CN111065984B - 具有用于感测生物参数的电极的可穿戴电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子设备诸如手表,该电子设备具有外壳,载体附接到该外壳。该载体具有位于电子设备内部的第一表面和位于所述电子设备外部的第二表面。一组电极沉积在载体的外表面上。附加电极能够操作以当第一电极抵靠电子设备的用户的皮肤定位时被用户的手指接触。附加电极可以放置在电子设备的用户可旋转的冠部上、电子设备的按钮上或电子设备的外壳的另一个表面上。电子设备的处理器能够操作以基于电极处的电压来确定用户的生物参数。该生物参数可以是心电图。

Description

具有用于感测生物参数的电极的可穿戴电子设备
相关申请的交叉引用
本专利合作条约专利申请要求2017年9月5日提交的名称为“Wearable Devicewith Electrodes for Sensing Biological Parameters”的美国临时申请62/554,196以及2018年3月19日提交的名称为“Wearable Device with Electrodes for SensingBiological Parameters”的美国临时申请62/644,886的优先权,这两个专利的公开内容全文据此以引用方式并入本文。
技术领域
所描述的实施方案整体涉及电子手表或其他可穿戴的电子设备。更具体地讲,所描述的实施方案涉及用于在手表或其他可穿戴电子设备上提供用于感测生物参数的电极的技术。电极可以不同地设置在手表或其他可穿戴电子设备的光学部件、冠部、按钮或外壳构件的表面上。
背景技术
可穿戴电子设备可包括一组传感器,用于确定佩戴可穿戴电子设备的用户的一组生物参数。例如,与该组传感器相关联的电路可在施加到传感器上的力或入射到传感器上的光量下产生对应于电压的电信号或测量值。各种信号或测量值可关联于或用于导出用户的各种生物参数诸如用户的心率。
发明内容
本公开中所述的系统、设备、方法和装置的实施方案涉及具有一组电极的电子手表或其他可穿戴电子设备,该组电极可用于感测或确定佩戴可穿戴电子设备的用户的生物参数。生物参数可包括例如用户的心电图(ECG)。
一个实施方案采用电子手表的形式,包括:外壳;冠部,该冠部包括:冠部主体;和轴,该轴连接到冠部主体并穿过外壳;载体,所述载体连接到所述外壳;透明盖,所述透明盖连接到所述外壳;触敏显示器,所述触敏显示器至少部分地位于所述外壳内并能够通过所述透明盖看到;第一电极,所述第一电极位于所述载体上;第二电极,所述第二电极位于所述冠部主体上;以及位于外壳内并操作地连接到第一电极和第二电极的处理器;其中:第一电极被配置为测量第一电压;所述第二电极被配置为测量第二电压;所述处理器被配置为使用所述第一电压和所述第二电压来确定心电图;并且触敏显示器被配置为显示心电图。
另一个实施方案采用电子手表的形式,包括:外壳;载体,所述载体附接到所述外壳;第一电极,所述第一电极位于所述载体上;冠部,所述冠部延伸穿过所述外壳并被配置为平移和旋转,所述冠部包括第二电极;以及处理器,该处理器能够操作以基于在第一电极和第二电极处测量的电压来确定用户的生物参数;其中:在用户与第一电极和第二电极接触时测量电压。
另一个实施方案采用用于通过电子手表来确定并显示心电图的方法的形式,包括:测量电子手表的冠部上的第一电极处的第一电压;测量所述电子手表的载体上第二电极处的第二电压;由所述电子手表的处理器使用所述第一电压和所述第二电压来确定所述心电图;并在电子手表的显示器上显示心电图。
除了上述示例性方面和实施方案之外,参考附图并通过研究以下描述,更多方面和实施方案将为显而易见的。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述,将容易理解本公开,其中类似的附图标号指代类似的结构元件,并且其中:
图1A示出了可穿戴电子设备的功能框图;
图1B示出了具有设置于其上的一组电极的电子设备的示例;
图2A至图2C示出了包含一组电极的电子手表的示例;
图3示出了包含一组电极的电子手表的另一个示例;
图4A至图4D示出了在载体上包含一组电极的电子手表的附加示例;
图5A至图5E示出了可沉积在图4A至图4C所示的载体的内表面和外表面上的涂层的示例;
图6示出了图5B所示的载体的横截面;
图7示出了图5C和图5D所示的载体的横截面;
图8示出了基于ITO的电极的示例性层构造;
图9A至图9C示出了在形成电子设备外壳的一部分的载体的外表面上的电极与电子设备内部的电接触件之间的另选电连接;
图10A至图10D示出了另选的载体构型,以及载体与电子设备的其他外壳构件的另选附接或连接;
图11A为示例性冠部组件的横截面;
图11B为另一示例性冠部组件的横截面;
图12A和图12B示出了冠部组件的另一个示例;
图13和图14示出了冠部组件的另外示例的横截面;
图15至图22示出了按钮组件的各种示例;
图23示出了可用于从电子设备的用户获取ECG或其他生物参数的电子设备的示意图;
图24示出了确定佩戴手表或其他可穿戴电子设备的用户的生物参数的示例性方法;
图25示出了电子设备诸如手表或其他可穿戴电子设备的样本电子框图;
图26A示出了显示列表的样本电子手表;
图26B示出了图26A的样本电子手表,具有响应于冠部输入的更新列表;
图27A示出了显示图形的样本电子手表;
图27B示出了图27A的样品电子手表,具有响应于冠部输入而更新的图形;
图28A示出了显示第一图形的样本电子手表;以及
图28B示出了图28A的样本电子手表,其响应于冠部输入显示第二图形。
附图中的交叉阴影线或阴影的用途通常被提供以阐明相邻元件之间的边界并且还有利于附图的易读性。因此,存在或不存在交叉阴影线或阴影均不表示或指示对特定材料、材料属性、元件比例、元件尺寸、类似图示元件的共同性或在附图中所示的任何元件的任何其他特性、性质或属性的任何偏好或要求。
此外,应当理解,各个特征部和元件(以及其集合和分组)的比例和尺寸(相对的或绝对的)以及其间呈现的界限、间距和位置关系在附图中被提供,以仅用于促进对本文所述的各个实施方案的理解,并因此可不必要地被呈现或示出以进行缩放并且并非旨在指示对所示的实施方案的任何偏好或要求,以排除结合其所述的实施方案。
具体实施方式
现在将具体地参考在附图中示出的代表性实施方案。应当理解,以下描述不旨在将实施方案限制于一个优选实施方案。相反,其旨在涵盖可被包括在由所附权利要求书限定的所述实施方案的实质和范围内的另选形式、修改形式和等同形式。
以下公开涉及用于在可穿戴电子设备诸如电子手表的一组表面上分布一组电极的技术,涉及用于当感测指示与电极接触的用户的一个或多个生物参数的电压或信号时将电极与设备的其他部件电绝缘以及/或者减轻环境因素影响的技术,还涉及用于在设备内路由电压或信号的技术。
实施方案还可采用电子手表或其他便携式和/或可穿戴设备的形式,其被配置为检测佩戴或以其他方式与电子设备交互的人的心电图(“ECG”)。作为一个非限制性示例,人可佩戴具有两个外部电极的电子手表,该两个外部电极被配置为由用户触摸。第一电极可放置在手表的背面上并与人的手腕上的皮肤接触。第二电极可由手表的冠部限定或位于手表的冠部上,并且可被配置为由人的手指(或其他身体部分)触摸。
图1A示出了可穿戴电子设备100的功能框图。在一些示例中,设备100可以是电子手表或电子健康监测设备。可穿戴电子设备100可包括一个或多个输入设备102、一个或多个输出设备104和处理器106。一般来讲,输入设备102可检测各种类型的输入,并且输出设备104可提供各种类型的输出。处理器106可响应于输入设备检测到的输入,从输入设备102接收输入信号。处理器106可解释从一个或多个输入设备102接收的输入信号,并将输出信号传输到一个或多个输出设备104。输出信号可使输出设备104提供一个或多个输出。在一个或多个输入设备102处检测到的输入可用于控制设备100的一个或多个功能。在一些情况下,输出设备104中的一个或多个可被配置成提供输出,该输出依赖于由输入设备102中的一个或多个检测到的输入或响应于其而被操纵。由一个或多个输出设备104提供的输出还可响应于由处理器106和/或相关联的配套设备执行的程序或应用程序,或由该程序或应用程序启动。
在各种实施方案中,输入设备102可包括用于检测输入的任何合适的部件。输入设备102的示例包括音频传感器(例如,麦克风)、光学或视觉传感器(例如,相机、可见光传感器或不可见光传感器)、接近传感器、触摸传感器、力传感器、机械设备(例如,冠部、开关、按钮或键)、振动传感器、方位传感器、运动传感器(例如,加速度计或速度传感器)、位置传感器(例如,全球定位系统(GPS)设备)、热传感器、通信设备(例如,有线或无线通信设备)、电阻传感器、磁传感器、电活性聚合物(EAP)、应变仪、电极等,或它们的一些组合。每个输入设备102可被配置为检测一个或多个特定类型的输入并提供与检测到的输入对应的信号(例如,输入信号)。例如,可将信号提供给处理器106。
输出设备104可包括用于提供输出的任何合适的部件。输出设备104的示例包括音频输出设备(例如,扬声器)、视觉输出设备(例如,灯或显示器)、触觉输出设备(例如,触觉输出设备)、通信设备(例如,有线或无线通信设备)等等,或它们的一些组合。每个输出设备104可被配置为接收一个或多个信号(例如,由处理器106提供的输出信号)并提供与该信号对应的输出。
处理器106可以可操作地联接到输入设备102和输出设备104。处理器106可适用于与输入设备102和输出设备104交换信号。例如,处理器106可从输入设备102接收与输入设备102检测到的输入对应的输入信号。处理器106可解释所接收的输入信号以确定是否响应于输入信号提供和/或改变一个或多个输出。然后,处理器106可向一个或多个输出设备104发送输出信号,以根据需要提供和/或改变输出。下文结合图25更详细地论述合适处理器的示例。
在一些示例中,输入设备102可包括一组电极。电极可设置在设备100的一个或多个外表面上。处理器106可监测在至少一个电极上接收的电压或信号。在一些实施方案中,电极中的一个可永久地或可切换地联接到设备接地。电极可用于为设备100提供ECG功能。例如,当设备100的用户接触从用户接收信号的第一电极和第二电极时,可提供2导联ECG功能。作为另一示例,当设备100的用户接触从用户接收信号的第一电极和第二电极以及将用户接地到设备100的第三电极时,可提供3导联ECG功能。在2导联和3导联ECG实施方案中,用户可将第一电极压靠在他们身体的第一部分上并且将第二电极压靠在他们身体的第二部分上。根据第三电极位于设备100上的位置,第三电极可压靠第一身体部分或第二身体部分上。
图1B示出了具有设置在其上的一组电极112、114的电子设备110(这里是电子手表)的示例。设备110可以是参考图1A描述的可穿戴电子设备的示例,或者可以是不可穿戴的电子设备的示例。在一些实施方案中,该组电极112、114可设置在设备110的一个表面上。在其他实施方案中(如图所示),该组电极112、114可包括设置在设备100的不同表面上的电极,诸如设置在设备110的第一表面116上的第一电极112,以及设置在设备110的第二表面118上的第二电极114。在设备的不同表面上提供电极可使用户更容易将不同的身体部位放置成与不同的电极接触。例如,用户可将一个或多个电极(例如,第一电极112)放置成与他们的手腕接触,并且可用他们另一只手的手指触摸另外的一个或多个电极(例如,第二电极114)。另选地,用户可将电极112、114压靠在他们身体的不同部分上。设备110的处理器120或远离设备110的处理器可由电压或信号(例如,来自表示电压或信号的存储的数字样本或值)来确定用户的生物参数。生物参数可包括,例如,用户的心电图(ECG)、用户是否正在经历心房颤动的指示、用户是否正经历过早的心房收缩或过早的心室收缩的指示、用户是否正在经历窦性心律不齐的指示等等。
在一些实施方案中,一个或两个薄膜电极可PVD沉积在形成电子设备外壳的一部分的结构的外表面上。表面可以是由无定形固体、玻璃、晶体或结晶材料(例如蓝宝石或氧化锆)、塑料等制成的任何透明、半透明、亚半透明或不透明表面。就手表(即,一种类型的电子设备)而言,附加电极可定位在手表主体的用户可旋转的冠部上、手表主体的按钮上或者限定手表主体的外壳的另一表面上。
当电极形成在形成电子设备的外壳的一部分的载体上时,电极可通过沉积电极材料而连接到电子设备内的电接触件,使得电极材料围绕载体的边缘或周边缠绕,并且缠绕到载体的内表面上。电接触件可位于载体的内部表面上。在其他实施方案中,电极可形成在载体的外表面上,并且填充或涂覆有导电材料的直通载体通孔可将电极连接到电子设备内的电接触件。载体可以是支撑电极的任何合适结构,电极形成在载体上或电极附接到载体上。在本文所述的某些实施方案中,载体是具有圆顶形状的光学透明材料。应当理解,载体可具有不同的形状(平坦的、阶梯的、平行六面体等),并且可由不同的材料制成,包括不透明的材料。
通常,术语“附接的”意指两个元件、物体、结构或物体是分开的但是彼此固定或保持,无论是可拆卸的,如通过带附接到用户的电子设备,还是固定的,如通过旨在不会分离的机械紧固件(螺钉、螺栓等)、通过粘合剂、通过电镀或在一种材料上沉积另一种材料(如沉积在载体上的电极)而彼此固定的两个元件,等等。术语“连接”意指两个元件可以彼此附接,或者可以是单一整体的两个部分(如由与单个件相同的材料形成的轴和冠部主体)。因此,虽然彼此附接的两个元件必须彼此连接,但反过来不一定成立。例如,两个元件可形成为单个件或零件并因此彼此连接,尽管它们不彼此附接。
当电极设置在电子设备的冠部上时,冠部可以是导电的或具有导电表面,并且冠部的导电部分可联接到导电的可旋转轴,该轴延伸穿过设备外壳中的开口。外壳内部的轴的端部或外壳内部的导电轴保持器可与弹簧偏置的导体机械接触和电接触,该弹簧偏置的导体在轴或轴保持器和电路之间传送电信号,从而提供冠部和电路之间的电连通。
电子设备的处理器(例如,处理器120)能够操作以基于各种电极处(例如,在该组电极112、114处)的电压来确定用户的生物参数。在一些情况下,生物参数可以是电子设备的用户的ECG。例如,当手表在载体的外表面上具有第一电极并且在冠部上具有第二电极时,用户将手表紧固到他们的手腕可将第一电极放置成与用户手腕上的皮肤接触。为了获取ECG,用户可用他们另一只手的手指触摸冠部的导电部分。例如,手表的载体或外壳可接触相邻一只手的手腕,并且可用另一只手的手指触摸冠部。在一些情况下,手表可具有第三电极,也在载体的外表面上,其使用户接地到手表。第三电极可用于拒绝来自ECG信号的噪声。在各种实施方案中,电极可定位在不同表面或表面的不同部分上。
载体外表面上的电极可定位于载体的周边,或者以其他方式定位以使光学传感器子系统能够通过载体发射和接收光。光可被发射到用户的皮肤中并从用户的皮肤反射,以确定用户的其他生物参数,诸如心率、血压、脉搏、血氧、葡萄糖水平等。
以下参考图1至图25来论述这些实施方案和其他实施方案。然而,本领域的技术人员将容易地理解,本文相对于这些附图所给出的详细描述仅出于说明性目的,而不应被理解为是限制性的。
图2A至图2C示出了包含一组电极的电子手表200的示例。手表200可以是参考图1A或图1B描述的可穿戴电子设备100或110的示例。手表200可包括手表主体202和表带204。手表主体202可包括输入或选择设备,诸如冠部210或按钮212。图2A示出了手表主体的正面的等轴视图。图2B示出了冠部210的示例性横截面。图2C示出了手表主体的背面的等轴视图。在图2A和图2C中,仅示出表带204的一部分(即,仅表带204的附接到手表主体202的部分)。
手表主体202可包括外壳206。外壳206可包括前侧外壳构件206a,其在手表200被用户佩戴时背向用户的皮肤(参见图2A),以及面向用户皮肤的后侧外壳构件206b(或后盖)(参见图2C)。另选地,外壳206可包括单个外壳构件或多于两个的外壳构件。所述一个或多个外壳构件可以是金属、塑料、陶瓷、晶体或其他类型的外壳构件(或可包括这些材料的组合)。
如图2A所示,透明盖208可附接到手表主体202的前侧(即,背向用户的皮肤)、在外壳206中的开口之上或之内,并且可保护至少部分地位于外壳206内的显示器。用户可通过盖208看到显示器。在一些实施方案中,显示器可描绘佩戴或以其他方式使用手表200的人的ECG波形。在一些情况下,盖208可以是显示器叠层的一部分,该显示器叠层可包括触摸感测或力感测能力。显示器可被配置为描绘手表200的图形输出,并且用户可与图形输出交互(例如,使用触摸或悬停在盖208上的手指或触笔,或者使用冠部210或按钮212)。作为一个示例,用户可通过触摸或按压显示器上的图形位置处来选择在显示器上呈现的图形、图标、指示符、消息等(统称为“图形”)(或以其他方式与之交互)。在一些实施方案中,用户可通过显示器或盖208并借助于由手表主体202提供的触觉输出来接收对它们的选择的确认。因此,盖208的外表面可用作用于接收输入的装置(即,用作输入装置)和用于提供输出的装置(即,用作输出装置)。盖208可附接到外壳206或外壳206的一部分(例如,连接到外壳)。在一些实施方案中,盖208可被认为是外壳206的一部分,因为它形成外层壳的一部分,该外层壳限定了手表主体202的内部体积(或容纳内部部件)。在一些示例中,盖208可以是或包括晶体,诸如蓝宝石晶体。另选地,盖208可由玻璃、塑料或其他材料形成。
手表主体202可包括至少一个输入设备或选择设备,诸如冠部210、滚轮、旋钮、表盘、按钮212等,该输入设备可由表200的用户操作。在一些实施方案中,冠部210、滚轮、旋钮、表盘、按钮212等可以是导电的,或者具有导电表面,并且可以在冠部210、滚轮、旋钮、表盘、按钮212等的导电部分与手表主体202内的电路(包括处理器)之间提供信号路径。
可以通过旋转冠部210、平移冠部、倾斜冠部、触摸冠部等来启动确定和/或显示用户的ECG的操作。同样地,可通过与电子手表的触敏盖208或显示器交互来启动确定ECG的操作。如上所述,显示器可部分或完全位于电子手表的外壳内。
主要转向图2B,示出了外壳206可包括轴224延伸穿过的开口。冠部210可连接到轴224,并且可由外壳206外部的用户接近。如箭头218和220所示,冠部210可由用户操纵以旋转或平移轴。这种操纵是冠部输入的示例。轴可以机械地、电地、磁性地和/或光学地联接到外壳206内的部件。在一些实施方案中,冠部210可以是冠部组件的一部分,如参考图11、图12A、图12B、图13或图14所述。
用户对冠部210(以及因此轴224)的操纵可用于操纵或选择由手表200显示的各种文本或图形元素、调节扬声器的音量、打开或关闭手表200等等。在一些实施方案中,可操纵(例如,旋转或按压)冠部210以选择或激活手表200的健康监测功能(例如,ECG或其他心脏监测功能)。例如,用户可旋转冠部以选择ECG应用程序,并且可按压冠部以激活ECG应用程序(例如,启动佩戴者的ECG的确定和显示)。另选地,用户触摸或按压冠部(或者触摸或按压冠部达预先确定的一段时间)可激活ECG应用程序并使用户的心律得以显示。作为又一示例,用户可与触敏显示器交互以选择和/或激活ECG应用程序。以举例的方式,用户对ECG应用程序的激活由图2A中的ECG 222的手表显示指示。另选地,用户对ECG应用程序的选择可由手表200显示的另一图形或文本来指示。通常,一旦ECG(或其对应的应用程序或功能)被启动、选择或确定,手表200(并且具体地讲,其显示器)可从显示一些图形或文本变为显示ECG 222。
如图2B所示,冠部210可连接到轴224(并且可与轴一体),并且轴224可延伸穿过外壳206中的开口。在一些实施方案中,轴224可通过衬套或其他部件与外壳206分离,或者通过保持机构保持到外壳206。轴224可相对于外壳206旋转或平移,如箭头218和220所示,从而向电子设备200的处理器提供一个或多个冠部输入。外壳206内的第一传感器226可感测轴运动的各方面,诸如旋转方向、旋转速度、旋转加速度或轴224的角位置。在一些实施方案中,第一传感器226可以是邻近轴224定位的光学传感器,使得光227被发射到轴224上并从该轴反射。光227可通过表面特征部(诸如扇形镜、凹槽、凹部、突出等)的图案或者通过加工轴的副产品(诸如凸块、划痕、不平整部等)从轴反射。反射到光学传感器226上的光227的图案和速度可用于确定轴224的旋转方向和/或速度。在其他实施方案中,不同的传感器可用于检测轴224的旋转方向和/或速度,包括机械传感器、电传感器、电容传感器、电刷触点、磁传感器等。
外壳206内的第二传感器228可感测轴运动的各方面,诸如平移或平移方向。在一些实施方案中,第二传感器228可以是定位于轴224的一端的触觉开关、光学传感器、磁传感器、电容传感器等。
外壳206内的第三传感器230可以感测用户何时触摸冠部210,或者可以感测当用户触摸冠部210时由冠部210接收的信号(例如,心律)。在一些实施方案中,第三传感器230可电耦接到冠部210或轴224。在一些情况下,传感器226、228、230可向处理器214提供信号或信息,或者可与处理器214或手表200的其他部件部分地或完全地集成。在一些实施方案中,传感器226、228、230中的两个或更多个传感器可组合成多用途传感器。在一些实施方案中,可不提供传感器226、228、230中的一个或多个传感器。在一些实施方案中,传感器226、228、230中的一个传感器的功能可分布在多个传感器之间,或者可提供额外的冠部传感器。
第一传感器226、第二传感器228和第三传感器230中的任一个或全部可附接到一个或多个内部支撑件232或以其他方式由所述一个或多个内部支撑件支撑,如图2B所示。
主要转向图2C,外壳206可包括用于将表带204附接到手表主体202的结构。在一些情况下,结构可包括细长凹陷部或开口,表带204的端部可通过该凹陷部或开口插入并附接到手表主体202。在其他情况下(未示出),结构可包括外壳206中的凹口(例如,浅凹或凹陷部),该凹口可接收附接到或穿过表带的端部的弹簧销的端部,以将表带附接到手表主体202。
表带204可用于将手表200固定到用户、另一设备、保持机构等。
如前所述,手表200可包括一组电极。在一些情况下,该组电极可以如参考图1A或图1B所述的那样配置。该组电极可由手表主体202内部的处理器214使用,以感测佩戴手表200并将电极压靠在其皮肤上的人的生物参数(例如,ECG)。在一些实施方案中,该组电极可包括在手表主体202的背面上的后向电极216(例如,在后侧外壳构件206b上)。该组电极还可包括冠部210上的电极和/或按钮212上的电极。
可在后侧外壳构件206b上形成(例如,印刷、电镀或以其他方式沉积)后向电极216。如果后侧外壳构件206b不导电,则后向电极216可直接形成在后侧外壳构件206b上并且通过例如穿过后侧外壳构件206b形成的导电通孔连接到手表主体202内部的电路(例如,处理器214)。如果后侧外壳构件206b导电,则后向电极216可通过绝缘体或绝缘层与后侧外壳构件206b分离,并且穿过后侧外壳构件206b形成的导电通孔同样可与后侧外壳构件206b绝缘。另选地,后侧外壳构件206b可具有开口,后向电极216与该开口配合。在一些实施方案中,开口可限定后侧外壳构件206b中的凸部,并且后向电极216可搁置在凸部上(并且在一些情况下可通过绝缘体(例如,密封件)或绝缘层与后侧外壳构件206b分离)。
冠部210或按钮212上的电极可以是冠部210或按钮212的导电表面。在一些情况下,冠部210或按钮212可在其整个外表面上导电。在其他情况下,冠部210或按钮212可具有导电部分(例如,芯或插入件)。当前侧外壳构件206a导电时,冠部210或按钮212(或其导电部件)可通过绝缘体(例如,一组密封件、非导电涂层等)与前侧外壳构件206a绝缘)。
在一些实施方案中,冠部210或按钮212中的一者可在其上具有电极,并且在其一个手腕上佩戴有手表200的用户可用他们另一只手的手指触摸冠部210或按钮212上的电极。然后,处理器214可使用电极来获取用户的ECG。在其他实施方案中,冠部210和按钮212两者都可在其上具有电极,并且在其一个手腕上佩戴有手表200的用户可用他们另一只手的手指触摸冠部210和按钮212上的电极。在其他实施方案中,整个后侧外壳构件206b(或甚至整个外壳206)可以是电极。在后面的这些实施方案中,可在外壳206和冠部210之间和/或在外壳206和按钮212之间提供电绝缘。
在一些示例中,手表200可没有显示器、冠部210或按钮212。例如,手表200可包括音频输入或输出接口、触摸输入接口、触觉(力)输入或输出接口,或者不需要显示器、冠部210或按钮212的其他输入或输出接口。除了显示器、冠部210或按钮212之外,手表200还可包括前述的输入或输出接口。当手表200没有显示器时,手表200的正面可被盖208覆盖,或者被金属或其他类型的外壳构件覆盖(例如,盖208的开口可不存在,并且前侧外壳构件206a可在由盖208限定的区域上延伸)。在这些实施方案中,冠部210或按钮212上的电极可由手表主体202的正面上的电极代替(或补充)。用户可用手指触摸前向电极,类似于他们如何触摸冠部210和/或按钮212上的电极。另选地,用户可将前向电极放置成与例如相对的手腕、其腿的一部分或其躯干或前额接触。
在一些实施方案中,手表200可没有后向电极216,并且冠部210和按钮212中的每一者可具有用作电极的导电表面。在这些实施方案中,手表200可能需要从用户的手腕上取下,以使用户能够将他们身体的不同部分压靠在冠部电极和按钮电极上。在一些实施方案中,冠部210或按钮212可被移动到手表主体202的相对侧,从而增加冠部210和按钮212之间的间距,并使用户更容易将他们身体的不同部分压靠在冠部电极和按钮电极上。
可包含一组电极的其他电子设备包括其他可穿戴电子设备、其他计时设备、其他健康监测或健身设备、其他便携式计算设备、移动电话(包括智能电话)、平板计算设备、数字媒体播放器等。
因为在一组电极的各个电极处提供、传播或监测的电压或信号可为低电压或具有低振幅,所以该组电极的材料、位置、电连接和电路由路径可对处理器辨别表示佩戴手表200或类似设备(例如,本文所述的其他手表或电子设备之一)的人的ECG或其他生物参数的有用信号的能力具有显著影响。该组电极的材料、位置、电连接和电路由路径可确定电极从人的皮肤接收电压/信号的程度如何(例如,电压/信号通过的设备到用户界面的信噪比(SNR));电压/信号在手表200的电极和内部部件之间传输的程度如何(例如,电压/信号传播SNR);以及电极在面对环境因素(诸如温度、湿度、水分、电磁辐射、灰尘等)时的工作情况。本公开中描述的技术可在一些或所有这些条件下改善一组电极的可用性。
图3示出了包含一组电极的电子手表300的另一个示例。手表300可以是参考图1或图1B所述的可穿戴电子设备100或110的示例,并且可包括参考图2A至图2C所述的手表200的多个部件。手表300可包括手表主体202和表带204。图3示出了手表主体的背面的等轴视图。仅示出表带204的一部分(即,仅表带204的附接到手表主体202的部分)。
图3中的手表300与之前图的手表200的不同之处在于,它具有不同的一组内部部件、不同的后侧外壳构件302以及在后侧外壳构件302上提供或暴露的不同组元件。例如,手表300可包括传感器子系统,其包括电子部件和光学部件两者。电子部件可包括在后侧外壳构件302上形成的一个或多个电极304、306。在一些情况下,电极304、306中的每一个电极可具有圆形形状并且可以PVD沉积在后侧外壳构件302上。另选地,可以在后侧外壳构件302上仅形成一个或多于两个电极,或者电极304、306可定位在后侧外壳构件302中的开口上方(或插入其中)。
传感器系统的光学部件可包括后侧外壳构件302中的一组的一个或多个窗口308、310、312、314。窗口308、310、312、314中的每一个窗口可传递至少一种波长的光。在一些情况下,窗口308、310、312、314中的每一个窗口可具有半圆形状。窗口可另选地具有其他形状。窗口可由晶体、玻璃、塑料或其他材料形成,其传递由传感器子系统发射或接收的至少一种波长的光。
在一些实施方案中,后侧外壳构件302可以是或包括透明盖(例如,包括晶体诸如蓝宝石晶体或玻璃或塑料等的盖),并且可以是基本上平坦的或平面的(如图所示)或者可以是弯曲的或非平面的。可以将掩模(例如,油墨掩模和/或暗掩模)施加于透明盖以限定窗口308、310、312、314。电极304、306可形成在掩模的顶部上或掩模中的开口上方。
在一些实施方案中,后侧外壳构件302可以是不透明的基板,诸如金属或塑料基板,并且一个或多个透明窗口308、310、312、314可装配到基板中的开口。透明窗口可安装到手表主体202内部(或外部)的开口处。电极304、306可安装到使电极304、306能够从后侧外壳构件302的外表面向外突出的附加开口,或者电极304、306可形成在后侧外壳构件302的表面上并且通过穿过后侧外壳构件302的表面形成的导电通孔或其他元件电连接到手表主体202内部的部件。
以举例的方式,图3示出了沿第一轴线对准的电极304、306,该第一轴线将后侧外壳构件302分成两半,并且示出了沿着垂直于第一轴线的第二轴线对准的窗口308、310、312、314,其将后侧外壳构件302分隔成不同的两半。以这种方式,电极304、306和窗口308、310、312、314可在后侧外壳构件302的外表面上形成四个圆形区域,其中包含窗口308、310、312、314的圆形区域分为两部分。
在使用中,形成圆形区域的每对窗口308/310、312/314可包括一个或多个光发射器定位在其下方的第一窗口和一个或多个光接收器定位在其下方的第二窗口,其中可选组的一个或多个阻光壁定位在一个或多个光发射器和一个或多个光接收器之间(或光发射器周围,或光接收器周围)。
图4A至图4D示出了包含一组电极的电子手表400的附加示例。手表400可以是参考图1A或图1B所述的可穿戴电子设备100或110的示例,并且可包括参考图2A至图2C所述的手表200的多个部件。手表400可包括手表主体202和表带204。图4A示出了手表主体的背面的等轴视图。仅示出表带204的一部分(即,仅表带204的附接到手表主体202的部分)。
与参照图3所述的手表300类似,手表400可包括传感器子系统,其包括电子部件和光学部件两者。然而,手表400的电子部件和光学部件可与手表300的电子部件和光学部件不同地布置。
主要参见图4A,透光元件诸如载体404(例如,后向或面向皮肤的载体)可联接到或以其他方式附接到手表400的后侧外壳构件402,并且在一些情况下可被认为形成手表主体202的外壳206的一部分。载体404可具有在手表主体202内部的第一表面406(参见图4C)和在手表主体202外部的第二表面408(参见图4A)。载体404可以是圆顶形的或者非平面的,如图4A至图4C所示,使得第二表面408从手表400的后部构件402突出或远离其延伸。这也在图4B和图4C中清楚地示出了。
以举例的方式,载体404被示出为具有圆形周边并且装配到后侧外壳构件402中的圆形开口。在其他示例中,载体404可具有正方形、椭圆形或一些其他形状的周边。类似地,后侧外壳构件402中的开口可以是正方形、椭圆形或一些其他形状。载体204的周边和开口的周边不需要具有相同的尺寸或形状(例如,后侧外壳构件402中的开口的周边可以比载体404的周边更小或具有不同的形状)。在一些示例中,载体404可以是蓝宝石晶体。另选地,载体404可由玻璃、塑料或其他材料形成的透光元件形成(或由其代替)。载体404可对所有波长的光或仅一些波长(以及甚至一个波长)的光透明。
载体404的外表面408可在其上具有一组电极(例如,第一和第二(或后向)电极412、414),但在一些实施方案中,可使用单个电极或多于两个电极。在一些实施方案中,电极412、414可PVD沉积在载体404上。参考图5A至图5E、图6至图8、图9A至图9C和图10A至图10D描述电极412、414和掩模422的示例性构造。在一些实施方案中,电极412、414可为不透明的。在其他示例中,电极412、414可由透明材料形成,如参考图6所述,并且光学传感器子系统416可通过电极412、414发射/接收光。光学传感器子系统416可以是例如光学心率传感器。
在一些情况下,第一电极和第二电极412、414可以是弧形(例如,半圆形),并且可围绕中心开口418和形成在掩模422中的开口420的同心环定位。第一电极和第二电极412、414可延伸到载体404的边缘,并且在一些情况下可围绕载体404的周边缠绕到载体404的内表面406,或者连接到在载体404中形成的导电通孔或以其他方式电连接到手表主体202内的元件,其接收由第一电极和第二电极412、414中的一个或两个感测到的信号。在一些情况下,第一电极和第二电极412、414可与后侧外壳构件402电绝缘(例如,通过非导电垫圈或粘合剂),或者后侧外壳构件402可以是非导电的。在一些情况下,第一电极和第二电极412、414可由不锈钢(SUS)或类金刚石碳(DLC)形成,或包括不锈钢(SUS)或类金刚石碳(DLC)。
电极412、414可定位(例如,在载体404的周边或在其他位置),以便不干扰在手表主体202内部的光学传感器子系统416(参见图4C)和手表主体202外部的介质(例如,皮肤)之间的光学通信。可通过载体404发生光学通信,并且在一些情况下可通过在施加到载体404的一个或多个掩模422中形成的多个开口418、420发生光学通信。下面更详细地讨论光学感测子系统。
图4B示出了在图4A中所示的手表主体202的正面图。手表主体202的外部主要由外壳206、透明盖208和载体404限定。载体404支撑后向电极412、414(例如,如参考图4A、图4C、图5C、图5D、图5E、图6至图8、图9A至图9C和图10A至图10D所述)。元件430可表示冠部210或按钮212。为了便于解释,应注意,载体404上的电极412、414的位置相对于它们在图4A和图4C中的位置旋转了90度。
手表主体202可紧靠用户的手腕432或其他身体部分,并且可通过表带204或其他元件附着到用户身上。当紧靠用户的手腕432时,载体404上的电极412、414可接触用户的皮肤。用户可用手指434触摸元件430的导电部分。用户可以各种方式触摸元件430,这取决于元件430导电的位置,并且取决于用户的偏好。在一些情况下,用户可触摸元件430同时还触摸他们的手腕432。然而,高的皮肤到皮肤阻抗倾向于降低信号将从电极412、414通过其手腕432行进到其手指434并随后行进到元件430(或反之亦然)的可能性。在一些情况下,用户可在触摸外壳206的同时触摸元件430,如果外壳206不导电则是没问题的。
图4C示出了可附接到图4A和图4B中所示的载体404的内表面406的部件的分解图。当组装图4A和图4B中所示的手表主体202时,图4C中所示的部件可位于外壳206内。以举例的方式,图4C示出了与后侧外壳构件402相关(即,与面向皮肤的外壳构件相关)的部件。
在某些情况下,图4C中所示的内部部件可附接到载体404的内表面406(并且在一些情况下,直接附接在其上)。内表面406有时可被称为载体404的第一表面。附接到载体404的部件可包括透镜436、滤光器438、一种或多种粘合剂440、442、光学传感器子系统416、电路或处理子系统444、磁体446或磁屏蔽件448。
透镜436可邻接、附接到(并且可选地,直接附接在其上)或形成在载体404的第一表面或内表面406上。以举例的方式,透镜436与载体404的中心对准。在一些情况下,载体404的内表面或外表面406、408上可具有掩模422(例如,油墨掩模或暗掩模,并且在一些情况下具有多个掩模)。掩模422可限定开口418(例如,第一开口或中心开口),其允许至少一种波长的光穿过载体404,并且透镜436可与开口418对准。在一些情况下,透镜436可以是或可包括菲涅耳透镜、球面透镜、漫射膜等。
在一些情况下,滤光器438可包括一个或多个区段450,并且每个区段450可附接到(例如,层压到)载体404的内表面406并定位在内表面上(例如,邻近或围绕透镜436定位),以防止光学传感器子系统416的一组一个或多个光接收器接收由光学传感器子系统416的一组一个或多个光发射器发射的一部分光。该组光发射器和该组光接收器未在图4C中示出,并且可附接到光学传感器子系统416的下侧。当载体404包括掩模422时,掩模422可进一步限定第二开口420a或包括第二开口420a的一组开口420。第二开口420a或一组开口420可定位在第一开口418附近或周围。在这些实施方案中,滤光器438的区段450(或者滤光器环或其他滤光器构型)可与该组开口420中的每个开口对准(例如,可覆盖每个开口)。
作为示例,图4C示出了掩模422,其限定围绕中心开口418的一组八个径向开口420。滤光器438的每个区段450可阻挡(例如,吸收)由附接到光学传感器子系统416的一组光发射器发射的光的一部分,该部分光从过于靠近载体404(或位于其内)的表面(例如,载体404的外表面408、载体404内的缺陷,或者过于靠近载体404的介质)反射,使得反射光在设计光学传感器子系统416所用的感测操作中不起作用。例如,当光学传感器子系统416被配置为确定用户的生物参数时,从载体404或从用户的皮肤外层反射的光可能与被确定的生物参数没有任何关系并且可能不起作用。因此,滤光器可被配置为滤除与从载体和/或皮肤表面反射的光相关联的光频率,允许从更深的皮肤层、血管等反射的光被接收器接收。在一些示例中,滤光器438或其区段450可包括光控膜、光偏振器、抗反射膜、反射膜或光吸收器中的至少一者。因此并且作为一个非限制性示例,光学传感器子系统416可用作光学心率检测器。
在一些实施方案中,掩模422可代表多个掩模,并且不同的掩模可允许不同波长的光穿过载体404,例如参考图5A至图5E和图6所述。
光学传感器子系统416可包括基板452,该组一个或多个光发射器(例如,LED)和该组一个或多个光接收器(例如,光电探测器,诸如光电二极管)附接在该基板上。光发射器和光接收器可附接到或定位在基板452上以通过载体404发射和接收光。传感器子系统416可通过一种或多种粘合剂440/442诸如压敏粘合剂(PSA)或热活化膜(HAF)附接到载体404。在一些情况下,该组光发射器可居中地附接在基板452上,并且第一壁可附接到围绕该组光发射器的基板452的下侧(例如,形成在其上或粘合到其中)。可使用第一粘合剂440将第一壁附接到载体404的内表面406。该组光接收器可围绕该组光发射器附接在基板452上,位于第一壁和附接到基板452的下侧(例如,形成在其上或粘合到其中)的第二壁之间。可使用第二粘合剂环442将第二壁附接到载体404的内表面406。
光学传感器子系统416的基板452可包括各种触点、焊盘、迹线或者使得处理子系统444能够电联接到光学传感器子系统416的该组光发射器和该组光接收器的其他导电结构454。处理子系统444可包括基板456(例如,印刷电路板(PCB)),该基板经由光学传感器子系统416的基板452、456和处理子系统444之间的导电结构454和/或附加粘合剂附接到光学传感器子系统416,从而附接到载体404。基板452、456还可或另选地使用机械紧固件(例如,螺钉)连接。处理子系统444可激活光发射器和光接收器以执行传感器功能(例如,以确定心率)。在一些情况下,处理子系统444可附接到手表主体内的另一结构,并且可通过柔性电路或其他导体电连接到光学传感器子系统416的导电结构454。
在一些实施方案中,处理子系统444的基板456中可具有洞458,并且磁体446可与洞458对准并邻接(或附接到)基板452。在一些情况下,磁体446可粘合地粘结到光学传感器子系统416的基板452。磁体446可感应地联接到用于对包括在手表主体内的电池进行充电的电池充电器,该电池可为手表的部件(包括光学传感器子系统416和处理子系统444的部件)供电。
磁屏蔽件448可邻接(或附接到)磁体446。在一些情况下,磁屏蔽件448可粘合地粘结到磁体446。磁屏蔽件448可朝向和远离载体404引导与磁体446相关联的磁通量,以改善包括在手表主体202内的电池的感应电池充电性能。
将图4C中所示的部件直接或间接地连接到载体404的内表面406可以在堆叠时减小部件的高度。
图4D示出了附接到图4A至图4C中所示的载体404的传感器子系统416。图4B还示出了围绕传感器子系统416的柔性电路460,其可提供电极412、414和传感器子系统416之间的电连接,同时还提供作为在传感器子系统416和电极412、414之间的电噪声缓解屏障(或E屏蔽件)操作的接地件。电极412、414可连接到电接触件462、464,电接触件462、464位于载体404的内表面上并且连接到柔性电路460和电极412、414中的两条迹线。柔性电路460中的迹线可经由导电环氧树脂连接到电接触件462、464,并且可将电接触件462、464连接到传感器子系统416。处理器可以是传感器子系统416的一部分,并且处理器可经由柔性电路466连接到另一个处理器或其他电路。
图5A至图5E示出了可沉积在图4A至图4C所示的载体404的内表面和外表面上的涂层的示例。如图5A所示,可在载体404的内表面406上沉积(例如,PVD沉积)对红外(IR)和可见光不透明的第一掩模500(例如,第一油墨掩模)。在一些示例中,第一掩模500可包括内环500a和外环500b,所述内环和外环限定中心第一开口418和同心的第二开口506(即,与第一开口418同心的第二开口506)。中心第一开口418可定位在参考图4C描述的光学传感器子系统416的光发射器上方(并且在可选透镜436上方),并且同心的第二开口506可定位在传感器子系统416的光接收器上方。第一掩模的内环500a可防止光接收器在穿过中心第一开口418之后接收不太可能已穿过用户皮肤的光。第一掩模500的外环500b在某些情况下可出于美观的原因而提供,并且在某些情况下可能不提供。
图5B示出了对可见光不透明但对IR光透明的第二掩模508(例如,第二油墨掩模)。可在载体404的内表面406上沉积(例如,PVD沉积)第二掩模508。第二掩模508可在第一掩模500中的同心第二开口506上方沉积在载体404上,并且可与第一掩模的内环和外环500a、500b重叠,如图6所示。第二掩模508可在光学传感器子系统416的相应光接收器上方限定多个可见光开口420,同时允许IR光穿过整个同心第二开口506。这可增加光接收器接收的IR光的量。第二掩模508还可在冷凝检测器512上方限定可选的开口。在一些情况下,第二掩模508可在视觉上看起来类似于第一掩模500(例如,两个掩模可以是暗掩模,使得用户可能不可能或难以在视觉上区分第一掩模和第二掩模500、508)。
图5C和图5D示出了在载体404的内表面和外表面406、408上的PVD沉积的第一电极和第二电极514a、514b的示例。第一电极和第二电极412、414可以是弧形的并且定位在载体404的周边。第一电极和第二电极412、414可以基于诸如以下因素来确定尺寸:提供足够的区域以在电极412、414和皮肤之间提供良好的电接触(这可以提高电传感器效率);提供尺寸基本上不干扰天线或设备的其他电气结构的电极412、414(这可以提高无线通信效率);或者提供被定位成允许通过载体404进行光通信的电极412、414(这可以提高光通信效率)。第一电极和第二电极412、414可彼此隔开一对间隙518a、518b。
第一电极和第二电极412、414可沉积在载体404的内表面和外表面406、408上,并且可围绕载体404的边缘(或周边)缠绕。用于形成第一电极和第二电极412、414的材料可被图案化以在载体404的内表面406上形成电接触件520a、520b(例如,接片)。第一电极和第二电极412、414可与载体404的内表面406上的第一掩模500(或第一掩模的外环500b)重叠,使得第一掩模500定位于第一电极和第二电极412、414与载体404的内表面406之间。因此,用于形成电极412、414的材料可能需要具有使材料能够粘附到载体表面(例如,蓝宝石表面)和掩模(例如,油墨掩模)的性质。用于形成电极412、414的一种或多种材料也可具有诸如以下性质的单独或组合的性质:低阻抗和良好导电性(例如,低DC电阻);低的电极到皮肤阻抗;用于减少电极412、414的刮擦的高硬度;比载体404更高的弹性模量(例如,用于减轻电极412、414中的裂缝传播通过载体404的可能性);与HAF或其他粘合剂的相容性;以及良好的生物相容性(例如,不太可能对设备的用户造成不良反应)。在一些实施方案中,电极412、414可包括氮化铝钛(AlTiN)或碳氮化硅铬(CrSiCN)。AlTiN和CrSiCN耐磨损和耐腐蚀,并且不会对蓝宝石载体施加过度的应力。
图5E示出了粘合剂在载体404的内表面406上的示例性沉积。粘合剂可沉积在内环和外环440、442中,如参考图4C所述。粘合剂的内环440可定位在第一掩模的内环500a上。粘合剂的外环442可定位在从第二掩模508中的多个开口420向外的第二掩模508上。在一些情况下,粘合剂可包括PSA或HAF。
图6示出了图5B中所示的载体404的横截面,并且示出了第一掩模和第二掩模500、508之间的重叠。第二掩模508可与载体404的内表面406上的第一掩模(例如,外环500b)重叠,使得第一掩模500定位于第二掩模508和载体404的内表面406之间。
图7示出了图5C或图5D中所示的载体404的横截面,并且示出了第一电极412(或第二电极)与第一掩模500(例如,第一掩模的外环500b)之间的重叠。第一电极412可与载体404的内表面406上的第一掩模500(或第一掩模的外环500b)重叠,使得第一掩模500定位于第一电极412与载体404的内表面406之间。
在一些实施方案中,图5C、图5D和图7中所示的电极412、414可使用氧化铟钛(ITO)或其他透明材料形成。在这些实施方案中,电极412、414可对定位于载体404下方的传感器子系统发射的光透明,因此电极412、414可在载体404的外表面408的更大部分(或全部)上延伸。图8示出了基于ITO的电极的示例性层构造。如图所示,叠层800可包括载体上的氧化铝(Al2O3)层802、氧化铝层802上的ITO层804、氧化铝层804上的二氧化硅(SiO2)的第一层806、二氧化硅的第一层806上的氮化硅(Si3N4)层808、氮化硅层808上的二氧化硅的第二层810以及类金刚石碳层812,或者在二氧化硅的第二层810上的另一硬质涂层。另选地,可以不沉积氮化硅层808和二氧化硅的第二层810,或者可以仅沉积ITO层804,或者可以只是沉积ITO层804和二氧化硅的第一层806。层的数量或类型的其他变化也可用于形成叠层800。每个层可对IR或可见光透明。
图9A至图9C示出了在电极(例如,形成电子设备外壳的一部分的载体的外表面上的电极)与电子设备内部的电接触件之间的另选电连接。在一些示例中,在图9A至图9C中以横截面示出的载体可具有圆形周边。在其他示例中,载体可具有椭圆形、正方形、矩形等的周边。参考图9A至图9C所述的技术可应用于具有各种周边形状的载体、具有不同组成的载体等。在一些实施方案中,可复制图9至图9C中所示的特征部,以将电子设备的外表面上的多于一个电极电连接到电子设备内部的部件。
在图9A中,电极900可以是PVD沉积在载体904的表面902上的薄膜电极。其上沉积有电极900的表面902可以是载体904的在电子设备外部的表面(即,电极900可以沉积在载体904的外表面902上)。如图所示,用于形成电极900的导电材料可沉积在载体904上,使得材料围绕载体904的边缘906或周边缠绕,以在载体904的位于电子设备内部的表面910上(即,在载体904的内表面910上)形成电接触件908。在一些情况下,电接触件908可以是接片,其划出围绕载体904的周边比电极900小得多的弧(例如,如图5C、图5D和图5E所示)。在其他情况下,电接触件908可以是弧形的并且划出弧,该弧的尺寸类似于由载体904的外表面902上的电极900所划出的弧。
在一些情况下,用于形成电极900和电接触件908的导电材料可在单个操作中沉积在载体904的外表面902、边缘906和内表面910上(或单组操作,其中材料沉积在载体904的外表面902、边缘906和内表面910上)。在其他情况下,用于形成电极900的材料可在与一个或多个操作分开执行的操作中沉积在载体904的边缘906或内表面910上,其中电极900沉积在载体904的外表面902上。在后面这些示例中,可沉积材料使得材料重叠。在一些情况下,用于形成电极900的一组一种或多种材料可不同于沉积在载体904的边缘906或内表面910上的一组一种或多种材料。
在一些实施方案中,沉积在载体904的外表面902、边缘906和内表面910上的导电材料可包括SUS层或DLC层。在其他实施方案中,仅载体904的电极900或边缘906可涂覆有不锈钢或DLC层。在一些示例中,导电材料可包括AlTiN或CrSiCN的PVD沉积层。
在一些实施方案中,可将一个或多个掩模(例如,一个或多个油墨掩模)施加到载体的内表面(例如,如参考图5A至图5E、图6和图7所述)。在这些实施方案中,可在掩模上施加用于形成电极900和电接触件908的一种或多种导电材料。因此,可选择导电材料以及导电材料沉积在载体904上的方式,以确保导电材料与载体904以及用于形成掩模的油墨或其他材料的粘附。
如图9A所示,载体904的内表面910的外围带可附接到电子设备的另一个外壳构件914中的凹入凸部912(例如,载体904与外壳构件914重叠)。在此类实施方案中,载体904可使用粘合剂916诸如热活化膜(HAF)附接到外壳构件914。因此,可选择粘合剂916或导电材料,以及载体904附接到外壳构件914的方式,以确保载体904粘附到外壳构件914。
电接触件908可具有足够大的宽度(例如,沿载体904的半径的足够大的宽度),当载体904附接到外壳构件914时电接触件908延伸经过外壳构件914中的凹入凸部912,使电接触件908可在电子设备内部接近。在一些情况下,柔性电路、其他柔性导体或其他导电元件可以焊接或以其他方式电连接到电接触件908,以使信号能够从电极900接收或施加到该电极。
在图9B中,电极918可以是PVD沉积在载体922的表面920上的薄膜电极。其上沉积有电极918的表面920可以是载体922的在电子设备外部的表面(即,电极918可以沉积在载体922的外表面920上)。在将电极918沉积在载体922上之前或之后,可在载体922中钻出或以其他方式切出直通载体通孔924。直通载体通孔924可从载体922(或电极918)的外表面920延伸到载体922的内表面926。通孔924可涂覆或填充有导电材料928诸如不锈钢(SUS),并且导电材料928可被电极918覆盖、与其重叠或以其他方式与其电连接。在一些情况下,通孔924中的导电材料928可模制或胶合在通孔924中。导电材料928可在载体922的位于电子设备内部的表面926上(即,在载体的内表面上)提供电接触件930。在一些情况下,通孔924中的导电材料928可与载体922的内表面926的一部分重叠,或者可连接到沉积在载体922的内表面926上的另一导电元件。
用于形成电极918并沉积在通孔924中的导电材料可为相同或不同的。在一些实施方案中,用于形成电极918的导电材料可包括不锈钢层(SUS)或类金刚石碳层(DLC)。在一些示例中,导电材料可包括PVD沉积的氮化铝钛(AlTiN)层或碳氮化硅铬(CrSiCN)层。
如图9B所示,载体922的内表面926的外围带可附接到电子设备的另一个外壳构件934中的凹入凸部932(例如,载体922与外壳构件934重叠)。在此类实施方案中,载体922可使用粘合剂936诸如HAF附接到外壳构件934。因此,可选择粘合剂936,以及载体922附接到外壳构件934的方式,以确保载体922粘附到外壳构件934。
当载体922附接到外壳构件934时,通孔924可被定位成使得其与凹入凸部932重叠或者在凹入凸部932的内部,使得电接触件930可在电子设备内部接近。在一些情况下,柔性电路、其他柔性导体或其他导电元件可以焊接或以其他方式电连接到电接触件930,以使信号能够从电极918接收或施加到该电极。
在图9C中,电极938可以是定位于载体940和电子设备的另一个外壳构件942之间的金属弧形元件。在一些实施方案中,电极938可以是单个金属环形电极(例如,一个电极)。在这些实施方案中,载体940在电子设备内部的表面(例如,载体940的内表面944)的外围带可附接到电极938中的凹入凸部946(例如,载体940与电极938重叠),并且电极938可附接到外壳构件942中的凹入凸部950(例如,电极938与外壳构件942重叠)。在其他实施方案中,电极938可以是弧形的,并且可以是载体940和外壳构件942之间的两个或更多个弧形电极中的一个。在这些实施方案中,载体940的内表面的外围带可附接到多个弧形电极938中的凹入凸部946(例如,载体940与电极938重叠),并且每个弧形电极938可附接到外壳构件942中的凹入凸部950(例如,电极938与外壳构件942重叠)。在一些情况下,多个弧形电极938可通过柔性密封件或垫圈或通过刚性分隔件(例如,外壳构件942的刚性延伸部)彼此电绝缘,该刚性延伸部可包括凹入凸部950的延伸部,电极938附接在其上。在一些情况下,电极938可在载体940附接到电极938之前附接到外壳构件942。
电极938可由包括不锈钢(SUS)层或DLC层的导电材料形成。在一些示例中,导电材料可包括PVD沉积的氮化铝钛(AlTiN)层或碳氮化硅铬(CrSiCN)层。电子设备内部的电极938的表面954可提供电接触件,用于将电子设备内部的部件连接到电极938。
在一些情况下,载体940的边缘956或周边可直接邻接电极938,并且电极938的边缘958可直接邻接外壳构件942。在其他情况下,粘合剂、密封件、垫圈或填充物可填充载体940和电极938之间的间隙或者电极938和外壳构件942之间的间隙。
如图9C所示,载体940的内表面944的外围带可附接到电极938中的凹入凸部946,并且电极938的内表面954的外围带可附接到外壳构件942。在此类实施方案中,载体940可附接到电极938,或者电极938可使用粘合剂948或952诸如HAF附接到外壳构件942。因此,可选择粘合剂948或952以及相应元件附接的方式,以确保载体940与电极938的粘附(或者电极938与外壳构件942的粘附)。
当电极938附接到外壳构件942时,电极938可被定位成使得其与凹入凸部950重叠或者在凹入凸部950的内部,使得电极938可在电子设备的内部接近。在一些情况下,柔性电路、其他柔性导体或其他导电元件可以焊接或以其他方式电连接到电极938,以使信号能够从电极938接收或施加到该电极。
图10A至图10D示出了另选的载体轮廓,以及载体到电子设备的其他外壳构件的另选附接(例如,结构附接)。在一些示例中,载体可具有圆形周边。在其他示例中,载体可具有椭圆形、正方形、矩形等的周边。参考图10A至图10D所述的技术可应用于具有各种周边形状的载体、具有不同组成的载体等。图10A至图10D中的每一个示出了电子设备诸如电子手表的外表面(例如,后表面)以及电子设备的外表面的横截面。
在图10A中,载体1000附接到电子设备的另一个外壳构件1002。载体1000包括形成电子设备的外表面的一部分的外表面1004,以及面向电子设备内部的部件的内表面1006。
载体1000的内表面1006的外围带可附接到外壳构件1002中的凹入凸部1064(例如,载体1000与外壳构件1002重叠)。在此类实施方案中,载体1000可使用粘合剂诸如HAF附接到外壳构件1002。可选择粘合剂,以及载体1000附接到外壳构件1002的方式,以确保载体1000粘附到外壳构件1002。
载体1000可以各种方式构造,但是在图10A中,载体1000的内表面1006的内部部分1008诸如载体的在多个直通载体通孔1010内部的一部分是平坦的。内表面1006的外部部分1012,诸如在多个直通载体通孔1010之外的部分,相对于内表面1006的内部部分1008是凹入的或向内倾斜的(在图中向下倾斜)。相反,载体1000的外表面1004可以是凸起的。因此,载体1000的厚度可在一定程度上从其中心轴线到其周边变化。
在一些实施方案中,一个或多个弧形电极1014(例如,两个电极)可定位在载体1000的外表面1004周围,从载体1000的周边向内。在其他实施方案中,电极1014可具有其他形状或者可延伸到周边或周边周围。电极1014可以是PVD沉积的薄膜电极。在一些情况下,电极1014可通过直通载体通孔1010连接到电子设备的内部部件,该直通载体通孔在一些情况下可通过载体1000的内表面1006的平坦内部部分1008钻出或形成。在其他情况下,电极1014可通过围绕载体1000的边缘或周边缠绕的导电材料或者以图9A至图9C中所示的任何方式连接到电子设备的内部部件。
在一些情况下,部件诸如传感器子系统可附接到载体1000的内表面1006的内部平坦部分。
在图10B中,载体1016附接到电子设备的另一个外壳构件1018。载体1016包括形成电子设备的外表面的一部分的外表面1020,以及面向电子设备内部的部件的内表面1022。
载体1016的内表面1022的外围带可附接到外壳构件1018中的凹入凸部1024(例如,载体1016与外壳构件1018重叠)。在此类实施方案中,载体1016可使用粘合剂诸如HAF附接到外壳构件1018。可选择粘合剂以及载体1016附接到外壳构件1018的方式,以确保载体1016粘附到外壳构件1018。
载体1016可以各种方式构造,但是在图10B中,载体1016具有均匀的厚度。载体1016的内表面1022可为凹入的,并且载体1016的外表面1020可为凸起的。为了提供用于将部件(例如,传感器子系统)连接到载体1016的平坦表面,具有凸起外表面1028和平坦内表面1066的辅助载体1026可附接到载体1016的内部表面1022的内部部分。辅助(或内部)载体1026可使用透明粘合剂附接到主要(或外部)载体1016。在一些情况下,辅助载体1026可附接到多个直通载体通孔1030内部的主要载体1016。
在一些实施方案中,一个或多个弧形电极1032(例如,两个电极)可定位在载体1016的外表面周围,从载体1016的周边向内。在其他实施方案中,电极1032可具有其他形状或者可延伸到周边或周边周围。电极1032可以是PVD沉积的薄膜电极。在一些情况下,电极1032可通过直通载体通孔1030连接到电子设备的内部部件。在其他情况下,电极1032可通过围绕载体1016的边缘或周边缠绕的导电材料或者以图9A至图9C中所示的任何方式连接到电子设备的内部部件。
图10C和图10D各自示出了附接到电子设备的另一个外壳构件的载体。载体包括形成电子设备的外表面的一部分的外表面,以及面向电子设备内部的部件的内表面。在图10C和图10D的每一个中,载体具有平坦的内表面和凸起的外表面。图10C和图10D中所示的载体可比图10A和图10B中所示的载体更容易制造。
在图10C中,载体1034附接到电子设备的另一个外壳构件1036。载体1034包括形成电子设备的外表面的一部分的外表面1038,以及面向电子设备内部的部件的内表面1040。
载体1034的内表面1040的外围带可附接到外壳构件中的凹入凸部1042(例如,载体1034与外壳构件1036重叠)。在此类实施方案中,载体1034可使用粘合剂诸如HAF附接到外壳构件1036。可选择粘合剂以及载体1034附接到外壳构件1036的方式,以确保载体1034粘附到外壳构件1036。
在一些实施方案中,一个或多个弧形电极1044(例如,两个电极)可围绕载体1034的外表面1038的周边定位。在其他实施方案中,电极1044可在载体1034的外表面1038上具有其他形状或其他位置。电极1044可以是PVD沉积的薄膜电极。在一些情况下,电极1044可通过围绕载体1034的边缘或周边缠绕的导电材料或者以图9A至图9C中所示的任何方式连接到电子设备的内部部件。
在一些情况下,部件诸如传感器子系统可附接到载体1034的内表面1040。
在图10D中,载体1060附接到电子设备(例如,电子手表)的另一个外壳构件1046,类似于载体1034附接到图10C中的另一个外壳构件1036的方式。例如,载体1060的内表面1048的外围带可附接到外壳构件1046中的凹入凸部1050(例如,载体1060与外壳构件1046重叠)。载体1060可使用粘合剂诸如HAF附接到外壳构件1046。可选择粘合剂以及载体1060附接到外壳构件1046的方式,以确保载体1060粘附到外壳构件1046。
载体1060附接到其上的外壳构件1046可附接到另一个外壳构件(例如,第二外壳构件1052)。第一外壳构件1046的内表面1054的外围带可附接到第二外壳构件1052中的凹入凸部1056(例如,第一外壳构件1046与第二外壳构件1052重叠)。第一外壳构件1046可使用粘合剂诸如HAF附接到第二外壳构件1052。可选择粘合剂,以及第一外壳构件1046附接到第二外壳构件1052的方式,以确保第一外壳构件1046粘附到第二外壳构件1052。在一些情况下,第一外壳构件1046可使载体1060上的电极1058与第二外壳构件1052电绝缘,或者可在不相容的材料之间提供过渡,或者可为载体1060提供支撑,或者可便于组装电子设备的外壳。
在一些实施方案中,一个或多个弧形电极1058(例如,两个电极)可围绕载体1060的外表面的周边定位。在其他实施方案中,电极1058可在载体1060的外表面1062上具有其他形状或其他位置。电极1058可以是PVD沉积的薄膜电极。在一些情况下,电极1058可通过围绕载体的边缘或周边缠绕的导电材料或者以图9A至图9C中所示的任何方式连接到电子设备的内部部件。
在一些情况下,部件诸如传感器子系统可附接到载体1060的内表面1048。
现在转到冠部上的电极的具体实施,图11A示出了冠部组件1100的示例性正面图。冠部组件1100可以是包括在参考图1A、图1B、图2A至图2C、图3、图4A或图4B描述的任何电子设备中的冠部组件的一个示例。冠部组件1100可包括冠部210。
冠部210可机械连接和电连接到轴1102,该轴延伸穿过外壳中的开口。以举例的方式,外壳被示为是参考图2A至图2C、图3、图4A和图4B描述的手表主体202的外壳206。冠部210可由包括轴1102的单件材料整体形成(即,它们可以彼此连接),或者轴1102可以使用紧固手段诸如焊料、螺纹或粘合剂半永久地附接到冠部主体1104。冠部210(或至少冠部主体1104)可在外壳206的外部,并且可由包含冠部组件1100的电子设备的用户旋转和/或平移。此外,尽管冠部主体1104和轴1102在图11A和图11B中示出为整体形成,但应该理解的是,它们可以是连接在一起的单独件。
冠部组件1100还可包括容纳轴1102的一端的轴保持器1106。轴保持器1106可以机械连接和/或电连接到在外壳206的内部的轴1102(例如,使用焊料、螺纹或粘合剂)。轴保持器1106可将冠部210相对于外壳206保持就位。
一个或多个绝缘体1108(例如,电绝缘体)可使冠部210和/或轴1102与外壳206电绝缘。术语“绝缘体”涵盖单个绝缘体和作为一组的多个绝缘体两者。绝缘体1108在图11中一般地示出为具有L形轮廓的环形密封件,用作轴的衬圈。当绝缘体1108和轴保持器1106与轴1102一起移动时,轴1102和冠部主体1104可平移、朝向和远离外壳206移动。在一些实施方案中,当轴1102、冠部主体1104和轴保持器1106移动时,绝缘体1108可相对于外壳206静止。
绝缘体1108或密封件使轴1102与外壳206电绝缘,并且还可以使外壳206与轴保持器1104电绝缘。在一些实施方案中,绝缘体1108可另选地包括一个以上的元件并且/或者定位在冠部组件1100内的其他位置。例如,绝缘体1108可包括施加到外壳206的面向冠部210下侧的表面或者施加到面向冠部210的下侧的其他元件的元件、层或涂层1108a。
触觉开关1110可与轴1102轴向对准并且定位在轴1102的与冠部主体1104相对的端部处。以举例的方式,触觉开关1110可附接在基板1112上。当轴1102沿着轴1102的轴线平移以提供冠部输入时,可以致动(例如,在两个或更多个状态之间切换)触觉开关1110。弹簧偏置的导体1114可机械连接和电连接到轴1102或轴保持器1106中的至少一个,并且在图11中示出为连接到轴保持器1106。弹簧偏置的导体1114可被偏置以在冠部210的旋转和平移的所有阶段期间电接触轴1102和/或轴保持器1106,并且可将轴1102和/或轴保持器1106电连接到电路1116(例如,处理器)。当冠部被用户平移时,弹簧偏置的导体1114可变形以维持与轴1102和/或轴保持器1106的电接触。
冠部组件1100还可包括光学编码器1118。光学编码器1118可用于检测轴1102或轴保持器1106的旋转和/或平移。在一些实施方案中,电路1116和光学编码器1118可附接到与触觉开关1110相同的基板。
在一些实施方案中,冠部210或冠部主体1104的整体可为导电的并且用作电极。导电冠部主体1104可经由轴1102、轴保持器1106和弹簧偏置的导体1114电连接到电路1116。在其他实施方案中,仅冠部210或冠部主体1104的一部分可为导电的并且用作电极,并且冠部主体1104的导电部分可经由轴1102、轴保持器1106和弹簧偏置的导体1114电连接到电路1116。
因为由冠部210接收或从冠部传播的信号可以是低电压或低振幅信号,所以在冠部210上或由冠部形成的电极的材料、位置、电连接和电路由路径可以对电路1116辨别有用信号的能力产生显著影响,所述有用信号表示佩戴包括冠部组件1100的电子设备的人的ECG或其他生物参数。冠部组件1100的材料、位置,电连接和电路径路径还可以确定冠部组件1100从人的皮肤接收电压/信号的情况(例如,电压/信号所通过的设备到用户界面的SNR);电压/信号在冠部210和电子设备的内部组件之间传输的情况(例如,电压/信号传播SNR);以及冠部组件1100在面对环境因素(诸如温度、湿度、湿度、电磁辐射、灰尘等)时的工作情况。在一些情况下,绝缘体1108可以定位成防止湿气使冠部210电短接到外壳206,或者外壳206可以接地以为通过冠部组件1100传播的一些或所有信号提供电屏蔽,或者轴1102和轴保持器1106之间、或者轴保持器1106和弹簧偏置导体1114之间的界面可以被配置成增大SNR并减小信号衰减。
在一些实施方案中,冠部210可包括使冠部210电绝缘的涂层、层等1120(“涂层1120”)。因此,涂层可以起到与绝缘体1108相同或相似的作用,具有与该绝缘体相同或相似的属性,和/或由与该绝缘体相同或相似的材料制成。通常,涂层1120防止冠部210和外壳206之间的电连接,例如当在冠部和外壳之间的空间中存在水时。
在没有涂层1120的情况下,水、汗或其他导体可以将冠部210电桥接或短接到外壳206,假设冠部和外壳二者由电导体诸如金属制成(或结合电导体诸如金属)。在冠部210或其一些部分用作用于测量心电图的电极的情况下,将冠部210短接到外壳206(并因此短接到佩戴者的皮肤)可使冠部不能操作或心电图不可靠。
涂层1120用作阻挡冠部210与外壳206或其他导电材料或主体短路的屏障,从而确保冠部210的电功能。在一些实施方案中,涂层1120仅涂覆冠部的与外壳相对或面向外壳的那些表面;在其他实施方案中并且如图11A所示,涂层1108可以延伸跨过冠部210的一个或多个侧面。此外,涂层210可以延伸到冠部210的顶表面或外表面上(例如,冠部的不与外壳206相对或不面向外壳的表面),尽管通常外表面的至少一部分未被涂层覆盖以限定冠部的可以电耦接到佩戴者的手指的区域。
涂层1120还可以至少部分地沿冠部210的轴向下延伸,如关于图11B更详细地讨论的。
在一些实施方案中,第二涂层1122可以替代冠部210上的涂层1120或者在该涂层之外施加到外壳206。该外壳涂层1122具有与冠部涂层1120相同的功能,即当水或其他电导体位于外壳和冠部之间的间隙中时,使外壳206与冠部210电绝缘。在一些实施方案中,外壳涂层1122可以延伸跨过绝缘体1108(或非绝缘衬圈)。同样地,在一些实施方案中,外壳涂层1122可以在外壳206和绝缘体1108之间延伸,或者可以是绝缘体的延伸部。
在一些实施方案中,涂层1120、1122可以改善冠部组件1100的磨损或为冠部提供装饰功能(例如,提供重点或在视觉上隐藏轴、冠部和/或外壳的表面)。另选地,外壳206或外壳206的面向冠部210的部分可以由用作电绝缘体的材料(例如,塑料、陶瓷等)形成。在一些实施方案中,绝缘体1108中的一个或多个(包括元件/层或涂层1108a或1120)可以是包覆模制的液晶聚合物(LCP)元件或涂层,其可以在移动部分或其他部分之间提供非常好的分离阻力(高分离阻力)。LCP层也可用于代替柔性电路和其他元件中的聚酰亚胺层,并且可不需要使用温度或湿度敏感的粘合剂。LCP元件、层和涂层在高温和高湿度环境中比聚酰亚胺吸收更少的水分,当在不同条件下感测低电压信号(例如,人的生物识别信号)时,这可用于保持部件之间的高分离阻力(例如,在医生办公室或医院外的非受控条件下)。LCP元件、层和涂层也保持良好的高温分离阻力。可用于提供电隔离的其他元件、层或涂层包括硅树脂或丙烯酸元件、层或涂层,或具有高表面电阻的其他元件。参考图11B、图12A、图12B、图13和图14描述了绝缘体或绝缘体位置的其他示例。
图11B示出了延伸穿过电子手表的外壳206的另一示例冠部210。与本文描述的其他实施方案一样,冠部210可用于提供多种类型的输入。例如,冠部可围绕旋转轴线旋转(通常沿着轴1102的中心长度,从外壳206的外部延伸到外壳的内部)以提供第一类型的冠部输入,可沿该旋转轴线平移(例如,朝向和/或远离外壳206移动)以提供第二类型的冠部输入,并且是触敏的以提供第三类型的冠部输入。第一和第二类型的输入可以控制电子手表的显示器上的图形输出,如下面参考图26A至图28B更详细地描述的。第三类型的输入可以是电信号的测量(诸如电压、电容、电流等),或者有利于测量电信号的差分,以提供用户的ECG。也就是说并且如本文中更详细讨论的,第三类型的输入可以是冠部210用作被配置为测量用户的ECG的电路中的两个电极之一。通常,尽管不是必须的,第二电极位于电子手表的背面。该第二电极及其功能在本文档的其他地方更详细地讨论。
冠部210可以由附接在一起的多个元件形成,如下面更详细地讨论的,或者可以是单个件并且彼此连接。冠部210通常包括耦接到轴1102(或与轴一起形成)的冠部主体1104。冠部的轴1102可以延伸穿过外壳206并且通常被接纳在衬圈1124中或穿过该衬圈。衬圈1124可以限制轴1102和冠部主体1104的倾斜。此外,衬圈1124可以允许轴1102和冠部主体1104朝向和远离外壳的平移,以及轴和冠部主体1104围绕旋转轴线的旋转。衬圈1124可以与图11A的轴保持器1106和/或绝缘体1108相同或类似。
一个或多个O形环1134围绕轴1102安装在衬圈1124内。O形环1134可以容纳在轴1102和衬圈1124中的一个或两个内的凹槽、凹陷等内。O形环形成防水密封并且同样减少或消除通过冠部210和外壳206之间的间隙1136进入外壳206内部的污染物。O形环1134还可以允许轴旋转和/或平移,同时限制(或帮助限制)轴1102平移的远近程度。
与图11A所示的实施方案一样,如果在冠部和外壳之间的间隙1136中存在水或另一导体,则冠部210可以短接到外壳206,并且两者彼此不电绝缘。将冠部210短接到外壳206导致电子手表不可靠地测量和显示用户的ECG或根本不起作用。
因此以及类似于图11A的实施方案,冠部210的下侧可涂覆有电绝缘涂层1132。涂层1132可以防止水或其他污染物充当冠部210和外壳206之间的短路或接地路径。如关于图11A所讨论的那样并且在该图中示出,可以除了冠部210之外或代替该冠部将这种涂层施加到外壳206。
图11B中所示的冠部210不是由单件材料形成,而是由多个元件形成。冠部主体1104和轴1102可以由单件材料形成或作为单件材料,例如金属或其他合适的导体,并且在触摸冠状主体1104的物体和外壳206内的传感器之间提供电路径,诸如上面讨论的第三传感器230。绝缘裂缝1146可以将冠部主体与饰件1148分开;饰件1148可以是环形、正方形或任何其他合适的形状。与冠部主体1104相比,饰件和裂缝1146可提供各种美学外观以及功能特性,诸如不同的耐磨性、环境抗力等。因此,饰件1148可以由与冠部主体1104和轴1102相同的材料或不同的材料制成。
在裂缝1146是电绝缘体的情况下,涂层1132不需要延伸跨过裂缝或延伸到饰件1148的任何部分上(尽管在一些实施方案中它可以)。因此,涂层1132可以在冠部主体1104的邻接裂缝1146的边缘处停止。这可以降低实施方案的制造和组装复杂性,并且提供成本节省。
除了在冠部210或外壳206上提供涂层1132之外或代替在顶部或外壳上提供涂层,可以涂覆衬圈1124。例如,电绝缘涂层1126可以沉积在衬圈1124上并用于使衬圈与外壳206和/或冠部210电绝缘。当衬圈由导电材料制成并且冠部210可以短接到衬圈1124时,除了外壳206之外或代替该外壳,这可能是有用的。
作为一个非限制性示例,毛细作用可以将水(或另一种液体)保持在衬圈1124和冠部210之间的间隙的一部分中,而冠部和外壳206之间的间隙1136的一部分的尺寸被设计成允许水排出。因此,在这样的实施方案中,冠部210可能存在电短接到衬圈1124而不是电短接到外壳206的风险。应当理解,在一些实施方案中,外壳206和/或冠部210可以与衬圈1124一样被涂覆。同样应当理解,本文所述的任何或所有电绝缘涂层可以使噪声相对于从冠部主体1104通过轴1102传导到传感器的信号衰减,从而提供更准确和/或更快的生物参数诸如ECG。
尽管已经将涂层1126(和涂层1132)作为电绝缘体进行了讨论,但应当理解,除了电绝缘之外或代替电绝缘,涂层可以提供其他性质。例如,当轴1102旋转和/或平移时,涂层1126可以减小衬圈1124和轴1102之间的摩擦。又如,涂层1126可以减少衬圈1124和轴1102中的任一个或两个上的磨损。
此外,在一些实施方案中,冠部210和外壳206之间的间隙1136可以足够大,使得衬圈1124可以是可见的。为了遮挡第一衬圈涂层和/或衬圈,可以在第一绝缘衬圈涂层1126上施加第二衬圈涂层1128。第二衬圈涂层1128可以是较暗的或以其他方式在视觉上使第一衬圈涂层1128和衬圈1124不被肉眼看见。
作为又一选择,第二涂层1128还可以提供衬圈1124和轴1102之间的环境抗力和/或耐磨性、耐撕性和/或抗摩擦性,如上所述。因此,第一衬圈涂层1126可以是电绝缘体,而第二衬圈涂层1128可以根据它的其他材料属性和/或电阻来选择。类似地,可以根据其材料属性和/或电阻(包括用作电绝缘体)来选择第一衬圈涂层,并且可以使用第二衬圈涂层来遮挡第一衬圈涂层。
本文所述的任何或所有涂层可以以多种方式沉积,包括电泳沉积或本领域中合适和已知的其他方式。同样地,任何或所有涂层可以包含诸如二氧化钛、特氟隆等材料,以提供或增强的属性诸如耐磨性,降低相邻元件之间的摩擦等。在一些实施方案中,第一衬圈涂层1126(或任何其他涂层)可以是约10至30微米厚或甚至5至50微米。第二衬圈涂层1128(或任何其他涂层)可以更薄,约为3至5微米或甚至2至10微米。
参考图11A描述的冠部组件1100的更详细的示例在图12A、图12B、图13和图14中示出。
现在转向图12A和图12B,示出了冠部组件1200的一个示例,其可以包括在参考图1A、图1B、图2A至图2C、图3、图4A或图4B描述的任何电子设备中。图12A示出了冠部组件1200的分解视图,图12B示出了从电子设备的前表面或后表面观察的冠部组件1200的组装横截面,该电子设备诸如参考图2A至图2C、图3、图4A和图4B描述的手表主体202。
冠部组件1200是图11中所示的冠部组件1100的一个示例,包括与冠部210、轴保持器1106、绝缘体1108、触觉开关1110、基板1112、弹簧偏置导体1114、电路1116和光学编码器1118相对应的部件。
冠部组件1200可包括导电可旋转轴1202,其被构造成延伸穿过外壳1242中的开口(参见图12B),该外壳诸如参考图2A、图2C、图3、图4A、图4B或图11描述的外壳。用户可旋转的冠部1204可以在外壳1242的外部机械地附接到轴1202。冠部1204可以由电子手表的用户旋转,进而旋转轴1202。在一些情况下,冠部1204也可由用户拉动或推动以使轴1202沿其轴线平移。冠部1204可以电连接到外壳1242内的电路,但是与外壳1242电隔离。
冠部1204可以电连接到轴1202。在一些情况下,冠部1204的至少一部分和轴1202的至少一部分可以被模制、机械加工或以其他方式一起形成(例如,由相同的材料,诸如导电陶瓷或不锈钢形成)。
在一些实施方案中,冠部1204可由导电陶瓷或不锈钢形成(或具有导电陶瓷或不锈钢芯)。芯可以涂覆SUS或DLC的PVD沉积层,或涂覆AlTiN或CrSiCN的电沉积(ED)层,并且可以用作电极。在一些实施方案中,冠部1204可具有由非导电材料(或其他绝缘体)的环1246围绕的导电冠部主体1244。参见图12B。非导电环1246可以帮助防止冠部1204短接到外壳1242。在一些情况下,非导电材料环1246可以被另一导电材料环1248围绕。在所示的配置中,当按压冠部时,环1248可以可选地接触并电短接到接地外壳1242,从而有助于对冠部1204的导电冠部主体1244进行电屏蔽,使其免受一些干扰源的影响。在一些实施方案中,冠部1204可具有由薄的非导电涂层覆盖的导电表面。非导电涂层可以提供实现导电表面与冠部1204(或包括冠部组件1200的电子手表或其他设备)的用户的皮肤之间的电容耦合的电介质。在相同或不同的实施方案中,冠部1204可以在冠部1204的面向外壳1242的表面上具有非导电涂层。
在冠部1204定位在外壳1242外部的情况下,当轴穿过外壳1242中的开口插入之后,轴保持器1206可以在外壳1242的内部(例如,在手表主体外壳内部)机械地连接到轴1202。在一些情况下,轴保持器1206可包括螺母,并且轴1202可具有带螺纹的凸形部分,该凸形部分接合螺母的带螺纹的凹形部分。在一些情况下,轴保持器1206可以是导电的,或者在其上具有导电涂层,并且轴保持器1206与轴1202的机械联接可在轴保持器1206和轴1202之间形成电连接。在一个另选实施方案(未示出)中,轴保持器1206可以与轴1202一体地形成,并且轴1202可以从外壳1242内部穿过外壳1242中的开口插入,然后附接到冠部1204(例如,冠部1204可以被拧到轴1202上)。
在一些实施方案中,衬圈1208可以与外壳1242中的开口对准,并且衬圈保持器1210可以耦接到衬圈1208,以将衬圈1208从外壳1242的与外壳1242的插入有衬圈1208的侧面相对的侧面保持到外壳1242。在一些实施方案中,衬圈保持器1210可以通过衬圈1208的凸形部分上的螺纹和衬圈保持器1210的凹形部分上的对应螺纹耦接到衬圈1208。可选地,在将衬圈1208穿过开口插入之前,可以将由合成橡胶和含氟聚合物弹性体(例如,氟橡胶)、硅树脂或其他可压缩材料制成的垫圈1212(例如,I形环)放置在衬圈1208上方,并且衬圈保持器1210与衬圈1208的附接可以使垫圈1212压缩。压缩的垫圈1212可以为衬圈1208和衬圈保持器1210提供稳定性,或者在衬圈1208和外壳1242之间提供防潮层。在轴1202穿过衬圈1208插入之前,衬圈1208和衬圈保持器1210可以彼此附接,从而附接到外壳1242。在将衬圈1208穿过开口插入之前或之后,但在轴1202穿过衬圈1208插入之后,可以在衬圈1208上放置由氟橡胶、硅树脂或其他可压缩材料制成的另一垫圈1214(例如,Y形环)。第二垫圈1214可在冠部1204与外壳1242之间或冠部1204与衬圈1208之间提供防潮层。
同样在将轴1202穿过衬圈1208插入之前,并且在一些情况下,在将衬圈1208穿过外壳1242中的开口插入之前,可以将绝缘体1216插入或沉积在衬圈1208的内部,或者放置在轴1202周围或沉积在该轴上。当轴1202被插入衬圈1208中时,也可以插入、放置或沉积绝缘体1216。在一些情况下,绝缘体1216可以包括插入(例如,压合)到衬圈1208中(例如,插入衬圈1208的位于外壳1242内部的一部分中)的非导电套管或衬套(例如,塑料套管)。绝缘体1216还可以或另选地包括包覆模制在衬圈上的非导电套管(例如,模制在衬圈1208中的开口内并且在衬圈1208的面向冠部1204的表面上方)。在一些情况下,绝缘体1216可以是包覆模制的液晶聚合物(LCP)绝缘体1216。绝缘体1216还可以或另选地包括衬圈1208上的非导电涂层(例如,在衬圈1208的内表面上),或轴1202上的非导电涂层,或者围绕轴1202的一组一个或多个非导电垫圈。当轴1202插入衬圈1208中时,绝缘体1216可定位在轴1202和衬圈1208之间,并有助于使轴1202的导电部分(或整个轴1202)与衬圈1208绝缘。
另一个绝缘体1218可定位在轴保持器1206和衬圈保持器1210之间。例如,非导电(例如,塑料)垫圈、板或隔片可以在轴保持器1206和衬圈保持器1210之间附接到衬圈保持器1210的内部。在一些情况下,非导电垫圈可由板1220承载,该板诸如由不锈钢形成的板(例如,绝缘体1218可以是包覆模制的LCP绝缘体1218)。在这些情况下,非导电垫圈可通过将板1220焊接(例如,激光焊接)到衬圈保持器1210而附接到衬圈保持器1210的内部。非导电垫圈或其他元件可以为轴保持器1206提供支承表面。
如图12A和图12B所示,在轴1202插入衬圈1208之前,可以将一个或多个O形环1222、1224或其他垫圈放置在轴1202上方。O形环1222、1224可以由合成橡胶、含氟聚合物弹性体、硅树脂或其他可压缩材料形成。O形环1222、1224可将轴1202保持在衬圈1208内居中的位置。在一些情况下,O形环1222、1224可在轴1202和衬圈1208之间提供密封。O形环1222、1224还可以用作轴1202和衬圈1208之间的绝缘体。在一些实施方案中,O形环1222、1224可以装配到轴1202中的凹陷部中。另外,可将低摩擦环1308或填充物在冠部1204和衬圈1208之间围绕衬圈1208的顶部放置。另选地,可将低摩擦环1250或填充物在冠部1204和衬圈1208之间附接到冠部1204。在一些实施方案中,轴1202可以是光滑的(未示出)并且在不使用O形环1222、1224的情况下在更厚或更接近的配合绝缘体1216内旋转。
在一些实施方案中,可以将支架1226附接(例如,激光焊接)到衬圈保持器1210或外壳1242内的另一元件。支架1226可以支撑弹簧偏置导体1228并且保持弹簧偏置导体1228与轴保持器1206机械接触和电接触(或者在一些情况下,保持与轴1202的端部的机械接触和电接触,诸如当轴延伸穿过轴保持器时(未示出))。如图所示,弹簧偏置导体1228可包括剪切板,该剪切板围绕轴线1238弹簧偏置,轴线1238垂直于轴1202的第二轴线1240并且从该第二轴线径向向外。举例来说,剪切板被示为圆形,但剪切板也可具有其他形状。在一些实施方案中,可以使剪切板的邻接轴保持器1206或轴端部的表面硬化(例如,使用PVD沉积的钴铬涂层(CoCr或硬铬))来减小在轴1202的多次旋转或平移之后轴保持器1206或轴端部磨穿剪切板的可能性。剪切板(以及在一些情况下整个弹簧偏置导体1228)可以镀有金或其他材料以改善导电性(例如,在用硬化剂涂覆剪切板之前)。在一些情况下,弹簧偏置导体1228可以由一块金属(例如,不锈钢)形成(例如,冲压或弯曲)。在其他情况下,弹簧偏置导体1228可以采用其他方式形成。可以优化剪切板的垂直于轴1202的轴线的长度和厚度,以在足够高的弹簧常数来确保剪切板与轴保持器1206或轴端部之间的良好电接触(甚至在轴1202的旋转期间)(在一方面)与足够低的弹簧常数来减小轴保持器1206或轴端部磨穿剪切板(或磨穿其上的涂层)的可能性之间提供平衡。平坦或相对平坦的剪切板可以减小冠部组件1200沿轴1202的轴线1240的尺寸。
在一些实施方案中,轴1202、轴保持器1206或冠部1204的大部分或全部可涂覆有非导电涂层,但是用于冠部1204的外部导电表面以及轴1202或轴保持器1206的接触弹簧偏置导体1228的一部分。
当轴1202可平移时,轴1202平移到外壳1242中(例如,进入手表主体的外壳中)可导致弹簧偏置导体1228(或其剪切板)变形。然而,弹簧偏置导体1228的弹簧偏置可以使弹簧偏置导体1228(或其剪切板)保持与轴保持器或轴端部电接触,而无论轴1202是否处于参考轴1202的平移的第一位置或第二位置。弹簧偏置导体1228可以电连接到电路,诸如形成在基板1230上或形成在该基板中的电路,诸如柔性电路或印刷电路板(PCB)。在一些情况下,弹簧偏置导体1228可以表面附接到电路基板1230(诸如经焊接或以其他方式机械连接,例如通过使用表面安装技术工艺),电路基板1230可以由刚性支撑构件(或子外壳框架构件)1226支撑。可将导电油脂沉积在轴保持器1206或轴1202与弹簧偏置导体1228的剪切板或其他构件之间。该电路可以经由弹簧偏置导体1228、轴保持器1206和轴1202与冠部1204电连通(或者当轴1202的一端穿过轴保持器1206突出时,该电路可以经由弹簧偏置导体1228和轴1202与冠部1204电连通)。
触觉(tac)开关1252(诸如弹片开关)可以电连接到该电路并且机械连接到电路基板1230。在一些情况下,tac开关1252可以表面附接到电路基板1230(诸如焊接或以其他方式机械连接)。弹簧偏置导体1228的剪切板可以定位在轴保持器1206和tac开关1252之间。tac开关1252可以响应于轴1202的平移而被致动或改变状态。因此,当用户按压冠部1204时,轴1202可以平移到外壳1242中(例如,进入手表主体的外壳中)并且致动tac开关1252,将tac开关1252置于多个状态中的一个状态中。当用户释放冠部1204上的压力或将冠部1204从外壳1242向外拉出时,tac开关1252可以保持其在被按压时所处的状态,或者前进到另一状态,或者在两个状态之间切换,具体取决于tac开关1252的类型或配置。
与tac开关1252和弹簧偏置导体1228电连接的电路可以是承载光学编码器1232和其他电路元件的部分的一个或多个电路的组成部分或电连接到所述一个或多个电路,所述其他电路元件诸如到参考图5C、图5D、图5E、图6至图8、图9A至图9C和图10A至图10D描述的接口1234,或接收和处理从冠部1204或其他电极接收或提供给该冠部或其他电极的信号的处理器。以举例的方式,图12A示出了电路1236(例如,柔性电路或PCB),其与光学编码器1232的一组一个或多个光发射器和光检测器连接。光发射器可以照明光学编码器1232的编码器图案或其他旋转部分,光学编码器1232的该编码器图案或其他旋转部分可以被承载在轴保持器1206上(例如,形成在其上、印刷在其上等等)。光检测器可以接收由光发射器发射的光的反射,并且处理器可以确定冠部1204和轴1202的旋转方向、旋转速度、角位置、平移或其他状态。
弹簧偏置导体1228可以连接到处理器。处理器可以附接或耦接到图12A中所示电路中的一个或多个。处理器可以确定用户是否正在触摸冠部1204,或者基于经由冠部1204从用户接收或提供给用户的信号来确定用户的生物参数,或者基于从冠部1204接收或提供给冠部的信号来确定其他参数。在一些情况下,处理器可以操作图5C、图5D、图5E、图6至8、图9A至图9C、图10A至图10D、图11、图12A和12B中所述的冠部和电极来获得心电图,并且向包括冠部和电极的手表的用户提供ECG。
在图12A和图12B所示的冠部组件1200的另选实施方案中,弹簧偏置导体1228可包括导电刷,其被偏置以接触轴1202的侧面或轴保持器1206的侧面。导电刷可以通过轴1202的旋转或平移保持与轴1202或轴保持器1206的电接触,并且可以电连接到电路,诸如支撑tac开关1352的电路。
图13示出了如从手表主体的边缘(例如,可能附接表带的边缘)观察的冠部组件1300的横截面。图13中所示的冠部组件1300不同于图12A和图12B中所示的冠部组件1200,其中冠部1302具有稍微不同的构造。例如,冠部1302具有由非导电环1306围绕的导电冠部主体1304。非导电环1306可以由粘合剂1308附接到导电冠部主体1304。或者,环1306可以是导电的,并且可以由粘合剂1308与导电冠部主体1304绝缘(例如,当粘合剂1308不导电时)或者电连接到导电冠部主体1304(例如,当粘合剂1308是导电的)。
如图13所示,冠部组件1300可以定位在透明盖1310(例如,载体)附近,在透明盖下可以附接显示器,使得显示器至少部分地或完全地在外壳内。在一些情况下,显示器可以是触敏显示器。在一些实施方案中,显示器也可以是力敏显示器。图13示出了用于力敏显示器的力传感器1312的一个示例,其中可压缩垫圈1314由第一电容板1316和第二电容板1318界定并且定位在载体1310与外壳1242之间。
图14示出了冠部组件1400的横截面,其可以包括在参考图1A、图1B、图2A至图2C、图3、图4A或图4B描述的任何电子设备中。类似于图12A、图12B和图13中所示的冠部组件1200和1300,冠部组件1400是图11中所示的冠部组件1100的一个示例。
冠部组件1400类似于冠部组件1200,因为其冠部1402具有由非导电材料内环1406和导电材料外环1408围绕的导电冠部主体1404。导电冠部主体1404可以由导电陶瓷或不锈钢形成,并且可以涂覆SUS或DLC的PVD沉积层,或涂覆AlTiN或CrSiCN的ED层中,并且可以用作电极。例如,非导电内环1406可以帮助防止冠部1402短接到外壳1242,并且可以由塑料或弹性体形成。导电外环1408可以由与导电冠部主体1404相同或不同的材料形成。
非导电内环1406可以从冠部1402的外表面延伸到导电冠部主体1404的一部分的下方。这样,当冠部1402朝外壳1242平移时,非导电内环1406可以防止导电冠部主体1404接触衬圈1208。
导电外环1408可以从冠部1402的外表面延伸到非导电内环1406的一部分的下方。这样,如果外壳1242接地并且导电外环1408接触外壳1242,则导电外环1408可以接地到外壳1242。
与冠部组件1200和1300不同,冠部组件1400具有施加到衬圈1208的至少一个表面的绝缘体1410(例如,非导电元件、层或涂层)(例如,面向导电冠部主体1404的下侧的一个或多个表面的至少一部分)。当冠部1402朝向外壳1242平移时,绝缘体1410可以进一步防止导电冠部主体1402接触衬圈1208,并且可以在衬圈1208和冠部210之间提供增加的分离阻力。在一些实施方案中,绝缘体1410可以包括在面向冠部210的衬圈1208的至少一部分(或全部)上包覆模制(例如,LCP包覆模制)的塑料层(或者放置在衬圈1208的至少一部分(或全部)上的或者粘附到衬圈的至少一部分(或全部)的塑料元件,或涂覆到衬圈1208的至少一部分上的涂层)。在一些实施方案中,塑料可以延伸到外壳206的相邻表面,或延伸到衬圈1208中的中心开口中。在一些实施方案中,绝缘体1410可包括涂层(例如,电沉积(ED)丙烯酸基聚合物涂层)。另选地或除此之外,可以将绝缘体(例如,元件、层或涂层)施加到导电冠部主体1404的下侧,或者施加到轴1202的面向衬圈1208和/或外壳206的表面。另选地,衬圈1208可以由塑料或非导电或以其他方式将冠部1402的导电冠部主体1404或轴1202与冠部组件1500的其他导电部件电隔离的其他材料形成。
在本公开中描述的冠部组件1200、1300、1400中的任何一个中,冠部1202、1302或1402可以另选地是单体结构并且不包括额外的导电环或非导电环,或者可以包括围绕导电中心部分的单个非导电(例如,塑料)环。
现在转到按钮上的电极的具体实施,图15示出了按钮组件1500的示例性横截面。按钮组件1500可以是包括在参考图1A、图1B、图2A至图2C、图3、图4A或图4B描述的任何电子设备中的按钮组件的一个示例。
按钮组件1500可包括导电按钮帽1502。导电按钮帽1502可以由按钮帽保持组件1504保持在外壳中的开口内。按钮帽保持组件1504或其部分可以是导电的。以举例的方式,外壳被示为是参考图2A至图2C、图3、图4A和图4B描述的手表主体202的外壳206。按钮帽保持组件1504可以附接到外壳206并且延伸穿过外壳206中的开口。在一些实施方案中,按钮帽保持组件1504可包括从外壳206的一侧穿过开口插入的第一部件1506,以及在外壳206的另一侧上紧固到第一部件1506的第二部件1508(例如,通过螺纹、螺钉、焊料或粘合剂紧固)。
一组一个或多个绝缘体1510(例如,电绝缘体)可使按钮帽保持组件1504与外壳206电绝缘。绝缘体1510还可以使导电按钮帽1502与外壳206电绝缘。尽管绝缘体1510总体在图15中示为围绕按钮组件1500的周边的单个环形密封件,但绝缘体1510可另选地包括多于一个元件或者定位在按钮组件1500内的其他位置,如参考图16A、图16B、图17A、图17B、图18A和图18C所述。
导电按钮帽1502可以朝向和远离外壳206平移,并且可以在平移的所有阶段期间与按钮帽保持组件1504电接触。当导电按钮帽1502被用户按压并朝向外壳206平移时,可以致动触觉开关1512(例如,在两个或更多个状态之间切换)。轴1514可以从导电按钮帽1502的内表面延伸,或者与该导电按钮帽和触觉开关1512的可按压表面一体地形成。触觉开关1512和轴1514,或图15中未示出的其他元件(例如,弹簧),可以将导电按钮帽1502偏置在向外平移的位置。
导电按钮帽1502可以用作电极,并且电信号可以至少部分地经由按钮帽保持组件1504在导电按钮帽1502和电路1516之间路由。在一些实施方案中,按钮帽保持组件1504、触觉开关1512和电路1516可以附接到公共基板1518。
因为由导电按钮帽1502接收或从导电按钮帽传播的信号可以是低电压或低振幅信号,所以在导电按钮帽1502上或由导电按钮帽形成的电极的材料、位置、电连接和电路由路径可以对电路1516辨别有用信号的能力产生显著影响,所述有用信号表示佩戴包括按钮组件1500的电子设备的人的ECG或其他生物参数。按钮组件1500的材料、位置,电连接和电路径路径还可以确定按钮组件1500从人的皮肤接收电压/信号的情况(例如,电压/信号所通过的设备到用户界面的SNR);电压/信号在导电按钮帽1502和电子设备的内部组件之间传输的情况(例如,电压/信号传播SNR);以及按钮组件1500在面对环境因素(诸如温度、湿度、湿度、电磁辐射、灰尘等)时的工作情况。在一些情况下,绝缘体1510可以定位成防止湿气使导电按钮帽1502电短接到外壳206,或者外壳206可以接地以为传播通过按钮组件1500的一些或所有信号提供电屏蔽。
参考图15描述的按钮组件1500的更详细的示例在图16A、图16B、图17A、图17B、图18A和图18B中示出。
现在转向图16A和图16B,示出了按钮组件1600的一个示例,其可以包括在参考图1A、图1B、图2A至图2C、图3、图4A或图4B描述的任何电子设备中。图16A示出了按钮组件1600的分解视图,图16B示出了从电子设备的前表面或后表面观察的按钮组件1600的组装横截面,该电子设备诸如参考图2A至图2C、图3、图4A和图4B描述的手表主体202。
按钮组件1600是图15中所示的按钮组件1500的一个示例,并且包括与导电按钮帽1502、按钮帽保持组件1504、绝缘体1510和触觉开关1512相对应的部件。
按钮组件1600可以至少部分地位于外壳1604中的开口1602内(例如,参考图2A、图2C、图3、图4A或图4B描述的外壳中的开口),并且附接到外壳或内部结构。在一些情况下,并且如图所示,外壳1604可包括由侧壁1608和凸部1610限定的腔1606(图16B)。凸部1610可以围绕开口1602,并且侧壁1608可以围绕凸部1610。
按钮组件1600可包括导电按钮帽1612。导电按钮帽1612可以由按钮帽保持组件1614保持,并且可以朝向和远离外壳1604平移。按钮帽保持组件1614可以延伸穿过开口1602并且附接到外壳1604。在一些示例中,按钮帽保持组件1614可包括与外壳1604内部的凸部1610重叠的支架1616,以及在外壳1604外部与凸部1610重叠的保持器1618。保持器1618可由一组螺钉1620或其他机械紧固件机械地附接到支架1616。螺钉1620可以插入支架1616中的通孔中并拧入保持器1618中的螺纹孔中,将凸部1610夹紧在支架1616和保持器1618之间。
导电按钮帽1612可以具有外表面1622、平行于腔1606的侧壁1608的侧壁或一组侧壁1624,以及在保持器1618和凸部1610之间延伸并且朝向导电按钮帽1612的中心轴线的面向内的唇缘或一组唇缘1626(图16B)。一组一个或多个螺旋弹簧1628或其他弹簧偏置构件可以定位在保持器1618的外表面和导电按钮帽1612的下侧之间,并且可以将导电按钮帽1612偏置在向外的平移状态。
按钮帽保持组件1614,特别是保持器1618,可以具有限定在其中的通孔1629,通孔1629的轴线垂直于外壳1604中的开口1602延伸。轴1630可以定位在通孔1629内,并且可以朝向和远离外壳1604平移。轴1630可以机械地连接到导电按钮帽1612,或者可以被偏置以接触导电按钮帽1612。以举例的方式,轴1630可以不导电。在静止状态下,轴1630和导电按钮帽1612可以由螺旋弹簧1628和/或弹簧偏置的触觉开关1632以向外的平移状态(即,远离开口1602)偏置。当用户将导电按钮帽1612压向外壳1604时,按压可以克服由螺旋弹簧1628和/或触觉开关1632提供的偏置,并且导电按钮帽1612上的压力可以传递到轴1630,该轴朝向外壳1604平移并按压触觉开关1632以改变触觉开关1632的状态(例如,从开到关或从关到开,从一个功能状态到另一个功能状态,等等)。触觉开关1632可以与轴1630的轴线对准并且使用粘合剂1634(例如,导电PSA)附接到支架1616。
在一些实施方案中,垫圈1636(例如,O形环)可定位在轴1630和通孔之间。轴1630可以具有周向凹槽1638,垫圈1636的一部分安置在该周向凹槽中,使得垫圈1636响应于轴1630的移动以可预测的方式移动。在一些示例中,垫圈1636可以不导电。
按钮组件1600还可包括一组电绝缘体(即,一个或多个电绝缘体),该组电绝缘体可使按钮帽保持组件1614与外壳1604电绝缘,并使导电按钮帽1612与外壳1604电绝缘。例如,按钮组件1600可包括第一电绝缘体,诸如套管1640(或一组隔片),其定位在导电按钮帽1612与外壳1604中的腔1606的侧壁1608(或一组侧壁)之间。在一些情况下,套管1640可包括闭合形状的侧壁和面向内的唇缘1642(图16B)。在其他情况下,套管1640可以不包括面向内的唇缘1642或者具有不限定闭合形状的侧壁。在其他情况下,第一电绝缘体可以是平面周边垫圈(例如,包括唇缘1642但不包括侧壁的绝缘体)。第二电绝缘体可包括粘合剂1644(例如,粘合剂环),其施加到保持器1618的面向外壳1604的表面,或者施加到腔1606内的凸部1610的外表面。在一些情况下,粘合剂1644可包括PSA。在外壳1604外部的垫圈或密封件1646可以粘结到粘合剂1644。当拧紧螺钉1620时,可以压缩粘合剂1644和密封件1646,以将外壳1604夹紧在按钮帽保持组件1614的支架1616和保持器1618之间。第三电绝缘体可包括外壳1604内部的间隔部1648,其定位在支架1616和外壳1604之间。与第一和/或第二电绝缘体结合,第三电绝缘体可使导电按钮帽保持组件1614(例如,支架1616和保持器1618)与外壳1604电绝缘。第一电绝缘体可以使导电按钮帽1612与外壳1604电绝缘。在一些实施方案中,附加的或不同的电绝缘体可使导电按钮帽1612或按钮帽保持组件1614与外壳1604电绝缘。
在使用中,信号可以经由电连接到(例如,经由导电粘合剂1652)支架1616的电路(例如,柔性电路或其他电路元件1650)而被施加到按钮帽保持组件1614或从该按钮帽保持组件接收(例如,到支架1616/来自支架)。信号可以经由第一电路径行经导电按钮帽1612、螺旋弹簧1628、保持器1618、螺钉1620和支架1616,或者经由第二电路径行经导电按钮帽1612、保持器1618、螺钉1620和支架1616。虽然当用户按压导电按钮帽1612时第二电路径可能断开,但导电按钮帽1612可在所有平移状态期间保持与按钮帽保持组件1614电接触(例如,经由第一电路径)。
参考图17A和图17B,示出了按钮组件1700的另一个示例,其可以包括在参考图1A、图1B、图2A至图2C、图3、图4A或图4B描述的任何电子设备中。图17A示出了按钮组件1700的分解视图,图17B示出了从电子设备的前表面或后表面观察的按钮组件1700的组装横截面,该电子设备诸如参考图2A至图2C、图3、图4A和图4B描述的手表主体202。
按钮组件1700是图15中所示的按钮组件1500的一个示例,并且包括与导电按钮帽1502、按钮帽保持组件1504、绝缘体1510和触觉开关1512相对应的部件。
按钮组件1700可以至少部分地位于外壳1704中的开口1702内(例如,参考图2A、图2C、图3、图4A或图4B描述的外壳中的开口),并且可以附接到外壳或内部结构中的任一者。在一些情况下,并且如图所示,外壳1704可包括由至少一个侧壁(例如,单个侧壁1708或一组侧壁)和凸部1710限定的腔1706(图17B)。凸部1710可以限定开口1702,并且侧壁1708可以围绕凸部1710。
按钮组件1700可包括导电按钮帽1712(或具有导电部分的按钮帽)。导电按钮帽1712可以由按钮帽保持组件1714(或按钮保持器)保持,并且可以朝向和远离外壳1704平移。按钮帽保持组件1714可以延伸穿过开口1702并且连接或以其他方式附接到外壳1704。在一些示例中,按钮帽保持组件1714可包括在外壳1704内部与凸部1710重叠的支架1716,以及在外壳1704外部与凸部1710重叠的保持器1718。保持器1718可由一组螺钉1720或其他机械紧固件机械地附接到支架1716。螺钉1720可以插入支架1716中的通孔中并拧入保持器1718中的螺纹孔中,将凸部1710夹紧在支架1716和保持器1718之间。
导电按钮帽1712可以具有外表面1722、平行于腔1706的侧壁1708的侧壁或一组侧壁1724,以及在保持器1718和凸部1710之间延伸并且朝向导电按钮帽1712的中心轴线的面向内的唇缘或一组唇缘1726(图19)。一组一个或多个螺旋弹簧1728或其他弹簧偏置构件可以定位在保持器1718的外表面和导电按钮帽1712的下侧之间,并且可以将导电按钮帽1712偏置在向外的平移状态。
按钮帽保持组件1714,特别是保持器1718,可以具有限定在其中的通孔1729,通孔1729的轴线垂直于外壳1704中的开口1702延伸。轴1730可以定位在通孔1729内,并且可以朝向和远离外壳1704平移。轴1730可以机械地连接到导电按钮帽1712,或者可以被偏置以接触导电按钮帽1712。在一些情况下,轴1730可机械地连接和电连接到导电按钮帽1712。在静止状态下,轴1730和导电按钮帽1712可以由螺旋弹簧1728和/或弹簧偏置的触觉开关1732以向外的平移状态(即,远离开口1702)偏置。在一些情况下,隔片1734(诸如非导电隔片)可以附接到轴1730的面向触觉开关1732的一端。当用户将导电按钮帽1712压向外壳1704时,按压可以克服由螺旋弹簧1728和/或触觉开关1732提供的偏置,并且导电按钮帽1712上的压力可以传递到轴1730,该轴朝向外壳1704平移并按压触觉开关1732以改变触觉开关1732的状态(例如,从开到关或从关到开,从一个功能状态到另一个功能状态,等等)。触觉开关1732可以与轴1730的轴线对准并且使用粘合剂1736(例如,导电PSA)附接到支架1716。
在一些实施方案中,垫圈1738(例如,O形环)可定位在轴1730和通孔之间。轴1730可以具有周向凹槽1740(图17B),垫圈1738的一部分安置在该周向凹槽中,使得垫圈1738响应于轴1730的移动以可预测的方式移动。在一些示例中,垫圈1738可以是导电的。
按钮组件1700还可包括一组电绝缘体(即,一个或多个电绝缘体),该组电绝缘体可使按钮帽保持组件1714与外壳1704电绝缘,并使导电按钮帽1712与外壳1704电绝缘。例如,按钮组件1700可包括第一电绝缘体,诸如套管1742(或一组隔片),其定位在导电按钮帽1712与外壳1704中的腔1706的侧壁1708(或一组侧壁)之间。在一些情况下,套管1742可包括闭合形状的侧壁和面向内的唇缘1744(图18B)。在其他情况下,套管1742可以不包括面向内的唇缘1744或者具有不限定闭合形状的侧壁。在其他情况下,第一电绝缘体可以是平面周边垫圈(例如,包括唇缘1744但不包括侧壁的绝缘体)。第二电绝缘体可包括粘合剂1746(例如,粘合剂环),其施加到保持器1718的面向外壳1704的表面,或者施加到腔1706内的凸部1710的外表面。在一些情况下,粘合剂1746可包括PSA。在外壳1704外部的垫圈或密封件1748可以粘结到粘合剂1746。当拧紧螺钉1720时,可以压缩粘合剂1746和密封件1748,以将外壳1704夹紧在按钮帽保持组件1714的支架1716和保持器1718之间。第三电绝缘体可包括外壳1704内部的间隔部1750,其定位在支架1716和外壳1704之间。与第一和/或第二电绝缘体结合,第三电绝缘体可使导电按钮帽保持组件1714(例如,支架1716和保持器1718)与外壳1704电绝缘。第一电绝缘体可以使导电按钮帽1712与外壳1704电绝缘。在一些实施方案中,附加的或不同的电绝缘体可使导电按钮帽1712或按钮帽保持组件1714与外壳1704电绝缘。
在使用中,信号可以经由电连接到支架1716的电路(例如,柔性电路或其他电路元件)而被施加到按钮帽保持组件1714或从该按钮帽保持组件接收(例如,到支架1716/来自支架)(例如,如参考图17A所述)。信号可以经由第一电路径行经导电按钮帽1712、轴1730、导电垫圈1738、保持器1718、螺钉1720和支架1716。信号还可以经由第二电路径行经导电按钮帽1712、螺旋弹簧1728、保持器1718、螺钉1720和支架1716,或者经由第三电路径行经导电按钮帽1712、保持器1718、螺钉1720和支架1716。虽然当用户按压导电按钮帽1712时第三电路径可能断开,但导电按钮帽1712可在所有平移状态期间保持与按钮帽保持组件1714电接触(例如,经由第一和第二电路径)。
图18A和图18B示出了按钮组件2000的另一个示例,其可以包括在参考图1A、图1B、图2A至图2C、图3、图4A或图4B描述的任何电子设备中。图18A示出了按钮组件1800的分解视图,图18B示出了从电子设备的前表面或后表面观察的按钮组件1800的组装横截面,该电子设备诸如参考图2A至图2C、图3、图4A和图4B描述的手表主体202。
按钮组件1800是图15中所示的按钮组件1500的一个示例,并且包括与导电按钮帽1502、按钮帽保持组件1504、绝缘体1510和触觉开关1512相对应的部件。
按钮组件1800可以至少部分地位于外壳1804中的开口1802内(例如,参考图2A、图2C、图3、图4A或图4B描述的外壳中的开口),并且可以附接到外壳或内部结构诸如支撑件。在一些情况下,并且如图所示,外壳1804可包括由至少一个侧壁(例如,单个侧壁1808或一组侧壁)和凸部1810限定的腔1806(图18B)。凸部1810可以限定开口1802,并且侧壁1808可以围绕凸部1810。
按钮组件1800可包括导电按钮帽1812(或具有导电部分的按钮帽)。导电按钮帽1812可以由按钮帽保持组件1814(或按钮保持器)保持,并且可以朝向和远离外壳1804平移。按钮帽保持组件1814可以延伸穿过开口1802并且连接或以其他方式附接到外壳1804。在一些示例中,按钮帽保持组件1814可包括在外壳1804内部与凸部1810重叠的支架1816,以及在外壳1804外部与凸部1810重叠的保持器1818。保持器1818可由一组螺钉1820或其他机械紧固件机械地附接到支架1816。螺钉1820可以插入支架1816中的通孔中并拧入保持器1818中的螺纹孔中,将凸部1810夹紧在支架1816和保持器1818之间。
导电按钮帽1812可以具有外表面1822、平行于腔1806的侧壁1808的侧壁或一组侧壁1824,以及在保持器1818和凸部1810之间延伸并且朝向导电按钮帽1812的中心轴线的面向内的唇缘或一组唇缘1826(图18B)。一组一个或多个螺旋弹簧1828或其他弹簧偏置构件可以定位在保持器1818的外表面和导电按钮帽1812的下侧之间,并且可以将导电按钮帽1812偏置在向外的平移状态。
按钮帽保持组件1814,特别是保持器1818,可以具有限定在其中的通孔1829,通孔1829的轴线垂直于外壳1804中的开口1802延伸。轴1830可以定位在通孔1829内,并且可以朝向和远离外壳1804平移。轴1830可以机械地连接到导电按钮帽1812,或者可以被偏置以接触导电按钮帽1812。在一些情况下,轴1830可机械地连接和电连接到导电按钮帽1812。在静止状态下,轴1830和导电按钮帽1812可以由螺旋弹簧1828和/或弹簧偏置的触觉开关1832以向外的平移状态(即,远离开口1802)偏置。在一些情况下,弹簧偏置导体(例如,导电剪切板1834)可以在触觉开关1832和轴1830的面向触觉开关1832的端部之间延伸。当用户将导电按钮帽1812压向外壳1804时,按压可以克服由螺旋弹簧1828和/或触觉开关1832提供的偏置,并且导电按钮帽1812上的压力可以传递到轴1830,该轴朝向外壳1804平移并按压触觉开关1832以改变触觉开关1832的状态(例如,从开到关或从关到开,从一个功能状态到另一个功能状态,等等)。触觉开关1832可以与轴1830的轴线对准并且使用粘合剂1836(例如,导电PSA)附接到支架1816。
在一些实施方案中,垫圈1838(例如,O形环)可定位在轴1830和通孔之间。轴1830可以具有周向凹槽1840,垫圈1838的一部分安置在该周向凹槽中,使得垫圈1838响应于轴1830的移动以可预测的方式移动。在一些示例中,垫圈1838可以不导电。
按钮组件1800还可包括一组电绝缘体(即,一个或多个电绝缘体),该组电绝缘体可使按钮帽保持组件1814与外壳1804电绝缘,并使导电按钮帽1812与外壳1804电绝缘。例如,按钮组件1800可包括第一电绝缘体,诸如套管1842(或一组隔片),其定位在导电按钮帽1812与外壳1804中的腔1806的侧壁1808(或一组侧壁)之间。在一些情况下,套管1842可包括闭合形状的侧壁和面向内的唇缘1844(图18B)。在其他情况下,套管1842可以不包括面向内的唇缘1844或者具有不限定闭合形状的侧壁。在其他情况下,第一电绝缘体可以是平面周边垫圈(例如,包括唇缘1844但不包括侧壁的绝缘体)。第二电绝缘体可包括粘合剂1846(例如,粘合剂环),其施加到保持器1818的面向外壳1804的表面,或者施加到腔1806内的凸部1810的外表面。在一些情况下,粘合剂1846可包括PSA。在外壳1804外部的垫圈或密封件1848可以粘结到粘合剂1846。当拧紧螺钉1820时,可以压缩粘合剂1846和密封件1848,以将外壳1804夹紧在按钮帽保持组件1814的支架1816和保持器1818之间。第三电绝缘体可包括外壳1804内部的间隔部1850,其定位在支架1816和外壳1804之间。与第一和/或第二电绝缘体结合,第三电绝缘体可使导电按钮帽保持组件1814(例如,支架1816和保持器1818)与外壳1804电绝缘。第一电绝缘体可以使导电按钮帽1812与外壳1804电绝缘。在一些实施方案中,附加的或不同的电绝缘体可使导电按钮帽1812或按钮帽保持组件1814与外壳1804电绝缘。
剪切板1834可以由导电板形成,该导电板被冲压、模制或以其他方式成型以形成开口(已示出)或闭合(未示出)形状的导电周边1852和抬起接片1854(例如,具有定位在与导电周边1852不同的平面中的端部的接片)。导电周边1852可以定位在支架1816和间隔部1850之间,使得导电周边1852和剪切板1834与外壳1804电绝缘。剪切板1834响应于轴1830的平移而变形。
在使用中,信号可以经由电连接到支架1816的电路(例如,柔性电路或其他电路元件)而被施加到按钮帽保持组件1814或从该按钮帽保持组件接收(例如,到支架1816/来自支架)(例如,如参考图16B所述)。信号可以经由第一电路径行经导电按钮帽1812、轴1830、剪切板1834和支架1816。信号还可以经由第二电路径行经导电按钮帽1812、螺旋弹簧1828、保持器1818、螺钉1820和支架1816,或者经由第三电路径行经导电按钮帽1812、保持器1818、螺钉1820和支架1816。虽然当用户按压导电按钮帽1812时第三电路径可能断开,但导电按钮帽1812可在所有平移状态期间保持与按钮帽保持组件1814电接触(例如,经由第一和第二电路径)。
图19示出了按钮组件1900的示例正面图。按钮组件1900可以是包括在参考图1A、图1B、图2A至图2C、图3、图4A或图4B描述的任何电子设备中的按钮组件的一个示例。
按钮组件1900可包括导电按钮帽1902。导电按钮帽1902可以由按钮帽保持组件1904(例如,按钮保持器)保持在外壳中的开口内。按钮帽保持组件1904或其部分可以是导电的。以举例的方式,外壳被示为是参考图2A至图2C、图3、图4A和图4B描述的手表主体202的外壳206。按钮帽保持组件1904可以附接到外壳206并且延伸穿过外壳206中的开口。在一些实施方案中,按钮帽保持组件1904可包括从外壳206的一侧穿过开口插入的第一部件1906,以及在外壳206的另一侧上紧固到第一部件1906的第二部件1908(例如,通过螺纹、螺钉、焊料或粘合剂紧固)。
一组一个或多个绝缘体1910(例如,电绝缘体)可使导电按钮帽1902与按钮帽保持组件1904电绝缘。绝缘体1910还可以使导电按钮帽1902与外壳206电绝缘。尽管绝缘体1910大体在图19中示出为包括导电按钮帽1902下侧的非导电衬垫1910a、定位在导电按钮帽1902和外壳206之间的非导电套管1910b,以及定位在按钮帽保持组件1904和轴1914之间的非导电套管1910c,但绝缘体1910可以另选地包括更多或更少的元件,这些元件可以定位在按钮组件1900内的不同位置,如参考图20、图21和图22所述。
导电按钮帽1902可以朝向和远离外壳206平移,并且可以在平移的所有阶段期间与按钮帽保持组件1904绝缘。当导电按钮帽1902被用户按压并朝向外壳206平移时,可以致动触觉开关1912(例如,在两个或更多个状态之间切换)。轴1914可以在导电按钮帽1902的内表面和触觉开关1912的可按压表面之间延伸。触觉开关1912和轴1914,或图19中未示出的其他元件(例如,弹簧),可以将导电按钮帽1902偏置在向外平移的位置。
导电按钮帽1902可以用作电极,并且电信号可以至少部分地经由轴1914在导电按钮帽1902和电路1916之间路由。在一些实施方案中,按钮帽保持组件1904、触觉开关1912和电路1916可以附接到公共基板1918。
因为由导电按钮帽1902接收或从导电按钮帽传播的信号可以是低电压或低振幅信号,所以在导电按钮帽1902上或由导电按钮帽形成的电极的材料、位置、电连接和电路由路径可以对电路1916辨别有用信号的能力产生显著影响,所述有用信号表示佩戴包括按钮组件1900的电子设备的人的ECG或其他生物参数。按钮组件1900的材料、位置,电连接和电路径路径还可以确定按钮组件1900从人的皮肤接收电压/信号的情况(例如,电压/信号所通过的设备到用户界面的SNR);电压/信号在导电按钮帽1902和电子设备的内部组件之间传输的情况(例如,电压/信号传播SNR);以及按钮组件1900在面对环境因素(诸如温度、湿度、湿度、电磁辐射、灰尘等)时的工作情况。在一些情况下,绝缘体1910可以定位成防止湿气使导电按钮帽1902电短接到外壳206,或者外壳206可以接地以为传播通过按钮组件1900的一些或所有信号提供电屏蔽。
参考图19描述的按钮组件1900的更详细的示例在图20、图21和图22中示出。
现在参见图20,示出了按钮组件2000的另一个示例的组装横截面,其可以包括在参考图1A、图1B、图2A至图2C、图3、图4A或图4B描述的任何电子设备中。按钮组件2000可以至少部分地位于外壳2004中的开口2002内(例如,参考图2A、图2C、图3、图4A或图4B描述的外壳中的开口),并且可以附接到外壳或内部结构诸如支撑件。在一些情况下,并且如图所示,外壳2004可包括由至少一个侧壁(例如,单个侧壁2008或一组侧壁)和凸部2010限定的腔2006。凸部2010可以限定开口2002,并且侧壁2008可以围绕凸部2010。
按钮组件2000可包括导电按钮帽2012(或具有导电部分的按钮帽)。导电按钮帽2012可以由按钮帽保持组件2014(或按钮保持器)保持,并且可以朝向和远离外壳2004平移。按钮帽保持组件2014可以延伸穿过开口2002并且连接或以其他方式附接到外壳2004。在一些示例中,按钮帽保持组件2014可包括在外壳2004内部与凸部2010重叠的支架2016,以及在外壳2004外部与凸部2010重叠的保持器2018。保持器2018可由一组螺钉2020或其他机械紧固件机械地附接到支架2016。螺钉2020可以插入支架2016中的通孔中并拧入保持器2018中的螺纹孔中,将凸部2010夹紧在支架2016和保持器2018之间。
导电按钮帽2012可以具有外表面2022、平行于腔2006的侧壁2008的侧壁或一组侧壁2024,以及在保持器2018和凸部2010之间延伸并且朝向导电按钮帽2012的中心轴线的面向内的唇缘或一组唇缘2026。一组一个或多个螺旋弹簧2028或其他弹簧偏置构件可以定位在保持器2018的外表面和导电按钮帽2012的下侧之间,并且可以将导电按钮帽2012偏置在向外的平移状态。
按钮帽保持组件2014,特别是保持器2018,可以具有限定在其中的通孔,该通孔的轴线垂直于外壳2004中的开口2002延伸。轴2030可以定位在通孔内,并且可以朝向和远离外壳2004平移。轴2030可以机械地连接和电连接到导电按钮帽2012,或者可以被偏置以接触导电按钮帽2012。在静止状态下,轴2030和导电按钮帽2012可以由螺旋弹簧2028和/或弹簧偏置的触觉开关2032以向外的平移状态(即,远离开口2002)偏置。在一些情况下,隔片2034(诸如非导电隔片)可以附接到轴2030的面向触觉开关2032的一端。当用户将导电按钮帽2012压向外壳2004时,按压可以克服由螺旋弹簧2028和/或触觉开关2032提供的偏置,并且导电按钮帽2012上的压力可以传递到轴2030,该轴朝向外壳2004平移并按压触觉开关2032以改变触觉开关2032的状态(例如,从开到关或从关到开,从一个功能状态到另一个功能状态,等等)。触觉开关2032可以与轴2030的轴线对准并且使用粘合剂2036(例如,非导电PSA)附接到支架2016。
在一些实施方案中,垫圈2038(例如,O形环)可定位在轴2030和通孔之间。在一些情况下,垫圈2038可以定位在第一非导电衬垫2044和第二非导电衬垫2046之间。在一些示例中,垫圈2038可以不导电。
按钮组件2000还可包括一组电绝缘体(即,一个或多个电绝缘体),该组电绝缘体可使导电按钮帽2012与按钮帽保持组件2014和外壳2004电绝缘。例如,按钮组件2000可包括第一电绝缘体,诸如套管2042(或一组隔片),其定位在导电按钮帽2012与外壳2004中的腔2006的侧壁2008(或一组侧壁)之间。在一些情况下,套管2042可包括闭合形状的侧壁。在其他情况下,套管2042还可以包括面向内的唇缘,或者可以不具有限定闭合形状的侧壁。第二电绝缘体可包括在导电按钮帽2012的内表面和按钮帽保持组件2014之间的非导电衬垫2044。在一些情况下,非导电衬垫2044可以压合或粘合地粘结到导电按钮帽2012的内表面。另选地,非导电衬垫2044可以压合或粘合地粘结到保持器2018的外表面。在一些实施方案中,非导电衬垫2044可以延伸到在轴2030和按钮帽保持组件2014之间(例如,在轴2030和保持器2018之间)的通孔中。第三电绝缘体可包括第二非导电衬垫2046,其定位在轴2030和保持器2018之间的通孔中,在垫圈2038下方。在一些情况下,与第三电绝缘体结合,第二电绝缘体可以使导电按钮帽2012与按钮帽保持组件2014电绝缘(例如,与保持器2018电绝缘)。第一电绝缘体可以使导电按钮帽2012与外壳2004电绝缘。在一些实施方案中,附加的或不同的电绝缘体可使导电按钮帽2012与按钮帽保持组件2014或外壳2004电绝缘。
导电挠曲件2048可以耦接到支架2016但是与该支架绝缘,并且定位(例如,成角度)成接触轴2030的面向触觉开关2032的端部。导电挠曲件2048可以被弹簧偏置成接触轴2030的该端部,并且可以被弹簧偏置成在轴2030的所有平移状态期间保持与轴2030的该端部接触。
在使用中,信号可以经由电连接到导电挠曲件2048的电路(例如,柔性电路或其他电路元件)施加到导电按钮帽2012或从该导电按钮帽接收。信号可以行经导电按钮帽2012、轴2030和导电挠曲件2048。
图21示出了按钮组件2100的另一个示例的组装横截面,其可以包括在参考图1A、图1B、图2A至图2C、图3、图4A或图4B描述的任何电子设备中。按钮组件2100可以至少部分地位于外壳2104中的开口2102内(例如,参考图2A、图2C、图3、图4A或图4B描述的外壳中的开口),并且可以附接到外壳或内部结构诸如支撑件。在一些情况下,并且如图所示,外壳2104可包括由至少一个侧壁(例如,单个侧壁2108或一组侧壁)和凸部2110限定的腔2106。凸部2110可以限定开口2102,并且侧壁2108可以围绕凸部2110。
按钮组件2100可包括导电按钮帽2112(或具有导电部分的按钮帽)。导电按钮帽2112可以由按钮帽保持组件2114(或按钮保持器)保持,并且可以朝向和远离外壳2104平移。按钮帽保持组件2114可以延伸穿过开口2102并且连接或以其他方式附接到外壳2104。在一些示例中,按钮帽保持组件2114可包括在外壳2104内部与凸部2110重叠的支架2116,以及在外壳2104外部与凸部2110重叠的保持器2118。保持器2118可由一组螺钉2120或其他机械紧固件机械地附接到支架2116。螺钉2120可以插入支架2116中的通孔中并拧入保持器2118中的螺纹孔中,将凸部2110夹紧在支架2116和保持器2118之间。
导电按钮帽2112可以具有外表面2122、平行于腔2106的侧壁2108的侧壁或一组侧壁2124,以及在保持器2118和凸部2110之间延伸并且朝向导电按钮帽2112的中心轴线的面向内的唇缘或一组唇缘2126。
按钮帽保持组件2114,特别是保持器2118,可以具有限定在其中的通孔,该通孔的轴线垂直于外壳2104中的开口2102延伸。轴2128可以定位在通孔内,并且可以朝向和远离外壳2104平移。轴2128可以机械地连接和电连接到导电按钮帽2112,或者可以被偏置以接触导电按钮帽2112。在静止状态下,轴2128和导电按钮帽2112可以由导电挠曲件2130或定位在支架2116和轴2128的面向支架2116的端部之间的其他弹簧偏置构件以向外的平移状态(即,远离开口2102)偏置。
按钮帽保持组件2114,特别是保持器2118,还可以具有形成在其中的第二通孔,该第二通孔的轴线垂直于外壳2104中的开口2102延伸。活塞2132可以定位在通孔内,并且可以朝向和远离外壳2104平移。在一些情况下,隔片2134(诸如非导电隔片)可以附接到活塞2132的面向弹簧偏置的触觉开关2136的一端。当用户将导电按钮帽2112压向外壳2104时,按压可以克服由导电挠曲件2130和/或触觉开关2136提供的偏置,并且导电按钮帽2112上的压力可以传递到活塞2132,该轴朝向外壳2104平移并按压触觉开关2136以改变触觉开关2136的状态(例如,从开到关或从关到开,从一个功能状态到另一个功能状态,等等)。触觉开关2136可以与活塞2132的轴线对准并且使用粘合剂2138(例如,非导电PSA)附接到支架2116。
在一些实施方案中,第一垫圈2140(例如,O形环)可以定位在轴2128和第一通孔之间,并且第二垫圈2142(例如,O形环)可以定位在活塞2132和第二通孔之间。在一些情况下,第一垫圈2140可以定位在第一非导电衬垫2150和第二非导电衬垫2152之间。在一些情况下,活塞2132可以具有周向凹槽2146,第二垫圈2142的一部分安置在该周向凹槽中,使得第二垫圈2142响应于活塞2132的移动以可预测的方式移动。在一些示例中,第一垫圈2140和第二垫圈2142可以不导电。
按钮组件2100还可包括一组电绝缘体(即,一个或多个电绝缘体),该组电绝缘体可使导电按钮帽2112与按钮帽保持组件2114和外壳2104电绝缘。例如,按钮组件2100可包括第一电绝缘体,诸如套管2148(或一组隔片),其定位在导电按钮帽2112与外壳2104中的腔2106的侧壁2108(或一组侧壁)之间。在一些情况下,套管2148可包括闭合形状的侧壁。在其他情况下,套管2148还可以包括面向内的唇缘,或者可以不具有限定闭合形状的侧壁。第二电绝缘体可包括在导电按钮帽2112的内表面和按钮帽保持组件2114之间的非导电衬垫2150。在一些情况下,非导电衬垫2150可以压合或粘合地粘结到导电按钮帽2112的内表面。另选地,非导电衬垫2150可以压合或粘合地粘结到保持器2118的外表面。在一些实施方案中,非导电衬垫2150可以延伸到在轴2128和按钮帽保持组件2114之间(例如,在轴2128和保持器2118之间)的通孔中。第三电绝缘体可包括第二非导电衬垫2152,其定位在轴2128和保持器2118之间的通孔中,在垫圈2140下方。在一些情况下,与第三电绝缘体结合,第二电绝缘体可以使导电按钮帽2112与按钮帽保持组件2114电绝缘(例如,与保持器2118电绝缘)。第一电绝缘体可以使导电按钮帽2112与外壳2104电绝缘。在一些实施方案中,附加的或不同的电绝缘体可使导电按钮帽2112与按钮帽保持组件2114或外壳2104电绝缘。
在使用中,信号可以经由电连接到导电挠曲件2130的电路(例如,柔性电路或其他电路元件)施加到导电按钮帽2112或从该导电按钮帽接收。信号可以行经导电按钮帽2112、轴2128和导电挠曲件2130。
图22示出了按钮组件2200的另一个示例的组装横截面,其可以包括在参考图1A、图1B、图2A至图2C、图3、图4A或图4B描述的任何电子设备中。按钮组件2200可以至少部分地位于外壳2204中的开口2202内(例如,参考图2A、图2C、图3、图4A或图4B描述的外壳中的开口),并且可以附接到外壳或内部结构诸如支撑件。在一些情况下,并且如图所示,外壳2204可包括由至少一个侧壁(例如,单个侧壁2208或一组侧壁)和凸部2210限定的腔2206。凸部2210可以限定开口2202,并且侧壁2208可以围绕凸部2210。
按钮组件2200可包括导电按钮帽2212(或具有导电部分的按钮帽)。导电按钮帽2212可以由按钮帽保持组件2214(或按钮保持器)保持,并且可以朝向和远离外壳2204平移。按钮帽保持组件2214可以延伸穿过开口2202并且连接或以其他方式附接到外壳2204。在一些示例中,按钮帽保持组件2214可包括在外壳2204内部与凸部2210重叠的支架2216,以及在外壳2204外部与凸部2210重叠的保持器2218。保持器2218可由一组螺钉2220或其他机械紧固件机械地附接到支架2216。螺钉2220可以插入支架2216中的通孔中并拧入保持器2218中的螺纹孔中,将凸部2210夹紧在支架2216和保持器2218之间。
导电按钮帽2212可以具有外表面2222、平行于腔2206的侧壁2208的侧壁或一组侧壁2224,以及在保持器2218和凸部2210之间延伸并且朝向导电按钮帽2212的中心轴线的面向内的唇缘或一组唇缘2226。
按钮帽保持组件2214、特别是保持器2218,可以具有限定在其中的通孔,该通孔的轴线垂直于外壳2204中的开口2202延伸。轴2228可以定位在通孔内,并且可以朝向和远离外壳2204平移。轴2228可以机械地连接和电连接到导电按钮帽2212,或者可以被偏置以接触导电按钮帽2212。在静止状态下,轴2228和导电按钮帽2212可以由导电弹簧(例如,螺旋弹簧2230)或定位在支架2216和轴2228的面向支架2216的端部之间的其他弹簧偏置构件以向外的平移状态(即,远离开口2202)偏置。
按钮帽保持组件2214,特别是保持器2218,还可以具有形成在其中的第二通孔,该第二通孔的轴线垂直于外壳2204中的开口2202延伸。活塞2232可以定位在通孔内,并且可以朝向和远离外壳2204平移。当用户将导电按钮帽2212压向外壳2204时,按压可以克服由螺旋弹簧2230和/或触觉开关2234提供的偏置,并且导电按钮帽2212上的压力可以传递到活塞2232,该轴朝向外壳2204平移并按压触觉开关2234以改变触觉开关2234的状态(例如,从开到关或从关到开,从一个功能状态到另一个功能状态,等等)。触觉开关2234可以与活塞2232的轴线对准并且使用粘合剂2236(例如,非导电PSA)附接到支架2216。
在一些实施方案中,第一垫圈2238(例如,O形环)可以定位在轴2228和第一通孔之间,并且第二垫圈2240(例如,O形环)可以定位在活塞2232和第二通孔之间。在一些情况下,第一垫圈2238可以定位在第一非导电衬垫2248和第二非导电衬垫2250之间。在一些情况下,活塞2232可以具有周向凹槽2244,第二垫圈2240的一部分安置在该周向凹槽中,使得第二垫圈2240响应于活塞2232的移动以可预测的方式移动。在一些示例中,第一垫圈2238和第二垫圈2240可以不导电。
按钮组件2200还可包括一组电绝缘体(即,一个或多个电绝缘体),该组电绝缘体可使导电按钮帽2212与按钮帽保持组件2214和外壳2204电绝缘。例如,按钮组件2200可包括第一电绝缘体,诸如套管2246(或一组隔片),其定位在导电按钮帽2212与外壳2204中的腔2206的侧壁2208(或一组侧壁)之间。在一些情况下,套管2246可包括闭合形状的侧壁。在其他情况下,套管2246还可以包括面向内的唇缘,或者可以不具有限定闭合形状的侧壁。第二电绝缘体可包括在导电按钮帽2212的内表面和按钮帽保持组件2214之间的非导电衬垫2248。在一些情况下,非导电衬垫2248可以压合或粘合地粘结到导电按钮帽2212的内表面。另选地,非导电衬垫2248可以压合或粘合地粘结到保持器2218的外表面。在一些实施方案中,非导电衬垫2248可以延伸到在轴2228和按钮帽保持组件2214之间(例如,在轴2228和保持器2218之间)的通孔中。第三电绝缘体可包括第二非导电衬垫2250,其定位在轴2228和保持器2218之间的通孔中,在垫圈2238下方。在一些情况下,与第三电绝缘体结合,第二电绝缘体可以使导电按钮帽2212与按钮帽保持组件2214电绝缘(例如,与保持器2218电绝缘)。第一电绝缘体可以使导电按钮帽2212与外壳2204电绝缘。在一些实施方案中,附加的或不同的电绝缘体可使导电按钮帽2212与按钮帽保持组件2214或外壳2204电绝缘。
在使用中,信号可以经由电连接到螺旋弹簧2230的电路(例如,柔性电路或其他电路元件)施加到导电按钮帽2212或从该导电按钮帽接收。信号可以行经导电按钮帽2212、轴2228和螺旋弹簧2230。
图23示出了可用于从电子设备的用户获取ECG或其他生物参数的电子设备(诸如电子手表)的示意图2300。在一些情况下,该电子设备可包括手表主体。如图所示,电子设备可以包括载体2304上的第一电极2302、载体2304上的可选第二电极2306,以及在用户可旋转的冠部2310的表面上(或者另选地,在按钮的表面上)的第三电极2308。第三电极2308能够操作以在第一电极2302(和可选第二电极2306)抵靠用户的皮肤(例如,抵靠用户的手腕)定位时由用户的手指接触。处理器2312,在某些情况下其可以在集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、系统级封装(SIP)、片上系统(SOC)等中提供,可用于从用户获取ECG,或确定用户的另一生物参数。可以基于当用户与第一电极2302、可选第二电极2306以及第三电极2308接触时第一电极2302、可选第二电极2306以及第三电极2308处的电压来确定ECG或其他生物参数。
在一些情况下,可以只在第一电极2302和第三电极2308处感测电压。在其他情况下,第二电极2306可以接地到电子设备,从而使用户接地到电子设备,并且第二电极2306处的电压(即,接地电压)可以用于从在第一电极2302和第三电极2308处测量的信号中移除由电子设备或其他环境源产生的噪声。这可以导致更准确地读取(或处理)第一电压和第三电压。
如图所示,第一电极2302处的信号或电压可以由第一放大器2314放大,并且第三电极2308处的信号或电压可以由第二放大器2316放大。
图24示出了确定佩戴电子手表或其他可穿戴电子设备(诸如本文所述的手表或可穿戴电子设备)的用户的生物参数的示例方法2400。
在框2402处,任选地经由电子设备上的第一电极将接地电压施加到用户。第一电极可以在载体的形成电子设备外壳的一部分的外表面上。例如,可以由参考图24描述的处理器使用参考图1B、图2A至图2C、图3、图4A至图4C、图5D、图5E、图6至图8、图9A至图9C、图10A至图10D和图23描述的电极中的一个来执行2402处的操作。
在框2404处,在电子设备上的第二电极处感测第一电压或信号。第二电极也可以位于载体的外表面上。例如,可以由参考图24描述的处理器使用参考图1B、图2A至图2C、图3、图4A至图4C、图5D、图5E、图6至图8、图9A至图9C、图10A至图10D、图11、图12A、图12B、图13、图14、图15、图16A、图16B、图17A、图17B、图18A、图18B、图19、图20、图21、图22和图23描述的电极中的一个来执行2404处的操作。
在框2406处,在电子设备上的第三电极处感测第二电压或信号。第三电极可以在电子设备的用户可旋转的冠部上、电子设备的按钮上或在电子设备的外壳的另一个表面上。在一些实施方案中,施加接地电压并且在用户的一只手臂的手腕上感测第一电压或信号,并且在用户的指尖上感测第二电压或信号(该指尖属于该用户另一只手臂上的手的手指)。例如,可以由参考图24描述的处理器使用参考图1B、图2A至图2C、图3、图4A至图4C、图5D、图5E、图6至图8、图9A至图9C、图10A至图10D、图11、图12A、图12B、图13、图14、图15、图16A、图16B、图17A、图17B、图18A、图18B、图19、图20、图21、图22和图23描述的电极中的一个来执行2406处的操作。
在框2408处,可以从可选的接地电压、第一电压或信号以及第二电压或信号确定用户的生物参数。接地电压可为第一电压和第二电压或信号提供参考,或者可用于抑制来自第一电压或信号和第二电压或信号的噪声。当从用户身体的不同部分获得第一电压和第二电压时,生物参数可以是用户的心电图。例如,可以由参考图25描述的处理器来执行2408处的操作。
图25示出了电子设备2500的示例性电气框图,该电子设备在一些情况下采用参考图1至图23描述的任何电子手表或其他可穿戴电子设备,或其他便携式或可穿戴电子设备的形式。电子设备2500可包括显示器2505(例如,发光显示器)、处理器2510、电源2515、存储器2520或存储设备、传感器2525和输入/输出(I/O)机构2530(例如,输入/输出设备、输入/输出端口或触觉输入/输出接口)。处理器2510可控制电子设备2500的一些或所有操作。处理器2510可直接或间接地与电子设备2500的一些或所有部件进行通信。例如,系统总线或其他通信机构2535可以提供处理器2510、电源2515、存储器2520、传感器2525和输入/输出机构2530之间的通信。
处理器2510可被实现为能够处理、接收或发送数据或指令的任何电子设备。例如,处理器2510可为微处理器、中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)或此类设备的组合。如本文所述,术语“处理器”意在涵盖单个处理器或处理单元、多个处理器、多个处理单元或一个或多个其他适当配置的计算元件。
应当指出的是,电子设备2500的部件可由多个处理器控制。例如,电子设备2500的选择部件(例如,传感器2525)可由第一处理器控制并且电子设备2500的其他部件(例如,显示器2505)可由第二处理器控制,其中第一处理器和第二处理器可或不可彼此通信。在一些情况下,处理器2510可以确定电子设备的用户的生物参数,例如用户的ECG。
电源2515可利用能够向电子设备2500提供能量的任何设备来实现。例如,电源2515可以是一个或多个电池或可充电电池。除此之外或另选地,电源2515可以是将电子设备2500连接到另一个电源诸如壁装插座的电源连接器或电源线。
存储器2520可存储可由电子设备2500使用的电子数据。例如,存储器2520可存储电数据或内容,诸如,例如,音频和视频文件、文档和应用程序、设备设置和用户偏好、定时信号、控制信号,以及数据结构或数据库。存储器2520可被配置为任何类型的存储器。仅以举例的方式,存储器2520可被实现成随机存取存储器、只读存储器、闪存存储器、可移动存储器、其他类型的存储元件或此类设备的组合。
电子设备2500还可包括几乎被定位在电子设备2500上的任何位置处的一个或多个传感器2525。一个或多个传感器2525可被配置为感测一个或多个类型的参数,诸如但不限于压力、光、触摸、热、移动、相对运动、生物识别数据(例如,生物参数)等。例如,一个或多个传感器2525可包括热传感器、位置传感器、光或光学传感器、加速度计、压力换能器、陀螺仪、磁力仪、健康监测传感器等。此外,一个或多个传感器2525可利用任何适当的感测技术,包括但不限于电容、超声波、电阻、光学、超声、压电和热感测技术。在一些示例中,传感器2525可包括本文所述的电极中一个或多个(例如,形成电子设备2500的外壳的一部分的载体的外表面上的一个或多个电极,和/或电子设备的冠部、按钮或其他外壳构件上的电极)。
I/O机构2530可将数据发送到用户或另一个电子设备和/或从用户或另一个电子设备接收数据。I/O设备可包括显示器、触摸感测输入表面、一个或多个按钮(例如,图形用户界面“home”按钮)、一个或多个相机、一个或多个麦克风或扬声器、一个或多个端口诸如麦克风端口,和/或键盘。除此之外或另选地,I/O设备或端口可以经由通信网络诸如无线和/或有线网络连接发送电信号。无线和有线网络连接的示例包括但不限于蜂窝网络、Wi-Fi、蓝牙、IR和以太网连接。
如上所述,本文的电子设备上显示的图形可通过提供给冠部的输入来操纵。图26A至图28B总体上描绘了通过力提供的输入和/或对设备的冠部组件进行的旋转输入来改变电子设备上显示的图形输出的示例;图形的这种操纵(例如,选择、确认、动作、解散、放大等)可导致电子设备的操作和/或电子设备显示的图形输出的改变。尽管提供并讨论了具体示例,但是可通过旋转冠部和/或向冠部施加力来执行许多操作,诸如上述示例。因此,以下讨论是作为示例而非限制。
图26A描绘了具有冠部2602的示例电子设备2600(这里示为电子手表)。冠部2602可以类似于上述示例,并且可以沿着冠部的第一横向方向、第二横向方向或轴向方向接收力输入。冠部2602还可以接收旋转输入。显示器2606提供图形输出(例如,显示信息和/或其他图形)。在一些实施方案中,显示器2606可被配置成能够接收触摸和/或力输入的触敏显示器。在当前示例中,显示器2606描绘了各种项目2661、2662、2663的列表,所有这些项目都是示例图形。
图26B示出了当冠部2602部分地或完全地旋转时(如箭头2660所示),显示器2606上所示的图形输出如何以第一方式改变。旋转冠部2602使列表在屏幕上滚动或以其他方式移动,使得第一项目2661不再显示,第二项目2662和第三项目2663各自在显示器上向上移动,并且第四项目2664现在被示出在显示器的底部。这是可以通过旋转冠部2602执行的滚动操作的一个示例。这种滚动操作可提供一种简单有效的方式来相对快速并且按顺序描绘多个项目。可以通过施加到冠部2602的旋转力的量和/或冠部2602旋转的速度来控制滚动操作的速度。更快或更有力的旋转可产生更快的滚动,而更慢或更小力的旋转产生更慢的滚动。在某些实施方案中,冠部2602可以接收轴向力(例如,向内朝向显示器2606或手表主体的力)以从列表中选择项目。
图27A和图27B示出了示例缩放操作。显示器2706描绘了第一放大率的图片2766,如图27A所示;图片2766是图形的又一个示例。用户可以将平移力(例如,沿z轴的力)或横向力(例如,沿x轴的力)施加到电子设备2700的冠部2702(由箭头2765示出),并且作为响应,显示器可以使图形以第二方式改变,诸如放大图片2766,使得该图片的部分2767以增大的放大率显示。这在图27B中示出。可以通过施加到冠部2702的力,特别是通过所施加的力的方向和/或所施加的力的量值来控制缩放的方向(放大与缩小)和缩放的速度,或缩放的位置。在第一方向上向冠部2702施加力可以放大,而在相反方向上向冠部2702施加力可以缩小。另选地,在第一方向上旋转冠部2702或向冠部施加力可以改变图片中受到缩放效果影响的部分。在一些实施方案中,将轴向力或平移力(例如,沿z轴的力)施加到冠部2702可以在不同的缩放模式或输入之间切换(例如,缩放的方向与图片的经受缩放的部分),或以其他方式使显示的图形以第二方式改变。在其他实施方案中,沿另一个方向(诸如沿y轴)向冠部2702施加力可以使图片2766返回图27A中所示的默认放大率。
图28A和图28B示出了冠部2802可能的使用,其用以改变电子设备2800的操作状态或以其他方式在输入之间切换。首先转到图28A,显示器2806描绘了问题2868,即“您觉得方向合适吗?”如图28B所示,可以将侧向力施加到冠部2802(由箭头2870示出)来回答此问题。向冠部2802施加力提供由电子设备2800解释为“是”的输入,因此在显示器2806上显示“是”作为图形2869。沿相反方向向冠部2802施加力可以提供“否”输入。问题2868和图形2869二者是图形的示例。
在图28A和图28B中所示的实施方案中,施加到冠部2802的力用于直接提供输入,而不是从列表中的选项中进行选择(如上面关于图26A和图26B所讨论的)。
如前所述,对电子设备的冠部的力或旋转输入可控制除这里列出的功能之外的许多功能。冠部可以接收不同的力或旋转输入来调节电子设备的体积、显示器的亮度或设备的其他操作参数。施加到冠部的力或旋转输入可旋转以打开或关闭显示器,或者打开或关闭设备。对冠部的力或旋转输入可以启动或终止电子设备上的应用程序。此外,对冠部的输入的组合也可同样地启动或控制前述功能中的任一个。
在一些情况下,除了响应于施加到冠部的输入之外,显示器的图形输出可以响应于施加到触敏显示器(例如,显示器2606、2706、2806等)的输入。触敏显示器可包括或者与一个或多个触摸和/或力传感器相关联,所述触摸和/或力传感器沿着显示器的输出区域延伸并且可使用任何合适的感测元件和/或感测技术来检测适用于触控式显示器的触摸和/或力输入。响应于施加到冠部的输入而产生的相同或相似图形输出操作也可以响应于施加到触敏显示器的输入而产生。例如,应用于触敏显示器的轻扫手势可使图形输出在与轻扫手势相对应的方向上移动。作为另一个示例,应用于触敏显示器的轻击手势可使得项目被选择或激活。这样,用户可以有多种不同的方式来与电子手表交互并控制电子手表,特别是电子手表的图形输出。此外,虽然冠部可提供与触敏显示器的重叠功能,但是使用冠部允许显示器的图形输出可见(不被提供触摸输入的手指阻挡)。
又如,在图26A至图28B中描述的输入可用于选择、启动或显示ECG,或以其他方式开始确定ECG或启动ECG应用程序的操作。
如上所述,本发明的技术的一个方面是收集和使用可从各种源获得的数据,包括收集和使用用户的生物参数,以监测或改善用户的健康或健身。本公开设想,在一些实例中,该所采集的数据可包括唯一地识别特定人员,或者可用于联系、定位或识别特定人员的个人信息数据。此类个人信息数据可以包括人口统计数据、基于位置的数据、电话号码、电子邮件地址、推特ID、家庭地址、与用户的健康或健康水平有关的数据或记录(例如,生命体征测量、药物信息、锻炼信息)、出生日期或任何其他识别或个人信息。
本公开认识到在本发明技术中使用此类个人信息数据可用于使用户受益。例如,个人信息数据可以用于帮助用户监测或改善他们的健康或健身(例如,生物参数或健康和健身数据可以用于提供对用户的一般健康的了解,或者可以用作对使用技术追求健康目标的个体的积极反馈)。
本公开设想负责采集、分析、公开、传输、存储或其他使用此类个人信息数据的实体将遵守既定的隐私政策和/或隐私实践。具体地,此类实体应当实行并坚持使用被公认为满足或超出对维护个人信息数据的隐私性和安全性的行业或政府要求的隐私政策和实践。此类政策应该能被用户方便地访问,并应随着数据的采集和/或使用变化而被更新。来自用户的个人信息应当被收集用于实体的合法且合理的用途,并且不在这些合法使用之外共享或出售。此外,应在收到用户知情同意后进行此类采集/共享。此外,此类实体应考虑采取任何必要步骤,保卫和保障对此类个人信息数据的访问,并确保有权访问个人信息数据的其他人遵守其隐私政策和流程。另外,这种实体可使其本身经受第三方评估以证明其遵守广泛接受的隐私政策和实践。此外,应当调整政策和实践,以便采集和/或访问的特定类型的个人信息数据,并适用于包括管辖范围的具体考虑的适用法律和标准。例如,在美国,对某些健康数据的收集或获取可能受联邦和/或州法律的管辖,诸如健康保险流通和责任法案(HIPAA);而其他国家的健康数据可能受到其他法规和政策的约束并应相应处理。因此,在每个国家应为不同的个人数据类型保持不同的隐私实践。
不管前述情况如何,本公开还预期用户选择性地阻止使用或访问个人信息数据的实施方案。即本公开预期可提供硬件元件和/或软件元件,以防止或阻止对此类个人信息数据的访问。例如,就从其识别的生物参数或情况而言,本发明的技术可被配置为允许用户在注册服务期间或其后的任何时间选择“加入”或“退出”参与对个人信息数据的收集。又如,用户可以选择不向应用程序或服务的提供商提供健康或健身相关数据,或者可以阻止从收集这些数据的设备或在从其获取数据的用户自己的一些设备以外发送这样的数据。再如,用户可以选择限制健康或健身数据的时间长度,或者保持从中导出这种数据的生物参数。除了提供“选择加入”和“选择退出”选项外,本公开设想提供与访问或使用个人信息相关的通知。例如,可在下载应用时向用户通知其个人信息数据将被访问,然后就在个人信息数据被应用访问之前再次提醒用户。
此外,本公开的目的是应管理和处理个人信息数据以最小化无意或未经授权访问或使用的风险。一旦不再需要数据,通过限制数据收集和删除数据可最小化风险。此外,并且当适用时,包括在某些健康相关应用程序中,数据去标识可用于保护用户的隐私。在适当的情况下,可以通过移除特定标识符(例如,出生日期等),控制所存储的数据的量或特异性(例如,在城市级而不是在地址级收集位置数据),控制数据的存储方式(例如,跨用户聚合数据)和/或其他方法来促进去标识。
因此,虽然本公开广泛地覆盖了使用个人信息数据来实现一个或多个各种所公开的实施方案,但本公开还设想各种实施方案也可在无需访问至少一些个人信息数据的情况下被实现。即,本发明的技术的各种实施方案不会由于缺少此类个人信息数据的一部分而无法正常进行。例如,可以确定或存储生物参数,而无需将生物参数与识别从其获得它们的特定用户的信息相关联,或者与最少量的个人信息相关联,诸如已经可提供给服务提供商或可公开获得的非个人信息。
上述描述为了进行解释使用了特定命名来提供对所述实施方案的彻底理解。然而,对于本领域的技术人员而言将显而易见的是,不需要具体细节即可实践所述实施方案。因此,出于例示和描述的目的,呈现了对本文所述的具体实施方案的前述描述。它们并非旨在是穷举性的或将实施方案限制到所公开的精确形式。对于本领域的普通技术人员而言将显而易见的是,鉴于上面的教导内容,许多修改和变型是可能的。

Claims (20)

1.一种电子手表,包括:
外壳;
冠部,所述冠部包括:
冠部主体;以及
轴,所述轴连接到所述冠部主体并穿过所述外壳;
透明载体,所述透明载体连接到所述外壳并且限定所述电子手表的背部外表面的第一部分;
透明盖,所述透明盖连接到所述外壳并且限定所述电子手表的前部外表面的至少一部分;
触敏显示器,所述触敏显示器至少部分地位于所述外壳内并能够通过所述透明盖看到;
第一电极,所述第一电极包括位于所述透明载体上的导电涂层,所述导电涂层限定所述电子手表的所述背部外表面的第二部分并且被配置为当所述电子手表被佩戴时与用户的身体接触并且测量第一电压;
第二电极,所述第二电极被配置为测量第二电压;以及
处理器,所述处理器位于所述外壳内并操作地连接到所述第一电极和所述第二电极;其中:
所述处理器被配置为使用所述第一电压和所述第二电压来确定心电图;以及
所述触敏显示器被配置为显示所述心电图。
2.根据权利要求1所述的电子手表,其中:
所述触敏显示器被进一步配置为显示除所述心电图之外的图形;以及
所述触敏显示器被进一步配置为从显示所述图形改变为显示所述心电图。
3.根据权利要求2所述的电子手表,其中所述触敏显示器被进一步配置为响应于冠部输入而从显示所述图形改变为显示所述心电图。
4.根据权利要求1所述的电子手表,其中:
所述冠部被配置为围绕旋转轴线旋转并沿所述旋转轴线平移;以及
所述旋转轴线沿所述轴的中心延伸。
5.根据权利要求1所述的电子手表,其中:
所述第二电极位于所述冠部主体上;以及
所述冠部还包括:
围绕所述冠部主体的电绝缘裂缝;以及
围绕所述电绝缘裂缝的饰件;其中:
所述电绝缘裂缝被配置为使所述饰件与所述冠部主体电绝缘;以及
所述冠部主体包括所述第二电极。
6.根据权利要求1所述的电子手表,其中所述轴和所述冠部主体彼此一体地形成。
7.根据权利要求1所述的电子手表,还包括位于所述冠部主体、所述轴或所述外壳中的至少一者上的绝缘涂层。
8.根据权利要求1所述的电子手表,其中:
所述第一电极是沿所述透明载体的第一外围部分定位的第一弧形电极。
9.一种电子手表,包括:
外壳;
载体,所述载体附接到所述外壳的后部并且由光学透明材料形成并且附接到所述外壳,所述载体限定:
内表面;以及
外表面;
导电涂层,所述导电涂层位于所述载体的所述外表面上并且限定在所述载体上的第一电极;
冠部,所述冠部延伸穿过所述外壳并被配置为平移和旋转,所述冠部包括第二电极;以及
处理器,所述处理器能够操作以基于在所述第一电极和所述第二电极处测量的电压来确定用户的生物参数;其中:
所述电压是在所述用户与所述第一电极和所述第二电极接触时测量的。
10.根据权利要求9所述的电子手表,还包括:
衬圈,所述衬圈接收所述冠部;
第一衬圈涂层,所述第一衬圈涂层位于所述衬圈上并被配置为减小所述衬圈和所述冠部之间的摩擦;以及
第二衬圈涂层,所述第二衬圈涂层位于所述第一衬圈涂层上并被配置为遮挡所述第一衬圈涂层。
11.根据权利要求9所述的电子手表,其中:
所述冠部包括:
轴,所述轴延伸穿过所述外壳中的开口;以及
冠部主体,所述冠部主体与所述轴一体地形成,位于所述外壳的外部,并被配置为由所述用户旋转;
所述导电涂层沿所述载体的内表面的一部分延伸,围绕所述载体的边缘,并且沿所述载体的外冠部表面的外围部分延伸;
所述第二电极是所述冠部主体的表面;以及
所述冠部主体和所述轴与所述处理器电连通。
12.根据权利要求9所述的电子手表,还包括:
透明盖,所述透明盖附接到所述外壳;以及
显示器,所述显示器能够通过所述透明盖看到;其中
旋转所述冠部以第一方式改变所述显示器上的图形;
平移所述冠部以第二方式改变所述图形;以及
所述生物参数是心电图。
13.根据权利要求9所述的电子手表,其中旋转所述冠部或平移所述冠部中的一项发起确定所述生物参数。
14.根据权利要求13所述的电子手表,其中:
所述生物参数是第一生物参数;以及
所述电子手表还包括光学传感器子系统,所述光学传感器子系统被配置为感测通过所述载体的第二生物参数。
15.根据权利要求14所述的电子手表,其中:
所述第一生物参数是心电图;以及
所述第二生物参数是心率。
16.根据权利要求9所述的电子手表,其中:
所述第一电极是沿所述载体的第一外围部分定位的第一弧形电极。
17.一种用于通过电子手表来确定和显示心电图的方法,包括:
测量在所述电子手表的冠部上的第一电极处的第一电压;
测量在所述电子手表的透明载体上的第二电极处的第二电压,所述第二电极由布置在所述透明载体的外表面上的导电涂层限定,所述导电涂层限定所述电子手表的背部外表面的至少一部分;
由所述电子手表的处理器使用所述第一电压和所述第二电压来确定所述心电图;以及
在所述电子手表的显示器上显示所述心电图。
18.根据权利要求17所述的方法,还包括:
感测所述电子手表的所述冠部上的触摸;其中:
响应于感测到所述触摸,发生发起测量所述第一电压和测量所述第二电压。
19.根据权利要求17所述的方法,其中:
所述方法还包括:
测量所述电子手表的所述载体上第三电极处的第三电压;并且
由所述电子手表的所述处理器使用所述第一电压和所述第二电压来确定所述心电图的操作包括由所述电子手表的所述处理器使用所述第一电压、所述第二电压以及所述第三电压来确定所述心电图。
20.根据权利要求17所述的方法,其中:
所述第二电极是沿所述载体的第二外围部分定位的第二弧形电极。
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