CN116840948B - 一种光学透镜、光体积描记器和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种光学透镜、光体积描记器和电子设备，涉及电子设备技术领域，用于解决如何减小光线在盖板处的反射率，减小光线由盖板射出后的出光角度，增大射入人体的光能量和最大光强，提高测量精度和血流灌注指数的问题。光学透镜包括透光基板和微透镜阵列。透光基板具有相对的第一表面和第二表面。微透镜阵列设置于第一表面，微透镜阵列包括第一微透镜组和多个第二微透镜组阵列。每个第二微透镜组阵列均包括环绕第一微透镜组阵列设置的多个第二微透镜组。第一微透镜组和第二微透镜组均包括第一微透镜单元和第二微透镜阵列。第二微透镜阵列包括环绕第一微透镜单元阵列设置的多个第二微透镜。本申请提供的光学透镜用于减小出光角度。

Description

一种光学透镜、光体积描记器和电子设备
技术领域
本申请涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种光学透镜、光体积描记器和电子设备。
背景技术
在光体积描记器、投影仪、照相机、摄像头等设备中，具有光发射器，光发射器用于发射光束，以实现心率检测、照明、补光等作用。同时，在光发射器的出光侧，通常还设置有透光盖板，在不遮挡光路的前提下，对光发射器进行防水防尘防刮伤保护。
由于透光盖板和空气的折射率不同，光线在透光盖板的朝向光发射器的表面，以及背对光发射器的表面会发生反射现象，使得出光效率降低，射出的光能量较少。而且，由透光盖板射出后的光线的出光角度较大，导致由透光盖板射出的最大光强较低，从而影响了用户体验。
发明内容
本申请实施例提供一种光学透镜、光体积描记器和电子设备，用于解决如何减小光线在盖板处的反射率，减小光线由盖板射出后的出光角度，增大出光能量和最大光强的问题。
为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供了一种光学透镜，该光学透镜包括透光基板和微透镜阵列，透光基板具有相对的第一表面和第二表面。微透镜阵列设置于第一表面，微透镜阵列包括第一微透镜组和多个第二微透镜组阵列。每个第二微透镜组阵列均包括环绕第一微透镜组阵列设置的多个第二微透镜组，多个第二微透镜组阵列沿多个第二微透镜组的环形阵列轨迹的径向依次排列。其中，第一微透镜组和第二微透镜组均包括第一微透镜单元和第二微透镜阵列，第一微透镜单元包括至少一个第一微透镜，第二微透镜阵列包括环绕第一微透镜单元阵列设置的多个第二微透镜。第一微透镜和第二微透镜均为由第一表面向远离第二表面的方向凸起的凸球体。
这样一来，在将光学透镜应用于光发射器与盖板之间，且光学透镜的第一表面朝向光发射器，第二表面朝向盖板时，可以借助第一微透镜和第二微透镜对光发射器的发射光束起到会聚作用，减小部分光线在盖板的朝向光发射器的表面，以及盖板的背对光发射器的表面的入射角，从而能够减小盖板对光线的反射量。而且，借助第一微透镜和第二微透镜对光发射器的发射光束起到会聚作用，能够减小光线由盖板射出后的出光角。同时，相邻两个第二微透镜组阵列之间具有一定的空隙，这些空隙未设置凸球体，能够减小光线在经过微透镜阵列时的能量损失。由此有利于提升出光效率，增大出光能量和最大光强。同时，微透镜阵列的占用高度较小，便于在空间有限的电子设备内进行安装。
在第一方面的一种可能的实现方式中，相邻两个第二微透镜组阵列沿多个第二微透镜组的环形阵列轨迹的径向间隔且紧密排列，第一微透镜组与相邻的第二微透镜组阵列之间沿多个第二微透镜组的环形阵列轨迹的径向间隔且紧密排列。这样一来，在第一表面排列的第二微透镜组阵列数量较多。能够尽可能地对光发射器的发射光束起到会聚作用，减小部分光线在盖板的朝向光发射器的表面，以及盖板的背对光发射器的表面的入射角，从而能够减小盖板对光线的反射量。而且，能够尽可能地对光发射器的发射光束起到会聚作用，能够减小光线由盖板射出后的出光角。由此能够提升出光效率，增大出光能量和最大光强。
在第一方面的一种可能的实现方式中，每个第二微透镜组阵列中，多个第二微透镜组沿多个第二微透镜组的环形阵列轨迹也间隔且紧密排列。这样一来，每个第二微透镜组阵列内第二微透镜组的排列数量较多。能够尽可能地对光发射器的发射光束起到会聚作用，减小部分光线在盖板的朝向光发射器的表面，以及盖板的背对光发射器的表面的入射角，从而能够减小盖板对光线的反射量。而且，能够尽可能地对光发射器的发射光束起到会聚作用，能够减小光线由盖板射出后的出光角。由此能够提升出光效率，增大出光能量和最大光强。
在第一方面的一种可能的实现方式中，第二微透镜阵列与第一微透镜单元沿多个第二微透镜的环形阵列轨迹的径向间隔且紧密排列。这样一来，第一微透镜组和第二微透镜组在第一表面的占用面积较小，第一表面能够排列的第一微透镜组和第二微透镜组的数量较多。能够尽可能地对光发射器的发射光束起到会聚作用，减小部分光线在盖板的朝向光发射器的表面，以及盖板的背对光发射器的表面的入射角，从而能够减小盖板对光线的反射量。而且，能够尽可能地对光发射器的发射光束起到会聚作用，能够减小光线由盖板射出后的出光角。由此能够提升出光效率，增大出光能量和最大光强。
在第一方面的一种可能的实现方式中，第二微透镜阵列中，多个第二微透镜沿该多个第二微透镜的环形阵列轨迹也间隔且紧密排列。这样一来，第二微透镜阵列中第二微透镜的排列数量较多。能够尽可能地对光发射器的发射光束起到会聚作用，减小部分光线在盖板的朝向光发射器的表面，以及盖板的背对光发射器的表面的入射角，从而能够减小盖板对光线的反射量。而且，能够尽可能地对光发射器的发射光束起到会聚作用，能够减小光线由盖板射出后的出光角。由此能够提升出光效率，增大射入人体的光能量和最大光强，提升测量精度和血流灌注指数。
在第一方面的一种可能的实现方式中，第一微透镜单元内，第一微透镜的数量均为一个，第二微透镜阵列中，第二微透镜的数量为六个。
在第一方面的一种可能的实现方式中，第一微透镜单元内，第一微透镜的数量为多个，多个第一微透镜排列成一排，且第二微透镜组内的多个第一微透镜的排列方向与第二微透镜组所处的第二微透镜组阵列的环形阵列轨迹的延伸方向一致。这样一来，方便多个第一微透镜在第一表面内定位，有利于降低设计难度。
在第一方面的一种可能的实现方式中，第一微透镜组和第二微透镜组内，多个第一微透镜之间间隔且紧密排列。其中，多个第一微透镜间隔排列是指：多个第一微透镜中，相邻两个第一微透镜之间的间距大于或者等于0。另外，多个第一微透镜紧密排列是指：相邻两个第一微透镜之间的间距小于或者等于0.003毫米。这样一来，第一微透镜单元在第一表面的占用面积较小，有利于减小第一微透镜组和第二微透镜组在第一表面的占用面积，使得第一表面能够排列的第一微透镜组和第二微透镜组的数量较多。能够尽可能地对光发射器的发射光束起到会聚作用，减小部分光线在盖板的朝向光发射器的表面，以及盖板的背对光发射器的表面的入射角，从而能够减小盖板对光线的反射量。而且，能够尽可能地对光发射器的发射光束起到会聚作用，能够减小光线由盖板射出后的出光角。由此能够提升出光效率，增大射入人体的光能量和最大光强。
在第一方面的一种可能的实现方式中，第一微透镜组和第二微透镜组内，第一微透镜的数量均为两个，第二微透镜阵列中，第二微透镜的数量为十二个。
在第一方面的一种可能的实现方式中，第一微透镜组和第二微透镜组内，第一微透镜的数量均为两个，第二微透镜阵列中，第二微透镜的数量为六个。
在第一方面的一种可能的实现方式中，第一微透镜在第一表面的占用区域的直径大于或者等于0.1mm且小于或者等于0.15mm,第一微透镜的远离第一表面的一端的曲率为0mm-1，第一微透镜的连接第一表面的一端的曲率大于或者等于8mm-1且小于或者等于10mm-1，第一微透镜凸出第一表面的高度大于或者等于0.0252mm且小于或者等于0.034mm。这样一来，第一微透镜能够对光束起到较优的会聚作用，能够减小部分光线在盖板的朝向光发射器的表面，以及盖板的背对光发射器的表面的入射角，从而能够减小盖板对光线的反射量。而且，第一微透镜能够对光束起到较优的会聚作用，还能够减小光线由盖板射出后的出光角。由此可以增大射入人体的光能量和最大光强，提升测量精度和血流灌注指数。
在第一方面的一种可能的实现方式中，第二微透镜在第一表面的占用区域的直径大于或者等于0.05mm且小于或者等于0.1mm，第二微透镜的远离第一表面的一端的曲率为0mm-1，第二微透镜的连接第一表面的一端的曲率大于或者等于5mm-1且小于或者等于40mm-1，第二微透镜凸出第一表面的高度大于或者等于0.01mm且小于或者等于0.0175mm。这样一来，第二微透镜能够对光束起到较优的会聚作用，能够减小部分光线在盖板的朝向光发射器的表面，以及盖板的背对光发射器的表面的入射角，从而能够减小盖板对光线的反射量。而且，第二微透镜能够对光束起到较优的会聚作用，还能够减小光线由盖板射出后的出光角。由此可以增大射入人体的光能量和最大光强，提升测量精度和血流灌注指数。
在第一方面的一种可能的实现方式中，微透镜阵列与透光基板一体成型，且微透镜阵列与透光基板的材料包括玻璃、蓝宝石、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、热塑性聚氨酯弹性体橡胶和透明尼龙中的至少一种。
第二方面，提供一种光体积描记器，该光体积描记器包括盖板、光发射器、光接收器和光学透镜。盖板包括第一透光部分和第二透光部分。光发射器位于盖板的内侧，光发射器的出光面朝向第一透光部分。光接收器位于盖板的内侧，光接收器的入光面朝向第二透光部分。光学透镜为如上任一技术方案所述的光学透镜，该光学透镜设置于第一透光部分的朝向光发射器的表面，且该光学透镜的第一表面朝向光发射器，第二表面朝向第一透光部分。
这样一来，可以借助第一微透镜和第二微透镜对光发射器的发射光束起到会聚作用，减小部分光线在盖板的朝向光发射器的表面，以及盖板的背对光发射器的表面的入射角，从而能够减小盖板对光线的反射量。而且，借助第一微透镜和第二微透镜对光发射器的发射光束起到会聚作用，能够减小光线由盖板射出后的出光角。同时，相邻两个第二微透镜组阵列之间具有一定的空隙，这些空隙未设置凸球体，能够减小光线在经过微透镜阵列时的能量损失。由此有利于提升出光效率，增大射入人体的光能量和最大光强，提升测量精度和血流灌注指数。
在第二方面的一种可能的实现方式中，光学透镜的微透镜阵列的阵列中心与光发射器的出光面的中心正对。这样一来，对光发射器的发射光线的会聚作用较优，能够减小盖板对光发射器的发射光线的反射量，减小发射光线由盖板射出后的出光角度。
在第二方面的一种可能的实现方式中，光学透镜与第一透光部分一体成型。这样一来，光学透镜与第一透光部分之间无其他介质，能够保证出光效率，同时隔绝了窜光，避免光线在光学透镜与第一透光部分之间泄露，而且无需贴附操作，减少了工艺难度。
在第二方面的一种可能的实现方式中，盖板还包括遮光部分，该遮光部分不透光，遮光部分至少位于第一透光部分与第二透光部分之间。这样一来，借助遮光部分尽可能地阻止光发射器射出的部分光线不经过待检测人体部位，而直接进入光接收器的采集范围内，避免影响光体积描记器的检测准确性。
第三方面，提供了一种电子设备，该显示设备包括显示屏、壳体和如上任一技术方案所述的光体积描记器。显示屏连接于壳体上，壳体包括背盖，背盖与显示屏相对。光体积描记器的盖板设置于背盖上，光体积描记器的光发射器和光接收器位于壳体内。
由于本申请提供的电子设备包括上述第二方面任一技术方案所述的光体积描记器，因此，二者能够解决相同的技术问题，并达到相同的效果。
附图说明
图1为本申请一些实施例提供的电子设备的结构示意图；
图2为图1所示电子设备中手表本体的***图；
图3为图1所示电子设备在C-C线处的截面结构示意图；
图4为图3所示电子设备在区域I处的放大图；
图5为图4所示电子设备内光发射器和光接收器的仰视图；
图6为图4所示电子设备内盖板的俯视图；
图7为图4所示电子设备在佩戴至用户手腕时的结构示意图；
图8为图1-图4所示电子设备内光学透镜的放大图；
图9为图8所示光学透镜在第一表面的结构示意图；
图10为图9所示光学透镜内微透镜阵列中第一微透镜组或第二微透镜组的结构示意图；
图11为图9所示光学透镜内一个第二微透镜组阵列的结构示意图；
图12为图9所示光学透镜内相邻两个第二微透镜组阵列的结构示意图；
图13为图12所示相邻两个第二微透镜组阵列中位于外层的第二微透镜组阵列在减少一个第二微透镜组后，将剩下的第二微透镜组沿环形阵列设置所形成的新阵列的结构示意图；
图14为图9所示光学透镜内一个第二微透镜组阵列的结构示意图；
图15为本申请又一些实施例提供的光学透镜在第一表面的结构示意图；
图16为图15所示光学透镜内微透镜阵列中第一微透镜组或第二微透镜组的结构示意图；
图17为本申请又一些实施例提供的光学透镜在第一表面的结构示意图；
图18为图17所示光学透镜内微透镜阵列中第一微透镜组或第二微透镜组的结构示意图；
图19为图10、图16或图18所示第一微透镜组或第二微透镜组中单个第一微透镜与透光基板组成的结构的侧视图；
图20为图10、图16或图18所示第一微透镜组或第二微透镜组中单个第二微透镜与透光基板组成的结构的侧视图；
图21为本申请又一些实施例提供的电子设备内光体积描记器的结构示意图；
图22为本申请一些实施例提供的电子设备内电路板组件的结构框图。
具体实施方式
在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。
在本申请实施例中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
在本申请实施例中，“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请提供一种光学透镜，该光学透镜可以应用于光体积描记器。为了方便理解本申请实施例提供的光体积描记器，下面首先说明一下该光体积描记器的应用场景，该光体积描记器可以应用于电子设备上，如手机、平板电脑、数码相机、可穿戴设备等常见的电子产品或者利用光学方法测量生理参数(心率、血氧、血压、血糖等)的大小型医疗设备。其中，可穿戴设备包括但不限于智能手表、智能手环和智能衣服。
光体积描记器是利用光电容积描记(photop lethysmograph，PPG)技术检测受测用户的心率变化。其中，PPG技术是指借助光电手段在活体组织中检测血液容积变化的一种无创检测技术。
光体积描记器包括光发射器和光接收器。光发射器将一定波长的光束照射到受测用户的皮肤表面时，光束可以通过反射方式传送到光接收器。在此过程中，由于血管内的血液容积在心脏收缩舒张作用下呈波动性变化，因此，当心脏收缩时，心脏的外周血管血容量增多，光吸收量也随之增加，那么，光接收器检测到的光强度较小；而在心脏舒张时，心脏的外周血管血容量减少，光接收器检测到的光强度较大。可以看出，光接收器检测到的光强度呈脉动性变化，将此光强度变化信号转化成数字电信号后，即得到佩戴者的心率。通过心率信号，可进一步得到受测用户的血压、血氧、脑氧、肌氧、血糖、脉率和呼吸率等生理参数信息，因此，目前诸如智能手表、智能手环等电子设备利用光体积描记器追踪用户的健康状况。
通常，在电子设备中，光发射器和光接收器为相邻设置，且光体积描记器通常还包括盖板，盖板用于对光发射器和光接收器进行防水防尘防刮伤保护。光发射器发射的光线在盖板处容易反射，使得出光效率降低，射入人体的光能量较少。而且，由盖板射出后的光线的出光角度较大，导致射入人体的最大光强较低，从而影响了检测精度和血流灌注指数(perfus ion index，PI)，影响用户体验。
为此，本申请实施例提供一种改进的电子设备。
下面结合附图对本申请实施例提供的电子设备进行说明。请参阅图1，图1为本申请一些实施例提供的电子设备100的结构示意图。本实施例以及下文各实施例中，是以电子设备100为智能手表进行示例性说明，这不能认为是对电子设备100的结构形式构成的特殊限制。智能手表包括手表本体2和表带1。手表本体2用于实现智能手表的主要功能，表带1用于将手表本体2佩戴于人体的手腕上。
在一些实施例中，请继续参阅图1，表带1可以包括第一表带部分11和第二表带部分12，第一表带部分11的一端和第二表带部分12的一端连接于手表本体2的相对两端。第一表带部分11的另一端设有第一锁持部111，第二表带部分12的另一端设有第二锁持部121。第一锁持部111和第二锁持部121可拆卸地彼此锁持，以将手表本体2佩戴于人体的手腕上。
其中，第一锁持部111和第二锁持部121组成的配合结构可以为钩扣、暗扣、蝴蝶扣、皮带按扣、折叠安全扣、折叠扣或针扣等表扣结构，本申请对此不做具体限定。
下面主要对手表本体2进行介绍。
请继续参阅图1，手表本体2大致呈圆盘状。在此基础上，为了方便后文各实施例的描述，针对本实施例以及下文各实施例所述的手表本体2，建立XYZ坐标系。具体的，定义手表本体2的厚度方向为Z轴方向，与Z轴方向垂直的平面为XY平面；手表本体2上用于连接第一表带部分11的位置为第一位置A，手表本体2上用于连接第二表带部分12的位置为第二位置B，第一位置A和第二位置B位于XY平面内，基于此，定义第一位置A、第二位置B的排列方向为X轴方向，XY平面内与X轴方向垂直的方向为Y轴方向。可以理解的是，手表本体2的坐标系设置可以根据实际需要进行灵活设置，在此不做具体限定。在其他一些实施例中，手表本体2也可以大致呈椭圆盘状、三角形盘状、多边形盘状、矩形盘状，在此不做具体限定。
请一并参阅图1和图2，图2为图1所示电子设备100中手表本体2的***图。手表本体2包括表身21、屏幕22、上表壳23、下表壳24、电路板组件25、电池(图中未示出)和光体积描记器26。
可以理解的是，图1和图2示意性的示出了手表本体2包括的一些部件，这些部件的实际形状、实际大小、实际位置和实际构造不受图1和图2的限制。在其他一些实施例中，手表本体2也可以不包括屏幕22。
表身21为手表本体2的支撑框架，第一位置A和第二位置B位于表身21上。表身21的材料可以采用不锈钢，以保证表身21的结构强度以及对其他部件的支撑强度。
上表壳23连接于表身21沿Z轴方向的一端，下表壳24连接于表身21沿Z轴方向的另一端。上表壳23和下表壳24的材料包括但不限于不锈钢等金属材料以及聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、PC+玻璃纤维、ABS塑料(acry lon itr i le butad iene styrene p last ic)等塑料。
上表壳23、表身21和下表壳24组成手表本体2的壳体，下表壳24形成该壳体的背盖。壳体的内部形成容置空间，电路板组件25和电池容置于该容置空间内。电池用于向电路板组件25供电。
屏幕22固定于上表壳23。屏幕22用于显示时针、分针、秒针、表盘、数字时间、天气、气温、心电图(e lectrocard iogram，ECG)、人体温度、心率、体脂、电压等数值或者图形。
光体积描记器26利用PPG技术检测佩戴用户的心率变化。请一并参阅图2和图3，图3为图1所示电子设备100在C-C线处的截面结构示意图。光体积描记器26包括盖板261、光发射器262、光接收器263和电路板264。
盖板261用于保护光发射器262和光接收器263。盖板261设置于下表壳24上。
在一些实施例中，请参阅图4，图4为图3所示电子设备100在区域I处的放大图，下表壳24上设有第一通光孔24a和第二通光孔24b。第一通光孔24a允许光发射器262发射的光束通过并进入下表壳24的外侧，第二通光孔24b允许下表壳24外侧的光束穿过并进入光接收器263。第一通光孔24a和第二通光孔24b的形状可以为圆形、矩形、多边形或者其他不规则形状。其中，需要说明的是，上述实施例以及下文各实施例中，描述“下表壳24”所使用的“外侧”是指下表壳24的背对上述容置空间的一侧，所使用的“外表面”是指下表壳24的背对上述容置空间的表面，所使用的“内侧”是指下表壳24的朝向上述容置空间的一侧，后文将不做一一解释。
在上述基础上，盖板261设置于下表壳24的外表面，并覆盖第一通光孔24a和第二通光孔24b。
这样一来，借助下表壳24上位于第一通光孔24a与第二通光孔24b之间的部分形成挡墙，以分隔光发射器262发射的光线和光接收器263接收的光线，减小光发射器262和光接收器263之间的窜光。
在其他实施例中，下表壳24上也可以设置开口，盖板261覆盖于该开口处。或者，下表壳24的一部分形成盖板261。这样一来，盖板261与下表壳24在Z轴方向上无厚度叠加，有利于减小手表本体2在Z轴方向上的高度。
请继续参阅图4，盖板261包括第一透光部分261a和第二透光部分261b。第一透光部分261a覆盖第一通光孔24a，第二透光部分261b覆盖第二通光孔24b。第一透光部分261a允许光发射器262发射的光束穿过并进入盖板261的外侧，第二透光部分261b允许盖板261外侧的光束穿过并进入光接收器263。其中，需要说明的是，上述实施例以及下文各实施例中，描述“盖板261”所使用的“外侧”是指盖板261的背对上述容置空间的一侧，所使用的“外表面”是指盖板261的背对上述容置空间的表面，所使用的“内侧”是指盖板261的朝向上述容置空间的一侧，后文将不做一一解释。
盖板261上除了第一透光部分261a和第二透光部分261b之外的其余部分，可以为透光结构，也可以为不透光结构，还可以部分为透光结构部分为不透光结构。图4所示实施例是以该其余部分均为透光结构进行示例性说明，这不能认为是对本申请构成的特殊限制。
在上述实施例中，本申请实施例对盖板261的具体材质不做限制，只要满足光发射器262和光接收器263的透光需求即可。盖板261的材质为蓝宝石或超白玻璃，其中，蓝宝石和超白玻璃透光性好，且强度较高，在保证透光性的同时，保证了抗冲击性能。
请返回参阅图3，光发射器262、光接收器263、电路板264和光学透镜265均位于盖板261的内侧，而且，光发射器262、光接收器263和电路板264还位于下表壳24的内侧。电路板264位于光发射器262以及光接收器263的背对盖板261的一侧，且光发射器262和光接收器263承载并电连接于电路板264上。电路板264与电路板组件25电连接。
光发射器262具有出光面，光发射器262的出光面朝向第一透光部分261a。光接收器263具有入光面，光接收器263的入光面朝向第二透光部分261b。光发射器262用于借助出光面向外发射光线，光接收器263用于借助入光面接收外界光信号。
光发射器262可以包括一个灯珠，也可以包括多个阵列设置的灯珠，在此不做具体限定。当光发射器262包括一个灯珠时，下文所述光发射器262的出光面的中心O1是指该一个灯珠的出光面的中心；当光发射器262包括阵列设置的多个灯珠时，下文所述的光发射器262的出光面的中心O1是指该多个灯珠的出光面的阵列中心。举例说明，请参阅图5，图5为图4所示电子设备100内光发射器262和光接收器263的仰视图。光发射器262包括两个灯珠262a。光发射器262的出光面的中心O1为两个灯珠262a的出光面的阵列中心。
本申请实施例对光发射器262内灯珠和光接收器263的具体结构不做限制。示例性的，光发射器262内灯珠例如可以是发光二极管(l ight emitt ing d iode，LED)。光接收器263例如可以是光电二极管(photo-d iode，PD)。
光发射器262内灯珠发射的光线可以为可见光，比如绿色光。在其他一些实施例中，光发射器262内灯珠发射的光线也可以为红色光或者蓝色光等等，在此不做具体限定。
光接收器263的数量可以为一个，也可以为多个。其中，“多个”表示两个或两个以上的数量。在此基础上，第二透光部分261b的数量以及第二通光孔24b的数量可以与光接收器263的数量相等，且一一对应。
在图2-图5所示的实施例中，光接收器263的数量为两个，两个光接收器263分别位于光发射器262的相对两侧。
在上述基础上，请参阅图6，图6为图4所示电子设备100内盖板261的俯视图。第一透光部分261a的形状大致呈矩形，该第一透光部分261a与光发射器262的出光面相对。第二透光部分261b的数量为两个，两个第二透光部分261b的形状也大致呈矩形，该两个第二透光部分261b分别与两个光接收器263的入光面相对。在其他实施例中，第一透光部分261a和第二透光部分261b的形状也可以呈圆形、多边形或者其他不规则形状。
请参阅图7，图7为图4所示电子设备100在佩戴至用户手腕时的结构示意图。光体积描记器26工作时，光发射器262的出光面发射的光线L1穿过第一透光部分261a进入手腕，这部分光线经过手腕处的人体血液和组织吸收后部分发生反射，形成反射光L2，反射光L2穿过第二透光部分261b进入光接收器263的入光面，以实现光信号的接收。
当光发射器262发射的光线到达盖板261时，由于盖板261和空气的折射率不同，光线在盖板261的朝向光发射器262的表面，以及背对光发射器262的表面会发生反射现象。并且入射角越大，反射光越强。基于此，由于光发射器262发出的光为发散光束，并非为平行光束，同时还由于盖板261的朝向光发射器262的表面，以及背对光发射器262的表面均近似为平面，因此盖板261对光发射器262发射光线的反射率较大。导致出光效率较低，射入人体的光线较少。而且，由盖板261射出后的出光角度较大，导致射入人体的最大光强较低。从而，影响了检测精度和血流灌注指数。
为了解决上述问题，请返回参阅图2-图4，光体积描记器26还包括光学透镜265，光学透镜265设置于第一透光部分261a的朝向光发射器262的表面。
具体的，光学透镜265可以设置于第一透光部分261a的朝向光发射器262的表面的部分区域，也可以设置于第一透光部分261a的朝向光发射器262的表面的整个区域。请重点参阅图6，本实施例是以光学透镜265设置于第一透光部分261a的朝向光发射器262的表面的整个区域进行示例性说明，这不能认为是对本申请构成的特殊限制。
光学透镜265的材质可以包括玻璃、蓝宝石、聚酰胺(po lyamide)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚甲基丙烯酸甲酯(po l ymer ic methy l methacry l ate，PMMA)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶(thermop l ast ic po lyurethanes，TPU)和透明尼龙中的至少一种。
光学透镜265可以胶粘固定于第一透光部分261a的朝向光发射器262的表面，也可以与第一透光部分261a一体成型，也即是，光学透镜265与第一透光部分261a为一个结构件整体。
具体的，当光学透镜265的材质为聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、热塑性聚氨酯弹性体橡胶和透明尼龙时，光学透镜265可以采用一体注塑成型工艺(比如双色注塑成型工艺)成型于第一透光部分261a上。具体的，注塑成型工艺包括合模、填充、保压、冷却、开模、脱模等阶段。
这样一来，光学透镜265与第一透光部分261a之间无其他介质，能够保证出光效率，同时隔绝了窜光，避免光线在光学透镜265与第一透光部分261a之间泄露，而且无需贴附操作，减少了工艺难度。
光学透镜265用于调整光发射器262的发射光线在盖板261朝向光发射器262的表面，以及背对光发射器262的表面的入射角，以减小反射率，增大射入人体的光能量。同时，光学透镜265还用于减小光发射器262的发射光线由盖板261射出时的出光角度，增大射入人体的最大光强。由此，提高测量精度和血流灌注指数。同时，由于光学透镜265设置于第一透光部分261a的朝向光发射器262的表面，因此，光学透镜265对电子设备的使用用户不可见，因此能够保证电子设备的美观性。
下面重点介绍光学透镜265的结构。
请参阅图8，图8为图1-图4所示电子设备100内光学透镜265的放大图。光学透镜265包括透光基板2651和微透镜阵列2652。
透光基板2651具有相对的第一表面S1和第二表面S2。第一表面S1和第二表面S2均为平面，且第一表面S1与第二表面S2大致平行。在将光学透镜265应用于光体积描记器26内时，第一表面S1朝向光发射器262，第二表面S2朝向第一透光部分261a。
透光基板2651的厚度h也即是第一表面S1至第二表面S2的距离。在一些实施例中，该透光基板2651的厚度h可以大于或者等于100纳米(nm)，且小于或者等于400nm。具体的，透光基板2651的厚度h可以为100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm或者400nm。这样一来，透光基板2651的厚度h适中，能够支撑微透镜阵列2652，同时对光线的吸收较少，能够保证出光效率。
微透镜阵列2652设置于第一表面S1。请参阅图9，图9为图8所示光学透镜265在第一表面S1的结构示意图。微透镜阵列2652可以布满第一表面S1的整个区域，也可以设置于第一表面S1的部分区域。本申请是以微透镜阵列2652布满第一表面S1的整个区域进行示例性说明。微透镜阵列2652包括多个阵列设置的微透镜，每个微透镜均为由第一表面S1向远离第二表面S2的方向凸起的凸球体。
凸球体能够对光束起到会聚作用，能够减小部分光线在盖板261的朝向光发射器262的表面，以及盖板261的背对光发射器262的表面的入射角，从而能够减小盖板261对光线的反射量。而且，凸球体能够对光束起到会聚作用，还能够减小光线由盖板261射出后的出光角。但是，由于微透镜位于光路中，不可避免地会吸收部分光线，容易造成能量损失，若不合理设计微透镜的阵列方式，则反而会降低出光效率，减小射入人体的光能量和最大光强，降低测量精度和血流灌注指数。
因此，下面重点介绍微透镜的阵列形式。
请继续参阅图9，微透镜阵列2652包括第一微透镜组2652a和多个第二微透镜组阵列Ar1。在图9所示的实施例中，第二微透镜组阵列Ar1的数量为七个。在其他实施例中，第二微透镜组阵列Ar1的数量也可以为三个、四个、五个、六个等等，在此不做具体限定。
每个第二微透镜组阵列Ar1均包括环绕第一微透镜组2652a阵列设置的多个第二微透镜组2652b。多个第二微透镜组阵列Ar1沿该多个第二微透镜组2652b的环形阵列轨迹的径向依次排列。
第一微透镜组2652a与第二微透镜组2652b的结构可以相同，也可以不同。下文各实施例是在第一微透镜组2652a与第二微透镜组2652b的结构相同的基础上进行的介绍，这不能认为是对本申请构成的特殊限制。
在上述基础上，请参阅图10，图10为图9所示光学透镜265内微透镜阵列中第一微透镜组2652a或第二微透镜组2652b的结构示意图。第一微透镜组2652a和第二微透镜组2652b均包括第一微透镜单元C1和第二微透镜阵列Ar2。
第一微透镜单元C1包括至少一个第一微透镜T1。其中，“至少一个”表示一个或者一个以上的数量。在图10所示的实施例中，第一微透镜单元C1内第一微透镜T1的数量为一个。在其他实施例中，第一微透镜单元C1内第一微透镜T1的数量也可以为多个，“多个”表示两个或者两个以上的数量。
第二微透镜阵列Ar2包括环绕上述第一微透镜单元C1阵列设置的多个第二微透镜T2。在图10所示的实施例中，第二微透镜阵列Ar2内第二微透镜T2的数量为六个。在其他实施例中，第二微透镜T2的数量也可以为四个、五个、八个、十个、十二个等等，在此不做具体限定。
在上述实施例中，第一微透镜T1和第二微透镜T2均为由第一表面S1向远离第二表面S2的方向凸起的凸球体。
此微透镜阵列的阵列方式，可以借助第一微透镜T1和第二微透镜T2对光发射器262的发射光束起到会聚作用，减小部分光线在盖板261的朝向光发射器262的表面，以及盖板261的背对光发射器262的表面的入射角，从而能够减小盖板261对光线的反射量。而且，借助第一微透镜T1和第二微透镜T2对光发射器262的发射光束起到会聚作用，能够减小光线由盖板261射出后的出光角。同时，相邻两个第二微透镜组阵列Ar1之间具有一定的空隙，比如图9中的空隙g1，这些空隙未设置凸球体，能够减小光线在经过微透镜阵列时的能量损失。由此有利于提升出光效率，增大射入人体的光能量和最大光强，提升测量精度和血流灌注指数。
同时，微透镜阵列2652的占用高度较小，便于在空间有限的电子设备内进行安装。
在上述实施例中，可选的，请返回参阅图9，相邻两个第二微透镜组阵列Ar1沿上述多个第二微透镜组2652b的环形阵列轨迹的径向间隔且紧密排列。也即是，相邻两个第二微透镜组阵列Ar1沿上述多个第二微透镜组2652b的环形阵列轨迹的径向间隔排列，同时，该相邻两个第二微透镜组阵列Ar1沿上述多个第二微透镜组2652b的环形阵列轨迹的径向紧密排列。
其中，相邻两个第二微透镜组阵列Ar1沿上述多个第二微透镜组2652b的环形阵列轨迹的径向间隔排列是指：相邻两个第二微透镜组阵列Ar1之间沿上述多个第二微透镜组2652b的环形阵列轨迹的径向的间距大于或者等于0。也即是，相邻两个第二微透镜组阵列Ar1中，位于外层的第二微透镜组阵列Ar1的内径大于或者等于位于内层的第二微透镜组阵列Ar1的外径。
需要说明的是，第二微透镜组阵列Ar1的外径是指：该第二微透镜组阵列Ar1中，多个第二微透镜组2652b上距离该多个第二微透镜组2652b的环形阵列轨迹的圆心最远的点连接形成的圆形外轮廓的直径。相应的，第二微透镜组阵列Ar1的内径是指：该第二微透镜组阵列Ar1中，多个第二微透镜组2652b上距离该多个第二微透镜组2652b的环形阵列轨迹的圆心最近的点连接形成的圆形内轮廓的直径。
举例说明，请参阅图11，图11为图9所示光学透镜265内一个第二微透镜组阵列Ar1的结构示意图。第二微透镜组阵列Ar1是指：该第二微透镜组阵列Ar1中，多个第二微透镜组2652b上距离该多个第二微透镜组2652b的环形阵列轨迹的圆心最远的点连接形成的圆形外轮廓N1的直径D1。相应的，该第二微透镜组阵列Ar1的内径是指：该第二微透镜组阵列Ar1中，多个第二微透镜组2652b上距离该多个第二微透镜组2652b的环形阵列轨迹的圆心最近的点连接形成的圆形内轮廓N2的直径D2。下文各实施例所述的第二微透镜组阵列Ar1的内径和外径应做相同的理解，后文中将不做赘述。
另外，相邻两个第二微透镜组阵列Ar1沿上述多个第二微透镜组2652b的环形阵列轨迹的径向紧密排列是指：相邻两个第二微透镜组阵列Ar1中，位于外层的第二微透镜组阵列Ar1在减少一个第二微透镜组2652b后，在保持相邻两个第二微透镜组2652b的间距不变的前提下，将剩下数量的第二微透镜组2652b沿环形阵列设置所形成的新阵列的内径小于位于内层的第二微透镜组阵列Ar1的外径。
举例说明，请参阅图12，图12为图9所示光学透镜265内相邻两个第二微透镜组阵列Ar1的结构示意图。具体的，位于外层的第二微透镜组阵列标记为Ar11，位于内层的第二微透镜组阵列标记为Ar12。位于外层的第二微透镜组阵列Ar11内第二微透镜组2652b的数量为十九个，位于内层的第二微透镜组阵列Ar12的外径为D11。位于外层的第二微透镜组阵列Ar11在减少一个第二微透镜组2652b后，剩下十八个第二微透镜组2652b。将这十八个第二微透镜组2652b沿环形阵列设置所形成的新阵列参见图13，该新阵列内相邻两个第二微透镜组2652b之间的间距d2与图12中位于外层的第二微透镜组阵列Ar11内相邻两个第二微透镜组2652b之间的间距d1相等。其中，“相等”应理解为大致相等，当二者之差小于或者等于0.01mm，均可以认为二者相等。图13所示新阵列的内径为D3。D3小于位于内层的第二微透镜组阵列Ar12的外径D11。也就是说，位于外层的第二微透镜组阵列Ar11与位于内层的第二微透镜组阵列Ar12的距离尽可能地近。
同时，请返回参阅图9，第一微透镜组2652a与相邻的第二微透镜组阵列Ar1之间沿上述多个第二微透镜组2652b的环形阵列轨迹的径向也间隔且紧密排列。也即是，第一微透镜组2652a与相邻的第二微透镜组阵列Ar1之间沿上述多个第二微透镜组2652b的环形阵列轨迹的径向间隔排列，同时，第一微透镜组2652a与相邻的第二微透镜组阵列Ar1之间沿上述多个第二微透镜组2652b的环形阵列轨迹的径向紧密排列。
其中，“相邻的第二微透镜组阵列Ar1”是指与第一微透镜组2652a距离最近的一个第二微透镜组阵列Ar1。
另外，第一微透镜组2652a与相邻的第二微透镜组阵列Ar1之间沿上述多个第二微透镜组2652b的环形阵列轨迹的径向间隔排列是指：第一微透镜组2652a与相邻的第二微透镜组阵列Ar1之间沿上述多个第二微透镜组2652b的环形阵列轨迹的径向的间距大于或者等于0。也即是，相邻的第二微透镜组阵列Ar1的内径大于或者等于第一微透镜组2652a的外径。
再者，第一微透镜组2652a与相邻的第二微透镜组阵列Ar1之间沿上述多个第二微透镜组2652b的环形阵列轨迹的径向紧密排列是指：相邻的第二微透镜组阵列Ar1在减少一个第二微透镜组2652b后，在保持相邻两个第二微透镜组2652b的间距不变的前提下，将剩下数量的第二微透镜组2652b沿环形阵列设置所形成的新阵列的内径小于第一微透镜组2652a的外径。
这样一来，在第一表面S1排列的第二微透镜组阵列Ar1数量较多。能够尽可能地对光发射器262的发射光束起到会聚作用，减小部分光线在盖板261的朝向光发射器262的表面，以及盖板261的背对光发射器262的表面的入射角，从而能够减小盖板261对光线的反射量。而且，能够尽可能地对光发射器262的发射光束起到会聚作用，能够减小光线由盖板261射出后的出光角。由此能够提升出光效率，增大射入人体的光能量和最大光强，提升测量精度和血流灌注指数。
另外，在一些实施例中，请继续返回参阅图9，每个第二微透镜组阵列Ar1中，多个第二微透镜组2652b沿该多个第二微透镜组2652b的环形阵列轨迹间隔且紧密排列。也就是说，每个第二微透镜组阵列Ar1中，多个第二微透镜组2652b沿该多个第二微透镜组2652b的环形阵列轨迹间隔排列，同时，该多个第二微透镜组2652b沿该多个第二微透镜组2652b的环形阵列轨迹紧密排列。
其中，多个第二微透镜组2652b沿该多个第二微透镜组2652b的环形阵列轨迹间隔排列是指：多个第二微透镜组2652b中，相邻两个第二微透镜组2652b之间沿该多个第二微透镜组2652b的环形阵列轨迹的间距大于或者等于0。这样，相邻两个第二微透镜组2652b之间不存在交叠。多个第二微透镜组2652b沿该多个第二微透镜组2652b的环形阵列轨迹紧密排列是指：多个第二微透镜组2652b中，相邻两个第二微透镜组2652b之间沿该多个第二微透镜组2652b的环形阵列轨迹的间距之和小于单个第二微透镜组2652b沿该环形阵列轨迹的宽度。
举例说明，请参阅图14，图14为图9所示光学透镜265内一个第二微透镜组阵列Ar1的结构示意图。该第二微透镜组阵列Ar1中第二微透镜组2652b的数量为十九个。假设相邻两个第二微透镜组2652b之间沿该第二微透镜组阵列Ar1的环形阵列轨迹的间距均为d1，d1≥0mm。十九个第二微透镜组2652b之间形成十九个间距d1，该十九个间距d1的和大致为19×d1。在此基础上，请继续参阅图14，假设单个第二微透镜组2652b沿该第二微透镜组阵列Ar1的环形阵列轨迹的宽度为w1。则19×d1＜w1。也就是说，在第二微透镜组阵列Ar1的环形阵列轨迹的直径一定的情况下，第二微透镜组阵列Ar1内第二微透镜组2652b的数量已达到饱和，不能再增设第二微透镜组2652b。
这样一来，每个第二微透镜组阵列Ar1内第二微透镜组2652b的排列数量较多。能够尽可能地对光发射器262的发射光束起到会聚作用，减小部分光线在盖板261的朝向光发射器262的表面，以及盖板261的背对光发射器262的表面的入射角，从而能够减小盖板261对光线的反射量。而且，能够尽可能地对光发射器262的发射光束起到会聚作用，能够减小光线由盖板261射出后的出光角。由此能够提升出光效率，增大射入人体的光能量和最大光强，提升测量精度和血流灌注指数。
另外，在一些实施例中，请返回参阅图10，第一微透镜组2652a和第二微透镜组2652b内，第二微透镜阵列Ar2与第一微透镜单元C1沿上述多个第二微透镜T2的环形阵列轨迹的径向间隔且紧密排列。也即是，第二微透镜阵列Ar2与第一微透镜单元C1沿上述多个第二微透镜T2的环形阵列轨迹的径向间隔排列，同时，第二微透镜阵列Ar2与第一微透镜单元C1沿上述多个第二微透镜T2的环形阵列轨迹的径向紧密排列。
其中，第二微透镜阵列Ar2与第一微透镜单元C1沿上述多个第二微透镜T2的环形阵列轨迹的径向间隔排列是指：第二微透镜阵列Ar2与第一微透镜单元C1之间沿上述多个第二微透镜T2的环形阵列轨迹的径向的间距大于或者等于0。也即是，第二微透镜阵列Ar2的内径大于或者等于第一微透镜单元C1的最大宽度。
需要说明的是，第二微透镜阵列Ar2的内径是指：该第二微透镜阵列Ar2中，多个第二微透镜T2上距离该多个第二微透镜T2的环形阵列轨迹的圆心最近的点连接形成的圆形内轮廓的直径。
在上述基础上，需要说明的是，第一微透镜单元C1的最大宽度是指第一微透镜单元C1在第一表面S1的占用区域的最大宽度。当第一微透镜单元C1内第一微透镜T1的数量为一个时，该最大宽度为第一微透镜T1在第一表面S1上的占用区域的直径。当第一微透镜单元C1内第一微透镜T1的数量为多个，且排列成一排时，该最大宽度为多个第一微透镜T1在第一表面S1上的占用区域的直径与相邻两个第一微透镜T1之间的间距之和。
另外，第二微透镜阵列Ar2与第一微透镜单元C1沿上述多个第二微透镜T2的环形阵列轨迹的径向紧密排列是指：第二微透镜阵列Ar2在减少一个第二微透镜T2后，在保持相邻两个第二微透镜T2的间距不变的前提下，将剩下数量的第二微透镜T2沿环形阵列设置所形成的新阵列的内径小于上述第一微透镜单元C1的最大占用宽度。也就是说，第二微透镜阵列Ar2与第一微透镜单元C1的距离尽可能地近。
这样一来，第一微透镜组2652a和第二微透镜组2652b在第一表面S1的占用面积较小，第一表面S1能够排列的第一微透镜组2652a和第二微透镜组2652b的数量较多。能够尽可能地对光发射器262的发射光束起到会聚作用，减小部分光线在盖板261的朝向光发射器262的表面，以及盖板261的背对光发射器262的表面的入射角，从而能够减小盖板261对光线的反射量。而且，能够尽可能地对光发射器262的发射光束起到会聚作用，能够减小光线由盖板261射出后的出光角。由此能够提升出光效率，增大射入人体的光能量和最大光强，提升测量精度和血流灌注指数。
另外，在一些实施例中，请继续返回参阅图10，第二微透镜阵列Ar2中，多个第二微透镜T2沿该多个第二微透镜T2的环形阵列轨迹也间隔且紧密排列。也就是说，第二微透镜阵列Ar2中，多个第二微透镜T2沿该多个第二微透镜T2的环形阵列轨迹间隔排列，同时，该多个第二微透镜T2沿该多个第二微透镜T2的环形阵列轨迹紧密排列。
其中，多个第二微透镜T2沿该多个第二微透镜T2的环形阵列轨迹间隔排列是指：多个第二微透镜T2中，相邻两个第二微透镜T2之间沿该多个第二微透镜T2的环形阵列轨迹的间距大于或者等于0。这样，相邻两个第二微透镜T2之间不存在交叠。
另外，多个第二微透镜T2沿该多个第二微透镜T2的环形阵列轨迹紧密排列是指：多个第二微透镜T2中，相邻两个第二微透镜T2之间沿该多个第二微透镜T2的环形阵列轨迹的间距d3之和小于单个第二微透镜T2沿该环形阵列轨迹的宽度(也即是第二微透镜T2在第一表面S1上的占用区域的直径)w2。也就是说，在第二微透镜阵列Ar2的环形阵列轨迹的直径一定的情况下，第二微透镜阵列Ar2内第二微透镜T2的数量已达到饱和，不能再增设第二微透镜T2。
这样一来，第二微透镜阵列Ar2中第二微透镜T2的排列数量较多。能够尽可能地对光发射器262的发射光束起到会聚作用，减小部分光线在盖板261的朝向光发射器262的表面，以及盖板261的背对光发射器262的表面的入射角，从而能够减小盖板261对光线的反射量。而且，能够尽可能地对光发射器262的发射光束起到会聚作用，能够减小光线由盖板261射出后的出光角。由此能够提升出光效率，增大射入人体的光能量和最大光强，提升测量精度和血流灌注指数。
以上以图10为例介绍了本申请实施例提供的光学透镜265中第一微透镜组2652a和第二微透镜组2652b的结构，下面介绍第一微透镜组2652a和第二微透镜组2652b的另外两种实施例。
具体的，请参阅图15和图16，图15为本申请又一些实施例提供的光学透镜265在第一表面S1的结构示意图，图16为图15所示光学透镜265内微透镜阵列中第一微透镜组2652a或第二微透镜组2652b的结构示意图。本实施例所示第一微透镜组2652a、第二微透镜组2652b与图8所示第一微透镜组2652a、第二微透镜组2652b的不同之处包括：本实施例中，第一微透镜单元C1内第一微透镜T1的数量为多个。具体的，在图16所示的实施例中，第一微透镜单元C1内第一微透镜T1的数量为两个。在其他实施例中，第一微透镜单元C1内第一微透镜T1的数量也可以为三个、四个、五个等等，在此不做具体限定。该多个第一微透镜T1排列成一排。而且，请重点参阅图15，第二微透镜组2652b内的多个第一微透镜T1的排列方向与该第二微透镜组2652b所处的第二微透镜组阵列Ar1的环形阵列轨迹的延伸方向一致。其中，“一致”应理解为大致一致，两个方向之间的夹角小于或者等于5°均可以认为两个方向一致。这样一来，方便多个第一微透镜T1在第一表面S1内定位，有利于降低设计难度。
在上述实施例中，可选的，第一微透镜单元C1内，多个第一微透镜T1之间间隔且紧密排列。也就是说，第一微透镜单元C1内，多个第一微透镜T1间隔排列，同时，该多个第一微透镜T1紧密排列。
其中，多个第一微透镜T1间隔排列是指：多个第一微透镜T1中，相邻两个第一微透镜T1之间的间距d4大于或者等于0。另外，多个第一微透镜T1紧密排列是指：相邻两个第一微透镜T1之间的间距d4小于或者等于0.003毫米(mm)。具体的，该间距d4可以为0.001mm、0.002mm或者0.003mm。
这样一来，第一微透镜单元C1在第一表面S1的占用面积较小，有利于减小第一微透镜组2652a和第二微透镜组2652b在第一表面S1的占用面积，使得第一表面S1能够排列的第一微透镜组2652a和第二微透镜组2652b的数量较多。能够尽可能地对光发射器262的发射光束起到会聚作用，减小部分光线在盖板261的朝向光发射器262的表面，以及盖板261的背对光发射器262的表面的入射角，从而能够减小盖板261对光线的反射量。而且，能够尽可能地对光发射器262的发射光束起到会聚作用，能够减小光线由盖板261射出后的出光角。由此能够提升出光效率，增大射入人体的光能量和最大光强，提升测量精度和血流灌注指数。
图15-图16所示第一微透镜组2652a、第二微透镜组2652b与图9-图10所示第一微透镜组2652a、第二微透镜组2652b的相同之处包括：第二微透镜阵列Ar2与第一微透镜单元C1沿上述多个第二微透镜T2的环形阵列轨迹的径向间隔且紧密排列。
这样一来，第一微透镜组2652a和第二微透镜组2652b在第一表面S1的占用面积较小，第一表面S1能够排列的第一微透镜组2652a和第二微透镜组2652b的数量较多。能够尽可能地对光发射器262的发射光束起到会聚作用，减小部分光线在盖板261的朝向光发射器262的表面，以及盖板261的背对光发射器262的表面的入射角，从而能够减小盖板261对光线的反射量。而且，能够尽可能地对光发射器262的发射光束起到会聚作用，能够减小光线由盖板261射出后的出光角。由此能够提升出光效率，增大射入人体的光能量和最大光强，提升测量精度和血流灌注指数。
图15-图16所示第一微透镜组2652a、第二微透镜组2652b与图9-图10所示第一微透镜组2652a、第二微透镜组2652b的不同之处还包括：图15-图16所示光学透镜265中，第二微透镜阵列Ar2内，多个第二微透镜T2沿该多个第二微透镜T2的环形阵列轨迹非紧密排列。可选的，请重点参阅图16，第二微透镜阵列Ar2内第二微透镜T2的数量为六个。此结构第二微透镜阵列Ar2内设置的第二微透镜T2的数量较少，能够减小光学透镜265的结构复杂度及成本。
请参阅图17和图18，图17为本申请又一些实施例提供的光学透镜265在第一表面S1的结构示意图，图18为图17所示光学透镜265内微透镜阵列中第一微透镜组2652a或第二微透镜组2652b的结构示意图。本实施例所示第一微透镜组2652a、第二微透镜组2652b与图15-图16所示第一微透镜组2652a、第二微透镜组2652b的不同之处在于：本实施例中，第二微透镜阵列Ar2内，多个第二微透镜T2沿该多个第二微透镜T2的环形阵列轨迹紧密排列。具体的，第二微透镜阵列Ar2内第二微透镜T2的数量为十二个。
这样一来，第二微透镜阵列Ar2中第二微透镜T2的排列数量较多。能够尽可能地对光发射器262的发射光束起到会聚作用，减小部分光线在盖板261的朝向光发射器262的表面，以及盖板261的背对光发射器262的表面的入射角，从而能够减小盖板261对光线的反射量。而且，能够尽可能地对光发射器262的发射光束起到会聚作用，能够减小光线由盖板261射出后的出光角。由此能够提升出光效率，增大射入人体的光能量和最大光强，提升测量精度和血流灌注指数。
在其他实施例中，第一微透镜单元C1内，多个第一微透镜T1也可以呈三角形排列或者四边形排列等等，在此不做具体限定。
在上述任一实施例中，第一微透镜T1的尺寸与第二微透镜T2的尺寸可以相同，也可以不同，在此不做具体限定。
在图10、图16或图18所示的实施例中，第一微透镜T1的尺寸大于第二微透镜T2的尺寸。
可选的，请参阅图19，图19为图10、图16或图18所示第一微透镜组2652a或第二微透镜组2652b中单个第一微透镜T1与透光基板2651组成的结构的侧视图。第一微透镜T1在第一表面S1的占用区域的直径D01大于或者等于0.1mm，且小于或者等于0.15mm。具体的，直径D01可以为0.1mm、0.11mm、0.12mm、0.13mm、0.14mm或者0.15mm。第一微透镜T1远离第一表面S1的一端n1的曲率为0mm-1。第一微透镜T1的连接第一表面S1的一端n2的曲率大于或者等于8mm-1且小于或者等于10mm-1。具体的，第一微透镜T1的连接第一表面S1的一端n2的曲率可以为8mm-1、9mm-1或者10mm-1。第一微透镜T1凸出第一表面S1的高度H01大于或者等于0.0252mm且小于或者等于0.034mm。具体的，高度H01可以为0.0252mm、0.026mm、0.027mm、0.028mm、0.029mm、0.030mm、0.031mm、0.032mm、0.033mm或者0.034mm。
这样一来，第一微透镜T1能够对光束起到较优的会聚作用，能够减小部分光线在盖板261的朝向光发射器262的表面，以及盖板261的背对光发射器262的表面的入射角，从而能够减小盖板261对光线的反射量。而且，第一微透镜T1能够对光束起到较优的会聚作用，还能够减小光线由盖板261射出后的出光角。由此可以增大射入人体的光能量和最大光强，提升测量精度和血流灌注指数。
又可选的，请参阅图20，图20为图10、图16或图18所示第一微透镜组2652a或第二微透镜组2652b中单个第二微透镜T2与透光基板2651组成的结构的侧视图。第二微透镜T2在第一表面S1的占用区域的直径D02大于或者等于0.05mm，且小于或者等于0.1mm。具体的，直径D02可以为0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm或者0.1mm。第二微透镜T2的远离第一表面S1的一端n3的曲率为0m-1。第二微透镜T2的连接第一表面S1的一端的曲率可以大于或者等于5mm-1，且小于或者等于40mm-1。具体的，第二微透镜T2的连接第一表面S1的一端n4的曲率可以为5mm-1、10mm-1、15mm-1、20mm-1、25mm-1、30mm-1、35mm-1或者40mm-1。第二微透镜T2凸出第一表面S1的高度H02大于或者等于0.01mm且小于或者等于0.0175mm。具体的，高度H02可以为0.01mm、0.011mm、0.012mm、0.013mm、0.014mm、0.015mm、0.016mm、0.017mm或者0.0175mm。
这样一来，第二微透镜T2能够对光束起到较优的会聚作用，能够减小部分光线在盖板261的朝向光发射器262的表面，以及盖板261的背对光发射器262的表面的入射角，从而能够减小盖板261对光线的反射量。而且，第二微透镜T2能够对光束起到较优的会聚作用，还能够减小光线由盖板261射出后的出光角。由此可以增大射入人体的光能量和最大光强，提升测量精度和血流灌注指数。
同时，微透镜阵列由大小不同的第一微透镜T1和第二微透镜T2组合排列，能够对光束起到较优的会聚作用，以减小盖板261对光线的反射量，减小光线由盖板261射出后的出光角度。同时，微透镜阵列内形成一定的空隙，这些空隙未设置凸球体，能够减小光线在经过微透镜阵列时的能量损失。由此有利于提升出光效率，增大射入人体的光能量和最大光强，提升测量精度和血流灌注指数。
以上介绍了多种光学透镜265的结构，在将该光学透镜265设置于上述光体积描记器26时，光学透镜265内微透镜阵列的阵列中心O2(请参阅图6)与光发射器262的出光面的中心O1正对。其中，“正对”应做大致正对理解，当阵列中心O2与中心O1之间的横向距离小于或者等于0.1mm时，均可以认为阵列中心O2与中心O1正对。
这样一来，对光发射器262的发射光线的会聚作用较优，能够减小盖板261对光发射器262的发射光线的反射量，减小发射光线由盖板261射出后的出光角度。
为了验证上述多种实施例提供的光学透镜265的性能，下面分别将图9、图15和图17所示光学透镜265应用于上述光体积描记器26，并使光学透镜265内微透镜阵列的中心大致与光发射器262的出光面的中心正对，以获取出光效率、出光角度、最大光强以及两个光接收器263检测出的血流灌注指数(第一PI值和第二PI值)的四项性能指标，并记录在下表1中。其中，出光角度是指由盖板261射出后的出光角度，最大光强是指射入人体的最大光强，该最大光强可以在盖板261的外表面进行测量。
具体的，图9所示光学透镜265的性能指标记录在表1中的“实施例一”行，图15所示光学透镜265的性能指标记录在表1中的“实施例二”行，图17所示光学透镜265的性能指标记录在表1中的“实施例三”行。
而且，以不设置光学透镜265的光体积描记器26作为对比方案，所获得的出光效率、出光角度、最大光强以及两个光接收器263检测出的血流灌注指数(第一PI值和第二PI值)记载在表1中的“对比例”行。
表1
出光效率 出光角度 最大光强 第一PI值 第二PI值
对比例 79.628％ 100° 0.00526W/Sr 0.021316062 0.022574238
实施例一 75.233％ 93° 0.005426W/Sr 0.021699939 0.022718618
实施例二 73.230％ 95° 0.0052989W/Sr 0.021833321 0.02259
实施例三 70.859％ 95° 0.0052617W/Sr 0.022441 0.022725
在评价光体积描记器26的性能时，出光效率，出光角度，出光光强，血流灌注指数这四个性能指标中，血流灌注指数应优先考虑，其次考虑出光角度和最大出光光强，最后考虑出光效率。因此，由表1可以看出，相比于“对比例”，“实施例一”中，血流灌注指数最大提升3.8％，第一PI值和第二PI值平均提升1.203％。“实施例二”中，血流灌注指数最大提升2.47％，第一PI值和第二PI值平均提升1.2036％。“实施例三”中，血流灌注指数最大提升5.28％，第一PI值和第二PI值平均提升2.91％。因此本申请实施例提供的光学透镜265能够提升光体积描记器26的性能。本本申请提供的光学透镜265不仅不会造成光体积描记器26的出光和收光效率大幅度降低，反而会提升光体积描记器26的血流灌注指数，具体提升1％-6％。
请参阅图21，图21为本申请又一些实施例提供的电子设备100内光体积描记器26的结构示意图。本实施例所示光体积描记器26与图4所示光体积描记器26的不同之处包括：本实施例中，盖板261还包括遮光部分261c，遮光部分261c不透光，遮光部分261c至少位于第一透光部分261a与第二透光部分261b之间。这样一来，借助遮光部分261c可以阻止光发射器262射出的部分光线不经过待检测人体部位，而直接进入光接收器263的采集范围内，避免影响光体积描记器26的检测准确性。
在上述实施例的基础上，可选的，请继续参阅图21，盖板261上除第一透光部分261a和第二透光部分261b外的其余部分均为遮光部分261c。这样一来，借助遮光部分261c尽可能地阻止光发射器262射出的部分光线不经过待检测人体部位，而直接进入光接收器263的采集范围内，避免影响光体积描记器26的检测准确性。
在一些实施例中，上述遮光部分261c可以为塑料，具体的，遮光部分261c的材质包括但不限于不锈钢等金属材料以及聚碳酸酯(po lycarbonate，PC)、PC+玻璃纤维、ABS塑料(acry lon itr i le butad iene styrene p l ast ic)等塑料。该遮光部分261c与下表壳24为一个结构整体，且遮光部分261c与第一透光部分261a、第二透光部分261b一体成型。具体的，遮光部分261c和下表壳24可以借助注塑成型工艺成型于第一透光部分261a、第二透光部分261b上。这样一来，电子设备100包括的零部件数量较少，便于简化装配难度。
在一些实施例中，请继续参阅图21，电路板264的朝向盖板261的表面，还设有挡墙266，该挡墙266至少位于光发射器262与光接收器263之间。借助该挡墙266，同样可以阻止光发射器262射出的部分光线不经过待检测人体部位，而直接进入光接收器263的采集范围内，避免影响光体积描记器26的检测准确性。
请参阅图22，图22为本申请一些实施例提供的电子设备100内电路板组件25的结构框图。电路板组件25包括至少一个处理器251、通信总线252、至少一个通信接口253以及存储器254。
可以理解的是，图20示意性的示出了电路板组件25包括的一些部件，电路板组件25可以包括比图20所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件。尽管未示出，电路板组件25还可以包括蓝牙模块、全球定位***(G loba l Pos it ion ingSystem，GPS)模块等，在此不做赘述。
处理器251与至少一个通信接口253、存储器254、屏幕22均通过通信总线252通信连接。处理器251可以是中央处理单元(centra l process ing un it，CPU)，也可以是其他通用处理器、数字信号处理器(d igita l s igna l processor，DSP)、专用集成电路(appl icat ion specific integrated ci rcu it，ASIC)、现场可编程门阵列(fie ld-programmab le gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是电子设备100的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备100的各个部件分。
通信总线252可包括一通路，在上述组件之间传送信息。
通信接口253，使用任何收发器一类的装置，用于与其他设备或通信网络通信，如以太网，无线接入网(rad io access network，RAN)，无线局域网(wi re less loca larea networks，WLAN)等。
存储器254可用于存储计算机程序和/或模块，处理器251通过运行或执行存储在存储器254内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器254内的数据，实现电路板组件25的各种功能。存储器254可主要包括程序存储区和数据存储区，其中，程序存储区可存储操作***、多个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；数据存储区可存储根据电路板组件25的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器254可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart med ia card,SMC)，安全数字(secure d igita l,SD)卡，闪存卡(f l ash card)、多个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。存储器254可以是独立存在，通过通信总线252与处理器251相连接。存储器254也可以和处理器251集成在一起。
在具体实现中，作为一种实施例，处理器251可以包括一个或多个CPU，例如图中的CPU0和CPU1。
在具体实现中，作为一种实施例，电路板组件25可以包括多个处理器251，例如图22中的CPU0和CPU1。这些处理器中的每一个可以是一个单核(s ingle-CPU)处理器，也可以是一个多核(mu lt i-CPU)处理器。这里的处理器251可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。
本申请的一实施例中，处理器251分别与光发射器262、光接收器263和屏幕22电连接，当用户触发光体积描记器开始工作时，处理器251控制光发射器262向外发射光线，光线经过用户的人体血液和组织吸收后部分发生反射，光接收器263可以接收经过用户身体后的反射光，并将光信号转换为电信号发送给处理器251，处理器251能够根据光接收器263接收的反射光确定佩戴者的心率等变化情况，并通过屏幕22显示。
以上各实施例介绍了，光学透镜265在光体积描记器26上的应用场景，在其他一些实施例中，光学透镜265也可以应用于摄像头或者照相机等设备的补光灯的出光侧，以会聚补光光源，同时，光学透镜265还可以应用与投影仪等设备的照明光源的出光侧，以会聚照明光束。在此不做具体限定。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (18)

1.一种光学透镜，其特征在于，包括：
透光基板，所述透光基板具有相对的第一表面和第二表面；
微透镜阵列，所述微透镜阵列设置于所述第一表面，所述微透镜阵列包括第一微透镜组和多个第二微透镜组阵列，每个所述第二微透镜组阵列均包括沿环形包络于所述第一微透镜组外的多个第二微透镜组，多个所述第二微透镜组阵列沿所述多个第二微透镜组的环形阵列轨迹的径向依次排列，且相邻两个所述第二微透镜组阵列无干涉，所述第一微透镜组与相邻的所述第二微透镜组阵列无干涉，其中，
所述第一微透镜组和所述第二微透镜组均包括第一微透镜单元和第二微透镜阵列，所述第一微透镜单元包括至少一个第一微透镜，第二微透镜阵列包括沿环形包络于所述第一微透镜单元外的多个第二微透镜；
所述第一微透镜和所述第二微透镜均为由所述第一表面向远离所述第二表面的方向凸起的凸球体。
2.根据权利要求1所述的光学透镜，其特征在于，相邻两个第二微透镜组阵列沿所述多个第二微透镜组的环形阵列轨迹的径向间隔且紧密排列，所述第一微透镜组与相邻的所述第二微透镜组阵列之间沿所述多个第二微透镜组的环形阵列轨迹的径向间隔且紧密排列。
3.根据权利要求1所述的光学透镜，其特征在于，每个第二微透镜组阵列中，多个第二微透镜组沿所述多个第二微透镜组的环形阵列轨迹也间隔且紧密排列。
4.根据权利要求1-3任一项所述的光学透镜，其特征在于，所述第二微透镜阵列与所述第一微透镜单元沿所述多个第二微透镜的环形阵列轨迹的径向间隔且紧密排列。
5.根据权利要求1-4任一项所述的光学透镜，其特征在于，所述第二微透镜阵列中，所述多个第二微透镜沿所述多个第二微透镜的环形阵列轨迹也间隔且紧密排列。
6.根据权利要求5所述的光学透镜，其特征在于，所述第一微透镜单元内，所述第一微透镜的数量均为一个，所述第二微透镜阵列中，所述第二微透镜的数量为六个。
7.根据权利要求4所述的光学透镜，其特征在于，所述第一微透镜单元内，所述第一微透镜的数量为多个，多个所述第一微透镜排列成一排，且所述第二微透镜组内的多个第一微透镜的排列方向与所述第二微透镜组所处的第二微透镜组阵列的环形阵列轨迹的延伸方向一致。
8.根据权利要求7所述的光学透镜，其特征在于，所述第一微透镜组和所述第二微透镜组内，多个所述第一微透镜之间间隔且紧密排列。
9.根据权利要求8所述的光学透镜，其特征在于，所述第一微透镜组和所述第二微透镜组内，所述第一微透镜的数量均为两个，所述第二微透镜阵列中，所述第二微透镜的数量为十二个。
10.根据权利要求8所述的光学透镜，其特征在于，所述第一微透镜组和所述第二微透镜组内，所述第一微透镜的数量均为两个，所述第二微透镜阵列中，所述第二微透镜的数量为六个。
11.根据权利要求1-3任一项所述的光学透镜，其特征在于，所述第一微透镜在所述第一表面的占用区域的直径大于或者等于0.1mm且小于或者等于0.15mm,所述第一微透镜的凸球面的远离所述第一表面的一端的曲率为0 mm-1，所述第一微透镜的凸球面的连接所述第一表面的一端的曲率大于或者等于8 mm-1且小于或者等于10 mm-1，所述第一微透镜凸出所述第一表面的高度大于或者等于0.0252mm且小于或者等于0.034mm。
12.根据权利要求1-3任一项所述的光学透镜，其特征在于，所述第二微透镜在所述第一表面的占用区域的直径大于或者等于0.05mm且小于或者等于0.1mm，所述第二微透镜的凸球面的远离所述第一表面的一端的曲率为0 mm-1，所述第二微透镜的凸球面的连接所述第一表面的一端的曲率大于或者等于5 mm-1且小于或者等于40mm-1，所述第二微透镜凸出所述第一表面的高度大于或者等于0.01mm且小于或者等于0.0175mm。
13.根据权利要求1-3任一项所述的光学透镜，其特征在于，所述微透镜阵列与所述透光基板一体成型，且所述微透镜阵列与所述透光基板的材料包括玻璃、蓝宝石、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、热塑性聚氨酯弹性体橡胶和透明尼龙中的至少一种。
14.一种光体积描记器，其特征在于，包括：
盖板，所述盖板包括第一透光部分和第二透光部分；
光发射器，所述光发射器位于所述盖板的内侧，所述光发射器的出光面朝向所述第一透光部分；
光接收器，所述光接收器位于所述盖板的内侧，所述光接收器的入光面朝向所述第二透光部分；
光学透镜，所述光学透镜为权利要求1-13任一项所述的光学透镜，所述光学透镜设置于所述第一透光部分的朝向所述光发射器的表面，且所述光学透镜的第一表面朝向所述光发射器，第二表面朝向所述第一透光部分。
15.根据权利要求14所述的光体积描记器，其特征在于，所述光学透镜的微透镜阵列的阵列中心与光发射器的出光面的中心正对。
16.根据权利要求14所述的光体积描记器，其特征在于，所述光学透镜与所述第一透光部分一体成型。
17.根据权利要求14-16任一项所述的光体积描记器，其特征在于，所述盖板还包括遮光部分，所述遮光部分不透光，所述遮光部分至少位于所述第一透光部分与所述第二透光部分之间。
18.一种电子设备，其特征在于，包括显示屏、壳体和权利要求14-17任一项所述的光体积描记器；
所述显示屏连接于所述壳体上，所述壳体包括背盖，所述背盖与所述显示屏相对；
所述光体积描记器的盖板设置于背盖上，所述光体积描记器的光发射器和光接收器位于所述壳体内。
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