脉搏波传感器和可穿戴电子设备的制造方法_2

文档序号:10172979阅读:来源:国知局
)制成。模组组装的过程一般是将光学传感器11和光源13通过表面贴装技术(SMT)焊接到基板10上,然后制作光隔离层12,最后固定保护盖板15和制作密封圈14。由于保护盖板15在实际产品中是外漏在外,以用于接触人体的相应部分,故需要确保整个模组长期完好密封,因此模组的封装难度较高,模组的整个组装工艺较复杂,成本较高。
[0043]为此,本实用新型提供一种脉搏波传感器,所述脉搏波传感器的所述感光单元具有透光区域和非透光区域,因此可以将光源置于光学传感器底部,使得这个模组结构简单,紧凑,厚度减小,并且可靠性好,同时成本降低,适合大规模生产使用。
[0044]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
[0045]本实用新型实施例提供一种脉搏波传感器,请参考图3。所述脉搏波传感器包括光源21和光学传感器。光学传感器位于所述光源21上方。所述光学传感器具有保护基板22,保护基板22上表面用于接触人体的感测部位,如图3中,保护基板22上表面被手指23直接接触。保护基板22下表面具有多个感光单元(未示出),所述感光单元具有透光区域和非透光区域,所述光源21发出的光线能够从所述透光区域透过所述光学传感器。虽然图3中未显示出所述透光区域和非透光区域,但是图3示出,光源21发出的发射光线211能够透过所述光学传感器而到达手指23,发射光线211能够照射进入手指23,并经过手指23内的血管和血液等的反射、散射和折射,产生反射光线212反射回来,重新透过保护基板22,并进入光学传感器11的所述感光单元,这部分反射光线132被所述感光单元吸收,并发生光电转化,再通过模数转化形成数字信号。保护基板22还具有引脚或引线(图3中未画出),通过此引脚或引线实现数字信号的传输和对脉搏波传感器的供电。人体血液在血管中随着心跳而发生涌动,涌动时,血管中的血液量会变化,所以,手指23中血管和血液等对光的吸收、反射、散射、折射就会有变化,进而使返回光212的强度发生变化,由此,就可以利用光学传感器21得到的数字信号得出脉搏波的信号。
[0046]本实施例中,保护基板22由透光材质制作而成,以保证所述光学传感器能够透过光源21发出的光线。
[0047]本实施例提供的脉搏波传感器中,由于所述感光单元具有透光区域和非透光区域,因此可以将光源置于光学传感器底部,使得这个模组结构简单,紧凑,厚度减小,并且可靠性好,同时成本降低,适合大规模生产使用。
[0048]本实用新型另一实施例提供另一种脉搏波传感器,请参考图4至图8。
[0049]图4是本实施例所提供的脉搏波传感器的俯视结构示意图,图5为图4所示结构沿BB’点划线剖切得到的剖面结构示意图。
[0050]请参考图4和图5,所述脉搏波传感器包括光学传感器(未标注),所述光学传感器包括保护基板30,所述光学传感器还包括制作在保护基板30内表面的多个感光单元(未标注)。保护基板30上表面用于接触人体的感测部位,即保护基板30上表面用于与人体的感测部位直接接触。所述感测部位可以为手指指纹部位或者手臂血管集中部位等,从而保证所述脉搏波传感器能够对相应的脉搏波进行感测。由于保护基板30上表面用于接触人体的感测部位,因此,图4所示在俯视图中,保护基板30位于整个所述脉搏波传感器的最上层,所述脉搏波传感器的其它结构位于保护基板30的下方(可结合参考图5),因此,图4中,其它结构被保护基板30覆盖,这些被覆盖结构的边框以虚线表示,如图4所示。
[0051]本实施例中,保护基板30的下方制作有多个感光单元(未标注),全部所述感光单元所在的区域为感光器件区31。本实施例后续内容对所述感光单元的结构进行进一步的说明。需要说明的是,其它实施例中,所述感光单元的个数可以根据需要进行设置,本实用新型对此不作限定。
[0052]请继续参考图4和图5,所述脉搏波传感器还包括导光板32、密封部件33、光源34(请参考图5)、柔性电路板35和传感器芯片36。其中,如图5所示,光源34内嵌在导光板32中。所述光学传感器位于导光板32上方,即所述光学传感器位于光源34上方。柔性电路板35—端绑定在保护基板30内表面的外围连接区300(如图4中虚线框所示),并且柔性电路板35—部分弯折至导光板32下方。密封部件33将弯折至导光板32下方的所述柔性电路板35与所述保护盖板之间密封成一个容置空间(未标注)。光源34、所述感光单元和导光板32位于所述容置空间内。在图4看到,俯视方向上,所述光源34和导光板32均被密封部件33包围,因而,整个感光器件区31也被密封部件33包围。并且在图5所示剖面上,感光器件区31位于导光板32上表面,即感光器件区31位于导光板32和保护基板30之间(感光器件区31位于保护基板30内表面),从而保证感光器件区31内的全部所述感光单元都能够接收到从人体感测部位反射回来的相应反射光线。所述传感器芯片36固定在柔性印刷板35表面,具体固定在柔性电路板35靠近外围连接区300的表面。
[0053]本实施例中,保护基板30可以由透光材料制作而成,具体材料可以为玻璃、石英、
蓝宝石或者塑料等。
[0054]本实施例中,密封部件33可以为非完全吸光的热敏胶、压敏胶、光敏胶或橡胶(所述橡胶为具有粘性的橡胶),从而使所述容置空间与外界隔绝,防止水气和静电影响光源34、导光板32和相应的感光单元等结构。
[0055]本实施例中,柔性电路板35电连接至系统板(未示出),所述系统板可以是所述脉搏波传感器本身的主系统板,也可以是具有此脉搏波传感器的电子产品的主系统板。柔性电路板35电连接引脚或引线,并通过这些引脚或引线电连接系统板,从而通过所述系统板实现数字信号的传输和对所述脉搏波传感器的供电。
[0056]本实施例中,柔性电路板35可以通过玻璃上薄膜工艺(film on glass,FOG)压合在保护基板30内表面的外围连接区300。具体的,可以通过各向异性导电胶(AnisotropicConductive Film,ACF),实现电连接和机械固定。
[0057]本实施例中,柔性电路板35上的传感器芯片36用于将感光器件区31的各感光单元电信号读出,可以采用表面贴装技术(Surface Mount Technology,SMT)将传感器芯片36固定在柔性电路板35上。
[0058]本实施例中,虽然光源34内嵌在导光板32中,但同时光源34的底部还焊接在柔性电路板35上,以通过柔性电路板35对光源34进行供电和控制。本实施例的光源34具体可以为LED灯,其它实施例中,光源34也可以采用其它结构。
[0059]需要说明的是,其它实施例中,当整个光学传感器的面积较小时,例如当所述光学传感器的面积小于2mm X 2mm时,也可以不需要设置导光板32,而是直接将相应的光源34置于所述光学传感器的正下方。此时由于所述光学传感器面积较小,因此不需要导光板32也能满足光均匀性的要求。或者,也可以将相应的光源34置于所述光学传感器的下方,同时用透光的胶体材料填充光源34和所述光学传感器之间,以便实现光的扩散和有效传输。
[0060]需要说明的是,其它实施例中,所述脉搏波传感器还可以包括加强基板(未示出),所述加强基板与弯折至导光板32下方的所述柔性电路板35固定在一起,从而加强柔性电路板35的支撑强度,使所述容置空间保持稳定。
[0061]请结合参考图6和图7,图6为所述脉搏波传感器中光学传感器的电性原理图,图7为图6原理图对应器件结构的俯视图。图6和图7中,为了方便显示,将保护基板30的下表面朝上设置,以更好地显示其中的感光单元。
[0062]本实施例中,感光单元可以呈规整的行列排布,如图6所示。每个感光单元均具有透光区域(未标注)和非透光区域(未标注)。具体的,本实施例所述感光单元包括光电二极管311,光电二极管311位于所述非透光区域。并且,所述感光单元还可以包括半导体功能器件和导线(所述导线包括引线和外围走线),所述功能器件可以为作为开关器件的场效应晶体管等。
[0063]请继续参考图6,本实施例中,各感光单元可以由引线312、引线313和引线314电连接到外围连接区300,从而实现与柔性电路板35的电连接。感光器件区31中,除了光电二极管311这些需要用于接收人体反射光线的部分外,其它部分均可以采用透光材质制作,从而保证透光区域的面积较大,进而保证所述光源34发出的大多数光线能够从所述透光区域透过所述光学传感器。即本实施例使得所述感光单元中,除了光电二极管311、相应的功能器件和导线所在区域以外,其它
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