手持电子设备的心率感应芯片模组的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子设备领域，特别涉及手持电子设备的心率感应芯片模组。
【背景技术】
[0002]随着电子设备技术的发展，手机的功能越来越强大，已成为人们随身携带必不可少的日常用品。这就要求手机的续航时间更长，性能更稳定。通常，提高手机电池的续航时间，延长待机时间，可通过两种方式，一是增加电池电量，二是减少手机耗电量。本领域技术人员都知道，手机的液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称“IXD”)是耗电量最多的部件之一，如能减少LCD的耗电量，可有效增加手机待机时间。另外，对于目前带触摸屏的手机所采用的电容触摸屏，在通话时时常会出现脸部、耳部触碰到屏幕而造成误操作。面对诸如上述问题，急需改进手机的性能以获得更好的用户体验。红外接近传感器可以有效解决以上问题，可以起到节省电量并避免手机屏幕发生误操作。
[0003]而且随着科技的发展越来越多的新功能被集成在手机等手持电子设备中，比如指纹识别，无线充电，红外遥控等。科技的创新，脉搏测试不再局限于传统的人工测试法或听诊器测试法，脉搏测量可利用电子仪器测量出精度更高的数据。人体脉搏信号中包含丰富的生理信息，也逐渐引起了临床医生的很大兴趣，达到了方便、快捷、准确测量脉搏的目的。随着电子测量技术的迅速发展，现代电子测量仪器以极快的速度向数字化、自动化的方向发展。制成的脉搏测量仪器性能良好，结构简单，因此对脉搏波采集和处理具有很高的医学价值和应用前景。电子手持设备强大的CPU处理能力，就给我们提供了更好的将心率测试功能集成在电子手持设备上的基础及环境。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种手持电子设备的心率感应芯片模组，功耗低、操作简单、高精度的光学感应器。可实现多种工作模式，并根据不同模式的检测结果控制设备的工作状态，能够起到节省电池和防止误操作的效果。另外感应器发射出的红外光透过手指皮肤，经过血管反射，红外心率传感器可以通过人的手指血管对红外光反射的能量变化(或者周期变化)来计算出人的心率。便于人们随时，随地可以对自己的心率进行测试，监测自己的身体健康状况。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式公开了一种手持电子设备的心率感应芯片模组，包括传感器组、红外发光二极管、传感选通器、模数转换器和数字信号处理器;
[0006]传感器组包括红外接收传感器和红外心率传感器；
[0007]红外发光二极管发射红外信号，红外接收传感器探测反射回来的红外信号；
[0008]传感选通器的输入端与传感器组连接，传感选通器的输出端与模数转换器连接；
[0009]传感选通器根据工作模式选通一路传感器的模拟信号，经模数转换器转换后交由数字信号处理器处理。
[0010]本实用新型实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于:
[0011]本实用新型手持电子设备的心率感应芯片模组内部集成红外接近传感器、红外心率传感器和红外发光二极管，并通过传感选通器选择其中一路传感器，功耗低、操作简单，可实现多种工作模式。相应地根据不同模式的检测结果控制设备的工作状态，感应器控制红外发光二极管发射出的红外光透过手指皮肤，经过血管反射，红外心率传感器可以通过人的手指血管对红外光反射的能量变化来计算出人的心率。便于人们随时、随地可以对自己的心率进行测试。
[0012]进一步地，手持设备可以通过I2C控制接口对传感器设置成不同工作模式，包括心率感应测试模式下传感器的分辨率、侦测时间、红外发光二极管的发光时间等。
[0013]进一步地，控制寄存器存储通过I2C接口传输的数字控制和数据，并提供给所述数字信号处理器进行处理。
[0014]进一步地，红外驱动器可以用于驱动红外发光二极管发射脉冲。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型第一实施方式中一种手持电子设备的心率感应芯片模组的结构示意图；
[0016]图2是本实用新型第二实施方式中一种手持电子设备的心率感应芯片模组的内部框架图；
[0017]图3是本实用新型第二实施方式中一种手持电子设备的心率感应芯片模组的原理图；
[0018]图4是本实用新型第二实施方式中一种手持电子设备的心率感应芯片模组的封装外形图。
【具体实施方式】
[0019]在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
[0020]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。
[0021]本实用新型第一实施方式涉及一种手持电子设备的心率感应芯片模组。图1是该手持电子设备的心率感应芯片模组的结构示意图。
[0022]具体地说，如图1所示，该手持电子设备的手势感应系统包括传感器组、红外发光二极管、传感选通器、模数转换器和数字信号处理器。
[0023]传感器组包括红外接近传感器和红外心率传感器。
[0024]红外发光二极管发射红外信号，红外接近传感器和红外心率传感器探测反射回来的红外信号。优选地，还包括红外驱动器，红外驱动器与红外发光二极管连接。
[0025]传感选通器的输入端与传感器组连接，传感选通器的输出端与模数转换器连接。
[0026]传感选通器根据工作模式选通一路传感器的模拟信号，经模数转换器转换后交由数字信号处理器处理。优选地，模数转换器包括参考电压设置部件，参考电压设置部件与模数转换器连接。
[0027]传感器组根据工作模式的需要，对内部集成的多种器件，包括红外接近传感器、红外心率传感器进行选通。手持电子设备的心率感应芯片模组相应地具有多种工作模式:待机模式、接近传感模式和心率传感模式。待机模式下传感器组处于休眠状态，待机功耗为IuA ;接近传感模式下红外接近传感器检测红外反射信号强度，接近距离感应灵敏度达O至10厘米；心率传感模式下，根据红外心率传感器侦测的遇到手指血管和皮肤反射的红外反射信号的周期变化计算出人体的心率。可侦测范围为30-150次/分钟。
[0028]优选地，本实用新型手持电子设备的心率感应芯片模组还包括I2C接口。手持电子设备的心率感应芯片模组的数字控制和数据传输通过该I2C接口实现。
[0029]通过I2C接口可以设置不同工作模式下的参数，包括接近传感模式下接近传感器的分辨率、侦测时间，以及接近和心率感应下红外发光二极管的发光时间。控制寄存器存储通过I2C接口传输的数字控制和数据，并提供给数字信号处理器进行处理。红外驱动器可以用于驱动红外发光二极管发射脉冲。
[0030]I2C接口的时钟频率为10KHz或者400KHz。
[0031]此外，可以理解，在本实用新型的其他实施方式中，I2C接口的时钟频率也可以根据需要调整为其他频率，而不局限于10KHz或者400KHz。
[0032]优选地，本实用新型手持电子设备的心率感应芯片模组还包括控制寄存器，控制寄存器与I2C接口和数字信号处理器连接。
[0033]优选地，本实用新型手持电子设备的心率感应芯片模组还包括中断引脚，手持电子设备的心率感应芯片模组通过中断的方式向系统上报数据。中断引脚可以通过I2C接口设置为边沿触发模式或者电平触发模式。
[0034]此外，可以理解，在本实用新型的其他实施方式中，也可以通过轮询或者其他方式向系统上报数据，而不仅限于中断的方式。比如通过I2C接口进行数据通讯。上报红外发射原始数据。
[0035]优选地，本实用新型手持电子设备的心率感应芯片模组还包括振荡器和上电复位部件。
[0036]振荡器与手持电子设备的心率感应芯片模组中需要提供工作时钟的部件相连接。
[0037]上电复位部件用于手持电子设备的心率感应芯片模组的上电复位。
[0038]本实用新型手持电子设备的心率感应芯片模组内部集成红外接近传感器、红外心率传感器和红外发光二极管，并通过传感选通器选择其中一路传感器，功耗低、操作简单，可实现多种工作模式。相应地根据不同模式的检测结果控制设备的工作状态，能够起到节省电池、和防止误操作的效果，以及能够随时进行个人心率的测试。
[0039]本实用新型第二实施方式涉及一种手持电子设备的心率感应芯片模组，图2至图4分别是该手持电子设备的心率感应芯片模组的芯片内部框架图、设计原理图和封装外形图。
[0040]本心率传感系统ePL2182(手持电子设备的心率感应芯片模组)内部集成接近传感器(PS)，心率传感器(HS)和红外LED发射灯。
[0041]PS是在芯片内嵌了一颗红外LED，在接近的时候将反射回来的红外信号转化为数字信号；并且接近检测不会受到540纳米的太阳光的影响。通过判断反射回来的能量强度来驱动设备控制器控制LCD的背光和触摸屏传感器工作状态。通话时，当设备靠近耳朵或者其它反射面的时候，就可以关掉LCD背光和触摸屏传感器，这样既可以达到节省电池电量，又能够防止对触摸屏的误操作。接近传感器，也可以通过手部在屏幕前挥动来唤醒设备。
[0042]心率传感器是一种功耗低、操作简单，高精度的光学感应器。感应器发射出的红外光透过手指皮肤，经过血管反射，红外心率传感器可以通过人的手指血管对红外光反射的能量变化来计算出人的心率。便于人们随时、随地可以对自己的心率进行测试，更加便利的关注自身健康。我们可以将该系统应用到智能手机、智能手表、穿戴设备、平台电脑等便携手持设备。我们可以在任何使用该设备时，对自身心率进行测试、监控。
[0043]如图2所示，红外接近传感器，心率传感器分别由图中两个探头来实现。分别为DetectorO和Detectorl.DetectorO用来对红外接近(PS