本發(fā)明涉及一種感測器模組及具有感測模組的穿戴裝置，特別是涉及一種光感測器模組及具有該光感測器模組的穿戴裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代人注重健康管理的觀念與穿戴裝置的盛行，讓運(yùn)動(dòng)手表、手環(huán)等健康相關(guān)的穿戴裝置更為蓬勃發(fā)展?，F(xiàn)有的智能手環(huán)大多采用非侵入方式量測人體的相關(guān)健康資訊，此方式具有易于取得資料及不受人體型態(tài)限制的優(yōu)點(diǎn)。

一般來說，常見的非侵入方式多為采用光學(xué)方式量測，例如已于市面上販?zhǔn)鄣?7度手環(huán)，即是通過手環(huán)內(nèi)的一個(gè)發(fā)光件發(fā)光入射至使用者的皮膚中，再通過皮膚內(nèi)的皮膚組織將該發(fā)光件發(fā)出的光反射回手環(huán)內(nèi)的一個(gè)光接收件，并傳至手環(huán)內(nèi)的一個(gè)處理器進(jìn)行分析處理。

由于該發(fā)光件發(fā)出的光為向四面八方散開，且該發(fā)光件與該光接收件均設(shè)置于同一平面上，因此，反射的光線并無法有效的進(jìn)入該光接收件，此外，因?yàn)樵摪l(fā)光件往側(cè)向發(fā)出的光也會(huì)進(jìn)入該光接收件，而影響量測與分析的誤差。因此，為了避免該發(fā)光件發(fā)出的光干擾該光接收件，會(huì)進(jìn)一步地于相鄰的該發(fā)光件與該光接收件之間形成一層黑色擋光墻以避免非量測光線對該光接收件的影響。然而，仍無法避免反射的光線無法有效的進(jìn)入該光接收件的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種可提升收光效率的光感測器模組。

本發(fā)明該光感測器模組，包含：一個(gè)支撐架、一個(gè)接收單元，及兩個(gè)發(fā)光單元。

該支撐架包括一個(gè)板體，及兩個(gè)位于該板體的相對兩側(cè)，并與該板體成一角度設(shè)置的側(cè)板體。

該接收單元包括一個(gè)設(shè)置于該板體上的光接收件，及一層包覆該 光接收件并連接該側(cè)板體的第一擋光層，該光接收件具有一個(gè)位于該側(cè)板體相反側(cè)的收光面，該第一擋光層具有一個(gè)對應(yīng)該收光面的開口。

該發(fā)光單元分別設(shè)置于所側(cè)板體上而位于該光接收件的相對兩側(cè)，該每一個(gè)發(fā)光單元包括至少一個(gè)具有一出光面的發(fā)光件，定義一條垂直該光接收件的該收光面的第一直線，該第一直線，該每一個(gè)發(fā)光單元發(fā)出的光是往該第一直線集中。

本發(fā)明的光感測器模組，該每一個(gè)發(fā)光單元還包括一個(gè)第二透明封裝膠，及一層第二擋光層，該第二透明封裝膠包覆該至少一個(gè)發(fā)光件，該第二擋光層包覆位于該發(fā)光件周面的該第二透明封裝膠，并具有一個(gè)對應(yīng)該發(fā)光件的出光面的開口，該第二透明封裝膠的一個(gè)第二頂面由該開口露出。

本發(fā)明的光感測器模組，該每一個(gè)發(fā)光單元還包括一個(gè)設(shè)置于該第二透明封裝膠的該第二頂面的透鏡。

本發(fā)明的光感測器模組，該接收單元還包括一個(gè)包覆該光接收件的第一透明封裝膠，該第一擋光層包覆位于該光接收件周面的該第一透明封裝膠，并讓該第一透明封裝膠的一個(gè)第一頂面露出，而形成對應(yīng)該收光面的該開口。

本發(fā)明的光感測器模組，該板體具有兩相對的板體部，該光接收件設(shè)置于其中一個(gè)板體部上，該每一個(gè)側(cè)板體具有兩個(gè)側(cè)板體部，及兩分別由所述側(cè)板體部朝所述板體部延伸而與該第一擋光墻相連接的橋接部，所述橋接部分別于所述板體部的相對兩側(cè)成一角度設(shè)置。

本發(fā)明的光感測器模組，該板體還具有兩分別由所述板體部相異于該側(cè)板體的相對兩側(cè)延伸的第一折腳部，該每一個(gè)側(cè)板體還具有兩分別由所述橋接部與該第一擋光墻的連接處凸出并分別與相對的所述第一折腳部同向延伸的第二折腳部，其中，所述板體部與所述側(cè)板體彼此間隔不接觸。

本發(fā)明的光感測器模組，該板體的所述第一折腳部供該光接收件對外電連接，該側(cè)板體的所述第二折腳部供所述發(fā)光件對外電連接。

本發(fā)明的光感測器模組，該光接收件還具有兩鄰近所述側(cè)板體的側(cè)面，該第一直線與該出光面的一條法線彼此成角度且夾角為θ，該 每一個(gè)發(fā)光單元的一個(gè)幾何中心至該光接收件的該側(cè)面的距離為y，由該光接收件的該收光面沿該第一直線往遠(yuǎn)離該光接收件至一個(gè)預(yù)定光反射面的距離為x，且xtanθ<y/2。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種穿戴裝置。

本發(fā)明該穿戴裝置適用于配帶在一使用者上而與該使用者的皮膚相接觸，且可量測光體積變化描記訊號，該穿戴裝置包含一個(gè)固定基體、一個(gè)電路板，及該光感測器模組。

該固定基體包括一個(gè)具有能與該使用者的皮膚相接觸的透明外蓋的罩殼，及一個(gè)連接該罩殼而能配帶于該使用者上的固定部。

該電路板固設(shè)于該罩殼內(nèi)。

該光感測器模組設(shè)置于該電路板上，而位于該透明外蓋與該電路板之間。

本發(fā)明的穿戴裝置，該光接收件還具有兩鄰近所述側(cè)板體的側(cè)面，該第一直線與該出光面的一條法線彼此成角度且夾角為θ，該每一個(gè)發(fā)光單元的一個(gè)幾何中心至該光接收件的該側(cè)面的距離為y，該光接收件的該收光面至該透明外蓋的距離為x，且xtanθ<y/2。

本發(fā)明的有益效果在于：通過讓該側(cè)板體與該板體成角度設(shè)置，使該發(fā)光單元與該接收單元位于不同平面，而構(gòu)成立體傾斜出光結(jié)構(gòu)，使得反射的光線能更有效的進(jìn)入該接收單元，而可提升該光感測器模組量測的效率及準(zhǔn)確度。

附圖說明

圖1是一立體示意圖，說明本發(fā)明光感測器模組的一實(shí)施例；

圖2是一剖視示意圖，輔助說明圖1的該實(shí)施例；

圖3是一制作流程示意圖，說明制作該光感測器模組中準(zhǔn)備一支撐架；

圖4是一制作流程示意圖，說明制作該光感測器模組中形成一光接收件與一發(fā)光件；

圖5是一制作流程示意圖，說明制作該光感測器模組中形成一第一透明封裝膠、兩個(gè)第二透明封裝膠，及兩個(gè)透鏡；

圖6是一制作流程示意圖，說明制作該光感測器模組中形成一第一擋光層及一第二擋光層；

圖7是一制作流程示意圖，說明制作該光感測器模組中彎折該支撐架的兩側(cè)板體；

圖8是一立體示意圖，說明本發(fā)明穿戴裝置的一實(shí)施例；及

圖9是一沿圖8的v-v直線所取得的剖視示意圖，輔助說明圖8的該實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

參閱圖1與圖2，本發(fā)明光感測器模組2的一實(shí)施例，包含一個(gè)接收單元22、兩個(gè)位于該接收單元22相對兩側(cè)的發(fā)光單元23，及連接該接收單元22與發(fā)光單元23的支撐架21。

該支撐架21包括一個(gè)板體211，及兩個(gè)位于該板體211的相對兩側(cè)，并與該板體211成一角度設(shè)置的側(cè)板體212。該板體211具有由兩相異于該側(cè)板體212的相對兩側(cè)沿y方向與相反y方向相互遠(yuǎn)離的第一折腳部213，該每一個(gè)側(cè)板體212具有兩個(gè)沿x方向與相反x方向朝所述板體211延伸的橋接部215，及兩個(gè)分別由所述橋接部215沿y方向與相反y方向，而與所述第一折腳部213同向延伸的第二折腳部214，且所述第一折腳部213與所述第二折腳部214為彼此不相接觸且電性分離。

具體地說，該支撐架21是由同一金屬片材料所構(gòu)成，因此，所述側(cè)板體212可通過將所述橋接部215往z方向并朝該板體211方向彎折而構(gòu)成3d立體結(jié)構(gòu)，較佳地，本實(shí)施例中構(gòu)成該支撐架21的金屬材料是以散熱佳且可塑性高的銅為例作說明，但不限于此。

該接收單元22包括一個(gè)設(shè)置于該板體211上的光接收件221、一第一透明封裝膠222，及一第一擋光層223。該光接收件221具有兩個(gè)與所述側(cè)板體212相鄰的側(cè)面224，及一與所述個(gè)側(cè)面224連接并遠(yuǎn)離該板體211的收光面225，該收光面225能用于接收外界的光訊號。該第一透明封裝膠222包覆該光接收件221，并具有一個(gè)位于該光接收件211的該收光面225上的第一頂面226。該第一擋光層223包覆位于該光接收件221周面的該第一透明封裝膠222，并讓該第一透明封裝膠222的該第一頂面226露出。

于本實(shí)施例中，該光感測器模組2主要是應(yīng)用于檢測人體的健康 資訊，因此，適用于本實(shí)施例的該光接收件221為一個(gè)能接收并檢測光體積變化描記(photoplethysmography，ppg)訊號的檢測器。

詳細(xì)地說，所述橋接部215是朝所述板體211延伸而與該第一擋光層223相連接，該第一透明封裝膠222除了包覆該光接收件221外，也一并包覆該板體211，但讓所述第一折腳部213與所述第二折腳部214露出而凸伸出該第一透明封裝膠222與該第一擋光層223，使其用于后續(xù)電連接，且該第一擋光層223還進(jìn)一步自該第一透明封裝膠222的周面延伸至該第一透明封裝膠222的該第一頂面226，讓該第一頂面226部分露出，而形成對應(yīng)該收光面225的開口。通過將該第一擋光層223讓該第一頂面226僅部分露出，可避免該光接收件221直接接收到相鄰的該發(fā)光單元23發(fā)出的光，而影響量測結(jié)果。

所述發(fā)光單元23分別對稱地設(shè)置于該側(cè)板體212上而位于該光接收件221的相對兩側(cè)。具體地說，于本實(shí)施例中，該每一個(gè)發(fā)光單元23包括兩個(gè)發(fā)光件231，一個(gè)第二透明封裝膠232、一層第二擋光層233，及一個(gè)設(shè)置于該第二透明封裝膠232上的透鏡234。

該每一個(gè)發(fā)光件231具有一個(gè)出光面235，該第二透明封裝膠232包覆所述發(fā)光件231，并具有一個(gè)遠(yuǎn)離該發(fā)光件231而位于該發(fā)光件231的該出光面235上的第二頂面236。該第二擋光層233包覆位于該發(fā)光件231周面的該第二透明封裝膠232，并讓該第二透明封裝膠232的該第二頂面236露出，從而讓該發(fā)光件231發(fā)出的光能正向的由該第二頂面236發(fā)出至外界。該透鏡234設(shè)置于該第二透明封裝膠232的該第二頂面236上，而能更有效提升該發(fā)光件231的光效。

要說明的是，該發(fā)光單元23的光色與該發(fā)光件231的數(shù)量并無特別限制，可視用途調(diào)整該發(fā)光單元23的光色及增減該發(fā)光件231的數(shù)量。本發(fā)明為了獲得更加準(zhǔn)確地人體的健康資訊，因此，本實(shí)施例是設(shè)置兩個(gè)并且能分別發(fā)出波長介于520nm～535nm的綠光與波長介于587nm～597nm的橘光的發(fā)光件231以供該光感測器模組2檢測用。

另外要說明的是，該第一擋光層223與該第二擋光層233材質(zhì)選擇主要要求為其光吸收材料，舉例來說，深色的樹脂材料或黑色矩陣光阻(blackmatrix(bm)resist)，但不限于此，只要能有效阻隔并 吸收光源即可，兩者可用相同或不同的材料；且該第一透明封裝膠222與該第二透明封裝膠232則可使用例如環(huán)氧樹脂，及壓克力樹脂等能透光的材料，兩者可用相同或不同的材料。于本實(shí)施例中，該第一擋光層223與該第二擋光層233是使用黑色的環(huán)氧樹脂，而該第一透明封裝膠222與該第二透明封裝膠232則是使用透明的環(huán)氧樹脂為例作說明。

此處值得一提的是，每一側(cè)位于中間的所述第一折腳部213是與設(shè)置于該板體211上的該光接收件221電連接，而位于最外兩側(cè)的所述第二折腳部214則是分別與相鄰的設(shè)置于該側(cè)板體212上的所述發(fā)光件231電連接。以所述第一折腳部213電連接該光接收件221，及以所述第二折腳部214電聯(lián)接該發(fā)光件231不僅能電性獨(dú)立控制，還能進(jìn)一步簡化后續(xù)應(yīng)用于裝置中的電性線路的設(shè)計(jì)。

參閱圖3～圖7，本發(fā)明該光感測器模組2的一制作流程大致如圖3～圖7所載的流程。首先，如圖3所示，先準(zhǔn)備由例如銅等金屬所制成而具有該支撐架21結(jié)構(gòu)的金屬片20。詳細(xì)地說，該板體211還具有兩個(gè)彼此間隔相對而大致位于金屬片20的中心位置的板體部210，該板體211的所述第一折腳部213分別由所述板體部210的相反兩側(cè)沿y方向與相反該y方向延伸。所述側(cè)板體212分別沿x方向地位于該板體211的兩相反側(cè)，且該每一個(gè)側(cè)板體212還具有兩個(gè)彼此間隔相對的側(cè)板體部216，該每一個(gè)側(cè)板體212的所述橋接部215分別由所述側(cè)板體部216沿x方向與相反x方向朝所述板體部210延伸，但所述橋接部215與所述板體部210不相接觸，且該每一個(gè)側(cè)板體212的所述第二折腳部214分別由所述橋接部215的一端沿y方向與相反y方向并平行所述第一折腳部213同向延伸，且所述第一折腳部213與所述第二折腳部214彼此不相接觸。此外，對應(yīng)所述板體部210的形狀，所述橋接部215與所述第二折腳部214交接處具有一缺角結(jié)構(gòu)217(見圖4)，用于提供該光接收件221較大的容置空間。

接著，如圖4所示，將該光接收件221固設(shè)于該板體211至少其中一個(gè)板體部210上，且通過打線或其它電連接方式將該光接收件221與所述板體部210進(jìn)行電連接，并于該每一側(cè)板體212的至少其中一側(cè)板體部216上設(shè)置兩個(gè)發(fā)光件231，且將所述發(fā)光件231與所 述側(cè)板體部216進(jìn)行電連接。隨后，則如圖5與圖6所示，形成包覆該光接收件221、所述板體部210、部分該橋接部215、部分的所述第一折腳部213與部分的所述第二折腳部214的該第一透明封裝膠222，及包覆所述發(fā)光件231與所述側(cè)板體部216的該第二透明封裝膠232，并于該第二透明封裝膠232上形成該透鏡234后，再于該第一透明封裝膠222與該第二透明封裝膠232上分別形成該第一擋光層223與該第二擋光層233從而構(gòu)成該接收單元22與該發(fā)光單元23。最后，如圖7所示，由于該支撐架21是由同一片可塑性佳的銅金屬片20所制成，因此，將該每一個(gè)側(cè)板體212的所述側(cè)板體部216通過將所述橋接部215往z方向并朝該接收單元22方向彎折而與該板體211成一角度。更進(jìn)一步的說，其中位于該接收單元22兩側(cè)的所述發(fā)光單元23為相同發(fā)光件231時(shí)，所述橋接部215彎折角度較佳為相對稱。且將該接收單元22的相異該側(cè)板體212的相對兩側(cè)邊的所述第一折腳部213與所述第二折腳部214切斷并彎折，最后將該金屬片20的其余部分切除分離，即可構(gòu)成如圖1所示的該光感測器模組2。

參閱圖8與圖9，前述的該光感測器模組2主要是應(yīng)用于一穿戴裝置中，以構(gòu)成一如圖8的穿戴裝置6。該穿戴裝置6適用于配帶在一使用者100上而與該使用者100的皮膚相接觸，且可量測光體積變化描記(ppg)訊號。該穿戴裝置6包含一個(gè)固定基體3、一設(shè)置于該固定基體3內(nèi)的電路板4、設(shè)置于該電路板4上的該光感測器模組2，及一個(gè)設(shè)置于該電路板4上而與該光感測器模組2位于兩相反側(cè)的處理單元5。

具體地說，該固定基體3包括一個(gè)具有能與該使用者100的皮膚相接觸的透明外蓋311的罩殼31，及一個(gè)連接該罩殼31而能配帶于該使用者100上的固定部32。具體地說，該罩殼31與該固定部32的態(tài)樣并無特別限制，本發(fā)明是將該固定基體3設(shè)計(jì)成一如手表或手環(huán)的態(tài)樣，因此，該固定部32是分別由該罩殼31的兩相反端延伸成一圓弧狀而能配帶于該使用者100的手腕上。

該電路板4是固設(shè)于該罩殼31內(nèi)，其固設(shè)方式并無特別限制，只要能固定于該罩殼31內(nèi)即可，較佳地，本發(fā)明該電路板4是平行該透明外蓋311地固設(shè)于該罩殼31內(nèi)。

當(dāng)該光感測器模組2應(yīng)用于該穿戴裝置6而安裝于該罩殼31內(nèi)時(shí)，是通過所述第一折腳部213與所述第二折腳部214電連接于該電路板4的表面，而位于該透明外蓋311與該電路板4之間，并通過所述第一折腳部213與所述第二折腳部214的設(shè)置，調(diào)整該接收單元22與該透明外蓋311的距離，以令該光感測器模組2可得到最佳的反射及接收效果。該處理單元5則設(shè)置于該電路板4的相反該光感測模組2的表面，且該光感測模組2的所述第一折腳部213與所述第二折腳部214也與該處理單元5電連接。通過在該電路板4的上下表面以表面貼焊技術(shù)(surfacemounttechnology，smt)設(shè)置各電子零件，可減少該電路板4的層數(shù)，此外，因?yàn)楸景l(fā)明該側(cè)板體212的所述側(cè)板體部216通過所述橋接部215而彎折，因此會(huì)與該電路板4形成一間隙，而可再利用此與該電路板4之間的z軸空間產(chǎn)生的該間隙設(shè)置電子零件，并減小該穿戴裝置6的體積。

特別說明的是，本發(fā)明的該光感測器模組2的該接收單元22、該發(fā)光單元23的相對位置與傾角有一預(yù)定關(guān)系，以優(yōu)化該光感測器模組2的效能。

具體地說，定義一垂直該收光面225的第一直線l，并延伸該發(fā)光件231的出光面235的一法線n，使該第一直線l與該法線n彼此成角度且其夾角為θ。也就是說，其夾角θ即代表該發(fā)光單元23沿z軸方向朝垂直該接收單元22的第一直線l傾斜θ度，換句話說，由延伸通過所述側(cè)板體部216并與該法線n垂直的一直線i1與一水平面的一直線i2的夾角即為θ。此外，該每一發(fā)光單元23的一幾何中心至該光接收件221的該側(cè)面224的距離為y，而該光接收件221的該收光面225至一預(yù)定光反射面的距離為x，且xtanθ<y/2。

要特別說明的是，當(dāng)該光感測器模組2設(shè)置于該罩殼31內(nèi)時(shí)，該透明外蓋311的內(nèi)表面即為上述的預(yù)定光反射面。而當(dāng)將整個(gè)該感測器模組2通過封裝膠(圖未示)直接封裝而無該透明外蓋311，該封裝膠的頂面即為上述的預(yù)定光反射面。

本發(fā)明該發(fā)光單元23與接收單元22通過夾角θ而具有3d立體結(jié)構(gòu)，使該發(fā)光單元23的所述發(fā)光件231具有傾斜出光的角度，因此可調(diào)整入射光的角度，而使所述發(fā)光件231所發(fā)出的光是往該第一 直線l集中，并減少光線在該透明外蓋311的全反射，而增加入射至該使用者100的光量；此外，配合包覆該第二擋光層233及設(shè)置于所述發(fā)光件231上的該透鏡234結(jié)構(gòu)，以進(jìn)一步將所述發(fā)光件231發(fā)出的光提升，增大其發(fā)光強(qiáng)度并更有效的正向出光直接入射至使用者100的皮膚內(nèi)。

當(dāng)所述發(fā)光件231發(fā)出的光入射至使用者100的皮膚內(nèi)時(shí)，皮膚內(nèi)的皮膚組織會(huì)將此入射光反射至該接收單元22的該收光面225，以讓該光接收件221接收，由于該光接收件221通過包覆該第一擋光層223且僅讓該第一透明封裝膠222的第一頂面226部分露出(見圖1)，因此，該光接收件221能更有效的接收來自皮膚組織反射的光訊號，并避免接收來自側(cè)邊的所述發(fā)光件231所發(fā)出的光的干擾。此外，本發(fā)明進(jìn)一步限制xtanθ<y/2的關(guān)系，除了讓該發(fā)光單元23與該接收單元22兩者不會(huì)因距離過大而降低讓光接收件221接收來自皮膚組織反射的光訊號之外，還可通過此限制避免所述發(fā)光件231發(fā)出的光受預(yù)定光反射面反射的問題。

綜上所述，本發(fā)明該光感測器模組2設(shè)置于該穿戴裝置6中，通過讓該側(cè)板體212與該板體211成角度設(shè)置，使該發(fā)光單元23呈沿z軸方向朝垂直該接收單元22的第一直線l傾斜θ度，而構(gòu)成3d立體傾斜出光結(jié)構(gòu)，使得由使用者100的皮膚組織反射的光線能更有效的進(jìn)入該光接收件221，而可提升該光感測器模組2量測的效率及準(zhǔn)確度，此外，限定xtanθ<y/2的關(guān)系可避免所述發(fā)光件231發(fā)出的光受預(yù)定光反射面反射的問題，所以確實(shí)能達(dá)成本發(fā)明的目的。