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JP2000112640A - 織物製検出器 - Google Patents

織物製検出器

Info

Publication number
JP2000112640A
JP2000112640A JP27251399A JP27251399A JP2000112640A JP 2000112640 A JP2000112640 A JP 2000112640A JP 27251399 A JP27251399 A JP 27251399A JP 27251399 A JP27251399 A JP 27251399A JP 2000112640 A JP2000112640 A JP 2000112640A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductive
detector
fabric
mechanical interaction
electrical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP27251399A
Other languages
English (en)
Inventor
David Lee Sandbach
デヴィッド・リー・サンドバッチ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electrotextiles Co Ltd
Original Assignee
Electrotextiles Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GB9820902A external-priority patent/GB2341929B/en
Priority claimed from GBGB9820906.7A external-priority patent/GB9820906D0/en
Priority claimed from GBGB9820910.9A external-priority patent/GB9820910D0/en
Priority claimed from GB9820905A external-priority patent/GB2341930B/en
Priority claimed from GBGB9820909.1A external-priority patent/GB9820909D0/en
Priority claimed from GB9820908A external-priority patent/GB2341931B/en
Application filed by Electrotextiles Co Ltd filed Critical Electrotextiles Co Ltd
Publication of JP2000112640A publication Critical patent/JP2000112640A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06K11/00—Methods or arrangements for graph-reading or for converting the pattern of mechanical parameters, e.g. force or presence, into electrical signal
    • G06K11/06—Devices for converting the position of a manually-operated writing or tracing member into an electrical signal
    • G—PHYSICS
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/205—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using distributed sensing elements
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
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    • G06F3/045—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using resistive elements, e.g. a single continuous surface or two parallel surfaces put in contact
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/02—Operating parts, i.e. for operating driving mechanism by a mechanical force external to the switch
    • H01H3/14—Operating parts, i.e. for operating driving mechanism by a mechanical force external to the switch adapted for operation by a part of the human body other than the hand, e.g. by foot
    • H01H3/141—Cushion or mat switches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的相互作用の位置を識別可能で、しかも
その機械的相互作用の他の特性に関する情報も得られる
織物製の位置検出器を提供すること。 【解決の手段】複数の導電性エレメントを有する織物か
ら作られた位置検出器で、少なくとも２枚の導電性の面
を有し、電位をその導電性の面を横切るように加え機械
的相互作用の位置を判定し、第二の電気特性を判定して
上記機械的相互作用の他の特性を識別する。第二電気特
性として電流あるいは抵抗を測定するようにして、加え
られた力、圧力、接触面積あるいは対象の向きなどを機
械的相互作用の他の特性として識別する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも２枚の
導電面を形成する導電性エレメントを有する織物から作
られた検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】位置情報を与えるための織物タッチ・セ
ンサはギブソン（Ｇｉｂｓｏｎ）の米国特許４，６５
９，８７３に記載されている。そのセンサは、導電性糸
の形で少なくとも１枚の抵抗性織物層を用いて作られて
いる。この織物は、単一方向糸か、交差糸のどちらかを
使用して一組と他の組とを重ねるようにして、あるいは
二組を編み上げるようにして作られている。この織物
は、非導電性糸、絶縁ドットあるいは空隙を有する形の
セパレータにより不慮の接触を防止するように第二抵抗
層から隔離されている。両方の抵抗層は、センサを起伏
のある対象に合わせるため予め成形を必要としないよう
な導電性の糸から作られた織物である。
【０００３】上記米国特許に記載のセンサの問題は、機
械的相互作用の位置を識別することのみ可能だが、その
相互作用についての別の情報を提供することができな
い。
【０００４】位置情報を提供するタッチ・センサはタル
メイジ（Ｔａｌｍａｇｅ）の米国特許４，４８７，８８
５に記載されており、圧力あるいは加えた力に応じた信
号を提供する。しかし、記載のセンサはプリント回路板
およびゴム、エラストマー、あるいはプラスチック等、
また織物が作り出す多くの物理特性を持たないようなフ
レキシブル・シートから作られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、機械的相互
作用の位置を識別可能で、しかもその機械的相互作用の
特性に関する情報も得られる織物製の位置検出器を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の第一の特徴によれば、少なくとも２枚の導電
性の面を有し、電位をその導電性の面を横切るように加
え機械的相互作用の位置を判定し、第二の電気特性を判
定して上記機械的相互作用の他の特性を識別する、複数
の導電性エレメントを有する織物から作られた位置検出
器を提供する。
【０００７】望ましい実施例では、上記第二電気特性と
して電流あるいは抵抗を測定するように上記位置検出器
を作る。さらに、加えられた力、圧力、接触面積あるい
は対象の向きなどを機械的相互作用の他の特性として判
定することもできる。
【０００８】望ましい実施例では、上記検出器は人体の
数カ所と機械的な相互作用をし、第一の電気特性は機械
的な相互作用の位置を判定し、第二の電気特性は適用範
囲の面積を判定する。
【０００９】本発明の第二の特徴によれば、織物から作
られ、少なくとも２枚の導電性の面を提供するように作
られた導電性エレメントを有する検出器について行われ
る検出方法であり、機械的相互作用の位置を判定するた
めに上記導電面の少なくとも一方に横切るように電位を
加える工程と、上記機械的相互作用の他の特性を識別す
るために第二の電気特性を測定する工程とを有する。
【００１０】本発明の第三の特徴によれば、導電性エレ
メントを有する織物から作られ、機械的相互作用に応じ
た電気出力を作るように構成した検出器を提供するもの
であり、上記検出器は複数の領域に分割されており、各
領域は第一導電面と第二導電面を有し、機械的相互作用
は少なくとも一つの上記分割領域の導電面を互いに近接
させ、上記機械的相互作用の位置を判定するために上記
導電面の一つに横切るような電位を加える。
【００１１】本発明の第四の特徴によれば、少なくとも
２枚の導電性の面を形成するために導電性エレメントを
有する織物から作られ、機械的相互作用に応じた電気出
力を発生するような構成とした検出器を提供するもので
あり、機械的相互作用の位置を判定するために上記導電
面の少なくとも１枚に横切るように電位を加え、かつ上
記機械的相互作用の別の特性を識別するため第二電気特
性を判定し、また、機械的相互作用の電気応答が改善す
るように上記導電面の少なくとも１枚に導電性の不均一
物を内包させる。
【００１２】望ましい実施例では、上記導電性非均一物
は導電面内でほぼ直線の電界を発生するように構成した
導電帯の協同作業ペアを有する。望ましくは、その導電
帯は導電面の各々に直交位置で設ける。
【００１３】別の望ましい実施例によれば、導電面の全
てのエッジは変更される。導電性不均一物は導電性糸の
密度を調節することにより形成することが可能であり、
あるいは検出器に導電性金属を印刷することにより作る
ことが可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を添付の図面を参
照しながら詳細に説明する。
【００１５】図１には織物製の位置検出器１０１が示さ
れている。この検出器は２枚の導電性織物面である第一
面１０２と第二面１０３を有する。この２枚の面は互い
に離され、絶縁メッシュ１０４により互いに電気的に絶
縁されている。面の一方に力が加えられると、この２枚
の面は絶縁メッシュ１０４を介して互いに接触し、両面
１０２と１０３間を電流が通じる位置を作る。このよう
にして、機械的な相互作用の発生および／あるいは位置
を識別できる。
【００１６】この織物面は織物構造、つまり、織布、不
織布（フェルト化したもの）、あるいは編物などにより
形成されている。織物層は別々に製造され、組み合わさ
れて検出器を形成するか、複合体を機械的な製造プロセ
スの一部として作ることも可能である。
【００１７】端子１０７と１０８に電圧をかけると、電
圧傾斜が面１０２に現れる。機械的な相互作用が起きる
と、面１０３は面１０２と接触し、面１０３に実際に印
加した電圧は相互作用のある位置になる。同様に、電圧
を端子１１１と１１２間にかけると、面１０３に電圧傾
斜が現れ、機械的相互作用が面１０２に電圧をかけるこ
とになる。同様に、面１０２に印加された実際の電圧は
相互作用の実際位置による。このようにして、ある機械
的相互作用にたいして、上記した２種の測定により面内
の位置を識別することができる。こうして端子１０７、
１０８および端子１１１、１１２は、検出器１０１に電
圧を加え機械的な相互作用に応じた電気特性を測定する
ように構成された制御回路１２１と接続される。
【００１８】制御回路１２１は検出器１０１の電気特性
を識別し、それらの計算に応じて、環境の特性に関する
データを従来のシリアル・インターフェース１３２を介
してパーソナル・コンピュータ１３１のようなデータ処
理システムに供給する。
【００１９】制御回路１２１は図２に詳細が示されてい
る。すなわち、制御回路はフィリップス８０Ｃ５１（走
行周波数２０メガヘルツ）のようなマイクロ・コントロ
ーラ２０１を有する。マイクロ・コントローラ２０１に
より実行されるオペレーションは２キロバイトの内部読
み出し専用メモリに内部記憶させたコマンドに応じて実
施される。またマイクロ・コントローラは演算を実行す
る際に中間記憶をおこなうために１２８バイトのランダ
ム・アクセス・メモリを有する。マイクロ・コントロー
ラ２０１はシリアル・インターフェース２０２を有し、
さらにマイクロ・コントローラ２０１により処理可能な
デジタル信号に入力電圧を変換するために設けられたア
ナログ・デジタル変換器２０３と通信するための割り当
て可能なピンとインターフェースを有する。
【００２０】制御回路１２１は２つのＰＮＰトランジス
タ２１１と２１２、さらに４つのＮＰＮトランジスタ２
１３、２１４、２１５、２１６を有する。それらのトラ
ンジスタは汎用規格で、位置検出器１０１への電圧の印
加を制御するように制御回路内のスイッチ操作を制御す
る。
【００２１】操作中は、電圧が第一面１０２を横切るよ
うに加えられて測定が行われ、次に電圧を第二面１０３
を横切るように加えられて別の測定が行われ、いかなる
時でも第一、第二面の一方にだけ出力電圧が加えられ
る。出力電圧が１０２か１０３の一方の面に加えられる
と、入力信号は協同作業面１０３あるいは１０２から受
ける。入力信号はマイクロ・コントローラ２０１のピン
Ｃ６から受けた制御信号に応じてＣＭＯＳスイッチとし
て履行する選択スイッチ２２１を介してアナログ・デジ
タル変換器２０３に入る。従って、図２に示した方向で
は、スイッチ２２１は面１０２から受けた入力信号をバ
ッファする第一ハイ・インピーダンス・バッファ２２２
からの出力を受ける状態に置かれている。同様に、スイ
ッチ２２１が別な状態に置かれると、面１０３からの入
力信号を受けるように構成された第二ハイ・インピーダ
ンス・バッファ２２３から入力信号を受ける。ＣＭＯＳ
スイッチ２２１の入力側にバッファ２２２と２２３を位
置させることにより、このスイッチは検出器が機械的相
互作用を受ける多くの条件で発生する高電圧静電放電か
ら隔離される。
【００２２】図２に示した状態では、スイッチ２２１は
上の端子側にあり、出力信号を第二面１０３へ供給しな
がらバッファ２２２からの入力信号を受ける。このオペ
レーション・モードについて、さらに別のオペレーショ
ンを説明し、スイッチ２２１を反対側にするとトランジ
スタ回路の役割が逆になることが分かるであろう。上記
したように、状態の選択はマイクロ・コントローラ２０
１のピンＣ６からの出力により決まる。現在の状態で
は、ピンＣ６からの出力は低であり、スイッチ２２１は
ピン６の出力が高の時に別の側になる。
【００２３】出力ピンＣ０はトランジスタ２１１の導電
性を制御し、ピンＣ１からＣ５もトランジスタ２１３，
２１４，２１２，２１５，２１６について、それぞれ同
じ導電性制御を行う。
【００２４】トランジスタ２１１と２１３は、電圧が第
一面１０２に加えられている時にオンになり、電圧が第
二面１０３に加えられている時にオフになる。同様に、
電圧を第二面１０３に加えられている時、トランジスタ
２１２と２１５はオンになり、トランジスタ２１１と２
１３はオフになる。図２に示した構成では、バッファ２
２２からの入力をスイッチ２２１が受信して出力トラン
ジスタ２１１と２１３がオフになり、出力トランジスタ
２１２と２１５がオンになる。これは出力ピンＣ０が高
状態にあり、ピンＣ１が低状態にあることにより実行さ
れる。同様に、ピンＣ３は低状態にあり、ピンＣ４が高
状態にある。
【００２５】図に示した構成では、Ｃ３は前述のように
低状態にある。マイクロ・コントローラ２０１はトラン
ジスタ２１２のベースから電流を下げ、飽和するように
トランジスタ２１２をオンにするように設定されたプル
ダウン・トランジスタを有する。従って、トランジスタ
２１２は非常に低い抵抗を有するように見え、端子１１
１に５ボルトの供給電圧を加えることになる。抵抗２３
１（４Ｋ７）はマイクロ・コントローラ２０１の出力電
流の流れを制限し、マイクロ・コントローラの出力トラ
ンジスタの焼き付きを防止する。
【００２６】ピンＣ４は高状態にあり、トランジスタ２
１５を導電状態にしている。直列抵抗は必要ではなく、
マイクロ・コントローラ２０１はプルアップ・トランジ
スタとは性質が異なり電流の流れを制限する内部プルア
ップ抵抗を有する。こうしてトランジスタ２１２と２１
５の両方は導電性になり、端子１１２は正の供給電圧に
なり端子１１２は接地電圧になる。コンデンサ２１９の
ような回路のコンデンサはトランジスタの遷移率を制限
し、検出器１０１からの無線周波数送信を減少させる。
【００２７】導電状態にあるトランジスタ２１２と２１
５によって、入力信号が第一面１０２から端子１０８に
加えられた電圧の形で受信される。位置検出のため、こ
の電圧は直接測定され、またトランジスタ２１４は出力
ピンＣ２が低状態にあることにより非導電状態にある。
これらの条件下、入力端子１０８からの電圧はバッファ
２２２とスイッチ２２１を介してアナログ・デジタル変
換器２０３に加えられる。
【００２８】本発明によれば、第二の電気特性はこの実
施例では機械的相互作用に応じて検出器を通じて流れる
電流を意味している。電流測定は出力ピンＣ２を高状態
にしてトランジスタ２１４を導電状態にすることにより
行われる。この状態では、端子１０８で受けた電流は、
抵抗２１４Ａを介してトランジスタ２１４に供給され
る。抵抗２１４Ａは検出器の特性に対応するように選択
可能な通常５Ｋの抵抗を有する。電圧がバッファ２２２
とスイッチ２２１を介してアナログ・デジタル変換器２
０３に供給されるが、この際この電圧は電圧降下を示
し、すなわち抵抗２１４Ａを通る電流を示す。
【００２９】こうしてトランジスタ２１２と２１５は導
電状態になり、電圧を測定可能となるようにトランジス
タ２１４は非導電状態になり、そして、電流を測定する
ように導電状態になる。次に、これらのトランジスタの
役割は逆になる。つまり、出力トランジスタ２１１と２
１３は導電状態になり、トランジスタ２１２と２１５は
非導電状態になり、（スイッチ２２１は逆になり）トラ
ンジスタ２１６が非導電状態になることにより電圧の測
定が可能となる。また、トランジスタ２１６が導電状態
になることで電流の測定が可能となる。
【００３０】測定を前もって識別するため、ライン状態
のサイクル（周期的循環）はマイクロ・コントローラ２
０１内にある時計により制御する。各状態がセットアッ
プした後、１２ビットの数字がアナログ・デジタル変換
器２０３から受け、この数字はマイクロ・コントローラ
２０１内の各レジスタ内に保存される。従って、４回の
測定サイクルが完了した後には、４つの１２ビット値が
パーソナル・コンピュータ１３１による問い合わせ用に
マイクロ・コントローラ２０１内に記憶される。さら
に、サイクル速度がパーソナル・コンピュータ１３１か
ら受けた命令に応じて制御可能となる。
【００３１】マイクロ・コントローラ２０１で実行され
るオペレーションは図３に詳細が示されている。マイク
ロ・コントローラはその４つの構成間を連続的に循環
し、各循環時に２つの形態の一方での電流あるいは電圧
を示す新たな入力を作り、進行中の基準で新たな出力デ
ータが算出される。こうして、出力レジスタはマイクロ
・コントローラが外部プロセッサ１３１による割り込み
があると最良のデータが有効となるように更新される。
【００３２】マイクロ・コントローラ２０１は、一つの
構成サイクルを開始するため内部割り込みについてのデ
ータ問い合わせに対する外部割り込みを受けることによ
り、全面的に割り込み駆動される。外部割り込みは、外
部プロセッサ１３１が割り込み要求に応じてできる限り
迅速に情報が与えられるように、高い優先順位を持って
いる。
【００３３】マイクロ・コントローラ２０１に対する内
部割り込みはその内部タイマにより生成され、ステップ
３０１で次のタイマ割り込みを受けるまで図３に示した
処理が有効として待機状態で維持される。この待機状態
が端子１０７、１０８、１１１、１１２での電圧レベル
が安定するようにし、アナログ・デジタル変換器２０３
から有効なデータを受信するために充分な時間を提供す
る。
【００３４】ステップ３０２で、出力をアナログ・デジ
タル変換器２０３から受け、ステップ３０３でアナログ
・デジタル変換器から受けた大部分の電流データについ
て演算が行われ、電圧と電流についての数値を機械的相
互作用の特性を示す数値に変換する。このようにステッ
プ３０３で演算を実行した後、ステップ３０４で適切な
レジスタが更新され、外部プロセッサ１３１から受信し
た割り込みに応じて問い合わせを行われるのが、このレ
ジスタである。
【００３５】ステップ３０５で、出力ピンＣ０からＣ６
に対して適切な論理レベルを確立することにより出力ラ
インに対する次の状態がセットされる。次の出力状態が
選択された後、ステップ３０６でプロセッサが待機状態
を入力し、電気特性が安定するようにし、その後、次の
タイマ割り込みに応じて処理が継続する。
【００３６】このように、図３に示した処理の繰り返し
毎に出力状態の一つがステップ３０５で選択されること
が分かる。従って、入力データが効果的に遅延させら
れ、すぐに電気特性の状態を示さないことが分かる。実
際では、測定間の遅れが大きくなりすぎると、図２に示
した制御システム内の回路のオペレーション頻度を増大
させる必要がでてくる。このようにして、アナログ・デ
ジタル変換器２０３の変換速度を増大させる必要があ
り、回路を高周波オペレーション用に再設計する必要が
ある。また、これは設備全体に強力なシールドが必要と
される高周波障害の問題が生じることになる。
【００３７】出力状態１番が選択されると、１０８の出
力電圧が決まる。次のサイクルで、出力状態２番が識別
され、端子１０８を流れる電流が決まる。次の繰り返し
で、出力構成３番により端子１１２に現れる電圧が決め
られ、次のサイクルで状態４番が識別され、端子１１２
を流れる電流が決められる。各々個別の測定の後、新た
なデータがステップ３０３と３０４に応じて生成し、得
られた出力レジスタは継続的なベースで順当に更新さ
れ、検出器１０１との機械的相互作用で作られた変化に
ついて継続的な監視オペレーションを外部プロセッサ１
３１が効果的に行うことが可能となる。
【００３８】通常の実行では、完全なサイクルを作る４
つの特性測定が２５回／秒から５０回／秒の頻度で繰り
返される。この反復率が要求されない状況では、待機状
態の時間を増大させ、全体のエネルギー消費を大幅に低
減させることが望ましい。
【００３９】検出器１０１の面１０２、１０３、１０４
が図４に示されている。面１０２と１０３はほぼ同様な
構造であり、面１０２内に導電性エレメント４０２を有
し、面１０３内に同様な導電性エレメント４０３を有す
る織物から作られている。従って、導電性エレメント４
０２が他の導電性エレメント４０３と物理的に接触する
状態になる時、位置を示す電圧を判定可能となる。
【００４０】面１０２と１０３の全体的な抵抗は非導電
性エレメント４０４と４０５を内包することにより制御
する。従って、導電性エレメント４０２と非導電性エレ
メント４０４の相対量および／あるいは密度を制御する
ことにより抵抗率を制御する。また、抵抗率は適切に繊
維の種類を選択し、繊維の厚さを調節し、あるいは１本
の織り糸に存在するストランドの数を調節することによ
り制御することが可能である。
【００４１】面１０４は、２つの導電面１０２と１０３
の間に位置した非導電性絶縁スペーサを示す。面１０４
は、ほぼ六角形の穴４１１の配列を有する成形ナイロン
・シートあるいはナイロン織布として作られ、六角形の
穴４１１の大きさは導電性エレメント４０２が導電性エ
レメント４０３と物理的な接触ができるように選択され
る。従って、比較的小さい穴４１１が選択されると、導
電性エレメントが互いに接するため大きな力が必要にな
る。同様に、この穴のサイズが大きくなると、導電効果
を得るために少なめの力ですむ。従って、穴４１１のサ
イズは、あるアプリケーションに最適の操作条件を提供
するように選択される。操作条件も層１０４の厚さ、表
面の柔軟性、および協同作業をする面１０２と１０３の
形状などを制御することにより調節可能である。
【００４２】導電面の一方を横切るように電位を加える
と、面の一点で検出された実際の電位は測定が行われる
位置に関連したものとなる。従って、相互作用面からの
直接電圧測定は、位置座標が決定可能な値を提供する。
複数の面を逆にしたり、反対面からの測定を行って、２
つの座標を得、それから平面上の正確な位置を識別可能
となる。
【００４３】平面上の位置測定に加え、本発明は機械的
相互作用の特性を決めるために別の電気特性を識別する
ことを目的としている。前述のように、本システムは電
圧を測定する他に電流も測定するように構成されてい
る。
【００４４】２枚の導電面が機械的相互作用により機械
的に接触すると、この接触の結果流れる電流量が機械的
相互作用が起きた面の実際の位置に応じて変化する。機
械的相互作用の位置も電圧を参照して決定され、またこ
れら２つの量もほぼ同じように変化し、それぞれが同じ
物理状態を表すことと考えられた。測定した電流の変化
が測定電圧の変化と同じ特性を正確に追従しないことを
実験が示した。図５に示したように、機械的相互作用に
より流れる電流量は、機械的相互作用５０１の位置によ
り変わる。しかし、これに加え、電流量は機械的相互作
用の大きさにも影響を受ける。機械的相互作用の大きさ
が増加するにつれ、接触面積が大きくなり、機械的相互
作用の全体的な抵抗は減少する。しかし、相互作用の大
きさに関する電流の変化は接触面積５０１の抵抗率に加
えて複雑な関係があることが想像でき、シート内の実際
の電気接続の抵抗率も計算に加えなくてはならない。
【００４５】すなわち、接触領域５０１に電流を提供す
るために領域５０２を通って電流が伝達される。この効
果のある側面は位置演算を参照して補償されるであろう
し、この効果による他の変化は入力データの非線形分析
により補うことができる。
【００４６】接触面積抵抗率は５１０で説明されてお
り、面１０２と１０３の間を流れる電流量が機械的相互
作用の面積に関連していると考えられることを示してい
る。すなわち、外的に接触する面積と外的に加えられる
機械力の大きさに関連する。
【００４７】力と面積の積と、得られた電流との間の非
直線関係は５２０で説明されている。５２１は間隙が閉
じる点を識別する初期しきい点である。続いて、点５２
３までの圧力を示す曲線５２２の作動部分で、その後に
関係が効果的に飽和する位置５２４まではっきりした非
直線となる。
【００４８】図１に示したタイプの検出器を使用して、
機械的相互作用の別の機械的特性を識別するために、接
触抵抗として考えることもできる電流を測定することが
可能である。図５に示したように、他の機械的特性は、
シートに加えられた力の量により決まるシート間の接触
面積に関連し、また力が加えられた全面積に関連し、あ
るいは、これら２つの特性の組み合わせである。従っ
て、力と面積に関連するデータが相互作用が行われる位
置から離れて、相互作用に関連した有用な情報を与える
ことになる。
【００４９】スタイラスや同様な道具を使用する時のよ
うな状況では、力を加えた面積はほぼ一定を維持し、そ
れ故に電流の測定はスタイラスの圧力に関して演算を行
うことになる。感圧突起が知られているが、公知の構成
の中に、スタイラスそれ自体に圧力検出を行わせスタイ
ラスをオペレーション装置に機械的に接続させるか、ス
タイラス自体に手の込んだ無線送信手段を設けたものが
ある。本発明の実施例はスタイラス圧を、手の込んでな
いスタイラスを使用して測定することを可能とし、圧力
検出は電流を参考にし、スタイラス圧との組み合わせで
（電圧を参考にして）スタイラス位置を検出するように
設けられた織物製検出器により行われる。
【００５０】導電性織物の別の構造が図６に示されてい
る。検出器は第一導電面６０１と第二導電面６０２を有
す。さらに、互いに接触し、それにより２枚の導電面を
分離するように設けた複数の非導電性ノード６０５を導
電面６０１と６０２の各々に織り込んである。ノード間
で、第一面と第二面が比較的容易に接触できる。矢印６
１１に示すように力を加えることによりノード６０５間
の限定した数の領域を接触させる傾向がある。従って、
特定の領域について曲線６２１で示すように接触が行わ
れるか、行われないかどちらかである。
【００５１】複数のこうした接触領域により、電流の全
体的なレベルは曲線６３１で示されるように接触面積で
変化する。従って、図６に示したタイプの構造を使用し
て、図５に示したものに比べてより直線的な関係を得る
ことができ、機械的相互作用に対し加えられた力の大き
さとは別の、接触面積を示す非常に良い指標が電流の大
きさで与えられる。
【００５２】図６に示したタイプの構造から、面積の正
確な判定に加え、漸増切換オペレーションを設けること
により加えられた力あるいは圧力の表示が得られる。図
７に示した構造では、第一導電面７０１が設けられ第二
導電面７０２と相互作用をする。さらに、第二導電面７
０２は第三導電面７０４と相互作用をする。導電面７０
１は非導電部分７０５により導電面７０２から離されて
いる。同様に、導電面７０２は非導電部分７０６により
導電面７０４から離されている。非導電部分７０６は同
様な非導電部分７０５より多く設けられている。従っ
て、第一面７０１と第二面７０２との電気的接触は、第
二面７０２と第三面７０４との電気的接触に必要な力よ
り小さな力でよい。このようにして、小さな力は第一面
７０１と第二面７０２との間の接触を起こし、大きな力
は第二面７０２と第三面７０４との間の電気接触も起こ
すことになり、力の漸増測定を設けることが可能であ
る。
【００５３】別の構造が図８に示されており、加えた力
について電流のほぼ連続的な増大した変化を得ることが
できる。第一導電面８０１は第二導電面８０２と相互作
用を行う。この複数の面は極めて不均一な表面を作るよ
うに織られ、軽い負荷では相互作用の大きさが比較的軽
くなる。８０５で示されるように負荷が増大すると、８
０６で示した大きな表面接触が生じ、ほぼ一定の状態で
電流の大きさが増大する。この構成は絶縁層を含まない
ので、負荷がゼロの状態でも常に一定レベルの電流が流
れていることになる。または、比較的低いしきい値を有
する非常に薄い絶縁層を設け、負荷がかけられてない時
は電流ゼロとすることもできる。
【００５４】曲線８１１で示すように、一定の負荷面積
に対して加えた力の変化に関連して出力電流は変化す
る。同様に、曲線８２１で示されるように、出力電流は
ほぼ一定に加えられた力にたいする負荷面積に関連して
変化する。
【００５５】図９には複合構造が示され、検出器９０１
は図６に示したものとほぼ同じであり、図８に示したも
のとほぼ同じ検出器９０２と組み合わせてある。検出器
９０１は力をかけた面積の正確な測定をおこない、その
力による影響が比較的少ない。図８に示したように検出
器９０２は面積および力に関連して変化する出力を作
る。従って、これら２つの検出器の組み合わせの出力を
処理することにより、力を示す値をつくるため、２つの
電流が力と面積の両方の指標を作り、検出器９０２から
の出力を補うことが可能となる。
【００５６】制御回路１２１のオペレーションは、第一
電圧を斜めの端子１０７と１０８に加え、同様な電圧を
端子１１１と１１２に斜めに加えるように行う。従って
電圧分布の性質は非対称であるが、これは２つの面の接
触面積が相対的に対称であることに起因する困難を作ら
ない。しかし、図１０に示したような非対称の接触面積
が作られるなら、二方向で行われる演算を考察する時に
電流測定について差が生じることになる。
【００５７】非対称の検出対象１００１が検出器１００
２の表面に加えられたように示されている。電圧が端子
１０７と１０８の間に加えられ、１００３で示された電
流が流れる経路は比較的大きく、対象は大きな面積を有
する、あるいは大きな力をかけていると考えられる。反
対の広がりでは、電圧が１１１と１１２の間にかけら
れ、１００５で示された電流が流れる領域は比較的小さ
くなり、それゆえに対象は比較的小さな面積を有すると
考えられる、あるいは比較的小さな力を与えていると考
えられる。
【００５８】対象が一定の面積を持ち、一定の力を加え
るという効果に対してシステムがプログラムされている
なら、電流に関するこれらの差は対象の方向についての
指標を与えるように処理することができる。従って、図
１０に示されたタイプのシステムは図９に示したタイプ
の検出器との組み合わせを使用しており、二方向の位
置、力あるいは圧力、力の加えられた面積と方向などの
パラメータを参照することができる。
【００５９】望ましい実施例では、電圧と電流の電気特
性を測定する。あるいは、導電シートの抵抗あるいは抵
抗率を決定することも可能である。交流電流を使用する
時、エネルギが導電シートから放射されるので問題が生
じる可能性がある。しかし、いくつかの状況では、交流
電流を使用することが望ましい。例えば、静電容量、イ
ンダクタンス、リアクタンスなどの検出器の他の電気特
性を考察することができる。
【００６０】図１に示した導電面１０２と１０３から構
成した検出器は、検出器の面がほぼ平坦に維持されるな
ら特に問題もなく操作する。つまり、比較的平坦な操作
が望ましいと思われる多くの用途では問題が起きない。
しかし、織物から作られていて折ったり曲げたりできる
としても、穏当な操作条件よりも検出器の表面が折り曲
げられたり歪めたりするなら、その電気特性についての
検出器の信頼性は保障できない。
【００６１】図１１に示した検出器は、少なくとも２枚
の伝導性面を構成する伝導性エレメントを有する織物か
ら作られている。図１に示したように、機械的相互作用
に応じた電気出力を作る構成の検出器である。少なくと
も１枚の面が高い抵抗の第一部分と低い抵抗の第二部分
を有し、高い抵抗の第一部分は第二部分より柔軟であ
る。このようにして、高い抵抗部分で曲げが生じても面
の間の接触は効果が少なく、一方、低い抵抗部分は強い
電気効果があり、固い状態を維持して検出器のこれらの
部分の曲げが起きない。
【００６２】つまり、図１１の１１０１が１１０２に比
べて高い抵抗を有する。高抵抗部１１０１は機械的相互
作用に応じて電気的な反応を作ることには関与しない。
電気的反応は固い部分１１０２によって提供される。高
抵抗部分１１０１の目的は図１１の（Ｂ）に詳細が示さ
れている。曲げを検出器に加えたが、この検出器の構造
は通常の操作がまだ可能なようになっている。この曲げ
は高抵抗部分１１０１の大部分に発生している。しか
し、低抵抗部分１１０２は真っ直ぐなままであり、互い
に離れた状態を維持する。たとえ曲げが加えられていて
も、この検出器は機械的相互作用の存在を検出すること
が可能である。
【００６３】低抵抗部分１１０２の剛性は図１２で示す
ように増強できる。第一面１２０１は固い部分１２０２
と柔らかい部分１２０３を有する。第二面１２０４は比
較的固い部分１２０５と比較的柔らかい部分１２０６を
有する。比較的柔らかい部分１２０６は第一面１２０１
の同様な部分１２０３へ物理的に接する。これらの接触
部分で電気的相互作用がない、あるいは少なくとも最小
の電気的相互作用とするために、柔軟部分１２０３と１
２０６の電気抵抗は比較的高い。部分的な絶縁層を図１
に示したような導電層の間に設けることもできる。しか
し、柔軟部分１２０３は絶縁セパレータとして作用し、
それ故にこの実施例では分離層を設けることは本質的な
ことではない。さらに、固い部分１２０２と１２０５の
相互作用部分の堅固さは、比較的固い中間板１２０８を
設けることでさらに増大させた。
【００６４】図１２の（Ａ）に示した構造へ加えた曲げ
は、図１１の（Ｂ）に示した実施例により提供したもの
とほぼ同様である。図１２の実施例の曲げは図１２の
（Ｂ）で詳細に示されている。比較的柔らかな部分１２
０３と１２０６の位置で曲げが起きている。固い部分１
２０２と１２０５はさらに剛性の高い板１２０８で増強
されている。従って図１２に示した実施例は、激しい操
作条件下でさえ機械的相互作用の検出が維持できるよう
に、より強い曲げ力に対応するようにしたものである。
【００６５】柔軟部分を設けることは折り曲げが可能な
導電面の表面に効果的にラインを設ける。従って、複雑
な曲面がこうした望ましい折り曲げ可能なラインを数回
折り曲げることにより得られ、所望の電気特性を維持し
ながら複雑な形状を可能とする。
【００６６】図１３には、第一面が柔軟な高抵抗部分１
３０１と固い導電部分１３０２を有する別の実施例が示
されている。この面は、ほぼ同一の構造の第二面１３０
３と組み合わせられる。従って、充分な柔軟性と絶縁性
が下方の面１３０４の非導電性の柔軟部分１３０１によ
って設けられる。導電部分１３０２の剛性は図１４に示
したように図１２で設けたものと実質的に同じ状態で増
強できる。この検出器は実質的に同じ導電構造の外部面
１４０１を有する。この下に、第二の共同作業面１４０
２が設けられ、２枚の面はこの例では示されてない絶縁
層によって分けることができる。第二面あるいは第二層
は図１３に示したものと実質的に同じで、柔軟な非導電
部分１４０３と固い導電部分１４０４を有する。さら
に、固い板１４０５を各固い導電部分１４０４の下に設
け、その部分の剛性をかなり増大させる。従って、図１
４の構造は図１３に示した構造に比べて、より手荒い扱
いに耐えることが可能である。図１３と図１４の構造で
は、外部層１３０３と１４０１はそれぞれ弾性を有する
ように作られ、曲げ操作の際には外部層の伸展が行える
ようにする。
【００６７】図１の検出器は機械的相互作用の位置を正
確に検出でき、また、前述のように他の電気特性を改良
することにより機械的相互作用の他の特性を決定するこ
ともできる。図１の検出器の問題は、非接続の機械的相
互作用が一カ所より多く起きると困難が生じることであ
る。例えば第一の機械的相互作用が行われ、同時に第二
の機械的相互作用が第一の作用点から離れて行われたな
ら、図１の構造では二つの機械的相互作用の存在を識別
できない。一つの機械的相互作用が行われる効果に対し
て一つの条件が検出されるが、このシステムは二つの個
別な作用の特性の平均にほぼ等しい特性を有する単一の
機械的相互作用として認識する傾向がある。
【００６８】このタイプの問題を克服するための別な実
施例が図１５に示されている。図１５では、複数の検出
器１５０１、１５０２、１５０３、１５０４、１５０
５、１５０６、１５０７が互いに接続され、個々の検出
器は固有のコネクタ１５１１、１５１２、１５１３、１
５１４を有する。このようにして、個々の検出器は図１
に示した回路１２１のような制御回路にそれぞれ接続で
きる。あるいは、別の実施例では、７個の検出器全ての
間の切換手段を使用して図１のタイプの単一制御回路を
共同で使用することも可能である。このように、検出器
１５０１のような各検出器は図１に示した検出器と同レ
ベルの正確な検出を実現する。しかも、異なった検出器
に２以上の機械的相互作用が起きても、この状態を検出
し、適切な出力反応を提供できる。しかし、図１５の実
施例では、複数の機械的相互作用が異なった検出部分に
おきると複数の機械的相互作用として検出することが可
能であるが、複数の機械的相互作用が同じ検出部分に起
こると、それら複数の相互作用を検出することは不可能
である。
【００６９】図１５の構成では、検出器は矢印１５２１
の方向で解像力を増大させ、矢印１５２２の方向で解像
力は変化しないように帯状に配列した。
【００７０】図１の検出器では、位置検出が４本の電気
接続ケーブルを使用して行われた。つまり、上側のシー
トの対角を接続した初めの２本、下側のシートの別な位
置の対角を接続した他の２本である。この別な構成が図
１６に示されており、接続端子１６０１、１６０２、１
６０３、１６０４が下面の導電シート１６２１のそれぞ
れの角１６１１、１６１２、１６１３、１６１４に接続
されている。上面導電シート１６２２は位置１６３２で
シート１６２２の一端部に向かった単一の検出ケーブル
１６３１に接続されている。図１６の構造の欠点は、図
１の構造では４本の電気接続しか必要でなかったのに５
本の別な電気接続が必要なことである。しかし、いくつ
かの環境においては、図１６の構造は図１のものよりも
利点を有する。
【００７１】図１６の構造は、図１５の構造よりも大き
な範囲について複数の機械的相互作用を検出するため
に、検出器のオペレーションを効果的に多重化するのに
使用できる。特に、平面検出器の長さ、幅方向における
多数の機械的相互作用を検出するのを容易にする。
【００７２】図１７に示すように、下面シート１７０１
は各コーナに接続端子１７０２、１７０３、１７０４、
１７０５を有す。従って、シート１７０１はシート１６
２１のオペレーションとほぼ同様なオペレーションをお
こない、全ての出力電圧はこのシート内で、つまり、１
７０２から１７０４の対角、あるいは１７０３から１７
０５の対角のどちらかで発生させ、シートの領域内で長
さと幅方向の座標を与える。
【００７３】上面シート１７２１は複数部分に分割され
ている。図示の例では、８個の部分１７３１から１７３
８が設けられている。従って、機械的作用がその８個の
部分の少なくとも１個の部分の導電面を下部面１７０１
と電気的相互作用を行う。さらに、機械的相互作用が１
７３１に領域で起き、第二の機械的相互作用が１７３５
の領域で起きると、両方の機械的相互作用は個別に判定
でき、この効果に対する出力はシステム１３１のような
処理システムにより生成可能である。
【００７４】複数の領域１７３１から１７３８により得
られる空間分割多重化を行うために、電気信号の時間分
割多重化が行われ、各個別時間スロット間に、一つの個
別領域１７３１から１７３８が検討される。これはそれ
ぞれの電気接続接点１７４１から１７４８を有する個別
の領域１７３１から１７３８によって行われる。これら
接点はシートの構造に組み込まれていることが望まし
い。
【００７５】図１７の構造の制御回路は図２に示したも
のに比べて改良を必要とする。特に、８本の出力制御ラ
イン１７４１から１７４８の各々は、バッファ増幅器２
２２と２２３と同様なバッファ増幅器にそれぞれ供給さ
れ、８個のバッファ増幅器からの出力は適切な切換装置
に送られ、８個の入力の１つを２２１と同様な複数のス
イッチを使用して選択することが可能となる。
【００７６】完全な走査サイクルは入力端子１７０２と
１７０４間に電圧を付与することから成る。各個別出力
端子１７４１乃至１７４８からの出力が検討される。そ
して、電圧が出力端子１７０５と１７０３間にかかるよ
うに電圧を逆にする。個別の入力端子は個別の領域１７
３１から１７４８の中で二方向の座標を提供するように
再度検討される。図２で説明したように、電圧と電流の
両方が圧力のような別な機械的情報を提供するため検討
可能である。
【００７７】図１の構造の検出器および図１５、図１６
のような別の構造の検出器では、処理装置と検出器その
ものとの間の電気接続を設けることが必要である。織物
に電流を流すために電気コネクタ以外の技術が知られて
いる。しかし、公知技術では検出器アセンブリの連続的
な使用は織物素材からコネクタが脱落することがしばし
ば起こり、全体的なシステムの故障につながる。従っ
て、連続的な使用で脱落することのない強固なシステム
を提供するように、電気コネクタあるいは接続端子が織
物素材に堅固に保持されるようにシステムを提供するこ
とが強く望まれている。
【００７８】織物内の導電体に電気接続を設ける改良さ
れた方法が図１８に示されている。別の改良も図１９に
示されている。この両方のシステムでは、織物が導電繊
維と電気絶縁繊維で織り込み又は編み込みなどの機械的
プロセスで作られている。機械的な織物製造プロセスの
間に検出器を作る織物の導電繊維に電気接続装置を接続
することにより、この改良した電気接続を完成させる。
つまり、図１８および図１９に示した実施例では、織物
を作った後ではコネクタを加える必要がない。導電繊維
へのコネクタの取り付けは実際の機械的なプロセスその
ものの間に行われる。つまり、例えば、繊維が編み込み
操作により作られるなら、この編み込み操作の一部に、
導電コネクタを編み込み全体の一部として実際に含まれ
るようにする工程を含む。
【００７９】織りを作る繊維１８０１が図１８に示され
ている。織り込み工程は、矢印１８０２の方向を横切る
ことにより織物を作るように考えられている。プログラ
ム前の位置で、あるいは手動選択位置で、コネクタ１８
０３を導入するように織り込みプロセスに改良を加え
る。
【００８０】図１８の例では、コネクタ１８０３は絶縁
ワイヤが絶縁をワイヤから取り除く必要がないように接
続可能な絶縁除去コネクタ（ＩＤＣ）であり、１８０４
で示したワイヤが矢印１８０５の方向でコネクタの中に
挿入する際に絶縁を効果的に切断する。
【００８１】織り込み工程はコネクタ１８０３が織物の
一部として含まれ、織り込み工程が完了した後も堅固に
保持されるように改良されている。電気コネクタ１８０
３と残りの織物との間の機械的接続を増強させたものを
提供するために、導電性エポキシ樹脂層１８０５と１８
０６を塗布し、操作の際にはコネクタ１８０３に加わる
物理力が通常の環境下では装置の織物から除去されず電
気的な完全さを維持することになる。
【００８２】同様な構造が図１９に示されており、リベ
ット・ファスナー１９０１を編み込み又は織り込みプロ
セスの際に付加し、織物内にリベット・ファスナーをほ
ぼ埋め込む。織物１９０２によりリベット・ファスナー
が固定された後、導電性エポキシ樹脂１９０３を塗布し
て機械的安定性および電気的安定性を得る。
【００８３】図１に示した構造および図１６の構造で
は、電界が導電面に生じる。面を無限大とすると、電界
は通常の形状の分布を有し、機械的相互作用の位置が２
つの電圧測定からほぼ直線的に決定できる。しかし、図
１および図１６の構造では、エッジが存在し、これらエ
ッジは測定を行う電界の性質にかなり歪みを起こす。制
御回路１２１とデータ処理システム１３１内で、経験的
な測定にできるだけ応じた補償基準を設けることが可能
であるが、この方法はいくつかの欠点を持っており、そ
の一つは解像度の損失である。
【００８４】図２０、図２１に示したシステムは、少な
くとも２枚の導電面を形成するため導電エレメントを有
する織物から作った検出器である。この検出器は機械的
相互作用に応じた電気出力を作るように構成されてい
る。機械的相互作用と電気出力間の関係は導電性不均一
物を導入することで増大させる。この導電性不均一物は
機械的相互作用に対する電気的な応答性を改良するよう
に導電面の少なくとも一方に入れる。
【００８５】２０図では、電気コネクタ２００１は第一
コーナで面に接続しており、第二コネクタ２００２はそ
れと対角のコーナに接続している。このタイプの構造は
図１のタイプの検出器に使用することが可能であり、電
界が効果的に対角コーナを横切り、エッジで歪みを作り
出す。図２０の実施例では、比較的低い抵抗率を有する
導電糸２００３をエッジ２００４に沿って含ませてお
り、コネクタ２００１に電気的に接続させてある。同様
に、低抵抗率の第二導電糸２００５がコネクタ２００２
からエッジ２００６に沿って伸ばしてある。このように
して、エッジ２００４および２００６全体が導電性とな
る。得られた電界は検出器の長さ方向を通じてほぼ直線
的であり、それによって非直線的なエッジ効果をほぼ除
去できる。
【００８６】下側の面２０１０には、低抵抗の導電糸２
０１１がエッジ２０１０に沿って含まれ、同様な導電糸
が反対側のエッジ沿いにも設けられる。このようにし
て、上面シートに作られる電界に直交する方向に横切る
電界が生じ、相互に交差する座標空間において座標を決
めることができる。
【００８７】図２１に示した導電材は４方向の全てのエ
ッジに近接した範囲２１０１でシートの全体的な導電性
は不均一であるように導電性を改良したものである。こ
の導電性についての改良はいくつかの方法で行うことが
できる。例えば、図２０に示したタイプの導電糸を加え
ることなどがある。また、不均一な導電性を作るための
改良は、できればシリコンを含む導電性インクを範囲２
１０１に印刷するという方法によっても可能である。さ
らにまた、織物材そのものの導電糸密度を検出器のエッ
ジに向けて変化させ、導電性の不均一を作ることもでき
る。あるいは、このタイプの改良は、特定の用途にたい
して必要とする不均一レベルを設定するために上記効果
の組み合わせを用いて実現できる。
【００８８】
【発明の効果】図１の構造では、下面１０３で信号を受
信できるように効果的に上面１０２が送信するというこ
とで１サイクルが行われる。座標位置は、下面１０３が
効果的に送信しており、かつ上面１０２が効果的に送信
しているという状況をこのサイクルのある部分が含むよ
うに、これら上面、下面の操作を逆にすることにより識
別される。このタイプの構造では、面１０２あるいは面
１０３が送信している時ほぼ同様なオペレーションを作
るように材料の種類を同じとするのが望ましい。このシ
ステムが電流を測定するために使用されている時、異な
った方向へ流れる電流で異なった抵抗率が得られるの
で、これは特に重要な事である。
【００８９】図１６の構造では、異なった向きでも送信
は常に面１６２１から生じ、検出は常に面１６２２から
生じる。このタイプの構造により、電流は常に同じ方向
に流れ、それ故、同一の機械的構造を面１６２１と１６
２２が有することは本質的ではない。
【００９０】図１６の構造では、検出器は、少なくとも
２枚の導電面を作るために導電性エレメントを有する織
物から作られ、また機械的相互作用に応じた電気出力を
作る構成にされている。検出器の面１６２２のような第
二導電面は、第一面１６２１の電気特性の値からかなり
異なった値の電気特性を少なくとも一つ有する。
【００９１】図１６に示した検出器では、上面１６２２
は下面１６２１よりかなり低い抵抗値を持つ。このよう
にして、機械的相互作用の面積が増えるにつれ、電流量
はかなり増加し、機械的相互作用の大きさの変化に対し
てこのシステムの限界を改善し、かつ力などを判定する
時の集中的な演算を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】織物から作られた位置検出器を示す概略図。
【図２】図１の制御回路を示す回路図。
【図３】図２のマイクロ・コントローラにより行われる
オペレーションの詳細を説明するフローチャート。
【図４】図１の導電性の面を示す詳細図。
【図５】機械的相互作用による電流の変化を示すグラ
フ。
【図６】導電性織物面の別な構造と電流変化を示す図。
【図７】導電面の別な構造を示す断面図。
【図８】導電性織物面の別な構造と電流変化を示す図。
【図９】導電面の複合構造を示す断面図。
【図１０】導電面と相互作用をする非対称の対象物を示
す図。
【図１１】検出器の別な構造を示す断面図で、Ａは通常
の状態、Ｂは曲げが加わった状態を示す。
【図１２】検出器のさらに別な構造を示す断面図で、Ａ
は通常の状態、Ｂは曲げが加わった状態を示す。
【図１３】検出器のさらに別な構造を示す断面図。
【図１４】検出器のさらに別な構造を示す断面図。
【図１５】複数の検出器を有する別の実施例を示す概略
図。
【図１６】別の検出器の構造を示す概略図。
【図１７】図１６に示したタイプの複数検出器を示す概
略図。
【図１８】加工プロセスの間にコネクタを内包させた第
一の実施例を示す図。
【図１９】加工プロセスの間にコネクタが加えられた別
の実施例を示す図。
【図２０】導電性不均一体を有する織物から作られた検
出器を示す概略図。
【図２１】導電性不均一体を有する別の実施例を示す概
略図。
【符号の説明】
１０１ 位置検出器 １０２ 導電性織物第一面 １０３ 導電性織物第二面 １０４ 絶縁メッシュ １０７ 端子 １０８ 端子 １１１ 端子 １１２ 端子 １２１ 制御回路 １３１ パーソナル・コンピュータ（外部プロセッサ） １３２ シリアル・インターフェース ２０１ マイクロ・コントローラ ２０２ シリアル・インターフェース ２０３ アナログ・デジタル変換器 ２１１ トランジスタ ２１２ トランジスタ ２１３ トランジスタ ２１４ トランジスタ ２１５ トランジスタ ２１６ トランジスタ ２２１ ＣＭＯＳスイッチ ２２２ 第一ハイ・インピーダンス・バッファ ２２３ 第二ハイ・インピーダンス・バッファ ２３１ 抵抗 ４０２ 導電性エレメント ４０３ 導電性エレメント ４０４ 非導電性エレメント ４０５ 非導電性エレメント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ９８２０９０８．３ (32)優先日 平成10年９月26日(1998．9．26) (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (31)優先権主張番号 ９８２０９０９．１ (32)優先日 平成10年９月26日(1998．9．26) (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ） (31)優先権主張番号 ９８２０９１０．９ (32)優先日 平成10年９月26日(1998．9．26) (33)優先権主張国 イギリス（ＧＢ）

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の導電性エレメントを有する織物から
    作られ、少なくとも２枚の導電性の面を有する位置検出
    器において、 該導電面の一方に電位差を横切るようにかけ、機械的相
    互作用の位置を決め、また、 該機械的相互作用の別の特性を識別するために第二の電
    気特性を決めることを特徴とする、位置検出器。
  2. 【請求項２】上記第二の電気特性として電流あるいは抵
    抗を測定するように構成されたことを特徴とする、請求
    項１に記載の位置検出器。
  3. 【請求項３】該機械的相互作用の別の特性として、加え
    た力、加えた圧力、対象の接触面積、あるいは対象の向
    きを決めるように構成されたことを特徴とする、請求項
    １に記載の位置検出器。
  4. 【請求項４】上記第一の電気特性用に行った測定に関し
    て第二の電気特性を改良するための処理手段を有するこ
    とを特徴とする、請求項１に記載の位置検出器。
  5. 【請求項５】織物の複合層を設けて特性の測定を強化
    し、あるいは多数の特性の測定を容易にするようにした
    ことを特徴とする、請求項１に記載の位置検出器。
  6. 【請求項６】スタイラスを用い、機械的相互作用の第一
    の電気特性が該作用の位置を決め、また該スタイラスに
    加えた力あるいは圧力を第二の電気特性がきめるように
    したことを特徴とする、請求項１に記載の位置検出器。
  7. 【請求項７】上記検出器が人体の複数部分と機械的に相
    互作用をし、第一の電気特性は機械的相互作用の位置を
    決め、第二の電気特性は該作用により覆われる面積を決
    めることを特徴とする、請求項１に記載の位置検出器。
  8. 【請求項８】上記検出器に対し電気的構成を変えるため
    に電気切換手段を設け、またアナログ信号を機械的特性
    演算用のデジタル信号に変換するためにアナログ・デジ
    タル変換手段を設けたことを特徴とする、請求項１に記
    載の位置検出器。
  9. 【請求項９】織物から作られ、導電性エレメントを有
    し、少なくとも２枚の導電性の面を設けるように構成さ
    れた検出器に関して行われる検出方法において、 機械的相互作用の位置を決めるため該面の少なくとも１
    枚を横切るように電位を加えるステップと、 該機械的相互作用の別の特性を識別するために第二の電
    気特性を測定するステップとを有することを特徴とする
    検出方法。
  10. 【請求項１０】少なくとも２枚の導電性の面を形成する
    ため導電性エレメントを有する織物から作られ、機械的
    相互作用に応じた電気出力を作るように構成された検出
    器において、 該導電性の面の少なくとも１枚は第一部分と第二部分を
    有し、該第一部分は該第二部分より高い抵抗を有し、該
    第一部分は該第二部分より柔軟であることを特徴とする
    検出器。
  11. 【請求項１１】上記高抵抗部分は柔軟な部分として形成
    され、共同作用をする導電面の同様な部分への回転運動
    を容易にすることを特徴とする請求項１０に記載の検出
    器。
  12. 【請求項１２】上記導電性エレメントは該柔軟部分によ
    り支持されることにより、共同作用をする面の同様なエ
    レメントから離されることを特徴とする請求項１１に記
    載の検出器。
  13. 【請求項１３】機械的相互作用に応じた電気信号を作る
    ように少なくとも２枚の導電性の面を形成するように構
    成された導電性エレメントを有する織物から検出器を作
    成する方法において、 上記導電面の少なくとも１枚が第一部分と第二部分を有
    し、 該第一部分は該第二部分より高い抵抗値を有し、 該第一部分は該第二部分より柔軟であることを特徴とす
    る検出器の製造方法。
  14. 【請求項１４】導電性エレメントを有し、機械的相互作
    用に応じた電気出力を作るように構成された織物から製
    造された検出器において、 該検出器は複数の領域に分割され、 該領域の各々は第一導電面と第二導電面を有し、 機械的相互作用は該領域の少なくとも一方の導電面を互
    いに近接させ、 該機械的相互作用の位置を決めるために該導電面の少な
    くとも一方に電位を横切るように加えることを特徴とす
    る検出器。
  15. 【請求項１５】上記導電面の少なくとも一方は一つの領
    域に固有であり、共同作用をする導電面は複数の領域に
    分割することを特徴とする、請求項１４に記載の検出
    器。
  16. 【請求項１６】複数の信号は時間分割多重操作により複
    数の領域から個別に得ることを特徴とする、請求項１５
    に記載の検出器。
  17. 【請求項１７】導電性エレメントを有し、機械的相互作
    用に応じた電気出力を作るように構成された織物から検
    出器を製造する方法において、 該検出器を複数の領域に分割するステップと、 該領域の各々に第一導電面と第二導電面を設けるステッ
    プと、 機械的相互作用に応じて該領域の少なくとも一方の導電
    面を互いに近接させるステップと、 該機械的相互作用の位置を決めるために該導電面の少な
    くとも一方に電位を横切るように加えるステップを有す
    ることを特徴とする検出器の製造方法。
  18. 【請求項１８】機械的プロセスにより導電性繊維および
    絶縁性繊維から製造した織物において、電気接続手段は
    該機械的プロセスの間に該織物の導電性繊維に接続させ
    ることを特徴とする織物。
  19. 【請求項１９】上記機械的プロセスは編み操作あるいは
    織り操作であることを特徴とする、請求項１８に記載の
    織物。
  20. 【請求項２０】上記電気接続手段は絶縁除去コネクタで
    あることを特徴とする、請求項１８に記載の織物。
  21. 【請求項２１】上記電気接続手段は導電性のエポキシ樹
    脂、インクあるいはシリコン内に包まれることを特徴と
    する、請求項１８に記載の織物。
  22. 【請求項２２】機械的プロセスにより導電性繊維および
    絶縁繊維から織物を製造する方法において、 該織物の導電性繊維に対する電気接続のために電気接続
    装置を供給するステップと、 該織物の一部として導電装置を組み込むように上記機械
    的プロセスを選択した位置で改良するステップと、 上記電気接続装置を製造した織物に固着させるために上
    記導電装置に密閉手段を加えるステップとを有すること
    を特徴とする織物製造方法。
  23. 【請求項２３】機械的相互作用に応じた電気出力を作る
    ように構成され、少なくとも２枚の導電性の面を形成す
    るために導電性エレメントを有する織物から作られた検
    出器において、 該機械的相互作用の位置を決めるために該導電面の少な
    くとも一方に電位を横切って加え、また該機械的相互作
    用の別な特性を識別するために第二電気特性を決め、 該機械的相互作用に対する電気反応を改良するように該
    導電面の少なくとも一方に導電性不均一体を含ませたこ
    とを特徴とする織物から製造した検出器。
  24. 【請求項２４】機械的相互作用に応じた電気出力を作る
    ように構成された織物から検出器を作る方法において、 該検出器は機械的相互作用の位置を決定するため少なく
    とも一方の面に横切るように電位を加え、該機械的相互
    作用の別な特性を識別するために第二電気特性を決定す
    るように構成し、 少なくとも２枚の導電面を導電性エレメントから形成す
    るステップと、機械的相互作用にたいする電気反応を改
    良するように導電性不均一体を該導電面の少なくとも一
    方に導入するステップを有することを特徴とする方法。
  25. 【請求項２５】少なくとも２枚の導電性の面を形成し、
    機械的相互作用に応じて電気出力を作るように構成した
    導電性エレメントを有する織物から作った検出器におい
    て、 該検出器の第二導電面は第一面の電気特性値よりもかな
    り異なった値の電気特性を少なくとも１つ有することを
    特徴とする検出器。
  26. 【請求項２６】上記導電面の一方は検出器として使用
    し、他方の面には異なった方向で続けて電圧を加えるこ
    とを特徴とする、請求項２５に記載の検出器。
  27. 【請求項２７】機械的相互作用に応じて電気出力を作る
    ように構成された少なくとも２枚の導電性の面を形成す
    るため、織物から導電性エレメントを製造するステップ
    と、 上記第一導電面の特性値からかなり異なった電気特性を
    少なくとも１つ持った第二導電面を構成するステップと
    を有することを特徴とする検出器を製造する方法。
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