CN108344524A - 一种用于测量温度及电信号的可穿戴贴片 - Google Patents

一种用于测量温度及电信号的可穿戴贴片 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可穿戴贴片,该可穿戴贴片包括:一个可伸缩透气的具有一个开口的基板;一个设置于所述基板上的温度感测单元,所述温度感测单元包括一个用于测量用户皮肤温度的温度传感器;多个贴设在所述可伸缩透气的基板上的电极;及具有电路的电路板。所述电极包括一个底面,该底面能够接触用户皮肤,用于从用户身体获得电信号。一个半导体芯片设置于所述电路层上。所述半导体芯片能够从所述温度传感器接收一个第一电信号,该第一电信号反应所述温度传感器测量到的用户皮肤温度。所述半导体芯片还能够从所述电极接收一个第二电信号,该第二电信号反应从用户身体获得的电信号。所述可穿戴贴片能够快速准确的测量用户体温及身体电信号。

Description

一种用于测量温度及电信号的可穿戴贴片
技术领域
[0001] 本发明涉及一种电子设备,尤其涉及一种能够贴附到人体皮肤上用于测量的可穿 戴贴片。
背景技术
[0002] 电子贴片可用于追踪物体,并用于执行声音、光或振动等功能。随着用途及人类需 求越来越复杂,电子贴片被要求能够执行越来越多的任务。电子贴片贴于人体上时,经常被 要求能够适应曲面,且随时变化形状。
[0003] 电子贴片可以通过WiFi、蓝牙或者近场通信(NFC)及其他无线通信技术与智能手 机等设备进行通信。NFC的无线通信标准是让两个电子设备通过不超过13.56MHz的电波频 率近距离快速地建立通信通道。由于NFC要求两台相互通信的电子设备靠的足够近(例如小 于10cm),因此,NFC比其他无线通信技术,例如,蓝牙和WiFi,更加安全。NFC允许两台设备中 的一个为被动式(贴NFC标签),因此,NFC相对于其他无线通信技术成本更低。
[0004] 蓝牙是另一种用于在较长距离间(在10米内)进行数据交换的无线通讯标准。它应 用固定或移动设备发出的短波长频率为2.4to 2.485GHz的超高频电波进行通信。蓝牙设备 己经发展起来,以满足对可穿戴电子设备的低功耗解决方案的需求。受益于较长阅读距离 及主动通信的优势,蓝牙技术允许可穿戴贴片在不受人为千扰的情况下连续监测关键信 息,这在很多应用中相对于NFC具有优势。
[0005] 可穿戴贴片(或标签)是一种穿戴在用户身上的电子贴片。可穿戴贴片要能够保持 在用户皮肤上且能够运转几个小时到几个月的时间。可穿戴贴片包括能够通过NFC、蓝牙、 WiFi等无线通信技术进行访问的微电子系统。可穿戴贴片能够集成不同的传感器,例如,生 命体征监测,运动轨迹,皮肤温度测量,ECG检测等传感器。
[0006] 尽管经过最近的开发努力,可穿戴贴片仍然有几个缺点:用户穿戴时不够十分舒 适;贴片在皮肤上保持的时间达不到计划时长;贴片的外观不够好看。传统的可穿戴贴片还 包括坚硬的不透气的聚合物基板。汗水和湿气的积聚会对皮肤造成不适和刺激,尤其是在 长时间穿着之后。
[0007] 传统的可穿戴温度测量贴片面临更多因素影响温度的准确测量,这些因素包括: 人体皮肤与温度传感器之间的热阻;周围环境造成温度传感器热传导损失;以及用户皮肤 由于接触可穿戴贴片后导致温度降低。此外,传统的可穿戴温度测量贴片测量速度慢。
[ooos]另一个挑战是精准测量表面温度是非常困难的,特别是当测量人体皮肤温度受到 皮肤下血液循环的影响时。多个关键因素会影响到腋窝温度的持续测量:当手臂打开时,环 境温度会影响温度测量;当温度感应单元与人皮肤之间的接触变得松散时,热阻就会发生 变化。
[0009]另外,当贴在人体上的可穿戴贴片随着运动重复拉伸的时候,传统的可穿戴贴片 不够牢固。在压力下,可穿戴贴片的不同层会破损或者分离,从而导致贴片无法继续使用。 另一方面,用于测量人体器官电活动的传统电极通常体积庞大,无法伸缩,也不灵活。数据 收集过程通常以牺牲用户的生活质量为代价。
[0010]传统的可穿戴温度测量贴片的另一个挑战是,用户的皮肤可能会干扰他们的无线 通讯。例如,天线的通信范围会因为与用户皮肤的邻接而显著降低。与皮肤接触的天线的无 线通讯范围小于在用户皮肤4毫米处放置的天线的一半。
[0011] 因此,我们需要一种柔性的可穿戴电子贴片,它能够准确且快速地测量用户皮肤 的温度,同时还能在要求的范围内进行无线通信。
发明内容
[0012] 为了克服现有技术的不足,本发明的目的是提供一个可穿戴的无线温度测量贴 片,该贴片能够贴附到人体皮肤上进行快速准确的温度测量。
[0013] 此外,本发明的可穿戴贴片包括柔性的、可伸缩的电极,用于测量人体器官电活 动,如心电图、脑电图、肌电等等。所述可穿戴贴片可以测量人体的电信号,而且可伸展、透 气,使用起来很舒适。
[0014] 本发明的目的采用如下技术方案实现:本发明涉及一种可穿戴贴片,该可穿戴贴 片包括:一个可伸缩透气的具有一个第一开口的基板;一个设置于所述基板上的温度感测 单元,所述温度感测单元包括一个用于测量用户皮肤温度的温度传感器;及一个或多个贴 设在所述可伸缩透气的基板上的电极,所述一个或多个电极包括一个底面,该底面能够接 触用户皮肤,用于从用户身体获得电信号;一个设置在所述基板上的柔性电路板,所述柔性 电路板上具有电路;及一个设置于所述柔性电路板上的半导体芯片。所述温度传感器、一个 或多个电极及半导体芯片与柔性电路板中的电路电连接。所述半导体芯片用于从所述温度 传感器接收一个第一电信号,该第一电信号反应所述温度传感器测量到的用户皮肤温度。 所述半导体芯片还能够从所述一个或多个电极接收一个第二电信号,该第二电信号反应从 用户身体获得的电信号。
[0015] 本发明的可穿戴贴片还可包括以下一个或多个特征。所述可穿戴贴片可包括一个 设置于电路板上并与所述半导体芯片电连接的天线,所述半导体芯片可以产生电信号,使 天线能够与外部设备通过无线交换数据,所述数据包括量测的温度及从用户身体获得的电 信号。所述电路板可被折叠从而形成一个内表面,所述电路板包括一个位于所述可伸缩透 气的基板上的第一部分及远离所述可伸缩透气的基板的第二部分,所述天线设置于所述电 路板的内表面。所述可穿戴贴片可进一步包括一个电池,该电池与电路板上的电路电连接, 用于给半导体芯片供电,所述电池可以固定在可伸缩透气的基板或者是电路板上。所述电 路板能够被折叠从而形成一个内表面,所述电路板包括一个位于所述可伸缩透气的基板上 的第一部分及远离所述可伸缩透气的基板的第二部分,所述半导体芯片设置于所述电路板 的内表面。所述温度感测单元包括粘结固定于所述可伸缩透气的基板上的导热杯,所述导 热杯的底部设置于所述可伸缩透气的基板上的第一开口中,所述温度传感器贴设于导热杯 的底部的内表面并与导热杯热传导连接。所述温度感测单元包括将温度传感器固定于导热 杯的底部内表面的导热膏,及位于所述导热杯顶部内的隔热材料。所述一个或多个电极包 括至少两个电极,用于量测用户身体的电压。所述一个或多个电极包括形成于可伸缩透气 的基板底面的导电层。所述一个或多个电极包括网状的导线。所述一个或多个电极包括与 所述电路板上电路电连接的导电杯,所述可伸缩透气的基板包括一个用于设置所述导电杯 的第二开口。所述可穿戴贴片进一步包括:一个位于所述可伸缩透气的基板与电路板之间 的塑料层,该塑料层形成所述一个或多个电极中的导电杯的一部分;一个导电材料层,该导 电材料层镀在所述塑料层的底面并与电路板中的电路电连接,所述导电材料层形成所述一 个或多个电极中的导电杯的一部分。所述导电杯能够提供一个弹力,使得导电杯的底部与 用户皮肤压紧。所述一个或多个电极包括两个导电杯,分别与所述电路板上的电路电连接, 所述可伸缩透气的基板上开设有第二开口和第三开口,分别用于设置所述两个导电杯。所 述可穿戴贴片进一步包括一个粘接层,该粘接层位于所述可伸缩透气的基板与电路板之 间。所述可穿戴贴片进一步包括形成于所述可伸缩透气的基板、电路板、温度感测单元上的 弹性层。所述可穿戴贴片进一步包括一个塑料层,该塑料层位于可伸缩透气的基板之上,位 于电路板及弹性层之下,所述塑料层与可伸缩透气的基板之间形成有通道,用于将用户皮 肤上的湿气排到外部环境中。所述可伸缩透气的基板可由泡沫材料制成。
[0016] 相比现有技术,本发明的有益效果在于:所述可穿戴贴片可以显著的提高测量精 度及速度并较少热噪声。所述温度感测单元与用户皮肤接触,温度传感器设置于导热杯底 部内表面并与用户皮肤之间保持良好的热传导。使得温度传感器与用户皮肤之间的热阻被 大大减小,从而能够减小温度测量误差及提高温度测量速度。此外,所述温度传感器被用导 热膏固定于导热杯的底部内表面,因此,不会受到用户身体运动的影响,从而提高可穿戴贴 片的耐用性。进一步地,由于导热杯的顶部设置有隔热材料,使得温度传感器与外部环境热 隔离,从而进一步减少外部环境对温度测量的影响并提高温度测量速度。另外,所述基板采 用柔性泡沫聚合物材料,可以减少用户皮肤上的热量传导到可穿戴贴片上,如此,可以减轻 可穿戴贴片对用户皮肤的冷却效果。
附图说明
[0017] 图1为可穿戴贴片贴附在用户皮肤上的示意图。
[0018] 图2为本发明一些实施例提供的一种能够测量温度及电信号的可穿戴贴片的剖视 图;
[0019] 图3为本发明一些实施例提供的一种可穿戴贴片中的温度感测单元的剖视图;
[0020] 图4为本发明一些实施例提供的一种能够测量温度及电信号的可穿戴贴片的剖视 图;
[0021] 图5为本发明一些实施例提供的一种能够测量温度及电信号的可穿戴贴片的剖视 图;
[0022] 图中:100,200,400,500、可穿戴贴片;110、用户皮肤;205,405,505、可伸缩透气的 基板;210,410六,4108,410(:,51(^,5108,510(:、开口;212,412六,4128,512八,5128、电极;213、 导线;2比、柔性电路板;22〇,42〇,52〇半导体芯片;23〇,43〇,530、天线;235,425,525、电池; 25〇, 450,550、弹性层;3〇〇、温度感测单元;301、温度传感器;3〇2、导热杯;303、柔性导电带; 3〇4、导热膏;3〇5、隔热材料;414A,4MB、导线;41:3A,413B、导电杯;415、粘接层;416,516、电 路板;46〇,56〇、薄膜;51从,51邪、导电键;BMO、塑料层;541、薄层;545、电连接结构;548、通 道。
具体实施方式
[0023]下面,结合附图以及具体实施方式,对本发明做进一步描述,需要说明的是,在不 相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施 例。
[0024]请参阅图1,显不一种可穿戴贴片100贴附在用户皮肤110上,用于测量人体生命体 征。可穿戴贴片100可以被放置或者粘附在用户的额头、手、手腕、手臂、肩膀、腰、腿、脚、腋 窝或者其他部位。本发明中,所述可穿戴贴片还可以被称为可穿戴贴纸、可穿戴标签、可穿 戴电子贴片等。
[0025] 如前面提到的,可穿戴贴片在使用时面临很多问题。用户皮肤110可能会干扰他们 的正常工作。例如,可穿戴贴片100可能包括用于与其他设备无线通信的天线。当天线与用 户的皮肤接触时,天线的通信范围会显著减小。
[0026] 本发明的目标是克服传统的可穿戴贴片的缺陷,并提供可伸展的、兼容的、耐用 的、透气的、舒适的可穿戴贴片,同时执行更准确、更灵敏的测量和通信功能。
[0027] 请参阅图2及图3,一种可穿戴贴片200包括一个可伸缩透气的基板205,该基板205 包括一个形成于其内或其上的第一电路(图未示)。所述可伸缩透气的基板205可由柔性泡 沫材料制成,如乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、氯丁橡胶、聚氨酯泡棉、乙丙橡胶、碳纤维或 纺织物等,以具有可伸缩性和透气性。所述可伸缩透气的基板205上具有一个开口 210,所述 开口 210内设置有一个温度感测单元300。一个或多个电极212与所述第一电路电连接,其包 括形成于所述可伸缩透气的基板205底面的导电层。所述一个或多个电极212由柔性材料制 成或形成在柔性结构中,从而能够确保与用户皮肤保持可靠的电接触以收集心电图等信 号。在本发明的一个实施例中,所述每个电极212可以由网状的导线213形成。
[0028] 所述可伸缩透气的基板205上形成有一个柔性电路板216。该柔性电路板216上或 其内部形成有一个与所述可伸缩透气的基板205上的第一电路电连接的第二电路(图未 示)。所述柔性电路板216被折叠从而形成一个内表面。所述柔性电路板216包括位于所述可 伸缩透气的基板205上的第一部分及远离所述可伸缩透气的基板205的第二部分。
[0029] 所述柔性电路板216的内表面上设置有半导体芯片220、天线230和电池235。所述 半导体芯片220、天线230和电池235均与所述柔性电路板216中的第二电路电连接。所述半 导体芯片220、天线230和电池235形成于所述柔性电路板216的内表面,如此,这些元件可以 得到更好的物理保护。
[0030] 所述柔性电路板216、可伸缩透气的基板205及温度感测单元300上形成有一个弹 性层250。该弹性层250可通过粘接材料粘结到所述柔性电路板216和可伸缩透气的基板205 上。所述弹性层250也可通过直接模塑形成,而不采用粘接材料。当弹性层250采用模塑形成 时,所述弹性层250可以由可伸缩透气的材料形成,例如液体硅胶形成。
[0031]所述弹性层2f50上可形成槽、孔等以增强其本身以及整个可穿戴贴片200的柔性及 延展性。所述弹性层25〇可选择采用具有低杨氏模量与高断裂应变的绝缘材料制成,例如, 弹性材料或粘弹性聚合物材料。在一些实施例中,所述弹性层250的杨氏模量小于〇. 3Gpa。 在有些实施例中,所述弹性层25〇的杨氏模量小于0 • lGpa以提供更好的柔性和增粘性。适合 作为弹性层250的材料包括弹性体,粘弹性聚合物,如硅树脂,多孔泡沫海绵,以及医用级聚 氨酯。医用级聚氨酯是一种透明的医用敷料,透气且舒适,用于覆盖和保护伤口。
[0032]在使用时,所述可伸缩透气的基板205的底面通过粘接材料贴附到用户皮肤上,从 而使导热杯302和电极212的底部与用户皮肤紧密接触,以精确测量用户皮肤的温度及电信 号。所述半导体芯片220从温度传感器3〇1接收用于反应用户皮肤温度的第一电信号。所述 半导体芯片220从电极212接收一个第二电信号,所述第二电信号用于反应从用户身体获得 的电信号。当可穿戴贴片2〇〇被使用时,所述天线23〇位于可伸缩透气的基板2〇5远离用户皮 肤的一侧的柔性电路板216上,从而可以大大减小用户身体对天线230的无线通信信号的影 响。
[0033] 所述可穿戴贴片的具体结构,可进一步参阅申请号为14/814,347,申请日为2015 年7月30日的美国专利申请,该美国专利申请披露的内容可结合到本发明中。
[0034] 所述温度感测单元300包括粘结固定于所述可伸缩透气的基板2〇5上的导热杯 302,所述导热杯302的底部设置于所述可伸缩透气的基板2〇5上的开口210中。所述导热杯 302的底部凸出于所述可伸缩透气的基板2〇5的底面。靠近所述导热杯302顶部的杯口被固 定连接到所述可伸缩透气的基板205上的焊盘(图未示)上,所述杯口可通过焊接或粘接固 定。所述导热杯302可由金属或合金等导热材料制成,例如,铜、不锈钢、陶瓷或硬质合金复 合材料等。
[0035] 所述温度传感器301贴设于导热杯302的底部的内表面并与导热杯302热传导连 接。所述温度传感器301可以选自热敏电阻、电阻温度探测器或热电偶等。当导热杯3〇2的底 部的外表面与用户皮肤接触时,导热杯302可以有效的将用户皮肤上的热量传导到温度传 感器301。一个柔性导电带303将所述导热杯302中的温度传感器301与可伸缩透气的基板 205上的第一电路电连接。如此,温度传感器301可将反应测量温度的电信号通过第一电路 和第二电路传送给半导体芯片220。所述半导体芯片220处理所述电信号,并输出另一个电 信号使得天线230能够将一个包含测量数据的无线信号传送给外部设备,例如手机或电脑。 所述无线信号可基于WiFi、蓝牙、近场通信(NFC)或其他无线通信标准。所述电池235用于为 半导体芯片220、天线230、所述第一及第二电路,甚至为温度传感器301供电。
[0036] 所述温度传感器301可以通过导热膏304固定于导热杯302的底部内表面,所述导 热膏304可以提高导热杯302底部到温度传感器301的导热效率。所述导热膏304可包括电绝 缘导热的环氧树脂或高分子聚合物。所述导热杯302的顶部填充有隔热材料305,用于固定 导热膏304及减少从温度传感器301到弹性层250或环境的热量损失。所述柔性导电带303可 弯折并沿热传导杯302内壁铺设。
[0037] 所述温度感测单元的具体结构,可进一步参阅申请号为15/224,121,申请日为 2016年7月29日的美国专利申请,以及申请号为15/406,380,申请日为2017年1月13日的美 国专利申请,上述美国专利申请披露的内容可结合到本发明中。
[0038] 所述可穿戴贴片可以显著的提高测量精度及速度并较少热噪声。所述温度感测单 元300与用户皮肤接触。温度传感器设置于导热杯底部内表面并与用户皮肤之间保持良好 的热传导。使得温度传感器与用户皮肤之间的热阻被大大减小,从而能够减小温度测量误 差及提高温度测量速度。此外,所述温度传感器被用导热膏固定于导热杯的底部内表面,因 此,不会受到用户身体运动的影响,从而提高可穿戴贴片的耐用性。进一步地,由于导热杯 的顶部设置有隔热材料,使得温度传感器与外部环境热隔离,从而进一步减少外部环境对 温度测量的影响并提高温度测量速度。另外,所述基板采用柔性泡沫聚合物材料,可以减少 用户皮肤上的热量传导到可穿戴贴片上,如此,可以减轻可穿戴贴片对用户皮肤的冷却效 果。
[0039] 所述可穿戴贴片的另一个优点是可伸缩、耐用及穿戴时舒适。所述可穿戴贴片的 可伸缩基板及位于其上的弹性层可以提高可穿戴贴片的柔韧性。
[0040] 所述可穿戴贴片的再一个优点是,通过将天线设置于柔性电路板的顶面,可以大 大提高无线通信范围。可通过设置所述基板的厚度及导热杯的高度使得天线到用户皮肤之 间具有足够的距离,以减小用户身体对无线信号传输的影响。
[0041] 请参阅图4,在一些实施例中,可穿戴贴片400包括可伸缩透气的基板405,该可伸 缩透气的基板405上开设有开口 410A, 410B,410C。所述可伸缩透气的基板405可由柔性泡沫 材料制成,如乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、氯丁橡胶、聚氨酯泡棉、乙丙橡胶、碳纤维或纺 织物等,以具有可伸缩性和透气性。如图3所述的温度感测单元300设置于所述开口 410C中。 两个电极412A,412B为两个导电杯,分别被设置于开口410A,410B中。一个电路板416及一个 电池425通过一个预压在可伸缩透气的基板405上的粘接层415固定于所述可伸缩透气的基 板405上。所述电路板416上设置有一个半导体芯片420及一个天线430。所述电路板416上设 置有电路,具体的可为印刷电路板。
[0042]如上面描述的,所述温度感测单元300包括导热杯302,所述导热杯3〇2的底部设置 于所述可伸缩透气的基板405上的开口410C中,所述导热杯302被粘接固定在所述可伸缩透 气的基板405上。温度传感器301通过柔性导电带303与电路板416上的电路电连接。
[0043] 所述电极412A,412B中的导电杯413A,413B分别通过导线414A,414B (例如,具有电 路的柔性导电带)与电路板416上的电路电连接。当可穿戴贴片400贴附到用户皮肤上时,所 述导电杯413A,413B的底面用于与用户皮肤接触来获取用户身体上的电信号。所述两个电 极412A,412B之间的电压可以被测量。
[0044] 所述可伸缩透气的基板405、电路板416、温度感测单元300及电极412A,412B上形 成有弹性层450。所述弹性层450可由柔性泡沫可伸缩且透气的材料制成,例如,乙烯-醋酸 乙烯共聚物、聚乙烯、氯丁橡胶、聚氨酯泡棉、乙丙橡胶、碳纤维或纺织物等。所述弹性层450 上形成有薄膜460,薄膜460具有保护及美观效果。
[0045]在使用时,所述可伸缩透气的基板405的底面通过粘接材料贴附到用户皮肤上,从 而使导热杯302和电极412A,412B的底部与用户皮肤紧密接触,以精确测量用户皮肤的温度 及电信号。所述半导体芯片420从温度传感器301接收用于反应用户皮肤温度的第一电信 号。所述半导体芯片420从电极412A,412B接收一个第二电信号,所述第二电信号用于反应 从用户身体获得的电信号。
[0046] 所述半导体芯片420处理所述电信号,并输出另一个电信号使得天线43〇能够将一 个包含测量数据的无线信号传送给外部设备,例如手机或电脑。所述无线信号可基于WiFi、 蓝牙、近场通信(NFC)或其他无线通信标准。当可穿戴贴片400被使用时,所述天线430通过 可伸缩透气的基板405及电路板416与用户皮肤隔开,从而可以大大减小用户身体对天线 430的无线信号传输的影响。
[0047] 请参阅图5,在一些实施例中,可穿戴贴片500包括可伸缩透气的基板505,该可伸 缩透气的基板505上开设有开口 51(^,5108,510(:。所述可伸缩透气的基板505可由柔性泡沫 材料制成,如乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、氯丁橡胶、聚氨酯泡棉、乙丙橡胶、碳纤维或纺 织物等,以具有可伸缩性和透气性。所述可伸缩透气的基板505上及所述开口 510A,510B内 形成有塑料层540。塑料层540可以用涤纶树脂薄膜,热塑性聚氨酯薄膜或织物做成。所述塑 料层540的底面镀或印刷有一个导电材料薄层541。所述导电材料可选自氯化银、碳膏或金 属复合高分子膏等。
[0048] 所述开口 510A,510B内的塑料层540和其上的薄层541分别形成导电键513A,513B, 所述导电键513A,513B分别形成开口 510A,510B内的电极512A,512B。在使用时,所述导电键 513A,513B被当做电极512A,512B用于从用户皮肤上获取电信号(例如心电图测量)。所述导 电键513A,513B具有一定的弹性,在轻微的压力下,所述导电键513A,513B的底面可以与用 户皮肤形成良好接触。
[0049] 一个电路板516及一个电池525通过一个预压在可伸缩透气的基板505上的粘接层 515固定于所述可伸缩透气的基板505上。所述电路板516上设置有一个半导体芯片520及一 个天线530。所述电路板516上设置有电路,具体的可为印刷电路板。导电材料薄层541通过 电连接结构545与所述电路板516上的电路电连接。
[0050] 如图3所述的温度感测单元300设置于所述开口 510C中。所述温度感测单元300包 括导热杯302,所述导热杯302的底部设置于所述可伸缩透气的基板405上的开口510C中,所 述导热杯302被粘接固定在所述可伸缩透气的基板405和塑料层540上。温度传感器301通过 柔性导电带303与电路板416上的电路电连接。
[0051] 所述电极512A,512B中的导电键513A,513B通过导电材料薄层541及电连接结构 545与所述电路板516上的电路电连接。当可穿戴贴片500贴附到用户皮肤上时,所述导电键 513A,513B的底面的导电材料薄层541用于与用户皮肤接触来获取用户身体上的电信号。所 述两个电极512A, 512B之间的电压可以被测量。
[0052] 所述塑料层540、电路板516、温度感测单元300、电极512A,512B及其他电子元件上 形成有弹性层550。所述弹性层550可由柔性泡沫可伸缩且透气的材料制成,例如,乙烯-醋 酸乙烯共聚物、聚乙烯、氯丁橡胶、聚氨酯泡棉、乙丙橡胶、碳纤维或纺织物等。所述弹性层 550上形成有薄膜560,薄膜560具有保护及美观效果。
[0053] 在使用时,所述可伸缩透气的基板505的底面通过粘接材料贴附到用户皮肤上,从 而使导热杯302和电极512A,512B的底部与用户皮肤紧密接触,以精确测量用户皮肤的温度 及电信号。所述半导体芯片520从温度传感器301接收用于反应用户皮肤温度的第一电信 号。所述半导体芯片52〇通过导电材料薄层541及电连接结构545从电极512A,512B接收一个 第二电信号,所述第二电信号用于反应从用户身体获得的电信号。
[0054]所述半导体芯片520处理所述电信号,并输出另一个电信号使得天线530能够将一 个包含测量数据的无线信号传送给外部设备,例如手机或电脑。所述无线信号可基于WiFi、 蓝牙、近场通信(NFC)或其他无线通信标准。当可穿戴贴片500被使用时,所述天线530通过 可伸缩透气的基板5〇5及电路板516与用户皮肤隔开,从而可以大大减小用户身体对天线 530的无线信号传输的影响。
[0055]所述塑料层540及其上的薄层541—同形成通道548,所述通道548位于弹性层550 与可伸缩透气的基板5〇5之间。所述通道548为圆拱形,其形成一个气流通道用于透气,从而 将用户皮肤上的湿气能够被排到外部环境中。
[0056]所述可穿戴贴片可以使监测系统更加紧凑和有效。对温度和脑电波等电信号的双 重测量有几个优点。例如,监控人类的生物信号,从脑电图信号中提取出来的心脏跳动的变 化以及皮肤温度等不仅可以提供更有用的信息用于诊断,还能提供更准确的健康信息,比 如睡眠质量。通过同时监测病人的多个人体生物信号,医生可以更好地判断病人的健康状 况。
[0057]所述可穿戴贴片也可以包括半导体芯片、电阻器、电容器、电感器、二极管(包括感 光和发光类型)、其他类型的传感器、晶体管、放大器等其他电子元件。传感器还可以测量温 度、加速度和运动,以及化学或生物信息等。电子元件还可以包括机电致动器、化学注射器 等。半导体芯片可以执行通信、逻辑、信号或数据处理、控制、校准、状态报告、诊断和其他功 能。
[0058]虽然上面的描述包含了许多细节,但这些不应该被解释为对本发明保护范围的限 制,而是特定实施例中的具体表现。在不发生冲突的情况下,可以理解,上述一些实施例中 的结构或特征也可以用于其他实施例中。
[0059]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。本领域的技术人员在本发明的基础上所做的 任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (18)

1.一种可穿戴贴片,其包括: 可伸缩透气的基板,该基板具有一个第一开口; 设置于所述基板上的温度感测单元,所述温度感测单元包括一个用于测量用户皮肤温 度的温度传感器; 设置于所述基板上的一个或多个电极,所述一个或多个电极包括一个底面,所述电极 的底面用于接触用户皮肤,从用户身体获得电信号; 具有电路的电路板,该电路板设置于所述可伸缩透气的基板上; 设置于所述电路板上的半导体芯片,所述温度传感器、一个或多个电极及半导体芯片 均与所述电路板上的电路电连接,所述半导体芯片能够从所述温度传感器接收一个第一电 信号,该第一电信号反应所述温度传感器测量到的用户皮肤温度,所述半导体芯片还能够 从所述一个或多个电极接收一个第二电信号,该第二电信号反应从用户身体获得的电信 号。
2. 如权利要求1所述的一种可穿戴贴片,其特征在于:所述可穿戴贴片包括一个设置于 电路板上并与所述半导体芯片电连接的天线,所述半导体芯片能够产生电信号,使天线能 够与外部设备通过无线交换数据,所述数据包括量测的温度及从用户身体获得的电信号。
3. 如权利要求2所述的一种可穿戴贴片,其特征在于:所述电路板被折叠从而形成一个 内表面,所述电路板包括一个位于所述可伸缩透气的基板上的第一部分及远离所述可伸缩 透气的基板的第二部分,所述天线设置于所述电路板的内表面。
4. 如权利要求1所述的一种可穿戴贴片,其特征在于:所述可穿戴贴片进一步包括一个 电池,该电池与所述电路板上的电路电连接,用于给半导体芯片供电,所述电池固定在可伸 缩透气的基板或者是所述电路板上。
5. 如权利要求1所述的一种可穿戴贴片,其特征在于:所述电路板能够被折叠从而形成 一个内表面,所述电路板包括一个位于所述可伸缩透气的基板上的第一部分及远离所述可 伸缩透气的基板的第二部分,所述半导体芯片设置于所述电路板的内表面。
6. 如权利要求1所述的一种可穿戴贴片,其特征在于:所述温度感测单元包括粘结固定 于所述可伸缩透气的基板上的导热杯,所述导热杯的底部设置于所述可伸缩透气的基板上 的第一开口中,所述温度传感器贴设于导热杯的底部的内表面并与导热杯热传导连接。
7. 如权利要求6所述的一种可穿戴贴片,其特征在于:所述温度感测单元包括将温度传 感器固定于导热杯的底部内表面的导热膏,及位于所述导热杯顶部内的隔热材料。
8. 如权利要求1所述的一种可穿戴贴片,其特征在于:所述一个或多个电极包括至少两 个电极,用于量测用户身体的电压。
9. 如权利要求1所述的一种可穿戴贴片,其特征在于:所述一个或多个电极包括形成于 可伸缩透气的基板底面的导电层。
10. 如权利要求9所述的一种可穿戴贴片,其特征在于:所述一个或多个电极包括网状 的导线。
11. 如权利要求1所述的一种可穿戴贴片,其特征在于:所述一个或多个电极包括与所 述电路板上电路电连接的导电杯,所述可伸缩透气的基板包括一个用于设置所述导电杯的 第二开口。
12. 如权利要求11所述的一种可穿戴贴片,其特征在于:所述可穿戴贴片进一步包括: 一个位于所述可伸缩透气的基板与电路板之间的塑料层,该塑料层形成所述一个或多个电 极中的导电杯的一部分;一个导电材料层,该导电材料层镀在所述塑料层的底面并与电路 板中的电路电连接,所述导电材料层形成所述一个或多个电极中的导电杯的一部分。
13.如权利要求11所述的一种可穿戴贴片,其特征在于:所述导电杯能够提供一个弹 力,使得导电杯的底部与用户皮肤压紧。
14. 如权利要求1所述的一种可穿戴贴片,其特征在于:所述一个或多个电极包括两个 导电杯,分别与所述电路板上的电路电连接,所述可伸缩透气的基板上开设有第二开口和 第三开口,分别用于设置所述两个导电杯。
15. 如权利要求1所述的一种可穿戴贴片,其特征在于:所述可穿戴贴片进一步包括一 个粘接层,该粘接层位于所述可伸缩透气的基板与电路板之间。
16. 如权利要求1所述的一种可穿戴贴片,其特征在于:所述可穿戴贴片进一步包括形 成于所述可伸缩透气的基板、电路板、温度感测单元上的弹性层。
17. 如权利要求16所述的一种可穿戴贴片,其特征在于:所述可穿戴贴片进一步包括一 个塑料层,该塑料层位于可伸缩透气的基板之上,位于电路板及弹性层之下,所述塑料层与 可伸缩透气的基板之间形成有通道,用于将用户皮肤上的湿气排到外部环境中。
18. 如权利要求1所述的一种可穿戴贴片,其特征在于:所述可伸缩透气的基板可由透 气材料制成。
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