CN115705009A - 带有旋转表圈的网络手表 - Google Patents

Abstract

所提出的是一种带有旋转表圈的“DIVER”型网络手表。该手表包括电子模块，电子模块被配置为使用嵌入手表的至少两个电极实施心电图(ECG或EKG)。这两个电极中的一个由旋转表圈形成。

Description

带有旋转表圈的网络手表

技术领域

本发明涉及网络手表的领域，并且特别地涉及能够实施心电图(ECG或EKG)的网络手表。所谓手表，是指一种可穿戴设备，其优选位置是手腕(“手腕可穿戴的”)。本发明还涉及所谓的混合式网络手表的领域，即具有更接近于传统机械手表的视觉外观的网络手表，特别是由于存在齿轮组以及至少用于指示时间的机械指针(时针和分针)。

背景技术

可实施ECG的手表(以下简称“ECG手表”)在2021年的市场上很罕见。这些手表包括Withings Move ECG、Withings ScanWatch、苹果(Apple)手表和三星Galaxy。

ECG是一种通过测量心脏的电活动来研究心脏如何工作的测试。每次收缩时都有电脉冲通过心脏，ECG是对电流的记录。ECG是心血管监测的主要测量方法之一。由于其集成在手表中，任何用户都可以定期实施ECG，这可以更好地分析和预防心脏风险。为了执行ECG，在人体上放置若干电极，以检测电信号的不同组成部分，这被称为导联。在其最简单的形式中，ECG在左右臂之间提供双极测量，称为导联I或DI。

该测试是无痛的、被动的和非侵入性的(没有向皮肤注入电流)，并且可以在一分钟内完成。尽管将ECG集成到消费设备中的概念已经提出了好几年(见US5289824)，但实际的实施只是在最近才成功。这是一项重大的技术革新。

ECG手表一般设有DI ECG，尽管也可以获得其他导联。为此，ECG手表包括表壳、底盖、玻璃以及表盘(可能带有屏幕或数字显示器)或显示器。可以对智能手表型ECG手表和混合式ECG手表进行区分。在第一种情况下，ECG手表包括屏幕(例如LCD屏幕)和玻璃，而不是传统的手表表面和玻璃。在第二种情况下，ECG手表包括带有指针的表盘和玻璃(有或没有集成在表盘上的显示屏)，从而使整体外观更加传统。ECG手表还可以包括表圈，表圈是围绕着屏幕或表盘(和/或玻璃)的部件。类似地，ECG手表也可以包括表冠，表冠从径向穿过表壳(通常位于1点和5点之间)进入由它限定的容积，并允许与手表的电子或机械组件互动(菜单激活、滚动等)。表冠可以是推杆和/或旋转轮。

要用手表执行ECG，需要至少两个电极(通常是三个)。它们必须与身体的两个不同部分接触。文献US2019246979A1建议将两个电极集成到表带上，一个在内侧，一个在外侧。其他文献建议将第一电极安装在底盖背面，以便与安装ECG手表的手腕接触。第二电极的选择一直是不同技术方向的主题。代表苹果公司的US2020229761提出将第二电极集成到表冠上。以Withings的名义(并通过参考并入本文)并且在本申请提交之日尚未公布文献PCT/EP2021/058955建议将第二电极集成到表圈中。其他解决方案也存在，如第二电极设置在屏幕上或屏幕旁边。

在手表中实施ECG测量装置有许多技术困难，特别是要识别的电信号是低振幅的，其获取往往是有噪音的。电极的正确定位和电极与管理ECG的电子模块之间的电路链的管理是至关重要的。

发明内容

为了使产品范围多样化，并使网络手表在设计和使用方面尽可能容易获得，发明人希望生产一种尽可能尊重DIVER型手表的美学准则的模型，特别是(在本描述的范围内)带有旋转表圈的网络手表。广泛使用ECG手表的优点是多方面的：提高了对心脏风险的预防，降低了社会的经济成本，通过定期获取数千或数百万人的ECG数据(与医院或实验室的点状测试相比)使科学知识的水平成倍提高。此外，ECG手表通常还有其他功能(例如通过PPG测量血氧饱和度SpO2或心率)，因此这些手表通过允许数据的组合具有更高的研究价值。

本发明涉及一种便携式电子设备，被配置为放置在用户的手腕上，便携式设备能够实施心电图ECG，所述设备包括：

-表壳，

-底盖，被配置为至少部分地与手腕的皮肤接触，

-玻璃，

-表圈，安装在表壳上并围绕玻璃，能相对于表壳旋转移动

-第一ECG电极，由导电材料制成，在底盖上并被配置为与手腕的皮肤接触，

-第二ECG电极，由导电材料制成，在表圈上，

-ECG电子模块，与第一ECG电极和第二ECG电极电连接，并被配置为接收和处理来自用户并由ECG电极复原的电信号，以实施心电图。

便携式设备可以是电子手表。

在一个实施例中，表圈包括表圈主体，并且第二ECG电极由表圈主体形成，使得整个表圈主体形成第二电极，并且用户可以触摸表圈主体的任何部分来进行ECG测量。

在一个实施例中，无论表圈的角度位置如何，第二ECG电极都与ECG模块电连接。

在一个实施例中，该设备包括表圈中的电连接器，配置为电连接表圈和ECG模块，该电连接器提供ECG模块和电极之间的连接。

在一个实施例中，电连接器可移除地安装在表壳上。

在一个实施例中，电连接器包括压缩弹簧，配置为与表圈进行电接触。

在一个实施例中，压缩弹簧是片簧和/或电连接器包括多个有角度地间隔的压缩片簧。

在一个实施例中，电连接器包括围绕玻璃和/或设备的表盘设置的环。

在一个实施例中，连接器包括支脚，并且其中片簧从环的一侧延伸，支脚从环的另一侧延伸。

在一个实施例中，支脚包括吊耳部和/或片状物。

在一个实施例中，支脚与ECG电子模块电连接，以便ECG信号通过所述支脚中的至少一个。

在一个实施例中，压缩弹簧对支脚施加压力，以保持支脚与ECG电子模块的电连接。

在一个实施例中，电连接器包括导电涂层，比如金。

在一个实施例中，表圈在内面上包括一系列适合与压缩状态下的弹簧相互作用的制动件，这一系列制动件和弹簧可以为表圈的旋转限定逐步式的位移。

在一个实施例中，表壳包括表圈支架，表圈可旋转地安装在表圈支架上，电连接器安装在表圈支架上。

在一个实施例中，表圈支架与ECG电子模块电连接，因此，ECG信号通过表圈支架。

在一个实施例中，玻璃被安装在表壳上或表圈上。

在一个实施例中，表壳包括主体、表圈支架和表圈支架与表壳主体之间的环形密封件，密封件使表圈支架被保持在位置上和/或使表圈支架与表壳主体电隔离。

在一个实施例中，表圈包括外侧面上的锯齿部，这些锯齿部形成第二电极的一部分。

在实施例中，该设备还包括无线通信模块，被配置为与移动终端进行双向通信，例如，发送由ECG模块获得的ECG结果。

在实施例中，该便携式电子设备是手表，该手表例如是带有机械指针的混合式手表。

在一个实施例中，底盖包括光学传感器，被配置为发射和接收光线。

在一个实施例中，表圈是基本旋转对称的部分。

在一个实施例中，特别是由于电连接器及其压缩弹簧的作用，表圈只能逆时针旋转移动。

在一个实施例中，弹簧的工作方向与表圈的旋转轴线平行；在一个实施例中，弹簧的工作方向与表圈的旋转轴线正交。

本发明还涉及一种使用上述设备实施心电图ECG测量的方法，在此期间，用户将一只手臂与第一电极接触，另一只手臂与第二电极接触。所谓“手臂”是指从肩到手的上肢。特别是，该设备是ECG手表，戴在手腕上，使第一电极与所述手腕接触，并且用户用另一只手触摸旋转表圈。

本发明还涉及一种如前所述的设备用于实施心电图的用途。

附图说明

进一步的特征、细节和优点将从以下详细描述和对附图的分析中变得明显，其中：

图1根据一个实施例(指针未示出)示出ECG手表的俯视图(沿Z方向)，其中尤其表盘、玻璃和表圈是可见的。

图2根据一个实施例示出ECG手表的下视图(沿Z方向)，其中尤其底盖和表壳是可见的。

图3根据混合式ECG手表的一个实施例示出ECG手表的侧视图(沿X方向)。

图4根据非混合式手表的实施例示出ECG手表的俯视图(沿Z方向)，其中玻璃是可见的。

图5根据一个实施例(光学传感器的镜头或保护玻璃未示出)示出ECG手表的三维(部分透明)视图。

图6根据实施例示出ECG手表的沿XZ平面的横截面图。

图7根据实施例示出电连接器的三维视图和放大图。

图8根据另一实施例示出电连接器的三维视图和放大图。

图9示出表圈的三维视图，其中底侧是可见的。

图10示出横截面图，其中电连接器与表圈的槽口的接合尤其是可见的。

图11示出三维视图，其中电连接器与表圈的槽口的接合尤其是可见的。

图12示出表圈支架的三维视图。

图13根据实施例示出ECG手表的横截面图，其中电连接器的支脚呈耳部的形式。

图14根据实施例示出ECG手表的横截面图，其中电连接器包括弹簧和球轴承。

图15示出表圈和表圈支架(未示出)之间的固定环的三维视图。

图16根据一个实施例示出ECG手表的横截面图，其中用于ECG的电路链的某些组件尤其是可见的。

图17根据同一实施例示出与图16呈90°的ECG手表的另一横截面图，其中ECG的电路链的一些组件尤其是可见的。

图18示出ECG手表的一些组件、特别是电子组件的示意图。

图19示出与具有固定的ECG电极表圈的38毫米的Withings ScanWatch的比较测试结果。

图20示出表圈支架的三维视图，包括替代的电连接器和旋转式表圈实施例。

图21示出图20的电连接器与表圈的槽口配合的详细视图。

具体实施方式

本节描述了根据本申请的ECG手表的实施例。提供这些例子是为了说明和更好地理解各种实施例。

本描述涉及一种包括心电图传感器(以下称为ECG传感器)的便携式电子设备。在特定的实施例中，也就是图示的实施例，该便携式电子设备是手表(以下称为ECG手表)。ECG手表可以包括腕带。然而，在本描述的上下文中，术语ECG手表不一定包括表带，表带一般在其他地方制造，表圈可以在销售点组装。

便携式电子设备被连接，以便它可以以双向方式与终端(如智能手机)远程(无线)交换数据。该连接可通过蓝牙、如蓝牙低能量(BLE)进行。特别是，从ECG手表到终端所交换的数据是ECG手表所获得的ECG数据。ECG手表还可以从终端接收数据(时间、报警数据、通知等)。

在一个实施例中，ECG手表是混合式手表，即带有表盘和指针以示出小时和分钟的手表。

图1至图3示出混合式的电子ECG手表100(带有表盘、机械指针、可能还有集成在表盘上的显示屏)。图4释放出非混合式ECG手表100(没有机械指针，但有显示屏)。这些附图中示出标准的参考标记(XYZ)。在本描述中，“顶”和“底”的概念是相对于Z方向定义的，顶部是玻璃的方向，底部是底盖的方向，这将在下面描述。

ECG手表100可以包括表壳110和底盖120，底盖被配置为至少部分接触用户手腕上的皮肤。表壳110和底盖120彼此是一体的。在一个实施例中，如图所示，表壳110和底盖120是两个独立的部件。在图中未示出的实施例中，底盖120是与表壳110一体的部件。表壳110可以包括侧壁112，当ECG手表100戴在手腕上时，该侧壁通常是可见的。表壳110可包括用于附接表带(图中未示出)的耳部114(两对，在表壳110的两侧)。表壳110可以包括多个部件。

ECG手表100还可以包括玻璃130，通常安装在表壳110上，使玻璃130固定。玻璃130是或可以包括典型的透明保护玻璃，表圈可以由玻璃、陶瓷、塑料或任何透明材料制成。玻璃130的轮廓在这里通常是圆形的。

在混合式手表的情况下，在玻璃130下面，ECG手表100还包括带有指针(物理指针，在图中没有示出)的表盘132。表盘132还可以容纳显示屏134(例如凭借表盘上的开口，其允许能看到位于表盘下方的显示屏)，它占据了例如表盘132下方或内部的小空间。玻璃130保护这些部件并能穿过玻璃看到它们。

在Apple Watch类型的“智能手表”的情况下，在玻璃130下面，ECG手表100包括屏幕400，它占据了接近ECG手表100的宽度。在一个施例中，屏幕400可以显示指针。然后，玻璃130是显示屏400的保护玻璃。

ECG手表100还包括表圈140，其安装在表壳110上。表圈140位于玻璃130周围(在玻璃的径向外部)。表圈140相对于表壳110可旋转地安装。旋转可以是逐级地(例如逐个槽口地)。级数可以是六十或一百二十级(因此在角度上对应于每分钟一个或两个槽口，一小时有60分钟，代表360°)。可以使用任何步长值(例如，15、30或60的倍数)。因此，用户可以以“DIVER”型手表的经典方式来旋转表圈140。表圈140可以包括上表面142、下表面(在图1至图3中不可见，但将结合图9进行描述)、外侧面144和内侧面(在图1至图3中不可见，但将结合图9进行描述)。在正常使用条件下，无论ECG手表100是否戴在手腕上，顶侧142和外侧144都是可见的。

顶面142可以包括视觉标记146，如刻度、数字等。这些视觉标记146的目的是协助用户管理时间。例如，如果在某一时刻t，人们希望知道即将过去的时间，只需将视觉标记146(例如指示0的箭头或点)与分钟对齐即可。此后，人们只需看一下分针所指向的视觉标记146，就可以知道从时间t开始经过的时间。外侧面144可以包括锯齿部148，以方便用户的手抓住表圈，从而旋转所述表圈140。在传统的“DIVER”手表中，表圈140允许用户快速估计已过去的潜水时间。

表圈140可以顺时针、逆时针或双向旋转。对于传统的“DIVER”型手表来说，只允许逆时针旋转，因此，错误的操作只会增加、而不会减少已过去的潜水时间。

表圈140是环形部件，基本上是围绕Z方向旋转一周的(有一些修改)。更多细节将在下面给出。

在没有示出而且在DIVER手表中也不太常见的变体中，玻璃被安装在旋转表圈上，这样玻璃就会随着表圈移动。

为了检索由人体产生的电信号，ECG手表100包括ECG传感器。特别是，ECG传感器包括一组电极(称为ECG电极)和ECG电子模块692(在图6中非常示意地、但在图17中更明显说明)，ECG电极与ECG电子模块电连接。电极是指能够接受电流或电压的导电部分。该部分可由导电材料制成或包括导电涂层。所谓“导体”是指“导电的”。如图2、图3、图5、图6所示，第一电极160位于底盖120上，以便与用户佩戴ECG手表100的手腕的皮肤接触。第一电极160与ECG模块692电连接。

例如，底盖120可以包括外环形件122和径向在外环形件122内侧的内环形件124。外环形件122是第一电极160。两个外环形件122和124可由密封件126分开。内环形件124可以围绕光学传感器128，具有用于发光的至少一个LED和用于接收光的至少一个光电二极管。内环形件124可以是突出的(并具有圆锥形的形状)。光学传感器128通常是PPG(光电容积描记)传感器。光学传感器128可以设置在透镜129、例如玻璃透镜后面，它与手腕的皮肤相互作用。以Withings名义的并且通过引用并入本文的PCT/EP2021/058955详细描述了光学传感器，其在Withings ScanWatch上可以找到。

如图1、图3、图4-图6所示，第二ECG电极170位于表圈140上，以便于接触用户另一只手的皮肤。第二电极170也与ECG模块692电连接。

在一个实施例中，第二电极170是表圈140，即整个表圈140或表圈的一部分(用户可接触到)形成电极170。因此，用户可以在任何地方触碰到表圈。与表冠用作电极相比，ECG手表100可以相同地佩戴在左手和右手上，而不是以下情况，即对于将手表佩戴在左手或右手上的用户来说，为了实施ECG而实施的手势是相同的(使用对称性)，这与介绍中所述的电极表冠不同。由于表圈的旋转，将电极集成在旋转表圈上是违反直觉的，而手表的其他部分似乎更合适，如表冠。然而，发明人发现，尽管存在与电路链有关的困难，但仍有可能获得高质量的信号，而电链路是由表圈和表壳之间的相对移动产生的。

特别是，无论旋转表圈140的角度位置如何，第二电极170都是电连接的。因此，用户不需要把旋转表圈140放在特定的位置来实施ECG。如前所述，旋转可以通过槽口进行，旋转表圈140移动到槽口中。对于每个槽口，可以进行电连接。更具体地说，包括在每个槽口之间，也可以进行电连接。因此，第二电极170和ECG模块692之间的电连接是完全连续的。特别是，无论旋转表圈140的位置如何，为实施ECG而进行的动作都是一样的。换句话说，第二电极170在功能上与旋转表圈140的旋转无关。

电极160、170是由导电材料制成的。在图1、图3、图4至图6所示的实施例中，电极是通过由导电材料制成的部件本身形成的。替代地，电极、特别是第一电极，可以由沉积在表面(其本身是导电的或不导电的)上的导电涂层形成。

图6说明了根据一个实施例的ECG手表100的横截面图。特别是，表壳110包括主体600(或表壳主体)，它包括侧壁112。在图6中，主体600包括位于侧壁112的高度的开口610，以允许放置表冠620。在此，表冠620的作用只是作为ECG手表100和用户之间的用户界面。为此，表冠620可以是可旋转的(在此围绕X轴线)和/或可平移的(在此沿X轴线)。表冠620对ECG不起作用，将不作进一步描述。表壳110可以安装在主体600上。如上所述，表壳110可包括内环件124、外环件124、密封件126和透镜129。在表壳120和表壳110之间(更具体地说，在外环形件124和表壳110的主体600之间)可以设有衬垫602。在图6的横截面视图中，外环形件122包括凹槽640，这是用于电池充电站的定位垫。表壳110还可以包括表圈支架630，安装在主体600上。特别是，表圈140以径向外侧的位置安装在表圈支架630上。玻璃130以径向内侧的位置也被安装在表圈支架630上。

表圈140可以包括表圈主体650，其被安装在表壳110上。表圈主体650可以直接纳入(通过雕刻或其他方式)手表的传统装饰，这样，表圈140就由表圈主体650整体形成。替代地，如图6所示，表圈140还包括显示环652(也被称为“装饰”)，它可以被安装(例如通过粘合，如用双面胶)到表圈主体650的顶侧。然后，装饰物包括上述的视觉标记146。表圈主体650是第二电极170，这样，用户可以触摸表圈主体650的任何部分(包括锯齿部148)来实施ECG。表圈主体650的任何部分是指用户通过触摸可以接触到的表圈主体650表面的任何部分。

表圈主体650可由导电材料制成，如金属(如不锈钢或钛合金)。替代地，表圈主体650可以由填充塑料或导电陶瓷制成。替代地，表圈主体650可以是不导电的，并且在表圈主体650的全部或部分(例如从顶侧或外侧到底侧的槽口)沉积有导电涂层。

各种衬垫660、670、680被布置在各个部件之间，以提供密封、部件保持和/或电绝缘。密封件660、670、680具有环形或圆形的形状。它们是围绕Z方向旋转的。表盘衬垫660在表圈支架630、凸缘665和表盘132之间提供电绝缘。设置在表壳110的主体600和表圈140之间的保护衬垫670限制了灰尘进入ECG手表100。此外，保护衬垫670通过防止碎屑被困住并产生电连接，协助在表圈140和表壳主体600之间提供有效的电绝缘。在碎屑被困在表圈140和主体600的表壳110之间的情况下。保护密封件670还可作为表圈140沿Z方向的机械止挡。设置在表圈支架630和表壳110的主体600之间的密封件680将表圈支架630与主体600电绝缘，并将各部件保持就位(尤其是抗震性)。此外，密封件680在10个大气压下提供密封，而保护密封件670一般不提供这种密封(因为它不是压缩密封)。密封件680通常有L形的横截面(在图6中可见)。在附图中，密封件680的径向外壁与表壳主体的侧边延伸和平面接触，并且密封件680的径向内侧部分与表圈支架630的角部接触。

表壳110(特别是底盖120、表盘132和表壳110的主体600)界定了适合于容纳各种部件、例如电子组件的内部容积690。这些电子组件因此受到保护，不受水或灰尘的影响(有适当的密封件，特别是上述密封件所允许的)。

为了能够实施ECG，ECG手表100包括ECG模块692，它被容纳在内部容积690中(在图6中以虚线示意，并以示意的方式定位)。两个电极160、170与ECG模块692电连接。ECG模块692被配置为检索来自人体的电信号，并在处理后，生成心电图。ECG模块692可以安装在电子板693上(图6中示意性地示出为虚线，并示意性地定位)，例如印刷电路板(PCB)，ECG手表的其他部件也安装在该印刷电路板上。

光学传感器128与PPG模块694相连，该模块也位于内部容积中，也可以安装在ECG手表100的电子板693上。PPG模块694被配置为生成用于LED的指令，并从光电二极管恢复电信号。

控制单元696用于控制ECG手表100的板载电子器件。例如，控制单元696可以包括或部分包括ECG模块和PPG模块。

ECG电极组件可包括第三电极165，例如在底盖120上。特别是，内环件124可以是第三电极165。以Withings的名义的PCT/EP2021/058955描述了第一和第三电极的布置。第三电极可以作为其他两个电极的参考。替代地，第一电极160可以是内环件124以及，如果适用的话，第三电极，第三电极可以是外环件122。

为了确保ECG模块692和第二电极170之间的电连接，ECG手表100(特别是表壳110)包括电连接器700，特别是在图7至图8中所示，它确保可旋转的表圈140和ECG模块692之间的电连接(例如通过表壳110的一部分)。电连接器700被安装在表壳110上，与可旋转的表圈140不同，它不旋转。有利的是，电连接器700是可移除地安装在表壳110上。特别是，如下文所述，电连接器700没有被焊接或粘在表壳110上，而是简单地机械地配合。因此，电连接器700在磨损的情况下很容易被替换。

在一个实施例中，电连接器700由导电材料制成，这样，整个电连接器700可以传导电流或传输电位。

电连接器700可以包括至少一个弹簧710，例如压缩弹簧。特别是在图7和图8所示的实施例中，提供了均匀分布的多个压缩弹簧710(例如三个围绕Z方向以120°分布)。特别是，压缩弹簧710被表圈140压缩，因此，随着表圈140的每次旋转，压缩弹簧710至少在表圈140处于一步中时(优选地在任何时候)允许保持接触。旋转的弹簧710经历摩擦、反复冲击、应变疲劳。当提供多个压缩弹簧710时，它们可以是机械同步的(每个表圈位置都处于相同的状态)，也可以是不同步的(一定程度或多或少地被压缩)。多个弹簧的优点是确保机械的(和在我们的情况中的电的)冗余，这提高了ECG手表的可靠性。

将描述压缩弹簧710的若干实施例。

如图7和图8所示，压缩弹簧710可以是片簧712。压缩是由(沿Z方向)位于电连接器700上方的表圈140和(沿Z方向)位于下方的表圈支架630提供的，这样表圈140和电连接器600之间的接触在任何时候都能保持。电连接器700包括环720，被配置为围绕玻璃130或表盘132延伸(在XY投影中)。该环可以是平面片簧的形式。环的厚度可以在0.05毫米和1毫米之间，或在0.1毫米和1毫米之间，并且优选是在0.2毫米和0.3毫米之间)。弹簧710可以从环720的第一侧722延伸。在环720的第二侧724，可以设有一个或多个支脚730，用于保持电连接器700的稳定并提供电传导。为了最大限度地提高电连接器600的平整度，环720是平的。类似地，在第二侧724可以设有一个或多个支腿740。支脚730和支腿740将在下文中详细描述。触点的冗余性使得即使其中一个触点断开，也能保持接触。

图9示出表圈140的独立视图900，特别是表圈140的主体650。特别是，外侧面144和底面902在其中是可见的。底面902面向电连接器700，并与后者机械地配合。特别是，如图所示，表圈140包括底面902上的一系列或连续的槽口910，它们参与表圈的逐步移动(一个槽口代表一步)。槽口910可以围绕下表面900的整个圆周延伸，因此在表圈140的旋转过程中不存在死角。当弹簧710处于压缩状态时，槽口910被弹簧710(或通过被弹簧推动的部分)接合。这种接合的功能是双重的：首先是阻止(至少限制)表圈140的旋转，例如根据棘爪或棘轮***(槽口和片簧)，如图9、图10和图11所示，或根据凸轮/从动件***(例如分层凸轮和球轴承，如图14所示)。

根据槽口910的形状，旋转可能只是顺时针或逆时针。片簧712的取向(它相对于Z方向从环上以顺时针或逆时针方向延伸)可以限定表圈140的旋转方向。逆时针方向延伸的片簧712可以阻止顺时针方向的旋转，反之亦然(前提是如下一段所述，制动件910被设计为阻止旋转)。

在内侧面904上可以有沟槽或通道906，被配置为容纳扣环1500，这将在下面描述。

在图9中，每个槽口910是由两个面912、914形成的。两个面912、914可以有相等的坡度，因此槽口是对称的(未示出)。两个连续的槽口由边缘916分开。如果面912、914有足够大的坡度，则是片簧712的取向限定了表圈140的旋转方向。替代地，如图所示，面914的坡度可以比面912的坡度更陡(例如，垂直或接近垂直)，因此，片簧712与槽口910的面914紧靠，以阻止在一个方向上的旋转。

分开两个面912、914的边缘916可以有平的或圆的形状，以限制片簧712在表圈140的每次旋转中的磨损。

在不太明显的槽口910(较低的坡度912、914)或较平的片簧712的情况下，就有可能使表圈140安装成顺时针和逆时针旋转，而槽口只是简单地限定稳定的位置。

如图7和8、10和11所示，片簧712可包括以第一坡度从环720延伸出来的第一部分714，然后是从第一部分714的端部以第二坡度延伸的第二部分716，第二坡度比第一坡度陡(在静止时或相对于环720的平面，其通常与XY平面重合)。这种双重倾斜优化了表圈140的槽口910和电连接器700之间的接合。事实上，如代表片簧712在表圈140的槽口910中的接合的图10和图11所示，片簧712的长度远远大于两个连续的槽口910之间的距离(片簧沿周边的长度大于至少三个槽口或甚至五个槽口，例如在四个槽口和七个槽口之间)。第二部分716的第二坡度也有利于将片簧712的这个第二部分716锁定在槽口910中。第二部分716也在表圈140的旋转的触觉上起作用。让片簧712在多个槽口上延伸的优点是，每次表圈140旋转过槽口时，限制片簧712的角度位移(尤其是第一坡度的角度)和变形，从而使材料保持在弹性变形范围内(无论两个部分714、716的存在或不存在)。此外，片簧的长度也决定了整体的倾斜度，通过使旋转力与片簧712的第一部分714的方向一致，可以更好地锁定旋转。这些优化限制了电连接器700的磨损，其作为第二电极170和ECG模块692之间的电连接的作用对ECG测量的正常运作至关重要，即使在表圈140旋转了几千次之后。

在一个实施例中，特别是在图10和图11中说明，片簧712的第二部分716可以至少部分地停留在槽口的坡度912上(点接触、线接触或甚至面接触，如果坡度相似的话)，该坡度是较低的坡度，并与同一槽口的较高的坡度914相抵。这种配置允许第一部分714具有较低的坡度，因此，如上文所解释的那样，可以稍微移位。

在图中未示出的实施例中，片簧有单一的直线或曲线部分。为了保持片簧长度大于若干(如三个或五个)槽口，同时保持片簧与槽口的接合，可以从部分716比部分714更有角度的配置中减少表圈中槽口的深度。

表壳110还可以包括表圈支架630，在图6中介绍过，在图12中进一步说明。特别是，表圈支架630容纳并承载可旋转的表圈140。形成表壳110的一部分，表圈支架630是固定的，并被配置为引导表圈140的旋转。在图示的实施例中，表圈支架630包括环1210、从环1210的内边缘沿Z方向(通常朝向正Z方向)延伸的内圆柱形壁1220、以及从环1210的外边缘沿Z方向(通常朝向正Z方向)延伸的外圆柱形壁1230。这个内圆柱形壁1220的径向内侧是表盘132(在混合式ECG手表的情况下)。内圆柱形壁1220可以包括沟槽1222，在内圆柱形壁1220的外侧上(即内圆柱形壁1220面对外圆柱形壁1230的那侧)，用于容纳扣环1500(特别是在图6、图13和图15中示出)。表圈支架630的沟槽1222与表圈140的沟槽906(在图6、图9、图11和图12中可见)相对，从而限定环形体积Va，扣环1500位于其中。这个部分将在下面描述。表圈支架630，更具体地说，环1210还可以包括或多个锁定孔1212。

如前所述，表圈支架630靠在固定接头680上，在图6和图10中可见，固定接头连接表壳110的主体600和表圈支架630。

电连接器700被安置在环1210上，位于内圆柱形壁1220和外圆柱形壁1230之间。电连接器700的环720与表圈支架的环1220平行布置，通过支脚730的存在而间隔开来。

电连接器700在表圈140和ECG模块692之间建立了电连接。特别是，电连接器700尤其通过作为局部电接触器的支脚730与表圈支架630进行电连接。所谓局部，是指电接触是在ECG手表的设计者特别提供的位置进行的。通过将接触集中在小区域，电连接器700和表圈支架630之间的接触力会增加。这减少了接触阻力。由于电路链对ECG信号的质量起着关键作用，两个平面部分(如电连接器630的环720和表圈支架680的环1210)之间简单的金属对金属接触可能会产生噪音。通过使用局部的电接触(点或线接触，但在最多几毫米的距离上，并精确建立)，电路链更稳定。

在电连接器700的环720的第二侧724上存在多个支脚730，即使发生微位移，也能确保电连续性。支脚730可以沿着电连接器630的***均匀分布。可以提供两个到十个支脚(图7和图8中为六个)。

支脚730还提供电连接器700在表圈支架630上的机械稳定性。为此，至少提供三个(通常是隔开的，例如均匀间隔的)支脚730。例如，可以提供3至10个支脚，或4至7个支脚，或6个支脚(每隔60度分布)。当用户旋转表圈140时，在一个或多个弹簧710上产生力，弹簧将该力传递给支脚730。电连接器700的机械稳定性以及弹簧710的压缩所产生的力有助于ECG手表的电稳定性。通常情况下，为了实现电连接器700的最大对称性，提供与弹簧710同样数量的支脚730。

图7、图10和图13说明了支脚730的第一实施例，其中支脚730是耳部732。耳部732可以具有部分球形或半球形的形状，或者更普遍的是圆形的形状。替代地，耳部可以有略微平坦的端部。在一个实施例中，耳部732是实心的(即它在与表圈有关的力的作用下不会变形)。耳部732可由与电连接器700的其余部分相同的材料制成，可选择使用相同的涂层。

图8说明了支脚730的第二实施例，其中支脚730是片状物734(或片簧)。片状物734可以是类似片簧的形状，以一定的角度(严格小于90°，例如以10°和45°)延伸，从而从第二侧724上的环720延伸。在实施例中，片状物734是刚性的，至少比压缩弹簧710更具刚性或明显更具刚性，这样，表圈140的旋转会压缩弹簧710而不是片状物734。在实施例中，片状物734可轻微变形以提供电接触。在实施例中，片状物734在装配时被压缩，以使电连接器700安装在表圈支架630上。

反过来，表圈支架630通过导电部件与ECG模块692电连接，导电部件例如带有导电涂层，如金(镀金不锈钢)。表圈支架630可以由连接器材料制成，如不锈钢(316L、301、304或446)，其具有或不具有特殊涂层(如金)。

如图6、图7、图8所示，电连接器700还包括支腿740，已经与图6-图8相关联示出。支腿740从环720的第二侧724(弹簧710的相反侧)延伸出来。表圈支架630包括锁定孔632，其被配置为容纳支腿740。通过这种方式，电连接器630被锁定以防止围绕Z轴线旋转，并且可以承担表圈140在旋转时或与弹簧710抵接时对电连接器600施加的扭矩。为了不对机械稳定性和通过支脚730的电连接产生不利影响，支腿740的长度小于锁定孔632的深度。在一个实施例中，设有至少三个支腿740，以便使电连接器700对称，并能够补偿其中一个或两个的变形或损坏。更具体地说，提供与支脚730一样数量的支腿740，作为压缩弹簧710。

将会描述电连接器的其他实施例。在图14所示的实施例中，电连接器630包括带有球轴承1410的压缩弹簧710(例如螺旋弹簧1400)。然后，表圈140在其内侧包括凸轮1420，凸轮例如为分层的，球轴承1410在其上滚动。电连接是通过球轴承1410并且可能是通过弹簧710、1400进行的。弹簧710、1400可以安置在表壳110的孔1430中，例如在表圈支架630(如图所示，表圈支架630的环1210)中或直接在表壳600的主体中，以保持弹簧的位置。凸轮1420的形状允许单向或双向(顺时针和/或逆时针)逐步旋转。凸轮1420的形状也决定了驱动表圈140旋转所需的力。当表圈140移动时，球轴承1410在表圈140的凸轮1420上滚动并沿Z方向压缩弹簧610。替代地，弹簧1400可以是倾斜的。特别是，这种布置可以实现单向旋转。球轴承1410可以涂有导电涂层，比如金。弹簧也可以涂有导电涂层，比如金。替代地，弹簧1400仅用于管理表圈的旋转，而片簧700，如上所述，则提供电功能。替代地，反过来说，弹簧1400只起到管理电连接的作用，而片簧700，如前所述，管理表圈的旋转。

在未示出的实施例中，电连接器700可以包括电刷，其被配置为在旋转表圈上滑动。为了提供制动旋转，可以提供棘爪***，例如，类似于片簧710的片簧或带有球轴承1410的螺旋弹簧1400。电刷可以与表圈支架电连接。电刷还可以包括压缩弹簧，以确保电刷和表圈之间的接触。

电连接器700是由导电材料形成的。作为替代或补充，电连接器700上涂有导电材料(导电涂层)。该涂层可能具有比电连接器700的材料更好的导电性。在一个实施例中，电连接器由导电材料(如不锈钢、磷青铜等)制成，片簧710或整个电连接器700涂有另一种导电材料(如金、镍等)。在一个实施例中，电连接器700由金属制成，例如钢，例如不锈钢，比如钢301(抗疲劳钢)，或磷青铜，并且至少部分地、优选是全部地覆盖有涂层，例如金属涂层，例如金或镍。替代地，连接器700是塑料的，有上述的导电涂层。表圈支架630可以由与电连接器700相同的材料制成。

如前所述，ECG手表包括扣环1500，在图6、图10、图13、图14、图15中可见，其作用是阻止表圈140相对于表壳110的Z方向运动。图15中(也描绘了表圈支架630)所示的扣环1500，可以是刚性的多边形杆，至少270度延伸到环形体积中。由于其多边形而非圆形，根据沿环形体积Va的角度位置，扣环1500被交替容纳在表圈140的沟槽906和表圈支架630的沟槽1222中，从而阻止表圈140在Z方向的移动。在图13中，扣环1500位于两者之间；在图6中，扣环1500位于可旋转表圈140的沟槽1222的底部。由于其多边形形状，扣环1500并不占据整个环形体积Va，这限制了旋转过程中与表圈140的摩擦。扣环1500在组装表圈140时可略微压缩，一旦在环形体积Va内就位，可保持略微压缩。

替代地，也可以提供同时延伸进入两个沟槽的扣环，但与多边形箍相比，摩擦面增加了，这可能会阻碍表圈的旋转。

表圈140(或表圈主体650)的外侧面144上的锯齿部148，因此形成了第二电极170的一部分，可以改善与用户皮肤的电接触(锯齿部穿透皮肤，从而降低接触电阻，并在锯齿部处提供峰值效应。因此，ECG手表的性能可以得到改善。

ECG手表100是典型的带指针的混合式手表。指针由一个或多个微电机驱动旋转，由控制单元696控制。

如前所述，ECG电信号通过的电路链包括表圈140的电极170，然后是电连接器700，然后是表圈支架630，然后是中间电连接器1600(见图16)，然后是弹簧1700(见图17)，然后是电子板1610(见图16)，ECG模块692和/或控制单元696安装在其上面。中间电连接器1600将在下面的图16和图17中描述。为了防止短路，接触链与不为ECG传感器执行电功能的部件(例如表壳110的主体600)电隔离。图16和图17中示出保持件1612，它被用来保持ECG手表100的某些部件，包括中间电连接器1600。这个保持件1612通常由塑料制成，可以有圆盘形状，有用于容纳部件的凹陷部。

因此，表圈支架630和ECG模块692之间的电路链可以包括中间电连接器1600，如图16和图17所示，它将表圈支架630连接到电子板693。中间连接器1600可以包括板1602(平面件，具有香蕉形的轮廓)，它与表圈支架630接触。为了确保接触，在安装过程中实行压缩，在托盘1602下面设置泡沫部1604，泡沫部是压缩的。泡沫部1604也提供电绝缘。从托盘1602延伸出倾斜的三维臂1606(其倾斜面在图16中是可见的)，其向底盖120延伸。在臂1606的端部是另一板1608，与板1602平行。板1608面向电子板，附图标记是1610。图17说明了图16的90°视图。倾斜的三维臂1606是可见的，斜坡也是可见的(但这次是从横截面一侧观察的)。板1602不在横截面视图中。处于压缩状态的弹簧1700被放置在板1608和电子板1610之间，以确保电接触。最后，各种组件，如控制单元696和/或ECG模块692，也示出在电子板1610上，并通过导电电路板与弹簧1700电连接。

如图18中示意性地展示了示意图1800，控制单元696可以包括一个或多个处理器1802和存储适合由处理器1802执行的指令的存储器1804。

ECG手表100还可以包括加速度计1806，与控制单元696连接(用于跟踪睡眠、活动等)。

为了给各个组件提供电力，ECG手表100包括电池1808，例如电池或可可充电电池。前面描述的凹槽640允许将底盖120放在充电站上，为电池1808充电。

ECG手表100包括无线通信模块1810，如蓝牙或蓝牙低能耗模块或Wi-Fi模块或蜂窝模块(GSM、2G、3G、4G、5G、Sigfox等)，这使得它可以与至少一个外部终端1612、如手机，进行双向通信。然后，外部终端1812可以与远程服务器1814进行(双向)通信，以进行数据存储和处理。作为替代或补充，无线通信模块1810可以直接与远程服务器1814通信，例如通过蜂窝网络或通过Wi-Fi网络。由ECG手表100获得的数据，如心电图，但也包括心率、活动或氧饱和度的指示，通过无线通信模块1810传输到外部终端1812。控制单元696可以在发送前处理某些信号，以限制数据的大小。

PPG模块694和ECG模块692也与控制单元696连接，或集成和/或部分集成在其中。ECG模块692本身是已知的，将不作详细描述。各种类型的电子组件可以被包括在ECG模块692中(处理器、电阻器、电容器等)。

图19示出ECG手表100的性能结果。在图19中，图形的y轴线代表用手表做的ECG记录的数量(共86个)，x轴线代表相对于参考心电图(Schiller Cardiovit FT-1)而言的，38毫米的ScanWatch(图形1902)的均方差(MSE)，根据图1-图3、图5-图7、图9-图15的实施例的带有非导电表带的ECG手表100(图形1904)的均方差(MSE)，以及带有金属表带的ECG手表的均方差(图形1906)。“平均(mean)”指的是平均值，“std”指的是标准偏差。可以看出，ECG手表100获得的结果不比38毫米的ScanWatch差，后者在2019年获得CE认证。关于磨损测试(表圈旋转两千次)，得到了以下结果：

SNR(信噪比)方面：

-未佩戴的ECG手表100：带钢表圈的ECG手表100为19.0(±3.5)分贝，带钛表圈的ECG手表100为19.2(±3.4)分贝；

-佩戴的ECG手表100：带钢表圈的ECG手表100为17.8(±3.6)分贝，带钛表圈的ECG手表100为18.0(±3.5)分贝。

信号方面：

-未佩戴的ECG手表100：带钢表圈的ECG手表100为725.9(±261.6)分贝，带钛表圈的ECG手表100为705.7(±258.7)分贝；

-佩戴的ECG手表100：带钢表圈的ECG手表100为702.9(±259.4)分贝，带钛表圈的ECG手表100为732.5(±283.6)分贝。

噪音方面：

-未佩戴的ECG手表100：带钢表圈的ECG手表100为29.1(±14.7)分贝，带钛表圈的ECG手表100为27.4(±11.0)分贝；

-佩戴的ECG手表100：带钢表圈的ECG手表100为32.9(±10.9)分贝，带钛表圈的ECG手表100为31.7(±10.1)分贝。

此外，据观察，没有出现可能干扰ECG分析的额外噪音。

测试结果表明，本描述中提出的ECG手表100能提供良好的ECG结果，其抗磨损性也很好。

下面将参照图20和图21对电连接器和旋转表圈的另一实施例进行描述。

如图20所示，电连接器包括压缩弹簧，压缩弹簧是与表圈支架630的内圆柱形壁1220接触的片簧2002。有利的是，电连接器包括多个压缩弹簧710，每个都是压缩的片簧2002的形式。片簧2012有角度地间隔，有利的是有规律地间隔。在此，电连接器700包括三个以约120°间隔的片簧2012。在图示的实施例中，电连接器700包括多个独立组件。替代地，电连接器700可以包括连接多个条片的环。

每个片簧2002包括支脚2004，在图20中更明显，用于保持电连接器的稳定并确保与表圈支架630的电传导。特别是，每个支脚2004适合与表圈支架630的内圆柱形壁1220配合。

如图21所示，表圈140包括一系列或连续的槽口910，这些槽口布置在内侧面904上，参与表圈的逐步移动(一个槽口代表一步)。凹槽910可以围绕内侧面904延伸，因此在表圈140的旋转过程中不存在死角。

片簧2002适于与槽口2102接合。为此，每个片簧2002包括第一部件2110和第二部件2112，分别在支脚2004的两侧延伸，这两个部分基本上都沿切线延伸到内圆柱形壁1220。例如，这两个部件在支脚730的两侧沿相似的长度延伸。

第一部件2110可包括以第一坡度从支脚730延伸的第一部分2114(类似于第一部分714)，然后是第二部分2116(类似于第二部分716)，其以比第一坡度更陡的第二坡度(在静止时或相对于内圆柱形壁1220)，它从第一部分2114的端部延伸并适于与槽口2102接合，如图21中所示。

每个片簧2002可以包括从片簧2002的边缘延伸的至少一个支腿2220，与XY平面正交。在此，提供了两个支腿2220，一个片簧从每个部分2110、2112延伸出来。每个支腿740适合***布置在表圈支架630中的锁定孔632(见图20)。电连接器700于是被锁定以防止围绕Z轴线旋转，并且可以承担表圈140在旋转时或与弹簧710抵接时对电连接器700施加的扭矩。

在图20和图21的实施例中，压缩弹簧在横向于Z轴线的方向上工作，特别是在XY平面的方向上工作，这使装配不受沿Z轴线的公差影响。沿着Z轴线的装配公差可能会导致装配差异，最后可能会影响ECG信号的质量。在图7和图8的实施例中，压缩弹簧平行于Z轴线工作。

Claims (15)

1.一种便携式电子设备(100)，其被配置为放置在用户的手腕上，所述便携式设备(100)被配置为实施心电图ECG，所述设备(100)包括：

-表壳(110)，

-底盖(120)，被配置为至少部分地与所述手腕的皮肤接触，

-透镜(130)，

-表圈(140)，其安装在所述表壳(110)上并围绕玻璃(130)，相对于所述表壳(110)旋转可移动，

-第一ECG电极(160)，其由导电材料制成，在所述底盖(120)上并被配置为与所述手腕的皮肤接触，

-第二ECG电极(170)，其由导电材料制成，在所述表圈(140)上，

-ECG电子模块(692)，其与所述第一ECG电极(160)和所述第二ECG电极(170)电连接，并被配置为接收和处理来自用户并由所述ECG电极检索的电信号，以实施心电图。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述表圈(140)包括表圈主体(650)，并且所述第二ECG电极由所述表圈主体(650)形成，使得整个所述表圈主体(650)形成所述第二电极，并且所述用户可以触摸所述表圈主体(650)的任何部分来进行ECG测量。

3.根据权利要求1所述的设备，其包括在所述表壳(110)中的电连接器(700)，所述电连接器被配置为电连接所述表圈(140)和所述ECG模块，所述电连接器(700)提供所述ECG模块和所述第二电极(170)之间的连接，并且其中，所述电连接器(700)包括至少一个压缩弹簧(710)，所述压缩弹簧被配置为与所述表圈进行电接触。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述电连接器(700)可移除地安装在所述表壳(110)上。

5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述至少一个压缩弹簧(710)是片簧(712、714)。

6.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述电连接器(700)包括多个压缩弹簧(710)，所述压缩弹簧有角度地间隔。

7.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述电连接器(700)包括支脚(730)，例如耳部(732)和/或片状物(734)，其中，所述支脚(730)与所述ECG电子模块电连接，从而使ECG信号通过所述支脚中的至少一个。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，每个压缩弹簧(710)对支脚(730)施加压力，以保持所述支脚与所述ECG电子模块(692)的电连接。

9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述设备包括3至10个支脚(730)。

10.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述电连接器(700)包括围绕所述玻璃(130)设置的环(720)，并且其中，所述至少一个压缩弹簧(710)从所述环(720)的一侧延伸，而所述支脚(730)从所述环(720)的另一侧延伸。

11.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述支脚(730)是片状物(734)，所述片状物(734)比所述至少一个压缩弹簧(710)更坚硬。

12.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述至少一个压缩弹簧(710)平行于所述表圈的旋转轴线(Z)工作。

13.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述至少一个压缩弹簧(710)正交于所述表圈的旋转轴线(Z)工作。

14.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述表圈(140)在内面上包括一系列槽口(910)，所述一系列槽口(910)适于与所述至少一个压缩弹簧(710)相互作用，所述一系列槽口和所述弹簧使所述表圈(140)的旋转能够限定逐步式位移。

15.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述电连接器(700)包括导电涂层。

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