CN218128517U - 健康数据采集装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电子设备技术领域，尤其是涉及一种健康数据采集装置及电子设备。健康数据采集装置包括置于电子设备内并与其主板电连的PPG传感模块和ECG传感模块；PPG传感模块位于电子设备的显示屏的下方，以能够通过按压于显示屏上的手指采集到人体的PPG信号并传输至主板。电子设备的外壳上形成有第一电极和第二电极以供用户双手握持，且第一电极和第二电极分别与ECG传感模块电连接，使其能采集人体的ECG信号并传输至主板。PPG信号和ECG信号经主板处理和计算后，能够准确地得到用户的血压值，从而使电子设备具有心率检测和血压检测的功能，丰富了电子设备的健康检测功能。

Description

健康数据采集装置及电子设备

技术领域

本申请涉及电子设备技术领域，尤其是涉及一种健康数据采集装置及电子设备。

背景技术

心率和血压是反馈人体是否健康的一个重要参数，实时检测个体血压可以有效的提供人体的健康数据，帮助医疗和诊断；随着人民生活水平的不断提高，电子设备比如手机已经成为现代人必不可少的日常工具，目前的手机上虽然可安装各种APP以接收用户的各种健康数据，但在对血压和心率进行检测时还是需要额外的穿戴设备，比如手环或手表等，并且现有的穿戴设备主要采用的是PPG(photo plethysmo graphic)光电容积脉搏波描记法，测量精度较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种健康数据采集装置及电子设备，以使电子设备能够用于对用户的血压进行精确地测量，丰富电子设备的健康检测功能。

本实用新型提供了一种健康数据采集装置，所述健康数据采集装置集成于电子设备内，所述健康数据采集装置包括PPG传感模块和ECG传感模块；

所述PPG传感模块和所述ECG传感模块均与所述电子设备的主板电连接，所述PPG传感模块设置于所述电子设备的显示屏的下方，所述PPG传感模块用于采集人体的PPG信号；

所述电子设备的外壳上设置有第一电极和第二电极，且所述第一电极和所述第二电极分别与所述ECG传感模块电连接，以使所述ECG传感模块能够通过所述第一电极和所述第二电极采集人体的ECG信号。

进一步地，所述PPG传感模块包括第一电路板、第一光源组件和PD；

所述第一电路板设置于所述显示屏的下方，且所述第一电路板与所述电子设备的主板电连接；

所述第一光源组件和所述PD分别固定设置于所述第一电路板朝向所述显示屏的一侧表面上并与所述第一电路板电连接。

进一步地，所述第一光源组件包括红外led灯、红色led灯和绿色led 灯中的至少一个；

或者，所述第一光源组件包括红外led灯、红色led灯和绿色led灯中的至少两个。

进一步地，所述电子设备包括第一中框和第二中框，且所述第一中框上设置有所述电子设备的电源键和音量键；

所述第一中框、所述电源键和所述音量键中的任一个为所述第一电极，所述第二中框为所述第二电极。

进一步地，所述PPG传感模块包括所述电子设备的光学指纹识别模组，以通过所述光学指纹识别模组采集人体的PPG信号；

所述光学指纹识别模组包括与所述电子设备的主板电连接的第二电路板，所述ECG传感模块固定设置于所述第二电路板上并与所述第二电路板电连接。

进一步地，所述PPG传感模块还包括红外光源组件；

所述红外光源组件贴装于所述第二电路板上并与所述第二电路板电连接；所述红外光源组件用于对所述光学指纹识别模组提供指纹识别和获取所述PPG信号所需的激励光源。

进一步地，所述PPG传感模块还包括第二光源组件；

所述第二光源组固定设置于所述第二电路板上并与所述第二电路板电连接，所述第二光源组件包括红色led灯和绿色led灯中的至少一个。

进一步地，所述光学指纹识别模组设置有红外窄带滤光片。

进一步地，所述光学指纹识别模组还包括光学镜头和光学传感阵列。

进一步地，所述光学指纹识别模组还包括微透镜层、具有小孔的阻光层和光学传感阵列。

本实用新型还提供了一种电子设备，包括上述任一项所述的健康数据采集装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的健康数据采集装置包括PPG传感模块和ECG传感模块，PPG传感模块设置于电子设备的内部并与电子设备的主板电连接，且 PPG传感模块位于电子设备的显示屏的下方，当用户的手指按压于显示屏上的与PPG传感模块相对的位置处时，PPG传感模块能够采集人体的PPG 信号并将采集到的PPG信号传输至电子设备的主板。ECG传感模块设置于电子设备的内部，且ECG传感模块与电子设备的主板电连接，ECG传感模块与设置于电子设备的外壳上的第一电极和第二电极和电连接，当用户的双手分别与第一电极和第二电极相接触时，ECG传感模块能够对人体的 ECG信号进行采集并将采集到的ECG信号传输至电子设备的主板。电子设备的主板能够对接收到的PPG信号和ECG信号进行处理和计算，以得到人体的心率值和血压值，从而使电子设备具有心率检测和血压检测的功能，丰富了电子设备的健康检测功能；同时依靠ECG信号和PPG信号的结合能够使测量得到的血压值更准确。

本实用新型还提供了一种电子设备，包括所述的健康数据采集装置，因而所述电子设备也具有健康数据采集模块的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。

图1为本实用新型实施例提供的健康数据采集模块的一种结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的健康数据采集模块的另一种结构示意图。

附图标记：

1-第一电路板，2-第一光源组件，3-PD，4-ECG传感模块，5-光学指纹识别模组，51-第二电路板，6-红外光源组件。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。

基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参照图1和图2描述根据本申请一些实施例所述的健康数据采集装置及电子设备。

本申请的第一方面提供了一种健康数据采集装置，健康数据采集装置能够对用户的健康数据比如用户的血压和心率等健康数据进行检测，且健康数据采集装置集成于电子设备比如手机上，以丰富电子设备的健康检测功能。接下来，将描述根据若干实施例的健康数据采集装置。

实施例一

如图1所示，健康数据采集装置包括PPG(Photo plethysmo graph，光电容积脉搏波)传感器和ECG(Electro cardio graph心电图波形)传感器， PPG传感模块设置于电子设备的内部并与电子设备的主板电连接，且PPG 传感模块位于电子设备的显示屏的下方，当用户的手指按压于显示屏上的与PPG传感模块相对的位置处时，PPG传感模块能够采集人体的PPG信号并将采集到的PPG信号传输至电子设备的主板。ECG传感模块4设置于电子设备的内部，且ECG传感模块4与电子设备的主板电连接，电子设备的外壳上设置有第一电极和第二电极，ECG传感模块4分别与第一电极和第二电极电连接，当用户的双手分别与第一电极和第二电极相接触时，ECG 传感模块4能够对人体的ECG信号进行采集并将采集到的ECG信号传输至电子设备的主板。

电子设备的主板能够对接收到的PPG信号和ECG信号进行处理和计算，以得到人体的心率值和血压值，从而使电子设备具有心率检测和血压检测的功能，丰富了电子设备的健康检测功能；同时依靠ECG信号和PPG 信号的结合能够使测量得到的血压值更准确。

在实施例一中，如图1所示，PPG传感模块包括第一电路板1、第一光源组件2和PD3(Photodiode，光敏二极管)，第一电路板1位于电子设备的显示屏的下方，第一光源组件2和PD3位于第一电路板1和显示屏之间，且第一光源组件2和PD3固定设置于第一电路板1上并与第一电路板1电连接；比如，使用表面贴装技术(Surface Mounted Technology，SMT)，将第一光源组件2和PD3通过焊锡层贴附到第一电路板1上，实现第一光源组件2和PD3二者与第一电路板1的固定和电连接。第一电路板1与电子设备的主板电连接；当用户的手指按压于显示屏上的与PD3相对的位置处时，第一光源组件2发出的光能够照射在手指上并经手指反射至PD3， PD3能够将接收到的光信号转换为PPG信号，并将PPG信号传输至电子设备的主板。

在实施例一中，优选地，第一光源组件2包括红外led灯、红色led灯和绿色led灯中的至少一个，以提供光源照射到手指形成PPG信号，使PPG 传感器获取的PPG信号能够用于对用户的血压值进行测算。

优选地，如图1所示，第一光源组件2包括红外led灯、红色led灯和绿色led灯中的至少两个，以共同提供光源照射到手指形成PPG信号，使 PPG感器获取的PPG信号能够用于对用户的血氧值进行测算。

ECG传感模块4固定设置于第一电路板1上并与第一电路板1电连接；比如，ECG传感模块4通过SMT工艺贴附到第一电路板上；从而使ECG 传感模块4能够通过第一电路板1与电子设备的主板电连接，以能够将采集到的ECG信号传输至电子设备的主板。

ECG传感模块4是通过设置于电子设备的外壳上的第一电极和第二电极采集人体的ECG信号；在实施例一中，优选地，电子设备具有中框，中框即围设于电子设备的显示屏的周向的边框；中框的材质为金属材质，且中框被绝缘条分隔为两部分，分别为位于电子设备的上半部分的第一中框和位于电子设备的下半部分的第二中框，第一中框可用作第一电极，第二中框可用作第二电极，在检测时用户的双手可别握持于手机两侧的第一中框和第二中框即可。

电子设备的音量键和电源键设置于电子设备的第一中框上，音量键和/ 或电源键也可用作第一电极。

实施例二

实施例二的健康数据采集装置与实施例一的健康数据采集装置的主要区别在于PPG传感模块的结构，以下将主要围绕实施例二与实施例一的区别对健康数据采集装置进行说明。

如图2所示，在实施例二中，利用电子设备的光学指纹识别模组5采集人体的PPG信号，即PPG传感模块包括电子设备的光学指纹识别模组5；当用户的手指按压于显示屏的指纹识别区域时，光学指纹识别模组5不仅能够对用户的指纹进行识别还能够采集人体的PPG信号，光学指纹识别模组5的电路板即第二电路板51与电子设备的主板电连接，以使光学指纹识别模组5能够将采集到的PPG信号上传至电子设备的主板。

ECG传感模块4固定设置于光学指纹识别模组5的第二电路板51上，且ECG传感模块4与第二电路板51电连接，以使ECG传感模块4能够与电子设备的主板电连接，并能够将采集到的人体的ECG信号上传至电子设备的主板。

在实施例二中，优选地，PPG传感模块还包括红外光源组件6，红外光源组件6固定设置于光学指纹识别模组5的第二电路板51上并与第二电路板51电连接，当光学指纹识别模组5在进行指纹识别或者PPG信号采集时，可通过第二光源组件提供激励光源。光学指纹识别模组5在工作时，一般需要设置于电子设备的显示屏上的图标点亮或者高亮，以提供指纹识别所需的光源，通过在第二电路板51上设置第二光源组件，以提供指纹识别和 PPG信号采集时所需的光源，能够实现光学指纹识别模组5与屏幕的解耦，不需要电子设备的显示屏上的图标点亮，从而延长电子设备的屏幕的使用寿命。

优选地，PPG传感模块还包括第二光源组件(图中未示出)，第二光源组件包括固定设置于第二电路板51上并与第二电路板51电连接的红色 led灯和绿色led灯中的至少一个，以使光学指纹识别模组5获取的PPG信号能够用于对用户的血氧值进行测算。

ECG传感模块4、红外光源组件6和第二光源组件三者可分别通过SMT 工艺贴装于第二电路板上，以使三者分别固定于第二电路板51上并与第二电路板51电连接。

在实施例二中，光学指纹识别模组5为利用光学透镜进行成像的光学指纹识别模组，即光学指纹识别模组5包括光学传感阵列和光学镜头；光学传感阵列集成于一个芯片(Die)，光学镜头位于Die上方，且光学镜头包括沿物方至像方顺序设置的多个透镜。用户手指反射回来的光线能够经由多个透镜汇聚于下方的Die，Die可以根据接收到的光信号进行指纹识别。

优选地，Die与多个透镜之间或者任意相邻的两个透镜之间设置有红外窄带滤光片，以只允许红外特定波长的光通过，以使用户的指纹具有较好的成像效果。

实施例三

实施例三与实施例二的健康数据采集装置的结构基本相同，也是利用电子设备的光学指纹识别模组5对人体的PPG信号进行采集，区别仅在与实施例二采用的是利用光学透镜进行成像的光学指纹识别模组，而实施例三采用的是微透镜-小孔进行成像的超薄光学指纹识别模组，即在包括光学传感阵列的Die上设置阻光层，阻光层上设置有小孔阵列，阻光层上方朝向显示屏的一侧设置有包括微透镜阵列的微透镜层，微透镜层用于将手指反射的光信号汇聚至小孔阵列，通过小孔阵列将光信号引导至下方的Die，使Die可根据接收到的光信号进行指纹识别。

采用微透镜-小孔进行成像的光学指纹识别模组能够使光学指纹识别模组具有较薄的厚度，以使电子设备能够更轻薄。

本申请的第二方面提供了一种电子设备，包括上述任一实施例的健康数据采集装置。

在第二方面中，电子设备包括健康数据采集装置，因此电子设备具有健康数据采集装置的全部有益效果，在此不再一一赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种健康数据采集装置，其特征在于，所述健康数据采集装置集成于电子设备内，所述健康数据采集装置包括PPG传感模块和ECG传感模块；

所述PPG传感模块和所述ECG传感模块均与所述电子设备的主板电连接，所述PPG传感模块设置于所述电子设备的显示屏的下方，所述PPG传感模块用于采集人体的PPG信号；

所述电子设备的外壳上设置有第一电极和第二电极，且所述第一电极和所述第二电极分别与所述ECG传感模块电连接，以使所述ECG传感模块能够通过所述第一电极和所述第二电极采集人体的ECG信号。

2.根据权利要求1所述的健康数据采集装置，其特征在于，所述PPG传感模块包括第一电路板、第一光源组件和PD；

所述第一电路板设置于所述显示屏的下方，且所述第一电路板与所述电子设备的主板电连接；

所述第一光源组件和所述PD分别固定设置于所述第一电路板朝向所述显示屏的一侧表面上并与所述第一电路板电连接。

3.根据权利要求2所述的健康数据采集装置，其特征在于，所述第一光源组件包括红外led灯、红色led灯和绿色led灯中的至少一个；

或者，所述第一光源组件包括红外led灯、红色led灯和绿色led灯中的至少两个。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的健康数据采集装置，其特征在于，所述电子设备包括第一中框和第二中框，且所述第一中框上设置有所述电子设备的电源键和音量键；

所述第一中框、所述电源键和所述音量键中的任一个为所述第一电极，所述第二中框为所述第二电极。

5.根据权利要求1所述的健康数据采集装置，其特征在于，所述PPG传感模块包括所述电子设备的光学指纹识别模组，以通过所述光学指纹识别模组采集人体的PPG信号；

所述光学指纹识别模组包括与所述电子设备的主板电连接的第二电路板，所述ECG传感模块固定设置于所述第二电路板上并与所述第二电路板电连接。

6.根据权利要求5所述的健康数据采集装置，其特征在于，所述PPG传感模块还包括红外光源组件；

所述红外光源组件贴装于所述第二电路板上并与所述第二电路板电连接；所述红外光源组件用于对所述光学指纹识别模组提供指纹识别和获取所述PPG信号所需的激励光源。

7.根据权利要求6所述的健康数据采集装置，其特征在于，所述PPG传感模块还包括第二光源组件；

所述第二光源组件固定设置于所述第二电路板上并与所述第二电路板电连接，所述第二光源组件包括红色led灯和绿色led灯中的至少一个。

8.根据权利要求6所述的健康数据采集装置，其特征在于，所述光学指纹识别模组设置有红外窄带滤光片。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的健康数据采集装置，其特征在于，所述光学指纹识别模组还包括光学镜头和光学传感阵列。

10.根据权利要求5至8中任一项所述的健康数据采集装置，其特征在于，所述光学指纹识别模组还包括微透镜层、具有小孔的阻光层和光学传感阵列。

11.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至10中任一项所述的健康数据采集装置。

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