可穿戴在身体上的电子设备及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种可穿戴在身体上或可植入身体中的电子设备、尤其是为心率监测器和/或智能手表和/或植入物。该设备包括具有顶部和底部的壳体，其中，至少一个由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的窗口布置在底部上，其中，壳体包括无机载体(7)，由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的窗口(9、9a、9b、9d)附接在无机载体中并且封闭无机载体中的开口，其中，无机载体(7)由多个部件(70、71、72)组成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可穿戴在身体上的电子设备及其制造方法
本专利技术涉及一种可穿戴在身体上或可引入身体中的电子设备及其制造方法。特别地，本专利技术涉及具有血液容积图(photoplethysmographischen)测量装置的心率监测器和/或智能手表和/或探头和/或植入物。
技术介绍
已知可穿戴在身体上的电子设备，其中设备的背面放在用户的皮肤上。尤其是已知所谓的心率监测器、即具有用于脉搏的测量装置的电子设备。现代的心率监测器通常是多功能的，不仅具有心率测量装置，而且具有许多用于其他功能的部件。特别地，这样的手表可以包括显示器、GPS模块等。这种手表称为“智能手表”。市面上可获得的设计为心率监测器的第一代测量装置根据心电图测量原理工作。这种测量原理的优点是能够进行非常精确的测量。然而，心电图测量原理的缺点在于其通常高的能耗。在智能手表中设置心电图测量装置也是复杂的。因此，特别是在智能手表的情况下，血液容积图测量法已经建立了自己的普遍测量原理。例如，在专利申请WO2015/102589A1中示出了根据该测量原理工作的心率监测器。血液容积图测量原理可以廉价且使用很小的安装空间而集成在例如心率监测器的背面。测量原理利用了这样的事实，即光的吸收、特别是某些波长的吸收取决于血液中血红蛋白的浓度。吸收随血红蛋白浓度增加而增加。因此，可以基于光的吸收趋势来确定脉搏。为此，血液容积图测量装置使用发射二极管、特别是LED和接收二极管、特别是光电二极管，通过其测量反射回的光。通常用510nm至920nm的波长。特别地，绿光适于血液容积图测量系统。一些系统还利用IR波长范围的光，或者同时利用红外光和可见光进行测量。问题在于，仅一小部分由发射二极管发射的光被散射回来。此外，由于不断变化的血红蛋白浓度而导致的吸收波动也很小。此外，在实践已知的测量装置中，由于用户运动时的假象以及皮肤与测量装置之间的距离变化，环境光产生强烈的光学噪声，这使得难以通过血液容积图测量法测量脉搏。在此情况下，窗口(光通过其离开心率监测器和/或智能手表并且通过其接收二极管测量反射光的强度)的光学质量起重要作用。除了高的光学质量外，还需要设计尽可能坚固和液密性的窗口。同时，在窗口损坏或破坏时，伤害用户的风险应保持尽可能低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于以最佳可能的方式满足上述要求。适于心率监测器和/或智能手表的要求还可以有利地转移到可引入人体或动物体的探头和/或植入物、尤其是也可以暂时引入且穿过人体的探头。特别地，应提供心率监测器和/或智能手表和/或植入物，其中用于发射二极管和/或接收二极管的窗口是密封的，并且其中与现有技术已知的测量装置相比，减少了由窗口引起的光学噪声，并且在窗口破裂的情况下，降低了伤害用户的风险。已经通过根据独立权利要求之一的可穿戴在身体上或可引入身体中的电子设备实现了本专利技术的目的。在从属权利要求的主题、说明书和附图中可以找到本专利技术优选的实施例和改进。本专利技术涉及一种可穿戴在身体上或可引入身体中的电子设备，其尤其设计为心率监测器和/或智能手表和/或探头和/或植入物。这种电子设备包括具有顶部和底部的壳体。底部设计为使得在穿戴时其放在用户的皮肤上。特别地，提供了一种可穿戴在身体上或可引入身体中的电子设备、特别是心率监测器和/或智能手表和/或探头和/或植入物形式，其包括具有顶部和底部的壳体，其中，至少一个由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的窗口布置在底部上，其中，壳体包括无机载体，由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的窗口附接在无机载体中并且封闭无机载体中的开口，其中，无机载体由若干部件组成。根据一实施例，由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的窗口熔接在无机载体中。本专利技术基于这样的知识，即熔接的玻璃窗口(其中在载体的材料和玻璃之间直接存在材料锁合连接)可以提供窗口坚固、密封的连接，并具有高的光学质量。窗口优选地由玻璃和/或玻璃陶瓷以压力玻璃制成。如此提供这种压力玻璃，使得载体具有比用于窗口的玻璃高的热线性膨胀热系数α。为了形成压力玻璃，将插入开口中的窗口与载体一起加热至高于玻璃的软化温度的温度。由于在冷却时载体的材料比窗口的材料收缩更多，因此玻璃置于压缩应力下。由于以此方式存在的预应力，因此存在特别紧的连接。同时，窗口本身也更稳定。还已经发现，通过提供压力玻璃，可以提供一种窗口，其设计为使得在损坏的情况下、特别是在落球测试中出现凹坑。在受损位置处出现凹坑状脱落。材料以颗粒形式、特别是粉末形式脱落，从而使其自身与窗口分离。落球测试尤其可以这样进行，即具有确定质量的钢球在重力作用下从确定的高度落到窗口上。在窗口具有直的或平的表面的情况下，尤其是可以使用质量7g的球，在凸的或凹的表面的情况下，尤其是质量12g的球。用于测试窗口的破裂行为的掉落高度为50cm。除更坚固的设计、即更高的作用力(在此作用力下窗口才损坏)外，同时最小化了伤害用户的风险。专利技术人已经认识到，因为窗口具有最低限度的表面不准确性、例如粗糙度、微缺陷和/或形状偏差，所以可以特别有利地以材料粉末状地从窗口分离的形式实现对用户有利的破裂行为。压力玻璃和存在的表面结构之间相互作用，这表现为平均粗糙度Rq和/或测量区域内的许多微缺陷和/或形状偏差。这些形状偏差特别是微米或纳米结构。在超过窗口的最大负载能力的情况下，假设这些表面结构作为断裂行为的起点。由于指定的值，有足够的表面结构来实现降低伤害风险的粉末状分离的窗口材料。均方粗糙度值Rq是优选的表面结构的量度。其是本领域技术人员已知的并根据测量区域内所有纵坐标值的均方根计算。在DINENISO4287(版本2010-07)中描述了测量和值。2nm或更大、特别优选地12nm或更大并且特别是60nm或更大的Rq值是优选的。所有这些值可以相互组合作为上限或下限。可以通过机械抛光玻璃窗口来实现这样的Rq值。在窗口具有直的或平的表面、特别是与壳体的面向用户的一侧的表面平面平行或凸出的表面的情况下，这是特别有利的。作为粗糙度和Rq值的替代，测量区域内的微缺陷数量可以指定为表面结构的量度。优选的是，由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的窗口在10mm长的测量区域中的微缺陷为3至小于16个，优选地在测量区域内的微缺陷为16至小于80个或80至小于400个。该信息对于上述具有直的或平的表面的窗口特别有用，但也可以用于具有弯曲表面的窗口。用于处理窗口并且用于产生指定的表面结构的另一种方式是对窗口进行火抛光。这些优选地具有火抛光的表面。火抛光仅局部地、尤其是在窗口的表面进行，使得保留压力玻璃。由此特别地，窗口可以具有波纹形式的表面结构，波纹优选地在100nm至5μm的范围。在窗口的弯曲的表面、例如凹的或凸的窗口的情况下，火抛光是有利的。具有这种优选地存在的表面结构的窗口就其光学性质而言能够满足电子设备的光学测量功能所需的光学要求，但是与压力玻璃一起确保降低的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能穿戴在身体上或能插入身体中的电子设备、特别是心率监测器和/或智能手表和/或探头和/或植入物，包括具有顶部和底部的壳体，其中，至少一个由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的窗口布置在所述底部上，其中，所述壳体包括无机载体(7)，由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的窗口(9、9a、9b、9d)附接在所述无机载体中并且封闭所述无机载体(7)中的开口，其中，所述无机载体(7)由若干部件(70、71、72)组成。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181106 DE 102018127619.21.一种能穿戴在身体上或能插入身体中的电子设备、特别是心率监测器和/或智能手表和/或探头和/或植入物，包括具有顶部和底部的壳体，其中，至少一个由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的窗口布置在所述底部上，其中，所述壳体包括无机载体(7)，由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的窗口(9、9a、9b、9d)附接在所述无机载体中并且封闭所述无机载体(7)中的开口，其中，所述无机载体(7)由若干部件(70、71、72)组成。


2.根据权利要求1所述的能穿戴在身体上或能插入身体中的电子设备，其特征在于，具有窗口(9、9a、9b、9d)的开口(27)布置在所述部件(70、71、72)的一个中，并且至少一个另外的部件包围具有开口(27)的部件(70、71、72)。


3.根据权利要求前述权利要求中任一项所述的能穿戴在身体上或能插入身体中的电子设备，其中，提供具有两个部件(70、71)的载体(7)，其中，外部部件(70)以环形包围内部部件(71)。


4.根据前述权利要求中任一项所述的能穿戴在身体上或能插入身体中的电子设备，提供具有两个部件(70、71)的载体(7)，其中，外部金属部件(70)以环形包围由陶瓷或不透明玻璃制成的内部部件(71)，其中，由窗口(9)封闭的开口(27)布置在内部部件(71)中。


5.根据前述权利要求中任一项所述的能穿戴在身体上或能插入身体中的电子设备，其中，所述载体(7)具有多层结构，其中，至少两个部件(70、71)形成所述载体(7)的层。


6.根据前述权利要求中任一项所述的能穿戴在身体上或能插入身体中的电子设备，其特征在于，所述窗口(9、9a、9b、9d)熔接在无机载体(7)中。


7.根据权利要求中6所述的能穿戴在身体上或能插入身体中的电子设备，其特征在于，由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的窗口
-设计为压力玻璃，或
-由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的窗口通过玻璃焊料与所述载体连接。


8.根据前述权利要求中任一项所述的能穿戴在身体上或能插入身体中的电子设备，其特征在于，至少两个由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的窗口熔接在所述无机载体中，其中，发射二极管位于由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的第一窗口下方，接收二极管位于由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的第二窗口下方。


9.根据权利要求中8所述的能穿戴在身体上或能插入身体中的电子设备，其特征在于，所述无机载体(7)或所述无机载体(7)的部件(70、71、72)中的至少一个设计为对于由发射二极管发射的辐射是不透明的。


10.根据前述权利要求中任一项所述的能穿戴在身体上或能插入身体中的电子设备，其特征在于至少一个以下特征：
-所述无机载体包括金属、陶瓷、玻璃陶瓷、不透明玻璃的一种或多种材料，
-所述载体(7)的至少两个部件(70、71)具有不同的热膨胀系数,
所述载体在至少一个由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的窗口的区域中具有突起。


11.根据前述权利要求中任一项所述的能穿戴在身体上或能插入身体中的电子设备，其特征在于，所述无机载体具有另外的窗口，所述另外的窗口具有至少一个电馈通件。


12.根据前述权利要求中任一项所述的能穿戴在身体上或能插入身体中的电子设备，其特征在于，所述载体在至少一个由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的窗口的区域中具有突起(8)。


13.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·海特乐，W·K·柴，R·格拉夫，H·布吕梅尔，
申请(专利权)人：肖特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE