JP2019536277A - スマート衣料用テキスタイル電子デバイス - Google Patents

Abstract

本発明は、テキスタイルの導電域に接続されるように構成されたテキスタイル電子デバイス（１００）であって、電子回路（１４０）と；テキスタイル（２００）の導電域に接続されるよう構成される少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段（１２０）と；少なくとも１つの第２の電気的接続手段（１３１）を備えるテキスタイル基板（１３０）であって、少なくとも１つの第２の電気的接続手段は、電子回路（１４０）及び少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段（１２０）に電気的に接続する、テキスタイル基板（１３０）と；電子回路（１４０）、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段（１２０）、及びテキスタイル基板（１３０）を完全に又は部分的に含むフレキシブルエンベローブ（１１０）であって、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段（１２０）は、フレキシブルエンベローブ（１１０）を抜けて、少なくとも部分的に接触可能であるフレキシブルエンベローブ（１１０）と、を備えるデバイスに関する。本発明は、さらに、このテキスタイル電子デバイス（１００）を製造する方法に関する。【選択図】図１

Description

本発明は、スマート衣料に適合したテキスタイル電子デバイス及び該デバイスを備える衣服に関する。

スマート衣料及びテキスタイルは、テキスタイルの制約に対応する媒体へ電子機器を組み込むことが求められる。これら制約に耐えるため、電子装置は、可撓性及び防水性がなければならないが、大き過ぎて使用者の邪魔になるような厚さであってはならない。電子機器は、その日常的な使用（手で触れ動かすこと、洗濯すること、乾燥すること、畳むことなど）においてテキスタイル又は衣料に与えられる全ての応力に耐えることもできなければならない。

スマート衣料は、電子回路を運ぶことを伴うことがある。電子回路は、プリント回路を用いて相互接続されることがある１セットの電子部品を備える。電子回路技術は、長年、開発されており、チップ上システム（ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ ｃｈｉｐ、ＳＯＣ）などの他の技術と比較して、適正なコスト、効果的な品質管理、及び多数の部品を組み込む能力を有する成熟した技術となった。電子回路を使用する上で別の利点は、例えば衣服の劣化後に、電子回路が交換できることである。

従って、テキスタイルに電子回路を接続する方途を発見する必要がある。いくつかの代替案が存在するが、まだ欠点も多い。

まず、テキスタイルの導電域を電子回路に接続するために、溶接により電子回路のトラックにテキスタイルの導電性のある縫い糸を接続する案がある。この方法は、テキスタイルに接続されるデバイスの寸法及び質量の両方を限定することを可能にさせる。しかし、各部品をテキスタイルの各ワイヤ又は導電部分に溶接する処理は、時間がかかり、オートメーション化が難しい。加えて、この方法は、溶接軸に応力が集中する傾向があり、溶接されたテキスタイルの導電性のある縫い糸を切断する恐れが高まる。

電子デバイスとテキスタイルとを接続するための留め金を設置する方法も知られている。こうして留め金は、一方をテキスタイルに、他方を電子回路に取り外し可能に接続される。しかし、接続は、１つ又は複数の点でのみ行われる。そのため、デバイスの一端に制約がある場合は、接続が脆弱になり、接続が不安定になる。加えて、該方法による剛性及びデバイスが占める体積は、ユーザーに不快感を与えることがあり、さらに接続を弱める。

テキスタイルに直接電子回路を載せ、電子回路との相互接続に金属ワイヤを縫い付ける案もある（Ｃ．Ｋａｌｌｍａｙｅｒ，Ｔ．Ｌｉｎｚ，Ｒ．Ａｓｃｈｅｎｂｒｅｎｎｅｒ、及びＨ．Ｒｅｉｃｈｌ「スマートテキスタイル用システム組み込み技術（Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｆｏｒ ｓｍａｒｔ ｔｅｘｔｉｌｅｓ）」 ｍｓｔ ｎｅｗｓ，２：４２−４３，２００５）。しかし、この技術は、工業規模での実現は難しいようで、電子回路を交換することができず、また逆にフレキシブル電子回路を取り外し、別のテキスタイルへ接続することができない。

従って、本発明は、テキスタイルに接続される電子回路を備え、効果的な電気的接続及び機械的接続を可能にし、テキスタイル又は衣料がその日常的な使用において受けさせられる応力に耐えることができる新規のデバイスを開発することを意図とする。同時に、本発明は、可撓性と、ユーザーの肌と接触して着用されるテキスタイルの寿命への適合性との両方があるコンピューターを作り出すことを意図する。本発明は、スマート衣料に適合したフレキシブル電子回路を製造する方法を提供することも意図する。本発明に係るデバイスは、ユーザーが難なくそれらの操作を自身で実行することができるよう、複雑な操作を実施することなく、技術者の介入なく、電子テキスタイルに固定及び取り外しできなければならない。本発明に係るデバイスは、このテキスタイルで作られた衣服の通常の日常的な使用を保証しつつ、テキスタイルのユーザーが不快感なく着用することができなければならない。

そのため、本発明は、テキスタイルの導電域に接続されるよう構成されるテキスタイル電子デバイスであって、
電子回路と、
テキスタイルの導電域に接続されるよう構成される少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段と、
少なくとも１つの第２の電気的接続手段を備えるテキスタイル基板であって、少なくとも１つの第２の電気的接続手段は、電子回路と少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段とに電気的に接続される、テキスタイル基板と、
電子回路、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段、及びテキスタイル基板を完全に又は部分的に含むフレキシブルエンベローブであって、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段は、フレキシブルエンベローブを抜けて、少なくとも部分的に接触可能であるフレキシブルエンベローブと、
を備えるデバイスに関する。

一実施形態によれば、フレキシブルエンベローブは、ポリマー製、好ましくはエラストマー製、ポリウレタン製、ゴム製、又はシリコーン製であり、テキスタイル基板は、可撓性がある。

一実施形態によれば、フレキシブルエンベローブは、気密性がある。

一実施形態によれば、テキスタイル基板は、可撓性がある。

一実施形態によれば、デバイスは、塑性変形を受けることなく、デバイスを曲げて、半径５〜１０ｃｍの円柱片とする可撓性を有する。

一実施形態によれば、デバイスは、５ｍｍ未満の厚さである。

一実施形態によれば、テキスタイル基板の少なくとも１つの第２の電気的接続手段は、導電糸を備え、導電糸は、導電性材料もしくは導電性材料を塗布されたテキスタイル糸、好ましくは銀などの導電性金属で覆われた糸からなるか、又は導電性インクもしくは導電性ペイントを含む。

代替実施形態によれば、テキスタイル基板の電気的接続の少なくとも１つの第２手段は、導電性インク又は導電性ペイントを含む。

一実施形態によれば、テキスタイルの導電域に接続されるよう構成される少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段は、雄型スナップボタン、及び／又は雌型スナップボタン、及び／又はスライダーと嵌合する歯のデバイスエレメント、及び／又は導電性磁気接続手段、及び／又はリベット、又はそれら手段の組み合わせを含む。

一実施形態によれば、デバイスは、電子回路とテキスタイル基板の間に少なくとも１つの補強片を備える。

一実施形態によれば、電子回路及び少なくとも１つの第２の電気的接続手段は、はんだ材又は機械的接続により電気的に接続される。

一実施形態によれば、テキスタイル基板は、少なくとも部分的に弾性があり、フレキシブルテキスタイル糸を織ること、又はテキスタイル糸を編むことのいずれかにより作製される。テキスタイル糸の前記編むことは、可撓性または非可撓性のテキスタイル糸で作製される。

本発明の別の態様は、テキスタイルの少なくとも１つの導電域に接続されるようになされるテキスタイル電子デバイスを製造する方法であって、
少なくとも１つの第２の電気的接続手段をテキスタイル基板に置く工程と、
電子回路の少なくとも１つのトラックが第２の電気的接続手段と電気的に接触するように電子回路をテキスタイル基板に置く工程と、
テキスタイル基板に、テキスタイルの導電域に接続するようになされる少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段を固定する工程であって、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段は、少なくとも１つの第２の電気的接続手段と電気的に接触する工程と、
フレキシブルエンベローブをオーバーモールドする工程又はフレキシブルエンベローブを形成する２つの表面を溶接する工程であって、フレキシブルエンベローブは、電子回路と、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段と、テキスタイル基板とを完全に又は部分的に含み、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段は、フレキシブルエンベローブを抜けて、少なくとも部分的に接触可能である工程と、
を含む方法に関する。

一実施形態によれば、電子回路の少なくとも１つのトラックが第２の電気的接続手段と電気的に接触するように電子回路をテキスタイル基板に置く製造方法の工程は、
はんだ材をテキスタイル基板の少なくとも１つの第２の電気的接続手段に置くことと、
はんだ材が、少なくとも１つの第２の電気的接続手段及び電子回路と接触するように電子回路をテキスタイル基板に置くことと、
はんだ材の融解温度よりも高い温度にはんだ材を加熱することと、
テキスタイル基板の少なくとも１つの第２の電気的接続手段を電子回路に電気的に接続させるためにはんだ材を冷却することと、
を含む。

本発明のまた別の態様は、上述の実施形態のいずれか１つに係る又は上述の製造方法の実施形態によって得られるテキスタイル電子デバイスを備えるシステムであって、テキスタイルは、導電領域と、デバイスの少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段に電気的及び機械的に取り外し可能に接続されるよう構成される少なくとも１つの接続の手段とを備えるシステムに関する。

定義
本発明において、以下の用語は以下の意味を有する。
「フレキシブル（可撓性）」とは、塑性変形することなく、半径５〜１０ｃｍの円柱片上で曲げることができることを指す。
「テキスタイル」とは、例えば、織りや編みなどの任意の方法で、糸、繊維、及び／又は単繊維を組み合わせることにより得られる生地を指す。
「スマート衣料」とは、電気信号を送信又は受信するよう構成される少なくとも１つの導電域を備え、対象者が着用することができる任意のテキスタイルを指す。
「機械の接続手段」とは、２つの部分を物理的に相互接続し、物理的又は磁気的に接触させるための任意の手段を指す。

以下、発明を実施するための形態は、図面と併せて読むと、より理解されるであろう。例示のため、好ましい実施形態でデバイスを示す。しかし、本出願は、示される通りの配置、構造、特徴、実施形態、及び態様に限定されないと理解すべきである。図面は、正確な縮尺率ではなく、特許請求の範囲を描かれた実施形態に限定することを意図していない。よって、添付の特許請求の範囲にて言及される特徴に参照符号が続く場合、該符号は、単に特許請求の範囲の明瞭性を高める目的で含められており、決して特許請求の範囲を限定するものではないことを理解すべきである。

本発明は、テキスタイルの導電域に接続されることができるテキスタイル電子デバイスに関する。

本発明に係るデバイスは、電子回路と、テキスタイルの導電域に接続するようになされる少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段と、電気回路及び機械的及び電気的接続の少なくとも１つの第１手段を電気的に接続するテキスタイル基板と、電子回路、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段、及びテキスタイル基板を囲むフレキシブルエンベローブとを含む。

本発明によれば、電子回路は、フレキシブル電子回路又はリジット電子回路である。一実施形態において、電子回路は、プリント回路、好ましくはフレキシブルプリント回路を備える。フレキシブル電子回路は、当業者に周知の技術であり、ポリアミドなどの高性能プラスチック基板を使用することからなる。

電子回路は、電子部品の電気的及び機械的支持部である。電子回路は、ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエステル（ＰＥ）、又は他の種類の可撓性支持部上に作製することができる。この可撓性支持部は、フレキシブル電子回路を破損させることなく、デバイスを畳むこと又はデバイスを変形させることを可能にさせる。

電子回路の製造は、ガラスファイバー（ＦＲ−４）又はその他のもので補強されたエポキシ樹脂タイプのリジット支持部上で実行することもできる。

電子回路は、電子部品のための電気的及び機械的支持部である。

テキスタイルに電気的に接続されるフレキシブル電子回路又はリジット電子回路は、テキスタイルからの信号を記録又は分析することができる。この電子回路は、信号に応答すること、又は信号を送信することもできる。

一実施形態において、電気的機能を実行する部品は、電子回路に支持される。一実施形態において、それら電気部品は、電子回路にはんだ付けされる。一実施形態において、電子回路は、１セットのトラックを得るために、導電性材料の層、好ましくは銅の層を備える。これらトラックは、部品間又は電気回路の部品からのインプットポイント間のいずれかにある電子回路の異なる領域を電気的に接続する。一実施形態において、電子回路は、酸化及び起こり得る短絡からトラックを保護するワニス又は樹脂の層で覆われる。

一実施形態において、電子回路は、少なくとも１つの接続トラックを備える。

リジット電子回路又はフレキシブル電子回路の製造は、当業者に周知であり、多岐にわたる用途で使用される。

一実施形態において、電子回路、特にプリント回路は、可撓性がある。

不図示の実施形態において、テキスタイル電子デバイスは、電子回路を保護するために、電子回路とテキスタイル基板の間に補強片を備える。そのとき、電子回路及び補強の片は、テキスタイル電子デバイスがその可撓な特性を増すのに十分小さい寸法である。一実施形態において、補強片は、剛性がある。

代替実施形態において、電子回路は、剛性があるが、本発明に係るテキスタイル電子デバイスの可撓性を損なわないほどに、寸法的に十分に小さい。そのとき、リジット電子回路の寸法は、本発明に係るテキスタイル電子デバイスの可撓性を損なわないよう構成される。

別の実施形態において、電子回路は、本発明に係るテキスタイル電子デバイスの可撓性を損なわないように、フレキシブル域で分けられるリジット域の配列から構成される。

テキスタイル基板は、本発明に係るデバイスのための基板としての機能を果たす。一実施形態において、テキスタイルは、フレキシブルコーティングとしての機能をも果たしてもよい。

一実施形態において、テキスタイル基板は、フレキシブルテキスタイル、好ましくは、フレキシブル織物又は不織布である。

図１に例示されるように、テキスタイル基板１３０は、少なくとも１つの第２の電気的接続手段１３１を備え、少なくとも１つの第２の電気的接続手段１３１は、電子回路１４０に電気的に接続される。

一実施形態において、少なくとも１つの第２の電気的接続手段は、導電ワイヤ、又は導電性インクもしくはペイントである。インク又は導電性ペイントは、電気伝導性材料が混ぜ込まれ、可撓な特性を有し、このインク又は導電性ペイントをフレキシブル表面に置くことが可能である。一実施形態において、テキスタイル基板は、複数の第２接続手段を備える。一実施形態において、少なくとも１つの第２の電気的接続手段は、相互接続トラックである。

図２及び図３に例示される一実施形態において、少なくとも１つの第２の電気的接続手段１３１及び電子回路１４０は、溶接材１５０により電気的に接続される。好ましい実施形態において、溶接材は、はんだ付けペースト又ははんだペーストであり、当業者に知られ、習得された適切な融解処理により融解されるであろう。図４に例示される一実施形態において、はんだ材１５０は、テキスタイル基板１３０の少なくとも１つの第２の電気的接続手段１３１を電子回路の少なくとも１つの接続トラック１４２に電気的に接続する。

不図示の実施形態において、テキスタイル基板の少なくとも１つの第２の電気的接続手段及び電子回路の少なくとも１つの接続トラックは、機械的接続により接続される。一実施形態において、この機械的接続は、かしめによりなされる。この種の接続は、はんだ材１５０の使用及びはんだ材に関する全ての処理工程を回避することを可能にさせる。

テキスタイル基板の可撓性は、本発明に係るデバイスが、破損又は塑性変形なく、テキスタイルが変形を受けることを可能にする。一実施形態において、テキスタイル基板は、少なくとも部分的に弾性がある。一実施形態において、テキスタイル基板は、完全に弾性がある。弾性があるテキスタイル基板とは、塑性変形を受けることなく、その初期の長さの少なくとも１０％、２方向への伸長を受けることができるテキスタイル基板を意味する。一実施形態において、テキスタイル基板は、塑性変形を受けることなく、その初期の長さの１５、２０、２５、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１５０、２００、３００、又は５００パーセント、２方向に伸長することができる。織りという観点において、２方向とは、枠の方向と縦糸の方向を意味する。編みという観点において、２方向とは、編み段の方向と編み目の縦列の方向を意味する。

一実施形態において、テキスタイル基板は、フレキシブルテキスタイル糸を織ることにより作られる。一実施形態において、フレキシブルテキスタイル糸は、塑性変形を受けることなく、その初期の長さの少なくとも１０％、縦方向への伸長を受けることができる。一実施形態において、フレキシブルテキスタイル糸は、塑性変形を受けることなく、その初期の長さの１５、２０、２５、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１５０、２００％、３００、又は５００％、縦方向への伸長を受けることができる。

別の実施形態において、テキスタイル基板は、フレキシブル糸を編むこと又はそれ以外の方法により作られる。編まれた構造は、基板に弾性の特性を与える。

別の実施形態において、テキスタイル基板は、刺繍、レース、裁縫、又は当業者に既知な任意の他の手段により作られる。

一実施形態において、電子回路とテキスタイル基板の間にある電気的接続域への機械的応力を制限するため、電子回路とテキスタイル基板の間の機械的結合力は、これら２つの部分間において接着剤箇所など他の手段により補強される。

本発明に係るデバイスは、テキスタイルの導電域に接続するようになされる少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段を備える。

少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段は、少なくとも１つの第２の電気的接続手段とテキスタイルの導電域の間に電気的接続を提供する。

一実施形態において、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段は、テキスタイル基板の少なくとも１つの第２の電気的接続手段の端に配される。

少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段は、本発明に係るデバイスとテキスタイルの導電域の間の機械的接続をも提供する。

図７に表される一実施形態において、テキスタイルの導電域２１０は、デバイスの機械的及び電気的接続の少なくとも１つの第１手段１２０を受けることを補う又はそれができる少なくとも１つの接続手段２２０を備える。一実施形態において、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段１２０は、押しボタンである。代替実施形態において、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段１２０は、テキスタイル基板１３０の少なくとも１つの第２の電気的接続手段の端で基板テキスタイルにかしめられる又は縫い付けられるスライダー（すなわち、ジッパー）と嵌合する歯を有するデバイスの構成要素である。別の代替実施形態において、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段１２０は、例えば、電気伝導性磁石又は強磁性板など電気伝導性磁気接続手段である。別の実施形態において、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段１２０は、リベットである。

フレキシブルエンベローブは、デバイス全体に電子回路及び電気部品のための保護構造を与えることが可能である。

フレキシブルエンベローブは、（コーティングされている又はされていないテキスタイルの種類に応じて）部分的に又は完全にテキスタイル２００によってもたらされることもできる。

フレキシブルエンベローブは、電子回路、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段、及びテキスタイル基板を完全に又は部分的に包囲する。少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段は、テキスタイルに接続することができるように、フレキシブルエンベローブを抜けて、少なくとも部分的に接触可能である。図１に例示される本発明の一実施形態において、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段１２０は、フレキシブルエンベローブ１１０から突出し、フレキシブルエンベローブ１１０を抜けて、少なくとも部分的に接触可能である。不図示の代替実施形態において、フレキシブルエンベローブは、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段が、フレキシブルエンベローブを抜けて、少なくとも部分的に接触可能となるように、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段のある部位にオリフィス開口を保持する。

フレキシブルエンベローブは、デバイスの可撓性の制御を提供し、その局所的な剛性により、電子回路の完全な状態を保護しつつ、テキスタイル又は衣料への設置を可能にする。電子部品が電子回路にはんだ付けされる実施形態において、フレキシブルエンベローブは、電子部品のはんだの完全な状態を保護する。フレキシブルエンベローブは、デバイスを曲げている間、例えば、ユーザーが手で触れ動かしている間、接触することができるようデバイスの内部信号の電気的絶縁を提供する。フレキシブルエンベローブは、液体及び汚染（埃、異物など）の防止部である。こうして、この封止は、特にテキスタイルの洗浄又はユーザーの蒸泄の間、デバイスの劣化を防ぐことを可能にさせる。

一実施形態において、フレキシブルエンベローブは、可撓性ポリマー製である。一実施形態において、フレキシブルエンベローブは、エラストマー製、ポリウレタン製、ゴム製、又はシリコーン製である。

一実施形態において、フレキシブルエンベローブは、ワニスの層である。同一実施形態において、フレキシブルエンベローブは、少なくとも１つの有機溶媒、可塑剤、及び／又はプラスチック膜を形成することができる物質を含む組成物により形成される。乾燥により、この組成物は、ワニスの層（フレキシブルエンベローブ）を形成し、本発明に係るデバイスに対し、可撓性、液体及び汚染からの封止、保護、及び電気的絶縁を保証する。

一実施形態において、デバイスは、塑性変形を受けることなく、半径５〜１０ｃｍの円柱片上で曲がる可撓性を有する。この可撓性により、デバイスは、デバイスが埋め込まれることになっている衣服の動き及び変形に、損傷することなく合わせることが可能となる。

一実施形態において、デバイスは、１０ｍｍ未満、好ましくは５ｍｍ未満、さらに好ましくは３ｍｍ未満の厚さである。

本発明は、本発明に係るテキスタイルデバイスと、導電域、及びデバイスの機械的及び電気的接続の少なくとも１つの第１手段に取り外し可能な方途で接続することができる少なくとも１つの機械的及び電気的接続手段を備えるテキスタイルとを備えるシステムにも関する。この少なくとも１つのテキスタイル接続は、本発明に係るデバイスをテキスタイルの導電域に電気的及び機械的に接続することを可能にさせる。

一実施形態において、テキスタイルの導電域は、導電糸を織る又は編むことにより作られる。

一実施形態において、これら導電ワイヤは、銀などの導電性材料からなる。

代替実施形態において、これら導電糸は、導電性材料で覆われたテキスタイル糸、好ましくは導電性金属で覆われたテキスタイル糸、最も好ましくは銀で覆われたテキスタイル糸からなる。

別の実施形態において、テキスタイルの導電領域は、導電性インク又は導電性ペイントにより得られる。この実施形態において、インク又は導電性ペイントは、インク又は導電性ペイントをフレキシブル表面に置くことを可能にする可撓な特性を有する電気伝導性材料が混ぜ込まれる。

一実施形態において、テキスタイルの電気的及び機械的接続の少なくとも１つの手段は、テキスタイルの少なくとも１つの導電域に設けられる。一実施形態において、フレキシブル電子デバイスの少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段及び少なくとも１つのテキスタイル接続手段は、相補性がある。一実施形態において、フレキシブル電子デバイスの少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段及びテキスタイルを接続するための少なくとも１つの手段は、一方が他方に取り外し可能な様式ではめ込まれる。

図７に例示される実施形態において、フレキシブル電子デバイスの少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段１２０は、雄型接続手段であり、テキスタイルの接続手段２２０は、雌型接続手段である。不図示の実施形態において、フレキシブル電子デバイスの少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段は、雌型接続手段であり、少なくとも１つのテキスタイル接続手段は、雄型接続手段である。不図示の実施形態において、フレキシブル電子デバイスの少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段は、整列した歯の列であり、少なくとも１つのテキスタイル接続手段は、整列した歯の第２の列であり、２つの列のうち一方は、歯を互いに嵌合するためのスライダー（すなわち、ジッパー）を備える。代替実施形態において、テキスタイル電子デバイスの少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段及び少なくとも１つのテキスタイル接続手段は、導電性磁気接続手段又は提示される全ての実施形態の組み合わせである。前述の実施形態において、少なくとも１つの第１の及び少なくとも１つの第２の機械的及び電気的接続手段は、使用が容易であり、そのため、ユーザーが医師又は技術者の介入なくテキスタイル電子デバイス１００をテキスタイル導電域２００に着脱することを可能にさせる。

一実施形態において、使用されるテキスタイル２００は、塑性変形又は破損を受けることなく、少なくとも１５％伸長することができるテキスタイルである。一実施形態において、使用テキスタイル２００は、塑性変形を受けることなく、少なくとも２０、２５、３０、４０、５０、７５、１００、１５０、２００％伸長することができる。本実施形態は、ユーザーの肌と接触して着用することができる衣服を提供する。ユーザーの肌とのこの接触は、例えば、生体電位データを、例えば、同一テキスタイル２００に組み込まれる電極を使用して測定することを可能にさせる。

そのため、本発明に係る該デバイスは、最初に提示した技術的課題を解決する。

本発明は、本発明に係るテキスタイル電子デバイスを製造する方法であって、
少なくとも１つの第２の電気的接続手段をテキスタイル基板上に置く工程と、
電子回路の少なくとも１つのトラックが第２の電気的接続手段と電気的に接触するように電子回路をテキスタイル基板上に置く工程と、
テキスタイル基板上に、テキスタイルの導電域に接続するようになされる少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段を固定する工程であって、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段は、少なくとも１つの第２の電気的接続手段と電気的に接触する工程と、
電子回路と、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段と、テキスタイル基板とを完全に又は部分的に含むフレキシブルエンベローブによりオーバーモールドする工程であって、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段は、フレキシブルエンベローブを抜けて、少なくとも部分的に接触可能である工程と、
を含む方法にも関する。

代替実施形態において、オーバーモールドする工程は、電子回路と、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段と、基板テキスタイルとを完全に又は部分的に含むフレキシブルエンベローブを形成する少なくとも２つの表面を溶接する工程であって、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段は、フレキシブルエンベローブを抜けて、少なくとも部分的に接触可能である工程に置き替えられる。

製造工程は、図面を考慮すれば、より理解されるであろう。

図１は、フレキシブルエンベローブ１１０と、テキスタイル基板１３０と、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段１２０と、電子回路１４０とを備える本発明の実施形態に係るデバイスの図解を表す。テキスタイル基板は、電子回路１４０を少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段１２０に接続する少なくとも１つの第２の電気的接続手段１３１を備える。

少なくとも１つの第２の電気的接続手段をテキスタイル基板に置く第１工程の間、少なくとも１つの第２の電気的接続手段は、テキスタイル基板に縫い付けられる導電ワイヤ、もしくは印刷される、スクリーン印刷される、又はテキスタイル基板に任意の他の方法で置かれる導電性インクである。

デバイスの製造のための第１実施形態において、はんだ材１５０は、その後、図２に例示されるように、少なくとも１つの第２の電気的接続手段１３１に置かれる。

電子回路１４０は、その後、図３に例示されるように、はんだ材１５０が少なくとも１つの第２電気的接続手段１３１及び電子回路１４０と接触するように、テキスタイル基板１３０上に置かれる。

図４に例示される実施形態において、電子回路は、接続トラック１４２を備える。その後の電気的接続を保証するため、電子回路１４０は、はんだ材１５０が少なくとも１つの第２の電気的接続手段１３１及び電子回路の接続トラック１４２と接触するように、テキスタイル基板１３０上に置かれる。

次の工程において、はんだ材１５０は、その融解温度を超える温度に加熱される。こうして融解した材料は、材料の連続性、及び少なくとも１つの第２の電気的接続手段１３１と電子回路１４０の間の大きな接触領域を作り出すことを可能にする。冷却されると、少なくとも１つの第２の電気的接続手段１３１は、電子回路１４０と電気的に接触する。この工程は、図５に示される。この図において、このときのはんだ材の厚さは電子回路又はテキスタイル基板に対してごく僅かであり、はんだ材は、もはや示されない。一実施形態において、溶接は、溶接材の局所的な加熱により実行される。代替実施形態において、はんだ材は、はんだペースト又ははんだペーストであり、加熱は、少なくとも、はんだ材により接続されるテキスタイル基板１３０及び電子回路１４０を、オーブンで、例えば、はんだペーストを再融解するよう設計されるリフロー炉で加熱することにより行われる。

第２の代替実施形態において、電子回路１４０と第２の電気的接続手段１３１の間の接続は、機械的に、例えば、かしめにより行うことができ、溶接材１５０の使用を省くことを可能にさせる。

少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段１２０は、図６に示されるように、フレキシブル基板１３０に固定される。この少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段１２０は、少なくとも１つの第２の電気的接続手段１３１に接続される。上述したように、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段１２０は、テキスタイルの導電域に接続することができる。一実施形態において、図８に示されるように、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段１２０は、テキスタイルに相似性又は相補性がある少なくとも１つの接続手段に接続するようになされる。

デバイスは、最終的に、フレキシブルエンベローブ１１０によりオーバーモールドされる。図７に表されるように、フレキシブルエンベローブは、電子回路１４０、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段１２０、及びテキスタイル基板１３０を完全に又は部分的に包囲し、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段１２０は、フレキシブルエンベローブ１１０を抜けて、少なくとも部分に接触可能である。一実施形態において、デバイスは、可撓性のあるオーバーモールド材が注入されるモールド内に配される。別の実施形態において、可撓性のあるオーバーモールド材は、吹き付け又は液体成膜によりデバイスに置かれる。

代替実施形態において、オーバーモールド工程は、電子回路１４０、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段１２０、及びテキスタイル基板１３０を完全に又は部分的に含むフレキシブルエンベローブ１１０を形成する少なくとも２つの表面に溶接する工程であって、少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段１２０は、フレキシブルエンベローブ１１０を抜けて、部分的に接触可能である工程に置き替えられる。

一実施形態において、テキスタイル基板は、フレキシブルエンベローブの一部を、その表面の少なくとも一方に、前もって備える。

本発明の一実施形態において、デバイスは、複数の第１の電気的及び機械的接続手段１２０を備える。一実施形態において、テキスタイル基板１３０は、各々、回路１４０、特に、接続トラック１４２、及び電気的及び機械的接続の第１手段に接続される複数の第２の電気的接続手段１３１を備える。一実施形態において、デバイスは、各々複数の電子回路１４０に複数の第２電気的接続手段１３１により接続される複数の第１の機械的及び電気的接続手段１２０を備える。

様々な実施形態を述べ、例示したが、発明を実施するための形態は、本明細書の記載に限定されるものと解釈すべきではない。当業者であれば、特許請求の範囲により定義されるような本開示の真の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な変形形態を実施形態とすることができる。

本発明の一実施形態に係るテキスタイル電子デバイス１００の断面図である。 図２乃至図６は、本発明に係るテキスタイル電子デバイス１００の製造処理の異なる工程を例示する。図２は、はんだ材１５０を用いて、テキスタイル基板１３０及び電子回路１４０を電気的に接続する前のこれら２つの構成要素の断面図である。 はんだ材１５０の溶融前のテキスタイル基板１３０及び電子回路１４０の断面図である。 第２の電気的接続手段１３１と電子回路のトラック１４２の間に電気的接続がある実施形態を例示する図である。 溶接材１５０を加熱することにより、又は機械的接続により、テキスタイル基板１３０及び電子回路１４０を電気的に接続した後のこれら２つの構成要素の断面図である。 フレキシブルエンベローブ１１０のない、テキスタイル基板１３０への電子回路１４０の取り付け後かつテキスタイル基板への少なくとも１つの機械的及び電気的接続手段の取り付け後の、本発明の実施形態に係るテキスタイル電子デバイス１００の断面図である。 導電域２１０と、少なくとも１つの機械的及び電気的接続手段２２０とを備えるテキスタイル２００と向かい合うテキスタイル電子デバイス１００を備える、本発明の実施形態に係るシステムの断面図である。 機械的及び電気的接続手段１２０及び２２０によりテキスタイル２００に接続されるテキスタイル電子デバイス１００を備える本発明の実施形態に係るシステムの断面図である。

１００ テキスタイルの導電域に接続されるよう構成されるテキスタイル電子デバイス
１１０ フレキシブルエンベローブ
１２０ 第１の機械的及び電気的接続手段
１３０ テキスタイル基板
１３１ 第２の電気的接続手段
１４０ 電子回路
１４１ 電子部品
１４２ 電子回路のトラック
１５０ 溶接材
２００ テキスタイル
２１０ テキスタイルの導電域
２２０ テキスタイルの機械的及び電気的接続の手段

Claims (11)

1. テキスタイル（２００）の導電域に接続されるように構成されたテキスタイル電子デバイス（１００）であって、
   電子回路（１４０）と、
   前記テキスタイル（２００）の前記導電域に接続されるように構成される少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段（１２０）と、
   少なくとも１つの第２の電気的接続手段（１３１）を備えるテキスタイル基板（１３０）であって、前記少なくとも１つの第２の電気的接続手段は、前記電子回路（１４０）と前記少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段（１２０）とに電気的に接続する、テキスタイル基板（１３０）と、
   前記電子回路（１４０）、前記少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段（１２０）、及び前記テキスタイル基板（１３０）を完全に又は部分的に含むフレキシブルエンベローブ（１１０）であって、前記少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段（１２０）は、前記フレキシブルエンベローブ（１１０）を抜けて、少なくとも部分的に接触可能であるフレキシブルエンベローブ（１１０）と、
   を備える、テキスタイル電子デバイス（１００）。
2. 前記フレキシブルエンベローブ（１１０）は、ポリマー製、好ましくはエラストマー製、ポリウレタン製、ゴム製、又はシリコーン製であり、前記テキスタイル基板（１３０）は、可撓性を有する、請求項１に記載のテキスタイル電子デバイス（１００）。
3. 前記回路（１４０）は、前記テキスタイル電子デバイス（１００）に可撓性を提供するように構成された寸法のフレキシブル電子回路又はリジット電子回路である、請求項１又は２に記載のテキスタイル電子デバイス（１００）。
4. 前記テキスタイル基板（１３０）の前記少なくとも１つの第２の電気的接続手段（１３１）は、導電糸を備え、前記導電糸は、導電性材料もしくは導電性材料を塗布されたテキスタイル糸、好ましくは銀などの導電性金属で覆われた糸からなるか、又は導電性インクもしくは導電性ペイントを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のテキスタイル電子デバイス（１００）。
5. 前記テキスタイル（２００）の前記導電域に接続されるよう構成される前記少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段（１２０）は、雄型スナップボタン、及び／又は雌型スナップボタン、及び／又はスライダーと嵌合する歯のデバイスエレメント、及び／又は導電性磁気接続手段、及び／又はリベット、又はそれら手段の組み合わせである、請求項１〜４のいずれか１項に記載のテキスタイル電子デバイス（１００）。
6. 前記デバイス（１００）は、前記電子回路（１４０）と前記テキスタイル基板（１３０）の間に少なくとも１つの補強片を備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載のテキスタイル電子デバイス（１００）。
7. 前記電子回路（１４０）及び前記少なくとも１つの第２の電気的接続手段（１３１）は、はんだ材（１５０）又は機械的接続により電気的に接続される、請求項１〜６のいずれか１項に記載のテキスタイル電子デバイス（１００）。
8. 前記テキスタイル基板（１３０）は、少なくとも部分的に弾力性があり、フレキシブルテキスタイル糸を織ること、又はフレキシブルテキスタイル糸もしくはフレキシブルでないテキスタイル糸を編むことのいずれかにより作製される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のテキスタイル電子デバイス（１００）。
9. テキスタイル（２００）の少なくとも１つの導電域に接続されるように構成されたテキスタイル電子デバイス（１００）を製造する方法であって、
   少なくとも１つの第２の電気的接続手段（１３１）をテキスタイル基板（１３０）に置く工程と、
   電子回路の少なくとも１つのトラックが前記第２の電気的接続手段（１３１）と電気的に接触するように前記電子回路（１４０）を前記テキスタイル基板（１３０）上に置く工程と、
   前記テキスタイル基板（１３０）に、前記テキスタイルの前記導電域に接続するようになされる少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段（１２０）を固定する工程であって、前記少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段は、前記少なくとも１つの第２の電気的接続手段（１３１）と電気的に接触する工程と、
   フレキシブルエンベローブ（１１０）をオーバーモールドする又は前記フレキシブルエンベローブ（１１０）を形成する２つの表面を溶接する工程であって、前記フレキシブルエンベローブ（１１０）は、前記電子回路（１４０）と、前記少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段（１２０）と、前記テキスタイル基板（１３０）とを完全に又は部分的に含み、前記少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段（１２０）は、前記フレキシブルエンベローブ（１１０）を抜けて、少なくとも部分的に接触可能である工程と、
   を含む方法。
10. 前記電子回路の前記少なくとも１つのトラックが前記第２の電気的接続手段（１３１）と電気的に接触するように前記電子回路（１４０）を前記テキスタイル基板（１３０）上に置く製造方法の工程は、
    はんだ材（１５０）を前記テキスタイル基板の前記少なくとも１つの第２の電気的接続手段（１３１）上に置くことと、
    前記はんだ材（１５０）が、前記少なくとも１つの第２の電気的接続手段（１３１）及び前記電子回路（１４０）と接触するように前記電子回路（１４０）を前記テキスタイル基板（１３０）上に置くことと、
    前記はんだ材の融解温度よりも高い温度に前記はんだ材（１５０）を加熱することと、
    前記テキスタイル基板の前記少なくとも１つの第２の電気的接続手段（１３１）を前記電子回路（１４０）に電気的に接続させるために前記はんだ材（１５０）を冷却することと、
    を含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記テキスタイル（２００）は、導電領域（２１０）と、前記デバイス（１２０）の前記少なくとも１つの第１の機械的及び電気的接続手段に電気的及び機械的に取り外し可能に接続されるように構成される少なくとも１つの接続の手段（２２０）とを備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載のテキスタイル電子デバイス、又は請求項９もしくは請求項１０に記載の製造方法により得られるテキスタイル電子デバイス、を備えるシステム。

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