光耳塞的每个人，会询问至少一个血管富集区域。将耳朵的多个区域联接至光也可以通过从耳塞内的光源漫射光来实现。
[0079]参考图2A至图2C，示出了根据本发明的一些实施例的监测装置10。所示出的监测装置10包括具有相对的第一和第二端部12a、12b的偏置元件12。耳塞14附接至偏置元件第一端部12a，并且感测元件16附接至偏置元件第二端部12b。感测元件16可以包括传感器部件，并且优选地在质量上可以比耳塞14的质量更小，并且可以小很多。例如，在一些实施例中，耳塞的质量可以比感测元件的质量大至少10%、可以比感测元件的质量大至少20%、可以比感测元件的质量大至少30%、可以比感测元件的质量大至少40%、可以比感测元件的质量大至少50%、可以比感测元件的质量大至少60%、可以比感测元件的质量大至少70%、可以比感测元件的质量大至少80%、可以比感测元件的质量大至少90%、可以比感测元件的质量大至少100%、可以比感测元件的质量大至少200%或者更多等等。虽然本发明的实施例利用比传感器元件16的质量更小的质量的耳塞14也可以充分地发挥作用，但是通常，耳塞的质量优选地比传感器元件的质量大足够程度，从而使得耳塞用作用于监测装置的主要参考(机械支撑参考)标准。
[0080]可以通过具有小于耳塞14的质量的质量的感测元件16，来实现实质运动脱开。例如，如果监测装置10的重量为(10)克，并且耳塞14的质量为(9)克且传感器元件的质量为
(1)克，那么由监测装置10的加速导致的动量在感测元件16上可以小得多，从而使得感测元件16经受更小的行进距离。通过停止监测装置10的动量而免于使感测元件16移动更远，来减少传感器噪声。由移动导致的传感器抖动是噪声信号的最大可控因素。可以从传感器质量脱开的装置质量越大，获取的信号越干净。感测元件16的质量减小越多，弹簧常数就越低，例如基于对象的每次脚步的监测装置10的质量加速经历了传感器移动越少。
[0081]监测装置10构造为附接至对象的耳朵，从而使得耳塞14固定在耳朵内，并且偏置元件12推动感测元件16与耳朵在特定位置处接触，例如，如图4所示出的。另外，偏置元件12将更大质量的耳塞14的运动与更小质量的感测元件16脱开。如此，感测元件16的运动与对象的运动更紧密相关，而与耳塞的运动不太相关，例如，当对象正在做运动或者进行其他运动时。例如，在感测元件16与对象之间的运动可以小于在感测元件16与耳塞14之间的运动。
[0082]耳塞14可以具有各种形状和构造，并且不限于所示出的形状。感测元件16可以具有各种形状和构造，并且不限于所示出的形状。另外，接线(未示出)可以将音频装置连接至耳塞，如本领域的技术人员可理解的。而且，耳塞14可以包括扬声器，并且/或者监测装置10通常可以包括扬声器和麦克风。可以使用各种类型的扬声器或者麦克风。在一些情况下，可以使用骨导麦克风或者扬声器。在一些实施例中，扬声器可以有意地不存在，并且在耳塞中可以存在开口或者孔以使耳道暴露于外界。这种实施例对于需要在不使用户的耳道与环境声音阻断的生物计量/生理监测的情况可以是有用的。图4示出了固定在人耳内的图2A至图2C的监测装置10。
[0083]在本发明的一些实施例中，感测元件16包括:至少一个能量发射器20 (图3)，该能量发射器20构造为在耳朵的目标区域(或者，对于本发明的其他实施例，在对象身体的另一部分的目标区域处，诸如，附器)处引导能量；以及至少一个检测器22 (图3)，该检测器22构造为检测来自目标区域和/或与目标区域相邻的区域的能量响应信号。例如，该至少一个能量发射器20构造为在目标区域处引导电磁辐射、机械能、声能、电能和/或热能，并且该至少一个检测器22构造为检测电磁福射、机械能、声能、电能和/或热能。在一些实施例中，该至少一个能量发射器包括至少一个光学发射器，并且至少一个检测器包括至少一个光学检测器。示例性光学检测器包括但不限于光电二极管、光电检测器、光电晶体管、晶闸管、固态装置、光学芯片组，无论是模拟的还是数字的等等。如今，在市场上存在许多类型的紧凑型光学检测器，并且包括生成模拟或者数字输出的各种已知的方法。示例性光学发射器包括但不限于发光二极管(LED)、激光二极管(LD)、紧凑型白炽灯泡、微等离子体发射器、IR黑体源等等。
[0084]一些发射器、检测器或者发射器-检测器模块还可以包括用于信号调节、A/D转换、电压-频率转换、电平变换、以及对来自检测器的信号进行一般信号处理的一个或者多个处理器26。另外，可以使用一个或者多个处理器26来控制发射器和/或检测器的供电(电偏置)。在美国专利申请公开号2012/0197093中提供了几种示例，该专利的内容以引用的方式全部并入本文。在一些实施例中，处理器26可以不位于感测元件16自身内，并且甚至可以完全位于监测装置10之外，只要处理器26与感测元件16电通信即可。此外，处理器26可以表示分布在监测装置10内和/或在监测装置10之外的多个处理器。
[0085]能量可以是由能量发射器20生成的脉冲能量。例如，可以使用脉冲驱动电路(未示出)按照一个或多个脉冲频率来驱动至少一个能量发射器20，以利用脉冲能量询问目标区域。通过至少一个检测器22来检测由这种交互产生的能量响应，该检测器22构造为检测以上面描述的形式存在的能量，但是通常是以散射光学能量形式存在的能量。运动/位置传感器24 (例如，惯性传感器、MEMS (微机电系统)传感器、加速计、陀螺仪、电容传感器、电感传感器、声学传感器、光学传感器、压电传感器等)可以构造为测量在目标区域附近的移动、位置变化或者惯性变化，诸如，整个身体的运动、皮肤运动等等。运动/位置传感器24可以位于感测元件内。在其他实施例中，偏置元件12可以包括运动/位置传感器24，该运动/位置传感器24构造为检测偏置元件12和/或感测元件16的运动或者在耳塞14与感测元件16之间的相对运动。
[0086]运动/位置传感器24也可以由相邻或者远程处理器(诸如，处理器26)用作噪声参考，用于从检测器22获得到的生理信号衰减或者移除运动噪声。在美国专利号8，157，730、美国专利号8，251，903、美国申请公开号2008/0146890、美国专利申请公开号2010/0217098、美国专利申请公开号2010/0217102、美国临时专利申请号61/750,490、PCT申请号 US2012/071593、PCT 申请号 US2012/071594 和 PCT 申请号 US2012/048079 中详细描述了噪声衰减和移除，这些专利的内容以引用的方式全部并入本文。
[0087]在一些实施例中，监测装置10包括信号处理器26 (图3)，该信号处理器26构造为接收并且处理由该至少一个检测器16产生的信号。监测装置10可以包括其他部件，诸如，用于该至少一个检测器22的输出的一个或者多个模数转换器(未示出)、用于移除时变环境干扰效应的一个或者多个滤波器(诸如光学滤波器)(未示出)、用于移除在能量响应信号中的运动伪影的一个或者多个模拟和/或数字滤波器，无源电子部件等等，如本领域的技术人员可理解的。监测装置10可以包括各种其他装置，诸如，其他类型的生理传感器和环境传感器(未示出)。监测装置10还可以包括用于与远程装置通信的至少一个无线模块(未示出)和/或至少一个存储器存储装置(未示出)。示例性无线模块可以包括无线芯片、天线或者RFID标签。在一些实施例中，无线模块可以包括低范围无线芯片或者芯片组，诸如，Bluetooth?、ANT+、和/或ZigBee芯片。电池(未示出)，诸如，锂聚合物电池或者其他便携式电池，可以包括在监测装置10内，并且可以经由USB充电端口充电，例如。
[0088]在图2A至图2C的示出实施例中，感测元件16包括与对象的耳朵E的一部分接合的表面30。在一些实施例中，表面30的至少一部分的轮廓可以设计为与对象的耳朵的一部分的形状一致。同样，在图2A至图2C的示出的实施例中，一个或者多个能量发射器20和检测器22可以位于感测元件16内。一对窗口 32、34包括在示出的感测元件表面30中，通过该窗口，能量从该一个或者多个能量发射器22通过，并且通过该窗口，能量被该一个或者多个检测器22收集。每个窗口 32、34由允许能量从其通过的材料形成。例如，如果利用光学发射器和检测器，窗口 32、34由允许光从其通过的材料形成。在一些实施例中，窗口32、34可以包括一个或者多个开口。在一些实施例中，利用单个窗口，而不是一对窗口。
[0089]虽然在图2C中示出的窗口 32、34可以示出为与总传感器表面30齐平，但是应该注意的是，在传感器表面30处的窗口 32、34可以相对于传感器表面30凹进并且可能不与监测装置10的用户的耳朵的皮肤物理接触。齐平的、突出的或者凹进的窗口(32、34)都是可以接收的。而且，在一些实施例中，窗口(32、34)可以包括空气，从而使得进入或者离开传感器元件16的激发能可以通过空气。
[0090]在本发明的一些实施例中，窗口 32、34中的一个或者两个都可以与光学透镜(未示出)光通信。透镜可以构造为将光学发射器发射的光聚集到耳朵的一个或者多个部分上，并且/或者将所收集的光聚集到检测器上。可以采用各种类型的透镜几何结构，诸如，凹的、凸的、准直的等。为了该目的，也可以并入导光件(诸如，光管、光纤等)。例如，在美国专利申请公开号2010/0217102、美国专利申请公开号2013/0131519和美国专利申请公开号2010/0217098中描述了可以根据本发明的一些实施例利用的示例性导光件和感测元件几何结构，这些专利的内容以引用的方式全部并入本文。
[0091]如下面将描述的，在本发明的其他实施例中，光学能量发射器20和/或光学检测器22可以位于监测装置10内在耳塞14或者感测元件16中。利用一个或者多个导光件，以经由导光件远端将来自光学发射器的光递送到对象的耳朵区域中，并且/或者以经由导光件远端收集来自对象的耳朵区域的光并且将收集到的光递送至光学检测器。
[0092]图5A至图5B示出了根据本发明的另外的实施例的监测装置110。监测装置110包括构造为附接至对象的耳朵的外壳114、以及经由偏置元件112 (例如，卷簧、或者其他基本可压缩结构或者材料等)移动固定至外壳114的感测元件116。在一些实施例中，偏置元件112可以包括构造为检测偏置元件112和/或感测元件116的运动的运动传感器(未示出)。
[0093]虽然不是限制的，但是偏置元件112可以具有约0.1 N/m和约200 N/m的弹簧常数。如果将弹性材料用作偏置元件112，那么弹性材料可以具有从约10 (类型00-ASTMD2240)到80 (类型A-ASTM D2240)的硬度计硬度范围、以及约20到50邵氏A的硬度范围。可以用作偏置元件112的示例性弹簧可以由乙缩醛、聚酯、聚醚酰亚胺、或者另一合适的聚合物模塑而成，或者可以由金属(诸如，钢)形成。示例性弹簧制造商包括但不限于LeeSpring (美国北卡罗来纳州，格林斯博罗)和Century Spring Corp.(美国加利福尼亚州，洛杉矶)。可用作偏置元件的示例性弹性材料包括但不限于硅树脂(美国密歇根州，米德兰，Dow Corning Corp.)。然而，可以使用各种其他材料，诸如，弹性氯丁橡胶(聚亚安酯)。
[0094]所示出的感测元件116包括具有光学发射器120和附接至该光学发射器120的光学检测器120的印刷电路板(PCB) 123。PCB 123也包括插入在示出的偏置元件112内的细长导向杆125。应该注意，虽然在一个实施例中在图5A中的光发射方向被不出为向外发射，但是优选的光发射方向是在耳朵的对耳屏与外耳之间的区域，例如，如在美国专利申请公开号2010/0217098、美国专利申请公开号2010/0217102以及在美国专利申请公开号2013/0131519中描述的，这些专利的内容以引用的方式全部并入本文。在如图5A所示的特定实施例中，光学反射壁126定位为将光朝着在耳朵的对耳屏与外耳之间的区域引导。
[0095]监测装置110还包括用于感测元件116的盖118。盖118可以是可透射由与感测元件116相关联的发射器发射的能量(例如，电磁辐射、声能、电能和/或热能等)以及与感测元件116相关联的检测器检测到的能量。例如，如果感测元件116包括光学发射器和检测器，那么盖118可能可透射光学发射器和检测器的光学波长。在所示出的实施例中，盖118还可以包括反射表面或者壁126，以促进将来自发射器120的能量朝着用户的耳朵引导并且将来自耳朵的能量引导至检测器122。在图5A中示出了反射壁126相对于细长杆125的轴线的角度为接近四十五度(45° )，但是这不应该视为是限制性的。反射壁126的角度将主要取决于光学发射器/检测器的发射/检测面相对于耳朵的对耳屏与外耳之间的区域的方向。例如，如果发射器120和检测器122以它们的位于对耳屏的方向上的各自的发射/检测面而引导，那么反射壁126相对于细长杆125的轴线的角度可以是九十度(90° )。
[0096]所示出的盖118附接至感测元件116，并且与感测元件一起移动。盖118可以按照多种方式附接至感测元件116。例如，在一些实施例中，盖118可以包覆成型到感测元件116上，从而使得盖至少部分地与感测元