在皮肤电阻和电容测量之间共享单个电极制造技术

本文描述了可穿戴设备，其包括壳体和配置为将壳体安装到佩戴者的外表面的安装件。可穿戴设备还包括第一和第二电触头，第一和第二电触头从壳体突出，并且配置为使得当可穿戴设备安装到佩戴者的外表面时，电触头可以用于测量靠近电触头的皮肤的流电皮肤电阻。电触头还配置为测量电触头之间的电容。当可穿戴设备安装到佩戴者的外表面时，测量的电触头之间的电容可以与靠近电触头的皮肤的电容相关。可穿戴设备还包括连接在电触头之间的电子开关电容器，其可以被操作以实现上述的流电皮肤电阻和电容测量。

A single electrode is shared between skin resistance and capacitance measurements

The invention relates to a wearable device, which includes a housing and a mounting member configured to be mounted to the outer surface of the wearer. Wearable device also includes first and second electrical contacts, the first and second electrical contacts from the shell outer surface and prominent, configured such that when the wearable device is mounted to the wearer when electrical contacts can be used for galvanic skin resistance measurements near the skin contact. The electrical contact is also configured to measure the capacitance between the electrical contacts. When the wearable device is installed on the outer surface of the wearer, the capacitance between the measured electrical contacts can be related to the capacitance of the skin close to the electrical contact. The wearable device also includes an electronic switch capacitor connected between the electrical contacts, which can be operated to achieve the galvanic skin resistance and capacitance measurements.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
除非本文另有说明，本部分中描述的材料不是本申请中的权利要求的现有技术，并且不因包括在本部分中而承认为现有技术。流电皮肤反应(Galvanicskinresponse)是由于皮肤的湿度水平的变化的皮肤的电导率和/或电位的变化。这种湿度水平的变化可以由皮肤中的汗腺的活化或失活引起。流电皮肤反应包括流电皮肤电阻(GSR和/或相关的流电皮肤电导)，皮肤在两个或多个点之间的电导率的测量，以及流电皮肤电位(GSP)，皮肤上的两个或更多个点之间的电压差的测量。
技术实现思路
本公开的一些实施例提供一种可穿戴设备，包括：(i)壳体；(ii)配置为将壳体安装到外部身体表面的安装件；(iii)从壳体突出的第一和第二电触头，其中，第一和第二电触头配置为当壳体安装在外部身体表面上时在外部身体表面接触皮肤；以及(iv)设置在可穿戴设备中的电子器件，其中，所述电子器件包括：(a)电容器，其中电容器具有指定电容；(b)与电容器串联的电子开关，其中电容器和电子开关的串联组合电子地联接到第一和第二电触头；(c)电阻传感器，其配置为当电子开关闭合并且可穿戴设备安装到外部身体表面时获得与第一和第二电触头之间的皮肤电阻相关的测量值，以及(d)电容传感器，配置为当电子开关断开并且可穿戴设备安装到外部身体表面时时获得与第一和第二电触头之间的皮肤的电容相关的测量值。本公开的一些实施例提出一种方法，包括：(i)将可穿戴设备安装到外部身体表面，其中，所述可穿戴设备包括：(a)壳体，(b)配置为将壳体安装到外部身体表面的安装件，(c)从壳体突出的第一和第二电触头，(d)具有指定电容的电容器，(e)与电容器串联的电子开关，其中电容器和电子开关的串联组合电子地联接到第一和第二电触头，(f)电阻传感器，其配置为当电子开关闭合时获得与第一和第二电触头之间的皮肤电阻相关的测量值，(g)电容传感器，配置为当电子开关断开时获得与第一和第二电触头之间的电容相关的测量值，其中，将可穿戴设备安装到外部身体表面包括使用安装件将壳体安装到外部身体表面，使得第一和第二电触头在外部身体表面接触皮肤；(ii)在第一时段期间操作电子开关使得电子开关闭合；(iii)在第一时段期间，使用电阻传感器对电容器充电；(iv)在第二时段期间操作电子开关，使得电子开关闭合；(v)在第二时段期间，使用电阻传感器获得测量值；(vi)基于在第二时段期间使用电阻传感器获得的测量值，确定第一和第二触头之间的皮肤的电阻；(vii)在第三时段期间操作电子开关，使得电子开关断开；(viii)在第三时段期间，使用电容传感器获得测量值；以及(ix)基于在第三时段期间使用电容传感器获得的测量值来确定第一和第二电触头之间的电容。通过在适当时参考附图阅读下面的详细描述，这些以及其他方面、优点和替代对于本领域的普通技术人员将变得显而易见。附图说明图1是示例性可穿戴设备的透视图。图2A是示例性手腕可安装设备当安装在佩戴者的手腕上时的透视俯视图。图2B是图2A所示的示例性手腕可安装设备当安装在佩戴者的手腕上时的透视仰视图。图3A是示例性手腕可安装设备当安装在佩戴者的手腕上时的透视仰视图。图3B是图3A所示的示例性手腕可安装设备当安装在佩戴者的手腕上时的透视俯视图。图3C是图3A和3B所示的示例性手腕可安装设备的透视图。图4A是示例性手腕可安装设备的透视图。图4B是图4A所示的示例性手腕可安装设备的透视仰视图。图5是示例性手腕可安装设备的透视图。图6是示例性手腕可安装设备的透视图。图7是示例性系统的框图，所述示例性系统包括与服务器通信的多个可穿戴设备。图8是示例性可穿戴设备的功能框图。图9是设置在示例性可穿戴设备中的部件的功能框图。图10是示例性方法的流程图。具体实施方式在下面的详细描述中，参考形成其一部分的附图。在附图中，相似的附图标记通常标识相似的部件，除非上下文另有规定。在详细描述、附图和权利要求中描述的说明性实施例不意味着是限制性的。在不脱离本文所提出的主题的范围的情况下，可以利用其他实施例，并且可以进行其它改变。将容易地理解的是，如本文通常描述的和在附图中示出的本公开的方面可以以各种各样的不同配置来布置、替换、组合、分离和设计，所有这些都在本文被明确地预期。I.概述可穿戴设备可以配置为测量佩戴者的一个或多个生理参数。一个或多个生理参数可以包括皮肤电阻，其可以与出汗相关，并且因此与佩戴者的活动水平、交感神经系统活动和/或情绪状态/影响相关。为了测量皮肤电阻，可穿戴设备可以包括从设备的壳体突出的两个电触头，以便在诸如佩戴者的手腕、前臂、上臂、腿、大腿等的位置处接触佩戴者的皮肤。通过电接触佩戴者的皮肤，设备内的电子器件可以用于测量第一和第二电触头之间的外部电阻。该外部电阻与佩戴者的皮肤电阻有关。电触头还可以用于检测第一和第二电触头之间的电容。第一和第二电触头之间的检测到的电容可以与佩戴者的一个或多个生理和/或健康状态相关。附加地或可替代地，第一和第二电触头之间的检测到的电容可以用于确定可穿戴设备是否安装到佩戴者的皮肤。可穿戴设备可以配置为基于这样的确定来操作；例如当可穿戴设备未安装到佩戴者的皮肤时进入低功率模式。在一些示例中，可穿戴设备包括壳体(例如耐水和/或防水壳体)和可以将壳体安装在特定的外部身体位置(例如手腕)上的安装件(例如带)。第一和第二电触头可以从壳体在身体位置处面向皮肤的一侧突出，使得当壳体安装在身体位置上时，第一和第二电触头接触皮肤。设置在壳体中的电子器件可以包括电阻传感器，其配置为经由第一和第二电触头获得与外部身体表面处的皮肤的电阻有关的测量值。电子器件可以附加地包括与电子开关串联电子组合的具有指定电容的电容器。电容器和电子开关的串联组合电联接到第一和第二电触头，使得电阻传感器或电子器件的其他元件可以操作以闭合电子开关，并在第一时段期间向电容器充电。电阻传感器或电子器件的其他元件可随后，在第二时段期间，保持电子开关闭合，检测横跨第一和第二电触头的电压的时间特性(例如电压下降率、电压下降时间)。可以基于检测到的时间特性来确定在外部身体表面的皮肤的电阻。设置在壳体中的电子器件可以另外包括电容传感器，该电容传感器配置为当开关断开时检测第一和第二电触头之间的电容(例如通过操作张弛振荡器来使第一和第二电触头之间的等效电容充电并随后放电)。在一些示例中，电阻传感器包括配置为提供指定电压(相对于第二电触头)的电压源，联接到电压源的电压源开关，以及连接在电压源开关和第一电触头之间的电阻器(具有参考电阻)。以这种方式，当电压源开关和电子开关闭合时，电压源可以操作以对电容器充电(例如到指定的电压水平)。随后，可以断开电压源开关，使电容器通过第一和第二电触头放电。当电容器放电时，第一和第二电触头之间的电压的时间特性(例如电压下降率，电压下降时间)可以与电容器的指定电容和外部身体表面的皮肤的电阻相关。电阻传感器还可以包括电压传感器，该电压传感器配置为直接地(例如通过电联接到第一电触头)或间接地(例如通过经由电阻器电联接到第一电触头)感测第一和第二电触头之间的电压。在一些示例中，电压传感器包括模数转换器，该模数转换器提供表示由电压传感器检测的电压的数字输出。壳体中的电子器件还可以包括电容传感器。电容传感器可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可穿戴设备，包括：壳体；安装件，其配置为将壳体安装到外部身体表面；第一和第二电触头，其从所述壳体突出，其中所述第一和第二电触头配置为当所述壳体安装在外部身体表面上时接触外部身体表面处的皮肤；以及电子器件，其设置在所述可穿戴设备中，其中，所述电子器件包括：电容器，其中所述电容器具有指定的电容；与所述电容器串联的电子开关，其中，所述电容器和所述电子开关的串联组合电子地联接到所述第一和第二电触头；电阻传感器，其配置为当所述电子开关闭合并且所述可穿戴设备安装到外部身体表面时获得与所述第一和第二电触头之间的皮肤的电阻相关的测量值；以及电容传感器，其配置为当所述电子开关断开并且所述可穿戴设备安装到外部身体表面时获得与所述第一和第二电触头之间的皮肤的电容相关的测量值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.06 US 14/453,4431.一种可穿戴设备，包括：壳体；安装件，其配置为将壳体安装到外部身体表面；第一和第二电触头，其从所述壳体突出，其中所述第一和第二电触头配置为当所述壳体安装在外部身体表面上时接触外部身体表面处的皮肤；以及电子器件，其设置在所述可穿戴设备中，其中，所述电子器件包括：电容器，其中所述电容器具有指定的电容；与所述电容器串联的电子开关，其中，所述电容器和所述电子开关的串联组合电子地联接到所述第一和第二电触头；电阻传感器，其配置为当所述电子开关闭合并且所述可穿戴设备安装到外部身体表面时获得与所述第一和第二电触头之间的皮肤的电阻相关的测量值；以及电容传感器，其配置为当所述电子开关断开并且所述可穿戴设备安装到外部身体表面时获得与所述第一和第二电触头之间的皮肤的电容相关的测量值。2.如权利要求1所述的可穿戴设备，其中，所述外部身体表面是手腕位置。3.如权利要求1所述的可穿戴设备，其中，所述电阻传感器包括：电压源，其配置为相对于所述第二电触头提供指定的电压；电压源开关，其联接到所述电压源；电阻器，其连接在所述电压源开关和所述第一电触头之间，其中，所述电阻器具有指定的电阻；以及电压传感器，其联接到所述电阻器，其中，所述电压传感器配置为经由所述电阻器感测所述第一和第二电触头之间的电压，并且其中，所述电压至少与所述指定电压、所述指定电阻和所述第一和第二电触头之间的皮肤电阻相关。4.如权利要求3所述的可穿戴设备，其中，当所述电压源开关断开且所述电子开关闭合时，当所述壳体安装在外部身体表面上时由所述电压传感器感测的电压根据衰减曲线随时间减小，并且其中，所述衰减曲线与所述第一和第二电触头之间的皮肤的电阻和所述指定电容相关。5.如权利要求4所述的可穿戴设备，其中，所述电压传感器包括模数转换器。6.如权利要求1所述的可穿戴设备，还包括用户接口，其配置为提供所述第一和第二电触头之间的皮肤的电阻的用户可辨别的指示。7.如权利要求1所述的可穿戴设备，还包括无线通信接口，其配置为传输指示所述第一和第二电触头之间的皮肤的电阻的数据。8.如权利要求1所述的可穿戴设备，其中，所述电容传感器包括张弛振荡器，其中，所述张弛振荡器的工作频率与所述第一和第二电触头之间的皮肤的电容相关。9.如权利要求1所述的可穿戴设备，其中，所述第一和第二电触头具有1毫米到5毫米之间的特征尺寸。10.如权利要求1所述的可穿戴设备，其中，所述第一和第二电触头分开1毫米到50毫米之间的距离。11.如权利要求1所述的可穿戴设备，其中，所述第一和第二电触头是弹簧加载的。12.如权利要求1所述的可穿戴设备，其中，所述壳体配置为防水的，其中，所述第一和第二电触头配置为从所述壳体突出，使得所述壳体是防水的。13.如权利要求1所述的可穿戴设备，还包括：温度传感器，其中，所述温...

【专利技术属性】
技术研发人员：PL惠勒，RN米罗夫，
申请(专利权)人：威里利生命科学有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US