本發(fā)明涉及可穿戴裝置的領(lǐng)域，且特定來說，涉及用于可穿戴裝置的離體檢測。
背景技術(shù)：
消費者對個人健康的關(guān)注引起在市場上提供各種個人健康監(jiān)測裝置。直到最近，此類裝置的使用還趨向于較為復(fù)雜且通常設(shè)計成結(jié)合一種活動而使用，例如自行車旅行計算機。
傳感器、電子器件及電源微型化的進步允許個人健康監(jiān)測裝置(本文中又稱為“生物跟蹤”、“生物監(jiān)測”或簡稱為“可穿戴式”裝置)的尺寸以先前不切實際的極小尺寸提供。這些裝置的應(yīng)用數(shù)目隨著可穿戴裝置的處理能力及組件微型化的改進而增加。
此外，可使用可穿戴裝置來(例如，經(jīng)由生物輸入或密碼)認(rèn)證用戶，以授權(quán)裝置的用戶執(zhí)行某些任務(wù)。此類任務(wù)可包含移動支付、無鑰匙進入等，其可在用戶已經(jīng)利用可穿戴裝置進行認(rèn)證時執(zhí)行但不會在已從可穿戴裝置對用戶解除認(rèn)證時執(zhí)行。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的系統(tǒng)、方法和裝置各自具有若干創(chuàng)新方面，其單一者并不單獨負(fù)責(zé)本文中所揭示的所要屬性。
一方面，提供了一種操作可穿戴裝置的方法，所述穿戴式裝置包括具有電容式傳感器的一或多個生物計量傳感器。所述方法可涉及：基于所述電容式傳感器的輸出來測量指示所述可穿戴裝置與用戶的接近度的電容值；及檢測所述電容值在經(jīng)定義時間間隔內(nèi)的變化，所述變化大于或等于指示所述可穿戴裝置未接近所述用戶的皮膚的閾值變化。所述方法可進一步涉及：響應(yīng)于檢測到所述電容值在所述經(jīng)定義時間間隔內(nèi)的所述變化大于或等于所述閾值變化而確定已從所述用戶移除所述可穿戴裝置；及響應(yīng)于確定已從所述用戶移除所述可穿戴裝置而從所述可穿戴裝置對所述用戶解除認(rèn)證。
另一方面，提供了一種操作可穿戴裝置的方法，所述可穿戴裝置包括包含光學(xué)傳感器及電容式傳感器的一或多個生物計量傳感器。所述方法可涉及：檢測所述光學(xué)傳感器的輸出信號下降到或低于指示所述可穿戴裝置未接近所述用戶的皮膚的光學(xué)閾值；基于所述電容式傳感器的輸出來測量指示所述可穿戴裝置與所述用戶的接近度的電容值；及檢測大于或等于指示所述可穿戴裝置未接近所述用戶的皮膚的閾值變化的所述電容值在經(jīng)定義時間間隔內(nèi)的變化。所述方法可進一步涉及：響應(yīng)于以下至少一者而確定已從所述用戶移除所述可穿戴裝置：(i)檢測到所述光學(xué)傳感器的所述輸出信號已下降到或低于所述光學(xué)閾值；及(ii)檢測到所述電容值在所述經(jīng)定義時間間隔內(nèi)的所述變化大于或等于所述閾值變化；及響應(yīng)于確定已從所述用戶移除所述可穿戴裝置而從所述可穿戴裝置對所述用戶解除認(rèn)證。
在又一方面中，提供了一種可穿戴裝置，其包含：電容式傳感器，所述電容式傳感器經(jīng)配置以測量指示所述可穿戴裝置與用戶的接近度的電容值。所述可穿戴裝置可進一步包含：至少一個處理器；及存儲器，其存儲用于控制所述至少一個處理器進行以下操作的計算機可執(zhí)行指令：檢測所述電容值在經(jīng)定義時間間隔內(nèi)的變化大于或等于指示所述可穿戴裝置未接近所述用戶的皮膚的閾值變化；響應(yīng)于檢測到所述電容值在所述經(jīng)定義時間間隔內(nèi)的所述變化大于或等于所述閾值變化而確定已從所述用戶移除所述可穿戴裝置；及響應(yīng)于確定已從所述用戶移除所述可穿戴裝置而從所述可穿戴裝置對所述用戶解除認(rèn)證。
在再一方面中，提供了一種可穿戴裝置，其包含：光學(xué)傳感器，其經(jīng)配置以監(jiān)測用戶的至少一個生物計量數(shù)據(jù)；及電容式傳感器，其經(jīng)配置以測量指示所述可穿戴裝置與用戶的接近度的電容值。所述可穿戴裝置可進一步包含：至少一個處理器；及存儲器，其用于存儲控制所述至少一個處理器進行操作的計算機可執(zhí)行指令：檢測所述光學(xué)傳感器的輸出信號下降到或低于指示所述可穿戴裝置未接近所述用戶的皮膚的光學(xué)閾值；檢測所述電容值在經(jīng)定義時間間隔內(nèi)的變化大于或等于指示所述可穿戴裝置未接近所述用戶的皮膚的閾值變化；響應(yīng)于以下至少一者而確定已從所述用戶移除所述可穿戴裝置：(i)檢測到所述光學(xué)傳感器的所述輸出信號已下降到或低于所述光學(xué)閾值；及(ii)檢測到所述電容值在所述經(jīng)定義時間間隔內(nèi)的所述變化大于或等于所述閾值變化；及響應(yīng)于確定已從所述用戶移除所述可穿戴裝置而從所述可穿戴裝置對所述用戶解除認(rèn)證。
附圖說明
圖1a是說明根據(jù)本發(fā)明的方面的實例可穿戴裝置的某些組件的框圖。
圖1b是說明根據(jù)本發(fā)明的方面的可與可穿戴裝置的處理器通信的實例生物計量傳感器的框圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的方面的腕戴式可穿戴裝置的實例。
圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的方面的腕戴式可穿戴裝置的另一實例的透視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的方面的包含電容式傳感器的可穿戴裝置的橫截面圖。
圖5是說明根據(jù)本發(fā)明的方面的包含電容式傳感器的可穿戴裝置的實例特征的框圖。
圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的方面的包含電容式傳感器的可穿戴裝置的另一實例特征的框圖。
圖7a及7b是根據(jù)本發(fā)明的方面的說明由電容式傳感器測量的電容的實例的曲線圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的方面的包含光學(xué)傳感器的實例可穿戴裝置的橫截面圖。
圖9a及9b是根據(jù)本發(fā)明的方面的用于光電容積描記(ppg)傳感器的電路的實例示意圖。
圖10是說明根據(jù)本發(fā)明的方面的用于離體檢測的實例方法的流程圖。
圖11是說明根據(jù)本發(fā)明的方面的用于離體檢測的另一實例方法的流程圖。
圖12是說明根據(jù)本發(fā)明的方面的用于離體檢測的又一實例方法的流程圖。
具體實施方式
從用戶移除可穿戴裝置的檢測(在可穿戴裝置穿戴在在腕的情況中，可稱為“離腕檢測”)可由可穿戴裝置的處理器使用作為某些處理例程的輸入。雖然可在整個發(fā)明中使用術(shù)語“離腕檢測”，但是本文中描述的實施例通?？蛇m用于從用戶的身體的任何位置移除可穿戴裝置的檢測。因此，本發(fā)明同樣可適用于從例如用戶的腳踝、手臂及/或腿移除可穿戴裝置。術(shù)語“離腕檢測”可與術(shù)語“離體檢測”互換使用，且還應(yīng)被理解為可適用于從用戶身上的其它位置移除可穿戴裝置的檢測。
響應(yīng)于離腕檢測而執(zhí)行的一個實例處理例程是對可穿戴裝置解除授權(quán)以使其不能執(zhí)行需要授權(quán)的某些任務(wù)。如上文所討論，可穿戴裝置可由用戶授權(quán)以用作用于移動支付的支付裝置。例如，可穿戴裝置可包含近場通信(nfc)芯片，其可存儲用戶的信用卡、借記卡及/或銀行賬戶信息。在授權(quán)時，用戶可通過例如將可穿戴裝置移動到緊鄰nfc閱讀器來掃描nfc芯片來進行支付。在此背景中，仍然需要確保當(dāng)可穿戴裝置不再被用戶穿戴時對用戶解除授權(quán)以使其不能執(zhí)行例如移動支付的任務(wù)以防止未授權(quán)方執(zhí)行此類任務(wù)。
因為可穿戴裝置可與用戶的金融信息捆綁，所以希望確?？纱┐餮b置不能由與其無關(guān)或未被授權(quán)使用所存儲的金融信息的個人用于移動支付。這可通過對裝置解除授權(quán)來完成，由此防止裝置用于移動支付。對可穿戴裝置解除授權(quán)的一種方法是在進行離體檢測時(例如，當(dāng)用戶從他的/她的身體(例如，手腕)移除可穿戴裝置時)對所述裝置解除授權(quán)。換句話來說，如果可穿戴裝置的處理器確定已從用戶移除可穿戴裝置，那么可對用戶解除認(rèn)證以防其使用可穿戴裝置來進行移動支付。
進行離腕檢測的當(dāng)前方法無法提供處置敏感數(shù)據(jù)(例如，用于移動支付的信息的類型)所需的安全級別。例如，某些離腕檢測技術(shù)從自用戶的手腕移除可穿戴裝置直到可穿戴裝置確認(rèn)離腕事件為止可能具有延遲。在此延遲期間，小偷或未授權(quán)用戶可在裝置檢測到離腕事件之前將可穿戴裝置附接到他的/她的手腕，由此使可穿戴裝置經(jīng)授權(quán)由小偷進行移動支付。本發(fā)明的一個方面提供了用于確保可足夠快速檢測及/或確認(rèn)離腕事件以防止未授權(quán)移動支付的技術(shù)。
雖然離腕檢測的上述描述涉及移動支付，但是本發(fā)明不限于此。離腕檢測的其它應(yīng)用可包含確定例如心率、皮膚電響應(yīng)、體溫等經(jīng)測量生物計量信號的準(zhǔn)確度或置信度水平。準(zhǔn)確度或置信度水平接著可用于在分析經(jīng)測量生物計量信號時排除某些生物計量信號測量，由此提高分析的準(zhǔn)確度及相關(guān)度。因此，如果確定可穿戴裝置離腕，那么可忽略或丟棄離腕檢測之后測量的生物計量信號，或可以其它方式將此類信號的準(zhǔn)確度或置信度水平標(biāo)記為有疑問的?？纱嬖谠S多其它離腕檢測應(yīng)用，其可結(jié)合本發(fā)明來實施，所述應(yīng)用例如(例如)無鑰匙進入、電子簽名(e-簽名)、登錄到計算機中等，如下文進一步詳細(xì)所述。
可穿戴裝置概述
圖1a是說明根據(jù)本發(fā)明的方面的實例可穿戴裝置的框圖。可穿戴裝置10可包含處理器120、存儲器130、無線收發(fā)器140及一或多個生物計量傳感器160?？纱┐餮b置10還可任選地包含用戶接口110及一或多個環(huán)境傳感器150。無線收發(fā)器140可經(jīng)配置以例如直接地或在無線接入點(未說明)的范圍中時與客戶端裝置20及/或服務(wù)器22無線地通信。存儲器130、無線收發(fā)器140、一或多個生物計量傳感器160、用戶接口110及/或一或多個環(huán)境傳感器150中的每一者可與處理器120進行電通信。在一些實施例中，無線收發(fā)器140可包含用于與nfc閱讀器通信的nfc芯片(其可與無線收發(fā)器140的剩余無線電路分開定位)。nfc芯片可為供電式或無源裝置。當(dāng)nfc芯片是供電式裝置時，處理器120可關(guān)斷nfc芯片以禁用nfc芯片的無線通信功能性。在某些實施例中，nfc芯片可存儲用于執(zhí)行移動支付/交易的信息(例如，信用卡、借記卡及/或銀行賬戶信息)。
存儲器130可存儲用于致使處理器120執(zhí)行某些動作的指令。例如，處理器120可經(jīng)配置以基于存儲在存儲器130中的指令檢測離體事件。處理器可從生物計量傳感器160及/或一或多個環(huán)境傳感器150中的一或多者接收輸入以確定是否已從用戶移除可穿戴裝置10。在一些實施例中，生物計量傳感器160可包含電容式傳感器、光學(xué)傳感器(例如，光電容積描記(ppg)傳感器)、加速度計及/或其它生物計量傳感器中的一或多者。下文(例如，結(jié)合圖1b)更詳細(xì)地描述關(guān)于此類生物計量傳感器的進一步信息。
可穿戴裝置10可從一或多個生物計量傳感器160、一或多個環(huán)境傳感器150及/或外部裝置收集一或多種類型的生理及/或環(huán)境數(shù)據(jù)，且將此信息傳送或中繼到其它裝置(例如，客戶端裝置20及/或服務(wù)器22)，從而允許例如使用網(wǎng)絡(luò)瀏覽器或基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序查看所收集的數(shù)據(jù)。例如，在被用戶穿戴時，可穿戴裝置10可經(jīng)由使用一或多個生物計量傳感器160計算并存儲用戶的步數(shù)來執(zhí)行生物計量監(jiān)測?？纱┐餮b置10可將表示用戶的步數(shù)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)服務(wù)(例如，www.fitbit.com)上的賬戶、計算機、移動電話及/或衛(wèi)生站，其中可由用戶存儲、處理及/或可視化所述數(shù)據(jù)。除用戶的步數(shù)外或取代用戶的步數(shù)，可穿戴裝置10還可測量或計算其它生理指標(biāo)。此(此類)生理指標(biāo)可包含(但不限于)：能量消耗，例如卡洛里燃燒；上樓及/或下樓層數(shù)；心率；心跳波形；心率變異性；心率恢復(fù)；位置及/或前進方向(例如，經(jīng)由全球定位系統(tǒng)(gps)、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(glonass)或類似系統(tǒng)；海拔)；走動速度及/或行駛距離；游泳圈數(shù)；游泳姿勢類型及所檢測圈數(shù)；自行車騎行距離及/或速度；血壓；血糖；皮膚導(dǎo)電率；皮膚及/或體溫；經(jīng)由肌電圖測量的肌肉狀態(tài)；如由腦電圖測量的大腦活動；體重；體脂肪；熱量攝??；從食物中攝取的營養(yǎng)；藥物服用；睡眠時段(例如，時鐘時間、睡眠階段、睡眠質(zhì)量及/或持續(xù)時間)；ph水平；水合程度；呼吸速率；及/或其它生理指標(biāo)。
可穿戴裝置10還可(例如，利用一或多個環(huán)境傳感器150)測量或計算與用戶周圍的環(huán)境有關(guān)的指標(biāo)，例如(例如)生物計量壓力、天氣狀況(例如，溫度、濕度、花粉計數(shù)、空氣質(zhì)量、雨/雪狀況、風(fēng)速)、曝光(例如，環(huán)境光、uv曝光、在黑夜中花費的時間及/或持續(xù)時間)、噪聲暴露、輻射暴露及/或磁場。此外，可穿戴裝置10(及/或客戶端裝置20及/或服務(wù)器22)可從生物計量傳感器160及/或環(huán)境傳感器150收集數(shù)據(jù)，且可計算從此數(shù)據(jù)導(dǎo)出的指標(biāo)。例如，可穿戴裝置10(及/或客戶端裝置20及/或服務(wù)器22)可基于心率變異性、皮膚導(dǎo)電率、噪聲污染及/或睡眠質(zhì)量的組合來計算用戶的壓力或放松程度。在另一實例中，可穿戴裝置10(及/或客戶端裝置20及/或服務(wù)器22)可基于與藥物服用、睡眠及/或活動有關(guān)的數(shù)據(jù)的組合來確定醫(yī)療介入(例如，藥物)的效力。在又一實例中，可穿戴裝置10(及/或客戶端裝置20及/或服務(wù)器22)可基于與花粉水平、藥物服用、睡眠及/或活動有關(guān)的數(shù)據(jù)的組合來確定抗過敏藥物的效力。這些實例僅是為了說明而提供且不旨在有所限制或詳盡性。
圖1b是說明根據(jù)本發(fā)明的方面的可與可穿戴裝置的處理器通信的許多實例生物計量傳感器的框圖。例如，在圖1b的實施例中，可穿戴裝置10可包含可用于檢測離體事件的電容式傳感器300?？纱┐餮b置10可進一步包含光學(xué)傳感器500(例如，ppg傳感器)，且可任選地包含加速度計162及/或其它生物計量傳感器164。圖1b中說明的生物計量傳感器中的每一者與處理器120進行電通信以允許處理器120確定是否已從用戶移除可穿戴裝置10。處理器120可使用從電容式傳感器300、光學(xué)傳感器500、加速度計162及/或其它生物計量傳感器164的任何組合接收的輸入來檢測離體事件。在一些實施例中，電容式傳感器300、光學(xué)傳感器500、加速度計162及/或其它生物計量傳感器164可對應(yīng)于圖1a中說明的生物計量傳感器160。
根據(jù)本文中描述的實施例及實施方案的可穿戴裝置10可具有適用于耦合到(例如，固定到、穿戴、佩帶等)用戶的身體或衣物的形狀及/或大小。圖2展示根據(jù)本發(fā)明的方面的腕戴式可穿戴裝置202的實例。腕戴式可穿戴裝置202可具有顯示器205、按鈕204、電子器件封裝(未說明)及/或附接帶206。附接帶206可通過使用鉤及環(huán)(例如，維可牢(velcro))、扣子及/或具有其形狀記憶的帶(例如，通過使用彈簧金屬帶)固定到用戶。
圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的方面的腕戴式可穿戴裝置的另一實例的透視圖。圖3的腕戴式可穿戴裝置202'可包含按鈕204'、附接帶206'、緊固件208(例如，鉤及環(huán)、扣子或帶形狀記憶)、裝置外殼210、傳感器突出部212及/或充電/配接凹口214(例如，用于與充電器或與纜線的數(shù)據(jù)傳送接口等配接)。與圖2的腕戴式可穿戴裝置202相對照，在圖3中，腕戴式可穿戴裝置202'包含傳感器突出部212及凹口214用于與充電器及/或數(shù)據(jù)傳輸纜線配接。圖3還說明裝置外殼210，其可容置腕戴式可穿戴裝置202'的內(nèi)部構(gòu)件，例如(舉例來說)處理器120、電容式傳感器300、光學(xué)傳感器500及/或加速度計162。光學(xué)傳感器500可容置在傳感器突出部212正下方。下文結(jié)合圖4到9b進一步詳細(xì)地描述電容式傳感器300及光學(xué)傳感器500中的每一者。
根據(jù)本發(fā)明的離體檢測的某些實施方案采用電容式傳感器300來檢測離腕事件。電容式傳感器在例如平板計算機及智能電話的電容式觸摸屏及射頻(rf)功率調(diào)制的應(yīng)用中利用。然而，在可穿戴裝置10(例如，智能手表及活動跟蹤器)的背景中，可需要可用于檢測人體的電容式傳感器來檢測遠小于電容式傳感器的其它應(yīng)用中的電容變化。除需要在電容式傳感器300內(nèi)集成到可穿戴裝置10的主體中的感測電極的大小外，可穿戴裝置10的制造及美學(xué)考慮可限制當(dāng)穿戴可穿戴裝置10時電容式傳感器300的內(nèi)部感測電極關(guān)于人體可定位成的接近程度。特別是在用戶正在進行鍛煉時，可穿戴裝置10還可經(jīng)歷大量運動。這可引入變異性到電容式離體檢測中，因為此運動可在電容式傳感器輸出中產(chǎn)生大的瞬變(參見，例如圖7a及7b以及下文相關(guān)描述)。這些瞬變的量值可接近從身體取走裝置的正常信號偏轉(zhuǎn)，且因此電容式傳感器輸出中的運動引發(fā)的噪聲可能會被錯誤地確定或解譯為離體事件。本發(fā)明的某些方面可解決此變異性，所述方面包含算法(參見，例如圖10及相關(guān)描述)及來自光學(xué)傳感器(例如，光學(xué)傳感器500)的信息以利用額外信息擴增離體檢測，且由此提高可穿戴裝置10的在體/離體檢測的準(zhǔn)確度。
電容式傳感器
圖4是根據(jù)本發(fā)明的方面的包含光學(xué)傳感器的實例可穿戴裝置的部分的橫截面圖。如圖4中所示，電容式傳感器300可容置在裝置外殼210內(nèi)。裝置外殼210還可在本文中稱為裝置外部或裝置主體。電容式傳感器300可包含電容式傳感器電極310、任選有源屏蔽罩320及接地平面330。當(dāng)用戶穿戴可穿戴裝置10時，裝置外部210可放置成鄰近于用戶的皮膚350。
圖5是說明根據(jù)本發(fā)明的方面的包含電容式傳感器的另一實例可穿戴裝置的某些組件的框圖。參考圖5，電容式傳感器300可包含電容式傳感器電極310、電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器(cdc)315、任選有源屏蔽罩320、任選電流源325及接地平面330。雖然電容式傳感器300為了方便起見可稱為包含電容式傳感器電極310、cdc315、有源屏蔽罩320、接地平面330等中的每一者，但是本發(fā)明不限于此。例如，有源屏蔽罩320、電流源325及接地平面330可被視為與電容式傳感器300分離的元件，或可從可穿戴裝置10完全省略。
圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的方面的包含電容式傳感器的又一實例可穿戴裝置的某些組件的框圖。參考圖6，電容式傳感器300可包含電容式傳感器電極310、cdc315及任選電容式傳感器驅(qū)動器340。cdc315可驅(qū)動電容式傳感器電極310且從電容式傳感器電極310接收輸出信號。cdc315可向處理器120輸出表示由電容式傳感器電極310測量的電容的數(shù)字信號。雖然圖4到6說明電容式傳感器的許多不同組件及配置，但是所說明的組件的任何組合可包含在電容式傳感器300的其它實施方案中。
參考圖4，裝置外部210可插置在用戶的皮膚350與電容式傳感器300之間。因此，電容式傳感器300可經(jīng)由裝置外部210保護而不受外部環(huán)境影響。電容式傳感器板或電極310可定位成鄰近于裝置外部210以與用戶的皮膚350電容式耦合。在一個實施例中，傳感器電極310是經(jīng)由在可穿戴裝置10內(nèi)部的印刷電路板(pcb)上形成銅區(qū)域而構(gòu)成，且銅區(qū)域可放置成接近裝置外部210。電容式傳感器電極310可經(jīng)歷基于用戶的皮膚350與電容式傳感器電極310的接近性的電容值的變化。有源屏蔽罩320可位于電容式傳感器電極310上方，且接地平面330可位于有源屏蔽罩320上方。接地平面330屏蔽電容式傳感器電極310以使其不受可穿戴裝置10的其它組件(例如處理器120及/或其它生物計量傳感器160)影響。因而，接地平面330可抑制由可穿戴裝置10的電組件產(chǎn)生的電噪聲的影響以免干擾由電容式傳感器300執(zhí)行的電容測量。接地平面330還可保護可穿戴裝置10的其它組件以使其不受例如電容測量期間從電容式傳感器電極310輻射的電噪音影響。
圖5及6中所示的虛線箭頭說明各個組件之間的電容式耦合。例如，當(dāng)用戶的皮膚與電容式傳感器電極310相距的距離在某個距離內(nèi)時，用戶的皮膚可與電容式傳感器電極310電容式耦合。此外，有源屏蔽罩320及接地平面330中的每一者可電容式耦合到電容式傳感器電極310。參考圖4及5，由cdc315執(zhí)行的某些操作可因接地平面330位于傳感器電極310附近而受損害。因而，在至少一個實施例中，有源屏蔽罩320可插置在電容式傳感器電極310與接地平面330之間。在某些實施例中可集成到cdc315中的電流源325可將有源屏蔽罩320驅(qū)動到基本上與電容式傳感器電極310相同的電勢。這可有效地消除電容式傳感器電極310與接地平面330之間的電容式耦合，由此允許電容式傳感器300具有較高測量靈敏度。
參考圖6，電容式傳感器300可測量指示導(dǎo)電對象(例如用戶的身體350)與電容式傳感器電極310的接近度的電容值。在一個實施方案中，電容式傳感器300可包含通過將經(jīng)定義電荷量施加到電容式傳感器電極310來驅(qū)動電容式傳感器電極310的電容式傳感器驅(qū)動器340。在某些實施方案中，電容式傳感器驅(qū)動器340可并入到cdc315中。cdc315可響應(yīng)于電容式傳感器驅(qū)動器340驅(qū)動電容式傳感器電極310而測量電容式傳感器電極310的電容。處理器120可從cdc315接收經(jīng)測量電容。
電容式傳感器電極310的電容可響應(yīng)于導(dǎo)電對象移動到更接近或更遠離電容式傳感器電極310而改變。因此，處理器120可經(jīng)配置以響應(yīng)于由電容式傳感器300測量的電容變化而檢測導(dǎo)電對象(例如，用戶的皮膚)的接近度。由電容式傳感器300測量的電容隨著導(dǎo)電對象移動到或被帶到更接近傳感器電極310而增加，且當(dāng)導(dǎo)電對象移動遠離傳感器電極或被從傳感器電極310中取走時降低。測量或校準(zhǔn)由電容式傳感器300測量的電容的絕對值(其可表示在腕及離腕狀態(tài))歸因于可影響由電容式傳感器300測量的電容的電介質(zhì)材料性質(zhì)的動態(tài)本質(zhì)而可能存在諸多挑戰(zhàn)。例如，空氣或環(huán)境、裝置外部210及/或用于制造可穿戴裝置100的任何膠合物的電介質(zhì)材料性質(zhì)可各自影響由電容式傳感器300測量的電容。此外，可存在可顯著影響電容測量的制造及/或逐日變動(例如，溫度及濕度的變動)。
圖7a及7b是根據(jù)本發(fā)明的方面的說明可由電容式傳感器測量的實例電容值的曲線圖。經(jīng)測量電容的變動是由電容值的波動來說明。區(qū)分歸因于典型電容變動引起的經(jīng)測量電容的變化與歸因于可穿戴裝置10從用戶的身體移除引起的那些變化的一種方法是識別經(jīng)測量電容的短期變化，例如當(dāng)導(dǎo)電對象(例如，用戶在腕的皮膚)被突然帶到接近裝置或從裝置中取走時產(chǎn)生的那些變化。
在一個實施例中，電容的這些短期變化可通過將低通濾波器應(yīng)用于經(jīng)測量電容且接著比較經(jīng)濾波信號的任何變化與閾值而由處理器120識別。低通濾波器可用于消除(例如，衰減)歸因于噪聲或經(jīng)測量電容中的其它高頻波動產(chǎn)生的高頻信號。因此，將低通濾波器應(yīng)用于經(jīng)測量電容后剩余的信號可更準(zhǔn)確表示歸因于可穿戴裝置10與用戶的身體的接近度而引起的電容。閾值可為指示可穿戴裝置10未接近用戶的身體的離腕閾值。例如，離腕閾值可為基于當(dāng)用戶未穿戴可穿戴裝置10時進行的電容測量而設(shè)置的電容值。
在另一實施例中，處理器120可檢測經(jīng)測量電容的變化率(例如，導(dǎo)數(shù))且比較變化率與閾值。在此實施例中，變化率大于閾值率可指示已從用戶的身體移除可穿戴裝置10。例如，在經(jīng)定義間隔內(nèi)大于經(jīng)定義閾值的經(jīng)測量電容值的負(fù)變化率(參見圖7a中的時間t2與t3之間的經(jīng)測量電容的變化)可表示正從用戶的身體移除可穿戴裝置10。
在又一實施例中，處理器120可跟蹤經(jīng)測量電容的移動基線且將閾值設(shè)置為相對于移動基線的水平，所述水平指示經(jīng)測量電容是否指示離腕事件。在一些實施例中，處理器120可通過對從cdc315接收的原始輸入信號進行低通濾波來跟蹤基線電容值。在一些實施例中，處理器120可相對于移動基線設(shè)置在腕基線值及離腕基線值。處理器120可響應(yīng)于例如移動基線的平均值隨時間變化而更新在腕及離腕基線值。例如，在用戶已穿戴可穿戴裝置10一段時間之后，由電容式傳感器300測量到的電容可增加，由此增加移動基線的平均值。處理器120可響應(yīng)于由電容式傳感器300測量到的電容增加而更新在腕基線值以反映經(jīng)測量電容的此變化?？纱_定經(jīng)定義時段中的經(jīng)測量電容的平均值。
處理器120可將在腕基線值設(shè)置為指示用戶穿戴可穿戴裝置10的值，且可將離腕基線值設(shè)置為指示用戶未穿戴可穿戴裝置10的值。在一些實施例中，處理器120可響應(yīng)于移動基線更接近在腕基線值而確定可穿戴裝置10正被用戶穿戴或者以其它方式位于用戶身上。類似地，處理器120可響應(yīng)于移動基線更接近離腕基線值而確定已從用戶移除可穿戴裝置10。在其它實施例中，處理器120可設(shè)置對應(yīng)于與相應(yīng)基線值的偏差在經(jīng)定義百分比內(nèi)的在腕及離腕基線值中的每一者的閾值。處理器120可響應(yīng)于確定移動基線與在腕基線值偏離大于經(jīng)定義百分比(例如，移動基線已穿過與對應(yīng)于與在腕基線值的偏差的閾值)而確定已從用戶移除可穿戴裝置10。處理器120可響應(yīng)于確定移動基線與離腕基線值偏離大于經(jīng)定義百分比(例如，移動基線已穿過與對應(yīng)于與離腕基線值的偏差的閾值)而確定可穿戴裝置10正被用戶穿戴或者以其它方式位于用戶身上。
處理器120還可采用電容式傳感器300來檢測認(rèn)證可穿戴裝置10之前的初始在腕事件(下文進一步詳細(xì)描述)。在其它實施例中，處理器120可通過對從cdc315接收的輸入信號進行高通或帶通濾波且設(shè)置用于與經(jīng)濾波信號進行比較的固定正閾值及負(fù)閾值來獲得所述信號的短期偏轉(zhuǎn)水平(例如，經(jīng)定義時間間隔內(nèi)的電容變化)。例如，可使用高通或帶通濾波器來消除或衰減歸因于基線信號的漂移而引起的低頻信號，且將使歸因于可穿戴裝置10與用戶身體的接近度的變化而引起的較高頻信號通過。應(yīng)注意，帶通濾波器還可消除信號中原本可產(chǎn)生誤報的較高頻噪聲。處理器120接著可基于經(jīng)濾波信號與固定正閾值及負(fù)閾值的比較來確定在腕或離腕事件。
圖7a說明可由電容式傳感器測量的電容值的一個實例。如上文所討論，從cdc315輸出的電容值可歸因于除已從用戶移除可穿戴裝置10之外的因素而改變，所述因素例如(舉例來說)歸因于溫度/氣候變動或傳感器電極310歸因于操作期間可穿戴裝置10的自然移動(例如，用戶的手腕的移動可導(dǎo)致可穿戴裝置10歸因于可穿戴裝置10的動量而進一步遠離或更接近用戶的手腕移動)而相對于用戶的移動。電容的此類變化的實例被描繪為圖7a中在時間t5之前及時間t6之后的經(jīng)測量電容的變化。
在圖7a的時間t5與t6之間，經(jīng)測量電容可具有歸因于已從用戶移除可穿戴裝置10引起的相對較大的值下降。處理器120可經(jīng)配置以通過比較經(jīng)定義時段內(nèi)的經(jīng)測量電容的變化，將時間t5與t6之間的經(jīng)測量電容的變化檢測為指示已從用戶移除可穿戴裝置10，且還可將其它時間(例如，時間t2與t3之間)的經(jīng)測量電容的變化檢測為不指示已從用戶移除可穿戴裝置10。例如，時間t1處的峰值與時間t4處的谷值之間的經(jīng)測量電容的變化在一些情況中可具有類似于與離腕事件(例如，時間t5與t6之間)相關(guān)聯(lián)的經(jīng)測量電容的變化的量值。然而，因為時間t1處的峰值與時間t4處的谷值之間的經(jīng)測量電容的變化是在大于經(jīng)定義時段(例如，時間t2與t3之間的時段及時間t5與t6之間的時段)的時間段內(nèi)，所以處理器120能夠區(qū)分此電容變化與指示離腕事件(例如，已從用戶移除可穿戴裝置10)的電容變化。
相比之下，時間t5與t6之間的經(jīng)測量電容的變化可大于經(jīng)定義間隔內(nèi)的閾值變化。因為時間t5與t6之間的經(jīng)測量電容的變化是在經(jīng)定義時間間隔內(nèi)，所以處理器120能夠確定經(jīng)測量電容的此變化指示正從用戶移除可穿戴裝置10。
圖7b說明可由電容式傳感器測量的電容值的另一實例。在此實例中，離腕事件可發(fā)生在經(jīng)測量電容值中的峰值附近。因而，從時間t3'到t4'的經(jīng)測量電容值可能未下降到時間t2'處的谷值以下。因而，在圖7b的實例中，簡單閾值電容值(與經(jīng)定義間隔內(nèi)的經(jīng)測量電容變化相比)可能并未準(zhǔn)確地指示是否已從用戶移除可穿戴裝置10，因為此閾值電容值將無法區(qū)分時間t2'處的谷值與時間t4'處的電容值。
光學(xué)傳感器
處理器120結(jié)合電容式傳感器300(例如，如圖1b中所說明)可靠地檢測接近傳感器電極的導(dǎo)電對象的存在；然而，處理器120可能無法容易地區(qū)分人體與無生命對象(例如，金屬桌)。因此，在某些實施例中，例如ppg傳感器500的光學(xué)傳感器500可用于補充由電容式傳感器300提供的測量。術(shù)語“光學(xué)傳感器”在下文可與ppg傳感器互換使用；然而，在某些實施例中，光學(xué)傳感器可包括非ppg傳感器。例如，光學(xué)傳感器500可用作接近傳感器，其基于從對象反射的光的亮度及/或振幅來測量與例如反射表面(例如，用戶的手腕)的對象的接近度。
在一個實例中，ppg傳感器500可檢測心臟信號，其可指示歸因于存在人體(而非例如無生命對象)引起的經(jīng)測量電容。處理器120可經(jīng)配置以確定當(dāng)經(jīng)測量電容指示導(dǎo)電對象正接近電容式傳感器電極310且心臟信號存在于ppg傳感器500中的輸出中，人類正穿戴可穿戴裝置10。使用ppg傳感器500(例如，結(jié)合心率監(jiān)測)識別心臟信號為所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所充分了解且將不會在本文中加以更詳細(xì)描述。在一些實施例中，處理器120可結(jié)合ppg傳感器500的心率監(jiān)測功能利用心率跟蹤算法以(例如，通過確認(rèn)基于來自ppg傳感器500的輸出采樣的心率在預(yù)期心率范圍內(nèi))提供關(guān)于可穿戴裝置10是否在腕或離腕的進一步置信度。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的方面的包含光學(xué)傳感器的可穿戴裝置的部分的橫截面圖。在圖8的實施例中，光學(xué)傳感器500可實施為ppg傳感器500。ppg傳感器500可形成在裝置主體210內(nèi)，且可包含一或多個光源(例如，led)515、光電檢測器520、pcb525及光學(xué)透明層530。光學(xué)透明層530可經(jīng)由壓敏粘合劑510附接到裝置主體210，且可提供液體墊圈505以密封可穿戴裝置10。
在圖8的實施例中，所述兩個光源515可放置在光電檢測器520的任一側(cè)上以促進ppg感測。光源515的數(shù)目在其它實施方案中可以是不同的。取決于實施例，光源515可發(fā)射綠光、紅外光或具有多個波長的光(例如，紅光、綠光及紅外光或其任何組合)。在某些實施例中，阻光材料(未說明)可放置在光源515與光電檢測器520之間以防止來自光源515的任何光在未首先退出可穿戴裝置10的主體的情況下到達光電檢測器520。光學(xué)透明層530可放置在ppg傳感器500的下表面上以形成密封。雖然光學(xué)透明層530被說明為與裝置主體210齊平，但是在其它實施例中，光學(xué)透明層530可形成如圖3中所示的突出部。光學(xué)透明層530可用作其它功能，例如防止液體或碎片進入其中放置有光源515或光電檢測器520的可穿戴裝置10。光學(xué)透明層530可通過模內(nèi)貼標(biāo)(iml)形成。光源515及光電檢測器520可放置在pcb525上，所述pcb在某些實施例中可為柔性的。
圖8的配置可提高光學(xué)傳感器500的組件與用戶身體之間的光通量耦合的效率。例如，在一個實施例中，光源515及/或相關(guān)聯(lián)檢測器520可安置在柔性或柔軟襯底(例如pcb525)上，所述襯底可撓曲，從而允許可穿戴裝置10的皮膚側(cè)(可由順應(yīng)材料制成)符合(例如，無附加處理)或能夠經(jīng)塑形(或順應(yīng))以符合可穿戴裝置10在正常操作期間所要耦合或附接的身體部分(例如，用戶的手腕、手臂、腳踝及/或腿)的形狀，使得光源515及/或相關(guān)聯(lián)檢測器520接近用戶的皮膚(例如，裝置的皮膚側(cè)與用戶的皮膚的相鄰表面之間的間隙很小或沒有間隙)。
在一個實施例中，光源515及/或相關(guān)聯(lián)檢測器520可安置在扁平柔性排線(ffc)或柔性pcb525上。一方面，柔性或柔軟襯底(例如，ffc或柔性pcb525)可連接到上面安置其它組件(例如，數(shù)據(jù)處理電路)的裝置內(nèi)的第二襯底(例如，pcb)。不同高度的光學(xué)組件可安裝到柔性襯底的不同部分或突出部，且經(jīng)按壓或固定到外殼表面使得光學(xué)組件與外殼表面齊平。另一方面，第二襯底可相對非柔性或非柔軟襯底、固定在裝置內(nèi)、上面安置其它電路及/或組件(無源及/或有源的)。
在相關(guān)方面中，可穿戴裝置10的處理器120(例如，圖1a、1b及6中所說明)可基于光學(xué)傳感器500的輸出校準(zhǔn)光學(xué)傳感器500。例如，處理器120可基于光學(xué)傳感器500的輸出來確定用戶的皮膚的至少一個特性(例如，用戶的皮膚顏色)。處理器120可基于用戶的皮膚的特性來校準(zhǔn)由光電檢測器520接收的預(yù)期光量。例如，當(dāng)光學(xué)(例如，ppg)傳感器定位成接近用戶的皮膚時，膚色較黑的用戶將與如從所述傳感器的發(fā)射器到檢測器所測量的綠光的更大吸收相關(guān)聯(lián)。因此，接著可相對于用戶的皮膚顏色對光學(xué)傳感器的響應(yīng)而校準(zhǔn)對“在腕”及“離腕”事件的檢測。
在進一步相關(guān)方面中，ppg電路可包含經(jīng)優(yōu)化以不管環(huán)境條件如何均獲得質(zhì)量信號的放大電路，所述環(huán)境條件包含(但不限于)運動、環(huán)境光及皮膚顏色。結(jié)合圖9a及9b描述此ppg放大電路的兩個實例。
圖9a說明可在ppg感測中使用的采樣及保持電路及差分/儀表放大器的實例示意圖。圖9a的實例電路600可包含光電檢測器520、反饋電抗610、放大器620(例如，差分放大器)、采樣及保持電路630(例如，緩沖器)及差分或儀表放大器640。光電檢測器520的輸出可連接到放大器620的第一輸入(例如，負(fù)端子)以與連接到放大器620的第二輸入(例如，正端子)的接地信號(或另一信號)進行比較。放大器620的輸出可連接到與光電檢測器520相同的放大器的輸入(例如，第一輸入)。放大器的輸出還可連接到采樣及保持電路630及差分/儀表放大器640的第一輸入(例如，正端子)。采樣及保持電路630的輸出還可連接到差分/儀表放大器640的第二輸入(例如，負(fù)端子)。差分/儀表放大器640可接著輸出經(jīng)放大光電檢測器520輸出與先前采樣的經(jīng)放大光電檢測器520輸出之間的比較。來自電路600的輸出信號可因此為光電檢測器520的當(dāng)前樣本與先前樣本之間的經(jīng)放大差值(稱為給定電壓)。
圖9b說明用于使用受控電流源來抵消跨阻放大器之前的“偏置”電流的ppg傳感器的電路的實例示意圖。圖9b的電路600'可包含光電檢測器520、電流源650、反饋阻抗610'及放大器620'(例如，差分放大器)。光電檢測器520的輸出可結(jié)合電流源650的輸出且接著供應(yīng)到放大器620'的第一輸入(例如，負(fù)端子)。放大器620'的第二輸入(例如，正端子)可連接到接地或另一電勢。放大器620'中的輸出信號可經(jīng)由具有反饋阻抗610'的環(huán)路反饋到連接到光電檢測器520的放大器620'的第一輸入。電流組件的此布置可允許在跨阻放大器級處施加較大增益。
用于確定離腕事件的發(fā)生的實例流程圖
經(jīng)配置用于離腕檢測的光學(xué)傳感器(例如本文中所述的ppg傳感器500)可經(jīng)設(shè)計以檢測光學(xué)傳感器500附近的接近度及心臟內(nèi)容以檢測人的手腕。然而，在某些境況中，當(dāng)相對于光學(xué)傳感器500進行的相對運動含有心率的范圍內(nèi)的頻率時，光學(xué)傳感器500可能無法容易地區(qū)分心臟信號與進行所述運動的無生命對象。例如，當(dāng)光學(xué)傳感器500放置到步行受試者的背包或袋子中時，處理器120可將歸因于背包或衣物的運動引起的光學(xué)傳感器500的輸出誤認(rèn)為是心臟信號。因此，在至少一個實施例中，來自電容式傳感器300及光學(xué)傳感器500的輸出可經(jīng)考慮及/或經(jīng)組合以通過確定所感測的對象是導(dǎo)電的(例如，人體)還是不導(dǎo)電的(例如，薄織物)來提供離腕事件的更準(zhǔn)確檢測。
圖10是說明根據(jù)本發(fā)明的方面的可由可穿戴裝置10或其組件操作用于離體檢測的實例方法的流程圖。例如，圖10中所說明的方法700的步驟可由可穿戴裝置10的處理器120或與可穿戴裝置通信的實體執(zhí)行。例如，可穿戴裝置10可與可執(zhí)行方法700或其部分的客戶端裝置20(例如，移動電話等)通信。為了方便起見，方法700被描述為由可穿戴裝置10的處理器120執(zhí)行。
方法700開始于框701處。在框705處，處理器120可檢測電容式傳感器電極的經(jīng)測量電容值在經(jīng)定義時間間隔內(nèi)的變化(例如，量值變化)。經(jīng)定義時間間隔可基于與從手腕移除可穿戴裝置相關(guān)聯(lián)的時間標(biāo)度而選擇。時間間隔可足夠短使得歸因于在時間間隔內(nèi)測量的除離腕事件之外的變量(例如，溫度變化)引起的經(jīng)測量電容的變動小于與時間間隔內(nèi)測量的離腕事件相關(guān)聯(lián)的閾值變化。
在框710處，處理器120可確定經(jīng)測量電容值的變化是否大于閾值變化。當(dāng)經(jīng)測量電容值的變化不大于閾值變化時，經(jīng)測量變化可不指示離腕事件且方法700返回到框705。當(dāng)經(jīng)測量電容值的變化大于閾值變化時，電容變化可指示離腕事件，例如可為潛在離腕事件，且方法700前進到框715。
在框715處，處理器120可執(zhí)行監(jiān)測光學(xué)傳感器500的輸出信號的任選步驟。例如，處理器120可基于光學(xué)傳感器500的輸出監(jiān)測可穿戴裝置10的用戶的心跳波形的至少一個特性。特定來說，通過分析光學(xué)傳感器500中的輸出，處理器120能夠驗證來自光學(xué)傳感器500的輸出是否與經(jīng)檢測潛在離腕事件一致。方法700接著前進到任選步驟720，處理器120可確定光學(xué)傳感器500的輸出信號是否表示心臟信號。例如，處理器120可確定用戶的心跳波形的至少一個特性并不表示心臟信號。當(dāng)光學(xué)傳感器500的輸出信號表示心臟信號時，處理器可確定潛在離腕事件并不準(zhǔn)確，且方法700返回到步驟705。當(dāng)光學(xué)傳感器500的輸出信號不表示心臟信號時，處理器120可確定潛在離腕事件是準(zhǔn)確的，且方法700前進到框725。例如，處理器120可響應(yīng)于確定用戶的心跳波形的至少一個特性不表示心臟信號而確定已從用戶移除可穿戴裝置。在框725處，處理器120確定可穿戴裝置10未接近用戶的手腕，例如，已從用戶移除可穿戴裝置。方法結(jié)束于框730處。
雖然圖10的方法700被描述為首先分析電容式傳感器300的輸出且接著通過分析光學(xué)傳感器500的輸出來確認(rèn)離腕事件，但是方法700可以顛倒次序執(zhí)行。例如，方法700在步驟705、710及725之前可首先執(zhí)行步驟715及720。例如，如果處理器120確定光學(xué)傳感器500的輸出信號不表示心臟信號(參見步驟720)，那么此可指示離腕事件。處理器接著繼續(xù)執(zhí)行步驟705及710，且如果處理器確定經(jīng)測量電容值的變化大于閾值變化(參見步驟710)，那么處理器120可確定的確發(fā)生了離腕事件，且可穿戴裝置10未接近用戶的手腕(參見步驟725)。此外，在一些實施例中，光學(xué)傳感器500可關(guān)斷或處于省電模式中。在這些實施例中，光學(xué)傳感器500可保持關(guān)斷或在省電模式中直到電容式傳感器識別潛在離腕事件為止(例如，如步驟705及710中所述)。此后，光學(xué)傳感器500可經(jīng)接合以驗證潛在離腕事件的準(zhǔn)確度(例如，如步驟715、720及725中所述)。在其中在電容式傳感器300之前分析光學(xué)傳感器500的輸出的實施例中，電容式傳感器可關(guān)斷或處在省電模式中(直到光學(xué)傳感器500的輸出信號不表示心臟信號且因此指示潛在離腕事件為止，此時電容式傳感器300可通電)。當(dāng)檢測到離腕事件時還可分析來自額外傳感器的輸出。例如，加速度計的輸出可由處理器120用來分析光學(xué)傳感器500及/或電容式傳感器300的輸出。
在一些實施例中，處理器120通過僅分析來自光學(xué)傳感器500的輸出而不分析電容式傳感器讀數(shù)來檢測離腕事件。例如，圖10中的方法700中可省略步驟705及710。因此，在一些實施例中，處理器120可監(jiān)測光學(xué)傳感器500的輸出信號(步驟715)，且如果處理器120確定光學(xué)傳感器500的輸出信號不表示心臟信號(步驟720)，那么處理器120可確定可穿戴裝置10未接近用戶的手腕(框725)。
雖然圖10中并未說明，但是在一些實施例中，處理器120還可任選地檢測光學(xué)傳感器500的輸出信號是否下降到或低于指示可穿戴裝置10未接近用戶的皮膚的光學(xué)閾值，這與本文中所述的各種技術(shù)一致。例如，在一些實施例中，此任選步驟可發(fā)生在方法700中的步驟715與720之間或步驟720與725之間。因此，在一些實施例中，處理器120可響應(yīng)于以下項而確定可穿戴裝置10未接近用戶的手腕(參見步驟725)：(i)電容式傳感器電極的經(jīng)測量電容值在經(jīng)定義時間間隔內(nèi)的變化大于閾值變化(參見步驟710)；(ii)光學(xué)傳感器500的輸出信號不表示心臟信號(參見步驟720)；及/或(iii)光學(xué)傳感器500的輸出信號下降到或低于指示可穿戴裝置10未接近用戶的皮膚的光學(xué)閾值；或(i)、(ii)及(iii)的任何組合。
在其它實施例中，處理器120還可在已確定已從用戶移除可穿戴裝置10之后驗證從生物計量傳感器(例如，圖1a中所示的生物計量傳感器160)中的一或多者輸出的生物計量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。例如，在已確定已從用戶移除可穿戴裝置10之后，處理器120可設(shè)置與在檢測到移除之后從生物計量傳感器160中的一或多者接收到的輸出相關(guān)聯(lián)的標(biāo)志。此標(biāo)志可指示應(yīng)驗證從相關(guān)聯(lián)的一或多個生物計量傳感器160接收到的輸出的準(zhǔn)確度。接著，可由處理器120(及/或客戶端裝置20及/或服務(wù)器22)驗證從一或多個生物計量傳感器160接收到的輸出的準(zhǔn)確度。
在一些實施方案中，處理器120可確定與電容式傳感器300、光學(xué)傳感器500及/或其它生物計量傳感器164中的每一者相關(guān)聯(lián)的測量的在腕置信度指標(biāo)，其中每個置信度指標(biāo)指示與傳感器中的每一者相關(guān)聯(lián)的測量的準(zhǔn)確度中的置信度或信任度水平。基于電容式傳感器300的輸出確定的第一在腕置信度指標(biāo)及基于光學(xué)傳感器500的輸出確定的第二在腕置信度指標(biāo)可由處理器120用來確定是否使用電容式傳感器300的輸出或光學(xué)傳感器500的輸出來確定已從用戶移除可穿戴裝置10。例如，處理器120可基于電容式傳感器的輸出確定第一在腕置信度指標(biāo)且基于光學(xué)傳感器的輸出確定第二在腕置信度指標(biāo)。處理器120可將第一在腕置信度指標(biāo)及第二在腕置信度指標(biāo)中的一者分類為較大值置信度指標(biāo)，且選擇與較大置信度指標(biāo)相關(guān)聯(lián)的電容式傳感器及光學(xué)傳感器中的一者。因此，處理器120可基于選定傳感器的輸出來確定已從用戶移除可穿戴裝置?？苫诶鐚?yīng)傳感器輸出中的噪聲、對應(yīng)傳感器輸出中的非預(yù)期圖案等來確定第一及第二在腕置信度指標(biāo)。
確定離腕事件的應(yīng)用
如上文所討論，可使用已從用戶的身體移除可穿戴裝置10的確定來從可穿戴裝置10對用戶解除認(rèn)證。存在其中可穿戴裝置10可使用已從用戶移除可穿戴裝置10的確定的許多應(yīng)用?？纱┐餮b置10的認(rèn)證及解除認(rèn)證的一個應(yīng)用是增加在金融交易的背景中使用可穿戴裝置10的安全性。然而，可穿戴裝置10可用于許多其它交易或任務(wù)。例如，當(dāng)已認(rèn)證可穿戴裝置10時，用戶可將可穿戴裝置10用于一或多個安全交易或任務(wù)，包含(但不限于)貨幣轉(zhuǎn)賬、信用卡購物、自動取款機(atm)現(xiàn)金提取或交易、atm認(rèn)證、車輛的無鑰匙進入、車輛的無鑰匙啟動、無鑰匙進門、開鎖、電子簽名(e-簽名)的執(zhí)行、計算機解鎖、網(wǎng)絡(luò)賬戶或網(wǎng)站的自動登錄、社交網(wǎng)絡(luò)中的“好友添加”或社交網(wǎng)絡(luò)信息的交換(例如，
對可穿戴裝置10解除認(rèn)證或解除授權(quán)以防止其執(zhí)行安全交易(例如，貨幣轉(zhuǎn)賬、信用卡購物、atm現(xiàn)金提取或交易、atm認(rèn)證等)可由處理器120根據(jù)用于對金融交易解除授權(quán)的nfc標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行。這可包含例如處理器120關(guān)斷可穿戴裝置10的nfc芯片。當(dāng)nfc芯片斷電時，例如nfc閱讀器的其它裝置無法掃描或從nfc芯片讀取信息，且因此無法訪問可存儲在nfc芯片上的信息，例如(例如)信用卡、借記卡及/或銀行賬戶信息。處理器120可在可穿戴裝置10的授權(quán)用戶已對可穿戴裝置10重新認(rèn)證之后使nfc芯片通電。在相關(guān)方面中，可穿戴裝置10可采用所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何其它技術(shù)來對利用可穿戴裝置10的nfc芯片及/或無線收發(fā)器140執(zhí)行的金融交易解除授權(quán)。
在一個實例中，用戶在其首次穿戴可穿戴裝置10時可經(jīng)由輸入個人識別碼或使用生物識別方法來向可穿戴裝置10進行認(rèn)證。在另一實例中，可要求用戶在穿戴可穿戴裝置10之后的首次安全交易或任務(wù)時認(rèn)證可穿戴裝置10。在又一實例中，可穿戴裝置可與客戶端裝置20(例如，移動電話)配對。當(dāng)用戶首次穿戴可穿戴裝置10時，可要求用戶經(jīng)由客戶端裝置20利用個人識別碼、指紋或其它生物計量數(shù)據(jù)(例如，心率特征)認(rèn)證可穿戴裝置10。還經(jīng)由例如指紋傳感器、面部辨識、個人識別碼輸入、密碼輸入或圖案匹配(例如，掃掠圖案)從客戶端裝置20執(zhí)行認(rèn)證。此后，在如由處理器120經(jīng)由本文揭示的技術(shù)基于來自電容式傳感器300及/或光學(xué)傳感器500的測量確定的可穿戴在用戶的手腕上的持續(xù)時間內(nèi)，可認(rèn)證用戶。一旦移除可穿戴裝置10且經(jīng)由所揭示技術(shù)基于來自電容式傳感器300及/或光學(xué)傳感器500的測量確定已從用戶移除可穿戴裝置10，可從可穿戴裝置10對用戶解除認(rèn)證。
在一個實例中，如果可穿戴裝置10未緊鄰客戶端裝置20(例如，移動電話)達指定時段，那么可穿戴裝置10可被解除認(rèn)證。例如，如果可穿戴裝置10不在客戶端裝置20的藍牙范圍內(nèi)持續(xù)10分鐘，那么可穿戴裝置10可被解除認(rèn)證，而與處理器120是否檢測到離腕事件無關(guān)。在另一實例中，當(dāng)可穿戴裝置10關(guān)斷時，可穿戴裝置10可被解除認(rèn)證。
本文揭示的離腕檢測方法可用于確保用戶未脫下可穿戴裝置10，因為可穿戴裝置10從用戶身體的移除可使用本文所述的技術(shù)被檢測為離腕事件。一旦可穿戴裝置10確定已從用戶移除可穿戴裝置10，可穿戴裝置10可被解除認(rèn)證，由此需要用戶對可穿戴裝置10重新授權(quán)以參與需要認(rèn)證的任何活動。此認(rèn)證技術(shù)可用于例如當(dāng)可穿戴裝置10與信用卡/借記卡配對時經(jīng)由可穿戴裝置10對支付授權(quán)。類似技術(shù)可用于授權(quán)其它敏感任務(wù)，例如進入鎖上的門、密碼訪問計算機、輸入個人識別碼以將電話解鎖等。這些技術(shù)還可用于在多個用戶之間共享的可穿戴裝置10，從而允許處理器120取決于正穿戴可穿戴裝置10的特定用戶來在操作模式之間進行切換。這還可允許當(dāng)觀察到生物計量數(shù)據(jù)時將此數(shù)據(jù)與正穿戴可穿戴裝置10的特定用戶正確地相關(guān)聯(lián)。
在一個實施方案中，是否已從用戶移除可穿戴裝置10的確定可用于確定何時測量其它生物計量信號(例如，心率、心率變異性、血氧合、體溫、皮膚電響應(yīng)等)或何時結(jié)束可穿戴裝置10的各種操作，由此優(yōu)化功耗。例如，當(dāng)已從用戶移除可穿戴裝置10時，可關(guān)斷某些生物計量傳感器160(包含但不限于光學(xué)傳感器500)或?qū)⑵渲糜谑‰娔Ｊ街?。此外，用于分析來自生物計量傳感?60的輸出的算法的準(zhǔn)確度在所述分析中包含無效數(shù)據(jù)(例如當(dāng)用戶沒有穿戴裝置時進行的生物計量傳感器160測量)時可降低。因此，通過準(zhǔn)確地檢測離腕事件，可防止這些類型的虛假數(shù)據(jù)測量被算法處理或考慮或引入到用戶的記錄中。在某些實施方案中，來自生物計量傳感器160的數(shù)據(jù)的分析還可用于增加在腕及離腕狀態(tài)中的置信度。例如，生物計量傳感器160可(例如，經(jīng)由皮膚溫度體溫計)提供皮膚溫度、皮膚電響應(yīng)(例如，來自皮膚電響應(yīng)傳感器)、肌電圖(例如，來自肌電圖傳感器)、運動(例如，用戶在如由加速度計測量的時間窗中寄存足夠多移動)等的測量，其中的一或多者可并入到是否已從用戶移除可穿戴裝置10的確定中。
在另一實施方案中，是否已從用戶移除可穿戴裝置10的確定可用于為用戶定制生物計量數(shù)據(jù)的收集及/或分析。本文揭示的技術(shù)還可用于在一段時間內(nèi)跟蹤在腕及離腕狀態(tài)，且將此信息連同其它收集到的生物計量數(shù)據(jù)發(fā)送到因特網(wǎng)連接的服務(wù)器(例如，服務(wù)器22)。收集到的在腕及離腕信息可由因特網(wǎng)連接的服務(wù)器或相關(guān)聯(lián)的處理基礎(chǔ)架構(gòu)使用來提高用于分析從生物計量傳感器160接收到的生物計量數(shù)據(jù)以計算包含(但不限于)靜息心率、熱量消耗、健康水平等的指標(biāo)的算法的準(zhǔn)確性。被跟蹤的在腕及離腕狀態(tài)時段還可在因特網(wǎng)連接的服務(wù)器內(nèi)用來計算跟蹤用戶接合產(chǎn)品(可穿戴裝置10)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包含(但不限于)他/她穿戴可穿戴裝置10的頻率或時間。此信息可用于為每一用戶定做具體信息(例如，健康相關(guān)更新、營銷等)以提高他/她與可穿戴裝置10及/或相關(guān)聯(lián)服務(wù)的接合。此信息還可向用戶呈現(xiàn)使得他/她可跟蹤他/她與可穿戴裝置10及/或相關(guān)聯(lián)服務(wù)的接合。
在一些實施方案中，可穿戴裝置10可由多個用戶共享且可經(jīng)配置以跟蹤用戶中的每一者的生物計量數(shù)據(jù)及/或自動地將用戶中的每一者的生物計量數(shù)據(jù)上傳到與用戶中的每一者相關(guān)聯(lián)的在線用戶賬戶。因此，為了將經(jīng)測量生物計量數(shù)據(jù)與產(chǎn)生所述數(shù)據(jù)的特定用戶相關(guān)聯(lián)，當(dāng)用戶中的每一者穿戴可穿戴裝置10時可利用可穿戴裝置10認(rèn)證用戶中的每一者。在可穿戴裝置10檢測到離腕事件之后，可穿戴裝置10可將對應(yīng)用戶解除認(rèn)證使得此后產(chǎn)生的生物計量數(shù)據(jù)不與對應(yīng)用戶相關(guān)聯(lián)。接著，可穿戴裝置10可進一步防止生物計量數(shù)據(jù)自動上傳到與用戶相關(guān)聯(lián)的在線用戶賬戶直到可穿戴裝置10重新認(rèn)證用戶為止。
用于確定離腕事件的進一步實例流程圖
圖11是說明根據(jù)本發(fā)明的方面的可由可穿戴裝置10或其組件操作用于離腕檢測的另一實例方法的流程圖。例如，圖11中所說明的方法800的步驟可由可穿戴裝置10的處理器120執(zhí)行。在另一實例中，與可穿戴裝置10通信的客戶端裝置20(例如，移動電話)可執(zhí)行方法800的步驟中的至少一些。為了方便起見，方法800被描述為由可穿戴裝置10的處理器120執(zhí)行。
在一個實施方案中，可穿戴裝置10包括具有電容式傳感器300的一或多個生物計量傳感器160以及處理器120。方法800開始于框801處。在框805處，處理器120基于電容式傳感器300的輸出來測量指示可穿戴裝置10與用戶的接近度的電容值。在框810處，處理器120檢測電容值在經(jīng)定義時間間隔內(nèi)的變化。當(dāng)變化大于或等于閾值變化時，變化可指示可穿戴裝置10未接近用戶的皮膚。在框815處，處理器120確定已從用戶移除可穿戴裝置10。處理器120可響應(yīng)于電容值在經(jīng)定義時間間隔內(nèi)的變化大于或等于閾值變化而確定已從用戶移除可穿戴裝置10。在框820處，處理器120響應(yīng)于確定已從用戶移除可穿戴裝置10而從可穿戴裝置10對用戶解除認(rèn)證。方法800結(jié)束于框825處。
圖12是說明根據(jù)本發(fā)明的方面的用于離腕檢測的又一實例方法的流程圖。圖12中說明的步驟可由可穿戴裝置10或其組件執(zhí)行。例如，方法900可由可穿戴裝置10的處理器120執(zhí)行。在另一實例中，與可穿戴裝置10通信的客戶端裝置20可執(zhí)行方法900的步驟中的至少一些。為了方便起見，方法900被描述為由可穿戴裝置10的處理器120執(zhí)行。
在一個實施方案中，可穿戴裝置10包括光學(xué)傳感器500、電容式傳感器300及處理器120。方法900開始于框901處。在框905處，處理器120檢測光學(xué)傳感器500的輸出信號下降到或低于指示可穿戴裝置10未接近用戶的皮膚的光學(xué)閾值。在框910處，處理器120基于電容式傳感器300的輸出來測量指示可穿戴裝置10與用戶的接近度的電容值。在框915處，處理器120檢測電容值在經(jīng)定義時間間隔內(nèi)的變化大于或等于指示可穿戴裝置10未接近用戶的皮膚的閾值變化。在框920處，處理器120確定已從用戶移除可穿戴裝置10。處理器120可響應(yīng)于以下至少一者而確定已從用戶移除可穿戴裝置10：(i)檢測到光學(xué)傳感器500的輸出信號已下降到或低于光學(xué)閾值；及(ii)檢測到電容值在經(jīng)定義時間間隔內(nèi)的變化大于或等于閾值變化。在框925處，處理器120響應(yīng)于確定已從用戶移除可穿戴裝置10而從可穿戴裝置10對用戶解除認(rèn)證。方法900結(jié)束于框930處。
雖然圖12中并未說明，但是在一些實施例中，處理器120還可任選地檢測光學(xué)傳感器500的輸出信號是否表示心臟信號，這與本文中所述的各種技術(shù)一致。例如，在一些實施例中，此任選步驟可發(fā)生在方法900中的步驟920之前。因此，在一些實施例中，處理器120可響應(yīng)于以下項而確定已從用戶移除可穿戴裝置10(參見步驟920)：(i)光學(xué)傳感器500的輸出信號下降到或低于指示可穿戴裝置10未接近用戶的皮膚的光學(xué)閾值(參見步驟905)；(ii)電容值在經(jīng)定義時間間隔內(nèi)的變化大于或等于指示可穿戴裝置10未接近用戶的皮膚的閾值變化(參見步驟915)；及/或(iii)光學(xué)傳感器500的輸出信號不表示心臟信號；或(i)、(ii)及(iii)的任何組合。
其它考慮
可使用各種不同科技及技術(shù)中的任一者來表示本文揭示的信息及信號。舉例來說，以上描述中可提及的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號、位、符號及芯片可由電壓、電流、電磁波、磁場或粒子、光學(xué)場或粒子或其任何組合表示。
結(jié)合本文中揭示的實施例所描述的各種說明性邏輯塊及算法步驟可被實施為電子硬件、計算機軟件或其兩者的組合。為了清楚地說明硬件與軟件的此可互換性，上文已大體上根據(jù)其功能性而描述各種說明組件、塊及步驟。此類功能性被實施為硬件還是軟件取決于施加于整體系統(tǒng)上的特定應(yīng)用及設(shè)計約束。技術(shù)人員可針對每一特定應(yīng)用以不同方式實施所描述的功能性，但此類實施方案決策不應(yīng)被解釋為引起脫離本發(fā)明的范圍。
本文中所述的技術(shù)可在硬件、軟件、固件或其任何組合中實施。此類技術(shù)可在各種裝置中的任一者(例如(舉例來說)可穿戴裝置、無線通信裝置頭戴式送受話器或用于可穿戴裝置、無線通信裝置頭戴式送受話器的集成電路裝置及其它裝置)中實施。描述為裝置或組件的任何特征可一起在集成邏輯裝置中實施或單獨實施為離散但可互操作的邏輯裝置。如果在軟件中實施，那么可至少部分由計算機可讀數(shù)據(jù)存儲媒體來實現(xiàn)所述技術(shù)，所述計算機可讀數(shù)據(jù)存儲媒體包括包含當(dāng)被執(zhí)行時執(zhí)行上述方法中的一或多者的指令的程序代碼。計算機可讀數(shù)據(jù)存儲媒體可形成可包含封裝材料的計算機程序產(chǎn)品的部分。計算機可讀數(shù)據(jù)存儲媒體可包括存儲器或數(shù)據(jù)存儲媒體，例如隨機存取存儲器(ram)(例如同步動態(tài)隨機存取存儲器(sdram))、只讀存儲器(rom)、非易失性隨機存取存儲器(nvram)、電可擦除可編程只讀存儲器(eeprom)、快閃存儲器、磁性或光學(xué)數(shù)據(jù)存儲媒體等。此外或替代地，所述技術(shù)可至少部分由計算機可讀通信媒體來實現(xiàn)，所述計算機可讀通信媒體攜帶或傳送呈指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式且可由計算機存取、讀取及/或執(zhí)行的程序代碼(例如，傳播信號或波)。
與計算機可讀介質(zhì)(例如，存儲器或其它數(shù)據(jù)存儲裝置)通信(例如，與其合作操作)的處理器可執(zhí)行程序代碼的指令，且可包含一或多個處理器，例如一或多個數(shù)字信號處理器(dsp)、通用微處理器、專用集成電路(asci)、現(xiàn)場可編程邏輯陣列(fpga)或其它等效集成或離散邏輯電路。此處理器可經(jīng)配置以執(zhí)行本發(fā)明中描述的技術(shù)中的任一者。通用處理器可為微處理器；但是在替代方案中，處理器可為任何常規(guī)處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機。處理器還可被實施為計算裝置的組合，例如，dsp與微處理器的組合、多個微處理器、結(jié)合dsp核心的一或多個微處理器，或任何其它此類配置。因此，如本文中所使用的術(shù)語“處理器”可指代前述結(jié)構(gòu)中的任一者、前述結(jié)構(gòu)的任何組合，或適用于實施本文中所述的技術(shù)的任何其它結(jié)構(gòu)或設(shè)備。此外，可完全在一或多個電路或邏輯元件中實施所述技術(shù)。
本發(fā)明的技術(shù)可在各種裝置或設(shè)備中實施，所述裝置或設(shè)備包含可穿戴裝置、無線頭戴式送受話器、集成電路(ic)或ic集合(例如，芯片集)。各種組件或單元在本發(fā)明中描述為強調(diào)經(jīng)配置以執(zhí)行所揭示技術(shù)的裝置的功能方面，但是不一定需要通過不同硬件單元來實現(xiàn)。而是，如上所述，各種單元可組合在硬件單元中或由互操作硬件單元的集合(所述互操作硬件單元包含如上所述的一或多個處理器)結(jié)合合適的軟件及/或固件來提供。
雖然已結(jié)合各種不同實施例描述前文，但是來自一個實施例的特征或元件可與其它實施例組合，而不脫離本發(fā)明的教示。然而，相應(yīng)實施例之間的特征的組合不一定限于此。已描述了本發(fā)明的各種實施例。這些及其它實施例在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。