具雙平面?zhèn)鞲衅麝嚵械膲毫鞲醒b置制造方法
【專利摘要】一種具雙平面?zhèn)鞲衅麝嚵械膲毫鞲醒b置，所述壓力傳感裝置在此揭露，其包含壓力傳感墊。壓力傳感墊包含一第一平面基板、一第二平面基板、多條第一信號線、多條第二信號線，多個列的第一傳感元件與多個行的第二傳感元件。多條第一信號線與多個列的第一傳感元件形成于第一平面基板上，且每一列的第一傳感元件連接至多條第一信號線之一對應(yīng)者。第二平面基板配置于第一平面基板的對面。多條第二信號線與多個行的第二傳感元件形成于第二平面基板上，且每一行的第二傳感元件連接至多條第二信號線之一對應(yīng)者，其中多個第二傳感元件分別面對多個第一傳感元件。
【專利說明】具雙平面?zhèn)鞲衅麝嚵械膲毫鞲醒b置
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種電子裝置，且特別是有關(guān)于一種壓力傳感裝置。
【【背景技術(shù)】】
[0002]現(xiàn)有的方法與裝置，其中有些對于病患的生理統(tǒng)計(jì)數(shù)值提供了即時的監(jiān)控。這些裝置包含了心電圖記錄器、心率監(jiān)視器、血壓監(jiān)視計(jì)、腦電圖儀、脈搏監(jiān)測儀、血氧計(jì)、二氧化碳測量計(jì)、恒溫器、磅秤、產(chǎn)婦子宮活動監(jiān)視儀以及其它各種非侵入式的醫(yī)療儀器。
[0003]然而，目前對于能夠監(jiān)控病患在床上的姿勢與動作的醫(yī)療儀器有著迫切的需要。在當(dāng)病患癲癇發(fā)作或是當(dāng)病患處于跌出床外的風(fēng)險時，這種儀器能夠?qū)I(yè)健康照護(hù)人員發(fā)出預(yù)警。況且長時間地分析病患身體姿勢與動作的變化，有助于觀察潛在的健康狀況與對藥物的反應(yīng)。這些變化表示了睡眠形式、活動量、對于身體疼痛所反應(yīng)出的身體移動與由于缺乏運(yùn)動所產(chǎn)生易患褥瘡(壓瘡)的問題。了解這些『身體語言』，特別與在與專業(yè)健康人員或看護(hù)人員溝通上有困難的病患有關(guān)。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]本發(fā)明的一態(tài)樣為關(guān)于一壓力傳感裝置,可被用來監(jiān)測病患。
[0005]根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式， 一壓力傳感裝置包含一壓力傳感墊。壓力傳感墊包含了一第一平面基板、一第二平面基板、多條第一信號線、多條第二信號線、多個行的第一傳感元件與多個列的第二傳感元件。多條第一信號線與多個行的第一傳感元件形成于第一平面基板上，且每一行的多個第一傳感元件連接至多條第一信號線中之一對應(yīng)者。第二平面基板配置配置于第一平面基板的對面。多條第二信號線與多個列的第二傳感元件形成于第二平面基板上，且每一列的第二傳感元件連接至多條第二信號線中之一對應(yīng)者，其中多個第二傳感元件分別面對于多個第一傳感元件，且多個第一傳感元件的任一者與多個第二傳感元件之一對應(yīng)者皆構(gòu)成一壓力傳感器。
[0006]多個第一傳感元件與多個第二傳感元件中每一者皆為一六角形傳感元件。
[0007]多個第一傳感元件中每一者包含一第一導(dǎo)電環(huán)路與多條第一導(dǎo)電線。第一導(dǎo)電環(huán)路形成于第一平面基板上。第一導(dǎo)電線配置于第一導(dǎo)電環(huán)路之內(nèi)，與第一導(dǎo)電環(huán)路連接，且沿著第一方向排列。
[0008]此外，多個第二傳感元件中每一者包含一第二導(dǎo)電環(huán)路與多個第二導(dǎo)電線。第二導(dǎo)電環(huán)路形成于第二平面基板上。多個第二導(dǎo)電線配置于第二導(dǎo)電環(huán)路之內(nèi)，與第二導(dǎo)電環(huán)路連接，且沿著第二方向排列。
[0009]多個第一傳感元件是由印制于第一平面基板上的導(dǎo)電材料所組成，且多個第二傳感元件是由印制于第二平面基板上的導(dǎo)電材料所組成。
[0010]壓力傳感墊包含了多個間隔物。多個間隔物配置于第一平面基板與第二平面基板之間。
[0011]多個間隔物分為固定在第一平面基板的第一間隔物與固定在第二平面基板的第二間隔物，且第一間隔物與第二間隔物互相接合，用以防止第一與第二傳感元件錯位。
[0012]第一平面基板或第二平面基板具有彈性，當(dāng)一足夠的力施加在第一或第二平面基板時，第一與第二平面基板之間得以接觸。
[0013]多個第一與第二傳感元件為相同的尺寸。
[0014]多個第一與第二傳感元件中每一者具有相同的形狀。
[0015]多個第一與第二傳感元件中每一者具有一凸?fàn)睢?br> [0016]多個第一傳感元件僅形成于第一平面基板的單一面，且多個第二傳感元件僅形成于第二平面基板的單一面。
[0017]多條第一信號線為選擇線，且多條第二信號線為讀取線；或者，多條第一信號線為讀取線，且多條第二信號線為選擇線。
[0018]壓力傳感裝置還包含了一掃描單元與一量測單元。掃描單元用以周期性的對多條選擇線逐個掃描。量測單元用以在多條讀取線上量測所得到的電子信號。
[0019]壓力傳感裝置還包含了一處理單元，用以根據(jù)多個所得到的電子信號來偵測多個壓力傳感器中每一者的一壓力狀態(tài)。
[0020]當(dāng)多個所得到的電子信號中任一者為相對低位準(zhǔn)時，多個壓力傳感器之一對應(yīng)者的壓力狀態(tài)為一關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)多個所得到的電子信號中任一者為相對高位準(zhǔn)時，多個壓力傳感器之一對應(yīng)者的壓力狀態(tài)為一開啟狀態(tài)。
[0021]當(dāng)一病患平躺在壓力傳感墊時，處理單元計(jì)算多個所得到的電子信號之變化，用以分析病患的身體姿勢與動作。
[0022]在處理單元與掃描單元之間為無線連接，且在處理單元與量測單元之間為無線連接。
[0023]根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式，一壓力傳感裝置包含一壓力傳感墊。壓力傳感墊包含了一第一平面基板、一第二平面基板、多條第一信號線、多條第二信號線、多條第三信號線、多條第四信號線、一第一矩陣陣列的傳感元件與一第二矩陣陣列的傳感元件。多條第一信號線形成于第一平面基板上。多條第二信號線形成于第一平面基板上，且未與第一信號線連接。第一矩陣陣列的傳感元件形成于第一平面基板上，其中第一矩陣陣列的傳感元件分為多個列的第一傳感元件與多個行的第二傳感元件，多個列的第一傳感元件連接至多條第一信號線，多個行的第二傳感元件連接至多條第二信號線。第二平面基板配置于第一平面基板的對面。多條第三信號線，形成于第二平面基板之上。多條第四信號線，形成于第二平面基板之上，且未與多條第三信號線連接。第二矩陣陣列的傳感元件形成于該第二平面基板上，其中第二矩陣陣列的傳感元件分為多個列的第三傳感元件與多個行的第四傳感元件，多個列的第三傳感元件連接至多條第三信號線，多個行的第四傳感元件連接至多條第四信號線，其中在第二矩陣陣列中的傳感元件分別面對于第一矩陣陣列中的傳感元件。在多個第一傳感元件中任一者均與多個第四傳感元件中之一對應(yīng)者構(gòu)成一壓力傳感器，在多個第二傳感元件中任一者均與多個第三傳感元件之一對應(yīng)者構(gòu)成一壓力傳感器，且多條第一信號線、多條第二信號線與第一矩陣陣列的排列方式是和多條第三信號線、多條第四信號線與第二矩陣陣列的排列方式相同。
[0024]多個傳感元件中每一者為一六角形傳感元件。
[0025]第一矩陣陣列中每一傳感元件包含一第一導(dǎo)電環(huán)路與多條第一導(dǎo)電線。第一導(dǎo)電環(huán)路形成于該第一平面基板之上。多條第一導(dǎo)電線形成配置于第一導(dǎo)電環(huán)路之內(nèi)，與第一導(dǎo)電環(huán)路連接，且沿著第一方向排列。
[0026]另外，第二矩陣陣列中每一傳感元件包含一第二導(dǎo)電環(huán)路與多條第二導(dǎo)電線。第二導(dǎo)線環(huán)路形成于第二平面基板之上。多條第二導(dǎo)電線配置于第二導(dǎo)電環(huán)路之內(nèi)，并與第二導(dǎo)電環(huán)路連接，且沿著第二方向排列。
[0027]第一矩陣陣列中多個傳感元件是由印制于第一平面基板上的導(dǎo)電材料所組成，且第二矩陣陣列中多個傳感元件系由印制于第二平面基板上的導(dǎo)電材料所組成。
[0028]壓力傳感墊還包含多個間隔物，配置于第一平面基板與第二平面基板之間。
[0029]多個間隔物分為固定在第一平面基板的第一間隔物與固定在第二平面基板的第二間隔物，且第一間隔物與第二間隔物互相接合，用以防止第一與第二傳感元件錯位。
[0030]第一平面基板或第二平面基板具有彈性，當(dāng)一足夠的力施加在第一或第二平面基板時，第一與第二平面基板之間得以接觸。
[0031]多個第一與第二傳感元件為相同的尺寸。
[0032]多個第一與第二傳感元件中每一者具有相同的形狀。
[0033]多個第一與第二傳感元件中每一者具有一凸?fàn)睢?br> [0034]多個第一傳感元件僅形成于第一平面基板的單一面，且多個第二傳感元件僅形成于第二平面基板的單一面。
[0035]多條第一與第三信號線為選擇線，且多條第二與第四信號線為讀取線；或者，多條第一與第三信號線為讀取線，且多條第二與第四信號線為選擇線。
[0036]壓力傳感裝置還包含一掃描單元與一量測單元。掃描單元用以周期性的對多個選擇線逐個掃描。且量測單元用以在多條讀取線上量測所得到的電子信號。
[0037]壓力傳感裝置還包含一處理單元。處理單元用以根據(jù)多個所得到的電子信號來偵測這些壓力傳感器中每一者的一壓力狀態(tài)。
[0038]當(dāng)多個所得到的電子信號中任一者是相對低位準(zhǔn)時，多個壓力傳感器中一對應(yīng)者的壓力狀態(tài)為一關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)多個所得到的電子信號中任一者是相對高位準(zhǔn)時，多個壓力傳感器中一對應(yīng)者的壓力狀態(tài)為一開啟狀態(tài)。
[0039]當(dāng)一病患平躺在壓力傳感墊時，處理單元計(jì)算多個所得到的電子信號的變化，用以分析病患的身體姿勢與動作。
[0040]在處理單元與掃描單元之間為無線連接，且在處理單元與量測單元之間為無線連接。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0041]為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，所附圖式的說明如下:
[0042]圖1是繪示依照本發(fā)明實(shí)施方式的二平面基板如何被組合以產(chǎn)生一傳感器陣列的過程。
[0043]圖2是繪示依照本發(fā)明實(shí)施方式的一二鄰近傳感器的上視圖，用以說明距離失真。
[0044]圖3是說明當(dāng)鄰近的傳感器共用一邊緣，且其皆具有凸?fàn)?，則共用的邊緣為一直線線段。
[0045]圖4繪示依照本發(fā)明實(shí)施方式的具有1:3高寬比的矩形傳感器的上視圖，用以說明方向性偏差。
[0046]圖5A、圖5B繪示依照本發(fā)明實(shí)施方式的使用六角形與三角形的傳感器與其鄰近傳感器的上視圖。
[0047]圖6繪示依照本發(fā)明實(shí)施方式的間隔物的側(cè)視圖。
[0048]圖7繪示依照本發(fā)明實(shí)施方式的沿著一傳感器的周長所放置的間隔物的上視圖。
[0049]圖8A、圖8B繪示依照本發(fā)明實(shí)施方式的沿著一具有彈性平面基板的陣列中的壓力傳感器的側(cè)視圖，用以說明『邊緣效應(yīng)』。
[0050]圖9繪示一傳感器的表面積的比率，其中具有傳感器邊緣一給定距離與對三種傳感器形狀呈現(xiàn)。
[0051]圖10A、圖10B繪示依照本發(fā)明實(shí)施方式傳感元件的上視圖。
[0052]圖11繪示依照本發(fā)明實(shí)施方式的平面基板Pi的上視圖，其允許8X7雙平面?zhèn)鞲衅麝嚵性诙矫婊迳暇哂胁煌男盘柧€與連接線的排列方式。
[0053]圖12繪示依照圖11的實(shí)施方式中平面基板P2的上視圖。
[0054]圖13 繪示依照圖11與圖12的實(shí)施方式中讀取線與選擇線電壓的時序圖。
[0055]圖14繪示依照本發(fā)明實(shí)施方式的平面基板Pi的上視圖，其允許8X7雙平面?zhèn)鞲衅麝嚵性诙矫婊迳暇哂邢嗤男盘柧€與連接線的排列方式。
[0056]圖15繪示依照圖14的實(shí)施方式中平面基板P2的上視圖。
[0057]圖16繪示依照圖14與圖15的實(shí)施方式中讀取線與選擇線電壓的時序圖。
[0058]圖17A、圖17B繪示依照圖14與圖15的實(shí)施方式中所使用符號的總結(jié)。
[0059]圖18繪示依照本發(fā)明的實(shí)施方式中一壓力傳感裝置的方塊圖。
[0060]通過參考下文的詳細(xì)描述與附圖，許多特征將更加容易理解。
【【具體實(shí)施方式】】
[0061]在下面的詳細(xì)描述中，闡述了許多的具體細(xì)節(jié)，以便能夠?qū)τ谒_的實(shí)施例透徹理解。然而，沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下顯然也是可以實(shí)施一個或多個實(shí)施例。在其他情況下，熟為人知的結(jié)構(gòu)和裝置是例示性的繪示，以簡化圖式。
[0062]在本文的描述與下列的申請專利范圍中，所使用的詞匯如『一』與『該』，其意涵泛指了復(fù)數(shù)個，除非文章內(nèi)容有特別指定其意涵。而且，在本文的描述與權(quán)利要求中，所使用的詞匯如『包括』、『包含』、『具有』、『包有』與其他相似詞匯，其意涵應(yīng)被理解為是開放式的連接詞，也就是說意涵為包含但不限于。在本文的描述與權(quán)利要求中，所使用的詞匯如『在…中』，其意涵包含了其意涵泛指了『在…中』與『在…上』，除非文章內(nèi)容有特別指定其意涵。
[0063]關(guān)于本文中所使用的『約』、『大約』或『大致約』一般通常是指數(shù)值的誤差或范圍于百分之二十以內(nèi)，較好地是于百分之十以內(nèi)，而更佳地則是于百分五之以內(nèi)。文中若無明確說明，其所提及的數(shù)值皆視作為近似值，即如『約』、『大約』或『大致約』可從數(shù)值所表示的誤差或范圍推斷而得。
[0064]在本文中，使用第一與第二等等之詞匯，是用以描述各種不同的元件，這些元件不應(yīng)被這些詞匯所限制。這些詞匯僅用于單一元件與其他元件的辨別。舉例而言，一第一元件可被稱為第二元件，而且同樣的一第二元件可被稱為第一元件，而不脫離實(shí)施例的范圍。在本文中，使用第『與/或』的詞匯，其意涵包含了一個或多個相關(guān)列出項(xiàng)目中任一或所有的組合。
[0065]當(dāng)一元件被稱為『連接』或『耦接』至另一元件時，它可以為直接連接或耦接至另一元件，又或是其中有一額外元件存在。相對的，當(dāng)一元件被稱為『直接連接』或『直接耦接』至另一元件時，其中是沒有額外元件存在。
[0066]除非另有 定義，本文所使用的所有詞匯(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)具有其通常的意涵，其意涵是能夠被熟悉各實(shí)施方式所對應(yīng)的領(lǐng)域者所理解。更進(jìn)一步的說，上述的詞匯在普遍常用的字典中的定義，在本揭示內(nèi)容的內(nèi)容中應(yīng)被解讀為與本發(fā)明相關(guān)領(lǐng)域一致的意涵。除非有特別明確定義，這些詞匯將不被解釋為理想化的或過于正式的意涵。
[0067]本揭示內(nèi)容揭露了兩個對于一種具有雙平面?zhèn)鞲衅麝嚵械膲毫鞲醒b置的設(shè)計(jì)方式。本文描述的特征包含了但不限于傳感器的形狀、在一陣列中多個傳感器的整體排列方式、多條連接線在多個傳感器之間的排列方式與使用多條信號線以量測傳感器狀態(tài)的一種機(jī)制。上述中特別有關(guān)聯(lián)的是在一陣列中傳感器的形狀與排列方式的幾何屬性，兩者能夠?qū)υ谝粋鞲衅麝嚵猩匣蚱渖戏降囊晃矬w的姿勢與動作進(jìn)行有效的量測。
[0068]應(yīng)用于傳感器陣列的雙平面設(shè)計(jì)
[0069]一種壓力傳感裝置包含一壓力傳感墊，其中包含一雙平面陣列的壓力傳感器。雙平面陣列的壓力傳感器包括多個傳感元件、多條信號線與配置在兩個平面基板上的多條連接線。兩個設(shè)計(jì)特征為傳感器的形狀、在平面基板上的一集合或一組的傳感器的排列或定位方式。本發(fā)明的一實(shí)施例中，幾何排列方式為各種矩形格狀或陣列的變化。在此實(shí)施例中，使用有順序的一對索引號或是標(biāo)號來索引或標(biāo)注此集合中的多個傳感器是很合理的。因此，發(fā)明人使用了一個mXn陣列的傳感器Sy，其中1蘭i蘭m且1蘭j蘭η。傳感器的陣列或矩陣配置成大致為方格排列的模式，其中具有m個列與η個行。傳感器陣列由一第一平面基板(第一平面)Pi與一第二平面基板(第二平面)匕所構(gòu)成。本發(fā)明的一實(shí)施例中，平面基板是用滾壓而成的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄片所制造。同樣地，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，平面基板是用聚丙烯織布或聚乙烯薄片材料所制造，但本發(fā)明并不限于上述其中的材料。平間基板包含多個傳感元件，以下列的方式分布于平面基板。
[0070]?每一傳感器Si,」是由兩個傳感元件I」與By所形成。
[0071]?對于每一索引對(i，j)，傳感元件^,」與By為置于相同或不同的平面基板上。
[0072]?多個傳感元件被放置為P2可以疊加或重疊于Pi，依此方式對于每一索引對(i，j),傳感元件Ay與Bi,」接觸或部份重疊。
[0073]本發(fā)明的一實(shí)施例中，額外的材料用以構(gòu)成多個傳感元件、多條連接線與多條信號線，這些材料被貼于每一平面基板的一側(cè)或一面。或者，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，這些額外材料被貼于一平面基板的兩面，此方式具有提供更多的可用平面區(qū)域的優(yōu)點(diǎn)，可用平面區(qū)域用以電性傳導(dǎo)多條連接線與多條信號線。無論如何，僅施加額外的材料至一平面基板的一面，可以降低制造的成本且提供多個傳感元件、多條連接線與多條信號線的保護(hù)。在組裝過程中，兩個平面基板被組合或接合，以使含有這些額外材料的兩面彼此面對。亦即，額外的材料被夾在兩個平面基板之間，形成一個完整的傳感器陣列。當(dāng)使用耐久性的材料，例如選用滾壓而成的聚對苯二甲酸乙二酯薄片來制造平面基板時，它們提供耐沖擊性與有效的濕氣屏障。因此，雙平面設(shè)計(jì)提供了防止沖擊損害與保護(hù)了額外的多個傳感元件、多個連接線與多個信號線，使其避免遭受腐蝕的損害。如圖1所示，其繪示呈現(xiàn)出組合雙平面基板的過程。額外材料用以構(gòu)成多個傳感元件、多條連接線與多條信號線，這些材料被貼于第一平面基板12的一平面11與第二平面基板14的一平面13。這些額外材料并未在此附圖示出，以便將焦點(diǎn)放在組合雙平面基板的過程。第二平面基板14是沿著中心軸線15翻轉(zhuǎn)，并落在第一平面基板12上，其中轉(zhuǎn)角16與轉(zhuǎn)角17會互相對齊。
[0074]二位元偵測器
[0075]本發(fā)明的一實(shí)施例中，每一壓力傳感器僅指明兩種狀態(tài)；亦即，其為一『二位元偵測器』。壓力傳感器量測或偵測一物體在其上或其上方，傳感器不具有更精確地辨別物體的位置是位于傳感器的中間位置的上方或是相對位于傳感器的邊緣的上方。物體所產(chǎn)生的壓力或是外力的大小是不能夠通過傳感器做計(jì)算的，且傳感器無法辨別在其上面的多個物體。傳感器只能簡略的指出一個物體是存在或是沒有物體是存在于該偵測器上?；蛘撸诹硪粚?shí)施例中，每一壓力傳感器可以指明多重的狀態(tài)。使用一二位元偵測器的缺點(diǎn)為相對提供了較少的資訊，舉例來說，一個壓電傳感器，當(dāng)其在一適當(dāng)電路中，用以提供一個隨著外部施加壓力的大小變化的電子信號。盡管如此，相對于可指明兩個以上的狀態(tài)以提供更多的資訊的偵測器，使用二位元偵測器的優(yōu)勢在于二位元偵測器可使用相對較低的成本來制造。這使得二位元偵測器在經(jīng)濟(jì)考慮上有其可用性，使其被應(yīng)用在更廣泛的設(shè)置和應(yīng)用上。
[0076]靈敏度與傳感器尺寸
[0077]本發(fā)明的一實(shí)施例中，每一傳感器的尺寸大約相同。如果每一傳感器為一二位元偵測器，其指明了一個物 體是存在或是沒有物體是存在于傳感器上或其上方，若當(dāng)一傳感器陣列中每一傳感器具有大約相同的尺寸時，在計(jì)算陣列上的物體的位置時，可提供更均勻的位置精確度。如果當(dāng)二位元偵測器被選用為一陣列中的傳感器，用以計(jì)算待觀察物體的位置時，且其中每一傳感器具有不同的尺寸，此時陣列會依據(jù)陣列上不同的位置所對應(yīng)的不同的精確度來計(jì)算其位置。實(shí)際上，一個小型傳感器在計(jì)算物體的位置時會比大型傳感器有著較高的精確度。為了避免此問題，當(dāng)使用二位元偵測器來構(gòu)成一傳感器陣列時，使用符合合理可用的制程且尺寸為相同或是非常接近的傳感器是有利的。本發(fā)明的另一實(shí)施例中，多個傳感器為不同尺寸。當(dāng)使用不同尺寸的傳感器會導(dǎo)致在在一二位元偵測器陣列之間量測的精確度變化，這提供了擴(kuò)大傳感器陣列的設(shè)計(jì)可能性的范圍的一些優(yōu)點(diǎn)。
[0078]距離失真與凸?fàn)?br> [0079]本發(fā)明的一實(shí)施例中，每一傳感器具有一凸?fàn)?。或者，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，每一傳感器具有一非凸?fàn)?，例如為一星形或如圖2所示的『L』形。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)使用非凸?fàn)钍怯欣?，因?yàn)樗蓽p少距離失真，距離失真會對物體位置變化的資訊品質(zhì)產(chǎn)生負(fù)面的影響，其中該位置的變化是使用壓力傳感裝置在不同時間量測物體的位置而得知。這對于監(jiān)控物體在傳感器陣列上或其上方的動作特別有效。距離失真發(fā)生在當(dāng)多個傳感器為非凸面的形狀。通常來說，當(dāng)一形狀為凸面時，對于在形狀中任二位置或二點(diǎn)之間的距離為一直線線段。如圖2所示，其為一例示性的繪示，用以解說為何對于傳感器的形狀為一設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，圖中的傳感器為一二位元偵測器，其簡略指明了一個物體是存在或是沒有物體存在于傳感器上或其上方。圖2示出兩個非凸面?zhèn)鞲衅?1與22的一上視圖，在此例示中兩個傳感器為二位元偵測器，且為在一傳感器陣列中的兩個傳感器，也是用于量測動作的傳感陣列中的一部分。內(nèi)部傳感器特征與在陣列中額外傳感器并未在圖式中繪出，以便將焦點(diǎn)放在此兩個相鄰的傳感器的形狀。位置24與位置25之間一直線線段23中的某些位置并不在，或并不位于傳感器21中，傳感器21的形狀并非為凸?fàn)睢＜僭O(shè)壓力傳感裝置記錄或量測了當(dāng)物體在位置24時是在傳感器21上。如果物體沿著直線線段移動，以使下次記錄時物體是位于位置25，且壓力傳感裝置記錄了物體仍是在傳感器21上。這與先前物體固定在位置24的量測結(jié)果是相同的。相反的，如果物體從位置24沿著直線線段移動了一更短的距離，以使下次記錄時物體位于位置26，且壓力傳感裝置記錄了物體已從在傳感器21上的位置移至在傳感器22上的位置。
[0080]使用具有凸?fàn)畹膫鞲衅饔绊懥嗽O(shè)計(jì)上決定傳感器輪廓或是其邊界邊緣的周長。為了能使在平面基板的傳感元件能夠制成緊密堆積或是緊緊排列，傳感器邊緣的周長被選定為符合為幾何磚式(Tiling)、鑲嵌作用(Tessellation)，使其可以完整覆蓋理想平面，同時共用且不重疊其邊緣。因?yàn)楫?dāng)傳感器邊緣被設(shè)計(jì)為此種方式時，當(dāng)制造科技增進(jìn)，使得多個傳感器可被制造與彼此更接近，平面基板被多個傳感器覆蓋的比例能夠有效的增加?？紤]到兩個鄰近的傳感器實(shí)體有接觸或是共享邊緣的情況，如圖3所示，其繪示示出邊緣31的一部分，其被傳感器32與鄰近的傳感器33之間所共用。如果邊緣31并非為一直線線段，它可能會找到兩個位置、或兩點(diǎn)，例如在傳感器33中的位置34與位置35，其位置足夠接近于邊緣使得在兩點(diǎn)之中的直線線段36穿越邊緣31。既然并非在直線線段36上所有點(diǎn)都落在傳感器33上，傳感器33的形狀并非凸?fàn)?。因此，為了?chuàng)造一傳感器陣列的設(shè)計(jì)方式能夠減低距離失真與在平面基板上制造一緊密排列的多個傳感器，將傳感器設(shè)計(jì)為一凸?fàn)睿移渚哂兄本€邊緣。
[0081]方向性偏差(Directional bias)與傳感器形狀
[0082]本發(fā)明的一實(shí)施例中，多個傳感器皆具有大致相同的形狀?；蛘撸诒景l(fā)明的另一實(shí)施例中，多個傳感器皆具有不同的形狀。雖然使用不同形狀增加了傳感器陣列的設(shè)計(jì)可能性的范圍，發(fā)明人認(rèn)為保持一致性才是有利的，因?yàn)樗档土水?dāng)量測在傳感器陣列上或其上方的一物體的移動的方向性。方向性偏差產(chǎn)生于當(dāng)傳感器陣列提供了更精確的資訊，其資訊是關(guān)于物體從一特定位置沿著一方向移動，而不僅是從特定位置沿著不定方向移動的資訊。在一壓力傳感裝置中的處理單元所實(shí)現(xiàn)的演算法用于補(bǔ)償方向性偏差，但這需利用將傳感器形狀的資訊預(yù)先編碼至演算法內(nèi)或是將之當(dāng)作輸入?yún)?shù)提供給演算法。也就是說，演算法必須與傳感器陣列中傳感器的形狀匹配。實(shí)際上，使用由一制造商所生產(chǎn)的傳感器陣列搭配由不同制造商針對使用不同形狀的傳感器的傳感器陣列所生產(chǎn)的處理單元或不同制造商所寫的演算法，是相當(dāng)困難或不太有效果的。
[0083]為了能夠更完整的了解方向性偏差，請參考圖4所說明的例子。圖4繪示出傳感器陣列41的上視圖，其具有多個矩形的傳感器，其皆為二位元偵測器。也就是說，每一傳感器的狀態(tài)指出一個物體是存在或是沒有物體是存在于傳感器上。傳感器陣列41中的每一傳感器具有一共同寬度W=1的單位長度與共同的長度L=3的單位長度。如果一物體從傳感器42往右移動了一數(shù)量級q=3個的傳感器至傳感器43。這說明了移動的距離至少有(q-l)XL=6的單位長度；其最短距離為當(dāng)物體從傳感器42的右邊緣44水平移動至傳感器43的左邊緣45。相對的，如果一物體改為從傳感器42往下移動q+l=4個傳感器至傳感器46，此時壓力傳感裝置會辨別移動距離至少有五個傳感器。然而，盡管在后述的例子中，會有較多的傳感器狀態(tài)被改變，這表示其移動距離所涵蓋到最多√34的單位長度。這是因?yàn)槠湟晃矬w移動的最短距離涵蓋了，舉例而言，從傳感器42的角落47至傳感器46的角落48的距離。一般而言，對于矩形形狀的傳感器的不等邊長與側(cè)邊長比例r = W/L < 1，相同的失真發(fā)生于當(dāng)q滿足于
【權(quán)利要求】
1.一種壓力傳感裝置，其特征在于:包括:壓力傳感墊，包含:第一平面基板；復(fù)數(shù)條第一信號線，形成于該第一平面基板之上；復(fù)數(shù)列的第一傳感元件，傳感元件形成于該第一平面基板之上，其中每一列的第一傳感元件連接至這些第一信號線中之一對應(yīng)者；第二平面基板，配置于該第一平面基板的對面；復(fù)數(shù)條第二信號線，形成于該第二平面基板之上；以及復(fù)數(shù)行的第二傳感元件，傳感元件形成于該第二平面基板之上，其中每一行的第二傳感元件連接至這些第二信號線中之一對應(yīng)者，其中這些第二傳感元件分別面對于這些第一傳感元件，這些第一傳感元件中之任一者均與這些第二傳感元件中之一對應(yīng)者構(gòu)成壓力傳感器。
2.如權(quán)利要求1所述的壓力傳感裝置，其特征在于:這些第一與第二傳感元件中每一者為六角形傳感元件。
3.如權(quán)利要求1所述的壓力傳感裝置，其特征在于:這些第一傳感元件中每一者包含:第一導(dǎo)電環(huán)路，形成于該第一平面基板之上；以及復(fù)數(shù)條第一導(dǎo)電線，配置于該第一導(dǎo)電環(huán)路之內(nèi)，與該第一導(dǎo)電環(huán)路連接，且沿著第一方向排列。`
4.如權(quán)利要求3所述的壓力傳感裝置，其特征在于:這些第二傳感元件中每一者包含:第二導(dǎo)電環(huán)路，形成于該第二平面基板之上；以及復(fù)數(shù)個第二導(dǎo)電線，配置于該第二導(dǎo)電環(huán)路之內(nèi)，與該第二導(dǎo)電環(huán)路連接，且沿著第二方向排列。
5.如權(quán)利要求1所述的壓力傳感裝置，其特征在于:這些第一傳感元件是由印制于該第一平面基板上的導(dǎo)電材料所組成，且這些第二傳感元件是由印制于該第二平面基板上的導(dǎo)電材料所組成。
6.如權(quán)利要求1所述的壓力傳感裝置，其特征在于:該壓力傳感墊還包含:復(fù)數(shù)個間隔物，配置于該第一平面基板與該第二平面基板之間。
7.如權(quán)利要求6所述的壓力傳感裝置，其特征在于:這些間隔物分為固定在該第一平面基板的第一間隔物與固定在該第二平面基板的第二間隔物，且該第一間隔物與該第二間隔物互相接合，用以防止該第一與第二傳感元件錯位。
8.如權(quán)利要求1所述的壓力傳感裝置，其特征在于:該第一平面基板或該第二平面基板具有彈性，當(dāng)足夠的力施加在該第一或該第二平面基板時，該第一與第二平面基板之間得以接觸。
9.如權(quán)利要求1所述的壓力傳感裝置，其特征在于:這些第一與第二傳感元件為相同的尺寸。
10.如權(quán)利要求1所述的壓力傳感裝置，其特征在于:這些第一與第二傳感元件中每一者具有相同的形狀。
11.如權(quán)利要求1所述的壓力傳感裝置，其特征在于:這些第一與第二傳感元件中每一者具有凸?fàn)睢?br> 12.如權(quán)利要求1所述的壓力傳感裝置，其特征在于:這些第一傳感元件僅形成于該第一平面基板的單一面，且這些第二傳感元件僅形成于該第二平面基板的單一面。
13.如權(quán)利要求1所述的壓力傳感裝置，其特征在于:這些第一信號線為選擇線，且這些第二信號線為讀取線；或者，這些第一信號線為讀取線，且這些第二信號線為選擇線。
14.如權(quán)利要求13所述的壓力傳感裝置，其特征在于:還包含:掃描單元，用以周期性的對這些選擇線逐個掃描；以及量測單元，用以在這些讀取線上量測所得到的電子信號。
15.如權(quán)利要求14所述的壓力傳感裝置，其特征在于:還包含:處理單元，用以根據(jù)這些所得到的電子信號來偵測這些壓力傳感器中每一者之一壓力狀態(tài)。
16.如權(quán)利要求15所述的壓力傳感裝置，其特征在于:當(dāng)這些所得到的電子信號中任一者為相對低位準(zhǔn)時，這些壓力傳感器之一對應(yīng)者的壓力狀態(tài)為關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)這些所得到的電子信號中任一者為相對高位準(zhǔn)時，這些壓力傳感器之一對應(yīng)者的壓力狀態(tài)為開啟狀態(tài)。
17.如權(quán)利要求15所述的壓力傳感裝置，其特征在于:當(dāng)病患平躺在該壓力傳感墊時，該處理單元計(jì)算這些所得到的電子信號的變化，用以分析該病患的身體姿勢與動作。
18.如權(quán)利要求15所述的壓力傳感裝置，其特征在于:在該處理單元與該掃描單元之間為無線連接，且在該處理單元與該量測單元之間為無線連接。
19.一種壓力傳感裝置，其特征在于:包括:壓力傳感墊，包含:第一平面基板；復(fù)數(shù)條第一信號線，形成于該第一平面基板之上；復(fù)數(shù)條第二信號線，形成于該第一平面基板之上，未與這些第一信號線連接；第一矩陣陣列的傳感元件，傳感元件形成于該第一平面基板上，其中該第一矩陣陣列的傳感元件中分為復(fù)數(shù)列的第一傳感元件與復(fù)數(shù)行的第二傳感元件，這些列的第一傳感元件連接至這些第一信號線，這些行的第二傳感元件連接至這些第二信號線；第二平面基板，配置于該第一平面基板的對面；復(fù)數(shù)條第三信號線，形成于該第二平面基板之上；復(fù)數(shù)條第四信號線，形成于該第二平面基板之上，未與這些第三信號線連接；第二矩陣陣列的傳感元件，傳感元件形成于該第二平面基板上，其中該第二矩陣陣列的傳感元件分為復(fù)數(shù)列的第三傳感元件與復(fù)數(shù)行的第四傳感元件，這些列的第三傳感元件連接至這些第三信號線，這些行的第四傳感元件連接至這些第四信號線，其中在該第二矩陣陣列中的傳感元件分別面對于該第一矩陣陣列中的傳感元件，在這些第一傳感元件中任一者均與這些第四傳感元件中之一對應(yīng)者構(gòu)成壓力傳感器，在這些第二傳感元件中任一者均與這些第三傳感元件之一對應(yīng)者構(gòu)成壓力傳感器，且這些第一信號線、這些第二信號線與該第一矩陣陣列的排列方式是和這些第三信號線、這些第四信號線與該第二矩陣陣列的排列方式相同。
20.如權(quán)利要求19所述的壓力傳感裝置，其特征在于:這些傳感元件中每一者為六角形傳感元件。
21.如權(quán)利要求19所述的壓力傳感裝置，其特征在于:該第一矩陣陣列中每一傳感元件包含:第一導(dǎo)電環(huán)路，形成于該第一平面基板之上；以及復(fù)數(shù)個第一導(dǎo)電線，配置于該第一導(dǎo)電環(huán)路之內(nèi)，與該第一導(dǎo)電環(huán)路連接，且沿著第一方向排列。
22.如權(quán)利要求21所述的壓力傳感裝置，其特征在于:該第二矩陣陣列中每一傳感元件包含:第二導(dǎo)電環(huán)路，形成于該第二平面基板之上；以及復(fù)數(shù)個第二導(dǎo)電線，配置于該第二導(dǎo)電環(huán)路之內(nèi)，與該第二導(dǎo)電環(huán)路連接，且沿著第二方向排列。
23.如權(quán)利要求19所述的壓力傳感裝置，其特征在于:該第一矩陣陣列中這些傳感元件是由印制于該第一平面基板上的導(dǎo)電材料所組成，且該第二矩陣陣列中這些傳感元件是由印制于該第二平面基板上的導(dǎo)電材料所組成。
24.如權(quán)利要求19所述的壓力傳感裝置，其特征在于:該壓力傳感墊還包含:復(fù)數(shù)個間隔物，配置于該第一平面基板與該第二平面基板之間。
25.如權(quán)利要求24所述的壓力傳感裝置，其特征在于:這些間隔物分為固定在該第一平面基板的第一間隔物與固定在該第二平面基板的第二間隔物，且該第一間隔物與該第二間隔物互相接合，用以防止這些第一與第二傳感元件錯位。
26.如權(quán)利要求19所述的壓力傳感裝置，其特征在于:該第一平面基板或該第二平面基板具有彈性，當(dāng)足夠的力施加在該第一或該第二平面基板時，該第一與第二平面基板之間得以接觸。
27.如權(quán)利要求19所述的壓力傳感裝置，其特征在于:這些傳感元件為相同的尺寸。
28.如權(quán)利要求19所述的壓力傳感裝置，其特征在于:這些傳感元件具有相同的形狀。
29.如權(quán)利要求19所述的壓力傳感裝置，其特征在于:這些傳感元件中每一者具有凸?fàn)睢?br> 30.如權(quán)利要求19所述的壓力傳感裝置，其特征在于:這些第一傳感元件僅形成于該第一平面基板的單一面，且這些第二傳感元件僅形成于該第二平面基板的單一面。
31.如權(quán)利要求19所述的壓力傳感裝置，其特征在于:這些第一與第三信號線為選擇線，且這些第二與第四信號線為讀取線；或者，這些第一與第三信號線為讀取線，且這些第二與第四信號線為選擇線。
32.如權(quán)利要求31所述的壓力傳感裝置，其特征在于:還包含:掃描單元，用以周期性的對這些選擇線逐個掃描；以及量測單元，用以在這些讀取線上量測所得到的電子信號。
33.如權(quán)利要求32所述的壓力傳感裝置，其特征在于:還包含:處理單元，用以根據(jù)這些所得到的電子信號來偵測這些壓力傳感器中每一者之一壓力狀態(tài)。
34.如權(quán)利要求33所述的壓力傳感裝置，其特征在于:當(dāng)這些所得到的電子信號中任一者是相對低位準(zhǔn)時，這些壓力傳感器中一對應(yīng)者的壓力狀態(tài)為關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)這些所得到的電子信號中任一者是相對高位準(zhǔn)時，這些壓力傳感器中一對應(yīng)者的壓力狀態(tài)為開啟狀態(tài)。
35.如權(quán)利要求33所述的壓力傳感裝置，其特征在于:當(dāng)病患平躺在該壓力傳感墊時，該處理單元計(jì)算這些所得到的電子信號的變化，用以分析該病患的身體姿勢與動作。
36.如權(quán)利要求33所述的壓力傳感裝置，其特征在于:在該處理單元與該掃描單元之間為無線連接，且在該處理單`元與該量測單元之間為無線連接。
【文檔編號】G01L1/00GK103728056SQ201310028374
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月12日
【發(fā)明者】馬克·安德森 申請人:美思科技股份有限公司