TWI788740B

TWI788740B - 可拉伸電路和可拉伸電路佈局方法

Info

Publication number: TWI788740B
Application number: TW109143427A
Authority: TW
Inventors: 許祐霖; 柯宏憲; 柯廷育; 王婷鈺
Original assignee: 財團法人工業技術研究院
Priority date: 2020-12-09
Filing date: 2020-12-09
Publication date: 2023-01-01
Also published as: US20220183149A1; CN114615792A; US11729905B2; TW202224530A

Abstract

本發明提供了一種可拉伸電路。上述可拉伸電路包括複數區段。每一上述區段包含複數子區段。每一上述子區段包括至少一主線、至少一副線和兩肋線，且在每一上述子區段中，上述主線和上述副線電性連接至上述肋線。

Description

可拉伸電路和可拉伸電路佈局方法

本發明之實施例主要係有關於一可拉伸電路技術，特別係有關於在可拉伸電路中配置主線和副線之可拉伸電路技術。

隨著科技日益的進步，可藉由在穿戴式產品(例如：智慧衣、智慧褲或輔具等)上配置量測電路，來量測人體所產生之生理訊號(例如：心電訊號、肌電訊號等)。

此外，為了降低在穿戴式產品上電路佈局(或佈線)之難度，配置在穿戴式產品上之量測電路可藉由可拉伸材料來做設計。然而，在傳統由可拉伸材料製作之可拉伸電路之架構中，僅能去量測一段可拉伸電路之兩端的應力變化，並無法去量測一段可拉伸電路之不同區段所對應之不同應力變化。因此，並無法很精確地去設計配置在穿戴式產品上之電路佈局。

有鑑於上述先前技術之問題，本發明之實施例提供了一種可拉伸電路和可拉伸電路佈局方法。

根據本發明之一實施例提供了一種可拉伸電路。上述可拉伸電路包括複數區段。每一上述區段包含複數子區段。每一上述子區段包括至少一主線、至少一副線和兩肋線，且在每一上述子區段中，上述主線和上述副線電性連接至上述肋線。

根據本發明一些實施例，在每一上述子區段中，上述主線之寬度大於上述副線之寬度。

根據本發明一些實施例，在每一上述子區段中，上述主線配置在內圈或外圈，且上述副線配置在外圈或內圈。

根據本發明一些實施例，每一上述子區段之尺寸可相同或不相同。

根據本發明一些實施例，每一上述子區段所包含之上述主線之數量可相同或不相同。

根據本發明一些實施例，每一上述子區段所包含之上述副線之數量可相同或不相同。

根據本發明一些實施例，在每一上述子區段中，上述主線包含一偵測點，用以偵測每一上述子區段之可拉伸線路的電阻值變化，進而得到該子區段之應變值或應力值變化。根據本發明一些實施例，上述偵測點配置在上述主線之彎曲處之前或之後或肋線上。

根據本發明一些實施例，上述複數區段之一者藉由一節點電性連接至上述複數區段之另一者。

根據本發明之一實施例提供了一種可拉伸電路佈局方法。上述可拉伸電路佈局方法適用一可拉伸電路。上述可拉伸電路包括複數區段，且每一上述區段包含複數子區段，以及其中每一上述子區段包括至少一主線、至少一副線和兩肋線，且在每一上述子區段中，上述主線和上述副線電性連接至上述肋線。上述可拉伸電路佈局方法之步驟可包括：從一量測載具取得對應一目標區域之應力分佈資訊，其中上述量測載具係依據一佈局資料庫所儲存之電路佈局資訊，利用上述可拉伸電路之電路結構所製作而成；根據從上述量測載具所量測到之上述應力分佈資訊，調整上述量測載具所對應之上述電路佈局資訊；以及根據調整後之上述電路佈局資訊，製作對應上述目標區域之一載具。

關於本發明其他附加的特徵與優點，此領域之熟習技術人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可根據本案實施方法中所揭露之可拉伸電路和可拉伸電路佈局方法，做些許的更動與潤飾而得到。

本章節所敘述的是實施本發明之較佳方式，目的在於說明本發明之精神而非用以限定本發明之保護範圍，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

第1圖係顯示根據本發明之一實施例所述之一可拉伸電路100之示意圖。可拉伸電路100可配置在穿戴式產品上(例如：智慧衣、智慧褲、輔具或護具，但本發明不以此為限)。如第1圖所示，可拉伸電路100中可包括至少一第一區段S1。注意地是，在第1圖中所示之示意圖，僅係為了方便說明本發明之實施例，但本發明並不以第1圖為限。可拉伸電路100中亦可包含其他區段或其他線路和元件。

根據本發明一實施例，可拉伸電路100可係由可拉伸材料(例如：銀漿、碳漿、銅箔等，但本發明不以此為限)所形成。根據本發明一實施例，可拉伸電路100之每一區段(例如：第一區段S1)可設計成一蛇線、馬蹄形，波浪形或方形之樣態，但本發明不以此為限。根據本發明一實施例，可拉伸電路100結構在設計上的參數可包括，主線、副線和肋線的線寬、主線、副線和肋線的長度、主線和副線的數量、主線和副線的彎曲弧度、主線和副線的線距、中線半徑等，但本發明不以此為限。根據本發明一實施例，可拉伸電路100之每一區段之拉伸方向可係X方向。

如第1圖所示，第一區段S1可包含第一子區段S11、第二子區段S12、第三子區段S13、第四子區段S14、第五子區段S15、第六子區段S16、第一端點A以及第二端點B。注意地是，在第1圖中所示之第一區段S1僅係為了方便說明本發明之實施例，但本發明並不以第1圖為限。每一區段中亦可包含不同數量之子區段。

根據本發明一實施例，每一子區段可包含至少一主線、至少一副線和兩肋線。在一實施例中，主線會配置在子區段之內圈，且副線會配置在子區段之外圈。在本發明另一實施例中，主線亦可配置在子區段之外圈，且副線亦可配置在子區段之內圈。此外，在本發明之實施例中，每一子區段所包含之主線和副線會電性連接至兩肋線。以第1圖之第一子區段S11為例，第一子區段S11可包含主線L _M、第一副線L _S1、第二副線L _S2、第三副線L _S3、第一肋線L _R1以及第二肋線L _R2。如第1圖所示，主線L _M可配置在第一子區段S11最內圈之位置，且第一副線L _S1、第二副線L _S2和第三副線L _S3可配置在第一子區段S11外圈之位置，但本發明不以此為限。此外，如第1圖所示，主線L _M、第一副線L _S1、第二副線L _S2和第三副線L _S3之兩端會分別電性連接至第一肋線L _R1和第二肋線L _R2。注意地是，每一子區段所包含之主線和副線之數量並不以第1圖為限。在本發明之實施例中，配置在每一子區段中的副線可用以補償每一子區段之電性，以使得區段之兩端點間有較穩定之阻值。因此，在本發明之實施例中，每一子區段所對應之應力變化，將可被偵測出，以提供每一子區段所對應之應力資訊。底下之實施例，將會有更明確之說明。

根據本發明一實施例，在每一之子區段中，所有主線之線徑寬度可大於、等於或小於副線之線徑寬度。以第1圖之第一子區段S11為例，主線L _M之線徑寬度會大於第一副線L _S1、第二副線L _S2和第三副線L _S3之線徑寬度。根據本發明一實施例，當一子區段包含一條以上之主線時，每一主線之線徑寬度可相同或不相同。根據本發明一實施例，當一子區段包含一條以上之副線時，每一副線之線徑寬度可相同或不相同。

根據本發明一實施例，每一子區段之尺寸或曲度可相同或不相同。此外，根據本發明一實施例，每一子區段所包含之主線和副線之數量可相同或不相同。如第2圖所示，在第二區段S2中所包含之子區段之尺寸可不相同。此外，如第2圖所示，第二區段S2之每一子區段所包含之主線和副線之數量亦可不相同。注意地是，在第2圖中所示之第二區段S2僅係為了方便說明本發明之實施例，但本發明並不以第2圖為限。

根據本發明一實施例，在每一子區段中，每一主線可包含一偵測點，用以偵測每一子區段的電阻值變化進而得到每一子區段之應變或應力變化。以第1和3圖為例，在第一子區段S11可配置一偵測點C、在第二子區段S12可配置一偵測點D、在第三子區段S13可配置一偵測點E、在第四子區段S14可配置一偵測點F、在第五子區段S15可配置一偵測點G、第六子區段S16可配置一偵測點H。在此實施例中，可藉由一偵測電路(圖未顯示)去偵測端點A所拉出之偵測點A1和偵測點C之應力值，以取得第一子區段S11之應力變化、去偵測端點A所拉出之偵測點A1和偵測點D之應力值，以取得第二子區段S12之應力變化、去偵測端點A所拉出之偵測點A1和偵測點E之應力值，以取得第三子區段S13之應力變化、去偵測端點A所拉出之偵測點A1和偵測點F之應力值，以取得第四子區段S14之應力變化、去偵測端點A所拉出之偵測點A1和偵測點G之應力值，以取得第五子區段S15之應力變化，以及去偵測端點A所拉出之偵測點A1和偵測點H之應力值，以取得第六子區段S16之應力變化。此外，在此實施例中，在每一子區段中，偵測點係配置在主線之彎曲處(應力最大之區域)之前或之後的位置。在另一實施例中，偵測點係配置在肋線。在此實施例中，根據取得之不同子區域所對應之應變或應力變化，將可得知在第一子區段S11上不同子區域之受力分佈。以第4圖為例，若第一子區段S11係配置在使用者之手臂上之衣物或護具時，根據取得之不同子區域所對應之應力變化，將可得知在第一子區段S11上不同子區域之受力分佈，以供後續電路佈局(layout)時參考。

根據本發明一實施例，當可拉伸電路100包括複數區段時，一區段可藉由一節點耦接至可拉伸電路100之另一區段，以降低可拉伸電路100被拉伸時，區段連接處所產生之應變值或應力值。以第5圖為例，可拉伸電路100更可包括一第三區段S3。第一區段S1之端點B可藉由節點N耦接至第三區段S3之一端。此外，在此實施例中，第一區段S1之端點A亦可藉由另一節點耦接至可拉伸電路100之另一區段，或者耦接至一電極或導線，且第三區段S3之另一端亦可藉由另一節點耦接至可拉伸電路100之另一區段，或者耦接至一電極或導線。根據本發明一實施例，節點N在佈局時，可佈局成一圓點。

第6圖係根據本發明之一實施例所述之一可拉伸電路佈局方法之流程圖。可拉伸電路佈局方法可適用可拉伸電路100。如第6圖所示，在步驟S610，從一量測載具(例如：一智慧衣，但本發明不以此為限)取得對應一目標區域(例如：使用者之手臂，但本發明不以此為限)之應力分佈資訊，其中上述量測載具係依據一佈局資料庫所儲存之電路佈局資訊，利用可拉伸電路100之電路結構所製作而成。

根據本發明之實施例，佈局資料庫可儲存不同應力分佈資訊所對應之不同電路佈局資訊。電路佈局資訊可包含可拉伸電路100之電路結構之佈局、電極位置之佈局和導線之佈局等。

在步驟S620，根據從量測載具所量測到之應力分佈資訊，調整量測載具所對應之電路佈局資訊。根據本發明之實施例，調整後之電路佈局資訊可儲存在佈局資料庫中。

在步驟S630，根據調整後之電路佈局資訊，製作對應上述目標區域之一載具。

在步驟S640，當製作之載具之一可拉伸電路發生型變時，即時偵測可拉伸電路之電阻值變化，或由可拉伸電路上一或一個以上偵測點的電阻或阻抗變化，偵測一子區段之應變或應力變化。

根據本發明之實施例，可拉伸電路佈局方法之步驟可藉由一電路佈局平台來執行。

根據本發明可拉伸電路佈局方法，可藉由可拉伸電路100之線路架構取得對應每一子區段之應變或應力分佈資訊，以做為後續電路佈線之設計之依據。

本說明書中以及申請專利範圍中的序號，例如「第一」、「第二」等等，僅係為了方便說明，彼此之間並沒有順序上的先後關係。

本發明之說明書所揭露之方法和演算法之步驟，可直接透過執行一處理器直接應用在硬體以及軟體模組或兩者之結合上。一軟體模組(包括執行指令和相關數據)和其它數據可儲存在數據記憶體中，像是隨機存取記憶體(RAM)、快閃記憶體(flash memory)、唯讀記憶體(ROM)、可抹除可規化唯讀記憶體(EPROM)、電子可抹除可規劃唯讀記憶體(EEPROM)、暫存器、硬碟、可攜式硬碟、光碟唯讀記憶體(CD-ROM)、DVD或在此領域習之技術中任何其它電腦可讀取之儲存媒體格式。一儲存媒體可耦接至一機器裝置，舉例來說，像是電腦/處理器(爲了說明之方便，在本說明書以處理器來表示)，上述處理器可透過來讀取資訊(像是程式碼)，以及寫入資訊至儲存媒體。一儲存媒體可整合一處理器。一特殊應用積體電路(ASIC)包括處理器和儲存媒體。一用戶設備則包括一特殊應用積體電路。換句話說，處理器和儲存媒體以不直接連接用戶設備的方式，包含於用戶設備中。此外，在一些實施例中，任何適合電腦程序之產品包括可讀取之儲存媒體，其中可讀取之儲存媒體包括和一或多個所揭露實施例相關之程式碼。

以上段落使用多種層面描述。顯然的，本文的教示可以多種方式實現，而在範例中揭露之任何特定架構或功能僅為一代表性之狀況。根據本文之教示，任何熟知此技藝之人士應理解在本文揭露之各層面可獨立實作或兩種以上之層面可以合併實作。

雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100:可拉伸電路 A:第一端點 B:第二端點 A1、B1、C、D、E、F、G、H:偵測點 N:節點 L _M:主線 L _S1:第一副線 L _S2:第二副線 L _S3:第三副線 L _R1:第一肋線 L _R2:第二肋線 S1:第一區段 S11:第一子區段 S12:第二子區段 S13:第三子區段 S14:第四子區段 S15:第五子區段 S16:第六子區段 S610~S630:步驟

第1圖係顯示根據本發明之一實施例所述之一可拉伸電路100之示意圖。第2圖係顯示根據本發明之一實施例所述之一第二區段S2之示意圖。第3圖係顯示根據本發明之一實施例所述之偵測點之示意圖。第4圖係顯示根據本發明之一實施例所述之第一子區段S11配置在使用者手臂之衣物或護具之示意圖。第5圖係顯示根據本發明之一實施例所述之一節點之示意圖。第6圖係根據本發明之一實施例所述之可拉伸電路佈局方法之流程圖。

100:可拉伸電路

A:第一端點

B:第二端點

L_M:主線

L_S1:第一副線

L_S2:第二副線

L_S3:第三副線

L_R1:第一肋線

L_R2:第二肋線

S1:第一區段

S11:第一子區段

S12:第二子區段

S13:第三子區段

S14:第四子區段

S15:第五子區段

S16:第六子區段

Claims

一種可拉伸電路，包括：複數區段，其中每一上述區段包括複數子區段，以及其中每一上述子區段包括至少一主線、至少一副線和兩肋線，且在每一上述子區段中，上述主線和上述副線電性連接至上述肋線。
如請求項1之可拉伸電路，其中在每一上述子區段中，上述主線之寬度大於、等於或小於上述副線之寬度。
如請求項1之可拉伸電路，其中在每一上述子區段中，上述主線配置在內圈且上述副線配置在外圈，或上述主線配置在外圈且上述副線配置在內圈。
如請求項1之可拉伸電路，其中每一上述子區段之尺寸可相同或不相同。
如請求項1之可拉伸電路，其中每一上述子區段所包含之上述主線之數量可相同或不相同。
如請求項1之可拉伸電路，其中每一上述子區段所包含之上述副線之數量可相同或不相同。
如請求項1之可拉伸電路，其中在每一上述子區段中，上述主線包含一偵測點，用以偵測每一上述子區段之應變或應力變化。
如請求項7之可拉伸電路，其中上述偵測點配置在上述主線之彎曲處之前、之後或上述肋線上。
如請求項1之可拉伸電路，其中上述複數區段之一者藉由一節點電性連接至上述複數區段之另一者。
如請求項1之可拉伸電路，其中上述複數區段係一蛇線、馬蹄形，波浪形或方形之樣態。
一種可拉伸電路佈局方法，適用一可拉伸電路，其中上述可拉伸電路包括複數區段，且每一上述區段包含複數子區段，以及其中每一上述子區段包括至少一主線、至少一副線和兩肋線，且在每一上述子區段中，上述主線和上述副線電性連接至上述肋線，上述可拉伸電路佈局方法包括：從一量測載具取得對應一目標區域之應力分佈資訊，其中上述量測載具係依據一佈局資料庫所儲存之電路佈局資訊，利用上述可拉伸電路之電路結構所製作而成；根據從上述量測載具所量測到之上述應力分佈資訊，調整上述量測載具所對應之上述電路佈局資訊；以及根據調整後之上述電路佈局資訊，製作對應上述目標區域之一載具。
如請求項11之可拉伸電路佈局方法，其中上述佈局資料庫可儲存不同應變或應力分佈資訊所對應之不同電路佈局資訊。
如請求項11之可拉伸電路佈局方法，其中在每一上述子區段中，上述主線之寬度大於、等於或小於上述副線之寬度。
如請求項11之可拉伸電路佈局方法，其中在每一上述子區段中，上述主線配置在內圈且上述副線配置在外圈，或上述主線配置在外圈且上述副線配置在內圈。
如請求項11之可拉伸電路佈局方法，其中每一上述子區段之尺寸可相同或不相同。
如請求項11之可拉伸電路佈局方法，其中每一上述子區段所包含之上述主線之數量可相同或不相同。
如請求項11之可拉伸電路佈局方法，其中每一上述子區段所包含之上述副線之數量可相同或不相同。
如請求項11之可拉伸電路佈局方法，其中在每一上述子區段中，上述主線包含一偵測點，用以偵測每一上述子區段之應力變化。
如請求項18之可拉伸電路佈局方法，其中上述偵測點配置在上述主線之彎曲處之前、之後或上述肋線上。
如請求項11之可拉伸電路佈局方法，其中上述複數區段之一者藉由一節點電性連接至上述複數區段之另一者。