【经验】应用动态心率传感器的智能手环,光学结构如何设计?

2019-09-04 世强 Dominic
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很多工程师在选用SILICON LABS Si1144心率传感器做智能手表/环设计的时候都会遇到一个问题,光学部分的结构如何设计?比如选用什么透镜,透镜的厚度是多少,Si1144传感器与透镜的间隙是否有要求等等问题。

本文将会为大家介绍两种常见的结构设计,一种是使用透镜与传感器,两者之间有一定缝隙,如市面上的乐心手表。另外一种是点胶工艺,传感器与胶完全融合,如市面上的MIO手表。前者生产方便,成本较低;后者透光率高但生产工艺复杂,成本较高。两者各有优缺点,下面将对这两种结构设计做详细的说明。


使用透镜与传感器

如下图1所示,Clear Overlay选用的材料透光率要越高越好,Si1144传感器内置绿光LED的波长是525nm,一般选用透明有机玻璃材料(PMMA)或者其它对525nm波长透光率高的材料。结构方面要注意从Si1144传感器表面到Clear Overlay表面的距离要小于0.6mm,Si1144传感器与Clear Overlay的间隙一般在0.1mm左右,Clear Overlay的厚度在0.5mm左右。


图1:使用透镜与传感器的光学结构设计


采样点胶工艺
如下图2所示, Clear Overlay选用的材料透光率要越高越好。结构方面要注意从Si1144传感器表面到Clear Overlay的表面距离要小于1.5mm,而且Si1144传感器的PD与LED要用黑色不透明物体隔开,同时要注意点胶的平整度及一致性。


图2:采样点胶工艺的光学结构设计


总的来说,由于Si1144心率传感器采用的是光学PPG原理,光结构设计对信号质量影响非常大,所以要充分考虑光学结构设计,才能测量出更为精准的心率值。


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  • aniu Lv7. 资深专家 2018-10-27
    收藏支持
  • yuyu Lv8. 研究员 2017-10-14
    学习学习哈
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