JP6779889B2 - ストレッチセンサを備えた装着型装置 - Google Patents
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Description
本願は、“WEARABLE APPARATUS WITH A STRETCH SENSOR”と題されて2015年3月20日付けで出願された米国特許出願第14/664095号に基づく優先権を主張するものである。なお、優先権の主張の基礎とされた米国特許出願は、全ての目的のためにその全文を参照により本願に援用される。
本開示の実施形態は、概して、センサデバイスの分野に関係があり、より具体的には、人体と共形(conformal)であることができるストレッチセンサを備えた装着型検知システムに関係がある。
Claims (23)
- 第1の厚さを有する第1可撓性基材と、
第2の厚さを有する第2可撓性基材であり、前記第2の厚さよりも前記第1の厚さが厚く、前記第2可撓性基材の上に前記第1可撓性基材が取り付け可能にマウントされる、前記第2可撓性基材と、
第1の長さを有し、前記第1可撓性基材の上に取り付け可能にマウントされる導電性繊維部品と
を有し、
前記導電性繊維部品は、前記第2可撓性基材への外力の印加に応答して、前記第1の長さと該第1の長さよりも長い第2の長さとの間で伸縮し、前記印加された外力の量に少なくとも部分的に基づき電気パラメータを生成し、
前記第1可撓性基材の前記第1の厚さと前記第2可撓性基材の前記第2の厚さとの間の相対厚は、前記導電性繊維部品が前記第2の長さよりも大きく伸ばされないように前記外力の印加の範囲を制御するよう選択される、
装置。 - 前記第1可撓性基材及び前記第2可撓性基材は、弾性繊維、エラストマー、又はポリマーのうちの少なくとも選択された1つを含み、
前記外力の印加は、前記第2の厚さに対する前記第1の厚さの比に対応する、
請求項1に記載の装置。 - 前記第2可撓性基材は、第3の長さまで伸びることができ、
前記第3の長さは、前記第2の長さよりも少なくとも一桁長い、
請求項1又は2に記載の装置。 - 前記第1の長さと前記第2の長さとの間の前記導電性繊維部品の伸縮に応答して生成された前記電気パラメータの読み込みを提供するよう、前記導電性繊維部品の夫々の端部の周りに配置される電気接点と、
前記電気パラメータの読み込みを受け取って処理するよう、前記電気接点と結合される回路と
を更に有する請求項1乃至3のうちいずれか一項に記載の装置。 - 前記電気パラメータは、抵抗を有し、
前記回路は、
前記導電性繊維部品の伸縮によって引き起こされる抵抗の変化に応答して電圧を生成するよう、前記電気接点と結合される抵抗分圧器と、
前記生成された電圧を受け、前記導電性繊維部品の伸縮に応答して出力電圧信号を供給するよう、前記抵抗分圧器へ結合される増幅器と
を含む、
請求項4に記載の装置。 - 前記第2の長さは、前記第1の長さの約10%だけ該第1の長さよりも長い、
請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載の装置。 - 当該装置は、人体部分と共形の本体を有する装着型システムであり、
前記第2可撓性基材は、前記装着型システムの前記共形の本体に配置可能である、
請求項1乃至6のうちいずれか一項に記載の装置。 - 前記共形の本体は、前記第2可撓性基材を含む、
請求項7に記載の装置。 - 当該装置は、
前記共形の本体の周りに配置される1つ以上の慣性測定ユニット(IMU)と、
電力を前記1つ以上のIMUへ供給し、且つ、前記IMUによって供給される測定を受け取り、変換し、処理し、該処理された測定を、更なる処理のために、外部の集約デバイスへ供給するよう、前記1つ以上のIMUと通信上結合されるデジタルノードと
を更に有する、
請求項7に記載の装置。 - 前記デジタルノードは、前記装着型システムの前記共形の本体に配置される夫々の1つ以上の有線接続を介して前記1つ以上のIMUと通信上結合される、
請求項9に記載の装置。 - 前記共形の本体に配置され、前記デジタルノードと通信上結合される1つ以上のセンサであって、該センサの読み込みを前記デジタルノードへ供給する前記1つ以上のセンサ
を更に有する請求項9に記載の装置。 - 前記1つ以上のセンサは、筋電図検査(EMG)センサ、温度センサ、汗化学センサ、又はモーションセンサのうちの少なくとも選択された1つを含む、
請求項11に記載の装置。 - 前記装着型システムは、装用性の膝ストラップ、装用性の胸部ストラップ、装用性の首ストラップ、装用性の手首ストラップ、又は装用性の足ストラップを有し、
前記外部の集約デバイスは、モバイル・コンピューティング・デバイスを有する、
請求項12に記載の装置。 - 第1の厚さを有する第1可撓性基材と、第2の厚さを有する第2可撓性基材であり、前記第2の厚さよりも前記第1の厚さが厚く、前記第2可撓性基材の上に前記第1可撓性基材が取り付け可能にマウントされる、前記第2可撓性基材と、第1の長さを有し、前記第1可撓性基材の上に取り付け可能にマウントされる導電性繊維部品とを含み、前記導電性繊維部品が、前記第2可撓性基材への外力の印加に応答して、前記第1の長さと該第1の長さよりも長い第2の長さとの間で伸縮し、前記印加された外力の量に少なくとも部分的に基づき電気パラメータを生成する、ストレッチセンサと、
前記ストレッチセンサと通信上結合され、該ストレッチセンサによって供給される前記電気パラメータの読み込みを受け取って処理する回路と
を有し、
前記第1可撓性基材の前記第1の厚さと前記第2可撓性基材の前記第2の厚さとの間の相対厚は、前記導電性繊維部品が前記第2の長さよりも大きく伸ばされないように前記外力の印加の範囲を制御するよう選択される、
装着型システム。 - 当該装着型システムは、
人体と共形である本体と、
前記共形の本体の周りに配置される1つ以上の慣性測定ユニット(IMU)と、
前記回路及び前記1つ以上のIMUと通信上結合され、電力を前記1つ以上のIMUへ供給し、前記IMUによって供給される測定及び前記ストレッチセンサによって供給される前記電気パラメータを受け取り、変換し、処理し、該処理された測定を、更なる処理のために外部の集約デバイスへ供給するデジタルノードと
を更に有する、
請求項14に記載の装着型システム。 - 前記第2可撓性基材は、当該装着型システムの前記共形の本体に配置可能である、
請求項15に記載の装着型システム。 - 前記デジタルノードは、当該装着型システムの前記共形の本体に配置される夫々の1つ以上の有線接続を介して前記1つ以上のIMUと通信上結合される、
請求項15に記載の装着型システム。 - 前記1つ以上の有線接続は、電力信号、接地、及び前記1つ以上のIMUに対応する1つ以上の信号を運ぶマルチワイヤ・バスを有する、
請求項17に記載の装着型システム。 - 前記共形の本体に配置され、前記デジタルノードと通信上結合される1つ以上のセンサであって、該センサの読み込みを前記デジタルノードへ供給する前記1つ以上のセンサ
を更に有する請求項15に記載の装着型システム。 - 装着型システムを製造する方法であって、
前記装着型システムの共形の本体を有する基材にデジタルノードを配置することと、
第1の厚さを有する第1可撓性基材と、第2の厚さを有する第2可撓性基材であり、前記第2の厚さよりも前記第1の厚さが厚く、前記第2可撓性基材の上に前記第1可撓性基材が取り付け可能にマウントされる、前記第2可撓性基材と、第1の長さを有し、前記第1可撓性基材の上に取り付け可能にマウントされる導電性繊維部品とを含み、前記導電性繊維部品が、前記第2可撓性基材への外力の印加に応答して、前記第1の長さと該第1の長さよりも長い第2の長さとの間で伸縮し、前記印加された外力の量に少なくとも部分的に基づき電気パラメータを生成する、ストレッチセンサを前記基材に配置することと、
前記デジタルノードを前記ストレッチセンサと通信上結合して、前記ストレッチセンサによって供給される前記電気パラメータの受信及び処理を可能にするよう、前記ストレッチセンサと前記デジタルノードとの間に接続経路を設けることと
を有し、
前記第1可撓性基材の前記第1の厚さと前記第2可撓性基材の前記第2の厚さとの間の相対厚は、前記導電性繊維部品が前記第2の長さよりも大きく伸ばされないように前記外力の印加の範囲を制御するよう選択される、
方法。 - 前記基材に前記デジタルノードを配置することは、前記デジタルノードへの少なくとも1つのインターフェイス・コネクタを含む印刷回路基板(PCB)を前記基材にマウントすることを含み、
当該方法は、
前記基材に1つ以上のセンサを配置することと、
前記1つ以上のセンサによって供給される測定の受信及び処理を可能にするよう、前記デジタルノードへの前記インターフェイス・コネクタと前記1つ以上のセンサとの間に接続経路を設けることと
を更に有する、
請求項20に記載の方法。 - 前記共形の本体の周りに1つ以上の慣性測定ユニット(IMU)を配置することと、
前記IMUによって供給される測定の受信及び処理を可能にするよう、前記IMUと前記PCBとの間に有線接続経路を設けることと
を更に有する請求項21に記載の方法。 - 前記基材に前記デジタルノードを配置することは、前記ストレッチセンサによって供給される前記電気パラメータの読み込みを受け取って処理する回路を設けることを含み、
前記回路を設けることは、
前記PCBにおいて又は前記デジタルノードにおいて前記回路を配置することと、
前記回路を前記デジタルノードと通信上結合することと
を含む、
請求項21に記載の方法。
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