CN112798544A

CN112798544A - 光电检测装置及检测产品

Info

Publication number: CN112798544A
Application number: CN202110337169.6A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Beijing Ivisual 3D Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Ivisual 3D Technology Co Ltd
Priority date: 2021-03-30
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2021-05-14

Abstract

本申请涉及显示技术领域，公开了一种光电检测装置，包括：检测单元，包括：多个发光器件和至少一个光电传感器，其中，所述多个发光器件，被配置为向被测对象发射不同颜色的第一光，以使所述被测对象基于所述第一光形成第二光，其中，所述多个发光器件中的至少一个发光器件，包括：光路调节结构，被配置为通过调节所述第一光的光路，以使所述第二光向所述至少一个光电传感器传输；所述至少一个光电传感器，被配置为接收所述第二光，基于所述第二光得到检测数据。本申请提供的光电检测装置可以提高检测精度。本申请还公开了一种检测产品。

Description

光电检测装置及检测产品

技术领域

本申请涉及光电检测技术领域，例如涉及光电检测装置及检测产品。

背景技术

发光器件发射的光经过不同物质吸收后所得到的反射、折射或透射出来的光，相对于原来的入射光的光谱会发生变化，而这种变化可以反映出被测对象的特征。因此可以利用这一原理来检测物质的特征信息。

在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：

相关技术中，通常由发光器件发出混色后的白光来照射被测对象，光电传感器对来自被测对象的光进行分光处理获得单色光对应的光谱信息。由于分光处理时会吸收部分光线，因此会降低检测精度。

发明内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括不是泛泛评述，也不是要确定关键／重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供了一种光电检测装置及检测产品，以解决光电检测精度较低的技术问题。

在一些实施例中，光电检测装置，包括：检测单元，包括：多个发光器件和至少一个光电传感器，其中，

所述多个发光器件，被配置为向被测对象发射不同颜色的第一光，以使所述被测对象基于所述第一光形成第二光，其中，所述多个发光器件中的至少一个发光器件，包括：光路调节结构，被配置为通过调节所述第一光的光路，以使所述第二光向所述至少一个光电传感器传输；

所述至少一个光电传感器，被配置为接收所述第二光，基于所述第二光得到检测数据。

在一些实施例中，所述多个发光器件中的部分或全部发光器件的颜色不同。

在一些实施例中，多个发光器件在向被测对象发射不同颜色的第一光时，被配置为：

所述多个发光器件按照发光时序发射不同颜色的第一光。

在一些实施例中，在多个发光器件按照发光时序发射不同颜色的第一光时，被配置为：

多个发光器件中的不同颜色的发光器件在同一时间内发射所述第一光；

或，多个发光器件中的不同颜色的发光器件在不同时间依次发射所述第一光。

在一些实施例中，所述检测单元包括多个光电传感器，所述多个光电传感器的数量大于等于所述多个发光器件的数量。

在一些实施例中，所述多个发光器件中的每个发光器件至少对应一个光电传感器。

在一些实施例中，所述多个光电传感器中的部分或全部的光电传感器的表面设置滤光结构，用于获取特定颜色的所述第二光。

在一些实施例中，所述多个发光器件包围所述至少一个光电传感器。

在一些实施例中，所述多个发光器件之间存在间距。

在一些实施例中，所述多个发光器件与所述至少一个光电传感器之间还设有光隔离结构。

在一些实施例中，所述检测单元被配置为：

基于所包含的发光器件，发射与其他发光器件相同颜色或不同颜色的第一光。

在一些实施例中，还包括：控制器，被配置为控制发光器件发光。

在一些实施例中，还包括：处理器，被配置为基于所述检测数据获得所述被测对象的特征信息。

在一些实施例中，还包括：输出装置，被配置为输出所述被测对象的特征信息

在一些实施例中，检测产品包括如上所述的光电检测装置。

本公开实施例提供的光电检测装置及检测产品，可以实现以下技术效果：

发光器件可以发出颜色不同的单色光而非是混色光，因此光电传感器无需进行分光处理，从而可以提高检测精度。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

至少一个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的一种光电检测装置的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的另一种光电检测装置的结构示意图；

图3是本公开实施例提供的另一种光电检测装置的结构示意图；

图4是本公开实施例提供的另一种光电检测装置的结构示意图；

图5是本公开实施例提供的另一种光电检测装置的结构示意图；

图6是本公开实施例提供的另一种光电检测装置的结构示意图；

图7A是本公开实施例提供的另一种光电检测装置的结构示意图；

图7B是本公开实施例提供的另一种光电检测装置的结构示意图；

图8是本公开实施例提供的另一种光电检测装置的结构示意图；

图9是本公开实施例提供的一种检测产品的结构示意图。

附图标记：

10：光电检测装置；

20：检测单元；201：发光器件；202：光电传感器；203：光隔离结构；

30：被测对象；

L1：第一光；L2：第二光；L3：第三光；

40：控制器； 50：处理器；60：输出装置；

70：检测产品。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，至少一个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

如图1、图2所示，本公开实施例提供的光电检测装置10，包括：

检测单元20，包括：多个发光器件201和至少一个光电传感器202，其中，

多个发光器件201，被配置为向被测对象30发射不同颜色的第一光L1，以使被测对象30基于第一光L1形成第二光L2，其中，多个发光器件201中的至少一个发光器件201，包括：光路调节结构（图中未示出），被配置为通过调节第一光L1的光路，以使第二光L2向上述至少一个光电传感器202传输。

至少一个光电传感器202，被配置为接收第二光L2，基于第二光L2得到检测数据。

本公开实施例中的发光器件201可以发出颜色不同的单色第一光L1而非是混色光，并且不同颜色的第一光L1对应的第二光L2单独被光电传感器202接收，因此光电传感器202无需进行分光处理，从而可以提高检测精度。

在一些实施例中，光电检测装置10可以包括至少一个检测单元20，图1中仅示例性地展示出光电检测装置10中的任一检测单元20。图1中仅示例性地展示出检测单元20的结构，例如以该检测单元20中包括三个发光器件201和一个光电传感器202。该检测单元20实际可以包括多个发光器件201，以及一个或一个以上的光电传感器202，具体结构可以根据实际检测需求而定，此处不做限定。

在一些实施例中，该被测对象30可以是生物体，例如人体、动物、植物等；该被测对象30还可以是非生物体，例如水、土壤等。

在一些实施例中，该光电检测装置10对被测对象30可以采取接触式检测或非接触式检测，具体检测方式可依据实际需求而定。

在一些实施例中，该发光器件201可以包括但不限于：发光二极管LED、迷你发光二极管Mini LED、微发光二极管Micro LED中至少之一。

在一些实施例中，发光器件201发出的不同颜色的第一光L1照射到被测对象30（如图2中所示的手指）后，被该被测对象30反射或散射形成第二光L2，该第二光L2可被光电传感器202接收。光电传感器202可以将光强度转换成电信号，从而得到检测数据。光电传感器202包括但不限于：光电二极管、光电三极管、光敏电阻、CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补金属氧化物半导体）中的至少之一。

在一些实施例中，该光路调节结构可以包括但不限于：透镜、透镜组、光子晶体。可选地，该光路调节结构可以通过调节发光器件201发射第一光L1的出光角度等方式，实现基于该第一光L1形成的第二光L2被对该发光器件201对应的光电传感器202部分或全部地接收，并且尽量避免该第二光L2被其他光电传感器202接收。

在一些实施例中，多个发光器件201中的部分或全部的发光器件201的颜色不同。可选地，可以每个发光器件201的颜色都不同，或者，具有多种颜色的发光器件201，每种颜色有多个发光器件201。可选地，每种颜色的发光器件201的数量可以相同也可以不同。

在一些实施例中，多个发光器件201在向被测对象30发射不同颜色的第一光L1时，可以被配置为：多个发光器件201按照发光时序发射不同颜色的第一光L1。

可选地，在多个发光器件201按照发光时序发射不同颜色的第一光L1时，可以被配置为：多个发光器件201中的不同颜色的发光器件201在同一时间内发射第一光L1，例如R（红）、G（绿）、B（蓝）三个颜色的发光器件201，可以在同一时间一起发出R、G、B三种颜色的第一光L1；或者，多个发光器件201中的不同颜色的发光器件201在不同时间依次发射第一光L1，例如R、G、B三个颜色的发光器件201，可以在三个时间依次发出R、G、B三种颜色的第一光L1。

在一些实施例中，在检测单元20包括一个光电传感器202时，多个发光器件201中的不同颜色的发光器件201可以在不同时间依次发射第一光L1，因此该光电传感器202在不同时间接收来自被测对象30的由第一光L1形成的第二光L2。

在一些实施例中，在检测单元20包括两个光电传感器202时，多个发光器件201中的不同颜色的发光器件201可以在不同时间依次发射第一光L1，这两个光电传感器202可以同时或不同时分别接收由第一光L1形成的第二光L2；或者，两个不同颜色的发光器件201同时发射第一光L1，这两个光电传感器202可以同时分别接收来由各自对应的发光器件201发射的第一光L1形成的第二光L2。

如图3、图4所示，在一些实施例中，在检测单元20包括多个光电传感器202时，多个光电传感器202的数量大于等于多个发光器件201的数量。可选地，同一个发光器件201可以至少对应一个光电传感器202。如图3所示，一个发光器件201可以对应一个光电传感器202；如图4所示，一个发光器件201可以对应两个光电传感器202。

可选地，当检测单元20包括多个光电传感器202时，多个不同颜色的发光器件201同时发射第一光L1，多个光电传感器202可以同时分别接收来由各自对应的发光器件201发射的第一光L1形成的第二光L2。

在一些实施例中，多个光电传感器202中的部分或全部的光电传感器202的表面设置滤光结构（图中未示出），用于使光电传感器202可以获取特定颜色的第二光。从而光电传感器202可以选择性地只接收由自身对应的发光器件201发出的第一光L1形成的第二光L2，而不会接收到由其他发光器件201发出的第一光L1形成的第二光L2，进而减少其他第二光L2的干扰。

在一些实施例中，多个发光器件201的数量大于等于三个，该多个发光器件201至少可以发出三种颜色的第一光L1，例如R、G、B三种颜色的第一光L1。可选地，如图5所示，多个发光器件201可以包括五个不同颜色的发光器件201，例如R、G、B、Y（黄）、P（紫）五种颜色的第一光L1。可选地，检测单元20还可以包括更多数量的发光器件201。

如图1至图6所示，在一些实施例中，多个发光器件201包围光电传感器201。这种结构可以尽量避免光电传感器201接收到由其他相邻的检测单元20发出第一光L1形成的第二光L2。

如图1至图6所示，在一些实施例中，上述多个发光器件201之间存在间距，该间距可以根据检测单元20中包括的发光器件201的数量而定。可选地，相邻两个发光器件201之间的间距可以在30nm至100nm之间。可选地，相邻两个发光器件201之间的间距可以为任意值，本公开实施例不做限定。

如图6所示，在一些实施例中，多个发光器件201与上述至少一个光电传感器201之间还设有光隔离结构203。光隔离结构203可以隔离发光器件201直接向光电传感器202发出的第三光L3。

在一些实施例中，光电检测装置10中的至少一个检测单元20中的每个检测单元20可以基于所包含的发光器件201，发射与其他发光器件201相同颜色或不同颜色的第一光L1。可选地，光电检测装置10中的任一检测单元20可以基于自身所包含的发光器件201，发射与其他检测单元20的发光器件201相同颜色的第一光L1，如图7A所示，假设图中填充图案相同的发光器件201发出的第一光L1颜色相同，图中填充图案不同的发光器件201发出的第一光L1颜色不同，由于图中两个检测单元20由填充图案相同的发光器件201发出第一光L1，因此两个检测单元20发出的第一光L1颜色相同。可选地，任一检测单元20可以基于所包含的发光器件201，发射与其他检测单元20的发光器件201不同颜色的第一光L1，如图7B所示，假设图中填充图案相同的发光器件201发出的第一光L1颜色相同，图中填充图案不同的发光器件201发出的第一光L1颜色不同，由于图中两个检测单元20由填充图案不同的发光器件201发出第一光L1，因此两个检测单元20发出的第一光L1颜色不同。

可选地，任一检测单元20可以在同一时刻或时间段，基于所包含的发光器件201，发射与其他检测单元20的发光器件201相同或不同颜色的第一光L1。

举例来讲，在同一时刻，检测单元20可以基于所包含的发光器件201发射第一光L1的情况可以包括但不限于：每个检测单元20均发射红色的第一光L1，或，一部分检测单元20发射红色的第一光L1，另一部分检测单元20发射其他颜色的第一光L1；或，每个检测单元20均发射颜色不同的第一光L1；在同一时间段内，检测单元20可以基于所包含的发光器件201发射第一光L1的情况可以包括但不限于：每个检测单元20均持续发射红色的第一光L1，或，一部分检测单元20持续发射红色的第一光L1，另一部分检测单元20持续发射其他颜色的第一光L1；或，每个检测单元20发射不同颜色的第一光L1，且发光颜色的顺序相同，或，部分或全部的检测单元20发射不同颜色的第一光L1，且发光颜色的顺序不同。

参见图8，图8是本公开实施例提供的另一种光电检测装置10的结构示意图。

在一些实施例中，上述光电检测装置10还包括：控制器40，被配置为控制检测单元20中的发光器件201发光。可选地，控制器40可以与检测单元20一一对应，对检测单元20单独进行控制，或者，还可以一个控制器40单独或同时控制多个检测单元20。可选地，控制器40可以包括但不限于：中央处理器、微处理器或单片机。

在一些实施例中，上述光电检测装置10还包括：处理器50，被配置为基于上述检测数据获得被测对象30的特征信息。处理器50可以包括但不限于专用处理器、中央处理器、应用处理器、图像信号处理器等。可选地，每个检测单元20对应获取被测对象30的某一区域的检测数据，处理器50可以将每个检测单元20获取的检测数据进行数据处理后，得到该被测对象30的该区域的特征信息，然后整合全部检测单元20的检测数据对应的检测信息，从而得到该被测对象30的特征信息。可选地，检测单元20发出不同颜色的第一光L1，得到不同的第二光L2对应的检测数据，因此同一个检测单元20可以得到多种颜色的第一光L1对应的检测数据，经过处理器50数据处理得到不同颜色照射下该被测对象30呈现出的不同特征信息，可以根据需求选择不同颜色照射下的部分或全部的特征信息进行输出。不同颜色照射下的特征信息可以单独输出，也可以组合后输出。

在一些实施例中，控制器40和处理器50可以集成设置，也可以单独设置。

在一些实施例中，处理器50可以从光电传感器202处获得的被测对象30的检测数据，经过现有的数据处理方法，得到该检测数据对应的被测对象30的特征信息。可选地，该被测对象30以人体为例，该特征信息可以包括但不限于：心率、压力指数、血氧饱和度、最大心率、体脂、局部体脂、肤色、黑色素、皱纹、皮肤水分、血糖和血压。

在一些实施例中，上述光电检测装置10还包括：输出装置60。该输出装置60可以被配置为输出被测对象30的特征信息。可选地，该输出装置60的输出方式可以包括但不限于：显示输出、传输到其他设备、亮灯提示、声音提示、震动中的至少一种。

在一些实施例中，光电检测装置10和控制器40可以电连接，光电检测装置10和处理器50之间可以电连接，处理器50和输出装置60可以通信连接。

参见图9，图9是本公开实施例提供的一种检测产品70的结构示意图，检测产品70包含上述的光电检测装置10。

在一些实施例中，检测产品70包括但不限于：可穿戴设备（例如智能手表、智能手环等），多导联设备，智能终端（例如手机、平板电脑、支付机等）。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开实施例的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。当用于本申请中时，虽然术语“第一”、“第二”等可能会在本申请中使用以描述各元件，但这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区别开。比如，在不改变描述的含义的情况下，第一元件可以叫做第二元件，并且同样地，第二元件可以叫做第一元件，只要所有出现的“第一元件”一致重命名并且所有出现的“第二元件”一致重命名即可。第一元件和第二元件都是元件，但可以不是相同的元件。而且，本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的，除非上下文清楚地表明，否则单数形式的“一个”（a）、“一个”（an）和“所述”（the）旨在同样包括复数形式。类似地，如在本申请中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外，当用于本申请中时，术语“包括”（comprise）及其变型“包括”（comprises）和/或包括（comprising）等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素，和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中，每个实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言，如果其与实施例公开的方法部分相对应，那么相关之处可以参见方法部分的描述。

本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，可以取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法以实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的范围。本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本文所披露的实施例中，所揭露的方法、产品（包括但不限于装置、设备等），可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，可以仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例。另外，在本公开实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

在附图中，考虑到清楚性和描述性，可以夸大元件或层等结构的宽度、长度、厚度等。当元件或层等结构被称为“设置在”（或“安装在”、“铺设在”、“贴合在”、“涂布在”等类似描述）另一元件或层“上方”或“上”时，该元件或层等结构可以直接“设置在”上述的另一元件或层“上方”或“上”，或者可以存在与上述的另一元件或层之间的中间元件或层等结构，甚至有一部分嵌入上述的另一元件或层。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，上述模块、程序段或代码的一部分包含至少一个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个或更多的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。在附图中的流程图和框图所对应的描述中，不同的方框所对应的操作或步骤也可以以不同于描述中所披露的顺序发生，有时不同的操作或步骤之间不存在特定的顺序。例如，两个或更多的操作或步骤实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。以上所述方式可以应用于附图及其对应的描述，也可以应用于不与附图对应的描述。

Claims

1.一种光电检测装置，其特征在于，包括：检测单元，包括：多个发光器件和至少一个光电传感器，其中，

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述多个发光器件中的部分或全部发光器件的颜色不同。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，多个发光器件在向被测对象发射不同颜色的第一光时，被配置为：

所述多个发光器件按照发光时序发射不同颜色的第一光。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，在多个发光器件按照发光时序发射不同颜色的第一光时，被配置为：

或，

多个发光器件中的不同颜色的发光器件在不同时间依次发射所述第一光。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述检测单元包括多个光电传感器，所述多个光电传感器的数量大于等于所述多个发光器件的数量。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述多个发光器件中的每个发光器件至少对应一个光电传感器。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述多个光电传感器中的部分或全部的光电传感器的表面设置滤光结构，用于获取特定颜色的所述第二光。

8.根据权利要求1至7任一项所述的装置，其特征在于，

所述多个发光器件包围所述至少一个光电传感器。

9.根据权利要求1至7任一项所述的装置，其特征在于，

所述多个发光器件之间存在间距。

10.根据权利要求1至7任一项所述的装置，其特征在于，

所述多个发光器件与所述至少一个光电传感器之间还设有光隔离结构。

11.根据权利要求1至7任一项所述的装置，其特征在于，所述检测单元被配置为：

12.根据权利要求1至7任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

控制器，被配置为控制发光器件发光。

13.根据权利要求1至7任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

处理器，被配置为基于所述检测数据获得所述被测对象的特征信息。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，还包括：

输出装置，被配置为输出所述被测对象的特征信息。

15.一种检测产品，其特征在于，包括如权利要求1至14任一项所述的光电检测装置。