KR20180042257A

KR20180042257A - 센서들 및 전자장치를 가진 의류용 유연한 패브릭 리본 연결기들

Info

Publication number: KR20180042257A
Application number: KR1020187004879A
Authority: KR
Inventors: 잔루이지 론지노티-부이또니; 안드레아 알리베르티; 파브리지오 팔라리
Original assignee: 엘.아이.에프.이. 코포레이션 에스.에이.
Priority date: 2015-07-20
Filing date: 2016-07-20
Publication date: 2018-04-25
Also published as: US11013275B2; WO2017013493A1; US20190373963A9; KR102593337B1; CA2994362C; US20200323285A1; CA2994362A1; US20180199635A1; JP2018528841A; CN108024721B; EP3324831A1; US10653190B2; CN108024721A; JP6937299B2

Abstract

의복에서 다수의 전기 컴포넌트들을 연결하기 위해 의복에 통합될 수 있는 탄력적 전기 연결기들이 개시된다. 이러한 전기 연결기들은 통상적으로, 정현파형 또는 지그재그형 패턴으로 일 측의 길이를 따라 와이어들이 부착되는 패브릭 기재의 긴 스트립들이다. 연결기는 또한, 연결기를 패브릭에 고정하기 위한, 일 측 상의 접착제 코팅을 포함할 수 있다. 와이어들은 전기적으로 절연되는데, 이는, 열적 제거가능 절연(예컨대, 400 ℃ 미만의 용융점을 갖는 폴리우레탄)일 수 있다. 와이어들은, 약 1 mm 내지 15 mm의 피크와 트로프 스티치들 간의 길이를 갖는 정현파형 또는 지그재그형 패턴의 각각의 피크 및 트로프에서 스티치에 의해 패브릭 스트립의 표면에 부착될 수 있다.

Description

센서들 및 전자장치를 가진 의류용 유연한 패브릭 리본 연결기들

[0001] 본 출원은, "FLEXIBLE FABRIC RIBBON CONNECTORS FOR GARMENTS WITH SENSORS AND ELECTRONICS"라는 명칭으로 2015년 7월 20일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/194,731호를 우선권으로 주장한다.

[0002] 본 출원은, 2014년 7월 14일자로 출원된 미국 출원 제14/331,142호("COMPRESSION GARMETS HAVING STRETCHABLE AND CONDUCTIVE INK")의 계속 출원인 2015년 2월 2일자로 출원된 미국 출원 제14/612,060호("GARMENTS HAVING STRETCHABLE AND CONDUCTIVE INK")와 관련될 수 있다. 본 출원은 또한, 2015년 12월29일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/097,560호("STRETCHABLE, CONDUCTIVE TRACES AND METHODS OF MAKING AND USING SAME")를 우선권으로 주장하는 2015년 3월 10일자로 출원된 미국 출원 제14/644,180호("PHYSIOLOGICAL MONITORING GARMENTS")에 관련될 수 있다.

[0003] 본 명세서에 언급된 모든 공보들 및 특허 출원들은, 각각의 개별 공보 또는 특허 출원이 특정하게 그리고 개별적으로 인용에 의해 포함된 것으로 표시된 것과 동일한 정도로 그 전체가 인용에 의해 본 명세서에 포함된다.

[0004] 본원의 개시내용은, 다수의 통합된 전기 컴포넌트들(센서들을 포함함)을 갖는 의류용 전기 연결기(connector)들에 관한 것이다. 특히, 본 개시내용은, 통합된 전기 디바이스들을 갖는 의복 상의 다수의 전기 디바이스들을 연결하는 데 사용될 수 있는 탄력적(elastic) 전기 연결기들의 스트립(strip)들에 관한 것이다.

[0005] 최근, 착용가능 전자기기의 개발이 급격하게 확장되었다. 컴퓨터들이 갖춘 컴퓨터 프로세서들이 계속 빨라지면서, 증가된 프로세싱 속도 및 방대한 양들의 데이터의 개선된 분석과 함께 더 빠른 통신을 가능하게 했다. 게다가, 센서 기술은 또한, 환자가 심지어 비전문가들에 의해 모니터링되는 방식을 빠르게 확장시켰다. 다양한 센서들의 개발은, 다양한 측정들이 컴퓨터에 의해 취해지고 분석되어 유용한 정보를 생성하는 것을 가능하게 했다. 다양한 통신 플랫폼들과 결합된 의료 감지 기술의 사용은, 환자들을 비롯한 사람들이 모니터링되거나 자신을 모니터링하여 자신의 의사 또는 간병인에게 모니터링의 결과들을 통신하는 새롭고 흥미로운 방식들을 제공할 수 있다.

[0006] 호흡기 질환들을 비롯한 심혈관 및 다른 건강 관련 문제점들이 환자를 모니터링함으로써 검출될 수 있다. 모니터링은 조기의 그리고 효과적인 개입을 허용할 수 있으며, 특정 건강 문제가 치명적이게 되기 전에, 모니터링된 생리학적 특성들에 기반하여 의료 지원이 행해질 수 있다. 불운하게도, 현재 이용가능한 대부분의 심혈관 및 다른 타입들의 건강 모니터링 시스템들은 번거롭고 불편하며(예컨대, 일상적인 사용에 있어서는 비실용적임), 특히, 장기간의 모니터링용으로, 특히 눈에 띄지 않는 방식으로 사용하기에는 어렵거나 비실용적이다.

[0007] 센서들을 포함하는 옷은 이전에 제안되었었다. 예컨대, 착용가능 전자기기와 함께 사용하도록 설계된 "모듈식 마이크로전자 시스템"을 설명하는 Glaser 등의 US2007/0178716을 참조한다. Debock 등의 US2012/0071039는, "단말 및 단말로부터 개별적으로 제공되는 베이스를 포함하는 전도체(conductor)들을 포함하는 전도성 층(단말은 정합 단부 및 장착 단부를 가짐)"을 포함하는 상호연결 및 종결 방법 포어-직물들을 설명한다. Jung 등의 US2005/0029680은, 직물들에 전자기기를 통합하기 위한 방법 및 장치를 설명한다. 그러나, 이러한 착용가능 전자 의류는, 전자기기(센서들을 포함함)를 편리하게 그리고 정확하게 의복 상에 링크(link)하는 그들의 능력이 제한되어 있다.

[0008] 바이탈 사인들(이를테면, ECG, 호흡, 산소 포화도, 심박수 등)을 포함하는 환자 건강 파라미터들은, 하나 이상의 착용가능 모니터들을 사용하여 능동적으로 모니터링될 수 있는 것으로 제안되었지만, 지금까지 이러한 모니터들은 사용하기가 어렵고 비교적 부정확하다고 판명되었다. 이상적으로, 이러한 모니터들은 눈에 띄지 않게 피검체에 의해 착용될 수 있다(예컨대, 의복의 일부, 장신구 등). 지금까지, 제안된 착용가능 전자기기 의류는 전부, 불편함, 사용 및 제조의 어려움, 및 부정확한 결과를 제공하는 것을 포함하는 다수의 결점들을 겪는다. 예컨대, US 2012/0136231과 같은 출원들에서, 다수의 개별 전극들이 의복 상에 포지셔닝되고 그리고 직조된 전도성 섬유들 등에 의해 프로세서에 연결되며; 이러한 의류가 정확한 판독들을 제공하기 위해 "피검체의 피부와의 일관되고 견고한 전도성 접촉을 요구"하지만, 이러한 설계들은, 이러한 피부 영역들에 접촉하는 의복의 움직임(및 그에 따른 센서들의 움직임)을 방지하기 위해 의복이 제한될 것을 요구한다. 이러한 구성은, 특히, 이상적으로는 많은 시간 또는 심지어 수 일 동안 착용될 의복에서는 급속하게 불편하게 된다. 게다가, 심지어 이렇게 꼭 맞게 착용된 의복은 종종 착용자에 대하여 움직인다(예컨대, 미끄러지거나 위로 올라감). 추가로, 종래 기술에서 설명된 것들과 같은 디바이스들/의류는 제조하기가 어렵고 비용이 많이 들며, 종종, 다소 "손상되기 쉬워서(fragile)" 거친(robust) 사용 및 세탁이 금지된다. 결국, 이러한 디바이스들/의류는 통상적으로 의복 상에서의 직접적인 수동 사용자 입력 프로세싱을 허용하지 않지만, 전적으로 수동 모니터링을 통해 릴레이(relay)하거나 (의복에서 떨어진(off-garment) 인터페이스들을 포함하는) 어떤 종류의 인터페이스를 요구한다.

[0009] 생체측정(biometric) 데이터를 감지할 수 있는 하나 이상의 센서들을 포함하는 의류의 사용은, 널리 사용되는 것으로 판명되지 않았다. 부분적으로, 이는, 이러한 의류가 의복의 폼 팩터(form factor) 및 편안함에서의 제한들뿐만 아니라 의류가 수용하는 입력들의 종류들 및 다양성에서 제한될 수 있기 때문이다. 예컨대, 센서들, 및 센서들에 전력을 제공하고 그리고 센서들로부터 신호들을 수신하는 리드(lead)들은, 의복이 유연하고, 매력적이고, 실용적이며 전술한 모든 편안하게 되는 것을 허용하는 방식으로 의복에 완전히 통합되지 않았다. 예컨대, 대부분의 그러한 제안된 의류는 충분하게 신장가능(stretchable)하지 않았다. 결국, 그러한 제안된 의복들은 또한, 그들이 수신할 수 있는 데이터의 종류 및 그들이 수신된 정보를 프로세싱하는 방식에 있어 제한되었다.

[00010] 편안하게 착용될 수 있고, 게다가 지속되는 시간 기간 동안 비교적 정확하고 움직임에 민감하지 않은 측정들을 제공하는, 다수의 센서들을 갖는 장치들(의류를 포함함)이 필요하다. 또한, 용이하고 비싸지 않게 제조될 수 있는 의류를 제공하는 것이 유익할 것이다.

[00011] 특히, 의복 상에 부착되거나 적용될 수 있는 신장가능하고 전도성인 연결기들이 필요하다. 이러한 신장가능한 전도성 연결기들은, 심지어 패브릭(fabric)들 중 가장 많이 신장가능한 것과 함께 그리고/또는 압박(compression) 패브릭들/압박 의류와 함께 사용될 수 있으며, 시간의 경과 및 사용에 걸쳐 안정된 전기적 연결을 유지하면서, 파손 없이, 밑에 있는 패브릭과 많은 신장/이완 사이클들을 거치면서 움직일 수 있다. 본원에 설명된 것들을 포함하는 디바이스들 및 시스템들을 포함한 장치들은, 위에서 확인된 문제점들 중 일부 또는 전부를 해결할 수 있다.

[00012] 통합된 전기 디바이스들(센서들을 포함함)을 갖는 의복 상의 다수의 전기 디바이스들을 연결하는 데 사용될 수 있는 탄력적 전기 연결기들의 스트립들이 본원에 설명된다. 탄력적 전기 연결기들의 이러한 스트립들은, 의복(또는 의복을 형성하기 위한 패브릭)에 접착식으로(adhesively) 적용될 수 있고, 견고한 전기적 연결을 제공하면서 편안하게 착용될 수 있다.

[00013] 예컨대, 의복에서 다수의 전기 컴포넌트들을 연결하기 위해 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스들이 본원에 설명된다. 이러한 디바이스들은, 제1 측 및 제2 측을 갖는 패브릭 기재(substrate)의 세장형(elongate) 스트립; 정현파형 또는 지그재그형 패턴으로 패브릭 기재의 세장형 스트립의 제1 측의 길이를 따라 연장되는 복수의 와이어들 ― 와이어들 각각은 전기적으로 절연되고, 복수의 와이어들은, 정현파형 또는 지그재그형 패턴의 피크(peak) 및 트로프(trough)에서 스티치(stitch)에 의해 제1 표면에 부착됨 ―; 및 제1 측을 코팅하는 접착제를 포함할 수 있다.

[00014] 본원에서 사용되는 정현파형 패턴은 반복되는(또는 진동하는) 패턴을 설명하는 곡선이고, 넓게는, 피크 및 트로프를 갖는 지그재그형, 톱니형(saw-tooth)(예컨대, 삼각형), 평탄한 또는 다른 반복되는 파들을 포함할 수 있으며, 피크 및 트로프는 비-수직 경로들(예컨대, 순수한 구형파형 제외)로 연결된다. 따라서, 일반적으로, 본원에서 설명되는 장치들(예컨대, 디바이스들, 의류 등) 중 임의의 장치 내의 와이어들의 진동 패턴은, 일련의 길이방향으로 반복되는 피크들 및 트로프들을 갖는 진동하는 패턴으로 지칭될 수 있으며, 여기서, 각각의 피크 이후에 인접 트로프가 후속되고, 각각의 피크는 길이방향 거리(예컨대, 0.1 mm 초과, 0.5 mm 초과, 1 mm 초과 등)로 분리되고 그리고 수직 거리(예컨대, 진폭)로 분리된다.

[00015] 의복에서 다수의 전기 컴포넌트들을 연결하기 위해 의복에 통합시키기 위한 이러한 탄력적 전기 연결기 디바이스 중 임의의 디바이스는: 길이를 갖는 제1 측을 갖는 패브릭 기재의 세장형 스트립; 정현파형 또는 지그재그형 패턴으로 패브릭 기재의 세장형 스트립의 제1 측의 길이를 따라 연장되는 함께 꼬여진(twisted) 와이어들의 번들(bundle) ― 와이어들 각각은 열적 제거가능(thermoremoable) 절연체로 전기적으로 절연되고, 와이어들의 번들은 정현파형 또는 지그재그형 패턴의 각각의 피크 및 트로프에서 스티치에 의해 제1 표면에 부착되고, 피크와 트로프 스티치들 간의 길이는 약 1 mm 내지 15 mm임 ―; 및 제1 측을 코팅하는 접착제를 포함할 수 있다.

[00016] 탄력적 전기 연결기는, 비교적 얇고 좁을 수 있는 일반적으로 얇은 스트립(예컨대, 리본, 밴드 등)일 수 있다. 예컨대, 스트립은 약 2mm 미만(예컨대, 약 1.9 mm 미만, 약 1.8 mm 미만, 약 1.7 mm 미만, 약 1.6 mm 미만, 약 1.5 mm 미만, 약 1.4 mm 미만, 약 1.3 mm 미만, 약 1.2 mm 미만, 약 1.1 mm 미만, 약 1.0 mm 미만 등)의 최대 두께를 가질 수 있다.

[00017] 탄력적 전기 연결기는 임의의 적절한 길이 및 두께일 수 있다. 예컨대, 탄력적 전기 연결기(탄력적 전기 연결기의 패브릭 기재의 세장형 스트립)는 약 0.6 mm 내지 약 3 cm의 폭 및 약 10 cm 초과의 길이를 가질 수 있다. 길이는 수 미터 연장될 수 있는데, 1 m 초과, 2 m 초과, 3 m 초과 등을 포함한다. 탄력적 전기 연결기는, 다양한 제조들에서 그에 맞게 절단되어 편리하게 사용될 수 있도록, 스풀 업(spool up)될 수 있다.

[00018] 복수의 와이어들은, 함께 꼬여진 와이어들의 번들을 포함한다. 일부 변형들에서, 복수의 와이어들은 병렬로 배열된 와이어들일 수 있다. 복수의 와이어들은 일반적으로, 2개 내지 20개(예컨대, 2개 내지 18개, 2개 내지 17개, 2개 내지 16개, 2개 내지 15개, 2개 내지 14개, 2개 내지 13개, 2개 내지 12개, 2개 내지 11개, 2개 내지 10개, 2개 내지 9개, 2개 내지 8개, 2개 등)를 포함한다. 일반적으로, 와이어들 각각은 자신의 외측 길이를 따라 개별적으로 코딩됨으로써, 와이어들 각각이 다른 와이어들과 구별될 수 있다. 예컨대, 각각의 와이어는 별개의 (예컨대, 와이어의 외측에서 보이는 표면 상에 인쇄된) 컬러 및/또는 패턴일 수 있다. 복수의 와이어들이 와이어들의 번들일 때, 와이어들은 통상적으로, 개별적으로 전기적으로 절연된다. 따라서, 번들이 그룹으로 감싸지거나 둘러싸이지 않으므로, 와이어들은 번들로부터 개별적으로 분리될 수 있지만 그들을 기재 패브릭에 홀딩(hold)하는 스티치 또는 부착으로부터 떼어진다.

[00019] 언급된 바와 같이, 각각의 와이어는 통상적으로, 개별적으로 전기적으로 절연되며, 이러한 전기 절연은, 땜납 동안 적용되는 바와 같은 비교적 낮은 열의 적용에 의해 제거될 수 있는 열적 제거가능 절연체로서 구성될 수 있다. 따라서, 와이어들에서, 절연체가 개별적으로 스트립핑(strip)되거나 제거될 필요가 없다. 예컨대, 와이어들은 폴리우레탄으로 전기적으로 절연되는 구리 와이어로 제조될 수 있다.

[00020] 와이어들은 통상적으로, 정현파형 패턴, 또는 더 구체적으로는 지그재그형 패턴으로 기재(패브릭)의 일 측 상에 부착된다. 예컨대, 정현파형 또는 지그재그형 패턴은 약 0.2 mm 내지 20 mm(예컨대, 0.5 mm 내지 약 15 mm 등)인 (지그재그형 패턴에 수직인 방향에서 측정된 피크로부터 트로프까지의) 진폭을 가질 수 있다. 정현파형(예컨대, 지그재그형) 패턴을 따라 측정된 피크와 트로프 사이의 거리, 예컨대 피크와 트로프 스티치들 사이의 길이는 약 0.5 mm 내지 약 20 mm(예컨대, 약 1 mm 내지 15 mm 등)일 수 있다.

[00021] 탄력적 전기 연결기는 통상적으로 이완된(예컨대, 신장되지 않은) 구성 및 신장된 구성을 갖는다. 의복은, 연결 와이어들 중 하나를 파손시키지 않으면서, 자신의 이완된 구성의 약 100 %(2배) 이상(예컨대, 200 %, 300 % 등)까지 신장될 수 있다.

[00022] 일부 변형들에서, 와이어들(예컨대, 와이어들의 번들)은, 기재를 통과하는 와이어들 주변의 스티치들을 통해서와 같이, 정현파형 패턴의 피크 및 트로프에서 하나 이상의 스티치들에 의해 의복에 홀딩되는 것이 도움이 된다. 이러한 구성은, 스티치들이, 정현파의 형상을 계속 유지하면서, 와이어들이 슬라이딩(slide)할 수 있는 작은 구멍(eyelet)으로서 작용하는 것을 허용할 수 있다.

[00023] 본원에서 설명되는 탄력적 전기 연결기들 중 임의의 연결기에서, 접착제 코팅은 비교적 얇은 접착제 코팅일 수 있다. 예컨대, 접착제 코팅은 낮은 용융점을 갖는 핫 멜트(hot melt) 필름을 포함할 수 있다. 접착제 코팅은 10 내지 200 마이크로미터 두께로 이루어진 두께(예컨대, 20 내지 190, 30 내지 180, 40 내지 170, 50 내지 160, 60 내지 150 등, 또는 10 내지 200 마이크로미터의 임의의 두께)를 가질 수 있다. 실제 두께는 재료에 의존할 수 있지만, 더 얇은 코팅들이 바람직하다. 접착제는, 탄력적 전기 연결기를, 탄력적 전기 연결기가 그의 일부를 형성할 의복에 고정시키도록 구성된다. 따라서, 임의의 적절한 의복-호환가능(그리고 다소 탄력적이고 그리고/또는 유연한) 접착제가 사용될 수 있다. 예컨대, 접착제 코팅은 약 130 ℃ 내지 200 ℃의 용융점을 갖는 핫 멜트 필름을 포함한다.

[00024] 이들 변형들 중 임의의 변형에서, 기재 패브릭은, 패브릭 기재의 세장형 스트립이 부착될 의복의 패브릭과 동일한 패브릭으로 형성될 수 있으며, 신장가능한 패브릭 기재가 포함된다. 예컨대, 패브릭 기재의 세장형 스트립은 폴리아미드/엘라스테인 혼합 패브릭(예컨대, 74 % 폴리아미드, 26 % 엘라스테인)을 포함할 수 있다.

[00025] 이들 디바이스들(탄력적 전기 연결기들) 중 임의의 디바이스는, 접착제를 커버하는 제1 측 상의 제거가능 백킹(backing)을 포함할 수 있다. 후면(back)은 종이(예컨대, 왁스처리된(waxed) 종이), 플라스틱 등일 수 있으며, 접착제를 노출시키도록 벗겨질 수 있다.

[00026] 의복에서 다수의 전기 컴포넌트들을 연결하기 위해 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스가 또한 본원에서 설명되며, 디바이스는, 제1 측 및 제2 측을 갖는 패브릭 기재의 세장형 스트립; 정현파형 또는 지그재그형 패턴으로 패브릭 기재의 세장형 스트립의 제1 측의 길이를 따라 연장되는 복수의 와이어들 ― 와이어들 각각은 전기적으로 절연되고, 복수의 와이어들은 제1 표면에 부착됨 ―; 및 제1 측을 코팅하는 접착제를 포함한다.

[00027] 이러한 탄력적 전기 연결기들을 제조하는 방법이 또한 본원에서 설명된다. 의복의 다수의 전기 컴포넌트들을 연결하기 위해 의복에 적용될 수 있는 탄력적 전기 연결기를 형성하는 방법은, 교번하는(alternating) 피크들 및 트로프들을 포함하는 정현파형 또는 지그재그형 패턴으로 패브릭의 세장형 스트립의 제1 표면에 세장형의 와이어들의 번들을 부착하는 단계 ― 와이어들은 각각 전기적으로 절연되고, 번들은 정현파형 또는 지그재그형 패턴의 각각의 피크 및 트로프에서 적어도 하나의 스티치에 의해 제1 표면에 부착되고, 피크와 트로프 스티치들 간의 길이는 약 1 mm 내지 15 mm임 ―; 제1 측을 코팅하는 접착제를 적용하는 단계; 및 제거가능 백킹으로 접착체 코팅을 커버하는 단계를 포함할 수 있다.

[00028] 또한, 본원에 설명된 탄력적 전기 연결기들을 사용하여 제조되는 의류가 본원에 설명된다. 예컨대, 의복은: 제1 패브릭; 제1 패브릭 상의 복수의 전기 컴포넌트들; 및 적어도 하나의 탄력적 전기 연결기를 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 탄력적 전기 연결기는, 제1 측을 갖는 제2 패브릭 기재의 세장형 스트립, 정현파형 또는 지그재그형 패턴으로 패브릭 기재의 세장형 스트립의 제1 측의 길이를 따라 연장되는 복수의 와이어들 ― 와이어들 각각은 전기적으로 절연되고, 복수의 와이어들은, 정현파형 또는 지그재그형 패턴의 피크 및 트로프에서 스티치에 의해 제1 표면에 부착됨 ―, 및 제1 측을 코팅하는 접착제를 포함하고, 여기서, 각각의 전기 컴포넌트는 적어도 하나의 전기 연결기 내의 하나 이상의 와이어에 연결된다. 일반적으로, 탄력적 전기 연결기들에 의해 연결될 수 있는 본원에 설명된 전기 컴포넌트들은, 임의의 적절한 전기 컴포넌트 및 특히(그러나 이에 제한되지 않음) 센서를 포함할 수 있다.

[00029] 의복을 형성하는 방법은, 하나 이상의 탄력적 전기 연결기를 제1 패브릭에 접착식으로 부착하는 단계 ― 각각의 탄력적 전기 연결기는, 제1 측을 갖는 제2 패브릭 기재의 세장형 스트립, 정현파형 또는 지그재그형 패턴으로 패브릭 기재의 세장형 스트립의 제1 측의 길이를 따라 연장되는 복수의 와이어들(와이어들 각각은 전기적으로 절연되고, 복수의 와이어들은, 정현파형 또는 지그재그형 패턴의 피크 및 트로프에서 스티치에 의해 제1 표면에 부착됨), 및 제1 측을 코팅하는 접착제를 포함함 ―; 및 복수의 전기 컴포넌트들을 제1 패브릭에 부착하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서, 각각의 전기 컴포넌트는, 하나 이상의 탄력적 전기 연결기의 적어도 하나의 와이어에 연결된다.

[00030] 도 1a는 의복에서 다수의 전기 컴포넌트들을 연결하기 위해 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스의 개략적인 예시이며, 평면도로 도시된다. 도 1b는, 도 1a에 도시된 전기 연결기의 측면도이다.
[00031] 도 2는 탄력적 전기 연결기, 이를테면 도 1a에 도시된 연결기의 롤(roll)을 예시한다.
[00032] 도 3은, 다수의 전기 컴포넌트들을 의복에 연결하는 데 사용하기 위한 탄력적 전기 연결기의 다른 예의 개략적인 예시이다.
[00033] 도 4는, 탄력적 전기 연결기를 형성하는 패브릭 재료의 일 측 상에 연결되는 탄력적 전기 연결기의 절연된(에나멜처리된(enameled)) 와이어들의 번들의 일 예를 도시한다.
[00034] 도 5는, 탄력적 전기 연결기를 형성하는 패브릭 재료의 일 측 상에 연결되는 탄력적 전기 연결기의 절연된(에나멜처리된) 와이어들의 번들의 다른 예를 도시한다.
[00035] 도 6은, 전기 컴포넌트(예컨대, UART 버스의 인쇄 회로 기판 또는 PCB)와 전기적으로 연결하기 위해 본원에 설명된 것들과 같은 탄력적 전기 연결기를 사용하는 것을 예시한다.
[00036] 도 7은, 다른 전기 컴포넌트(예컨대, 외부 연결기)와 전기적으로 연결하기 위해 본원에 설명된 것들과 같은 탄력적 전기 연결기를 사용하는 것을 예시한다.
[00037] 도 8은, 전기 컴포넌트(예컨대, 스트레인 게이지(strain gauge))와 전기적으로 연결하기 위해 본원에 설명된 것들과 같은 탄력적 전기 연결기를 사용하는 것을 예시한다.
[00038] 도 9는, 전기 컴포넌트(예컨대, 전극들)와 전기적으로 연결하기 위해 본원에 설명된 것들과 같은 탄력적 전기 연결기를 사용하는 것을 예시한다.
[00039] 도 10a 내지 도 10c는, 본원에서 설명된 바와 같은 탄력적 전기 연결기의 일 예의 전기적 특성들 및 거동을 특성화하는 데이터를 예시한다. 도 10a는, 신장의 반복 사이클들(최대 3000 사이클)에 걸쳐 4개의 와이어들을 갖는 유연한 (패브릭) 연결기의 와이어들을 통한 전압을 예시하는 테스트 결과들을 도시하는 그래프이다. 도 10b는, 6개의 와이어들을 갖는 연결기의 예를 그래픽으로 예시한다. 도 10c는, 8개의 연결기들을 갖는 연결기의 예를 예시한다.
[00040] 도 11은, 탄력적 전기 연결기를 형성하는 데 사용될 수 있는 6개의 절연된(에나멜처리된) 와이어들의 번들에 걸친 개략적인 단면이다.
[00041] 도 12는, 탄력적 전기 연결기를 형성하는 데 사용될 수 있는 4개의 절연된(에나멜처리된) 와이어들의 번들에 걸친 개략적인 단면이다.
[00042] 도 13은, 탄력적 전기 연결기로서 구성되는 패브릭의 세장형 스트립을 예시한다.
[00043] 도 14는, 탄력적 전기 연결기의 길이를 따라 지그재그형 패턴으로 배열된 와이어 번들을 형성하는 6개의 절연된 와이어들의 단부들을 도시하는, 도 13의 탄력적 전기 연결기 디바이스의 근단부(proximal end)의 확대도를 도시한다.
[00044] 도 15a는, 탄력적 전기 연결기의 와이어들 중 2개에 전기적으로 연결된, 도 8에 도시된 것과 같은 신장 센서(stretch sensor)의 확대도이다.
[00045] 도 15b는, 내부가 노출된 도 15a에 도시된 것과 유사한 신장 센서의 영역의 다른 (확대된) 도면을 도시하며, 도 15c는 커버가 부착된 도 15b의 센서를 도시한다.
[00046] 도 16은 바디(body) 접지 패드, ECG 전극, 및 호흡 센서를 포함하는 다수의 전기 컴포넌트들에 연결된 상태로 도시된 탄력적 전기 연결기의 예이다. 부가적인 전기 컴포넌트들이 또한 부가될 수 있다.
[00047] 도 17a 내지 도 17f는 전극 센서의 조립체를 예시한다. 이러한 도면들은 새로운 전극 조립체(이 경우, EMG 전극임)를 도시하고 있다. 이러한 새로운 구조는, 우리의 전극들 전부에 공통적이며, 기본적으로, 열적 프로세스에 의해, 다른 측 상에 글루(glue) 필름(리본과 동일함)이 있는 패브릭 베이스(탄력적이 아님) 상에 잉크 센서를 적용하여 만들어진다는 것을 유의한다. 이러한 "다중층"에는 구멍이 생기고, 이후, 리벳(rivet)이 그 구멍에 삽입된다.
[00048] 도 18은, 센서를 형성하는 전도성 잉크와 접촉하는 연결기를 리벳팅(riveting)하는 것에 의한 전극 센서의 기계가공(machining)을 도시한다.
[00049] 도 19a 및 도 19b는 EMG 전극을 도시한다. 도 19a는, 전면(착용자-대면) 표면을 도시하는 한편, 도 19b는 의복에 부착될 후면 표면을 도시한다. 센서는, 연결기(예컨대, 본원에 설명된 바와 같은 SPIDON)에 연결되고 그런 다음 의복에 적용될 수 있다.
[00050] 도 20은, 부착된 리벳의 캡(cap)에 연결(땜납)함으로써 도 19a 및 도 19b에 도시된 것들과 같은 EMG 전극을 전기 연결기 디바이스에 땜납하는 것을 예시한다.
[00051] 도 21은, 탄력적 전기 연결기가 또한 연결될 수 있는 패브릭(예컨대, 의복)에 연결된, 하우징을 포함하는 센서 관리 시스템(SMS; sensor management system)의 일 예를 도시한다.
[00052] 도 22는, 패브릭(의복)에 부착된 조립된 SMS 연결기 및 하우징을 예시한다.
[00053] 도 23은, SMS 하우징의 최상부를 도시한다.
[00054] 도 24는, SMS 하우징의 최하부를 도시한다.
[00055] 도 25는, 방수용 에폭시 수지를 포함하는 SMS 하우징의 상부의 다른 도면을 도시한다.
[00056] 도 26은, SMS 하우징에 대한 상이한 하우징 구성들(예컨대, 좌측의 20개 극(pole)들, 중간의 24개 극들, 및 우측의 28개 극들)을 예시한다.
[00057] 도 27a는, SMS 연결기와 정합(mating)되는 멀티미디어 모듈 디바이스(MMM(multimedia module device) 디바이스)를 예시하며, 부분 횡단면으로 도시된다. 도 27b는, 완전히 정합된 MMM 디바이스와 SMS 연결기를 도시한다.
[00058] 도 28은, SMS 마이크로제어기의 땜납 층을 도시한다.
[00059] 도 29는, SMS 마이크로제어기의 컴포넌트 층을 도시한다.
[00060] 도 30a는, SMS 하우징 내에 하우징된 도 28 및 도 29의 SMS 마이크로제어기를 도시한다.
[00061] 도 30B는, SMS 마이크로제어기를 위한 하우징의 다른 예를 도시한다.
[00062] 도 31은, 본원에 설명된 바와 같은 탄력적 전기 연결기에 연결된 SMS의, 도 6에 도시된 것과 유사한 다른 예시이다.
[00063] 도 32는, 도 9에 도시된 것과 유사한, 탄력적 전기 연결기에 연결된 전극들의 다른 예를 예시한다.
[00064] 도 33은, 6개-극 암형(female) 연결기 및 스플리터(splitter) PCB에 연결된 탄력적 전기 연결기를 예시한다.
[00065] 도 34는, 각각이 SMS 연결기에 전기적으로 연결된 4개의 탄력적 전기 연결기들을 도시한다.
[00066] 도 35a는, 다수의 상이한 전기 컴포넌트들(예컨대, 센서들)에 말단으로(distally) 연결되거나 연결가능하고 그리고 SMS 연결기에 근단부에서 연결되는 복수의 전도성 와이어들을 각각이 포함하는 다수(예컨대, 5개)의 탄력적 전기 연결기들을 포함하는 시스템 또는 서브시스템(본원에서, 'spydon 시스템' 또는 spydon 서브시스템으로 지칭됨)을 예시하며, 이러한 전체 네트워크는, 착용가능 의복을 형성하기 위해 접착식으로 그리고/또는 다른 방식으로 패브릭에 전달 및 연결될 수 있다.
[00067] 도 35b는, 도 35a에 도시된 것과 유사한, 다수의 상이한 전기 컴포넌트들(예컨대, 센서들)에 연결되거나 연결가능하고 그리고 SMS 연결기에 근단부에서 연결되는 복수의 전도성 와이어들을 각각이 포함하는 다수의 탄력적 전기 연결기들을 갖는 시스템(또는 서브시스템)의 다른 예이다.
[00068] 도 36 내지 도 39는, SMS 회로에 대한 SMS(도 38) 및 하우징 (도 36, 도 37, 및 도 39)의 대안적인 변형을 예시한다.
[00069] 도 40a 내지 도 40c는, 기재(예컨대, 패브릭)에 재봉된 전도성 실(thread)의 예들을 예시하며; 도 40a는, 상이한 피치(pitch)들 및 폭들(각도들)을 갖는 상이한 패턴들의 스티치들을 도시하고; 도 40b는, 5개의 상이한 센서들에 연결될 수 있는 5개의 평행한 전도성 실들의 예를 도시한다. 도 40c는, 단일 전도성 실(와이어)의 예를 도시한다.
[00070] 도 41은, 신장가능한 패브릭을 연결하는 데 사용될 수 있는 유선 리본(탄력적 전기 연결기)의 일 예를 예시한다.
[00071] 도 42는, 탄력적 전기 연결기로부터 2개의 와이어들을 사용하여, 신장 센서에, 위에 도시된 바와 같이 형성된 전도성 탄력적 리본을 부착하는 것을 예시한다.
[00072] 도 43, 도 44, 및 도 45는, 탄력적 전기 연결기에 커플링된 신장 센서를 포함하는 시일링(seal)된 전도성 리본(탄력적 전기 연결기)을 제조하는 일 방법을 예시한다.
[00073] 도 46 내지 도 48은, 다수의 전기 컴포넌트들을 연결하기 위해 의복에 접착식으로 부착될 수 있는 탄력적 전기 연결기의 예들을 도시한다.
[00074] 도 49는, 착용가능 장치(의복)를 위한 탄력적 연결기에 부착될 수 있는 센서(예컨대, 관성 측정 유닛 또는 IMU)의 일 예를 예시한다. 이러한 예에서, IMU는 다수의 와이어들에 의해 부착된다(측 당 4개씩 8개의 부착부들이 도시됨).
[00075] 도 50은, 탄력적 연결기에 대한 PCB(인쇄 회로 기판)와 잭(jack)(예컨대, 암형 잭 연결기)의 예시적인 연결을 도시한다.
[00076] 도 51은, 본원에 설명된 바와 같은 탄력적 연결기에 연결된 도 49 및 도 50에 도시된 것들과 같은 IMU 및 잭을 예시한다.

[00077] 의복에서 다수의 전기 컴포넌트들을 연결하기 위해 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스들, 이러한 탄력적 전기 연결기들을 제조하는 방법들, 탄력적 전기 연결기들을 포함하는 의류, 및 그러한 의류를 제조하는 방법들이 본원에서 설명된다.

[00078] 탄력적 전기 연결기는 본원에서 탄력적 스트립 연결기, 패브릭 스트립 연결기 등으로 지칭될 수 있다. 일반적으로, 본원에서 설명되는 탄력적 전기 연결기들은 (예컨대, 패브릭 기재의 세장형 스트립으로 절단되거나 형성되는) 패브릭 기재를 포함할 수 있다. 이러한 기재는 탄력적일 수 있다(예컨대, 그 기재는 신장가능 패브릭으로 제조될 수 있음). 복수의 와이어들이 패브릭의 일 측에 부착될 수 있고, 복수의 와이어들은 탄력적 전기 연결기의 길이를 따라 정현파형(예컨대, 지그재그형) 패턴으로 부착 될 수 있다. 예컨대, 탄력적 전기 연결기는 정현파형 또는 지그재그형 패턴으로 패브릭 기재의 세장형 스트립의 제1 측의 길이를 따라 연장되는 복수의 와이어들을 포함할 수 있다. 와이어들은 재봉 또는 스티칭(stitching)에 의해 기재에 부착될 수 있다. 일부 변형들에서, 와이어들은 (스티칭 대신 또는 스티칭에 부가하여) 접착제에 의해 부착된다. 예컨대, 복수의 와이어들은 정현파형 또는 지그재그형 패턴의 피크들 및 트로프들에서 하나 이상의 스티치들에 의해 제1 표면에 부착될 수 있다.

[00079] 일반적으로, 정현파형 또는 지그재그형 패턴으로 와이어들의 번들을 기재에 홀딩하는 피크 및 트로프들에서의 부착 지점들 사이(예컨대, 스티치들 사이)에 간격이 있을 수 있다. 이러한 간격은, 1 mm 초과, 2 mm 초과, 3 mm 초과, 4 mm 초과, 5 mm 초과, 6 mm 초과, 7 mm 초과, 8 mm 초과, 9 mm 초과, 10 mm 초과, 11 mm 초과, 12 mm 초과, 13 mm 초과, 14 mm 초과, 15 mm 초과, 20 mm 초과 등(예컨대, 약 1 mm 내지 15 mm)일 수 있으며, 이러한 간격은 내구성 있는(durable) 부착 부위들(예컨대, 스티치들) 사이의 거리일 수 있다. 부착 지점들 사이의 간격은 기재의 길이에 따라 변할 수 있거나 또는 일정할 수 있다. 와이어들의 번들(함께 꼬여 있을 수 있음)을 남겨두는 것은, 아래에서 설명될 바와 같이, 전기 컴포넌트로의 부착을 위해 와이어들이 더 용이하게 분리되게 할 수 있다. 본원에서 와이어들이 부착된 것으로 지칭되는 않는 변형들에서조차, 탄력적 전기 연결기의 와이어들은, 접착제가 피크들과 트로프들 사이에서 기재에 와이어(들)를 단단히 홀딩하지 않을 수 있기 때문에, 부착되지 않은 것으로 고려될 수 있음을 유의한다. 일반적으로, (달리 명시하지 않는 한) 본원에서 설명된 변형 중 임의의 변형은 지그재그형/정현파형 와이어들(와이어 번들)이 부착되는 측을 포함하는 탄력적 전기 연결기의 일 측 또는 양측 상의 접착제를 포함할 수 있다.

[00080] 일부 변형들에서, 접착제는 설명된 바와 같이 정현파형 패턴으로 복수의 와이어들 또는 와이어들의 번들을 홀딩할 수 있다(또는 홀딩하는 것을 도울 수 있음). 예컨대, 복수의 와이어들은, 정현파형(예컨대, 지그재그형, 톱니형 등) 진동 패턴으로 와이어들을 홀딩하는(또는 홀딩하는 것을 돕는) 접착제 내에 매립될 수 있지만, 절단 및 센서와 같은 전기 디바이스로의 부착을 위해 개별 와이어들이 (예컨대, 잡아당김으로써) 접착제 및 기재로부터 개별적으로 제거되는 것을 허용한다. 접착제를 포함하는 변형들 중 임의의 변형에서, 접착제는, 다른 와이어들은 진동 패턴으로 남아 있게 하면서 개별 와이어들이 부착을 위해 기재의 측부(예컨대, 후면)로부터 제거되는 것을 계속 허용하면서, 복수의 와이어들(예컨대, 와이어들의 번들)을 기재를 따라 진동 패턴으로 홀딩하는 것을 도울 수 있다. 따라서, 기재에(또는 기재 내에) 홀딩된 와이어의 접착 강도 (예컨대, 인장 또는 풀-오프(pull-off) 접착 강도)는 비교적 낮을 수 있어서, 개별 와이어를 손상시키거나 기재 상의 다른 와이어들의 진동 패턴을 붕괴시키지 않고도 와이어가 수동으로 제거되는 것을 허용한다.

[00081] 탄력적 전기 연결기의 와이어들 각각은 전기적으로 절연될 수 있다. 특히, 와이어 상의 절연 층은 열적 제거가능할 수 있어서, 단지 가열함으로써(예컨대, 200 ℃ 초과, 250 ℃ 초과, 300 ℃ 초과, 350 ℃ 초과 , 400 ℃ 초과 등으로 예컨대 땜남함으로써) 가열된 부분의 와이어로부터 절연부가 제거될 수 있고, 나머지 와이어(들)는 절연된 채로 유지된다.

[00082] 예컨대, 도 1은 탄력적 전기 연결기의 일 변형을 개략적으로 예시한다. 이러한 예에서, 탄력적 전기 연결기 디바이스는, 탄력적 패브릭(109)의 스트립, 접착제(107) 및 와이어들의 번들(102)을 포함한다. 임의의 수의 와이어들(예컨대, 2개 내지 20개, 2개 내지 19개, 2개 내지 18개, 2개 내지 17개, 2개 내지 16개, 2개 내지 15개, 2개 내지 14개 등)이 연결기 디바이스에 포함될 수 있다. 이러한 예에서, 와이어들의 지그재그형/정현파형 번들은 약 0.5 내지 15 mm(또는 그 초과, 예컨대 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25 mm 등)의 (트로프로부터 피크까지의) 진폭(105)을 가질 수 있다. 스티치 길이(103), 또는 와이어(들)에 따른 트로프와 피크 간의 거리는 약 1 mm 내지 15 mm일 수 있다.

[00083] 본원에서 설명되는 전기 연결기들은 전기 연결부들의 변형(연신, 꼬임, 감김 등)을 허용할 수 있다. 간단히 말해서, 이는, 열적-접착제로 함께 홀딩된 패브릭 샌드위치(sandwich)에 전기 와이어의 번들을 매립함으로써 달성된다. 완성된 spidon의 두께는 편안하게 착용가능하기 위해 중요할 수 있다. 예컨대, 적용되는 두께는 약 0.5 내지 2 mm(통상적으로, 2 mm 미만)일 수 있다.

[00084] 지그재그형(정현파형) 어레인지먼트(arrangement) 때문에, 조립체는 재료 특성 이점들을 가질 수 있다. 예컨대, 최대 연신율(elongation)(선택된 기재 패브릭의 기계적 특성들에 의해 좌우됨)이 증가할 수 있다. 지그재그형 패턴의 기하학적 구조는 긴 방향(지그재그 방향)에서 패브릭의 최대 연신율을 보장하도록 최적화된다(즉, 지그재그형은 약한 링크가 아님).

[00085] 패턴들의 진폭 및 스티치-길이들은 탄력적 전기 연결기를 형성하는 데 사용된다. 예컨대, 디바이스(예컨대, 탄력적 전기 연결기)는, 상기 제약을 충족시키고 그리고 예컨대 약 80 % 내지 400의 보증된 연신율을 갖는 3000의 응력 사이클(stress cycle)들을 지원하도록 최적화될 수 있다. 피크와 트로프 사이에서 연장되는 와이어의 라인들 사이의 각도들의 범위에 대한 값들은 일반적으로 30도 내지 110도를 갖는다.

[00086] 사용되는 기재는 임의의 적절한 기재일 수 있다. 예컨대, 사용되는 재료는, 예컨대, 라이크라(Lycra) 및 다른 합성 섬유들일 수 있다. 예컨대, 일부 변형들에서, 패브릭은, 패브릭들의 혼합물, 이를테면, 약 25 내지 40 %의 엘라스틴 또는 라이크라를 갖고 나머지가 폴리에스테르인, 합성물(예컨대, 폴리에스테르)과 다른 재료(예컨대, 라이크라 또는 엘라스틴)의 혼합물을 포함한다. 패브릭은, 일부 방식들에서는 제한기(limiter)로 작용하여, 연결기의 최대 신장을 사용된 패브릭의 최대 신장까지로 또는 그 미만으로 제한한다.

[00087] 언급된 바와 같이, 임의의 적절한 글루(접착제)가 탄력적 전기 연결기의 후면에 적용될 수 있다. 예컨대, 접착제는 약 20 내지 300 미크론(예컨대, 약 80 내지 100 미크론, 약 50 내지 200 미크론, 약 100 내지 200 미크론 등)의 두께로 적용될 수 있다.

[00088] 아래에서 더 상세히 설명될 바와 같이, 와이어를 전기 컴포넌트에 연결하기 위해, 와이어는, 와이어가 전기적으로 연결될 수 있도록 절단 단부에서 번들로부터 절단 및 제거될 수 있다. 와이어들은 코딩(예컨대, 컬러/패턴 코딩)될 수 있고, 적절한 와이어는 (예컨대, 메스(scalpel) 또는 가위로) 절단될 수 있고, 그런 다음, 직접 땜납될 때, 땜납(열)의 적용은 예컨대 증발에 의해 절연부를 제거할 수 있다. 일반적으로, 번들 내의 와이어들은 함께 융합(fuse)되거나 둘러싸이지 않지만, 예컨대 스티치에 의해 정현파형 패턴의 꼭짓점들(피크들 및 트로프들)에서만 번들로서 고정될 수 있다. 이는, 예컨대, 번들로부터 절단 단부를 잡아당김으로써, 와이어를 개별적으로 분리하여 번들로부터(그리고 패턴을 홀딩하는 스티치들로부터) 떼어지는 것을 허용함으로써, 와이어가 용이하게 식별되고 센서 또는 PCB와 같은 전기 컴포넌트에 부착되는 것을 허용한다.

[00089] 전체적으로, 디바이스를 형성하는 패브릭의 스트립은 임의의 길이 및 폭을 갖는 패브릭 스트립들로 절단될 수 있다. 예컨대, 스트립들은 일반적으로 3 내지 4 cm 폭들일 수 있다(예컨대, 가능한 한 얇을 수 있음). 마찬가지로, 길이가 다양할 수 있다. 일부 예들(예컨대, 도 2)에서, 본원엔 설명된 의류의 제조 동안 탄력적 전기 연결기의 롤이 주문 제작 및 절단될 수 있다.

[00090] 이러한 탄력적 전기 연결기들은 또한 패브릭 리본들 또는 패브릭 리본 연결기들로 지칭될 수 있으며, 전도성 지그재그형(예컨대, 정현파형) 에나멜처리된 꼬여진 와이어들을 포함할 수 있다. 탄력적 전기 연결기의 목적은, 의복의 모든 각각의 필요한 부분에 신호들 및 전기를 전달하는 것이다. 이러한 타입의 탄력적 전기 연결기에는 여러 이점들이 존재하는데, 모든 각각의 단일 와이어/전도체가, 와이어의 재킷을 스트립핑하거나 또는 패브릭 보호부 또는 다른 그러한 것을 제거할 필요 없이 센서, 전극 또는 전자 보드에 용이하게 연결될 수 있다. 이는, 에나멜처리된 꼬여진 와이어들(2개부터 최대 8개 초과의 와이어들로 구성됨) 상의 스트랜드(strand)가 리본의 글루잉된(glued) 측 상에 재봉되고, 그리고 의복에 열적으로 적용되기 전에는 용이하게 작업(절단, 보호부의 스트립핑, 용접, 부착, ....)될 수 있기 때문에 가능하다. 따라서, 제작 프로세스에서는 오직 단일의 간단한 동작: 와이어가 전극들, 센서들 또는 임의의 전자 또는 전기 부품들에 용접될 수 있도록, 절단된 와이어의 절연부를 제거하는 것이 필요하다.

[00091] 더욱이, 이는, 우리가, 자동차 제조에서 전기 분배를 위해 이루어지는 것과 매우 비슷하게, 사전에 요구되는 연결들 전부를 갖는 "하니스(harness)들"을 준비하고, 그것을 테스트하고, 그런 다음, 그것('하니스' 또는 SPIDON 조립체)을 하나의 단일/효율적/저-비용 동작으로 의복에 '부착'하는 것을 허용한다. 착용가능한 의복 상의 전기 컴포넌트들을 연결하기 위한 다른 디바이스들 및 방법들과는 대조적으로, 본원에 설명된 탄력적 전기 연결기들은 상대적으로 얇다(예컨대, 2 mm 미만, 1.9 mm 미만, 1.8 mm 미만, 1.7 mm 미만, 1.6 mm 미만, 1.5 mm 미만 등). 대조적으로, 다른 연결기들은 너무 두꺼우며, 이는, 압박 또는 꼭 맞는 옷들에 필요한 편안함을 방해할 수 있다. 다른 연결기들은 또한 리본 내부에 짜여진(woven) 것으로 설명되며, 이에 따라, 리본들의 시작 또는 단부에서만 연결들이 이루어질 수 있어서 많은 상이한 리본들이 필요하다. 추가로, 리본을 원하는 치수들로 절단하고 와이어를 손상시키지 않으면서 와이어들을 스트립핑하는 것은 매우 어렵고 시간 소모적일 수 있다. 일부 경우들에는 와이어들이 절연부를 갖지 않을 수 있으며, 이에 따라, 와이어들은 리본 폭을 와이어들의 수로 제한하여 별개로 재봉되어야 하며, 더욱이, 리본은 땀 또는 비와 접촉할 때 단락(short-circuit) 효과들을 발생시킬 위험이 있다.

[00092] 본원에 설명된 바와 같은 전도성 리본의 제조는, 패브릭과 열적 접착 필름의 커플링으로 시작될 수 있으며, 그런 다음, 2개의 커플링된 재료들은, 글루를 패브릭 측 상에 용융시키는 2개의 고온 금속 롤러들 사이를 통과한다. 패브릭 릴(reel)은 일반적으로, 140 cm 폭 및 약 70 m 길이의 치수를 가지며, 글루 커플링 프로세스 이후, 릴은 원하는 폭으로 사이즈가 정해진 더 작은 릴들로 절단될 수 있다(도 1). 리본 릴들은 외부 측 상에 패브릭을 그리고 내부 측 상에 (실리콘-종이 필름으로 보호되는) 글루를 갖춘 채로 생산된다.

[00093] 특수한 맞춤 설계된 재봉 머신을 사용하여, 보호 필름이 제거된 후 전도체 스트랜드가 리본의 글루 측 위에 재봉된다(도 3). 재봉된 리본은, 스풀의 사이즈 및 재봉 머신의 능력뿐만 아니라 사용되는 스트랜드 내부의 와이어들의 수에 의존하여, 5 미터부터 8 미터까지의 표준 길이를 갖는다. 애플리케이션에 의존하여, 스트랜드는 리본의 중앙에(도 4) 또는 일 측 상에(도 5) 재봉될 수 있다. 중앙 재봉은 일반적으로 UART 버스 분배에 사용되며, 여기서, PCB의 보드 상의 로컬 업(local uP)(도 6) 또는 외부 연결(도 7)이 필요하다.

[00094] 측부 재봉은, 커버를 위한 리본의 여유 공간을 사용하고 접촉 영역을 시일링하기 위해, 구리 접착 패드들에서의 센서들(도 8, 스트레인 게이지를 도시함) 및 전극들(도 9)의 연결들에 사용될 수 있다.

[00095] 의복 전기화(electrification) 방법으로서 탄력적 전기 연결기를 사용하는 것은, 전도체들의 전기 연속성을 검증하기 위해 연신율의 20 %로 인장 강도를 행하는 사이클링 테스트 벤치 머신(cycling test bench machine)을 이용하여 외부 인증된 실험실에서 테스트되었다. 다른 연신율들(예컨대, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 %, 100 % 등)이 또한 유사한 결과들로 성공적으로 테스트되었음을 유의한다. 도 10a 내지 도 10c는, 이러한 디바이스들이 놀랍게도 높은 신뢰성 및 유효성을 갖는다는 것을 검증하는 그 결과들을 예시한다.

[00096] 각각의 단일 스크린 테스트는 45 x 20 cm 의 치수들을 갖는 탄력적 패브릭(리본의 동일한 패브릭 재료)의 피스(piece) 상으로의 열 전사(thermal transfer)에 의해 적용된다. 샘플의 일 단부는 테스트 디바이스의 프레임에 바인딩(bind)되어 있는 한편, 다른 하나의 단부는 공압식(pneumatic) 피스톤에 고정되어 있다. 서로 직렬로 연결된 샘플들의 전기 와이어들은 전류-제한 저항기를 통해 직류 전력 공급부의 소스에 연결되어 있다. 와이어의 단부들에서의 잠재적인 전압 누출은 데이터 로거(logger)에 의해 모니터링된다. 테스트들은 3개의 상이한 스크린 테스트 샘플들에 대해 수행되었는데, 4개의 전도체들을 갖는 하나의 샘플, 6개의 전도체들을 갖는 하나의 샘플, 그리고 8개의 전도체들을 갖는 하나의 샘플에 대해 수행되었다.

[00097]

* 유의 : (비교 표준 세척 사이클들이 40 내지 50회인 경우의) 4년을 초과하는 제품 수명 지속기간에 대해, 하루에 한 번 '옷을 입고' 그리고 한 번 '옷을 벗는' 것을 고려하여 사이클들의 수가 계산되었다.

[00098] 도 11 및 도 12는, 6개 및 4 개의 스트랜드 와이어 번들들에 걸친 횡단면들을 개략적으로 예시한다. 이러한 예에서, 와이어들은 전부, 0.05 mm/8개 스트랜드들의 두께인 에나멜처리된 구리 와이어들이다. 이러한 와이어들은 각각, 각각의 도면의 우측에 있는 숫자 키들로 표시된 바와 같이 개별적으로 컬러 코딩/및/또는 패턴화 코딩될 수 있다.

[00099] 도 13은, 길고, 비교적 얇고(예컨대, 약 2 내지 5 cm), 그리고 비교적 편평한(예컨대, 2 mm 미만) 것으로 도시된 탄력적 전기 연결기의 길이의 예를 도시한다. 도 14는, 와이어들(6개가 도시됨)이 노출된, 단지 말단부(distal end)의 확대도를 도시한다. 도 15a는, 센서, 구체적으로는 신장 센서에 연결된 것으로 도시된 탄력적 전기 연결기의 부분의 확대도이다. 실제로, 다수의 전기 컴포넌트들(센서들, PCB들, 마이크로폰들, 전극들, 스피커들 등을 포함함)이 본원에 설명된 탄력적 전기 연결기들에 의해 연결될 수 있다. 예컨대, 도 16은, 탄력적 전기 연결기의 와이어들에 전기적으로 연결된 다수의 전기 컴포넌트들을 도시하는 탄력적 전기 연결기를 예시한다.

[000100] 도 15b는, 전도성 입자들이 함침(impregnate)된 탄력체(elastic)의 신장에 기반하여 동작하는, 본원에 설명된 바와 같은 스트레인 게이지 센서를 조립하는 방법의 일 예를 예시한다. 도 15b에서, 센서는 2 개의 리벳들(1511, 1511')에 의해 리본 밴드(1509)에 직접 고정되는 호흡 스트레인 게이지 센서로서 구성된다.

[000101] 이러한 예에서, 호흡 센서(탄력적)는, 도시된 바와 같이 패브릭 스트립(1509)의 중간에 배치되고, 센터링(center)되고, 그리고 부착된다. 센서는, 센서를 안정되게 유지하고, 밴드 상에 2개(또는 그 초과)의 구멍들을 (예컨대, 송곳(awl)으로) 마킹하고, 밴드를 관통하게 펀칭(punch)하여 약 2 mm 직경의 구멍들을 형성하고, 그리고 2개의 리벳들(1511, 1511')로 센서를 스트립에 고정시킴으로써 부착될 수 있다. 리벳들은, 도시된 바와 같이, 스트립의 후면 측으로부터 삽입될 수 있다. 일단 부착되면, 센서는, 도 15c에 도시된 바와 같이, 다른 층으로 커버될 수 있다. 이러한 예에서, 패브릭 스트립(1519)은, 하나 이상의 위치들(1521)에서 둘레 영역 주위에(또는 에지(edge) 주위에 완전히) 접착제를 적용함으로써 부착된다. 이러한 센서 구성은, 서브-어셈블리(spidon)를 형성하는 리본 밴드와 동시에 센서가 작동하는 것을 허용하여, 센서의 안정성을 증가시킬 수 있다. 패브릭의 하부 및 상부 스트립들(예컨대, 리본 밴드를 형성하는 하부 스트립 및 커버링(covering) 스트립)은, 탄력적 센서가 간섭 없이 신장 및 수축할 수 있는 포켓을 형성할 수 있다.

[000102] 도 17a-17f는, 본원에 설명되는 탄력적 전기 연결기들에 연결될 수 있는 센서를 제조하는 일 방법을 예시한다.

[000103] 위에 언급된 바와 같이, 본원에 설명되는 연결기들은, 다수의 전기 컴포넌트들을, 자신의 컴포넌트들을 갖춘 수형(male) 및/또는 암형 연결기들을 갖는 센서 관리 시스템(SMS)에 그러한 컴포넌트들을 연결하는 것을 비롯하여, 연결할 수 있는, 하나 이상의 유연한 연결기들("spidon"으로 지칭될 수 있음)을 포함하는 시스템의 일부일 수 있다. spidon은 다수의 지능형 스트랜드들(예컨대, 정현파형(예컨대, 지그재그형) 패턴으로 패브릭 스트립의 일 측에 대하여 재봉된, 꼬이고 에나멜처리된 다수(2개 내지 20개, 2개 내지 18개, 2개 내지 16개, 2개 내지 14개, 2개 내지 12개 등)의 와이어들로 제조됨)을 갖춘 하니스로서 구성될 수 있고, 격리(isolating) 글루를 포함할 수 있다. spidon은 전극들, 센서들, 햅틱 액추에이터(actuator)들, 터치 포인트들, 및 IC들, 이를테면 마이크로제어기들 및 IMU들을 연결할 수 있고 따라서 이들을 포함할 수 있다. spidon은, 의류/신체의 상이한 부분들에 배치된 다수의 센서들, 전극들, 터치 포인트들, 및 햅틱 액추에이터들로부터 비롯되는 신호들이 의류/신체의 상이한 부분들에 배치된 마이크로프로세서들에 그리고 멀티미디어 모듈 디바이스(MMM)와 같은 외부 디바이스들에 연결되어야 하는 의복 애플리케이션용으로 설계될 수 있다. SMS 연결기는 Spidon의 일부이며, 착용자의 견갑골들 사이의 중앙(인간 신체 중 체중에 덜 민감하고 터치에 덜 민감한 장소)에 대응하는 각각의 셔츠의 상부 중앙에 포지셔닝될 수 있다.

[000104] SMS는 MMM이 아니라 각각의 셔츠에 배치될 수 있다. 이러한 솔루션은 시스템 비용을 증가시키는데, 사용자는 이제, SMS를 갖는 MMM을 구입하여 SMS가 없는 많은 셔츠들과 함께 그것을 사용하는 것이 아니라, SMS가 없는 MMM을 구입하여 각각의 셔츠가 SMS를 갖는 많은 셔츠들과 함께 그것을 사용해야 한다. 그러나, 이러한 솔루션은, MMM 상의 수형 및 암형 연결기들의 사이즈를 증가시킬 필요 없이, 의복 내의 센서들, 전극들, 터치 포인트들, 및 햅틱 액추에이터들의 수를 증가시키는 것을 허용한다. 잠재적인 사용자들은, 36개 초과의 핀들을 갖는 SMS는 그것의 사이즈가 너무 방해가 되고 불편하게 되기 때문에 착용하지 않을 수 있다.

[000105] 셔츠에 글루잉된 연결기에 SMS를 배치함으로써, 각각의 센서, 전극, 터치 포인트, 또는 햅틱 액추에이터는 이미 언급된 스트랜드들을 통해 SMS 마이크로프로세서에 직접 연결될 수 있다. 그런 다음, SMS 마이크로프로세서는, 각각의 센서, 전극, 터치 포인트, 또는 햅틱 액추에이터 데이터 및 신호들을 포착 및 프로세싱하고 그리고 그 계산들을 SMS 연결기 상의 단지 2개의 핀들을 요구하는 디지털 직렬 포트를 통해 MMM에 전송하는 것을 담당한다.

[000106] SMS가 셔츠 연결기에 배치된게 아니라 MMM에 배치되었을 경우, 모든 센서들, 전극들, 터치 포인트들, 또는 햅틱 액추에이터들이 MMM에 연결되었을 것이고, 따라서, 연결기 상의 핀들의 수가 급격하게 증가되고, 결과적으로, 연결기의 전체 사이즈가 증가된다는 것이 유의되어야 한다. 이러한 경우, 많은 수의 센서들, 전극들, 터치 포인트들, 또는 햅틱 액추에이터들은 더 큰 연결기 사이즈의 비용만으로 달성될 수 있다. 반대로, 선택된 솔루션은, 작은 연결기 치수들, 및 많은 수의 센서들, 전극들, 터치 포인트들, 또는 햅틱 액추에이터들(최대 44개 또는 그 초과의 연결)을 동시에 보장한다.

[000107] 이미 설명된 아키텍쳐에 부가하여, 부가적인 기술은, 시스템이, 의복에 매립되고 SMS 연결기에 연결될 필요가 있는 스트랜드들의 수를 증가시키지 않고도 센서들, 전극들, 터치 포인트들, 또는 햅틱 액추에이터들의 수를 증가시키는 것을 허용한다. 이는, 위에서 이미 언급된 지능형 전용 스트랜드들을 사용하여 달성될 수 있다. 이러한 지능형 스트랜드들은, MMM 및 SMS가 통신하는 것과 유사한 방식으로 SMS 마이크로프로세서와 통신하는 매립 센서, 전극, 터치 포인트들, 햅틱 액추에이터들, 및 마이크로프로세서들을 연결한다. 각각의 번들은 다수의 스트랜드들 또는 와이어들을 포함할 수 있다. 예컨대, 4개의 꼬이고 에나멜처리된 와이어들(신호를 반송하는 2개의 와이어들(예컨대, 디지털 직렬 통신 버스로 동작함) 및 전력 공급 및 접지를 위한 2개의 와이어들)이 사용될 수 있다.

[000108] SMS에 대해 설명된 것과 유사한 원리에 따라, 부가적인 '모듈들'을 고려하는 것이 가능하며, 부가적인 모듈들 각각은 하나 이상의 부가적인 마이크로제어기를 포함하고, 지능형 스트랜드들에 매립된 각각의 부가적인 마이크로제어기는 이후, 의복 상에 배치되는 많은 수의 상이한 센서들, 전극들, 터치 포인트들, 및 햅틱 액추에이터들에 연결될 수 있다. 이러한 모듈들은 스트랜드들에 의해 SMS에 연결된다. 실제로, 마이크로제어기는 센서 컨디셔닝(conditioning)뿐만 아니라 디지털 통신도 관리한다.

[000109] 이 첫 번째 이점에 부가하여, 유의되어야 하는 2개의 다른 중요한 특징들이 존재한다. 먼저, 이러한 전체 시스템 아키텍쳐를 사용함으로써, 의복 둘레에 이어질 와이어들의 수가 상당히 감소되는, 그 이유는, 센서들, 전극들, 터치 포인트들, 또는 햅틱 액추에이터들이 SMS에 연결되지 않고 마이크로제어기들에 연결되기 때문이고, 또한, 모든 마이크로제어기들이 SMS 마이크로제어기와 통신함에 있어 동일한 디지털 직렬 버스를 공유할 수 있기 때문이다. 이는, 각각의 마이크로프로세서가 어드레스로 식별되고 그에 따라 각각의 마이크로프로세서가 SMS와 통신하는 동안 고유하게 식별될 수 있기 때문에 가능하다. 이러한 솔루션으로 와이어들의 수가 감소된다는 사실은 필연적으로, 최종 사용자들의 의복 착용성 및 편안함을 개선시킨다. 착용성 및 편안함은, 컴퓨터들, 책상들 상에서, 손에서, 또는 주머니들 안에서 사용되는 스마트 폰들, 또는 우리의 손목들에 착용되는 지능형 시계(watch)들 또는 손목 밴드들과는 대조적으로, 우리 피부의 (전체 상부 신체/셔츠, 전체 하부 신체/타이츠(tights), 손들/장갑들, 발들/양말들, 머리/방한모(balaclava) 및 그보다 많은) 넓은 부분과 직접 접촉할 때 동작하는 우리의 것들과 같은 착용가능 컴퓨터들에서 중요하다.

[000110] 또한, 동일한 디지털 직렬 버스를 공유할 수 있는 상이한 마이크로프로세서들의 수는 이론적으로 무한하거나 매우 많으며, 주로, 의복 상의 공간에 의해, 그리고 의복 둘레에 배치되는 모든 마이크로제어기들을 관리(문의(interrogation) 빈도, 대역폭 등을 포함함)할 필요가 있는 SMS 마이크로제어기의 계산 능력에 의해 제한된다는 것이 유의되어야 한다.

[000111] 마지막으로, 마이크로제어기들, 그에 연결되는 센서들, 전극들, 터치 포인트들, 또는 햅틱 액추에이터들의 결합은, SMS와 독립적으로 관리될 수 있는 일종의 "스마트 센서화된 노드"를 생성하는 것을 허용하며, 데이터 프로세싱을 분산시키고 SMS 마이크로제어기 프로세싱 부하를 완화시키는 것을 도울 수 있다.

[000112] 도 21을 참조하면, 충격 보호를 보증하기 위해, 연결기 바디(a1)는 2 mm의 전체 두께를 갖는 폴리카보네이트 플라스틱 재료로 제조된다. 베이스에는 편평한 플랜지(a2)가 존재하며, 이는, 의복 패브릭(b2)에 핫-멜팅(hot-melt)되는 연질 플라스틱 층 지지부(b1)에 대한 양호한 안정성을 허용한다. 이러한 플랜지의 하나의 부가적인 목적은, 연결기를 '샌드위칭(sandwich)'하여 연결기를 추가적으로 안정화시키기 위해, 플랜지에 핫-멜팅되는 부가적인 층(b3)을 통해 제1 플라스틱 층에 연결기를 고정하는 것이다. 최종 조립이 도 22에 도시된다.

[000113] 도 23에서, SMS 연결기는, 연결될 외부 디바이스를 용이하게 로킹(lock)하고 그리고 안정화시키는 것을 허용하는, 4개의 모서리들의 원통형 시트(a4)에 배치되는 4개의 자석들(a3)을 갖는다. 이러한 연결기는, 정기적인 세척('지능형' 의복이므로, 사용 후에는 정기적으로 세탁될 필요가 있음)에 견디게 완전히 방수처리되도록 68 IP 등급을 가지며. 따라서, 자석들은 가급적 산화 및 녹 침착을 피하기 위해 표면의 후면 측에 포지셔닝된다.

[000114] 도 24에서, 외부 디바이스와 SMS 연결기 사이의 매칭 포지션이 좌우 양측 상으로 제약됨에도 불구하고, 그 좌우 양측 상에 반-원통형 슬롯(a5)이 존재하여 원치 않는 반전된 연결들을 피하도록 설계된다.

[000115] 연결기는 또한, 도 25에 도시된 바와 같이, 방수, 또는 예컨대 적어도 내수성/내습성으로 제조될 수 있다. 암형 접촉 리셉터클(receptacle)은, 내부 부품들에 임의의 워터(water)가 도달하는 것을 피하도록 설계되었다. 암형 접촉부들(a6)이 대응하는 핀홀(pinhole)에 삽입된 후, 연결기의 후면 측은 임의의 빈틈을 완전히 시일링하기 위해 에폭시 수지(b4)로 채워진다.

[000116] 하나의 기본적인 핀 구성이 12개의 극들을 갖는 것으로 도 24에 도시되지만, 핀 구성은 또한, 도 26의 변형들(각각, 20개, 24개, 및 28개의 극들을 도시함)에 도시된 바와 같이 16개, 20개, 24개, 및 28개의 극들을 갖도록 구성될 수 있다.

[000117] 도 27은, 센서 관리기 시스템(SMS) 연결기와 외부 멀티미디어 모듈 디바이스(MMM) 사이의 전기적 연결들이 암형 접촉부들(a6) 및 포고(pogo) 핀들(b5)을 통해 이루어지는 것을 예시하며, 여기서, 내부 스프링 덕분에 극도의 충격들 및 진동들 하에서도 안정적이고 신뢰가능한 전기 접촉들이 보장된다.

[000118] 도 28 내지 도 31은 SMS를 예시한다. 도시된 SMS 쉘(shell)은 인쇄 회로 기판 조립체(PCBA; printed circuit board assembly)(도 28)를 포함하며, PCBA는, 암형 접촉부들에 직접 땜납되고, 그리고 의복에 매립된 센서들, 전극들, 터치 포인트들, 또는 햅틱 액추에이터들로부터 데이터 및 신호들을 포착하여 프로세싱하고 그리고 그들을 MMM에 송신할 수 있는 중앙 유닛으로서 동작한다.

[000119] SMS의 주 컴포넌트는 마이크로제어기이다. 이미 언급된 바와 같이, 이러한 마이크로 컨트롤러의 주 목적은, 센서들(예컨대, ECG 전극들, EMG들, 스트링(string) 게이지들, 피부 컨덕턴스(conductance), IMU들 등), 전극들, 터치 포인트들 또는 햅틱 액추에이터들로부터 비롯되는 데이터 및 신호들의 포착을 관리하는 것이다. 동일한 컴포넌트가 또한, 데이터 프로세싱의 제1 단계(예컨대, 디지털 필터들)에 그리고 이러한 계산들을 직렬 디지털 라인을 통해 멀티미디어 모듈에 통신하는 데 수반된다.

[000120] 도 29에 도시된 일 예에서, 12개의 핀들(암형 접촉부들)이 전기적 연결을 보장한다. 이러한 핀들은, 디지털 통신, 멀티미디어 모듈 배터리(규정된 +3.3 V 및 보호된 VBAT)로부터 비롯되는 전력 공급, 및 기타 하드웨어 특징들(예컨대, 멀티미디어 모듈과 SMS 간의 연결의 감지)을 갖기 위해 사용된다. 도 30a에서, SMS PCBA 땜납 층은, 2개 내지 12개(또는 그 초과)의 에나멜처리된 전도체들/와이어들의 스트랜드가 재봉되는 탄력적 리본으로 제조된 특수한 하니스를 통해 신체 특정 부위들(팔들, 손들, 다리들, 발들, 어깨들, 머리, 흉부, 등, 복부 등)을 커버하기 위한 의류 전체에 걸쳐 분산되는 다양한 타입들의 센서들, 전극들, 터치 포인트들, 또는 햅틱 액추에이터들로의 여러 연결들을 허용하도록 설계되었다. 스트랜드(와이어들의 번들)는 지그재그형 패턴의 피크 및 트로프에서 재봉되며, 이러한 예의 각각의 측부는, 그 길이의 10 % 내지 500 %까지 리본이 신장되는 것을 허용하기 위해, 최소 2 mm로부터 최대 4 cm까지로 이루어지고 그리고 각도들은 1° 내지 179° 이다. 리본 밴드는, 리본 밴드가 적용될 의복의 일부(소매, 어깨 등)를 제조하는 데 활용된 패브릭과 동일한 패브릭으로 제조된다. 신장가능 패브릭들은 다양한 방향들(1개 내지 6개 또는 그 초과)로 신장되므로, 리본은, 리본이 적용될 부분의 정확한 신장 방향에 따라 적용된다. 이러한 프로세스는, 의복 착용 시의 기능성(전도성 및 데이터 수집) 및 편안함을 개선하기 위해, 리본이 적용되는 패브릭과 동일한 연신율 및 동일한 리턴(return)을 리본이 갖는다는 것을 보장한다. 그것은 또한, 의복의 모양새(looks)를 개선한다(신체가 움직일 때 의복의 매끄러운(seamless) 신장 및 리턴). 탄력적 리본은, 특히 패브릭 애플리케이션들에 대해 공식화된 접착 필름을 통해 신장가능 패브릭에 글루잉되며, 이러한 접착제는 동일한 와이어링(wiring) 층 상에 있고, 고온 적용 이후에 지그재그형 스트랜드 형상을 차단 및 유지하기 위해, 의복의 탄력적 티슈(tissue)로의 핫 픽스(hot fix)에 사용된다. 지그재그형 형상은, 구리 전도성 재료의 기계적 응력을 피하면서 착용(donning) 및 사용 동안 와이어 연신율을 보장하도록 최적화된다.

[000121] 도 30b는 제어기(SMS 제어기)를 고정하는 데 사용될 수 있는 SMS 하우징의 다른 예이며, 제어기는, SMS 하우징이 제어기를 단단히 하우징하는 것을 허용하고 그리고 SMS 하우징이, 제어기로부터 와이어들을 빼내지 않고도, 예컨대 유연한 리본 연결기들로부터의 복수의 입력들과 인터페이싱하는 것을 허용하도록 구성된다. 도 30b서, SMS 연결기 하우징(쉘(3009))은, 와이어들(3907)과 회로 사이의 연결기들 위에 시일이 제공될 수 있도록, SMS 회로(제어기, 도 30b에서 보이지 않음)가 하우징 내에 안착(rest snugly)되는 것을 허용한다. 도 30b에서, SMS 하우징 위에 커버가 도시되어 있지 않으며; 후면 커버가 부착되기 전에 SMS는 에폭시 수지의 영역으로 코팅될 수 있다. Down Corning 실리콘의 링과 같은 실란트(sealant)(3005) PCB의 중앙에 모인 와이어 스트랜드들 둘레 전체에 배치될 수 있다. 이러한 실리콘(3005) 크라운(crown)은, 와이어들이 SMS 연결기 쉘로부터 완만하게(gently) 빠져 나와 제 위치에 유지되는 것을 허용할 수 있고, 또한, 연결부들에 대해 어느 정도의 내수성을 제공할 수 있다.

[000122] 절연된 와이어들이 기재 상에 재봉되는 본원에 설명된 임의의 연결기들 중 임의의 연결기에서, 와이어들의 번들을 기재(패브릭)에 대하여 적절한 영역들에 재봉하기 위해, 별개의 실 재료(예컨대, 코튼(cotton), 폴리에스테르, 블렌딩(blend)된 것 등)가 사용될 수 있다. 실의 단일 고리(loop) 또는 실의 다수의 고리들이 와이어들을 적소에 홀딩하는 데 사용될 수 있다. 실은 와이어 번들 주위를 1회 이상 통과할 수 있고, 기재를 1회 이상 통과할 수 있다. 와이어들을 기재에 고정시키는 스티치들은 이격 거리(예컨대, 도 1의 엘리먼트(103) 참조)만큼 분리될 수 있다.

[000123] 유선 탄력적 리본들은, IMU들, EMG들, 전극들, 터치 포인트들, 전도성 와셔(washer)들의 연결들에 의한 잉크 센서들(예컨대, 도 31), 햅틱 액추에이터들, PCBA(도 10), 및 임의의 종류의 전기 연결들과 같은 상이한 센서 타입들을 연결한다.

[000124] PCBA 통합(incorporation)의 경우, 이는, 전자 회로 내부에 워터, 땀 또는 임의의 종류의 액체가 침투하는 것을 방지하도록 사전에 에폭시 수지로 커버되어야 한다. 커버리지(coverage)는, 의복의 외측에서 양호한 터치 느낌과 매력적인 외관을 갖기 위해, 평탄하고 둥근 모양을 갖는다.

[000125] 전도성 와셔들은, 그 상부에 땜납된 구리 와이어를 잉크 센서들에 연결하는 데 사용될 수 있으며, 강한 내굴곡성(bending resistance)과 녹 및 산화에 양호한 보호를 가짐으로써 최적의 전도도 값들을 유지하게 하기 위해, 얇은 염화은 강철 필름으로 제조된다. 와셔와 잉크 표면 사이의 커플링은, 2개의 상이한 재료 표면들 사이에서의 전기 신호들의 송신을 허용하는, (3M에 의해 제조된) z-axis라는 명칭의 특수한 전도성 접착체의 도움으로 이루어질 수 있다.

[000126] 이러한 시스템을 이용하여, 얇은 에나멜처리된 전도체를 표준 하니스에 연결하는 것을 허용하는 "스플리터 PCB(SPP)" 덕분에, 의류의 모든 각각의 부품들에서 연결기들 또는 외부 모듈들과 같은 입력/출력 전기 연결부들을 갖는 것이 또한 가능하다. PCBA에 따라, 케이블링(cabling) 후 에폭시 수지 커버리지로 SPP가 보호되어야 한다. 도 32는, 한 쌍의 전극들에 전기적으로 연결된 연결기를 예시한다.

[000127] 모든 유선 리본들의 종단들은 땜납 층 상의 SMS PCBA 패드들에 땜납되며, 테스트 후, 워터 침투를 완전히 방지하기 위해, SMS 연결기 쉘(도 33) 내부에 에폭시 수지로 통합된다. 그런 다음, Spidon 서브시스템(예컨대, 도 34, 도 35)이 의복과 커플링될 준비가 될 수 있다. 가장 먼저, SMS 연결기는, 셔츠의 하이 백(high back) 측 상에 존재하는 슬롯을 통해 삽입되어 위에 설명된 바와 같이 의복에 기계적으로 고정될 수 있으며(예컨대, 도 21), 그런 다음, 레이저 프로젝터에 의해 투사되는 드로우(draw)에 후속하여, 다양한 유선 스트립이 내부 의복 표면의 적절한 위치에 포지셔닝되고 그리고 열 인쇄(thermo printing)용 유압식 프레스를 사용하여 티슈에 고정된다.

[000128] 도 35b는, 본원에 설명된 바와 같이 배열되고 부착된 복수의 와이어들을 각각이 포함하는 복수의 탄력적 전기 연결기들을 포함하는 서브시스템의 다른 예를 예시한다(예컨대, 복수의 와이어들은, 정현파형 또는 지그재그형 패턴으로 패브릭 기재의 세장형 스트립의 제1 측의 길이를 따라 연장되는 복수의 와이어들을 포함하며, 와이어들 각각은 전기적으로 절연되고, 그리고 복수의 와이어들은, 정현파형 또는 지그재그형 패턴의 피크 및 트로프에서 스티치에 의해 제1 표면에 부착됨). 이러한 예에서, 서브시스템은, 일 단부(근단부)에서 SMS 제어기(3505)(SMS 하우징 내에 홀딩됨)에 모두 연결되는 7개의 브랜치(branch)들(스트립들)을 포함한다. 각각의 브랜치는, 하나 이상의 센서들(3517) 및/또는 IMU(3515)(예컨대, 하나 이상의 센서들로부터의 데이터를 프로세싱하고 그러한 데이터를 SMU(3505)로의 그리고 SMU(3505)에 의한 송신을 위해 준비할 수 있음)를 포함할 수 있다. 그런 다음, 서브시스템을 형성하는 스트립들은, 예컨대, 압박 의류를 포함하지만 이에 제한되지 않는, 길거나 짧은 소매들을 갖는 티셔츠와 같은 티셔츠와 같은 의복에 부착되거나 또는 다른 방식(재봉, 글루잉, 매립, 계층화, 부착 등)으로 통합될 수 있다. 도 35b에서, 서브시스템은, 좌측 터치 센서(3507), 우측 터치 센서(3507'), 좌측 암(arm)(3509), 우측 암(3509'), 좌측 백(3511), 우측 백(3511') 및 중앙 백 영역(3513)에 대한 연결기들을 포함한다. 상이한 연결기들은, 예시된 바와 같이, 상이한 길이들을 가질 수 있고 그리고 상이한 컴포넌트들에 연결될 수 있다.

[000129] SMS 및 SMS 연결기들의 다른 예들이 도 36 내지 도 39에 도시된다.

[000130] 도 40a 내지 도 40c는, 정현파형 또는 지그재그형 패턴으로 부착된 와이어들을 갖는 유연한 연결기들의 다른 예들을 예시한다. 이러한 예에서, 하나의 섬유 또는 섬유들의 번들이 부착된다(도 1 내지 도 39에서 위에 설명된 바와 같이, 기재 상에 와이어들을 재봉하기 위해 부가적인 실을 사용하기 보다는 패브릭에 재봉됨). 따라서, 이러한 실시예들은, 위에 설명된 바와 같이, 와이어를 제거 및 연결하는 용이성을 포함하는 장점들 전부를 가질 수는 없다.

[000131] 일부 변형들에서, 도 40A 내지 도 40C에 도시된 것들과 같은, 전도성 실들 또는 다른 고-전도성 연결기들을 사용하는 것이 유용할 수 있다. 이러한 예에서, 전도성 실은, 스티칭의 순(net) 방향으로 약간의 신장을 허용하는 파상(wavy)(예컨대, 지그재그형, 정현파형 등) 패턴으로 의복 상에 스티칭된다. 위에 설명된 바와 같이, 호흡(센서들) 트레이스(trace)들은, 신장가능한 전도성 잉크 패턴들로 형성되어, 전도성 잉크 패턴의 신장에 따른 저항률의 변화에 따른 전도도의 변화를 활용할 수 있다. 이러한 예에서, 실들의 재봉된 패턴은, 대략적으로 35도 내지 40도의 지그재그형 패턴을 포함하여 스티치가 패브릭과 함께 약간 연신되는 것을 허용한다. 일부 예에서, 전도성 실은 금속성 전도성 실이다. (파상 패턴의) 각각의 전환점에 형성된 각도 및 패턴의 폭은 사용된 직물에 의존할 수 있다. 일반적으로, 직물의 신장성(stretchability)이 높을수록 각도가 작아진다. 실들의 수는 다를 수 있으며, 일반적으로, 예컨대, 센서들의 수 및 연결되는 데 필요한 센서들의 핀들의 수에 의존하여 임의의 수의 실들이 사용될 수 있다. 실들은 통상적으로 의복 상에 직접 재봉된다. 실의 전기 절연은, 위에 설명된 바와 같이, 실(예컨대, 실리콘, 폴리에스테르, 코튼 등) 상의 외부 코팅에 의해 그리고/또는 절연 접착제 층에 의해 획득될 수 있다. 실 연결기들은 또한, 위에 설명된 바와 같이 전사의 일부로서 사용될 수 있다. 예컨대, 전도성 실은, 의복의 동일한 패브릭 상에 제조된 밴드 상에 재봉될 수 있고, 그런 다음, 예컨대 접착제 층을 사용하여 열적 프로세스에 의해 의복에 전사될 수 있다.

[000132] 하나 이상의 전도성 실들은 패브릭(이를테면, 압축 의복)에 직접 적용되거나 전사(예컨대, 이후 의복에 부착되는, 패브릭 또는 다른 재료의 패치(patch))에 적용될 수 있다. 전도성 실들은 재봉되기 전에 절연(예컨대, 에나멜처리)될 수 있다. 일부 변형들에서, 전도성 실은 패브릭 또는 다른 기재 상에 재봉되기 전에 그룹화될 수 있다. 예컨대, 복수(예컨대, 2개, 3개, 4개, 5개 등)의 실들이 절연되고 함께 감길 수 있으며, 그런 다음, 압박 패브릭과 같은 기재에 스티칭될 수 있다. 예컨대, 일 변형에서, 장치는, 센서 모듈/관리기를 포함하는 장치 상의 회로(예컨대, 마이크로칩)로 피딩(feed)되는 입력들을 갖춘 2개의 EMG들 및 IMU를 갖는 의류를 포함한다. 컴포넌트들은, 동일한 전자 '라인' 상에서 동작될 수 있는데, 여기서, 라인은 기재를 통해 스티칭하기 위해 함께 결합되는 복수의 전기 전도성 실들이다. 일 예에서, 2개의 마이크로칩들이 4개의 와이어들로 이루어진 동일한 '라인'에 의해 동작될 수 있는데, 여기서, 각각의 와이어는 서로 전기적으로 격리된다. 재료를 스티칭할 때, 스티치는 2개의 세트들의 와이어들(기계적 재봉 디바이스들로부터 이해되는 바와 같이, 기재의 최상부 상의 일 세트 및 기재 아래의 하나의 세트)로 형성될 수 있으며, 일부 변형들에서, 전도성 실로 형성된 스티치는, 상부 전도성 실(또는 전도성 실들의 그룹) 및 하부 전도성 실(또는 전도성 실들의 그룹)을 포함할 수 있고, 여기서, 상부 전도성 실(들)은 주로 상부 표면 상에 있고, 하부 전도성 실(들)은 주로 하부 표면 상에 있다(그러나, 하나 또는 양쪽이 나머지 다른 쪽과 맞물리기 위해 기재를 관통할 수 있음).

[000133] 예컨대, 전도성 실은, 약 0.9 밀리미터의 총 직경을 갖는, (실리콘 또는 워터 기반인) 바인딩(binding) 용액으로 커버되는 또는 재킷에 의해 보호되는 4개의 꼬이고 에나멜처리된(이에 따라, 서로 전기적으로 격리됨) 와이어들로 이루어진 매우 가는(예컨대, 0.7 밀리미터 게이지/두께) '와이어'를 포함할 수 있다. 전도성 와이어는 지그재그형의 레그(leg)들 사이에 45도 내지 90도의 각도들을 갖는 패턴과 같은 파상(예컨대, 지그재그형) 패턴으로 패브릭 또는 기재 상에 직접 재봉될 수 있다. 일부 예에서, 패턴은 재료(예컨대, 패브릭)의 기재 상에 형성되고 의복에 부착된다. 예컨대, 기재는, 패브릭의 1 cm 내지 3 cm의 자체-접착(self-adhesive) 스트립일 수 있다.

[000134] 도 41 내지 도 48은, 위에 설명된 바와 같은 탄력적 전기 연결기에 대한 일 타입의 센서의 연결 및 형성을 예시한다. 이러한 예에서, 신장 센서는, 단자들을 형성하기 위해, 전도성 입자들로 탄력적 재료를 함침하고, 그것이 건조될 수 있게 하고, 그리고 단부들에서 접촉부들을 커플링시킴으로써 형성될 수 있다. 일단 단자들이 부착되면, 탄력적 재료는, 도 41에 도시된 사전 준비된 와이어 리본 재료와 같은 와이어 연결기에 커플링될 수 있다. 도 41에서, 와이어 리본 재료는, 꼬여진 에나멜처리된(절연된) 와이어들로 도시된 한 쌍의 꼬여진 와이어들(1010)(그렇지만, 2개 초과의 와이어들이 사용될 수 있음)로 패브릭의 스트립에 재봉된다. 와이어들은, 지그재그형 패턴으로 패브릭의 스트립(예컨대, 압박 패브릭)에 재봉되고, 패브릭 스트립은 패브릭 접착제를 포함할 수 있거나 다른 패브릭(예컨대, 의복)에 열적으로 적용되도록 구성될 수 있어서, 전도성 연결기들은, 패브릭에 직접 재봉될 필요 없이 그리고 와이어들을 위한 커버링을 제공하지 않고도 패브릭에 직접 적용될 수 있다. 와이어들이 재봉되는 패브릭은 통상적으로, 패브릭이 적용될 곳의 재료와 동일한 재료(예컨대, 압박 의복 패브릭)이다. 일부 변형들에서, 애플리케이터(applicator) 패브릭으로 지칭될 수 있는, 절연된 와이어들의 지그재그형 패턴이 재봉되는 패브릭의 일 측은, 패브릭 접착제(열적 활성 접착제를 포함함)를 포함하거나 그와 함께 사용하도록 처리된다. 실제로, 긴 길이들의 와이어가 미리 준비되어 의복으로의 적용에 필요한 바에 따라 절단될 수 있다. 일반적으로, 와이어 리본 재료는, 하나 이상의 센서들을, 데이터 모듈 및/또는 SMS 컴포넌트를 포함하는 본원에 설명된 의류의 다른 부분들에 연결하는 전기 연결기로서 사용될 수 있다는 것을 유의한다. 이러한 와이어 리본 재료는 본원에서 와이어 리본 재료 또는 스티칭된 지그재그형 연결기로 지칭될 수 있다. 이러한 재료는 유리하게는, 긴 길이들로 준비되어 의복 및/또는 센서를 고정(예컨대, 접착식으로 고정)하기 위한 원하는 길이로 절단될 수 있다.

[000135] 예컨대, 도 42에서, 전도성 탄력적 리본은, 와이어를 포함하지 않는 영역에서, 와이어링된(wired) 리본의 열적 접착 글루잉된 표면 상에 배치되고, 전도성 와이어 단부들에 연결된다. 예컨대, 도 43에 도시된 바와 같이, 전도체들(와이어들)은 구리 단자들에 땜납된다.

[000136] 일단 전도성 와이어들이 적용되면, 탄력적 리본은 패브릭(예컨대, 와이어들이 적용되는 패브릭과 동일할 수 있는 절연 패브릭) 내에 둘러싸일 수 있다. 일부 변형들에서, 탄력적 리본은 절연체 재료로 둘러싸이고 그리고/또는 절연체로 코팅될 수 있다. 도 44 및 도 45에서, 전도성 탄력적 리본(접촉부들을 포함함)의 외부 측은 대략적으로 33 mm의 폭으로 접착제 티슈 리본과 시일링된다. 티슈 (커버링) 리본은, 예컨대, 도 45에 도시된 바와 같이, (열적으로 활성화되는 접착제를 사용할 때) 열적 프레스에 의해 탄력적 리본 위에 고정될 수 있다.

[000137] 그 후, 전도성 탄력적 재료 및 지그재그 와이어들을 포함하는 결과적인 리본이 압박 의복과 같은 의복에 부착될 수 있다.

[000138] 도 49는, 본원에 설명된 바와 같은 탄력적 연결기에 통합될 수 있는 센서의 예이다. 이러한 예에서, 센서는 IMU이지만, 임의의 센서가 사용될 수 있다. 다수의 IMU들이 (도 35a 및 도 35b에 도시된 바와 같은) 서브시스템에 부착될 수 있으며, 이러한 서브시스템은, 의복이 착용되었을 때의 신체 움직임 및/또는 포지션 정보를 제공할 수 있다. 예컨대, 센서는, 도 49에 도시된 IMU와 같은 인쇄 회로 기판(또는 EMG 센서 또는 컨디셔닝 회로) 상에 있거나 또는 그의 일부일 수 있다. 유연하고 신장가능한 패브릭과 다소 더 강성인 PCB 간의 부착은 통상적으로, 의복의 정상적인 움직임/착용 동안 와이어(들)가 구부러지기 때문에 저항이 변할 수 있는 불량한 연결을 초래할 수 있다. 도 49에서, 연결기의 절연된 와이어들이 부착되는 PAD들(4901)은, 부채꼴의 반원형 어레인지먼트로 배열되므로, 와이어들은, 도시된 바와 같이, 와이어들이 반원형 안착 영역의 중심에 도달할 때까지 번들링된 상태(4911)로 유지될 수 있고(예컨대, 함께 모여 있는 상태로 유지됨), 그런 다음, 개별 와이어들이 펼쳐져 접촉부들(PAD들(4911))에 부착된다. 유사한 연결들이 회로의 양단에서 이루어질 수 있다. 일부 변형들에서, 회로(예컨대, 센서)에 연결되지 않은 와이어들은 반원형 PAD 어레인지먼트의 정점(vertex)(4915)에서 산개(fan out) 영역에 도달하기 전에 분리될 수 있고, 센서/회로(도시되지 않음) 주위에서 스트립 상을 통과할 수 있다.

[000139] 도 50은, 유사한 방식으로 다른 유연한/신장가능한 패브릭 연결기 스트립에 연결될 수 있는 회로(PCB)의 다른 예이다. 도 50에서, 암형 플러그(5019)가 스트립에 연결될 수 있다. 이러한 예에서의 암컷 잭 연결기는, 잭 연결기 안정성과 리본에 대한 고정을 개선할 수 있는 2개의 부가된 윙(wing)들을 포함한다. 이러한 예에서, 연결기 스트립으로부터의 절연된 와이어들은 와이어들이 중앙 정점 영역(5015)에 도달 할 때까지 번들링된 상태(5011)로 유지되며, 그 영역에서, 와이어들은 공통 정점(5015)을 중심으로 펼쳐지는 반원형으로 배열된 PAD 접촉부들에 접촉하도록 펼쳐진다. 가요성 패브릭 스트립의 와이어들을 더 강성인 기재 및 센서 또는 다른 PCB(예컨대, 도 50에 도시된 연결기(5019))의 접촉부들에 연결함으로써, 응력이, 저항 변화들 및 와이어들의 연결해제를 방지하는 방식으로 분산될 수 있다.

[000140] 또한, 접촉 영역(정점(4915, 5015) 및 PAD 접촉들(4909, 5009)을 포함)을 실리콘과 같은 폴리머로 코팅하는 것이 유익할 수 있다. 예컨대, 도 49 및 도 50 둘 모두에서, Dow Corning 실리콘은, 와이어들이 케이블 부츠(cable boot)로서 PCB로부터 완만하게 빠져 나올 수 있도록 와이어를 서스펜션(suspension) 상태로 유지하면서, 원형 시트 와이어 연결기 영역들에 배치된다. 실리콘은 반원형 어레인지먼트로 인해 정확하게 그리고 용이하게 적용될 수 있으며, 절연 및 워터에 대해 보호하는 것을 또한 도울 수 있다.

[000141] 도 51에서, 도 49 및 도 50에 도시된 것들과 같은 센서(예컨대, IMU(5103)) 및 회로(연결기(5107)를 갖는 프로세서(5105))는, 위에 예시된 바와 같이, 유연한 패브릭 연결기에 연결된 것으로 도시되어 있다. 이러한 예에서, 패브릭(예컨대, 압박 또는 신장가능 패브릭)(5101)은 스트립으로 형성되고 그리고 일 측 또는 양측 상에(예컨대, 도 51에 도시된 보이는 측 상에) 접착제를 갖는다. 방금 설명된 바와 같이, 센서 및 연결기 둘 모두는, 도시된 바와 같이, 회로(5105)를 통해, 지그재그형 패턴으로 패브릭에 커플링된 와이어들 중 몇몇에 부착된다.

[000142] 본원에서, 특징부(feature) 또는 엘리먼트가 다른 특징부 또는 엘리먼트 "위"에 있는 것으로 지칭되는 경우, 특징부 또는 엘리먼트는 다른 특징부 또는 엘리먼트 바로 위에 있을 수 있거나 또는 개재 특징부들 및/또는 엘리먼트들이 또한 존재할 수 있다. 대조적으로, 특징부 또는 엘리먼트가 다른 특징부 또는 엘리먼트 "바로 위"에 있는 것으로 지칭되는 경우에는, 어떠한 개재 특징부들 또는 엘리먼트들도 존재하지 않는다. 또한, 특징부 또는 엘리먼트가 다른 특징부 또는 엘리먼트에 "연결", "부착", 또는 "커플링"된 것으로 지칭되는 경우, 특징부 또는 엘리먼트는 다른 특징부 또는 엘리먼트에 직접 연결, 부착, 또는 커플링될 수 있거나 또는 개재 특징부들 또는 엘리먼트들이 존재할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 대조적으로, 특징부 또는 엘리먼트가 다른 특징부 또는 엘리먼트에 "직접 연결", "직접 부착", 또는 "직접 커플링"된 것으로 지칭되는 경우, 어떠한 개재 특징부들 또는 엘리먼트들도 존재하지 않는다. 일 실시예에 관하여 설명되거나 또는 도시되었지만, 그렇게 설명되거나 또는 도시된 특징부들 및 엘리먼트들은 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 또한, 다른 특징부에 "인접"하게 배치되는 구조 또는 특징부에 대한 참조들은, 인접 특징부와 중첩되거나 인접 특징부 밑에 놓이는 부분들을 가질 수 있다는 것이 당업자들에 의해 인식될 것이다.

[000143] 본원에서 사용되는 용어는 오직 특정 실시예들을 설명하는 목적을 위해서이며, 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 예컨대, 본원에서 사용되는 바와 같이, 맥락이 명확하게 달리 표시하지 않으면, 단수 형태들은 복수 형태들을 또한 포함하도록 의도된다. 본 명세서에서 사용되는 경우, "포함하다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어들은, 언급된 특성들, 단계들, 동작들, 엘리먼트들, 및/또는 컴포넌트들의 존재를 특정하지만, 하나 이상의 다른 특성들, 단계들, 동작들, 엘리먼트들, 컴포넌트들, 및/또는 그들의 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하지 않음을 추가적으로 이해할 것이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "및/또는"이라는 용어는 연관된 열거된 항목들 중 하나 이상의 모든 결합들 및 그들 중 임의의 것을 포함하며, "/"로 축약될 수 있다.

[000144] "아래", "밑", "하부", "위", "상부" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어들은, 도면들에서 예시된 바와 같은 하나의 엘리먼트 또는 특성과 다른 엘리먼트(들) 또는 특성(들)에 대한 관계를 설명하기 위한 설명의 용이성을 위해 본원에서 사용될 수도 있다. 공간적으로 상대적인 용어들은, 도면들에 도시된 배향에 부가하여, 사용 중이거나 동작 중인 디바이스의 상이한 배향들을 포괄하도록 의도됨이 이해될 것이다. 예컨대, 도면들에서의 디바이스가 뒤집어지면, 다른 엘리먼트들 또는 특성들 "아래" 또는 "밑"과 같이 설명된 엘리먼트들은, 다른 엘리먼트들 또는 특성들 "위"에 배향될 것이다. 따라서, 예시적인 용어 "아래"는 위 및 아래의 배향 둘 모두를 포괄할 수 있다. 디바이스는 달리 배향(90도로 회전 또는 다른 배향들)될 수 있고, 본원에서 사용된 공간적으로 상대적인 기술어들은 그에 따라 해석된다. 유사하게, 용어들 "상향", "하향", "수직", "수평" 등은 달리 구체적으로 표시되지 않으면 오직 설명의 목적을 위해 본원에서 사용된다.

[000145] 다양한 특징부들/엘리먼트들(단계들을 포함함)을 설명하기 위해 용어들 "제1 " 및 "제2"가 본원에서 사용될 수 있지만, 이들 특징부들/엘리먼트들은 문맥이 그렇지 않다는 것을 표시하지 않으면 이들 용어들에 의해 제한되어서는 안된다. 이들 용어들은 하나의 특징부/엘리먼트를 다른 특징부/엘리먼트와 구별하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 교시들로부터 벗어남이 없이, 아래에 논의되는 제1 특징부/엘리먼트는 제2 특징부/엘리먼트로 지칭될 수 있고, 유사하게, 아래에 논의되는 제2 특징부/엘리먼트는 제1 특징부/엘리먼트로 지칭될 수 있다.

[000146] 본 명세서 및 후속하는 청구항들 전체에 걸쳐, 맥락이 달리 요구하지 않으면, "포함하다"라는 용어 및 "포함한다" 및 "포함하는"과 같은 이의 변형들은, 다양한 컴포넌트들이 방법들 및 물품들(예컨대, 디바이스 및 방법들을 포함하는 장치들 및 조성물들)에서 공동으로(co-jointly) 이용될 수 있음을 의미한다. 예컨대, "포함하는"이라는 용어는, 임의의 언급된 엘리먼트들 또는 단계들을 포함하는 것을 의미하지만 임의의 다른 엘리먼트들 또는 단계들의 배제를 의미하지는 않는다는 것이 이해될 것이다.

[000147] 본원에서 사용되는 바와 같이, 예들에서 사용되는 경우를 포함하여 명세서 및 청구항들에서, 그리고 그렇지 않다고 명백히 명시되지 않으면, 모든 수치들은 용어가 명백히 나타내지 않는다 하더라도 단어 "약" 또는 "대략적으로"로 서문이 쓰여진 것으로 읽힐 수 있다. 어구 "약" 또는 "대략적으로"는, 설명된 값 및/또는 포지션이 합당한 기대 범위의 값들 및/또는 포지션들 내에 있다는 것을 표시하기 위한 크기 및/또는 포지션을 설명할 때 사용될 수 있다. 예컨대, 수치 값은, 언급된 값(또는 값들의 범위)의 +/- 0.1%인 값, 언급된 값(또는 값들의 범위)의 +/- 1%인 값, 언급된 값(또는 값들의 범위)의 +/- 2%인 값, 언급된 값(또는 값들의 범위)의 +/- 5%인 값, 언급된 값(또는 값들의 범위)의 +/- 10%인 값 등을 가질 수 있다. 본원에서 인용되는 임의의 수치적 범위는 그들에 포함되는 모든 하위-범위들을 포함하는 것으로 의도된다.

[000148] 다양한 예시적인 실시예들이 위에서 설명되었지만, 청구항들에 의해 설명된 바와 같은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다수의 변경들 중 임의의 변경이 다양한 실시예들에 대해 이루어질 수 있다. 예컨대, 설명된 다양한 방법 단계들이 수행되는 순서는 대안적인 실시예들에서 종종 변경될 수 있으며, 다른 대안적인 실시예들에서는, 하나 이상의 방법 단계들이 완전히 생략될 수 있다. 다양한 디바이스들 및 시스템 실시예들의 선택적 특성들은 몇몇 실시예들에서는 포함될 수 있고 다른 실시예들에서는 포함되지 않을 수 있다. 따라서, 전술한 설명은 주로 예시적인 목적들을 위해 제공되며, 청구항들에 기재된 바와 같은 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

[000149] 본원에 포함된 예들 및 예시들은, 요지가 실시될 수 있는 특정 실시예들을 제한으로서가 아닌 예시로서 나타낸다. 언급된 바와 같이, 다른 실시예들이 활용될 수 있고 그리고 도출될 수 있음으로써, 본 개시내용의 범위를 벗어나지 않으면서 구조적 및 논리적 치환들 및 변경들이 이루어질 수 있다. 본 발명의 요지의 그러한 실시예들은, 실제로 하나 초과가 개시되는 경우, 임의의 단일 발명 또는 발명적 개념으로 본 출원의 범위를 임의적으로 제한하는 것으로 의도함이 없이 단지 편의를 위해 개별적으로 또는 집합적으로 용어 "발명"으로서 본원에서 지칭될 수 있다. 따라서, 본원에서 특정 실시예들이 예시 및 설명되었지만, 도시된 특정 실시예들에 대해, 동일한 목적을 달성하도록 계산된 임의의 어레인지먼트가 치환될 수 있다. 본 개시내용은 다양한 실시예들의 임의의 적응들 또는 변형들 및 모든 적응들 또는 변형들을 커버하도록 의도된다. 본원에 구체적으로 설명되지 않은 위의 실시예들의 결합들 및 다른 실시예들은, 위의 설명을 검토할 시 당업자들에게 명백할 것이다.

Claims

의복(garment)에서 다수의 전기 컴포넌트들을 연결하기 위해 상기 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기(elastic electrical connector) 디바이스로서,
제1 측 및 제2 측을 갖는 패브릭 기재(fabric substrate)의 세장형 스트립(elongate strip);
정현파형 또는 지그재그형 패턴으로 상기 패브릭 기재의 상기 세장형 스트립의 제1 측의 길이를 따라 연장되는 복수의 와이어(wire)들 ― 상기 와이어들 각각은 전기적으로 절연되고, 상기 복수의 와이어들은, 상기 정현파형 또는 지그재그형 패턴의 피크(peak) 및 트로프(trough)에서 스티치(stitch)에 의해 제1 표면에 부착됨 ―; 및
상기 제1 측을 코팅하는 접착제를 포함하는, 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스.
의복에서 다수의 전기 컴포넌트들을 연결하기 위해 상기 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스로서,
길이를 갖는 제1 측을 갖는 패브릭 기재의 세장형 스트립;
정현파형 또는 지그재그형 패턴으로 상기 패브릭 기재의 상기 세장형 스트립의 제1 측의 길이를 따라 연장되는 함께 꼬여진(twisted) 와이어들의 번들(bundle) ― 상기 와이어들 각각은 열적 제거가능(thermoremoable) 절연체로 전기적으로 절연되고, 상기 와이어들의 번들은 상기 정현파형 또는 지그재그형 패턴의 각각의 피크 및 트로프에서 스티치에 의해 제1 표면에 부착되고, 피크 스티치와 트로프 스티치 간의 길이는 약 1 mm 내지 15 mm임 ―; 및
상기 제1 측을 코팅하는 접착제를 포함하는, 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 탄력적 전기 연결기 디바이스는 약 2 mm 미만의 최대 두께를 갖는, 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 복수의 와이어들은, 함께 꼬여진 와이어들의 번들을 포함하는, 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 와이어들 각각은, 상기 와이어들 각각의 외측 길이를 따라 개별적으로 코딩되는, 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 복수의 와이어들 각각은, 열적 제거가능 절연체로 전기적으로 절연되는, 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 와이어들 각각은, 폴리우레탄 재료로 전기적으로 절연되는 구리 와이어를 포함하는, 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 정현파형 또는 지그재그형 패턴은 약 0.5 mm 내지 15 mm의 진폭(amplitude)을 갖는, 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스.
제1항에 있어서,
상기 피크 스티치와 상기 트로프 스티치 간의 길이는 약 1 mm 내지 15 mm인, 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 접착제 코팅은, 낮은 용융점을 갖는 핫 멧트 필름(hot melt film)을 포함하는, 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 접착제 코팅은 약 10 내지 200 마이크로미터 두께로 이루어진 두께를 갖는, 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 접착제 코팅은 약 130 ℃ 내지 200 ℃의 용융점을 갖는 핫 멜트 필름을 포함하는, 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 복수의 와이어들은, 2개 내지 10개의 와이어들을 포함하는, 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 패브릭 기재의 상기 세장형 스트립은 신장가능(stretchable) 패브릭 기재를 포함하는, 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 패브릭 기재의 상기 세장형 스트립은 폴리아미드/엘라스테인 혼합 패브릭을 포함하는, 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 패브릭 기재의 상기 세장형 스트립은 약 0.6 mm 내지 약 3 cm의 폭 및 약 10 cm 초과의 길이를 갖는, 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 접착제를 커버하는, 상기 제1 측 상의 제거가능 백킹(backing)을 더 포함하는, 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 접착제를 커버하는, 상기 제1 측 상의 제거가능 종이(paper) 백킹을 더 포함하는, 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스.
의복에서 다수의 전기 컴포넌트들을 연결하기 위해 상기 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스로서,
제1 측 및 제2 측을 갖는 패브릭 기재의 세장형 스트립;
정현파형 또는 지그재그형 패턴으로 상기 패브릭 기재의 상기 세장형 스트립의 제1 측의 길이를 따라 연장되는 복수의 와이어(wire)들 ― 상기 와이어들 각각은 전기적으로 절연되고, 상기 복수의 와이어들은 제1 표면에 부착됨 ―; 및
상기 제1 측을 코팅하는 접착제를 포함하는, 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스.
제19항에 있어서,
상기 복수의 와이어들은, 상기 정현파형 또는 지그재그형 패턴의 상기 접착제에 의해 상기 패브릭 기재의 제1 측에 접착식으로(adhesively) 고정되는, 의복에 통합시키기 위한 탄력적 전기 연결기 디바이스.
의복의 다수의 전기 컴포넌트들을 연결하기 위해 상기 의복에 적용될 수 있는 탄력적 전기 연결기를 형성하는 방법으로서,
교번하는(alternating) 피크들 및 트로프들을 포함하는 정현파형 또는 지그재그형 패턴으로 패브릭의 세장형 스트립의 제1 표면에 세장형의 와이어들의 번들을 부착하는 단계 ― 상기 와이어들은 각각 전기적으로 절연되고, 상기 번들은 상기 정현파형 또는 지그재그형 패턴의 각각의 피크 및 트로프에서 적어도 하나의 스티치에 의해 상기 제1 표면에 부착되고, 피크 스티치와 트로프 스티치 간의 길이는 약 1 mm 내지 15 mm임 ―;
제1 측을 코팅하는 접착제를 적용하는 단계; 및
제거가능 백킹으로 상기 접착체 코팅을 커버하는 단계를 포함하는, 의복에 적용될 수 있는 탄력적 전기 연결기를 형성하는 방법.
의복으로서,
제1 패브릭;
상기 제1 패브릭 상의 복수의 전기 컴포넌트들; 및
적어도 하나의 탄력적 전기 연결기를 포함하며,
상기 적어도 하나의 탄력적 전기 연결기는,
제1 측을 갖는 제2 패브릭 기재의 세장형 스트립,
정현파형 또는 지그재그형 패턴으로 패브릭 기재의 상기 세장형 스트립의 제1 측의 길이를 따라 연장되는 복수의 와이어들 ― 상기 와이어들 각각은 전기적으로 절연되고, 상기 복수의 와이어들은, 상기 정현파형 또는 지그재그형 패턴의 피크 및 트로프에서 스티치에 의해 제1 표면에 부착됨 ―, 및
상기 제1 측을 코팅하는 접착제
를 포함하고,
각각의 전기 컴포넌트는 상기 적어도 하나의 전기 연결기의 하나 이상의 와이어에 연결되는, 의복.
제 21 항에 있어서,
상기 전기 컴포넌트는 센서를 포함하는, 의복에 적용될 수 있는 탄력적 전기 연결기를 형성하는 방법.
의복을 형성하는 방법으로서,
하나 이상의 탄력적 전기 연결기를 제1 패브릭에 접착식으로 부착하는 단계; 및
복수의 전기 컴포넌트들을 상기 제1 패브릭에 부착하는 단계를 포함하며,
각각의 탄력적 전기 연결기는,
제1 측을 갖는 제2 패브릭 기재의 세장형 스트립,
정현파형 또는 지그재그형 패턴으로 패브릭 기재의 상기 세장형 스트립의 제1 측의 길이를 따라 연장되는 복수의 와이어들 ― 상기 와이어들 각각은 전기적으로 절연되고, 상기 복수의 와이어들은, 상기 정현파형 또는 지그재그형 패턴의 피크 및 트로프에서 스티치에 의해 제1 표면에 부착됨 ―, 및
상기 제1 측을 코팅하는 접착제
를 포함하고,
각각의 전기 컴포넌트는, 상기 하나 이상의 탄력적 전기 연결기의 적어도 하나의 와이어에 연결되는, 의복을 형성하는 방법.