JP6871999B2 - Detection device - Google Patents
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Description
本発明は検出装置に関し、特にさまざまな湾曲表面に適用可能な、伸び性の高い、かつ断裂しにくい検出装置に関する。 The present invention relates to a detection device, and more particularly to a detection device having high extensibility and resistance to tearing, which is applicable to various curved surfaces.
医学診断及び治療における医療用検出器の重要度が日増しに高まっている。従来の医療用検出器は大半が剛性を有し、不規則な曲面に敷設することも、曲面に沿って外径を変えることもできない。また、測定対象や治療待ちの身体部位に直接接触し、身体部位に沿って外形を変えることができず、これらの制限が測定の正確度及び治療の有効性を影響する。かつ、従来の医療用検出器の大半は孔を有しない全面式の基板で構成されるため、通気性が悪く、かつ伸び性が低く、検出の感度または正確度が折り曲げ、変形に影響され易い。 The importance of medical detectors in medical diagnosis and treatment is increasing day by day. Most conventional medical detectors are rigid and cannot be laid on irregular curved surfaces or have their outer diameter changed along the curved surface. In addition, it is not possible to directly contact the measurement target or the body part waiting for treatment and change the outer shape along the body part, and these restrictions affect the accuracy of measurement and the effectiveness of treatment. Moreover, since most of the conventional medical detectors are composed of a full-face substrate having no holes, the air permeability is poor and the extensibility is low, and the sensitivity or accuracy of detection is easily affected by bending and deformation. ..
従って、本発明は主にさまざまな湾曲表面に適用可能な、伸び性が高く、かつ断裂しにくい検出装置を提供する。 Therefore, the present invention mainly provides a detection device having high extensibility and resistance to tearing, which can be applied to various curved surfaces.
本発明の検出装置は湾曲表面に適用可能であり、可撓性基板、複数個の検出ユニット及び複数個の接続線を含む。可撓性基板は複数個の接続セッションを含む。複数個の接続セッションはそれぞれ少なくとも一つの密閉中空領域を含む。複数個の検出ユニットは可撓性基板上に設置あれ、かつアレイ状に配列される。複数個の接続線は可撓性基板上に設置される。なお、複数個の接続線はそれぞれ複数個の検出ユニットのうちの隣接する二つに接続され、複数個の接続セッションがそれぞれ複数個の接続線と重ねる。 The detection device of the present invention is applicable to curved surfaces and includes a flexible substrate, a plurality of detection units and a plurality of connecting lines. The flexible substrate contains multiple connection sessions. Each of the connection sessions includes at least one enclosed hollow region. The plurality of detection units are placed on a flexible substrate and arranged in an array. The plurality of connecting lines are installed on the flexible substrate. It should be noted that the plurality of connection lines are each connected to two adjacent detection units, and the plurality of connection sessions overlap each other with the plurality of connection lines.
図1A及び図1Bを参照すると、図1Aは本発明の実施例の検出装置10が引き伸ばされていない場合の部分概略図であり、図1Bは図1Aの検出装置10が方向Xに引き伸ばされた場合の部分概略図である。検出装置10は、可撓性基板100、検出ユニット110及び接続線120を含む。可撓性基板100は、接続セッション102及び素子セッション104を含み、かつ接続セッション102がそれぞれ隣接する二つの素子セッション104の間に接続される。図1Aが示すように、接続セッション102はそれぞれ密閉中空領域1022及び帯状領域1024を含む。密閉中空領域1022は隣接する二つの帯状領域1024の間に接続されているため、接続セッション102の対向する二つの端点の間に位置する。検出ユニット110はそれぞれ可撓性基板100の素子セッション104上に設置され、素子セッション104に重なり、かつアレイ状に配列される。接続線120はそれぞれ可撓性基板100の接続セッション102上に設置され、接続セッション102に重なり、かついずれの接続線120も隣接する二つの検出ユニット110の間に接続され、隣接する二つの検出ユニット110間に信号を伝達する。
Referring to FIGS. 1A and 1B, FIG. 1A is a partial schematic view of the case where the
簡単に言えば、孔を有しない基板に比べて、検出装置10において接続セッション102が隣接する二つの素子セッション104の間に接続されて中空な構造を形成するため、検出装置10の通気性が高くなり、かつより高い伸び性を有し、さまざまな湾曲表面に適用可能になり、折り曲げや変形によって検出装置10の感度または精度が影響されることを防止できる。また、検出装置10の密閉中空領域1022により、検出装置10の伸び性が高くなり、信頼性(reliability)も上がって断裂し難くなり、かつ、検出装置10を引き伸ばす時に検出ユニット110が回転することを防止できる。
Simply put, the air permeability of the
具体的に言うと、図1Bが示すように、方向Xに沿って検出装置10を引き伸ばす時に、検出ユニット110及び接続線120は可撓性基板100とともに伸ばされる。さらに、接続セッション102の密閉中空領域1022の形状が適度に変更可能であり、例えば、下及び左の密閉中空領域1022は図1Aの錠剤形から図1Bの菱形に変わっている。このように、接続セッション102の有效長さをさらに伸ばし、伸び性を高めることができる。これにより、検出装置10は、図1Aが示す長さL1から図1Bが示す長さL2に変わる。従って、可撓性基板100の素子セッション104の単位長さ伸び量は密閉中空領域1022の単位長さ伸び量と異なるものであり、つまり、検出装置10をある方向(例えば、方向X)に沿って引き伸ばした時に、この方向における単位長さの素子セッション104が引き伸ばされる前後の長さ変化は、この方向における単位長さの密閉中空領域1022が引き伸ばされる前後の長さ変化より小さい。
Specifically, as shown in FIG. 1B, when the
一部の実施例において、方向Zに沿って検出装置10を部分的に押し込んだ時に、検出装置10は多方向(例えば、方向Xまたは方向Y)へ伸びて、押し込みによる張力を緩和する。このように、検出装置10はさまざまな湾曲表面に適用可能であり、かつ折り曲げ変形によって検出装置10の感度または精度が影響されることを防止できる。これにより、検出装置10をマットレス、座席クッション、靴の中敷きなど軟性材質上に敷設することができ、非平面な物体(例えば人体)が軟性材質に接触した時の温度、圧力、または非平面物体の移動、湿度若しくは排出物質の種類を検出することができる。これらの場合に応じて、検出ユニット110を温度検出器、圧力検出器、加速度計、ジャイロスコープ、湿度検出器、流体検出器または化学物質検出器とすることができるが、これに限定されない。また、検出装置10の伸び度合がその弾性限度内であれば、検出装置10の変形が可逆であり、つまり、外力が取り除かれると、検出装置10は原状に復帰する。
In some embodiments, when the
検出装置10の伸び性を最適化するために、異なる設計考量事項によって可撓性基板100の幾何比例を調整することができる。例えば、表1ないし表3はそれぞれ可撓性基板100の幾何比例と伸び量の間の関係を示すものである。ここで、図1A及び図1Bが示すように、密閉中空領域1022は中空輪郭(例えば、錠剤形または菱形)によって定義される。表1ないし表3において、W2は可撓性基板100の帯状領域1024が引き伸ばされていない時の幅であり、W3は可撓性基板100の密閉中空領域1022が引き伸ばされていない時の幅(第3幅とも言う)、W4は密閉中空領域1022の中空輪郭が引き伸ばされていない時の幅(第4幅とも言う)、L4は密閉中空領域1022の中空輪郭が引き伸ばされていない時の長さ(第1長さとも言う)、dWは密閉中空領域1022の中空輪郭が引き伸ばされていない時の幅W4と引き伸ばされた時の幅W5との差(即ち、密閉中空領域1022の伸び量)である。表1において、W3:W4=1:1であり、表2において、W3:W4=1:2であり、表3において、W3:W4=1:3である。表1ないし表3からわかるように、W3:W2の比例値が大きいほど、密閉中空領域1022の伸び量dWが小さくなり、つまり、可撓性基板100の伸び性が比較的に高い。同じように、W4:L4の比例値が大きいほど、密閉中空領域1022の伸び量dWが大きくなり、または、W4:W3の比例値が大きいほど、密閉中空領域1022の伸び量dWが大きくなる。また、密閉中空領域1022の伸び量dWは帯状領域1024の幅W2、密閉中空領域1022の幅W3、密閉中空領域1022の中空輪郭的幅W4及び長さL4に関連する。
In order to optimize the extensibility of the
一部の実施例において、可撓性基板100は重合体、例えばポリイミド(Polyimide、PI)、ポリアミド(Polyamide、PA)、シリコーン重合体(polymerized siloxanesまたはpolysiloxanes)、ポリウレタン(polyurethanes、PU)またはポリエステル(Polyester)で作製されてもよい。一部の実施例において、可撓性基板100は単層または多層(multilayer)構造であってもよい。同様に、検出ユニット110または接続線120も単層または多層構造であってもよい。一部の実施例において、接続線120は高導電性の金属(例えば、銅または金)で作製されてもよい。一部の実施例において、検出装置10は、フレキシブル回路板(Flexible Printed Circuit、FPC)または可撓性プリント回路板の作製方法で作製された検出装置10であってもよい。
In some examples, the
一部の実施例において、信頼性をさらに高めるために、接続線120を可撓性基板100の接続セッション102内に設置し、接続セッション102によって部分的または完全に囲まれるようにして、接続セッション102及び接続線120が断裂または剥離することを防ぎ、信頼性を高めることができる。一部の実施例において、検出装置10はさらに強化層を含み、可撓性基板100を被覆し、構造強度を高めることができる。
In some embodiments, for further reliability, the
図1Aが示すように、異なる設計考量事項に基づいて、接続線120の配線方式を調整することができる。一部の実施例において、密閉中空領域1022が接続線120に部分的または完全に囲まれてもよい。例えば、図1Aが示すように、上、左及び右の密閉中空領域1022は接続線120に完全に囲まれ、下の密閉中空領域1022は接続線120に部分的に囲まれている。一部の実施例において、接続線120の密閉中空領域1022における配線が対称性を有しても、または対称性を有しなくてもよい。例えば、図1Aが示すように、接続線120の上及び右の密閉中空領域1022における配線が対称性を有するが、下及び左の密閉中空領域1022における接続線120の配線が対称性を有しない。
As shown in FIG. 1A, the wiring method of the
なお、検出装置10は本発明の実施例であり、当業者はこれに対しさまざまな変更及び修正を行うことができる。例えば、一部の実施例において、検出装置10はさらに、可撓性基板100を非平面物体上に貼り付けるための接着層を含んでもよい。一部の実施例において、検出装置10はさらに、可撓性基板100を被覆する保護層を含み、液体、湿気、埃、その他の物質の侵入を防止する隔離効果を提供し、または表面の快適性を高めることができる。一部の実施例において、コーティング処理によって保護層を形成してもよい。一部の実施例において、検出ユニット110は処理回路、記憶モジュール、電源モジュール、通信インターフェースを含んでもよい。処理回路はマイクロプロセッサーまたは特定用途向け集積回路(Application−Specific Integrated Circuit、ASIC)であってもよいが、これに限定されない。記憶モジュールは、加入者識別モジュール(Subscriber Identity Module、SIM)、読み出し専用メモリ(Read−Only Memory、ROM)、フラッシュメモリ(flash memory)またはランダムアクセスメモリ(Random−Access Memory、RAM)であってもよいが、これに限定されない。電源モジュールは電池またはソーラーパネルであってもよい。通信インターフェースは送受信機(transceiver)であり、例えば、信号(例えば、情報またはパッケージなど)の転送及び送受信を行う無線送受信機であってもよいが、これに限定されない。
The
密閉中空領域1022の中空輪郭は、異なる設計考量事項によって調整することができる。一部の実施例において、密閉中空領域1022の中空輪郭が円形、楕円形、菱形、多角形、ダンベル形、錠剤形、漏斗形またはその他の組み合わせ図形であってもよいが、これに限定されない。例えば、図2ないし図8を参照すると、図2ないし図8はそれぞれ本発明の実施例の可撓性基板200〜800の部分概略図である。可撓性基板200〜800の構成が可撓性基板100に類似するため、同じ素子に同じ符号を付与する。可撓性基板200〜800はそれぞれ接続セッション202〜802及び素子セッション104を含む。接続セッション202〜802はそれぞれ密閉中空領域2022〜8022及び帯状領域1024を含む。密閉中空領域2022〜8022はそれぞれ異なる形状の中空輪郭を有する。また、密閉中空領域2022、5022はそれぞれ丸い角2022R、5022Rを含み、これにより構造の強度をさらに高め、密閉中空領域2022、5022の引き裂けを防止し、信頼性を高めることができる。また、隣接する二つの素子セッション104の間の密閉中空領域1022の数は、異なる設計考量事項によって調整できる。一部の実施例において、複数の密閉中空領域1022を複数の帯状領域1024で繋ぎ、検出装置10の伸び性をさらに高めることができる。例えば、図2ないし図8が示すように、隣接する的二つの素子セッション104の間にそれぞれ3つの密閉中空領域2022〜8022を設け、かつ密閉中空領域2022〜8022がそれぞれ4つの帯状領域1024によって繋がっている。
The hollow contour of the sealed
異なる接続セッション102の長さまたは密閉中空領域1022の数は、異なる設計考量事項によって調整することができる。例えば、図9を参照すると、図9は本発明の実施例の可撓性基板900の部分概略図である。可撓性基板900の構成が可撓性基板100に類似するため、同じ素子に同じ符号を付与する。異なる点は、可撓性基板900の接続セッションが接続セッション902A1、902A2、902B1、902B2に分けられている。接続セッション902A1、902A2は方向Xに平行であり、接続セッション902B1、902B2は方向Yに平行である。また、接続セッション902A1、902A2の長さL9A(第2長さとも言う)は接続セッション902B1、902B2の長さL9B(第3長さ)と異なる。一部の実施例において、接続セッション902A1、902A2、902B1、902B2における密閉中空領域1022の数が異なってもよい。図9が示すように、接続セッション902A1は1つの密閉中空領域1022を含み、接続セッション902A2は2つの密閉中空領域1022を含み、接続セッション902B1は2つの密閉中空領域1022を含み、接続セッション902B2は3つの密閉中空領域1022を含む。
The length of the different connection sessions 102 or the number of sealed
以上をまとめると、孔を有しない基板に比べて、本発明の検出装置10は、接続セッション102を隣接する二つの素子セッション104の間に接続させて中空の構造を形成しており、これにより、検出装置10の通気性が高くなり、かつより高い伸び性を有し、さまざまな湾曲表面に適用可能になるとともに、折り曲げ変形によって検出装置10の感度または精度が影響されることを防止できる。また、本発明の密閉中空領域1022は検出装置10の伸び性をさらに高めることができ、かつ信頼性を高めて、断裂しにくくし、検出装置10を引き伸ばす時に検出ユニット110が回転することを防止できる。
Summarizing the above, the
以上は本発明の好ましい実施例であり、本発明の請求の範囲において行われた均等な変更及び修正はすべて本発明の範囲内に属する。 The above are preferred embodiments of the present invention, and all equal modifications and modifications made within the claims of the present invention fall within the scope of the present invention.
10 検出装置
100〜900 可撓性基板
102〜802、902A1、902A2、902B1、902B2 接続セッション
1022〜8022 密閉中空領域
1024 帯状領域
104 素子セッション
110 検出ユニット
120 接続線
2022R、5022R 丸い角
L1、L2、L4、L9A、L9B 長さ
W1、W2、W3、W4、W5 幅
X、Y、Z 方向
10
Claims (10)
可撓性基板と、
前記可撓性基板上に設置され、かつアレイ状に配列される複数個の検出ユニットと、
前記可撓性基板上に設置される複数個の接続線とを含み、
前記可撓性基板が複数個の接続セッションと複数個の素子セッションを含み、
前記複数個の接続セッションがそれぞれ、少なくとも一つの密閉中空領域を含み、
前記複数個の接続線がそれぞれ、前記複数個の検出ユニットのうちの隣接する二つに接続され、
前記複数個の検出ユニットがそれぞれ前記複数個の素子セッションに重なり、
前記複数個の接続線が前記複数個の接続セッションの前記密閉中空領域以外の部分に重なる、検出装置。 A detector applied to curved surfaces
Flexible substrate and
A plurality of detection units installed on the flexible substrate and arranged in an array,
Including a plurality of connecting lines installed on the flexible substrate.
The flexible substrate comprises a plurality of connection sessions and a plurality of element sessions.
Each of the plurality of connection sessions comprises at least one enclosed hollow region.
Each of the plurality of connecting lines is connected to two adjacent detection units of the plurality of detection units.
The plurality of detection units overlap each other in the plurality of element sessions, and the plurality of detection units are overlapped with each other.
A detection device in which the plurality of connecting lines overlap a portion of the plurality of connecting sessions other than the closed hollow region.
前記少なくとも一つの密閉中空領域がそれぞれ中空輪郭によって定義され、前記中空輪郭が第4幅及び第1長さを有し、
前記少なくとも一つの密閉中空領域それぞれの伸び量が前記第3幅、前記第4幅または前記第1長さに関連する、請求項1に記載の検出装置。 The at least one closed hollow region has a third width.
Each of the at least one closed hollow region is defined by a hollow contour, the hollow contour having a fourth width and a first length.
The detection device according to claim 1, wherein the amount of elongation of each of the at least one closed hollow region is related to the third width, the fourth width, or the first length.
前記複数個の第一接続セッションの第2長さが、前記複数個の第二接続セッションの第3長さと異なる、請求項1に記載の検出装置。 The plurality of connection sessions include a plurality of first connection sessions and a plurality of second connection sessions.
The detection device according to claim 1, wherein the second length of the plurality of first connection sessions is different from the third length of the plurality of second connection sessions.
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