CN115209936A

CN115209936A - 可穿戴装置

Info

Publication number: CN115209936A
Application number: CN202080095511.XA
Authority: CN
Inventors: A·弗莱里; C·A·艾蒙; M·J·扎查罗斯卡; S·T·麦肯齐; N·A·马图特; S·克尔; W·J·格林里夫
Original assignee: Interaxon Inc
Current assignee: Interaxon Inc
Priority date: 2019-12-05
Filing date: 2020-12-04
Publication date: 2022-10-18
Also published as: EP4069065A1; US20230031613A1; EP4069065A4; CA3163729A1; JP2023505204A; WO2021108922A1

Abstract

一种可穿戴装置具有：柔性且可延伸的主体，所述柔性且可延伸的主体被配置成环绕用户的身体的一部分；电子模块，所述电子模块在两端之间具有凹形空间，每一端可用柔性保持安装件附接到所述柔性且可延伸的主体以允许所述柔性且可延伸的主体相对于所述电子模块旋转并将张力从所述柔性且可延伸的主体传递到所述电子模块；以及生物信号传感器，所述生物信号传感器安置在所述柔性且可延伸的主体上以接触所述用户的所述身体的至少一部分并从所述用户接收生物信号。

Description

可穿戴装置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年12月5日提交的美国临时专利申请号62/943845的优先权，本申请的全部内容通过引用方式特此并入本文中。

技术领域

本公开涉及可穿戴装置。更具体地，本公开涉及具有脑电波感测组件并且可以穿戴在用户头部上的可穿戴装置。

背景技术

用户可以例如使用键盘、鼠标、跟踪板、触摸屏或运动捕捉装置与计算装置进行交互。随着人与计算装置交互的方式的改变，计算机可以变得可用于新的目的，或在执行现有任务中更有效。可能需要键盘上的若干命令的计算装置的用户命令可以替代地与由感觉输入装置捕获和处理的思维或手势相关联。由于人体具有可以通过随意运动来控制的许多部分，因此有机会捕获和解译用于与计算装置交互的其它运动。

生物信号是由可以被测量和监测的生物生成的信号。脑电图仪、电流计和心电图仪是用于测量和监测由人生成的生物信号的装置的实例。

人脑生成诸如电模式的生物信号，该生物信号可以使用脑电图(“EEG”)来测量/监测。这些电模式或脑电波可由诸如EEG的装置测量。典型地，EEG将测量模拟形式的脑电波。然后，这些脑电波可以以其原始模拟形式或以模数转换后的数字形式进行分析。

测量和分析诸如脑电波模式的生物信号可以具有多种实际应用。例如，已经开发了允许用户使用脑电波信号来控制装置和计算机的脑计算机接口(“BCI”)。在另一个实例中，对睡眠期间的脑电波模式的分析可以允许用户理解他们的睡眠模式和/或改进他们的睡眠质量。

发明内容

根据一个方面，提供了一种可穿戴装置，其包含：柔性且可延伸的主体，所述柔性且可延伸的主体被配置成环绕用户的一部分；电子模块，所述电子模块具有表面，所述表面在第一端和与所述第一端相对的第二端之间限定凹形空间，所述第一端在第一连接点处能够用第一柔性保持安装件附接到所述柔性且可延伸的主体，以便允许所述柔性且可延伸的主体相对于所述电子模块围绕第一轴线旋转并将张力从所述柔性且可延伸的主体从所述第一轴线径向地传递到所述电子模块，所述第二端在第二连接点处能够用第二柔性保持安装件附接到所述柔性且可延伸的主体，以便允许所述柔性且可延伸的主体相对于电子器件围绕第二轴线旋转并将张力从所述柔性且可延伸的主体从所述第二轴线径向地传递到所述电子模块；以及生物信号传感器，所述生物信号传感器被安置在所述第一连接点与所述第二连接点之间的所述柔性且可延伸的主体上以接触所述用户的所述部分的至少一部分并从所述用户接收生物信号，在所述柔性且可延伸的主体在所述电子模块被附接的情况下延伸以由所述用户穿戴时：通过所述第一柔性保持安装件和所述第二柔性保持安装件从所述柔性且可延伸的主体向所述电子模块施加张力以将所述电子模块拉向所述用户，所述第一连接点与所述第二连接点之间的所述柔性且可延伸的主体的一部分朝向所述凹形空间旋转，并且所述电子模块将所述柔性且可延伸的主体上的所述生物信号传感器推靠在所述用户的所述部分上。

在一些实施例中，所述生物信号传感器被配置成接触所述用户的头部的额区的至少一部分。

在一些实施例中，所述生物信号传感器是脑电图(EEG)传感器。

在一些实施例中，所述生物信号传感器是测量电位并生成电位的电极。

在一些实施例中，所述可穿戴装置还包含用于接触所述用户的头部的耳廓区的至少一部分的附加生物信号传感器。

在一些实施例中，所述附加生物信号传感器是脑电图(EEG)传感器。

在一些实施例中，所述可穿戴装置还包含所述电子模块与所述柔性且可延伸的主体之间的电连接。

在一些实施例中，所述可穿戴装置还包含所述电子模块与所述生物信号传感器之间的电连接。

在一些实施例中，所述电子模块弯曲成大致对应于所述用户的头部。

在一些实施例中，所述电子模块能够通过磁力附接到所述柔性且可延伸的主体。

在一些实施例中，所述电子模块包括第一磁体和第二磁体，所述第一磁体在所述第一端处以通过磁力附接到所述第一柔性保持安装件，所述第二磁体在所述第二端处以通过磁力附接到所述第二柔性保持安装件。

在一些实施例中，所述可穿戴装置还包含安置在所述电子模块上的附加生物信号传感器。

在一些实施例中，所述附加生物信号传感器是光学传感器。

在一些实施例中，所述光学传感器安装在所述电子模块的柔性突起上，所述柔性突起在所述电子模块被拉向所述用户的身体时压缩。

在一些实施例中，所述光学传感器至少部分基于反射到所述光学传感器中的光的检测到的反射距离来检测所述主体的压缩。

在一些实施例中，所述光学传感器至少部分基于反射到所述光学传感器中的光的检测到的反射距离来检测附加生物信号。

在一些实施例中，所述光学传感器至少部分基于反射到所述光学传感器中的光的测量颜色和强度来检测附加生物信号。

在一些实施例中，所述柔性且可延伸的主体包含与所述生物信号传感器相邻的可压缩区段，以便压缩以使至少一个生物信号传感器贴合所述用户的身体。

在一些实施例中，所述可压缩区段被成形以贴合所述用户的身体的所述至少一部分。

在一些实施例中，所述可压缩区段包含具有可变密度的泡沫。

在一些实施例中，所述可穿戴装置还包含光发射器。

在一些实施例中，所述可穿戴装置还包含光接收器。

在一些实施例中，所述光接收器邻近所述用户的眼睛安置在所述柔性且可延伸的主体上以检测邻近所述用户的所述眼睛的光。

在一些实施例中，所述可穿戴装置还包含振动换能器。

在一些实施例中，所述振动换能器是扬声器。

在一些实施例中，所述振动换能器生成物理振动。

在一些实施例中，所述振动换能器是麦克风。

在一些实施例中，所述振动换能器安置在所述柔性且可延伸的主体上邻近所述用户的耳朵。

在一些实施例中，所述振动换能器安置在所述柔性且可延伸的主体上邻近所述用户的头部的前部。

在一些实施例中，所述振动换能器安置在所述柔性且可延伸的主体上邻近所述用户的骨头。

在一些实施例中，所述可穿戴装置还包含用于波束形成的多个振动换能器。

在一些实施例中，所述多个振动换能器是用于定位来自某一方向的声音的麦克风阵列。

在一些实施例中，所述可穿戴装置还包含用于检测所述用户的运动的加速度计。

在一些实施例中，所述可穿戴装置还包含用于检测温度的热敏电阻。

在一些实施例中，所述热敏电阻被配置成检测相对温度变化。

在一些实施例中，所述可穿戴装置还包含用于向计算装置传输数据的通信器。

在一些实施例中，所述通信器在蓝牙通信协议上与所述计算装置进行通信。

在一些实施例中，所述通信器在Wi-Fi通信协议上与所述计算装置进行通信。

根据另一方面，提供了一种可穿戴装置，其包含：主体，所述主体是柔性且可延伸的以环绕用户的一部分；电子模块，所述电子模块具有限定凹形空间的表面；所述电子模块在第一连接点处能够通过第一柔性保持安装件附接到所述柔性且可延伸的主体以围绕第一轴线旋转，并且在第二连接点处能够通过第二柔性保持安装件附接到所述柔性且可延伸的主体以围绕第二轴线旋转，以从所述第一轴线和所述第二轴线径向地生成力以将所述电子模块拉向所述用户的所述部分；生物信号传感器，所述生物信号传感器被安置在所述第一连接点与所述第二连接点之间的所述柔性且可延伸的主体上以接触所述用户的所述部分的至少一部分以从所述用户接收生物信号，其中在所述柔性且可延伸的主体在所述电子模块被附接的情况下延伸以由所述用户穿戴时，所述第一连接点与所述第二连接点之间的所述柔性且可延伸的主体的一部分(例如安置有生物信号传感器的部分)朝向所述凹形空间旋转，并且所述力拉动所述电子模块以将所述柔性且可延伸的主体上的所述生物信号传感器推靠在所述用户的所述部分上。

结合以下描述，其它特征将从附图中变得显而易见。

在这方面，在详细解释本文所述的任何实施例之前，应当理解，本公开在其应用方面并不限于以下描述中阐述的或附图中绘示的组件的构造和布置的细节。本公开能够具有其它实施例并且能够以各种方式实践或执行。而且，应当理解，本文所采用的短语及术语用于描述目的并且不应被视为限制性的。

附图说明

现在将参考附图仅以实例的方式描述实施例。

图1A绘示了可穿戴装置的实施例的透视图。

图1B绘示了当被用户穿戴时图1A的可穿戴装置的实施例的侧视图。

图1C至1L绘示了在可穿戴装置的实施例中用于形成柔性电极的实例堆叠的示意图。

图1M至1V绘示了用于可穿戴装置的附接机构的各种实施例。

图2A绘示了根据实施例的可穿戴装置的透视图。

图2B绘示了图2A的可穿戴装置的俯视图。

图2C绘示了图2A的可穿戴装置的前视图。

图2D绘示了图2A的可穿戴装置的仰视图。

图2E绘示了图2A的可穿戴装置的后视图。

图2F绘示了图2A的可穿戴装置的底部透视图。

图2G绘示了图2A的可穿戴装置的顶部透视图。

图2H绘示了图2A的可穿戴装置的后底部透视图。

图2I是图2A的可穿戴装置的调整器和扣环的透视图。

图2J绘示了当被用户穿戴时图2A的可穿戴装置的透视图。

图2K至2N绘示了电子模块与可穿戴装置的主体之间的弓弦设计的各种实施例。

图3绘示了当被用户穿戴时具有冠状绑带的可穿戴装置的实施例的侧视图。

图4绘示了当被用户穿戴时具有冠状绑带和顶部绑带的可穿戴装置的实施例的侧视图。

图5绘示了当被用户穿戴时具有顶部绑带的可穿戴装置的实施例的侧视图。

图6绘示了具有顶部绑带和毛发穿透传感器的可穿戴装置的实施例的透视图。

图7绘示了具有顶部绑带、冠状绑带和毛发穿透传感器的可穿戴装置的实施例的透视图。

图8是根据实施例的集成到织物衬底中的生物信号传感器的顶部示意图。

图9是沿着线I-I集成到图8的织物衬底中的生物信号传感器的截面示意图。

图10A是根据实施例的具有柔性印刷电路板的可穿戴装置的外层和内层的后视图。

图10B是图10A的外层的透视图。

图10C是图10A的内层和柔性印刷电路板的透视图。

图10D是根据实施例的柔性印刷电路板配置的侧视图。

图11A是根据实施例的具有用于形成可穿戴装置的生物信号传感器的织物图案。

图11B至11D绘示了生物信号传感器的接触配置的实施例。

图11E绘示了根据实施例的连接到可穿戴装置中的柔性印刷电路板的生物信号传感器触点和引线。

图12A和12B是根据实施例的安置在可穿戴装置的主体中的多个生物信号传感器的示意图。

图13A绘示了根据实施例的可穿戴装置的实施例的示意性侧视图，该可穿戴装置具有带有开放式‘弓弦’设计的耳电极，并且图13B是该可穿戴装置的展开图。

图13C绘示了根据实施例的具有带有闭合‘弓弦’设计的耳电极的可穿戴装置的实施例的放大示意性侧视图。

图13D绘示了根据各种实施例的具有耳电极的可穿戴装置的各种配置。

图13E至13F绘示了根据各种实施例的可穿戴装置的主体上的生物信号传感器的各种配置。

图14绘示了可穿戴装置100的实施例的侧面示意图，该可穿戴装置具有被成形以接触用户的耳朵的上表面和后表面的耳电极。

图15A绘示了根据实施例的具有可移动耳电极的可穿戴装置的实施例的侧面示意图，并且图15B是该可穿戴装置的展开图。

图16是根据实施例的内听筒传导传感器的示意图。

图17是根据实施例的声音递送模块的示意图。

图18是根据实施例的连接到可穿戴装置的电子模块的图17的声音递送模块的示意图。

图19A是根据实施例的具有传导传感器背衬框架的内听筒的示意图。

图19B是根据另一个实施例的具有传导传感器背衬框架的内听筒的示意图。

图20绘示了根据实施例的处于未压缩状态的贯通毛发生物信号传感器的局部截面图。

图21绘示了处于压缩状态的图20的生物信号传感器的局部截面图。

图22绘示了根据实施例的生物信号传感器的局部截面图。

图23绘示了图22的生物信号传感器的透视图。

图24绘示了根据实施例的生物信号传感器在用户身上的放置的示意图。

图25绘示了根据实施例的生物信号传感器在用户身上的放置的示意图。

图26绘示了根据实施例的生物信号传感器的透视图。

图27绘示了图26的生物信号传感器的俯视图。

图28绘示了根据实施例的非接触电极。

图29A绘示了根据实施例的穿戴具有电容性电极的可穿戴装置的用户的侧视图。

图29B绘示了图29A的可穿戴装置的局部俯视图。

图30A是根据实施例的可从可穿戴装置释放的电子模块的前俯视透视图。

图30B是根据实施例的可从可穿戴装置释放的电子模块的另一透视图。

图30C是根据实施例的用于可穿戴装置的电子模块的保持安装件的放大透视图。

图30D是根据实施例的用于可穿戴装置的电子模块的保持安装件的分解视图。

图30E是根据实施例的用于电子模块的保持安装件的侧视图。

图30F是根据实施例的用于可穿戴装置的电子模块的保持安装件的另一个前透视图。

图30G是根据实施例的电子模块的分解视图。

图30H是根据实施例的印刷电路板和电子模块的组件的示意图。

图30I绘示了具有用于光学传感器的柔性突起的电子模块的实例实施例。

图31A是根据实施例的连接到可穿戴装置的电子模块的顶部示意性截面图。

图31B是连接到图31A的可穿戴装置的电子模块的侧面示意性截面图。

图32是根据另一个实施例的连接到可穿戴装置的电子模块的侧面示意性截面图。

图33是根据实施例的用于保持电子模块的可穿戴装置的主体中的口袋的示意图。

图34A至34C绘示了根据实施例的具有用于与导电线接触的挤压导电针的电子模块的示意图。

图35A和35B绘示了根据实施例的具有用于接纳模制触点的凹部的电子模块的示意图。

图36和37绘示了根据实施例的具有可延伸、可拉伸的前额接触部分的可穿戴装置的实施例的侧视图。

图38绘示了根据实施例的具有带有用于辅助传感器的附接位置的可延伸的、可拉伸的前额接触部分的可穿戴装置的实施例的侧视图。

图39A是根据实施例的具有触摸板位置的可穿戴装置的示意性透视图。

图39B是具有图39A的触摸板位置的可穿戴装置的示意性俯视图。

图40绘示了具有图39A和39B的触摸板位置的可穿戴装置的截面侧视图。

图41是根据实施例的具有可延伸、可拉伸的前额接触部分的可穿戴装置的示意性透视图，OLED柔性阵列可以安置在该前额接触部分中。

图42是图41的可穿戴装置和OLED柔性阵列处于向下折叠配置的示意性透视图。

图43A绘示了根据实施例的可以被集成到可穿戴装置中的气囊的俯视图，并且图43B绘示了根据实施例的与可穿戴装置一起使用的气囊。

图44是根据实施例的具有安置在处于闭合位置的盖下方的电子模块的可穿戴装置的透视图。

图45是根据实施例的具有安置在处于打开位置的盖下方的电子模块的可穿戴装置的透视图。

图46是根据实施例的具有从处于打开位置的盖拆卸的电子模块的可穿戴装置的透视图。

图47是根据实施例的具有安置在口袋中的电子模块的可穿戴装置的透视图。

图48是根据实施例的具有从口袋拆卸的电子模块的可穿戴装置的透视图。

图49是根据实施例的具有从口袋拆卸的电子模块并且具有织物翼片的可穿戴装置的透视图。

图50是根据实施例的生物信号分析系统的高级框图。

图51是根据实施例的用于生物信号分析的计算装置的实例硬件组件的框图。

具体实施方式

如本文所使用，术语“向下”或“向内”通常是指朝向用户皮肤的方向。类似地，“下部”指示组件相对于另一个组件向下安置。相反，“向上”、“上部”或“向外”通常在与“向下”或“下部”组件相反的方向上。

生物信号是由可以被测量和监测的生物生成的信号。脑电图仪、电流计和心电图仪是用于测量和监测由人生成的生物信号的装置的实例。由于人体具有可以通过随意运动来控制的许多部分，因此有机会捕获和解译用于与计算装置交互的运动。

为了获得生物信号数据，可能希望传感器与用户或用户的身体部分紧密或不断接触。因此，可能希望提供舒适的可穿戴装置，尤其是在睡眠监测的情况下，如果该装置被长时间穿戴，诸如过夜；或在大量活动或运动期间。

一方面，提供了一种由一个或多个计算装置实施的计算机系统。计算装置可以包括通过近场、本地、无线、有线、或广域计算机网络(诸如互联网)彼此通信的一个或多个客户端或服务器计算机，并且计算机中的至少一者被配置成从用户穿戴的传感器接收信号。

在一种实施方案中，传感器包括一个或多个生物信号传感器，诸如脑电图(EEG)传感器、肌电图(EMG)传感器、心电图(ECG或EKG)传感器、电流计传感器、心电图仪传感器、诸如光学体积描记术(PPG)的心率传感器、眼动跟踪传感器、血压传感器、呼吸传感器、计步器、陀螺仪，以及任何其它类型的传感器。传感器可以具有各种类型，包括：与所述用户皮肤电接触的电生物信号传感器；与用户皮肤电容性接触的电容性生物信号传感器；测量用户血流的特性的血流传感器；以及置于用户皮肤下的皮下无线通信传感器。其它传感器类型也是可能的，包括但不限于温度传感器、诸如加速度计或陀螺仪的运动传感器、诸如用于记录环境噪声和/或其它噪声的监听装置的声音传感器、振动传感器。

传感器可以连接到可穿戴装置，该可穿戴装置可以是可穿戴计算装置或可穿戴感测装置，诸如用户穿戴的可穿戴耳机或头带计算机。传感器可以有线或无线地连接到耳机。耳机还可以与诸如膝上型计算机、平板计算机或移动电话的另一个计算装置进行通信，使得由耳机通过传感器感测到的数据可以被传送到另一计算装置以在该计算装置处进行处理，或在一个或多个计算机服务器处进行处理，或作为另一计算装置或另一计算装置的输入。一个或多个计算机服务器可以包括本地、远程、基于云的或软件即服务平台 (SAAS)服务器。

该系统的实施例可以提供对特定生物信号和非生物信号数据的采集、分析以及特定生物信号和非生物信号数据与各个用户和用户组两者的特定精神状态的关联。所采集的数据、所分析的数据或该系统和方法的功能性可以为其它(诸如第三方应用和其它用户)共享。计算装置、内部传感器(包含在可穿戴装置内)、外部传感器(包含在可穿戴装置外)、用户效应器中的任一者与任何服务器之间的连接可以被加密。所采集和分析的数据可以用于构建用户专用的用户简档。用户简档数据可以诸如通过机器学习过程单独地或综合地进行分析以用作BCI，或改进在分析中使用的算法。任选地，与系统相关联的数据、所分析的结果和功能性可以通过API为第三方应用和其它组织共享。还可以在可穿戴装置或其它本地计算装置处提供一个或多个用户效应器用于向用户提供反馈，以例如振动或提供一些音频或视觉指示以帮助用户实现特定的精神状态，诸如冥想状态。

可穿戴装置可以包括相机、显示器和生物信号测量装置，以对用户的环境以及用户的生物信号进行采样，从而通过传感器和用户输入来确定用户的状态和情境。可穿戴装置可以包括至少一个面向用户的相机以跟踪眼睛运动和/或面部表情。一方面，可穿戴装置可以是类似可穿戴在用户面部上的眼镜的形式。任选地，至少一个相机可以被取向为大致与用户的视野对准。实施例还可以包括监听装置，该监听装置可以与可穿戴装置集成或分离。

另一方面，该可穿戴装置可以是被适配成放置在或粘附到用户的头部或面部上的至少一个传感器的形式。每个传感器可以任选地通过有线或无线地彼此通信。每个传感器可以任选地通过有线或无线地与控制器装置进行通信。控制器装置可以安装到可穿戴装置以便驻留在用户的头部或面部上或其附近。替代地，控制器装置可以位于用户身体上的其它地方，诸如在用户衣服的包或口袋中。控制器装置也可以安置在用户身体外部的某处。例如，传感器可以监测用户，将数据存储在安装到可穿戴装置的本地存储装置中，并且一旦移动到接近控制器装置，传感器或可穿戴装置的发射器就可以将所存储的数据传输到控制器装置以供处理。在该实施方案中，可穿戴装置在位于控制器装置附近时将主要可由用户使用。

可穿戴装置可以包括相机、显示器和生物信号测量装置。至少一个生物信号测量装置可以采用至少一个传感器来测量大脑活动。大脑活动可以通过脑电图(“EEG”)技术电测量，或通过功能性近红外光谱学(“fNIR”)技术测量，该fNIR技术通过使用近红外光衰减测量血红蛋白浓度的相对变化。采用脉搏血氧测定技术的传感器也可以用于可穿戴装置中。任选地，可穿戴装置可以包括使用眼电图(“EOG”)技术测量眼睛活动的至少一个传感器。也可以采用跟踪其它类型的眼睛运动的其它传感器。

在各种实施方案中，可穿戴装置可以包括各种其它传感器和输入装置。例如，可穿戴装置可以包含至少一个音频换能器，诸如单个麦克风、麦克风阵列、扬声器和头戴式耳机。可穿戴装置可以包含至少一个惯性传感器以用于测量可穿戴装置的运动。可穿戴装置可以包含至少一个触摸传感器以用于从用户接收触摸输入。

可穿戴装置可以被配置成使用加速度计或通过EEG传感器(例如，穿戴在耳朵附近)通过用户的触摸或身体运动来接受用户输入。可穿戴装置可以被配置成从沿着电容器的滑动触摸输入接受用户输入。可穿戴装置可以被配置成使用被配置成跟踪用户眼睛运动的传感器从用户眼睛命令(例如，运动或眨眼)接受用户输入。可穿戴装置可以被配置成通过测量装置张力或EEG信号的变化从肌肉张力变化接受用户输入。可穿戴装置可以使用麦克风或麦克风阵列从用户的听觉命令接受输入。可穿戴装置可以被配置成从无线连接的另一个装置接受用户输入，该另一个装置诸如是接受触摸或语音输入的移动计算装置，实例包括手持计算装置、台式或膝上型计算机、家庭自动化装置、诸如 Google家居或Alexa使能扬声器的装置、诸如手表形状因子的可穿戴装置、戒指等。可穿戴装置可以被配置成从使用光、声音或射频与装置进行通信的远程控制器接受用户输入。

可穿戴装置可以同时或大致同时地从用户的环境和生物信号两者采样以产生采样数据。采样数据可以由可穿戴装置实时地分析，或者在用户不穿戴时在将来的预定时间处进行分析。

可穿戴装置可以包含是自适应的并随着时间推移改进使用的用户输入检测方法。在用户试图命令可穿戴装置并且可穿戴装置以意外方式响应的情况下，用户可以通过指示可穿戴装置响应不正确并且再次重试初始命令来尝试校正先前的输入。随着时间推移，可穿戴装置可以细化其对被校正的特定用户输入的理解。一些用户输入可能比其它用户输入更容易以高准确度成功测量。优选地，分配高准确度输入以向可穿戴装置命令先前的输入不正确。例如，在特定地点轻敲可穿戴装置可以指示先前的输入响应是不正确的。诸如用语音识别进行的显式训练也可以用于配置和命令可穿戴装置。

任选地，可穿戴装置本身可以仅提供生物信号传感器和用于处理来自传感器的测量值的处理器。可穿戴装置可以将这些测量值或从处理这些测量值导出的数据传送到一个或多个辅助装置，诸如其中嵌入有摄像机的眼镜。在本文讨论的实施方案、实施例或应用中的任一者中，应当理解，可以由多个互连装置或仅由如本文所公开的可穿戴装置中的一个来执行一些动作。例如，可穿戴装置可以不包括显示器。在此类实例中，可穿戴装置可以通过使用第二装置向用户传送视觉信息，该第二装置诸如其中嵌入有摄像机的眼镜，该眼镜包括显示器。

可与可穿戴装置一起使用的传感器可以具有各种形状并由各种材料制成。例如，传感器可以由导电材料制成，该导电材料包括导电复合材料如橡胶或导电金属。传感器也可以由镀金属或涂层材料(诸如不锈钢、银-氯化银和其它材料)制成。

除了或代替处理可穿戴装置上的生物信号测量值，可穿戴装置可以与一个或多个计算装置进行通信以便分发、增强或卸载由可穿戴装置获取或接收的生物信号测量值的处理。具体地，该一个或多个计算装置可以维护或访问一个或多个数据库，该数据库维护生物信号处理数据、指令、算法、关联、或在处理由可穿戴装置获得的生物信号测量值中可以使用或利用的任何其它信息。计算装置可以包括通过近场、本地、无线、有线、或广域计算机网络(诸如互联网)彼此通信的一个或多个客户端或服务器计算机，并且计算机中的至少一者可以被配置成从可穿戴装置的传感器接收信号。

可穿戴装置还可以与诸如膝上型计算机、平板计算机或移动电话的另一个计算装置进行通信，使得由耳机通过传感器感测到的数据可以被传送到另一计算装置以在该计算装置处进行处理，或在一个或多个计算机服务器处进行处理，或作为另一计算装置或另一计算装置的输入。一个或多个计算机服务器可以包括本地、远程、基于云的或软件即服务平台(SAAS)服务器。该系统的实施例可以提供对特定生物信号和非生物信号数据的采集、分析以及特定生物信号和非生物信号数据与各个用户和用户组两者的特定精神状态的关联。所采集的数据、所分析的数据或该系统和方法的功能性可以为其它(诸如第三方应用和其它用户)共享。计算装置、内部传感器(包含在可穿戴装置内)、外部传感器(包含在可穿戴装置外)、用户效应器(用于触发用户响应的组件)中的任一者与任何服务器之间的连接可以被加密。所采集和分析的数据可以用于构建用户专用的用户简档。用户简档数据可以诸如通过机器学习算法单独地或综合地进行分析以用作 BCI，或改进在分析中使用的算法。任选地，与系统相关联的数据、所分析的结果和功能性可以通过API为第三方应用和其它组织共享。还可以在可穿戴装置或其它本地计算装置处提供一个或多个用户效应器用于向用户提供反馈，以例如振动或提供一些音频或视觉指示以帮助用户实现特定的精神状态，诸如冥想状态。在实例中，光发射器可以紧邻用户的眼睛，并通过视觉刺激(诸如光颜色、频率、强度)向用户提供反馈。

用于处理和分析传感器数据的基于云的实施方案可以提供一个或多个优点，包括：开放性、柔性和可延伸性；可集中管理；可靠性；可缩放性；针对计算资源进行优化；跨多个用户聚集信息的能力；以及连接多个用户并找到感兴趣的匹配子组的能力。尽管可以在关于使用云来实施系统平台的各方面的特定非限制性实例中讨论实施例和实施方案，但是可以使用本地服务器、单个远程服务器、SAAS平台或任何其它计算装置来代替云。

在该系统的一种实施方案中，可以提供用于实现单用户或多用户移动脑电波应用的多模态EEG数据采集和自适应信号处理系统(MED-CASP系统)以用于实现BCI应用。该系统平台可以被实施为硬件和软件解决方案，该硬件和软件解决方案包括包含如本文公开的可穿戴装置的EEG耳机、客户端侧应用和云服务组件。客户端应用可以在移动或桌面计算装置上操作。该系统可以提供：对半球不对称性的估计，因此促进对情绪价态的测量(例如，积极情绪与消极情绪)；以及用于全局测量的更好的信噪比(SNR)，因此改进对高β和γ频带的访问，这对于分析诸如记忆、学习和感知的认知任务可能特别重要。还发现γ带是冥想专业知识的重要神经相关性。

在相同或另一个非限制性示范性实施方案中，可能的MED-CASP系统特征可以包括：从移动应用向云上传脑电波以及相关联的传感器和应用状态数据；从云下载脑电波及和相关联的数据；用于在游戏或其它应用中启用BCI的实时脑状态分类；在玩游戏时将实时脑状态数据传输给其它用户以启用多用户游戏；与其它用户共享脑电波数据以实现结果的异步比较；向其它组织或第三方应用和系统共享脑电波数据；以及对基于云的用户简档的支持，该用户简档用于存储已被调谐以优化特定用户的体验的个人信息、设置和管线参数。这样，系统平台的使用可以与装置无关。

每当执行用户生物信号数据(诸如脑电波数据)的分析或处理时，实施分析功能性的软件的各方面的情况可以由可穿戴装置生成，在该装置或云处发起，以便使用在分析或处理期间应用的特定分析或处理参数来分析用户的私有生物信号数据。为了简单起见，此类情况可以被称为算法“管线”。管线的每个情况可以具有相关联的管线识别符(“ID”)。每个管线可以与特定活动类型、用户、特定用户的生物信号类型、应用或任何其它系统平台相关数据相关联。每个管线可以维护被确定以特定方式、与特定用户的生物信号数据的先前分析一致、与一个或多个其它用户的生物信号数据的先前分析一致、或与云服务器处从与生物信号数据分析有关的新的或更新后的科学研究导出的更新后的数据一致地分析用户的生物信号数据的特定管线参数。可以保存管线和/或管线参数以供将来在客户端计算装置处或在云处使用。当为用户创建新的管线时，可穿戴装置或云可以在云和装置处提供与新管线相关联的新算法管线ID。

每个人的脑电波是不同的，因此对于每个用户需要稍微不同的调谐。每个人的大脑也可以随时间学习，需要系统平台随时间改变算法参数以便继续分析人的脑电波。新参数可以基于采集的数据来计算，并且可以形成用户的动态简档(其可以被称为生物信号交互简档)的一部分。该简档可以存储在云中，允许每个用户在多个计算装置上维护单个简档。相同或另一个非限制性示范性实施方案的其它特征可以包括：通过将机器学习应用于客户端装置上或服务器上的采集的数据来改进算法；保存EEG数据连同应用状态以允许机器学习算法优化将用户的脑电波转变为可用控制信号的方法；通过云服务 web界面与移动装置上的其它应用共享脑电波数据；与在客户端装置或可信网络中的其它装置上运行的其它应用程序共享脑电波数据以提供用户的脑电波数据来控制或影响其它装置；集成来自其它装置的数据以及事件与脑电波数据的同步有助于情境感知分析以及存储和未来分析；执行时间锁定刺激和分析以支持刺激夹带事件相关电位(“ERP”) 分析；以及将可从不完全数据下载获得的有用信息量最大化的数据优先级排序(即，按照信息显著性的顺序传输数据)。MED-CASP系统的核心功能性可以被包装为外部可用库和API，使得另一个开发者可以在开发者的应用中使用平台的特征。库可以是用于 Unity3D、iOS、Android、OSX、Windows或任何其它操作系统平台的静态库和API。系统平台还可以被配置成使用由库中的第三方提供的预编译算法(包括第三方开发者使用库的能力)，使用开发者自己的具有该库的算法。系统平台还可以支持来自各个厂商的耳机；通过加密实现的个人数据安全；以及通过共享加密密钥来共享未验证的数据(任选地使用时间受限和保真度受限的访问)。

参考图1A和1B，在本公开的一方面中，可穿戴装置100包括前部(在实例中，前额接触部分12)、后部(在实例中，枕骨接触部分16)和至少一个侧部-例如，右侧部和左侧部-(在实例中，两个耳朵接触部分14)，该至少一个侧部在前部与后部之间延伸以接触用户10的头部的耳廓区的至少一部分。可穿戴装置100可以包括一个或多个生物信号传感器20，诸如电极，其可以在可穿戴装置100内携带和传输以提供内部连接，并且生物信号传感器20可以连接到一个或多个电模块32。

图1B绘示了根据实施例的穿戴可穿戴装置100的用户10的侧视图。前额接触部分12、两个耳朵接触部分14和枕骨接触部分16作为柔性带被连接以形成主体111，该柔性带通常被塑形为对应于用户10的头部。

应当理解，可穿戴装置100可以被穿戴在用户身体的各个部分或部位上，例如包括但不限于例如用户的手臂或手腕、用户的腿或脚踝，以及用户的胸部或躯干，以测量心脏和呼吸数据，以及包括温度和温度变化的其它数据，如本文所述。

主体111在长度或直径上是可延伸的。通过调整可穿戴装置100的长度或直径，该可穿戴装置可以被配置成可穿戴在许多不同的身体部位。此外，可穿戴装置100的各种组件的模块化方面可以允许诸如各种实施例中的电子模块32的某些组件与各种其它装置或形状因子一起使用。

柔性且可延伸的主体111可以在长度或大小上延伸得更长或更大。在一些实施例中，该主体可以具有可延伸部分。例如，主体可以具有拉伸和非拉伸部分，并且拉伸部分可以延伸主体。该主体可以包括例如用于在长度或大小上延伸的织物和弹性化部分。柔性且可延伸的主体可以弯曲或修改以适应用户的不同体型和大小并环绕用户的不同部位。

在一些实施例中，可穿戴装置100不需要直接固定到用户身体。例如，可穿戴装置100可以安装到用户的设备上，诸如附接到用于骑自行车或滑雪的头盔上，同时监测诸如EKG的信号。

主体111可以形成例如图1A和1B所示的环形配置，并且可以具有特定的拉伸和非拉伸区域。例如，主体111可以由拉伸材料或拉伸材料与非拉伸材料的组合制成。

主体111可以被成形为使得在被穿戴时，前额接触部分12接触用户的前额，两个耳朵接触部分14接触用户耳朵的顶部，并且枕骨接触部分16接触用户枕骨的底部。至少一个生物信号传感器20可以位于主体111的环上的面向内侧以从用户接收生物信号。

主体111可以包括材料、纺织品或织物以及弹性化部分。在一些实施例中，主体111的一些或所有部分是弹性的或在弹性衬底上，而其它部分或区段是相对非弹性的或刚性的。主体111可以由柔软的可变形织物121(例如编织物、针织物或非编织物)形成。织物121可以由例如棉织物、合成织物或任何其它合适的织物形成。在实例中，织物121 可以由88％人造丝、9％尼龙和3％氨纶形成。在一些实施例中，主体111的织物121可以是可机洗的。

主体111还可以包括在各个位置处的一个或多个加强构件131，例如以便为可穿戴装置100提供结构支撑。加强构件131可以包括可压缩泡沫，在实例中，该可压缩泡沫被织物121覆盖，如图10B和10C中通过实例的方式所示，该可压缩泡沫可以贴合用户 10的头部或其它身体部分的形状。在一些实施例中，可压缩泡沫可以由开孔泡沫形成，诸如合适的开孔泡沫材料。在一些实施例中，可压缩泡沫可以由闭孔泡沫形成，诸如氯丁橡胶。可压缩泡沫可以是可压缩的，使得当可穿戴装置100固定到用户10的头部时，可压缩泡沫贴合用户10的头部。在使用中，可压缩泡沫可以被压缩，并且通过将主体 111扣紧到一定大小并将可穿戴装置100固定到用户10上而贴合用户10的头部。

主体111的部分可以由泡沫形成，该泡沫被模制成用户头部或其它身体部分的特定形状。例如，主体111的圆周可以逐渐变细以对应于头部形状。在主体111中使用的泡沫可以被成形，例如热成形，以模制成用户特定形状的头部。更一般地，在主体111中使用的可压缩材料(诸如泡沫)可以热成形为典型的头部形状，并且不一定是个体用户所独有的。在一些实施例中，可压缩泡沫或泡沫可以被成形为使生物信号传感器20贴合用户10的身体的部分(诸如用户的耳朵)并防止传感器移动，以改进生物信号传感器20与用户身体的接触，这可以由此改进由生物信号传感器接收的生物信号。

在一些实施例中，可压缩泡沫或泡沫可以被3D打印以贴合特定形状。

在一些实施例中，主体111的顶部不包括泡沫或其它可压缩和/或加强材料，而底部包括泡沫，其可以是加强的，并且可以方便地提供轻微的柔性以更舒适地围绕用户的耳朵调整主体111。

在一些实施例中，可穿戴装置100的侧面或耳朵接触部分14可以具有沿着底部缝合的泡沫以提供结构和稳定性，但是主体的顶部部分(例如，顶部三分之一)不具有泡沫结构，这给予顶部部分一定的弹性(材料略微具有弹性，但是泡沫部分由于泡沫而不会充分拉伸)以使臂向下弯曲越过耳朵以确保适当的接触。

其它加强材料(诸如在实例中的衬布)可以用于在主体111的某些区域中提供刚性、非弹性和/或非柔性，例如，其中可以安装诸如生物信号传感器20的组件。

在一些实施例中，屏蔽件可以结合到主体111的织物中，例如，以屏蔽生物信号传感器20与电子模块32之间的导线。

在一些实施例中，可穿戴装置100的分层可以在层内包括记忆泡沫、热粘合带、弹性织物、导电线、柔性印刷电路板和其它合适的结构组件。

在一些实施例中，可穿戴装置100集成了柔性电极，该柔性电极接触皮肤以用作生物信号传感器20。电子模块32可以任选地被配置成在制造过程中从主体111移除或者可以永久地固定到主体111。

柔性电极可以被制造为结合在主体111的材料内。柔性电极可以由材料以特定方式堆叠(称为‘层叠’)来制造，这允许传感器部分检测来自用户的生物信号并将该信号传送到可穿戴装置的处理中心，诸如电子模块32。

图1C绘示了可以用于形成可穿戴装置100的柔性电极(诸如生物信号传感器20)的层叠的实例。层叠可以包含泡沫衬底112、第一粘合剂层114、织物层116、第二粘合剂层118、聚氨酯层124和导电聚合物层126。为了阻断不希望接收生物信号的区域中的感测，导电聚合物层126可以任选地被介电涂层128阻断。导电聚合物层126被配置成接触铆钉132。铆钉132可以通过柔性印刷电路板134将信号从导电聚合物层126传导到电连接136。电连接136可以将信号传送到电子模块32。

导电聚合物层126可以是包括银和/或碳的聚合物组合物(诸如Dupont的PE874和PE671)。导电聚合物层126可以被施加到聚氨酯层124的两侧，并且可以根据侧面而具有不同的组成。例如，导电聚合物层126的暴露于皮肤的一侧可以包含载银材料，其被配置成接触用户的皮肤，在载银材料下方具有载碳材料以粘附到聚氨酯层124。与暴露于皮肤的一侧相对的侧可以包含可以提供屏蔽或一些其它电功能的碳层。导电聚合物层 126的顶部可以具有PEDOT表面涂层以增强与用户皮肤的导电性。

聚氨酯层124可以包含薄的柔性热塑性聚氨酯(TPU)或其它合适的聚合物或橡胶。第一粘合剂层114和第二粘合剂层118可以包含在热压过程期间可以被活化的热活化粘合剂。铆钉132可以延伸穿过叠层的所有层，如图1C所示。在一些实施例中，电连接 136和电子模块32可以在制造期间永久地固定到主体111。电介质涂层128可以包含 PE773囊封剂绝缘体。

图1D绘示了可以用于形成诸如生物信号传感器20的柔性电极的替代叠层的实例。如图1D所示的实施例可以包括与图1C所示的实施例相同或类似的元件，不同的是导电粘合剂138代替铆钉132以将信号从导电聚合物层126传导到柔性印刷电路板134。通过铆钉132传导信号的任何叠层的实施例可以替代地使用导电粘合剂138或其它合适的导电连接(例如，压接件)。

图1E绘示了可以用于形成诸如生物信号传感器20的柔性电极的变型叠层。如图1E所示的实施例可以包括与图1D所示的实施例相同或类似的元件，不同的是它没有泡沫层112和将泡沫层112连接到织物层116的第一粘合剂层114。诸如图1E所示的叠层可以用于在主体111内不利用泡沫的实施例中。诸如在电极装配在耳朵上方的情况下，省略泡沫层112可以通过减小叠层的厚度或刚度来改进舒适性。柔性电极可以弯曲，诸如以便增加与皮肤的接触面积，并且在弯曲区域处或周围排除泡沫可以允许在变形区域中具有更大的贴合能力。

图1F绘示了可以用于形成诸如生物信号传感器20的柔性电极的叠层的实例。如图1F所示的实施例可以包括与图1E所示的实施例相同或类似的元件，不同的是它没有柔性印刷电路板134并且它缺乏任选的电介质涂层128。在这些叠层中，铆钉132(或者任选地，导电粘合剂或压接件)将信号从导电聚合物层124直接传导到电连接136。不利用柔性印刷电路板134的实施例可以适用于铆钉132不需要在空间上远离电连接136 的可穿戴装置100。由于连接和材料变化的最小化，省略柔性印刷电路板134可以提供减小整个组合件的大小或改进舒适性和可靠性的益处。

图1G绘示了可以用于形成诸如生物信号传感器20的柔性电极的叠层的实例。如图1G所示的实施例可以包括与图1F所示的实施例相同或类似的元件，不同的是它缺乏将聚氨酯层124连接到织物层116的第二粘合剂层118。在这些实施例中，聚氨酯层124 可以在制造过程期间模制到织物层116上。这可以消除对聚氨酯124与织物层116之间的粘合剂层的需要。诸如这样的实施例可以消除在制造过程中对一些粘合剂的需要。

图1H绘示了可以用于形成诸如生物信号传感器20的柔性电极的叠层的实例。如图1H所示的实施例可以包括与图1G所示的实施例相同或相似的元件，不同的是导电聚合物层126不延伸到铆钉132(或者任选地，导电粘合剂或压接件)，并且聚氨酯层124已经被导电橡胶层142代替。导电橡胶层142可以是例如碳载TPU。导电橡胶层142可以任选地在制造过程期间模制到织物层116上，由此消除了对将导电橡胶层142结合到织物层116的粘合剂层的需要。在这些实施例中，导电橡胶层142将信号传导到铆钉132 (或任选地，导电粘合剂或压接件)。诸如这样的实施例提供了用于将信号从传感器传输到处理单元的替代装置。

图11绘示了可以用于形成诸如生物信号传感器20的柔性电极的叠层的实例。如图11所示的实施例可以包括与图1H所示的实施例相同或类似的元件，不同的是铆钉132 已被导电粘合剂138代替。通过铆钉132传导信号的叠层的实施例可以替代地使用导电粘合剂138或其它合适的导电连接(例如，压接件)。

图1J绘示了可以用于形成诸如生物信号传感器20的柔性电极的叠层的实例。图1J绘示了固定到导电橡胶层142的导电纺织物148。导电橡胶层142可以固定到导电聚合物层126。导电聚合物层126可以包含PEDOT涂层(例如，Heraeus的Techticoat)。导电粘合剂138将导电纺织物148连接到电连接136。电连接136连接到电子模块32。来自用户的生物信号可以从导电聚合物层126传导到导电橡胶层142，传导到导电纺织层 148。导电纺织层148可以通过导电粘合剂138将信号传导到电连接136。电子模块32 可以从电连接136接收信号。在一些实施例中，导电粘合剂138可以用导电压接件代替。诸如这些的实施例提供了将信号从传感器通过主体111传导到电子模块32的又另一种装置。

图1K绘示了可以用于形成诸如生物信号传感器20的柔性电极的叠层的实例。如图1K所示的实施例可以包括与图1J所示的实施例相同或类似的元件，不同的是导电纺织物148已经使用第二粘合剂层118粘附到导电橡胶142。诸如这些的实施例提供了将信号从传感器通过主体111传导到电子模块32的又另一种装置。

图1L绘示了可以用于形成诸如生物信号传感器20的柔性电极的叠层的实例。导电纺织物148具有施加到编织到纺织物中的纤维上的PEDOT涂层152。导电粘合剂138 将导电纺织物148的PEDOT涂层152连接到电连接136。电连接136将接收到的任何信号传输到电子模块32。诸如这些的实施例提供了将信号从传感器通过主体111传导到电子模块32的又另一种装置。

诸如图1C至图1L中所示的叠层展示了可以如何将电极制造到可穿戴装置100中。此类叠层可以提供柔性电极，诸如生物信号传感器20，其对于长时间穿戴或在舒适度很重要的时间期间穿戴的用户来说可以更加舒适。叠层可以在可穿戴装置100中单独实施或与其它传感器实施方案一起实施。

返回到图1A，在一些实施例中，主体111的前额接触部分12和枕骨接触部分16 为弓形的，并且由两个耳朵接触部分14连接。在一些实施例中，两个弓形部分在两个耳朵接触部分的每一者处连接，使得在它们之间形成角度，而不是直线。在一些实施例中，该角度是在约90°至约180°之间，在约135°至约180°之间，在约155°至约170°之间。在一些实施例中，该角度是顶点位于耳朵附近的斜角。耳朵接触部分14的弯曲可以允许计算装置更好地贴合头部，在穿戴时可穿戴装置100的变形更小和/或在穿戴时具有更好的稳定性。此外，耳朵的弯曲可以遵循耳朵的曲率，增加了位于用户耳朵上方的生物信号传感器20的电接触面积。

在一些实施例中，主体111可以形成为单个整体件，并且因此可穿戴装置100形成大致环形。

在一些实施例中，可穿戴装置100可以包括用于将可穿戴装置100固定到用户10的附接机构，诸如扣环或连接器。

可穿戴装置100可以进行大小设置并例如使用束带固定到用户10，例如通过钩环紧固件(诸如Velcro^TTM)、卡扣机构、带扣(诸如中心柱带扣)、磁体等来紧固。附接机构可以经由可拉伸或不可拉伸的材料固定到可穿戴装置。不可拉伸的材料可以用于增加舒适性和配合方便性，并在可穿戴装置内产生一致的张力。图1M至1V非穷举地绘示了用于可穿戴装置100的附接机构的各种实例实施例。在这些图中，附接机构可以经由可拉伸材料附接到可穿戴装置100上，该可拉伸材料在可穿戴装置内突出，以在其被拉长时减小张力沿着可穿戴装置长度的变化。这可以通过减少对用户大小的准确调整的需要来改进使用的舒适性和方便性。

图1M绘示了使用用于可穿戴装置100的按钮附接机构的紧固件19的实例实施例。诸如突起191的按钮可以被多个孔193中的任何狭槽接纳。每个孔193可以限定大致圆形开口。主体111的大小可以由与突起191联接的狭槽来确定。

图1N绘示了使用用于可穿戴装置100的钩附接机构的紧固件19的实例实施例。诸如突起191的钩可以被多个孔193中的任何狭槽接纳。每个孔193可以限定大致矩形开口。主体111的大小可以由与突起191联接的狭槽来确定。

图10绘示了使用用于可穿戴装置100的按钮附接机构的紧固件19的实例实施例。诸如突起191的按钮被孔193接纳以将主体111的端部联接在一起。孔193可以限定大致细长的椭圆体开口。

图1P绘示了使用用于可穿戴装置100的按钮附接机构的紧固件19的实例实施例。诸如突起191的按钮可以被诸如孔193的多个狭槽中的任何狭槽接纳。孔193可以限定大致细长且肋状的椭圆体开口。主体111的大小可以由与按钮191联接的狭槽来确定。

图1Q绘示了使用诸如Velcro^TM的钩环紧固件的紧固件19的实例实施例。主体111的大小可以由第一部分197A与第二部分197B的联接位置来确定。分别地，第一部分 191可以是Velcro^TM的钩组件或环形组件，而第二部分193是对应的环形组件或钩组件。

图1R绘示了使用双带滑动按钮附接机构的紧固件19的实例实施例。电子模块32可以固定到环195上。主体111的两端包含突起191和多个狭槽，诸如孔193。主体111 被配置成延伸穿过钩195。突起191可以与主体111的与突起191相同的端部上的多个孔193中的狭槽联接。

图1S绘示了使用滑动按钮附接机构的紧固件19的实例实施例。主体111的一端包含按钮(诸如突起191)和多个狭槽(诸如孔193)。主体111的另一端包含钩195。主体111的具有按钮191的端部被配置成延伸穿过钩195。突起191可以与多个狭槽(诸如孔193)中的一个狭槽联接。主体111的大小可以由与突起191联接的特定狭槽来确定。

图1T绘示了使用滑动按钮附接机构的紧固件19的实例实施例。主体111的一端包含诸如突起191的按钮。主体111的另一端包含多个狭槽，诸如孔193和钩195。主体 111的具有突起191的端部被配置成延伸穿过钩195。按钮191可以与多个孔193中的狭槽联接。主体111的大小可以由与按钮191联接的特定狭槽来确定。

图1U绘示了紧固件19的实例实施例。当紧固件19被紧固时，调整器17可以调整主体111的长度。

图lV绘示了紧固件19的实例实施例。当紧固件19被紧固时，调整器17可以调整主体111的长度。

图2A绘示了根据实施例的可穿戴装置100的透视图。图2B绘示了图2A的可穿戴装置100的俯视图；图2C绘示了图2A的可穿戴装置100的前视图；图2D绘示了图2A 的可穿戴装置100的仰视图；图2E绘示了图2A的可穿戴装置100的后视图；图2F绘示了图2A的可穿戴装置100的底部透视图；图2G绘示了图2A的可穿戴装置100的顶部透视图；图2H绘示了图2A的可穿戴装置100的后底透视图；图2I是图2A的可穿戴装置100的调节器和扣环的透视图；图2J绘示了当用户10穿戴时图2A的可穿戴装置100的透视图。

如图2A至2J所示，在实施例中，可穿戴装置100包括主体111，电子模块32安置在该主体上。生物信号传感器20被安置在主体111的后表面上，并且被配置成接触例如用户10的前额，并且被安置在主体111的底部部分上，并且被配置成接触例如用户头部的耳廓区的至少一部分，例如用户10的耳朵或乳突骨区域。可穿戴装置还可以包括：调整器17，诸如图2I所示的D形环或滑动带扣，以调整可穿戴装置100的长度以配合用户，诸如用户的头部或胸部：以及扣环19，诸如图2I所示的按扣，其可以包括彼此磁性吸引的一对极化磁体，以固定可穿戴装置100并通常形成环。

参考图2A，在一些实施例中，可穿戴装置100可以包括被配置成环绕用户10的身体部分的柔性且可延伸的主体111。电子模块32可以具有表面33A，该表面在第一端 33A和与第一端33A相对的第二端33B之间限定凹形空间35。第一端33A例如在第一连接点34A处用第一保持安装件3202可附接到主体111，以允许主体111相对于电子模块32围绕第一轴线(诸如第一轴线A-A)旋转，并将力(诸如拉力或张力)从主体111 从第一轴线径向地传递到电子模块32。第二端33B例如在第二连接点34B处用第二保持安装件3204可附接到主体111，以允许主体111相对于电子模块32围绕第二轴线(诸如第二轴线B-B)旋转，并将力(诸如拉力或张力)从主体111从第二轴线径向地传递到电子模块32。

一个或多个生物信号传感器20可以在第一连接点34A与第二连接点34B之间被安置在主体111上以接触用户10的身体的至少一部分并且从用户10接收生物信号。当主体111在电子模块32被附接的情况下延伸以由用户10穿戴时，力(诸如张力、保持力或其它合适的力)从主体111施加到电子模块32，并通过第一保持安装件3204和/或第二保持安装件3202作用在电子模块32上，以将电子模块32拉向用户10的身体，主体 111的在第一连接点34A与第二连接点34B之间的部分朝向凹形空间旋转，并且电子模块32将主体111上的生物信号传感器20推向用户10的身体。

在一些实施例中，由电子模块32和主体产生的力(诸如保持力)作用在主体111 上以将主体111上的生物信号传感器20推向用户10的身体。

在一些实施例中，将电子模块32拉向用户10的身体在主体111中介于第一连接点34A与第二连接点34B之间产生张力。

在一些实施例中，保持力可以按照各种用户身体曲率生物信号传感器20。第一保持安装件3202和第二保持安装件3204可以将电子模块32保持在主体111上，同时以对不同身体曲率的用户舒适的方式将保持力维持在可穿戴装置100的前额区域中。

在一些实施例中，由主体111中的增强材料提供的刚度可产生将主体111和电子模块32推开的力，使得主体111被推靠在用户10的身体上，并且随后生物信号传感器20 被推靠在用户10的身体上。

在一些实施例中，可压缩材料(诸如泡沫)被安置在主体111与电子模块32之间，例如在一些或全部凹形空间35中。此类泡沫可以在压缩时在主体111与电子模块32之间施加弹簧力(可压缩材料在压缩时的移位)。

主体111的各种特性可以被修改以将生物信号传感器20推靠在用户10的身体上。

参考图2J，在一些实施例中，生物信号传感器20被配置成接触用户10的头部的前额的至少一部分。在一些实施例中，生物信号传感器20是脑电图(EEG)传感器。

在一些实施例中，生物信号传感器20是诸如本文所公开的电极，以测量电位并生成电位，例如用于经颅刺激和皮肤电反应。

在一些实施例中，可穿戴装置100还可以在电子模块32与主体111之间包括电连接3212。

在一些实施例中，可穿戴装置100还可以包括电子模块32与生物信号传感器20之间的电连接。

在一些实施例中，电子模块32被弯曲成大致对应于用户10的头部。

在一些实施例中，柔性主体111可以包括与生物信号传感器20相邻的可压缩区段，以便压缩以使至少一个生物信号传感器20贴合用户10的身体。

在一些实施例中，柔性主体111包含邻近生物信号传感器20的加强部分，诸如衬布。

在一些实施例中，电子模块32可以永久地固定到主体111。在一些实施例中，电子模块32可从主体111拆卸或以其它方式移除。在一些实施例中，电子模块32可以被移除以允许清洗主体111。在一些实施例中，电子模块32可以在主体111之间交换并且仍然提供类似的功能性。例如，用户可以将他们的电子模块32从主体111的一个变型中移除并将他们的电子模块32与主体111的另一个变型联接。用户可以移除电子模块32，以允许模块内的感测技术在身体的另一部分上工作，诸如测量指尖处的血流，或跟踪手、臀部、胸部或其它身体部分的运动。

图2K绘示了电子模块32与主体111之间的弓弦设计的一个实施例。电子模块32 可以安装在保持安装件3202和3204上。保持安装件3202和3204可以分别在连接点34A 和34B处固定到主体111。连接点34A被配置成在主体111与保持安装件3202之间变形，以适应用户10的体型。连接点34B被配置成在主体111与保持安装件3204之间变形，以适应用户10的体型。连接点34A和34B的柔性可以允许主体111相对于电子模块32旋转，这可以允许更舒适的配合。连接点34A和34B的柔性可以具有允许电子模块32沿着主体的长度滑动的柔性，由此增加或减少主体111在点34A和34B之间的长度。

图2L绘示了电子模块32与主体111之间的弓弦设计的一个实施例。在该实施例中，电子模块32可以在连接点34B处直接联接到主体111，从而消除对保持安装件3204的需要。此类不对称设计可以用于配合用户10的某些身体部分或用于电子模块32的某些设计。在该实施例中，连接点34B被配置成在电子模块32与主体111之间变形以适应用户10的身体。在类似设计中，可以移除保持安装件3202而不是保持安装件3204。此类设计可以具有更大的贴合性或增加的易用性。具有高曲率的身体部分(诸如婴儿的手腕或脚踝或头部)可以受益于这种增加的贴合性。电子模块32将通过连接点34A和保持安装件3202电连接到主体111，并且其可以使用提供更大柔性的手段在连接点34B处联接，该手段诸如磁力、诸如Velcro^TM的钩和环、作为主体111的一部分的织物或弹性体保持方面。

图2M绘示了电子模块32与主体111之间的弓弦设计的一个实施例。在该实施例中，电子模块32可以在连接点34A和34B处直接联接到主体111，从而消除对保持安装件 3202和3204的需要。此类设计可以用于减少组成可穿戴装置100的组件的数量。

图2N绘示了电子模块32与主体111之间的弓弦设计的一个实施例。图2N绘示了不同于图2M的电子模块32的替代设计。电子模块32可以具有包含陡峭拐角的更线性设计。可穿戴装置100仍然可以在凹形空间35中容纳用户10的弯曲身体部分。

在图2K至2N中，连接点34A和34B在主体111上以距离F-F分开定位，使得当电子模块32由主体111接纳时(直接在连接点34A或34B上，或通过保持安装件3202 或3204)，连接点34A和34B在主体111的在连接点34A和34B之间的部分中生成张力(F-F)。如果存在最小的身体曲率(主体111不变形)并且维持凹形空间35，则当穿戴时，该张力可以将主体111定位成邻近用户的身体。这可以使得主体111上在连接点 34A和34B之间的传感器能够维持与用户的充分接触以接收信号。该张力将在压力下变形，推入凹形空间35至最大距离D，并且可以适应沿着线C-C的曲率。这可以使装置在穿戴在具有高曲率的身体部分上时更舒适，并且仍然使得主体111上在连接点34A和 34B之间的传感器能够维持与用户的充分接触以接收信号。

与生物信号传感器的接触可能受到诸如毛发的屏障的影响。尤其是如果毛发足够致密到形成垫子时，毛发形成物理屏障，将生物信号传感器抬离用户的皮肤。因而，生物信号传感器20可以放置在装置上，使得当穿戴时，传感器位于头部上毛发很少的区域中。因而，在一些实施例中，该至少一个生物信号传感器20位于前额接触部分12，两个耳朵接触部分14中的一者或两者，或其任何组合上。在一些实施例中，该至少一个生物信号传感器20包括位于耳朵接触部分中的每一者处的生物信号传感器。生物信号传感器20可以安置在主体111上的固定位置中。在一些实施例中，生物信号传感器20 可以集成到由主体111限定的孔或轨道中，该孔或轨道允许生物信号传感器20沿着主体111横向移动。

具体地，如图2J所示，生物信号传感器20可以被配置成接触用户头部的耳廓区的至少一部分，例如用户10的耳朵或乳突骨区域。当用户10穿戴可穿戴装置100时，可穿戴装置100内的泡沫可以允许主体111以及因此允许生物信号传感器20向下弯曲在用户耳朵上方。

因而，生物信号传感器20可以接触用户10的耳朵的顶部，并且类似地配置在相对侧上。方便地，这些传感器可以具有足够的弯曲度，以便对于睡眠位置来说通常是舒适的，同时触点维持与耳朵的接触。此类生物信号传感器20的长度可以适应耳朵的各种大小和形状，以及可穿戴装置100在运动或使用期间相对于用户耳朵的运动。

生物信号传感器20可以是各种类型的电生理传感器，包括：与用户皮肤电接触的电生物信号传感器；与用户皮肤电容性接触的电容性生物信号传感器；测量用户血流特性的血流传感器。

生物信号传感器20在主体111上的位置可以例如用加强构件131加强，以减小主体111上安置有生物信号传感器20的位置的柔性或弹性并增加其刚性。在一些实施例中，主体111的位置可以通过使用衬布来加强以减小主体11l的织物121的拉伸。

在实例中，前额接触部分12可以被加强以在结构上支撑生物信号传感器20，而主体111的耳朵接触部分14可以保持弹性。

在一些实施例中，生物信号传感器20可以由包括涂银的乙烯树脂、具有或不具有导电油墨或贵金属镀层(诸如银或金镀层)的柔性印刷电路板(“FPCB”或“PCB”)、导电橡胶(诸如热施加的导电橡胶)、导电织物(例如，织物上的银油墨或编织的导电纤维)、导电织物层板、PEDOT浸渍的泡沫和导电碳(例如形成导电碳层)的材料形成。也可以使用其它合适的导电材料。在一些实施例中，与电介质分离的叠层中的导电层可以提供对来自生物信号传感器20的信号的屏蔽。例如，在导电聚合物油墨层与导电织物层之间的TPU层。

生物信号传感器20可以以允许主体111弯曲和透气的配置集成到主体111中。例如，其上具有银墨的乙烯基或塑料衬底可以被切割成诸如重复形状(例如，重复正方形或六边形)的图案，并被施加到主体111。图13E至13F绘示了根据各种实施例的诸如使用银触点和耳电极的可穿戴装置的主体上的生物信号传感器的各种配置，如下面进一步详细描述的。

在安装有生物信号传感器20的区域中，主体111也可以被加强，并且被制造成具有更小柔性和更大刚性，使得在使用中，生物信号传感器20可以在例如用户身体的相邻部分(诸如用户的前额或耳朵)周围更少移动。

现在参考图8和9，在一些实施例中，主体111或其部分包括衬底40。图8是根据实施例的集成到织物衬底中的生物信号传感器的顶部示意图。图9是沿着线I-I集成到图8的织物衬底中的生物信号传感器的截面示意图。

在一些实施方案中，衬底40是编织或非编织织物衬底。在一些实施例中，衬底40是弹性材料，诸如弹性织物。弹性材料在被拉伸至未拉伸长度的至少约25％、50％、75％、100％、125％或150％的长度后可以表现出弹性变形。在未拉伸状态下，环可以略小于用户头部的周长。一旦穿戴，环围绕用户的头部伸长到拉伸状态。在一些实施例中，环在未拉伸状态与拉伸状态之间从约1％至约50％、从约5％至约25％、或从约5％至约10％伸长。施加在用户头部上的张力和由于环的伸长而产生的弹力倾向于将装置保持在用户头部上的适当位置。

用户可能对张力水平具有个体偏好，以将装置保持在其头部的适当位置。因而，在一些实施例中，环包括张力调整器。在一些实施例中，张力调整器包括带扣，例如靠近背部的滑动带扣、旋钮、钩环紧固件(诸如Velcro^TM)，如本文所述。

在一些实施例中，通过将导电层44施加到衬底40来形成生物信号传感器20。导电层被施加到衬底40的向内表面46，当穿戴可穿戴装置10时，该向内表面46适于坐靠在用户的头部上。在一些实施例中，导电层44作为导电油墨施加。在一些实施例中，导电油墨包括银、碳或其组合。在一些实施例中，通过移印、丝网印刷、喷涂或涂漆来施加导电层。在一些实施例中，导电层不直接施加到材料上，而是可以施加到乙烯基层上，该乙烯基层然后可以使用热和压力施加到织物上，例如熨烫。导电层44在与用户皮肤接触时能够在接触点处从用户接收电生物信号。

在一些实施例中，衬底限定多个孔42，使得在将导电油墨施加到衬底40的向内表面46时，油墨流过并涂覆孔42，最终流到衬底40的向外表面48。涂覆在孔42上的油墨用作贯通衬底通孔，在向内表面处为在用户与导电层44之间的界面处采集的信号提供路径以在向外表面48处进行传输和采集。

在向外表面48处，信号采集器50电连接到导电层44，从而在生物信号传感器的导电层44与电子模块32之间提供电连接。当穿戴时，元件未放置在向内表面46处减少了按压在用户皮肤上的潜在不舒适的应力点的存在。在一些实施例中，信号采集器50 通过诸如粘合剂层或第二导电油墨层的结合层49连接到导电层44。在一些实施例中，信号采集器50诸如通过缝合或焊接(诸如通过RF焊接)附接到衬底40上。

在一些实施例中，信号采集器50包括柔性印刷电路板(“FPCB”)或膜50。在一些实施例中，FPCB包括聚酰亚胺或类似的膜，其被镀敷在铜中并被选择性地去除(诸如通过蚀刻)以产生电路。铜任选地覆盖在另一层聚酰亚胺或类似的膜或液体焊料掩模中。在一些实施例中，FPCB包括多个铜层。在一些实施例中，FPCB包括较厚的聚酰亚胺或玻璃纤维或金属，以向某些部分提供刚度。在一些实施方案中，膜是可拉伸膜，诸如热塑性弹性体、热塑性聚氨酯或其它塑料膜。在一些实施方案中，膜在已经拉伸至少5％、 10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％的伸长率之后与其未拉伸状态相比可以表现出弹性变形。

在一些实施例中，覆盖层安置在衬底40和信号采集器50上。覆盖层可以减少可卡在其它表面(诸如枕头、头盔)上的突起。在一些实施例中，覆盖层是织物材料、橡胶材料或其任何组合。

如图10A至10C所示，生物信号传感器20可以由柔性印刷电路板(“FPCB”)1020 形成。FPCB 1020上可以具有由诸如银墨的适当导电材料形成的触点1030。FPCB 1020 可以被配置在可穿戴装置100的主体111上，使得在使用中，触点1030接触用户10的前额的至少一部分。此类FPCB可以被密封，前提是连接被适当地密封。如本文所述的 PCB和FPCB连同相关联的组件可以通过施加涂层来防水，这可导致可穿戴装置100和各种组件可进行清洗。

在一些实施例中，主体111可以由外层1022和内层1024形成。外层1022和内层1024中的每一者可以由诸如织物121和加强构件131的材料形成，如本文所述。

图10A是主体111的外层1022和内层1024的后视图。图10B是主体111的外层 1022的透视图。图10C是主体111的内层1024的透视图。如图10C所示，FPCB 1020 可以折叠在内层1024上方。

因此，当外层1022固定到内层1024时，FPCB1020的电路可以夹在外层1022与内层1024之间，而触点1030保持暴露在内层1024上以接触用户10的前额。

例如以本文所述的配置使用两层(即，外层1022和内层1024)可以保护FPCB 1020的边缘并保护FPCB 1020的电路(如封装在外层1022与内层1024之间)，并且可提供减少的可见接缝。

图10D是根据实施例的柔性印刷电路板配置的侧视图，该柔性印刷电路板配置可以用作可穿戴装置100中的生物信号传感器20。柔性印刷电路板(“FPCB”)1120可以由布置在PI-铜-PI层中的铜和聚酰亚胺(“PI”)形成。

PI覆盖层1122可以通过粘合剂层1124固定到FPCB 1120。在使用中，PI覆盖层1122可以安置在可穿戴装置100中以接触例如用户10的前额。因此，FPCB 1120沿箭头A 所示的方向向上折叠。

图10D中所示的配置可允许减小尖锐边缘和暴露FPCB 1120中可能开始撕裂的表面。

图11A绘示了织物层121的实施例，生物信号传感器20的触点1220例如由一个或多个银电极形成在该织物层上，该一个或多个银电极由热塑性聚氨酯(TPU)上的银漆 (软银或氯化银)形成。触点1220可以通过引线1240连接(例如，铆接)到FPCB(在实例中，引线折叠在织物121后面)，并且可以在形成可穿戴装置100的织物层和/或泡沫层之间折叠在下方或上方。

图11E绘示了根据实施例的连接到可穿戴装置100中的柔性印刷电路板1120的生物信号传感器触点1220和引线1240。

在一些实施例中，生物信号传感器20可以由热塑性聚氨酯(TPU)上的银膏形成，从而形成触点，诸如触点1220。在一些实施例中，诸如DuPont^TM纺织油墨、银织物或银引线的银墨可以用于形成触点1220。银触点可以暴露在与用户身体接触的地方，例如用于感测EEG。

在一些实施例中，如图11A所示的触点1220在可穿戴装置100的底部处加宽。当穿戴在用户的前额上时，用户前额上较低的位置不太可能被毛发抑制，并且因此触点 1220存在较大的的表面积，以增加与用户前额的接触表面积，并且这可以改进由生物信号传感器20接收的EEG信号的信号质量和可靠性。触头1220可以位于可穿戴装置100 的顶部下方并且可以延伸到可穿戴装置100的底部。毛发可被捕获在用户与可穿戴装置 100之间，因此触点1220可位于可穿戴装置100的顶部之下，在此毛发可能干扰触点 1220。毛发不太可能朝向可穿戴装置1220的底部抑制信号，因而触点1220可以被配置成延伸到可穿戴装置100的底部，并且可以接收生物信号而不受毛发抑制。

图11B绘示了图11A中的中心触点的放大视图。中间触点1220A(触点1220的子集)具有对称设计，该对称设计位于可穿戴装置100的顶部下方并加宽到可穿戴装置100 的底部。外围触点1220B(触点1220的子集)邻近中间触点1220A的任一侧定位。外围触点1220B具有定位在可穿戴装置100的顶部下方且加宽到可穿戴装置100的底部的设计。外围触点1220B也在其设计的底部从中间触点1220A逐渐变细。远触点1220C (触点1220的子集)具有与外围触点1220B类似的轮廓，但是位于中间触点1220A的任一侧上与外围触点1220B相距一定距离。

图11C绘示了用于图11B所示的中心触点的触点设计的实例替代方案。中间触点1220A(触点1220的子集)具有对称设计，该对称设计位于可穿戴装置100的顶部下方和底部上方，并且具有椭圆形状。外围触点1220B(触点1220的子集)邻近中间触点 1220A的任一侧定位。外围触点1220B的形状与中间触点1220A的形状匹配，不同的是它比中间触点1220A短，与中间触点1220A相比位于可穿戴装置100的顶部更下方，并且它们的形状在外围触点1220B的邻近中间触点1220A的侧面上被横向切割。远触点 1220C(触点1220的子集)具有与中间触点1220A类似的轮廓，不同的是它们比中间触点1220A短并且与中间触点1220A相比位于可穿戴装置100的顶部更下方。远触点 1220C位于中间触点1220A的任一侧上并与外围触点1220B相距一定距离。

图11D绘示了用于图11B所示的中心触点的触点设计的实例替代方案。中间触点1220A(触点1220的子集)具有大致圆形形状并且被定位在可穿戴装置100的大致中心。外围触点1220B(触点1220的子集)邻近中间触点1220A的任一侧定位。外围触点1220B 的形状在顶部处具有朝向底部稍微加宽的较窄宽度，并且其形状围绕中间触点1220A逐渐变细。远触点1220C(触点1220的子集)具有与外围触点1220B类似的轮廓。远触点1220C位于中间触点1220A的任一侧上并与外围触点1220B相距一定距离。

如图11E所示，触点1220可被覆盖在不希望暴露的碳中，诸如安置在主体111内或可穿戴装置100的层之间，例如形成引线1240。在一些实施例中，引线1240由碳加强，这可提供附加或冗余的导电特性。碳可允许有一定的导电性和连接性，这可有助于银衬底的连接变得受损或轻微受损的情况。

信号可以通过此类引线载送到铆钉，该铆钉将信号连接到可穿戴装置100内的柔性PCB，诸如由布置在P1-铜-PI层中的铜和聚酰亚胺(“PI”)形成的柔性印刷电路板(“FPCB”)1120。然后，FPCB可以将信号载送到织物121中的连接，并将其连接到电子模块32。

在一些实施例中，FPCB可以铆接到织物层和软银/氯化银TPU触点。方便地，铆接可以实现可穿戴装置100的大规模生产，例如以工厂水平生产。

在一些实施例中，诸如FPCB和触点的层可以缝合在一起。

生物信号传感器20的触点1220和引线1240的附加配置在图11B至11D中绘示。可以选择触点1220的位置，使得触点不紧密地相互干扰，例如它们的信号，并且接收离散且有用的生物信号数据。

也可以考虑其它合适的传感器配置。

如图12A和12B所示，多个生物信号传感器20(诸如电极)可以安置在可穿戴装置100的主体111中。

图12A和12B绘示了可穿戴装置100的实施例，其中生物信号传感器20电极的冗余阵列通过迹线1222连接到单个电子模块32。在实例中，迹线1222可以是导电线。电子模块32可以使用信号质量指示器来评估使用哪个(些)生物信号传感器20。例如，根据所接收的生物信号在哪里是完全未使用过的或最强的。

位于并连接到可穿戴装置100的耳朵接触部分14上的生物信号传感器20可被称为“耳电极”，如本文所述。应当理解，此类电极也可以用于检测用户耳朵上方、之面或下方的信号。此类“耳电极”可以是可变形听筒，其采取开放式弓弦耳电极1002、闭合式弓弦耳电极1004、成形的耳电极1102和可移动耳电极1202的形式，如下文参考图13A 至13C、14和15A至15B所述。此类耳电极可以被配置成接触用户头部的耳廓区的至少一部分，例如用户10的耳朵或乳突骨区域。耳电极可包括可按压区域，该可按压区域具有可压靠耳朵的薄橡胶垫、气垫或凝胶垫。

图13A绘示了可穿戴装置100的实施例的示意性侧视图，该可穿戴装置具有带有开放式‘弓弦’设计的耳电极1002和具有闭合式‘弓弦’设计的耳电极1004，并且图13B 是其展开图。图13C绘示了具有带有闭合式‘弓弦’设计的耳电极1004的可穿戴装置 100的实施例的示意性侧视图。

耳电极1002可以包括柔性导电材料带1012，其在每一端连接到可穿戴装置100的主体111。可穿戴装置100的主体111可具有在耳电极1002上方切除的区域，这可允许导电材料1012自由移动。当可穿戴装置100被放置在用户10的头部上时，向下的压力可以沿着导电材料1012的长度分布，这可以增加接触面积并提高信号质量，并且可以为用户10提供舒适的配合。

接触用户耳朵的导电材料1012的形状的变化是可能的。例如，如图13A所示，主体11l可以限定孔，被示为主体111的内部区域1301，并且可以是开放的并且可以是半圆形形状，从而允许导电材料1012在穿戴时朝向主体111塌陷。导电材料1012可以弯曲成符合用户10的耳朵的形式。可提供舒适的导电橡胶耳朵触点以提供将可穿戴装置 100保持在头部上的配合、舒适性，以及用于来自导电材料1012的导电性的触点。导电橡胶1012可以搁置在用户耳朵的顶部(例如，在顶部耳尖与头部之间的区域)。用户10 的耳朵通常不延伸穿过内部区域1301，但是主体111将位于耳朵与头部之间，在正常穿戴期间耳朵位于内部区域1301的外部。

导电材料1012可以是例如导电橡胶。在实例中，导电材料1012可以由灌注有和/或涂覆有碳的硅橡胶形成。在一些实施例中，导电材料1014可由灌注有碳且涂覆有 PEDOT导电聚合物层的热塑性弹性体形成。也可以使用其它合适的导电材料。

类似地，如图13C所示，耳电极1004可以包括柔性导电材料1014(例如，由导电橡胶形成)，并且可以被成形为具有底部部分1024和顶部部分1034，以限定具有大致半圆形形状的周边的开口孔，允许底部部分1024朝向顶部部分1034和主体111塌陷。导电材料1014可以在底部部分1024上弯曲成符合用户10的耳朵的形式。可提供舒适的导电橡胶耳朵触点以提供将头带或可穿戴设备保持在头上的配合、舒适性以及用于来自导电材料1014的导电性的触点。

在使用中，例如，当可穿戴装置100在睡眠期间移位时，上部部分1034可以接触用户10的耳朵的顶部。导电橡胶1014可以搁置在用户耳朵的顶部(例如，在顶部耳尖与头部之间的区域)。用户10的耳朵通常不延伸穿过内部区域1301，但是主体111将位于耳朵与头部之间，在正常穿戴期间耳朵位于内部区域1301的外部，并且底部部分1024 和顶部部分1034与用户10的顶部耳尖和头部中和周围的区域接触。

导电材料1014可由与导电材料1012相同或类似的材料形成。

图13D绘示了根据各种实施例的具有耳电极1002的可穿戴装置100的各种配置。

图14绘示了可穿戴装置100的实施例的侧面示意图，该可穿戴装置具有被成形以接触用户10的耳朵的上表面和后表面的耳电极1102。

成形的耳电极1102可包含连接到可穿戴装置100的主体111的柔性导电材料带1112 (例如，橡胶)。电极材料1112可被成形为围绕耳朵的上表面和后表面的轮廓，这可增加皮肤接触面积并有助于配合。

导电材料1112可由与导电材料1012相同或类似的材料形成。

可穿戴装置100的主体111的可拉伸或弹性部分1104可允许配合多种头部大小，同时维持电极在耳朵上方和后方的适当定位。

图15A绘示了具有耳电极1202的可穿戴装置100的实施例的侧面示意图，该耳电极可以移动以关于各种头部形状提供皮肤接触，并且图15B是其展开图。

图15A和15B绘示了可移动耳电极1202，其中导电管1212接触暴露的导线或线1214。导电管1212接触导线1214，这与它沿着开放区域放置的位置无关。然后，导线 1214将感测到的生物信号传送到电子模块32。

导电管1212可以是中空的且大致为圆柱形，或其它合适的形状以允许沿箭头B所示的方向移动。

导电管1212可由与导电材料1012相同或类似的材料形成。

由于信号质量的要求，可能希望将电极放置在毛发很少的区域，诸如耳朵的上方或后方。因为耳屏点间眉间弧长(耳朵之间穿过前额的距离)在个体之间变化相当大，所以可穿戴装置100的部分可能需要拉伸或延伸(例如，如图14所示，其中1104绘示了在其它不可拉伸装置中的可拉伸部分)，或者替代地，可移动电极(诸如可移动耳电极 1202)可以提供与用户10的耳朵接触的电极的放置。

在一些实施例中，生物信号传感器20可以例如利用由银墨或与主体111结合的其它材料形成的大致矩形或大致圆形的触点或导电传感器在耳朵接触部分14处集成在主体111中，以覆盖用户10的耳朵。

应当理解，在各种实施方案中，耳电极1002、1004、成形的耳电极1102和可移动耳电极1202的形状和配置可以与主体111的形状和配置协调以彼此互补。例如，主体 111可以被配置成在前额接触部分12中并邻近耳朵接触部分14拉伸，以便与成形的耳电极1102一起使用，以便允许主体111中有更多变化，同时耳电极保持更配合或更不易变形。这可以允许更好地贴合用户10的头部。类似地，较长的耳电极(诸如耳电极 1004)可以与柔性较小的主体111一起使用，因为较长的耳电极可以适应不同的耳朵大小。

一些实施例可以可逆地将头戴式耳机(例如，头戴式耳机线)的附接部分联接到可穿戴装置100。可逆联接可以用于将外部头戴式耳机松散地固定到靠近用户耳朵的区域。可以通过多种方式实现连接，诸如使用维可牢尼龙搭扣附接或搭扣。这可以在睡眠期间阻止外部头戴式耳机迁移。

参考图16至19A和19B，在一些实施例中，可穿戴装置100包括具有导电传感器的内听筒144。

图13A、13B、13C、13D、14、15A和15B绘示了在一些实施例中，可穿戴装置100 还可以包括附加生物信号传感器20、1002、1004、1102或1202以接触用户10头部的耳廓区的至少一部分。在一些实施例中，附加生物信号传感器20、1002、1004、1102 或1202是脑电图(EEG)传感器。

如图16所示，内听筒144可以被成形为符合用户10的耳朵的耳廓的形式。内听筒144可以是导电传感器并连接到信号传输线146。在一些实施例中，内听筒144可具有与本文所述的导电材料1012类似或相同的导电材料。内听筒144因此可以形成内耳传感器以接触用户10的耳道，例如外耳道。

信号传输线146可以是导线或其它类似的导电材料，并连接到电子模块32。

如图17和18所示，可穿戴装置100还可包括声音递送模块170，该声音递送模块包括通过中空管176连接到内听筒174的声音发生器172。声音发生器172从音频传输线178接收音频信号。

如图17所示，内听筒174可以被成形为符合用户10的耳朵的耳廓的形式。在一些实施例中，内听筒174可以被模制、例如热模制为用户10的特定耳朵的形状。内听筒 174可以是导电传感器并连接到信号传输线175。在一些实施例中，内听筒174可具有与本文所述的导电材料1012类似或相同的导电材料。在一些实施例中，内听筒174可以是绝缘的，并且信号传输线可以被安置成穿过内听筒174以提供接触用户10的耳朵的导电表面。

声音发生器172可以位于距内听筒174一定距离处，例如在2cm至30cm之间。声音发生器172可以是扬声器或驱动器，以生成通过中空管176传播到内耳机174的声波。

在实例中，中空管176是例如直径为2mm至3mm的中空塑料管。中空管176通常可以是刚性的，以免以将干扰传播声波的方式向上折叠。

方便地，使声音发生器远离感测(例如，使用户10的生物信号远离内听筒174的导电传感器部分)可允许以较少干扰传感器读数的方式生成声音。

图18是连接到可穿戴装置100的电子模块32的声音递送模块170的示意图，其中信号传输线175和音频传输线178连接到电子模块32。

图19A和19B绘示了包括通过中空管196连接到内听筒194的声音发生器(未示出，例如声音发生器172)的声音递送模块190。

如图19A、19B所示，内听筒194可以被成形为符合用户10的耳朵的耳廓的形式。内听筒194可以是绝缘的并且可以不是导电传感器。

内听筒194可以由诸如闭环框架198A或开环框架198B的导电传感器支撑。闭环框架198A和类似的开环框架198B可以被成形为符合用户10的耳朵的耳廓的形式。

闭环框架198A连接到信号传输线199，该信号传输线可以连接到电子模块32以传输来自导电传感器的生物信号。

方便地使用远离用户10的内耳道的导电传感器(例如使用闭环框架198A或开环框架198B)可以避免在导电传感器上形成耳垢，该耳垢可以作为绝缘体并降低信号质量。此类导电传感器还可以允许传感器在内耳道之外接触用户的更大的表面积。

如图3至5所示，在一些实施例中，可穿戴装置100的主体111可包括至少一个高架支撑带。该至少一个支承带可在头部上方提供附加支撑，并将作用在头部上的力分布在更大的区域上方。在一些实施例中，高架支撑带以前后取向、左右取向或对角取向放置。在一些实施例中，高架支撑带以左右取向放置。在一些实施例中，该至少一个高架支撑带在耳朵接触部分14处连接到环上。在一些实施例中，该至少一个顶部支撑带包括冠部带18A、顶部带18B或其组合。左右取向提供了可由装置中别处的带部分地抵抗的力。例如，从顶部带18B作用在用户头部上的至少一些力可以被环的枕骨接触部分 16抵抗。类似地，从冠部带18A作用在用户头部上的一些力被环的前额接触部分12抵抗。相反，为了使前后带具有相反的力，该装置可能需要下巴带或其它带在技能的下表面上施加力。

位于存在毛发处的生物信号传感器可根据其获得信号的能力来选择，尽管毛发的存在可能产生阻抗。参考图6和7，在一些实施例中，可穿戴装置100包括生物信号传感器20，诸如位于至少一个支撑带(诸如冠部带18A、顶部带18B、枕骨接触部分16或两者)上的至少一个毛发穿透生物信号传感器22。在一些实施例中，毛发穿透生物信号传感器22可以被安置在主体111上的其它位置，包括前额接触部分12和耳朵接触部分 14。毛发穿透生物信号传感器22可以是针传感器，或具有延伸穿过用户毛发以接触皮肤11的插脚(例如类似于下文进一步详细讨论的插脚3536)的传感器。

下文参考图20至27描述毛发穿透生物信号传感器22的实例实施例。毛发穿透生物信号传感器22可以被集成在可穿戴装置100的主体111的区段中，该区段是刚性的或例如用加强构件131加强。毛发穿透生物信号传感器22也可以被集成到由主体111 限定的孔或轨道中，该孔或轨道允许毛发穿透生物信号传感器沿着主体111横向移动。因此，毛发穿透生物信号传感器22可以例如通过毛发穿透生物信号传感器22上旋转以捕获部分主体111的部分并提供摩擦配合的对应螺纹而固定在适当位置。

根据本文描述的实施例的一方面，主体111可以包括用于从用户10的头皮或皮肤11获得生物信号的传感器，诸如生物信号传感器3500。参考图24，提供了生物信号传感器3500。传感器3500被配置成从用户10接收生物信号，优选地从用户的头部或通过用户10的皮肤11接收生物信号。参考图25，生物信号传感器3500可以被包括在设备 4000上，例如在诸如可穿戴装置100的主体111的支撑部分4002上。设备4000任选地包括例如由泡沫制成的至少一个可变形部分4004，其连接到支撑部分4002以在用户10 穿戴设备4000时提供舒适性和/或支撑。

参考图20和21，生物信号传感器3500包括具有球形部分3528的主体3520；可延伸到主体3520中的电极3530，该电极3530具有接触端3532，该接触端被配置成从用户10的皮肤11接收电生物信号，其中响应于向下的力作用在生物信号传感器3500上以将生物信号传感器3500推靠在用户的皮肤11上并且在与用户10的皮肤11接触时，电极3530被配置成沿着移动轴线3522移动到主体3520中；致动器3540，该致动器可操作地连接到电极3530以将电极3530沿着移动轴线3522朝向延伸位置推出主体3520，其中在没有该向下的力的情况下，电极3530被安置在该延伸位置中；以及连接到电极 3530的接触调整器3550，该接触调整器3550包括手柄3552，该手柄可由用户操纵以减少由用户毛发的阻抗引起的电生物信号的噪声。

在使用中，施加具有向下分量的力以将生物信号传感器3500推靠在用户10的皮肤11上以从用户10接收电信号。电极3530沿着移动轴线3522从延伸位置朝向缩回位置移动到主体3520的电极接纳空间3524中(参见例如图21)。然而，用户的毛发可能妨碍生物信号传感器3500从用户10的皮肤11接收电信号的能力。例如，用户的毛发可形成用作接触端与用户皮肤之间的绝缘层的屏障(或“垫”)。绝缘层阻碍或阻止电信号的接收。因而，在一些实施例中，生物信号传感器3500被配置成减少用户毛发的阻抗效应。

在一些实施例中，电极3530的接触端3532包括采集板3534和从采集板3534延伸的多个插脚3536。每个插脚包括用于接触用户10的皮肤11的远侧尖端3537。对于具有单个接触表面的电极，用户的毛发可在单个接触表面下形成垫，而由插脚3536、采集板3534和用户10的皮肤11限定的间隙体积3538可接收用户的毛发并减少或防止在插脚的远侧尖端3537下形成垫。在一些实施例中，在延伸位置中电极3530从主体3520 的延伸可使用接触调整器3550进行调整。在一些实施例中，接触调整器3550包括与电极或主体配合的压缩配件或螺纹，以用于在延伸位置中调整电极3530的延伸。电极3530 从主体3520的延伸适应具有不同毛发量的用户。例如，具有厚的、长的毛发的用户可能具有相对较大毛发量，这些毛发在形成垫时可能产生电屏障。对于此类用户，可以调整延伸位置，使得与对于具有较短毛发或没有毛发的用户相比，电极3530从主体3520 延伸得更远。

在一些实施例中，接触调整器3550被配置成沿着移动轴线3522移动电极。在一些实施例中，该手柄被配置成用于当被推靠用户10的皮肤11时提升电极3530并将该电极重新定位以便抵靠用户10的皮肤11放置。在一些实施例中，触点调整器3550的移动共同移动多个插脚3536。例如，在一些实施例中，接触调整器3550连接到采集板3534 并且被配置成移动采集板。采集板3534的移动导致从采集板3534延伸的多个插脚3536 移动。

在施加向下的力时，电极3530沿着移动轴线3522移动到主体3520中(参见图21)。在电极3530显著缩回到主体3520中的情况下，主体3520可以变得靠近用户10的皮肤 11。这可导致例如被安置在传感器3500的主体3520下面的用户毛发可以形成屏障层，防止电极3530与用户10的皮肤11之间的良好接触。因此，在一些实施例中，主体3520 包括接触端3526，该接触端包括用于在其中接纳用户的毛发的至少一部分的至少一个凹槽3529。

为了给用户提供更好的舒适度，电极3530对用户10的皮肤11的压力不能过大。在一些实施例中，该多个插脚3536的远侧尖端3537是圆形的。与尖端相比，尖头尖端将施加到皮肤上的力分布在更大的区域上方。在一些实施例中，远侧尖端的半径在约0.25 mm至约1mm之间。在一些实施例中，远侧尖端的半径为约0.5mm。插脚3536的数量和间隔被选择成使得施加到用户10的皮肤11上的压力不会过大并且具有足够的接触面积以从用户的皮肤接收良好的足够信号，同时维持插脚3536之间的足够空隙体积以接纳用户的毛发。在一些实施例中，电极3530具有每平方厘米约15至40个插脚的插脚密度。在一些实施例中，电极3530具有每平方厘米约25个插脚或针的插脚密度。

电极3530的接触端的较大面积可以提供更好的电读数。然而，当面积太大时，它可能不能很好地贴合皮肤。这样做的一个原因是皮肤通常不是完全平坦的。电极的接触端的面积增加还增加了皮肤曲率弯曲的可能性，导致电极的接触损失。因此，在一些实施例中，包含插脚3536的电极3530的接触端的面积(包括插脚之间的间隙面积)在约 1cm²至约3cm²之间。在一些实施例中，包含这些插脚的电极3530的接触端的面积(包括插脚之间的空隙空间)是约1.5cm²。在一些实施例中，电极的接触端3532的形状是圆形或多面体。接触端3532的形状可以帮助移动用户的毛发以减少或防止用户毛发的阻抗效应。

在一些实施例中，接触调整器3550被配置成沿着基本上垂直于移动轴线的平面旋转电极。旋转运动可以移动被安置在传感器3500下面的毛发。在传感器包括多个插脚 3536的一些实施例中，旋转运动将毛发移动到间隙体积3538中。在一些实施例中，接触调整器3550的旋转运动不受限制。在一些实施例中，接触调整器3550的旋转运动受到限制。

在一些实施例中，致动器3540包括弹簧、活塞、可压缩材料或其组合。在一些实施例中，致动器3540包括弹簧3542。在一些实施例中，弹簧3542是螺旋弹簧。弹簧 3542被安置在电极接纳空间3524内，使得一端抵靠电极3530偏压抵靠主体的上端3526，使得电极3530被朝向延伸位置推动离开电极接纳空间3524。在一些实施例中，弹簧3542 偏置抵靠电极3530的采集板3532的上端。当向下的力被施加到传感器3500时并且当电极3530抵靠用户10的皮肤11时，弹簧3542阻止电极3530移动到主体3520中，使得力被转移到电极3530，推动该电极抵靠用户10的皮肤11。

在一些实施例中，弹簧3542在一端上被固定到主体3520上并且在另一端上被偏置抵靠电极3530，并且其中接触调整器3550包括轴3554，该轴延伸穿过弹簧3542的压缩轴线3544以用于将垂直于移动方向的旋转力从手柄3552转移到电极3530，将沿着移动方向从手柄转移到电极，或两者。在一些实施例中，压缩轴线与移动轴线3522同轴或基本上同轴。在其中弹簧3542是螺旋弹簧的一些实施例中，螺旋弹簧的线圈围绕接触调整器3550的轴3554盘绕。

在一些实施例中，致动器3540包括与多个插脚3536相对应的多个致动器(未示出)。在一些实施例中，该多个致动器单独地将插脚偏压抵靠用户10的皮肤11。这可以允许例如传感器更好地贴合用户10的皮肤11，因为皮肤可能不是完全平坦的。

由电极3530接收的电生物信号可以被传输到信号接收器，诸如处理器或其它计算装置(未示出)。在一些实施例中，信号接收器从传感器的主体3520接收电生物信号。

在一些实施例中，主体包括用于从电极接收电生物信号的导电部分3527。导电部分3527 可以是导电涂层、被集成到主体中的导电材料，或两者。在一些实施例中，导电涂层是导电涂料，诸如金属涂料或碳涂料。在一些实施例中，金属涂料包括银、金、银-氯化银或其组合。在一些实施例中，导电材料是碳载塑料或导电金属。在一些实施例中，主体 3D被打印有结合在其中的导电材料。在一些实施例中，电极与传感器上用于来自信号接收器的导线的连接之间的阻抗小于约1kΩ。在一些实施方案中，电极与传感器上的连接之间的阻抗为约1Ω至约500Ω。在一些实施例中，该连接是在图19中所示的传感器 3700的主体3520上或壳体3760上。

在一些实施例中，致动器3540将电极3530电连接到主体3520。例如，电生物信号可以经由致动器3540从电极3530传输到主体3520。在其中致动器3540包括弹簧3542 的一些实施例中，弹簧3542是导电的。例如，弹簧3542的一端偏压抵靠在采集板3534 上，而另一端偏压抵靠在主体3520上，该弹簧可用作导体。

根据本文描述的实施例的一方面，主体111可以包括用于从用户10的头皮或皮肤11获得生物信号的传感器，诸如生物信号传感器3700。参考图22和23，在一些实施例中，传感器3700包括万向节3770，其被配置成将电极3730取向为垂直于或基本上垂直于用户10的皮肤11。通常取向的电极3730可以与用户的皮肤具有更好的接触。例如，在其中插脚3736具有相同长度的情况下，正常取向在其中某些插脚不会从用户皮肤上提起的情况下防止与用户皮肤进行角接触。此外，在其中电极3730以一定的角度接触皮肤的情况下，插脚3736中的一者或多者可以被毛发向上推动。在一些实施例中，主体3720包括球形部分3728，其中该传感器还包括限定接头部分3762的壳体3760，该接头部分被配置成用于接纳主体3720的球形部分3728，使得万向节3770包括球形部分 3728和接头部分3762。在一些实施例中，球形部分3728可由接头部分3762可移除地接纳。在一些实施例中，接头部分3762与球形部分3728之间的界面包括减摩剂。在一些实施方案中，减摩剂是含碳材料。在一些实施方案中，碳质材料与主体3720、外壳 3760或两者的至少一部分成一体。在一些实施例中，壳体3760包括用于在传感器3700 与信号接收器之间建立电连接的电连接部分。

在一些实施例中，主体3720包括至少一个凹槽3729，以用于在其中接纳用户的毛发的至少一部分。

在一些实施例中，导电部分3727的至少一部分被安置在球形部分3728中或其上。在一些实施例中，从电极3720接收的电生物信号从主体3720传输到壳体3760。在这些实施例中，所接收的信号可以连接到壳体3760。在其中包括减摩剂的一些实施方案中，减摩剂包括或者是电导率改性剂以改进阻抗。在一些实施方案中，导电性改性剂是金属粉末、石墨、碳纳米管、金属涂覆的玻璃或塑料珠。例如，在减摩剂是与主体3720成一体的含碳材料的情况下，含碳材料可以提供减摩和导电性。在一些实施例中，头戴式设备4000的支撑部分4002上的导线在一端连接到传感器3700。

现在参考图26和27，在其中旋转运动受到限制的一些实施例中，传感器4100包括用于限制电极4130的旋转运动的旋转限制器4170。如果毛发在单一方向上过度旋转，则毛发可能变得缠绕或缠结。在一些实施例中，旋转限制器允许在用户的毛发之间得到电极沿着旋转轴线的振荡运动。在一些实施例中，旋转限制器将旋转运动限制到至少约 0.25弧度。在一些实施例中，旋转限制器4170包括狭槽4172和被配置成在狭槽4172 内限制性地旋转的键4174。电极4130相对于主体4120的运动受到狭槽4172和键4174 的限制。在一些实施例中，主体4120的上端4126限定狭槽4172并且接触调整器4150 的轴4154包括键4174。在一些实施例中，旋转限制器包括被安置在主体、电极、轴或其任意组合中的止动件。在一些实施例中，壳体4160被配置成接纳主体4120。

在一些实施例中，连接到处理器的灯指示传感器3500或传感器3700处的大脑状态。在一些实施例中，灯的亮度或颜色根据大脑中的事件来修改，诸如事件相关电位、连续EEG、认知电位、稳态诱发电位或其组合。在一些实施例中，灯与传感器成一体或者靠近传感器安装在头戴式设备的支撑部分上。

在一些实施例中，主体111可以包括其它生物信号传感器20，诸如非接触电极180。

参考图28，在一些实施例中，非接触电极180包括导电层182和导电噪声层184，其中电介质层186被安置在该导电层与该导电噪声层之间。导电噪声层184减少了由电极180获得的信号中的噪声。导电噪声层184可以是有源防护屏或接地平面。在一些实施例中，电介质层188施加到导电层182的面向用户侧。导电层182经由导线189连接到电子模块32或传感器电子器件。

在一些实施例中，非接触电极可以采取如图29A所示的电容性电极4300或其它合适的电容性电极的形式。图29A绘示了根据实施例的穿戴具有电容性电极4300形式的生物信号传感器的可穿戴装置100的用户10的侧视图。图29B绘示了图29A的可穿戴装置100的局部俯视图。

在一些实施例中，主体111包括例如邻近用户10的头部的顶部和用户10的头部的背部定位的一个或多个电容性电极4300，如图29A所示。电极4300可以被安置在可穿戴装置100的主体111中以接收用户10的生物信号数据。在一些实施例中，所接收的生物信号数据可以包括用户10的脑电波数据。在一些实施例中，电容性电极4300可以是不与用户10的皮肤11直接接触的非接触电极。

主体111可包括可压缩泡沫4302，该可压缩泡沫可贴合用户10的头部的形状。在一些实施例中，可压缩泡沫4302可由开孔泡沫(诸如本领域技术人员已知的开孔泡沫材料)形成。可压缩泡沫4302可以是可压缩的，使得当可穿戴装置100固定到用户10 的头部时，可压缩泡沫4302贴合用户10的头部。在使用中，可压缩泡沫4302可以被压缩，并且通过将主体111扣紧以将可穿戴装置100固定到用户10而贴合用户10的头部。

在一些实施例中，在可压缩泡沫4302的邻近用户10头部的表面上，电容性电极4300 的导电层4304固定到可压缩泡沫4302。

导电层4304可以具有在1μm至100μm之间的厚度，在实例中为20μm的厚度。导电层4304可以由导电材料(诸如具有导电油墨的聚合物衬底、导电聚合物、导电织物或柔性PCB)形成。

导电层4304可以用绝缘层4306与用户10的头部相邻地绝缘。绝缘层4306形成电介质，在导电层4304与用户10的皮肤11之间产生电容性耦合。在一些实施例中，用户10的毛发或其它身体组织可以进一步有助于由绝缘层4306形成的电介质，并且电容性耦合可以形成在用户10的毛发或其它身体组织上。用户10的毛发可被可压缩4302 施加的压力压缩并保持在适当位置。

绝缘层4306可以具有在1μm至100μm之间的厚度，在实例中为50μm的厚度。绝缘层4306可以由聚合物(例如聚酯)形成。

通过在导电层4304与用户10的皮肤11之间提供最小的绝缘层，绝缘层4306可以缓和导电层4304与用户10的皮肤11之间的电容性耦合由用户10的毛发的特性的变化引起的变化。绝缘层4306还可以使盐桥效应最小化，该盐桥效应可能例如由于用户10 出汗而产生盐桥，该盐桥在电极之间形成电连接，导致电极获得不正确的读数。

在一些实施例中，导电层4304可以经由导线(未示出)连接到HMD 110或传感器电子器件，例如信号调节和放大电路。

在一些实施例中，可穿戴装置100包括电子模块32，该电子模块包括用于从位于环上的至少一个生物信号传感器20和/或毛发穿透生物信号传感器22接收生物信号的计算装置或处理器30。电子模块32可连接到任何生物信号传感器20、22或本文所述的其它传感器。电子模块32还可以包括用于为电子模块32供电的电源，诸如一个或多个电池。在一些实施例中，电子模块32位于前额部分12、耳朵接触部分14、枕骨部分16或诸如冠部带18A和顶部带18B的支撑带18上。电子模块32可以安装在主体111的一部分上，该部分是加强的和坚硬的，以便在结构上支撑电子模块32。电子模块32可选择性地安装在可穿戴装置100的主体111上并且可选择性地移除。

方便地，电子模块32可以是可移除的，如本文所述，并且与用于主体111的可机洗织物121组合，可以允许可穿戴装置100在移除电子模块32时可机洗。

由于电子模块32的模块化能力，可以理解，电子模块32可以在各种主体配置或设计以及不同的兼容性下使用。

由于PCB或FPCB和主体内的电子组件都是无源的(除非电力通过它们)，可穿戴装置100的其它组件(诸如主体111)可以是可洗的或可手洗的。

在一些实施例中，电子模块32可以与主体111成一体，并且是不可释放的。在此类实施例中，可穿戴装置100可以是可机洗的。

在一些实施例中，电子模块可包括如本文所述的“粘贴”电极或生物信号传感器，其可使用合适的粘合剂直接施加到用户身体或其它配置。因而，在某些实施例中的电子模块可以直接缠绕在用户的手臂上，粘贴在他们的胸部上，或其它合适的身体部分上。

在实施例中，电子模块32可以被配置成当穿戴时位于枕骨接触部分上，使得电子模块32位于枕骨下的颅骨中的凹痕处。与放置在前额接触部分12或支撑带18处相比，将电子模块32放置在枕骨部分处减少了突出，并且如果在执行需要运动的活动时穿戴该装置，则可以提供更好的空气动力学和重量分布，并且提供更圆滑的外观。当该装置被设计用于躺下的用户时，诸如当睡觉时，电子模块32可以被放置在该装置上使应力点(诸如由用户的头部抵靠枕头而产生的应力点)的形成最小化并且使例如用户在他们的睡眠中移动该装置将被枕头、毯子等上钩住或挂住的可能性最小化的点处。在一些实施例中，电子模块32可以位于或邻近前额接触部分12，这可以减少电子模块32对用户睡眠的干扰，而不管用户是仰卧或侧卧睡眠、使用或不使用任何类型的枕头。

在实施例中，电子模块32邻近前额接触部分定位，使得当穿戴时，电子模块32邻近用户的前额定位。

将电子模块32对中在用户的头部上可以改进所接收的生物信号的质量和可靠性，因为该模块因此可以更靠近各个感兴趣的感测区域。

在一些实施例中，电子模块32包括电子组件，诸如用于放大生物信号数据并对其滤波的模拟前端、模数转换器、用于存储从生物信号传感器20接收的生物信号数据的存储器、用于与远程处理器进行通信的无线电、电池、充电电路和用于对电池充电的连接器中的至少一者。在一些实施例中，电子封装固定地或可拆卸地安装在该装置上。在其中电子封装可移除地安装在该装置上的一些实施例中，环包括用于容纳电子模块32 的口袋。

在一些实施例中，一个或多个电子组件(例如前置放大器)可以被安置在电子模块32的外部，并且被集成到可穿戴装置100的主体111中。

图30A是电子模块32的透视图，该电子模块可通过安装在可穿戴装置100的主体111上的第一保持安装件3202和第二保持安装件3204从可穿戴装置100释放。

图30B是可从可穿戴装置100释放的电子模块32的另一个透视图。图30C是用于可穿戴装置100的电子模块32的保持安装件的放大透视图。图30D是用于可穿戴装置 100的电子模块32的保持安装件的分解视图。图30E是用于电子模块32的保持安装件的侧视图。图30F是用于可穿戴装置100的电子模块32的保持安装件的另一个前透视图。图30G是电子模块32的分解视图。图30H是印刷电路板和电子模块32的组件的示意图。

第一保持安装件3202和第二保持安装件3204可以被配置成用于提供电子模块32与可穿戴装置100的其它组件(例如，柔性PCB，诸如FPCB 1020或FPCB 1120和生物信号传感器20)之间的连接。

如图30D所示，保持安装件3202、3204可分别包括基座3242、3244。基座3242、 3244可以是柔性的并且由合适的柔性聚合物形成。保持安装件3202、3204的基座3242、 3244可以诸如以柔性方式附接到主体111，并且提供柔性以允许主体111相对于电子模块32旋转，如本文所公开的，同时保持传输轴向张力的能力。在一些实施例中，保持安装件3202、3204的其它组件可以由刚性材料形成。

在一些实施例中，主体111可以包括孔113，光学传感器3216可以通过该孔贴合并使光线通过。

如图30A所示，电子模块32可具有弓形或弯曲形状，因此当被安置在可穿戴装置100上时，在电子模块32与可穿戴装置100的主体111之间形成空间，如具体参考图 2D可见。

电子模块32的弯曲形状可以适应用户身体的各种曲率，诸如用户头部的形状和成角度的前额，并且在使用中，由于通过将电子模块32保持抵靠用户头部以及将可穿戴装置100保持在用户身体部分(诸如用户头部)周围而施加的力，例如在可穿戴装置100 的前额区域中推靠生物信号传感器20。

被安置在可穿戴装置100的织物上的生物信号传感器20可以在保持安装件3202和3204之间延伸，该织物可以具有一些拉伸特性，并且因此织物适合于接触用户的身体部分，使得即使用户具有平坦的前额，也可以在皮肤上有良好量的压力量，以允许有更好的生物信号数据读数。保持安装件3202和3204之间的织物也可以拉伸，使得它在使用期间贴合电子模块32的形状。主体111的某些部分(例如在电子模块32后面的部分) 也可以包含泡沫或其它合适的可压缩材料，允许压缩和适应用户的头部，并且因此可以允许生物信号传感器20与用户更好地接触，并且因此允许所接收的信号有更好的质量和可靠性。

方便地，因为与用户前额接触的中间电极对于信号质量可能是重要的，因此电子模块32的形状可以适合于任何头部形状，同时允许生物信号传感器20的电极与用户身体(诸如用户前额的皮肤)具有良好的接触。

参考图30G，在一些实施例中，电子模块32的主体可以分别通过卡扣配合和磁体对3210A至3210B和3211A至3211B附接到保持安装件3202和3204，该磁体对可以被极化以便彼此磁性吸引。磁体3210A和3211A可分别固定到保持安装件3202和3204。磁体32l0B和3211B可分别在端部33A和33B处固定到电子模块32。

磁体3210A、3210B、3211A和3211B也可以被极化以确保电子模块32的主体以适当取向连接到保持安装件。

如图30D和30G所示，在一些实施例中，磁体3210A、3210B、3211A和3211B具有沿着内部第三圆周的向内脊部以将它们配合到电子模块32的主体中，并且具有保持安装件3202、3204的孔以保持磁体。

保持安装件3202还可以包括端口3212，例如，用于在电子模块32的印刷电路板(PCB)3220与可穿戴装置100的主体111中的柔性PCB(FPCB，诸如FPCB 1020或 FPCB 1120)之间进行串行通信并且例如连接到生物信号传感器20的串行端口。

PCB 3220可以由嵌入三个刚性PCB中的柔性PCB形成，并且将所述三个刚性PCB 连接在一起。

连接器3222(在实例中用于与电子模块32中的端口3212配合的串行连接器)可以包括用于连接到端口3212的推针连接，并且可以被配置成推针、弹簧加载的针或弹簧针连接器，以抵消磁体对3210A至3210B和321lA至3211B的力，但是维持电子模块32(以及因此PCB 3220)与保持安装件3202(以及因此主体111中的FPCB，诸如连接到传感器(诸如生物信号传感器20的)FPCB 1020或1120)之间的牢固连接。因此，通过弹簧针和磁吸力在PCT3220、FPCB(诸如FPCB 1020或1120)和生物信号传感器 20之间维持连接。

在一些实施例中，磁体3210A、3210B、3211A和3211B可能需要被校准以确保充分抵靠连接器3222的推针。

电子模块32可以通过磁力附接到主体111。

在一些实施例中，电子模块32包括第一磁体3210B和第二磁体3211B，该第一磁体在第一端32A处通过磁力附接到第一保持安装件3204，该第二磁体在第二端32B处通过磁力附接到第二保持安装件3202。

如图30G所示，在一些实施例中，电子模块32在前壳体3201A和后壳体3201B内包括PCB 3220，其例如通过紧固件3203固定到后壳体3201B，该紧固件例如通过微控制器(MCU)3226或将例如通过可穿戴装置100中的PCB或FPCB(诸如FPCB 1020 或FPCB 1120)从生物信号传感器20接收的输入模拟信号数字化的模数转换器(ADC) 连接到连接器3222，该模拟信号可以由一个或多个模拟信号放大器3224放大。

在一些实施例中，PCB 3220可以是柔性-刚性PCB并且在形状上是弯曲的，与电子模块32的弯曲形状互补，并且特别是与前壳体3201A和后壳体3201B互补。图30H绘示了PCB3220的示意图。

如图30G所示，在一些实施例中，电子模块32还包括用于电子模块32的各种组件(诸如电池3214(该电池可由电池泡沫3215支撑并由电源按钮3213激活)、光学传感器3216、光发射器3218、通信模块3230和相关联的天线3232以及存储器3240)的电源。这样，可穿戴装置100可以包括电子组件，诸如光学传感器3216、光发射器3218、通信模块3230和相关联的天线3232，以及存储器3240。

在一些实施例中，可穿戴装置100包括光学传感器3216，诸如脉冲血氧计，其照射皮肤并测量光吸收的变化以获得光电容积图(PPG)、经光学获得的容积图可以用于检测组织的微血管床中的血容量变化。

光学传感器3216可以被安置在例如由玻璃形成的盖3217的后面，并且定位成延伸通过孔113并使光透射通过孔113。

在一些实施例中，光学传感器3216被安置在电子模块32的靠近第一保持安装件3202或第二保持安装件3204的区域中。电子模块32可以具有弓形或弯曲形状，并且将光学传感器3216定位成更靠近第一保持安装件3202或第二保持安装件3204可以减小光学传感器3216与用户的皮肤或织物之间的距离。

如图30I所示，在一些实施例中，光学传感器3216安装在电子模块32上的柔性突起3228上，并且柔性突起3228可以随着电子模块32被引向用户10的身体而压缩。柔性突起3228可使得光学传感器3216能够适应各种用户曲率。对于具有较小身体曲率的用户，柔性突起可以允许光学传感器3216朝向用户的皮肤(沿着线G)延伸到凹形空间35中，但是当由具有较大身体曲率的其它用户的皮肤施加力时可以缩回，从而确保柔性突起3228适应不同的身体曲率。

光学传感器3216可以生成并发射绿光、红光和红外光波长，其可用于基于检测反射到光学传感器中的光的反射距离来进行光学感测。也可以考虑其它合适的波长。在一些实施例中，光学传感器3216感测由与可穿戴装置100上的光学传感器相邻的其它光源(诸如LED)或从另一合适的光源生成的光。

各种这样的波长可以允许接收不同的信号和外推不同的数据。例如，绿光可以提供更好质量的信号，而红光和红外光可以允许进行脉搏血氧计感测和分析。某些扩展波长测量氧浓度。在实例中，由光学传感器3216生成的光可以从氧合反射，并且检测和呼吸感测光反射率，这可以指示呼吸速率和心率。

在一些实施例中，光学传感器3216可以以高达4kHz采样光信号。

在某些配置中，可穿戴装置100可以穿戴用户的衣服，并且光信号可以穿过用户的衣服并提供有意义的读数。

在一些实施例中，光学传感器3216可用于在用户呼吸时感测织物的压缩。在实例中，光学传感器3216，随着诸如可穿戴装置100的主体111的织物的压缩，因此光学传感器3216移动靠近用户的皮肤。因此，可以基于从诸如用户皮肤的表面反射回光学传感器3216的光来检测用户正在呼吸。在其中可穿戴装置100被安置在用户胸部周围的实例中，随着用户胸部扩张，可穿戴装置100拉伸和扩张，并且光学传感器3216与用户皮肤之间的距离减小。因此，由光学传感器3216发射的光在被反射之前不会传播得太远。因此，光可用于测量可穿戴装置100中织物的应变或拉伸。在其它实施例中，应变仪可用于确定可穿戴装置100的织物的压缩或拉伸。

在一些实施例中，光学传感器3216至少部分地基于反射到光学传感器中的光的检测到的反射距离来检测附加生物信号。

在一些实施例中，光学传感器3216至少部分地基于反射到光学传感器中的光的测量颜色和强度来检测附加生物信号，诸如血流。

光发射器3218可包括一个或多个LED或其它合适的光源，诸如白炽灯泡或荧光灯泡。

在一些实施例中，当可穿戴装置100被安置在用户的头部上时，光发射器3218被安置在电子模块32的底部。在用户的视线之内。在一些实施例中，光发射器3218可以被安置在电子模块32的其它部分上，诸如在顶部上。

光发射器3218可生成光信号以与穿戴可穿戴装置3218的用户进行通信。由光发射器3218生成的光信号可以包括各种合适的光颜色、频率、强度和设置。

在一些实施例中，光学传感器3216可以被配置成检测由光发射器3218发射的光。光学传感器3216可以测量用户眼睑上的照度级(作为环境中的亮度级的补充或替代)。

光发射器3218可以被配置成发射用于唤醒用户或作为生物反馈的光。在实例中，光提示可以用作唤醒例程。在实例中，光发射器3218可以使在用户睡着或处于某个睡眠状态时引起用户注意的光闪烁，例如触发用户改变睡眠状态或醒来。

在实例中，可穿戴装置100可被配置成检测用户何时处于梦境状态，并发送刺激(例如，由光发射器3218发射的光)以唤醒用户的意识。因此，用户的梦境可能被故意破坏。此类中断可以以不严重扰乱用户睡眠的方式进行，并且可以改进用户的梦境回忆。

可以类似地应用其它刺激，诸如振动、声音、气味和/或电击。对于被配置成施加一种类型的刺激的实施例，存在进一步的实施例，其中该装置被配置成一次施加多种类型的刺激。对于一些用户，几种类型的刺激的组合可以产生强大的反应。

刺激的其它实例可以包括用户选择的和/或生成的刺激。这些可以包括例如肯定确认。在一些实施例中，可穿戴装置100可以被配置成从用户接收肯定确认，并且可以将这些确认用作由选定事件触发的刺激。在一些实施例中，用户能够选择哪些事件触发肯定确认。

在一些实施例中，可以将电刺激靠近耳朵施加到用户。此类刺激可能能够刺激用户头部的耳廓区，这继而可能刺激迷走神经的耳廓分支。在一些应用中，这种神经刺激对于一些用户可以是高度治疗性的。

在一些实施例中，可穿戴装置100可以被配置成响应于某些事件而触发气味扩散器。例如，当可穿戴装置100检测到用户在睡眠时处于或将要进入预唤醒状态时，镇静气味可以扩散到用户附近。

在一些实施例中，可穿戴装置100可以使用光、振动、声音、气味(诸如通过精油的雾化)或其它刺激来有意地唤醒睡眠用户。例如，当可穿戴装置100检测到用户处于梦境状态时，可穿戴装置100可以向用户施加刺激，以使用户意识到他们处于梦境状态，并给予用户对梦境状态的清晰控制，允许他们回忆其梦境，或用于改变梦境体验。在清醒梦境的情况下，可穿戴装置100唤醒用户进入能够清醒梦境的状态意识。在这些实施例中，通过用户学习在梦境状态内识别的刺激，诸如声音、语音刺激、振动模式或可以通过闭眼看到的闪光，刺激有意地唤醒用户的意识而不干扰梦境状态。可穿戴装置100 监测梦境状态并且可以自适应地控制刺激以提供预期功能。例如，如果观察到梦境状态被破坏成太接近清醒状态，则刺激可以停止，缓解或以其它方式改变，或者如果用户没有以任何方式受到干扰，则刺激强度可以增加或以其它方式改变。

在一些实施例中，可穿戴装置100可以以由用户的睡眠阶段确定的模式向用户施加刺激。这些锁相刺激可以促进安静的睡眠。锁相是指可穿戴装置100的根据用户处于什么睡眠阶段以及在用户睡眠的先前持续时间中的睡眠阶段中观察到的模式和多晚睡眠的历史模式来提供刺激的变化的功能。在这些实施例中，刺激可以平缓地引导用户度过他们的典型睡眠周期，或者提供将他们的睡眠周期转变为对于休息、表现或一些其它目标(诸如梦境回忆)更有效的模式的手段。另外的实施例可以训练用户可预测地对某些类型的刺激作出反应，以更有效地引导用户度过整个睡眠周期。

在其它实施例中，两个用户可各自穿戴可穿戴装置，且这些装置可彼此通信。这可以允许两个用户的睡眠模式之间同步，以改进共享床中的睡眠的安静性。另一用途可以是通过调整梦境阶段来促进共享梦境。其它实施例还可允许在睡眠环境内产生刺激，诸如可同时优化两个用户的唤醒警报的唤醒报警。这些装置可以处理其电子模块内的一些必要信息，以减少由于与外部装置通信的延迟而引起的等待时间。

在一些实施例中，两个或更多个可穿戴装置可以使用从可穿戴装置发射的光或声音进行通信。可以选择用于在两个或更多个装置之间通信的光或声音的频率，使得该频率在典型的人类检测的范围之外。

在一些实施例中，可穿戴装置100还可被配置成向用户施加刺激(例如，光、振动或声音)并确定该刺激在唤醒用户时的功效。该装置可以被配置成适应于用户并且调制所使用的刺激(例如，强度、定时、类型)以便以更有效的方式自适应地改变用户的梦境状态。

如图2J所示，在一些实施例中，光接收器3256可以使用合适的光检测器来接收和检测在可穿戴装置100或用户眼睛附近的环境光或发射光。

在一些实施例中，光接收器3256邻近用户10的眼睛安置在主体111上以检测邻近用户10的眼睛的光。

在一些实施例中，可穿戴装置100被配置成围绕用户的胸部穿戴。这些实施例可以提供更广泛的呼吸数据。例如，穿戴在胸部周围的装置可以经由电极提供ECG测量值，并且使用测量主体111的变形的传感器提供胸部扩张。例如，光发射器/接收器对可以测量主体111的压缩并且通过低通滤波器适当地滤波以测量呼吸的胸部扩张动作。穿戴在胸部周围的装置可以适于通过胸部运动数据、心脏运动和电数据以及胸部扩张数据来提供呼吸数据。

在一些实施例中，在诸如用户本地的移动电话等本地计算装置上执行本文所述的处理。可以维护用户的大脑模型。

使用用户的大脑模型，可以例如凭借通过EOG检测大脑活动的变化和的眼睛运动、身体运动和缺乏身体运动来检测用户是否处于梦境状态。

在一些实施例中，光发射器3218可用于向其它人指示用户的状态，例如用户正在睡眠。

因此，光发射器3218可用于指示睡眠状态、时间同步、生理信号、直接反馈、心率、专注状态等。

诸如来自光发射器3218的反馈可以用于用户或其它人。在实例中，可以将情感传送给其它人。在另一个实例中，光发射器3218可向护理人员提供关于患者(用户)的反馈。

在一些实施例中，光发射器3218可用于进行大脑测量。例如，通过闪光并同时使用例如一个或多个生物信号传感器20来测量大脑响应。因此，可以通过提供事件(闪光)来获得同步的大脑测量。

光发射器3218还可以被配置成例如利用到本地计算装置处的接收器的视线来实现与本地计算装置的实时通信。因此，可以传送用户的生物状态，并创建生物反馈体验。方便地，可以实现减少的等待时间。

在一些实施例中，外部相机可以读取由光发射器3218发射的光并将这些读数与用户的面部表情同步。

在一些实施例中，电子模块32还包括通信模块3230，诸如被安置在屏蔽件3231后面的蓝牙模块，该屏蔽件可以屏蔽噪声，并且该通信模块连接到天线3232以用于通信，例如使用适当的通信协议与本地或远程计算装置通信。在其它实施例中，在可穿戴装置 100与诸如本地计算装置或远程计算装置的计算装置之间的数据传递可以是有线、Wi-Fi、光纤或其它合适的通信协议，下面将进一步详细描述。

通信模块3230可以远离电子模块32中的磁体设置以避免磁干扰。

通信模块3230可以被配置用于基于诸如等待时间要求、距离、速度、带宽、干扰(如果在嘈杂环境中)等因素来选择的其它通信协议。

在一些实施例中，电子模块32包括存储器3240。存储器3240可以包括随机存取存储器、只读存储器或诸如硬盘的永久存储器、诸如闪存的固态驱动器等。

存储器3240可被配置成存储由生物信号传感器20感测的某些生物信号数据、由可穿戴装置100的组件(诸如加速度计)感测或处理的各种数据、在可穿戴装置100上进行的处理等。因此，存储器3240可以存储诸如运动数据和EEG信号的数据。

电子模块32可以包括诸如微型USB连接器的外部连接器3250以对电池3214充电。

在一些实施例中，外部连接器3250可用于与诸如本地计算装置或远程计算装置的另一装置进行数据传递，在实例中为有线或无线传递。

在一些实施例中，电子模块32还包括认证器(未示出)，该认证器可以被配置用于防伪措施以认证电子模块32的源。

认证器可以包括可穿戴装置100的主体111上的芯片和电子模块32上的芯片。在实例中，柔性PCB具有带有认证码的芯片。在连接电子模块32时，电子模块32查询头带以确定真实性，并接收回复。

电子模块32因此可以认证可穿戴装置100的头带。电子模块32获取该响应并对照远程服务器认证其自身。由于电子模块32和主体111头带两者都具有序列号，它们可以用私钥来认证。并且对于没有成功认证的模块可以拒绝访问。

可穿戴装置100还可以包括例如环境光接收器3256，以检测环境或房间中的环境光水平。

如图2J所示，在实例中，可穿戴装置100可以包括加速度计3258。加速度计3258 可用于跟踪用户的运动。基于用户的运动，生物信号数据(例如在与该运动相邻的时间窗期间以某个阈值(诸如加或减30秒)从生物信号传感器20接收的生物信号数据)可能被丢弃，因为相关联的EEG信号可能由于用户的运动增加的噪声而被假定为质量差。

在某些实施例中，可能希望保持在用户的身体相对静止时(例如当他们正在睡觉、冥想或做轻微拉伸时)接收到的生物信号数据。这可能是因为当用户移动得更多时，所接收的信号不太可靠，因为干电极触点可能不能随着用户充分移动。

在一些实施例中，加速度计3258可以用于滤除接收到的生物信号数据。例如，如果加速度计3258感测到运动，该运动然后归因于用户，则可以删除在与该运动相邻的时间范围内接收到的生物信号数据或对其滤波。

加速度计3258还可用于通过选择从可穿戴装置100发送(例如，发送到本地或远程计算装置)何种数据来节省电池寿命。例如，如果加速度计3258检测到用户正在移动，则数据可被删除或高速缓存(以在特定时间或稍后时间发送)，而不是被传递到另一装置。

在一些实施例中，可穿戴装置100上的算法可以决定如何处理从诸如生物信号传感器和加速度计的组件接收的数据。通过可穿戴装置和与可穿戴装置100通信的本地或远程计算装置上的算法之间的协商，可以允许某些本地决定。

例如，诸如多层感知器(MLP)的神经网络感知器(MLP)的神经网络可以在可穿戴装置100上实施以确定诸如EEG的生物信号数据是否是的足够并例如消除噪声。可以考虑其它合适的神经网络或机器学习技术。

因此，例如使用电子模块32的可穿戴装置100可以被配置成对信号进行滤波，使得它们可以被传递到本地或远程计算装置而不破坏正被测量的信号，并且可以提供信号处理和/或调节步骤。

决策过程可涉及协商如何和何时本地保存以及何时传输到其它本地或远程计算装置以应对不良数据、不同睡眠条件(例如，如果用户正头朝下睡觉且阻断数据传输)等。数据可以在适当的情况下被缓冲和传输。在实例中，如果检测到传输不能被验证，则数据可以被保存和缓冲，并且在适当情况下被传输(例如，利用对传输能力的定期检查)。

可穿戴装置100或电子模块32上的数据可以被加上时间戳。因此，可以通过仅传输实时反馈所需的数据来节省带宽。较低优先级的数据可以被高速缓存或保存，并且替代地在预定时间点(例如在早晨)传输。

某些存储或处理能力可以在可穿戴装置100或诸如电子模块32的各种组件上可用，并且其它存储和处理可以卸载到本地或远程计算装置，可穿戴装置100可以诸如通过蓝牙或适当的通信协议与该本地或远程计算装置进行通信。在一些实施例中，可以在可穿戴装置100的计算装置上执行处理，如下文进一步详细描述的。

在一些实施例中，可以在可穿戴装置100上执行板载处理。某些处理也可以在其它本地或远程计算装置上进行。在一些实施例中，例如从可穿戴装置100接收的生物信号数据或其它数据的远程处理可以在云上远程执行。

处理委托可以基于容量、物理大小和价格折衷来进行。

某些生物信号传感器20的采样率可能非常高，以确保获取有用的数据。这些信号可以在可穿戴装置100或本地或远程计算装置上进行板载处理。此类数据可以实时地或以一定的时间间隔传递到本地或远程计算装置。

处理还可涉及对可穿戴装置100执行音频检测和音频产生能力。

在使用中，可穿戴装置100可以被配置用于在可穿戴装置100上的计算与本地或远程计算装置之间并以关于可穿戴装置100本身的另一级实时行为发生的准实时处理。

例如，本地计算装置可用于在数秒或数分钟的级别上进行实时处理，以知道调谐到何种状态或检测睡眠状态的变化。因此，有可能在本地为用户睡眠的特定阶段生成实时反馈，这对于得到尽可能低的等待时间是理想的。

可以在可穿戴装置100上执行慢波反馈，然而，可以在具有更多处理能力的另一个装置上执行对何时以及如何提供此类反馈的计算的决策。在实例中，用于反馈的声音或其它刺激然后可被上传到可穿戴装置100。

因此，可能在本地创建及时反馈，而在另一计算装置处或离线进行高处理特质。

图31A是在实例中连接到可穿戴装置100的主体111的前额接触部分12的电子模块32的顶部示意图。图31B是连接到可穿戴装置100的主体111的前额接触部分12的电子模块32的侧面示意图。

如图31A、31B所示，电子模块32可以包括磁体312以与主体111中的对应磁体 310协作，以将电子模块32保持抵靠主体111。因此，电子模块32可以选择性地从可穿戴装置100移除。

电子模块32还可以包括弹簧针313以提供与主体111中的触点320的电接触。触点311还可以连接到可穿戴装置100中的生物信号传感器20、22。

如图31A所示，磁体310和触点311可以嵌入例如由橡胶制成的衬底314中。衬底314通常可以是刚性的，以便在结构上支撑电子模块32。

在一些实施例中，触点311可以连接到柔性印刷电路板316，例如，如图31B所示。

图32是连接到可穿戴装置100的主体111的前额接触部分12的电子模块32的侧面示意图。电子模块32可以如图31A和31B所示并且如上所述被配置有附加的夹子322，以与接纳钩324接合以进一步将电子模块保持到可穿戴装置100。主体111还可包括保持唇缘325，以与电子模块32上的对应唇缘接合，以进一步将电子模块32固定到主体 111。突起323可被按压以从钩324释放夹子322并从主体111移除电子模块。

图33是主体111中用于将电子模块32保持在主体111的区段中的口袋330的示意图，该口袋是弹性的，例如由弹性织物制成。电子模块32上的电触点331可以接触主体111的导电肋332。导电肋332可以与主体111成一体，例如作为导电线或者可以是其它合适的导电传感器，并且可以与生物信号传感器20、22连接。

图44至49绘示了与可穿戴装置结合的电子模块32的其它实施例。图44是根据实施例的具有被安置在处于闭合位置的盖4400下方的电子模块32的可穿戴装置100。图 45是根据实施例的具有被安置在处于打开位置的盖4400下方的电子模块32的可穿戴装置100的透视图。图46是根据实施例的具有从处于打开位置的盖4400拆卸的电子模块32的可穿戴装置100的透视图。图47是根据实施例的具有被安置在口袋4700中的电子模块32的可穿戴装置100的透视图。图48是根据实施例的具有从口袋4700拆卸的电子模块32的可穿戴装置100的透视图。图49是根据实施例的具有从口袋4700拆卸的电子模块32并且具有织物翼片4702的可穿戴装置100的透视图。

如图34A至34C所示，在一些实施例中，电子模块32可以具有导电针340，该导电针从表面延伸以用于与例如主体111的区段上的导电线342接触，并且具有模制的止动件344。夹子346可以保持导电线342抵靠导电针340。

在另一个实施例中，如图35A和35B所示，电子模块32可以包括凹部352，以接纳连接到主体111中的导电线356的模制触点354。夹子350可以将模制触点354保持在电子模块32的凹部352中。

图36和37绘示了具有主体111的可延伸、可拉伸的前额接触部分12的可穿戴装置100的实施例的侧面示意图，其中电子模块32可安装在该前额接触部分处。

在该实施例中，可穿戴装置100可以如图36所示穿戴，其中模块位于头上较高处，以允许其它可穿戴技术(诸如头戴式显示器或VR耳机)穿戴在前额上。替代地，部分 12连同电子模块32一起可以如图37所示向下折叠以隐藏电子模块32。

图38绘示了具有可延伸、可拉伸部分12的可穿戴装置100的实施例的侧视图，该可延伸、可拉伸部分具有放置或附接位置380以用于将辅助电极固定到主体111以与用户10接触。附接位置380可以提供其中可以安置辅助电极或传感器的开口，并且提供导电且预接线到电子模块32的接触表面以用于辅助电极或传感器与电子模块32之间的连接。

辅助电极可以是任何类型的贯通毛发传感器，并且可以经由按扣、夹子等附接到可穿戴装置。可延伸的、可拉伸的部分可以在毛发上方向后拉，提供大阵列的潜在辅助电极位置(用于辅助或附加传感器，如下文进一步详细描述的)。

在一些实施例中，该装置包括附加的辅助传感器。辅助传感器可以与电子模块32集成，或者以其它方式与装置100集成。在一些实施例中，辅助传感器选自光学心率传感器、脉搏血氧计传感器、陀螺仪、加速度计、磁力计、汗液传感器、光传感器、音频传感器、鼻插管流量传感器或其任何组合。在一些实施例中，该装置包括光学心率传感器和/或脉搏血氧传感器。在一些实施例中，光学心率传感器和/或脉搏血氧传感器位于前额接触部分上，使得它们接触用户头部的前额或太阳穴区域。在一些实施例中，来自陀螺仪、加速度计、磁力计或其组合的信号数据可用于确定姿态和航向参考系统(AHRS) 以确定头部的取向。例如，当分析睡眠、活动等的大脑模式时，可以使用此类数据来提供附加信息。例如，对用户睡眠的分析可以结合脑电波信号来分析摇摆和转动。

在一些实施例中，主体111可以包括用于安装辅助传感器和/或辅助电极例如用于研究目的的开口或安装点。在实例中，开口可以邻近或沿着用户10的头部的中线限定。

在一些实施例中，可穿戴装置100可包含用于附接辅助组件的USB端口。辅助组件可以包括例如辅助传感器、辅助电极和提供附加功能性的其它辅助组件。

在一些实施例中，可穿戴装置100可以被配置成结合持续气道正压通气(CPAP) 机器来操作。在此类实施例中，鼻插管流量传感器可以向可穿戴装置100提供实时反馈，该可穿戴装置然后可以将该实时反馈传输到CPAP机器或指示CPAP机器调制其操作。 CPAP机器可以被配置成动态地响应鼻套管流速数据。此类实施例可以利用来自用户10 的其它反馈来通知动态CPAP机器响应。

在一些实施例中，该装置包括音频发射器。在一些实施例中，音频发射器选自扬声器、骨传导换能器、压电换能器或其组合。

在各种实施方案中，可穿戴装置100可以包括跟踪器或其它传感器、输入装置和输出装置。在一些实施例中，例如，跟踪器是用于测量装置100的运动的惯性传感器。它检测可穿戴装置100的3维坐标并相应地检测其用户的位置、取向或运动。跟踪器例如包含一个或多个加速度计和/或陀螺仪。可穿戴装置100可以包含用于从用户接收触摸输入的触摸传感器和用于向用户提供振动和力反馈的触觉装置。

如图2J所示，在一些实施例中，可穿戴装置100还可以包括振动换能器3254。用于生成振动的波形可以在本地计算，例如在电子模块32中计算，并且进行远程调制，例如在本地或远程计算装置处进行调制，如本文所述。因此，方便地，可以用外部调制和控制来实现局部渲染。

在各种实施方案中，可穿戴装置100可以包括刺激或反馈组件(诸如用户效应器)以向用户10振动或提供一些音频或视觉反馈。例如，扬声器(诸如波导扬声器)可以被集成到可穿戴装置100的主体111中。振动-触觉反馈源也可以被集成到主体111中。在一些实施例中，可以在主体111中实施骨导体换能器。

刺激组件还可以包括用于感觉(包括声音、味觉、嗅觉、触觉和视觉)中的任一者的效应器，并且向用户提供反馈。

在一些实施例中，振动换能器3254是扬声器。

在一些实施例中，振动换能器3254生成物理振动。

在一些实施例中，振动换能器3254是麦克风。

在一些实施例中，振动换能器3254被安置在身体上邻近用户的耳朵。

在一些实施例中，振动换能器被安置在身体上邻近用户头部的前部。在一些实施例中，振动换能器被安置在身体上邻近用户的骨骼，其与通过空气传输的声音相比，可以方便地拾取通过身体传输的更多声音。

在一些实施例中，可穿戴装置100可以包括用于波束形成的多个振动换能器。在一些实施例中，该多个振动换能器是用于定位来自某一方向的声音的麦克风阵列。

如图2J所示，在一些实施例中，可穿戴装置100可包括可检测温度(诸如用户温度)的传感器3260。一些实施例可以被配置成检测相对温度变化。可以使用红外温度传感器或热敏电阻执行温度检测。

在一些实施例中，热敏电阻(可以是柔性的)可以被集成为主体111或可穿戴装置100中的柔性PCB。

此类热敏电阻可用于检测相对温度或温度变化。因而，可以检测用户随时间的变化。在一些实施例中，可以校准以检测个体的绝对体热的变化。

热敏电阻也可用于检测环境中的环境温度。

由热敏电阻执行的温度感测可以例如通过将温度与睡眠质量相关来提供对用户睡眠质量(例如，如果用户太热或太冷而不能舒适地睡眠)的有用了解。

在一些实施例中，可穿戴装置100可以包括振动换能器3254(例如，麦克风或其它音频检测装置)，其可以用于测量用户的打鼾或检测睡眠呼吸暂停和时间戳。在一些实施例中，可以使用骨传导麦克风来检测用户打鼾。在一些实施例中，安装在可穿戴装置 100上的麦克风被配置成聚焦于源自用户10的声音。

在一些实施例中，可穿戴装置100可以被配置成(例如，经由板载麦克风或其它装置)检测用户何时打鼾，并发送刺激(例如，光、声音、电击或振动)以唤醒用户的意识。因此，用户的打鼾可能被故意破坏。此类中断可以以不会严重中断用户睡眠的方式进行。

如图39A和39B所示，在一些实施例中，可穿戴装置100可以包括触摸板位置390。触摸板位置390可以包括触摸板传感器392，该触摸板传感器被安置在织物层394与两个泡沫层396、398之间并且连接到电子模块32。触摸板传感器392可用于例如通过电子模块32来控制可穿戴装置100的各种设置，诸如声音生成组件的音量。

图40绘示了具有例如由用户10的手指400使用的图39A和39B的触摸板位置390 的可穿戴装置100的截面侧视图。如图所示，触摸板传感器392可以在泡沫层之间弯曲。

图41是具有主体111的可延伸、可拉伸的前额接触部分12的可穿戴装置100的示意性透视图，在该前额接触部分中可安置有机发光二极管(OLED)柔性阵列410。如图42所示，部分12连同OLED柔性阵列410一起可向下折叠以供用户10观看。OLED柔性阵列410可以被集成到主体111的织物中。

OLED柔性阵列410可以向用户10提供发光。可穿戴装置100可以使用发光来向用户10施加光刺激。光刺激可以由单个LED、提供彩色刺激的一组LED、OLED柔性阵列410或在用户10的视网膜上形成图像的光发射器施加。可以以动态方式施加光刺激，其中用户10在其视野上施加不同的发光。在一些实施例中，这可以使得场景或视觉信息能够呈现给用户。在一些实施例中，这可用于将复杂信息传达给用户。在一些实施例中，可穿戴装置100被配备有眼动跟踪传感器，并且用户10可以通过他们的眼睛运动与通过OLED柔性阵列410呈现的菜单接合(例如，用户10可以查看选项并眨眼以选择它)。

由OLED柔性阵列410提供的动态光刺激可以用于唤醒用户10。例如，OLED柔性阵列410可以模拟日出以使用户10以柔和的方式醒来。在其它实施例中，如果可穿戴装置100检测到用户打鼾，则其可以施加动态光刺激以唤醒用户并使其停止打鼾而不破坏其睡眠。在一些实施例中，OLED柔性阵列410可以呈现场景以训练用户10入睡。在一些实施例中，OLED柔性阵列410可以呈现动态光刺激以在处于梦境状态时唤醒用户 10，以发起清醒的梦境会话。动态光刺激可以被施加到用户10并且根据部分地基于来自用户10的生物信号反馈(诸如具有相对于用户的神经振荡模式调整的频率的光刺激的循环模式)的经算法调整的协议来调制。

图43A绘示了可如图43B所示集成到可穿戴装置100的主体111中的气囊430的俯视图。气囊430可以保持气体或流体，诸如空气。气囊430可用于使可穿戴装置100贴合用户10头部的不同区域。向某些区域添加空气可以允许用户10身上的电极或导电传感器(诸如生物信号传感器20、22)更好地接触。气囊430可由阀的配置控制，并由用户10在气囊上的压力致动。

在一些实施例中，使一个囊430中的空气膨胀可以减少另一区段或气囊430中的空气。

在一些实施例中，当可穿戴装置100在用户10的头部上时，气囊430可以脉动以对用户10提供按摩效果。

在一些实施例中，可穿戴装置100可被配置用于传感器之间的同步。

例如，可穿戴装置100或相关联的远程或本地计算装置可以将数据捕获与进入用户眼睛的光(诸如照明变化)同步，或者与用户可能听到的声音同步。

在另一个实例中，诸如用户的移动电话的本地计算装置上的麦克风可用于捕获环境声音和时间戳。在一些实施例中，可以使用常规麦克风来捕获环境声音。

在实例中，从光学传感器3216接收的光信号的样本可以高达4kHz，并用于同步视觉或音频刺激。

在一些实施例中，同步可以用本地事件(诸如声强和光强)来定时。

在实例使用案例中，可穿戴装置100可用于生成反馈回路，由此将刺激施加到用户，并且使用诸如生物信号传感器20的各种传感器来检测用户的响应。

在一个实例中，振动传感器可用于训练用户行为，诸如当用户仰卧睡眠时振动，或施加电刺激。

在另一使用案例中，可穿戴装置100可被配置成控制用户的环境。例如，可穿戴装置100可用于使用热敏电阻或合适的组件来检测温度，并将温度报告回装置以控制房间中的温度，或基于用户处于何种睡眠阶段来检测和/或控制枕头或床的温度以调制温度。

在实例中，使用诸如用户的移动电话的本地计算装置上的麦克风，该麦克风可以检测用户打鼾，并引起中断以试图改变这种习惯。在另一实例中，环境可被调整为使床变热，因此用户变得不舒服并停止打鼾。

对用户环境的其它改变可包括改变用户的平衡以使他们翻身，连接到雾化器以改变房间中的香味(例如，用于诱发/增强慢波的香味)，连接到音频刺激，或连接到其它装置以控制环境。

因此，基于生物信号，可穿戴装置100可用于控制周围环境。

可穿戴装置100的物理形状因子可以使其适于在睡眠时使用，并且可以允许研究人们在睡眠期间移动的方式和他们的生物信号数据。

一方面，可穿戴装置可用于在睡眠期间获得生物信号数据。例如，可以为被认为是“理想的”睡眠建立基线。可以将用户的生物信号与基线进行比较，以基于信号与基线的偏差(诸如信号振幅的偏差或信号振幅满足基线阈值的时间)来建立睡眠分数。在一些实施例中，对生物信号数据加时间戳。在一些实施例中，例如通过提供智能唤醒功能、当用户处于轻度睡眠时唤醒用户、或者通过训练用户更好地睡眠(诸如基于瞌睡、专注力等建议用户何时应当睡眠)，在睡眠期间获取的生物信号可以用于改进用户的睡眠。

对此类生物信号和其它数据的分析可用于确定一个或多个用户的睡眠状态或分数。

在一些实施例中，可以为个体开发睡眠模型。此类睡眠模型可以允许对正在发生的以及如何将用户睡眠的方式与用户模型相关以及模型如何与人口进行比较进行瞬间估计。

因此，有可能基于特定用户和基于用户群体来估计例如各种睡眠与清醒状态之间的瞬间接通状态转变概率。可以基于这些输入做出关于如何干预的决定。

干预所采取的指导可以通过与更好的睡眠在统计上相关的既定原则和过去已经工作的方法来通知。

此类干预(诸如睡眠干预协议)可以是完全数据驱动的(数据模式)或由专家通知的，但是可以测试在系统的生态学和可穿戴装置100的使用方面的不同协议。

在一些实施例中，可以实施向上投票和向下投票系统，以由用户团体来管理内容(例如，协议)。

可以基于诸如从生物信号传感器20接收的生物信号数据的数据来确定状态转变，并将其用于生成睡眠大脑模型。还可以将此类数据与群体进行比较以生成一个或多个睡眠大脑模型。

此类睡眠大脑模型也应用于冥想状态。例如，用户可以是清醒的或睡着的，但是也可以是保持清醒的冥想状态。

在一个实施例中，可以将睡眠大脑模型实施为马尔可夫模型。

在一些实施例中，可穿戴装置100可操作以对用户的睡眠模式规则化。例如，通过访问多导睡眠图，可以确定用户处于何种睡眠阶段。

用户可以具有不同的睡眠方式，并且为了使睡眠模式规则化，可能需要刺激用户扩展睡眠状态，提示用户切换睡眠状态，或者转回到睡眠阶段。已知某些睡眠模式更安静并且可以改进表现。这可以针对特定用户或基于用户群体来定制。

根据用户在旅途中的位置，干预将不必相同，并且可以部分地基于用户、用户的历史、其它类似用户，并且用于基于已被示出作用于其它用户的刺激来对睡眠模式规则化。

在实例中，可以确定用户在状态之间转变(例如从清醒到n1、n2)的状态转变概率。这些睡眠转变可用作用户如何睡眠的基线指纹，并开发睡眠转变模型、睡眠模型或睡眠大脑模型。此类模型可以与其它人的状态转变模型进行比较，并提供对何时进行干预的指示。

在一些实施例中，可穿戴装置100可用于开发睡眠算法协议并跟踪用户的睡眠特性，诸如快速眼动。

在实例中，可穿戴装置100可用作睡眠监测器或帮助将用户训练成有一定的节奏来帮助睡眠。可以夹带13Hz至15Hz范围内的脑电波，允许用户在夜间更快地入睡，并维持一定的陈述性记忆改进。

在一些实施例中，可穿戴装置100可用于夹带生物反馈系统。这可能不仅限于仅大脑状态，而是可以如本文所述检查其它生物信号(例如，心率)。

在实例中，锁相环(测量相位校准)可以用于影响用户的状态，并且锁相环与用户一起构建在该锁相环中。

在一些实施例中，用户可以被“夹带”至睡眠，或者可以使用音频或其它刺激来帮助“训练”用户睡眠(例如，通过使用可以重复的咒语)。

此类夹带可以部分地基于用户的感测到的身体或头部位置或取向。

可以对许多信号(大脑、心脏)进行测量，然后对一个或多个生物信号(例如，心脏/大脑夹带的关节间隙)进行控制/刺激。传感器测量可以在多个生物信号和生物信号类型上进行，并且不仅限于大脑，而且可以是呼吸、心脏、嘴等等。

在实例中，用户的呼吸可以影响心脏/大脑。因此，如果夹带一种生物信号，则它可能对另一种生物信号(例如，夹带心率)有影响，并且大脑状态也最终受到影响，例如，使用呼吸来影响心脏，这会影响大脑。

如图50所示，可穿戴装置100或传感器(诸如可穿戴装置100的生物信号传感器 20中的一者或多者)可例如通过诸如蓝牙、Wi-Fi、LTE或5G网络等通信协议或其它合适的通信协议与本地计算装置130进行通信。本地装置130通过网络140与远程计算装置150进行通信。

网络140例如可以是分组交换网络，其形式为LAN、WAN、公共互联网、虚拟专用网络(VPN)等。

本地计算装置130可以是例如移动装置。实例移动装置包括但不限于蜂窝电话、蜂窝智能电话、无线组织器、寻呼机、个人数字助理、计算机、膝上型计算机、手持式无线通信装置、无线使能笔记本计算机、便携式游戏装置、平板计算机或具有处理和通信能力的任何其它便携式电子装置。在至少一些实施例中，如本文所提及的移动装置还可包括但不限于外围装置，诸如显示器、打印机、触摸屏、投影仪、数字手表、相机、数字扫描仪以及可与另一计算装置进行通信的其它类型的辅助装置。

在一些实施例中，可穿戴装置100包含通信器3230以向计算装置传输数据。在一些实施例中，计算装置是本地计算装置130。在一些实施例中，计算装置是远程计算装置150。

在一些实施例中，通信器3230在蓝牙通信协议上与计算装置进行通信。

在一些实施例中，通信器3230在Wi-Fi通信协议上与计算装置进行通信。

在一个实例中，本地计算装置130可以是智能电话。在另一个实例中，本地计算装置130可以是触摸屏使能装置和用于连接到其它装置的其它类型的通信装置(例如，路由器)。显然，可以设想受益于互连和互操作性的其它类型的计算装置。

远程计算装置150可以是通过网络140连接到可穿戴装置100和/或本地计算装置130以执行本文所述的功能性中的任一者的计算装置，例如云计算装置。

在一些实施例中，可穿戴装置100可以被配置成通过本地计算装置130接收用户输入。在这些实施例中，用户可以通过操纵本地计算装置130来定制可穿戴装置100所提供的功能性。例如，用户可以选择可穿戴装置100将施加的刺激的类型以及可穿戴装置 100将用何种事件来触发刺激。在一些实施例中，用户可以选择或取消选择可由可穿戴装置100提供的某些功能性(例如，打鼾缓解、清醒梦境辅助和睡眠辅助)。在其它实施例中，用户可以在本地计算装置130上记录单词或短语以由可穿戴装置100用作刺激。

在一些实施例中，可穿戴装置100可被配置成用作本地计算装置130的接口。本地计算装置130可以被配置成响应于自愿用户动作(例如，眼动)和非自愿用户动作(例如，检测用户10何时需要专注以及例如降低装置上的音量)。在一些实施例中，可使用与可穿戴装置100的所有对接模式来与本地计算装置130对接。

在一些实施例中，可穿戴装置100可以监测用户10的认知负荷。在一些应用中，诸如在运动、驾驶飞机或进行外科手术中，短暂的注意力不集中可能是灾难性的。在一些实施例中，可穿戴装置100可被配置成检测用户何时参与要求高认知负荷的活动，并动态地调整环境以减少注意力分散(例如，暂时中止对本地计算装置130的通知)。在涉及替代现实或虚拟现实体验(例如，通过可穿戴装置100或本地计算装置130)的实施例中，可穿戴装置100可通过调制环境来减少注意力分散(例如，减少注意力分散视觉刺激的显著性)。在一些实施例中，可穿戴装置100可以通过应用除噪技术或通过覆盖声音(例如，在环境会话噪声中覆盖分散的对话)来屏蔽分散的听觉刺激。

在一些实施例中，多个可穿戴装置100可以被配置成通过网络140彼此通信。在此类实施例中，可穿戴装置100可以被配置成使彼此不接近的用户同步。同步可通过向不同用户施加类似的激励或施加可被实施以在不同用户中实现同步目标状态的类似激励协议来实现。异地夫妻可以使用此类实施例来模拟在一起的体验。此类实施例可以任选地允许不同的用户可视地和/或口头地彼此通信。

在一些实施例中，多个可穿戴装置100可以被配置成提供关于用户团队的反馈。这些实施例可用于监测用户团队的生产力或创造力。在一些实施例中，可穿戴装置的系统可以向该团队(例如，通过灯或音频提示、或通过外部装置)发信号通知该团队用户需要休息。

在一些实施例中，多个可穿戴装置100可以与向用户团队提供娱乐的本地计算装置 130进行通信。本地计算装置130可以基于来自用户的聚集反馈来调制所呈现的内容。例如，电视机可以基于来自穿戴可穿戴装置100的用户的生物信号反馈来调制节目情节。

在一些实施例中，可穿戴装置100可以将用户的当前状态(例如，厌烦、唤醒或痛苦)传送给其它人。在一些实施例中，该信息可以被传送到团体(例如，通过可穿戴装置100上的灯指示)。在其中团队的特定成员协调团队体验(例如，DJ、主机或虚拟假人)的其它实施例中，该信息可以仅被传送到这个特定人(例如，通过远程计算装置150)。

在一些实施例中，可穿戴装置100可用于检测用户状态并预测性地将用户与其它个体分组(例如，打开用户与其它个体之间的通信信道或将用户与其它个体置于虚拟设置中)。预测性放置可以部分地基于个体的当前状态和个体正在争取的状态。

在一些实施例中，可穿戴装置100可用于预测将导致学生有效教育的学生-教师分组。此类分组可以部分地基于学生和教师的用户状态及其基于过去观察的历史数据来预测。

在一些实施例中，可穿戴装置100可以通过网络140聚集来自不同用户的信息，并提供关于人口统计生物信号反馈数据的信息。此类反馈可以通过例如本地计算装置130 来提供。例如，此类系统可以表达：通常城市中的每个人今天比昨天更快乐(例如，“NYC 今天快乐”)。

在一些实施例中，可穿戴装置100可以在临床环境中实施。可穿戴装置100可以提供远程监测患者的手段。此类远程监测可以向护理人员或从业者提供详细的反馈(例如，通过远程计算装置)或对患者状态的简单指示(例如，提供音频或视觉提示以指示状态的外部装置)。在这些实施例中，可穿戴装置100可用于疾病(例如，多发性硬化、抑郁、焦虑、注意力缺陷多动症、睡眠障碍、神经毒性、中风、创伤性脑损伤、癫痫)的诊断、治疗和监测。可穿戴装置100还可用于监测正在进行的状况或情况(例如，药物管理、怀孕、成瘾管理)。

在一些实施例中，可穿戴装置100可以被配置成为紧急医疗响应者提供快速且可靠的紧急诊断。此类实施例可以被配置成仅使用可穿戴装置100来操作和提供反馈，或者可以被集成到医院或救护车系统的医疗基础设施中。

可穿戴装置100的一些实施例被配置成为婴儿或幼儿用作儿童监测系统。该系统还可以包含可以向父母或护理人员指示儿童用户的当前状态的外部装置。此类外部装置可提供对睡眠或幸福状态的音频或视觉指示(例如，当儿童用户良好睡眠时变得更亮的灯)。在一些实施例中，可穿戴装置100可检测儿童用户的睡眠状态，并且在儿童用户正经历可能在睡眠障碍之前的情绪事件时传送到父母。这可以通知父母或护理人员：儿童用户需要舒适或安静以避免睡眠障碍。

此类系统可以在状态分析中实施婴儿或儿童专用协议。此类系统可有效地检测婴儿或儿童特异性疾病(例如，婴儿猝死综合征)。

在一些实施例中，可穿戴装置100可用于监测患有癫痫的用户。可穿戴装置100可被配置成预测并警告用户何时癫痫发作。在一些实施例中，可穿戴装置100可以向用户 10施加刺激以试图防止癫痫发作。在一些实施例中，可穿戴装置100可被配置成向外部装置警告即将发生癫痫发作(例如，护理人员监测装置或用户随后操作的车辆)。

在一些实施例中，可穿戴装置100可以在模块化治疗递送中实施。在这些实施例中，可穿戴装置100可以监测来自用户10的反馈。在一些实施例中，可穿戴装置100可检测具有人工胰腺的用户的葡萄糖水平何时下降，并相应地调制用户的葡萄糖水平。此类调制可以帮助确保安静的睡眠。

在临床环境中，可穿戴装置100可以与形成临床系统的远程计算装置150进行通信。临床系统还可以包含外部医疗装置，其可以向可穿戴装置100和远程计算装置150发送信息和从其接收信息。例如，可穿戴装置100可检测来自用户10的反馈并将其传输到可作用于该反馈的外部医疗装置。替代地，外部医疗装置可以检测来自用户10的反馈并将该信息传输到可穿戴装置100，该可穿戴装置可以向用户10施加刺激(例如，施加光刺激以使用户从睡眠状态唤醒)。

在实施例中，可穿戴装置100可以被配置成向外部护理人员提供反馈。此类反馈可以通过远程计算装置150来提供。替代地，可通过可穿戴装置100的光或声发射向护理人员提供反馈。在一些实施例中，可穿戴装置100可在用户10处于危机中或表现出指示即将发生危机的反馈模式时通过警报系统触发报警。在一些实施例中，可穿戴装置100 可以在用户10正经历痛苦或表现出指示他们可能需要护理人员协助的反馈时警告护理人员。

可穿戴装置100可以被配备有紧急呼叫按钮。紧急呼叫按钮可以向护理人员或从业者警告用户体验的威胁。可穿戴装置100可被配置成打开用户与护理人员或从业者之间的通信线路。紧急呼叫按钮可以被配置成向紧急服务警告紧急事件。

在一些实施例中，可穿戴装置100可以在被配置成注释反馈数据以便于查看的系统中实施。此类系统还可以包含远程计算装置150。在这些实施例中，该系统可以从用户 10接收生物信号反馈并实时注释该反馈。此类注释可以由静态协议或由响应于用户生物反馈反馈的动态自适应协议来驱动。该系统还可以包含手动注释方法以指示何时发生事件(例如，治疗施药)或何时经历主观状态(例如，疼痛或有效治疗)。在使用动态自适应协议的一些实施例中，该协议可以接受和适于手动注释，并且在一些实施例中，学习自动进行此类注释。

手动注释可用于使主观用户体验变得客观。例如，用户可以用主观疼痛体验来注释反馈。实施可穿戴装置100的系统可以检测和监测来自用户的生物信号反馈。该系统可以处理和评估生物信号反馈以分析适合于主观用户体验的客观代理的生物标记。对此类生物标记的确定可用于研究和/或治疗各种病症。

此类系统的用途可有效治疗和监测可部分以睡眠障碍为特征的病症(诸如多发性硬化、抑郁症、焦虑症、注意力缺陷多动症、睡眠障碍、神经毒性、中风或创伤性脑损伤)。此类系统还可用于监测患有慢性疼痛、高血压、糖尿病、肥胖症、慢性阻塞性肺病的患者或正经历化疗的那些患者。此类系统可用于产科、泌尿学、内分泌学等领域的治疗和监测。

该系统可以经历机器学习以基于特征用户生物信号反馈来诊断各种病情。通过动态地学习用户对某些刺激的响应并施加所述刺激以引导用户进行健康体验(例如，在睡眠期间施加刺激以中断紊乱的睡眠行为)，该系统可用于治疗。通过将基于用户的生物信号反馈的用户状态与由具有类似病情的其它人所表现出的典型状态模式进行比较，该系统可以用于监测病情，并且警告护理人员或执业者状态显著偏离。当可穿戴装置100观察用户时，此类系统可以动态地适应用户并从用户得到学习。

此类系统在疼痛缓解治疗中可以是有用的，其中它们可以给予用户和/或从业者客观度量以判断用户正在经历的主观痛苦。此类了解可以帮助用户确定用户是否以及何时将自行施用疼痛药物。此类系统还可以将用户与支持团队容量中的其它用户连接。类似系统可用于成瘾管理。

在一些实施例中，系统可以引导用户(或用户团队)进行治疗性改变的意识体验(例如，迷幻体验、冥想或神秘体验)。在这些实施例中，该系统可以允许用户以安全和有效的方式进行情绪处理。在一些实施例中，该系统可以基于用户的生物信号反馈来监测用户的当前状态，并将反馈提供给人类向导。在一些实施例中，向导可以通过远程计算装置150监测用户10。在一些实施例中，用户10可以在他们的家中进行该体验。

在一些实施例中，可穿戴装置100可以(例如，基于用户的冥想状态)校准到用户10的基本状态。如果可穿戴装置100检测到用户10正在经历超过允许阈值的情绪痛苦，则可穿戴装置100可将该基本状态设置为目标状态。

在一些实施例中，可穿戴装置100可以被编程为记住目标协议体验，该目标协议体验可以定义当参与治疗性改变的意识体验时的典型用户体验。该目标协议可以包括随时间变化的目标用户状态(协议档案)。当用户参与治疗性改变的意识体验时，该协议可以基于来自用户的生物信号反馈来进一步适应和调制。自适应协议可以定义来自用户10 的何种物理和/或情绪反应是典型的、非典型的或令人担心的原因。该协议可以确定何种情绪体验对于用户10来说太令人痛苦，并且在一些实施例中，可以警告外部向导，或者在一些实施例中，向用户10施加刺激以使他们进入基本状态。在一些实施例中，协议档案的表示可以连同对所述用户所在的档案的指示一起被传送给用户。

在其中部分地由精神活性治疗剂促进治疗性改变的意识体验的实施例中，可穿戴装置100可以部分地基于用户的生物信号反馈来检测用户是否以及何时需要更高剂量的治疗剂。在一些实施例中，可穿戴装置100可以指示外部或集成的剂量装置来增加施药给用户的剂量。

在一些实施例中，可穿戴装置100可以记录用户10的治疗性改变的意识体验的生物信号反馈数据。这种记录的数据可以由用户10选择以由可穿戴装置100复制。例如，如果用户10经历了Nirvana状态，则用户10可以使用该会话的记录来生成目标协议，以将未来的治疗性改变的意识体验引导回Nirvana状态。

可穿戴装置100、本地装置130或远程装置150中的一者或多者可以实施计算装置，例如，如图51所示的计算装置120。

本文所述的系统和方法可被实施为软件和/或硬件，例如由可穿戴装置100、本地计算装置130或远程计算装置150中的一者或多者上的一个或多个计算装置120执行。

如图所示，计算装置120包括通过总线250进行通信的一个或多个处理器210、存储器220、网络控制器230和一个或多个I/O接口240。

处理器210可以是一个或多个Intel x86、Intel x64、AMD x86-64、PowerPC、ARM处理器等。

存储器220可以包括随机存取存储器、只读存储器或诸如硬盘、固态驱动器等的永久存储器。只读存储器或永久存储器是计算机可读介质。计算机可读介质可以使用文件系统来组织，由管理计算装置的整体操作的操作系统来控制和管理。

网络控制器230用作将计算装置与诸如例如局域网(LAN)或互联网等一种或多种计算机网络互连的通信装置。

一个或多个I/O接口240可用于将计算装置与诸如例如键盘、鼠标、视频显示器等外围装置互连。此类外围装置可以包括装置120的显示器。任选地，网络控制器230可以经由一个或多个I/O接口来访问。

软件指令由处理器210从计算机可读介质执行。例如，软件可以从存储器220的永久存储器或经由I/O接口240从一个或多个装置加载到随机存取存储器中，以便由一个或多个处理器210执行。作为另一个实例，软件可以由一个或多个处理器210直接从只读存储器加载和执行。

存储在计算装置120的存储器220内的实例软件组件和数据可以包括如本文所述应用生物信号分析的软件，以及允许与计算装置120相关的基本通信和应用操作的操作系统(OS)软件。

应当理解，本文所例示的执行指令的任何模块或组件都可包括或以其它方式访问计算机可读介质，诸如存储介质，计算机存储介质或数据存储装置(可移动和/或不可移动)，诸如例如磁盘、光盘、磁带和其它形式的计算机可读介质。计算机存储介质可包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息的任何方法或技术实施的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质的实例包括RAM、 ROM、EEPROM、闪存或其它存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)、蓝光光盘或其它光学存储装置、磁带盒、磁带，磁盘存储或其它磁存储装置，或可用于存储期望信息并且可由应用、模块或两者访问的任何其它介质。任何这样的计算机存储介质都可以是移动装置、跟踪模块、对象跟踪应用等的一部分，或者可访问它们或可连接到其上。本文所述的任何应用或模块都可使用可由此类计算机可读介质存储或以其它方式保持的计算机可读/可执行指令来实施。

因此，在不脱离本公开的范围的情况下，本领域技术人员可以对特定实施例进行变更、修改和改变，本公开的范围仅由所附权利要求限定。

在另一方面中，本公开提供了用于实施此类方法并实现前述功能性的系统、装置、方法和计算机编程产品，包括非暂时性机器可读指令集。

尽管已经以具有一定程度的特殊性的示范性形式描述和绘示了本公开，但是应当注意，仅通过实例的方式进行了描述和绘示。可以对零部件和步骤的构造和组合以及布置的细节进行许多改变。因此，此类变化意图包括在本文中，其范围由权利要求限定。

除了所描述的过程(包括其任何任选步骤或组件)中的明确陈述或固有的程度之外，不意图或暗示所需的次序、顺序或组合。如相关领域的技术人员将理解的，关于本文描述的过程和任何系统、装置等，在各种情况下，在不脱离仅由权利要求限定的本公开的范围的情况下，广泛的变化是可能的，并且甚至是有利的。

当然，上述实施例意图仅仅是绘示性的而绝不是限制性的。所描述的实施例易于进行形式、零部件布置、细节和操作次序的许多修改。本公开意图涵盖根据权利要求所限定的其范围内的所有此类修改。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种可穿戴装置，其包含：

柔性且可延伸的主体，所述柔性且可延伸的主体被配置成环绕用户的一部分；

电子模块，所述电子模块具有表面，所述表面在第一端和与所述第一端相对的第二端之间限定凹形空间，

所述第一端在第一连接点处能够用第一柔性保持安装件附接到所述柔性且可延伸的主体，以便允许所述柔性且可延伸的主体相对于所述电子模块围绕第一轴线旋转并将张力从所述柔性且可延伸的主体从所述第一轴线径向地传递到所述电子模块，

所述第二端在第二连接点处能够用第二柔性保持安装件附接到所述柔性且可延伸的主体，以便允许所述柔性且可延伸的主体相对于所述电子围绕第二轴线旋转并将张力从所述柔性且可延伸的主体从所述第二轴线径向地传递到所述电子模块；以及

生物信号传感器，所述生物信号传感器被安置在所述第一连接点与所述第二连接点之间的所述柔性且可延伸的主体上以接触所述用户的所述部分的至少一部分并从所述用户接收生物信号，

在所述柔性且可延伸的主体在所述电子模块被附接的情况下延伸以由所述用户穿戴时：

通过所述第一柔性保持安装件和所述第二柔性保持安装件从所述柔性且可延伸的主体向所述电子模块施加张力以将所述电子模块拉向所述用户，

所述第一连接点与所述第二连接点之间的所述柔性且可延伸的主体的一部分朝向所述凹形空间旋转，并且

所述电子模块将所述柔性且可延伸的主体上的所述生物信号传感器推靠在所述用户的所述部分上；并且

所述电子模块包含用于从所述生物信号传感器接收所述生物信号的处理器。

2.根据权利要求1所述的可穿戴装置，其中所述生物信号传感器被配置成接触所述用户的头部的额区的至少一部分。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的可穿戴装置，其中所述生物信号传感器是脑电图(EEG)传感器。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的可穿戴装置，其中所述生物信号传感器是用于测量电位并生成电位的电极。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的可穿戴装置，其还包含用于接触所述用户的头部的耳廓区的至少一部分的附加生物信号传感器。

6.根据权利要求5所述的可穿戴装置，其中所述附加生物信号传感器是脑电图(EEG)传感器。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的可穿戴装置，其还包含所述电子模块与所述柔性且可延伸的主体之间的电连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的可穿戴装置，其还包含所述电子模块与所述生物信号传感器之间的电连接。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的可穿戴装置，其中所述电子模块弯曲成大致对应于所述用户的头部。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的可穿戴装置，其中所述电子模块能够通过磁力附接到所述柔性且可延伸的主体。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的可穿戴装置，其中所述电子模块包括第一磁体和第二磁体，所述第一磁体在所述第一端处以通过磁力附接到所述第一柔性保持安装件，所述第二磁体在所述第二端处以通过磁力附接到所述第二柔性保持安装件。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的可穿戴装置，其还包含安置在所述电子模块上的附加生物信号传感器。

13.根据权利要求12所述的可穿戴装置，其中所述附加生物信号传感器是光学传感器。

14.根据权利要求13所述的可穿戴装置，其中所述光学传感器安装在所述电子模块的柔性突起上，所述柔性突起在所述电子模块被拉向所述用户时压缩。

15.根据权利要求13或权利要求14所述的可穿戴装置，其中所述光学传感器至少部分基于反射到所述光学传感器中的光的检测到的反射距离来检测所述主体的压缩。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的可穿戴装置，其中所述光学传感器至少部分基于反射到所述光学传感器中的光的检测到的反射距离来检测附加生物信号。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的可穿戴装置，其中所述光学传感器至少部分基于反射到所述光学传感器中的光的测量颜色和强度来检测附加生物信号。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的可穿戴装置，其中所述柔性且可延伸的主体包含与所述生物信号传感器相邻的可压缩区段，以便压缩以使至少一个生物信号传感器贴合所述用户的所述部分。

19.根据权利要求18所述的可穿戴装置，其中所述可压缩区段被成形以贴合所述用户的所述部分的所述至少一部分。

20.根据权利要求18或权利要求19所述的可穿戴装置，其中所述可压缩区段包含具有可变密度的泡沫。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的可穿戴装置，其还包含光发射器。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的可穿戴装置，其还包含光接收器。

23.根据权利要求22所述的可穿戴装置，其中所述光接收器邻近所述用户的眼睛安置在所述柔性且可延伸的主体上以检测邻近所述用户的所述眼睛的光。

24.根据权利要求1至23中任一项所述的可穿戴装置，其还包含振动换能器。

25.根据权利要求24所述的可穿戴装置，其中所述振动换能器是扬声器。

26.根据权利要求24或权利要求25所述的可穿戴装置，其中所述振动换能器生成物理振动。

27.根据权利要求24至26中任一项所述的可穿戴装置，其中所述振动换能器是麦克风。

28.根据权利要求24至27中任一项所述的可穿戴装置，其中所述振动换能器安置在所述柔性且可延伸的主体上邻近所述用户的耳朵。

29.根据权利要求24至28中任一项所述的可穿戴装置，其中所述振动换能器安置在所述柔性且可延伸的主体上邻近所述用户的头部的前部。

30.根据权利要求24至29中任一项所述的可穿戴装置，其中所述振动换能器安置在所述柔性且可延伸的主体上邻近所述用户的骨头。

31.根据权利要求1至30中任一项所述的可穿戴装置，其还包含用于波束形成的多个振动换能器。

32.根据权利要求31所述的可穿戴装置，其中所述多个振动换能器是用于定位来自某一方向的声音的麦克风阵列。

33.根据权利要求1至32中任一项所述的可穿戴装置，其还包含用于检测所述用户的运动的加速度计。

34.根据权利要求1至33中任一项所述的可穿戴装置，其还包含用于检测温度的热敏电阻。

35.根据权利要求34所述的可穿戴装置，其中所述热敏电阻被配置成检测相对温度变化。

36.根据权利要求1至35中任一项所述的可穿戴装置，其还包含用于向计算装置传输数据的通信器。

37.根据权利要求36所述的可穿戴装置，其中所述通信器在蓝牙通信协议上与所述计算装置进行通信。

38.根据权利要求36或权利要求37所述的可穿戴装置，其中所述通信器在Wi-Fi通信协议上与所述计算装置进行通信。

39.一种可穿戴装置，其包含：

主体，所述主体是柔性且可延伸的以环绕用户的一部分；

电子模块，所述电子模块具有限定凹形空间的表面；

所述电子模块在第一连接点处能够通过第一柔性保持安装件附接到所述柔性且可延伸的主体以围绕第一轴线旋转，并且在第二连接点处能够通过第二柔性保持安装件附接到所述柔性且可延伸的主体以围绕第二轴线旋转，以从所述第一轴线和所述第二轴线径向地生成力以将所述电子模块拉向所述用户的所述部分；

生物信号传感器，所述生物信号传感器被安置在所述第一连接点与所述第二连接点之间的所述柔性且可延伸的主体上以接触所述用户的所述部分的至少一部分以从所述用户接收生物信号，其中

在所述柔性且可延伸的主体在所述电子模块被附接的情况下延伸以由所述用户穿戴时，所述第一连接点与所述第二连接点之间的所述柔性且可延伸的主体的一部分朝向所述凹形空间旋转，并且所述力拉动所述电子模块以将所述柔性且可延伸的主体上的所述生物信号传感器推靠在所述用户的所述部分上；并且

Claims

1.一种可穿戴装置，其包含：

所述电子模块将所述柔性且可延伸的主体上的所述生物信号传感器推靠在所述用户的所述部分上。

39.一种可穿戴装置，其包含：

主体，所述主体是柔性且可延伸的以环绕用户的一部分；

电子模块，所述电子模块具有限定凹形空间的表面；

在所述柔性且可延伸的主体在所述电子模块被附接的情况下延伸以由所述用户穿戴时，所述第一连接点与所述第二连接点之间的所述柔性且可延伸的主体的一部分朝向所述凹形空间旋转，并且所述力拉动所述电子模块以将所述柔性且可延伸的主体上的所述生物信号传感器推靠在所述用户的所述部分上。