CN108403090A - 可穿戴贴片及其充电和无线升压站 - Google Patents

Abstract

一种可穿戴贴片，包括：可伸缩且可透气的基板；安装在所述可伸缩且可透气基板中的温度感测单元，其中，所述温度感测单元包括：被配置成与使用者皮肤接触的第一电极；以及温度传感器，与所述温度传感器热接触并且被配置用于测量所述使用者的皮肤温度。所述可穿戴贴片包括：分别附接至所述可伸缩且可透气基板的第二电极和第三电极；所述可伸缩且可透气基板上的电路基板；以及电池，被配置用于向控制电路和所述温度传感器提供电力。所述控制电路可以选择用于测量使用者皮肤温度的第一模式和用于借助充电站通过所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极为所述电池充电的第二模式。

Description

可穿戴贴片及其充电和无线升压站

相关申请的交叉引用

本申请还涉及由相同发明人于2016年4月25日提交的题为“Wearablethermometer having three electric pads(具有三个电热焊盘的可穿戴温度计)”的共同转让的待决美国专利申请29/562,296、以及由相同发明人于2016年4月25日提交的题为“Wearable thermometer having three electric pads(具有三个电热焊盘的可穿戴温度计)”的共同转让的待决美国专利申请29/562,367。上述申请的公开内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及一种穿戴电子设备，尤其涉及一种可穿戴贴片及其充电和无线升压站。

背景技术

本申请涉及电子设备，并且具体地涉及可以贴在人皮肤上以执行测量的可穿戴贴片。

电子贴片可以用于追踪对象并用于执行功能，如产生声音、光或振动等。随着应用和人类需要变得更加精细且复杂，电子贴片需要执行的任务数量快速地增长。经常需要电子贴片适形于弯曲的表面，所述弯曲的表面在人体的情况下会随着时间推移而变化。

电子贴片可以使用WiFi、蓝牙、近场通信(NFC)和其他无线技术与智能电话和其他设备通信。NFC是使得两个设备能够在13.56MHz的射频周围的短范围内快速地建立通信的无线通信标准。NFC比诸如蓝牙和Wi-Fi等其他无线技术更加安全，因为NFC需要两个设备非常接近(例如，小于10cm)。与其他无线技术相比，通过允许这两个设备之一是无源的(无源NFC标签)，NFC还可以降低成本。

蓝牙是用于在相对较长距离(几十米)上交换数据的另一无线通信标准。蓝牙采用来自固定设备或移动设备的从2.4到2.485GHz的短波长UHF无线电波。蓝牙设备已经演化以满足可穿戴电子装置所需的对低功率方案的渐增需求。受益于相对较长的读取距离和有源通信，蓝牙技术允许可穿戴贴片在没有人类干涉的情况下继续监测重要信息，这是许多应用中优于NFC的优点。

穿戴贴片(或标签)是有待由使用者穿戴的电子贴片。需要可穿戴贴片停留在使用者的皮肤上并运行几小时到几个月的持续期。可穿戴贴片可以包含微电子系统，可以使用NFC、蓝牙、WiFi、或其他无线技术访问所述微电子系统。可穿戴贴片可以与不同的传感器(比如生命体征监测、运动轨迹、皮肤温度测量、以及ECG检测)集成。

尽管最近的开发努力，目前的可穿戴贴片仍然具有若干缺点：它们可能未提供足够的舒适度以供使用者来穿戴它们；它们可能无法保持附贴于使用者身上持续所需的时间长度；并且它们通常在美学上并不吸引人。常规可穿戴贴片还包括不是非常透气的刚性聚合物基板。汗和水分的累积会导致皮肤不适和刺激，尤其是在佩戴它持续一段延长的时间之后。

常规可穿戴温度计贴片具有诸如以下因素导致的不准确温度测量的额外挑战：温度传感器与人体皮肤之间的热阻、温度传感器向周围环境的传导损耗、以及向可穿戴贴片的热传导所导致使用者皮肤的温度下降。而且，常规可穿戴温度计贴片还可能具有较慢测量响应。

一些常规可穿戴贴片的另一缺点是它们包含通过USB线充电的电池。当使用者不在诸如电源出口或膝上笔记本等电源附近时，这种充电方法不方便。

而且，一些常规可穿戴贴片具有有限的无线通信范围，因为其紧凑的尺寸经常对板上电池和放大器的功能有所约束。

因此，需要一种柔性可穿戴电子贴片，所述柔性可穿戴电子贴片可以以高准确度和快响应时间正确地测量使用者皮肤的温度，同时能够在所需范围内进行无线通信。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于公开的是可以贴在人体皮肤上从而以高准确度和更快的响应时间来进行温度测量的无线可穿戴贴片。

本发明的目的之二在于涉及一种充电和无线升压站。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种可穿戴贴片，包括：可伸缩且可透气的基板；安装在所述可伸缩且可透气的基板中的温度感测单元，所述温度感测单元包括：被配置成与使用者皮肤接触的第一电极；以及温度传感器，与所述温度传感器热接触并且被配置用于测量所述使用者的皮肤温度；分别附接至所述可伸缩且可透气基板的第二电极和第三电极；所述可伸缩且可透气基板上的电路基板，其中，所述电路基板包括与所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极电连接的控制电路；以及电池，被配置用于向所述控制电路和所述温度传感器提供电力，其中，当所述可穿戴贴片对接在充电站中时，所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极被配置用于形成与所述充电站中的充电引脚的电接触，其中，所述控制电路被配置用于选择：用于测量使用者皮肤温度的第一模式以及用于借助所述充电站通过所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极对所述电池充电的第二模式。

进一步地，安装在所述电路基板上的半导体芯片，其中，所述半导体芯片被配置用于：响应于所述使用者皮肤的温度测量结果而接收来自所述温度传感器的电信号。

进一步地，安装在所述电路基板上并且与所述半导体芯片电连接的天线，其中，所述半导体芯片被配置用于产生电信号以使所述天线能够与外部设备无线地交换数据，其中，所述数据包括所述使用者皮肤的所述温度测量结果。

进一步地，所述控制电路的至少一部分被制作在所述半导体芯片中。

进一步地，所述电池安装在所述可伸缩且可透气的基板或所述电路基板上。

进一步地，所述温度感测单元包括传导杯，所述传导杯具有安装在所述可伸缩且可透气基板的第一开口中的底部部分，其中，所述传导杯是导热且导电的，其中，所述第一电极部分地由所述传导杯形成。

进一步地，所述温度传感器定位在所述传导杯内部并且与所述传导杯进行热传导。

进一步地，所述温度感测单元包括：导热的粘合剂，所述导热的粘合剂将所述温度传感器固定至所述传导杯的内表面上；以及所述传导杯的顶部部分中的绝热材料。

进一步地，所述第二电极和所述第三电极各自包括导电杯，所述导电杯电连接至所述电路基板中的所述控制电路，其中，所述可伸缩且可透气基板包括第二开口和第三开口，所述导电杯分别安装在所述第二开口和所述第三开口中。

进一步地，所述导电杯分别与所述控制单元电连接。

进一步地，所述第一电极被指派充当以下各项之一：所述控制电路中的电源引脚、输入/输出引脚、或接地引脚。

进一步地，所述第二电极和所述第二电极被指派充当以下各项中未被所述第一电极选择的两项：所述控制电路的所述电源引脚、所述输入/输出引脚、或所述接地引脚。

进一步地，所述可伸缩且可透气基板与所述电路基板之间的粘合层。

进一步地，弹性层，形成在所述可伸缩且可透气基板、所述电路基板和所述温度感测单元上。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种充电和无线升压站，包括：充电电路，包括充电引脚，所述充电引脚被配置用于与对接在所述充电站中的可穿戴贴片上的电极形成电接触；第一天线，被配置用于从可穿戴贴片接收第一无线信号并用于产生接收电信号；控制器，被配置用于控制所述充电电路对所述可穿戴贴片进行充电或用于控制所述可穿戴贴片所发射的所述第一无线信号的转换和放大；放大器模块，被配置用于在所述控制器的控制下放大所述接收电信号以产生经放大的电信号；以及第二天线，被配置用于响应于所述经放大的电信号而发射第二无线信号。

进一步地，充电端口，包括所述充电引脚并且被配置用于对接所述可穿戴贴片。

进一步地，与所述充电电路连接的第一电池，所述第一电池被配置用于：当所述可穿戴贴片对接在所述充电站中时，对所述可穿戴贴片中的第二电池进行充电。

进一步地，所述充电引脚包括接地引脚、电源引脚、和输入/输出引脚。

进一步地，所述充电电路被配置用于控制所述充电引脚的电压以将所述可穿戴贴片设置为至少以下模式：用于测量来自使用者的信号的第一模式、关掉所述可穿戴贴片的第二模式、或者正由所述充电和无线升压站对所述可穿戴贴片进行充电的第三模式。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

所公开的无线贴片和充电站使对所公开的可穿戴贴片进行方便的充电。所公开的可穿戴贴片包括三个电极，可以电气地控制这三个电极以将可穿戴贴片设置为不同状态，从而实现测量和充电功能。

此外，本公开提供了一种系统，用于有效地提高所公开的可穿戴贴片与外部设备的无线通信范围。

在一个总体方面，本发明涉及一种可穿戴贴片，所述可穿戴贴片包括：可伸缩且可透气的基板；安装在所述可伸缩且可透气基板中的温度感测单元，其中，所述温度感测单元包括被配置成与使用者皮肤接触的第一电极，以及温度传感器，与所述温度传感器热接触并且被配置用于测量所述使用者的皮肤温度；分别附接至所述可伸缩且可透气基板的第二电极和第三电极；所述可伸缩且可透气基板上的电路基板，其中，所述电路基板可以包括与所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极电连接的控制电路；以及电池，被配置用于向所述控制电路和所述温度传感器提供电力，其中，当所述可穿戴贴片对接在充电站中时，所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极可以形成与所述充电站中的充电引脚的电接触，其中，所述控制电路被配置用于选择：用于测量使用者皮肤温度的第一模式以及用于借助所述充电站通过所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极对所述电池充电的第二模式。

系统的实施方式可以包括以下各项中的一项或多项。所述可穿戴贴片可以进一步包括：安装在所述电路基板上的半导体芯片，其中，所述半导体芯片被配置用于：响应于所述使用者的皮肤的温度测量结果而接收来自所述温度传感器的电信号。所述可穿戴贴片可以进一步包括：安装在所述电路基板上并且与所述半导体芯片电连接的天线，其中，所述半导体芯片可以产生电信号以使所述天线能够与外部设备无线地交换数据，其中，所述数据包括所述使用者皮肤的所述温度测量结果。所述控制电路的至少一部分可以被制作在所述半导体芯片中。所述电池可以安装在所述可伸缩且可透气的基板或所述电路基板上所述温度感测单元可以包括传导杯，所述传导杯具有安装在所述可伸缩且可透气基板的第一开口中的底部部分，其中，所述传导杯是导热且导电的，其中，所述第一电极部分地由所述传导杯形成。所述温度传感器可以定位在所述传导杯内部并且与所述传导杯进行热传导。所述温度感测单元可以包括：导热的粘合剂，所述导热的粘合剂将所述温度传感器固定至所述传导杯的内表面上；以及所述传导杯的顶部部分中的绝热材料。所述第二电极和所述第三电极各自可以包括导电杯，所述导电杯电连接至所述电路基板中的所述控制电路，其中，所述可伸缩且可透气基板包括第二开口和第三开口，所述导电杯分别安装在所述第二开口和所述第三开口中。所述导电杯可以分别与所述控制单元电连接。所述第一电极可以被指派充当以下各项之一：所述控制电路中的电源引脚、输入/输出引脚、或接地引脚。所述第二电极和所述第二电极可以被指派充当以下各项中的未被所述第一电极选择的两项：所述控制电路的所述电源引脚、所述输入/输出引脚、或所述接地引脚。所述可穿戴贴片可以进一步包括：所述可伸缩且可透气基板与所述电路基板之间的粘合层。所述可穿戴贴片可以进一步包括：弹性层，形成在所述可伸缩且可透气基板、所述电路基板、和所述温度感测单元上。

发明的目的之二在于涉及一种充电和无线升压站，所述充电和无线升压站包括：充电电路，包括充电引脚，所述充电引脚可以与对接在所述充电站中的可穿戴贴片上的电极形成电接触；第一天线，可以从可穿戴贴片接收第一无线信号并且用于产生接收电信号；控制器，可以控制所述充电电路对所述可穿戴贴片进行充电或用于控制所述可穿戴贴片所发射的所述第一无线信号的转换和放大；放大器模块，可以在所述控制器的控制下放大所述接收电信号以产生经放大的电信号；以及第二天线，可以响应于所述经放大的电信号而发射第二无线信号。

系统的实施方式可以包括以下各项中的一项或多项。所述充电和无线升压站可以进一步包括：充电端口，包括所述充电引脚并且被配置用于对接所述可穿戴贴片。所述充电和无线升压站可以进一步包括：与所述充电电路连接的第一电池，所述第一电池可以当所述可穿戴贴片对接在所述充电站中时对所述可穿戴贴片中的第二电池进行充电。所述充电引脚可以包括接地引脚、电源引脚、和输入/输出引脚。所述充电电路可以控制所述充电引脚的电压以将所述可穿戴贴片设置为至少以下模式：用于测量来自使用者的信号的第一模式、关掉所述可穿戴贴片的第二模式、或者正由所述充电和无线升压站对所述可穿戴贴片进行充电的第三模式。

附图说明

图1展示了贴在使用者皮肤上的可穿戴贴片。

图2是根据本发明一些实施例的包括使能温度测量和电池充电的三个电极的可穿戴贴片的示例化截面视图。

图3是图2的可穿戴贴片中的示例化的温度感测单元的详细截面视图。

图4示出了根据本发明一些实施例的用于对所公开的可穿戴贴片进行充电和无线升压的站。

图5是示出了根据本发明一些实施例的可穿戴贴片中的以及充电和无线升压站中的电路的电路框图。

图6示出了根据本发明一些实施例的可穿戴贴片的状态。

图7示出了根据本发明一些实施例的充电和无线升压站的状态。

图8A和图8B分别是与本发明兼容的示例化可穿戴贴片的顶部和底部透视图。

图9A和图9B分别是与本发明兼容的另一示例化可穿戴贴片的顶部和底部透视图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

参照图1，可穿戴贴片100贴在使用者的皮肤110上以用于测量身体的生命体征。可以将可穿戴贴片100放置在前额、手、手腕、手臂、肩膀、腰部、腿部、脚部、腋下或身体的其他部位上。在本公开中，术语“可穿戴贴片”还可以被称为“可穿戴贴纸”或“可穿戴标签”。

如上文所讨论的，可穿戴电子贴片面临若干挑战：使用者的皮肤110可能妨碍其正确操作。例如，可穿戴贴片100可以包括用于与其他设备无线通信的天线。当将天线放置成与使用者的皮肤110接触时，天线的通信范围会显著地减小。

目前公开的可穿戴贴片和系统旨在克服常规可穿戴贴片的缺点，并且在执行更加准确且更具响应性的测量和通信功能时提供高度可伸缩的、顺应性的、持久的、透气的、且舒适的可穿戴电子贴片。

参照图2和图3，可穿戴贴片200包括可伸缩且可透气的基板205，所述可伸缩且可透气的基板包括开口210A、210B、210C。所述可伸缩且可透气基板205可以由诸如EVA、PE、CR、PORON、EPD、SCF或纺织品等软质泡沫材料制成，从而提供可伸缩性和透气性。将具有图3中所示细节的温度感测单元300安装在开口210C中。将分别包括导电杯213A、213B的两个电极212A、212B安装在开口210A、210B中。通过预先层压在可伸缩且可透气基板205上的粘合层215将电路基板216和电池225粘接至可伸缩且可透气的基板205。将半导体芯片220和天线230安装在电路基板216上。电路基板216在其中包括电路并且可以例如用印刷电路板实现。

电极212A、212B中的导电杯213A、213B分别通过导线214A、214B(例如，嵌有导电电路的柔性带)电连接至电路基板216中的电路。根据本申请，电极212A、212B还可以用诸如导电引脚、导电焊盘、导电按钮、或导电条等其他配置实施。

如上所述，温度感测单元300包括传导杯302，所述传导杯使其底部部分安装至大开口210C中并且通过粘合剂固定至可伸缩且可透气的基板205。温度传感器301通过柔性导电带303电连接至电路基板216中的电路。

参照图3，传导杯302使其底部部分安装至大开口210中并且通过粘合剂固定至可伸缩且可透气的基板205。传导杯302的底部部分从可伸缩且可透气的基板205的下表面突出。传导杯302在其顶部部分的唇缘通过焊接或借助粘合剂固定地附接或粘接至可伸缩且可透气基板205上的粘接焊盘(未示出)。传导杯302是既导热又导电的。传导杯302可以由导热金属或合金材料制成，诸如铜、不锈钢、陶瓷或碳化物复合材料等。

温度传感器301附接至接近传导杯302底部的内表面上。可以例如通过热敏电阻、电阻器温度检测器或热电偶实现温度传感器301。温度传感器301与传导杯302进行热传导。当传导杯302的底部部分的外表面与使用者的皮肤接触时，传导杯302因而从使用者皮肤向温度传感器301有效地传送热量。柔性导电带303连接至传导杯302中的温度传感器301并且连接至可伸缩且可透气基板205中的电路。温度传感器301可以响应于所测量的温度通过所述电路向半导体芯片220发送电信号。半导体芯片220对所述电信号进行处理并输出另一电信号，所述另一电信号使天线230能够向诸如移动电话或计算机(如下文所述，可以通过充电和无线升压站对其无线信号进行升压)等另一外部设备发射携带测量数据的无线信号。所述无线信号可以基于使用WiFi、蓝牙、近场通信(NFC)、以及其他无线标准。电池225为半导体芯片220、天线230、第一和第二电路、以及可能温度传感器301供电。

温度传感器301可以通过导热的粘合剂304固定至传导杯302底部处的内表面，这允许从传导杯302的底部向温度传感器301的有效热量传送。导热的粘合剂304的示例可以包括电绝缘的导热环氧基树脂和聚合物。填充传导杯302的顶部部分的绝热材料305将导热的粘合剂304固定在传导杯302的底部并减少从温度传感器301到(下文描述的)弹性层或环境的热损耗。柔性导电带303可以是弯曲的并沿传导杯302的壁布局。

于2016年7月29日提交的共同转让的共同待决美国专利申请15/224,121“用于准确测量人体皮肤温度的可穿戴温度计贴片”中公开了温度感测单元的进一步细节，所述申请的公开内容通过引用结合在此。

返回参照图2，温度感测单元300中的传导杯302通过导线240与电路基板216电连接，所述导线进而在传导杯302与半导体芯片220之间建立电气通信。在使用中，如下面更详细描述的，传导杯302可以被用作电极212A、212B以外的第三电极。

在可伸缩且可透气的基板205、电路基板216、温度感测单元300、和电极212A、212B上形成弹性层250。可以由诸如EVA、PE、CR、PORON、EPD、SCF或纺织品等软质的可伸缩且可透气的泡沫材料形成弹性层250。在弹性层250上形成薄膜260以用于保护和修饰目的。

在使用中，将可伸缩且可透气基板205的下表面上所形成的粘合材料贴在使用者的皮肤上，从而使得传导杯302的底部与使用者的皮肤紧密接触以准确地测量来自使用者皮肤的温度和电信号。半导体芯片220响应于使用者皮肤的温度测量而接收来自温度传感器301的电信号。

半导体芯片220对所述电信号进行处理并输出另一电信号，所述另一电信号使天线230能够向诸如移动电话或计算机等另一外部设备发射携带测量数据的无线信号。所述无线信号可以基于使用WiFi、蓝牙、近场通信(NFC)、以及其他无线标准。当可穿戴贴片200被使用者佩戴时，天线230通过电路基板216和可伸缩且可透气的基板205与使用者的皮肤隔开，这使得使用者身体对由天线230发射无线信号的影响最小化。

在一些实施例中，参照图2和图4，无线感测系统400包括可穿戴贴片200以及充电和无线升压站450。充电和无线升压站450包括充电端口455和充电端口455中的充电引脚457。可穿戴贴片200可以由使用者410佩戴，或者可以安装在充电和无线升压站450上用于对其电池225进行充电。

当可穿戴贴片200被安装在充电和无线升压站450上时，电极212A、212B中的导电杯213A、213B以及温度感测单元300中的传导杯302的底面接触充电引脚457，这允许充电和无线升压站450对可穿戴贴片200中的电池225进行充电。下面更详细地描述了关于用于对电池225进行充电的控制和电路的更多细节。

在操作中，将可穿戴贴片200贴在使用者410的皮肤上。可穿戴贴片200中的天线230可以向诸如移动电话或计算机设备等外部设备480发射携带测量数据、状态或控制数据的无线信号。在一些实施例中，充电和无线升压站450可以被定位在使用者410和可穿戴贴片200附近并用于对可穿戴设备的无线信号进行升压。可穿戴贴片200所发射的无线信号被充电和无线升压站450接收并且然后被升压或放大。由充电和无线升压站450发射并由外部设备480接收携带相同的测量数据、状态数据、或控制数据的经放大的无线信号。对来自可穿戴贴片200的无线信号的升压实现了可穿戴贴片200与外部设备480之间的更宽通信范围。

图5是示出了可穿戴贴片200中的以及充电和无线升压站450中的电路的电路框图。引脚控制电路510被配置用于控制在感测模式(即，对使用者皮肤温度进行测量)与充电模式(可穿戴贴片200对接在充电和无线升压站450上的情况)之间的切换。引脚控制电路510可以是电路基板216(图2)中的电路的一部分或可以被制作在半导体芯片220中(图2)。由电池225通过可穿戴贴片200中的引脚VBAT对引脚控制电路510进行供电。引脚控制电路510可以通过引脚VBAT_IN向微控制器520(MCU1)供电并且通过若干其他引脚与微控制器520通信。可以在半导体芯片220中实施微控制器520(图2)。在充电和无线升压站450中，充电电路550由电池560通过引脚VIN供电，并由微控制器570(MCU2)控制。电池560具有比可穿戴贴片200中的电池225更大的容量，并且可以通过电源出口充电。

引脚控制电路510包括：分别对应于电极212A、212B和温度感测单元300中的传导杯302的电源引脚VCC、输入/输出引脚IO、以及接地引脚GND(图2)。例如，传导杯302可以被设计用于作为以下各项之一表现：引脚控制电路510中的电源引脚VCC、输入/输出引脚IO、或接地引脚GND。电极212A、212B可以被指派用于执行剩余两个引脚的功能。

充电电路550包括：与充电和无线升压站450中的三个充电引脚457相对应的电源引脚VDD、输入/输出引脚IO_IN、和接地引脚GND。当可穿戴贴片200对接在充电和无线升压站450上时，引脚控制电路510中的电源引脚VCC、IO、和GND引脚分别连接至充电电路550中的电源引脚VCC、IO_IN、和GND引脚。

在下面的表I中和图6中总结了可穿戴贴片的不同模式和引脚控制电路的相应逻辑状态。当电源引脚VCC和IO均为低时，可穿戴贴片在正常工作模式下(即，它可以测量正常运行下的温度和其他信号)。当可传递贴片对接在具有VCC被设定为低且IO被设定为高的站上时，将可穿戴贴片被关闭在工厂关闭模式，这可以将可穿戴贴片维持在较长贮藏寿命。当VCC被设定为高且IO被设定为低时，可穿戴贴片处于正对电池225进行充电的充电模式下；其无线功能(例如，蓝牙)被关闭。当VCC和IO两者均被设定为高时，可穿戴贴片处于充电模式；其无线功能(例如，蓝牙)被关闭。

表I可穿戴贴片中的引脚控制和模式

状态 VCC IO状态

①0(输入) 0(输入) 贴片正常工作

②0(输入) 1(输入) 贴片关闭

③1(输入) 0(输出) 贴片被激活、充电、无线功能关闭

④1(输入) 1(输出) 贴片充电且无线功能关闭

参照图5和图7，充电电路550可以处于至少两种模式：使用者模式，在所述模式中，其充电器能够对可穿戴贴片200进行充电；以及低电量模式，在所述模式中，电池560没有足够的电力为可穿戴贴片200充电。充电电路550监测电池560的电压电平并且可以防止电压电平的充电操作降至阈值以下。在使用者模式下，电池560中的电量足够用于通过引脚VDD和VCC、以及GND引脚对可穿戴贴片200中的电池225进行充电。而且，充电电路550可以处于单独无线升压模式，在所述模式中，充电电路550不进行充电并且控制器570控制放大器模块580对来自可穿戴贴片200的无线信号进行升压。

在一些实施例中，参照图4和图5，天线590接收来自可穿戴贴片200中的天线230的无线信号(包括测量数据、状态或控制数据)并输出接收电信号。放大器模块580在控制器570的控制下对所述接收电信号进行放大。所述经放大的接收电信号被发送至另一天线595以用强发射功率进行二次无线发射，其可以被外部设备480接收。

在一些实施例中，仍参照图4和图5，充电和无线升压站450可以包括降频转换器，所述降频转换器可以将来自天线590的接收RF信号转换成基带接收信号。控制器570可以在其向升频转换器(未示出)发送另一基带传输信号之前处理并分析所述基带接收信号，所述升频转换器将所述另一基带传输信号转换成如BLE或WiFi等RF传输信号，进而由天线595发射。

所公开的可穿戴贴片与各种外部外观设计兼容。图8A和图8B示出了可穿戴贴片800的与图2和图4中的上述可穿戴贴片200、以及充电和无线升压站450兼容的示例化设计。图9A和图9B示出了可穿戴贴片900的与图2中的上述可穿戴贴片200兼容的另一示例化设计。可以用许多其他配置实施根据本发明的可穿戴贴片。例如，所述三个电极可以沿着直线或以三角形式定位，如图8A至图9B中所示。

所公开的可穿戴贴片可以显著地增强测量准确度和响应性，并减少热噪声。温度传感器被定位成非常接近使用者的皮肤。温度传感器被放置在导热杯的底部并且与使用者的皮肤处于良好的热传导。温度传感器与使用者皮肤之间的最小化热阻减小了温度测量误差并且还减少了测量响应时间。而且，借助粘合剂将温度传感器固定至导热杯的底部，从而使得温度传感器不受使用者身体移动的影响并被其分离，这提高了可穿戴贴片的耐用性。而且，借助导热杯的顶部部分中的绝热材料将温度传感器与周围环境热隔离开。减小的热容量有助于进一步减小使用者皮肤温度的测量结果中的背景操作并提高测量的响应速率。柔性基板下方的一层软质有孔聚合物材料将从使用者的皮肤向可穿戴贴片的热传导最小化，从而减小可穿戴贴片对使用者的皮肤的“冷却效果”。

所公开的可穿戴贴片的另一优点是使用者佩戴起来它是可伸缩的、顺应性的、持久的、并且舒适的。所公开的可穿戴温度计贴片包括被弹性层覆盖并保护的柔性基板，所述弹性层提高了柔性和可伸缩性。

而所公开可穿戴贴片的另一优点是，通过将天线放置在电路基板的上表面上，它可以显著地提高无线通信范围。基板的厚度以及导热杯的高度可以被选定以允许天线与使用者皮肤之间的足够距离，从而使得使用者身体对无线传输信号的干扰最小化。

所公开的可穿戴贴片还可以包括如半导体芯片、电阻器、电容器、电感器、二极管(包括例如光敏类型和发光类型)、其他类型的传感器、晶体管、放大器等电子部件。所述传感器还可以测量温度、加速度和运动、力、张力和应力、以及化学或生物物质。半导体芯片可以执行通信、逻辑、信号或数据处理、控制、校准、状态报告、诊断、和其他功能。

尽管本文献包含许多细节，但是这些细节不应被解读为是对所要求保护的发明范围或者可能要求保护的内容的范围的限制，而应被解读为是对具体实施例特有特征的描述。在单独的实施例的背景下在本文献中所描述的某些特征还可以组合地在单个实施例中实现。与此相反，在单个实施例的背景下描述的不同特征也可以分开地或以任何适合的子组合形式在多个实施例中实现。此外，尽管上文中特征可以被描述为在某些组合中起作用并且甚至最初也是如此要求保护的，但是在一些情况下，可以从组合中除去来自所要求保护的组合的一个或多个特征，并且所要求保护的组合可以涉及子组合或子组合的变化。

仅仅描述了一些示例和实施方式。在不背离本发明精神的情况下，可以进行其他实施方式、改变、更改和对所描述的示例和实施方式的增强。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (19)

1.一种可穿戴贴片，包括：

可伸缩且可透气的基板；

安装在所述可伸缩且可透气的基板中的温度感测单元，其特征在于，所述温度感测单元包括：

被配置成与使用者皮肤接触的第一电极；以及

温度传感器，与所述温度传感器热接触并且被配置用于测量所述使用者的皮肤温度；

分别附接至所述可伸缩且可透气基板的第二电极和第三电极；

所述可伸缩且可透气基板上的电路基板，其中，所述电路基板包括与所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极电连接的控制电路；以及

电池，被配置用于向所述控制电路和所述温度传感器提供电力，其中，当所述可穿戴贴片对接在充电站中时，所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极被配置用于形成与所述充电站中的充电引脚的电接触，其中，所述控制电路被配置用于选择：用于测量使用者皮肤温度的第一模式以及用于借助所述充电站通过所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极对所述电池充电的第二模式。

2.如权利要求1所述的可穿戴贴片，其特征在于：

安装在所述电路基板上的半导体芯片，其中，所述半导体芯片被配置用于：响应于所述使用者皮肤的温度测量结果而接收来自所述温度传感器的电信号。

3.如权利要求2所述的可穿戴贴片，其特征在于：

安装在所述电路基板上并且与所述半导体芯片电连接的天线，其中，所述半导体芯片被配置用于产生电信号以使所述天线能够与外部设备无线地交换数据，其中，所述数据包括所述使用者皮肤的所述温度测量结果。

4.如权利要求2所述的可穿戴贴片，其特征在于，所述控制电路的至少一部分被制作在所述半导体芯片中。

5.如权利要求1所述的可穿戴贴片，其特征在于，所述电池安装在所述可伸缩且可透气的基板或所述电路基板上。

6.如权利要求1所述的可穿戴贴片，其特征在于，所述温度感测单元包括传导杯，所述传导杯具有安装在所述可伸缩且可透气基板的第一开口中的底部部分，其中，所述传导杯是导热且导电的，其中，所述第一电极部分地由所述传导杯形成。

7.如权利要求6所述的可穿戴贴片，其特征在于，所述温度传感器定位在所述传导杯内部并且与所述传导杯进行热传导。

8.如权利要求7所述的可穿戴贴片，其特征在于，所述温度感测单元包括：

导热的粘合剂，所述导热的粘合剂将所述温度传感器固定至所述传导杯的内表面上；以及

所述传导杯的顶部部分中的绝热材料。

9.如权利要求1所述的可穿戴贴片，其特征在于，所述第二电极和所述第三电极各自包括导电杯，所述导电杯电连接至所述电路基板中的所述控制电路，其中，所述可伸缩且可透气基板包括第二开口和第三开口，所述导电杯分别安装在所述第二开口和所述第三开口中。

10.如权利要求9所述的可穿戴贴片，其特征在于，所述导电杯分别与所述控制单元电连接。

11.如权利要求1所述的可穿戴贴片，其特征在于，所述第一电极被指派充当以下各项之一：所述控制电路中的电源引脚、输入/输出引脚、或接地引脚。

12.如权利要求11所述的可穿戴贴片，其特征在于，所述第二电极和所述第二电极被指派充当以下各项中未被所述第一电极选择的两项：所述控制电路的所述电源引脚、所述输入/输出引脚、或所述接地引脚。

13.如权利要求1所述的可穿戴贴片，其特征在于：

所述可伸缩且可透气基板与所述电路基板之间的粘合层。

14.如权利要求1所述的可穿戴贴片，其特征在于：

弹性层，形成在所述可伸缩且可透气基板、所述电路基板和所述温度感测单元上。

15.一种充电和无线升压站，其特征在于，包括：

充电电路，包括充电引脚，所述充电引脚被配置用于与对接在所述充电站中的可穿戴贴片上的电极形成电接触；

第一天线，被配置用于从可穿戴贴片接收第一无线信号并用于产生接收电信号；

控制器，被配置用于控制所述充电电路对所述可穿戴贴片进行充电或用于控制所述可穿戴贴片所发射的所述第一无线信号的转换和放大；

放大器模块，被配置用于在所述控制器的控制下放大所述接收电信号以产生经放大的电信号；以及

第二天线，被配置用于响应于所述经放大的电信号而发射第二无线信号。

16.如权利要求15所述的充电和无线升压站，其特征在于：

充电端口，包括所述充电引脚并且被配置用于对接所述可穿戴贴片。

17.如权利要求15所述的充电和无线升压站，其特征在于：

与所述充电电路连接的第一电池，所述第一电池被配置用于：当所述可穿戴贴片对接在所述充电站中时，对所述可穿戴贴片中的第二电池进行充电。

18.如权利要求15所述的充电和无线升压站，其特征在于，所述充电引脚包括接地引脚、电源引脚、和输入/输出引脚。

19.如权利要求15所述的充电和无线升压站，其特征在于，所述充电电路被配置用于控制所述充电引脚的电压以将所述可穿戴贴片设置为至少以下模式：用于测量来自使用者的信号的第一模式、关掉所述可穿戴贴片的第二模式、或者正由所述充电和无线升压站对所述可穿戴贴片进行充电的第三模式。