一种光学器件及其制作方法、可穿戴设备与流程

本技术涉及电子设备，尤其涉及一种光学器件及其制作方法、可穿戴设备。

背景技术：

1、目前，随着终端技术的发展，终端设备已经成为人们工作生活的一部分。为了满足用户对于自身健康管理的需求，较多终端设备可以支持用户的人体数据监测功能。例如，用户可以利用可穿戴设备，如智能手表等测量人体的心率、呼吸率或血氧等人体特征。

2、通常情况下，可穿戴设备可以使用光电容积描记法(photo plethysmo graph，ppg)测量人体的心率、血氧、呼吸率等参数，进而获得人体的健康状况。该方法可以由终端内的光电二极管(photo diode，pd)和发光二极管(light emitting diode，led)实现。具体地，pd接收由led发射并经由用户皮肤所反射的光信号，并将光信号转换为电信号，终端通过对电信号的分析获取用户的健康状况。

3、在相关技术中，为了防止ppg模块的光源与光电传感器(如pd，光电二极管)之间发生串扰，通常会在封装时在光源与光电传感器之间设置挡光板进行遮挡。

4、然而，由于挡光板自身厚度以及相关固定结构的限制，导致光学器件封装结构体积较大，无法适应器件小型化的要求。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本技术提供一种光学器件及其制作方法、可穿戴设备。该光学器件通过将光学器件嵌入在电路板中来降低光学器件模组的整体厚度，从而利于可穿戴设备的轻薄化。

2、第一方面，本技术提供一种光学器件，包括：

3、电路板，所述电路板具有相对的正面和背面，在所述电路板的正面形成有第一容纳孔和第二容纳孔；

4、光发射元件，所述光发射元件嵌入所述第一容纳孔中；

5、光接收元件，所述光接收元件嵌入所述第二容纳孔中；

6、所述光发射元件和所述光接收元件与所述电路板电气互连。

7、根据第一方面，本技术的光学器件通过将光发射元件和光接收元件嵌入在电路板中，从而使得器件整体高度大大降低，从而利于可穿戴设备的轻薄化。

8、根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，基板，所述光发射元件和所述光接收元件固定在所述基板上。这样设置可以通过将基板装配在电路板上来实现光发射元件和光接收元件的嵌入，结构简单易实现。

9、根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，在所述电路板的背面形成有第三容纳孔，所述光发射元件和所述光接收元件各自的基板分别嵌入对应的所述第三容纳孔，

10、所述光发射元件的第三容纳孔与所述光发射元件第一容纳孔连通，所述光发射元件穿过所述光发射元件的第三容纳孔而嵌入所述光发射元件的第一容纳孔；

11、所述光接收元件的第三容纳孔与所述光接收元件第二容纳孔连通，所述光接收元件穿过所述光接收元件的第三容纳孔而嵌入所述光接收元件的第二容纳孔。

12、这样设置可以通过将基板嵌入电路板来实现光发射元件和光接收元件的嵌入，结构简单易实现。

13、根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，所述光发射元件的第三容纳孔和所述光接收元件的第三容纳孔的深度相同。这样设置结构简单，易加工。

14、根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，所述光发射元件的第三容纳孔的边缘位于所述光发射元件的所述第一容纳孔的边缘之外，所述光接收元件的第三容纳孔的边缘位于所述光接收元件的所述第二容纳孔的边缘之外。这样设置使得第三容纳孔和第一容纳孔或第二容纳孔之间形成台阶，从而易于将基板嵌入在第三容纳孔中。

15、根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，所述光发射元件和所述光接收元件分别固定在各自的所述基板上，或者共用同一个基板。这样设置结构简单，易实现易安装。

16、根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，所述光发射元件包括至少两个发光元件，至少两个所述发光元件分别固定在各自的基板上或共用同一个基板。这样设置结构简单，易实现易安装。

17、根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，所述光发射元件包括至少两个发光元件，至少两个所述发光元件分别嵌入在各自的所述第一容纳孔中，或者共用同一个第一容纳孔。这样可以实现的更好的隔光，或者降低电路板打孔的数量并提高固晶工艺器件贴装的空间和自由度。

18、根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，所述基板的热膨胀系数小于等于10 ppm/℃，所述基板包括陶瓷基板、可伐合金基板或fr4基板。这样可以降低光发射元件和光接收元件面临较高封装应力的风险。

19、根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，所述光发射元件和所述光接收元件固定在所述电路板上。这样采用一体化设计，可以简化结构并减少了基板材料和电路板的结合步骤以及结合部的应力风险。

20、根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，所述电路板的热膨胀系数小于等于10 ppm/℃，所述电路板包括陶瓷基板。这样可以降低光发射元件和光接收元件面临较高封装应力的风险。

21、根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，在所述电路板上靠近所述第一容纳孔和所述第二容纳孔的位置设置有焊盘；

22、所述光发射元件和所述光接收元件均包括两个电极，两个电极均设置在所述光发射元件或光接收元件的顶面，且分别通过打线与对应的焊盘连接。

23、这样设置，由于高度差极小的绑定打线，降低光发射元件/光接收元与供电电源之间的互连途径，降低信号传输损耗和功率损耗。

24、根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，在所述电路板上靠近所述第一容纳孔和所述第二容纳孔的位置设置有焊盘；

25、所述光发射元件和所述光接收元件均包括两个电极，两个电极分别设置在所述光发射元件或光接收元件的顶面和底面，所述光发射元件和所述光接收元件底面的所述电极与所述电路板连接，所述光发射元件和所述光接收元件顶面的所述电极与对应的焊盘连接。这样设置可以兼容更多的光学器件结构。

26、根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，所述第一容纳孔的深度大于所述光发射元件的高度，所述第二容纳孔的深度大于所述光接收元件的高度。这样设置，可以避免光发射元件发出的光直接被光接收元件接收。

27、根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，所述第一容纳孔的深度小于所述光发射元件的高度，所述第二容纳孔的深度小于所述光接收元件的高度。这样设置适用于电路板布线较少，厚度可以进一步降低的情形。

28、根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，在所述电路板的正面靠近所述第一容纳孔的位置设置有隔光元件。这样设置，可以避免光发射元件发出的光直接被光接收元件接收。

29、第二方面，提供一种光学器件的制作方法，包括：

30、提供电路板，并在所述电路板上制作光学器件容纳孔；

31、将光学器件附接在基板上；

32、将所述基板装配在所述电路板上，以将所述基板和所述光学器件嵌入所述光学器件容纳孔中；

33、通过打线工艺实现所述光学器件与所述电路板的电气互连；

34、通过贴片工艺将其它电子器件安装在所述电路板上。

35、根据第二方面的光学器件的制作方法，通过将光学器件嵌入电路板中来降低光学器件的封装高度，利于设备的进一步轻薄化。

36、第三方面，提供一种光学器件的制作方法，包括：

37、提供电路板，并在所述电路板上制作光学器件容纳孔；

38、将光学器件嵌入所述光学器件容纳孔中；

39、通过打线工艺实现所述光学器件与所述电路板的电气互连；

40、通过贴片工艺将其它电子器件安装在所述电路板上。

41、根据第三方面的光学器件的制作方法，通过将光学器件嵌入电路板中来降低光学器件的封装高度，利于设备的进一步轻薄化。

42、第四方面，提供一种可穿戴设备，包括壳体以及设置在所述壳体内的如第一方面的任意一项所述光学器件。

43、根据第四方面的可穿戴设备，由于采用第一方面的光学器件，因此具有更薄的厚度。