昨天，美国专利商标局公布了 Apple 的一项专利申请，该专利申请涉及可穿戴设备，特别是包含干涉传感器（例如自混合干涉测量 (SMI) 传感器）的可穿戴设备，以及使用此类传感器的可穿戴设备感知各种物理现象。传感器系统的重点是为用户提供呼吸频率、呼吸质量、鼻塞信息、打鼾信息、气流速度等呼吸信息。该专利还推出了一种新型可穿戴设备，即健康面罩。
在苹果的专利背景中，他们指出，诸如智能手表、智能眼镜、虚拟和/或增强现实耳机等的可穿戴设备可能包括各种传感器，这些传感器可以感测诸如运动、环境条件和有关物体的生物特征数据等物理现象。用户。来自可穿戴设备中的传感器的数据可用于向用户提供有价值的信息，例如关于用户的活动和/或健康的信息。
可穿戴设备中的附加传感器可以向用户提供更鲁棒的信息和/或控制或解锁可穿戴设备的附加应用。鉴于传感器在可穿戴设备中的广泛应用，其中传感器的配置或操作的任何新发展都是有用的。可能特别有用的新开发是在保持小外形尺寸的同时提供额外传感能力的开发。
包括光学传感器电路的可穿戴设备
苹果的发明涵盖了针对可穿戴设备传感器的配置和操作的系统、设备、方法和装置。传感器可以包括干涉传感器，例如SMI传感器。传感器可以定位和定向在可穿戴设备内以感测与用户的一个或多个解剖结构相关的物理现象，例如邻近用户的鼻通道的解剖结构的运动。
可穿戴设备的处理电路可以基于来自SMI传感器的SMI信号来确定关于用户的呼吸信息。可穿戴设备可以是头戴式设备，例如眼镜、虚拟和/或增强现实耳机、鼻夹或面罩，并且SMI传感器可以定位和定向在用户的鼻子上方。
可穿戴设备可被操作来检测何时适合发射电磁辐射（例如，何时电磁辐射不会被引导至用户的眼睛）并且在适合时启用或禁用来自SMI传感器的电磁辐射。
在第一方面，头戴式设备可以包括外壳和设置在外壳中的一组一个或多个SMI传感器。一组一个或多个SMI传感器中的每一者可被配置成向邻近用户的鼻通道的解剖结构发射电磁辐射并生成包括关于解剖结构的运动的信息的一个或多个SMI信号。处理电路可以可通信地耦合到一组一个或多个SMI传感器并且被配置为基于一个或多个SMI信号确定关于用户的呼吸信息。
呼吸信息可以包括呼吸速率、呼吸质量、关于鼻充血的信息、关于打鼾的信息、气流速度和气流体积中的一项或多项。处理电路还可以被配置为基于一个或多个SMI信号来检测用户的面部运动。显示器可以可通信地耦合到处理电路。处理电路可以基于对用户面部运动的检测来改变显示器上显示的用户界面。
在另一方面，可穿戴设备可以包括外壳、设置在外壳中的一组一个或多个SMI传感器、以及可通信地耦合到该组一个或多个SMI传感器的处理电路。一组一个或多个SMI传感器中的每一者可被配置成向用户的解剖结构发射电磁辐射并生成包括关于解剖结构的信息的一个或多个SMI信号。处理电路可以被配置为确定是否适合从一组一个或多个SMI传感器发射电磁辐射，当确定适合时使得能够从一组一个或多个SMI传感器发射电磁辐射。因此，当确定不适合时，禁止从一组一个或多个SMI传感器发射电磁辐射。处理电路可以基于一个或多个SMI信号和/或基于来自布置在外壳中的接近传感器的接近信号来确定是否适合从一组一个或多个SMI传感器发射电磁辐射。
在另一方面，一种操作可穿戴设备的方法可以包括从可穿戴设备的一组一个或多个SMI传感器生成一个或多个SMI信号，该信号包括关于用户的呼吸路径附近的组织的运动的信息，并且确定、由可穿戴设备的处理系统基于一个或多个SMI信号来获取有关用户的呼吸信息。呼吸信息可以包括呼吸速率、呼吸质量、关于鼻充血的信息、关于打鼾的信息、气流速度和气流体积中的一项或多项。该组织可以是骨或软组织。呼吸路径可以是鼻道。
苹果的专利图。下面的图3展示了用户以眼镜（智能眼镜）的形式佩戴的可穿戴设备#300，因此可能包括框架#302、一对镜片#304和多个传感器#306，这些传感器可以被定位和定向在连接到框架的鼻梁架 #308 上，使其位于用户的鼻子上方或附近。包括物镜转换器 #308 的放大视图。传感器可以被定位和定向，使得它们向邻近用户的鼻通道的解剖结构发射电磁辐射。
传感器 (#306) 可以是 SMI 传感器，或者包括至少一个 SMI 传感器以及一种或多种其他类型的传感器，例如接近传感器。传感器可以被操作来检测用户的解剖结构的运动、确定关于用户的呼吸信息、检测用户的有意和/或无意的面部运动、并且适当地操作以避免刺激用户。
智能眼镜（＃300）可以包括显示器，该显示器可以投影或以其他方式设置在一个或两个镜片＃304上。在一些方面，眼镜可以不包括显示器（参见下面的图4）。此外，眼镜可以包括用于操作传感器的处理电路。眼镜上可以包括附加电路、附加用户输入元件（例如按钮、麦克风、扬声器和相机）和/或附加结构元件。
苹果的专利图。上面的图4展示了用户佩戴的可穿戴设备#400，其形状为面罩，因此可能包括盖子#402、与盖子相连并配置为将盖子固定在鼻子上的多条带子#404。和/或用户的嘴，以及设置在盖子中的多个传感器#406。
传感器#406 的位置和方向可以位于用户鼻子上方或附近。具体地，传感器可以被定位和定向成向邻近用户的鼻通道的解剖结构发射电磁辐射。在各个方面，传感器可以与用户的皮肤直接接触或者在传感器和用户的皮肤之间可以存在气隙。传感器406可以是SMI传感器或者包括至少一个SMI传感器以及一种或多种其他类型的传感器，例如接近传感器。
苹果公司的专利图。上面的图 5A 和 5B 展示了用户佩戴的可穿戴设备#500，该设备携带虚拟和/或增强现实耳机的外形尺寸。
传感器#506可用于检测用户解剖结构的运动，确定有关用户的呼吸信息，检测用户有意和/或无意的面部运动，和/或适当操作以避免刺激用户。
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