光电探测器、PPG传感器及电子设备制造技术

本申请涉及生物感测，旨在解决现有的应用于电子设备中以感测用户生理特征的PPG传感器存在信噪比低的问题。本申请实施例提供光电探测器、PPG传感器及电子设备。其中，光电探测器包括光电二极管，用于感测第一波段、第二波段和第三波段的光；至少一个第一滤光部，位于光电二极管上，用于透过第一波段和第二波段的光，并阻挡第三波段的光；以及至少一个第二滤光部，位于光电二极管上，用于透过第三波段的光，并阻挡第一波段和第二波段的光。本申请实施例的有益效果包括提高PPG传感器的信噪比。施例的有益效果包括提高PPG传感器的信噪比。施例的有益效果包括提高PPG传感器的信噪比。

【技术实现步骤摘要】
光电探测器、PPG传感器及电子设备


[0001]本申请涉及生物感测领域，具体而言，涉及光电探测器、光电容积脉搏波描记(photo plethysmo graph，PPG)传感器及电子设备。

技术介绍

[0002]现有的应用于电子设备中以感测用户生理特征的PPG传感器，存在信噪比低的问题。

技术实现思路

[0003]本申请第一方面提供一种光电探测器，其包括：
[0004]光电二极管，用于感测第一波段、第二波段和第三波段的光；
[0005]至少一个第一滤光部，位于光电二极管上，用于透过第一波段和第二波段的光，并阻挡第三波段的光；以及
[0006]至少一个第二滤光部，位于光电二极管上，用于透过第三波段的光，并阻挡第一波段和第二波段的光。
[0007]该光电探测器，通过设置第一滤光部和第二滤光部，可使光电二极管对第一波段和第二波段的光的检测与对第三波段的光的检测相对解耦。即，光电探测器可利用光电二极管设置有第一滤光部的区域，检测第一波段和第二波段的光；利用光电二极管设置有第二滤光部的区域，检测第三波段的光。此外，在光电探测器检测第一波段和第二波段的光时，由于第三波段的光会被第一滤光部阻挡而无法入射到光电二极管，因此，可避免第三波段的光的影响，降低检测第一波段和第二波段的光的噪声，进而提高检测第一波段和第二波段的光的信噪比。同理，在光电探测器检测第三波段的光时，由于第一波段和第二波段的光会被第二滤光部阻挡而无法入射到光电二极管，因此，可避免第一波段和第二波段的光的影响，降低检测第三波段的光的噪声，进而提高检测第三波段的光的信噪比。
[0008]在一些实施例中，第一波段在红光光谱之内，第二波段在红外光谱之内，第三波段在绿光光谱之内。即，红光、红外光和绿光均能被光电二极管感测。第一滤光部可选择性地透过红光和红外光并阻挡绿光。第二滤光部可选择性地透过绿光并阻挡红光和红外光。因此，光电二极管被第一滤光部覆盖的区域可接收红光和红外光，但不接收绿光；光电二极管被第二滤光部覆盖的区域可接收绿光，但不接收红光和红外光。
[0009]在一些实施例中，沿光电二极管的厚度方向上，所述至少一个第一滤光部在光电二极管上的投影的面积与所述至少一个第二滤光部在光电二极管上的投影的面积之比为1：(1.6～1.3)。光电二极管为全光谱敏感的光电二极管，该光电二极管对红光和红外光的敏感性和该光电二极管对绿光的敏感性不同。具体地，该光电二极管对红光和红外光的敏感性和该光电二极管对绿光的敏感性比例大致为(1.6～1.3)：1。也就是说，同一颗光电二极管接收1mW/cm2光辐射照度的红光及红外光，和绿光照射，产生的光生电流比为(1.6～1.3)：1。因此，一些实施例中，所有的第一滤光部在光电二极管上的投影的总面积与所有的
第二滤光部在光电二极管上的投影的总面积之比为1：(1.6～1.3)，以使得光电探测器对收1mW/cm2光辐射照度的红光及红外光照射产生的光生电流与光电探测器对收1mW/cm2光辐射照度的绿光照射产生的光生电流大致相当。
[0010]在一些实施例中，第一滤光部与第二滤光部的数量相同，沿光电二极管的厚度方向上，每一第一滤光部在光电二极管上的投影的面积与每一第二滤光部在光电二极管上的投影的面积之比为1：(1.6～1.3)。在另一些实施例中，沿光电二极管的厚度方向上，每一第一滤光部在光电二极管上的投影的面积与每一第二滤光部在光电二极管上的投影的面积相同，第一滤光部与第二滤光部的数量之比为1：(1.6～1.3)。即，可通过调整第一滤光部与第二滤光部的数量、或者每一个第一滤光部与第二滤光部的面积的大小，来调整所有的第一滤光部的总面积与所有的第二滤光部的总面积之比。
[0011]在一些实施例中，多个第一滤光部和多个第二滤光部呈矩阵排布为多行多列；多行多列中，每一行为一个第一滤光部和一个第二滤光部交替周期性重复排布，每一列为一个第一滤光部和一个第二滤光部交替周期性重复排布。
[0012]在一些实施例中，沿光电二极管的厚度方向上，第一滤光部在光电二极管上的投影为矩形，第二滤光部在光电二极管上的投影为矩形。在其他实施例中，第一滤光部和第二滤光部的形状及排布规则不限于此。
[0013]在一些实施例中，第一滤光部与第二滤光部的数量相同，沿光电二极管的厚度方向上，第一滤光部在光电二极管上的投影所形成的矩形的宽度与第二滤光部在光电二极管上的投影所形成的矩形的宽度相同，第一滤光部在光电二极管上的投影所形成的矩形的长度与第二滤光部在光电二极管上的投影所形成的矩形的长度之比为1：(1.6～1.3)。
[0014]在一些实施例中，光电探测器还包括电路基板，光电二极管电性连接电路基板。电路基板例如为印刷电路板，光电二极管通过引线电性连接电路基板，引线例如为金线，但不限于此。
[0015]在一些实施例中，光电探测器还包括封装层，封装层包覆光电二极管、第一滤光部及第二滤光部。封装层的材料例如为环氧树脂，但不限于此。
[0016]本申请第二方面提供一种PPG传感器，其包括：
[0017]第一方面的光电探测器；
[0018]第一光源，用于发出第一光信号，第一光信号经用户的皮肤/组织反射的光至少部分位于第一波段；
[0019]第二光源，用于发出第二光信号，第二光信号经用户的皮肤/组织反射回的光至少部分位于第二波段；以及
[0020]第三光源，用于发出第三光信号，第三光信号经用户的皮肤/组织反射回的光至少部分位于第三波段；
[0021]其中，光电探测器用于接收第一波段的光并生成第一PPG信号、接收第二波段的光并生成第二PPG信号以及接收第三波段的光并生成第三PPG信号，第一PPG信号、第二PPG信号和第三PPG信号用于检测用户的生理特征。
[0022]该PPG传感器包括第一方面的光电探测器，由于光电探测器设置有第一滤光部和第二滤光部，可使光电二极管对第一波段和第二波段的光的检测与对第三波段的光的检测相对解耦。即，光电探测器可利用光电二极管设置有第一滤光部的区域，检测第一波段和第
二波段的光；利用光电二极管设置有第二滤光部的区域，检测第三波段的光。此外，在光电探测器检测第一波段和第二波段的光时，由于第三波段的光会被第一滤光部阻挡而无法入射到光电二极管，因此，可避免第三波段的光的影响，降低检测第一波段和第二波段的光的噪声，进而提高检测第一波段和第二波段的光的信噪比，使得第一PPG信号和第二PPG信号的检测更准确。同理，在光电探测器检测第三波段的光时，由于第一波段和第二波段的光会被第二滤光部阻挡而无法入射到光电二极管，因此，可避免第一波段和第二波段的光的影响，降低检测第三波段的光的噪声，进而提高检测第三波段的光的信噪比，使得第三PPG信号的检测更准确。如此，根据第一PPG信号、第二PPG信号和第三PPG信号检测的用户的生理特征的数据更准确。
[0023]在一些实施例中，PPG传感器包括光源组，光源组包括第一光源、第二光源和第三光源，多个光电探测器环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电探测器，其特征在于，包括：光电二极管，用于感测第一波段、第二波段和第三波段的光；至少一个第一滤光部，位于所述光电二极管上，用于透过所述第一波段和所述第二波段的光，并阻挡所述第三波段的光；以及至少一个第二滤光部，位于所述光电二极管上，用于透过所述第三波段的光，并阻挡所述第一波段和所述第二波段的光。2.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述第一波段在红光光谱之内，所述第二波段在红外光谱之内，所述第三波段在绿光光谱之内。3.如权利要求1或2所述的光电探测器，其特征在于，沿所述光电二极管的厚度方向上，所述至少一个第一滤光部在所述光电二极管上的投影的面积与所述至少一个第二滤光部在所述光电二极管上的投影的面积之比为1：(1.6～1.3)。4.如权利要求3所述的光电探测器，其特征在于，所述第一滤光部与所述第二滤光部的数量相同，沿所述光电二极管的厚度方向上，每一所述第一滤光部在所述光电二极管上的投影的面积与每一所述第二滤光部在所述光电二极管上的投影的面积之比为1：(1.6～1.3)。5.如权利要求1至4中任意一项所述的光电探测器，其特征在于，多个所述第一滤光部和多个所述第二滤光部呈矩阵排布为多行多列；所述多行多列中，每一行为一个所述第一滤光部和一个所述第二滤光部交替周期性重复排布，每一列为一个所述第一滤光部和一个所述第二滤光部交替周期性重复排布。6.如权利要求1至5中任意一项所述的光电探测器，其特征在于，沿所述光电二极管的厚度方向上，所述第一滤光部在所述光电二极管上的投影为矩形，所述第二滤光部在所述光电二极管上的投影为矩形。7.如权利要求6所述的光电探测器，其特征在于，沿所述光电二极管的厚度方向上，所述第一滤光部在所述光电二极管上的投影所形成的矩形的宽度与所述第二滤光部在所述光电二极管上的投影所形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭银炯，尚睿颖，刘炳鑫，蔡辛培，
申请(专利权)人：荣耀终端有限公司，
类型：发明
国别省市：