CN107920751B - 连接器基板、传感器系统以及可穿戴的传感器系统 - Google Patents

连接器基板、传感器系统以及可穿戴的传感器系统 Download PDF

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Abstract

该连接器基板具有：基材；m组第一输入端子，m组中的每一组有n个第一输入端子，m、n为整数；n个第一输出端子；第一布线图案，将第一输入端子和第一输出端子相连；m个第二输入端子；m个第二输出端子；以及第二布线图案，将第二输入端子和所述第二输出端子相连，构成第一布线图案的各连接器布线的第一端部分别与构成各组的n个第一输入端子中的一个相连接，第二端部与第一输出端子中的每一个第一输出端子相连接。

Description

连接器基板、传感器系统以及可穿戴的传感器系统
技术领域
本发明涉及连接器基板、传感器系统以及可穿戴的传感器系统。本申请基于2015年9月4日向日本申请的日本特愿2015-174931号主张优先权，在此援引其内容。
背景技术
近年，柔性电子部件由于其材料的柔软性而具有各种应用用途，受到高度的关注。例如，柔性电子部件作为通过穿戴于人体的表面或体内来直接得到人体的动作等生物体信息的装置而受到关注。
例如，在专利文献1中记载有设置有传感器的衣服，该传感器对进行运动活动的个体的表现进行跟踪管理。例如，在专利文献2中记载有将布线部与织物主体设置成一体的衣服。记载有通过将布线部与织物主体设置成一体，布线部不易断线，并且能够抑制妨碍穿戴者的动作。
在专利文献3记载有为了也能够同时得到平面的位置信息，而将多个测量点配置成规则的阵列状的传感器。
在专利文献4中记载有在全身配置多个加速度传感器等动作传感器的衣服。
用这些传感器获取的信号被输出到外部并被测量。例如，在专利文献5中记载有利用连接器连接安装于被实验者的电极和监控装置来输出至外部。在专利文献1中记载有使用与传感器连接的收发器来与外部收发生理学数据，在专利文献2中记载有使用与传感器连接的发送模块，来通过无线向外部发送信息。在专利文献4中记载有经由控制器与通信装置连接的系统。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-214968号公报
专利文献2：日本特开2014-25180号公报
专利文献3：日本专利第5535950号公报
专利文献4：美国专利申请公开2014/0135960号
专利文献5：日本特表平11-513592号公报
发明内容
发明所要解决的问题
发明人对能够测量这样的人体等的动作的传感器系统进行研究，发现存在各种问题点。寻求一种能够一次解决这些各种问题点的传感器系统。
发明人发现的问题点之一是尚没有实现如下的传感器系统，即，不仅能够测量来自特定的位置的信息，且能够汇集测量来自各种位置的信息，并且穿戴感较好。
例如，在专利文献1和专利文献2中，在人体的规定的位置设置传感器，仅测量关于该部分的信息。因此，难以一次得到例如人体的胳臂、脚、身体等的多个信息。
为了一次得到多个信息，能够在人体的各种位置同时安装如专利文献1和专利文献2所记载的那样的传感器。但是，一次安装这样的多个传感器并不现实。为了将来自各传感器的信息同时输出至外部，针对各传感器，需要设置一个收发器或发送模块，传感器系统变得非常大规模化。在专利文献4中，利用控制器汇集测量多个信息。但是，为了连接多个加速度传感器进行通信，布线、控制器还是变得非常大规模化。
若传感器系统变得大规模化，则也产生传感器系统给穿戴者带来违和感的问题。例如，在经过一天进行测量等的情况下，传感器系统的穿戴感较差给穿戴者带来非常大的负担。在这样的使穿戴者产生违和感的传感器系统中，难以得到符合日常的信息。
也考虑使收发器、发送模块等外部输出装置为一个，将信息汇集于一个外部输出装置进行发送。然而，发明人研究的结果，发现若像这样使信息汇集于一个外部输出装置，则需要分别将传感器与外部输出装置电连接，产生其它的问题。
为了将各传感器和一个外部输出装置电连接，最少需要来自传感器的布线数加上地线而得的个数的连接点，需要具有这些连接点的连接器(例如，专利文献5的图3和图4)。若传感器的个数增多，则连接点的个数也相应地增多。
由于需要将连接点彼此分离配置，因此，连接点的个数较多的连接器变大。在可穿戴的传感器系统中，该较大的连接器成为产生穿戴时的违和感的原因。在将传感器系统用于衣服等的情况下，存在布被连接器拉伸，阻碍精确的测量的可能性。
连接点的个数较多的连接器存在弄错应当连接的彼此的端子的可能性。并且，可靠地连接全部的连接点以及确认这些连接点被可靠地连接的该任意的作业均花费时间。即，不能够容易且简便地连接各传感器和外部输出装置。
发明人还发现，由于连接器的连接点的个数增多，还产生其它的问题。这个问题是，在将传感器系统设置于衣服等的情况下，难以洗涤衣服等。无论是无线式还是有线式，在洗涤时要求取下外部输出装置。然而，若连接器的连接点的个数增多，则难以简便地取下。
另外，设置于衣服侧的连接器在洗涤时与衣服一起被洗涤。假定当该连接器增大时，在洗涤时对连接器施加较大的应力。其结果，连接器从衣服剥落、破损的可能性增大。
另一方面，按照原理，能够在到达连接点前的阶段，将输入信号变换为矩阵而汇集信号，减少连接点(例如，专利文献3等)。但是，它们在传感器内部对来自有规则地配设成矩阵状的传感器点的信息进行电处理。换言之，若不有规则地配置传感器点，则不能够在传感器内部将信号变换为矩阵。即，不能够汇集来自无规则地配置的传感器点的信号。因此，不能够在汇集来自人体等各个点的信息时使用，作为传感器系统的自由度较低。
本发明是鉴于上述情况而成的，其目的在于实现能够一次解决上述的问题的传感器系统。更具体而言，其目的在于提供一种连接器基板，该连接器基板抑制穿戴传感器系统时的穿戴者的违和感，同时容易进行该连接器基板和外部输出装置的拆装。另外，目的在于提供一种传感器系统，该传感器系统能够一次测量来自传感器的信息，抑制穿戴者的违和感，能够洗涤。
解决问题的技术方案
本发明人专心研究的结果，发现一种连接器基板，该连接器基板利用布线图案对来自传感器的信号进行物理分类，能够减少输出端子量。另外，还发现若使用该连接器基板，则能够抑制穿戴传感器系统时的穿戴者的违和感，容易进行该连接器基板与外部输出装置的拆装。
即，为了解决上述问题，本发明采用以下的手段。
(1)本发明的一实施方式所涉及的连接器基板，具有：基材；m组第一输入端子，设置在上述基材上，m组中的每一组有n个第一输入端子，m、n为2以上的整数；n个第一输出端子，设置在上述基材上；第一布线图案，配设在上述基材上或者内部，该第一布线图案将上述第一输入端子和上述第一输出端子相连；m个第二输入端子，设置在上述基材上；m个第二输出端子，设置在上述基材上；以及第二布线图案，配设在上述基材上或者内部，将上述第二输入端子和上述第二输出端子相连，构成上述第一布线图案的各连接器布线的第一端部分别与构成各组的n个第一输入端子中的一个相连接，第二端部与上述第一输出端子中的每一个第一输出端子相连接。
(2)在上述(1)所记载的连接器基板中，上述基材也可以具有柔性。
(3)在上述(1)或(2)所记载的连接器基板中，也可以在上述基材的外边缘部设置上述第一输入端子和上述第二输入端子，在上述基材的中央部设置上述第一输出端子和上述第二输出端子，在上述基材的内部或者外表面，上述第一布线图案和上述第二布线图案存在于上述基材的厚度方向上的不同的位置。
(4)本发明的一实施方式所涉及的传感器系统具有：上述(1)～(3)中任一项所记载的连接器基板；多个传感器，被分类成m组；第一布线，将上述多个传感器中的每一个传感器与上述连接器基板的上述第一输入端子相连接；第二布线，将上述多个传感器中的构成一个组的各传感器相连，并与上述连接器基板的上述第二输入端子相连接；外部输出装置，与上述连接器基板相连接，该外部输出装置向外部输出信号；以及信号处理装置，处理利用上述外部输出装置输出的信号。
(5)在上述(4)所记载的传感器系统中，上述多个传感器也可以无规则地配置。
(6)在上述(4)或(5)所记载的传感器系统中，也可以为从上述多个传感器的各传感器至上述连接器基板，俯视时各上述第一布线和第二布线不交叉
(7)在上述(4)至(6)中任一项所记载的传感器系统中，也可以为利用磁铁连接上述连接器基板和上述外部输出装置。
(8)在上述(4)至(7)中任一项所记载的传感器系统中，上述信号处理装置也可以进行机械学习。
(9)在上述(4)至(8)中任一项所记载的传感器系统中，也可以为上述多个传感器根据由声音、光、温度、压力、应变构成的组中的至少一个物理量的变化而产生电阻变化。
(10)本发明的一实施方式所涉及的可穿戴的传感器系统，在布体上附加设置上述(4)至(9)中任一项所记载的传感器系统中的上述多个传感器和上述连接器基板，上述第一布线和上述第二布线与上述布体设置为一体。
发明效果
本发明的一实施方式所涉及的连接器基板抑制穿戴传感器系统时的穿戴者的违和感，容易进行该连接器基板与外部输出装置的拆装。
本发明的一实施方式所涉及的传感器系统能够一次测量来自无规则地配置的传感器的信息，抑制穿戴者的违和感，且能够洗涤。
附图说明
图1是本发明的一实施方式所涉及的传感器系统的示意图。
图2是俯视本发明的一实施方式所涉及的连接器基板的示意图。
图3是示意地表示本发明的一实施方式所涉及的传感器系统中虚拟地形成的矩阵扫描电路的电路图。
图4是示意地表示外部输出装置的俯视示意图的一个例子。
图5是剖视连接器基板和外部输出装置的连接部的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本实施方式所涉及的连接器基板、传感器系统以及可穿戴的传感器系统的构成进行说明。在以下的说明中使用的附图中，为了容易了解特征，方便起见，存在放大示出作为特征的部分的情况，不限于各构成要素的尺寸比率等与实际相同。在以下的说明中例示的材料、尺寸等是一个例子，本发明并不局限于这些例示，能够在不变更其主旨的范围内适当地变更实施。
(传感器系统)
图1是本发明的一实施方式所涉及的传感器系统的示意图。
图1所示的传感器系统100具有连接器基板10、多个传感器20、多条布线30、外部输出装置40、以及信号处理装置(省略图示)。多条布线30将传感器20和连接器基板10相连接。外部输出装置40与连接器基板10连接。信号处理装置对从外部输出装置40输出的信号进行处理。
图1所示的传感器系统100是在布体50上附加设置传感器20，并将布线30与布体50设置为一体的可佩戴的衣服型的传感器系统。本发明的一实施方式所涉及的传感器系统不局限于图1的构成。例如，布体50和传感器系统也可以可分离。另外，不局限于图1所示那样覆盖全身的衣服型，也可以仅覆盖一部分。另外，为了确认狗等动物、机器人等的动作，也可以是动物等穿戴的传感器系统。
在图1所示的可穿戴的衣服型的传感器系统100的情况下，不对布体50和连接器基板10以及传感器20的附加设置方法进行特别限定。例如，也可以利用粘合剂等将连接器基板10和传感器20粘合在布体50上，还可以将连接器基板10和传感器20织入布体50。另外，对于传感器20，也可以在布体50上印刷使用油墨形成的传感器。
若使布体50和传感器系统100成为一体，则能够减少穿戴传感器系统100时的违和感。传感器系统100对布体50的追随性也提高。其结果，能够进行更加精确的测量。将带有传感器的布体拉伸了50％时的应力处在仅拉伸布体时的应力的20分之1至20倍的范围内，优选处在10分之1至10倍的范围内，更优选处在5分之1至5倍的范围内。
多个传感器20按照各区域分类成A1～Am的m个组。在图1中，分类成4个组A1～A4。在各组A1～A4中存在n个传感器。在图1中，在m＝4个组中分别存在n＝3个传感器20。组数和传感器数不局限于此，能够根据使用状态进行变更。
布线30由第一布线30A和第二布线30B构成。第一布线30A将传感器20的每一个传感器和连接器基板10相连接。第二布线30B将构成一个组的各传感器20相连，并与连接器基板10相连接。即，各传感器分别与第一布线30A和第二布线30B相连接。
在图1中，例如存在于右臂组A1内的3个传感器20分别通过第一布线30A与连接器基板10相连接。另外，存在于右臂组A1内的3个传感器20分别通过第二布线30B相连接，并汇集成一条布线连接到连接器基板10。即，布线30从右臂组A1连接到多点传感器连接器基板10，该布线30的个数是存在于右臂组A1的传感器的个数(3个)加上一得到的个数(合计4个)。这不局限于右臂组A1，左臂组A2、左身体组A3、右身体组A4也相同。其结果，在连接器基板10上配设有4条(3条第一布线30A+一条第二布线30B)×4组共计16条的布线30。
通常，从m个组A1～Am的每一个组向连接器基板10各连接一条第二布线30B，共计连接m条第二布线30B。另外，从存在于各组A1～Am内的全部的传感器20向连接器基板10各连接一条第一布线30A。为了简便，若将存在于各组A1～Am的传感器数分别设为n个，则向连接器基板10连接m×n条第一布线30A。即，连接至连接器基板10的布线30共为m×n+m＝m×(n+1)条。
＜连接器基板＞
图2是俯视本发明的一实施方式所涉及的连接器基板的示意图。图2所示的连接器基板10具有基材11、第一输入端子12A、第二输入端子12B、第一布线图案13A、第二布线图案13B、第一输出端子14A、以及第二输出端子14B。以下，有时将第一输入端子12A和第二输入端子12B统称为外部输入端子12，将第一布线图案13A和第二布线图案13B统称为布线图案13，将第一输出端子14A和第二输出端子14B统称为外部输出端子14。
基材11具有绝缘性，并支承外部输入端子12、内部布线图案13、外部输出端子14。优选基材11具有柔性。在此，柔性是指能够自由弯曲至柔性印刷布线板(FPC：FlexiblePrinted circuits)的程度。通过基材11具有柔性，即使例如因洗涤等处理而向连接器基板10施加应力，也不易破损。
作为用于基材11的材质，例如能够使用聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。
外部输入端子12是形成在基材11上的电触点。外部输入端子12由第一输入端子12A和第二输入端子12B构成。第一输入端子12A和第二输入端子12B可以分别配设于基材11的同一面，也可以配设于不同的面。第一输入端子12能够分别与多个传感器20连接。第二输入端子12B能够与存在于一个组内的各传感器20连接。即，连接器基板10作为能够与多点的传感器连接的多点传感器用连接器基板发挥功能。
在图2中，外部输入端子12由6个第一输入端子12A、一个第二输入端子12B形成一个组，共具有8个组。该各组B1～Bm分别与组A1～Am对应，组A1～Am是对传感器系统100中的多个传感器20按照区域划分而成的。
例如，图2中的组B1能够与图1中的右臂组A1相连接。即，虽然在图1中，在图示的关系上仅图示3个传感器20，但配设于右臂组A1的6个传感器能够分别经由第一布线30A与第一输入端子12A相连接。另外，第二输入端子12B能够经由第二布线30B与配设于右臂组A1的各传感器20相连接。同样，图1中的左臂组A2、左身体组A3、右身体组A4的各组能够分别与图2中的组B2～B4相连接。
在图2中，外部输入端子12具有8个组B1～B8。因此，当使用图2的连接器基板10时，也能够在图1的传感器系统100中再设置4个组A5～A8。
组B1～Bm的组数能够根据设置于传感器系统100的组A1～Am的个数适当变更。另外，构成组B1～Bm的第一输入端子12A的个数能够根据存在于各组A1～Am内的传感器数适当变更。
外部输出端子14是形成在基材11上的电触点。外部输出端子14由第一输出端子14A和第二输出端子14B构成。第一输出端子14A和第二输出端子14B可以分别配设于基材11的同一面，也可以配设于不同的面。第一输出端子14A的端子数与组B1～Bm内的第一输入端子12A的最大数对应。相对于此，第二输出端子14B的端子数与组B1～Bm的组数对应。
外部输入端子12和外部输出端子14由具有导电性的材料构成即可，例如能够使用焊料、银膏、铜等来制作。
在基材11上或者内部配设有布线图案13。布线图案13由第一布线图案13A和第二布线图案13B构成。第一布线图案13A将输入端子12A和输出端子14A相连接。第二布线图案13B将第二输入端子12B和第二输出端子14B相连接。
构成布线图案13A的各连接器布线将第一输入端子12A和第一输出端子14A相连。构成布线图案13A的各连接器布线的第一端部分别与构成组B1～Bm的n个第一输入端子12A中的一个相连接。相对于此，构成布线图案13A的各连接器布线的第二端部与第一输出端子14A中的一个相连接。即，构成布线图案13A的各连接器布线配设为，分别从各组的n个第一输入端子12A中的一个延伸，且在到达第一输出端子14A之前汇集成一个。
例如，在图2中，从构成一个组B1的第一输入端子12A中的一个延伸至第一输出端子14A的连接器布线在直至到达第一输出端子14A的期间，与从分别构成剩余的组B2～B8的第一输入端子12A中的一个延伸的连接器布线相连接。即，共具有64点的输入端子12A汇集成8点的输出端子14A。
相对于此，第二布线图案13B将第二输入端子12B和第二输出端子14B相接。构成第二布线图案13B的各连接器布线不与构成第一布线图案13A的连接器布线以及构成第二布线图案的其它的连接器布线相互相连。
以上，对连接器基板10的构成进行了说明。下面，对连接器基板10的功能进行说明。
连接器基板10通过矩阵扫描对从m×(n+1)点的外部输入端子12输入的信息进行变换，并以m+n点的外部输出端子14输出。
基于矩阵扫描的变换按照如下步骤来进行。例如，当穿戴传感器系统100的被实验者活动右臂时，图1中的右臂组A1的任一传感器20反应。此时，向存在于右臂组A1的传感器虚拟地提供编号。例如，设定右臂组A1的2号的传感器20反应。
右臂组A1的2号的传感器20反应这样的信息通过第一布线30A和第二布线30B送至连接器基板10。此时，由于第一布线30A直接与连接器基板10相连接，因此，保持原样送出右臂组A1的2号的传感器20反应这样的信息。相对于此，由于第二布线30B与右臂组A1内的其它的传感器20也连接，因此，送出右臂组A1的任一传感器反应这样的信息。
从第一布线30A送出的信息例如输入到图2所示的连接器基板10中的组B1的从图示上数第2个第一输入端子12A。所输入的信息经由第一布线图案30A送出至第一输出端子14A。在此，构成第一布线图案30A的各连接器布线也与其它组的2号的第一输入端子12A相连接。即，传达到第一输入端子12A的右臂组A1的2号的传感器20反应这样的信息在到达第一输出端子14A的阶段，被置换为任一组A1～An的2号的传感器20反应这样的信息。
另一方面，从第二布线30B送出的信息例如输入到图2所示的连接器基板10中的组B1的第二输入端子12B。输入到第二输入端子12B的信息经由第二布线图案13B保持原样传达至第二输出端子14B。即，右臂组A1的任一传感器反应这样的信息保持原样送出至第二输出端子14B。
其结果，通过利用后述的信号处理装置对从第一输出端子14A输出的任一组的规定的传感器反应这样的信息、和从第二输出端子14B输出的规定的组的任一传感器反应这样的信息进行比较，能够读取规定的组的规定的传感器反应的这样的信息。此时，信息的比较能够通过比较第一输出端子14A和第二输出端子14B的各电位差来判断。
图3是示意地表示在本发明的一实施方式所涉及的传感器系统中虚拟地形成的矩阵扫描电路的电路图。图3中的可变电阻与图1中的各传感器20对应。图2中的端子14Aa～14Ah和14Ba～14Bh与图3中的矩阵方向的端部对应。
在图3中，若传感器20的任一一个反应，则可变电阻的电阻值发生变化。电阻值发生变化的信息也沿矩阵的任一方向传送。此时，沿列方向传送的信息是上述的说明中的通过第一布线图案30A变换的任一组的规定的传感器反应这样的信息。相对于此，沿行方向传送的信息是通过第二布线30B变换的规定的组的任一传感器反应这样的信息。
在此，关于利用图3所示那样的无源矩阵电路进行的电压测量，有时产生如下问题：产生被称为泄露电流的流向关闭线(off line)的电流。但是，作为解决该问题的解决方法，例如已知有Takahashi、Y et al.，2005IEEE/RSJ Int.Conf.Intell.Robot.Syst.IROS1097-1102(2005)这样的方法。
如上所述，传感器系统100中的布线30和连接器基板10中的布线图案13虚拟地对信息进行矩阵变换。因此，在连接器基板10中，能够将m×(n+1)点的外部输入端子数减少至m+n点的外部输出端子数。
具体而言，在图2中，能够将第一输入端子12A和第二输入端子12B共64点的来自传感器的信号以第一输出端子14A和第二输出端子14B共16点进行输出。相对于通常需要64个传感器和地线共65个外部输出端子，通过使用本发明的一实施方式所涉及的连接器基板10，外部输出端子的个数大幅降低至16个。该变换原理与使用矩阵变换降低时使用的原理等同，在该矩阵变换中，利用配置成矩阵的布线读出来自配置在CCD等的矩阵上的传感器的信息。
在此，优选传感器20无规则配置。“无规则配置”是指未进行矩阵配置。例如，相对于连接器基板10等距离地在多个地方设置有传感器的情况在本说明书中不符合“有规则的配置”。
按照原理，在现有技术中也将输入信号变换为矩阵，来减少输出信号数(例如专利文献3等)。但是，这些现有技术在处理来自有规则地配设成矩阵状的传感器的信号时使用，不能够应对对来自无规则配置的传感器的信号的处理。即使是来自无规则配置的传感器20的信号，本发明的一实施方式所涉及的连接器基板10通过利用布线图案13变换为m行n列，也能够重新排列成虚拟的矩阵。即，与有规则地矩阵扫描有规则地配置的传感器不同，虚拟地有规则地配置无规则地配置的传感器，并进行矩阵扫描。该“将来自无规则配置的传感器的信号重新排列成虚拟的矩阵状”，不能够从有规则的排列的传感器想到。
本发明人为了解决需要使连接器基板10容易拆装、需要实现可洗涤的传感器系统这样的问题，而发现需要减少连接器基板10的连接点的个数，非上述那样的本发明人想不到对连接器基板10赋予这种功能。
优选在连接器基板10中，外部输入端子12、内部布线图案13以及外部输出端子14配置成图2那样。即，作为外部输入端子12的第一输入端子12A和第二输入端子12B配置于基材11的外边缘部，作为外部输出端子14的第一输出端子14A和第二输出端子14B配置于基材11的中央部。外部输入端子12的端子数多于外部输出端子14的端子数。因此，配置成在可配置的面积较大的外边缘部配置外部输入端子12，内部布线图案13朝向中央部的外部输出端子14汇集，从而能够有效地利用基材11，减小连接器基板10的尺寸。
优选第一布线图案13A和第二布线图案13B配设于基材11的厚度方向的不同的深度位置。例如，能够在基材11的一面配置第一布线图案13A，在与该一面相反侧的面配设第二布线图案13B。
通过将第一布线图案13A和第二布线图案13B配设于基材11的厚度方向的不同的深度位置，能够避免相互电连接。若第一布线图案13A和第二布线图案13B相互电连接，则不能够适当地读出所驱动的传感器20。另外，也能够将构成第一布线图案13A的各连接器布线彼此也配设于基材的厚度方向的不同的深度位置，以使不相互电连接。
能够通过图案化在基材11上形成布线图案13。也可以使用具有规定的开口部的掩模，通过蒸镀或溅射等来形成布线图案13，还可以在形成金属膜之后通过湿式蚀刻或干式蚀刻来形成布线图案13。在基材11形成层叠构造的情况下，能够通过加热等处理将形成有第一布线图案13A的基材11和形成有第二布线图案13B的基材相接合，以使各连接器布线不电连接。
＜外部输出装置＞
连接器基板10与外部输出装置40相连接。外部输出装置40具有：连接部41，与连接器基板10相连接；发送部42，将经由连接部41输入的信号输出至外部。图4是示意性地示出外部输出装置的立体示意图的一个例子。
图4所示的连接部41具有多个端子43、布线44、基材45、以及外部端子46。多个端子43与连接器基板10相连接。布线44分别与端子43相连接。基材45覆盖布线44。外部端子46与布线44的和端子43相反的一侧连接，并与发送部42相连接。
端子43与连接器基板10的外部输出端子14一一对应。优选端子43的个数与外部输出端子14的个数相同。在图4中，外部输出端子14的个数为16点。端子43具有导电性即可，能够使用与外部输入端子12和外部输出端子14相同的材料。
布线44将来自端子43的信息经由外部端子46传送至发送部42。各布线44需要电隔离。也为了避免布线44发生短路，优选布线44彼此俯视时相互不交叉。
基材45能够使布线44彼此电隔离。另外，优选基材45具有柔性，能够使用与连接器基板10的基材11相同的材料。布线44配设于基板45的内部或者外部。
若发送部42能够向外部发送信号，则可以是有线通信的装置，也可以是无线通信的装置。从减小穿戴时的违和感的观点出发，优选是无线通信的装置。例如，能够使用Bluetooth(注册商标)、Zigbee(注册商标)、Wi-Fi(注册商标)等通信标准。也可以在发送部42搭载处理用的微型计算机、锂电池等。
接着，对连接器基板10和外部输出装置40的连接进行说明。图5是剖视连接器基板和外部输出装置的连接部的示意图。如上所述，连接器基板10的外部输出端子14与外部输出装置40的端子43一对一地连接。
优选连接器基板10和外部输出装置40具有嵌合部，外部输出端子14和端子43通过该嵌合部连接。例如，将连接器基板10或外部输出装置40中的任一方加工成凹状，将剩余的一方加工成凸状。通过像这样加工，加工成凸状的部分与加工成凹状的部分嵌合。通过像这样设置嵌合部，能够避免外部输出端子14与端子43的触点发生偏移。
另外，如图5所示，也可以在连接器基板10与外部输出装置40之间设置具有开口部的引导部件47。通过设置引导部件47，无需加工连接器基板10和外部输出装置40双方。若在连接器基板10或外部输出装置40中的任一方设置加工成凸状的凸部，则该凸部能够与引导部件47的开口部嵌合。优选凸部设置于形成有端子43的外部输出装置40侧。这是因为端子43的周围的布线数比外部输出端子14的周围的布线数少。
优选在引导部件47设置决定引导部件47的周方向的位置的基准点。由于外部输出端子14与端子43一一对应，因此，若不同的端子彼此被连接，则信号处理装置处理错误的信号。通过设置基准点，能够抑制外部输出端子14与端子43的对应关系发生偏移。如图5所示，基准点例如能够使用设置于引导部件47的突起部47A等。通过使该突起部47A与设置于凸部的切入部47B对应，能够使外部输出端子14和端子43的位置关系匹配，该凸部被嵌合至引导部件47的开口部。
基准点不局限于设置引导部件47的情况，优选连接器基板10或外部输出装置40的任一方形成凸部、在另一方形成凹部的情况也同样设置基准点。
另外，优选利用磁铁48连接连接器基板10和外部输出装置40。通过利用磁铁48连接彼此，能够更加容易地进行拆装。如图5所示，磁铁48能够设置于与连接器基板10的和外部输出装置40的连接面相反侧的面和外部输出装置40的内部。或者，也能够使端子43为导电性磁铁。
＜传感器＞
如图1所示，传感器20适当地设置于欲测量的部位。因此，传感器20无需相对连接器基板10有规则地排列，也可以相对连接器基板10无规则地配置。
不特别限定传感器20的种类。例如，能够使用光电二极管、温度传感器、应变传感器、压力传感器等。另外，也可以在每个场所使用不同的传感器。
作为传感器，只要传感器的电流或者电压根据物理量的变化而变化，则不进行特别限定，但是，从电路的简便性出发，优选可变电阻型传感器，该可变电阻型传感器的电阻根据物理量而发生变化，两端的电压发生变化。作为物理量，能够优选使用由声音、光、温度、压力、应变构成的组中的至少一个。此时，优选传感器的电阻的电阻值为后述的布线30的布线电阻的50倍以上。连接器基板10与传感器20的距离根据位置而不同，但是，通过使传感器的电阻为布线电阻的50倍以上，能够排除布线30的布线电阻的影响。
优选传感器20使用利用水性油墨形成的传感器。利用水性油墨形成的传感器是指将导电性粒子混合在弹性体的水分散物中而成的油墨。通过使用该油墨进行印刷、干燥，能够得到导电性粒子随机地分散在弹性体的薄膜中而成的传感器。该传感器的导电性粒子间距离因拉伸、压缩、由温度变化引起的热膨胀/收缩而发生变化，由此，传感器两端的电阻发生变化。利用水性油墨形成的传感器非常薄，对测量对象的追随性较高。因此，能够进行准确且稳定的测量。
＜布线＞
布线30是连接各传感器20和连接器基板10的导体。若考虑洗涤等处理、穿戴者的汗液等的影响，则优选用绝缘体涂布布线30的周围。
布线30由导电丝构成，优选织入布体50。通过在布体50中织入布线30，布线30能够追随布体50的动作。
优选布线30配设于与人体等接触的面的相反侧。若在与人体等接触的部分配设具有导电性的布线30，则由于汗液等而产生短路的可能性变大。因此，优选布线30配设于从与人体等接触的部分分离的位置。
作为用于布线30的导电丝，能够使用铁、不锈钢等金属制的导电丝，或者使用用金、银、铜、镍、硫化铜等涂布聚酯纤维等普通的丝线的表面而成的导电丝。其中，由于涂布金、银、铜的丝线的电阻较小，对生物体来说较安全，且能够自由选择丝线的强度、捻度，因此，即使在洗涤布体50的情况下，电阻的变化相对较小，织布机等的产量较高，因此优选。
优选布线30如图1所示那样，从各传感器20直至到达连接器基板10，布线30彼此在俯视时不交叉。在此，“在俯视时不交叉”是指从形成有传感器系统的外表面侧观察时，布线30不交叉。
由于布线30将传感器20和连接器基板10相连接，因此，布线30被配设在较宽的范围，被要求对动作的追随性。因此，在能够涂布布线30的绝缘体的材料、厚度等方面受到限制。在这样的绝缘体中，存在不能够充分得到绝缘性的情况，存在在布线30彼此交叉的部分产生短路的可能性。尤其在穿戴者出汗时、进行洗涤等处理时，产生短路的可能性显著增高。
相对于此，用于连接器基板10的基材11如上所述那样，能够使用具有较高的绝缘性的聚酰亚胺等。因此，即使俯视时连接器基板10的布线图案13彼此交叉，也不发生短路。
即，通过从各传感器20到连接器基板10，俯视时布线30相互不交叉，能够避免多条布线30彼此发生短路。
＜信号处理装置＞
在信号处理装置中，处理利用外部输出装置50输出至外部的信号。具体而言，测量连接器基板10的对应的第一输出端子14A和第二输出端子14B的电位，并根据测量结果来检测出传感器20的动作。然后，根据得到的多个传感器20的动作的信息来提供身体的运动、心电、肌电、呼吸等生物体信息。
作为信号处理装置，能够采用公知的装置。其中，优选在变换为生物体信息时进行机械学习的装置。“机械学习”是指进行预先使特定的生物体的状態和此时的传感器20的值对应的学习，并相逆地根据该学习结果将传感器20的值变换为生物体信息。例如，通过人进行动作，存在于胳臂、脚、身体的传感器20发生变形，信号发生变化。另外，即使仅看胳臂，通过弯曲、拉伸、扭转等各动作，传感器20所产生的信号也不同。换言之，可以说在特定的部分通过特定的行动而产生的信号也具有产生信号的部分和动作的信息。在此，通过每当处理这些信息时，使计算机学习，能够在同样的部分产生同样的动作时，计算机自身能够更加适当地处理信号。即，通过信号处理装置进行机械学习，能够快速地同时得到更多的信息。
通过使用本发明的一实施方式所涉及的连接器基板10，能够虚拟地对来自设置于人体等各种部分的传感器20的信号进行矩阵变换。其结果，即使是无规则地配置传感器20的情况，也能够利用连接器基板10汇集信号。
另外，通过利用连接器基板10对信号进行矩阵变换，能够减少连接器基板10内的相对外部输入端子12的端子数的外部输出端子14的端子数。
若能够减少外部输出端子14的个数，则产生如下这样的有益效果。例如，若外部输出端子14的个数减少，则连接器基板10的尺寸减小。若连接器基板10的尺寸较小，则能够减少穿戴传感器系统100时的违和感。除此而外，连接器基板10与外部输出装置40容易连接。
另外，即使在因洗涤等而对连接器基板10施加外力时，若连接器基板10的尺寸较小，则也能够使变形的面积较小。其结果，避免因外力而破损等的可能性。若连接器基板10具有柔性，则该效果更显著。
本发明的一实施方式所涉及的传感器系统100具有上述的连接器基板10，因此，穿戴时的违和感较小。另外，容易进行外部输出装置40的拆装，能够容易进行洗涤等处理。尤其通过使布线30彼此在布线图案13以外的部分不交叉，能够进一步避免在洗涤等添加水分的作业中的短路等。
附图标记说明
10…连接器基板，11…基材，12…外部输入端子，12A…第一输入端子，12B…第二输入端子，13…布线图案，13A…第一布线图案，13B…第二布线图案，14…外部输出端子，14A…第一输出端子，14B…第二输出端子，14Aa～14Ah…端子，14Ba～14Bh…端子，20…传感器，30…布线，40…外部输出装置，41…连接部，42…发送部，43…端子，44…布线，45…基材，46…外部端子，47…引导部件，50…布体

Claims (10)

1.一种连接器基板，具有：
基材；
m组第一输入端子，设置在所述基材上，m组中的每一组有n个第一输入端子，m、n为2以上的整数；
n个第一输出端子，设置在所述基材上；
第一布线图案，配设在所述基材上或者内部，该第一布线图案将所述第一输入端子和所述第一输出端子相连；
m个第二输入端子，设置在所述基材上；
m个第二输出端子，设置在所述基材上；以及
第二布线图案，配设在所述基材上或者内部，该第二布线图案将所述第二输入端子和所述第二输出端子相连，
构成所述第一布线图案的各连接器布线的第一端部分别与构成各组的n个第一输入端子中的一个相连接，第二端部与所述第一输出端子中的一个相连接，
构成所述第一布线图案的所述各连接器布线配设为，分别从各组的n个所述第一输入端子中的一个延伸，且在到达所述第一输出端子之前汇集成一个，
所述第一输入端子能够分别与多个传感器连接，所述第二输入端子能够与存在于一个组内的各传感器连接。
2.根据权利要求1所述的连接器基板，其中，
所述基材具有柔性。
3.根据权利要求1或2所述的连接器基板，其中，
在所述基材的外边缘部设置所述第一输入端子和所述第二输入端子，
在所述基材的中央部设置所述第一输出端子和所述第二输出端子，
在所述基材的内部或者外表面，所述第一布线图案和所述第二布线图案存在于所述基材的厚度方向上的不同的位置。
4.一种传感器系统，具有：
权利要求1至3中任一项所述的连接器基板；
多个传感器，被分类成m组；
第一布线，将所述多个传感器中的每一个传感器与所述连接器基板的所述第一输入端子相连接；
第二布线，将所述多个传感器中的构成一个组的各传感器相连，并与所述连接器基板的所述第二输入端子相连接；
外部输出装置，与所述连接器基板相连接，该外部输出装置向外部输出信号；以及
信号处理装置，处理利用所述外部输出装置输出的信号。
5.根据权利要求4所述的传感器系统，其中，
所述多个传感器无规则地配置。
6.根据权利要求4或5所述的传感器系统，其中，
从所述多个传感器的各传感器至所述连接器基板，俯视时各所述第一布线和第二布线不交叉。
7.根据权利要求4或5所述的传感器系统，其中，
利用磁铁连接所述连接器基板和所述外部输出装置。
8.根据权利要求4或5所述的传感器系统，其中，
所述信号处理装置进行机械学习。
9.根据权利要求4或5所述的传感器系统，其中，
所述多个传感器根据由声音、光、温度、压力、应变构成的组中的至少一个物理量的变化而产生电阻变化。
10.一种可穿戴的传感器系统，
在布体上附加设置权利要求4至9中任一项所述的传感器系统中的所述多个传感器和所述连接器基板，
所述第一布线和第二布线与所述布体设置为一体。
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