JP2007527956A - Fiber fabric interface - Google Patents

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Abstract

本発明は、可撓性があり、軽量で高性能の電気繊維生地インタフェースに係る。該インタフェースは、着用可能な衣服と一体化され得、また、衣服の快適性及び／又は耐久性を損なうことなく多種の異なるウェアラブル・エレクトロニクスのうちのいずれかと協働し得る。繊維生地インタフェースは、1つ又はそれ以上の導電性繊維と１つ又はそれ以上の非導電性繊維で構成される可撓性のある繊維構成から形成される。非導電性繊維は、１つ又はそれ以上のゴム状弾性を有する繊維を有する。The present invention relates to a flexible, lightweight and high performance electrical fiber fabric interface. The interface can be integrated with the wearable garment and can cooperate with any of a variety of different wearable electronics without compromising the comfort and / or durability of the garment. The fiber fabric interface is formed from a flexible fiber configuration comprised of one or more conductive fibers and one or more non-conductive fibers. Non-conductive fibers have one or more fibers with rubbery elasticity.

Description

本発明は、ウェアラブル・エレクトロニクスに係る。より詳細には、本発明は、多種の着用可能な電子用途及び／又は操作に適切である、可撓性のある繊維生地インタフェース（ｆａｂｒｉｃ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）に係る。   The present invention relates to wearable electronics. More particularly, the present invention relates to a flexible fabric interface that is suitable for a variety of wearable electronic applications and / or operations.

様々な縫布又は織布材料におけるウェアラブル・エレクトロニクスの使用は既知であり、例えば、米国特許第６２１０７７１号明細書Ｂ１（特許文献１）及び国際公開第０２／３２６６５号パンフレットＡ１（特許文献２）を参照されたい。導電トレース、バイオセンサ、電極、コンピュータ、電気回路等の装置はすべて、布に組み込まれている。ウェアラブル・エレクトロニクス及び対応する繊維又は材料の多種の種類及び／又は構成に関する利点がより明白になっているため、単純で、効果的及び能率的且つ直感的ユーザ・インタフェース・ソリューションに関する要望及び必要性は、更に明白になっている。従って、異なった着用可能な及び／又はかかる装置を受容する材料によって与えられた、多種の電子機能に対して補完的であるインタフェースの必要性がある。
米国特許第６２１０７７１号明細書 国際公開第０２／３２６６５号パンフレット The use of wearable electronics in various sewing or woven materials is known, see for example US Pat. No. 6,210,771 B1 (Patent Document 1) and WO 02/32665 A1 (Patent Document 2). Please refer. Devices such as conductive traces, biosensors, electrodes, computers, electrical circuits, etc. are all built into the fabric. As the benefits of wearable electronics and the various types and / or configurations of corresponding fibers or materials become more apparent, the need and need for a simple, effective and efficient and intuitive user interface solution is It is even more obvious. Thus, there is a need for an interface that is complementary to the various electronic functions provided by different wearable and / or materials that accept such devices.
US Pat. No. 6,210,771 WO 02/32665 pamphlet

本発明は、上述の単純で、効果的及び能率的且つ直感的ユーザ・インタフェース・ソリューションの必要性を解決するのに適切なインタフェースを与えることを目的とする。   The present invention aims to provide a suitable interface to solve the need for the simple, effective, efficient and intuitive user interface solution described above.

本発明の他の目的は、可撓性のある繊維構造を有するインタフェースを与えることである。   Another object of the present invention is to provide an interface having a flexible fiber structure.

本発明の他の目的は、選択的に露出及び／又はアクセスできるインタフェースを与えることである。   Another object of the present invention is to provide an interface that can be selectively exposed and / or accessed.

本発明の他の目的は、導電性材料を非導電性の可撓性のある材料と組合せるインタフェースを与えることである。   Another object of the present invention is to provide an interface that combines a conductive material with a non-conductive flexible material.

本発明の他の目的は、ウェアラブル・エレクトロニクスに関する直感的ユーザ・インタフェース・ソリューションを促進するのに適切なインタフェースを与えることである。   Another object of the present invention is to provide an appropriate interface to facilitate an intuitive user interface solution for wearable electronics.

本発明の更に他の目的は、多種の異なる動作を達成するのに適切なインタフェースを与えることである。   Yet another object of the present invention is to provide an interface suitable for achieving a variety of different operations.

本発明の更なる他の目的は、多種の異なる電子装置及び／又は機器と連携できるインタフェースを与えることである。   Yet another object of the present invention is to provide an interface that can work with a variety of different electronic devices and / or equipment.

本発明のこれら及び他の目的並びに利点は、導電性材料及び可撓性のある非導電性材料との適切な混合から形成されるインタフェースによって達成される。該インタフェースは、ウェアラブル・エレクトロニクスに関するユーザ・インタフェース・ソリューションを与えるのに適切ないくつかの電気スイッチ及び／又は制御機器の形状をとり得る。該インタフェースは、伸長又は延長されるインタフェースであるのと同時に、選択的に露出及び／又はアクセス可能である。   These and other objects and advantages of the present invention are achieved by an interface formed from a suitable mixture of conductive material and flexible non-conductive material. The interface may take the form of several electrical switches and / or control equipment suitable to provide a user interface solution for wearable electronics. The interface is selectively exposed and / or accessible at the same time it is an extended or extended interface.

本発明の実施例を以下の図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the following drawings.

図面及び詳細には図１を参照すると、本発明の実例的な一実施例に従った繊維網又は構成が図示され、一様に参照符号１と表される。望ましくは、繊維構造１は、１つ又はそれ以上の導電性繊維１０と１つ又はそれ以上の非導電性繊維２０との組合せを有する。非導電性繊維２０は、１つ又はそれ以上の導電性繊維１０と協働するよう１つ又はそれ以上の弾性繊維２０を有し、可撓性のある電子繊維生地インタフェース３０を形成するようにされる。   Referring to FIG. 1 in the drawings and details, a fiber network or configuration in accordance with an illustrative embodiment of the present invention is illustrated and uniformly designated as reference numeral 1. Desirably, the fiber structure 1 comprises a combination of one or more conductive fibers 10 and one or more non-conductive fibers 20. Non-conductive fibers 20 have one or more elastic fibers 20 to cooperate with one or more conductive fibers 10 to form a flexible electronic fiber fabric interface 30. Is done.

望ましくは、繊維生地インタフェース３０は、使用される異なる適用を促進するよう多数の異なるパターンへと形成され得る。繊維生地インタフェース３０は、望ましくは、多種のウェアラブル・エレクトロニクス、バイオセンサ、医療器具又は健康治療機器等の異なる電子装置と協働し得る。繊維生地インタフェース３０はまた、多種の異なる電気操作を達成するよう独立して動作し得る。繊維生地インタフェース３０は、上述した通り、個別に織られた繊維の組合せから形成されることに加えて、材料の層の適切な組合せからも形成され得る。該材料の層は、導電性特性を有し、１つ又はそれ以上の電気スイッチ及び／又は制御機器を適切に形成する。繊維生地インタフェース３０は、所望の操作を達成するために必要であるいかなる所望の形状、寸法又は構成であり得る。   Desirably, the fabric interface 30 can be formed into a number of different patterns to facilitate the different applications used. The textile fabric interface 30 may desirably work with different electronic devices such as a variety of wearable electronics, biosensors, medical devices or health treatment devices. The fiber fabric interface 30 can also operate independently to achieve a variety of different electrical operations. In addition to being formed from a combination of individually woven fibers, as described above, the fiber fabric interface 30 can also be formed from an appropriate combination of layers of material. The layer of material has conductive properties and suitably forms one or more electrical switches and / or control devices. The fiber fabric interface 30 can be any desired shape, size or configuration necessary to achieve the desired operation.

望ましくは、１つ又はそれ以上の導電性繊維１０は、織製、縫製、編製に関するいずれかの既知の方法を使用して、１つ又はそれ以上の非導電性繊維２０と相互に巻き付かせられ得る。望ましくは、各導電性繊維１０は、様々な形状のうちいかなる形状を有することができる。例えば、導電性繊維１０は、導電性で半流動性の袖に包囲された導電性の糸状のコアを有することができる。コア及び袖は、望ましくは、ソニック溶着を介して共に接着される。他の接続方法もまた使用されうることは、留意されれる。導電性繊維１０は、多種の材料及び／又は材料の組合せのいずれからも形成され得る。例えば、導電性繊維１０は、金属化フォイル、導電性高分子、黒鉛化／金属化繊維、又は導電性ジェル（例えば導電性シリコン）、あるいは、同様のもののいずれかの組合せから作られ得る。   Desirably, one or more conductive fibers 10 are wound together with one or more non-conductive fibers 20 using any known method of weaving, sewing, or knitting. Can be. Desirably, each conductive fiber 10 can have any of a variety of shapes. For example, the conductive fiber 10 can have a conductive thread-like core surrounded by a conductive, semi-fluid sleeve. The core and sleeve are desirably bonded together via sonic welding. It is noted that other connection methods can also be used. The conductive fiber 10 can be formed from any of a variety of materials and / or combinations of materials. For example, the conductive fibers 10 can be made from metallized foil, conductive polymer, graphitized / metallized fibers, or conductive gel (eg, conductive silicon), or any combination of the like.

望ましくは、各導電性繊維１０は、製造に関連付けられるストレス、及び多種の異なる種類の衣類の摩耗に耐えるよう、十分な可撓性及び耐久性を与えるのに適切な特性を有する。各導電性繊維１０はまた、望ましくは、電源（図示せず）と繊維生地インタフェース３０との間の繊維構造１を介する電気通信を促進する。望ましくは、繊維生地インタフェース３０は、同様に、多種のウェアラブル・エレクトロニクスのいずれにも与えられる電力を促進し得る。コネクタ（図示せず）は、望ましくは、電源と繊維構造１との間の電気通信に媒体を与え得る。コネクタは、かかる電気通信に手段又は手法を与えるのに適切ないずれかの構成を有し得る。導電性繊維１０はまた、望ましくは、異なる形状、寸法、又は構成を有し得、繊維構造１が異なる使用を受容するよう異なる適合を有し得るようにする。   Desirably, each conductive fiber 10 has suitable properties to provide sufficient flexibility and durability to withstand the stresses associated with manufacturing and the wear of many different types of garments. Each conductive fiber 10 also preferably facilitates electrical communication through the fiber structure 1 between a power source (not shown) and the fiber fabric interface 30. Desirably, the textile fabric interface 30 may facilitate the power provided to any of a variety of wearable electronics as well. A connector (not shown) may desirably provide a medium for electrical communication between the power source and the fiber structure 1. The connector may have any configuration suitable to provide a means or approach to such telecommunications. The conductive fibers 10 can also desirably have different shapes, dimensions, or configurations, so that the fiber structure 1 can have different adaptations to accommodate different uses.

望ましくは、各非導電性繊維２０は、適度な量の弾力性及び／又は拡張性に加えて、皮膚への快適な相互作用を促進する特性を有し得、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／又はゴム押出繊維である。非導電性繊維２０はまた、望ましくは、異なる形状、寸法又は構成を有し得る。繊維構造１が異なる用途を受容するよう異なる適合を有し得る。すべての導電性繊維がゴム状弾性を有する必要性はなく、ゴム状弾性繊維と非ゴム状弾性材料との混合物もまた、本発明が意図する目的を達成するよう使用され得る。   Desirably, each non-conductive fiber 20 may have properties that promote a comfortable interaction with the skin in addition to a moderate amount of elasticity and / or expandability, such as lycra, spandex, neoprene, Polyester and / or rubber extruded fibers. The non-conductive fibers 20 may also desirably have different shapes, dimensions or configurations. The fiber structure 1 can have different adaptations to accommodate different applications. It is not necessary for all conductive fibers to have rubbery elasticity, and mixtures of rubbery elastic fibers and non-rubbery elastic materials can also be used to achieve the intended purpose of the invention.

従って、繊維構造１は、望ましくは、極めて可撓性があり、軽量で高性能の電子インタフェースを形成する。かかるインタフェースは、衣服の快適性及び／又は耐久性を損なわずに、着用可能な衣服と一体化すること、及び、多種の異なるウェアラブル・エレクトロニクスのいずれもと協働すること等が可能である。   Accordingly, the fiber structure 1 desirably forms a highly flexible, lightweight, high performance electronic interface. Such an interface can be integrated with the wearable garment, cooperate with any of a variety of different wearable electronics, etc. without compromising the comfort and / or durability of the garment.

実例的な一実施例の望ましい特性のうちのいくつかが説明されたが、可撓性のある繊維生地インタフェース３０を形成する工程又は方法は、望ましくは、少なくとも以下の段階を有する。まず、図１及び図２を参照するに、１つ又はそれ以上の導電性繊維１０及び１つ又はそれ以上の非導電性繊維２０を、可撓性のある繊維構造１へと形成する段階、続いて、図３を参照するに、繊維構造１を、拡張された状態まで伸長する段階、及び、続いて図２及び３を参照するに、伸長された繊維構成上に、インタフェース・グラフィックス４０を模様付けする段階、である。望ましくは、インタフェース・グラフィックス４０は、多種の種類のウェアラブル・エレクトロニクス等の装置と協働するのに適切であり得る。インタフェース・グラフィックス４０は、望ましくは、ユーザの相互作用に適切であり得る。更に、インタフェース・グラフィックス４０は、衣服に関連付けられた抽象的又は装飾的な模様の一部であり得るか、又は一体化され得る。繊維構造１が伸長又は拡張された状態にある際、繊維生地インタフェース３０は、露出及び／又はアクセスされることが可能であること、また、繊維構造１が伸長又は延長されていない状態にある際、繊維生地インタフェース３０は隠されるか、目立たず、あるいは、略本質的に隠れていることが留意される。繊維構造１が、図4中に図示されるヴェルクロ（Ｖｅｌｃｒｏ）配置又はポッパー（ｐｏｐｐｅｒ）配置、あるいは他の同様の固定配置等の固定システム５０を有し得る。かかる配置は、伸長又は拡張された状態の繊維構造１を、選択的に保持するのに充分である。   Although some of the desirable characteristics of an illustrative embodiment have been described, the process or method of forming the flexible fiber fabric interface 30 desirably includes at least the following steps. First, referring to FIGS. 1 and 2, forming one or more conductive fibers 10 and one or more non-conductive fibers 20 into a flexible fiber structure 1; Subsequently, referring to FIG. 3, the interface graphics 40 is formed on the stretched fiber configuration, with the fiber structure 1 stretched to an expanded state, and subsequently referring to FIGS. This is the stage of patterning. Desirably, interface graphics 40 may be suitable for cooperating with various types of devices such as wearable electronics. Interface graphics 40 may desirably be suitable for user interaction. Further, the interface graphics 40 may be part of an abstract or decorative pattern associated with the garment, or may be integrated. When the fiber structure 1 is in the stretched or expanded state, the fiber fabric interface 30 can be exposed and / or accessed, and when the fiber structure 1 is in the unstretched or extended state. It is noted that the fiber fabric interface 30 is hidden, inconspicuous, or substantially essentially hidden. The fiber structure 1 may have a fastening system 50 such as the Velcro or popper arrangement illustrated in FIG. 4, or other similar fastening arrangement. Such an arrangement is sufficient to selectively hold the fiber structure 1 in the stretched or expanded state.

本発明は、その望ましい状態を特に参照して説明されたが、定義付けられた本発明の趣旨から逸脱することなく、多種の変更及び修正が成され得ることは明白である。   Although the invention has been described with particular reference to its preferred state, it will be apparent that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the invention as defined.

本発明の実例的な一実施例に従った繊維網又は構成の平面図である。1 is a plan view of a fiber network or configuration according to an illustrative embodiment of the invention. FIG. 緩和状態又はアクセス不可能な状態であるインタフェースを有する本発明の実例的な一実施例に従ったインタフェースの平面図である。FIG. 3 is a plan view of an interface according to an illustrative embodiment of the invention having an interface that is in a relaxed state or inaccessible state. 伸長された状態、拡張された状態、又はアクセス可能な状態であるインタフェースを有する図2柱のインタフェースの平面図である。FIG. 3 is a plan view of the FIG. 2 pillar interface with the interface in an expanded state, an expanded state, or an accessible state. 本発明の実例的な一実施例に従った図２及び図３中のインタフェースを組み込んだ衣服の前面図である。FIG. 4 is a front view of a garment incorporating the interface in FIGS. 2 and 3 according to an illustrative embodiment of the invention.

Claims (20)

１つ又はそれ以上の導電性繊維と、
少なくとも１つの繊維生地インタフェースを作るよう、前記１つ又はそれ以上の導電性繊維と協働する１つ又はそれ以上の非導電性繊維と、
を有する繊維構造であって、
前記非導電性繊維は、前記繊維構造に弾力性を与え、前記少なくとも１つの繊維生地インタフェースが、選択的に露出される、及び／又は、前記繊維構造の拡張と同時にアクセスされ得るようにする、
ことを特徴とする繊維構造。 One or more conductive fibers;
One or more non-conductive fibers that cooperate with the one or more conductive fibers to create at least one fiber fabric interface;
A fiber structure having
The non-conductive fibers provide elasticity to the fiber structure so that the at least one fiber fabric interface can be selectively exposed and / or accessed simultaneously with expansion of the fiber structure;
A fiber structure characterized by that. 前記１つ又はそれ以上の導電性繊維は、１つ又はそれ以上の導電性材料から作られる、ことを特徴とする請求項１記載の繊維構造。   The fiber structure of claim 1, wherein the one or more conductive fibers are made from one or more conductive materials. 前記１つ又はそれ以上の導電性繊維は、導電性高分子、導電性金属化繊維、導電性黒鉛化繊維、導電性金属化フォイル、又は導電性ジェル、あるいは、同様のもののいずれかの組合せ、のうち１つ又はそれ以上から選択され得る、ことを特徴とする請求項２記載の繊維構造。   The one or more conductive fibers may be any combination of conductive polymers, conductive metallized fibers, conductive graphitized fibers, conductive metallized foils, or conductive gels, or the like, The fiber structure according to claim 2, which can be selected from one or more of the following. 前記１つ又はそれ以上の導電性繊維は、導電性材料の混合物から作られる、ことを特徴とする請求項１記載の繊維構造。   The fiber structure of claim 1, wherein the one or more conductive fibers are made from a mixture of conductive materials. 前記１つ又はそれ以上の非導電性繊維は、１つ又はそれ以上のゴム状弾性材料から作られる、ことを特徴とする請求項１記載の繊維構造。   2. The fiber structure of claim 1, wherein the one or more non-conductive fibers are made from one or more rubbery elastic materials. 前記１つ又はそれ以上のゴム状弾性材料は、ライクラ、スパンデックス、ネオプレン、ポリエステル、及び／又はいかなるゴム押出繊維、あるいは、同様のもののいずれかの組合せのうち１つ又はそれ以上から選択され得ること、を特徴とする請求項５記載の繊維構造。   The one or more rubbery elastic materials may be selected from one or more of any combination of lycra, spandex, neoprene, polyester, and / or any rubber extruded fiber, or the like. The fiber structure according to claim 5. 前記１つ又はそれ以上の非導電性繊維は、弾性材料の混合物から作られることを特徴とする請求項１記載の繊維構造。   The fiber structure of claim 1, wherein the one or more non-conductive fibers are made from a mixture of elastic materials. 前記少なくとも１つの繊維生地インタフェースは、ユーザの相互作用に関するインタフェース・グラフィックスを有する、ことを特徴とする請求項１記載の繊維構造。   The fiber structure of claim 1, wherein the at least one fabric interface has interface graphics for user interaction. 前記繊維構造は、伸長又は延長された状態の前記繊維構造を保持するよう固定システムを有し得る、ことを特徴とする請求項１記載の繊維構造。   The fiber structure of claim 1, wherein the fiber structure can have a securing system to hold the fiber structure in an elongated or extended state. 前記少なくとも１つの繊維生地インタフェースは、前記繊維構造が緩和状態の際は目立たない、ことを特徴とする請求項１記載の繊維構造。   The fiber structure of claim 1, wherein the at least one fiber fabric interface is inconspicuous when the fiber structure is in a relaxed state. １つ又はそれ以上の電気インタフェースを形成するよう、非導電性繊維と協働する導電性材料を有する可撓性のインタフェースであって、
前記非導電性材料は、前記１つ又はそれ以上の電気インタフェースへ弾力性又は可撓性を与えるよう前記１つ又はそれ以上の電気インタフェースと協働する弾性材料である、ことを特徴とする可撓性のインタフェース。 A flexible interface having a conductive material cooperating with non-conductive fibers to form one or more electrical interfaces,
The non-conductive material may be an elastic material that cooperates with the one or more electrical interfaces to provide elasticity or flexibility to the one or more electrical interfaces. Flexible interface. 前記１つ又はそれ以上の電気インタフェースは、伸長又は延長された状態にある際は、露出される、及び／又はアクセス可能にされる、ことを特徴とする請求項１１記載の可撓性のインタフェース。   12. The flexible interface of claim 11, wherein the one or more electrical interfaces are exposed and / or made accessible when in an extended or extended state. . 前記１つ又はそれ以上の電気インタフェースは、緩和された状態にある際は、隠されるか、又は略隠される、ことを特徴とする請求項１２記載の可撓性のインタフェース。   The flexible interface of claim 12, wherein the one or more electrical interfaces are concealed or substantially concealed when in a relaxed state. 前記１つ又はそれ以上の電気インタフェースは、抽象的又は装飾的模様の一部を形成する、ことを特徴とする請求項１１記載の可撓性のインタフェース。   The flexible interface of claim 11, wherein the one or more electrical interfaces form part of an abstract or decorative pattern. 前記１つ又はそれ以上の電気インタフェースは、抽象的又は装飾的模様と一体化している、ことを特徴とする請求項１１記載の可撓性のインタフェース。   The flexible interface of claim 11, wherein the one or more electrical interfaces are integrated with an abstract or decorative pattern. 前記ゴム状弾性材料は、ライクラ、スパンデックス、ネオプレン、ポリエステル、及び／又はいかなるゴム押出繊維、又は同様のもののいずれかの組合せのうち１つ又はそれ以上から選択される、ことを特徴とする請求項１１記載の可撓性のインタフェース。   The rubbery elastic material is selected from one or more of any combination of lycra, spandex, neoprene, polyester, and / or any rubber extruded fiber, or the like. 12. The flexible interface according to 11. （ａ）１つ又はそれ以上の導電性繊維及び１つ又はそれ以上の非導電性繊維を、可撓性のある繊維構造へと形成する段階と、
（ｂ）前記繊維構造を、延長した状態まで伸長させる段階と、
（ｃ）前記伸長された繊維構造上に、インタフェース・グラフィックスを模様付けする段階と、
を有する、ことを特徴とする繊維生地インタフェースを形成する方法。 (A) forming one or more conductive fibers and one or more non-conductive fibers into a flexible fiber structure;
(B) extending the fiber structure to an extended state;
(C) patterning interface graphics on the stretched fiber structure;
A method of forming a fiber fabric interface characterized by comprising: 前記インタフェース・グラフィックスは、ユーザの相互作用に適切である、ことを特徴とする請求項１７記載の方法。   The method of claim 17, wherein the interface graphics are suitable for user interaction. 前記繊維生地インタフェースは、多種のウェアラブル・エレクトロニクス及び／又は同様の装置と協働するのに適切である、ことを特徴とする請求項１７記載の方法。   The method of claim 17, wherein the fabric interface is suitable for cooperating with a variety of wearable electronics and / or similar devices. 前記インタフェース・グラフィックスは、衣服に関する抽象的又は装飾的模様の一部であるか、又は一体である、ことを特徴とする請求項１７記載の方法。   18. The method of claim 17, wherein the interface graphics are part of or integral with an abstract or decorative pattern for clothing.
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