[实用新型]一种改进型反射式光电传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种改进型反射式光电传感器。

背景技术

传感器测量脉率和血氧饱和度的原理被称为光学体积描记法(PPG)，换句话说，光学测量的是血管中血流量变化。这种方法利用这个原理：动脉中输送的血流量随心脏泵送周期呈现有规律的变化。心脏有节奏地按一定周期泵血(心脏收缩)和抽血(心脏舒张)。这意味着在心脏收缩阶段会有更多的血流经动脉，在心脏舒张阶段血流则较少。通过测量身体某个特定部位的血流量变化，就可以从被测信号的周期性得到脉率。

血流量的测量依据的是血液中的血红蛋白吸收光线的能力(如图1所示)。传感器由彼此紧邻放置的光源和检测器组成，测量时需直接放在皮肤上。发出的光渗透进皮肤、组织和血管，并被吸收、发射和反射。检测器记录的反射光强度将根据流经动脉的血流量变化而变化(如图2所示)。反射光脉搏测量原理如下：传感器发出的光透过皮肤和组织，一部分被吸收，一部分被反射回检测器。因为动脉中的血流量随心脏的每次跳动会有所变化，因此光线被吸收的量以及检测器收到的信号强度也会随之发生改变。

然而，在测试的过程中有多个影响PPG信号质量因素，如PPG信号的分析是最重要的环节，需要从采样数据中抽取部分信号用于心率统计，当然不可避免其信号也包括环境光，静脉等组织和动态噪声，这些因素限制了心率信号的质量。

故一种可以有效降低周围环境光影响，准确测出脉率的一种改进型反射光电传感器亟待提出。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种改进反射光电传感器，该传感器结构简单，可以有效降低周围环境光的影响，准确测出脉率。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种改进型反射式光电传感器，包括基板，还包括：遮光框，设置于基板上，遮光框将基板划分为三个互不相通的第一光学发射区、第二光学发射区以及光学感应区；LED，设置于第一光学发射区和第二光学发射区，用于发射光；光电传感器，设置于光学感应区，用于接受反射光。

本实用新型一种新型反射式光电传感器结构简单，大大简化了光学结构，易于设计和量化生产，并且采用遮光框压合上或贴合上基板，遮光框将基板分成了互不相通的三个区域，可以有效避免LED光对侦测的影响，且设置的两个光学发射区可以有效提高LED发光面积，保证测量的准确性。

在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：

作为优选的方案，第一光学发射区和第二光学发射区分别设置于光学感应区的相对两侧。

采用上述优选的方案，保证第一光学发射区和第二光学发射区互不影响干扰，且便于光学感应区接收反射光，进行光学检测。

作为优选的方案，在第一光学发射区、第二光学发射区和光学感应区的四周均设置有遮光框。

采用上述优选的方案，可以有效消除周围环境光对侦测的影响。

作为优选的方案，光电传感器为搭载有窄带滤光薄膜的光电二极管，窄带滤光薄膜贴附于该光电二极管表面，或光电传感器为搭载有窄带滤光片的光电二极管，窄带滤光片设置于光学感应区的上方。

采用上述优选的方案，光电二极管搭载了窄带滤光薄膜或窄带滤光片，能够降低周围环境光干扰影响，准确测出脉搏波。

作为优选的方案，在LED上封装有胶体，且该胶体的截面呈凹形或胶体的表面呈平面。

采用上述优选的方案，设置于LED上凹形的胶体保证LED发光面积相对集中，胶体的表面呈平面更便于生产。

作为优选的方案，在光电传感器上封装有胶体，且该胶体的截面呈凸形或胶体的表面呈平面。

采用上述优选的方案，设置于光电传感器上凸形的胶体有利于反射光的汇聚，增强侦测敏感度，胶体的表面呈平面更便于生产。

作为优选的方案，在光学感应区设置有一个、两个或四个光电传感器；设置为一个光电传感器时，在该光电传感器芯片内设有一个、两个或四个光电感应面，设置为两个光电感应面时，两个光电感应面呈L形设置；设置为四个光电感应面时，四个光电感应面呈“口”字形设置；设置为两个光电传感器时，两个光电传感器呈L形设置；设置为四个光电传感器时，四个光电传感器呈L形设置。

采用上述优选的方案，一个光电传感器成本低，而采用两个呈L形分布设置的光电传感器或四个呈“口”字形分布设置的光电传感器可以有效增大光感应面积，且考到血流方向对侦测精度的影响，有效消除后端放大器所产生的噪声，消除动态误差，准确度高。而一个光电传感器芯片内设有一个、两个或四个光电感应面，其结构更精密，且也可以起到消除动态误差的效果。