皮膚癥候的參數(shù)，所述參數(shù)特定來說允許關于在訓練期間鍛煉的人的代謝質量做出結論。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種皮膚測量裝置以及固持所述皮膚測量裝置的腕表，借此所述皮膚測量裝置適于測量皮膚的多樣化數(shù)據(jù)且還以小尺寸具有高佩戴舒適度。

根據(jù)本發(fā)明的用于身體部位的皮膚的光譜測量的皮膚測量裝置具有帶有窗口的壓上的框架，以及具有附接到所述壓上的框架的atr晶體的atr紅外光譜儀。樣本臺布置于所述窗口中且因此與所述壓上的框架接合，且與所述壓上的框架的一個平坦面面對相同的方向。所述裝置進一步具有包圍構件，所述包圍構件適于環(huán)繞所述身體部位且進而將所述皮膚測量裝置支撐于所述身體部位上。當佩戴所述皮膚測量裝置時所述壓上的框架通過所述包圍構件被按壓到所述身體部位的皮膚上，以使得所述樣本臺與所述皮膚接觸且進而可以atr紅外光譜儀實現(xiàn)所述皮膚的光譜測量。

在atr紅外光譜儀中，紅外輻射與接觸樣本臺的皮膚交互。皮膚中形成漸消波，其具有從樣本臺近似一個波長的范圍。令人驚奇地，已發(fā)現(xiàn)當以既不會施加將被感覺為不合意的太多壓力也不會造成將被感覺為太松的太少壓力的包圍構件按壓所述壓上的框架時，atr晶體與皮膚的有利接觸發(fā)生。因此，漸消波形成于皮膚中且得到尤其精確的皮膚的光譜測量。因此，所述皮膚測量裝置同時容易攜帶且允許皮膚的精確光譜測量。

與常規(guī)吸收紅外光譜儀相比，所述atr紅外光譜儀可制作為大體上更小且具有大體上更低的能量消耗。這使得其尤其適合于作為移動裝置佩戴在身體上。所述atr紅外光譜儀用以從皮膚確定多種信息。舉例來說，所述光譜儀可確定皮膚的含水量。

優(yōu)選的是所述身體部位是人類的手臂且所述包圍構件是腕帶。所述皮膚測量裝置的尤其高佩戴舒適度可在手臂上有利地實現(xiàn)。所述腕帶優(yōu)選地是彈性的且其長度適于身體部位以使得當佩戴皮膚測量裝置時所述腕帶是伸長的，且所述壓上的框架以其一個平坦面抵靠著所述身體部位的皮膚被按壓。借助所述彈性腕帶，可以尤其簡單的方式推動所述壓上的框架，同時實現(xiàn)皮膚與樣本臺的舒適接觸。另外，對于腕帶的給定長度，可實現(xiàn)舒適的按壓，同時具有皮膚對于具有不同厚度的手臂的高質量接觸。

優(yōu)選的是atr晶體布置于所述窗口中，其方式為使得樣本臺和所述壓上的框架的平坦面處于同一個平面中。因此，所述壓上的框架和atr晶體不形成邊緣，使得所述皮膚測量裝置的佩戴舒適度尤其高。同時，確保了樣本臺與皮膚之間的最佳接觸。另外，通過所述壓上的框架到皮膚上的二維按壓而平坦地抵靠皮膚按壓atr晶體。因此，防止了atr晶體中的機械應力，且因此也防止了atr晶體的應力雙折射。晶體的應力雙折射將熬成以所述皮膚測量裝置測得的紅外光譜的錯誤。通過將樣本臺和壓上的框架的二維側布置在同一平面中，可因此測得皮膚的紅外光譜而無應力雙折射且具有高準確性。

所述皮膚測量裝置優(yōu)選地具有帶有外殼基底的外殼，所述外殼基底布置于所述壓上的框架中。這將atr紅外光譜儀容納于外殼中，因此將其屏蔽于外部影響，例如屏蔽于外部光?？山柚谒銎帘我愿叨葴蚀_性實行光譜測量。

優(yōu)選的是atr晶體的材料具有在紅外輻射的范圍中大于1.5的atr晶體的折射率n1。這有利地確保了如果皮膚的折射率假定處于1.3，則即使皮膚的光學性質變動而將導致通常低于0.2的折射率增加，atr晶體內的全反射也會發(fā)生。優(yōu)選地，atr晶體的材料具有在紅外輻射區(qū)中在2.3到2.8之間的折射率n1。在此區(qū)中，實現(xiàn)漸消波進入皮膚的仍充分的穿透深度，同時全反射的限制角度很小而使得atr晶體中可發(fā)生充分大量的全反射。另外，高數(shù)目的紅外透射性材料在折射率的此范圍中可用于所述atr晶體。優(yōu)選的是所述atr晶體具有朝向樣本臺傾斜的兩個反射面。選擇所述反射面的傾斜角度，其方式為使得紅外光束以角度θ照射于樣本臺，所述角度θ在arcsine(1.3/n1)+5°到arcsine(1.3/n1)+10°的范圍中，其中θ是以垂直于樣本臺的平面的線封閉的紅外輻射的角度。因此，當皮膚的光學性質變化時也可發(fā)生全反射，并且同時，確保了漸消波進入皮膚的大穿透深度。

優(yōu)選的是所述皮膚測量裝置具有裝置連接器和/或發(fā)射單元，由所述皮膚測量裝置搜集的光譜數(shù)據(jù)通過所述裝置連接器可被讀出，由所述皮膚測量裝置搜集的光譜數(shù)據(jù)通過所述發(fā)射單元可無線地發(fā)射。所述皮膚測量裝置優(yōu)選地具有分析單元，所述分析單元被配置成經由所述裝置連接器讀出光譜數(shù)據(jù)和/或接收由發(fā)射器單元無線發(fā)射的數(shù)據(jù)，且被配置成評估所述光譜數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明的腕表含有所述皮膚測量裝置。優(yōu)選地，所述腕表具有背對樣本臺布置的標度盤。有利的是，進而有利地使皮膚的光譜測量和時間測量同時為可能的。

附圖說明

下文參考伴隨的示意圖以更詳細闡釋本發(fā)明。詳細來說：

圖1示出了皮膚測量裝置的透視圖，

圖2為atr紅外光譜儀的平面圖，

圖3為圖2的atr紅外光譜儀的側視圖，

圖4示出了腕表的透視圖與其后側的視圖，以及

圖5示出了來自圖4的腕表的透視圖與其前側的視圖。

參考列表

1皮膚測量裝置

2外殼

3壓上的框架

4外殼基底

5窗口

6包圍構件

7凸耳

8atr紅外光譜儀

9atr晶體

10樣本臺

11入射面

12出口面

13第一反射面

14第二反射面

15第一紅外光源

16第二紅外光源

17出口開口

18紅外光線檢測器

19usb裝置連接器

20腕表

21標度盤

22手表針

具體實施方式

圖1中可以看出，皮膚測量裝置1具有外殼2以及布置于外殼2內的atr紅外光譜儀8。外殼2具有壓上的框架3，其中布置有呈矩形開口形式的窗口5。外殼2還具有外殼基底4，其為壓上的框架3。

圖2和3中可以看出，atr(“衰減全反射”)紅外光譜儀8具有atr晶體9。atr晶體9是伸長的以使得其具有縱向軸線以及平行于所述縱向軸線布置的兩個對置的縱向面。所述兩個縱向面中的一個形成樣本臺10，當使用皮膚測量裝置1時所述樣品臺放置成與皮膚接觸。樣本臺10的尺寸基本上相同于窗口5。atr紅外光譜儀8進一步包括第一紅外光源15和第二紅外光源16，以及紅外光線檢測器18，所述紅外光線檢測器布置于atr晶體9的與樣本臺10相對的縱向側上。然而，可使用任何數(shù)目的紅外光源。紅外光檢測器線18可具有任何數(shù)目的紅外光檢測器。第一紅外光源15和第二紅外光源16各自具有出口開口17，由紅外光源15、16產生的光通過所述出口開口可耦合到atr晶體9中。

atr晶體9具有在第一縱向端處的第一反射面13以及在與第一縱向端相對布置的第二縱向端處的第二反射面14。反射面13、14相對于所述縱向側是傾斜的。因此，經由布置于與樣本臺10相對的縱向側上的入射面11在第一縱向端的區(qū)中耦合到atr晶體9中的紅外光在所述兩個縱向側之間相互反射且到達第二縱向端，在所述第二縱向端處所述紅外光經由布置于與樣本臺10相對的縱向側中的出口面12從atr晶體9解耦。

在退出atr晶體9之后，紅外光照射于紅外光線檢測器18。紅外光線檢測器18由多個紅外光檢測器形成，所述多個紅外光檢測器在垂直于atr晶體9的縱向軸線的方向上并排布置。所述紅外光檢測器可例如為各自具有鋯鈦酸鉛的薄層的熱電檢測器。為了允許光譜解析測量，在出口面12與紅外光線檢測器18之間布置分散介質。所述分散介質例如為波長過濾器，借此所述波長過濾器允許紅外光通過的波長范圍在垂直于atr晶體9的縱向軸線的方向上線性地變化。

當使用皮膚測量裝置1時，樣本臺10將與皮膚接觸，以使得可進行皮膚的光譜測量。為此目的，atr晶體9的折射率必須大于皮膚的折射率，以使得樣本臺10上可發(fā)生紅外光的全反射。因為皮膚主要由水組成，所以atr晶體在紅外光的范圍內的折射率大于1.5是有利的。在皮膚中，借助于全反射，形成漸消波，其具有來自樣本臺10且與皮膚交互的紅外光的波長的量級范圍。根據(jù)由紅外光檢測器線18檢測的紅外光的光譜，由于此交互而可推斷皮膚的光譜性質。2.3到2.8的折射率有利于實現(xiàn)漸消波進入皮膚的長穿透深度以及全反射的充分小限制角度，以便實現(xiàn)atr晶體9內充分高數(shù)目的全反射。用于atr晶體9的合適材料具體來說是znse、溴碘化鉈、金剛石或amtir(“非晶形材料紅外透射材料”)，例如ge33as12se55、asxsex、gexsbxsex或as2s3。

圖1示出了atr晶體9與壓上的框架3接合，其方式為使得樣本臺10布置于窗口5中且被朝向外殼2之外引導以使得當使用皮膚測量裝置1時樣本臺連接到皮膚。另一方面，紅外光源15、16和紅外光檢測器線18布置于外殼2內。樣本臺10與被朝向外殼2之外引導的壓上的框架3的表面完全位于同一平面中。樣本臺10和被向外引導的外殼2的壓上的框架3的表面一起形成皮膚測量裝置1的連續(xù)表面，其可以舒適可佩戴方式附接到皮膚。被朝向外殼2之外引導的壓上的框架3的表面是平滑表面而無從所述表面突出的突起。

為了避免atr晶體9中的機械應力的形成，可提供彈性o形環(huán)，借助于所述彈性o形環(huán)將atr晶體帶入與壓上的框架3的接合。為此目的，可在壓上的框架3中提供所述o形環(huán)插入于其中的圓周凹槽。通過抵靠著所述o形環(huán)以固持裝置按壓atr晶體9，atr晶體9可以無應力方式與壓上的框架3接合，同時可以o形環(huán)密封外殼2。

圖4和5示出了皮膚測量裝置1進一步包括包圍構件6，其以一方式被配置以使得一個身體部位可由所述包圍構件6環(huán)繞且因此皮膚測量裝置1可佩戴于所述身體部位上。皮膚測量裝置1可通過包圍構件6而佩戴，其方式為使得所述裝置不會在身體部位上造成過量的壓力，也不會攜帶于身體部位周圍而使得其在所述身體部位上不可控制地移動。因此，同時，外殼基底4和樣本臺10抵靠著身體部位的皮膚被平坦地按壓，且可實現(xiàn)皮膚的光譜測量。

如圖1、4和5中所示，外殼2上的皮膚測量裝置1具有兩對凸耳7，所述凸耳安裝在外殼2的對置側面上且大體上垂直于外殼基底4而延伸。為了將包圍構件6緊固到外殼2，包圍構件6的縱向端在每一情況下與所述對凸耳中的一對接合。

圖4和5的包圍構件6是適于包圍人類的手臂的腕帶或條帶?？梢栽O想彈性地設計腕帶且使其長度適配于手臂的厚度，以使得當皮膚測量裝置1佩戴于手臂上時腕帶伸長，且外殼基底4連同樣本臺10一起平坦且舒適地按壓在手臂的皮膚上。同時，樣本臺與手臂的皮膚接觸，其方式為使得可以atr紅外光譜儀實現(xiàn)皮膚的光譜測量。

在圖4和5中，皮膚測量裝置1是腕表20的部分。腕表20具有帶有手表針22的標度盤21，所述手表針布置于外殼2的對置側上的外殼基底4上且因此布置于背對樣本臺10的側上。皮膚測量裝置1還具有usb裝置連接器19，由皮膚測量裝置1搜集的光譜數(shù)據(jù)經由所述連接器可由例如智能電話等評估單元讀出。也可設想皮膚測量裝置1具有發(fā)射單元，由皮膚測量裝置1搜集的光譜數(shù)據(jù)可通過所述發(fā)射單元無線地發(fā)射，借此所述數(shù)據(jù)可由所述評估單元無線地接收。光譜數(shù)據(jù)的評估可在所述評估單元中進行。也可設想所述評估單元具有用于顯示光譜數(shù)據(jù)和/或評估數(shù)據(jù)的顯示裝置。