JP2016526417A - 形状適合する電子装置を有するバンド - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、「BAND WITH CONFORMABLE ELECTRONICS」という名称の、2013年6月21日出願の米国特許仮出願第61/838,041号明細書の優先権を主張し、これを、参照により全体として本明細書に組み込む。
一例では、ユーザの一部分は、頭、足、胸、腹、肩、胴体、大腿、または腕とすることができる。
一例では、バンドはまた、ポリマー、半導体材料、セラミック、金属、織物、ビニル材料、革、ラテックス、スパンデックス、または紙を含むことができる。
一例では、少なくとも1つの機能層は、光学デバイス、機械的デバイス、微小電子機械的デバイス、熱デバイス、化学センサ、加速度計、流量センサ、またはその任意の組合せを含み得る。
双安定構造体は、テープばね鋼またはカーボンばね鋼を含む。
一例では、電子装置は、少なくとも1つの無線構成部品をさらに備えることができ、この無線構成部品は、双安定構造体が伸長状態にあるときは直線形状を有し、および双安定構造体が湾曲状態にあるときは充電コイル形状を有する。
一例では、少なくとも1つの伸縮可能な相互接続部は、ポップアップ式の相互接続部、湾曲相互接続部、蛇行相互接続部、波状相互接続部、曲折形状の相互接続部、ジグザグ相互接続部、犂耕式相互接続部、リップル状相互接続部、バックル式相互接続部、またはらせん状相互接続部を含み得る。
少なくとも1つの機能層は、光学デバイス、機械的デバイス、微小電子機械的デバイス、熱デバイス、化学センサ、加速度計、流量センサ、またはその任意の組合せを含み得る。
一態様では、環境条件は、湿度、気温、クロロフルオロカーボンの量、揮発性有機化合物の量、UVレベル、および大気圧のうちの少なくとも1つである。
一例では、電子装置は、少なくとも1つの無線構成部品をさらに備えることができ、この無線構成部品は、複数の双安定構造体のうちの少なくとも1つの双安定構造体が伸長状態にあるときは直線形状を有し、および複数の双安定構造体のうちの少なくとも1つの双安定構造体が湾曲状態にあるときは充電コイル形状を有する。
本明細書に記載の各図は、もっぱら例示することを目的としていることが当業者には理解されよう。場合によっては、説明する実装形態の様々な態様を誇張または拡大して示して、説明する実装形態の理解を促進する場合があることを理解されたい。各図面において、同じ参照文字は全体的に、様々な図面全体を通して同じ特徴、機能的に同様および/または構造的に同様の要素を指す。各図面は必ずしも縮尺通りではなく、代わりに本開示の原理を説明することに重点が置かれている。各図面は、本開示の範囲を限定するものでは決してない。以下の図面を参照して以下の例示的説明を行うことにより、システム、装置、および方法をさらによく理解することができる。
一例では、空間的に不均質な特性、少なくとも1つの伸縮可能な相互接続部、および1つまたは複数のカプセル化層が、機能層と一致するかまたはそれに近接した空間的に変化するNMSを位置決めする。
例示的な一実装形態では、電子装置は、基板内の双安定構造体のうちの少なくとも1つの構造体の形状を含め、基板の形状に結合されたトリガ機構とともに構成することができる。たとえば、トリガ機構により、デバイスアイランドの1つまたは複数のデバイス構成要素は、双安定構造体のうちの少なくとも1つが伸長状態にあるときは起動するようにでき、双安定構造体のうちの少なくとも1つが湾曲状態にあるときは停止するようにできる。
例示的な一実装形態では、電子装置はさらに、基板内の双安定構造体のうちの少なくとも1つの構造体の形状を含め、基板の形状に結合された少なくとも1つの無線構成要素を備えることができる。たとえば、無線構成要素は、(双安定構造体を含む)基板が伸長状態にあるときは直線形状を有し、(双安定構造体を含む)基板が湾曲状態にあるときは充電コイル形状を有することができる。
ブロック1301では、処理装置は、ユーザの一部分に結合された例示的な電子装置のセンサ構成部品の、少なくとも1つの測定値を示すデータを受信する。一例では、少なくとも1つの測定値は、ユーザの一部分に近接した加速度を表す加速度データとすることができる。他の例では、少なくとも1つの測定値には、それだけには限らないが、筋活動測定値、心拍数測定値、電気活動測定値、温度測定値、水和レベル測定値、神経活動測定値、コンダクタンス測定値、環境測定値、および/または圧力測定値が含まれる。
非限定的な例では、ユーザの運動の指示値を提供するための、本明細書に記載のシステム、方法、および装置は、測定データを提供する例示的な電子装置と一体化してもよい。この例では、例示的な電子装置は、無線で、または指示器を使用して、解析装置と通信してもよい。指示器の非限定的な例には、LEDまたは他の任意の通信手段が含まれる。
一例では、デバイスアイランドの少なくとも1つの裏に、アンテナを取り付けることができる。例示的なデバイスアイランドの少なくとも1つは、少なくとも1つのマイクロプロセッサ、および/または少なくとも1つのダイポールアンテナを備えることができる。少なくとも2つの異なるシリコーン製デュロメータを使用して、カプセル化することができる。
図20〜25には、本明細書に記載の原理による、例示的な電子装置の様々な図および形状が示してある。図20〜25のそれぞれには、双安定バンド、バンドの周りに配置されたLED、LEDと一体化した電子回路の各部分を備える、例示的な電子装置が示してある。これらの例では、双安定構造体はまた、構造体の変形を制限し、調節するように機能する。すなわち、双安定バンド、ならびに既知の伸長状態およびコイル形状の特性を利用して、伸縮可能な相互接続部、接合領域、およびデバイスアイランドの変形の度合いを制限し、システムのひずみに対して感応性の高い部分(接合領域を含む)が、過度なひずみに曝されることを潜在的に防止することができる。
本明細書に記載の主題および動作の例は、デジタル電子回路、またはコンピュータのソフトウェア、ファームウェア、もしくはハードウェアに実装することができ、本明細書で開示した構造、その構造的な均等物、またはそれらのうちの1つまたは複数の組合せを含む。本明細書に記載の主題の例は、1つまたは複数のコンピュータプログラム、すなわち、コンピュータプログラム命令の1つまたは複数のモジュールとして実装することができ、コンピュータ記憶媒体上に符号化して、データ処理装置によって実行するか、またはその動作を制御することができる。プログラム命令は、人工的に生成された伝搬信号、たとえば、機械生成された電気信号、光信号、または電磁信号上に符号化することができ、この信号が生成されて、データ処理装置によって実行するために適切な受信装置に伝送するための情報を符号化する。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ読取り可能記憶装置、コンピュータ読取り可能記憶装置基板、ランダムアクセスメモリもしくはシリアルアクセスメモリの、アレイもしくはデバイス、またはそのうちの1つまたは複数の組合せとすることができ、またはそれに含むことができる。さらに、コンピュータ記憶媒体は伝搬信号ではなく、コンピュータ記憶媒体は、人工的に生成された伝搬信号に符号化されたプログラム命令のソースまたは宛先とすることができる。コンピュータ記憶媒体はまた、1つまたは複数の別々の物理的構成要素または媒体(たとえば、複数のCD、ディスク、または他の記憶装置)とすることができ、またはそれに含むことができる。
Claims (30)
- 双安定構造体を有するバンドであって、前記双安定構造体が伸長状態および湾曲状態を有し、前記バンドが第1の表面を有するバンドと、
前記第1の表面上に配置された機能層であって、
少なくとも1つのデバイスアイランドと、
接合領域において前記少なくとも1つのデバイスアイランドに結合された少なくとも1つの伸縮可能な相互接続部と
を有する機能層と、
前記機能層の少なくとも一部分に配置された1つまたは複数の中立機械的表面調整層と、
前記1つまたは複数の中立機械的表面調整層に配置された1つまたは複数のカプセル化層と
を備える電子装置であって、
前記1つまたは複数の中立機械的表面調整層が、前記電子装置内のある位置に対して空間的に不均質な特性を有し、
前記少なくとも1つのデバイスアイランドおよび少なくとも1つの伸縮可能な相互接続部は、前記少なくとも1つのデバイスアイランドおよび前記接合領域が、前記双安定構造体の前記湾曲状態での前記電子装置の最小ひずみの領域に配置されるように、前記バンドの周りに配置される、電子装置。 - 前記空間的に不均質な特性、前記少なくとも1つの伸縮可能な相互接続部、および前記1つまたは複数のカプセル化層が、前記機能層と一致するか、または前記機能層に近接した空間的に変化する中立機械的表面を位置決めする、請求項1に記載の電子装置。
- 前記1つまたは複数のカプセル化層の厚さが、横方向で選択的に変化する、請求項1に記載の電子装置。
- 前記バンドが、ポリマー、半導体材料、セラミック、金属、織物、ビニル材料、革、ラテックス、スパンデックス、または紙をさらに含む、請求項1に記載の電子装置。
- 前記少なくとも1つの伸縮可能な相互接続部が、ポップアップ式の相互接続部、湾曲相互接続部、蛇行相互接続部、波状相互接続部、曲折形状の相互接続部、ジグザグ相互接続部、犂耕式相互接続部、リップル状相互接続部、バックル式相互接続部、またはらせん状相互接続部を備える、請求項1に記載の電子装置。
- 前記少なくとも1つの伸縮可能な相互接続部が、導電性の伸縮可能な相互接続部、または非導電性の伸縮可能な相互接続部を備える、請求項5に記載の電子装置。
- 前記少なくとも1つの機能層が、光学デバイス、機械的デバイス、微小電子機械的デバイス、熱デバイス、化学センサ、加速度計、流量センサ、またはその任意の組合せを備える、請求項1に記載の電子装置。
- 前記少なくとも1つのデバイスアイランドのうちの1つまたは複数が、フォトダイオード、発光ダイオード、薄膜トランジスタ、メモリ、心電図電極、筋電図電極、集積回路、接触パッド、回路素子、制御要素、マイクロプロセッサ、変換器、生物学的センサ、化学センサ、温度センサ、光センサ、電磁放射センサ、太陽電池、光起電アレイ、圧電センサ、環境センサ、またはその任意の組合せからなる群から選択されるデバイス構成要素を含む、請求項1に記載の電子装置。
- 前記機能層が、
少なくとも1つの発光デバイスと、
少なくとも1つのセンサ構成要素と
を備え、
前記少なくとも1つのセンサ構成要素が、対象の生理学的測定値および環境条件のうちの少なくとも1つを示す、少なくとも1つのパラメータを測定し、
前記少なくとも1つの発光デバイスの外観が、前記少なくとも1つのパラメータの大きさに基づいて変化する、請求項1に記載の電子装置。 - 前記生理学的測定値が、皮膚温度、体温、心拍数、水和状態、発汗量、血圧、心電気、筋電気、胃部電気、皮膚電気、神経電気、UV曝露、およびホルモンレベルのうちの少なくとも1つである、請求項9に記載の電子装置。
- 前記生理学的測定値が、前記対象の組織の一部分での薬剤、医薬品、もしくは生物製剤のうちの少なくとも1つ、前記対象からの汗、および/または前記対象からの体液の量である、請求項9に記載の電子装置。
- 前記環境条件が、湿度、気温、クロロフルオロカーボンの量、揮発性有機化合物の量、UVレベル、および大気圧のうちの少なくとも1つである、請求項9に記載の電子装置。
- 前記双安定構造体が、テープばね鋼またはカーボンばね鋼を含む、請求項1に記載の電子装置。
- 少なくとも1つのトリガ機構をさらに備え、前記少なくとも1つのトリガ機構は、前記双安定構造体が伸長状態にあるときは、前記少なくとも1つのデバイスアイランドの前記少なくとも1つのデバイス構成要素が起動するように、および前記双安定構造体が湾曲状態にあるときは、前記少なくとも1つのデバイスアイランドの前記少なくとも1つのデバイス構成要素が停止するように、前記バンドに結合される、請求項1に記載の電子装置。
- 前記少なくとも1つのデバイス構成要素が、加速度計、フォトダイオード、発光ダイオード、マイクロプロセッサ、変換器、生物学的センサ、化学センサ、温度センサ、光センサ、電磁放射センサ、圧電センサ、環境センサ、またはその任意の組合せである、請求項14に記載の電子装置。
- 前記少なくとも1つのトリガ機構が、接触パッド、機械式スナップスイッチ、ドーム型スイッチ、および磁石のうちの少なくとも1つを備える、請求項14に記載の電子装置。
- 前記双安定構造体が伸長状態にあるときは直線形状を有し、および前記双安定構造体が湾曲状態にあるときは充電コイル形状を有する、少なくとも1つの無線構成部品をさらに備える、請求項1に記載の電子装置。
- 複数の双安定構造体を有するバンドであって、前記複数の双安定構造体のそれぞれの双安定構造体が伸長状態および湾曲状態を有し、前記バンドが第1の表面を有するバンドと、
前記第1の表面の一部分の上に配置された隔離層であって、
前記隔離層の少なくとも一部分が、前記複数の双安定構造体のうちの少なくとも1つの双安定構造体に配置される隔離層と、
前記第1の表面上に配置される機能層であって、
少なくとも1つのデバイスアイランドと、
接合領域において前記少なくとも1つのデバイスアイランドに結合された少なくとも1つの伸縮可能な相互接続部と
を有し、
前記デバイスアイランドおよび前記接合領域の少なくとも一部分が、前記隔離層と物理的につながっており、
前記伸縮可能な相互接続部の少なくとも一部分が、隔離層と物理的につながっていない機能層と、
前記機能層の少なくとも一部分に配置された、1つまたは複数の中立機械的表面調整層と、
前記1つまたは複数の中立機械的表面調整層上に配置された1つまたは複数のカプセル化層と
を備える電子装置であって、
前記1つまたは複数の中立機械的表面調整層が、前記電子装置内のある位置に対して空間的に不均質な特性を有し、
前記少なくとも1つのデバイスアイランドおよび前記接合領域が、前記複数の双安定構造体のうちの少なくとも1つの前記湾曲状態での前記電子装置の最小ひずみの領域に配置されるように、前記少なくとも1つのデバイスアイランドおよび少なくとも1つの伸縮可能な相互接続部が前記バンドの周りに配置される、電子装置。 - 前記空間的に不均質な特性、前記少なくとも1つの伸縮可能な相互接続部、および1つまたは複数のカプセル化層が、前記機能層と一致するか、または前記機能層に近接した空間的に変化する中立機械的表面を位置決めする、請求項18に記載の電子装置。
- 前記バンドが、ポリマー、半導体材料、セラミック、金属、織物、ビニル材料、革、ラテックス、スパンデックス、または紙をさらに含む、請求項18に記載の電子装置。
- 前記少なくとも1つの伸縮可能な相互接続部が、ポップアップ式の相互接続部、湾曲相互接続部、蛇行相互接続部、波状相互接続部、曲折形状の相互接続部、ジグザグ相互接続部、犂耕式相互接続部、リップル状相互接続部、バックル式相互接続部、またはらせん状相互接続部を備える、請求項18に記載の電子装置。
- 前記少なくとも1つの伸縮可能な相互接続部が、導電性の伸縮可能な相互接続部、または非導電性の伸縮可能な相互接続部を備える、請求項21に記載の電子装置。
- 前記少なくとも1つの機能層が、光学デバイス、機械的デバイス、微小電子機械的デバイス、熱デバイス、化学センサ、加速度計、流量センサ、またはその任意の組合せを備える、請求項18に記載の電子装置。
- 前記少なくとも1つのデバイスアイランドのうちの1つまたは複数が、フォトダイオード、発光ダイオード、薄膜トランジスタ、メモリ、心電図電極、筋電図電極、集積回路、接触パッド、回路素子、制御要素、マイクロプロセッサ、変換器、生物学的センサ、化学センサ、温度センサ、光センサ、電磁放射センサ、太陽電池、光起電アレイ、圧電センサ、環境センサ、またはその任意の組合せからなる群から選択されるデバイス構成要素を含む、請求項18に記載の電子装置。
- 前記機能層が、
少なくとも1つの発光デバイスと、
少なくとも1つのセンサ構成要素と
を備え、
前記少なくとも1つのセンサ構成要素が、対象の生理学的測定値および環境条件のうちの少なくとも1つを示す、少なくとも1つのパラメータを測定し、
前記少なくとも1つの発光デバイスの外観が、前記少なくとも1つのパラメータの大きさに基づいて変化する、請求項18に記載の電子装置。 - 前記生理学的測定値が、皮膚温度、体温、心拍数、水和状態、発汗量、血圧、心電気、筋電気、胃部電気、皮膚電気、神経電気、UV曝露、およびホルモンレベルのうちの少なくとも1つである、請求項25に記載の電子装置。
- 前記生理学的測定値が、前記対象の組織の一部分での薬剤、医薬品、もしくは生物製剤のうちの少なくとも1つ、前記対象からの汗、および/または前記対象からの体液の量である、請求項25に記載の電子装置。
- 前記環境条件が、湿度、気温、クロロフルオロカーボンの量、揮発性有機化合物の量、UVレベル、および大気圧のうちの少なくとも1つである、請求項25に記載の電子装置。
- 前記複数の双安定構造体のうちの少なくとも1つの双安定構造体が、テープばね鋼またはカーボンばね鋼を含む、請求項18に記載の電子装置。
- 前記複数の双安定構造体のうちの少なくとも1つの双安定構造体が伸長状態にあるときは直線形状を有し、および前記複数の双安定構造体のうちの少なくとも1つの双安定構造体が湾曲状態にあるときは充電コイル形状を有する、少なくとも1つの無線構成部品をさらに備える、請求項18に記載の電子装置。
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