光学组件及光电检测装置的制作方法

本发明属于健康监测技术领域，特别是涉及一种光学组件及光电检测装置。

背景技术：

随着可穿戴装备的发展以及利用反射式光电法检测心率和血氧饱和度的技术相对成熟，用反射式光电法检测心率和血氧饱和度的技术应用越来越广泛。利用该技术设计的光电检测装置结构简单，可以直接穿戴在用户身上，实时检测用户的心率和血氧饱和度信号，为运动和健康监测实时提供数据支持。

但是在现有的光电检测装置的检测过程中，装置的检测传感器与用户皮肤间常存在空隙无法紧密接触，环境光容易通过空隙进入检测传感器并对检测结果形成干扰；同时检测传感器与皮肤不能紧密接触容易造成用户在运动过程中皮肤和检测传感器之间产生位移，从而对光电检测装置的检测结果造成干扰，使光电检测装置检测数据的准确率下降。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对现有的光电检测装置的检测传感器与人体皮肤间存在空隙，使光电检测装置检测数据的准确率下降的技术问题，提供一种光学组件及光电检测装置。

为解决上述技术问题，一方面，本发明实施例提供了一种光学组件，包括光源柱、感光柱以及设置在所述光源柱和所述感光柱之间的隔光件；所述光源柱和所述感光柱均为光学硅胶柱；

所述光源柱的两端分别形成光源柱入射面和光源柱出射面，由所述光源柱入射面进入所述光源柱的入射光通过所述光源柱出射面聚集射向人体软组织；

所述感光柱的两端分别形成感光柱入射面和感光柱出射面，经所述人体软组织反射的光由所述感光柱聚集后，由所述感光柱出射面射出；

所述隔光件用于隔离所述入射光对所述感光柱的直射和散射。

可选地，所述光源柱出射面为弧面，所述感光柱入射面为弧面。

可选地，所述隔光件的两端突出于所述光源柱和所述感光柱之间的缝隙。

可选地，所述感光柱与所述光源柱底部平齐；

所述隔光件、所述光源柱以及所述感光柱顶部平齐。

可选地，所述隔光件相对所述感光柱的一侧壁与所述感光柱无缝拼接；

所述隔光件相对所述光源柱的一侧壁与所述光源柱无缝拼接。

可选地，所述光源柱的横截面积小于所述感光柱的横截面积。

另一方面，本发明实施例还提供了一种光电检测装置，包括传感器、光源、电路板、遮光罩以及上述的光学组件；所述电路板分别与所述传感器和所述光源电连接；

所述遮光罩内侧形成感光区和光源区，所述传感器设置在所述感光区内，所述光源设置在所述光源区内；

所述光源柱的顶端与所述光源区相接，所述感光柱的顶端与所述感光区相接；

所述光源柱入射面的中心对准所述光源的中心，所述感光柱出射面的中心对准所述传感器的中心。

可选地，所述遮光罩为不透光硅胶件。

可选地，所述光电检测装置还包括外壳，所述光源柱出射面和所述感光柱入射面突出于所述外壳的底面，所述电路板、所述传感器、所述光源以及所述遮光罩设置在所述外壳内。

可选地，所述隔光件与所述遮光罩一体成型。

根据本发明实施例的光学组件及光电检测装置，其有益效果在于：

(1)采用光学硅胶作为光源柱和感光柱的材料，可有效提高入射光的透光率，且光学硅胶有一定弹性，与人体接触时可增大光学组件与人体皮肤之间的摩擦力和接触面积，从而降低运动时光学组件与人体皮肤之间的位移。

(2)光源柱将入射光经光源柱出射面聚集射向人体软组织，减少入射光的散射。

(3)隔光件可以有效隔离入射光对感光柱的直射和散射。

(4)感光柱将经人体软组织反射的光聚集，增强由感光柱出射面射出的光的强度。

(5)可有效降低光电检测装置在检测过程中的信号干扰，提高心率检测和血氧饱和度检测的数据准确率。

(6)将光源柱入射面的中心对准光源的中心，使光源射出的入射光更好的穿过光源柱，以利于入射光的聚集，减少散射。

(7)将感光柱出射面的中心对准传感器的中心，使经人体软组织反射的光更好的由感光柱聚焦到传感器上，同时隔离环境光。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的光电检测装置的示意图；

图2是图1中光学组件的示意图。

说明书中的附图标记如下：

1、电路板；

2、传感器；

3、光源；

4、遮光罩；

5、光学组件；501、光源柱；502、感光柱；503、隔光件；

6、外壳。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，本发明一实施例提供的光电检测装置，包括电路板1、传感器2、光源3、遮光罩4以及光学组件5。电路板1分别与传感器2和光源3电连接。遮光罩4内侧形成感光区和光源区，传感器2设置在所述感光区内，光源3设置在所述光源区内。

在一实施例中，光学组件5包括光源柱501、感光柱502以及设置在光源柱501和感光柱502之间的隔光件503，光源柱501和感光柱502均为光学硅胶柱。光源柱501的两端分别形成光源柱入射面和光源柱出射面，感光柱502的两端分别形成感光柱入射面和感光柱出射面。隔光件503用于隔离入射光对感光柱502的直射和散射。

当将该光电检测装置佩戴于人体上时，由所述光源柱入射面进入光源柱501的入射光(由光源3发出)通过所述光源柱出射面聚集射向人体软组织，经所述人体软组织反射的光由感光柱502聚集后，由所述感光柱出射面射出。

在一实施例中，光源柱501的顶端与所述光源区相接，感光柱502的顶端与所述感光区相接。光源柱501入射面的中心对准光源3的中心，感光柱502出射面的中心对准传感器2的中心。

可以理解的，通过电路板1可以控制光源3将接收到的电信号转换成光信号并发出入射光，入射光由光源柱501聚集射入人体软组织，并在人体软组织内发生散射形成散射光；散射光从人体软组织射出后，经感光柱502聚集并射出至传感器2，传感器2可将感测到的光信号转换成电信号输送至电路板，从而得到用户的心率和血氧饱和度数据。

在一实施例中，如图1和图2所示，光源柱501出射面为弧面，感光柱502入射面为弧面。通过设置光源柱501和感光柱502上的弧面，以利于光的聚集，减少光的散射。

在一实施例中，隔光件503的两端突出于光源柱501和感光柱502之间的缝隙。此时，隔光件503将完全隔离光源柱501和感光柱502，同时增强对入射光的直射和散射的隔离效果。

在一实施例中，感光柱502与光源柱501底部平齐，所述隔光件503、光源柱501以及感光柱502顶部平齐。通过设置隔光件503的位置增强隔光件503的隔光效果。

在一实施例中，隔光件503相对感光柱502的一侧壁与感光柱502无缝拼接，隔光件503相对光源柱501的一侧壁与光源柱501无缝拼接。通过减小隔光件503与感光柱502以及光源柱501之间的缝隙增强隔光件503的隔光效果。

在一实施例中，光源柱501的横截面积小于感光柱502的横截面积。

在一实施例中，如图1所示，遮光罩4为不透光硅胶件。光电检测装置还包括外壳6，光源柱出射面和感光柱入射面突出于外壳6的底面，电路板1、传感器2、光源3以及遮光罩4设置在外壳6内。可以理解的，外壳6将对设置在其内部的电路板1、传感器2、光源3以及遮光罩4起固定和保护作用，防止部件磨损。此外，由于光源柱501和感光柱502是硅胶材料制成，而硅胶具有弹性，将光源柱出射面和感光柱入射面突出于外壳6的底面，可以保证光电检测装置在于人体接触时的舒适度，避免因外壳6压迫皮肤而造成的不适。

在一实施例中，如图1所示，隔光件503与遮光罩4一体成型。当然，在一些实施例中，隔光件503与遮光罩4也可以是独立的两个部件，隔光件503固定连接在遮光罩4上。

在一实施例中，光电检测装置还设有一控制光电检测装置开关的控制按钮(图中未示出)。

在光电检测装置的使用过程中，用户可将该光电检测装置固定在耳部、指部、腕部或头部等部位。启动所述控制按钮，该光电检测装置将通过光源3将电路板1的电信号转换成光信号并发射出入射光，入射光将经光源柱501聚集射入人体软组织，并在人体软组织内形成散射光。散射光由人体软组织射出并经感光柱502聚焦到传感器2上，通过电路板1控制传感器2对聚焦到传感器2上的散射光进行感测，传感器2将感测到的光信号转换成电信号传递给电路板1，从而得到用户的心率检测和血氧饱和度检测的数据。

根据本实施例提供的光学组件5及光电检测装置，其有益效果在于：

(1)采用光学硅胶作为光源柱501和感光柱502的材料，可有效提高入射光的透光率，且光学硅胶有一定弹性，与用户接触时可增大光学组件5与用户皮肤之间的摩擦力和接触面积，从而降低运动时光学组件5与用户皮肤之间的位移。

(2)光源柱501将入射光经光源柱出射面聚集射向人体软组织，减少入射光的散射。

(3)隔光件503可以有效隔离入射光对感光柱502的直射和散射。

(4)感光柱502将经人体软组织反射的光聚集，增强由感光柱出射面射出的光的强度。

(5)可有效降低光电检测装置在检测过程中的信号干扰，提高心率检测和血氧饱和度检测的数据准确率。

(6)通过设置光源柱501相对光源3的位置，将光源柱入射面的中心对准光源3的中心，使光源3射出的入射光更好的穿过光源柱501，同时有利于入射光的聚集，减少散射。

(7)通过设置感光柱502相对传感器2的位置，将感光柱出射面的中心对准传感器2的中心，使经人体软组织反射的光更好的由感光柱502聚焦到传感器2上，同时隔离环境光。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。