BR112014028174A2

BR112014028174A2 - Fone de ouvido com um sensor fisiológico.

Info

Publication number: BR112014028174A2
Application number: BR112014028174-2A
Authority: BR
Inventors: D. Burgett Seth; Seth D. Burgett; Gorga Aaron; Aaron Gorga; A. Karayiannis Effrosini; Effrosini A. Karayiannis
Original assignee: Harman International Industries, Inc.
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2020-06-23
Also published as: CN104470429A; US9591395B2; JP6374378B2; US20170127174A1; US20130336495A1; JP2015521424A; WO2013170109A1; CN104470429B; US10194233B2

Abstract

FONE DE OUVIDO COM UM SENSOR FISIOLÓGICO Um fone de ouvido com um sensor fisiológico inclui um alojamento; um alto-falante no alojamento; um intensificador incluindo um corpo montado no alojamento e adaptado para ser preso na orelha para acoplar acusticamente o alto-falante à orelha do usuário; e um sensor fisiológico óptico disposto dentro do intensificador, o intensificador tendo uma abertura ou janela alinhada com o sensor fisiológico óptico, de forma que o sensor possa acoplar opticamente com a orelha do usuário quando o intensificador é preso na orelha do usuário.

Description

1 I 10 "FONE DE OUVIDO COM UM SENSOR FISIOLÓGICO"

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido é um Pedido Internacional PCT do Pedido de Patente US No. 13/891.230, depositado em 10 de maio de 2013, e reivindica o beneficio de Pedido Provisório US No. 61/645.722, depositado em 11 de maio de 2012. As exposições inteiras de cada um dos pedidos acima referenciados estão incorporadas aqui por referência.

CAMPO

[002] Esta invenção relaciona-se a fones de ouvido e auriculares, e em particular, a fones de ouvido ou auriculares que incorporam sensores fisiológicos.

FUNDAMENTO

[003] Esta seção provê informação de fundamento relacionada à exposição presente que não é necessariamente arte anterior.

[004] É crescentemente comum para pessoas monitorarem sua fisiologia enquanto se exercitando. Máquinas de exercício frequentemente incluem monitores de taxa cardíaca para medir a taxa cardíaca do usuário, mas estas exigem certamente o usuário permanecer estacionário na máquina. Tiras de tórax para monitorar taxa cardíaca e/ou respiração de um atleta foram desenvolvidas, mas estas podem ser incômodas e desconfortáveis e portanto, não são usadas amplamente.

[005] Recentemente, desenvolvimentos em monitores fisiológicos baseados em orelha demonstraram sua aceitabilidade para aplicações médicas. Tentativas foram feitas para incorporar estes sensores em auriculares e fones de ouvido. Veja por exemplo, LeBoeuf, et al., Patente US No. 8.157.730, para "Physiological and Environmental Monitoring Systems and Methods". Porém, manter os sensores em posição correta para monitoração consistente e precisa permanece um desafio.

SUMÁRIO

2 I 10

[006] Esta seção provê um resumo geral da exposição, e não é uma exposição inclusiva de sua extensão completa ou todas de suas características.

[007] Geralmente, concretizações da presente invenção provêem um fone de ouvido de combinação e sensor fisiológico. Em algumas concretizações, o fone de ouvido é do tipo incluindo um alojamento com um alto-falante nele, e um intensificador para engatar na orelha do usuário, e acoplar acusticamente o alto-falante com a orelha do usuário. Um sensor fisiológico está disposto sobre ou preferivelmente no intensificador. O intensificador pode ter pelo menos uma abertura ou janela nele, de forma que o sensor possa acoplar opticamente à orelha do usuário para prover dados fisiológicos.

[008] Em outras concretizações, a combinação de fone de ouvido e sensor fisiológico inclui um fone de ouvido com uma argola. Um transmissor é provido em um do fone de ouvido e da argola, e um receptor é provido no outro do fone de ouvido e argola. O sensor fisiológico pode sentir propriedades fisiológicas por transmissão óptica por uma parte da orelha entre o transmissor e o receptor.

[009] Áreas adicionais de aplicabilidade se tomarão aparentes da descrição provida aqui. A descrição e exemplos específicos neste resumo são pretendidos para propósitos de ilustração somente e não são pretendidos para limitar a extensão da exposição presente.

DESENHOS [001 OJ Os desenhos descritos aqui são para propósitos ilustrativos somente de concretizações selecionadas e não todas as possíveis implementações, e não são pretendidos para limitar a extensão da exposição presente.

[0011] A Fig. 1 é uma vista de elevação dianteira de um auricular ou fone de ouvido construído de acordo com os princípios desta invenção;

[0012] A Fig. 2 é vista de seção transversal do auricular ou fone de

3 I IO ouvido, tomada ao longo do plano de linha 2-2 na Fig. 1;

[0013] A Fig. 3 é uma vista de elevação de extremidade de um auricular ou fone de ouvido construído de acordo com os princípios desta invenção;

[0014] A Fig. 4 é uma vista de elevação dianteira de uma primeira concretização preferida de um intensificador construído de acordo com os princípios desta invenção;

[0015] A Fig. 5 é uma vista de elevação dianteira de uma segunda concretização preferida de um intensificador construído de acordo com os princípios desta invenção;

[0016] A Fig. 6 é uma vista de elevação dianteira de uma terceira concretização preferida de um intensificador construído de acordo com os princípios desta invenção;

[0017] A Fig. 7 é uma vista de elevação dianteira de uma quarta concretização preferida de um intensificador construído de acordo com os princípios desta invenção;

[0018] A Fig. 8 é uma vista de elevação dianteira de uma quinta concretização preferida de um intensificador construído de acordo com os princípios desta invenção;

[0019] A Fig. 9 é uma vista de seção transversal de uma sexta concretização preferida de um intensificador construído de acordo com os princípios desta invenção;

[0020] A Fig. 1 O é uma vista de elevação dianteira de uma sétima concretização preferida de um intensificador construído de acordo com os princípios desta invenção;

[0021] A Fig. 11 é uma vista de elevação de extremidade traseira do intensificador da Fig. 1 O;

[0022] A Fig. 12 é uma vista de cima de fundo do intensificador da Fig. 10;

4 I 10

[0023] A Fig. 13 é uma vista de elevação dianteira de uma oitava concretização preferida de um intensificador construído de acordo com os princípios desta invenção;

[0024] A Fig. 14 é uma vista de elevação de extremidade traseira do intensificador da Fig. 13;

[0025] A Fig. 15 é uma vista de elevação dianteira de uma nona concretização preferida de um intensificador construído de acordo com os princípios desta invenção;

[0026] A Fig. 16 é uma vista de cima de fundo do intensificador da Fig.15;e

[0027] A Fig. 1 7 é uma vista de elevação traseira de uma décima concretização preferida de um intensificador construído de acordo com os princípios desta invenção.

[0028] Numerais de referência correspondentes indicam partes correspondentes ao longo das várias vistas dos desenhos.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0029] Concretizações de exemplo serão descritas agora mais completamente com referência aos desenhos acompanhantes.

[0030] Uma primeira concretização de um fone de ouvido e sensor fisiológico conforme os princípios desta invenção é indicada geralmente como 20 nas Figs. 1-3. A combinação de fone de ouvido e sensor 20 inclui um alto-falante 22 em um alojamento 24. Um intensificador 26 incluindo um corpo 28 adaptado para se ajustar dentro da orelha do usuário. O corpo 28 tem uma abertura para receber uma porção do alojamento 24, de forma que o alto- falante 22 se comunique com o interior do corpo. Um tubo de som 30 se projeta do corpo 28, e está adaptado para se ajustar no canal auditivo do usuário, para entregar som produzido pelo alto-falante 22 no corpo 28, para a orelha do usuário.

[0031] Conforme os princípios desta invenção, a combinação de fone

5 I IO de ouvido e sensor 20 ademais inclui um sensor fisiológico óptico 32. Nesta primeira concretização, o sensor fisiológico 32 está disposto no corpo 28, e há uma abertura 34 em uma parede do corpo 28 que enfrenta a orelha do usuário quando o fone de ouvido é provido na orelha do usuário. A abertura 34 é mostrada como em forma oval, mas poderia ser alguma outra forma e tamanho. A abertura 34 conecta opticamente o sensor fisiológico 32 com a orelha do usuário, de forma que isto possa medir uma ou mais propriedades fisiológicas, por exemplo, pulso e/ou saturação de 02, ou qualquer outra propriedade fisiológica que pode ser medida desta maneira. O sensor fisiológico 32 pode incluir outros sensores associados, não mostrados, por exemplo, um sensor de temperatura para sentir temperatura ambiente, sensor de GPS, sensor de pressão, e/ou altímetro, acelerômetro para medir passos.

[0032] Conforme uma segunda concretização preferida do intensificador indicado como 26A na Fig. 5, em vez da abertura 34 na parede do corpo do intensificador, há uma janela 36. A janela 36 pode ser uma porção da parede que é emagrecida suficientemente tal que o sensor fisiológico 32 possa se conectar opticamente com a orelha do usuário. Alternativamente, a janela 36 pode ser uma porção da parede que é transparente aos comprimentos de onda usados pelo sensor fisiológico 32. Esta janela 36 pode ser co-moldada quando o corpo é formado, ou pode ser formada separadamente, e inserida na parede e presa por exemplo, com adesivo, soldagem sônica, ou outros meios satisfatórios. A janela 36 é mostrada como em forma oval, mas poderia ser alguma outra forma e tamanho. Caso contrário, o intensificador 26A é preferivelmente como o intensificador 26, e as outras partes de um fone de ouvido e sensor fisiológico incorporando o intensificador 26A são semelhantes à combinação de fone de ouvido e sensor fisiológico 20.

[0033] Conforme uma terceira concretização preferida do intensificador indicado como 26B na Fig. 6, em vez da abertura 34 ou janela

6 I IO 36 na parede do corpo do intensificador, o sensor fisiológico 32 está montado no exterior do intensificador 26B para conectar opticamente com a orelha do usuário. Caso contrário, o intensificador 26B é preferivelmente como o intensificador 26, e as outras partes de um fone de ouvido e sensor fisiológico incorporando o intensificador 26B são semelhantes à combinação de fone de ouvido e sensor fisiológico 20.

[0034] Conforme uma quarta concretização preferida do intensificador indicado como 26C na Fig. 7, a face do corpo 28 tem uma pluralidade de aberturas 3 8, em vez de apenas uma como o intensificador 26. Nesta quarta concretização preferida, há nove aberturas geralmente circulares 38, arranjadas em um arranjo de três por três. As aberturas 38 poderiam ter alguma outra forma, e poderia haver menos ou mais que nove tais aberturas. Sensores individuais podem ser providos para cada abertura, ou um único sensor pode ser provido com as aberturas provendo acessos múltiplos para o único sensor. Em lugar de aberturas 38, janelas de forma, tamanho, e arranjo semelhantes podem ser providas. Estas janelas preferivelmente seriam como a janela 36, descrita acima. Caso contrário, o intensificador 26C é preferivelmente como o intensificador 26, e as outras partes de um fone de ouvido e sensor fisiológico incorporando o intensificador 26C são semelhantes à combinação de fone de ouvido e sensor fisiológico 20.

[0035] Conforme uma quinta concretização preferida do intensificador indicado como 26D na Fig. 8, a face do corpo 28 tem uma pluralidade de janelas 40, em vez de apenas como o intensificador 26A. Nesta quinta concretização preferida, há nove janelas geralmente retangulares 40, arranjadas em um arranjo de três por três. As janelas 40 poderiam ter alguma outra forma, e poderia haver menos ou mais de nove tais janelas. Sensores individuais podem ser providos para cada janela, ou um único sensor pode ser provido com as janelas provendo acessos múltiplos para o único sensor. Em lugar de janelas 40, aberturas de forma, tamanho, e arranjo semelhantes

7 I 10 podem ser providas. Estas aberturas preferivelmente seriam como a abertura 34, descrita acima. O intensificador 26D também inclui canais 42 para conduzir suor longe das janelas 40 para reduzir a interferência com a conexão óptica entre os sensores e a orelha do usuário. Enquanto quatro canais 42 são mostrados na Fig. 8, pode haver menos ou mais canais e eles podem ser orientados diferentemente para melhorar sua habilidade para conduzir suor longe das janelas. Os canais 42 podem ser dimensionados para conduzir suor por ação capilar, e podem ser formados de, ou suas superficies podem ser tratadas com materiais hidrófilos e/ou hidrofóbicos para facilitar sua habilidade de condução de suor. Caso contrário, o intensificador 26D é preferivelmente como o intensificador 26, e as outras partes de um fone de ouvido e sensor fisiológico incorporando o intensificador 26D são semelhantes à combinação de fone de ouvido e sensor fisiológico 20.

[0036] Conforme uma sexta concretização preferida do intensificador indicado como 26E na Fig. 9, o corpo 28 é mostrado com um alto-falante 22 disposto completamente nele, e alinhado com o tubo de som 30. Fig. 9 ilustra que até mesmo onde o alto-falante está completamente contido no intensificador 26E, há espaço adequado no intensificador para acomodar um sensor fisiológico 32.

[0037] Conforme uma sétima concretização preferida do intensificador indicado como 26F nas Figs. 10-12, a borda inferior 44 do intensificador 26F tem um sensor fisiológico 32A e a borda traseira 46 do intensificador tem um sensor fisiológico 32B. Um sistema de administração de suor 48 pode ser provido ao fundo do intensificador 26F tanto para redirecionar ou absorver suor para reduzir a interferência com os sensores 32A e 32B.

[0038] Como mostrado na Fig. 11, o intensificador 26F pode ter uma pluralidade de janelas 50 na borda traseira 46, de forma que o sensor fisiológico 32B possa acoplar opticamente às porções enfrentando para frente

8 I 10 da orelha do usuário. Nesta sétima concretização preferida, há seis janelas geralmente retangulares 50, arranjadas em um arranjo de dois por três. As janelas 50 poderiam ter alguma outra forma e tamanho, e poderia haver menos ou mais de seis tais janelas. Sensores individuais podem ser providos para cada janela, ou um único sensor pode ser provido com as janelas provendo acessos múltiplos para o único sensor. As janelas 50 podem ser como a janela 36, descrita acima. Em lugar de janelas 50, aberturas de forma, tamanho, e arranjo semelhantes podem ser providas. Estas aberturas seriam preferivelmente como a abertura 34, descrita acima.

[0039] Como mostrado na Fig. 12, o intensificador 26F pode ter uma pluralidade de janelas 52 na borda inferior 44, de forma que o sensor fisiológico 32A possa acoplar opticamente às porções enfrentando para cima da orelha do usuário. Nesta sétima concretização preferida, há seis janelas geralmente circulares 52, arranjadas em um arranjo de dois por três. As janelas 52 poderiam ter alguma outra forma e tamanho, e poderia haver menos ou mais de seis tais janelas. Sensores individuais podem ser providos para cada janela, ou um único sensor pode ser provido com as janelas provendo acessos múltiplos para o único sensor. As janelas 52 podem ser como a janela 36, descrita acima. Em lugar de janelas 52, aberturas de forma, tamanho, e arranjo semelhantes podem ser providas. Estas aberturas seriam preferivelmente como a abertura 34, descrita acima.

[0040] O sistema de administração de suor 48 pode ser provido ao fundo do intensificador 26F, tanto para redirecionar ou absorver suor para reduzir a interferência com os sensores 32A e 32B. O sistema de administração de suor 48 pode incluir uma pluralidade de canais, tais como canais 42 discutidos acima, para conduzir suor longe das janelas 50 e 52. Alternativamente, o sistema de administração de suor 48 pode incluir um material de absorção que conduz suor longe das janelas 50 e 52. O sistema de administração de suor 48 pode incluir um reservatório para conter suor

9 I 10 conduzido longe das janelas 50 e 52. Este reservatório pode incluir um espaço oco, mas preferivelmente inclui um hidrogel que pode absorver reversivelmente suor e secar.

[0041] O intensificador 26F pode ter sensor fisiológico 32A e janelas 52 e sensor fisiológico 32B e janelas 50, como mostrado e descrito, ou o intensificador pode ter apenas um de sensor fisiológico 32A e janelas 52 ou sensor fisiológico 32B e janelas 50. Por exemplo, como mostrado nas Figs. 13 e 14, uma oitava concretização preferida de um intensificador 26G inclui um sensor fisiológico 32B adjacente à borda traseira 54. O intensificador 26G tem uma pluralidade de janelas 56 na borda traseira 54, de forma que o sensor fisiológico 32B esteja conectado opticamente à porção enfrentando para frente da orelha do usuário.

[0042] Conforme uma nona concretização preferida do intensificador indicado como 26H na Fig. 15, a face do corpo 28 tem um travesseiro 58 sobre uma janela na face do corpo. O travesseiro 58 é preferivelmente flexível para engatar na superficie da orelha do usuário, e por este engate prover acoplamento óptico do sensor, e exclusão de suor. Este travesseiro 58 pode ser formado por uma membrana cheia de gel que é translúcida aos comprimentos de onda ópticos usados pelo sensor. Este travesseiro 58 pode ser alternativamente um remendo de um hidrogel, que quando exposto à umidade, tal como de água ou suor, se incha para formar uma massa complacente translúcida aos comprimentos de onda ópticos usados pelo sensor. Caso contrário, o intensificador 26H é preferivelmente como o intensificador 26, e as outras partes de um fone de ouvido e sensor fisiológico incorporando o intensificador 26H são semelhantes à combinação de fone de ouvido e sensor fisiológico 20.

[0043] Um fone de ouvido e sensor fisiológico conforme uma décima concretização dos princípios desta invenção é indicado geralmente como 100 na Fig. 17. O fone de ouvido e sensor fisiológico 100 inclui um alojamento

10 I IO 102 contendo um alto-falante (não mostrado), e um intensificador 104 para acoplar o alto-falante à orelha do usuário. O fone de ouvido inclui uma argola 106 para engatar na orelha do usuário. O fone de ouvido e sensor fisiológico 100 ademais inclui um transmissor 108 no alojamento 102 e um receptor 104 na argola 106. O transmissor 108 e receptor 11 O operam para sentir propriedades fisiológicas do usuário. Alternativamente, o transmissor pode estar na argola 106 e o receptor 11 O pode estar no alojamento 102.

[0044] A descrição precedente das concretizações foi provida para propósitos de ilustração e descrição. Não é pretendida ser exaustiva ou limitar a exposição. Elementos individuais ou características de uma concretização particular não estão geralmente limitadas àquela concretização particular, mas, onde aplicável, são intercambiáveis e podem ser usadas em uma concretização selecionada, até mesmo se não especificamente mostrada ou descrita. O mesmo também pode ser variado em muitas formas. Tais variações não são para serem consideradas como uma partida da exposição, e todas as tais modificações são pretendidas estarem incluídas dentro da extensão da exposição.

Claims

1 I3 REIVINDICAÇÕES

1. Fone de ouvido com um sensor fisiológico, caracterizado pelo fato de que compreende: um alojamento; um alto-falante no alojamento; um intensificador incluindo um corpo montado no alojamento e adaptado para ser preso na orelha para acoplar acusticamente o alto-falante à orelha do usuário; e um sensor fisiológico óptico disposto dentro do intensificador, e pelo menos uma abertura no intensificador alinhada com o sensor fisiológico óptico, de forma que o sensor possa acoplar opticamente com a orelha do usuário quando o intensificador é preso na orelha do usuário.

2. Fone de ouvido de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que há uma pluralidade de aberturas, arranjadas em um arranJo.

3. Fone de ouvido de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma abertura está na porção do intensificador que enfrenta o pavilhão da orelha do usuário.

4. Fone de ouvido de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma abertura está na porção do intensificador que enfrenta a parede enfrentando para cima do pavilhão da orelha do usuário.

5. Fone de ouvido de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma abertura está na porção do intensificador que enfrenta a parede enfrentando para cima do pavilhão da orelha do usuário.

6. Fone de ouvido de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos um canal na superficie do intensificador para dirigir suor longe da pelo menos uma abertura.

7. Fone de ouvido de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um remendo absorsor para absorver suor adjacente a pelo menos uma abertura.

8. Fone de ouvido com um sensor fisiológico, incluindo: um alojamento; um alto-falante no alojamento; um intensificador incluindo um corpo montado no alojamento e adaptado para ser preso na orelha para acoplar acusticamente o alto-falante à orelha do usuário; e um sensor fisiológico óptico disposto dentro do intensificador, e pelo menos uma janela no intensificador alinhada com o sensor fisiológico óptico, de forma que o sensor possa acoplar opticamente com a orelha do usuário quando o intensificador é preso na orelha do usuário.

9. Fone de ouvido de acordo com reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que há uma pluralidade de janelas, arranjadas em um arranJo.

10. Fone de ouvido de acordo com reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma janela está na porção do intensificador que enfrenta o pavilhão da orelha do usuário.

11. Fone de ouvido de acordo com reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma janela está na porção do intensificador que enfrenta a parede enfrentando para cima do pavilhão da orelha do usuário.

12. Fone de ouvido de acordo com reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma janela está na porção do intensificador que enfrenta a parede enfrentando para cima do pavilhão da orelha do usuário.

13. Fone de ouvido de acordo com reivindicação 8,

caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos um canal na superficie do intensificador para dirigir suor longe da pelo menos uma abertura.

14. Fone de ouvido de acordo com reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um remendo absorsor para absorver suor adjacente a pelo menos uma janela.

15. Fone de ouvido com um sensor fisiológico, caracterizado pelo fato de que compreende: um alojamento; um alto-falante no alojamento; um intensificador incluindo um corpo montado no alojamento e adaptado para ser preso na orelha para acoplar acusticamente o alto-falante à orelha do usuário; e um sensor fisiológico óptico disposto dentro do intensificador, e um travesseiro deformável no intensificador, o travesseiro sendo transparente aos comprimentos de onda ópticos usados pelo sensor fisiológico óptico, o travesseiro contatando e se conformando à orelha do usuário, de forma que o sensor possa acoplar opticamente com a orelha do usuário quando o intensificador é preso na orelha do usuário.

16. Fone de ouvido com um sensor fisiológico, caracterizado pelo fato de que compreende: um alojamento; um alto-falante no alojamento; um intensificador incluindo um corpo montado no alojamento e adaptado para acoplar acusticamente o alto-falante à orelha do usuário; uma argola de orelha para estender atrás da orelha para prender o fone de ouvido; e um sensor fisiológico incluindo um transmissor óptico em um do alojamento e da argola, e um receptor óptico no outro do alojamento e da argola.