JP2019509120A - 生理学的測定のためのアダプティブウェアラブルデバイス及びこれを使用する方法 - Google Patents

Abstract

生理学的状態を測定するアダプティブウェアラブルデバイス、このデバイスを操作する方法、このデバイスに使用するコンピュータプログラムを提供する。アダプティブウェアラブルデバイスは、アダプティブ機構によってデータの改良された信頼性を提供し、ポリマー材料の組み合わせによって防水性になりうる。ウェアラブルデバイスのコンテキストでは、ユーザの胴体または手足を少なくとも部分的に包囲するように構成される支持機構と、前記支持機構に配置されるスプリングモジュールと、スプリングモジュールに配置される、フレキシブル電気回路の第１セクションと、スプリングモジュールに配置され、ユーザをモニタリングするように構成される第１センサとを備える装置を提供する。【選択図】なし

Description

本発明の例示的実施形態は、ウェアラブルデバイス、ウェアラブルデバイスの使用方法、ウェアラブルデバイスのコンピュータプログラムに関するものである。アームバンド、チェストベルト、リストデバイス等のウェアラブルデバイスは、ユーザの生理学的状態を計測する。

背景

センサを備える電子的ハードウェアを含む従来のウェアラブルデバイスは、常に最適であるとは言えない。ユーザの皮膚にしっかりと確実に接触した状態を維持する、湾曲したリストデバイス、チェストベルト、アームバンド等の適した構造で電子的ハードウェアや電子的構成要素を提供する際、困難が生じる場合がある。一般的に、センサ等の電気的ハードウェアや電子的コンポーネントは硬い回路基板上に搭載されるため、装置の硬い平面部分に対し、その装置内部での位置が限定されていた。センサと皮膚との間の相対的な３軸の運動に依存する、不十分または信頼性の低い測定値やデータに、装置は悩まされる場合がある。この相対的な３軸の運動は、加える圧力を変化させ、測定位置で変化する。さらに、光検出器が、好ましくない周辺光、漏れた光にさらされる場合もある。さらに、従来の装置は、ユーザの快適性のレベルが低く、装置の長時間利用や長時間着用が妨げられていた。

摘要

本発明の例示的実施形態は、アダプティブウェアラブルデバイス、これらのデバイスを使用する方法、これらのデバイスで使用するコンピュータプログラムを提供する。本発明の例示的実施形態によるアダプティブウェアラブルデバイスは、より正確で信頼性のある測定を可能にする改良された安定性を提供する手助けをすることができる。

生体信号（bio signals）やバイタルサイン（vital signs）として、光電式計測法による脈波（ＰＰＧ: Photoplethysmography）、皮膚温度、皮膚電気活動（ＥＤＡ: Electro dermal activity）、生体インピーダンス、筋電図（ＥＭＧ: Electromyography）、心電図（ＥＣＧ：Electrocardiography）、脳波（ＥＥＧ: Electroencephalography）などが知られている。これらの生体信号やバイタルサインの測定を高い信頼性をもって行うには、ユーザの皮膚との安定感のある接触を必要とする。安定性は、ユーザの動き（例えば、走行したり、姿勢を変えたり、手足を動かしたり、呼吸でさえも）や外的な干渉によって、失われやすい。本発明の例示的実施形態は、ユーザの皮膚上で安定するアダプティブウェアラブルデバイスを提供する。このアダプティブウェアラブルデバイスは、改良された構造を有しており、この改良された構造は、周囲を覆われたセンサの位置を動きに応じて調節し、ユーザの皮膚に対するセンサの相対的な位置を維持する。この改良された構造は、スプリングモジュールを備える。ここで、このスプリングモジュールは、デバイス及び／又はユーザの動きに応じてセンサの位置を調節し、ユーザの皮膚に最適な位置付けと圧力を提供および維持する。本発明の例示的実施形態に係るアダプティブウェアラブルデバイスは、皮膚に対する過剰な圧力を抑制する。この皮膚に対する過剰な圧力は、センサの測定を妨げる可能性がある。例えば、皮膚に対する過剰な圧力は、通常の血行を妨げる可能性がある。上記アダプティブウェアラブルデバイスは、センサによる生理学関連の測定において安定的で一貫性のある測定を可能にし、さらに正確で信頼性の高いデータを提供する。さらにこのセンサは、スプリングモジュールと組み合わせることにより、粘着テープ等を使用せずにユーザの皮膚に対する位置を維持することができる。

さらに、実施形態によっては、上記アダプティブウェアラブルデバイスは、センサを覆うポリマー材料を有する。このポリマー材料は、光線をセンサのほうに向けることができ、外側にわずかな粘着性を持たせることができる。これにより、皮膚との摩擦を生じさせ、皮膚に対するセンサの相対的な位置を維持する手助けをする。このポリマー材料はさらに、センサを保護し、デバイスを防水性にすることもできる。

上記アダプティブウェアラブルデバイスは生産しやすく、シームレスな外装を可能にする。さらに上記アダプティブウェアラブルデバイスは、ユーザの生理学的状態だけでなく外部環境の状態を測定するための様々なセンサまたは電極を備えることができる。また、センサの信頼性や正確性を阻害することなく、柔軟性及び／または伸縮性のある材料で装置を製造することができる。

必ずしも全てではないが、本願の開示事項の少なくともいくつかの例示によると、ユーザの胴体または手足を少なくとも部分的に包囲するように構成される支持機構と、前記支持機構に配置されるスプリングモジュールと、前記支持機構（例えば前記スプリングモジュール）に配置される、フレキシブル電気回路の第１セクションと、前記スプリングモジュールに配置され、ユーザをモニタリングするように構成される第１センサとを備える装置が提供される。前記支持機構は、内側支持レイヤと外側支持レイヤとを備えることができる。実施形態によっては、前記内側レイヤ及び外側レイヤは、ラミネート加工されるか、または互いに重ね合わせられ、シームレスな外装を形成し、前記支持機構の構成要素（例えば電気回路）を覆う。実施形態によっては、前記スプリングモジュールは、１つまたは複数のレッジ型（ledge）、ドーム型（dome）、スパイラル型（spiral）、フォーム型（foam）のスプリングを備える。

本願の開示事項の実施形態によっては、前記装置はさらに、前記第１のセンサを覆うように配置される保護レイヤとして、ポリマー材料を備える。前記ポリマー材料は、透明であってもよく、前記センサに向けて直接光線を当ててもよい。ポリマー材料は、外装にわずかな粘着性を持たせることができる。これにより、皮膚との摩擦を生じさせ、皮膚に対するセンサの相対的な位置を維持する手助けをする。前記ポリマー材料は、適切なものであればいずれの材料でもよく、熱硬化性樹脂、熱可塑性物質、またはこれらの組み合わせであってもよい。例えば、前記ポリマー材料には、１つまたは複数のポリ（メチル メタクリル）、ポリウレタン、エポキシ、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエーテルイミド、ポリアミド、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン、アリル・ジクリコール・カーボネート、シリコン等がある。

前記装置は、前記ユーザの胴体や手足に装着して使用するために構成されていてもよく、アタッチメント機構を備えていてもよい。前記装置は、前記ユーザの身体のあらゆる適切な部分のために構成されていてもよい。例えば、前記装置はリストデバイスとして構成されていてもよい。ここで、このリストデバイスは、ユーザの手首またはその他手足（ユーザの足等）に巻きつけて装着することができる。また、このリストデバイスは、ユーザの皮膚にあてる布片として構成されていてもよい。前記アタッチメント機構は、ベルト型、スナップ型、ひも状、粘着型のアタッチメント機構のうちの１つまたは複数を含むことができる。

前記装置は、１つまたは複数のセンサを備えることができる。ここで、前記１つまたは複数のセンサは、前記ユーザ及び／または前記外部環境をモニタリングするように構成されていてもよい。例えば、前記装置は、前記ユーザ及び／または外部環境をモニタリングするように構成される第２のセンサを備えることができる。

さらに、実施形態によっては、前記支持機構は、電源、電子機器、および前記装置に含まれる前記第１のセンサおよび任意の追加的センサを制御するように構成される電気回路のうちの１つまたは複数を備える。実施形態によっては、前記装置は、電気回路の第１セクションおよび第２セクション等の電気回路の複数のセクションを備える。前記電気回路はフレキシブル電気回路であってもよく、前記支持機構と一体化して製造されていてもよい。例えば、実施形態によっては、前記内側および外側の支持構成は互いにラミネート加工され、少なくとも部分的に前記電気回路を覆う。

ある実施形態では、装置は、ユーザアクチュエーションセクションを備える。例えば、実施形態によっては、前記装置は少なくとも１つのセンサを備える。ここで、この少なくとも１つのセンサは、前記装置の一部のユーザアクチュエーションを検知するように構成されている。前記装置の一部のユーザアクチュエーションを検知するように構成される少なくとも１つのセンサからの前記センサ信号は、前記装置を制御するように構成させることができる。

必ずしも全てではないが、本願の開示事項の少なくともいくつかの例示によると、前記装置の操作方法が提供される。ここで、この操作方法は、前記装置のユーザアクチュエーションを検知することと、前記検知されたユーザアクチュエーションに基づいて前記装置の動作を制御することとを備える。

必ずしも全てではないが、本願の開示事項の少なくともいくつかの例示によれば、少なくとも一つのプロセッサで実行されると、上記の操作方法を実行させるコンピュータプログラムを提供する。

必ずしも全てではないが、本願の開示事項の少なくともいくつかの例示によれば、少なくとも一つのプロセッサで実行されると上記の操作方法を実装させる、命令と共にエンコードされる持続性のコンピュータ可読媒体を提供する。

本発明のこれらの実施形態および本発明のその他の態様および実施形態は、本明細書でさらに詳しく説明されており、添付の図面を参照しながら以下の説明を見直すことでさらに明確に理解できるであろう。

本発明の例示的実施形態を一般的に説明してきたが、ここで添付の図面を参照する。なお図面のスケールは正確であるとは限らない。
図１Ａ〜Ｃは、本願の開示事項の例示的実施形態によるレッジ型スプリングモジュール（ledge spring module）を備える装置の一例を示す。 図２Ａ〜Ｃは、本願の開示事項の例示的実施形態によるドーム型スプリングモジュール（dome spring module）を備える装置の一例を示す。 図３Ａ〜Ｃは、本願の開示事項の例示的実施形態によるスパイラル型スプリングモジュール（spiral spring module）を備える装置の一例を示す。 図４Ａ〜Ｃは、本願の開示事項の例示的実施形態によるフォーム型スプリングモジュール（foam spring module）を備える装置の一例を示す。 図５Ａ及び５Ｂは、本願の開示事項の例示的実施形態による支持機構及びアダプティブセンサモジュールを備える装置を示す。 図６は、少なくとも部分的にユーザの胴部または手足を包囲するように構成された装置であり、本開示の例示的実施形態によるユーザの付属品を示した図面である。 図７は本願の開示事項の例示的実施形態による装置の回路的な変形例を示すものである。 図８は本願の開示事項の例示的実施形態による複数のセンサを備える装置を示すものである。 図９は本願の開示事項の例示的実施形態によるデュアルセンサ回路を備える装置を示すものである。 図１０は本願の開示事項の例示的実施形態による装置のためのコントローラの一例を示すものである。 図１１は本願の開示事項の例示的実施形態による方法を示すものである。 図１２Ａ及び１２Ｂは、本願の開示事項の例示的実施形態による、ユーザ装着時の装置の上面図及び側面図を示したものである。

詳細説明

以下、添付図面を参照して本発明の例示的実施形態をより詳細に説明する。なお本発明の全ての実施形態が紹介されるわけではない。実際、本発明は様々な形態で実施されることができるので、本発明の実施形態がここで紹介される実施形態に限定されると考えてはならない。むしろここで紹介される実施形態は、本明細書が法的な要件を充足するために紹介されるものである。本明細書および図面を通じて同様の符号は同様の要素を表す。

明細書及び特許請求の範囲に記載された構成要素及び構成要素の名称は、それが単数形で記載されている場合であっても、複数の場合があることを明示的に排除している記載をしていない限り、単数及び複数のいずれも含むものとする。例えば、「センサ」と記載されている場合、複数の場合があることを明示的に排除している記載をしていない限り、複数のセンサも含むものとする。

明細書及び特許請求の範囲に記載された「ユーザアクチュエーション（user actuation）」といった表現は、ユーザの入力に起因する装置でのあらゆる動作の開始を意味する。例えば、ユーザアクチュエーションは、装置での１つまたは複数の動作（例えばユーザの生理学的状態を測定する動作）を開始するユーザのタッチ制御または音声制御（例えばボタンを押す、ユーザが装置に圧力をかける、装置に話しかける等）を意味する場合がある。本明細書で使用される「ユーザマニピュレーション（user manipulation）」は、ユーザによる装置の操作を意味する。この「ユーザマニピュレーション」は、装置での動作のトリガとなる場合、トリガとならない場合がある。

例示的実施形態では、ウェアラブルデバイスに備えられたスプリングモジュール上に配置されるセンサの組み合わせによって、アダプティブデバイスが提供される。ここで、このアダプティブデバイスは、より正確で信頼性の高い生理学的測定を可能にする。スプリングは、センサを装置の動きから分断させることができる。スプリングは、適切な圧力をユーザの皮膚に加えるよう、センサの位置を調節することができる。アダプティブウェアラブルデバイスは、より安定的で矛盾のないユーザの生理学的状態の測定値を取得する。それにより、データの正確性や信頼性が高まる。さらに、センサの信頼性や正確性を阻害することなく、柔軟性および／または伸縮性のある材料で装置を製造することができる。

さらに、センサを覆うわずかな粘着性を有する外装にポリマー材料を使用することで、関連する生理学的状態の測定を可能にし、さらに一方でセンサを保護する透明なカバーを提供する。わずかな粘着性を有する外装は、ユーザの皮膚に対して摩擦を提供し、ユーザの皮膚に対するセンサの位置を維持する。それによってさらに、生理学的状態の測定値の信頼性と正確性を高くする。

本願の開示事項の例示的実施形態では、装置またはウェアラブルデバイスは、スプリングモジュール上に配置される１つまたは複数のセンサを備える。少なくとも、１つまたは複数のセンサとスプリングモジュールとの組み合わせをアダプティブセンサモジュールと称することができる。アダプティブセンサモジュールはさらに、ポリマー材料及び／または電気回路を備える。スプリングモジュールは、ユーザまたはその他の要因によって生じる動きに合わせて装置を調節することを可能にする。これによって、センサの相対的な位置を維持することが可能になる。以下に詳述するような様々な構成のスプリングが、アダプティブウェアラブルデバイスで使用される。ある実施形態では、ポリマー材料が１つまたは複数のセンサの上に配置されてもよい。ポリマー材料はセンサを保護することができ、これにより装置に防水性という追加的利点をもたらす。そしてさらに、ユーザの生理学的状態の測定を可能にする。アダプティブセンサモジュールは、センサがユーザの皮膚と面するように構成されることが好ましい。そのような例示的実施形態は、ウェアラブルデバイスへの改良されたセンサの集積を提供し、さらに、改良されたユーザの検知／モニタリングを提供するという有利な点がある。アダプティブウェアラブルデバイスは、ユーザの皮膚に位置づけされてもよい。また、アダプティブウェアラブルデバイスは、ユーザの胴体または手足を少なくとも部分的に包囲するように構成されていてもよい。

本開示に従う装置の例示的実施形態を、添付図面を参照して説明する。例えば、スプリングモジュールの様々な例示的実施形態を説明する。本明細書の説明や関連する図面に示される教示から利益を受けうる当業者には、スプリングモジュールについての多くの変形やその他構成要素の実施形態が想起されるであろう。従って本発明は、ここで開示された特定の実施形態またはこれら実施形態の説明図に制限されるものと理解されてはならず、上述の変形その他の実施形態も、添付の請求項の範囲に含まれるべきものである。図面では、同一の事項を示すために同一の参照番号が用いられている。どの図面においても明瞭となるように、必要な参照番号のみが記載されている。

図１Ａ〜Ｃは、本願の開示事項の例示的実施形態によるレッジ型のスプリングモジュール（ledge-type spring module）を備える装置の一例を示す。図１Ａ〜Ｃに記載の装置１００は、アダプティブセンサモジュールと称することができる。図１Ａは、装置の全体斜視図である。図１Ｂは装置の上面図であり、図１Ｃは装置の側面図である。図１Ａ〜Ｃに示すように、この実施形態はポリマー材料１０９、フレキシブル電気回路の第１セクション１０３、センサ１０５、スプリングモジュール１０７を備える。センサ１０５はフレキシブル電気回路の第１セクション１０３に配置され、フレキシブル電気回路の第１セクション１０３はスプリングモジュール１０７に配置される。ポリマー材料１０９は、センサ１０５を覆うように配置される。図１に記載の実施形態では、ポリマー材料１０９はセンサ１０５全体を覆っている。しかし、他の実施形態では、ポリマー材料が様々な割合でセンサを覆ってもよい。

図１Ａ〜Ｃに示す例示的実施形態では、スプリングモジュールはレッジ型のスプリングモジュールである。本明細書中で使用する「レッジ型のスプリング」は、スプリングモジュールの一部分が他の部分より高くなっている構造を意味する。例えば、その高くなっている部分が、高位置とその他の部分の位置との間で動くことができるような構造を意味し、例えば階段のステップのようであってもよい。この例示的実施形態では、高くなっている部分（この場合、「レッジ」）が、デバイスやユーザの動きに応じて調節され、レッジに配置されるセンサが、ユーザの皮膚に対して適切な圧力をかけることができる。

ポリマー材料はいずれの透明樹脂でもよいが、わずかな粘着性を有する外装を有すると好ましい。例えば、ポリマー材料には、１つまたは複数のポリ（メチル メタクリル）、ポリウレタン、エポキシ、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエーテルイミド、ポリアミド、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン、アリル・ジクリコール・カーボネート、シリコン単体またはシリコンと他の材料との組み合わせ等がある。ポリマー材料は、シリコンを含むのが好ましい。シリコン樹脂は、熱や光への耐性、透明性、改良された光出力効率があり、加工が容易であり、コスト削減が可能である。シリコンは高温での利用に適している。なぜなら、シリコンは高温でもプラスチックより黄変しにくく、広範囲な温度で柔軟性を維持し、ガラスより軽量で、湿気に強いためである。ダウコーニング（登録商標）によるＭＳ１００２及びＭＳ１００３は、ポリマー材料単独、その他の材料との混合や組み合わせ等のユーザ向けのメチルシリコン製品の例である。ポリマー材料は射出成形されて、ウェアラブルデバイスの１つまたは複数のセンサを覆って保護するために望ましい形状にすることができる。

例示的実施形態では、ポリマー材料はわずかに粘着性のある外装を有することで、ユーザの皮膚との摩擦を与え、それによって皮膚上におけるセンサの動きを抑制することができる。例えば、光学式心拍測定は、血管に対するセンサの相対位置、光検出器に対する周囲の露出光、検知要素の動きに依存して変化する可能性がある。センサによる、垂直方向の移動または皮膚の表面に対して垂直な移動をアタッチメント機構（例えば、胴体または手足の方向にセンサを押し付ける伸縮性のある力）によって制限することができる。センサによる、水平方向の移動または胴体または手足の表面と平行／接線方向の移動は、摩擦力によって抑制される。この場合、上記のスプリングモジュールが垂直方向の移動を抑制し、ポリマー材料の使用によって水平方向の移動を抑制し、センサの相対位置を維持及び固定することができる。

図１Ａ〜Ｃに記載の実施形態は、フレキシブル電気回路の第１セクションを含む。フレキシブル電気回路の第１セクション１０３は、その上に搭載される電気回路（例えば、その上に搭載されるＳＭＤ（surface mount device）コンポーネント、その上に印刷または一体化された電気回路）を含む場合がある。例えば、フレキシブル電気回路の第１セクションは、柔軟性のある有線の回路基板、柔軟性のある電気回路、柔軟性のある印刷された電気回路を備えることができる。フレキシブル電気回路の第１セクションは、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）回路を備えることができる。ここで、このＡＦＥ回路は、フレキシブル電気回路の第２セクション等、他の場所に配置された追加的な電気回路と接続する回線を有することができる。追加的な電気回路はＭＣＵ（microcontroller）等のコントローラであってもよい。ここで、このコントローラは、局所的にセンサからのデータを保存し、かつ／または、ワイヤレスローカル接続またはセルラーモデムを通じて直接的にデータを送信することができる。追加的な電気回路は、有線接続を通じてデータを送信するためのコネクタを備えることもできる。例えば、リアルタイムストリーミングまたはメモリからのダウンロードによるものである。同一または代替的なコネクタをバッテリー充電のために使用することもできる。例えば、再充電可能なバッテリーを使用する場合等である。再充電不可の予備的電池バッテリー、様々なエネルギー収集法を用いる他の電力供給手段と同様、ワイアレスな充電も使用可能である。追加的な電気回路は、以下でさらに詳しく説明する。

代替的な実施形態では、必要な無線データと電力の供給全てを、デバイス上の追加的な電気回路との接続をせずにスプリングモジュール上で提供してもよい。しかし、重さや大きさを小さくするために、センサから、スプリングモジュール上またはスプリングモジュールに近接する位置に設定されたフレキシブル電気回路への有線接続があると好ましい。

有利な点として、フレキシブル電気回路の第１セクションに柔軟性があり、装置のあらゆる湾曲に対応してカーブ可能であることがいえる。これにより、ユーザの胴体または手足の形状に対応して曲がり、快適でウェアラブルな装置を提供することができる。少なくとも１つのセンサがスプリングモジュールに配置される限り、１つまたは複数のセンサをフレキシブル電気回路のあらゆる位置に配置可能である。複数のセンサをフレキシブル電気回路に配置してもよく、実施形態によっては、複数のセンサをスプリングモジュールに配置することができる。同じタイプのセンサを複数使用してもよいし、複数の異なるタイプのセンサを使用してもよい。また、ユーザ及び／または外部環境をモニタリングすることもできる。利用可能なセンサのタイプには、心拍、血圧、血液酸素、血糖、湿度、温度、電気皮膚反応、皮膚の水分、その他のユーザをモニタリングするセンサがあるが、これに限定されない。追加的または代替的なセンサでは、ユーザの胴体または手足からの血液サンプルの採取のため、または、ユーザの胴体または手足への薬剤投与をコントロールするためのデバイスを提供することもできる。例えば、以下に詳述する、エレクトロニクスによって制御されているデバイス、支持機構にハウジングされた電気回路等である。

センサおよびセンサを使用するための電気回路や制御回路は、ＨＲ（心拍数）やＨＲＶ（心拍変動）等の生理学的測定値を測定するように構成することができる。これらの生理学的測定では、ＥＣＧ法や光電気ＰＰＧ法が使用されてもよい。ＥＣＧ法は、皮膚に直接接触させた電極や、容量性の接触に基づくものである。光電気ＰＰＧ法は、光源、光検出器、ＬＥＤ、皮膚に対応するトランスミッタ−レシーバの組み合わせとしてのフォトダイオードアレイを使用する。ここで、光源は、例えばＬＥＤである。また、光検出器（いわゆる、トランジスタ／ダイオード又はＰＤ（フォトダイオード））は皮膚に対応するレシーバとして使用される。その他、生理学的測定には、検出器としてのカメラ、超音波、ＬＤＦ（レーザードップラー流量計）／ＬＤＶ（レーザードップラー速度計）、手首に装着したレーダー（ＮＰＮＳ（Nanosecond Pulse Near Field Sensing）３００ＭＨｚ）、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗）を使用してＰＣＧ（心音図）信号を測定する磁気的方法、（発振器のパッドとして）電気コイルを使用する方法、電気機械のフィルム（いわゆる、ＥＭＴホイル）を使用する方法、マイクロホンに基づくアコースティックセンサを使用する方法が使用される。

いくつかのアーチファクトが、信頼性の高いＨＲ、ＨＲＶ、ＳｐＯ２（経皮的動脈血酸素飽和度）の測定を困難にする。ここで、アーチファクトとは、例えば光学的な測定の場合、周辺環境における動き、呼吸、照明等である。本願の開示事項の様々な例示は、このようなアーチファクトの影響を最小限にし、ＨＲ、ＨＲＶ、ＳｐＯ２の測定の正確性を向上させることを目的とする。

実施形態によっては、センサは反射型のＰＰＧ（光電脈波）センサであり、この反射型のＰＰＧセンサは、ＨＲ（心拍）、ＨＲＶ（心拍変動）、ＳｐＯ２（経皮的動脈血酸素飽和度）等の生理学的測定を行うように構成されうる。反射型のＰＰＧセンサは、１またはいくつかのＬＥＤと光検出器とを有する。一般的な小型ＰＰＧセンサのサイズは約３ｍｍ〜４ｍｍ程度である。しかし、本願の開示事項の目的から逸脱せずに大きくしたり、小さくしたりすることができる。実施形態によっては、センサ（ＰＰＧ、またはその他のセンサ）のサイズは、約１５ｍｍ以下、約１０ｍｍ以下、約５ｍｍ以下、約３ｍｍ以下等、約２０ｍｍ以下であってもよい。スプリング（例えば、ＡＦＥ）に搭載されるＰＰＧセンサ及びその他想定される電気的構成要素のサイズは、スプリングモジュールのサイズに影響を与える可能性がある。スプリングの材料や配置にはいくつかの任意事項がある。例えば、スプリングモジュール及びフレキシブル電気回路は、金属やプラスチック等のあらゆる適した材料を含むことができる。例えば、スプリングモジュール及びフレキシブル電気回路は、ステンレス、ポリアミド、カーボンファイバーをベースにした材料またはそれらの組み合わせを含むことができる。スプリングの高さは可変である。例えば、レッジ型のスプリングモジュールは約２０ｍｍ×約２０ｍｍのフレームと約２ｍｍの高さを有する。実施形態によっては、スプリングモジュール（レッジ型、ドームタイプ、スパイラルタイプ、フォームタイプその他のタイプ）のサイズは、約４０ｍｍ以下、約３０ｍｍ以下、約２０ｍｍ以下、約１０ｍｍ以下等、約５０ｍｍ以下であってもよい。スプリングモジュール（レッジ型、ドームタイプ、スパイラルタイプ、フォームタイプその他のタイプ）の高さは、約９ｍｍ以下、約８ｍｍ以下、約７ｍｍ以下、約６ｍｍ以下、約５ｍｍ以下、約４ｍｍ以下、約３ｍｍ以下、約２ｍｍ以下、約１ｍｍ以下等、約１０ｍｍ以下であってもよい。アダプティブウェアラブルデバイスの構成要素の大きさは、本願の開示事項の意図から逸脱しない範囲で、実施形態に関し、電気的構成要素、スプリングの材料、装置のアタッチメントの位置、ストラップのタイプ等に依存する場合がある。

センサは、電極や機能材料を備えてもよい。ここで、この機能材料は、物理的特性を電気信号またはその他のエレクトロニクス（トランジスタ、受動素子等）に変換する。または、この機能材料は、フレキシブル電気回路の第１セクションに印刷及び集積することができる。ある実施形態では、少なくとも１つのセンサを装置の側面と互いに向い合せ、ユーザの皮膚に隣接させて配置する等、少なくとも１つのセンサと装置の側面とを互いに向い合せるよう内側に向けて配置させる。

図２Ａ〜Ｃは、本願の開示事項の例示的実施形態によるドームタイプのスプリングモジュール（dome-type spring module）を備える装置の一例を示す。図２Ａ〜Ｃに記載の装置２００は、アダプティブセンサモジュールと称することができる。図２Ａは、装置の全体斜視図である。図２Ｂは装置の上面図であり、図２Ｃは装置の側面図である。図２Ａ〜Ｃに示すように、この実施形態はポリマー材料１０９、フレキシブル電気回路の第１セクション１０３、センサ１０５、スプリングモジュール２０７を備える。センサ１０５はフレキシブル電気回路の第１セクション１０３に配置され、フレキシブル電気回路の第１セクション１０３はスプリングモジュール２０７に配置される。ポリマー材料１０９は、センサ１０５を覆うように配置される。図２Ａ〜Ｃに記載の実施形態では、ポリマー材料１０９はセンサ１０５全体を覆っている。しかし、他の実施形態では、ポリマー材料が様々な割合でセンサを覆ってもよい。

図２Ａ〜Ｃに示す例示的実施形態では、スプリングモジュールはドームタイプのスプリングモジュールである。本明細書中で使用する「ドームタイプのスプリング」または「ドーム型スプリング」は、凸形状のモジュールの一部が他の一部より高くなっている凸型構造を意味する。この凸形状は、モジュールの高い位置とその他の部分の位置との間で、当該高くなっている部分が動くこと可能にする。高くなる部分（この場合、「ドーム」）が、デバイスやユーザの動きに応じて調節され、ドームに配置されるセンサが、ユーザの皮膚に対して適切な圧力をかけることができる。

図３Ａ〜Ｃは、本願の開示事項の例示的実施形態によるスパイラルタイプのスプリングモジュールを備える装置の一例を示す。図３Ａ〜Ｃに記載の装置３００は、アダプティブセンサモジュールと称することができる。図３Ａは、装置の全体斜視図である。図３Ｂは装置の上面図であり、図３Ｃは装置の側面図である。図３Ａ〜Ｃに示すように、この実施形態はポリマー材料１０９、フレキシブル電気回路の第１セクション１０３、センサ１０５、スプリングモジュール３０７を備える。センサ１０５はフレキシブル電気回路の第１セクション１０３に配置され、フレキシブル電気回路の第１セクション１０３はスプリングモジュール３０７に配置される。ポリマー材料１０９は、センサ１０５を覆うように配置される。図３Ａ〜Ｃに記載の実施形態では、ポリマー材料１０９はセンサ１０５全体を包んでいる。しかし、他の実施形態では、ポリマー材料が様々な割合でセンサを覆ってもよい。さらに、図３Ａ〜３Ｃに示すように、フレキシブル電気回路の第１セクション１０３は、スプリングモジュールがｘ，ｙ，ｚ方向への動きを制限されないように構成されうる。これは、スプリングモジュールとモジュールに配置されたセンサとが、ｘ，ｙ，ｚ全ての方向に移動可能なように、フレキシブル電気回路の第１セクションをスプリングモジュールに配置しうることを意味する。

図３Ａ〜Ｃに示す例示的実施形態では、スプリングモジュールはスパイラルタイプのスプリングモジュールである。本明細書中で使用する「スパイラルタイプ」とは、らせん状の構造（中心点から出てくるカーブが、中心点を軸にして旋回するにしたがい遠ざかる構造）を意味する。この構造では、モジュールの一部を他の一部より高くすることができ、その高くなっている部分が、高位置とその他の部分の位置との間で動くことができる。高くなっている部分（この場合、「スパイラル」）が、デバイスやユーザの動きに応じて調節され、スパイラルに配置されるセンサが、ユーザの皮膚に対して適切な圧力をかけることができる。

図４Ａ〜Ｃは、本願の開示事項の例示的実施形態によるフォームタイプのスプリングモジュール（foam-type spring module）を備える装置の一例を示す。図４Ａ〜Ｃに記載の装置４００は、アダプティブセンサモジュールと称することができる。図４Ａは、装置の全体斜視図である。図４Ｂは装置の上面図であり、図４Ｃは装置の側面図である。図４Ａ〜Ｃに示すように、この実施形態はポリマー材料１０９、フレキシブル電気回路の第１セクション１０３、センサ１０５、スプリングモジュール４０７を備える。センサ１０５はフレキシブル電気回路の第１セクション１０３に配置され、フレキシブル電気回路の第１セクション１０３はスプリングモジュール４０７に配置される。ポリマー材料１０９は、センサ１０５を覆うように配置される。図４Ａ〜Ｃに記載の実施形態では、ポリマー材料１０９はセンサ１０５全体を包んでいる。しかし、他の実施形態では、ポリマー材料が様々な割合でセンサを覆ってもよい。

図４Ａ〜Ｃに示す例示的実施形態では、スプリングモジュールはフォームタイプのスプリングモジュールである。本明細書で使用する「フォームタイプ」とは、モジュールでのフォーム（foam；スポンジ状の発泡体）の使用を意味する。ここで、このモジュールはデバイスの動きに応じ、その動きに合わせ、又はその動きを吸収する。それにより、フォームに配置されうるセンサが、ユーザの皮膚に対して適切な圧力を加えられる。

図１Ａ〜４Ｃには、アダプティブセンサモジュールの様々な実施形態を記載しており、特に、アダプティブセンサモジュールで使用されうる様々なスプリングモジュールを強調表示している。アダプティブセンサモジュールは、支持機構等の基板に配置することで装置の安定性を強化することができる。また、アダプティブセンサモジュールは、装置の取り付け面の輪郭や形状を変え、及び／又は、アダプティブセンサモジュールがモニタリング対象のユーザに取り付けられるようアタッチメント機構を組み込む。例えば、アダプティブセンサモジュールは、ユーザに取り付け可能なパッチ、バンド、ベルト、ストラップ等の形態での支持機構に配置してもよい。実施形態によっては、アダプティブセンサモジュールをある１つのモジュールの中に備えてもよい。本明細書では、「モジュール」は、末端製造業者またはユーザによって追加されるであろういくつかのパーツまたは構成要素を除くユニットまたは装置を指す。

図５Ａ及び５Ｂは、本願の開示事項の例示的実施形態による支持機構及びアダプティブセンサモジュールを備える装置５００を示す。図５Ａは装置の全体斜視図であり、図５Ｂは装置の側面図である。図５Ａ〜５Ｂに記載の実施形態では、フレキシブル電気回路の第１セクション１０３及びセンサ１０５がスプリングモジュール１０７に配置されており、ポリマー材料１０９がセンサ１０５を覆うように配置されている。装置はさらに支持機構１０１を備える。本例示的な実施形態では、この支持機構１０１は、内側支持レイヤ１０２と外側支持レイヤ１０６とを備える。フレキシブル電気回路の第１セクション１０３、センサ１０５、スプリングモジュール１０７、ポリマー材料１０９は、内側支持レイヤ１０２と外側支持レイヤ１０６との間で少なくとも部分的に覆われる。図５Ａ〜５Ｂに記載の実施形態では、内側支持レイヤ１０２と外側支持レイヤ１０６が共にラミネート加工され、２つの支持レイヤの間で、センサ１０５、フレキシブル電気回路の第１セクション１０３、スプリングモジュール１０７、ポリマー材料１０９を少なくとも部分的に覆う。図５Ａ〜５Ｂに記載の実施形態では、内側支持レイヤ１０２がポリマー材料１０９を外部にさらす開口部を有する。アダプティブウェアラブルデバイスがユーザに取り付けられる際、内側支持レイヤ１０２の開口部は、ポリマー材料１０９を外部にさらし、ユーザの皮膚に直接接することを可能にする。

支持機構は、装置に対する全体的な骨組みを提供し、装置の構成要素に対する機械的サポートを提供することができる。例えば支持機構は、ユーザインターフェース、電気的コンポーネント、制御回路、装置用の電力供給を提供するほか、電気回路の第１セクション、スプリングモジュール、センサを支持する。支持機構は、装置のバックボーンを形成する機械的構造、支持手段、支持部材、フレーム、筐体、骨組みの場合がある。実施形態によっては、装置をユーザの胴体または手足（手首等）に装着できるよう（手首その他の体の部位に装着するためのベルト、バンド、ブレスレット、ストラップ等の形態で）、支持機構は、少なくとも部分的にユーザの胴体または手足周辺を覆う（包囲する、巻きつく）ように構成されている。他の実施形態では、支持機構はパッチまたはそれに類似する機構の形態であってもよい。ここで、このパッチまたはそれに類似する機構は、ユーザの胴体または手足に少なくとも部分的に包囲するものではなく、その代わり、粘着性のものまたはそれに類似する手段によってユーザの体の一部（例えば、胴体または手足）に取り付けられる。支持機構は湾曲していてもよく、一般的な楕円形／円形／帯状等の形状をした、実質的に曲線的な断面を有していてもよい。実施形態によっては、装置は、閉ループを形成しない形態（断面がＣのような形状）のブレスレット／バンドを有する。

内側支持レイヤや外側支持レイヤ等の支持機構は、適切なあらゆる材料で形成されることができ、例えば柔軟性、伸縮性のある基板であることが好ましい。支持機構は、柔軟性がある材料および／またはゴム等の材料で作られていてもよい。ここで、この柔軟性がある材料および／またはゴム等の材料は、ユーザの胴体または手足周辺の機構の形状を曲げ、形成することを可能にする。ここで、上記の柔軟性がある材料が布または包帯の材料である場合、通気性をよくすることができる（すなわち、湿気がこの機構を通過することができる）。例えば、支持機構は、革、ゴム、繊維、織物をベースにした天然または人工的な材料を含むことができる。支持機構は、金属またはプラスチックを含んでもよい。内側及び外側支持レイヤは同一または相違していてもよく、様々な材料を混合したもの、または組み合わせたものであってもよい。支持機構は、より隆線的な構成要素を備えていてもよい。

図５Ａ〜５Ｂに記載の実施形態では、支持機構１０１は、内側の面 および外側の面１０４ｂを備える内側支持レイヤ１０２を有する。内側支持レイヤ１０２の内側の面１０４ａは、支持機構の内側の面に相当する。支持機構１０１はさらに、内側の面１０８ａおよびその側の面１０８ｂを有する外側支持レイヤ１０６を備える。外側支持レイヤ１０６の外側の面１０８ｂは、支持機構の外側の面に相当する。装置がユーザに装着された際、内側支持レイヤ１０２はユーザに隣接する面に相当する。そして、外側支持レイヤ１０６はユーザから離れた面に相当する。内側支持レイヤ１０２の内側の面１０４ａは、ユーザの皮膚に接してもよい。他の実施形態では、支持機構は、内側支持レイヤと外側支持レイヤとの間の追加的なレイヤを備えてもよい。他の実施形態では、支持機構は、レイヤ上に配置されたアダプティブセンサモジュールを備える単一のレイヤから形成され、これにより、装着時、センサ及び／またはポリマー材料がユーザの皮膚に隣接して配置される。

図５Ａ〜５Ｂに記載の実施形態では、フレキシブル電気回路の第１セクション１０３がスプリングモジュール１０７に配置されている。ここで、このスプリングモジュール１０７は外側支持レイヤ１０６に配置されている。実施形態によっては、フレキシブル電気回路の第１セクションは、スプリングモジュールと同程度に伸びてもよいし、スプリングモジュールより長く伸びてもよい。例えば、フレキシブル電気回路の第１セクションは、支持機構全体に沿って伸びてもよい。他の実施形態では、フレキシブル電気回路の第１セクションは、少なくとも支持機構の一部または全長をカバーするように伸びてもよい。一方、他の実施形態では、フレキシブル電気回路の第１セクションが支持機構に配置され、スプリングモジュールには配置されていなくてもよい。以下にさらに詳しく説明するように、支持機構は、１つまたは複数のセンサを制御するための追加的な電子機器、電気回路、電源を備えることができる。

図６は、少なくとも部分的にユーザの胴部または手足を覆うように構成された装置であり、本開示の例示的実施形態による装置を示した図面である。図６に示された装置６００は、支持機構１０１及びアダプティブセンサモジュール１１０を含む。アダプティブセンサモジュールは１つまたは複数のセンサ、及び、１つまたは複数のスプリングモジュールを備える。ここで、少なくとも１つのセンサがスプリングモジュールに配置されている。アダプティブセンサモジュールは追加的にポリマー材料を含んでもよい。ここで、このポリマー材料は、１つまたは複数のセンサに配置される。アダプティブセンサモジュールは、ユーザの皮膚と接するよう位置づけされることが好ましい。アダプティブセンサモジュールはさらにセンサに接続する電気回路を備えてもよい。また、電気回路はアダプティブセンサモジュールの外側に配置されてもよく、センサに有線接続されてもよい。支持機構は追加的に、アダプティブセンサモジュールの１つまたは複数のセンサをサポートするための電子機器、電気回路、電源を備えていてもよい。追加的な電気回路は支持機構のあらゆる箇所に配置することができ、有線接続または無線接続によってセンサと通信することができる。

図６に示した装置はアタッチメント機構６２０を有する。ここで、このアタッチメント６２０は、装置がユーザの胴体または手足を少なくとも部分的に包囲することを可能にする。ユーザの胴体または手足を部分的に包囲する否かにかかわらず、適切なアタッチメント機構が、一時的／半永久的／永久的に装置をユーザに取り付けるために使用されうる。このような機構は、例えば、ベルト、バンド、ブレスレット、ストラップ（例えば、締め付けるような）、包帯、ステッカー、テープ、ばんそうこう、締結手段（例えば、スナップ）、粘着手段、入れ墨等を含むことができる。上記の機構は、ユーザに対する順応性、伸縮性、適合性があり、適切なレベルのフィット感を確保することができる。例えば、アタッチメント機構は締結装置を有し、ユーザの手足または胴体の周囲に装置を確実に固定させることができる。例えば、ストラップを締め付けることをベースにしたフックやループをこの観点で使用することができる。代替的に、その他の締結手段および／または留め付け手段を使用することも可能である。

支持機構は、その剛性が変化する部分を有するように構成することができる。支持機構は、電気回路を支持等するために硬い部分を有していてもよい。一方、他の例示的実施形態では、支持機構は実質的に柔らかくてもよい。例えば、スプリングモジュールの組み込みにより、支持機構に伸縮性と柔軟性とを提供することができる。これにより、広くて硬い部分を要さずとも、信頼性が高く、一貫性のあるユーザの測定値を取得することができる。装置は曲げることが可能であり、ユーザが装着するのにより適したデバイスを提供可能である。

支持機構はユーザマニピュレーションによって曲げることができる柔軟性のある部分を有していてもよい。例えば、親指と人差し指との間で装置に圧力をかけることで、支持機構の柔軟性のある部分の動きを可能にしてもよい。ユーザによって支持機構を曲げることができることにより、デバイスが胴体または手足等、ユーザの体の一部にぴったり合うように支持機構の形状を適合させることが可能になる。このような柔軟性はユーザの快適さを向上させる。支持機構は硬い部分を有している場合がある。ここで、この硬い部分は電子的構成要素やその中に搭載されるハードウェアをハウジングするために使用することができ、装置の制御回路等のデリケートな電気回路や主要な電子的構成要素を保護することができる。支持機構の硬い部分、曲げることが可能な部分、柔軟性のある部分はあらゆる適した手段によって達成可能である。例えば、比較的厚みのある部分や比較的薄い部分を支持機構に設けることで、そのような特性を提供することができる。また、硬さや柔軟性に適した特性を有する材料で支持機構のそれぞれの部分を製造することでも達成可能である。代替として、ヒンジ等のメカニズムによって曲がることを可能にしてもよい。

装置には、ユーザが支持機構を曲げるときにかかるある程度の力に耐えられるよう構成された手段を提供することができる。装置を曲げるときにかかるある程度の力に耐えるように構成された手段は、装置のパーツに使用される材料選択にも関係する。例えば、弾力性のある材料、装置の構造、ある程度の曲がりを可能にするために狭くされた幅の部分等である。装置がある程度曲げられるのを制限するように構成される手段を提供することも可能である。例えば、支持機構の硬い部分には凸型の部材を設けてもよい。ここで、この凸型の部材は、柔軟性のある部分にある凹部と対になる／係合するように構成される。これにより、装置を曲げることで凸部ができ、凹部に入るか、凹部と係合する。凹部と凸部との間にギャップを設け、装置のある程度の動きや曲がりを可能にしてもよい。一方、装置のある程度の曲がりを制限してもよい。例えば、凸部が凹部と完全に係合している場合や凹部に接している場合には、それ以上の動きや曲がりを防止する。

図７には、本願の開示事項の例示的実施形態による電気回路が図示されている。ここで、この電気回路には、複数のセンサ、並びにフレキシブル電気回路の第１および第２セクションを備える。図７の実施形態では、装置７００はフレキシブル電気回路の第１セクション１０３、センサ１０５（例えば、第１のセンサ）、支持機構１０１を備える。スプリングモジュール及び／またはポリマー材料は図示されていない。しかし、１つまたは複数のこれら要素がこの例示的実施形態に含まれている場合がある。第１のフレキシブル電気回路のセクション１０３及び第１のセンサ１０５をインナーセンサホイル（inner sensor foil）と称することができる。

本例示的実施形態はさらに、追加的なセンサ（例えば、第２のセンサ）１１１を備える。ここで、この第２のセンサ１１１は、支持機構１０１に配置されている。図７に記載した実施形態では、第２のセンサ１１１と第１のセンサ１０５とが向かい合っている。他の実施形態では、第２のセンサが支持機構の別のどこかに位置づけられていてもよい。また、第２のセンサが柔軟性を有し／曲げることが可能であれば、支持機構の形状とユーザの胴体または手足とを適合させることも可能である。同様に、第１のセンサ１０５は、装置内のその位置を限定されなくてもよい。さらに、センサ１０５は柔軟性を有し／曲げることが可能であれば、支持機構とユーザの胴体または手足とを適合させることが可能である。また、センサ１０５は、支持機構１０１に沿ったいずれかの場所にスプリングモジュールと共に配置することも可能である。センサ１０５は、ユーザの皮膚／手首と物理的に直接的または間接的に接する。

図７に記載の実施形態では、フレキシブル電気回路の第２セクション１１２が支持機構１０１に提供される。フレキシブル電気回路の第２セクション１１２は、支持機構１０１と接続し、支持される。ある実施形態では、フレキシブル電気回路の第２セクションは支持機構の一部を取り囲むように伸びる。一方、実施形態によっては、フレキシブル電気回路の第２セクションは支持機構全体を覆うことができる。第２のフレキシブル電気回路のセクション１１２及び第２のセンサ１１１をアウターセンサホイル（outer sensor foil）と称することができる。

インナーセンサホイルまたはアウターセンサホイルは、両面テープで粘着する等、あらゆる適切な手段によって、支持機構と結合することができる。例示的実施形態では、少なくともインナーセンサホイルが支持機構の２つのレイヤの間に配置されることによって、支持機構と接続される。実施形態によっては、レイヤが共にラミネート加工され、支持機構の２つのレイヤの間のインナーセンサホイルを少なくとも部分的に覆う。アウターセンサホイルは、同様のやり方で支持機構と結合することができる。

フレキシブル電気回路の第２セクションは、それに搭載される電気回路を備えることができる。例えば、少なくとも１つの第２のセンサ又は少なくとも１つのセンサアレイ等、ＳＭＤコンポーネットが搭載されていたり、電気回路が印刷または集積されていたりする。第２のセンサは装置の外側に配置され、外部環境にさらすことができる（直接外部にさらされ、または、保護レイヤによって覆われる）。また、第２のセンサは装置の内側に配置され、ユーザの皮膚にさらしてもよい。外部環境にさらされる場合、第２のセンサは外部環境をモニタリングすることができる。例えば、装置またはその他のセンサの外部を測定及び検出し、外部環境をモニタリング（比較：ユーザのモニタリング）する。

第２のセンサまたはセンサアレイは、フレキシブル電気回路の第２セクションのほぼ全体に伸びまたは配置することができ、または、フレキシブル電気回路の第２セクションに隣接させることができる。第２センサまたはセンサアレイは、複数の同じタイプのセンサまたは異なるタイプのセンサを備えることができる。例えば、第２のセンサまたはセンサアレイは、装置のねじれやユーザマニピュレーションと同様に、湿度、温度、接触、重圧、伸び、曲がり、圧縮のうちの１つまたは複数をモニタリングすることができる。重圧センサは、装置のパーツのユーザマニピュレーションを検知するのに使用することができる。例えば、重圧センサは、装置が握られたり、または、曲げられたりすることを検知することができる。装置のユーザアクチュエーションを示すことが可能なセンサ等からの信号は、ユーザ入力またはユーザインターフェースコマンドに使用されうる。信号は、支持機構に搭載されるコントローラ電気回路に提供され、ユーザインターフェース用の入力コマンドとして使用されるか、または、ユーザアクチュエーションの検知に応じて装置を制御するのに使用される。本願の開示事項のいくつかの例示は、装置のユーザをモニタリングするために適切に配置された少なくとも１つの第１センサを備えるリストデバイス（wrist device）、及び、外部環境および／またはユーザアクチュエーションを検知するために適切に配置された少なくとも１つの第２のセンサを提供する。

図７は、本願の開示事項の実施形態を示す。図７では、電気的コネクタ７０３を介し、フレキシブル電気回路の第１セクション１０３が、中間回路７０１に電気的に接続される。第２のフレキシブル電気回路１１２は、（第２のフレキシブル電気回路７０５の一部が支持機構の内側に配置されるように、支持機構の隙間、スロット、開口部７０６を貫通する）第２のフレキシブル電気回路７０５を介し、さらに、電気回路７０１が第１および第２のフレキシブル回路の間に入るように電気的なコネクタ７０４を介して、電気回路７０１に電気的に接続する。電気回路７０１は、本質的に硬いもの（例えば硬い回路基板、硬い印刷された回路基板、硬い印刷された有線の回路基板）、または柔らかいもの（例えば柔らかい回路基板、柔らかい印刷された回路基板、柔らかい印刷された有線の回路基板）であってよい。硬くて平らな回路基板を有する代わりに、硬くて平らな表面の支持機構によって電気回路を固定してもよい。硬くて平らな電気回路のセクションを提供することで、電気的なハードウェア及び構成要素の搭載および集積が可能になる。ここで、電気的なハードウェア及び構成要素とは、図１０に記載されているようなコントローラ、その他の電気回路、構成要素、デバイス、センサ（例えば、加速度計、ＧＰＳ受信機）等、フレキシブル電気回路に適していないもの等である。

フレキシブル電気回路の第１および第２セクションは、別のフレキシブル電気回路および／または異なるフレキシブル電気回路に対応することができる。フレキシブル電気回路の第１セクションの柔らかい回路基板の材料は、フレキシブル電気回路の第２セクションの柔らかい回路基板の材料と異なっていてもよい。代替として、中間回路を伴うフレキシブル電気回路の第１および第２セクションは、中間回路セクション（例えば、図７の７０１）と一体化してシングルユニットとして形成されてもよい。ここで、この中間回路セクション（例えば、図７の７０１）は、支持機構からの硬い支持、または、硬い基板の提供によって実現される。硬いサポートは、平らな硬いサポートの形態をしていてもよい。上記のような実施形態では、フレキシブル回路の第１および第２セクションが、中間回路を有するシングルユニットとして一体化して形成されるところで、コネクタ（例えば、図７の７０３及び７０４）が必要とされる場合がある。

本願の開示事項のさらなる例示では、フレキシブル電気回路の第１および第２セクションが、同一の単体のフレキシブル電気回路の第１面および第２面に相当する場合がある。ここで、この同一の単体のフレキシブル電気回路は、支持基板を適切に包むことにより、支持基板の内側に向けて配置された第１セクションと支持基板の外側に向けて配置された第２セクションとを有することができる。

支持基板の内側に、図７の７０１のような中間回路を配置することの有利な点は、電気回路や装置の主要な電気的構成要素を外部環境から保護する手助けになることである。しかし、代替的な例示では、支持基板の外側に中間回路を提供してもよい。これにより、同等の開口部（例えば開口部７０６）や包囲型の構成が、フレキシブル電気回路の第１セクションに対して提供され、支持基板の内側に配置されたフレキシブル電気回路の第１セクションが、支持基板の外側に配置される中間回路に電気的に接続されることを可能にする。

さらなる例示では、支持部材を隙間／窓に提供してもよい。ここで、この隙間／窓の中には中間回路が配置され、そこに取り付けられたフレキシブル電気回路の第１セクションは、隙間から支持機構の内側にかけて湾曲させたり、折り畳んだり、貫通させたりすることができる。一方、中間回路に取り付けられるフレキシブル電気回路の第２セクションは、隙間から支持機構の外側にかけて湾曲させたり、折り畳んだり、貫通させたりすることができる。

図８は本願の開示事項の例示的実施形態による複数のセンサを備える装置を示すものである。図８に記載の実施形態では、装置８００が複数のセンサを備える。装置８００は、支持機構１０１の内側に配置された複数のアダプティブセンサモジュール１１０、及び、支持機構１０１の外側に配置された複数の第２センサ１１１を備える。装置は、フレキシブル電気回路１０３の第１セクションとフレキシブル電気回路１１２の第２セクションとを備える。実施形態によっては、センサが集積／印刷されたアレイを装置が備え、検知表面積を広くすることによって支持機構の内側と外側を実質的にカバーすることができる。１つまたは複数のセンサは、ユーザの胴体または手足と接触することによって、装置のユーザをモニタリングするように構成されている場合がある。例えば、手首と接触（直接的な物理的接触、ポリマー材料を介した接触等）をすることによって、ユーザの生理学的測定を行うことができる。１つまたは複数のセンサが、アダプティブセンサモジュールの一部となりうる。１つまたは複数のセンサが、外部環境をモニタリングするように構成されうる。さらに、１つまたは複数のセンサが、デバイスのユーザアクチュエーションをモニタリングするように構成されうる。センサは、１つまたは複数の追加的な保護レイヤをポリマー材料に加えて有することができる。

一方、図８には記載されていないが、電気回路が支持機構上の第２センサと共に、センサの集合体または個々のセンサとして配置されてもよい。前述のように、アダプティブセンサモジュールは外部にさらされた各センサに対して電気回路を備えることができる。

コントローラ、プロセッサ、メモリ等の電気的な構成要素および電気的なハードウェアは、支持機構に搭載および集積可能である。支持機構は、電気的な構成要素（インターフェース、電源、１つまたは複数のセンサを制御するためのエレクトロニクス／電気回路等）を支持するための硬い部分／平らな部分を備えることができる。インターフェースは、複数のセンサに制御信号を提供すると同様に、電源供給をすることもできる。また、インターフェースは、センサからのセンサ測定値を受信することもできる。インターフェースは、有線接続（例えば、ＦＣＢ（flexible circuit board）等のケーブルまたはフレキシブル電気回路）、無線接続（例えば、無線周波数、ＮＥＣ、ＩＲ（infrared）、光学的なものをベースにした無線通信）を提供することができる。また代替として、センサへのデータやエネルギー転送のためにガルバーニ型スライド・スプリング・コネクタ（sliding galvanic spring connector）等のガルバニック接触を介するインターフェースであってもよい。

図９は、本開示の例示的実施形態に従う装置９００の追加的な例示を概略的に示す。図９に記載の実施形態では、装置が複数のセンサを備える。装置９００は、開口部（窓、貫通孔）９１４を有する支持機構１０１を備える。隙間は、フレキシブル電気回路をその中に配置できるように構成されている。

この例示では、フレキシブル電気回路９０３及び９１２の第１セクションと第２セクションとが、同一で単体のフレキビブル電気回路または基板９１３の第１および第２の主要な表面／側面に対応する。ここで、この同一で単体のフレキシブル電気回路または基板９１３は、開口部９１４の中に配置および搭載されている。実質的に両面型のフレキシブル電気回路９１３が、内側方向に配置された１つの側面にある第１フレキシブル電気回路セクション９０３、及び、外側方向に配置されたもう一方の面にある第２フレキシブル電気回路セクション９１２に提供される。 装置は、１つまたは複数のアダプティブセンサモジュール９１０を備えることができる。ここで、このアダプティブセンサモジュール９１０は、両面型のフレキシブル電気回路９１３の第１の下部に搭載され、支持機構の内側方向に配置された１つまたは複数の第１センサ９０５（輪郭線で示したもの）を含む。１つまたは複数の第２センサ９１１は、両面型のフレキシブル電気回路９１３の反対側の第２の上部に搭載／印刷されてもよく、支持機構の外側に向けて配置されてもよい。

開口部（隙間、窓）９１４は、支持機構１０１を貫通するように設けられてもよい。そのように提供されることで、第１面の第１センサがユーザの胴体または手足にさらされる。また、第１センサはユーザをモニタリングするように構成されうる。第２面の第２センサは、外部環境にさらすことができ、第２センサは外部環境のモニタリングおよび／またはユーザアクチュエーションのモニタリングをするように構成されていてもよい。

図示していないが、支持基板の内側に配置され、開口部を超えて延在するような、１つまたは複数のさらなるアダプティブセンサモジュールを、追加的に配置してもよい。同様に、フレキシブル電気回路の１つまたは複数のさらなる第２のセクション（１つまたは複数の第２センサを備える）を、支持機構の外側に提供してもよい。さらなる実施形態では、両面型の電気回路／基盤９１３が硬くてもよい。

図１０は本願の開示事項の例示的実施形態による装置のためのコントローラの一例を図式的に示すものである。コントローラは、本願の開示事項にしたがう装置のセンサ及び／またはコンポーネントの機能を制御する。コントローラは、支持機構に集積されていてもよい。

コントローラ１０００の実装は、ハードウェアのみ（例えば、一つ又は複数のプロセッサ１００２を備える処理回路１００１、一つまたは複数のメモリ素子１００３を備えるメモリ回路）におけるものとすることができ、ファームウェアのみを含んだソフトウェアにおける特定の態様を有する、あるいは、ハードウェア及び（ファームウェアを含んだ）ソフトウェアの組合せとすることが可能である。

コントローラ１０００は、ハードウェア機能を実現する命令１００５であって、例えば、汎用プロセッサまたは特定用途向けプロセッサで実行可能なコンピュータプログラム命令１００５を用いて実装されてもよい。こうした命令は、前述のプロセッサで実行されるように、コンピュータ可読記憶媒体１００３（メモリ等）に格納されて、または、搬送波信号によって搬送されて、上記のようなプロセッサによって実行されてもよい。

図示した例示では、コントローラ１０００がプロセッサ１００２及びメモリ１００３によって提供される。シングルプロセッサ及びシングルメモリが他の実施形態で示されているが、マルチプロセッサが存在してもよく、且つ／又は、マルチメモリが存在してもよい。ここで、これらマルチプロセッサ及びマルチメモリの一部または全部は、集積されていても、リバーシブルであってもよい。かつ／または、これらマルチメモリは、永久的なメモリ／半永久的なメモリ／動的メモリ／キャッシュメモリであってもよい。

図１０に記載の実施形態では、プロセッサ１００２は、メモリ１００３から読み出し、かつメモリ１００３へ書き込むように構成される。

プロセッサ１００２は、入力インターフェース１００６を備えていてもよい。この入力インターフェース１００６を介して、センサ信号および／または命令が少なくとも１つの入力デバイス１００８（例えば第１および第２のセンサ）からプロセッサ１００２に入力される。
また、プロセッサ１００２は、出力インターフェース１００７を備えていてもよい。この出力インターフェース１００７を介して、データ及び／または命令が、プロセッサ１００２によって出力デバイス１００９に出力される。出力デバイスは、送受信機を備えていてもよい。この送受信機を介して、データが無線で他のデバイスに通信されうる。また、出力デバイスは、スピーカ等の音声出力デバイス、ディスプレイ等のビジュアル出力デバイス、光または他の視覚的表示手段、バイブレータ等の触覚的出力デバイスを備えていてもよい。

図１０の実施形態では、メモリ１００３は、プロセッサ１００２にロードされるときに装置の動作を制御するコンピュータプログラム命令１００５を格納する。コンピュータプログラム命令は、ロジック及びルーチンを提供することができる。ここで、このロジック及びルーチンは、センサの制御、ユーザの入出力、無線通信、さらに下記の図１１を参照して説明する方法１１００等の機能を装置が実現することを可能にする。

コンピュータプログラム１００５は、任意の適切な配信機構を介して装置１０００に提供されてもよい。配信機構は、例えば、非一時的なコンピュータ読取り可能記憶媒体１０１０、コンピュータプログラム製品、メモリデバイス、記録媒体、例えば、コンパクトディスク・リードオンリーメモリまたはデジタル多用途ディスク、コンピュータプログラムを有形に具現した製造品であってもよい。配信機構はコンピュータプログラムを確実に伝達するように構成される信号でもよい。

図１１は本願の開示事項の実施形態による方法を示すものである。ブロック１１０１では、ウェアラブルデバイスまたは装置のユーザアクチュエーションが検知される。例えば、いくかの実施形態では、ウェアラブルデバイスに配置されたフレキシブル電気回路の第２セクションが、そこに印刷された重圧センサを備え、この重圧センサは支持機構の曲がりや相対的な運動を検知するように構成されている。このような構成は、支持機構のユーザアクチュエーション（例えば、親指と人差し指との間にある装置をユーザの両方の指で強く挟む動作）の認識を可能にする。

ブロック１１０２では、装置の動作が検知されたアクチュエーションによって制御される。このような制御は、ユーザの入力または命令に対応し、装置の動作に影響を与える。

これらのブロックは、コンピュータプログラム１００４に含まれる命令／コード１００５の方法及び／またはセクションでの動作を表現することができる。すなわち、例えば、コントローラによって方法１１００を実行させることができるよう、コントローラを構成してもよい。個々のブロック及びフローチャートのブロックの組合せは、様々な手段によって実施されることに留意されたい。こうした手段には、ハードウェアやファームウェアが含まれ、及び／又は、１つ又は複数のコンピュータプログラム命令を含むソフトウェアが含まれる。例えば、上述の１つ又は複数の処理は、コンピュータプログラム命令１００５によって具現化されてもよい。この点において、上記の手続を具現化するコンピュータプログラム命令は、メモリストレージデバイス９０３に保存され、プロセッサ１００２によって実行されうる。

当然のことながら、こうしたコンピュータプログラム命令は、コンピュータや他のプログラム可能な装置（いわゆる、ハードウェア）にロードされて機械を構成する。すなわち、プログラム可能な装置で命令が実行されると、（一つ以上の）ブロックにより特定される機能を実装するための手段を具現化する。

コンピュータプログラム命令はプログラム可能な装置にロードされ、一連の動作を前記プログラム可能な装置で実行させることにより、コンピュータ実装プロセスを生成する。すなわち、プログラム可能な装置で命令が実行されることにより、（一つ以上の）ブロックで特定される機能を実装するための動作を提供する。

図１２Ａ及び１２Ｂは、本願の開示事項の例示的実施形態による、ユーザ装着時の装置の上面図及び側面図を示したものである。図１２Ａは、ユーザの胴体／手足１２０１上にある装置１２００の上面図である。図１２Ｂは、ユーザの胴体／手足１２０１上にある装置１２００の側面図である。装置１２００は、支持機構１０１及びアダプティブセンサモジュール１１０（概略）を含む。アダプティブセンサモジュール１１０は、胴体／手足１２０１に隣接している。図１２Ａ及び１２Ｂに示すように、装置１２００は、少なくとも部分的にユーザの胴体／手足１２０１を包囲することができる。

代替的な実施形態では、電気回路のセクションを、第２の支持機構等の支持機構の外側に配置することができる。このようにすることで、１つまたは複数のアダプティブセンサモジュールを備える装置をさらに軽量かつ小さくすることができる。実施形態によっては、第２の支持機構がハードウェアの主要部分をハウジングして、１つまたは複数のアダプティブセンサモジュール（例えば電源、電気的構成要素、ユーザインターフェース、アダプティブセンサモジュールのセンサを制御するための電気回路）を備える装置を制御する。ここで、アダプティブセンサモジュールを備えるこの装置は、第２の支持機構よりも軽量にすることができ、及び／又は、第２の支持機構より薄くする（例えば、幅・高さ・奥行のうちのいずれか１つまたは複数が第２の支持機構のそれらより薄い）ことができる。このような構成は、装置を装着した際に、ユーザの胴体または手足にかかる張力や圧力を小さくすることができるという、有利な点を有する。１つまたは複数のアダプティブセンサモジュールを備える比較的低質量の装置は、比較的小さな力で同じ位置に定着させることができ、これにより、ユーザに不快感を与える、ユーザの胴体または手足への過度の力／突き刺さりを生じることなく、装置をユーザーの胴体または手足にしっかり密着させることができる。

比較的高質量の第２の支持機構は、余裕をもって密着し、胴体／手足に対する相対的な移動を可能にする。そしてこれにより、上皮の血行を妨げることなく、高いレベルの快適性を提供する。余裕をもった密着性のある第２の支持機構は、第２の支持機構の下での発汗を抑えることができる。ここで、この第２の支持機構はその下部の通気性がよく、余計な湿度を逃がすことができる。これによって、第２の支持機構からユーザの胴体／手足への伝導性の熱を下げることができ、身体および外部環境からのセンサ測定値を分離させることが容易になる（例えば、主要な電子機器ユニットの温度変化、および第２の支持機構のエネルギーの蓄えが、装置の体温測定に与える影響を少なくする。ここで、この装置は１つまたは複数のアダプティブセンサモジュールを備える。）。比較的余裕をもった密着性を有する第２の支持機構に含まれるエネルギーを蓄えるユニットは、再充電が即時可能なものと置換可能である。

１つまたは複数のアダプティブセンサモジュールを備える第２の支持機構および装置は互いに電気的に接続されており、互いの接続を解除して、相手との相対的な位置を移動させることができる。このような２つの機構の提供は、機構の１つを容易に取り外したり、他のものと置き換えたりすることができ、それによって迅速にデバイスの機能やスタイルをカスタマイズすることを可能にする。

第２の支持機構は、装置に隣接して、又は装置と並ぶように配置させることができる。または第２の支持機構は、少なくとも部分的に装置を覆うように、又は全体的に装置を覆うように（又は装置と重なり合うように）、又はほぼ全体的に装置を覆うように、配置させることができる。ここで、この装置は、１つまたは複数のアダプティブセンサモジュールを備える。

前述のように、及び、以下にさらに記載するように、装置が種々のコンポーネントを備えるという観点で装置の実施例が説明されてきたが、こうしたコンポーネントが装置において対応する処理素子やプロセッサとして具現化、あるいは制御可能であることを理解すべきである。この点において、上記の各構成要素は、ハードウェア、ソフトウェア、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせで具現化される何らかの装置、手段、電気回路の１つまたは複数であってよい。ここで、これらハードウェア、ソフトウェア、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせは、個々の構成要素の対応機能を実行するように構成される。
本願の開示事項による装置は、移動可能な使用、（例えば手首、二頭筋、足首等の四肢に）装着可能な使用、有線通信または無線通信（例えばセルラーネットワーク、ＷＡＮ（wide area network）、短距離無線通信プロトコル）のために構成されうる。

装置は、通信の他に追加的な機能を有してもよく、ユーザ入力インターフェースやユーザ出力インターフェースを備えていてもよい。ユーザ入力インターフェースとしては例えば、ボタン、音声制御、タッチスクリーンがあり、また、上記のように親指と人差し指との間で装置を強く挟むことのような、装置全体のユーザマニピュレーションによるユーザ入力インターフェースを備えていてもよい。ユーザ出力インターフェースには例えば、オーディオビジュアルデバイスや触覚出力デバイスがある。

センサの測定及び読み取りを提供することに加え、本願の開示事項による装置の事例は追加的に、オーディオ／テキスト／ビデオ通信機能（例えば、電話通信、ビデオ通信、及び／又はテキスト通信、ショートメッセージサービス（SMS）／マルチメディアメッセージサービス（MMS）／電子メールの機能）；インタラクティブ／非インタラクティブ表示機能（例えば、ウェブ閲覧，ナビゲーション，テレビジョン（ＴＶ）／番組表示の機能）；音楽録音／再生機能（例えば、Moving Picture Experts Group Audio Layer 3（MP3）や他のフォーマット及び／又は（周波数変調／振幅変調）ラジオ放送の録音／再生）；データのダウンロード／設定機能；画像録画機能（例えば、（内蔵の）デジタルカメラ）；ゲーム機能の一つまたは複数を提供するように構成されてもよい。

これまでに記述してきた事項は、明示的に記述された組合せのみならず、それ以外の組合せで用いられてもよい。特定の事項を参照して種々の機能を記述してきたが、こうした機能は、記述の有無を問わずその他の事項によって遂行可能であってもよい。特定の実施例を参照して種々の事項を記述してきたが、こうした事項は、記述の有無を問わずその他の実施例で用いられてもよい。

前述のように本明細書において、とりわけ重要であると考えられる本発明のこうした事項に注目するように努めてきた。しかし、前述した特許されうる全ての事項およびそれらの組合せに対して、参照された添付の図面にそうした事項が特段強調されていたかどうかにかかわらず、本出願人はその保護を求めるものである点を理解されたい。

ここで説明された発明についての多くの変形その他の実施形態が、前述の説明や関連する図面に示される教示から利益を受けうる、本発明に関連する当業者に想起されるであろう。従って、請求項に係る発明の範囲は、明細書や図面で説明された特定の実施形態に制限されるものと理解されてはならず、上述の変形その他の実施形態も、添付の請求項の範囲に含まれるべきものである。本願では特定の用語が使用されているが、それらは一般的説明を目的として使用されており、限定する目的で使用されていない。

Claims (15)

1. ユーザの胴体または手足を少なくとも部分的に包囲するように構成される支持機構と、
   前記支持機構に配置されるスプリングモジュールと、
   前記スプリングモジュールに配置される、フレキシブル電気回路の第１セクションと、
   前記スプリングモジュールに配置され、前記ユーザをモニタリングするように構成される第１センサと、
   を備える装置。
2. 前記センサを少なくとも部分的に覆うように配置されるポリマー材料をさらに備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記支持機構は内側支持レイヤと外側支持レイヤとを備え、
   前記スプリングモジュール、前記フレキシブル電気回路の第１セクション、および前記第１センサは、前記内側支持レイヤと前記外側支持レイヤとの間に配置される、請求項１または請求項２に記載の放置。
4. 前記スプリングモジュールは、レッジ型、ドーム型、スパイラル型のスプリングのうちの１つまたは複数を備える、請求項１から３のうちのいずれかに記載の装置。
5. 前記ポリマー材料には、ポリ（メチル メタクリル）、ポリウレタン、エポキシ、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエーテルイミド、ポリアミド、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン、アリル・ジクリコール・カーボネート、シリコンのうちの１つまたは複数が含まれる、請求項２から４のいずれかに記載の装置。
6. 前記支持機構は、前記ユーザの前記胴体または手足に前記支持機構を取り付けるように構成されるアタッチメント機構を備える、請求項１から５のうちのいずれかに記載の装置。
7. 前記アタッチメント機構は、ベルト型、スナップ型、ひも状、粘着性のアタッチメント機構のうちの１つまたは複数を含む、請求項６に記載の装置。
8. 前記支持機構は、電源、電子機器、前記第１センサを制御するように構成される電気回路のうちのいずれか１つまたは複数を備える、請求項１から７のうちのいずれかに記載の装置。
9. 前記支持機構に配置される、フレキシブル電気回路の第２セクションを備える、請求項１から８のうちのいずれかに記載の装置。
10. 前記支持機構の長さ方向に沿って配置され、前記ユーザまたは外部環境をモニタリングするように構成される１つまたは複数の第２センサをさらに備える、請求項１から９のうちのいずれかに記載の装置。
11. 前記支持機構がユーザアクチュエーションセクションを備える、請求項１から１０のうちのいずれかに記載の装置。
12. 前記装置の一部のユーザアクチュエーションを検知するように構成される、少なくとも１つのセンサをさらに備える、請求項１から１１のうちのいずれかに記載の装置。
13. 前記装置の一部のユーザアクチュエーションを検知するように構成される、少なくとも１つのセンサからの前記センサ信号は、前記装置を制御するように構成される、請求項１２に記載の装置。
14. 請求項１から１３のうちのいずれかに記載の装置を操作する方法であって、
    前記装置のユーザアクチュエーションを検知することと、
    前記検知されたユーザアクチュエーションに応じて、前記装置の動作を制御すること、
    と含む方法。
15. 少なくとも一つのプロセッサによって実行されたとき、請求項１４に記載の方法が実行される、コンピュータプログラムコード。

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