一種微型光電心率與血液流速傳感器的制造方法
【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，涉及一種微型光電心率與血液流速傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前的光電式心率測量電路和光電式血液流速測量電路通常都采用分立元件，體積較大，在空間受限的場合不方便安裝。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心率與血液流速傳感器。
[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]一種微型光電心率與血液流速傳感器，包括:基板；基板兩端分別設(shè)有至少一顆發(fā)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)的光敏與信號(hào)放大芯片；所述的光敏與信號(hào)放大芯片包括:光敏元件，用于接收從皮膚反射回來的光信號(hào)；信號(hào)放大與預(yù)處理模塊，用于將光敏元件輸出的信號(hào)進(jìn)行放大和預(yù)處理。
[0006]其中，所述發(fā)光LED芯片與光敏元件安裝在同一塊基板上。
[0007]進(jìn)一步的，所述發(fā)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發(fā)光LED芯片連線的中點(diǎn)位置。
[0008]進(jìn)一步的，所述光敏與信號(hào)放大芯片是單顆未經(jīng)封裝的晶片。
[0009]進(jìn)一步的，所述光敏元件和信號(hào)放大與預(yù)處理模塊分成兩顆分立功能的未經(jīng)封裝的晶片組合形成所述光敏與信號(hào)放大芯片。
[0010]進(jìn)一步的，基板上設(shè)有印制PCB電路，所述發(fā)光LED芯片和光敏與信號(hào)放大芯片通過基板上的PCB電路連接。
[0011]進(jìn)一步的，所述光敏與信號(hào)放大芯片直接輸出經(jīng)過放大的包含心率與血液流速數(shù)據(jù)的模擬信號(hào)。
[0012]進(jìn)一步的，所述兩端的發(fā)光LED芯片上方設(shè)有發(fā)光端膠體；所述光敏與信號(hào)放大芯片上方設(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)。
[0013]進(jìn)一步的，所述發(fā)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發(fā)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，所述發(fā)光LED芯片和光敏與信號(hào)放大芯片通過基板上的PCB電路連接；
[0014]所述兩端的發(fā)光LED芯片上方設(shè)有發(fā)光端膠體；所述光敏與信號(hào)放大芯片上方設(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)；
[0015]所述光敏與信號(hào)放大芯片是單顆未經(jīng)封裝的晶片，或者，所述光敏元件和信號(hào)放大與預(yù)處理模塊分成兩顆分立功能的未經(jīng)封裝的晶片組合形成所述光敏與信號(hào)放大芯片;
[0016]所述光敏與信號(hào)放大芯片直接輸出經(jīng)過放大的包含心率與血液流速數(shù)據(jù)的模擬信號(hào)。
[0017]本實(shí)用新型采用半導(dǎo)體制造工藝，將LED、光敏元件與信號(hào)放大與預(yù)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。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量模塊的體積；將心率與血液流速的測量集成到一個(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】
[0018]圖1是微型光電心率與血液流速傳感器的側(cè)視示意圖；
[0019]圖2是微型光電心率與血液流速傳感器的俯視視示意圖；
[0020]圖3是微型光電心率與血液流速傳感器的安裝示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]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。
[0022]參照圖1，優(yōu)選的硬件實(shí)施方式如下所述:
[0023]將發(fā)光LED芯片2、3，以及光敏與信號(hào)放大芯片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。光敏與信號(hào)放大芯片4位于發(fā)光LED芯片2、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，阻止光源2、3對光敏元件41的干擾。
[0024]光敏與信號(hào)放大芯片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和信號(hào)放大與預(yù)處理模塊42。
[0025]通常，本文中所描述的傳感器被貼近皮膚安裝，參見圖2所示，發(fā)光LED芯片2、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)變化被送入信號(hào)放大與預(yù)處理模塊42放大然后從本傳感器的引腳輸出，通過檢測這個(gè)變化可以計(jì)算出心率。另外，發(fā)光LED芯片2與發(fā)光LED芯片3之間的距離是已知的，通過比較發(fā)光LED芯片2、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)算出在發(fā)光LED芯片2、3連線方向上的血液流速。
[0026]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)理解為是對本實(shí)用新型的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微型光電心率與血液流速傳感器，其特征在于，包括: 基板⑴； 所述基板(I)兩端分別設(shè)有至少一顆發(fā)光LED芯片(2、3); 基板中部設(shè)有用于接收發(fā)光LED芯片(2、3)光信號(hào)的光敏與信號(hào)放大芯片(4); 所述的光敏與信號(hào)放大芯片(4)包括:光敏元件(41)，用于接收從皮膚反射回來的光信號(hào); 信號(hào)放大與預(yù)處理模塊(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； 其中，所述發(fā)光LED芯片(2、3)與光敏元件(41)安裝在同一塊基板(I)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型光電心率與血液流速傳感器，其特征在于，所述發(fā)光LED芯片和光敏元件的布局如下所述:光敏元件(41)位于基板(I)兩端發(fā)光LED芯片連線的中點(diǎn)位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型光電心率與血液流速傳感器，其特征在于，所述光敏與信號(hào)放大芯片(4)是單顆未經(jīng)封裝的晶片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型光電心率與血液流速傳感器，其特征在于，所述光敏元件(41)和信號(hào)放大與預(yù)處理模塊(42)分成兩顆分立功能的未經(jīng)封裝的晶片組合形成所述光敏與信號(hào)放大芯片(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型光電心率與血液流速傳感器，其特征在于，基板上設(shè)有印制PCB電路，所述發(fā)光LED芯片(2、3)和光敏與信號(hào)放大芯片⑷通過基板上的PCB電路連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型光電心率與血液流速傳感器，其特征在于，所述光敏與信號(hào)放大芯片(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所述的微型光電心率與血液流速傳感器，其特征在于，所述兩端的發(fā)光LED芯片上方設(shè)有發(fā)光端膠體出1、63);所述光敏與信號(hào)放大芯片(4)上方設(shè)有接收端膠體(62)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型光電心率與血液流速傳感器，其特征在于，所述發(fā)光LED芯片和光敏元件的布局如下所述:光敏元件(41)位于基板(I)兩端發(fā)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，所述發(fā)光LED芯片(2、3)和光敏與信號(hào)放大芯片(4)通過基板上的PCB電路連接； 所述兩端的發(fā)光LED芯片上方設(shè)有發(fā)光端膠體出1、63);所述光敏與信號(hào)放大芯片(4)上方設(shè)有接收端膠體(62);發(fā)光端膠體(61、63)與接收端膠體(62)中間填充有隔光物質(zhì)(7)； 所述光敏與信號(hào)放大芯片(4)是單顆未經(jīng)封裝的晶片，或者，所述光敏元件(41)和信號(hào)放大與預(yù)處理模塊(42)分成兩顆分立功能的未經(jīng)封裝的晶片組合形成所述光敏與信號(hào)放大芯片⑷； 所述光敏與信號(hào)放大芯片(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)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種微型光電心率與血液流速傳感器。所述微型光電心率與血液流速傳感器包括：基板；基板兩端分別設(shè)有至少一顆發(fā)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)的光敏與信號(hào)放大芯片；所述的光敏與信號(hào)放大芯片包括：光敏元件，用于接收從皮膚反射回來的光信號(hào)；信號(hào)放大與預(yù)處理模塊，用于將光敏元件輸出的信號(hào)進(jìn)行放大和預(yù)處理，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)。本實(shí)用新型能提高一致性，降低成本和功耗。
【IPC分類】A61B5-0265, A61B5-0245
【公開號(hào)】CN204445866
【申請?zhí)枴緾N201520046598
【發(fā)明人】黃雅凡
【申請人】黃雅凡
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年1月17日