具有集成生物传感器的便携式电子设备制造技术

本发明专利技术题为“具有集成生物传感器的便携式电子设备”。本发明专利技术公开了一种电子设备，该电子设备包括形成电子设备的外部的一部分的半透明层，定位在半透明层上并限定微穿孔的不透明材料，以及可操作以通过半透明层确定关于用户的信息的处理单元。该处理单元可操作以通过经第一组微穿孔将光学能量传输到用户的身体部位中，经第二组微穿孔从用户的身体部位接收光学能量的反射部分，以及分析光学能量的反射部分，从而确定该信息。

Portable electronic devices with integrated biosensors

The invention relates to a portable electronic device with an integrated biosensor. The invention discloses an electronic device, which comprises a translucent layer forming an outer part of the electronic device, an opaque material positioned on the translucent layer and limited micro-perforation, and a processing unit operable to determine information about the user through the translucent layer. The processing unit is operable to transmit optical energy to the user's body parts through the first group of micro-perforations, receive the reflection part of optical energy from the user's body parts through the second group of micro-perforations, and analyze the reflection part of optical energy to determine the information.

【技术实现步骤摘要】
具有集成生物传感器的便携式电子设备相关申请的交叉引用本申请是2017年9月5日提交的名称为“PortableElectronicDeviceHavinganIntegratedBio-Sensor”的美国临时专利申请No.62/554,140的非临时专利申请并要求该美国临时专利申请的权益，该美国临时专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。
本文所述的实施方案总体涉及电子设备，并且更具体地涉及使用与电子设备集成的生物传感器来确定健康度量或生理状况。
技术介绍
便携式电子设备，包括笔记本电脑、平板电脑和移动电话，已成为常见和有用的设备。许多传统的便携式电子设备被配置为使用键盘或类似输入设备接收输入。然而，很少有(如果有的话)传统笔记本电脑包括精密的传感器或感测技术来监测用户。本公开涉及用于将生物传感器集成到便携式电子设备的表面中的系统和技术。
技术实现思路
本公开涉及通过具有不透明层的半透明层进行身体感测。该电子设备包括定位在半透明层上并限定微穿孔的不透明层。光源通过微穿孔将光或其他光学能量传输到用户的身体部位中。光接收器通过微穿孔接收从用户的身体部位反射回的光。从反射回的光确定关于用户的身体的信息。在一些实施方案中，一种便携式电子设备包括上部壳体；显示器，该显示器定位在上部壳体内；下部壳体，该下部壳体可枢转地耦接到上部壳体并且包括限定外表面的半透明层以及耦接到半透明层并限定微穿孔的阵列的不透明层；键盘，该键盘定位在下部壳体内；生物传感器，该生物传感器定位在微穿孔的阵列下方的下部壳体内并且包括光源和光接收器，光源可操作以通过微穿孔的阵列将光传输到用户的身体部位中，光接收器可操作以接收从用户的身体部位反射的光；以及处理单元，该处理单元可通信地耦接到光接收器并且可操作以基于反射的光来确定健康度量。在各种示例中，生物传感器沿键盘的一侧定位，并且身体部位为用户的手掌。在多个示例中，光源为绿色LED，生物传感器被配置为检测用户身体部位中的血液灌注，并且健康度量为以下各项中的至少一者：心率、呼吸速率、血氧水平、血液容积估计或血压。在一些示例中，光源为红外LED，并且生物传感器被配置为检测用户的身体部位的水含量。在多个示例中，微穿孔的阵列被配置为在生物传感器不操作时，使光源和光接收器模糊。在一些示例中，微穿孔的阵列的每个微穿孔的直径为大约30微米-70微米，并且与相邻微穿孔间隔大约80微米-500微米。在各种示例中，半透明层为玻璃或塑料中的至少一者，并且不透明层包括沉积在半透明层的与外表面相对的内表面上的油墨层。在各种实施方案中，一种电子设备包括形成电子设备的外部表面的一部分的半透明层，沿半透明层的内部表面定位的并限定微穿孔的阵列的不透明材料，在半透明层下方定位并且被配置为通过微穿孔的阵列传输光的光源，以及在半透明层下方并接近光源定位并且被配置为检测从身体部位反射的光的光接收器，以及可操作以基于由光接收器检测的反射光来确定生物信息的处理单元。在一些示例中，光源通过微穿孔的阵列的第一组微穿孔传输光，光接收器通过微穿孔的阵列的第二组微穿孔接收反射光，第一组微穿孔沿相对于外部表面的第一角度延伸，第二组微穿孔沿相对于外部表面的不同于第一角度的第二角度延伸。在此类示例中，第一组微穿孔可朝向第二组微穿孔呈一定角度设置。在多个示例中，光源通过微穿孔的阵列的第一组微穿孔传输光，光接收器通过微穿孔的阵列的第二组微穿孔接收反射光，并且第一组微穿孔被配置为沿相对于外部表面的非垂直角度引导光。在各种示例中，光源通过微穿孔的阵列的第一组微穿孔传输光，光接收器通过微穿孔的阵列的第二组微穿孔接收反射光，并且第二组微穿孔被配置为接收与相对于外部表面的非垂直角度基本对准的光，并阻挡与非垂直角度未基本对准的光。在一些示例中，身体部位吸收光的一部分。由身体部位吸收的光的部分可取决于身体部位的组织密度。在多个实施方案中，一种感测生理状况的方法包括：当在第一模式下操作生物传感器时，通过产生经半透明层的第一光发射来检测用户的身体部位相对于半透明层的外部表面的接近；当身体部位邻近半透明层的外部表面时，通过产生经半透明层的第二光发射来在第二模式下操作生物传感器；以及通过分析从身体部位反射的第二光发射的一部分来确定生理状况。在一些示例中，第一模式的第一光发射包括非可见光发射，并且第二模式的第二光发射包括可见光发射。在各种示例中，不透明层沿半透明层定位，并且限定微穿孔的阵列，第一光发射和第二光发射是通过微穿孔的阵列传输的，在生物传感器在第一模式下操作时，不透明层使生物传感器模糊。在多个示例中，生物传感器在第一模式下操作时以第一速率使用电力；生物传感器在第二模式下操作时以第二速率使用电力；并且第二速率大于第一速率。在各种示例中，确定生理状况包括确定以下各项中的至少一者：心率、呼吸速率、血氧水平、血液容积估计或血压。在一些示例中，确定生理状况包括确定用户的光电血管容积图。附图说明本公开通过下面结合附图的具体实施方式将更易于理解，其中类似的附图标记表示类似的结构元件。图1A绘示了具有集成生物传感器的示例性电子设备。图1B绘示了用户正在使用键盘时图2的示例性电子设备。图2绘示了电子设备的感测区域的详细视图。图3绘示了图2的另选的具体实施，其中不透明层限定微穿孔传输区域和微穿孔接收区域。图4绘示了沿图1A的截面A-A截取的感测区域的横截面图。图5绘示了沿截面A-A截取的感测区域的另一实施方案的横截面图，该横截面包括与感测表面成角度相交的微穿孔。图6绘示了与电子设备集成的生物传感器的光学示意图。图7A绘示了在检测用户时可操作以从低功率状态过渡到操作状态的示例性电子设备。图7B绘示了在检测用户并从低功率状态过渡到操作状态之后图7A的示例性电子设备。图8绘示了在检测用户时可操作以照亮键盘和触控板的示例性电子设备。图9绘示了可操作以检测和显示关于用户的健康信息的示例性电子设备。图10绘示了流程图，其示出了用于感测生理状况或健康度量的示例性过程。具体实施方式现在将具体地参考在附图中示出的代表性实施方案。应当理解，以下描述不旨在将实施方案限制于一个优选实施方案。相反，其旨在涵盖可被包括在由所附权利要求书限定的所述实施方案的实质和范围内的另选形式、修改形式和等同形式。以下描述包括体现本公开的各种元素的样本系统、装置、方法和计算机程序产品。然而，应当理解，所描述的公开可以除本文所述的那些形式之外的多种形式来实施。以下公开涉及与电子设备集成的生物传感器。具体地讲，可将生物传感器集成到笔记本电脑的壳体中，允许生物传感器在设备正在使用时测量用户的状况。例如，可沿对应于用户的手接触壳体的部分(例如，用户的手掌)的位置的区域与键盘相邻地定位生物传感器。如本文所述，壳体可包括形成设备外部的至少一部分的半透明层或片材。不透明层可沿透明层的内部表面形成，并且可限定能够传输来自传感器的光的微穿孔的阵列，但也可能在不操作时使生物传感器对于用户而言模糊。在一些实施方案中，该生物传感器被配置为产生通过在不透明层中限定的微穿孔来传输的光发射。在示例性操作模式中，该生物传感器可用于通过检测从用户的身体部位(例如，用户的手掌)反射的光来确定健康度量或生理状况。在另一个示例性操作模式中，生物传感器可用于检测用户的手本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式电子设备，包括：上部壳体；显示器，所述显示器定位在所述上部壳体内；下部壳体，所述下部壳体可枢转地耦接到所述上部壳体，并且所述下部壳体包括：半透明层，所述半透明层限定外表面；和不透明层，所述不透明层耦接到所述半透明层并且限定微穿孔的阵列；键盘，所述键盘定位在所述下部壳体内；生物传感器，所述生物传感器定位在所述微穿孔的阵列下方的所述下部壳体内，并且所述生物传感器包括：光源，所述光源可操作以通过所述微穿孔的阵列将光传输到用户的身体部位中；和光接收器，所述光接收器可操作以从所述用户的所述身体部位接收反射光；和处理单元，所述处理单元可通信地耦接到所述光接收器并且可操作以基于所述反射光来确定健康度量。

【技术特征摘要】
2017.09.05 US 62/554,140;2018.03.31 US 15/942,4991.一种便携式电子设备，包括：上部壳体；显示器，所述显示器定位在所述上部壳体内；下部壳体，所述下部壳体可枢转地耦接到所述上部壳体，并且所述下部壳体包括：半透明层，所述半透明层限定外表面；和不透明层，所述不透明层耦接到所述半透明层并且限定微穿孔的阵列；键盘，所述键盘定位在所述下部壳体内；生物传感器，所述生物传感器定位在所述微穿孔的阵列下方的所述下部壳体内，并且所述生物传感器包括：光源，所述光源可操作以通过所述微穿孔的阵列将光传输到用户的身体部位中；和光接收器，所述光接收器可操作以从所述用户的所述身体部位接收反射光；和处理单元，所述处理单元可通信地耦接到所述光接收器并且可操作以基于所述反射光来确定健康度量。2.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中：所述生物传感器沿所述键盘的一侧定位；并且所述身体部位是所述用户的手掌。3.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中：所述光源为绿色LED；所述生物传感器被配置为检测所述用户的所述身体部位中的血液灌注；并且所述健康度量为以下各项中的至少一者：心率、呼吸速率、血氧水平、血液容积估计或血压。4.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中：所述光源为红外LED；并且所述生物传感器被配置为检测所述用户的所述身体部位的水含量。5.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述微穿孔的阵列被配置为在所述生物传感器不操作时，使所述光源和所述光接收器模糊。6.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述微穿孔的阵列的每个微穿孔的直径为大约30微米-70微米，并且与相邻微穿孔间隔大约80微米-500微米。7.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中：所述半透明层包括玻璃或塑料中的至少一者；并且所述不透明层包括沉积在所述半透明层的与所述外表面相对的内表面上的油墨层。8.一种电子设备，包括：半透明层，所述半透明层形成所述电子设备的外部表面的一部分；不透明材料，所述不透明材料沿所述半透明层的内部表面定位并且限定微穿孔的阵列；光源，所述光源定位在所述半透明层下方并且被配置为通过所述微穿孔的阵列传输光；光接收器，所述光接收器邻近所述光源定位在所述半透明层下方并且被配置为检测来自身体部位的反射光；和处理单元，所述处理单元可操作以基于由所述光接收器检测的所述反射光来确定生物信息。9.根据权利要求8所述的电子...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·G·辉扎，徐奇梁，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国,US