TWM567611U - 織物模組及使用其的肌電感測模組 - Google Patents

Abstract

一種織物模組，包含第一彈性防水膜、多個導電圖案、第二彈性防水膜以及織物排線。多個導電圖案配置於第一彈性防水膜上，其中導電圖案各自具有相連接的感測電極及導電路徑。第二彈性防水膜設置於第一彈性防水膜上，並具有多個開口，開口的數量與導電圖案的數量相同，其中導電路徑被包覆於第一彈性防水膜及第二彈性防水膜之間，而感測電極自開口露出。織物排線具有多個導電通道，其中導電通道的數量與導電圖案的數量相同，且導電通道分別電性連接導電路徑。

Description

織物模組及使用其的肌電感測模組

本創作是有關於一種織物模組及使用其的肌電感測模組。

近年來，隨著穿戴式裝置的發展，許多電子裝置已經被設計成可以配戴的樣式，例如智慧型手錶、穿戴式計步器、智慧型手環等。再者，搭配現今智慧型產品的盛行風潮，這些穿戴式電子裝置也已成為消費性市場的主流商品。另一方面，由於這些穿戴式電子裝置於消費性市場造成巨大迴響，結合電子裝置與穿著服飾的產品也陸續問世。除此之外，電子商務與傳統紡織也開始結盟，使得以織布為主體的機能性電子產品的發展性也更受看好。

本創作的一實施方式提供一種織物模組，包含第一彈性防水膜、多個導電圖案、第二彈性防水膜以及織物排線。多個導電圖案配置於第一彈性防水膜上，其中導電圖案各 自具有相連接的感測電極及導電路徑。第二彈性防水膜設置於第一彈性防水膜上，並具有多個開口，開口的數量與導電圖案的數量相同，其中導電路徑被包覆於第一彈性防水膜及第二彈性防水膜之間，而感測電極自開口露出。織物排線具有多個導電通道，其中導電通道的數量與導電圖案的數量相同，且導電通道分別電性連接導電路徑。

於部分實施方式中，導電圖案的數量為三個，且感測電極分別為互相平行的矩形圖案。

於部分實施方式中，感測電極沿第一方向配置，且感測電極各自沿著第二方向延伸，其中第一方向垂直第二方向。

於部分實施方式中，織物排線至少由導電纖維與彈性絲編織構成，且導電通道係由導電纖維構成。

於部分實施方式中，織物模組更包含彈性絕緣膜，貼附在織物排線上。

於部分實施方式中，織物模組更包含多個金屬扣接部，其中織物排線的導電纖維連接在金屬扣接部上。

於部分實施方式中，感測電極的數量為三個並沿第一方向配置，且感測電極各自為沿著第二方向延伸的矩形圖案，第一方向垂直第二方向，其中織物排線至少由導電纖維與彈性絲編織構成，且導電通道係由導電纖維構成。織物模組更包含彈性絕緣膜與金屬扣接部，其中彈性絕緣膜貼附在織物排線上，而織物排線的導電纖維連接在金屬扣接部上。

本創作的一實施方式提供一種肌電感測模組，包 含服飾載體、多個織物模組、多個金屬扣接部以及控制器。織物模組配置在服飾載體的內側，其中織物模組各自包含第一彈性防水膜、多個導電圖案、第二彈性防水膜以及織物排線。多個導電圖案配置於第一彈性防水膜上，其中導電圖案各自具有相連接的感測電極及導電路徑。第二彈性防水膜設置於第一彈性防水膜上，並具有多個開口，開口的數量與導電圖案的數量相同，其中導電路徑被包覆於第一彈性防水膜及第二彈性防水膜之間，而感測電極自開口露出。織物排線具有多個導電通道，其中導電通道的數量與導電圖案的數量相同，且導電通道分別電性連接導電路徑。金屬扣接部配置在服飾載體上並貫穿服飾載體，其中織物排線的導電通道係由導電纖維構成，且導電纖維連接在金屬扣接部上。控制器配置在服飾載體上並透過金屬扣接部與織物排線電性連接導電圖案。

於部分實施方式中，服飾載體為褲子，且織物模組的數量為四個，其中織物模組的感測電極分別配置在褲子的右大腿前側處內表面、右大腿後側處內表面、左大腿前側處內表面以及左大腿後側處內表面。

於部分實施方式中，織物模組各自的感測電極的數量為三個且為互相平行的矩形圖案，金屬扣接部的數量為九個，且其中一個金屬扣接部連接超過一個的導電纖維。

100、220A、220B、220C、220D‧‧‧織物模組

110‧‧‧第一彈性防水膜

120‧‧‧第二彈性防水膜

122‧‧‧開口

130、222A、222C‧‧‧導電圖案

132‧‧‧感測電極

134‧‧‧導電路徑

140、224A、224B、224C、224D‧‧‧織物排線

142、226‧‧‧導電纖維

144‧‧‧彈性絲

146、228‧‧‧導電通道

150、230‧‧‧軟性基板

160、240、240'‧‧‧金屬扣接部

170、260‧‧‧彈性絕緣膜

200‧‧‧肌電感測模組

210‧‧‧服飾載體

250‧‧‧控制器

C‧‧‧區域

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

第1A圖依據本揭露內容的部分實施方式繪示織物模組的 上視示意圖。

第1B圖繪示第1A圖的第一彈性防水膜、導電圖案及第二彈性防水膜的爆炸圖。

第2A圖依據本揭露內容的部分實施方式繪示肌電感測模組的示意圖。

第2B圖繪示將第2A圖的肌電感測模組的服飾載體由內向外翻後的示意圖。

第2C圖繪示第2B圖的區域C的放大示意圖。

以下將以圖式揭露本創作之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本創作。也就是說，在本創作部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

本揭露內容的織物模組可將多個導電圖案整合於一起，其中導電圖案可用以感測目標物的電位，因此，使用單一織物模組就可以量測到目標物的高電位、低電位及參考電位，從而建構出目標物的肌電訊號。透過將多個感測電極整合在單一織物模組上，可提升織物模組對於小區域進行肌電感測的穩定性，且也可簡化加工程序與降低生產成本。

請先看到第1A圖以及第1B圖，第1A圖依據本揭露內容的部分實施方式繪示織物模組100的上視示意圖，第1B 圖繪示第1A圖的第一彈性防水膜110、導電圖案130及第二彈性防水膜120的爆炸圖。為了方便說明，第1A圖繪示有互相垂直的第一方向D1以及第二方向D2，其中第一方向D1可以是第1A圖的橫向方向，而第二方向D2可以是第1A圖的縱向方向。織物模組100包含第一彈性防水膜110、第二彈性防水膜120、三個導電圖案130、織物排線140、軟性基板150、三個金屬扣接部160以及彈性絕緣膜170。

第二彈性防水膜120及三個導電圖案130配置於第一彈性防水膜110上，且導電圖案130位在第一彈性防水膜110與第二彈性防水膜120之間。第一彈性防水膜110及第二彈性防水膜120的材料可以是熱塑性聚氨酯彈性體(thermoplastic urethane；TPU)，而導電圖案130可透過將具有銀粒子的銀膠配置在第一彈性防水膜110上來形成，配置方法例如是印刷或是塗佈。然而，本創作不限於此，在一些實施方式中，導電圖案130的材料也可以是含碳的導電油墨、或者是銀/碳混合的導電油墨。在其他實式方式中，也可直接使用導電纖維(例如金屬纖維或導電碳纖維等)藉由編織方式來形成導電圖案130。在又一些實施方式中，亦可藉由混合編織導電纖維及印刷或塗佈導電油墨的方式來形成導電圖案130。

三個導電圖案130各自具有相連接的感測電極132及導電路徑134，其中感測電極132分別為互相平行的矩形圖案。具體來說，在第1A圖中，三個感測電極132是沿第一方向D1配置，且三個感測電極132各自是沿著第二方向D2延伸。

第二彈性防水膜120設置於第一彈性防水膜110 及導電圖案130的導電路徑134上，使得導電圖案130的導電路徑134會被包覆於第一彈性防水膜110與第二彈性防水膜120之間。第二彈性防水膜120具有三個開口122，其中開口122的位置係對應導電圖案130的感測電極132，使得感測電極132可自開口122露出。

織物排線140自第一彈性防水膜110與第二彈性防水膜120之間的導電圖案130的導電路徑134連接至金屬扣接部160。本實施方式中，織物排線140可由導電纖維142與彈性絲144編織構成。於其他實施方式中，織物排線140可由導電纖維142、彈性絲與非導電纖維編織構成。透過彈性絲144，織物排線140可具有彈性。織物排線140的導電纖維142可分別構成三個導電通道146，其中所構成的導電通道146的數量會與導電圖案130的數量相同，且導電通道146分別電性連接導電圖案130的導電路徑134，其電性連接方式例如可透過配置導電膠或是其他導體達成。

三個金屬扣接部160可配置在軟性基板150上並貫穿軟性基板150，且三個金屬扣接部160可一併將織物排線140固定在軟性基板150上。織物排線140的導電通道146可分別電性連接金屬扣接部160。具體而言，構成導電通道146的導電纖維142可採例如是綁繞的方式連接並固定在金屬扣接部160上。當織物模組100貼附在人體皮膚且感測電極132有直接接觸人體皮膚的情況下，感測電極132可感測人體皮膚的電位，並將感測到的電位透過導電路徑134與織物排線140分別傳送至金屬扣接部160。

藉由上述配置，在織物模組100的結構中，自三個感測電極132至其所對應的三個金屬扣接部160可構成三個彼此獨立的電訊號傳輸路徑，而單一織物模組100可透過此些彼此獨立的電訊號傳輸路徑自人體皮膚擷取到三個電位(例如高電位、低電位以及參考電位)。由於此三個電位可建構出肌電訊號，故使用單一織物模組100即可達到擷取肌電訊號的用途。也就是說，本揭露內容的織物模組100係將多個感測電極132整合於一起，以利進行擷取肌電訊號。再者，透過將多個感測電極132整合在單一個織物模組100，可簡化加工程序與降低生產成本，且此配置也可提升織物模組100對小區域進行肌電感測的穩定性。

除此之外，織物模組100可更包含彈性絕緣膜170，其中彈性絕緣膜170貼附在織物排線140與軟性基板150上，從而避免這些與電性相關的元件受到外部的影響，例如防止水氣或是落塵帶來的影響，藉以防止肌電訊號在擷取過程失真。雖第1A圖所繪的彈性絕緣膜170係貼附在織物排線140與軟性基板150的單側表面，然而於其他實施方式中，彈性絕緣膜170尚可將織物排線140與軟性基板150包覆於其中，從而提供更進一步的防護用途。

請參照第2A圖與第2B圖，第2A圖依據本揭露內容的部分實施方式繪示肌電感測模組200的示意圖，而第2B圖繪示將第2A圖的肌電感測模組200的服飾載體210由內向外翻後的示意圖。肌電感測模組200包含服飾載體210、四個織物模組220A、220B、220C、220D、軟性基板230、九個金屬 扣接部240以及控制器250，其中第2B圖的織物模組220A-220D各自的結構係與第1A圖的織物模組100的結構相同。

如第2A圖與第2B圖所示，服飾載體210為褲子，且四個織物模組220A-220D分別會延伸至服飾載體210的不同位置。具體而言，織物模組220A會延伸至服飾載體210的右大腿前側處內表面，且織物模組220A所包含的導電圖案222A會配置在服飾載體210的右大腿前側處內表面；織物模組220C會延伸至服飾載體210的左大腿前側處內表面，且織物模組220C所包含的導電圖案222C會配置在服飾載體210的左大腿前側處內表面；此外，雖未繪示，然而織物模組220C會延伸至服飾載體210的右大腿後側處內表面，且織物模組220A所包含的導電圖案(未繪示)會配置在服飾載體210的右大腿後側處內表面；織物模組220D會延伸至服飾載體210的左大腿後側處內表面，且織物模組220D所包含的導電圖案(未繪示)會配置在服飾載體210的左大腿後側處內表面。

請再看到第2B圖與第2C圖，第2C圖繪示第2B圖的區域C的放大示意圖。軟性基板230配置在服飾載體210上，九個金屬扣接部240共同配置在服飾載體210與軟性基板230上，並貫穿服飾載體210與軟性基板230。控制器250配置在服飾載體210與軟性基板230上。此外，軟性基板230可包含走線(未繪示)，以將控制器250電性連接金屬扣接部240。然而，本揭露內容不以此為限，於其他實施方式中，控制器250也可透過其他導體電性連接金屬扣接部240。

同前所述，織物模組220A-220D各自包含織物排線224A、224B、224C、224D，其中織物排線224A-224D各自包含由導電纖維226構成的三個導電通道228。在配置有四個織物模組220A-220D的情況下，導電通道228的數量共計會有十二個。對於每一個織物模組220A-220D而言，其可透過所包含的三個導電圖案(例如導電圖案222A)擷取到對應部位的三個電位(例如高電位、低電位以及參考電位)，而這三個電位分別會從導電通道228輸出至對應的金屬扣接部240。所擷取到的每一個高電位及每一個低電位會分別輸出到不同的金屬扣接部240，而所擷取到的參考電位則可共同輸出到同一個金屬扣接部240'，即金屬扣接部240'會連接超過一個的導電纖維226。

由於控制器250電性連接金屬扣接部240，故控制器250可將所擷取到的電位轉換為對應部位的肌電訊號，並將此些肌電訊號以通訊的方式輸出。輸出的方式可包括透過無線通訊或是透過有線通訊實現。例如，無線通訊可透過藍牙傳輸裝置、紅外線傳輸裝置、WIFI無線網路傳輸裝置、WT無線電波傳送裝置、NFC近距離無線通訊裝置、ANT+近距離無線通訊裝置或紫蜂無線通訊裝置(Zigbee)實現。有線通訊可透過實體排線實現，其中實體排線的連接方式可包含高畫質晰度多媒體介面(high definition multimedia interface；HDMI)、控制器區域網路(controller area network；CANbus)、RS-232或乙太網控制自動化技術(etherCAT)。

此外，肌電感測模組200更包含彈性絕緣膜260， 其貼附在織物排線224A-224D與軟性基板230上，以將織物排線224A-224D與軟性基板230固定在服飾載體210上。另一方面，當使用者穿著肌電感測模組200的時候，由於織物模組220A-220D所各自包含的彈性防水膜係具有高摩擦係數，故可提高自使用者的對應部位擷取電位的穩定性。

綜合上述，本揭露內容的織物模組可將多個導電圖案整合於一起，因此使用單一織物模組即可量測到目標物的不同電位，從而建構出目標物的肌電訊號。透過將多個感測電極整合在單一織物模組上，可提升織物模組對於小區域進行肌電感測的穩定性，且也可簡化加工程序與降低生產成本。此外，由於將多個感測電極被整合一起，故也減少了織物模組在感測電極以外的部位與人體皮膚的接觸面積，從而提升使用者的穿著舒適度。

雖然本創作已以多種實施方式揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟習此技藝者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (10)

1. 一種織物模組，包含：第一彈性防水膜；多個導電圖案，配置於所述第一彈性防水膜上，其中所述導電圖案各自具有相連接的感測電極及導電路徑；第二彈性防水膜，設置於所述第一彈性防水膜上，並具有多個開口，所述開口的數量與所述導電圖案的數量相同，其中所述導電路徑被包覆於所述第一彈性防水膜及所述第二彈性防水膜之間，而所述感測電極自所述開口露出；以及織物排線，具有多個導電通道，其中所述導電通道的數量與所述導電圖案的數量相同，且所述導電通道分別電性連接所述導電路徑。
2. 如申請專利範圍第1項所述的織物模組，其中所述導電圖案的數量為三個，且所述感測電極分別為互相平行的矩形圖案。
3. 如申請專利範圍第2項所述的織物模組，其中所述感測電極沿第一方向配置，且所述感測電極各自沿著第二方向延伸，其中所述第一方向垂直所述第二方向。
4. 如申請專利範圍第1項所述的織物模組，其中所述織物排線至少由導電纖維與彈性絲編織構成，且所述導電通道係由所述導電纖維構成。
5. 如申請專利範圍第4項所述的織物模組，更包含彈性絕緣膜，貼附在所述織物排線上。
6. 如申請專利範圍第4項所述的織物模組，更包含多個金屬扣接部，其中所述織物排線的所述導電纖維連接在所述金屬扣接部上。
7. 如申請專利範圍第1項所述的織物模組，其中所述感測電極的數量為三個並沿第一方向配置，且所述感測電極各自為沿著第二方向延伸的矩形圖案，所述第一方向垂直所述第二方向，其中所述織物排線至少由導電纖維與彈性絲編織構成，且所述導電通道係由所述導電纖維構成，所述織物模組更包含：彈性絕緣膜，貼附在所述織物排線上；以及金屬扣接部，其中所述織物排線的所述導電纖維連接在所述金屬扣接部上。
8. 一種肌電感測模組，包含：服飾載體；多個織物模組，配置在所述服飾載體的內側，其中所述織物模組各自包含：第一彈性防水膜；多個導電圖案，配置於所述第一彈性防水膜上，其 中所述導電圖案各自具有相連接的感測電極及導電路徑；第二彈性防水膜，設置於所述第一彈性防水膜上，並具有多個開口，所述開口的數量與所述導電圖案的數量相同，其中所述導電路徑被包覆於所述第一彈性防水膜及所述第二彈性防水膜之間，而所述感測電極自所述開口露出；以及織物排線，具有多個導電通道，其中所述導電通道的數量與所述導電圖案的數量相同，且所述導電通道分別電性連接所述導電路徑；多個金屬扣接部，配置在所述服飾載體上並貫穿所述服飾載體，其中所述織物排線的所述導電通道係由導電纖維構成，且所述導電纖維連接在所述金屬扣接部上；以及控制器，配置在所述服飾載體上並透過所述金屬扣接部與所述織物排線電性連接所述導電圖案。
9. 如申請專利範圍第8項所述的肌電感測模組，其中所述服飾載體為褲子，且所述織物模組的數量為四個，其中所述織物模組的所述感測電極分別配置在所述褲子的右大腿前側處內表面、右大腿後側處內表面、左大腿前側處內表面以及左大腿後側處內表面。
10. 如申請專利範圍第9項所述的肌電感測模組，其中所述織物模組各自的所述感測電極的數量為三個且 為互相平行的矩形圖案，所述金屬扣接部的數量為九個，且其中一個所述金屬扣接部連接超過一個的所述導電纖維。