CN113226166A - 集成生物感测系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于表征对象中的血流的集成感测系统，包括光源组件，该光源组件包括被配置为发射特定波长的光的光源。集成感测系统包括电连接到光源组件的集成电路。该集成电路包括光检测器组件，该光检测器组件包括被配置为检测特定波长的光的多个光检测器；以及相关器，其被配置为确定由光检测器组件的相应的光检测器检测的光学信号之间的延迟。

Description

集成生物感测系统
光学传感器可用于进行诸如用于心率监控或心率变异性的光电容积描记术(photoplethysmographic，PPG)测量。
在一个方面，用于表征对象中血流的集成感测系统包括光源组件，该光源组件包括被配置为发射特定波长的光的光源。集成感测系统包括电连接到光源组件的集成电路。该集成电路包括光检测器组件，该光检测器组件包括被配置为检测特定波长的光的多个光检测器；以及相关器，其被配置为确定由光检测器组件的相应光检测器检测的光学信号之间的延迟。
实施例可以包括以下特征中的一个或多个。
光源组件被配置为发射多种波长的光。光源组件包括广谱光源。光源组件包括多个光源，每个光源被配置为发射不同波长的光。
光检测器组件包括被配置为检测多个波长的光的光谱传感器。光检测器组件的每个光检测器被配置为检测相应波长的光。该集成电路包括连接到光谱传感器的输出端的多路复用器。
该集成电路包括定序器，该定序器被配置为控制光源组件的操作频率和光检测器组件的采样频率中的一个或多个。
集成感测系统包括集成模块，其中光源组件和集成电路被集成到集成模块中。
光源组件包括发光二极管(light emitting diode，LED)。
光源组件包括垂直腔表面发射激光器(vertical cavity surface-emittinglaser，VCSEL)。
光探测器包括光电二极管。
在一个方面，移动计算设备包括具有任何一个或多个前述特征的感测系统。
在一个方面，车辆包括具有任何一个或多个前述特征的感测系统。
在一个方面，用于表征对象中血流的方法包括用来自电连接到集成电路的光源组件的光照射对象的血管。该方法包括由集成电路的光检测器组件的第一光检测器检测第一光学信号，第一光学信号指示血管中第一位置处的血流事件；以及由集成电路的光检测器组件的第二光检测器检测第二光学信号，第二光学信号指示血管中第二位置处的血流事件。该方法包括，基于(i)第一光学信号与第二光学信号之间的时间延迟和(ii)第一光检测器与第二光检测器之间的间隔确定对象中的血流特征。
实施例可以包括以下特征中的一个或多个。
确定对象中的血流特征包括确定对象的脉搏传导时间(pulse transit time，PTT)。
该方法包括确定第一光学信号与第二光学信号之间的时间延迟。该方法包括由集成电路的相关器确定时间延迟。
该方法包括由集成电路的定序器控制光源组件的操作频率。
该方法包括由集成电路的定序器控制第一和第二光检测器的采样频率。
光检测器组件包括光谱传感器，该光谱传感器包括多个操作通道。该方法包括选择光谱传感器的操作通道。该方法包括基于对象的物理特征选择光谱传感器的操作通道。该方法包括基于对象的肤色选择操作通道。该方法包括通过由光谱传感器检测对象皮肤的吸收光谱来检测对象的肤色。该方法包括基于光谱传感器的选定的操作通道来控制光源组件的操作。
光检测器组件包括光谱传感器，该光谱传感器包括多个操作通道。该方法包括通过光谱传感器检测环境光的光学特征。
在一个方面，用于确定对象的物理特征的方法包括：用来自电连接到集成电路的光源组件的多个波长的光照射对象的皮肤；通过集成电路的光谱传感器检测皮肤对光的吸收光谱；以及基于检测到的皮肤对光的吸收光谱确定对象的物理特征。
实施例可以包括以下特征中的一个或多个。
确定对象的物理特征包括确定对象的肤色。
该方法包括基于检测到的皮肤对光的吸收光谱与参考光谱之间的比较来确定对象的物理特征。
确定对象的物理特征包括确定对象皮肤中的β胡萝卜素的量。
这里描述的集成传感器系统可以具有以下有点中的一个或多个。集成传感器系统是紧凑的，并且与空间受限的应用兼容，例如移动计算设备，例如可穿戴技术。集成传感器系统易于使用，并且可以实现光学测量技术，使得它们可以在不接触对象的情况下操作。由集成传感器系统实现的光学测量可以提供精确和准确的对血流特征，例如血压的指示。例如，基于环境照明或肤色动态地选择一个或多个操作通道的能力使得能够实现高信噪比。
图1是集成感测系统的图示。
图2A和2B是集成感测系统的图示。
图3是集成感测系统的操作图。
图4是用于集成感测系统的集成电路的布局。
图5和图6是流程图。
我们在此描述用于表征对象中的血流的集成感测系统。例如，集成感测系统可用于确定对象的脉搏传导时间，这是对象血压的指示。集成感测系统包括集成到集成电路中的光源和光检测器，例如用于并入移动计算设备、方向盘或其他设备。光源和光检测器的操作通过使用相关器来同步，该相关器将由多个检测器检测到的信号相关联，例如，使得能够实现血流的时间相关特征，例如脉搏波速度和脉搏传导时间。集成感测系统可以实现多个照射通道和多个检测通道，例如使得能够实现高信噪比，并且使得感测能够被调整到特定对象或特定环境。集成感测系统还可以实现光谱分析，例如用于表征肤色、识别对象组织中的化合物例如β胡萝卜素、或分析环境的照明或颜色。
参考图1，用于表征对象102中的血流的集成感测系统100可以结合到移动计算设备104中，例如智能手机、平板电脑、可穿戴计算设备或其他类型的移动计算设备。在图1的示例中，移动计算设备104包括移动电话。在一些示例中，集成感测系统100可以结合到另外类型的设备中，例如车辆的方向盘。
集成感测系统100可以使用集成感测系统的光源组件和光检测器组件来执行光电容积描记术(PPG)测量。当放置在对象102的组织附近时，光源组件照射组织，例如组织中的血管110，并且光检测器组件测量由组织反射或散射的光。例如由血流的收缩期和舒张期引起的流过血管110的血液量的变化，引起血管反射或散射的光的变化，例如散射或反射的光的强度的变化。
由流过血管110的血流引起的反射或散射的光的变化可用于表征对象102中的血流。例如，可以分析由光检测器组件检测的光学信号以估计或确定血流特征，例如脉搏波速度、血压、脉搏率、脉搏量、外周动脉硬度、血液氧合(例如，SpO2水平)、心脏输出或其他血流特征。
在一些示例中，光源组件可以包括多个不同的光源。例如，集成感测系统100的光源组件可以发射多种波长的光，例如宽光谱的光(例如白光)或多种离散光谱。在一些示例中，光检测器组件可以包括多个不同的光检测器。例如，光检测器组件可以是能够检测光谱，例如检测由组织反射或散射的光的光谱的光谱传感器。如下所述，集成传感器系统100的多个操作通道的可用性能够实现高信噪比，并且能够使得集成传感器系统100的操作能够基于诸如肤色或环境颜色或照明的因素进行调整。
参考图2A，集成感测系统100包括集成模块200。在一些示例中，如图2A所示，集成模块200包括印刷电路板基板202，集成感测系统100的部件电连接到印刷电路板的导电特征。例如，集成感测系统的部件可以通过引线键合、硅通孔、背面再分布层和诸如焊球的连接元件连接到印刷电路板基板202。在一些示例中，集成模块200可以包括半导体芯片201，例如硅基集成电路，其具有例如使用半导体处理技术在芯片中形成的集成感测系统100的部件。
光源组件204被集成到集成感测系统100的集成模块200中。光源组件204可以包括一个或多个光源，例如发光二极管(LEDs)、半导体激光器，例如垂直腔表面发射激光器(VCSELs)或其他类型的光源。在所示的例子中，光源组件204包括单个光源206。在一些示例中，光源组件204可以包括多个光源。
光源组件204可以发射多种波长的光，例如红外光、可见光或紫外光或其组合。例如，当光源组件204包括单个光源206时，光源可以是被配置为发射宽波长范围的光的宽光谱光源，例如白色LED。当光源组件204包括多个光源时，每个光源可以是宽光谱光源，或者每个光源可以发射不同光谱的光(例如不同波长范围内的光)。
光检测器组件208被集成到集成感测系统100的集成模块200中，例如，形成在半导体芯片201中。光检测器组件208可以包括一个或多个光检测器，例如光电二极管。在所示示例中，光检测器组件208包括多个光检测器210a、210b(有时统称为光检测器210)。在一些示例中，光检测器组件208可以仅包括单个光检测器，或者可以包括两个以上的光检测器。光检测器组件208被配置为检测由光源组件204发射的光的至少一个波长的光。在一些示例中，光检测器组件208可以是具有用于检测多种波长的光的多个通道的光谱传感器。例如，光谱传感器光检测器组件208可以包括多个光检测器，每个光检测器被配置为检测相应波长范围内的光。光检测器组件208可以被配置为检测红外光、可见光或紫外光或其组合。
对象的血管中的血液量的变化，例如血压波通过血管的传播，可以引起血管反射或散射的光的强度的变化，这导致由光检测器组件检测到的PPG信号的变化。由光检测器组件208检测到的反射或散射的光随时间的强度可用于表征血流。例如，PPG信号具有取决于由于组织引起的光的反射或散射的恒定分量，以及由血压波通过血管传播引起的周期性变化分量。诸如PPG信号的周期性变化分量的强度和时间常数的特征可以用于血流表征。
在一些示例中，集成感测系统100可以进行测量，该测量可以用于确定对象的血管中的血压波的脉搏波速度。脉搏波速度然后可以用于确定对象的脉搏传导时间(PTT)，其是PPG波在两个位置之间传播所需的时间，是对象的脉搏波速度(pulse wave velocity，PWV)的指标。
为了执行脉搏波速度测量，集成感测系统100可以具有多个光检测器210、多个光源206或这两者。下面的讨论涉及图2A的例子，其中光检测器组件208包括多个光检测器210a、210b。对于光源组件204包括多个光源的情况，可以采用类似的方法。
还参考图3，对象的血管300被来自集成感测系统100的光源组件204的光照射。光检测器组件208的两个光检测器210a、210b间隔距离d，使得每个光检测器210a、210b检测从沿着血管300的相应点302a、302b反射或散射的光。距离d可以小于10mm，例如在2mm与10mm之间。当血压波304沿着血管300传播时，它们首先到达第一点302a，随后到达第二点302b。血压波304到达第一点302a和血压波304到达第二点302b之间的时间延迟意味着光检测器210a检测到PPG信号306a，其相对于光检测器210b检测到的PPG信号306b在时间上偏移了量dt。
基于血压波304到达第一点302a和血压波304到达第二点302b之间的时间延迟以及光检测器210a、210b之间的间隔，可以确定血管300中的脉搏波速度。从脉搏波速度也可以确定PTT和血压。
再次参考图2A，集成到集成感测系统100的集成电路201中的相关器212电连接到模数转换器215的输出，模数转换器215从光检测器210a、210b接收模拟信号。相关器212可操作以关联由光检测器210a、210b检测的PPG信号306a、306b，从而可以确定时间延迟。PPG信号306a、306b的相关性也可以降低PPG信号中的噪声，提高信噪比。
在一些示例中，定序器214可以集成到集成感测系统100的集成电路201中。定序器214可以控制光源组件204的操作频率、光检测器组件208的采样频率或着两者。例如，定序器214的操作以及随后的PPG信号306a、306b的相关可以使得通过光检测器210a、210b进行相干采样。在一些示例中，光源组件204或光检测器组件或这两者可以连续操作。在一些示例中，定序器214可以控制光源组件204或光检测器组件或这两者以例如100Hz和500Hz之间的频率操作。
来自集成传感器系统100的信号，例如由光检测器组件208检测的PPG信号、来自相关器212的相关输出或其他信号，可以被处理以确定对象的血流特征。例如，如上所述，可以基于来自集成传感器系统100的信号来确定脉搏波速度、脉搏传导时间和血压。在一些示例中，血流的其他特征也可以由来自集成传感器系统100的信号确定，例如脉搏率、脉搏量、外周动脉硬度、血液氧合(例如，SpO2水平)、心脏输出或其他血流特征。
在一些示例中，信号处理可以由集成到集成传感器系统100中的一个或多个处理器来执行，例如集成到集成电路201中的处理器或者是集成模块200的一部分的处理器。在一些示例中(例如，如图1所示)，集成传感器系统100集成在其中的设备104的一个或多个处理器105可以执行信号处理。例如，在图1的示例中，移动电话的一个或多个处理器105可以执行信号处理操作，以基于来自集成传感器系统100的输出信号来确定血流特征。
在一些示例中，例如，当光检测器组件208包括具有多个通道的光谱传感器时，集成感测系统可以执行光谱分析。例如，光源组件204(例如，宽光谱光源或多个离散光源)可以以多种波长照射组织，例如通过激活诸如白色LED的宽带光源，并且光谱传感器光检测器组件208可以检测多个通道中的散射或反射的光的强度，每个通道对应于一个波长范围。在这些例子中，光谱传感器光检测器组件208的输出是散射或反射的光的光谱。
由光谱传感器光检测器组件208检测到的散射或反射的光的光谱可以指示对象的肤色。在一些示例中，用于表征对象中的血流的集成传感器系统100的操作可以基于对象的肤色来控制，如散射或反射的光的光谱所指示的对象的肤色。例如，如果用红光照射，在红色中吸收强烈的肤色可能会产生低信噪比，因此可以控制传感器系统用绿光或蓝光进行照射并检测。在一些示例中，较暗的肤色通常更具吸收性，因此可以增加光源组件的功率。
在一些示例中，集成到集成传感器系统100的集成电路201中的多路复用器216可以例如基于检测到的对象的肤色来控制光检测器组件208的操作通道。例如，对于略带红色肤色的对象，多路复用器216可以启用绿色和蓝色通道，其中从对象皮肤散射的光的强度较高。光检测器组件208的通道的这种动态选择有助于提高从光检测器组件208输出的PPG信号的信噪比。在一些示例中，另一个多路复用器(未示出)例如可以通过启用特定颜色的光源控制光源组件204的操作。仅用特定波长的光照射对象有助于降低集成传感器系统100的功耗。
在一些例子中，散射或反射的光的光谱可以指示对象组织中化合物的存在。例如，β胡萝卜素在红色中吸收强烈。基于红色中的散射或反射的光的强度与光谱中其他颜色的散射或反射的光的强度的比较，可以确定对象组织中存在的β胡萝卜素的量的定性或定量指示。β胡萝卜素的存在是健康的指标：诸如压力或自由基的存在的健康问题可以降低β胡萝卜素的浓度。散射或反射的光的光谱可以被解释为对象健康的一般指标。
在一些示例中，集成传感器系统100可以用于检测环境颜色，例如房间中的照明的颜色。例如，光检测器组件208可以被操作来检测环境光的光谱，而无需激活光源组件204。在一些示例中，基于环境颜色，例如对于PPG测量，可能期望控制光检测器组件208的操作通道、光源组件204的操作或这两者。
在一些示例中，光检测器组件208的操作通道可以基于环境标准进行控制。例如，血红蛋白比红光和红外光更好地吸收绿光，导致对于绿光比对于红光具有更强的PPG信号。当血流改变时，例如，当血压波沿着血管传播时，当使用绿光时，反射光中的变化相应地比使用红光时更大，导致更好的信噪比。然而，红外照明可以更深地穿透皮肤，因此可以到达皮肤深处的血管，在那里绿光主要与皮肤表面的血管相互作用。在某些情况下，例如在对象微循环减少的寒冷环境中，红外照射可能优于绿色照射。可以控制光检测器组件208的操作通道，以考虑这些环境因素。
检测到的环境颜色可以用于其他情况。例如，其中集成了集成传感器系统100的移动计算设备104的相机的颜色平衡或照明平衡可以基于房间中的环境光的光谱来调整。
在一些示例中，集成传感器系统100可用于识别物体的颜色，例如墙壁上的油漆颜色或织物颜色。例如，光检测器组件208可以被操作来检测由物体反射或散射的光的光谱，而无需激活光检测器组件208。
在一些示例中，电容式心电图(capacitive electrocardiogram，ECG)模块可以被集成到集成传感器系统100的集成电路中。ECG模块可以耦合到电极，电极测量来自组织的指示心脏功能的电信号。ECG模块的操作可以由定序器214控制。例如，定序器214可以控制ECG模块的采样频率。可以独立于光检测器组件208的采样频率来控制ECG模块的采样频率，例如，使得ECG模块和光检测器组件208都能够以适当的采样频率操作。例如，检测电信号中的突然和快速尖峰的ECG可以以比光检测器组件208更高的采样频率操作，光检测器组件208检测通常平滑变化的光学信号。
参考图2B，在一些示例中，集成感测系统100的集成模块250可以包括半导体芯片201，例如，安装在印刷电路板基板202上的半导体芯片，如以上参考图2A所述。包括一个或多个光源的光源组件264与集成模块250分开形成。
图4示出了如上所述的集成感测系统的集成模块的集成电路400的示例性电路布局。集成电路400包括具有两个光源406a、406b的光源组件406。在一些示例中，光源组件406可以是集成模块的一部分(例如如图2A所示)，或者可以在集成模块外部并且不与集成模块集成(如图2B所示)。定序器410连接到光源组件406，以控制光源组件406的操作，例如操作频率。
集成电路400还包括具有多个光检测器408a-408n的光检测器组件408。第一光检测器408a和下一个光检测器408b之间的距离是固定距离dx。光检测器组件408的输出连接到多路复用器412，多路复用器412可以例如基于检测PPG信号的期望波长来启用光检测器组件408的一个或多个通道。例如，对于脉搏波速度确定来说，多路复用器412启用光检测器组件408的两个通道。
多路复用器412的输出连接到一对阻抗放大器416a、416b(统称为阻抗放大器416)，每个阻抗放大器416a、416b针对来自光检测器组件408的相应的其中一个启用通道的输出定义相应的信号路径418a、418b。阻抗放大器416向光检测器组件408电路提供足够的阻抗，使得光检测器可以以足以获得具有足够分辨率的PPG信号的采样频率操作，以确定诸如脉搏波速度和脉搏传导时间的特征。
信号路径418被馈送到由定序器410驱动的多路复用器420，然后馈送到相关器422。相关器422的输出是光检测器组件408的两个启用通道上的信号之间的时移。通过将相关器422集成到集成电路400本身中，信号的相关和时移的确定可以直接在芯片上执行，这比由外部处理器执行该过程更快更有效。
光检测器408组件通过多路复用器412连接到多通道模数转换器414(analog-to-digital converter，ADC)。例如，ADC 414可以是将电流转换成数字数据的光-频(light-to-frequency，LTF)转换器。ADC 414可以使光检测器组件408的一个或多个通道能够被提供给ADC 414，ADC 414的输出被提供给一个或多个处理器用于信号处理分析。例如，ADC414的输出可以用于光谱分析，例如用于肤色确定、环境颜色确定、组织中诸如β胡萝卜素的化合物的识别或其他类型的光谱分析。
在一些示例中，可以由集成电路400执行脉搏波速度的同时测量和强度谱的收集。定序器410可以控制多路复用器412从连接到相关器422切换到连接到ADC 414。例如，当光源组件406被打开时，定序器可以首先控制多路复用器412以启用到相关器的连接。在足够量的采样时间过去之后，并且当光源组件406仍然打开时，定序器可以控制多路复用器412来启用到ADC414的连接，例如用于肤色或环境光表征。
在一些示例中，集成电路400包括ECG模块430用于测量电信号，例如ECG信号。ECG模块430可以包括电极432，电极432可以与对象的组织电接触。
在一些示例中，集成电路400的操作由控制器440，例如I2C接口，例如I2C接口、SPI接口或另外类型的接口进行控制。在一些示例中，集成电路400的操作由其中集成了集成感测系统的设备的控制器，例如移动计算设备的控制器进行控制。
参照图5，在用于确定对象的物理特征的示例过程中，用来自集成感测系统的光源组件的多个波长的光照射对象的组织(500)。对象的组织反射和/或散射光，并且集成感测系统的光谱传感器检测光反射或散射的光谱(502)。基于对象组织的光反射或散射的光谱来确定对象的物理特征(504)。例如，例如基于检测到的光吸收光谱和参考光谱之间的比较，可以确定对象的肤色，或者可以识别化合物的存在。
参照图6，在用于表征对象中的血流的示例性过程中，对象的组织被来自集成感测系统的光源组件的光照射(600)。在一些示例中，例如可以基于对象的肤色或其他特征来选择照射光的波长(602)。在一些示例中，光源组件的操作频率由集成感测系统的定序器控制(604)。包括血管的对象组织散射或反射光，并且光检测器组件的光检测器检测散射或反射的光(606)。在一些示例中，光检测器组件的采样频率由定序器控制(608)。当血压波沿血管长度经过第一点时，它引起该点处的光散射或反射的变化，并且第一光检测器检测第一光学信号(610)，该光学信号指示改变光散射的血压波。然后，血压波沿着血管的长度经过第二点，引起由该第二点处的光散射的变化，并且第二光学信号由第二光检测器检测(612)。由第一光检测器检测第一光学信号和由第二光检测器检测第二光学信号之间的时间延迟由集成感测系统的相关器确定(614)。基于时间延迟和两个光检测器之间的间隔距离确定血流的特征，例如脉搏波速度(616)。在一些例子中，然后可以确定对象血流的进一步特征。例如，可以基于脉搏波速度来确定脉搏传导时间，并且可以基于脉搏传导时间或直接基于脉搏波速度来确定或估计对象的血压(618)。
已经描述了许多实施例。然而，应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行各种修改。例如，上面描述的一些步骤可以是顺序无关的，因此可以以不同于所描述的顺序来执行。
其他实施方式也在以下权利要求的范围内。

Claims (30)

1.一种用于表征对象中的血流的集成感测系统，所述感测系统包括：
光源组件，所述光源组件包括被配置为发射特定波长的光的光源；和
电连接到所述光源组件的集成电路，所述集成电路包括：
光检测器组件，所述光检测器组件包括被配置为检测所述特定波长的光的多个光检测器；
相关器，所述相关器被配置为确定由所述光检测器组件的相应光检测器检测的光学信号之间的延迟。
2.根据权利要求1所述的集成感测系统，其中所述光源组件被配置为发射多个波长的光。
3.根据权利要求2所述的集成感测系统，其中所述光源组件包括广谱光源。
4.根据权利要求2或3所述的集成感测系统，其中所述光源组件包括多个光源，每个光源被配置为发射不同波长的光。
5.根据前述权利要求中任一项所述的集成感测系统，其中所述光检测器组件包括被配置为检测多个波长的光的光谱传感器。
6.根据权利要求5所述的集成感测系统，其中所述光检测器组件的每个光检测器被配置为检测相应波长的光。
7.根据权利要求5或6所述的集成感测系统，所述集成电路包括连接到所述光谱传感器的输出的多路复用器。
8.根据前述权利要求中任一项所述的集成感测系统，所述集成电路包括定序器，所述定序器被配置为控制所述光源组件的操作频率和所述光检测器组件的采样频率中的一个或多个。
9.根据前述权利要求中任一项所述的集成感测系统，包括集成模块，其中所述光源组件和所述集成电路被集成到所述集成模块中。
10.根据前述权利要求中任一项所述的集成感测系统，其中所述光源组件包括发光二极管(LED)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的集成感测系统，其中所述光源组件包括垂直腔表面发射激光器(VCSEL)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的集成感测系统，其中所述光检测器包括光电二极管。
13.一种移动计算设备，包括前述权利要求中任一项所述的感测系统。
14.一种车辆，包括前述权利要求中任一项所述的感测系统。
15.一种用于表征对象中的血流的方法，所述方法包括：
用来自电连接到集成电路的光源组件的光照射所述对象的血管；
由集成电路的光检测器组件的第一光检测器检测第一光学信号，所述第一光学信号指示所述血管中第一位置处的血流事件；
由集成电路的光检测器组件的第二光检测器检测第二光学信号，所述第二光学信号指示所述血管中第二位置处的血流事件；
基于(i)所述第一光学信号与所述第二光学信号之间的时间延迟和(ii)所述第一光检测器与所述第二光检测器之间的间隔，确定所述对象中的血流的特征。
16.根据权利要求15所述的方法，其中确定所述对象中的血流的特征包括确定所述对象的脉搏传导时间(PTT)。
17.根据权利要求15或16所述的方法，包括确定所述第一光学信号与所述第二光学信号之间的时间延迟。
18.根据权利要求17所述的方法，包括由所述集成电路的相关器确定所述时间延迟。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，包括由所述集成电路的定序器控制所述光源组件的操作频率。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的方法，包括由所述集成电路的定序器控制所述第一光检测器和所述第二光检测器的采样频率。
21.根据权利要求15至20中任一项所述的方法，其中所述光检测器组件包括光谱传感器，所述光谱传感器包括多个操作通道，并且
所述方法包括选择所述光谱传感器的操作通道。
22.根据权利要求21所述的方法，包括基于所述对象的物理特征选择所述光谱传感器的操作通道。
23.根据权利要求22所述的方法，包括基于所述对象的肤色选择操作通道。
24.根据权利要求23所述的方法，包括通过由所述光谱传感器检测所述对象的皮肤的吸收光谱来检测所述对象的肤色。
25.根据权利要求21至24中任一项所述的方法，包括基于所选择的所述光谱传感器的操作通道来控制所述光源组件的操作。
26.根据权利要求15至25中任一项所述的方法，其中所述光检测器组件包括光谱传感器，所述光谱传感器包括多个操作通道，并且
所述方法包括通过所述光谱传感器检测环境光的光学特征。
27.一种用于确定对象的物理特征的方法，所述方法包括：
用来自电连接到集成电路的光源组件的多个波长的光照射对象的皮肤；
通过集成电路的光谱传感器检测所述皮肤对光的吸收光谱；和
基于检测到的所述皮肤对光的吸收光谱确定所述对象的物理特征。
28.根据权利要求27所述的方法，其中确定所述对象的物理特征包括确定所述对象的肤色。
29.根据权利要求27或28所述的方法，包括基于检测到的所述皮肤对光的吸收光谱与参考光谱之间的比较来确定所述对象的物理特征。
30.权利要求27至29中任一项的方法，其中确定所述对象的物理特征包括确定所述对象的皮肤中β胡萝卜素的量。
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