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用于体温感测的柔性温度感测设备的制作方法

2022-03-31 08:05:39 来源:中国专利 TAG:


1.所述实施方案整体涉及用于测量用户的生理参数的设备、方法和系统。更具体地讲,本发明实施方案涉及用于感测体温的柔性温度感测设备。


背景技术:

2.生理传感器诸如温度测量设备、心脏监测设备或血氧水平传感器越来越多地结合到不同类型的可穿戴设备诸如智能手表、衣服、眼镜和/或其他对象诸如床、家具等中。将生理传感器结合到这些类型的对象中可有利于用户在其常规正常日常行为期间的健康监测。例如,人们通常仅在怀疑他们患病或出于一些其他目的诸如自然家庭计划时测量他们的体温。在这些情况下,测量她或他的体温的人不是他们日常生活的一部分,并且这些体温测量通常是不频繁的。为了更一致地跟踪人的温度,可将温度测量设备结合到各种对象诸如智能手表、衣服、床上用品等中。在一些情况下,可能期望具有更薄、更柔性和/或更耐用的感测设备,使得它们在结合到此类设备中时可对用户具有最小影响和/或更可靠地发挥功能。


技术实现要素:

3.第一组实施方案涉及包括温度传感器堆栈的温度感测设备,该温度传感器堆栈包括柔性基板和耦接到柔性基板的温度传感器阵列。温度传感器阵列中的每个温度传感器可包括:导电材料,该导电材料在柔性基板上形成从第一节点延伸到第二节点的连续图案;第一导电迹线,该第一导电迹线定位在柔性基板上并且耦接到第一节点;以及第二导电迹线,该第二导电迹线定位在柔性基板上并且耦接到第二节点。温度感测设备还可包括处理电路,该处理电路被配置为使用第一导电迹线和第二导电迹线跨每个温度传感器的导电材料施加电信号,使用第一导电迹线和第二导电迹线检测每个温度传感器的导电材料对电信号的影响,并且使用所检测到的导电材料对电信号的影响来确定温度传感器阵列中的温度传感器的温度。
4.另一组实施方案涉及包括具有第一侧面和第二侧面的基板的温度感测设备。包括导电材料的温度传感器可耦接到基板的第一侧面并且限定从第一节点延伸到第二节点的连续图案。温度感测设备可包括第一组导电迹线,该第一组导电迹线位于基板上并且包括耦接到第一节点的第一迹线和耦接到第二节点的第二迹线。第一组导电迹线可用于跨温度传感器施加电信号。温度感测设备可包括第二组导电迹线,该第二组导电迹线位于基板上并且包括耦接到第一节点的第三迹线和耦接到第二节点的第四迹线。第二组导电迹线可用于检测导电材料对电信号的影响。温度感测设备可包括覆盖层,该覆盖层耦接到基板的第一侧面并且定位在导电材料、第一组导电迹线和第二组导电迹线之上。覆盖层可限定开口,并且第一组导电迹线和第二组导电迹线从温度传感器延伸到开口。
5.另一组实施方案涉及包括具有第一侧面和第二侧面的柔性基板的温度感测设备。包括导电材料的温度传感器可耦接到柔性基板的第一侧面并且限定从第一节点延伸到第二节点的连续图案。温度感测设备可包括形成在柔性基板的第一侧面上的第一组导电迹
线,其中第一组导电迹线包括耦接到第一节点的第一迹线和耦接到第二节点的第二迹线。温度感测设备还可包括形成在柔性基板的第二侧面上的第二组导电迹线,其中第二组导电迹线包括第三迹线和第四迹线。第一电互连件可将第一迹线耦接到第三迹线,并且第二电互连件可将第二迹线耦接到第四迹线。第一覆盖层可耦接到柔性基板的第一侧面并且覆盖温度传感器和第一组导电迹线。第二覆盖层可耦接到柔性基板的第二侧面并且覆盖第二组导电迹线。
附图说明
6.通过以下结合附图的详细描述,将容易理解本公开,其中类似的附图标号指代类似的结构元件,并且其中:
7.图1示出了放置在床上或集成到床中的温度感测设备的示例;
8.图2示出了示例性温度感测设备的剖视图;
9.图3示出了示例性薄膜温度感测设备的平面图;
10.图4示出了图3中所示的薄膜温度感测设备的示例性剖视图;
11.图5a至图5d示出了用于形成薄膜温度感测设备的示例性过程;
12.图6a至图6d示出了可使用本文所述的过程形成的薄膜温度感测设备的示例性剖视图;
13.图7示出了示例性嵌入式温度感测设备的平面图;
14.图8示出了图7中所示的嵌入式温度感测设备的示例性剖视图;
15.图9示出了用于形成材料堆栈的示例性过程,该材料堆栈用于形成嵌入式温度感测设备;
16.图10示出了可使用本文所述的过程形成的材料堆栈的示例性剖视图;
17.图11示出了用于处理材料堆栈以形成嵌入式温度感测设备的示例性过程;并且
18.图12是温度感测设备的示例性框图。
19.应当理解,各个特征部和元件(以及其集合和分组)的比例和尺寸(相对的或绝对的)以及其间呈现的界限、间距和位置关系在附图中提供,以仅用于促进理解本文所述的各个实施方案,并因此可不必要地被呈现或示出以衡量并且并非旨在指示对所示的实施方案的任何偏好或要求,以排除结合其所述的实施方案。
具体实施方式
20.现在将具体地参考在附图中示出的代表性实施方案。应当理解,以下描述不旨在将实施方案限制于一个优选实施方案。相反,其旨在涵盖可被包括在由所附权利要求书限定的所述实施方案的实质和范围内的另选形式、修改形式和等同形式。
21.本文所公开的实施方案涉及用于在延长的时间段内跟踪用户的温度的温度感测设备。温度感测设备可包括柔性外壳,该柔性外壳包封被布置成阵列或其他限定构型的一个或多个温度传感器。温度感测设备可放置在用户每天可与之交互的各种对象上或与之集成。例如,温度感测设备可被配置为柔性条带,该柔性条带被配置为放置在床上,诸如在床垫上,集成在床单、垫等内。柔性条带可跨床定位多个温度传感器,使得当用户躺在床上时,温度传感器中的至少一个定位在用户下方。就这一点而言,温度感测设备可在延长的时间
段内诸如在用户正在睡觉时测量用户的温度。与用户使用温度计或其他设备进行单个温度测量相比,在延长的时间段内获得用户的温度测量值可产生用户的更准确或实质性的温度数据。例如,扩展的温度数据可通过平均或以其他方式分析在睡眠时段内取得的温度周期来得到用户的更准确的基础体温(bbt)测量值。
22.将温度感测设备与人通常与之交互的对象集成也可有利于定期测量和跟踪人的温度。例如,将温度感测设备与床接合可允许每夜测量和记录用户的温度。该定期跟踪的温度数据可用于识别或确定温度趋势,诸如由于排卵而导致的温度升高。在其他情况下,定期跟踪的温度数据可用于识别和/或跟踪发热。在一些情况下,跟踪的温度数据可用于预测未来事件,诸如下一个月经期的开始日期、下一个排卵日期、发热何时可能结束等。
23.本文所述的温度感测设备可集成到多种设备中,包括如本文所述的床上用品;其他家具,诸如椅子、沙发、座椅等;或可穿戴设备,诸如智能手表、眼镜、珠宝、衣服和健康监测设备。因此,温度感测设备可能需要适应或承受用户的正常移动。例如,温度感测设备可能需要承受由于用户的移动而引起的重复弯曲或其他变形。此外,可能期望减小温度感测设备的尺寸或厚度以最小化对用户的冲击或不适。例如,用户在床上睡觉往往对定位在用户和床垫之间的对象敏感。因此,减小温度感测设备的厚度可在用户躺在温度感测设备上时对用户的舒适度具有显著影响。
24.第一组实施方案涉及薄膜温度感测设备,该薄膜温度感测设备可集成到可定位在床垫上的柔性条带中。薄膜温度感测设备可包括使用限定第一侧面和第二侧面的薄片形成的基板。可通过以下方式在基板上形成温度传感器:将第一导电材料耦合到基板上,然后将第一导电材料图案化或蚀刻成从基板上的第一位置(其可称为“第一节点”)延伸至基板上的第二位置(其可称为“第二节点”)的连续图案。如本文所用,术语“耦接/耦合”可包括用于将一种材料附接到另一种材料诸如将第一材料层附接到第二材料层的工艺。耦接/耦合工艺可包括诸如接合、沉积、层合、钝化、溅射、光刻、印刷、电镀等技术,或这些技术的组合。连续图案可呈现多种构型,诸如蛇形图案。温度传感器的材料和图案可被配置成使得温度传感器的电特性(诸如电阻)响应于温度传感器的温度变化而改变。
25.薄膜温度感测设备还可包括导电迹线,该导电迹线被配置为将电信号施加到温度传感器并检测温度传感器对电信号的影响。例如,当温度传感器材料的温度改变时,其电阻可改变。电阻的这种变化可由感测电路使用导电迹线来确定。为了减小温度感测设备的厚度,可在基板上形成导电迹线。在一些情况下,可使用两根导线迹线,其中两根导线既将电信号施加到温度传感器又检测温度传感器对电信号的影响。在其他情况下,可使用四根导线迹线来提高温度测量的准确性。例如,第一组导电迹线可用于将电信号施加到温度传感器,并且第二组导电迹线可用于检测温度传感器对电信号的影响。例如,第一组导电迹线可用于将驱动信号施加到温度传感器,并且第二组导电迹线可基于检测由于温度传感器引起的驱动信号的变化来确定温度传感器的电阻。第一组导电迹线可包括电耦合到温度传感器的第一节点的第一迹线和耦接到温度传感器的第二节点的第二迹线。第二组导电迹线可包括耦接到温度传感器的第一节点的第三迹线和耦接到温度传感器的第四节点的第四迹线。迹线可跨基板布线到接合位置,在该接合位置处迹线可耦接到处理电路。在一些情况下,导电迹线可使用内插器耦接到处理电路。
26.在一些实施方案中,用于形成温度传感器的导电材料可以与用于形成导电迹线的
材料相同。在其他情况下,第一材料可用于形成温度传感器,并且不同的材料可用于形成导电迹线。例如,可能有利的是使用铂或镍材料形成温度传感器,因为铂或镍材料响应于温度变化而发生电变化。然而,这些材料可能是昂贵的和/或在弯曲时易于破裂。就这一点而言,铂或镍可用作温度传感器的导电材料,并且较便宜和/或可承受更大变形的不同材料可用于迹线材料。例如,迹线可由银或铜材料形成。因此,第一导电材料可用于在基板上形成温度传感器,并且不同于第一导电材料的第二导电材料可用于形成迹线。
27.在一些情况下,加强件可在温度传感器的区域中耦接到基板。加强件可减少温度感测设备在温度传感器区域中的挠曲或变形,同时允许温度感测设备的其他部分挠曲更大的量。加强件可减小温度传感器上的应力或变形,同时允许温度感测设备的其他部分保持柔性。因此,当集成到温度感测设备(诸如柔性床条带)中时,薄膜温度感测设备能够适形于床和/或躺在床上的用户的形状,同时减小温度传感器上的应力。此外,在柔性基板上形成温度传感器和迹线可减小温度感测设备的尺寸(厚度)。
28.薄膜温度感测设备还可包括覆盖层,该覆盖层与基板耦接以覆盖和/或密封温度传感器和电迹线。就这一点而言,温度传感器和/或电迹线被密封在基板和覆盖层之间。在一些情况下,基板和覆盖层材料可抵抗水渗透,以保护温度传感器和/或电迹线免受湿气、损坏或其他污染物的影响。
29.在一些实施方案中,温度感测设备可包括耦接到单个基板层的多个温度传感器。多个温度传感器可各自包括将温度传感器电耦合到一个或多个处理电路的一组或多组迹线。温度传感器可形成用于感测温度感测设备的不同位置处的温度的阵列。例如,这些不同的位置可对应于温度感测设备(诸如用于放置在床上的温度感测条带)中的不同位置。
30.另一组实施方案涉及可集成到温度感测设备(诸如本文所述的那些)中的嵌入式温度感测设备。嵌入式温度感测设备可包括具有第一侧面和第二侧面的柔性基板。温度传感器以及在一些情况下一个或多个迹线(诸如本文所述的那些)可位于基板的第一侧面上。基板还可包括一个或多个通孔,该一个或多个通孔将位于第一侧面上的温度传感器和/或迹线连接到位于基板的第二侧面上的迹线和其他电气元件。基板还可包括位于基板的第一侧面上的一个或多个电互连件,其中电互连件被配置成使用位于柔性基板的第一侧面和第二侧面两者上的迹线将温度传感器电耦合到控制电路。这样,内插器可嵌入或与温度感测设备集成,使得这些部件耦接到相同的底部基板,这允许将温度感测设备直接连接到处理电路。此类温度感测设备在本文中称为嵌入式温度感测设备。
31.嵌入式温度感测设备可通过对材料堆栈执行一个或多个过程来形成。在一些情况下,材料堆栈可包括柔性基板层,诸如具有第一侧面和第二侧面的聚酰亚胺材料。可将用于形成温度传感器的第一导电材料耦合到聚酰亚胺材料的第一侧面以形成第一导电层。用于在材料堆栈的第一侧面上形成一个或多个电迹线的第二导电材料可耦合到第一导电材料以形成第二导电层。用于在材料堆栈的第二侧面上形成一个或多个电迹线的第三导电材料可耦合到聚酰亚胺材料的第二侧面以形成第三导电层。一个或多个温度传感器可通过蚀刻、形成通孔和层合所得结构而形成在材料堆栈中。就这一点而言,可在柔性基板上形成温度感测设备,该温度感测设备包括多个温度传感器以及迹线和支持电路。温度感测设备可集成到各种温度感测设备诸如被配置用于放置在床上的柔性条带中。
32.在一些情况下,加强件可在温度传感器的区域中耦接到嵌入式温度感测设备。加
强件可减少温度感测设备在温度传感器区域中的挠曲或变形,同时允许温度感测设备的其他部分挠曲更大的量。加强件可减小温度传感器上的应力或变形,同时允许温度感测设备的其他部分保持柔性。因此,当集成到温度感测设备(诸如柔性床条带)中时,嵌入式温度感测设备能够适形于床和/或躺在床上的用户的形状,同时减小温度传感器上的应力。此外,在柔性基板上形成温度传感器和迹线可减小温度感测设备的尺寸(厚度)。
33.下文参考图1至图12来论述这些实施方案以及其他实施方案。然而,本领域的技术人员将容易地理解,本文相对于这些附图所给出的详细描述仅出于说明性目的,而不应被理解为是限制性的。
34.图1示出了温度感测系统100的示例,该温度感测系统具有可放置在床101上或与床101集成并且用于在用户躺在或以其他方式定位在床101上时测量用户的温度的至少一部分。温度感测系统100可包括定位在床101上的温度感测设备102。温度感测设备102可被配置为包括多个温度传感器104的温度传感器阵列,每个温度传感器被配置为输出指示用户的温度的电信号。温度感测设备102还可包括处理电路106,该处理电路电耦合到温度传感器104并且被配置为从电信号确定用户的温度。
35.在一些实施方案中,温度感测设备102可包括被配置为跨床101的宽度放置的柔性条带、垫或带。在一些情况下,温度感测设备102可集成到床单、毯子、床垫、电热毯等中。在一些示例中,温度感测设备102可集成到其他对象中,诸如沙发、椅子、地毯或地板中。在其他情况下,温度感测设备102可被穿戴或附接到用户,诸如集成到衣服或其他可穿戴物品中。温度感测设备102可放置在床101上,使得一个或多个温度传感器104位于用户的核心部分(例如,胸部、躯干等)下方。温度传感器104可沿着该条带定位,并且相对于彼此间隔开,使得至少一个温度传感器104可能完全定位在用户下方。在其他情况下,温度传感器104可沿着该条带定位并且彼此间隔开,使得多个温度传感器104可能定位在用户下方。
36.在一些实施方案中,温度感测设备102可包括如图1所示的一维温度传感器阵列,其中多个温度传感器104布置在单行中。例如,温度传感器阵列中的温度传感器可沿温度感测设备102的第一维度(诸如跨越床宽度的第一维度)彼此间隔开。该第一维度可长于温度感测设备102的第二维度,诸如沿床的长度延伸的第二维度,该第二维度正交于第一维度。
37.在其他情况下,温度感测设备102可包括二维温度传感器阵列,其中多个温度传感器104在至少两个方向上延伸。二维阵列可包括以多种构型定位的温度传感器104,该多种构型诸如正方形、矩形、圆形或对应于用户的形状。例如,温度感测设备102可被配置为当用户仰卧、侧卧或俯卧时对应于用户的躯干部分的形状。就这一点而言,温度传感器104相对于用户的位置可被认为基于其在阵列内的位置和/或基于来自每个温度传感器104的温度输出。例如,如果用户仰卧在温度感测设备102上方,则可比较来自每个温度传感器104的温度测量值以确定用户相对于温度感测设备102的位置。此外,在一些情况下,该比较可用于确定特定温度传感器104相对于用户的位置,例如,居中位于温度传感器104阵列内的温度传感器104位于用户的脊柱下方或附近。无论温度感测设备102是被配置有一维阵列、二维阵列还是温度传感器的其他构型,温度感测设备102都可定位在床101的顶表面上或集成到床101的顶表面中。
38.在一些情况下,温度感测设备102的尺寸可被配置为适应躺在床上的不同数量的人和/或不同尺寸的床。温度感测设备102可足够宽以适应单个用户,使得当用户躺在床上
时,至少一个或多个温度传感器104定位在他或她的下方。在一些示例中,温度感测设备102可被配置为跨床的宽度延伸,使得温度传感器104横跨床的整个宽度。在其他情况下,温度感测设备102可被配置为将一个用户与另一个用户区分开和/或针对不同用户以不同组操作温度传感器。
39.温度传感器104可被配置为检测用户和/或周围环境的温度并输出指示所检测到的温度的信号。在一些情况下,每个温度传感器104向处理电路输出信号,该信号确定所测量的温度并且唯一地识别温度传感器104和/或温度传感器在温度感测设备102中的位置。例如,第一温度传感器104a可以输出温度测量信号以及指示其是阵列中的第一温度传感器104的唯一标识符。类似地,第二温度传感器104b可以输出温度测量信号以及指示其是阵列中的第五温度传感器104的唯一标识符。因此,温度感测设备102可输出对应于阵列内的不同温度传感器104的多个温度测量值。在一些情况下,温度感测设备102可输出多个温度传感器信号,并且每个信号对应于不同的温度传感器104。在其他情况下,阵列可输出包含阵列中每个温度传感器104的温度测量值的单个模拟或数字信号。例如,所有温度传感器104的温度测量值可以预定序列读出,其中序列中的位置识别特定温度传感器104和/或其在温度感测设备102内的位置。
40.处理电路106还可被配置为收集来自温度传感器104的输出并将它们传送到一个或多个外围设备以用于处理温度数据和/或将温度数据显示给用户。处理电路106可包括用于从温度传感器104采集温度信号的处理器或控制器,该温度信号可为模拟或数字信号。处理电路106可在将温度信号传输到一个或多个外围设备诸如电子设备108之前对温度信号进行处理、分析和/或数字化。在一些情况下,这包括对温度信号进行过滤,将温度数据与时间戳相关联,识别每个温度信号对应于哪个温度传感器104,等等。在一些情况下,处理电路106可将各个温度测量值组合成单个测量值(例如,通过对从温度传感器104接收的所有温度测量值、或温度测量值范围内的所有温度测量值、或被确定为来自用户下方的所有温度测量值求平均值)。在一些情况下,处理电路106可包括电源诸如电池和/或插入电源。
41.电子设备108可以是独立设备,诸如智能电话、平板电脑、膝上型电脑、计算机、虚拟助理、可穿戴设备诸如手表、腕带或生理监测设备、或其他电子设备。在一些情况下,电子设备108可结合到温度感测设备102中。例如,电子设备108可包括与处理电路106结合的用户界面。电子设备108可使用有线或无线连接与温度感测设备102(例如,处理电路106)通信。电子设备108可被配置为从温度感测设备102接收温度测量值,分析和/或处理温度数据,并向用户输出信息。例如,电子设备108可被配置为确定每次使用的用户的温度。电子设备108可以多种方式使用该温度信息,诸如估计针对用户的排卵将发生的日子、预测下一个月经周期的开始日期、预测随后的月经周期中的排卵日期、确定和/或跟踪发热等。
42.在一些情况下,电子设备108可跟踪用户的温度信息以识别发热、生病或与其他周期、病症、小病或疾病相关联的其他事件。在一些示例中,电子设备108可在评估用户的睡眠质量时使用温度数据。在其他情况下,温度感测设备102可用于检测床上用户的存在。例如,由阵列中的一个或多个温度传感器104检测到的温度升高可用于确定用户定位在床上的一个或多个温度传感器104上方。在另外的示例中,电子设备108可用于出于其他目的(诸如热管理)监测用户的温度信息。例如,电子设备108可被配置为与用于周围环境的温度控制系统进行交互,并且可基于用户的体温来控制房间的温度。
43.在一些实施方案中,温度感测系统100可包括附加传感器和/或从其他外部传感器接收数据,该数据可结合温度感测设备数据使用。例如,温度感测设备102可包括触摸传感器、力传感器或压力传感器,其识别用户相对于温度传感器104阵列的位置。此类位置数据可用于识别定位在用户下方的温度传感器,使得可使用来自这些传感器的温度测量值,同时可丢弃或忽略来自未定位在用户下方的其他传感器的温度测量值。在一些情况下,来自触摸传感器、力传感器和/或压力传感器的输出可用于确定用户是否正在接触特定温度传感器104或与特定温度传感器104的接触程度。在另外的示例中,温度感测系统100可包括一个或多个传感器以跟踪心率、呼吸、血压、湿度数据、体重或与用户相关联的其他生理参数。
44.在一些情况下,温度传感器104可用于确定用户在床101上和/或相对于温度感测设备102的位置。例如,来自温度传感器104的温度数据可用于确定用户定位在温度感测设备102上的位置。在一些情况下,来自温度传感器104的温度数据可用于确定用户在床101上的姿势,诸如用户是仰卧、侧卧还是俯卧。
45.在一些情况下,一个或多个位置传感器可用于感测用户在床上和/或相对于阵列中的温度传感器的位置。位置传感器数据可用于确定第一温度传感器和第二温度传感器的使用时段。例如,如果位置传感器检测到用户在第一温度传感器和第二温度传感器上方定位限定的持续时间,则该位置数据可用于确定温度传感器阵列的使用时段。
46.除此之外或另选地,温度感测设备和/或一个或多个其他传感器诸如位置传感器可用于确定多个人和/或动物是否位于床101上。例如,可分析来自温度传感器104的温度数据以确定是否存在可指示多个身体在床101上的多于一个的热升高区域。可连同其他传感器数据诸如位置传感器数据一起分析温度数据。
47.温度感测系统100可以多种方式实现。例如,除了本文所述的床传感器之外或另选地,温度感测系统100可在可穿戴设备(诸如智能手表、可穿戴健康跟踪监视器、用户穿戴的衣服中、头带、眼镜或它们的组合)中实现。来自这些设备的数据可单独使用或与基于床的传感器结合使用,以用于如本文所述跟踪用户的月经周期。
48.图2示出了示例性温度感测设备200的剖视图。在一些情况下,温度感测设备200的横截面可沿图1所示的剖面线a-a截取。温度感测设备200可为本文所述的温度感测设备的示例诸如温度感测设备102。温度感测设备200可包括容纳传感器堆栈204的外壳201。外壳可由顶层202和底层208限定。温度传感器堆栈204可定位在外壳201内,并且温度传感器堆栈204可包括一个或多个温度传感器210,其可为本文所述的温度传感器的示例,诸如温度传感器104。如本文所述,温度传感器堆栈204还可包括用于形成温度传感器210和电迹线、基板、封装材料等的一个或多个材料层。温度感测设备200还可包括加强层206,该加强层包括一个或多个加强件212,每个加强件定位在温度传感器210中的一个或多个的区域中。
49.在一些实施方案中,温度传感器堆栈204可包括温度传感器210的阵列。传感器堆栈204可包括形成柔性结构的多个层,该柔性结构包括温度传感器210以及其他部件诸如参考图3至12更详细地描述的电迹线。温度传感器可包括电阻温度检测器(rtd)、负温度系数(ntc)检测器、热电偶、半导体温度检测器、或任何其他合适的温度检测器、或它们的任何组合中的一者或多者。在一些情况下,温度传感器210可被配置为可操作以估计用户的次表层温度的单热通量温度传感器和/或双热通量温度传感器,诸如四点温度传感器。
50.在一些实施方案中,温度感测设备200可包括限定温度传感器堆栈204的一个或多
个层。例如,顶层202可由第一材料形成,其形成温度感测设备200的覆盖层。单独的或与其他层或部件结合的顶层202可将传感器堆栈204与周围环境密封隔离,以保护其免受物理损坏、湿气或其他环境因素的影响。顶层202可定位在温度传感器堆栈204和用户之间。在一些情况下,顶层202可由柔性材料形成并被配置为将热量从用户传递到温度传感器210。例如,顶层202可相对较薄以减小其对来自用户并到温度传感器210的热传递的阻力。顶层202可由包括织物、聚合物或用于在顶部传感器堆栈204和用户之间提供界面的任何其他柔性材料的一种或多种材料形成。传感器堆栈204还可包括一种或多种柔性材料。柔性材料可与温度传感器210耦合,并且允许传感器堆栈204弯曲、挠曲或以其他方式变形,以允许温度传感器210相对于彼此移动。
51.在附加示例中,温度感测设备200可包括底层208,该底层可被配置为将温度感测设备200与床耦接。例如,底层208可由高摩擦材料、粘合剂材料、钩环紧固件或可将温度感测设备200可移除地耦接到床的任何其他合适的材料形成。就这一点而言,温度感测设备200可被移除并重新附接到床。传感器堆栈204的底层208可形成柔性阵列,该柔性阵列可定位在床上或其他表面上并适形于个人用户的独特轮廓,诸如用户在躺在床上时其仰卧、侧卧或俯卧的形状。在一些情况下,温度感测设备200可被配置为附接到其他对象,诸如手表、衣服、头带、腕带、椅子等。
52.在一些实施方案中,温度感测设备200可包括定位在温度传感器210和底层208之间的一个或多个加强件212。当传感器堆栈挠曲以适形于用户的形状时,加强件212可保护温度传感器210免受机械损坏,诸如传感器和/或电触点的脱离或破裂。加强件212还可有助于用户与温度传感器210之间的热传递,并且/或者有助于形成用户体温的稳定读数。加强件212可各自在温度传感器的区域中耦接到温度传感器堆栈。就这一点而言,加强件可增加温度感测设备200和/或传感器堆栈204在温度传感器210的区域中的刚度,同时允许温度感测设备200和/或传感器堆栈204在其他区域中保持柔性。
53.图3示出了示例性薄膜温度感测设备300的平面图。温度感测设备300可包括多个温度传感器302,为清楚起见标记其中一个。温度传感器302可以是如本文所述的温度传感器的示例,诸如温度传感器104和210。温度感测设备300还可包括迹线304和306。导电迹线304和306可以是本文所述的导电迹线的示例。温度感测设备300还可包括覆盖层310、覆盖层310中的开口312、内插器接口314和处理电路316。
54.在一些实施方案中,温度传感器302可耦接到柔性基板301。柔性基板301可为薄片或薄膜并且由电绝缘材料形成。柔性基板301可形成为细长片材,该细长片材具有沿第一维度307延伸的长度303和沿第二维度309延伸的宽度305。在一些情况下,片材可为矩形并且长度303可正交于并长于宽度305。例如,温度感测设备300的长度303可被配置为延伸跨过床垫或床垫的一部分。多个温度传感器302可沿着温度感测设备300的宽度305间隔开。在一些情况下,温度传感器302可以规则的间隔隔开,该间隔可被配置为使得当将条带集成到床或其他对象中时,一个或多个温度传感器定位在用户下方或抵靠用户定位。宽度305可基于包括在温度感测设备300中的迹线(诸如迹线304和306)的数量。在一些情况下,基板可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)材料或任何其他合适的材料。
55.温度传感器302可包括导电材料,该导电材料在基板上形成从第一节点308a延伸到第二节点308b的连续图案。图案可包括重复结构,诸如正方形、正弦波、或其他形式的蛇
形图案、或任何其他合适的连续形式。在其他情况下,温度传感器302的图案可为包括非重复形式、重复形式或它们的任何组合的任何限定的形状。用于形成温度传感器302的图案、导电材料和/或尺寸可被配置为使得温度传感器302的电特性响应于温度变化而改变。例如,当温度传感器302的温度变化时,温度传感器302的电阻可以可预测和/或可重复的方式变化。因此,通过监测施加到温度传感器302的电信号的变化,可以检测到在温度传感器302的区域中接触温度感测设备的对象的温度。在一些示例中,用于形成温度传感器302的导电材料可包括铂、镍、铜、银或其他合适的材料或它们的组合。
56.温度感测设备300可包括形成在基板301上的第一组导电迹线304。第一组导电迹线304可包括电耦合到第一节点308a的第一迹线304a和电耦合到第二节点308b的第二迹线304b。第一组导电迹线304可由一种或多种导电材料形成,该导电材料可为与温度传感器302相同或不同的材料。在一些情况下,第一组导电迹线304可以由铂、镍、铜、银或其他合适的材料或它们的组合形成。第一组导电迹线304可将温度传感器302电耦合到处理电路316。就这一点而言,第一组导电迹线304可用于跨温度传感器302施加来自处理电路316的电信号。在一些情况下,可采用双引线系统,其中第一组导电迹线304用于将电信号施加到温度传感器302并检测温度传感器对电信号的影响;例如,可由处理电路316或其他设备与温度传感器302的温度相关的电阻、电流或电压的变化。
57.在一些情况下,可采用四引线系统来提高由温度传感器302产生的温度测量值的准确性。例如,第一组导电迹线304可用于将电信号施加到温度传感器302,并且第二组导电迹线306可用于检测温度传感器对电信号的影响。第二组导电迹线306可包括耦接到第一节点308a的第三导电迹线306a和耦接到第二节点308b的第四导电迹线306b。第二组导电迹线306可由一种或多种导电材料形成,该导电材料可为与第一组导电迹线304相同或不同的材料。在一些实施方案中,在具有四个引线传感器的3n 1构型中,可使用四个引线传感器监测第一温度传感器,并且可使用三个引线传感器监测其他传感器。在一些情况下,导电迹线304和306可由可经历比温度传感器302材料更大的应变的材料形成,使得温度感测设备300的包括迹线304和306的部分可经历比温度传感器302区域更大的变形量。第二组导电迹线306可将温度传感器302电耦合到处理电路316。就这一点而言,第二组导电迹线306可用于检测由处理电路316施加到温度传感器302的电信号。
58.第一组导电迹线304和第二组导电迹线306可以沿着柔性基板301上的各种路径布线。例如,第一组导电迹线304和第二组导电迹线306可跨基板301从温度传感器302布线到基板301上它们可耦接到处理电路316的位置。
59.温度感测设备300还可以包括覆盖层310,该覆盖层310耦接到基板301并且定位在温度传感器302以及第一组导电迹线304和第二组导电迹线306之上。覆盖层310可接合到柔性基板301和/或形成在柔性基板301上的一个或多个部件,诸如温度传感器302以及第一组导电迹线304和第二组导电迹线306。就这一点而言,覆盖层310可保护定位在柔性基板上的电子部件免受水、碎屑或其他污染物的影响。除此之外或另选地,柔性基板301和/或覆盖层310可加强电子部件诸如温度传感器302和迹线以保护这些部件免受机械损坏。在一些实施方案中,覆盖层310可具有定位在覆盖层310中的不同位置处的一个或多个开口。例如,开口312可被定位成使得第一组导电迹线304和第二组导电迹线306的终端暴露,以用于将温度感测设备300耦接到一个或多个其他部件诸如处理电路316。在一些情况下,覆盖层310的端
部可短于基板,使得覆盖层310的端部从基板301的端部偏移并且留下基板301的暴露部分,在该部分处导电迹线304和306可终止并且暴露以与其他电子部件诸如内插器接口314耦接。
60.在一些情况下,内插器接口314可用于将温度感测设备300耦接到处理电路316。内插器接口314可以是与温度感测设备300不同的部件,其耦接到温度感测设备300以在温度感测设备300和处理电路316之间提供电接口布线。在一些情况下,处理电路316可被实现为一个或多个电路板,诸如柔性电路板。在其他情况下,内插器接口314可与温度感测设备300和/或处理电路316集成。
61.处理电路316可被配置为使用迹线诸如第一组导电迹线304或第二组导电迹线306跨每个温度传感器302的导电材料施加电信号。处理电路316还可被配置为检测温度传感器对电信号的影响,诸如对应于温度传感器302的温度的电流或电压。处理电路316可使用迹线诸如第一组导电迹线304或第二组导电迹线306来检测施加到温度传感器302的电信号。在一些实施方案中,处理电路316使用所检测到的导电材料对电信号的影响来确定温度传感器302的温度。例如,处理电路316可以将检测到的电响应(诸如电压降、电流变化等)与温度传感器302的温度相关联。
62.图4示出了薄膜温度感测设备300的示例性剖视图。温度感测设备300的横截面沿着图3所示的剖面线b-b截取。温度感测设备300可包括参考图3所述的柔性基板301、温度传感器302、第一组迹线304、第二组迹线306和覆盖层310。温度感测设备300还可包括耦合材料402、加强层404和加强件406。
63.如图4所示,柔性基板301可包括第一侧面401和第二侧面403。温度传感器302、第一组导电迹线304和第二组导电迹线306可形成在柔性基板301的第一侧面401上。在一些情况下,耦合材料402可将覆盖层310耦合到柔性基板301。耦合材料402可为粘合剂材料并且适形于基板301的表面和形成在基板301上的特征部。例如,耦合材料402可围绕形成温度传感器302和/或导电迹线诸如第一组导电迹线304和第二组导电迹线306的导电材料。就这一点而言,耦合材料402可形成将覆盖层310耦合到柔性基板301的粘合剂层。耦合材料402与覆盖层310的组合可在温度传感器302和迹线之上形成保护层,该保护层可有助于保护这些部件免受湿气、灰尘、碎片和其他污染,以及为这些部件提供机械保护。在一些实施方案中,耦合材料402和/或覆盖层310可由允许温度感测设备300弯曲和/或以其他方式适形于各种不平整表面的柔性材料形成。
64.在一些实施方案中,加强件406可耦接到柔性基板301的第二侧面403。加强件406可定位在温度传感器302的区域诸如占有面积中。在一些情况下,加强件406的形状和尺寸可被配置为使得其对应于温度传感器302的形状和尺寸。例如,加强件406的尺寸可被设定成与温度传感器302的占有面积相同或略大于该占有面积,使得加强件的边缘延伸到或超过温度传感器302的外轮廓。在其他情况下,加强件406的尺寸可被设定成小于温度传感器302的占有面积,使得加强件的边缘不延伸超过温度传感器302的外轮廓。加强件406可由比柔性基板301更具刚性的材料形成,以增加柔性基板301在温度传感器302的区域中的抗弯强度。就这一点而言,温度传感器302可经历比温度感测设备300的其他部分更少的变形。当温度感测设备300变形以适应用户的不同表面或移动时,此类配置可保护温度传感器302,诸如防止破裂或以其他方式损坏。在一些情况下,加强件406可耦接到柔性基板301的第二
侧面。加强件406可位于加强层404上,该加强层包括对应于阵列中的温度传感器的一个或多个加强件,以及定位在不同加强件之间的柔性材料。就这一点而言,温度感测设备300在温度传感器302的区域中可更硬,并且在其他区域中保持柔性。除此之外或另选地,加强件的尺寸和位置可被配置为使得温度传感器302的中性弯曲平面与温度传感器层重合。就这一点而言,可减小由于温度传感器302的变形引起的温度传感器302上的应力。
65.图5a至图5d示出了用于形成薄膜温度感测设备的示例性过程500。过程500可用于制造本文所述的温度感测设备,诸如温度感测设备102、200和300。在一些情况下,过程500提供制造温度感测设备的另选方法,然而,过程500的各个方面可被组合和/或替换。
66.图5a示出了可用于形成温度感测设备的第一过程500a。在502处,第一过程500a可包括将第一材料耦合到将用于形成温度传感器的基板层上。基板层可以是如本文所述的柔性基板层,并且可以是pet材料或其他合适的材料。基板层可为片材,诸如矩形片材。第一材料可以是导电材料,诸如镍、铂、铜或其他合适的材料。在一些情况下,第一材料可沉积在基板的基本上整个表面上。例如,可沉积第一材料以形成均匀厚度的导电材料层,该导电材料层将在稍后的步骤进一步处理以形成温度传感器。
67.在一些情况下,在步骤502处,基板层和第一材料可被配置为使得多个温度感测设备可形成在单片基板上,并在后面的阶段分成单独的温度感测设备。
68.在504处,第一过程500a可包括将第二材料耦合到第一材料上,其中第二材料将用于形成导电迹线。可通过包括印刷、沉积、掩蔽或其他合适方法的工艺将第二材料选择性地施加到第一材料。就这一点而言,第二材料可仅施加到堆栈的特定部分。例如,第二材料可作为在基板的每个边缘和将形成温度传感器的位置之间延伸的条带施加。在随后的步骤中,这些第二材料条带可被进一步处理以形成从温度传感器中的每一个起并且到达电接口诸如基板上的内插器接口位置的导电迹线。第二材料可由包括银和/或铜的任何合适的导电材料形成。
69.在506处,第一过程500a可包括蚀刻第一温度传感器材料以形成温度传感器结构。例如,可激光蚀刻第一材料以形成温度传感器,这可包括形成多个连续图案,每个连续图案从第一节点延伸到第二节点,其中每个图案对应于基板上的温度传感器。可执行该移除工艺以仅移除在基板上形成温度结构所需的材料。就这一点而言,剩余的第一材料可保持耦合到基板。因此,在506处的材料移除工艺之后,传感器堆栈可包括通过移除第一材料形成的温度检测器图案,并且这些图案可被耦合到基板但不用于形成温度传感器的剩余的第一材料围绕。剩余的第一材料可通过第一材料的移除部分与温度传感器结构分离。
70.在508处,第一过程500a可包括蚀刻第二迹线材料以在基板上形成导电迹线结构。在一些情况下,步骤506和508可作为同时蚀刻第一材料和第二材料的单个过程来执行。在其他情况下,可在与第二材料不同的工序期间蚀刻第一材料。在一些情况下,蚀刻第二迹线材料包括选择性地仅蚀刻第二迹线材料,同时使第一材料保持基本上完整。在其他实施方案中,蚀刻第二材料还可包括蚀刻第二材料下面的第一材料,以移除这两种材料的部分。蚀刻可以是诸如激光蚀刻的工艺,其移除第二材料的部分以形成导电迹线。除此之外或另选地,蚀刻工艺可包括湿化学蚀刻,其可使用选择性化学蚀刻剂。可选择性地处理第二材料,使得导电迹线在每个温度传感器与温度感测设备上的电接口之间形成。在一些情况下,可执行步骤506和508,使得第一材料和第二材料被处理以在温度传感器与其相应迹线之间留
下电互连。在其他情况下,温度传感器可使用附加步骤电连接到导电迹线,该附加步骤添加电互连件以连接这些部件。
71.在510处,第一过程500a可包括将覆盖层耦接至传感器堆栈以层合形成在基板上的温度传感器、导电迹线和/或基板与覆盖层之间的其他部件。在一些情况下,可使用粘合剂将覆盖层耦接到传感器堆栈。粘合剂可以是压敏粘合剂、光学透明的粘合剂或施加到堆栈的表面的其他合适的材料,该堆栈的表面可包括温度传感器结构、导电迹线结构,并且在一些情况下,包括基板的暴露部分。在其他情况下,在步骤502处沉积并且不用于形成温度传感器的第一材料可保留在基板上。在这些情况下,粘合剂材料可接合到第一材料的这些部分以将覆盖层耦接到柔性基板。粘合剂可适形于材料堆栈的表面,以在温度传感器、导电迹线和/或耦接到基板的其他结构上方形成涂层。柔性基板和覆盖层堆栈可保护导电材料免受环境因素诸如湿气、碎屑和/或其他污染物的影响。柔性基板和覆盖层堆栈可形成柔性结构,该柔性结构可弯曲或以其他方式适形于多种不同的表面形状。在一些情况下,覆盖层可由pet或其他合适的材料形成。
72.在512处,第一过程500a可包括将加强件耦接到传感器堆栈。加强件可以是本文所述的加强件的示例,并且可以粘接方式耦接或以其他方式接合到传感器堆栈的底侧,例如,在柔性基板的与温度传感器相对的一侧上。
73.在514处,第一过程500a可包括切割传感器堆栈以形成多个温度感测设备。在一些情况下,每个温度感测设备可包括多个温度传感器。例如,可切割传感器堆栈,使得每个温度感测设备包括条带,该条带具有沿着条带的长度延伸的温度传感器的一维阵列。
74.图5b示出了可用于形成温度感测设备的第二过程500b。在516处,第二过程500b包括将第一材料耦合到将用于形成温度传感器的基板层上。步骤516可以是关于第一过程500a描述的步骤502的示例。
75.在518处,第二过程500b可包括通过选择性地移除第一材料的部分而在基板上形成温度传感器。在一些实施方案中,这包括光图案化和/或蚀刻(例如,湿化学蚀刻)第一材料以仅留下第一材料的用于形成温度传感器结构的部分。因此,在步骤504之后,基板可包含由第一材料形成的多个温度传感器结构,并且使其表面的剩余部分暴露以用于进一步处理。
76.在520处,第二过程500b可包括层合温度传感器。例如,在步骤518处形成的每个温度传感器可具有覆盖温度传感器的保护性涂层。
77.在522处,第二过程500b可包括将第二材料耦合在基板上,该第二材料将用于在传感器堆栈上形成导电迹线。第二材料可直接耦合到第二基板。在一些情况下,将第二材料耦合到基板可包括用于将第二材料选择性地沉积到基板上的印刷工艺。例如,第二材料可作为在基板的每个边缘和将形成温度传感器的位置之间延伸的条带施加。在随后的步骤中,这些第二材料条带可被进一步处理以形成从温度传感器中的每一个起并且到达电接口诸如基板上的内插器接口位置的导电迹线。第二材料可由包括银和/或铜的任何合适的导电材料形成。
78.在524处,第二过程可包括处理第二材料以在传感器堆栈上形成导电迹线结构。第二过程可包括蚀刻工艺诸如激光蚀刻,该激光蚀刻移除第二材料的部分以形成导电迹线。可选择性地处理第二材料,使得导电迹线在每个温度传感器与温度感测设备上的电接口之
间形成。在一些情况下,可执行该过程,使得第一材料和第二材料被处理以在温度传感器与其相应迹线之间留下电互连。在其他情况下,温度传感器可使用添加电互连件以连接这些部件的附加步骤电连接到导电迹线。
79.在526处,第二过程500b可包括将覆盖层耦接到传感器堆栈以层合形成在基板上的温度传感器、导电迹线和/或基板与覆盖层之间的其他部件。步骤526可以是参考第一过程500a描述的步骤510的示例。
80.在528处,第二过程500b可包括将加强件耦接到传感器堆栈。加强件可以是本文所述的加强件的示例,并且可以粘接方式耦接或以其他方式接合到传感器堆栈的底侧,例如,在柔性基板的与温度传感器相对的一侧上。
81.在530处,第二过程500b可包括切割传感器堆栈以形成多个温度感测设备。在一些情况下,每个温度感测设备可包括多个温度传感器。例如,可切割传感器堆栈,使得每个温度感测设备包括条带,该条带具有沿着条带的长度延伸的温度传感器的一维阵列。
82.图5c示出了可用于形成温度感测设备的第三过程500c。在532处,第三过程500c可包括将第一材料耦合到将用于形成温度传感器和导电迹线的基板层上。步骤532可为相对于第一过程500a所述的步骤502的示例。
83.在534处,第三方法500c可包括在第一材料中形成温度传感器和导电迹线。这可包括对第一材料进行光图案化,以仅留下第一材料的用于形成温度传感器结构和导电迹线的部分。因此,在步骤534之后,基板可包含由第一材料形成的多个温度传感器结构,并且每个温度传感器可电耦合到也由第一材料形成的一个或多个导电迹线。
84.在536处,第三过程500c可包括层合温度传感器和导电迹线。例如,在步骤536处形成的每个温度传感器和导电迹线可具有覆盖这些部件的保护性涂层。
85.在538处,第三过程500c可包括将覆盖层耦接到传感器堆栈以层合形成在基板上的温度传感器、导电迹线和/或基板与覆盖层之间的其他部件。步骤538可为参考第一过程500a所述的步骤510的示例。
86.在540处,第三过程500c可包括将加强件耦接到传感器堆栈。加强件可以是本文所述的加强件的示例,并且可以粘接方式耦接或以其他方式接合到传感器堆栈的底侧,例如,在柔性基板的与温度传感器相对的一侧上。
87.在542处,第三过程500c可包括切割传感器堆栈以形成多个温度感测设备。在一些情况下,每个温度感测设备可包括多个温度传感器。例如,可切割传感器堆栈,使得每个温度感测设备包括条带,该条带具有沿着条带的长度延伸的温度传感器的一维阵列。
88.图5d示出了可用于形成温度感测设备的第四过程500d。在544处,第四过程500d可包括将第一材料耦合到将用于形成温度传感器的基板层上。步骤544可为相对于第一过程500a所述的步骤502的示例。在一些情况下,第一材料可为镍材料,并且第二材料可为铜材料。
89.在546处,第四过程500d可包括将第二材料耦合到第一材料上,其中第二材料将用于形成导电迹线。步骤546可以是关于第一过程500a描述的步骤504的示例。
90.在548处,第四过程500d可包括执行第一材料移除过程,该第一材料移除过程移除第一材料和第二材料两者以形成温度传感器和导电迹线的结构。因此,在步骤548之后,基板可包含由第一材料和第二材料形成的多个温度传感器结构,并且每个温度传感器可电耦
合到也由第一材料和第二材料形成的一个或多个导电迹线。
91.在550处,第四过程500d可包括执行第二材料移除过程,该第二材料移除过程仅从温度检测器结构移除第二材料,使得温度传感器结构仅由第一材料形成。因此,在步骤550之后,基板可包含由第一材料形成的多个温度传感器结构。
92.在552处,第四过程500d可包括层合温度传感器和导电迹线。例如,在步骤550处形成的每个温度传感器和导电迹线可具有覆盖这些部件的保护性涂层。
93.在554处,第四过程500d可包括将覆盖层耦接到传感器堆栈以层合形成在基板上的温度传感器、导电迹线和/或基板与覆盖层之间的其他部件。步骤554可以是参考第一过程500a描述的步骤510的示例。
94.在556处,第四过程500d可包括将加强件耦接到传感器堆栈。加强件可以是本文所述的加强件的示例,并且可以粘接方式耦接或以其他方式接合到传感器堆栈的底侧,例如,在柔性基板的与温度传感器相对的一侧上。
95.在558处,第四过程500d可包括切割传感器堆栈以形成多个温度感测设备。在一些情况下,每个温度感测设备可包括多个温度传感器。例如,可切割传感器堆栈,使得每个温度感测设备包括条带,该条带具有沿着条带的长度延伸的温度传感器的一维阵列。
96.图6a至图6d示出了可使用图5a至图5d所讨论的过程形成的薄膜温度感测设备600的示例性剖视图。图6a示出了可通过参考图5a所述的过程形成的示例性温度感测设备600a。温度感测设备600a可包括柔性基板601、在耦接到柔性基板601的第一材料603层中形成的温度传感器602。第一材料层603可由本文所述的材料诸如镍、铂、铜或其他合适的材料形成。温度感测设备600a还可包括由耦合到第一材料603层的第二材料形成的迹线604。第二材料可包括本文所述的用于形成导电迹线的材料,诸如银、铜、金、镍铂或其他合适的材料。在示例性温度感测设备600a中,温度传感器602可通过蚀刻第一材料603层的用于形成温度传感器602的部分来形成。在蚀刻工艺之后剩余的材料可留在柔性基板601上以形成围绕温度传感器602的第一材料603层。可执行蚀刻工艺,使得剩余的第一材料603与温度传感器602电隔离。温度感测设备600a还可包括使用如本文所述的耦合材料606接合到堆栈的覆盖层608。例如,覆盖层608可以是pet材料,并且耦合材料606可以是粘合剂。
97.图6b示出了可通过参考图5b所述的过程形成的示例性温度感测设备600b。温度感测设备600b可包括柔性基板601、温度传感器602、迹线604、耦合材料606和覆盖层608,如本文所述。在图6b的示例中,温度传感器602和迹线604均可定位在柔性基板601上。例如,在移除未用于形成温度传感器602的任何第一材料的过程中,温度传感器602可由第一材料形成。因此,用于形成迹线的第二材料可以直接耦合到柔性基板601。第一材料和第二材料可与本文所述的不同或相同。在一些情况下,温度传感器602可通过如本文所述的第三材料610层合。
98.图6c示出了可通过参考图5c所述的过程形成的示例性温度感测设备600c。温度感测设备600c可包括柔性基板601、温度传感器602、迹线604、耦合材料606和覆盖层608,如本文所述。在图6c的示例中,温度传感器602和迹线604可由相同的材料层形成并且由如本文所述的层合材料610覆盖。
99.图6d示出了可通过参考图5d所述的过程形成的示例性温度感测设备600d。温度感测设备600d可包括柔性基板601、温度传感器602、迹线604、耦合材料606、覆盖层608和层合
材料610,如本文所述。在图6d的示例中,温度传感器602和迹线可通过将第一材料沉积到柔性基板上并且将第二材料沉积到第一材料上来形成。第一材料和第二材料均可为导电的。在第一步骤中,可蚀刻第一材料和第二材料两者以形成迹线604,迹线604包括两种材料和温度传感器602的结构(例如,蛇形图案)。在第二步骤中,可选择性地从温度传感器602的区域移除第二材料,使得温度传感器602仅由第一材料形成。
100.图7示出了嵌入式温度感测设备700的示例的平面图。温度感测设备700可以是本文所述的温度感测设备的示例,诸如温度感测设备102和200。温度感测设备700可包括形成在基板701上的温度传感器702,为清楚起见标记其中一个。温度感测设备700还可包括迹线704和706、电互连件708和连接点710。导电迹线304和306可以是本文所述的导电迹线的示例。
101.在一些实施方案中,温度传感器702可耦接到柔性基板701。柔性基板701可为薄片或薄膜并且由电绝缘材料形成。柔性基板701可形成为细长片材,该细长片材具有沿第一维度707延伸的长度703和沿第二维度709延伸的宽度705。在一些情况下,片材可为矩形的,并且长度703可正交于并长于宽度705。例如,温度感测设备700的长度703可被配置为延伸跨过床垫或床垫的一部分。多个温度传感器702可沿着温度感测设备700的宽度705间隔开。在一些情况下,温度传感器702可以规则的间隔隔开,该间隔可被配置为使得当将条带集成到床或其他对象中时,一个或多个温度传感器定位在用户下方或抵靠用户定位。宽度705可基于包括在温度感测设备700中的迹线(诸如迹线704和706)的数量。在一些情况下,基板可包括聚酰亚胺(pi)材料或任何其他合适的材料。
102.温度传感器702可包括导电材料,该导电材料在基板上形成从第一节点711a延伸到第二节点711b的连续图案。图案可包括重复结构,诸如方波、正弦波或任何其他合适的连续形式。在其他情况下,温度传感器702的图案可为包括非重复形式、重复形式或它们的任何组合的任何限定的形状。用于形成温度传感器702的图案、导电材料和/或尺寸可被配置为使得温度传感器702的电特性响应于温度变化而改变。例如,当温度传感器702的温度变化时,温度传感器702的电阻可以可预测和/或可重复的方式变化。因此,通过监测施加到温度传感器702的电信号的变化,可以检测到在温度传感器702的区域中接触温度感测设备的对象的温度。在一些示例中,用于形成温度传感器702的导电材料可包括铂、镍、铜、银或其他合适的材料或它们的组合。
103.在一些实施方案中,第一组导电迹线704可以形成在柔性基板701的第一侧面上。第一组导电迹线704可包括耦接到第一节点711a的第一导电迹线704a和耦接到第二节点711b的第二导电迹线704b。第一导电迹线704a可将温度传感器702电耦合到第一电互连件708a,并且第二导电迹线可将温度传感器702电耦合到第二电互连件708b。电互连件708可以将定位在基板的第一侧面上的第一组导电迹线704耦接到形成在基板701的第二侧面上的第二组导电迹线706。在一些实施方案中,电互连件708可包括穿过基板701而形成的通孔。第二组导电迹线706可以包括第三导电迹线706a。第一电互连件708a可将第一导电迹线704a耦接到第三导电迹线706a,并且第二电互连件可将第二导电迹线704b耦接到第四导电迹线706b。第二组导电迹线706可沿着基板的第二侧面布线,并且被配置为将温度传感器702电耦合到处理电路714。
104.在一些实施方案中,温度感测设备700可包括用于将温度传感器702电耦合到处理
电路714的连接点710。例如,处理电路714可以是与温度传感器堆栈不同的电路。连接点可包括焊料凸块、可控塌陷芯片连接(倒装芯片的c4)或任何其他合适的连接。就这一点而言,温度感测设备700可在不使用内插器部件的情况下直接耦接到外部电路诸如处理电路。
105.温度感测设备700还可以包括覆盖层713,该覆盖层耦接到基板701并定位在温度传感器702和第一组导电迹线704之上。覆盖层713可接合到柔性基板701和/或形成在柔性基板701上的一个或多个部件,诸如温度传感器702和第一组导电迹线704。就这一点而言,覆盖层713可保护定位在柔性基板上的电子部件免受水、碎屑或其他污染物的影响。除此之外或另选地,柔性基板701和/或覆盖层713可加强电子部件诸如温度传感器702和迹线以保护这些部件免受机械损坏。在一些实施方案中,覆盖层713可具有定位在覆盖层713中的不同位置处的一个或多个开口712。例如,开口712可被定位成使得第二组导电迹线706的终端暴露以用于将温度感测设备700耦接到一个或多个其他部件诸如处理电路714。
106.处理电路714可被配置为使用迹线诸如第一组导电迹线704或第二组导电迹线706跨每个温度传感器702的导电材料施加电信号。处理电路714还可被配置为检测温度传感器对电信号的影响,诸如对应于温度传感器702的温度的电流或电压。处理电路714可使用迹线诸如第一组导电迹线704或第二组导电迹线706来检测施加到温度传感器702的电信号。在一些实施方案中,处理电路714使用所检测到的导电材料对电信号的影响来确定温度传感器702的温度。例如,处理电路714可以将检测到的电响应(诸如电压降、电流变化等)与温度传感器702的温度相关联。
107.图8示出了薄膜温度感测设备700的示例性剖视图。温度感测设备700的横截面沿图7所示的剖面线c-c截取。温度感测设备700可包括参考图3所述的柔性基板701、温度传感器702、第一组导电迹线704、第二组导电迹线706和第一覆盖层713。温度传感器设备700还可包括第二覆盖层802、耦合材料804、加强层806和加强件808。
108.如图8所示,柔性基板701可包括第一侧面801和第二侧面803。温度传感器702和第一组导电迹线(图7所示的704)可以形成在柔性基板701的第一侧面801上。第二组导电迹线706可以形成在柔性基板701的第二侧面803上。在一些情况下,耦合材料804可以将覆盖层713耦接到柔性基板701。耦合材料804可为粘合剂材料并且适形于基板701的表面和形成在柔性基板701上的特征部。例如,耦合材料804可围绕形成温度传感器702和/或导电迹线诸如第一组导电迹线704的导电材料。就这一点而言,耦合材料804可以形成将覆盖层713耦接到柔性基板701的粘合剂层。耦合材料804与覆盖层713的组合可在温度传感器702和迹线之上形成保护层,该保护层可有助于保护这些部件免受湿气、灰尘、碎片或其他污染物的影响以及为这些部件提供机械保护。在一些实施方案中,耦合材料804和/或覆盖层713可由允许温度感测设备700弯曲和/或以其他方式适形于各种不平整表面的柔性材料形成。
109.在一些实施方案中,加强件808可耦接到柔性基板701的第二侧面803。加强件808可定位在温度传感器702的区域诸如占有面积中。在一些情况下,加强件808的形状和尺寸可被配置为使得其对应于温度传感器702的形状和尺寸。例如,加强件808的尺寸可被设定成与温度传感器702的占有面积相同或略大于该占有面积,使得加强件的边缘延伸到或超过温度传感器702的外轮廓。在其他情况下,加强件808的尺寸可被设定成小于温度传感器702的占有面积,使得加强件的边缘不延伸超过温度传感器702的外轮廓。加强件808可由比柔性基板701更具刚性的材料形成,以增加柔性基板701在温度传感器702的区域中的抗弯
强度。就这一点而言,温度传感器702可经历比温度感测设备700的其他部分更少的变形。当温度感测设备700变形以适应用户的不同表面或移动时此类配置可保护温度传感器702防止破裂或以其他方式损坏。在一些情况下,加强件808可耦接到柔性基板701的第二侧面。加强件808可位于加强层806上,该加强层包括对应于阵列中的温度传感器的一个或多个加强件,以及定位在不同加强件之间的柔性材料。就这一点而言,温度感测设备700在温度传感器702的区域中可更硬,并且在其他区域中保持柔性。
110.图9示出了用于形成材料堆栈的示例性过程900,该材料堆栈用于形成嵌入式温度感测设备。过程900可包括将多个材料层耦合在一起以形成材料堆栈,其中每个层具有均匀的厚度。例如,如果材料堆栈形成为矩形片材,则每个层可具有基本上相同的矩形尺寸并且被耦合以形成材料堆栈。
111.在902处,过程900可包括将用于形成温度传感器的第一材料沉积到不同于第一材料的第二导电材料上。例如,第一材料可包括将用于形成温度传感器的结构的第一导电金属,并且第二材料可包括将用于形成温度感测设备的一个或多个迹线或其他电子部件的第二导电金属。在一些情况下,第一材料可由铂材料、镍材料、铜材料或其他导电材料形成,并且第二材料可由铂材料、镍材料、铜材料或其他导电材料中的相同或不同一者形成。在一些情况下,第一材料和/或第二材料可以是独立式箔材料。可使用一种或多种工艺诸如溅射、电镀、合金包覆或其他合适的工艺将第一材料与第二材料耦合。
112.在904处,过程900可包括将基板材料耦合到第一材料上,使得第一材料定位在第二材料与基板材料之间。基板材料可以是电绝缘材料或任何其他合适的电路板材料。在一些情况下,基板材料可以是聚酰亚胺材料。基板材料可被配置为柔性材料,使得所得的温度感测设备可适形于各种表面和/或用户移动。
113.在906处,过程900可包括将第三导电材料沉积到基板材料上。因此,材料堆栈可包括将第一温度传感器材料和基板材料夹在中间的第二导电材料和第三导电材料。在一些情况下,第三导电材料可包括将用于形成温度感测设备的一个或多个迹线或其他电子部件的第二导电金属。第三导电材料可由与第二导电材料相同或不同的材料形成。
114.图10示出了可使用参考图9所述的过程形成的材料堆栈1000的示例性剖视图。材料堆栈1000可包括耦合到第二材料1003的第一材料1001、耦合到第一材料1001的基板材料1005以及耦合到基板材料1005的第三材料1007。第一材料可用于形成温度感测设备,第二材料1003和第三材料1007可用于形成一个或多个电气部件诸如导电迹线,并且基板材料,并且基板材料1005可形成如本文所述的温度感测设备的基板层。
115.图11示出了用于处理材料堆栈以形成嵌入式温度感测设备的示例性过程1100。过程1100可在材料堆栈上执行,该材料堆栈包括用于形成嵌入式温度感测设备的不同部分的多个不同材料层,诸如相对于图9和图10所讨论的材料堆栈。
116.在1102处,过程1100可包括蚀刻位于材料堆栈的第一侧面上的第一导电材料以及蚀刻位于材料堆栈的第二侧面上的第二导电材料。该堆栈可包括基板层,该基板层具有温度传感器材料和耦接到基板的第一侧面的第一导电材料以及耦接到基板的第二侧面的第二导电材料。第一导电材料和第二导电材料可以是堆栈的外层,该外层用于在温度感测设备上形成迹线或其他电气布线特征。在一些情况下,蚀刻可用于在第一导电材料中形成通孔并且在第二导电材料中形成导电迹线,其中导电迹线可用于将温度传感器电耦合到一个
或多个处理电路。在一些实施方案中,第一导电材料和第二导电材料包括铜材料、银材料或其他合适的导体。
117.在1104处,过程1100包括形成穿过基板的通孔。通孔可用于将基板的第一侧面上的第一导电材料与由基板的第二侧面上的第二导电材料形成的迹线连接。就这一点而言,用于将温度传感器耦接到处理电路的迹线横穿基板的第一侧面和第二侧面两者并且由一个或多个通孔连接。在1106处,过程1100可包括将导电材料沉积到在步骤1104中形成的通孔中,以完成由第一导电材料形成的迹线与由第二导电材料形成的迹线之间的电连接。在一些情况下,步骤1106可包括在通孔中电镀导电材料,该导电材料可为与第一导电材料和/或第二导电材料相同或不同的导电材料。
118.在1108处,过程1100包括在第一导电材料中形成迹线图案。第一导电材料中的迹线图案可将设备的第一侧面中的温度传感器电耦合到一个或多个通孔,使得往返于温度传感器的电信号可沿温度感测设备的第一侧面和第二侧面两者路由。在一些情况下,形成迹线图案可包括蚀刻第一导电材料和温度传感器材料两者以沿着基板的限定部分移除这些材料。该蚀刻可在第一导电材料和温度感测材料中形成不同的迹线,该迹线彼此电隔离并且用于向和从温度感测设备的不同部分(例如不同的温度传感器)携带电信号。
119.在1110处,过程1100可包括从温度感测材料选择性地移除第一导电材料以在基板上形成温度传感器。就这一点而言,步骤1108和1110的组合可用于在基板上形成温度传感器的结构。在步骤1108中,在第一导电材料和下面的温度感测材料两者中形成温度传感器的结构。然后在步骤1110处,移除第一导电材料以将温度感测材料留在温度传感器的所需结构中。
120.在1112处,过程1100可包括将覆盖层耦接到传感器堆栈的第一侧面和第二侧面中的每一者。覆盖层可以粘合方式接合到传感器堆栈的每一侧,诸如通过使用光学透明的粘合剂或任何其他合适的材料。
121.在1114处,过程1100可包括将一个或多个加强件附接到堆栈。加强件可各自在温度传感器的区域中耦接到堆栈,以增加传感器堆栈在每个温度传感器的区域中的刚度。加强件可减小温度传感器例如由于弯曲或其他变形而经受的应力,以帮助确保在使用温度感测设备时温度传感器保持功能性。加强件可使用粘合剂或其他合适的工艺接合到堆栈。
122.在1116处,过程1100可包括切割传感器堆栈以形成多个温度感测设备。在一些情况下,每个温度感测设备可包括多个温度传感器。例如,可切割传感器堆栈,使得每个温度感测设备包括条带,该条带具有沿着条带的长度延伸的温度传感器的一维阵列。
123.图12为温度感测设备1200的示例性框图,其可采用如参考图1至图11所述的温度感测系统中的任一个的形式。温度感测系统1200可包括处理器1202、输入/输出(i/o)机构1204(例如,输入/输出设备,诸如触摸屏、表冠或按钮、输入/输出端口或触觉界面)、一个或多个温度感测设备1206、存储器1208、其他传感器1210(例如,光学感测系统、气压传感器等)和电源1212(例如,可再充电电池)。处理器1202可控制温度感测系统1200的一些或所有操作。处理电路1202可直接或间接地与温度感测系统1200的一些或所有部件进行通信。例如,系统总线或其他通信机构1214可提供处理电路1202、i/o机构1204、温度感测设备1206、存储器1208、传感器1210和电源1212之间的通信。
124.处理电路1202可被实现为能够处理、接收或传输数据或指令的任何电子设备。例
如,处理电路1202可为微处理器、中央处理单元(cpu)、专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)或此类设备的组合。如本文所述,术语“处理器”意在涵盖单个处理器或处理单元、多个处理器、多个处理单元或一个或多个其他合适的计算元件。
125.应当指出的是,电子设备1200的部件可由多个处理器控制。例如,温度感测系统1200的选择部件(例如,传感器1210)可由第一处理器和温度感测系统1200的其他部件控制,并且温度感测系统1200的其他部件(例如,温度感测设备1206)可由第二处理器控制,其中第一处理器和第二处理器可彼此通信或可不彼此通信。
126.i/o设备1204可将数据传输到用户或另一个电子设备和/或从用户或另一个电子设备接收数据。i/o设备可包括显示器、触摸感测输入表面、一个或多个按钮(例如,图形用户界面“home”按钮)、一个或多个相机、一个或多个麦克风或扬声器、一个或多个端口诸如麦克风端口和/或键盘。除此之外或另选地,i/o设备1204或端口可以经由通信网络诸如无线和/或有线网络连接发送电信号。无线和有线网络连接的示例包括但不限于蜂窝网络、wi-fi、蓝牙、ir和以太网连接。
127.温度感测设备1206可以是本文所述的温度感测设备(诸如温度感测设备102、200、300)的任何特征或包括本文所述的温度感测设备的特征的组合。在一些情况下,温度感测系统1200可包括多个温度感测设备1206。
128.存储器1208可以存储可由温度感测系统1200使用的电子数据。例如,存储器1208可以存储电数据或内容,诸如音频文件和视频文件、文档和应用程序、设备设置和用户偏好、定时信号、控制信号以及数据结构或数据库。存储器1208可被配置为任何类型的存储器。仅以举例的方式,存储器1208可以被实现为随机存取存储器、只读存储器、闪存存储器、可移动存储器、其他类型的存储元件或此类设备的组合。
129.温度感测系统1200还可包括基本上被定位在电子设备1200上的任何位置处的一个或多个传感器1210。传感器1210可被配置为感测一个或多个类型的参数,诸如但不限于压力数据、光数据、触摸数据、热数据、移动数据、相对运动数据、生物计量数据(例如,生物参数)等。例如,传感器1210可包括热传感器、位置传感器、光或光学传感器、加速度计、压力换能器、陀螺仪、磁力仪、健康监测传感器等。此外,一个或多个传感器1210可利用任何合适的感测技术,包括但不限于电容、超声波、电阻、光学、超声、压电和热感测技术。
130.电源1212可用能够向温度感测系统1200提供能量的任何设备来实现。例如,电源1212可为一个或多个电池或可再充电电池。除此之外或另选地,电源1212可为将温度感测系统1200连接到另一电源诸如壁装电源插座的电源连接器或电源线。
131.如上所述,本技术的一个方面是确定、测量、跟踪和/或监测用户的体温等。本公开预期,在一些实例中,这些所采集的数据可包括唯一地识别或可用于联系或定位特定人员的个人信息数据。此类个人信息数据可包括人口统计数据、基于定位的数据、电话号码、电子邮件地址、twitter id(或其他社交媒体别名或处理)、家庭地址、与用户的健康或健身等级相关的数据或记录(例如,生命信号测量、药物信息、锻炼信息)、出生日期、或任何其他识别信息或个人信息。
132.本公开认识到在本发明技术中使用此类个人信息数据可用于使用户受益。例如,个人信息数据可用于提供用户定制的触觉或视听输出。此外,本公开还预期个人信息数据有益于用户的其他用途。例如,健康和健身数据可用于向用户的总体健康状况提供见解,或
者可用作使用技术来追求健康目标的个人的积极反馈。
133.本公开设想负责采集、分析、公开、传输、存储或其他使用此类个人信息数据的实体将遵守既定的隐私政策和/或隐私实践。具体地,此类实体应当实行并坚持使用被公认为满足或超出对维护个人信息数据的隐私性和安全性的行业或政府要求的隐私政策和实践。此类政策应该能被用户方便地访问,并应随着数据的采集和/或使用变化而被更新。来自用户的个人信息应当被收集用于实体的合法且合理的用途,并且不在这些合法使用之外共享或出售。此外,应在收到用户知情同意后进行此类采集/共享。此外,此类实体应考虑采取任何必要步骤,保卫和保障对此类个人信息数据的访问,并确保有权访问个人信息数据的其他人遵守其隐私政策和流程。另外,这种实体可使其本身经受第三方评估以证明其遵守广泛接受的隐私政策和实践。此外,应当调整政策和实践,以便采集和/或访问的特定类型的个人信息数据,并适用于包括管辖范围的具体考虑的适用法律和标准。例如,在美国,对某些健康数据的收集或获取可能受联邦和/或州法律的管辖,诸如健康保险流通和责任法案(hipaa);而其他国家的健康数据可能受到其他法规和政策的约束并应相应处理。因此,在每个国家应为不同的个人数据类型保持不同的隐私实践。
134.不管前述情况如何,本公开还预期用户选择性地阻止使用或访问个人信息数据的实施方案。即本公开预期可提供硬件元件和/或软件元件,以防止或阻止对此类个人信息数据的访问。例如,就确定空间参数而言,本发明技术可被配置为在注册服务期间或之后任何时候允许用户选择“选择加入”或“选择退出”参与对个人信息数据的收集。除了提供“选择加入”和“选择退出”选项外,本公开设想提供与访问或使用个人信息相关的通知。例如,可在下载应用时向用户通知其个人信息数据将被访问,然后就在个人信息数据被应用访问之前再次提醒用户。
135.此外,本公开的目的是应管理和处理个人信息数据以最小化无意或未经授权访问或使用的风险。一旦不再需要数据,通过限制数据收集和删除数据可最小化风险。此外,并且当适用时,包括在某些健康相关应用程序中,数据去标识可用于保护用户的隐私。在适当的情况下,可以通过移除特定标识符(例如,出生日期等)、控制存储的数据的量或特征(例如,在城市级而非地址级收集位置数据)、控制数据的存储方式(例如,在用户之间聚合数据)和/或其它方法来促进去标识。
136.因此,虽然本公开广泛地覆盖了使用个人信息数据来实现一个或多个各种所公开的实施方案,但本公开还预期各种实施方案也可在无需访问此类个人信息数据的情况下被实现。即,本发明技术的各种实施方案不会由于缺少此类个人信息数据的全部或一部分而无法正常进行。例如,可基于非个人信息数据或绝对最小量的个人信息(诸如与用户相关联的设备处的事件或状态、其他非个人信息或公开可用信息)来提供触觉输出。
137.为了说明的目的,前述描述使用具体命名以提供对所述实施方案的彻底理解。然而,对于本领域的技术人员而言将显而易见的是,不需要具体细节,以便实践所述实施方案。因此,出于例示和描述的目的,呈现了对本文所述的具体实施方案的前述描述。它们并非旨在是穷举性的或将实施方案限制到所公开的精确形式。对于本领域的普通技术人员而言将显而易见的是,鉴于上面的教导内容,许多修改和变型是可行的。
再多了解一些

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