CN107510439A - 一种光电检测装置及生理信息检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及一种光电检测装置及生理信息检测装置，其中光电检测装置包括：支撑部件，和设置于支撑部件上的受光元件和发光元件，发光元件位于受光元件周边；透光部件，位于支撑部件上并覆盖在受光元件和发光元件的外部，用于透过来自于发光元件发射的光至被检测体和透过经被检测体反射的光，透光部件与被检测体接触的壳体面包括凸出的透光曲面和位于透光曲面的顶部的透光平面。本发明通过设置的透光曲面和透光平面，在被检测体上形成向被检测侧凹陷的底部为平面的反射曲面，以控制发光元件发射至被检测体的光经被检测体反射后的光线角度，使光线可以集中地入射至受光元件，保证受光元件接收的光线的稳定性，增加了受光元件检测信号的准确性。

Description

一种光电检测装置及生理信息检测装置

技术领域

本发明实施例涉及光电检测技术领域，具体涉及一种光电检测装置及生理信息检测装置。

背景技术

本部分向读者介绍可能与本发明的各个方面相关的背景技术，相信能够向读者提供有用的背景信息，从而有助于读者更好地理解本发明的各个方面。因此，可以理解，本部分的说明是用于上述目的，而并非构成对现有技术的承认。

现有技术的用于检测人体生理信息的光电检测装置，当配戴于人体上时，受到人体的运动和佩戴方式的影响，经常会出现结果不准确的情况。如图1所示，为了增加光线发射的准确性，现有技术的光电检测装置，通过在光电检测装置的高精度的受光元件2和发光元件1的外部覆盖设置具有凸部的透光部件，以使其在收到外部挤压的情况下可以充分挤压人体的被检测部位，在人体上形成球形反射面，从而达到控制入射光的角度A1和反射光线的角度A2和接收的准确性。可以看出，图1中的光电检测装置所设置的透光部件具有向上凸出的球面或曲面40的反射面结构，在受到挤压力小、不均匀或未受到挤压的情况下，发光元件1发出的光线呈现如图2所示的不能完全按照反射面的反射光路进行反射的情况。如图3所示，只有在受到挤压力大的情况下，才能按照反射面的反射光路反射。如图1的情况下,在实际使用中，由于用户的佩戴的不同情况，并不能完全实现适当的挤压力，导致反射光路的反射光线信号不稳定而导致检测不够准确可靠。

因此，由于光电检测装置的圆弧形球面或曲面，使得反射光线，需要在人体接受设定好的较大压力时，才能比较准确地反射光线至受光元件，使得光电检测装置的反射/入射光线的角度受到使用的影响，甚至导致检测数据的不准确。

发明内容

要解决的技术问题是如何提供一种光电检测装置和生理信息检测装置。

针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供一种光电检测装置和生理信息检测装置，可以避免发光元件发射的散射光线照射至受光元件受到不必要的光信号的干扰。

第一方面，本发明实施例提供了一种光电检测装置，包括：

支撑部件，和设置于所述支撑部件上的受光元件和发光元件，所述发光元件位于所述受光元件周边；

透光部件，位于所述支撑部件上并覆盖在所述受光元件和所述发光元件的外部，用于透过来自于所述发光元件发射的光至被检测体和透过经所述被检测体反射的光，所述透光部件与所述被检测体接触的壳体面包括凸出的透光曲面和位于所述透光曲面的顶部的透光平面。

可选地，所述凸出的透光曲面为球面。

可选地，所述球面的半径为5-10mm。

可选地，所述透光平面为圆面。

可选地，所述圆面的圆心的竖直方向上的投影与所述球面体的圆心的竖直方向上的投影重合。

可选地，所述圆面的直径为8.5mm。

可选地，所述发光元件为多个，所述多个发光元件发射的光在被检测体的光照重合投射区域形成共同受光区，所述多个发光元件发射光线至被检测体，所述光线在被检测体上的光照重合投射区域形成共同受光区，发射至所述共同受光区的光经被检测体反射后至所述受光元件。

可选地，所述发光元件为两个，所述两个发光元件分别设置在所述受光元件的两侧并与所述的受光元件间隔开。

可选地，所述发光元件的周边设置有遮光元件，所述遮光元件顶部设有开口，所述发光元件发射的光线经过所述开口发射至所述被检测体上。

可选地，所述受光元件的周边设置有遮光元件，所述遮光元件顶部设有开口，所述发射至所述共同受光区的光经被检测体反射后经过所述开口入射至所述受光元件上。

另一方面，本发明实施例还提供一种生理信息检测装置，包括上述的光电检测装置。

由上述技术方案可知，本发明实施例提供的光电检测装置和生理信息检测装置，通过将透光部件的与被检测体接触的壳体面设置为包括凸出的透光曲面和位于所述透光曲面的顶部的透光平面的透光结构，从而在被检测体上形成向被检测侧凹陷的底部为平面的反射曲面，以控制发光元件发射至被检测体的光经被检测体反射后的光线角度，使光线可以集中地入射至受光元件，保证受光元件接收的光线的稳定性。同时，如图1所示，现有的光电检测装置中，覆盖在发光元件和受光元件外部的向外凸出的透光部，与被检测接触的壳体面为曲面或球面结构，其顶部与被检测体形成点接触关系，这样，当人体在进行剧烈运动或佩戴方式不规范的情况下，则可能会出现经被检测体反射的光线的信号减弱不准备的问题以及其他光线的噪声干扰。本发明实施例的光电检测装置和生理信息检测装置通过将透光部件的与被检测体接触的壳体面设置为包括透光曲面和位于透光曲面顶部的透光平面，将透光部件顶部位置设置为与被检测体面接触，避免由于佩戴问题或运动因素而引起的受光元件接收光信号减弱的问题，并可进一步控制发射光的角度，使得受光元件所接收的光线更集中，保证了受光元件所接收的光信号的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种光电检测装置结构示意图；

图2为现有技术中一种光电检测装置原理示意图；

图3为现有技术中一种光电检测装置原理示意图；

图4为本发明一个实施例中一种光电检测装置结构示意图；

图5为本发明一个实施例中一种光电检测装置伸入被检测体原理示意图；

图6为本发明一个实施例中一种光电检测装置透光部件反射光线原理示意图；

图7为本发明另一个实施例中一种光电检测装置伸入被检测体原理示意图；

图8为本发明另一个实施例中设置了透光部件的包括多个发光元件的光电检测装置结构示意图；

图9为本发明另一个实施例中一种光电检测装置反射光线示意图；

图10为本发明又一个实施例中光电检测装置光照示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图4所示，本发明实施例提供一种光电检测装置，包括：支撑部件6，和设置于支撑部件6上的受光元件2和发光元件1，发光元件1位于受光元件2周边；透光部件5，位于支撑部件6上并覆盖在受光元件2和发光元件1的外部，用于透过来自于发光元件1发射的光至被检测体9和透过经被检测体9反射的光，透光部件5与被检测体9接触的壳体面包括凸出的透光曲面51和位于透光曲面51的顶部的透光平面50。下面对本发明实施例提供的光电检测装置展开详细的说明。

图4示出了本发明实施例提供的光电检测装置在佩戴于被检测体9时的一种佩戴状态下的透光部件5与被检测体9的接触状态，在该佩戴状态下，透光部件5的透光平面50与被检测体9形成完全接触的状态，发光元件1发射的光线通过透光部件5的透光平面50入射至被检测体9中，并经被检测体9反射后由受光元件2接受。在这种透光平面50与被检测体9的面接触状态下，可以避免如图1所示的现有技术中的透光部件5与被检测体的点接触出现的光线受到干扰而导致的光信号不稳定的情况。在图1中，为了实现透光部件5与被检测体的面接触，必须给予光电检测装置一定的按压作用力，且该按压作用力必须保持在一定的范围内，若当实际的按压作用力较小时，则很容易出现透光部件的透光曲面与被检测体接触不稳定或出现点接触的状态，影响受光元件接收到的光信号减弱或接收了其他入射光线的光信号，导致光电检测装置检测不准确。在图4中，本发明实施例提供的光电检测装置可以不用被给予较大的按压作用力，其在透光部件5的透光平面50与被检测体接触的状态下即可获得较完整的光信号，完成光电检测过程，保证生理参数的检测获得准确的生理数据。同时，人体在佩戴了包括该光电检测装置的生理信息检测装置，由于人体的被检测部位不用受到将大的按压作用力，因而可以极大的提高佩戴的舒适度。

可选地，在本发明实施例提供的光电检测装置中，透光部件5的凸出的透光曲面51可以为球面。该球面的半径可选为5-10mm，通过将球面的半径控制在5-10mm内，受光元件2可以比较稳定的接收到来自发光元件1经被检测反射的光线的光信号，同时，可以避免由于运动或佩戴方式的影响，以更好地获得人体的生理参数并且提高佩戴的舒适度。

图5示出了本发明实施例提供的光电检测装置在佩戴于被检测体9时受到较小外部压力的一种佩戴状态下的透光部件5与被检测体9的接触状态，在该佩戴状态下，透光部件5的透光平面50与被检测体9形成完全接触的状态，且透光部件5的透光曲面51也与被检测体9形成接触的状态。从而，被检测体9上会形成向被检测体侧凹陷的反射面结构，发光元件1发射的光线通过透光部件5的透光平面50和透光曲面51入射至被检测体9中，并经被检测体9上形成发射面结构反射后由受光元件2接受。在人体的被检测部位受到适当的按压作用力时，通过透光部件5的透光平面50周围的透光曲面51，可以实现光线更集中的入射至受光元件2上。图6示意性地示出了三种不同方向的入射光线，可以看出，当光线受到在被检测体9上形成的反射曲面的影响，反射光的角度和路径被反射曲面改变，相对于平面反射，反射光线集中地入射至受光元件2上。这样，受光元件2将可接收到较宽范围的反射光线，获得较强的反射光信号。

可选地，本发明实施例的透光部件5顶部中间部分为透光平面50，透光平面可选为圆面。为了更好地人体的生理参数的检测并且提高佩戴的舒适度，透光平面可选为直径8.5mm的圆面。圆面的圆心的竖直方向上的投影与球面体的圆心的竖直方向上的投影重合。当发光元件1发射的光线经过透光平面50反射光线时，由于反射光的反射面为平面，反射光线的反射角度较小，使得反射光线照射位于受光元件的受光范围的中间位置区域。

如图7、8所示，本发明的另一个实施例中：图7是本发明实施例提供的光电检测装置在佩戴于被检测体9时受到较大外部压力的一种佩戴状态下的透光部件5与被检测体9的接触状态，在该佩戴状态下，透光部件5较多地伸入被检测体9，更多的光线经被检测体反射后透过透光部件5进入受光元件2，以便于受光元件2充分收集来自被检测体9的反射光线信号。

本发明实施例提供的光电检测装置，通过在受光元件2的周边设置多个发光元件1，多个发光元件1发射光线至被检测体9，发射至被检测体9上的光线在被检测体9上的光照重合投射区域形成共同受光区10，发射至所述共同受光区10的光经被检测体反射后至受光元件2。受光元件2和多个发光元件1安装于支撑部件6上，本发明实施例的支撑部件6可以为用于安装发光元件1和受光元件2的基座平台，可以采用塑料材质。多个发光元件1位于受光元件2的周边，多个发光元件1相互之间可以一定距离隔开排列，以实现多个发光元件1发射的光发射至被检测体9的位置时形成共同受光区10。由于多个发光元件1发射的光共同投射至共同受光区10，增加了共同受光区10的光的强度，从而保障了经被检测体9反射的光的强度和稳定性。通过多个发光元件发射的光重合投射形成共同受光区10，即使是采用普通精度的受光元件2，也可以获得稳定和准确的光信号，提高本发明实施例的受光元件2的可选择的元件适用范围。而本发明在具体实施例中采用高精度的受光元件2获取经被检测体9反射的共同受光区10的光，更进一步保障经被检测体9反射的光信号处理后获得的生理信号的准确性，有利于获得高精度的被检测体9的生理参数值。

图9示意性地示出了入射至由透光曲面51和透光平面50在被检测体9上形成的反射曲面的光线的反射光线的方向。具体地，在本实施例中，光电检测装置的发光元件1具体为两个，发光元件11、12对称设置在受光元件2的两侧。发光元件11、12发射的光线受到在被检测体9上形成的反射曲面的影响，反射光的角度和路径被反射曲面改变。受光元件2主要可接收到的来自于发光元件11的经被检测体A、B处反射的光线，以及接收来自于发光元件12的经被检测体C、B处反射的光线。这样，受光元件2将可接收到较宽范围的反射光线，同时，保证了所接收的光线的光信号强度，以便获得较强的反射光信号。

可选地，发光元件1数量还可以根据实际需要设置4个，4个发光元件1可以围绕受光元件2均匀隔开对称设置在受光元件2的四周。再者，也可以将4个发光元件1分成两组，每两个发光元件1并列为一组，而两组发光元件1再对称设置在受光元件2的两侧并与受光元件2隔开一定的距离，以集中性地增加形成的共同受光区10的入射光强度。还可以是设置3个、5个、6个等不同数量的发光元件1，使得形成的共同受光区10的入射光的反射光强度强的光线，从而有利于受光元件2获取接受稳定光强度的光信号。图8、9中示出的共同受光区10和光线的投射方向仅用于示意性的说明本发明实施例，并非是对共同受光区10的大小、位置的限制，也不是对多个发光元件1的发射光线的角度、数量的限制。

如图8、图10所示，本发明实施例中为了更好的接收反射光线，避免不必要的光线进入受光元件，控制受光元件2所接收的光线的范围，在受光元件2的四周设置遮光元件8，通过遮光元件8屏蔽掉来自共同受光区的一部分光线，选择性地接收共同受光区10的光，例如滤除掉未经被检测体9反射的直接入射至受光元件2的光，还可以滤除被检测体9的共同受光区10以外区域反射的光，消除干扰受光元件2检测的光信号，保证了检测结果的准确性和可靠性。遮光元件8顶部设有开口，发射至共同受光区10的光经被检测体9反射后经过开口入射至受光元件2上。例如还可以是，在多个发光元件1的周边设置有遮光元件8，多个遮光元件8的顶部设有开口，发光元件发射的光线经过开口发射至被检测体9上。

本发明实施例提供的光电检测装置通过在受光元件2或发光元件1上设置遮光元件8的方式，来控制受光元件2接收的光线的范围，通过调整遮光元件8的开口的尺寸大小，可以灵活控制遮光元件8可经过的光线范围，从而控制共同受光区10的范围以及受光元件2可接收光的范围提高了受光元件2接收光线的准确性，增加了受光元件2接收光线的适用性范围，从而便于较为准确地获得给定/设定范围内的光线的光信号，保障了获得高准确度的被检测体9的生理参数。

为了进一步提供本发明实施例提供的光电检测装置的优越性，本发明实施例还提供一种生理信息检测装置，包括上述的光电检测装置。

本发明实施例提供的光电检测装置和生理信息检测装置，通过将透光部件的与被检测体接触的壳体面设置为包括凸出的透光曲面和位于所述透光曲面的顶部的透光平面的透光结构，从而在被检测体上形成向被检测侧凹陷的底部为平面的反射曲面，以控制发光元件发射至被检测体的光经被检测体反射后的光线角度，使光线可以集中地入射至受光元件，保证受光元件接收的光线的稳定性。本发明实施例提供的光电检测装置可以不用被给予较大的按压作用力，即可获得较完整的光信号，完成光电检测过程，避免由于佩戴问题或运动因素而引起的受光元件接收光信号减弱的问题，保证生理参数的检测获得准确的生理数据。人体在佩戴了包括该光电检测装置的生理信息检测装置，由于人体的被检测部位不用受到将大的按压作用力，因而可以极大的提高佩戴的舒适度。

同时，通过设置多个发光元件1可以在被检测体9上形成共同受光区10，进一步保证了受光元件2所接收光线的强度，使得普通的受光元件2也可以适用，极大地扩大了受光元件2的适用范围，降低了检测成本。以及通过设置的遮光元件8可以控制共同受光区10的范围以及受光元件2可接收光的范围，提高了受光元件2接收光线的准确性，增加了受光元件2接收光线的适用性范围，从而便于较为准确地获得给定/设定范围内的光线的光信号，保障了获得高准确度的被检测体9的生理参数。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于任何单一的方面，也不局限于任何单一的实施例，也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且，可以单独使用本发明的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种光电检测装置，其特征在于，包括：

支撑部件，和设置于所述支撑部件上的受光元件和发光元件，所述发光元件位于所述受光元件周边；

透光部件，位于所述支撑部件上并覆盖在所述受光元件和所述发光元件的外部，用于透过来自于所述发光元件发射的光至被检测体和透过经所述被检测体反射的光，所述透光部件与所述被检测体接触的壳体面包括凸出的透光曲面和位于所述透光曲面的顶部的透光平面。

2.根据权利要求1所述的光电检测装置，其特征在于，所述凸出的透光曲面为球面。

3.根据权利要求2所述的光电检测装置，其特征在于，所述球面的半径为5-10mm。

4.根据权利要求2所述的光电检测装置，其特征在于，所述透光平面为圆面。

5.根据权利要求4所述的光电检测装置，其特征在于，所述圆面的圆心的竖直方向上的投影与所述球面体的圆心的竖直方向上的投影重合。

6.根据权利要求4所述的光电检测装置，其特征在于，所述圆面的直径为8.5mm。

7.根据权利要求1所述的光电检测装置，其特征在于，所述发光元件为多个，所述多个发光元件发射光线至被检测体，所述光线在被检测体上的光照重合投射区域形成共同受光区，发射至所述共同受光区的光经被检测体反射后至所述受光元件。

8.根据权利要求1-7任一权利要求所述的光电检测装置，其特征在于，所述发光元件的周边设置有遮光元件，所述遮光元件顶部设有开口，所述发光元件发射的光线经过所述开口发射至所述被检测体上。

9.根据权利要求1-7任一权利要求所述的光电检测装置，其特征在于，所述受光元件的周边设置有遮光元件，所述遮光元件顶部设有开口，所述发射至所述共同受光区的光经被检测体反射后经过所述开口入射至所述受光元件上。

10.一种生理信息检测装置，包括权利要求1-9任意一项所述的光电检测装置。