RS62453B1 - Senzor sa povezivanjem na rastegljivu žicu - Google Patents

Senzor sa povezivanjem na rastegljivu žicu

Info

Publication number
RS62453B1
RS62453B1 RS20211254A RSP20211254A RS62453B1 RS 62453 B1 RS62453 B1 RS 62453B1 RS 20211254 A RS20211254 A RS 20211254A RS P20211254 A RSP20211254 A RS P20211254A RS 62453 B1 RS62453 B1 RS 62453B1
Authority
RS
Serbia
Prior art keywords
sensor
layer
electrically conductive
electrode
conductive wire
Prior art date
Application number
RS20211254A
Other languages
English (en)
Inventor
Pekka Iso-Ketola
Lari Kakkonen
Toni Liimatta
Seppo Lähdesmäki
Anne Mäkiranta
Original Assignee
Forciot Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Forciot Oy filed Critical Forciot Oy
Publication of RS62453B1 publication Critical patent/RS62453B1/sr

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0443—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
    • G01L1/142—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A41—WEARING APPAREL
    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D1/00—Garments
    • A41D1/002—Garments adapted to accommodate electronic equipment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A41—WEARING APPAREL
    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D13/00—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches
    • A41D13/12—Surgeons' or patients' gowns or dresses
    • A41D13/1236—Patients' garments
    • A41D13/1281—Patients' garments with incorporated means for medical monitoring
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Measuring devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/1036—Measuring load distribution, e.g. podologic studies
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
    • A61B5/6804—Garments; Clothes
    • A61B5/6807—Footwear
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
    • G01L1/142—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors
    • G01L1/146—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors for measuring force distributions, e.g. using force arrays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2605—Measuring capacitance
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0414—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04164—Connections between sensors and controllers, e.g. routing lines between electrodes and connection pads
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/59—Fixed connections for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96—Touch switches
    • H03K17/962—Capacitive touch switches
    • H03K17/9622—Capacitive touch switches using a plurality of detectors, e.g. keyboard
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0277—Bendability or stretchability details
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0277—Bendability or stretchability details
    • H05K1/0283—Stretchable printed circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/0393—Flexible materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Description

Opis
Oblast pronalaska
Pronalazak se odnosi na senzore sile, senzore pritiska i senzore dodira. Pronalazak se odnosi na kapacitivne senzore sile, kapacitivne senzore pritiska i kapacitivne senzore dodira. Pronalazak se odnosi na nosive kapacitivne senzore sile, pritiska i dodira.
Stanje tehnike
Povećano je interesovanje za blagostanje. To uključuje lično blagostanje, kao i zdravstvenu zaštitu. Ovo je rezultiralo mnogim ličnim i medicinskim uređajima za praćenje, poput senzora. Takvi senzori mogu biti ugrađeni u odeću, kao što su rukavice, obuća, kacige, itd. Što se tiče senzora sile ili pritiska za odevne predmete, oni mogu biti npr. piezootporni, piezoelektrični ili kapacitivni. Senzori dodira (kontaktni), odnosno taktilni senzori, najčešće su kapacitivni. Kapacitivni senzor sile/pritiska/dodira obično uključuje samo lako dostupne materijale. Kao primer, patent FI 127245 otkriva kapacitivni senzor sile i/ili pritiska. Za razliku od senzora sile i/ili pritiska, senzor dodira ne mora da ima materijal koji se može deformisati u blizini elektrode.
Uz upućivanje na sliku 1, takvi senzori obično sadrže mikroelektronski čip 910, koji je kruta komponenta. Mikroelektronski čip 910 sadrži ulazne/izlazne kanale 912a, 912b, kao što su izbočine. Ovi ulazni/izlazni kanali 912a, 912b nalaze se blizu jedan drugog kako bi bilo više ulaznih/izlaznih kanala 912a, 912b za čip 910 radi bolje funkcionalnosti.
Posebno kod nosivih senzora poželjna je udobnost upotrebe. Zbog toga se veliki deo senzora može formirati na konformnoj foliji 930. Konformna folija 930 može da obuhvata ožičenje 932 koje je, takođe, konformno i električno provodljivo. Takvo ožičenje 932 može se napraviti npr. štampanjem. Međutim, zbog proizvodnih tehnika, širina linije konformnog ožičenja 932 je obično mnogo veća nego što zahtevaju rastojanja između ulaznih/izlaznih kanala 912a, 912b mikroelektronskog čipa 910.
Da bi se električno spojilo konformno ožičenje 932 sa ulaznim/izlaznim kanalima 912a, 912b, može se koristiti fleksibilna štampana ploča 920 između mikroelektronskog čipa 910 i konformne folije 930. Fleksibilna štampana ploča 920 može se proizvesti sa mnogo manjim širinama linija od konformnog ožičenja 932. Tako se ožičenje 922 na fleksibilnoj štampanoj ploči može na prvoj lokaciji učiniti dovoljno uskim da stupi u kontakt sa ulaznim/izlaznim kanalima 912a, 912; i na drugom mestu, žice ožičenja 922 mogu se odvojiti jedna od druge kako bi došle u kontakt sa žicama konformnog ožičenja 932.
Međutim, takvo rešenje je često mehanički nepouzdano. Posebno, kada se koriste na takav način da se menja oblik konformne folije 930 i/ili fleksibilnog dela 920, često se javljaju problemi sa pouzdanošću. US2017/034907 A1 se odnosi na rastegljivu štampanu ploču koja ima rastegljivu osnovu u obliku folije koja se može rastezati i skupljati, rastegljivi povezujući deo formiran na ili iznad najmanje jedne velike površine rastegljive osnove, i spoljni terminal povezan sa povezujućim delom; rastegljiva ploča ima armaturno područje sa krutošću u ravni većom od rastegljive osnove i rastegljivo područje koje ostaje i nakon isključenja armaturnog područja; povezujući deo je formiran preko graničnog dela između armaturnog područja i rastegljivog područja; i pomoćni rastegljivi element u obliku folije koji se može rastezati i skupljati obezbeđen je na graničnom delu koji ima povezujući deo formiran u sebi.
Dalji senzori i elektronski uređaji poznati su iz WO 2017/044617 A1, EP 3282218 A1, US2004/238819 A1, US5060527, US2009/129031 A1, WO2016/109744 A1.
Kratak opis pronalaska
Predmetni pronalazak se odnosi na kapacitivni senzor koji ima konformni deo i fleksibilni deo. Posebno, pronalazak se odnosi na kapacitivni senzor, pri čemu se konformni deo može pričvrstiti na fleksibilni deo na takav način da je pouzdanost priključka visoka i u mehanički promenljivom okruženju. Pouzdanost se poboljšava upotrebom rastegljivosti električnog ožičenja. Rastegljivost se može primarno iskoristiti tako što će senzor biti otporniji u blizini spoja za povezivanje npr. na fleksibilnu ploču. Pronalazak je stavljen na uvid javnosti preciznije u nezavisnom patentnom zahtevu 1. Neki načini za poboljšanje rastegljivosti su opisani u zahtevu 2. Rastegljivost se može koristiti sekundarno povezivanjem žice, u pravcu debljine senzora, u prvoj tački, na armaturnu konstrukciju; i nepovezivanjem žice, u pravcu debljine senzora, u drugoj tački, na armaturnu konstrukciju, pri čemu se armaturna konstrukcija proteže od prve tačke do druge tačke. Realizacije je specifičnije opisana u zavisnom zahtevu 3. Rastegljivost nekih delova senzora je opisana preciznije u zavisnom zahtevu 4.
Kratak opis crteža
Na slikama pravac Sz označava pravac debljine senzora. Pravci Sx i Sy su međusobno okomiti i okomiti na Sz. Slike prikazuju senzor u sutinski ravnom obliku, ali pošto je senzor konformn, može se oblikovati u drugi oblik
Slika 1 prikazuje shematski stanje tehnike,
Slika 2a prikazuje odozgo višeslojnu strukturu provodnika,
Slika 2b prikazuje sa strane takav jedan deo strukture višeslojnog provodnika koji sadrži ožičenje, koje uključuje prvu žicu,
Slika 2c prikazuje sa strane takav jedan deo druge strukture višeslojnog provodnika koji sadrži ožičenje, koje uključuje prvu žicu,
Slika 2d prikazuje sa strane takav jedan deo višeslojne strukture provodnika koji ne sadrži žicu, Slika 3a1 prikazuje sa strane deo kapacitivnog senzora 100,
Slika 3a2 prikazuje sa strane deo prikazan na slici 3a1 podeljen na prvi deo 100a i drugi deo 100b, prvi deo i drugi deo prikazani isprekidanim linijama,
Slika 3a3 prikazuje sa strane, module elastičnosti u ravni delova sa slike 3a2 nakon uklanjanja armaturne konstrukcije,
Slika 3a4 prikazuje sa strane deo senzora kao alternativu delu prikazanom na slici 3a1, Slika 3b1 prikazuje sa strane deo kapacitivnog senzora 100,
Slika 3b2 prikazuje sa strane deo prikazan na slici 3b1 podeljen na prvi deo 100a i drugi deo 100b, prvi deo i drugi deo prikazani su isprekidanim linijama,
Slika 3b3 prikazuje sa strane, module elastičnosti u ravni delova sa slike 3b2 nakon uklanjanja armaturne konstrukcije,
Slika 3b4 prikazuje sa strane deo senzora kao alternativu delu prikazanom na slici 3b1,
Slika 3c1 prikazuje sa strane deo kapacitivnog senzora 100,
Slika 3c2 prikazuje sa strane deo prikazan na slici 3c1 podeljen na prvi deo 100a i drugi deo 100b, prvi deo i drugi deo prikazani su isprekidanim linijama,
Slika 3c3 prikazuje sa strane, module elastičnosti u ravni delova sa slike 3c2 nakon uklanjanja armaturne konstrukcije,
Slika 3d prikazuje sa strane deo senzora podeljen na prvi deo 100a i drugi deo 100b, prvi deo i drugi deo prikazani su isprekidanim linijama,
Slika 3e1 prikazuje sa strane deo senzora, pri čemu adhezivno sredstvo čini deo kompresibilnog sloja,
Slika 3e2 prikazuje sa strane deo senzora, pri čemu je kompresibilni materijal u drugom delu tanji nego u prvom delu,
Slika 3f prikazuje sa strane senzor, pri čemu paket elektronike čini armaturnu konstrukciju, Slika 4a prikazuje sa strane deo kapacitivnog senzora 100,
Slika 4b prikazuje sa strane deo prikazan na slici 4a podeljen na prvi deo 100a i drugi deo 100b, prvi deo i drugi deo prikazani su isprekidanim linijama,
Slika 4c prikazuje sa strane deo kapacitivnog senzora 100,
Slika 4d prikazuje sa strane deo prikazan na slici 4c podeljen na prvi deo 100a i drugi deo 100b, prvi deo i drugi deo prikazani su isprekidanim linijama,
Slika 5a prikazuje odozgo kapacitivni senzor 100,
Slika 5b prikazuje odozgo kapacitivni senzor 100,
Slika 6a prikazuje odozgo kapacitivni senzor 100,
Slika 6b prikazuje sa strane deo kapacitivnog senzora 100,
Slika 7 prikazuje sa strane kapacitivni senzor 100,
Slika 8a1 prikazuje sa strane kapacitivni senzor 100, podeljen na prvi deo 100a, drugi deo 100b i treći deo 100c, pri čemu su prvi, drugi i treći deo prikazani isprekidanim linijama,
Slika 8a2 prikazuje sa strane module elastičnosti u ravni delova sa slike 8a1,
Slika 8b1 prikazuje sa strane kapacitivni senzor 100, podeljen na prvi deo 100a, drugi deo 100b i treći deo 100c, pri čemu su prvi, drugi i treći deo prikazani isprekidanim linijama,
Slika 8b2 prikazuje sa strane module elastičnosti u ravni delova slike 8b1,
Slika 9a do 9d prikazuje sa strane delove kapacitivnih senzora 100,
Slika 10 prikazuje sa strane delove kapacitivnih senzora 100,
Slika 11 prikazuje sa strane delove kapacitivnih senzora 100,
Slika 12 prikazuje kapacitivni senzor za upotrebu kao uložak za obuću i
Slike 13a i 13b prikazuju kapacitivne senzore za drugu upotrebu.
Detaljni opis pronalaska
Kao što je naznačeno u opisu stanja, predmetni pronalazak se odnosi na kapacitivni senzor, npr. senzor sile i/ili pritiska ili senzor dodira, sa poboljšanom pouzdanošću pod promenljivim mehaničkim naprezanjem. Poželjno, senzor je konformni.
U kapacitivnim senzorima meri se kapacitivnost elektrode. Kapacitivnost se može meriti u odnosu na okolinu ili u odnosu na drugu elektrodu, kao što je uzemljenje. U principu postoje tri principa rada: (1) dielektrični materijal blizu elektrode (npr. između dve elektrode) se menja, što menja kapacitivnost; i/ili (2) rastojanje između dve elektrode se menja, što menja kapacitivnost između ovih elektroda; i/ili (3) površina elektrode se menja ili zajedničko područje između dve elektrode, što menja kapacitivnost elektrode (npr. u odnosu na drugu elektrodu ili okolinu). Zajedničko područje se može promeniti npr. pod opterećenjem na smicanje. Ovi principi su poznati stručnjaku. U jednostavnom obliku, kapacitivnost elektrode se menja u odnosu na njeno okruženje, kada se neki predmet pomeri blizu ili dalje od elektrode. Obično se dve elektrode koriste za poboljšanu tačnost na takav način da se materijal između elektroda komprimuje u upotrebi. Takvi senzori su stavljeni na uvid javnosti u patentu FI 127245. U senzorima na dodir, predmet koji dodiruje (npr. prst korisnika) ima drugačiju dielektričnu konstantu od npr. vazduha. Tako se kapacitivnost elektrode menja kretanjem predmeta koji dodiruje (prema gore navedenom principu rada 1).
Uobičajeno kod senzora sile i/ili pritiska, elastični materijal u blizini merne elektrode, npr. između dve elektrode, komprimovan je i deformisan barem lokalno u zavisnosti od primenjenog pritiska (lokalno). Druga elektroda nije nužno potrebna, jer obično predmet koji stvara pritisak ima drugačiju dielektričnu konstantu od komprimovanog elastičnog materijala, pri čemu već sama deformacija uzrokuje promenu kapacitivnosti u odnosu na okolinu. Tako se može odrediti lokalni pritisak u blizini elektrode. Štaviše, kada se koristi više elektroda na različitim lokacijama, može se odrediti više lokalnih pritisaka na različitim lokacijama. Sila je integralni deo pritiska. Zbog toga, da bi se izmerila sila, elektrodama koje se koriste za merenje treba pokriti u potpunosti celo merno područje, kako je opisano u gore navedenom patentu. Prema tome, u senzoru sile, gotovo celo merno područje mora biti pokriveno elektrodama koje se koriste za merenje, dok je u senzoru pritiska dovoljno obezbediti elektrode koje se koriste za merenje samo u onim oblastima, gde se pritisak meri.
Kao što je naznačeno u opisu stanja, da bi bio široko primenljiv na tela sa različitim oblicima, senzor, ili barem većina senzora, treba da bude u konforman. Konformni senzori su, takođe, upotrebljivi u takvim okruženjima, gde je njihov oblik podložan promenama, kao što je elektronika koja se može nositi.
Ovde se izraz konformni odnosi na materijal koji je u najmanju ruku fleksibilan i rastegljiv i poželjno takođe se može komprimovati. Što se tiče izraza fleksibilnost, ravni fleksibilni materijal može se saviti do radijusa zakrivljenosti 10 mm (ili manje) bez lomljenja materijala na temperaturi od 20°C. Štaviše, fleksibilni materijal se nakon toga može vratiti u ravni oblik na temperaturi od 20°C bez lomljenja/pucanja materijala; ili se može spontano vratiti u ravni oblik bez lomljenja/pucanja. Što se tiče izraza rastegljivost, rastegljivi materijal se može rastegnuti za najmanje 10% na reverzibilan način. Posebno, sloj rastegljivog materijala može se rastegnuti za najmanje 10% na reverzibilan način u pravcu koji je okomit na pravac debljine sloja. Reverzibilnost istezanja je spontana, odnosno elastična. Što se tiče izraza stišljivi, stlačivi materijal se može komprimirati za najmanje 10 % na reverzibilan način. Konkretno, sloj materijala koji se može komprimovati, može se komprimovati za najmanje 10% na reverzibilan način u pravcu debljine sloja. Reverzibilnost kompresije je spontana, odnosno elastična. Na ovaj način, ravni konformni materijal je fleksibilan kao što je gore naznačeno i rastegljiv u pravcu ravni ravnog konformnog materijala; a poželjno je i da se može komprimovati u pravcu svoje debljine kao što je gore navedeno. Ravni konformni materijal može se postaviti tako da odgovara površini polulopte sfere radijusa 10 cm (ili manje) na temperaturi od 20°C bez lomljenja. Obično, ravni konformni materijal može biti postavljen tako da odgovara površini polulopte čiji je poluprečnik od 10 cm (ili manji) na temperaturi od 20°C bez unošenja značajnih plastičnih (tj. nepovratnih) deformacija u materijal. Ovde izraz „značajan” znači da je, kada je raspoređeno na polulopti, elastično naprezanje konformnog materijala veće od njegovog plastičnog naprezanja. Tako se ravni konformni materijal može postaviti tako da odgovara npr. površini stopala ili šake.
Sl. 2a do 2d prikazuju delove nekih senzora. Slika 2a je pogled odozgo, dok su Sl.2b do 2d bočni prikazi, što pokazuju pravci Sx, Sy, Sz na slikama. Sz se odnosi na pravac debljine senzora 100. Pravci Sx, Sy i Sz su međusobno okomiti i mogu da zavise od lokacije, barem kada senzor nije ravan. Kao što je uobičajeno, izraz „debljina” se odnosi na pravac u kome se senzor najmanje proteže. Dakle, debljina je manja od dužine ili širine. Uz upućivanje se na Sl.2a do 2c, senzor 100 sadrži električno provodljivo ožičenje 220, koje obuhvata prvu električno provodljivu žicu 222. Senzor 100 obuhvata prvu elektrodu 224 za merenje kapacitivnosti, uparenu na prvu električno provodljivu žicu 222. Funkcija žice 222 je da se elektroda 224 spoji na merno kolo, npr. preko fleksibilne konstrukcije. Prema tome, prvi spoj 226 je spojen sa prvom žicom 222, kao što je naznačeno npr. na slici 3a1. Spoj 226 je pogodan za spajanje žice 222 sa drugom elektronikom. Elektroda 224 može činiti deo ožičenja 220. Ožičenje 220, posebno njegova prva žica 222, fleksibilno je i rastegljivo u smislu koji je gore opisan za ove izraze. Poželjno je, takođe, prva elektroda 224 fleksibilna i rastegljiva u smislu koji je gore opisan za ove izraze. Kao što će u daljem tekstu biti detaljno opisano, ožičenje 220 može biti postavljeno kao deo višeslojne električno provodljive konstrukcije 200.
Uz upućivanje na Sl.3a1 do 3f, senzor 100 obuhvata prvu električno provodljivu žicu 222. Prva električno provodljiva žica 222 je fleksibilna i rastegljiva u gore navedenom značenju za ove pojmove. Prva električno provodljiva žica 222 čini barem deo ožičenja 220 (vidi sliku 2a). Ožičenje 220 i/ili žica 222 mogu se proizvesti npr. korišćenjem takvih aditivnih tehnika proizvodnje koje proizvode rastegljive provodljive žice, kao što je štampanje. Alternativno, ožičenje može biti laminirano na sloj materijala. Ožičenje 220 može biti proizvedeno (npr. štampano ili laminirano) na fleksibilnoj i rastegljivoj podlozi 210. Alternativno, ožičenje 220 može biti proizvedeno (npr. štampano ili laminirano) na sloj 310 koji se može komprimovati.
Uz upućivanje na Sl. 3a1 do 3f, senzor 100 sadrži sloj 310 koji se može komprimovati. U senzorima sile i/ili pritiska, sloj 310 koji se može komprimovati je konfigurisan tako da se komprimuje i deformiše pod pritiskom u upotrebi. Štaviše, zbog kapacitivnog principa rada, sloj 310 koji se može komprimovati je, takođe, električno izolovan. Ostala svojstva i pogodni materijali za sloj 310 razmatraju se u daljem tekstu. Kada se senzor 100 koristi kao senzor dodira (tj. taktilni senzor), sloj 310 koji se može komprimovati nije potreban u blizini elektroda (224, 225). Međutim, i kod senzora na dodir, sloj 310 koji se može komprimovati se može koristiti za poboljšanje pouzdanosti. Stoga, sloj 310 koji se može komprimovati ne mora da se prostire tako da se preklapa sa prvom elektrodom 224.
Uz upućivanje na Sl.3a1 do 3f, senzor 100 sadrži armaturnu konstrukciju 320, poput armaturnog sloja. Funkcija armaturne konstrukcije 320 je povezivanje prvog dela 100a senzora 100 sa elektronskim delom senzora, posebno savitljivom pločom 410. Dakle, funkcija armaturne konstrukcije 320 sprečava preveliko istezanje u ravni drugog dela 100b senzora između prvog dela 100a i spoja 226. Na ovaj način, funkcija armaturne konstrukcije 320 je da ojača senzor 100 najmanje blizu priključka prve žice 222 na drugu elektroniku senzora 100. Da bi pravilno ojačavala, armaturna konstrukcija 320 je integralna, odnosno nije sastavljena od zasebnih delova. Tako se armaturna konstrukcija 320 proteže između svake dve tačke armaturne konstrukcije 320. Konkretno, prvi deo 320a armaturne konstrukcije 320 proteže se do drugog dela 320b armaturne konstrukcije 320 (ovi delovi će biti definisani kasnije). Ovi delovi (320a, 320b) su povezani direktno ili preko drugog dela armaturne konstrukcije 320. Štaviše, poželjno je da između prvog dela 320a i drugog dela 320b nije postavljen nikakav posredni materijal. Prva električno provodljiva žica 222 i sloj 310 koji se može komprimovati postavljeni su na istoj strani armaturne konstrukcije 320. Shodno tome, deo armaturne konstrukcije 320 nije raspoređen između prve električno provodljive žice 222 i sloj 310 koji se može komprimovati u pravcu Sz debljine senzora 100. Poželjno je da je deo sloja 310 koji se može komprimovati postavljen između prve električno provodljive žice 222 i armaturne konstrukcije 320 u pravcu Sz. Međutim, kao što je prikazano na slici 3d, deo prve električno provodljive žice 222 može biti postavljen između sloja 310 koji se može komprimovati i armaturne konstrukcije 320. Armaturna konstrukcija 320 može biti od ili sadržati sloj odgovarajućeg armaturnog materijala. Armaturna konstrukcija 320 može biti ili formirati deo ambalaže za krutu komponentu 420 i/ili fleksibilnu ploču 410 senzora 100, kao na slici 3f. Armaturna konstrukcija 320 može biti električno provodljiva, pri čemu se može koristiti kao uzemljenje, na sličan način kao elektroda 340 sa zajedničkim potencijalom. Armaturna konstrukcija 320 može biti gornji sloj i može se završiti prema potrebama. Stoga se armaturna konstrukcija može koristiti kao gornji sloj 380.
Uočeno je da se rastegljivost prve žice 222 može koristiti za poboljšanje pouzdanosti senzora 100. Konkretno, budući da je prva žica 222 rastegljiva, njena sposobnost rastezanja može koristiti za poboljšanje pouzdanosti. Ovo svojstvo se može koristiti tako da, tokom upotrebe, deo prve žice 222 (tj. deo žice 222 unutar drugog dela 100b senzora, o čemu će biti reči u daljem tekstu) preuzme većinu mehaničkih deformacija. Ovo se može postići projektovanjem materijala na takav način da se u blizini spoja 226 senzor 100, osim armaturne konstrukcije 320, lakše deformiše u ravni nego dalje od spoja 226. Spoj 226 je povezan sa prvom žicom 222, a preko prve žice 222 sa prvom elektrodom 224.
Preciznije i uz upućivanje na Sl. 3a2, 3b2 i 3e2, rezilijentnost senzora 100, osim armaturnom konstrukcijom, u blizini spoja 226 senzora 100 može se poboljšati najmanje pomoću tri rešenja:
1. (i) drugi deo 100b senzora 100 sadrži drugi deo 310b sloja 310 koji se može komprimovati, kao što je prikazano na Sl. 3a1 i 3a2; i Jangov modul drugog dela 310b sloja 310 koji se može komprimovati manji je od Jangovog modula prvog dela 310a sloja 310 koji se može komprimovati ili
2. (ii) sloj 310 koji se može komprimovati ne proteže se do drugog dela 100b senzora 100, kako je prikazano na slici 3b2 ili
3. (iii) debljina T310bdrugog dela 310b sloja 310 koji se može komprimovati manja je od debljine T310aprvog dela 310a sloja 310 koji se može komprimovati, kako je prikazano na Sl. 3e1 i 3e2.
Kao što će biti detaljno objašnjeno u daljem tekstu, korišćenjem barem jednog od ovih rešenja poboljšava se rezilijentnost drugog dela 100b senzora 100. Konkretno, svaka od alternativa (i) i (iii) ima tehnički efekat da je krutost u ravni drugog dela 310b sloja 310 koji se može komprimovati manja od krutosti u ravni prvog dela 310a sloj 310 koji se može komprimovati. Ovde se krutost u ravni dela 310a, 310b odnosi na modul elastičnosti u ravni tog dela pomnožen sa debljinom tog dela. U ovom opisu, modul elastičnosti u ravni se smatra ekvivalentnim Jangovim modulom u ravni, izraz koji se takođe često koristi za ovo svojstvo.
Što se tiče alternative (ii), budući da se sloj 310 koji se može komprimovati ne proteže do drugog dela 100b, ostaje razmak 312 pored prvog dela 310a sloja koji se može komprimovati i, u stvari, krutost u ravni razmaka je nula. Prema tome, sve alternative (i)-(iii) imaju za cilj smanjenje krutosti u ravni sloja koji se može komprimovati u drugom delu 100b. Štaviše, najmanje deo drugog dela 100b je postavljen između spoja 226 i prvog dela 100a. Ovde se izraz „između” odnosi na to da se nalazi između u pravcu koji je okomit na pravac Sz debljine senzora.
Međutim, drugi slojevi konstrukcije, takođe, mogu uticati na otpornost. Utvrđeno je da se pouzdanost dodatno poboljšava kada senzor ima modifikovani prvi deo 100a’ sa prvom krutošću u ravni i modifikovan drugi deo 100b’ sa drugom krutošću u ravni koja je niža od prve krutosti u ravni, pri čemu je modifikovani prvi deo 100a ‘modifikovan iz prvog dela 100a senzora 100 uklanjanjem prvog dela 320a armaturne konstrukcije 320, a modifikovani drugi deo 100b’ je modifikovan iz drugog dela 100b senzora 100 uklanjanjem drugog dela 320b armaturne konstrukcije 320. Krutost u ravni odnosi se na modul elastičnosti u ravni (Y100a, Y100b) pomnožen sa debljinom sloja. Modifikovani prvi (100a’) i drugi (100b’) delovi i odgovarajući moduli elastičnosti u ravni prikazani su na Sl.3a3, 3b3 i 3c3. Takođe, ovde je barem deo drugog dela 100b postavljen između spoja 226 i prvog dela 100a u pravcu koji je okomit na pravac Sz debljine senzora. Pored toga, poželjno je da je celo područje između spoja 226 i prvog dela 100a otpornije od prvog dela 100a. Tačnije, u jednoj realizaciji, senzor 100 nema takav deo, (i) koji je postavljen između spoja 226 i prvog dela 100a, i (ii) čija je krutost u ravni (npr. modul elastičnosti) jednaka ili veća od prve krutosti u ravni (npr. modul elastičnosti Y100a) nakon uklanjanja armaturne konstrukcije 320. Poželjnije, senzor 100 nema takav deo, (i) koji je postavljen između spoja 226 i prvog dela 100a, i (ii) čija je krutost u ravni (npr. modul elastičnosti), nakon uklanjanja armaturne konstrukcije 320, veća od druge krutosti u ravni (npr. modula elastičnosti Y100b). U jednoj realizaciji, drugi deo 100b senzora se pruža do spoja 226 od zajedničke ivice 100ab prvog dela 100a i drugog dela 100b.
Uz upućivanje na Sl. 3a1 do 3f, kapacitivni senzor 100 ima prvi deo 100a kapacitivnog senzora 100 i drugi deo 100b kapacitivnog senzora 100. Dakle, senzor se može podeliti na delove 100a, 100b. Takva podela senzora 100 prikazana je npr. na Sl. 3a1 do 3d i 4a do 4d tačkastim pravougaonicima. Prvi deo 100a proteže se kroz senzor 100 u pravcu Sz debljine senzora 100. Drugi deo 100b se proteže kroz senzor 100 u pravcu Sz debljine senzora. Slika 3a2 prikazuje podelu senzora sa Sl. 3a1, Sl. 3b2 prikazuje podelu senzora sa Sl. 3b1, Sl. 3c2 prikazuje podelu senzora sa Sl. 3c1, Sl. 4b prikazuje podelu senzora senzor sa Sl. 4a, i Sl. 4d prikazuje podelu senzora sa slike 4c na ova dva dela. Kao što je prikazano na Sl.8a1 do 8b2, senzor se može podeliti na više od dva dela. Podelu treba shvatiti kao mentalni proces definisanja takvih delova; fizički senzor 100 nije fizički podeljen. Prvi deo 100a senzora 100 i drugi deo 100b senzora 100 definisani su tako da dele zajedničku ivicu 100ab, kao što je prikazano na slikama 3a2, 3b2, 3c2 i 12.
Prvi deo 100a senzora 100 sadrži prvi deo 320a armaturne konstrukcije 320 (kao što je gore objašnjeno), prvi deo 222a prve električno provodljive žice 222 i prvi deo 310a sloja 310 koji se može komprimovati. Ovi slojevi su međusobno raspoređeni na takav način da se prvi deo 320a armaturne konstrukcije 320 preklapa, u pravcu Sz debljine senzora 100, sa prvim delom 222a prve električno provodljive žice 222, ili je barem delom razumno blizu prvog dela 222a prve električno provodljive žice 222. Dakle, sloj 310 koji se može komprimovati prenosi potpornu silu armaturne konstrukcije 320 na prvu električno provodljivu žicu 222 unutar prvog dela 100a. Na primer, armaturna konstrukcija 320 može biti opremljena otvorom tako da otvor preklapa prvi deo 222a prve električno provodljive žice 222. U poželjnoj realizaciji, u okviru prvog dela 100a, prvi deo 320a armaturne konstrukcije 320 radijalno okružuje takvu pravu liniju koja je paralelna sa pravcem Sz debljine na mestu prvog dela 222a prve žice 222 i prodire u prvi deo 222a prve žice 222.
Štaviše, prvi deo 320a armaturne konstrukcije preklapa se, u pravcu Sz debljine senzora 100, sa prvim delom 310a sloja 310 koji se može komprimovati (ili barem njegovim delom). U ovom dokumentu, izraz preklapanje se odnosi na delove slojeva koji su raspoređeni, u pravcu debljine Sz senzora 100, jedan preko drugog. Kao što je naznačeno npr. na slici 3b2, prvi deo 222a prve električno provodljive žice 222 može biti sastavljen od prvog dela 200a višeslojne provodničke konstrukcije 200. U tom slučaju, poželjno je da se prvi deo 320a armaturne konstrukcije 320 preklapa, u pravcu Sz debljine senzora 100, sa prvim delom 200a višeslojne provodničke konstrukcije 200. Štaviše, najmanje deo prvog dela 310a sloja 310 koji se može komprimovati preklapa se sa najmanje delom prvog dela 222a prve električno provodljive žice 222 u pravcu Sz debljine senzora 100. Obično se deo prvog dela 310a stisljivog sloja 310 preklapa sa prvim delom 222a prve električno provodljive žice 222 u pravcu Sz debljine senzora 100.
Drugi deo 100b kapacitivnog senzora 100 obuhvata drugi deo 320b armaturne konstrukcije 320 i drugi deo 222b prve električno provodljive žice 222. Ovi slojevi mogu biti postavljeni jedan u odnosu na drugog na takav način da se drugi deo 320b armaturne konstrukcije 320 preklapa sa drugim delom 222b prve električno provodljive žice 222 u pravcu Sz debljine senzora 100, ili je najmanje blizu drugog dela 222b. U poželjnoj realizaciji, unutar drugog dela 100b, drugi deo 320b armaturne konstrukcije 320 radijalno okružuje takvu pravu liniju koja je paralelna sa pravcem Sz debljine na mestu drugog dela 222b prve žice 222 i prodire u drugi deo 222b prve žice 222. Kao što je navedeno npr. na slici 3b2, drugi deo 222b prve električno provodljive žice 222 može biti deo drugog dela 200b višeslojne provodničke konstrukcije 200.
Kao što je gore naznačeno, u jednoj realizaciji, modifikovani prvi deo 100a’ senzora 100, modifikovani prvi deo 100a’ koji uključuje sve ostale delove senzora 100 osim armaturne konstrukcije 320, ima prvi modul elastičnosti u ravni Y100a. Izraz modul elastičnosti u ravni odnosi se npr. na Jangov modul izmeren u testu, pri čemu je pravac deformacije okomit na pravac Sz debljine senzora 100. U takvom slučaju, pravac deformacije je paralelan sa linearnom kombinacijom okomitih pravaca Sx i Sy (uključujući Sx i Sy kao takve). U slučaju da je senzor 100 ravan, pravac deformacije je u ravni senzora 100. Štaviše, u takvoj realizaciji, modifikovani drugi deo 100b’ senzora 100, modifikovani drugi deo 100b’ koji uključuje sve ostale delove senzora 100 osim armaturne konstrukcije 320, ima drugi modul elastičnosti u ravni Y100b. U jednoj realizaciji, drugi modul elastičnosti u ravni Y100bje manji od prvog modula elastičnosti u ravni Y100a. Prvi i drugi modul elastičnosti Y100ai Y100boznačeni su na Sl.3a3, 3b3 i 3c3. Uz upućivanje posebno na Sl. 3a3 i 3c3, drugi modul elastičnosti Y100bje manji, jer je u tim realizacijama, u okviru drugog dela 100b senzora, materijal drugog dela 310b sloja 310 koji se može komprimovati mekši od materijala u prvom delu 100a senzora, odnosno materijala prvog dela 310a sloja koji se može komprimovati. Uz upućivanje posebno na sliku 3b3, drugi modul elastičnosti može biti veći, jer drugi deo 100b ne sadrži deo sloja 310 koji se može komprimovati. Međutim, u takvom slučaju, krutost u ravni modifikovanog drugog dela 100b’ je manja od krutosti u ravni modifikovanog prvog dela 100a’, kao što je gore razmatrano. Štaviše, na slici 3b2, razmak 312 je formiran između drugog dela 222b žice 222 i drugog dela 320b armaturne konstrukcije 320. Rezilijentnos (ili krutost) je data u smislu modifikovanih delova 100a’ i 100b’, budući da je uočeno da se armaturna konstrukcija 320 može projektovati prema potrebama i lokalno (tj. zasebno u oba dela 100a i 100b) bez značajnog uticanja na pouzdanost.
Materijal drugog dela 310b sloja 310 koji se može komprimovati (ako je prisutan) može imati niži Jangov modul od materijala prvog dela 310a sloja 310 koji se može komprimovati, npr. najmanje 25% niži. U slučaju da se umesto materijala drugog dela 310b koristi razmak 312, modul razmaka je nedefinisan i praktično je nula.
Uz upućivanje na sliku 3e2, na krutost u ravni može dodatno uticati ili alternativno debljina sloja (slojeva). Kao što je prikazano na slici 3e2, unutar prvog dela 100a, sloj 310 koji se može komprimovati može biti deblji nego u drugom delu 100b, pri čemu je razmak 312, čija je visina manja od debljine sloja 310, ostavljen pored sloja 310 koji se može komprimovati 310. Prema tome, krutost u ravni izmenjenog prvog dela 100a’ senzora 100 veća je od one modifikovanog drugog dela 100b’ senzora 100, jer je sloj 310 koji se može komprimovati 310 tanji unutar drugog dela 100b. To se dešava, čak i ako su materijali prvog 310a i drugog 310b dela sloja koji se može komprimovati isti. Debljina prvog dela 310a sloja koji se može komprimovati označena je sa T310aa debljina drugog dela 310b sloja koji se može komprimovati označena je sa T310b. Na slici 3e1, sloj 310 je tanji u drugom delu 100b zbog nedostatka adheziva 314, koji je prisutan u prvom delu 100a i čini deo sloja 310 koji se može komprimovati. Debljina T310bdrugog dela 310b može biti npr. najviše 98% debljine T310aprvog dela 310a, naročito ako se koristi adheziv 314, sloj 310 se zgušnjava samo u prvom delu 100a. U takvom slučaju, adheziv 314 je obično čvršći od ostatka sloja koji se može komprimovati.
Slike 2a do 2d prikazuju delove senzora, pri čemu je ožičenje 220 postavljeno kao deo višeslojne električno provodljive konstrukcije 200.
Uz upućivanje na sliku 2b, u jednoj realizaciji, senzor 100 obuhvata višeslojnu provodničku konstrukciju 200, koja sadrži ožičenje 220 uključujući prvu električno provodljivu žicu 222. Višeslojna provodnička konstrukcija 200 obuhvata fleksibilnu i rastegljivu podlogu 210. Podloga je fleksibilna i rastegljiva u smislu o kome je gore raspravljano za ove pojmove.
Poželjno, fleksibilna i rastegljiva podloga 210 se, takođe, može komprimovati, pri čemu je poželjno konformna. Ožičenje 220, posebno prva električno provodljiva žica 222, postavljeno je na podlogu 210. Zbog toga fleksibilna i rastegljiva podloga 210 čini interfejs 236 sa prvom električno provodljivom žicom 222. Uz upućivanje na Sl. 3a4, podloga 210 može se koristiti za zaštitu ožičenja 220 (i žice 222), barem kada višeslojna provodnička konstrukcija 200 obuhvata samo ožičenje i podlogu 210. Postojanje barem podloge 210 da čini interfejs 236 sa prvom električno provodljivom žicom 222 poboljšava pouzdanost konstrukcije, jer je u tom slučaju žica 222 pričvršćena, barem s jedne strane, na rezilijentni sloj 210 (vidi sliku 2b).
Uz upućivanje na sliku 2c, poželjnije je da višeslojna provodnička konstrukcija 200 dalje obuhvata fleksibilan i rastegljiv zaštitni sloj 230. Zaštitni sloj 230 može dodatno zaštititi barem deo ožičenja 220. Štaviše, u drugim delovima, zaštitni sloj 230 je pričvršćen za podlogu 210. Tako je ožičenje 220 postavljeno između fleksibilne i rastegljive podloge 210 i fleksibilnog i rastegljivog zaštitnog sloja 230. U jednoj realizaciji, najmanje deo prve električno provodljive žice 222 postavljen je između fleksibilne i rastegljive podloge 210 i fleksibilnog i rastegljivog zaštitnog sloja 230. Budući da je tako postavljen, na takvim lokacijama da ožičenje ne postoji, zaštitni sloj 230 čini prvi interfejs 232 sa fleksibilnom i rastegljivom podlogom 210 (vidi sliku 2d). Shodno tome, na takvim lokacijama gde postoji ožičenje 220, zaštitni sloj 230 čini drugi interfejs 234 sa prvom električno provodljivom žicom 222 (slika 2c). Posedovanje zaštitnog sloja 230 tako da formira interfejs 234 sa prvom električno provodljivom žicom 222 dodatno poboljšava pouzdanost konstrukcije, jer je u takvom slučaju žica 222 pričvršćena, sa obe strane, na rezilijentne slojeve 210, 230 (vidi sliku 2c).
U takvoj realizaciji, gde prva elektroda 224 formira deo ožičenja 220, barem je deo prve elektrode 224 postavljen na istoj strani fleksibilne i rastegljive podloge 210 kao i ožičenje 220. U takvom slučaju, poželjno je da je (cela) prva elektroda 224 postavljena na istoj strani fleksibilne i rastegljive podloge 210 kao i ožičenje 220. U slučaju da se koristi i zaštitni sloj 230, a prva elektroda 224 formira deo ožičenja 220, najmanje deo prve elektrode 224 je postavljen između fleksibilne i rastegljive podloge 210 i fleksibilnog i rastegljivog zaštitnog sloja 230. U takvom slučaju, poželjno je (cela) prva elektroda 224 smeštena između fleksibilne i rastegljive podloge 210 i fleksibilnog i rastegljivog zaštitnog sloja 230.
Poželjno je da se višeslojna provodnička konstrukcija 200 sastoji od fleksibilne i rastegljive podloge 210, fleksibilnog i rastegljivog zaštitnog sloja 230 i sloja ili slojeva između fleksibilne i rastegljive podloge 210 i fleksibilnog i rastegljivog zaštitnog sloja 230. Kao što je gore navedeno, u jednoj realizaciji, barem deo ožičenja 220 postavljen je između fleksibilne i rastegljive podloge 210 i fleksibilnog i rastegljivog zaštitnog sloja 230. Međutim, neki adheziv se, takođe, može postaviti između fleksibilne i rastegljive podloge 210 i fleksibilnog i rastegljivog zaštitnog sloja 230 radi spajanja slojeva.
Poželjno, senzor 100 obuhvata više elektroda, kao što su prva elektroda 224 i druga elektroda 225 (vidi sliku 2a). Na slici 2a su prikazane i druge elektrode, čak i ako nemaju svoje pozivne oznake zbog jasnoće. Poželjno je da su elektrode raspoređene na takav način da se kapacitivnost može meriti korišćenjem svih elektroda istovremeno. Nasuprot tome, u nekim primenama iz stanja tehnike se koristi multipleksiranje, pri čemu se samo neke od elektroda mogu koristiti istovremeno za merenje kapacitivnosti. Posebno, u jednoj realizaciji, elektrode pokrivaju većinu površine poprečnog preseka senzora, kao što je najmanje 50% ili najmanje 80% površine poprečnog preseka, a kapacitivnost se može meriti korišćenjem svih elektroda istovremeno preko čitavog područja poprečnog preseka prekrivenog elektrodama.
Tako, u jednoj realizaciji, elektroda 224 (ili elektrode 224, 225) definišu merna područja. Merno područje je deo senzora 100 koji se proteže kroz senzor 100 u pravcu Sz debljine. Unutar mernog područja, postavljena je najmanje jedna elektroda 224 (ili 225). Merno područje definisano elektrodom je područje iz kojeg je kapacitivnost konfigurisana za merenje elektrodom. Štaviše, elektrode dva različita merna područja nisu u galvanskom kontaktu jedna s drugom. Dalje, kruta komponenta 420 senzora 100 može biti konfigurisana da meri kapacitivnost svakog od mernih područja pomoću elektroda, od kojih svaka elektroda definiše jedno, i samo jedno, merno područje. Poželjno, kruta komponenta 420 je konfigurisana da meri kapacitivnost sa cele površine prve elektrode 224 u jednom trenutku. Drugim rečima, poželjno je da se naknadna merenja ne izvode radi merenja kapacitivnosti sa cele površine prve elektrode 224. To ima blagotvoran efekat da se, s obzirom da se ne mora koristiti multipleksiranje, vremenska tačnost merenja može poboljšati. Još poželjnije, za svako merno područje, senzor sadrži žicu 222, 223 koja je na električno provodljiv način pričvršćena na elektrode 224, 225. Ovo ima blagotvoran efekat da se kapacitivnost može meriti iz svakog mernog područja istovremeno. Poželjno je da je prva žica 222 električno povezana samo sa jednom elektrodom 224. Još poželjnije je da je svaka žica 222, 223 električno povezana samo sa jednom elektrodom (224, 225, tim redosledom).
Pored obima sloja 310 koji se može komprimovati ili izbora materijala njegovih delova 310a, 310b, primećeno je da se pouzdanost može dodatno poboljšati pričvršćivanjem, unutar prvog dela 100a senzora 100, prve žice 222, opciono preko drugog sloja, za armaturnu konstrukciju 320 u pravcu Sz debljine senzora. Pričvršćivanje u pravcu Sz debljine senzora ne znači da se armaturna konstrukcija 320 mora preklapati sa prvim delom 222a žice 222, npr. kada je sloj materijala postavljen između prvog dela 222a žice 222 i armaturne konstrukcije 320. Uz upućivanje na sliku 3a2, prvi deo 222a žice 222 je pričvršćen (u pravcu Sz) na prvi deo 310a sloja 310 koji se može komprimovati, koji je pričvršćen (u pravcu Sz) na prvi deo 320a armaturne konstrukcije 320a. To se može učiniti, čak i ako se armaturna konstrukcija 320 ne preklapa sa žicom 222, npr. armaturna konstrukcija 320 ima otvor koji se preklapa sa žicom 222. Pričvršćivanjem prvog dela 222a žice na armaturnu konstrukciju 320, armaturna konstrukcija 320 jača konstrukciju radi poboljšane pouzdanosti.
Dalje, pouzdanost se može poboljšati ako se unutar drugog dela 100b senzora 100 ne pričvrsti drugi deo 222b žice 222 na drugi deo 320b armaturne konstrukcije 320b u pravcu Sz debljine senzora 100; ni direktno, ni preko drugih slojeva. Uz upućivanje na sliku 3a2, u takvom slučaju (i) drugi deo 222b žice 222 nije pričvršćen za drugi deo 310b sloja koji se može komprimovati i/ili (ii) drugi deo 310b sloja koji se može komprimovati nije pričvršćen na drugi deo 320b armaturne konstrukcije 320. Nepriključivanjem (unutar drugog dela 100b) žice 222 na armaturnu konstrukciju 320, žica 222 je konfigurisana da se slobodno kreće u odnosu na armaturnu konstrukciju 320, što omogućava da žica 222 preuzme mehaničko naprezanje.
U slučaju da prva električno provodljiva žica 222 čini deo višeslojne provodničke konstrukcije 200, kako je gore navedeno, iz proizvodnih razloga, moguće je da se, u drugom delu 100b, ne pričvrsti drugi deo 200b višeslojne provodničke konstrukcije 200 na drugi deo 320b armaturne konstrukcije 320b, dok prva električno provodljiva žica 222 ostaje pričvršćena za drugi sloj 210 ili slojeve 210, 230 višeslojne provodničke konstrukcije 200.
Prema tome, u jednoj realizaciji, prvi deo 200a višeslojne provodničke konstrukcije (ili prvi deo 222a žice 222, ako se ne koristi nijedan od slojeva 210, 230) je pričvršćen na susedni sloj 310, 320, 330; poželjno u oba susedna sloja ako postoje; radi poboljšanja pouzdanosti u prvom delu 100a senzora. Štaviše, susedni sloj je pričvršćen za prvi deo 320a armaturne konstrukcije 320; osim ako susedni sloj već predstavlja armaturnu konstrukciju 320. U jednoj realizaciji, drugi deo 200b višeslojne provodničke konstrukcije je konfigurisan da se kreće relativno slobodno u odnosu na susedni sloj 310, 320, 330 radi daljeg poboljšanja pouzdanosti u blizini veze. Što se tiče izraza „susedni sloj”, ovaj izraz se odnosi na sloj koji se nalazi pored višeslojne provodničke konstrukcije 200. Na primer, na Sl.3a1 do 3a3, sloj 310 koji se može komprimovati formira susedni sloj za žicu 222. Na primer, na Sl. 3b1 do 3c3, sloj 310 koji se može komprimovati formira susedni sloj za višeslojnu konstrukciju provodnika 200. Na slici 3d, i sloj armature 320 i sloj 310 koji se može komprimovati su susedni slojevi, i svaki od njih se može smatrati susednim slojem. Na Sl.4a do 4d, i sloj 310 koji se može komprimovati i odstojni sloj 330 su susedni slojevi, i svaki od njih se može smatrati susednim slojem. Što se tiče izraza „kretanje relativno slobodno” i definicije drugog dela 100b, poželjno je da je ceo drugi deo 200b višeslojne konstrukcije provodnika konfigurisan da se kreće relativno slobodno u odnosu na susedni sloj 310, 320, 330. Dakle, u jednoj realizaciji, nijedan deo drugog dela 222b prve električno provodljive žice 222 nije pričvršćen, direktno ili preko drugih slojeva, u pravcu Sz debljine senzora 100, na drugi deo 320b armaturne konstrukcije 320.
Unutar prvog dela 100a senzora, prvi deo 222a prve žice 222 je pričvršćen na susedni sloj ili oba susedna sloja u pravcu debljine Sz senzora 100; i dalje na prvi deo 320a armaturne konstrukcije 320 (osim ako prvi deo 320a već predstavlja susedni sloj). Može se pričvrstiti adhezivom. Ovo poboljšava pouzdanost u prvom delu 100a. Štaviše, u jednoj realizaciji, drugi deo 222b žice 222 nije pričvršćen za drugi deo 320b armaturne konstrukcije 320 (ako postoji). Sa svoje strane, ovo omogućava slobodno kretanje slojeva jedan u odnosu na drugog.
Kao što je gore naznačeno, relativno slobodno kretanje se primarno postiže obimom sloja 310 koji se može komprimovati ili izborom materijala njegovih delova 310a, 310b; sekundarno nepričvršćivanjem drugog dela 222b prve žice 222 na drugi deo 320b armaturne konstrukcije 320; i tercijerno različitim elastičnim krutostima u ravni, definisanim proizvodom debljine i modula u ravni Y100a, Y100bodgovarajućeg modifikovanog dela 100a’, 100b’.
Izvan armaturnog sloja 320, višeslojna provodnička konstrukcija 200, ako se koristi, poželjno je pričvršćena na susedni sloj (310, 330) kako bi se olakšalo rukovanje i poboljšala pouzdanost. Ako se ne koristi višeslojna konstrukcija provodnika 200, izvan armaturnog sloja 320, poželjno je da se prva električno provodljiva žica 222 pričvrsti na susedni sloj (310, 330), koji je uz žicu 222, kako bi se olakšalo rukovanje i poboljšala pouzdanost.
Da bi se poboljšala pouzdanost povezivanja sa drugom elektronikom, prva električno provodljiva žica 222 je pričvršćena na prvi spoj 226 za povezivanje prve žice 222 sa drugom električno provodljivom konstrukcijom 400. Takav spoj 226 je prikazan npr. na Sl.3a1, 3a2, 3b2, 3c2, 3d, 4b, 4d, 6b i 12. Čak i ako nije prikazano, takav spoj je prisutan iu drugim realizacijama. Takva druga električno provodljiva konstrukcija 400 može biti npr. fleksibilna štampana ploča 410 ili konektor 405. Konektor 405 se može koristiti za povezivanje žice 222 npr. na fleksibilnu ploču ili čip. Štaviše, da bi se za merenje koristio prvi spoj 226, prva žica 222 i prva elektroda 224, prva električno provodljiva žica 222 proteže se od prvog spoja 226 preko drugog dela 100b senzora 100 do prvog dela 100a senzora 100 i dalje do prve elektrode 224. Prvi spoj 226 može biti postavljen unutar drugog dela 100b senzora 100; ili prvi spoj 226 može biti postavljen izvan prvog dela 100a i izvan drugog dela 100b. Međutim, kao što je gore naznačeno, bar deo drugog dela 100b postavljen je između spoja 226 i prvog dela 100a. Ovde se izraz „između” odnosi na to da se nalazi između u pravcu (Sx, Sy ili njihove linearne kombinacije) koji je okomit na pravac Sz debljine senzora 100. U poželjnoj realizaciji, deo armaturne konstrukcije 320 se preklapa s prvim spojem 226. Međutim, armaturna konstrukcija ne mora preklapati prvi spoj 226. Dovoljno je da armaturna konstrukcija 320 radijalno okružuje barem delimično takvu ravnu liniju koja je paralelna sa smerom Sz debljine na lokaciji prvog spoja 226 i prodire u prvi spoj 226. Ovo dodatno poboljšava pouzdanost. U drugoj poželjnoj realizaciji, deo armaturne konstrukcije 320 se preklapa sa najmanje delom fleksibilne ploče 410. Ovo dodatno poboljšava pouzdanost.
Što se tiče sposobnosti drugog dela 100b da poboljša pouzdanost, prva žica 222 treba da se proteže unutar drugog dela 100b (npr. između prvog spoja 226 i prvog dela 100a) razumnom dužinom. Utvrđeno je da se poželjno prva žica 222 proteže unutar drugog dela 100b na takvom rastojanju koje je duže od debljine T310asloja 310 koji se može komprimovati unutar prvog dela 100a. Tako je, i uz upućivanje na Sl.3a2 i 3b2, poželjno, dužine L222bdela 222b prve žice 222 koja se proteže unutar drugog dela 100b senzora 100 veća od debljine T310asloja 310 koji se može komprimovati unutar prvog dela 100a, tj. L222b> T310a(videti slike 3a2 i 3b2). Dodatno ili alternativno, dužina L222bmože biti npr. najmanje 1 mm, najmanje 2 mm ili najmanje 5 mm. U slučaju da prva žica 222 meandrira, dužina L222bmože se meriti duž žice 222.
Kao što je gore naznačeno, višeslojna provodnička konstrukcija 200, ako se koristi, je fleksibilna i rastegljiva; i po mogućnosti konformna. Štaviše, fleksibilna i rastegljiva podloga 210, a ako se koristi i fleksibilni i rastegljivi zaštitni sloj 230 su električno izolovani. Na primer, njihova električna otpornost može biti najmanje 10 Ωm na temperaturi od 23°C. Najmanje sledeći materijali su pogodni za slojeve 210 i/ili 230: poliuretan, polietilen, poli (etilen-vinil acetat), polivinilhlorid, poliborodimetilsiloksan, polistiren, akrilonitril-butadien-stiren, stirenbutadienestiren, etilen-propilenska guma, neopren, pluta, lateks, prirodna guma, silikon i termoplastični elastomerni gel. Iz ove grupe materijala može se izabrati jedan ili oba sloja 210, 230.
Što se tiče ožičenja 220, u jednoj realizaciji, prva žica 222 je napravljena od takvog materijala koji se može rastegnuti za najmanje 10% bez pucanja. Štaviše, u jednoj realizaciji, prva elektroda 224 je napravljena od materijala koji se može rastegnuti za najmanje 10% bez pucanja. Takav materijal može biti npr. mastilo, pasta ili provodljivi polimer. U jednoj realizaciji, prva žica 222 (i opciono prva elektroda 224) sadrži neki materijal koji ima električnu provodljivost od najmanje 1 S/m na temperaturi od 23°C. U jednoj realizaciji, prva žica 222 (i opciono prva elektroda 224) obuhvata električne provodljive čestice, kao što su pahuljice ili nanočestice, međusobno pričvršćene na električno provodljiv način. U jednoj realizaciji, prva žica 222 (i opciono prva elektroda 224) sadrži električno provodljive čestice nekog materijala čija je električna provodljivost najmanje 1 S/m na temperaturi od 23°C. U jednoj realizaciji, prva žica 222 (i opciono prva elektroda 224) sadrži električne provodljive čestice koje sadrže najmanje jedno od ugljenika, cinka, nikla, platine, gvožđa, bakra, srebra, aluminijuma i zlata. U jednoj realizaciji, prva žica 222 (i opciono prva elektroda 224) sadrži električno provodljivi polimer, kao što je polianilin, polivinil (npr. polivinil alkohol ili polivinilhlorid), i/ili PEDOT: PSS (tj. poli(3,4-etilendioksitiofen) polistiren sulfonat). Kod nekih električno provodljivih polimera, provodljivost može biti rezultat električno provodljivih čestica kao što je gore objašnjeno. Ono što je rečeno o materijalu prve žice 222 primenjuje se, u jednoj realizaciji, na ožičenje 220 (tj. sve žice 222, 223) i/ili na sve elektrode (224, 225), opciono i na elektrode (340, 350) sa zajedničkim potencijalom.
Armaturna konstrukcija 320 je armatura u smislu da je uočeno da poboljšava pouzdanost. Ne mora biti teška ili kruta. Uz upućivanje na sliku 3e1, u jednoj realizaciji armatura može da sadrži tekstil i/ili film. Prema tome, gornji sloj sličan gornjem sloju 380 sa slike 11 može poslužiti kao armaturna konstrukcija 320. Međutim, kako je prikazano na slici 11, senzor može da sadrži i gornji sloj i armaturnu konstrukciju. Kao što je prikazano na slici 3e1, sloj 310 koji se može komprimovati može da sadrži telo 310’ koje se može komprimovati i adheziv 314. Adheziv 314 može pričvrstiti telo 310’ koje se može komprimovati na žicu 222. Adheziv 314 dodatno zgušnjava sloj 310 koji se može komprimovati i povećava mu krutost u ravni. Na slici 3e1, prvi deo 100a senzora 100 sadrži adheziv 314, a adheziv 314 se ne proteže do drugog dela 100b senzora. Na ovaj način, debljina sloja 310 koji se može komprimovati u prvom delu 100a je manja nego u drugom delu 100b. Štaviše, krutost u ravni drugog dela 100b (ili modifikovanog drugog dela 100b’) je manja od krutosti u ravni prvog dela 100a (ili modifikovanog prvog dela 100a’) zbog odsustva lepka 314 iz drugog dela 100b.
Međutim, poželjno je da armaturna konstrukcija 320 bude armatura u smislu da je razumno gusta i razumno tvrda. U smislu Jangovog modula, armaturna konstrukcija 320 može biti izrađena ili barem sadržavati materijal koji ima veći Jangov modul od svakog od: sloja 310 koji se može komprimovati, fleksibilne i rastegljive podloge 210 (ako postoji) i fleksibilnog i rastegljivog zaštitnog sloja 230 (ako postoji). Jangov modul armaturne konstrukcije 320 može biti npr. više od 15 MPa. Debljina armaturne konstrukcije 320 je, u jednoj realizaciji, najmanje 0,1 mm; poželjno najmanje 0,5 mm. Armaturna konstrukcija 320 može da sadrži vlaknasti materijal, kao što je najmanje jedno od staklenih vlakana, aramidnih vlakana i ugljeničnih vlakana. Armaturna konstrukcija 320 može da sadrži polimer, npr. polimer sa Jangovim modulom većim od 15 MPa. Uz upućivanje na sliku 3f, armaturna konstrukcija 320 može biti npr. paket 422 za drugu elektroniku, kao što je barem deo fleksibilne ploče 410 i/ili kruta komponenta 420. Kada paket 422 aktivne elektronike senzora 100 čini barem deo armaturne konstrukcije 320, armaturna konstrukcija 320 može da sadrži polimer; na primer, polimer sa Jangovim modulom većim od 15 MPa; opciono je ojačan vlaknima kako je gore naznačeno.
Nivo mogućnosti komprimovanja sloja 310 koji se može komprimovati može se definisati npr. u smislu Jangovog modula. U jednoj realizaciji, Jangov modul sloja 310 koji se može komprimovati je od 0,05 MPa do 15 MPa, kao što je od 0,2 MPa do 5 MPa. Električna otpornost sloja 310 koji se može komprimovati može biti najmanje 10 Ωm na temperaturi od 23°C. Štaviše, pošto se sloj 310 može komprimovati, isti se može komprimovati za najmanje 10% na reverzibilan način.
Isti materijali su pogodni za sloj 310 koji se može komprimovati kao i za podlogu 210. Tako je u jednoj realizaciji materijal sloja 310 koji se može komprimovati odabran iz grupe koju čine poliuretan, polietilen, poli(etilenvinil acetat), polivinilhlorid, poliborodimetilsiloksan, polistiren, akrilonitril-butadien-stiren, stiren-butadienestiren, etilen-propilenska guma, neopren, pluta, lateks, prirodna guma, silikon i termoplastični elastomerni gel. Poželjno, debljina T310asloja 310 koji se može komprimovati je najmanje 0,5 mm.
Što se tiče odgovarajućih materijala za fleksibilnu štampanu ploču 410, oni uključuju poliimid, polietilen naftalat, polietilen tereftalat i polieterterketon. U jednoj realizaciji, fleksibilna štampana ploča 410 sadrži materijal izabran iz grupe koja se sastoji od ovih materijala. Fleksibilnost fleksibilne štampane ploče 410 takođe je rezultat toga što je ploča 410 relativno tanka. U jednoj realizaciji, debljina fleksibilne štampane ploče 410 je manja od 1 mm, na primer najviše 0,5 mm ili manje od 0,4 mm. Osim toga, fleksibilna štampana ploča 410 sadrži električno provodljivo ožičenje kao što je gore navedeno.
Takvi materijali su fleksibilni, ali se ne mogu reverzibilno rastegnuti u velikoj meri. Neki od materijala mogu se reverzibilno rastegnuti za nekoliko procenata, ali ne toliko kao što je gore definisano za rastegljivi materijal. Zbog niske rastegljivosti, tradicionalne tehnike proizvodnje štampanih ploča, poput graviranja, mogu se koristiti za proizvodnju fleksibilne štampane ploče 410 sa ožičenjem. Zbog ovih proizvodnih tehnika i materijala za ožičenje, koji takođe nije rastegljiv, širina linije može biti mnogo manja od širine fleksibilne i rastegljive višeslojne provodničke konstrukcije 200. Stoga, u jednoj realizaciji, fleksibilna štampana ploča 410 sadrži električno provodljivo ožičenje. Električna provodljivost ožičenja fleksibilne štampane ploče 410 može biti najmanje 1 S/m na temperaturi od 23°C. U jednoj realizaciji, prva električno provodljiva žica 222 ima širinu prve linije, a ožičenje fleksibilne ploče 410 sadrži žicu sa širinom druge linije, pri čemu je širina druge linije manja od širine prve linije.
Uz upućivanje na Sl.5a i 5b, u jednoj realizaciji, senzor 100 sadrži krutu komponentu 420. Kruta komponenta 420 je postavljena izvan prvog dela 100a senzora 100. Kruta komponenta 420 je električno povezana sa prvim spojem 226. Obično senzor 100 sadrži i drugi spoj 227, a kruta komponenta 420 je električno povezana, takođe, sa drugim spojem 227, a preko drugog spoja 227 na drugu žicu 223 i dalje na drugu elektrodu 225. Kruta komponenta se odnosi na pasivnu elektronsku komponentu (npr. konektor) ili aktivnu elektronsku komponentu (npr. čip). Izraz kruta komponenta odnosi se na komponentu čija je debljina (tj. najmanja od tri okomite mere) veća od 0,1 mm i koja sadrži materijal koji ima Jangov modul od najmanje 1 GPa. Pored materijala sa tako visokim Jangovim modulom, kruta komponenta može da sadrži i drugi materijal sa nižim Jangovim modulom. Na primer, kruta komponenta može da sadrži čip koji sadrži silicijum pored nekih mekih mehaničkih delova. Uočeno je da elastična svojstva kristalnog silicijuma zavise od orijentacije, ali su generalno u rasponu od 60 GPa do 170 GPa. U jednoj realizaciji, deo armaturne konstrukcije 320 preklapa se sa krutom komponentom 420. Ovo poboljšava pouzdanost i u blizini krute komponente 420. Osim toga, u nekim primenama ovo poboljšava udobnost upotrebe, jer armaturna konstrukcija 320 širi naprezanje uzrokovano krutom komponentom 420, npr. ako se senzor 100 koristi u ulošku ili rukavici.
Kruta komponenta 420 može da sadrži elektronski raspored čipova koji se sastoji od jednog ili više elektronskih čipova, i opciono pakovanje povezano sa njima. Raspored elektronskih čipova je konfigurisan za merenje kapacitivnosti prve elektrode 224. Kao što je gore navedeno, poželjno je da je kruta komponenta 420 konfigurisana da meri kapacitivnost sa cele površine prve elektrode 224 u jednom trenutku. Još poželjnije, kruta komponenta 420 je konfigurisana da meri kapacitivnost sa cele površine prve elektrode 224 u jednom trenutku i kapacitivnost sa cele površine druge elektrode 223 u istoj ili drugoj instanci vremena. Kapacitivnost se može meriti u odnosu na okolinu ili drugu elektrodu, poput elektrode 340 sa zajedničkim potencijalom. Kapacitivnost se može preneti na prijemnik u analognom obliku. Međutim, poželjno je da je raspored elektronskih čipova konfigurisan za pretvaranje izmerene kapacitivnosti u digitalni signal. Poželjno, kruta komponenta 420 obuhvata elektronski čip koji je konfigurisan za pretvaranje kapacitivnosti u digitalni oblik. Takvi čipovi su opšte poznati kao pretvarači kapacitivnosti u digitalni oblik (CDC). U jednoj realizaciji, kruta komponenta 420 sadrži pretvarač kapacitivnosti u digitalni oblik.
Uz upućivanje na Sl.5a i 5b, u jednoj realizaciji, senzor 100 sadrži fleksibilnu ploču 410 povezanu na prvu električno provodljivu žicu 222 preko prvog spoja 226. Štaviše, u takvoj realizaciji, fleksibilna ploča 410 je povezana sa krutom komponentom 420. Tako je kruta komponenta 420 povezana sa prvim spojem 226 preko fleksibilne ploče 410. Tako se kruta komponenta 420 može povezati sa drugim spojem 227 preko fleksibilne ploče 410. Konektor žica-ploča se može koristiti za povezivanje krute komponente 420 na fleksibilnu ploču 410. U jednoj realizaciji, barem deo fleksibilne ploče 410 se preklapa sa delom armaturne konstrukcije 320. Ovo dodatno poboljšava pouzdanost u blizini prvog spoja 226, odnosno između višeslojne konstrukcije 200 i fleksibilne ploče 410.
U jednoj realizaciji, fleksibilna ploča 410 je povezana sa prvom električno provodljivom žicom 222 korišćenjem odgovarajuće tehnike spajanja, kao što je spajanje krimpovanjem ili provodljivim adhezivom, kao što je anizotropni provodljivi adheziv (ACF). U takvom slučaju, provodljivi adheziv može da formira prvi spoj 226 ili njegov deo. Utvrđeno je da provodljivi adhezivi formiraju pouzdane spojeve. Najpoželjnije je da se deo armaturne konstrukcije 320 preklapa sa krutom komponentom 420, a drugi deo armaturne konstrukcije 320 preklapa sa najmanje delom fleksibilne štampane ploče 410. Ovo poboljšava pouzdanost i u blizini krute komponente 420 i u blizini prvog spoja 226. Fleksibilna ploča 410 može se povezati na drugu žicu 223 na sličan način, tako da čini deo drugog spoja 227.
Uz upućivanje na Sl. 6a i 6b, primećeno je da se pouzdanost u blizini prvog spoja 226 može dodatno poboljšati tako što će prva žica 222 meandrirati u blizini prvog spoja 226. Meandrirajuća žica preuzima mehaničko naprezanje čak i efikasnije od ravne žice, čak ako je rastegljiva. Prema tome, u jednoj realizaciji i unutar drugog dela 100b kapacitivnog senzora 100, prva električno provodljiva žica 222 meandrira. Prva električno provodljiva žica 222 može da meandrira najmanje unutar drugog dela 100b tako da se prva električno provodljiva žica proteže od prve tačke P1 do druge tačke P2 na takav način da je rastojanje između ovih tačaka (P1, P2), mereno duž prve električno provodljive žice 222, veće od rastojanja između ovih tačaka (P1, P2). Poželjno je da prva električno provodljiva žica 222 meandrira unutar drugog dela 100b tako da se prva električno provodljiva žica proteže od prve tačke P1 do druge tačke P2 na takav način da je rastojanje između ovih tačaka (P1, P2) mereno duž prve električno provodljive žice 222, najmanje 5% veće od rastojanja između ovih tačaka (P1, P2). Druga tačka P2 može se nalaziti na prvom spoju 226. Prva tačka P1 može se nalaziti na zajedničkoj ivici 100ab prvog dela 100a i drugog dela 100b senzora 100.
Uz upućivanje na sliku 6a, u jednoj realizaciji, prva električno provodljiva žica 222 meandrira (gledano odozgo) na podlozi 210, npr. između podloge 210 i zaštitnog sloja 230. Podloga 210 ne mora da meandrira, ali može da meandrira. Prema tome, žica 222 može da meandrira (barem) u tangencijalnoj ravni podloge 210. Dodatno ili alternativno, višeslojna provodnička konstrukcija 200 može da meandrira u pravcu Sz debljine, kao što je prikazano na slici 6b. Uočeno je da meandriranje posebno u pravcu Sz debljine senzora poboljšava pouzdanost, jer je žica koja vijuga u pravcu Sz izuzetno otporna u pravcu u ravni (tj. okomito na Sz). Prva električno provodljiva žica 222 može da meandrira, čak i ako se koristi samo jedna ili nijedna podloga 210 i zaštitni sloj 230.
Kako je gore motivisano, barem deo, npr. više od polovine senzora 100 je konformno. Međutim, armaturna konstrukcija 320 ne mora biti konformna, ili barem ne tako konformna kao ostatak senzora 100.
Uz upućivanje na sliku 7, u jednoj realizaciji, prva električno provodljiva žica 222 se proteže izvan ivice 322 armaturne konstrukcije 320. Tako se deo prve električno provodljive žice 222 ne preklapa sa armaturnom konstrukcijom 320. Štaviše, u jednoj realizaciji, armaturna konstrukcija 320 se ne preklapa sa delom prve elektrode 224. Međutim, u jednoj realizaciji, armaturna konstrukcija 320 se preklapa sa celom prvom elektrodom 224. Štaviše, u jednoj realizaciji, armaturna konstrukcija 320 se preklapa sa svim elektrodama (uključujući 224 i 225). Ovo može poboljšati pouzdanost.
Što se tiče površina poprečnog preseka, u jednoj realizaciji, površina poprečnog preseka od A320(vidi Sl. 12) sloja armature je najviše 50% ili najviše 35 % površine poprečnog preseka A200(vidi sliku 12) senzora 100 (npr. višeslojne provodničke konstrukcije 200). Ovde se površina poprečnog preseka odnosi na površinu poprečnog preseka koja se meri na tangencijalnoj površini senzora 100. U slučaju da je senzor 100 u velikoj meri ravan ili se može dovesti u znatno ravni oblik, površina poprečnog preseka odnosi se na površinu poprečnog preseka u ravni koja ima normalu u pravcu Sz debljine senzora. Ova vrsta relativno malog armaturnog sloja poboljšava udobnost upotrebe senzora.
Kao što je prikazano na mnogim slikama, deo armaturne konstrukcije 320 može se preklopiti sa prvom električno provodljivom žicom 222; međutim, kako je gore navedeno, ne mora se preklapati. Konkretno, prva električno provodljiva žica 222 proteže se od prvog spoja 226 preko drugog dela 200b višeslojne provodničke konstrukcije do prvog dela 200a višeslojne provodničke konstrukcije i dalje do prve elektrode 224. U jednoj realizaciji, prvi deo 200a višeslojne provodničke konstrukcije 200 sadrži prvi deo 222a prve žice 222. U jednoj realizaciji, drugi deo 200b višeslojne provodničke konstrukcije 200 sadrži drugi deo 222b prve žice 222. Pored prve žice 222 , takođe podloga 210 i zaštitni sloj 230 mogu da se protežu izvan ivice 322 armaturne konstrukcije 320. Štaviše, u ovoj realizaciji, takođe se sloj 310 koji se može komprimovati proteže izvan ivice 322 armaturne konstrukcije 320. Kao što je prikazano na Sl. 8a1 do 8b2, u takvom slučaju, senzor 100 se dalje deli na treći deo 100c, koji se proteže kroz senzor 100 u pravcu Sz debljine senzora 100, i koji ne sadrži deo armaturne konstrukcije 320. Štaviše, treći deo 100c senzora ima treći modul elastičnosti u ravni Y100c. Treći modul elastičnosti u ravni Y100cmože biti isti ili u suštini isti kao prvi modul elastičnosti u ravni Y100cmodifikovanog prvog dela 100a’, odnosno prvog dela 100a bez armaturne konstrukcije 320. Alternativno, kao što je gore naznačeno, a posebno u vezi sa senzorima dodira, sloj 310 koji se može komprimovati i elektroda 340 sa zajedničkim potencijalom ne moraju se pružati dalje od ivica 322. U takvom slučaju, krutost u ravni trećeg dela 100c bila bi manja od krutosti u ravni modifikovanog prvog dela 100a’.
Kao što je gore naznačeno, tačnost merenja može se poboljšati merenjem kapacitivnosti između dve elektrode. Druga od dve elektrode može se nazvati prvom elektrodom 340 sa zajedničkim potencijalom (videti slike 8a1 i 8b1). U slučaju da je potencijal prve elektrode 340 sa zajedničkim potencijalom postavljen na potencijal uzemljenja, elektroda se može nazvati prvom elektrodom za uzemljenje. Prva elektroda 340 sa zajedničkim potencijalom može služiti kao elektroda koja je zajednička za prvi par elektroda (uključujući prvu elektrodu 340 sa zajedničkim potencijalom i prvu elektrodu 224) i drugi par elektroda (uključujući prvu elektrodu 340 sa zajedničkim potencijalom i drugu elektrodu 225). Kada deo sloja 310 koji se može komprimovati ostane između prve elektrode 340 sa zajedničkim potencijalom i prve elektrode 224, posebno se može izmeriti kapacitet prve elektrode 224 u odnosu na prvu elektrodu 340 sa zajedničkim potencijalom.
Tako, u jednoj realizaciji, senzor 100 sadrži prvu elektrodu 340 sa zajedničkim potencijalom. Štaviše, deo sloja 310 koji se može komprimovati je postavljen između prve elektrode 340 sa zajedničkim potencijalom i prve elektrode 224. Na ovaj način, merljiva kapacitivnost je formirana između prve elektrode 340 sa zajedničkim potencijalom i prve elektrode 224. Poželjno je da su ti slojevi senzora 100 raspoređeni jedan prema drugom tako da se barem deo prve elektrode 340 sa zajedničkim potencijalom preklapa sa najmanje jednim delom prve elektrode 224. Štaviše, deo sloja 310 koji se može komprimovati je postavljen između prve elektrode 340 sa zajedničkim potencijalom i prve elektrode 224 u pravcu Sz debljine senzora 100. Još poželjnije, barem deo prve elektrode 340 sa zajedničkim potencijalom se preklapa sa celom prvom elektrodom 224. U jednoj realizaciji, prva elektroda 340 sa zajedničkim potencijalom je povezana sa krutom komponentom 420. Prva elektroda 340 sa zajedničkim potencijalom može preklapati i drugu elektrodu 225 na sličan način mutatis mutandis.
Prva elektroda 340 sa zajedničkim potencijalom može biti ravnomerno provodljiva, npr. napravljena pomoću provodljivog mastila, paste ili provodljivog polimera na ravnomernoj površini. Što se tiče provodljivog materijala, materijali koji su pogodni za prvu žicu 222 (kako je gore objašnjeno), pogodni su i za provodljivi materijal prve elektrode 340 sa zajedničkim potencijalom. Alternativno, prva elektroda 340 sa zajedničkim potencijalom može biti mreža provodnih vlakana, npr. napravljena od provodljivog mastila ili paste ili filamenata. Takođe, može biti dovoljno da se prva elektroda 340 sa zajedničkim potencijalom sastoji od meandrirajuće električno provodljive linije (voda). Takođe, može biti dovoljno da se prva elektroda 340 sa zajedničkim potencijalom sastoji od više odvojenih električno provodljivih linija (vodova). U jednoj realizaciji, bar deo prve elektrode 340 sa zajedničkim potencijalom napravljen je od provodljivog mastila. U jednoj realizaciji, prva elektroda 340 sa zajedničkim potencijalom sadrži električno provodljivu tkaninu. U jednoj realizaciji, prva elektroda 340 sa zajedničkim potencijalom sadrži električno provodljivi polimer (npr. polianilin, polivinil, PEDOT: PSS ili polimer sa provodljivim česticama).
Uz upućivanje na Sl. 4a do 4d, pouzdanost senzora 100 može se dodatno poboljšati nanošenjem odstojnog sloja 330. Odstojni sloj 330 može poslužiti kao susedni sloj o kome je gore govoreno. Kada je odstojni sloj 330 pričvršćen na prvu žicu 222, opciono preko drugih delova višeslojne konstrukcije 200, takođe odstojni sloj 330 obezbeđuje mehaničku podršku za žicu 222 i na ovaj način poboljšava pouzdanost, barem kada rezilijentnost drugog dela 100b nije ugrožena. Kao što je prikazano na slici, barem je deo prve žice 222 postavljen između sloja 310 koji se može komprimovati i odstojnog sloja 330 u pravcu Sz debljine Sz senzora.
Materijal odstojnog sloja 330 može se odabrati prema potrebama. U slučaju da odstojni sloj 330 mora biti prilagođen i/ili konfigurisan za komprimovanje u upotrebi, materijal odstojnog sloja 330 može se izabrati iz grupe koju čine poliuretan, polietilen, poli(etilen-vinil acetat), polivinilhlorid, poliborodimetilsiloksan, polistiren, akrilonitril-butadien-stiren, stiren-butadienestiren, etilenpropilenska guma, neopren, pluta, lateks, prirodna guma, silikon i termoplastični elastomerni gel. Međutim, u slučaju da je dovoljno da odstojni sloj 330 bude fleksibilan, može se koristiti i materijal izabran iz grupe koju čine poliimid, polietilen naftalat, polietilen tereftalat i polieterterketon; pored nekih drugih fleksibilnih materijala. Dalje, u slučajevima kada odstojni sloj 330 ne mora biti čak ni fleksibilan, takođe se može koristiti epoksidna i/ili fenolna smola kao materijal odstojnog sloja 330. Poželjno je da je odstojni sloj 330 barem fleksibilan, a poželjnije i rastegljiv. U slučaju da odstojni sloj 330 nije čak ni fleksibilan, celi senzor 100 može biti krut, u tom slučaju sama konstrukcija ne pokazuje tako lako probleme mehaničke pouzdanosti. Na ovaj način, u poželjnoj realizaciji, barem deo senzora 100, poput najmanje polovine poprečnog preseka senzora 100, je fleksibilan u gore definisanom značenju. Štaviše, u drugoj poželjnoj realizaciji, barem deo senzora 100, kao što je najmanje polovina poprečnog preseka senzora 100, je fleksibilan i rastegljiv u gore definisanim značenjima. Debljina odstojnog sloja 330 može biti npr. najmanje 0,1 mm, kao što je najmanje 0,5 mm. Ako se odstojni sloj 330 koristi kao sloj koji se tokom upotrebe deformiše, pri čemu se npr. kapacitivnost ako je prva elektroda u odnosu na npr. drugu elektrodu 350 sa zajedničkim potencijalom se takođe menja u upotrebi, debljina odstojnog sloja 330 je poželjno najmanje 0,5 mm. Što se tiče materijala pogodnih za takvu upotrebu, materijali pogodni za sloj 310 koji se može komprimovati mogu se koristiti i za odstojni sloj 330, kao što je gore naznačeno.
U slučaju da se odstojni sloj 330 proteže do drugog dela 100b senzora, kao na Sl. 4a, 4b i 9c, materijal drugog dela 330b odstojnog sloja 330, čiji se drugi deo 330b nalazi u drugom delu 100b senzora 100, drugi deo 330b je poželjno napravljen od mekšeg materijala od prvog dela 330a odstojnog sloja 330, čiji se prvi deo 330a nalazi u prvom delu 100a senzora 100. Alternativno, relativna rezilijentnost se može poboljšati ako se odstojni sloj 330 nalazi u prvom delu 100a senzora tako da se odstojni sloj 330 ne proteže do drugog dela 100b senzora (vidi sliku 8b1).
Uz upućivanje na Sl. 8b1, 9b, 9d, 10 i 11, u jednoj realizaciji, kapacitivni senzor sadrži drugu elektrodu 350 sa zajedničkim potencijalom. Štaviše, deo odstojnog sloja 330 je postavljen između druge 350 elektrode sa zajedničkim potencijalom i prve elektrode 224. Na ovaj način se može izmeriti još jedna kapacitivnost prve elektrode 224, odnosno njena kapacitivnost u odnosu na drugu elektrodu 350 sa zajedničkim potencijalom. Štaviše, druga kapacitivnost je osetljiva na pritisak, kada se barem deo druge 350 elektrode sa zajedničkim potencijalom preklapa sa najmanje delom prve elektrode 224. Prema tome, u jednoj realizaciji se barem delovi ovih elektroda 224, 250 preklapaju tako. Druga elektroda 350 sa zajedničkim potencijalom može da preklapa drugu elektrodu 225 na sličan način mutatis mutandis. Ono što je rečeno o materijalu prve elektrode 340 sa zajedničkim potencijalom važi za materijal druge elektrode 350 sa zajedničkim potencijalom.
Uz upućivanje na Sl.2a, 5a, 5b i 6a, poželjno da višeslojna provodnička konstrukcija 200 obuhvata drugu električno provodljivu žicu 223. Najmanje deo druge električno provodljive žice 223 može se postaviti na fleksibilnu i rastegljivu podlogu 210, kao što je između fleksibilne i rastegljive podloge 210 i fleksibilnog i rastegljivog zaštitnog sloja 230. Druga električno provodljiva žica 223 je pričvršćena na drugi spoj 227 za povezivanje druge žice 223 sa drugom električno provodljivom konstrukcijom 400, kao što je fleksibilna štampana ploča 410 ili a konektor 405. Štaviše, druga električno provodljiva žica 223 proteže se od drugog spoja 227 preko drugog dela 100b senzora do prvog dela 100a senzora i dalje do druge elektrode 225. U jednoj realizaciji, prvi deo 100a senzora obuhvata prvi deo druge žice 223. U jednoj realizaciji, drugi deo 100b senzora obuhvata drugi deo druge žice 223. Takođe, druga žica 223 je fleksibilna i rastegljiva u smislu koji je gore opisan za ove pojmove. Ono što je rečeno o materijalu prve žice 222 odnosi se na materijal druge žice 223. Poželjno je da je druga elektroda 225, takođe, fleksibilna i rastegljiva u smislu koji je gore opisan za ove pojmove. Ono što je rečeno o materijalu prve elektrode 224 odnosi se na materijal druge elektrode 225.
Uz upućivanje na Sl.9a i 9b u jednoj realizaciji, senzor 100 sadrži donji sloj 360. Deo sloja 100 koji se može komprimovati postavljen je između armaturne konstrukcije 320 i donjeg sloja 360. Na Sl.9a i 9b, deo prve žice 222 postavljen je između armaturne konstrukcije 320 i donjeg sloja 360. Da bi se smanjila druga krutost u ravni, razmak 312 je postavljen između drugog dela 320b armaturne konstrukcije 320 i drugog dela 222b prve žice 222. Tako je razmak 312, takođe, postavljen između drugog dela 320b armaturne konstrukcije 320 i donjeg sloja 360. Na slici 9b takođe je razmak 332 postavljen između drugog dela 320b armaturne konstrukcije 320 i donjeg sloja 360. Takav razmak (312, 332) je ostavljen, u pravcu Sz debljine, na istom nivou kao i susedni sloj (310, 330). Shodno tome, razmak 312 može se ostaviti na nivou sloja 310 koji se može komprimovati. Nivo ovde označava udaljenost od armaturne konstrukcije 320 u pravcu Sz debljine senzora. Na sličan način, razmak 332 može se ostaviti na nivou odstojnog sloja 330.
Međutim, uz upućivanje na Sl.9c i 9d, barem jedan od razmaka 312, 332 može biti ispunjen mekim materijalom da bi se formirao drugi deo ili drugi delovi 310b, 330b sloja 310 koji se može komprimovati i/ili odstojnog sloja 330. Ako je materijal drugog dela 310b sloja 310 koji se može komprimovati mekši od materijala prvog dela 310a sloja 310 koji se može komprimovati, modul elastičnosti u ravni Y100bmodifikovanog drugog dela 100b’ senzora manji je od modula elastičnosti u ravni Y100amodifikovanog prvog dela 100a’ senzora. Na ovaj način, drugi deo 200b višeslojne provodničke konstrukcije je konfigurisan da preuzme mehaničke deformacije u upotrebi. Ovde prvi deo 100a senzora 100 sadrži prvi deo 310a sloja 310 koji se može komprimovati, a drugi deo 100b senzora 100 sadrži drugi deo 310b sloja 310 koji se može komprimovati. U ovom slučaju materijal susednog sloja 310 je mekši u drugom delu 100b kapacitivnog senzora 100 od materijala susednog sloja 310 u prvom delu 100a kapacitivnog senzora 100.
Isti nalaz važi i za odstojni sloj 330. Ako je materijal drugog dela 330b odstojnog sloja 330 znatno mekši od materijala prvog dela 330a odstojnog sloja 330, drugi deo 200b višeslojne provodničke konstrukcije je konfigurisan da preuzme mehaničke deformacije. Ovde prvi deo 100a senzora 100 obuhvata prvi deo 330a odstojnog sloja 330, a drugi deo 100b senzora 100 obuhvata drugi deo 330b odstojnog sloja 330. U ovom slučaju, materijal susednog sloja 330 je mekši u drugom delu 100b kapacitivnog senzora 100 od materijala susednog sloja 330 u prvom delu 100a kapacitivnog senzora 100. Materijal drugog dela 330b odstojnog sloja 330 (ako postoji) može imati manji Jangov modul od materijala prvog dela 330a odstojnog sloja 330, npr. najmanje 25 % niži.
Senzor 100 može da obuhvata dodatne slojeve. Uz upućivanje na sliku 10, senzor 100 može da obuhvata drugu armaturnu konstrukciju 370, kao što je drugi sloj armature 370; u tom slučaju se armaturna konstrukcija 320 može nazvati prvom armaturnom konstrukcijom 320. Deo prve žice 222 i deo sloja 310 koji se može komprimovati postavljeni su između (prve) armaturne konstrukcije 320 i druge armaturne konstrukcije 370. Najmanje deo elektrode 340 sa zajedničkim potencijalom, ako postoji, može biti postavljen između prve armaturne konstrukcije 320 i druge armaturne konstrukcije 370. Najmanje deo druge elektrode 350 sa zajedničkim potencijalom, ako postoji, može biti postavljen između prve armaturne konstrukcije 320 i druge konstrukcije sloja armature. Najmanje deo odstojnog sloja 330, ako postoji, može biti postavljen između prve armaturne konstrukcije 320 i druge armaturne konstrukcije 370. Ovde se izraz „između” odnosi na pravac Sz debljine. Međutim, ako senzor 100 sadrži i drugu armaturnu konstrukciju 370 i donji sloj 360, poželjno je da su i prva armaturna konstrukcija 320 i druga armaturna konstrukcija 370 postavljene na istoj strani donjeg sloja 360. Dakle, donji sloj 360 može biti završeni sloj npr. za vizuelni izgled senzora i/ili za poboljšanu udobnost upotrebe. Druga armaturna konstrukcija 370 može biti napravljena od materijala za koji je gore rečeno da je pogodan za prvu armaturnu konstrukciju 320.
Uz upućivanje na sliku 11, senzor 100 može da sadrži gornji sloj 380. Konstrukcija armature 320, deo prve žice 222 i deo sloja 310 koji se može komprimovati postavljeni su na istoj strani gornjeg sloja 380. Tako gornji sloj 380 može biti završeni, npr. za vizuelni izgled senzora i/ili za poboljšanu udobnost upotrebe. Poželjno je da gornji sloj 380 bude napravljen od tekstila (sintetičkog ili prirodnog). U jednoj realizaciji, gornji sloj 380 sadrži vlaknasti materijal. U jednoj realizaciji, gornji sloj 380 sadrži tkani vlaknasti materijal. Senzor može da sadrži gornji sloj 380 čak i ako ne sadrži jedan ili više od jednog od sledećih slojeva: drugi sloj armature 370, donji sloj 360, (prvu) elektrodu 340 sa zajedničkim potencijalom, drugu elektrodu 350 sa zajedničkim potencijalom, i odstojni sloj 330.
Stoga, kao što je gore detaljno objašnjeno, pouzdanost se može poboljšati dopuštanjem da se drugi deo 222b prve električno provodljive žice 222 kreće relativno slobodno u odnosu na armaturnu konstrukciju. Identifikovane su sledeće dve alternative:
• korišćenje sloja (310, 330), od kojih se barem jedan deo ne proteže u bočnom pravcu (tj.
okomito na pravac Sz debljine) sve do žice 222. Kao rezultat toga nastaje razmak 312, 332, što u stvari smanjuje krutost u ravni drugog dela 100b; i
• korišćenje mekšeg materijala za sloj (310, 330) u drugom delu 100b nego u prvom delu 100a.
Što se tiče prve opcije, dovoljno je da se tanki deo (na primer telo 310’) sloja (310, 330) proteže u bočnom pravcu kada se drugi deo (npr. adheziv 314) ne pruža, formirajući tako razmak (prazninu).
Čak i ako to nije prikazano na slikama, moguće je koristiti sloj (310, 330) koji ima i meku površinu (310b, 330b, npr. unutar drugog dela 100b) i tvrdu površinu (unutar prvog dela 100a), i da se dalje ima takav razmak (312, 332), a da je razmak ostavljen između spoja 226 i mekih površina (310b, 330b).
Štaviše, kao što je gore detaljno objašnjeno, pouzdanost se može dodatno poboljšati, s jedne strane, pričvršćivanjem u pravcu Sz debljine, unutar prvog dela 100a, prve električno provodljive žice 222 na armaturnu konstrukciju 320 i nepričvršćivanjem prve električno provodljive žice 222 na armaturnu konstrukciju 320 unutar drugog dela 100b u pravcu Sz debljine. Nepričvršćivanje se može postići upotrebom praznine (312, 332) ili, u slučaju popunjavanja praznine, nepričvršćivanjem materijala koji popunjava prazninu na najmanje sloj pored materijala koji popunjava prazninu.
Dalje, krutost u ravni modifikovanih delova (100a’, 100b’) može biti napravljena kao što je gore navedeno radi daljeg poboljšanja pouzdanosti. Mogućnosti uključuju pravljenje (dobijanje) elastičnih modula (Y100a, Y100b) modifikovanih delova (100a’, 100b’) i/ili pravljenje debljine modifikovanih delova (100a’, 100b’).
Takav senzor se može koristiti u različitim primenama, uključujući, ali bez ograničenja, odeću, kao što su rukavice, obuća (cipele, ulošci, čarape), kacige, itd. Kod odevnih predmeta, mogu se istaći posebno dve primene: boks rukavica i uložak za obuću. Druge primene uključuju vage za merenje mase i taktilne senzore, npr. za različite uređaje sa korisničkim interfejsom.
U tu svrhu, slika 12 prikazuje senzor 100, pri čemu je senzor 100 oblikovan kao uložak za obuću. Merna elektronika, uključujući krutu komponentu 420, poput čipa, raspoređena je na mestu koje je u upotrebi postavljeno ispod luka stopala. Komponenta 420 je pričvršćena na fleksibilnu ploču 410, koja je pričvršćena na prvu žicu 222 višeslojne konstrukcije provodnika, koja je fleksibilna i rastegljiva. Komponenta 420, fleksibilna ploča 410 i deo prve žice 222 postavljeni su ispod armaturne konstrukcije 320. Senzor 100 se proteže bočno izvan armaturnog sloja 320, a obuhvata - takođe izvan armaturne konstrukcije 320 - deo višeslojnea provodničke konstrukcije 200 i deo sloja 310 koji se može komprimovati; i obično i deo elektrode 340 sa zajedničkim potencijalom. Prva elektroda 224 čini deo ožičenja višeslojne provodničke konstrukcije 200 i nalazi se između fleksibilne i rastegljive podloge 210 i fleksibilnog i rastegljivog zaštitnog sloja 230. Mogući izbori prvog dela 100a i drugog dela 100b senzora 100 naznačeni su na slici 12. Kao što je gore naznačeno, i prvi i drugi deo (100a, 100b) su odabrani tako da oba čine deo armaturne konstrukcije 320. Kao što je gore razmatrano, modul elastičnosti u ravni Y100amodifikovanog prvog dela 100a’ može biti veći od modula elastičnosti u ravni Y100bmodifikovanog drugog dela 100b’. Štaviše, u realizaciji sa slike 12, unutar prvog dela 100a, višeslojna provodnička konstrukcija 200 je pričvršćena za sloj 310 koji se može komprimovati, npr. pomoću adheziva. Osim toga, izvan armaturne konstrukcije 320, višeslojna provodnička konstrukcija 200 je pričvršćena na sloj 310 koji se može komprimovati. Kada se senzor koristi kao uložak, višeslojna provodnička konstrukcija 200 preuzima naprezanje od deformacija usled različitih modula elastičnosti u ravni. Čak i ako slika 12 prikazuje senzor 100 sa samo dve elektrode, senzor može biti opremljen sa više elektroda prema potrebama. Na primer, senzor 100 može biti opremljen konfiguracijom elektrode koja je stavljena na uvid javnosti u patentu FI 127245.
Slike 13a i 13b prikazuju neke druge oblike senzora za druge primene osim uloška.

Claims (15)

Patentni zahtevi
1. Kapacitivni senzor (100), koji obuhvata
- prvu električno provodljivu žicu (222) koja je fleksibilna i rastegljiva,
- sloj (310) koji se može komprimovati, i
- prvu elektroda (224) za merenje kapacitivnosti, spojenu na prvu električno provodljivu žicu (222), pri čemu kapacitivni senzor (100) obuhvata
- prvi deo (100a) koji se proteže kroz senzor (100) u pravcu (Sz) debljine senzora, koji obuhvata
• prvi deo (222a) prve električno provodljive žice (222), i
• prvi deo (310a) sloja (310) koji se može komprimovati, tako da se
• barem deo prvog dela (310a) sloja (310) koji se može komprimovati preklapa sa najmanje delom prvog dela (222a) prve električno provodljive žice (222) u pravcu (Sz) debljine senzora (100) i
- drugi deo (100b) koji se proteže kroz senzor (100) u pravcu (Sz) debljine senzora, koji obuhvata
• drugi deo (222b) prve električno provodljive žice (222), pri čemu je
- prva električno provodljiva žica (222) pričvršćena na prvi spoj (226) za povezivanje prve žice (222) sa drugom električno provodljivom konstrukcijom (400), poput fleksibilne ploče (410) ili konektora (405) ,
- prva električno provodljiva žica (222) se proteže od prvog spoja (226) preko drugog dela (100b) do prvog dela (100a) (100) i dalje do prve elektrode (224), i
naznačen je time, što kapacitivni senzor (100) sadrži
- integralnu armaturnu konstrukciju (320), pri čemu
• prvi deo (100a) obuhvata prvi deo (320a) armaturne konstrukcije (320),
• barem deo prvog dela (320a) armaturne konstrukcije (320) preklapa se sa najmanje delom prvog dela (310a) sloja koji se može komprimovati u pravcu (Sz) debljine senzora (100) , i
• drugi deo (100b) obuhvata drugi deo (320b) armaturne konstrukcije (320), i
[A]
- drugi deo (100b) obuhvata drugi deo (310b) sloja koji se može komprimovati (310), pri čemu je
-krutost u ravni drugog dela (310b) sloja (310) koji se može komprimovati manja krutosti u ravni prvog dela (310a) sloja (310) koji se može komprimovati, ili
[B]
- sloj (310) koji se može komprimovati se ne proteže do drugog dela (100b)
2. Kapacitivni senzor (100) prema zahtevu 1, pri čemu je
- Jangov modul drugog dela (310b) sloja (310) koji se može komprimovati manji od Jangovog modula prvog dela (310a) sloja (310) koji se može komprimovati i/ili
- debljina (T310b) drugog dela (310b) sloja (310) koji se može komprimovati manja od debljine (T310a) prvog dela (310a) sloja (310) koji se može komprimovati.
3. Kapacitivni senzor (100) prema zahtevu 1 ili 2, pri čemu
- unutar prvog dela (100a) senzora (100), prvi deo (222a) prve električno provodljive žice (222) je pričvršćen, direktno ili preko najmanje jednog sloja, na prvi deo (320a) armaturne konstrukcije (320) u pravcu (Sz) debljine senzora (100) i
- unutar drugog dela (100b) senzora (100), drugi deo (222b) prve električno provodljive žice (222) nije pričvršćen, direktno ili preko najmanje jednog sloja, na drugi deo (320b) armaturne konstrukcije (320) u pravcu (Sz) debljine senzora (100).
4. Kapacitivni senzor (100) prema bilo kom od zahteva 1 do 3, pri čemu
-modifikovani prvi deo (100a’) senzora (100) ima prvu krutost u ravni, a modifikovani drugi deo (100b’) senzora (100) ima drugu krutost u ravni koja je niža od prve krutost u ravni, pri čemu
- modifikovani prvi deo (100a’) je modifikovan od prvog dela (100a) senzora (100) uklanjanjem prvog dela (320a) armaturne konstrukcije (320) iz prvog dela (100a) senzora (100) i
- modifikovani drugi deo (100b’) je modifikovan iz drugog dela (100b) senzora (100) uklanjanjem drugog dela (320b) armaturne konstrukcije (320) iz drugog dela (100b) senzora (100); na primer,
- modifikovani prvi deo (100a’) senzora (100) ima prvi modul elastičnosti u ravni (Y100a) a modifikovani drugi deo (100b’) senzora (100) ima drugi modul elastičnosti u ravni (Y100b) koji je niži od prvog modula elastičnosti u ravni (Y100a).
5. Kapacitivni senzor (100) prema bilo kom od zahteva 1 do 4, koji obuhvata
- fleksibilnu ploču (410) spojenu na prvu električno provodljivu žicu (222); poželjno, - barem deo fleksibilne ploče (410) se preklapa sa delom armaturne konstrukcije (320); poželjno, takođe,
- ožičenje fleksibilne ploče (410) je spojeno na prvu električno provodljivu žicu (222); na primer, sa krimpovanjem ili provodljivim adhezivom, kao što je anizotropni provodljivi adheziv (ACF).
6. Kapacitivni senzor (100) prema bilo kom od zahteva 1 do 5, koji obuhvata
- krutu komponentu (420) koja je
• postavljena izvan prvog dela (100a) kapacitivnog senzora (100) i
• električno spojena na prvi spoj (226);
poželjno,
- sloj armature (320) se preklapa sa krutom komponentom (420).
7. Kapacitivni senzor (100) prema zahtevu 5, koji obuhvata
- krutu komponentu (420) koja je
• postavljena izvan prvog dela (100a) kapacitivnog senzora (100) i
• električno spojena na prvi spoj (226); pri čemu
- fleksibilna ploča (410) je spojena na prvu električno provodljivu žicu (222), i
-fleksibilna ploča (410) je povezana sa krutom komponentom (420), poželjno sa konektorom žica-ploča;
poželjno,
- konstrukcija armature (320) se preklapa sa krutom komponentom (420).
8. Kapacitivni senzor (100), bilo koji od zahteva 1 do 7, koji obuhvata
- višeslojnu provodničku konstrukciju (200), koja sadrži fleksibilnu i rastegljivu podlogu (210), pri čemu je prva električno provodljiva žica (222) postavljena na podlogu (210); poželjno,
- višeslojna provodna konstrukcija (200) dalje sadrži fleksibilan i rastegljiv zaštitni sloj (230) koji čini prvi interfejs (232) sa fleksibilnom i rastegljivom podlogom (210) i drugi interfejs (234) sa prvom provodljivom žicom (222).
9. Kapacitivni senzor (100) prema bilo kom od zahteva 1 do 8, pri čemu
- unutar drugog dela (100b) kapacitivnog senzora (100), meandrira prva električno provodljiva žica (222);
na primer
- unutar drugog dela (100b), prva električno provodljiva žica se proteže od prve tačke (P1) do druge tačke (P2), kao što je prvi spoj (226), na takav način da je rastojanje između ovih tačaka (P1, P2), mereno duž prve provodljive žice (222), veće od rastojanja između ovih tačaka.
10. Kapacitivni senzor (100) prema zahtevu 9, pri čemu
- unutar drugog dela (100b) kapacitivnog senzora (100), prva električno provodljiva žica (222) meandrira u pravcu (Sz) debljine senzora (100).
11. Kapacitivni senzor (100) prema bilo kom od zahteva 1 do 10, pri čemu
- najmanje deo drugog dela (100b) senzora (100) postavljen je u pravcu okomitom na pravac (Sz) debljine senzora (100) između spoja (226) i prvog dela (100a) senzora (100) i - dužina (L222b) takvog dela prve žice (222) koja se proteže unutar drugog dela (100b) veća je od debljine (T310a) sloja (310) koji se može komprimovati unutar prvog dela (100a).
12. Kapacitivni senzor (100) prema bilo kom od zahteva 1 do 11, koji obuhvata
- prvu elektrodu (340) sa zajedničkim potencijalom, takva da je
- deo sloja (310) koji se može komprimovati postavljen između prve elektrode (340) sa zajedničkim potencijalom i prve elektrode (224) u pravcu (Sz) debljine senzora (100); poželjno,
- barem deo prve elektrode (340) sa zajedničkim potencijalom se preklapa sa najmanje delom prve elektrode (224)
13. Kapacitivni senzor (100) prema bilo kom od zahteva 1 do 12, koji obuhvata
- odstojni sloj (330) takav da je
- barem deo prve električno provodljive žice (222) postavljen u pravcu (Sz) debljine senzora (100) između sloja (310) koji se može komprimovati i odstojnog sloja (330).
14. Kapacitivni senzor (100) prema zahtevu 13, koji obuhvata
- drugu elektrodu (350) sa zajedničkim potencijalom takvu da je
- deo odstojnog sloja (330) postavljen u pravcu (Sz) debljine senzora (100) između druge elektrode (350) sa zajedničkim potencijalom i prve elektrode (224); poželjno,
- barem deo druge elektrode (350) sa zajedničkim potencijalom preklapa se sa najmanje delom prve elektrode (224).
15. Kapacitivni senzor (100) prema bilo kom od zahteva 1 do 14, koji obuhvata
- drugu elektrodu (225) i
- drugu električno provodljivu žicu (223), pri čemu je
- druga električno provodljiva žica (223) pričvršćena na drugi spoj (227) za povezivanje druge električno provodljive žice (223) sa drugom električno provodljivom konstrukcijom (400), poput fleksibilne ploče (410) ili konektora (405),
- druga električno provodljiva žica (223) se proteže od drugog spoja (227) preko drugog dela (200b) višeslojne provodničke konstrukcije do prvog dela (200a) višeslojne provodničke konstrukcije i dalje do druge elektrode (225);
poželjno,
- da se barem deo prvog dela (320a) armaturne konstrukcije (320) preklapa sa delom druge električno provodljive žice (223), i
- barem deo drugog dela (320b) armaturne konstrukcije (320) preklapa se sa delom druge električno provodljive žice (223).
RS20211254A 2018-09-28 2019-04-25 Senzor sa povezivanjem na rastegljivu žicu RS62453B1 (sr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20185811A FI128364B (en) 2018-09-28 2018-09-28 Sensor connected to stretch wiring
EP19397512.5A EP3629138B1 (en) 2018-09-28 2019-04-25 A sensor with a connection to a stretchable wiring

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RS62453B1 true RS62453B1 (sr) 2021-11-30

Family

ID=66439984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RS20211254A RS62453B1 (sr) 2018-09-28 2019-04-25 Senzor sa povezivanjem na rastegljivu žicu

Country Status (12)

Country Link
US (1) US10615794B1 (sr)
EP (1) EP3629138B1 (sr)
JP (1) JP7416447B2 (sr)
KR (1) KR102844299B1 (sr)
CN (1) CN113168260B (sr)
CA (1) CA3112429A1 (sr)
ES (1) ES2894246T3 (sr)
FI (1) FI128364B (sr)
HU (1) HUE055912T2 (sr)
PL (1) PL3629138T3 (sr)
RS (1) RS62453B1 (sr)
WO (1) WO2020065136A1 (sr)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10788936B1 (en) * 2017-07-17 2020-09-29 Apple Inc. Absorption correction for fabric touch sensing layer
WO2021048211A1 (en) * 2019-09-09 2021-03-18 Chronolife Electrically conductive yarn and wearable article including such yarn
US12228467B2 (en) * 2020-09-30 2025-02-18 Joyson Safety Systems Acquisition Llc Force sensing seat belt sensor assembly
US11573102B2 (en) * 2020-11-17 2023-02-07 Ford Global Technologies, Llc Method of manufacturing multi-layer electrode for a capacitive pressure sensor and multi-layer electrodes formed therefrom
US11867585B2 (en) 2022-06-02 2024-01-09 Metso Outotec USA Inc. System and method of monitoring the operation of vibrating equipment

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5060527A (en) * 1990-02-14 1991-10-29 Burgess Lester E Tactile sensing transducer
US7265298B2 (en) * 2003-05-30 2007-09-04 The Regents Of The University Of California Serpentine and corduroy circuits to enhance the stretchability of a stretchable electronic device
JP2006090983A (ja) * 2004-09-27 2006-04-06 Univ Of Tokyo 面状素子モジュールおよびその製造方法並びに面状素子装置
US7208960B1 (en) 2006-02-10 2007-04-24 Milliken & Company Printed capacitive sensor
JP2008090112A (ja) * 2006-10-04 2008-04-17 Seiko Epson Corp フレキシブル基板及びこれを備えた電気光学装置、並びに電子機器
US7679376B2 (en) * 2007-01-19 2010-03-16 Korea Institute Of Science And Technology Capacitive sensor for sensing tactile and proximity, and a sensing system using the same
NO20093601A1 (no) * 2009-12-29 2011-06-30 Idex Asa Overflatesensor
WO2016109744A1 (en) * 2014-12-31 2016-07-07 Sensoria Inc. Sensors, interfaces and sensor systems for data collection and integrated monitoring of conditions at or near body surfaces
EP2830492B1 (en) * 2012-03-30 2021-05-19 The Board of Trustees of the University of Illinois Appendage mountable electronic devices conformable to surfaces and method of making the same
SI2679107T1 (sl) 2012-06-29 2015-11-30 Smart Solutions Technologies, S.L. Elektronski tekstilni sklop
DE102012107581B4 (de) * 2012-08-17 2023-03-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Volumenkompressible flexible kapazitive Sensormatte aus einem Elastomerkomposit zur Detektion von Druck und Deformation
US11006690B2 (en) * 2013-02-01 2021-05-18 Nike, Inc. System and method for analyzing athletic activity
US9787306B2 (en) * 2013-02-12 2017-10-10 Huf Hülsbeck & Fürst Gmbh & Co. Kg Simplified capacitive sensor unit
WO2014204323A1 (en) 2013-06-17 2014-12-24 Stretchsense Limited Stretchable fabric sensors
US9743513B2 (en) * 2014-12-26 2017-08-22 Industrial Technology Research Institute Flexible electronic device
JP6325482B2 (ja) * 2015-04-06 2018-05-16 バンドー化学株式会社 静電容量型センサシート及びセンサ装置
JP6506653B2 (ja) * 2015-07-30 2019-04-24 日本メクトロン株式会社 伸縮性配線基板
WO2017022258A1 (ja) 2015-07-31 2017-02-09 住友理工株式会社 静電容量型センサ、センサシートおよび静電容量型センサの製造方法
EP3340827B1 (en) 2015-08-25 2019-07-10 Feetme Insoles for insertion into an article of footwear and system for monitoring a foot pressure
WO2017044617A1 (en) * 2015-09-08 2017-03-16 The Regents Of The University Of California Tactile sensors and methods of fabricating tactile sensors
US9961766B2 (en) 2015-10-01 2018-05-01 Nippon Mektron, Ltd. Stretchable circuit board and method for manufacturing stretchable circuit board
US9921679B2 (en) * 2015-10-11 2018-03-20 Pressure Profile Systems Inc. Force-sensing touch screen input device
US10206277B2 (en) 2015-12-18 2019-02-12 Intel Corporation Gradient encapsulant protection of devices in stretchable electronics
US10959644B2 (en) 2016-03-24 2021-03-30 Bend Labs Inc. Compliant sensors for force sensing
EP3235428B1 (en) 2016-04-20 2020-07-29 Feetme Flexible pressure mapping device and system for monitoring pressure
FI127245B (en) 2016-07-11 2018-02-15 Forciot Oy Force and / or pressure sensor
JP6793510B2 (ja) * 2016-09-28 2020-12-02 日本メクトロン株式会社 伸縮性配線基板及び伸縮性配線基板の製造方法
WO2018093275A1 (en) 2016-11-17 2018-05-24 Stretchsense Limited A stretch sensor with an improved flexible interconnect
WO2019022619A1 (en) * 2017-07-24 2019-01-31 Stretchsense Limited INTERCONNECTING CIRCUIT BOARD TO EXTENSIBLE WIRES

Also Published As

Publication number Publication date
CN113168260A (zh) 2021-07-23
US10615794B1 (en) 2020-04-07
HUE055912T2 (hu) 2021-12-28
KR20210065108A (ko) 2021-06-03
FI20185811A1 (fi) 2020-03-29
KR102844299B1 (ko) 2025-08-08
CA3112429A1 (en) 2020-04-02
FI128364B (en) 2020-04-15
JP2022503841A (ja) 2022-01-12
US20200106437A1 (en) 2020-04-02
JP7416447B2 (ja) 2024-01-17
EP3629138A1 (en) 2020-04-01
ES2894246T3 (es) 2022-02-14
CN113168260B (zh) 2024-04-26
EP3629138B1 (en) 2021-07-21
PL3629138T3 (pl) 2021-12-27
WO2020065136A1 (en) 2020-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102296144B1 (ko) 힘 및/또는 압력 센서
RS62453B1 (sr) Senzor sa povezivanjem na rastegljivu žicu
EP3235428A1 (en) Flexible pressure mapping device and system for monitoring pressure
JP2022547123A (ja) 変形可能センサ
FI128328B (en) Power and / or pressure sensors with at least two electrode bearings
HK40056597A (en) A sensor with a connection to a stretchable wiring
WO2024228386A1 (ja) 静電容量型感圧センサ
HK40041915B (en) A force and/or pressure sensor
HK40005817B (en) A force and/or pressure sensor
HK40005817A (en) A force and/or pressure sensor