(57)【要約】  柔軟で、軽量かつ高機能な比例入力インタフェースを提供する。インタフェースは、繊維が持つ快適さ及び／又は耐久性を犠牲にすることなく、様々な電子デバイスと同様に、衣服や室内装飾と共働する。比例入力インタフェースは、導電エラストマー系材料からなる１つ又は複数の領域を持ち、導電エラストマー系材料からなる１つ又は複数の領域に対して比例的に入力されるユーザからの直観的な入力を、翻訳し及び／又は伝達するアクチュエータと共働する。それは、ユーザによる入力が信号に変換されて、さまざまな電子デバイス及び／又はシステムに対応付けられた１つ又は複数の複雑な機能及び／又は操作が実現されるように行われる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互作用を信号に変換するのに適した導電エラストマー系材料と、
直観的なユーザインタフェースを提供するために前記導電エラストマー系材料と共働するアクチュエータとを有することを特徴とする布地構造体。
【請求項２】
前記導電エラストマー系材料が持つ１つ又は複数の特性が、前記相互作用に応じて変化することを特徴とする請求項１に記載の布地構造体。
【請求項３】
前記導電エラストマー系材料が、圧電性を持つことを特徴とする請求項１に記載の布地構造体。
【請求項４】
前記導電エラストマー系材料が、ポリピロール／ライクラ、ポリピロール／ナイロン、ポリピロール／ポリエステル、又は他のいずれかの共役高分子、又はイオン注入ポリマ、又はそれらの化合物であることを特徴とする請求項１に記載の布地構造体。
【請求項５】
前記導電エラストマー系材料は、次のうちのいずれか、即ち、織物、非織物及び／又はニットを含む繊維を柔軟な金属で被覆したもの、フィラメント、金属箔、ヤーン、導電ポリマコートされた繊維／布地、導電黒鉛化された繊維／布地、又は導電ゲルコートされた繊維／布地、及び／又はそれらの組み合わせを有することを特徴とする請求項１に記載の布地構造体。
【請求項６】
前記アクチュエータは、比較的硬い材料から形成されることを特徴とする請求項１に記載の布地構造体。
【請求項７】
前記アクチュエータは、プラスチック又はゴム又はそれらの組み合わせから形成されることを特徴とする請求項１に記載の布地構造体。
【請求項８】
前記アクチュエータは、前記エラストマー系材料と共働することを特徴とする請求項１に記載の布地構造体。
【請求項９】
前記導電エラストマー系材料が持つ１つ又は複数の特性が、前記相互作用に比例的に応じて変化し、前記相互作用は、前記導電エラストマー系材料の１つ又は複数の領域を変位させることを特徴とする請求項１に記載の布地構造体。
【請求項１０】
直観的なユーザインタフェースを備える導電エラストマー系布地構造体を有し、
前記直観的なユーザインタフェースは、１つ又は複数の導電領域と共働するアクチュエータを含むことを特徴とする多方向比例入力デバイス。
【請求項１１】
前記１つ又は複数の導電領域が持つ１つ又は複数の特性が、前記アクチュエータを介した相互作用に応じて変化することを特徴とする請求項１０に記載の多方向比例入力デバイス。
【請求項１２】
前記インタフェースは、布地表面に接続されることを特徴とする請求項１０に記載の多方向比例入力デバイス。
【請求項１３】
前記インタフェースは、布地表面に一体化されることを特徴とする請求項１０に記載の多方向比例入力デバイス。
【請求項１４】
前記１つ又は複数の導電領域における相対的な動きが、該領域が持つ前記特性の変化を介して検出可能であることを特徴とする請求項１１に記載の多方向比例入力デバイス。
【請求項１５】
前記１つ又は複数の導電領域間の変位率が、前記相互作用の程度を定量化するために、及び／又は、前記相互作用の速度若しくは割合を定量化するために使用されることを特徴とする請求項１４に記載の多方向比例入力デバイス。
【請求項１６】
請求項１５に記載の入力デバイスを備える衣服。
【請求項１７】
請求項１０に記載の入力デバイスを備える衣服であって、
前記入力デバイスは、種々の着衣可能な電子機器における多様な用途への使用に適した、及び／又は比例的な入力を必要とする１つ又は複数の種々の複雑な機能を実現するのに適したものであることを特徴とする衣服。
【請求項１８】
導電エラストマー系材料からインタフェースを形成するステップを有し、前記インタフェースは、該インタフェースにおける１つ又は複数の導電領域と共働するアクチュエータを備えることを特徴とする多方向入力デバイスの形成方法。
【請求項１９】
更に、１つ又は複数の電子デバイス及び／又はシステムと共働する衣服又は室内装飾に、前記インタフェースを接続するステップを有することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記インタフェースは、１つ又は複数の電子デバイス及び／又はシステムと共働するのに適した衣服又は室内装飾に一体化されることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器が組み込まれる繊維製品に関する。特に本発明は、様々な方向からの比例入力を検出するため、柔軟な繊維電子回路等に一体化され、様々な繊維電子アプリケーション及び／又は操作と共働する入力デバイスに関連する。
【背景技術】
【０００２】
様々な製造材料において電子機器が使用されることはよく知られており、例えば、下記特許文献１から７などが挙げられる。導電トレース、バイオセンサ、電極、コンピュータ、電子回路などがすべて繊維製品に組み込まれている。
【特許文献１】米国特許番号６，３６０，６１５  Ｂ１号明細書
【特許文献２】米国特許番号６，２１０，７７１  Ｂ１号明細書
【特許文献３】米国特許番号５，３７１，３２６号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００２／０１３５４５７  Ａ１号明細書
【特許文献５】国際公開第  ＷＯ  ０２／０５５９２３  Ａ１号パンフレット
【特許文献６】国際公開第  ＷＯ  ０２／３２６６５  Ａ１号パンフレット
【特許文献７】英国特許出願公開第  ＧＢ  ２  ３７３  ８６３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
多様な種類及び／又は構成の繊維電子機器に関連付けられる利点がより明らかになるにつれ、直観的であることに加えて、単純で、効果的で、効率的なインタフェースソリューションに対する要求や必要性が明らかとなってきた。こうして、種々の繊維電子機器及び／又はこのような電子機器を搭載する材料により提供される様々な電子的機能／システムに対して、補完的な入力装置、入力インタフェースが必要となっている。
【０００４】
本発明の目的は、直観的であることに加えて、単純で、効果的で、効率的なインタフェースソリューションに対する要求を満たすインタフェースを提供することにある。
【０００５】
また、本発明の別の目的は、柔軟な布地構造体を有するインタフェースを提供することにある。
【０００６】
また、本発明の別の目的は、比例的に操作されることができるインタフェースを提供することにある。
【０００７】
また、本発明の別の目的は、導電性のある可変抵抗エラストマー系素材からなる１つ又は複数の領域と共働するアクチュエータ部を有するインタフェースを提供することにある。
【０００８】
また、本発明の別の目的は、衣服、室内装飾及び／又は、様々な電子デバイス／システムと共働可能なインタフェースを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の別の目的は、繊維電子機器においてユーザによる直観的な理解を容易にするのに適したインタフェースを提供することにある。
【００１０】
また、本発明の更なる目的は、比較的洗練された多様な操作／機能を実現するのに適したインタフェースを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明におけるこれら上述した目的及び利点は、動きを信号に変換するのに適した、少なくとも導電エラストマー系材料から形成される繊維構造体又は布地構造体と、直観的なユーザインタフェースを提供するようにその導電エラストマー系材料と共働するアクチュエータとを有する入力デバイス又は入力インタフェースにより達成される。
【発明の効果】
【００１２】
このインタフェースは、異なる繊維電子機器及び／又は関連するデバイス／システム／装置のユーザインタフェースソリューションを提供するのに適したものであれば、任意の数の電子スイッチ及び／又は制御部の形態を取ることができる。導電エラストマー系材料は、少なくとも１つの比較的複雑な機能／操作を容易に実現できるように、選択的に及び／又は比例的に操作されることができる。導電エラストマー系材料に対する操作、例えば相互作用は、導電エラストマー系材料の１つ又は複数の領域における相対的な特性又は特徴を介して検出される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図面を、特に図１を参照すれば、本発明の実施形態に対応する繊維メッシュ又は布地構造体が示され、参照番号として１が振られている。好ましくは、布地構造体１には、素材の特性又は特徴を介して機械的な相互作用又は動きを信号に変換するのに適した、導電エラストマー系材料２０からなる１つ又は複数の領域を備える入力デバイス又はインタフェース１０が形成される。布地構造体１は、好ましくは、導電エラストマー系材料２０への相互作用又はユーザによる入力を、翻訳し及び／又は伝達するため、上記導電エラストマー系材料２０からなる１つ又は複数の領域と連携するアクチュエータ３０を含む。
【００１４】
図１から図３を参照すれば、インタフェース１０は、好ましくは、様々な異なる用途に応じて使いやすいように、多様な種々の形態で形成される。インタフェース１０は、好ましくは、様々な種々の電子デバイス／システム、例えば、各種着衣可能な電子機器、バイオセンサ、医療機器、そして健康治療器具などにおいて使用することができる。インタフェース１０は、多彩な電子操作を実現するために独立して動作してもよい。インタフェース１０は、導電エラストマー系材料２０とアクチュエータ３０の他に、１つ又は複数のスイッチ及び／又は制御部を形成するのに適していれば、他の材料及び／又は要素を任意個数含んでいてもよい。更に、インタフェース１０は、多数の電子操作／機能を容易にするのに必要な、任意の形状、大きさ及び／又は構成を取ることができる。
【００１５】
好ましくは、上記導電エラストマー系材料２０からなる１つ又は複数の領域は、伸長されるかある態様で操作されると、それらに応じて電気的な変化及び／又は物理的な変化が生じるという特徴を有する。例えば、導電エラストマー系材料２０は、ポリピロール／ライクラ素材、ポリピロール／ナイロン素材、ポリピロール／ポリエステル素材、共役高分子、イオン注入ポリマ、これらの素材の組み合わせなどの既知材料により圧電性を持つことができる。上記導電エラストマー系材料２０は、次の種類の材料のいずれか又は、それらの材料を組み合わせて選択される。それは、織物、非織物及び／又はニットなどの繊維を柔軟な金属で被覆したもの、フィラメント、金属箔、ヤーン、導電ポリマコートされた繊維／布地、導電黒鉛化された繊維／布地、又は導電ゲルコートされた繊維／布地である。導電エラストマー系材料２０は、好ましくは、適切な柔軟性、及び製造に関連する負荷や様々な異なる種類の布地構造体の使用に関連する負荷に耐えうる耐久性を提供するのに適した特徴を持つ。
【００１６】
好ましくは、導電エラストマー系材料２０は、布地構造体１を介して、電源６０とインタフェース１０との間の電気的な通信を容易にすることができる。好ましくは、インタフェース１０は、順に、電源が様々な繊維電子機器に提供されることを容易にする。コネクタ７０は、好ましくは、電源と布地構造体１との間の電気的な通信に対する媒体を提供する。コネクタ７０は、この電気的な通信の手段又は方法を与えるのに適した、いかなる構成を取ってもよい。導電エラストマー系材料２０は、インタフェース１０が異なる用途に対応することができるように、様々な異なる形状、大きさ、又は構成を取ることができる。
【００１７】
導電エラストマー系材料２０は、編む、縫う、及び／又は織るという既存の方法を使用して、導電繊維２２と非導電性繊維２４を組み合わせて形成されてよいことに留意されたい。好ましくは、各導電繊維２２は、様々な形態を取ることができる。例えば、導電繊維２２は、導電性のある半流動性の袖(sleeve)に囲まれた導電性のある糸状の芯を含むことができる。芯及び袖は、好ましくは、音波溶接により接続される。他の接続方法が使用されてもよいことにも留意されたい。導電繊維２２は、様々な材料のいずれか及び／又はそれらの材料の組み合わせよりなる。例えば、導電繊維２２は、金属箔、導電ポリマ、黒鉛化／金属化されたファイバ、もしくは導電ゲル（例えば、導電シリコン）、又はそれらの組み合わせから形成される。好ましくは、それぞれの非導電性繊維が、適度な弾力性及び／又は拡張性に加えて、例えば、ライクラ、スパンデックス、ネオプレン、ポリエステル、及び／又はゴムの押し出し繊維のように、肌との快適な接触を容易にする特性を持っていてもよい。非導電性繊維２４は、好ましくは、インタフェース１０が異なる用途に対応することができるように、様々な異なる形状、大きさ、又は構成を取ることができる。非導電性繊維２４のすべてが弾力性を持つ必要はなく、本発明における目的を解決するためには、弾力性のある繊維と非弾力的な材料との合成物が使用されてもよいことにも留意されたい。
【００１８】
図１から図５を概観して参照すると、アクチュエータ３０は、好ましくは、電子操作／機能に影響を与えたり、及び／又は、有効にするために、動き又は機械的な相互作用を信号に変換するのを容易にする導電エラストマー系材料２０からなる１つ又は複数の領域と連携する。好ましくは、アクチュエータ３０は、比較的剛性のある材料、例えば、プラスチック、ゴム、プラスチックとゴムの組み合わせ、又は本発明のインタフェースを形成するのに適した同様の材料から形成される。好ましくは、アクチュエータ３０は、環状であり、導電エラストマー系材料２０からなる１つ又は複数の領域に近接している。アクチュエータ３０は、導電エラストマー系材料２０からなる１つ又は複数の領域に直接接してもよく、又は一体化されていてもよい。
【００１９】
好ましくは、上記導電エラストマー系材料２０からなる１つ又は複数の領域は、インタフェース１０を介した相互作用に応じて変化する特性又は特徴（例えば、抵抗や容量）を持つ。この相互作用は、何らかの周辺手段又はアクチュエータ３０を介して、ユーザによりもたらされる。こうして、導電エラストマー系材料からなる１つ又は複数の領域２５におけるいかなる相対的な動きも、その領域における特性の変化を介して検出可能である。好ましくは、導電エラストマー系材料２０からなる１つ以上の領域２５間の変位率が、相互作用の程度を定量化するのに、及び／又は相互作用の速度若しくは相互作用の割合を定量化するのに使用される。
【００２０】
こうして、インタフェース１０は、種々の着衣可能な電子機器における多様な用途へ使用するのに、及び／又は、比例的な入力を必要とする１つ以上の異なる複雑な機能を実現するのに適している。本発明のインタフェース１０は、好ましくは、非常に柔軟な／弾力的な、軽量かつ高機能な直観的ユーザインタフェースであり、様々な繊維電子機器等とも共働可能であるが、同様に繊維とも、その繊維が持つ物理的な特徴（例えば、快適さ及び／又は耐久性）を犠牲にすることなく、共働可能である。
【００２１】
以上、本発明の好ましい特徴におけるいくつかの側面を説明したが、柔軟な繊維インタフェース１０を形成する好ましいプロセス又は方法は、まず先に説明したような導電エラストマー系繊維１からインタフェース１０を形成する。次に、インタフェース１０に、そのインタフェース１０に１つ又は複数ある導電領域２０と共働するアクチュエータ３０を与える。アクチュエータ３０は、上記インタフェースに１つ又は複数ある導電領域２０に近接するように、導電エラストマー系布地１に、恒常的に埋め込まれるか、又は一体化されることができる。アクチュエータ３０及び／又はインタフェース１０は、従来技術で知られている任意の適した方法を使用して、導電エラストマー系布地１の表面５に取り付けられることができる。任意の適した方法とは、例えば、編む、刺繍縫いをする、織る、ラミネート加工するなどである。
【００２２】
図６を参照すれば、好ましくは、インタフェース１０は、次に、１つ以上ある電子デバイス及び／又はシステム５０と共働する衣服４０又は室内装飾に、接続されるか、又は一体化される。インタフェース１０の衣服４０への接続／一体化は、そのような操作を可能にする従来技術のいかなる方法を使用してもよい。
【００２３】
以上において、好ましい実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明と同一の範囲内又は均等の範囲内において様々な変更・修正を加えることが可能であり、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態における比例入力インタフェースの平面斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施形態における比例入力インタフェースが、非動作状態又は未使用状態にある場合に対応する平面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態における比例入力インタフェースが、非動作状態又は未使用状態にある場合に対応する平面図である。
【図４】図２に示した比例入力インタフェースが、操作状態又は動作状態にある場合に対応する平面図である。
【図５】図３に示した比例入力インタフェースが、操作状態又は動作状態にある場合に対応する平面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における比例入力スイッチが組み込まれた衣服の正面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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