确定元件中的能够移动的对象的流动特性 |
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| 申请号 | CN201280026083.0 | 申请日 | 2012-05-22 | 公开(公告)号 | CN103561637B | 公开(公告)日 | 2016-05-18 |
| 申请人 | 皇家飞利浦有限公司; | 发明人 | A·M·范德莱; J·维恩; | ||||
| 摘要 | 一种用于确定元件（342）中的能够移动的对象（341）的流动特性的 传感器 设备（340），包括：光发射单元（344），被配置为朝向所述元件（342）发射光；以及光探测单元（344），被配置为探测从所述元件（342）背散射的光。所述传感器设备（340）包括光学单元（346），光学单元（346）被配置为将所述元件（342）的光入射元件部分（348）和所述元件（342）的光探测元件部分（350）彼此空间上分开，其中，所述光入射元件部分（348）与入射在所述元件（342）上的发射光关联，且所述光探测元件部分（350）与从所述元件（342）背散射的用于探测的背散射光关联。所述传感器设备（340）包括确定单元（358），确定单元（358）被配置为基于指示所述发射光和探测的所述背散射光的光来确定所述元件（342）中的能够移动的所述对象（341）的所述流动特性。所述传感器设备（340）容许所述对象（341）的流动特性的精确和容易的确定。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于确定元件(342)中的能够移动的对象(341)的流动特性的传感器设备(340，440)，所述传感器设备(340，440)包括： |
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| 说明书全文 | 确定元件中的能够移动的对象的流动特性技术领域背景技术[0002] 激光多普勒测速法（Laser Doppler velocimetry，LDV），也称为激光多普勒风速法（laser Doppler anemometry，LDA）表示用于使用多普勒效应来确定能够移动的对象的流动特性的测量技术。特别是，激光多普勒测速法能够用于与医学诊断应用结合，以例如确定微脉管血液的流动特性或人的组织灌注特性。在医学领域中，LDV也称为激光多普勒流量法（laser Doppler flowmetry）。替代地，该技术可以用于材料匹配领域，以确定材料颗粒流的流动特性。以下，参照医学领域而不失一般性。 [0003] 将参照图1解释用于确定人的血液的流动特性的一种基于LDF的技术。由激光单元发射的相干激光102入射到人的皮肤106的表皮部分（skin portion）104上。光102包括频率ω0，如图示108中示例的，图示108的纵坐标表示频率（以赫兹量度）且图示108的横坐标表示发射光102的强度（以任意单位量度）。光102穿入到皮肤106的表皮部分104之下的表面层中，并且除其它之外，在在皮肤106中移动的血细胞108a-e处散射。为示例，将光102在不同血细胞108a-c处的多个散射事件以及光102在一个血细胞108d处的单个散射事件示例于图1中。相应的背散射光110a-c在散射事件后传播至探测器112。光102在光102入射所在的表皮部分104处的反射也可以使得反射光110d传播至探测器112。探测器112探测所有传入光110a-d，探测的光包括以光102的频率ω0为中心的频率分布，如图示114中示例的。图示114的纵坐标表示频率（以赫兹量度），而图示114的横坐标表示探测的光的强度（以任意单位量度）。 [0004] 理想地，根据多普勒效应，背散射光110a-c中的每一背散射光包括频率ω0＋Δω，Δω标记相对于光102的初始频率ω0的频移。通过相应血细胞108a-e的引导速度和入射并散射的光的方向改变来确定频移Δω。在一维情况下，移动血细胞与激光单元之间的距离的减小导致正符号的频移Δω，而移动血细胞与光源之间的距离的增大导致负符号的频移Δω。反射光110d理想地包括光102的频率ω0。 [0005] 图示114中示例的探测的光的频率分布由数个效应引起，此外，由于血细胞的随机速度值，可以观察不到清楚的频移Δω。血细胞108a-e可以在所有方向上移动并包括不同的速度值，由此导致背散射光110a-c的频移Δω的不同值。 [0006] 于是基于获得的频谱来确定血液的流动特性。 [0007] 虽然图1中主要示例了背散射光，但是探测的光可以包括反射光的大部分。从而，上述测量技术可以包括低的深度灵敏度，并且在考虑小的多普勒频移时，血液的流动特性的确定的精度可以低。 [0008] 用于基于多普勒效应来确定血液的流动特性的另外的选项附加地采用自混合干涉法（SMI）。将参照图2解释基于相应的SMI-LDF的测量原理。激光单元220朝向人的皮肤的表皮部分（skin portion）224发射光222。激光单元220的前侧与表皮部分224之间的距离在图2中由s指示。从表皮部分224反射或背散射的光226再次进入激光单元220。在激光单元220中生成混合光228，因为激光单元中的待发射的光（并且从而对应于发射光 222）和探测的背散射和反射的光226在激光单元220中混合。混合光228由激光单元220输出，并且由布置在激光单元220外部的光电二极管230探测。使用所谓的三镜法布里-珀罗腔模型来分析由光电二极管230获得的功率谱，激光单元220的后表面234和现在由232标记的前表面以及表皮部分224的表面236表示相应的镜子。分析的结果提供关于表皮部分224中的血液的流速的信息。 [0009] 如上面阐述的，基于SMI的血液的流动特性的确定也可以受到差的精度的影响。 [0010] WO2009/027896描述了用于测量人的皮肤性质的基于SMI的方法和装置，皮肤性质例如是皮肤的脱水水平。该装置包括激光传感器，激光传感器被配置为朝向待研究的表皮部分发送激光并接收从表皮部分反射的激光。激光传感器包括光电二极管，光电二极管被配置为测量激光传感器的激光的功率波动，以基于激光的功率波动随时间的变化来确定表皮部分的回弹速度（recoil velocity）。归因于自混合效应，背散射光引起激光的功率波动。装置的偏振器布置于激光传感器与表皮部分之间，以抑制反射光的部分，与发射光相比，反射光包括不同的偏振。基于功率波动来确定皮肤性质。 发明内容[0011] 本发明的目的是提供用于精确和容易地确定元件中的能够移动的对象的流动特性的方法。此外，本发明的目的是提供容许精确和容易地确定元件的中的能够移动的对象的流动特性的传感器设备。 [0013] 根据本发明的示范性方面，提供了一种用于确定元件中的能够移动的对象的流动特性的传感器设备，所述传感器设备包括：光发射单元，被配置为朝向所述元件发射光；光探测单元，被配置为探测从所述元件背散射的光；光学单元，被配置为将所述元件的光入射元件部分和所述元件的光探测元件部分彼此空间上分开，其中，所述光入射元件部分与入射在所述元件上的发射光关联，且所述光探测元件部分与从所述元件背散射的用于探测的背散射光关联；以及确定单元，被配置为基于指示所述发射光和探测的所述背散射光的光来确定所述元件中的能够移动的所述对象的所述流动特性。 [0014] 根据本发明的另一示范性方面，提供了一种用于确定元件中能够移动的对象的流动特性的方法，所述方法包括：由光发射单元朝向所述元件发射光；由光探测单元探测从所述元件背散射的光；以及由确定单元基于指示发射光和探测的背散射光的光来确定所述元件中的能够移动的所述对象的所述流动特性，其中，所述元件的光入射元件部分和所述元件的光探测元件部分由光学单元彼此空间上分开，其中，所述光入射元件部分与入射在所述元件上的所述发射光关联，且所述光探测元件部分与从所述元件背散射的用于探测的所述背散射光关联。 [0015] 在本申请的背景内，术语“从元件背散射的背散射光”可以特别标记可以在元件处或中的光散射入射之后接收的光或光信号。特别是，散射事件可以包括元件的元件表面处的光反射和/或元件表面处和/或元件表面之下的元件内的光散射或多重光散射。 [0016] 术语“元件部分”可以特别标记元件的点或元件的规则或不规则形状的区域。特别是，元件部分可以包括元件的元件表面的元件表面部分。 [0017] 术语“指示发射光的光”可以特别标记由光发射单元发射的发射光（的部分），和/或待由光发射单元发射的光。 [0018] 术语“单元”和/或“元件”可以特别标记包括一个或一个以上构件的部件。 [0019] 根据本发明的示范性方面，传感器设备和方法可以采用通过在能够移动的对象处的光散射的多普勒效应获得的信息，以确定元件中的能够移动的对象的流动特性。与入射在元件上的发射光关联的光入射元件部分和与从元件背散射的用于探测目的的光关联的光探测元件部分彼此空间上分开。因此，从光探测元件部分朝向光探测单元背散射的光包括传播通过元件并在元件中的能够移动的对象处散射的光，而不是从所述光入射元件部分背散射的光，的大部分（high fraction）。 [0020] 因此，传感器设备的信噪比可以高，因为传感器设备可以包括关于元件的较深层的高灵敏度，并且从而提高的深度灵敏度。 [0021] 接下来，将解释用于确定元件中的能够移动的对象的流动特性的传感器设备的另外的示范性实施例。然而，这些实施例也适用于确定元件中的能够移动的对象的流动特性的方法。 [0022] 特别是，光发射单元可以被配置为激光（光）单元，激光（光）单元被配置为发射红外波长的激光，特别是在≥大约780纳米（nm）与≤大约980nm之间，进一步特别是在大约850nm处。特别是，后一波长范围可以在确定皮肤的血液的流动特性方面是有利的，因为皮肤在这些波长可以是透明的，由此增强了传感器设备的深度灵敏度。特别是，后一效应对于大约850nm的波长的光甚至可以是更显著的。 [0023] 所述光发射单元和所述光探测单元可以是一体形成的，并且特别是作为激光（光）单元。特别是，激光单元可以容许发射光和探测的背散射光干涉，以生成（自）混合光信号。从而，传感器设备和方法可以采用自混合干涉法来确定对象的流动特性。特别是，方法的确定步骤可以是方便的，因为可以在流动特性的评估期间使用与自混合干涉法的原理关联的已知数学算法。此外，传感器设备的结构设计可以是显著方便的，因为传感器可以包括小数量的部件。此外，传感器设备的制造成本可以低。 [0024] 光学单元可以包括光路径分开元件，所述光路径分开元件被配置为将朝向所述光入射元件部分的所述发射光的光路径与从所述光探测元件部分背散射的所述背散射光的光路径分开。因此，可以实现光入射元件部分和光探测元件部分的空间上分开。此外，可以减小或甚至消除从光入射元件部分背散射的光与从光探测元件部分背散射的光之间的干涉，由此提高流动特性的确定的精度。 [0025] 特别是，光路径分开元件可以包括或可以被配置为分束器。 [0026] 所述光路径分开元件可以被配置为偏振分束器，并且由所述光发射单元发射的所述发射光的偏振方向可以相对于所述偏振分束器的偏振轴以特别是大约45度的角取向。从而，背散射光的信号强度可以高，因为分束器可以反射全部发射光。此外，偏振分束器可以不透射，而是可以吸收发射光的可以不被分束器反射的部分。 [0027] 所述光学单元包括光重定向元件，所述光重定向元件被配置为将从所述光路径分开元件接收的所述发射光朝向所述光入射元件部分重定向。从而，可以实现将光入射元件部分和光探测元件部分彼此空间上分开的附加自由度。结合包括分束器的光路径分开元件，光重定向元件的使用可以是特别有利的，因为光重定向元件可以容许将由分束器元件以大约90度的角反射的发射光朝向元件重定向。 [0028] 特别是，光重定向元件可以包括或可以被配置为镜子和/或棱镜。此措施可以容许光重定向元件的结构容易的实施例。 [0029] 能够通过所述光路径分开元件和所述光重定向元件的相对布置来调整所述光入射元件部分与所述光探测元件部分之间的距离。从而，光学单元可以提供用于选择用于流动特性的确定的背散射光的深度信息的措施，因为发射光可以在某一距离上传播通过元件，并且可以沿此距离在能够移动的对象处散射。特别是，在光入射元件部分和光探测元件部分可以布置为彼此靠近的情况下，散射光将主要从对象的近表面层散射。在光入射元件部分和光探测元件部分可以空间上分开较长距离的情况下，散射光将通过对象的较深层。在光入射元件部分和光探测元件部分可以布置为彼此远离的情况下，背散射光的强度可以低，因为，由于沿光入射元件部分与光探测元件部分之间的距离的多重散射事件，仅传播通过元件的发射光的小部分可以朝向光探测元件散射回。因此，传感器设备可以包括能够调整的深度灵敏度。 [0030] 所述光路径分开元件和所述光重定向元件可以是一体形成的，由此，光学元件的制造成本，并且从而传感器设备的制造成本，可以低。此外，通过一体形成光路径分开元件和光重定向元件，可以实现光学单元的小型化和批量生产。此外，光学单元可以包括紧凑、小、且结构上容易的设计。此外，可以提高确定精度，因为可以避免光路径分开元件和光重定向元件之间的过早（timely）引起的光学失准。 [0031] 特别是，当沿光传播路径看时，光路径分开元件的分束器可以包括直角梯形状地形成的横截面，其中，光重定向元件可以被配置为分束器的侧面上的内表面的反射层。这里，术语“直角梯形”可以特别标记梯形，该梯形在梯形的邻近侧的两侧之间包括至少一个直角。特别是，当沿梯形的周边观看时，分束器的直角梯形横截面可以包括布置为彼此相邻的两个直角。特别是，梯形的直角可以布置为与光探测元件部分邻近，并且包括反射层的侧面可以布置为与光入射原件部分邻近。从而，光学单元可以包括标准部件，即分束器，其可以包括特别是胶粘到一起的第一和第二玻璃构件。因此，与标准立方分束器相比，分束器可以包括稍微的更改，由此导致低的制造成本。 [0032] 替代地，可以以两块的方式配置光路径分开元件和光重定向元件。特别是，光路径分开元件可以被配置为立方分束器，并且光重定向元件可以被配置为镜子。 [0033] 所述传感器设备还可以包括：偏振变更元件，布置在所述光学单元与所述元件之间，其中，所述偏振变更元件可以被配置为变更从所述光学单元接收的所述发射光的偏振和从所述元件背散射的所述背散射光的偏振。从而，可以基于背散射光和发射光的选择的偏振来确定元件中的对象的流动特性，由此将不相关的光信息从流动特性确定排除，并且从而提高了确定的精度。 [0034] 特别是，偏振变更元件可以被配置为偏振器，特别是四分之一波片和/或半波片。 [0035] 特别是，光发射单元可以被配置为发射包括线偏振的光，其中，偏振变更元件可以被配置为将发射光的线偏振变更为（右或左）圆偏振，并且可以被配置为选择去偏振背散射光的（右或左）圆偏振并且将此圆偏振变更为线偏振。 [0036] 特别是，光发射单元可以被配置为发射包括（右或左）圆偏振的光，其中，偏振变更元件可以被配置为将发射光的圆偏振变更为线偏振，并且可以被配置为选择去偏振背散射光的线偏振并且将此线偏振变更为（右或左）圆偏振。 [0037] 所述光学单元，特别是偏振分束器，和所述偏振变更元件可以被相对于彼此配置和布置，使得由所述光探测单元探测的所述背散射光的偏振（方向）和指示所述发射光的光的偏振（方向）可以彼此正交。术语“正交偏振”可以特别标记相应的偏振方向可以相对于彼此旋转大约90度的角。从而，指示发射光的光和/或发射光可以包括正交偏振方向。因此，可以进一步增强传感器设备的深度灵敏度，因为可以被选择用于分析的背散射光可以源自元件的较深的层。特别是，为此目的，由于在光入射元件部分与光探测元件部分之间传播时元件中的多重散射事件，探测的背散射光的偏振可以改变。此外，在光入射元件部分处朝向光探测单元反射的光可以包括与发射光的偏振几乎相同的偏振，并且从而可以不被光探测单元探测到。 [0038] 所述传感器设备还可以包括：第一透镜，布置在所述光学单元，特别是偏振变更元件，与所述光入射元件部分之间，其中，所述第一透镜可以被配置为将所述发射光朝向所述光入射元件部分聚焦；和/或第二透镜，布置在所述光学单元，特别是偏振变更元件，与所述光探测元件部分之间，其中，所述第二透镜可以被配置为将从所述光探测元件部分背散射的所述背散射光特别是朝向所述光学单元聚焦。因此，第一透镜可以容许调整光入射元件部分的空间延伸，以调整元件上发射光的光沉积水平。第二透镜可以容许调整或增大朝向光探测单元的背散射光的信号强度。从而，可以进一步提高确定的精度。 [0039] 所述传感器设备还可以包括：第一光纤，布置在所述光学单元，特别是偏振变更元件，与所述光入射元件部分之间，其中，所述第一光纤可以被配置为将所述发射光从所述光学单元朝向所述光入射元件部分定向；和/或第二光纤，布置在所述光学单元，特别是偏振变更元件，与所述光探测元件部分之间，其中，所述第二光纤可以被配置为将所述背散射光从所述光探测元件部分朝向所述光学单元，特别是偏振变更元件，定向。从而，光学单元，特别是偏振变更元件，分别与光入射元件部分和光探测元件部分，之间的光漫射导致的信号损失可以忽略，使得可以增大背散射光的信号强度。因此，可以显著提高元件中的液体的流动特性的确定的精度。 [0040] 所述传感器设备还可以包括：第三透镜，布置在所述光探测单元与所述光学单元，特别是所述光学单元的分束器的第一和第二玻璃构件的连接侧面，之间，其中，所述第三透镜可以被配置为将所述背散射光朝向所述光探测单元聚焦。从而，可以增大到达光探测单元的背散射光的信号强度，由此提高了对象的流动特性的确定的精度。 [0041] 特别是，在光发射单元和光探测单元可以是一体形成的情况下，第三透镜也可以被配置为将从光发射单元发射的发射光朝向光学单元聚焦。因此，第三透镜可以包括相应形状的表面。 [0042] 特别是，确定单元可以包括或可以被配置为光电二极管，光电二极管被配置为探测由光探测单元发射的（激光）光。此措施可以容许使用常规电子元件容易地探测包括自混合光信号的（激光）光。 [0043] 特别是，激光单元可以包括被配置为探测自混合光信号的光电二极管，并且可以被配置为向确定单元输出相应的（电子）信号。 [0044] 所述对象的所述流动特性可以包括所述对象的流动速度和所述对象的流动方向中的至少之一，和/或其中，所述对象可以包括单个血细胞或多个血细胞，且所述元件可以包括皮肤。因此，传感器设备可以被配置为使用在皮肤的血液的血细胞处散射的光的频率的多普勒移动来确定血液的流动速度和/或流动方向。特别是，传感器设备可以对于医学诊断是有用的，并且可以被配置为血液流动传感器设备。附图说明 [0045] 根据以下描述的实施例，本发明的这些和其它方面将是明显的，并且将参照以下描述的实施例阐述本发明的这些和其它方面。 [0046] 图1是用于使用LDF来确定血液的流动特性的布置的示意图； [0047] 图2是用于使用SMI来确定血液的流动特性的另一布置的示意图； [0048] 图3是根据本发明的第一示范性实施例的用于确定元件中的能够移动的对象的流动特性的传感器设备的示意图； [0049] 图4是根据本发明的第二示范性实施例的用于确定元件中的能够移动的对象的流动特性的传感器设备的示意图。 具体实施方式[0050] 图样中的本发明是示意性的。需要注意，在不同的图中，给类似或相同的元件提供了同样的参考符号或与相应的参考符号仅在第一个数字不同的参考符号。 [0051] 参照图3，示例了根据本发明的第一范例实施例的用于确定元件中的能够移动的对象的流动特性的基于SMI的传感器设备340。传感器设备340用于医学领域中，用于通过确定人的皮肤342中的血细胞341的流动速度来监视人的血液灌注。为示例目的，图3中示意性地示例了单个血细胞371。传感器设备340包括提高的深度灵敏度并且从而提高的信噪比，因为传感器设备340对待研究的皮肤342的较深的层敏感。 [0052] 传感器设备340包括激光单元形式的光发射和探测单元344，该激光单元被配置为发射线偏振的相干激光并同时探测传入（激）光。激光单元340操作于红外波长，特别是在780与980nm之间，例如操作于850纳米（nm）。 [0053] 传感器设备340还包括光学单元346，光学单元346被配置为将皮肤342的与入射在皮肤342上的发射光相关联的光入射表皮部分348和皮肤342的与从皮肤342背散射的用于探测的光关联的光探测表皮部分350彼此空间上分开。光入射表皮部分348和光探测表皮部分350中的每者作为点示例与图3中，然而，光入射表皮部分348和/或光探测表皮部分350可以被配置为具有不规则形状的表面区域。 [0054] 光学单元346包括偏振分束器形式的光路径分开元件352和光反射元件形式的光重定向元件354。分束器352包括偏振轴，偏振轴与线偏振发射光的偏振方向成45度的角配向（align）。分束器352和反射元件354一体形成。当沿通过分束器352的发射光的光传播方向观看时，分束器352包括直角梯形状的横截面，并且分束器352由第一和第二玻璃构件356a、b构成。当沿通过第一玻璃构件356a的发射光的光传播方向观看时，第一玻璃构件356a包括三角形状的横截面，并且当沿通过第二玻璃构件356b的光传播方向观看时，第二玻璃构件356b包括梯形状的横截面。反射元件354对应于分束器352的第二玻璃构件356b的侧面的内表面，该内表面布置为与第一和第二玻璃构件356a、b的彼此相连的侧面相对。光入射表皮部分348邻近反射元件354设置，并且光探测表皮部分350邻近偏振分束器352的第一玻璃构件356a设置。 [0055] 此外，传感器设备340包括确定单元358，确定单元358被配置为基于指示发射光和探测的背散射光的光在激光单元344的腔中生成的SMI信号来确定皮肤342中的血细胞341的流动速度。为此目的，激光单元344被配置为从激光单元344的后表面朝向确定单元 358输出激光。确定单元358包括光电二极管360，光电二极管360被配置为探测激光。 [0056] 传感器设备340还包括偏振变更元件362，偏振变更元件362布置在光学单元346与皮肤342之间并且被配置为变更从光学单元346接收的发射光的偏振和从皮肤342背散射的背散射光的偏振。偏振变更元件362被配置为四分之一波片，四分之一波片被配置为将通过四分之一波片362的发射光的线偏振变更为圆偏振，并将通过四分之一波片362的背散射光的圆偏振变更为线偏振。 [0057] 偏振分束器352和四分之一波片362彼此布置为使得探测的背散射光的线偏振方向和发射光的偏振方向彼此旋转90度。 [0058] 第一和第二透镜364、366分别布置在四分之一波片362与皮肤342的光入射表皮部分348和光探测表皮部分350之间。第一透镜364被配置为将发射光聚焦在光入射表皮部分348上，且第二透镜366被配置为通过使背散射光的光束平行配向来将背散射光朝向光学单元346聚焦。 [0059] 传感器设备340的第三透镜368布置在光学单元346与激光单元344之间，并且被配置为将背散射光聚焦至激光单元344并通过使发射光的光束平行配向来将从激光单元344发射的发射光朝向光学单元346聚焦。 [0060] 替代地，传感器设备340可以不包括第一、第二和第三透镜364、366、368。不存在这些部件而导致的信号质量损失可以小，特别是当传感器340的相应部件与皮肤342之间的距离可以小时。 [0061] 在传感器设备340的操作中，激光单元344朝向第三透镜368发射线偏振光，第三透镜368依次将发射光聚焦为平行配向。图3中，发射光的传播方向由箭头370a-c指示，并且发射光的束路径在图3中以点方式指示，并且以实线为边。发射光然后全部由偏振分束器352朝向反射层354反射。发射光在反射层354处反射后，通过四分之一波片362，使得发射光的线偏振变更为圆偏振。下面，将假定发射光在通过四分之一波片362之后包括右圆偏振。发射光然后由第一透镜364朝向光入射表皮部分348聚焦。 [0062] 发射光入射在光入射表皮部分348上，然后传播通过皮肤342的表面层，并且沿光入射表皮部分348与光探测表皮部分350之间的光传播路径在血细胞371处散射多次。可能的光传播路径在图3中由箭头372a-d指示。因此，发射光被去偏振，因此包括所有可能的偏振。 [0063] 发射光沿光入射表皮部分348与光探测表皮部分350之间的整个光传播路径出射出皮肤342的表面。发射光的部分自光探测表皮部分350朝向第二透镜366背散射作为背散射光。第二透镜366通过使背散射光的光束平行配向来将背散射光朝向四分之一波片362对准。背散射光的传播方向在图3中由箭头372a、b指示。背散射光的束路径在图3中以点方式指示，并且以实线为边。四分之一波片362选择去偏振背散射光中的左圆偏振背散射光的部分，并且将左圆偏振背散射光变更为线偏振背散射光。背散射光然后通过分束器352，而无任何偏转或偏振变化，并且通过第三透镜368朝向激光单元344对准。可以通过四分之一波片362来将去偏振发射光的右圆光的部分变更为线偏振光，该线偏振光的偏振方向与发射光的偏振方向平行配向。此光部分不通过偏振分束器352。 [0064] 在激光单元344的腔内，指示发射光的待发射的光与自分束器352接收的探测的背散射光彼此混合，使得发生自混合干涉。然后激光由激光单元344的后表面朝向确定单元358输出。背侧发射激光的传播方向在图3中由箭头376指示。确定单元358的光电二极管358探测混合光。基于光电二极管358探测的激光来确定人的皮肤342中的血液的血细胞341的流动速度。 [0065] 需要注意，四分之一波片362与偏振分束器352的组合将发射光限制为直接从光入射表皮部分348朝向激光单元344反射和/或背散射。此反射和/或背散射光包括——尽管有反射或散射事件——其原始右圆偏振，使得防止了在分束器352处相应地线偏振的光的反射，相应地线偏振的光由原始右圆偏振光通过四分之一波片362引起。类似地，在光入射表皮部分348处朝向透镜366反射的光不进入激光单元344，因为由于分束器352的偏振，防止了相应地偏振的光穿过分束器352。 [0066] 参照图4，将解释根据本发明的第二示范性实施例的传感器设备440。传感器设备440采用干涉仪布置，然而，不基于自混合干涉法的原理操作。与图3中示例的传感器设备 340相比，传感器设备444类似地构成，然而，传感器设备440包括被配置为分开的单元的光发射单元480和光探测单元482。光发射单元480被配置为激光二极管，激光二极管被配置为发射红外波长（这里770nm）的且线偏振的相干激光，并且光探测单元482被配置为光电二极管。此外，另一偏振分束器484分别布置于激光二极管480与光学单元346之间以及光电二极管482与光学单元346之间。另一偏振分束器484被配置为将从激光二极管480接收的全部发射光朝向分束器352反射。此外，偏振分束器362和另一偏振分束器484被相对于彼此配置并布置，使得从分束器352接收的光通过分束器484，而无偏振的任何偏转或改变。第三透镜368布置在分束器484与光电二极管484之间。振荡半反射片486布置在分束器352、484之间，并且被配置为将从分束器484接收的传入的发射光的部分朝向光电二极管482反射，并使得传入的发射光的另一部分通过朝向分束器352。第四透镜488布置在激光二极管480与分束器484之间，并且被配置为通过使发射光的光束平行配向来将发射光聚焦至分束器484。与确定单元358相比，就流动速度评估来说，确定单元458包括相同的功能性，但是不包括光电二极管。 [0067] 在传感器设备440的操作中，激光二极管480发射通过第四透镜488朝向分束器484的光。发射光的传播方向在图4中由箭头470a-f指示。发射光的束路径在图4中以点方式指示，并且以实线为边。分束器484将发射光全部朝向分束器352反射。发射光的部分通过振荡半反射片486（如由箭头470c指示的），并且另一部分直接散射到光电二极管 482中（如由箭头470d指示的）。与传感器设备340的相应部件相比，光学单元346、四分之一波片362、以及第一和第二透镜364、366的操作相同。这里，背散射光的传播方向在图4中由箭头474a、b指示。背散射光的束路径在图4中以点方式指示，并且以实线为边。背散射光通过振荡反射波片486和分束器484，并且由第三透镜368朝向光电二极管482聚焦。 发射光的反射部分和背散射光沿分束器484与光电二极管482之间的光路径混合，使得由光电二极管482探测到混合光。混合光的光路径在图4中由箭头476指示。确定单元458基于混合光信号376来确定血管371的流动速度。为此目的，确定单元458从光电二极管 484接收相应的电信号。 |
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