TWI750591B - 光學感測裝置及用於操作該裝置的方法 - Google Patents

光學感測裝置及用於操作該裝置的方法 Download PDF

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Abstract

所揭示的係一種包括具有同心架構之光學感測的電子裝置及其操作方法。該同心架構可包括圍繞（多個）光發射器以同心方式配置的（多個）光偵測器。在一些實例中，至少一光發射器可經定位於該裝置中心，且各光偵測器可經定位距離該光發射器相同的分開距離處。各光偵測器可經配置使得距離該經定位於中心之光發射器的該分開距離可大於距離另一光發射器的分開距離。本揭露的實例進一步包括一選擇性透明層，其覆疊該（多個）光偵測器。該選擇性透明層可包括（多個）區段，其等對一第一波長範圍透明且對一第二波長範圍不透明。在一些實例中，該選擇性透明層可進一步包括對該第二波長範圍透明的（多個）區段。

Description

光學感測裝置及用於操作該裝置的方法
此大致上係關於用於光學感測的架構。更具體地，本揭露係關於用於一光學感測單元的架構，該感測單元包括圍繞複數個光發射器以同心方式配置的複數個光偵測器。
可藉由光學感測系統來測量一光體積變化描記圖(PPG)信號以導出對應的生理信號（例如，脈搏率）。在一基本形式中，光學感測系統可採用通過一孔及/或窗發射光至使用者組織中的一光發射器。此外，可包括一光偵測器以通過一孔及/或窗接收光。由光偵測器所接收的光可係已返回（例如，反射或散射）並退出組織的光。在一些情況下，歸因於系統中之一或多個組件之光學損耗可影響使用者之生理資訊的判定。
本揭露係關於一種電子裝置及其操作方法，該電子裝置經組態用於光學感測，並具有一同心架構。該同心架構可包括圍繞複數個光發射器以同心方式配置的複數個光偵測器。該複數個光發射器可包括複數個第一光發射器及一或多個第二光發射器，該複數個第一光發射器在一第一波長範圍（例如，可見光波長）處發射，且該一或多個第二光發射器在一第二波長範圍（例如，紅外光波長）處發射。在一些實例中，至少一第二光發射器可經定位於該裝置中心，且各光偵測器可經定位距離該至少一第二光發射器相同的分開距離。各光偵測器可經配置使得距離該經定位於中心之第二光發射器的該分開距離可大於距離一第一光發射器的分開距離。
本揭露的實例進一步包括一選擇性透明層，其覆疊該複數個光偵測器。該選擇性透明層可包括複數個第一區段，其等對一第二波長範圍（例如，紅外光波長）透明且對一第一波長範圍（例如，可見光波長）不透明。該選擇性透明層可進一步包括複數個第二區段，其等對該第二波長範圍透明。在一些實例中，一菲涅耳透鏡可經定位在該第一光發射器及該第二光發射器的一對應區域中。該菲涅耳透鏡可包括複數個區域，諸如一第一區域及一第二區域。該第一區域可經定位在該（多個）第一光發射器的（多個）視場中，且該第二區域可經定位在該（多個）第二光發射器的（多個）視場中。該菲涅耳透鏡的該複數個區域可具有不同的光學（例如，透射百分比、準直量等）性質。
用於操作該光學感測單元的方法可包括將該複數個光偵測器與一或多個通道相關聯。各光發射器係循序地啟動以發射光，且該一或多個通道可進一步循序地測量來自該給定光發射器的光。在一些實例中，該一或多個通道的關聯可動態地改變。例如，在一第一時間期間，該複數個光偵測器的全部均可與一單一通道相關聯。在一第二時間期間，該系統可動態地改變成該複數個光偵測器與多個通道相關聯。在一些實例中，該裝置可經組態以執行多個測量類型（例如，主要測量及次要測量）作為一取樣程序的部分，其中該等主要測量可包括使用該PPG感測器單元之一第一組操作條件的讀數，且該等次要測量可使用該PPG感測器單元之一不同的第二組操作條件。該單一通道可用於該等主要測量，且該多個通道可用於該等次要測量。
交互相關申請案
本申請案主張美國臨時專利申請案第62/563,594號（於2017年9月26日申請）之優先權，其全部揭露出於各種目的以引用方式併入本文中。
在下列實例的說明中係參照隨附圖式，其中經由圖解顯示可實行的特定實例。應了解，其他實例可經使用並可進行結構變更而不偏離各種實例之範疇。為了提供對本文所述或提及之一或多個態樣及/或特徵的詳細了解而提出許多特定細節。然而，對於所屬技術領域中具有通常知識者將顯而易見的是，本文所述或提及的一或多個態樣及/或特徵可在沒有此等特定細節的一些或全部的情況下實行。在其他情況下，未詳細描述熟知的程序步驟及/或結構，以免模糊本文所述或提及之態樣及/或特徵的一些。
可藉由一光學感測系統來測量一光體積變化描記圖(PPG)信號以導出對應的生理信號（例如，脈搏率）。此類光學感測系統可經設計以對使用者組織中的變化敏感，使用者組織中的該等變化可起因於使用者脈管系統中之血液或血氧的量或體積中的波動。在一基本形式中，光學感測系統可採用一光發射器或者發射光通過一孔及/或窗至使用者組織中的光發射器。該系統可進一步包括一光偵測器以通過相同的或另一個孔及/或窗接收返回光（即，已經反射及/或散射並退出組織的光）。PPG信號係以組織中之血液體積的體積變化調變之返回光的振幅。可以一同心架構配置光發射器及光學感測系統中的光發射器。
本揭露係關於一種電子裝置及其操作方法，該電子裝置經組態用於光學感測，並具有一同心架構。該同心架構可包括圍繞複數個光發射器以同心方式配置的複數個光偵測器。該複數個光發射器可包括複數個第一光發射器及一或多個第二光發射器，該複數個第一光發射器在一第一波長範圍（例如，可見光波長）處發射，且該一或多個第二光發射器在一第二波長範圍（例如，紅外光波長）處發射。在一些實例中，至少一第二光發射器可經定位於該裝置中心，且各光偵測器可經定位距離該至少一第二光發射器相同的分開距離。各光偵測器可經配置使得距離該經定位於中心之第二光發射器的該分開距離可大於距離一第一光發射器的分開距離。
本揭露的實例進一步包括一選擇性透明層，其覆疊該複數個光偵測器。該選擇性透明層可包括複數個第一區段，其等對一第二波長範圍（例如，紅外光波長）透明且對一第一波長範圍（例如，可見光波長）至少部分地不透明。該選擇性透明層可進一步包括複數個第二區段，其等對該第二波長範圍透明。在一些實例中，一菲涅耳透鏡可經定位在該第一光發射器及該第二光發射器的一對應區域中。該菲涅耳透鏡可包括複數個區域，諸如一第一區域及一第二區域。該第一區域可經定位在該（多個）第一光發射器的（多個）視場中，且該第二區域可經定位在該（多個）第二光發射器的（多個）視場中。該菲涅耳透鏡的該複數個區域可具有不同的光學（例如，透射百分比、準直量等）性質。
用於操作該光學感測單元的方法可包括將該複數個光偵測器與一或多個通道相關聯。各光發射器係循序地啟動以發射光，且該一或多個通道可進一步循序地測量來自該給定光發射器的光。在一些實例中，該一或多個通道的關聯可動態地改變。例如，在一第一時間期間，該複數個光偵測器的全部均可與一單一通道相關聯。在一第二時間期間，該系統可動態地改變成該複數個光偵測器與多個通道相關聯。在一些實例中，該裝置可經組態以執行多個測量類型（例如，主要測量及次要測量）作為一取樣程序的部分，其中該等主要測量可包括使用該PPG感測器單元之一第一組操作條件的讀數，且該等次要測量可使用該PPG感測器單元之一不同的第二組操作條件。該單一通道可用於該等主要測量，且該多個通道可用於該等次要測量。
在此節中描述根據本揭露之裝置及方法的代表性應用。提供此等實例僅係用以添加上下文及有助於理解所述實例。因此，對於所屬技術領域中具有通常知識者將顯而易見的是，所述實例可在沒有特定細節的一些或全部的情況下實行。其他應用係可行的，使得下列實例不應視為限制性的。
圖1A至圖1C繪示本揭露的實例可在其中實施之系統。圖1A繪示可包括觸控螢幕124的例示性行動電話136。圖1B繪示可包括觸控螢幕126的例示性媒體播放器140。圖1C繪示例示性穿戴式裝置144，其可包括觸控螢幕128並可使用綁帶146附接至使用者。圖1A至圖1C之系統可利用光學層、光學膜、透鏡、窗系統、同心架構、及/或方法以用於偵測一PPG信號，如將揭示者。 光學感測單元的例示性組態
圖2A根據本揭露之實例繪示包括用於光學感測之一同心架構的一例示性電子裝置的俯視圖。例如，可將圖2A中的俯視圖視為圖1C之穿戴式裝置144的底面。進一步地，圖2A的俯視圖包括不具有經覆疊之一選擇性透明層（於下文討論）之裝置的部分俯視圖。
裝置200可包括複數個光偵測器204A、204B、204C、204D、204E、204F、204G、及204H（統稱為複數個光偵測器204）；複數個第一光發射器206A、206B、206C、及206D（統稱為複數個第一光發射器206）；及複數個第二光發射器208A及208B（統稱為複數個第二光發射器208）。可定位裝置200使得複數個光偵測器204、複數個第一光發射器206、及第二光發射器208近接使用者的皮膚。例如，裝置200可固持在使用者手中或綁紮於使用者手腕，包括其他可能性。
該裝置可包括複數個區域（諸如中心區域209及周圍區域205）。中心區域209可以一光學隔離（例如，光學隔離216）與周圍區域205分開，其中周圍區域205可經定位為比中心區域209更靠近裝置200的邊緣（例如，邊緣201C）。例如，中心區域209可包括複數個光發射器（例如，第一光發射器206及第二光發射器208）。在一些實例中，複數個第一光發射器206可經定位為比至少一第二光發射器208（例如，第二光發射器208A）更靠近周圍區域。在一些實例中，至少一第二光發射器208（例如，第二光發射器208A）可經定位在中心區域209的中心。在一些實例中，複數個第一光發射器206可經組態以發射（多個）不同於（多個）第二光發射器208的波長範圍（例如，綠光波長）（例如，第二光發射器可經組態以發射紅外光波長）。周圍區域205可部分地或完全地環繞中心區域209。
在一些實例中，可針對不同類型的測量（例如，主要測量及次要測量）最佳化光偵測器與光發射器的分開距離及位置。例如，第二光發射器208A可經定位在裝置200的中心，並可經組態以發射紅外光以用於偵測一種類型的資訊。裝置200的中心可使得沿著相同方向（例如，由左至右及/或由上而下）之自第二光發射器208A至裝置200之邊緣的距離相同。例如，自裝置頂部邊緣201A之與第二光發射器208A的距離可與自裝置底部邊緣201B之距離相同。自裝置左邊緣201C之與第二光發射器208A的距離可與自裝置右邊緣201D之距離相同。可選地，裝置200可包括第二光發射器208B，其亦用於偵測與第二光發射器208A相同類型的資訊。
複數個第一光發射器206可放置為更靠近周圍區域205。例如，複數個第一光發射器206可包括四個光發射器：第一光發射器206A、第一光發射器206B、第一光發射器206C、及第一光發射器206D，其等可經配置以形成正方形、矩形、四邊形、或類似者。例如，複數個第一光發射器206可以正方形配置，其中第一光發射器206A與第一光發射器206B之間的分開距離、第一光發射器206B與第一光發射器206C之間的分開距離、第一光發射器206C與第一光發射器206D之間的分開距離、及第一光發射器206D與第一光發射器206A之間的分開距離可相同。在一些實例中，各第一光發射器206與中心第二光發射器208A之間的分開距離可相同。儘管圖式將複數個第一光發射器206繪示為經定位在與光學隔離216相同的分開距離處，本揭露的實例可包括以不同距離分開的光發射器。進一步地，本揭露的實例並未受限於以像正方形的配置定位的光發射器，且成對的第一光發射器及第二光發射器並未受限於具有相同的分開距離。
周圍區域205可經定位為（部分地或完全地）圍繞中心區域209。複數個光偵測器204可徑向地配置於周圍區域205中。在一些實例中，一徑向配置可包括複數個光偵測器204，其等相依於在周圍區域205中的位置以一給定邊緣的一角度定向，其中各光偵測器204具有相同或類似的形狀。例如，光偵測器204A及光偵測器204E的頂部邊緣214（例如，最靠近裝置邊緣之光偵測器的邊緣）的角度可係0°。光偵測器204B及/或光偵測器204F的頂部邊緣214可相對於光偵測器204A及/或光偵測器204E的頂部邊緣214成45°。光偵測器204D及/或光偵測器204H的頂部邊緣214可相對於光偵測器204A及/或光偵測器204E的頂部邊緣214成-45°。光偵測器204C/或光偵測器204G的頂部邊緣214可相對於光偵測器204A及/或光偵測器204E的頂部邊緣214成90°或-90°。以此方式，二或更多個光偵測器204的頂部邊緣214可具有不同的定向角度。
光發射器及光偵測器的相對配置可使得第一光發射器206（例如，第一光發射器206A）與其最靠近的光偵測器204（例如，光偵測器204A）之間的距離（即，分開距離D2 ）可小於第二光發射器208（例如，第二光發射器208A）與相同的光偵測器204之間的距離（即，分開距離D1 ）。在例子中，第一光發射器206A可係發射可見光（例如，綠光）的LED，其與一光偵測器204A具有分開距離D2 ，該分開距離短於與其他光偵測器（諸如光偵測器204B至204H）的分開距離。用語「分開距離(separation distance)」意指自一組件的中心測量至另一組件的中心之距離。在一些實例中，第一光發射器206與其最靠近的鄰接光偵測器204之間的分開距離可相同。此外，相同的最靠近的第一光發射器206（例如，第一光發射器206A）與另一光偵測器（例如，光偵測器204E）之間的距離（例如，分開距離D3 ）可大於分開距離D1 及分開距離D2 兩者，如圖式中所繪示者。
在一些實例中，第二光發射器208A可係一紅外光發射器，其經組態用於一種類型的測量，且第一光發射器206A可係一可見光（例如，綠光波長）發射器，其經組態用於另一類型的測量。在一些實例中，與分開距離D1 及分開距離D3 相關聯的光偵測器可具有相同的定向角度。例如，光偵測器204A及光偵測器204E兩者可具有以0°定向的頂部邊緣214。
在一些實例中，各光偵測器可經組態使得一邊緣與一光發射器「對準」。例如，第一光發射器206A的中心可係沿著與光偵測器204A之中心相同的y平面。以此方式，一第一光發射器（例如，第一光發射器206A）與其最靠近之光偵測器（例如，光偵測器204A）的中心之間的分開距離D2 係小於相同的第一光發射器與複數個光偵測器204之其他者的中心之間的分開距離。
在其他實例中，第一光發射器206A可經定位在相鄰光偵測器204A及204H的邊緣之間，如圖2C所示。也就是，第一光發射器206A的徑向角度可與光偵測器204A及光偵測器204H之邊緣的徑向角度相同。以此方式，光發射器（例如，第一光發射器206A）的中心與其兩個最靠近的光偵測器（例如，光偵測器204A及204H及/或兩個相鄰的光偵測器）的中心之間的分開距離可相同。儘管圖式繪示八個光偵測器204及四個第一光發射器206，本揭露的實例可包括任何數目的光偵測器及任何數目的光發射器。進一步地，儘管圖式將光偵測器204繪示為具有矩形形狀偵測區並將光發射器繪示為具有正方形共享發射區，本揭露的實例可包括任何形狀。
裝置200可包括用於增強的光學收集、信號產生、及/或減少的雜訊之一或多個組件。圖2B繪示圖2A沿著線I-II的截面圖。一或多個組件可包括光學隔離216、光學膜240、及菲涅耳透鏡242。欲防止或減少複數個光偵測器204與複數個第一光發射器206之間的光學串擾(optical crosstalk)，光學隔離216可係經定位在複數個光偵測器204與複數個第一光發射器206之間的壁。光學隔離216可因而界定光發射器的腔室，與光偵測器的一或多個腔室分開。光學隔離216可經定位在中心區域209及/或周圍區域205中。在一些實例中，經定位在中心區域209中的光學隔離216可包括與經定位在周圍區域205中之光學隔離216中所包括者相同的材料（或由一連續材料件形成）。在一些情況下，光學隔離216可係一同心環。在一些實例中，光學隔離216可不同於可包括在裝置中之其他類型的隔離。光學隔離216可共同形成光發射器及光感測器可經定位於其中的至少兩個腔室。其他類型的隔離可包括但不限於來自裝置中所包括之其他組件（例如，顯示器或觸控螢幕）之光學感測系統的光學、電氣、及/或機械隔離。
光學膜240可係經組態用於光侷限的一膜（於下文詳細討論）。光學膜240可至少部分地覆疊窗203之對應於通過到至少一光偵測器204的光的區段。在一些實例中，裝置200可包括設置在各光偵測器204上方之光學膜240的一區段。光學膜240可具有其他配置（諸如經附接至窗、經設置在窗上、經設置在偵測器上、及類似者）。在一些實例中，可將單一（例如環形）光學膜240設置在複數個（包括全部）光偵測器204上方。在一些實例中，光學膜240的邊緣可延伸至（例如，接觸）光學隔離216。
菲涅耳透鏡242可係一透鏡，其經組態以引導及/或聚焦由光發射器所發射的光。菲涅耳透鏡242可至少部分地覆疊窗203之對應於自複數個第一光發射器206及/或（多個）第二光發射器208通過的光的區段。也就是，菲涅耳透鏡242可經定位在複數個第一光發射器206的視場及複數個第二光發射器208的視場中。菲涅耳透鏡242可經組態用於一或多個目標類型的測量。在一些實例中，菲涅耳透鏡242可經組態用於遮擋光發射器。例如，菲涅耳透鏡242的特徵可基於達成與第二光發射器208相關聯並與複數個第一光發射器206相關聯的最佳測量，同時亦減少光發射器的可見度。
此外，裝置200可包括用於減少其他組件之可見度的一或多個層。不透明遮罩219可經組態以藉由在一或多個波長（例如，由裝置測量的波長）下呈不透明來減少光學隔離216及/或光學膜240之邊緣的可見度。在一些實例中，不透明遮罩219的一部分可延伸越過（例如，由光學隔離216所建立之）腔室的壁。在一些實例中，不透明遮罩219及光學隔離216可包括相同的材料及/或功能（例如，充當光學隔離及/或妝飾層）。不透明遮罩219及/或光學隔離216的至少一端可經定位在窗203的內部表面（即，距裝置200之外殼的外部表面最遠的表面）處或緊密近接處。裝置200可進一步包括黏著劑215，其經組態以將一或多個組件（例如，光學膜240、不透明遮罩219等）黏附至窗203。
圖2C根據本揭露之實例繪示包括覆疊的選擇性透明層之同心架構的俯視圖。圖2D根據本揭露之實例繪示覆疊一單一光偵測器之選擇性透明層的放大圖。選擇性透明層210可經定位在周圍區域（例如，圖2A所繪示的周圍區域205）中。選擇性透明層210可經組態以掩蓋繞線跡線與接觸墊212及/或複數個光偵測器204的邊緣。以此方式，選擇性透明層210可經定位在光學膜240與黏著劑215之間。選擇性透明層210可包括一或多個第一材料區段211A，其對光之一第二波長範圍（例如，紅外光波長）係至少部分透明，其中透明度可經組態以允許光抵達複數個光偵測器204以例如供次要測量。選擇性透明層210亦可包括覆疊各光偵測器204的中心部分之一或多個第二區段211B，以允許一第一波長範圍（例如，可見光波長）的光抵達複數個光偵測器204以例如供主要測量。覆疊中心部分的一或多個第二區段211B可包括對第二波長範圍透明的材料或係省略的材料（例如開口）。在一些情況下，一或多個第二區段211B亦可對第一波長範圍透明。
在一些實例中，（多個）第一區段211A可係對一第一波長範圍部分透明的（即，部分阻擋），並對一第二波長範圍完全透明。
選擇性透明層210可經定位在複數個光偵測器204之視場中的任何位置。例如，選擇性透明層210可經定位在光學膜240與窗203之間。本揭露的實例可包括選擇性透明層210，作為與窗口203分開的一層。在其他情況下，選擇性透明層210可形成在窗203中。
在一些實例中，該裝置可包括一或多個組件，其等經組態以重導向可不包括生理資訊的光，從而防止非所要的光抵達光偵測器。圖2E根據本揭露之實例繪示包括一同心架構及一復歸反射器的一例示性電子裝置的截面圖。裝置200可包括經定位為近接光學隔離216的復歸反射器233。在一些情況下，復歸反射器233可經實施為光學感測單元的一組件。復歸反射器233可置換圖2C中所繪示的不透明遮罩219，並可經定位在中心區域209（包括第一光發射器206及第二光發射器208）與周圍區域205（包括光偵測器204）之間。復歸反射器233可係經定位為圍繞中心區域209的一環或弧。替代地，復歸反射器233可經定位在環的一或多個區段中，而一不透明遮罩（例如，不透明遮罩219）可經定位在環的一或多個其他區段中。在一些實例中，環的一或多個區段可不包括復歸反射器233或不透明遮罩219。
復歸反射器233可係一組件，無論入射角為何，其均能夠沿著平行或接近平行但相對於自其原點之方向的方向反射回光。例如，來自光發射器206的光可反射離開窗203的一界面（例如，外表面，其可係相對於復歸反射器233的表面）。光可抵達光偵測器204而不與樣本交互作用，且因此可不包括生理資訊。復歸反射器233可（例如在遠離光偵測器204的方向上）將光反射回至界面而非允許光抵達光偵測器204。
在一些實例中，復歸反射器可包括一或多個具有性質（例如，20度、60度、90度等）的特徵，其等經組態以在入射角範圍內選擇性地反射光。在一些實例中，一或多個特徵可在與入射光非平行或非接近平行的相同方向上反射回光。在一些實例中，復歸反射器233可係波長無關的，在其中可反射回範圍廣泛的波長。
在一些情況下，如圖2F所繪示，裝置200可包括復歸反射器233及不透明遮罩219兩者。復歸反射器233可經定位為比不透明遮罩219更靠近光發射器206及208（及/或光偵測器204C）。不透明遮罩219可進一步藉由包括一材料來幫助防止非所要的光抵達光偵測器204，該材料可吸收反射離開窗203之一或多個界面的光線。在一些實例中，如圖2E至圖2F所繪示，復歸反射器233及/或不透明遮罩219可具有大於光學隔離216的寬度（例如，可懸突），其可減少光發射器206及208與光偵測器204之間的串擾。在一些實例中，不透明遮罩219可具有小於復歸反射器233的寬度。此外或替代地，復歸反射器233及/或不透明遮罩219可包括一或多個材料（例如，黑色油墨），其掩蓋下面的組件（例如，光學隔離216）免於使用者眼見。
在一些實例中，裝置200可包括具有多個區域的一透鏡。圖2G至圖2H根據本揭露之實例分別繪示包括具有多個區域之一透鏡的一例示性電子裝置的截面圖及俯視圖。裝置200可包括透鏡區域242A及透鏡區域242B（統稱為透鏡242）。不同的透鏡區域可具有不同的光學及/或物理性質。例如，透鏡區域242A可係一菲涅耳透鏡，其覆疊第二光發射器208A（即，經定位在該第二光發射器的視場中）。透鏡區域242A可包括複數個特徵（例如，脊），其等用於聚焦（例如，準直由第二光發射器208A發射的光。透鏡區域242B可覆疊複數個第一光發射器206中之至少兩者。透鏡區域242B可包括一或多個其他特徵（例如，稜鏡），其用於控制由複數個第一光發射器206發射的光。
在一些情況下，透鏡242可係與窗203分開的一層。在其他實例中，透鏡242可形成為窗203的一部分（即，與該窗不可分）。
在（多個）第二光發射器208發射具有一第二波長之一第二光（諸如紅外光）且第一光發射器206發射具有一第一波長之一第一光（諸如可見（例如，綠色）光）的情況下，第二光的性質可不同於第一光。例如，第二光可具有較低的信號強度（或信號雜訊比(SNR)），且透鏡區域242A（與第二光相關聯）可具有用於增強相對信號或SNR的一或多個性質。 感測單元的例示性操作
可使用一或多個分格化技術來操作感測單元。圖3根據本揭露之實例繪示針對一或多個通道使用一分格化技術的一例示性程序流程。一或多個光偵測器（例如，全部的複數個光偵測器204）可與一或多個通道相關聯（程序350的步驟352）。在一些實例中，通道可基於所選擇的光發射器動態地改變（程序350的步驟353）。在一些實例中，通道可基於間距動態地改變。
對於一給定通道，一或多個光發射器（例如，第二光發射器208A）可發射光（例如，紅外光）（程序350的步驟354）。光的一部分可被使用者的皮膚、脈管系統、及/或血液吸收，且光的一部分可返回至光偵測器。與給定通道相關聯的（多個）光偵測器可測量返回光並可產生指示所測量之返回光的一或多個信號（程序350的步驟356）。通道中的信號可一起被讀出及處理（例如，加總），以例如產生一通道信號（程序350的步驟358）。該程序可循序地或並行地測量通道。在通道經循序測量的情境中，可針對其他通道重複該程序，直到針對一給定光發射器，一些或全部的通道被測量。在一些實例中，可同時讀出多個（包括全部）通道，其中相同通道內的信號與來自其他通道的信號係分開處理。可選擇另一光發射器（例如，第一光發射器206A）以供測量（程序350的步驟364及步驟366）。測量多個光發射器可允許系統測量使用者皮膚的多個區域以增強測量的準確度。自經分格化的信號可判定生理資訊（程序350的步驟368）。
本揭露之實例可包括一單一通道，其中光偵測器之一些（包括全部）與該單一通道相關聯。使用單一通道可一起處理來自全部之複數個光偵測器的全部信號。單一通道關聯可允許較高的總信號收集，其可增加用於光發射器408A的SNR。本揭露的實例可進一步包括與唯一通道相關聯的各光偵測器。例如，該系統可經組態具有八個光偵測器及八個通道。以此方式，可分開地處理來自各光偵測器的信號。
此外或替代地，該系統可經組態為具有其他關聯。圖4A至圖4E根據本揭露之實例繪示光偵測器與通道的例示性關聯。圖4A繪示兩個通道，其中經定位在裝置一側的光偵測器（例如，光偵測器404A、光偵測器404B、光偵測器404C、及光偵測器404D）可與第一通道420相關聯，且經定位在裝置另一側的光偵測器（例如，光偵測器404E、光偵測器404F、光偵測器404G、及光偵測器404H）可與第二通道421相關聯。各光發射器相對於通道之間的唯一關係可導致不同的資訊。大致上，針對光發射器與光偵測器之間的較短分開距離，信號資訊可包括較高的信號強度。當一光發射器發射光（即，經啟動）時，由各通道測量的信號資訊可係相同的。例如，當光發射器406A發射光時，光可由與一給定通道相關聯之全部的光偵測器進行偵測。通道420及通道421可包括分別來自光偵測器404A及光偵測器404H的高信號資訊，連同分別來自光偵測器404D及光偵測器404E的低信號資訊。當另一光發射器發射光時，由各通道測量的信號資訊可不同。例如，當光發射器406B發射光時，通道420可包括來自光偵測器404B及光偵測器404C的高信號資訊，連同來自光偵測器404A及光偵測器404D的中度信號資訊。通道421可包括來自光偵測器404E、光偵測器404H、光偵測器404F、及光偵測器404G的低信號資訊。以此方式，取決於所啟動的光發射器，相同的光偵測器可測量不同的信號集。
雖然圖式將一個通道繪示為包括經定位在右側的光偵測器而將另一通道繪示為包括經定位在左側的光偵測器，本揭露的實例可包括相同數目（例如，兩個）的通道，但關聯包括不同的光偵測器。例如，通道420可包括光偵測器404C、光偵測器404D、光偵測器404E、及光偵測器404F，而通道421可包括光偵測器404G、光偵測器404H、光偵測器404A、及光偵測器404B（未圖示）。在一些實例中，通道關聯可基於光發射器的相對位置。
圖4B根據本揭露之實例繪示四個通道。各通道可包括兩個相鄰的光偵測器，連同相對於光偵測器的中心具有相同的分開距離的一發射器。例如，通道422可包括光偵測器404A及光偵測器404H；例如，通道423可包括光偵測器404B及光偵測器404C；例如，通道424可包括光偵測器404D及光偵測器404E；例如，通道425可包括光偵測器404F及光偵測器404G。各光發射器相對於通道之間的唯一關係可導致不同的資訊。例如，當光發射器406A經啟動時，來自通道422的信號可包括不同的資訊接著通道424。使用較高數目的通道（例如，相對於圖4A所繪示的兩個通道關聯），可增強使用者皮膚上之測量區域的局部化，從而增加用於測量的SNR。一測量區域的局部化可指涉來自近接一（或多個）給定光偵測器的區域之信號中的資訊量。
圖4C繪示兩個通道，其中通道可係不均勻分配的。在一些情況下，與各通道相關聯之光偵測器的數目可不同。例如，通道426可包括六個光偵測器（例如，光偵測器404C、光偵測器404D、光偵測器404E、光偵測器404F、光偵測器404G、及光偵測器404H），且通道427可包括兩個光偵測器（例如，光偵測器404A及光偵測器404B）。該系統可經組態使得來自一通道的信號可用於一類型的資訊，而來自另一通道的信號可用於另一類型的資訊。例如，通道427可增加使用者皮膚上之目標測量區域的局部化，並可用於判定使用者的生理資訊。隨著局部化減小，通道426可用於離腕式偵測及/或環境光感測。來自通道426的信號可例如中斷或用於調整與通道427相關聯的測量。作為另一實例，通道426可具有大於通道427的取樣區。光偵測器可基於信號品質而與某一通道相關聯。
圖4D根據本揭露之實例繪示多個通道，其中至少一通道包括非鄰接的光偵測器。通道428可包括一第一組鄰接的光偵測器404A及404H以及一第二組鄰接的光偵測器404D及404E，其中該第一組可沿著同心配置與該第二組藉由至少一其他的（即，不包括在相同通道中）光偵測器在空間上分開（即，非相鄰）。通道429可包括一第一組鄰接的光偵測器404B及404C以及一第二組鄰接的光偵測器404F及404G，其中該第一組與該第二組可藉由至少一其他的光偵測器在空間上分開。也就是，第一通道及第二通道中之一或多者可包括兩組相鄰的光偵測器（例如，一第一組可包括光偵測器404A及光偵測器404H），其中該兩組可係不相鄰的（例如，一第二組可包括光偵測器404D及光偵測器404E，其中該第二組可不相鄰於該第一組）。第一通道及第二通道可具有一或多個不同的光偵測器（例如，光偵測器404G可不包括在第一通道及第二通道兩者之中）。
在此通道關聯中，一組光偵測器可測量脈動資訊，而另一組光偵測器可測量非脈動資訊（例如，暗資訊）。例如，當光發射器406A經啟動時，用於通道428的脈動資訊可由光偵測器404A及光偵測器404H產生，但不可由光偵測器404D及光偵測器404E產生。哪（幾）個光偵測器測量用於一給定通道的脈動資訊可取決於所啟動的光發射器。例如，當另一光發射器（例如，光發射器406B）經啟動時，用於通道428的脈動資訊不可由光偵測器404A及光偵測器404H測量；另一光發射器可係非近接（多個）各別光偵測器的一者。取而代之地，當光發射器406B經啟動時，光偵測器404D及光偵測器404E可產生脈動資訊。
以此方式，可有效地使用相同通道來測量不同的位置。例如，可將光發射器406A及光發射器406D分派予相同通道428。當一光發射器起作用時，由通道中之一第一一或多個光偵測器404所測量的信號可測量可用的資訊，而相同通道中之一第二一或多個光偵測器404則不可進行測量。隨後，當另一光發射器起作用時，測量可用資訊（例如，生理資訊的判定中所包括者）的偵測器可不同。
圖4E繪示三個通道，其中各通道可包括不同位準的信號資訊。第一關聯可包括兩組相鄰的光偵測器，該兩組係不相鄰的（如在圖4D的情境中所討論者），而第二關聯可包括相鄰於第一關聯中之至少一光偵測器的一或多個光偵測器（例如，光偵測器404G可相鄰於光偵測器404H）。例如，通道430可包括光偵測器404A、光偵測器404H、光偵測器404D、及光偵測器404E。通道431可包括光偵測器404B及光偵測器404G；且通道432可包括光偵測器404C及光偵測器404F。在光發射器406A經啟動的情況下，通道430可包括最高位準的脈動信號資訊，通道431可包括中度位準，且通道432可包括最低位準。在光發射器406B或光發射器406D經啟動的情況下，通道431及通道432可包括最高位準的脈動信號資訊，且通道430可包括最低位準。在光發射器406C經啟動的情況下，通道430可包括最高位準的脈動資訊，通道432可包括中度位準，且通道431可包括最低位準。
在一些實例中，可在未與使用者交互作用的情況下動態地改變分格化及通道關聯。通道關聯可基於操作模式。例如，當該系統處於一第一測量操作模式時，該系統可經組態為具有包括全部八個光偵測器的單一通道。當該系統切換至一第二測量操作模式時，該系統可動態地切換至多個（例如，兩個、三個、四個等）通道（例如，如圖4A至圖4E所繪示者）。
在一些實例中，該系統可基於所測量的信號資訊而切換至某一通道關聯。例如，若該系統經組態為具有兩個通道（如圖4A所繪示），且通道420在某一數目的測量之後產生高於通道421的脈動信號資訊，則該系統可切換至圖4C所示之通道關聯。在通道關聯切換之後，若較高的脈動信號資訊與通道427相關聯，則該系統可判定使用者皮膚上的一或多個區域（例如，經局部化為緊密近接通道427）對給定的使用者而言可係最佳的。以此方式，該系統可針對使用者、使用者條件（例如，不經意地阻擋光學組件之一或多個材料，諸如使用者的袖子）、及/或環境條件（例如，入射在一或多個光偵測器上之較高位準的環境光）訂製。
上文所討論的通道關聯可在後處理中實施，其中光偵測器中之一或多者（包括全部）可經硬連線在一起。本揭露的實例可進一步包括一或多個開關，其等用於動態地切換哪些光偵測器電耦合（例如，硬連線）在一起。此外或替代地，可停用一或多個光偵測器及/或通道。例如，若該系統判定通道427（圖4C所繪示者）包括最高位準的脈動資訊，則該系統可停用另一通道（諸如通道426）中所包括的光偵測器（例如，光偵測器404C、光偵測器404D、光偵測器404E、光偵測器404F、光偵測器404G、及光偵測器404H）以節省電力。
圖5根據本揭露之實例繪示包含用於光學感測之同心架構之一運算系統的例示性方塊圖。運算系統500可對應於圖1A至圖1C所繪示之運算裝置的任一者。運算系統500可包括處理器510，其經組態以執行指令並實行與運算系統500相關聯的操作。例如，使用檢索自記憶體的指令，處理器510可控制運算系統500的組件之間的輸入及輸出資料的接收及操縱。處理器510可係單晶片處理器或者可以多個組件實施。
在一些實例中，處理器510與一作業系統可一起操作以執行電腦碼並產生及使用資料。電腦碼及資料可駐留在可操作地耦合至處理器510的程式儲存塊502內。程式儲存塊502大致上可提供一處以保存運算系統500所使用的資料。程式儲存塊502可係任何非暫時性電腦可讀儲存媒體（不包括信號），並可儲存例如關於由一或多個光偵測器（諸如光偵測器504）所測量之PPG信號及灌流指數值的歷史記錄及/或圖案資料。舉例來說，程式儲存塊502可包括唯讀記憶體(ROM) 518、隨機存取記憶體(RAM) 522、硬碟機508、及/或類似者。電腦碼及資料亦可駐留在可移除儲存媒體上，並在需要時加載或安裝至運算系統500上。可移除儲存媒體包括例如CD-ROM、DVD-ROM、通用串列匯流排(USB)、保全數位(SD)、CF卡(CF)、記憶條、多媒體卡(MMC)、及一網路組件。
運算系統500亦可包括可操作地耦合至處理器510的一輸入/輸出(I/O)控制器512，或者其可係如所示之一分開組件。I/O控制器512可經組態以控制與一或多個I/O裝置的交互作用。I/O控制器512可藉由在處理器510與意欲與處理器510通訊的I/O裝置之間交換資料來操作。I/O裝置及I/O控制器512可通過一資料鏈路通訊。資料鏈路可係一單向鏈路或一雙向鏈路。在一些情況下，可通過無線連接將I/O裝置連接至I/O控制器512。舉例來說，一資料鏈路可對應於PS/2、USB、Firewire、IR、RF、藍牙、或類似者。
運算系統500可包括可操作地耦合至處理器510的顯示裝置524。顯示裝置524可係一分開組件（周邊裝置）或可與處理器510及程式儲存塊502整合以形成桌上型電腦（例如，一體機）、膝上型電腦、類似者的手持式或平板運算裝置。顯示裝置524可經組態以顯示圖形使用者介面(GUI)，其或許包括一指標或游標以及針對使用者的其他資訊。舉例來說，顯示裝置524可係任何類型的顯示器，包括液晶顯示器(LCD)、電致發光顯示器(ELD)、場發射顯示器(FED)、發光二極體顯示器(LED)、有機發光二極體顯示器(OLED)、或類似者。
顯示裝置524可耦合至可耦合至處理器510的顯示控制器526。處理器510可發送原始資料至顯示控制器526，且顯示控制器526可發送信號至顯示裝置524。資料可包括電壓位準，以供顯示裝置524中之複數個像素投射影像。在一些實例中，處理器510可經組態以處理原始資料。
運算系統500亦可包括可操作地耦合至處理器510的觸控螢幕530。觸控螢幕530可係感測裝置532與顯示裝置524的一組合，其中感測裝置532可係經定位在顯示裝置524前面或與顯示裝置524整合的一透明面板。在一些情況下，觸控螢幕530可辨識觸碰以及觸碰在其表面上的位置及量值。觸控螢幕530可向處理器510報告觸碰，且處理器510可根據其程式化來解譯觸碰。例如，處理器510可執行輕擊及事件手勢解析，並可根據一特定觸碰起始裝置喚醒或啟動一或多個組件。
觸控螢幕530可耦合至觸控控制器540，其可自觸控螢幕530取得資料並可將所取得的資料供給處理器510。在一些情況下，觸控控制器540可經組態以將原始資料發送至處理器510，且處理器510可處理原始資料。例如，處理器510可自觸控控制器540接收資料並可判定如何解譯資料。資料可包括觸碰的座標以及施加的壓力。在一些實例中，觸控控制器540可經組態以處理原始資料本身。也就是，觸控控制器540可自經定位在感測裝置532上之感測點534讀取信號，並可將信號轉成處理器510可理解的資料。
觸控控制器540可包括一或多個微控制器（諸如微控制器542），該等微控制器之各者可監控一或多個感測點534。微控制器542可例如對應於特殊應用積體電路(ASIC)，其與韌體協作以監控來自感測裝置532的信號、處理所監控的信號、以及向處理器510報告此資訊。
顯示控制器526及觸控控制器540之一或二者可執行濾波及/或轉換程序。可實施濾波程序以減少繁忙的資料流以防止處理器510由於冗餘或非必要資料而過載。轉換程序可在向處理器510發送或報告之前實施以調整原始資料。
在一些實例中，感測裝置532可基於電容。當兩個導電構件彼此靠近而未實際觸碰時，其等之電場可交互作用以形成電容。第一導電構件可係感測點534中之一或多者，且第二導電構件可係物體590（諸如手指）。隨著物體590接近觸控螢幕530的表面，電容可在物體590與一或多個感測點534之間、於緊密近接物體590處形成。藉由偵測感測點534之各者處的電容變化及註記感測點534的位置，觸控控制器540可辨識多個物體以及判定物體590在跨觸控螢幕530移動時的位置、壓力、方向、速度、及加速度。例如，觸控控制器540可判定所感測的觸碰是否係手指、輕擊、或覆蓋表面的一物體。
感測裝置532可基於自電容或互電容。在自電容中，感測點534之各者可由一個別充電的電極提供。隨著物體590接近觸控螢幕530的表面，物體可在緊密近接物體590處電容耦合至彼等電極，從而自該等電極偷走電荷。電極之各者中的電荷量可由觸控控制器540測量，以判定一或多個物體在觸控螢幕530上方觸碰或懸停時的位置。在互電容中，感測裝置532可包括在空間上分開的線或引線（未圖示）的兩層網格，但其他組態係可行的。上層可包括列中的線，而下層可包括行中的線（例如，正交）。感測點534可在列及行的交點處提供。在操作期間，列可經充電，且電荷可自列電容耦合至行。隨著物體590接近觸控螢幕530的表面，物體590可在緊密近接物體590處電容耦合至列，從而減少耦合在列與行之間的電荷。行之各者中的電荷量可由觸控控制器540測量，以判定多個物體在觸碰觸控螢幕530時的位置。
運算系統500亦可包括一或多個光發射器（諸如光發射器506）及一或多個光偵測器（諸如近接使用者皮膚520的光偵測器504）。光發射器506可經組態以產生光，且光偵測器504可經組態以測量返回者。光偵測器504可發送所測量的原始資料至處理器510，且處理器510可執行雜訊及/或假影消除以判定PPG信號及/或灌流指數。處理器510可基於應用、使用者皮膚類型、及使用條件動態地啟動光發射器及/或光偵測器。在一些實例中，一些光發射器及/或光偵測器可經啟動，而其他光發射器及/或光偵測器可經停用以例如節省電力。在一些實例中，處理器510可為了歷史追蹤或為了未來診斷目的而在ROM 518或RAM 522中儲存原始資料及/或經處理的資訊。
在一些實例中，光偵測器可測量光資訊，且處理器可自返回光判定一PPG信號及/或灌流指數。光資訊的處理亦可在裝置上執行。在一些實例中，無需在裝置本身上執行光資訊處理。圖6根據本揭露之實例繪示一電子裝置在其中經連接至一主機的一例示性組態。主機610可係裝置600外部的任何裝置，包括但不限於圖1A至圖1C所繪示之系統的任一者或一伺服器。裝置600可通過通訊鏈路620連接至主機610。通訊鏈路620可係任何連接，包括但不限於無線連接及有線連接。例示性無線連接包括Wi-Fi、藍牙、無線直接、及紅外線。例示性有線連接包括通用串列匯流排(USB)、FireWire，Thunderbolt、或任何需要實體纜線的連接。
在操作中，裝置600可將由光偵測器所測量的原始資料630通過通訊鏈路620發送至主機610，而非在裝置600本身上處理來自光偵測器的光資訊。主機610可接收原始資料630，且主機610可處理光資訊。處理光資訊可包括消除或減少歸因於假影的任何雜訊以及判定生理信號（諸如使用者的心率）。主機610可包括演算法或校準程序，以考量使用者特性差異影響PPG信號及灌流指數。此外，主機610可包括用於追蹤一PPG信號的儲存器或記憶體以及用於診斷目的之灌流指數歷史記錄。主機610可將經處理的結果640或相關資訊傳回裝置600。基於經處理的結果640，裝置600可通知使用者或相應地調整其操作。藉由卸載光資訊的處理及/或儲存，裝置600可節省空間及電力-使裝置600能夠維持小型且可攜，因為以其他方式處理邏輯所要求的空間可在裝置上釋出。
如上文所討論，本技術的態樣中包括收集及使用生理資訊。該技術可連同涉及收集關於使用者健康及/或唯一地識別之個人資料或者可用以接觸或定位一特定人員的技術一起實施。此類個人資料可包括人口資料、出生日期、基於位置的資料、電話號碼、電子郵件位址、家庭地址、以及與使用者健康或體能水平相關的資料或記錄（例如，生命體徵測量、用藥資訊、運動資訊等）。
本揭露認定包括生理資訊的使用者個人資料（諸如由本技術產生及使用的資料）可用以讓使用者得益。例如，使用者的心率可允許使用者追蹤或以其他方式得到關於使用者的健康或體能水平的理解。
本揭露設想，負責此類個人資料之收集、分析、揭露、傳送、儲存、或其他使用的實體將遵循經妥善制定之隱私權政策及/或隱私權作法。具體而言，此類實體應實施及一致地使用一般認知為符合或超過產業或政府對維持個人資訊資料隱私及安全之要求的隱私權政策及隱私權作法。此類策略應係使用者可輕易觸及的，且應隨著資料收集及/或使用的改變而更新。應收集來自使用者的個人資訊以供實體合法且合理使用且不分享或出售而超過彼等合法使用。進一步，此類收集/共享應要求收到使用者的知情同意(informed consent)。此外，此類實體應考慮採取任何必要步驟來保障並保護存取此類個人資訊資料的安全，並且確保可存取個人資訊資料的其他者遵守其等之隱私權政策及程序。進一步，可由第三方評鑑此類實體本身，以認證該等實體遵守廣泛接受之隱私權政策及隱私權作法。可依據地理區域及/或所收集及使用之個人資料的特定類型及性質調適政策及作法。
儘管有前述內文，本揭露亦設想其中使用者選擇性封鎖對個人資料（包括生理資訊）之收集、使用、或存取的實施例。例如，使用者可能夠停用收集生理資訊的硬體及/或軟體元件。進一步地，本揭露設想，可提供硬體及/或軟體元件以防止或封鎖對已經收集之個人資料的存取。具體地，使用者可選擇移除、停用、或限制對某些收集使用者的個人健康或體能資料之健康相關應用程式的存取。
揭示一種裝置。在一些實例中，該裝置包含：一光學感測單元，其包含：一中心區域，其包括：複數個第一光發射器，其等經組態以發射具有第一波長的第一光路徑；一或多個第二光發射器，其等經組態以發射具有不同於該等第一波長之第二波長的第二光路徑，其中該複數個第一光發射器係經定位為比該一或多個第二光發射器更靠近一周圍區域；以及該周圍區域，其經定位為圍繞該中心區域，該周圍區域包括：複數個光偵測器，其等經組態以偵測該等第一光路徑及該等第二光路徑，其中該複數個光偵測器係以一同心配置定向；以及一透鏡，其包括複數個區域，該複數個區域包括：一第一區域，其覆疊該複數個第一光發射器；及一第二區域，其覆疊該一或多個第二光發射器，其中該第一區域的光學性質不同於該第二區域的光學性質。此外或替代地，在一些實例中，各光偵測器的中心係經定位在遠離該一或多個第二光發射器中之至少一者的一第一分開距離處。此外或替代地，在一些實例中，各光偵測器係經定位與該一或多個第二光發射器之一者相距一第一分開距離處，且與該複數個第一光發射器之一者相距一第二分開距離處，其中該第一分開距離大於該第二分開距離。此外或替代地，在一些實例中，另一光偵測器係經定位與該複數個第一光發射器之一者相距一第三分開距離處，其中該第三分開距離大於該第一分開距離、該第二分開距離、或兩者。此外或替代地，在一些實例中，該複數個第一光發射器之各者係經定位在相對於該中心區域中心之一徑向角度處，且該複數個光偵測器之兩者的邊緣係經定位在相對於該中心區域中心之該徑向角度處。此外或替代地，在一些實例中，該等第一光發射器之各者係經定位使得該各別第一光發射器與該複數個光偵測器之一者之間的一分開距離與該各別第一光發射器與該複數個光偵測器之其他者之間的分開距離相同，其中該複數個光偵測器之一者與該複數個光偵測器之另一者係相鄰的光偵測器。此外或替代地，在一些實例中，該裝置進一步包含：一光學隔離，其經定位在該複數個第一及第二光發射器與該複數個光偵測器之間。此外或替代地，該光學隔離係環形。此外或替代地，在一些實例中，該光學隔離的壁界定一或多個腔室，其中該複數個第一光發射器及該一或多個第二光發射器係經定位在與該複數個光偵測器分開的一腔室中。此外或替代地，在一些實例中，該裝置一步包含：一復歸反射器，其經定位在該中心區域與該周圍區域之間，其中該復歸反射器經組態以在遠離該複數個偵測器中之至少一者的一方向上反射光。此外或替代地，在一些實例中，該裝置進一步包含：一或多個窗，其等經定位為近接該中心區域及該周圍區域；以及一不透明遮罩，其經定位在該中心區域與該周圍區域之間，其中該不透明遮罩經組態以吸收反射離開該一或多個窗之一界面的光。此外或替代地，在一些實例中，該裝置進一步包含：一選擇性透明層，其經定位在該周圍區域中，該選擇性透明層包括複數個第一區段及複數個第二區段，其中該複數個第一區段覆疊該周圍區域的一或多個第一部分，且該複數個第二區段覆疊該周圍區域之一或多個第二部分，該一或多個第二部分覆疊該複數個光偵測器。此外或替代地，在一些實例中，該複數個第一區段包括對該等第一波長部分透明且對該等第二波長透明的材料。此外或替代地，在一些實例中，該複數個第二區段不包括材料。此外或替代地，在一些實例中，該選擇性透明層係環形。此外或替代地，在一些實例中，該裝置進一步包含：一菲涅耳透鏡，其經定位在該中心區域中，並覆疊該複數個第一光發射器及該一或多個第二光發射器；及一或多個光學膜區段，其等經定位在該周圍區域中，並覆疊該複數個光偵測器，其中該一或多個光學膜區段經組態以侷限通過該周圍區域的光。此外或替代地，在一些實例中，該等第一波長包括一或多個可見光波長，且該等第二波長包括一或多個紅外光波長。此外或替代地，在一些實例中，該透鏡的該第一區域係一菲涅耳透鏡，且該透鏡的該第二區域包括複數個稜鏡。
揭示一種用於操作裝置的方法。該方法包含：在一第一時間期間將複數個光偵測器與複數個通道相關聯；對於各光發射器：自各別的該光發射器發射光；藉由該一或多個通道測量經發射之該光的至少一部分；以及選擇及改變為另一關聯，使得該複數個光偵測器中之至少一者在第二時間期間與一不同通道相關聯，所選擇的該另一關聯基於該等測量中之一或多者。此外或替代地，在一些實例中，在該第一時間或該第二時間期間的該關聯包括具有相鄰光偵測器的各通道。此外或替代地，在一些實例中，在該第一時間或該第二時間期間的該關聯包括具有該複數個光偵測器中之一或多者的一第一組及該複數個光偵測器中之一或多者的一第二組之各通道，該第一組在空間上與該第二組分開。此外或替代地，在一些實例中，該方法進一步包含：在一光發射器發光時使用來自該第一組的測量且在另一光發射器發光時使用來自該第二組的測量判定生理資訊。此外或替代地，在一些實例中，一關聯包括一單一通道，其包括該複數個光偵測器的全部，且另一關聯包括多個通道。此外或替代地，在一些實例中，來自該一關聯的信號係用於主要測量資訊，且來自該另一關聯的信號係用於次要測量資訊。此外或替代地，在一些實例中，在該第一時間期間的該關聯包括兩組相鄰的光偵測器，該兩組係不相鄰的。此外或替代地，在一些實例中，在該第一時間期間包括在該複數個通道之一者中的該複數個光偵測器中之至少一者係在該第二時間期間包括在該複數個通道的相同一者中。
雖然已參照隨附圖式完整地描述了所揭示的實例，須注意各種變化及修改對所屬技術領域中具有通常知識者將係顯而易見的。應理解此類變化及修改係包括在由附加的申請專利範圍所界定之揭示實例的範疇內。
124:觸控螢幕 126:觸控螢幕 128:觸控螢幕 136:行動電話 140:媒體播放器 144:穿戴式裝置 146:綁帶 146:綁帶 200:裝置 201A:邊緣 201B:邊緣 201C:邊緣 201D:邊緣 203:窗 204:複數個光偵測器 204A:光偵測器 204B:光偵測器 204C:光偵測器 204D:光偵測器 204E:光偵測器 204F:光偵測器 204G:光偵測器 204H:光偵測器 205:周圍區域 206:複數個第一光發射器 206A:第一光發射器 206B:第一光發射器 206C:第一光發射器 206D:第一光發射器 208:複數個第二光發射器 208A:第二光發射器 208B:第二光發射器 209:中心區域 210:選擇性透明層 211A:第一區段 211B:第二區段 212:繞線跡線及接觸墊 214:頂部邊緣 215:黏著劑 216:光學隔離 219:不透明遮罩 233:復歸反射器 240:光學膜 242:菲涅耳透鏡 242A:透鏡區域 242B:透鏡區域 350:程序 352:步驟 354:步驟 356:步驟 358:步驟 360:步驟 362:步驟 364:步驟 366:步驟 368:步驟 404A:光偵測器 404B:光偵測器 404C:光偵測器 404D:光偵測器 404E:光偵測器 404F:光偵測器 404G:光偵測器 404H:光偵測器 406A:光發射器 406B:光發射器 406C:光發射器 406D:光發射器 408A:光發射器 408B:光發射器 420:通道 421:通道 422:通道 423:通道 424:通道 425:通道 426:通道 427:通道 428:通道 429:通道 430:通道 431:通道 432:通道 500:運算系統 502:程式儲存塊 504:光偵測器 506:光發射器 508:硬碟機 510:處理器 512:I/O控制器 518:唯讀記憶體(ROM) 520:皮膚 522:隨機存取記憶體(RAM) 524:顯示裝置 526:顯示控制器 530:觸控螢幕 532:感測裝置 534:感測點 540:觸控控制器 542:微控制器 590:物體 600:裝置 610:主機 620:通訊鏈路 630:原始資料 640:經處理的結果
圖1A至圖1C繪示本揭露的實例可在其中實施之系統。 圖2A根據本揭露之實例繪示包括用於光學感測之一同心架構的一例示性電子裝置的俯視圖。 圖2B根據本揭露之實例繪示圖2A沿著線I-II的截面圖。 圖2C根據本揭露之實例繪示包括覆疊的一選擇性透明層之一例示性同心架構的俯視圖。 圖2D根據本揭露之實例繪示覆疊一單一光偵測器之一例示性選擇性透明層的放大圖。 圖2E根據本揭露之實例繪示包括一同心架構及一復歸反射器的一例示性電子裝置的截面圖。 圖2F根據本揭露之實例繪示包括一同心架構、一復歸反射器、及一不透明遮罩的一例示性電子裝置的截面圖。 圖2G至圖2H根據本揭露之實例分別繪示包括具有多個區域之一透鏡的一例示性電子裝置的截面圖及俯視圖。 圖3根據本揭露之實例繪示針對一或多個通道使用一分格化技術的一例示性程序流程。 圖4A至圖4E根據本揭露之實例繪示光偵測器與通道的例示性關聯。 圖5根據本揭露之實例繪示一運算系統的例示性方塊圖，該運算系統包含光發射器及光偵測器，以用於測量與使用者的生理狀態相關聯的一信號。 圖6根據本揭露之實例繪示一電子裝置在其中經連接至一主機的一例示性組態。
200:裝置
201A:邊緣
201B:邊緣
201C:邊緣
201D:邊緣
204:複數個光偵測器
204A:光偵測器
204B:光偵測器
204C:光偵測器
204D:光偵測器
204E:光偵測器
204F:光偵測器
204G:光偵測器
204H:光偵測器
205:周圍區域
206:複數個第一光發射器
206A:第一光發射器
206B:第一光發射器
206C:第一光發射器
206D:第一光發射器
208:複數個第二光發射器
208A:第二光發射器
208B:第二光發射器
209:中心區域
214:頂部邊緣

Claims (20)

  1. 一種穿戴式電子裝置，其包含：一裝置外殼；一綁帶，其附接至該裝置外殼且組態成將該裝置外殼固持至一使用者的手腕上；一處理器，其定位於該裝置外殼內；及一光學感測單元，其至少部分定位於該裝置外殼內，而且包含：一中心區域；一周圍區域，其圍繞該中心區域；一第一光發射器，其定位於該中心區域中且經組態以發射一第一波長範圍內之第一光；一第二光發射器，其定位於該中心區域中且經組態以發射具有不同於該第一波長範圍之一第二波長範圍內的第二光；一組光偵測器，該組光偵測器定位於該周圍區域中且經組態以偵測該第一光及該第二光，該組光偵測器至少部分圍繞該第一光發射器及該第二光發射器；及一選擇性透明層，其經定位在該周圍區域中且包括：一第一區段，其定位於該組光偵測器之一光偵測器上且對該第二波長範圍透明；及一第二區段，其圍繞該第一區段，該第二區段至少部分對該第一波長範圍透明而對該第二波長範圍不透明。
  2. 如請求項1之穿戴式電子裝置，其中：該選擇性透明層的該第一區段是一組第一區段中的一個區段；該組第一區段中的每一個區段係定位於組光偵測器之一個別的光偵測器上；及該第二區段圍繞該組第一區段的每一個區段。
  3. 如請求項1之穿戴式電子裝置，其中：該第一波長範圍包含紅外光波長；及該第二波長範圍包含可見光波長。
  4. 如請求項1之穿戴式電子裝置，其中：該第一區段對該第一波長範圍至少部分透明；及該第二區段對該第一波長範圍完全透明。
  5. 如請求項1之穿戴式電子裝置，其中該第一區段是該選擇性透明層的一開口部分。
  6. 如請求項1之穿戴式電子裝置，其中：該穿戴式電子裝置進一步包含一窗口，其定位於該光學感測單元的該中心區域及該周圍區域上，該窗口界定該穿戴式電子裝置的一外部表面的一部分；及該選擇性透明層是沿著相對於該外部表面的該窗口的一內部表面而定位。
  7. 如請求項1之穿戴式電子裝置，其中：該光學感測單元進一步包含：一第一壁，其圍繞著該中心區域與該周圍區域之間的該中心區域而延伸；及一第二壁，其圍繞著該周圍區域而延伸；該第一光發射器及該第二光發射器組係定位於一第一腔室中，該第一腔室至少部分由該第一壁界定；及該組光偵測器係定位於一第二腔室中，該第二腔室至少部分由該第一壁及該第二壁界定，該第二壁圍繞著該第一腔室而延伸。
  8. 如請求項7之穿戴式電子裝置，其中：該光學感測單元進一步包含一光學隔離，其經組態以至少包封該第一光發射器，該第二光發射器，及該組光偵測器；及該第一壁，該第二壁，該第一腔室，及該第二腔室共同形成該光學隔離。
  9. 如請求項7之穿戴式電子裝置，其中：該穿戴式電子裝置進一步包含一窗口，其定位於該光學感測單元的該中心區域及該周圍區域上，該窗口界定該穿戴式電子裝置的一外部表面的一部分；及該光學感測單元進一步包含：一透鏡，其定位於該第一腔室及該窗口之間； 一光學膜，其定位於該第二腔室及該窗口之間；一第一不透明遮罩，其定位於該第一壁及該窗口之間且圍繞著該中心區域而延伸；及一第二不透明遮罩，其定位於該第二壁及該窗口之間。
  10. 一種穿戴式電子裝置，其包含：一裝置外殼，其界定一開口；一處理器，其定位於該裝置外殼內；一窗口，其定位於該開口上且界定該穿戴式電子裝置的一外部表面的一部分；一光學感測單元，其定位於該窗口下而且包含：一中心區域；一第一光發射器，其定位於該中心區域中且經組態以發射一第一波長範圍內之第一光；一組第二光發射器，其排列於該第一光發射器周圍且經組態以發射具有不同於該第一波長範圍之一第二波長範圍內的第二光；一組光偵測器，該組光偵測器排列於該組第二光發射器周圍且經組態以偵測該第一光及該第二光；一選擇性透明層，其經定位在該組光偵測器與該窗口之間且包括：一組第一區段，該組第一區段的每一個第一區段定位於該組光偵測器之一個別的光偵測器上且對該第二波長範圍至少部分透明；及 一第二區段，其圍繞該組第一區段的每一個第一區段，該第二區段對該第一波長範圍透明而對該第二波長範圍至少部分不透明。
  11. 如請求項10之穿戴式電子裝置，其中該光學感測單元進一步包含一壁，其定位於該組第二光發射器及該組光偵測器之間且圍繞著該第一光發射器及該組第二光發射器而延伸。
  12. 如請求項11之穿戴式電子裝置，其中：該光學感測單元進一步包含一透鏡，其定位於該窗口，該第一光發射器及該組第二光發射器之間；及該壁圍繞著該透鏡而延伸。
  13. 如請求項11之穿戴式電子裝置，其中該光學感測單元進一步包含一一不透明遮罩，其定位於該壁與該窗口之間。
  14. 如請求項13之穿戴式電子裝置，其中：該壁是一第一壁；該不透明遮罩是一第一不透明遮罩；及該光學感測單元進一步包含：一第二壁，其圍繞著該組光偵測器而延伸；及一第二不透明遮罩，其定位於該第二壁及該窗口之間。
  15. 如請求項11之穿戴式電子裝置，其中：該壁是一第一壁；及該光學感測單元進一步包含：一第二壁，其圍繞著該組光偵測器而延伸；及一光學膜，其定位於該組光偵測器與該窗口之間，且定位於該第一壁與該第二壁之間。
  16. 如請求項9之穿戴式電子裝置，其中：該第一波長範圍包含紅外光波長；及該第二波長範圍包含可見光波長。
  17. 一種供穿戴式電子裝置用的光學感測單元，其包含：一光學隔離，其包含：一第一壁，其圍繞著一第一腔室而延伸且至少部分界定該第一腔室；一第二壁，其圍繞著該第一壁而延伸且至少部分界定該第一壁與該第二壁之間的一第二腔室；一第一光發射器，其定位於該第一腔室中且經組態以發射一第一波長範圍內之第一光；一第二光發射器，其定位於該第一腔室中且經組態以發射具有不同於該第一波長範圍之一第二波長範圍內的第二光；一組光偵測器，該組光偵測器定位於該光學感測單元的該第二腔室中且經組態以偵測該第一光及該第二光；及 一選擇性透明層，其經定位在該第二腔室上且包括：一第一區段，其對該第二波長範圍係透明的；及一第二區段，其圍繞該第一區段，該第二區段對該第一波長範圍至少部分透明而對該第二波長範圍不透明。
  18. 如請求項17之光學感測單元，進一步包含：一菲涅耳透鏡，其定位在該第一光發射器上；及一菱鏡，其定位在該第二光發射器上。
  19. 如請求項17之光學感測單元，其中：該第二光發射器係一組第二光發射器之一者；及該組第二光發射器係圍繞該第一光發射器而排列。
  20. 如請求項19之光學感測單元，其中：該光學感測單元進一步包含：一第一透鏡區段，其定位於該第一光發射器上且包含一菲涅耳透鏡；及一第二透鏡區段，其定位於該組第二光發射器上且包含一組菱鏡，該組菱鏡的每一個菱鏡定位於該組第二光發射器的一個別的第二光發射器上。
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