TW202342150A - 用於擴增實境/虛擬實境應用程式和裝置之入耳式電極 - Google Patents

用於擴增實境/虛擬實境應用程式和裝置之入耳式電極 Download PDF

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約書亞 韋納
莫爾提札 卡勒希美波帝
安德魯 約翰 奧德克爾克
巴瑞 大衛 席維爾史丹
約翰 拉姆斯菲爾德
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Abstract

提供一種用於執行入耳監視的電性量測之裝置。所述裝置包含：一入耳式固定裝置，其被配置以裝入一使用者的一耳道內；一第一電極，其安裝在所述入耳式固定裝置上並且被配置以從皮膚接收一電子信號；以及一內部的麥克風，其用以接收一透過所述使用者的耳朵傳播的內部的聲波信號。所述裝置亦包含：一外部的麥克風，其耦合以接收一透過環境傳播的外部的聲波信號；以及一處理器，其耦接至一擴增實境頭戴式裝置，所述處理器根據所述電子信號、所述內部的聲波信號、以及所述外部的聲波信號中的至少一個來識別所述使用者的一心血管的狀況或是一神經的狀況。一儲存指令的記憶體，當所述指令藉由一處理器執行時，其促成以上裝置的使用方法。所述記憶體、所述處理器以及所述方法亦被提出。

Description

用於擴增實境/虛擬實境應用程式和裝置之入耳式電極
本揭露內容涉及用於虛擬實境及擴增實境的環境及裝置之入耳式電極。更明確地說，本揭露內容涉及電極，其被配置以利用用於沉浸式實境應用程式的入耳式裝置來接收在耳朵內的電性信號以用於健康監視。 相關申請案之交互參照
本揭露內容有關並且根據第35號美國法典§119(e)來主張2022年2月2日申請的名稱為用於AR/VR應用程式和裝置之入耳式生物感測的美國臨時申請案號63/305,932、以及以下全部都是2022年6月29日申請的名稱為用於AR/VR應用程式和裝置之入耳式電極的美國臨時申請案號63/356,851、名稱為用於AR/VR應用程式和裝置之入耳式光學感測器的美國臨時申請案號63/356,860、名稱為用於AR/VR應用程式和裝置之入耳式運動感測器的美國臨時申請案號63/356,864、名稱為用於AR/VR應用程式和裝置之入耳式溫度感測器的美國臨時申請案號63/356,872、名稱為用於AR/VR應用程式和裝置之入耳式麥克風的美國臨時申請案號63/356,877、名稱為用於AR/VR應用程式和裝置之入耳式感測器及其使用方法的美國臨時申請案號63/356,883的優先權，其全都是Morteza KHALEGHIMEYBODI等人的發明。本揭露內容亦有關並且主張2022年12月20日申請的美國非臨時申請案號18/069,002的優先權。以上申請案的內容是為了所有的目的藉此以其整體被納入作為參考。
目前用於行動及沉浸式應用程式的入耳式裝置(例如，助聽器、智能耳機、頭戴式耳機、耳塞式耳機、與類似者)對於使用者而言通常是龐大且不舒適的。在入耳式裝置增加健康感測功能會被此種裝置所期望的小形狀因子以及牽涉到的複雜的資料處理及分析所阻礙。
在一第一實施例中，一種裝置是包含一入耳式固定裝置，其被配置以裝入一使用者的一耳道內、一第一電極，其安裝在所述入耳式固定裝置上並且被配置以從所述使用者的所述耳道內的一皮膚接收一第一電子信號、一內部的麥克風，其耦合以接收透過所述使用者的所述耳道傳播的一內部的聲波信號、一外部的麥克風，其耦合以接收透過所述使用者的一環境傳播的一外部的聲波信號、以及一處理器，其耦接至一擴增實境頭戴式裝置，所述處理器是被配置以根據所述第一電子信號、所述內部的聲波信號、以及所述外部的聲波信號中的至少一個來識別所述使用者的一心血管的狀況或是一神經的狀況。
在一第二實施例中，一種電腦實施的方法是包含從一第一電極接收來自一入耳式裝置的一使用者的一第一耳道內的一皮膚的一第一電子信號、利用所述第一電子信號來形成一波形、以及根據所述第一電子信號來識別所述使用者的一心臟活動或是一腦部活動中之一。
在一第三實施例中，一種儲存指令之非暫態的電腦可讀取的媒體，當所述指令藉由一處理器執行時，其使得一電腦執行一種方法。所述方法包含從一第一電極接收來自一入耳式裝置的一使用者的一第一耳道內的一皮膚的一第一電子信號、利用所述第一電子信號來形成一波形、以及根據所述第一電子信號來識別所述使用者的一心臟活動或是一腦部活動中之一。
在另外其它實施例中，一種系統是包含一用以儲存指令的第一裝置、以及一用以執行所述指令以執行一種方法的第二裝置。所述方法包含從一第一電極接收來自一入耳式裝置的一使用者的一第一耳道內的一皮膚的一第一電子信號、利用所述第一電子信號來形成一波形、以及根據所述第一電子信號來識別所述使用者的一心臟活動或是一腦部活動中之一。
根據以下的內容，這些及其它實施例對於具有普通技能者而言將會變得清楚。
在以下的詳細說明中，許多特定的細節被闡述以提供本揭露內容的完整理解。然而，對於通常熟習此項技術者而言將會明顯的是，本揭露內容的實施例可以在無這些特定細節中的某些細節下實施。在其它實例中，眾所周知的結構及技術並未詳細地展示，以免模糊本揭露內容。 總體概述
頭戴式裝置(亦即，穿戴在頭上的裝置，其包含但不限於智能耳機、智慧型眼鏡、AR/VR頭戴式裝置以及智慧型眼鏡、等等)是提供獲取珍貴的健康資訊的機會。
耳朵(例如，耳道及耳甲及耳廓)與指出腦部活動及心肺活動及體內溫度的腦部、身體化學及血管非常接近。更明確地說，電極可被置放在耳道內或是耳朵周圍(在AR/VR頭戴式裝置或智慧型眼鏡的情形中)以感測腦部的、心臟的、以及眼睛電生理的活動(例如，腦電圖EEG、心電圖ECG，眼電圖EOG、皮膚電活動EDA、與類似者)；或是感測生命徵象(心率、呼吸頻率、血壓、體溫、與類似者)；或是感測身體化學(例如，血液酒精濃度、血糖估計、與類似者)。
如同在此所揭露的實施例中的電極可被用在EOG、ECG或EEG量測中，例如是用於判斷聽覺注意力、心率估計、呼吸頻率與類似者、聽覺穩態反應ASSR、或聽覺腦幹反應ABR。在某些實施例中，如同在此所揭露的入耳式電極可以有助於測量靜止狀態電振盪(在EEG中的阿爾法波)，其可以追蹤放鬆/活動。在其它量測(例如，光體積變化描記圖法PPG)的組合下，其打開了一個新的診斷可能性分支。入耳式EEG量測可被應用來追蹤使用者注意力(例如，區分注意力焦點和眼睛注視方向)。
在此揭露的方法及裝置是包含在AR/VR頭戴式裝置使用者的耳朵內及周圍的光學、聲學、運動感測器、化學感測器、以及溫度感測器，結合由以上感測器所提供的信號的軟體相關性，以產生所述使用者的全面的診斷及健康評估。
在此揭露的某些特點是包含入耳式或頭戴式體溫感測，其利用紅外線感測以及光譜學技術。在某些實施例中，如同在此所揭露的用於感測器的接觸區域是包含入耳道(像是入耳式耳塞)以及在耳廓盆之內(在人耳廓內)、人耳頂部的區域(眼鏡所在的位置)、以及頭戴式裝置或智慧型眼鏡的鼻托區域(眼鏡放在鼻子上的位置)。某些量測可包含血糖值、酒精感測、體溫、血壓、與類似者的入耳或是耳朵周圍的感測。某些實施例是針對於利用光學及電性信號(例如分別是PPG+ECG感測器)的組合的眼鏡/頭戴式裝置而包含光電為基礎的脈波傳遞時間(PTT)方法來估計血壓。某些實施例是針對於利用從多個不同的波長收集的光學信號的組合(例如，利用具有超過一不同的波長的PPG感測器)的眼鏡/頭戴式裝置而包含光學為基礎的脈波傳遞時間(PTT)方法來估計血壓。某些實施例是利用一光學感測技術(PPG)結合一深度神經網路來基於利用PPG資訊以及一對應的基準真相的血壓資訊兩者以訓練一網路來獲得使用者的血壓。某些實施例是針對於利用運動感測器以及電性信號(例如，分別是IMU+ECG感測器)的組合的眼鏡/頭戴式裝置而包含運動為基礎的脈波傳遞時間(PTT)方法來估計血壓。一旦完全訓練後，所述神經網路接著可以只利用所述PPG資訊並且充分利用此預先訓練的網路來量化及預測使用者的血壓。為了進一步改善正確性，某些主觀的校正可能是所期望的。在某些實施例中，如同在此所揭露的IEM裝置中所收集的PPG信號可以是能夠估計在使用者上的認知負荷，其利用至腦部的含氧及脫氧血流(含氧及脫氧血紅素)的分析。某些實施例是包含透過在耳朵周圍的散發來感測酒精濃度。某些實施例是在耳朵的接觸點周圍納入化學感測入口。在某些實施例中，IEM裝置可以在使用者運動期間執行酒精監視以及脂肪燃燒。 範例的系統架構
圖1是描繪根據某些實施例的在被配置以評估一使用者101的健康的一架構10中的一AR頭戴式裝置110-1以及一入耳式監視器(IEM)100。IEM 100是被插入在使用者101的耳朵170內，而到達耳道161。AR頭戴式裝置110-1可包含智慧型眼鏡，其具有一儲存指令的記憶體電路120以及一處理器電路112，其被配置以執行所述指令以執行在此揭露的方法中的步驟。AR頭戴式裝置110-1(或智慧型眼鏡)亦可包含一通訊模組118，其被配置以在AR頭戴式裝置110-1(及/或入耳式裝置100、及/或智慧型手錶、或是以上的組合)以及和所述使用者一起的行動裝置110-2(AR頭戴式裝置110-1及行動裝置110-2將會在以下全體被稱為“客戶裝置110”)之間無線地發送資訊(例如，資料組103-1)。通訊模組118可被配置以和一網路150介接來傳送及接收例如是資料組103-1、資料組103-2及資料組103-3、請求、響應、以及命令的資訊至網路150上的其它裝置。在某些實施例中，通訊模組118例如可包含數據機或是乙太網路卡。客戶裝置110於是可以透過網路150來和一遠端的伺服器130以及一資料庫152通訊地耦接，並且彼此發送/分享資訊、檔案、與類似者(例如，資料組103-2及資料組103-3)。資料組103-1、103-2及103-3將會在以下全體被稱為“資料組103”。網路150例如可包含本地區域網路(LAN)、廣域網路(WAN)、網際網路、與類似者中的任一或多個。再者，所述網路可包含但不限於以下的網路拓樸中的任一或多個，其包含匯流排網路、星狀網路、環狀網路、網格網路、星狀匯流排網路、樹狀或階層式網路、與類似者。
在某些實施例中，如同在此揭露的方法的步驟中的至少一個是藉由處理器112來執行的，其提供資料組103-1至行動裝置110-2。行動裝置110-2可以進一步處理所述信號，並且經由網路150來提供資料組103-2至資料庫152。遠端的伺服器130可以從多個AR頭戴式裝置110-1以及行動裝置110-2，來收集具有所述形式的資料組103-2並且執行進一步計算。此外，匯總來自一群個人的資料，所述遠端的伺服器可以執行有意義的統計。如果所涉及的每一個使用者都同意使用非個性化或匿名資料，則可以建立此資料循環。在某些實施例中，遠端的伺服器130及資料庫152可以藉由醫療保健網路、或是醫療保健設施或機構(例如，醫院、大學、政府機構、診所、健康保險網路、與類似者)來管理。行動裝置110-2、AR頭戴式裝置110-1、入耳式裝置100、以及其中的應用程式可以藉由一不同的服務提供者(例如，網路運營商、應用程式開發者、與類似者)來管理。再者，AR頭戴式裝置110-1以及行動裝置110-2可以是來自不同的製造商。使用者101最終是資料組103-1以及所有從其導出的資料(例如，資料組103)的唯一擁有者，因而所有資料流(例如，資料組103)儘管是由不同的實體所提供、處理、或調節，但其是由使用者101所授權的，並且為了隱私及安全性而受到網路150、伺服器130、資料庫152、以及行動裝置110-2保護。
圖2是描繪根據某些實施例的一擴增實境生態系統200，其包含在耳朵內的可穿戴的裝置205-1(例如，IEM)、手腕的可穿戴的裝置205-2、胸部的可穿戴的裝置205-3、以及智慧型眼鏡感測器205-4，以評估使用者201的健康。在某些實施例中，IEM 205-1進一步包含一光學感測器，其被配置以經由一資料採集模組(DAQ)230來提供一光學信號220-1至一電腦240中的一處理器。IEM 205-1可以進一步包含一或多個接觸電極，其被配置以經由一資料採集模組(DAQ)230來提供一電性信號至一電腦240中的一處理器。電腦240是被配置以根據來自IEM 205-1的一第一電子信號以及光學信號220-1來識別使用者201的心血管的狀況。在某些實施例中，IEM 205-1進一步包含一運動感測器(例如，加速度計、接觸式麥克風、或是IMU)，其被配置以經由DAQ 230來提供一運動為基礎的信號至電腦240。在某些實施例中，一對IEM 205將會被置放在兩耳內，並且不同的光學、電性(電極)、聲波(麥克風)、或是運動感測器(加速度計、IMU、接觸式麥克風、等等)可被置放在兩側中；或者在某些情形中，某些感測器可被置放在一側(例如，右側)，而某些其它感測器可被置放在另一側(例如，左側)。電腦240是被配置以根據來自IEM 205-1的一第一電子信號以及所述運動信號來識別所述使用者的心血管的狀況。所述光學感測器可以是一光體積變化描記圖法(PPG)感測器，並且光學信號220-1可包含一數位或類比信號，其指出在使用者201的耳朵內的血管的活動。胸部感測器205-3以及智慧型眼鏡感測器205-4可包含ECG感測器，以提供分別來自使用者201的胸部以及臉周圍的一或多個區域(例如，在耳朵、臉頰以及鼻子的外部)的一分散的信號220-3及220-4(或者是一ECG可以是從被置放在頭上的區域上的某些電極、或是從被置放在IEM 205-1中的電極、或是被置放在所述手腕裝置205-2上的電極收集的)，並且在裝置205-2中的一手腕PPG感測器可以針對於在使用者201的手腕周圍的血管的活動提供一個別的信號220-2。IEM 205-1、手腕感測器205-2、胸部感測器205-3、以及智慧型眼鏡感測器205-4將會在以下全體被稱為“可穿戴的裝置(及感測器)205”。血壓(BP)量測可以利用壓脈帶或無壓脈帶的血壓計210來獲得，並且亦可藉由比較PPG信號220-1及220-2來判斷出。信號220-1、220-2、220-3及220-4(在以下全體被稱為“信號220”)可以藉由在電腦240中的DAQ 230來加以收集及數位化以用於處理。在某些實施例中，信號220以及其它信號可以是有線或無線的。在某些實施例中，在使用者201的不同的可穿戴的裝置205之間具有無線的信號通訊可能是較佳的。在某些實施例中，可穿戴的裝置及感測器205可包含一或多個運動感測器，並且從所述智慧型眼鏡、所述IEM、胸部或手腕收集的運動為基礎的資訊可加以組合來產生更有意義的資訊。
圖3A至圖3D是描繪根據某些實施例的一入耳式監視器(IEM)300A、300B、300C及300D(在以下整體被稱為“IEM 300”)的不同的實施例。IEM 300可包含一前端301-1，其包含感測器並且開放到耳道361及耳膜362、以及一後端301-2，其包含一處理器312。IEM 300可包含感測器，例如：一感測電性信號的電極305、聲波感測器325-1及325-2(例如，在以下整體被稱為“麥克風325”)、運動感測器327(例如，加速度計、接觸式麥克風、慣性運動單元IMU、與類似者)、溫度感測器329、以及光學感測器，其包含一發射器321以及一偵測器323(例如，在基於傅立葉轉換、基於光譜的PPG感測器、功能性近紅外線fNIR光譜學感測器中的LED及PD)。電極305可包含用於例如EEG、ECG、EOG及EDA的應用的生物電位電極。在某些情形中，所述入耳式固定裝置340(亦以“耳塞”著稱)可以是完全用軟性導電材料製造出的。於是，所述整個耳塞將會是導電的，並且將會作用為一軟性電極。此外，處理器312可以經由一數位至類比及/或類比至數位轉換器(DAC/ADC)330來處理用於構件及感測器321、323、324(一揚聲器)、325-1(內部的麥克風)、325-2(外部的麥克風，在以下整體被稱為“麥克風325”)、327及329的信號獲取及控制的操作中的至少某些個。處理器312可包含一前饋級311ff以及一回授級311fb，其協同以處理來自所述感測器的信號：雜訊降低、平衡、濾波、以及放大。
在某些實施例中，電極305是包含一接觸式電極，其被配置以從使用者的耳道內的皮膚發送一電流。在某些實施例中，一電極305是被塗覆一金層、一銀層、一氯化銀層、或是其之組合中的至少一個。在某些實施例中，電極305是包含一電容性耦合的電極，其是足夠靠近使用者的皮膚來加以設置，但是並不接觸。在某些實施例中，IEM 300進一步包含至少一安裝在入耳式固定裝置340上的第二電極305，所述第二電極305是被配置以從耳道361內的皮膚接收一第二電子信號。在某些情形中，所述入耳式固定裝置340可以完全用軟性導電材料(例如，導電聚合物、導電黏著劑、導電漆、等等)來製造出。於是，在某些實施例中，所述整個耳塞將會是導電的，因而將會作用為一軟性電極以從耳道的皮膚收集電性信號。在某些實施例中，處理器312是被配置以在所述第一電子信號的一品質高於一預選的臨界值時選擇所述第一電子信號。在某些實施例中，處理器312是被配置以利用所述第二電子信號來降低來自所述第一電子信號的一雜訊背景。在某些實施例中，處理器312是被配置以從所述第一電子信號判斷使用者的心率。在某些實施例中，處理器312是被配置以從對應於在所述外部的麥克風中接收到的聲波刺激的所述第一電子信號判斷腦部活動。
在AR頭戴式裝置或智慧型眼鏡中的IEM 300可包含一入耳式固定裝置340，其被配置以氣密地密封一使用者的一耳道、一第一電極305，其安裝在入耳式固定裝置340上並且被配置以從在耳道361內的皮膚接收一第一電子信號、以及一內部的麥克風325-1，其耦合以接收透過耳道361傳播的一內部的聲波信號。一聲學前端包含內部的麥克風325-1，其被配置以偵測透過耳道361傳播並且藉由身體內部產生的聲波(x BC(t))(例如，心率是在約＜100Hz，呼吸速率在約50-1000Hz，以及在喉腔中的其它聲音)。一外部的麥克風325-2是耦合以接收透過使用者的環境傳播的一外部的聲波信號x(t)。在某些實施例中，所述內部的信號x BC(t)結合所述外部的信號x(t)可被用在聲波程序，例如是音訊串流、外部聲音、主動雜訊消除(ANC)、聽覺校正、虛擬臨場及空間的音訊、通話服務、與類似者。在某些實施例中，以上程序中的至少某些程序是結合在左耳與右耳IEM監視器300之間執行的。
IEM 300B是包含一密封墊圈341，其分開耳道361的內部的部分與環境，其留下包含一聲阻網344的一回流口，以供一均壓(PEQ)管342排放到聲阻網344中(亦展示在IEM 300C中)。所述密封的腔可以致能在低功率使用以及在小的形狀因子下的呼吸速率及心率的監視(例如，將所述信號與內部的聲學式麥克風325-1隔離)。
IEM 300C是描繪處理器電路312以根據一第一電子信號、一內部的聲波信號、以及一外部的聲波信號(例如，來自麥克風325)中的至少一個來識別使用者的心血管的狀況或是神經學狀況。某些實施例可包含一向下纜線345以電耦接所述IEM與所述VR頭戴式裝置或智慧型眼鏡，其包含一應變釋放件343。
IEM 300D是描繪一撓性印刷電路板(FPCB)342，其提供內部的電連接至所述不同的構件及感測器321、323、325、327及329。
圖4A至圖4H是描繪根據某些實施例的多個電極405A、405B、405C、405D、405E、405F、405G及405H(在以下整體被稱為“電極405”)，其被配置以橫跨一IEM 400來加以設置以用於EEG、ECG、EDA及EOG感測。電極405可以是由一導體合金所形成的，並且被配置以在耳道內接觸使用者的皮膚並且從身體識別(例如，由神經/肌肉的活動所產生的)電性信號。在某些實施例中，電極405可被配置以從使用者的接近內耳的身體(不一定接觸使用者的皮膚)電容性偵測電性信號。
在某些實施例中，多個電極可被納入以具有冗餘資訊，以免來自所述電極中的一或多個的信號並不足夠強或是全部都遺失(例如，在一或多點的接觸是有缺陷或不存在)。在某些實施例中，所述多個電極可被使用於判斷在耳道內的電性活動的空間分布。此被展示為電極405A被設置在入耳式固定裝置440上、以及被展示為電極陣列415B、415C、415D、415E、415F、415G及415H(在以下整體被稱為“電極陣列415”)。
不同類型的電極405可被利用，例如：乾式電極；乾式接觸電極以及乾式非接觸的(電容性)電極；可拉伸的軟性電極；被動、主動、乾式、以及海綿(R‐NET)電極。在某些實施例中，可穿戴的EEG應用可包含塗覆銀的聚合物刷毛、乾式泡綿電極、由聚二甲基矽氧烷(PDMS)或聚氨酯所做成的聚合物電極、以及梳狀聚合物電極，其提供軟性接觸至皮膚，而仍然提供在20kΩ至500kΩ的數量級的低的電極至皮膚接觸阻抗。在某些實施例中，耳垢可能是有利於乾式電極以降低電極至皮膚的接觸阻抗。在某些情形中，凝膠可被塗覆至所述電極以強化導電度，並且降低所述電極至皮膚的接觸阻抗。在凝膠塗覆之前以及之後的電極‐皮膚阻抗的典型值的範圍分別是在150至200kΩ以及20至70KΩ之間。
圖4B-4H是描繪根據某些實施例的用於一入耳式監視器的電極405的不同實施例，其包含新穎的電極材料以及微結構設計(參照電極陣列415)以克服毛髮以及死皮障礙。如同在此所揭露的材料以及製造技術是藉由增加表面積以降低接觸阻抗(例如，降低串聯電阻)以及增加電子耦合的並聯的電容來改善信號品質。不同的材料可以改善介面性質，並且增加電極有效的表面積，例如是本質導電的聚合物(例如，PEDOT:PSS、聚苯胺、以及聚吡咯)以及外導電的聚合物，例如是填充導電材料(奈米線、奈米管、奈米粒子)的聚合物以及混合的導電聚合物。例如，聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)是兩個離聚物的一聚合物混合物(例如，透明的電極材料)。某些實施例可包含微針電極(高度的範圍達到500um)，其可以穿過最外側的SC層並且降低所述介面阻抗及雜訊，不會因為疼痛受體的位置(距皮膚表面＞1mm)而造成疼痛。
在某些實施例中，電極405可被用來評估一IEM感測器在使用者的耳朵內是否合適。例如，所述IEM感測器是否合適可包含電性接觸的量測。在某些實施例中，在電極陣列415中的個別的電極405、或是個別的電極405的群組可以個別地感測或是利用一電流來驅動、或是兩者，以評估所述IEM感測器在使用者的耳朵內是否合適，並且量測在使用者的皮膚內的電性性質或信號上的改變。在某些實施例中，電極陣列415是被形成在柔性(例如，撓性)電路板上，使得所述電極405可以順應使用者的耳朵。順應性可包含形成大致澤爾尼克(Zernike)形狀以最大化和皮膚接觸的能力。在電極陣列415中，圍繞所述電極柱的區域可能會捕捉到有機材料且難以清潔。為了解決此問題，在某些實施例中，圍繞電極陣列415的區域可被填入一彈性體材料。在某些實施例中，所述彈性體材料可以具有一大致平行於所述針的表面的薄膜的形式，其中在所述薄膜與所述電極的基板之間有一例如是空氣的流體。在某些實施例中，所述彈性體材料包含一可壓縮的材料，例如封閉或開放單元的泡綿。在某些實施例中，所述彈性體材料包含一種具有低模數的材料，因而能夠伸展在所述電極針之間。在某些實施例中，所述彈性體材料可包含一矽樹脂(silicore)，例如是聚二甲基矽烷聚氨酯、橡膠、與類似者。
圖4B是描繪由AgLMP所做成的電極405B、以及用於皮膚黏著的陣列415B。
圖4C是描繪具有一500µm金層的塗覆在一矽基板上的電極405C，其形成一陣列415C。
圖4D是描繪一電極405D，其包含一多針的陣列415D，增加與使用者的耳道內的皮膚的表面接觸、降低電阻率、以及將電極405D固定至使用者的耳道內的皮膚。在多針的陣列415D中的針的每一個可包含被塗覆在PLA上的一350µm的銀鈦層。
圖4E是描繪在各種高度的具有摻雜奈米碳管(CNT)的EPDM的電極405E、以及形成電極陣列415E。
圖4F是描繪包含塗覆銀的刷毛的電極405F以及形成電極陣列415F。
圖4G是描繪具有一塗覆3mm金的3D列印的電極405G以及形成電極陣列415G。
圖4H是描繪具有Ag/AgCl墨水的電極405H以及形成電極陣列415H。
圖5A至圖5B是描繪根據某些實施例的利用IEM 501的EOG波形510L及510R(在以下整體被稱為“波形510”)以用於注視估計。波形510是指出一EOG信號振幅(縱坐標)為時間(橫坐標)的一函數。在某些實施例中，在所述AR頭戴式裝置或智慧型眼鏡中的一處理器是被配置以同步化具有來自使用者的一耳朵(例如，左耳)的一第一電子信號的波形510L與具有來自所述使用者的一相對耳朵(例如，右耳)的一第二電子信號的波形510R，並且根據在所述第一電子信號(例如，波形510L)與所述第二電子信號(例如，波形510R)之間的比較來判斷一注視方向。在某些實施例中，所述電極將會被分散在眼鏡接觸區域上(例如，所述眼鏡在耳朵的頂端上以及在鼻子上所在的區域，亦即鼻墊區域)以在一眼鏡形狀因子上捕捉EOG資訊。
在某些實施例中，差動EOG信號520-1及520-2(在以下整體被稱為“差動信號520”)是被設置用於利用一IEM的注視估計。差動信號520是被提供有一差動放大器515。來自兩個IEM的電極505L及505R(例如，左及右電極，在以下整體被稱為“電極505”)可以捕捉使用者的左眼及右眼的運動，其藉由捕捉在所述使用者的眼睛在一給定的方向上的運動所產生的電性信號上的變化。
人眼是作用為一電性雙極，其是沿著視網膜-瞳孔軸對準的(其在所述圖式中是任意地利用‘+’及‘–’符號指出的)。所述雙極符合橫跨不同組織層的電位差，例如神經網、大腦皮層502、顱骨504和角質層506。於是，當所述使用者的眼睛在一給定的注視方向上運動時，所述眼睛雙極的電場呈現一不同的電位給電極505，因此改變量測到的波形(以及差動信號520)。在某些實施例中，EOG信號可以進一步對於垂直的注視估計敏感的。在某些實施例中，EOG波形510可以是對於水平的注視運動更敏感的。
例如，當眼睛運動約30°至右邊時，在0s-1s之間的波形上的一正趨勢被觀察到(其可以達到約150µV，參照差動信號520-1)。當所述眼睛運動約15°至左邊時，在0s-1s之間的一負趨勢被觀察到(其可能下降到約-75µV，參照差動信號520-2)。
圖6是描繪根據某些實施例的圖表600，其包含利用一IEM量測的一ECG波形610以及一心率變異性(HRV)波形615。HRV波形615是從ECG波形610量測的，接著追蹤隨著時間變化的心率以產生用於波形615的一變異性值。圖表600是包含在橫坐標601的時間、以及在縱坐標的信號振幅(例如，電壓602a、或是每分鐘心跳數602b)。波形610可以從電極605-3(“面對世界的”電極)以及605-6的任一個來加以收集。IEM 600可包含一揚聲器624、一面對在耳道661內的耳膜662的內部的麥克風625-1、一外部的麥克風625-2、一處理器612、以及一記憶體620。在某些實施例中，一IEM可包含面對世界的電極605-3，其被配置以接收使用者觸碰，並且閉合一包含心臟的身體的迴路以獲得ECG量測。
圖7是描繪根據某些實施例的用於來自一IEM裝置的一隨選的ECG捕捉系統的一姿勢710。一觸碰姿勢710可以藉由閉合在手臂702、IEM 700、以及心臟704之間的一電性迴路711來暫存一入耳的ECG。於是，在心肌704產生的電性脈衝可以單純藉由使得使用者701利用一手指觸碰在IEM 700中的一“面對世界的電極”來到達IEM 700。於是，在每一個入耳式裝置700(左及右)上的不小於兩個電極被納入，並且所述電極中的至少一個是維持接觸皮膚(例如，在耳道內，其觸碰到耳道壁)。一第二入耳式電極可以是一“面對世界的電極”。於是，所述第二電極可以不接觸皮膚，而是當使用者需要有非常低雜訊的高度精確的ECG信號時，所述使用者使得其手指接觸所述第二“面對世界的電極”，以便閉路通過心臟的迴路，因而產生高SNR的ECG波形。
圖8是描繪根據某些實施例的圖表800，其包含入耳的ECG波形810以及其頻譜分解820。在圖表800中的橫坐標是時間801，並且縱坐標是指出信號值802a及頻率802b。一色度803是指出在頻譜分解820中的振幅。當使用者接觸所述面對世界的電極時(參照姿勢710)，ECG波形810是利用一生物電位晶片(例如，具有一250Hz的取樣速率的8通道的24位元的處理器)而被捕捉。在某些其它實施例中，例如是1000Hz或2000Hz的較高的取樣速率可被使用；例如是p波802、QRS波群804以及T波806的ECG特點是利用這些電極配置來獲得的。
圖9是描繪根據某些實施例的利用一IEM的一聽覺臨界值估計900。ASSR頻譜910A以及穩態視覺誘發電位(SSVEP)910B被描繪，其中振幅902是在縱坐標(例如，dBm)，而調變頻率901是在橫坐標(例如，Hz)。入耳的頻譜942a及942b(在以下整體被稱為“耳朵頻譜942”)是相較於乳突骨頻譜944a及944b(在以下整體被稱為“乳突骨頻譜944”)、以及頭皮上946a及946b(在以下整體被稱為“頭皮頻譜946”)。ASSR頻譜910A是展示在40Hz的一頻率波峰，其對應於一1000Hz音調的振幅調變(AM)的頻率。所述波峰的大小是類似於頭皮上以及乳突骨(M1)EEG電極。SSVEP頻譜910B可以是藉由利用一在15Hz閃爍的LED來照明使用者而感應出的。一清楚的波峰915是在15Hz的刺激頻率被觀察到，並且亦在30Hz的其第一諧波925被觀察到。SSVEP可被利用以獲得所述視覺系統的健康以及對應的至所述腦部的信號鏈路。耳朵頻譜942的信號是比乳突骨頻譜944以及頭皮頻譜946較弱的，因為根據人類腦部的生物物理學傳播模型，在(SSVEP中牽涉到的)枕骨區域中的EEG源與耳道之間的距離較大，並且因為在耳朵EEG之內的電極距離較小。
圖10是描繪根據某些實施例的利用耦接至電極1005-1及1005-2(在以下整體被稱為“電極1005”)的一儀表放大器(IA)1010A或是一緩衝的放大器1010B的習知的EEG讀出的方塊圖1000。在某些實施例中，所述IEM包含在一第二入耳式固定裝置中的一第二電極1005-2，其被配置以利用並聯阻抗耦接1020從使用者的一第二耳道內的皮膚接收一第二電子信號。IA 1010A是被配置以放大在電極1005之間的差異信號，並且提供所述差異信號至一後端處理器1012。
一緩衝的放大器1010B是耦接至電極1005以提供放大的電子信號至後端處理器1012。放大器1010A及1010B整體將會被稱為“放大器1010”。在某些實施例中，在驅動任何佈線之前，緩衝的放大器1010B是局部放大及緩衝μV位準的EEG信號。在某些實施例中，帶有緩衝的放大器1010B的電極1005是因為其對抗環境干擾的強健度，而為可穿戴的醫療保健及生活方式的應用所期望的內建的讀出電路。緩衝的放大器1010B可以轉換來源電壓成為負載所期望的電壓。緩衝的放大器1010B容許只有低或中等的電流源/汲取功能的子電路能夠驅動需要更大電流來運作的負載。
在某些實施例中，緩衝的放大器1010B期望的是具有高的輸入阻抗，因為在電極1005與一第一放大器級之間的縮減的信號路徑長度、以及低於1歐姆的輸出阻抗，其確保在電纜線中的信號對於干擾完全不敏感。低輸出阻抗是減輕電纜線的運動假影，其消除對於屏蔽的電纜線的需要，並且致能高阻抗的乾式電極1005的使用以獲得更大的使用者舒適度。在某些實施例中，緩衝的放大器1010B放大所述EEG信號並且減小環境電性雜訊的影響。緩衝的放大器1010B亦縮減至電極1005的繞線。此降低IEM的成本以及雜訊拾取。
放大器1010期望的是可以具有小於1µV的輸入參考雜訊以及高於100百萬歐姆(10 6歐姆)的輸入阻抗。
圖11是描繪在根據某些實施例的一種利用入耳式監視器中的電極來評估頭戴式裝置或智慧型眼鏡的使用者的健康之方法1100中的步驟的流程圖。在某些實施例中，在方法1100中的步驟的至少一或多個可以藉由一處理器來加以執行，其執行在一使用者的身體部分(例如，頭、手臂、手腕、腳、腳踝、手指、腳趾、膝蓋、肩膀、胸部、背部、與類似者)上的智慧型眼鏡或其它可穿戴裝置的任一個中的一記憶體內所儲存的指令。在某些實施例中，在方法1100中的步驟的至少一或多個可以藉由執行在一記憶體中所儲存的指令的一處理器來加以執行，其中所述處理器或所述記憶體(參照處理器112、312、612及1012以及記憶體120及620)或是兩者是所述使用者的一行動裝置、一遠端的伺服器或是一資料庫的部分，透過一網路和彼此通訊地耦接(例如，客戶裝置110、伺服器130、以及網路150)。再者，所述行動裝置、所述智慧型眼鏡、以及所述可穿戴的裝置可以經由一無線通訊系統及協定(例如，通訊模組118、無線電、Wi-Fi、藍芽、近場通訊NFC、與類似者)來和彼此通訊地耦接。在某些實施例中，和本揭露內容一致的一種方法可包含來自方法1100的一或多個步驟用任意順序、同時、準同時、或是時間上重疊來加以執行。
步驟1102是包含從一第一電極接收來自一入耳式裝置的一使用者的一第一耳道內的一皮膚的一第一電子信號。在某些實施例中，步驟1102包含從一第二電極接收來自所述入耳式裝置的所述使用者的所述第一耳道內的皮膚的一第二電子信號、以及利用所述第二電子信號以從所述第一電子信號移除一干擾。在某些實施例中，步驟1102進一步包含從一第二電極接收來自所述入耳式裝置的所述使用者的一第二耳道內的皮膚的一第二電子信號、根據所述第一電子信號以及所述第二電子信號來識別一眼睛注視方向。在某些實施例中，步驟1102包含從所述入耳式裝置中的一外部的麥克風接收響應於一聲波刺激的一聲波信號，所述聲波刺激是關聯所述聲波信號與所述第一電子信號。在某些實施例中，步驟1102包含從一光學感測器接收一光學信號。
步驟1104包含利用所述第一電子信號來形成一波形。
步驟1106包含根據所述第一電子信號來識別所述使用者的一心臟活動或是一腦部活動中之一。在某些實施例中，步驟1106包含根據所述第一電子信號以及所述第二電子信號來識別一眼睛注視方向。在某些實施例中，步驟1106進一步包含根據所述腦部活動以及所述聲波刺激來評估對於所述聲波刺激的一使用者響應。在某些實施例中，步驟1106包含在所述波形上執行一頻譜分析以識別在一心電圖中的一p波、一QRS波群、以及一T波的波群。在某些實施例中，在步驟1106中識別心臟活動是包含關聯所述第一電子信號與所述光學信號。在某些實施例中，步驟1106進一步包含量測在一使用者的皮膚之內的一電性性質上的一改變、以及根據在所述電性性質上的變化來評估所述入耳式裝置在一使用者的耳朵之內的合適與否。 硬體概觀
圖12是描繪根據某些實施例的一範例的電腦系統1200的方塊圖，頭戴式裝置及其它客戶裝置110以及方法1100可以利用其來實施。在某些特點中，電腦系統1200可以利用硬體或是軟體及硬體的組合，而被實施在一專用的伺服器中、或是整合到另一實體中、或是被分散橫跨多個實體。電腦系統1200可包含一桌上型電腦、一膝上型電腦、一平板電腦、一平板手機、一智慧型手機、一功能型手機、一伺服器電腦、或者是其它。一伺服器電腦可以是遠端地位在一資料中心中、或是本地儲存的。
電腦系統1200包含一匯流排1208或是其它用於通訊資訊的通訊機構、以及和匯流排1208耦接以用於處理資訊的一處理器1202(例如，處理器112)。例如，所述電腦系統1200可以利用一或多個處理器1202來實施。處理器1202可以是一般用途的微處理器、一微控制器、一數位信號處理器(DSP)、一特殊應用積體電路(ASIC)、一現場可程式化的閘陣列(FPGA)、一可程式化的邏輯裝置(PLD)、一控制器、一狀態機、閘控邏輯、離散的硬體構件、或是任何其它可以執行資訊的計算或其它處理的適當的實體。
除了硬體以外，電腦系統1200可包含產生用於所論述的電腦程式的一執行環境的碼，例如是構成處理器韌體、一協定堆疊、一資料庫管理系統、一作業系統、或是它們的一或多個的組合的碼，其被儲存在一內含的記憶體1204(例如，記憶體120)中，例如是一隨機存取記憶體(RAM)、一快閃記憶體、一唯讀記憶體(ROM)、一可程式化的唯讀記憶體(PROM)、一可抹除的PROM(EPROM)、暫存器、一硬碟、一可移碟片、一CD-ROM、一DVD、或是任何其它適當的儲存裝置，其是和匯流排1208耦接以用於儲存資訊及指令以藉由處理器1202來執行。所述處理器1202以及所述記憶體1204可以輔以特殊用途的邏輯電路、或是被納入在特殊用途的邏輯電路中。
所述指令可被儲存在所述記憶體1204中，並且被實施在一或多個電腦程式產品中，例如是被編碼在一電腦可讀取的媒體上的一或多個模組的電腦程式指令，以用於藉由所述電腦系統1200執行、或是控制所述電腦系統1200的操作，並且根據任何具有此項技術中的技能者眾所週知的方法，其包含但不限於電腦語言，例如是資料導向的語言(例如，SQL、dBase)、系統語言(例如，C、Objective-C、C++、組合語言)、建築語言(例如，Java、.NET)、以及應用程式語言(例如，PHP、Ruby、Perl、Python)。指令亦可以用例如是陣列語言、切面導向的語言、組合語言、編輯語言、命令行介面語言、編譯的語言、並行語言、波形括號語言、資料流程語言、資料結構的語言、宣告式語言、深奧的語言、擴展語言、第四代語言、函數式語言、互動模式語言、解譯語言、迭代的語言、基於列表的語言、小語言、基於邏輯的語言、機器語言、巨集語言、元程式設計語言、多範式語言、數值分析、非基於英語的語言、物件導向的基於類別的語言、物件導向的基於原型的語言、越位規則的語言、程序式語言、反射式語言、基於規則的語言、腳本語言、基於堆疊的語言、同步語言、語法處理語言、視覺化語言、wirth語言、以及基於xml的語言的電腦語言來實施。記憶體1204亦可以在將藉由處理器1202執行的指令的執行期間，被使用於儲存臨時的變數或是其它中間的資訊。
如同在此論述的電腦程式並不一定對應於一檔案系統中的一檔案。一程式可被儲存在一檔案的一部分中，所述檔案保有其它程式或資料(例如，一或多個腳本被儲存在一標記式語言文件中)、在專用於所論述的程式的單一檔案中、或是在多個協調的檔案中(例如，儲存一或多個模組、子程式或是碼部分的檔案)。一電腦程式可被配置以在一電腦上或是在多個電腦上執行，所述多個電腦是位在一位置、或是被分散在橫跨多個位置並且藉由一通訊網路互連的。在此說明書中所述的程序及邏輯流程可以藉由一或多個可程式化的處理器來執行，其執行一或多個電腦程式以藉由在輸入資料上運算並且產生輸出來執行功能。
電腦系統1200進一步包含一例如是磁碟片或光碟的資料儲存裝置1206，其和匯流排1208耦接以用於儲存資訊及指令。電腦系統1200可以經由輸入/輸出模組1210來耦接至各種的裝置。輸入/輸出模組1210可以是任意的輸入/輸出模組。範例的輸入/輸出模組1210包含例如是USB埠的資料埠。所述輸入/輸出模組1210是被配置以連接至一通訊模組1212。範例的通訊模組1212包含連網的介面卡，例如是乙太網路卡及數據機。在某些特點中，輸入/輸出模組1210是被配置以連接至複數個裝置，例如一輸入裝置1214及/或一輸出裝置1216。範例的輸入裝置1214包含一鍵盤以及一指向裝置(例如，一滑鼠或是一軌跡球)，一消費者可以藉由其來提供輸入至所述電腦系統1200。其它種類的輸入裝置1214也可被利用以提供和一消費者的互動，例如一觸覺的輸入裝置、視覺的輸入裝置、音訊輸入裝置、或是人機介面裝置。例如，被提供給所述消費者的回授可以是任意形式的感覺的回授，例如是視覺的回授、聽覺的回授、或是觸覺的回授；並且來自所述消費者的輸入可以用任意形式來接收，其包含聲波、語音、觸覺、或是腦波輸入。範例的輸出裝置1216包含顯示裝置，例如是LCD(液晶顯示器)螢幕，以用於顯示資訊給所述消費者。
根據本揭露內容之一特點，頭戴式裝置及客戶裝置110可以至少部分利用一電腦系統1200，響應於處理器1202執行內含在記憶體1204中的一或多個序列的一或多個指令來實施。此種指令可以從例如是資料儲存裝置1206的另一機器可讀取的媒體被讀入記憶體1204。內含在主要記憶體1204中的序列的指令的執行是使得處理器1202執行在此所述的程序步驟。在一多重處理配置中的一或多個處理器亦可被採用以執行內含在主要記憶體1204中的序列的指令。在替代的特點中，硬佈線的電路可被用來取代或是結合軟體指令，以實施本揭露內容的各種特點。因此，本揭露內容的特點並不限於硬體電路及軟體的任何特定的組合。
在此說明書中所述的標的之各種特點可被實施在一計算系統中，其包含一例如是資料伺服器的後端構件、或是包含一例如是應用程式伺服器的中介軟體構件、或是包含一前端構件，例如是具有一圖形消費者介面或一網路瀏覽器的一客戶電腦，消費者可以透過其來和在此說明書中所述標的之實施方式互動、或是一或多個此種後端、中介軟體、或是前端構件的任意組合。所述系統的構件可以藉由任意形式或媒體的數位資料通訊(例如是通訊網路)來互連。所述通訊網路例如可包含LAN、WAN、網際網路、與類似者中的任一或多個。再者，所述通訊網路可包含但不限於例如以下的網路拓樸中的任一或多個，包含匯流排網路、星狀網路、環狀網路、網狀網路、星狀匯流排網路、樹狀或階層式網路、或類似者。所述通訊模組例如可以是數據機或乙太網路卡。
電腦系統1200可包含客戶及伺服器。客戶及伺服器大致是在彼此的遠端，並且通常透過一通訊網路來互動。客戶及伺服器的關係是藉由電腦程式在所述個別的電腦上執行，因而彼此具有一客戶-伺服器的關係而發生的。電腦系統1200例如且非限制地可以是桌上型電腦、膝上型電腦、或是平板電腦。電腦系統1200亦可以內嵌在另一裝置中，例如且非限制的是行動電話、PDA、行動音訊播放器、全球定位系統(GPS)接收器、電玩遊戲主機、及/或電視機上盒。
如同在此所用的術語“機器可讀取的儲存媒體”或是“電腦可讀取的媒體”是指參與提供指令至處理器1202以用於執行的任一或多個媒體。此種媒體可以具有許多形式，其包含但不限於非揮發性媒體、揮發性媒體、以及傳送媒體。非揮發性媒體例如包含光碟或是磁碟片，例如是資料儲存裝置1206。揮發性媒體包含動態記憶體，例如是記憶體1204。傳送媒體包含同軸電纜、銅導線、以及光纖，包含形成匯流排1208的導線。常見的機器可讀取的媒體的形式例如是包含軟碟片、軟性磁碟片、硬碟、磁帶、任何其它磁性的媒體、CD-ROM、DVD、任何其它光學媒體、打孔卡、紙帶、任何其它具有孔洞圖案的實體媒體、RAM、PROM、EPROM、快閃EPROM、任何其它記憶體晶片或卡匣、或是任何其它電腦可以讀取的媒體。所述機器可讀取的儲存媒體可以是機器可讀取的儲存裝置、機器可讀取的儲存基板、記憶體裝置、影響機器可讀取的傳播的信號的物質組成物、或是其中的一或多種的組合。
如同在此所用的，在一系列的項目後的措辭“中的至少一個”(其具有所述術語“及”或是“或”來分開所述項目的任一個)是整體修飾所述表列，而不是所述表列的每一個構件(例如，每一個項目)。所述措辭“中的至少一個”並不需要至少一項目的選擇；而是，所述措辭容許表示包含所述項目的任一個的至少一個、及/或所述項目的任意組合的至少一個、及/或所述項目的每一個的至少一個。例如，所述措辭“A、B及C中的至少一個”或是“A、B或C中的至少一個”分別是指只有A、只有B、或是只有C；A、B及C的任意組合；及/或A、B及C的每一個中的至少一個。
所述字詞“範例的”在此是被使用來表示“作為例子、實例、或是例證”。任何在此被敘述為“範例的”實施例並不一定被解釋為相對其它實施例較佳或有利的。例如一特點、所述特點、另一特點、某些特點、一或多個特點、一實施方式、所述實施方式、另一實施方式、某些實施方式、一或多個實施方式、一實施例、所述實施例、另一實施例、某些實施例、一或多個實施例、一配置、所述配置、另一配置、某些配置、一或多個配置、標的技術、所述揭露內容、本揭露內容、其之其它變化與類似者的措辭是為了便利性，因而並不意指有關此種措辭的揭露內容對於所述標的技術而言是重要的、或是此種揭露內容適用所述標的技術的所有配置。有關此種措辭的揭露內容可以適用所有的配置、或是一或多個配置。有關此種措辭的揭露內容可以適用一或多個例子。例如是一特點或某些特點的措辭可以是指一或多個特點並且反之亦然，而且此類似地適用於其它先前的措辭。
除非有明確地陳述，否則以單數對於一元件的參照並不欲表示“一個而且只有一個”，而是表示“一或多個”。男性代名詞(例如，他的)是包含女性及中性的性別(例如，她的以及它的)，並且反之亦然。所述術語“某些”是指一或多個。加底線及/或斜體的標題及子標題只是為了便利而被使用，並非限制所述標的技術，並且不是指與所述標的技術的說明的解釋有關的。例如是第一及第二與類似者的關係術語可被用來區別一實體或動作與另一實體或動作，而無一定需要或暗指在此種實體或動作之間的任何實際的此種關係或順序。在此整個揭露內容所述的各種配置的元件的所有已知或是之後為所述技術中具有通常技能者已知的結構及功能的等同物都是明確地被納入在此作為參考，並且打算由所述標的技術所涵蓋。再者，在此揭露的都並不打算是貢獻給社會大眾的，不論此種揭露內容是否明確地在以上的說明中闡述。請求項元件都不欲根據第35號美國法典第112條第六段的規定來解釋，除非所述元件是明確利用所述措辭“用於…的手段”來闡述、或是在一方法請求項的情形中，所述元件是利用所述措辭“用於…的步驟”來闡述。
儘管此說明書包含許多細節，但是這些不應該被解釋為在可能被描述的範疇上的限制，但是作為所述標的之特定實施方式的說明。在此說明書中，在個別的實施例的上下文中描述的某些特點亦可以組合地被實施在單一實施例中。相反地，在單一實施例的上下文中描述的各種特點亦可以在多個實施例中個別地或是用任何適當的次組合來實施。再者，儘管特點可能在以上被描述為以某種組合來作動，並且甚至最初被敘述為此，但是來自一所述組合的一或多個特點在某些情形中可以從所述組合刪除，因而所述組合可以是針對於一次組合、或是一次組合的變化。
此說明書之標的已經就特定的特點來敘述，但是其它特點可被實施並且是在以下的請求項的範疇之內。例如，儘管在圖式中的操作是以一特定的順序來描繪，但此不應該被理解為需要此種操作以所示的特定順序或是按照順序來執行、或是所有描繪的操作都被執行，以達成所期望的結果。在所述請求項中闡述的動作可以用一不同的順序來執行，並且仍然達成所期望的結果。舉例而言，在所附的圖式中描繪的方法並不一定需要所示的特定的順序或是依序的順序，以達成所期望的結果。在某些情況中，多工作業以及平行處理可能是有利的。再者，在上述的特點中的各種系統構件的分開不應該被理解為在所有的特點中都需要此種分開，因而應瞭解的是所述程式構件及系統一般可以一起被整合在單一軟體產品中、或是被封裝成多個軟體產品。
所述名稱、背景、圖式簡單說明、摘要以及圖式是藉此被納入本揭露內容，並且是被提供作為本揭露內容的舉例說明的例子，而非限制性的說明。所主張的是理解到它們將不會被用來限制所述請求項的範疇或意義。此外，在所述詳細說明中，可看出的是所述說明提供舉例說明的例子，並且所述各種特點在各種的實施方式中為了使本揭露內容流暢之目的而被分組在一起。揭露內容的方法並不欲被解釋為反映所述標的需要比明確在每一個請求項中所闡述的更多特點的意圖。而是，如同所述請求項反映的，發明的標的是在於少於單一所揭露的配置或操作的所有特點。所述請求項是藉此納入所述詳細說明中，其中每一個請求項是獨立為一個別敘述的標的。
所述請求項並不欲受限於在此所述的特點，而是欲被授予和所述語言的請求項一致的完整範疇，並且欲涵蓋所有合法的等同物。然而，並無請求項是欲包含無法滿足可適用的專利法規的要求的標的，它們也不應該以此種方式被解釋。
10:架構 100:入耳式監視器(IEM) 101:使用者 103、103-1、103-2、103-3:資料組 110:客戶裝置 110-1:AR頭戴式裝置 110-2:行動裝置 112:處理器電路 118:通訊模組 120:記憶體電路 130:遠端的伺服器 150:網路 152:資料庫 161:耳道 170:耳朵 200:擴增實境生態系統 201:使用者 205:可穿戴的裝置及感測器 205-1:耳朵內的可穿戴的裝置 205-2:手腕的可穿戴的裝置 205-3:胸部的可穿戴的裝置 205-4:智慧型眼鏡感測器 210:血壓計 220:信號 220-1:光學信號 220-2:信號 220-3、220-4:分散的信號 230:資料採集模組(DAQ) 240:電腦 300、300A、300B、300C、300D:入耳式監視器(IEM) 301-1:前端 301-2:後端 305:電極 311fb:回授級 311ff:前饋級 312:處理器 321:發射器 323:偵測器 324:揚聲器 325:麥克風 325-1:聲波感測器/內部的麥克風 325-2:聲波感測器/外部的麥克風 327:運動感測器 329:溫度感測器 330:數位至類比及/或類比至數位轉換器(DAC/ADC) 340:入耳式固定裝置 341:密封墊圈 342:均壓(PEQ)管/撓性印刷電路板(FPCB) 343:應變釋放件 344:聲阻網 345:向下纜線 361:耳道 362:耳膜 400:IEM 405、405A、405B、405C、405D、405E、405F、405G、405H:電極 415、415B、415C、415D、415E、415F、415G、415H:電極陣列 440:入耳式固定裝置 501:IEM 502:大腦皮層 504:顱骨 505、505L、505R:電極 506:角質層 510、510L、510R:EOG波形 515:差動放大器 520、520-1、520-2:差動EOG信號 600:圖表 601:時間 602a:電壓 602b:每分鐘心跳數 605-3:面對世界的電極 605-6:電極 610:ECG波形 612:處理器 615:心率變異性(HRV)波形 620:記憶體 624:揚聲器 625-1:內部的麥克風 625-2:外部的麥克風 661:耳道 662:耳膜 700:入耳式裝置 700:IEM 702:手臂 704:心臟 710:姿勢 711:電性迴路 800:圖表 801:時間 802:p波 802a:信號值 802b:頻率 803:色度 804:QRS波群 806:T波 810:入耳的ECG波形 820:頻譜分解 900:聽覺臨界值估計 901:調變頻率 902:振幅 910A:ASSR頻譜 910B:穩態視覺誘發電位(SSVEP) 915:波峰 925:第一諧波 942:耳朵頻譜 942a、942b:入耳的頻譜 944、944a、944b:乳突骨頻譜 946、946a、946b:頭皮頻譜 1000:方塊圖 1005、1005-1、1005-2:電極 1010:放大器 1010A:儀表放大器(IA) 1010B:緩衝的放大器 1012:後端處理器 1020:並聯阻抗耦接 1100:方法 1102:步驟 1104:步驟 1106:步驟 1200:電腦系統 1202:處理器 1204:記憶體 1206:資料儲存 1208:匯流排 1210:輸入/輸出模組 1212:通訊模組 1214:裝置 1216:裝置
[圖1]描繪根據某些實施例的在被配置以評估使用者的健康的一架構中的一AR頭戴式裝置以及一入耳式監視(IEM)。
[圖2]描繪根據某些實施例的一擴增實境生態系統，其包含在耳朵內以及手腕的可穿戴的裝置以評估一使用者的健康。
[圖3A]至[圖3D]描繪根據某些實施例的一入耳式監視器(IEM)的不同的實施例。
[圖4A]至[圖4H]描繪根據某些實施例的橫跨一入耳式裝置而被設置的多個電極，以用於腦電圖(EEG)、心電圖(ECG)、皮膚電活動(EDA)、以及眼電圖(EOG)感測。
[圖5A]至[圖5B]描繪根據某些實施例的利用一入耳式裝置或IEM的用於注視估計的EOG波形。
[圖6]描繪根據某些實施例的利用一IEM量測的一ECG波形。
[圖7]描繪根據某些實施例的用於來自一IEM裝置的一隨選的ECG捕捉系統的一姿勢。
[圖8]描繪根據某些實施例的一入耳的ECG波形以及其頻譜分解。
[圖9]描繪根據某些實施例的利用一IEM的一聽覺臨界值估計。
[圖10]描繪根據某些實施例的利用一儀表放大器(IA)以及一主動電極(AE)的一習知的EEG讀出的方塊圖。
[圖11]描繪根據某些實施例的在一種利用在一入耳式監視器中的電極以用於評估一頭戴式裝置或智慧型眼鏡的一使用者的健康之方法1100中的步驟的流程圖。
[圖12]描繪根據某些實施例的一範例的電腦系統的方塊圖，其中頭戴式裝置及其它客戶裝置、以及圖11中的所述方法是利用其來實施的。
在圖式中，除非另有明確地陳述，否則具有相同或類似的元件符號的元件具有相同或類似的特點及屬性。
10:架構
100:入耳式監視器(IEM)
101:使用者
103-1、103-2、103-3:資料組
110-1:AR頭戴式裝置
110-2:行動裝置
112:處理器電路
118:通訊模組
120:記憶體電路
130:遠端的伺服器
150:網路
152:資料庫
161:耳道
170:耳朵

Claims (20)

  1. 一種裝置，其包括： 入耳式固定裝置，其被配置以裝入使用者的耳道內； 第一電極，其安裝在所述入耳式固定裝置上並且被配置以從所述使用者的所述耳道內的皮膚接收第一電子信號； 內部的麥克風，其耦合以接收透過所述使用者的所述耳道傳播的內部的聲波信號； 外部的麥克風，其耦合以接收透過所述使用者的環境傳播的外部的聲波信號；以及 處理器，其耦接至擴增實境頭戴式裝置，所述處理器被配置以根據所述第一電子信號、所述內部的聲波信號、以及所述外部的聲波信號中的至少一個來識別所述使用者的心血管的狀況或神經的狀況。
  2. 如請求項1之裝置，其進一步包含安裝在所述入耳式固定裝置的外側上的第二電極，所述第二電極被配置以在所述使用者藉由利用手指來接觸所述第二電極以閉合身體的迴路時接收信號。
  3. 如請求項1之裝置，其中所述第一電極是接觸電極，其被配置以從所述使用者的所述耳道內的所述皮膚發送電流。
  4. 如請求項1之裝置，其進一步包含至少一安裝在所述入耳式固定裝置上的第二電極，所述第二電極被配置以從所述使用者的所述耳道內的所述皮膚接收第二電子信號。
  5. 如請求項1之裝置，其中所述處理器被配置以在所述第一電子信號的品質高於預選的臨界值時選擇所述第一電子信號。
  6. 如請求項1之裝置，其進一步包含被配置以從所述使用者的所述耳道內的所述皮膚接收第二電子信號的第二電極，並且所述處理器被配置以利用所述第二電子信號降低來自所述第一電子信號的雜訊背景。
  7. 如請求項1之裝置，其中所述第一電極包含多個針，其增加與所述使用者的所述耳道內的所述皮膚的表面接觸、降低電阻率、以及將所述第一電極固定至所述使用者的所述耳道內的所述皮膚，且其中所述多個針由包含在所述多個針之間的彈性體材料的結構來加以支承，所述彈性體材料包含具有非常低的模數之可壓縮的材料並且能夠拉伸在所述多個針之間。
  8. 如請求項1之裝置，其中所述第一電極被金層、銀層、氯化銀層、或其之組合中的至少一個所塗覆。
  9. 如請求項1之裝置，其中所述處理器被配置以同步化具有所述第一電子信號的波形與具有來自所述使用者的相對耳朵的第二電子信號的波形，並且根據在所述第一電子信號與所述第二電子信號之間的比較來判斷注視方向。
  10. 如請求項1之裝置，其中所述處理器被配置以從所述第一電子信號來判斷所述使用者的心率。
  11. 如請求項1之裝置，其中所述處理器被配置以從對應於所述外部的麥克風中接收到的聲波刺激的所述第一電子信號來判斷腦部活動。
  12. 如請求項1之裝置，其進一步包含在第二入耳式固定裝置中的第二電極，並且所述第二電極被配置以從所述使用者的第二耳道內的所述皮膚接收第二電子信號；以及儀表放大器，其具有耦接至所述第一電極以及所述第二電極的並聯阻抗，並且被配置以放大在所述第一電子信號與所述第二電子信號之間的差異信號並且提供所述差異信號至所述處理器。
  13. 如請求項1之裝置，其進一步包含緩衝的放大器，所述放大器耦接至所述第一電極並且被配置以提供放大的第一電子信號至所述處理器。
  14. 如請求項1之裝置，其進一步包含被配置以提供光學信號至所述處理器的光學感測器，其中所述處理器被配置以根據所述第一電子信號以及所述光學信號來識別所述使用者的心血管的狀況。
  15. 一種電腦實施的方法，其包括： 從第一電極接收來自入耳式裝置的使用者的第一耳道內的皮膚的第一電子信號， 利用所述第一電子信號來形成波形；以及 根據所述第一電子信號來識別所述使用者的心臟活動或腦部活動中之一。
  16. 如請求項15之電腦實施的方法，其進一步包含從第二電極接收來自所述入耳式裝置的所述使用者的所述第一耳道內的所述皮膚的第二電子信號、以及利用所述第二電子信號從所述第一電子信號中移除干擾。
  17. 如請求項15之電腦實施的方法，其進一步包含從第二電極接收來自所述入耳式裝置的所述使用者的第二耳道內的皮膚的第二電子信號、以及根據所述第一電子信號以及所述第二電子信號來識別眼睛注視方向。
  18. 如請求項15之電腦實施的方法，其進一步包含從所述入耳式裝置中的外部的麥克風接收響應於聲波刺激的聲波信號；關聯所述聲波信號與所述第一電子信號；以及根據所述腦部活動以及所述聲波刺激來評估對於所述聲波刺激的使用者響應。
  19. 如請求項15之電腦實施的方法，其中識別所述使用者的所述心臟活動進一步包含在所述波形上執行頻譜分析，以在心電圖中識別p波、QRS波群、以及T波的波群。
  20. 如請求項15之電腦實施的方法，其進一步包含量測在所述使用者的所述皮膚之內的電性性質上的改變、以及根據在所述電性性質上的所述改變來評估所述入耳式裝置在所述使用者的耳朵之內的合適度。
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US63/356,877 2022-06-29
US63/356,883 2022-06-29
US63/356,864 2022-06-29
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