一种透镜及检测模组和穿戴设备制造技术

本发明专利技术公开了一种透镜，包括基体以及位于所述基体至少一面上的多个锯齿结构，相邻所述锯齿结构之间形成沟槽，每个所述锯齿结构包括第一侧边和第二侧边，同一个所述锯齿结构中第一侧边和第二侧边远离所述基体的一端相接并形成齿顶，相邻所述锯齿结构中第一侧边和第二侧边靠近所述基体的一端相接并形成齿底，所述沟槽的横截面形状为三角形，所述三角形的三边分别为第一侧边、第二侧边以及两个所述齿顶之间形成的底边，所述底边的长度为5～100μm；所述沟槽的深度为3～150μm；所述三角形中第一侧边与底边之间的夹角和/或所述第二侧边与底边之间的夹角大于或等于30

【技术实现步骤摘要】
一种透镜及检测模组和穿戴设备


[0001]本专利技术属于菲涅尔透镜以及智能设备
，具体涉及一种同时具有透光和遮蔽效果的菲涅尔透镜、包括了该透镜的检测模组以及包括了该检测模组的穿戴设备。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，电子产品的更新迭代速率不断加快，其运用领域和功能要求越来越多元化，促使产品不断创新。如目前具有血氧浓度检测的穿戴设备越来越多，如电子手表、运动手环等产品。
[0003]现有的穿戴设备中的血氧检测的原理基本为通过LED将光射入皮肤中，并采用PD接收器接收返回的光，再根据算法得到结果。通常在LED、PD接收器和皮肤之间会设置有菲涅尔透镜以实现对光束的控制。
[0004]虽然现有技术中的器件(LED光源、PD接收器)位于手表的内部，但是由于菲涅尔透镜和对应的表壳由于要实现透光，所以均为透明材质，且现有技术中采用的菲涅尔透镜没有遮蔽效果，导致能够看到器件，使得穿戴设备看上去不够美观。
[0005]所以目前市面上缺少一种能够在保证光线能够正常传播的同时能够起到遮蔽效果的透镜。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，为了解决现有技术的问题和达到上述目的，本专利技术提供了一种同时具有透光和遮蔽效果的透镜。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：
[0008]一种透镜，包括基体以及位于所述基体至少一面上的多个锯齿结构，相邻所述锯齿结构之间形成沟槽，每个所述锯齿结构包括第一侧边和第二侧边，同一个所述锯齿结构中第一侧边和第二侧边远离所述基体的一端相接并形成齿顶，相邻所述锯齿结构中第一侧边和第二侧边靠近所述基体的一端相接并形成齿底，所述沟槽的横截面形状为三角形，所述三角形的三边分别为第一侧边、第二侧边以及两个所述齿顶之间形成的底边，所述底边的长度为5μm～100μm；所述三角形中第一侧边与底边之间的夹角和/或所述第二侧边与底边之间的夹角大于或等于30
°
。
[0009]本专利技术的原理为：定义人眼由菲涅尔透镜的A面进行观察，此面为平滑面，没有纹路；相对的一面，也就是具有纹路的一侧为B面。为了达到如下目的：从菲涅尔透镜B面发出的光可以透过菲涅尔透镜，但当菲涅尔透镜B面没有光线射出时，从菲涅尔透镜A面又无法观察到菲涅尔透镜B面的元件。那么针对菲涅尔透镜的纹路的设计需要确保如下要求：1.从B面到A面的光可以正常透过；2.从A面到B面光要么不可以透过，即使透过也要实现大角度散开，而无法原路返回。上述的第二点实现后，菲涅尔透镜B面无光线射出，A面的入射光又进不去或无法返回，那么人眼就无法观察到膜片B下方的元件了，实现遮蔽效果，同时有不会影响B面射出的光线达到A面。
[0010]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述第一侧边的长度大于或等于第二侧边的长度；或，所述第二侧边的长度大于或等于第一侧边的长度。
[0011]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述沟槽的深度为3～150μm。当三角形沟槽的内角和底边长度确定之后，沟槽的深度也随之确定。
[0012]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述锯齿结构的齿顶和/或齿底为圆弧形设置(R角)，所述圆弧形对应的角度为30
°
～100
°
，对应的半径为0～10μm。当R角对应的半径为0时，可形成类似于CD纹的精细纹路。
[0013]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述锯齿结构包括由内向外同心圆设置的多个齿环，相邻齿环之间形成所述沟槽。
[0014]根据本专利技术的一些优选实施方面，多个所述齿环的齿顶位于同一水平面上；多个所述齿环的齿底位于另一个水平面上，即多个所述沟槽的深度相同。
[0015]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述沟槽的深度由内向外逐渐增加。
[0016]优选地，所述齿环的齿底位于同一水平面上，所述齿环的齿顶由内向外逐渐远离所述基体。
[0017]优选地，所述齿环的齿顶位于同一水平面上，所述齿环的齿底由内向外逐渐靠近所述基体。
[0018]优选地，所述齿环的齿底由内向外逐渐靠近所述基体，所述齿环的齿顶由内向外逐渐远离所述基体。
[0019]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述沟槽的深度由内向外逐渐减小。
[0020]优选地，所述齿环的齿底位于同一水平面上，所述齿环的齿顶由内向外逐渐靠近所述基体。
[0021]优选地，所述齿环的齿顶位于同一水平面上，所述齿环的齿底由内向外逐渐远离所述基体。
[0022]优选地，所述齿环的齿底由内向外逐渐远离所述基体，所述齿环的齿顶由内向外逐渐靠近所述基体。
[0023]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述锯齿结构包括多个平行设置的锯齿条。
[0024]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述锯齿结构包括多个平行设置的第一锯齿条以及与所述第一锯齿条垂直设置的第二锯齿条。
[0025]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述第一侧边和/或第二侧边为由多个台阶形成的锯齿状。使得由平滑面(A面)射入纹路面(B面)的光线实现更大角度的散开而无法再返回至A面。
[0026]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述第一侧边上的台阶与所述第二侧边上的台阶的高度相同或不相同。
[0027]根据本专利技术的一些优选实施方面，每个所述台阶的高度为200～500nm；每个所述台阶的宽度为200～500nm。
[0028]在将本专利技术中的菲涅尔透镜应用于检测或穿戴领域，同时实现遮蔽效果，那么上述结构的设计(如齿顶、齿底的角度、高度及底边宽度时)，需要满足如下条件：让由菲涅尔透镜A面射入的入射光大角度散开，无法原路返回，以达到遮蔽作用，与此同时，让由菲涅尔透镜B面射入的入射光正常透过且满足光斑大小及能量分布的要求，以实现对应的检测功
能。
[0029]本专利技术的另一目的是提供一种检测模组，包括电路板和壳体、设置在所述电路板上的发光单元以及接收单元、设置在所述发光单元、接收单元和壳体之间的透镜，所述透镜为如上所述的透镜。
[0030]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述锯齿结构包括第一锯齿部和第二锯齿部，所述第一锯齿部和第二锯齿部之间设置有阻挡部，所述阻挡部用于阻挡光线直接在所述第一锯齿部和所述第二锯齿部之间传播。
[0031]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述第一锯齿部对应设置在所述发光单元的上方，所述第二锯齿部对应设置在所述接收单元的上方，所述阻挡部设置在所述发光单元和接收单元之间。
[0032]本专利技术的另一目的是提供一种包括了如上所述的检测模组的穿戴设备，如运动手环、电子手表等智能穿戴设备或医用穿戴设备，可用于检测使用者的血氧浓度等。
[0033]当上述的菲涅尔透镜用于智能穿戴设备时，需要满足：1.从B面到A面方向的光可以正常透过，且满足光斑大小及能量分布的要求；2.从A面到B面方向的光可以透过，但是要大角度散开，无法原路返回。需要实现：发光单元LED不点灯时，A面到B面方向的光可以入射但是无法返回，人眼无法观察到B面下方的发光单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透镜，包括基体以及位于所述基体至少一面上的多个锯齿结构，相邻所述锯齿结构之间形成沟槽，其特征在于，每个所述锯齿结构包括第一侧边和第二侧边，同一个所述锯齿结构中第一侧边和第二侧边远离所述基体的一端相接并形成齿顶，相邻所述锯齿结构中第一侧边和第二侧边靠近所述基体的一端相接并形成齿底，所述沟槽的横截面形状为三角形，所述三角形的三边分别为第一侧边、第二侧边以及两个所述齿顶之间形成的底边，所述底边的长度为5～100μm；所述沟槽的深度为3～150μm；所述三角形中第一侧边与底边之间的夹角和/或所述第二侧边与底边之间的夹角大于或等于30
°
。2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述锯齿结构的齿顶和/或齿底为圆弧形设置，所述圆弧形对应的角度为30
°
～100
°
，对应的半径为0～10μm。3.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述锯齿结构包括由内向外同心圆设置的多个齿环，相邻齿环之间形成所述沟槽。4.根据权利要求3所述的透镜，其特征在于，多个所述沟槽的深度相同；多个所述齿环的齿顶位于同一水平面上；多个所述齿环的齿底位于另一个水平面上。5.根据权利要求3所述的透镜，其特征在于，所述沟槽的深度由内向外逐渐增加；或，所述沟槽的深度由内向外逐渐减小。6.根据权利要求5所述的透镜，其特征在于，所述齿环的齿底位于同一水平面上，所述齿环的齿顶由内向外逐渐远离所述基体；和/或，所述齿环的齿顶位于同一水平面上，所述齿环的齿底由内向外逐渐靠近所述基体；和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪松，刘龙辉，
申请(专利权)人：苏州奥浦迪克光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：