KR20160041933A - 전기용량의 직물 전극, 상기 전기용량의 직물 전극의 제조 방법 및 이의 사용 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 시그널을, 특히 바이오시그널을 전기용량으로 측정하기 위한 전기용량의 직물 전극에 관한 것이며, 상기 전극은 다층 구조체를 구비하고, 상기 다층 구조체는 직물 재료로 이루어진 적어도 2개의 전기 전도성 층을 구비하고 그리고 상기 적어도 2개의 전기 전도성 층 사이에 배치된 적어도 하나의 절연 층을 구비하며, a) 상기 적어도 2개의 전기 전도 층은 서로 기계적으로 연결되고 및/또는 접착 접합에 의해 상기 절연 층에 연결되는 구성; b) 적어도 하나의, 수개의 또는 모든 상기 전기 전도성 층이 사전제조된 전기 전도성 직물 시트 재료 및/또는 사전제조된 직물 EMC 차폐 재료를 구비하거나 이들을 포함하는 구성; c) 적어도 하나의, 수개의 또는 모든 상기 전기 전도성 층이 레이저 빔에 의해 절단되어버린 직물 부분의 형태를 취하는 구성; 및 d) 상기 전기용량의 전극에 의해 방사된 전기 시그널을 증폭하기 위한 적어도 하나의 증폭기 전자장치 시스템은 상기 전기용량의 전극의 다층 구조체에 통합되는 구성 중에서 하나의 구성이나, 수개의 구성이나 또는 모든 구성으로 특징지워진다. 본 발명은 전기용량의 직물 전극을 만들기 위해 사전제조된 전기 전도성 직물 시트 재료 및/또는 사전제조된 직물 EMC 차폐 재료의 사용에 관한 것이고, 전기용량의 직물 전극을 만들기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

전기용량의 직물 전극, 상기 전기용량의 직물 전극의 제조 방법 및 이의 사용{Capacitive textile electrode, method for producing it, and use}

본 발명은, 청구항 제1항의 전제부에 따른, 전기 시그널의, 특히 바이오시그널의 전기용량의 측정을 위한 전기용량의 직물 전극에 관한 것이다. 본 발명은 또한 청구항 제9항에 따른 전기용량의 직물 전극의 제조를 위한, 사전제조된 전기 전도성 직물 시트(sheeting) 및/또는 사전제조된 직물 EMC 차폐 재료의 사용에 관한 것이고, 그리고 또한 청구항 제10항에 따른 전기용량의 직물 전극의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 본 발명은 전기 시그널의 전기용량의 측정을 위한 전기용량의 전극의 분야에 관한 것이다. 전기용량의 검출 원리에 의하면, 전기 시그널은, 검출가능한 몸체를 사용함으로써, 직접적인 갈바니 전기의(galvanic) 접촉 없이 검출될 수 있다. 이러한 전기용량의 전극은, 예를 들면, ECG 시그널 또는 심박수 시그널의 검출에, 예를 들면, 생체에서의 바이오시그널의 검출에 적당하다.

전기용량의 직물 전극에 대한 제안이 특허문헌 DE 10 2008 049 112 A1에 의해 이미 개시되어 있다.

이러한 배경기술에 대해, 본 발명의 목적은, 보다 용이하게 그리고 보다 효율적으로 제조될 수 있고 결론적으로 대량 생산에 특히 적당한 전기용량의 직물 전극을 제공하는 것이다. 더욱이, 이러한 전극에 대한 유리한 제조 방법과, 또한 사전제조된 전기 전도성 직물 시트 및/또는 사전제조된 직물 EMC 차폐 재료의 유리한 사용이 제공된다.

이러한 목적은 전기 시그널의, 특히 바이오시그널의 전기용량의 측정을 위한 전기용량의 직물 전극에 의해 청구항 제1항에 따라 달성되고, 여기서 상기 전극은 다층 구조체를 구비하고, 상기 다층 구조체는 직물 재료의 적어도 2개의 전기 전도성 층과, 상기 적어도 2개의 전기 전도성 층 사이에 배치된 적어도 하나의 절연 층을 포함하며, 상기 전기용량의 직물 전극은 아래 기재된 a) 내지 d)와 같은 기술적 특징을 갖는다:

a) 상기 적어도 2개의 전기 전도성 층은 서로 기계적으로 연결되고 및/또는 접착 접합에 의해 절연층에 연결되고;

b) 적어도 하나 이상의 또는 모든 상기 전기 전도성 층이 사전제조된 전기 전도성 직물 시트 및/또는 사전제조된 직물 EMC 차폐 재료를 포함하거나 이들로 이루어지고;

c) 적어도 하나 이상의 또는 모든 상기 전기 전도성 층이 레이저 빔에 의해 트림가공된 직물 부분으로 형성되고;

d) 상기 전기용량의 전극에 의해 방사된 상기 전기 신호를 증폭하기 위한 적어도 하나의 증폭기 전자장치 시스템이 상기 전기용량의 전극의 다층 구조체에 통합된다.

본 발명은 상기 언급된 전기용량의 직물 전극이 통상의 산업 생산 설비로써 특히 효율적으로 자동화된 방식으로 만들어질 수 있다는 장점을 갖는다. 필요한 수 작업(manual activities)은 최소로 감소되거나 없게 된다. 종전 기술의 경우에, 예를 들면, 전극 영역의 제조를 위해, 즉 직물 재료의 전기 전도 층의 제조를 위해, 전도성 야안(yarn)이 직물 재료로 위브(weave)되거나 스티치(stitch)될 필요가 있었다. 이와의 차이점으로서, 본 발명의 한 특징에 따라, 적어도 하나 이상의 또는 모든 전기 전도성 층이, 사전제조된 전기 전도성 직물 시트 및/또는 사전제조된 직물 EMC 차폐 재료로부터, 적어도 부분적으로 형성되도록 제안된다.

이러한 구성은 기술적 제조와 관련하여 큰 장점을 갖는다. 전기 전도성 직물 시트는 미터기(meter)로써 얻어질 수 있다. 전기 전도성 직물 시트는 특히 직물 EMC 차폐 재료로서 형성될 수 있다. EMC라는 약어는 전자기 호환성(electromagnetic compatibility)을 의미한다. 이와 달리, EMC 차폐 재료는 예를 들면, 전자기 복사로부터, 빌딩에서의 공간을 차폐하기 위해 사용된다. 직물 형태의 EMC 차폐 재료나 또는 일반적으로 전기 전도성 직물 시트는 예를 들면 Statex 회사가 제공하거나 Aaronia 회사가 제공하는 예를 들면 차폐 플리스(fleece) X-Dream과 같은 최종처리된 제품으로서 시장에서 구입가능하다. 이러한 제품은 미터기에 의해, 롤 스택으로서 얻어질 수 있고 이에 따라 자동화된 방식으로 용이하게 처리될 수 있다.

종전 기술의 경우에 있어서, 전극의 다층 구조체의 개별 층이 소잉(sewing)에 의해 기계적으로 함께 결합될 필요가 있었다. 이러한 소잉 작동은, 만약 자동 소잉 기기나 소잉 로봇이 사용될지라도, 비교적 상당한 소비 시간을 포함한다. 더욱이, 이러한 제조 공정은 정밀한 쓰레드(thread) 가이드 때문에 가능한 안정적으로 요구되지 않는다. 정지시간 및 유지보수 시간이 있을 수 있다. 이와의 차이점으로서, 본 발명의 하나의 특징에 따라, 적어도 2개의 전기 전도 층이 서로 기계적으로 연결되고 및/또는 접착 접합에 의해 절연 층에 연결되도록 제안된다. 이처럼 이러한 구성은 매우 효율적으로 자동화될 수 있다. 접착 접합은 이후 사용된 접착제에 기초하여 특징지워진다.

알려진 전극의 경우에, 예를 들면 전기 전도성 층에 대해 적당한 직물 부분을 제공하는데 또한 문제점이 있었다. 크기에 맞춘 수동 절단은 대량 생산에 상대적으로 유익하지 못하다. 예를 들면, 절단 플로터의 형태의, 로봇 절단의 사용은, 절단된 부분의 엣지에서, 요구되는 절단 품질을 항상 유도하지 못하며, 이는 마모되게 할 수 있다(fray). 더욱이, 사용된 직물 재료에 따라, 사용된 절단기는 상대적으로 많이 마모되어, 이 결과 이러한 시스템의 유지보수 시간과 비용이 보다 덜 유익한 제품을 만든다. 사용된 여러 직물 재료는 또한 이들 재료가 기계적으로 절단될 수 있기 때문에 나쁘다. 이와의 차이점으로서, 본 발명의 일 특징에 따라 레이저 빔에 의해 트림 가공된 직물 부분처럼 적어도 하나 이상의 또는 모든 전기 전도성 층이 형성되도록 제안된다. 결론적으로, 레이저 빔은 예를 들면, 사전제조된 전기 전도성 직물 시트 및/또는 사전제조된 직물 EMC 차폐 재료와 같은 원 재료로부터 직물 부분을 직접적으로 절단하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 컴퓨터 제어식 레이저-빔 절단 장치에 의한 레이저 절단은 직물 부분이 요구되는 형태로 신속하게 제공될 수 있게 하는 한편으로, 상기 형태는 또한 임의의 요구되는 방식으로 불규칙하게 절단될 수 있다. 더욱이, 제공된 직물 부분은 보다 양호하게 처리될 수 있고 용이하게 마모되지 않는다.

본 발명의 또 다른 특징에 따라, 전기용량의 전극에 의해 방사된 전기 시그널을 증폭하기 위한 적어도 하나의 증폭기 전자장치가 전기용량의 전극의 다층 구조체에 통합된다. 이러한 구성은, 전기용량의 전극에 의해 제공되거나 그 전기 전도성 층에 의해 제공된 전기 변수가 특히 전기적으로 더욱 처리될 수 있고 특히 이에 따라 증폭될 수 있다는, 장점을 갖는다. 이는 시그널의 품질에 유리하다. 증폭기 전자장치 시스템이 더욱 멀리 배치된 상태에서, 서플라이 리드(supply lead)를 진입시키기 위한 간섭의 위험이 있을 수 있다. 이러한 구성은 본 발명에 따른 전극의 경우에 피해질 수 있다. 컴팩트한 전기용량의 전극이 제공될 수 있고, 이러한 전기용량의 전극은, 그의 외측 전기 터미널에서, 증폭기 전자장치 시스템에 의해 이미 사전처리되어진 전기 시그널을 제공하고, 그리고 결론적으로 다른-처리 전기 장치에 직접적으로 연결될 수 있다. 증폭기 전자장치 시스템은 개별 경우에 적당한 임의의 요구되는 이득률(gain factor)을 가질 수 있다. 이득률은 1 보다 더 작거나 1 보다 더 클 수 있으며, 이와 달리 1일 수도 있다.

일반적으로, 전기용량의 직물 전극은 가요성 있게 함께 형성될 수 있다는 장점을 갖는다. 이러한 구성은 좌석, 긴 의자 또는 피복과 같은 매일 사용하는 물품에서의 설치를 가능하게 한다. 이들 경우에, 이러한 가요성 전극은 발생한 이동을 적어도 부분적으로 처리(take up)할 수 있고 이들 이동으로써 변형한다. 이러한 물품에 통합된 전극은 예를 들면, 긴 의자 상에 놓이거나 좌석 상에 앉아 있는 사람에게 직접적으로 ECGs(electrocardiographs)를 기록할 수 있다.

전기용량의 직물 전극에 통합된 증폭기 전자장치 시스템은 이와 같이 예를 들면, 가요성 인쇄 회로 기판을 사용함으로써, 가요성 증폭기 전자장치 시스템으로서 형성될 수 있다. 비-가요성 증폭기 전자장치 시스템이 또한 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 상기 비-가요성 증폭기 전자장치 시스템이 전기용량의 직물 전극의 다른 영역의 가요성을 상당히 많이 손상시키지 않기 위하여, 그 표면 영역에 의해 비교적 작게 유지되는 것이 유리하다.

직물 재료는, 개별 직물 쓰레드가 예를 들면, 직조된(woven), 짜여진(knitted) 뜨개질된(crocheted), 섞어 직조된(interwoven), 또는 엮어진(laid) 소운-니트된(sewn-knitted) 패브릭, 부직포 및 펠트(felts)처럼, 상호연결(interlink)되는 방식과 무관하게, 특히 임의의 시트와 같은 직물 형성물을 의미하는 것으로서 이해될 수 있다.

본 발명의 유리한 실시예에 따라, 층의 기계적 연결을 위한 접착제는 전기 전도성 접착제이고, 이는 또한 동시에 전극의 적어도 하나의 전기 전도성 층과 이에 연결된 적어도 하나의 전기 부품 사이에서, 예를 들면 전기 접속 케이블이나 증폭기 전자장치 시스템과 같은 전기 접속부를 만든다. 이러한 구성은 다른 전기 접촉 측정이 요구되지 않는다는 장점을 갖는다. 개별 층을 서로 접착되게 접합하는 단계는 또한 필요한 전기 접촉을 만들 수 있다. 이 결과, 전기용량의 전극의 대량 생산이 더욱 상당하게 최적화될 수 있다. 알려진 기술의 경우에, 다른 한편으로, 수선되거나(soldered) 또는 크림프된(crimped) 연결에 의해서 또는 제조에 포함된 경비를 상당하게 증가시키는 전도성 야안을 사용함으로써, 예를 들면 접촉이 필요하게 된다. 더욱이, 전도성 접착제에 의한 전기 접촉은 전기용량의 직물 전극이 보다 강건한 형태를 가질 수 있게 한다. 수선되거나 크림프된 접속부가 예를 들면, 가요성 전극의 변형의 결과로서, 전극의 작동 동안에 더 이상 파손 및 손상되지 않을 수 있다. 사용될 수 있는 일례의 접착제로서는 CircuitWorks 회사가 제공하는 CW 2400가 있다. 예를 들면, 은 성분과 같은 금속 성분을 갖는 2-팩의 접착제가 또한 사용될 수 있다.

본 발명의 유리한 실시예에 따라, 전극은 또한 직물 재료의 적어도 3개의 전기 전도성 층과 이들 전기 전도성 층 사이에 배치된 절연 층을 구비한다. 적어도 3개의 전기 전도성 층이 제공되어, 전극에 의해 측정된 시그널의 전기용량의 커플링(capacitive coupling)을 위한 적어도 하나의 센서 층, 외부 간섭 영향으로부터 상기 센서 층을 차폐하기 위한 적어도 하나의 보호 층, 및 적어도 하나의 기준 포텐셜 층이 특히 있을 수 있다. 기준 포텐셜 층은, 예를 들면, 전기 회로의 프레임(frame) 포텐셜이나 또는 대지 포텐셜과 같은 기준 포텐셜에 연결되거나 연결될 수 있다. 상기 언급된 적어도 3개의 전기 전도성 층을 갖는 구조체는, 본 발명에 따른 전극이 간섭 시그널에 지나치게 민감하지 않으면서, 검출될 전기 신호에 특히 민감하다는 장점을 갖는다. 3개의 전기 전도성 층 사이에 배치된 2개의 절연 층과는 별도로, 제 3 절연 층이 또한 있을 수 있으므로, 6-층 구조체가 함께 얻어진다. 제 3 절연 층은 전극을 주변과 절연시키도록 사용될 수 있는데, 이는 즉 상기 제 3 절연 층이 외측에 놓인 절연 층이라는 것이다. 제 3 절연 층은 특히 기준 포텐셜 층에 적용될 수 있다.

본 발명의 유리한 실시예에 따라, 보호 층이 센서 층과 기준 포텐셜 층 사이에 배치된다. 이 결과, 전극은 특히 간섭에 영향을 받지 않는다.

본 발명의 유리한 실시예에 따라, 적어도 2개의 전기 전도성 층이나 적어도 3개의 전기 전도성 층이 전극에 의해 측정될 시그널의 전기용량의 인커플링(capacitive incoupling)을 위한 적어도 하나의 센서 층을 구비하며, 여기서 상기 센서 층은 절연 층이 제공되지 않는 전극의 다층 구조체의 외층으로서, 그 외측에 형성된다. 이 결과, 본 발명에 따른 전극의 구조체가 저 비용으로 용이하게 만들어 진다는 점과 관련하여 그리고 또한 그의 작동과 관련하여, 더욱 최적화될 수 있다. 원칙적으로 절연이 전기용량의 전극의 작동을 위해 센서 층의 외측에 요구될 지라도, 전기용량의 직물 전극이 사용되는 전형적인 경우에, 이러한 절연은 예를 들면, 피복 패브릭의 표면이나 좌석 커버와 같은, 적용부의 주변부에 의해 제공될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 전극은 알려진 기술과 대비하면, 그 구조 및 그 생산과 관련하여 더욱 간략하게 될 수 있다.

본 발명의 유리한 실시예에 따라, 하나의 절연 층이 적어도 하나의 클리어런스를 가지며, 상기 절연 층은 직물 재료의 전기 전도 층과 겹쳐지고 상기 절연 층을 통해 상기 전기 전도 층이 전기 부품과 전기 접속 상태에 있게 된다. 이러한 구성은 유리하게도 외측 접촉 리드가 없는 전극의 다층 구조체를 가능하게 한다. 이와 같이 접촉은 전극에 통합될 수 있다. 전기 부품은 예를 들면, 이미 언급된 증폭기 전자장치 시스템이거나 여러 다른 부품 또는 터미널 리드일 수 있다. 절연 층에서의 클리어런스를 통한, 상기 접촉이 전극의 하나 이상의 절연 층이나 모든 절연 층의 경우에 실현될 수 있다.

절연 층은 본래 임의의 요구되는 절연 재료로부터 만들어질 수 있다. 전적으로 가요성 전기용량의 직물 전극이 만들어지도록, 가요성 재료의 절연 층이 만들어지는 것이 유리하다. 본 발명의 유리한 실시예에 따라, 하나 이상의 절연 층이나 모든 절연 층이 절연 직물 재료를 포함하거나 이 직물 재료로 만들어진다. 이러한 구성은 절연 층이 전기 전도성 층과 동일한 처리 단계에 의해, 특히 예를 들면 롤 상에 제공되거나 여러 다른 형태의 사전 제조된 직물 재료를 크기로 절단하는 레이저의 사용에 의해, 제공될 수 있다.

서두에 언급된 목적은 또한 전기 시그널의, 특히 바이오시그널의 측정을 위한 전기용량의 직물 전극의 제조를 위한 사전제조된 전기 전도성 직물 시트 및/또는 사전제조된 직물 EMC 차폐 재료의 사용에 의해, 청구항 제9항에 따라, 달성된다. 특히, 상기 기재된 타입의 전극은 이러한 방식으로 만들어질 수 있다. 서두에 언급된 장점은 또한 이에 따라 달성될 수 있다.

서두에 언급된 목적은 또한 전기 시그널의, 특히 바이오시그널의 측정을 위해 전기용량의 직물 전극의 제조 방법에 의해 청구항 제10항에 따라 달성되며, 상기 제조 방법은 아래 기재된 a) 내지 c)의 단계를 포함한다:

a) 사전제조된 전기 전도성 직물 재료와, 또한 사전제조된 절연 재료를 제공하는 단계;

b) 사전결정된 크기 및 형태의 부분으로, 전기 전도성 직물 재료와 절연 재료를 크기로 절단하는 단계; 및

c) 직물 재료의 적어도 2개의 전기 전도성 층과, 상기 적어도 2개의 전기 전도성 층 사이에 배치된 적어도 하나의 절연 층을 포함한 다층 구조체를 구비하고 있는 전극을 형성하기 위하여, 크기 절단된 부분을 서로 접착되게 접착하는 단계.

상기 언급된 단계 a) 내지 c)는 유리하게도 지시된 순서로 실행된다. 이 결과, 전기용량의 직물 전극은, 상기 기재된 바와 같이, 이미 기술된 바와 같은 장점을 갖게 만들어질 수 있다.

전기 전도성 직물 재료 및/또는 절연 재료의 크기를 사전결정된 크기 및 형태의 부분으로 절단하는 것은 레이저에 의해 행해질 수 있다. 이후 절연 층은 절연 재료로부터 형성되고 그리고 전극의 전기 전도성 층이 전기 전도성 직물 재료로부터 형성된다. 절연 재료는 특히 절연 직물 재료일 수 있다. 크기 절단된 부분의 접착 접합은 전기 전도성 접착제에 의해 적어도 부분적으로 발생할 수 있다. 선택적으로, 전극의 여러 층이나 모든 층을 함께 소잉하는 것이 부가적으로 가능하다. 요컨대, 직물 재료의 적어도 3개의 전기 전도성 층이 제공될 수 있으며, 이들 사이에 절연 층이 개별적으로 배치된다. 적어도 3개의 전기 전도성 층이 상기 기재된 바와 같이 전극에 대해 형성될 수 있다.

본 발명의 유리한 실시예에 따라, 청구항 제10항의 단계 c)에 있어서, 전기용량의 전극에 의해 방사된 전기 시그널을 증폭하기 위한 증폭기 전자장치 시스템은 전기용량의 전극의 다층 구조체에 통합된다.

본 발명은 도면을 참조하면서 아래 기재된 예시적인 실시예를 기초로 더욱 상세하게 설명되어 있다.

도 1은 전극의 분해 사시도이고;
도 2는 도 1에 따른 전극의 측면도이고;
도 3은 도 1에 따른 전극의 개별 층의 평면도이고;
도 4는 도 1에 따른 전극의 평면도이고; 그리고
도 5는 한 종류의 x-레이 표시에 의한 도 1에 따른 전극의 평면도이다.

도 1은 개별 층을 갖는 전극(1)의 등각 사시도로서, 상기 개별 층이 함께 접착되게 접합되기 이전의 상태이다. 전기 전도성 직물 재료의 3개의 전기 전도 층(2, 4, 6)과 절연 직물 재료의 3개의 절연 층(3, 5, 7)이 도시되어 있다. 최상의 전기 전도 층(2)이 전극의 센서 층이고, 이 센서 층은 전극에 의해 측정될 시그널의 전기용량의 인커플링에 사용된다. 중간 전기 전도 층(4)은 보호 층이고, 이 보호 층은 외부 간섭 영향, 특히 ESD 간섭으로부터 센서 층(2)을 차폐하기 위해 사용된다. 하측 전기 전도 층(6)은 기준 포텐셜 층이며, 상기 기준 포텐셜 층은 기준 포텐셜과 연결되게 된다. 센서 층(2)은 클리어런스(21)를 코너에서 구비하며, 이러한 클리어런스를 통해 상기 센서 층(2)의 전기 접촉을 위한 접촉 링크(20)가 형성된다. 보호 층(4)은 접촉 링크(40)를 구비하며, 이러한 접촉 링크는 절결되어진 접촉 링크(40)의 좌우측에 대해 상기 보호 층(4)의 직물 재료의 부분에 의해 형성된다. 접촉 링크(40)는 보호 층(4)의 전기 접촉을 위해 사용된다. 기준 포텐셜 층(6)은 센서 층(2)과 비교가능한 방식으로 형성되지만, 그러나 그 반대 측에서 접촉 링크(60)를 구비한다. 접촉 링크(60)는 클리어런스(61)의 결과로서 형성되며, 상기 클리어런스는 기준 포텐셜 층(6)의 직물 재료로부터 절결된다. 최상의 절연 층(3)이 코너에서 클리어런스(30)를 구비하며, 상기 클리어런스는 접촉 링크(20) 아래에 놓인다. 중간 절연 층(5)은 동일 면의 반대 코너에서 클리어런스(50)를 구비한다. 클리어런스(50)는 접촉 링크(60)와 겹쳐진다. 최하의 절연 층(7)이 이러한 클리어런스를 구비하지 않는다. 층(2, 3, 4, 5, 6, 7)은 예를 들면, 레이저 커팅에 의해, 기재되고 나타내어진 그 외측 윤곽으로 만들어질 수 있다. 외측 윤곽이 레이저에 의해 트레이스(trace)되고, 이에 따라 언급된 클리어런스가 또한 용이하게 만들어질 수 있다. 이는 예로서, 센서 층(2)의 트리밍(22)의 형태로 나타내어지는 바와 같이, 직물 부분의 레이저-빔 트리밍을 만든다.

개별 층(2, 3, 4, 5, 6, 7)이나 전극(1)의 외측 형태는 도 1에 도시된 바와 같이, 실질적인 직사각형 형태를 반드시 취할 필요는 없지만, 그러나, 예를 들면, 타원형, 라운드 처리된 코너를 갖는 직사각형, 또는 원형과 같은 임의의 여러 요구되는 형태를 취할 수도 있다.

도 1에 나타내어진 다층 구조체에 있어서, 전기용량의 전극(1)에 의해 방사된 전기 시그널을 증폭하기 위해 사용되는 증폭기 전자장치 시스템(8)은 접촉 링크(20, 40, 60)가 존재하는 구역에 통합된다. 증폭기 전자장치 시스템(8)은 이러한 경우에 상부 절연 층(3)과 보호 층(4) 사이에 배치된다. 그러나, 이러한 구성은 단지 하나의 가능한 일례의 배치일 뿐이며; 유리하게도 증폭기 전자장치 시스템(8)의 다른 배치가 가능하다. 증폭기 전자장치 시스템(8)은 도 1의 상부에 나타내어진 측에서 전기 터미널 영역(80)을 구비하고, 그리고 하부 측에서 2개의 다른 전기 터미널 영역(81, 82)을, 예를 들면, 접촉 패드의 형태로 구비한다. 클리어런스(30, 50)의 결과로서, 접촉 링크(20)는 터미널 영역(80)과 전기 접속될 수 있고, 접촉 링크(40)는 터미널 영역(81)이 전기 접속될 수 있으며, 그리고 접촉 링크(60)는 터미널 영역(82)과 전기 접속될 수 있다. 다른 구역에서 겹쳐지는 절연 층(3, 5, 7)의 결과로서, 원치않는 단락 또는 접촉 불량이 발생하지 않을 수 있다.

도 2는 전극(1)의 협폭의 측 쪽으로 본 도 1에 따른 전극(1)의 측면도로서, 상기 전극에 증폭기 전자장치 시스템(8)이 삽입된다. 증폭기 전자장치 시스템(8)의 상이한 측에 배치된 터미널 영역(80, 81, 82)과 또한 이들을 절연 층(3, 5)을 통해 접촉 링크(20, 40, 60)와 전기 접촉하게 되는 가능성이 나타내어 질 수 있다.

도 3은 부분적으로 서로 나란한 개별 층(2, 3, 4, 5, 6)과 또한 증폭기 전자장치 시스템(8)을 다시 한번 나타낸 평면도로서, 전기 전도 층(2, 4, 6)은 절연 층(3, 5, 7) 상에 할당되어 아래에 놓이도록 각각 나타내어져 있다.

도 4는 도 3에 나타내어진 구성요소의 도면으로서, 이들 구성요소는 전극(1)을 형성하도록 조립되어 있는데, 이를 달리 표현하면, 개별 층이 전기 전도성 접착제의 사용에 의해 서로 접착되게 접합되어 있다는 것이다. 도 5는 보다 깊은 층이 또한 보여지도록, 한 종류의 x-레이 표시에 의한, 도 4에 따른 전극(1)의 도면이다. 특히 증폭기 전자장치 시스템(8), 터미널 영역(80, 81, 82)과 또한 다양한 접촉 링크(20, 40, 60), 및 클리어런스(30, 50)가 나타내어질 수 있다

도 5는 또한 전기 터미널 리드(83)에 의해 전극(1)의 전기 접촉을 일례로서 나타낸 도면이다. 전기 터미널 리드(83)에 의하여, 증폭기 전자장치 시스템(8)에 의해 방사된 전기 시그널이 예를 들면, ECG 또는 심박수 검출 시스템에 유용하게 적용되도록 제공될 수 있다.

기재된 전극은 특히, 의자 또는 차량 좌석과 같은 좌석으로의, 예를 들면, 환자 모니터링을 위한 긴 의자로의 통합에 적당하고, 그리고 또한 피복으로의 통합에 적당하다. 전극의 중요한 적용 영역은 ECG 및 심박수 측정이다.

알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 전극의 제조는 자동화식 제조에 대해 매우 최적화될 수 있다. 예를 들면, 아래 기재된 본 발명의 단계가 실행될 수 있다:

- 미터기에 의해 전기 전도성 재료 및 절연 직물 재료를 처리하는 단계;

- 예를 들면, 상기 직물 재료의 절단된 크기의 부분으로부터 또는 공급 롤로부터 레이저에 의해 상기 직물을 크기로 절단하는 단계;

- 이후 접착 접합과 절연이나 전기 접촉이 절단 크기의 부분의 설계에 의해 사전에 용이한 형태를 갖도록, 크기로 절단을 실행하는 단계;

- 예를 들면, 다층 구조체를 가압함으로써, 개별 직물 층을 서로 접착 접합하는 단계;

- 동시 전기 접촉을 위해 전기 전도성 접착제를 사용하는 단계;

- 상기 다층 구조체로 증폭기 전자장치 시스템을 접착 접합하는 단계; 및

- 상기 층과 함께 가능한 선택적으로 소잉하는 단계.

Claims (13)

1. 전기 시그널의, 특히 바이오시그널의 전기용량의 측정을 위한 전기용량의 직물 전극(1)으로서,
   상기 전극(1)은 다층 구조체를 구비하고, 상기 다층 구조체는 직물 재료의 적어도 2개의 전기 전도성 층(2, 4, 6)과, 상기 적어도 2개의 전기 전도성 층(2, 4, 6) 사이에 배치된 적어도 하나의 절연 층(3, 5, 7)을 포함하고,
   a) 상기 적어도 2개의 전기 전도성 층(2, 4, 6)이 서로 기계적으로 연결되고 및/또는 접착 접합에 의해 상기 절연 층(3, 5, 7)에 연결되는 구성;
   b) 적어도 하나 이상의 또는 모든 상기 전기 전도성 층(2, 4, 6)이 사전제조된 전기 전도성 직물 시트 및/또는 사전제조된 직물 EMC 차폐 재료를 포함하거나 또는 이들로 이루어지는 구성;
   c) 적어도 하나 이상의 또는 모든 상기 전기 전도성 층(2, 4, 6)이 레이저 빔에 의해 직물 부분으로서 형성되는 구성; 그리고
   d) 상기 전기용량의 전극(1)에 의해 방사된 전기 시그널을 증폭하기 위한 적어도 하나의 증폭기 전자장치 시스템(8)이 상기 전기용량의 전극(1)의 상기 다층 구조체에 통합되는 구성;과 같은 a) 내지 d)의 구성 중에서 하나 이상의 구성이나 모든 구성을 포함하는, 전기용량의 직물 전극.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 층(2, 3, 4, 5, 6, 7)의 기계적 연결을 위한 접착제가 전기 전도성 접착제이고, 이러한 접착제는 또한 동시에 적어도 하나의 전기 전도성 층(2, 4, 6)과, 상기 전기 전도성 층에 연결된 적어도 하나의 전기 부품 사이에 전기 접속부를 만드는, 전기용량의 직물 전극.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 전극은 직물 재료의 적어도 3개의 전기 전도성 층(2, 4, 6)과, 또한 상기 전기 전도성 층(2, 4, 6) 사이에 배치된 절연 층(3, 5, 7)을 구비하는, 전기용량의 직물 전극.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 적어도 3개의 전기 전도성 층(2, 4, 6)은 상기 전극(1)에 의해 측정될 시그널의 전기용량의 인커플링을 위한 적어도 하나의 센서 층(2), 외부 간섭 영향으로부터 상기 센서 층(2)을 차폐하기 위한 적어도 하나의 보호 층(4), 및 기준 포텐셜과 연결되거나 연결될 수 있는 적어도 하나의 기준 포텐셜 층(6)을 포함하는, 전기용량의 직물 전극.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 보호 층(4)은 상기 센서 층(2)과 상기 기준 포텐셜 층(6) 사이에 배치되는, 전기용량의 직물 전극.
6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 적어도 2개의 또는 적어도 3개의 전기 전도 층(2, 4, 6)은 상기 전극(1)에 의해 측정될 시그널의 전기용량의 인커플링을 위한 적어도 하나의 센서 층(2)을 구비하고, 여기서 상기 센서 층(2)은 바깥 쪽에 절연 층(3, 5, 7)이 제공되지 않는 상기 전극(1)의 다층 구조체의 외층으로서 형성되는, 전기용량의 직물 전극.
7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
   하나의 절연 층(3, 5, 7)이 적어도 하나의 클리어런스(30, 50)를 구비하고, 상기 절연 층은 직물 재료의 전기 전도성 층(2, 4, 6)과 겹쳐지며, 상기 절연 층을 통해 상기 전기 전도성 층(2, 4, 6)이 전기 부품과 전기 접촉된 상태인, 전기용량의 직물 전극.
8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
   하나 이상의 또는 모든 상기 절연 층(3, 5, 7)이 절연 직물 재료를 포함하거나 상기 절연 직물 재료로 이루어지는, 전기용량의 직물 전극.
9. 사전제조된 전기 전도성 직물 시트 및/또는 사전제조된 직물 EMC 차폐 재료의 사용으로서,
   상기 사전제조된 전기 전도성 직물 시트 및/또는 사전제조된 직물 EMC 차폐 재료는 전기 시그널의, 특히 바이오시그널의 측정을 위한 전기용량의 직물 전극(1)의 제조를 위한, 사전제조된 전기 전도성 직물 시트 및/또는 사전제조된 직물 EMC 차폐 재료의 사용.
10. 전기 시그널의, 특히 바이오시그널의 측정을 위한 전기용량의 직물 전극(1)의 제조 방법으로서,
    a) 사전제조된 전기 전도성 직물 재료와 또한 사전제조된 절연 재료를 제공하는 단계;
    b) 사전결정된 크기 및 형태의 부분으로 상기 전기 전도성 직물 재료와 상기 절연 재료를 크기로 절단하는 단계; 및
    c) 상기 직물 재료의 적어도 2개의 전기 전도성 층(2, 4, 6)과, 상기 적어도 2개의 전기 전도성 층 사이에 배치된 적어도 하나의 절연 층(3, 5, 7)을 포함한 다층 구조체를 구비하고 있는 전극(1)을 형성하기 위하여, 크기 절단된 부분을 서로 접착 접합하는 단계;를 포함하는, 전기용량의 직물 전극(1)의 제조 방법.
11. 청구항 10에 있어서,
    사전결정된 크기 및 형태의 부분으로 상기 전기 전도성 직물 재료와 상기 절연 재료를 크기로 절단하는 단계는 레이저에 의해 행해지는, 전기용량의 직물 전극(1)의 제조 방법.
12. 청구항 10 또는 11에 있어서,
    상기 크기 절단된 부분을 서로 접착 접합하는 단계는 전기 전도성 접착제에 의해 적어도 부분적으로 행해지는, 전기용량의 직물 전극(1)의 제조 방법.
13. 청구항 10 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    청구항 10의 단계 c)에 있어서, 상기 전기용량의 전극(1)에 의해 방사된 전기 시그널을 증폭하기 위한 증폭기 전자장치 시스템(8)은 상기 전기용량의 전극(1)의 상기 다층 구조체에 통합되는, 전기용량의 직물 전극(1)의 제조 방법.

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