CN216933199U - 智能穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种智能穿戴设备，包括监测装置和壳体，监测装置包括均嵌设于壳体上的检测组件和发光组件，其中，发光组件包括第一发光单元和第二发光单元，检测组件包括第一检测单元和第二检测单元，第一发光单元的中心、第二发光单元的中心、第一检测单元的中心以及第二检测单元的中心构成四边形，第一检测单元和第二检测单元均能够接收第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元发出的并经腕部皮肤反射后光信号。本实用新型提供的智能穿戴设备，通过设置第一检测单元和第二检测单元，能够增大接收光线的感应区域，并且通过设置第三发光单元，提高生理参数检测的准确度，并且有利于减小检测的功耗。

Description

智能穿戴设备

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，更具体地说，是涉及一种智能穿戴设备。

背景技术

随着技术的发展和生活需求的提高，目前，智能手表、手环等智能穿戴电子产品越来越多的出现在日常生活中，智能手表、智能手环等智能穿戴设备具有传统手表不具有的功能，例如显示、通讯、播放音乐、上网、生理监测等功能。目前智能穿戴设备中常用的生理监测常用的方法为光电透射测量法。使用时，监测装置与皮肤接触区域会发出通过特定波长的光线照射到皮肤，智能穿戴设备的传感器接收测量反射/透射的光。

现有的智能穿戴设备中的监测装置包括心率检测以及血氧检测等模块，一般采用一个光检测器对应多个发光元件，由于光检测器有效接受光线的感应区域有限，因此检测的准确率不高，并且各种不同波长光源相对同一个光检测器距离亦有远近的特定要求，需要加强发光强度以保证检测准确度，提高了功耗。

发明内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种智能穿戴设备，以解决现有技术中存在的智能穿戴设备在进行心率检测和血氧检测时，检测功耗高、准确度低的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种智能穿戴设备，所述智能穿戴设备包括监测装置和壳体，所述监测装置包括均嵌设于所述壳体上的检测组件和发光组件；

其中，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，所述第一发光单元的中心、所述第二发光单元的中心、所述第一检测单元的中心以及所述第二检测单元的中心构成四边形；

所述第一检测单元和所述第二检测单元之间具有第一连线，所述第一发光单元和所述第二发光单元之间具有第二连线，所述第一连线与所述第二连线相互垂直，所述第三发光单元设于所述第一连线与所述第二连线的交点处，所述第一发光单元及所述第三发光单元用于发送检测心率的绿光，所述第二发光单元用于发送检测血氧饱和度的红光和红外光。

进一步地，所述第一连线与所述第二连线相互平分。

进一步地，所述第一发光单元的中心、所述第二发光单元的中心、所述第一检测单元的中心以及所述第二检测单元的中心构成正方形。

进一步地，所述第一发光单元与所述第二发光单元之间的距离以及所述第一检测单元与所述第二检测单元之间的距离均为8毫米～9毫米。

进一步地，所述第一发光单元及所述第三发光单元均为绿光二极管，所述第二发光单元包括至少一个红光二极管和至少一个红外光二极管。

进一步地，所述第二发光单元包括一个所述红光二极管和一个所述红外光二极管。

进一步地，所述第二发光单元包括两个红光二极管和两个红外光二极管，两所述红光二极管和两所述红外光二极管呈矩形分布，其中，两所述红光二极管呈对角线分布，两所述红外光二极管均呈对角线分布。

进一步地，所述智能穿戴设备还包括连接于所述壳体的带体，所述带体的延伸方向垂直于所述第一检测单元和所述第二检测单元的排布方向。

本实用新型提供的智能穿戴设备的有益效果在于：本实用新型智能穿戴设备，设有相对设置的第一检测单元和第二检测单元，并且第一检测单元、第二检测单元、第一发光单元和第二发光单元的中心构成四边形，第一检测单元和第二检测单元均能够接收第一发光单元、第二发光单元和第三发光单元发出的并经腕部皮肤反射后光信号，其中，第一检测单元和第二检测单元的设置相较于现有技术中一个光检测器的设置能够增大接收光线的感应区域，并且通过设置第三发光单元，提高了生理参数检测的准确度，并且有利于减小检测的功耗。

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智能穿戴设备的后视结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例提供的监测装置的结构示意图；

图3为本实用新型另一种实施例提供的监测装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的智能穿戴设备的侧视结构示意图。

其中，图中各附图标记：

设备主体1、监测装置10、主板11、第一检测单元110、第二检测单元120、第一发光单元210、第二发光单元220、红光二极管221、红外光二极管222、第三发光单元230、壳体20、带体30、第一连接带31、第二连接带32、显示屏40、麦克风50、物理按键60。

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，现对本实用新型实施例提供的智能穿戴设备进行说明。

首先需要说明的是，本实用新型实施例提供的一种智能穿戴设备是一种直接穿在身上或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备，智能穿戴设备可以包括但不限于为智能手表、智能手环、智能腕带等等。

该智能穿戴设备包括一设备主体1，具体地，该设备主体1能够实现智能穿戴设备的各个功能，例如显示时间、生理参数检测、通信、播放音乐和互联网交互等。

设备主体1包括监测装置10和壳体20。具体地，该壳体20可以呈截面为圆形或者方形等的规则形状，当然壳体20还可以呈其他的不规则形状。壳体20的材质可以有多种，例如壳体20可由塑料、陶瓷、金属(例如，不锈钢、铝、钛合金等)、其他合适的材料，或者这些材料中任意两者或更多者的组合形成。壳体20可以利用一体式配置形成，在一体式配置中，壳体20的一部分或全部被机加工或模制成单个结构，或者可以利用多个结构(例如，内部框架结构、形成外部外壳表面的一个或多个结构等)形成。

监测装置10包括嵌设于壳体20上的检测组件(图未示)和发光组件(图未示)。具体地，该监测装置10嵌设于壳体20的背部，该监测装置10设置有主板11，检测组件和发光组件设置于主板11并与主板11电性连接，检测组件能够接收发光组件发出的并经腕部皮肤反射后的光信号。

其中，发光组件包括第一发光单元210、第二发光单元220以及第三发光单元230，检测组件包括第一检测单元110和第二检测单元120，第一发光单元210的中心、第二发光单元220的中心、第一检测单元110的中心以及第二检测单元120的中心构成四边形。需要说明的是，此处的中心指的是各个单元的几何中心。该第一检测单元110和第二检测单元120均能够检测第一发光单元210、第二发光单元220和第三发光单元230所发出的并经腕部皮肤反射后的光信号。

第一检测单元110和第二检测单元120之间具有第一连线，第一发光单元210和第二发光单元220之间具有第二连线，第一连线与第二连线相互垂直，第三发光单元230设于第一连线与第二连线的交点处，第一发光单元210及第三发光单元230用于发送检测心率的绿光，第二发光单元220用于发送检测血氧饱和度的红光和红外光。需要说明的是，第一连线指的是第一检测单元110的几何中心与第二检测单元120的几何中心之间的连线，第二连线指的是第一发光单元210的几何中心与第二发光单元220的几何中心之间的连线。

具体地，第一检测单元110和第二检测单元120相对设置，第一发光单元210和第二发光单元220相对设置，第一检测单元110和第二检测单元120均与第一发光单元210和第二发光单元220相邻设置，因此第一检测单元110和第二检测单元120均设于第一发光单元210和第二发光单元220之间，并且第三发光单元230设于第一检测单元110和第二检测单元120之间。如此设置，使得第一检测单元110和第二检测单元120均能够有效接收到第一发光单元210和第三发光单元230发出的并经腕部皮肤反射后的绿光信号，并使得第一检测单元110和第二检测单元120均能够有效接收到第二发光单元220所发出的并经腕部皮肤反射后的红光信号和红外光信号，从而实现检测用户的心率和血氧饱和度。

本实用新型提供的智能穿戴设备，与现有技术相比，本实用新型智能穿戴设备，设有相对设置的第一检测单元110和第二检测单元120，并且第一检测单元110、第二检测单元120、第一发光单元210和第二发光单元220的中心构成四边形，第一检测单元110和第二检测单元120均能够接收第一发光单元210、第二发光单元220和第三发光单元230发出的并经腕部皮肤反射后光信号，第一检测单元110和第二检测单元120之间具有第一连线，第一发光单元210和第二发光单元220之间具有与第一连线相互垂直的第二连线，第三发光单元230设于第一连线与第二连线的交点处，其中，第一检测单元110和第二检测单元120的设置相较于现有技术中一个光检测器的设置能够增大接收光线的感应区域，并且通过增加设置用于发送绿光的第三发光单元230，提高了生理参数检测的准确度，并且两个光检测器的设置有利于减小单个光检测单元检测的功耗。

请参阅图2，作为本实用新型提供的智能穿戴设备的一种具体实施方式，第一连线与第二连线相互平分。具体地，如此设置，使得第一发光单元210、第二发光单元220、第三发光单元230、第一检测单元110和第二检测单元120之间呈正十字形布局，并且由于第一发光单元210的中心、第二发光单元220的中心、第一检测单元110的中心和第二检测单元120的中心构成四边形，使得第一发光单元210的中心、第二发光单元220的中心、第一检测单元110的中心和第二检测单元120的中心所构成的四边形的四个边部的长度均相等，提高了第一检测单元110、第二检测单元120、第一发光单元210、第二发光单元220和第三发光单元230布局的美观性。可以理解地是，此种正十字形的布局，保证了第一检测单元110至第一发光单元210的距离与第二检测单元120至第一发光单元210的距离相等设置，第一检测单元110至第二发光单元220的距离与第二检测单元120至第二发光单元220的距离相等设置，使得第一发光单元210发出的经腕部皮肤反射后的绿光信号能够被第一检测单元110和第二检测单元120均匀地检测到，同理，第二发光单元220发出的经腕部皮肤反射后的红光和红外光信号也能够被第一检测单元110和第二检测单元120均匀地检测到，并且第三发光单元230发出的经腕部皮肤反射后的绿光信号也能够被第一检测单元110和第二检测单元120均匀地检测到，进一步提高了检测准确度。

优选地，第一发光单元210的中心、第二发光单元220的中心、第一检测单元110的中心以及第二检测单元120的中心构成正方形。可以理解地是，此种正方形的布局，使得第一检测单元110和第二检测单元120之间的距离与第一发光单元210和第二发光单元220之间的距离相等设置，美观性更好并且能够减小监测装置10对壳体20背部的面积占用。

作为本实用新型提供的智能穿戴设备的一种具体实施方式，第一发光单元210与第二发光单元220之间的距离以及第一检测单元110与第二检测单元120之间的距离均为8毫米～9毫米。

优选地，第一发光单元210与第二发光单元220之间的距离以及第一检测单元110与第二检测单元120之间的距离均为8.6毫米。

请参阅图2，作为本实用新型提供的智能穿戴设备的一种具体实施方式，第一发光单元210及第三发光单元230均为绿光二极管，第二发光单元220包括至少一个红光二极管221和至少一个红外光二极管222。具体地，绿光二极管、红光二极管221和红外光二极管222均安装于主板11靠近皮肤的一侧，绿光二极管、红光二极管221和红外光二极管222均能够发出特定波长的的光线照射到皮肤，第一检测单元110和第二检测单元120接收并检测照射到皮肤并经皮肤反射的光，从而确定用户的人体生理参数。

需要说明的是，检测人体生理参数的原理为：血液对光线的反射会反馈血氧心率状况，血液对特定波长的光有吸收作用，每次心脏泵血时，该波长的光都会被大量吸收，导致该波长的光经皮肤反射的光发生变化。因此可以通过第一检测单元110和第二检测单元120获取反射的光线，以确定人体血液参数，例如皮肤中的用户脉搏、压力等级，血氧值、心率值等等，并由设置于主板11上的计算逻辑单元(图未示)进行相关的算法分析。

在本实用新型实施例中，第一发光单元210和第三发光单元230为绿色光源，用于发出第一光线，第一检测单元110和第二检测单元120能够接收该第一光线的反射光线，人的血液为红色，能够对绿色光源发出的绿光有效的吸收，使得从皮肤反射回来的光的波动能够在绿色光谱中更加明显，因此第一发光单元210和第二发光单元220用于发射检测血氧的光信号。由于该第一光线能够被第一检测单元110和第二检测单元120同时接收到，并且第一检测单元110和第二检测单元120接收到的绿色反射光线会有较佳的信号质量，在进行心率计算时，可以单独使用第一检测单元110或第二检测单元120接收的绿光信号进行计算，或者同时参考第一检测单元110或第二检测单元120接收的绿光信号进行心率计算，能够较好的去除环境光以及用户运动的影响。

在本实用新型实施例中，第二发光单元220所包括的红光二极管221和红外光二极管222能够发出第二光线，该第二光线为红光与红外光的组合光，该第二发光单元220主要用于血氧饱和度检测。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(SpO2)、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饱和度检测。

本实用新型实施例中，由于第二发光单元220发出的第二光线能够被第一检测单元110和第二检测单元120同时接收到，增大了接收该第二光线的感应区域，提高了血氧饱和度检测的准确性。

请参阅图2，作为本实用新型提供的智能穿戴设备的一种具体实施方式，第二发光单元220包括一个红光二极管221和一个红外光二极管222。具体地，该红光二极管221与红外光二极管222的排布方向平行于第一检测单元110与第二检测单元120的排布方向。

请参阅图3，作为本实用新型提供的智能穿戴设备的另一种具体实施方式，第二发光单元220包括两个红光二极管221和两个红外光二极管222，两红光二极管221和两红外光二极管222呈矩形分布，其中，两红光二极管221呈对角线分布，两红外光二极管222均呈对角线分布。可以理解地是，通过设置两个红光二极管221和两个红外光二极管222能够增大血氧信号强度，从而提高了血氧饱和度检测的准确性，并且将两个红光二极管221和两个红外光二极管222交叉分布，能够使得红光二极管221和红外光二极管222发出的信号强度更加均匀，从而进一步提高信号质量。

请参阅图1，作为本实用新型提供的智能穿戴设备的一种具体实施方式，该智能穿戴设备还包括连接于壳体20的带体30，带体30的延伸方向垂直于第一检测单元110和第二检测单元120的排布方向。可以理解地是，如此设置，使得用户在佩戴智能穿戴设备时，第一发光单元210和第二发光单元220分别设于靠近人体腕部的两个外侧处，在智能穿戴设备向任一外侧倾斜时，始终有一个发光单元与腕部皮肤紧密接触，避免了第一发光单元210和第二发光单元220都脱离腕部皮肤而使得入射至腕部皮肤的光线的光强减小的情况发生，从而保证了检测的准确度。

具体地，带体30包括与壳体20一端连接的第一连接带31以及与壳体20另一端连接的第二连接带32。在佩戴时，第一连接带31和第二连接带32共同缠绕用户的腕部，并且第一连接带31和第二连接带32连接，以将设备主体1固定在用户的腕部，实现佩戴。

请参阅图1及图4，在本实施例中，设备主体1可以设置有显示屏40、麦克风50和物理按键60等，显示屏40与壳体20围成的腔体内部可以设置有芯片、内部传感器、电池等部件。

显示屏40可以用于显示时间、健康指标、信息等多种信息，显示屏40安装在外壳上，可以为液晶显示屏40(Liquid Crystal Display，LCD)或有机发光显示屏40(OrganicLight-Emitting Diode，OLED)，或基于其他显示技术的显示屏40(例如，电泳显示屏40、在柔性基板上具有晶体半导体发光二极管阵列的显示屏40等)。显示屏40可以为包括电容性触摸传感器、电阻性触摸传感器或其他触摸传感器部件的触摸屏显示屏40或者可为非触敏的显示屏40。

麦克风50设置在壳体20侧部，麦克风50可以将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路接收后转换为音频数据；音频电路也可以将音频数据转换为电信号，传输到扬声器，由扬声器转换为声音信号输出。

物理按键60设置在壳体20侧部，物理按键60可以为按压式的按键，也可以是旋转式的按键，该物理按键60可以为用于控制音量的音量控制按键、用于电亮或熄灭显示屏40以及控制智能穿戴设备开关机的开关按键，智能穿戴设备可以接收物理按键60输入，产生与智能穿戴设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。

内部传感器包括陀螺仪传感器、加速度传感器、温度传感器、触摸传感器等。陀螺仪传感器用于确定智能穿戴设备的运动姿态；加速度传感器用于检测智能穿戴设备在各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，当智能穿戴设备静止时可检测出重力的大小及方向；温湿度传感器用于检测温度和湿度；触摸传感器也称“触控器件”，触摸传感器可以设置于显示屏40，由触摸传感器与显示屏40组成触摸屏，也称“触控屏”，触摸传感器用于检测作用于其上或附近的触摸操作。

芯片可以与各种传感器连接，可以将心率传感器检测到的信号转化得到相应得健康指标。芯片可以包括一个或多个处理单元，例如：其可以包括应用处理器(Applicationprocessor，AP)，调制解调处理器，存储器，数字信号处理器(Digital signalprocessor，DSP)，基带处理器，和/或神经网络处理器(Neural-network processing unit，NPU)等。

电池能够为显示屏40、芯片中的控制器和处理器等部件提供电能，电池的种类包括但不限于锂电池、干电池、蓄电池等。

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 (8)

1.一种智能穿戴设备，其特征在于，所述智能穿戴设备包括监测装置和壳体，所述监测装置包括均嵌设于所述壳体上的检测组件和发光组件；

其中，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，所述第一发光单元的中心、所述第二发光单元的中心、所述第一检测单元的中心以及所述第二检测单元的中心构成四边形；

所述第一检测单元和所述第二检测单元之间具有第一连线，所述第一发光单元和所述第二发光单元之间具有第二连线，所述第一连线与所述第二连线相互垂直，所述第三发光单元设于所述第一连线与所述第二连线的交点处，所述第一发光单元及所述第三发光单元用于发送检测心率的绿光，所述第二发光单元用于发送检测血氧饱和度的红光和红外光。

2.如权利要求1所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述第一连线与所述第二连线相互平分。

3.如权利要求2所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述第一发光单元的中心、所述第二发光单元的中心、所述第一检测单元的中心以及所述第二检测单元的中心构成正方形。

4.如权利要求1所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述第一发光单元与所述第二发光单元之间的距离以及所述第一检测单元与所述第二检测单元之间的距离均为8毫米～9毫米。

5.如权利要求1所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述第一发光单元及所述第三发光单元均为绿光二极管，所述第二发光单元包括至少一个红光二极管和至少一个红外光二极管。

6.如权利要求5所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述第二发光单元包括一个所述红光二极管和一个所述红外光二极管。

7.如权利要求5所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述第二发光单元包括两个红光二极管和两个红外光二极管，两所述红光二极管和两所述红外光二极管呈矩形分布，其中，两所述红光二极管呈对角线分布，两所述红外光二极管呈对角线分布。

8.如权利要求1至7中任一项所述的智能穿戴设备，其特征在于，所述智能穿戴设备还包括连接于所述壳体的带体，所述带体的延伸方向垂直于所述第一检测单元和所述第二检测单元的排布方向。

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