微型光电血氧与心率传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种传感器，特别是一种高集成度的血氧与心率传感器。微型光电血氧与心率传感器，其包括基板、光波发射模块、光波接收模块、可以透光的第一透光胶体和第二透光胶体；基板采用印刷电路并分别与光波发射模块和光波接收模块连接；光波发射模块与光波接收模块安装在基板的同一面上，第一透光胶体覆盖光波发射模块，第二透光胶体覆盖光波接收模块。红光LED芯片和红外光LED芯片发出不同波长的光，同时光波接收模块集成光敏元件和信号放大模块，能够直接输出经过放大的包含血氧与心率的信号，各个部件都安装在基板上，可以在有限的空间内集成，方便携带，更适用于随身设备。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种传感器，特别是一种高集成度的血氧与心率传感器。
技术介绍
 当前的光电式血氧饱和度测量电路通常由如下几个部分组成：红光和红外光光源；光敏元件；信号放大和预处理模块；模数转换器和数据处理单元；这五个部分通常都采用分立元件，体积较大，在空间受限的场合不方便安装。另外，由于采用分立元件，在安装时需要分多次进行，安装位置误差较大，增加了发光元件与接收元件之间的位置的不一致性，造成接收信号的一致性较差。除此之外，现有技术还有制造成本高，功耗较大等其它缺点。
技术实现思路
为解决上述在空间受限的场合不方便安装、接收信号的一致性较差、现有技术还有制造成本高、功耗较大的缺点，本技术提供一种微型光电血氧与心率传感器，本传感器方便携带、信号一致性较好且成本较低。为实现上述目的，本技术提供一种微型光电血氧与心率传感器，其包括基板、光波发射模块、光波接收模块、可以透光的第一透光胶体和第二透光胶体；所述基板用于印刷电路并与使所述印刷电路分别与所述光波发射模块和光波接收模块信号连接；所述光波发射模块安装在所述基板上的一侧，光波发射模块用于发射测试血氧与心率需要的红色光波和红外光波；所述光波接收模块安装在所述基板上且与所述光波发射模块的同一面，光波接收模块用于接收反射回来的用于测量血氧与心率需要的红色光波和红外光波；所述第一透光胶体覆盖光波发射模块，第一透光胶体用于固定和保护光波发射模块；所述第二透光胶体覆盖光波接收模块，第二透光胶体用于固定和保护光波接收模块。进一步的，所述光波发射模块由红光LED芯片和红外光LED芯片组成，所述红光LED芯片和红外光LED芯片分别与所述基板的印刷电路信号连接。进一步的，所述光波接收模块由光敏元件和信号放大模块组成。进一步的，所述光敏元件和信号放大模块设置在所述第二透光胶体内，信号放大模块与所述光敏元件信号连接。进一步的，所述基板上设有用于连接外部电路的输入端PCB电路引脚和输出端PCB电路引脚，所述输入端PCB电路引脚通过印刷电路与所述光波发射模块信号连接；所述输出端PCB电路引脚通过印刷电路与所述光波接收模块信号连接。本技术有益效果：1.本技术将光波发射模块和光波接收模块集成到本传感器中，其中红光LED芯片和红外光LED芯片发出不同波长的光，同时光波接收模块集成光敏元件和信号放大模块，各个部件都安装在基板上，可以在有限的空间内集成，方便携带，更适用与随身设备。2.光波接收模块安装在基板上且与光波发射模块方向相同的另一侧，光波接收模块和光波发射模块方向相同，接受信号的一致性较好。3.第一透光胶体和第二透光胶体之间设置隔光块，防止红外光波直接传播到光波接收模块，进一步增强信号的收集精确度。4.本传感器采用模块化设计，可以在基板上贴片安装各个模块，使得本传感器易于制造且成本降低。附图说明图1是本技术微型光电血氧与心率传感器侧视结构示意图。图2是本技术微型光电血氧与心率传感器俯视结构示意图。图3是本技术微型光电血氧与心率传感器使用状态示意图。图中1-基板，2-光波发射模块，21-红光LED芯片，22-红外光LED芯片，3-光波接收模块，31-光敏元件，32-信号放大模块，4-第一透光胶体，5-第二透光胶体，6-隔光块，7-输入端PCB电路引脚，8-输出端PCB电路引脚，9-表层皮肤。具体实施方式下面描述本专利技术的优选实施方式，本领域普通技术人员将能够根据下文用本领域的相关技术加以实现，并能更加明白本技术的创新之处和带来的益处。本技术可以是各种部件及部件布置形式，以及各种步骤与步骤布置的形式。附图仅仅用于说明优选实施例的目的，而不应理解为是对本专利技术的限制。本专利技术采用半导体制造工艺，将红光LED芯片21与红外光LED芯片22（光波发射模块2）、光敏元件31和信号放大模块32（光波接收模块3）集成在一个基板1上，封装成一个标准的SMD元件，此元件能够将光敏元件31接收到的包含血氧与心率的信号进行放大，并直接从引脚输出。本元件采用半导体制造工艺，体积小，能够方便地安装在空间受限的区域，比如智能手环等智能可穿戴设备，手机等智能移动终端，以及一些其它的便携式设备。如图1、图2所示的一种微型光电血氧与心率传感器，其中基板1用于印刷电路并与使印刷电路分别与光波发射模块2和光波接收模块3信号连接；光波发射模块2安装在基板1上的一侧，光波发射模块2用于发射测试血氧与心率需要红色光波和红外光波；光波接收模块3安装在基板1上且与光波发射模块2方向相同的另一侧，光波接收模块3用于接收用于发射测试血氧与心率需要红色光波和红外光波；第一透光胶体4覆盖光波发射模块2，第一透光胶体4用于固定和保护光波发射模块2；第二透光胶体5覆盖光波接收模块3，第二透光胶体5用于固定和保护光波接收模块3。光波发射模块2由红光LED芯片21和红外光LED芯片22组成，红光LED芯片21和红外光LED芯片22分别与基板1的印刷电路信号连接。光波接收模块3由光敏元件31和信号放大模块32组成。光敏元件31和信号放大模块32设置在第二透光胶体5内，采用半导体工艺制作在同一个衬底上，信号放大模块32与光敏元件31信号连接。光敏元件31和信号放大模块32设置在第二透光胶体5内，，采用分立的未经封装的晶片相互连接起来,采用半导体工艺制作在同一个衬底上。光敏元件31和信号放大模块32在同一个衬底上。第一透光胶体4和第二透光胶体5之间设置隔光块6，隔光块6用于防止光波发射模块2发出的光波直接传播到光波接收模块3。基板1上设有用于连接外部电路的输入端PCB电路引脚7和输出端PCB电路引脚8，输入端PCB电路引脚7通过印刷电路与光波发射模块2信号连接；输出端PCB电路引脚8通过印刷电路与光波接收模块3信号连接。将光波发射模块2、光波接收模块3采用固晶工艺固定在基板1上，基板1上面印制有输入端PCB电路引脚7和输出端PCB电路引脚8，然后用超声波键合工艺将以上芯片的电极与基板1上的PCB焊盘连接起来。然后，使用专用的模具对焊接后的元件灌入第一透光胶体4、第二透光胶体5，然后再在第一透光胶体4与第二透光胶体5中间填入隔光块6，阻止光波发射模块2对光波接收模块3的干扰。同时本传感器能够直接输出经过放大的包含血氧与心率数据的模拟信号。该传感器输出的是经过放大的包含血氧与心率的模拟信号。通常，本文中所描述的传感器被贴近皮肤安装，参见图3所示，红光LED芯片21、红外光LED芯片22交替发光，发出的光线射向表层皮肤9，一部分被表层皮肤9吸收，另一部分被反射回来，被光波接收模块3接收到。由于血液中氧含量的不同会造成对红光和红外光的吸收率不同，并且在心脏跳动时，皮肤软组织中容积也会有微小变化，从而使反射回来的光线存在微弱变化，引起光敏元件31输出电流的微小变化，这个变化被送入信号放大模块32放大然后本文档来自技高网...

【技术保护点】
微型光电血氧与心率传感器，其特征在于：其包括基板、光波发射模块、光波接收模块、可以透光的第一透光胶体和第二透光胶体；所述基板用于印刷电路并与使所述印刷电路分别与所述光波发射模块和光波接收模块信号连接；所述光波发射模块安装在所述基板上的一侧，光波发射模块用于发射测试血氧与心率需要的红色光波和红外光波；所述光波接收模块安装在所述基板上且与所述光波发射模块的同一面，光波接收模块用于接收反射回来的用于测量血氧与心率需要的红色光波和红外光波；所述第一透光胶体覆盖光波发射模块，第一透光胶体用于固定和保护光波发射模块；所述第二透光胶体覆盖光波接收模块，第二透光胶体用于固定和保护光波接收模块。

【技术特征摘要】
1.微型光电血氧与心率传感器，其特征在于：其包括基板、光波发射模块、光波接收模块、可以透光的第一透光胶体和第二透光胶体；
所述基板用于印刷电路并与使所述印刷电路分别与所述光波发射模块和光波接收模块信号连接；
所述光波发射模块安装在所述基板上的一侧，光波发射模块用于发射测试血氧与心率需要的红色光波和红外光波；
所述光波接收模块安装在所述基板上且与所述光波发射模块的同一面，光波接收模块用于接收反射回来的用于测量血氧与心率需要的红色光波和红外光波；
所述第一透光胶体覆盖光波发射模块，第一透光胶体用于固定和保护光波发射模块；
所述第二透光胶体覆盖光波接收模块，第二透光胶体用于固定和保护光波接收模块。
2.根据权利要求1所述的微型光电血氧与心率传感器，其特征在于：所述光波发射模块由红光LED芯片和红外光LED芯片组成，所述红光LED芯片和红外光LED芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄雅凡，
申请(专利权)人：黄雅凡，
类型：新型
国别省市：上海;31