CN210802497U - 传感器和检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种传感器和检测设备，所述传感器包括透光基板组件；光电模组，所述光电模组用于出光和感光的一侧贴合于所述透光基板组件的表面，以使所述光电模组的光路可穿过所述透光基板组件，所述光电模组设有电连接引脚；以及遮光层，所述遮光层覆盖于所述光电模组背离所述透光基板组件的一侧，并抵接所述透光基板组件，所述电连接引脚显露于所述遮光层设置。本实用新型技术方案旨在保证光电模组用于出光和感光的一侧平面度均匀，提高光路的出射和接收效果，进而提高传感器的检测准确度。

Description

传感器和检测设备

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，特别涉及一种传感器和检测设备。

背景技术

目前随着科学技术的发展，主打健康应用的产品渐渐广泛于社会出现。而集成电路技术和微芯片制造的技术进步，更使得譬如智能穿戴设备等层出不穷，并且利用光电模组进行信息检测的传感器也逐渐被设计。

示例性技术中，光学传感器的光电模组一般先通过引脚焊接于电路板组件，由于引脚可能存在的长度公差，以及焊盘的设置公差，以及实际焊接时的焊接误差，这些误差使得光电模组焊接完成后用于出光和感光的一侧平面度不均，影响光路的出射和接收效果，进而影响传感器的检测准确度。

以上仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认为现有技术。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种传感器和检测设备，旨在保证光电模组用于出光和感光的一侧平面度均匀，提高光路的出射和接收效果，进而提高传感器的检测准确度。

为实现上述目的，本实用新型提供一种传感器，包括：

透光基板组件；

光电模组，所述光电模组用于出光和感光的一侧贴合于所述透光基板组件的表面，以使所述光电模组的光路可穿过所述透光基板组件，所述光电模组设有电连接引脚；以及

遮光层，所述遮光层覆盖于所述光电模组背离所述透光基板组件的一侧，并抵接所述透光基板组件，所述电连接引脚显露于所述遮光层设置。

在本实用新型的一些实施例中，所述遮光层形成有连通孔，所述电连接引脚穿设于所述连通孔。

在本实用新型的一些实施例中，所述传感器还包括金属层，所述金属层设于所述遮光层背离所述透光基板组件的表面，并与所述电连接引脚电性连接。

在本实用新型的一些实施例中，所述金属层背离所述遮光层的表面设置有焊接凸点。

在本实用新型的一些实施例中，所述焊接凸点的数量为多个，多个所述焊接凸点均匀排布于所述金属层背离所述遮光层的表面。

在本实用新型的一些实施例中，所述光电模组包括光发射器和与所述光发射器间隔设置的光接收器，所述光发射器的出光光路和所述光接收器的入光光路均经过所述透光基板组件；

所述电连接引脚包括第一引脚和第二引脚，所述第一引脚连接于所述光发射器，所述第二引脚连接于所述光接收器，所述第一引脚背离所述光发射器的一端和所述第二引脚背离所述光接收器的一端均显露于所述遮光层。

在本实用新型的一些实施例中，所述光电模组的数量为多个，多个所述光电模组用于出光和感光的一侧贴合于所述透光基板组件的表面，并相互间隔设置。

在本实用新型的一些实施例中，所述透光基板组件包括透光板和设于所述透光板一表面的光学胶，所述光电模组用于出光和感光的一侧贴合于所述光学胶，所述遮光层抵接所述光学胶。

在本实用新型的一些实施例中，，所述遮光层背离所述透光基板的表面设有让位安装槽，所述传感器还包括控制器和封堵件，所述控制器设置于所述让位安装槽内，所述封堵件封堵于所述让位安装槽的槽口，所述控制器的引脚显露于所述封堵件背离所述遮光层的表面。

本实用新型还提出一种检测设备，所述检测设备包括传感器，所述传感器包括：透光基板组件；光电模组，所述光电模组用于出光和感光的一侧贴合于所述透光基板组件的表面，以使所述光电模组的光路可穿过所述透光基板组件，所述光电模组设有电连接引脚；以及遮光层，所述遮光层覆盖于所述光电模组背离所述透光基板组件的一侧，并抵接所述透光基板组件，所述电连接引脚显露于所述遮光层设置。

本实用新型的技术方案通过在透光基板组件的一表面设置光电模组，具体的，使得光电模组用于出光和感光的一侧贴合于所述透光基板组件的表面，进而光电模组的光路可以穿过所述透光基板组件，如此设置，使得光电模组用于出光和感光的一侧完全齐平于透光基板组件，只要保证透光基板组件的安置平整，即可保证光电模组的安装平稳，进而保证光电模组用于出光和感光的一侧平面度均匀。进一步通过设置覆盖于所述光电模组背离透光基板组件一侧，且抵接所述透光基板组件的遮光层，使得光电模组的自由端被固定，从而使得光电模组用于出光和感光的一侧更加稳固地贴合于所述透光基板组件的表面，进一步保证光电模组出光和入光的平整度。并且防止外部光线干扰光电模组的光路，提高光电模组的检测准确度。以及，通过将光电模组的电连接引脚显露与遮光层，在需要将传感器与电路板或其他电子元器件连接时，将该电连接引脚与该电路板或其他电子元器件电性连接即可。如此，本实用新型的技术方案可以保证光电模组用于出光和感光的一侧平面度均匀，提高光路的出射和接收效果，进而提高传感器的检测准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型传感器将光电模组与透光基板组件安置的一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型传感器将光电模组、透光基板组件和遮光层安置的一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型传感器一实施例的结构示意图；

图4为本实用新型传感器一实施例的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	传感器	22	光发射器
10	透光基板组件	23	光接收器
				11	透光板	30	遮光层
12	光学胶	31	让位安装槽
				20	光电模组	40	金属层
21	电连接引脚	50	焊接凸点
				211	第一引脚	60	控制器
212	第二引脚	70	封堵件

本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参照图1至图4，本实用新型提出一种传感器100，包括：

透光基板组件10；

光电模组20，所述光电模组20用于出光和感光的一侧贴合于所述透光基板组件10的表面，以使所述光电模组20的光路可穿过所述透光基板组件10，所述光电模组20设有电连接引脚21；以及

遮光层30，所述遮光层30覆盖于所述光电模组20背离所述透光基板组件10的一侧，并抵接所述透光基板组件10，所述电连接引脚21显露于所述遮光层30设置。

在一实施例中，该传感器100可以为PPG传感器100， (Photoplethysmography，光电容积脉搏波描记法)，其利用光学入射，吸收，反射的原理，通过运算将光学信号进行演算，从而得到用户的脉搏、呼吸、血氧、血压等信息。

在本申请的一实施例中，该传感器100还包括温度传感器100，该温度传感器100设置于遮光层30内，且温度传感器100的电连接引脚21显露于遮光层 30，便于其与外部电路电性连接，温度传感器100还包括温度检测头，该温度检测头在传感器100使用时，靠近用户的皮肤，从而对用户的体温进行检测。如此，通过对用户的体温进行检测，通过用户的体温对用户的运动状态进行辅助判断，提高了对用户运动状态的测量准确度。

在本申请的一实施例中，该传感器100还包括存储器，该存储器能够被配置成用于保存所产生的传感器100数据(例如，IMU的信息、温度传感器100的信息或者其它生理信息)或者表示加速和/或温度的信息和/或从传感器100数据中推导出的其它生理信息。另外，根据一些实施例，存储器能够被配置成用于存储用于控制控制器60的计算机程序代码。在一些实施方式中，存储器可以是易失性存储器和/或非易失性存储器。例如，存储器可以包括闪存存储器、静态存储器、固态存储器、可移除存储卡或者它们的任意组合。在某些示例中，存储器能够从传感器100中移除。在一些实施方式中，对于传感器100来说，存储器可以是传感器100的本地模块，而在其它示例中，存储器可以传感器100的远程模块。例如，存储器可以是智能手机的内部存储器，该智能手机例如经由例如包括WiFi、Zigbee、蓝牙、医疗遥测和近场通信(NFC)等的射频通信协议和/或例如利用红外或非红外LED光学地与传感器100有线或无线通信。

在本申请的一实施例中，该传感器100还包括无线传输装置，该无线传输装置设置于遮光层30内，且无线传输装置的电连接引脚21显露于遮光层30，便于其与外部电路电性连接，并用于传感器100与移动终端通讯连接。从而传感器100能够经由在智能手机上运行的应用(例如，程序)光学地与诸如智能手机等用户设备(例如，无线地)通信。设置无线传输装置可以使传感器100将用户的运动状态的测量信息进行实时传输，便于用户实时了解其运动状态信息。

在本申请的一实施例中，传感器100还包括电源，该电源可以是任意类型的用于电子设备的可再充(或一次性)电源，例如但不限于一个或多个电化学电池或电瓶、一个或多个光伏电池或者它们的组合。在光伏电池的情况下，这些电池能够对一个或多个电化学电池和/或电平充电。根据一些实施例，电源可以是存储足够的电能以使设备在能量耗尽之前上电并且执行预定程序序列的小型的电池或电容器，例如基于NFC(近场通信，Near FieldCommunication)简或RFID(射频识别，Radio Frequency Identification)的感测设备。

在本申请的一些实施例中，遮光层30的材质可以采用黑色耐高温型LCP (液晶高分子聚合物，Liquid Crystal Polymer)材质，LCP材质具有高强度、高刚性、耐高温、电绝缘性的性质，一方面可以较好的为光电模组20进行遮光，另一方面可以对光电模组20进行保护，并且能是光电模组20的电连接引脚21较好电性连接，避免短路，提高了传感器100的工作稳定性。在另一实施例中，遮光层30的材质可以采用黑色耐高温型PBO(聚对苯撑苯并二噁唑纤维，Poly-p-phenylene benzobisoxazole)，PBO具有十分优异的物理机械性能和化学性能，其强度、模量为Kevlar纤维的2倍，不仅超过钢纤维，而且可凌驾于碳纤维之上。它的抗吸湿性远好于芳香族纤维，化学惰性好，耐电轰击、激光照射，UV稳定性突出，比芳香族纤维有低的、更稳定的介电常数。PBO纤维的耐冲击性、耐摩擦性和尺寸稳定性均很优异，并且质轻而柔软。因此其一方面可以较好的为光电模组20进行遮光，另一方面可以对光电模组20进行保护，并且能是光电模组20的电连接引脚21较好电性连接，避免短路，提高了传感器100的工作稳定性。

需要说明的是，在不设置连通孔时，可以将电连接引脚21从透光基板组件10和遮光层30的连接处引出，从而节省工序。

本实用新型的技术方案通过在透光基板组件10的一表面设置光电模组 20，具体的，使得光电模组20用于出光和感光的一侧贴合于所述透光基板组件10的表面，进而光电模组20的光路可以穿过所述透光基板组件10，如此设置，使得光电模组20用于出光和感光的一侧完全齐平于透光基板组件10，只要保证透光基板组件10的安置平整，即可保证光电模组20的安装平稳，进而保证光电模组20用于出光和感光的一侧平面度均匀。进一步通过设置覆盖于所述光电模组20背离透光基板组件10一侧，且抵接所述透光基板组件 10的遮光层30，使得光电模组20的自由端被固定，从而使得光电模组20用于出光和感光的一侧更加稳固地贴合于所述透光基板组件10的表面，进一步保证光电模组20出光和入光的平整度。并且防止外部光线干扰光电模组20 的光路，提高光电模组20的检测准确度。以及，通过将光电模组20的电连接引脚21显露与遮光层30，在需要将传感器100与电路板或其他电子元器件连接时，将该电连接引脚21与该电路板或其他电子元器件电性连接即可。如此，本实用新型的技术方案可以保证光电模组20用于出光和感光的一侧平面度均匀，提高光路的出射和接收效果，进而提高传感器100的检测准确度。

参照图4，在本申请的一些实施例中，所述遮光层30形成有连通孔，所述电连接引脚21穿设于所述连通孔。在本实施例中，遮光层30可以通过公模具注塑成型，从而形成供连接引脚的连通孔。定义传感器100包括上下方向(堆叠的方向)和左右方向，连通孔可以沿左右方向延伸，并贯穿遮光层 30的外表面，或者先沿左右方向延伸再沿上方延伸，并贯穿遮光层30的外表面，只要便于光电模组20的电连接引脚21与外部的电路连接即可。

参照图3、图4，在本申请的一些实施例中，所述传感器100还包括金属层40，所述金属层40设于所述遮光层30背离所述透光基板组件10的表面，并与所述电连接引脚21电性连接。通过在遮光层30背离所述透光基板组件 10的表面设置连接电连接引脚21的金属层40，使得传感器100的用于与外部电路连接的接触面积增加，提高了传感器100的连接稳定性。例如，当传感器100需要连接电路板时，将传感器100安置在电路板的焊盘，通过金属层40与焊盘的接触，提高了传感器100与电路板的连接面积，进而提高焊接的效果。

以及，在金属层40背离所述遮光层30的表面设置有焊接凸点50。通过设置Bumping(凸点)，使得与电路板上的导电焊盘连接，从而在上电时可以良好的驱动光电模组20。该焊接凸点50可以与金属层40的材质一致(例如均采用铜、锡材料)，从而保证导电的一致性。或者可以通过设置导电性能更好的金属材质(例如金)，从而提高传感器100的电信号传递。

在本申请的一些实施例中，所述焊接凸点50的数量为多个，多个所述焊接凸点50均匀排布于所述金属层40背离所述遮光层30的表面。通过设置多个焊接凸点50，进一步提高金属层40与焊盘的接触效果，提高了传感器100 与电路板连接时的焊接效果。

参照图1至图4，在本申请的一些实施例中，所述光电模组20包括光发射器22和与所述光发射器22间隔设置的光接收器23，所述光发射器22的出光光路和所述光接收器23的入光光路均经过所述透光基板组件10；

所述电连接引脚21包括第一引脚211和第二引脚212，所述第一引脚211 连接于所述光发射器22，所述第二引脚212连接于所述光接收器23，所述第一引脚211背离所述光发射器22的一端和所述第二引脚212背离所述光接收器23的一端均显露于所述遮光层30。本实施例中，光电模组20包括分体设置的光发射器22和光接收器23，如此，二者在安装时更会产生安装的误差，进一步造成出射光线的光发射器22的出光面与用于接收光线的光接收器23 的入光面的平整度不均。通过将光发射器22的出光面贴合设置在透光基板组件10的表面，并将光接收器23的入光面贴合设置在透光基板组件10与光发射器22的同一表面，从而保证了光发射器22的出光面与光接收器23的入光面平整度均匀。以及，通过设置第一引脚211连接光发射器22，并设置第二引脚212连接光接收器23，进一步使得第一引脚211和第二引脚212设置于光发射器22、光接收器23背离透光基板组件10，可以使得在形成显露光发射器22、光接收器23的连通孔时，连通孔的路径变短，并且简化了连通孔的形状，只需要使得连通孔沿直线贯穿遮光层30即可，提高了生产效率和产品稳定性。

参照图3、图4，在本申请的一些实施例中，所述透光基板组件10包括透光板11和设于所述透光板11一表面的光学胶12，所述光电模组20用于出光和感光的一侧贴合于所述光学胶12，所述遮光层30抵接所述光学胶12。在本申请的一实施例中，透光板11为透光玻璃，该透光板11的外轮廓可以根据实际需要进行设定，具体可以为圆形或者多边形，该透光板11具有相对的两个透光平面，其中，光电模组20设置在其中一个透光平面上，而光发射器22的出光面与光接收器23的入光面贴合设置在同一个透光平面上。光学胶12用于胶结透明光学元件(如镜头等)的特种胶粘剂。要求具有无色透明、光透过率在90％以上、胶结强度良好，可在室温或中温下固化，且有固化收缩小等特点，以使得光发射器22的出光面与光接收器23的入光面与透光板 11良好贴合。

参照图1至图4，在本申请的一些实施例中，所述光电模组20的数量为多个，多个所述光电模组20用于出光和感光的一侧贴合于所述透光基板组件 10的表面，并相互间隔设置。通过设置多个光电模组20，增加了传感器100 的检测区域，进而提高了传感器100的检测准确度和检测效率。

参照图2、图3，在本申请的一些实施例中，所述遮光层30背离所述透光基板的表面设有让位安装槽31，所述传感器100还包括控制器60和封堵件70，所述控制器60设置于所述让位安装槽31内，所述封堵件70封堵于所述让位安装槽31的槽口，所述控制器60的引脚显露于所述封堵件70背离所述遮光层30 的表面。该控制器60可以为MCU(微控制器60，MicroController Unit)，MCU 适合不同信息源的多种数据的处理诊断和运算，可以提高传感器100的响应。可以理解的是，PPG传感器100与用户的皮肤接触测量光信号，控制器60将光信号处理后，即可得到准确的用户生理状态。本实施例中，可以在遮光层30 内部集成其他电子元器件，从而提高传感器100的功能性，并且降低传感器100 的安装空间，降低生产成本，并且能较好地保证传感器100的检测精确度和检测效率。

参照图1至图4，本实用新型还提出了一种检测设备(未图示)，所述检测设备包括传感器100，所述传感器100包括透光基板组件10；光电模组20，所述光电模组20用于出光和感光的一侧贴合于所述透光基板组件10的表面，以使所述光电模组20的光路可穿过所述透光基板组件10，所述光电模组20 设有电连接引脚21；以及遮光层30，所述遮光层30覆盖于所述光电模组20 背离所述透光基板组件10的一侧，并抵接所述透光基板组件10，所述电连接引脚21显露于所述遮光层30设置。由于本检测设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种传感器，其特征在于，包括：

透光基板组件；

光电模组，所述光电模组用于出光和感光的一侧贴合于所述透光基板组件的表面，以使所述光电模组的光路可穿过所述透光基板组件，所述光电模组设有电连接引脚；以及

遮光层，所述遮光层覆盖于所述光电模组背离所述透光基板组件的一侧，并抵接所述透光基板组件，所述电连接引脚显露于所述遮光层设置。

2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述遮光层形成有连通孔，所述电连接引脚穿设于所述连通孔。

3.如权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述传感器还包括金属层，所述金属层设于所述遮光层背离所述透光基板组件的表面，并与所述电连接引脚电性连接。

4.如权利要求3所述的传感器，其特征在于，所述金属层背离所述遮光层的表面设置有焊接凸点。

5.如权利要求4所述的传感器，其特征在于，所述焊接凸点的数量为多个，多个所述焊接凸点均匀排布于所述金属层背离所述遮光层的表面。

6.如权利要求1至5中任一项所述的传感器，其特征在于，所述光电模组包括光发射器和与所述光发射器间隔设置的光接收器，所述光发射器的出光光路和所述光接收器的入光光路均经过所述透光基板组件；

所述电连接引脚包括第一引脚和第二引脚，所述第一引脚连接于所述光发射器，所述第二引脚连接于所述光接收器，所述第一引脚背离所述光发射器的一端和所述第二引脚背离所述光接收器的一端均显露于所述遮光层。

7.如权利要求1至5中任一项所述的传感器，其特征在于，所述光电模组的数量为多个，多个所述光电模组用于出光和感光的一侧贴合于所述透光基板组件的表面，并相互间隔设置。

8.如权利要求1至5中任一项所述的传感器，其特征在于，所述透光基板组件包括透光板和设于所述透光板一表面的光学胶，所述光电模组用于出光和感光的一侧贴合于所述光学胶，所述遮光层抵接所述光学胶。

9.如权利要求1至5中任一项所述的传感器，其特征在于，所述遮光层背离所述透光基板的表面设有让位安装槽，所述传感器还包括控制器和封堵件，所述控制器设置于所述让位安装槽内，所述封堵件封堵于所述让位安装槽的槽口，所述控制器的引脚显露于所述封堵件背离所述遮光层的表面。

10.一种检测设备，其特征在于，所述检测设备包括如权利要求1至9中任一项所述的传感器。

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