DE10350869A1

DE10350869A1 - Garment e.g. sport trouser, for use by athlete, has sensor, actuator and indicator, coupled by thin conductor threads, inserted in canvas of garment, where indicator and/or actuator convey message to athlete for correcting body posture

Info

Publication number: DE10350869A1
Application number: DE10350869A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Schweizer; Marcus Janke
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2005-06-09

Abstract

The garment has a sensor (S) for determining movement of an athlete body. Actuator (A) and/or indicator (D) convey a message in the form of optical or acoustic or tactile sensory signals to the athlete when the body movement sensed by the sensor exceeds a certain limit, for correcting the body posture. The sensor, actuator, and indicator connected by thin conductor threads are inserted in the canvas of the garment. The sensor is connected to an integrated circuit (IC) that is connected to a memory (M), which stores the sensor signals for future retroactive analysis.

Description

In der Presse sind bereits verschiedene Vorschläge publiziert worden, wie Kleidungsstücke mit elektronischen Komponenten dauerhaft so versehen werden können, dass die Komponenten beim Waschen der Kleidung nicht entfernt werden müssen. So können z. B. Abspielgeräte für Musik oder dergleichen in einem Kleidungsstück wie z. B. einer Jacke integriert sein. Zur Stromversorgung wurde der Einsatz eines Thermogenerators vorgeschlagen, der die Körperwärme in elektrische Energie umwandelt. Auch für sportmedizinische und therapeutische Zwecke wurde die Integration von Sensorelementen in Kleidungsstücken beschrieben. Damit kann z. B. automatisch die Pulsfrequenz erfasst werden oder Hirnströme gemessen werden, ohne dass umständliche Vorrichtungen am Körper angebracht werden müssen. Auch Komponenten bisher verwendeter elektrischer und elektronischer Geräte, wie z. B. Hörgeräte, können in Kleidungsstücken integriert sein.In The press has already published various proposals, such as garments with electronic Components can be permanently provided so that the components when washing the clothes do not need to be removed. So z. B. players for music or the like in a garment such. B. a jacket integrated be. The power supply was the use of a thermogenerator suggested that the body heat in electrical Energy converts. Also for sports medicine and therapeutic purposes was integration described by sensor elements in garments. So that can z. B. the pulse rate can be detected automatically or measured brain waves be without cumbersome devices on the body must be attached. Also components previously used electrical and electronic Equipment, such as As hearing aids, in garments be integrated.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine weitere Möglichkeit anzugeben, wie elektronische Komponenten durch Integration in einem Kleidungsstück eingesetzt werden können.task The present invention is another possibility specify how electronic components are integrated into one clothing can be used.

Diese Aufgabe wird mit dem Kleidungsstück mit integrierten elektronischen Komponenten mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.These Task is with the garment with integrated electronic components with the features of the claim 1 solved. Embodiments emerge from the dependent claims.

Bei dem Kleidungsstück ist mindestens ein Sensor vorhanden, der zur Bestimmung einer Körperhaltung, einer Bewegung und/oder eines Bewegungsablaufs vorgesehen ist und so in das Kleidungsstück integriert ist, dass die Bestimmung der Körperhaltung oder Bewegung in der vorgesehenen Weise erfolgt, wenn das Kleidungsstück getragen wird. Dazu ist nicht erforderlich, dass der Träger des Kleidungsstücks besondere Vor kehrungen trifft. Die Sensoren und gegebenenfalls weiteren Komponenten sind so in dem Kleidungsstück integriert, dass die Körperhaltung bzw. Bewegung erfasst wird, wobei der Träger des Kleidungsstücks nichts oder höchstens sehr wenig von dem Einsatz der elektronischen Komponenten merkt. Erst, wenn eine Körperhaltung oder Bewegung außerhalb der vorgesehenen Grenzen detektiert wird, bekommt der Träger von der integrierten Elektronik eine Rückmeldung, die in einem optischen oder akustischen Hinweis bestehen kann oder aber auch direkt eine Einwirkung auf die Körperhaltung durch geeignet in die Kleidung integrierte Aktuatoren sein kann. Damit ist insbesondere eine korrekte Haltung durch das Kleidungsstück überprüfbar und gegebenenfalls mit einer elektrischen Stimulation von Nerven oder Muskeln korrigierbar.at the garment At least one sensor is present, which is used to determine a posture, a movement and / or a movement is provided and so in the garment integrated is that the determination of posture or movement in the intended manner takes place when the garment is worn. This does not require that the wearer of the garment special Before any changes. The sensors and optionally other components are so in the garment integrated that posture or movement is detected, the wearer of the garment nothing or at most very little of the use of electronic components. Only when a posture or Movement outside the intended limits is detected, the carrier gets from the integrated electronics provide feedback in an optical or acoustic indication may exist or directly one Action on the posture can be by appropriately integrated into the clothing actuators. This is in particular a correct attitude through the garment verifiable and if necessary with an electrical stimulation of nerves or Muscles correctable.

Als Sensoren können z. B. Dehnungsmessstreifen oder Piezo-Elemente eingesetzt werden, die so in der Kleidung angebracht sind, dass sie eine Längenänderung oder Verformung des Kleidungsstücks detektieren. Auch magnetisch, optisch oder kapazitiv messende Längenmesser sind geeignet. Zur Bestimmung von Drücken und Kräften sind Drucksensoren, insbesondere mikromechanische Drucksensoren, geeignet. Sofern Aktuatoren in dem Kleidungsstück angebracht sind, können diese z. B. stimulierende elektrische Reize auslösen oder durch spürbare Vibrationen auf einen nicht vorgesehenen Bewegungsablauf hinweisen. Die Körperhaltung kann auch dadurch korrigiert werden, dass geeignete Aktuatoren in dem getragenen Kleidungsstück integriert sind, die sich z. B. verformen oder versteifen, und sich dieser Vorgang dem Träger unmittelbar bemerkbar macht. Der Träger wird daher seine Körperhaltung so verändern, dass die Wirkung des Aktuators aufhört, oder einer durch den Aktuator hervorgerufenen Unbequemlichkeit nach Möglichkeit ausweichen und dadurch seine Körperhaltung von selbst in der gewünschten Weise verändern. Damit kann eine ständige Kontrolle der Körperhaltung und des Bewegungsablaufs erreicht werden. Hierfür sind insbesondere Materialien geeignet, die die Eigenschaft der Elektro-Rheologie besitzen.When Sensors can z. As strain gauges or piezo elements are used, the so in the clothes are attached that they are a change in length or deformation of the garment detect. Also magnetically, optically or capacitively measuring length measuring instruments are suitable. For the determination of pressures and forces are pressure sensors, in particular Micromechanical pressure sensors, suitable. Provided actuators mounted in the garment are, can these z. B. trigger stimulating electrical stimuli or by noticeable vibrations indicate an unintended movement. The posture can be corrected by appropriate actuators in the worn garment are integrated, the z. B. deform or stiffen, and themselves this process the carrier makes immediately noticeable. The wearer therefore becomes his posture so change that the action of the actuator ceases, or one by the actuator Dodge discomfort as much as possible and thereby his posture by itself in the desired Change way. This can be a constant Control of posture and the movement can be achieved. For this are in particular materials suitable, which have the property of electro-rheology.

Zur Erfassung der Sensorsignale und gegebenenfalls zur Aktivierung der Aktuatoren ist eine integrierte Schaltung vorhanden, die vorzugsweise auf einem Halbleiterchip an geeigneter Stelle in der Kleidung angebracht ist. Die Verdrahtung zwischen den Komponenten kann durch dünne Leiterfäden vorgenommen sein, die in Textilfäden angebracht sind. Der Tragekomfort braucht daher durch die Integration der elektronischen Komponenten nicht beeinträchtigt zu sein. Die elektronische Schaltung kann insbesondere dafür vorgesehen sein, die durch die Sensoren erfassten Messsignale geeignet auszuwerten und z. B. die Form des Rückens oder die Haltung der Gliedmaßen zu bestimmen oder auch einen erfassten Bewegungsablauf mit in einer Datenbank als Bezugswerte abgespeicherten Daten zu vergleichen.to Detection of the sensor signals and, where appropriate, to activate the Actuators, an integrated circuit is present, preferably mounted on a semiconductor chip at a suitable location in the clothing is. The wiring between the components can be made by thin conductor threads being in textile threads are attached. The comfort therefore needs through the integration the electronic components are not affected. The electronic Circuit can be especially for that be provided, suitable for the detected by the sensors measurement signals to evaluate and z. B. the shape of the back or the attitude of limbs to determine or a detected movement with in one Compare database stored as reference values data.

Es kommt für dieses Kleidungsstück im Rahmen der Erfindung eine Vielzahl von Ausführungsbeispielen in Frage. Es sei hier insbesondere ein Hemd angegeben, das einen Warnton ausgibt, wenn der Träger zu lange gekrümmt sitzt. Dieser Warnton kann z. B. durch einen Ohrhörer, wie er bei Hörgeräten verwendet wird, ausgegeben werden. Statt dessen kann auch eine optische Anzeige vorgesehen sein. Ein Aktuator als Haltungsgeber kann Nerven oder Muskeln elektrisch stimulieren, so dass der Träger des Kleidungsstücks ständig dieser Stimulierung auszuweichen versucht und somit selbständig die vorgesehene, insbesondere gesunde Körperhaltung einnimmt.It comes for this garment in the context of the invention, a plurality of embodiments in question. In particular, a shirt is indicated here that emits a warning tone, if the carrier curved too long sitting. This warning tone can z. B. by an earphone, such as he used in hearing aids will be issued. Instead, a visual display can also be used be provided. An actuator as an attitude generator can nerves or Stimulate muscles electrically, so that the wearer of the garment constantly this Tries to avoid stimulation and thus independently the provided, especially healthy posture occupies.

Im Bereich des Sports ist es möglich, durch ein eng anliegendes Kleidungsstück, wie z. B. eine Sporthose, den Bewegungsablauf bereits während der Ausübung der Sportart zu korrigieren. Z. B. kann der Laufstil eines Läufers durch Sensoren geprüft und durch Aktuatoren verbessert werden. Zu diesem Zweck können z. B. Dehnungsmessstreifen oder Piezo-Elemente im Bereich von Leisten, Knien und Knöcheln angebracht sein, um so die Körperhaltung und insbesondere die Bewegung der Beine während des Laufens zu erfassen. Eine unmittelbare Rückmel dung der erfassten und elektronisch ausgewerteten Sensordaten ist mittels geeigneter Aktuatoren möglich. Der Läufer erhält dadurch z. B. auf der Haut spürbare Reize, die ihn veranlassen, seinen Laufstil direkt während des Bewegungsablaufs zu verbessern oder einer Idealform anzupassen. Das ermöglicht es, den Laufstil während der Bewegung zu kontrollieren; es ist jedoch auch eine nachträgliche Auswertung möglich, falls die erfassten Daten gespeichert und später genauer analysiert werden. Zu diesem Zweck können die in dem Kleidungsstück integrierten elektronischen Komponenten einen Halbleiterspeicher umfassen.in the Field of sport it is possible through a tight-fitting garment, such. B. a sports pants, the movement already during the exercise to correct the sport. For example, the running style of a runner by Sensors tested and be improved by actuators. For this purpose, z. B. Strain gauges or piezo elements in the range of strips, Knees and ankles be appropriate to the posture and so In particular, to grasp the movement of the legs while running. An immediate response The recorded and electronically evaluated sensor data is by means of suitable actuators possible. The runner receives thereby z. B. noticeable on the skin Stimuli that cause him to direct his running style during the To improve movement or adapt to an ideal shape. This allows it, the running style during to control the movement; however, it is also an afterthought possible, if the captured data is stored and later analyzed more accurately. For this purpose can in the garment integrated electronic components a semiconductor memory include.

In der beigefügten Figur ist ein schematisches Schaltbild für eine Anzahl integrierter elektronischer Komponenten dargestellt, die in einem Kleidungsstück angebracht und miteinander elektrisch leitend verbunden sein können. Ein oder mehrere Sensoren S, z. B. Dehnungsmessstreifen, sind an geeigneten Stellen des Kleidungsstücks, die je nach der Körperhaltung oder Bewegung gedehnt oder ausgebeult werden, angebracht. Diese Sensoren S sind über elektrische Verbindungen mit einer in einem Chip integrierten elektronischen Schaltung IC verbunden.In the attached Figure is a schematic diagram of a number of integrated ones represented electronic components that are mounted in a garment and can be electrically connected to each other. One or more sensors S, z. B. Strain gauges are suitable Placement of the garment, depending on the posture or movement stretched or bulging attached. These Sensors S are over electrical connections with an integrated in a chip electronic Circuit IC connected.

Die elektronische Schaltung wird von einer Stromquelle P gespeist, die z. B. eine Knopfzelle oder auch ein Thermogenerator sein kann. Während eine Batterie vor dem Waschen des Kleidungsstücks in der Regel entfernt werden muss, kann ein Thermogenerator ebenso wie die übrigen elektronischen Komponenten dauerhaft in dem Kleidungsstück integriert bleiben. Eine solche Stromversorgung bietet daher besondere Vorteile. Statt einer elektrischen Verbindung der Komponenten untereinander durch in dem Gewebe integrierte Drähte ist auch eine drahtlose Übertragung der Sensorsignale mittels elektromagnetischer Wellen unter Einsatz von ebenfalls in das Kleidungsstück integrierten Antennen möglich.The electronic circuit is powered by a power source P, the z. B. may be a button cell or a thermal generator. While one Battery should be removed before washing the garment must, can a thermogenerator as well as the other electronic components permanently in the garment stay integrated. Such a power supply therefore offers special Advantages. Instead of an electrical connection of the components with each other By wires integrated into the tissue is also a wireless transmission the sensor signals using electromagnetic waves under use by also in the garment integrated antennas possible.

Mit der elektronischen Schaltung verbunden sein kann ein zusätzlicher Halbleiterspeicher M, in dem erfasste Daten für eine spätere Auswertung oder zum Vergleich mit später zu erfassenden Daten abgespeichert werden können. Je nach dem vorgesehenen Umfang der Speicherkapazität können die Speicherzellen auch auf dem IC-Chip integriert sein.With the electronic circuit can be connected to an additional Semiconductor memory M, in the acquired data for later evaluation or comparison with later can be stored to be collected data. Depending on the intended Amount of storage capacity can the memory cells also be integrated on the IC chip.

Die elektronische Schaltung kann daran angeschlossene Aktuatoren A ansteuern und in Aktion setzen. Die Aktuatoren können von der integrierten Schaltung aus mit Strom versorgt werden oder mit einer separaten Stromversorgung versehen sein.The electronic circuit can control connected actuators A. and put into action. The actuators can be from the integrated circuit from being powered or with a separate power supply be provided.

Statt eines oder mehrerer Aktuatoren oder zusätzlich hierzu können Anzeigevorrichtungen D vorhanden sein. Eine solche Anzeigevorrichtung ist z. B. ein an sich bekanntes Display, das mit elektronischen Anzeigeelementen versehen ist. Statt dessen oder zusätzlich kann auch ein akustisches Signal ausgegeben werden.Instead of one or more actuators or in addition to it can display devices D be present. Such a display device is z. B. on familiar display, with electronic display elements is provided. Instead or in addition, an acoustic Signal are output.

Die Anordnung der Komponenten in dem Kleidungsstück wird vorzugsweise so gewählt, dass die nicht zur Detektion oder Kommunikation mit dem Träger vorgesehenen Komponenten an einer geschützten Stelle in dem Kleidungsstück integriert sind. Die Sensoren sind dort angebracht, wo die Körperhaltung bzw. Bewegung besonders effizient gemessen werden kann. Bei der Platzierung der Aktuatoren und/oder Displays ist darauf zu achten, dass die Signale möglichst deutlich als optische, akustische oder taktile Sinneseindrücke an den Träger des Kleidungsstücks übermittelt werden beziehungsweise ein die Körperhaltung unmittelbar beeinflussender Reiz, wie zum Beispiel durch Aktuatoren mit rheologischen Flüssigkeiten oder Gels, die in einem elektrischen Feld zäh oder steif werden, durch den Aktuator ausreichend deutlich übertragen wird.The Arrangement of the components in the garment is preferably chosen so that the not intended for detection or communication with the wearer Components on a protected Place in the garment are integrated. The sensors are located where the posture or movement can be measured particularly efficiently. In the Placement of actuators and / or displays must be ensured that the signals as possible clearly as optical, acoustic or tactile sensory impressions to the carrier of the garment become or one's posture directly influencing stimulus, such as by actuators with rheological fluids or gels which become tough or stiff in an electric field the actuator is sufficiently clearly transmitted.

AA: Aktuatoractuator
DD: Anzeigevorrichtungdisplay device
ICIC: elektronische Schaltungelectronic circuit
MM: SpeicherStorage
PP: Stromquellepower source
SS: Sensorsensor

Claims

Garment with integrated electronic components, comprising one or more components from the group of sensor, actuator, electronic circuit, memory and antenna, wherein the components are permanently inserted or sewn into a fabric or a part of the garment, characterized in that at least one Sensor is provided, which is intended for determining a posture, a movement and / or a movement sequence and is integrated into the garment, that the determination is carried out when wearing the garment in the intended manner.

Garment according to claim 1, wherein the sensor is a sensor from the group of strain gauges, piezo element, capacitive lengths knife, magnetic length gauge, optical length gauge and pressure sensor.

clothing according to claim 1 or 2, wherein a display device and / or an actuator is provided which is provided for when it occurs a posture or movement outside given limits a warning or stimulating sensory impression to the wearer of the garment to convey.

clothing according to one of the claims 1 to 3, in which a display device and / or an actuator present is, the or for it is provided when a posture or movement occurs outside given limits an optical, acoustic or tactile Sensory impression to the wearer of the garment to convey.

clothing according to one of the claims 1 to 4, in which an actuator is provided, provided for is when a posture occurs or Movement outside given limits the posture affecting stimulus to the wearer of the garment to convey.

clothing according to claim 5, wherein the actuator is a rheological material includes.

clothing according to claim 6, wherein the rheological material is a liquid or a gel having a property of electro-rheology.

clothing according to one of the claims 1 to 7, in which there is a memory in which measured data of a Sensors are stored for evaluation.