光电容积描记传感器和包括该传感器的半导体设备的制作方法

光电容积描记传感器和包括该传感器的半导体设备
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年7月10日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0085492号韩国专利申请的优先权，以及从该专利申请生成的所有权益，该专利申请的内容通过引用整体合并于此。
技术领域
3.本公开涉及光电容积描记(photoplethysmography，ppg)传感器和包括ppg传感器的半导体设备。


背景技术：

4.脉搏波传感器是通过使用光脉冲测量来自对象(subject)的光电容积描记信号(在下文中被称为ppg信号或脉搏波信号)的传感器。
5.当感测脉搏波信号时，噪声(诸如外部光干扰、声音、振动或运动)可以与脉搏波信号一起被同时输入到传感器输入单元。此时，如果噪声分量与脉搏波信号相比非常大，则测量灵敏度可能恶化。因此，需要研究更高效地去除这种噪声的方法。


技术实现要素：

6.本公开的各方面提供了一种能够在测量脉搏波信号时高效地去除噪声的光电容积描记传感器。
7.本公开的各方面还提供了一种能够在测量脉搏波信号时高效地去除噪声的半导体设备。
8.根据本发明构思的一些方面，提供了一种光电容积描记传感器，包括：光电转换元件，其包括第一端子和第二端子，并且被配置为接收从血管反射的光并生成与接收到的光相对应的电流；电流电压转换器，其被配置为通过第一输入端子和第二输入端子接收生成的电流，并且被配置为生成与接收到的电流相对应的输出电压；以及开关，其被配置为根据控制信号将光电转换元件连接到电流电压转换器，其中，响应于第一电平的控制信号，所述开关将光电转换元件的第一端子连接到电流电压转换器的第一输入端子，并且将光电转换元件的第二端子连接到电流电压转换器的第二输入端子，并且其中，响应于不同于第一电平的第二电平的控制信号，所述开关将光电转换元件的第一端子连接到电流电压转换器的第二输入端子，并且将光电转换元件的第二端子连接到电流电压转换器的第一输入端子。
9.根据本发明构思的一些方面，提供了一种半导体设备，包括：光源，其被配置为在第一时间段(time section)期间输出光，并且被配置为在第一时间段之后的第二时间段期间不输出光；以及检测器，其被配置为接收从光源输出并从血管反射的光，并且被配置为生成与在第一时间段和第二时间段期间接收到的光相对应的第一输出电压，其中，检测器包括被配置为生成与接收到的光相对应的电荷的光电转换元件，以及被配置为存储生成的电荷并且生成输出电压的存储单元，并且其中，存储单元中的电荷量在第一时间段期间与由
光电转换元件生成的电荷相对应地增加，并且在第二时间段期间与由光电转换元件生成的电荷相对应地减少。
10.根据本发明构思的一些方面，提供了一种半导体设备，包括：光源，其被配置为根据具有第一周期(period)的第一控制信号输出光，并且根据具有比第一周期更短的第二周期的第二控制信号调制和输出光；光电转换元件，其被配置为接收从光源输出并从血管反射的光，并且生成与接收到的光相对应的电流；电流电压转换器，其被配置为生成与从光电转换元件生成的电流相对应的输出电压；以及开关，其被配置为响应于第一电平的第二控制信号执行光电转换元件和电流电压转换器之间的第一连接，并且响应于不同于第一电平的第二电平的第二控制信号执行光电转换元件和电流电压转换器之间的不同于第一连接的第二连接。
11.然而，本公开的各方面不限于本文所阐述的那些。通过参考下面给出的对本公开的详细描述，本公开的上述和其他方面对于本公开所属领域的普通技术人员将变得更加清楚。
附图说明
12.通过参考附图详细地描述本公开的示例实施例，本公开的上述和其他方面和特征将变得更加清楚，其中：
13.图1是根据一些示例实施例的半导体设备的框图；
14.图2是示出根据一些示例实施例的处理器的应用示例的图；
15.图3是图1的脉搏波传感器的电路图；
16.图4和图5是描述根据一些示例实施例的脉搏波传感器的操作的时序图；
17.图6至图8是描述根据一些示例实施例的脉搏波传感器的操作的图；
18.图9至图11是描述根据一些示例实施例的脉搏波传感器在频域中的操作的图；
19.图12是根据一些示例实施例的脉搏波传感器的电路图；
20.图13是根据一些示例实施例的脉搏波传感器的概念图；
21.图14是描述图13的脉搏波传感器的操作的时序图；以及
22.图15是根据一些示例实施例的电子设备的框图。
具体实施方式
23.在下文中，将参考附图描述本公开的示例实施例。
24.图1是根据一些示例实施例的半导体设备的框图。图2是示出根据一些示例实施例的处理器的应用示例的图。
25.参考图1，半导体设备1可以包括脉搏波传感器110(或ppg传感器)和处理器120。
26.在一些示例实施例中，半导体设备1可以是例如脉搏波测量设备。半导体设备1可以安装在诸如智能电话、平板pc、桌上型pc或膝上型pc的电子设备上，或者可以安装在专业医疗机构的医疗设备上。可替代地，半导体设备1可以以独立的形式(诸如可穿戴在对象的可穿戴设备(诸如腕表型、手环型、腕带型、戒指型、眼镜型或发带型))制造。
27.脉搏波传感器110可以通过使用从光源112输出的光脉冲来感测来自对象obj的脉搏波信号(或ppg信号)。脉搏波传感器110可以包括将光l照射(irradiate)到对象obj的光
源112，以及当由光源112照射的光l从生物组织(诸如皮肤sk的表面或血管bv)反射时检测反射光rl的检测器114。
28.ppg信号是反映依赖于外周(peripheral)区域的心跳的血管容积(volume)的变化的波形。当心脏收缩时，从心脏的左心室喷出的血液会流向外周组织，从而增加动脉血容量。此外，当心脏收缩时，红细胞携带更多的氧血红蛋白到外周组织。当心脏舒张时，心脏从外周组织接收部分血液流入。当光l照射到外周血管时，照射的光l被外周组织吸收。吸光度取决于血细胞比容和血容量。吸光度可以在心脏收缩时具有最大值，并且可以在心脏舒张时具有最小值。
29.脉搏波信号反映心脏收缩时的吸光度的最大值，并且反映心脏舒张时的吸光度的最小值。此外，脉搏波信号根据心跳循环(cycle)振动。因此，由于脉搏波信号反映了依赖于心跳的血压变化，所以它可以用于例如血压测量。
30.光源112可以照射一种或多种不同波长的光。例如，不同的波长可以包括蓝色、绿色、红色和红外波长，但示例实施例不限于此。
31.例如，光源112可以由发光二极管(led)、激光二极管(ld)、磷光体等组成，但不限于此。
32.在一些示例实施例中，光源112包括多个光源，并且多个光源可以被布置在距离检测器114不同的距离处。
33.检测器114可以包括一个或多个像素，该一个或多个像素检测从对象obj的生物组织反射的反射光rl，并将反射光rl转换为电信号。一个或多个像素可以包括光电二极管、光电晶体管(ptr)、图像传感器(例如，cmos图像传感器)等，但示例实施例不限于此。
34.处理器120可以从脉搏波传感器110接收脉搏波信号，并使用接收到的脉搏波信号执行各种信号处理。例如，处理器120可以从接收到的脉搏波信号中提取用于估计血糖的各种特征。此外，例如，如图2所示，处理器120可以从接收到的脉搏波信号中提取脉搏率可变性(prv)、心率可变性(hrv)、心率、脉搏率、血管硬度、血压、灌注指数、搏动量等。
35.在图中，脉搏波传感器110和处理器120被示为被单独配置，但示例实施例不限于此，并且根据示例实施例，处理器120可以被实现为集成在脉搏波传感器110中。
36.在下文中，将参考图3描述根据一些示例实施例的脉搏波传感器的更详细的配置。
37.图3是图1的脉搏波传感器的电路图。
38.参考图3，光源112可以包括发光元件ls以及开关sw1和sw2。
39.发光元件ls可以生成与施加的电流或电压成比例的光l。尽管附图示出了发光二极管作为发光元件ls的示例，但示例实施例不限于此。
40.开关sw1可以由控制信号con接通/断开。开关sw2可以由控制信号cm接通/断开。
41.例如，响应于第一电平(例如，逻辑高电平(在下文中被称为h电平))的控制信号con，开关sw1可以被接通以将发光元件ls连接到电流源。此外，响应于第二电平(例如，逻辑低电平(下文中被称为l电平))的控制信号con，开关sw1可以被断开以将发光元件ls从电流源断开。
42.响应于h电平的控制信号cm，开关sw2可以被接通以将发光元件ls连接到电流源。响应于l电平的控制信号cm，开关sw2可以被断开以将发光元件ls从电流源断开。
43.在此，控制信号con可以是发光元件ls的发射控制信号，并且控制信号cm可以是调
制控制信号。
44.也就是说，当控制信号con保持h电平时，控制信号cm可以在h电平和l电平之间重复地转变，以允许从光源112输出的光l变为具有特定周期的光脉冲。也就是说，开关sw2可以用作一种调制器。
45.另一方面，当控制信号con保持l电平时，不管控制信号cm的电平如何，都不从光源112输出光l。
46.在图中，分开示出了由作为发射控制信号的控制信号con控制的开关sw1和由作为调制控制信号的控制信号cm控制的开关sw2，但示例实施例不限于此。光源112还可以通过使用通过控制信号con和控制信号cm的and(“与”)操作所获得的控制信号而仅被配置有一个开关。
47.此外，在一些其他示例实施例中，光源112也可以被配置为没有所示的开关。例如，当用于控制发光元件ls的控制电流和控制电压作为通过控制信号con和控制信号cm的and操作所获得的波形被施加时，光源112可以被配置为没有开关。此外，即使当在控制发光元件ls的软件中实现类似于上述的逻辑时，光源112也可以被配置为没有开关。
48.检测器114可以包括光电转换元件rs，开关sw3、sw4、sw5和sw6，和/或电流电压转换器ivc。
49.光电转换元件rs可以生成与接收到的光相对应的电荷(或电流)。尽管光电二极管在图中被示为示例，但示例实施例不限于此。当光电转换元件rs是光电二极管时，光电转换元件rs可以包括阳极端子和阴极端子。
50.在由光电转换元件rs接收到的光中，不仅存在从光源112照射并从对象obj反射的反射光rl，还存在从外部环境提供的光(例如，噪声)。因此，从由光电转换元件rs接收到的光中去除这种噪声，以从反射光rl获得准确的脉搏波信号(或ppg信号)是有利的。
51.电流电压转换器ivc可以生成与从光电转换元件rs生成的电荷(或电流)相对应的输出电压vout。例如，输出电压vout可以通过输出端子out1和输出端子out2输出。
52.电流电压转换器ivc可以包括跨阻放大器(在下文中被称为tia)、存储元件c1和c2，和/或开关sw7和sw8。
53.例如，tia可以包括第一输入端子( )和第二输入端子(-)。存储元件c1可以连接在第一输入端子( )和输出端子out1之间。存储元件c2可以连接在第二输入端子(-)和输出端子out2之间。
54.开关sw7可以连接在第一输入端子( )和输出端子out1之间。开关sw8可以连接在第二输入端子(-)和输出端子out2之间。开关sw7和sw8可以由复位控制信号rst控制以接通/断开。
55.例如，开关sw7可以通过h电平复位控制信号rst来接通，以复位存储元件c1。例如，存储元件c1中的电荷可以被去除。例如，开关sw8可以通过h电平复位控制信号rst来接通，以复位存储元件c2。例如，存储元件c2中的电荷可以被去除。
56.在一些示例实施例中，存储元件c1的电荷容量和存储元件c2的电荷容量可以相同。然而，示例实施例不限于此，并且如果需要，存储元件c1和c2的电荷容量可以被不同地修改和实现。
57.开关sw3、sw4、sw5和sw6可以切换光电转换元件rs和电流电压转换器ivc之间的连
接关系。例如，开关sw3、sw4、sw5和sw6可以由控制信号cm接通/断开，以切换光电转换元件rs和电流电压转换器ivc之间的连接关系。
58.例如，开关sw3和sw6可以由控制信号cm接通/断开，并且开关sw4和sw5可以由通过对控制信号cm反相所获得的控制信号cmb接通/断开。因此，当开关sw3和sw6被接通时，开关sw4和sw5被断开，而当开关sw3和sw6被断开时，开关sw4和sw5被接通。
59.当开关sw3和sw6被接通并且开关sw4和sw5被断开时，光电转换元件rs的阴极端子连接到电流电压转换器ivc的第一输入端子( )，并且光电转换元件rs的阳极端子连接到电流电压转换器ivc的第二输入端子(-)。因此，从光电转换元件rs生成的电流用电荷给存储元件c1和c2充电。也就是说，存储元件c1和c2中的电荷量增加。因此，输出电压vout增加。
60.相反地，当开关sw3和sw6被断开并且开关sw4和sw5被接通时，光电转换元件rs的阴极端子连接到电流电压转换器ivc的第二输入端子(-)，并且光电转换元件rs的阳极端子连接到电流电压转换器ivc的第一输入端子( )。因此，从光电转换元件rs生成的电流释放(discharge)存储在存储元件c1和c2中的电荷。也就是说，存储元件c1和c2中的电荷量减少。因此，输出电压vout降低。这将在后面更详细描述。
61.尽管附图示出了使用四个开关sw3、sw4、sw5和sw6来切换光电转换元件rs和电流电压转换器ivc之间的连接关系的示例，但示例实施例不限于此。如果需要，也可以通过使用其他方法来切换光电转换元件rs和电流电压转换器ivc之间的连接关系。
62.在下文中，将参考图3至图8描述脉搏波传感器在时域中的操作。
63.图4和图5是描述根据一些示例实施例的脉搏波传感器的操作的时序图。图6至图8是描述根据一些示例实施例的脉搏波传感器的操作的图。
64.首先，参考图4，在第一周期t1中，控制信号con在h电平和l电平之间转变。此外，控制信号cm在比第一周期t1更短的第二周期t2中在h电平和l电平之间转变。
65.由于作为调制控制信号的控制信号cm每第二周期t2重复，所以光源112输出以频率f1调制的光脉冲。这里，f1＝1/t2成立。
66.在一些示例实施例中，控制信号cm保持h电平的时段t3可以是第二周期t2的一半。由于光源112在控制信号cm保持h电平的时段输出光l，而在控制信号cm保持l电平的时段不输出光l，所以从光源112输出的光脉冲的占空比可以基本上为0.5。然而，示例实施例不限于此，并且光脉冲的占空比可以按需被不同地修改。
67.如上所述，在控制信号cm处于l电平的时段，光源112不输出光l。
68.首先，复位控制信号rst在初始时间段t0期间保持h电平。因此，如图6所示，开关sw7和sw8被接通，并且存储元件c1和c2被初始化。由于存储元件c1和c2的初始化，输出电压vout也被初始化(例如，变为零)。
69.接下来，在第一时间段t1期间，复位控制信号rst变为l电平，并且开关sw7和sw8被断开。此外，控制信号con和控制信号cm变为h电平，并且光l从光源112输出。
70.从光源112输出的光l以反射光rl的形式被提供给光电转换元件rs。参考图5，由于噪声n，由光电转换元件rs接收到的反射光rl具有比从光源112输出的光l的强度更大的强度。例如，光源112可以输出仅具有信号分量s的光l，但由光电转换元件rs接收到的反射光rl可以包括信号分量s和噪声n。
71.参考图7，由于控制信号cm处于h电平，开关sw3和sw6被接通，并且开关sw4和sw5被
断开。因此，光电转换元件rs的阴极端子连接到电流电压转换器ivc的第一输入端子( )，并且光电转换元件rs的阳极端子连接到电流电压转换器ivc的第二输入端子(-)。
72.因此，从光电转换元件rs生成的电流ipd沿图示方向流动。由于光电转换元件rs接收到的反射光rl包括信号分量s和噪声n，所以电流ipd包括信号电流isig和噪声电流in。
73.从光电转换元件rs生成的电流ipd用电荷给存储元件c1和c2充电。因此，存储元件c1和c2中的电荷量与信号电流isig和噪声电流in(或者，光电转换元件rs生成的电荷)相对应地增加。随着存储元件c1和c2中的电荷量增加，包括信号分量和噪声分量的输出电压v1n被输出到输出端子out1和out2。
74.在一些示例实施例中，例如，输出电压v1n可以通过以下等式来计算。
75.v1n＝((isig in)
×
t1)/(c2、c1的电容)
…
等式1
76.再次参考图4，控制信号con在第一时间段t1之后的第二时间段t2期间保持h电平，但是控制信号cm变为l电平，因此光l不从光源112输出。
77.参考图5，由于光l不从光源112输出，所以由光电转换元件rs接收到的反射光rl可以仅包括噪声n。
78.参考图8，由于控制信号cm处于l电平，开关sw3和sw6被断开，并且开关sw4和sw5被接通。因此，光电转换元件rs的阴极端子连接到电流电压转换器ivc的第二输入端子(-)，并且光电转换元件rs的阳极端子连接到电流电压转换器ivc的第一输入端子( )。
79.因此，从光电转换元件rs生成的电流ipd沿图示方向流动。由于光电转换元件rs接收到的反射光rl仅包括噪声n，所以电流ipd仅包括噪声电流in。
80.从光电转换元件rs生成的电流ipd从存储元件c1和c2释放电荷。因此，存储元件c1和c2中的电荷量与噪声电流in(或者，光电转换元件rs生成的电荷)相对应地减少。随着存储元件c1和c2中的电荷量减少，通过从输出电压v1n中减去噪声分量而获得的输出电压v1被输出到输出端子out1和out2。
81.在第二时间段t2已经过去的时间点，例如，输出电压v1可以通过以下等式来计算。
82.v1＝(isig
×
t1)/(c2、c1的电容)
…
等式2
83.在第二时间段t2已经过去的时间点，由于与信号分量相对应的电荷量已经存储在存储元件c1和c2中，所以在第二时间段t2期间存储元件c1和c2中减少的电荷量小于在第一时间段t1期间存储元件c1和c2中增加的电荷量。
84.因此，输出电压v1小于输出电压v1n，但大于初始电压(例如，零)。
85.再次参考图4，在第二时间段t2之后的第三时间段t3期间，控制信号cm再次变为h电平，并且光l从光源112输出。
86.从光源112输出的光l以反射光rl的形式被提供给光电转换元件rs。在一些示例实施例中，由光电转换元件rs接收到的反射光rl可以包括信号分量s和噪声n。
87.参考图7，由于控制信号cm处于h电平，开关sw3和sw6被接通，并且开关sw4和sw5被断开。因此，光电转换元件rs的阴极端子连接到电流电压转换器ivc的第一输入端子( )，并且光电转换元件rs的阳极端子连接到电流电压转换器ivc的第二输入端子(-)。
88.因此，从光电转换元件rs生成的电流ipd沿图示方向流动。由于光电转换元件rs接收到的反射光rl包括信号分量s和噪声n，所以电流ipd包括信号电流isig和噪声电流in。
89.从光电转换元件rs生成的电流ipd用电荷给存储元件c1和c2充电。因此，存储元件
c1和c2中的电荷量从在第二时间段t2已经过去时的时间点已经存储在存储元件c1和c2中的电荷量起、与信号电流isig和噪声电流in(或者，光电转换元件rs生成的电荷)相对应地增加。随着存储元件c1和c2中的电荷量增加，包括信号分量和噪声分量的输出电压v2n被输出到输出端子out1和out2。
90.再次参考图4，控制信号con在第三时间段t3之后的第四时间段t4期间保持h电平，但是控制信号cm变为l电平，因此光l不从该光源112输出。在一些示例实施例中，由光电转换元件rs接收到的反射光rl可以仅包括噪声n。
91.参考图8，由于控制信号cm处于l电平，开关sw3和sw6被断开，并且开关sw4和sw5被接通。因此，光电转换元件rs的阴极端子连接到电流电压转换器ivc的第二输入端子(-)，并且光电转换元件rs的阳极端子连接到电流电压转换器ivc的第一输入端子( )。
92.因此，从光电转换元件rs生成的电流ipd沿图示方向流动。由于光电转换元件rs接收到的反射光rl仅包括噪声n，所以电流ipd仅包括噪声电流in。
93.从光电转换元件rs生成的电流ipd从存储元件c1和c2释放电荷。因此，存储元件c1和c2中的电荷量从在第三时间段t3已经过去时的时间点已经存储在存储元件c1和c2中的电荷量起、与噪声电流in(或者，光电转换元件rs生成的电荷)相对应地减少。随着存储元件c1和c2中的电荷量减少，通过从输出电压v2n中减去噪声分量而获得的输出电压v2被输出到输出端子out1和out2。
94.在第四时间段t4已经过去的时间点，由于与信号分量相对应的电荷量已经存储在存储元件c1和c2中，所以在第四时间段t4期间存储元件c1和c2中减少的电荷量小于在第三时间段t3期间存储元件c1和c2中增加的电荷量。
95.因此，输出电压v2小于输出电压v2n，但大于输出电压v1。
96.如果上述操作重复m次(m是自然数)，则电流电压转换器ivc可以输出与从光源112输出的光l相对应的输出电压vm，同时控制信号con保持h电平。由于由光电转换元件rs接收到的噪声分量已经如上所述逐步被依次去除，所以输出电压vm仅对应于从光源112输出的光l的信号分量。
97.在下文中，将参考图3和图9至图11描述上述脉搏波传感器在频域中的操作。
98.图9至图11是描述根据一些示例实施例的脉搏波传感器在频域中的操作的图。
99.参考图3和图9，如上所述，根据本示例实施例的脉搏波传感器的光源112以1/t2的频率调制光l并输出光l。因此，从光源112输出的光l在频域中具有1/t2的频率。
100.接下来，参考图3和图10，如上所述，由光电转换元件rs接收到的反射光rl具有信号分量和噪声分量。此外，光电转换元件rs生成与信号分量相对应的电流isig和与噪声分量相对应的电流in。
101.反射光rl的信号分量具有1/t2的频率，但是由于噪声分量没有以特定频率被调制，所以电流isig和电流in可以如图所示在频域被分离。
102.接下来，参考图3和图11，通过上述开关sw3、sw4、sw5和sw6的操作，可以解调电流isig，并且可以调制电流in。也就是说，开关sw3、sw4、sw5和sw6可以充当对电流isig进行解调并对电流in进行调制的调制器。也就是说，在本示例实施例中，调制器可以布置在光源112和检测器114中的每一个中。
103.取决于开关sw3、sw4、sw5和sw6的操作，电流isig和电流in的位置可以在频域中切
换。也就是说，信号分量不具有频率，而噪声分量具有1/t2的频率。
104.上述电流电压转换器ivg可以充当滤波器。例如，具有1/t2的频率的电流in可以被电流电压转换器ivg的tia的带宽ftia滤波。
105.因此，与从光源112输出的光l相对应的输出电压vout可以被输出到电流电压转换器ivg的输出端子out1和out2。
106.在根据本示例实施例的脉搏波传感器中，由于以这种方式从接收到的光中去除了噪声分量，所以当光源112的调制操作被适当地调整时，可以高效地去除噪声，而不管从光源112输出的光l的信号灵敏度如何。此外，由于不需要单独的采样电路(例如，采样和保持电路)来去除噪声，所以脉搏波传感器在小型化方面是有利的。
107.图12是根据一些示例实施例的脉搏波传感器的电路图。在下文中，将省略与上述示例实施例重叠的描述，并且将主要描述差异。
108.参考图12，脉搏波传感器115可以包括充当调制器的以下各项：开关sw3、sw4、sw5和sw6、tia、模数转换器115a和数模转换器115b。
109.在本示例实施例中，开关sw3、sw4、sw5和sw6、tia、模数转换器115a和数模转换器115b可以充当sigma-delta调制器。
110.例如，当充当调制器的开关sw3、sw4、sw5和sw6以及tia作为积分器操作以输出信号时，输出信号可以根据模数转换器115a的分辨率被转换为数字信号dout，并且数字信号dout可以被输出。输出的数字信号dout可以被输入到数模转换器115b并被转换为模拟信号，并且模拟信号可以通过积分器被再次提供给模数转换器115a。
111.根据一些示例实施例，所示的脉搏波传感器115还可以包括抽取滤波器，并且当脉搏波传感器115以这种方式配置时，可以将脉搏波信号直接转换为数字信号，而无需在单独的外部读出电路中进行额外的模数转换操作。
112.图13是根据一些示例实施例的脉搏波传感器的概念图。在下文中，将主要描述与上述示例实施例的差异。
113.参考图13，脉搏波传感器116的检测器(例如，图1的检测器114)可以包括被布置在多个行r1至r4和多个列c1至c4中的多个光电转换元件rs1至rs16。
114.尽管附图示出了多个光电转换元件rs1至rs16以4
×
4排列来布置，但示例实施例不限于此。如果需要，对多个光电转换元件rs1至rs16的排列可以被不同地修改。
115.被排列在同一行(例如，r1)中的光电转换元件(例如，rs1、rs2、rs3和rs4)可以连接到不同的列，并且被排列在同一列(例如，c1)中的光电转换元件(例如，rs1、rs5、rs9和rs13)可以共享同一列线。
116.滤光器f1至f16可以被布置在相应的行r1至r4和相应的列c1至c4中。滤光器f1至f16可以对由脉搏波传感器116接收到的光进行滤波和/或透射，并将滤波后的和/或透射的光提供给多个光电转换元件rs1至rs16。
117.在一些示例实施例中，滤光器f1至f16可以具有不同的光学特性。因此，由光电转换元件rs1、rs4、rs13和rs16接收到的光可以都具有不同的光学特性。
118.此外，在一些示例实施例中，滤光器f1至f16可以被排列为对于每个行具有相同的光学特性、或者可以被排列为对于每个列具有相同的光学特性。
119.当滤光器f1至f16被排列为对于每个行具有相同的光学特性时，光电转换元件rs1
和rs4可以接收具有相同光学特性的光，但是光电转换元件rs13可以接收具有与光电转换元件rs1和rs4接收的光的光学特性不同的光学特性的光。
120.此外，当滤光器f1至f16被排列为对于每个列具有相同的光学特性时，光电转换元件rs1和rs13可以接收具有相同光学特性的光，但是光电转换元件rs2可以接收具有与光电转换元件rs1和rs13接收的光的光学特性不同的光学特性的光。
121.列线cl1、cl2、cl3和cl4中的每一条可以在被布置在同一列中的光电转换元件rs1至rs16之间共享。也就是说，列线cl1可以将光电转换元件rs1、rs5、rs9和rs13连接到电流电压转换器ivc1，并且列线cl2可以将光电转换元件rs2、rs6、rs10和rs14连接到电流电压转换器ivc2，列线cl3可以将光电转换元件rs3、rs7、rs11和rs15连接到电流电压转换器ivc3，并且列线cl4可以将光电转换元件rs4、rs8、rs12和rs16连接到电流电压转换器ivc4。
122.图14是描述图13的脉搏波传感器的操作的时序图。
123.参考图14，当控制信号cm在h电平和l电平之间转变时，行r1至r4可以被依次选择。
124.例如，在控制信号cm在h电平和l电平之间转变两次的同时(例如，在从光源输出的光脉冲被接收到两次的同时)，行r1可以被选择，然后不被选择。行r2可以在行r1不被选择之后被选择，并且可以在控制信号cm在h电平和l电平之间转变两次的同时被选择然后不被选择。行r3和r4也可以以相同的方式被依次选择。
125.尽管附图示出了在接收从光源输出的光脉冲两次的循环中选择r1至r4中的每一行的示例，但示例实施例不限于此。如果需要，该循环可以被不同地修改和实现。
126.此外，在一些示例实施例中，行r1和r3可以被同时选择，并且行r2和r4可以被同时选择。
127.在如上所述基于具有不同光学特性的光感测脉搏波信号的情况下，处理器(例如，图1的处理器120)可以执行更多不同的处理。
128.图15是根据一些示例实施例的电子设备的框图。
129.参考图15，电子设备2可以包括脉搏波传感器110、处理器120、输出单元130、存储单元140和/或通信单元150。
130.就脉搏波传感器110而言，可以采用根据上述各种示例实施例的脉搏波传感器110。
131.处理器120可以执行与之前参考图1所描述的处理器120相同或基本相同的操作。
132.输出单元130可以向用户输出处理器120的处理结果。例如，输出单元130可以通过显示模块可视地输出心率、脉搏率、血压、血糖估计值等。可替代地，输出单元130可以通过扬声器模块、触觉模块等以非视觉方式(诸如语音、振动或触感)输出相同的内容。
133.输出单元130可以根据设置将显示区域分成两个或更多个部分，并且可以为每个部分输出由处理器120提取出的生物测定信息。
134.存储单元140可以在其中存储处理器120的处理结果。此外，存储单元140可以存储处理器120的信号处理所需的参考信息。例如，参考信息可以包括用户特性信息，诸如用户的年龄、性别和健康状况。
135.存储单元140可以包括存储介质，诸如闪存型存储器、硬盘型存储器、多媒体卡微型存储器和卡型存储器(例如，安全数字(sd)或极端数字(xd)存储器)、随机存取存储器(ram)、静态随机存取存储器(sram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器
(eeprom)、可编程只读存储器(prom)、磁存储器、磁盘或光盘，但示例实施例不限于此。
136.通信单元150可以在处理器120的控制下使用有线/无线通信技术与外部设备160通信，以发送和接收各种类型的数据。例如，通信单元150可以向外部设备160发送生物测定信息。此外，通信单元150可以从外部设备160接收估计生物测定信息所需的各种信号。
137.外部设备160可以包括信息处理设备，诸如可穿戴设备、智能电话、平板pc、桌上型pc或笔记本pc。
138.根据一些示例实施例，通信技术可以包括蓝牙通信、蓝牙低能量(ble)通信、近场通信(nfc)、wlan通信、紫蜂通信、红外数据协会(irda)通信、wi-fi直连(wfd)通信、超宽带(uwb)通信、ant 通信、wi-fi通信、射频识别(rfid)通信、3g通信、4g通信和5g通信等，但示例实施例不限于此。
139.以上公开的元件中的任何一个可以包括处理电路或实现在处理电路中，所述处理电路诸如：包括逻辑电路的硬件；硬件/软件组合，诸如执行软件的处理器；或者它们的组合。例如，更具体地，处理电路可以包括但不限于中央处理单元(cpu)、算术逻辑单元(alu)、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程门阵列(fpga)、片上系统(soc)、可编程逻辑单元、微处理器、专用集成电路(asic)等。
140.在总结详细描述时，本领域技术人员将理解，在基本上不脱离本发明构思的原理的情况下，可以对优选示例实施例做出多种变化和修改。因此，所公开的本发明构思的优选示例实施例仅出于一般性和描述性的意义而使用，而不是为了限制的目的而使用。