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▶ ベルン・テクノロジー（アイピー）カンパニー・リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-04-19
(45)【発行日】2023-04-27
(54)【発明の名称】ウェアラブルデバイス
(51)【国際特許分類】
A61B 5/02 20060101AFI20230420BHJP
A61B 5/1455 20060101ALI20230420BHJP
A61B 5/0245 20060101ALI20230420BHJP
【ＦＩ】
A61B5/02 310D
A61B5/1455
A61B5/0245 100B
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2021571804
(86)(22)【出願日】2020-05-14
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-09-14
(86)【国際出願番号】 CN2020090271
(87)【国際公開番号】W WO2020244364
(87)【国際公開日】2020-12-10
【審査請求日】2021-12-01
(31)【優先権主張番号】62/856,465
(32)【優先日】2019-06-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】521526513
【氏名又は名称】ベルン・テクノロジー（アイピー）カンパニー・リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100129001
【弁理士】
【氏名又は名称】林 崇朗
(72)【発明者】
【氏名】クォック，カー・チェン
(72)【発明者】
【氏名】フン，ワン・キン
(72)【発明者】
【氏名】ウン，ルイス
(72)【発明者】
【氏名】シー，ゴク・マン
(72)【発明者】
【氏名】トウ，カン・ワイ
【審査官】藤原 伸二
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１７／１９３９１５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１５－２２３２２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－０７０２６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１８３４１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２８８６６３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ ５／００－５／０５３８
Ａ６１Ｂ ５／０６－５／３９８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ユーザの生理学的情報を検出するためのウェアラブルデバイスであって、ユーザのディジットに少なくとも部分的に装着されるように構成された本体と
前記ディジットを介して前記ユーザの生理学的情報を検出するために前記本体に取り付けられた少なくとも１つの生理学的センサと、
前記本体に結合され、前記ウェアラブルデバイスの移動を低減しながら前記ディジットを収容および保持する楕円形ループ構造を形成する少なくとも２つの分岐と、
を含み、
前記分岐のうちの少なくとも１つの少なくとも一部は、異なるサイズのディジットを収容および保持するために前記楕円形ループ構造を異なるサイズに変更可能であり、
前記分岐のうちの少なくとも１つは、異なるサイズのディジットを収容および保持するために形成された別のタイプの分岐と交換可能であるように、前記本体に取り外し可能に結合されるように構成されている、ウェアラブルデバイス。
【請求項2】
前記生理学的センサは、光学センサであり、
前記光学センサは、
第１の光を放出する第１の発光体と、
第２の光を放出する第２の発光体と、
前記第１のディジットから反射された第１の光および第２の光を検出する光検出器と、
を含む、請求項１に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項3】
前記ウェアラブルデバイスは、前記ウェアラブルデバイスが前記ディジットに装着されたときに前記生理学的センサに向かって前記ディジットを押し付ける力が生成されるように、所定の装着形状を有する、請求項１に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項4】
前記２つの分岐のうちの少なくとも１つは、前記ディジットと別の隣接するディジットとを分離するための突起を有する、請求項１に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項5】
ユーザの生理学的情報を検出するためのウェアラブルデバイスであって、
ユーザのディジットに少なくとも部分的に装着されるように構成された本体と
前記ディジットを介して前記ユーザの生理学的情報を検出するために前記本体に取り付けられた少なくとも１つの生理学的センサと、
前記本体に結合され、前記ウェアラブルデバイスの移動を低減しながら前記ディジットを収容および保持する楕円形ループ構造を形成する少なくとも２つの分岐と、
を含み、
前記分岐のうちの少なくとも１つの少なくとも一部は、異なるサイズのディジットを収容および保持するために前記楕円形ループ構造を異なるサイズに変更可能であり、
前記分岐のうちの少なくとも１つは、前記ディジットと別の隣接するディジットとを分離するための突起を有し、
前記突起を有する１つの分岐は、異なるサイズのディジットを収容および保持するための突起を有する別のタイプの分岐と交換可能であるように、前記本体に取り外し可能に結合されるように構成されている、ウェアラブルデバイス。
【請求項6】
前記２つの分岐の各々は、前記ディジットと前記隣接するディジットとを分離するための突起を有する、請求項４に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項7】
ユーザの生理学的情報を検出するためのウェアラブルデバイスであって、
ユーザのディジットに少なくとも部分的に装着されるように構成された本体と
前記ディジットを介して前記ユーザの生理学的情報を検出するために前記本体に取り付けられた少なくとも１つの生理学的センサと、
前記本体に結合され、前記ウェアラブルデバイスの移動を低減しながら前記ディジットを収容および保持する楕円形ループ構造を形成する少なくとも２つの分岐と、
を含み、
前記分岐のうちの少なくとも１つの少なくとも一部は、異なるサイズのディジットを収容および保持するために前記楕円形ループ構造を異なるサイズに変更可能であり、
前記分岐のうちの少なくとも１つは、前記ディジットと別の隣接するディジットとを分離するための突起を有し、
前記２つの分岐のうちの少なくとも１つの前記突起は、異なるサイズのディジットを収容および保持するために形成された別のタイプの突起と交換可能であるように、前記本体に取り外し可能に結合されるように構成されている、ウェアラブルデバイス。
【請求項8】
前記突起が反対側の分岐に結合されている、請求項４に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項9】
前記楕円形ループ構造の一部を構成する帯状の接続ユニットが、前記楕円形ループ構造が閉ループになるように前記分岐の一方と前記分岐の他方との間に結合されている、請求項１に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項10】
ユーザの生理学的情報を検出するためのウェアラブルデバイスであって、ユーザのディジットに少なくとも部分的に装着されるように構成された本体と、
前記ディジットを介して前記ユーザの生理学的情報を検出するために前記本体に取り付けられた少なくとも１つの生理学的センサと、
前記本体に結合され、前記ウェアラブルデバイスの移動を低減しながら前記ディジットを収容および保持する楕円形ループ構造を形成する少なくとも２つの分岐と、
を含み、
前記分岐のうちの少なくとも１つは、該分岐が異なる位置に移動することによって、異なるサイズのディジットを収容および保持するために前記楕円形ループ構造が異なるサイズになるように、前記本体に対して移動可能に結合されている、ウェアラブルデバイス。
【請求項11】
前記本体に対して移動可能に結合された前記分岐は、結合ユニットを介して前記本体に結合されるとともに、異なるサイズのディジットを収容および保持するために前記結合ユニットに沿って移動可能である、請求項１０に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項12】
前記２つの分岐のうちの少なくとも１つは、前記ディジットと別の隣接するディジットとを分離するための突起を含む、請求項１０に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項13】
前記突起を有する前記分岐は、結合ユニットを介して前記本体に結合されるとともに、異なるサイズのディジットを収容および保持するために前記結合ユニットに沿って移動可能である、請求項１２に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項14】
前記２つの分岐の各々は、前記ディジットと前記隣接するディジットとを分離するための突起を有する、請求項１０に記載のウェアラブルデバイス。
【請求項15】
前記突起は、前記２つの分岐のうちの少なくとも１つに対して移動可能に結合されるとともに、異なるサイズのディジットを収容および保持するために、前記突起が移動可能に結合された前記分岐の対応する内部ガイドに沿って移動可能である、請求項１２に記載のウェアラブルデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、健康データ測定のための医療デバイス、より具体的には、調節可能な装着サイズを有する生理学的測定デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
今日、健康データ測定のためのウェアラブルデバイスは、ヘルスケア業界で非常に人気のあるトレンドになっており、ますますより定期的に使用されている。ある主要な応用分野では、多くのウェアラブル／ポータブルデバイスは、睡眠中のユーザの健康データ、例えば血中酸素飽和度を測定して、事前に診断と治療のための睡眠障害の存在を監視するように設計される。一般に、ウェアラブルデバイスは、長時間の監視のために一晩中ユーザが装着するように設計されている。長時間の装着負荷を軽減し、長期装着中の快適性を高め、ユーザの睡眠の質を向上させるために、睡眠中の生理学的情報を検出するためのセンサデバイスを指に装着させるのが１つの解決策である。
【0003】
しかしながら、異なるユーザによって指のサイズが異なり、その直径は通常１５．７ｍｍ～２１．２ｍｍと変動するため、ウェアラブルデバイスは、異なる指のサイズに合うように多くのサイズで準備されるべきである。病院で患者の生理学的情報を監視するために一般的に使用されているウェアラブルデバイスの場合、異なる患者のために多くのサイズのウェアラブルデバイスを予約するのは不便である。
【0004】
このような状況下で、特に指に装着され、サイズが調節可能なウェアラブルデバイスは、大量の用途に要求される。１つの既存の解決策では、ウェアラブルデバイスの装着サイズは、埋め込まれたねじで装着体を伸ばすことによって調整することができ、これは、先行技術の参考文献ＣＮ１０５９４２６８０およびＣＮ１０７９６９７７１によって開示されている。別の既存の解決策において、ウェアラブルデバイスの装着サイズは、装着体の２つの部分の間に延長部分を追加することによって調整することができ、これは、先行技術の参考文献ＵＳ２０１７／０００６９７８およびＪＰ０３２１４６５４Ｕによって開示されている。さらに別の既存の解決策では、ウェアラブルデバイスの装着サイズは、装着体の間に１つ以上の可撓性部品、例えばばねを追加することによって調整することができ、これは、先行技術の参考文献ＵＳ５９４３８８２およびＤＥ２０２０／０６０００６９０によって開示されている。さらに別の既存の解決策では、ウェアラブルデバイスの装着サイズは、リングサイズを小さくするために装着体とユーザとの間に１つ以上のシムを挿入することによって調整することができ、これは、先行技術の参考文献ＵＳ６３５４１０６、ＵＳ７７３５３３７、およびＵＳ９７４３７２６Ｂ１によって開示されている。さらに別の既存の解決策では、ウェアラブルデバイスの装着サイズは、内部装着体を異なるサイズに交換することによって調整することができ、これは、先行技術の参考文献ＵＳ８４４８４６４およびＵＳ２０１８／００２０９８０によって開示されている。さらに別の既存の解決策では、ウェアラブルデバイスの装着サイズは、機械的プロセスによって調整することができ、例えば、２つのラチェットのオーバーラップ比を調整することによって、装着体のサイズを調整するように、装着体の２つのアームの接続端に２つのラチェット要素を構成し、これは、先行技術ＵＳ２０１８／０３３８５８７Ａ１によって開示されている。
【0005】
しかしながら、上記の解決策のほとんどでは、コストが比較的高く、構造は長期装着に対してコンパクトではない。他のいくつかの解決策は、特に夜中の長期装着には適切ではない。病院の医師や看護師は、一晩中生理学的情報を検出するために異なる患者にウェアラブルデバイスを適用する必要性により、着用サイズを簡単に変更することができ、全体の構造が長期装着に対してコンパクトであり、快適である調整可能なウェアラブルデバイスを開発する必要がある。
【発明の概要】
【0006】
本発明は、ヘルスケアのためのウェアラブルデバイスおよびその方法に関する。より具体的には、ウェアラブルデバイスは、心拍数、血中酸素飽和度などを含むがこれらに限定されない、ユーザの健康データを測定するためにデバイスが指に装着される。ウェアラブルデバイスの装着サイズは、異なるサイズの指に対して調整可能である。
【0007】
一実施形態では、ユーザの生理学的情報を検出するためのウェアラブルデバイスであって、ユーザのディジットに少なくとも部分的に装着されるように構成された本体と、ディジットを介してユーザの生理学的情報を検出するために本体に取り付けられた少なくとも１つの生理学的センサと、ウェアラブルデバイスの移動を低減しながらディジットを保持するために、本体に結合された少なくとも２つの分岐と、を含み、分岐のうちの少なくとも１つの少なくとも一部は、ウェアラブルデバイスの装着サイズが異なるサイズのディジットに対して調整可能であるように変更可能である。
【0008】
別の実施形態では、ユーザの生理学的情報を検出するためのウェアラブルデバイスであって、ユーザのディジットに少なくとも部分的に装着されるように構成された本体と、ディジットを介してユーザの生理学的情報を検出するために本体に取り付けられた少なくとも１つの生理学的センサと、ウェアラブルデバイスの移動を低減しながらディジットを保持するために、本体に結合された少なくとも２つの分岐と、を含み、分岐のうちの少なくとも１つの少なくとも一部は、ウェアラブルデバイスの装着サイズが異なるサイズのディジットに対して調整可能であるように、移動可能である。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本発明の利点は、その例示的な実施形態の以下の詳細な説明から明らかであり、その説明は、添付の図面と併せて考慮されるべきである。
【図1】一実施形態による、ウェアラブルデバイス１００の概略図を示す。
【図2】通常の人間の手２００の構造を示す。
【図3】人間の手の掌面と背面の肌の色の違いを示す。
【図4】本発明の一実施形態による、指に配置されているセンサ１０１の位置範囲を示す。
【図5a】一実施形態による、指に対するセンサ１０１の構成方式を示す。
【図5b】代替的な実施形態による、指に対するセンサ１０１の別の構成方式を示す。
【図5c】本発明の一実施形態による、センサ１０１と折り畳まれた指との間の接触への影響が少ないことを示す。
【図6a-6c】代替的な実施形態による、マッチングユニット１０４の形状が異なる３タイプのウェアラブルデバイス１００を示す。
【図7】一実施形態による、ウェアラブルデバイス１００の好ましい装着方式を示す。
【図8a】一実施形態による、圧力制御ユニットを有するウェアラブルデバイスの概略図を示す。
【図8b】別の実施形態による、別の圧力制御ユニットを有するウェアラブルデバイスの概略図を示す。
【図9a-9b】一実施形態による、圧力制御ユニットを有するウェアラブルデバイスの側面図を示す。
【図10】一実施形態による、無線通信ユニットを有するウェアラブルデバイスの動作フローチャート１０００を示す。
【図11】一実施形態による、ウェアラブルデバイスの動作フローチャート１１００を示す。
【図12】一実施形態による、上記のウェアラブルデバイスの機能コンポーネントの概略構造である。
【図13】例示的な一実施形態による、取り外し可能な機能コンポーネントを有するウェアラブルデバイスの構造を示す。
【図14a】一実施形態による、機能性を拡張するための１つ以上の拡張可能なインターフェースを有するウェアラブルデバイスの構造を示す。
【図14b】別の実施形態による、機能性を拡張するための外部インターフェースを有するウェアラブルデバイスの構造を示す。
【図15】一実施形態による、ウェアラブルデバイスのためのアプリケーションシステム１５００の概略図を示す。
【図16】一実施形態による、睡眠状態を評価するためのフローチャート１６００である。
【図17】一実施形態による、睡眠状態を評価するための動作可能な評価モデルの構築を示すフローチャート１７００である。
【図18】本発明の一実施形態による、調整可能なウェアラブルデバイス１８００の概略図を示す。
【図19】本発明の一実施形態による、異なるサイズに調整されたウェアラブルデバイス１９００の動作方式を示す。
【図20】本発明の別の実施形態による、異なるサイズに調整されたウェアラブルデバイス２０００の動作方式を示す。
【図21】本発明の別の実施形態による、閉ループ構造を有する調整可能なウェアラブルデバイス２１００の概略図を示す。
【図22】本発明の別の実施形態による、閉ループ構造を有する調整可能なウェアラブルデバイス２２００の概略図を示す。
【図23】本発明の別の実施形態による、異なるサイズに調整されたウェアラブルデバイス２３００の動作方式を示す。
【図24】本発明の別の実施形態による、異なるサイズに調整されたウェアラブルデバイス２４００の動作方式を示す。
【図25】本発明の別の実施形態による、異なるサイズに調整されたウェアラブルデバイス２５００の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0010】
ここで、本発明の実施形態を詳細に参照する。本発明はこれらの実施形態と併せて説明されるが、それらは本発明を限定することを意図するものではないことが理解されるであろう。本発明は、添付の特許請求の範囲の範囲内でカバーされる代替物、修正物、および均等物を含む。
【0011】
さらに、本発明の以下の詳細な説明では、本発明の完全な理解を提供するために、多くの特定の詳細が記載されている。しかしながら、本発明がこれらの特定の詳細なしで実施され得ることが当業者によって認識されるであろう。他の例では、本発明の態様を不必要に不明瞭にしないように、周知の方法、手順、コンポーネント、および回路は詳細に説明されていない。前述の背景に照らして、本発明の目的は、ユーザの健康状態を監視するためのウェアラブルデバイスを提供することである。
【0012】
本発明の以下の実施形態は、ユーザの生理学的情報を測定するためにユーザによって携帯される例示的なウェアラブルデバイスを説明する。一実施形態では、ウェアラブルデバイスは、ユーザの健康状態を監視するために、ユーザの体の一部に少なくとも部分的に装着される。好ましい実施形態では、ウェアラブルデバイスは、ユーザの生理学的情報、例えば、心拍数、心拍数変動、血中酸素飽和度、フォトプレチスモグラフィー（ＰＰＧ）信号、および／またはストレスを測定するために、肢の１つ以上のディジットに少なくとも部分的に装着される。一実施形態では、肢のディジットは、手のディジットおよび／または足のディジット、例えば、手の指または足の指（以下、単に１つの指もしくは複数の指または１つの足指もしくは複数の足指）を表すが、これらに限定されない。好ましい実施形態では、ウェアラブルデバイスは、ユーザの健康情報を監視するために、指の付け根の近くの場所に少なくとも部分的に装着される。例えば、一実施形態では、ウェアラブルデバイスは、指の近位指骨に少なくとも部分的に装着される。別の好ましい実施形態では、ウェアラブルデバイスは、容易で快適な装着のためにユーザの人差し指に装着される。
【0013】
図１は、一実施形態による、ウェアラブルデバイス１００の概略図を示す。一般的に言えば、ウェアラブルデバイス１００は、それが指に装着可能であるという要件を満たす限り、任意の形状とすることができる。
【0014】
一実施形態では、ウェアラブルデバイス１００は、異なるサイズの指に適合するために、開ループを有する本体１０３を含む。さらに、ウェアラブルデバイス１００は、本体１０３に取り付けられ、ウェアラブルデバイス１００がディジット、例えば指１０５、および／または本体１０３を介してユーザの他の同様の位置に装着されたときにユーザの生物学的情報を感知するように動作可能なセンサ１０１を含む。図１の実施形態は、説明を目的としたものであり、ウェアラブルデバイス１００の構造および装着方式は、実施形態に限定されない。一実施形態では、センサ１０１は、第１の発光体、第２の発光体、および少なくとも１つの光検出器を含む光学センサである。一実施形態では、第１の発光体から生成される第１の光の波長は、８５０～１０００ｎｍの範囲内、例えば、ＩＲ光であり、第２の発光体から生成される第２の光の波長は、６００～７５０ｎｍの範囲内、例えば、可視光である。第１／第２の発光体は、第１／第２の光を指の血管に放出し、光検出器は、指の血管によって反射された第１／第２の光を検出するように動作可能である。一実施形態では、血管は、ディジットの動脈、例えば、親指に沿って走る母子主動脈、人差し指に沿って走る示指橈側動脈、および／または他の指に沿って走る指動脈であってもよい。ユーザの健康情報を伝える、検出された第１および／または第２の光信号は、ユーザの健康データ、例えば、ＰＰＧ信号、心拍数、心拍数変動、および血中酸素飽和レベルを計算するためにさらに使用される。一実施形態では、心拍数および心拍数の変動性は、ＰＰＧ信号に基づいて判定される。
【0015】
一実施形態では、血中酸素飽和度を測定するためのセンサ１０１の原理は、酸素化および脱酸素化ヘモグロビンの第１および第２の光吸収特性に基づく。酸素化ヘモグロビンは、より多くの第１の光を吸収し、より多くの第２の光を通過させることを可能にする。脱酸素化（または還元）ヘモグロビンは、より多くの第２の光を吸収し、より多くの第１の光を通過させることを可能にする。指１０５の血管によって反射され、光検出器によって検出された第１／第２の光に基づいて、ＩＮ２／ＩＮ１比が計算されて、血中酸素飽和度を判定し、ＩＮ１は、検出された第１の光の強度を表し、ＩＮ２は、検出された第２の光の強度を表す。さらに、ユーザの心拍数および心拍数の変動は、第１の光に基づいて検出することが可能である。第１の光が指１０５の血管によって反射されるときに、反射された第１の光の強度は、血管内の血液量によって変動する。したがって、心拍ごとに、血管内の血液量がわずかに変化し、それによって光検出器で検出され得る第１の光の強度が変化する。したがって、心拍数および心拍数の変動性は、検出された第１の光信号の強度の変動に従って判定することができる。代替の実施形態では、第１および第２の発光体は、制御信号に基づいて第１および第２の光を個別に放出することができる１つのユニットに統合される。センサ１０１の実施形態は、例示を目的とするものであり、放出器および検出器を含む光構成は、これらの実施形態に限定されない。
【0016】
図２は、通常の人間の手２００の構造を示す。図２は、図１と組み合わせて説明される。図２に示されるように、主血管は、指の掌面に対してわずかにオフセットされた状態で、手２００の指の側面の近くに位置する。従来、ウェアラブルデバイスは、指先２１４に多くの毛細血管が存在し、生物学的情報が比較的容易に検出されるように、指先２１４に装着される。しかしながら、前述のように、ウェアラブルデバイスを指先に装着することは、被験者の健康状態を連続的に監視するための長期装着にとって快適、便利、または安定ではない。したがって、より快適で、便利で、安定した長時間の装着のために、ユーザの指の中央２１３または近位２１２部にウェアラブルデバイス１００を装着することが好ましい。しかしながら、指先２１４と比較して、指の中央または近位部に存在する毛細血管は少ない。指の血管からより多くの生理学的情報を得るために、センサ１０１は、好ましくは、主血管２１１の近くに位置決めされる。一実施形態では、センサ１０１は、動脈を介して健康情報を検出するために、指の動脈の近くに位置決めされる。動作中、測定の精度を確保するために、ウェアラブルデバイス１００のセンサ１０１を主血管２１１の近くに固定することが重要である。
【0017】
さらに、図３に示すように、掌面３２２の皮膚の色は、典型的には、人間の手の背面３２１よりも明るい。そして、異なる人々の間で、特に異なる人種に対して、人間の手の背面３２１の皮膚の色は、手の掌面３２２と比較してより多様である。一般的に知られているように、メラニンが肌の色の主要な決定要因である。肌のメラニンの量が多いほど、肌の色は暗くなる。動作中、光は皮膚のメラニンによって部分的に吸収される。さらに、皮膚のメラニンの量が増えると、光の吸収率が上がる。言い換えれば、より多くの光が皮膚を通過する間、より暗い皮膚によって吸収される。したがって、指の背面３２１では、掌面３２２よりも多くの光が吸収され、吸収率は人によって変動する。さらに、第１の光と第２の光の吸収率は、それらの異なる波長のために異なる。一実施形態では、波長が６００～７５０ｎｍの範囲内にある第１の光と比較して、波長が８５０～１０００ｎｍの範囲内にあるより多くの第２の光がメラニンによって吸収される。上記のように、血中酸素飽和度は、酸素化および脱酸素化ヘモグロビンの第１および第２の光の吸収特性に基づいて計算される。したがって、人間の皮膚の色の変動による掌面３２１での第１および第２の光の不確実で不均一な吸収率により、センサ１０１の測定精度は、背面３２１に位置決めされた場合に著しく影響を受ける。
【0018】
上記のように測定精度を高め、測定精度への影響を低減するために、センサ１０１は、好ましくは、指の所定の側域内に位置付けられ、それにより、主血管２１１の近くに位置決めされる。一実施形態では、側域は、側面に近い領域である。特定の実施形態では、側域は、円３２３によって例示的に特定されるように、指の掌面３２２上であって、側面の近くに位置する。図４は、本発明の一実施形態による、センサ１０１が位置する指の側域を示す。図４は、図１～３と組み合わせて説明される。図４に示すように、指１０５は、主に骨４３２、主血管２１１を含む血管、および腱４３３を含み、主血管２１１は、掌面３２２に対してわずかにオフセットして側面の近くに位置する。一実施形態では、主血管２１１からより多くの情報を取得するために、センサ１０１は、掌面３２２に隣接して、指１０５の側面の下（すなわち、図４の領域ＩＩおよび／またはＩＩＩ）に位置付けられるように構成されている。好ましい実施形態では、側域の縁と側面との間の角度範囲は、センサ１０１に出入りする放出光および反射光が主血管２１１に近いため、２０度～５０度である。
【0019】
さらに、センサ１０１は、好ましくは、指の緯度方向に沿った不均一な皮膚の色によって引き起こされる皮膚を通過する光への影響を最小限にするために、指の長手方向に沿って位置付けられる。長手方向は、実質的に指の付け根から指先への方向（またはその逆）である。緯度方向は、長手方向に実質的に垂直であり、指の周りに延びる。図５ａは、一実施形態による、指に対するセンサ１０１の構成を示す。図５ｂは、代替的な実施形態による、指に対するセンサ１０１の別の構成を示す。図５ａおよび図５ｂは、図１～４と組み合わせて説明される。図５ａに示すように、センサ１０１は、指の長手方向５４４に沿って位置付けられる。好ましい実施形態では、センサ１０１は、指の側面の下の掌面３２２で血管２１１に隣接して位置付けられる。より具体的には、センサ１０１は、第１の発光体５４１および第２の発光体５４２（またはその逆）と、血管２１１を介してユーザの健康情報を検出するために、長手方向５４４に沿って血管２１１の近くに位置付けられた光検出器５４３とを含む。好ましい実施形態では、第１の発光体５４１と光検出器５４３との間の距離は、第２の発光体５４２と光検出器５４３との間の距離と実質的に同じである。図５ｂを参照すると、発光体５４１および５４２は、光検出器５４３よりもはるかに小さいため、発光体５４１および５４２と光検出器５４３の各々は、指の長手方向５４４に沿って配置され、第１の発光体５４１および第２の発光体５４２は、互いに近接している間、光検出器５４３の同じ側に配置されている。好ましい実施形態では、第１の発光体５４１と光検出器５４３との間の距離は、第２の発光体５４２と光検出器５４３との間の距離と実質的に同じである。当業者によって理解され得るように、ウェアラブルデバイスのそのような詳細は単なる例であり、特許請求される主題はそれほど限定されない。例えば、第１の発光体５４１および第２の発光体５４２は、光検出器の任意の側に配置されてもよく、第１の発光体５４１および第２の発光体５４２のいずれかの一方は、他方のものの上方に配置され得る。
【0020】
前述のように、第１および第２の光の吸収率は、指の背面３２１のメラニンによって著しく影響され、これは、測定の精度に影響を及ぼすことがある。図５ａに示す配置では、センサ１０１の構成は、片側がよりコンパクトであり、掌面３２２内での、指の周りのセンサ１０１の回転許容度が高められる。これは、発光体と検出器が長手方向に沿って、緯度方向に対して同じレベルに配置されているためである。緯度方向に沿って配置された発光体および検出器と比較して、センサ１０１が指の周りを回転する場合、回転中に発光体および検出器が掌面内に保たれることに対するより大きい許容度がある。さらに、発光体と検出器５４１～５４３は、側面近くの掌面に長手方向５４４に沿って配置されるため、図５ｃに示すように指が折りたたまれたときに、衝撃を受けた掌面５４５が、センサー１０１と指の皮膚の接触に影響しない。
【0021】
図１の実施形態では、ウェアラブルデバイス１００は、センサ１０１が標的位置に位置決めされた状態でウェアラブルデバイス１００を適切に装着するようにユーザを案内し、長期の装着および測定中、指１０５の周りのウェアラブルデバイス１００の回転を低減するためのマッチングユニット１０４をさらに含んでもよい。一実施形態では、マッチングユニット１０４は、図１に示されるように、本体１０３に結合された少なくとも１つの延長ユニットを含む。一実施形態では、延長ユニットは、本体１０３の側面に構成されたウイングを含む。マッチングユニット１０４の材料は、所望の固定の程度に応じて、剛性または弾性であってもよい。ウェアラブルデバイス１００が指１０５に装着されるときに、対象の指１０５に隣接する指１０６は、ウェアラブルデバイス１００を適切に装着するようにユーザを案内し、ウェアラブルデバイス１００の回転を低減するのを助ける役立つマッチングユニット１０４と結合される。好ましい実施形態では、ウェアラブルデバイス１００は、安定性を高めるために隣接する指１０６を保持するための２つの延長ユニットを含む。マッチングユニット１０４は、長期の快適な装着のために指の形状に対応するように設計されている。代替的な実施形態では、マッチングユニット１０４は、開口部を有するか、または有さない、本体１０３に結合されたループを含む。ウェアラブルデバイス１００が指１０５に装着されるときに、ループは、隣接する指１０６を取り囲んで、ウェアラブルデバイス１００を適切に装着するようにユーザを案内し、ウェアラブルデバイス１００の回転を最小限に抑えるように構成されている。
【0022】
図６ａ～図６ｃは、代替的な実施形態による、マッチングユニット１０４の形状が異なる３タイプのウェアラブルデバイス１００を示す。図６ａでは、マッチングユニット１０４は、隣接する指と結合するために本体１０３の側面に対称的に構成された２つの延長ユニットを含む。図６ｂでは、マッチングユニット１０４は、隣接する指の形状および構造に適合するために、隣接する指に向かってオフセットされた本体１０３の側面に構成されている２つの延長ユニットを備える。このような構成により、ウェアラブルデバイス１００の長期の装着中、特に睡眠中、ユーザはより快適に感じるであろう。図６ｃでは、本体１０３へのマッチングユニット１０４の構成は、図６ｂと同様であるが、マッチングユニット１０４は、隣接する指と結合するための開口部を有するか、または有さないループである。当業者によって理解されるように、図６ａ～ｃに与えられた実施形態は例であり、本体１０３およびマッチングユニット１０４の構造および機構を制限することを意図するものではない。一実施形態では、ウェアラブルデバイス１００は、データ処理のためにセンサ１０１と結合された処理ユニットをさらに含む。代替的な実施形態では、センサ１０１は、有線または無線伝送を介してデータ処理のために外部プロセッサまたはサーバと通信することが可能である。
【0023】
一実施形態では、ウェアラブルデバイス１００は、図１に示すように、機能コンポーネント１０２を含む。任意選択で、機能コンポーネント１０２は、ウェアラブルデバイス１００の本体１０３に取り付けられ、また本体１０３から取り外され得るように、取り外し可能であり得る。したがって、ユーザは、同じ機能コンポーネント１０２を使用しながら、異なる人々の指に合うように本体１０３を別のサイズに容易に交換することができる。センサ１０１を指の適切な表面に、すなわち、指１０５の掌面３２２に近く、側面から特定のオフセット、すなわち、２０度～５０度で据え付けるために、本体１０３に取り付けられたセンサ１０１と共に機能コンポーネント１０２は、ウェアラブルデバイス１００がユーザの指１０５に装着されたときに、機能コンポーネント１０２が指１０５の側面に近くなるように適切に構成されている。一実施形態では、機能コンポーネント１０２は、ウェアラブルデバイス１００を適切な位置で適切に装着するようにユーザを案内するように動作可能である。例えば、ウェアラブルデバイス１００が人差し指に装着され、機能コンポーネント１０２が親指に向かって突出するときに、機能コンポーネント１０２の形状は、ウェアラブルデバイス１００を適切な位置で適切に装着するようにユーザを案内するために、人差し指と親指の関係と同様に親指の形状にマッチするように設計される。
【0024】
図７は、一実施形態による、ウェアラブルデバイス１００の好ましい装着方式を示す。図７は、図１と組み合わせて説明される。ウェアラブルデバイス１００が本体１０３を介して人差し指１０５に装着されるときに、機能コンポーネント１０２は親指７０７に向かって配置され、機能コンポーネント１０２の上面は、ウェアラブルデバイス１００を適切な位置で適切に装着するようにユーザを案内するために、親指７０７の側面と位置合わせされる。好ましい実施形態では、ウェアラブルデバイス１００は、容易で快適な装着のために人差し指７０５の近位指骨に装着される。さらに、マッチングユニット１０４は、ウェアラブルデバイス１００を適切な位置に位置合わせし、長期間の装着および測定中、特に睡眠中の人差し指７０５の周りのウェアラブルデバイス１００の回転を低減するために、隣接する指７０６と結合される。
【0025】
一実施形態では、ウェアラブルデバイス１００は、ウェアラブルデバイス１００と指との間の圧力を制御するための圧力制御構成をさらに含む。使用中に、ウェアラブルデバイス１００を指にきつく装着しすぎる場合、血流が遮断され、測定の精度に影響を与える。ウェアラブルデバイス１００を指に緩く装着しすぎると、光漏れが発生し、これは、測定精度に影響を与えることがある。図８ａは、一実施形態による、圧力制御ユニットを有するウェアラブルデバイス１００の概略図を示す。図８ｂは、代替的な実施形態による、別の圧力制御ユニットを有するウェアラブルデバイス１００の概略図を示す。図８ａ～ｂは、図１と組み合わせて説明される。図８ａおよび図８ｂに与えられる実施形態は例であり、圧力制御ユニットの構造およびメカニズムを制限するものではない。図８ａに示すように、所定の変形係数を有する曲げ可能なユニット８７１が、異なる指のサイズに適合するために、本体１０３および／またはマッチングユニット１０４に埋め込まれている。ウェアラブルデバイス１００が指１０５に装着されるときに、曲げ可能なユニット８７１は、指１０５に適切な範囲内のクランプ圧力を提供する。図８ｂに示すように、１つ以上の突起８７２が本体１０３の内面に構成されている。一実施形態では、少なくとも１つの突起８７２は、弾性材料によって作製されている。別の実施形態では、本体１０３は、少なくとも部分的に、弾性材料から作製されている。ウェアラブルデバイス１００が、異なるサイズを有する異なる指に装着されるときに、突起８７２を有するウェアラブルデバイス１００は、指１０５に適切な範囲内の圧力を提供する。他の実施形態では、ウェアラブルデバイス１００のきつさは調整可能であり、ウェアラブルデバイス１００と指１０５との間の圧力を感知するための圧力センサをさらに含む。圧力センサが、圧力が第１の閾値よりも高いか、または第２の閾値よりも低いことを検出した場合、ウェアラブルデバイス１００のきつさは、自動またはユーザによって手動で調整される。
【0026】
図９ａは、一実施形態による、圧力制御構成を有するウェアラブルデバイス１００の概略図を示す。図９ｂは、本実施形態による、ウェアラブルデバイス１００が指に装着されたときに、圧力制御が指にどのように作用するかを示す。図９ａ～ｂは、図１と組み合わせて説明される。図９ａに示すように、本体１０３は、ウェアラブルデバイス１００が指に装着されたときに指をセンサ１０１に押し付ける力が発生するように構成されたループ構造を含む。
【0027】
さらに、指先に装着される従来のパルスオキシメータとは異なり、ウェアラブルデバイス１００は、指の付け根に装着されるように設計されている。２本の指の付け根間の空間は指先間の空間よりもはるかに小さいため、本体１０３の形状は、ウェアラブルデバイス１００が指に装着されたときに、隣接する指の移動に影響を与えずに、センサー１０１に向かって指に力を発生させるように設計されてもよい。１つの好ましい実施形態では、本体１０３は変形可能な材料で作製されており、本体１０３のループ構造は、ウェアラブルデバイス１００が指に装着されたときに、センサ１０１に向かって指に目標力を発生させるために、軸が所定の方向に配置された楕円形である。より具体的な実施形態では、ループ構造の楕円形の軸は、センサ１０１を通過する。
【0028】
図９ｂに示すように、ウェアラブルデバイス１００の本体１０３に指を挿入するときに、本体１０３の特別な形状が指に対してわずかに歪んで、指をセンサ１０１に取り付けることができる。本体１０３の指に対する歪みにより、矢印で示す力９０１が指に発生する。したがって、光漏れを回避し、周囲光の影響を防ぐために、指がセンサー１０１にきつく取り付けられるように促される。
【0029】
一実施形態では、機能コンポーネント１０２は、内部機能ユニット、例えば、ＰＣＢおよびセンサー１０１を支持および保護するための剛性材料から少なくとも部分的に製造され、一方、本体１０３および／またはマッチングユニット１０４は、異なる指サイズに合うように可撓性である。一実施形態では、機能コンポーネント１０２の場合、剛性層は、内部機能ユニットのハウジングとして内部に配設され、可撓性層は、使用中に剛性層を保護するために剛性層を覆う。
【0030】
ウェアラブルデバイス１００の組み立てプロセス中に、一実施形態では、機能コンポーネント１０２の剛性層が最初に形成され、次に可撓性材料が剛性層上に成形されて保護層を形成し、さらに延長されて本体１０３およびマッチングユニット１０４を形成する。その後、センサ１０１を含む機能ユニットは、剛性ハウジング内に組み立てられ、防水材料がセンサ１０１の縁に配設される。検出面は、取り付けられた指を介してユーザの生理学的情報を検出するために、ハウジングの開口部を通して外部に露出されている。したがって、機能ユニットは防水方式で密閉されている。
【0031】
代替的な実施形態では、機能コンポーネント１０２、本体１０３、およびマッチングユニット１０４の外側保護層は、最初は、可撓性材料によって一体的に形成される。その後、接着剤が保護層の内面の周りに注入されて、機能ユニットのハウジングとしての剛性層を形成する。その後、センサ１０１を含む機能ユニットは、センサ１０１の検出面がハウジング開口部を通して外部に露出される間、剛性ハウジング内に組み立てられる。
【0032】
一実施形態では、ウェアラブルデバイス１００は、独占的または非独占的なプロトコルを使用して、無線無線周波数（ＲＦ）リンクを介して、ウェアラブルデバイス１００から外部デバイス、例えば基地局サーバにデータを送信するように動作可能な無線通信ユニットをさらに備える。一実施形態では、無線通信ユニットは、通信のための近距離無線通信（ＮＦＣ）チップを含む。動作中、ウェアラブルデバイス１００を一定の電子デバイス、例えばスマートフォンに近づけるときに、電子デバイスは、無線通信ユニットを介してウェアラブルデバイス１００を検出し、指を介してユーザの健康情報を測定するようにウェアラブルデバイス１００をトリガする。さらに、ウェアラブルデバイス１００は、さらに処理、記録、および／または表示のために無線通信ユニットを介して測定結果を電子デバイスに転送する。一実施形態では、無線通信ユニットは、ユーザの識別情報（ＩＤ）を記憶し、ユーザ情報を入力する追加のアクションなしに、ユーザのＩＤを有する健康情報を電子デバイスに送信する。例示的な実施形態では、特定のアプリケーション（ＡＰＰ）をインストールした電子デバイスがその近くのウェアラブルデバイス１００を検出するときに、電子デバイスは、ＡＰＰを介してウェアラブルデバイス１００の測定をトリガーする。ユーザの測定された健康データは、次に、さらなる処理のために、ウェアラブルデバイス１００からＡＰＰに送信される。一実施形態では、ＡＰＰは、さらなる処理のために、測定結果をクラウドまたはデータベースにアップロードする。
【0033】
一実施形態では、指紋認証ユニットが、例えば、機能コンポーネント１０２のメインパネル上に指紋認証機能を構成するように、機能コンポーネント１０２に統合されている。ウェアラブルデバイス１００を使用することを意図する人は、機能的コンポーネント１０２のメインパネル上に指、例えば親指を押すことによって指紋認証に合格しなければならない。その人が認証に合格した場合、その人は、通常の測定のためにウェアラブルデバイス１００にアクセスするか、またはそれを有効にすることが許可される。
【0034】
図１０は、一実施形態による、無線通信ユニットを有するウェアラブルデバイス１００の動作フローチャート１０００を示す。図１０は、図１と組み合わせて説明される。動作中、ユーザがウェアラブルデバイス１００を電子デバイスに近づけるとき、例えば、ウェアラブルデバイス１００を装着しているユーザがスマートフォン持ち上げるときに、ステップ１００１で、電子デバイスは、ステップ１００２におけるさらに処理のために有効にされる。次に、次のステップ１００３において、電子デバイスは、ユーザの健康情報、例えば、脈拍数および／またはＰＰＧ信号および／または血中酸素飽和度および／またはストレスを１回以上測定するようにウェアラブルデバイス１００をトリガする。最後に、電子デバイスは、ウェアラブルデバイス１００からユーザＩＤと共に、測定された健康情報を受信し、ステップ１００４において測定結果をユーザに表示する。動作中、電子デバイスは、前の測定が所定の期間で完了したかどうかをチェックする。はいの場合、電子デバイスは、次の測定を開始するようにウェアラブルデバイス１００をトリガする。そうでなければ、電子デバイスは、所定の期間に達するまでトリガを一時停止する。
【0035】
一実施形態では、無線通信ユニットは、低消費電力を有する受動電子コンポーネントである。無線通信ユニットと外部電子デバイスとの間の通信により、ウェアラブルデバイス１００は、ウェアラブル機器１００が電子デバイスに近づくと、任意のボタンを押さずに測定を開始するようにトリガされる。このように、ウェアラブルデバイス１００のユーザインターフェースは、特に高齢のユーザのために単純化され、ウェアラブルデバイス１００の電力消費は低減される。一実施形態では、電子キーを有する無線通信ユニットは、電子デバイスを電子的にロックおよび／またはロック解除するように動作可能である。
【0036】
一実施形態では、ウェアラブルデバイス１００は、ユーザの動きを検出するための動きセンサをさらに含む。一実施形態では、ユーザが目覚めているとき、ウェアラブルデバイス１００は、例えば、ウェアラブルデバイスが上記のように電子デバイスに接近すると、電子デバイスによってトリガされる、電力を節約するための所定の条件下で健康データを測定するように有効にされる。ユーザが眠りに落ちるときに、多くの深刻な症状、例えば閉塞性睡眠時無呼吸が睡眠中に無意識に発生するため、ウェアラブルデバイス１００は、ユーザの健康状態を連続的に監視するための連続測定モードに入る。一実施形態では、動きセンサは、ユーザの体の移動、姿勢、および／または向き、例えば、水平面に横たわっているか、まっすぐに立っているか、またはユーザの手がどのように置かれているかを検出するための加速度計および／または角速度計を含む。ウェアラブルデバイス１００がユーザの指に装着されるときに、動きセンサは、ユーザが寝相にある、例えば、動かずに水平面に横たわっているか、またはまだ起きている、例えば、まっすぐ立っているか動いているかを検出する。動きセンサは、ユーザが所定の期間中、何の移動もなく寝相にあることを検出する場合、ユーザが眠っていると判定され、ウェアラブルデバイス１００は、ユーザの心拍数を連続的に測定することを開始する。睡眠中、閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ）などの異常な症状が発生するときに、心拍数が急激に上昇し、それに応じて血中酸素飽和度が低下し、これは、ユーザの健康に悪影響を与える。心拍数が通常の閾値ＴＨＲを超えて検出される場合、ウェアラブルデバイス１００は、ユーザの血中酸素飽和度の測定をすぐに開始する。通常の閾値ＴＨＲは、通常の呼吸下でのユーザの心拍数に基づいて設定される。例えば、通常の閾値ＴＨＲは、通常の呼吸下での平均心拍数よりも１０％高い。
【0037】
図１１は、一実施形態による、ウェアラブルデバイス１００の動作フローチャート１１００を示す。図１１は、図１と組み合わせて説明される。ステップ１１０１でウェアラブルデバイス１００が有効にされるときに、ウェアラブルデバイス１００は、ステップ１１０２においてウェアラブルデバイス１００に指が挿入されているかどうかを検出し続ける。はいの場合、ウェアラブルデバイス１００は、ステップ１１０３において、動きセンサからユーザの動きデータを収集することを開始する。そうでなければ、ウェアラブルデバイス１００は、ステップ１１０４において、指挿入の監視を維持しながら、節電モードでいかなる測定もなしにアイドル状態のままである。ステップ１１０３においてウェアラブルデバイス１００が動きセンサから動きデータを収集した後、ステップ１１０５で所定の期間内に移動が検出されない場合、ウェアラブルデバイス１００は、ステップ１１０６において寝相が検出されたかどうかをさらに判定する。そうでなければ、ウェアラブルデバイス１００は、日中モード１１１１に入って、例えば、外部電子デバイスによってトリガされる一定の条件下でユーザの健康データを不連続に測定し、ステップ１１０３において、ユーザの移動の監視を続ける。ステップ１１０６において、ユーザが寝相にあると検出された場合、ウェアラブルデバイス１００は、睡眠モードに入り、ステップ１１０７において、ユーザの心拍数を連続的に測定および記録することを開始する。そうでなければ、ウェアラブルデバイス１００は、指がウェアラブルデバイス１００に挿入されているかどうかを検出するためにステップ１１０２に戻る。ステップ１１０７中、ウェアラブルデバイス１００は、測定された心拍数がステップ１１０８において通常の閾値ＴＨＲを超えることを検出した場合、ウェアラブルデバイス１００は、ステップ１１０９において、心拍数だけではなく血中酸素飽和度を測定および記録することを開始する。そうでなければ、ウェアラブルデバイス１００は、ステップ１１０７において心拍数の監視および記録を続ける。ステップ１１０９中、測定された血中酸素飽和度が所定の閾値ＴＢＯＳよりも高い場合、すなわち、血中酸素飽和度がステップ１１１０において正常レベルに戻った場合、ウェアラブルデバイス１００は、ステップ１１０７に戻る。そうでなければ、ウェアラブルデバイス１００は、ステップ１１０９において、血中酸素飽和度および心拍数の監視および記録を続ける。
【0038】
このような構成により、ウェアラブルデバイス１００の効率が向上し、その消費電力が低減される。最初に、動きセンサは、電力を節約するように異なる条件下での測定を制御するために、ユーザの姿勢、体の向き、動きを監視するように適合されている。第二に、血中酸素飽和度測定の消費電力は、脈拍数測定と比較するときに、比較的高い。心拍数の突然の増加に関連して血中酸素飽和度の異常状態が発生するため、ウェアラブルデバイス１００は、心拍数が閾値ＴＨＲより高くなると、血中酸素飽和度を測定することを開始して、電力消費を最小限に抑える。
【0039】
一実施形態では、ウェアラブルデバイス１００は、測定された健康情報に基づいてユーザの睡眠サイクルを判定するように動作可能である。人が眠りに落ちるときには、様々なサイクルで睡眠を通してレム（ＲＥＭ）睡眠とノンレム睡眠を経験する。睡眠サイクルの初期段階であるＮ１は、体をシャットダウンする準備をするノンレム睡眠を含む。この段階では、人は騒音や思考によって簡単に目覚める可能性がある。中期は浅い睡眠を伴い、Ｎ２は、通常どこでも約１０～２５分間継続する。ノンレム睡眠は常にこの段階で起こる。深い睡眠、Ｎ３は、常に後期に発生し、その間、体内の活動は低く、脳の活動は非常に高い。レム睡眠は通常、深い睡眠段階Ｎ３の後、約７０～９０分間の睡眠サイクルの最終段階で起こる。レム睡眠は、夢を見ているときの睡眠の段階である。この段階から目覚めるときに、人は混乱を感じることがある。レム段階中にユーザを起こして、混乱した状態をもたらすのを防ぐために、睡眠サイクルの浅い段階、例えばステージＮ１などのノンレム段階でユーザを起こして、ユーザによりエネルギッシュで快適に感じさせることが好ましい。
【0040】
動作中に、ウェアラブルデバイス１００が、ユーザの心拍数のそれぞれの増分および心拍数の変動がそれぞれの所定の閾値よりも大きいことを検出するときに、ユーザが、ノンレム段階、例えば、段階Ｎ１にあると判定される。レム段階でユーザを起こすことによって引き起こされる混乱状態を防ぐために、ユーザは、ノンレム段階にあると決定されたときに、例えば、モーニングコールによって起こされる。好ましい実施形態では、ウェアラブルデバイス１００は、ユーザの体温を検出するための温度センサをさらに含む。ウェアラブルデバイス１００が、ユーザの心拍数、心拍数変動、および体温のそれぞれの増分がそれぞれの所定の閾値よりも大きいことを検出したときに、ユーザはより浅い睡眠段階にあると判定される。体温のパラメータを追加することにより、浅い睡眠段階の判定がより正確になる。
【0041】
図１２は、一実施形態による、上記のウェアラブルデバイス１００の機能コンポーネント１０２の概略構造である。図１２は、図１と組み合わせて説明される。図１２に示すように、機能コンポーネント１０２は、指の経度方向に沿って位置付けられたセンサ１０１と、健康状態分析、ストレス分析および睡眠の質の分析を含むがこれらに限定されないさらなる処理のためにユーザの測定された健康情報を受信するための、センサ１０１に結合された処理ユニット１２９１とを含む。一実施形態では、機能コンポーネント１０２は、ユーザの移動、体の向き、および／または姿勢を検出するための動きセンサ１２９２をさらに含んでもよい。動きセンサ１２９２からの検出結果に基づいて、処理ユニット１２９１は、センサ１０１の連続測定をトリガするかどうかを決定する。さらに、機能コンポーネント１０２は、有線または無線伝送を介して１つ以上の外部電気デバイスと通信するための有線または無線通信ユニット１２９３と、ヘルスケアのためにユーザの体温を感知するための温度センサ１２９４と、より良い圧力制御のためにウェアラブルデバイス１００と指との間の圧力を感知するための圧力センサ１２９５と、機能拡張のために１つ以上の外部機能ユニットと接続するように動作可能な１つ以上の拡張可能なインターフェース１２９６と、を含んでもよい。図１２に与えられる機能コンポーネント１０２の要素および構成は、例示を目的とするものであり、一実施形態に限定されないことが当業者に理解されるべきである。言い換えれば、機能コンポーネント１０２は、多かれ少なかれ、または異なる機能ユニットを含むことがあり、機能ユニットのレイアウトは変更可能である。
【0042】
図１３は、例示的な一実施形態による、取り外し可能な機能コンポーネント１０２を有するウェアラブルデバイス１００の構造を示す。図１３に示すように、機能コンポーネント１０２は、本体１０３から取り外され、据え付けることが可能である。本体１０３、またはさらにマッチングユニット１０４を有する本体１０３は、破線で部分的に省略されており、任意の利用可能な形状であってもよく、図１３の図に限定されない。取り外し可能な構造により、ユーザは、同じ機能コンポーネント１０２を使用しながら、異なる人の指に合うように、あるサイズから別のサイズに本体１０３を容易に交換することができる。さらに、一実施形態では、取り外された機能コンポーネント１０２は、除去し、保管し、日中の活動追跡に使用することができる。
【0043】
動作中、ウェアラブルデバイスで動作可能ないくつかの外部機能ユニットがある。例えば、拡張無線通信ユニット、インタラクティブユニット、メモリ、体重計、肺活量計などであり、様々な機能をサポートしながら、ウェアラブルデバイスのサイズを大幅に縮小することができるようにする。一実施形態では、ウェアラブルデバイスは、機能を自動的にアクティブ化するために、どの外部機能ユニットがプラグインされたかを識別することが可能である。
【0044】
図１４ａは、一実施形態による、機能性を拡張するための１つ以上の拡張可能なインターフェースを有するウェアラブルデバイスの構造を示す。図１４ａは、図１および図１２と組み合わせて説明される。図１４ａに示すように、ウェアラブルデバイス１００の取り外し可能な機能コンポーネント１０２は、センサー１０１と、図１２に示されるようないくつかの機能ユニットとを含み、これらは、所定のレイアウトで構成されている。機能コンポーネント１０２は、１つ以上の外部機能ユニット１４０１を受信するための１つ以上の拡張可能なインターフェース１２９６をさらに含む。
【0045】
一実施形態では、機能コンポーネント１０２は、外部機能ユニット１４０１と接続するための複数のピンを含む。１つの外部機能ユニット１４０１が機能コンポーネント１０２にプラグインされるときに、外部機能ユニット１４０１は、特定の方式でピンのそれぞれのセットに接続する。例えば、インタラクティブユニットの場合、１番目と２番目のピンが接続される。無線通信ユニットの場合、３番目と４番目のピンが接続され、メモリの場合、１番目と３番目のピンが接続される。外部機能ユニットをピンのそれぞれのセットに接続することにより、機能コンポーネント１０２は、接続されたピンに基づいて外部機能ユニット１４０１を識別することが可能である。代替的な実施形態では、外部機能ユニット１４０１がウェアラブルデバイス１００にプラグインされると、機能コンポーネント１０２は、アナログまたはデジタル方式で、外部インターフェース１２９６を介して外部機能ユニット１４０１から識別情報をフェッチして、それを識別する。対応するピン接続を介して外部機能ユニット１４０１を識別する前の実施形態と比較して、この実施形態における外部インターフェース１２９６の構成は、単純でシームレスである。しかしながら、ウェアラブルデバイス１００は、前の実施形態では、外部機能ユニット１４０１をより迅速に識別することができる。
【0046】
【0047】
図１４ｂは、別の実施形態による、機能を拡張するための外部インターフェースを有するウェアラブルデバイスの構造を示す。図１４ｂは、図１および図１２と組み合わせて説明される。図１４ｂに示すように、いくつかの機能サブユニットを含む外部一体型機能ユニット１４０２は、ウェアラブルデバイス１００の機能コンポーネント１０２に接続可能である。外部一体型機能ユニット１４０２が機能コンポーネント１０２に接続されたときに、外部一体型機能ユニット１４０２は、所定の方式に従って、ターゲット機能サブユニットをアクティブ化するように構成されている。一実施形態では、外部一体型機能ユニット１４０２は、対応するサブユニットを有効にするために、いくつかの所定の角度、例えば、９０度、１８０度、および／または２７０度で回転することが可能である。異なる角度構成で、機能コンポーネント１０２は、どのサブユニットが有効にされているかを識別し、それに応じて対応するサブユニットをアクティブ化する。代替的な実施形態では、外部一体型機能ユニット１２０２は、サブユニットを選択し、ウェアラブルデバイス１００に選択を通知するための選択パネルをさらに含む。
【0048】
一実施形態では、ウェアラブルデバイス１００を格納するためのドッキングステーションは、ウェアラブルデバイス１００のバッテリ充電器、ウェアラブルデバイス１００だけではなく他の電子機器、例えば、スマートフォンを充電するように動作可能であるポータブルバッテリーバンク、ウェアラブルデバイス１００による睡眠サイクルの監視結果に基づくウェイクアップアラーム、異常な状態／症状に対する異常状態アラーム、および／またはユーザの睡眠ステータスの監視結果に基づく制御を有するマルチメディアプレーヤーを含む複数の機能であるが、これらに限定されない機能をサポートするように動作可能である。例えば、ウェアラブルデバイス１００が、ユーザが寝相にあることを検出し、心拍数が睡眠閾値ＴＳＬＰよりも低い場合、ユーザは睡眠していると判定される。次に、無音と電力節約を維持するために、マルチメディアプレーヤーがオフにされる。睡眠閾値ＴＳＬＰは、通常の呼吸下でのユーザの心拍数に基づいて判定される。例えば、睡眠閾値ＴＳＬＰは、通常の呼吸下での平均心拍数よりも１０％低い。さらに、ウェアラブルデバイス１００のバッテリーは、コンパクトなサイズにより制限されているため、ウェアラブルデバイス１００を定期的に充電することが重要である。一実施形態では、ウェアラブルデバイスがドッキングステーションに格納されたときに、ウェアラブルデバイスは、内部バッテリバンクまたは外部電源によってバッテリ充電器を介して自動的に充電される。一実施形態では、ドッキングステーションは、ウェアラブルデバイス１００が、夜中の長期使用後にドッキングステーションによって充電されることを保障するために、ウェアラブルデバイス１００を充電のためにドッキングステーションに置くことによってウェイクアップアラーム機能を非アクティブにするように設計される。さらに、ドッキング形状は、ウェアラブルデバイス１００が適切な指に適切な方式で装着されているかどうかをユーザがチェックするのを助けるように特別に設計されている。
【0049】
図１５は、一実施形態による、ウェアラブルデバイス１００のアプリケーションシステム１５００の概略図を示す。アプリケーションシステム１５００では、ウェアラブルデバイス１００は、有線または無線伝送を介してステーションサーバ１５０１と通信することが可能である。動作中、ウェアラブルデバイス１００は、さらなる処理、例えばクラウドコンピューティングおよび分析のために、監視データをステーションサーバ１５０１に送信する。アプリケーションシステム１５００はまた、対象の他のデータ、例えば、リストバンドまたは他のウェアラブルデバイスからの健康情報、習慣データベース１５０３からのユーザの習慣、スケジュールデータベース１５０４からのユーザのスケジュールリストおよび／または環境センサ１５０５からの環境データを取得および／または記憶するための他の機能ノードを含む。収集されたデータに基づいて、ステーションサーバ１５０１は、分析を実行し、ユーザに推奨／ヒントを提供することができる。
【0050】
最近、正常な身体的、精神的、社会的、感情的な機能を深刻に妨げる可能性がある、睡眠中の睡眠障害の問題を抱える人が増えている。このような状況下では、深刻な病気を早い段階で診断および／または予防するために、睡眠の全期間中の睡眠状態を監視および追跡する必要がある。図１６は、一実施形態による、ウェアラブルデバイス１００で睡眠状態を評価するための動作フローチャート１６００を示す。図１６は、図１と組み合わせて説明される。睡眠状態は、睡眠障害の発生と重症度、および睡眠ステータスを含んでもよい。
【0051】
動作中、睡眠状態を評価するための複数の生理学的信号（以下、「評価信号」と呼ぶ）は、ステップ１６０１において１つ以上のセンサによって感知される。一実施形態では、評価信号は、心血管および／または動き信号を含んでもよい。一実施形態では、管信号は、血中酸素飽和信号（ＳｐＯ２）、ＳｐＯ２変動、心拍数、心拍数変動、および／またはＰＰＧ波形を含んでもよいが、これらに限定されない。一実施形態では、１つ以上のセンサは、ウェアラブルデバイス１００の光学センサおよび動きセンサを含んでもよいが、これらに限定されない。ステップ１６０２において、生理学的信号は、複数のプリプロセッサによって前処理される。一実施形態では、前処理動作は、それぞれの生理学的信号のフィルタリング、再計算、および／または変換を含んでもよいが、これらに限定されない。ステップ１６０３において、処理された信号データは、いくつかのセグメントにセグメント化される。一実施形態では、処理された信号データは、時系列的に個別のセグメントのシーケンスにセグメント化される。好ましい実施形態では、処理された信号データは、期間が１０～３０分の範囲内にある、より短いセグメントに分割される。特定の実施形態では、処理された信号データは、等しい時間のより短いセグメントに分割される。より具体的な実施形態では、処理された信号データは、１５分間隔ごとに複数のセグメントに分割される。処理された信号データを時間が１０～３０分以内のより短いセグメントにタイムリーに分割することにより、セグメント化されたデータに基づく睡眠状態の評価結果がより正確になることがある。
【0052】
その後、ステップ１６０４において、複数の特徴が、分析によってセグメント化されたデータから抽出される。一実施形態では、特徴は、所定の特徴抽出アルゴリズムに基づいて生理学的データから抽出され、生理学的データを変数または特徴の縮小されたセットにマッピングして、記録の際の情報を要約する。一実施形態では、抽出された特徴は、さらなる評価処理のために生理学的信号の関連するプロパティを測定する。次に、抽出された特徴は、睡眠状態を評価するために使用される評価モデルに送信される。より具体的には、一実施形態では、データセグメントの抽出された特徴は、睡眠障害の発生、例えば、低呼吸および無呼吸の発生、睡眠障害の重症度、例えば、酸素不飽和化レベル、および各データセグメント、例えば、１５分ごとの時間間隔のデータセグメントに対応する睡眠ステータスを評価するために、セグメント評価モデルに入力される。その後、データセグメントの評価結果が統合評価モデルに送信され、データセグメントの評価結果を、測定全体の睡眠状態を示す全体に統合する。評価された睡眠状態は、さらなる診断のために使用される睡眠障害指数データ、例えば、無呼吸低呼吸指数および／または酸素不飽和化指数として出力される。
【0053】
一実施形態では、ウェアラブルデバイス１００によって測定されたユーザの生理学的信号は、記録、分析、および事前に定義された評価モデルに基づく診断のために、リモートホスト、サーバー、クラウド、および／またはデータベースに送信される。さらに、より正確な評価結果を達成するために、評価モデルを新たに測定された信号で定期的に更新してもよい。
【0054】
図１７は、一実施形態による、睡眠状態を評価するために動作可能な評価モデルを構築するための動作フローチャート１７００を示す。図１７は、図１および図１６と組み合わせて説明される。動作中、ステップ１７０１において、複数の生理学的信号が１つ以上のセンサによって感知される。一実施形態では、複数の生理学的信号は、睡眠状態を評価するための第１のグループの信号、すなわち評価信号、および参照としての睡眠状態を示す第２のグループの信号（以下、「参照信号」）を含んでもよいが、これらに限定されない。評価信号は、心血管および／または動き信号を含んでもよく、参照信号は、標準的なポリソムノグラフィー信号を含んでもよい。参照信号は、呼吸イベントおよび／または睡眠ステータスの手動および／または自動でラベル付けされた注釈を含んでもよい。一実施形態では、１つ以上のセンサは、ウェアラブルデバイス１００と、標準的な睡眠ポリソムノグラフィーにおいて使用されるセンサ、例えば、ＥＥＧ、ＥＭＧ、ＥＯＧ、ＥＣＧおよび鼻気流センサを含んでもよいが、これらに限定されない。ステップ１７０２において、生理学的信号は、複数のプリプロセッサによって前処理される。ステップ１７０３において、処理された信号データは、いくつかのセグメントにセグメント化される。
【0055】
セグメント化されたデータは、ステップ１７０４において、ランダムに複数のセットに分裂される。一実施形態では、セグメント化されたデータは、ランダムに３つのセット、すなわち、訓練セット１７０５ａ、検証セット１７０５ｂ、およびテストセット１７０５ｃに分裂される。一実施形態では、訓練セットはデータセットの７０％を含み、検証セットはその１５％を含み、テストセットはその１５％を含む。その後、ステップ１７０６において、対象データを分析することにより、３セットのデータから複数の特徴が抽出される。一実施形態では、各セットは、同じ特徴抽出アルゴリズムに適用される。
【0056】
ステップ１７０７において、睡眠状態を評価するために使用される評価モデルが訓練され、３つのセットの抽出された特徴に基づいて構築される。より具体的には、ブロック１７０８ａにおける訓練および検証セットの特徴、すなわち、Ｘ＿ｔｒａｉｎｉｎｇ、Ｙ＿ｔｒａｉｎｉｎｇ、Ｘ＿ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ、およびＹ＿ｖａｌｉｄａｔｉｏｎは、ステップ１７０９において、Ｘ＿ｔｒａｉｎｉｎｇおよびＸ＿ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ特徴が評価信号に対応し、Ｙ＿ｔｒａｉｎｉｎｇおよびＹ＿ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ特徴が参照信号に対応する状態で、機械学習モデル、例えば人工ニューラルネットワークを訓練するための機械学習プロセスのために使用される。この十分に訓練された機械学習モデルは、ステップ１７１０において、セグメント評価モデルを構築するためのコアである。ブロック１７０８ｂにおけるテストセットの特徴、すなわち、Ｘ＿ｔｅｓｔｉｎｇおよびＹ＿ｔｅｓｔｉｎｇは、Ｘ＿ｔｅｓｔｉｎｇ特徴が評価信号に対応し、Ｙ＿ｔｅｓｔｉｎｇ特徴が参照信号に対応する状態で、開発されたセグメント評価モデルの性能をテストするために使用される。一実施形態では、セグメント評価モデルの出力は、対応するデータセグメント内の睡眠状態を示す。
【0057】
次に、統合評価モデルは、データセグメントの評価された睡眠状態を全体に統合するために、ステップ１７１１において開発されたセグメント評価モデルの出力に基づいて開発される。ブロック１７１２における睡眠状態参照信号は、ステップ１７１１において最終的な統合評価モデルの性能をテストするために使用される。一実施形態では、無呼吸低呼吸指数は、統合評価モデルの性能を試験するための参照信号の主なパラメータである。次に、セグメント評価モデルと統合評価モデルを含む評価モデルが出力され、図１６に示すように動作に適用されて、全睡眠期間中の睡眠状態を評価する。
【0058】
さらなる実施形態では、上に示したウェアラブルデバイス、例えば、図７に示すウェアラブルデバイスの装着サイズは、異なるサイズの指に対して調整することができる。
【0059】
図１８は、本発明の一実施形態による、ウェアラブルデバイス１８００の概略図を示す。図１８に示すように、ウェアラブルデバイス１８００は、ユーザの生理学的情報を測定するために指に装着されるように設計されている。一実施形態では、ウェアラブルデバイス１８００は、ウェアラブルデバイス１８００の本体１８０１を通して対象の指に装着される。好ましい実施形態では、対象の指は人差し指である。追加的に、本体１８０１から延びる２つのウイング１８０２ａおよび１８０２ｂは、ウェアラブルデバイス１８００の不要な回転を排除するために、対象の指に隣接する指、例えば中指を保持するように動作可能である。上部分１８０５および下部分１８０７からそれぞれ突出した２つの突起１８０３ａおよび１８０３ｂは、対象の指をセンサ１８０４に近づけるように強制するための本体１８０１の装着サイズを定義するのを助け、センサ１８０４は、指におけるユーザの生理学的情報を検出するように動作可能である。一実施形態では、センサ１８０４は、第１の光を放出するための第１の発光体と、第２の光を放出するための第２の発光体と、ユーザの生理学的情報を測定するために、指から反射された第１および第２の光を検出するための光検出器と、を含む。
【0060】
一実施形態では、ウェアラブルデバイスの上部分１８０４は、円１８０６によって指定されるように、ウェアラブルデバイス１８００から取り外し可能であり、ウェアラブルデバイス１８００に取り付け可能であるように構成されている。上部分１８０４の異なるサイズを変更することにより、本体１８０１の装着サイズは、異なる指に合うように調整することができる。図１９は、本発明の一実施形態による、異なるサイズで調整可能なウェアラブルデバイス１９００の概略構造を示す。図１９に示すように、ウェアラブルデバイス１９００の上部分１９０５ａがより大きいタイプの上部分１９０５ｂに交換されたときに、下のデバイスの本体１９０１の装着サイズは、より大きい指を収容するためにそれに応じて拡大され、これは、上のデバイスと下のデバイスの比較からはっきりと見ることができる（比較を強調するために、より大きいタイプの上部分１９０５ｂも上のデバイスにおいて点線で示されている）。同様に、他の実施形態では、ウェアラブルデバイス１９００の上部分１９０５ａはまた、より小さい指を収容するためのより小さいタイプの上部分と置き換えることができる。
【0061】
一実施形態では、上部分１９０５は、クリップオン方式でウェアラブルデバイス１９００に機械的に取り付けられる。別の実施形態では、上部分１９０５は、上部分１９０５をウェアラブルデバイス１９００にねじ込むことによって、ウェアラブルデバイス１９００に機械的に取り付けられる。代替的な実施形態では、上部分１９０５は、他のねじ込み方法によってウェアラブルデバイスに接続され、例えば、上部分１９０５は、上部分１９０５とウェアラブルデバイス１９００との間に１つ以上のねじを固定することによってウェアラブルデバイス１９００に接続される。さらに別の実施形態では、上部分１９０５は、例えば、ウェアラブルデバイス１９００から延びるほぞをウェアラブルデバイス１９００のほぞ穴に挿入するために、ほぞ技術によってウェアラブルデバイス１９００に機械的に取り付けられる。さらに別の実施形態では、上部分１９０５は、２つの部分の間に構成された１つ以上のスナップボタンを介してウェアラブルデバイス１９００に取り付けられる。当業者には理解することができるように、上に示された接続方法は例である。上部分１９０５とウェアラブルデバイス１９００との間の接続は、交換可能要件を満たしながら、多くのやり方で達成することができる。そして、上部分１９０５とウェアラブルデバイス１９００との間の接続位置は、円１０６によって指定される構成に限定されない。動作中に、本体１９０１の現在の装着サイズが現在の患者の指に好適でない場合、上部分１９０５をより適切なものに交換することが要求される。このような状況下で、現在の指のサイズを決定した後、異なるタイプの上部分から適切な上部分が選択され、その後、それはさらなるユーザのために現在の上部分と交換される。
【0062】
図２０は、本発明の別の実施形態による、異なるサイズに調整されたウェアラブルデバイス２０００の概略図を示す。図２０に示されるように、ウェアラブルデバイス２０００は、上部分２００５から突出する突起２００３が１つしかないことを除いて、図１８および図１９に示すものと同様の構造を有する。２００６として例示的に示されるジョイント結合でウェアラブルデバイス２０００の上部分２００５を変更することにより、装着体２００１の装着サイズは、異なる指にマッチするように調整することができる。装着体２００１の装着サイズは、主に上部分２００５の突起２００３によって判定され、下部分の表面は平坦であるため、主に上部分２００５によって定義される装着サイズの調整範囲を大きくすることができ、上部分２００５の交換の柔軟性を高めることができる。例示的な実施形態では、ウェアラブルデバイス２０００の上部分２００５がより大きいタイプの上部分２００５’に交換されるときに、装着体２００１の装着サイズは、より大きい指を収容するためにそれに応じて拡大され、これは、上のデバイスと下のデバイスの比較からはっきりと見ることができる（比較を強調するために、より大きいタイプの上部分２００５’も上のデバイスにおいて点線で示されている）。同様に、ウェアラブルデバイス２０００の上部分２００５はまた、より小さい指を収容するために、より小さいタイプの上部分に交換することができる。対象の実施形態では、装着体２００１の装着サイズは、上部分２００５のみから突出した突起によって主に判定されるため、上部分２００５を変更することによる装着体２００１の装着サイズの調整範囲は比較的広い。一実施形態では、図２０に示す構成では、２種類の装着体２００１に適合した８種類の上部分２００５がほとんどの指にマッチすることができる。したがって、コストが削減され、マッチング効率が向上する。一実施形態では、上部分が別のタイプの上部分に交換されるときに、どのタイプの上部分を採用しても、装着体２００１の内部装着形状は所定の形状に保たれる。指が装着体２００１に挿入されたときに、その所定の形状により装着体にわずかな歪みが生じるため、挿入した指に圧力がかかり指をセンサ方向に押し付ける。
【0063】
図２１は、本発明の別の実施形態による、閉ループ構造を有する調整可能なウェアラブルデバイス２１００の概略図を示す。図２１に示すように、上ウィング２１０５から突出した突起２１０３は、下ウィング２１０７に向かって延び、閉ループを形成するために下ウィング２１０７に結合されて、ウェアラブルデバイス２１００がディジットに装着されたときの安定性を向上させる。上ウイング２１０５が異なるサイズの別の上ウイング２１０５’に交換されたときに、対応する突起２１０３’も下ウイング２１０７に向かって延び、これと結合されて、閉ループを形成する。
【0064】
図２２は、本発明の別の実施形態による、閉ループ構造を有する調整可能なウェアラブルデバイス２２００の概略図を示す。図２２に示されるように、接続ユニット２２１０は、閉ループを形成するために、上ウィング２２０５と下ウィング２２０２との間に結合されている。一実施形態では、ロッキングユニット２２１２Ａおよびロッキングユニット２２１２Ｂは、接続ユニット２２１０を２つのウィング間で結合するために、それぞれ上ウィング２２０５および下ウィング２２０７上に構成されている。好ましい実施形態では、ロッキングユニット２２１２Ａは、ユーザ体験を向上させるために突起２２０３上に構成されている。上ウイング２２０５が異なるサイズの別の上ウイング２２０５’と交換されるときに、別の接続ユニット２２１０’が、別の閉ループを形成するために、上ウイング２２０５’と下ウイング２２０７との間に結合されることになる。一実施形態では、接続ユニット２２１０および／または２２１０’は、異なる指のサイズに従って調整することができる。
【0065】
図２３は、本発明の別の実施形態による、異なるサイズに調整されたウェアラブルデバイス２３００の概略図を示す。図２３に示すように、突起２３０３ａおよび２３０３ｂの両方または代替的な実施形態においては、それらのいずれか１つは、上部分／下部分２３０５／２３０７の対応する内部ガイド２３０８ａ／２３０８ｂに沿って移動可能であり、異なる指に対してウェアラブルデバイスの装着サイズを調整するようにする。例示的な実施形態では、装着体２３０１の装着サイズを拡大するために、突起２３０３ａおよび２３０３ｂは、２つの点線の間に示される距離で、ウェアラブルデバイス２３００のレール方向に向かって、レールガイド２３０８ａおよび２３０８ｂに沿って移動する。上のデバイスと下のデバイスとの比較から明らかなように（比較を強調するために、突起２３０３ａおよび２３０３ｂの移動も上のデバイスにおいて点線で示されている）、下のデバイスにおける装着体２３０１の内部装着サイズは、より大きい指にマッチするようにそれに応じて拡大される。同様に、突起２３０３ａおよび２３０３ｂがレールガイドに沿って前方向に向かって移動される場合、装着体２３０１の装着サイズは、より小さい指にマッチするようにそれに応じて減小される。当業者によって理解され得るように、突起２３０３ａおよび２３０３ｂは、指の異なる形状に従って、異なる移動距離で、さらには異なる移動方向でさえ、レールガイドに沿って別々に移動することができる。
【0066】
代替的な実施形態では、上部分の突起および下部分の突起の両方またはそれらの少なくとも一方を、装着体の装着サイズを調整するための異なるサイズの突起候補に交換することができる。図２４は、本発明の別の実施形態による、異なるサイズに調整されたウェアラブルデバイス２４００の動作方式を示す。図２４の上のデバイスと下のデバイスとの比較から明らかなように、上のデバイスにおける突起２４０３ａと２４０３ｂの両方またはそれらの少なくとも１つを、下のデバイスの一対のより小さい突起２４０３ａ’と２４０３ｂ’に交換することによって（比較を強調するために、突起２４０３ａ’および２４０３ｂ’も上のデバイスにおいて点線で示されている）、下のデバイスにおける装着体２４０１の内部装着サイズは、より大きい指を収容するために拡大される。同様に、上のデバイスにおける突起２４０３ａおよび２４０３ｂが一対のより大きい突起に交換される場合、装着体２４０１の内部装着サイズは、より小さい指にマッチするようにそれに応じて減小される。
【0067】
当業者によって理解され得るように、突起２４０３ａおよび２４０３ｂは、図２４に示されるような例に限定されない、複数の形状の指を収容するための任意の形状の突起と一緒にまたは別々に交換することができる。また、図２４に示すように突起部全体を交換する必要がないこともあるが、異なる要件に応じて突起部の一部分を交換してもよい。例えば、突起はいくつかのブロックによって組み立てられてもよいが、ブロックのいずれも、指の異なる形状にマッチするように変更することができる。さらに、代替的な実施形態では、突起２４０３ａおよび２４０３ｂは、異なる形状の突起に交換することができるだけでなく、レールガイドに沿って移動することもでき、本体２４０１の摩耗サイズをより柔軟かつ正確に調整するようにする。一実施形態では、上部分２４０５、下部分２４０７、および突起２４０３ａ／２４０３ｂの少なくとも１つは弾性材料で作製されるが、他は、ウェアラブルデバイス２４００が対象の指に装着されるときに、センサ方向に向かって指を押す力を生成するための剛性材料で作製される。
【0068】
図２５は、本発明の別の実施形態による、異なるサイズに調整されたウェアラブルデバイス２５００の概略図を示す。図２５に示されるように、上部分２５０５は、結合ユニット２５０９を介してウェアラブルデバイス２５００に結合される。一実施形態では、結合ユニット２５０９は、ウェアラブルデバイス２５００から延びた分岐として構成されている。ジグザグパターンは、結合ユニットの表面の少なくとも片側上に構成されている。動作中、上部分２５０５は、結合ユニット２５０９に沿って移動し、ジグザグパターンによってカップリングユニット２５０９の任意の位置にロックされて、本体２５０１の適切な摩耗空間を形成することができる。例えば、図２５のデバイスＢでは、上部分２５０５は、結合ユニット２５０９に沿って移動し、より大きい指にマッチするように結合ユニット２５０９の第１の位置でロックされる。図２５のデバイスＣでは、上部分２５０５は、結合ユニット２５０９に沿ってさらに移動し、はるかに大きい指にマッチするために後の位置でロックされる。結合ユニット２５０９で上部分２５０５の位置を適切に調整することにより、適切な装着サイズを達成することができる。
【0069】
一実施形態では、結合ユニット２５０９は、ウェアラブルデバイス２５００と統合され、剛性材料によって形成される。上部分２５０５は、本体２５０１にさらなる適合性を追加し、指が装着体２５０１に挿入されたときに指に押し付け力を生成するために、柔らかい材料で形成される。さらなる実施形態では、上部分２５０５は、結合ユニット２５０９から取り外し可能であり、本体２５０１の装着サイズのより大きい調整範囲を達成するために、別のサイズの上部分と交換可能である。当業者には理解できるように、結合ユニット２５０９の構造および構成は、図２５に示す例に限定されず、上部分２５０５をウェアラブルデバイス２５００に接続するために必要な機能を満たしながら、代替の構成を有することができ、装着サイズの調整のために、ウェアラブルデバイス２５００に向かう、またはウェアラブルデバイス２５００から離れる方向の上部分２５０５の移動をサポートすることができる。
【0070】
前述の説明および図面は本発明の実施形態を表すが、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の原理の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な追加、修正および置換をその中で行うことができることが理解される。当業者は、本発明が、形態、構造、配置、比率、材料、要素、およびコンポーネントの多くの修正とともに使用されてもよく、そうでなければ、本発明の原理から逸脱することなく特定の環境および動作要件に特に適合するように本発明の実施において使用されることを認識する。したがって、現在開示されている実施形態は、すべての点で例示的であり、限定的ではないと見なされ、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびそれらの法的均等物によって示され、前述の記載には限定されない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5a】
【図5b】
【図5c】
【図6a】
【図6b】
【図6c】
【図7】
【図8a】
【図8b】
【図9a】
【図9b】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14a】
【図14b】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
