技術(shù),第三層可以被針織成使得第三層可位于“基底”層之間,或可位于在“基底”層外部的3-層織物的頂部表面或底部表面上。
[0043]本領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解,平型針織的3D方法允許層(例如在這個例子中的導(dǎo)電層)切換表面。換言之,織物可以被針織成使得導(dǎo)電層可以暴露在至少兩層(導(dǎo)電層形成一個這樣的層)的織物的一側(cè)或另一側(cè)上,或者在至少3層織物的例子中,織物可以被編織以便坐落在任何其它的2層之間且與織物的外表面隔離??梢栽诳椢锏谋砻鎸又g編織,以便允許在織物的外表面上產(chǎn)生導(dǎo)電區(qū)域(例如接觸傳感器),并且然后在織物內(nèi)產(chǎn)生導(dǎo)電通路,以用于傳導(dǎo)通過絕緣通路中的這樣的接觸傳感器區(qū)域獲取的信號。
[0044]在根據(jù)本發(fā)明的可穿戴件中,這將考慮到舒適性、在必要處導(dǎo)電纖維的電氣絕緣、以及為了美學(xué)目的可穿戴件的視覺設(shè)計。
[0045]在示于圖la至圖1d的實施方案中,導(dǎo)電織物層被針織成在3層織物的表面上的接觸傳感器身體接觸層的形式,且該導(dǎo)電織物層與在兩個“基底”層之間的導(dǎo)電織物的較窄的信號傳導(dǎo)帶(5)接觸,用于由接觸傳感器獲取的信號的傳導(dǎo)。圖la示出接觸傳感器的平面圖,其中展示有接觸膜;圖lb示出在相同的傳感器的通過平面AA的橫截面圖;圖1 c示出在橫截面BB中的傳感器;且圖1d示出在橫截面CC中的傳感器。
[0046]在圖la至圖1d示出的實施方案中,接觸傳感器身體接觸層⑴被示出為約50mmX 15mm的離散的補片,50_X 15mm在本領(lǐng)域中是傳感器的典型尺寸。身體接觸層的縫合密度比其抵靠的基底層(2)的縫合密度高,使得身體接觸層具有形成接觸傳感器(0)的凸表面的自然趨勢,如先前Dias等人的專利中所述的。然而,替代提供支撐元件和/或填料層,“基底”層(3)的最外部被針織在與接觸傳感器區(qū)域基本上相鄰的區(qū)域之上,其中額外的線狀物在針織過程中被局部地引入至縫合。相比于基底層的原有的線狀物,這個額外的線狀物更粗且具有更大的體積,使得這個額外的線狀物的“織入”產(chǎn)生基底織物(4)的局部的區(qū)域,該區(qū)域與接觸傳感器身體接觸層是相鄰的,該區(qū)域具有更大的厚度。
[0047]這個另外的絲的引入可以使用另外的或定制的橫編機送料器來促進。如先前在Dias等人中描述的,基底層在這個局部區(qū)域處的更大的厚度允許靠著身體表面積極的推動接觸傳感器,即:通過通常由服裝的通常是彈性體的基底層施加的壓力,而沒有提供支撐元件或填料的必要。相比于現(xiàn)有技術(shù)的傳感器,這允許制造更加容易,同時由于部件更少,使得成本更低。
[0048]在可選擇的實施方案中,主要的織物層可以包括單個基底層。在另一個可選擇的實施方案中,在導(dǎo)電織物層的形成接觸傳感器區(qū)域的位置處的導(dǎo)電織物層的縫合不必要具有更高的縫合密度,這僅僅是優(yōu)選的實施方案。在另外的實施方案中,為了給予接觸傳感器的壓力接觸更大的效能,明顯的是,除了局部較厚的基底織物層之外,可以另外地提供如Dias等人描述的支撐元件和/或填料。在主要的織物層由兩個基底層(2、3)組成的實施方案中,較厚的基底織物層(4)可以是所述基底織物層(2、3)中的任一個。代替嚴格的緊密匹配的尺寸,較厚的基底織物的區(qū)域可以是比接觸傳感器的區(qū)域更小或更大的區(qū)域。
[0049]在本發(fā)明的另外的方面中且作為優(yōu)選的實施方案,接觸傳感器是非典型的狹窄的、長形區(qū)域的形式。因此,提供用于監(jiān)控身體表面處的活動的接觸傳感器,該接觸傳感器包括具有身體表面接觸區(qū)域的接觸膜(1),身體表面接觸區(qū)域包括針織導(dǎo)電織物,且該接觸傳感器還包括針織織物的基底層(2),且針織導(dǎo)電織物具有比基底層的針織織物更高的縫合密度,其中,接觸傳感器在寬度上較窄,使得接觸膜形成升高的外表面,而不需要支撐裝置。這在圖2中被典型化。
[0050]現(xiàn)有技術(shù)接觸傳感器通常具有界定為至少15mm寬且30mm長,多達約20mm寬且60_長的表面區(qū)域,這提供與從身體上的離散點獲取電氣信號所需的尺寸一致的尺寸。在本發(fā)明的方面中,該接觸傳感器比較細長且狹窄。
[0051]在圖2中,接觸傳感器被示出為具有約3mm的寬度(6)和延伸超出示出的織物的部分的延伸長度。優(yōu)選的寬度范圍在2mm至10mm的區(qū)域中,該寬度通常與服裝的接縫一致。例如T恤的典型的普通衣服在織物結(jié)合處具有2_至6_的接縫。例如滑雪夾克的一些專業(yè)的衣服物品具有多達10_寬的接縫,該接縫與這樣的服裝期望的更高要求的強度和耐候性一致。
[0052]因此,細長接觸傳感器的優(yōu)先的實施方案的優(yōu)選的寬度范圍是從2mm至6mm或2mm至10mm。在另外的優(yōu)先的實施方案中,該接觸傳感器具有大于60mm、大于100mm或甚至大于200mm的長度。
[0053]如前推斷的,由于期望從身體的相對較小的離散區(qū)域“獲取”電氣信號以阻止信號干擾,現(xiàn)有技術(shù)接觸傳感器通常具有更小的長度。通常只期望從特定的肌肉或肌群進行讀取,所以更小的傳感器是優(yōu)選的,該傳感器可以精確定位在這個肌肉或肌群上。現(xiàn)有技術(shù)傳感器針對從穿戴者的心臟獲取信號。
[0054]由于現(xiàn)有技術(shù)電子設(shè)備(數(shù)據(jù)采集設(shè)備和/或信號分析設(shè)備)需要設(shè)置在現(xiàn)有技術(shù)傳感器的較短的距離內(nèi)以最小化通過連接線和/或可穿戴件自身的運動-即,使用過程中服裝的折疊或彎曲-所產(chǎn)生的噪音,產(chǎn)生另外的機械限制。標準化現(xiàn)有技術(shù)傳感器仍然通常具有如前面所述的最小化尺寸,然而,因為傳感器仍然需要足夠大以獲取良好的信號,且要求這個最小化尺寸做到這點,且另外通常需要通過電解質(zhì)導(dǎo)電介質(zhì)的水分的進一步援助。
[0055]然而,令人驚奇的是,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)Dias等人的改進的現(xiàn)有技術(shù)接觸傳感器,由于其優(yōu)越的構(gòu)造,在寬度上可以減小至如所述的10mm或更小,6mm或更小,或者甚至3mm或更小,且該接觸傳感器仍然可以通過干傳感器獲取良好的信號。如本發(fā)明的方面所述的進一步的改進(由此生產(chǎn)類似于Dias等人的不具有支撐元件或填料的接觸傳感器),利用隨著傳感器寬度的減小Dias等人的傳感器變得越來越難以制造這點,-本發(fā)明的改進的傳感器可以簡單地生產(chǎn)為甚至非常小的寬度,因為在織物層之間不需要插入材料(支撐元件或填料)。因此改進的傳感器可以易于制造成更小的寬度,又能夠獲取非常良好的信號。
[0056]甚至更加令人驚奇的是,如在Dias等人中透露的接觸傳感器(由此導(dǎo)電層被生產(chǎn)成具有比基底層(該導(dǎo)電層抵靠基底層被針織)更大的縫合密度,從而形成凸表面,該凸表面便于僅僅通過施加壓力產(chǎn)生與皮膚表面的良好的接觸),已經(jīng)發(fā)現(xiàn),當(dāng)生產(chǎn)出用于本發(fā)明的所述的更窄的寬度時,即使不存在支撐元件或填料(按照Dias等人),或甚至局部增厚的基底層(安裝本發(fā)明的一個方面)(圖2c),傳感器運行特別良好且提供良好的信號獲取。而且,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這樣的窄的或薄的線寬度減小的長形接觸傳感器在使用中并沒有讓穿戴者不舒適。
[0057]關(guān)于在本發(fā)明的方面中的傳感器的長度,當(dāng)作為整體應(yīng)用至可穿戴物品時(服裝、繃帶、腕帶或踝帶等),如所述的,長的傳感器通常的缺點是存在來自多于例如一個肌肉或肌群的信號干擾的風(fēng)險。現(xiàn)有技術(shù)的織物類型的傳感器往往限于獲取心臟信號或脈搏信號,所以需要相當(dāng)特定的定位。在本發(fā)明的方面中,信號或多個信號沿長形傳感器(0a)的長度傳導(dǎo)直到它們到達電氣終端或連接點(7),在電氣終端或連接點(7)處信號進入電子設(shè)備或電子單元(8)。
[0058]然而,如前面所述的,導(dǎo)電層以及因此本質(zhì)上的長形接觸傳感器,可以在傳感器的整個長度上通過3D針織進行編織,以便坐落在可穿戴件的整個織物的外表面上,或者可以在其它層之間被針織以便與外部環(huán)境或穿戴者的身體中的任一個或兩者絕緣。因此,該長形接觸傳感器(0a)可能不沿其全部長度與穿戴者的身體接觸(盡管取決于需要的數(shù)據(jù)收集任務(wù),其可能與穿戴者的身體接觸),且事實上該長形接觸傳感器(0a)可能與穿戴者的身體絕緣,但本發(fā)明的本質(zhì)不會因此減損,且術(shù)語長形接觸傳感器或接觸傳感器旨在覆蓋設(shè)備的這樣的絕緣長度,盡管所述絕緣長度不是嚴格的在這些點“處于接觸”。
[0059]電子設(shè)備可以是這樣的以對到達其的原始數(shù)據(jù)執(zhí)行不同的處理任務(wù)中的一個或多個,或電子設(shè)備可以簡單地是發(fā)送單元,該發(fā)生單元用于可能通過無線連接(無線電(RF)、藍牙、紅外線、NFC或各種其它的已知的裝置)向前發(fā)送原始數(shù)據(jù)至另外的電子設(shè)備或計算機設(shè)備,該另外的電子設(shè)備或計算機設(shè)備可以是特定的設(shè)備或可以是相對一般的物品,例如運行“應(yīng)用程序”的智能電話。
[0060]在本發(fā)明的方面中,原始數(shù)據(jù)通過算法進行處理,該算法能夠識別且從可能由長形接觸傳感器獲取的其它的、不需要的或“噪音”信號中分離出期望的信號或?qū)嶋H上多個信號。以舉例的方式,相同的長形傳感器可以獲取心跳信號(其中長形傳感器接觸人或動物軀體的相關(guān)區(qū)域),同時還獲取來自在相同身體上別處的壓力接觸的其它的肌肉信號-例如在受試人上,長形傳感器的長度可以開始于胸部(在