CN215959844U - 感测器及可穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种感测器及可穿戴设备，涉及感测技术领域。该感测器包括本体和第一感测组件。第一感测组件包括用于发出第一光谱的第一光发射端、用于发出第二光谱的第二发射端、用于发出第三光谱的第三光发射端以及用于接收第一光谱、第二光谱和第三光谱光接收端。第一光谱和第二光谱用于监测脉搏和血氧量。第三光谱用于检测脉搏和血氧量的监测位置上液体对第三光谱的吸收程度。如此通过对监测位置上的液体吸收第三光谱的吸收程度进行监测，做为后续脉搏和血氧量分析的算法补偿，提高监测脉搏和血氧量的准确性。

Description

感测器及可穿戴设备

技术领域

本实用新型涉及感测技术领域，尤其涉及一种感测器及可穿戴设备。

背景技术

近年可穿戴设备越来越普及，生理监测为此类产品的重要功能。通过光学，电学，力学，热学等感测器可收集多维度的生理数据。一般脉搏和血氧量监测多透过血液对光谱的吸收程度来分析，但透过血液对光谱的吸收程度来分析脉搏和血氧量时，光谱容易被脉搏和血氧量监测位置上的液体吸收，常因为没有对监测位置上的液体这一变因进行监测而导致监测结果不准确。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种感测器及可穿戴设备，旨在解决现有可穿戴设备的感测器因没有监测监测位置上的液体而导致监测结果不准确的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案一为：

一种感测器，包括：

本体；及

第一感测组件，所述第一感测组件包括第一光发射端、第二光发射端、第三光发射端和光接收端，所述第一光发射端设于所述本体且用于发出第一光谱，所述第二光发射端设于所述本体且用于发出第二光谱，所述第三光发射端设于所述本体且用于发出第三光谱，所述第一光谱和所述第二光谱用于监测脉搏和血氧量，所述第三光谱用于检测所述脉搏和所述血氧量的监测位置上液体对所述第三光谱的吸收程度，所述光接收端用于接收所述第一光谱、所述第二光谱和所述第三光谱。

在所述感测器的一些实施例中，所述第一光谱的波长为630nm～690nm，所述第二光谱的波长为930nm～950nm，所述第三光谱的波长为960nm～980nm。

在所述感测器的一些实施例中，所述感测器还包括第一遮光件，所述第一遮光件环设于所述本体且与所述本体围设形成监测空间，所述第一感测组件位于所述监测空间。

在所述感测器的一些实施例中，所述感测器还包括第二遮光件，所述第二遮光件位于光发射端和所述光接收端之间，以阻挡所述第一光谱、所述第二光谱和所述第三光谱直接照射到所述光接收端。

在所述感测器的一些实施例中，所述感测器还包括微处理器和存储器，所述第一感测组件能够将脉搏和血氧量的监测结果传递至所述微处理器，所述微处理器能够根据所述监测结果计算血液所吸收的所述第一光谱和所述第二光谱的比率，并将计算结果与存在所述存储器里的饱和度数值表进行比较，以得出脉搏和血氧量。

在所述感测器的一些实施例中，所述第一感测组件还包括驱动单元，所述驱动单元用于驱动所述第一光发射端、所述第二光发射端和所述第三光发射端分别发出所述第一光谱、所述第二光谱和所述第三光谱。

在所述感测器的一些实施例中，所述第一光谱的光路、所述第二光谱的光路和所述第三光谱的光路至少相交于所述监测位置。

在所述感测器的一些实施例中，所述感测器还包括第二感测组件，所述第二感测组件设于所述本体，所述第二感测组件能够监测位于所述感测器上的液体的传导参数。

在所述感测器的一些实施例中，所述第二感测组件包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极间隔设置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案二为：

一种可穿戴设备，包括如上所述的感测器。

实施本实用新型实施例，将具有如下有益效果：

上述方案的感测器应用装备于可穿戴设备中，除了使可穿戴设备具备极佳的生理监测效能之外，其自身还能够对脉搏和血氧量监测位置上的液体进行监测，以提高脉搏和血氧量监测结果的准确性。具体而言，该感测器包括本体和第一感测组件。第一感测组件包括用于发出第一光谱的第一光发射端、用于发出第二光谱的第二发射端、用于发出第三光谱的第三光发射端以及用于接收第一光谱、第二光谱和第三光谱光接收端。第一光谱和第二光谱用于监测脉搏和血氧量，即能够通过血液对第一光谱和第二光谱的吸收程度来分析脉搏和血氧量。进一步地，第三光谱用于检测脉搏和血氧量的监测位置上液体对第三光谱的吸收程度。如此通过对监测位置上的液体吸收第三光谱的吸收程度进行监测，做为后续脉搏和血氧量分析的算法补偿，提高监测脉搏和血氧量的准确性。

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获得其他的附图。

其中：

图1为一个实施例中感测器的主视图；

图2为一个实施例中感测器的侧视图。

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。

本申请实施例提供一种可穿戴设备，其实质上为一种可穿戴的具有生理监测功能的设备，可用于人或其他一些动物的生理监测。根据穿戴位置的不同，可穿戴设备可为手表结构、手环结构、头带结构、眼罩结构、指夹结构、指套结构或内衣结构等能够贴合皮肤穿戴的结构。本实施例中，可穿戴设备包括感测器。请一并结合图1和图2，该传感器包括本体10及第一感测组件20。第一感测组件20包括第一光发射端21、第二光发射端22、第三光发射端23和光接收端24，第一光发射端21设于本体且用于发出第一光谱，第二光发射端22设于本体且用于发出第二光谱，第三光发射端23设于本体且用于发出第三光谱，第一光谱和第二光谱用于监测脉搏和血氧量，第三光谱用于检测脉搏和血氧量的监测位置上液体对第三光谱的吸收程度，光接收端24用于接收第一光谱、第二光谱和第三光谱。进一步地，第一光谱的波长为630nm～690nm，第二光谱的波长为930nm～950nm，第三光谱的波长为960nm～980nm。

基于动脉搏动期间血液对光谱吸收率的变化，第一光发射端21和第二光发射端22交替发出第一光谱和第二光谱照射监测位置。由于动脉搏动期间血液对光谱吸收率与血氧量有关，光接收端24接收经过血液后的波第一光谱和第二光谱，得到脉搏和血氧量的监测结果。进一步地，感测器还包括微处理器和存储器，第一感测组件能够将脉搏和血氧量的监测结果传递至微处理器，微处理器能够根据监测结果计算血液所吸收的第一光谱和第二光谱的比率，并将计算结果与存在存储器里的饱和度数值表进行比较，以得出脉搏和血氧量。

综上，实施本实用新型实施例，将具有如下有益效果：上述方案的感测器应用装备于可穿戴设备中，除了使可穿戴设备具备极佳的生理监测效能之外，其自身还能够对脉搏和血氧量监测位置上的液体进行监测，以提高脉搏和血氧量监测结果的准确性。具体而言，该感测器包括本体10和第一感测组件20。第一感测组件20包括用于发出第一光谱的第一光发射端21、用于发出第二光谱的第二发射端、用于发出第三光谱的第三光发射端23以及用于接收第一光谱、第二光谱和第三光谱光接收端24。第一光谱和第二光谱用于监测脉搏和血氧量，，即能够通过血液对第一光谱和第二光谱的吸收程度来分析脉搏和血氧量。进一步地，第三光谱用于检测脉搏和血氧量的监测位置上液体对第三光谱的吸收程度。如此通过对监测位置上的液体吸收第三光谱的吸收程度进行监测，做为后续脉搏和血氧量分析的算法补偿，提高监测脉搏和血氧量的准确性。

本实施例中，第三光谱的波长为960nm～980nm。如此能够利用液体(如汗液)对波长为960nm～980nm的光谱的吸收率较高的特点，对监测位置上的液体吸收波长为960nm～980nm的光谱的吸收程度进行监测，做为后续脉搏和血氧量分析的算法补偿，进一步提高监测脉搏和血氧量的准确性。

在一个实施例中，请继续参阅图1和图2，感测器还包括第一遮光件30，第一遮光件30环设于本体10且与本体10围设形成监测空间40，第一感测组件20位于监测空间40。如此通过第一遮光件30能够隔绝环境光对监测脉搏和血氧量的干扰。第一遮光件30可采用不透光材质制成或表面涂有不透光材质层。同样的本体10对应监测空间40位置可采用不透光材质制成或表面涂有不透光材质层，以避免环境光透过本体10射入监测空间40。进一步地，在一些实施例中，第一遮光件30和本体10还需有一定的弹性形变性能以保证可穿戴设备穿戴后第一遮光件30能够与皮肤贴合，进一步避免环境光进入监测空间40。可以理解为在其他实施例中，本体10还可以通过开设凹槽，以形成监测空间40。

在一个实施例中，请继续参阅图1和图2，感测器还包括第二遮光件50，第二遮光件50位于第一光发射端21、第二光发射端22、第三光发射端23与光接收端24之间，以阻挡第一光谱、第二光谱和第三光谱直接照射到光接收端24。如此通过第二遮光件50的设置能够避免第一光谱和第二光谱对光接收端24的串音干扰，从而提高监测脉搏和血氧量的准确性，以使得第一光谱和第二光谱能够经血液后照射到光接收端24。同时，第二遮光件50的设置还能够避免第三光谱对光接收端24的串音干扰从而提高监测监测位置上的液体多寡的准确性。第二遮光件50可采用不透光材质制成或表面涂有不透光材质层。进一步地，在一些实施例中，第二遮光件50还需有一定的弹性形变性能以保证可穿戴设备穿戴后第二遮光件50能够与皮肤贴合，进一步避免第一光谱、第二光谱和第三光谱直接照射到光接收端24。本实施例中，由于第一光发射端21、第二光发射端22、第三光发射端23与光接收端24相对较近，并且需要第一光谱、第二光谱和第三光谱经血液反射后照射到光接收端24，因此需要设置第二遮光件50，避免第一光谱、第二光谱和第三光谱直接照射到光接收端24。可以理解为在其他实施例中，对于一些可穿戴设备在穿戴后，第一光发射端21、第二光发射端22、第三光发射端23与光接收端24位于穿戴位置两侧，即穿戴位置将第一光发射端21、第二光发射端22、第三光发射端23与光接收端24间隔，此时可不设置第二遮光件50，利用穿戴位置，如手腕、手指和头部等避免第一光谱、第二光谱和第三光谱直接照射到光接收端24，使得第一光谱、第二光谱和第三光谱仅能够透过血液照射到光接收端24。

另外，本实施例中，第一感测组件20还包括驱动单元和电路，驱动单元用于驱动第一光发射端21、第二光发射端22和第三光发射端23分别发出第一光谱、第二光谱和第三光谱。电路用于将将第一光发射端21、第二光发射端22、第三光发射端23、驱动单元、光接收端24、微处理器和存储器电连接。

在一个实施例中，第一光谱的光路、第二光谱的光路和第三光谱的光路至少相交于监测位置。如此使得第一光谱、第二光谱和第三光谱的监测环境相近且得到的监测数据是相对应的。

在一个实施例中，请一并结合图1和图2，感测器还包括第二感测组件60。第二感测组件60设于本体10。第二感测组件60能够监测位于感测器上的液体的传导参数。上述液体多为位于感测器上汗液。目前，汗液多采用酸碱度(PH值)进行分析，而酸碱度分析一般采用的是PH感测器。PH感测器的作用是使化学能转换成电能。而PH电极是一支端部呈泡状且对于酸碱度敏感的玻璃膜的玻璃管。玻璃管内充填有含饱和AgCl的3mol/lkcl缓冲溶液，该缓冲溶液PH值为7。由于PH电极具有较大体积用于容纳缓冲溶液，因此很难满足现今可穿戴设备的感测器需要越做越小的需求。本实施例中，液体的传导参数为电导率或阻抗，可通过简单的电极组实现检测。同时，电极组中的电极可设计成比较小的结构，同时电极之间的用于容纳液体的间距也可设置成比较小，从而保证第二感测组件60尺寸较小，以满足现今可穿戴设备的感测器需要越做越小的需求。

具体的，第二感测组件60包括第一电极61和第二电极62，第一电极61和第二电极62间隔设置。第一电极61和第二电极62之间收容有液体能够将第一电极61和第二电极62导通形成回路，以监测上述液体的电导率或阻抗。从而可通过监测上述液体在各频带上的电导率或阻抗，进一步修正液体对生理信号的影响，提高设备检测生理信号的准确性。

在一个实施例中，请一并结合图1和图2，第二遮光件50自本体10向远离本体10一侧延伸。第一电极61位于本体10。第二电极62位于第二遮光件50，以使第二电极62与本体10间隔设置。如此利用第二遮光件50外凸于本体10可以形成一个槽结构，方便收集液体的同时，还能够使第一电极61和第二电极62距离更近，使用更少的液体即可将第一电极61和第二电极62导通，以使得第二感测组件60对于液体检测更灵敏。

在一个实施例中，如图2所示，第一电极61至少部分外凸于本体10，第二电极62至少部分外凸于第二遮光件50。如此通过上述设置能够对位于第一电极61和第二电极62之间的液体进行包裹，可利用液体的表面张力更好的吸附于第一电极61和第二电极62之间，以增加第一电极61与第二电极62之间的导通时长，有利于完成对液体的传导参数的监测。

在一个实施例中，感测装置还包括电源接口和数据传输接口，电源接口和数据传输接口设置于微处理器上，通过电源接口可为感测组件供电，通过数据传输接口可实现感测组件与其他电子部件的数据传输，例如，可将感测组件监测到的血氧和心率等生理数据在穿戴式设备的显示屏上显示出来，或将数据传输至手机、电脑等电子设备。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.感测器，其特征在于，包括：

本体；及

第一感测组件，所述第一感测组件包括第一光发射端、第二光发射端、第三光发射端和光接收端，所述第一光发射端设于所述本体且用于发出第一光谱，所述第二光发射端设于所述本体且用于发出第二光谱，所述第三光发射端设于所述本体且用于发出第三光谱，所述第一光谱和所述第二光谱用于监测脉搏和血氧量，所述第三光谱用于检测所述脉搏和所述血氧量的监测位置上液体对所述第三光谱的吸收程度，所述光接收端用于接收所述第一光谱、所述第二光谱和所述第三光谱。

2.根据权利要求1所述的感测器，其特征在于，所述第一光谱的波长为630nm～690nm，所述第二光谱的波长为930nm～950nm，所述第三光谱的波长为960nm～980nm。

3.根据权利要求2所述的感测器，其特征在于，所述感测器还包括第一遮光件，所述第一遮光件环设于所述本体且与所述本体围设形成监测空间，所述第一感测组件位于所述监测空间。

4.根据权利要求3所述的感测器，其特征在于，所述感测器还包括第二遮光件，所述第二遮光件位于光发射端和所述光接收端之间，以阻挡所述第一光谱、所述第二光谱和所述第三光谱直接照射到所述光接收端。

5.根据权利要求4所述的感测器，其特征在于，所述感测器还包括微处理器和存储器，所述第一感测组件能够将脉搏和血氧量的监测结果传递至所述微处理器，所述微处理器能够根据所述监测结果计算血液所吸收的所述第一光谱和所述第二光谱的比率，并将计算结果与存在所述存储器里的饱和度数值表进行比较，以得出脉搏和血氧量。

6.根据权利要求5所述的感测器，其特征在于，所述第一感测组件还包括驱动单元，所述驱动单元用于驱动所述第一光发射端、所述第二光发射端和所述第三光发射端分别发出所述第一光谱、所述第二光谱和所述第三光谱。

7.根据权利要求1所述的感测器，其特征在于，所述第一光谱的光路、所述第二光谱的光路和所述第三光谱的光路至少相交于所述监测位置。

8.根据权利要求1所述的感测器，其特征在于，所述感测器还包括第二感测组件，所述第二感测组件设于所述本体，所述第二感测组件能够监测位于所述感测器上的液体的传导参数。

9.根据权利要求8所述的感测器，其特征在于，所述第二感测组件包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极间隔设置。

10.可穿戴设备，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的感测器。

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