CN107106036A - 在测量生理参数中用于光学隔离的系统和方法 - Google Patents

Abstract

在此所描述的是在由用户所穿戴的用于传感、测量和/或显示生理信息的生理监视设备中，用于光传感器的光学隔离组件的系统和方法。光传感器可以被安装在设备的后面，接近用户身体的目标区域发射光，并且检测从该目标区域反射的光。光学隔离结构可以至少部分位于光传感器的一个或多个组件之间，以确保由传感器所检测到的光是从目标区域反射的光，而不是从光源直接发射的光和/或背景光。在一些情况下，光学隔离结构可以延伸在监视设备的接触表面到传感器组件的基部或者传感器组件所安装到的电路板的表面之间。

Description

在测量生理参数中用于光学隔离的系统和方法

本国际申请要求2014年11月3日提交的美国专利申请No.14/531,573的优先权，其通过参考被专门地并入在此。

技术领域

实施例总体上涉及使用非侵入式光电技术用于传感和测量生理参数的系统和方法，并且更具体地，用于在传感和/或测量生理参数期间将从用户的器官反射的光与从光源直接发射的光进行光学隔离的系统和方法。

背景技术

已经开发出许多便携式设备，其中的光传感器用于检测通过动脉的血流变化或者皮下组织的血容量的变化。应用包括监视心率、葡萄糖水平、呼吸暂停、呼吸窘迫以及其他生理条件。光传感器通常包括照射人体目标部分的一个或多个光源和接收光源所发射的一部分光能的一个或多个关联的光学检测器。

存在两种基本类型的这样的配置。在透射传感器配置中，身体的相对薄的部分(诸如指尖或耳垂)被置于光源于光检测器之间。穿过身体组织的光遇到光检测器，产生于每个心跳同步的电信号。在反射传感器配置中，传感器正对身体的目标区域放置，传感器包括与光检测器并排分开放置的一个或多个光源。光源所射出的光能穿过目标组织区域的皮肤，被散射，部分被吸收，并且被通过动脉和其他血管结构的血流所反射。反射的光能受到根据目标区域中的血流进行的调制的影响，并且由光检测器探测。然后探测到的反射用于产生信号脉冲，该信号脉冲是诸如心跳的生理参数的指示。在透射和反射两个配置中，光检测器所产生的信号被处理以进行显示，或者提供被监视生理参数的实时指示。

在生理监视器的使用中越来越感兴趣的一个领域是为了健身训练、减肥或监视全面健康的人体健康和/或体育锻炼。光检测器、信号处理以及显示设备相关的技术进展使得能够实现小型、重量轻的物理监视器，其能够实施为可以由用户舒适地穿戴的设备。这样的可穿戴设备可以包括例如手表、手环及臂带。

为健康和体育锻炼应用提供生理监视器经过许多设计和制造考虑。例如，用于处理光检测器所产生的信号并且显示所监视的参数的指示的电子电路必须在低功耗下运行，从而提供充足的电池寿命并且同时提供充分的准确性。这样的监视器的物理设计相关的限制不限于将电子设备和显示单元封装在用户易于且舒适穿戴的配置中的挑战。关于结合光传感器，存在着特别的考虑和限制。例如，光源和光传感器的光电二极管必须光学地彼此隔离。或者，光检测器接收不通过用户的心跳进行调制的光能，这会导致电设计需求的未经授权的增加，和/或严重影响检测的准确性和功率需要。类似，最优性能需要将光传感器稳固地紧靠用户的皮肤放置，以便光源发出的光可以穿透皮肤并且，另外以便周围的光不到达相关联的光检测器。将光传感器稳固地紧靠用户皮肤放置对于防止传感器移动也是重要的，传感器的移动会影响监视设备的准确性和/或中断其操作。另外，光传感器应当由监视设备安全地保持以便维持物理完整性，并且有利于整个监视器的良好防水。

由于上述涉及和制造的考虑，以及设计师和制造商所知的其他考虑，需要存在改进的技术用于将光传感器配置合并在生理监视设备中。而且，改进的设备和技术需要保证这样的设备的准确性、可靠性以及持久性。

发明内容

根据本发明的某些实施例，公开了适合使用在用于体能训练、锻炼和/或全面健康监视的生理监视设备中的光传感器配置。在一些实施例中，监视设备可以是包括一个或多个光传感器配置的腕表、手环或臂带。每个光传感器配置可以包括一个或多个光源和/或光检测器。在这样的实施例中，光源可以包括两个或多个分开的发光电二极管(LED)。每个光检测器例如可以是光电二极管。在一些实施例中，每个光电二极管可以放置在对应的LED附近或者在对应的LED对之间。

在一个实施例中，一个或多个光源和/或光检测器可以搭载在一个或多个透明的透镜中，该一个或多个透明的透镜可以安装在用于进行与用户皮肤相接触的安置的监视设备的一部分中。在其他实施例中，一个或多个透镜234和244可以包括浇注或放入后盖220的环氧树脂层或壳层，而不是玻璃或塑料透镜。这样的环氧树脂层可以与位于后盖220内的对应的光源或光检测器预先形成或者形成。例如，液体、半液态、或类胶状的树脂可以浇注在后盖220中的一个或多个光源和/或光检测器之上。然后树脂可以固化成可以完全或者部分包围或封装该一个或多个光源和/或光检测器的树脂层。在其他的实施例中，树脂层可以通过屏障或者通过空间与对应的LED 232或光电二极管242分离。

另一方面，光源和光检测器可以通过印刷电路板进行定位或者搭载到印刷电路板。在一个实施例中，印刷电路板可以安装在监视器的内部，并且透镜可以保持在监视器后盖上。后盖的部分可以向外延伸，以接触位于一个或多个光源与一个或多个光检测器之间区域中的印刷电路，从而防止光源发出的光被光检测器直接检测到。在一些实施例中，后盖的这些向外延伸的部分可以是将一个或多个LED与一个或多个光电二极管进行光学隔离的屏障墙。这样的配置可以保证一个或多个光电二极管检测到的光是被用户的组织所反射的光，而不是从一个或多个光源直接发射出的光(光已经穿过用户的组织还是印刷电路)。在透镜包括浇注在一个或多个光源和/或光检测器之上的环氧树脂层的实施例中，屏障墙也可以作为用于接受液态、半液态或类胶状的环氧树脂的形式。这样的形式可以规定经固化的透镜的形状，和/或防止液态、半液态或类胶状的环氧树脂溅入后盖或者监视设备的其他部分。

在另外的实施例中，胶带或者类似海绵材料的柔软不透光层可以放置在印刷电路板上，使得后盖和/或屏障墙的向外延伸部分可以接触该不透光层，从而进一步保障光源与光检测器的光学隔离。特别地，不透光层可以进一步防止从一个或多个光源发出的光沿着印刷电路板的表面行进并且到达一个或多个光检测器，而不是首先进入用户的组织而反射回一个或多个光检测器。

在其他实施例中，后盖和/或屏障墙的向外延伸部分可以包括其他的结构或特征，以便于准确且可靠地监视一个或多个生理参数。例如，屏障墙可以包括一个或多个邻接表面，用于将透镜支撑在后盖的孔内。可替换地，在首先将透镜以液态、半液态或类胶状态浇注到后盖的孔中的实施例中，邻接表面可以用于将透镜保持在后盖内。

本公开文本的另外的目的和优点将部分公开在随后的描述中，并且部分从描述中清楚，或者可以通过实践该公开文本而习得。利用在所附权利要求中所特别指出的元件和组合将实现并且获得本发明的目的和优点。

应当理解的是，上述总体描述和以下详细描述只是说明性和解释性的，并不限制权利要求。

并入本说明书并且构成其一部分的附图示出若干实施例以及描述，用于解释本公开的原理。

附图说明

图1示出在此描述的装置的说明性实施例的一些方面。

图2示出在此描述的装置的说明性实施例的一些方面。

图3A示出在此描述的装置的说明性实施例的一些方面。

图3B示出在此描述的装置的说明性实施例的一些方面。

图3C示出在此描述的装置的说明性实施例的一些方面。

图4示出在此描述的计算系统的说明性实施例。

图5A示出在此描述的装置的说明性实施例的一些方面。

图5B示出在此描述的装置的说明性实施例的一些方面。

图6示出在此描述的装置的说明性实施例的一些方面。

图7示出在此描述的装置的说明性实施例的一些方面。

图8示出在此描述的装置的说明性实施例的一些方面。

图9示出在此描述的装置的说明性实施例的一些方面。

图10示出在此描述的装置的说明性实施例的一些方面。

具体实施方式

在此公开用于传感、测量以及显示生理信息的装置的实施例。一方面，该装置可以包括并入可穿戴设备的光传感器。光传感器可以并入到可穿戴设备的位置，使得使用中光传感器的表面可以接近或者靠近用户身体的目标区域。在一些实施例中，光传感器可以包括用于检测来自目标区域的反射光的一个或多个光学检测器。

另一方面，光传感器可以合并在可穿戴设备之中，使得光传感器的至少一部分可以突出或者延伸出设备壳体的至少一部分。在一些实施例中，光传感器延伸出设备壳体的部分的高度可以是固定的。在可替换的实施例中，光传感器延伸出设备壳体的部分的高度可以是可调整的。突出高度的调整可以由用户手动执行，是自动的，或者在某些方面手动执行而其他方面自动执行。

另一方面，通过允许用户个性化与光传感器相关联的突出高度，可以实现可穿戴设备的个性化适配。而且，可以实现光传感器的内向表面与目标区域之间的接触和/或压力的满意水平。这反过来会导致生理信息的传感、测量和显示更可靠且准确。

在一个实施例中，生理信息可以是心率信息。在其他实施例中，生理信息可以是血压信息。替选地，生理信息可以是与源于可穿戴设备接收到的信息的生理参数相关联的任何信息。无论如何，生理信息可以用于例如运动训练、物理康复、患者监视和/或全面健康监视的背景中。当然，这些事例仅说明可能性，在此所描述的设备可以用于任何适当的背景中。

当在此所描述的系统和设备可以描述为手腕穿戴设备时，本领域技术人员理解的是，在此所描述的系统和方法能够在其他的背景中实现，包括从穿戴在用户身体的任何适合部分的设备收集到的生理数据的传感、测量和显示，包括但不限于手臂的其他部分、其他四肢、头部和/或胸部。

现在将详细参考某些说明性实施例，这些实施例的示例被示出在附图中。只要有可能，贯穿附图将使用相同的附图标记来指相同或类似的条目。

图1描述装置100的说明性实施例。一方面，装置100可以是由用户所穿戴的生理监视器，其用户传感、收集、监视和/或显示一个或多个生理参数有关的信息。在所示实施例中，装置100可以包括腕表。在可替换的实施例中，装置100可以是手环或臂带。在另一实施例中，装置100可以是用于放置在用户的腕部、手臂、用户的另外的四肢、或者用户身体的一些其他区域的任何可穿戴监视设备。

另一方面，装置100可以包括光传感器组件210(图2中所描述的)以及用于处理和显示用户的一个或多个生理参数和/或与训练、体育锻炼或全面健康相关或不相关的其他信息的组件。例如，在一个实施例中，装置100可以传感、处理和/或显示心率信息。在又一方面，装置100可以容纳用于向用户显示或者传达信息的显示单元110。在一个实施例中，显示单元110可以包括点矩阵液晶显示器。在可替换的实施例中，显示单元110可以包括一些其他合适的显示器。

在另一方面，装置100可以包括壳体120以及从壳体120的相对边缘进行延伸用于将装置100固定到用户的一个或多个带130。在一个实施例中，带130可以包括弹性材料。在可替换的实施例中，带130可以包括一些其他适合的材料，包括但不限于织物或金属材料。

装置100还可以包括可操作用于接收来自用户的输入的一个或多个开关140。开关140可以包括用于接收来自用户的输入的任何设备，包括但不限于开关、按钮、触摸屏或传感器。图1示出一对相对的开关140，一个开关位于壳体120的一侧。然而，其他的实施例可以包括更少或者另外的开关。而且，卡管可以位于装置100上的任意适当的位置。

在另外的实施例中，开关140可以合并在显示单元110中。例如，开关140可以包括用于经由触摸屏接收来自用户的输入的“软”按钮。

另一方面，用户可以操纵开关140用于设置时间显示、建立心率检测的操作模式、和/或另外在使用期间配置装置100/与装置100交互。

壳体120还可以包括用于提供每个开关相关的使用信息的开关指示器。在一个实施例中，壳体120可以包括与开关对应并且向用户提供通过操作相应的开关所实现的功能的指示的单词和/或符号，诸如“set(设置)”、“toggle(切换)”、““timer(计时器)”、“+”以及“HR”。当然，图1中所描述的的开关指示器只是说明可能性。壳体120可以不包括、包括更少、另外的或者替换的指示器。

显示单元110还可以包括用于向用户传达信息的一个或多个小图标。在一个实施例中，一个或多个图标可以位于显示器10的上部以便指示装置100的操作和/或条件方面。例如，当手表通电时可以点亮图标150来指示电池条件；当显示器110指示当日时间时点亮图标152；当装置100运行在锻炼模式和/或正在显示用户的心率时点亮图标154和156；以及当装置100运行在锻炼模式并且正在记录锻炼持续时间时点亮图标158。另外，用户的心率可以显示在显示器110的中心区域160，该区域是与用作常规的手表使用时显示时间的相同的显示区域。当前，图标150-160的上述示例、每个图标的功能、所时的外观、和/或显示单元110内的各自的位置只是说明可能性。也可能是更少、另外的或者可替换的图标和/或图标位置。

装置100也可以包括通信状态指示器170。状态指示器170可以包括当手表处于使用时用户可见的面向外的光源。一方面，光源可以包括一个或多个灯，诸如LED。在一个实施例中，光源可以包括多个LED，其中每个LED具有不同的颜色。通过这种方式，点亮的LED的颜色可以向用户传达关于装置100的通信状态的另外信息。另一方面，当装置100经由适当的通信信道(诸如，蓝牙通信)与另一设备通信时，状态指示器170可以点亮第一颜色的灯。另一方面，当装置100经由某可替换的通信信道与另一设备通信时，状态指示器170可以点亮第二颜色的灯。可替换地，或者另外地，当与另一设备进行中的通信终止和/或装置100结束或启动操作状态时，状态指示器170可以点亮另一颜色的灯。再者，这些示例仅说明可能性，并且状态指示器170可以点亮与一个或多个颜色对应的一个或多个光源来向用户指示/传达任意适当的信息。例如，在装置100可以用于监视用户心率的情况下，当用户的心率处于第一数字范围，指示器170可以点亮第一颜色的灯，当用户的心率处于第二数字范围，指示器170可以点亮第二颜色的灯，当用户的心率处于第三数字范围，指示器170可以点亮第三颜色的灯。通过这种方式，用户能够一眼就检测到他或她的大致心率，例如当数字心率信息不显示在显示单元110上，和/或通过他或她的周边视野。

图2描述装置100的说明性实施例的后视图。一方面，装置100可以包括后盖220。后盖220可以使用任意适当的附接系统或方法来固定到装置100。例如，后盖220可以通过一个或多个螺丝225或者一些其他适合的附接构件固定到装置100，包括但不限于匹配的凹槽和凸起、压缩装配和/或环氧树脂/胶。

后盖220还可以包括在此所述的一个或多个光传感器210。具体地，光传感器210配置可以包括一个或多个光源230。如图2中所描述的，光传感器可以包括彼此分开的两个光源230。可替换的实施例可以包括更少或另外的光源。在所示配置中，每个光源230包括一个或多个LED 232，该一个或多个LED 232可以包含在对应的透镜234中。在此方面，应当注意的是透镜234不必与常规LED的整体透镜相同，也可以不代替，其中的整体透镜用于使得发出的光从设备的端面穿过。位于光源230之间和/或位于光源230邻近或附近可以是一个或多个光检测器240。在图2中，光检测器240可以包括光电二极管242，该光电二极管242可以被透镜244包含。虽然图2中所描述的实施例包括单个光电二极管，可替换实施例可以包括位于后盖220内的另外的光检测器和/或光电二极管。而且，虽然图2中所描述的的装置100可以包括单个光传感器210，可替换实施例可以包括多个光传感器，每个光传感器包括一个或多个光源和/或光检测器。

在一些实施例中，透镜234和244可以包括在LED 232所发出的光能的波长表现出高的透射率的矿物玻璃或塑料。在可替换的实施例中，透镜233和244可以包括一些其他合适的材料。在一些示例中，可以由赋予透镜过滤效果的材料制成透镜234和244。例如，到达光电二极管242的背景光可以是能够影响生理参数监视器的操作和/或准确性的噪声。在LED 232发出充分远离红外区域的光的实施例中，装置100可以包括阻挡入射红外光能的一部分的透镜，由此减少可以穿过后盖220和用户组织之间的任何背景光的影响。在另外的实施例中，一个或多个透镜234和244可以包括浇注或放入后盖220的环氧树脂层或壳层，而不是玻璃或塑料透镜。这样的环氧树脂层可以与位于后盖220内的对应的光源或光检测器预先形成或者形成。例如，液体、半液态、或类胶状的树脂可以浇注在后盖220中的一个或多个光源和/或光检测器之上。然后树脂可以固化成可以完全或者部分包围或封装该一个或多个光源和/或光检测器的树脂层。在其他的实施例中，树脂层可以通过屏障或者通过空间与对应的LED 232或光电二极管242分离。

另一方面，后盖220可以配置为在装置100由用户穿戴时，使得光传感器接触或者牢固地压靠在皮肤上。在此方面，后盖220可以包括凸起部250，该凸起部250可以从后盖220的表面向内投影。在另一实施例中，位于凸起部250的可以是另一凸起部260。凸起以及进一步凸起的部可以用于将光学传感器充分地压靠在用户的皮肤上。在一些实施例中，LED透镜234的表面和光检测器244的表面可以与进一步凸起部260的表面基本齐平或者稍微超出凸起部260的表面之上。当然，在其他实施例中，后盖220可以只包括凸起部250和进一步凸起部260中的一个。在另一实施例中，后盖220可以不包括凸起部250或者进一步凸起部260。可替换地，后盖220可以包括另外的凸起部。而且，虽然图2将凸起部250示出为基本椭圆形的区域，而将进一步凸起部250示出为基本圆形的凸起部，凸起部可以是其他适合形状，并且所示实施例不应当被解释为显示这些可能性。

另一方面，凸起部250和进一步凸起部260中的一个或两者可以从后盖220向内投射多远可以是固定并且预先确定的。可替换地，凸起部250和进一步凸起部260中的一个或两者可以从后盖220向内投射多远可以是可调整的，从而选择性地实现光学传感器和用户皮肤之间的期望压力或接触等级。在一个实施例中，凸起部250和进一步凸起部260中的一个或两者可以通过装置100的用户操纵来进行手动地调整。在另外的实施例中，凸起部250和进一步凸起部260中的一个或两者的高度或向内投影可以在使用之前或者使用期间，自动调整到预定的投影高度/距离或者与用户皮肤接触的预定等级。下面参考图5至图9更详细地描述凸起部250和进一步凸起部260的手动和自动调整。

图3A描述后盖220的内表面的说明性实施例，即在安装光源230(包括例如LED 232和透镜234)和光检测器240(包括例如光电二极管242和透镜244)之前，使用装置100时，靠近用户身体的目标区域的表面。一方面，后盖220的内表面可以包括一个或更多个凹槽310。凹槽310可以朝向后盖220的外表面向外延伸，用于接收透镜234。每个凹槽310的内部可以成形为与透镜234的外部配置基本对应。开口320可以位于每个凹槽310的底部，用于接收LED232。每个开口320可以小于相关联的凹槽310的横截面积，以便可以围绕凹槽310的下外围形成径向地向内延伸的凸缘330。当LED透镜234插入在凹槽310中时，透镜的底部可以变为与凸缘330邻接，并且透镜的内表面(即，靠近装置100使用中时用户的目标区域的面)可以与后盖220的内表面齐平，或者投影稍微超出后盖220的内表面。可替换地，透镜的内表面可以稍微低于后盖220的内表面，或者相对其被压下。

另一方面，后盖220的内表面可以包括凹槽340。凹槽340与凹槽310相似，可以朝向后盖220的外表面向外延伸，用于接收光学检测器透镜244。在一个实施例中，凹槽340的配置可以对应于凹槽310，其中凹槽340的内壁可以被配置为基本对应于光检测器透镜244的外部配置。开口350可以位于凹槽340的底部，用于接收光电二极管242。开口350可以小于凹槽340的横截面积，以便可以围绕凹槽340的下外围形成径向地向内延伸的凸缘360。当光检测器透镜244插入在凹槽340中时，透镜的底部可以变为与凸缘邻接，并且透镜的内表面(即，靠近装置100使用中时用户的目标区域的面)可以与后盖220的内表面齐平，或者投影稍微超出后盖220的内表面。可替换地，透镜的内表面可以稍微低于后盖的内表面，或者相对其被压下。

另一方面，凹槽310和340可以确定LED透镜234相对于光检测器透镜244的位置。这反之可以确定每个LED 232和光电二极管242之间的距离。此外，凹槽310和340可以定位为保证LED 232发出的充足的光可以在经过用户的身体(例如，流经用户动脉和/或其他脉管结构的血液)反射之后到达光电二极管242。当然，图3中所描述的的凹槽310和340的特定位置只是说明性的，一个或多个凹槽的任何其他适当的位置是可能的。

在另一方面，驻留在凹槽340和每个凹槽310之间可以限定各自的屏障520(以下更详细进行描述)。屏障520可以用于光学隔离光电二极管242和每个LED 232，防止从一个或多个LED 232发出的光没有首先经过用户的目标组织区域的反射而到达光电二极管242，其中用户的目标组织区域位于与后盖220、凸起部250、进一步凸起部260和/或透镜234、244的内表面相接触或接近接触的位置。在一个实施例中，屏障520可以从进一步凸起部260的最内表面延伸至光电二极管242和/或LED 232的基部。在一个实施例中，屏障520可以从进一步凸起部260的最内表面延伸至一个或多个光电二极管242和/或LED 232可以安装在其上的电路板(如以下更详细所述)。

在另一方面，后盖220的内表面可以形成轮廓为基本与用户的手腕或前臂对应。在一个实施例中，用于螺纹紧固件225的开口370(图2所描述的)可以位于后盖220中，以便将后盖220固定到壳体120(图1和图2中所描述的)。

图spe描述用于安装LED 232和光电二极管242的配置。如图3B中所描述的，LED232和光电二极管242可以利用将设备与装置100(诸如图4中所描述的的计算系统)中所包含的其他电路进行电连接的印刷电路板510来相互定位。在一个实施例中，不透光、柔软材料的相对薄的带525(诸如，但不限于胶带、类海绵聚合物或环氧树脂)可以延伸在光电二极管242的边缘与各个LED 22的邻近边缘之间。如相对经组装的后盖所述(以下更详细地进行描述并且示出在图5至图10中)，不透光带525可以防止LED 232发出的光沿着印刷电路板的表面行进并且到达光电二极管242。

虽然图3B将LED 232和光电二极管242示出在单个电路板上，包括彼此通信的多个电路板的可替换的实施例也是可行的。在这样的实施例中，针对LED 232和光电二极管242的命令和来自它们的测量结果可以经由一个或多个有线或无线通信信道进行通信。

图3C是后盖220和印刷电路板510的局部剖视图，其示出光传感器并入后盖220(或者在不包含后盖的实施例中的表带130，诸如图10中所描述的的实施例)的一种可能的方式。在图3C中，LED透镜234可以插入并且密封在图3A的凹槽310中。如前所述，每个透镜234的光发射表面可以与进一步凸起区域260的表面基本齐平，或者稍微延伸至进一步凸起区域260的表面以上或以下。

用类似的方式，光检测器透镜244可以插入并且密封在图3A的凹槽340中。透镜244的光接收表面可以与进一步凸起区域260的表面基本齐平，或者稍微延伸至进一步凸起区域260的表面以上或以下。能够使用各种技术用于将LED透镜234和光检测器透镜244结合到后盖220。例如，根据后盖220(或表带130)所使用的材料的部分，透镜可以通过固化粘合剂、超声焊接或其他技术来结合到位。在一些应用中，可以利用嵌件成型或冷成型技术。如图3C中的虚线所示，LED 232和光电二极管242可以分别进入开口320和350，以便透镜234至少部分地包含或接收LED 232，并且光检测器透镜244可以至少部分地包含或接收光电二极管242。

在可替换的实施例中，一个或多个透镜可以包括浇注入或放入后盖220的树脂层或壳层，而不是将一个或多个透镜234和244插入到凹槽310和/或340中。在这样的实施例中，电路板510可以并入到后盖220中，如图3C中的虚线所示，以便在为透镜234和244浇注树脂之前，LED 232和光电二极管242可以分别进入开口320和350。一旦电路板510、LED 232以及光电二极管242就位，电路板、LED、光电二极管、后盖220、和/或屏障520可以用作液态或胶状树脂的形状，并且在树脂固化时限定透镜234和244的形状。然后固化物可以包括树脂透镜或树脂层，该树脂透镜或树脂层可以完全或者部分包围或封装其上形成树脂的一个或多个光源和/或光检测器。

应当注意的是，图3C中所描述的的后盖200包括单件(single piece)，该单件中凸起部250和进一步凸起部260的凸起高度可以预先确定并固定。在以下描述的替换实施例中，后盖200可以包括多个协作组件以便调整凸起部250和进一步凸起部260的凸起高度。

图4示出说明性的基于处理器的计算机系统400，其代表存在于或者与包括电子电路的装置100的任何方面共同使用的计算机系统的类型。例如，基于处理器的计算系统400可以与向光传感器和从光传感器发送信号，传感或检测在光传感器接收到的信号，处理接收到的信号，以及存储、发送或者显示信息中的任何一个或多个共同使用。计算系统400仅是说明性的，不排除另外的基于处理器或控制器的系统用在或者与装置100的上述方面中的任何方面一起使用的可能性。

一方面，系统400可以包括用于执行软件程序的一个或多个硬件和/或软件组件，诸如用于存储、处理以及分析数据的软件。例如，系统400可以包括一个或多个硬件组件，诸如处理器405、随机存取存储(RAM)模块410、制度存储(ROM)模块420、存储系统430、数据库440、一个或多个输入/输出(I/O)模块450、接口模块460、以及光传感器模块470。可替换地和/或另外地，系统400可以包括一个或多个软件组件，诸如包括用于执行与某公开的实施例一致的方法的计算机可执行指令的计算机可读介质。应当想到的是，以上列出的一个或多个硬件组件可以利用软件来实现。例如，存储器430可以包括与系统400的一个或多个其他硬件组件相关联的软件划分。系统400可以包括与上述列出的组件相比另外的、更少的、和/或不同的组件。应当理解的是，以上列出的组件只是说明性的，并不旨在限制或者排除适当的替换或另外的组件。

处理器405可以包括一个或多个处理器，每个处理器用于执行指令和处理数据，从而执行与系统400相关联的一个或多个功能。如文中一般使用的术语“处理器”是指任何逻辑处理单元，诸如一个或多个中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)以及类似的设备。如图4中所描述的，处理器405可以与RAM 410、ROM 420、存储器430、数据库440、I/O模块450、接口模块460以及光检测器模块470通信耦接。处理器405可以用于执行计算机程序指令的序列来执行各种处理，这些将在下面进行详细地描述。计算机程序指令可以载入RAM中用于由处理器405来执行。

RAM 410和ROM 420可以各自包括一个或多个设备，用于存储与系统400和/或处理器405相关联的信息。例如，ROM 420可以包括存储设备，该存储设备用于访问和存储与系统400相关联的信息，包括用于识别、初始化、以及监视系统400的子系统和一个或多个组件的操作的信息。RAM 410可以包括存储设备，该存储设备存储与处理器405的一个或多个操作相关联的数据。例如，ROM 420可以将指令载入ROM 410中用于处理器405执行。

存储器430可以包括各种类型的存储设备，这些存储设备用于存储处理器405执行与所公开的实施例一致的处理所需要的信息。

数据库440可以包括一个或多个软件和/或硬件组件，该一个或多个软件和/或硬件组件协同以存储、组织、分类、过滤、和/或安排系统400和/或处理器405所使用的数据。例如，数据库440可以包括用户配置文件信息、历史生理参数信息、预定菜单/显示选项，以及其他用户的偏好。可替换地，数据库440可以存储另外和/或不同的信息。

I/O模块450可以包括一个或多个组件，用于与系统400相关联的用户交流信息。例如，I/O模块450可以包括一个或多个按钮、开关或触摸屏，以允许用户输入与系统400相关联的参数。I/O模块450也可以包括显示器，该显示器包括图形化用户界面(GUI)，和/或用于向用户输出信息的一个或多个光源。I/O模块450也可以包括一个或多个通信信道，用于将系统400连接到允许用户想系统400输入数据或从系统400输出数据的一个或多个外围设备，诸如台式计算机、膝上型计算机、平板设备、智能手机、闪速驱动器、或打印机。

接口460可以包括用于经由通信网络接收和发送数据的一个或多个组件，诸如互联网、局域网、工作站点对点网络、直接链接网络、无线网络、或任何其他合适的通信信道。例如，接口460可以包括一个或多个调制器、解调器、复用器、分离器网络通信设备、无线设备、天线、调制解调器、以及任何其他种类的用于使能经由通信网络进行数据通信的设备。

上面详细描述的光传感器模块470可以包括光传感器210及其相关电路。在一个实施例中，除了从光传感器210发送和接收信息，光传感器模块470可以用于从系统400的其他组件或模块接收信号或者向其输出信号。

图5A描述包括后盖220和光传感器210的装置100的一个实施例的剖面图。在一个实施例中，装置100可以包括第一电路板510。第一电路板510除其他方面之外，可以支持光传感器210，包括一个或多个光源230(包括例如LED 232和透镜234)和/或光检测器240(包括例如光电二极管242和透镜244)。电路板510也可以用于将光传感器210的一个或多个组件电连接到装置100内的其他设备和/或电路。如所示，光传感器210的一个或多个组件可以位于单个电路板510上。一些以下描述的可替换实施例可以包括相互通信的多个电路板和/或各自包括光传感器210的一个或多个分立组件的多个电路板。在电路板510可以包括多个分立电路板的这样的实施例中，发送到LED 232和光电二极管242和从它们接收到的信息可以经由一个或多个有线、无线或电接触通信信道来传送。

另一方面，位于装置100内并且贯穿或围绕电路板510延伸的一个或多个定位桩515可以将电路板510保持在相对于后盖220的全部或者一部分的固定位置。在一个实施例中，定位桩515可以是圆柱形，并且可以定位从而形成在后盖220内垂直延伸的矩形图案。在可替换的实施例中，定位桩515可以表现一些其他适合的形状，和/或可以放置在用于保证电路板510的适当定位的另一配置中。

在光传感器210的一个或多个组件位于电路板510上的实施例中，电路板510在后盖220内的适当定位反过来可以保证一个或多个光传感器组件(例如，LED 232和/或光电二极管242)关于后盖220和/或对应的LED透镜234和/或光检测器透镜244的适当定位。

在另一方面，图5A描述光传感器210可以并入后盖220中的一个可能的方式。在一个实施例中，LED透镜234可以插入并且密封在凹槽310中(图3中所描述的)。如前所述，每个透镜234的下表面可以与凸缘330邻接，并且每个透镜234的光发射表面可以与进一步凸起部260的表面基本齐平，或者稍微延伸至进一步凸起区域260的表面以上或以下。

用类似的方式，光检测器透镜244可以插入并且密封凹槽340中(图3中所描述的)。在一个实施例中，透镜244的下表面可以与凸缘360邻接，并且透镜244的光接收表面可以与进一步凸起部260的表面基本齐平，或者稍微延伸至进一步凸起区域260的表面以上或以下。

许多技术可以用于将LED透镜234和光检测器透镜244结合到后盖220。例如，根据后盖220和各个透镜所使用的材料的部分，透镜可以通过固化粘合剂、超声焊接或其他技术来结合到位。在一些应用中，可以利用嵌件成型或冷成型技术。

一方面，LED 232和光电二极管242可以分别进入开口320和350，以便透镜234可以包含LED 232，并且光检测器透镜244可以包含光电二极管242。在一个实施例中，用于接收LED 232的开口320可以小于用于接收LED透镜234的凹槽310。相似地，用于接收光电二极管242的开口350可以小于用于接收光检测器透镜244的凹槽340。通过这种方式，LED 232和LED透镜234的每个组合可以通过对应的屏障520物理地并且光学地与光电二极管242和光检测器透镜244分离，其中的屏障520可以向下从后盖220的进一步凸起部260延伸到LED232或光电二极管242的基部或者电路板510的下表面。

在另一实施例中，每个屏障520可以包括倒置的T形屏障。如图5A中所描述的，LED透镜234的径向内边缘可以通过T形屏障520的向上延伸的支腿与光检测器透镜244的径向外边缘分隔，并且LED 232的径向内边缘可以通过T形屏障520的横向延伸的下支腿与光电二极管242的径向外边缘分离。当然，T形屏障只是屏障520的一个说明性的实施例，并且在可替换的实施例中，屏障520可以是用于隔离LED 232和光电二极管242的任意适当的形状。

在又一个实施例中，不透光、柔软材料的相对薄的带525(诸如，但不限于胶带或类海绵聚合物)可以接触、压向、和/或延伸在屏障520的下表面与电路板510的上表面之间。在另一实施例中，不透明条525可以接触、压向、和/或延伸在光电二极管242的径向外边缘与LED 234的邻近边缘之间。

不透光带525可以防止LED 232发出的光沿着电路板510的表面行进并且到达光电二极管242，即保证LED 232发出的光在未经过用户的目标区域进行反射的情况下到达光电二极管242。可替换的实施例可以包括不透明的树脂或者除了、或者代替不透光带525的一些其他材料。

在图5A中所描述的实施例的另一方面，第一电路板510可以位于第二电路板530的上表面之上和/或与第二电路板530的上表面分隔开。电路板530可以包括用于执行装置100的一个或多个功能的电路(未示出)，包括但不限于检测和显示用户的心率、当日时间以及其他信息。在其他实施例中，第一电路板510和第二电路板530可以是单个电路板。例如，单个柔性的电路板可以弯曲或弯成基本为“U形”，以便该“U”的每个相对的延伸部可以分别包括柔性电路板510和530。

位于装置100内并且贯穿或围绕电路板530延伸的一个或多个定位桩535可以将电路板530保持在相对于后盖100的全部或者一部分的固定位置。在一个实施例中，定位桩535可以是圆柱形，并且可以定位从而形成在后盖100内垂直延伸的矩形图案。在可替换的实施例中，定位桩535可以表现一些其他适合的形状，和/或可以放置在用于保证电路板530的适当定位的另一配置中。电路板530在装置100内的适当定位反过来可以保证电路板530关于电路板510的适当定位和/或保证电路板530和电路板510之间的可靠通信。

另一方面，电路板510和电路板530可以相互有线、无线或电接触，从而便于在其间交换信号/信息。在一个实施例中，电路板510可以包括一个或多个向下延伸的弹簧销540，该一个或多个向下延伸的弹簧销540安装到电路板510的下表面并且延伸至接触到电路板530的上表面。在另一实施例中，电路板530可以包括一个或多个向上延伸的弹簧销540，该一个或多个向上延伸的弹簧销540安装到电路板530的上表面并且延伸至接触到电路板510的下表面。在可替换的实施例中，可以使用一些其他方式在电路板510和530之间建立电通信信道，诸如包括已嵌入布线的一个或多个柔性电路或带。在另外的实施例中，可以使用用于建立电路板510和530之间的电通信的任何适当的连接。

在图5A中所描述的的实施例的另一方面，凸起部250和进一步凸起部260可以包括装置100的分立组件。在一个实施例中，装置100可以用于允许进一步凸起部260关于凸起部250向内和向外移动。在凸起部260可以容纳光传感器210及其各种组件的这样的实施例中，光传感器210的组件和用户之间建立的压力和/或接触的程度可以调整。

在另一实施例中，进一步凸起部260可以螺纹连接方式与凸起部250配接，使得进一步凸起部260关于凸起部250在第一方向上(例如，逆时针)的旋转可以导致进一步凸起部260(以及光传感器210)朝向用户的移动，即实现传感器210和用户身体的目标区域之间的更大接触或压力。相反地，进一步凸起部260关于凸起部250在相对方向上(例如，顺时针)的旋转可以导致进一步凸起部260(以及光传感器210)远离用户的移动，即减少传感器210和用户身体的目标区域之间的接触或压力。

另一方面，光传感器210包括一个或多个它的组件，和/或电路板510可以与进一步凸起部260共同旋转。在一个实施例中，电路板510和530之间的分离和/或弹簧销540的存在可以便于电路板510和530在这样的旋转期间的连续电接触，即当电路板510和530之间的距离增加或减少时，弹簧销540的高度可以对应地增加或减少。

而且，在一个或多个弹簧销540安装到电路板510的下表面并且延伸到与电路板530的上表面的接触点的实施例中，电路板530可以包括对应于每个弹簧销的圆形或环形接触带，以确保每个弹簧销无论传感器210和/或电路板510的旋转定位始终与电路板530电接触。在图5B中示出电路板530的实施例，其中电路板530包括接触区域542a和环形接触带542b和542c，每个对应于相应的弹簧销540(图5A中所描述的)。当然，这样的实施例只是说明可能性。其他实施例可以包括安装到电路板530的上表面并且延伸到与电路板510的下表面的接触点的弹簧销540。在这样的实施例中，上述环形接触带可以位于电路板510的下表面而不是电路板530的上表面。在可替换的实施例中，装置100可以包括在电路板510和530之间的一些其他适当的电连接而不是弹簧销。

另一方面，进一步凸起部260(和/或光传感器210)相对于凸起部250的旋转可以由用户来手动执行或者以自动方式执行。在一个实施例中，用户能够物理地操纵进一步凸起部260从而将其关于凸起部250和/或后盖220的剩余部分旋转。在这样的实施例中，进一步凸起部260可以包括触觉隆起或带纹理的表面以允许用户充分夹持进一步凸起部260的外围。当在体能训练期间使用装置100，并且由于用户排汗而变得潮湿时，这样的带纹理表面可以是有利的。可替换地，进一步凸起部260可利用配合的工具进行旋转。例如，进一步凸起部260可以包括与工具配合的凹陷(未示出)，用户可以将工具插入到该凹陷从而便于进一步凸起部260的旋转。当然，这些示例只是说明可能性，可以使用任何适当的机制用于执行进一步凸起部260和/或后盖220的剩余部分的手动旋转。

无论机制如何，在这样的实施例中，用户可以选择性地确定进一步凸起部260的高度，即从进一步凸起部260的内表面(与用户皮肤的目标区域接触的表面)到凸起部250的内表面之间的距离。凸起高度越高，传感器210和用户身体的目标区域之间的接触或压力越大。凸起高度越低，传感器210和用户身体的目标区域之间的接触或压力越小。而且，由于用户手腕、手臂以及其他四肢的大小和形状会发生变化，所以用户的一个子集发现装置100表现出进一步凸起部260的凸起高度相对低是有利的，而用户的另一子集发现装置100表现出进一步凸起部260的凸起高度相对高是有利的。应当提及的是，虽然所示实施例描述进一步凸起部260的凸起高度关于凸起部250的升高或降低，应当理解的是公开文本包含只包括单个凸起部的设计，其中单个凸起部的凸起高度可以关于后盖220的内表面发生变化。每个实施例不需要包括凸起部和进一步凸起部两者。

在其他实施例中，进一步凸起部260相对于凸起部250和/或后盖220的旋转可以是自动的。在这种实施例中，电动机可以耦接到进一步凸起部，以便实现上述旋转。除了其它方式之外，这可以使用一个或多个齿轮和/或轴/轮轴来实现。在旋转动作可以自动的情况下，用户可以预先确定在传感器210和用户身体的目标区域之间要实现的压力的期望接触水平。在使用带130将装置固定到目标区域之前或之后，电动机可以激活并使进一步凸起部260朝向或远离用户身体旋转。电动机可以继续旋转进一步凸起部，直到与用户身体的目标区域的接触或压力水平太大，以致于进一步凸起部260不能进一步前进。可替换地，电动机可以将进一步凸起部旋转到预定的突出高度，该预定突起高度可能或可能不对应于估计的接触或压力水平。在另外的实施例中，进一步凸起部260或光学传感器210的内表面可以包括邻近用户身体的目标区域进行定位的压力传感器，并且当光学传感器210和目标区域之间实现期望的或预定水平的接触或压力时，向电动机发送信号以停止旋转。

另外，电动机的启动或激活以及因此进一步凸起部260的旋转可以由用户控制或是自动的。例如，用户可以通过操纵一个或多个开关140(图1所描述的)来启动电动机。替选地，当装置100进入例如心率监测模式的生理参数监测模式时，电动机的激活可以自动发生。用户还可以具有使用类似手段或通过退出生理参数监测模式来停止电动机和/或进一步凸起部260的旋转的能力。

此外，用户可以通过操纵装置100的一个或多个输入(例如，一个或多个开关140)结合可以合并到装置100的用户界面(例如，显示器110或远程显示装置)中的一个或多个菜单，来提供选择进一步凸起部260的预定突出高度或光学传感器210与用户身体的目标区域之间的接触或压力水平的机会。

图6描述装置100的另一实施例的剖面图。在一个方面，图6所描述的实施例可以基本上与图5A中所描述的的实施例类似。在图6的实施例中，然而，进一步凸起部260可以包括中心部610和调节环620。特别地，调节环620可以包括环绕或围绕中心部610的径向外环或环形体。

另一方面，调节环620的径向内表面可以与中心部610的径向外表面相接触。调节环620的径向内表面和中心部610的径向外表面可以基本平滑以允许中心部610关于调节环620滑动或平移。在图6的实施例中，中心部610和调节环620可以相对于彼此享有至少两个自由度，即，它们可以沿着它们的共同接口(朝向和远离用户的目标区域)相对于彼此滑动或平移，并且它们可以相对于彼此旋转。

在另一方面，调节环620可以包括径向地向内延伸并且位于进一步凸起部260的内表面的唇部，即进一步凸起部260的与用户身体的目标区域最接近或接触的表面。另一方面，中心部610可以包括围绕其周边并且位于进一步凸起部260的内表面近邻或附近的凹陷或凹槽612。通过这种方式，并且如图6所描述的，调节环620的唇部622可以位于中心部610的凹槽612内。

在另一方面，一个或多个弹性构件630可以位于电路板510和电路板530之间。弹性构件630除其他方面之外，可以用于朝向用户身体的目标区域推进电路板510、光学传感器210、和/或进一步凸起部260的中心部610。中心部610(以及电路板510和光学传感器210)可以保持在装置100中，然而通过进一步凸起部260的调节环620的唇部622。

在一个实施例中，一个或多个弹性构件630可以是弹簧。在另外的实施例中，一个或多个弹性构件可以是压缩弹簧、恒定弹簧、可变弹簧、悬臂弹簧、螺旋弹簧、板簧或一些其它合适的弹簧。在这样的实施例中，一个或多个弹簧可以表现出适合于在装置100中使用的预定弹簧常数(k)，和/或在调节环620的唇部622和中心部610的凹槽612之间提供适当量的阻力或接触压力，以确保当调节环620朝向目标区域前进时，进一步凸起部260/光学传感器210可以朝向用户身体的目标区域前进。

类似于图5A中所描述的的实施例，调节环620的径向外表面可以与凸起部250螺纹配合，使得调节环620相对于凸起部250在第一方向(例如逆时针)上的旋转可导致调节环620朝向用户的移动。相反，调节环620相对于凸起部250在相反方向(例如，顺时针)上的旋转可导致调节环620远离用户的移动。因为中心部610(以及光学传感器210和电路板510中的一个或两者)可以通过一个或多个弹性构件630被弹簧压靠在调节环620的唇部622上，当调节环620朝向用户移动(即，沿第一方向旋转)时，可以朝向用户推进中心部610和光学传感器210。因此，当调节环620朝向使用者移动时，可以实现传感器210与用户身体的目标区域之间更大的接触或压力。相反，当调节环620移动远离用户移动(即，沿第二方向旋转)时，中心部610和光学传感器210可以(经由唇部622)被压下抵抗弹性构件630的作用。因此，当调节环620移动远离用户时，可能导致传感器210与用户身体的目标区域之间的接触或压力更小。

如上面关于图5A所描述的，调节环620相对于后盖220或凸起部250的旋转可以手动执行或者可以是自动的。在任一情况下，当调节环620旋转时，光学传感器210(和/或中心部610和电路板510)可能不需要旋转。因此，图5B中所描述的的电路板530的环形接触环可能不是必需的。相反，电路板530和一个或多个弹簧销540之间的连接点可以保持固定。当然，不是弹簧销，其他实施例可以包括柔性电路或磁带以便于电路板510和530之间的通信。在另外的实施例中，可以实现允许电路板510和530之间的动态分离或间隔的任何连接类型。

图7描述装置100的另一实施例的剖面图。在一个方面，图7中所描述的实施例可以基本上与图5A中所描述的的实施例类似。在图7的实施例中，然而，进一步凸起部260和凸起部250之间的接口可能不是螺纹的。相反，在进一步凸起部260和凸起部250可能接触的情况下，进一步凸起部260和凸起部250的表面可以是基本上平滑的，以允许进一步凸起部260关于凸起部250在朝向或远离用户的目标区域的方向上滑动或平移。

在一个方面，进一步凸起部260可包括位于进一步凸起部260的外表面的唇部262，即最接近电路板510并且距离用户的目标区域最远的表面。在一个实施例中，唇部262可以从进一步凸起部260径向向外延伸，以便在唇部262的最内侧(最靠近目标区域)的表面处产生邻接表面262a。

在另一方面，凸起部250可以包括在凸起部250的内表面处的相对的唇部252，即位于最靠近用户的目标区域的表面。相对的唇部252可以从凸起部250径向地向内延伸，从而在唇部252的最外侧(最远离目标区域)的表面处形成相对的邻接表面252a。

在另一方面，并且类似于图6中所描述的实施例，一个或多个弹性构件630可以位于电路板510和电路板530之间。弹性构件630除其他方面之外，可以用于朝向用户身体的目标区域推进电路板510、光学传感器210和/或进一步凸起部260。在一个实施例中，一个或多个弹性构件630可以是弹簧。在另外的实施例中，一个或多个弹性构件可以是压缩弹簧、恒定弹簧、可变弹簧、悬臂弹簧、螺旋弹簧、板簧或一些其它合适的弹簧。在这样的实施例中，一个或多个弹簧可以表现出适合于在装置100中使用的预定弹簧常数(k)和/或在进一步凸起部260/光学传感器210与用户身体的目标区域之间提供适当量的阻力或接触压力。

一个或多个弹性构件可以朝向目标区域向内推进进一步凸起部260(和/或电路板510和光学传感器210)。然而，进一步凸起部260(和/或电路板510和光学传感器210)可以被保持在装置100中，然而，通过进一步凸起部260的唇部262与凸起部250的相对的唇部252的接合或邻接。

用这种方式，当用户未穿戴装置100，并且用户的目标区域没有施加压力到进一步凸起部260的内表面时，进一步凸起部260可以被弹簧推动远离电路板530，并且通过进一步凸起部260的唇部262与凸起部250的相对的唇部252之间的接合或接触保持在向内推动的位置。然而，当使用装置100时，然而，进一步凸起部260的内表面可能与用户身体的目标区域接触(或压靠)，用户目标区域与进一步凸起部260之间的接触或压力可以压缩一个或多个弹性构件630。这种压缩又可导致光学传感器210(在进一步凸起部260的内表面)与用户身体的目标区域之间的接触或压力水平的增加。

在图7中所描述的实施例的优点之中，进一步凸起部260的突出高度相对于后盖220的其余部分或凸起部250的调整可以是自动的，即除了用户经由例如带130将装置100固定到目标区域之外，很少或者不需要用户的干预。例如，当用户将设备100固定到用户的目标区域时，进一步凸起部260和/或光学传感器210可以与用户的身体接触并压缩弹性构件630。然而，弹性构件弹簧推动进一步凸起部260朝向用户可能导致光学传感器210保持适当水平的接触或压力抵靠目标区域。

图8描述装置100的另一实施例的剖面图。在一个方面，图8所描述的实施例可以基本上与图7中所描述的的实施例类似。然而，一方面，图8中所描述的实施例可以包括光学传感器210，该光学传感器210包括三个分立组件：一对横向组件810,830和中间组件820。在一个实施例中，横向组件810可以包括光源230，例如LED 232和LED透镜234，横向组件830可以类似地包括光源230，例如LED 232和LED透镜234，并且中间组件820可以包括光探测器240，例如光电二极管242和光电二极管透镜244。在另一实施例中，光传感器的每个分立组件可以独立于其他组件朝向或远离用户身体的目标区域进行移动。通过这种方式，光传感器210可以依照唯一的用户身体的轮廓，并且光传感器的每个分立组件可以更可靠地固定到目标区域。

在另一方面，电路板510类似光传感器210可以包括多个电路板。如所示，电路板510可以包括子板512、514和516。每个子板512、514和516可以基本类似于其他实施例的电路板510。而且，子板512、514和516可以分别与横向组件810(例如，LED 232和LED透镜234)、中间组件820(例如，光电二极管242和光电二极管透镜244)、以及横向组件830(例如，LED232和LED透镜234)的一个或多个组成部分相关联。

另一方面，子板512、514和516可以位于电路板530之上，并且彼此基本相邻。在一些实施例中，子板512、514和516可以彼此有线、无线或其他电通信。在其他实施例中，子板512、514和516也可以或者可替换地与电路板530有线、无线或其他电通信。

在另一方面，可以通过一个或多个弹性构件630相对于电路板530支撑每个子板。在一个实施例中，弹性够将630可以位于电路板530和对应的子板之间。通过这种方式，每个子板512、514和516可以被允许独立于其他子板朝向和远离用户身体的目标区域进行移动。与图5至图7中所描述的实施例相似，即使当电路板530与子板之间的间隔随着光传感器210或进一步凸起部260的内表面上所施加的接触或压力水平而发生变化时，多个对应的弹簧销可以用于从光传感器210的分立组件以及关联的子板向装置100的其他组件(例如，电路板530)发送信息。

在另一方面，弹性构件630除其他方面之外，可以用于朝向用户身体的目标区域推进每个子板(以及进一步凸起部260的对应的分立组件)。横向组件810、830和中间组件820可以通过多个邻接和/或互锁的唇部或凹槽抵抗弹性构件630的力，保持在装置100中。

一个方面，横向组件810和830的径向外表面可以各自分别包括唇部812和832。唇部812和832可以基本类似于图7中所描述的唇部262。与图7中所描述的实施例类似，当横向组件810和830被推动远离电路板530，并且没有接触或压力施加到面朝用户目标区域的光传感器210的表面时，唇部812和832可以结合或邻接凸起部250的唇部252。

另一方面，横向组件810和830的径向内表面可以分别包括唇部814和834。在一些实施例中，唇部814和834可以从其对应的横向组件的径向内表面进行延伸，并且朝向中间组件820延伸。在另一实施例中，中间组件820的径向外表面可以包括唇部814和/或834所延伸进入的凹槽。通过这种方式，分立的组件810、820和830可以抵抗一个或多个弹性构件的力保持在装置100内，其中的一个或多个弹性构件作用在一个或多个子板512、514和516。当然，在可替换的实施例中，横向组件810和830的径向内表面可以包括凹槽，而中间组件820的径向外表面可以包括向外径向延伸进入凹槽的唇部。

如关于其他实施例所述，一个或多个弹性构件630可以是弹簧。在另外的实施例中，一个或多个弹性构件可以是压缩弹簧、恒定弹簧、可变弹簧、悬臂弹簧、螺旋弹簧、板簧或一些其它合适的弹簧。在这样的实施例中，一个或多个弹簧可以表现出适合于在装置100中使用的预定弹簧常数(k)和/或在光学传感器210的每个分立组件与用户身体的目标区域之间提供适当量的阻力或接触压力。

在一些实施例中，与每个子板相关联的弹性构件的弹簧常数(k)可以变化。例如，具有较高弹簧常数的弹性构件(即，对于凹陷提供更大阻力的较强弹簧)可以与子板/横向部分512/810和516/830中的一个或两者相关联，而具有较低弹簧常数的弹性构件(即，对于凹陷提供更小阻力的较弱弹簧)可以与子板/中间部分514/820相关联。当然，其他实施例也是可行的，包括其中中间部分与较硬弹簧相关联并且一个或多个横向组件与较弱弹簧相关联的实施例。

当用户没有穿戴图8中所描述的的装置100的实施例，和/或没有压力通过用户的目标区域施加到进一步凸起部260的光传感器210的内表面时，光传感器210(包括其分立组件中的每个)可以被弹簧推动远离电路板530，并且通过在光传感器210的径向外表面处唇部812、832与唇部252之间的接合或接触，以及在横向组件810、830与中间组件820之间的接口处唇部814、834与凹槽822之间的接合或接触，保持在向内推动的位置。

然而，当使用图8中所描述的装置100的实施例时，并且进一步凸起部260或光传感器210的内表面与用户身体的目标区域接触(或压靠)时，用户目标区域与光传感器210的一个或多个分离组件之间的接触或压力可以用于压缩一个或多个弹性构件630。这种压缩反过来可以导致光传感器210的一个或多个分离组件与用户身体的目标区域之间的接触或压力水平的增加。

在图8中所描述的实施例的优点之中，光传感器210的每个分立组件的突出高度相对于后盖220的其余部分或凸起部250的调整可以是自动的，即除了用户经由例如带130将装置100固定到目标区域之外，很少或者不需要用户的干预。例如，当用户将装置100固定到用户的目标区域时，光传感器210的一个或多个分立组件可以与用户的身体进行接触并压缩对应的弹性构件630。弹性构件将光传感器210的关联分立组件以弹簧推向用户，这会导致对应的分立组件在光传感器210的内表面和目标区域之间保持期望水平的接触或压力。

而且，由于光传感器210的每个组件关于其他分立组件享有至少一个自由度，并且可以被允许独立于其他分立组件朝向或者远离用户的目标区域进行移动，所以光传感器210可以依照目标区域的轮廓。因此，光传感器210的每个分立组件(即，横向组将810、830和中间组件820)可以与目标区域保持紧密接触，并且因此可以向装置100提供关于正在测量的生理参数的更准确或更可靠的信息。

图9描述装置100的另一实施例的剖面图。在一个方面，图9所描述的实施例可以基本上与图8中所描述的实施例类似。然而，一方面，响应于光传感器210与目标区域之间的接触或压力水平，电路板530可以被提供至少一个自由度，以及朝向和远离用户身体的目标区域的能力。

一方面，电路板530可以耦接到，或者与一个或多个弹性构件910相接触。一个或多个弹性构件910可以类似于位于电路板530与子板512、514和516之间一个或多个弹性构件630。弹性构件910除了其他方面以外，可以响应于目标区域在光传感器210的内表面所施加的压力或接触，用于将电路板530以弹簧推向用户的目标区域，并且允许电路板朝向后盖220的外表面移动。

另一方面，电路板530可以沿着定位桩535滑动或平移。定位桩535可以包括纵向轴，该纵向轴具有唇部537，位于或者靠近与子板512、514和516最近的桩535端部。唇部537可以用于抵抗弹性构件910的力，将电路板530保持在定位销535上。在其他的实施例中，定位销535可以包括防止电路板530朝向子板512、514和516前进超过桩535的长度的销或其他类型的固定或可移动凸起。在另外的实施例中，定位桩535可以包括将电路板530充分定位在桩535上抵抗弹性构件910的任何结构、特征或组件。

定位桩535可以进一步包括沿着定位桩535的纵向延伸进行定位的相似唇部539，其中定位桩535靠近或接近后盖220的最外表面(即，距离用户的目标区域最远的表面)。唇部539可以用于响应于光传感器210与用户的目标区域之间的压力或接触水平，提供电路板530的最大位移。在其他的实施例中，定位桩535可以包括防止电路板530朝向后盖220的最外表面移动超过期望位置的销或其他类型的固定或可移动凸起。在另外的实施例中，定位桩535可以包括充分防止电路板530移动近于距离后盖220的最外表面的期望最小距离的任何结构、特征或组件。在另外的实施例中，定位桩535可以不具有防止电路板530移动近于距离后盖220的最外表面的期望最小距离的唇部、凸起、结构、特征或组件。而是，弹性构件910的最大挠曲或压缩可以用于抑制电路板530移动到比从后盖220的最外表面的期望最小距离更近的位置。

与一个或多个弹性构件630相似，一个或多个弹性构件910可以是弹簧。在另外的实施例中，一个或多个弹性构件910可以是压缩弹簧、恒定弹簧、可变弹簧、悬臂弹簧、螺旋弹簧、板簧或一些其它合适的弹簧。在这样的实施例中，一个或多个弹簧可以表现出适合于在装置100中使用的预定弹簧常数(k)和/或在光学传感器210与用户身体的目标区域之间提供适当量的阻力或接触压力。

在一些实施例中，一个或多个弹性构件910的弹簧常数(k)可以从一个或多个弹性构件630的弹簧常数发生变化。例如，弹性构件910可以具有比弹性构件630(即，对于凹陷提供较少阻力的较弱弹簧)更高的弹簧常数(即，对于凹陷提供较多阻力的较硬弹簧)。在这样的实施例中，光传感器210的内表面与用户的目标区域之间的压力或接触的第一水平可以只导致弹性构件630的位移。然而，在接触的第二水平(例如，当弹性构件630已达到最大挠曲/凹陷)，另外的阻力和挠曲可以通过弹性910来提供。当然，其他实施例也是可能的，包括与一个或多个弹性构件910相比，一个或多个弹性构件630与更刚硬的弹簧相关联的实施例。

当用户未穿戴图9中所描述的装置100的实施例，和/或用户的目标区域未施加压力到进一步凸起部260或光传感器210的内表面时，光传感器210可以通过弹性构件630和弹性构件910的组合，以弹簧推离后盖220的最外表面。光传感器210和/或进一步凸起部260可以通过与上述关于图8所述(光传感器210包括三个分立组件的实施例中)的相似的方式，或者通过与上述关于图7所述(光传感器210不包括多个独立组件的实施例中)的相似的方式，保持在装置100中的向内推动的位置。

然而，当使用图9中所描述的装置100的实施例时，并且进一步凸起部260或光传感器210的内表面与用户身体的目标区域接触(或压靠)时，用户目标区域与光传感器210的一个或多个分离组件之间的接触或压力可以用于压缩一个或多个弹性构件630。在与一个或多个弹性构件910相关联的弹簧常数大于与一个或多个弹性构件630相关联的弹簧常数的实施例中，用户可以经历关于光传感器210的压缩和目标区域处的压力的第一水平的阻力，直至光传感器210的内表面与目标区域之间的第一水平的接触或压力，然后经历关于光传感器210的压缩和目标区域处的压力的第二水平的阻力。这种增加的阻力反过来可以导致光学传感器210的组件(例如，LED 232/透镜234和光电二极管242/透镜244)与用户身体的目标区域之间的接触或压力水平的增加。

与图7和图8中所描述的实施例相似，图9所描述的实施例中光传感器210的突出高度相对于后盖220的其余部分或凸起部250的调整可以是自动的，即除了用户经由例如带130将装置100固定到目标区域之外，很少或者不需要用户的干预。例如，当用户将装置100固定到用户的目标区域时，光传感器210可以与用户的身体进行接触并压缩对应的弹性构件630。弹性构件将光传感器210以弹簧推向用户的目标区域，这会导致光传感器210的内表面与目标区域之间的期望水平的接触或压力。

应当注意的是，图9所描述的的多级弹簧配置(即，实施例包括弹性构件630和910)可以与在此所述的任何其他实施例共同实施，包括图6至图8所描述的的实施例。而且，电路板530可以包括与图8和图9所描述的的电路板510相似的一个或多个子板。

图10示出装置100的另一实施例的剖面图。在一个方面，图10所描述的的实施例可以基本上与图7中所描述的的实施例类似。然而，在图10的实施例中，装置100可以包括穿戴在用户的手腕、手臂或其他四肢的带、条带、手环或一些其它可穿戴设备。例如，装置100可以是但不限于健身带、健康监测设备或活动跟踪器。此外，光学传感器210可以不位于可穿戴设备的刚性壳体内或手表后盖内。而是可以将光学传感器210结合到任何可穿戴设备的带子1010中。

在一个实施例中，带1010可以包括适于基本上符合用户身体的柔性或柔韧的材料。例如，带1010可以包括柔性聚合物、硅树脂或塑料材料。或者，带1010可以包括织物或编织材料。在其他实施例中，带1010可以是刚性或半刚性材料，诸如塑料或金属材料，其被模制成基本上符合用户的身体。带1010还可以包括一个或多个层，例如外层1012(即，距离目标区域最远的层)和内层1014(即，最靠近目标区域的层)。在一些实施例中，层1012和1014可以使用任何合适的方式连接或接合在一起，包括但不限于胶、环氧树脂、粘结剂或其它合适的物质或物体。在其他实施例中，带1010可以包括单层而不是两个或更多个相邻层。

不管合成带1010的材料和/或组成带1010的层的数量，带1010可以形成为限定空腔、孔或凹槽，光学传感器210和/或凸起部1020可以在其内定位。一个或多个电路板也可以定位在空腔、孔或凹槽内。如上面关于其他实施例所述，装置100可以包括两个或更多个电路板(例如，图5A和图6至图9中所描述的的电路板510和530)。图10描绘了仅具有电路板510的实施例，但是不应被解释为排除具有位于空腔、孔或凹槽内的附加电路板(例如，电路板510的上方、下方、相邻或旁边)的实施例。还应注意的是，图10所描述的的实施例可以包括沿带1010位于别处的附加电路板。例如，图10所描述的的实施例可以包括位于沿着带1010的第二腔、孔或凹槽内的第二电路板530。或者，一些实施例可以包括定位在带扣或锁扣处或附近的第二电路板530，当装置100在使用时，带1010的两个相对部分或端部可以接合在该带扣或锁扣处。在包括两个或多个电路板的实施例中，板可以通过任何合适的有线或无线的通信信道彼此通信。

在一个方面，光学传感器210可以定位在凸起部1020内。凸起部1020可以与带1010的空腔、孔或凹槽接触和/或定位，使得凸起部250可以相对于空腔、孔或凹槽朝向或远离用户的目标区域的方向滑动或平移。

在一个实施例中，凸起部1020可以包括在凸起部1020的外表面处的唇部1022，即最靠近电路板510并且距离用户的目标区域最远的表面。在一个实施例中，唇部1022可以从凸起部1020径向向外延伸，以便在唇部1022的最内侧(最靠近目标区域)表面处产生邻接表面1022a。

在另一方面，带1010可以包括在带1010的内表面处的相对的唇部1016，即位于最靠近用户的目标区域的表面。相对的唇部1016可以从带1010朝向空腔、孔或凹槽径向地向内延伸，从而在唇部1016的最外侧(最远离目标区域)的表面处产生相对的邻接表面1016a。

在另一方面，并且类似于图7中所描述的的实施例，一个或多个弹性构件630可以位于带1010的外部部分和电路板510之间。图10描绘了两个弹性构件。然而，其他的实施例可以包括更少或者附加的弹性构件。

弹性构件630除了其他方面之外，可以用于朝向用户身体的目标区域推动电路板510、光学传感器210和/或凸起部1020。在一个实施例中，一个或多个弹性构件630可以是弹簧。在另外的实施例中，一个或多个弹性构件可以是压缩弹簧、恒定弹簧、可变弹簧、悬臂弹簧、螺旋弹簧、板簧或一些其它合适的弹簧。在这样的实施例中，一个或多个弹簧可以呈现适合于在装置100中使用的预定弹簧常数(k)和/或提供凸起部1020/光学传感器210与用户身体的目标区域之间适当量的阻力或接触压力。

一个或多个弹性构件可以朝向目标区域向内推动凸起部1020(和/或电路板510和光学传感器210)。凸起部1020(和/或电路板510和光学传感器210)可以保持在装置100中，然而，通过凸起部1020的唇部1020与带1010的相对唇部1012的接合或邻接。

这种方式，当用户未穿戴装置100并且用户的目标区域没有将压力施加到凸起部1020的内表面时，凸起部1020可以被弹簧推离带1010的外部部分，并且通过凸起部1020的唇部1022和带1010的相对的唇部1016之间的接合或接触而保持在向内推动位置。然而，当使用装置100时，凸起部1020的内表面可以接触(或压靠)用户身体的目标区域，用户的目标区域与凸起部1020之间的接触或压力可以压缩一个或多个弹性构件630。这种压缩返回来可以导致光传感器210(在凸起部1020的内表面)与用户身体的目标区域之间的接触或压力的增加。

在图10所描述的实施例的优点之中，凸起部1020相对于带1010的内表面的突起高度的调整可以是自动的，即除了用户经由例如带1010的相对部分的联接将装置100固定到用户的目标区域之外，可能需要用户很少干预或不需要干预。例如，当用户将装置100固定到用户的目标区域时，凸起部1020和/或光学传感器210可以与用户的身体接触并压缩弹性构件630。尽管如此，弹性构件将凸起部1020朝向用户的弹簧推动可以导致光学传感器210保持对于目标区域的适当水平的接触或压力。

然而，应该注意的是，尽管图10中所描述的的用于调节光学传感器210的突出高度的机制基本上类似于图7中所描述的，任何上述实施例的任何特征(例如，关于图5至图9描述的任何实施例)可以并入到基本上与图10所描述的的实施例类似的实施例中。因此，图10所描述的的装置的一些实施例可以包括在凸起部1020与带1010之间的螺纹接口，使得凸起部1020相对于带1010的突出高度可以通过凸起部1020的旋转来控制。其它实施例可以包括位于例如在凸起部1020和带子1010之间的调节环，基本上类似于图6中所描述的的调节环。在图10中所描述的装置的另外的实施例中，光学传感器210可以包括两个或更多个部分，每个部分的突出高度可以独立于其它部分进行调节，基本上类似于图8所描述的的独立光学传感器部分。一层或多层弹性构件，诸如图9中所描述的的那些弹性构件，也可以实现在图10中所描述的的实施例中。

尽管已经示出和描述了说明性实施例，但是应当理解，在不脱离本公开文本的精神和范围的情况下，可以在其中进行各种改变。此外，这里描述的实施例的各种特征不是相互排斥的。相反，在此描述的任何实施例的任何特征可以并入到任何其它合适的实施例中。

另外的特征也可以并入所描述的系统和方法以改进其功能。例如，本领域技术人员将认识到的是，本公开可以利用各种生理监测设备来实施，包括但不限于心率和血压监测器，并且可以采用各种发光和光检测设备的心率和血压监测器。设备可以包括或可以不包括确保它们是防水的或防水的一个或多个特征。设备的一些实施例可以气密地密封。

在一些实施例中，适当地是，使用用于在单个透镜中接收多于一个光学传感器的一个或多个透镜，和/或使用用于在单个透镜中接收多于一个光源的一个或多个透镜。此外，虽然图1至图9示出许多类似手表的实施例，其他实施例可以包括类似于用于生理监视的健康带和/或其他可穿戴设备的更少、附加或替代的特征(例如，图10所描述的的实施例)。

考虑到本公开文本的说明书和实践，上述系统和方法的其它实施例对于本领域技术人员将是清楚的。意图是将本说明书和上述示例以及实施例视为仅作为说明性的，本公开文本的真实范围和精神由下面的权利要求书指示。

Claims (20)

1.一种用于检测用户的生理参数的装置，所述装置包括：

壳体，包括光传感器，所述壳体的接触表面被配置用于接近用户身体的目标区域放置；

附接机构，用于将所述壳体固定到所述目标区域，

所述光传感器包括光源和光检测器，所述光传感器的至少一部分被配置用于接近所述接触表面放置；以及

位于所述光源和所述光检测器之间的至少一个光屏障。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述光传感器包括：

光源对，各自位于所述光检测器的相对侧；以及

光屏障对，各自位于所述光检测器的相对侧，并且在所述光检测器与所述光源对的对应的光源之间。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述光传感器被耦接到至少一个电路板的上表面，并且所述至少一个屏障从所述接触表面延伸到所述至少一个电路板的上表面。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述至少一个屏障进一步包括邻近所述至少一个电路板的上表面的不透光层。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述光传感器包括至少一个透镜，所述至少一个透镜包括与所述壳体的接触表面基本共面的外表面。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述至少一个透镜包括多个透镜，每个透镜与对应的光源或光检测器相关联。

7.根据权利要求5所述的装置，其中所述至少一个透镜包括玻璃或塑料透镜。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述至少一个透镜包括环氧树脂透镜，所述环氧树脂透镜至少部分地封装所述光源或所述光检测器中的至少一个。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述至少一个屏障用于接收液态或胶态的所述环氧树脂透镜。

10.一种用于传感用户的生理参数的方法，所述方法包括：

提供包括壳体的可穿戴设备，所述壳体包括接触表面，所述接触表面被配置用于邻近用户身体的目标区域放置；

将光传感器的至少一部分插入到所述壳体内，所述光传感器包括至少一个光源和至少一个光检测器；

在所述至少一个光源与所述至少一个光检测器之间提供至少一个光屏障，所述至少一个光屏障至少部分地限定所述壳体的接触表面中的缝隙；以及

将透镜的至少一部分插入到所述缝隙内。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述至少一个光屏障与所述壳体整合，并且所述至少一个光屏障从所述接触表面向下朝向所述至少一个光源或所述至少一个光检测器的基部进行延伸。

12.根据权利要求10所述的方法，其中在所述缝隙内接收透镜的至少一部分包括在所述缝隙内接收玻璃或塑料透镜的至少一部分。

13.根据权利要求10所述的方法，其中在所述缝隙内接收透镜的至少一部分包括：

在所述缝隙内浇注液态或胶态的环氧树脂；并且

允许所述环氧树脂在所述缝隙内固化，以便固态环氧树脂至少部分地封装所述至少一个光源或所述至少一个光检测器。

14.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：

在将所述光传感器的至少所述部分插入到所述壳体之前，将所述至少一个光源和所述至少一个光检测器定位在电路板上，所述至少一个屏障从所述壳体的接触面延伸到所述电路板的表面。

15.一种用于测量生理参数的光传感器，所述传感器包括：

壳体，包括接触表面，所述接触表面被配置用于接近组织区域放置；

至少一个光屏障，与所述壳体进行整合并且至少部分地限定所述接触表面中的缝隙；

至少一个光源；以及

至少一个光检测器，

其中所述光屏障在所述至少一个光源与所述至少一个光检测器之间延伸。

16.根据权利要求15所述的传感器，进一步包括至少一个基板，所述至少一个光源和所述至少一个光检测器安装在所述至少一个基板上，所述至少一个光屏障从所述接触表面延伸至所述至少一个基板的表面。

17.根据权利要求16所述的传感器，其中所述至少一个光屏障包括基本垂直于纵向延伸部的横向延伸部，所述横向延伸部位于接近所述至少一个基板。

18.根据权利要求17所述的传感器，其中所述光屏障的纵向延伸部包括至少一个接合表面。

19.根据权利要求18所述的传感器，其中所述至少一个接合表面被配置用于接收或保持透镜，所述透镜被配置为接收所述至少一个光源或者所述至少一个光检测器的至少一部分。

20.根据权利要求17所述的传感器，其中所述至少一个光屏障的横向延伸部进一步包括耦接到所述至少一个基板的不透明构件。