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映维网Nweon
2024年11月28日

）Meta指出，用于XR的手腕可穿戴设备往往存在重量或保真度低的问题。例如，轻量级的腕式可穿戴设备没有足够的传感器来产生与人工现实交互所需的高保真数据。另一个例子是，腕式可穿戴设备有足够的传感器来产生高保真数据，但重量会成为一个问题。所以，传统的手腕可穿戴设备面临着两难选择。

针对这个问题，Meta提出了一种基于生物电势的手腕可穿戴设备制造工艺。

图2A-2D说明了用于生产轻量级手腕可穿戴设备的工艺，其包括高密度的生物电位传感器。生产两个生物电位传感器子组件，一个用于第一皮肤接触部分，另一个用于第二皮肤接触部分。

在步骤202中，示出第一装配夹具203和第二装配夹具205，并且第一装配夹具203和装配夹具205中的每个都包括用于对准多个生物电位传感器204A-204P的导向压痕207A和207B。

制造步骤202同时显示放置在引导压痕207A中的多个生物电位传感器204A-204J，以及放置在引导压痕207B中的生物电位传感器204K-204P。在一个实施例中，装配夹具203和205是刚性结构，不易弯曲以保持生产运行之间的一致性。

在步骤208中，柔性印刷电路板210A和210B分别耦合到生物电位传感器204A-204J（遮挡且未标记）和生物电位传感器204K-204P（遮挡且未标记），以产生第一生物电位组件212A和第二生物电位组件212B。在一个实施例中，生物电位传感器焊接到电路板或压入合适的位置。

在步骤214中，第一生物电势组件212A和第二生物电势组件212B分别从第一装配夹具203和装配夹具205中移除。第一生物电势组件212A和第二生物电势组件212B然后搁置以供后面组装。

图2B显示的制造步骤216示出纺织品218的背面217，纺织品218具有两个切口220A和220B，其配置为使松紧带穿过它们。

制造步骤217包括连接在纺织品218的两端的松紧带224A和224B。所述松紧带224A和224B具有分别粘附在纺织品218背面的226A和226B部分。在一个实施例中，使用粘合剂粘附各部分226A和226B。在一个实施例中，松紧带224A和224B通过缝在纺织品218之上以进一步粘附。

制造步骤218显示纺织品的正面，弹力带224A包括钩和环部分225（例如魔术贴），弹力带224B包括被置为接收弹力带224A的接收环232。接收环232配置为与松紧带224A一起使用，以将手腕可穿戴设备固定在用户的手腕。

正面230同时显示相应的钩子和环部234，其配置为在钩子和环部225通过环232后粘附在钩子和环部225。完成后，生产非腕面子组件236，然后将非腕面子组件236放在一边以供后面的生产过程中使用。

在一个实施例中，弹性带224B在正面230上延伸¼英寸至1英寸。在一个实施例中，松紧带224A在正面延伸2-6英寸。在一个实施例中，松紧带224A的末端折叠在自身并缝接和/或粘接到位。在一个实施例中，钩和环225的钩部分和环部分彼此间隔至少2英寸。

图2C的制造步骤240显示放置在夹具242的腕向纺织品238，其中夹具242包括用于对准包含相应切口的腕向纺织品238的244A-244J。腕向纺织品238配置为与用户的手腕接触的纺织品，并包括第一组切口245A-245J和第二组切口245K-245P，其分别对应于生物电位传感器204A-204J和生物电位传感器204K-204P。

制造步骤246显示，加固板248A和248B粘接到面向腕的纺织品238之上。在一个实施例中，加固板248A和248B配置为代替第一生物电势组件212A（如图2A所示）和第二生物电势组件212B（如图2A所示）承担张紧载荷。

换句话说，加固板248A和248B确保纺织品不会因为柔性印刷电路板材料的较弱性质而与胶囊分离（参见图2D）。

在一个实施例中，在应用加固板248A和248B之前预先钉接粘合剂。在一个实施例中，加固板248A和248B由诸如不锈钢的合金/金属制成。在一个实施例中，粘合剂为Bemis 3412或MT413，并且使用一种或多种预粘接和热压机完全固化。在一个实施例中，在施用粘合剂之前施用异丙醇。

制造步骤250显示，第一生物电势组件212A和第二生物电势组件212B与腕向纺织品238耦合，使得第一组切口245A-245J和第二组切口245K-245P与相应的生物电势传感器204A-204J和生物电势传感器204K-204P对齐。

在一个实施例中，使用激光切割机生产第一组切口245A-245J和第二组切口245K-245P。在一个实施例中，将生物电势传感器的相应附加皮肤接触部分压合到生物电势传感器204A-204P之上，以进一步将腕向纺织品238耦合到第一生物电势组件212A和第二生物电势组件212B，和/或去除纺织品的任何暴露边缘。

在一个实施例中，使用粘合剂进一步将第一生物电势组件212A和第二生物电势组件212B与腕向纺织品238耦合。

制造步骤252显示，非腕面子组件236粘附到腕面纺织品238、第一生物电势组件212A和第二生物电势组件212B，以产生组件253。换句话说，第一生物电势组件212A和第二生物电势组件212B夹在面向腕关节的纺织品238和非面向腕关节的子组件236之间。

在一个实施例中，将粘合剂应用于非腕面子组件236、腕面纺织品238、第一生物电势组件212A和/或第二生物电势组件212B中的一个或多个，以将它们粘合在一起。

在一个实施例中，所使用的粘合剂需要加热来完成粘合过程。例如，HAF 3412等粘合剂可用于粘合剂，这需要在100-150华氏度下进行1-3秒的预粘接。预粘接完成后，整个组件253可以在100-200华氏度的温度下放入热压机10-60秒。

在制造步骤256中，组件253沿着虚线258A-258D切割。切割导板可放置在立柱244A-244J，以确保裁剪一致，并且底层的第一生物电势组件212A和/或第二生物电势组件212B不会意外划伤。在一个实施例中，所述采集按过程可以自动或手动地完成。

制造工艺259显示了非耦合带组件260的非腕面视图264和腕面视图266。

制造工艺268显示，胶囊270配置为将第一皮肤接触部分262A和第二皮肤接触部分262B连接在一起以生产手腕可穿戴设备272。所述胶囊包括一个或多个处理器、一个或多个通信组件以及一个或多个生物电位传感器。

在一个实施例中，胶囊包括电耦合到生物电位传感器204A-204J和生物电位传感器204K-204P的组件。胶囊270通过粘合剂、螺钉或压紧固件固定到加固板248A和248B。

图3显示了用于制造轻量级手腕可穿戴设备的流程图300。

制造手腕可穿戴设备的方法300包括，提供手腕可穿戴设备的带的第一皮肤接触部分。将用于检测第一生物电位信号的第一组生物电位信号传感器与第一柔性印刷电路板耦合以产生第一生物电位传感器子组件。

将所述第一生物电位传感器子组件与所述带的第一皮肤接触部分耦合；以及将弹性材料连接到延伸到所述带的第一与皮肤接触部分的末端之外的带的第一与皮肤接触部分。

制造方法同时包括，提供手腕可穿戴设备的带的第二皮肤接触部分，其通过胶囊结构耦合到所述带的第一皮肤接触部分。

第二皮肤接触部分耦合第二组生物电位信号传感器，并用于检测提供给第二柔性印刷电路板的生物电位信号，以产生第二生物电位传感器子组件。将第二生物电位传感器子组件与所述带的第二皮肤接触部分耦合。

在一个实施例中，第一皮肤接触部分和第二皮肤接触部分由不同于弹性材料的相同材料制成。这样，当手腕可穿戴设备佩戴在用户的手腕时，材料配置为拉伸以通过接收环将带固定在用户手腕，并且所述第一和第二皮肤接触部分不配置为拉伸。

所述带的第一皮肤接触部分和第二皮肤接触部分是配置为放置在夹具对准组件中的同一连续纺织品的一部分。

在一个实施例中，制造方法进一步包括修整第一皮肤接触部分和第二皮肤接触部分，以产生所述第一裁剪皮肤接触部分和第二裁剪皮肤接触部分，第一裁剪皮肤接触部分和第二裁剪皮肤接触部分配置为分别耦合到胶囊结构。

将所述腕带的第一裁剪皮肤接触部分和第二裁剪皮肤接触部分耦合到所述胶囊结构的相对侧，以生产所述腕可穿戴设备。

第一皮肤接触部分包括第一柔性印刷电路板， 与第一组生物电位信号传感器耦合，并用于检测提供给第一柔性印刷电路板的第一生物电位信号。第一皮肤接触部分同时与延伸超出带的第一皮肤接触部分末端的弹性材料耦合。

所述手腕可穿戴设备进一步包括手腕可穿戴设备的表带的第二皮肤接触部分，其通过胶囊结构与所述带的第一皮肤接触部分分离，

所述第二皮肤接触部分包括第二柔性印刷电路板，与第二组生物电位信号传感器耦合，并用于检测提供给第二柔性印刷电路板的生物电位信号。第二皮肤接触部分与接收环耦合，并用于接收所述弹性材料以将所述橡皮筋固定于佩戴者的身体部位。

在一个实施例中，第一皮肤接触部分和第二皮肤接触部分由不同于弹性材料的相同材料制成。这样，当手腕可穿戴设备佩戴在用户的手腕时，所述弹性材料配置为拉伸以通过接收环将所述带固定在用户的手腕，并且所述第一和第二皮肤接触部分不配置为拉伸。

在一个实施例中，第一皮肤接触部分宽度的50-75%是钩环结构保持附着在佩戴者手腕上，同时保持所需的力以确保生物电位传感器和用户手腕之间存在适当接触所需的最小表面积。如图2D显示，弹性带224A和224B的宽度比第一皮肤接触部分262A和第二皮肤接触部分262B的宽度至少小25%。

在一个实施例中，接收环和弹性材料的配置使得当手腕可穿戴设备佩戴在用户的手腕时，施加于接收环和弹性材料的应力基本上不转移到第一柔性印刷电路板和第二柔性印刷电路板。例如，图2C中的加固板248A和248B配置为分别减轻施加到柔性印刷电路板210A和210B的应力。

在一个实施例中，弹性材料包括钩环紧固件的环部分，带的第一皮肤接触部分包括钩环紧固件的钩部，并且配置为在弹性材料穿过第二皮肤接触部分的接收环后与环部连接，以将手腕可穿戴设备固定到用户的手腕。

在一个实施例中，所述钩部分缝入所述弹性材料。所述钩环紧固件的挂钩部分是与所述弹性材料不同且独立的材料，所述钩环紧固件的挂钩部分粘附于所述第一皮肤接触部分的顶部，所述顶部相对于所述第一组生物电位信号传感器耦合的所述第一皮肤接触部分的底部。

在一个实施例中，弹性材料和接收环通过第一和第二皮肤接触部分的各自的切口连接，然后粘附到所述部分。

在一个实施例中，第一组生物电位信号传感器的数量大于第二组生物电位信号传感器的数量。生物势传感器204A-204J（10个生物势传感器）是第一皮肤接触部分262A的一部分，生物势传感器204K-204P（6个生物势传感器）是第二皮肤接触部分262B的一部分。

在一个实施例中，第一和第二柔性印刷电路板直接粘附到第一和第二皮肤接触部分，第一生物电势组件212A和第二生物电势组件212B直接与腕向纺织品238耦合。

相关专利

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Meta Patent | Manufacturing processes for biopotential-based wrist-wearable devices and resulting manufactured biopotential -based wrist-wearable devices

名为“Manufacturing processes for biopotential-based wrist-wearable devices and resulting manufactured biopotential -based wrist-wearable devices”的Meta专利申请最初在2023年2月提交，并在日前由美国专利商标局公布。