CN105677012A - 可穿戴电子设备 - Google Patents

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Abstract

一种可穿戴电子设备(100)包括提供传感器信号(s1)的传感器(1)，其中传感器(1)是温度传感器和湿度传感器之一。控制单元(3)根据至少传感器信号(s1)确定可穿戴电子设备(100)是否被用户穿戴，并且提供指示确定结果的输出信号(t1)。

Description

可穿戴电子设备
技术领域
本发明涉及可穿戴电子设备，尤其涉及一种用于确定可穿戴电子设备是否由用户穿戴的方法。
背景技术
可穿戴电子设备(诸如举例来说智能手表)如今变得十分普遍。
发明内容
根据本发明的第一方面，介绍了一种可穿戴电子设备，包括提供传感器信号的传感器以及控制单元，该传感器是温度传感器和湿度传感器之一，该控制单元被配置成根据至少传感器信号来确定该可穿戴电子设备是否由用户穿戴，并且被配置成提供指示该确定的结果的输出信号。
该可穿戴电子设备(在下文也可被称为设备)可以例如是以下之一：助听器、耳机、头戴式耳机、手表、眼镜、护目镜、头盔、鞋子、诸如腿部穿戴设备或皮带佩戴设备之类的身体穿戴设备、健身穿戴设备、专用医疗设备、安全设备、也被称为智能衣物的一件衣服等。在一不同实施例中，该可穿戴电子设备至少包括以上项目之一作为可穿戴单元并且附加地可包括远离该可穿戴单元的一单元，该远程单元可以是便携式的，举例来说诸如智能电话或平板计算机，或者甚至可以是包括计算能力的占驻设备。
术语“可穿戴”指示设备或其可穿戴单元适于被附连到人类身体部位，大部分时间被附连到归因于该设备的功能和/或形状的指定部位。出于这一目的，该设备或其可穿戴单元可包括专用附连装置，诸如用于将手表附连到用户手腕的手表腕套，或者用于使眼镜架于用户鼻子上的眼镜镜脚。然而，其他可穿戴电子设备或其单元可能未示出专用附连装置，诸如举例来说可以单单基于它们的形状被插入到用户耳道中的耳机。通常来说，可穿戴电子设备与用户的身体部位接触，或者至少具有在被穿戴时与用户的身体部位接触的单元。一些可穿戴设备要求与身体部位的直接接触，例如，在可穿戴电子设备包括依赖于与皮肤直接接触的医疗传感器的情形中。其他可穿戴设备可附连于用户的身体部位，但在可穿戴电子设备与用户皮肤之间可允许织物层。
术语“电子”指示该设备利用可基于半导体电子器件的控制单元。那些设备如今也被标记为“智能”设备，给定主语“设备”的原意常常是指没有任何电子器件的常规设备。过去的这些设备已经通过添加用于增加功能的电子器件而被增强。这些示例可以是所谓的智能手表或智能眼镜。
在可穿戴电子设备中或在可穿戴电子设备处提供温度传感器或湿度传感器的形式的至少一个传感器，以允许确定该可穿戴电子设备当前是否由用户穿戴。在传感器是温度传感器的情形中，该传感器可用于感测表示用户体温的温度的存在或缺失。在传感器是湿度传感器的情形中，该传感器可用于感测用户皮肤的表皮水分流失或出汗。
出于这一目的，该传感器优选地被布置在可穿戴设备中允许感测以上变量的位置处。在一个实施例中，传感器的位置以及优选地传感器本身在该设备由用户穿戴期间面向用户的身体部位。例如，在设备是腕套手表的情形中，当手表被绑在用户手腕周围时，温度或湿度传感器可以被布置在手表中面向用户手腕/手臂的腕套底侧，以在腕套手表被戴上时面向用户的身体部位/皮肤。
因此，该传感器可能与控制单元一起可被布置在设备的外壳中，或者被集成到设备的附连装置或用于将设备/组件附连到用户身体的可穿戴组件中。通常来说，优选的是在可穿戴电子设备被穿戴的同时传感器实际上面向用户皮肤。然而，在这一上下文中，面向并不要求传感器相对皮肤的精确布置。足以将传感器暴露于待测变量(例如体温、表皮水分流失的汗液)的任何布置都被认为是面向所说的身体部位。因此，传感器也可布置在外壳的腔中，其中在穿戴期间腔的开口面向身体。在另一替换方案中，传感器甚至可以被嵌入到设备中和/或其附连装置中，只要针对待测变量授予了足够的接入。例如，在传感器是温度传感器的情形中，该传感器可以被嵌入到腕套中，不过是在腕套的面向身体部位的底侧。此类位置可能仍然足以用于感测体温，只要腕套的材料具有充分导热性。概括来说，传感器本身不必面向身体部位，只要设备被穿戴时该位置提供对身体部位的充分接入。换言之，传感器的位置被选为显示变量在其中设备由用户穿戴的第一状态与其中设备未由用户穿戴的第二状态之间的不同值。
传感器的信号由控制单元来评估。取决于该信号或者在提供用于检测设备当前是否被穿戴的若干传感器的情形中取决于若干传感器信号，控制单元确定该可穿戴电子设备当前是否被用户穿戴。可以就以下一者或多者来评估一个或多个信号：它/它们的绝对值、它/它们的值相对于另一传感器的值(如稍后将说明的)、它/它们在第一或第二或更高阶中的变化、预定义模式的存在等。
在一个实施例中，在设备被供电期间，这一评估作为后台进程持续运行。在一不同实施例中，这一评估同样可以在设备当前未被供电的情形中运行，其中评估可以由单独的能量存储或应急功率源来供电。
作为评估的结果，控制单元可以提供内部或外部输出信号以至少指示设备/可穿戴组件当前被穿戴还是未被穿戴。因此，在一个实施例中，输出信号是二进制信号。在一不同实施例中，输出信号可以采用多个级别并且指示关于设备的穿戴状态的附加信息。
优选的是，输出信号被用来自动触发可穿戴电子设备的/上的/中的动作。在二进制输出信号的情形中，信号状态本身可以触发动作，和/或信号状态之间的变化可以触发动作。
被触发的动作根据可穿戴电子设备的种类。然而，对于任何可穿戴电子设备，如果输出信号从检测到的“身体上”状态(即设备由用户穿戴)改变为“离开身体”状态(即设备被检测为不再穿戴)，则一个动作可用于下电或者切换至待机模式。这一动作可支持节省电池功率，鉴于缺少持久的功率源，这对于所有种类的可穿戴设备而言都是重要的。因此，在一个示例中，当助听器被确定为离开身体(即离开用户耳朵)时，助听器被下电。同样的情况可适用于耳机。而且，在检测到离开身体状态的情形中，具有集成电子器件的眼镜、手表、头戴式耳机或衣服可以不再受到供电支持。如前所述，该动作可以响应于输出信号值的改变来被触发，或者可以连接到输出信号状态的存在。
该动作还可包括在设备被检测到再次在身体上时对设备重新供电或者从待机模式返回到活跃模式。
对于参考可穿戴电子设备的功率管理的所有以上实施例，代替控制整个设备的功率，可以改为取决于输出信号来自动控制一个或多个组件以及尤其是硬件组件的功率供应，硬件组件诸如显示器、无线收发机、传感器中枢。同样的概念可应用于一般的应用或软件模块，它们可以根据输出信号来被激活或解除激活。
例如，在耳机作为可穿戴组件的情形中，在耳机被检测到不再佩戴在用户耳朵中的情形中，远程设备的音乐播放器(诸如耳机连接到的专用MP3播放器或智能电话)优选地被停止。另一方面，只要耳机被检测到被佩戴着，则阻止远程设备的音乐播放器以及可能的整个远程设备下电。或者，在耳机当前被用于呼叫的情形中，耳机一被检测为不再位于用户耳朵中，呼叫就可被停止。
在另一实施例中，该设备是腕套手表或另一设备，包括用于监视用户的医疗变量，诸如血压、心律等，的专用设备。用于执行这些测量的对应传感器可以根据输出信号被激活或解除激活。然而，另一动作可转而影响此类传感器数据的记录，这可响应于设备被检测到离开身体而被停止。同样，可以节省能量资源。
一般来说，在设备被检测为离开身体的情形中，可以优选地关闭设备、组件、进程、应用中的一者或多者，而在另一实施例中，在设备被检测为在身体上的情形中，优选地打开设备、组件、进程、应用等中的一者或多者或者继续向其供电。
设备可包括用于执行身体上检测的一个或多个传感器。在具有若干传感器的情形中，所有传感器可以是相同类型的，即，所有传感器可以都是温度传感器或者所有传感器可以都是湿度传感器，而在不同实施例中，至少一个传感器可以是温度传感器而另一传感器可以是湿度传感器。
一个或多个传感器的以下布置是尤其优选的：
出于身体上检测的目的，提供单个温度传感器。这并不排除出于其他目的在设备中存在其他温度传感器，例如，用于监视处理单元的温度。在单个温度传感器的情形中，优选的是在设备由用户穿戴的情形中这一温度传感器被布置在设备中感测体温的位置处。在一个实施例中，在温度被感测约为人类的典型体温37°摄氏度的情形中，设备可以被检测为被穿戴。可以通过例如不仅评估温度水平而且评估温度信号的动态性来将导致假肯定的可能的环境温度的存在排除。在抵达37°摄氏度的温度之前检测到突发升温的情形中，可以安全地假定已经检测到先前未被穿戴的设备现在已经被穿戴，因为环境温度不会以如此的速度升高。另一方面，在温度被检测为在如通常为人类体温定义的温度范围之外的情形中，可以安全地假定设备当前未被用户穿戴。
在一不同的实施例中，出于身体上检测的目的，提供单个湿度传感器。在单个湿度传感器的情形中，优选的是这一湿度传感器被布置在设备中感测用户皮肤释放的湿度(它可以是表皮水分流失或汗液，当湿度传感器被布置在设备的合适位置处时可以检测到表皮水分流失或汗液)的位置处。可以提前定义用于典型的身体上湿度的范围，并且当此类湿度范围被湿度信号满足时，设备可以被分类为被穿戴。可以通过例如不仅评估湿度水平而且评估湿度信号的动态性来将导致假肯定的可能的环境湿度的存在排除。在抵达表示人类存在的湿度范围之前检测到突发湿度上升的情形中，可以安全地假定先前未被穿戴的设备现在已经被穿戴，因为环境湿度通常不会以如此的速度升高。另一方面，在检测到的湿度在如通常为人类定义的湿度范围之外的情形中，可以安全地假定设备当前未被用户穿戴。
在提供另一传感器以及该另一传感器与所述传感器类型相同的实施例中，可以应用不同的布置和评估以增强评估的可靠性。优选地，在穿戴可穿戴电子设备期间，该另一传感器被布置在该可穿戴电子设备中的该另一传感器被假定用于感测与所述传感器不同的值的位置处，并且尤其用于感测其中可穿戴电子设备被用户穿戴的状态中的环境温度值或环境湿度值。
在一个示例中，该传感器是温度传感器并且被布置在设备中的在该设备被穿戴期间面向用户的身体部位的位置处。在该另一传感器也是温度传感器的假定之下，该另一传感器被布置在设备中的在该设备被穿戴期间足以暴露于环境空气的位置处。由此，该另一温度传感器检测环境空气的温度而不管设备当前在身体上还是离开身体。在腕套手表的示例中，第一温度传感器可以被布置在手表外壳的底侧处，而该另一温度传感器被相对地布置在手表外壳的顶侧处并且在即便在穿戴该设备期间仍然面向环境。因此，第一温度传感器和该另一温度传感器感测的温度值的比较可以允许在设备的身体上状态和离开身体状态之间进行区分。在两个温度信号都显示相当的温度值的情形中，可以假定设备当前未被穿戴。然而，在信号示出不同值的情形中并且优选地其中附加地用于检测体温的传感器示出如针对体温而言可信的定义的范围内的值，确定身体上状态。同样为了避免假肯定，信号随着时间的变化可以被评估。在两个信号都缓慢地上升到指示体温的温度范围的情形中，可以假定设备离开身体并且处于其中环境温度上升的环境中。相反，在第一温度信号快速上升而另一温度信号缓慢上升的情形中，可以假定在第一温度信号已经快速上升时该设备被用户穿上。
在两个温度传感器和以上感测概念的情形中，优选的是温度传感器被布置在可穿戴电子设备中彼此足以热解耦的位置处。这确保例如由另一温度传感器感测的温度不是源自人体，并且不会通过设备外壳迁移到另一温度传感器。
关于两个温度传感器的布置所描述的内容以类似的方式适用于两个湿度传感器的布置。因此，在第一湿度传感器被布置为在穿戴期间面向身体部位，另一湿度传感器被布置在设备中用于感测环境湿度的位置处，即便该设备被用户穿戴。优选地，湿度传感器感测不同空气流量中的湿度，并且优选地，两个湿度传感器被布置在设备的相对侧处。由控制单元进行的评估按照对应于以上提及的两个温度信号的评估的方式来利用第一湿度信号和第二湿度信号。
然而，在一不同的实施例中，两个湿度传感器并不感测不同的空气流量，而是感测在公共通道中传播的空气流量。因此，优选的是，两个湿度传感器被布置在这一通道中，该通道具有至少一个开口。这一开口被布置在可穿戴电子设备中的在穿戴期间面向用户的身体部位的位置处。优选地，该通道具有布置在设备中的不面向身体部位的位置(即设备的相对侧上)处的另一开口。第一湿度传感器被布置在离开口第一距离处，而另一湿度传感器被布置在离开口超过第一距离的第二距离处。因此，湿度传感器被串行地布置在通道中。该传感器和该另一传感器优选地被布置在优选地公共电路板上。
根据本发明的第二方面，一种可穿戴电子设备，包括提供传感器信号的一传感器和提供另一传感器信号的另一传感器，该传感器是温度传感器和湿度传感器之一，该另一传感器是温度传感器和湿度传感器之一。该设备进一步包括在至少一个向外开口处终止的通道。开口被布置在设备中的在穿戴设备期间面向用户的身体部位的位置处。该传感器被布置在通道中离开口第一距离处，而该另一传感器被布置在离开口第二距离处，其中第一距离小于第二距离。该传感器和该另一传感器被布置在优选地公共电路板上。
在包括空间串行地布置在设备通道中的至少两个传感器的方面和实施例中，可以采用以下测量。在第一实施例中，该传感器和该另一传感器两者都是感测相对湿度的湿度传感器。因此，通过从传感器信号中减除另一传感器信号，可以确定相对湿度通量。在第二实施例中，该传感器和该另一传感器两者都是温度传感器。因此，通过从传感器信号中减除另一传感器信号，可以确定热通量，它可以是针对用户体验的表皮水分流失的测量。在第三实施例中，该传感器和该另一传感器两者都是感测绝对湿度的湿度传感器。因此，通过从第一传感器信号中减除另一传感器信号，可以确定相对绝对通量，它也可以被称为流汗率，因为它提供了关于用户产生的汗液量的测量。然而，也可将三个实施例进行组合。在一优选组合中，提供各自感测相对湿度的两个湿度传感器以及两个温度传感器。通过这种布置，也可以确定流汗率，因为如本领域所知的可以从相对湿度和温度中计算绝对湿度。
一般来说，以上通量率中的每一者(包括流汗率)可用于确定设备或至少其可穿戴组件当前是否被穿戴，例如，在此类通量率超过一阈值并且由此指示身体部位当前在身体部位通过开口向通道辐射热量或湿度的开口前方的情形中。然而，在一不同的办法中，以上通量率中的每一者(包括流汗率)还可用于不同目的，例如，用于向穿戴设备的用户显示所谓的通量率。在传感器布置被提供在健身可穿戴设备中的情形中，这可能尤其有益，例如，使得用户接收到关于他/她的流汗活动的反馈。在这一办法中，控制单元提供指示所确定的通量率的信号。当然，控制单元可以提供两个输出信号，一个指代通量率而另一个指示设备被穿戴。
优选地，该通道包括“S”形或“L”形。在一不同的实施例中，该通道是直的。
在一优选实施例中，电路板(例如印刷电路板或柔性印刷电路板)被夹层在设备的第一外壳部分和第二外壳部分之间。优选地，在该配置中，通道的至少一部分由第一和第二外壳部分之一中的凹槽来形成。电路板中包含两个传感器的至少一部分面向该凹槽，使得两个传感器被布置在通道中。优选地，在第一和第二外壳部分采用盘状且平面电路板被钳夹在中间的情形中，两个盘可以提供定义通道的入口和出口并且由此定义开口和另一开口的通孔。电路板也可包括用于将入口与出口连接的通孔。在该布置中，可以在电路板的每一侧上提供封印以对照外壳的内部来封闭通道。该布置可导致通道的“S”形。
在一非常优选的实施例中，该通道被优选地水平地(即与用于连接到音频播放器(诸如MPx播放器、智能电话、平板计算机等)的线缆的耳机出口正交)布置在耳机中。耳机可附加地包括控制单元。替换地，控制单元可以被布置在耳机与其电连接的远离耳机的单元中。在控制单元中，可以确定耳机当前被用户穿戴(即它被插入耳朵中)还是未被穿戴。从两个传感器的传感器信号中计算的通量率用于这一确定。这一信息可用于触发由控制单元进行的一个或多个动作。
一般来说，要被触发的动作可包括使设备、它的硬件组件和/或它的软件应用中的一者或多者上电或下电。代替上电或下电，设备、组件或应用可以从待机模式中被打开或关闭到待机模式中，待机模式被认为是低功率模式并且至少消耗比活跃模式更少的功率。这些测量支持节省功率，因为假定当可穿戴设备未被穿戴时它不必处于完全活跃模式中。
在一不同实施例中，该设备包括一个或多个其他传感器，它们可例如是医疗传感器。对传感器供电、评估或记录来自其他传感器的数据中的一者或多者响应于设备不再被检测为被穿戴而被停止或暂停。
在设备包括耳机或头戴式耳机的情形中，控制单元的输出信号或信号可以触发对当前在设备上运行的活跃音频组件或应用的暂停或停止。例如，音乐经由耳机或头戴式耳机被播放和输出。然而，在耳机和/或头戴式耳机被检测为未被穿戴的情形中，播放音乐可能是无用的，从而控制单元暂停或停止音频播放。这节省了能量，这在移动设备中是尤其重要的。优选地，控制单元和音频组件(例如音频播放器)或应用被提供在智能电话或者如耳机或头戴式耳机连接到的远程单元中。
同样的概念可适用于视频。在这一实例中，设备可包括具有播放视频能力的眼镜或手表。控制单元的输出信号或信号可以触发对当前在设备上运行的活跃视频组件或应用的暂停或停止。控制单元优选地被集成到眼镜或手表中。替换地，控制单元和视频组件(例如视频播放器)或应用可以被提供在智能电话或者如眼镜或手表连接到的远程单元中。
视频可以表示增强现实应用中的增强，或者可以表示虚拟现实应用中的虚拟现实。
在一对耳机共同连接到诸如智能电话之类的远程单元的情形中，该一对耳机中的仅单个耳机可以被提供有用于检测设备穿戴的传感器，或者两个耳机都被提供有传感器。在一对耳机中的两个耳机都配备有传感器布置的情形中，控制单元可以接收两个输出信号，并且仅在两个输出信号都显示该一对耳机的未穿戴状态的情形中才触发相应的动作。
在一不同的实施例中，麦克风(优选地为设备的远程单元)(例如，连接到作为可穿戴单元的耳机或头戴式耳机的智能电话的麦克风)响应于检测到用户拿下耳机或头戴式耳机而被静音。具体地，这一动作仅在另外电话呼叫在远程单元处正活跃的情况下才被采取。当用户在呼叫的同时抬起头戴式耳机或拔出耳机时，对麦克风的静音控制可以保持隐私性，因为假定用户暂时与呼叫脱离例如以便与其他人进行讨论而同时不想要在电话上被听到。优选地，耳机/头戴式耳机一被检测为再次被穿戴，麦克风就可以再次被解除静音。
响应于拿下耳机、头戴式耳机、眼镜或手表之一的一个不同的动作可以是分别将活跃音频或视频组件或应用切换到一不同的音频或视频输出。在可穿戴单元是连接到远程单元的耳机或头戴式耳机的情形中，音频输出可以响应于可穿戴单元被拿下而从耳机或头戴式耳机切换到远程单元中的扬声器，例如，智能电话的扬声器。在可穿戴单元是连接到远程单元的智能眼镜或智能手表的情形中，视频输出可以响应于可穿戴单元被拿下而从眼镜或手表切换到远程单元中的显示器，例如，智能电话的显示屏。
在一不同实施例中，该设备包括可穿戴单元和远程单元，该可穿戴单元包括耳机和头戴式耳机之一，该远程单元例如采用智能电话的形式。控制单元被优选地配置成响应于检测到耳机或头戴式耳机正被用户穿戴并且正接收到智能电话的呼叫而自动地将来自智能电话中扬声器的呼叫的音频输出相应地切换到耳机或头戴式耳机。
在另一实施例中，该设备包括可穿戴单元和远程单元，该可穿戴单元例如包括耳机、头戴式耳机、智能手表、智能眼镜等之一，而该远程单元例如采用智能电话的形式。优选地占驻在远程单元中的控制单元被优选地配置成只要可穿戴单元被检测为由用户穿戴就维持远程单元解锁。控制单元被优选地配置成响应于可穿戴单元被检测为不再被用户穿戴而锁定远程单元。
在一不同的实施例中，该设备是或者包括安全或医疗可穿戴单元，其中期望监视该单元是否变得与用户身体断开连接。例如，这对于诸如输液、贴片、面膜、监视电极等可穿戴单元可能是合乎需要的。此处，控制单元被优选地配置成在确定结果为安全或医疗单元不再被用户穿戴的情形中生成警报，例如听觉或视觉警报。
在一优选的实施例中，控制单元被配置成将从“穿戴”到“不穿戴”的状态变化以及相反的状态变化记入日志。通过这么做，可以计算例如设备被穿戴多长时间之类的统计信息。
在智能衣服的情形中，可穿戴单元可以例如是内置到衣服中的标签。通过评估衣服被穿戴或未被穿戴的时间，可以提供统计数据。
一般地并且对于包括两个传感器的任何以上概念，可以增强评估的可靠性，如果将温度传感器添加到已经存在湿度传感器的每一位置，并且反之亦然。此处，优选地使用四个传感器并且四个传感器的信号被评估以用于确定用户是否穿戴了设备。可以在源于感测不同物理变量的传感器的传感器信号之间运行可信性校验。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于确定可穿戴电子设备是否由用户穿戴的方法。温度或湿度分别由温度传感器或湿度传感器来感测。分别根据至少感测到的温度或感测到的湿度，确定可穿戴电子设备是否由用户穿戴。提供指示确定结果的输出信号。
根据本发明的又一方面，提供了一种用于确定可穿戴电子设备是否由用户穿戴的方法。第一温度或第一湿度由相应地布置在通道中位于离通道开口第一距离的第一位置处的温度传感器或湿度传感器来感测，该开口在用户穿戴设备期间面向用户的身体部位。第二温度或第二湿度由相应地布置在通道中位于离通道开口第二距离的第二位置处的第二温度传感器或第二湿度传感器来感测，其中第一距离小于第二距离，第二温度传感器或第二湿度传感器相应地与第一温度传感器或湿度传感器布置成一起位于优选地公共电路板上。
优选地，根据至少分别感测到的温度或感测到的湿度，确定通量。提供指示确定结果的信号。在另一实施例中，根据表示通量的信号来确定可穿戴电子设备是否由用户穿戴。提供指示这一确定结果的输出信号。可以响应于该信号和输出信号中的一者或两者来触发各种动作。
结果，介绍了一种包括以下优点之一的可穿戴设备：节省了功耗。增强了可用性。增强了使用便利性，增强了功能性。
其它有利的实施例列在从属权利要求中，以及以下描述中。
附图简述
本发明的各实施例和优点在以下的具体实施方式中描述。此类描述参照了附图，其中附图示出了：
图1是根据本发明的一实施例的作为可穿戴电子设备的智能手表的透视示意图；
图2是根据本发明的一实施例的作为可穿戴电子设备的助听器的透视示意图；
图3是根据本发明的一实施例的连接到移动电话的被统称为可穿戴电子设备的耳机的透视示意图；
图4是根据本发明的一实施例的可穿戴电子设备的框图；
图5是根据本发明的一实施例的可穿戴电子设备的穿透图；
图6是根据本发明的一实施例的另一可穿戴电子设备的穿透图；
图7是根据本发明的一实施例的又一可穿戴电子设备的穿透图；
图8是解说根据本发明的一实施例的一种用于确定可穿戴电子设备是否由用户穿戴的方法的流程图；
图9是根据本发明的一实施例的可穿戴电子设备或其一部分的透视示意图；
图10是根据本发明的一实施例的作为可穿戴电子设备或单元的耳机的穿透图。
附图简述
图1解说根据本发明的一实施例的作为可穿戴电子设备100的智能手表的透视示意图。智能手表包括外壳10和腕套形式的附连装置7以用于将智能手表固定到用户手腕。外壳10的背侧bs是在穿戴期间面向用户的身体部位/手腕/皮肤的一侧。外壳的前侧fs可以示出显示屏、触摸屏(如果可用的话)和/或其他输入和/或输出装置(未全部示出)。传感器1被布置在外壳10的背侧bs处。例如，传感器1是温度传感器，并且被布置成使得在穿戴智能手表期间它与用户的身体部位具有良好的热接触。控制单元3显示在外壳10内部以用于处理传感器1的信号。可以是取得对设备的许多功能的控制的智能手表的处理单元的控制单元3评估传感器信号，并且提供输出信号以用于取决于输出信号的状态来控制一个或多个致动器。输出信号可以采用例如两个状态，第一状态表示设备正被穿戴，而第二状态表示设备未被穿戴。
可任选地，温度传感器形式的另一传感器2可以被布置在智能手表的外壳10的前侧fs处。假定，另一传感器2与传感器1尽可能远地热解耦，以使得当智能手表被穿戴时，另一传感器2感测环境的温度而非用户的体温。这归因于传感器1和2的熟虑选择的位置。另一传感器2也连接到控制单元3，并且也对另一信号进行评估，且优选地相对于来自传感器1的传感器信号来评估另一信号。因此，当传感器1感测到可表示体温的值而另一传感器2感测到不同于传感器1感测到的值的温度时，可以假定智能手表当前被用户穿戴。
在一不同的实施例中，传感器1以及可任选地另一传感器2可以是湿度传感器，其中传感器1感测当智能手表被穿戴时通过用户皮肤的表皮水分流失和/或汗液而处于同一情景中的另一传感器2感测环境湿度。
图2解说根据本发明的一实施例的作为可穿戴电子设备100的助听器的透视示意图。助听器的外壳10具有前侧fs、背侧bs和支架7。助听器被插入到用户耳朵中，其背侧bs向前。助听器在耳朵中的位置通过支架7来固定。同样用于处理助听器功能的控制单元3可以接收来自布置在外壳10的背侧bs处的传感器1的信号，使得传感器1在穿戴设备100期间面向外听觉通道的一部分。另一传感器2则被假定即便在用户穿戴这一设备期间也感测环境温度。另一传感器2可以换作在设备100被穿戴时面向环境。传感器1和2可以是温度传感器或湿度传感器，而传感器信号可以在控制单元3中被评估。
图3解说了根据本发明的一实施例的表示通过有线接口40连接到远程单元30(诸如智能电话)的可穿戴电子设备100(被统称为可穿戴电子设备)的可穿戴组件20的耳机的透视示意图。传感器1被布置在耳机的外壳或膜处。传感器1的信号由远程单元30中的控制单元3来远程评估。
图4解说根据本发明的一实施例的可穿戴电子设备100的框图。传感器1以及可任选地另一传感器2向控制单元3提供传感器信号s1和s2。控制单元3评估传感器信号s1以及可能的s2，并且作为评估的结果，提供指示设备是否被用户穿戴的输出信号t1。此处，假定控制单元3是被穿戴的可穿戴电子设备的组件的一部分。输出信号t1可以由致动器4(诸如举例来说显示器)接收。因此，输出信号t1可以控制显示器，以使得当输出信号t1指示设备的身体上状态时，显示器被上电或者保持活跃，而当输出信号指示设备的离开身体状态时，显示器被下电或保持非活跃。
图5解说了根据本发明的一实施例的可穿戴电子设备100的附连装置7或外壳10的一部分的穿透图。在一个示例中，附连装置7可以是手表的腕套。假定设备当前被用户穿戴并且触摸用户的身体部位BP或与用户的身体部位BP紧邻。相应地在附连装置7和/或外壳10的背侧bs处提供传感器1，它可以是温度传感器或湿度传感器之一。传感器1的信号被供应到未示出的控制单元，该控制单元可以是附连装置7中的一个或者更优选地在外壳10中。
图6解说了根据本发明的另一实施例的可穿戴电子设备100的附连装置7或外壳10的一部分的穿透图。图6的实施例类似于图5的实施例，区别在于相应地在附连装置7或外壳10的前侧fs的位置处提供了另一传感器2。如可以从图6中导出的，另一传感器2被布置成使得它相应地感测环境温度或环境湿度而非体温或表皮水分流失(诸如传感器1)。在这一上下文中，优选的是，在传感器1和2是温度传感器的情形中，在传感器1和另一传感器2之间没有或仅存在很低的热传导连接，即，传感器1和2尽可能远的热解耦。在传感器1和2是湿度传感器的情形中，对位置的仅有选择优选地准予另一传感器2不感测与传感器1相同的空气流量，其中空气流量根据表皮水分流失来调制。因此，在这一实施例中，优选的是在传感器1和另一传感器2之间不提供通道。
然而，这一特征在图7的实施例中有所不同。此处，通道5抵达通过相应的附连装置7或外壳10。通道5具有两个开口51和52，第一开口51在设备100被穿戴时面向用户的身体部位BP，另一开口52面向环境。在通道5中，布置了两个传感器1和2。在第一实施例中，两个传感器1和2都是感测绝对湿度的湿度传感器，它们被布置成使得可以在传感器1和2的两个不同位置处感测从用户身体部位BP流失的汗液形式的水汽通量。如果设备被用户穿戴，则传感器1将看到不同于另一传感器2的增加的绝对湿度水平，这一差可充当设备被用户穿戴的指示符。因此，只要开口51面向身体部位BP，就可以感测保活的用户的流汗率。作为对比，在未被穿戴的设备100中，环境空气从两端进入通道5，并且不应当检测到流汗率。相应地，设备100可以被分类为未被穿戴。可以通过一阈值来作出区分。
流汗率SR如下来计算：
SR＝α*(s1–s2)/(d*t)
其中
s1是第一传感器1的表示绝对湿度值的传感器信号，
s2是另一传感器2的表示绝对湿度值的另一传感器信号，
α是常数，
d是传感器1和另一传感器2之间的距离，以及
t是时间。
因此，流汗率通过在其期间获得测量的所定义的时间t中所测得的绝对湿度值s1和s2之差除以它们的距离来确定。结果的单位为[g/(m2*h)]。
传感器1和2之间的距离优选地在[1mm…4mm]范围之中。
通道5可具有其他形状，而传感器1和2可以被布置在未示出的电路板上，该电路板可以在通道5中固定到外壳10。
代替传感器1和2测量绝对湿度，传感器1和2两者可以都是温度传感器。计算对应于以上关于传感器信号s1和s2作为温度信号的公式。确定结果为热通量。
代替传感器1和2测量绝对湿度，传感器1和2也可以测量相对湿度。计算对应于以上关于传感器信号s1和s2作为相对湿度信号的公式。确定结果为相对湿度通量。
因此，提供了感测湿度、温度或汗液中的一者或多者的通量的感测布置。控制单元可以评估两个传感器1和2的传感器信号，并且提供通量作为信号t2，或者可以例如通过与一阈值比较从信号t2中导出该通量是否足以源自面向开口51的人类身体部位。图7所示的单元可以是可穿戴设备，或电连接到远程单元的可穿戴单元。优选地，控制单元被指派给可穿戴设备，被指派给远程单元(如果适用的话)，并且可以执行相应的计算和/或评估。
在以上所有的实施例中，可以优选地向每一湿度传感器添加温度传感器或者反之亦然。则，在同一位置处应用两个不同的测量原理，这增强了测量结果的可靠性。因此，在一些实施例中，控制单元可以接收来自四个传感器的四个传感器信号，即，来自两个湿度传感器和两个温度传感器。控制单元可以取决于这四个传感器信号来确定设备是否被穿戴。
图8示出了根据本发明的一实施例的一种用于确定可穿戴电子设备是否由用户穿戴的方法的流程图。在步骤S1，假定设备被上电，同时发起身体上/离开身体检测，并且在提供了这么做的单个温度传感器的情形中，在步骤S2中取得测量值T。接着在步骤S3中评估T，并且在步骤S4中根据步骤S3中的评估来取得设备是否被检测为在身体上的确定。如果在身体上(是)，则返回到温度感测步骤S2，并且过程被重复。然而，在步骤S4中检测到设备很可能不被布置在用户的身体部位上(否)的情形中，在步骤S5中设备被下电以节省能源。
图9是根据本发明的一实施例的可穿戴电子设备或其一部分的透视示意图。该设备类似于图7所示的设备，并且因此利用了通道。然而，通道被构建的方式与图7的实施例不同。在图7中，传感器1和另一传感器2被布置在通道5中的外壳10的部分上，而在本实施例中，传感器1和另一传感器2被布置在电路板6上，优选地被布置在印刷电路板上。电路板6被布置在第一外壳部分101和第二外壳部分102之间。每一外壳部分101、102包括在不同位置处的通孔。通孔表示当将外壳部分101和102与电路板6钳夹在一起时要被构建的通道中的开口51和另一开口52。为了提供对开口51的接入，在电路板6中提供通孔，优选地在与第二外壳部分102中相同的位置处提供通孔。具体地，传感器1和2被布置在电路板6中将开口51与另一开口52连接的区域中。在第一外壳部分101提供面向电路板6并且连接到开口52的凹槽1010。现在，通过将外壳部分101和102与在其之间的电路板6钳夹在一起，生成从开口51通过电路板6经由凹槽1010(即跨越传感器1和2)抵达第二开口52的通道，开口51在应用期间面向身体部位BP。封印103和104可以被应用以相对于外壳的内部封闭通道。
因此，提供了感测湿度、温度或汗液中的一者或多者的通量的感测布置。控制单元可以评估两个传感器1和2的传感器信号，并且提供通量作为信号，或者可以例如通过与一阈值比较从通量中导出该通量是否足以源自面向开口51的人类身体部位BP。图9所示的单元可以是可穿戴设备，或电连接到远程单元的可穿戴单元。优选地，被指派给可穿戴设备或被指派给远程单元(如果适用的话)的控制单元可以执行相应的计算和/或评估。
图10解说根据本发明的一实施例的作为可穿戴电子设备100的耳机的穿透图。耳机包括外壳10。外壳10的前端被预期插入用户耳朵中，用户耳朵由身体部位BP来指示。假定身体部位BP在穿戴耳机期间延伸到虚线。扬声器7被示意性地指示。在外壳10中提供水平通道5，开口51在前端并且由此在穿戴期间面向身体部位BP。通道5可以是如虚线所指示的直通道，并且可以在耳机的相对端结束。或者，通道5可具有如图10所示的“L”形，并且在外壳10的底部开口52处结束，开口52被假定为在穿戴耳机期间不面向耳朵/身体部位BP。
电路板6被布置在通道5中，传感器1和传感器2在其间相距距离d被布置在电路板6上，以使得传感器1和2通过开口51被暴露于进入通道5的介质。关于通过两个传感器1和2来确定通量以及所有其他方面，参考图7和9的描述。同样，所确定的通量可由此成为输出，并且例如被显示，或者可以优选地关于耳机是否被插入用户耳朵中来进行评估。

Claims (23)

1.可穿戴电子设备(100)，包括：
提供传感器信号(s1)的传感器(1)，其中传感器(1)是温度传感器和湿度传感器之一，
可穿戴电子设备(100)包括提供另一传感器信号(s2)的另一传感器(2)，其中另一传感器(2)是温度传感器和湿度传感器之一，
其中传感器(1)和另一传感器(2)是相同类型的，
控制单元(3)，被配置成根据传感器信号(s1)和另一传感器信号(s2)确定设备(100)是否被用户穿戴，
并且被配置成提供指示确定结果的输出信号(t1)。
2.如权利要求1所述的可穿戴电子设备，其特征在于，
传感器(1)被布置在设备(100)中在穿戴设备(100)期间面向用户的身体部位(BP)的位置处，以及
另一传感器(2)被布置在设备(100)中在穿戴期间暴露于环境空气的位置处。
3.如权利要求1所述的可穿戴电子设备，其特征在于，
传感器(1)的位置和另一传感器(2)的位置占驻在设备(100)的相对侧(fs、bs)处。
4.如上述权利要求的任一项所述的可穿戴电子设备，其特征在于，
所述控制单元(3)被配置成根据传感器信号(s1)和另一传感器信号(s2)之间的比较来确定设备(100)是否被用户穿戴。
5.如权利要求1所述的可穿戴电子设备，其特征在于，
传感器(1)是温度传感器，而另一传感器(2)是温度传感器，以及
传感器(1)和另一传感器(2)被布置在设备(100)中的彼此热解耦的位置处。
6.如权利要求1所述的可穿戴电子设备，其特征在于，
传感器(1)是湿度传感器，而另一传感器(2)是湿度传感器，以及
传感器(1)和另一传感器(2)被布置在设备(100)中的用于在穿戴期间感测不同空气流量的位置处。
7.如权利要求1所述的可穿戴电子设备，其特征在于，
设备(100)中的通道(5)在向外的至少一个开口(51)中结束，
其中开口(51)被布置在设备(100)中的在穿戴设备(100)期间面向用户的身体部位(BP)的位置处，以及
传感器(1)被布置在通道(5)中离开口(51)第一距离处，而另一传感器(2)被布置在离开口(51)第二距离处，其中第一距离小于第二距离。
8.如权利要求7所述的可穿戴电子设备，其特征在于，
传感器(1)和另一传感器(2)被布置在电路板(6)上。
9.如权利要求8所述的可穿戴电子设备(100)，其特征在于，
所述控制单元(3)被配置成根据传感器信号(s1)和另一传感器信号(s2)来确定在用户穿戴设备(100)期间的热容量、相对湿度通量、以及流汗率中的一者或多者，并且被配置成提供指示确定结果的信号(t2)。
10.如权利要求9所述的可穿戴电子设备(100)，其特征在于，
所述控制单元(3)被配置成将信号(t2)供应给设备(100)的显示器以供显示确定结果。
11.如上述权利要求7-10的任一项所述的可穿戴电子设备(100)，其特征在于，
所述通道(5)是直通道、“S”形通道、或“L”形通道之一。
12.如权利要求8所述的可穿戴电子设备，其特征在于，
所述电路板(6)被布置在设备(100)的第一外壳部分(101)和设备(100)的第二外壳部分(102)之间，
并且优选地所述通道(5)的至少一部分由在第一和第二外壳部分(101、102)之一中的凹槽(1010)形成，并且所述电路板(5)中包含传感器(1)和另一传感器(2)的一部分面向所述凹槽(1010)。
13.如权利要求7所述的可穿戴电子设备，其特征在于，
所述可穿戴电子设备(100)包括耳机，
所述通道(5)在所述耳机的外壳(10)中提供。
14.如权利要求1所述的可穿戴电子设备，其特征在于，
所述可穿戴电子设备(100)包括以下之一：
-助听器；
-耳机；
-头戴式耳机；
-手表；
-眼镜；
-健身可穿戴设备；
-安全可穿戴设备；
-医疗可穿戴设备；
-一件衣服。
15.如权利要求1所述的可穿戴电子设备，其特征在于，包括：
包括传感器(1)的可穿戴单元(20)，以及
远离所述可穿戴单元的远程单元(30)，所述远程单元包括所述控制单元(3)，
所述可穿戴单元(20)和所述远程单元(30)通过无线或有线接口(40)连接，
并且具体地所述可穿戴单元(20)是耳机和头戴式耳机之一，而所述远程单元(30)是移动电话、平板计算机、便携式计算机之一。
16.如权利要求1或权利要求9所述的可穿戴电子设备，其特征在于，
所述控制单元(3)被配置成响应于指示确定结果的输出信号(t1)或信号(t2)来触发设备(100)的动作。
17.如权利要求16所述的可穿戴电子设备，其特征在于，
所述控制单元(3)被配置成触发以下动作中的一者或多者：
-使设备(100)、设备的组件(4)、设备的应用中的一者或多者上电或下电；
-打开或关闭设备(100)、设备的组件(4)、设备的应用中的一者或多者的待机模式；
-停止或激活记录来自设备(100)中包括的一个或多个其他传感器的数据，具体地其中所述一个或多个其他传感器是医疗传感器。
18.如权利要求16所述的可穿戴电子设备，其特征在于，
所述设备(100)包括耳机和头戴式耳机之一，以及
所述控制单元(3)被配置成执行以下一者或多者：
-暂停或停止活跃的音频组件或应用，
-将活跃的音频组件或应用切换到与相应的耳机或头戴式耳机不同的音频输出，
在确定结果是相应的耳机或头戴式耳机不再被用户穿戴的情形中，
以及优选地其中所述可穿戴单元(20)包括传感器(1)，远离所述可穿戴单元的远程单元(30)包括所述控制单元(3)，其中所述可穿戴单元(20)和所述远程单元(30)通过无线或有线接口(40)连接，并且其中所述不同的音频输出是所述远程单元(30)的扬声器。
19.如权利要求16所述的可穿戴电子设备，其特征在于，
所述设备(100)包括眼镜和手表之一，以及
所述控制单元(3)被配置成执行以下一者或多者：
-暂停或停止活跃的视频组件或应用，
-将活跃的视频组件或应用切换到与相应的眼镜或手表不同的视频输出，
在确定结果是相应的眼镜或手表不再被用户穿戴的情形中，
以及优选地其中所述可穿戴单元(20)包括传感器(1)，远离所述可穿戴单元的远程单元(30)包括所述控制单元(3)，其中所述可穿戴单元(20)和所述远程单元(30)通过无线或有线接口(40)连接，并且其中所述不同的视频输出是所述远程单元(30)的显示屏。
20.如权利要求16所述的可穿戴电子设备，其特征在于，
所述设备(100)包括耳机或头戴式耳机，以及
所述控制单元(3)被配置成在确定结果是相应的耳机或头戴式耳机不再被用户穿戴的情形中使设备(100)的麦克风静音，
以及优选地其中所述可穿戴单元(20)包括传感器(1)，远离所述可穿戴单元的远程单元(30)包括所述控制单元(3)，其中所述可穿戴单元(20)和所述远程单元(30)通过无线或有线接口(40)连接，并且其中所述麦克风被布置在所述远程单元(30)中。
21.如权利要求16所述的可穿戴电子设备，其特征在于，
所述设备(100)包括安全或医疗可穿戴设备，以及
所述控制单元(3)被配置成在确定结果是相应的安全或医疗可穿戴设备不再被用户穿戴的情形中生成警告。
22.如权利要求1所述的可穿戴电子设备，其特征在于，包括：
外壳(10)以及用于将所述外壳(10)附连到用户的身体部位(BP)以用于穿戴设备(100)的附连装置(7)，
所述一个或多个传感器(1、2)被布置在所述外壳(10)上或所述外壳(10)中或者在所述附连装置(7)上或所述附连装置(7)中，并且其中所述控制单元(3)被布置在所述外壳(10)中。
23.用于确定可穿戴电子设备(100)是否被用户穿戴的方法，包括：
由温度传感器和湿度传感器之一来感测相应的温度或湿度，
由另一温度传感器和另一湿度传感器之一来进一步感测相应的另一温度或另一湿度，
其中感测和进一步感测由相同类型的传感器完成，
根据相应的感测到的温度或感测到的湿度以及另一感测到的温度或另一感测到的湿度来确定
可穿戴电子设备(100)是否被用户穿戴，以及
提供指示确定结果的输出信号(t1)。
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