EIFys黑硅探測(cè)器在人體健康監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
心率測(cè)量和血氧含量測(cè)量是可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備的主要功能之一，需要滿足高精度和低功耗才能在競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，要達(dá)到高精度和低功耗之間的平衡是開(kāi)發(fā)者面臨的重大挑戰(zhàn)。
光電二極管是系統(tǒng)中原始信號(hào)的來(lái)源，EIFys能提供市面上靈敏度很高黑硅光電二極管，它在200-1100nm響應(yīng)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了近100%的量子效率，更靈敏的光電二極管，可以在給定的LED驅(qū)動(dòng)電流下提供更好的測(cè)量數(shù)據(jù)精度，另一方面，光電二極管越靈敏，驅(qū)動(dòng)LED所需的電流就越小，可降低系統(tǒng)的功率，提高續(xù)航時(shí)間。
利用光電容積描記（PPG）是使用光電傳感器測(cè)量心率和血氧含量水平的基本方法，535nm綠光用于測(cè)量心率，皮膚中的血液量隨著心臟跳動(dòng)周期而變化，因此綠光的吸收和皮膚對(duì)綠光的反射也會(huì)隨著周期變化，綠光的光信號(hào)變化頻率就是心率。同樣的，光的吸收也會(huì)根據(jù)血液中與血紅蛋白結(jié)合的氧氣水平而變化，由于660nm紅光和940nm紅外光對(duì)氧含量更敏感，因此660nm紅光和940nm紅外光的反射信號(hào)主要用來(lái)計(jì)算氧含量。
在智能手表等可穿戴設(shè)備中，需要高精度測(cè)量和滿足長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間才能滿足用戶的需求，在所有其他組件中，光電二極管是捕捉從皮膚反射的光信號(hào)的關(guān)鍵傳感器，因此，無(wú)論之后使用何種軟件AI算法，光電二極管的性能決定了原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量，光電二極管重要的參數(shù)之一是靈敏度，給定噪聲的條件下，更高的靈敏度意味著更高的SNR（信噪比），從而可以得到更準(zhǔn)確的測(cè)量能力，可以檢測(cè)以前不可見(jiàn)的更小信號(hào)，與其他光電二極管技術(shù)相比，EIFys提供的高靈敏度光電二極管，采用黑硅技術(shù)，如下圖所示，綠光的響應(yīng)度提高了50%左右，紅光的響應(yīng)度提高了15%左右，光電二極管高靈敏度的另外一個(gè)好處是它可以用更少的光來(lái)達(dá)到同等的精度，這意味著更少的功耗，可提高穿戴設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。
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