CN114947741A - 用于光学感测的同心结构 - Google Patents

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Abstract

本文涉及用于光学感测的同心结构。一种包括具有同心结构的光学感测的电子设备及其操作方法。同心结构可包括以同心方式围绕光发射器布置的光检测器。在一些示例中，至少一个光发射器可位于设备的中心，并且每个光检测器可位于与光发射器相距相同间隔距离处。每个光检测器可被布置成使得与中心定位的光发射器的间隔距离可大于与另一光发射器的间隔距离。本公开的示例还包括覆盖光检测器的选择性透明层。选择性透明层可包括对第一波长范围透明并且对第二波长范围不透明的区部。在一些示例中，选择性透明层还可包括对第二波长范围透明的区部。

Description

用于光学感测的同心结构
本申请是国际申请号为PCT/US2018/050300、国际申请日为2018年9月10日、国家申请号为201880055939.4、发明名称为“用于光学感测的同心结构”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本公开整体涉及用于光学感测的结构。更具体地讲，本公开涉及用于光学感测单元的结构，其包括以同心方式围绕多个光发射器布置的多个光检测器。
背景技术
光电容积图(PPG)信号可由光学感测系统测量以得出相应的生理信号(例如，脉搏率)。在基本形式中，光学感测系统可采用穿过孔和/或窗口将光发射到使用者的组织中的光发射器。此外，可包括光检测器以透过孔和/或窗口接收光。光检测器所接收的光可以是已返回(例如，反射或散射)并离开组织的光。在一些情况下，由于系统中的一个或多个部件而引起的光学损耗可能影响对使用者生理信息的确定。
发明内容
本公开涉及一种被配置用于具有同心结构的光学感测的电子设备及其操作方法。同心结构可包括以同心方式围绕多个光发射器布置的多个光检测器。所述多个光发射器可包括以第一波长范围(例如，可见波长)进行发射的多个第一光发射器和以第二波长范围(例如，红外波长)进行发射的一个或多个第二光发射器。在一些示例中，至少一个第二光发射器可位于设备的中心，并且每个光检测器可定位成与所述至少一个第二光发射器相距相同的间隔距离。每个光检测器可被布置成使得与中心定位的第二光发射器的间隔距离可以大于与第一光发射器的间隔距离。
本公开的示例还包括覆盖所述多个光检测器的选择性透明层。选择性透明层可包括对第二波长范围(例如，红外波长)透明并且对第一波长范围(例如，可见波长)不透明的多个第一区部。选择性透明层还可包括对第二波长范围透明的多个第二区部。在一些示例中，菲涅耳透镜可位于第一光发射器和第二光发射器的相应区域中。菲涅耳透镜可包括多个区域，诸如第一区域和第二区域。第一区域可位于第一光发射器的视场中，并且第二区域可位于第二光发射器的视场中。菲涅耳透镜的所述多个区域可具有不同的光学(例如，透射百分比、准直量等)特性。
用于操作光学感测单元的方法可包括将所述多个光检测器关联到一个或多个通道。每个光发射器被顺序地激活以发射光，并且所述一个或多个通道还可顺序地测量来自给定光发射器的光。在一些示例中，可动态地改变所述一个或多个通道的关联。例如，在第一时间期间，所述多个光检测器中的所有光检测器可关联到单个通道。系统可在第二时间期间动态地改变成所述多个光检测器关联到多个通道。在一些示例中，设备可被配置为执行多个测量类型(例如，主测量和辅助测量)作为采样过程的一部分，其中主测量可包括利用PPG传感器单元的第一组操作条件的读数，并且辅助测量可使用PPG传感器单元的另一第二组操作条件。例如，所述单个通道可用于主测量，而所述多个通道可用于辅助测量。
附图说明
图1A-图1C示出了可在其中实现本公开的示例的系统。
图2A示出了根据本公开示例的包括用于光学感测的同心结构的示例性电子设备的顶视图。
图2B示出了根据本公开示例的图2A沿着线I-II的剖视图。
图2C示出了根据本公开示例的包括选择性透明层覆盖的示例性同心结构的顶视图。
图2D示出了根据本公开示例的覆盖单个光检测器的示例性选择性透明层的放大视图。
图2E示出了根据本公开示例的包括同心结构和逆反射器的示例性电子设备的剖视图。
图2F示出了根据本公开示例的包括同心结构、逆反射器、和不透明掩膜的示例性电子设备的剖视图。
图2G-图2H分别示出了根据本公开示例的包括具有多个区域的透镜的示例性电子设备的剖视图和顶视图。
图3示出了根据本公开示例的为一个或多个通道使用合并技术的示例性过程。
图4A-图4E示出了根据本公开示例的光检测器与通道的示例性关联。
图5示出了根据本公开示例的计算系统的示例性框图，该计算系统包括用于测量与使用者的生理状态相关联的信号的光发射器和光检测器。
图6示出了根据本公开的示例的电子设备被连接到主机的示例性配置。
具体实施方式
在以下对示例的描述中将引用附图，在附图中以例示的方式示出了可被实施的特定示例。应当理解，在不脱离各个示例的范围的情况下，可使用其他示例并且可作出结构性改变。阐述了许多具体细节，以便提供对本文描述或引用的一个或多个方面和/或特征的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员显而易见的是，对本文描述或引用的一个或多个方面和/或特征可以在不具有这些具体细节中的一些或全部的情况下实施。在其他情况下，公知的过程步骤和/或结构未详细描述从而不会模糊对本文描述或引用的方面和/或特征中的一些。
光电容积图(PPG)信号可由光学感测系统测量以得出相应的生理信号(例如，脉搏率)。此类光学感测系统可被设计成对使用者组织中的变化敏感，所述变化可由使用者脉管系统中血液或血氧的量或体积的波动引起。在基本形式中，光学感测系统可采用穿过孔和/或窗口将光发射到使用者的组织中的光发射器。系统还可包括光检测器，用于透过同一或另一孔和/或窗口接收返回光(即，已被反射和/或散射并离开组织的光)。PPG信号是利用组织中血液体积的体积变化调制的返回光的振幅。光学感测系统中的光发射器和光发射器可被布置为同心结构。
本公开涉及一种被配置用于具有同心结构的光学感测的电子设备及其操作方法。同心结构可包括以同心方式围绕多个光发射器布置的多个光检测器。所述多个光发射器可包括以第一波长范围(例如，可见波长)进行发射的多个第一光发射器和以第二波长范围(例如，红外波长)进行发射的一个或多个第二光发射器。在一些示例中，至少一个第二光发射器可位于设备的中心，并且每个光检测器可定位成与所述至少一个第二光发射器相距相同的间隔距离。每个光检测器可被布置成使得与中心定位的第二光发射器的间隔距离可以大于与第一光发射器的间隔距离。
本公开的示例还包括覆盖所述多个光检测器的选择性透明层。选择性透明层可包括对第二波长范围(例如，红外波长)透明并且对第一波长范围(例如，可见波长)至少部分不透明的多个第一区部。选择性透明层还可包括对第二波长范围透明的多个第二区部。在一些示例中，菲涅耳透镜可位于第一光发射器和第二光发射器的相应区域中。菲涅耳透镜可包括多个区域，诸如第一区域和第二区域。第一区域可位于第一光发射器的视场中，并且第二区域可位于第二光发射器的视场中。菲涅耳透镜的所述多个区域可具有不同的光学(例如，透射百分比、准直量等)特性。
用于操作光学感测单元的方法可包括将所述多个光检测器关联到一个或多个通道。每个光发射器被顺序地激活以发射光，并且所述一个或多个通道还可顺序地测量来自给定光发射器的光。在一些示例中，可动态地改变所述一个或多个通道的关联。例如，在第一时间期间，所述多个光检测器中的所有光检测器可关联到单个通道。系统可在第二时间期间动态地改变成所述多个光检测器关联到多个通道。在一些示例中，设备可被配置为执行多个测量类型(例如，主测量和辅助测量)作为采样过程的一部分，其中主测量可包括利用PPG传感器单元的第一组操作条件的读数，并且辅助测量可使用PPG传感器单元的另一第二组操作条件。例如，所述单个通道可用于主测量，而所述多个通道可用于辅助测量。
在该部分描述了根据本公开的装置和方法的代表性应用。提供这些示例仅是为了添加上下文并有助于理解所述示例。因此，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，可在不具有具体细节中的一些或全部的情况下实践所述示例。其他应用是可能的，使得以下示例不应被当作是限制性的。
图1A-图1C示出了可在其中实现本公开的示例的系统。图1A示出了可包括触摸屏124的示例性移动电话136。图1B示出了可包括触摸屏126的示例性媒体播放器140。图1C示出了可包括触摸屏128且可使用条带146附接到用户的示例性可穿戴设备144。图1A-图1C的系统可利用光学层、光学膜、透镜、窗口系统、同心结构、和/或用于检测PPG信号的方法，如将公开的那样。
光学感测单元的示例性构型
图2A示出了根据本公开示例的包括用于光学感测的同心结构的示例性电子设备的顶视图。例如，图2A中的顶视图可被看作是图1C的可穿戴设备144的下侧。另外，图2A中的顶视图包括没有选择性透明层(下文讨论)覆盖的设备的局部顶视图。
设备200可包括多个光检测器204A、204B、204C、204D、204E、204F、204G和204H(统称为多个光检测器204)；多个第一光发射器206A、206B、206C、和206D(统称为多个第一光发射器206)；以及多个第二光发射器208A和208B(统称为多个第二光发射器208)。设备200可被定位成使得所述多个光检测器204、所述多个第一光发射器206和第二光发射器208邻近使用者的皮肤。例如，除其他可能性之外，设备200可被握持在使用者的手中或捆绑到使用者的手腕。
设备可包括多个区域，诸如中心区域209和周边区域205。中心区域209可通过光学隔离件(例如，光学隔离件216)与周边区域205分开，其中周边区域205可定位成与中心区域209相比更靠近设备200的边缘(例如，边缘201C)。例如，中心区域209可包括多个光发射器(例如，第一光发射器206和第二光发射器208)。在一些示例中，所述多个第一光发射器206可定位成与至少一个第二光发射器208(例如，第二光发射器208A)相比更靠近周边区域。在一些示例中，至少一个第二光发射器208(例如，第二光发射器208A)可位于中心区域209的中心。在一些示例中，所述多个第一光发射器206可被配置为发射与第二光发射器208(例如，第二光发射器可被配置为发射红外波长)不同范围的波长(例如，绿色波长)。周边区域205可部分地或完全地围绕中心区域209。
在一些示例中，光检测器和光发射器的间隔距离和位置可针对不同类型的测量(例如，主测量和辅助测量)进行优化。例如，第二光发射器208A可位于设备200的中心并且可被配置为发射红外光以用于检测一种类型的信息。设备200的中心可使得沿相同方向(例如，从左到右和/或从上到下)从第二光发射器208A到设备200的边缘的距离相同。例如，从设备的顶部边缘201A到第二光发射器208A的距离可以与从设备的底部边缘201B的距离相同。从设备的左边缘201C到第二光发射器208A的距离可以与从设备的右边缘201D的距离相同。任选地，设备200可包括第二光发射器208B，其也用于检测与第二光发射器208A相同类型的信息。
所述多个第一光发射器206可被放置成更靠近周边区域205。例如，所述多个第一光发射器206可包括四个光发射器：第一光发射器206A、第一光发射器206B、第一光发射器206C、和第一光发射器206D，它们可被布置形成方形、矩形、四边形等。例如，所述多个第一光发射器206可被布置成方形，其中第一光发射器206A与第一光发射器206B之间的间隔距离、第一光发射器206B与第一光发射器206C之间的间隔距离、第一光发射器206C与第一光发射器206D之间的间隔距离、以及第一光发射器206D与第一光发射器206A之间的间隔距离可以相同。在一些示例中，每个第一光发射器206与中心的第二光发射器208A之间的间隔距离可以相同。虽然该图将所述多个第一光发射器206例示为位于与光学隔离件216相距相同的间隔距离，但本公开的示例可包括光发射器以不同距离间隔开。此外，本公开的示例不限于以类似方形布置定位的光发射器，并且成对的第一光发射器和第二光发射器不限于具有相同的间隔距离。
周边区域205可(部分地或完全地)围绕中心区域209定位。所述多个光检测器204可径向地布置在周边区域205中。在一些示例中，径向布置可包括所述多个光检测器204取决于在周边区域205中的位置而以给定边缘的角度取向，其中每个光检测器204具有相同或相似的形状。例如，光检测器204A和光检测器204E的顶部边缘214(例如，最靠近设备的边缘的光检测器的边缘)的角度可在0°处。光检测器204B和/或光检测器204F的顶部边缘214相对于光检测器204A和/或光检测器204E的顶部边缘214可为45°。光检测器204D和/或光检测器204H的顶部边缘214相对于光检测器204A和/或光检测器204E的顶部边缘214可为-45°。光检测器204C和/或光检测器204G的顶部边缘214相对于光检测器204A和/或光检测器204E的顶部边缘214可为90°或-90°。这样，两个或更多个光检测器204的顶部边缘214可具有不同的取向角度。
光发射器和光检测器的相对布置可使得第一光发射器206(例如，第一光发射器206A)与其最近的光检测器204(例如，光检测器204A)之间的距离(即，间隔距离D2)可小于第二光发射器208(例如，第二光发射器208A)与同一光检测器204之间的距离(即，间隔距离D1)。在实例中，第一光发射器206A可为发射可见光(例如，绿光)的LED，其具有与一个光检测器204A的间隔距离D2，该间隔距离短于与其他光检测器诸如光检测器204B-204H的间隔距离。术语“间隔距离”是指从一个部件的中心到另一部件的中心测得的距离。在一些示例中，第一光发射器206与其最近的相邻光检测器204之间的间隔距离可以相同。另外，同一最近的第一光发射器206(例如，第一光发射器206A)和另一光检测器(例如，光检测器204E)之间的距离(例如，间隔距离D3)可大于间隔距离D1和间隔距离D2两者，如图所示。
在一些示例中，第二光发射器208A可为被配置用于一种类型的测量的红外光发射器，第一光发射器206A可为被配置用于另一类型的测量的可见(例如，绿色波长)光发射器。在一些示例中，与间隔距离D1和间隔距离D3相关联的光检测器可具有相同的取向角度。例如，光检测器204A和光检测器204E均可具有取向为0°的顶部边缘214。
在一些示例中，每个光检测器可被配置成使得边缘与光发射器“对齐”。例如，第一光发射器206A的中心可以沿着与光检测器204A的中心相同的y平面。这样，第一光发射器(例如，第一光发射器206A)的中心与其最近的光检测器(例如，光检测器204A)之间的间隔距离D2小于同一第一光发射器的中心与所述多个光检测器204中的其他光检测器之间的间隔距离。
在其他示例中，第一光发射器206A可位于相邻的光检测器204A和204H的边缘之间，如图2C所示。即，第一光发射器206A的径向角可以与光检测器204A和光检测器204H的边缘的径向角相同。这样，光发射器(例如，第一光发射器206A)的中心与其两个最近的光检测器(例如，光检测器204A和204H和/或两个相邻光检测器)的中心之间的间隔距离可以相同。尽管该图示出了八个光检测器204和四个第一光发射器206，但本公开的示例可包括任何数量的光检测器和任何数量的光发射器。另外，尽管该图将光检测器204例示成具有矩形形状的检测区域，并且将光发射器例示成具有方形形状的发射区域，但本公开的示例可包括任何形状。
设备200可包括一个或多个部件用于实现增强的光学收集、信号生成和/或减小的噪声。图2B示出了图2A沿着线I-II的剖视图。所述一个或多个部件可包括光学隔离件216、光学膜240和菲涅耳透镜242。为了防止或减少所述多个光检测器204和所述多个第一光发射器206之间的光学串扰，光学隔离件216可为位于所述多个光检测器204与所述多个第一光发射器206之间的壁。因此，光学隔离件216可限定光发射器的腔体，与光检测器的腔体分开。光学隔离件216可位于中心区域209中和/或周边区域205中。在一些示例中，位于中心区域209中的光学隔离件216可包括与位于周边区域205中的光学隔离件216中所包括的相同的材料(或由连续材料件形成)。在一些情况下，光学隔离件216可为同心环。在一些示例中，光学隔离件216可不同于可被包括在设备中的其他类型的隔离件。光学隔离件216可总共形成光发射器和光传感器可位于其中的至少两个腔体。其他类型的隔离件可包括但不限于光学感测系统的与被包括在设备中的其他部件(例如，显示器或触摸屏)的光学、电和/或机械隔离件。
光学膜240可为被配置用于光限制的膜(下文将详细讨论)。光学膜240可至少部分地覆盖对应于光穿过到达至少一个光检测器204的窗口203的区部。在一些示例中，设备200可包括设置在每个光检测器204上方的光学膜240的一个区部。光学膜240可具有其他布置，诸如附接到窗口、设置在窗口上、设置在检测器上等。在一些示例中，单个(例如，环形)光学膜240可被设置在多个(包括所有)光检测器204上方。在一些示例中，光学膜240的边缘可延伸至(例如，接触)光学隔离件216。
菲涅耳透镜242可为被配置用于引导和/或聚焦由光发射器发射的光的透镜。菲涅耳透镜242可至少部分地覆盖对应于光从所述多个第一光发射器206和/或第二光发射器208穿过的窗口203的区部。即，菲涅耳透镜242可位于所述多个第一光发射器206的视场和所述多个第二光发射器208的视场中。菲涅耳透镜242可被配置用于一个或多个目标类型的测量。在一些示例中，菲涅耳透镜242可被配置用于光发射器的遮蔽。例如，菲涅耳透镜242的特征部可基于实现与第二光发射器208相关联以及与所述多个第一光发射器206相关联的最佳测量，同时还降低光发射器的可见度。
另外，设备200可包括用于降低其他部件的可见度的一个或多个层。不透明掩膜219可被配置为通过在一个或多个波长(例如，设备所测量的波长)处不透明来降低光学隔离件216和/或光学膜240的边缘的可见度。在一些示例中，不透明掩膜219的一部分可延伸超过(例如，光学隔离件216生成的)腔体的壁。在一些示例中，不透明掩膜219和光学隔离件216可包括相同的材料和/或功能(例如，充当光学隔离件和/或美观层)。不透明掩膜219和/或光学隔离件216的至少一个端部可定位在或紧邻窗口203的内表面(即，距设备200的外壳的外表面最远的表面)。设备200还可包括粘合剂215，该粘合剂被配置用于将一个或多个部件(例如，光学膜240、不透明掩膜219等)粘附到窗口203。
图2C示出了根据本公开示例的包括选择性透明层覆盖的同心结构的顶视图。图2D示出了根据本公开示例的覆盖单个光检测器的选择性透明层的放大视图。选择性透明层210可位于周边区域(例如，图2A所示的周边区域205)中。选择性透明层210可被配置用于隐藏布线迹线和接触焊盘212和/或所述多个光检测器204的边缘。这样，选择性透明层210可位于光学膜240和粘合剂215之间。选择性透明层210可包括对第二波长范围(例如，红外波长)的光至少部分透明的材料的一个或多个第一区部211A，其中透明性可被配置成允许光到达所述多个光检测器204以用于例如辅助测量。选择性透明层210也可包括一个或多个第二区部211B覆盖每个光检测器204的中心部分，以允许第一波长范围(例如，可见波长)的光到达所述多个光检测器204以用于例如主测量。覆盖所述中心部分的所述一个或多个第二区部211B可包括对第二波长范围透明的材料或可为省略的材料(例如，开口)。在一些情况下，所述一个或多个第二区部211B也可对第一波长范围是透明的。
在一些示例中，第一区部211A可以对第一波长范围为部分透明(即，部分阻挡)并且对第二波长范围为完全透明。
选择性透明层210可位于所述多个光检测器204的视场中的任何位置。例如，选择性透明层210可位于光学膜240和窗口203之间。本公开的示例可包括选择性透明层210，作为与窗口203分开的层。在其他情况下，选择性透明层210可形成于窗口203中。
在一些示例中，设备可包括被配置为重新导向可能不包括生理信息的光的一个或多个部件，从而防止不想要的光到达光检测器。图2E示出了根据本公开示例的包括同心结构和逆反射器的示例性电子设备的剖视图。设备200可包括邻近光学隔离件216定位的逆反射器233。在一些情况下，逆反射器233可被实现为光学感测单元的部件。逆反射器233可代替图2C所示的不透明掩膜219，并且可位于中心区域209(包括第一光发射器206和第二光发射器208)与周边区域205(包括光检测器204)之间。逆反射器233可为围绕中心区域209定位的环或弧。另选地，逆反射器233可位于所述环的一个或多个区段中，而不透明掩膜(例如不透明掩膜219)可位于所述环的一个或多个其他区段中。在一些示例中，所述环的一个或多个区段可以不包括逆反射器233或不透明掩膜219。
逆反射器233可为不管入射角如何都能够沿平行于或几乎平行于的方向但相对于其原点在相反的方向上反射回光的部件。例如，来自光发射器206的光可从窗口203的界面(例如，外表面，其可为与逆反射器233相对的表面)反射。光可到达光检测器204而不与样本相互作用，因此可能不包括生理信息。不是允许光到达光检测器204，逆反射器233而是可将光反射回界面(例如，在远离光检测器204的方向上)。
在一些示例中，逆反射器可包括具有属性(例如，20度、60度、90度等)的一个或多个特征部，其被配置为选择性地反射一系列入射角内的光。在一些示例中，所述一个或多个特征部可在不平行于或不几乎平行于入射光的相同方向上反射回光。在一些示例中，逆反射器233可以是波长独立的，其中可反射回宽范围的波长。
在一些情况下，设备200可包括逆反射器233和不透明掩膜219两者，如图2F所示。逆反射器233可定位成比不透明掩膜219更靠近光发射器206和208(和/或光检测器204C)。不透明掩膜219还可通过包括能够吸收从窗口203的所述一个或多个界面反射的光线的材料来帮助防止不希望的光到达光检测器204。在一些示例中，如图2E-图2F所示，逆反射器233和/或不透明掩膜219可具有比光学隔离件216更大的宽度(例如，可伸突出)，这可减小光发射器206和208与光检测器204之间的串扰。在一些示例中，不透明掩膜219可具有比逆反射器233小的宽度。除此之外或另选地，逆反射器233和/或不透明掩膜219可包括隐藏下面的部件(例如，光学隔离件216)不被使用者的眼睛看到的一种或多种材料(例如，黑色油墨)。
在一些示例中，设备200可包括具有多个区域的透镜。图2G-图2H分别示出了根据本公开示例的包括具有多个区域的透镜的示例性电子设备的剖视图和顶视图。设备200可包括透镜区域242A和透镜区域242B(统称为透镜242)。不同的透镜区域可具有不同的光学和/或物理特性。例如，透镜区域242A可为覆盖第二光发射器208A(即，位于其视场中)的菲涅耳透镜。透镜区域242A可包括用于对第二光发射器208A所发射的光进行聚焦(例如，准直)的多个特征部(例如，脊)。透镜区域242B可覆盖所述多个第一光发射器206中的至少两者。透镜区域242B可包括用于控制由所述多个第一光发射器206发射的光的一个或多个其他特征部(例如棱镜)。
在一些情况下，透镜242可以是与窗口203分开的层。在其他示例中，透镜242可形成为窗口203的一部分(即，与之不可分)。
在第二光发射器208发射具有第二波长的第二光诸如红外光而第一光发射器206发射具有第一波长的第一光诸如可见(例如，绿)光的情况下，第二光的特性可以与第一光不同。例如，第二光可具有更低的信号强度(或信噪比(SNR))，并且(与第二光相关联的)透镜区域242A可具有用于增强相关信号或SNR的一个或多个特性。
感测单元的示例性操作
可利用一种或多种合并技术来操作感测单元。图3示出了根据本公开示例的为一个或多个通道使用合并技术的示例性过程。一个或多个光检测器(例如，所述多个光检测器204中的全部)可与一个或多个通道相关联(过程350的步骤352)。在一些示例中，通道可基于所选择的光发射器而动态地改变(过程350的步骤353)。在一些示例中，通道可基于间距而动态地改变。
对于给定通道，一个或多个光发射器(例如，第二光发射器208A)可发射光(例如红外光)(过程350的步骤354)。所述光的一部分可被用户的皮肤、脉管和/或血液吸收，并且所述光的一部分可返回到光检测器。与所述给定通道相关联的光检测器可测量返回光并且可生成指示所测量返回光的一个或多个信号(过程350的步骤356)。通道中的信号可被一起读出和处理(例如，加和)，例如以生成通道信号(过程350的步骤358)。该过程可以顺序或同时测量通道。在顺序地测量通道的场景中，对于其他通道可重复该过程，直到针对给定光发射器测量了一些或所有通道。在一些示例中，多个(包括所有)通道可被同时读出，其中同一通道内的信号与来自其他通道的信号分开处理。可以选择另一光发射器(例如，第一光发射器206A)用于测量(过程350的步骤364和步骤366)。测量多个光发射器可允许系统测量使用者皮肤的多个区域以提高测量精度。从经合并的信号，可确定生理信息(过程350的步骤368)。
本公开的示例可包括单个通道，其中一些(包括所有)光检测器与所述单个通道相关联。在单个通道的情况下，可将来自所有所述多个光检测器的所有信号一起处理。单个通道关联可允许更高的总信号采集，这可提高光发射器408A的SNR。本公开的示例还可包括每个光检测器与独有的通道相关联。例如，系统可被配置有八个光检测器和八个通道。这样，可分开处理来自每个光检测器的信号。
除此之外或另选地，系统可被配置为具有其他关联。图4A-图4E示出了根据本公开示例的光检测器与通道的示例性关联。图4A示出了两个通道，其中位于设备的一侧上的光检测器(例如，光检测器404A、光检测器404B、光检测器404C和光检测器404D)可与第一通道420关联，而位于设备的另一侧上的光检测器(例如，光检测器404E、光检测器404F、光检测器404G、和光检测器404H)可与第二通道421关联。每个光发射器相对于通道之间的独特关系可导致不同的信息。一般来讲，信号信息可包括较高的信号强度用于光发射器和光检测器之间较短的间隔距离。当一个光发射器正在发射光(即，被激活)时，每个通道测量的信号信息可以是相同的。例如，当光发射器406A正在发射光时，光可被与给定通道相关联的所有光检测器检测。通道420和通道421可分别包括来自光检测器404A和光检测器404H的高信号信息，以及分别来自光检测器404D和光检测器404E的低信号信息。当另一光发射器正在发射光时，每个通道测量的信号信息可以不同。例如，当光发射器406B正在发射光时，通道420可包括来自光检测器404B和光检测器404C的高信号信息，以及来自光检测器404A和光检测器404D的中等信号信息。通道421可包括来自光检测器404E、光检测器404H、光检测器404F和光检测器404G的低信号信息。这样，相同的光检测器可测量不同组的信号，具体取决于哪个光发射器被激活。
虽然该图将一个通道例示成包括位于右侧的光检测器并且将另一通道例示成包括位于左侧的光检测器，但本公开的示例可包括相同数量(例如，两个)的通道，但所述关联包括不同的光检测器。例如，通道420可包括光检测器404C、光检测器404D、光检测器404E和光检测器404F，而通道421可包括光检测器404G、光检测器404H、光检测器404A和光检测器404B(未示出)。在一些示例中，通道关联可基于光发射器的相对位置。
图4B示出了根据本公开的示例的四个通道。每个通道可包括两个相邻的光检测器，其中发射器相对于光检测器的中心具有相同的间隔距离。例如，通道422可包括光检测器404A和光检测器404H；通道423可包括光检测器404B和光检测器404C；通道424可包括光检测器404D和光检测器404E；而通道425可包括光检测器404F和光检测器404G。每个光发射器相对于通道之间的独特关系可导致不同的信息。例如，当光发射器406A被激活时，来自通道422的信号可包括与通道424不同的信息。在更多数量的通道(例如，相对于图4A所示的两个通道关联)的情况下，可增强在使用者的皮肤上测量区域的局部化，从而提高测量的SNR。测量区域的局部化可以是指信号中来自邻近给定光检测器的区域的信息的量。
图4C示出了两个通道，其中通道可以不均匀地分配。在一些情况下，与每个通道相关联的光检测器的数量可以不同。例如，通道426可包括六个光检测器(例如，光检测器404C、光检测器404D、光检测器404E、光检测器404F、光检测器404G、和光检测器404H)，而通道427可包括两个光检测器(例如，光检测器404A和光检测器404B)。系统可被配置为使得来自一个通道的信号可用于一种类型的信息，而来自另一通道的信号可用于另一类型的信息。例如，通道427可具有在使用者皮肤上目标测量区域的提高的局部化，并且可用于确定使用者的生理信息。在降低的局部化的情况下，通道426可用于脱腕检测和/或环境光感测。来自通道426的信号可例如中断或用于调节与通道427相关联的测量。又如，通道426可具有比通道427大的采样面积。光检测器可基于信号质量而与某个通道相关联。
图4D示出了根据本公开的示例的多个通道，其中至少一个通道包括非相邻光检测器。通道428可包括第一组相邻光检测器404A和404H以及第二组相邻光检测器404D和404E，其中第一组可沿同心布置相对于第二组通过至少一个其他(即，不被包括在相同通道中的)光检测器在空间上分开(即，不相邻)。通道429可包括第一组相邻光检测器404B和404C以及第二组相邻光检测器404F和404G，其中第一组可相对于第二组通过至少一个其他光检测器在空间上分开。即，第一通道和第二通道中的一者或多者可包括两组相邻光检测器(例如，第一组可包括光检测器404A和光检测器404H)，其中这两组可以不相邻(例如，第二组可包括光检测器404D和光检测器404E，其中第二组可以不邻近第一组)。第一通道和第二通道可具有一个或多个不同的光检测器(例如，光检测器404G可以不被包括在第一通道和第二通道两者中)。
在这个通道关联中，一组光检测器可测量脉动信息，而另一组光检测器可测量非脉动(例如，暗)信息。例如，当光发射器406A被激活时，通道428的脉动信息可由光检测器404A和光检测器404H生成，但可以不由光检测器404D和光检测器404E生成。哪个(哪些)光检测器测量给定通道的脉动信息可以取决于被激活的光发射器。例如，当另一光发射器(例如，光发射器406B)被激活时，通道428的脉动信息可能不被光检测器404A和光检测器404H测量；所述另一光发射器可以是不邻近相应光检测器的光发射器。相反，光检测器404D和光检测器404E可在光发射器406B被激活时产生脉动信息。
这样，可有效地使用相同的通道来测量不同的位置。例如，光发射器406A和光发射器406D可被分配给同一通道428。该通道中的第一一个或多个光检测器404所测量的信号可以在一个光发射器活动时测量到有用的信息，而同一通道中的第二一个或多个光检测器404不可以。随后，测量到有用信息(例如，被包括在生理信息的确定中)的检测器在另一光发射器活动时可以不同。
图4E示出了三个通道，其中每个通道可包括不同水平的信号信息。第一关联可包括两组相邻光检测器，这两个组不相邻(如在图4D的上下文中所讨论)，而第二关联可包括与第一关联中的至少一个光检测器相邻的一个或多个光检测器(例如，光检测器404G可邻近光检测器404H)。例如，通道430可包括光检测器404A、光检测器404H、光检测器404D和光检测器404E。通道431可包括光检测器404B和光检测器404G；而通道432可包括光检测器404C和光检测器404F。在光发射器406A被激活的情况下，通道430可包括最高水平的脉动信号信息，通道431可包括中等水平，而通道432可包括最低水平。在光发射器406B或光发射器406D被激活的情况下，通道431和通道432可包括最高水平的脉动信号信息，而通道430可包括最低水平。在光发射器406C被激活的情况下，通道430可包括最高水平的脉动信息，通道432可包括中等水平，而通道431可包括最低水平。
在一些示例中，合并和通道关联可在没有用户交互的情况下动态地改变。通道关联可基于操作模式。例如，当系统处于第一测量操作模式时，系统可被配置为具有单个通道包括所有八个光检测器。当系统切换到第二测量操作模式时，系统可动态切换到多个(例如，两个、三个、四个等)通道(例如，如图4A-图4E所示)。
在一些示例中，系统可基于所测量的信号信息而切换到特定通道关联。例如，如果系统配置有两个通道，如图4A所示并且通道420与通道421相比在一定数量的测量之后产生更高的脉动信号信息，则系统可切换到图4C中所示的通道关联。如果在通道关联切换之后，较高的脉动信号信息与通道427相关联，则系统可确定使用者的皮肤上的一个或多个区域(例如，紧邻通道427局部化)对于所述给定使用者可以是最佳的。这样，系统可针对使用者、使用者状况(例如，一种或多种材料诸如使用者的袖管无意地阻挡光学部件)和/或环境条件(例如，更高水平的环境光入射在一个或多个光检测器上)进行调整。
上述通道关联可在后处理中实现，其中一个或多个(包括所有)光检测器可被硬连线在一起。本公开的示例还可包括一个或多个开关，用于动态地切换哪些光检测器被电耦接(例如，硬连线)在一起。除此之外或另选地，一个或多个光检测器和/或通道可被去激活。例如，如果系统确定通道427(图4C中所示)包括最高水平的脉动信息，则系统可以去激活被包括在另一通道诸如通道426中的光检测器(例如，光检测器404C、光检测器404D、光检测器404E、光检测器404F、光检测器404G、和光检测器404H)以节省功率。
图5示出了根据本公开的示例的包括用于光学感测的同心结构的计算系统的示例性框图。计算系统500可对应于图1A-图1C所示的计算设备中的任一个计算设备。计算系统500可包括处理器510，该处理器被配置为执行指令以及执行与计算系统500相关联的操作。例如，使用从存储器检索的指令，处理器510可控制输入和输出数据在计算系统500的部件之间的接收和操作。处理器510可为单芯片处理器，或者可以由多个部件实现。
在一些示例中，处理器510与操作系统一起可操作以执行计算机代码以及生成和使用数据。计算机代码和数据可驻留在可操作地耦接到处理器510的程序存储块502内。程序存储块502通常可提供用于保持由计算系统500使用的数据的位置。程序存储块502可以是任何非暂态计算机可读存储介质(不包括信号)，并且可存储例如与由一个或多个光检测器诸如光检测器504测量的PPG信号和灌注指数值相关的历史和/或模式数据。以举例的方式，程序存储块502可包括只读存储器(ROM)518、随机存取存储器(RAM)522、硬盘驱动器508等。计算机代码和数据也可驻留在可移动存储介质上，并且在需要时加载或安装到计算系统500上。可移动存储介质包括例如CD-ROM、DVD-ROM、通用串行总线(USB)、安全数字(SD)、紧凑式闪存(CF)、内存棒、多媒体卡(MMC)和网络部件。
计算系统500还可包括可操作地耦接到处理器510的输入/输出(I/O)控制器512，或者该I/O控制器可为独立部件，如图所示。I/O控制器512可被配置为控制与一个或多个I/O设备的交互。I/O控制器512可通过在处理器510与希望与处理器510通信的I/O设备之间交换数据来操作。I/O设备和I/O控制器512可通过数据链路进行通信。数据链路可以是单向链路或双向链路。在一些情况下，可通过无线连接将I/O设备连接到I/O控制器512。以举例的方式，数据链路可对应于PS/2、USB、火线、IR、RF、蓝牙等。
计算系统500可包括可操作地耦接到处理器510的显示设备524。显示设备524可为独立部件(外围设备)，或者可与处理器510和程序存储块502集成以形成台式计算机(例如，一体机)、膝上型计算机、手持式或平板计算设备等。显示设备524可被配置为向用户显示图形用户界面(GUI)，该GUI可能包括指针或光标以及其他信息。以举例的方式，显示设备524可为任何类型的显示器，包括液晶显示器(LCD)、电致发光显示器(ELD)、场发射显示器(FED)、发光二极管显示器(LED)、有机发光二极管显示器(OLED)等。
显示设备524可耦接到可耦接到处理器510的显示控制器526。处理器510可将原始数据发送到显示控制器526，并且显示控制器526可将信号发送到显示设备524。数据可包括用于显示设备524中多个像素的电压电平以投射图像。在一些示例中，处理器510可被配置为处理原始数据。
计算系统500还可包括可操作地耦接到处理器510的触摸屏530。触摸屏530可以是感测设备532和显示设备524的组合，其中感测设备532可以是定位在显示设备524前面或与显示设备524集成的透明面板。在一些情况下，触摸屏530可识别触摸以及触摸在其表面上的位置和量值。触摸屏530可将触摸报告给处理器510，并且处理器510可根据其编程来解释触摸。例如，处理器510可执行轻击和事件手势解析，并且可根据特定触摸来发起设备的唤醒或对一个或多个部件的供电。
触摸屏530可耦接到触摸控制器540，该触摸控制器可从触摸屏530获取数据，并且可向处理器510提供所获取的数据。在一些情况下，触摸控制器540可被配置为将原始数据发送到处理器510，并且处理器510可处理原始数据。例如，处理器510可从触摸控制器540接收数据并且可确定如何解释数据。数据可包括触摸以及施加的压力的坐标。在一些示例中，触摸控制器540可被配置为自己处理原始数据。即，触摸控制器540可从定位在感测设备532上的感测点534读取信号，并可将这些信号转化为处理器510可理解的数据。
触摸控制器540可包括一个或多个微控制器，诸如微控制器542，每个微控制器可监测一个或多个感测点534。微控制器542可例如对应于专用集成电路(ASIC)，该ASIC与固件配合以监测来自感测设备532的信号，处理所监测的信号，并将此信息报告到处理器510。
显示控制器526和触摸控制器540中的一者或两者可执行过滤过程和/或转换过程。可以实现过滤过程以减少繁忙数据流以防止处理器510被过度加载冗余或非必需的数据。在发送或报告到处理器510之前，可实现转换过程以调整原始数据。
在一些示例中，感测设备532可基于电容。在两个导电构件彼此接近而未实际接触时，该两个导电构件的电场可进行交互以形成电容。第一导电构件可为感测点534中的一个或多个感测点，并且第二导电构件可以是对象590，诸如手指。当对象590接近触摸屏530的表面时，电容可在对象590和紧邻对象590的一个或多个感测点534之间形成。通过检测感测点534中每一个感测点处的电容的改变，并且记录感测点534的位置，触摸控制器540可识别多个对象，并且确定对象590在触摸屏530上移动时该对象的位置、压力、方向、速度和加速度。例如，触摸控制器540可确定所感测的触摸是否为手指、轻击或覆盖表面的对象。
感测设备532可基于自电容或互电容。在自电容中，感测点534中的每一个感测点可由单独充电的电极提供。当对象590接近触摸屏530的表面时，对象可电容耦合到紧邻对象590的那些电极，从而从电极窃取电荷。所述电极中每个电极中的电荷的量可由触摸控制器540测量，以确定一个或多个对象在触摸触摸屏530或悬停在触摸屏530上方时的位置。在互电容中，感测设备532可包括空间上分离的线或导线的两层网格(未示出)，但其他配置也是可能的。上层可包括成行的线，而下层可包括成列的线(例如，正交的)。感测点534可在行和列的交点处提供。在操作期间，可按行充电，并且电荷可从行电容耦合到列。当对象590接近触摸屏530的表面时，对象590可电容耦合到紧邻对象590的行，从而减少行和列之间的电荷耦合。每一列中的电荷的量可通过触摸控制器540来测量，以确定在触摸触摸屏530时多个对象的位置。
计算系统500还可包括一个或多个光发射器，诸如光发射器506，以及一个或多个光检测器，诸如靠近使用者的皮肤520的光检测器504。光发射器506可被配置为生成光，并且光检测器504可被配置为测量返回。光检测器504可将所测量的原始数据发送到处理器510，并且处理器510可执行噪声和/或伪影消除以确定PPG信号和/或灌注指数。处理器510可基于应用、使用者皮肤类型和使用条件动态地激活光发射器和/或光检测器。在一些示例中，例如，一些光发射器和/或光检测器可被激活，而其他光发射器和/或光检测器可被停用以节省电力。在一些示例中，处理器510可将原始数据和/或处理过的信息存储在ROM 518或RAM 522中以用于历史跟踪或用于未来诊断目的。
在一些示例中，光检测器可测量光信息，并且处理器可从返回光确定PPG信号和/或灌注指数。也可在该设备上执行光信息的处理。在一些示例中，不需要在该设备自身上执行光信息的处理。图6示出了根据本公开的示例的电子设备被连接到主机的示例性配置。主机610可为设备600外部的任何设备，包括但不限于服务器或图1A-图1C所示的系统中的任何系统。设备600可通过通信链路620连接到主机610。通信链路620可为任何连接，包括但不限于无线连接和有线连接。示例性无线连接包括Wi-Fi、蓝牙、无线直连和红外线。示例性有线连接包括通用串行总线(USB)、火线、雷电或需要物理电缆的任何连接。
在操作中，不同于在系统600自身上处理来自光检测器的光信息，系统600而是可将从光检测器测量的原始数据630通过通信链路620发送到主机610。主机610可接收原始数据630，并且主机610可处理光信息。处理光信息可包括消除或减少由于伪影而产生的任何噪声以及确定生理信号诸如用户的心率。主机610可包括算法或校准过程，以考虑影响PPG信号和灌注指数的使用者特征的差异。另外，主机610可包括存储装置或存储器用于跟踪PPG信号和灌注指数历史以用于诊断目的。主机610可将经处理的结果640或相关信息发送回设备600。基于经处理的结果640，设备600可相应地通知使用者或调整其操作。通过卸载光信息的处理和/或存储，设备600可节省空间和功率——这使设备600能够保持小型且便携，因为在设备上可释放处理逻辑部件原本需要的空间。
如上所述，本技术的各方面包括生理信息的收集和使用。该技术可以与涉及收集与用户的健康相关和/或唯一地识别或可以用于联系或定位特定人的个人数据的技术一起实施。此类个人数据可以包括人口统计数据、出生日期、基于位置的数据、电话号码、电子邮件地址、家庭地址，以及与用户的健康或健康水平相关的数据或记录(例如，生命体征测量、药物信息、锻炼信息等)。
本公开认识到，用户的个人数据(包括生理信息，诸如由本技术生成和使用的数据)可以用于造福用户。例如，用户的心率可以允许用户跟踪或以其他方式获得关于他们的健康或健康水平的见解。
本公开设想负责收集、分析、公开、传输、存储或其他使用此类个人数据的实体将遵守既定的隐私政策和/或隐私实践。具体地，此类实体应当实行并坚持使用被公认为满足或超出对维护个人信息数据的隐私性和安全性的行业或政府要求的隐私政策和实践。此类政策应该能被用户方便地访问，并应随着数据的采集和/或使用变化而被更新。来自用户的个人信息应当被收集用于实体的合法且合理的用途，并且不在这些合法使用之外共享或出售。此外，此类收集/共享应要求收到用户的知情同意。此外，此类实体应考虑采取任何必要步骤，保卫和保障对此类个人信息数据的访问，并确保有权访问个人信息数据的其他人遵守其隐私政策和流程。另外，这种实体可使其本身经受第三方评估以证明其遵守广泛接受的隐私政策和实践。可以根据地理区域和/或被收集和使用的个人数据的特定类型和性质来调整这些策略和实践。
不管前述情况如何，本公开还设想用户选择性地阻止收集、使用或访问包括生理信息的个人数据的实施方案。例如，用户可能能够禁用收集生理信息的硬件和/或软件元件。另外，本公开预期可提供硬件和/或软件元件，以防止或阻止对已收集的个人数据的访问。具体地，用户可选择移除、禁用或限制对某些收集用户的个人健康或健身数据的健康相关应用的访问。
本文公开了一种设备。在一些示例中，所述设备包括：光学感测单元，所述光学感测单元包括：中心区域，所述中心区域包括：被配置为发射具有第一波长的第一光路的多个第一光发射器；被配置为发射具有不同于所述第一波长的第二波长的第二光路的一个或多个第二光发射器，其中所述多个第一光发射器与所述一个或多个第二光发射器相比定位成更靠近周边区域；以及位于所述中心区域周围的所述周边区域，所述周边区域包括：被配置为检测所述第一光路和所述第二光路的多个光检测器，其中所述多个光检测器被取向为同心布置。除此之外或另选地，所述设备包括：包括多个区域的透镜，所述多个区域包括：覆盖所述多个第一光发射器的第一区域；以及覆盖所述一个或多个第二光发射器的第二区域，其中所述第一区域的光学特性不同于所述第二区域的光学特性。除此之外或另选地，在一些示例中，每个光检测器的中心被定位成与所述一个或多个第二光发射器中的至少一者相距第一间隔距离。除此之外或另选地，在一些示例中，每个光检测器被定位成与所述一个或多个第二光发射器中的一者相距第一间隔距离并且与所述多个第一光发射器中的一者相距第二间隔距离，其中所述第一间隔距离大于所述第二间隔距离。除此之外或另选地，在一些示例中，另一光检测器被定位成与所述多个第一光发射器中的所述一者相距第三间隔距离，其中所述第三间隔距离大于所述第一间隔距离、所述第二间隔距离或这两者。除此之外或另选地，在一些示例中，所述多个第一光发射器中的每一者相对于所述中心区域的中心以径向角度定位，并且所述多个光检测器中的两者的边缘相对于所述中心区域的所述中心以所述径向角度定位。除此之外或另选地，在一些示例中，所述第一光发射器中的每一者被定位成使得相应第一光发射器和所述多个光检测器中的一者之间的间隔距离与所述相应第一光发射器和所述多个光检测器中的其他者之间的间隔距离相同，其中所述多个光检测器中的所述一者和所述多个光检测器中的另一者为相邻光检测器。除此之外或另选地，在一些示例中，所述设备还包括：位于所述多个第一和第二光发射器与所述多个光检测器之间的光学隔离件。除此之外或另选地，所述光学隔离件为环形的。除此之外或另选地，在一些示例中，所述光学隔离件的壁限定一个或多个腔体，其中所述多个第一光发射器和所述一个或多个第二光发射器位于与所述多个光检测器分开的腔体中。除此之外或另选地，在一些示例中，所述设备还包括：位于所述中心区域和所述周边区域之间的逆反射器，其中所述逆反射器被配置为在远离所述多个检测器中至少一者的方向上反射光。除此之外或另选地，在一些示例中，所述设备还包括：邻近所述中心区域和所述周边区域定位的一个或多个窗口；以及位于所述中心区域和所述周边区域之间的不透明掩膜，其中所述不透明掩膜被配置为吸收从所述一个或多个窗口的界面反射的光。除此之外或另选地，在一些示例中，所述设备还包括：位于所述周边区域中的选择性透明层，所述选择性透明层包括多个第一区部和多个第二区部，其中所述多个第一区部覆盖所述周边区域的一个或多个第一部分，并且所述多个第二区部覆盖所述周边区域的一个或多个第二部分，所述一个或多个第二部分覆盖所述多个光检测器。除此之外或另选地，在一些示例中，所述多个第一区部包括对所述第一波长部分透明并且对所述第二波长透明的材料。附加地或另选地，在一些示例中，所述多个第二区部不包括材料。附加地或另选地，在一些示例中，所述选择性透明层为环形的。除此之外或另选地，在一些示例中，所述设备还包括：覆盖所述多个第一光发射器和所述一个或多个第二光发射器的位于所述中心区域中的菲涅耳透镜；以及覆盖所述多个光检测器的位于所述周边区域中的一个或多个光学膜区段，其中所述一个或多个光学膜区段被配置为限制光穿过所述周边区域。除此之外或另选地，在一些示例中，所述第一波长包括一个或多个可见波长，并且所述第二波长包括一个或多个红外波长。除此之外或另选地，在一些示例中，所述透镜的所述第一区域为菲涅耳透镜，并且所述透镜的所述第二区域包括多个棱镜。
本发明公开了一种操作设备的方法。所述方法包括：在第一时间期间将多个光检测器关联到多个通道；对于每个光发射器：从相应的光发射器发射光；通过所述一个或多个通道顺序地测量所发射光的至少一部分；以及选择并改变到另一关联，使得所述多个光检测器中的至少一者在第二时间期间与另一通道关联，所选择的所述另一关联基于所述测量中的一者或多者。除此之外或另选地，在一些示例中，所述第一时间或所述第二时间期间的所述关联包括每个通道具有相邻光检测器。除此之外或另选地，在一些示例中，所述第一时间或所述第二时间期间的所述关联包括每个通道具有第一组所述多个光检测器中的一者或多者和第二组所述多个光检测器中的一者或多者，所述第一组与所述第二组在空间上分开。除此之外或另选地，在一些示例中，所述方法还包括：在一个光发射器正在发射时使用来自所述第一组的测量来确定生理信息，而在另一光发射器正在发射时利用来自所述第二组的测量确定生理信息。除此之外或另选地，在一些示例中，一个关联包括单个通道包括所有所述多个光检测器，而另一关联包括多个通道。除此之外或另选地，在一些示例中，来自所述一个关联的信号用于主测量信息，而来自所述另一关联的信号用于辅助测量信息。除此之外或另选地，在一些示例中，所述第一时间期间的所述关联包括两组相邻光检测器，所述两组不相邻。除此之外或另选地，在一些示例中，所述第二时间期间的所述关联包括一个或多个光检测器，所述一个或多个光检测器在所述第一时间期间的所述关联中邻近至少一个光检测器。
虽然参照附图对公开的示例进行了全面的描述，但应注意，各种改变和修改对于本领域内的技术人员而言将变得显而易见。应当理解，此类改变和修改被认为包括在由所附权利要求所限定的所公开的示例的范围内。

Claims (20)

1.一种可穿戴电子设备，包括：
设备外壳；
条带，附接到所述设备外壳，并且被配置为将所述设备外壳保持在用户的手腕上；
处理器，位于所述设备外壳内；以及
光学感测单元，至少部分地位于所述设备外壳内，并且包括：
中心区域；
周边区域，围绕所述中心区域；
第一光发射器，位于所述中心区域中，并且被配置为发射第一波长范围内的第一光；
第二光发射器，位于所述中心区域中，并且被配置为发射与所述第一波长范围不同的第二波长范围内的第二光；
光检测器组，位于所述周边区域中，并且被配置为检测所述第一光和所述第二光，所述光检测器组至少部分地围绕所述第一光发射器和所述第二光发射器；以及
选择性透明层，位于所述外围区域中，并且包括：
第一部分，位于所述光检测器组中的光检测器上方，并且对所述第二波长范围透明；以及
第二部分，围绕所述第一部分，所述第二部分对所述第一波长范围至少部分透明，并且对所述第二波长范围不透明。
2.根据权利要求1所述的可穿戴电子设备，其中：
所述选择性透明层的所述第一部分是第一部分的组中的一个第一部分；
所述第一部分的组中的每个第一部分位于所述光检测器组的相应光检测器的上方；以及
所述第二部分围绕所述第一部分的组中的每个第一部分。
3.根据权利要求1所述的可穿戴电子设备，其中：
所述第一波长范围包括红外波长；以及
所述第二波长范围包括可见光波长。
4.根据权利要求1所述的可穿戴电子设备，其中：
所述第一部分对所述第一波长范围至少部分透明；并且
所述第二部分对所述第一波长范围完全透明。
5.根据权利要求1所述的可穿戴电子设备，其中所述第一部分是所述选择性透明层的开口部分。
6.根据权利要求1所述的可穿戴电子设备，其中：
所述可穿戴电子设备还包括：窗口，位于所述光学感测单元的所述中心区域和所述外围区域上方，所述窗口限定所述可穿戴电子设备的外表面的一部分；以及
所述选择性透明层沿着与所述外表面相对的所述窗口的内表面被定位。
7.根据权利要求1所述的可穿戴电子设备，其中：
所述光学感测单元还包括：
第一壁，在所述中心区域和所述外围区域之间围绕所述中心区域延伸；以及
第二壁，围绕所述外围区域延伸；
所述第一光发射器和所述第二光发射器被定位于第一腔体中，所述第一腔体至少部分地由所述第一壁限定；以及
所述光检测器组被定位于第二腔体中，所述第二腔体至少部分地由所述第一壁和所述第二壁限定，并且所述第二腔体围绕所述第一腔体延伸。
8.根据权利要求7所述的可穿戴电子设备，其中：
所述光学感测单元还包括光学隔离件，所述光学隔离件被配置为至少部分地包围所述第一光发射器、所述第二光发射器和所述光检测器组；并且
所述第一壁、所述第二壁、所述第一腔体和所述第二腔体共同形成所述光隔离件。
9.根据权利要求7所述的可穿戴电子设备，其中：
所述可穿戴电子设备还包括：窗口，位于所述光学感测单元的所述中心区域和所述外围区域上方，所述窗口限定所述可穿戴电子设备的外表面的一部分；以及
所述光学感测单元还包括：
透镜，位于所述第一腔体和所述窗口之间；
光学膜，位于所述第二腔体和所述窗口之间；
第一不透明掩模，位于所述第一壁和所述窗口之间，并且围绕所述中心区域延伸；以及
第二不透明掩模，位于所述第二壁和所述窗口之间。
10.一种可穿戴电子设备，包括：
设备外壳，限定开口；
处理器，位于所述设备外壳内；
窗口，位于所述开口上方，并且限定所述可穿戴电子设备的外表面的一部分；
光学感测单元，位于所述窗口的下方，并且包括：
中心区域；
第一光发射器，位于所述中心区域中，并且被配置为发射第一波长范围内的第一光；
第二光发射器组，设置在所述第一光发射器周围，并且被配置为发射与所述第一波长范围不同的第二波长范围内的第二光；
光检测器组，设置在所述第二光发射器组周围，并且被配置为检测所述第一光和所述第二光；以及
选择性透明层，位于所述光检测器组和所述窗口之间，并且包括：
第一部分的组，所述第一部分的组中的每个第一部分位于所述光检测器组的相应光检测器上方，并且对所述第二波长范围至少部分透明；以及
第二部分，围绕所述第一部分的组中的每个第一部分，所述第二部分对所述第一波长范围透明，并且对所述第二波长范围至少部分不透明。
11.根据权利要求10所述的可穿戴电子设备，其中所述光学感测单元还包括：壁，位于所述第二光发射器组和所述光检测器组之间，并且围绕所述第一光发射器和所述第二光发射器组延伸。
12.根据权利要求11所述的可穿戴电子设备，其中：
所述光感测单元还包括：透镜，位于所述窗口和所述第一光发射器以及所述第二光发射器组之间；并且
所述壁围绕所述透镜延伸。
13.根据权利要求11所述的可穿戴电子设备，其中所述光学感测单元还包括：不透明掩模，位于所述壁和所述窗口之间。
14.根据权利要求13所述的可穿戴电子设备，其中：
所述壁是第一壁；
所述不透明掩模为第一不透明掩模；以及
光学感测单元还包括：
第二壁，围绕所述光检测器组延伸；以及
第二不透明掩模，位于所述第二壁和所述窗口之间。
15.根据权利要求11所述的可穿戴电子设备，其中：
所述壁是第一壁；以及
所述光学感测单元还包括：
第二壁，围绕所述光检测器组延伸；以及
光学膜，位于所述光检测器组和所述窗口之间，并且位于所述第一壁和所述第二壁之间。
16.根据权利要求9所述的可穿戴电子设备，其中：
所述第一波长范围包括红外波长；以及
所述第二波长范围包括可见光波长。
17.一种用于可穿戴电子设备的光学感测单元，包括：
光学隔离件，所述光学隔离件包括：
第一壁，围绕第一腔体延伸并且至少部分地限定所述第一腔体；
第二壁，围绕所述第一壁延伸，并且至少部分地限定位于所述第一壁和第二壁之间的第二腔体；
第一光发射器，位于所述第一腔体中，并且被配置为发射第一波长范围内的第一光；
第二光发射器，位于所述第一腔体中，并且被配置为发射不同于所述第一波长范围的第二波长范围内的第二光；
光检测器组，位于所述光学感测单元的所述第二腔体中，并且被配置为检测所述第一光和所述第二光；以及
选择性透明层，位于所述第二腔体上方，并且包括：
第一部分，对所述第二波长范围透明，以及
第二部分，围绕所述第一部分，所述第二部分对所述第一波长范围至少部分透明，并且对所述第二波长范围不透明。
18.根据权利要求17所述的光学感测单元，还包括：
菲涅耳透镜，位于所述第一光发射器上方；以及
棱镜，位于所述第二光发射器上方。
19.根据权利要求17所述的光学感测单元，其中：
所述第二光发射器是第二光发射器组中的一个光发射器；以及
所述第二光发射器组被设置为围绕所述第一光发射器。
20.根据权利要求19所述的光学感测单元，其中：
所述光学感测单元还包括：
第一透镜区域，位于所述第一光发射器上方，并且包括菲涅耳透镜；以及
第二透镜区域，位于所述第二光发射器组上方，并且包括棱镜组，所述棱镜组中的每个棱镜位于所述第二光发射器组的相应第二光发射器上方。
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