(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセンサ電極を有するセンサ電極層を備え、操作面側に位置する表面保護層と操作面とは反対面側に位置する裏面保護層とが積層したタッチセンサにおいて、
前記操作面とは反対面側に操作者の身体の一部が接触するウェアラブルタッチセンサであり、
前記操作面とは反対側からの静電容量変化を感知し難くする抑止部材を裏面保護層に設けたことを特徴とするタッチセンサ。
【請求項２】
センサ電極層が、ベースフィルムと、そのベースフィルムの一方面に形成された複数のセンサ電極と、そのセンサ電極を覆うレジストとを備えるセンサシートからなる請求項１記載のタッチセンサ。
【請求項３】
抑止部材に、肉厚が表面保護層の３倍以上の絶縁部を含む請求項１または請求項２記載のタッチセンサ。
【請求項４】
抑止部材に、表面保護層に比べて誘電率が低い絶縁部を含む請求項１〜請求項３何れか１項記載のタッチセンサ。
【請求項５】
抑止部材に、操作面に対する垂直方向においてセンサ電極に少なくとも一部が重なるように位置した導電部を含み、かつこの導電部はセンサ電極に対して絶縁状態にある請求項１〜請求項４何れか１項記載のタッチセンサ。
【請求項６】
導電部をグラウンドに接続した請求項５記載のタッチセンサ。
【請求項７】
請求項１〜請求項６何れか１項記載のタッチセンサと、前記センサ電極と導通接続してセンサ信号を処理する制御部とを備えるブレスレット型デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタッチセンサに関し、特に身体の一部に身につけて利用できるウェアラブルタッチセンサと、これを利用したブレスレット型デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、日常生活における運動量を記録するライフログデバイスや、メガネ型や腕時計型の情報機器であるスマートデバイスなど、身に着けて利用する高機能デバイスが開発されており、例えば、特開２０１３−１４６５５７号公報公報（特許文献１）には腕時計型のウエアラブルデバイスの記載がある。そして、こうした高機能デバイスにおいては金属製の部材による入力ボタンやタッチセンサが用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１４６５５７号公報公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
身に着けて利用する高機能デバイスでは、タッチパネルを操作する操作面とは反対側の裏面で身体と触れるため、この高機能デバイスに組み込まれたタッチセンサでは、その裏面側からの静電容量変化をも感知する。特に高機能デバイスが薄型であれば、裏面側での身体との接触、非接触による静電容量変化により誤動作が生じるおそれがあった。そのため、肌に直接触れる高機能デバイスにおいては、センサを配置できる箇所が制限されていた。本発明はこうした課題を克服するためになされたものであり、裏面側からの静電容量変化を感知し難いタッチセンサであり、特に身に着けて利用しても誤動作が起こり難いタッチセンサと、これを利用したブレスレット型デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するために次に記すタッチセンサを提供する。
即ち、複数のセンサ電極を有するセンサ電極層を備え、操作面側に位置する表面保護層と操作面とは反対面側に位置する裏面保護層とが積層したタッチセンサについて、操作面とは反対側からの静電容量変化を感知し難くする抑止部材を裏面保護層に設けたタッチセンサである。【０００６】
センサ電極層の裏面側に静電容量変化を感知し難くする抑止部材を設けたため、タッチセンサの裏面に操作者が触れた場合であっても、センサ電極は静電容量の変化を検知し難くすることができる。したがって、例えばブレスレット型のウェアラブルセンサであって、その裏面が腕に触れたり離れたりして使用される場合であっても、腕の接触の有無による静電容量の変化を検知し難いため、誤動作を起こし難くすることができる。  このように、その一方面だけでなく、他方面についても静電容量変化を起こし易い用途について、本発明のタッチセンサを利用すれば誤動作を起こし難くすることができるのである。【０００７】
センサ電極層が、ベースフィルムと、そのベースフィルムの一方面に形成された複数のセンサ電極と、そのセンサ電極を覆うレジストとを備えるセンサシートからなるタッチセンサとすることができる。
センサ電極層が、ベースフィルムと、そのベースフィルムの一方面に形成された複数のセンサ電極と、そのセンサ電極を覆うレジストとを備えるセンサシートからなるため、市販のセンサシート等を利用すれば製造が容易であり、製造工程を短くすることができる。また、複数のセンサ電極と接続する配線を束ねた端子を利用して、センサ信号を処理する制御部への接続を簡単に行うことができる。また、センサ電極がベースフィルムとレジストとで保護されているため、曲げ伸ばし等の外力に対して耐性が強いタッチセンサとすることができる。【０００８】
抑止部材に、肉厚が表面保護層の３倍以上の絶縁部を含むタッチセンサとすることができる。
抑止部材に、肉厚が表面保護層の３倍以上の絶縁部を設ければ、静電容量の変化は厚みに反比例することから、表面保護層と裏面保護層とを同材料とすれば、表面に対して裏面の静電容量の変化を１／３以下とすることができる。したがって、この程度の差があれば表面と裏面の信号を区別できるため裏面からの信号をノイズと判別して誤動作を抑止することができる。【０００９】
抑止部材に、表面保護層に比べて誘電率が低い絶縁部を含むタッチセンサとすることができる。
抑止部材に、表面保護層に比べて誘電率が低い絶縁部を含むため、裏面保護層の厚みを薄くしても効果的に静電容量の変化を検出し難くすることができる。よって、薄型の機器に適用する場合に好適である。【００１０】
抑止部材に、操作面に対する垂直方向においてセンサ電極に少なくとも一部が重なるように位置した導電部を含み、かつこの導電部はセンサ電極に対して絶縁状態にあるタッチセンサとすることができる。
抑止部材に、操作面に対する垂直方向においてセンサ電極に少なくとも一部が重なるように位置した導電部を含み、かつこの導電部はセンサ電極に対して絶縁状態にあるため、裏面保護層の外表面とセンサ電極との間の静電作用を遮ることができ、誤動作を抑制することができる。【００１１】
導電部はグラウンドに接続することが好ましい。導電部をグラウンドに接続することで、導電部の電位を一定に保つことができ、電位変化を起こしにくくして裏面保護層側の静電容量変化を検出し難くすることができる。【００１２】
こうしたタッチセンサは、操作面とは反対面側に操作者の身体の一部が接触するウェアラブルタッチセンサとして用いることができ、センサ信号を処理する制御部をも備えたウェアラブルタッチセンサやブレスレット型デバイスとすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のタッチセンサによれば、身に着けて用いるウェアラブルタッチセンサやブレスレット型デバイスとして利用しても誤動作が起こり難い。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態のウェアラブルタッチセンサを備えたブレスレット型デバイスの斜視図である。
【図２】図１のブレスレット型デバイスについて一つのセンサ電極の上で帯状に開くように切断した状態の断面図である。
【図３】ブレスレット型デバイスの環状の周囲を二つの環に二分するように切断した状態の断面図である。
【図４】第２実施形態のウェアラブルタッチセンサを備えたブレスレット型デバイスの図３相当の断面図である。
【図５】第３実施形態のウェアラブルタッチセンサを備えたブレスレット型デバイスの図３相当の断面図である。
【図６】第４実施形態のウェアラブルタッチセンサを備えたブレスレット型デバイスの図２相当の断面図である。
【図７】第５実施形態のウェアラブルタッチセンサを備えたブレスレット型デバイスの図２相当の断面図である。
【図８】試料１の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に示す実施形態でさらに詳細に説明する。なお、各実施形態で共通する部材については、同一の符号を付して重複説明を省略する。また、共通する材質、作用、効果等についても重複説明を省略する。
第１実施形態［図１〜図３］：
【００１６】
本実施形態のブレスレット型デバイス１０の斜視図を図１で示す。このデバイス１０の外観は、種々の表示がなされる表示部１に環状のベルト２を有し結合部３を開閉することで腕に取付け、取り外しできる形状をしている。また、デバイス１０を機能的に見れば、ウェアラブルタッチセンサ１１として適用したタッチセンサと、そのウェアラブルタッチセンサ１１のセンサ電極１４と導通接続してセンサ信号を処理する制御部１２（表示部１となる部位）と、それ以外の部分となる帯部１３と結合部３とで構成されている。
【００１７】
ウェアラブルタッチセンサ１１は、本実施形態ではベルト２の一方部分をなし、一方端が制御部１２に結合し、他方端が結合部３に結合している。そして、デバイス１０の表面２ａが入力操作する操作面となり、反対側が裏面２ｂとなる。操作者が操作面をタッチしてセンサ電極１４が静電容量の変化を検出し、その出力が制御部１２に入力される。
【００１８】
図２には、一つのセンサ電極１４の上で、環状のデバイス１０を帯状に開くように切断した状態の断面図を示す。ウェアラブルタッチセンサ１１は、デバイス１０の表面２ａ側から、表面保護層１５、センサ電極層１６、裏面保護層１７がこの順で積層して構成されている。
【００１９】
センサ電極層１６は、本実施形態では複数のセンサ電極１４を有するセンサシート１１ａからなっている。センサシート１１ａは、ベースフィルム１１ｂに複数の導電性のセンサ電極１４と配線（図示せず）を設けレジスト１１ｃで覆った積層構成からなるシート状物である。センサシート１１ａとすることで、制御部１２に接続する端部や配線を形成し易い。
【００２０】
ベースフィルム１１ｂは、熱可塑性の樹脂フィルムからなることが好ましい。熱可塑性樹脂であれば、加熱して容易に成形することができるからである。材質としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリウレタン（ＰＵ）樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）などを挙げることができる。
表面保護層１５と裏面保護層１７との間に加飾層（図示せず）を設けるような場合は、センサシート１１ａに透明性が要求されるため、ベースフィルム１１ｂも透明性のある樹脂フィルムを用いることが好ましい。
【００２１】
ベースフィルム１１ｂの厚さは、特に制限されないが１０μｍ〜２００μｍであることが好ましい。
ベースフィルム１１ｂには、導電性高分子との密着性を高めるプライマー層や、表面保護層、帯電防止等を目的とするオーバーコート層などを設けて表面処理を施すこともできる。
【００２２】
センサ電極１４は、導電インキや導電性高分子を含んで構成される。導電性高分子を用いれば、伸縮に対して導電性が失われにくく、透明性の高いセンサ電極１４が得られる。また、液状の塗液を形成し印刷形成することができ、ＩＴＯ等と比べて安価にセンサ電極１４が得られる点でも好ましい。一方、透明性が必要でない場合には、銀インキやカーボンペースト等の導電インキでセンサ電極１４を形成することができる。銀インキは、低抵抗で感度の優れたセンサ電極１４を形成できる点で好ましい。一方、カーボンペーストは、導電性高分子よりも安価にセンサ電極１４が得られる点や、耐候性に優れる点で好ましい。
【００２３】
センサ電極１４として形成し得る透明性のある導電性高分子には、ポリパラフェニレンや、ポリアセチレン、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ（ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸）等が例示できる。
センサ電極１４の層厚は、０．０４μｍ〜１．０μｍが好ましく、０．０６μｍ〜０．４μｍがさらに好ましい。層厚が０．０４μｍ未満であるとセンサ電極１４の抵抗値が高くなるおそれがあり、層厚が１．０μｍを超えると透明性が低くなるおそれがある。
なお、センサ電極１４の層厚は、ベースフィルム１１ｂにセンサ電極１４を形成して原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて測定することができる。
【００２４】
配線は、制御部１２とセンサ電極１４とを導通接続する導電線であり、銅やアルミニウム、銀、またはそれらの金属を含む合金等の高導電性金属を含む導電ペーストや導電インキから形成されることが好ましい。また、これらの金属や合金の中でも導電性が高く、銅よりも酸化し難いという理由から銀配線とすることが好ましい。
配線の厚さは１．０μｍ〜２０μｍとすることが好ましい。１．０μｍ未満では配線の抵抗値が上昇しやすく、ノイズの原因になるおそれがある。一方、２０μｍを超えると、段差が大きくなることから、レジスト１１ｃを塗布するときに気泡が入るおそれが高くなる。
【００２５】
レジスト１１ｃは、複数のセンサ電極１４間の導通防止と、センサ電極１４を紫外線や引っ掻き等から保護するために設けられる絶縁性の被膜である。また、銀ペーストや金属からなる配線の硫化を防止する用途としても好適である。
レジスト１１ｃとなる樹脂には、硬質の樹脂が選択され、例えば、アクリル系やウレタン系、エポキシ系、ポリオレフィン系の樹脂、その他の樹脂を用いることができ、透明性が要求される場合には透明性のある樹脂が用いられる。
【００２６】
レジスト１１ｃの厚さは、通常は、６μｍ〜３０μｍであり、好ましくは１０μｍ〜２０μｍである。３０μｍを超えると柔軟性に乏しくなり、６μｍ未満であるとセンサ電極１４の保護が不十分となるおそれがあるからである。
【００２７】
表面保護層１５は、センサシート１１ａであるセンサ電極層１６に対して操作面側に位置してセンサ電極層１６を保護している。表面保護層１５に用いる材質としては、硬質樹脂やエラストマーを用いることができる。これらの中でもデバイス１０の装着性や肌触りなどを考慮すると柔軟なエラストマーを用いることが好ましい。柔軟なエラストマーとしては、熱硬化性ゴムや熱可塑性エラストマーを例示することができる。
【００２８】
また、表面保護層１５には、誘電率が高い材質を用いることが好ましい。比較的誘電率の高いポリウレタン系樹脂やポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂を用いたり、チタン酸バリウムや酸化チタン等の誘電率を高める充填材を添加したりすることで、表面保護層１５の誘電率を高めることができる。
表面保護層１５の厚みは、センサ電極層１６を保護する所望の保護効果が得られる範囲で薄い方が好ましい。薄い方がセンサ感度を高めることができるからである。また、裏面保護層１７よりも薄いことがより好ましい。操作者が操作面を触れたときの静電容量変化を大きくし、誤動作を起こし難くすることができるためである。
【００２９】
表面保護層１５の表面や裏面に模様やデザイン等を施すための加飾層を設けることができる。加飾層を表面保護層１５の裏面に設ける場合には、表面保護層１５は透明性のある樹脂で形成する必要がある。
【００３０】
本実施形態の裏面保護層１７は、表面保護層１５よりも低誘電率の絶縁部として構成し、それ自体が抑止部材１７ａとなっている。抑止部材１７ａは裏面２ｂでの腕との接触、非接触による静電容量変化をセンサ電極１４に伝わり難くするための部材である。
抑止部材１７ａとする裏面保護層１７の誘電率を低くする方法としては、素材自体に誘電率の低い材料を用いたり、空気層を構成することを例示することができる。より具体的には、誘電率が比較的低い、シリコーン系の材料やポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂や発泡体を用いる方法、表面に突起を形成して空気層を形成させる方法などを挙げることができる。
【００３１】
抑止部材１７ａとしての裏面保護層１７の厚みは、所望の保護効果が得られる厚さとする。また、表面保護層１５よりも厚いことが好ましい。操作者が裏面保護層１７に触れた際の静電容量変化が、操作面に触れた際の静電容量変化よりも小さければ、所定の閾値を設定することで、操作者が触れた面を判別することができるからである。特に表面保護層１５と裏面保護層１７のそれぞれの材質の誘電率差が小さければ、厚みに差をつけることで誤動作を起こし難くすることができる。
【００３２】
これまでの説明では、センサシート１１ａのベースフィルム１１ｂを裏面保護層１７と接触する位置に、そしてセンサシート１１ａのレジスト１１ｃを表面保護層１５と接触する位置に配置して各層を積層したが、ウェアラブルタッチセンサ１１の中でのセンサシート１１ａの表裏を反対に配置しても良い。但し、レジスト１１ｃ側に表面保護層１５を設けた方が好ましい。一般にレジスト１１ｃの方がベースフィルム１１ｂよりも厚みが薄いため、逆に設けた場合と比較してセンサ電極１４と操作面との距離を短くすることができるためである。
【００３３】
ウェアラブルタッチセンサ１１を製造するには、センサシート１１ａをインサート成形して表面保護層１５や裏面保護層１７と一体成形したり、裏面保護層１７とセンサシート１１ａとを重ねその上に表面保護層１５となる液状樹脂を塗布したり、あらかじめ成形していた表面保護層１５と裏面保護層１７との間にセンサシート１１ａを挟んで固着したりすることができる。
【００３４】
ウェアラブルタッチセンサ１１と制御部１２とは、それぞれ別部材として構成し、センサ電極１４から伸びる配線を制御部１２の所定の部位と導電接続させながら両者を固着させている。
【００３５】
制御部１２は、ウェアラブルタッチセンサ１１の出力を処理し、必要に応じて情報を表示し、さらに外部機器との信号の入出力をする機能を備えている。また、この制御部１２には表示パネルが設けられており、種々の情報を表示する表示部１ともなっている。
【００３６】
図３には、輪状のデバイス１０の周囲を二分するように切断した状態の断面図を示す。この断面図で示すように、図面の左右に位置するベルト２のうち、左側がウェアラブルタッチセンサ１１となり、右側は柔らかなプラスチックやゴム系材料、または革等で形成される帯部１３となっている。図面上側には表示部１を備える制御部１２が位置し、図面下側には結合部３が形成されている。
【００３７】
ウェアラブルタッチセンサ１１とこれを含むデバイス１０は、操作者が結合部３を解いてベルト２を腕に巻き付けて利用する。操作者が指でセンサ電極１４のある表面２ａに触れると、センサ電極１４に導通している制御部１２で静電容量変化を検知し必要な処理を行う。場合により、その結果を表示部１を通じて表示する。一方、腕に巻き付けたデバイス１０は、腕との間に隙間がある状態で装着すれば、ウェアラブルタッチセンサ１１との間でも隙間が生じたり接触したりを繰り返し、それによって生じた静電容量変化が抑止部材１７ａによってセンサ電極１４に伝わり難いため、この接触非接触で生じる誤作動を起こしにくい。
変形例：
【００３８】
表面保護層１５と裏面保護層１７の材質を同じ材質で形成することができ、その場合の裏面保護層１７の肉厚は、表面保護層の３倍以上とすることが好ましい。操作者が触れたときの静電容量の変化は厚みに反比例するため、表面保護層１５の厚みに対して封止部材１７ａの厚みを３倍以上とすれば、静電容量の変化も厚みの差に比例して小さくすることができるからである。概ね静電容量の変化が３倍以上であれば、操作面からと裏面からとの信号を区別できるため、両者をノイズと信号とに分けて誤動作を抑止することができる。
このように、表面保護層１５と裏面保護層１７の誘電率差を利用する場合には、表面保護層１５と裏面保護層１７を別材質とすることが容易であるが、表面保護層１５と裏面保護層１７を同材質としてもその厚みを変えることで調整できる。
第２実施形態[図４]：
【００３９】
図４には、別の実施形態となるブレスレット型デバイス２０を示す。このデバイス２０では、ウェアラブルタッチセンサ２１の構成が異なり、センサ電極層１６をセンサシート１１ａとする代わりに、センサ電極１４のみからなる単独層としている。
ウェアラブルタッチセンサ２１の製造は、裏面保護層１７上にセンサ電極１４を印刷形成し、表面保護層１５を積層して行うことができる。
こうした態様としても、裏面２ｂが身体に触れたり触れなかったりといったことが起きても誤動作が起こりにくいデバイス２０とすることができる。
第３実施形態[図５]：
【００４０】
図５には、さらに別の実施形態となるブレスレット型デバイス３０を示す。このブレスレット型デバイス３０では、ウェアラブルタッチセンサ３１が異なっている。
より詳細に説明すれば、ベルト２の全体がウェアラブルタッチセンサ３１であり、図５右側に位置するベルト２も、ウェアラブルタッチセンサ３１を構成する裏面保護層１７と表面保護層１５との積層部分で構成されている。また、制御部１２も裏面保護層１７の上に固着されて一体となっている。
こうした態様としても、裏面２ｂが身体に触れたり触れなかったりすることによる誤動作が起こりにくいデバイス３０とすることができる。
第４実施形態[図６]：
【００４１】
図６には、さらに別の実施形態となるブレスレット型デバイス４０の図２相当断面図を示す。このブレスレット型デバイス４０では、ウェアラブルタッチセンサ４１の裏面保護層１７に導電性の抑止部材１７ｂを設けた点がこれまでの実施形態とは異なる。
裏面保護層１７は、絶縁部１９とともに導電性の抑止部材１７ｂを有している。導電性の抑止部材１７ｂは、銅やアルミニウム、ステンレス等の金属材料、銀粉末や銅粉末を樹脂に分散した導電性樹脂、あるいは導電性高分子で形成することができる。図６では、抑止部材１７ｂが外装となるように最外層に配置している。
【００４２】
この抑止部材１７ｂは、デバイス４０の表面２ａに対する垂直方向で、センサ電極１４の少なくとも一部を覆うように形成されており、完全に覆うことが好ましい。図６で示す態様ではセンサ電極１４の全体を覆っている。センサ電極１４を覆うことで、操作者がデバイス４０の裏面２ｂに触れてもセンサ電極１４が静電容量の変化を検出し難くすることができる。
第５実施形態[図７]：
【００４３】
図７には、さらに別の実施形態となるブレスレット型デバイス５０の図２相当断面図を示す。このブレスレット型デバイス５０でもウェアラブルタッチセンサ５１の裏面保護層１７に導電性の抑止部材１７ｃを設けているが、その配置が先の実施形態とは異なる。
裏面保護層１７は、絶縁部１９とは別に導電性の抑止部材１７ｃを有し、抑止部材１７ｃは、ベースフィルム１１ｂの裏面に固着して設けられている。このようにしても、センサ電極１４は抑止部材１７ｃで覆われているので、裏面保護層１７に操作者が触れても、センサ電極１４が静電容量の変化を検出しないようにすることができる。
【００４４】
センサ電極層１６がセンサ電極１４のみからなる場合には、抑止部材１７ｃはセンサ電極１４と絶縁状態で配置される必要があり、裏面保護層１７の内部、即ち、絶縁部１９の内部に埋め込んで配置することができる。
【００４５】
導電性の抑止部材１７ｃは、裏面保護層１７の中で電気的に孤立（浮遊）した状態としする他、制御部１２に設けたグラウンド（ＧＮＤ）に接続するようにすることができる。こうすることで、デバイス５０の裏面２ｂに操作者が触れても、抑止部材１７ｃの電位は一定に保たれるため、よりいっそう裏面２ｂからの静電容量変化を検出しないようにすることができる。
【００４６】
上記実施形態は本発明の一例であり、こうした形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に反しない限度において、各部材の形状、材質、製造方法等の変更、取り替えを含むものである。
例えば、裏面保護層１７を、低誘電率の材質で且つ厚膜に形成することもできるし、抑止部材１７ａ〜１７ｃはそれぞれ別の実施形態にも適用できる。また、センサシート１１ａでセンサ電極層１６を形成したところをセンサ電極１４の単独層とすることができ、また、その逆も可能である。
さらに、制御部１２に表示部１を有するものとしたが、表示部１を備えないものであっても良く、制御部１２での処理データをＰＣ等で表示できるように制御部１２を形成しても良い。
【００４７】
以上のタッチセンサは、ウェアラブルタッチセンサ１１〜５１としてブレスレット型のデバイス１０〜５０に適用した例を説明したが、こうしたデバイス１０〜５０に限定されるものではなく、グラス型デバイスやグローブ型デバイス、衣服の一部に入力デバイスを設ける場合などについて、一方面が操作面であり、他方面が操作者に触れるデバイスであれば、適用することができる。
上述の説明では、指でタッチ操作する面を「表面」、腕などの接触する面を「裏面」としたが、腕などとの接触を検知する用途に用いる場合には、腕などに接触する面を「表面」とし、その反対側の面を「裏面」とすることができる。
また、裏面の一部に抑止部材を設けない部位を備えることで、その部位のセンサ電極層によって裏面の静電容量の変化を検知するようにしても良い。
【実施例】
【００４８】
以下の各実験例に基づいてさらに詳細に説明する。ウェアラブルタッチセンサを模した以下に示す各種試料を作製し、その各試料の裏面に操作者が触れたときの影響を評価した。
１．各試料の作製
＜試料１＞：
ウェアラブルタッチセンサを模した以下に示す試料１を作製した。試料１の平面図を図８で示す。
まず、帯状で厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（ベースフィルム(11b)）の一方面にセンサ電極(14)およびレジスト(11c)が積層したセンサシート（センサ電極層）(11a)を作製した。より具体的には、幅が２０ｍｍで、長さが１８０ｍｍのベースフィルム(11b)の表面に透明導電性インキで幅１５ｍｍ×長さ２５ｍｍのセンサ電極(14)となる導電部を６つ形成し、各センサ電極(14)からベースフィルム(11b)の一方端まで伸びる配線(20)を形成し、その上に透明なポリウレタン系樹脂インキを用いてレジスト(11c)を形成した。このとき配線の前記一方端はレジスト(11c)で覆わず、カーボンインキを重ねて端子(21)とした。センサ電極(14)、配線(20)、レジスト(11c)、端子(21)は、ともにスクリーン印刷で形成した。【００４９】
こうしたセンサシート(11a)のレジスト(11c)側の表面に、端子(21)が露出するように厚さ１ｍｍのシリコーンゴム層からなる表面保護層(15)を設け、ベースフィルム側の表面に厚さ１ｍｍのシリコーンゴム層からなる裏面保護層(17)を設けた。こうしてウェアラブルタッチセンサを模した試料１を作製した。【００５０】
＜試料２＞：
裏面保護層を厚さ１ｍｍのシリコーン発泡層とした以外は、試料１と同様にして試料２を作製した。
＜試料３＞：
裏面保護層を厚さ３ｍｍのシリコーンゴム層とした以外は、試料１と同様にして試料３を作製した。【００５１】
＜試料４＞：
裏面保護層を、厚さ１ｍｍのシリコーンゴム層からなる絶縁部と、その外側表面に設けた厚さ１２μｍのアルミニウム箔からなる抑止部材とで構成した以外は、試料１と同様にして試料４を作製した。
＜試料５＞：
試料４において、抑止部材（アルミニウム箔）を測定装置のグラウンド（アース）に接続した以外は、試料４と同様にした試料５を作製した。【００５２】
＜試料６＞：
裏面保護層を、センサシートの裏面に積層して設けた厚さ１２μｍのアルミニウム箔からなる抑止部材と、抑止部材を覆うように設けた厚さ１ｍｍのシリコーンゴム層からなる絶縁部とで構成した以外は、試料１と同様にして試料６を作製した。試料６は、センサ電極と抑止部材とは、ポリエチレンテレフタレートフィルムを介して絶縁状態となっている。
＜試料７＞：
試料６において、抑止部材（アルミニウム箔）を測定装置のグラウンド（アース）に接続した以外は、試料６と同様にした試料７を作製した。【００５３】
２．感度試験
各試料について、センサ電極と接続した配線をＰＳｏＣ ＩＣ（サイプレス社製マイコン  ＣＹ８Ｃ２４８９４）に接続して感度(Diff)を測定した。ＰＳｏＣ  ＩＣのパラメータ設定は、Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ（分解能）を１３ｂｉｔ（８１９２）、Ｒｅｆ  Ｖａｌｕｅを４、Ｒｂ抵抗を３．３ＫΩとした。【００５４】
感度試験１：  絶縁性の試料台に各試料を載せた状態で、表面（表面保護層側、以下同様）を指で触ったときの感度の変化を測定した。この測定値をＳ１とする。
感度試験２：  各試料を、裏面が素肌に接触するように腕に装着して、装着前後の感度の変化を測定した。この測定値をＮ（ノイズ）とする。
感度試験３：  各試料について、感度試験２の腕に装着した状態で、表面を指で触ったときの感度の変化を測定した。この測定値をＳ２とする。
Ｓ／Ｎ比：  表面を指で触れたときの感度の変化をシグナル（Ｓ１、Ｓ２）、裏面が腕に触れたときの感度の変化をノイズ（Ｎ）としてＳ／Ｎ比を計算した。
以上の結果を次の表１に示す。【００５５】
【表１】
0006601803.tif 000002
【００５６】
本試験は、ウェアラブルタッチセンサについて、裏面への腕の接触の有無に限らず、表面から入力操作が可能かを評価するものである。したがって、裏面に腕が接触したときの感度の変化をノイズとして、裏面に腕が接触していない状態での入力操作Ｓ１、および裏面に腕が接触した状態での入力操作Ｓ２の値がノイズの値よりも大きければ、ノイズとシグナルを識別できることになる。
試料１は、Ｓ１／Ｎ比およびＳ２／Ｎ比が共に１．０未満であった。すなわち、シグナルよりノイズの方が大きいため、シグナルを識別できないという結果であった。試料２〜試料７は、何れもＳ１／Ｎ比およびＳ２／Ｎ比が共に１を超え、シグナルを識別できる結果となった。【００５７】
試料２〜試料７の中でも、裏面保護層の厚みを表面保護層の厚みの３倍にした試料３では、Ｓ１／Ｎ比およびＳ２／Ｎ比がともに２以上となった。これより、同材質または誘電的な性質が似た材質である場合には、厚みを３倍以上とすることが好ましいことがわかった。一方で、試料２と試料１の比較からは、発泡材のような誘電率が低い材質を用いることで、厚みが同じであっても裏面への腕の接触の影響を小さくできることがわかった。また、試料４と試料５、試料６と試料７の比較から、導電性の抑止部材を設ける場合には、抑止部材をグラウンドに接続することで、Ｓ１／Ｎ比およびＳ２／Ｎ比をともに大きく向上させることがわかった。また、試料５と試料７は特にＳ１／Ｎ比およびＳ２／Ｎ比の両者とも大きく、ウェアラブルタッチセンサとしては抑止部材をグラウンドに接続する構成が好ましいことがわかった。
【符号の説明】
【００５８】
１    表示部
２    ベルト
２ａ    表面
２ｂ    裏面
３    結合部
１０，２０，３０，４０，５０    ブレスレット型デバイス
１１，２１，３１，４１，５１    ウェアラブルタッチセンサ（タッチセンサ）
１１ａ    センサシート
１１ｂ    ベースフィルム
１１ｃ    レジスト
１２    制御部
１３    帯部
１４    センサ電極
１５    表面保護層
１６    センサ電極層
１７    裏面保護層
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ    抑止部材
１９    絶縁部
２０    配線
２１    端子
【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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【図７】
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【図８】
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