JP2010002407A - メンブレン構造を有する触覚センサー及びその製作方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の具体的な手段として、底部に凹部が形成され、且つ該凹部によりメンブレンが形成された高分子層と、高分子層の一面に形成された抵抗層と、抵抗層の周囲に形成された伝導層とを含むことを特徴とするメンブレン構造を有する触覚センサーに関する。また、本発明は生産が簡単で、費用が安いメンブレン構造を有する触覚センサーの製造方法を提供する。
【選択図】図1
Description
また、第1高分子層と第2高分子層とを同一材質から構成することが望ましい。
このとき、第1高分子層と第2高分子層とを、ポリイミドフィルム又はポリエステルフィルムから構成することができる。
また、抵抗層を、伝導性インク又は伝導性ペーストから構成することができる。
なお、抵抗層と伝導層との上に、保護層を更に含むことが望ましい。
そして、抵抗層における抵抗の信号変化を出力するための信号処理部を更に含み、かつ、この信号処理部が下記式のいずれかによって抵抗の信号変化を検出するように構成することができる。
そして、凹部には、高分子層の剛性より低い剛性を有する弾性体を充填することができる。
上記の目的を達成するための他の手段として、メンブレン構造を有する触覚センサーの製造方法は、第1高分子層にこの第1高分子層の一部が現われるように伝導層を成層する段階と、第1高分子層の一部に抵抗層を形成する段階と、第1高分子層又は伝導層に、所定の位置が穿孔された第2高分子層を接着しメンブレン構造を形成する段階とを含む。
また、抵抗層の形成段階で、スクリーン印刷法を用いることが望ましい。
このとき、第1高分子層と第2高分子層とを、ポリイミドフィルム又はポリエステルフィルムから構成することができる。
なお、抵抗層を、伝導性インク又は伝導性ペーストから構成することができる。
また、メンブレン構造の形成段階で、第1高分子層と第2高分子層とを両面テープ、熱接着テープ、又は、高分子接着剤を用いて接着することができる。
このとき、支持層の形成段階では、第2高分子層に支持層を両面テープ、熱接着テープ、又は、高分子接着剤を用いて接着することができる。
このとき、保護層の形成段階では、コーティングフィルム、ポリイミドフィルム、及びポリエステルフィルムから選ばれたいずれかを接着する方式、又はUV硬化剤をスクリーン印刷法にコーティングする方式を用いることができる。
そして、スクリーン印刷法を用いて抵抗層を形成するので、製造工程が簡単で、生産費用が安くて、生産性向上に寄与することができるという長所がある。
<メンブレン構造を有する触覚センサー>
(実施例1)
本発明であるメンブレン構造を有する触覚センサーは、図1に示したように、高分子層100と、抵抗層200と、伝導層300とを含む。
本発明であるメンブレン構造を有する触覚センサーは、図4に示したように構成することもできる。前記実施例1の構成との相異点は、所定の位置が穿孔された第2高分子層120が伝導層300と連結されたところである。そして、第2高分子層120に支持層500を連結し凹部150が形成されて、凹部によってメンブレン構造112が形成される。
本実施例の触覚センサーを構成する第1高分子層110、第2高分子層120、抵抗層200、伝導層300、凹部150に充填される弾性体152及び信号処理部などの構造、特性及び材質などは、前述の実施例1の場合と同様である。
図5〜11は、本発明によるメンブレン構造を有する触覚センサーの製作過程による状態を示したものである。
信号処理部と抵抗層200との等価回路の構成は、図3の場合だけでなく、 図12に示したように構成することもできる。この場合、抵抗層200における抵抗変化を検出するための信号出力部の出力電圧の変化量をΔTとすると、このΔTを求める数式は次の通りである。
110 第1高分子層
112 メンブレン
115 第1接着層
120 第2高分子層
150 凹部
152 弾性体
200 抵抗層
300 伝導層
400 保護層
500 支持層
502 第2接着層
Claims (28)
- 底部に凹部が形成され、且つ該凹部によりメンブレン構造が形成された高分子層と、
前記高分子層の一面に形成された抵抗層と、
前記抵抗層の周囲に形成された伝導層と
を含むことを特徴とするメンブレン構造を有する触覚センサー。 - 前記高分子層は、
第1高分子層と、
前記第1高分子層の一面に備えつけられ、所定の位置に穿孔され、前記高分子層の凹部を形成する第2高分子層と、
前記第1高分子層と前記第2高分子層とを接着する第1接着層と
を含むことを特徴とする請求項1に記載の触覚センサー。 - 第1高分子層と、
前記第1高分子層の一面に形成された抵抗層と、
前記抵抗層の周囲に形成された伝導層と、
前記伝導層上に備えつけられ、凹部が形成された第2高分子層と、
前記第2高分子層に連結される支持層と
を含み、かつ、
前記凹部によってメンブレン構造が形成されることを特徴とするメンブレン構造を有する触覚センサー。 - 前記凹部と前記抵抗層とが同一軸線上に位置することを特徴とする請求項1又は3に記載の触覚センサー。
- 前記第1高分子層と前記第2高分子層とが同一材質から構成されることを特徴とする請求項2又は3に記載の触覚センサー。
- 前記第1高分子層と前記第2高分子層とが、ポリイミドフィルム又はポリエステルフィルムから構成されることを特徴とする請求項5に記載の触覚センサー。
- 前記抵抗層の厚みが前記伝導層の厚みより大きく、かつ、
前記抵抗層の側端面が“T”型の形状である
ことを特徴とする請求項1又は3に記載の触覚センサー。 - 前記抵抗層が、伝導性インク又は伝導性ペーストから構成されることを特徴とする請求項1又は3に記載の触覚センサー。
- 前記高分子層に支持層を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の触覚センサー。
- 前記抵抗層と前記伝導層との上に、保護層を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の触覚センサー。
- 前記凹部には、前記高分子層の剛性より低い剛性を有する弾性体が充填されることを特徴とする請求項1又は3に記載の触覚センサー。
- 前記弾性体がシリコーン又はポリウレタンであることを特徴とする 請求項12に記載の触覚センサー。
- 第1高分子層に、該第1高分子層の一部が現われるように伝導層を成層する段階と、
前記第1高分子層の一部に抵抗層を形成する段階と、
前記第1高分子層又は前記伝導層に、所定の位置が穿孔された第2高分子層を接着しメンブレン構造を形成する段階と
を含むことを特徴とするメンブレン構造を有する触覚センサーの製作方法。 - 前記伝導層の成層段階で、金属をメッキする方法、又は金属性ペーストをスクリーン印刷する方法を用いることを特徴とする請求項14に記載の製作方法。
- 前記抵抗層の形成段階で、スクリーン印刷法を用いることを特徴とする請求項14に記載の製作方法。
- 前記第1高分子層と前記第2高分子層とが同一材質から構成されることを特徴とする請求項14に記載の製作方法。
- 前記第1高分子層と前記第2高分子層とが、ポリイミドフィルム又はポリエステルフィルムから構成されることを特徴とする請求項14に記載の製作方法。
- 前記抵抗層の形成段階で、前記抵抗体の厚みを前記伝導層の厚みより大きくなるように形成し、かつ抵抗層の上部直径が下部直径より大きくなるように形成することを特徴とする請求項14に記載の製作方法。
- 前記抵抗層が、伝導性インク又は伝導性ペーストから構成されることを特徴とする請求項14に記載の製作方法。
- 前記メンブレン構造の形成段階で、前記第2高分子層がパンチングによって穿孔されたことを特徴とする請求項14に記載の製作方法。
- 前記メンブレン構造の形成段階で、前記第1高分子層と前記第2高分子層とを両面テープ、熱接着テープ、又は、高分子接着剤を用いて接着することを特徴とする請求項14に記載の製作方法。
- 前記メンブレン構造を形成する段階の後に、前記第2高分子層に支持層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項14に記載の製作方法。
- 前記支持層の形成段階で、前記第2高分子層に前記支持層を両面テープ、熱接着テープ、又は、高分子接着剤を用いて接着することを特徴とする請求項23に記載の触覚センサーの製作方法。
- 前記抵抗層と前記伝導層に保護層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項14又は23に記載のメンブレン製作方法。
- 前記保護層の形成段階で、
コーティングフィルム、ポリイミドフィルム、及びポリエステルフィルムから選ばれたいずれかを接着する方式、又は
UV硬化剤をスクリーン印刷法でコーティングする方式
を用いることを特徴とする請求項25に記載の製作方法。 - 前記支持層の形成段階の際、
前記凹部を弾性体で充填し、このとき、該弾性体が、前記第1高分子層の剛性より低いか、あるいは前記第2高分子層の剛性より低いことを特徴とする請求項23に記載の製作方法。 - 前記弾性体がシリコーン又はポリウレタンであることを特徴とする請求項27に記載の製作方法。
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