电池充电器的制造方法
【专利摘要】一种可穿戴在用户的身体部位上的系统。该系统包括由主电源供电的电子设备，以及耦合到电子设备的电路。该系统还包括可移除的次电源，其被配置为在耦合到所述电路时利用次电力对主电源充电。
【专利说明】电池充电器
[0001]相关申请
[0002]本申请要求2014年5月22日递交的美国临时申请62/002,042号的优先权，这里通过引用将该美国临时申请全部并入。
技术领域
[0003]本发明涉及电力配送，更具体而言涉及从可移除电力存储装置到可穿戴在个体的身体部位上的设备的电力配送。
【背景技术】
[0004]许多可穿戴在手腕上的设备可用于监视和测量健康信息，例如个体的心电图(eIectrocard1gram，“ECG” )。这些设备连续地监视、接收、存储和传输指示健康信息的数据。连续工作对来自其电源的资源的需求很大，从而阻碍了这些设备被穿戴任意长期的时间。
【发明内容】
[0005]本发明的某些实施例提供了用于对可穿戴在用户的手腕上的电子设备充电的便携式电源。
[0006]在一个实施例中，本发明提供了一种可穿戴在用户的身体部位上的系统。该系统包括由主电源供电的电子设备。该系统还包括:耦合到电子设备的电路；以及可移除的次电源，当该可移除次电源已耦合到该电路时，其利用次电力对主电源充电。
[0007]在另一实施例中，本发明提供了一种可移除电力系统，用于对可穿戴在用户的身体部位上的电子设备提供次电力。电子设备具有接口和由内部电源供电的基本模块。可移除电力系统包括布置在接口上并且耦合到电子设备的电路。可移除电力系统还包括布置在接口上的紧固件。可移除电力系统还包括可移除电力存储装置，该可移除电力存储装置附接到该接口并且在可移除电力存储装置耦合到该电路时利用次电力对内部电源充电。
[0008]在另外一个实施例中，本发明提供了一种向可穿戴在用户的身体部位上的电设备供应次电力的方法。该方法包括:确定是否已附接可移除的次电源;并且响应于已附接可移除的次电源，利用来自可移除的次电源的次电力对电设备充电。
【附图说明】
[0009]当结合附图来阅读时，将更好地理解前述简要总结中描述的特征和效用以及接下来在下文中对本一般发明构思的某些实施例的详细描述，附图中:
[0010]图1是图示出模块化传感器平台的实施例的图。
[0011 ]图2是图1的模块化传感器平台的实施例。
[0012]图3是图示出模块化传感器平台的另一实施例的图。
[0013]图4是图示出模块化传感器平台的一个实施例的框图，其中包括与包括基本计算单元和电池在内的组件相联系的带宽传感器模块。
[0014]图5是关于围绕手腕使用的实施例的带有接触的环带安装传感器的手腕的截面图不O
[0015]图6是图示出关于围绕手腕的使用的带有自调准传感器阵列系统的模块化传感器平台的另一实施例的图。
[0016]图7是图示出另一实施例中的包括示例传感器和光电单元自调准传感器阵列系统的模块化传感器平台的组件的框图。
[0017]图8图示出具有可移除的电力接口的模块化可穿戴传感器平台的另一实施例。
[0018]图9图示出根据本发明的实施例的可移除电力存储装置。
[0019]图10图示出根据本发明的实施例的用于可移除电力存储装置的充电站。
[0020]图11图示出根据本发明的实施例的模块化可穿戴传感器平台的操作流程图。
[0021]为了图示本发明的一般发明构思，在附图中示出了某些实施例。然而，应当理解，本发明不限于附图中示出的布置和手段。
【具体实施方式】
[0022]现在将详细述及本一般发明构思的实施例，这些实施例的示例在附图中图示出，在各幅附图中相似的标号始终指代相似的元件。下面在参考附图的同时描述实施例以便说明本一般发明构思。
[0023]在详细说明本发明的任何实施例之前，要理解本发明的应用不限于在接下来的描述中记载或者在附图中图示的组件的构造和布置的细节。
[0024]通过参考接下来的详细描述和附图可以更容易理解本发明的优点和特征及其实现方法。然而，本一般发明构思可体现为许多不同的实践形式或者各种方式的实现形式，而不应当被解释为限于本文记载的实施例。更确切地说，提供这些实施例是为了使得本公开将会透彻且完整并且将把一般发明构思完全地传达给本领域技术人员，并且本一般发明构思由所附权利要求来限定。在附图中，为了视觉上的清晰，夸大了层和区域的厚度。
[0025]另外，本文档中使用的措辞和术语是为了描述，而不应当被视为限制性的。在描述本发明的上下文中(尤其是在所附权利要求的上下文中)对词语“一”和“该”和类似指称的使用应被解释为既覆盖单数也覆盖复数，除非本文另有指示或者与上下文明显矛盾。词语“包括“、“具有”和“包含”应被解释为开放式词语(即，意思是“包括，但不限于”)，除非另有注释。
[0026]正如本领域普通技术人员也应清楚的，附图中示出的系统是实际系统可能的样子的模型。描述的模块和逻辑结构中的一些能够以由微处理器或类似设备执行的软件来实现，或者能够利用包括例如专用集成电路(applicat1n specific integrated circuit，“ASIC")在内的多种组件以硬件来实现。像“处理器”这样的词语可包括或者可以指硬件和/或软件两者。仅仅是大写的使用并不暗示特定含义，也不应从中推断出特定含义。
[0027]类似地，本文使用的词语“组件”或“模块”的意思是一一但不限于是一一执行特定任务的软件或硬件组件，例如现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)或ASIC。组件或模块可有利地被配置为驻留在可寻址的存储介质中并被配置为在一个或多个处理器上执行。从而，组件或模块可例如包括诸如软件组件、面向对向的软件组件、类组件和任务组件之类的组件、进程、函数、属性、过程、子例程、程序代码段、驱动程序、固件、微代码、电路、数据、数据库、数据结构、表格、数组和变量。为组件和组件或模块提供的功能可被组合成更少的组件和组件或模块，或者被进一步分成额外的组件和组件或模块。
[0028]除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学词语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。另外，除非另有定义，否则在一般使用的字典中定义的所有词语应当具有其普通含义。注意，对于任何和所有示例或者本文提供的示范性词语的使用只是打算更好地阐明一般发明构思，而不是对本发明的范围的限制，除非另有规定。
[0029]本发明的实施例涉及一种系统，用于提供用于通过用户的手腕监视心电图(ECG)的可穿戴设备。本申请通过引用将2013年12月31日递交的美国临时申请61/922,662号全部并入在此。
[0030]图1和图2是图示出模块化感测设备或模块化可穿戴传感器平台10的实施例的图。图1和图2描绘了可穿戴传感器平台10的实施例的透视图，而图3描绘了可穿戴传感器平台10的另一实施例的分解侧视图。虽然图1和图2中的可穿戴传感器平台的组件可以基本上相同，但模块和/或组件的位置可以不同。
[0031]在图1所示的实施例中，可穿戴传感器平台10可实现为适合安放在身体的部位上一一这里是用户的手腕一一的智能手表或其他可穿戴设备。
[0032]可穿戴传感器平台10可包括基本模块18、环带12、扣钩34、电池22和耦合到环带12的传感器模块16。在一些实施例中，可穿戴传感器平台10的模块和/或组件可被最终用户(例如，消费者、患者、医生，等等)移除。然而，在其他实施例中，可穿戴传感器平台10的模块和/或组件被制造者集成到可穿戴传感器平台10中并且可不打算被最终用户移除。可穿戴传感器平台10可以是防水的或者水封的。
[0033]环带或条带12可以是一件式的或者模块化的。环带12可由织物制成。例如，可以设想各种各样的可扭卷且可扩展的弹性丝网/纺织品。环带12也可被配置为多带状的或者模块化链接形式的。在某些实现方式中环带12可包括闩锁或扣钩机构以将手表保持就位。在某些实施例中，环带12将包含连接基本模块18和传感器模块16等等的配线(未示出)。也设想到了基本模块18与传感器模块16之间的无线通信一一单独地或者与配线相结合。
[0034]传感器模块16可以被可移除地附接在环带12上，使得传感器模块16位于可穿戴传感器平台10的底部，或者换句话说，位于基本模块18的相反端。以这种方式定位传感器模块16以使其与用户的手腕的下侧的皮肤至少部分接触以允许传感器单元28感测来自用户的生理数据。传感器单元28的(一个或多个)接触表面可被定位在传感器模块16的表面的上方、定位在传感器模块16的表面之处或者定位在传感器模块16的表面的下方，或者这种定位的某种组合。
[0035]基本模块18附接到环带12，使得基本模块18被定位在可穿戴传感器平台10的顶部。以这种方式定位基本模块18以使其与手腕的上侧至少部分接触。
[0036]基本模块18可包括基本计算单元20和显示器26，在显示器26上可提供图形用户界面(graphical user interface，GUI)。基本模块18执行包括例如显示时间、执行计算和/或显示数据在内的功能，其中所述数据包括从传感器模块16收集的传感器数据。除了与传感器模块16通信以外，基本模块18可与穿戴在用户的不同身体部位上的(一个或多个)其他传感器模块(未示出)无线地通信以形成身体区域网络，或者与其他可无线访问的设备(未示出)通信，比如智能电话、平板设备、显示器或其他计算设备。如将要参考图4更充分论述的，基本计算单元20可包括处理器36、存储器38、输入/输出40、通信接口 42、电池22和一组传感器44，例如加速度计/陀螺仪46和温度计48。在其他实施例中，基本模块18也可以是其他大小、外壳和/或外形参数，例如超大、内嵌、圆形、矩形、方形、椭圆形、Carre型、Carage型、Tonneau型、非对称的，等等。
[0037]传感器模块16从用户收集数据(例如，生理的、活动数据、睡眠统计和/或其他数据)，并且与基本模块18通信。传感器模块16包括容纳在传感器板30中的传感器单元28。对于某些实现方式，因为诸如腕表之类的便携式设备具有非常小的体积和有限的电池电力，所以所公开类型的传感器单元28可能尤其适合于腕表中的传感器测量的实现方式。在一些实施例中，传感器模块16被可调整地附接到环带12，使得基本模块18不是固定定位的，而是可依据手腕的生理构成来不同地配置。
[0038]传感器单元28可包括光学传感器阵列、温度计、皮肤电反应(galvanic skinresponse，GSR)传感器阵列、生物阻抗(b1impedance，B1Z)传感器阵列、心电图(ECG)传感器或者上述的任何组合。传感器单元28可取得关于外部世界的信息并将其提供给可穿戴模块化传感器平台10。传感器28也可与其他组件一起工作以提供用户或环境输入并向用户提供反馈。例如，可以使用MEMS加速度计来测量诸如位置、运动、倾斜、震动和振动之类的信息以供处理器36使用。也可采用(一个或多个)其他传感器。传感器模块16还可包括传感器计算单元32。传感器单元28还可包括生物传感器(例如，脉搏、脉搏血氧、体温、血压、体脂肪等等)、用于检测物体的接近的接近传感器、以及环境传感器(例如，温度、湿度、环境光、压力、高度、罗盘等等)。
[0039]在其他实施例中，扣钩34也提供ECG电极。一个或多个传感器单元28和扣钩34上的ECG电极在扣钩34被触摸时可形成完整的ECG信号电路。传感器计算单元32可分析数据，对数据执行操作(例如，计算)，传输数据，并且在一些实施例中可存储由传感器单元28收集的数据。在一些实施例中，传感器计算单元32从传感器单元28的传感器中的一个或多个接收(例如，指示ECG信号的数据)，并且对接收到的数据进行处理以形成信号的预定表示(例如，ECG信号)。
[0040]传感器计算单元32也可被配置为把数据和/或接收到的数据的经处理形式传输到一个或多个预定的接收者，例如基本计算单元20，以便进一步处理、显示、传输，等等。例如，在某些实现方式中，基本计算单元20和/或传感器计算单元确定数据是否可靠并且确定给用户的对数据的置信度的指示。
[0041]因为传感器计算单元32可被集成到传感器板30中，所以其在图1中由虚线示出。在其他实施例中，传感器计算单元32可被省略或位于可穿戴传感器平台10上的别处或者远离可穿戴传感器平台10。在传感器计算单元32可被省略的实施例中，基本计算单元20可执行否则将由传感器计算单元32执行的功能。通过传感器模块16和基本模块18的组合，可以收集、发送、存储、分析、传送和向用户呈现数据。
[0042]图1描绘的可穿戴传感器平台10与图2和图3描绘的可穿戴传感器平台10类似。从而，可穿戴传感器平台10包括环带12、电池22、扣钩34、包括显示器/GUI 26的基本模块18、基本计算单元20以及包括传感器单元28、传感器板30和光学传感器计算单元32的传感器模块16。然而，从图3可见，某些模块的位置已被更改。例如，与图1中的扣钩34相比，图3中的扣钩34更靠近显示器/GUI 26。类似地，在图3中，电池22与基本模块18容纳在一起。在图1所示的实施例中，电池22被容纳在环带12上，与显示器26相对。然而，应当理解，在一些实施例中，电池22对基本模块18充电，并且可选地对基本模块18的内部电池(未示出)充电。这样，可穿戴传感器平台10可被连续地穿戴。从而，在各种实施例中，可以改变模块和其他组件的位置和/或功能。
[0043]图3是图示出模块化可穿戴传感器平台10和包括基本模块18在内的组件的一个实施例的图。可穿戴传感器平台10与图1和图2中的可穿戴传感器平台10类似，从而包括具有相似附图标记的类似组件。在此实施例中，可穿戴传感器平台10可包括环带12，以及附接到环带12的传感器模块16。可移除传感器模块16还可包括附接到环带12的传感器板30，和附接到传感器板30的传感器单元28。传感器模块16还可包括传感器计算单元32。
[0044]可穿戴传感器平台10包括与基本计算单元20类似的图3中的基本计算单元20，以及图3中的一个或多个电池22。例如，可提供与图1和图2中的电池22类似的永久和/或可移除电池22。在一个实施例中，基本计算单元20可通过通信接口 42与传感器计算单元32通信或者控制传感器计算单元32。在一个实施例中，通信接口42可包括串行接口。基本计算单元
20可包括处理器36、存储器38、输入/输出(I /0) 40、显示器26、通信接口 42、传感器44和电力管理单元88。
[0045]处理器36、存储器38、1/0 40、通信接口42和传感器44可经由系统总线(未示出)耦合在一起。处理器36可包括具有一个或多个核的单个处理器，或者具有一个或多个核的多个处理器。处理器36可配置有I/O 40来接受、接收、转换和处理用户给出的口头音频命令。例如，可以使用音频编解码器。处理器36可执行操作系统(operating system，OS)和各种应用的指令。处理器36可对设备组件之间的命令交互和I/O接口上的通信进行控制。OS的示例可包括但不限于Linux Android?、Android Wear和Tizen OS。
[0046]存储器38可包括一个或多个存储器，其中包括不同的存储器类型，例如包括RAM(例如，DRAM和SRAM)、ROM、缓存、虚拟存储器微驱动器、硬盘、microSD卡和闪存。I/O 40可包括输入信息和输出信息的组件的集合。具有接受输入的、输出的或其他经处理的数据的能力的包括I/O 40的示例组件包括麦克风、消息传送、相机和扬声器。I/O 40还可包括音频芯片(未示出)、显示控制器(未示出)和触摸屏控制器(未示出)。在图4所示的实施例中，存储器38在处理器36外部。在其他实施例中，存储器38可以是嵌入在处理器36中的内部存储器。
[0047]通信接口42可包括用于支持单向或双向无线通信的组件，并且在一些实现方式中可包括用于网络上的无线通信的无线网络接口控制器(或类似的组件)，在其他实现方式中可包括有线接口，或者可包括多个接口。在一个实施例中，通信接口 42主要用于远程地接收在显示器26上显示和更新的数据，包括流传输数据。然而，在替换实施例中，除了传送数据以外，通信接口 42还可支持语音传送。在示范性实施例中，通信接口 42支持低功率和中功率射频(rad1 frequency，RF)通信。在某些实现方式中，无线通信的示例类型可包括蓝牙低能量(Bluetooth Low Energy，BLE)、WLAN(wireless local area network，无线局域网)、WiMAX、无源射频识别(rad1-frequency identif icat1n，RFID)、网络适配器和调制解调器。然而，在另一实施例中，无线通信的示例类型可包括WAN(Wide Area Network，广域网)接口、W1-F1、WPAN、多跳网络或者诸如3G、4G、5G或LTE(Long Term Evolut1n，长期演进)之类的蜂窝网络。其他无线选项可包括例如超宽带(ultra-wide band，UWB)和红外。通信接口42除了无线以外还可包括其他类型的通信设备(未示出)，例如经由接触的串行通信和/或USB通信。例如，微USB型USB、闪存盘或者其他有线连接可用于通信接口 42。
[0048]在一个实施例中，显示器26可与基本计算单元20相集成，而在另一实施例中，显示器26可在基本计算单元20外部。显示器26可以是平坦的或弯曲的，例如弯曲到可穿戴传感器模块平台10所位于的身体部位(例如，手腕、脚踝、头部等等)的大致曲率。
[0049]显示器26可以是触摸屏或者姿势控制的。显示器26可以是0LED(0rganic LightEmitting D1de，有机发光二极管)显不器、TFT LCD (Thin-Fi Im-Trans is tor LiquidCrystal Display，薄膜晶体管液晶显示器)或者其他适当的显示器技术。显示器26可以是有源矩阵。示例显示器26可以是AMOLED显示器或SIXD。显示器可以是3D的或柔性的。传感器44可包括任何类型的微机电系统(microelectromechanical system，MEMs)传感器。这种传感器可包括例如加速度计/陀螺仪46和温度计48。
[0050]电力管理单元88可耦合到电源22并且可包括微控制器，该微控制器与至少基本计算单元20通信和/或控制至少基本计算单元20的电力功能。电力管理单元88与处理器36通信并且协调电力管理。在一些实施例中，电力管理单元88确定电力水平是否降低到某个预定阈值水平或者预定电力阈值以下。在其他实施例中，电力管理单元88确定关于次充电的时间量或时间阈值是否已逝去。
[0051]电源22可以是永久或可移除电池、燃料电池或者光电压电池，等等。电池22可以是一次性的。在一个实施例中，电源22例如可包括可再充电的锂离子电池之类的。电力管理单元88可包括电压控制器和用于对电池22再充电的充电控制器。在一些实现方式中，一个或多个太阳能电池可用作电源22。电源22也可由AC/DC电源供应器来供电或充电。电源22可通过非接触或接触式充电来充电。在一个实施例中，电力管理单元88也可经由电力接口 52与可移除传感器模块16通信和/或控制对可移除传感器模块16供应电池电力。在一些实施例中，电池22被嵌入在基本计算单元20中。在其他实施例中，电池22在基本计算单元20外部。
[0052]也可使用其他可穿戴设备配置。例如，可穿戴传感器模块平台可实现为腿环带或臂环带、胸环带、腕表、头环带、用户穿着的衣物(例如舒适合身的衬衫)、或者用户穿戴的任何其他物理设备或设备集合，其足以确保传感器单元28与用户的皮肤上的大致位置接触以获得准确且可靠的数据。
[0053]图5是手腕14的截面的图。更具体而言，作为示例，图6是图示出可穿戴传感器模块10的实现方式的图。图6的顶部图示了绕着用户的手腕14的截面的可穿戴传感器模块10，而图6的底部示出了处于展平姿态的环带12。
[0054]根据此实施例，可穿戴传感器模块10至少包括光学传感器阵列54，并且还可包括可选的传感器，例如皮肤电反应(GSR)传感器阵列56、生物阻抗(B1Z)传感器阵列58和心电图(ECG)传感器60，或者可包括传感器阵列的任何组合。
[0055]根据另一实施例，被配置为(一个或多个)传感器阵列的传感器单元28包括分立传感器的阵列，这些传感器被布置或安排在环带12上，使得当环带12被穿戴在一身体部位上时，每个传感器阵列可跨立于或者以其他方式负责特定的血管(即，静脉、动脉或者毛细管)，或者具有更高电气响应的区域，无论血管如何。
[0056]更具体而言，从图5和图6中可见，传感器阵列可被安排为与血管(例如，桡动脉14R和/或尺动脉14U)的纵轴基本上垂直，并且与血管的宽度重叠以获得最优信号。在一个实施例中，环带12可被穿戴成使得包括(一个或多个)传感器阵列的传感器单元28与用户的皮肤接触，但不会紧到阻碍了环带12在身体部位(例如用户的手腕14)上发生任何移动，或者紧到在传感器接触点处对于用户造成不适。
[0057]在另一实施例中，传感器单元28可包括光学传感器阵列54，该光学传感器阵列54可包括可测量相对血流、脉搏和/或血氧水平的光体积描记器(photoplethysmograph，PPG)传感器阵列。在此实施例中，光学传感器阵列54可被布置在传感器模块16上，使得光学传感器阵列54被定位得充分接近动脉，例如桡动脉或尺动脉，以获得具有充分的准确性和可靠性的适当测量。
[0058]现在将论述光学传感器阵列54的更多细节。一般地，每个分立的光学传感器55的配置和布局可取决于使用实例而有很大不同。在一个实施例中，光学传感器阵列54可包括分立光学传感器55的阵列，其中每个分立光学传感器55是至少一个光电探测器62和位于光电探测器62附近的至少两个匹配的光源64的组合。在一个实施例中，每个分立光学传感器55可与其在环带12上的邻居相隔预定的距离，该距离大约为0.5到2mm。
[0059]在一个实施例中，每个光源64可包括发光二极管(light emitting d1de,LED),其中每个分立光学传感器55中的LED发出不同波长的光。LED发出的示例光颜色可包括绿色、红色、近红外和红外波长。每个光电探测器62将接收到的光能量转换成电信号。在一个实施例中，信号可包括反射光体积描记器信号。在另一实施例中，信号可包括透射光体积描记器信号。在一个实施例中，光电探测器62可包括光电晶体管。在替换实施例中，光电探测器62可包括电荷親合器件(charge-coupled device ,CCD)。
[0060]图7是图示出另一实现方式中的可穿戴传感器模块的组件的另一配置的框图。在此实现方式中，ECG 60、生物阻抗传感器阵列58、GSR阵列56、温度计48和光学传感器阵列54可耦合到控制并接收来自环带12上的传感器的数据的光电单元66。在另一实现方式中，光电单元66可以是环带12的一部分。在替换实现方式中，光电单元66可与环带12分离。
[0061 ] 光电单元66可包括ECG和生物阻抗(B1Z)模拟前端(analog front end，AFE)76、78,GSR AFE 70、光学传感器AFE 72、处理器36、模拟到数字转换器(analog-to-digitalconverter，ADC) 74、存储器38、加速度计46、压力传感器80和电源22。
[0062]当在本文中使用时，AFE68可包括相应的传感器与ADC 74或处理器36之间的模拟信号调节电路接口 C3ECG和B1Z AFE 76、78与ECG传感器60和生物阻抗传感器阵列58交换信号。GSR AFE 70可与GSR阵列56交换信号，并且光学传感器AFE 72可与光学传感器阵列54交换信号。在一个实施例中，GSR AFE 70、光学传感器AFE 72、加速度计46和压力传感器80可经由总线86耦合到ADC 74oADC 74可将诸如电压之类的物理量转换成表示幅度的数字数值。
[0063]在一个实施例中，ECG和B1Z AFE 76、78、存储器38、处理器36和ADC 74可构成微控制器82的组件。在一个实施例中，GSR AFE 70和光学传感器AFE 72也可以是微控制器82的一部分。处理器36在一个实施例中可包括精简指令集计算机(reduced instruct1n setcomputer，RISC)，例如由安谋国际科技公司(ARM Holdings)生产的Cortex 32位RISC ARM处理器核。在图7所示的实施例中，存储器38是嵌入在微控制器82中的内部存储器。在其他实施例中，存储器38可在微控制器82外部。
[0064]根据示范性实施例，处理器36可执行校准和数据获取组件84，该组件84可执行传感器校准和数据获取功能。在一个实施例中，传感器校准功能可包括将一个或多个传感器阵列自对准到血管的过程。在一个实施例中，传感器校准可在启动时，在接收到来自传感器的数据之前执行，或者在操作期间按周期性间隔执行。
[0065]在另一实施例中，传感器单元28还可包括皮肤电反应(GSR)传感器阵列56，该GSR传感器阵列56可包括可测量皮肤的随着水分水平而变化的电导率的四个或更多个GSR传感器。传统上，要测量沿着皮肤表面的电阻必须要有两个GSR传感器。根据此实施例的一个方面，GSR传感器阵列56被示为包括四个GSR传感器，其中这四个之中的任何两个可被选择来使用。在一个实施例中，GSR传感器56在环带上可间隔开2到5mm。
[0066]在另一实施例中，传感器单元28还可包括生物阻抗(B1Z)传感器阵列58，该B1Z传感器阵列58可包括四个或更多个测量对于经过组织的电流流动的生物电阻抗或对抗的B1Z传感器59。传统上，测量生物阻抗只需要两组电极，一组用于“I”电流，另一组用于“V”电压。然而，根据示范性实施例，可提供包括至少四个到六个生物阻抗传感器59的生物阻抗传感器阵列58，其中任何四个电极可被选择用于“I”电流对和“V”电压对。选择可利用复用器来作出。在示出的实施例中，生物阻抗传感器阵列58被示为跨立于动脉，例如桡动脉或尺动脉。在一个实施例中，B1Z传感器59在环带上可间隔开5到13mm。在一个实施例中，构成B1Z传感器59的一个或多个电极可与GSR传感器56的一个或多个复用。
[0067]在另外一个实施例中，环带12可包括测量用户的心脏在一段时间中的电活动的一个或多个心电图(ECG)传感器60。此外，环带12还可包括温度计48，用于测量温度或温度梯度。
[0068]根据可调整传感器支撑结构的示范性实施例，由柔性桥结构支撑的一系列传感器可沿着环带边缘挨边缘地串行连接。这种具有桥支撑传感器的环带可例如绕着手腕14来穿戴。当绕着诸如手腕14之类的测量部位来穿戴时，手腕14的变化的拓扑可使得(一个或多个)力被同时施加在桥上，这是由于环带对于手腕14的变化拓扑的顺从。
[0069]其他种类的设备也可用于支持与用户的交互;例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的感官反馈(例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈)；并且来自用户的输入可按任何形式被接收，包括声响、话音或触觉输入。
[0070]这里描述的系统和技术可在计算系统中实现，该计算系统包括后端组件(例如，作为数据服务器)，或者包括中间件组件(例如，应用服务器)，或者包括前端组件(例如，具有用户可通过其来与这里描述的系统和技术的实现方式交互的图形用户界面或Web浏览器的客户端计算机)，或者这种后端、中间件或前端组件的任何组合。系统的组件可由任何形式或介质的数字数据通信(例如通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(local areanetwork, “LAN” )、广域网(wide area network, “WAN” )和因特网。
[0071]计算系统可包括客户端和服务器。客户端和服务器一般可彼此远离并且通常通过通信网络来交互。客户端和服务器的关系是由于计算机程序在相应计算机上运行且相互之间具有客户端-服务器关系而发生的。在模块化传感器平台10的某些实现方式中可采用各种基于云的平台和/或其他数据库平台，来例如接收和发送数据到模块化传感器平台10。一个这种实现方式是用于多模交互的体系结构(未示出)。这种体系结构可被用作可穿戴设备一一比如模块化传感器平台10—一与其他设备、网站、在线服务和应用的更大的云之间的一层人工智能。这种体系结构也可用于利用存档的数据转化(例如通过监视和比较)来自模块化传感器平台10的数据，该数据随后可用于提醒例如用户或医疗保健专业人员有关状况的变化。此体系结构还可促进模块化传感器平台10与其他信息之间的交互，所述其他信息例如是社交媒体、体育、音乐、电影、电子邮件、文本消息、医院、处方，等等。
[0072]图8图示出模块化可穿戴传感器平台或设备300的另一实施例，其中示出了可移除电力接口 304。可穿戴传感器平台300与可穿戴传感器平台10类似，从而包括具有相似标记的类似组件。在此实施例中，可穿戴传感器平台300包括可选的智能设备或基本模块308、条带或环带312以及附接到环带312的传感器模块316。在一些其他实施例中，可穿戴传感器平台300不包括可选的基本模块308。在一些实施例中，基本模块308包括与图2的通信接口 210类似的接口(未示出)。在一些实施例中，模块化可穿戴传感器平台或设备300是智能手表或智能电话。
[0073]在如图8所示的实施例中，传感器模块316是选择性地可移除的，并且还包括附接到环带312的传感器板320，以及附接到传感器板320的传感器单元(未示出)。传感器模块316还包括处理器或传感器计算单元322，其与图2的传感器计算单元32和图1B的28B类似。可穿戴传感器平台300还包括扣钩324，用于将环带312保持在用户的手腕上。
[0074]在如图8所示的实施例中，环带312具有各种可选的固定大小，以便穿戴在不同的手腕大小上。例如，环带312可具有不同的长度，从用于小手腕的约135_到用于大手腕的约210mm不等。在其他实施例中，环带312是可调整环带，以便可穿戴在不同手腕大小上。在另外的其他实施例中，环带312包括多个子环带(未示出)，用于让空气进入并在手腕周围流通，从而提供额外的舒适。另外，环带312—般由化学惰性材料、医用级材料、低变应原硅胶、橡胶、石墨稀等等构成。
[0075]在如图8所示的实施例中，传感器板320和可移除电力接口304两者的轮廓都符合用户的手腕。当设备300被穿戴在手腕上时，传感器板320可与手腕的皮肤接触。在其他实施例中，传感器板320是柔性板。当被选择性地按压时，传感器板320被压在图5的手腕14的皮肤上，从而与手腕14的皮肤接触。在一些实施例中，环带312具有带纹理的内表面以将滑动减到最低限度。
[0076]在如图8所示的实施例中，可移除电力接口304包括与处理器322进行数据通信的电路328。在一些实施例中，电路328也与基本模块308进行数据通信，尤其是与类似于图3的电池22的、可与基本模块308进行数据通信和/或可嵌入在基本模块308中的内部电源或主电源或者类似于图3的电池22的内部电源或主电源进行数据通信。如图8所示的电路328包括多个推针或电触点332。
[0077]在一些实施例中，可移除电力接口304的一个或多个部分或者电触点332中的一个或多个是磁性的，从而可用于紧固到任何次电源或可移除电力存储装置。另外，虽然在图8中示出了五个触点332，但应当理解也可使用其他数目的触点332。例如，在一些实施例中，触点332的数目是两个。
[0078]可移除电力接口304还包括多个紧固件336，用于将次电源或可移除电力存储装置紧固到可移除电力接口304或者环带312。在一些实施例中，紧固件336包括磁铁、凹口、维可牢、夹子等等中的一种或多种。在如图8所示的实施例中，紧固件336被布置在可移除电力接口 304的任一边缘。在其他实施例中，紧固件336可嵌入在可移除电力接口 304的背板340中或布置在背板340上。在另外的其他实施例中，紧固件336可布置在可移除电力接口 304的背板340和边缘两者上。在电路328包括通用串行总线(1111；^6^31-861^31-13118，1]313)插口的实施例中，紧固件336可包括用于将次电源紧固到环带312的夹子(未示出)。
[0079]虽然没有示出，但应当理解，可移除电力接口304可布置在环带312上的任何地方。例如，可移除电力接口 304可与基本模块308相集成。在一个实施例中，电路328是基本模块308的组成部分，并且耦合到与图3的电池22类似的内部电源或主电源。在这种实施例中，次电源可包括通用串行总线(USB)接口(未示出)，并且电路328可包括用于接收该USB接口的USB插口(未示出)。在这种实施例中，次电源可包括一个或多个夹子，用于紧固到紧固件336中的一个或多个，或者紧固到环带312的一个或多个部分。
[0080]又例如，可移除电力接口304可具有安放在基本模块308上的两个鞍状电池模块。在这种实施例中，例如，电路328可布置在基本模块308的两侧。从而，次电源和两个鞍状电池模块可安放在基本模块308上，其中鞍状电池模块坐落在基本模块308的任一侧，并且可耦合到电路328。在这种实施例中，次电源可包括一个或多个夹子，用于紧固到紧固件336中的一个或多个，或者紧固到环带312的一个或多个部分。
[0081 ]类似地，可移除电力接口 304可被布置为邻近基本模块308的一侧。在这种实施例中，例如，电路328可布置在基本模块308的一侧。从而，具有轮廓形状的次电源可被夹到环带312上或滑入环带312中并经由电路328连接到基本模块308。
[0082]还应当注意，当描述电路328时，应当理解，在一些实施例中，可以有将电路328的一个或多个部分和触点332中的一个或多个电耦合到图3的电池22的内部或外部配线(未示出)。还应当理解，在一些实施例中，电路328也利用一个或多个内部和外部配线(未示出)耦合到传感器模块316。在另外的其他实施例中，可移除电力接口304可包括可用于耦合到传感器模块316的传感器模块接口(未示出)。这种实施例中的电路328从而将包括将触点332电耦合到该传感器模块接口的内部或外部配线。
[0083]图9图示出便携式或次电源或者具有可移除电力存储壳体402的可移除电力存储装置400的实施例。在一些实施例中，将可移除电力存储装置400耦合到可移除电力接口304产生了与图1的模块化可穿戴传感器平台10类似的模块化可穿戴传感器平台。虽然没有示出，但可移除电力存储装置400可在壳体402内容纳一个或多个电池。
[0084]如图9所示的可移除电力存储装置400还包括用于接收图8的背板340的插口或桶(bucket)404，以及用于衔接图8的电触点332的多个触点或弹针408。在一些实施例中，可移除电力存储装置400还包括紧固件部分412，其将可移除电力存储装置400紧固到如上所述的紧固件336。
[0085]如图9所示的可移除电力存储装置400具有大体上倾斜的、弯曲的表面，以允许手腕14的屈曲，减小或最小化可移除电力存储装置400从图8的环带312意外脱离的风险。在一些实施例中，可移除电力存储装置400是柔性模块，并且仅利用如上所述的紧固件336中的一个或多个来耦合到可移除电力接口 304，从而允许了环带312的更大的运动。另外，当可移除电力存储装置400被附接到模块化可穿戴传感器平台300时，模块化可穿戴传感器平台300可被穿戴持久的一段时间，以便连续监视不同的健康信息，而不会妨碍用户的任何舒适。
[0086]另外，虽然没有示出，但可移除电力存储装置400也可包括额外的功能。例如，在一些实施例中，可移除电力存储装置400可包括嵌入式全球定位系统(global posit1ningsystem,GPS)接收器。由于GPS接收器被嵌入在可移除电力存储装置400中，所以GPS接收器可由次电源供电，从而可自供电，并且可生成指示可移除电力存储装置400的全球位置的数据。
[0087]图10图示出根据本发明的实施例的用于如图9所示的可移除电力存储装置400的充电站500 ο充电站500包括基底504 ο基底504经由电源线508耦合到适当的电源，例如标准墙上插座(未示出)，以接收电力。在图10所示的实施例中，基底504具有基本接口 512，其接纳如图9所示的可移除电力存储装置400。在一些实施例中，基本接口512可大体上镜像图8的可移除电力接口 304。从而，基本接口 512也包括多个基板触点516，和基本背板520。在此，基本接口 512还包括一个或多个紧固件524，用于将可移除电力存储装置400紧固到充电站500。在一些其他实施例中，充电站500以及——具体而言——基本接口512可依据可移除电力存储装置400的形状和/或轮廓而具有不同的轮廓。例如，如果可移除电力存储装置400具有更窄的剖面，则基本接口 512将具有相应的更窄的剖面。当被供电时，充电站500经由基本触点516对可移除电力存储装置400充电。在一些实施例中，充电站500是智能充电站，其包括传感器(未示出)或处理器(未示出)来选择性地对附接的可移除电力存储装置充电。例如，传感器(未示出)或处理器(未示出)可确定附接的可移除电力存储装置达到预定的存储电力水平，或者已被充电了预定量的时间，传感器(未示出)或处理器(未示出)可终止附接的可移除电力存储装置的充电，直到存储的电力下降到预定水平以下或者另一预定量的时间已逝去之后为止。
[0088]图11图示出根据本发明的实施例的模块化可穿戴传感器平台的充电过程600的操作流程图。在步骤604，电力管理单元88或处理器36获得阈值参数。在一些实施例中，阈值参数是基于时间的参数。在此，图4的电力管理单元88或处理器36确定从上次充电起逝去的时间量。在其他实施例中，阈值参数是基于电力的参数。在此，电力管理单元88或处理器36确定与图3的电池22类似的主电源的电力水平，以安培、电压或瓦数为单位。
[0089]在步骤608，如果确定阈值尚未达到预定的水平，例如，特定的时间量或电力水平，则图4的电力管理单元88或处理器36继续获得阈值参数。否则，如在步骤608确定阈值已达到预定的水平，例如，特定的时间量已逝去，或者电力水平降低到预定的电力阈值以下，则电力管理单元88或处理器36前进到可选的步骤612。
[0090]在步骤612，电力管理单元88或处理器36检测与图9的次电源400类似的可移除电源是否已被附接到例如图8的可移除电力接口 304。在步骤616，如果确定尚未附接可移除电源，则重复步骤612。否则，如果在步骤616确定已附接可移除电源，则利用次电力来对主电源充电。在一些实施例中，可以消除可选的步骤612，因为可移除电源在可移除电源被附接时开始利用次电力对主电源充电，而没有该确定步骤。
[0091]步骤624也是可选的步骤。在步骤624，电力管理单元88或处理器36记录充电过程600的参数。例如，电力管理单元88或处理器36记录在电力水平下降到预定的电力阈值以下之前逝去的时间量。又例如，电力管理单元88或处理器36记录用于对内部电源充电的电力量。电力管理单元88或处理器36随后可发送指示记录的条目的数据以便进一步处理。
[0092]已根据示出的实施例描述了本发明，并且对于实施例可以有变化，并且任何变化都将在本发明的精神和范围内。例如，可利用硬件、软件、包含程序指令的计算机可读介质或其组合来实现示范性实施例。根据本发明编写的软件将被存储在某种形式的计算机可读介质上，例如存储器、硬盘或⑶/DVD-ROM，并且将被处理器执行。
[0093]虽然已参考某些实施例描述了本发明，但本领域技术人员将会理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行各种改变并且可以用等同物来替换。此外，在不脱离本发明的范围的情况下，可进行许多修改来使特定的情形或材料适应于本发明的教导。因此，希望本发明不限于所公开的特定实施例，而是本发明将包括落在所附权利要求的范围内的所有实施例。
[0094]此外，附图中描绘的逻辑流程要实现期望的结果并不要求所示出的特定顺序或者先后次序。此外，可以向描述的流程提供其他步骤，或者可以从描述的流程中消除步骤，并且可以向描述的系统添加其他组件，或者可以从描述的系统中去除组件。因此，其他实施例在所附权利要求的范围内。
【主权项】
1.一种可穿戴在用户的身体部位上的系统，该系统包括: 由主电源供电的电子设备； 耦合到所述主电源的电路；以及 可移除的次电源，被配置为响应于所述主电源已达到预定的阈值，在所述可移除的次电源通过所述电路耦合到所述主电源时，利用次电力对所述主电源充电。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述预定的阈值包括时间阈值。3.如权利要求1所述的系统，其中，所述预定的阈值包括电力阈值。4.如权利要求1所述的系统，其中，所述电路包括被配置为将所述可移除的次电源电耦合到所述主电源的多个触点。5.如权利要求1所述的系统，还包括模块化感测设备，该模块化感测设备被配置为可移除地耦合到所述电子设备并且由所述主电源来供电。6.如权利要求1所述的系统，还包括被配置为将所述可移除的次电源耦合到所述电路的紧固件。7.如权利要求6所述的系统，其中，所述紧固件包括磁铁、凹口、维可牢和夹子之一。8.如权利要求1所述的系统，其中，所述可移除的次电源包括被配置为容纳至少一个电池的壳体。9.如权利要求8所述的系统，其中，所述至少一个电池的轮廓符合所述壳体的形状。10.如权利要求1所述的系统，其中，所述身体部位包括手腕。11.一种可移除电力系统，用于提供次电力来对可穿戴在用户的身体部位上的电子设备充电，所述电子设备具有接口和由内部电源供电的基本模块，所述可移除电力系统包括: 耦合到所述内部电源的电路； 与所述接口相集成的紧固件；以及 可移除电力存储装置，被配置为，响应于所述可移除电力存储装置已达到预定的阈值并且所述可移除电力存储装置已被紧固到所述紧固件，在所述可移除电力存储装置通过所述电路耦合到所述内部电源时，利用来自所述可移除电力存储装置的次电力对所述内部电源充电。12.如权利要求11所述的系统，其中，所述预定的阈值包括时间阈值。13.如权利要求11所述的系统，其中，所述预定的阈值包括电力阈值。14.如权利要求11所述的系统，其中，所述电路包括被配置为将所述可移除电力存储装置电耦合到所述内部电源的多个触点。15.如权利要求11所述的系统，其中，所述紧固件包括磁铁、凹口、维可牢和夹子之一。16.如权利要求11所述的系统，还包括模块化感测设备，该模块化感测设备被配置为可移除地耦合到所述电子设备并且由所述内部电源来供电。17.如权利要求11所述的系统，其中，所述可移除电力存储装置包括被配置为容纳至少一个电池的壳体。18.如权利要求17所述的系统，其中，所述至少一个电池的轮廓符合所述壳体的形状。19.如权利要求11所述的系统，其中，所述身体部位包括手腕。20.—种向可穿戴在用户的身体部位上的电子设备供应次电力的方法，所述电子设备由主电源供电，所述方法包括: 确定是否已附接可移除的次电源；以及 响应于已附接所述可移除的次电源并且响应于所述主电源已达到预定的阈值，利用来自所述可移除的次电源的次电力来对所述主电源充电。21.如权利要求20所述的方法，其中，所述预定的阈值包括时间阈值。22.如权利要求20所述的方法，其中，所述预定的阈值包括电力阈值。23.如权利要求20所述的方法，其中，利用来自所述可移除的次电源的次电力对所述主电源充电还包括:经由所述可移除的次电源的多个弹针来利用来自所述可移除的次电源的次电力对所述主电源充电。24.如权利要求20所述的方法，还包括利用所述可移除的次电源的多个触点将所述可移除的次电源电耦合到所述主电源。25.如权利要求20所述的方法，还包括利用由所述主电源供电的可移除模块化感测设备来感测指示用户的部位的电活动的数据。26.如权利要求20所述的方法，还包括利用磁铁、凹口、维可牢和夹子之一将所述可移除的次电源紧固到所述电子设备。27.如权利要求20所述的方法，还包括将所述可移除的次电源中的至少一个电池容纳在壳体中。28.如权利要求20所述的方法，还包括使所述至少一个电池的轮廓符合所述壳体的形状。29.如权利要求20所述的方法，其中，所述身体部位是手腕。
【文档编号】A61B5/0402GK105850002SQ201480071502
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年12月31日
【发明人】R.菲什, J.舒埃斯勒, F.S.诺沃, S.G.菲利普斯
【申请人】三星电子株式会社