CN111093474A - 基于穿戴状态获得生物特征信息的方法及其电子装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于获得生物特征信息的电子装置及其方法。该电子装置包括生物特征传感器模块，该生物特征传感器模块包括：发光模块，该发光模块包括具有第一属性的第一发光元件和具有第二属性的第二发光元件；以及与发光模块相邻设置的光接收模块；以及至少一个处理器。该至少一个处理器被配置为至少基于发光模块输出的光中的碰撞到外部对象而反射的反射光，确定生物特征传感器模块与外部对象之间的距离，基于该距离选择第一发光元件或第二发光元件中的至少一个；并且使用所选择的发光元件获得关于外部对象的生物特征信息。

Description

基于穿戴状态获得生物特征信息的方法及其电子装置

技术领域

本公开涉及电子装置。更具体地，本公开涉及一种当被穿戴在用户的身体上时能够获得用户的生物特征信息的电子装置。

背景技术

近来，随着移动通信技术和处理技术的发展，电子装置已经改变为能够容易携带的同时可以自由接入有线或无线网络的形式，并且电子装置可以执行的功能已经多样化。此外，电子装置的形式已经多样化，例如，电子装置可以实现为可穿戴装置的形式，用户可以将其直接附连到用户身体的一部分上进行使用。可穿戴式电子装置可以具有例如可以附连在用户的手腕上的手表的形式。并且在这种情况下，除了手表功能之外，电子装置还可以执行各种功能，诸如呼叫和消息的发送和接收、各种应用的执行以及多媒体内容的再现。

由于可穿戴式电子装置直接附连到用户的身体上供使用，因此该电子装置可以用于使用几种类型的生物特征传感器来获得用户的生物特征信息。例如，电子装置可以使用光电容积描记(PPG)传感器测量用户的心率(HR)、血压和血氧饱和度SpO2。在这种情况下，为了使用各种输出频段，PPG传感器可以使用诸如绿色、红色和红外(IR)的各种频段的光来获得生物特征信息，并且电子装置可以具有至少两个发光元件和/或光接收元件。

当根据输出频段(例如，绿色、红色、IR)获得生物特征信息时，在电子装置中设置的发光元件中存在优点和缺点。例如，在低波长的绿色频段中，由于皮肤的渗透性低，因此难以进行准确的测量。同时，高波长的IR或红色频段具有较高的皮肤渗透性，但对运动敏感；因此，当电子装置的运动较大时，通过IR或红色频段难以进行准确的测量。即使常规电子装置支持发光元件的各种输出范围，常规电子装置也不会考虑其使用状态；因此，难以准确地测量生物特征信息，并且存在使用多个发光元件而导致的高功耗的问题。

以上信息仅作为背景信息呈现，以帮助理解本公开。关于以上内容中的任何内容是否可以用作关于本公开的现有技术，没有确定也没有断言。

发明内容

技术问题

本公开的方面在于至少解决上述问题和/或缺点，并至少提供下述优点。

本公开的一方面在于提供一种电子装置，该电子装置可以考虑其使用状态来更准确地测量生物特征信息。

其他方面将在下面的描述中部分地阐述，并且从描述中将是部分地显而易见的，或者可以通过实践所呈现的实施例而获知。

问题的解决方案

根据本公开的一方面，提供了一种电子装置。该电子装置包括：生物特征传感器模块，所述生物特征传感器模块包括：发光模块，所述发光模块包括具有第一属性的第一发光元件和具有第二属性的第二发光元件；以及与所述发光模块相邻设置的光接收模块；以及至少一个处理器，其中所述至少一个处理器被配置为：至少基于所述发光模块输出的光中的碰撞到外部对象而反射的反射光确定所述生物特征传感器模块与所述外部对象之间的距离，基于所述距离选择所述第一发光元件或所述第二发光元件中的至少一个，并且使用所选择的发光元件获得关于所述外部对象的生物特征信息。

根据本公开的另一方面，提供了一种获得电子装置的生物特征信息的方法。所述电子装置包括生物特征传感器模块，所述生物特征传感器模块包括包含具有第一属性的第一发光元件和具有第二属性的第二发光元件的发光模块以及与所述发光模块相邻设置的光接收模块，所述方法包括：至少基于所述发光模块输出的光中的碰撞到外部对象而反射的反射光，确定所述生物特征传感器模块与所述外部对象之间的距离；至少基于所述距离选择所述第一发光元件和所述第二发光元件中的至少一个；以及使用所选择的发光元件获得关于所述外部对象的生物特征信息。

通过以下结合附图公开了本公开的各种实施例的具体实施方式，本公开的其他方面、优点和显著特征对于本领域技术人员将变得显而易见。

发明的有益效果

本公开的一方面可以提供一种可以考虑其使用状态来更准确地测量生物特征信息的电子装置。

附图说明

通过以下结合附图的描述，本公开的某些实施例的上述和其他方面、特征和优点将变得更加明显，其中：

图1是示出根据本公开的各种实施例的在网络环境中用于基于穿戴状态获得生物特征信息的电子装置的配置的框图；

图2A和图2B是示出根据本公开的各种实施例的电子装置的外形的示图；

图3是示出根据本公开的各种实施例的光学传感器模块的原理的图；

图4是示出根据本公开的各种实施例的电子装置的配置的框图；

图5是示出根据本公开的各种实施例的电子装置的配置的框图；

图6是示出根据本公开的各种实施例的获得电子装置的生物特征信息的方法的流程图。

图7是示出根据本公开的各种实施例的检测电子装置是否被穿戴着的操作的流程图；

图8是示出根据本公开的各种实施例的确定电子装置的穿戴状态的操作的流程图；

图9A、图9B、图9C和图9D是示出根据本公开的各种实施例的电子装置的穿戴状态的图以及示出在每种穿戴状态下测量的光信号的曲线图；

图10是示出根据本公开的各种实施例的确定电子装置的操作的运动状态的流程图；

图11是示出根据本公开的各种实施例的可以根据电子装置的状态执行的生物特征信息测量功能的表；以及

图12是示出根据本公开的各种实施例的利用电子装置获得生物特征信息的方法的流程图。

在整个附图中，相似的附图标记将被理解为指代相似的部件、组件和结构。

具体实施方式

提供以下参考附图的描述以帮助全面理解由权利要求及其等同物限定的本公开的各种实施例。本公开包括各种具体细节以帮助理解，但是这些具体细节仅被认为是示例性的。因此，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可以对本文所述的各种实施例进行各种改变和修改。另外，为了清楚和简洁，可以省略对公知功能和构造的描述。

在以下描述和权利要求中使用的术语和词语不限于书面含义，而是仅由发明人使用来使能清楚和一致的理解本公开。因此，对于本领域技术人员而言显而易见的是，提供本公开的各种实施例的以下描述仅是出于说明的目的，而不是出于限制由所附权利要求及其等同物所限定的本公开的目的。

应当理解的是，除非上下文另外明确指出，否则单数形式的“一”、“一个”和“该”包括复数所指物。因此，例如，引述“组件表面”包括提及一个或更多个这样的表面。

图1是示出根据各种实施例的网络环境100中的电子装置101的框图。

参照图1，网络环境100中的电子装置101可经由第一网络198(例如，短距离无线通信网络)与电子装置102进行通信，或者经由第二网络199(例如，长距离无线通信网络)与电子装置104或服务器108进行通信。根据实施例，电子装置101可经由服务器108与电子装置104进行通信。根据实施例，电子装置101可包括处理器120、存储器130、输入装置150、声音输出装置155、显示装置160、音频模块170、传感器模块176、接口177、触觉模块179、相机模块180、电力管理模块188、电池189、通信模块190、用户识别模块(SIM)196或天线模块197。在一些实施例中，可从电子装置101中省略所述部件中的至少一个(例如，显示装置160或相机模块180)，或者可将一个或更多个其它部件添加到电子装置101中。在一些实施例中，可将所述部件中的一些部件实现为单个集成电路。例如，可将传感器模块176(例如，指纹传感器、虹膜传感器、或照度传感器)实现为嵌入在显示装置160(例如，显示器)中。

处理器120可运行例如软件(例如，程序140)来控制电子装置101的与处理器120连接的至少一个其它部件(例如，硬件部件或软件部件)，并可执行各种数据处理或计算。根据一个实施例，作为所述数据处理或计算的至少部分，处理器120可将从另一部件(例如，传感器模块176或通信模块190)接收到的命令或数据加载到易失性存储器132中，对存储在易失性存储器132中的命令或数据进行处理，并将结果数据存储在非易失性存储器134中。根据实施例，处理器120可包括主处理器121(例如，中央处理器(CPU)或应用处理器(AP))以及与主处理器121在操作上独立的或者相结合的辅助处理器123(例如，图形处理单元(GPU)、图像信号处理器(ISP)、传感器中枢处理器或通信处理器(CP))。另外地或者可选择地，辅助处理器123可被适配为比主处理器121耗电更少，或者被适配为具体用于指定的功能。可将辅助处理器123实现为与主处理器121分离，或者实现为主处理器121的部分。

在主处理器121处于未激活(例如，睡眠)状态时，辅助处理器123可控制与电子装置101(而非主处理器121)的部件之中的至少一个部件(例如，显示装置160、传感器模块176或通信模块190)相关的功能或状态中的至少一些，或者在主处理器121处于激活状态(例如，运行应用)时，辅助处理器123可与主处理器121一起来控制与电子装置101的部件之中的至少一个部件(例如，显示装置160、传感器模块176或通信模块190)相关的功能或状态中的至少一些。根据实施例，可将辅助处理器123(例如，图像信号处理器或通信处理器)实现为在功能上与辅助处理器123相关的另一部件(例如，相机模块180或通信模块190)的部分。

存储器130可存储由电子装置101的至少一个部件(例如，处理器120或传感器模块176)使用的各种数据。所述各种数据可包括例如软件(例如，程序140)以及针对与其相关的命令的输入数据或输出数据。存储器130可包括易失性存储器132或非易失性存储器134。

可将程序140作为软件存储在存储器130中，并且程序140可包括例如操作系统(OS)142、中间件144或应用146。

输入装置150可从电子装置101的外部(例如，用户)接收将由电子装置101的其它部件(例如，处理器120)使用的命令或数据。输入装置150可包括例如麦克风、鼠标、键盘或数字笔(例如，手写笔)。

声音输出装置155可将声音信号输出到电子装置101的外部。声音输出装置155可包括例如扬声器或接收器。扬声器可用于诸如播放多媒体或播放唱片的通用目的，接收器可用于呼入呼叫。根据实施例，可将接收器实现为与扬声器分离，或实现为扬声器的部分。

显示装置160可向电子装置101的外部(例如，用户)视觉地提供信息。显示装置160可包括例如显示器、全息装置或投影仪以及用于控制显示器、全息装置和投影仪中的相应一个的控制电路。根据实施例，显示装置160可包括被适配为检测触摸的触摸电路或被适配为测量由触摸引起的力的强度的传感器电路(例如，压力传感器)。

音频模块170可将声音转换为电信号，反之亦可。根据实施例，音频模块170可经由输入装置150获得声音，或者经由声音输出装置155或与电子装置101直接(例如，有线地)连接或无线连接的外部电子装置(例如，电子装置102)的耳机输出声音。

传感器模块176可检测电子装置101的操作状态(例如，功率或温度)或电子装置101外部的环境状态(例如，用户的状态)，然后产生与检测到的状态相应的电信号或数据值。根据实施例，传感器模块176可包括例如手势传感器、陀螺仪传感器、大气压力传感器、磁性传感器、加速度传感器、握持传感器、接近传感器、颜色传感器、红外(IR)传感器、生物特征传感器、温度传感器、湿度传感器或照度传感器。

接口177可支持将用来使电子装置101与外部电子装置(例如，电子装置102)直接(例如，有线地)或无线连接的一个或更多个特定协议。根据实施例，接口177可包括例如高清晰度多媒体接口(HDMI)、通用串行总线(USB)接口、安全数字(SD)卡接口或音频接口。

连接端178可包括连接器，其中，电子装置101可经由所述连接器与外部电子装置(例如，电子装置102)物理连接。根据实施例，连接端178可包括例如HDMI连接器、USB连接器、SD卡连接器或音频连接器(例如，耳机连接器)。

触觉模块179可将电信号转换为可被用户经由他的触觉或动觉识别的机械刺激(例如，振动或运动)或电刺激。根据实施例，触觉模块179可包括例如电机、压电元件或电刺激器。

相机模块180可捕获静止图像或运动图像。根据实施例，相机模块180可包括一个或更多个透镜、图像传感器、图像信号处理器或闪光灯。

电力管理模块188可管理对电子装置101的供电。根据实施例，可将电力管理模块188实现为例如电力管理集成电路(PMIC)的至少部分。

电池189可对电子装置101的至少一个部件供电。根据实施例，电池189可包括例如不可再充电的原电池、可再充电的蓄电池、或燃料电池。

通信模块190可支持在电子装置101与外部电子装置(例如，电子装置102、电子装置104或服务器108)之间建立直接(例如，有线)通信信道或无线通信信道，并经由建立的通信信道执行通信。通信模块190可包括能够与处理器120(例如，应用处理器(AP))独立操作的一个或更多个通信处理器，并支持直接(例如，有线)通信或无线通信。根据实施例，通信模块190可包括无线通信模块192(例如，蜂窝通信模块、短距离无线通信模块或全球导航卫星系统(GNSS)通信模块)或有线通信模块194(例如，局域网(LAN)通信模块或电力线通信(PLC)模块)。这些通信模块中的相应一个可经由第一网络198(例如，短距离通信网络，诸如蓝牙、无线保真(Wi-Fi)直连或红外数据协会(IrDA))或第二网络199(例如，长距离通信网络，诸如蜂窝网络、互联网、或计算机网络(例如，LAN或广域网(WAN)))与外部电子装置进行通信。可将这些各种类型的通信模块实现为单个部件(例如，单个芯片)，或可将这些各种类型的通信模块实现为彼此分离的多个部件(例如，多个芯片)。无线通信模块192可使用存储在用户识别模块196中的用户信息(例如，国际移动用户识别码(IMSI))识别并验证通信网络(诸如第一网络198或第二网络199)中的电子装置101。

天线模块197可将信号或电力发送到电子装置101的外部(例如，外部电子装置)或者从电子装置101的外部(例如，外部电子装置)接收信号或电力。根据实施例，天线模块197可包括天线，所述天线包括辐射元件，所述辐射元件由形成在基底(例如，PCB)中或形成在基底上的导电材料或导电图案构成。根据实施例，天线模块197可包括多个天线。在这种情况下，可由例如通信模块190(例如，无线通信模块192)从所述多个天线中选择适合于在通信网络(诸如第一网络198或第二网络199)中使用的通信方案的至少一个天线。随后可经由所选择的至少一个天线在通信模块190和外部电子装置之间发送或接收信号或电力。根据实施例，除了辐射元件之外的另外的组件(例如，射频集成电路(RFIC))可附加地形成为天线模块197的一部分。

上述部件中的至少一些可经由外设间通信方案(例如，总线、通用输入输出(GPIO)、串行外设接口(SPI)或移动工业处理器接口(MIPI))相互连接并在它们之间通信地传送信号(例如，命令或数据)。

根据实施例，可经由与第二网络199连接的服务器108在电子装置101和外部电子装置104之间发送或接收命令或数据。电子装置102和电子装置104中的每一个可以是与电子装置101相同类型的装置，或者是与电子装置101不同类型的装置。根据实施例，将在电子装置101运行的全部操作或一些操作可在外部电子装置102、外部电子装置104或服务器108中的一个或更多个运行。例如，如果电子装置101应该自动执行功能或服务或者应该响应于来自用户或另一装置的请求执行功能或服务，则电子装置101可请求所述一个或更多个外部电子装置执行所述功能或服务中的至少部分，而不是运行所述功能或服务，或者电子装置101除了运行所述功能或服务以外，还可请求所述一个或更多个外部电子装置执行所述功能或服务中的至少部分。接收到所述请求的所述一个或更多个外部电子装置可执行所述功能或服务中的所请求的所述至少部分，或者执行与所述请求相关的另外功能或另外服务，并将执行的结果传送到电子装置101。电子装置101可在对所述结果进行进一步处理的情况下或者在不对所述结果进行进一步处理的情况下将所述结果提供作为对所述请求的至少部分答复。为此，可使用例如云计算技术、分布式计算技术或客户机-服务器计算技术。

根据各种实施例的电子装置可以是各种类型的电子装置之一。电子装置可包括例如便携式通信装置(例如，智能电话)、计算机装置、便携式多媒体装置、便携式医疗装置、相机、可穿戴装置或家用电器。根据本公开的实施例，电子装置不限于以上所述的那些电子装置。

应该理解的是，本公开的各种实施例以及其中使用的术语并不意图将在此阐述的技术特征限制于具体实施例，而是包括针对相应实施例的各种改变、等同形式或替换形式。对于附图的描述，相似的参考标号可用来指代相似或相关的元件。将理解的是，与术语相应的单数形式的名词可包括一个或更多个事物，除非相关上下文另有明确指示。如这里所使用的，诸如“A或B”、“A和B中的至少一个”、“A或B中的至少一个”、“A、B或C”、“A、B和C中的至少一个”以及“A、B或C中的至少一个”的短语中的每一个短语可包括在与所述多个短语中的相应一个短语中一起列举出的项的任意一项或所有可能组合。如这里所使用的，诸如“第1”和“第2”或者“第一”和“第二”的术语可用于将相应部件与另一部件进行简单区分，并且不在其它方面(例如，重要性或顺序)限制所述部件。将理解的是，在使用了术语“可操作地”或“通信地”的情况下或者在不使用术语“可操作地”或“通信地”的情况下，如果一元件(例如，第一元件)被称为“与另一元件(例如，第二元件)结合”、“结合到另一元件(例如，第二元件)”、“与另一元件(例如，第二元件)连接”或“连接到另一元件(例如，第二元件)”，则意味着所述一元件可与所述另一元件直接(例如，有线地)连接、与所述另一元件无线连接、或经由第三元件与所述另一元件连接。

如这里所使用的，术语“模块”可包括以硬件、软件或固件实现的单元，并可与其他术语(例如，“逻辑”、“逻辑块”、“部分”或“电路”)可互换地使用。模块可以是被适配为执行一个或更多个功能的单个集成部件或者是该单个集成部件的最小单元或部分。例如，根据实施例，可以以专用集成电路(ASIC)的形式来实现模块。

可将在此阐述的各种实施例实现为包括存储在存储介质(例如，内部存储器136或外部存储器138)中的可由机器(例如，电子装置101)读取的一个或更多个指令的软件(例如，程序140)。例如，在处理器的控制下，所述机器(例如，电子装置101)的处理器(例如，处理器120)可在使用或无需使用一个或更多个其它部件的情况下调用存储在存储介质中的所述一个或更多个指令中的至少一个指令并运行所述至少一个指令。这使得所述机器能够操作用于根据所调用的至少一个指令执行至少一个功能。所述一个或更多个指令可包括由编译器产生的代码或能够由解释器运行的代码。可以以非暂时性存储介质的形式来提供机器可读存储介质。其中，术语“非暂时性”仅意味着所述存储介质是有形装置，并且不包括信号(例如，电磁波)，但是该术语并不在数据被半永久性地存储在存储介质中与数据被临时存储在存储介质中之间进行区分。

根据实施例，可在计算机程序产品中包括和提供根据本公开的各种实施例的方法。计算机程序产品可作为产品在销售者和购买者之间进行交易。可以以机器可读存储介质(例如，紧凑盘只读存储器(CD-ROM))的形式来发布计算机程序产品，或者可经由应用商店(例如，Play StoreTM)在线发布(例如，下载或上传)计算机程序产品，或者可直接在两个用户装置(例如，智能电话)之间分发(例如，下载或上传)计算机程序产品。如果是在线发布的，则计算机程序产品中的至少部分可以是临时产生的，或者可将计算机程序产品中的至少部分至少临时存储在机器可读存储介质(诸如制造商的服务器、应用商店的服务器或转发服务器的存储器)中。

根据各种实施例，上述部件中的每个部件(例如，模块或程序)可包括单个实体或多个实体。根据各种实施例，可省略上述部件中的一个或更多个部件，或者可添加一个或更多个其它部件。可选择地或者另外地，可将多个部件(例如，模块或程序)集成为单个部件。在这种情况下，根据各种实施例，该集成部件可仍旧按照与所述多个部件中的相应一个部件在集成之前执行一个或更多个功能相同或相似的方式，执行所述多个部件中的每一个部件的所述一个或更多个功能。根据各种实施例，由模块、程序或另一部件所执行的操作可顺序地、并行地、重复地或以启发式方式来执行，或者所述操作中的一个或更多个操作可按照不同的顺序来运行或被省略，或者可添加一个或更多个其它操作。

图2A和图2B是示出根据本公开的各种实施例的电子装置的外形的图。

参照图2A，电子装置200可以是腕部可穿戴装置(例如，手表、手链型、带型、手镯型)。然而，本公开不限于此，并且通过安装光学传感器模块(例如，光电容积描记(PPG)传感器)在用户接近时能够获得用户的生物特征信息的各种电子装置可以对应于本公开的电子装置200。例如，根据各种实施例的电子装置200可以被实现为智能电话机、头戴式装置(例如，虚拟现实(VR)装置、增强现实(AR)装置、混合现实(MR)装置、眼镜型装置)、身体附件装置(例如，健康贴片、数字纹身)、服装型装置(例如，智能服装、手套、鞋类)和具有生物特征传感器的带型装置(例如，腕带/臂带、智能环)。

电子装置200可以包括主体和带子。在主体的前表面(例如，当用户穿戴时暴露于外部的表面)上，设置了显示器260以显示诸如消息和呼叫以及时间信息的各种应用屏幕。电子装置200的用户可以使用带子将电子装置200穿戴在用户身体的一部分(例如，腕部)上。

参照图2B，其示出了电子装置200的主体的后表面(例如，当用户穿戴时与用户的身体接触的表面)。根据各种实施例，电子装置200包括光学传感器模块210，并且光学传感器模块210的发光元件和光接收元件可以从主体的后表面暴露到外部以分别将光输出到外部对象并检测输出光的反射光。

根据各种实施例，光学传感器模块210可以包括PPG传感器。PPG传感器可以在光接收元件(例如，光电二极管)中检测从发光元件(例如，LED)输出的光中的由外部对象(例如，用户的身体)反射的反射光，并且基于由光接收元件检测到的反射光来测量诸如用户的心率、血压和血氧饱和度SpO2的生物特征信息。

根据各种实施例，光学传感器模块210可以包括至少一个发光元件和一个光接收元件。例如，如图2B所示，光学传感器模块210可以包括三个发光元件和两个光接收元件，但是发光元件和光接收元件的数量和/或布置形式不限于图2B中所示的。根据实施例，在光学传感器模块210中，可以成行地布置发光元件和光接收元件以高效地检测电子装置的运动，并且可以选择信号检测优异的光接收元件。

发光元件可以包括可以输出可见光范围(例如，绿色、红色)和/或红外频段的光的LED。例如，发光元件可以输出波长为520nm至565nm的绿色光、波长为660nm的红光和/或波长为880nm至940nm的红外(IR)光。当使用绿色光时，在运动时绿色光可能很强，但皮肤的渗透性可能很低；当使用红色光或红外光时，红色光或红外光可能具有较高的皮肤渗透性，但是红色光或红外光的信号强度可能较弱，并且在运动时会很敏感。

根据各种实施例，每个发光元件可以输出固定波长频段的光(例如，第一发光元件输出绿色光，并且第二发光元件输出IR频段的光)，或者每个发光元件可以输出各种波长的光。光接收元件可以包括可以检测光信号以将光信号转换并输出为电信号的光电二极管，并且每个光接收元件可以检测从相应的一个发光元件输出的光的反射光或者可以检测从所有发光元件输出的光的反射光。将参照图3详细描述使用光学传感器模块210获得用户的生物特征信息的原理。

根据各种实施例，电子装置200可以进一步包括运动传感器220。运动传感器220可以被实现为可以检测电子装置200的运动的各种类型的传感器，诸如陀螺仪传感器和加速度传感器。电子装置200可以基于运动传感器220的感测信号来确定其运动程度，并确定其运动状态(例如，正常状态、睡眠状态、锻炼状态)。

根据本公开的各种实施例，为了在考虑电子装置200的使用状态(例如，穿戴状态和/或运动状态)下获得生物特征信息，电子装置200可以选择性地驱动发光元件和/或光接收元件。因此，电子装置200可以向用户提供各种不同的生物特征信息，并实现诸如提高测量信号的准确性、改善电流消耗以及消除在测量用户的生物特征信息时的不便的效果。

图3是示出根据本公开的各种实施例的光学传感器模块的原理的图。

参照图3，其示出了在用户穿戴电子装置300的状态下，通过光接收元件314来检测从发光元件312(例如，第一发光元件312a和第二发光元件312b)输出的光中的碰撞到外部对象390(例如，用户的腕部)而反射的反射光的原理。图3示出了发光元件312a和发光元件312b以及一个光接收元件314；但是，如上所述，电子装置300可以包括多个发光元件312和/或光接收元件314，并且多个发光元件312和/或光接收元件314的数量不受限制。

发光元件312可以根据处理器(例如，图1的处理器120和图4的处理器430)的控制信号输出特定波长频段的光(例如，绿色、红色、IR)。从发光元件312输出的光可以通过灌注型组织392和/或骨骼394反射，并且在光接收元件314中接收的光信号的特性可以根据用户的身体状态改变。例如，当流过用户腕部的血管的血液增加时，血管就会膨胀；因此，由光接收元件314检测到的反射光的量可能减少。这样，电子装置300可以根据由光接收元件314检测到的反射光的属性来测量诸如用户的心率、血压和血氧饱和度SpO2之类的生物特征信息。

图4是示出根据本公开的各种实施例的电子装置的配置的框图。

参照图4，电子装置400可以包括光学传感器模块410、运动传感器420、处理器430(例如，至少一个处理器)、存储器440(例如，存储器)、显示器450和通信模块460(例如，收发器)，并且即使根据需要省略或替代了至少一些所示的元件，也可以实现本公开的各种实施例。电子装置400可以是参照图2A和图2B描述的可穿戴装置，但是本公开不限于此，并且可以被实现为智能电话机、头戴式装置(例如，VR装置、AR装置、MR装置、眼镜型装置)、身体附件装置(例如，健康贴片、数字纹身)、服装型装置(例如，智能服装、手套、鞋类)和带型装置(例如，腕带/臂带、智能环)，其通过安装光学传感器模块410在用户接近时能够获得用户的生物特征信息。

光学传感器模块410可以包括发光模块和光接收模块，发光模块可以包括多个发光元件(例如，图3的第一发光元件312a和第二发光元件312b)，并且光接收模块可以包括多个光接收元件(例如，第一光接收元件和第二光接收元件)。在下文中，描述了发光模块包括第一发光元件和第二发光元件，但是包括在发光模块中的发光元件的数量不限于此。

如上面参照图2B所描述的，当用户穿戴电子装置400时，发光元件和光接收元件可以从电子装置400的主体的后表面暴露于外部以与用户的身体接触(或与之相邻)。光学传感器模块410可以电连接到处理器430，可以根据处理器430的控制信号确定输出波长和要驱动的发光元件，并且由光接收元件检测到的光信号可以被转换成电信号以提供给处理器430。

根据各种实施例，发光模块的第一发光元件可以具有第一属性，并且其第二发光元件可以具有第二属性，其中第一属性和第二属性可以是与发光元件的输出强度和/或输出波长有关的属性。根据各种实施例，第一发光元件和第二发光元件的输出强度和输出波长中的至少一个可以具有不同的属性。

运动传感器420可以被实现为可以检测电子装置400的运动的各种类型的传感器，诸如陀螺仪传感器和加速度传感器。运动传感器420可以电连接到处理器430，以将根据电子装置400的运动检测生成的运动信号提供给处理器430。

存储器440可以包括易失性存储器440(例如，图1的非易失性存储器132)和/或非易失性存储器440(例如，图1的非易失性存储器134)，并且可以电连接到处理器430。存储器440可以存储可以在处理器430中执行的各种指令。这样的指令可以包括控制命令(诸如算术和逻辑运算)、数据移动以及可以由控制电路识别并且可以在存储器440所存储的架构上定义的输入和输出。此外，存储器440可以存储图1的程序140中的至少一些。

根据各种实施例，处理器430可以执行与电子装置400的每个元件的控制和/或通信有关的操作或数据处理，并且包括图1的处理器120的配置和/或功能中的至少一些。根据其他实施例，处理器430可以被包括在传感器控制中心(hub)中，该传感器控制中心执行传感器控制并检测电子装置400中设置的若干传感器(例如，光学传感器模块410、运动传感器420)的感测信号。处理器430可以电连接到电子装置400的内部组件，诸如光学传感器模块410、运动传感器420、存储器440、显示器450和通信模块460。

处理器430可以在电子装置400内实现的操作和数据处理功能不受限制，并且在下文中将描述其中处理器430确定电子装置400的使用状态(例如，穿戴状态和运动状态)并基于使用状态控制光学传感器模块410以获得生物特征信息的各种实施例。可以通过加载存储器440中存储的前述指令来执行稍后将描述的处理器430的操作。

显示器450显示图像，并且可以被实现为液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器和有机发光二极管(OLED)。显示器450可以包括图1的显示装置160的配置和/或功能中的至少一些，并且可以以图2A的显示器260的形式来设置。当获得生物特征信息时，处理器430可以在显示器450上显示由生物特征信息生成的可视信息以及与获得生物特征信息有关的必要的可视通知。

通信模块460向各种外部电子装置400发送数据和从各种外部电子装置400接收数据，并且可以包括图1的通信模块190的配置和/或功能中的至少一些。

根据各种实施例，处理器430可以使用光学传感器模块410获得外部对象(例如，用户的身体)的生物特征信息(诸如心率、血压和血氧饱和度SpO2)。为了获得期望的生物特征信息，处理器430可以检测电子装置400是否被穿戴着并且确定穿戴状态(例如，紧身或宽松)和/或运动状态(例如，正常状态、睡眠状态、锻炼状态)。处理器430可以基于所确定的穿戴状态和/或运动状态来确定用于获得生物特征信息的发光元件和/或光接收元件。将参照图6至图12详细描述处理器430的具体操作。

图5是示出根据本公开的各种实施例的电子装置的配置的框图。

参照图5，其示出了用于控制诸如生物特征传感器模块510的光学传感器模块(例如，图4的光学传感器模块410)的发光元件(或模块)512a和512b，和/或光接收元件(或模块)514a、514b和514c中的每个的电路结构。

如图5所示，光学传感器模块或生物特征传感器模块510可以包括多个发光元件(例如，第一发光元件512a和第二发光元件512b)和多个光接收元件或模块(例如，第一光接收元件514a、第二光接收元件514b和第三光接收元件514c)。如参照图2B所述的，多个发光元件512a和512b以及多个光接收元件514a、514b和514c可以成行地布置，但是本公开不限于此。

传感器电路580被电设置在处理器530和光学传感器模块510之间，并根据处理器530的控制信号驱动发光元件512a和512b中的每个，并将从光接收元件514a、514b和514c接收的信号提供给处理器530。传感器电路580可以包括发光元件驱动电路582、多路复用器(MUX)584和模数转换器(ADC)586。

发光元件驱动电路582可以根据处理器530的控制信号来驱动第一发光元件512a和/或第二发光元件512b。根据实施例，第一发光元件512a和第二发光元件512b可以在输出强度和输出波长上具有不同的属性；在该情况下，处理器530可以确定第一发光元件512a和第二发光元件512b中的至少一个用于测量生物特征信息，以将控制信号输出到发光元件驱动电路582，并且发光元件驱动电路582可以基于接收到的控制信号来驱动第一发光元件512a和/或第二发光元件512b。根据另一实施例，第一发光元件512a和第二发光元件512b均可以具有各种输出强度和输出波长。在这种情况下，控制信号可以包括关于要被驱动的发光元件以及从每个发光元件输出的光的输出强度和输出波长的信息。

第一光接收元件514a、第二光接收元件514b和第三光接收元件514c获得光信号(例如，与检测到的光量相对应的模拟电信号)，并将该光信号输出到MUX 584，并且MUX 584将从光接收元件514a、514b和514c中的每一个发送的信号添加到单个信道，以将信号输出到ADC 586。根据另一实施例，MUX 584可以将从光接收元件514a、514b和514c中的每一个发送的信号通过单独的信道输出到ADC 586。ADC 586可以将所接收的光信号转换成数字信号，以将数字信号输出到处理器530。

根据各种实施例的电子装置500包括生物特征传感器模块510，该生物特征传感器模块510包括发光模块，该发光模块包括具有第一属性的第一发光元件512a和具有第二属性的第二发光元件512b以及与发光元件512a和512b相邻设置的光接收元件514a、514b和514c；该电子装置500还包括处理器530，其中处理器530被配置为：至少基于从发光元件512a和512b输出的光中的碰撞到外部对象而反射的反射光来确定生物特征传感器模块510与外部对象之间的距离，至少基于该距离选择第一发光元件512a和第二发光元件512b中的至少一个，并且使用所选择的至少一个发光元件来获得关于外部对象的生物特征信息。

根据各种实施例，第一发光元件512a和第二发光元件512b的输出强度和输出波长中的至少一个可以具有不同的属性。

根据各种实施例，光接收元件514a、514b和514c可以包括第一光接收元件514a和第二光接收元件514b，并且处理器530可以被配置为至少基于该距离来选择至少一个光接收元件，该至少一个光接收元件被配置为检测反射光。

根据各种实施例，处理器530可以被配置为控制第一发光元件512a和第二发光元件512b中的至少一个以输出光，并且当与该输出光相对应的反射光的强度大于指定值时，控制第一发光元件512a和第二发光元件512b来输出光。

根据各种实施例，处理器530可以被配置为至少基于所确定的生物特征传感器模块510与外部对象之间的距离，将生物特征传感器模块510与外部对象之间的紧密接触程度确定为是第一紧密接触程度或第二紧密接触程度，并且至少基于所确定的紧密接触程度来选择至少一个发光元件，该至少一个发光元件被配置为获得生物特征信息。

根据各种实施例，处理器530可以被配置为：当确定紧密接触程度为第一紧密接触程度时，驱动第一发光元件512a和第二发光元件512b中的任意一个来获得生物特征信息；并且当确定紧密接触程度为第二紧密接触程度时，驱动第一发光元件512a和第二发光元件512b中的至少一个来获得生物特征信息。

根据各种实施例，电子装置500可以进一步包括运动传感器420，其中处理器530可以被配置为使用运动传感器420将电子装置500的状态确定为第一状态和第二状态中的一个；并且基于第一状态和第二状态驱动第一发光元件512a和第二发光元件512b中的至少一个来获得关于外部对象的生物特征信息。

根据各种实施例，当电子装置500的状态是第二状态时，处理器530可以被配置为驱动被指定为与第二状态相对应的第二发光元件512b。

根据各种实施例的电子装置500包括生物特征传感器模块510生物特征传感器(多个发光元件512a和512b以及多个光接收元件514a、514b和514c)以及电连接到生物特征传感器模块510的处理器530，其中处理器530被配置为：控制多个发光元件512a和512b输出光；驱动多个光接收元件514a、514b和514c获得由多个光接收元件514a、514b和514c检测到的光信号；基于该光信号确定发光元件512a和512b中的每一个与外部对象之间的距离；基于该距离确定电子装置500的穿戴状态；基于所确定的穿戴状态来确定用于获得生物特征信息的多个发光元件512a和512b中的至少一个发光元件和该至少一个发光元件的输出波长；基于所确定的穿戴状态确定被配置用于获得生物特征信息的光接收元件514a、514b和514c中的至少一个光接收元件；并且基于由所确定的至少一个光接收元件检测到的光信号获得关于外部对象的生物特征信息。

根据各种实施例，处理器530可以被配置为：获得电子装置500的运动信息；基于所获得的运动信息确定电子装置500的运动状态；基于所确定的运动状态，确定多个发光元件512a和512b中的至少一个以及该至少一个发光元件的输出波长；并且基于所确定的运动状态来确定多个光接收元件514a、514b和514c中的至少一个。

根据各种实施例，处理器530可以被配置为：如果发光元件512a和512b中的每一个与外部对象之间的距离的平均值小于指定值，则将穿戴状态确定为第一状态；如果发光元件512a和512b中的每一个与外部对象之间的距离的平均值大于或等于指定值，则将穿戴状态确定为第二状态；当确定穿戴状态为第一状态时，选择多个发光元件512a和512b中的至少两个发光元件，并将所选的至少两个发光元件的输出波长确定为是不同的值；并且当确定穿戴状态为第二状态时，选择多个发光元件512a和512b中的一个

根据各种实施例，处理器530可以被配置为获得与穿戴状态和运动状态相对应的至少一种类型的生物特征信息。

图6是示出根据本公开的各种实施例的获得电子装置的生物特征信息的方法的流程图。

参照图6，所示出的方法可以由电子装置的处理器(例如，图4的处理器430、图5的处理器530)执行，并且在下文中将省略前述技术特征的描述。

在操作610，处理器可以确定电子装置是否被用户穿戴着。处理器可以通过光学传感器模块(例如，图5的光学传感器模块510)的多个发光元件(例如，图5的第一发光元件512a、第二发光元件512b)中的至少一个预定发光元件输出光，并通过由光接收元件(例如，图5的第一光接收元件514a、第二光接收元件514b和第三接收元件514c)检测到的反射光的强度来确定电子装置是否被穿戴着。将参照图7详细描述操作610的详细操作。

如果电子装置被用户穿戴着，则在操作620，处理器可以确定电子装置的穿戴状态(或紧密接触程度)。处理器可以使用两个或更多个发光元件或所有发光元件来确定电子装置是适当地(或紧身地)穿戴还是不适当地(或宽松地)穿戴。将参照图8、图9A和图9B详细描述操作620的详细操作。

在操作630，处理器可以确定电子装置的运动状态。处理器可以基于运动传感器(例如，图4的运动传感器420)的感测结果将电子装置的穿戴状态分类为正常状态、睡眠状态和锻炼状态。在操作620之后不一定执行操作630，并且操作630可以与操作620至少部分地同时执行，或者可以在操作620之前执行操作630。将参照图10详细描述操作630。

在操作640，处理器可以至少基于所确定的电子装置的穿戴状态和/或运动状态来选择发光元件和/或光接收元件以用于获得生物特征信息。根据各种实施例，处理器可以从存储器(例如，图4的存储器440)存储的表中提取映射到所确定的穿戴状态和/或运动状态的信息，并且选择发光元件和/或光接收元件。

在操作650，处理器可以使用在操作640确定的发光元件和光接收元件来获得生物特征信息(例如，心率、血压、血氧饱和度SpO2)。

将参照图11详细描述选择操作640的发光元件和光接收元件以及可以在操作650中获得的生物特征信息的示例的实施例。

图7是示出根据本公开的各种实施例的检测电子装置是否被穿戴着的操作的流程图。图7的操作对应于图6的操作610。

参照图7，在电子装置未被穿戴的状态下，处理器(例如，图5的处理器530)可以在操作710控制使用预定的第一发光元件(例如，图5的512a)和第二发光元件(例如，图5的512b)中的至少一个来输出光。在电子装置未被穿戴的状态下，处理器可以控制发光元件定期性地输出光并且控制输出用户不可见的红外(IR)频段的光。

在操作720，处理器可以基于从光接收元件(例如，图5的514a、514b和514c)接收的信号，将从发光元件输出的光中的由用户的身体(图3的390)反射的反射光的强度与指定值(例如，参考值)进行比较。

如果反射光的强度小于或等于指定值，则在操作740，处理器可以确定电子装置未被用户穿戴；并且过程继续到操作710；处理器可以控制使用预定的第一发光元件和第二发光元件中的至少一个来定期性地输出光。

如果反射光的强度大于指定值，则在操作730，处理器可以确定电子装置被用户穿戴着。如果电子装置被用户穿戴着，则过程可以进入图6的操作620，并且处理器执行后续操作并控制第一发光元件和第二发光元件来输出光。

图8是示出根据本公开的各种实施例的确定电子装置的穿戴状态的操作的流程图。图9A至图9D示出了电子装置的穿戴状态，并且是根据本公开的各种实施例的在每种穿戴状态下测量的光信号的曲线图。

图8对应于图6的操作620，下文中将参照图8及图9A至图9D描述其中处理器确定电子装置的穿戴状态的过程。在通过图7的过程确定电子装置被用户穿戴着之后，可以执行下面操作。

在操作810，处理器(例如，图5的处理器530)可以激活光学传感器模块(例如，图5的光学传感器模块510)的至少两个发光元件(例如，第一发光元件和第二发光元件)和至少一个光接收元件。根据实施例，处理器可以激活光学传感器模块中包括的所有发光元件和光接收元件。

在操作820，处理器可以使用至少两个发光元件(例如，第一发光元件和第二发光元件)输出光。

处理器可以接收每个光接收元件(例如，第一光接收元件至第三光接收元件)的检测信号，并在操作830基于检测信号确定生物特征传感器模块与外部对象(例如，用户的身体)之间的距离。

图9A和图9C是示出用户穿戴具有第一光接收元件至第三光接收元件的电子装置的状态的图。

图9A示出了用户紧密穿戴电子装置910的状态，并且示出了所有光接收元件911、912和913都与用户的身体990紧密接触的状态(例如，第一紧密接触程度)。图9C示出了用户宽松地穿戴电子装置920的状态，其中第三光接收元件923可以与用户的身体990紧密地接触，但是第一光接收元件921和第二光接收元件922可以与用户的身体990稍微地分离。

如图9A所示，当电子装置的穿戴状态为紧密状态时，由光接收元件911、912和913中的每一个检测到的光信号的值如图9B中所示。参照图9B，因为光接收元件911、912和913中的每一个与用户的身体990之间的距离基本相同，所以由光接收元件911、912和913中的每一个顺序检测到的光信号的值差异不大。根据各种实施例，如图9A所示，当多个光接收元件911、912和913中的全部与用户的身体990接触时，处理器可以仅使用一个光接收元件或使用所有光接收元件来获得生物特征信号。

如图9C所示，当电子装置的穿戴状态为宽松状态时，由光接收元件921、922和923中的每一个检测的光信号的值如图9D中所示。参照图9D，由于在光接收元件921、922和923中的每一个与用户的身体990之间的距离存在差异，所以由光接收元件921、922和923中的每一个检测到的光信号的值呈现出很大的差异。根据各种实施例，如图9C所示，当多个光接收元件中的仅一些(例如，第三光接收元件923)与用户的身体接触时，处理器可以仅使用接触光接收元件(例如，第三光接收元件923)获得生物特征信号。根据实施例，如果电子装置的穿戴状态是宽松状态，则处理器可以为了准确地测量生物特征信息，而通过显示器(例如，图4的显示器450)提供警报，以引导通过调节带子来使电子装置被紧身地穿戴。

处理器可以基于由每个光接收元件检测到的光信号的相关性来将电子装置的穿戴状态确定为是图9A的紧身状态或图9C的宽松状态。例如，处理器可以基于每个光信号值的变化率、光信号电平单位的分布值以及信号之间的相关性来确定光传感器模块与用户身体之间的距离。

在操作840，处理器可以将确定的生物特征传感器模块与用户的身体之间的距离与指定值(例如，参考值)进行比较。

如果该距离小于指定值，则在操作850，处理器可以将电子装置的穿戴状态确定为第一紧密接触程度(或紧身状态或适当的穿戴状态)。

如果该距离大于或等于指定值，则在操作860，处理器可以将电子装置的穿戴状态确定为第二紧密接触程度(或宽松状态或不合适的穿戴状态)。

根据实施例，处理器可以至少基于从每个光接收元件获得的信号来确定电子装置的穿戴状态，而无需确定生物特征传感器模块与外部对象之间的距离。例如，如果每个光接收元件检测到的光信号的相关性属于第一范围，则处理器可以将电子装置的穿戴状态确定为是第一紧密接触程度；如果每个光接收元件检测到的光信号的相关性属于第二范围，则处理器可以将电子装置的穿戴状态确定为是第二紧密接触程度。在这种情况下，可以省略操作830至操作840。

图10是示出根据本公开的各种实施例的电子装置的运动状态确定操作的流程图。图10的操作可以对应于图6的操作630，并且可以与穿戴状态确定操作620至少部分地同时执行。

参照图10，在操作1010，处理器(例如，图4的处理器430、图5的处理器530)可以从运动传感器(例如，图4的运动传感器420)获得运动信息。运动传感器可以被实现为可以检测电子装置的运动状态的陀螺仪传感器、加速度传感器等。

在操作1020，处理器可以将所获得的运动信息(例如，电子装置的加速度)与指定范围(例如，参考范围)进行比较。

如果所获得的运动信息所属的范围是最小范围，则电子装置中的运动很小；因此，在操作1040，处理器可以将电子装置的运动状态确定为是与睡眠状态相对应的第二运动状态。根据实施例，处理器可以在另外考虑电子装置的前进方向的情况下确定用户处于躺卧状态；并且当电子装置的运动属于指定范围时，处理器可以将电子装置的运动状态确定为是睡眠状态。

如果所获得的运动信息所属的范围是中等范围，则在操作1030，处理器可以将电子装置的运动状态确定为是与其中用户穿戴电子装置并且通常过着他/她的日常生活的正常状态相对应的第一运动状态。

如果获得的运动信息所属的范围是最大范围，则电子装置的运动处于最大状态；因此，在操作1050，处理器可以将电子装置的运动状态确定为是与锻炼状态相对应的第三运动状态。

图11是示出根据本公开的各种实施例的可以根据电子装置的状态执行的生物特征信息测量功能的表。

参照图11，处理器(例如，图4的处理器430、图5的处理器530)可以基于使用光学传感器模块(例如，图4的光学传感器模块410、图5的光学传感器模块510)确定的电子装置的穿戴状态以及使用运动传感器(例如，图4的运动传感器420)确定的运动状态，确定要用于获得生物特征信息的发光元件和光接收元件以及要获得的一种类型的生物特征信息。处理器可以根据存储器(例如，图4的存储器440)中存储的表来确定发光元件和光接收元件以及要获得的一种生物特征信息，并且图11示出了表的示例。

在用户紧身穿戴电子装置的状态下，尽管通过光学传感器模块测量生物特征信息的精度提高，但是可能会降低用户的穿戴舒适度。然而，在用户宽松地穿戴电子装置的状态下，尽管用户的穿戴舒适度增加，但是当测量生物特征信息时，由于运动效应，测量精度可能降低。

根据各种实施例，当电子装置的穿戴状态为紧身状态时，光的暴露可能性低；因此，处理器可以使用各种频段的发光元件(例如，绿色、红色、IR)输出光，并且由于光接收元件的检测效率良好，因此处理器可以仅激活一个光接收元件。根据各种实施例，当电子装置的穿戴状态为紧身状态时，处理器可以选择性地驱动发光元件之中的可以测量预定的生物特征信息(例如，血压、血氧饱和度)或用户选择的生物特征信息(例如血压、血氧饱和度)的任何一个发光元件。

此外，当电子装置的穿戴状态为宽松状态时，处理器可以仅使用单个发光元件输出光并且激活至少一个光接收元件。

参照图11的表，如果穿戴状态是宽松状态并且运动状态是正常状态，则处理器可以在多个发光元件中仅使用绿色频段的发光元件。因为相对低的波长频段的绿色频段在运动状态下很强，所以即使当穿戴状态为宽松状态时，也可以对生物特征信息进行准确的测量。

在这种情况下，通过仅激活多个光接收元件中的与用户的身体接触的光接收元件(例如，图9C的第三光接收元件923)并且通过去激活与用户的身体分离或暴露于外部噪声的光接收元件(例如，图9C的第一光接收元件921和第二光接收元件922)，可以提高测量效率。此外，在宽松的穿戴状态下，处理器可以测量心率，其中测量值相对简单；但是，由于光学传感器模块与用户身体之间的距离不规则地变化并且难以准确测量数据，因此可能无法测量血压和血氧饱和度SpO2。

如果穿戴状态是宽松状态并且运动状态是睡眠状态，则处理器可以通过多个发光元件中的IR频段的发光元件来输出光并且激活所有光接收元件。在这种情况下，因为诸如绿色或红色的可见光从皮肤反射而暴露于外部，所以为了避免光干扰睡觉，处理器可以仅使用不可见的IR波段。

如果穿戴状态是宽松状态并且运动状态是锻炼状态，则处理器可以在考虑用户的运动的情况下，仅使用在运动状态较强的绿色频段的发光元件来输出光。此外，处理器可以激活所有光接收元件以高效地测量心率。根据实施例，为了增强生物特征信息的测量精度，处理器可以通过显示器输出指导以更紧身地穿戴电子装置。

如果穿戴状态是紧身状态并且运动状态是正常状态，则处理器可以使用所有发光元件输出光。除了使用各种频段的光来获得心率之外，这还可以获得各种生物特征信息。根据各种实施例，在该状态下，处理器可以选择性地驱动可以获得预定的生物特征信息或用户选择的生物特征信息的任何一个发光元件。在该状态下，处理器可以实时测量血压和血氧饱和度SpO2。当实时测量血压时，可以看到用户的情绪状态；因此，处理器可以获得更准确的生物特征信息。此外，当穿戴状态为紧身状态时，光接收元件的效率高；因此，处理器可以仅激活一个光接收元件。

如果穿戴状态是紧身状态并且运动状态是睡眠状态，则处理器可以使用所有发光元件输出光并且仅激活一个光接收元件。根据各种实施例，在该状态下，处理器可以选择性地驱动可以获得预定的生物特征信息或用户选择的生物特征信息的任何一个发光元件。在睡眠状态下，处理器可以通过测量血氧饱和度来确定睡眠呼吸暂停。根据实施例，因为睡眠状态是日常生活中最稳定的状态，所以可以将睡眠状态定义为用于在正常状态下测量血压值的基值。换句话说，通过将在睡眠状态下测量的值设置为基值并且通过将测量的生物特征信号与基础值进行比较，处理器可以测量血压值。

如果穿戴状态是紧身状态并且运动状态是锻炼状态，则处理器可以额外测量皮肤水分程度。处理器可以在锻炼过程中通过皮肤水分程度实时监测脱水状态，并指导用户喝水。

图12是示出根据本公开的各种实施例的获得电子装置的生物特征信息的方法的流程图。

参照图12，所示出的方法可以由图4的电子装置的处理器执行，电子装置包括光学传感器模块，该光学传感器模块包括发光模块和光接收模块，并且发光模块可以包括具有不同属性(例如，输出强度和输出波长)的第一发光元件和第二发光元件。

在操作1210，处理器可以至少基于从发光模块输出的光中的碰撞到外部对象而反射的反射光，来确定电子装置的穿戴状态(例如，紧身或宽松)。根据各种实施例，处理器可以至少基于反射光来确定生物特征传感器模块与外部对象之间的距离，并基于所确定的距离来确定电子装置的穿戴状态。根据其他实施例，处理器可以至少基于从每个光接收元件获得的信号来确定电子装置的穿戴状态，而无需确定生物特征传感器模块与外部对象之间的距离。例如，当每个光接收元件检测到的光信号的相关性属于第一范围时，处理器可以将电子装置的穿戴状态确定为是第一紧密接触程度；并且当每个光接收元件检测到的光信号的相关性属于第二范围时，处理器可以将电子装置的穿戴状态确定为是第二紧密接触程度。

在操作1220，处理器可以至少基于穿戴状态来选择第一发光元件和第二发光元件中的至少一个。根据各种实施例，处理器可以基于运动传感器的检测结果来选择发光元件。已经参照图11描述了示例，其中处理器基于生物特征传感器模块与外部对象之间的运动状态和距离(或电子装置的穿戴状态)选择要使用的发光元件。

在操作1230，处理器可以使用所选择的至少一个发光元件来获得关于外部对象的生物特征信息。已经参照图11描述了示例，其中处理器根据电子装置的每种使用状态获得生物特征信息。

在根据各种实施例的获得电子装置500的生物特征信息的方法中，电子装置500包括生物特征传感器模块510，该生物特征传感器模块510包括发光模块，该发光模块包括具有第一属性的第一发光元件512a和具有第二属性的第二发光元件512b，和与发光元件512a和512b相邻设置的光接收元件514a、514b和514c；并且该方法包括：至少基于从发光元件512a和512b输出的光中的碰撞到外部对象而反射的反射光，来确定生物特征传感器模块510与外部对象之间的距离；至少基于该距离选择第一发光元件512a和第二发光元件512b中的至少一个；并且使用所选择的至少一个发光元件来获得关于外部对象的生物特征信息。

根据各种实施例，第一发光元件512a和第二发光元件512b的输出强度和输出波长中的至少一个可以具有不同的属性。

根据各种实施例，光接收元件514a、514b和514c可以包括第一光接收元件514a和第二光接收元件514b，并且该方法可以进一步包括至少基于该距离选择至少一个光接收元件，该至少一个光接收元件被配置为检测反射光。

根据各种实施例，该方法可以进一步包括使用第一发光元件512a和第二发光元件512b中的至少一个来输出光；并且当对应于输出光的反射光的强度大于指定值时，通过第一发光元件512a和第二发光元件512b输出光。

根据各种实施例，确定生物特征传感器模块510与外部对象之间的距离可以包括基于所确定的生物特征传感器模块510与外部对象之间的距离，确定生物特征传感器模块510与外部对象之间的紧密接触程度是第一紧密接触程度或第二紧密接触程度；并且选择第一发光元件和第二发光元件中的至少一个可以包括根据所确定的紧密接触程度来选择至少一个发光元件，该至少一个发光元件被配置为获得生物特征信息。

根据各种实施例，选择第一发光元件512a和第二发光元件512b中的至少一个可以包括以下至少一项：当确定紧密接触程度是第一紧密接触程度时，选择第一发光元件512a和第二发光元件512b中的至少一个；当确定紧密接触程度是第二紧密接触程度时，驱动第一发光元件和第二发光元件中的至少一个来获得生物特征信息。

根据各种实施例，该方法可以进一步包括使用运动传感器420将电子装置500的状态确定为是第一状态和第二状态中的任意一个，其中选择第一发光元件和第二发光元件中的至少一个可以包括基于第一状态或第二状态来驱动第一发光元件512a和第二发光元件512b中的至少一个。

根据各种实施例，选择第一发光元件和第二发光元件中的至少一个可以包括：当电子装置500的状态为第二状态时，选择被指定为与第二状态相对应的第二发光元件512b。

根据本公开的各种实施例，通过根据电子装置的使用状态确定要用于获得生物特征信息的发光元件和/或光接收元件，可以测量与情况相对应的准确的生物特征信息。

尽管已经参考本公开的各种实施例示出和描述了本公开，但是本领域技术人员将理解的是，可以在不脱离由所附权利要求及其等同物定义的本公开的精神和范围的情况下在形式和细节上进行各种改变。

Claims (20)

1.一种电子装置，所述电子装置包括：

生物特征传感器模块，所述生物特征传感器模块包括：发光模块，所述发光模块包括具有第一属性的第一发光元件和具有第二属性的第二发光元件；以及与所述发光模块相邻设置的光接收模块；以及

至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为：

至少基于所述发光模块输出的光中的碰撞到外部对象而反射的反射光，确定所述生物特征传感器模块与所述外部对象之间的距离；

基于所述距离选择所述第一发光元件或所述第二发光元件中的至少一个；并且

使用所选择的发光元件获得关于所述外部对象的生物特征信息。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述第一发光元件和所述第二发光元件的输出强度或输出波长中的至少一个具有不同的属性。

3.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述光接收模块包括第一光接收元件和第二光接收元件，并且

其中所述至少一个处理器还被配置为至少基于所述距离选择至少一个光接收元件，所述至少一个光接收元件被配置为检测所述反射光。

4.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述至少一个处理器还被配置为：

控制所述第一发光元件或所述第二发光元件中的至少一个来输出光；并且

当与所述输出光相对应的反射光的强度大于指定值时，控制所述第一发光元件和所述第二发光元件来输出光。

5.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述至少一个处理器还被配置为：

至少基于所确定的所述生物特征传感器模块与所述外部对象之间的距离，确定所述生物特征传感器模块与所述外部对象之间的紧密接触程度是第一紧密接触程度还是第二紧密接触程度；并且

至少基于所确定的紧密接触程度来选择至少一个发光元件，所述至少一个发光元件被配置为获得生物特征信息。

6.根据权利要求5所述的电子装置，其中所述至少一个处理器还被配置为：

当所述紧密接触程度被确定为是第一紧密接触程度时，驱动所述第一发光元件和所述第二发光元件中的一个来获得所述生物特征信息；并且

当所述紧密接触程度被确定为是第二紧密接触程度时，驱动所述第一发光元件或所述第二发光元件中的至少一个来获得所述生物特征信息。

7.根据权利要求1所述的电子装置，所述电子装置还包括运动传感器，

其中所述至少一个处理器还被配置为：

使用所述运动传感器确定所述电子装置的状态是第一状态和第二状态中的任意一个，并且

基于所述第一状态或所述第二状态驱动所述第一发光元件或所述第二发光元件中的至少一个，来获得关于所述外部对象的生物特征信息。

8.根据权利要求7所述的电子装置，其中当所述电子装置的状态为所述第二状态时，所述至少一个处理器还被配置为驱动被指定为与所述第二状态相对应的所述第二发光元件。

9.一种获得电子装置的生物特征信息的方法，其中所述电子装置包括生物特征传感器模块，所述生物特征传感器模块包括：发光模块，所述发光模块包括具有第一属性的第一发光元件和具有第二属性的第二发光元件；以及与所述发光模块相邻设置的光接收模块；所述方法包括：

至少基于所述发光模块输出的光中的碰撞到外部对象而反射的反射光，确定所述生物特征传感器模块与所述外部对象之间的距离；

至少基于所述距离选择所述第一发光元件和所述第二发光元件中的至少一个；并且

使用所选择的发光元件获得关于所述外部对象的生物特征信息。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一发光元件和所述第二发光元件的输出强度或输出波长中的至少一个具有不同的属性。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述光接收模块包括第一光接收元件和第二光接收元件，并且

其中所述方法还包括至少基于所述距离来选择至少一个光接收元件，所述至少一个光接收元件被配置为检测所述反射光。

12.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括：使用所述第一发光元件或所述第二发光元件中的至少一个来输出光；并且

当对应于所述输出光的反射光的强度大于指定值时，通过所述第一发光元件和所述第二发光元件来输出光。

13.根据权利要求9所述的方法，其中确定所述生物特征传感器模块与所述外部对象之间的距离包括：基于所确定的所述生物特征传感器模块与所述外部对象之间的距离，将所述生物特征传感器模块与所述外部对象之间的紧密接触程度确定为是第一紧密接触程度或第二紧密接触程度；并且

其中选择所述第一发光元件或所述第二发光元件中的至少一个包括：根据所确定的紧密接触程度来选择至少一个发光元件，所述至少一个发光元件被配置为获得生物特征信息。

14.根据权利要求13所述的方法，其中选择所述第一发光元件或所述第二发光元件中的至少一个包括如下至少之一：

当所述紧密接触程度被确定为是第一紧密接触程度时，选择所述第一发光元件或所述第二发光元件中的至少一个，或

当所述紧密接触程度被确定为是第二紧密接触程度时，驱动所述第一发光元件或所述第二发光元件中的至少一个来获得所述生物特征信息。

15.根据权利要求9所述的方法，还包括：

通过使用运动传感器将所述电子装置的状态确定为是所述第一状态和所述第二状态中的任意一个，

其中所述选择所述第一发光元件或所述发光元件中的所述至少一个包括：基于所述第一状态或所述第二状态驱动所述第一发光元件或所述第二发光元件中的至少一个。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述选择所述第一发光元件或所述第二发光元件中的至少一个包括：当所述电子装置的状态是第二状态时，选择被指定为与所述第二状态相对应的所述第二发光元件。

17.一种电子装置，所述电子装置包括：

生物特征传感器模块，所述生物特征传感器模块包括多个发光元件和多个光接收元件；以及

至少一个处理器，所述至少一个处理器电连接到所述生物特征传感器模块，

其中所述至少一个处理器被配置为：

控制所述多个发光元件来输出光；

驱动所述多个光接收元件来获得由所述多个光接收元件检测到的光信号；

基于所述光信号确定所述多个发光元件中的每个与所述外部对象之间的距离；

基于所确定的距离确定所述电子装置的穿戴状态；

基于所确定的穿戴状态确定用于获得生物特征信息的所述多个发光元件中的至少一个发光元件和所述多个发光元件中的所述至少一个发光元件的输出波长；

基于所确定的穿戴状态确定所述多个光接收元件中的被配置用于获得所述生物特征信息的至少一个光接收元件；并且

基于由所述多个光接收元件中的所确定的至少一个光接收元件检测到的光信号来获得关于所述外部对象的所述生物特征信息。

18.根据权利要求17所述的电子装置，其中所述至少一个处理器还被配置为：

获得所述电子装置的运动信息；

基于所获得的运动信息确定所述电子装置的运动状态；

基于所确定的运动状态确定所述多个发光元件中的至少一个发光元件以及所述至少一个发光元件的输出波长；并且

基于所确定的运动状态来确定所述多个光接收元件中的至少一个光接收元件。

19.根据权利要求18所述的电子装置，其中所述至少一个处理器还被配置为：

如果每个所述发光元件与所述外部对象之间的距离的平均值小于指定值，则确定所述穿戴状态是所述第一状态，并且如果每个所述发光元件与所述外部对象之间的距离的平均值大于或等于指定值，则确定所述穿戴状态是所述第二状态；

当确定所述穿戴状态是所述第一状态时，选择所述多个发光元件中的至少两个发光元件，并将所选的至少两个发光元件的输出波长确定为是不同的值；并且

当确定所述穿戴状态是所述第二状态时，选择所述多个发光元件中的任意一个。

20.根据权利要求18所述的电子装置，其中所述至少一个处理器还被配置为获得与所述穿戴状态和所述运动状态相对应的至少一种类型的生物特征信息。

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