CN213551737U - 传感器组件及智能手表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种传感器组件及智能手表，其中，传感器组件包括体温传感器及光学心率传感器，体温传感器安装于表壳内，体温传感器设有金属检测部，金属检测部设于表壳的底部并用于与人体皮肤贴合接触，金属检测部上开设有开口，体温传感器用于检测人体体温信号并将人体体温信号发送给智能手表的控制器，光学心率传感器安装于表壳内，光学心率传感器包括心率镜片及LED灯珠，心率镜片设于开口内并用于供LED灯珠发射的光线及其反射光线穿过，光学心率传感器用于根据反射光线的强度检测人体心率信号并将人体心率信号发送给智能手表的控制器。本实用新型改进了传感器组件的结构，缩小了传感器组件的体积，从而缩小智能手表的整体体积。

Description

传感器组件及智能手表

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及一种传感器组件及智能手表。

背景技术

随着科学技术的发展，各种可穿戴设备应运而生，因其便携性及多功能性而备受青睐，尤其是智能手表。现有的智能手表为了实现体温检测及心率监测功能，表壳内分别设置有体温传感器、心率传感器，通常这两个传感器分别安装于不同电路板上且其检测部件分别独立设置于表壳内，体温传感器与心率传感器的体积较为庞大，占据了表壳大量的内部空间，使得智能手表整体的体积较大或导致智能手表的其他功能需要被削减。因此，如何实现在更小体积的体温检测及心率检测的安装结构成为了亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种传感器组件，旨在减小传感器组件的体积，缩小智能手表的整体体积或为实现其他功能而提供相应电子元器件的安装空间。

为实现上述目的，本实用新型提出一种传感器组件，用于智能手表，所述智能手表包括表壳及分别设于所述表壳内的主电路板、传感器组件，所述主电路板上设有控制器，所述传感器组件与所述主电路板连接，所述传感器组件包括：

体温传感器，安装于所述表壳内，所述体温传感器设有金属检测部，所述金属检测部设于所述表壳的底部并用于在佩戴所述智能手表时与人体皮肤贴合接触，所述金属检测部上开设有开口，所述体温传感器用于检测人体体温信号并将所述人体体温信号发送给所述智能手表的控制器；以及

光学心率传感器，安装于所述表壳内，所述光学心率传感器包括心率镜片、本体及设于所述本体上的LED灯珠，所述心率镜片设于所述开口内并用于供所述LED灯珠发射的光线及其反射光线穿过，所述光学心率传感器用于根据反射光线的强度检测人体心率信号并将所述人体心率信号发送给所述智能手表的控制器。

在一实施例中，所述开口的数量为两个且两个所述开口设置于所述金属检测部的中部；所述心率镜片的数量与所述开口的数量一一对应设置。

在一实施例中，所述开口的形状为圆形或方形；所述心率镜片的形状与所述开口的形状相适配。

在一实施例中，所述传感器组件还包括柔性电路板，所述柔性电路板设有第一焊盘及第二焊盘；

所述体温传感器安装于所述第一焊盘上，所述光学心率传感器安装于所述第二焊盘上。

在一实施例中，所述心率镜片的边缘位置设置有定位孔，所述表壳的底部对应所述定位孔的位置设置有定位柱，所述定位柱穿设于所述定位孔内以将所述心率镜片定位于所述开口位置，并且所述心率镜片与所述表壳通过胶水粘接固定。

在一实施例中，所述光学心率传感器的型号为MAX30102或MAX30100。

在一实施例中，所述心率镜片的材质为玻璃或PMMA。

在一实施例中，所述LED灯珠的数量为多个，多个所述LED灯珠间隔均匀地设置于所述光学心率传感器的本体上且每一所述LED灯珠的中心点与所述光学心率传感器本体的中心点之间距离为3mm-4mm。

在一实施例中，所述金属检测部的外表面、所述心率镜片的外表面与所述表壳的外表面平齐。

为了实现上述目的，本实用新型还提出一种智能手表，所述智能手表包括：

表壳；

主电路板，安装于所述表壳内，所述主电路板上设有控制器；以及

传感器组件，所述传感器组件为如上所述的传感器组件，所述传感器组件与所述主电路板连接，所述传感器组件包括体温传感器及光学心率传感器，所述体温传感器与所述光学心率传感器均安装于所述表壳内并分别与所述控制器连接；

其中，体温传感器安装于所述表壳内，所述体温传感器设有金属检测部，所述金属检测部设于所述表壳的底部并用于在佩戴所述智能手表时与人体皮肤贴合接触，所述金属检测部上开设有开口，所述体温传感器用于检测人体体温信号并将所述人体体温信号发送给所述智能手表的控制器；

光学心率传感器安装于所述表壳内，所述光学心率传感器包括心率镜片、本体及设于所述本体上的LED灯珠，所述心率镜片设于所述开口内并用于供所述LED灯珠发射的光线及其反射光线穿过，所述光学心率传感器用于根据反射光线的强度检测人体心率信号并将所述人体心率信号发送给所述智能手表的控制器。

在本实用新型的技术方案中，由于该传感器组件的体温传感器安装于表壳内，体温传感器设有金属检测部，金属检测部设于表壳的底部并用于在佩戴智能手表时与人体皮肤贴合接触，金属检测部上开设有开口，体温传感器用于检测人体体温信号并将人体体温信号发送给智能手表的控制器，光学心率传感器安装于表壳内，光学心率传感器包括心率镜片、本体及设于本体上的LED灯珠，心率镜片设于开口内并用于供LED灯珠发射的光线及其反射光线穿过，光学心率传感器用于根据反射光线的强度检测人体心率信号并将人体心率信号发送给智能手表的控制器，使得该传感器组件的体积得以缩小，进而缩小了智能手表的整体体积或为实现其他功能而提供相应电子元器件的安装空间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型智能手表一实施例的装配示意图；

图2为本实用新型智能手表一实施例表壳及光学心率传感器的结构示意图；

图3为本实用新型智能手表一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	表壳	310	体温传感器
200	主电路板	320	光学心率传感器
				300	传感器组件	311	金属检测部
321	心率镜片	311A	开口
				400	柔性电路板	500	表盖
600	显示屏	700	电池

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

随着科学技术的发展，各种可穿戴设备应运而生，因其便携性及多功能性而备受青睐，尤其是智能手表。

在一示例性技术中，智能手表为了实现体温检测及心率监测功能，表壳内分别设置有体温传感器、心率传感器，这两个传感器分别安装于不同电路板上且其检测部件分别独立设置于表壳内，体温传感器与心率传感器的体积较为庞大，占据了表壳大量的内部空间，使得智能手表整体的体积较大或导致智能手表的其他功能需要被削减。

为了缩小传感器组件的体积，进而缩小智能手表的整体体积或为实现其他功能而提供相应电子元器件的安装空间，本实用新型提出一种传感器组件，适用于各种具有体温传感器及光学心率传感器的可穿戴设备，尤其是智能手表，此处不限。

参照图1至图3，图1为本实用新型智能手表一实施例的装配示意图，图2为本实用新型智能手表一实施例表壳及光学心率传感器的结构示意图，图3为本实用新型智能手表一实施例的结构示意图。在本实用新型一实施例中，该传感器组件应用于智能手表，该智能手表包括表壳100及分别设于表壳100内的主电路板200、传感器组件300，主电路板200上设有控制器(图未示出)，传感器组件300与主电路板200连接。主要参考图1，传感器组件300包括体温传感器310及光学心率传感器320，体温传感器310安装于表壳100内，体温传感器310设有金属检测部311(如图1所示)，金属检测部311设于表壳100的底部并用于在佩戴智能手表时与人体皮肤贴合接触，金属检测部311上开设有开口311A，体温传感器310用于检测人体体温信号并将人体体温信号发送给智能手表的控制器。如图1及图2所示，光学心率传感器320安装于表壳100内，光学心率传感器320包括心率镜片321、本体及设于本体上的LED灯珠，心率镜片321设于开口311A内并用于供LED灯珠发射的光线及其反射光线穿过，光学心率传感器320用于根据反射光线的强度检测人体心率信号并将人体心率信号发送给智能手表的控制器。

需要说明的是，体温传感器310和光学心率传感器320通常焊接于表壳100内的主电路板200上或柔性电路板400上。在本实施例中，光学心率传感器320的型号可选为MAX30102或MAX30100等。其中，MAX30102是一个集成的脉搏血氧仪和心率监测仪生物传感器的模块。它集成了多个LED、光电检测器、光器件，以及带环境光抑制的低噪声电子电路。MAX30102提供完备的系统方案，使移动及可穿戴设备的设计过程变得轻松。MAX30102采用一个1.8V电源和一个独立的3.3V用于内部LED灯珠的电源，标准的I2C兼容的通信接口。可通过软件关断模块，待机电流为零，实现电源始终维持供电状态。MAX30102体积仅为5.6mmx 3.3mm x 1.55mm，体积较小，具有14引脚光模块，而且它还具有低功耗、快速数据输出、可靠的运动伪影抑制以及较广的工作温度范围(-40℃至+85℃)。此处，对体温传感器310及光学心率传感器320的型号不做限定。

在本实施例中，心率镜片321的材质可采用玻璃或PMMA等。玻璃和PMMA具有较强的透光性能。

生产组装时，可先将体温传感器310及光学心率传感器320焊接于表壳100内对应位置上(可以是主电路板200、柔性电路板400或其他部位，具体可按照产品设计要求)，然后将心率镜片321通过粘接或卡接等方式安装于金属检测部311的开口311A位置，再将体温传感器310的金属检测部311通过卡接或粘接等方式安装固定于表壳100底部的安装位上，即完成了整个传感器组件300的装配。

可以理解的是，本实用新型通过将该传感器组件300的体温传感器310安装于表壳100内，体温传感器310设有金属检测部311，金属检测部311设于表壳100的底部并用于在佩戴智能手表时与人体皮肤贴合接触，金属检测部311上开设有开口311A，体温传感器310用于检测人体体温信号并将人体体温信号发送给智能手表的控制器，光学心率传感器320安装于表壳100内，光学心率传感器320包括心率镜片321、本体及设于本体上的LED灯珠，心率镜片321设于开口311A内并用于供LED灯珠发射的光线及其反射光线穿过，光学心率传感器320用于根据反射光线的强度检测人体心率信号并将人体心率信号发送给智能手表的控制器，在实现体温检测功能及心率检测功能的同时，也使得该传感器组件300的体积得以缩小，进而缩小了智能手表的整体体积或为实现其他功能而提供相应电子元器件的安装空间。

为了获取更高强度的反射光线以实现心率传感器较好的心率检测效果，在一实施例中，主要参考图1及图2，开口311A的数量为两个且两个开口311A设置于金属检测部311的中部，心率镜片321的数量与开口311A的数量一一对应设置。

在本实施例中，开口311A的形状为圆形或方形，心率镜片321的形状与开口311A的形状相适配。当然，在其他实施例中，为了获得更好的心率检测效果或为了方便安装等，也可采用其他形状的开口311A及心率镜片321，此处，对心率镜片321的安装位置及其形状均不做限定。

在一实施例中，主要参考1，传感器组件300还包括柔性电路板400，传感器组件300的本体安装于该柔性电路板400上，该柔性电路板400蚀刻有两传感器的电路图形，柔性电路板400设有第一焊盘(图未示出)及第二焊盘(图未示出)，体温传感器310安装于第一焊盘上，光学心率传感器320安装于第二焊盘上。如此设置，可节省一定的安装空间，缩小智能手表的体积。需要说明的是，在一些实施例中，体温传感器310及光学心率传感器320也可焊接安装于主电路板200上，此处对其具体安装位置不做限定。

在一实施例中，心率镜片321的边缘位置设置有定位孔(图未示出)，表壳100的底部对应定位孔的位置设置有定位柱(图未示出)，定位柱穿设于定位孔内以将心率镜片321定位于开口311A位置，并且心率镜片321与表壳100通过胶水粘接固定。

可以理解的是，定位柱及定位孔的结构设计可提升产品组装效率，而通过设置胶水可增强表壳100与心率镜片321之间的密封性能，从而实现更高级别的防水等级。

在一实施例中，为了实现更好的心率检测效果，LED灯珠的数量可设置多个，多个LED灯珠间隔均匀地设置于光学心率传感器320的本体上且每一LED灯珠的中心点与光学心率传感器320的本体中心点之间距离为3mm-4mm。需要说明的是，在此范围内，可极大地提高光学心率传感器320获取的光电信号强度，同时也能保证光线采样的多样化并使光照的强度位于较为平衡的范围之内。

为了实现用户更加舒适的智能手表(或其它可穿戴设备)佩戴体验，在一实施例中，金属检测部311的外表面、心率镜片321的外表面与表壳100的外表面可平齐设置。可以理解的是，表壳100与人体接触的一侧同处于一个平面，可更加贴合皮肤，从而获得更佳的穿戴体验，也能提升体温检测效率及心率检测效率。

本实用新型还提出一种智能手表，参考图1至图3，该智能手表包括表壳100、主电路板200、传感器组件300、柔性电路板400、表盖500及嵌设于该表盖500上的显示屏600，主电路板200安装于表壳100内并连接有提供电源的电池700，主电路板200上设有控制器，传感器组件300与主电路板200连接，传感器组件300包括体温传感器310及光学心率传感器320，体温传感器310与光学心率传感器320均安装于表壳100内并分别与控制器连接，表盖500盖设于表壳100上。其中，该传感器组件300的具体结构参照上述实施例，由于本实用新型提出的智能手表包括上述传感器组件300的所有实施例的所有方案，因此，至少具有与所述传感器组件300相同的技术效果，此处不一一阐述。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种传感器组件，用于智能手表，所述智能手表包括表壳及分别设于所述表壳内的主电路板、传感器组件，所述主电路板上设有控制器，所述传感器组件与所述主电路板连接，其特征在于，所述传感器组件包括：

体温传感器，安装于所述表壳内，所述体温传感器设有金属检测部，所述金属检测部设于所述表壳的底部并用于在佩戴所述智能手表时与人体皮肤贴合接触，所述金属检测部上开设有开口，所述体温传感器用于检测人体体温信号并将所述人体体温信号发送给所述智能手表的控制器；以及

光学心率传感器，安装于所述表壳内，所述光学心率传感器包括心率镜片、本体及设于所述本体上的LED灯珠，所述心率镜片设于所述开口内并用于供所述LED灯珠发射的光线及其反射光线穿过，所述光学心率传感器用于根据反射光线的强度检测人体心率信号并将所述人体心率信号发送给所述智能手表的控制器。

2.如权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，所述开口的数量为两个且两个所述开口设置于所述金属检测部的中部；所述心率镜片的数量与所述开口的数量一一对应设置。

3.如权利要求2所述的传感器组件，其特征在于，所述开口的形状为圆形或方形；所述心率镜片的形状与所述开口的形状相适配。

4.如权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，所述传感器组件还包括柔性电路板，所述柔性电路板设有第一焊盘及第二焊盘；

所述体温传感器安装于所述第一焊盘上，所述光学心率传感器安装于所述第二焊盘上。

5.如权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，所述心率镜片的边缘位置设置有定位孔，所述表壳的底部对应所述定位孔的位置设置有定位柱，所述定位柱穿设于所述定位孔内以将所述心率镜片定位于所述开口位置，并且所述心率镜片与所述表壳通过胶水粘接固定。

6.如权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，所述光学心率传感器的型号为MAX30102或MAX30100。

7.如权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，所述心率镜片的材质为玻璃或PMMA。

8.如权利要求1-7任一项所述的传感器组件，其特征在于，所述LED灯珠的数量为多个，多个所述LED灯珠间隔均匀地设置于所述光学心率传感器的本体上且每一所述LED灯珠的中心点与所述光学心率传感器本体的中心点之间距离为3mm-4mm。

9.如权利要求1-7任一项所述的传感器组件，其特征在于，所述金属检测部的外表面、所述心率镜片的外表面与所述表壳的外表面平齐。

10.一种智能手表，其特征在于，所述智能手表包括：

表壳；

主电路板，安装于所述表壳内，所述主电路板上设有控制器；以及

传感器组件，所述传感器组件为如权利要求1-9任一项所述的传感器组件，所述传感器组件与所述主电路板连接，所述传感器组件包括体温传感器及光学心率传感器，所述体温传感器与所述光学心率传感器均安装于所述表壳内并分别与所述控制器连接。

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