CN218128540U - 血氧检测装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电子设备技术领域，尤其是涉及一种血氧检测装置及电子设备。血氧检测装置包括用于设置于电子设备的显示屏的下方的检测模组和遮光件，检测模组包括设置于遮光件的两侧的PD和光源组件，当用户的手指按压于显示屏上，光源组件照射至显示屏的下表面形成的第二反射光被遮光件全部屏蔽以不能照射至PD，而通过显示屏的上表面照射到用户手指上形成的第一反射光线则能够避开遮光件照射到PD上以被PD接收并转换成有效的PPG信号，进而极大地提高了采集到PPG信号的信噪比，以使根据该PPG信号计算得到的血氧饱和度值更精确。

Description

血氧检测装置及电子设备

技术领域

本申请涉及电子设备技术领域，尤其是涉及一种血氧检测装置及电子设备。

背景技术

随着科技的不断进步，电子设备比如智能手机的功能越来越丰富，但在健康检测领域，主要还是依靠穿戴设备来提供，比如智能手表、智能手环等，智能手机的健康检测功能较少，这主要是受到智能手机的屏幕透过率低(<5％)的影响，导致其不如穿戴设备(透过率>85％)采集的光信号强，使得健康检测功能集成困难；目前解决该问题主要是通过增加光强来实现，但单纯增加光强会导致屏下检测的信号噪声大，信噪比远远低于穿戴设备的信噪比，导致检测精度无法达到要求的检测标准。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种血氧检测装置及电子设备，以在一定程度上提高屏下PPG信号的信噪比，提高检测精度。

本实用新型提供了一种血氧检测装置，所述血氧检测装置用于设置于电子设备的显示屏的下方；

所述血氧检测装置包括检测模组和遮光件；所述检测模组包括PD和光源组件，所述PD和所述光源组件分别设置于所述遮光件的两侧；

所述光源组件发出的光线于所述显示屏的上表面形成朝向所述PD照射的第一反射光线，所述第一反射光线照射至所述PD并被所述PD接收；

所述光源组件发出的光线于所述显示屏的下表面形成朝向所述PD照射的第二反射光线，所述遮光件用于屏蔽所述第二反射光线，使所述第二反射光线无法照射至所述PD。

进一步地，所述遮光件呈筒状，所述遮光件朝向所述显示屏的一端与所述显示屏相贴合，且所述遮光件朝向所述显示屏的一端形成有敞口；筒状的所述遮光件形成有内外两侧；

所述PD位于所述遮光件的内侧，所述光源组件位于所述遮光件的外侧；

或者，所述PD位于所述遮光件的外侧，所述光源组件位于所述遮光件的内侧。

进一步地，所述遮光件呈直筒状；

或者，所述遮光件呈锥筒状，且所述遮光件的通径由朝向所述显示屏的一端向远离所述显示屏的一端逐渐缩小。

进一步地，所述遮光件为黑色遮光件。

进一步地，所述血氧检测装置还包括电路板；

所述PD和所述光源组件分别固定设置于所述电路板朝向所述显示屏的一侧板面上并分别与所述电路板电连接；

所述遮光件固定至所述电路板。

进一步地，所述遮光件朝向所述显示屏的一端固定至所述显示屏。

进一步地，所述电路板用于粘接于所述电子设备的中框外壳上。

进一步地，所述光源组件包括红色光源和红外光源；所述红色光源和所述红外光源分别间隔地设置于所述电路板上。

进一步地，所述红色光源的波长为610nm-720nm；和/或，所述红外光源的波长为880nm-1200nm。

进一步地，所述PD的感光区域的面积为1mm²-10mm²。

进一步地，所述PD的采集频率为1-1000HZ。

本实用新型还提供了一种电子设备，包括显示屏和上述任一项所述的血氧检测装置，所述血氧检测装置设置于所述显示屏的下方。

进一步地，所述检测模组与所述显示屏之间的距离大于0mm且小于等于10mm。

进一步地，所述检测模组与所述显示屏之间的距离为0.1mm-0.5mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的血氧检测装置包括检测模组和遮光件，检测模组和遮光件均用于设置于电子设备内部并位于显示屏的下方，检测模组包括PD 和光源组件，PD和光源组件分别设置于遮光件的两侧；光源组件能够点亮，光源组件发出的光线能够照射至显示屏并经由显示屏朝向PD反射，于显示屏的上表面形成的反射光线为第一反射光线，与显示屏的下表面形成的反射光线为第二反射光线。当用户的手指按压于显示屏的上表面的预定位置，光源组件照射至显示屏的下表面形成的第二反射光线在向PD传播的过程中会先到达遮光件，而被遮光件屏蔽，使第二反射光线无法穿过遮光件照射至PD；而通过显示屏的上表面照射到用户手指上形成的第一反射光线则能够避开遮光件照射到PD上以被PD接收，并通过PD转换成有效的PPG 信号，进而极大地提高了采集到PPG信号的信噪比，以使根据该PPG信号计算得到的血氧饱和度值更精确。

本实用新型还提供了一种电子设备，包括显示屏和设置于显示屏下方的所述的血氧检测装置，因而所述电子设备也具有血氧检测装置的有益效果。

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血氧检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的血氧检测装置的PD与光源组件的一种位置示意图；

图3为本实用新型实施例提供的血氧检测装置的PD与光源组件的另一种位置示意图。

附图标记：

1-显示屏，2-PD，3-光源组件，31-红色光源，32-红外光源，4-电路板， 5-遮光件。

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至图3描述根据本申请一些实施例所述的血氧检测装置及电子设备。

本申请的第一方面提供了一种血氧检测装置，其用于集成于电子设备比如手机内，以使电子设备具备血氧饱和度检测功能，丰富电子设备的健康检测功能。

如图1所示，本申请的血氧检测装置包括检测模组和遮光件5，检测模组和遮光件5均用于设置于电子设备内部并位于显示屏1的下方，其中检测模组包括PD2(Photo-Diode，光电二极管)和光源组件3，且PD2和光源组件3分别设置于遮光件5的两侧。

光源组件3能够点亮，且当光源组件3点亮时，光源组件3照射至显示屏1上的光线能够被显示屏1反射，形成朝向PD2照射的反射光线，以通过PD2将接收到的光信号转换为可用于获取血氧饱和度值的PPG(Photo plethysmo graph，光电容积脉搏波)信号。

光源组件3照射至显示屏1形成的反射光线包括于显示屏1的上表面形成的第一反射光线和于显示屏1的下表面形成的第二反射光线；第一反射光线能够直接照射至PD2以被PD2接收，而第二反射光线在传播过程中，会先到达阻隔于PD2和光源组件3之间的遮光件5。

遮光件5对光线具有不透过的特性，比如当光线照射于遮光件5上时，遮光件5能够对光线进行吸收或者反射，使光线无法由遮光件5的一侧穿过遮光件而达到遮光件的另一侧；从而通过遮光件5对第二反射光线进行屏蔽，使第二反射光线无法照射至PD2而不能被PD2接收。

因此，当用户的手指按压于显示屏1的上表面的预定位置，光源组件3 照射至显示屏1的下表面形成的第二反射光线被全部屏蔽掉，而通过显示屏1的上表面照射到用户手指上形成的第一反射光线则能够照射到PD2上，被PD2接收，并通过PD2将接收到的光信号转换成有效的PPG信号，进而极大地提高了采集到PPG信号的信噪比，以使根据该PPG信号计算得到的血氧饱和度值更精确。

需要说明的是，若遮光件5为面状构件，其可以为平面板或者曲面板，板面可以与显示屏1相垂直也可以具有一定的夹角，此时遮光件5的两侧指的是其板面的两侧；若遮光件5为筒状构件，其内部形成有容置空间，则遮光件5的两侧指的是遮光件5的内外两侧。

在本申请的一个实施例中，优选地，遮光件5呈筒状，筒状的遮光件5 的上端与显示屏1的下表面相贴合，遮光件5的内部形成容置空间，且遮光件5的上端形成有敞口，使经由显示屏1的上表面形成有的第一反射光线能够进入遮光件5的内部；此时遮光件5的两侧即为遮光件5的内外两侧，PD2和光源组件3分别设置于遮光件5的内外两侧。

比如，PD2位于筒状的遮光件5的内侧，光源组件3位于筒状的遮光件5的外侧。光源组件3照射至显示屏1的下表面形成的第二反射光线会照射至遮光件5的侧壁的外表面上，而被遮光件5屏蔽，无法到达PD2，而光源组件3通过显示屏1的上表面照射到用户手指而形成的第一反射光线则能够通过遮光件5上端的敞口进入遮光件5的内部并照射至PD2上，以能够通过PD2将携带有用户人体信息的光信号转换为有效的PPG信号，从而提高采集到的PPG信号的信噪比，提高血氧饱和度的测算精度。

比如，PD2与光源组件3也可交换位置，使PD2位于筒状的遮光件5 的外侧，光源组件3位于筒状的遮光件5的内侧，也能够实现相同的效果，光源组件3照射至显示屏1的下表面形成的反射光线照射至遮光件5的侧壁的内表面，而被遮光件5屏蔽，无法到达PD2；光源组件3通过遮光件5 上方的敞口照射至显示屏1上方的用户手指而形成的反射光线则能够被 PD2接收，以转换为有效的PPG信号，从而也达到提高PPG信号信噪比的目的。

在该实施例中，优选地，当遮光件5为筒状时，遮光件5可以为直筒状，即遮光件5的两端的通径相同；遮光件5也可以为锥筒状，即遮光件5 的两端的通径不同，且遮光件5的通径由朝向显示屏1的一端至远离显示屏1的一端逐渐缩小，即遮光件5朝向显示屏1的一端具有较大的通径，以在显示屏1的对应位置处形成具有较大面积的指纹识别区域。

在本申请的一个实施例中，优选地，遮光件5为黑色遮光件5，使遮光件5对光线具有全吸收、不透光的特性，从而可对光线进行屏蔽。

优选地，黑色遮光件5可以本体为黑色，或者本体的至少朝向光源组件3的一侧表面设置有黑色涂层。

又或者，当光源组件3位于筒状的遮光件5的外侧时，遮光件5的侧壁的外表面为反光面；当光源组件3位于筒状的遮光件5的内侧时，遮光件5的侧壁的内表面为反光面，使得照射至该反光面上的光线被反射回去而无法穿过遮光件。

优选地，遮光件5的材质可以为泡棉、塑料、橡胶或金属等。

在本申请的一个实施例中，优选地，血氧检测装置还包括电路板4，电路板4设置于显示屏1的下方并与显示屏1相对设置，PD2和光源组件3 分别固定设置于电路板4朝向显示屏1的一侧板面上并与电路板4电连接，比如使用SMT(Surface Mounted Technology)表面贴装技术将PD2和光源组件3贴附焊接至电路板4上，实现电路板4分别与PD2和光源组件3的固定连接以及电连接。遮光件5朝向显示屏1的一端即遮光件5的上端固定至显示屏1，比如遮光件5的上端粘接至显示屏1的下表面；遮光件5的下端环绕设置于PD2的外侧并固定至电路板4上，比如遮光件5的下端粘接至电路板4上。

电路板4用于与电子设备的主板电连接，从而实现PD2和光源组件3 分别与电子设备的主板的电连接，以能够通过电子设备的主板控制光源组件3的点亮，同时PD2能够将采集到的PPG信号上传至主板，以通过电子设备的主板对PPG信号进行处理和计算，以得到用户的血氧饱和度值。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图2和图3所示，光源组件3 包括红色光源31和红外光源32，红色光源31和红外光源32间隔地设置于电路板4上并与电路板4电连接。

进一步地，红色光源31和红外光源32可以如图2所示的位于PD2的外部同侧并间隔一定的距离；或者如图3所示，红色光源31和红外光源32 分别位于PD2的外部的两侧，即PD2位于两个光源之间。

在该实施例中，优选地，红色光源31可以设置一个或多个，红外光源 32也可以设置一个或多个，多个光源围绕设置于PD2的外侧。

在通过光源组件3提供光源以采集PPG信号时，光源组件3按照红色光源31-环境光-红外光源32-环境光的顺序交替点亮，其中环境光即红色光源31和红外光源32全部熄灭的状态，PD2每个采样点均有四个信号输出，在进行血氧饱和度计算时，则可用采集到的红色光信号-环境光信号，红外光信号-环境光信号作为最终算法用的信号源。

优选地，红色光源31的波长为610nm-720nm，比如红色光源31可以使用波长为610nm-720nm的LED灯；和/或，红外光源32的波长为880nm-1200nm，比如红外光源32可以使用波长为880nm-1200nm的LED 灯。

在本申请的一个实施例中，优选地，PD2的感光区域的面积的 1mm²-10mm²。

进一步优选地，PD2的感光区域的面积的3mm²-5mm²。

优选地，PD2的采集频率为1-1000Hz；进一步优选地，PD2的采集频率为100-500Hz。

本申请的血氧检测装置可粘接于显示屏1的下表面以进行固定；比如，遮光件5的下端粘接至电路板4上，遮光件5的上端与显示屏1的下表面相贴合并通过粘结剂与显示屏1的下表面相粘接，从而将血氧检测装置固定于显示屏1的下方。

本申请的血氧检测装置也可粘接于电子设备的中框外壳上；比如，电路板4的下表面通过粘结剂粘接于电子设备的中框的外壳上，此时，遮光件5的下端粘接至电路板4上，遮光件5的上端与显示屏1的上表面贴合即可无需粘接。

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血氧检测装置和显示屏1。

显示屏1可以为电子设备比如手机的显示屏，血氧检测装置设置于显示屏1的下方，以使电子设备集成有血氧检测功能；同时在该实施例中，电子设备包括血氧检测装置，因此电子设备具有血氧检测装置的全部有益效果，在此不再一一赘述。

优选地，检测模组与显示屏之间的间距为大于0mm且小于等于10mm；进一步优选地，检测模组与显示屏之间的间距为0.1mm-0.5mm。

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 (12)

1.一种血氧检测装置，其特征在于，所述血氧检测装置用于设置于电子设备的显示屏的下方；

所述血氧检测装置包括检测模组和遮光件；

所述检测模组包括PD和光源组件，所述PD和所述光源组件分别设置于所述遮光件的两侧；

所述光源组件发出的光线于所述显示屏的上表面形成朝向所述PD照射的第一反射光线，所述第一反射光线照射至所述PD并被所述PD接收；

所述光源组件发出的光线于所述显示屏的下表面形成朝向所述PD照射的第二反射光线，所述遮光件用于屏蔽所述第二反射光线，使所述第二反射光线无法照射至所述PD。

2.根据权利要求1所述的血氧检测装置，其特征在于，所述遮光件呈筒状，所述遮光件朝向所述显示屏的一端与所述显示屏相贴合，且所述遮光件朝向所述显示屏的一端形成有敞口；

筒状的所述遮光件形成有内外两侧；

所述PD位于所述遮光件的内侧，所述光源组件位于所述遮光件的外侧；或者，

所述PD位于所述遮光件的外侧，所述光源组件位于所述遮光件的内侧。

3.根据权利要求2所述的血氧检测装置，其特征在于，所述遮光件呈直筒状；或者，

所述遮光件呈锥筒状，且所述遮光件的通径由朝向所述显示屏的一端向远离所述显示屏的一端逐渐缩小。

4.根据权利要求1所述的血氧检测装置，其特征在于，所述遮光件为黑色遮光件。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的血氧检测装置，其特征在于，所述血氧检测装置还包括电路板；

所述PD和所述光源组件分别固定设置于所述电路板朝向所述显示屏的一侧板面上并分别与所述电路板电连接；

所述遮光件固定至所述电路板。

6.根据权利要求5所述的血氧检测装置，其特征在于，所述遮光件朝向所述显示屏的一端固定至所述显示屏。

7.根据权利要求5所述的血氧检测装置，其特征在于，所述光源组件包括红色光源和红外光源；

所述红色光源和所述红外光源间隔地设置于所述电路板上。

8.根据权利要求7所述的血氧检测装置，其特征在于，所述红色光源的波长为610nm-720nm；

和/或，所述红外光源的波长为880nm-1200nm。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的血氧检测装置，其特征在于，所述PD的感光区域的面积为1mm²-10mm²。

10.一种电子设备，其特征在于，包括显示屏和权利要求1至9中任一项所述的血氧检测装置；

所述血氧检测装置设置于所述显示屏的下方。

11.根据权利要求10所述的电子设备，其特征在于，所述检测模组与所述显示屏之间的距离大于0mm且小于等于10mm。

12.根据权利要求11所述的电子设备，其特征在于，所述检测模组与所述显示屏之间的距离为0.1mm-0.5mm。

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