便携式生物计量腕式设备和用于制造其的方法与流程

本申请涉及一种具有光学传感器的便携式生物计量（biometric）腕式设备并且涉及用于制造所述设备的方法。更特别地，本申请涉及一种具有光学传感器的便携式生物计量腕式设备，其中光检测器和光源彼此光学隔离。

背景技术：

可以通过使用便携式生物计量监测器从用户测量生理数据，所述便携式生物计量监测器可以被附着到用户，例如到用户的胸部、手腕、前臂或手臂。生理数据可以包括例如心率。传统监测器通常包含单独传感器，其被例如用带子附着到用户的胸部，并且其与腕式设备进行无线通信。单独传感器的使用使便携式生物计量监测器的使用复杂化，并且因此需要开发嵌入到手腕附着设备或其他手足附着设备的解决方案。

用于测量心率的一个方式是使用光学测量。光学心率测量基于如下事实：通过光源朝人体组织发射光并且至少一个检测器被配置成检测在通过人体组织的传播之后的反射光的强度。

在这样的测量中，获得光电体积描记图（photoplethysmogram）（PPG）。其是光学上获得的体积描记图，器官的体积测量结果。常常通过使用脉搏血氧计获得PPG，所述脉搏血氧计照亮皮肤并测量光吸收时的变化。关于每个心动周期，心脏向外围泵送血液。即使此压力脉冲到其到达皮肤时被稍微阻尼，其也足以使皮下组织中的动脉和小动脉扩张。如果脉搏血氧计被附着而没有压紧皮肤，则还可以从静脉丛看到作为小的次峰的压力脉冲。

可以例如通过用来自发光二极管（LED）的光照亮皮肤且然后测量被透射或反射到光电二极管的光的量来检测由压力脉冲引起的体积中的变化。每个心动周期表现为光电二极管中的向下峰。因为可以通过多个其他生理系统来调制到皮肤的血流，所以还可以使用PPG来监测呼吸、血容量减少及其他循环状况。另外，PPG波形的形状从受验者到受验者不同，并且随着脉搏血氧计被附着的位置和方式而变化。

光学传感器的实现及其制造需要进一步改进以获得更加灵敏且准确并机械上耐用的传感器。如果光学传感器被作为模块提供，则其可能具有光学泄露，其中光从光源泄露到已经在模块中的光检测器，引起测量中的问题。

尤其，腕式设备的制造是有挑战性的。这样的设备相对小并且通常包含所需电子器件、显示器、光学组件以及设备的其他部分（part），其全部被封装在平的闭合壳体中。因此，各部分的组装要求极度的准确度。

技术实现要素：

一个实施例提供了一种便携式生物计量腕式设备，其具有光学传感器并且包括

-安装到电路板上的至少一个光源和至少一个光检测器，

-壳体，其具有用于所述至少一个光源的至少一个孔径和用于所述至少一个检测器的至少一个孔径，其中

-在所述壳体与所述电路板之间利用密封板使所述至少一个光源和至少一个光检测器中的每个在所述壳体内部彼此光学隔离，所述密封板具有用于所述至少一个光源的至少一个孔径和用于所述至少一个光检测器的至少一个孔径。

一个实施例提供了一种用于制造具有光学传感器的便携式生物计量腕式设备，该方法包括

-提供

-安装到电路板上的至少一个光源和至少一个光检测器，

-壳体，其具有用于所述至少一个光源的至少一个孔径和用于所述至少一个光检测器的至少一个孔径，以及

-密封板，其被布置成装配（fit）在所述壳体与所述电路板之间，所述密封板具有用于所述至少一个光源的至少一个孔径和用于所述至少一个光检测器的至少一个孔径，以及

-将所述电路板、所述密封板和所述壳体组合，使得所述至少一个光源和所述至少一个光检测器装配到密封板中的孔径以用于使所述至少一个光源和至少一个光检测器在所述壳体内部彼此光学隔离。

在独立权利要求中描述了主要实施例的特性。在从属权利要求中公开了各种实施例。在从属权利要求中和本说明书中叙述的特征可互相自由地组合，除非被另外明确地声明。

所述至少一个光检测器和所述至少一个光源在壳体内部彼此光学隔离的特征提供了防止设备内部的光在光源与光检测器之间泄露的效果。由光检测器检测到的光仅来自设备外部。这增强了测量的灵敏度和准确度，提供更好的信噪比和信号DC值。

提供单独的预制且预装配的密封板促进腕式设备的制造。例如，当与其中光学传感器被成型（mold）到树脂中的解决方案相比时，在本实施例中，不需要准备和施加树脂或等待树脂固化。使用现成的密封板还使得能够实现制造的高准确度，因为板和孔径的大小和外形始终是正确的并在没有任何进一步的工作阶段或调整的情况下适合其他部分。这致使制造过程简单且快速，因此节省时间和金钱。当使用预制的密封板时，误差百分数也非常低。不需要在光隔离部分的组装期间使用特定装备和/或施加粘合剂或树脂。

弹性密封板还充当电路板与壳体底部之间的中间层。电路板中或壳体内侧中的任何粗糙或突出部分将被埋藏在弹性材料中，这使得构造防水并提供减震性质。

根据实施例，可以在构造中使用不防水的化合物和溶液。可以使用不容忍外部应力的这样的光学组件，所述外部应力诸如水分、尘土或机械应力。例如如果各部分被成型到树脂中并从成型部分暴露，则这是不可能的。

附图说明

图1A和1B示出了生物计量监测器的外部部分。图1A和1B示出了枢轴的两个不同取向并且展示了设备的以枢轴为中心的旋转移动。

图2A示出了生物计量监测器的分解图，并且图2B示出了从不同角度看的视图。

图3A示出了设备的与接地（grounding）相关的内部部分，其中图3B示出了没有另一侧上的间隔器元件及其他部分的相同视图。

图4示出了光学传感器的示例性实现的横截面视图。

图5示出了从外部看的生物计量监测器的分解图。

图6示出了从外部看的生物计量监测器的视图。

图7示出了从外部看的生物计量监测器的分解图。

具体实施方式

一个实施例提供了一种具有光学传感器的便携式生物计量设备，包括

-安装在电路板上的至少一个光源和至少一个光检测器，

-壳体，其具有用于所述至少一个光源的至少一个孔径和用于所述至少一个光检测器的至少一个孔径，以及

-在所述壳体与所述电路板之间的密封板，所述密封板具有用于所述至少一个光源的至少一个孔径和用于所述至少一个光检测器的至少一个孔径，其中

所述至少一个光检测器和至少一个光源中的每个在所述壳体内部彼此光学隔离。便携式生物计量设备包含安装在壳体中的所有组件。壳体是紧凑式壳体，诸如被配置成用带子安装到用户的手腕大小壳体或其他可穿戴壳体。

光学组件至少一个光源和至少一个光检测器位于电路板上，优选地位于电路板的同一侧上。它们被操作地连接到电路板，使得它们可以被设备的控制单元控制和操作。所述至少一个光源和至少一个光检测器是电路板上的单独组件，即优选地，它们不作为模块存在并且它们可以彼此光学隔离。电路板在壳体中。

在一个实施例中，便携式生物计量设备包括与所述至少一个光源光学连接的至少一个透镜和与所述至少一个光检测器光学连接的至少一个透镜。如本文中使用的“光学连接”指的是其中透镜和光源或者透镜和光检测器被安置成使得由光源发射的光通过相应透镜离开或者由光检测器检测到的光通过相应透镜进入的布置。在实践中，这意味着相应透镜被直接地或者在其之间有间隙的情况下并且用粘合剂或者不用粘合剂放置在光源或光检测器的顶部上。透镜指的是透明件，其可以例如由塑料或玻璃制成。透镜可能折射光或可能不折射光。透镜保护壳体内部的光学组件，防止水和/或灰尘进入壳体。透镜可以被布置成折射从用户的皮肤反射的发射光，使得其将被以最佳的角度和强度检测到。在一个示例中，透镜进行会聚。在一个示例中，透镜的表面是平的，即不进行折射。在一个示例中，透镜被放置在壳体中的紧到足以保持透镜的相应孔径中。可以使用粘合剂来增强粘附性。在一个示例中，从壳体内部将透镜放置在壳体中的相应孔径中，并且透镜的内侧宽于透镜的外侧，使得外侧适合孔径并且较宽的内侧防止透镜滑过孔径（参见图4）。

如本文中所使用的“光学隔离”指的是其中至少一个光源中的每个和至少一个光检测器中的每个被布置在单独的光学隔离的隔室中的布置，所述隔室未被光学连接。这意味着通过在隔室之间使用适当的隔离材料防止了光在壳体内部从一个隔室到另一个的泄露，所述隔离材料诸如本文中描述的垫圈或密封板，所述术语可以可交换地使用。所述密封板至少具有用于如存在于壳体中的光学组件的相应孔径。来自这样的光学隔离的隔室的唯一光路优选地引导壳体外部通过壳体中的孔径，该孔径被布置成在生物计量监测器在使用中时安置到用户的皮肤。

在一个实施例中，光学传感器在所述至少一个光源与被光学连接到所述光源的所述至少一个透镜之间和/或在所述至少一个光检测器与被光学连接到所述光检测器的所述至少一个透镜之间包含粘合剂。这增强了光源和光检测器与相应透镜之间的光学连接，因为在空气与壳体内部的透镜之间或者在空气与光源或空气与光检测器之间不存在光学边界。在没有粘合剂的情况下，在光路中将存在两个空气/固体边界，其可以例如通过引起反射而降低传感器的光学性质。粘合剂的使用使信号水平最大化，因此增强光的强度。光源或光检测器与相应透镜之间的距离不改变，例如如果设备经受振动的话。这提供例如较低的噪声水平。光学隔离的隔室可以被完全填满粘合剂，或者可以施加足以将光源和/或光检测器与相应透镜光学连接的一定量的粘合剂。

可以将粘合剂的类型选择成与在透镜中及在光源和光检测器中使用的材料相容。在一个示例中，变硬的粘合剂的折射率与透镜的折射率基本上相同以在边界处获得最小损耗。

在一个实施例中，光学传感器在所述至少一个光源上和/或所述至少一个光检测器上包含粘合剂，所述粘合剂在所述至少一个光源上和/或所述至少一个光检测器上形成透明层。此粘合剂层充当光源或光检测器上的透镜。不要求其他单独透镜（诸如塑料或玻璃透镜），并且其不存在。密封板中的孔径可以被完全填满粘合剂，并且进一步地，还可以用粘合剂来填充壳体中的孔径，即粘合剂的表面基本上在与壳体的外表面相同的水平面上。这使得光学传感器完全防水。进一步地，在空气与壳体内部的透镜之间或者在空气与光源或空气与光检测器之间不存在光学边界。

一般地，光源和光检测器不与用户的皮肤直接接触，但是其可以在距皮肤或壳体的外表面约0.5-3mm的距离中，所述外表面在使用期间将靠着皮肤。如上面描述的，在壳体的外表面与光源和光检测器之间可以存在单独透镜、有或没有粘合剂，或者仅有粘合剂没有透镜。壳体可以由金属制成，其为腕式设备的组件提供刚性支撑，并且促进设备与用户的皮肤的接地。当使用金属外壳或壳体时，可能期望将光学组件保持在距壳体一定距离处，例如用以避免灵敏组件与壳体或用户皮肤的直接接触。因此，在一个实施例中，光源和光检测器并未直接地在壳体的孔径内部，而是在距壳体的外表面的所述距离0.5-3mm处，例如1-3mm、2-3mm或1-2mm处。因此，在壳体内部需要光隔离部件以使（一个或多个）光检测器和（一个或多个）光源彼此光学隔离。在这样的情况下，壳体更特别地具有用于使得能够实现用于所述至少一个光源的光路的至少一个孔径和用于使得能够实现用于所述至少一个光检测器的光路的至少一个孔径。“光路”指的是通过壳体中的孔径的路径，其中光可以从光源行进到壳体外部或者从外部行进到光检测器。

在一个实施例中，粘合剂包括环氧粘合剂。环氧物（Epoxy）是环氧树脂的被固化的最终产物以及环氧官能团的口语名称。环氧物也是用于将东西粘在一起并覆盖表面的一类强力粘合剂的常用名，所述东西通常是需要在使用之前混合在一起的两个树脂（两部分或双组分环氧粘合剂）。环氧粘合剂是称为“结构粘合剂”或“工程粘合剂”（其包括聚氨酯、丙烯酸、氰基丙烯酸盐粘合剂及其他化学性质）的粘合剂类别的主要部分。环氧粘合剂在耐热性和耐化学性方面好于其他常见粘合剂。一般地，用热固化的环氧粘合剂将比以室温固化的那些更耐热和耐化学物品。环氧粘合剂的强度在177℃以上的温度下降级。某些环氧物通过暴露于紫外光而固化。这样的环氧物一般在光学器件、光纤以及光电子器件中使用。在一个示例中，粘合剂是两部分环氧粘合剂，其中在使用之前将两个化合物组合并混合。

在一个实施例中，光源具有包含所述粘合剂的腔。例如，特定类型的LED可以具有这样的腔。在一个实施例中，光源是LED。

在一个实施例中，光学传感器在所述至少一个透镜与所述至少一个光源之间和/或在所述至少一个透镜与所述至少一个光检测器之间不包含粘合剂。这提供了增强的耐冲击性的效果，因为光学组件——即透镜及光源和光检测器未形成从电路板到壳体的连续固体件。在例如在运动中使用的便携式设备（诸如便携式心率监测器）中，增加的耐冲击性可能是有益的。并且当不在光学组件中使用粘合剂时该设备制造起来更简单，这节省时间和成本。在所述至少一个透镜与所述至少一个光源之间和/或在所述至少一个透镜与所述至少一个光检测器之间存在间隙，该间隙可以例如在0.1-1mm范围中，诸如0.2-0.8mm。较大的间隙对于传感器的光学性质而言是有挑战性的。另一方面，较小的间隙可以削弱设备的机械性质，例如减震性质。也可以在其中使用粘合剂的实施例中在光学组件与透镜之间使用类似距离。

也可以称为垫圈的密封板一般由弹性材料制成，即密封板是弹性密封板。弹性补偿被制成为与密封板接触的组件（例如电路板上的组件）中的任何不准确或突出部分。该构造将是不透光、不透气且不透水的。弹性密封板还可以在提供增强的减震性质时起作用。密封板可以是单件。其可以具有在0.3-2.0mm范围中、例如在0.3-1.0mm或者更特别地在0.3-0.7mm范围中的厚度。在一个示例中，密封板的厚度约是0.35mm。密封板被提前准备，即其是预制的。密封板被配置成装配到壳体中。因为其被用于将光学组件光学隔离，所以其应是非透明或不透明的，例如黑色的。在一个实施例中，密封板包括弹性体。在一个实施例中，密封板包括微孔弹性体。弹性体是具有粘弹性（具有粘性和弹性两者）和非常弱的分子间力的聚合物，其与其他材料相比一般具有低杨氏模量和高破坏应变。源自于弹性聚合物的术语常常与术语橡胶可交换地使用，但当提及硫化橡胶时优选后者。链接以形成聚合物的每个单体通常由碳、氢、氧和/或硅组成。弹性体是在其玻璃态转变温度以上存在的无定形聚合物，使得相当大的链段运动是可能的。在环境温度下，橡胶因此是相对软的且可变形的。弹性体的示例包括不饱和橡胶，诸如自然聚异戊二烯、合成聚异戊二烯、聚丁二烯、 苄氯酚、丁基橡胶、苯乙烯-丁二烯或丁腈橡胶。弹性体的其他示例包括饱和橡胶，诸如乙烯丙烯橡胶、表氯醇橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、氟橡胶、聚乙烯嵌段酰胺、氯磺化聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。在一个实施例中，密封板包括合成橡胶，例如氯丁橡胶。氯丁橡胶或聚氯丁烯是通过氯丁二烯的聚合产生的合成橡胶系列。氯丁橡胶展示出良好的化学稳定性，并且在宽的温度范围上保持柔性。在一个实施例中，密封板包括泡沫橡胶。泡沫橡胶（也称为多孔、海绵或膨胀橡胶）指的是用发泡剂制造以产生空气填充的基体结构的橡胶。商用泡沫橡胶一般地由聚氨酯或者天然胶乳制成。在一个示例中，弹性材料包括微孔氨基甲酸乙酯。

密封板可以被例如从较大板材冲切以形成期望的形状和孔径。密封板可能包含粘合剂或可能不包含粘合剂。在一个实施例中，密封板在一侧（side）或两侧上包含粘合剂。在一个实施例中，密封板在一侧或两侧上被提供粘合剂，粘合剂上有释放衬里（release liner），例如被覆盖诸如硅树脂之类的释放剂的薄膜或纸。粘合剂可以是压敏粘合剂（PSA）。当在室温下施加压力时，也称为自粘剂的压敏粘合剂形成键。可以在不使用辅助剂（诸如溶剂或热）来加强该键的情况下通过粘合层将PAS标签粘附到大多数表面。压敏粘合剂的示例包括基于乳剂和水的PSA、基于溶剂的PSA和固体PSA。在一个实施例中，压敏粘合剂包括UV热熔粘合剂。在使用预制的密封板之前，去除释放衬里以露出粘合剂，于是可以将密封板附着到目标上，诸如到电路板或壳体上。当使用具有粘合剂的密封板时，密封板可以被以高准确度附着并且其在组装期间保留在目标上。粘合剂（尤其是当在密封板的两侧上时）还将使最终的构造稳定。先前施加的粘合剂（诸如具有释放衬里的压敏粘合剂）的使用简化了过程并节省时间和金钱。如果使用粘合剂，则其可以使密封板与光学传感器的其他部分稳定，因此增强了装置的光学隔离和机械性质。

在一个实施例中，光学传感器包含一个光检测器和两个光源，即存在仅一个光检测器和仅两个光源，其可以被布置成一直线，光检测器在中间。

一个实施例提供了一种用于制造光学传感器的方法，该方法包括

-提供

-安装在电路板上的至少一个光源和至少一个光检测器，

-壳体，其具有用于所述至少一个光源的至少一个孔径和用于所述至少一个光检测器的至少一个孔径，以及

-密封板，其被布置成装配在所述壳体与所述电路板之间，所述密封板具有用于所述至少一个光源的至少一个孔径和用于所述至少一个光检测器的至少一个孔径，以及

-将所述电路板、所述密封板和所述壳体组合，使得所述至少一个光源和所述至少一个光检测器装配到密封板中的孔径以用于使所述至少一个光源和所述至少一个光检测器在所述壳体内部彼此光学隔离。更特别地，所述电路板和所述密封板被放置在壳体内部。

在梳理各部分之前，可以首先将密封板放置在所述壳体内部，或者可以首先将其放置到所述电路板上。在一个实施例中，密封板在至少一侧上包含粘合剂。在一个实施例中，密封板在两侧上包含粘合剂。在一个实施例中，提供了在两侧上具有粘合剂的密封板，优选地被覆盖释放衬里。在一个实施例中，首先去除一侧上的释放衬里，并且将密封板附着到电路板上。在一个实施例中，首先去除一侧上的释放衬里，并且将密封板附着到壳体上，更特别地到壳体的底部的内侧上。在任何情况下，以使得相应孔径适合光学化合物和/或相应透镜或孔径的这样的方式安置密封板。在一个实施例中，所述方法包括给密封板在一侧或两侧上提供粘合剂，在粘合剂上有释放衬里，并且在将密封板与所述电路板和/或所述壳体组合之前去除释放衬里。

在一个实施例中，提供了另一稳定设备，一般为工件保持或支撑设备，例如夹具或固定设备，其可以包含被适配成装配到密封板的孔径和/或边缘的一个或多个引导部分，例如突出部分，诸如引脚。在一个实施例中，所述方法包括将密封板安置到稳定设备上，优选地其中释放衬里仍被附着在将与稳定设备接触的一侧上，使在密封板的相反侧上的粘合剂暴露，以及以使得密封板将被附着到要与密封板附着在一起的部分上的这样的方式将所述部分安置到稳定设备上的密封板上。稳定设备可以包含引导部件，其将密封板和要附着的部分（诸如电路板或壳体的底部）引导到一起以获得各部分的准确对准。这样的稳定和引导部件的使用降低了组装过程中的人为错误的可能性，并且各部分将被以高准确度和再现性组合。当使用密封板上的双面粘合剂时，接下来去除在另一侧的释放衬里并将相应部分与密封板组合。

在一个实施例中，所述方法包括将粘合剂施加到所述至少一个光源上和施加到所述至少一个光检测器上。进一步地，让粘合剂固化。

在一个实施例中，所述方法进一步包括提供用于至少一个光源的至少一个透镜和用于至少一个光检测器的至少一个透镜，并且将所述透镜放置到壳体中的孔径。可以从壳体外部或者从壳体内部将透镜放置到孔径。

在一个实施例中，所述方法包括使各部分基本上在粘合剂固化所花费的时间内稳定，所述各部分诸如所述电路板、所述密封板及所述至少一个光源和所述至少一个光检测器。这可以通过使用用于使由所述各部分形成的组合件稳定的部件（例如夹具等）来执行。在一个示例中，用于使组件稳定的部件包括具有用于组合件的狭槽的布置。该组合件被插入到狭槽，其中各部分被一起压。不允许各部分在狭槽中移动。组合件的稳定在设备包括引起张力的部分（例如弹簧或弹性材料）时尤其重要。在一个示例中，充电夹可以在组装期间引起这样的张力，尤其是如果其具有用于确保到电路板的适当接触的金属弹簧的话。并且粘合剂可以在固化期间收缩或膨胀。在不稳定的情况下，组合件可能在固化期间移动，因此引起各部分安置中的不良粘附和问题。稳定保持孔径的体积恒定。粘合剂的固化时间取决于所使用粘合剂的类型，并且其可以例如从约1小时变动到高达12小时。例如，双组分环氧粘合剂可以花费约7-10小时进行固化，例如约8小时。

在粘合剂中可能存在例如在粘合剂的混合期间形成的气泡。这些气泡将使最终光学传感器的光学性质恶化，因此期望在粘合剂被固化之前尽可能多地去除气泡，或者至少将气泡引导至粘合剂部分中的其中气泡未直接地在光路中的区域。

在一个实施例中，所述方法包括在施加粘合剂之前从粘合剂去除气泡。在一个示例中，这通过使用真空来执行。使粘合剂的一部分经受真空达长到足以从粘合剂去除大量的气泡（例如，气泡的至少50%或60%或70%或80%或90%或95%或98%或99%或基本上100%）的时间。此时间可以例如在1-60分钟范围中。在去除空气之后，可以向设备的光学器件上施加粘合剂。在一个示例中，组装设备的顺序促进从粘合剂去除气泡。例如，在将所述密封板放置在所述壳体内部并安置壳体使得孔径面朝上之后。然后向密封板中的孔径施加粘合剂。并且，电路板被安置成使得所述至少一个光源和所述至少一个光检测器基本上面朝上，将粘合剂施加到所述至少一个光源和所述至少一个光检测器上、布置达足以用于让粘合剂沉淀的时间的延迟、将电路板上下翻转并将其放置到密封板上使得所述至少一个光源和所述至少一个光检测器装配到密封板中的孔径以用于接合相应粘合剂，并且让粘合剂固化。当粘合剂正在沉淀时，气泡将上升到粘合剂的表面并被释放到周围空气，或者至少气泡被引导上升到粘合剂的不在直接光路中的部分，例如其被引导到光路的边缘。这可以通过在粘合剂沉淀期间以使得气泡将上升至粘合剂的边缘的这样的方式安置电路板来实现。粘合剂沉淀所花费的时间可以根据粘合剂而改变，并且一般可以约与粘合剂的开放时间或工作时间相同。开放时间指的是其中粘合剂仍处于液体形式且可工作的时间段。例如，超级环氧物可能具有约30分钟的工作时间。粘合剂沉淀所花费的时间可能例如在1-60分钟范围中。固化时间指的是用于使粘合剂凝固成固体形式所需的时间。

可以通过使用用于投配（dose）粘合剂的任何适当部件向要胶合的孔径注射粘合剂。用于投配粘合剂的部件可以包括诸如注射器等的简单的手动设备或者包含用于投配期望剂量的粘合剂的部件的更加自动化的注射设备，其可以进一步包含用于测量粘合剂的性质（例如粘合剂的量或粘合剂的任何光学性质）的任何部件。可以例如通过使用诸如光学仪表来检测任何气泡的存在。

在一个实施例中，所述方法包括在电路板中提供至少一个孔径以用于施加粘合剂，以及优选地在电路板和密封板已被组合之后，通过所述至少一个孔径从电路板的相反侧向所述至少一个光源上和/或所述至少一个光检测器上注射粘合剂。在一个示例中，存在用于至少一个光源的至少一个这样的孔径和用于至少一个光检测器的至少一个这样的孔径，每个孔径通向一个光学隔离的隔室。“电路板的相反侧”指的是与光学组件位于其中的一侧相反的一侧。可以进一步存在用于让空气随着粘合剂进入而离开的其他孔径。在该情况下，所述电路板、所述密封板和所述壳体可以在施加粘合剂之前已被组合。因此注射的粘合剂将高效地填充空的空间。可以在如上面描述的具有透镜的情况下或者也可以在没有透镜的情况下使用本实施例。可以在注射期间使组合件稳定，如上面描述的那样。一个实施例提供了用所述方法制造的便携式腕式设备。可以从最终产品检测通过电路板中的所述孔径注射粘合剂的方法，因为孔径和变硬的被注射的粘合剂是可见的。

在图1-3中图示了生物计量监测器的示例。一个示例提供了便携式生物计量监测器10，其包括被操作地连接在一起的具有第一端21和第二端22的外壳20、一个或多个处理器、存储器、一个或多个生物计量传感器以及接口。该生物计量监测器可以是被用作运动或健身监测器、健康监测器等的可穿戴监测器。

在图1A和1B中示出了在一个示例中在外部可见的主要部分。所述生物计量监测器10的壳体或外壳20一般地可以具有腕表的形状和大小，例如其可以具有在20-60mm范围中（例如在25-40mm范围中）的长度d。其可以具有在15-60mm（诸如15-40mm）的范围中宽度c，所述宽度c例如在20-60mm范围中、在25-35mm范围中或者在25-30mm范围中。壳体的形状一般地是基本上平的，具有在3-15mm范围中的厚度，所述厚度例如在5-10mm范围中或者在8-15mm范围中。壳体的壁的厚度可以在0.7-2.5mm的范围中，诸如1.1-2.25mm或0.8-1.5mm。在一个示例中，壳体在形状上是有角度的，例如基本上正方形。边缘可以是圆形的。壳体还可以具有椭圆或圆形形状或者本文中提及的形状的组合。可以根据壳体在被附着到用户或带子时的方向来定义第一端21和第二端22，尤其是在其中壳体的形状为基本上圆形的情况下。在一个示例中，壳体的长度大于其宽度。壳体还可以称为生物计量监测器的主体或框架。壳体可以由金属制成，或者其可以具有由金属制成的主体或框架。这使得能够实现与枢轴或轮轴的机械上可靠的接头。金属的示例包括钢、不锈钢、钛、轻合金等。壳体还可以由塑料制成。可以使用由塑料制成的壳体来提供具有减小重量的产品，以节省制造成本并促进制造过程。在这样的情况下，可以例如通过在壳体内部使用金属锁紧垫片或者通过使用被布置成接纳枢轴（通常被布置成接纳在监测器的同一侧的两个枢轴）的由金属制成的连接部分39来将枢轴锚定到壳体。连接部分39经由枢轴接地，并且其将侧板38接地。

可以将壳体连接到用于将便携式生物计量监测器附着到用户（例如到用户的手腕）的可穿戴带子，该带子包括第一端和第二端。带子可以是连续的，仅包括一个带子部分，或者其可以是不连续的，包括可以被带扣连接的至少两个部分。在一个示例中，带子包含被带扣连接的两个部分。带子可以具有基本上为壳体宽度或者略小（诸如比壳体的宽度窄0.5-2mm）的宽度。带子的厚度可以在0.5-3mm范围中。在一个示例中，带子由可伸展或弹性材料制成，所述材料诸如帆布、橡胶或其组合。在一个示例中，带子由不可伸展材料制成，所述材料诸如塑料、皮革、金属或其组合。金属的示例包括钢、不锈钢、钛、轻合金等。

在一个示例中，带子是腕带。带子的其他示例包括前臂带、踝带、前额带、紧身衣裤带、腿带、臂带和颈带。然而，本文中的示例中使用的尺寸是针对用于不同手腕大小的腕带优化的。

生物计量设备至少包括作为生物计量传感器的光学传感器。生物计量传感器的其他示例包括温度传感器、电位传感器、声音或超声波传感器、皮肤电反应传感器（GSR）、EKG传感器、EMG传感器、波长传感器以及运动检测器。生物计量监测器可以包含一个或多个不同的生物计量传感器，例如两个、三个或四个传感器。并且可以包括其他传感器，诸如GPS传感器、磁强计或运动检测器，所述运动检测器例如惯性、陀螺仪或加速度计。通常，生物计量传感监测器位于设备的壳体侧或用户侧上。

要用一个或多个生物计量传感器监测的可能生理参数的示例除心率之外还包括体温、血压、血流、皮肤传导率、组织阻抗、心率变化性、运动、睡眠、压力、健身水平、恢复水平、日常训练内容对健康的影响以及热量消耗。

在一个实施例中，便携式生物计量监测器是心率监测器或者是包括光学传感器或光学检测器的脉搏监测器。光学心率监测可以基于光散射监测。一般地，光学传感器包括用于发射光的一个或多个光源或照明源和用于检测从用户的身体散射或反射的光的一个或多个光检测器或照明检测器。光源的示例包括LED、激光器等。光检测器的示例包括光电二极管、光电晶体管等。在一个示例中，光学传感器包括一个光源和一个光检测器。在一个示例中，光学传感器包括两个光源和在光源之间的一个光检测器，其优选地全部成一直线。在一个示例中，光学传感器包括三个光源和光源之间的两个光检测器，其优选地全部成一直线。（一个或多个）光源可以以一个或多个波长或波长范围发射光。（一个或多个）光检测器可以检测处于一个或多个波长或波长范围的光。这样的波长范围的示例包括绿光谱、蓝光谱、红光谱以及红外光谱。（一个或多个）光源或（一个或多个）光检测器可以进一步具有用于滤出非期望波长的滤光器。具有特定波长范围的特定光源的示例包括绿色LED、蓝色LED、红色LED、红外LED、近红外LED及其组合。一般地，绿光适合于测量皮肤中的体表血流。具有在500与600nm之间的波长（可见光谱的绿黄区）的光随着脉动血液吸收而展示出最大调制深度。IR或近IR波长可能对于测量深层组织血流（诸如肌肉中的血流）而言更好。

在一个示例中，光源是绿色LED。与例如红外光相比，绿色LED具有大得多的针对氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白两者的吸收率。因此，当血液脉动通过皮肤时，被反射的绿光中的变化大于被反射的红外光中的变化，导致绿光源的更好信噪比。红外光还可以用来测量红外光被真皮吸收时的皮肤的水分含量或者用于其他目的。

光学传感器被安装在监测器主体的底部处，在用户的皮肤侧上。光学传感器可以从监测器的底部形成约0.5-2mm的突出，以用于将传感器锚定到皮肤，突出一般具有弯曲侧边。通常这在监测器主体相对于显示器的相反侧上。图2B图示了外壳20的底部中的用于光学传感器的孔。

更精确地，光学心率监测通过用由所述光源生成的可见光或红外光照射用户的皮肤而实现。光源一般地被布置成与用户的皮肤紧密接触。光检测器被布置成也在附近位置中与皮肤紧密接触，并且其被布置成检测并测量由被皮肤反射、吸收和/或散射产生的光。所述检测和测量到的值中的变化允许测量氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的流动和血管的膨胀。可以获得光电体积描记图（PPG）。这使得能够实现例如氧计量和脉搏计量的测量，其可以进一步用来定义用户的心率。

除心率之外，光学传感器可以被配置成还监测用户的呼吸、心率变化性、氧饱和度（SpO2）、血容量、血糖、皮肤水分和/或皮肤色素沉着水平。

在一个示例中，用接地元件从外壳内部将便携式生物计量监测器或其电子器件接地至金属枢轴。这是必要的，尤其是生物计量监测器使用射频通信来传送数据或者以其他方式与另一设备或实体无线地交换信息的话和/或如果这样的生物计量监测器将射频感测（诸如GPS）用于位置检测的话。在一个示例中，便携式生物计量监测器经由作为接地元件的弹簧构件23被接地至金属枢轴，如图3A和3B中所图示的那样。弹簧构件23从电子器件模块突出到壳体内部的金属枢轴或轮轴的位置并碰触枢轴或轮轴以获得与该枢轴或轮轴的电接触。指向枢轴的弹簧力维持该电接触。不需要焊接等来建立可靠接触，这在设备的组装期间或者在需要拆解时的情况下（例如在维修期间）节省时间和成本。在一个示例中，接地元件是金属底板的组成部分，其位于电子器件（例如电路板）与生物计量传感器之间。在一个示例中，接地元件是单独元件，其被连接到较大的接地部分，诸如金属底板。在图3A和3B中，这样的底板的示例被呈现为带点阴影，而接地元件23被呈现为虚线。可以存在一个、两个、三个或四个接地元件，例如在外壳的一端处在外壳的两侧处的两个。例如如果电路板是薄的和/或柔性的并需要支撑，则可以使用该底板。如果电路板是刚性的，则其可以替代底板。刚性电路板的厚度可以在0.4-2mm范围中，例如在0.6-1.0mm范围中。

生物计量监测器一般地包括被操作地连接在一起的一个或多个处理器、存储器、一个或多个生物计量传感器、接口以及可选地包括被布置成呈现信息的显示器。生物计量监测器自然地包含电源，例如电池或太阳能电池。所述一个或多个处理器被配置成处理由一个或多个传感器检测和测量的生物计量信息，以根据测量确定输出。所述一个或多个处理器通常被包括在控制单元中或用于控制生物计量监测器的部件中。所确定的信息可以被输出到显示器，或者可以例如通过使用蓝牙、WiFi、蜂窝或任何其他适当的无线技术将信息发送到无线连接到生物计量监测器的外部设备。在这样的情况下，生物计量监测器包含用于无线通信的部件，诸如被配置成与外部设备通信的发送机和接收机。所述一个或多个处理器、存储器、一个或多个生物计量传感器、接口以及被布置成呈现信息的显示器中的一个或多个通常被实现为一个或多个电子电路板或模块。在图2A和2B的分解图中可以看到这些部分，其全部被安装到壳体中。该设备还可以包含例如作为用户接口的一部分的用于输出和/或输入声音的音频部件。

显示器可以使用任何适当的显示技术中的一个或多个，所述任何适当的显示技术包括LED、LCD、AMOLED、电子墨水、夏普（Sharp）显示技术、图形显示及其他适当的显示技术。此显示器可以用来呈现在设备上本地地获取或存储的数据或者从其他设备或因特网服务远程地获取的数据。

外部设备可以是移动终端，例如手持设备，诸如移动电话或平板，或计算机，例如如便携式计算机或任何其他计算机，或者任何其他适当外部设备。可以在外部设备中处理和/或显示信息，例如可以收集、保存、处理和分析信息。还可以将其他类型的信息与测量到的生物计量信息组合，所述其他类型的信息诸如例如从设备本身中或外部设备中的GPS系统获得的地理信息、时间信息、温度信息等。可以使用同一设备来测量其他信息，或者可以从另一源或设备（诸如外部设备）获得其他信息。可以将经组合的信息处理成可呈现形式，例如将统计信息呈现为图或表格。

接口可以包括用于指示被测量和/或分析的一个或多个数据类型的状态的用户接口。用户接口还可以包括作为用于控制设备和/或与所述设备交互或其组合的部件的一个或多个物理按钮和/或触敏屏幕。接口还可以包括用于通过使用无线技术与外部设备通信的部件。接口还可以包括用于在显示器上呈现信息的部件。图2A和2B示出了在外壳的侧上的枢轴之间的物理按钮的示例。所述按钮包含用于使得能够实现非锁定键功能的弹簧。在本示例中，在间隔器元件12、13、14、15之间存在另一侧板38，其中此侧板38包含用于接收按钮37的孔且具有与间隔器元件12、13、14、15相同的厚度。这使得能够在与间隔器元件相同的水平面上提供按钮，并且按钮可以被向内按。因此，按钮未从监测器的该侧延伸，并且其也未在外壳内部预留空间。

示例

图1A和1B图示了作为腕式设备的生物计量监测器10的示例性实施例，其在外壳20的底部处具有光学传感器。外壳20具有约32mm的长度d和约26mm的宽度c（未包括间隔器元件）。外壳的第一端与外壳的第二端之间的枢轴位置之间的距离约是21.5mm。间隔器元件12、13、14、15的第一端24中和第二端25中的枢轴17、19的中心之间的距离约是10mm，间隔器元件的长度b约是17mm。枢轴17中心距外壳20的端21的距离e约是5mm。

在本示例中，间隔器元件和枢轴由钢制成，并且外壳20和轮轴11由塑料制成。间隔器元件与嵌入其中的按钮38之间的侧板38由钢制成。侧板具有用于接纳间隔器元件12、13、14、15的相应端25的弯曲端。侧板被用钉附着到也具有突出部分的金属连接部分39，所述突出部分具有用于接纳在监测器的同一侧上的两个枢轴的孔（图3B）。此部分锚定金属部分中的大多数，使得外壳能够由塑料制成。

在图2A和2B中图示了监测器的组合件。在底部上存在外壳20，其具有用于接纳光学传感器31的各部分、成一直线的两个光源及一个光检测器以及在该侧的一个光源的孔径30。壳体20具有用于如在图2B中看到的所述光学组件中的每个的相应孔径。光学传感器的各部分被附着到电路板33。不透明密封板或垫圈32防止设备内部的光的泄露。并且密封板32具有用于如在图2A中看到的所述光学组件中的每个的相应孔径。金属接地构件23被附着到电路板33以使得能够实现系统的接地。类弹簧的接地部分23被布置成靠着枢轴16、17的内端压紧，以使得能够实现用于接地的电接触，如在图3A和3B中看到的那样。在电路板上存在电池34和包含电子器件的板26。电池被连接到在监测器的底部处的充电夹27。显示器35位于电子器件模块的顶部上，并且其被是组合件的最上部分的部分透明的显示盖36覆盖。在所图示的示例中，还存在位于盖36下面的显示器35附近的GPS天线28。

在监测器的两侧处存在一个按钮37。按钮37包括弹簧和金属锁紧垫片，作为外壳20内部的紧固部件。使用类似的锁紧垫片将枢轴紧固在外壳内部。

在图4中图示了光学传感器的示例性实现的横截面视图。光学传感器在壳体20的底部中形成凸块。壳体壁除了在凸块的位置处的2.25mm之外一般具有1.15mm的厚度。壳体20具有包含透镜44、45的孔径42、43。光电检测器40和作为光源41的LED被安装在具有0.6mm的厚度的电路板33上。电路板33与壳体底部之间的距离是2.6mm。在光电检测器40与透镜42之间存在空间46，其可能被用粘合剂填充或可能不被用粘合剂填充。同样地，在光源41与透镜45之间存在空间47，其可能被用粘合剂填充或可能不被用粘合剂填充。用垫圈32（示为黑色）将包括空间46和透镜44的隔室以及包括空间47和透镜45的隔室彼此光学隔离。在一个示例中，存在用于向相应空间46、47注射粘合剂的孔径48、49。

在图5中图示了生物计量监测器的示例性实现的分解图。光学传感器具有两个光检测器40和作为光源41的三个绿色LED，其被布置成一直线（未示出）。在图中，示出了用于LED的透镜45和用于光检测器的透镜44。在所述线的一侧上，存在具有透镜50的另一红外LED。在设备的底部上示出了充电夹27。在壳体20中，存在用于所述透镜和所述充电夹的相应孔径。

在图6中示出了从外部看的生物计量监测器的视图。在设备的底部的中间中可以看到包括光学组件的凸块。光学组件的透镜44、45、50和充电夹27是可见的。在一个示例中，孔径可以包含粘合剂而不是单独的透镜44、45、50。

在图7中图示了生物计量监测器的示例性实现的分解图。光学传感器具有一个光检测器40和作为光源41的绿色LED，其被布置成一直线的（未示出）。在图中，示出了用于LED的透镜45和用于光检测器的透镜44。在所述线的一侧上存在具有透镜50的另一红外LED。可以看到透镜的形状。透镜包含被配置成装配到壳体中的孔径的较窄部分和将在壳体内部的较宽部分。