光學壓力傳感器的製作方法

2024-01-27 22:42:15

圖1A和1B示出了可穿戴電子設備。

圖2A、2B和2C示意性地示出了光學壓力傳感器以及由該光學壓力傳感器輸出的示例數據跟蹤。

圖3示意性地示出了示例可穿戴電子設備。

圖4示出了基於光學壓力傳感器的輸出來確定心律的示例方法。

圖5示意性地示出了用於表徵基於光學壓力傳感器的輸出的用戶的生物計量信息的傳感邏輯系統。

詳細描述

本公開涉及監控光學傳感器與用戶的組織之間的壓力，並且具體來說，基於來自光學傳感器的光信號來確定該壓力。在一個應用中，所確定的壓力可被用於提高光學心律傳感器的穩健性。作為補充或替換，所確定的壓力可用作活動分類器的輸入來調節光源的特性和/或向用戶提供其他類型的反饋。儘管在可穿戴計算設備的環境中描述，但是光學傳感器與用戶的組織之間的壓力可與各種不同類型的傳感邏輯系統一起用於許多不同的應用。

可穿戴計算設備可結合光學心律傳感器，允許用戶來不斷地監控健康因素，諸如響應於努力運動、心律變異性等的心律、消耗的熱量。然而，由於底層皮膚和組織的漂白，來自光學傳感器的信號的質量可伴隨過度的壓力而被降低。由此，該光學心律傳感器可能僅在特定壓力範圍內是準確的。諸如電阻器或電容器的壓力傳感器可被用於估計可穿戴計算設備與用戶的組織之間的壓力。然而，電阻器和電容器僅測量特定位置處的壓力。由於用戶擁有不同的肢體及本體輪廓，可穿戴計算設備與用戶之間的壓力分布將因人而異。由此，不在光學傳感器的相同位置處的壓力傳感器的輸出可能不追蹤光學傳感器處的壓力。

根據本公開，光學傳感器的輸出本身可被用於基於反射光照的變化來確定壓力。例如，壓力的增加可能與來自光源的反射光照的增加相關。壓力的減小可能與來自光源的反射光照的減小相關。該光源可導通和關斷以允許對到達光學傳感器的環境光的數量的評估。光源關閉時環境光的增加可指示可穿戴計算設備未被穿戴。此外，壓力分布隨時間的變化可指示特定的身體活動。通過使用光學傳感器的輸出來確定壓力，可無需將合併到該可穿戴計算設備的額外的壓力傳感器而提高心律傳感器的準確性。

圖1A和1B示出了可穿戴電子設備10形式的示例傳感邏輯系統的各個方面。所示的設備是帶狀的並且可被佩戴在手腕上。設備10包括連接欠彎曲區域14的至少四個彎曲區域12。在一些示例中，設備10的彎曲區域可以是彈性體的。緊固部件16A和16B被安排在設備的兩端。彎曲區域和緊固部件使該設備能夠被閉合成環並且被佩戴在用戶的手腕上。在其他實現中，更加伸長的帶狀可穿戴電子設備可被穿戴在用戶的二頭肌、腰、胸、踝、腿、頭或身體其他部分上。例如，該設備可採取眼鏡、頭帶、袖標、護踝帶、胸帶或植入組織中的植入式設備的形式。

可穿戴電子設備10包括集成在區域14中的各種功能組件。具體地，該電子設備包括計算系統18、顯示器20、揚聲器22、通信套件24以及各種傳感器。這些組件從一個或多個能量存儲單元26中汲取能量。電池(例如鋰離子電池)是適合該目的的一種類型的能量存儲單元。替代的能量存儲單元的示例包括超級以及究極電容器。如附圖所示，在佩戴於用戶手腕上的設備中，該能量存儲單元可被彎曲以適合手腕。

一般而言，能量存儲單元26可以是可替換的和/或可再充電的。在一些示例中，再充電能量可通過通用串行總線(USB)埠30提供，該埠包括磁性鎖來可釋放地固定互補的USB連接器。在其他示例中，能量存儲單元可通過無線感應或環境光充電來再充電。在又一些其他示例中，該可穿戴電子設備可包括機電部件以通過用戶偶然的或有意的身體運動對能量存儲單元充電。例如，電池或電容器可通過集成在設備10中的機電發電機來被充電。該發電機可被機械電樞驅動，當用戶移動並且穿戴設備10時該機械電樞轉動。

在可穿戴電子設備10中，計算系統18位於顯示器20之下並且可操作地耦合到該顯示器，以及揚聲器22、通信套件24和各種傳感器。該計算系統包括數據存儲機27來保持數據和指令以及邏輯機28來執行指令，參考圖6進一步描述計算系統的各個方面。

顯示器20可以是任何合適類型的顯示器。在一些配置中，可使用輕薄、低功耗發光二極體(LED)陣列或液晶顯示(LCD)陣列。在一些實現中，LCD陣列可從背後照亮。在其他實現中，反射式LCD陣列(例如，矽上的液晶，LCOS陣列)可經由環境光從正面照亮。彎曲顯示器也可被使用。此外，AMOLED或量子點顯示器可被使用。

通信套件24可包括任何適當的有線或無線通信部件。在圖1A和1B中，該通信套件包括USB埠30，其可被用於在可穿戴電子設備10和其他計算機系統之間交換數據以及提供充電電源。該通信部件可進一步包括雙向藍牙、Wi-Fi、蜂窩、近場通信和/或其他無線電設備。在一些實現中，該通信套件可包括額外的針對光通信、視距(例如，紅外)通信的收發機。

在可穿戴電子設備10中，觸控螢幕傳感器32與顯示器20耦合併且被配置成接收來自用戶的觸摸輸入。該觸控螢幕可以是電阻式、電容式或基於光學的。按鈕傳感器可被用於探測可包括搖臂的按鈕34的狀態。來自按鈕傳感器的輸入可被用於執行主頁鍵或開關特徵，控制音頻音量，打開或關閉話筒等。

圖1A和1B示出了可穿戴電子設備10的各種其他傳感器。這樣的傳感器包括話筒36、可見光傳感器38、紫外線傳感器40，以及環境溫度傳感器42。該話筒向計算系統18提供可被用於測量環境聲級或接收來自穿戴者的語音命令的輸入。來自可見光傳感器、紫外線傳感器和環境溫度傳感器的輸入可被用於評估穿戴者所處環境的各方面，即溫度、整體照明水平以及該穿戴者在室內或在室外。

圖1A和1B示出了當可穿戴電子設備10被穿戴時接觸穿戴者的皮膚的一對接觸傳感器模塊44A和44B。該接觸傳感器模塊可包括獨立的或協作的傳感器元件來提供多個傳感功能。例如，該接觸傳感器模塊可提供測量用戶皮膚的電阻和/或電容的電阻和/或電容傳感功能。在所示的配置中，所述兩個接觸傳感器模塊之間的間隔提供用於皮膚阻抗的更準確的測量的相對較長的電氣路徑長度。在一些示例中，接觸傳感器模塊也同樣提供該用戶的皮膚溫度的測量。在所示配置中的被布置在接觸傳感器模塊44B內部的是光學傳感器模塊46。該光學傳感器模塊可包括被配置成照亮用戶的組織的光源以及用來探測來自用戶的組織的反射光照的匹配光源。參考圖2A-2C以及圖3提供關於該光學傳感器模塊、光源以及光學傳感器的進一步細節。例如，計算系統18可使用來自接觸傳感器模塊和/或該光學傳感器模塊的輸入來評估該設備是否正在被穿戴。在一些實現中，該輸入可被用於確定該可穿戴電子設備正多緊密地被穿戴著。該光學傳感器模塊可被用於通過皮膚中的毛細血管來確定血流並從而提供對該穿戴者的心律、血氧水平、血糖水平和/或其他具有光學性質的生物標記的測量。

可穿戴電子設備10可同樣包括諸如加速計48、陀螺儀50以及磁力計51的運動傳感部件。該加速計和陀螺儀可提供沿三條正交軸的慣性和/或旋轉速率數據以及關於三條軸的旋轉數據，作為結合的六個自由度。該傳感數據能被使用來提供例如步數計或卡路裡計數功能。來自加速計和陀螺儀的數據可與來自磁力計的地磁數據結合以進一步定義按照地理方位的慣性和旋轉數據。該可穿戴電子設備可同樣包括全球定位系統(GPS)接收器52來確定穿戴者的地理位置和/或速度。在一些配置中，該GPS接收器的天線可以是相對柔性的並且延伸到彎曲區域12。

計算系統18經由本文所述的傳感功能被配置成獲取關於可穿戴電子設備10的該穿戴者的各種形式的信息。必須懷著對穿戴者的隱私的最大的尊敬來獲取及使用這樣的信息。因此，該傳感功能可在該穿戴者的選擇參與的約束下被執行。在其中個人數據在設備上被收集並且為了處理而傳輸至遠程系統的實現中，該數據可被匿名。在其他示例中，個人數據可被限於該可穿戴電子設備，並且只有非個人的匯總數據傳輸至該遠程系統。

圖2A-2C示出了傳感邏輯邏輯系統200的示意性描繪，該系統耦合到用戶201的手腕使得光學傳感器模塊202鄰近用戶201的組織203。光學傳感器模塊202包括被配置成照亮組織203的光源204以及被配置成測量來自組織的反射光照的光學傳感器205。例如，光源204可包括一個或多個LED發射器，而光源205可包括一個或多個匹配的光電二極體以基於該光源輸出的光的頻率探測各頻率的光。光學傳感器205可被配置成使得光學傳感器的表面206與用戶的組織直接接觸。表面206可包括被配置成阻止、過濾或以其他方式限制環境光到達光學傳感器的光學濾波器。傳感邏輯系統200可進一步包括計算系統208。計算系統208可被配置成向光源204和光學傳感器205提供控制信號，並且接收來自光學傳感器205的表示測得的光照的光信號。

如本文進一步所述，計算系統208可被配置成處理該光信號以確定所述光學傳感器的所述表面206與組織210之間的壓力，並且進一步被配置成在下遊應用中利用該確定的壓力。圖2A示出了針對由光學傳感器205看到的反射光照的示例圖表220。圖表220包括指示由光學傳感器205輸出至計算系統208的信號幅值隨時間變化的標繪225。在此示例中，光源204被配置成導通和關斷。光源204被關斷的時間段由226處的實線條指示。光源204被關斷的時間段由227處的虛線條指示。在此示例中，表面206與組織210之間的壓力可被認為是相對適中的壓力。

如標繪225所示，在光源204被關斷的時間段內，被反射至光學傳感器205的光照量相對較少。當光源204被關斷時由光學傳感器205測得的光照是由於透射過表面206的環境光。對於圖表220，透射過表面206的環境光的量保持相對恆定，正如表面206與組織210之間的壓力保持相對恆定一樣。

在光源204被導通的時間段內，被反射至光學傳感器205的光照量大於當該光源被關斷時被反射至光學傳感器的光照量。如標繪225所示，雖然表面206與組織210之間的壓力保持相對恆定，但是反射光照的量隨時間變化。這可能是由於從光源204輸出的一些光從組織210中的血液和血管反射。血液通過血管的流動導致血管擴張和收縮，因而導致用戶皮膚的光學性質的變化。由於新泵送的血液包含更多氧氣並因而具有不同於流出局部血管的血液的吸收光譜，因此血液的顏色在心跳周期內也發生變化。心跳的高重複性產生了當被光源照射時的周期標繪。每個連續的心跳產生一個幅度峰值。因此，光學傳感器205的輸出可被用於確定用戶的心律。

雖然由光學傳感器205看到的一些反射的光照來自於血液，但是大量光照是由脂肪和結締組織反射的。

由於皮膚的上層被壓縮，血液被迫離開被壓縮處的皮膚。由於血液是綠光的吸收體，該被壓縮的皮膚因而吸收較少的光並且反射較多的光。此外，更多的光到達組織210的該高度反射的基底細胞層。此反射性的增加導致了當光源被導通時由光學傳感器看到的總光照的增加。

反射光照的改變關於壓力是單調的，例如，表面206被越用力地壓縮進組織210，越多的光照就會被反射。因此，在建立對用戶而言的反射光照的基線量(其將按照組織黑色素水平、貝塔胡蘿蔔素水平、斑點、膽紅素水平等的函數在用戶之間變化)之後，當光源204被導通時的總反射光照的變化只能被用來評估表面206與組織210之間的壓力的變化。基線可在穿戴傳感邏輯系統200的多個周期內被確定。雖然內部總反射基線均值可由包括多個心跳周期的持續期間來確定，但是出於說明目的,標繪225將被用於圖2B和2C中的反射光照的基線量。在一些應用中，壓敏電阻器或其他壓力傳感器可被用來建立基線。

圖2B示意性地示出其中表面206與組織210之間的壓力相對較高的示例。傳感邏輯系統200被示為陷入組織210中。圖2B進一步示出了針對由光學傳感器205隨時間輸出至計算系統208的反射光照的示例圖表240。圖表240包括指示由光學傳感器205輸出至計算系統208的信號幅值隨時間變化的標繪245。圖表240進一步包括指示針對表面206與組織210之間的相對適中的壓力水平給光學傳感器205的光照基線(或參考)量的幅值的標繪250。

如標繪245所示，在光源204被關斷的時間段內，被反射至光學傳感器205的光照量相對較低。對於圖表240，透射過表面206的環境光的量保持相對恆定，正如表面206與組織210之間的壓力保持相對恆定一樣。此外，在傳感器斷開期間由標繪245指示的光照量類似於由標繪250指示的光照的基線量。然而，在光源204被導通的時間短內，由標繪245指示的反射光照的量大於由標繪250指示的光照的基線量。此變化是由於壓力的增加導致並且由箭頭252表示。

因此，計算系統208可將測得的反射光照與對應於該用戶的預定的基線光學傳感器輸出作比較。此外，該計算系統可在光源被導通的時間段內，響應於測得的反射光照與預定的基線光學傳感器輸出的比值的增加在光學傳感器的表面與組織之間輸出增加的壓力。

圖2C示意性地示出其中表面206與組織210之間的壓力相對較低的示例。傳感邏輯系統200被示為與組織210彼此分開。圖2C進一步示出了針對由光學傳感器205看到的反射光照的示例圖表260。圖表260包括指示由光學傳感器205輸出至計算系統208的信號幅值隨時間的變化的標繪265。圖表260進一步包括指示針對表面206與組織210之間的相對適中的壓力水平給光學傳感器205的光照基線(或參考)量的幅值的標繪270。

在光源204被關斷的時間段內，由標繪265指示的被反射至光學傳感器205的光照量比反射光照的基線量相對較低。此變化是由於壓力的減少導致並且由箭頭272表示。因此，計算系統208可在光源被導通的時間段內，響應於測得的反射光照與預定的基線光學傳感器輸出的比值的減少在光學傳感器的表面與組織之間輸出減少的壓力。

此外，在光源204被關斷的時間段內，由標繪265指示的被反射至光學傳感器205的光照量與反射光照的基線量相比相對較大。此變化是由於壓力的減少導致並且由箭頭274表示。在此示例中，環境光的增加結合反射光照的減少可提高測得的反射光照的變化是由於表面206與組織210之間壓力的減少所致的置信度。然而，環境光與反射光照的比值可以代表壓力的變化、環境照明條件的變化和/或用戶移動的變化。若來自光學傳感器205的信號在導通和關斷期間沒有顯示或顯示非常小的變化(例如，該環境光和反射光照在閾值內)，這就可以指示該傳感邏輯系統未被用戶穿戴(例如，在光學傳感器表面與組織之間壓力為零)。

圖3示出了傳感邏輯邏輯系統300的示意描繪，該系統300耦合到用戶301的手腕使得光學傳感器模塊305鄰近用戶307的組織301。光學傳感器模塊305包括被配置成照亮用戶的組織的光源310以及被配置成測量來自組織的反射光照的光學傳感器312。例如，光源310可包括一個或多個LED發射器，而光源312可包括一個或多個匹配的光電二極體以基於該光源輸出的光的頻率探測各頻率的光(例如，綠光)。壓力傳感器305可被耦合在外殼314內，該外殼314被配置成促進壓力傳感器305的表面315與組織307之間的接觸，並且進一步被配置成阻止、過濾或以其他方式限制環境光到達光學傳感器。例如，表面315可包括匹配到包括光源310的一個或多個LED的二向色濾光器。由於LED波長可基於溫度、電壓等波動，二向色濾光器因而可被配置成允許LED波長的範圍內的光到達光學傳感器205。例如，該二向色濾光器可允許所述LED波長+/-20納米的光到達光學傳感器。此外，該光學傳感器可允許諸如多達1.5％的可見光、紅外光和/或紫外光波長的一些來自其他波長的傳輸。

壓力傳感器305基於測得的反射光照可確定表面315與組織307之間的壓力。該確定的壓力連同表示從光學傳感器312測得的反射光照的原始數據一起可被提供給計算系統320。在一些示例中，該壓力可在計算系統320被確定。如參考圖2描述的，該測得的反射光照可進一步被用來確定用戶是否穿戴傳感邏輯系統300。

計算系統320可向光源310和光學傳感器312提供控制信號。例如，光源310可以基於從計算系統320接收的控制信號以脈動頻率在導通模式下操作。該脈動頻率可以被預先確定，或可以根據當前運行和環境條件來確定(例如，光信號質量、由運動傳感器套件330所確定的用戶運動、光學傳感器數據的下遊應用等)。計算系統320可同樣向光源310提供控制信號來改變由光學傳感器312輸出的光強度。例如，可基於檢測到的環境光的增加來提高該光強度，或基於表面315與組織307之間的增加的壓力來減少該光強度。

計算系統320可包括心律確定模塊325。心律確定模塊325可接收來自光學傳感器312的原始信號並可進一步處理該原始信號以確定心律、血氧水平等。可通過濾波器處理該原始信號以從該原始信號中移除噪聲。例如，用戶運動可造成通過或接近血管的流體的運動可能不能從由心跳驅動的血流中被辨識出。該運動基於從運動傳感器套件330接收的運動信號可被濾除出該原始信號。被處理的信號可經由計算系統320儲存及輸出。被發送至光源310和光學傳感器312的控制信號可以基於從光學傳感器312接收到的信號、包括運動傳感器套件330的一個或多個運動傳感器、環境光傳感器、儲存在計算系統320中的信息等。

通過將壓力傳感器305與組織307耦合，到達光學傳感器312的大部分光可能是從組織307反射的源自光源310的光。作為示例，圖1A示出了可穿戴電子設備10，其被配置成安置光學傳感器模塊46使得當該可穿戴電子設備被用戶穿戴時該模塊的光源可照亮位於用戶前臂的皮膚之下的毛細血管。在其他配置中，光學傳感器模塊可被置於可穿戴電子設備內，使得當該可穿戴電子設備被用戶穿戴時光源透過用戶的皮膚照亮橈動脈。

光學傳感器模塊和與其相關的心律確定模塊可被分開地封裝並且被配置成經由通信套件通信。例如，光學傳感器模塊可被包括在頭戴式耳機中並且被配置成當該頭戴式耳機被用戶穿戴時照亮位於用戶耳垂的毛細血管。該相關的心律確定模塊可駐留在被配置成例如經由無線通信與該頭戴式耳機通信的戴於手腕的計算設備中。光學傳感器可被配置成感測從位於用戶的皮膚(例如，手腕)之下的血管反射的光，或者該光學傳感器可被配置成感測透射過位於用戶的皮膚(例如，耳垂)之下的血管的光。若光學傳感器312在連續地導通的模式下操作而光源310被導通和關斷，那麼當光源被關斷時光學傳感器312將檢測環境光。該檢測到的環境光可被減去，或以其他方式被用於平滑來自光學傳感器312的原始信號。

在確定心律之前，表面315與組織307之間的確定的壓力可被用於過濾由光學傳感器312輸出的原始數據。圖4示出了基於光學壓力傳感器的輸出確定心律的示例方法。在405，方法400可包括接收從該光學壓力傳感器測得的反射光照。這可進一步包括確定在該光學傳感器的表面的壓力，或者接收在該光學傳感器的表面的確定的壓力。在410繼續，方法400可包括確定包括該光學壓力傳感器的該設備是否被用戶所穿戴。如本文參考圖2所述，這可包括基於在該光源被關斷的時間段內(例如，環境光的增加)測得的光照對該光學壓力傳感器是否被穿戴進行評估。在光源被關斷的時間段內測得的反射光照可與當該光源被導通時測得的反射光照相比較。如果確定包括該光學壓力傳感器的該設備未被用戶所穿戴，那麼方法400可前進至415。在415，方法400可包括指示該設備未被穿戴。這可包括調整該設備的一個或多個操作參數，例如當該設備被穿戴時關閉硬體和被配置成功能的邏輯。

如果確定包括該光學壓力傳感器的該設備被用戶所穿戴，那麼方法400可前進至420。在420，方法400可包括確定該光學傳感器表面的壓力是否處在針對檢測用戶的心律並且不因為該確定的壓力而作調整的預定範圍之內。若該確定的壓力在範圍內，則方法400可前進至425。在425，方法400可包括基於測得的反射光照指示用戶的心律。

若該確定的壓力處在針對檢測用戶的心律並且不因為該壓力而作調整的範圍之外，方法400可前進至430。在430，方法400可包括確定該確定的壓力是否在該預定的範圍之外超過第一閾值。該第一閾值可表示壓力範圍(同時高於和低於該預定的範圍)，其中該測得的反射光照可被調整來產生準確的心律。若該確定的壓力不在該預定的範圍之外超過該第一閾值，方法400可前進至435。在435，方法400可包括基於該確定的壓力調整該測得的反射光照。例如，濾光器可基於該確定的壓力被應用於該測得的反射光照。在440繼續，方法400可包括基於經調整的測得的反射光照指示用戶的心律。

若該確定的壓力在該預定的範圍之外超過該第一閾值，方法400可前進至445。在445，方法400可包括確定該確定的壓力是否在預定的範圍之外達超過大於該第一閾值的第二閾值。該第二閾值可表示壓力範圍(同時高於和低於該預定的範圍)，其中該光源的強度可經調整仍舊來產生準確的心律。若該確定的壓力不在該預定的範圍之外達超過該第二閾值，方法400可前進至450。在450，方法400可包括調整該光源的強度。例如，若該確定的壓力高於該預定的範圍，該光源的強度可被減小。若該確定的壓力低於該預定的範圍，該光源的強度可被增加。

若該確定的壓力在該預定的範圍之外達超過該第二閾值，方法400可前進至455。在455，方法400可包括指示用戶來調整光學傳感器的表面與其下的組織之間的接面。

回到圖3，計算系統320可進一步包括活動分類器335。活動分類器335可被訓練成識別用戶在一時間段內是否主動參與體力活動。一般而言，活動分類器335可通過機器學習過程來被訓練，以識別表示用戶正在主動參與體力活動或鍛鍊的信號特性和/或識別表示用戶沒有主動參與體力活動或鍛鍊的信號特性。活動分類器335可通過機器學習過程來被訓練，以進一步識別表示用戶正在主動參與多項特定的體力活動或鍛鍊中的具體一項的信號特性，以及識別表示用戶沒有主動參與多項特定的體力活動或鍛鍊中的具體一項的預定的信號特性。在一個示例中，活動分類器335可利用諸如例如線性支持向量機的支持向量機(SVM)。在一些示例中，活動分類器335可利用機器學習決策樹或決策樹的森林。

在活動分類器335利用SVM的一些示例中，SVM可被配置成生成數字的向量，並進一步被配置成將預定信號特性乘以該數字的向量以獲得多個乘積。該SVM可被進一步配置成將乘積與通過機器學習確定的一個或多個閾值相比較。SVM隨後可被配置成將高於閾值的值分類成表示其中用戶主動參與體力活動的時間段，且將低於該閾值的值分類成表示其中用戶沒有主動參與體力活動的時間段。類似地，該SVM可為多項特定的體力活動或鍛鍊中的每一項產生多個數字的向量，並且將預定信號特性乘以多個該數字的向量。於是，該產生的乘積可與多項特定的體力活動或鍛鍊中的每一項的閾值作比較來確定該信號特性是否表示在該時間段內的一項特定的體力活動或鍛鍊

用戶運動可影響表面315與組織307之間的壓力。例如，當傳感邏輯系統被合併到戴於手腕的設備時，表面315與組織307之間的壓力將由於前臂的收縮和伸展而增加。諸如伏地挺身、引體向上、二頭肌彎舉等的重複性鍛鍊可產生指示該項鍛鍊的特性壓力信號。表面315與組織307之間的隨時間變化的該確定的壓力可因此作為輸入信號向活動分類器335提供。例如，活動分類器335可將隨時間變化的該確定的壓力與表示多項預定的鍛鍊中的每一項的壓力數據集作比較，並且基於該確定的壓力與該壓力數據集的比較將該確定的壓力分類成表示一類預定的鍛鍊。

來自包括運動傳感器套件330的一個或多個運動傳感器的信號可同樣作為輸入信號向活動分類器335提供。例如，活動分類器335可接收來自一個或多個運動傳感器的指示隨時間的移動的信號。於是，活動分類器335可將該指示的隨時間的移動與表示多項預定的鍛鍊中的每一項的移動數據集作比較，並且基於該確定的移動與該移動數據集的比較將該確定的移動分類成表示一類預定的鍛鍊。

從前述描述中顯而易見，本文所描述的方法和過程可被綁定到一個或多個機器的傳感邏輯系統。這樣的方法和過程可被實現為計算機應用程式或服務、應用編程接口(API)、庫、固件和/或其它電腦程式產品。圖1A和1B示出了實施本文所述的方法和過程的傳感邏輯系統的一個非限制性示例。然而，如圖5示意性地示出的，這些方法和過程可同樣在其他配置和形狀因素的傳感邏輯系統上執行。

圖5示意性地示出了包括操作地耦合到計算系統514的傳感器套件512的形狀不可知的傳感邏輯系統510。該計算機系統包括邏輯機516和數據存儲機518。該計算系統500被操作地耦合到顯示子系統520、通信子系統522、輸入子系統524和/或在圖5中未示出的其他組件。

邏輯機516包括被配置成執行指令的一個或多個物理設備。該邏輯機可被配置成執行作為以下各項的一部分的指令：一個或多個應用、服務、程序、例程、庫、對象、組件、數據結構、或其它邏輯構造。這種指令可被實現以執行任務、實現數據類型、轉換一個或多個部件的狀態、實現技術效果、或以其它方式得到期望結果。

邏輯機516可包括被配置成執行軟體指令的一個或多個處理器。作為補充或替換，邏輯機可包括被配置成執行硬體或固件指令的一個或多個硬體或固件邏輯機。邏輯機的處理器可以是單核或多核，且在其上執行的指令可被配置為串行、並行和/或分布式處理。邏輯機的各個組件可任選地分布在兩個或更多單獨設備上，這些設備可以位於遠程和/或被配置用於進行協同處理。邏輯機的各方面可由雲計算配置的可遠程訪問的聯網計算設備來虛擬化和執行。

數據存儲機518包括被配置成保持可由邏輯機516執行以實現本文描述的方法和過程的指令的一個或多個物理設備。在實現此類方法和過程時，可變換數據存儲機的狀態(例如，保存不同數據)。數據存儲機可包括可移動的和/或內置設備；它可包括光學存儲器(例如，CD、DVD、HD-DVD、藍光碟等)、半導體存儲器(例如，RAM、EPROM、EEPROM等)、和/或磁性存儲器(例如，硬碟驅動器、軟盤驅動器、磁帶驅動器、MRAM等)、以及其他。該數據存儲機可以包括易失性的、非易失性的、動態的、靜態的、讀/寫的、只讀的、隨機存取的、順序存取的、位置可定址的、文件可定址的、和/或內容可定址的設備。

數據存儲機518包括一個或多個物理設備。然而，本文描述的指令的各方面可另選地通過不由物理設備在有限時長內持有的通信介質(例如，電磁信號、光信號等)來傳播。

邏輯機516和數據存儲機518的各方面可以被一起集成到一個或多個硬體邏輯組件中。這些硬體邏輯組件可包括例如現場可編程門陣列(FPGA)、程序和應用專用的集成電路(PASIC/ASIC)、程序和應用專用的標準產品(PSSP/ASSP)、片上系統(SOC)以及複雜可編程邏輯器件(CPLD)。

顯示子系統520可用於呈現由存儲機518所保持的數據的視覺表示。該視覺表示可採用圖形用戶界面(GUI)的形式。由於本文所描述的方法和過程改變了由存儲機保持的數據，並由此變換了存儲機的狀態，因此同樣可以轉變顯示子系統520的狀態以視覺地表示底層數據的改變。顯示子系統520可以包括使用實質上任何類型的技術的一個或多個顯示子系統設備。可將此類顯示子系統設備與邏輯機516和/或數據存儲機518組合在共享封裝中，或者此類顯示子系統設備可以是外圍顯示子系統設備。圖1A和1B的顯示器20是顯示子系統520的一個示例。

通信子系統522可以被配置成將計算系統514與一個或多個其它計算設備可通信地耦合。通信子系統可以包括與一個或多個不同通信協議兼容的有線和/或無線通信設備。作為非限制性示例，通信子系統可被配置成用於經由無線電話網絡、局域或廣域網和/或互連網來進行通信。圖1A和1B的通信套件24是通信子系統522的一個示例。

輸入子系統524可包括諸如鍵盤、滑鼠、觸控螢幕或遊戲控制器等一個或多個用戶輸入設備或者與這些用戶輸入設備對接。在一些實施例中，輸入子系統可以包括所選擇的自然用戶輸入(NUI)部件或與其對接。這種元件部分可以是集成的或外圍的，並且輸入動作的轉導和/或處理可以在板上或板外被處理。NUI部件的示例可包括用於語言和/或語音識別的話筒；用於機器視覺和/或姿勢識別的紅外、色彩、立體顯示和/或深度相機；用於運動檢測和/或意圖識別的頭部跟蹤器、眼睛跟蹤器、加速計和/或陀螺儀；以及用於評估腦部活動的電場感測部件。圖1A和1B的觸控螢幕傳感器32和按鈕34是輸入子系統524的示例。

傳感器套件512可包括如上參考圖1A和1B所描述的一個或多個不同的傳感器，例如觸控螢幕傳感器、按鈕傳感器、話筒、可見光傳感器、紫外線傳感器、環境溫度傳感器、接觸傳感器和/或GPS接收器。傳感器套件512可包括運動傳感器套件526。運動傳感器套件526可包括一個或多個加速計、陀螺儀、磁力計或其他合適的運動檢測器。傳感器套件512可進一步包括壓力傳感器528。如本文所屬，壓力傳感器528可包括光源530和光學傳感器532。例如，光源530可包括一個或多個LED發射器，而光源532可包括一個或多個匹配的光電二極體以基於該光源輸出的光的頻率探測各頻率的光。光源530可被配置成照亮組織550，此外光學傳感器532可被配置成測量反射自或透射過組織550的光照。

計算系統514可包括心律確定模塊554，其可通信地耦合到邏輯機516和數據存儲機518。心律確定模塊554可接收來自光學傳感器532的原始信號並可進一步處理該原始信號以確定心律、熱量支出等。經處理的信號可經由計算系統514儲存及輸出。被發送給光源530和光學傳感器532的控制信號可以基於從光學傳感器532接收到的信號、從傳感器套件512中導出的信號、儲存在數據存儲機518中的信息、從通信子系統522接收到的輸入、從輸入子系統524接收到的輸入等。

計算系統514可進一步包括活動分類器556，其可通信地耦合到邏輯機516和數據存儲機518。活動分類器556可接受來自光學傳感器532的原始信號、來自壓力傳感器528的被處理的信號以及來自運動傳感器套件526和/或其他傳感器的原始或被處理的信號。活動分類器556可處理該原始或被處理的信號並且把信號分類為多個預定的活動中的一個或多個活動的特徵。分類的活動可經由計算系統514儲存及輸出。

應該理解，本文所述的配置和/或方法在本質上是示例性的，且這些具體的實現或示例不應以限制性的意義來理解，因為眾多變體是可行的。本文描述的具體例程或方法可以表示處理策略中的一個或多個。如此，所示或所述的各種動作可以被以所示或所述順序、以其它順序、並行地執行或者被省略。

本公開的主題包括各種過程、系統和配置以及本文公開的其他特徵、功能、動作和/或屬性、以及它們的任一和全部等價物的所有新穎且非顯而易見的組合和子組合。