TWM584662U - 穿戴式體表電位擷取裝置及應用其的體表電位擷取服飾 - Google Patents

Abstract

一種穿戴式體表電位擷取裝置，包含套筒本體、感測電極以及導電紗線。套筒本體具有相對的第一端及第二端。感測電極配置在套筒本體的內表面，且第一端相對第二端為較靠近感測電極。導電紗線配置在套筒本體內，並電性連接感測電極，且導電紗線自感測電極延伸至第二端，其中導電紗線的延伸路徑長度大於感測電極至第二端的距離。

Description

穿戴式體表電位擷取裝置及應用其的體表電位擷取服飾

本創作是有關於一種穿戴式體表電位擷取裝置及應用其的體表電位擷取服飾。

近年來，隨著紡織技術的發展，布料除了在外觀方面有設計需求外，其機能性也列入設計的考量重點。對此，由於機能性布料具有多種優點，像是具可撓性、輕薄且可提供更美觀的外型，故許多電子裝置也開始被設計為使用這些機能性布料做為主體，以將其納入結構的一部分。也因此，在現今的電子裝置的結構中，已可見到有使用機能性布料做為主體的例子。由於這些使用機能性布料的電子裝置於消費性市場造成巨大迴響，故帶動了更多結合機能性布料與電子裝置的產品陸續問世，使得結合機能性布料與電子裝置的產品的發展性備受看好。

本創作之一實施方式提供一種穿戴式體表電位擷取裝置，包含套筒本體、感測電極以及導電紗線。套筒本體具有相對的第一端及第二端。感測電極配置在套筒本體的內表面，且第一端相對第二端為較靠近感測電極。導電紗線配置在套筒本體內，並電性連接感測電極。導電紗線自感測電極延伸至第二端，其中導電紗線的延伸路徑長度大於感測電極至第二端的距離。

於部分實施方式中，穿戴式體表電位擷取裝置更包含彈性結構。彈性結構配置在套筒本體內，並位在感測電極與套筒本體的外表面之間。

於部分實施方式中，感測電極自第一端延伸至套筒本體外，並具有開口。

於部分實施方式中，穿戴式體表電位擷取裝置更包含長度調節結構。長度調節結構配置在套筒本體上，並圍繞套筒本體及感測電極，以使套筒本體的內徑係為可調整的。

於部分實施方式中，套筒本體包含相連接的固定套筒與緩衝套筒，感測電極為配置在固定套筒的內表面，而導電紗線為配置在緩衝套筒內。緩衝套筒與固定套筒的彈性相異，且套筒本體的內徑沿著自緩衝套筒指向固定套筒的方向為漸縮。

本創作之一實施方式提供一種體表電位擷取服飾，包含服飾本體、金屬扣、穿戴式體表電位擷取裝置以及導電路徑。金屬扣貫穿服飾本體。穿戴式體表電位擷取裝置連接於服飾本體。導電路徑配置在服飾本體內且電性連接導電紗線 及金屬扣。

於部分實施方式中，服飾本體具有袖口，且穿戴式體表電位擷取裝置為連接在袖口的內表面。

於部分實施方式中，袖口的內徑大於套筒本體的外徑，且套筒本體透過第二端與袖口連接。

於部分實施方式中，導電路徑自套筒本體的第二端延伸至金屬扣的延伸路徑長度大於套筒本體的第二端至金屬扣的距離。

本創作之一實施方式提供一種體表電位擷取服飾，包含第一服飾本體、第二服飾本體、金屬扣、第一導電固定件、第二導電固定件、第一導電路徑以及第二導電路徑。第一服飾本體連接於第一穿戴式體表電位擷取裝置。第二服飾本體連接於第二穿戴式體表電位擷取裝置。金屬扣貫穿第一服飾本體。第一導電固定件配置在第一服飾本體。第二導電固定件配置在第二服飾本體，並與第一導電固定件可拆卸地連接在一起。第一導電路徑配置在第一服飾本體內，並將第一穿戴式體表電位擷取裝置電性連接至金屬扣。第二導電路徑配置在第一服飾本體及第二服飾本體內，並將第二穿戴式體表電位擷取裝置透過第一導電固定件及第二導電固定件電性連接至金屬扣。

100、200、300、400、500、610‧‧‧穿戴式體表電位擷取裝置

110、310、410、510、613‧‧‧套筒本體

112、212、312、412、512‧‧‧固定套筒

114、414‧‧‧緩衝套筒

120、220、320、420、520、616、715、719‧‧‧感測電極

130、614、713、717‧‧‧導電紗線

132‧‧‧固定結構

134‧‧‧波峰

136‧‧‧波谷

302‧‧‧彈性結構

422‧‧‧開口

504‧‧‧長度調節結構

506‧‧‧勾面

508‧‧‧毛面

600、700‧‧‧體表電位擷取服飾

602‧‧‧服飾本體

604、704‧‧‧袖口

608‧‧‧車縫線

612、712‧‧‧金屬扣

620‧‧‧導電路徑

630、730‧‧‧心電量測模組

702‧‧‧第一服飾本體

703‧‧‧第二服飾本體

705‧‧‧褲口

710‧‧‧第一穿戴式體表電位擷取裝置

711‧‧‧第二穿戴式體表電位擷取裝置

714‧‧‧第一導電固定件

716‧‧‧第二導電固定件

720‧‧‧第一導電路徑

722‧‧‧第二導電路徑

T1‧‧‧第一端

T2‧‧‧第二端

第1A圖依據本創作的第一實施方式繪示穿戴式體表電位擷取裝置的立體示意圖。

第1B圖繪示看向第1A圖的穿戴式體表電位擷取裝置的套筒本體的第一端的正視示意圖。

第2圖依據本創作的第二實施方式繪示穿戴式體表電位擷取裝置的正視示意圖。

第3圖依據本創作的第三實施方式繪示穿戴式體表電位擷取裝置的正視示意圖。

第4圖依據本創作的第四實施方式繪示穿戴式體表電位擷取裝置的立體示意圖。

第5圖依據本創作的第五實施方式繪示穿戴式體表電位擷取裝置的立體示意圖。

第6圖依據本創作的第六實施方式繪示體表電位擷取服飾的立體示意圖。

第7圖依據本創作的第七實施方式繪示體表電位擷取服飾的立體示意圖。

下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本創作所涵蓋的範圍，而結構操作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本創作所涵蓋的範圍。此外，圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。為使便於理解，下述說明中相同元件將以相同之符號標示來說明。

本揭露內容的穿戴式體表電位擷取裝置可便於使用者穿戴，從而利於量測使用者的體表電位。此外，穿戴式 體表電位擷取裝置的導電紗線可採彎曲或S型的形式來配置，藉以防止來自外界的拉扯動作會對導電紗線的總長度產生變化，從而避免導電紗線的電阻值產生變化。

請先參照第1A圖及第1B圖，第1A圖依據本創作的第一實施方式繪示穿戴式體表電位擷取裝置100的立體示意圖，而第1B圖繪示看向第1A圖的穿戴式體表電位擷取裝置100的套筒本體110的第一端T1的正視示意圖。穿戴式體表電位擷取裝置100包含套筒本體110、感測電極120以及導電紗線130。

套筒本體110為中空結構，當使用者要穿戴時，可將肢體穿過套筒本體110的中空結構。套筒本體110具有相對的第一端T1及第二端T2。具體來說，套筒本體110包含固定套筒112與緩衝套筒114，且固定套筒112與緩衝套筒114可透過紗線(未繪示)固定而相連接。固定套筒112於遠離緩衝套筒114的一端係為套筒本體110的第一端T1，而緩衝套筒114於遠離固定套筒112的一端係為套筒本體110的第二端T2。

套筒本體110的內徑沿著自緩衝套筒114指向固定套筒112的方向為漸縮，以利使用者於穿戴時先將肢體套入至緩衝套筒114再穿過固定套筒112。固定套筒112會具有彈性，此可透過將彈性紗配置於固定套筒112中來實現。

感測電極120配置在套筒本體110的內表面，且第一端T1相對第二端T2為較靠近感測電極120。具體而言，感測電極120為配置在固定套筒112的內表面，且感測電極120可透過將導電紗編織在固定套筒112的內表面形成。由於固定 套筒112可具有彈性，故當使用者穿戴穿戴式體表電位擷取裝置100時，固定套筒112會透過自身彈性而提升感測電極120的服裝壓，使得感測電極120可緊貼使用者的體表，從而利於擷取使用者的體表電位。

導電紗線130配置在套筒本體110內，並電性連接感測電極120，且導電紗線130可自感測電極120延伸至第二端T2。具體而言，導電紗線130為配置在緩衝套筒114內，且導電紗線130可透過固定結構132固定在緩衝套筒114內，其中固定結構132例如可以是由彈性紗線經交織配置在緩衝套筒114的內表面。導電紗線130可採彎曲或S型的形式配置在緩衝套筒114內，使得導電紗線130的延伸路徑長度會大於感測電極120至第二端T2的距離。自感測電極120擷取到的體表電位可透過導電紗線130傳輸至外部裝置，以利進行後續生理訊號分析。

固定套筒112與緩衝套筒114的彈性可相異。舉例來說，固定套筒112的彈性可大於緩衝套筒114的彈性，此可透過對固定套筒112與緩衝套筒114配置不同比例的彈性紗或者透過不同的編織密度來實現。藉由此配置，當進行擷取體表電位時，可使緩衝套筒114呈現具皺摺的樣子，因此即使套筒本體110的第二端T2受到外力拉扯，此外力會先使具皺摺的緩衝套筒114被拉平，從而緩衝外力傳輸至固定套筒112。透過此緩衝效果，可避免固定套筒112內的感測電極120因外力而對使用者的體表產生相對運動。

另一方面，由於導電紗線130是採彎曲(或S型) 形式配置在緩衝套筒114內，故導電紗線130可預留於緩衝套筒114受到拉伸時的延伸量。進一步來說，採彎曲形式配置的導電紗線130會呈現類似弦波的圖案，例如具有波峰134以及相對於波峰134的波谷136。透過此配置，當緩衝套筒114受到拉扯而致使形變的時候，導電紗線130會傾向先變化其彎曲程度，例如波峰134與波谷136的幅寬會對應地拉開，從而防止導電紗線130的總長度產生變化。

由於導電紗線130的總長度會與其電阻值有相關性，在可防止導電紗線130的總長度產生變化的情況下，即可防止導電紗線130的電阻值於拉扯期間產生變化。對此，當擷取體表電位的時候，若導電紗線130的電阻發生變化，則可能會產生雜訊，並因此降低訊號雜訊比。因此，透過上述配置，可防止擷取體表電位的期間受雜訊影響，從而避免降低訊號雜訊比。

除此之外，由於穿戴式體表電位擷取裝置100非透過黏附的方式固定在使用者的體表上，故具有可重複使用的特性。再者，由於使用者將肢體套入至穿戴式體表電位擷取裝置100之中即可開始擷取體表電位，故穿戴式體表電位擷取裝置100也具有良好的便利性。

請再看到第2圖，第2圖依據本創作的第二實施方式繪示穿戴式體表電位擷取裝置200的正視示意圖，其中第2圖的視角係雷同第1B圖。本實施方式與第一實施方式的至少一個差異點在於：本實施方式的感測電極220可於固定套筒212的內表面形成環狀輪廓，從而提升感測電極220對使用者 的體表的接觸面積，以利進行擷取體表電位。

請再看到第3圖，第3圖依據本創作的第三實施方式繪示穿戴式體表電位擷取裝置300的正視示意圖，其中第3圖的視角係雷同第1B圖。本實施方式與第一實施方式的至少一個差異點在於：本實施方式的穿戴式體表電位擷取裝置300更包含彈性結構302。彈性結構302可配置在套筒本體310內，並位在感測電極320與套筒本體310的外表面之間，從而提升感測電極320的服裝壓。

具體來說，如第3圖所示，彈性結構302可配置在固定套筒312的內表面與感測電極320之間。彈性結構302可透過將彈性紗編織在固定套筒312的內表面形成，而形成感測電極320的導電紗可穿過彈性結構302並與固定套筒312交織，以利連接導電紗線(未繪示，其如第1A圖的導電紗線130)。

當使用者的肢體套入至穿戴式體表電位擷取裝置300的固定套筒312，並因此壓縮彈性結構302的時候，彈性結構302可透過自身彈性提供壓力予感測電極320，從而提升感測電極320的服裝壓。感測電極320的服裝壓與擷取到的體表電位的訊號雜訊比會呈正相關，因此提升感測電極320的服裝壓可連帶提升訊號雜訊比。

雖本實施方式是將彈性結構302繪示為形成在固定套筒312的內表面上，然而本揭露內容不以此為限。於其他實施方式中，彈性結構302也可以位在感測電極320與套筒本體310的外表面之間的其他處，例如可與套筒本體310的結構交織，並因此位在套筒本體310的外表面與內表面之間。

請再看到第4圖，第4圖依據本創作的第四實施方式繪示穿戴式體表電位擷取裝置400的立體示意圖。本實施方式與第一實施方式的至少一個差異點在於：本實施方式的感測電極420會自第一端T1延伸至套筒本體410外。

具體來說，感測電極420可以是導電紗經編織而成的導電布，並自固定套筒412的內表面經套筒本體410的第一端T1延伸至套筒本體410外。感測電極420於套筒本體410外的部分可具有開口422，當使用者將上肢套入至緩衝套筒414並穿過固定套筒412後，可進一步將上肢的大拇指套入至開口422中，以使感測電極420可固定且包覆在使用者上肢的末端。透過此配置，可提升感測電極420對使用者的接觸面積，以利擷取體表電位。此外，感測電極420也可以是導電紗與彈性紗經編織而成的導電布，使得導電布具有彈性，從而提升感測電極420對使用者的固定強度與包覆強度。

請再看到第5圖，第5圖依據本創作的第五實施方式繪示穿戴式體表電位擷取裝置500的立體示意圖。本實施方式與第一實施方式的至少一個差異點在於：本實施方式的穿戴式體表電位擷取裝置500更包含長度調節結構504，其可用以調節套筒本體510的內徑。

具體來說，長度調節結構504配置在套筒本體510上，並圍繞感測電極520及套筒本體510的固定套筒512。長度調節結構504可以是魔鬼氈結構，例如具有勾面506及毛面508。透過調整勾面506與毛面508之間的接觸面積，固定套筒512的內徑係為可調整的，在此，所述的「固定套筒512的內 徑係為可調整的」指的是固定套筒512的圓周長會因應勾面506與毛面508之間的接觸面積而改變，從而可連帶調整固定套筒512的內徑。例如，當使用者的肢體穿過固定套筒512後，可調整增加勾面506與毛面508之間的接觸面積，以改變固定套筒512的圓周長，從而使固定套筒512的內徑可縮減為符合使用者的肢體尺寸，以利擷取體表電位。

請再看到第6圖，第6圖依據本創作的第六實施方式繪示體表電位擷取服飾600的立體示意圖。本實施方式的體表電位擷取服飾600係應用前述實施方式的穿戴式體表電位擷取裝置。具體來說，體表電位擷取服飾600包含服飾本體602、一對穿戴式體表電位擷取裝置610、金屬扣612以及導電路徑620。服飾本體602可以是上衣類型的服飾，並具有袖口604。金屬扣612貫穿服飾本體602，以於服飾本體602的表面形成導電連接點。

穿戴式體表電位擷取裝置610各自連接於服飾本體602的袖口604。如第6圖所示，穿戴式體表電位擷取裝置610的套筒本體613可透過其第二端T2連接服飾本體602的袖口604的內表面，例如可透過車縫線608連接於一起。對此，袖口604的內徑可大於套筒本體613的外徑，以利將穿戴式體表電位擷取裝置610收納於服飾本體602的袖口604內。如此的設計除了可使服飾本體602做為穿戴式體表電位擷取裝置610的保護套之外，也使得服飾本體602的外觀不會因配置穿戴式體表電位擷取裝置610而受到影響。

導電路徑620配置在服飾本體602內，並電性連接 金屬扣612與穿戴式體表電位擷取裝置610的導電紗線614，使得透過穿戴式體表電位擷取裝置610的感測電極616擷取的體表電位可經導電紗線614與導電路徑620傳輸至金屬扣612。導電路徑620可雷同導電紗線614，採彎曲的形式配置在服飾本體602內並由固定結構(未繪示，其如第1A圖的固定結構132)固定，使得導電路徑620自套筒本體613的第二端T2延伸至金屬扣612的延伸路徑長度會大於套筒本體613的第二端T2至金屬扣612的距離，從而防止其電阻值因服飾本體602受到拉扯而產生變化。

於部分實施方式中，導電路徑620可以是將穿戴式體表電位擷取裝置610的導電紗線614自感測電極616直接延伸至金屬扣612形成。於其他實施方式中，導電路徑620可使用導線纖維或金屬絲形成，並與穿戴式體表電位擷取裝置610的導電紗線614物理連接於一起。

透過上述配置，體表電位擷取服飾600可適於擷取使用者的體表電位並藉此繪製成心電圖。舉例來說，當要擷取體表電位的時候，可先將心電量測模組630配置在服飾本體602上，且心電量測模組630電性連接金屬扣612。接著，金屬扣612分別會收集到來自不同的穿戴式體表電位擷取裝置610的體表電位，並將這些體表電位傳輸至心電量測模組630。心電量測模組630經運算後可繪製出心電圖，並可將心電圖以無線通訊的方式輸出，像是藍牙傳輸、紅外線傳輸、WIFI無線網路傳輸、WT無線電波傳送、NFC近距離無線通訊、ANT+近距離無線通訊或紫蜂無線通訊(Zigbee)。

由於體表電位擷取服飾600具有可穿戴的性質，故可便於在使用者進行活動的同時擷取體表電位，以利得知使用者於活動期間的心電圖。換言之，體表電位擷取服飾600可同時滿足使用者的穿著需求與心電量測需求。

請再看到第7圖，第7圖依據本創作的第七實施方式繪示體表電位擷取服飾700的立體示意圖。本實施方式與第六實施方式的至少一個差異點在於：本實施方式的體表電位擷取服飾700包含上衣類型及褲裝類型的服飾。

具體來說，體表電位擷取服飾700包含第一服飾本體702、第二服飾本體703、一對第一穿戴式體表電位擷取裝置710、一對第二穿戴式體表電位擷取裝置711、金屬扣712、第一導電固定件714、第二導電固定件716、第一導電路徑720以及第二導電路徑722。

第一服飾本體702可以是上衣類型的服飾，並具有袖口704，而第二服飾本體703可以是褲裝類型的服飾，並具有褲口705。金屬扣712貫穿第一服飾本體702，以於第一服飾本體702的表面形成導電連接點。

第一導電固定件714配置在第一服飾本體702的下襬，而第二導電固定件716配置在第二服飾本體703的腰間處，且第一導電固定件714與第二導電固定件716為可拆卸地連接在一起。舉例來說，第一導電固定件714與第二導電固定件716可以是一組金屬釘扣件。

第一穿戴式體表電位擷取裝置710各自連接第一服飾本體702的袖口704，其連接方式如第六實施方式所述， 在此不再贅述。第二穿戴式體表電位擷取裝置711各自連接於第二服飾本體703的褲口705，其之間的連接方式可同於第一穿戴式體表電位擷取裝置710與第一服飾本體702，在此不再贅述。

第一導電路徑720配置在第一服飾本體702內，並電性連接金屬扣712與第一穿戴式體表電位擷取裝置710的導電紗線713，使得經第一穿戴式體表電位擷取裝置710的感測電極715擷取的體表電位可經導電紗線713與第一導電路徑720傳輸至金屬扣712。

第二導電路徑722配置在第一服飾本體702及第二服飾本體703內，其中配置在第一服飾本體702內的第二導電路徑722電性連接金屬扣712與第一導電固定件714，而配置在第二服飾本體703內的第二導電路徑722電性連接第二導電固定件716與第二穿戴式體表電位擷取裝置711的導電紗線717。當第一導電固定件714與第二導電固定件716連接在一起的時候，第二導電路徑722可透過第一導電固定件714及第二導電固定件716將第二穿戴式體表電位擷取裝置711的感測電極719電性連接至金屬扣712，使得經第二穿戴式體表電位擷取裝置711的感測電極719擷取的體表電位可經導電紗線717、第二導電路徑722、第一導電固定件714及第二導電固定件716傳輸至金屬扣712。

透過上述配置，當使用心電量測模組730繪製使用者的心電圖時，可藉由超過一對的感測電極來繪製心電圖，以利更進一步地分析使用者的心電活動。

綜合上述，本揭露內容的穿戴式體表電位擷取裝置，包含套筒本體、感測電極以及導電紗線，其中感測電極配置在套筒本體的內表面，而導電紗線配置在套筒本體內，並電性連接感測電極。導電紗線可採彎曲或S型的形式來配置，藉以防止來自外界的拉扯動作會對導電紗線的總長度產生變化，從而避免導電紗線的電阻值產生變化。此外，穿戴式體表電位擷取裝置可與服飾本體結合成為體表電位擷取服飾，由於體表電位擷取服飾具有可穿戴的性質，故可便於得知使用者於活動期間的心電圖。

雖然本創作已以實施方式揭露如上，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. 一種穿戴式體表電位擷取裝置，包含：套筒本體，具有相對的第一端及第二端；感測電極，配置在所述套筒本體的內表面，且所述第一端相對所述第二端為較靠近所述感測電極；以及導電紗線，配置在所述套筒本體內，並電性連接所述感測電極，且所述導電紗線自所述感測電極延伸至所述第二端，其中所述導電紗線的延伸路徑長度大於所述感測電極至所述第二端的距離。
2. 如申請專利範圍第1項所述的穿戴式體表電位擷取裝置，更包含彈性結構，配置在所述套筒本體內，並位在所述感測電極與所述套筒本體的外表面之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述的穿戴式體表電位擷取裝置，其中所述感測電極自所述第一端延伸至所述套筒本體外，並具有開口。
4. 如申請專利範圍第1項所述的穿戴式體表電位擷取裝置，更包含長度調節結構，配置在所述套筒本體上，並圍繞所述套筒本體及所述感測電極，以使所述套筒本體的內徑係為可調整的。
5. 如申請專利範圍第1項所述的穿戴式體表電 位擷取裝置，其中所述套筒本體包含相連接的固定套筒與緩衝套筒，所述感測電極為配置在所述固定套筒的內表面，而所述導電紗線為配置在所述緩衝套筒內，其中所述緩衝套筒與所述固定套筒的彈性相異，且所述套筒本體的內徑沿著自所述緩衝套筒指向所述固定套筒的方向為漸縮。
6. 一種體表電位擷取服飾，包含：服飾本體：金屬扣，貫穿所述服飾本體；如申請專利範圍第1項至第5項其中任一項的穿戴式體表電位擷取裝置，連接於所述服飾本體；以及導電路徑，配置在所述服飾本體內且電性連接所述導電紗線及所述金屬扣。
7. 如申請專利範圍第6項所述的體表電位擷取服飾，其中所述服飾本體具有袖口，且所述穿戴式體表電位擷取裝置為連接在所述袖口的內表面。
8. 如申請專利範圍第7項所述的體表電位擷取服飾，其中所述袖口的內徑大於所述套筒本體的外徑，且所述套筒本體透過所述第二端與所述袖口連接。
9. 如申請專利範圍第6項所述的體表電位擷取服飾，其中所述導電路徑自所述套筒本體的所述第二端延伸 至所述金屬扣的延伸路徑長度大於所述套筒本體的所述第二端至所述金屬扣的距離。
10. 一種體表電位擷取服飾，包含：第一服飾本體，連接於如申請專利範圍第1項至第5項其中任一項的第一穿戴式體表電位擷取裝置；第二服飾本體，連接於如申請專利範圍第1項至第5項其中任一項的第二穿戴式體表電位擷取裝置；金屬扣，貫穿所述第一服飾本體；第一導電固定件，配置在所述第一服飾本體；第二導電固定件，配置在所述第二服飾本體，並與所述第一導電固定件可拆卸地連接在一起；第一導電路徑，配置在所述第一服飾本體內，並將所述第一穿戴式體表電位擷取裝置電性連接至所述金屬扣；以及第二導電路徑，配置在所述第一服飾本體及所述第二服飾本體內，並將所述第二穿戴式體表電位擷取裝置透過所述第一導電固定件及所述第二導電固定件電性連接至所述金屬扣。