可穿戴式个人计算机和医疗设备的制造方法_3

文档序号:9828933阅读:来源:国知局
诸如无线电信号等无线 信号的发送器或收发器、WLAN、无线技术等。通信模块170可以实施多种无线标准或协议中 的任何一种,所述多种无线标准或协议包括但不限于Wi-Fi?(电气和电子工程师协会-IEEE 802 · 11族)、全球微波接入互通(WiMAX) (IEEE 802 · 16族)、IEEE 802· 20、长期演进(LTE)、增 强语音数据优化或仅增强语音数据(Ev-DO)、演进式高速分组接入(HSPA+)、蓝牙等、和其派 生物、以及被指定为第三代(3G)、第四代(4G)、第五代(5G)和更高代的任何其它无线协议。
[0073] 图1示出了安装在搭扣112中或搭扣112上并且被电耦合以将所接收的信号发送到 处理器110的天线140。根据其它实施例,天线140可以是处理器110的一部分,例如通过被安 装在与处理器110相同的板或PCB上(例如,可以不与处理器110分开容纳在搭扣中)。在一些 情况下,天线140可以是处理器芯片、管芯或封装的一部分。天线140可以被电子耦合到总线 120(或其它电气硬件连接),例如以从处理器110传送电子通信输出信号。
[0074] 天线140可以是无线通信天线或能够接收、解调并解码诸如无线电信号等无线信 号的接收器、WLAN、无线技术等。天线140可以实施多种无线标准或协议中的任何一种,所述 多种无线标准或协议包括上述关于模块170所提及的标准或协议。
[0075]图2是示出设备100或处理器110的数据传输系统的示图。图2示出了发送和接收来 自电话210的无线传输220的处理器110。在一些情况下,电话210可以是:智能手机、移动电 话或手机;膝上型电脑、笔记本电脑、平板电脑、或台式计算机;个人数字助理(PDA);监测 器;机顶盒或娱乐控制单元。在其它实施方案中,电话210可以是处理数据的任何其它电子 设备。
[0076]传输220可以是无线电传输、WLAN传输、信元传输、无线技术传输、或行业中已知的 其它传输系统,包括上述关于模块170所提及的传输系统。可以由模块170传送并且由天线 140接收传输220。传输220可以是由模块170传送并且由天线140接收的传输。
[0077]处理器110被示出为接收来自传感器130的信号220。如上针对总线120所述,信号 220可以是来自传感器130(例如,传感器132、134、136和138)的信号。处理器110被示出为接 收来自USB端口 116的信号226。如上针对端口 116所述,信号226可以是往返于端口 116的信 号。信号226可以是行业中已知的用于在处理器与USB端口之间通信的信号。处理器110被示 出为将信号220传送或发送到振动器124。信号124可以是上述用于在总线120上发送到振动 器124的信号。处理器110被示出为将信号214发送到扬声器114。信号214可以是上述用于在 总线120上发送到扬声器114的信号。
[0078]图3是搭扣112的示意性截面图。图3示出了具有开口 305的搭扣112,处理器110在 开口 305中被设置或附接到搭扣112。图3示出了在开口 305内的处理器110之上或容纳开口 305内的处理器110的盖子310。盖子310可以永久性地或可移除地附接到开口 305或搭扣112 的侧面。
[0079]图3示出了将CPU 310附接到开口305的底表面或搭扣112的热接口膜320。处理器 110可以是不产生很多热量的低功率处理器或计算系统。膜320可以是被设计为当膜被处理 器加热时保持芯片110对搭扣112的粘附的粘合膜。膜可以被设计为克服处理器的加热。
[0080] 在一些情况下,膜110在处理器与搭扣之间充分地传导热量,以将搭扣用作处理器 的热沉设备或冷却设备。在一些情况下,膜320可以是能够将处理器110与搭扣112热隔离以 免导致由处理器110产生的热量使搭扣对于穿戴设备100的人来说太温暖或太热的膜。膜 320还可以隔离处理器110以使处理器不会过热。可以领会的是,其它粘合剂或机构可以用 于将处理器安装在开口中。
[0081] -些实施例包括用于使用设备100来确定生物测量读数的过程。这种过程可以包 括将设备100安置在人的腰部周围。安置腰带可以包括将传感器130(例如,传感器132、134、 和136(以及可选地138))安置在腰部周围的所需位置。接下来,传感器可以感测生物测量环 境并且基于所感测的环境来输出电子输出信号。可以通过总线120将输出信号从传感器传 递到接收输出信号的处理器110。接下来,如果电子输出信号大于阈值或包括模型 (profile),处理器则可以将警报信号输出到警报器(例如,扬声器114、振动器124、和/或例 如至手机210的无线信号)。如果电子输出信号大于阈值或包括模型,处理器则可以基于输 出信号来确定或检测呼吸速率、腰围、一餐的食物量、坐立或睡眠时间、或去洗手间的频率。 响应于接收到警报信号,警报器(例如,扬声器114、振动器124、和/或手机210)可以向穿戴 设备100的人发出警报信号。
[0082] 图4是能够被穿戴在人身上并且能够感测来自人的声音的声音传感器的一部分的 示意性截面图。图4示出了声音传感器138,例如具有诸如麦克风等声音传感器的传感器单 元或"贴片"。声音传感器138可以被集成到设备100中(例如,如上文指出的),可以被穿戴者 独立穿戴,或者可以是声音传感器的"网状物"或阵列510的一部分(例如,见图5)。传感器 138被示出为具有载体贴片410,在所述载体贴片410上容纳了电气部件,例如麦克风420、低 能通信模块430、天线440、以及电池450。在一些情况下,声音传感器包括载体贴片、麦克风 420、以及有线或无线通信模块。在下文中进一步论述了传感器138和贴片410。在下文中进 一步描述了图4。
[0083]图5是被穿戴者穿戴或安装在穿戴者身上的多个声音传感器单元的示意图。图5示 出了被人或穿戴者520穿戴的网状物或阵列510形式的声音传感器138A-138J。阵列510包括 腹部或胸部样式512、腰部样式514、左腿样式515、以及右腿样式516。样式512包括传感器 138A、138B和138C。样式514包括传感器138D、138E和138F。样式515包括传感器138G和138H。 样式516包括传感器1381和138J。阵列510可以被描述为麦克风的"网状物"或"阵列"、或麦 克风网状物系统。阵列510被示出为包括10个麦克风单元、贴片、或声音传感器。可以领会的 是,阵列510可以包括更多或更少的声音传感器,例如包括3、6、7、或多于10个麦克风。阵列 510可以包括15、20、或30个声音传感器。
[0084] 在一些示例中,阵列510的传感器还包括与138A到138J相似的传感器,但是位于穿 戴者520的背部或后侧上。在这种情况下,对一个或多个传感器的任何参考包括对位于该传 感器正后方并且在穿戴者的背部上的对应传感器的参考。
[0085] 在一些情况下,阵列510可以包括样式512、514、515、和/或516。在一些情况下,仅 呈现了样式512或样式514。在一些情况下,仅呈现了样式515和样式516。在一些情况下,仅 呈现了样式512和样式514。传感器138或阵列510可以包括或使用一个或多个声音传感器 138,以感测在一个或多个位置处的声音,从而可以采集并分析这些声音(例如,通过处理 器),以监测生物测量活动,例如以监测或检测心跳、消化、呼吸、身体移动、对身体的损害、 或其它问题。在下文中对图5进行进一步描述。
[0086] 目前,人体声音监听主要受限于反应模式和有限的声音源。在医疗检查或健康检 查期间,医生主要监听人的肺部,以弄清此人是否有呼吸问题。这种有限的身体声音监听通 常只发生在短时间内并且不在现场。人体声音监听还通常受限于出于某单一目的的某些身 体位置,例如去医生办公室期间。例如,肺部经常被医生监听,而膝关节很少被医生监听。本 文中的实施例可以包括或利用可穿戴式麦克风网状物(分散在身体周围的多个麦克风(例 如,传感器138)的阵列或矩阵),以通过监听由声音传感器接收的来自人体的声音(例如心 跳、血液流动、呼吸和关节移动)来监测人体的(例如,设备100、传感器138或阵列510的穿戴 者的)健康、安全和活动。人体可以产生各种声音(听得见的或听不见的或非音频的)并且可 以用灵敏的麦克风(例如,传感器138)来"监听"(例如,检测)这些声音。在声音与人体的健 康和活动之间可以存在一些联系。通过监听并分析这些声音(例如,进行过滤以采集感兴趣 的频率,例如生物测量频率或生物测量"指示声音"),可以确定(例如,通过处理器)某些方 面、生物测量活动、或人体的健康和生物测量活动的问题。
[0087] -些实施例包括或利用多个麦克风(例如,诸如在阵列510中的多个传感器138), 以感测在多个位置(例如,经选择的位置)处的声音,从而可以采集并分析(例如,通过处理 器)所有这些声音,以使系统是多功能的。这种实施例可以被描述为基于声音监听的多功能 健康、生物测量和活动监测系统(例如,阵列510),例如以监测或检测心跳、消化、呼吸和身 体移动,例如以检测对器官的损害或其它问题的生物测量指示或活动声音。
[0088] -些实施例包括或利用具有声音传感器(例如,诸如阵列510中的多个传感器138) 的阵列的全身可穿戴式设备或网状物。多个麦克风系统(例如,处理器)可以通过比较在不 同位置(例如,经选择的位置)处由麦克风监听或检测的声音的差别来分析声音。该系统(例 如,图5)可以用于监测(例如,使用处理器)不能被单个麦克风(例如,图1或图4)监测的东 西。该系统(例如,基于这些声音)还可以用作噪音消除的反馈,以便聚焦于特定声音。
[0089] 传感器138或阵列510可以包括或使用一个或多个声音传感器138,以感测在一个 或多个位置处的声音,从而可以采集并分析这些声音(例如,通过处理器),以监测生物测量 活动,例如以监测或检测心跳、消化、呼吸、身体移动、对身体的损害、或其它问题。基于这些 检测,用于接收来自传感器138或阵列510的信号的处理器可以向例如警报器或其它设备发 送警报信号。在一些情况下,处理器可以给予穿戴者警报(例如,经由扬声器114或振动器 124、或其它方式),或者通过使用USB端口或无线传输(例如,模块170或430)来将警报信号 (以及输出数据)传送到另一个设备。
[0090] 更详细地,图4示出了贴片410的形式的传感器138,所述贴片410容纳诸如麦克风 410、低能通信模块430、天线440、以及电池450等电气部件。图4示出了安装在贴片410中或 贴片410上、并且被电耦合以接收来自麦克风420的信号以用于由天线440传输的通信模块 430和天线440。根据其它实施例,通信模块430和天线440可以被安装在与麦克风420相同的 板或PCB上。通信模块430可以是与模块170相似的无线通信天线或发送器(例如,以发送由 传感器138所感测的声音的无线输出信号)。类似于模块170被安装在搭扣112中的方式,模 块430可以被附接、固定、或永久性地安装在贴片410内或贴片410上。模块170可以被电子耦 合到贴片410的部件。
[0091]在一些情况下,低能通信模块430和天线440将音频输出数据或表示被麦克风420 听到的声音的输出数据传递到处理器,类似于信号220,传感器输出数据在总线120上通过 低能无线通信而被发送到处理器110。在一些情况下,类似于为处理器110供电的电池150, 电池450为麦克风420或传感器138的部件供电。
[0092] 在一些情况下,贴片410可以包括麦克风420、电池450或为传感器138供电的电容 器(例如,见电池150)、诸如无线技术等低能通信模块430、以及天线440。作为选择,天线也 可以用于为电池或电容器充电。所有这些元件都附接到贴片的一侧,所述贴片可以是塑料 或织物片。电子部件或诸如麦克风等硅芯片之间的电气互连可以使用导电粘合剂、PCB、柔 性总线(例如总线120)、迹线和/或焊接材料。
[0093]根据贴片将如何被附接在衣物上(例如,阵列510或网状物的另一侧)或被直接附 接在人的皮肤上(同一侧),在贴片的另一侧上或在贴片的与麦克风的开口相同的侧上可能 存在粘合剂。麦克风可以监听声音并且将声音的输出信号以未经处理的形式(例如,没有进 行信号处理)或在经过处理后(例如,通过音频电路或处理器)经由低能通信发送到诸如处 理器或智能手机的主设备。声音还可以由处理器或智能手机进行进一步处理。处理可以包 括基于声音频率的信号滤波,所述信号滤波将过滤掉噪声并且保留感兴趣的声音(例如,声 音的频率)。例如,可以通过保留1赫兹(Hz)左右的频率来对血液流动引起的声音进行滤波, 以检测指示血液流动的量的指示声音。可以通过分析或滤波以保留1赫兹(Hz)左右的声音 来检测心率的指示声音,以测量心率。
[0094] 图4示出了传感器138的无线形式,但是传感器138对于与处理器110的连接也可以 是有线的。如果是有线的,则可以排除或除去低能通信模块430和/或天线440和/或电池 450。在这种情况下,可以使用涂覆导电线来提供(例如,传导)来自传感器的输出信号和至 传感器的功率,涂覆导电线可以是衣服的织物或将布料缝合在一起以制成"网状物"或阵列 的缝合线的一部分。涂覆导线与传感器138之间的电气互连可以是导电粘合剂。在阵列或网 状物的制造过程中,具有可以与导线上的涂层发生反应的溶剂的一些导电粘合剂可以去除 导线上的涂层并且形成导线到传感器的部件的电气连接。
[0095] 在一些情况下,多个传感器138将组成"网状物"或阵列510。图5示出了麦克风网状 物系统的示例,其包括10个图4中所示的麦克风单元。在图5中,传感器位置演示了人体上的 可能位置。在一些情况下,传感器不一定是在衣服的表面;传感器可以被附接到皮肤上或衣 服的内表面上,以使其他人看不到网状物或阵列510。根据电气互连解决方案,阵列或网状 物的传感器可以是有线的或无线的。如果是有线的,则可以如上所述地与处理器完成电气 互连。如果是无线的,则在传感器之间不需要物理电气连接(例如,导线)。
[0096] 根据一些实施例,每个传感器138可以独立工作(作为单个传感器或作为阵列510 的一部分)。例如,距离心脏最近的位置处(例如,经选择的位置)的传感器(例如,传感器 138B)可以监测心跳,而位于靠近肺的位置处(例如,经选择的位置)的传感器(例如,在穿戴 者的背部上的传感器138E)则可以监测呼吸。这些传感器还可以一起工作。当它们一起工作 时,阵列510或系统可以自动识别传感器的相对位置(例如,经选择的位置)。这对于穿戴者 或使用者的经验而言可能是重要的,因为使用者可以仅将传感器附接在他喜欢的位置上 (例如,如上文指出的经选择的位置)并且诸如处理器或智能手机等系统识别传感器在穿戴 者身上的位置(例如,经选择的位置)。这可以用一个或多个处理来完成。首先是对传感器使 用无线定位。此处,每个传感器可以传送或接收无线信号。信号强度与两个传感器之间的距 离有关。基于对在这些传感器中的任何两个之间所测量的信号强度的计算,可以计算出相 对位置(例如,在经选择的位置)。第二种方法是使用声音强度来识别传感器的相对位置。在 该方法中,传感器将产生具有某种强度的声音,而其它传感器将根据两个传感器之间的距 离来接收具有各种强度的声音。基于所有传感器中的任何两个之间所发送的声音强度与所 接收的声音强度的对比,可以计算距离并且识别所有传感器的相对位置。如果这些传感器 被导线连接在一起而不是无线连接,则可以通过测量两个传感器之间的线路电阻来识别相 对位置。导线越长,电阻越高。这可以有助于安置传感器(例如,在经选择的位置)。
[0097]当传感器的网状物或阵列510-起工作时(例如,处理器考虑或对比传感器的输出 信号中的多于一个输出信号),可以实现不能用单个传感器实现的一些功能。例如,在图5 中,如果人体的左臂被某物击中或被某人攻击,则可以对比来自传感器(例如,所有阵列510 或样式512)的声音以确定左臂被击中的位置。所有传感器将接收具有不同强度的声音,从 而可以确定身体被击中的粗略位置。例如,可以将来自传感器138A的声音与来自传感器 138C、J、H或其它传感器的声音对比,以确定左臂被击中的位置(例如,基于传感器138A处而 非传感器138C、J、H处的响亮的撞击声音)。这在人体遇到事故时有价值。该信息可以帮助医 生判断受伤位置和严重程度。
[0098] 传感器138可以彼此连接或连接到处理器或控制器以用于分析数据,例如以检测 生物测量活动。例如,在一些情况下,控制器或处理器(例如,类似于处理器110)可以位于传 感器的其中之一中、单独的设备中、或设备100中(例如,通过作为处理器110)。每个传感器 138可以通过有线或无线通信与该处理器通信。在一些情况下,传感器中的一些传感器通过 有线通信进行通信,而一些传感器则进行无线通信。
[0099] 有线通信可以包括通过导线、数据总线(例如,类似于总线120)或通过多导线或同 轴型电缆来与控制器进行通信。导线可以作为网状物或衣服的材料的部分而存在。导线可 以与材料分开并且被粘附,以沿着网状物或衣服的材料被串起来。在一些情况下,可以通过 网状物或衣服的材料来编织导线。导线可以将数据从传感器传递到处理器。这种数据可以 包括关于传感器138所描述的声音数据和输出信号。有线通信信号可以包括关于信号220所 描述的信号。
[0100]
当前第3页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1