TWI895114B - 無晶片監測結構 - Google Patents

Abstract

一種無晶片監測結構，包含至少一第一監測單元。至少一第一監測單元包含一第一基板以及一第一訊號傳感部。第一訊號傳感部包含一第一訊號傳感段、一第二訊號傳感段、一第三訊號傳感段以及一第四訊號傳感段。第一訊號傳感段、第二訊號傳感段、第三訊號傳感段以及第四訊號傳感段圍繞於基板的周緣。第一訊號傳感段與第三訊號傳感段分別連接於第二訊號傳感段之相對兩端。第四訊號傳感段連接於第三訊號傳感段，並以一缺口與第一訊號傳感段相分離。

Description

無晶片監測結構

本發明係關於一種無晶片監測結構，特別是一種包含多個訊號傳感部並設有缺口的無晶片監測結構。

目前RFID(無線射頻識別)技術已被廣泛應用。舉例來說，RFID技術可應用於訊號監測、貨物追蹤、企業內部資產追蹤、智慧庫存管理、非接觸式支付、生產品質管理或醫療保健等各項領域，並以標籤的形式貼附於受監測或管理的物件上。

一般來說，RFID標籤係由天線與晶片組成。然而，晶片的製造與設置成本高昂。此外，製造晶片的過程中需耗費大量的水，且會排放出大量的二氧化碳以及砷、鉛或鎘等多種重金屬，進而造成環境的破壞。因此，如何降低生產標籤的成本，並於製程中減少排放有害物質，即為研發人員應解決的問題之一。

本發明在於提供一種無晶片監測結構，藉以降低生產成本，並於製程中減少排放有害物質。

本發明之一實施例所揭露之無晶片監測結構包含至少一第一監測單元。至少一第一監測單元包含一第一基板以及一第一訊號傳感部。第一訊號傳感部包含一第一訊號傳感段、一第二訊號傳感段、一第三訊號傳感段以及一第四訊號傳感段。第一訊號傳感段、第二訊號傳感段、第三訊號傳感段以及第四訊號傳感段圍繞於基板的周緣。第一訊號傳感段與第三訊號傳感段分別連接於第二訊號傳感段之相對兩端。第四訊號傳感段連接於第三訊號傳感段，並以一缺口與第一訊號傳感段相分離。

根據上述實施例之無晶片監測結構，由於無晶片監測結構設有第一監測單元，且第一監測單元中第四訊號傳感段以缺口與第一訊號傳感段相分離，而無需設有晶片並亦可達成監測的功能，故可降低監測結構的生產成本，並可於監測結構的製程中減少排放有害物質。

以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。

請參閱圖1至圖3。圖1為根據本發明第一實施例所述之無晶片監測結構的第一監測單元的立體示意圖。圖2為圖1之無晶片監測結構的第一監測單元的平面示意圖。圖3為圖1之無晶片監測結構的第一監測單元之頻率響應的折線圖。

本實施例之無晶片監測結構10用以當接收雷達平面波時，於特定的頻率點產生回波(即頻率響應)以對受監測物(未繪示)進行監測。無晶片監測結構10包含一第一監測單元11。第一監測單元11包含一第一基板111以及一第一訊號傳感部112。其中，第一基板111例如呈矩形。此外，第一基板111的材質例如為Rogers RT6035 HTC板材等介質基板，且第一訊號傳感部112的材質例如為銅箔等導電金屬材質。需注意的是，圖1中呈現第一訊號傳感部112具有一厚度僅為了與第一基板111區隔並標示第一基板111的厚度，實際上第一訊號傳感部112的厚度極薄而可忽略不計。

第一訊號傳感部112包含一第一訊號傳感段1121、一第二訊號傳感段1122、一第三訊號傳感段1123以及一第四訊號傳感段1124。第一訊號傳感段1121、第二訊號傳感段1122、第三訊號傳感段1123以及第四訊號傳感段1124圍繞於基板的周緣。第一訊號傳感段1121與第三訊號傳感段1123分別連接於第二訊號傳感段1122之相對兩端。第四訊號傳感段1124連接於第三訊號傳感段1123，並以一缺口G與第一訊號傳感段1121相分離。其中，缺口G遠離基板之角落，並與第一訊號傳感段1121位於基板之同一側。

在本實施例中，如圖3所示，背景訊號的振幅例如為-65 dB，而無晶片監測結構10於8.2千兆赫(GHz)的頻率例如具有-39 dB的頻率響應。也就是說，無晶片監測結構10可例如產生26 dB的回波。

在本實施例中，第一監測單元11的數量僅為單個，但不以此為限。在其他實施例中，請一併參閱圖4與圖5。圖4為根據本發明第二實施例所述之無晶片監測結構的多個第一監測單元的平面示意圖。圖5為圖4之無晶片監測結構的多個第一監測單元之頻率響應的折線圖。本實施例之無晶片監測結構10A與第一實施例之無晶片監測結構10相似，因此以下將針對本實施例與第一實施例之差異進行說明，相同處並不再贅述。

在本實施例中，第一監測單元11A的數量為多個。這些第一監測單元11A例如沿一直線排列。每一第一監測單元11A之第二訊號傳感段1122A的寬度相異，且每一第一監測單元11A之第二訊號傳感段1122A的寬度小於等於第一訊號傳感段1121的長度。也就是說，每一第一監測單元11A的第二訊號傳感段1122A皆與缺口G相分離而不會遮蔽缺口G。

詳細來說，這些第一監測單元11A之這些第二訊號傳感段1122A的寬度自位於其中一端的第一監測單元11A朝位於另一端的第一監測單元11A遞增，且這些第二訊號傳感段1122A的寬度遞增幅度例如相同，但不以此為限，只要所有第二訊號傳感段1122A皆與缺口G相分離而不會遮蔽缺口G即可。

在本實施例中，當第二訊號傳感段1122A的寬度越寬，頻率響應的頻率越高。舉例來說，第一監測單元11A的數量為五個，且如圖5所示，這些第一監測單元11A於8.2千兆赫、9.1千兆赫、9.6千兆赫、10.2千兆赫以及10.9千兆赫的頻率例如分別具有-38 dB、-38 dB、-38 dB、-38 dB以及-37 dB的頻率響應。

請一併參閱圖6至圖8。圖6為根據本發明第三實施例所述之無晶片監測結構的第二監測單元的立體示意圖。圖7為根據本發明第三實施例所述之無晶片監測結構的多個第一監測單元與多個第二監測單元的平面示意圖。圖8為圖7之無晶片監測結構的多個第一監測單元與多個第二監測單元之頻率響應的折線圖。本實施例之無晶片監測結構10B與第二實施例之無晶片監測結構10A相似，因此以下將針對本實施例與第二實施例之差異進行說明，相同處並不再贅述。

在本實施例中，無晶片監測結構10B還可以包含多個第二監測單元12B。每一第二監測單元12B包含一第二基板121B以及一第二訊號傳感部122B。第二訊號傳感部122B覆蓋於第二基板121B之一側。其中，第二基板121B的材質例如為Rogers RT6035 HTC板材等介質基板，且第二訊號傳感部122B的材質例如為銅箔等導電金屬材質。需注意的是，圖6中呈現第二訊號傳感部122B具有一厚度僅為了與第二基板121B區隔並標示第二基板121B的厚度，實際上第二訊號傳感部122B的厚度極薄而可忽略不計。這些第二監測單元12B與這些第一監測單元11B例如沿一直線排列。其中，這些第二監測單元12B不會在接收雷達平面波時產生回波。

在本實施例中，舉例來說，第一監測單元11B的數量為三個，第二監測單元12B的數量為二個，且二第二監測單元12B例如位於三第一監測單元11B的右側。如圖8所示，第一監測單元11B於8.2千兆赫、9.1千兆赫以及9.7千兆赫的頻率例如分別具有-39 dB、-39 dB以及-38 dB的頻率響應。此外，這些第二監測單元12B不具有頻率響應。

請一併參閱圖9與圖10。圖9為根據本發明第四實施例所述之無晶片監測結構的多個第一監測單元與第二監測單元的平面示意圖。圖10為圖9之無晶片監測結構的多個第一監測單元與第二監測單元之頻率響應的折線圖。本實施例之無晶片監測結構10C與第二實施例之無晶片監測結構10A相似，因此以下將針對本實施例與第二實施例之差異進行說明，相同處並不再贅述。

在本實施例中，這些第二監測單元12C與第一監測單元11C例如沿一直線排列。舉例來說，第一監測單元11C的數量為四個，第二監測單元12C的數量僅為單個，且四第一監測單元11C之一者與四第一監測單元11C之另三者分別位於第二監測單元12C之相對兩側。如圖10所示，第一監測單元11C於8.2千兆赫、9.6千兆赫、10.2千兆赫以及10.9千兆赫的頻率例如分別具有-39 dB、-39 dB、-38 dB以及-38 dB的頻率響應。此外，第二監測單元12C不具有頻率響應。

請一併參閱圖11與圖12。圖11為根據本發明第五實施例所述之無晶片監測結構的多個第一監測單元與多個第二監測單元的另一平面示意圖。圖12為圖11之無晶片監測結構的多個第一監測單元與多個第二監測單元之另一頻率響應的折線圖。本實施例之無晶片監測結構10D與第二實施例之無晶片監測結構10A相似，因此以下將針對本實施例與第二實施例之差異進行說明，相同處並不再贅述。

在本實施例中，這些第二監測單元12D與這些第一監測單元11D例如沿一直線排列。舉例來說，第一監測單元11D的數量為三個，第二監測單元12D的數量為二個，且三第一監測單元11D與二第二監測單元12D例如間隔地排列。如圖12所示，第一監測單元11D於8.2千兆赫、9.6千兆赫以及10.9千兆赫的頻率例如分別具有-38 dB、-38 dB以及-39 dB的頻率響應。此外，這些第二監測單元12D不具有頻率響應。

請一併參閱圖13。圖13為根據本發明第一實施例至第五實施例所述之無晶片監測結構的使用情境示意圖。在前述之所有實施例中，以第二實施例為例，無晶片監測結構10A例如設置於一尿管20。

當使用者排尿於尿管20且尿液流經無晶片監測結構10A後，頻率響應點的訊號振幅將逐漸衰減。透過相鄰之二第一監測單元11A之間的間距除以相鄰之二頻率響應點之訊號振幅衰減的時間差，可得尿液的流速。此外，進一步透過尿管20的管徑乘以單位時間的尿液流速，可得單位時間的尿液流量。如此一來，可監測使用者的排尿狀況。

請一併參閱圖14。圖14為根據本發明第一實施例至第五實施例所述之無晶片監測結構的另一使用情境示意圖。在前述之所有實施例中，以第二實施例為例，無晶片監測結構10A例如設置於一尿布30。

當無晶片監測結構10A設置於尿布30的前側時，可用以監測使用者的排尿量。詳細來說，由於尿液具有高介電常數(例如大於等於79，並小於等於81)，故當使用者排尿於尿布30且尿液流經無晶片監測結構10A時，會提升無晶片監測結構10A整體的介電常數，使得頻率響應點偏向低頻並使訊號振幅衰減。如此一來，可透過頻率響應點偏移以及訊號振幅衰減的程度，來推測目前使用者的排尿量來判斷是否更換尿布30。

同理，當無晶片監測結構10A設置於尿布30的後側且使用者排糞於尿布30時，由於糞便接觸無晶片監測結構10A也會提升無晶片監測結構10A整體的介電常數，故無晶片監測結構10A亦可用以監測使用者的排糞量來判斷是否更換尿布30。

在本實施例中，由於無晶片監測結構10,10A設有第一監測單元11,11A，或無晶片監測結構10B~10D設有第一監測單元11B~11D以及第二監測單元12B~12D，且第一監測單元11,11A~11D中第四訊號傳感段1124以缺口G與第一訊號傳感段1121相分離，而無需設有晶片並亦可達成監測的功能，故可降低監測結構的生產成本。舉例來說，生產成本可降低至小於原生產成本的1/20。此外，由於無需設有晶片，故可於監測結構的製程中減少排放有害物質。

在前述之所有實施例中，第一基板111的長度L1、第一基板111的寬度W1、第二基板121B的長度L2以及第二基板121B的寬度W2例如皆為3.8毫米。第一基板111的厚度T1以及第二基板121B的厚度T2例如皆為0.762毫米。

在前述之所有實施例中，第一訊號傳感段1121的長度L3例如為3.15毫米。第一訊號傳感段1121的寬度W3例如為0.4毫米。第二訊號傳感段1122,1122A~1122D的長度L4例如為3毫米。第二訊號傳感段1122,1122A~1122D的寬度W4例如大於等於0.4毫米。第三訊號傳感段1123的長度L5例如為3.8毫米。第三訊號傳感段1123的寬度W5例如為0.4毫米。第四訊號傳感段1124的長度L6例如為3.4毫米。第四訊號傳感段1124的寬度W6例如為0.4毫米。此外，缺口G的長度L7例如小於等於0.25毫米。

在前述之所有實施例中，每一第一監測單元11A~11D之第二訊號傳感段1122A~1122D的寬度相異，但不以此為限。在其他實施例中，每一第一監測單元之第二訊號傳感段的寬度也可以相同，而是每一第一監測單元之第三訊號傳感段的寬度例如相異，且第三訊號傳感段與第一訊號傳感段相分離。也就是說，每一第一監測單元的第三訊號傳感段不會遮蔽缺口。

在前述之所有實施例中，這些第一監測單元11A~11D沿一直線排列或這些第二監測單元12B~12D與這些第一監測單元11A~11D沿一直線排列，但不以此為限。在其他實施例中，這些第一監測單元也可以例如呈陣列式排列或這些第二監測單元與這些第一監測單元也可以例如呈陣列式排列。

根據上述實施例之無晶片監測結構，由於無晶片監測結構設有第一監測單元以及第二監測單元，且第一監測單元中第四訊號傳感段以缺口與第一訊號傳感段相分離，而無需設有晶片並亦可達成監測的功能，故可降低監測結構的生產成本，並可於監測結構的製程中減少排放有害物質。

雖然本發明以前述之諸項實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10,10A~10D:無晶片監測結構 11,11A~11D:第一監測單元 111:第一基板 112:第一訊號傳感部 1121:第一訊號傳感段 1122,1122A~1122D:第二訊號傳感段 1123:第三訊號傳感段 1124:第四訊號傳感段 12B~12D:第二監測單元 121B:第二基板 122B:第二訊號傳感部 20:尿管 30:尿布 G:缺口 L1~L7:長度 T1,T2:厚度 W1~W6:寬度

圖1為根據本發明第一實施例所述之無晶片監測結構的第一監測單元的立體示意圖。 圖2為圖1之無晶片監測結構的第一監測單元的平面示意圖。 圖3為圖1之無晶片監測結構的第一監測單元之頻率響應的折線圖。 圖4為根據本發明第二實施例所述之無晶片監測結構的多個第一監測單元的平面示意圖。 圖5為圖4之無晶片監測結構的多個第一監測單元之頻率響應的折線圖。 圖6為根據本發明第三實施例所述之無晶片監測結構的第二監測單元的立體示意圖。 圖7為根據本發明第三實施例所述之無晶片監測結構的多個第一監測單元與多個第二監測單元的平面示意圖。 圖8為圖7之無晶片監測結構的多個第一監測單元與多個第二監測單元之頻率響應的折線圖。 圖9為根據本發明第四實施例所述之無晶片監測結構的多個第一監測單元與第二監測單元的平面示意圖。 圖10為圖9之無晶片監測結構的多個第一監測單元與第二監測單元之頻率響應的折線圖。 圖11為根據本發明第五實施例所述之無晶片監測結構的多個第一監測單元與多個第二監測單元的另一平面示意圖。 圖12為圖11之無晶片監測結構的多個第一監測單元與多個第二監測單元之另一頻率響應的折線圖。 圖13為根據本發明第一實施例至第五實施例所述之無晶片監測結構的使用情境示意圖。 圖14為根據本發明第一實施例至第五實施例所述之無晶片監測結構的另一使用情境示意圖。

10:無晶片監測結構

11:第一監測單元

111:第一基板

112:第一訊號傳感部

1121:第一訊號傳感段

1122:第二訊號傳感段

1123:第三訊號傳感段

1124:第四訊號傳感段

G:缺口

L1:長度

T1:厚度

W1:寬度

Claims (9)

1. 一種無晶片監測結構，包含： 至少一第一監測單元，包含：一第一基板；以及一第一訊號傳感部，包含一第一訊號傳感段、一第二訊號傳感段、一第三訊號傳感段以及一第四訊號傳感段，該第一訊號傳感段、該第二訊號傳感段、該第三訊號傳感段以及該第四訊號傳感段圍繞於該第一基板的周緣，該第一訊號傳感段與該第三訊號傳感段分別連接於該第二訊號傳感段之相對兩端，該第四訊號傳感段連接於該第三訊號傳感段，並以一缺口與該第一訊號傳感段相分離，且該缺口遠離該第一基板之角落，並與該第一訊號傳感段位於該第一基板之同一側。
2. 如請求項1所述之無晶片監測結構，其中該至少一第一監測單元的數量為多個，該些第一監測單元沿一直線排列或呈陣列式排列，每一該些第一監測單元之該第二訊號傳感段的寬度相異，且每一該些第一監測單元之該第二訊號傳感段的寬度小於等於該第一訊號傳感段的長度。
3. 如請求項2所述之無晶片監測結構，其中該些第一監測單元沿一直線排列，且該些第一監測單元之該些第二訊號傳感段的寬度自位於其中一端的該第一監測單元朝位於另一端的該第一監測單元遞增。
4. 如請求項3所述之無晶片監測結構，其中該些第一監測單元之該些第二訊號傳感段自位於其中一端的該第一監測單元朝位於另一端的該第一監測單元的寬度遞增幅度相同。
5. 如請求項2所述之無晶片監測結構，更包含至少一第二監測單元，該至少一第二監測單元與該些第一監測單元沿一直線排列或呈陣列式排列，該至少一第二監測單元包含一第二基板以及一第二訊號傳感部，該第二訊號傳感部覆蓋於該第二基板之一側。
6. 如請求項5所述之無晶片監測結構，其中該第一基板的長度、該第一基板的寬度、該第二基板的長度以及該第二基板的寬度皆為3.8毫米，該第一基板的厚度以及該第二基板的厚度皆為0.762毫米。
7. 如請求項1所述之無晶片監測結構，其中該至少一第一監測單元的數量為多個，該些第一監測單元沿一直線排列或呈陣列式排列，每一該些第一監測單元之該第三訊號傳感段的寬度相異，且該第三訊號傳感段與該第一訊號傳感段相分離。
8. 如請求項1所述之無晶片監測結構，其中該第一訊號傳感段的長度為3.15毫米，該第一訊號傳感段的寬度為0.4毫米，該第二訊號傳感段的長度為3毫米，該第二訊號傳感段的寬度大於等於0.4毫米，該第三訊號傳感段的長度為3.8毫米，該第三訊號傳感段的寬度為0.4毫米，該第四訊號傳感段的長度為3.4毫米，該第四訊號傳感段的寬度為0.4毫米。
9. 如請求項1所述之無晶片監測結構，其中該缺口的長度小於等於0.25毫米。