CN215738876U - 一种生理监测装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种生理检测装置以及电子设备，该生理检测装置包括具有第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元的发光组件，具有第一检测单元和第二检测单元的检测组件。其中，第一发光单元和第二发光单元关于第一检测单元对称设置，且第三发光单元和第二检测单元关于第一检测单元对称设置，且第一发光单元和第二发光单元之间的连线与第三发光单元和第二检测单元之间的连线相互垂直，相比于现有技术中只设置一个光检测器，两个检测单元的设置增大了光检测的检测区域，从而提高心率检测以及血氧检测的准确度。

Description

一种生理监测装置及电子设备

技术领域

本实用新型属于生理检测技术领域，更具体地说，是涉及一种生理监测装置及电子设备。

背景技术

现有的生理检测装置，包括心率检测以及血氧检测等装置，一般采用一个光检测器对应多个发光元件，导致接受光线的感应区域有限，因此准确度较低，并且设置不同波长的光源时需要提高发光强度以保证检测准确度，检测功耗较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种生理监测装置，以解决现有技术中存在的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种生理监测装置，包括发光组件及检测组件，所述发光组件包括第一发光单元、第二发光单元以及第三发光单元，检测组件包括第一检测单元和第二检测单元，所述第一发光单元和所述第二发光单元关于所述第一检测单元对称设置，且所述第三发光单元和所述第二检测单元关于所述第一检测单元对称设置，且所述第一发光单元和第二发光单元之间的连线与所述第三发光单元和所述第二检测单元之间的连线相互垂直。

进一步地，所述第三发光单元包括第一发光件和第二发光件，所述第一发光件为红光光源，所述第二发光件为红外光光源。

进一步地，所述第一发光件和第二发光件之间的连线平行于所述第一发光单元和第二发光单元之间的连线。

进一步地，所述第一发光单元的发光中心、所述第二发光单元的发光中心以及所述第三发光单元的发光中心呈等腰三角形分布。

进一步地，所述第一发光单元的发光中心与所述第一检测单元的距离L1等于所述第二发光单元的发光中心与所述第一检测单元的距离L2。

本实用新型还提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述的生理监测装置，所述电子设备还包括壳体及多个位于所述壳体上的透光窗口，所述第一发光单元、所述第二发光单元、所述第三发光单元、所述第一检测单元以及所述第二检测单元分别对应一所述透光窗口。

进一步地，所述电子设备还包括导光组件，所述导光组件包括第一导光件和第二导光件，所述第一导光件设于所述第一发光单元与所述壳体之间，所述第二导光件设于所述第二发光单元与所述壳体之间。

进一步地，所述第一导光件包括第一折射部及第一挡光部，所述第一折射部与所述第一发光单元的发光中心对位设置，所述第一挡光部设于所述第一折射部的周侧。

进一步地，所述第二导光件包括第二折射部及第二挡光部，所述第二折射部与所述第二发光单元的发光中心对位设置，所述第二挡光部设于所述第二折射部的周侧。

本实用新型提供的生理监测装置和电子设备的有益效果在于：本实用新型生理监测装置和电子设备均包括发光组件及检测组件，其中，发光组件包括第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元，检测组件包括第一检测单元和第二检测单元，第一发光单元和第二发光单元关于第一检测单元对称设置，且第三发光单元和第二检测单元关于第一检测单元对称设置，且第一发光单元和第二发光单元之间的连线与第三发光单元和第二检测单元之间的连线相互垂直，相比于现有技术中只设置一个光检测器，两个检测单元的设置增大了光检测的检测区域，从而提高心率检测以及血氧检测的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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为本实用新型实施例提供的生理监测装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电子设备的正视结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的电子设备的侧视结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的电子设备的部分结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的电子设备的部分结构示意图。

其中，图中各附图标记：

100、生理监测装置；110、第一发光单元；120、第二发光单元；130、第三发光单元；131、第一发光件；132、第二发光件；210、第一检测单元；220、第二检测单元；1、电子设备；11、表带；12、显示屏；13、扬声器；14、壳体；141、透光窗口；15、第一导光件；151、第一折射部；152、第一挡光部；16、第二导光件；161、第二折射部；162、第二挡光部。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，现对本实用新型提供的生理监测装置进行说明。该生理监测装置100包括发光组件、检测组件和导光组件。需要说明的是，该生理监测装置100可以应用于各种穿戴式电子设备1中，例如应用于智能手表、智能手环、佩戴在腹部的电子检测设备等，在电子设备的背面紧贴人体肌肤处可以设置有上述生理监测装置100的发光组件和检测组件，本实用新型对穿戴式电子设备不作具体限定。

其中，发光组件包括第一发光单元110、第二发光单元120和第三发光单元130，检测组件包括第一检测单元210和第二检测单元220，具体地，第一发光单元110和第二发光单元120关于第一检测单元210对称设置，且第三发光单元130和第二检测单元220关于第一检测单元210对称设置，且第一发光单元110和第二发光单元120之间的连线与第三发光单元130和第二检测单元220之间的连线互相垂直，第一发光单元110与第二发光单元120之间的连线和第三发光单元130与第二检测单元220之间的连线互相交叉设置，使得第一发光单元110、第二发光单元120、第三发光单元130和第二检测单元220与中部的第一检测单元210之间呈十字形布局。

可以理解地是，第一发光单元110和第二发光单元120设于第一检测单元210的两侧，第一检测单元210与第一发光单元110及第二发光单元120的距离相等，第一检测单元210用于接收第一发光单元110发出的并经用户皮肤反射后的第一光线的光信号，并且还用于接收第二发光单元120发出的并经用户皮肤反射后的第二光线的光信号；第三发光单元130、第一检测单元210和第二检测单元220依次排布，第一检测单元210和第二检测单元220均用于接收第三发光单元130发出的并经用户皮肤发射后的光信号。通过将第三发光单元130、第一检测单元210和第二检测单元220依次排布设置，使得第三发光单元130发出的光线既能够被第一检测单元210检测到，又能够被第二检测单元220检测到。其中，第一检测单元210能够接收第三发光单元130发出并射向用户皮肤的小尺寸光线射束，由于第二检测单元220与第三发光单元130之间的距离大于第一检测单元210与第三发光单元130之间的距离，因此，第二检测单元220还能够接收第三发光单元130发出并射向用户皮肤的大尺寸光线射束，即通过用户皮肤行进更长距离的光线，避免了更长距离的光线不能被接收的情况，从而提高了信号强度。

本实用新型实施例中，第一发光单元110、第二发光单元120以及第三发光单元130均包括有透明隔板形成的窗口，以将第一发光单元110、第二发光单元120和第三发光单元130内部的发光元件与外部隔离，避免外部水气以及尘埃的污染从而导致发光元件发光率的降低，该透明隔板包括透明玻璃等，这里不做限定。

本实用新型实施例中，上述设置有发光组件和检测组件的电子设备的背部可以呈凸起形状，使窗口与人体可以更紧密的接触，减少环境噪声。

本实用新型提供的生理监测装置，通过设置包括第一检测单元210和第二检测单元220的检测组件，第一发光单元110和第二发光单元120关于第一检测单元210对称设置，且第三发光单元130和第二检测单元220关于第一检测单元210对称设置，且第一发光单元110和第二发光单元120之间的连线与第三发光单元130和第二检测单元220之间的连线互相垂直相比于现有技术中设置一个光检测器，两个检测单元的设置增大了光检测的检测区域，从而提高了心率以及血氧检测的准确度。

请参阅图1，作为本实用新型提供的生理监测装置的一种具体实施方式，第一发光单元110和第二发光单元120均为绿光光源。具体地，第一检测单元210可以接收两组绿光，在接收到两组绿光后，第一检测单元210内部的光检测器将绿光转换为PPG信号(PPG，光电容积)，从而可以选择两组PPG信号中较优的信号作为心率分析和血氧分析的信号，将信号质量较差的PPG信号抛弃，或者还可以将两组PPG信号进行平均以及其它求相关性算法的处理，合并成有足够的振幅但噪声较低的PPG信号，从而提高心率分析和血氧分析的准确度。其中，上述信号质量较差的PPG信号是指整体振幅较低，以及有过度噪声的PPG信号。

请参阅图1，作为本实用新型提供的生理监测装置的一种具体实施方式，第三发光单元130包括第一发光件131和第二发光件132，第一发光件131为红光光源，第二发光件132为红外光光源。具体地，第一发光件131和第二发光件132主要用于血氧检测，具体原理为根据氧合血红蛋白和还原血红蛋白在红光和红外光区域的光谱特性，氧合血红蛋白和还原血红蛋白对于红光和红外光的吸收差别非常大，血液的光吸收程度和光散射程度与血氧饱和度、血红蛋白含量相关，因此血液中的氧合血红蛋白和还原血红蛋白的含量不同，其血液的吸收光谱也不同，从而可以采取红光和红外光进行血氧检测。在第一发光件131的照射下，第一检测件以及第二检测件的光检测器的两组PPG信号可以进行算法合并为第一PPG信号，在第二发光件132的照射下，第一检测件以及第二检测件的光检测器的两组PPG信号可以进行算法合并为第二PPG信号，控制器通过执行算法利用第一PPG信号以及第二PPG信号进行运算，即可获得人体血氧值。

请参阅图1，作为本实用新型提供的生理监测装置的一种具体实施方式，第一发光件131和第二发光件132之间的连线平行于第一发光单元110和第二发光单元120之间的连线。如此，避免了第一发光件131和第二发光件132射向第一检测单元210和第二检测单元220方向的光线互相干扰的情况。

请参阅图1，作为本实用新型提供的生理监测装置的一种具体实施方式，第一发光单元110的发光中心、第二发光单元120的发光中心以及第三发光单元130的发光中心呈等腰三角形分布。

请参阅图1，作为本实用新型提供的生理监测装置的一种具体实施方式，第一发光单元110的发光中心与第一检测单元210的距离L1等于第二发光单元120的发光中心与第一检测单元210的距离L2，使得第一发光单元110和第二发光单元120关于第一检测单元210对称设置。

请参阅图1，作为本实用新型提供的生理监测装置的一种具体实施方式，第二发射件的发光中心和第三发射件的发光中心的连线与第一检测件的受光中心的距离为L3，第一发射件的发光中心与第二发射件的发光中心的连线与第二检测件的受光中心的距离为L4。其中，L4大于L3，并且L3大于L1，第一发光单元110和第二发光单元120发射的绿光在人体吸收率较高，但穿透能力较弱，穿透能力不及第一发光件131的红光以及第二发光件132的红外光，因此L1比较小，从而使绿光PPG信号的质量更好。

作为本实用新型提供的生理监测装置100的一种具体实施方式，L1和L2为3mm至4mm，L3为4mm至5mm，L4为8mm至10mm。

请参阅图1，作为本实用新型提供的生理监测装置的一种具体实施方式，该生理监测装置还包括导光组件，该导光组件包括第一导光件310和第二导光件320，第一导光件310设于第一发光单元110的底侧，第二导光件320设于第二发光单元120的底侧。具体地，第一导光件310设于第一发光单元110所发出的第一光线的路径上并用于调整第一光线与用户皮肤的入射夹角，第二导光件320设于第二发光单元120所发出的第二光线的路径上并用于调整第二光线与用户皮肤的入射夹角。更详细地说，从第一发光单元110发出的第一光线在入射至第一导光件310上后发生折射，使得折射后的第一光线在入射至用户皮肤时，第一光线与用户皮肤表面的入射夹角更加接近于90度，减小了第一光线射向用户皮肤的射束尺寸，由于第一发光单元110和第一检测单元210之间的距离较近，从而保证了在用户皮肤表面发生反射后第一光线能够准确的射向第一检测单元210，提高了第一检测单元210接收第一光线光信号的信号强度；同理，第二发光单元120发出的第二光线在入射至第二导光件320上后发生折射，使得折射后的第二光线在入射至用户皮肤时，第二光线与用户皮肤表面的入射夹角更加接近于90度，减小了第二光线射向用户皮肤的射束尺寸，由于第二发光单元120和第二检测单元220之间的距离较近，从而保证了在用户皮肤表面发生反射后第二光线能够准确的射向第二检测单元220，提高了第二检测单元220接收第二光线光信号的信号强度。

通过设置包括第一导光件310和第二导光件320的导光组件，第一导光件310和第二导光件320分别能够调整第一光线和第二光线与用户皮肤的夹角，使得第一光线和第二光线在射向皮肤时具有更小的射束尺寸，从而将第一光线和第二光线分别指引到更靠近第一检测单元210和第二检测单元220，第一光线和第二光线不必通过用户皮肤行进更长的距离，因此提高了信号强度。

请参阅图2及图3，本实用新型还提供了一种电子设备，包括上述的生理监测装置100。需要说明的是，该电子设备1设为智能手环，包括表带11、显示屏12、扬声器13、壳体14以及多个位于壳体14上的透光窗口141，第一发光单元110、第二发光单元120、第三发光单元130、第一检测单元210以及第二检测单元220分别对应一透光窗口141。其中，上述实施例中的生理监测装置100位于壳体14的背部。

请参阅图4及图5，作为本实用新型提供的电子设备的一种具体实施方式，该生理监测装置还包括导光组件，该导光组件包括第一导光件15和第二导光件16，第一导光件15设于第一发光单元110与壳体14之间，第二导光件16设于第二发光单元120与壳体14之间。具体地，第一导光件15设于第一发光单元110所发出的第一光线的路径上并用于调整第一光线与用户皮肤的入射夹角，第二导光件16设于第二发光单元120所发出的第二光线的路径上并用于调整第二光线与用户皮肤的入射夹角。更详细地说，从第一发光单元110发出的第一光线在入射至第一导光件15上后发生折射，使得折射后的第一光线在入射至用户皮肤时，第一光线与用户皮肤表面的入射夹角更加接近于90度，减小了第一光线射向用户皮肤的射束尺寸，由于第一发光单元110和第一检测单元210之间的距离较近，从而保证了在用户皮肤表面发生反射后第一光线能够准确的射向第一检测单元210，提高了第一检测单元210接收第一光线光信号的信号强度；同理，第二发光单元120发出的第二光线在入射至第二导光件16上后发生折射，使得折射后的第二光线在入射至用户皮肤时，第二光线与用户皮肤表面的入射夹角更加接近于90度，减小了第二光线射向用户皮肤的射束尺寸，由于第二发光单元120和第二检测单元220之间的距离较近，从而保证了在用户皮肤表面发生反射后第二光线能够准确的射向第二检测单元220，提高了第二检测单元220接收第二光线光信号的信号强度。

通过设置包括第一导光件15和第二导光件16的导光组件，第一导光件15和第二导光件16分别能够调整第一光线和第二光线与用户皮肤的夹角，使得第一光线和第二光线在射向皮肤时具有更小的射束尺寸，从而将第一光线和第二光线分别指引到更靠近第一检测单元210和第二检测单元220，第一光线和第二光线不必通过用户皮肤行进更长的距离，因此提高了信号强度。

请参阅图4，作为本实用新型提供的电子设备的一种具体实施方式，第一导光件15包括第一折射部151及第一挡光部152，第一折射部151与第一发光单元的发光中心对位设置，第一挡光部152设第一折射部151的周侧。具体来说，第一折射部151能够使第一光线发生折射，使得折射后的第一光线在射向用户皮肤时具有更小的射束尺寸，从而在用户皮肤表面反射后的光路更靠近第一检测单元210，提高了第一检测单元210接收第一光线光信号的效率，信号强度也更高。第一挡光部152用于阻挡第一发光单元110周围的光线射向第一折射部151，具体地，第一挡光部152定位在第一折射部151之外的区域，第一挡光部152的脊用于遮蔽第一发光单元110周围的光线，阻挡了多余的非信号光射向第一折射部151，从而避免非信号光射向第一检测单元210，提高了接收第一光线光信号的效率。

请参阅图5，作为本实用新型提供的电子设备的一种具体实施方式，第二导光件16包括第二折射部161及第二挡光部162，第二折射部161与第二发光单元的发光中心对位设置，第二挡光部162设于第二折射部161的周侧。具体来说，第二折射部161能够使第二光线发生折射，使得折射后的第二光线在射向用户皮肤时具有更小的射束尺寸，从而在用户皮肤表面反射后的光路更靠近第二检测单元210，提高了第二检测单元210接收第二光线光信号的效率，信号强度也更高。第二挡光部162用于阻挡第二发光单元110周围的光线射向第二折射部161，具体地，第二挡光部162定位在第二折射部161之外的区域，第二挡光部162的脊用于遮蔽第二发光单元110周围的光线，阻挡了多余的非信号光射向第二折射部161，从而避免非信号光射向第二检测单元210，提高了接收第二光线光信号的效率。

优选地，第一导光件15和第二导光件16均为菲涅尔透镜。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生理监测装置，其特征在于，包括发光组件及检测组件，所述发光组件包括第一发光单元、第二发光单元以及第三发光单元，所述检测组件包括第一检测单元和第二检测单元，所述第一发光单元和所述第二发光单元关于所述第一检测单元对称设置，且所述第三发光单元和所述第二检测单元关于所述第一检测单元对称设置，且所述第一发光单元和所述第二发光单元之间的连线与所述第三发光单元和所述第二检测单元之间的连线相互垂直。

2.如权利要求1所述的生理监测装置，其特征在于，所述第一发光单元和所述第二发光单元均为绿光光源。

3.如权利要求1所述的生理监测装置，其特征在于，所述第三发光单元包括第一发光件和第二发光件，所述第一发光件为红光光源，所述第二发光件为红外光光源。

4.如权利要求3所述的生理监测装置，其特征在于，所述第一发光件和所述第二发光件之间的连线平行于所述第一发光单元和所述第二发光单元之间的连线。

5.如权利要求1所述的生理监测装置，其特征在于，所述第一发光单元的发光中心、所述第二发光单元的发光中心以及所述第三发光单元的发光中心呈等腰三角形分布。

6.如权利要求1所述的生理监测装置，其特征在于，所述第一发光单元的发光中心与所述第一检测单元的距离L1等于所述第二发光单元的发光中心与所述第一检测单元的距离L2。

7.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的生理监测装置，所述电子设备还包括壳体及多个位于所述壳体上的透光窗口，所述第一发光单元、所述第二发光单元、所述第三发光单元、所述第一检测单元以及所述第二检测单元分别对应一所述透光窗口。

8.如权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括导光组件，所述导光组件包括第一导光件和第二导光件，所述第一导光件设于所述第一发光单元与所述壳体之间，所述第二导光件设于所述第二发光单元与所述壳体之间。

9.如权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述第一导光件包括第一折射部及第一挡光部，所述第一折射部与所述第一发光单元的发光中心对位设置，所述第一挡光部设于所述第一折射部的周侧。

10.如权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述第二导光件包括第二折射部及第二挡光部，所述第二折射部与所述第二发光单元的发光中心对位设置，所述第二挡光部设于所述第二折射部的周侧。

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