一种传感器的制作方法

文档序号:12293433阅读:288来源:国知局

本实用新型涉及一种光学传感器结构,更具体地,本实用新型涉及一种可用来测量人体心率以及距离的传感器。



背景技术:

随着科技的发展,可穿戴设备逐渐成为现代消费者的日常选择;为了准确测量人体信息,通常将心率传感器应用到手环或腕表中。其中心率传感器中的绿光LED为蓝宝石外延GaN LED。由于封装体积限制及耗电限制,绿光LED要求有较高的发光效率。然而由于InGaN/GaN系本身的缺点,绿光波段的发光效率远低于蓝光波段,这一现象被称为“green gap”。

这一问题产生的原因较为复杂,InGaN/GaN结构LED的波长主要由InGaN中In组分多少调制,In越多,波长越长。然而由于In越多InGaN晶格常数越大,InGaN/GaN晶格失配越严重,应力引入的极化效应会极大的降低电子与光子的复合效率。另一个原因是高In组分会极大地降低InGaN的材料质量,更多的缺陷导致更强的非辐射复合,同样会降低量子效率。

当该传感器应用到便携式设备中后,例如应用到手环中,为了进行脱腕检测,通常的解决方案为添加另外一颗LED,进行距离测试。当检测到反射面和传感器距离大于设定值的时候,则认为手腕已经脱离手环;从而发出命令,使传感器进入低功耗的待机状态。



技术实现要素:

本实用新型的一个目的是提供了一种传感器。

根据本实用新型的一个方面,提供一种传感器,包括衬底以及设置在衬底上的光学传感器芯片、LED芯片;在所述衬底上还设置有将所述光学传感器芯片、LED芯片光隔离的间隔部,以及分别将光学传感器芯片、LED芯片封装在衬底上的第一透光注塑体、第二透光注塑体;所述第二透光注塑体采用第一颜色光以及第二颜色光荧光胶;所述LED芯片经过第二透光注塑体发出的第一颜色光与光学传感器芯片构成了心率测试传感器;所述LED芯片经过第二透光注塑体发出的第二颜色光与光学传感器芯片构成了距离测试传感器。

可选的是,在所述衬底上还设置有壳体,所述壳体与衬底、间隔部分别围成了容纳光学传感器芯片的第一容腔,以及容纳LED芯片的第二容腔;在所述壳体上还分别设置有连通第一容腔、第二容腔与外界的光学窗口;所述第一透光注塑体、第二透光注塑体分别注塑在第一容腔、第二容腔内。

可选的是,所述第一透光注塑体、第二透光注塑体分别在各自的光学窗口位置形成有透镜结构。

可选的是,所述透镜结构呈圆弧状。

可选的是,所述壳体与间隔部是一体成型的。

可选的是,所述衬底为电路板或者陶瓷管壳。

可选的是,所述第一颜色光为绿光,所述第二颜色光为红光或红外光。

可选的是,所述LED芯片为蓝光LED芯片。

本实用新型的传感器,通过一个LED芯片即可发出两种不同颜色的光信号,其中一个光信号与光学传感器芯片配合到一起可用来测量人体的心率;另一个光信号与光学传感器芯片配合到一起可用来测量距离,例如当检测到传感器到反射面的距离大于阈值时,可认为传感器与人体脱离,此时可控制传感器进入低能耗模式,降低工作电流,采样频率等;当检测到反射面到传感器的距离小于阈值时,则唤醒传感器,开始测试心率。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述,本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例,并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型传感器的结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参考图1,本实用新型提供了一种传感器,包括衬底1以及设置在衬底1上的光学传感器芯片3、LED芯片4。本实用新型的衬底1可以采用本领域技术人员所熟知的电路板或者陶瓷管壳等,在电路板或者陶瓷管壳内预先设置有传感器的电路布图。本实用新型的光学传感器芯片3、LED芯片4均为本领域技术人员所熟知的光学芯片。

其中,光学传感器芯片3的光学区域用来感应光信号,例如可根据光线的波长、强度来使光学传感器芯片3发出不同的控制信号;本实用新型的LED芯片4可以采用蓝光LED芯片,蓝光LED芯片的光学区域用来发射蓝色波长的光信号,其可以是发光二极管等发光器件;当然本实用新型LED芯片4还可以采用其它波长的LED芯片,为了便于描述,下面以蓝光LED芯片为例进行说明。光学传感器芯片3、蓝光LED芯片均可通过本领域技术人员所熟知的方式安装在衬底1上,例如可通过贴装或者植锡球焊接的方式。

本实用新型的传感器,在所述衬底1上还设置有将所述光学传感器芯片3、蓝光LED芯片光隔离开的间隔部5,该间隔部5采用不透光的材质,其位于光学传感器芯片3、蓝光LED芯片之间,从而可以防止蓝光LED芯片发出的光信号直接被光学传感器芯片3感应到,使得光学传感器芯片3与蓝光LED芯片相互之间不会发生干扰。

在本实用新型的衬底1上还注塑有第一透光注塑体6、第二透光注塑体7,第一透光注塑体6将光学传感器芯片3封装在衬底1上,第二透光注塑体7将蓝光LED芯片封装在衬底1上。通过该两个透光注塑体可以实现两个光学芯片的保护,而且也不会影响到两个光学芯片发挥各自的功能。其中,本实用新型的第二透光注塑体7采用第一颜色光以及第二颜色光的荧光胶,该第一颜色光以及第二颜色光的荧光胶例如可以通过在胶体内添加第一颜色光以及第二颜色光的荧光剂得到,这属于本领域技术人员的公知常识。

在本实用新型一个具体的实施方式中,第一颜色光可以为绿光,第二颜色光可以为红光,例如可在胶体内添加绿光以及红光荧光粉,从而得到绿光以及红光荧光胶。当然,对于本领域的技术人员来说,第一颜色光、第二颜色光也可以是其它颜色。采用这种荧光胶将蓝光LED芯片覆盖起来,使得所述蓝光LED芯片发出的蓝色光信号,经过绿色、红外荧光体后可以向外界同时发出绿色以及红色的光信号。其中,所述蓝光LED芯片经过第二透光注塑体发出的绿光与光学传感器芯片3构成了心率测试传感器,用来测量人体的心率信息;所述蓝光LED芯片经过第二透光注塑体7发出的红光与光学传感器芯片3构成了距离测试传感器,用来测量反射面至传感器的距离。

这样,通过一个LED芯片即可发出两种不同颜色的光信号,其中一个光信号与光学传感器芯片配合到一起可用来测量人体的心率;另一个光信号与光学传感器芯片配合到一起可用来测量距离,例如当检测到传感器到反射面的距离大于阈值时,可认为传感器与人体脱离,此时可控制传感器进入低能耗模式,降低工作电流,采样频率等;当检测到反射面到传感器的距离小于阈值时,则唤醒传感器,开始测试心率。

本实用新型的传感器,还可以在衬底1上设置有壳体2,所述壳体2与衬底1、间隔部5分别围成了容纳光学传感器芯片3的第一容腔,以及容纳LED芯片4的第二容腔。本实用新型壳体2优选与间隔部5通过注塑的方式一体成型,将所述壳体2粘结在衬底1上,从而形成了不透光的外部封装结构。为了不影响光学传感器芯片3、LED芯片4各自的功能,在所述壳体2上还分别设置有连通第一容腔、第二容腔与外界的光学窗口9,LED芯片4发出的光信号经过其光学窗口向外传播,而光学传感器芯片3则感应从其光学窗口进入的光信号。

在注塑的时候,可通过两个光学窗口将第一透光注塑体6、第二透光注塑体7分别注塑在第一容腔、第二容腔内,从而分别将光学传感器芯片3、LED芯片4封装在衬底1上。优选的是,所述第一透光注塑体6、第二透光注塑体7分别在各自的光学窗口位置形成有透镜结构8,该透镜结构8可以呈半球状或者圆弧状,其可以作为光信号出入的光学镜头,以提高光信号出、入的强度,最终提高了光学传感器芯片3、LED芯片4的灵敏度和分辨率。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

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