CN112315477A - 可水洗生理状态感测装置 - Google Patents
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Abstract
一种可水洗生理状态感测装置，包括一柔性载体、一柔性电极以及一导电线路。柔性载体的材质为具有弹性的材料，并且具有一承载表面。柔性电极设置于承载表面，并具有一可挠基体以及多个导电粒子。导电粒子是掺杂于该可挠基体中，并且可挠基体的材质为具有弹性的材料。导电线路设置于承载表面，并与柔性电极电性连接。借此能够达到耐水洗且兼具舒适的功效。
Description
技术领域
本发明关于一种电子组件，特别是关于一种可水洗生理状态感测装置。
背景技术
随着感测技术越来越成熟，人们对于通过穿戴式装置来取得生理状况的信息，除了可以初步了解身体状况之外，也可通过长期搜集这些感测信息而作为其他医疗上的判断。
然而，穿戴式装置除了做成手环较易于一般消费者所接受之外，对于应用于其他身体部位的感测，例如靠近腋下、胸部或胸下的部分较难以普遍推展。原因在于，目前市面上的传感器大部分都是以塑料为主要原料，并且有一个体积不小的感测探头。将这样的传感器设置在人体皮肤上常会造成使用者不适。
另外，由于传感器要接触人体皮肤，因此其清洁也显得格外重要，然而目前的产品对于防水功能，不外乎是设计橡胶圆环而阻隔水分进入。但是对于势必需要外露的感测电极并无法有效地达到可水洗功能。原因在于一般感测电极皆为金属层，其可能使用电镀或黄光工艺所形成，因此在经过水洗之后易氧化，也容易与其载体分离而脱落。因此，如何提供一种可耐水洗也适于贴附于人体皮肤的可水洗生理状态感测装置，实属当前的重要课题。
发明内容
有鉴于上述课题，本发明的一个目的是提供一种可水洗生理状态感测装置，其可以耐水洗，并且适于贴附于人体皮肤而不致产生不适的感觉。
为达上述目的，本发明提供一种可水洗生理状态感测装置，其特征在于，包括一柔性载体、一柔性电极以及一导电线路。柔性载体的材质为具有弹性的材料，并且具有一承载表面。柔性电极设置于承载表面，并具有一可挠基体以及多个导电粒子。导电粒子是掺杂于该可挠基体中，并且可挠基体的材质为具有弹性的材料。导电线路设置于承载表面，并与柔性电极电性连接。
于一实施例中，其中该柔性载体的材质选自包括聚胺酯、热塑性聚胺酯、硅胶、橡胶、环氧树脂或纺织纤维。
于一实施例中，其中该可挠基体的材质选自聚胺酯、热塑性聚胺酯、硅胶或橡胶。
于一实施例中，其中该些导电粒子包括石墨烯、纳米碳管或纳米银。
于一实施例中，可水洗生理状态感测装置还包括一柔性覆盖体，其材质为具有弹性的材料，覆盖至少部分的柔性载体的承载表面与导电线路，并暴露出部分的柔性电极。
于一实施例中，其中柔性覆盖体的材质选自包括聚胺酯、热塑性聚胺酯、硅胶、橡胶或抗紫外光涂层。
于一实施例中，其中可水洗生理状态感测装置还包括一抗紫外光薄膜，其覆盖于柔性覆盖体上。
于一实施例中，其中可水洗生理状态感测装置还包括一电子组件，其是与导电线路电性连接。
于一实施例中，其中电子组件选自包括一温度传感器、一收音传感器及其组合。
于一实施例中，其中电子组件是与柔性电极电性连接。
附图说明
图1为显示依据本发明第一实施例的一种可水洗生理状态感测装置的立体示意图；
图2为第一实施例的可水洗生理状态感测装置的侧视示意图；
图3为可水洗生理状态感测装置包括电子组件的示意图；
图4为显示依据本发明第二实施例的一种可水洗生理状态感测装置的分解示意图；
图5A为可水洗生理状态感测装置呈L型的示意图；
图5B为可水洗生理状态感测装置呈N型的示意图。
附图标记说明
10、20、30、30’：可水洗生理状态感测装置
11、21、31、31’：柔性载体
111、211：承载表面
12、22、32、32’：柔性电极
121：可挠基体
122：导电粒子
13、23、33、33’：导电线路
15：电子组件
24：柔性覆盖体
241：开口
R01、R11、R12：圆弧角或倒角。
具体实施方式
以下将参照相关附图，以说明本发明较佳实施例的可水洗生理状态感测装置，其中相同的组件将以相同的参照符号加以说明。
请同时参照图1与图2所示，本发明第一实施例的一种可水洗生理状态感测装置10包括一柔性载体11、一柔性电极12以及一导电线路13。
柔性载体11的材质为具有弹性的材料，其至少具有包括但不限于可挠曲、可拉伸、可扭曲或可回弹的特性。在本实施例中，柔性载体11的材质可选自包括聚胺酯(Polyurethane，PU)、热塑性聚胺酯(Thermoplastic polyurethane，TPU)、硅胶(silicon)、橡胶(rubber)、环氧树脂(epoxy resin)或纺织纤维。其中环氧树脂的实施态样可以是软性电路板。另外，柔性载体11还具有一承载表面111。
柔性电极12是设置于柔性载体11的承载表面111上。并且柔性电极12具有一可挠基体121以及多个导电粒子122，其中，导电粒子122是掺杂于可挠基体121之中。可挠基体121的材质为具有弹性的材料，其材质可选自包括但不限于聚胺酯、热塑性聚胺酯、硅胶或橡胶。导电粒子122包括但不限于石墨烯(graphene)、纳米碳管(carbon nano-tube)或纳米银(nano silver)。换言之，可挠基体121与导电粒子122可在非固态的原料状态下被混合后而形成。值得一提的是，导电粒子122的掺杂浓度可以根据实际的需求而调整，以达到所需的阻抗效果。另外，柔性电极12的用途可作为例如感测电压或电流的感测电极，或可作为一般的电性连接垫而与其他电子组件的电极连接。
导电线路13主要是设置于柔性载体11的承载表面111上，并与柔性电极12电性连接。在本实施例中，部分的导电线路13是延伸设置于部分的柔性电极12上，以达到较佳的电性连接效果，例如增加电性传导能力或降低阻抗。当然，在其他实施例中，也可以是部分的柔性电极12是延伸设置于部分的导电线路13上，其可以是取决于工艺的先后顺序。另外，导电线路13的主要原料可以包括石墨烯、纳米银或纳米碳管等，其可通过涂布或打印的方式而易于形成导电线路13。
值得一提的是，在相对于与柔性电极12电性连接的另一端，可以作为与其他系统电路板或控制电路板电性连接的连接端子。连接端子可以是由零插拔力(zero insertionforce，ZIF)连接端子，或是一钉扣型连接端子。
在其他实施例中，在相对于与柔性电极12电性连接的另一端也可设置另一柔性电极(图中未显示)，以适用于更多的应用。另外，上述的柔性电极除了作为感测的用途以外，还可以作为对皮肤或肌肉的电刺激电极，或是作为对皮肤加热的电极。
承上所述，可水洗生理状态感测装置利用可挠基体搭配柔性载体，通过其具有可挠曲、可拉伸、可扭曲或可回弹的特性，并且将导电粒子掺杂于可挠基体而使得可水洗生理状态感测装置在经过水洗之后，不会被破坏其结构或导电性，因而可重复清洗后使用。
另外，上述的柔性电极12可用以通过导电胶或导电凸块等介质而连接其他电子组件，请参阅图3所示，电子组件15例如为微型温度传感器，或为声音传感器。当可水洗生理状态感测装置10贴附于人体皮肤时，微型温度传感器可以感测人体的温度，而声音传感器则可用于读取例如胸腔或腹腔内的声音，或血液在瘘管中流动的声音，并借此由后端的运算处理器判断人体的生理状况。
请再参阅图4所示，为了加强防水性，本发明第二实施例的一种可水洗生理状态感测装置20包括一柔性载体21、一柔性电极22、一导电线路23以及一柔性覆盖体24。其中柔性载体21、柔性电极22以及导电线路23与第一实施例的柔性载体11、柔性电极12以及导电线路13具有相同的结构与功能特性，于此不再加以赘述。
柔性覆盖体24可设置于柔性载体21的一承载表面211上，并覆盖至少部分的导电线路23以及部分的柔性电极22。暴露于柔性覆盖体24的一开口241的柔性电极22是作为接触受测面(例如皮肤)或电性接触其他电子组件的电极。柔性覆盖体24的材质为具有弹性的材料，其可选自包括聚胺酯、热塑性聚胺酯、硅胶、橡胶或抗紫外光涂层。
值得一提的是，上述的抗紫外光涂层也可为单独的抗紫外光薄膜而贴附于柔性覆盖体24上(图中未显示)。
另外，上述提到的柔性电极与柔性载体的结合，以及柔性覆盖体与柔性载体的结合，可以通过直接热压结合(hot pressing)、通过热熔胶(hot melt)相互结合或通过其他胶(glue)相互结合，于此并未加以限制。
上述的可水洗生理状态感测装置是以线型(linear)为例，而在其他的实施例中，可水洗生理状态感测装置还可以是L型、N型、S型等不同的实现方式。如图5A所示，可水洗生理状态感测装置30包括一柔性载体31、一柔性电极32以及一导电线路33。与第一实施例不同的是，可水洗生理状态感测装置30整体是呈L型，并且导电线路33在转折处具有圆弧角或倒角R01以获得较佳的电子传导特性。再如图5B所示，可水洗生理状态感测装置30’包括一柔性载体31’、一柔性电极32’以及一导电线路33’。可水洗生理状态感测装置30’整体是呈N型，并且导电线路33’在转折处同样具有圆弧角或倒角R11、R12以获得较佳的电子传导特性。
本发明的可水洗生理状态感测装置可通过设计不同的电极数量以及排列方式，而可直接贴附于人体的皮肤，或是设置于纺织品上再接触于人体皮肤，以作感测或发出信号的用途。可水洗生理状态感测装置可以应用于量测心电图(Electrocardiography，ECG/EKG)、脑电图(Electroencephalography，EEG)、肌电图(Electromyography，EMG)或量测身体电阻抗(Electrical impedance tomography，EIT)使用；也可作为对皮肤或肌肉的电刺激电极，或对皮肤加热的电极。
综上所述，本发明的可水洗生理状态感测装置通过将载体以及电极设计为具有可挠曲、可拉伸、可扭曲或可回弹的特性，并且将导电粒子掺杂于柔性电极的可挠基体中，因此可以在水洗之后(包括冲洗、搓揉或搅拌)不会破坏电极或导线结构，而适合重复使用。尤其在同时加上柔性覆盖体之后，将可更加的强化其整体结构，而能够延长整体的使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，自不能以此限制本发明的保护范围。凡本领域技术人员，依本发明精神所作的等效修饰或变化，皆应包括于本申请保护范围内。
Claims (10)
1.一种可水洗生理状态感测装置，其特征在于，包括:
一柔性载体，其材质为具有弹性的材料，具有一承载表面；
一柔性电极，设置于该承载表面，并具有一可挠基体以及多个导电粒子，该些导电粒子是掺杂于该可挠基体中，该可挠基体的材质为具有弹性的材料；以及
一导电线路，设置于该承载表面，并与该柔性电极电性连接。
2.如权利要求1所述的可水洗生理状态感测装置，其特征在于，该柔性载体的材质选自包括聚胺酯、热塑性聚胺酯、硅胶、橡胶、环氧树脂或纺织纤维。
3.如权利要求1所述的可水洗生理状态感测装置，其特征在于，该可挠基体的材质选自聚胺酯、热塑性聚胺酯、硅胶或橡胶。
4.如权利要求1所述的可水洗生理状态感测装置，其特征在于，该些导电粒子包括石墨烯、纳米碳管或纳米银。
5.如权利要求1所述的可水洗生理状态感测装置，其特征在于，还包括:
一柔性覆盖体，其材质为具有弹性的材料，覆盖至少部分的该柔性载体的该承载表面与该导电线路，并暴露出部分的该柔性电极。
6.如权利要求5所述的可水洗生理状态感测装置，其特征在于，该柔性覆盖体的材质选自包括聚胺酯、热塑性聚胺酯、硅胶、橡胶或抗紫外光涂层。
7.如权利要求5所述的可水洗生理状态感测装置，其特征在于，还包括一抗紫外光薄膜，其覆盖于该柔性覆盖体上。
8.如权利要求1所述的可水洗生理状态感测装置，其特征在于，还包括一电子组件，其是与该导电线路电性连接。
9.如权利要求8所述的可水洗生理状态感测装置，其特征在于，该电子组件选自包括一温度传感器、一收音传感器及其组合。
10.如权利要求8所述的可水洗生理状态感测装置，其特征在于，该电子组件是与该柔性电极电性连接。
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