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可穿戴计算设备

阅读：738发布：2020-05-11

IPRDB可以提供可穿戴计算设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种佩戴在用户头部上的可穿戴设备包括基本成形为对应于用户头部的柔性带，所述柔性带至少具有：前部，其接触用户头部的前额区域的至少一部分；后部，其接触用户头部的枕骨区域的至少一部分；以及至少一个侧部，其在所述前部和所述后部之间延伸，以接触用户头部的耳廓区域的至少一部分。可变形耳件连接到所述至少一个侧部，所述可变形耳件包括导电材料，以提供接触用户头部的所述耳廓区域的至少一部分的至少一个生物信号传感器。至少一个附加生物信号传感器设置在所述柔性带上，以接收来自用户的生物信号。，下面是可穿戴计算设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种佩戴在用户头部上的可穿戴设备，所述可穿戴设备包括：

柔性带，其基本成形为对应于用户头部，所述柔性带至少具有：前部，其接触用户头部的前额区域的至少一部分；后部，其接触用户头部的枕骨区域的至少一部分；以及至少一个侧部，其在所述前部和所述后部之间延伸，以接触用户头部的耳廓区域的至少一部分；

可变形耳件，其连接到所述至少一个侧部，所述可变形耳件包括导电材料，以提供接触用户头部的所述耳廓区域的至少一部分的至少一个生物信号传感器；以及至少一个附加生物信号传感器，其设置在所述柔性带上，以接收来自用户的生物信号。

2.根据权利要求1所述的可穿戴设备，其中，所述可变形耳件接触用户的耳朵的至少一部分。

3.根据权利要求1或2所述的可穿戴设备，其中，所述可变形耳件接触用户的乳突骨区域的至少一部分。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的可穿戴设备，其中，所述可变形耳件基本上是弯曲的。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的可穿戴设备，其中，所述可变形耳件限定大致半圆形周部的形状。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的可穿戴设备，其中，所述导电材料是导电橡胶。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的可穿戴设备，其中，所述至少一个生物信号传感器是电生理传感器。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的可穿戴设备，其中，所述至少一个侧部包括在所述前部与所述后部之间延伸的右侧部分和在所述前部与所述后部之间延伸的左侧部分。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的可穿戴设备，其中，所述至少一个附加生物信号传感器设置在所述前部和所述后部中的至少一个上。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的可穿戴设备，其中，所述至少一个附加生物信号传感器是电生理传感器。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的可穿戴设备，其中，所述前部和所述后部在所述至少一个侧部处以倾斜角度接合。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的可穿戴设备，其中，所述柔性带包括可变形的柔软织物。

13.根据权利要求12所述的可穿戴设备，其中，所述柔性带包括织造织物、针织织物和非织造织物中的至少一种。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的可穿戴设备，其中，所述柔性带包括弹性基底。

15.根据权利要求14所述的可穿戴设备，其中，所述至少一个附加生物信号传感器包括位于所述基底的内表面处的导电材料，所述导电材料用于接收来自用户的生物信号，并且延伸穿过所述弹性基底的孔到达所述弹性基底的外表面。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的可穿戴设备，其中，所述至少一个附加生物信号传感器包括柔性印刷电路、膜或它们的组合。

17.根据权利要求16所述的可穿戴设备，其中，所述膜包括导电弹性体、导电聚氨酯或其他导电膜。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的可穿戴设备，还包括电子模块，所述电子模块连接到所述至少一个生物信号传感器，以从所述至少一个生物信号传感器接收生物信号。

19.根据权利要求18所述的可穿戴设备，其中，所述电子模块能选择性地安装到所述柔性带。

20.根据权利要求18或19所述的可穿戴设备，其中，所述电子模块设置在所述柔性带上并且能选择性地从所述柔性带移除。

21.根据权利要求20所述的可穿戴设备，其中，所述电子模块在所述前部和所述后部中的至少一个处设置在所述柔性带上。

22.根据权利要求18至21中任一项所述的可穿戴设备，其中，所述电子模块包括电源和计算机系统。

23.根据权利要求1至22中任一项所述的可穿戴设备，还包括接合到环的至少一个头顶支撑带。

24.根据权利要求23所述的可穿戴设备，其中，所述至少一个头顶支撑带包括用于接触用户头部的冠部的至少一部分的冠带、或用于接触用户头部的顶部的至少一部分的顶带、或所述冠带和所述顶带的任何组合。

25.根据权利要求24所述的可穿戴设备，还包括设置在所述至少一个头顶支撑带上的头发穿透传感器。

26.根据权利要求1至25中任一项所述的可穿戴设备，还包括辅助传感器，所述辅助传感器选自光学心率传感器、脉动血氧计传感器、陀螺仪、加速计、磁力计或它们的任何组合。

27.根据权利要求26所述的可穿戴设备，其中，所述辅助传感器设置在环上，以接触用户头部的前额或太阳穴。

28.根据权利要求1至27中任一项所述的可穿戴设备，其中，所述至少一个附加生物信号传感器包括接触用户耳道的内耳传感器。

29.根据权利要求28所述的可穿戴设备，还包括扬声器，所述扬声器设置在距所述内耳传感器一定距离的位置处。

说明书全文

可穿戴计算设备

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请要求2018年3月14日提交的美国临时专利申请No.US62/643007和2018年1月4日提交的美国临时专利申请No.62/613492的优先权，这两个美国临时专利申请的内容通过引用并入本文。

技术领域

[0003] 本公开涉及可穿戴设备。更具体地，本公开涉及具有脑波感测组件并且可佩戴在用户头上的可穿戴设备。

背景技术

[0004] 用户可以例如使用键盘、鼠标、轨迹板、触摸屏或运动捕捉设备与计算设备交互。随着人类与计算设备交互的方式发生变化，计算机可能变得可用于新目的或者更有效地执行现有任务。输入到计算设备的用户命令(可能需要从键盘输入的若干命令)可以替代地与由传感输入设备捕获和处理的思想或手势相关联。由于人体具有可以通过自主运动来控制的许多部分，因此存在捕获和解释用于与计算设备交互的其他运动的机会。

[0005] 生物信号是由可以测量和监测的生物体产生的信号。脑电图仪、检流计和心电图仪是用于测量和监测人类生成的生物信号的设备的实例。

[0006] 人脑产生生物信号，例如电模式，其可以使用脑电图(“EEG”)测量/监测。这些电模式或脑波可通过诸如EEG等设备来测量。通常，EEG将以模拟形式测量脑波。然后，可以在模数转换后以原始模拟形式或数字形式分析这些脑波。

[0007] 测量和分析诸如脑波模式等生物信号可以具有各种实际应用。例如，已经开发了脑机接口(“BCI”)，其允许用户使用脑波信号来控制设备和计算机。在另一个实例中，对睡眠期间的脑波模式的分析可以允许用户理解他们的睡眠模式和/或改善他们的睡眠质量。

[0008] 为了获得生物信号数据，可能希望传感器与用户持续接触。因此，可能希望提供舒适的可穿戴设备，特别是在睡眠监测的情况下长时间(例如通宵)佩戴该设备，或在高活动或运动期间佩戴该设备。

发明内容

[0009] 根据一个方面，提供了一种佩戴在用户头部上的可穿戴设备，所述可穿戴设备包括：柔性带，其基本成形为对应于用户头部，所述柔性带至少具有：前部，其接触用户头部的前额区域的至少一部分；

[0010] 后部，其接触用户头部的枕骨区域的至少一部分；以及至少一个侧部，其在所述前部和所述后部之间延伸，以接触用户头部的耳廓区域的至少一部分；可变形耳件(earpiece)，其连接到所述至少一个侧部，所述可变形耳件包括导电材料(conductive material)，以提供接触用户头部的所述耳廓区域的至少一部分的至少一个生物信号传感器；以及至少一个附加生物信号传感器，其设置在所述柔性带上，以接收来自用户的生物信号。

[0011] 在一些实施例中，可变形耳件将接触用户耳朵的至少一部分。

[0012] 在一些实施例中，可变形耳件将接触用户的乳突骨区域的至少一部分。

[0013] 在一些实施例中，可变形耳件基本上是弯曲的。

[0014] 在一些实施例中，可变形耳件限定大致半圆形周部的形状。

[0015] 在一些实施例中，导电材料是导电橡胶。

[0016] 在一些实施例中，所述至少一个生物信号传感器是电生理传感器。

[0017] 在一些实施例中，所述至少一个侧部包括在所述前部与所述后部之间延伸的右侧部分和在所述前部与所述后部之间延伸的左侧部分。

[0018] 在一些实施例中，所述至少一个附加生物信号传感器设置在所述前部和所述后部中的至少一个上。

[0019] 在一些实施例中，所述至少一个附加生物信号传感器是电生理传感器。

[0020] 在一些实施例中，所述前部和所述后部在所述至少一个侧部处以倾斜角度接合。

[0021] 在一些实施例中，所述柔性带包括可变形的柔软织物。

[0022] 在一些实施例中，所述柔性带包括织造织物、针织织物和非织造织物中的至少一种。

[0023] 在一些实施例中，所述柔性带包括弹性基底。

[0024] 在一些实施例中，所述至少一个附加生物信号传感器包括位于所述基底的内表面处的导电材料，所述导电材料用于接收来自用户的生物信号，并且延伸穿过所述弹性基底的孔到达所述弹性基底的外表面。

[0025] 在一些实施例中，所述至少一个附加生物信号传感器包括柔性印刷电路、膜或它们的组合。

[0026] 在一些实施例中，所述膜包括导电弹性体、导电聚氨酯或其他导电膜。

[0027] 在一些实施例中，所述可穿戴设备还包括电子模块，所述电子模块连接到所述至少一个生物信号传感器，以从所述至少一个生物信号传感器接收生物信号。

[0028] 在一些实施例中，所述电子模块能选择性地安装到所述柔性带。

[0029] 在一些实施例中，所述电子模块设置在所述柔性带上并且能选择性地从所述柔性带移除。

[0030] 在一些实施例中，所述电子模块在所述前部和所述后部中的至少一个处设置在所述柔性带上。

[0031] 在一些实施例中，所述电子模块包括电源和计算机系统。

[0032] 在一些实施例中，所述可穿戴设备还包括接合到环的至少一个头顶支撑带。

[0033] 在一些实施例中，所述至少一个头顶支撑带包括用于接触用户头部的冠部的至少一部分的冠带(crown strap)、或用于接触用户头部的顶部的至少一部分的顶带(top strap)、或所述冠带和所述顶带的任何组合。

[0034] 在一些实施例中，所述可穿戴设备还包括设置在所述至少一个头顶支撑带上的头发穿透传感器。

[0035] 在一些实施例中，所述可穿戴设备还包括辅助传感器，所述辅助传感器选自光学心率传感器、脉动血氧计传感器、陀螺仪、加速计、磁力计或它们的任何组合。

[0036] 在一些实施例中，所述辅助传感器设置在环上，以接触用户头部的前额或太阳穴。

[0037] 在一些实施例中，所述至少一个附加生物信号传感器包括接触用户耳道的内耳传感器。

[0038] 在一些实施例中，所述可穿戴设备还包括扬声器，所述扬声器设置在距所述内耳传感器一定距离的位置处。

[0039] 在一个方面，本文描述的实施例提供了一种可穿戴设备，该可穿戴设备包括前额接触部分、两个耳朵接触部分和枕骨接触部分。前额接触部分、两个耳朵接触部分和枕骨接触部分接合在一起作为环，使得当佩戴时，两个耳朵接触部分接触用户耳朵的顶部，并且枕骨接触部分接触用户枕骨的底部。该设备还包括位于环上且用于接收来自用户的生物信号的至少一个生物信号传感器。

[0040] 根据另一方面，提供了一种生物信号传感器，该生物信号传感器包括：主体；电极，其能延伸到主体中，电极具有接触端，接触端构造成接收来自用户皮肤的电生物信号，其中响应于作用在生物信号传感器上的向下力，推动生物信号传感器抵靠用户的皮肤，并且在与用户皮肤接触时，电极构造成沿着运动轴线移动到主体中；致动器，其附接到主体并可操作地连接到电极，用于沿着运动轴线朝向伸出位置将电极推出主体，其中在没有向下力的情况下，电极设置在伸出位置；以及接触调节器，其连接到电极，接触调节器包括可由用户操纵的手柄，以减少由用户头发的阻碍引起的电生物信号的噪声。

[0041] 从附图结合以下描述，其他特征将变得显而易见。

[0042] 在这方面，在解释本文详细描述的任何实施例之前，应理解，本发明的应用不限于以下描述中阐述的或附图中示出的构造的细节和组件的布置。本发明能够具有其他实施例并且能够以各种方式实践和实施。另外，应理解，这里采用的措辞和术语是为了描述的目的，不应该被认为是限制性的。

附图说明

[0043] 现在将参考附图仅通过示例的方式描述实施例。

[0044] 图1示出了可穿戴设备的实施例的透视图。

[0045] 图2示出了被用户佩戴时的图1的可穿戴设备的实施例的侧视图。

[0046] 图3示出了被用户佩戴时的具有冠带的可穿戴设备的实施例的侧视图。

[0047] 图4示出了被用户佩戴时的具有冠带和顶带的可穿戴设备的实施例的侧视图。

[0048] 图5示出了被用户佩戴时的具有顶带的可穿戴设备的实施例的侧视图。

[0049] 图6示出了具有顶带和头发穿透传感器的可穿戴设备的实施例的透视图。

[0050] 图7示出了具有顶带、冠带和头发穿透传感器的可穿戴设备的实施例的透视图。

[0051] 图8是根据实施例的集成到织物基底中的生物信号传感器的俯视示意图。

[0052] 图9是集成到图8的织物基底中的生物信号传感器的沿线I-I截取的横截面示意图。

[0053] 图10A是根据实施例的具有柔性印刷电路板的可穿戴设备的外层和内层的后视图。

[0054] 图10B是图10A的外层的透视图。

[0055] 图10C是图10A的内层和柔性印刷电路板的透视图。

[0056] 图11是根据实施例的柔性印刷电路板构造的侧视图。

[0057] 图12A和图12B是根据实施例的设置在可穿戴设备的主体中的多个生物信号传感器的示意图。

[0058] 图13A示出了具有带有开放“弓弦”设计的耳上电极的可穿戴设备的实施例的示意性侧视，图13B是根据实施例的可穿戴设备的扩展视图。

[0059] 图13C示出了根据实施例的具有带有闭合“弓弦”设计的耳上电极的可穿戴设备的实施例的扩展示意性侧视图。

[0060] 图14示出了可穿戴设备100的实施例的侧视示意图，该可穿戴设备100具有成形为接触用户耳朵的上表面和后表面的耳上电极20”’。

[0061] 图15A示出了具有可移动的耳上电极的可穿戴设备的实施例的侧视示意图，图15B是根据实施例的可穿戴设备的扩展视图。

[0062] 图16是根据实施例的内部耳件导电传感器的示意图。

[0063] 图17是根据实施例的声音传递模块的示意图。

[0064] 图18是根据实施例的连接到可穿戴设备的电子模块的图17的声音传递模块的示意图。

[0065] 图19A是根据实施例的具有导电传感器背衬框架的内部耳件的示意图。

[0066] 图19B是根据另一实施例的具有导电传感器背衬框架的内部耳件的示意图。

[0067] 图20示出了根据实施例的处于未压缩状态的头发穿透生物信号传感器的局部剖视图。

[0068] 图21示出了处于压缩状态的图20的生物信号传感器的局部剖视图。

[0069] 图22示出了根据实施例的生物信号传感器的局部剖视图。

[0070] 图23示出了图22的生物信号传感器的透视图。

[0071] 图24示出了根据实施例的生物信号传感器在用户上的放置的示意图。

[0072] 图25示出了根据实施例的生物信号传感器在用户上的放置的示意图。

[0073] 图26示出了根据实施例的生物信号传感器的透视图。

[0074] 图27示出了图26的生物信号传感器的俯视图。

[0075] 图28示出了根据实施例的非接触电极。

[0076] 图29示出了根据实施例的佩戴具有电容电极的可穿戴设备的用户的侧视图。

[0077] 图30示出了图29的可穿戴设备的局部俯视图。

[0078] 图31A是根据实施例的连接到可穿戴设备的电子模块的俯视示意性剖视图。图31B是连接到图31A的可穿戴设备的电子模块的侧面示意性剖视图。

[0079] 图32是根据另一实施例的连接到可穿戴设备的电子模块的侧面示意性剖视图。

[0080] 图33是根据实施例的用于保持电子模块的可穿戴设备的主体中的袋状物的示意图。

[0081] 图34A至图34C示出了根据实施例的具有用于与导电线接触的挤出导电销的电子模块的示意图。

[0082] 图35A和图35B示出了根据实施例的具有用于接纳模制触点的凹部的电子模块的示意图。

[0083] 图36和图37示出了根据实施例的可穿戴设备的实施例的侧视图，该可穿戴设备具有可伸展的、可拉伸的前额接触部分。

[0084] 图38示出了根据实施例的可穿戴设备的实施例的侧视图，该可穿戴设备具有可伸展的、可拉伸的前额接触部分，该前额接触部分具有用于辅助传感器的附接位置。

[0085] 图39A是根据实施例的具有触摸板位置的可穿戴设备的示意性透视图。

[0086] 图39B是具有图39A的触摸板位置的可穿戴设备的示意性俯视图。

[0087] 图40示出了具有图39A和图39B的触摸板位置的可穿戴设备的横截面侧视图。

[0088] 图41是根据实施例的可穿戴设备的示意性透视图，该可穿戴设备具有可伸展的、可拉伸的前额接触部分，前额接触部分中可以设置OLED柔性阵列。

[0089] 图42是处于折向下构造的图41的可穿戴设备和OLED柔性阵列的示意性透视图。

[0090] 图43A示出了根据实施例的可以集成到可穿戴设备中的囊状物的俯视图，图43B示出了根据实施例的与可穿戴设备一起使用的囊状物。

具体实施方式

[0091] 如本文所用的，术语“向下”或“向内”通常是指朝向用户皮肤的方向。类似地，“下”表示相对于另一个组件向下布置的组件。相反，“向上”、“上”或“向外”通常在与“向下”或“下”组件相对的方向上。

[0092] 在一方面，提供了一种由一个或多个计算设备实现的计算机系统。计算设备可以包括通过近场、局域、无线、有线或广域计算机网络(例如因特网)彼此通信的一个或多个客户端或服务器计算机，并且至少一个计算机构造成接收来自用户佩戴的传感器的信号。

[0093] 在一个实施方式中，传感器包括一个或多个生物信号传感器，例如脑电图(EEG)传感器、肌电图(EMG)传感器、检流计传感器、心电图传感器、诸如光电容积脉搏波(PPG)等心率传感器、眼球追踪传感器、血液压力传感器、呼吸传感器、计步器、陀螺仪和任何其他类型的传感器。传感器可以是各种类型，包括与用户皮肤电接触的电生物信号传感器、与用户皮肤电容性接触的电容式生物信号传感器、测量用户血流特性的血流传感器和皮下地放置在用户的皮肤下面的无线通信传感器。其他传感器类型也是可能的。

[0094] 传感器可以连接到可穿戴设备，可穿戴设备可以是可穿戴计算设备或可穿戴感测设备，诸如用户佩戴的可穿戴耳机或头带计算机。传感器可以通过有线或无线方式连接到耳机。耳机还可以与诸如笔记本电脑、平板电脑或移动电话等另一计算设备通信，使得耳机通过传感器感测到的数据可以被传送到另一计算设备以便在计算设备处进行处理，或者在一个或多个计算机服务器处进行处理，或作为其他计算设备或另一计算设备的输入。一个或多个计算机服务器可以包括本地的、远程的、基于云的或作为服务平台(SAAS)服务器的软件。

[0095] 系统的实施例可以设置用于收集、分析和关联个体用户和用户组的具有特定心理状态的特定生物信号和非生物信号数据。所收集的数据、分析的数据或系统和方法的功能可以与其他人共享，例如第三方应用程序和其他用户。可以加密任何计算设备、内部传感器(包含在可穿戴设备内)、外部传感器(包含在可穿戴设备外部)、用户效应器和任何服务器之间的连接。收集和分析的数据可用于构建特定于用户的用户简档。可以例如通过机器学习过程来分析用户简档数据，单独地或者总体地用作BCI，或者改进分析中使用的算法。可选地，可以通过API与第三方应用程序和其他组织共享与系统相关联的数据、分析结果和功能。还可以在可穿戴设备或其他本地计算设备处设置一个或多个用户效应器，以向用户提供反馈，例如，振动或提供一些音频或视觉指示，以帮助用户实现特定的精神状态，例如冥想状态。

[0096] 可穿戴设备可以包括相机、显示器和生物信号测量装置，以对用户的环境以及用户的生物信号进行采样，从而通过传感器和用户输入确定用户的状态和情境。可穿戴设备可以包括至少一个面向用户的相机以追踪眼球运动。在本发明的一个特定方面，可穿戴设备可以是类似于可佩戴在用户脸上的眼镜的形式。可选地，至少一个相机可以定向成与用户的视野大致对齐。

[0097] 在另一方面，可穿戴设备可以是适于放置或者粘附在用户的头部或面部处的至少一个传感器的形式。每个传感器可以可选地通过有线或无线方式彼此通信。每个传感器可以可选地通过有线或无线方式与控制器设备通信。控制器设备可以安装到可穿戴设备，以便驻留在用户的头部或面部处或附近。作为选择，控制器设备可以位于用户身体的其他位置，例如用户衣服的袋子或袋状物中。控制器设备也可以设置在用户身体外的某处。例如，传感器可以监测用户，将数据存储在安装到可穿戴设备的本地存储器中，并且一旦移动成接近控制器设备，传感器或可穿戴设备的发射器可以将存储的数据发送到控制器设备以用于处理。在该实施方式中，当位于控制器设备附近时，可穿戴设备将主要由用户使用。

[0098] 可穿戴设备可以包括相机、显示器和生物信号测量装置。至少一个生物信号测量装置可以采用至少一个传感器以测量大脑活动。脑活动可以通过脑电图(EEG)技术进行电测量，或通过功能性近红外光谱(FNIR)技术(其通过使用近红外光衰减测量血红蛋白浓度的相对变化)进行测量。采用脉搏血氧测定技术的传感器也可用于可穿戴设备中。可选地，可穿戴设备可以包括至少一个使用眼电图(“EOG”)技术测量眼球活动的传感器。也可以采用追踪其他类型眼球运动的其他传感器。

[0099] 在各种实施方式中，可穿戴设备可包括各种其他传感器和输入装置。例如，可穿戴设备可以包括至少一个音频换能器，例如单个麦克风、麦克风阵列、扬声器和耳机。可穿戴设备可包括至少一个用于测量可穿戴设备的运动的惯性传感器。可穿戴设备可以包括至少一个接收来自用户的触摸输入的触摸传感器。

[0100] 可穿戴设备可同时或通常同时从用户的环境和生物信号中采样以产生采样数据。可穿戴设备可以实时地或在未被用户佩戴的未来预定时间分析采样数据。

[0101] 可穿戴设备可以包括用户输入检测方法，该方法是自适应的并且随着时间推移的使用而改进。在用户试图命令可穿戴设备并且可穿戴设备以意外方式响应的情况下，用户可以通过指示可穿戴设备响应不正确并且再次重试初始命令来尝试校正先前输入。随着时间的推移，可穿戴设备可以细化其对被校正的特定用户输入的理解。一些用户输入可能比其他用户输入更容易成功地以高精度进行测量。可能优选的是，指定高精度输入以命令可穿戴设备先前输入不正确。例如，在特定点中点击可穿戴设备可以指示先前的输入响应是不正确的。诸如语音识别等显式训练也可用于构造和命令可穿戴设备。

[0102] 可选地，可穿戴设备本身可以仅提供生物信号传感器和用于处理来自传感器的测量值的处理器。可穿戴设备可以将这些测量值或从处理测量值得到的数据传送到一个或多个辅助设备，例如其中嵌入有摄像机的眼镜。在本文讨论的任何实施方式、实施例或应用中，应当理解，一些动作可以由多个互连设备执行，或者仅由本发明的可穿戴设备之一执行。例如，可穿戴设备可以不包括显示器。在这样的实例中，可穿戴设备可以通过使用辅助设备向用户传达视觉信息，辅助设备诸如为其中嵌入有摄像机的眼镜，其包括显示器。

[0103] 可与可穿戴设备一起使用的传感器可以具有各种形状并且可以由各种材料制成。例如，传感器可以由导电材料制成，包括导电复合材料，如橡胶或导电金属。传感器也可以由金属镀层或涂覆材料制成，例如不锈钢、银-氯化银和其他材料。

[0104] 除了在可穿戴设备上处理生物信号测量值之外或代替在可穿戴设备上处理生物信号测量值，可穿戴设备可以与一个或多个计算设备通信，以便分发、增强或卸载由可穿戴设备采取或接收的生物信号测量值的处理。特别地，一个或多个计算设备可以维护或访问一个或多个数据库，从而维护生物信号处理数据、指令、算法、关联或可以在由可穿戴设备获得的生物信号测量值的处理中使用或利用的任何其他信息。计算设备可以包括通过近场、局域、无线、有线或广域计算机网络(例如因特网)彼此通信的一个或多个客户端或服务器计算机，并且至少一个计算机可以构造成接收来自可穿戴设备的传感器的信号。

[0105] 可穿戴设备还可以与诸如笔记本电脑、平板电脑或移动电话等另一计算设备通信，使得耳机通过传感器感测到的数据可以被传送到另一计算设备以便在计算设备处进行处理，或者在一个或多个计算机服务器处进行处理，或作为其他计算设备或另一计算设备的输入。一个或多个计算机服务器可以包括本地的、远程的、基于云的或作为服务平台(SAAS)服务器的软件。系统的实施例可以设置用于收集、分析和关联个体用户和用户组的具有特定心理状态的特定生物信号和非生物信号数据。所收集的数据、分析的数据或系统和方法的功能可以与其他人共享，例如第三方应用程序和其他用户。可以加密任何计算设备、内部传感器(包含在可穿戴设备内)、外部传感器(包含在可穿戴设备外部)、用户效应器(用于触发用户响应的组件)和任何服务器之间的连接。收集和分析的数据可用于构建特定于用户的用户简档。可以例如通过机器学习算法来分析用户简档数据，单独地或者总体地用作BCI，或者改进分析中使用的算法。可选地，可以通过API与第三方应用程序和其他组织共享与系统相关联的数据、分析结果和功能。还可以在可穿戴设备或其他本地计算设备处设置一个或多个用户效应器，以向用户提供反馈，例如，振动或提供一些音频或视觉指示，以帮助用户实现特定的精神状态，例如冥想状态。

[0106] 用于处理和分析传感器数据的基于云的实施方式可以提供一个或多个优点，包括：开放性、灵活性和可扩展性；集中管理；可靠性；可量测性；针对计算资源进行优化；具有在多个用户之间聚合信息的能力；能够连接多个用户并找到感兴趣的匹配子组。虽然可以相对于使用云来实现系统平台的各方面，以特定非限制性实例讨论本发明的实施例和实施方式，但也可以使用本地服务器、单个远程服务器、SAAS平台或任何其他计算设备来代替云。

[0107] 在该系统的一个实施方式中，可以提供用于实现单用户或多用户移动脑波应用的多模态EEG数据收集和自适应信号处理系统(MED-CASP系统)，以用于实现BCI应用。该系统平台可以实现为硬件和软件解决方案，其包括EEG耳机(例如本发明的可穿戴设备)、客户端应用程序和云服务组件。客户端应用程序可以在移动或桌面计算设备上操作。该系统可以提供：估计半球不对称性，从而便于测量情绪效价(例如，积极与消极情绪)；更好的全局测量值的信噪比(SNR)，从而改善对高β和γ波段的访问，这对于分析诸如记忆、学习和感知等认知任务尤为重要。还发现γ波段是冥想专业知识的重要神经相关因素。

[0108] 在相同或另一个非限制性示例性实施方式中，可能的MED-CASP系统特征可以包括：从移动应用向云上载脑波和相关联的传感器和应用状态数据；从云下载脑波和相关数据；实时大脑状态分类，以在游戏或其他应用程序中启用BCI；在玩游戏时向其他用户传输实时脑状态数据以启用多用户游戏；与其他用户共享脑波数据，以实现结果的异步比较；将脑波数据共享给其他组织或第三方应用程序和系统；以及支持基于云的用户简档，以存储已经过调整以优化特定用户体验的个人信息、设置和管道参数。以这种方式，系统平台的使用可以是设备无关的。

[0109] 每次执行用户生物信号数据(例如脑波数据)的分析或处理时，可由可穿戴设备生成、在设备或者云处启动实现本发明的分析功能的软件的各方面的实例，以便使用在分析或处理期间应用的特定分析或处理参数来分析用户的私人生物信号数据。为简单起见，这种实例可以称为算法“管道”。管道的每个实例可以具有相关的管道标识符(“ID”)。每个管道可以与特定活动类型、用户、特定用户的生物信号类型、应用或任何其他系统平台相关数据相关联。每个管道可以维护如下特定管道参数：被确定来以特定方式分析用户生物信号数据的管道参数、与先前对特定用户生物信号数据的分析一致的管道参数、与先前对一个或多个其他用户的生物信号数据的分析一致的管道参数、或与云服务器处的更新数据(其源自与生物信号数据分析相关的新的或更新的科学研究)一致的管道参数。可以保存管道和/或管道参数以供将来在客户端计算设备或云处使用。当为用户创建新管道时，可穿戴设备或云可以提供新的算法管道ID，以与云和设备处的新管道相关联。

[0110] 每个人的脑波都是不同的，因此每个用户需要稍微不同的调整。每个人的大脑也可能随着时间的推移而学习，从而要求系统平台随时间改变算法参数，以便继续分析人的脑波。可以基于收集的数据计算新参数，并且新参数可以形成用户的动态简档(其可以被称为生物信号交互简档)的一部分。该简档可以存储在云中，从而允许每个用户在多个计算设备上维护单个简档。相同或另一非限制性示例性实施方式的其他特征可以包括：通过在客户端设备上或在服务器上应用于所收集数据的机器学习来改进算法；将EEG数据与应用状态一起保存，以允许机器学习算法优化将用户的脑波转换为可用控制信号的方法；通过云服务Web界面与移动设备上的其他应用程序共享脑波数据；与在客户端设备或可信网络中的其他设备上运行的其他应用程序共享脑波数据，以提供用户的脑波数据来控制或影响其他设备；整合来自其他设备的数据并将事件与脑波数据同步有助于情境感知分析以及存储和未来分析；执行时间锁定刺激和分析，以支持刺激夹带事件相关电位(“ERP”)分析；以及数据优先级，其最大化可从不完整数据下载获得的有用信息量(即数据按信息显著性顺序传输)。MED-CASP系统的核心功能可以包装为外部可用的库和API，以便其他开发人员可以在开发人员的应用程序中使用该平台特征。该库可以是Unity3D、iOS、Android、OSX、Windows或任何其他操作系统平台的静态库和API。系统平台还可以构造成使用由库内的第三方提供的预编译算法，包括使用该库的第三方开发者使用开发者自己的算法与库的能力。系统平台还可以支持来自各种供应商的耳机；个人数据安全加密；以及通过共享加密密钥共享未经管理的数据(可选地使用限时和保真限制访问)。

[0111] 参考图1和图2，在本公开的一个方面中，可穿戴设备100包括前部(在一个实例中，为前额接触部分12)、后部(在一个实例中，为枕骨接触部分16)和至少一个侧部，侧部例如为右侧部分和左侧部分(在一个实例中，为两个耳朵接触部分14)，侧部在前部和后部之间延伸，以接触用户10的头部的耳廓区域的至少一部分。图2示出了根据实施例的佩戴可穿戴设备100的用户10的侧视图。前额接触部分12、两个耳朵接触部分14和枕骨接触部分16接合以形成主体111，主体111作为通常成形为对应于用户10的头部的柔性带。

[0112] 主体111可以例如以如图1和图2所示的环形构造形成，使得当被佩戴时，两个耳朵接触部分14接触用户耳朵的顶部，枕骨接触部分16接触用户枕骨的底部。至少一个生物信号传感器20可以位于环上，并且面向内侧用于接收来自用户的生物信号。

[0113] 主体111可包括织物和弹性部分。在一些实施例中，主体111的一些或所有部分是弹性的或在弹性基底上，而其他部分或区段是相对无弹性或刚性的。主体111可以由柔软的可变形织物121形成，例如，编织物、针织物或非织造织物。织物121可以由例如织物形成，织物为棉、合成织物或任何其它合适的织物。在一些实施例中，主体111的织物121可以是机洗的。

[0114] 主体111还可以包括位于不同位置的一个或多个加强部件131，例如以为可穿戴设备100提供结构支撑。加强部件131可以包括可压缩泡沫，在一个实例中，可压缩泡沫被织物覆盖，可压缩泡沫可以贴合(conform to)用户10的头部的形状。在一些实施例中，可压缩泡沫可由开孔泡沫(例如合适的开孔泡沫材料)形成。在一些实施例中，可压缩泡沫可由闭孔泡沫(例如氯丁橡胶)形成。可压缩泡沫可以是可压缩的，使得当可穿戴设备100固定到用户10的头部时，可压缩泡沫贴合用户10的头部。在使用中，可压缩泡沫可以通过主体111的按压(clinching)而被压缩且贴合用户10的头部，以将可穿戴设备100定尺寸并固定到用户
10。例如可以使用系带、例如通过钩的紧固、环紧固件(例如VelcroTM)，将可穿戴设备100定尺寸并固定到用户10。

[0115] 主体111可以由模制成用户头部的特定形状的泡沫形成。例如，主体111的圆周可以逐渐变细以对应于头部形状。主体111中使用的泡沫可以成形(例如，热成形)，以模制成用户头部的特定形状。

[0116] 其他加强材料(例如在一个实例中的内衬)可以用于提供主体111的某些区域(例如，可以安装诸如生物信号传感器20等组件的位置)中的刚性、非弹性和/或不挠性。

[0117] 在一些实施例中，可以将遮蔽件结合到主体111的织物中，例如以遮蔽生物信号传感器20和电子模块32之间的导电线。

[0118] 在一些实施例中，前额接触部分12和枕骨接触部分16是弓形的，并且通过两个耳朵接触部分14连接。在一些实施例中，两个弓形部分在两个耳朵接触部分中的每一个处接合，使得在它们之间形成角度，而不是直线。在一些实施例中，该角度在约90°和约180°之间，在约135°和约180°之间，在约155°和约170°之间。在一些实施例中，该角度是倾斜角度，其中顶点位于耳朵附近。耳朵接触部分14的弯曲可允许计算设备更好地贴合头部，同时佩戴时可穿戴设备100的变形较小，并且佩戴时具有更好的稳定性。此外，耳朵处的弯曲可以跟随耳朵的曲率，从而增加位于用户耳朵上方的生物信号传感器20的电接触面积。

[0119] 与生物信号传感器接触可能会受到头发等障碍物的影响。头发形成物理屏障，从而将生物信号传感器抬离用户的皮肤，特别是如果头发足够致密以致形成垫子。这样，生物信号传感器20可以放置在设备上，使得当佩戴时，传感器位于头部上头发很少的区域中。这样，在一些实施例中，至少一个生物信号传感器20位于前额接触部分12、两个耳朵接触部分14中的一个或两个，或它们的任何组合上。在一些实施例中，至少一个生物信号传感器20包括位于每个耳朵接触部分处的生物信号传感器。生物信号传感器20可以设置在主体111上的固定位置。在一些实施例中，生物信号传感器20可以集成到由主体111限定的孔或轨道(其允许生物信号传感器20沿着主体111横向移动)中。

[0120] 生物信号传感器20可以是各种类型的电生理传感器，包括与用户皮肤电接触的电生物信号传感器、与用户皮肤电容性接触的电容式生物信号传感器、测量用户血流特性的血流传感器。

[0121] 生物信号传感器20在主体111上的位置可以被加强，例如利用加强部件131，以降低主体111上设置有生物信号传感器20的位置的柔性或弹性并增加刚性。在一些实施例中，可以通过使用内衬减少主体111的织物121的拉伸来增强主体111的位置。

[0122] 在一个实例中，前额接触部分12可以被加强以在结构上支撑生物信号传感器20，而主体111的耳朵接触部分14可以保持弹性。

[0123] 在一些实施例中，生物信号传感器20可由如下材料形成：涂银乙烯基、具有或不具有导电油墨或诸如银镀层或金镀层等贵金属镀层的柔性印刷电路板(“PCB”)、诸如热应用导电橡胶等导电橡胶、导电织物(例如，织物上的银墨)、导电织物层压板和PEDOT浸渍泡沫。也可以使用其他合适的导电材料。

[0124] 生物信号传感器20可以以允许主体111弯曲和透气的构造集成到主体111中。例如，其上具有银墨的乙烯基或塑料基底可以被切割成诸如重复形状(例如，重复的正方形或六边形)等图案，并且应用于主体111。

[0125] 在安装生物信号传感器20的区域中，主体111也可以被加强，并且制成难以弯曲和更加刚性，使得生物信号传感器20在使用中可以更少地移动。

[0126] 现在参考图8和图9，在一些实施例中，主体111或其各部分包括基底40。图8是根据实施例的集成到织物基底中的生物信号传感器的俯视示意图。图9是集成到图8的织物基底中的生物信号传感器的沿线I-I截取的横截面示意图。

[0127] 在一些实施例中，基底40是织造或非织造织物基底。在一些实施例中，基底40是弹性材料，例如弹性织物。弹性材料在拉伸至未拉伸长度的至少约25％、50％、75％、100％、125％或150％的长度后可表现出弹性变形。在未拉伸状态下，环可略小于用户头部的圆周。
一旦佩戴，环就会伸长到围绕用户头部的拉伸状态。在一些实施例中，在未拉伸状态和拉伸状态之间，环被伸长约1％至约50％，约5％至约25％，或约5％至约10％。施加在用户头部上的张力和由于环的伸长而产生的弹力趋于在用户头部上将设备保持就位。

[0128] 用户可以对张力水平具有个体偏好，以在他们头部将设备保持就位。这样，在一些实施例中，环包括张力调节器。在一些实施例中，张力调节器包括带扣(例如靠近背部的滑扣)、转盘、钩环紧固件(例如VelcroTM)。

[0129] 在一些实施例中，通过将导电层44施加到基底40来形成生物信号传感器20。导电层被施加到基底40的内表面46，当穿戴可穿戴设备10时，内表面46适于抵靠用户的头部。在一些实施例中，导电层44用作导电油墨。在一些实施例中，导电油墨包括银、碳或它们的组合。在一些实施例中，通过移印、丝印、喷涂或涂覆来施加导电层。当导电层44与用户的皮肤接触时，导电层44能够在接触点处从用户接收电生物信号。

[0130] 在一些实施例中，基底限定有多个孔42，使得在将导电油墨施加到基底40的内表面46时，油墨流过并涂覆孔42，最终流到基底40的外表面48。涂覆孔42的油墨用作穿透基底的连通部，从而为在用户和导电层44之间的界面处收集的信号提供路径，信号将从内表面传输，并且在外表面48处被收集。

[0131] 在外表面48处，信号收集器50电连接到导电层44，从而提供生物信号传感器的导电层44与电子模块32之间的电连接。不在内表面46处放置元件减少了在佩戴时压在用户皮肤上的潜在不舒服的应力点的存在。在一些实施例中，信号收集器50通过诸如粘合剂层或第二导电油墨层等粘合层49连接到导电层44。在一些实施例中，信号收集器50附接到基底，例如通过缝合或焊接(例如通过RF焊接)附接到基底40上。

[0132] 在一些实施例中，信号收集器50包括柔性印刷电路(“FPC”)或膜50。在一些实施例中，FPC包括聚酰亚胺或类似的膜，该膜被镀在铜中并被选择性地去除(例如通过蚀刻)以产生电路。铜可选地覆盖在另一层聚酰亚胺或类似的膜或液态焊料掩模中。在一些实施例中，FPC包括多个铜层。在一些实施例中，FPC包括较厚的聚酰亚胺或玻璃纤维或金属，以为某些部分提供硬度。在一些实施例中，所述膜是可拉伸的膜，例如热塑性弹性体、热塑性聚氨酯或其他塑料膜。在一些实施例中，在膜被拉伸至少5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％的伸长量之后，与其未拉伸状态相比，膜可以表现出弹性变形。

[0133] 在一些实施例中，覆盖层设置在基底40和信号收集器50上方。覆盖层可以减少可以卡在其他表面(例如枕头、头盔)上的突起。在一些实施例中，覆盖层是织物材料、橡胶材料或任何它们的组合。

[0134] 如图10A至图10C所示，生物信号传感器20可以由柔性印刷电路板(“PCB”)1020形成。PCB 1020上可以具有由适当的导电材料(例如银墨)形成的触点1030。PCB 1020可以构造在可穿戴设备100的主体111上，使得在使用中，触点1030接触用户10的前额的至少一部分。只要连接被适当密封，这种PCB可以是气密密封的。

[0135] 在一些实施例中，主体111可以由外层1022和内层1024形成。如本文所述，外层1022和内层1024中的每一个可以由诸如织物121和加强部件131等材料形成。

[0136] 图10A是主体111的外层1022和内层1024的后视图。图10B是主体111的外层1022的透视图。图10C是主体111的内层1024的透视图。如图10C所示，PCB 1020可以在内层1024上折叠。

[0137] 因此，当外层1022固定到内层1024时，PCB 1020的电路可以夹在外层1022和内层1024之间，而触点1030保持暴露在内层1024上以接触用户10的前额。

[0138] 例如，在本文描述的构造中使用两个层(即，外层1022和内层1024)可以保护PCB 1020的边缘并保护PCB 1020的电路(如封装在外层1022和内层1024之间)，并且可以提供减少的可见接缝。

[0139] 图11是根据实施例的柔性印刷电路板构造的侧视图，该柔性印刷电路板可以用作可穿戴设备100中的生物信号传感器20。柔性印刷电路板(“PCB”)1120可以由铜和聚酰亚胺(“PI”)形成，并且以PI-铜-PI层的布置形成。

[0140] PI覆盖层1122可以通过粘合剂层1124附接到PCB 1120。在使用中，PI覆盖层1122可以设置在可穿戴设备100中，以接触例如用户10的前额。因此，PCB 1120可以沿箭头A所示的方向折叠。

[0141] 图11中所示的构造可以允许减少锐边和露出可能在PCT 1120中开始撕裂的表面。

[0142] 如图12A和图12B所示，多个生物信号传感器20(例如电极)可以设置在可穿戴设备100的主体111中。

[0143] 图12A和图12B示出了可穿戴设备100的实施例，其中存在通过迹线1222连接到单个电子模块32的生物信号传感器20电极的冗余阵列。在实例中，迹线1222可以是导电线。电子模块32可以使用信号质量指示器来评估使用哪个或哪些生物信号传感器20。例如，取决于接收到的生物信号最清晰或最强的位置。

[0144] 如本文所述的，位于并连接到可穿戴设备100的耳朵接触部分14的生物信号传感器20可以被称为“耳上电极”。这种“耳上电极”可以是可变形的耳机，其采用如下面参考图13A至图13C、图14和图15A至图15B所述的开放弓弦耳上电极1002的形式、闭合弓弦耳上电极1004、成形的耳上电极1102和可移动的耳上电极1202。这样的耳上电极可以构造成接触用户头部的耳廓区域的至少一部分，例如，用户10的耳朵或乳突骨区域。耳上电极可以包括可按压区域，该可按压区域具有可以压靠耳朵的薄橡胶垫、气垫或凝胶垫。

[0145] 图13A示出了可穿戴设备100的实施例的示意性侧视图，该可穿戴设备100具有带有开放“弓弦”设计的耳上电极1002和具有闭合“弓弦”设计的耳上电极1004，图13B是可穿戴设备100的扩展视图。图13C示出了可穿戴设备100的实施例的示意性侧视图，该可穿戴设备100具有带有闭合“弓弦”设计的耳上电极1004。

[0146] 耳上电极1002可包括柔性导电材料条带1012，柔性导电材料条带1012在每个端部处连接到可穿戴设备100的主体111。可穿戴设备100的主体111可具有在耳上电极1002上方切出的区域，这可允许导电材料1012自由移动。当可穿戴设备100放置在用户10的头部上时，向下的压力可以沿着导电材料1012的长度分布，这可以增加接触面积和信号质量，并且可以为用户10提供舒适的贴合。

[0147] 可以使与用户耳朵接触的导电材料1012的形状变化。例如，如图13A所示，主体111可以限定孔，孔被示出为主体111的内部区域1301，并且孔可以是开口的并且可以是半圆形的，从而允许在佩戴时导电材料1012朝向主体111塌缩。导电材料1012可以弯曲以顺应用户10的耳朵。可以提供舒适的导电橡胶耳接触件，以提供将可穿戴设备100保持在头部上的贴合、舒适性以及接触(用于来自导电材料1012的导电性)。导电橡胶1012可以搁置在用户耳朵的顶部上(例如，在顶部耳麦末端和头部之间的区域中)。用户10的耳朵通常不延伸穿过内部区域1301，但是主体111将位于耳朵和头部之间，使得耳朵在常规佩戴期间位于内部区域1301的外部。

[0148] 导电材料1012可以是例如导电橡胶。在一个实例中，导电材料1012可以由注入的硅橡胶形成和/或被碳涂覆。在一些实施例中，导电材料1014可以由注入有碳且涂覆有PEDOT导电聚合物层的热塑性弹性体形成。也可以使用其他合适的导电材料。

[0149] 类似地，如图13C所示，耳上电极1004可以包括柔性导电材料1014(例如，由导电橡胶形成)，并且可以成形为具有底部1024和顶部1034以限定开口孔，该开口孔具有大致半圆形的周部，从而允许底部1024朝向顶部1034和主体111塌缩。导电材料1014可以在底部1024上弯曲以顺应用户10的耳朵。可以提供舒适的导电橡胶耳接触件，以提供将头带或可穿戴设备保持在头部上的贴合、舒适性以及接触(用于来自导电材料1014的导电性)。

[0150] 在使用中，例如，当可穿戴设备100在睡眠期间移位时，上部1034可以接触用户10的耳朵的顶部。导电橡胶1014可以搁置在用户耳朵的顶部上(例如，在顶部耳尖和头部之间的区域中)。用户10的耳朵通常不延伸穿过内部区域1301，但是主体111将位于耳朵和头部之间，其中耳朵在常规佩戴期间位于内部区域1301的外部，并且底部1024和顶部1034接触用户10的顶部耳尖和头部中和周围的区域。

[0151] 导电材料1014可以由与导电材料1012相同或相似的材料形成。

[0152] 图14示出了可穿戴设备100的实施例的侧视示意图，该可穿戴设备100具有成形为接触用户10的耳朵的上表面和后表面的耳上电极1102。

[0153] 成形的耳上电极1102可包括连接到可穿戴设备100的主体111的柔性导电材料1112(例如，橡胶)的条带。电极材料1112可以成形为围绕耳朵的上表面和后表面成形，这可以增加皮肤接触面积并有助于贴合。

[0154] 导电材料1112可以由与导电材料1012相同或相似的材料形成。

[0155] 可穿戴设备100的主体111的可拉伸或弹性部分1104可允许提供多种头部尺寸，同时保持电极在耳朵上方和后方的适当定位。

[0156] 图15A示出了具有耳上电极1202的可穿戴设备100的实施例的侧视示意图，该耳上电极1202可以是可移动的，以提供各种头部形状上的皮肤接触，图15B是可穿戴设备100的扩展视图。

[0157] 图15A和图15B示出了可移动的耳上电极1202，其中导电管1212接触暴露的导电线材或导电线1214。导电管1212接触线材1214，与其沿开放区域放置的位置无关。然后，线材1214将感测到的生物信号传送到电子模块32。

[0158] 导电管1212可以是中空的，并且通常为圆筒形或其他合适的形状，以允许沿箭头B所示的方向移动。

[0159] 导电管1212可以由与导电材料1012相同或相似的材料形成。

[0160] 由于信号质量要求，可能需要将电极放置在头发很少的区域，例如耳朵上方或后方。因为每个人的耳屏点间眉间弧长(耳朵之间跨前额的距离)差异很大，所以可穿戴设备100的部分可能需要拉伸或伸展(例如，如图14所示，其中1104示出了不可拉伸设备中的可伸展部分)，或作为选择，可以提供可移动电极(例如，可移动的耳上电极1202)并将电极放置成与用户10的耳朵接触。

[0161] 在一些实施例中，生物信号传感器20可以在耳朵接触部分14处集成在主体111中，以覆盖用户10的耳朵，例如，由银墨或其他材料形成的大致矩形或大致圆形的触点或导电传感器与主体11集成在一起。

[0162] 应当理解，在各种实施方式中，耳上电极1002、1004、成形的耳上电极1102和可移动的耳上电极1202的形状和构造可以与主体111的形状和构造相协调以相互补充。例如，主体111可以构造成在前额接触部分12中和耳朵接触部分14附近拉伸，以与成形的耳上电极1102一起使用，以便在耳上电极保持较好贴合和较小变形的同时允许主体111的更多变化。
这可以允许更好地符合用户10的头部。类似地，较长的耳上电极(例如，耳上电极1004)可以与柔性较小的主体111一起使用，因为较长的耳上电极可以适应不同的耳朵尺寸。

[0163] 参考图16至图19A和图19B，在一些实施例中，可穿戴设备100包括具有导电传感器的内部耳件144。

[0164] 如图16所示，内部耳件144可以成形为顺应用户10的耳朵的耳廓。内部耳件144可以是导电传感器并连接到信号传输线146。在一些实施例中，内部耳件144可具有与本文所述的导电材料1012类似或相同的导电材料。内部耳件144因此可以形成内耳传感器以接触用户10的耳道，例如外耳道。

[0165] 信号传输线146可以是线材或其他类似的导电材料，并连接到电子模块32。

[0166] 如图17和图18所示，可穿戴设备100还可包括声音传递模块170，声音传递模块170包括通过中空管176连接到内部耳件174的声音发生器172。声音发生器172接收来自音频传输线178的音频信号。

[0167] 如图17所示，内部耳件174可以成形为顺应用户10的耳朵的耳廓。在一些实施例中，内部耳件174可以模制(例如，热模制)成用户10的特定耳朵的形状。内部耳件174可以是导电传感器并且连接到信号传输线175。在一些实施例中，内部耳件174可具有与本文所述的导电材料1012类似或相同的导电材料。在一些实施例中，内部耳件174可以是绝缘的，并且信号传输线可以穿过内部耳件174设置，以提供导电表面来接触用户10的耳朵。

[0168] 声音发生器172可以位于距内部耳件174一定距离处，例如在2cm和30cm之间的距离处。声音发生器172可以是扬声器或驱动器，以产生通过中空管176行进到内部耳件174的声波。

[0169] 在一个实例中，中空管176是例如直径为2-3mm的中空塑料管。中空管176通常可以是刚性的，以便不会以会干扰行进的声波的方式折叠。

[0170] 适宜的是，使声音发生器远离以免影响感测(例如，感测来自内部耳件174的导电传感器部分的用户10的生物信号)可以允许在对传感器读数干扰较小的情况下产生声音。

[0171] 图18是连接到可穿戴设备100的电子模块32的声音传递模块170的示意图，其中信号传输线175和音频传输线178连接到电子模块32。

[0172] 图19A和图19B示出了声音传递模块190，声音传递模块190包括通过中空管196连接到内部耳件194的声音发生器(未示出，例如声音发生器172)。

[0173] 如图19A、图19B所示，内部耳件194可以成形为顺应用户10的耳朵的耳廓。内部耳件194可以是绝缘的，并且可以不是导电传感器。

[0174] 内部耳件194可以由诸如闭环框架198A或开环框架198B等导电传感器支撑。闭环框架198A和类似的开环框架198B可以成形为顺应用户10的耳朵的耳廓。

[0175] 闭环框架198A连接到信号传输线199，信号传输线199可以连接到电子模块32以传输来自导电传感器的生物信号。

[0176] 适宜的是，使用远离用户10的内耳道的导电传感器(例如，与闭环框架198A或开环框架198B一样)可以避免耳垢在导电传感器上的积聚，耳垢可能充当绝缘体并降低信号质量。这种导电传感器还可以允许传感器在内耳道之外接触用户的较大表面积。

[0177] 如图3至图5所示，在一些实施例中，可穿戴设备100的主体111可包括至少一个头顶支撑带。至少一个支撑带可以在头部上方提供额外的支撑，并且在更大的区域上将力分布在头部上。在一些实施例中，头顶支撑带以前后取向或左右取向放置。在一些实施例中，头顶支撑带以左右取向放置。在一些实施例中，至少一个头顶支撑带在耳朵接触部分14处接合到环。在一些实施例中，至少一个头顶支撑带包括冠带18A、顶带18B或它们的组合。左右取向提供了可能被设备中其他地方的带部分地抵消的力。例如，从顶带18B作用在用户头部上的至少一些力可以被环的枕骨接触部分16抵消。类似地，从冠带18A作用在用户头部上的至少一些力被环的前额接触部分12抵消。相反，对于具有相反力的前后带，该设备可能需要对头部的下表面施加力的下颏带或其他带。

[0178] 可以选择位于有头发的位置的生物信号传感器，因为它们能够获得信号，尽管可能由于头发的存在而产生阻碍。参考图6和图7，在一些实施例中，该装置包括至少一个位于至少一个支撑带(例如冠带18A、顶带18B、枕骨接触部分16或它们的组合)上的头发穿透生物信号传感器22。在一些实施例中，头发穿透生物信号传感器22可以设置在主体111上的其他位置，包括前额接触部分12和耳朵接触部分14。头发穿透生物信号传感器22可以是销传感器或具有尖头的传感器(类似于例如下面进一步详细讨论的尖头3536)，以延伸穿过用户的头发来接触皮肤11。

[0179] 下面参考图20至图27描述头发穿透生物信号传感器22的示例性实施例。头发穿透生物信号传感器22可以集成在可穿戴设备100的主体111的一部分中，该部分是刚性的或例如用加强部件131加强的。头发穿透生物信号传感器22还可以集成到由主体111限定的孔或轨道(其允许头发穿透生物信号传感器沿着主体111横向移动)中。因此，头发穿透生物信号传感器22可以固定在一个位置，例如，通过将头发穿透生物信号传感器22上的相应螺纹旋转以捕获主体111的一部分并提供摩擦配合。

[0180] 根据本文描述的实施例的一个方面，主体111可以包括用于从用户10的头皮或皮肤11获得生物信号的传感器(例如，生物信号传感器3500)。参考图24，提供了生物信号传感器3500。传感器3500构造成从用户10接收生物信号，优选地，从用户的头部或通过用户10的皮肤11接收生物信号。参考图25，生物信号传感器3500可以包括在装置4000上，例如包括在诸如可穿戴设备100的主体111等支撑部分4002上。装置4000可选地包括至少一个可变形部分4004，例如，可变形部分4004由泡沫制成，连接到支撑部分4002，以在用户10佩戴装置4000时提供舒适性和/或支撑。

[0181] 参考图20和图21，生物信号传感器3500包括：主体3520，其具有球形部分3528；电极3530，其能延伸到主体3520中，电极3530具有接触端3532，接触端3532构造成接收来自用户的皮肤11的电生物信号，其中响应于作用在生物信号传感器3500上的向下力，推动生物信号传感器3500抵靠用户的皮肤11，并且在与用户10的皮肤11接触时，电极3530构造成沿着运动轴线3522移动到主体3520中；致动器3540，其可操作地连接到电极3530，用于沿着运动轴线3522朝向伸出位置将电极3530推出主体3520，其中在没有向下力的情况下，电极3530设置在伸出位置；以及接触调节器3550，其连接到电极3530，接触调节器3550包括可由用户操纵的手柄3552，以减少由用户头发的阻碍引起的电生物信号的噪声。

[0182] 在使用中，施加具有向下分量的力以推动生物信号传感器3500抵靠用户10的皮肤11来接收来自用户10的电信号。电极3530沿着移动轴线3522从伸出位置朝向缩回位置(例如，参见图21)移动到主体3520的电极接纳空间3524中。然而，用户的头发可能阻碍生物信号传感器3500从用户10的皮肤11接收电信号的能力。例如，用户的头发可以形成屏障(或“垫子”)，该屏障用作接触端和用户皮肤之间的绝缘层。绝缘层阻止或防止电信号的接收。
这样，在一些实施例中，生物信号传感器3500构造成减小用户头发的阻碍效应。

[0183] 在一些实施例中，电极3530的接触端3532包括收集板3534和从收集板3534延伸的多个尖头3536。每个尖头包括用于接触用户10的皮肤11的远侧末端3537。然而，对于具有单个接触表面的电极，用户的头发可以在单个接触表面下形成垫子，由尖头3536、收集板3534和用户10的皮肤11限定的间隙容积3538可以接纳用户的头发，并减少或防止在尖头的远侧末端3537下方形成垫子。在一些实施例中，使用接触调节器3550可调节电极3530从主体3520伸出的伸出位置。在一些实施例中，接触调节器3550包括压缩配件或螺纹，其与电极或主体配合，用于调节电极3530在伸出位置的延伸。电极3530从主体3520的伸出适应具有不同体积头发的用户。例如，具有厚的长头发的用户可具有相对较大体积的头发，如果头发形成垫子，则可形成电屏障。对于这样的用户，可以调节伸出位置，使得与用于具有较短头发或没有头发的用户的伸出量相比，电极3530从主体3520延伸得更远。

[0184] 在一些实施例中，接触调节器3550构造成沿着移动轴线3522移动电极。在一些实施例中，手柄被构造用于在被推压抵靠用户10的皮肤11时提升电极3530并且重新定位电极以抵靠用户10的皮肤11放置。在一些实施例中，接触调节器3550的移动共同移动多个尖头3536。例如，在一些实施例中，接触调节器3550连接到收集板3534并且构造成移动收集板。
收集板3534的移动使得从收集板3534延伸的多个尖头3536移动。

[0185] 在施加向下力时，电极3530沿着移动轴线3522移动到主体3520中(参见图21)。在电极3530显著缩回到主体3520中的情况下，主体3520可以变得靠近用户10的皮肤11。例如，这可能导致设置在传感器3500的主体3520下方的用户头发可能形成屏障层，从而防止电极3530与用户10的皮肤11之间的良好接触。因此，在一些实施例中，主体3520包括接触端
3526，接触端3526包括至少一个凹槽3529，用于在其中接纳用户头发的至少一部分。

[0186] 为了给用户提供更好的舒适性，电极3530对用户10的皮肤11的压力可能不会过大。在一些实施例中，多个尖头3536的远侧末端3537是圆形的。与尖末端相比，圆形末端将施加在皮肤上的力分布在更大的区域上。在一些实施例中，远侧末端的半径在约0.25mm和约1mm之间。在一些实施例中，远侧末端的半径约为0.5mm。选择尖头3536的数量和间隔，使得施加到用户10的皮肤11的压力不会过大，并且具有足够的接触面积以从用户的皮肤接收良好的足够信号，同时在尖头3536之间保持足够的空隙容积以接纳用户的头发。在一些实施例中，电极3530具有每平方厘米约15至40个尖头的尖头密度。在一些实施例中，电极3530具有每平方厘米约25个销的密度。

[0187] 电极3530的接触端的更大面积可以提供更好的电读数。但是，当面积太大时，它可能不贴合皮肤。其中一个原因是皮肤通常不是完全平坦的。电极接触端面积的增加也增加了皮肤曲率弯曲的可能性，从而导致电极失去接触。因此，在一些实施例中，包括尖头3536的电极3530的接触端的面积(包括尖头之间的间隙面积)在约1cm2和约3cm2之间。在一些实施例中，包括尖头的电极3530的接触端的面积(包括尖头之间的间隙空间)约为1.5cm2。在一些实施例中，电极的接触端3532的形状是圆形或多面体。接触端3532的形状可以帮助移动用户的头发，以减少或防止用户头发的阻碍效应。

[0188] 在一些实施例中，接触调节器3550构造成沿着基本垂直于移动轴线的平面旋转电极。旋转运动可以移动设置在传感器3500下方的头发。在传感器包括多个尖头3536的一些实施例中，旋转运动可以将头发移动到间隙容积3538中。在一些实施例中，接触调节器3550的旋转运动是不受限制的。在一些实施例中，接触调节器3550的旋转运动受到限制。

[0189] 在一些实施例中，致动器3540包括弹簧、活塞、可压缩材料或它们的组合。在一些实施例中，致动器3540包括弹簧3542。在一些实施例中，弹簧3542是螺旋弹簧。弹簧3542设置在电极接纳空间3524内，使得弹簧3542的一端靠着电极3530而抵靠主体的上端3526偏置，使得电极3530被推离电极接纳空间3524朝向伸出位置。在一些实施例中，弹簧3542抵靠电极3530的收集板3532的上端偏置。当向下力施加到传感器3500并且当电极3530抵靠用户10的皮肤11时，弹簧3542抵抗电极3530进入主体3520中的移动，使得力被转移到电极3530，并推动电极3530抵靠用户10的皮肤11。

[0190] 在一些实施例中，弹簧3542的一端固定到主体3520并且另一端偏压电极3530，并且其中接触调节器3550包括轴3554，轴3554延伸穿过弹簧3542的压缩轴线3544，用于将垂直于移动方向的旋转力从手柄3552转移到电极3530并将沿着移动方向的平移力从手柄转移到电极。在一些实施例中，压缩轴线与运动轴线3522同轴或基本同轴。在弹簧3542是螺旋弹簧的一些实施例中，螺旋弹簧的线圈围绕接触调节器3550的轴3554盘绕。

[0191] 在一些实施例中，致动器3540包括与多个尖头3536对应的多个致动器(未示出)。在一些实施例中，多个致动器单独地将尖头偏压在用户10的皮肤11上。例如，这可以允许传感器更好地贴合用户10的皮肤11，因为皮肤可能不是完全平坦的。

[0192] 由电极3530接收的电生物信号可以被发送到信号接收器，例如处理器或其他计算设备(未示出)。在一些实施例中，信号接收器从传感器的主体3520接收电生物信号。在一些实施例中，主体包括导电部分3527，用于接收来自电极的电生物信号。导电部分3527可以是导电涂层、集成到主体中的导电材料或这两者。在一些实施例中，导电涂层是导电涂料，例如金属涂料或碳涂料。在一些实施例中，金属涂料包括银、金、银-氯化银或它们的组合。在一些实施例中，导电材料是载碳塑料或导电金属。在一些实施例中，主体是3D打印的，其中结合有导电材料。在一些实施例中，电极与传感器上用于来自信号接收器的线材的连接部之间的阻抗小于约1kΩ。在一些实施例中，电极与传感器上的该连接部之间的阻抗为约1Ω至约500Ω。在一些实施例中，连接部在主体3520上或在图19所示的传感器3700的壳体3760上。

[0193] 在一些实施例中，致动器3540将电极3530电连接到主体3520。例如，电生物信号可以经由致动器3540从电极3530传输到主体3520。在致动器3540包括弹簧3542的一些实施例中，弹簧3542是导电的。例如，弹簧3542的一端偏压在收集板3534上并且另一端偏压在主体3520上，弹簧可以用作导体。

[0194] 根据本文描述的实施例的一个方面，主体111可以包括用于从用户10的头皮或皮肤11获得生物信号的传感器(例如，生物信号传感器3700)。参考图22和图23，在一些实施例中，传感器3700包括常平架3770，该常平架3770构造成将电极3730取向为垂直于或基本垂直于用户10的皮肤11。垂直取向的电极3730可以与用户的皮肤更好地接触。例如，在尖头3736具有相同长度的情况下，垂直取向防止与用户皮肤的角接触，其中某些尖头不会从用户的皮肤上抬起。此外，在电极3730以一定角度接触皮肤的情况下，一个或多个尖头3736可被头发向上推。在一些实施例中，主体3720包括球形部分3728，其中传感器还包括壳体
3760，壳体3760限定接头部分3762，接头部分3762构造成接纳主体3720的球形部分3728，使得常平架3770包括球形部分3728和接头部分3762。在一些实施例中，球形部分3728可由接头部分3762可移除地接纳。在一些实施例中，接头部分3762和球形部分3728之间的界面包括减阻剂。在一些实施例中，减阻剂是碳质材料。在一些实施例中，碳质材料与主体3720、壳体3760或这两者的至少一部分成一体。在一些实施例中，壳体3760包括用于在传感器3700和信号接收器之间建立电连接的电连接部分。

[0195] 在一些实施例中，主体3720包括至少一个凹槽3729，凹槽3729用于在其中接纳用户头发的至少一部分。

[0196] 在一些实施例中，导电部分3727的至少一部分设置在球形部分3728中或球形部分3728上。在一些实施例中，从电极3720接收的电生物信号从主体3720传输到壳体3760。在这些实施例中，所接收的信号可以连接到壳体3760。在包括减阻剂的一些实施例中，减阻剂包括或是用于改善阻碍性的导电改性剂。在一些实施例中，导电改性剂是金属粉末、石墨、碳纳米管、金属涂覆的玻璃或塑料珠。例如，在减阻剂是与主体3720成一体的碳质材料的情况下，碳质材料可以提供摩擦降低和导电性。在一些实施例中，头戴式装置4000的支撑部分
4002上的线材的一端连接到传感器3700。

[0197] 现在参考图26和图27，在旋转运动受限的一些实施例中，传感器4100包括用于限制电极4130的旋转运动的旋转限制器4170。如果头发在单一方向上过度旋转，则头发可能变得缠绕或缠结。在一些实施例中，旋转限制器允许沿着旋转轴线的振荡运动，以使电极进入用户的头发之间。在一些实施例中，旋转限制器将旋转运动限制到至少约0.25弧度。在一些实施例中，旋转限制器4170包括狭槽4172和键4174，键4174构造成限制性地在狭槽4172内旋转。电极4130相对于主体4120的移动受到狭槽4172和键4174的限制。在一些实施例中，主体4120的上端4126限定狭槽4172，并且接触调节器4150的轴4154包括键4174。在一些实施例中，旋转限制器包括设置在主体、电极、轴或它们的任何组合中的止动件。在一些实施例中，壳体4160构造成接纳主体4120。

[0198] 在一些实施例中，连接到处理器的灯指示传感器3500或传感器3700处的脑状态。在一些实施例中，根据脑中的事件(例如，事件相关电位、连续EEG、认知电位、稳态诱发电位或它们的组合)来改变灯的亮度或颜色。在一些实施例中，灯与传感器是一体的，或者灯安装在头戴式装置的支撑部分上的传感器附近。

[0199] 在一些实施例中，主体111可以包括其他生物信号传感器20，例如非接触电极180。

[0200] 参考图28，在一些实施例中，非接触电极180包括导电层182和导电噪声层184，其中介电层186设置在导电层182和导电噪声层184之间。导电噪声层184降低由电极180获得的信号中的噪声。导电噪声层184可以是有源保护层(active guard)或接地平面。在一些实施例中，将介电层188施加到导电层182的面向用户侧。导电层182经由线材189连接到电子模块32或传感器电子器件。

[0201] 在一些实施例中，非接触电极可以采用如图29所示的电容电极4300的形式或其他合适的电容电极的形式。图29示出了根据实施例的佩戴可穿戴设备100的用户10的侧视图，该可穿戴设备100具有电容电极4300形式的生物信号传感器。图30示出了图29的可穿戴设备100的局部俯视图。

[0202] 在一些实施例中，如图29所示，主体111包括一个或多个电容电极4300，电容电极4300例如定位在用户10的头部的顶部和用户10的头部的后部附近。电极4300可以设置在可穿戴设备100的主体111中，以接收用户10的生物信号数据。在一些实施例中，所接收的生物信号数据可包括用户10的脑波数据。在一些实施例中，电容电极4300可以是不与用户10的皮肤11直接接触的非接触电极。

[0203] 主体111可包括可压缩泡沫4302，可压缩泡沫4302可贴合用户10的头部形状。在一些实施例中，可压缩泡沫4302可由开孔泡沫(例如，本领域技术人员已知的开孔泡沫材料)形成。可压缩泡沫4302可以是可压缩的，使得当可穿戴设备100固定到用户10的头部时，可压缩泡沫4302贴合用户10的头部。在使用中，可压缩泡沫4302可以通过主体111的按压而被压缩且贴合用户10的头部，以将可穿戴设备100固定到用户10。

[0204] 在一些实施例中，在邻近用户10头部的可压缩泡沫4302的表面上，电容电极4300的导电层4304固定到可压缩泡沫4302。

[0205] 导电层4304的厚度可介于1至100μm之间，在实例中为20μm。导电层4304可以由导电材料(例如，具有导电油墨的聚合物基底、导电聚合物、导电织物或柔性PCB)形成。

[0206] 导电层4304可以在用户10的头部附近通过绝缘层4306进行绝缘。绝缘层4306形成电介质，从而在导电层4304和用户10的皮肤11之间产生电容耦合。在一些实施例中，用户10的头发或其他身体组织可以进一步有助于由绝缘层4306形成的电介质，并且电容耦合可以形成在用户10的头发或其他身体组织上。用户10的头发可以被可压缩泡沫4302施加的压力压缩并保持就位。

[0207] 绝缘层4306的厚度可介于1至100μm之间，在实例中为50μm。绝缘层4306可以由聚合物(例如，聚酯)形成。

[0208] 通过在导电层4304和用户10的皮肤11之间提供最小绝缘层，绝缘层4306可以缓和由用户10的头发的性质的变化引起的导电层4304和用户10的皮肤11之间的电容耦合的可变性。绝缘层4306还可以最小化可能产生的盐桥效应，例如，由于用户10的汗液产生盐桥，从而在电极之间形成电连接，导致电极获得不正确的读数。

[0209] 在一些实施例中，导电层4304可以经由线材(未示出)连接到HMD 110或传感器电子器件，例如，信号调节和放大电路。

[0210] 在一些实施例中，可穿戴设备100包括电子模块32，电子模块32包括用于接收来自位于环上的至少一个生物信号传感器20和/或头发穿透生物信号传感器22的生物信号的计算设备或处理器30。电子模块32可以连接到本文描述的任何生物信号传感器20、22或其他传感器。电子模块32还可以包含用于为电子模块32供电的电源，例如一个或多个电池。在一些实施例中，电子模块32位于前额部分12、耳朵接触部分14、枕骨部分16或支撑带18(例如，冠带18A和顶带18B)上。电子模块32可以安装在主体111的被加强和不可弯曲的部分上，以便在结构上支撑电子模块32。电子模块32可选择性地安装在可穿戴设备100的主体111上并可选择性地从可穿戴设备100的主体111上移除。在一些实施例中，电子模块32可以与主体111成一体，并且不可移除。

[0211] 在一个实施例中，电子模块32位于枕骨接触部分上，使得当佩戴时，电子模块32位于枕骨下方的颅骨中的凹口处。如果在执行需要移动的活动时佩戴该设备，则电子模块32在枕骨部分处的放置减少了突出，从而可以提供更好的空气动力特性和重量分布，并且与电子模块32放置在前额接触部分12或支撑带18处相比，可以提供更光滑的外观。当设备被设计用于躺下的用户时，例如在睡觉时，电子模块32可以放置在设备上这样的点上：该点最小化应力点(例如由用户头部抵靠枕头产生的应力点)的形成，并且例如如果用户在睡眠中移动，则该点可以最小化设备将钩住或卡在枕头、毯子等的可能性。在一些实施例中，电子模块32可以位于前额接触部分12处或附近，这可以减少电子模块32与用户睡眠的干扰，无论用户是以背部还是侧面睡在任何类型的枕头上。

[0212] 在一些实施例中，电子模块32额外包括电子组件，例如以下电子组件中的至少一个：用于放大和过滤生物信号数据的模拟前端、模数转换器、用于存储从生物信号传感器20接收的生物信号数据的存储器、用于与远程处理器通信的无线电台、电池、充电电路和用于对电池充电的连接器。在一些实施例中，电子器件包固定地或可拆卸地安装在设备上。在电子器件包可拆卸地安装在设备上的一些实施例中，环包括用于接纳电子模块32的袋。

[0213] 在一些实施例中，一个或多个电子组件(例如，前置放大器)可以设置在电子模块32的外部，并且集成到可穿戴设备100的主体111中。

[0214] 图31A是电子模块32的俯视示意图，电子模块32在一个实例中连接到可穿戴设备100的主体111的前额接触部分12。图31B是连接到可穿戴设备100的主体111的前额接触部分12的电子模块32的侧视示意图。

[0215] 如图31A、图31B所示，电子模块32可以包括磁体312，磁体312与主体111中的相应磁体310配合，以将电子模块32保持在主体111上。因此，电子模块32可以选择性地从可穿戴设备100移除。

[0216] 电子模块32还可包括弹簧销313，以提供与主体111中的触点320的电接触。触点311还可以连接到可穿戴设备100中的生物信号传感器20、22。

[0217] 如图31A所示，磁体310和触点311可以嵌入基底314中，基底314例如由橡胶制成。基底314通常可以是刚性的，以便在结构上支撑电子模块32。

[0218] 在一些实施例中，例如如图31B所示，触点311可以连接到柔性印刷电路板316。

[0219] 图32是连接到可穿戴设备100的主体111的前额接触部分12的电子模块32的侧视示意图。电子模块32可以如图31A和图31B所示和如上所述那样构造，电子模块32还具有夹部322，夹部322与接纳钩324接合，以进一步将电子模块保持在可穿戴设备100上。主体111还可以包括保持唇缘325，保持唇缘325与电子模块32上的相应唇缘接合，以进一步将电子模块32固定到主体111。可以按压突起323，以从钩324释放夹部322并从主体111移除电子模块。

[0220] 图33是主体111中的袋状物330的示意图，该袋状物用于将电子模块32保持在主体111的一部分中，该部分是弹性的，例如由弹性织物制成。电子模块32上的电触点331可以接触主体111的导电肋332。导电肋332可以例如作为导电线与主体111成一体，或可以是其他合适的导电传感器，并且可以与生物信号传感器20、22连接。

[0221] 如图34A至图34C所示，在一些实施例中，电子模块32可以具有从表面挤出的导电销340，导电销340用于与例如主体111的一部分上的导电线342接触，并且电子模块32具有模制止动件344。夹部346可以将导电线342保持抵靠在导电销340上。

[0222] 在另一个实施例中，如图35A和图35B所示，电子模块32可包括凹部352，凹部352用于接纳连接到主体111中的导电线356的模制触点354。夹部350可以将模制触点354保持在电子模块32的凹部352中。

[0223] 图36和图37示出了可穿戴设备100的实施例的侧视示意图，该可穿戴设备100具有主体111的可伸展的、可拉伸的前额接触部分12，其中电子模块32可安装在前额接触部分12处。

[0224] 在该实施例中，可穿戴设备100可以如图36所示那样佩戴，模块位于头部上方，以允许其他可穿戴技术(例如，抬头显示器或VR耳机)佩戴在前额上。作为选择，部分12以及电子模块32可以如图37所示那样向下折叠，以隐藏电子模块32。

[0225] 图38示出了可穿戴设备100的实施例的侧视图，该可穿戴设备100具有可伸展的可拉伸部分12，该部分12具有用于辅助电极的放置或附接位置380，辅助电极附接到主体111以与用户10接触。附接位置380可以提供开口，辅助电极或传感器可以设置在该开口中，并且附接位置380提供导电的和预接线到电子模块32的接触表面，用于辅助电极或传感器与电子模块32之间的连接。

[0226] 辅助电极可以是任何类型的头发穿透传感器，并且可以经由卡扣、夹具等附接到可穿戴设备。可伸展的可拉伸部分可以被拉回到头发上，从而提供大量潜在的辅助电极位置(用于辅助传感器或附加传感器，这将在下面进一步详细描述)。

[0227] 在一些实施例中，该设备包括另外的辅助传感器。在一些实施例中，辅助传感器选自光学心率传感器、脉动血氧计传感器、陀螺仪、加速计、磁力计或它们的任何组合。在一些实施例中，该设备包括光学心率传感器和/或脉搏血氧测定传感器。在一些实施例中，光学心率传感器和/或脉搏血氧测定传感器位于前额接触部分上，使得它们接触用户头部的前额或太阳穴区域。在一些实施例中，来自陀螺仪、加速计、磁力计或它们的组合的信号数据可用于确定姿态和航向参考系统(AHRS)以确定头部的取向。例如，当分析睡眠、活动等的大脑模式时，可以使用这样的数据例如来提供额外信息。例如，对用户睡眠的分析可以结合脑波信号分析辗转反侧。

[0228] 在一些实施例中，主体111可包括用于安装例如用于研究目的的辅助传感器和/或辅助电极的开口或安装点。在一个实例中，开口可以邻近或沿着用户10的头部的中线限定。

[0229] 在一些实施例中，该设备包括音频发射器。在一些实施例中，音频发射器选自扬声器、骨导传感器、压电换能器或它们的组合。

[0230] 在各种实施方式中，可穿戴设备100可以包括追踪器或其他传感器、输入设备和输出设备。在一些实施例中，例如，追踪器是用于测量设备100的移动的惯性传感器。它检测可穿戴设备100的三维坐标并因此检测用户的位置、取向或移动。例如，追踪器包括一个或多个加速计和/或陀螺仪。可穿戴设备100可以包括用于接收来自用户的触摸输入的触摸传感器和用于向用户提供振动和力反馈的触觉设备。

[0231] 在各种实施方式中，可穿戴设备100可以包括反馈组件(诸如用户效应器)，以振动或向用户10提供一些音频或视觉反馈。例如，诸如波导扬声器等扬声器可以集成到可穿戴设备100的主体111中。振动-触觉反馈源也可以集成到主体111中。在一些实施例中，骨导传感器可以配备到主体111中。

[0232] 如图39A和图39B所示，在一些实施例中，可穿戴设备100可以包括触摸板位置390。触摸板位置390可以包括设置在织物层394和两个泡沫层396、398之间并且连接到电子模块
32的触摸板传感器392。触摸板传感器392可用于例如通过电子模块32控制可穿戴设备100的各种设置，例如声音产生组件的音量。

[0233] 图40示出了具有图39A和图39B的触摸板位置390的可穿戴设备100的横截面侧视图，触摸板位置390用于例如被用户10的手指400使用。如图所示，触摸板传感器392可以在泡沫层之间弯曲。

[0234] 图41是可穿戴设备100的示意性透视图，可穿戴设备100具有主体111的可伸展的、可拉伸的前额接触部分12，OLED柔性阵列410可设置前额接触部分12中。如图42所示，部分12以及OLED柔性阵列410可以向下折叠以供用户10观看。OLED柔性阵列410可以集成到主体
111的织物中，并且可以向用户10提供发光，例如提供提示用户醒来的光。

[0235] 图43A示出了可以集成到可穿戴设备100的主体111中(如图43B所示)的囊状物430的俯视图。囊状物430可以保留气体或流体，例如空气。囊状物430可用于使可穿戴设备100贴合用户10的头部的不同区域。向某些区域添加空气可以允许电极或导电传感器(例如生物信号传感器20、22)更好地接触用户10。囊状物430可以由阀的构造控制，并且通过囊状物上的压力由用户10致动。

[0236] 在一些实施例中，在一个囊状物430中膨胀空气可以减少另一部分或囊状物430中的空气。

[0237] 在一些实施例中，当可穿戴设备100在用户10的头部上时，囊状物430可以脉动以向用户10提供按摩效果。

[0238] 在一方面，可穿戴设备可用于在睡眠期间获得生物信号数据。例如，可以为被认为是“理想”睡眠建立基线。可以将用户的生物信号与基线进行比较，以基于信号与基线的偏差(例如，信号幅度的偏差或信号幅度满足基线阈值的时间)建立睡眠分数。在一些实施例中，生物信号数据是被时间标记的。在一些实施例中，在睡眠期间获取的生物信号可用于改善用户的睡眠，例如，通过提供智能唤醒功能，在用户处于轻度睡眠时唤醒用户，或通过训练用户更好地睡眠(例如基于困倦、专注度等建议用户应何时睡眠)。

[0239] 适宜的是，电子模块32如本文所述可以是可移除的，并且与用于主体111的可机洗织物121组合可以允许在移除电子模块32之后可穿戴设备100可被机洗。

[0240] 应当理解，本文示例的执行指令的任何模块或组件可以包括或以其他方式访问计算机可读介质，诸如存储介质、计算机存储介质或数据存储设备(可移除的和/或不可移除的，例如磁盘、光盘、磁带和其他形式的计算机可读介质)。计算机存储介质可以包括以用于存储信息(例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移除和不可移除的介质。计算机存储介质的实例包括RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字通用光盘(DVD)、蓝光盘或其他光学存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储器或其他磁存储设备、或可用于存储所需信息并且可由应用程序、模块或这两者访问的任何其他介质。任何此类计算机存储介质可以是移动设备、追踪模块、对象追踪应用等的一部分，或者可访问或可连接到其上。本文描述的任何应用或模块可以使用计算机可读/可执行指令来实现，该指令可以由此类计算机可读介质存储或以其他方式保持。

[0241] 因此，在不脱离本公开的范围的情况下，本领域技术人员可以对特定实施例进行改变、修改和变更，本公开的范围仅由所附权利要求限定。

[0242] 在其他方面，本公开提供了系统、设备、方法和计算机编程产品，包括非瞬态机器可读指令集，用于实现这些方法并实现先前描述的功能。

[0243] 尽管已经以具有一定程度的特殊性的示例性形式描述和说明了本公开，但应注意，仅以举例的方式进行了描述和说明。可以对部件和步骤的构造、组合和布置的细节进行许多变化。因此，这些变化旨在包括在本发明中，本发明的范围由权利要求限定。

[0244] 除了在所描述的过程中明确陈述或固有的范围(包括其任何可选步骤或组件)之外，不意图或暗示所需的顺序、序列或组合。如相关领域的技术人员将理解的，关于本文描述的过程和任何系统、设备等，在各种情况下，在不脱离范围的前提下，各种变化是可能的，甚至是有利的，本发明的范围仅受权利要求的限制。

[0245] 当然，上述实施例仅用于说明，且不以任何方式限制。所述实施例易于对形式、部件的布置、细节和操作顺序进行许多修改。本公开旨在涵盖由权利要求限定的范围内的所有此类修改。

标题	发布/更新时间	阅读量
可穿戴计算设备-专利编号CN106255934A	2020-05-11	250
可穿戴计算机-专利编号CN103324309A	2020-05-13	209
可穿戴计算机-专利编号CN107643787A	2020-05-12	1066
可穿戴计算机-专利编号CN107315453A	2020-05-12	89
可穿戴计算设备-专利编号CN105518572A	2020-05-11	1066
可穿戴计算设备-专利编号CN107003718A	2020-05-13	378
可穿戴计算系统-专利编号CN106031295B	2020-05-12	711
可穿戴计算设备-专利编号CN110234273A	2020-05-11	738
可穿戴式计算机-专利编号CN106681428A	2020-05-13	369
可穿戴计算系统-专利编号CN106031295A	2020-05-11	405

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