一種微型光電血氧心率與血液流速測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及傳感器領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種微型光電血氧心率與血液流速測(cè)量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前的光電式心率測(cè)量電路和光電式血液流速測(cè)量電路通常都采用分立元件，體積較大，在空間受限的場(chǎng)合不方便安裝。另外，由于采用分立元件，在安裝時(shí)需要分多次進(jìn)行，安裝位置誤差較大，增加了發(fā)光元件與接收元件之間的位置的不一致性，造成接收信號(hào)的一致性較差。除此之外，現(xiàn)有技術(shù)還有制造成本高，功耗較大等其它缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可提高一致性、降低成本和功耗的微型光電血氧心率與血液流速測(cè)量系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種微型光電血氧心率與血液流速測(cè)量系統(tǒng)，包括:基板；基板兩端分別設(shè)有至少一顆紅光LED芯片和一顆紅外光LED芯片；基板中部設(shè)有用于接收紅光LED芯片和紅外光LED芯片光信號(hào)的處理模塊；所述的處理模塊包括:光敏元件，用于接收從皮膚反射回來的紅光和紅外光信號(hào)；運(yùn)放元件，用于將光敏元件輸出的信號(hào)進(jìn)行放大和預(yù)處理；
[0006]與運(yùn)放元件信號(hào)耦合的便攜終端，便攜終端接收運(yùn)放元件的信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示;
[0007]其中，所述紅光LED芯片和紅外光LED芯片與光敏元件安裝在同一塊基板上。
[0008]進(jìn)一步的，所述紅光LED芯片和紅外光LED芯片和光敏元件的布局如下所述:光敏元件位于基板兩端紅光LED芯片和紅外光LED芯片連線的中點(diǎn)位置。
[0009]進(jìn)一步的，所述處理模塊是單顆未經(jīng)封裝的晶片。
[0010]進(jìn)一步的，所述光敏元件和運(yùn)放元件分成兩顆分立功能的未經(jīng)封裝的晶片組合形成所述處理模塊。
[0011]進(jìn)一步的，基板上設(shè)有印制PCB電路，所述紅光LED芯片和紅外光LED芯片和處理模塊通過基板上的PCB電路連接。
[0012]進(jìn)一步的，所述處理模塊直接輸出經(jīng)過放大的包含心率與血液流速數(shù)據(jù)的模擬信號(hào)。
[0013]進(jìn)一步的，所述兩端的紅光LED芯片和紅外光LED芯片上方設(shè)有發(fā)光端膠體；所述處理模塊上方設(shè)有接收端膠體；發(fā)光端膠體與接收端膠體中間填充有隔光物質(zhì)。
[0014]進(jìn)一步的，所述紅光LED芯片和紅外光LED芯片和光敏元件的布局如下所述:光敏元件位于基板兩端紅光LED芯片和紅外光LED芯片連線的中點(diǎn)位置；所述基板上設(shè)有印制PCB電路，所述紅光LED芯片和紅外光LED芯片和處理模塊通過基板上的PCB電路連接；
[0015]所述兩端的紅光LED芯片和紅外光LED芯片上方設(shè)有發(fā)光端膠體；所述處理模塊上方設(shè)有接收端膠體；發(fā)光端膠體與接收端膠體中間填充有隔光物質(zhì)；
[0016]所述處理模塊是單顆未經(jīng)封裝的晶片，或者，所述光敏元件和運(yùn)放元件分成兩顆分立功能的未經(jīng)封裝的晶片組合形成所述處理模塊；
[0017]所述處理模塊直接輸出經(jīng)過放大的包含心率與血液流速數(shù)據(jù)的模擬信號(hào)。
[0018]本實(shí)用新型采用半導(dǎo)體制造工藝，將至少一顆紅光LED芯片和一顆紅外光LED芯片與處理模塊集成在一個(gè)基板上，封裝成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的SMD元件，此元件能夠?qū)⒐饷粼邮盏降陌躏柡投?、心率與血液流速的信號(hào)進(jìn)行放大，并直接從引腳輸出。本元件采用半導(dǎo)體制造工藝，體積小，能夠方便地安裝在空間受限的區(qū)域，比如智能手環(huán)等智能可穿戴設(shè)備，手機(jī)等智能移動(dòng)終端，以及一些其它的便攜式設(shè)備。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):尺寸小，顯著縮小了心率與血液流速測(cè)量模塊的體積；將心率與血液流速的測(cè)量集成到一個(gè)元件實(shí)現(xiàn)；直接輸出經(jīng)過放大的模擬信號(hào)，減少了傳感器的外圍電路；采用反射式結(jié)構(gòu)，發(fā)光元件和接收元件安裝在同一個(gè)基板上，比透射式結(jié)構(gòu)更方便安裝，只需要將其貼在PCB上即可；可以用其制造出體積更小的最終產(chǎn)品；可以方便地將其整合到現(xiàn)有的智能終端中；其抗干擾能力更強(qiáng)；產(chǎn)品的一致性更好、成本更低、重量更輕、功耗更低。
【附圖說明】
[0019]圖1是微型光電血氧心率與血液流速測(cè)量系統(tǒng)的側(cè)視示意圖；
[0020]圖2是微型光電血氧心率與血液流速測(cè)量系統(tǒng)的俯視視示意圖；
[0021]圖3是微型光電血氧心率與血液流速測(cè)量系統(tǒng)的安裝示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面描述本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將能夠根據(jù)下文所述用本領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)，并能更加明白本實(shí)用新型的創(chuàng)新之處和帶來的益處。
[0023]參照?qǐng)D1、2，優(yōu)選的硬件實(shí)施方式如下所述:
[0024]將紅光LED芯片、紅外光LED芯片，以及處理模塊4采用固晶工藝固定在基板I上，基板兩端各有一顆LED芯片，當(dāng)然，每端有多個(gè)LED芯片也是可行的。處理模塊4位于紅光LED芯片2和紅外光LED芯片3連線的中央位置，基板I上面印制有PCB電路和引腳8，然后用超聲波鍵合工藝將以上芯片的電極與基板I上的PCB焊盤連接起來。然后，使用專用的模具對(duì)焊接后的元件灌入透光膠體61、62、63，然后再在發(fā)光端膠體61、63與接收端膠體62中間填入隔光物質(zhì)7，阻止紅光LED芯片2與紅外光LED芯片3的光線對(duì)光敏元件41的干擾。
[0025]處理模塊4采用半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝，在單顆裸晶片上集成了光電二極管41和運(yùn)放元件42。
[0026]通常，本文中所描述的傳感器被貼近皮膚安裝，紅光LED芯片2和紅外光LED芯片3交替發(fā)光，發(fā)出的光線射向皮膚10，一部分被皮膚軟組織10吸收，另一部分被反射回來，被光敏元件41接收到。心臟跳動(dòng)時(shí)，皮膚軟組織中血液容積會(huì)隨之變化，從而使反射回來的光線存在微弱變化，引起光敏元件41輸出電流的微小變化，這個(gè)變化被送入運(yùn)放元件42放大然后從本傳感器的引腳輸出，通過檢測(cè)這個(gè)變化可以計(jì)算出血氧心率。另外，紅光LED芯片2與紅外光LED芯片3之間的距離是已知的，通過比較紅光LED芯片2和紅外光LED芯片3分別發(fā)光時(shí)光敏元件接收到的信號(hào)波形的相關(guān)性，可以計(jì)算出在紅光LED芯片2和紅外光LED芯片3連線方向上的血液流速。運(yùn)放元件42發(fā)出的信號(hào)耦合的便攜終端，便攜終端接收運(yùn)放元件的信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示。
[0027]本實(shí)用新型可以是各種部件及部件布置形式，以及各種步驟與步驟布置的形式。附圖僅僅用于說明優(yōu)選實(shí)施例的目的，而不應(yīng)理解為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微型光電血氧心率與血液流速測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括: 基板⑴； 所述基板(I)兩端分別設(shè)有至少一顆紅光LED芯片(2)和一顆紅外光LED芯片(3); 基板中部設(shè)有用于接收紅光LED芯片(2)和紅外光LED芯片(3)光信號(hào)的處理模塊(4); 所述的處理模塊(4)包括:光敏元件(41)，用于接收從皮膚反射回來的紅光和紅外光信號(hào); 運(yùn)放元件(42)，用于將光敏元件(41)輸出的信號(hào)進(jìn)行放大和預(yù)處理； 與運(yùn)放元件信號(hào)耦合的便攜終端，便攜終端接收運(yùn)放元件的信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示； 其中，所述紅光LED芯片⑵和紅外光LED芯片(3)與光敏元件(41)安裝在同一塊基板⑴上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型光電血氧心率與血液流速測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述紅光LED芯片和紅外光LED芯片和光敏元件的布局如下所述:光敏元件位于基板兩端紅光LED芯片和紅外光LED芯片連線的中點(diǎn)位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型光電血氧心率與血液流速測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述處理模塊(4)是單顆未經(jīng)封裝的晶片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型光電血氧心率與血液流速測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述光敏元件(41)和運(yùn)放元件(42)分成兩顆分立功能的未經(jīng)封裝的晶片組合形成所述處理模塊⑷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型光電血氧心率與血液流速測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，基板上設(shè)有印制PCB電路，所述紅光LED芯片(2)和紅外光LED芯片(3)和處理模塊(4)通過基板上的PCB電路連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型光電血氧心率與血液流速測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述處理模塊(4)直接輸出經(jīng)過放大的包含心率與血液流速數(shù)據(jù)的模擬信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型光電血氧心率與血液流速測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，兩端的紅光LED芯片和紅外光LED芯片上方設(shè)有發(fā)光端膠體；所述處理模塊上方設(shè)有接收端膠體；發(fā)光端膠體與接收端膠體中間填充有隔光物質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型光電血氧心率與血液流速測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述紅光LED芯片和紅外光LED芯片和光敏元件的布局如下所述:光敏元件位于基板兩端紅光LED芯片和紅外光LED芯片連線的中點(diǎn)位置；所述基板上設(shè)有印制PCB電路，所述紅光LED芯片和紅外光LED芯片和處理模塊通過基板上的PCB電路連接； 所述兩端的紅光LED芯片和紅外光LED芯片上方設(shè)有發(fā)光端膠體；所述處理模塊上方設(shè)有接收端膠體；發(fā)光端膠體與接收端膠體中間填充有隔光物質(zhì)； 所述處理模塊是單顆未經(jīng)封裝的晶片，或者，所述光敏元件和運(yùn)放元件分成兩顆分立功能的未經(jīng)封裝的晶片組合形成所述處理模塊； 所述處理模塊直接輸出經(jīng)過放大的包含心率與血液流速數(shù)據(jù)的模擬信號(hào)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種微型光電血氧心率與血液流速測(cè)量系統(tǒng)。所述微型光電血氧心率與血液流速測(cè)量系統(tǒng)包括：基板；基板兩端分別設(shè)有至少一顆紅光LED芯片和一顆紅外光LED芯片；基板中部設(shè)有用于接收發(fā)光LED芯片光信號(hào)的處理模塊；所述的處理模塊包括：光敏元件，用于接收從皮膚反射回來的紅光和紅外光信號(hào)；運(yùn)放元件，用于將光敏元件輸出的信號(hào)進(jìn)行放大和預(yù)處理，能夠直接輸出經(jīng)過放大的包含血氧、心率與血液流速數(shù)據(jù)的模擬信號(hào)。本實(shí)用新型能提高一致性，降低成本和功耗。
【IPC分類】A61B5-026, A61B5-1455, A61B5-0205
【公開號(hào)】CN204542140
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520046586
【發(fā)明人】黃雅凡
【申請(qǐng)人】黃雅凡
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年1月17日