(57)【要約】  様々なセンサと、センサを組み立てる方法とが説明される。いくつかの実施形態では、センサアセンブリは、第1の端部と、本体部分と、第2の端部とを含む。第1の端部は、ネック部分と、コネクタ部分とを含むことができ、第2の端部は、フラップと、第1の構成要素と、ネック部分と、第2の構成要素とを含むことができる。センサを折り曲げる方法が、さらに、説明される。方法は、回路の一部によって分離されている発光器および検出器が取り付けられた回路を使用することを含むことができる。方法は、第1の折り目が発光器を通して作り出されるように回路の一部を折り曲げるステップと、第1の折り目と第2の折り目とが角度を形成するために第2の折り目が作り出されるように回路の一部を折り曲げるステップとをさらに含むことができる。
2018504244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
効率的なフレックス回路生理学的センサを製造する方法であって、
フレックス回路基板の材料のシートを用意するステップと、
複数の入れ子状導体を前記フレックス回路基板の材料に印刷するステップと、
複数のフレックス回路センサ部分を形成するために前記フレックス回路基板の材料のシートを切断するステップと
を含み、
前記複数のセンサ部分は、前記センサ部分のうちの1つが前記センサ部分のうちの別のものに入れ子にされるように前記フレックス回路基板のシート上で整列され、前記センサ部分のうちの1つに属するセンサ端部が、前記複数のセンサ部分の別のものに属する検出器の端部に隣接する、方法。
【請求項２】
前記複数のセンサの各々が、
ネック部分と、
本体部分と、
センサ配置部分と、を含む、請求項1に記載のセンサアセンブリであって、
前記センサ配置部分が、フラップ、第1の構成要素、ネック部分、および第2の構成要素を含み、
前記センサの複数のシートは、前記センサの複数のシートの前記複数のセンサの前記本体部分が整列され、前記複数のシートのうちの1つに属する前記複数のセンサの前記第2の端部が、前記複数のシートのうちの別のものに属する前記複数のセンサの前記相互接続された第1の端部の間に嵌まり合うように整列される、センサアセンブリ。
【請求項３】
前記複数のセンサのうちの1つに属する前記第1の端部における前記ネック部分が、前記複数のセンサの前記第2の端部と同じ長さである、請求項2に記載のセンサアセンブリ。
【請求項４】
前記第2の端部の前記フラップが、前記第1の構成要素の上に折り曲がるように構成される、請求項2に記載のセンサアセンブリ。
【請求項５】
センサを折り曲げる方法であって、
発光器および検出器が遠位端に取り付けられた回路を含むセンサを使用するステップであり、前記発光器および前記検出器が前記回路の一部によって分離される、ステップと、
第1の折り目が角度を形成するために作り出されるように、前記回路の前記一部を少なくとも1回折り曲げるステップと
を含む、方法。
【請求項６】
第2の折り目が作り出されるように前記回路の前記一部を折り曲げるステップであり、前記第1の折り目と前記第2の折り目とが角度を形成する、ステップをさらに含む、請求項5に記載の方法。
【請求項７】
前記第1の折り目がL形状を形成する、請求項5または6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記角度が45度の角度である、請求項5から7に記載の方法。
【請求項９】
センサアセンブリであって、前記センサが、
ネック部分およびコネクタ部分を含む第1の端部と、
本体部分と、
フラップ、第1の構成要素、ネック部分、および第2の構成要素を含む第2の端部と
を含む、センサアセンブリ。
【請求項１０】
前記第1の構成要素が検出器である、請求項9に記載のセンサアセンブリ。
【請求項１１】
前記第2の構成要素が発光器である、請求項9または10のいずれか一項に記載のセンサアセンブリ。
【請求項１２】
前記フラップが、前記第1の構成要素の上に折り曲がるように構成される、請求項9から11のいずれか一項に記載のセンサアセンブリ。
【請求項１３】
第1の構造体であり、前記第1の構成要素が前記第1の構造体に付くように構成される、第1の構造体と、
第2の構造体であり、前記第2の構成要素が前記第2の構造体に付くように構成される、第2の構造体と
をさらに含む、請求項9から12のいずれか一項に記載のセンサアセンブリ。
【請求項１４】
前記第1の構造体が、円形窓と、複数の円弧形状窓とを含み、前記円弧形状窓が前記円形窓のまわりに配設される、請求項13に記載のセンサアセンブリ。
【請求項１５】
前記第1の構造体が複数の矩形窓を含む、請求項13に記載のセンサアセンブリ。
【請求項１６】
前記第1の構造体が、第1の矩形窓と、第2の矩形窓と、第3の矩形窓とを含み、前記第2の矩形窓が、前記第1の矩形窓および前記第3の矩形窓よりも大きい、請求項13に記載のセンサアセンブリ。
【請求項１７】
前記第1の構造体が、第1の矩形窓と、第2の正方形窓と、第3の矩形窓とを含み、前記第2の正方形窓が、前記第1の矩形窓と前記第3の矩形窓との間に配置される、請求項13、15、16のいずれか一項に記載のセンサアセンブリ。
【請求項１８】
前記第1の構造体が、矩形窓と、複数の台形窓とを含み、前記台形窓が前記矩形窓のまわりに配設される、請求項13に記載のセンサアセンブリ。
【請求項１９】
前記第2の構造体がホック状構造体を有する、請求項13から18のいずれか一項に記載のセンサアセンブリ。
【請求項２０】
前記ホック状構造体が、前記第1の端部の前記ネック部分と、前記ネック部分に取り付けられた湾曲部分とから形成される、請求項19に記載のセンサアセンブリ。
【請求項２１】
前記ネック部分が曲げられている、請求項20に記載のセンサアセンブリ。
【請求項２２】
発光体と検出器とを含む光学的生理学的センサのための検出器シールドであって、
前記発光体からの光が前記検出器に達するのを可能にするように構成された複数の窓と、
前記検出器シールドの少なくとも1つの側に沿って配置された導電体と
を含む、検出器シールド。
【請求項２３】
前記複数の窓が、
前記検出器シールドに中心が置かれた円形中央窓と、
前記円形中央窓のまわりに共軸に隔置された複数の円弧形状窓と
を含む、請求項22に記載の検出器シールド。
【請求項２４】
前記複数の円弧形状窓が、前記円形中央窓のまわりに共軸に隔置された4つの円弧形状窓を含む、請求項23に記載の検出器シールド。
【請求項２５】
前記複数の窓が複数の矩形窓を含み、前記複数の矩形窓の各々が前記検出器シールドの表面にわたって隔置される、請求項22に記載の検出器シールド。
【請求項２６】
前記複数の矩形窓が、前記検出器シールドに中心が置かれた4つの等しいサイズの矩形窓を含む、請求項25に記載の検出器シールド。
【請求項２７】
前記複数の窓が、
前記検出器シールドに中心が置かれた第1の矩形窓と、
1対のより小さい矩形窓であり、前記より小さい矩形窓が前記第1の矩形窓の上下に配置される、1対のより小さい矩形窓と
を含む、請求項25または26のいずれか一項に記載の検出器シールド。
【請求項２８】
前記複数の窓が、
前記検出器シールドに中心が置かれた第1の正方形窓と、
1対の矩形窓であり、前記矩形窓が前記第1の正方形窓の上下に配置される、1対の矩形窓と
を含む、請求項25に記載の検出器シールド。
【請求項２９】
前記1対の矩形窓が、前記第1の正方形窓よりも大きい幅と、前記第1の正方形窓よりも短い高さとを有する、請求項28に記載の検出器シールド。
【請求項３０】
前記複数の窓が、
前記検出器シールドに中心が置かれた第1の正方形窓と、
複数の台形窓であり、前記複数の台形窓の各々が前記第1の正方形窓の辺に隣接する、複数の台形窓と
を含む、請求項25に記載の検出器シールド。
【請求項３１】
前記複数の台形窓が、4つの等しいサイズの台形窓を含む、請求項30に記載の検出器シールド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権出願の参照による組み込み
本出願は、35U.S.C.§119(e)の下で、2015年2月6日に出願された米国仮出願第62/112,918号および2015年8月31日に出願された米国仮出願第62/212,071号の優先権の利益を主張し、それらの全内容が参照により本明細書に組み込まれ、本明細書の一部と見なされるべきである。本出願とともに提出された出願データシートにおいて外国または国内の優先権主張が特定されるあらゆる出願は、37CFR1.57の下で参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、媒体を通過する光エネルギーを感知して媒体の特性を決定するために使用することができる低雑音、使い捨て、および再使用可能な光プローブに関する。
【背景技術】
【０００３】
媒体の特性を決定するために、エネルギーが媒体を透過させられるか、または媒体から反射させられ得る。例えば、医療分野では、試験のために患者の身体から物質を抽出する代わりに、光または音響エネルギーを患者の身体に入射させ、透過した(または反射した)エネルギーを測定して、エネルギーが通過した物質に関する情報を決定することができる。このタイプの非侵襲性測定は、患者にとってより快適であり、実時間で実行することができる。
【０００４】
身体機能の非侵襲性生理学的モニタリングがしばしば必要とされる。例えば、手術の間、血圧および身体の利用可能な酸素供給量、または血液酸素飽和度がしばしばモニタされる。これらのものなど測定は、多くの場合、非侵襲性技法で実行され、評価は、身体の一部、例えば、手足の指(digit)、例えば親指以外の指(finger)など、または耳たぶ、または額を通って透過した(または反射した)光に対する入射光の比を測定することによって行われる。
【０００５】
媒体の特性を決定するために信号プロセッサに出力される低雑音信号を供給するように適切に造られた使い捨て光プローブおよび再使用可能な光プローブへの需要が増加している。そのような光プローブを安価に提供する際に、運動誘起雑音(motion-induced noise)に関連する多くの困難に直面する。したがって、低コストで低雑音の光プローブ、およびそのようなプローブを効率的に製造する方法への必要性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第8,584,345号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、非侵襲性光学的測定で使用されるプローブを開示する。本開示の1つの態様は、媒体の特性の非侵襲性測定のための光プローブであり、プローブは、光放射を送出する発光器と、発光器によって送出された光放射を検出するように構成された検出器とを有する。プローブは、さらに、発光器および検出器との接続のための回路経路を有するフレキシブル回路アセンブリを有する。
【０００８】
本開示は、低コストセンサと、フレキシブルプリント回路および他のセンサ材料の使用のための最適化された材料使用法の合理化されたアセンブリ方法を説明する。いくつかの実施形態では、センサの構成は、材料コストを最小に保つために、使用される材料の量を最大にするように意図される。
【０００９】
1つの有利な実施形態では、製造されたフレックス回路は、オリジナルのフレックス回路の性質および完全性を維持しながらいくつかの異なる構成に折り曲げることができる。このようにして、同じ合理化されたアセンブリ方法を使用して、複数の構成をもつフレックス回路を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】センサアセンブリで使用されるフレキシブル回路の一実施形態の上面図である。
【図１Ｂ】センサアセンブリで使用されるフレキシブル回路の一実施形態の底面図である。
【図２Ａ】フレキシブルプリント回路パネルアレイの1つの実施形態の上面図である。
【図２Ｂ】センサアセンブリの1つの端部の上面図である。
【図２Ｃ】センサアセンブリの1つの端部の底面図である。
【図３Ａ】センサアセンブリの一実施形態の分解図である。
【図３Ｂ】図2に示したフレキシブルプリント回路パネルアレイの一部を形成する複数の入れ子状上部パネルシールドを含むシートの1つの実施形態を示す図である。
【図３Ｃ】図2に示したフレキシブルプリント回路パネルアレイの一部を形成する上部パネルカバーレイを含むシートの1つの実施形態を示す図である。
【図３Ｄ】図2に示したフレキシブルプリント回路パネルアレイの一部を形成する複数の入れ子状トレースを含む「シート」の1つの実施形態を示す図である。
【図３Ｅ】図2に示したフレキシブルプリント回路アレイの一部を形成する複数の入れ子状底部パネルカバーレイを含むシートの1つの実施形態を示す図である。
【図３Ｆ】図2に示したフレキシブルプリント回路アレイの一部を形成する複数の入れ子状底部パネルシールドを含むシートの1つの実施形態を示す図である。
【図４Ａ】センサアセンブリの1つの実施形態で使用されるシールド格子の第1の実施形態の上面図である。
【図４Ｂ】センサアセンブリの1つの実施形態で使用されるシールド格子の第2の実施形態の上面図である。
【図４Ｃ】センサアセンブリの1つの実施形態で使用されるシールド格子の第3の実施形態の上面図である。
【図４Ｄ】センサアセンブリの1つの実施形態で使用されるシールド格子の第4の実施形態の上面図である。
【図４Ｅ】センサアセンブリの1つの実施形態で使用されるシールド格子の第5の実施形態の上面図である。
【図５Ａ】センサアセンブリの1つの実施形態を示す図である。
【図５Ｂ】センサアセンブリの1つの実施形態を示す図である。
【図５Ｃ】センサアセンブリの1つの実施形態を示す図である。
【図５Ｄ】センサアセンブリの1つの実施形態を示す図である。
【図６Ａ】センサを折り曲げる方法の一実施形態を示す流れ図である。
【図６Ｂ】センサを折り曲げる前のセンサを折り曲げる方法におけるセンサアセンブリの一実施形態を示す図である。
【図６Ｃ】センサを折り曲げる方法の第1のステップを示す図であり、センサのネックが第1の方向に曲げられる。
【図６Ｄ】センサを折り曲げる方法の第2のステップを示す図であり、センサのネックが第2の方向に曲げられる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示は、低コストセンサと、低コストセンサの組み立ておよび製造の方法とを提供する。いくつかの実施形態では、センサ回路は、複数のセンサの各々でのフレックス回路の各々が、製造されるとき互いにモザイク模様にされるかまたは入れ子にされるように構成される。いくつかの実施形態では、この構成は、1組の材料から製造し組み立てることができる回路の数を最大にする。そのような構成は、さらに、無駄にされる材料の量を最小にする。
【００１２】
本開示は、さらに、直線センサからL形状センサまたは曲がったセンサを組み立てる方法を説明する。L形状センサのプロファイルは、フレックス回路を千鳥状配列に印刷して基板材料の使用を最大にするのを妨げるので、L形状センサの以前の製造方法は実質的な無駄をもたらした。直線センサからL形状センサを組み立てることによって、フレックス回路のプロファイルは最小にされ、それゆえに、無駄の量は最小にされる。以下で説明する折り曲げる方法により、複数の異なるセンサ形状が直線センサから製造されるようになる。
【００１３】
図1〜図2は、センサアセンブリのフレックス回路100の様々な図を示す。図1A〜図1Bは、センサのフレックス回路100の1つの実施形態を示す。図1Aは、フレックス回路100の上面図を示す。フレックス回路100は、検出器端部110と、コネクタ端部120とを有する。図1Bは、フレックス回路100と、対応する検出器端部110およびコネクタ端部120との底面図を示す。見て分かるように、フレックス回路100は、全体的に直線であり、基板材料に印刷できるフレックス回路の数を最大にするのに役立つことができる最小のプロファイルを有する。
【００１４】
いくつかの実施形態では、フレックス回路100の構成は、使用される基板材料を最大にし、無駄を最小にするように構成することができる。図2Aは、フレキシブル回路204の第2の列と入れ子にされたフレキシブル回路202の第1の列を含むフレキシブルプリント回路パネルアレイ200を示す。いくつかの例において、フレキシブル回路202の第1の列とフレキシブル回路204の第2の列とは同一とすることができる。
【００１５】
図2Aに示すように、フレキシブル回路202の第1の列およびフレキシブル回路204の第2の列は、コネクタ端部208および検出器端部206を含むことができる。いくつかの実施形態では、フレキシブル回路202の第1の列およびフレキシブル回路204の第2の列は、フレキシブルプリント回路パネルアレイ200の一方の端部において、フレキシブル回路202の第1の列のコネクタ端部208がフレキシブル回路204の第2の列の検出器端部206に隣接しており、他方の端部では、フレキシブル回路202の第2の列のコネクタ端部208がフレキシブル回路204の第1の列の検出器端部206に隣接するように構成される。
【００１６】
入れ子構成に加えて、フレックス回路100の各々は、長さに沿って一様である本体部分232を有し、それは、効率的な機械加工を可能にすることができる。図2に示すように、一様な本体部分232により、複数のフレックス回路100は一列に整列できるようになる。その上、本体部分232の直線は、各フレックス回路100を隣接のフレックス回路100から分離するのに単一の直線的な切断を必要とする。
【００１７】
上記のように、フレキシブル回路の第1の列と第2の列との入れ子構成は、基板材料の無駄をかなり低減させ、基板シート当たりの歩留まりをより高くすることによって生産速度を向上させる。いくつかの例では、フレックス回路100の各々を形成するために使用される未加工基板材料の割合は、80%超であり、95%もの高さ、および中間の任意の割合とすることができる。いくつかの実施形態では、無駄の割合は、5%もの低さから20%まで、またはそれらの間の任意の割合である。他の例では、フレキシブルプリント回路パネルアレイ200の材料の95%までが、フレックス回路100の各々を形成するために使用され得る。
【００１８】
いくつかの実施形態では、フレックス回路100の各々は、複数の層から形成され得る。図3Aは、フレックス回路100の構造の図を提供する分解したフレックス回路100の斜視図を示す。いくつかの実施形態では、フレックス回路100は、底部カバーレイ218に印刷されたトレース216を含む。トレース216は銅被膜を含むことができ、一方、底部カバーレイ218はポリイミド材料を含むことができる。いくつかの例では、トレース216が印刷された底部カバーレイ218の上に、上部パネルカバーレイ214が層状に重ねられ得る。上部パネルカバーレイは、トレース216の上の保護層として働くことができる。以下でより詳細に論じるように、上部パネルカバーレイは、フレックス回路100の表面に電気接続を形成するために下にあるトレース216を露出させるための計画上重要な開口を含むことができる。
【００１９】
トレース216の完全性を保護し、電波、電磁界、および静電界などの外的要因からトレース216を切り離すために、フレックス回路はフレックス回路100の上面および底面上にシールド層をさらに含むことができる。図3Aに示すように、フレックス回路100は、上部パネルカバーレイ214の上に層状に重ねられた上部パネルシールド212と、底部カバーレイ218の下に層状に重ねられた底部パネルシールド220とを含むことができる。
【００２０】
上述で説明した層の各層は、図2に示したフレキシブルプリント回路パネルアレイ200を形成するために入れ子構成を有することができる。例えば、図3Bは、複数の入れ子状上部パネルシールド212を含むシートを示す。図3Cは、上部パネルカバーレイ214を含むシートを示す。図3Dは、複数の入れ子状トレース216を含む「シート」を示す。図3Eは、複数の入れ子状底部カバーレイ218を含むシートを示す。最後に、図3Fは、複数の入れ子状底部パネルシールド220を含むシートを示す。
【００２１】
フレックス回路100は、複数の構成要素に取り付けられるように構成することができる。いくつかの例では、フレックス回路は、抵抗器222と、電気消去可能プログラマブル読出し専用メモリ(「EEPROM」)224と、検出器228と、発光器226とを含む。いくつかの例では、発光器226はLEDとすることができる。
【００２２】
フレックス回路100の複数の電気構成要素のための電気接続を行うために、フレックス回路の各層は、トレース216のうちの下にある露出されたトレース217を見えるようにするために計画上重要な開口を含むことができる。例えば、上部パネルカバーレイ214は複数の窓215を含むことができ、上部パネルシールド212はトレース216の一部分を露出させるために窓213を含むことができる。抵抗器222と露出されたトレース217との間の電気接続、およびEEPROM224と露出されたトレース217との間の電気接続を行うために、抵抗器222およびEEPROM224は窓213のところでフレックス回路100に取り付けることができる。
【００２３】
同様に、図2および図3Aに示すように、フレックス回路100は、それぞれ検出器228および発光器226を収容するために検出器窓229および発光器開口227を含むことができる。最初に発光器開口227を参照すると、フレックス回路100は、フレックス回路100のプロファイルの低減を維持しながら発光器開口227を形成するためにホック状部分を含むことができる。図2において見て分かるように、発光器開口227の構成により、各フレックス回路100は、モザイク模様パターンまたは入れ子パターンを形成するために隣接するフレックス回路間に入れ子にすることができる。上述で論じたように、これは、フレックス回路100の製造において基板材料の使用を最大にすることができる。発光器226は、発光器226がトレース216のホック状部分との電気接続を形成できるように発光器開口227に取り付けることができる。その上、ホック構成は、発光器226によって生成された光を放出できるようにする円形開口を備える。
【００２４】
図2B〜図2Cは、検出器228および発光器226が取り付けられたフレックス回路100の検出器端部206の拡大図を示す。図2Bはフレックス回路100の検出器端部206の上側を示し、図2Cはフレックス回路100の検出器端部206の底側を示す。上述で論じたように、いくつかの実施形態では、発光器開口227はホック構成から形成され、その端部はフレックス回路100の残りに機械的に結合されていない。発光器開口227のホック部分は、上部部分227aと、第1の長さ部227bと、第2の長さ部227dとを含むことができる。前述の3つの部分は、開口227cを形成するように構成される。上部部分227aと第1の長さ部227bとは、発光器226が付くことができるホック部分を形成する。実施形態によっては、第2の長さ部227dは第1の長さ部227bよりも長い。その上、実施形態によっては、上部部分227aと第2の長さ部227dとの間に距離が存在する。実施形態によっては、フレックス回路100の低いプロフィル構成を維持するために、フレックス回路の検出器端部206は、斜め部分227eと、フレックス回路100の長さに沿って検出器端部206を中央に置く長さ部227fとを含む。図2Cに示すように、第1の長さ部227bおよび第2の長さ部227dとは、発光器226を配置するための開口227cを形成する。次いで、フレックス回路100は、フレックス回路100の検出器端部206を中央に置く斜め部分227eを含むことができる。
【００２５】
発光器開口227の構成の別の態様は、発光器開口227の1つの部分を曲げることができることである。発光器開口227のこの構成により、フレックス回路100は第2の長さ部227dのところで曲がることができるようになり、その結果、曲がりが発光器開口227に存在する。これにより、直線のフレックス回路100を曲げて、曲がりまたはL形状フレックス回路を形成することができるようになる。以下でより詳細に論じるように、発光器開口227のホック状構成は機械的分断を備え、その結果、フレックス回路は、取り付けられた発光器226に影響を与えることなく容易に曲げることができる。
【００２６】
次に、検出器窓229を参照すると、発光器226などの光源からの光を検出器窓229を通して検出器228に送ることができるように、検出器窓229を上部パネルカバーレイ214の表面に形成することができる。いくつかの実施形態では、検出器窓229は、下にあるトレース216を露出させる。検出器228は、検出器228がトレース216との電気接続を形成するように検出器窓229に取り付けることができる。
【００２７】
以下、図4A〜図4Eにおいて論じるように、検出器窓229は、光源からの様々な量の光が検出器228に入ることができるように形状と構成の両方が変更されてもよい。格子形状の各々に関しての構成および構造は、フレックス回路100に異なる機能を与えるために異なる量の光の送出を可能にすることができる。
【００２８】
いくつかの実施形態では、フレックス回路100はシールドフラップ230を含むことができる。いくつかの実施形態では、フレックス回路100の検出器端部206はシールドフラップ230を形成することができる。いくつかの実施形態では、シールドフラップ230は、銅シートから製作されたエッチング済み銅シールドとすることができる。検出器端部206のシールドフラップ230は、ファラデー箱を形成するために検出器228の上に折り曲がるように構成することができる。ファラデー箱は、外部静電界を阻止するために追加のシールドを行うことができる。
【００２９】
図4A〜図4Eは、検出器窓229の様々な実施形態の拡大図を示す。様々なシールド格子は、可能な限り多くの光が格子窓を通るようにしながら電磁雑音干渉から回路を保護するように設計される。図4A〜図4Eは、それぞれ、第1の検出器窓形状410、第2の検出器窓形状420、第3の検出器窓形状430、第4の検出器窓形状440、および第5の検出器窓形状450を示す。図4Aは、フレックス回路100のトレース416層の検出器端部303に配置された第1の検出器窓形状410を示す。第1の検出器窓シールド格子形状410は、円形中央窓412および複数の円弧形状窓413をもつシールド格子本体411と、窓の両側にある電気的側方接触部414とを含む。第1の検出器窓形状410に示された構成では、円形中央窓412は、シールド格子本体411の底部部分において、対の側方接触部414の間に中心が置かれる。この構成において、第1の検出器窓形状410は、円形中央窓412のまわりに隔置された4つの円弧形状窓413をさらに含む。いくつかの実施形態では、第1の検出器窓形状410の円形中央窓412は、依然として電磁干渉を阻止しながら光のかなりの部分が検出器まで通るようにする。
【００３０】
図4Bは、フレックス回路100のトレース426層の検出器端部303に配置された第2の検出器窓形状420を示す。第2の検出器窓形状420は、複数の狭い丸みのある矩形窓422をもつシールド格子本体421と、複数の狭い丸みのある矩形窓422の両側にある側方接触部424とを含む。第2の検出器窓形状420に示された構成では、狭い丸みのある矩形窓422は、4つの狭い丸みのある矩形窓422を有し、それらは、シールド格子本体421上においてシールド格子本体421の両側にある2つの側方接触部424の間に配置される。
【００３１】
図4Cは、フレックス回路100のトレース436層の検出器端部303に配置された第3の検出器窓形状430を示す。第3の検出器窓形状430は、シールド格子本体431と、中央窓432と、複数の矩形窓433と、中央窓432の両側にある側方接触部434とを含む。第3の検出器窓形状430に示された構成では、複数の矩形窓433および中央窓432は、シールド格子本体431の底部部分において2つの側方接触部434の間に中心が置かれる。いくつかの実施形態では、2つの矩形窓433は、中央窓432の上下に配置される。
【００３２】
図4Dは、フレックス回路100のトレース446層の検出器端部303に配置された第4の検出器窓形状440を示す。第4の検出器窓形状440は、シールド格子本体441と、中央窓442と、複数の狭い矩形窓443と、中央窓442の両側にある側方接触部444とを含む。第4の検出器窓形状440に示された構成では、狭い矩形窓443および中央窓442は、シールド格子本体441の底部部分において2つの側方接触部444の間に中心が置かれる。いくつかの実施形態では、2つの狭い矩形窓443は、中央窓442の上下に配置される。
【００３３】
最後に、図4Eは、フレックス回路100のトレース456層の検出器端部303に配置された第5の検出器窓形状450を示す。第5の検出器窓形状450は、シールド格子本体451と、中央窓452と、複数の台形窓453と、中央窓452の両側にある側方接触部454とを含む。第5の検出器窓形状450に示された構成では、中央窓452および複数の台形窓453は、シールド格子本体451の底部部分に配置される。いくつかの実施形態では、複数の台形窓453の各々は、台形の短い端部が中央窓452の辺に隣接するように中央窓452の1つの辺に配置される。
【００３４】
2つのシートフレキシブルプリント回路パネルアレイ300の構成は、より多くのセンサを同時に組み立てるのを可能にする。構成要素がすべてセンサアセンブリの各々に取り付けられ組み立てられた後、センサアセンブリ644の各々は保護材料で封止することができる。図5A〜図5Dに示すように、いくつかの実施形態では、センサアセンブリは上部および底部部分646を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、センサアセンブリは、上部および底部を発泡体の層646で覆うことができる。発泡体カバーが、フレックス回路およびトレースを覆い、発光器および検出器アセンブリからフレックス回路のコネクタ端部まで延びるケーブルカバーを形成する。いくつかの実施形態では、上部発泡体646および底部発泡体646を一緒に封着して、センサアセンブリが発泡体で完全に覆われるようにフレックス回路を挟み込むことができる。
【００３５】
いくつかの実施形態では、センサアセンブリ644の各々は、個々のセンサを覆うように取り付けられた上部ヘッドテープ636および底部ヘッドテープ636を含むことができる。いくつかの実施形態では、上部ヘッドテープ636は、底部ヘッドテープ636と同じサイズとすることができる。いくつかの実施形態では、上部ヘッドテープ636は、上面に印刷されたセンサアートワークまたはロゴなどのデザインを有することができる。いくつかの実施形態では、底部ヘッドテープ636および上部ヘッドテープ636がセンサアセンブリに取り付けられた後、センサアセンブリはラミネートすることができる。
【００３６】
センサアセンブリの各々は、底部および上部コネクタタブをさらに含むことができる。コネクタタブは、センサ644をコネクタに付けることができるようにするための構造体をセンサアセンブリ644に与える。図5Aは、コネクタタブが取り付けられたセンサアセンブリ644の一例を示す。いくつかの実施形態では、底部コネクタ補強材656は、フレックス回路対合区域658を含むことができる。いくつかの実施形態では、図2で論じた露出されたトレースが近位舌部657の表面にあるように、センサ644の抵抗器端部が置かれる。フレックス回路対合区域658は、コネクタアセンブリの上部部分に接続するように構成することができる。センサ644を底部コネクタ補強材656上に置く前に、接着剤またはエポキシなどの接合剤を底部コネクタ補強材656に塗布することができる。塗布された後、センサ644は、構成要素側面を上方に向けた状態で底部コネクタ補強材656上に置くことができる。図5Aに描かれた実施形態では、底部コネクタ補強材656のフレックス回路対合区域658の部分は、センサ644のどちらかの側に配置される。センサ644が底部コネクタ補強材656に取り付けられた後、コネクタタブの上部部分が、センサ644を固定するために取り付けられる。いくつかの実施形態では、上部コネクタ補強材662の下面は、上部コネクタ補強材662およびフレックス回路対合区域658が一緒に固定されるようにフレックス回路対合区域658に対応する対合区域を有する。いくつかの実施形態では、上部コネクタ補強材662およびフレックス回路対合区域658はロック機構またはファスナを使用して固定される。上部コネクタ補強材662および底部コネクタ補強材656は、プレスばめ、締りばめ、スナップばめなどで一緒に固定することができる。図5Bは、コネクタ補強材652がセンサ644のコネクタ端部に組み立てられた状態のセンサ644を示す。
【００３７】
最後に、センサアセンブリ644は、オプションとして、印刷ライナおよびアプリケータテープを含むことができる。図5C〜図5Dは、追加の印刷ライナとアプリケータテープとをもつセンサ644の上面斜視図を示す。図5Cは、センサ644の上面図と、印刷ライナ664が追加されているセンサ644の上面図および斜視図とを提供する。印刷ライナ664は、様々なデザインおよび/または色で印刷することができる。図5Cにおいて見て分かるように、印刷ライナ664は、センサアセンブリ644のヘッドテープ636セクションの長さに適合するように十分に長くすることができる。図5Dは、印刷ライナ664および追加されたアプリケータテープ668をもつセンサアセンブリ644の上面図および斜視図を示す。アプリケータテープ668は、様々な形状およびサイズを有することができる。いくつかの実施形態では、アプリケータテープ688は、印刷ライナ664に適合することができる長さおよび幅を有する。
【００３８】
上述のように、フレックス回路設計の現在の構成の別の利益は、上述の直線のフレックス回路から曲がったセンサを組み立てることができることである。図6Aは、センサを折り曲げる方法500の一実施形態を説明する流れ図を示す。図6B〜図6Dは、図6Aに示した流れ図のステップに対応するセンサを折り曲げる方法600を示す。前に論じたように、図6A〜図6Dは「L形状」センサの形成を説明しているが、説明するステップを適用して、90度超または90度未満の角度で曲げられたセンサへとフレックス回路を折り曲げることができる。
【００３９】
センサを折り曲げる方法500は、検出器が第2の方向を向いているように発光器の中心線を通してフレックス回路を折り曲げることを説明するブロック510を含むことができる。図6Bは、折り曲げる前のセンサを示す。以前の図に見られるように、センサ644は、検出器640と、発光器650と、検出器640を発光器650に接続するネック630とを含む。上述で論じたように、ネック630は、第2の長さ部227dと、斜め部分227eと、フレックス回路100の直線構成を維持するように構成された別の長さ部227fとから形成される。上述で論じたように、第2の長さ部227dは、当初は、発光器226を収容する開口227cを形成するために一方の側に傾けられている。
【００４０】
図6Bの構成では、検出器窓および発光器開口が両方とも第2の方向を向くように検出器640および発光器650は両方とも第1の方向を向いている。図6Cは、発光器650の中心線を通る第1の折り目610をもつセンサ644を示す。この実施形態では、第1の折り目610は、センサ644の残りの長さと45度の角度にある。他の実施形態では、第1の折り目610の角度は、0〜180度の範囲にわたることができる。第1の折り目610は、検出器窓が第1の方向を向いている状態で、検出器640が第2の方向を向いているようにネック発光器開口に折り目を作り出す。
【００４１】
第1の折り目が作られた後、センサを折り曲げる方法500は、2つの折り目(第1の折り目および第2の折り目)が45度の角度を形成し、検出器が今では第1の方向を向いているようにフレックス回路をもう一度折り曲げることを説明するブロック520をさらに含むことができる。図6Dは、L形状センサ660の第2の折り目620を示す。第2の折り目620および第1の折り目610は、折り目角度αを形成する。いくつかの実施形態では、折り目角度αは45度の角度である。第2の折り目620は、さらに、検出器640が第1の方向を向いており、検出器窓が第2の方向を向いているように検出器640の向きを変える。このようにして、検出器640および検出器窓の方向は、折り曲げる前にそれらが向いていたのと同じ方向を向いている。折り曲げた後、ヘッドテープ、アプリケータテープ、およびライナを追加して、上述のものと同様のセンサを完成させることができる。その上、センサフレックス回路の折り曲げは、製造プロセス中に随時行うことができ、センサ構築の特定の順序に限定されない。
【００４２】
最後に、上述で論じたセンサはすべて再処理または改修することができる。生理学的センサの再処理または改修は、既存のセンサの大部分を再使用することを含む。それゆえに、再処理または改修されたセンサは、完全に新しいセンサを製作するよりもかなり低い材料コストを有する。1つの例では、センサの再処理または改修は、センサの接着剤部分を取り替えて、感知構成要素を再使用することによって達成することができる。他の例では、センサの再処理または改修のプロセスは、センサの感知構成要素を取り替えることを含む。1つのそのような例は、Masimo Corporation、アーヴィン、カリフォルニア州に譲渡されており、参照により本明細書に組み込まれる「Reprocessing of a physiological sensor」という名称の米国特許第8,584,345号に記載されている。
【００４３】
本開示がいくつかの好ましい実施形態および例との関連で開示されたが、本開示は、具体的に開示された実施形態を超えて他の代替実施形態および/または本開示の使用、ならびにその明白な変更および均等物にまで及ぶことが当業者によって理解されるであろう。加えて、本開示のいくつかの変形が示され、詳細に説明されたが、本開示の範囲内にある他の変更が本開示に基づいて当業者には容易に明らかであろう。さらに、実施形態の特定の特徴および態様の様々な組合せまたはサブ組合せが行われ、依然として、本発明の範囲内にあり得ることが意図される。したがって、開示された実施形態の様々な特徴および態様は、開示されたものの様々な様式を形成するために互いに組み合わせるかまたは置き換えることができることが理解されるべきである。
【符号の説明】
【００４４】
100  フレックス回路
110  検出器端部
120  コネクタ端部
200  フレキシブルプリント回路パネルアレイ
202  フレキシブル回路
204  フレキシブル回路
206  検出器端部
208  コネクタ端部
212  上部パネルシールド
213  窓
214  上部パネルカバーレイ
215  複数の窓
216  トレース
217  露出されたトレース
218  底部カバーレイ
220  底部パネルシールド
222  抵抗器
224  電気消去可能プログラマブル読出し専用メモリ(EEPROM)
226  発光器
227  発光器開口
227a  上部部分
227b  第1の長さ部
227c  開口
227d  第2の長さ部
227e  斜め部分
227f  長さ部
228  検出器
229  検出器窓
230  シールドフラップ
232  本体部分
300  シートフレキシブルプリント回路パネルアレイ
303  検出器端部
410  第1の検出器窓形状
411  シールド格子本体
412  円形中央窓
413  円弧形状窓
414  電気的側方接触部
416  トレース
420  第2の検出器窓形状
421  シールド格子本体
422  狭い丸みのある矩形窓
424  側方接触部
426  トレース
430  第3の検出器窓形状
431  シールド格子本体
432  中央窓
433  矩形窓
434  側方接触部
436  トレース
440  第4の検出器窓形状
441  シールド格子本体
442  中央窓
443  狭い矩形窓
444  側方接触部
446  トレース
450  第5の検出器窓形状
451  シールド格子本体
452  中央窓
453  台形窓
454  側方接触部
456  トレース
610  第1の折り目
620  第2の折り目
630  ネック
636  上部ヘッドテープ、底部ヘッドテープ
640  検出器
644  センサアセンブリ
646  底部部分、発泡体の層、上部発泡体、底部発泡体
650  発光器
652  コネクタ補強材
656  底部コネクタ補強材
657  近位舌部
658  フレックス回路対合区域
660  L形状センサ
662  上部コネクタ補強材
664  印刷ライナ
668  アプリケータテープ
【図１Ａ】
2018504244.tif 000003
【図１Ｂ】
2018504244.tif 000004
【図２Ａ】
2018504244.tif 000005
【図２Ｂ】
2018504244.tif 000006
【図２Ｃ】
2018504244.tif 000007
【図３Ａ】
2018504244.tif 000008
【図３Ｂ】
2018504244.tif 000009
【図３Ｃ】
2018504244.tif 000010
【図３Ｄ】
2018504244.tif 000011
【図３Ｅ】
2018504244.tif 000012
【図３Ｆ】
2018504244.tif 000013
【図４Ａ】
2018504244.tif 000014
【図４Ｂ】
2018504244.tif 000015
【図４Ｃ】
2018504244.tif 000016
【図４Ｄ】
2018504244.tif 000017
【図４Ｅ】
2018504244.tif 000018
【図５Ａ】
2018504244.tif 000019
【図５Ｂ】
2018504244.tif 000020
【図５Ｃ】
2018504244.tif 000021
【図５Ｄ】
2018504244.tif 000022
【図６Ａ】
2018504244.tif 000023
【図６Ｂ】
2018504244.tif 000024
【図６Ｃ】
2018504244.tif 000025
【図６Ｄ】
2018504244.tif 000026
【国際調査報告】
2018504244.tif 000027
2018504244.tif 000028
2018504244.tif 000029
2018504244.tif 000030