CN219699910U - 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盖板、PD和光源组件，电子设备的中框外壳上开设有通孔，盖板嵌设于通孔内，PD和光源组件分别与盖板相对地设置于盖板的下方；盖板为可透光的盖板，光源组件发出的光线能够穿过盖板照射至按压于盖板上的用户手指上，然后经用户手指反射至PD，以采集到可用于健康数据测算的生理特征信号，因此将健康数据采集装置设置于电子设备的侧边区域，从而充分地利用电子设备侧边的富余空间，以不占用电子设备内部电池的安装空间，进而避免对电池容量的影响。

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

随着人民生活水平的提高，人们对健康的关注度逐渐提高，电子设备比如智能手机已经成为现代人必不可少的通信工具，如果可以在手机上集成健康检测功能，比如血氧饱和度检测、血压监测和血糖检测等功能，将会增加手机在市场上的竞争优势。目前在手机上集成健康检测功能，通常是将健康数据采集装置集成于显示屏的下方，但手机结构紧凑，内部可用空间较小，尤其是电池所在位置，在显示屏下方安装健康数据采集装置将会挤压电池的空间，从而影响电池的容量。

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，以在不占用电池空间的情况下在电子设备内集成健康检测功能，并保证检测的精度。

本实用新型提供了一种健康数据采集装置，用于设置于电子设备的侧边区域；所述健康数据采集装置包括可透光的盖板、PD和光源组件；所述电子设备的中框外壳开设有通孔，所述盖板嵌设于所述通孔内；所述PD和所述光源组件分别与所述盖板相对设置，所述光源组件发出的光线于所述盖板形成的反射光线能够照射至所述PD并被所述PD接收。

进一步地，所述盖板的光线透过率高于所述电子设备的显示屏的光线透过率。

进一步地，所述的健康数据采集装置还包括电路板；所述PD和所述光源组件的背离所述盖板的一侧分别固定于所述电路板上并与所述电路板电气连接；所述电路板用于与电子设备的主板电气连接。

进一步地，所述的健康数据采集装置还包括遮光件；所述遮光件不透光，所述PD和所述光源组件分隔于所述遮光件的两侧；所述光源组件于所述盖板的下表面形成的反射光线为第一反射光线，所述遮光件用于对所述第一反射光线进行屏蔽，使所述第一反射光线无法照射至所述PD。

进一步地，所述遮光件的一端与所述盖板相贴合，所述遮光件的另一端与所述电路板相贴合。

进一步地，所述遮光件呈筒状，使所述遮光件具有内外两侧，且所述遮光件朝向所述盖板的一端形成有敞口；所述光源组件和所述PD中的一者位于所述遮光件的内侧，另一者位于所述遮光件的外侧。

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盖板的一端向远离所述盖板的一端逐渐缩小。

进一步地，所述遮光件为黑色遮光件；

或者，所述遮光件朝向所述光源组件的一侧表面形成有反光面。

进一步地，所述的健康数据采集装置还包括心电传感器、第一电极和第二电极；所述心电传感器固定于所述电路板上并与所述电路板电连接，所述第一电极和所述第二电极分别设置于所述电子设备的中框外壳上，且所述第一电极和所述第二电极分别与所述心电传感器电连接。

进一步地，所述中框外壳包括第一中框和第二中框，且所述第一中框和所述第二中框之间设置有绝缘分隔条；所述第一中框上设置有电源键和音量键，所述第一中框、所述电源键或所述音量键中的任一个为第一电极；所述第二中框为第二电极。

进一步地，所述PD与所述电子设备的音量调节模组通讯连接。

进一步地，所述的健康数据采集装置还包括压力传感器，所述压力传感器固定于所述电路板上并与所述电路板电连接。

进一步地，所述的健康数据采集装置还包括指纹识别模组；所述指纹识别模组固定于所述电路板朝向所述盖板的一侧并与所述电路板电连接，所述光源模组能够对所述指纹识别模组提供指纹识别所需的激励光源。

进一步地，所述盖板为玻璃盖板、蓝宝石盖板或亚克力盖板。

进一步地，所述PD的感光区域的面积为1mm²-10mm²。

进一步地，所述光源组件包括红外光源、红色光源或绿色光源中的至少一者。

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。

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盖板、PD和光源组件，电子设备的周侧围设有中框外壳，中框外壳上开设有通孔，盖板嵌设于通孔内，PD和光源组件分别与盖板相对地设置于盖板的下方；盖板为可透光的盖板，当用户的手指按压于盖板上时，光源组件发出的光线能够穿过盖板照射至用户手指上，然后经用户手指反射至PD，从而采集到人体的生理特征信号，比如PPG信号，并可根据该生理特征信号对用户的多项健康数据进行测算，比如用户的血氧饱和度值、血压值和血糖值等。

本申请的健康数据采集装置在电子设备的内部靠近中框外壳设置，即健康数据采集装置位于电子设备的内部的侧边，比如电子设备的左右两侧或上下两侧中的任一侧，从而充分地利用了电子设备侧边的富余空间，以不占用电子设备内部电池的安装空间，避免对电池容量的影响。

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健康数据采集装置第一视角下的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的健康数据采集装置第二视角下的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的健康数据采集装置在电子设备内的安装位置示意图。

附图标记：

1-电路板，2-光源组件，21-红外光源，22-红色光源，3-PD，4-遮光件，5-中框外壳，6-盖板，7-心电传感器，8-压力传感器，9-健康数据采集装置，10-第一中框，11-第二中框，12-绝缘分隔条。

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用于搭载于电子设备内的健康数据采集装置，以丰富电子设备的健康检测功能。

如图1所示，健康数据采集装置9包括盖板6、PD3(Photo-Diode，光电二极管)和光源组件2，电子设备的周侧围设有中框外壳5，中框外壳5上开设有通孔，盖板6与通孔相适配，且盖板6嵌设于通孔内；盖板6朝向电子设备的内部的一侧为盖板6的下方侧，PD3和光源组件2均设置于电子设备内，且PD3和光源组件2分别与盖板6相对地设置于盖板6的下方；光源组件2点亮时，光源组件2发出的光线能够照射至盖板6并经盖板6反射至PD3，以被PD3接收并经由PD3将接收到的光信号转换为电信号，比如可以是PPG(Photo plethysmo graph，光电容积脉搏波)信号。

盖板6为可透光的盖板6，当用户的手指按压于盖板6上时，光源组件2发出的光线能够穿过盖板6照射至用户手指上，然后经用户手指反射至PD3，从而采集到携带人体的生理特征信号的电信号，并可根据该生理特征信号对用户的多项健康数据进行测算，比如用户的血氧饱和度值、血压值和血糖值等。

因此，本申请将健康数据采集装置9设置在电子设备的的侧边区域，靠近电子设备的中框外壳设置，比如设置于如图3所示的电子设备的左右两侧或上下两侧中的任一侧，从而充分地利用了电子设备侧边的富余空间，并避开了电子设备内电子的安装位置，以不占用电子设备内部电池的安装空间，进而避免影响电子设备的电池容量。

在该实施例中，优选地，盖板6选用具有较高光线透过率的盖板6，使盖板6对光线的透过率高于电子设备的显示屏对光线的透光率；由于电子设备的显示屏的光线透过率较低，一般小于5％，若将健康数据采集装置9设置于显示屏的下方，不仅影响电池的容量，同时也使得通过显示屏采集到的光信号较弱，进而影响健康检测的准确度；而本申请将健康数据采集装置9设置于电子设备的侧边区域，并选用具有高光线透过率的盖板6，从而增强PD3采集到的光信号的强度，提高健康检测的准确度。

优选地，盖板6可以为玻璃盖板6、蓝宝石盖板6或者亚克力盖板6，使盖板6可透光，并对光线具有高透过率。

在该实施例中，优选地，如图1所示，健康数据采集装置9还包括电路板1，PD3和光源组件2的背离盖板6的一侧分别固定于电路板1上，比如使用SMT(Surface MountedTechnology)表面贴装技术将PD3和光源组件2贴附焊接至电路板1上，即实现二者与电路板1的固定连接，同时实现二者与电路板1的电气连接。电路板1用于与电子设备的主板电连接，PD3能够将采集到的PPG信号上传至电子设备的主板，以通过电子设备的主板对接收到的PPG信号进行处理和计算，以得到用户的多项健康数据。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图1所示，健康数据采集装置9还包括遮光件4，遮光件4不透光，当光线照射于遮光件4的一侧表面，遮光件4能够对光线进行吸收或反射，使光线无法由遮光件4的一侧穿过遮光件4到达遮光件4的另一侧。

遮光件4设置于PD3和光源组件2之间，将PD3和光源组件2分隔于遮光件4的两侧；光源组件2发出的光线在朝向盖板6上方的手指照射的过程中，部分光线会被显示屏的下表面反射，形成不携带人体健康信息的无效光信号；于显示屏下表面形成的反射光线为第一反射光线，由于遮光件4阻隔于PD3和光源组件2之间，第一反射光线在朝向PD3的方向传播的过程中会先到达遮光件4朝向光源组件2的一侧表面，使得第一反射光线被遮光件4遮挡屏蔽而无法继续朝向PD3的方向传播，从而减少无效的光信号，使人体的PPG信号的信噪比得到极大的提升，进而能够提高健康数据的测算精度。

在该实施例中，遮光件4可以为面状构件也可以为筒状构件。

当遮光件4为面状构件时，其可以为平面板或者曲面板，遮光件4在设置时可使其板面与盖板6相垂直或者也可以具有一定的倾斜角度，并使遮光件4的上端与盖板6相贴合，遮光件4的下端与电路板1相贴合；此时遮光件4的两侧指的是其板面的两侧。

当遮光件4呈筒状时，如图1所示，遮光件4的内部形成容置空间，遮光件4的上端与盖板6相贴合，且遮光件4的上端形成可供光线进出该容置空间的敞口，遮光件4的下端与电路板1相贴合；此时遮光件4的两侧为遮光件4的内外两侧，PD3和光源组件2中的一者可以设置于遮光件4的内侧，另一者则设置于遮光件4的外侧。

比如，对于筒状的遮光件4，当光源组件2位于遮光件4的外侧，PD3位于遮光件4的内侧时，光源组件2照射至盖板6的下表面形成的第一反射光线会照射至遮光件4的侧壁的外表面上，使得第一反射光线被遮光件4屏蔽而无法到达位于遮光件4内侧的PD3，从而减少无效的光信号，进而提高采集到的PPG信号的信噪比，使健康检测更准确。

PD3和光源组件2也可互换位置，使PD3位于筒状的遮光件4的外侧，光源组件2位于内侧，也能够实现相同的效果，在此不做赘述。

优选地，当遮光件4为筒状时，遮光件4可以为直筒状，也可以为锥筒状。当遮光件4为锥筒状时，遮光件4的通径由上端至下端逐渐缩小，遮光件4的上端为朝向盖板6的一端，下端为朝向电路板1的一端；从而使遮光件4上端的敞口具有较大的通径，以在盖板6上形成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4可以为黑色遮光件4，使遮光件4对光线具有全吸收、不透光的特性；进一步优选地，遮光件4可以本体为黑色，或者本体的至少一侧表面设置有黑色涂层。

或者，遮光件4朝向光源组件2的一侧表面设置为反光面，使得照射至该反光面上的光线被反射回去。

优选地，遮光件4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，光源组件2可以为红外光源、红色光源或绿色光源中的至少一者，光源组件2的设置可以根据所要实现的检测功能具体而定。

比如，当健康数据采集装置9用于血氧饱和度检测时，光源组件2应至少包括如图2所示的红外光源21和红色光源22，并使光源组件2按照红色光源22-环境光-红外光源21-环境光的顺序交替点亮，其中环境光即红色光源22和红外光源21均处于熄灭状态，以使采集到的PPG信号可用于血氧饱和度检测。

比如，当健康数据采集装置9用于血压检测、心电检测或者心率检测时，光源组件2应至少包括红色光源、红外光源或者绿色光源中的任意一个，使采集到的PPG信号可用于血压检测、心电检测和心率检测。此时，光源组件2优选为红外光源，以节约成本，并能够使健康数据采集装置9具有较小的尺寸。

又比如，当健康数据采集装置9用于血糖检测时，光源组件2应至少包括红外光源。

优选地，当光源组件2包括红色光源时，红色光源的波长为610nm-720nm，比如红色光源可以使用波长为610nm-720nm的LED灯。当光源组件2包括红外光源时，红外光源的波长为880nm-1200nm，比如红外光源可以使用波长为880nm-1200nm的LED灯。

在本申请的一个实施例中，优选地，PD3的感光区域的面积的1mm²-10mm²。进一步优选地，PD3的感光区域的面积的3mm²-5mm²。

优选地，PD3的采集频率为1-1000Hz；进一步优选地，PD3的采集频率为100-500Hz。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图2所示，健康数据采集装置9还包括心电传感器7、第一电极和第二电极，心电传感器7固定于电路板1上，比如通过SMT工艺贴附焊接至电路板1上，并使心电传感器7与电路板1电连接。第一电极和第二电极分别设置于电子设备的外壳上，且第一电极和第二电极分别与心电传感器7电连接；当用户的双手分别与两个电极相接触时，心电传感器7能够对人体的ECG(Electro cardio graph心电图波形)信号进行采集，并将采集到的ECG信号上传至电子设备的主板；从而在通过PD3采集PPG信号的时，以进行比如血压测试或者血糖测试时，也可同时通过心电传感器7采集人体的ECG信号，以提升测试精度。

在该实施例中，优选地，如图3所示，电子设备的中框外壳5为金属材质，中框外壳5包括位于电子设备的上半部分的第一中框10和位于下半部分的第二中框11，且第一中框10和第二中框11之间设置有绝缘分隔条12，使第一中框10和第二中框11相互绝缘。

第一中框10可用作第一电极，第二中框11用作第二电极，在采集用户的ECG信号时，用户只需双手分别握持电子设备的上下两侧的第一中框10和第二中框11即可。

电子设备的音量键和电源键设置于第一中框10上，音量键和/或电源键也可用作第一电极。

在本申请的一个实施例中，优选地，PD3与电子设备的音量调节模组电连接；具体地，通过PD3能够检测按压于盖板6上的手指的滑动方向，比如当手指向上滑动时，PD3能够将采集到的信号通过电路板1上传至电子设备的主板，然后通过主板唤醒音量调节模组并控制音量增加；当手指向下滑动时，则控制音量减小。

在该实施例中，优选地，如图2所示，健康数据采集装置9还包括压力传感器8，压力传感器8固定于电路板1上并与电路板1电连接；通过压力传感器8能够检测用户手指按压盖板6时所施加的压力，当压力传感器8检测到的压力达到预设值时，健康数据采集装置9能够被唤醒；此时可通过PD3感应手指于盖板6上的滑动方向，进而调节电子设备的音量。

优选地，还可以根据压力传感器8检测到的按压停留时间的不同唤醒电子设备上的不同APP和开关机模组；比如，当压力传感器8检测到手指按压盖板6的压力达到预设值并停留比如3s时，可以唤醒电子设备的开关机模组，又比如，当压力传感器8检测到手指按压盖板6的压力达到预设值并停留时间为5s时，可以唤醒电子设备上对应的某个APP；其它时长的停留时间也分别对应不同的APP。

在本申请的一个实施例中，优选地，当光源组件2为红外光源21和/或红色光源22时，PD3能够用作指纹识别模组，以用于采集用户的指纹信号，对用户的指纹进行识别；或者，健康数据采集装置9还可包括单独的指纹识别模组，指纹识别模组固定于电路板1朝向盖板6的一侧并与电路板1电连接，以通过单独的指纹识别模组对用户的指纹进行识别。

本申请的第二方面还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9。

在该实施例中，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 (18)

1.一种健康数据采集装置，其特征在于，用于设置于电子设备的侧边区域；

所述健康数据采集装置包括可透光的盖板、PD和光源组件；

所述电子设备的中框外壳开设有通孔，所述盖板嵌设于所述通孔内；

所述PD和所述光源组件分别与所述盖板相对设置，所述光源组件发出的光线于所述盖板形成的反射光线能够照射至所述PD并被所述PD接收。

2.根据权利要求1所述的健康数据采集装置，其特征在于，所述盖板的光线透过率高于所述电子设备的显示屏的光线透过率。

3.根据权利要求1所述的健康数据采集装置，其特征在于，还包括电路板；

所述PD和所述光源组件的背离所述盖板的一侧分别固定于所述电路板上并与所述电路板电气连接；

所述电路板用于与电子设备的主板电气连接。

4.根据权利要求3所述的健康数据采集装置，其特征在于，还包括遮光件；

所述PD和所述光源组件分隔于所述遮光件的两侧；

所述光源组件于所述盖板的下表面形成的反射光线为第一反射光线，所述遮光件用于对所述第一反射光线进行屏蔽，使所述第一反射光线无法照射至所述PD。

5.根据权利要求4所述的健康数据采集装置，其特征在于，所述遮光件的一端与所述盖板相贴合，所述遮光件的另一端与所述电路板相贴合。

6.根据权利要求4所述的健康数据采集装置，其特征在于，所述遮光件呈筒状，使所述遮光件具有内外两侧，且所述遮光件朝向所述盖板的一端形成有敞口；

所述光源组件和所述PD中的一者位于所述遮光件的内侧，另一者位于所述遮光件的外侧。

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盖板的一端向远离所述盖板的一端逐渐缩小。

8.根据权利要求4所述的健康数据采集装置，其特征在于，所述遮光件为黑色遮光件；或者，

所述遮光件朝向所述光源组件的一侧表面形成有反光面。

9.根据权利要求3所述的健康数据采集装置，其特征在于，还包括心电传感器、第一电极和第二电极；

所述心电传感器固定于所述电路板上并与所述电路板电连接，所述第一电极和所述第二电极分别设置于所述电子设备的中框外壳上，且所述第一电极和所述第二电极分别与所述心电传感器电连接。

10.根据权利要求9所述的健康数据采集装置，其特征在于，所述中框外壳包括第一中框和第二中框，且所述第一中框和所述第二中框之间设置有绝缘分隔条；

所述第一中框上设置有电源键和音量键，所述第一中框、所述电源键或所述音量键中的任一个为第一电极；所述第二中框为第二电极。

11.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PD与所述电子设备的音量调节模组通讯连接。

12.根据权利要求3所述的健康数据采集装置，其特征在于，还包括压力传感器，所述压力传感器固定于所述电路板上并与所述电路板电连接。

13.根据权利要求3所述的健康数据采集装置，其特征在于，还包括指纹识别模组；

所述指纹识别模组固定于所述电路板朝向所述盖板的一侧并与所述电路板电连接，所述光源组件能够对所述指纹识别模组提供指纹识别所需的激励光源。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的健康数据采集装置，其特征在于，所述盖板为玻璃盖板、蓝宝石盖板或亚克力盖板。

15.根据权利要求1至13中任一项所述的健康数据采集装置，其特征在于，所述PD的感光区域的面积为1mm²-10mm²。

16.根据权利要求1至13中任一项所述的健康数据采集装置，其特征在于，所述光源组件包括红外光源、红色光源或绿色光源中的至少一者。

17.根据权利要求16所述的健康数据采集装置，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。

18.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至17中任一项所述的健康数据采集装置。