(57)【要約】      （修正有）【課題】自由自在に張り付けることが可能なフレキシブルセンサを提供する【解決手段】剥離層３が伸張性、絶縁性および剥離性を有しているため、キャリアシート２を剥離させた後のフレキシブルセンサ１を様々な形状の物の表面に貼り付けることができる。前記フレキシブルセンサ１には第１の電極層４と第２の電極層６とからなる直交座標系が形成されており、この間に所定の静電容量Ｃが形成されている。指などをオーバーコート層７の表面に接近させ又は接触させると前記静電容量が変化するため、この変化を電圧として検出することにより座標位置の検出が可能となる。よって、前記フレキシブルセンサ１を様々な形状の表面に貼り付けることにより、様々な入力装置を提供することが可能となる。【選択図】    図１
2004265100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸張性、絶縁性および剥離性を備えたマスキング材をキャリアシート上に印刷して形成された剥離層と、前記剥離層の上に設けられた複数のパターン線からなる第１の電極層と、前記第１の電極層の表面を覆う絶縁性のレジスト層と、前記レジスト層の上に前記第１の電極層に対向して設けられた複数のパターン線からなる第２の電極層と、前記第２の電極層の表面を覆うオーバーコート層と、を有することを特徴とするフレキシブルセンサ。
【請求項２】
前記第１の電極層と前記第２の電極層との間に所定の電圧を印加することにより静電容量を形成し、前記第１の電極層の個々の電極と前記第２の電極層の個々の電極との間の前記静電容量の変化を検出する検出手段が設けられている請求項１記載のフレキシブルセンサ。
【請求項３】
前記第１の電極層がＸ方向に延びるＸ方向の電極層であり、前記第２の電極層が第１の電極層に直交するＹ方向に延びるＹ方向の電極層であり、前記第１の電極層と前記第２の電極層とによって直交座標系が形成されている請求項１または２記載のフレキシブルセンサ。
【請求項４】
前記第１の電極層が緯度線で形成され、前記第２の電極層が経度線で形成されており、前記第１の電極層と前記第２の電極層によって球面座標系が形成されている請求項１または２記載のフレキシブルセンサ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか記載のフレキシブルセンサを用いた入力装置であって、
前記剥離層から前記キャリアを剥離させた後に前記剥離層の表面に接着層が形成され、対象となる自由曲面上に前記接着層を介して固定されていることを特徴とするフレキシブルセンサを用いた入力装置。
【請求項６】
ベースとなるキャリアシートの表面に、伸張性、絶縁性および剥離性を備えたマスキング材を印刷して剥離層を形成する工程と、前記剥離層の上に複数のパターン線からなる第１の電極層を形成する工程と、前記第１の電極層の表面を絶縁性のレジスト層で覆う工程と、前記レジスト層の上に前記第１の電極層に対向する複数のパターン線からなる第２の電極層を形成する工程と、前記第２の電極層の表面をオーバーコート層で覆う工程と、からなることを特徴とするフレキシブルセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自由曲面に自在に貼り付けることが可能なフレキシブルセンサおよびそれを用いた入力装置並びにフレキシブルセンサの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の技術としては、例えば特許文献１および特許文献２などに記載された回路基板に関するものが存在する。
【０００３】
特許文献１に記載されたものは、基板２に基板凸部６を形成するとともに、この基板２の表面に形成された基板電極３にも前記基板電極凸部７に倣う基板凸部６を成形した構成である。
【０００４】
特許文献２に記載されたものは、プラスチック板１の表面に銅箔３を接着した後に、レジストにより保護層１０を形成してエッチングを行い、余分な銅箔を除去して印刷配線図３ａ，３ｂ、３ｃを形成する。そして、前記プラスチック板１を金型間に挟んで熱プレスすることにより、所定の形状に仕上げるというものである。
【０００５】
【特許文献１】
実開昭６４−２０７６３号公報
【特許文献２】
特開昭５６−１１１２８７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１に記載された回路基板で金属製のタガネ等で叩き出す事により成形するものであり、また特許文献２に記載の回路基板は、熱プレスすることにより任意の形状とするものであるため、いずれも回路基板としての自由度に欠けるものであった。すなわち、回路基板を任意の形状に変形する場合には、このような面倒な作業を行なう必要があり、作業性に欠けていた。
【０００７】
また、回路基板の形状に変更があった場合に、即座に対応することが困難であるとともに、回路基板を複雑な形状に倣わせることは難しいという問題もある。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、自由曲面に自在に貼り付けることが可能なフレキシブルセンサおよびそれを用いた入力装置並びにフレキシブルセンサの製造方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のフレキシブルセンサは、伸張性、絶縁性および剥離性を備えたマスキング材をキャリアシート上に印刷して形成された剥離層と、前記剥離層の上に設けられた複数のパターン線からなる第１の電極層と、前記第１の電極層の表面を覆う絶縁性のレジスト層と、前記レジスト層の上に前記第１の電極層に対向して設けられた複数のパターン線からなる第２の電極層と、前記第２の電極層の表面を覆うオーバーコート層と、を有することを特徴とするものである。
【００１０】
上記において、前記第１の電極層と前記第２の電極層との間に所定の電圧を印加することにより静電容量を形成し、前記第１の電極層の個々の電極と前記第２の電極層の個々の電極との間の前記静電容量の変化を検出する検出手段が設けられているものが好ましい。
【００１１】
例えば、前記第１の電極層がＸ方向に延びるＸ方向の電極層であり、前記第２の電極層が第１の電極層に直交するＹ方向に延びるＹ方向の電極層であり、前記第１の電極層と前記第２の電極層とによって直交座標系が形成されているものとすることができ、あるいは前記第１の電極層が緯度線で形成され、前記第２の電極層が経度線で形成されており、前記第１の電極層と前記第２の電極層によって球面座標系が形成されているものとすることができる。
【００１２】
また本発明は上記いずれかのフレキシブルセンサを用いた入力装置であって、前記剥離層から前記キャリアを剥離させた後に前記剥離層の表面に接着層を形成し、対象となる曲面上に前記接着層を介して固定されていることを特徴とするものである。
【００１３】
さらに本発明のフレキシブルセンサの製造方法は、ベースとなるキャリアシートの表面に、伸張性、絶縁性および剥離性を備えたマスキング材を印刷して剥離層を形成する工程と、前記剥離層の上に複数のパターン線からなる第１の電極層を形成する工程と、前記第１の電極層の表面を絶縁性のレジスト層で覆う工程と、前記レジスト層の上に前記第１の電極層に対向する複数のパターン線からなる第２の電極層を形成する工程と、前記第２の電極層の表面をオーバーコート層で覆う工程と、からなることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のフレキシブルセンサを拡大して示す断面図、図２は本発明のフレキシブルセンサの利用形態を示す図である。
【００１５】
図１に示すように、フレキシブルセンサ１の最下層にはベースとなるキャリアシート２が設けられている。前記キャリアシートは例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＰ（ポリプロピレン）など薄手のシート状の基材で形成されている。
【００１６】
前記キャリアシート２の表面には剥離層３が設けられている。前記剥離層３は、伸張性、可撓性および絶縁性に優れたゾル状態のマスキング材をコーティングしたものである。前記剥離層３を形成する材料としては、例えば株式会社アサヒ化学研究所製のＳＴＲＩＰＭＡＳＫ（登録商標）などであり、これを膜厚３０〜６０μｍ程度でスクリーン印刷した後に所定の温度による乾燥工程を経ることによって形成されている。
【００１７】
前記剥離層３の表面には、図示Ｘ方向に延びる複数の細いパターン線からなるＸ方向の電極層（第１の電極層）４が形成されている。前記Ｘ方向の電極層４は、剥離層３の表面に膜厚６μｍ程度の銅箔を印刷した後に、フォトレジストにより銅箔の上に保護層を形成することにより、所定のパターン線を形成したものである。
【００１８】
前記剥離層３の上には、前記Ｘ方向の電極層４を覆い隠すレジスト層５が設けられている。前記レジスト層５は例えばポリイミドなどアクリル系の材料で形成されており、その膜厚は約２５μｍ程度である。また前記レジスト層５は、前記剥離層３と同程度の伸張性を有している。
【００１９】
そして、このレジスト層５の表面には、前記Ｘ方向の電極層４に対向するとともに図示Ｙ方向に延びる複数の細いパターン線からなるＹ方向の電極層（第２の電極層）６が形成されている。前記Ｙ方向の電極層６は、前記Ｘ方向の電極層４と同じ方法で形成されており、その膜厚は約６μｍ程度である。
【００２０】
そして、最上層には前記Ｙ方向の電極層６を被覆するオーバーコート層７が設けられている。前記オーバーコート層７は前記レジスト５と同じ材料で形成されており、その膜厚は約２０μｍ程度である。
【００２１】
上記フレキシブルセンサ１の全体の膜厚は、約０．１ｍｍと非常に薄く、全体としての可撓性に優れている。
【００２２】
前記フレキシブルセンサ１では、前記Ｘ方向の電極層４とＹ方向の電極層６とがレジスト層５を介して互いに直交しており、各電極どうしがマトリックス状の直交座標系を形成している。このようなＸ方向の電極層４とＹ方向の電極層６との間に所定の電圧を与えると、Ｘ方向の電極層４を形成する個々の電極とＹ方向の電極層６を形成する個々の電極との間に静電容量Ｃが形成される。
【００２３】
そして、指などをオーバーコート層７上の任意の箇所に近づけると、その付近のＸ方向の電極層４とＹ方向の電極層６との間の電気力線が減少して電界に乱れが生じるため、前記静電容量Ｃが減少する。
【００２４】
よって、Ｘ方向の電極層４とＹ方向の電極層６の間の個々の電極をスキャンして各電圧を検出する検出手段（図示せず）を設けることにより、指が接近または接触したフレキシブルセンサ１上の座標を求めることが可能となる。すなわち、上記フレキシブルセンサ１は、平面上の座標の位置を検出可能な入力装置（位置センサ）としての機能を有している。
【００２５】
上記フレキシブルセンサ１では、前記剥離層３から最下層に設けられているキャリアシート２のみを剥離させることが可能となっている。前記キャリアシート２の膜厚と、剥離層３ないしオーバーコート層７までの膜厚を比較すると、キャリアシート２の方が厚い。よって、キャリアシート２が剥離された後のフレキシブルセンサ１の総膜厚は極めて薄くなる。しかも剥離層３は伸張性に優れており、その伸び率は極めて高い。よって、キャリアシート２を剥離した後のフレキシブルセンサ１の接合面（キャリアシート２が設けられていた面）３ａを球面や円筒の表面など様々な形状の物の表面（自由曲面）、より詳しくはガウス曲率がゼロでない曲面に沿うように当てがうと、ほとんど皺が形成されることなく倣うように貼ることが可能である。
【００２６】
よって、図２に示すように、剥離層３の接合面３ａに例えば両面テープなどからなる接着層を設けることにより、球面や円筒などの自由曲面１０の表面にフレキシブルセンサ１を倣わせた状態で貼り付け固定することができる。
【００２７】
また、フレキシブルセンサ１は優れた可撓性を有するため、例えば鋭角な面の表面に貼り付けた場合であっても、内部のＸ方向の電極層４およびＹ方向の電極層６を構成する個々の電極どうしがショートし、あるいは切断するようなこともない。
【００２８】
よって、フレキシブルセンサ１により自由曲面１０上に座標軸を形成することができるとともに、自由曲面１０に指などを接近または接触させた場合には、前記自由曲面１０上のどの位置に指が接近しまたは接触したのかを検出することが可能となる。
【００２９】
なお、前記第１の電極層４と第２の電極層６は、互いにマトリックス状に配線され直交座標系を形成したもので説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば第１の電極層を緯度線で形成し、且つ第２の電極層を経度線で形成することにより、球面座標系を構成するものであってもよい。
【００３０】
この場合、前記フレキシブルセンサ１をボールの全面に皺なく貼り付けることにより、ボールを握ったときの握り方（例えば、ホークボールの握り方であるか、カーブの握り方であるかなど）を検出することができる。あるいはボールを打ったり、蹴った場合には、衝撃が与えられたボールの球面上の位置を検出することが可能な入力装置を構成することができる。よって、例えば野球ゲームやサッカーゲームなどのコンピュータゲームの入力装置として、前記ボールを使用することが可能となる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明では、自由な曲面に倣って自在に貼り付けることが可能なフレキシブルセンサを提供することができる。
【００３２】
またフレキシブルセンサ内に座標を検出可能な電極層を形成することにより、様々な入力装置（位置センサ）を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフレキシブルセンサを拡大して示す断面図、
【図２】図２は本発明のフレキシブルセンサの利用形態を示す図、
【符号の説明】
１  フレキシブルセンサ
２  キャリアシート
３  剥離層
３ａ  接合面
４  第１の電極層
５  レジスト層
６  第２の電極層
７  オーバーコート層
１０  自由曲面
【図１】
2004265100.tif 000003
【図２】
2004265100.tif 000004