微型光電血氧與心率傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種傳感器,特別是一種高集成度的血氧與心率傳感器。
【背景技術】
[0002]當前的光電式血氧飽和度測量電路通常由如下幾個部分組成:紅光和紅外光光源;光敏元件;信號放大和預處理模塊;模數轉換器和數據處理單元;
[0003]這五個部分通常都采用分立元件,體積較大,在空間受限的場合不方便安裝。另夕卜,由于采用分立元件,在安裝時需要分多次進行,安裝位置誤差較大,增加了發(fā)光元件與接收元件之間的位置的不一致性,造成接收信號的一致性較差。除此之外,現有技術還有制造成本高,功耗較大等其它缺點。
【實用新型內容】
[0004]為解決上述在空間受限的場合不方便安裝、接收信號的一致性較差、現有技術還有制造成本高、功耗較大的缺點,本實用新型提供一種微型光電血氧與心率傳感器,本傳感器方便攜帶、信號一致性較好且成本較低。
[0005]為實現上述目的,本實用新型提供一種微型光電血氧與心率傳感器,其包括基板、光波發(fā)射模塊、光波接收模塊、可以透光的第一透光膠體和第二透光膠體;
[0006]所述基板用于印刷電路并與使所述印刷電路分別與所述光波發(fā)射模塊和光波接收模塊信號連接;
[0007]所述光波發(fā)射模塊安裝在所述基板上的一側,光波發(fā)射模塊用于發(fā)射測試血氧與心率需要的紅色光波和紅外光波;
[0008]所述光波接收模塊安裝在所述基板上且與所述光波發(fā)射模塊的同一面,光波接收模塊用于接收反射回來的用于測量血氧與心率需要的紅色光波和紅外光波;
[0009]所述第一透光膠體覆蓋光波發(fā)射模塊,第一透光膠體用于固定和保護光波發(fā)射模塊;
[0010]所述第二透光膠體覆蓋光波接收模塊,第二透光膠體用于固定和保護光波接收模塊。
[0011]進一步的,所述光波發(fā)射模塊由紅光LED芯片和紅外光LED芯片組成,所述紅光LED芯片和紅外光LED芯片分別與所述基板的印刷電路信號連接。
[0012]進一步的,所述光波接收模塊由光敏元件和信號放大模塊組成。
[0013]進一步的,所述光敏元件和信號放大模塊設置在所述第二透光膠體內,信號放大模塊與所述光敏元件信號連接。
[0014]進一步的,所述基板上設有用于連接外部電路的輸入端PCB電路引腳和輸出端PCB電路引腳,所述輸入端PCB電路引腳通過印刷電路與所述光波發(fā)射模塊信號連接;所述輸出端PCB電路引腳通過印刷電路與所述光波接收模塊信號連接。
[0015]本實用新型有益效果:
[0016]1.本實用新型將光波發(fā)射模塊和光波接收模塊集成到本傳感器中,其中紅光LED芯片和紅外光LED芯片發(fā)出不同波長的光,同時光波接收模塊集成光敏元件和信號放大模塊,各個部件都安裝在基板上,可以在有限的空間內集成,方便攜帶,更適用與隨身設備。
[0017]2.光波接收模塊安裝在基板上且與光波發(fā)射模塊方向相同的另一側,光波接收模塊和光波發(fā)射模塊方向相同,接受信號的一致性較好。
[0018]3.第一透光膠體和第二透光膠體之間設置隔光塊,防止紅外光波直接傳播到光波接收模塊,進一步增強信號的收集精確度。
[0019]4.本傳感器采用模塊化設計,可以在基板上貼片安裝各個模塊,使得本傳感器易于制造且成本降低。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型微型光電血氧與心率傳感器側視結構示意圖。
[0021]圖2是本實用新型微型光電血氧與心率傳感器俯視結構示意圖。
[0022]圖3是本實用新型微型光電血氧與心率傳感器使用狀態(tài)示意圖。
[0023]圖中1-基板,2-光波發(fā)射模塊,21-紅光LED芯片,22-紅外光LED芯片,
[0024]3-光波接收模塊,31-光敏元件,32-信號放大模塊,
[0025]4-第一透光膠體,5-第二透光膠體,6-隔光塊,7-輸入端PCB電路引腳,8_輸出端PCB電路引腳,9-表層皮膚。
【具體實施方式】
[0026]下面描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,本領域普通技術人員將能夠根據下文用本領域的相關技術加以實現,并能更加明白本實用新型的創(chuàng)新之處和帶來的益處。
[0027]本實用新型可以是各種部件及部件布置形式,以及各種步驟與步驟布置的形式。附圖僅僅用于說明優(yōu)選實施例的目的,而不應理解為是對本發(fā)明的限制。
[0028]本發(fā)明采用半導體制造工藝,將紅光LED芯片21與紅外光LED芯片22(光波發(fā)射模塊2)、光敏元件31和信號放大模塊32(光波接收模塊3)集成在一個基板I上,封裝成一個標準的SMD元件,此元件能夠將光敏元件31接收到的包含血氧與心率的信號進行放大,并直接從引腳輸出。本元件采用半導體制造工藝,體積小,能夠方便地安裝在空間受限的區(qū)域,比如智能手環(huán)等智能可穿戴設備,手機等智能移動終端,以及一些其它的便攜式設備。
[0029]如圖1、圖2所示的一種微型光電血氧與心率傳感器,其中基板I用于印刷電路并與使印刷電路分別與光波發(fā)射模塊2和光波接收模塊3信號連接;光波發(fā)射模塊2安裝在基板I上的一側,光波發(fā)射模塊2用于發(fā)射測試血氧與心率需要紅色光波和紅外光波;光波接收模塊3安裝在基板I上且與光波發(fā)射模塊2方向相同的另一側,光波接收模塊3用于接收用于發(fā)射測試血氧與心率需要紅色光波和紅外光波;第一透光膠體4覆蓋光波發(fā)射模塊2,第一透光膠體4用于固定和保護光波發(fā)射模塊2 ;第二透光膠體5覆蓋光波接收模塊3,第二透光膠體5用于固定和保護光波接收模塊3。
[0030]光波發(fā)射模塊2由紅光LED芯片21和紅外光LED芯片22組成,紅光LED芯片21和紅外光LED芯片22分別與基板I的印刷電路信號連接。
[0031]光波接收模塊3由光敏元件31和信號放大模塊32組成。
[0032]光敏元件31和信號放大模塊32設置在第二透光膠體5內,采用半導體工藝制作在同一個襯底上,信號放大模塊32與光敏元件31信號連接。
[0033]光敏元件31和信號放大模塊32設置在第二透光膠體5內,,采用分立的未經封裝的晶片相互連接起來,采用半導體工藝制作在同一個襯底上。光敏元件31和信號放大模塊32在同一個襯底上。
[0034]第一透光膠體4和第二透光膠體5之間設置隔光塊6,隔光塊6用于防止光波發(fā)射模塊2發(fā)出的光波直接傳播到光波接收模塊3。
[0035]基板I上設有用于連接外部電路的輸入端PCB電路引腳7和輸出端PCB電路引腳8,輸入端PCB電路引腳7通過印刷電路與光波發(fā)射模塊2信號連接;輸出端PCB電路引腳8通過印刷電路與光波接收模塊3信號連接。
[0036]將光波發(fā)射模塊2、光波接收模塊3采用固晶工藝固定在基板I上,基板I上面印制有輸入端PCB電路引腳7和輸出端PCB電路引腳8,然后用超聲波鍵合工藝將以上芯片的電極與基板I上的PCB焊盤連接起來。然后,使用專用的模具對焊接后的元件灌入第一透光膠體4、第二透光膠體5,然后再在第一透光膠體4與第二透光膠體5中間填入隔光塊6,阻止光波發(fā)射模塊2對光波接收模塊3的干擾。同時本傳感器能夠直接輸出經過放大的包含血氧與心率數據的模擬信號。該傳感器輸出的是經過放大的包含血氧與心率的模擬信號。
[0037]通常,本文中所描述的傳感器被貼近皮膚安裝,參見圖3所示,紅光LED芯片21、紅外光LED芯片22交替發(fā)光,發(fā)出的光線射向表層皮膚9,一部分被表層皮膚9吸收,另一部分被反射回來,被光波接收模塊3接收到。由于血液中氧含量的不同會造成對紅光和紅外光的吸收率不同,并且在心臟跳動時,皮膚軟組織中容積也會有微小變化,從而使反射回來的光線存在微弱變化,引起光敏元件31輸出電流的微小變化,這個變化被送入信號放大模塊32放大然后從輸出端PCB電路引腳8輸出。
[0038]另外,本實用新型中信號放大模塊32也可以根據客戶需求的不同采用外置式設置,同樣屬于本實用新型的保護范圍。
[0039]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對于本領域的技術人員來說,本發(fā)明的種植系統可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.微型光電血氧與心率傳感器,其特征在于:其包括基板、光波發(fā)射模塊、光波接收模塊、可以透光的第一透光膠體和第二透光膠體; 所述基板用于印刷電路并與使所述印刷電路分別與所述光波發(fā)射模塊和光波接收模塊信號連接; 所述光波發(fā)射模塊安裝在所述基板上的一側,光波發(fā)射模塊用于發(fā)射測試血氧與心率需要的紅色光波和紅外光波; 所述光波接收模塊安裝在所述基板上且與所述光波發(fā)射模塊的同一面,光波接收模塊用于接收反射回來的用于測量血氧與心率需要的紅色光波和紅外光波; 所述第一透光膠體覆蓋光波發(fā)射模塊,第一透光膠體用于固定和保護光波發(fā)射模塊; 所述第二透光膠體覆蓋光波接收模塊,第二透光膠體用于固定和保護光波接收模塊。
2.根據權利要求1所述的微型光電血氧與心率傳感器,其特征在于:所述光波發(fā)射模塊由紅光LED芯片和紅外光LED芯片組成,所述紅光LED芯片和紅外光LED芯片分別與所述基板的印刷電路信號連接。
3.根據權利要求1所述的微型光電血氧與心率傳感器,其特征在于:所述光波接收模塊由光敏元件和信號放大模塊組成。
4.根據權利要求3所述的微型光電血氧與心率傳感器,其特征在于:所述光敏元件設置在所述第二透光膠體內,所述信號放大模塊設置在所述第二透光膠體外,所述信號放大模塊與所述光敏元件信號連接。
5.根據權利要求3所述的微型光電血氧與心率傳感器,其特征在于:所述光敏元件和信號放大模塊設置在所述第二透光膠體內,信號放大模塊與所述光敏元件信號連接。
6.根據權利要求1-5任一項所述的微型光電血氧與心率傳感器,其特征在于:所述基板上設有用于連接外部電路的輸入端PCB電路引腳和輸出端PCB電路引腳,所述輸入端PCB電路引腳通過印刷電路與所述光波發(fā)射模塊信號連接;所述輸出端PCB電路引腳通過印刷電路與所述光波接收模塊信號連接。
【專利摘要】本實用新型涉及一種傳感器,特別是一種高集成度的血氧與心率傳感器。微型光電血氧與心率傳感器,其包括基板、光波發(fā)射模塊、光波接收模塊、可以透光的第一透光膠體和第二透光膠體;基板采用印刷電路并分別與光波發(fā)射模塊和光波接收模塊連接;光波發(fā)射模塊與光波接收模塊安裝在基板的同一面上,第一透光膠體覆蓋光波發(fā)射模塊,第二透光膠體覆蓋光波接收模塊。紅光LED芯片和紅外光LED芯片發(fā)出不同波長的光,同時光波接收模塊集成光敏元件和信號放大模塊,能夠直接輸出經過放大的包含血氧與心率的信號,各個部件都安裝在基板上,可以在有限的空間內集成,方便攜帶,更適用于隨身設備。
【IPC分類】A61B5-0205
【公開號】CN204562125
【申請?zhí)枴緾N201520040218
【發(fā)明人】黃雅凡
【申請人】黃雅凡
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年1月21日