TWI773432B

TWI773432B - 電子裝置

Info

Publication number: TWI773432B
Application number: TW110125490A
Authority: TW
Inventors: 林子恩; 陳柏方; 簡名均; 楊延樟; 王利剛; 游佳欣; 盧廷瑜
Original assignee: 國立陽明交通大學
Priority date: 2021-07-12
Filing date: 2021-07-12
Publication date: 2022-08-01
Also published as: TW202302180A

Abstract

本發明關於一種電子裝置，包含電路板、發光元件及電刺激元件。發光元件及電刺激元件電性連接至電路板。電刺激元件包含微針，且微針上設置有一導電層。

Description

電子裝置

本發明係關於一種電子裝置，特別是一種可對皮膚提供刺激的電子裝置。

電刺激常被應用在止痛方面，而光療也已被證實擁有緩解疼痛及促進細胞再生的作用，當兩者的結合時，預期可提升例如舒緩肌肉痠痛、促進傷口癒合或去除痘疤等方面的效果。

然而，目前市面上並沒有同時具備光療及電刺激功能的產品，其原因在於難以將兩種功能整合在同一個裝置中。此外，目前具有電刺激功能的產品，其雖可利用電極對皮膚進行電刺激，但電極的導電率容易受到皮膚表面狀況而受影響，例如皮膚表面凹凸不平、流汗等，皆會造成電刺激失效或產生雜訊。

另外目前市面上的產品體積較大，對於使用者而言攜帶並不方便。

因此，需要一種新的電子裝置來改善上述問題。

本發明提供一種電子裝置，同時具備光療及電刺激的功能。

電子裝置可包含：電路板、發光元件及電刺激元件。發光元件及電刺激元件電性連接至電路板。電刺激元件包含微針，且微針上可設置有一導電層。

在一實施例中，發光元件可用於發射低功率紅外光。本發明不限於此。

在一實施例中，微針的材質可包含聚乳酸(Polylactic Acid，PLA)。本發明不限於此。

在一實施例中，導電層可包含MXene粒子材料。本發明不限於此。

在一實施例中，電刺激元件更可包含導線，且導線可穿越微針，並與導電層電性連接。本發明不限於此。

在一實施例中，電路板上設置有微處理器及控制晶片，其中微處理器與發光元件電性連接，控制晶片與電刺激元件電性連接。本發明不限於此。

在一實施例中，電子裝置可包含電池。電池與微處理器及控制晶片電性連接，其中微處理器用於對發光元件進行供電，控制晶片用於對電刺激元件進行供電。本發明不限於此。

在一實施例中，電子裝置可包含按鍵。按鍵與微處理器及控制晶片電性連接。本發明不限於此。

在一實施例中，微處理器及控制晶片對應按鍵被按壓的次數而產生不同回饋。本發明不限於此。

從下列的詳細描述並結合附圖，本發明的其他的新穎特徵將變得更為清楚。

1:電子裝置

2:發光元件

3:電刺激元件

4:電路板

5:電池

6:按鍵

7:微處理器

8:控制晶片

9:外殼

91:外殼本體

92:外蓋

93:扣環

10:綁帶

30:基板結構

31:微針

32:導電層

33:導線

S41~S44:步驟

圖1是本發明一實施例的電子裝置的分解圖。

圖2是本發明一實施例的電子裝置的分解圖(另一視角)。

圖3是本發明一實施例的電刺激元件的結構示意圖。

圖4是本發明一實施例的電子裝置的運作方式的步驟流程圖。

圖5是本發明一實施例的電子裝置的實驗結果示意圖。

當結合附圖閱讀時，下列實施例用於清楚地展示本發明的上述及其他技術內容、特徵及/或效果。透過具體實施方式的闡述，人們將進一步瞭解本發明所採用的技術手段及效果，以達到上述的目的。此外，由於本發明所揭示的內容應易於理解且可為本領域技術人員所實施，因此，所有不脫離本發明的概念的相等置換或修改應包含在權利要求中。

應注意的是，在本文中，除了特別指明者之外，「一」元件不限於單一的該元件，還可指一或更多的該元件。

此外，說明書及權利要求中例如「第一」或「第二」等序數僅為描述所請求的元件，而不代表或不表示所請求的元件具有任何順序的序數，且不是所請求的元件及另一所請求的元件之間或製造方法的步驟之間的順序。這些序數的使用僅是為了將具有特定名稱的一個請求元件與具有相同名稱的另一請求元件區分開來。

此外，說明書及權利要求中例如「相鄰」一詞是用於描述相互鄰近，不必然表示相互接觸。

此外，本發明中關於“當...”或“...時”等描述表示”當下、之前或之後”等態樣，而不限定為同時發生之情形，在此先行敘明。本發明中關於“設置於...上”等類似描述係表示兩元件的對應位置關係，並不限定兩元件之間是否有所接觸，除非特別有限定，在此先行敘明。再者，本發明記載多個功效時，若在功效之間使用“或”一詞，係表示功效可獨立存在，但不排除多個功效可同時存在。

此外，說明書及權利要求中例如「連接」或「耦接」一詞不僅指與另一元件直接連接，也可指與另一元件間接連接或電性連接。另外，電性連接包含直接連接、間接連接或二元件間以無線電信號交流的態樣。

此外，說明書及權利要求中，「約」、「大約」、「實質上」、「大致上」之用語通常表示在一值與一給定值的差距在該給定值的10%內，或5%內、或3%之內、或2%之內、或1%之內、或0.5%之內的範圍。在此給定的數量為大約的數量，亦即在沒有特定說明「約」、「大約」、「實質上」、「大致上」的情況下，仍可隱含「約」、「大約」、「實質上」、「大致上」之含義。此外，用語「範圍為第一數值至第二數值」、「範圍介於第一數值至第二數值之間」表示所述範圍包含第一數值、第二數值以及它們之間的其它數值。

此外，各元件可以適合的方式來實現成單一電路或一積體電路，且可包括一或多個主動元件，例如，電晶體或邏輯閘，或一或多個被動元件，例如，電阻、電容、或電感，但不限於此。各元件可以適合的方式來彼此連接，例如，分別配合輸入信號及輸出信號，使用一或多條線路來形成串聯或並聯。此外，各元件可允許輸入信號及輸出信號依序或並列進出。上述組態皆是依照實際應用而定。

此外，在本文中，「系統」、「設備」、「裝置」、「模組」、或「單元」等用語，是指一電子元件或由多個電子元件所組成的一數位電路、一類比電路、或其他更廣義電路，且除了特別指明者之外，它們不必然有位階或層級關係。

此外，本發明所揭示的不同實施例的技術特徵可結合形成另一實施例。

請參考圖1及圖2。圖1是本發明一實施例的電子裝置1的分解圖，圖2是本發明一實施例的電子裝置1的分解圖(另一視角)。如圖1及圖2所示，電子裝置1包含至少一發光元件2及至少一電刺激元件3。發光元件2可用於發射光線至一治療目標(以下以皮膚來舉例)，以對皮膚提供光療的功能。電刺激元件3對用於輸出微量電流，因此當電刺激元件3接觸皮膚時，可對皮膚進行電刺激。

電子裝置1上可設置一個發光元件2及一個電刺激元件3，但亦可設置多個發光元件2及多個電刺激元件3，換言之，本發明並沒有限制發光元件2及電刺激元件3的數量，只要合理可實現即可。為方便說明，以下皆以圖1實施例的態樣(一個發光元件2及二個電刺激元件3)來進行舉例說明。

進一步地，電子裝置1亦可包含一電路板4、一電池5、一按鍵6、一微處理器7、一控制晶片8及一外殼9。

首先說明各元件的配置。

在一實施例中，按鍵6、微處理器7、控制晶片8及電池5可設置於電路板4上。在一實施例中，發光元件2及電刺激元件3可電性連接至電路板4，例如可透過導線(圖未顯示)而電性連接至電路板4。在一實施例中，發光元件2可與微處理器7電性連接，而電刺激元件3可與控制晶片8電性連接。在一實施例中，按鍵6可與微處理器7電性連接，而微處理器7可透過一開關與控制晶片8電性連接，但在另一實施例中，按鍵6亦可分別與微處理器7及控制晶片8電性連接。在一實施例中，電池5可與微處理器7及控制晶片8電性連接。在一實施例中，外殼9可包含一外殼本體91及一外蓋92，其中電路板4可位於外殼本體91之中，而外蓋92可將電路板4覆蓋住，藉此保護電路板4。此外，在一實施例中，發光元件2及電刺激元件3可設置於與外蓋92相對的另一端，以利對皮膚發射光線或輸出電流。本發明不限於此。

在一實施例中，外蓋92上可設置有至少一扣環93，用於讓一綁帶10穿過，藉此使用者可透過綁帶10將電子裝置1固定於身上任何需要治療的部位，但並非限定。

接著說明各元件的細節。

發光元件2可包含至少一發光二極體，以發射光線，但不限於此。在一實施例中，發光元件2可用於發射低功率的，以對皮膚進行光療。在一實施例中，低功率的紅外線是通量(fluence)介於0.04到50J/cm²(亦即0.04J/cm²≦通量≦50J/cm²)或功率密度(power density)100mW/cm²(亦即功率密度≦100mW/cm²)以下的紅外線，且不限於此。需注意的是，雖本發明以低功率的紅外線進行光療，但在另一實施例中，發光元件2亦可使用不同類型的光線進行光療，例如冷光等，又或者可發射多種類型的光線來輔助治療。

電刺激元件3可例如一貼片，用於貼附於皮膚上，並可對皮膚進行電刺激。本發明的特色之一在於，電刺激元件3具有特殊的結構，關於電刺激元件3的更多細節，將於圖3實施例詳細說明。

電路板4可採用各種類型的電路板，例如印刷電路板、軟性電路板等，且不限於此。

電池5可以是單次性電池，亦可以是充電電池。在一實施例中，當電池5為單次性電池時，電池5可拆卸式地設置於電路板4上，因此可供使用者拆卸以利替換。在一實施例中，當電池5為充電電池時，外殼9上可具備一開孔，開孔中可設置充電接頭或充電接口，而電池5可與充電接頭或充電接口連接，以利進行充電。在一實施例中，電池5亦可接收市電。在一實施例中，電池5可提供電力至微處理器7及控制晶片8。

按鍵6的一部分可露出於外殼9，以供使用者按壓，例如外殼9尚可具有對應按鍵6位置的開口，使部分按鍵6可以自開口處露出。在一實施例中，當按鍵6被按壓時，其可傳送訊號至微處理器7及/或控制晶片8，使微處理器7及/或控制晶片8得知按壓的發生。在一實施例中，按鍵6可採用壓力感應、光感應、光電感應、電容感應或電阻感應等機制來偵測按壓的發生，且不限於此。

微處理器7可用於控制發光元件2的運作，例如微處理器7可對發光元件2進行供電，使發光元件2發射光線以對皮膚進行光療，或者微處理器7可對發光元件2停止供電，使發光元件2停止發射光線，使光療停止。在一實施例中，微處理器7可由電子電路組成。在一實施例中，微處理器7可進行程式化。

控制晶片8可用於控制電刺激元件3的運作，例如控制晶片8可對電刺激元件3進行供電，使電刺激元件3輸出電流，以對皮膚進行電刺激，或者控制晶片8可對電刺激元件3停止供電，使電刺激元件3停止輸出電流，使電刺激停止。在一實施例中，控制晶片8的類型可包含各種類型的計時器晶片，例如NE555P、NE555PSRE4、NE555PE4、NE555PSR、NE555PWG4、NE555DR、NE555PW等等、uA741系列或其他可產生方波之震盪器，且不限於此。在一實施例中，控制晶片8的運作可受微處理器7控制，例如微處理器7可控制控制晶片8的輸出開關導通(turn on)或斷開(turn off)，進而使控制晶片8進行供電或停止供電，但不限於此。

在一實施例中，微處理器7及控制晶片8可根據按鍵6被按壓的次數產生不同回饋，例如進行供電或停止供電，進而使發光元件2及電刺激元件3進行不同操作，例如僅進行光療、僅進行電刺激、同時進行光療及待機等狀態。在一實施例中，微處理器7可根據按鍵6被按壓的次數而使控制晶片8的輸出開關導通或斷開。在一實施例中，控制晶片8亦可不受微處理器7控制，而可自行根據按鍵6被按壓的次數來進行供電或停止供電。本發明不限於此。

藉此，各元件的細節已可被理解。

接著將詳細說明電刺激元件3的特殊結構。圖3是本發明一實施例的電刺激元件3的結構示意圖，並請同時參考圖1及圖2。

如圖3所示。電刺激元件3可包含一基板結構30及複數個微針31，其中微針31可設置於該基板結構30上，並排列成陣列。此外，微針31上可設置有一導電層32，例如導電層32可覆蓋於微針31的外表面。在一實施例中，所有微針31上皆設置有導電層32。在一實施例中，至少一部分的微針31上設置有導電層32。在一實施例中，至少一微針31上設置有導電層32。為方便說明，以下以所有微針31皆設置有導電層32的態樣來舉例。

在一實施例中，電刺激元件3可更包含一導線33，其中導線33可穿透基板結構30及微針31，並與導電層32接觸，此外導線33亦可與控制晶片8電性連接，以將訊號傳送至導電層32；在此情況下，基板結構30及微針31可以是非導體。但本發明不限於此。

在一實施例中，基板結構30及微針31的材質可包含聚乳酸(Polylactic Acid，PLA)，其中PLA為生物可相容性材質，因此可舒緩微針31接觸皮膚時，皮膚的敏感。在一實施例中，基板結構30及微針31可一體成形，但不限於此。在一實施例中，微針31的針頭形狀可為尖形或圓弧形，且不限於此。在一實施例中，N*N個微針31可排列成一陣列，其中N為正整數，例如8，但不限於此。

在一實施例中，導電層32的材質可包含二維材料膜，例如MXene粒子材料，但不限於此。

在一實施例中，當製作微針31時，可使用高分子有機矽化合物的微針模具，例如聚二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)材質，並將導線33置於微針模具內的邊角，之後將PLA材料鋪於微針模具內進行高溫加熱，以使微針31成形，之後再將MXene覆蓋於微針31表面再次進行加熱，以使兩者固定在一起。本發明不限於此。

透過微針31的配置，其電極的導電率因皮膚表面狀況所受到的影響可降低，使得電刺激的輸出阻抗降低，並且能使電刺激元件3(例如貼片)更不易因皮膚表面狀況或黏貼於皮膚上的膠體乾掉等因素而脫落。此外，由於微針31的生物相容性良好，也不易造成使用者發生皮膚發炎等過敏反應。藉此，電刺激元件3的細節已可被理解。

接著說明電子裝置1的運作方式。圖4是本發明一實施例的電子裝置1的運作方式的步驟流程圖，並請同時參考圖1至圖3。

如圖4所示，首先步驟S41被執行，當按鍵6被按壓一次時，微處理器7對發光元件2進行供電。此時，控制晶片8並未對電刺激元件3進行供電。因此，當按鍵6被按壓一次時，電子裝置1可進入光療模式，並對皮膚進行光療。

之後，步驟S42被執行，當按鍵6再次被按壓時(第二次按壓)，微控制晶片8對電刺激元件3進行供電，且微處理器7停止對發光元件2供電。因此，當按鍵6被按壓二次時，電子裝置1可對皮膚進行電刺激。

之後，步驟S43被執行，當按鍵6再次被按壓時(第三次按壓)，微控制晶片8繼續對電刺激元件3進行供電，且微處理器7對發光元件2進行供電。因此，當按鍵6被按壓三次時，電子裝置1可同時對皮膚進行電刺激及光療。

之後，步驟S44被執行，當按鍵6再次被按壓時(第四次按壓)，微控制晶片8停止對電刺激元件3供電，且微處理器7停止對發光元件2供電，使得電子裝置1停止對皮膚進行光療及電刺激。因此，當按鍵6被按壓四次時，電子裝置1可進入待機狀態。

需注意的是，上述步驟的順序僅是舉例，只要可合理實現，亦可進行變更。

圖5是本發明一實施例的實驗結果示意圖，其將實驗組(有使用本發明之具備發光元件2的電子裝置1)及對照組(未使用本發明的電子裝置)對於皮膚的細胞活性的影響進行比較。如圖5所示，經使用本發明的電子裝置1後，皮膚的細胞活性的提升程度可明顯比對照組為高，且隨著使用天數的增加，效果有越來越好的趨勢。由此可知，本發明的電子裝置1可具備提升皮膚細胞活性的功效。

藉此，電子裝置1的運作方式已可被理解。

藉此，本發明提供了改良的電子裝置1，可解決現有技術的問題。

本發明各實施例間的特徵只要不違背發明精神或相衝突，均可任意混合搭配使用。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。