-
1. Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bekleidungsstück mit einer Aufnahme für einen Sensor sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Sportbekleidungsstücks.
-
2. Stand der Technik
-
Vor allem im Bereich des Sports, aber auch bei der stationären oder ambulanten Überwachung von Patienten, werden Bekleidungsstücke zunehmend mit Sensoren ausgestattet. Diese Sensoren sind in der Lage, physiologische Daten eines Trägers eines solchen Bekleidungsstücks zu messen. Zu diesen physiologischen Daten zählen beispielsweise die Herzfrequenz, Elektrokardiogrammsignale (EKG) oder respiratorische Signale, aber auch der derzeitige Bewegungszustand und die Körpertemperatur.
-
Beispielsweise wird die Herzfrequenz über zwei Elektroden gemessen, welche die Haut eines Menschen kontaktieren. Der menschliche Herzschlag, insbesondere dessen sogenannte R-Impulse, ruft auf der Haut Spannungsänderungen hervor, welche über die zwei Elektroden gemessen werden können.
-
Die Messung der Atmung erfolgt über mäanderförmige elektrische Leiter welche im Brust- und/oder Abdomenbereich angeordnet sein können und jeweils eine elektrische Spule bilden und an einen elektrischen Oszillator angeschlossen sind. Aufgrund der Atembewegung ändern sich der Brust- und Abdomenumfang und damit die Länge der Leiter, die Induktivität der Spulen und schließlich die Oszillationsfrequenz. Die Änderung der Oszillationsfrequenz kann ausgewertet werden und erlaubt Rückschlüsse auf die Atembewegungen.
-
Der Bewegungszustand eines Menschen kann über Positionssensoren oder Beschleunigungssensoren erfasst werden. Positionssensoren sind in der Lage Daten zu ihrer Position im Raum zu liefern, während Beschleunigungssensoren eine auf sie wirkende Beschleunigung messen. Die Sensoren können an einzelnen Körperteilen wie bspw. den Gliedmaßen angebracht werden, um die Bewegung und/oder Lage der Körperteile zu messen. Abstandssensoren können verwendet werden, um den Abstand einzelner Körperteil relativ zueinander zu messen.
-
Es ist wünschenswert, dass die an einem Bekleidungsstück angebrachten Sensoren möglichst ortsfest bleiben, d.h. nicht verrutschen. Beispielsweise kann ein Verrutschen einer oben beschriebenen Elektrode zur Herzfrequenzmessung dazu führen, dass der der Kontakt zur Haut gestört wird oder ganz abreißt, so dass ein Messen der durch den Herzschlag erzeugten Spannung auf der Haut nicht mehr möglich ist.
-
Auch kann es vorkommen, dass ein Sensor sich zu weit von dem Organ entfernt, dessen physiologische Signale zu messen sind. Beispielsweise kann ein oben beschriebener Sensor zur Messung der Atembewegungen zu weit nach oben in Richtung der Achseln oder in eine Schieflage verrutschen, so dass eine Ermittlung der Atembewegungen nicht mehr möglich ist. In einem anderen Beispiel kann eine Elektrode zur Messung der Herzfrequenz sich beim Tragen eines damit ausgestatteten Bekleidungsstücks so weit vom Herz entfernen, dass eine Messung der durch den Herzschlag hervorgerufenen Spannung auf der Haut nicht mehr möglich ist.
-
Dem Wunsch nach möglichst ortsfesten, d.h. nicht verrutschenden Sensoren beim Tragen von mit Sensoren ausgestatteter Bekleidungsstücke steht entgegen dass derartige Bekleidungsstücke gerade dann getragen werden, wenn es zu Körperbewegungen kommt, welche ein Verrutschen gerade begünstigen. Beispielsweise führt der Träger eines Bekleidungsstücks für eine Sportart mitunter komplexe und starke Bewegungen aus. Ein Fußballspieler führt beispielsweise seine Arme beim Einwurf über den Kopf, so dass der Rumpfteil seines Trikots eine Kraft nach oben, d.h. in Richtung des Kopfes erfährt. Bei einem Tennisspieler tritt beim Schlagen des Balles eine einseitige Kraft an der Oberkörperbekleidung auf, welche zu einer Verdrehung der Oberkörperbekleidung relativ zur Haut führen kann. Patienten, welche über Nacht zur Überwachung ein mit Sensoren ausgestattetes Bekleidungsstück tragen, können im Schlaf häufig und unbewusst ihre Liegeposition verändern und sich dabei bewegen, wodurch es zu einem Verrutschen der Sensoren kommen kann.
-
Im Zusammenhang mit der Problematik des Verrutschens des Sensors, bzw. des zu weiten Entfernens vom zu messenden Organ ist es besonders wichtig, dass der Sensor optimal positioniert ist. Ist der Sensor beispielsweise bereits unmittelbar nach dem Anziehen des mit dem Sensor ausgestatteten Bekleidungsstücks so positioniert, dass gerade noch ein Signal gemessen werden kann, so kann ein durch Bewegung verursachtes Verrutschen weniger toleriert werden, als wenn der Sensor unmittelbar nach dem Anziehen optimal positioniert ist. Ist der Sensor sogar unmittelbar nach dem Anziehen falsch positioniert, d.h. beispielsweise zu weit von einem zu messenden Organ entfernt, so kann der Sensor von Anfang an keine Signale messen.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, einen in einem Bekleidungsstück aufgenommen Sensor möglichst optimal zu positionieren und zu fixieren, so dass ein Verrutschen des Sensors beim Tragen des Bekleidungsstücks verringert oder vermieden wird und das von dem Sensor aufgenommene Messsignal nicht gestört wird. Ferner liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Sportbekleidungsstücks anzugeben.
-
3. Zusammenfassung der Erfindung
-
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem durch ein Bekleidungsstück gelöst, wobei das Bekleidungsstück einen ersten textilen Bereich aufweist, welcher geeignet ist, einen Sensor aufzunehmen, einen zweiten textilen Bereich aufweist und einen dritten textilen Bereich aufweist, welcher zumindest teilweise zwischen dem ersten und zweiten textilen Bereich angeordnet ist, wobei der dritte textile Bereich so beschaffen ist, dass er beim Tragen des Bekleidungsstücks auftretende Relativbewegungen zwischen dem ersten textilen Bereich und dem zweiten textilen Bereich entkoppelt, so dass ein vom ersten textilen Bereich aufgenommener Sensor im Wesentlichen ortsfest relativ zu einem Bereich eines darunterliegenden Organs eines Trägers des Bekleidungsstückes bleibt.
-
„Im Wesentlichen ortsfest“ bedeutet, dass der Sensor beim Tragen nicht so verrutscht, dass eine Messung nicht mehr möglich ist. Bei dem Bereich des darunterliegenden Organs kann es sich um den Bereich handeln, in dem der Sensor in der Lage ist, ein Messsignal zu messen. Handelt es sich bei dem Sensor beispielsweise um eine Herzfrequenzelektrode, welcher an der Haut anliegt, so kann dieser Bereich einen Durchmesser von wenigen Zentimetern auf der Haut, beispielsweise 10 cm haben. Wenn es sich bei dem Organ also um die Haut handelt, kommt es vorzugsweise nur auf einen Teilbereich der Haut an, bezüglich dessen der Sensor im Wesentlichen ortsfest verbleiben muss.
-
Anders als bei bekannten, mit Sensoren ausgestatteten Bekleidungsstücken, ist bei dem erfindungsgemäßen Bekleidungsstück ein dritter textiler Bereich vorgesehen, welcher die Relativbewegungen zwischen einem ersten und zweiten textilen Bereich im Wesentlichen entkoppelt. Hierdurch kann sich der erste textile Bereich, welcher einen Sensor aufnehmen kann, nahezu unabhängig vom zweiten textilen Bereich bewegen. Das Vorsehen und die Anordnung eines entkoppelnden dritten textilen Bereichs zwischen dem ersten und zweiten textilen Bereich verringert oder vermeidet die zwischen dem ersten und zweiten textilen Bereich auftretenden Kräfte aufgrund von Relativbewegungen zwischen dem ersten und zweiten textilen Bereich, welche durch Körperbewegungen eines Trägers des Bekleidungsstücks hervorgerufen werden.
-
Die Erfinder haben insbesondere erkannt, dass es im Allgemeinen immer dann zu einem Verrutschen kommt, wenn das Bekleidungsstück sich nicht mit der Haut mitbewegt, d.h. wenn das Bekleidungsstück sich bei auftretenden Zug-, Schub- und Scherkräften anders dehnt als die darunterliegende Haut. Der vorliegenden Erfindung liegt daher das fundamental neue Konzept zugrunde, durch den dritten textilen Bereich und seine entkoppelnde Anordnung zwischen dem ersten und zweiten textilen Bereich sicherzustellen, dass sich der erste textile Bereich, welcher einen Sensor aufnehmen kann, im Wesentlichen mit der Haut mitbewegt und daher fortdauernd Signale liefert. Der erste textile Bereich erfährt aufgrund der Entkoppelung vom zweiten textilen Bereich im Wesentlichen die gleichen Zug-, Schub- oder Scherkräfte wie die darunterliegende Haut und verformt sich genau wie diese, so dass ein Verrutschen des Sensors verringert oder vermieden wird.
-
Das erfindungsgemäße Bekleidungsstück ermöglicht eine Messung physiologischer Daten bei natürlichen Bewegungsabläufen, ohne dass es zu einem dauerhaften „Abreißen“ des Messsignals kommt. Insbesondere bei Echtzeitmessungen ist es wichtig, dass das Messsignal nicht dauerhaft abreißt, da der Sitzt des Sensors nicht ständig überprüft und korrigiert werden kann. Beispielsweise braucht ein mit einem erfindungsgemäßen Bekleidungsstück ausgerüsteter Sportler einer Feldsportart das Spielfeld nicht zu verlassen, um die Position eines Sensors zu korrigieren. Selbst bei verhältnismäßig „rauen“ Sportarten wie Rugby bleibt der Sitz des Sensors gewährleistet.
-
Grundsätzlich gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten für die Ausgestaltung des dritten textilen Bereichs zur erfindungsgemäßen Realisierung des neuen Konzepts.
-
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein in dem dritten textilen Bereich verarbeitetes Material leichter dehnbar als ein in dem ersten textilen Bereich verarbeitetes Material.
-
„Leichter dehnbar“ bedeutet, dass unter typischen beim Tragen des Bekleidungsstücks auftretenden Krafteinwirkungen ein Abschnitt des dritten textilen Bereichs eine größere Längenänderung bzw. Dehnung erfährt, als ein gleich großer Abschnitt des dritten textilen Bereichs. Dies kann beispielsweise durch sich im ersten und dritten textilen Bereich unterscheidende Laminierungen, Strick-, Web- oder Wirkmuster, Fasern, Materialdicken oder Dichten erzielt werden.
-
Indem der dritte textile Bereich ein leichter dehnbares Material aufweist als der erste textile Bereich, wird die zwischen dem ersten und zweiten textilen Bereich auftretende Zugkraft verringert und ein Verrutschen des Sensors im ersten textilen Bereich verringert oder vermieden. Gleichzeitig kann das in dem ersten textilen Bereich verarbeitete Material weniger leicht dehnbar sein, um den Sensor zu fixieren.
-
Beispielsweise kann der dritte textile Bereich einen kleineren Elastizitätsmodul als der erste textile Bereich aufweisen. Der Elastizitätsmodul eines Materials gibt an, wie stark sich das Material unter einer Zugkraft ausdehnt. Im Allgemeinen ist der Elastizitätsmodul definiert als Quotient aus Zugkraft und Materialausdehnung, d.h. ein kleinerer Elastizitätsmodul bedeutet, dass für die gleiche Materialausdehnung eine geringere Zugkraft aufgebracht werden muss. Vorzugsweise kann der dritte textile Bereich einen Elastizitätsmodul von 1/3 bis 1/2 des Elastizitätsmoduls des ersten textilen Bereichs aufweisen, d.h. er kann sich unter der gleichen Krafteinwirkung um das dreifache bis zweifache des ersten textilen Bereichs dehnen.
-
Eine weitere Möglichkeit aus der Vielzahl von Möglichkeiten für die Ausgestaltung des dritten textilen Bereichs sieht gemäß einer alternativen, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vor, dass der dritte textile Bereich eine unebene Struktur aufweist. Der dritte textile Bereich liegt somit nicht überall eng an der Haut an. Der dritte textile Bereich kann beispielsweise rechtwinklig zur auftretenden Zugkraft angeordnete Falten (Plissee) aufweisen, welche durch eine zwischen erstem und zweitem textilen Bereich auftretende Zugkraft entfaltet, d.h. geradegezogen werden. Durch die Falten weist der dritte textile Bereich eine genügende Stoffreserve auf, um durch Längenänderung bzw. Dehnung auftretende Zugkräfte zu minimieren und den ersten und zweiten textilen Bereich zu entkoppeln. Denkbar ist auch eine feine, sich entfaltende, gekräuselte Oberflächenstruktur des dritten textilen Bereichs.
-
Noch eine weitere Möglichkeit aus der Vielzahl von Möglichkeiten für die Ausgestaltung des dritten textilen Bereichs sieht gemäß einer alternativen, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vor, dass der dritte textile Bereich derart beschaffen ist, dass er beim Tragen des Bekleidungsstücks weiter von der Haut eines Trägers des Bekleidungsstücks beabstandet ist als der erste textile Bereich. Der erste und zweite textile Bereich kann beispielsweise eng am Körper des Trägers anliegend geschnitten sein, während der dritte textile Bereich einen weiten Schnitt aufweist. Durch diese Maßnahme ist gewährleistet, dass der dritte textile Bereich eine genügende Stoffreserve aufweist, um durch Längenänderung bzw. Dehnung auftretende Zugkräfte zu minimieren und den ersten und zweiten textilen Bereich zu entkoppeln. Gleichzeitig liegt der erste textile Bereich genügend eng an der Haut des Trägers an, um beispielsweise den Kontakt des Sensors mit der Haut sicherzustellen und der zweite textile Bereich liegt eng genug an, um für einen angemessenen Sitz des Bekleidungsstücks zu sorgen.
-
Noch eine weitere Möglichkeit aus der Vielzahl von Möglichkeiten für die Ausgestaltung des dritten textilen Bereichs sieht gemäß einer alternativen, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vor, dass der dritte textile Bereich eine im Wesentlichen andere mechanische Vorspannung aufweist als der erste und /oder der zweite textile Bereich. Die mechanischen Vorspannungen unterscheiden sich dabei so, dass bei auftretenden Bewegungen des Trägers des Bekleidungsstücks ein im ersten textilen Bereich angeordneter Sensor ungestört physiologische Signale messen kann.
-
Beispielsweise kann der dritte textile Bereich eine niedrigere mechanische Vorspannung als der erste und zweite textile Bereich aufweisen. Auf diese Weise kann sich der dritte textile Bereich leichter verformen, wenn beim Tragen des Bekleidungsstücks Zugspannungen zwischen dem ersten und zweiten textilen Bereich auftreten. Auftretende Zugkräfte können so durch eine Längenänderung bzw. Dehnung des dritten textilen Bereichs minimiert werden und der erste und zweite textile Bereich werden entkoppelt.
-
Eine niedrigere mechanische Vorspannung des dritten textilen Bereichs kann z.B. erreicht werden, indem beim Verbinden, z.B. Vernähen, des dritten textilen Bereichs mit dem ersten und/oder zweiten textilen Bereich der erste und/oder zweite textile Bereich durch Zugspannung gedehnt wird. Auf diese Weise erhält der dritte textile Bereich eine niedrigere mechanische Vorspannung als der erste und/oder zweite textile Bereich.
-
Die oben beschriebenen alternativen, bevorzugten Ausführungsformen zeigen, dass es eine Vielzahl von Möglichkeiten für die Ausgestaltung des dritten textilen Bereichs gibt. Allen Möglichkeiten ist gemeinsam, dass das Vorsehen eines dritten textilen Bereichs und seine entkoppelnde Anordnung zwischen dem ersten und zweiten textilen Bereich dafür sorgen, dass sich der erste textile Bereich, welcher einen Sensor aufnehmen kann, mit der Haut mitbewegt. Auf diese Weise wird ein Verrutschen des Sensors verringert oder vermieden. Beispielsweise wird sichergestellt, dass eine Herzfrequenzelektrode in Kontakt mit dem Bereich der Haut bleibt, in welchem durch das Herz hervorgerufene elektrische Oberflächenspannungen gemessen werden können.
-
Natürlich ist auch eine Kombination der verschiedenen beispielhaft erläuterten Ansätze sowie anderer Vorgehensweisen zur Entkopplung des ersten und des zweiten Bereichs durch einen entsprechend ausgestalteten dritten Bereich denkbar.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der dritte textile Bereich einen länglichen Abschnitt im Wesentlichen längs der Richtung größter Dehnung beim Tragen des Bekleidungsstücks auf. Hierdurch werden beim Tragen auftretende Kräfte zwischen dem ersten und zweiten textilen Bereich effizient entkoppelt.
-
Bei dem Sensor kann es sich beispielsweise um eine Hautelektrode zur Messung elektrischer Spannungen auf der Haut handeln, wie sie bei der Herzfrequenzmessung oder bei einem EKG verwendet werden. Es kann sich bei dem Sensor aber auch um mäanderförmige elektrische Leiter zur Messung der Atmung handeln, welche wie oben beschrieben angeordnet sind. Auch kann es sich bei dem Sensor um ein Magnetometer handeln, welches in der Lage ist, physiologische Magnetfelder zu messen.
-
Bevorzugt handelt es sich bei dem Organ um die Haut oder das Herz oder die Lunge eines Trägers des Bekleidungsstücks. Es kann sich bei dem Organ aber auch um eine Körperregion wie den Brustkorb, das Abdomen oder eine Gliedmaße wie ein Bein oder ein Arm handeln. Weitere Organe, deren physiologische Daten durch einen Sensor gemessen werden, sind denkbar.
-
Bevorzugt ist der dritte textile Bereich so zwischen dem ersten und zweiten textilen Bereich angeordnet, dass der erste und zweite textile Bereich nicht aneinandergrenzen. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Beispielsweise kann der dritte textile Bereich ein umlaufender Einsatz im Wesentlichen in Form einer Zylinderfläche sein. Dieser Einsatz kann beispielsweise ein Körperteil, wie beispielsweise den Arm oder den Achselbereich beim Tragen des Bekleidungsstücks umschließen. Dadurch, dass der erste und zweite Bereich nicht aneinandergrenzen, werden beide Bereiche vollständig durch den dritten textilen Bereich entkoppelt und die Gefahr eines Verrutschens des Sensors weiter verringert.
-
Bevorzugt handelt es sich bei dem Bekleidungsstück um ein Oberkörperbekleidungsstück, wobei es sich beim dem ersten textilen Bereich um einen Rumpfbereich handelt und wobei es sich bei dem zweiten textilen Bereich um einen Ärmelbereich handelt. Das Bekleidungsstück kann beispielsweise ein T-Shirt sein, wie es bei zahlreichen Sportarten, z.B. beim Fußball, Tennis oder Laufen getragen wird. Dadurch, dass das Bekleidungsstück Ärmel aufweist, welche durch den dritten textilen Bereich kräftemäßig vom Rumpfbereich entkoppelt sind, kann es als einziges Bekleidungsstück sichtbar getragen werden. Der Träger muss das mit einem Sensor ausgestattete Bekleidungsstück nicht zusätzlich als ärmelloses Unterhemd unter der eigentlichen Sportbekleidung tragen. Die Erfindung eröffnet die Möglichkeit, eine Vielzahl von Bekleidungsstücken für verschiedene Sportarten, verschiedene Jahreszeiten wie Sommer und Winter oder Hallensport (Indoor) und Freiluftsport (Outdoor) überhaupt erstmals mit Sensoren auszustatten, ohne dass eine übermäßige Gefahr des Verrutschens der Sensoren besteht.
-
Weiter bevorzugt handelt es sich bei dem dritten textilen Bereich um ein umlaufendes Ärmelstück. Beispielsweise kann es sich um ein Ärmelstück in Zylinderflächenform handeln, welches in der Nähe der Axel angeordnet ist. Hierdurch wird selbst bei einem langärmeligen Bekleidungsstück, beispielsweise einem Wintertrikot, der Ärmel optimal vom Rumpfbereich des Bekleidungsstücks entkoppelt.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform des Bekleidungsstücks weist der erste textile Bereich eine Tasche oder eine Klemme o.ä. zur Aufnahme des Sensors auf. Hierdurch ist der Sensor einerseits abnehmbar, so dass er beim Waschen des Bekleidungsstücks nicht beschädigt wird. Andererseits wird er durch die Tasche optimal gehalten und über dem zu messenden Organ positioniert.
-
Alternativ ist der Sensor in den ersten textilen Bereich eingenäht, eingewebt, eingestrickt oder eingeklebt. Falls es sich um einen Sensor handelt, der die Reinigung des Bekleidungsstücks unbeschadet übersteht, erlaubt diese Art der Befestigung eine einfache Handhabung des Bekleidungsstücks, da das Bekleidungsstück einfach angezogen werden kann, ohne, dass sich der Träger um das Befestigen des Sensors kümmern muss. Auch kann ein eingenähter, eingewebter, eingestrickter oder eingeklebter Sensor innerhalb des ersten textilen Bereichs nicht verrutschen. Auf diese Weise kann der Sensor nicht falsch positioniert sein.
-
Bevorzugt handelt es sich bei dem dritten textilen Bereich um ein Gewebe. Gewebe haben den Vorteil, dass ihre Dehnbarkeit, z.B. ausgedrückt durch ihr Elastizitätsmodul, durch die Art der Webtechnik und das verwendete Garn einfach eingestellt werden kann.
-
Bevorzugt weisen der erste und zweite textile Bereich das gleiche Material auf. Hierdurch erhält das Bekleidungsstück ein weitgehend durchgängiges Aussehen. Beispielsweise kann bei einem langärmeligen T-Shirt der Ärmel, bis auf den in der Nähe der Axel angeordneten dritten textilen Bereich, aus dem gleichen Material gefertigt sein wie der Rumpfbereich.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der dritte textile Bereich zwei verschiedene Elastizitätsmoduln in zwei voneinander verschiedenen Richtungen auf und ist so orientiert, dass die Richtung des kleineren Elastizitätsmoduls im Wesentlichen parallel zur Richtung der beim Tragen des Bekleidungsstücks größten auftretenden mechanischen Spannung ist. Bei dieser Orientierung des dritten textilen Bereichs kann sich der dritte textile Bereich bei auftretenden Zugkräften am leichtesten ausdehnen, um ein Verrutschen des Sensors im ersten textilen Bereich zu verringern oder zu vermeiden.
-
Bevorzugt ist das Bekleidungsstück ausgebildet, den Sensor so anzuordnen, dass er beim Tragen des Bekleidungsstücks an einer Seite des Torsos eines Trägers des Bekleidungsstücks positioniert ist. Bei dieser Positionierung lässt sich beispielsweise der Herzschlag des Trägers des Bekleidungsstücks leicht messen.
-
Bevorzugt kann es sich bei dem Sensor um eine Herzfrequenzelektrode handeln, welche in einem Seitenbereich des Brustbereichs angeordnet ist. Weiter bevorzugt werden zwei Herzfrequenzelektroden auf gegenüberliegenden Seitenbereichen des Brustbereichs angeordnet.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Bekleidungsstück ausgebildet, den Sensor umlaufend anzuordnen, so dass er beim Tragen des Bekleidungsstücks zumindest teilweise um den Torso eines Trägers des Bekleidungsstücks verläuft. Beispielsweise kann es sich um einen mäanderförmigen Leiter handeln, welcher zur Messung der Atmung wie oben beschrieben verwendet wird, indem die Änderung des Brust- und/oder Abdomenumfangs gemessen wird.
-
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen eines Sportbekleidungsstücks, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: a. Erhalten eines Dehnungsmusters der Haut eines Trägers des Sportbekleidungsstücks bei mindestens einer sportspezifischen Bewegung des Trägers und b. Herstellen des Sportbekleidungsstücks, wobei das Sportbekleidungsstück ein dem Dehnungsmuster der Haut im Wesentlichen ähnliches Dehnungsmuster bei der sportspezifischen Bewegung des Trägers aufweist und geeignet ist, einen Sensor aufzunehmen.
-
Bei der sportspezifischen Bewegung des Trägers handelt es sich um eine spezifische Bewegung einer Sportart. Beispielsweise kann der Träger einen Einwurf beim Fußball als spezifische Bewegung vollführen, oder das Schlagen eines Balles beim Tennis. Auf diese Weise kann ein an eine bestimmte Sportart angepasstes Sportbekleidungsstück hergestellt werden, welches beim Ausüben der Sportart ein verringertes Verrutschen eines in das Sportbekleidungsstück aufgenommenen Sensors gewährleistet.
-
Das Dehnungsmuster des Sportbekleidungsstücks ist dem Dehnungsmuster der Haut dabei so ähnlich, dass ein von dem Sportbekleidungsstück aufgenommener Sensor, beispielsweise eine Herzfrequenzelektrode, bei der Bewegung eines Trägers des Sportbekleidungsstücks im Wesentlichen ortsfest relativ zu einem Bereich eines darunterliegenden Organs eines Trägers des Sportbekleidungsstückes bleibt. Dies bedeutet, dass der Sensor bei den bestimmten Bewegungen des Trägers nicht so verrutscht, dass eine Messung dauerhaft nicht mehr möglich ist.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Herstellung eines Sportbekleidungsstücks, welches geeignet ist einen Sensor aufzunehmen und somit eine Messung physiologischer Daten eines Trägers des Sportbekleidungsstücks in Echtzeit bei natürlichen Bewegungsabläufen ermöglicht, ohne dass es zu einem dauerhaften „Abreißen“ des Messsignals kommt. Beispielsweise braucht ein Sportler einer Feldsportart welcher ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Sportbekleidungsstück trägt, das Spielfeld nicht zu verlassen, um die Position eines Sensors zu korrigieren. Selbst bei verhältnismäßig „rauen“ Sportarten wie Rugby bleibt der Sitz des Sensors gewährleistet. Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Sportbekleidungsstück ermöglicht zum einen ein gutes Messsignal eines aufgenommenen Sensors im Ruhezustand eines Trägers des Bekleidungsstücks. Zum anderen wird ein dauerhaftes „Abreißen“ des Signals bei Bewegungen, z.B. beim Sport, des Trägers verringert oder vermieden.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist der Schritt b. so ausgestaltet, dass das Dehnungsmuster des Sportbekleidungsstücks so beschaffen ist, dass ein von dem Sportbekleidungsstück aufgenommener Sensor beim Tragen des Sportbekleidungsstücks im Wesentlichen ortsfest relativ zu einem Bereich eines darunterliegenden Organs eines Trägers des Sportbekleidungsstückes bleibt.
-
Weiter bevorzugt handelt es sich bei dem Organ um die Haut, das Herz, die Lunge, den Brustkorb oder das Abdomen eines Trägers des Sportbekleidungsstücks. Als Organ wird dabei auch ein Körperteil wie der Brustkorb oder das Abdomen, aber auch beispielsweise eine Gliedmaße wie ein Bein oder ein Arm verstanden.
-
Weiter bevorzugt umfasst das Verfahren den Schritt: Anbringen einer Aufnahme für einen Sensor an dem Sportbekleidungsstück. Bei einer Aufnahme kann es sich beispielsweise um eine Tasche oder eine Klammer handeln.
-
Weiter bevorzugt umfasst das Verfahren den Schritt: Anbringen eines Sensors an dem Sportbekleidungsstück. Beispielsweise kann der Sensor in das Sportbekleidungsstück eingenäht, eingewebt, eingestrickt oder eingeklebt sein. Der Sensor kann aber auch in eine Tasche des Sportbekleidungsstücks eingesteckt oder mittels einer Klammer o.ä. an dem Sportbekleidungsstück befestigt werden.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Aufnahme und/oder der Sensor in einem Bereich kleiner Dehnung verglichen mit anderen Bereichen des Dehnungsmusters des Sportbekleidungsstücks angebracht. Auf diese Weise kann noch besser verhindert oder vermindert werden, dass der Sensor bei den bestimmten Bewegungen des Trägers verrutscht und eine Messung nicht mehr möglich ist.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrenswird in einem Bereich großer Dehnung verglichen mit anderen Bereichen des Dehnungsmusters des Sportbekleidungsstücks ein textiler Bereich eingearbeitet, welcher leichter dehnbar ist als andere textile Bereiche. Hierdurch werden in vorteilhafter Weise mechanische Spannungen zwischen verschiedenen Bereichen des Sportbekleidungsstücks reduziert und insbesondere dafür gesorgt, dass sich ein in dem Sportbekleidungsstück aufgenommener Sensor mit der Haut mitbewegt.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrenserfolgt das Erhalten des Dehnungsmusters in Schritt a. mittels eines optischen Verfahrens. Beispielsweise können auf der Haut Referenzpunkte aufgebracht werden, deren relative Abstandsänderung bei den bestimmten Bewegungen optisch erfasst werden, um das Dehnungsmuster zu ermitteln.
-
Bevorzugt umfasst Schritt b. des Verfahrens weiter: Ausgestalten von zumindest zwei textilen Bereichen des Sportbekleidungsstücks mit unterschiedlichem Dehnungsverhalten. Beispielsweise kann in einem Bereich großer Dehnung der Haut ein textiler Bereich des Sportbekleidungsstücks vorgesehen werden, welcher eine große Dehnbarkeit aufweist. In einem Bereich niedriger Dehnung der Haut kann ein textiler Bereich vorgesehen werden, welcher eine entsprechend niedrigere Dehnbarkeit aufweist. Auf diese Weise kann das Dehnungsmuster des Sportbekleidungsstücks an das Dehnungsmuster der Haut angepasst werden.
-
Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Sportbekleidungsstück welches nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt wurde.
-
4. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
In der folgenden detaillierten Beschreibung werden gegenwärtig bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Balles unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben:
-
1: Eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, bei dem es sich bei dem erfindungsgemäßen Bekleidungsstück um ein Oberkörperbekleidungsstück handelt;
-
2: Eine schematische Darstellung einer Bewegung des Bekleidungsstücks aus dem Ausführungsbeispiel der 1;
-
3: Eine schematische Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks mit einer faltenartigen Struktur;
-
4: Eine schematische Darstellung eines weiteren alternativen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks mit einem weiter von der Haut eines Trägers des Bekleidungsstücks beabstandeten dritten textilen Bereich;
-
5: Eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks mit sich berührenden erstem und zweitem textilen Bereich;
-
6: Eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks mit zwei verschiedenen Elastizitätsmoduln;
-
7: Eine Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks, bei welchem das Bekleidungsstück ausgebildet ist, den Sensor umlaufend um die Brust eines Trägers anzuordnen;
-
8: Eine Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks, bei welchem das Bekleidungsstück einen umlaufenden dritten textilen Bereich und einen mit dem Sensor verbundenen elektrischen Leiter aufweist;
-
9: Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks mit einem zwei Abschnitte aufweisenden dritten textilen Bereich und einer Messdatenverarbeitungseinrichtung;
-
10: Eine Detaildarstellung eines Abschnitts eines dritten textilen Bereichs gemäß dem Ausführungsbeispiel der 9;
-
11: Eine Illustration eines Teilaspekts der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
-
12: Eine Illustration eines Teilaspekts der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
-
13: Eine Detaildarstellung eines Abschnitts eines dritten textilen Bereichs gemäß einem Ausführungsbeispiel;
-
14: Eine Detaildarstellung eines Abschnitts eines dritten textilen Bereichs mit einem Schlitz gemäß einem Ausführungsbeispiel;
-
15: Eine Teilansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks;
-
16: Eine Teilansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks;
-
17: Eine Darstellung bezüglich des Auffindens eines Bereichs optimaler Position eines Sensors;
-
18: Eine Illustration eines Aspekts des Auffindens eines Bereichs optimaler Position eines Sensors;
-
19: Eine Illustration eines Aspekts des Auffindens eines Bereichs optimaler Position eines Sensors für zwei verschiedene Sportarten.
-
5. Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
-
Im Folgenden werden gegenwärtig bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf ein Bekleidungsstück sowie ein Verfahren beschrieben.
-
1 zeigt schematische Darstellung eines Bekleidungsstücks 1 gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung. In dem Ausführungsbeispiel der 1 ist das Bekleidungsstück 1 als ein langärmliges Oberkörperbekleidungsstück, beispielsweise ein Fußballtrikot für den Winter, gezeigt. Grundsätzlich kann es sich bei dem Bekleidungsstück aber auch um ein kurzärmliges Hemd, beispielsweise ein Sommertrikot, ein Laufshirt, ein Unterhemd, eine Weste, eine Hose, also mithin um ein beliebiges Bekleidungsstück handeln. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Bekleidungsstück um eine Funktionsbekleidung für sportliche Aktivitäten wie beispielsweise Fußball oder Basketball.
-
Das Bekleidungsstück ist im Allgemeinen aus einem textilen Stoff hergestellt. Bei dem Stoff kann es sich um ein Gewebe, ein Gewirke, ein Gestricke, ein Geflecht, ein Fleece, also mithin um jede Art von aus textilen Fasern hergestelltem Stoff handeln.
-
Das in 1 gezeigt Bekleidungsstück 1 weist einen ersten textilen Bereich 2 auf, welcher geeignet ist, zumindest einen Sensor (in Fig. 1 nicht gezeigt) aufzunehmen. Der erste textile Bereich 2 ist aus einem textilen Stoff, wie oben beschrieben, hergestellt. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Bekleidungsstück 1 handelt es sich bei dem ersten textilen Bereich um den Rumpfbereich des gezeigten Oberkörperbekleidungsstücks. Bei einem anderen erfindungsgemäßen Bekleidungsstück, beispielsweise einer Hose, könnte es sich bei dem ersten textilen Bereich beispielsweise um den Oberschenkelbereich handeln.
-
Der erste textile Bereich ist geeignet, zumindest einen Sensor (in 1 nicht gezeigt) aufzunehmen. Der Sensor kann beispielsweise durch eine Aufnahme (in 1 nicht gezeigt) in Form einer Tasche oder einer Klammer oder andere Befestigungsmittel aufgenommen werden. Andere Formen der Aufnahme, wie beispielsweise ein Klettverschluss, Druckknöpfe oder Verschnürungen sind denkbar. Erfordert der Sensor Kontakt zur Haut des Trägers, so kann die Aufnahme an der Innenseite, d.h. der dem Körper zugewandten Seite des auf rechts gedrehten Bekleidungsstücks angeordnet sein. In einem solchen Fall lässt die Aufnahme den Kontakt des Sensors zur Haut des Trägers zu, beispielsweise durch ein oder mehrere Löcher.
-
Der erste textile Bereich 2 kann den Sensor aber auch permanent, d.h. nicht abnehmbar, aufnehmen. Beispielsweise kann der Sensor in den ersten textilen Bereich eingenäht, eingewebt, eingestrickt oder eingeklebt sein.
-
Das in 1 gezeigt Bekleidungsstück 1 weist ferner einen zweiten textilen Bereich 3 auf. Auch der zweite textile Bereich 3 ist aus einem textilen Stoff, wie oben beschrieben, hergestellt. Dabei kann es sich um das gleiche Material wie beim ersten textilen Bereich 2 handeln. Bei dem zweiten textilen Bereich 3 in 1 handelt es sich um einen Ärmelbereich des Oberkörperbekleidungsstücks der 1. Bei einem anderen erfindungsgemäßen Bekleidungsstück, beispielsweise einer Hose, könnte es sich bei dem zweiten textilen Bereich beispielsweise um den Unterschenkelbereich handeln.
-
Ferner weist das in 1 gezeigte Bekleidungsstück 1 einen dritten textilen Bereich 4 auf. Auch dieser textile Bereich 4 ist aus einem textilen Stoff, wie oben beschrieben, hergestellt. Grundsätzlich kann es sich hierbei um einen anderen textilen Stoff als bei dem ersten und zweiten textilen Bereich handeln. Der in 1 gezeigte dritte textile Bereich 4 hat die Form eine umlaufenden Ärmelstücks, d.h. er läuft einmal um den Arm eines Trägers des Bekleidungsstücks 1 herum. Beispielsweise kann das Ärmelstück 4 ein umlaufender Einsatz im Wesentlichen in Form einer Zylinderfläche sein. Beispielsweise könnten die Säume von Rumpf und Ärmeln eines T-Shirts oder Hemds herausgetrennt und stattdessen der dritte textile Bereich eingesetzt werden. Der Ärmel könnte zusätzlich gekürzt werden, um Platz für den dritten Textilen Bereich zu schaffen, so dass der Ärmel nach Einsetzen des dritten textilen Bereichs die gleiche Länge hat wie vorher.
-
Der dritte textile Bereich 4 ist so beschaffen, dass er beim Tragen des Bekleidungsstücks auftretende Relativbewegungen zwischen dem ersten textilen Bereich und dem zweiten textilen Bereich entkoppelt, so dass ein vom ersten textilen Bereich aufgenommener Sensor (in 1 nicht gezeigt) im Wesentlichen ortsfest relativ zu einem Bereich eines darunterliegenden Organs eines Trägers des Bekleidungsstückes bleibt.
-
Beispielsweise kann der Sensor im Wesentlichen ortsfest zu einem Bereich der darunterliegenden Haut bleiben. Dies ist vor allem bei Herzfrequenzelektroden vorteilhaft, welche einen möglichst niedrigen Übergangswiderstand zwischen der Haut und der Elektrode voraussetzen. Je nach Anwendungsfall, kann der Sensor aber auch zusätzlich oder alternativ im Wesentlichen ortsfest zu einem inneren Organ, z.B. dem Herzen oder der Lunge bleiben.
-
Handelt es sich bei dem Organ beispielsweise um die Haut, so genügt es, wenn der Sensor im Wesentlichen ortsfest zu einem Bereich der Haut bleibt, welcher dem Sensor unmittelbar zugeordnet ist. Beispielsweise kann es sich um einen Bereich der Haut von einigen Zentimetern Durchmesser, wie beispielsweise 10 cm handeln, auf welchem der Sensor sitzt und bezüglich dessen er im Wesentlichen ortsfest bleibt. Dafür, dass der Sensor in der Lage ist, den Herzschlag zu messen, ist es unerheblich, ob andere Bereiche der Haut, wie beispielsweise am Bein, sich relativ zu dem Sensor bewegen oder nicht.
-
Die Funktion des dritten textilen Bereichs 4 ist in der 2 illustriert, welche schematisch eine Bewegung des Bekleidungsstücks 1 aus dem Ausführungsbeispiel der 1 zeigt. In der 2 ist das Bekleidungsstück 1 nach dem Anheben des linken Armes eines Trägers (in der 2 nicht gezeigt) des Bekleidungsstücks 1 gezeigt. Durch das Vorsehen und die Anordnung des dritten textilen Bereichs 4 zwischen dem ersten textilen Bereich 2 und dem zweiten textilen Bereich 3 wird die Bewegung des zweiten textilen Bereichs 3 vom ersten textilen Bereich 2 im Wesentlichen entkoppelt. Da der erste textile Bereich den Sensor (in der 2 nicht gezeigt) aufnimmt, wird die Bewegung des zweiten Bereichs 3 nicht an den Sensor weitergegeben. Dieser bleibt im Wesentlichen ortsfest zur darunterliegenden Haut des Trägers, d.h. die von ihm durchgeführten Messungen werden nicht negativ beeinflusst.
-
Wie in der 2 gezeigt, führt die Relativbewegung zwischen dem zweiten textilen Bereich 3 und dem ersten textilen Bereich 2 zu einer deutlichen Längenänderung bzw. Dehnung des dritten textilen Bereichs 4. Diese Längenänderung bzw. Dehnung kann dadurch verursacht werden, dass der dritte textile Bereich leichter dehnbar ist als der erste textile Bereich.
-
Beispielsweise kann der dritte textile Bereich einen kleineren Elastizitätsmodul aufweisen als der erste textile Bereich. Bekanntlich gibt der Elastizitätsmodul eines Materials an, wie stark sich das Material unter einer Zugkraft ausdehnt. Im Allgemeinen ist der Elastizitätsmodul definiert als Quotient aus Zugkraft und Materialausdehnung, d.h. ein kleinerer Elastizitätsmodul bedeutet, dass für die gleiche Materialausdehnung eine geringere Zugkraft aufgebracht werden muss. Im Ausführungsbeispiel der 1 und 2 bedeutet dies, dass der dritte textile Bereich 4 sich deutlich stärker ausdehnt als der erste und zweite textile Bereich.
-
Eine andere Möglichkeit, eine Längenänderung bzw. Dehnung des dritten textilen Bereichs 4 bei auftretenden Zugkräften zu begünstigen, ist in der 3 gezeigt. Hier weist der dritte textile Bereich 4 eine unebene, nämliche eine faltenartige Struktur 7 auf. Eine derartige Struktur könnte beispielsweise ein Plissee, also künstlich gebildete Falten sein. Andere Strukturen sind denkbar, wie beispielsweise ein geknitterter Stoff oder eine mikro-dreidimensionale Struktur.Wie im Ausführungsbeispiel der 3 gezeigt, können die Falten 7 rechtwinklig zur Zugkraft zwischen erstem und zweitem textilen Bereich, beispielsweise um den Ärmel umlaufend, angeordnet sein. Kommt es zu einer relativen Bewegung zwischen erstem und zweitem textilen Bereich, so werden die Falten 7 im dritten textilen Bereich 4 langgezogen, d.h. der dritte textile Bereich wird gedehnt. Die Falten 7 sorgen also für, dass bei auftretenden Zugkräften genug Stoffreserve des dritten textilen Bereichs 4 zur Verfügung steht, um eine Längenänderung bzw. Dehnung zu bewirken.
-
Noch eine weiter Möglichkeit, eine Längenänderung bzw. Dehnung des dritten textilen Bereichs 4 bei auftretenden Zugkräften zu begünstigen, ist in der 4 gezeigt. Hier ist der dritte textile Bereich 4 derart beschaffen, dass er beim Tragen des Bekleidungsstücks 1 weiter von der Haut eines Trägers des Bekleidungsstücks beabstandet ist als der erste textile Bereich. Im Ausführungsbeispiel der 4 ist der dritte textile Bereich 4 unterhalb der Achseln weiter von der Haut eines Trägers (in der 4 nicht gezeigt) beabstandet als der erste und zweite textile Bereich. In diesem Ausführungsbeispiel ist der dritte textile Bereich 4 teilweise zwischen dem ersten und zweiten textilen Bereich angeordnet. Teilweise, nämlich unterhalb der Achseln, ist der dritte textile Bereich nicht zwischen dem ersten und zweiten textilen Bereich angeordnet. Durch diese Maßnahme weist der dritte textile Bereich 4 bei auftretenden Zugkräften genug Stoffreserve auf, um eine Längenänderung bzw. Dehnung zu bewirken.
-
Noch eine weitere Möglichkeit, eine Längenänderung bzw. Dehnung des dritten textilen Bereichs 4 bei auftretenden Zugkräften zu begünstigen, besteht darin, dass der dritte textile Bereich 4 eine andere mechanische Vorspannung aufweist als der erste und / oder der zweite textile Bereich. Beispielsweise kann der dritte textile Bereich 4 eine niedrigere mechanische Vorspannung als der erste und zweite textile Bereich aufweisen. Auf diese Weise kann sich der dritte textile Bereich 4 leichter verformen, wenn beim Tragen des Bekleidungsstücks 1 Zugspannungen zwischen dem ersten und zweiten textilen Bereich auftreten. Auftretende Zugkräfte können so durch eine Längenänderung bzw. Dehnung des dritten textilen Bereichs 4 minimiert werden und der erste und zweite textile Bereich werden entkoppelt.
-
Eine niedrigere mechanische Vorspannung des dritten textilen Bereichs 4 kann z.B. erreicht werden, indem beim Verbinden, z.B. Vernähen, des dritten textilen Bereichs 4 mit dem ersten und/oder zweiten textilen Bereich der erste und/oder zweite textile Bereich durch Zugspannung gedehnt wird. Auf diese Weise erhält der dritte textile Bereich 4 eine niedrigere mechanische Vorspannung als der erste und/oder zweite textile Bereich.
-
Den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass das Vorsehen eines dritten textilen Bereichs 4 und seine entkoppelnde Anordnung zwischen dem ersten textilen Bereich 2 und dem zweiten textilen Bereich 3 dafür sorgen, dass sich der erste textile Bereich 2, welcher einen Sensor aufnehmen kann, mit der Haut eines Trägers des gezeigten Bekleidungsstücks 1 mitbewegt. Auf diese Weise wird ein Verrutschen des Sensors verringert oder vermieden, d.h. der Sensor kann weiterhin ungehindert Messungen durchführen. Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele können auch kombiniert werden. Andere Vorgehensweisen zur Entkopplung des ersten und des zweiten textilen Bereichs durch einen entsprechend ausgestalteten dritten textilen Bereich sind ebenfalls denkbar.
-
Bei den in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispielen grenzt der erste textile Bereich 2 nicht an den zweiten textilen Bereich 3 an, d.h. der dritte textile Bereich 4 trennt diese Bereiche vollständig. Alternativ können der erste und zweite textile Bereich angrenzend angeordnet sein, wie im Ausführungsbeispiel der 5 gezeigt. Hier ist der zweite textile Bereich 3 in Form eines Ärmelbereichs an der Oberseite des Ärmels bis an den ersten Textilen Bereich 2 in Form des Rumpfbereichs gezogen, d.h. beide Bereiche berühren sich an der Ärmeloberseite im Bereich der Schulter. Der dritte textile Bereich 4 ist an der Seite und unterhalb der Axel zwischen dem Ärmelbereich 3 und dem Rumpfbereich 2 in Form eines Ärmelstücks 4 angeordnet. Da die größten Zugkräfte zwischen Ärmelbereich 3 und Rumpfbereich 2 unter der Axel, etwa bei Hebebewegungen des Armes, auftreten, erfüllt diese Anordnung des Ärmelstücks 4 eine ebenso gute Entkopplungsfunktion, wie in den Ausführungsbeispielen der 1 bis 4.
-
Im Ausführungsbeispiel der 6 weist der dritte textile Bereich 4 zwei verschiedene Elastizitätsmoduln E1 und E2 in zwei voneinander verschiedenen Richtungen auf und ist so orientiert, dass die Richtung des kleineren Elastizitätsmoduls E1 im Wesentlichen parallel zur Richtung der beim Tragen des Bekleidungsstücks 1 größten auftretenden mechanischen Spannung F ist.
-
Textile Materialien mit unterschiedlichen Elastizitätsmoduln in zwei verschiedenen Richtungen können beispielsweise Gewebe sein. Gewebe werden aus im Allgemeinen rechtwinkligen Kett- und Schussfäden gebildet. Unterschiedliche Dicken und Dichten von Kett- und Schussfäden und die Art der Verwebung können deutlich voneinander abweichende Elastizitätsmoduln in Kettfadenrichtung und Schussfadenrichtung verursachen.
-
Im Ausführungsbeispiel der 6 wird der dritte textile Bereich 4 so am Bekleidungsstück 1 angeordnet, dass die Richtung des kleinsten Elastizitätsmoduls E1 im Wesentlichen parallel zur Richtung der beim Tragen des Bekleidungsstücks größten auftretenden mechanischen Spannung F ist.
-
Im Beispiel des Oberkörperbekleidungsstücks der 6 tritt die größte mechanische Spannung F an der Unterseite der Axel, z.B. beim Heben des Arms auf und ist vom Ärmelbereich 2 auf den Rumpfbereich 2 gerichtet. Entsprechend ist die Richtung des kleinsten Elastizitätsmoduls E1 im Wesentlichen parallel zur Richtung dieser mechanischen Spannung F ausgerichtet. Auf diese Weise wird eine Dehnung des dritten textilen Bereichs bei auftretenden Zugspannungen weiter begünstigt und ein Verrutschen des Sensors verringert oder vermieden.
-
7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei welchem das Bekleidungsstück 1 ausgebildet ist, einen Sensor 5 umlaufend anzuordnen, so dass er beim Tragen des Bekleidungsstücks zumindest teilweise um den Torso eines Trägers des Bekleidungsstücks 1 verläuft. Beispielsweise kann es sich um einen mäanderförmigen elektrischen Leiter handeln, welcher zur Messung der Atmung verwendet wird. Zur Messung der Atmung weist der Sensor 5 beispielsweise mäanderförmige elektrische Leiter auf, welche jeweils eine elektrische Spule bilden und an einen elektrischen Oszillator angeschlossen werden können. Aufgrund der Atembewegung ändern sich der Brust- und Abdomenumfang und damit die Länge elektrischen Leiter, die Induktivität der Spulen und schließlich die Oszillationsfrequenz. Die Änderung der Oszillationsfrequenz kann ausgewertet werden und erlaubt Rückschlüsse auf die Atembewegungen.
-
8 zeigt eine Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks 1, bei welchem das Bekleidungsstück 1 einen umlaufenden dritten textilen Bereich 4 und einen mit dem Sensor 5 verbundenen elektrischen Leiter 6 aufweist. Der elektrische Leiter kann beispielsweise zu einer Messdatenverarbeitungsrichtung (in der 8 nicht gezeigt) führen, welche an dem Bekleidungsstück 1 angebracht ist und die von dem Sensor 5 gemessenen Daten verarbeitet oder speichert oder drahtlos an einen Empfänger überträgt.
-
9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks 1 mit einem zwei Abschnitte 4a und 4b aufweisenden dritten textilen Bereich 4 und einer Messdatenverarbeitungseinrichtung 7. Der dritte textile Bereich 4 weist einen um den Arm im Schulterbereich umlaufenden Abschnitt 4a und einen länglichen sich vom seitlichen Brustbereich unter der Achsel bis in den Oberarmbereich erstreckenden länglichen Abschnitt 4b auf. In der 9 ist außerdem ein für die Funktion des Sensors optimaler Bereich 8 gezeigt. Wird der Sensor, welcher in diesem Ausführungsbeispiel eine Herzfrequenzelektrode ist, in diesem Bereich positioniert, so ist er in der Lage, die Herzfrequenz eines Trägers des Bekleidungsstücks 1 zu messen. Die Messdatenverarbeitungseinrichtung 7 ist mit der Herzfrequenzelektrode über einen elektrischen Leiter 6 verbunden. Dieser Leiter kann flexibel sein und ein ähnliches Dehnverhalten aufweisen, wie der textile Bereich in dem der angeordnet ist.
-
10 zeigt eine Detaildarstellung eines Abschnitts 4b eines dritten textilen Bereichs 4 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 9. Der Abschnitt 4b ist länglich und hat eine spitz zulaufende Form. Durch diesen Schnitt wird eine optimale Entkoppelung des ersten und zweiten textilen Bereichs ermöglicht.
-
11 zeigt eine Illustration eines Teilaspekts der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Hier wurde mittels eines optischen Verfahrens das Dehnungsmuster der Haut eines Trägers, nämlich eines Sportlers, bei einer sportspezifischen Bewegung, nämlich einem Einwurf beim Fußball, erhalten. Die Dehnung der Haut ist in dieser Figur als relative Dehnung verglichen mit dem Ruhezustand der Haut, bspw. bei aufrechtem lockerem Stand mit hängenden Armen, gezeigt. So bedeutet eine relative Dehnung von 100% in einem bestimmten Bereich der Haut, dass sich die Haut in diesem Bereich auf die doppelte Länge gedehnt hat. Eine Dehnung von beispielsweise 30% bedeutet, dass sich ein zuvor 1 cm langes Hautstück auf eine Länge von 1,3 cm gedehnt hat.
-
Wie in 11 gezeigt, tritt im Bereich 9 die größte Dehnung von 25% bis 60% auf. Im Bereich 10 zeigt sich eine Dehnung von 20% bis 25%. Im Bereich 11 tritt eine Dehnung von 10% bis 20% auf und im Bereich 12 zeigt sich eine Dehnung von 0% bis 10%. Wie in 11 gezeigt, tritt bei einem Einwurf die größte Dehnung der Haut unterhalb der Axel zwischen mittelseitlichem Brustbereich und mittelseitlichem Rückenbereich auf.
-
Nachdem das in der 11 beispielhaft gezeigte Dehnungsmuster der Haut erhalten wurde, wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Sportbekleidungsstück hergestellt, wobei das Sportbekleidungsstück ein dem Dehnungsmuster der Haut im Wesentlichen ähnliches Dehnungsmuster beim Tragen aufweist.
-
Das Dehnungsmuster des Sportbekleidungsstücks ist dem Dehnungsmuster der Haut dabei so ähnlich, dass ein von dem Sportbekleidungsstück aufgenommener Sensor, beispielsweise eine Herzfrequenzelektrode, bei den bestimmten Bewegungen eines Trägers des Sportbekleidungsstücks im Wesentlichen ortsfest relativ zu einem Bereich eines darunterliegenden Organs eines Trägers des Sportbekleidungsstückes bleibt. Dies bedeutet, dass der Sensor bei den bestimmten Bewegungen des Trägers nicht so verrutscht, dass eine Messung dauerhaft nicht mehr möglich ist.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Herstellung eines Sportbekleidungsstücks, welches geeignet ist einen Sensor aufzunehmen und somit eine Messung physiologischer Daten eines Trägers des Sportbekleidungsstücks in Echtzeit bei natürlichen Bewegungsabläufen ermöglicht, ohne dass es zu einem dauerhaften „Abreißen“ des Messsignals kommt. Beispielsweise kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren das Sportbekleidungsstück für eine bestimmte Sportart oder eine Gruppe von Sportarten angepasst werden, indem beim Erhalten des Dehnungsmusters der Haut mindestens eine für die Sportart spezifische Bewegung durchgeführt wird.
-
Ein Sportler einer Feldsportart z.B., welcher ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Sportbekleidungsstück trägt, braucht das Spielfeld nicht zu verlassen, um die Position eines Sensors zu korrigieren. Selbst bei verhältnismäßig „rauen“ Sportarten wie Rugby bleibt der Sitz des Sensors gewährleistet.
-
12 zeigt eine Illustration eines Teilaspekts der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. In dieser Figur ist die Dehnung eines erfindungsgemäßen Sportbekleidungsstücks 1 gezeigt. Die Dehnung des Sportbekleidungsstücks wurde hier mit dem gleichen Verfahren, wie die Dehnung der Haut in 11 gemessen. Die Bereiche unterschiedlicher Dehnung entsprechen denen aus 11. Im Bereich 12 tritt die geringste Dehnung von 0% bis 10% auf. Dieser Bereich ist am besten für die Positionierung eines Sensors und oder einer dehnbaren elektrischen Zuführung für den Sensor geeignet, da der Sensor und oder die dehnbare elektrische Zuführung in diesem Bereich am wenigsten oder gar nicht bei einer sportspezifischen Bewegung, bspw. einem Einwurf verrutscht. Auch im Bereich 11, welcher eine Dehnung von 10% bis 20% aufweist, kann der Sensor und/oder die dehnbare elektrische Zuführung positioniert werden.
-
Vorzugsweise weist eine dehnbare elektrische Zuführung für den Sensor das gleiche Dehnungsverhalten, z.B. ausgedrückt durch ein Elastizitätsmodul, wie der Bereich des Sportbekleidungsstücks auf, in dem die dehnbare elektrische Zuführung angebracht ist.
-
Die in den 11 und 12 gezeigte Dehnungsskala reicht von 0% bis 30%. Es treten in den in den 11 und 12 gezeigten Bereichen 9 aber auch Dehnungen von über 30%, beispielsweise bis zu 60% auf. In der Erläuterung der 11 und 12 wurde die Dehnung in vier Bereiche, nämlich 12: 25% bis 60%, 11: 20% bis 25%, 10: 10% bis 20% und 9: 0% bis 10%, aufgeteilt. Andere Aufteilungen, grober oder feiner, sind selbstverständlich möglich. Ebenso kann die Dehnungsskala an größere oder kleinere maximal auftretende Dehnungen, je nach z.B. sportspezifischer Bewegung oder Sportart, angepasst werden.
-
13 zeigt eine Detaildarstellung eines Abschnitts 4b eines dritten textilen Bereichs gemäß einem Ausführungsbeispiel. Im Abschnitt 4b hat der dritte textile Bereich eine Dehnung von über 30%, vorzugsweise von über 60%.
-
14 zeigt eine Detaildarstellung eines Abschnitts 4b eines dritten textilen Bereichs mit einem Schlitz 13 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Schlitz in dem dritten textilen Bereich kann die Entkopplung zwischen erstem und zweiten textilen Bereich zusätzlich begünstigen, indem er das Hochziehen des ersten textilen Bereichs, z.B. bei einem Einwurf beim Fußball, verhindert oder verringert.
-
15 zeigt eine Teilansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks. Verglichen mit den vorherigen Ausführungsbeispielen, weist dieses Bekleidungsstück einen anderen Schnitt, vor allem im dritten textilen Bereich auf.
-
16 zeigt eine Teilansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks, welches für die Sportart Basketball geeignet ist. Hier ist ein Teil des dritten textilen Bereichs 4 rautenförmig unter der Axel positioniert.
-
Es ist wichtig, dass ein von dem erfindungsgemäßen Bekleidungsstück aufgenommener Sensor möglichst optimal positioniert ist. Hierzu kann das folgende Verfahren angewandt werden:
Das Verfahren betrifft das Ermitteln eines Bereichs möglicher Positionen eines Sensors an einem Bekleidungsstück, wobei der Sensor geeignet ist, physiologische Daten eines Trägers des Bekleidungsstücks zu messen und wobei das Verfahren die Schritte aufweist: a. Anziehen des Bekleidungsstücks durch ersten einen Träger; b. Markieren eines für den ersten Träger spezifischen Bereichs möglicher Positionen des Sensors auf dem Bekleidungsstück; c. Wiederholen der Schritte a und b für zumindest einen zweiten Träger; und d. Ermitteln eines Überlappungsbereichs der spezifischen Bereiche möglicher Positionen des Sensors des ersten und zweiten Trägers.
-
Der Überlappungsbereich kann dabei direkt aber auch indirekt bestimmt werden, beispielsweise durch einen Umkehrschluss aus der Betrachtung aller Bereiche, in denen die möglichen Sensor-positionen des ersten und zweiten Träger nicht überlappen. Der Überlappungsbereich kann auch bestimmt werden, indem der für den zweiten Träger spezifische Bereich nur innerhalb des für den ersten Träger spezifischen Bereichs bestimmt wird. Entsprechend würde der für einen dritten Träger spezifische Bereich nur innerhalb des für den zweiten Träger spezifischen Bereichs bestimmt werden, usw. Auf diese Weise wird der Überlappungsbereich immer weiter eingegrenzt.
-
Das Verfahren sorgt dafür, dass der Sensor, bzw. eine Aufnahme dafür am Bekleidungsstück möglichst optimal positioniert ist, so dass ein geringes Verrutschen toleriert werden kann. Üblicherweise werden Bekleidungsstücke in verschiedenen Kleidergrößen angeboten, beispielsweise S (für „small“), M (für „medium“), L (für „large“) und XL (für „extra large“), gegebenenfalls mit Erweiterungen zu kleineren und größeren Kleidergrößen. Maßanfertigungen finden sich vor allem im Freizeit- und Sportbereich in der Regel nicht, sind aber auch dort – z.B. im Spitzensport – möglich. Deshalb sollte eine bestimmte Kleidergröße für eine möglichst große Anzahl verschiedener Trägeranatonomien passen. Bekanntermaßen weisen Menschen gleicher Kleidergröße keine einheitliche Anatomie auf, sondern es ergeben sich große Unterschiede, beispielsweise hinsichtlich des Umfangs, der Arm- und Beinlänge, der Schulter- und Hüftbreite, usw.
-
Das Verfahren erlaubt die Bestimmung eines Bereichs auf dem Bekleidungsstück, welcher für die Positionierung des Sensors für eine Vielzahl an verschiedenen Trägeranatomien optimal ist. Bei diesem Bereich handelt es sich um den durch das Verfahren ermittelten Überlappungsbereich. Es wird durch das Verfahren gewährleistet, dass der Sensor, bzw. eine Aufnahme dafür auf dem Kleidungsstück so positioniert wird, dass er bei einer möglichst großen Anzahl verschiedener Träger so an dem zu messenden Organ anliegt, dass eine Messung physiologischer Daten des Organs möglich ist. Durch diese Positionierung kann ein geringes Verrutschen toleriert werden, da der Sensor dann immer noch innerhalb des optimalen, durch das Verfahren bestimmten Bereichs liegt. Würde der Sensor bereits unmittelbar nach dem Anziehen des Bekleidungsstücks, also vor jeglicher Aktivität, in einem für die Messung nicht optimalen Bereich, beispielsweise im Randbereich des Organs positioniert sein, so könnte ein nur geringes Verrutschen bereits dazu führen, dass der Sensor sich zu weit von dem optimalen Bereich entfernt. Eine Messung wäre dann nicht mehr möglich.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Verfahren weiter den Schritt auf: Aufbringen einer Referenzmarkierung auf dem Bekleidungsstück. Vorzugsweise erfolgt dies vor dem Schritt a. Allerdings ist es ebenso möglich die Referenzmarkierung erst nach dem Schritt a aufzubringen. Eine Referenzmarkierung erlaubt auf einfache Weise den Vergleich zwischen den für verschiedene Träger spezifischen Bereichen möglicher Positionen des Sensors. Auch wird die elektronische Vermessung und Verarbeitung im Zuge des Verfahrens durch eine Referenzmarkierung erleichtert.
-
Bevorzugt handelt es sich bei der Referenzmarkierung um ein Gitter. Dies erleichtert das Vermessen der für verschiedene Träger spezifischen Bereichen möglicher Positionen des Sensors, indem die Koordinaten der Bereiche relativ zu dem Gitter bestimmt werden können.
-
17 zeigt eine Darstellung bezüglich des Auffindens eines Bereichs optimaler Position eines Sensors. In der 17 ist ein Gitter als Referenzmarkierung gezeigt. Außerdem wurde der für den derzeitigen Träger optimale Bereich des Sensors auf dem Bekleidungsstück ermittelt und entsprechend auf dem Bekleidungsstück markiert. Dieser liegt zwischen der Unterseite des Brustmuskels (musculus pectoralis major) und der Unterkante des Brustkorbs, z.B. im Bereich des Rippenbogens (arcus costalis). Diese Position ermöglicht zum einen ein gutes Messsignal des Sensors im Ruhezustand eines Trägers des Bekleidungsstücks. Zum anderen wird ein „Abreißen“ des Signals bei Bewegungen, z.B. beim Sport, des Trägers verringert oder vermieden.
-
Bevorzugt weist das Verfahren den Schritt auf: Elektronisches Erfassen der spezifischen Bereiche möglicher Positionen des Sensors des ersten und zweiten Trägers bezüglich der Referenzmarkierung. Eine elektronische Erfassung erlaubt eine einfache elektronische Verarbeitung und Auswertung im Zuge des Verfahrens.
-
Weiter bevorzugt weist das Verfahren den Schritt auf: Überlagern der spezifischen Bereiche möglicher Positionen des Sensors der zumindest zwei Träger unter Verwendung der Referenzmarkierung. Durch Überlagern der spezifischen Bereiche möglicher Positionen des Sensors verschiedener Träger kann auf einfache Weise der Überlappungsbereich als Schnittmenge bestimmt werden. Andere Verfahren zur direkten oder indirekten Bestimmung des Überlappungsbereichs sind jedoch ebenfalls möglich.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die für den ersten und den zweiten Träger spezifischen Bereiche möglicher Positionen des Sensors durch eine Unterseite eines Brustmuskels (musculus pectoralis major) und eine Unterkante des Brustkorbs, z.B. im Bereich des Rippenbogens (arcus costalis) begrenzt. Bei einem derart begrenzten Bereich handelt es sich um den für die Bestimmung des Herzschlags relevanten Bereich, d.h. in diesem Bereich sollte ein zur Herzschlagmessung geeigneter Sensor, beispielsweise eine Elektrode, positioniert werden.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens sind der erste und der zweite Träger jeweils Athleten unterschiedlicher Sportarten. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Position des Sensors bei der Ausübung unterschiedlicher Sportarten, beispielsweise Fußball und Basketball, optimal ist und ein geringes Verrutschen des Sensors toleriert werden kann.
-
18 zeigt eine Illustration dieses Aspekts des beschriebenen Verfahrens zum Auffinden eines Bereichs optimaler Position eines Sensors. In der linken Hälfte sind die optimalen Bereiche für unterschiedliche durchschnittliche Fußballspieler gezeigt, während in der rechten Hälfte die optimalen Bereiche für unterschiedliche durchschnittliche Basketballspieler gezeigt sind. Aus den unterschiedlichen optimalen Bereichen der Fußballspieler ergibt sich der Überlappungsbereich 14, welcher für einen großen Anteil an Fußballspieler optimal ist, wenn die zur Durchführung des Verfahrens verwendeten Fußballspieler dem Bevölkerungs- und/oder Käuferdurchschnitt entsprechen. Gleiches gilt für den Überlappungsbereich 15 in der rechten Hälfte für die durchschnittlichen Basketballspieler.
-
19 zeigt eine Illustration eines Aspekts des Auffindens eines Bereichs optimaler Position eines Sensors für zwei verschiedene Sportarten. In dieser Figur wurden die Bereiche 14 und 15 aus 18 überlappt, so dass sich ein Bereich 16 ergibt, in welchem der Sensor sowohl für Fußball als auch für Basketball optimal positioniert ist.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst der für den ersten bzw. zweiten Träger spezifische Bereich alle Positionen, auf welchen der Sensor in der Lage ist, physiologische Daten des ersten bzw. zweiten Trägers zu messen.
-
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Bekleidungsstück mit zumindest einer Aufnahmevorrichtung für einen Sensor, wobei die Position der Aufnahmevorrichtung für den Sensor im Bekleidungsstück durch ein Verfahren bestimmt worden ist, welches das Ermitteln eines Bereichs möglicher Positionen des Sensors im Bekleidungsstück nach dem oben beschriebenen Verfahren umfasst.. Die Aufnahmevorrichtung, beispielsweise ein Tasche oder Klemme, fixiert den Sensor am Bekleidungsstück und bestimmt so seine Position auf dem Bekleidungsstück. Die Position des Sensors und damit die Position der Aufnahmevorrichtung wird gemäß dem oben beschriebenen Verfahren ermittelt, so dass die Position des Sensors und damit der Aufnahmevorrichtung für eine Vielzahl verschiedener Trägeranatomien optimal ist und ein geringes Verrutschen des Sensors toleriert werden kann, ohne, dass die mittels des Sensors durchgeführte Messung negativ beeinflusst wird. Dadurch unterscheidet sich das erfindungsgemäße Bekleidungsstück selbst von vorbekannten Bekleidungsstücken zur Aufnahme von Sensoren aus dem Stand der Technik.
-
Noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Bekleidungsstück mit zumindest einem Sensor, wobei die Position des Sensors im Bekleidungsstück durch ein Verfahren bestimmt worden ist, welches das Ermitteln eines Bereichs möglicher Positionen des Sensors im Bekleidungsstück nach dem oben beschriebenen Verfahren umfasst. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Position des Sensors für eine Vielzahl verschiedener Trägeranatomien optimal ist und ein geringes Verrutschen des Sensors toleriert werden kann, ohne, dass die mittels des Sensors durchgeführte Messung negativ beeinflusst wird. Auch hier gilt, dass die Positionsbestimmung unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Messgenauigkeit und die Zuverlässigkeit der Sensorfunktion des erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks maßgeblich bestimmt.