TWI734959B - 感測元件及其感測控制系統 - Google Patents

Abstract

一種感測元件及其感測控制系統，所述感測元件包括導信紗以及單芯線，且導信紗與單芯線彼此相交。感測控制系統包括前述之感測元件、感測控制模組以及中央控制模組。感測控制模組用於接收感測元件對應產生的感測訊號，且根據感測訊號產生感測結果。中央控制模組與感測控制模組電連接，用於根據感測結果控制一元件。藉此，本發明實施例之感測元件可以簡單製造並具有相對較小的體積，並可配合感測控制系統進行感測。

Description

感測元件及其感測控制系統

本發明係關於一種感測元件，尤指一種用於感測物體是否接近或觸碰的感測元件及其感測控制系統。

多數的智慧織物是由控制電路、紗、電線(例如漆包線)與電阻構成，其中電線埋設或編織於在由紗編織成的織物中，並且連接到電阻與控制電路。電線可以連接到外部的電源，並以使外部的電源供電給電阻與控制電路。電阻在被供電時，會將電能轉換成熱能，以加熱智慧衣。

智慧織物更可以包括用於產生控制信號給控制電路的開關元件 。 然開關元件可能是一個具有外殼且佔據一定體積的電子開關裝置，且需經過複雜製程方可完成製造。

有鑑於上述習知技術，本發明提出一種感測元件及其感測控制系統，以期達到製造簡單且成品輕薄不佔空間的目的。

為達上述目的及其他目的，本發明實施例係提供一種感測元件，其包括導信紗以及單芯線。導信紗形成有導信紗感測部，導信紗感測部包括至少一轉折單元以及與至少一轉折單元連接的至少二導信單元。單芯線配置於導信紗感測部，並與至少二導信單元相交。藉此，本發明實施例之感測元件可以簡單完成並具有相對較小的體積。

在一實施例中，至少二導信單元沿第一方向延伸並於第二方向排列。

在一實施例中，兩導信單元之間距離為1公厘。

在一實施例中，單芯線沿第二方向延伸。

在一實施例中，感測訊號係由該導信紗或該單芯線的其中一者所輸出。

在一實施例中，導信紗包括短織纖以及片狀導體。短織纖之強度係為26至40支之間。片狀導體以一螺旋行進方式圍繞短織纖的周遭表面。藉此，本發明實施例之感測元件根據有一定強度，因此可配置於可撓材料(例如，織物)，並減少發生因為拉扯或洗滌過程而脫離的情況。

在一實施例中，片狀導體的材質選自一銅鎳合金、一銅錫合金、一銅鎳矽合金、一銅鎳鋅合金、一銅鎳錫合金、一銅鉻合金、一銅銀合金、一鎳黃銅合金、一磷青銅合金、一鈹銅合金、一鎳鉻合金、一銅鎢合金與一不銹鋼的其中一者。

為達上述目的及其他目的，本發明係提供一種感測元件，其包括一單芯線以及複數導信紗。單芯線具有一單芯線感測部，單芯線感測部包括至少一轉折單元以及與至少一轉折單元連接的至少二單芯單元。複數導信紗配置於單芯線感測部，並與至少二單芯單元相交。藉此，本發明實施例之感測元件可以簡單完成並具有相對較小的體積。

在一實施例中，單芯線用於輸出一感測訊號。

在一實施例中，複數導信紗於一第一方向延伸並沿一第二方向排列。

在一實施例中，兩該導信紗之間距離為1公厘。

在一實施例中，至少二單芯單元沿第一方向排列。

在一實施例中，導信紗包括短織纖以及片狀導體。短織纖之一強度係為26至40支之間，並用於作為一撐材。片狀導體以一螺旋行進方式圍繞短織纖的一周遭表面。藉此，本發明實施例之感測元件更具有一定強度，因此可配置於可撓材料(例如，織物)，並減少發生因為拉扯或洗滌過程而脫離的情況。

在一實施例中，片狀導體的材質選自一銅鎳合金、一銅錫合金、一銅鎳矽合金、一銅鎳鋅合金、一銅鎳錫合金、一銅鉻合金、一銅銀合金、一鎳黃銅合金、一磷青銅合金、一鈹銅合金、一鎳鉻合金、一銅鎢合金與一不銹鋼的其中一者。

為達上述目的及其他目的，本發明係提供一種感測控制系統，其包括前述之感測元件、感測控制模組以及控制模組。感測控制模組用於接收感測訊號，並根據感測訊號產生感測結果。控制模組與感測控制模組電連接，用於根據感測結果控制一元件。由於本發明實施例之感測元件可以簡單完成並具有相對較小的體積，藉此可彈性地配置感測元件，增進感測元件以及感測控制系統之應用範疇以及使用的便利性。

在一實施例中，元件為一藍芽通訊模組。

在一實施例中，元件為一加熱織物。

為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：

請參考圖1，圖1為根據本發明實施例之感測元件1之示意圖，感測元件1用於產生感測訊號，其包括導信紗110以及單芯線120。

導信紗110形成有導信紗感測部111，導信紗感測部111包括至少一轉折單元112以及與至少一轉折單元112連接的至少二導信單元113，每一轉折單元112與二導信單元113連接，其中至少二導信單元113沿第一方向d1延伸，並於第二方向d2排列，且第一方向d1垂直於第二方向d2。在此實施例中，導信紗110為單一導信紗，因此導信單元113的數量由轉折單元112的數量來決定，而轉折單元112的數量根據需求(例如：感測靈敏度)來決定。在一實施例中，兩導信單元113之間距離為1公厘(millimeter)，且本發明不以此為限制，兩導信單元113之間的距離可根據需求(例如：感測靈敏度)來決定。

單芯線120配置於導信紗感測部111，並與導信單元113相交。在此實施例中，單芯線120沿第二方向d1延伸，並垂直於導信單元113。

在此實施例中，導信紗110以及單芯線120藉由縫製而固定於一織物130，其中織物130例如為以一般紗所編織而成的織布。在一實施例中，織物130例如為四邊形，且其邊長為30公厘(millimeter)，然本發明不以此為限制。

在此實施例中，感測訊號可由導信紗110或單芯線120的其中一者來輸出。

請參考圖2，圖2為根據本發明另一實施例之感測元件2之示意圖，感測元件2包括複數導信紗210以及單芯線220。

單芯線220形成有單芯線感測部221，單芯線感測部221包括至少一轉折單元222以及與至少一轉折單元222連接的至少二單芯單元223，轉折單元222與二單芯單元223連接，其中至少二單芯單元223於第一方向d1排列且平行於第二方向d2，且第一方向d1垂直於第二方向d2。在此實施例中，單芯線220用於輸出感測訊號。

複數導信紗210於第一方向d1延伸並沿第二方向排列d2，並配置於單芯線感測部221，且與至少二單芯單元223相交，例如每一導信紗210可大約垂直於至少二單芯單元223。在一實施例中，兩導信紗210之間距離為1公厘(millimeter)，且本發明不以此為限制。

在此實施例中，複數導信紗210以及單芯線220藉由縫製而固定於一織物230，其中織物230例如為以一般紗所編織而成的織布。在一實施例中，織物230例如為四邊形，且其邊長為30公厘(millimeter)，然本發明不以此為限制。

本發明實施例之感測元件1(2)所包括的導信紗110(210)以及單芯線120(220)之間可形成一電容，當一物體(例如：手指)接近或觸碰感測元件時(感測事件)，電容值會因為物體的接近或觸碰改變電場而產生變化。因此藉由感測元件1(2)所接收的掃描訊號及對應產生的感測訊號，即可根據感測訊號判斷電容值是否發生變化，以進一步判定是否有感測事件(物體接近或觸碰感測元件)發生。

在一實施例中，單芯線120(220)可以銅錫合金包覆有絕緣層來實現，所述絕緣層可以為絕緣漆的材料為聚四氟乙烯、聚對苯二甲酸乙二酯 、 氟塑膜、聚氯乙烯、聚乙烯與其他高分子絕緣材質的其中一者，且本發明不以此為限。

請參考圖3以及圖4，圖3以及圖4為根據本發明實施例之導信紗300的示意圖，導信紗300包括短織纖310與片狀導體320，短織纖310用於作為撐材，以支撐圍繞其之片狀導體320。片狀導體320以螺旋行進方式圍繞短織纖310的周遭表面。片狀導體320以螺旋行進方式圍繞短織纖310的周遭表面之方式可以增加導信紗300之抗拉扯的強度。

可選地，還能夠透過對短織纖310之強度的選擇與/或片狀導體320對應於螺旋行進方式的橫向截面之長寬比例的選擇來更進一步地增加導信紗300之抗拉扯的強度。於此實施例中，短織纖310之強度選擇為30支，以及片狀導體320對應於螺旋行進方式的橫向截面之長寬比例選擇成約為20，但本發明不以此為限制。舉例來說，短織纖310的強度可以選為26、28或40支，或者，片狀導體320對應於螺旋行進方式的橫向截面之長寬比例可選擇成約為10至30之間。

於此實施例中，短織纖310的材質為聚酯類、聚醯胺類、聚丙烯腈類、聚乙烯類、聚丙烯類、纖維素類、蛋白質類、彈性纖維類、聚全氟乙烯類、聚對苯撐苯並雙口惡唑類、聚醚酮類、碳素類與玻璃纖維類的其中一者，且本發明不以此為限制。短織纖71的材質可以依照實際需求來選擇。

於此實施例中，片狀導體320的材質可為合金，例如選自銅鎳合金、銅錫合金、銅鎳矽合金、銅鎳鋅合金、銅鎳錫合金、銅鉻合金、銅銀合金、鎳黃銅合金、磷青銅合金、鈹銅合金、鎳鉻合金、銅鎢合金、不銹鋼與其他商用的導電合金的其中一者，但本發明不以合金的類型為限制。在不同的應用中，合金的類型可能會有不同選擇。

圖5為根據本發明實施例之感測控制系統的架構示意圖。感測控制系統4包括感測元件410、以及控制模組420，其中控制模組包括感測控制模組421以及中央控制模組422。

感測控制模組421用於產生提供至感測元件410的掃描訊號，並接受對應掃描訊號所產生的感測訊號，且根據感測訊號提供感測結果。在一實施例中，感測控制模組421為電容感測晶片，且本發明不以此為限制。

中央控制模組422與感測控制模組421電連接，用於接收感測結果，並根據感測結果決定是否控制電連接的一元件5或進行對應的操作。舉例來說，中央控制模組422根據感測結果判斷是否有感測事件發生，當中央控制模組422判斷有感測事件發生，即據以控制元件5。在一實施例中，中央控制模組422為控制電路，且本發明不以此為限制。

在一實施例中，感測元件410可設置於智慧型手機等電子裝置，中央控制模組422可根據感測結果進行對應的操作。例如，當中央控制模組422判斷有感測事件發生，中央控制模組422使智慧型手機顯示鎖定狀態的畫面。

在一實施例中，元件5例如為藍芽通訊模組。因此在此實施例中，中央控制模組422可根據感測結果控制藍芽通訊模組進行對應的操作。例如，中央控制模組422判斷有感測事件發生，中央控制模組422使藍芽通訊模組發送訊號並與一電子裝置建立通訊連線，其中電子裝置例如為智慧型手機，且本創作不以此為限制。

在一實施例中，元件5例如為加熱織物，其包括至少一電阻元件。因此在此實施例中，中央控制模組422可根據感測結果控制加熱織物使其進行加熱。例如，中央控制模組422判斷有感測事件發生，中央控制模組422可提供電流至加熱織物中的電阻元件，電阻元件藉由流經的電流開始升溫，以使加熱織物開始加熱。

在一實施例中，感測控制系統4可配置於智慧織物，且本發明不以此為限制。如圖6所示，感測元件410可配置於靠近手臂或手掌的智慧織物6上，並透過導信紗或其他導電線材與控制模組420電連接，使用者可手指或手掌接近或觸碰感測元件的方式，便利的執行上述不同的操作(例如使智慧織物藉由感測元件410的感測，控制加熱織物開始升溫加熱)，且本發明不以所述操作為限。

在一實施例中，為了避免感測元件410被誤觸而導致感測控制系統4進行對應操作的事件發生，中央控制模組422在連續判斷感測結果為有感測事件發生，且連續判斷感測事件發生的時間超過3秒後，中央控制模組422再控制元件5或進行對應的操作，以確保感測控制系統4正確的根據使用者的操作來進行運作，其中所述3秒僅為示例，本發明不已此秒數為限制。

綜以上所述，由於本創作實施例之感測元件可僅由導信紗以及單芯線來完成，大幅降低感測元件製造的複雜度以及整體體積。此外由於導信紗具有較佳的抗拉扯能力，因此可配置於可撓材料上，大幅增進感測元件之應用範疇，並可彈性地配置感測元件，更提高其於商業上的價值以及使用的便利性。

本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

1:感測元件 110:導信紗 111:導信紗感測部 112:轉折單元 113:導信單元 120:單芯線 130:織物 2:感測元件 210:導信紗 220:單芯線 221:單芯線感測部 222:轉折單元 223:單芯單元 230:織物 300:導信紗 310:短織纖 320:片狀導體 4:感測控制系統 410:感測元件 420:控制模組 421:感測控制模組 422:中央控制模組 5:元件 6:智慧織物 d1:第一方向 d2:第二方向

[圖1]為根據本發明實施例之感測元件之示意圖。 [圖2]為根據本發明另一實施例之感測元件之示意圖。 [圖3]為根據本發明實施例之導信紗的立體示意圖。 [圖4]為根據本發明實施例之導信紗的剖面示意圖。 [圖5]為根據本發明實施例之感測控制系統的架構示意圖。 [圖6]為根據本發明實施例之感測控制系統配置於智慧織物的示意圖。

1:感測元件

110:導信紗

111:導信紗感測部

112:轉折單元

113:導信單元

120:單芯線

130:織物

d1:第一方向

d2:第二方向

Claims (16)

1. 一種感測元件，用於產生一感測訊號，其包括：一導信紗，形成一導信紗感測部，該導信紗感測部包括至少一轉折單元以及與該至少一轉折單元連接的至少二導信單元；以及一單芯線，配置於該導信紗感測部，並與該至少二導信單元相交，其中該至少二導信單元沿一第一方向延伸並於一第二方向排列。
2. 如請求項1所述之感測元件，其中兩該導信單元之間距離為1公厘。
3. 如請求項1所述之感測元件，其中該單芯線沿該第二方向延伸。
4. 如請求項1所述之感測元件，其中該感測訊號係由該導信紗或該單芯線的其中一者所輸出。
5. 如請求項1所述之感測元件，該導信紗包括：一短織纖，其一強度係為26至40支之間；以及一片狀導體，以一螺旋行進方式圍繞該短織纖的一周遭表面。
6. 如請求項5所述之感測元件，其中該片狀導體的材質選自一銅鎳合金、一銅錫合金、一銅鎳矽合金、一銅鎳鋅合金、一銅鎳錫合金、一銅鉻合金、一銅銀合金、一鎳黃銅合金、一磷青銅合金、一鈹銅合金、一鎳鉻合金、一銅鎢合金與一不銹鋼的其中一者。
7. 一種感測元件，其包括：一單芯線，形成一單芯線感測部，該單芯線感測部包括至少一轉折單元以及與該至少一轉折單元連接的至少二單芯單元；以及 複數導信紗，配置於該單芯線感測部，並與該至少二單芯單元相交。
8. 如請求項7所述之感測元件，其中該單芯線用於輸出一感測訊號。
9. 如請求項7所述之感測元件，其中該等複數導信紗於一第一方向延伸並沿一第二方向排列。
10. 如請求項9所述之感測元件，其中兩該導信紗之間距離為1公厘。
11. 如請求項9所述之感測元件，其中該至少二單芯單元沿該第一方向排列。
12. 如請求項7所述之感測元件，每一該導信紗包括：一短織纖，其一強度係為26至40支之間；以及一片狀導體，以一螺旋行進方式圍繞該短織纖的一周遭表面。
13. 如請求項12所述之感測元件，其中該片狀導體的材質選自一銅鎳合金、一銅錫合金、一銅鎳矽合金、一銅鎳鋅合金、一銅鎳錫合金、一銅鉻合金、一銅銀合金、一鎳黃銅合金、一磷青銅合金、一鈹銅合金、一鎳鉻合金、一銅鎢合金與一不銹鋼的其中一者。
14. 一種感測控制系統，其包括：如請求項1至13中的其中一項所述之感測元件；一感測控制模組，用於接收該感測訊號，並根據該感測訊號產生一感測結果；以及 一控制模組，與該感測控制模組電連接，用於根據該感測結果控制一元件。
15. 如請求項14所述之感測控制系統，其中該元件為一藍芽通訊模組。
16. 如請求項14所述之感測控制系統，其中該元件為一加熱織物。

Images