可穿戴装置及操作所述可穿戴装置的方法与流程

本发明涉及可穿戴装置领域，且特定来说，涉及在冥想或放松练习(例如，呼吸练习)期间经由可穿戴装置提供生物反馈。

背景技术：

消费者对个人健康的关注已导致市场上提供各种个人健康监测装置。此类装置(直到最近)往往使用起来复杂且通常经设计用于一种活动，例如自行车行程计算机。

传感器、电子器件及电源微型化的进步已允许个人健康监测装置(在本文中也被称为“生物计量跟踪”、“生物计量监测”或简单地“可穿戴”装置)的尺寸经提供为先前不切实际的极小尺寸。针对这些装置的应用的数目正随着可穿戴装置的处理电力及组件微型化的改进而增加。

技术实现要素：

本发明的系统、方法及装置各自具有若干创新方面，所述创新方面中的单个者无法单独负责本文所揭示的理想属性。

一方面，提供一种操作可穿戴装置的方法，所述可穿戴装置包括一或多个生物计量传感器及用户接口，所述生物计量传感器包含运动传感器。所述方法可涉及：基于所述运动传感器的输出来确定用户的移动在移动的耐量范围内；以及响应于确定所述用户的移动在移动的所述耐量范围内而经由所述用户接口提示所述用户进行冥想或放松练习(例如呼吸练习)，所述冥想练习与目标生理指标(例如目标呼吸指标)相关联。所述方法可进一步涉及：基于所述一或多个生物计量传感器中的至少一者的输出来测量所述用户在所述冥想练习期间的生理指标(例如所述用户的呼吸模式的呼吸指标)；以及至少部分基于比较所述经测量的生理指标与所述目标生理指标来确定指示所述用户在所述冥想练习期间的表现的表现得分。所述方法可进一步涉及：基于所述经确定的表现得分经由所述用户接口提供指示所述用户在所述冥想练习期间的表现的反馈信息。

另一方面，提供一种操作可穿戴装置的方法，所述可穿戴装置包括一或多个生物计量传感器及无线通信收发器，所述生物计量传感器包含运动传感器。所述方法可涉及：基于所述运动传感器的输出来确定用户的移动在移动的耐量范围内；以及响应于确定所述用户的移动在移动的所述耐量范围内，经由所述收发器将指令发射到客户端装置用于显示包括描述与冥想练习相关联的指令的文本及图形中的至少一者的消息，所述冥想练习与目标生理指标相关联(例如目标呼吸指标)。所述方法可进一步涉及：基于所述一或多个生物计量传感器中的至少一者的输出来测量所述用户在所述冥想练习期间的生理指标(例如所述用户的呼吸模式的呼吸指标)；以及基于比较所述经测量的生理指标与所述目标生理指标来确定指示所述用户在所述冥想练习期间的表现的表现得分；所述方法可进一步涉及：基于所述表现得分经由所述收发器将指令发射到所述客户端装置用于显示包括描述以下项中的至少一者的文本及图形中的至少一者的消息：(i)所述表现得分及(ii)用以调整所述用户的表现的对所述用户的指令(例如，用以调整用户的呼吸模式的指令)。

另一方面，提供一种可穿戴装置，其包含一或多个生物计量传感器以及用户接口，所述生物计量传感器包含运动传感器。所述可穿戴装置可进一步包含至少一个处理器及存储器，所述存储器存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于控制所述至少一个处理器执行以下操作：基于所述运动传感器的输出来确定用户的移动在移动的耐量范围内；以及响应于确定所述用户的移动在移动的所述耐量范围内而经由所述用户接口提示所述用户进行冥想练习，所述冥想练习与目标生理指标相关联。所述存储器可进一步存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于控制所述至少一个处理器执行以下操作：基于所述一或多个生物计量传感器中的至少一者的输出来测量所述用户在所述冥想练习期间的生理指标；以及基于比较所述经测量的生理指标与所述目标生理指标来确定指示所述用户在所述冥想练习期间的表现的表现得分。所述存储器可进一步存储计算机可执行指令以用于控制所述至少一个处理器以基于所述表现得分经由所述用户接口提供指示在所述冥想练习期间的所述表现的反馈信息。

又一方面，提供一种可穿戴装置，其包含一或多个生物计量传感器以及无线通信收发器，所述生物计量传感器包含运动传感器。所述可穿戴装置可进一步包含至少一个处理器及存储器，所述存储器存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于控制所述至少一个处理器执行以下操作：基于所述运动传感器的输出来确定用户的移动在移动的耐量范围内；以及响应于确定所述用户的移动在移动的所述耐量范围内，经由所述收发器将指令发射到客户端装置用于显示包括描述与冥想练习相关联的指令的文本及图形中的至少一者的消息，所述冥想练习与目标生理指标相关联。所述存储器可进一步存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于控制所述至少一个处理器执行以下操作：基于所述一或多个生物计量传感器中的至少一者的输出来测量所述用户在所述冥想练习期间的生理指标；以及基于比较所述经测量的生理指标与所述目标生理指标来确定指示所述用户在所述冥想练习期间的表现的表现得分。所述存储器可进一步存储计算机可执行指令用于控制所述至少一个处理器基于所述表现得分经由所述收发器将指令发射到客户端装置用于显示包括描述以下项中的至少一者的文本及图形中的至少一者的消息：(i)所述表现得分及(ii)用以调整所述用户的表现的对所述用户的指令(例如用以调整所述用户的呼吸模式的指令)。

附图说明

图1a是说明根据本发明的方面的实例可穿戴装置的某些组件的框图。

图1b是说明根据本发明的方面的可与可穿戴装置的处理器通信的实例生物计量传感器的框图。

图2是根据本发明的方面的腕戴装置的实例。

图3是说明根据本发明的方面的腕戴装置的另一实例的透视图。

图4是根据本发明的方面的包含光学传感器的实例可穿戴装置的横截面图。

图5a及5b是根据本发明的方面的用于光电容积脉搏波(ppg)传感器的电路的实例示意图。

图6a及6b是根据本发明的方面的用于确定心率的实例框图。

图7a及7b是说明根据本发明的方面的由光学传感器测量的心率的实例的曲线图。

图8a到8l是根据本发明的方面的可显示给用户的实例图像或用户接口。

图9是说明根据本发明的方面的用于在冥想练习期间提供生物反馈的实例方法的流程图。

图10是说明根据本发明的方面的用于在冥想练习期间提供生物反馈的另一实例方法的流程图。

具体实施方式

个体能够通过控制某些自主或半自主过程调整或控制他/她的生理状态(例如其平静或放松的水平)。举例来说，当个体经由(例如)减缓他/她的呼吸速率或更深地呼吸调节他/或她的呼吸模式时，个体可获得平静或放松的生理状态。视觉显示器可经由向个体显示视觉指令以使其按经定义的速率呼吸、匹配经定义的呼吸模式及/或在吸气或呼气期间增加其呼吸的深度，以及经由向个体显示反馈信息来在此呼吸调节方面辅助个体。

本发明涉及可辅助及激励个体控制其生理状态的方法及装置。个体能够在接收他/她试图控制的过程的实时反馈时实现对某些自主或半自主过程的较高水平的控制。举例来说，个体可在查看其心率的实时图形时更成功地控制他/她的心率。相较于仅向个体显示指令，此实时反馈可辅助个体更有效地获得平静或放松状态。

可穿戴装置概述

图1a是说明根据本发明的方面的实例可穿戴装置的框图。可穿戴装置10可包含处理器120、存储器130、无线收发器140及一或多个生物计量传感器160。可穿戴装置10还可任选地包含用户接口110及一或多个环境传感器150。举例来说，无线收发器140可经配置以直接或在处于无线接入点(未说明)的范围中时与客户端装置20及/或服务器22无线通信。存储器130、无线收发器140、一或多个生物计量传感器160、用户接口110及/或一或多个环境传感器150中的每一者可与处理器120电通信。

客户端装置20(例如移动电话、个人计算机、平板计算机装置等等)可经由无线收发器140与可穿戴装置10的处理器120无线通信，且可经配置以将指令及/或反馈显示给可穿戴装置10的用户。举例来说，在其中用户接口110不包含显示器组件的实施例中，可穿戴装置10可替代地经由与可穿戴装置10配对的客户端装置20的显示器将指令及/或反馈显示给用户。在某些实施方案中，可穿戴装置10还可经由客户端装置20与服务器22通信或经由服务器22与客户端装置20通信。客户端装置20及/或服务器22可以数据流的形式从可穿戴装置10接收生物计量数据且可基于所接收的数据计算某些指标。

存储器130可存储用于致使处理器120执行某些动作的指令。举例来说，处理器120可经配置以向用户提供指令以使其进行冥想或放松练习(例如呼吸练习)且基于存储于存储器130中的指令提供包含指示用户在冥想练习期间的表现的表现得分。处理器可接收来自生物计量传感器160及/或一或多个环境传感器150中的一或多者的输入以便确定在练习期间的表现得分。在一些实施例中，生物计量传感器160可包含光学传感器(例如光电容积脉搏波(ppg)传感器)、加速度计及/或其它生物计量传感器中的一或多者。以下(例如结合图1b)更详细描述关于此类生物计量传感器的进一步信息。

可穿戴装置10可收集来自一或多个生物计量传感器160、一或多个环境传感器150及/或外部装置的一或多个类型的生理及/或环境数据，且将此信息传达或中继到其它装置(例如客户端装置20及/或服务器22)，从而允许所收集的数据被查看，例如使用网页浏览器或基于网络的应用程序。举例来说，当可穿戴装置10由用户穿戴时，可穿戴装置10可经由使用一或多个生物计量传感器160计算且存储用户的步数来执行生物计量监测。可穿戴装置10可将表示用户的步数的数据发射到网络服务(例如www.fitbit.com)、计算机、移动电话及/或卫生站上的账户，其中数据可由用户存储、处理及/或可视化。可穿戴装置10可测量或计算除了用户的步数之外或替代用户的步数的其它生理指标。此类生理指标可包含(但不限于)：能量消耗(例如燃烧的卡路里；攀升及/或下降的楼层)；心率；心跳波形；心率变异性；心率恢复；位置及/或前进方向(例如经由通过全球定位系统(gps)、全球导航卫星系统(glonass)或类似系统；海拔)；行步速度及/或行进距离；步数；游泳圈数；泳姿类型及所检测的计数；自行车距离及/或速度；血压；血糖；皮肤传导性；皮肤温度及/或体温；经由肌电图测量的肌肉状态；如由脑电图测量的大脑活动；体重；体脂；热量摄入；来自食物的营养摄入；药物摄入；睡眠周期(例如，时钟时间，睡眠阶段，睡眠质量及/持续时间)；ph水平；水合水平；呼吸速率及/或其它生理指标。

可穿戴装置10还可测量或计算与用户周围环境相关的指标(例如使用一或多个环境传感器150)，例如(举例来说)，气压、天气条件(例如温度、湿度、花粉量、空气质量、雨/雪条件、风速)、光暴露(例如环境光、紫外(uv)光暴露、处于黑暗中的时间及/或持续时间)、噪声暴露、辐射暴露及/或磁场。此外，可穿戴装置10(及/或客户端装置20及/或服务器22)可收集来自生物计量传感器160及/或环境传感器150的数据，且可计算从此数据导出的指标。举例来说，可穿戴装置10(及/或客户端20及/或服务器22)可基于心率变异性、皮肤传导性、噪声污染及/或睡眠质量的组合来计算用户的紧张或放松水平。这些或其它生物计量的任何组合可由可穿戴装置10使用以确定指示用户在冥想练习期间的表现的表现得分。这些实例经提供仅用于说明且不希望是限制或穷尽性的。

图1b是说明根据本发明的方面的可与可穿戴装置的处理器通信的数个实例生物计量传感器的框图。举例来说，在图1b的实施例中，可穿戴装置10包含光学传感器300，例如(举例来说)ppg传感器，其可用于检测用户的心率及/或心率变异性。举例来说，可穿戴装置10可包含光学传感器300、运动传感器162及/或其它生物计量传感器164。可用作运动传感器162的生物计量传感器的实例包含加速度计、陀螺仪、测高计等等。图1b中说明的生物计量传感器中的每一者与处理器120电通信以允许处理器120确定指示用户在冥想练习期间的表现的一或多个表现得分。处理器120可使用从光学传感器300、运动传感器162及/或其它生物计量传感器164的任何组合接收的输入来计算此类表现得分。此外，从运动传感器162及/或其它生物计量传感器164接收的生物计量数据也可由处理器120使用以计算用户的心率及/或心率变异性，如下文实例中解释。在一些实施例中，光学传感器300、加速度计162及/或其它生物计量传感器164可对应于图1a中所说明的生物计量传感器160。

根据本文中所描述的实施例及实施方案的可穿戴装置10的处理器120及/或其它组件可经配置以提示用户进行冥想练习。此提示可经由用户接口110的显示器或客户端装置20的外部显示器传达给用户。在一个实例中，用户接口110的显示器或客户端装置20的外部显示器可包含发光电路。在其它实施方案中，可通过经由声音产生电路产生对用户的可听提示或经由触觉驱动电路产生对用户的触觉通信将用户提示传达给用户。

除非用户保持静止(这可意味着(举例来说)用户的移动在移动的耐量范围内)，否则冥想练习在改变用户的生理状态方面(例如使用户平静或放松)可能不是有益的或有效的。因此，处理器120可通过基于来自运动传感器162的输出确定指示用户的移动的指标来确定用户是否是静止的。举例来说，处理器120可在启动冥想练习之前确定运动传感器162的输出在移动的耐量范围内。此外，在一些实施方案中，处理器120可在冥想练习期间(例如间隔地)通过确定运动传感器162的输出是否在移动的耐量范围内来确定用户是否处于静止状态。在另一实例中，用户可能试图在如由运动传感器162所测量的用户的运动不在移动的耐量范围内时开始冥想练习。处理器120可响应于确定运动传感器162的输出不在移动的耐量范围内而提示或通知用户他/她应稍后进行冥想练习。

在冥想练习期间，可穿戴装置10可提示用户根据目标呼吸模式呼吸。可穿戴装置10可通过比较在冥想练习期间获取的用户的呼吸模式的生物计量或生理测量(例如呼吸指标)与目标呼吸指标来确定用户是根据目标呼吸模式呼吸。处理器120可基于生物计量测量来确定呼吸指标。在一个实施方案中，处理器120可基于基于光学传感器300的测量所确定的心率或心率变异性来确定生理指标。

根据本文所描述的实施例及实施方案的可穿戴装置10可具有适于耦合到用户的身体或衣服(例如固定到用户的身体或衣服、由用户的身体或衣服穿戴、支撑等等)的形状及/或大小。图2展示根据本发明的方面的腕戴可穿戴装置202的实例。腕戴可穿戴装置202可具有显示器205、按钮204、电子封装(未说明)及/或附接带206。附接带206可通过使用钩及环(例如尼龙搭扣)、扣钩及/或具有其形状记忆的带(举例来说，通过使用弹簧金属带)固定到用户。

图3是说明根据本发明的方面的腕戴装置的另一实例的透视图。图3的腕戴可穿戴装置202′可包含按钮204′、附接带206′、紧固件208(例如钩及环、扣钩或带形状记忆)、装置外壳210、传感器突出部212及/或充电/配合凹槽214(例如，用于与充电器或缆线的数据传送接口等等配合)。与图2的腕戴可穿戴装置202相对照，在图3中，腕戴可穿戴装置202′包含用于与充电器及/或数据传输缆线配合的传感器突出部212及凹槽214。图3还说明装置外壳210，其可容纳腕戴可穿戴装置202′的内部装置，例如(举例来说)，处理器120、光学传感器300及/或运动传感器162(展示于图2中)。光学传感器300可直接容纳于传感器突出部212下方。下文结合图4到5b进一步详细描述光学传感器300。

光学传感器

根据本发明的一或多个方面，为在冥想练习期间提供生物反馈，可穿戴装置10可使用生物计量传感器160中的一或多者来确定用户在练习期间的生理指标(例如，基于用户的呼吸模式的呼吸指标)。举例来说，光学传感器300可用以检测且测量用户的心脏信号的特征。在某些实施例中，光学传感器300可为ppg传感器。以下可互换使用术语“光学传感器”与ppg传感器300；然而，在某些实施例中，光学传感器可包括非ppg传感器。

图4是根据本发明的方面的包含光学传感器的可穿戴装置的部分的横截面图。在图4的实施例中，光学传感器300可实施为ppg传感器300。ppg传感器300可形成于装置主体210内且可包含一或多个光源(例如发光二极管(led))315、光电检测器320、印刷电路板(pcb)325及光学透明层330。光学透明层330可经由压敏粘合剂310附接到装置主体210且液体密封垫305可经提供以密封可穿戴装置10。

在图4的实施例中，两个光源315可放置在光电检测器320的任一侧上以促进ppg感测。在其它实施方案中，光源315的数目可变化。取决于实施例，光源315可发射绿光、红外光或具有多个波长的光，(例如，红光、绿光及红外光或其任何组合)。在某些实施例中，光阻挡材料(未说明)可放置于光源315与光电检测器320之间以防止来自光源315的任何光在不首先离开可穿戴装置10的主体的情况下到达光电检测器320。光学透明层330可放置于ppg传感器300的下表面上以形成密封。尽管光学透明层330经说明为与装置主体210齐平，但在其它实施例中，光学透明层330可形成图3中所展示的突出部。光学透明层330可起到其它作用，例如防止液体或碎屑进入放置光源315或光电检测器320的可穿戴装置10。可通过模内贴标(iml)形成光学透明层330。光源315及光电检测器320可放置于pcb325上，pcb325在某些实施例中可为柔性的。

图4的配置可改进光学传感器300的组件与用户的身体之间的光通量耦合的效率。举例来说，在一个实施例中，光源315及/或相关联的检测器320可安置于柔性或柔韧衬底(例如pcb325)上，pcb325可弯曲，从而允许可穿戴装置10的皮肤侧(其可由顺应材料制成)符合(例如在无额外处理的情况下)或能够经成形(或顺应)以符合可穿戴装置10在正常操作期间耦合或附接到的身体部分(例如用户的手腕、手臂、脚踝及/或腿)的形状，使得光源315及/或相关联的检测器320接近用户的皮肤(即，在装置的皮肤侧与用户的皮肤的邻近表面之间几乎没有间隙)。

在一个实施例中，光源315及/或相关联的检测器320可安置于扁平柔性缆线(ffc)或柔性pcb325上。一方面，柔性或柔韧衬底(例如ffc或柔性pcb325)可连接到装置内的具有安置于其上的其它组件(例如数据处理电路)第二衬底(例如pcb)。具有不同高度的光学组件可安装到柔性衬底的不同部分或突出部且被压或固定到外壳表面使得光学组件与外壳表面齐平。另一方面，第二衬底可为相对柔性或非柔韧衬底，固定于装置内，具有安置于其上的其它电路及/或组件(无源及/或有源)。

在相关方面，ppg电路可包含放大电路，其经优化以在不考虑环境条件(其包含(但不限于)运动、环境光及肤色)的情况下获得质量信号。结合图5a及5b描述此ppg放大电路的两个实例。

图5a说明可用于ppg感测的采样及保持电路及差分/仪表放大器的实例示意图。图5a的实例电路400可包含光电检测器320、反馈电抗410、放大器420(例如差分放大器)、采样及保持电路430(例如缓冲器)及差分或仪表放大器440。光电检测器320的输出可连接到放大器420的第一输入(例如负端子)，以与连接到放大器420的第二输入(例如正端子)的接地信号(或另一信号)比较。放大器420的输出可连接到与光电检测器320所连接相同的放大器的输入(例如第一输入)。放大器420的输出还可连接到采样及保持电路430及差分/仪表放大器440的第一输入(例如正端子)。采样及保持电路430的输出还可连接到差分/仪表放大器440的第二输入(例如负端子)。差分/仪表放大器440可接着输出放大的光电检测器320输出与先前采样的放大的光电检测器320输出之间的比较。来自电路400的输出信号可因此为光电检测器320的当前采样与先前采样之间的放大的差，参考给定电压。

图5b说明使用控制的电流源以在跨阻抗放大器之前偏移“偏置”电流的ppg传感器的电路的实例示意图。图5b的电路400′可包含光电检测器320、电流源450、反馈阻抗410′及放大器420′(例如差分放大器)。光电检测器320的输出可与电流源450的输出组合且接着供应到放大器420′的第一输入(例如负端子)。放大器420′的第二输入(例如正端子)可连接到接地或另一电势。来自放大器420′的输出信号可反馈到经由具有反馈阻抗410′的回路连接到光电检测器320的放大器420′的第一输入。电路组件的此布置可允许较大增益被施加在跨阻抗放大器级处。

根据本发明的一或多个方面，如上文描述，根据本发明的方面，处理器120可经配置以基于ppg传感器300的输出来确定用户的心率或心率变异性。在一些实施例中，可穿戴装置10可包含另外组件，其可实施于硬件中或经由处理器120实施以并入来自其它生物计量传感器160的测量来确定一或多个生理指标(例如用户的呼吸指标、心率等等)。在一个实例中，运动传感器162可用以扩增ppg传感器的输出来确定用户的心率。

测量心率及/或心率变异性

图6a及6b是根据本发明的方面的用于确定心率的实例框图。如图6a中所展示，可穿戴装置10可包含组件系统500用于基于光学ppg信号(例如从ppg传感器300接收的信号)及运动信号(例如从运动传感器162接收的信号)来确定用户的心率。系统500可由硬件组件实施及/或实施于由处理器120执行的软件中。系统500可包含第一频谱估计器505及第二频谱估计器510、多频谱跟踪器515、活动鉴别器520及跟踪选择器525。第一频谱估计器505及第二频谱估计器510中的每一者可包含快速傅立叶变换(fft)块及峰值提取块。在图6a的实例中，活动鉴别器520可使用从运动信号提取的峰值来确定用户正进行的活动(例如久坐、行走、跑步、睡觉、躺下、坐着、骑自行车、打字、椭圆机训练、举重训练)。用户的当前活动的此确定可由多频谱跟踪器515及跟踪选择器525用来从光学ppg信号提取心率。因此，图6a中的运动信号可由系统500用来确定用户的当前活动。

图6a及6b中所说明的块仅为可经执行以用运动信号补充ppg信号从而确定心率的组件及/或处理模块的实例。然而，在其它实施方案中，系统500可包含其它块或可包含来自可穿戴装置10的其它生物计量传感器的输入。

在图6b的实施方案中，系统500′包含第一频谱估计器505′及第二频谱估计器510′、多频谱跟踪器515′、活动鉴别器520′及跟踪选择器525′。第一频谱估计器505′及第二频谱估计器510′中的每一者可包含快速傅立叶变换(fft)块及峰值提取块。在图6b的实例中，由频谱估计器510′从运动信号提取的峰值可供应到多频谱跟踪器515′。因此，除了在光学ppg信号中的峰值之外，来自运动信号的峰值可由多频谱跟踪器515′使用，且当前活动可由活动鉴别器520′在确定心率时确定。

在某些操作条件下，可通过计数时间窗口内的信号峰值的数目或通过利用信号的基频或第二谐波(例如通过fft)来测量用户的心率。在其它情况中，例如在用户在运动中时获取的心率数据，可对信号及所提取的频谱峰值执行fft，其可接着随后由多目标跟踪器处理，多目标跟踪器开始、继续、合并及/或删除频谱的跟踪。

在一些实施例中，可对运动信号执行一组类似操作且输出可用以做活动鉴别(例如久坐、行走、跑步、睡觉、躺下、坐着、骑自行车、打字、椭圆机训练、举重训练)，其可用于辅助多目标跟踪器515或515′。例如，可确定用户过去是静止的且已开始移动。此信息可由多频谱跟踪器515或515′使用以使跟踪持续偏向升高的频率。类似地，活动鉴别器520或520′可确定用户已停止跑步或跑的更慢且此信息可用以优选地使跟踪持续偏向降低的频率。

可由具有单扫描或多扫描、多目标跟踪器拓扑(例如联合概率数据关联跟踪器、多假设跟踪、最近邻等等)的多频谱跟踪器515或515′来执行跟踪。可通过卡尔曼滤波器、样条回归、粒子滤波器、交互式多模型滤波器等等来完成跟踪器中的估计及预测。

跟踪选择器525或525′可使用来自多频谱跟踪器515或515′的输出跟踪且基于输出跟踪估计用户的心率。跟踪选择器525或525′可估计对应跟踪表示用户的心率的跟踪中的每一者的概率。所述估计可被视为具有表示用户的心率的最大概率的跟踪、分别由其表示用户的心率的概率进行加权的跟踪总和，等等。活动鉴别器520或520′可确定正由用户进行的当前活动，其可由跟踪选择器525或525′用来估计用户的心率。例如，当用户睡觉、坐着、躺下或久坐时，用户的估计心率可朝着在40到80bpm的范围中的心率偏斜。当用户在跑步、慢跑或做其它剧烈练习时，用户的估计心率可朝着在90到180bpm的范围中的升高心率偏斜。活动鉴别器520或520′可至少部分基于用户的速度来确定用户的当前活动。当用户不移动时，用户的估计心率可转向选定输出跟踪的基频(或全部通过其获得)。可由跟踪选择器525或525′基于指示活动的改变的准则来选择对应于用户的心率的输出跟踪。例如，当用户开始从静止状态行走时，跟踪选择器525或525′可基于从活动鉴别器520或520′接收的输出来选择说明转向更高频率的输出跟踪。

图7a及7b是说明根据本发明的方面的由光学传感器测量的心率的实例的曲线图。图7a中所说明的心率可指示由ppg传感器300在冥想练习期间测量的心率。如图7a中所展示，用户的心率可以正弦曲线有规律的变化。心率测量的变化可被称为心率变异性。针对某些个体，相较于较低的心率变异性，较高的心率变异性可指示个体处于更加平静或放松的生理状态。因而，在某些实施方案中，心率变异性可用作用于确定指示用户的生理状态的表现得分的生理指标。图7a中所说明的心率变异性可指示用户处于放松或平静状态。然而，其它生理指标也可用于确定指示用户在冥想练习期间的表现的表现得分，如下文将进一步详细描述。

图7b中所说明的心率可指示由ppg传感器300在用户处于兴奋或紧张的生理状态时所测量的心率。如图7b中所展示，用户的心率的变化相较于图7a中所说明的心率较不规律。因而，图7b中所说明的心率可指示用户未正确地进行冥想练习及/或未受益于冥想练习。在某些实施方案中，可穿戴装置10的处理器120可基于用户的心率变异性的特性来确定指示用户在冥想练习期间的表现的表现得分。举例来说，如果在练习开始时用户具有如图7b中所展示的心率测量，且因此具有低心率变异性，但用户的心率变异性在冥想练习期间增加到接近图7a的心率变异性的水平，处理器120可增加用户的表现得分。

处理器120还可基于从ppg传感器300的输出所确定的生理指标(例如呼吸指标)而表明用户可受益于进行冥想练习。在某些实施方案中，处理器120可通过例如在一天中以不同间隔分析ppg传感器300输出来确定用户具有低心率变异性。当ppg传感器300输出指示用户具有紧张的生理状态(例如用户具有低心率变异性)时，可穿戴装置10可建议用户进行冥想练习。

然而，针对某些个体，心率变异性可能不指示紧张水平。举例来说，具有较高健身水平的个体不管其平静或放松水平如何均可具有较高心率变异性。在具有较高心率变异性基线的情况下，用户的心率变异性的改变可能无法充分反映用户生理状态的改变，从而导致处理器120确定可能无法准确反映用户的生理状态的这种改变的表现得分。为考虑此类个体，处理器120可基于由ppg传感器300在非冥想练习时间获取的测量来确定基线心率变异性。举例来说，当运动传感器162的输出在移动的耐量范围内时，处理器120可基于ppg测量确定基线。当用户的基线心率变异性相对较高(例如，高于其它个体的平均心率变异性)时，处理器120可校准表现得分的确定以对用户的心率变异性的改变更敏感(例如，相较于其它个体)。处理器120可基于用户的基线心率变异性与定义的阈值的比较来决定执行校准。

在一个实例中，处理器120可经配置以基于由光学传感器300检测的心率或心率变异性来确定指示用户在练习期间的表现的表现得分。举例来说，处理器120可基于光学传感器300的输出来确定类似于图7a及7b中所说明的心率及心率变异性的心率或心率变异性。如下文描述，处理器120可基于经测量的心率或心率变异性来估计用户的呼吸模式的某些呼吸指标。经估计的呼吸指标可包含(例如)下列中的至少一者：(i)用户的呼吸速率；(ii)用户的吸气的时序、深度及/或持续时间；(iii)用户的呼气的时序、深度及/或持续时间；及/或(iv)(i)、(ii)及(iii)中的一或多者的一致性及/或变异性。处理器120可基于用户的呼吸模式的经估计的呼吸指标中的一或多者来计算表现指示符。

在其它实施方案中，可穿戴装置10的处理器120可基于从经测量的心率或从其它生物计量数据所确定的其它呼吸指标来确定表现得分。这些其它呼吸指标可针对某些个体(例如具有较高健身水平的个体)提供更准确的表现得分。在某些实施方案中，处理器120可基于由ppg传感器300测量的心率或心率变异性来确定呼吸指标。呼吸指标可指示用户的呼吸模式的数个方面。举例来说，如上文提及，呼吸指标可包含(但不限于)用户的吸气/呼气的时序、深度及/或持续时间。在某些情况中，个体的心率可在吸气期间加快且可在呼气期间降低。另外，用户的呼吸的深度可影响用户的心率或心率变异性，这是因为用户的肺在深呼吸期间扩张更多，其可改变用户的心脏模式的每一脉搏之间的时序。因此，通过监测用户相对于当用户不移动或具有至少最小化移动时(例如，当运动传感器162的输出在移动的耐量范围内时)的目标呼吸指标的心率及/或心率变异性，处理器120可确定用户的心率及/或心率变异性的某些改变是归因于用户的呼吸模式。处理器120可因此基于经测量的用户的心率及/或心率变异性来确定以上指出的呼吸指标中的一或多者。因而，处理器120可基于呼吸指标与目标呼吸指标的接近程度来确定表现得分，其可为总体目标呼吸模式的部分。

目标呼吸模式可取决于冥想或呼吸练习的类型而变化。在一个实例中，目标呼吸模式可包含平稳(例如正弦)呼吸模式。在另一实例中，目标呼吸模式可包含用户呼入、保持他/她呼吸及呼出的循环。在另一实施例中，目标呼吸模式可包含呼入及/或呼出的不同时间间隔(例如，呼入的时间间隔可为呼出的时间间隔的约一半)。处理器120可至少部分基于用户的呼吸模式的经测量的呼吸指标与目标呼吸模式的目标呼吸指标的匹配程度来确定表现得分。

处理器120还可基于来自不同生物计量传感器160的数个输出中的一或多者来确定指示用户在冥想练习期间的表现的表现得分。举例来说，由处理器120确定的生理指标可包含以下中的至少一者：用户心率、用户ppg、用户血压、用户呼吸速率、用户皮肤传导性、用户血糖水平、用户血氧、用户皮肤温度、用户体温、用户肌电图及/或用户脑电图(eeg)。

关于冥想练习的指令及反馈

处理器120可在冥想练习期间向用户显示反馈以便辅助及/或激励用户实现对其呼吸模式及/或其它自主或半自主过程的更大控制。举例来说，处理器120可使用用户接口110或客户端装置(例如移动电话)的显示器将反馈显示给用户。所显示的反馈可包含经确定的表现得分、用户的心率及/或用户的心率变异性。反馈可与指令同时显示给用户或在向用户显示指令不久后显示给用户以进行冥想练习。

图8a到8l是根据本发明的方面的可显示给用户的实例图像或用户接口(例如图形及/或文本用户接口)。图8a到8g说明可在客户端装置20及/或可穿戴装置10上的示范性应用程序或程序的执行期间显示给用户的数个图像。图8a可为在冥想练习开始之前所显示的图像。举例来说，图8a可为在用于冥想练习的程序从存储器130加载时所显示的启动画面。启动画面可包含与冥想练习(及/或提供冥想练习的应用程序或程序)相关联的商标或图像605以告知用户冥想练习正在加载。

图8b可为包含供用户浏览冥想练习应用程序的数个可选择框的图像。所述图像可包含基于从由用户执行的过往冥想练习存储的数据所产生的消息。举例来说，所述图像可提示用户尝试取得比由用户获得的先前得分更高的表现得分。所述图像还可包含菜单按钮610以允许用户打开菜单及开始按钮615以允许用户开始冥想练习。

在用户选择开始按钮615之后，可显示图8c的图像。此图像可包含使用户静止(例如，最小化或减少用户的移动)并为冥想练习做准备的消息。图像的顶部可包含开始冥想练习的倒计时。由于冥想练习在用户正在移动的情况下可能是无效的，因此可穿戴装置10可使用来自运动传感器162的输入来确定用户的移动是否在移动的耐量范围内。当用户的移动不在耐量范围内时，处理器120可延迟提示用户进行冥想练习，或延迟开始冥想练，或延迟测量用户的生理指标(例如用户的呼吸模式的呼吸指标)。当用户的移动在耐量范围内时，处理器120可在热身时间过去之后立即继续显示冥想指令。

在一个实例中，图8d的图像可在冥想练习开始之前显示达一段经定义的时间。此图像可指示用户练习呼吸且可包含关于用户的经测量的生物计量中的一者的实时反馈信息620。举例来说，反馈可为由ppg传感器300测量的心率或心率变异性。此后，图8e的图像可经显示而指示冥想练习已开始。在一个实例中，反馈信息620可贯穿冥想练习维持于图像上。

图8f到h可接着在冥想练习期间显示给用户。定时器可显示在图像的顶部上以告知用户练习的剩余时间。反馈信息620也可贯穿冥想练习显示。另外，一旦冥想练习已开始，表现指示符625也可显示给用户。如图8f的图像中所展示，图像的顶部可包含让用户吸气的提示。此后，如图8g中的图像中所展示，对用户的提示可改变为提示用户呼气。在冥想练习期间，处理器120可持续地或以经定义的时间间隔确定表现指示符625。由于经测量的生物计量数据改变以反映用户的呼吸模式或生理状态的改变，因此表现指示符625也可改变。冥想练习可导致用户的生物计量测量的改变，例如(举例来说)，用户的心率可指示用户的呼吸模式(其包含其时序及深度)与目标呼吸模式的匹配程度。因此，当用户的呼吸模式接近目标呼吸模式时，表现指示符625的值可增大。图8h的表现指示符625可指示用户的生物计量测量大体上匹配目标呼吸模式。

在一个实例中，一旦冥想练习完成，可显示图8i的图像。在另一实例中，图8i的图像可在冥想练习的片段或部分完成之后显示。此图像可显示表现指示符连同指示冥想练习(或其片段)结束的消息。数个其它图像可如图8j中所展示那样显示，其可包含来自冥想练习的表现指示符625的值的可视化或可指示表现指示符在数个冥想练习上的进程。举例来说，心率线可指示如在冥想练习期间测量的用户的心率。条、生长的花/莲花、禅石及/或禅线可对应于表现指示符625的值且为表现指示符625的值的可视化(例如，条的填充部分的长度或生长的花/莲花的长度可基于表现指示符625的值)。替代地，条、生长的花/莲花、禅石及/或禅线中的任一者可相对于先前所显示的版本具有动画效果或改变以展示表现指示符在数个过往冥想练习上的进程。图8k的图像可经显示以展示表现指示符625随时间的进程。举例来说，盆景树可关于表现指示符的改变而生长或站到坐图像可展示个人从站姿势到坐姿势的进程。类似地，图8l的图像可在冥想练习期间或在冥想练习之后显示。图8l的此图像可指示(举例来说)用户已在冥想练习期间实现目标表现目标，且可为(例如)“目标”或“靶心”。在相关方面，如果用户已实现当前目标表现目标，那么处理器120可调整针对下一个冥想练习的目标表现目标。

在一些实施例中，处理器120可显示对应于以一种方式改变(例如，扩张或将颜色改变为第一颜色)以指示用户何时应呼入且以另一种方式改变(例如，收缩或将颜色改变为第二颜色)以指示用户何时应呼出的物体或形状(例如圆圈)的冥想练习指令。

在一些实施例中，处理器120可经由音频输出或触觉输出提供冥想练习指令。举例来说，可穿戴装置10可振动、发出嗡嗡声、移动或发出声音(例如嘟嘟声或口头指令)以指示冥想练习何时开始或结束，或指示用户应何时开始吸气、何时开始呼气等等。

在一些实施例中，处理器120可在冥想练习已开始之前提示用户输入其对其当前紧张水平的评估。举例来说，处理器120可经由可穿戴装置10(例如，参见图1a中的用户接口110)或另一装置(例如客户端装置20)显示用户接口，其中所显示的用户接口使得用户能够将其紧张水平评级为某个值范围(例如，1到10、1到100等等)内的值。在冥想练习完成之后，处理器120可再次提示用户输入其对其在冥想练习之后的当前紧张水平的评估。因此，处理器120可记录及确定一或多个冥想练习对一或多个用户的有效性(例如，其中在之前输入的紧张值与之后输入的紧张值之间具有最大差异的第一冥想练习比在之前输入的紧张值与之后输入的紧张值之间具有较小差异的第二冥想练习排名更高)。

在一些实施例中，处理器120可使得用户能够调整冥想练习的方面。举例来说，处理器120可经由可穿戴装置10(例如，参见图1a中的用户接口110)或另一装置(例如客户端装置20)显示用户接口，其中所显示的用户接口包含用户可调整设置，其使得用户能够增加或减少冥想练习的持续时间、与呼吸练习相关联的呼吸的节奏或时序，等等。

用于在冥想练习期间提供生物反馈的实例方法的流程图

图9是说明根据本发明的方面的可由可穿戴装置10或其组件操作用于在冥想练习期间提供生物反馈的实例方法的流程图。举例来说，图9中所说明的方法700的步骤可由可穿戴装置10的处理器120或与可穿戴装置10通信的实体来执行。举例来说，可穿戴装置10可与可执行方法700或其部分的客户端装置20(例如移动电话等等)通信。为了方便，方法700经描述为由穿戴装置10的处理器120执行。

在一个实施方案中，可穿戴装置10包括一或多个生物计量传感器160(其包含运动传感器162)、用户接口110及处理器120。方法700开始于框701处。在框705处，处理器120基于运动传感器162的输出来确定用户的移动在移动的耐量范围内。在框710处，处理器120响应于确定所述用户的移动在移动的耐量范围内而经由用户接口110提示用户进行冥想练习。所述冥想练习可包括目标生理指标(例如目标呼吸指标)或与其相关联。

在框715处，处理器120基于一或多个生物计量传感器160中的至少一者的输出来测量用户在冥想练习期间的生理指标(例如用户的呼吸模式的呼吸指标)。在框720处，处理器120基于比较所述经测量的生理指标与所述目标生理指标来确定指示用户在冥想练习期间的表现的表现得分。在框725处，处理器120基于表现得分经由用户接口110提供指示用户在冥想练习期间的表现的反馈信息。所述方法在框730处结束。

图10是说明根据本发明的方面用于在冥想练习期间提供生物反馈的另一方法的流程图。图10中所说明的方法800的步骤可由可穿戴装置10或其组件执行。举例来说，方法800可由可穿戴装置10的处理器120执行。在另一实例中，与可穿戴装置10通信的客户端装置20可执行方法800的步骤中的至少一些。为方便起见，方法800经描述为由穿戴装置10的处理器120执行。

在一个实施方案中，可穿戴装置10包括一或多个生物计量传感器160(其包含运动传感器162)、收发器140及处理器120。方法开始于框801处。在框805处，处理器120基于运动传感器162的输出来确定用户的移动在移动的耐量范围内。在框810处，响应于确定用户的移动在移动的耐量范围内，处理器120经由收发器140将指令发射到客户端装置20以显示包括描述与冥想练习相关联的指令的文本及图形中的至少一者的消息。所述冥想练习可包括目标生理指标(例如目标呼吸指标)或与其相关联。

在框815处，处理器120基于一或多个生物计量传感器160中的至少一者的输出来测量在冥想练习期间的生理指标(例如，用户的呼吸模式的呼吸指标)。在框820处，处理器120基于比较经测量的生理指标与目标生理指标来确定指示用户在冥想练习期间的表现的表现得分。在框825处，处理器120基于表现得分经由收发器140将指令发射到客户端装置20以显示包括文本及图形中的至少一者的消息。所述文本及图形描述(i)表现得分及(ii)用以调整用户的表现的对用户的指令(例如，用以调整用户的呼吸模式的指令)中的至少一者。方法800在框830处结束。

根据本文所描述的各种实施例，冥想练习可对应于呼吸练习。在此情况中，经测量的生理指标(例如，参见图9中的操作715及图10中的815)可对应于用户的呼吸模式的经测量的呼吸指标，且目标生理指标(例如，参见图9中的操作710及图10中的810)可对应于包含目标呼吸模式的目标呼吸指标。举例来说，在一些实施例中，呼吸指标可涉及下列中的一或多者：(i)用户呼吸速率；(ii)用户吸气时序、深度及/或持续时间；(iii)用户呼气时序、深度及/或持续时间；及(iv)(i)、(ii)及(iii)中的一或多者的一致性及/或变异性。下文更详细描述关于此类呼吸指标的更多信息。

在一些实施例中，冥想练习可对应于基于运动的练习，例如其中用户被指示在一定时间段内保持位置或以其它方式保持静止/静态。在此情况中，经测量的生理指标可量化用户在冥想练习的部分期间保持静止的程度。举例来说，经测量的生理指标(例如，参见图9中的操作715及图10中的815)可对应于用户在一段时间期间的活动、移动或运动的经测量的水平(例如，由可穿戴装置10的运动传感器162测量)，且目标生理指标(例如，参见图9中的操作710及图10中的810)可对应于用户在一段时间期间的活动、移动或运动的最大阈值水平或阈值范围。

在一些实施例中，冥想练习包含心率相关的分量(例如，如在用户被指示保持静止及/或遵循某种呼吸模式时所测量)。在此情况中，经测量的生理指标(例如，参见图9中的操作715及图10中的815)反映用户在冥想练习期间的心率的参数(例如，如由可穿戴装置10的光学传感器300所测量)，其包括(i)平均心率、(ii)最小心率、(iii)最大心率及/或(iv)心率在练习期间的改变(例如，如由例如心率变异性、周期性、随机性、频谱能量的指标所量化)中的一或多者。目标生理指标(例如，参见图9中的操作710及图10中的810)可对应于针对用户的心率的上述参数的目标值。

生理指标(如本文所描述)还可被称为放松指标、冥想指标、平静指标、缓解紧张指标或活动指标。

其它考虑

可使用各种不同技艺及技术中的任何者来表示本文所揭示的信息及信号。举例来说，贯穿以上描述可参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号及芯片可由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或其任何组合来表示。

结合本文所揭示的实施例描述的各种说明性逻辑块及算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为清楚地说明硬件与软件的互换性，上文已大体上在其功能性方面描述各种说明性组件、块及步骤。此功能性被实施为硬件还是软件取决于特定应用及强加于总体系统上的设计约束。技术人员可针对每一特定应用以不同方式实施所描述的功能性，但不应将此类实施方案决策解释为导致脱离本发明的范围。

本文所描述的技术可实施于硬件、软件、固件或其任何组合中。此类技术可实施于各种装置中的任何者中，例如(举例来说)，可穿戴装置、无线通信装置耳机或用于可穿戴装置、无线通信装置送受话器的集成电路装置及其它装置。描述为装置或组件的任何特征可在集成逻辑装置中一起实施或作为离散但可互操作的逻辑装置单独实施。如果在软件中实施，那么至少部分由包括程序代码的计算机可读数据存储媒体来实现所述技术，所述程序代码包含在被执行时执行上文所描述的方法中的一或多者的指令。计算机可读数据存储媒体可形成计算机程序产品的部分，其可包含封装材料。计算机可读媒体可包括存储器或数据存储媒体，例如随机存取存储器(ram)(例如同步动态随机存取存储器(sdram))、只读存储器(rom)、非易失性随机存取存储器(nvram)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪存储器、磁或光学数据存储媒体及类似物。额外地或替代地，所述技术可至少部分由计算机可读通信媒体来实现，所述计算机可读通信媒体携载或传送呈指令或数据结构的形式且可由计算机存取、读取及/或执行的程序代码(例如传播信号或波)。

与计算机可读媒体(例如，存储器或其它数据存储装置)通信(例如，与其协同操作)的处理器可执行程序代码的指令，且可包含一或多个处理器，例如一或多个数字信号处理器(dsp)、通用微处理器、专用集成电路(asic)、现场可编程逻辑阵列(fpga)或其它等效集成或离散逻辑电路。此处理器可经配置以执行本发明中所描述的任何技术。通用处理器可为微处理器；但替代地，处理器可为任何常规处理、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，举例来说，dsp及微处理器的组合、多个微处理器、结合dsp核心的一或多个微处理器或任何其它此配置。因此，如本文中使用的术语“处理器”可指代任何上述结构、上述结构的任何组合，或适合于本文所描述的技术的实施方案的任何其它结构或设备。此外，技术可完全实施于一或多个电路或逻辑元件中。

本发明的技术可实施于各种各样的装置或设备中，其包含可穿戴装置、无线送受话器、集成电路(ic)或一组ic(例如，芯片组)。各种组件或单元在本发明中经描述以强调经配置以执行所揭示的技术的装置的功能方面，但不一定需要通过不同硬件单元来实现。而是，如上文所描述，各种单元可结合合适软件及/或固件而组合于硬件单元中或由互操作性硬件单元的集合(其包含如上文所描述的一或多个处理器)提供。

尽管已结合各种不同实施例描述上文，但来自一个实施例的特征或元件可在不脱离本发明的教示的情况下与其它实施例组合。然而，相应实施例之间的特征的组合不一定被限于以上组合。已描述本发明的各种实施例。这些及其它实施例在所附权利要求书的范围内。