CN213551703U - 生物特征检测装置及智能穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种生物特征检测装置及智能穿戴设备，该装置包括发光件、合光件和光接收件；发光件包括两个发光单元；两个发光单元中的一者用于发射具有第一波长的第一光束，另一者用于发射具有第二波长的第二光束；两个发光单元分别设置在合光件的不同侧，两个发光单元的发光方向均朝向合光件，且两个发光单元发出的光束在合光件上的照射区域相同或相近；合光件用于反射第一光束并透射第二光束，且第一光束和第二光束经过合光件后均以相同预设方向射向用户；光接收件用于接收第一出射光束和第二出射光束，并将接收的光信号转化为电信号。本申请能够提高生物特征检测结果的准确性。

Description

生物特征检测装置及智能穿戴设备

技术领域

本申请涉及生物识别技术领域，尤其涉及一种生物特征检测装置及智能穿戴设备。

背景技术

血氧饱和度、心率、呼吸率等生物特征是重要的生理参数，例如，血液中被氧结合的氧合血红蛋白的容量占全部可结合的血红蛋白容量的百分比，即血液中血氧的浓度，它是呼吸循环的重要生理参数。

光电容积波描记法(Photo Plethysmo Graphy，PPG)是一种利用人体组织对光的反射或透射来评价血流灌注有关信息的方法，通过PPG能够检测生物特征。现有的生物特征检测装置包括光源和光接收件，光源采用两个并排设置的发射不同波长的发光二极管，两个发光二极管分别直接向皮肤的不同位置发射光束，发射光束将在皮肤组织和血液中反射、吸收和散射，到达光接收件上的光信号被转换为PPG电信号，对PPG电信号进行处理即得到血氧饱和度、心率、呼吸率等生物特征。

然而，发明人发现，现有的生物特征检测装置对使用环境的要求较高，不仅需要与用户的皮肤紧密接触，而且要求用户的皮肤组织不能太厚，在生物特征检测装置与用户的皮肤接触不良或用户的皮肤组织太厚时，会导致检测结果不准确。

发明内容

本申请提供一种生物特征检测装置及智能穿戴设备，能够提高生物特征检测结果的准确性。

第一方面，本申请提供一种生物特征检测装置，包括：

发光件、合光件和光接收件；

所述发光件包括两个发光单元；两个所述发光单元中的一者用于发射具有第一波长的第一光束，另一者用于发射具有第二波长的第二光束，其中，所述第一波长与所述第二波长不相同；

两个所述发光单元分别设置在所述合光件的不同侧，两个所述发光单元的发光方向均朝向所述合光件，且两个所述发光单元发出的光束在所述合光件上的照射区域相同或相近；所述合光件用于反射所述第一光束并透射所述第二光束，且使所述第一光束和所述第二光束经过所述合光件后均以相同预设方向射向用户；

所述光接收件用于接收所述第一光束经过所述合光件以及所述用户后的第一出射光束，以及接收所述第二光束经过所述合光件以及所述用户后的第二出射光束，并将所述第一出射光束的光信号和所述第二出射光束的光信号转化为用于进行生物特征检测的电信号。

一种可能的实现方式中，所述合光件为二向色镜。

一种可能的实现方式中，两个所述发光单元垂直设置，且两个所述发光单元与所述合光件的合光膜之间的夹角均为45度。

一种可能的实现方式中，所述合光件透射后的所述第一光束和反射后的所述第二光束均以与所述用户的皮肤垂直或近似垂直的方向射向所述用户。

一种可能的实现方式中，所述发光单元包括发光二极管，所述装置还包括准直件，所述准直件设置在所述发光单元与所述合光件之间；

或者，所述发光单元为激光器。

一种可能的实现方式中，所述准直件为准直透镜。

一种可能的实现方式中，所述光接收件位于所述合光件的一侧；

或者，所述光接收件围设在所述合光件的外围。

一种可能的实现方式中，还包括聚光件；所述聚光件设置在所述光接收件的入光侧，用于将所述第一出射光束和所述第二出射光束汇聚在所述光接收件处。

一种可能的实现方式中，所述聚光件包括透镜，所述透镜面向所述光接收件，所述透镜的入光面为凸面，出光面为平面。

一种可能的实现方式中，所述聚光件包括微透镜阵列，所述微透镜阵列的背离所述光接收件的一面为平面。

一种可能的实现方式中，所述微透镜阵列与所述光接收件为一体式结构。

一种可能的实现方式中，所述合光件到所述光接收件的距离大于4毫米且小于20毫米。

第二方面，本申请提供一种智能穿戴设备，包括本申请第一方面及任一种可能的实现方式所述的生物特征检测装置。

本申请实施例中的生物特征检测装置的两个发光单元的发光方向均朝向合光件，且两个发光单元发出的第一光束和第二光束在合光件上的照射区域相同或相近，通过合光件反射第一光束并透射第二光束，并使经合光件反射后的第一光束和经合光件透射后的第二光束均以相同的预设方向射向用户，能够使发光件发出的第一光束和第二光束经过合光件的相同或相近位置后，以与皮肤相同的入射方向射向用户的相同或相近位置，使第一光束和第二光束经人体相同或相近位置处的组织处理后得到第一出射光束和第二出射光束，由于是利用人体相同或相近位置处的组织处理的第一出射光束的光信号和第二出射光束的光信号转化得到用于进行生物特征检测的电信号，相比于现有技术根据人体不同位置处的组织处理得到的两束光信号转化为用于进行生物特征检测的电信号，本申请实施例能够提高生物特征检测结果的准确性，即便是在生物特征检测装置与用户的皮肤接触不够好或用户的皮肤太厚的情况下，依然能够得到准确的生物特征检测结果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的生物特征检测装置的结构示意图一；

图2为本申请实施例提供的预设方向的示意图；

图3为本申请实施例提供的生物特征检测装置的结构示意图二；

图4为本申请实施例提供的生物特征检测装置的结构示意图三；

图5为本申请实施例提供生物特征检测装置的俯视图；

图6为本申请实施例提供的生物特征检测装置的结构示意图四；

图7为本申请实施例提供的聚光件的结构示意图一；

图8为本申请实施例提供的聚光件的结构示意图二；

图9为本申请实施例提供的生物特征检测装置的结构示意图五。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应当理解，虽然这里可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但这些元件、组件、区域、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用于将一个元件、组件、区域、层和/或部分与其他元件、组件、区域、层和/或部分区分。因而，下面讨论的第一元件、组件、区域、层和/或部分可以被记作第二元件、组件、区域、层和/或部分而不背离示例实施例的教导。

这里使用的术语仅仅用于描述特定示范性实施例的目的，而非意在限制示范性实施例。这里使用的单数形式“一个”、“一”和“该”同样包括复数形式，除非上下文清楚地另有指明。还应当理解，术语“包括”和/或“包含”当在说明书中使用时，表示存在所述特征、整数、步骤、操作、元件、和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件、和/或其群组。

光电容积波描记法(Photo Plethysmo Graphy，PPG)是一种利用人体组织对光的反射或透射来评价血流灌注有关信息的方法。当一定波长的光束照射到皮肤表面时，光束将通过透射、反射、散射等方式传送到光接收件。在此过程中，由于受到皮肤肌肉和血液的吸收衰减作用，光接收件检测到的光强度将减弱。其中，皮肤、肌肉组织等对光的吸收在整个血液循环中是保持恒定不变的，而皮肤内的血液容积在心脏作用下呈搏动性变化，当心脏收缩时，外周血容量最多，血液对光的吸收量也最大，光接收件检测到的光强度最小；而在心脏舒张时，正好相反，光接收件检测到的光强度最大，从而使光接收器接收到的光强度随之呈脉动性变化。将此光强度变化信号转换成电信号，便可获得容积脉搏血流的变化。

由此可见，容积脉搏血流中包含有心搏功能、血液流动等诸多心血管系统的重要生理信息。PPG信号在人体血压、血流、血氧、脑氧、肌氧、血糖、脉率、微循环、血管阻力、呼吸率、呼吸量等生物特征参数的无创检测中都有很好的应用前景。

现有的生物特征检测装置包括光源和光接收件，光源采用两个并排设置发射不同波长的发光二极管，两个发光二极管分别直接向皮肤的不同位置发射光束，发射光束将在皮肤组织和血液中反射、吸收和散射后由光接收件接收。现有的生物特征检测装置对使用环境要求较高，需要生物特征检测装置与佩戴者皮肤紧密接触且佩戴者的生物组织不能太厚，在生物特征检测装置与佩戴者皮肤接触不良或佩戴者生物组织太厚时，会导致检测结果不准确。

而本申请的技术方案，旨在解决现有技术的如上问题。

图1为本申请实施例提供的生物特征检测装置的结构示意图一，如图1所示，本申请的生物特征检测装置包括：发光件101、合光件102和光接收件103。发光件101包括两个发光单元，两个发光单元中的一者用于发射具有第一波长的第一光束，另一者用于发射具有第二波长的第二光束，其中，第一波长与第二波长不相同。两个发光单元分别设置在合光件102的不同侧，两个发光单元的发光方向均朝向合光件102，且两个发光单元发出的光束在合光件102上的照射区域相同或相近。合光件102用于反射第一光束并透射第二光束，且使第一光束和第二光束经合光件102后均以相同的预设方向射向用户。光接收件103用于接收第一光束经过合光件102以及用户后的第一出射光束，以及接收第二光束经过合光件102以及用户后的第二出射光束，并将第一出射光束的光信号和第二出射光束的光信号转化为用于进行生物特征检测的电信号。

在本申请实施例中，如图1所示，发光件101包括第一发光单元1011和第二发光单元1012。发光件101与控制电路连接，控制电路控制第一发光单元1011和第二发光单元1012，以使第一发光单元1011和第二发光单元1012分时点亮。在第一时间周期内，控制电路控制第一发光单元1011点亮，以及控制第二发光单元1012熄灭；在第二时间周期内，控制电路控制第二发光单元1012点亮，以及控制第一发光单元1011熄灭。第一时间周期与第二时间周期可以相同也可以不同，本申请实施例不做具体限定。例如，第一时间周期和第二时间周期均为10毫秒。

第一光束可以为红光，第二光束可以为近红外光，或者，第一光束为近红外光，第二光束为红光。例如，第一光束的波长为650nm，第二光束的波长为940nm。应理解的是，第一光束和第二光束也可以为其他波长的光束，本申请实施例不做具体限定。

合光件102具有对第一波长的第一光束高反射，对第二波长的第二光束高透射的特性。第一发光单元1011的发光方向和第二发光单元1012的发光方向均朝向合光件102，且第一发光单元1011发出的第一光束和第二发光单元1012发出的第二光束在合光件102上的照射区域相同或相近，使经合光件102反射后第一光束和经合光件102透射后的第二光束经过合光件102的相同或相近的位置后，均以相同的预设方向射向用户，其中，预设方向为第一光束中心线延伸方向或第二光束的中心线延伸方向。如图2所示，预设方向与皮肤的表面的垂直方向的夹角为θ。

光接收件103与处理器连接。第一出射光束和第二出射光束被光接收件103接收，由光接收件103将第一出射光束的光信号和第二出射光束的光信号转化为用于进行生物特征检测的电信号，最后由处理器对该电信号进行处理，得到血压、血流、血氧、脑氧、肌氧、血糖、脉率、微循环、血管阻力、呼吸率、呼吸量等生物特征。

两个发光单元沿不同方向设置，例如，第一发光单元横向设置，第二发光单元纵向设置，应理解的是，第一发光单元和第二发光单元也可以沿其他方向设置，本申请实施例不做具体限定。每一个发光单元均可以包括一个或多个光源，例如，第一发光单元包括多个发射红光的发光二极管，第二发光单元包括多个发射近红外光的发光二极管。

本申请实施例中的两个发光单元的发光方向均朝向合光件，且两个发光单元发出的第一光束和第二光束在合光件上的照射区域相同或相近，通过合光件反射第一光束并透射第二光束，并使经合光件反射后的第一光束和经合光件透射后的第二光束均以相同的预设方向射向用户，能够使发光件发出的第一光束和第二光束经过合光件的相同或相近位置后，以与皮肤相同的入射方向射向用户皮肤的相同或相近的位置，使第一光束和第二光束经人体相同或相近的位置处的组织处理后得到第一出射光束和第二出射光束，由于是利用人体相同或相近出的组织处理的第一出射光束的光信号和第二出射光束的光信号转化得到用于进行生物特征检测的电信号，相比于现有技术根据人体不同位置处的组织处理得到的两束光信号转化为用于进行生物特征检测的电信号，本申请实施例能够提高生物特征检测结果的准确性，即便是在生物特征检测装置与用户的皮肤接触不够好或用户的皮肤太厚的情况下，依然能够得到准确的生物特征检测结果。

本申请实施例中的生物特征检测装置，针对需要两种波长的光源检测的生物特征，例如血氧饱和度、心率等。

下面，以血氧饱和度为例，详细描述血氧饱和度的检测方法。

血氧饱和度是指血液中氧合血红蛋白(HbO₂)的容量与脱氧血红蛋白(Hb)的容量的比值。血液中氧合血红蛋白(HbO₂)和脱氧血红蛋白(Hb)在红光区和近红外光区有独特的吸收光谱，在波长600nm至800nm的红光区Hb的吸收系数更高，在波长800nm至1000nm的近红外光区HbO₂的吸收系数更高，所以可以通过红光和近红外光检测血氧饱和度。第一发光单元1011可以为发光波长为660nm的红光发光二极管，第一光束为波长660nm的红光光束，第二发光单元1012可以为发光波长为940nm的近红外光发光二极管，第二光束为波长940nm的近红外光光束。

在第一时间周期内，控制电路可以控制第一发光单元1011点亮，以及控制第二发光单元1012熄灭，合光件102将第一光束反射后以预设方向射向用户的皮肤，光接收件103接收第一光束经过合光件102以及用户后的第一出射光束；在第二时间周期内，控制电路控制第二发光单元1012点亮，以及控制第一发光单元1011熄灭，合光件102将第二光束透射后以预设方向射向用户的皮肤，光接收件103接收第二光束经过合光件102以及用户后的第二出射光束。光接收件103将接收到的第一出射光束的光信号和第二出射光束的光信号进行光电转换，生成用于进行生物特征检测的电信号，该电信号分别包括直流分量和交流分量，处理器根据该电信号确定血氧饱和度。具体的，处理器根据以下公式确定血氧饱和度SpO₂：

SpO₂＝A+BR，

其中，A和B均为标定常数，Red_AC为光接收件根据接收到的第一出射光束的光信号生成的电信号的交流分量，Red_DC为光接收件根据接收到的第一出射光束的光信号生成的电信号的直流分量，IR_AC为光接收件根据接收到的第二出射光束的光信号生成的电信号的交流分量，IR_DC为光接收件根据接收到的第二出射光束的光信号生成的电信号的直流分量，R为血氧饱和度的特征值。

一般情况下，人体的骨骼、皮肤及静脉的光吸收系数很少发生变化，因此直流分量的比值IR_AC/IR_DC一般可以认为是恒定的，所以R值的大小取决于交流分量的比值Red_AC/Red_DC的大小。

一种可能的实现方式中，交流分量的比值的确定方法包括以下步骤：

步骤1，分别对根据接收到的第一出射光束的光信号生成的电信号和根据接收到的第二出射光束的光信号生成的电信号进行滤波处理；

步骤2，确定接收到的第一出射光束的光信号生成的电信号的直流分量、接收到的第一出射光束的光信号生成的电信号的交流分量、接收到的第二出射光束的光信号生成的电信号的直流分量和接收到的第二出射光束的光信号生成的电信号的交流分量；

步骤3，分别对接收到的第一出射光束的光信号生成的电信号的交流分量和接收到的第二出射光束的光信号生成的电信号的交流分量进行频谱分析，得到对应的第一频率能量分布和第二频率能量分布；

步骤4，从第一频率能量分布中提取能量值最大的频率对应的信号作为第一脉搏波基信号，从第二频率能量分布中提取能量值最大的频率对应的信号作为第二脉搏波基信号；

步骤5，第一脉搏基信号与第二脉搏基信号的能量比即为交流分量的比值Red_AC/Red_DC。

通过上述方法即可得到血氧饱和度。

作为本申请的一个实施例，光接收件103可以为光电转换元件，具体的，光接收件103可以为一个光电二极管，也可以包括多个光电二极管，多个光电二极管呈阵列设置。多个光电二极管可以均匀排列成矩形、圆形、菱形以及不规则形状等。与一个光电二极管相比，多个光电二极管能够接收更多光信号，从而进一步提高生物特征检测结果的准确性。

作为本申请的一个实施例，请参考图1或图3，合光件102至少具有合光膜11。合光膜11相对于两个发光单元倾斜设置，合光膜11用于反射第一光束而透射第二光束，以使第一光束和第二光束经合光件102后均以相同的预设方向射向用户。

在本申请实施例中，合光件102可以为二向色镜，二向色镜的形状可以为如图1所示的平面镜，也可以为如图3所示的棱镜。如图1或图3所示，第一发光单元1011和第二发光单元1012分别设置在合光件102的不同侧，合光膜11相对于第一发光单元1011和第二发光单元1012倾斜设置。本申请实施例使用二向色镜作为合光件，二向色镜价格低，能够降低成本。

如图1所示，在一种可选的结构中，合光件102包括基板12、合光膜11和入光面13。合光件102倾斜设置，第一发光单元1011和第二发光单元1012设置在合光件102的两侧，合光膜11朝向第一发光单元1011，入光面13朝向第二发光单元1012，两个发光单元发出的光束在合光膜11上的照射区域相同或相近。第一发光单元1011向合光件102的合光膜11发射具有第一波长的第一光束，合光膜11将第一光束反射后以预设方向射向用户，第二发光单元1012向合光件102的入光面13发射具有第二波长的第二光束，并由合光膜11将第二光束透射后以相同的预设方向射向用户。

如图3所示，另一种可选的方式中，合光件包括本体14、本体14的内部设有合光膜11，合光膜11倾斜设置，本体14两个侧面均为入光面13，两个入光面13分别朝向第一发光单元1011和第二发光单元1012。两个发光单元发出的光束在合光膜11上的照射区域相同或相近。第一发光单元1011向朝向第一发光单元1011的入光面13发射具有第一波长的第一光束，并由合光膜11将第一光束反射后以预设方向射向用户，第二发光单元1012向朝向第二发光单元1012的另一个入光面13发射具有第二波长的第二光束，并由合光膜11将第二光束透射后以相同的预设方向射向用户。

作为本申请的一个实施例，合光件102使第一光束和第二光束均以与用户的皮肤垂直或近似垂直的方向射向用户。

光接收件103接收的光信号与皮肤血流容积变化相关，并包含直流分量和交流分量，其中，交流分量主要反映动脉血的吸收情况。交流分量与直流分量的比值为灌注指数，灌注指数越大，检测的血氧饱和度结果越准确。当第一光束和第二光束以与用户的皮肤垂直或近似垂直的方向射向用户时，光在人体组织中传播的深度更深，光更容易穿透包含动脉血管的区域，光接收件103接收到更多交流分量，使灌注指数增大，进一步提高检测结果的准确性。θ等于0时，灌注指数最大，即第一光束和第二光束为平行光，且以与用户的皮肤垂直的方向射向用户时，灌注指数最大，此时检测结果最准确。

作为本申请的一个实施例，两个发光单元垂直设置，且两个发光单元与合光件102的合光膜11之间的夹角均为45度。如图1所示，第一发光单元1011与第二发光单元1012垂直设置，第一发光单元1011与合光件102的合光膜11之间的夹角为45度，第二发光单元1012与合光件102的合光膜11之间的夹角为45度。发光件101和合光件102在这种位置关系下，此结构安装方便，不容易出现安装误差，且更容易使经合光件102后的第一光束和第二光束以相同的预设方向射向用户，也更容易使经合光件102后的第一光束和第二光束均以与用户的皮肤表面垂直的方向射向用户，从而保证经合光件后的第一光束和第二光束，能够精确的以相同方向射向用户皮肤的相同位置，进一步提高生物特征检测的准确性。

作为本申请的一个实施例，发光单元为发光二极管，生物特征检测装置还包括准直件，准直件设置在发光单元与合光件之间。而在本申请的其它实施例中，发光单元为激光器。

具体的，如图4所示，本实施例的第一发光单元为第一发光二极管201，第一准直件202设置在第一发光二极管201与合光件102之间。第二发光单元为第二发光二极管203，第二准直件204设置在第二发光二极管203与合光件102之间。第一准直件202和第二准直件204可以均为准直透镜，准直透镜价格低廉，能够降低成本。

发光二极管发射的光束为非平行光束，通过第一准直件202减小第一发光二极管201发射的光束的发散角，将第一发光二极管201发射的光束准直为平行或近似平行的光束，通过第二准直件204减小第二发光二极管203发射的光束的发散角，将第二发光二极管203发射的光束准直为平行或近似平行的光束。

或者，如图3所示，第一发光单元1011为第一激光器，第二发光单元1012为第二激光器。激光器发射的光束为平行或近似平行的光束。

在第一光束和第二光束为平行或近似平行的光束时，经合光件102反射后的第一光束和经合光件102透射后的第二光束依然为平行或近似的平行光束，从而使合光件102反射后的第一光束和经合光件102透射后的第二光束能够以与用户的皮肤垂直或近似垂直的射向用户。

在本申请实施例中，发光二极管和准直件价格低廉，能够降低生物特征检测装置的成本；激光器结构简单，能够减小生物特征检测装置的尺寸。

如图3所示，本申请实施例的装置还包括挡光件104，挡光件104设置在合光件102与光接收件103之间，从而可以阻挡光接收件103接收未经用户处理的光束，避免未经用户处理的光束射入光接收件103而对检测结果造成干扰。具体的，挡光件104可以阻挡光接收件103接收从发光件101射向光接收件103的光束，以及阻挡光接收件103接收从合光件102射向光接收件103的光束。

在本申请实施例中，挡光件104可以使用不透光材料实现，挡光件104具有吸光性，能够吸收照射到挡光件104上的光束。挡光件104的截面形状可以为条形、圆形、菱形以及不规则形状等。例如，如图3所示，挡光件104包括垂直相连的第一折边1041和第二折边1042，挡光件104的截面形状为L型，第一折边1041沿皮肤的垂向延伸，第二折边1042可以位于第一折边1041靠近合光件102的一侧或者位于第一折边1041靠近光接收件103的一侧。这样挡光件104在靠近皮肤的一侧和靠近发光件101的一侧均具有较大的遮挡范围，对未经用户处理的光束的阻挡效果较好。

本申请实施例通过设置挡光件104，能够降低光接收件103接收到的干扰信号的强度，从而进一步提高生物特征检测结果的准确性。

作为本申请的一个实施例，光接收件103可以设置在合光件102的一侧，相应的，挡光件104也设置在合光件102的一侧，且设置于合光件102与光接收件103之间，如图3所示，从靠近合光件102的一侧到远离合光件102的一侧依次设置挡光件104和光接收件103。光接收件103设置在合光件102的一侧，能够减小生物特征检测装置的尺寸。

光接收件103还可以围设在合光件102外围，相应的，挡光件104也围设合光件102外围，且围设在合光件102与光接收件103之间。如图5所示，合光件102外围依次围设挡光件104和光接收件103。光接收件103和挡光件104可以呈环形或“口”字形等形状围设在合光件102外。

光接收件103围设在合光件102外围，能够增加光接收件103接收光信号的面积，使光接收件103能够接收更多的光信号，从而进一步提高生物特征检测结果的准确性。挡光件104围设在合光件102的外围，能够提高挡光效果，从而降低光接收件103接收到的干扰信号强度，进一步提高生物特征检测结果的准确性。

图6为本申请实施例提供的生物特征检测装置的结构示意图四，如图6所示，本申请实施例的装置还包括聚光件105。聚光件105设置在光接收件103的入光侧，用于将第一出射光束和第二出射光束汇聚在光接收件103处。聚光件105完全覆盖光接收件103。本申请实施例通过聚光件105的聚光作用，能够使光接收件103接收到更多的光信号，提高生物特征检测装置的抗干扰能力。

聚光件105的安装方式可以是直接贴合、注塑、纳米压印、浇筑等，具体的安装方式不作为本申请实施例的改进，本申请实施例不再赘述。

图7为本申请实施例提供的聚光件的结构示意图一，如图7所示，本申请实施例中的聚光件105包括透镜，透镜面向光接收件103，透镜的入光面为凸面，出光面为平面。透镜可以为准直微透镜。将透镜的入光面，也就是朝向生物特征检测装置外侧的一面设置为凸面，由于入光面的形状不会受到装置内部空间的限制，所以凸面能够具有较大的弧度，以达到更好的聚光效果，从而提高生物特征检测装置的抗干扰能力。

作为本申请的一个实施例，继续参考图7，透镜的焦点f与光接收件103上表面的中心点c重合，即光接收件103设置在透镜的焦点处，从而能够进一步提高聚光件105的聚光效果，更进一步提高生物特征检测装置的抗干扰能力。

图8为本申请实施例提供的聚光件的结构示意图二，如图8所示，聚光件105包括微透镜阵列，微透镜阵列背离光接收件103的一面为平面。

微透镜阵列具有多个凸向光接收件103的微透镜，与透镜相比，微透镜阵列的聚光效果更好。微透镜阵列的背离光接收件103的一面为平面，即微透镜阵列朝向用户皮肤的一面为平面，从而能够避免微透镜阵列藏污纳垢，便于保持微透镜阵列的清洁。

微透镜阵列与光接收件103可以为一体式结构。在一些实施例中，可以通过注塑成型的方式来同时形成微透镜阵列和光接收件103，例如是使用聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)或聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)直接形成一体式的微透镜阵列和光接收件103，以便于安装。

作为本申请的一个实施例，合光件102到光接收件103的距离大于4毫米且小于20毫米。如图9所示，合光件102到光接收件103的距离d是指合光件102靠近光接收件103一侧的边缘与光接收件103靠近合光件102一侧的边缘之间的距离。d小于或等于4毫米，会导致光接收件103接收更多皮肤表层传输的光；d大于或等于20毫米，会导致光接收件103接收到的光信号强度降低。通过调整合光件102和光接收件103的位置关系，使d大于4毫米且小于20毫米，一方面减少光接收件103接收到的皮肤表层传输的光，另一方面保证光接收件103接收更多的经用户处理后的第一出射光束和第二出射光束。

本申请实施例还提供一种智能穿戴设备，包括上述任一实施例所述的生物特征检测装置，并具有上述任一实施例的有益效果。

在本申请实施例中，智能穿戴设备包括但不限于手环、智能手表。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种生物特征检测装置，其特征在于，包括：

发光件、合光件和光接收件；

所述发光件包括两个发光单元；两个所述发光单元中的一者用于发射具有第一波长的第一光束，另一者用于发射具有第二波长的第二光束，其中，所述第一波长与所述第二波长不相同；

两个所述发光单元分别设置在所述合光件的不同侧，两个所述发光单元的发光方向均朝向所述合光件，且两个所述发光单元发出的光束在所述合光件上的照射区域相同或相近；所述合光件用于反射所述第一光束并透射所述第二光束，且使所述第一光束和所述第二光束经过所述合光件后均以相同预设方向射向用户；

所述光接收件用于接收所述第一光束经过所述合光件以及所述用户后的第一出射光束，以及接收所述第二光束经过所述合光件以及所述用户后的第二出射光束，并将所述第一出射光束的光信号和所述第二出射光束的光信号转化为用于进行生物特征检测的电信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述合光件为二向色镜。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，两个所述发光单元垂直设置，且两个所述发光单元与所述合光件的合光膜之间的夹角均为45度。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述合光件透射后的所述第一光束和反射后的所述第二光束均以与所述用户的皮肤垂直或近似垂直的方向射向所述用户。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述发光单元为发光二极管，所述装置还包括准直件，所述准直件设置在所述发光单元与所述合光件之间；

或者，所述发光单元为激光器。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述准直件为准直透镜。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光接收件位于所述合光件的一侧；

或者，所述光接收件围设在所述合光件的外围。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括聚光件；所述聚光件设置在所述光接收件的入光侧，用于将所述第一出射光束和所述第二出射光束汇聚在所述光接收件处。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述聚光件包括透镜，所述透镜面向所述光接收件，所述透镜的入光面为凸面，出光面为平面。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述聚光件包括微透镜阵列，所述微透镜阵列的背离所述光接收件的一面为平面。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述微透镜阵列与所述光接收件为一体式结构。

12.根据权利要求1至11任一项所述的装置，其特征在于，所述合光件到所述光接收件的距离大于4毫米且小于20毫米。

13.一种智能穿戴设备，其特征在于，包括如权利要求1至12任一项所述的生物特征检测装置。

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