TWI723704B - 可拆卸的生理監測裝置 - Google Patents

Abstract

一種可拆卸的生理監測裝置，包括一可拆卸電極以及電性連接可拆卸電極的一電性耦接單元。電性耦接單元包括一軟性基板、一織物以及一導線。軟性基板具有一第一表面及相對於第一表面的一第二表面，且軟性基板具有一第一開口。織物設置於第一表面。織物包括對應於第一開口的一第二開口以及環繞第二開口的一導電區域。導線具有一第一端點及相對於第一端點的一第二端點，第一端點連接於導電區域。其中，可拆卸電極接觸導電區域，並與導線連接。

Description

可拆卸的生理監測裝置

本發明是有關於一種可拆卸的生理監測裝置，且特別是有關於一種包括可拆卸電極的可拆卸的生理監測裝置。

隨著科技的進步，穿戴式生理監測裝置的使用越來越普遍。一般而言，生理監測裝置可包括一電極以及一電性耦接單元，電極接收使用者的生理訊號之後傳遞給電性耦接單元。然而，若生理監測裝置清洗時，電極無法拆卸，長期磨損下，將影響監測的結果與降低裝置壽命；若電極與生理監測裝置之間的電性連接效果不佳，亦會影響監測的結果。

因此，目前仍亟需開發一種改善電極與電性耦接單元之間的電性連接效果的生理監測裝置。

根據本發明之一方面，提出一種可拆卸的生理監測裝置。可拆卸的生理監測裝置包括一可拆卸電極以及電性連接可拆卸電極的一電性耦接單元。電性耦接單元包括一軟性基板、一織物以及一導線。軟性基板具有一第一表面及相對於第一表面的一第二表面，且 軟性基板具有一第一開口。織物設置於該軟性基板的該第一表面。織物包括對應於該第一開口的一第二開口以及環繞該第二開口的一導電區域。導線具有一第一端點及相對於該第一端點的一第二端點，該第一端點連接於該導電區域，其中，該可拆卸電極接觸該導電區域，並與該導線連接。

根據本發明之另一方面，提出一種可拆卸的生理監測裝置。可拆卸的生理監測裝置包括一可拆卸電極以及電性連接可拆卸電極的一電性耦接單元。電性耦接單元包括一軟性基板、一織物、一固定元件以及一導線。該軟性基板具有一第一表面及相對於第一表面的一第二表面，且該軟性基板具有一第一開口。該織物設置於該軟性基板的第一表面，該織物包括對應於該第一開口的一第二開口以及環繞該第二開口的一導電區域。該固定元件設置於該軟性基板的該第二表面。該導線電性連接該導電區域與該固定元件，其中，該可拆卸電極可拆卸地設置於該固定元件，並與該導電區域接觸。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

10、20:可拆卸的生理監測裝置

102:可拆卸電極

104:織物

104p:第二開口

106:軟性基板

106a:第一表面

106b:第二表面

106p:第一開口

106r:電路

108、1081、1082:固定元件

112、212:導線

112a、212a:第一端點

112b、212b:第二端點

1021:頭部部分

1021a:外表面

1021b:內表面

1022:延伸部分

1041:導電區域

1041c:導電紗線

DS1、DS2:電性耦接單元

第1A圖繪示依照本發明一實施例的可拆卸的生理監測裝置的可拆卸電極與電性耦接單元尚未連接的側視圖。

第1B圖繪示依照本發明一實施例的可拆卸的生理監測裝置的可拆卸電極與電性耦接單元互相連接的側視圖。

第1C圖繪示依照本發明一實施例的可拆卸的生理監測裝置的織物的上視圖。

第2A圖繪示依照本發明另一實施例的可拆卸的生理監測裝置的可拆卸電極與電性耦接單元尚未連接的側視圖。

第2B圖繪示依照本發明另一實施例的可拆卸的生理監測裝置的可拆卸電極與電性耦接單元互相連接的側視圖。

第2C圖繪示依照本發明又一實施例的可拆卸的生理監測裝置的固定元件的仰視圖。

第2D圖繪示依照本發明又一實施例的可拆卸的生理監測裝置的固定元件的仰視圖。

以下係提出各種實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為範例說明，並不會限縮本揭露欲保護之範圍，且實施例中圖式標號之部分重複，係為了簡化說明，並非意指不同實施例之間的關聯性，本揭露仍可採用其他特徵、元件、方法及參數來加以實施。實施例的提出，僅係用以例示本揭露的技術特徵，並非用以限定本揭露的申請專利範圍。該技術領域中具有通常知識者，將可根據以下說明書的描述，在不脫離本揭露的精神範圍內，作均等的修飾與變化。

本發明係有關於一種可拆卸的生理監測裝置。本發明的可拆卸的生理監測裝置包括一可拆卸電極與一電性耦接單元，且電性耦接單元中的織物包括導電區域。因此，相較於織物不包括導電區域的比較例而言，由於本發明的導電區域可接觸/連接於可拆卸電極，使 得導電區域與可拆卸電極之間的接觸面積增加，故可提高可拆卸的生理監測裝置所接收到的電訊號的強度。再者，本發明還包括一導線，導線可將導電區域電性連接至軟性基板，藉此可增加電訊號的傳遞的路徑，改善可拆卸電極與電性耦接單元之間的電性連接效果。

第1A圖繪示依照本發明一實施例的可拆卸的生理監測裝置10的可拆卸電極102與電性耦接單元DS1尚未連接的側視圖。第1B圖繪示依照本發明一實施例的可拆卸的生理監測裝置10的可拆卸電極102與電性耦接單元DS1互相連接的側視圖。第1C圖繪示依照本發明一實施例的可拆卸的生理監測裝置10的織物104的上視圖。

請同時參照第1A及1B圖，可拆卸的生理監測裝置10包括一可拆卸電極102以及一電性耦接單元DS1。當在進行可拆卸的生理監測裝置10的清潔時，可將可拆卸電極102拆卸下來，避免清潔過程造成可拆卸電極102的磨損，故可延長可拆卸的生理監測裝置10的使用壽命。

電性耦接單元DS1包括一軟性基板106、一織物104以及一導線112。軟性基板106具有一第一表面106a及相對於第一表面106a的一第二表面106b，且軟性基板106具有一第一開口106p。並且，軟性基板106可包括一電路106r，且電路106r鄰接於第一開口106p。在一些實施例中，電路106r可電性連接於一電子裝置。軟性基板106例如是軟性印刷電路板或其他合適的軟性基板。電路106r例如是銅箔或其他合適的材料。電子裝置例如是處理器或其他合適的電子裝置。織物104設置於第一表面106a，且包括對應於第一開口106p的一第二開口104p以及環繞第二開口104p的一導電區域1041(如第1C圖所 示)。導電區域1041可包括一或多條導電紗線1041c。導電紗線1041c可藉由任意的方式分布於導電區域1041中。例如，導電紗線1041c可以刺繡的方式縫製於織物上，然本發明並不以此為限。藉由將導電紗線1041c縫製於第二開口104p的周圍，可避免可拆卸的生理監測裝置10在長期使用之下所導致的開口處的布料脫線的情形。並且，相較於未在第二開口周圍設置導電區域(亦即是未縫製導電紗線於第二開口周圍)的比較例而言，本發明的導電區域1041及其所包含的導電紗線1041c可增加與可拆卸電極102的接觸面積，故可提升接收訊號的強度。此外，導電紗線1041c亦可在第二開口104p周圍作為彈性緩衝，並減少接觸干擾。

請參照第1B圖，可拆卸電極102可穿過電性耦接單元DS1之第一開口106p及第二開口104p以物理性及電性連接(亦即是直接接觸)於導電區域1041以及軟性基板106。詳細而言，可拆卸電極102包括一頭部部分1021及連接於頭部部分1021的一延伸部分1022。頭部部分1021具有一外表面1021a及相對於外表面1021a的一內表面1021b。詳細而言，可拆卸電極102的頭部部分1021可直接接觸於導電區域1041，其中，可拆卸電極102是以頭部部分1021的內表面1021b電性接觸於導電區域1041。可拆卸電極102的延伸部分1022可穿過電性耦接單元DS1之第一開口106p及第二開口104p，以接觸於軟性基板106(例如是直接接觸於電路106r)。導線112具有一第一端點112a及相對於第一端點112a的一第二端點112b，第一端點112a連接於導電區域1041。可拆卸電極102穿過電性耦接單元DS1之第一開口106p及第二開口104p以使可拆卸電極102的頭部部分1021可直接接觸於導電區域 1041。導線112可電性連接或接觸於延伸部分1022。例如，導線112可直接纏繞於延伸部分1022上。如此一來，可拆卸電極102與導線112皆電性接觸於電路106r。又例如，導線112的第二端點112b可設有一夾具，可電性連接可拆卸電極102並固定(夾具例如是夾住延伸部分1022)。如此一來，可拆卸電極102與導線112皆電性接觸於電路106r。

在本實施例中，本發明的可拆卸電極102的外型可為T型，然本發明並不以此為限。在一些實施例中，可拆卸電極102可為硬式可拆卸電極或軟式可拆卸電極，可由金屬、金屬混合物、金屬與矽膠混合物、或其他合適的材料所形成。在本實施例中，可拆卸電極102可為銀與矽膠的混合物，然本發明並不限於此。導線112的材料可相同或類似於導電紗線1041c，然本發明並不以此為限。相較於可拆卸電極為硬式可拆卸電極的比較例而言，由於根據本案一實施例的可拆卸電極102可為軟性可拆卸電極，使用者穿戴本案的可拆卸的生理監測裝置10時可較為舒適，較不會有異物感。

在一些實施例中，可拆卸電極102的頭部部分1021的外表面1021a是配置為接觸於一使用者的皮膚，以接收使用者的生理訊號(電訊號)。使用者的生理訊號可經由可拆卸電極102的頭部部分1021及延伸部分1022傳遞至軟性基板106上的電路106r，亦可經由可拆卸電極102的頭部部分1021、織物104中的導電區域1041以及導線112傳遞至軟性基板106上的電路106r。相較於沒有在第二開口周圍形成導電區域以及不具有連結於導電區域的導線的比較例而言，本發明除了提供可拆卸電極102與軟性基板106之間的訊號路徑之外，更提供了可 拆卸電極102的頭部部分1021、導電區域1041、導線112與軟性基板106之間的另一訊號路徑，故可增加偵測到的生理訊號的強度，提高可拆卸電極102量測生理訊號的效用。

第2A圖繪示依照本發明另一實施例的可拆卸的生理監測裝置20的可拆卸電極102與電性耦接單元DS2尚未連接的側視圖。第2B圖繪示依照本發明另一實施例的可拆卸的生理監測裝置20的可拆卸電極102與電性耦接單元DS2互相連接的側視圖。第2C圖繪示依照本發明又一實施例的可拆卸的生理監測裝置20的固定元件1081的仰視圖。第2D圖繪示依照本發明又一實施例的可拆卸的生理監測裝置20的固定元件1082的仰視圖。

可拆卸的生理監測裝置20與可拆卸的生理監測裝置10的不同之處在於更包括固定元件108，且導線212是連結於固定元件108。可拆卸的生理監測裝置20的部分元件是相同或類似於可拆卸的生理監測裝置10，重複之處將不再詳細描述。

請同時參照第2A及2B圖，固定元件108設置於軟性基板106的第二表面106b對應於第一開口106p處。導線212電性連接導電區域1041。導線212具有一第一端點212a及相對於第一端點212a的一第二端點212b，第一端點212a連接於導電區域1041，導線212之第二端點212b連接固定元件108，其中，可拆卸電極102穿過電性耦接單元DS2之第一開口106p、第二開口104p，再卡入固定元件108，以使可拆卸電極102接觸導電區域1041。換言之，可拆卸電極102係可拆卸地設置於電性耦接單元DS2之固定元件108。可拆卸電極102之延伸部分1022設置於第一開口106p、第二開口104p及固定元件108，頭部部分 1021與導電區域1041接觸。可拆卸電極102例如是藉由延伸部分1022與固定元件108彼此連結，使得可拆卸電極102能夠更穩定的固定於可拆卸部分DS2上。固定元件108物理性及電性連接或接觸於可拆卸電極102的延伸部分1022以及軟性基板106的電路106r。導線212物理性及電性連接或接觸於固定元件108，使得導電區域1041所接受到的電訊號可透過導線212及固定元件108傳遞至軟性基板106的電路106r。固定元件108可由導電材料所形成，例如是金屬、導電橡膠或其他合適的材料。

在一些實施例中，可拆卸電極102可作為公部件，固定元件108可作為母部件，使得可拆卸電極102延伸至固定元件108之中。固定元件108可為環狀物(如第2C圖所示)、一字夾(如第2D圖所示)或其他合適形狀的固定元件。

類似地，使用者的生理訊號可經由可拆卸電極102的頭部部分1021及延伸部分1022傳遞至軟性基板106上的電路106r，亦可經由可拆卸電極102的頭部部分1021、織物104中的導電區域1041、導線212以及固定元件108傳遞至軟性基板106上的電路106r。相較於沒有在第二開口周圍形成導電區域以及不具有連結於導電區域的導線的比較例而言，本發明除了提供可拆卸電極102與軟性基板106之間的訊號路徑之外，更提供了可拆卸電極102的頭部部分1021、導電區域1041、導線212、固定元件108與軟性基板106之間的另一訊號路徑，故可增加偵測到的生理訊號的強度，提高可拆卸電極102量測生理訊號的效用。

請參照下列表一，其表示使用三用電量表量測實施例1~2及比較例1~2的可拆卸的生理監測裝置的電阻值(亦即是測量可拆 卸電極102與電路106r之間的電阻值)。實施例1表示如第1A及1B圖所示的可拆卸的生理監測裝置10。實施例2表示如第2A及2B圖所示的可拆卸的生理監測裝置20。比較例1的可拆卸的生理監測裝置類似於實施例2，其不同之處在於沒有形成導電區域1041及導線212。比較例2的可拆卸的生理監測裝置類似於實施例2，其不同之處在於導線212為浮接，而沒有連結於固定元件108。實施例1~2及比較例1~2之中所對應的元件皆使用相同的材料，例如，可拆卸電極102皆使用銀與矽膠的混合物。電路106r皆使用銅箔。

由表一的結果可知，比較例2相較於比較例1而言還具有包括了導電紗線的導電區域，增加了可拆卸電極與可拆卸部分的接觸面積，使得電阻值由20歐姆可下降至8.5歐姆。相較於比較例2而言，實施例1及2之中，不但具有包括導電紗線1041c的導電區域1041，可增加可拆卸電極102與可拆卸部分DS2的接觸面積，並且連接於導電區域1041的導線1041c可直接或間接(透過固定元件108)連接於軟性基板106的電路106r，故可提供可拆卸電極102透過導電 區域1041電性連接於電路106r的另一訊號路徑，使得電阻值下降至4.4歐姆。由此可知，根據本發明的實施例1及2的可拆卸的生理監測裝置10及20可增加偵測到的生理訊號的強度，提高可拆卸電極102量測生理訊號的效用。

根據本發明的一實施例提供一種可拆卸的生理監測裝置。可拆卸的生理監測裝置包括一可拆卸電極以及電性連接可拆卸電極的一電性耦接單元。電性耦接單元包括一軟性基板、一織物以及一導線。軟性基板具有一第一表面及相對於第一表面的一第二表面，且軟性基板具有一第一開口。織物設置於軟性基板的第一表面。織物包括對應於第一開口的一第二開口以及環繞第二開口的一導電區域。導線具有一第一端點及相對於第一端點的一第二端點，第一端點連接於導電區域，其中，可拆卸電極接觸導電區域，並與導線連接。

相較於未在第二開口周圍設置導電區域(亦即是未縫製導電紗線於第二開口周圍)的比較例而言，本發明的可拆卸的生理監測裝置中的導電區域可增加電性耦接單元與可拆卸電極的接觸面積，故可提升接收訊號的強度。再者，本發明的可拆卸的生理監測裝置除了提供可拆卸電極與軟性基板之間的訊號路徑之外，更提供了可拆卸電極的頭部部分、導電區域、導線與軟性基板之間的另一訊號路徑，故可增加偵測到的生理訊號的強度，提高可拆卸電極量測生理訊號的效用，改善可拆卸電極與電性耦接單元之間的電性連接效果。

綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離 本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10:可拆卸的生理監測裝置

102:可拆卸電極

104:織物

104p:第二開口

106:軟性基板

106a:第一表面

106b:第二表面

106p:第一開口

106r:電路

112:導線

112a:第一端點

112b:第二端點

1021:頭部部分

1021a:外表面

1021b:內表面

1022:延伸部分

1041:導電區域

1041c:導電紗線

DS1:電性耦接單元

Claims (11)

1. 一種可拆卸的生理監測裝置，包括：一可拆卸電極；以及一電性耦接單元，電性連接該可拆卸電極，其中該電性耦接單元包括：一軟性基板，具有一第一表面及相對於該第一表面的一第二表面，且該軟性基板具有一第一開口；一織物，設置於該軟性基板的該第一表面，該織物包括：具有對應於該第一開口的一第二開口；以及環繞該第二開口的一導電區域；以及一導線，具有一第一端點及相對於該第一端點的一第二端點，該第一端點連接於該導電區域，該第二端點電性連接於該軟性基板，其中，該可拆卸電極接觸該導電區域，並與該導線連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可拆卸的生理監測裝置，其中該可拆卸電極包括一頭部部分及連接於該頭部部分的一延伸部分，該延伸部分穿過該第一開口及該第二開口，使該頭部部分電性接觸於該導電區域，且該導線連接於該延伸部分。
3. 如申請專利範圍第1項所述之可拆卸的生理監測裝置，其中該導電區域包括導電紗線。
4. 如申請專利範圍第1項所述之可拆卸的生理監測裝置，其中該軟性基板係為軟性印刷電路板。
5. 如申請專利範圍第1項所述之可拆卸的生理監測裝置，其中該導線係纏繞於該延伸部分。
6. 如申請專利範圍第1項所述之可拆卸的生理監測裝置，其中該導線之第二端點設有一夾具，用以夾住該延伸部分。
7. 一種可拆卸的生理監測裝置，包括：一可拆卸電極；以及一電性耦接單元，電性連接該電性耦接單元，其中該電性耦接單元包括：一軟性基板，具有一第一表面及相對於該第一表面的一第二表面，且該軟性基板具有一第一開口；一織物，設置於該軟性基板的該第一表面，該織物包括：具有對應於該第一開口的一第二開口以及環繞該第二開口的一導電區域；一固定元件，設置於該軟性基板的該第二表面對應於第一開口處；以及一導線，電性連接該導電區域與該固定元件；其中，該可拆卸電極可拆卸地設置於該電性耦接單元之該固定元件，並與該導電區域接觸。
8. 如申請專利範圍第7項所述之可拆卸的生理監測裝置，其中該可拆卸電極包括一頭部部分及連接於該頭部部分的一延伸部分，其中，該可拆卸電極之該延伸部分設置於該第一開口、該第二開口及該固定元件，該頭部部分與該導電區域接觸。
9. 如申請專利範圍第7項所述之可拆卸的生理監測裝置，其中該導電區域包括導電紗線。
10. 如申請專利範圍第7項所述之可拆卸的生理監測裝置，其中該軟性基板係為軟性印刷電路板。
11. 如申請專利範圍第7項所述之可拆卸的生理監測裝置，其中該固定元件係可導電。

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