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Neuer Fitness-Tracking-Sensor von Osram

Der neue Sensor SFH 7060 von Osram Opto Semiconductors dient zur Messung der Herzfrequenz und des Sauerstoffgehalts im Blut. Haupteinsatzgebiete für das Bauteil sind mobile Geräte wie Smartwatches oder Fitnessarmbänder (Wearables) zur kontinuierlichen Überwachung von Körperfunktionen. Der integrierte optische Sensor beinhaltet fünf Leuchtdioden mit drei verschiedenen Wellenlängen und eine Photodiode.

Der SFH 7060 ist eine Weiterentwicklung des optischen Sensors SFH 7050, den Osram im Herbst 2014 vorgestellt hat. Er erfüllt die gleichen Funktionen wie das Vorgängerbauteil, ist aber hinsichtlich Energieverbrauch und Signalqualität optimiert. Der SFH 7060 besteht aus drei grünen sowie je einer roten und infraroten LED und einer Photodiode, die durch einen lichtdichten Steg optisch von den Emittern getrennt ist.

In der Anwendung strahlt der Sensor Licht in die Haut ein, welches von Blut und vom umliegenden Gewebe unterschiedlich absorbiert und auf den Detektor reflektiert wird. Aus Absorptionsmessungen mit verschiedenen Wellenlängen lassen sich die Herzfrequenz und die Blutsauerstoffsättigung ermitteln.

Für die Pulsmessung am Handgelenk ist grünes Licht am besten geeignet. Der SFH 7060 beinhaltet drei grüne LED mit 530 Nanometern (nm) Wellenlänge, die in der UX:3-Chiptechologie von Osram gefertigt sind. Im optimalen Arbeitspunkt bei einem Strom von 20 Milliampere betrieben, liefern sie typisch 3,4 Milliwatt optische Leistung bei 3,2 Volt Spannung je Chip. Die im Vergleich zum SFH 7050 höhere Lichtmenge führt zu einer besseren Signalqualität und ermöglicht so eine stabilere Pulsmessung. Außerdem erlaubt der geringere Stromverbrauch längere Batterielaufzeiten im Endgerät. 

Der Sauerstoffgehalt des Bluts wird aus der unterschiedlichen Absorption von rotem (660 nm) und infrarotem (940 nm) Licht ermittelt. Die integrierte Photodiode des SFH 7060 hat eine aktive Fläche von 1,3 x 1,3 mm. Zusätzlich ist der Abstand zwischen den beiden Sendern und der Photodiode größer ausgelegt als im SFH 7050. Auf diese Weise dringt das Licht tiefer in die Haut ein, bevor es auf den Detektor zurückreflektiert wird, was zu stabileren Signalen und zu einem besseren Signal-Rausch-Verhältnis führt. Wie beim Vorgänger ist die Wellenlänge des roten Senders auf eine Toleranz von ± 3 nm spezifiziert. Die spektralen Bandbreiten der infraroten und grünen LED betragen jeweils 30 nm.

www.osram.de

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