用于AR/VR应用的入耳式电极和设备的制作方法

本公开涉及用于在虚拟现实环境和增强现实环境中使用的入耳式电极和设备。更具体地，本公开涉及被配置为接收耳朵内部的电信号以利用用于沉浸式现实应用的入耳式设备进行健康监测的电极。

背景技术：

1、用于移动和沉浸式应用的当前入耳式设备(例如，助听器、可听设备、头戴式耳机和耳塞式耳机等)对于用户来说通常是笨重且不舒服的。向入耳式设备添加健康感测功能受限于这种设备所需的小的形状要素以及所涉及的复杂数据处理和分析。

技术实现思路

1、在第一实施例中，一种设备包括：入耳式固定器，该入耳式固定器被配置为适合用户的耳道；第一电极，该第一电极安装在入耳式固定器上，并被配置为接收来自用户的耳道中的皮肤的第一电子信号；内部传声器，该内部传声器被耦接以接收通过用户的耳道传播的内部声学信号；外部传声器，该外部传声器被耦接以接收通过用户的环境传播的外部声学信号；以及处理器，该处理器耦接到增强现实头戴式设备(headset)，该处理器被配置为基于第一电子信号、内部声学信号和外部声学信号中的至少一者来识别用户的心血管状况或神经状况。

2、在第二实施例中，一种计算机实现的方法包括：从第一电极接收来自入耳式设备的用户的第一耳道中的皮肤的第一电子信号；利用第一电子信号来形成波形；以及基于第一电子信号来识别用户的心脏活动或大脑活动中的一者。

3、在第三实施例中，一种非暂态计算机可读介质存储指令，所述指令在被处理器执行时使得计算机执行方法。该方法包括：从第一电极接收来自入耳式设备的用户的第一耳道中的皮肤的第一电子信号；利用第一电子信号来形成波形；以及基于第一电子信号来识别用户的心脏活动或大脑活动中的一者。

4、在又一实施例中，一种系统包括用于存储指令的第一装置、和用于执行指令以执行方法的第二装置。该方法包括：从第一电极接收来自入耳式设备的用户的第一耳道中的皮肤的第一电子信号；利用第一电子信号来形成波形；以及基于第一电子信号来识别用户的心脏活动或大脑活动中的一者。

5、根据本公开的第一方面，提供了一种设备，该设备包括：入耳式固定器，该入耳式固定器被配置为适合用户的耳道；第一电极，该第一电极安装在入耳式固定器上，并被配置为接收来自用户的耳道中的皮肤的第一电子信号；内部传声器，该内部传声器被耦接以接收通过用户的耳道传播的内部声学信号；外部传声器，该外部传声器被耦接以接收通过用户的环境传播的外部声学信号；以及处理器，该处理器耦接到增强现实头戴式设备，该处理器被配置为基于第一电子信号、内部声学信号和外部声学信号中的至少一者来识别用户的心血管状况或神经状况。

6、在一些实施例中，该设备还包括安装在入耳式固定器的外侧上的第二电极，该第二电极被配置为在用户通过用手指接触第二电极来闭合身体回路时接收信号。

7、在一些实施例中，第一电极是被配置为传输来自用户的耳道中的皮肤的电流的接触电极。

8、在一些实施例中，该设备还至少包括安装在入耳式固定器上的第二电极，该第二电极被配置为接收来自用户的耳道中的皮肤的第二电子信号。

9、在一些实施例中，处理器被配置为在第一电子信号的质量高于预选阈值时选择第一电子信号。

10、在一些实施例中，该设备还包括第二电极，该第二电极被配置为接收来自用户的耳道中的皮肤的第二电子信号，并且处理器被配置为利用第二电子信号来减少来自第一电子信号的噪声背景。

11、在一些实施例中，第一电极包括多个针，该多个针增加与用户的耳道中的皮肤的表面接触、降低电阻率、并将第一电极固定到用户的耳道中的皮肤；进一步地，其中，该多个针由包括该多个针之间的弹性材料的结构支撑，并且该弹性材料包括至少一种具有非常低模数的可压缩材料、且能够在该多个针之间拉伸。

12、在一些实施例中，其中，第一电极涂覆有以下中的至少一者：金层；银层；氯化银层；或以上中的组合。

13、在一些实施例中，其中，处理器被配置为使第一电子信号的波形与来自用户的另一只耳朵的第二电子信号的波形同步，并且基于第一电子信号与第二电子信号之间的比较来确定凝视方向。

14、在一些实施例中，其中，处理器被配置为根据第一电子信号确定用户的心率。

15、在一些实施例中，其中，处理器被配置为根据第一电子信号确定与外部传声器中接收到的声学刺激相对应的大脑活动。

16、在一些实施例中，该设备还包括：第二电极，该第二电极在第二入耳式固定器中、且被配置为接收来自用户的第二耳道中的皮肤的第二电子信号；以及仪表放大器，该仪表放大器具有耦合到第一电极和第二电极的并联阻抗，且被配置为放大第一电子信号与第二电子信号之间的差分信号、并向处理器提供该差分信号。

17、在一些实施例中，该设备还包括缓冲放大器，该缓冲放大器耦接到第一电极并被配置为向处理器提供经放大的第一电子信号。

18、在一些实施例中，该设备还包括光学传感器，该光学传感器被配置为向处理器提供光信号，其中，该处理器被配置为基于第一电子信号和光信号来识别用户的心血管状况。

19、根据本公开的第二方面，提供了一种计算机实现的方法，该计算机实现的方法包括：从第一电极接收来自入耳式设备的用户的第一耳道中的皮肤的第一电子信号；利用第一电子信号来形成波形；以及基于第一电子信号来识别用户的心脏活动或大脑活动中的一者。

20、在一些实施例中，该计算机实现的方法还包括：从第二电极接收来自入耳式设备的用户的第一耳道中的皮肤的第二电子信号，以及利用第一电子信号消除来自第一电子信号的干扰。

21、在一些实施例中，该计算机实现的方法还包括：从第二电极接收来自入耳式设备的用户的第二耳道中的皮肤的第二电子信号，以及基于第一电子信号和第二电子信号识别眼睛凝视方向。

22、在一些实施例中，该计算机实现的方法还包括：响应于声学刺激而接收来自入耳式设备中的外部传声器的声学信号；将声学信号与第一电子信号相关联；以及基于大脑活动和声学刺激来评估用户对该声学刺激的响应。

23、在一些实施例中，识别用户的心脏活动进一步地包括对波形执行频谱分析以识别心电图中的p波、qrs波群和t波群。

24、在一些实施例中，该计算机实现的方法还包括：测量用户的皮肤内的电性能的变化，以及基于该电性能的变化来评估入耳式设备在用户的耳朵内的适合度。

25、根据以下内容，这些和其它实施例对于普通技术人员来说将变得清晰。

技术特征：

1.一种设备，包括：

2.根据权利要求1所述的设备，还包括安装在所述入耳式固定器的外侧上的第二电极，所述第二电极被配置为在所述用户通过用手指接触所述第二电极来闭合身体回路时接收信号。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述第一电极是被配置为传输来自所述用户的所述耳道中的皮肤的电流的接触电极。

4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，还至少包括安装在所述入耳式固定器上的第二电极，所述第二电极被配置为接收来自所述用户的所述耳道中的皮肤的第二电子信号。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述处理器被配置为在所述第一电子信号的质量高于预选阈值时选择所述第一电子信号。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，还包括第二电极，所述第二电极被配置为接收来自所述用户的所述耳道中的皮肤的第二电子信号，并且所述处理器被配置为利用所述第二电子信号来减少来自所述第一电子信号的噪声背景。

7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述第一电极包括多个针，所述多个针增加与所述用户的所述耳道中的皮肤的表面接触、降低电阻率、并将所述第一电极固定到所述用户的所述耳道中的皮肤；进一步地，其中，所述多个针由包括所述多个针之间的弹性材料的结构支撑，并且所述弹性材料包括至少一种具有非常低模数的可压缩材料、且能够在所述多个针之间拉伸。

8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述第一电极涂覆有以下中的至少一者：金层；银层；氯化银层；或以上中的组合。

9.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述处理器被配置为：使所述第一电子信号的波形与来自所述用户的另一只耳朵的第二电子信号的波形同步，并且基于所述第一电子信号与所述第二电子信号之间的比较来确定凝视方向；和/或优选地，其中，所述处理器被配置为根据所述第一电子信号确定所述用户的心率。

10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述处理器被配置为根据所述第一电子信号来确定与所述外部传声器中接收到的声学刺激相对应的大脑活动；和/或优选地，所述设备还包括：第二电极，所述第二电极在第二入耳式固定器中、且被配置为接收来自所述用户的第二耳道中的皮肤的第二电子信号；以及仪表放大器，所述仪表放大器具有耦合到所述第一电极和所述第二电极的并联阻抗，且被配置为放大所述第一电子信号与所述第二电子信号之间的差分信号、并向所述处理器提供所述差分信号。

11.根据前述权利要求中任一项所述的设备，还包括缓冲放大器，所述缓冲放大器耦接到所述第一电极并被配置为向所述处理器提供经放大的第一电子信号；和/或优选地，所述设备还包括光学传感器，所述光学传感器被配置为向所述处理器提供光信号，其中，所述处理器被配置为基于所述第一电子信号和所述光信号来识别所述用户的心血管状况。

12.一种计算机实现的方法，包括：

13.根据权利要求12所述的计算机实现的方法，还包括：从第二电极接收来自所述入耳式设备的所述用户的所述第一耳道中的皮肤的第二电子信号，以及利用所述第一电子信号消除来自所述第一电子信号的干扰。

14.根据权利要求12或13所述的计算机实现的方法，还包括：从第二电极接收来自所述入耳式设备的所述用户的第二耳道中的皮肤的第二电子信号，以及基于所述第一电子信号和所述第二电子信号识别眼睛凝视方向；和/或优选地，所述计算机实现的方法还包括：响应于声学刺激而接收来自所述入耳式设备中的外部传声器的声学信号；将所述声学信号与所述第一电子信号相关联；以及基于所述大脑活动和所述声学刺激来评估用户对所述声学刺激的响应。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的计算机实现的方法，其中，识别所述用户的心脏活动进一步地包括对所述波形执行频谱分析以识别心电图中的p波、qrs波群和t波群；和/或优选地，所述计算机实现的方法还包括：测量用户的皮肤内的电性能的变化，以及基于所述电性能的变化来评估所述入耳式设备在用户的耳朵内的适合度。

技术总结提供了一种用于执行用于耳内监测的电气测量的设备。该设备包括：入耳式固定器，该入耳式固定器被配置为适合用户的耳道；第一电极，该第一电极安装在入耳式固定器上，并被配置为接收来自皮肤的电子信号；以及内部传声器，该内部传声器用于接收通过用户的耳朵传播的声学信号。该设备还包括：外部传声器，该外部传声器耦接以接收通过环境传播的外部声学信号；以及处理器，该处理器耦接到增强现实头戴式设备，该处理器基于电子信号、内部声学信号和外部声学信号中的至少一者来识别用户的心血管状况或神经状况。一种存储器存储有指令，所述指令在被处理器执行时使得进行使用以上设备的方法。还提供了该存储器、该处理器和该方法。技术研发人员：尼尔斯·托马斯·弗里蒂奥夫·伦纳,约书亚·韦纳,莫尔塔扎·哈莱吉梅巴迪,安德鲁·约翰·欧德科克,巴里·大卫·西尔弗斯坦,约翰·拉姆斯菲尔德受保护的技术使用者：元平台技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2