TWM527312U - 生理訊號偵測帶及電訊號偵測單元 - Google Patents

Description

生理訊號偵測帶及電訊號偵測單元

本創作係有關於一種生理訊號偵測帶，特別是一種能提升感測效能的生理訊號偵測帶及電訊號偵測單元。

按，現今常見的生理訊號偵測帶，多是透過相關的綁帶或是扣具結構，環繞設置於使用者(或是生物體)上，而透過生理訊號偵測帶的電極結構，貼附於使用者的皮膚(或是生物體的體表面)，據以偵測使用者(或是生物體)的生理訊息(例如心跳)。此種生理訊號偵測帶除了特定病患需要配戴外，目前亦廣泛地應用在各式運動員的訓練中，藉以即時監測該運動員的各項生理訊息。

然，此種生理訊號偵測帶於實際應用中，存在有多種問題，其中一個較為麻煩的問題是，生理訊號偵測帶的電極結構多為乾電極，而在使用者的皮膚或是使用者使用的環境相對較為乾燥時，容易發生電極結構無法有效地偵測使用者的生理訊號的問題。緣此，本創作人乃潛心研究並配合學理的運用，而提出一種設計合理且有效改善上述問題的本創作。

本創作之主要目的在於提供一種生理訊號偵測帶及電訊號偵測單元，用以解決習知技術中，生理訊號偵測帶在使用者皮膚相對乾燥的情況下，容易發生感測效能不佳的問題。

為了實現上述目的，本創作提供一種生理訊號偵測帶，其適以設置於一生物體的體表面，所述生理訊號偵測帶包括：一帶狀織物、至少一導電傳輸單元、至少一電訊號偵測單元及一資料傳送單 元。帶狀織物的兩端能選擇性的相互連接，帶狀織物的兩個相反的表面分別定義為一第一表面及一第二表面。至少一導電傳輸單元固定設置於帶狀織物上。至少一電訊號偵測單元設置於第一表面，電訊號偵測單元具有一感應部及一連接部，感應部的遠離第一表面的外表面，能對應貼附於生物體的體表面，以偵測生物體的微量電訊號，連接部與感應部相互連接，且連接部與導電件相互電性連接，而連接部能將感應部所偵測的微量電訊號傳送至導電傳輸單元。資料傳送單元設置於帶狀織物的第二表面，且資料傳送單元與導電傳輸單元相互電性連接，而能接收連接部透過導電傳輸單元所傳送的微量電訊號，並據以將其轉換為資料傳輸訊號。其中，帶狀織物及感應部的至少其中之一內含有一蓄熱纖維，而感應部對應貼附於生物體的體表面時，蓄熱纖維能阻隔部分由生物體的體表面所散失的熱能。

本創作的有益效果可以在於：透過蓄熱纖維的設置，可有效地阻隔部分由生物體的體表面所散失的熱能，從而可促使生物體產生汗液，進而使得感應部能透過汗液的協助，而有效提升電訊號偵測單元的感測效能。

為使能更進一步瞭解本創作的特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本創作加以限制者。

1‧‧‧生理訊號偵測帶

10‧‧‧帶狀織物

101‧‧‧第一表面

102‧‧‧第二表面

103‧‧‧通孔

11‧‧‧連接件

20‧‧‧導電傳輸單元

21、21’‧‧‧導電件

30‧‧‧電訊號偵測單元

31‧‧‧感應部

32‧‧‧延伸部

33‧‧‧連接部

301‧‧‧導電層

3011‧‧‧微孔洞

302‧‧‧介面層

303‧‧‧底層

40‧‧‧資料傳送單元

41‧‧‧電連接結構

50‧‧‧絕緣隔離件

60‧‧‧止滑結構

Z1‧‧‧非導電區

Z2‧‧‧導電區

圖1為本創作的生理訊號偵測帶的分解示意圖。

圖2為本創作的生理訊號偵測帶的局部組裝示意圖。

圖3為本創作的生理訊號偵測帶的組裝示意圖。

圖4為本創作的生理訊號偵測帶的前視示意圖。

圖5為本創作的生理訊號偵測帶的電訊號偵測單元的剖視圖。

圖6為本創作的生理訊號偵測帶的另一實施例的分解示意圖。

圖7為本創作的生理訊號偵測帶的又一實施例的分解示意圖。

圖8~10為本創作的生理訊號偵測帶的蓄熱纖維的設置位置的示意圖。

以下係藉由特定的具體實例說明本創作之生理訊號偵測帶及電訊號偵測單元的實施方式，熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本創作之其他優點與功效。本創作亦可藉由其他不同的具體實例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本創作之精神下進行各種修飾與變更。又本創作之圖式僅為簡單說明，並非依實際尺寸描繪，亦即未反應出相關構成之實際尺寸，先予敘明。以下之實施方式係進一步詳細說明本創作之觀點，但並非以任何觀點限制本創作之範疇。

請一併參閱圖1至圖5，其為本創作的生理訊號偵測帶示意圖。如圖所示，生理訊號偵測帶1包含有一帶狀織物10、兩個導電傳輸單元20、兩個電訊號偵測單元30及一資料傳送單元40。電訊號偵測單元30及資料傳送單元40設置於帶狀織物10的兩個相反設置的表面。導電傳輸單元20穿設於帶狀織物10，而使電訊號偵測單元30與資料傳送單元40兩者能相互電性連接。電訊號偵測單元30遠離帶狀織物10的外表面，能用以貼附於生物體的體表面，以偵測該生物體的微量電訊號；電訊號偵測單元30能透過導電傳輸單元20，將該微量電訊號傳遞至資料傳送單元40，而資料傳送單元40則能將其所接收的該微量電訊號轉換為資料傳輸訊號，而透過有線或是無線的方式將該傳輸訊號傳遞至相對應的裝置(例如電腦、智慧型手機等)。其中，帶狀織物10及電訊號偵測單元30的至少其中之一內含有一蓄熱纖維，而電訊號偵測單元偵測生物體的體表面的微量訊號時，該蓄熱纖維能阻隔部分由生物體的體表面所散失的熱能，據以促使生物體產生汗液，從而使得電訊號偵測單元30能透過汗液，而增加其感測的 效能。於實際應用中，蓄熱纖維可以是聚酯纖維、壓克力纖維(Acrylic)、聚丙烯酸酯纖維(Acrylate)的其中之一，於此不加以限制；其中，另外的應用中，蓄熱纖維可以是同時具有吸濕的功能。

進一步來說，帶狀織物10的兩個相對面設置的表面分別定義為一第一表面101及一第二表面102。帶狀織物10的兩端可以是分別設置有可相互連接的連接件11，據以可使帶狀織物10的兩端可通過該連接件11而相互連接，進而形成一環狀結構。具體來說，使用者可以是透過連接件11而將生理訊號偵測帶1環繞設置於待偵測的生物體上。於實際應用中，所述連接件11可以是任何型式，例如圖中所示的扣件型式，亦或者可以是魔鬼氈、磁吸結構等，於此不加以限制。於較佳的實施例中，帶狀織物10可以是由具有彈性的纖維所製成，且在更好的實施態樣中，帶狀織物10內可依據需求含有蓄光纖維、抗菌纖維、溫致變色纖維等，於此不加以限定。

各導電傳輸單元20穿設於帶狀織物10，其可以包含有兩個導電件21、21’，而所述兩個導電件21、21’可以是分別設置於帶狀織物10的第一表面101及第二表面102，且兩個導電件21、21’裝設於帶狀織物10上時彼此電性連接；當然，為使導電傳輸單元20能穿設於帶狀織物10上，帶狀織物10可以對應具有通孔103。於實際應用中，導電傳輸單元20可以是金屬導電結構，且設置於帶狀織物10的第二表面102的導電件21’可以是與資料傳送單元40的一電連接結構41相對應配合設計，例如設置於第二表面102的導電件21’與資料傳送單元40的電連接結構41可以是如圖中所示，為彼此能相對應卡扣的扣具型式。

相似地，設置於第一表面101的導電件21則可以是配合電訊號偵測單元30的連接部33(於後詳述)的外型對應進行設計，不侷限於圖中所示。特別說明的是，於實際應用中，各導電傳輸單元20亦可以是僅包含有單一個導電件(例如是僅包含圖中的導電件21’)， 而其可以是固定設置於第二表面102，且該導電件21’可以是具有穿過帶狀織物10而能與連接部33相互固定的結構，於此不加以限制。

兩個電訊號偵測單元30內含有導電纖維，兩個電訊號偵測單元30分別間隔地設置於帶狀織物10的第一表面101。於實際應用中，兩個電訊號偵測單元30可以是以膠合、超音波熔接、車縫等方式，固定設置於帶狀織物10上，於此不加以限制。另外，各電訊號偵測單元30的外型及內含的纖維材料除了導電纖維外，亦可依據需求加以變化，例如各電訊號偵測單元30可以是內含有蓄光纖維、抗菌纖維、溫致變色纖維等相關具有特殊功能的纖維材料。

各電訊號偵測單元30具有一感應部31、一延伸部32及一連接部33，感應部31與延伸部32相連接，且延伸部32與連接部33相連接。感應部31的外型可以是大致對應於帶狀織物10的外型，且感應部31的寬度，可以是小於帶狀織物10的寬度。感應部31相反於面對第一表面101的一表面定義為一感應表面(圖未標示)，其用以與生物體的體表面接觸，以偵測該生物體的微量電訊號。延伸部32的寬度，可以是小於感應部31的寬度。連接部33對應與設置於帶狀織物10的第一表面101的導電件21相互電性連接，而延伸部32及連接部33能據以將感應部31所感測的微量電訊號，透過導電件21、21’傳遞至資料傳送單元40。於實際應用中，各電訊號偵測單元30的連接部33的外型，可以是配合設置於帶狀織物10的第一表面101的導電件21的外型設計，例如可以是如圖中所示，各連接部33與設置於第一表面101的導電件21相互對應具有圓形狀的外型。

如圖2至圖4所示，當兩個電訊號偵測單元30對應設置於帶狀織物10的第一表面101後，絕緣隔離件50則對應設置於帶狀織物10的第一表面101，且對應遮蔽各電訊號偵測單元30的連接部33的位置，藉以避免生物體直接接觸設置於第一表面101的導 電件21；換言之，絕緣隔離件50的大小是大於各電訊號偵測單元30的連接部33及延伸部32，而小於帶狀織物10，於較佳的實施態樣中，絕緣隔離件50的大小可如圖中所示，大致對應於電訊號偵測單元30。

請參閱圖5，其顯示電訊號偵測單元30的剖視圖。如圖所示，電訊號偵測單元30可以是多層材料所組成的複合材，其可以是包含有一導電層301、一介面層302及一底層303。導電層301與底層303分別設置於介面層302的兩個相對面的表面，導電層301、介面層302及底層303可以分別為不同材質或是相同材質的織物，而透過膠合、車縫或是超音波熔合等方式相互固定。導電層301用以感測並傳送該微量電訊號。

具體來說，導電層301可以是由導電織物所製作而成(或是由導電織物與蓄熱織物一同製作而成)，介面層302可以是吸水的織物，而底層303則可以是絕緣織物。其中，所述導電層301相反於與介面層302相連接的外表面，即為前述之感應表面，而所述底層303的相反於與介面層302相連接的外表面則是對應設置於第一表面101。於實際應用中，電訊號偵測單元30整體可以是具有可饒性，且所述導電層301可以是利用多種方法製備，例如可以是將纖維和細碎的金屬混紡、電紡含有奈米金屬顆粒的纖維、混紡導電聚合物或是在纖維表面上鍍上導電材料等。

於較佳的實施態樣中，導電層301可以是如圖中所示，具有數個微孔洞3011，藉此，導電層301的外表面(感應表面)貼附於生物體的體表面時，生物體的汗液將可透過微孔洞3011進入介面層302中，而被介面層302所吸收，導電層301進而可透過介面層302中所含有的液體，增加感測的導電率，從而增加導電層301偵測生物體的體表面的微量電訊號的效能。底層303於其他的實施態樣中，可以是可防水材質。

在另一實施態樣中，導電層301可以是由多種纖維材質共同 紡織形成，而其內可以含有蓄熱纖維，據以導電層301於貼附於生物體的體表面時，能透過蓄熱纖維阻隔其所貼附的生物體所散失的熱能，進而促使生物體產生汗液，從而透過介面層302吸收汗液後，有效增加導電層301的偵測效能；換言之，前述蓄熱纖維可以是依據需求，而具有吸濕的功能。

資料傳送單元40是對應可拆卸地設置於帶狀織物10的第二表面102，且資料傳送單元40能依據設置於第二表面102的導電件21’的形式的不同，而具有相對應的電連接結構41(例如是圖中的扣具形式)，藉以，資料傳送單元40能透過該電連接結構41與導電件21’電性連接，從而通過導電件21’接收來自電訊號偵測單元30所傳送至設置於第一表面101的導電件21的微量電訊號。

換言之，各電訊號偵測單元30的感應部31，由生物體的體表面所偵測到的微量電訊號，將通過導電傳輸單元20(設置於第一表面101及第二表面102的導電件21、21’)，從而傳遞至資料傳送單元40，藉此透過資料傳送單元40內部的相關構件的處理，從而將該微量電訊號轉換為相對應的相關資料傳輸訊號，以傳送至相對應的裝置(例如電腦、智慧型手機等)。其中，所述位於資料傳送單元40內的相關構件，可依據需求加以設置，例如可以是至少包含有微處理器、電源供應及管理單元、訊號轉換模組、資料傳輸模組(例如是藍芽、紅外線傳輸模組)、濾波單元、訊號放大器等，用以將所述微量電訊號，轉換成相關的資料傳輸訊號以向外傳送。

特別說明的是，於本實施例中，是以資料傳送單元40透過所述相關電連接結構41與設置於第二表面102的導電件21’的相對應配合，從而可拆卸地設置於帶狀織物10的第二表面102。但，在其他特殊的應用中，所述資料傳送單元40亦可以是直接固定設置於帶狀織物10的第二表面102，藉以可使生理訊號偵測帶1成為一次性使用產品；當然，亦可是使資料傳送單元40具有相對應的可更換電池的結構，從而使其可重複利用。

請參閱圖6至8，圖6及圖7為本創作的生理訊號偵測帶1的兩個不同的實施態樣的分解示意圖，圖8為圖6及圖7的生理訊號偵測帶1的組合示意圖。

如圖所示，有別於前述實施例，生理訊號偵測帶1更可以包含有兩個止滑結構60，其可以為環狀結構，而對應設置於兩個電訊號偵測單元30的外周緣與帶狀織物10的第一表面101的交界處，據以可讓各電訊號偵測單元30的感應部31對應貼附於生物體的體表面時，增加感應部31與生物體的體表面之間的摩擦力，從而使得各電訊號偵測單元30不易因為生物體的活動，而輕易地脫離生物體的體表面。具體來說，止滑結構60外露於帶狀織物10的外表面，可以是形成有微結構，據以能對應增加其與生物體的體表面接觸時的摩擦力。

如圖7所示，有別於前述實施例，電訊號偵測單元30可以是包含有兩個感應部31，而為一體成形的結構。具體來說，電訊號偵測單元30整體可以是呈現為一帶狀結構，且其大致中央的位置可以是具有一非導電區Z1，而該非導電區Z1則可據以將該電訊號偵測單元30，對應分隔為兩個導電區Z2，各導電區Z2中則與前述實施例相同，具有一感應部31及一與感應部31相連接的連接部33。各導電區Z2中的感應部31是用來與生物體的體表面接觸，而各導電區Z2中的連接部33則是用來與對應設置於第一表面101的導電件21電性連接。

請一併參閱圖8至圖10，其為本創作的生理訊號偵測帶的蓄熱纖維的設置位置的示意圖；為例清楚表示圖中所述蓄熱纖維所設置的位置，於圖中蓄熱纖維所設置的位置係以點狀圖樣表示；當然，以下所舉出的蓄熱纖維的設置位置，皆僅為示範態樣，於實際應用中，蓄熱纖維的設置位置可依據需求加以變化，而不侷限於圖中所示。

如圖8所示，於其中一實施態樣中，所述蓄熱纖維(圖中點狀 圖樣)可以是形成於電訊號偵測單元30的感應部31；如圖9及圖10所示，在其他的實施態樣中，所述蓄熱纖維(圖中點狀圖樣)亦可以是形成於帶狀織物10、絕緣隔離件50或是止滑結構60上，藉此，當感應部31對應貼附於生物體的體表面時，蓄熱纖維能對應覆蓋於生物體的體表面，從而能促使該生物體產生汗液，進而可增加電訊號偵測單元的感測效能。特別說明的是，於實際應用中，所述蓄熱纖維亦可以是同時形成於帶狀織物10、感應部31、絕緣隔離件50及止滑結構60的至少兩者以上，甚至亦可以是帶狀織物10、感應部31及絕緣隔離件50內皆含有蓄熱纖維。

特別說明的是，前述各式具有蓄熱纖維的電訊號偵測單元30，在其他的應用，可以是不與帶狀織物相結合，而是依據需求直接設置於各式生物穿戴的織物上；具體來說，所述具有蓄熱纖維的電訊號偵測單元30可以是直接設置或是形成(例如透過紡織、車縫、膠合等方式)於生物穿戴的衣物上，而電訊號偵測單元30則能隨衣物貼附於生物體表面，進而偵測該體表面的相關微量電訊號。當然，電訊號偵測單元30所結合相關織物，更包含有能將該電訊號偵測單元30所偵測到的相關微量電訊號，向外傳輸的結構，例如前述實施例的導電件21、直接形成於織物上的導電纖維等。

以上所述僅為本創作的較佳可行實施例，非因此侷限本創作的專利範圍，故舉凡運用本創作說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本創作的保護範圍內。

1‧‧‧生理訊號偵測帶

10‧‧‧帶狀織物

101‧‧‧第一表面

102‧‧‧第二表面

103‧‧‧通孔

11‧‧‧連接件

20‧‧‧導電傳輸單元

21、21’‧‧‧導電件

30‧‧‧電訊號偵測單元

31‧‧‧感應部

32‧‧‧延伸部

33‧‧‧連接部

40‧‧‧資料傳送單元

41‧‧‧電連接結構

50‧‧‧絕緣隔離件

Claims (10)

1. 一種生理訊號偵測帶，其適以設置於一生物體的體表面，所述生理訊號偵測帶包括：一帶狀織物，其兩端能選擇性的相互連接，該帶狀織物的兩個相反的表面分別定義為一第一表面及一第二表面；至少一導電傳輸單元，其固定設置於該帶狀織物上；至少一電訊號偵測單元，其設置於該第一表面，該電訊號偵測單元具有有一感應部及一連接部，該感應部的遠離該第一表面的外表面，能對應貼附於該生物體的體表面，以偵測該生物體的微量電訊號，該連接部與該感應部相互連接，且該連接部與該導電件相互電性連接，而該連接部能將該感應部所偵測的微量電訊號，傳送至該導電傳輸單元；以及一資料傳送單元，其設置於該帶狀織物的該第二表面，且該資料傳送單元與該導電傳輸單元相互電性連接，而能接收該連接部透過該導電傳輸單元所傳送的微量電訊號，並據以將其轉換為一傳輸訊號；其中，該帶狀織物及該感應部的至少其中之一內含有一蓄熱纖維，而該感應部對應貼附於該生物體的體表面時，該蓄熱纖維能阻隔部分由生物體的體表面所散失的熱能。
2. 如請求項1所述的生理訊號偵測帶，其中更包含有一絕緣隔離件，且該導電傳輸單元包含有兩個導電件，該兩個導電件分別設置於該帶狀織物的該第一表面及該第二表面，且設置於該第二表面的該導電件與該資料傳送單元的一電連接結構，為能相互卡扣的扣具；該絕緣隔離件設置於該第一表面，而能對應遮蔽設置於該第一表面的該導電件、該電訊號偵測單元與設置於該第一表面的該導電件相連接的部分及至少 一部分的該感應部。
3. 如請求項1所述的生理訊號偵測帶，其中該電訊號偵測單元為多層材料所組成的複合材，且該電訊號偵測單元具有一導電層、一介面層及一底層，該導電層及該底層設置於該介面層的兩個相對的表面；該導電層形成有數個微孔洞，該導電層用以感測並傳送該微量電訊號，該底層相反於與該介電層相連接的一側，能與該第一表面相互連接。
4. 如請求項1所述的生理訊號偵測帶，其具有兩個該導電傳輸單元，該電訊號偵測單元為一帶狀結構，且該電訊號偵測單元具有一非導電區，該非導電區據以將該電訊號偵測單元區隔為兩個導電區，各該導電區具有該感應部及該連接部，各該連接部與其所對應的該感應部相互連接，且該兩個導電區的連接部能對應與該兩個導電傳輸單元電性連接。
5. 如請求項4所述的生理訊號偵測帶，其中更包含有一絕緣隔離件，其設置於該第一表面，而能對應遮蔽該非導電區及該兩個導電區的連接部。
6. 如請求項2或5所述的生理訊號偵測帶，其中該絕緣隔離件內含有該蓄熱纖維，該感應部對應貼附於該生物體的體表面時，該絕緣隔離件內的該蓄熱纖維，能阻隔部分由生物體的體表面所散失的熱能。
7. 如請求項3或4所述的生理訊號偵測帶，其中更包含有一止滑結構，其對應設置於該感應部的外周緣與該第一表面的交界處，且該止滑結構外露於該感應部及該帶狀織物的外表面，具有微結構。
8. 一種電訊號偵測單元，其至少包含一導電纖維及一蓄熱纖維，而該導電纖維及該蓄熱纖維的外表面，具有一感應部；該感 應部能在貼附於生物體的體表面時，偵測生物體的微量電訊號；其中，該蓄熱纖維能於該感應部貼附於生物體的體表面時，阻隔部分由生物體的體表面所散失的熱能。
9. 如請求項8所述的電訊號偵測單元，其為多層材料所組成的複合材，且該電訊號偵測單元具有一導電層、一介面層及一底層，該導電層及該底層設置於該介面層的兩個相對的表面；該導電層形成有數個微孔洞，該導電層用以感測並傳送該微量電訊號，該底層相反於與該介面層相連接的一側，能與該第一表面相互連接。
10. 如請求項9所述的電訊號偵測單元，其為一帶狀結構，且該電訊號偵測單元具有一非導電區，該非導電區據以將該電訊號偵測單元區隔為兩個導電區，各該導電區具有該感應部。