JP2012251896A - 柔軟電極構造、および柔軟電極構造を有する電極を備えるトランスデューサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 柔軟電極構造は、エラストマーと導電性炭素粉末とを含む柔軟導電層23Yと、柔軟導電層23Yの表面に配置され、柔軟導電層23Yよりも体積抵抗率が小さい配線部24Yと、を備え、配線部24Yは、柔軟導電層23Yの面方向における電気抵抗のばらつきが小さくなるように配置される。トランスデューサ1は、エラストマーまたは樹脂製の誘電層20と、誘電層20を介して配置されている複数の電極01X〜06X、01Y〜06Yと、を備える。複数の電極01X〜06X、01Y〜06Yは、当該柔軟電極構造を有する。
【選択図】 図1
Description
r=ρL/S・・・(1)
式(1)中、rは電気抵抗、ρは体積抵抗率、Lは長さ、Sは断面積(厚さ×幅)である。式(1)から明らかなように、断面積が一定の場合、物体の長さLが長いほど、電気抵抗rは大きくなる。上述した静電容量型センサにおいて、電極は帯状を呈している。このため、配線が接続される接続部から遠くなるほど、電極の電気抵抗は大きくなる。したがって、接続部からの距離に起因して、検出部における電極の電気抵抗が異なるおそれがある。この場合、検出部ごとに静電容量の検出値が変わってしまい、面圧分布の測定精度が低下するおそれがある。
[静電容量型センサの構成]
本発明のトランスデューサの一例として、静電容量型センサの実施形態を説明する。本発明の柔軟電極構造については、同静電容量型センサの電極として具現化されている。まず、本実施形態の静電容量型センサの構成について説明する。図1に、本実施形態の静電容量型センサの上面透過図を示す。図2に、図1のII−II断面図を示す。図3に、同静電容量型センサにおける表側電極01Yおよび表側配線01yの上面図を示す。図1においては、表裏方向(厚さ方向)に積層される部材を透過して示す。また、検出部の符号「A○○△△」中、上二桁の「○○」は、裏側電極01X〜06Xに対応している。下二桁の「△△」は、表側電極01Y〜06Yに対応している。
次に、本実施形態の静電容量型センサ1の製造方法について説明する。本実施形態の静電容量型センサ1の製造方法は、表側部材作製工程と、裏側部材作製工程と、積層工程と、を有している。
次に、本実施形態の静電容量型センサ1の動きについて説明する。まず、静電容量型センサ1に荷重が加わる前(初期状態)に、検出部A0101〜A0606ごとに、静電容量Cを算出する。すなわち、検出部A0101から検出部A0606までを、あたかも走査するように、静電容量Cを算出する。算出された静電容量Cは、RAM32に格納される。続いて、静電容量型センサ1に荷重が加わった後に、検出部A0101〜A0606ごとに、静電容量Cを算出する。算出された静電容量Cは、RAM32に格納される。
次に、本実施形態の静電容量型センサ1の作用効果について説明する。本実施形態の静電容量型センサ1によると、表側電極01Y〜06Yは、各々、柔軟導電層23Yと、配線部24Yと、を有している。配線部24Yは、柔軟導電層23Yの長さ方向に延在している。このため、柔軟導電層23Yの前端から後端に亘って、配線部24Yまでの距離は略等しい。よって、柔軟導電層23Yの長さ方向において、電気抵抗のばらつきは小さい。また、裏側電極01X〜06Xも、柔軟導電層23Xと、配線部24Xと、を有しており、表側電極01Y〜06Yと同様の作用効果を奏する。
本実施形態の静電容量型センサと、第一実施形態の静電容量型センサと、の主な相違点は、表側部材21、裏側部材22において、ベースフィルム210、220が配置されていない点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
本実施形態の静電容量型センサと、第一実施形態の静電容量型センサと、の相違点は、誘電層20を挟んで表側部材21、裏側部材22を配置するのではなく、誘電層20の上面、下面に、各々、表側電極01Y〜06Yおよび表側配線01y〜06y、裏側電極01X〜06Xおよび裏側配線01x〜06xを、直接形成した点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
第四〜第七実施形態の静電容量型センサと、第一実施形態の静電容量型センサと、の相違点は、表側電極01Y〜06Y、裏側電極01X〜06Xにおける配線部24Y、24Xの配置形態である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
以上、本発明の柔軟電極構造およびトランスデューサの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
2:センサ本体 20:誘電層 21:表側部材 22:裏側部材
23X、23Y、23x、23y:柔軟導電層
24X、24Y、24x、24y:配線部 25:電極
210、220:ベースフィルム 211、221:カバーフィルム
212:表側コネクタ 222:裏側コネクタ 240Y:幹部 241Y:枝部
250:柔軟導電層 251:配線部
3:演算部 30:電源回路 31:CPU 32:RAM 33:ROM
34:出力部
01X〜06X:裏側電極 01Y〜06Y:表側電極 01x〜06x:裏側配線
01y〜06y:表側配線 A0101〜A0606:検出部
Claims (7)
- エラストマーと導電性炭素粉末とを含む柔軟導電層と、
該柔軟導電層の表面に配置され、該柔軟導電層よりも体積抵抗率が小さい配線部と、
を備え、
該配線部は、該柔軟導電層の面方向における電気抵抗のばらつきが小さくなるように配置されることを特徴とする柔軟電極構造。 - 前記配線部の面積は、前記柔軟導電層の面積よりも小さい請求項1に記載の柔軟電極構造。
- 前記柔軟導電層は、帯状を呈し、
前記配線部は、該柔軟導電層の少なくとも長手方向に延在する請求項1または請求項2に記載の柔軟電極構造。 - 前記配線部は、バインダーおよび金属粉末を含む請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の柔軟電極構造。
- 前記柔軟導電層および前記配線部は、いずれも印刷法で形成される請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の柔軟電極構造。
- エラストマーまたは樹脂製の誘電層と、該誘電層を介して配置される複数の電極と、を備え、
複数の該電極は、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の柔軟電極構造を有するトランスデューサ。 - 複数の前記電極は、前記誘電層の表側に配置される複数の表側電極と、該誘電層の裏側に配置される複数の裏側電極と、からなり、
該誘電層を介して該表側電極の前記柔軟導電層と該裏側電極の前記柔軟導電層とが対向することにより形成される複数の検出部を備え、
該表側電極および該裏側電極の各々において、前記配線部は、少なくとも該検出部に重なるように配置され、
該検出部の静電容量の変化から面圧分布を検出可能な静電容量型センサである請求項6に記載のトランスデューサ。
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