CN111433567A - 包括柔性基板的用于感测的装置 - Google Patents
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Abstract
一种装置,包括:柔性基板;至少一个传感器,被安装在柔性基板上,该至少一个传感器被布置为提供取决于第一参数的电输出信号;以及至少一个导电迹线,被提供在柔性基板上,该至少一个导电迹线被布置为提供到至少一个传感器的直流路径并且具有取决于第二参数的电特性,并且该至少一个导电迹线被布置为提供指示第二参数的电输出信号。
Description
技术领域
本公开的示例涉及用于感测的装置。
背景技术
用于感测的装置是已知的。将这样的传感器集成到可穿戴的服装中使得它们可以用于监测穿戴该服装的对象的身体状况可能是有用的。
发明内容
根据本公开的各种但非全部的示例,提供了一种装置,该装置包括:柔性基板;至少一个传感器,被安装在柔性基板上,该至少一个传感器被布置为提供取决于第一参数的电输出信号;以及至少一个导电迹线,被提供在柔性基板上,该至少一个导电迹线被布置为提供到至少一个传感器的直流路径并且具有取决于第二参数的电特性,并且该至少一个导电迹线被布置为提供指示第二参数的电输出信号。
导电迹线可以是能够变形的,并且第二参数可以是导电迹线的变形。指示第二参数的输出信号可以被用于创建导电迹线的变形的数据库。
导电迹线可以被布置为向至少一个传感器提供功率。
导电迹线可以被布置为向至少一个传感器提供信号线。
取决于第二参数的导电迹线的电特性可以包括以下中的至少一项:电容、阻抗、电阻。
该装置可以被布置为向至少一个传感器提供直流信号以测量第一参数,并且向导电迹线提供交流信号以测量第二参数。
该装置可以包括第一导电迹线和第二导电迹线,其中第一导电迹线的至少一部分被定位为与第二导电迹线邻近,以在第一导电迹线与第二导电迹线之间提供电容。
该装置可以包括第一导电迹线和第二导电迹线,其中第一导电迹线的至少一部分朝垂直于第二导电迹线的方向延伸,以使得导电迹线的变形能够在两个维度中被监测。
导电迹线的至少一部分可以以之字形布置被布置。
导电迹线的至少一部分可以以线圈状布置被布置。
柔性基板可以是可以由对象穿戴的服装的一部分。
由至少一个传感器检测的第一参数可以包括对象的生物特征参数。
至少一个传感器可以被布置为检测来自对象的触觉反馈。
导电迹线可以包括电介质涂层。
该装置可以包括控制电路系统。
根据本公开的各种但非全部的示例,提供了如所附权利要求书中所要求保护的示例。
附图说明
为了更好地理解有助于理解详细说明的各种示例,现在将仅以示例方式参考附图,在附图中:
图1示出了示例装置;
图2A和2B示出了示例装置;
图3示出了示例装置;
图4示出了另一示例装置;
图5示出了包括示例装置的服装;以及
图6示意性地示出了可以与示例装置一起使用的示例电路系统。
具体实施方式
本公开的示例涉及感测装置1。装置1可以集成在可穿戴服装内,并且在一些示例中,可以用于检测与穿戴该服装的对象有关的生物特征参数、触觉反馈或其他合适的参数。装置1包括被布置为检测对象的第一参数的一个或多个传感器3。装置1还包括被布置为提供到传感器3的直流路径的导电迹线5。直流路径可以用于向传感器3提供电源和/或信号。导电迹线5还被布置为使得导电迹线的一个或多个电特性取决于第二参数。这使得导电迹线5能够执行多种功能,即,向传感器3提供功率和/或信号并且还感测第二参数。
图1示意性地示出了根据本公开的示例的示例装置1。装置1包括传感器3、导电迹线5和柔性基板7。在图1的示例中,还示出了控制电路系统9。
柔性基板7为一个或多个传感器3提供支持。在一些示例中,一个或多个传感器3可以安装在基板7的表面上。在一些示例中,一个或多个传感器3可以集成在基板7内,使得传感器3被嵌入或至少部分嵌入在基板7内。
柔性基板7包括任何合适的材料。在一些示例中,柔性基板7可以包括可以适用于可穿戴服装的纺织品或织物。柔性基板7可以由易于被对象变形的材料形成。例如,它可以由当对象施加力时将弯曲和/或拉伸的材料形成。
柔性基板7可以形成可以由对象穿戴的服装的一部分。在一些示例中,柔性基板7可以形成可以由对象穿戴的手套或衬衫或其他服装的一部分。在一些示例中,柔性基板7可以形成袖口或可以附接到对象的身体的任何其他合适的物品的一部分。
在柔性基板7形成可穿戴服装的一部分的情况下,一个或多个传感器3可以定位在基板7上,使得当对象穿戴服装时,一个或多个传感器3被定位为与对象的皮肤邻近或非常接近。这可以使得一个或多个传感器3能够检测对象的生物特征参数或来自对象的触觉反馈。在一些示例中,可以提供一个或多个传感器3,使得它们与对象的皮肤直接接触。在其他情况下,可以在一个或多个传感器3与对象的皮肤之间提供绝缘层。
应当理解,一个或多个传感器3也可以用于测量除对象的生物特征参数以外的参数。例如,一个或多个传感器3可以被布置为检测环境参数,诸如温度、湿度和/或分析物的存在。在一些示例中,一个或多个传感器3可以用于确定对象的位置。例如,一个或多个传感器3可以包括GPS(全球定位系统)传感器、蓝牙传感器或可以用于定位的任何其他类型的传感器。在这样的示例中,一个或多个传感器3可以被定位在基板7上的任何合适的位置上,该位置不需要与对象的皮肤邻近。
一个或多个传感器3可以包括可以被布置为检测第一参数的任何部件。传感器3可以被布置为提供取决于第一参数的电输出信号。
在一些示例中,第一参数可以包括对象的生物特征参数。生物特征参数可以包括由对象的身体生成的任何随时间变化的信号。生物特征参数可以包括自主参数。自主参数可以由对象下意识地控制。生物特征参数可以包括温度、湿度、血氧水平、听觉率、音频信号、压力、一种或多种分析物的存在或任何其他合适的参数。
在一些示例中,生物特征参数可以包括生物电信号。生物电信号包括在对象的身体内生成的电信号。生物电信号可以由对象的心跳、由对象的大脑或其神经系统其他部位的电活动或由对象的身体的任何其他部位生成。在一些示例中,生物电信号可以包括以下中的至少一项:心电图信号、脑电图信号、肌电图信号、眼电图信号、胃电图信号、皮肤电势或任何其他合适的生物电信号。
在一些示例中,生物特征参数可以包括生物力学信号。生物力学信号可以由用户有意或无意地控制。在一些示例中,生物力学信号可以包括由对象的心跳、呼吸、腹部声音或其他身体运动在对象的身体内生成的机械信号。在一些示例中,生物力学信号可以包括以下中的至少一项:心冲患信号、心震图信号、心音图信号或任何其他合适的信号。
在一些示例中,可以布置一个或多个传感器3以检测来自对象的触觉反馈。在这样的示例中,一个或多个传感器3可以包括致动器或任何其他合适的部件。用于检测触觉反馈的一个或多个传感器3可以被布置为检测由对象的运动引起的压力或电容、或任何其他合适的参数的变化。触觉反馈可以包括对象在执行活动时的有意识运动,诸如他们的肢体或躯干的运动。触觉反馈可以包括对象的潜意识运动,诸如由于呼吸或其坐着时的姿势而引起的对象的躯干运动。
在一些示例中,可以布置一个或多个传感器3以检测除生物特征参数之外的参数或来自对象的触觉反馈。例如,一个或多个传感器3可以能够检测环境参数,诸如温度、声音或指示对象所处的环境的任何其他参数。
在图1的示例中,仅示出了一个传感器3。应当理解,在一些示例中,装置1可以包括多个传感器3。在一些示例中,每个传感器3可以被布置为检测相同的参数。在其他示例中,传感器3可以使得可以布置不同的传感器3以检测不同的参数。这可以使得能够获得关于对象的身体状况的较多信息。
传感器3的结构取决于要由传感器3检测的参数。例如,在传感器3被布置为检测温度的情况下,传感器3可以包括热电材料或在温度变化时产生电信号的变化的其他部件。在其中传感器3被布置为检测脉冲的示例中,传感器3可以包括光传感器或电传感器或任何其他合适类型的传感器3,该光传感器可以检测由对象的皮肤反射的光,该电传感器被布置为检测由脉冲生成的电信号。在传感器3被布置为检测触觉反馈的示例中,一个或多个传感器3可以包括一个或多个电容性电极,该一个或多个电容性电极被布置为在对象移动或改变其姿势时检测电容的变化。
在图1的示例装置1中,传感器3电连接到导电迹线5。传感器3电连接到导电迹线5,以便在导电迹线5与传感器3之间提供直流路径。直流路径包括导电迹线5与传感器3之间的电流连接。应当理解,交流信号和直流信号两者都可以经由直流路径来传输。
导电迹线5具有取决于第二参数的电特性。第二参数可以与由传感器3检测的第一参数不同。导电迹线5的电特性随着第二参数的改变而改变,以便提供指示第二参数的电输出信号。
导电迹线5也提供在柔性基板7上。在一些示例中,导电迹线5可以提供在柔性基板7的表面上。在一些示例中,导电迹线5可以被嵌入在柔性基板7内或至少部分被嵌入在柔性基板7内。例如,在柔性基板7包括纺织品或织物的情况下,导电迹线5可以被嵌入在纺织品或织物的组织内。在一些示例中,导电迹线5可以包括服装的结构组件。例如,导电迹线5可以是用以将服装的两个或更多个部分耦合在一起的线或其他部件。在这种情况下,导电迹线5可以至少部分位于服装的接缝内。
在本公开的一些示例中,导电迹线5是可变形的导电迹线5。在这样的示例中,当柔性基板7变形时,导电迹线5可以弯曲和/或拉伸和/或以其他方式变形。在这样的示例中,控制导电迹线5的电特性的第二参数可以是导电迹线5的变形。
响应于第二参数的导电迹线5的电特性可以包括任何合适的电特性。例如,电特性可以包括以下中的至少一项:电容、阻抗、电阻。
导电迹线5可以包括任何合适的导电材料。例如,导电迹线5可以包括铜、银、碳或任何其他合适的导电材料。在一些示例中,导电迹线5可以包括非导电材料,诸如纱线或线,该非导电材料然后可以被覆盖在导电材料中。在一些示例中,导电迹线5可以被电介质涂层覆盖或至少部分地被电介质涂层覆盖。电介质涂层可以包括任何合适的材料,并且可以布置在导电迹线5的表面上,以便增强导电迹线5的电特性。在一些示例中,电介质涂层可以包括具有高电介质常数的聚合物,诸如硅树脂或聚氨酯基材料。
导电迹线5可以被布置为向传感器3提供信号线。在这样的示例中,导电迹线5可以耦合到控制电路系统9,并且可以被布置为在控制电路系统9与传感器3之间提供信号。导电迹线5可以被布置为使得指示第一参数的电输出信号经由导电迹线5从传感器3提供给控制电路系统9。
导电迹线5可以被布置为向传感器3提供功率。在这样的示例中,导电迹线5可以耦合到功率源,并且可以被布置为从功率源向传感器3提供功率。
在一些示例中,可以布置相同的导电迹线5以向传感器3提供并且还提供信号线。在这样的示例中,可以仅向传感器3提供单个导电迹线5。在一些示例中,多个导电迹线5可以耦合到任何一个传感器3。这可以使得不同的导电迹线5能够执行不同的功能。例如,第一导电迹线5可以被布置为信号线,并且第二导电迹线5可以被布置为向传感器3提供功率。
在本公开的示例中,导电迹线5可以如图1所示耦合到控制电路系统9。导电迹线5可以直接或间接地耦合到控制电路系统9。可以在导电迹线5与控制电路系统9之间提供一个或多个中介组件。在图1的示例中,控制电路系统9被提供在与传感器3和导电迹线5相同的柔性基板7上。在其他示例中,控制电路系统9可以被提供在不同的柔性基板7上。在一些示例中,控制电路系统9可以被提供作为不同装置1的一部分。在这样的示例中,导电迹线5可以耦合到传输器,该传输器可以使得信息能够被传输给控制电路系统9。
控制电路系统9可以包括用于控制装置1的部件。控制电路系统9可以包括处理电路系统和存储电路系统。控制电路系统9可以包括用于向传感器3提供控制信号的部件。控制电路系统9可以包括用于以下的部件:从导电迹线5获得电输出信号并且将所获得的电输出信号分开为与由传感器检测到的第一参数相对应的分量和与由导电迹线5检测到的第二参数相对应的分量。
在一些示例中,控制电路系统9可以被布置为向传感器3提供直流信号。直流信号经由导电迹线5来提供并且用于使得传感器3能够测量第一参数。控制电路系统9还可以被布置为向导电迹线5提供交流信号。该交流信号可以用于测量导电迹线5的电特性的变化,并且因此提供第二参数的测量。交流信号可以具有足够高的频率,以使得其不干扰传感器3的操作。在一些示例中,交流信号可以具有1MHz或更高的频率。与直流信号相比,交流信号还可以具有较低的功率,以使得交流信号不会干扰传感器3的操作。
图2A和2B示出了根据本公开的实现的示例装置1。
在图2A和2B的示例中,装置1包括传感器3、第一导电迹线5A和第二导电迹线5B。传感器3和导电迹线5A、5B可以如上所述。装置1还可以包括可以如上所述的柔性基板7和控制电路系统9。示例装置1可以提供在可以由对象穿戴的可穿戴服装内。
在图2A和2B的示例中,第一导电迹线5A和第二导电迹线5B两者都耦合到传感器3,以提供到传感器3的直流路径。第一导电迹线5A提供正导电迹线,而第二导电迹线5B提供负导电迹线。
在图5A和5B的示例中,取决于第二参数的导电迹线5A、5B的电特性是电容。在这些示例中,第一导电迹线5A的至少一部分被定位与第二导电迹线5B邻近,以便在第一导电迹线5A与第二导电迹线5B之间提供电容。在图5A和5B的示例中,第一导电迹线5A的至少一部分被定位与第二导电迹线5B邻近。在其他示例中,导电迹线5A、5B的部分可以基本平行或以不同角度定位。
在一些示例中,第一导电迹线5A和第二导电迹线5B可以被定位为彼此靠近,使得由导电迹线5A、5B生成的电场被限制在导电迹线5A、5B之间的间隙中。这可以减少由对象的身体引起的任何干扰的影响。在一些示例中,导电迹线5A、5B可以被覆盖或至少部分被覆盖在电介质涂层中,以增加导电迹线5A、5B之间的电容。
在一些示例中,导电迹线5A、5B可以以交替布置被布置。该交替布置可以包括多个之字形回转。之字形回转包括角度大于90度的回转或弯曲,使得导电迹线5A、5B的邻近部分朝相反方向延伸。例如,第一部分基本上向右延伸,并且然后在之字形回转之后的第二部分基本上向左延伸。
在图2A和2B的示例中,导电迹线5A、5B两者都以之字形布置被布置。在其他示例中,导电迹线5A、5B的仅一部分可以以之字形布置被布置。之字形布置包括导电迹线5A、5B的朝相反或基本相反的方向延伸的邻近部分。在之字形布置中,之字形回转提供尖角。在其他示例中,之字形回转可以是弯曲的或任何其他合适的形状。
在本公开的一些示例中,交替布置可以使得导电迹线5A、5B能够变形。例如,交替布置可以使得导电迹线能够被拉伸和/或压缩。
在图2A的示例中,导电迹线5A、5B被布置为使得在第一导电迹线5A与第二导电迹线5B之间沿着迹线5A、5B的长度具有均匀或基本均匀的距离。当装置1变形时,例如当对象移动或改变其姿势时,这可能引起导电迹线5A、5B的拉伸。拉伸减小了导电迹线5A、5B之间的距离,并且因此增加了导电迹线5A、5B之间的电容。电容的增加可以使用交流信号来测量。这使得能够根据电容的变化来确定导电迹线5A、5B的拉伸量。
在图2A的示例中,导电迹线5A、5B使得能够确定沿着导电迹线5A、5B的长度的电容的任何变化。
在图2B的示例中,导电迹线5A、5B被布置为使得导电迹线5A、5B具有第一部分21和第二部分23,在第一部分21中,导电迹线5A、5B被定位为更靠近在一起,在第二部分23中,导电迹线5A、5B被定位为彼此远离。在第二部分23中,导电迹线5A、5B可以被定位为彼此更远离使得在该部分23中的两个导电迹线5A、5B之间的电容可忽略不计。
当图2B的装置1被拉伸时,这使两个导电迹线5A、5B之间的距离减小,并且因此改变了两个导电迹线5A、5B之间的电容。第一部分21中的电容大于第二部分23中的电容,使得所测量的电容变化对应于第一部分21中的电容变化。这使得导电迹线5A、5B的第一部分21能够提供感测部分。在该示例中,这允许测量感测部分21处的电容变化,但是不测量感测部分外部的电容变化。这可以使得在特定位置中的导电迹线5A、5B的变形能够被标识。
在导电迹线5A、5B提供在可穿戴服装内的示例中,导电迹线5A、5B的第一部分21可以被布置为定位在可能经历大量运动和变形的服装的位置。例如,如果服装是手套,则第一部分21可以被定位为使得其位于手指或拇指的关节之上。如果服装是衬衫,则第一部分21可以被布置为使得其定位在肘关节或肩膀部分或衬衫内的任何其他合适的定位。
图3示出了示例装置1,其中导电迹线5的至少一部分以线圈状布置被布置。图3所示的装置1包括两个传感器3、两个导电迹线5和控制电路系统9。传感器导电迹线5和控制电路系统9可以如以上关于图1所述。
在图3的示例中,提供了两个传感器3。在一些示例中,传感器3可以被布置为检测不同的参数。在其他示例中,传感器3可以被布置为检测相同的参数,但是在装置1内的不同位置处。在图3的示例中,传感器3被示出为彼此邻近。应当理解,它们可以以任何合适的布置被提供,并且不需要彼此邻近地被提供。
在图3的示例中,两条迹线都到达相同的控制电路系统9。这使得相同的控制电路系统9能够用于处理由多个传感器3和多个导电迹线5获得的信号。在其他示例中,可以使用一个以上的控制电路系统9。
在图3的示例中,取决于第二参数的导电迹线5的电特性是电感。在图3的示例中,导电迹线以线圈状布置被提供。当导电迹线5被拉伸和/或压缩时,这改变了导电迹线5的每单位长度的线圈数,并且因此使得指示导电迹线5的拉伸或压缩的输出信号能够被提供。
在图3的示例装置1中,两个导电迹线5被定位为彼此邻接并且平行或至少基本平行于彼此地延伸。为了减小两个线圈之间的互感,导电迹线5可以被覆盖或至少部分地被覆盖在电介质涂层中。
图4示出了另一示例装置1。在图4的示例中,两个导电迹线5A、5B被提供给相同的传感器3。在一些示例中,两个导电迹线5A、5B可以为传感器3提供不同的功能。例如,第一导电迹线5A可以被提供作为信号线,并且第二导电迹线5B可以被布置为向传感器3提供功率。在本公开的其他示例中可以使用导电迹线5A、5B的其他功能。
在图4的示例中,导电迹线5A、5B两者都在传感器3与某个控制电路系统9之间延伸。在一些示例中,导电迹线5A、5B和控制电路系统9可以被布置为使得导电迹线5A、5B两者都耦合到相同的控制电路系统9。在其他示例中,可以提供不同的控制电路系统9,并且不同的导电迹线5A、5B可以耦合到不同的控制电路系统9。
在图4的示例装置1中,第一导电迹线5A的至少一部分朝垂直于第二导电迹线5B的方向延伸,以便使得能够导电迹线5A、5B的变形能够在两个维度中被监测。在图4的示例中,两个导电迹线5A、5B的线圈部分以垂直布置被提供。在其他示例中,线圈部分可以以不同的角度布置被提供。在这样的示例中,导电迹线5A、5B的线圈部分仍然可以被用于在两个维度中获得关于导电迹线5A、5B的变形的信息。在这样的示例中,算法或任何其他合适的过程可以被用于调节导电迹线5A、5B不彼此垂直。
以垂直布置的导电迹线5A、5B还减小了两个线圈之间的互感。
图5示出了包括示例装置1的服装51。服装51包括被布置为由对象穿戴的一件衣物。对象可以是可以生成生物特征参数的人或动物。在图5的示例中,服装51包括衬衫。在本公开的其他示例中,可以使用其他衣物。
在图5的示例中,装置1包括多个传感器3。在图5的示例中,示出了三个传感器3。在本公开的其他示例中,可以使用其他数目的传感器3。
传感器3定位在服装51内,以便使得传感器3能够检测来自对象的生物特征参数。传感器3在服装51内的定位可以取决于传感器3被期望用以检测的参数。在图5的示例中,传感器3定位在衬衫的前面板上,使得当对象穿戴衬衫时,传感器3可以位于与对象的胸部或躯干邻近。
每个传感器3耦合到导电迹线5,该导电迹线5在控制电路系统9与传感器3之间提供直流路径。导电迹线5可以以如上所述的任何合适的布置被提供。
在导电迹线5被布置为具有感测第一部分21和非感测第二部分23的示例中,感测第一部分可以定位在服装51内,使得感测第一部分21位于其可能会变形的区域中。例如,它可以位于对象的肩膀或肘部周围。
在图5的示例中,控制电路系统9被提供在服装51内。在其他示例中,服装51可以包括传输器,该传输器使得来自传感器3和导电迹线5的输出信号能够被传输到另一设备中的另一控制电路系统9。另一设备可以是移动计算设备或任何其他合适类型的设备。在一些示例中,服装51可以包括存储器电路系统,该存储器电路系统可以使得来自传感器3和导电迹线5的输出信号能够被存储,使得它们可以在稍后被传送到控制电路系统9和/或永久存储。
在一些示例中,控制电路系统9可以被布置为使用指示从导电迹线5获得的第二参数的输出信号来创建导电迹线5的变形的数据库。该数据库可以提供对象的运动简档。从其他传感器3获得的信息也可以被存储为该简档的一部分。由于该装置被提供在可以长时间(例如,几个小时)穿戴的服装51内,因此这使得能够在该时间段内监测对象的运动。由于导电迹线5可以位于服装51的任何部分中,所以可以使得能够获得关于对象的运动的大量信息。
图6示意性地示出了可以与示例装置一起使用的示例电路系统61。
提供给传感器3的输入信号包括直流分量和交流分量两者。直流分量可以使得能够测量由传感器3感测的参数,而交流分量可以使得能够测量由导电迹线5感测的参数。直流分量可以具有比交流分量高的功率水平。交流分量可以具有高频,以便不干扰由传感器3进行的测量。在一些示例中,输入信号可以经由导电迹线5被提供给传感器。
由导电迹线5提供的输出信号包括:直流信号和交流信号,直流信号包括指示第一参数的信息,交流信号包括指示第二参数的信息。在图6的示例中,信号被提供给高通滤波器63以使得能够确定交流分量,并且被提供给低通滤波器65以使得能够确定直流分量。在本公开的其他示例中,可以使用用于分开相应信号的其他部件。
本公开的示例提供了导电迹线5可以提供多种功能的技术效果。导电迹线5可以检测参数(诸如变形),这可以减少在服装51或装置内所需要的传感器3的数目,因为可能不需要分开的变形传感器3。导电迹线5向传感器3提供功率和/或信号,这可以减少服装51或装置1内的组件的总数。
在一些示例中,导电迹线5还可以充当柔性基板7内的线或织物的一部分。这可以使得导电迹线5能够在服装51内提供结构组件。这可以使得导电迹线5能够检测穿戴该服装的用户的变形,而且还可以使得服装较简单,因为线和其他结构组件形成电子组件的一部分。
在本文档中,术语“包括(comprise)”以包括性而非排他性含义使用。也就是说,对包括Y的X的任何引用都表示X可以仅包括一个Y或者可以包括一个以上的Y。如果预计要使用具有排他性含义的“包括(comprise)”,则在上下文中通过引用“仅包括一个……”或通过使用“由……组成”将使其清楚。
在该简要描述中,已经参考了各种示例。关于示例的特征或功能的描述指示这些特征或功能存在于该示例中。无论是否明确说明,在本文中使用术语“示例”或“例如”或“可以”表示至少在所描述的示例中存在这样的特征或功能,无论是否作为示例进行描述,并且它们可以但不一定存在于某些或所有其他示例中。因此,“示例”、“例如”或“可以”是指一类示例中的特定实例。实例的属性可以是仅该实例的属性,也可以是该类的属性,或者是该类的子类的属性,该子类包括该类中的一些但不是全部实例。因此,隐式地公开了参考一个示例而不是参考另一示例描述的特征可以在可能的情况下用于该另一示例,但是不一定必须在该另一示例中使用。
尽管在前面的段落中已经参考各种示例描述了本发明的实施例,但是应当理解,可以在不脱离所要求保护的本发明的范围的情况下对给出的示例进行修改。
在先前描述中描述的特征可以以除显式描述的组合之外的组合来使用。
尽管已经参考某些特征描述了功能,但是无论是否描述,这些功能可以由其他特征执行。
尽管已经参考某些实施例描述了特征,但是无论是否描述,这些特征也可以存在于其他实施例中。
尽管尽力在前面的说明书中引起对被认为特别重要的本发明的那些特征的注意,但是应当理解,无论是否已经在其上特别强调,本申请人要求保护在上文中参考和/或在附图中示出的任何可获专利的特征或特征的组合。
Claims (15)
1.一种装置,包括:
柔性基板;
至少一个传感器,被安装在所述柔性基板上,所述至少一个传感器被布置为提供取决于第一参数的电输出信号;以及
至少一个导电迹线,被提供在所述柔性基板上,所述至少一个导电迹线被布置为提供到所述至少一个传感器的直流路径并且具有取决于第二参数的电特性,并且所述至少一个导电迹线被布置为提供指示所述第二参数的电输出信号。
2.根据任一前述权利要求所述的装置,其中所述导电迹线是能够变形的,并且所述第二参数是所述导电迹线的变形。
3.根据权利要求2所述的装置,其中指示所述第二参数的所述输出信号被用于创建所述导电迹线的变形的数据库。
4.根据任一前述权利要求所述的装置,其中所述导电迹线被布置为提供以下中的至少一项:向所述至少一个传感器提供功率、向所述至少一个传感器提供信号线。
5.根据任一前述权利要求所述的装置,其中取决于第二参数的所述导电迹线的所述电特性包括以下中的至少一项:电容、阻抗、电阻。
6.根据任一前述权利要求所述的装置,其中所述装置被布置为向所述至少一个传感器提供直流信号以测量所述第一参数,并且向所述导电迹线提供交流信号以测量所述第二参数。
7.根据任一前述权利要求所述的装置,包括第一导电迹线和第二导电迹线,其中所述第一导电迹线的至少一部分被定位为与所述第二导电迹线邻近,以便在所述第一导电迹线与所述第二导电迹线之间提供电容。
8.根据任一前述权利要求所述的装置,包括第一导电迹线和第二导电迹线,其中所述第一导电迹线的至少一部分朝垂直于所述第二导电迹线的方向延伸,以便使得所述导电迹线的变形能够在两个维度中被监测。
9.根据任一前述权利要求所述的装置,其中所述导电迹线的至少一部分以交替布置被布置。
10.根据任一前述权利要求所述的装置,其中所述导电迹线的至少一部分以线圈状布置被布置。
11.根据任一前述权利要求所述的装置,其中所述柔性基板是能够由对象穿戴的服装的一部分。
12.根据任一前述权利要求所述的装置,其中由所述至少一个传感器检测的所述第一参数包括对象的生物特征参数。
13.根据任一前述权利要求所述的装置,其中所述至少一个传感器被布置为检测来自对象的触觉反馈。
14.根据任一前述权利要求所述的装置,其中所述导电迹线包括电介质涂层。
15.根据任一前述权利要求所述的装置,其中所述装置包括控制电路系统。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI805972B (zh) * | 2020-12-04 | 2023-06-21 | 國立成功大學 | 感測心臟生理活動與肺臟呼吸狀態的智慧衣 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111493817B (zh) * | 2019-01-31 | 2023-10-10 | 周冠谦 | 具延展性的柔性感测装置 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4641658A (en) * | 1984-10-01 | 1987-02-10 | American Hospital Supply Corp. | Cardiac flow monitor |
CN103764222A (zh) * | 2011-09-01 | 2014-04-30 | 佐尔医药公司 | 穿戴式监护和治疗设备 |
CN103930024A (zh) * | 2011-09-14 | 2014-07-16 | 麦迪盖德有限公司 | 使用柔性印刷电路制造小型电磁线圈的方法 |
US20140318699A1 (en) * | 2012-09-11 | 2014-10-30 | Gianluigi LONGINOTTI-BUITONI | Methods of making garments having stretchable and conductive ink |
CN104188739A (zh) * | 2009-04-09 | 2014-12-10 | 国立大学法人筑波大学 | 穿着式动作辅助装置 |
CN105190322A (zh) * | 2013-03-08 | 2015-12-23 | 迪尔公司 | 用于感测导体中的电流的方法 |
WO2017013493A1 (en) * | 2015-07-20 | 2017-01-26 | L.I.F.E. Corporation S.A. | Flexible fabric ribbon connectors for garments with sensors and electronics |
WO2017075703A1 (en) * | 2015-11-02 | 2017-05-11 | Omsignal Inc. | Biosensing garment |
CN106996796A (zh) * | 2016-01-22 | 2017-08-01 | 远东新世纪股份有限公司 | 穿戴式动作感知装置 |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005032447A2 (en) * | 2003-08-22 | 2005-04-14 | Foster-Miller, Inc. | Physiological monitoring garment |
US7413802B2 (en) | 2005-08-16 | 2008-08-19 | Textronics, Inc. | Energy active composite yarn, methods for making the same, and articles incorporating the same |
US11060926B2 (en) * | 2012-01-30 | 2021-07-13 | Sensoria, Inc. | Sensor assemblies; sensor-enabled garments and objects; devices and systems for data collection |
US8948839B1 (en) * | 2013-08-06 | 2015-02-03 | L.I.F.E. Corporation S.A. | Compression garments having stretchable and conductive ink |
US9817440B2 (en) * | 2012-09-11 | 2017-11-14 | L.I.F.E. Corporation S.A. | Garments having stretchable and conductive ink |
WO2014041032A1 (en) * | 2012-09-11 | 2014-03-20 | L.I.F.E. Corporation S.A. | Wearable communication platform |
WO2014138204A1 (en) | 2013-03-05 | 2014-09-12 | Drexel University | Smart knitted fabrics |
WO2015022671A1 (en) | 2013-08-16 | 2015-02-19 | Footfalls And Heartbeats Limited | Method for making electrically conductive textiles and textile sensor |
US10228801B2 (en) | 2013-10-24 | 2019-03-12 | University Of Maryland, Baltimore County | System and method for proximity-based position, movement and gesture detection using capacitive sensor arrays |
FR3016171B1 (fr) | 2014-01-03 | 2016-02-05 | City Zen Sciences | Vetement instrumente comportant un textile tisse elastique |
US20160301482A1 (en) * | 2014-12-27 | 2016-10-13 | Intel Corporation | Sleeved garment equipped for human body communication |
US10022073B2 (en) * | 2015-03-20 | 2018-07-17 | Intel Corproation | Wearable apparatus with a stretch sensor |
US10362993B2 (en) * | 2015-09-14 | 2019-07-30 | MAD Apparel, Inc. | Determining sensor data quality based on bioimpedance information |
US20170082418A1 (en) | 2015-09-21 | 2017-03-23 | Figur8, Inc. | Electronic fabric for shape measurement |
US11566351B2 (en) | 2015-11-09 | 2023-01-31 | Sanko Tekstil Isletmeleri San. Ve Tic. A.S. | Textile fabric implementing a capacitive grid |
US10358942B2 (en) | 2016-02-25 | 2019-07-23 | General Electric Company | Core differential bearing with centering spring and squeeze film damper |
CN111492327A (zh) * | 2017-11-07 | 2020-08-04 | 多特布利斯有限责任公司 | 带有触感反馈的电子服装 |
US10325472B1 (en) * | 2018-03-16 | 2019-06-18 | Palarum Llc | Mount for a patient monitoring device |
US11903732B2 (en) * | 2019-05-31 | 2024-02-20 | Owiet Baby Care, Inc. | Prenatal monitoring device |
US11283215B2 (en) * | 2020-07-13 | 2022-03-22 | Xerox Corporation | Magnetic connector system and method of using |
US11408778B2 (en) * | 2020-07-21 | 2022-08-09 | Apple Inc. | Temperature gradient sensing in portable electronic devices |
-
2017
- 2017-11-29 EP EP17204376.2A patent/EP3492933B1/en active Active
-
2018
- 2018-11-16 CN CN201880077083.0A patent/CN111433567B/zh active Active
- 2018-11-16 US US16/763,132 patent/US11478192B2/en active Active
- 2018-11-16 WO PCT/FI2018/050839 patent/WO2019106229A1/en active Application Filing
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4641658A (en) * | 1984-10-01 | 1987-02-10 | American Hospital Supply Corp. | Cardiac flow monitor |
CN104188739A (zh) * | 2009-04-09 | 2014-12-10 | 国立大学法人筑波大学 | 穿着式动作辅助装置 |
CN103764222A (zh) * | 2011-09-01 | 2014-04-30 | 佐尔医药公司 | 穿戴式监护和治疗设备 |
CN103930024A (zh) * | 2011-09-14 | 2014-07-16 | 麦迪盖德有限公司 | 使用柔性印刷电路制造小型电磁线圈的方法 |
US20140318699A1 (en) * | 2012-09-11 | 2014-10-30 | Gianluigi LONGINOTTI-BUITONI | Methods of making garments having stretchable and conductive ink |
CN105190322A (zh) * | 2013-03-08 | 2015-12-23 | 迪尔公司 | 用于感测导体中的电流的方法 |
WO2017013493A1 (en) * | 2015-07-20 | 2017-01-26 | L.I.F.E. Corporation S.A. | Flexible fabric ribbon connectors for garments with sensors and electronics |
WO2017075703A1 (en) * | 2015-11-02 | 2017-05-11 | Omsignal Inc. | Biosensing garment |
CN106996796A (zh) * | 2016-01-22 | 2017-08-01 | 远东新世纪股份有限公司 | 穿戴式动作感知装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI805972B (zh) * | 2020-12-04 | 2023-06-21 | 國立成功大學 | 感測心臟生理活動與肺臟呼吸狀態的智慧衣 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3492933A1 (en) | 2019-06-05 |
EP3492933B1 (en) | 2024-09-18 |
CN111433567B (zh) | 2022-05-10 |
US11478192B2 (en) | 2022-10-25 |
US20200390393A1 (en) | 2020-12-17 |
WO2019106229A1 (en) | 2019-06-06 |
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