JP2015530631A - テキスタイルサポータ内に一体化された電気的または電子的な装置のための触覚コントロール装置 - Google Patents

Abstract

容量性センサーマトリックスＳに基づくタッチコントロールインタフェース１２と、センサーマトリックスＳに関連付けられた電子的処理モジュール１６とを含み、外部ボディによる、マトリックスの少なくとも１つのセンサＳ上へのタッチまたは圧力を示す複数の電気信号を電子的処理モジュールから受け取り、その結果生じたコマンドを処理して、前述の電子機器Ｗ，Ｐに送信するように構成されている、少なくとも１つの電子機器Ｗ，Ｐ用の触覚コントロール装置１０を開示する。センサーマトリックスＳは、複数の活性センサ電極Ｅと、活性電極Ｅを処理モジュール１６へ接続するための、対応する複数の導電性トラックＴとを含む。センサーマトリックスＳは、活性電極Ｅを形成する導電性エラストマー物質の第１の層３２と、活性電極Ｅの層３２に平行な平面上に導電性トラックＴを形成する導電性エラストマー物質の第２の層４２とを含む、複数のフレキシブルな機能層３２〜４８によって形成され、導電性エラストマー物質の第１の層および第２の層３２，４２は、第１の層３２の活性電極Ｅの位置と第２の層４２の対応する導電性トラックＴの位置とに複数のビアを含む、非導電性ファブリックを含む絶縁物質のフレキシブル層４０によって分離され、非導電性テキスタイル層４０のビアを通じて直接的に接触するように、活性電極Ｅおよび導電性トラックＴの層３２，４２は変形される。【選択図】図３ａ

Description

本発明は、触覚（tactile）センサに関し、特に、電気的または電子的な装置を制御するための、フレキシブルなサポータ内に一体化された触覚の配置に関する。特に、本発明は、ポータブルまたはウェアラブルな装置を制御するための、テキスタイルサポータ内に一体化された触覚の配置に関する。

近年、人々は、日常動作を行っている間、自身が着用し、自身と共に持ち歩くまたは自身の付近に存在する多くの電気的および電子的な装置と対話を行う。例えば、時計、電話、およびポータブル音楽リーダーのような、多くの人々が日常のいかなる時でも所持している装置、あるいは、多くの人々が旅行または小旅行の間に自身と共に持ち歩く、より精巧なナビゲーションツールを想像してください。作業現場のセッティングでは、プラントのメンテナンスに介入するために呼び出される専門家、および監視または救助オペレータ（例えば、法執行官、保健専門家、消防隊員）は、いかなる動作状態においても常に利用可能とするために、多くの場合自身の衣料品に一体化された、緊急連絡装置を装備している。医学分野においてさえ、患者または危機に瀕している被験者が着用可能なコントローラおよびアラーム電子機器の使用が確立されてきており、電子機器を通じて、ボタン、またはより複雑な装置ではキーボードを通じて、自身の健康状態をモニターし、自動化された方式でまたは自発的にアラームメッセージを送信することが可能である。

自動車の分野では、乗り物にはコミュニケーションおよびエンターテイメント装置が装備されており、それを用いて、ドライバーおよび好ましくは乗客は、ハンドルまたはダッシュボード上に配置されたコントロールボタン、レバーまたは選択ダイヤルを操作することにより、一般に、音声またはマニュアルコマンドを通じて対話することができる。

最後に、家庭向けのセッティングでは、コミュニケーションおよびエンターテイメントの装置だけではなく、システムおよびアプライアンスも、１つ以上のリモートコントローラを通じて制御することができる。リモートコントローラの各々は、ユーザが所望の管理コマンドを速やかに発行するために、必要な時はいつでも手に取ることができる手持ち可能な装置に一体化される。

不運にも、既知の装置は、衣料品またはウェアラブルなアクセサリに一体化されてはいるが、通常、リジッドなサポータの外側にある触覚コントロールインタフェースを必要とし、それにより、その構成は邪魔または人間工学的に劣った設計となり得る。

特許文献１は、例えば衣料品または家具用であり、２つの導電性テキスタイル層と、その間に介装された非導電性のテキスタイル素材の第３の層とを含む層状の装置の形態で製造され、ピエゾ抵抗物質でコーティングされ、例えば個別のエリアのマトリックスの形態で、ピエゾ抵抗物質が存在しない部位を通じて導電層間の接続を可能とする、テキスタイルに一体化可能な触覚センサを開示する。

特許文献２は、その目的として、衣料品のテキスタイルアイテム用または室内装飾品のコーティング用のフレキシブルなインタフェースを有する。インタフェースは、導電性エラストマー物質内に、関連する電子インタフェース装置またはシステムの制御信号の生成に適合された複数の領域を含み、様々な応用に対する多くの異なる制御パターンを生成する複数のコンタクト領域を有する。

特許文献３は、その主題として、センサーユニットが上部および下部電極プレートから構成されており、電極プレートの各々が、行および列に配列された複数のコンタクト電極の対応するマトリックスを有する、スマートロボット用の衣料品のタッチ・センシティブ・アイテムを有する。２枚のプレートの対応するコンタクト電極間には、ピエゾ抵抗的な特性を有する電気導電性のゴムが配置される。電極プレート間の分離および絶縁コーティングは、好ましくは導電性のゴム要素の配置を可能とするために穿孔されて、隣接するコンタクト電極間の空間を維持するために配置される。外部保護層をロボットのファブリックコーティング用に使用することができる。

ユーザが着用可能な触覚センサの機能的な様相に関する先行技術の特許文献において、特許文献４は、容量性タイプの触覚センサを有し、フレキシブル物質の基板上に製造されてそれらの異なる配置を可能とする腕時計を開示する。特に、特許文献４は、応用の複数のコマンドの生成に適合された、ボタンまたは仮想キーの形態を有する、腕輪の長さにわたって配置された触覚検知回路を有する装置を製造する方法を教示する。

特許文献５は、個別の無線通信ターミナルを管理するためにユーザによって着用および制御されるのに適合された、例えば同一人物によって着用されるセンサープラットフォームを開示する。

最後に、特許文献６は、例えばテキスタイル製品などのようなフレキシブルな物品において使用されるのに適合したスイッチおよび装置の製造に関連する。フレキシブルな電気コンタクトは、シリコーンまたはフレキシブルな導電性のゴムで生成されており、導電性トラックの層と接触するために変形するように適合されており、フレキシブルであり、コーティング層に組み込まれ、コンタクトポイントにおいて露出する。導電性トラックを有する層は、導電性のファブリックで、導電性トラックがプリントされたファブリックで、あるいは、ポリマーフィルム上に生成されたフレキシブルなプリント回路板として製造することができる。

国際公開第2005/96133号 国際公開第2005/00052号 中国特許出願公開第1940513号明細書 米国特許出願公開第2010/0219943号明細書 国際公開第2008/085589号 米国特許出願公開第2008/105527号明細書

本発明の目的は、実用的かつ丈夫であり、それにより、任意のタイプのテキスタイルまたはフレキシブルなあらゆるサポータ、および特に衣料品またはウェアラブルなアクセサリ、あるいは手持ち可能な装置との完全な一体化に役立つ、高性能な触覚コントロール装置を製造するための解決策を提供することにある。

本発明によると、そのような目的は、請求項１に記載の特性を有する触覚コントロール装置によって達成される。

特定の実施形態は従属請求項の主題であり、その内容は本明細書における開示の不可欠な部分として意味されることになっている。

さらに、請求項に記載のフレキシブルな物品、装置、および衣料品も本発明の主題である。

要約すると、本発明は、完全にフレキシブルなセンサ配置を含んでいる、触覚型のユーザインタフェースを含む電子機器用のコントロールシステムの実現に関する。触覚コントロール装置は、導電性のエラストマーフィルムと非導電性のテキスタイル層との交互の層状構造によって形成され、複数のセンサ電極と対応する導電性トラックとを含むセンサーマトリックスを形成し、総じて装置の高度なフレキシブル性を与える。このことは、装置を受け取るサポータを著しく硬化させることなく、テキスタイルまたは如何なる変形可能なサポータに装置を一体化するように、装置を適合させる。センサーマトリックスの層を構成する物質の特性は、垂直の非金属ビアを通じた直接的な接触によりともに電気的に接続可能な、電極および導電性トラックの実現を可能とし、それにより、コントロール装置は、複雑な追加の工程作業を行うことなく容易に構成することが可能なフォイル物質の層からスタートして実現される。

本発明の主題である触覚コントロール装置は、フレキシブルかつ制限された厚さを有する装置を実現する。装置は、実質的に平坦な、すなわちボタン、起伏、または三次元の要素から解放された表面によって特徴づけられており、ユーザの１本以上の指でタッチされて、ケーブルまたはワイヤレスネットワークによって装置と接続している電子機器のグループに対して、より複雑なジェスチャーコマンドを伝達するように構成されている。

さらに、本発明の主題である触覚コントロール装置は、装置が従来の衣料品の一部を「機能的にする」ように、従来の衣料品内に組み込まれることを可能にする寸法、形状、および機械的な特性を有する。このように、ユーザがコントロール装置の位置の衣料品の表面を自身の指でタッチして、異なるサポータおよび使用コンディションに適応可能な、単純かつ直観的な言いまわし（language）に応じたコマンドを与えることができる能力がある。

本発明のさらなる特性および利点は、添付の図面を参照して、実施形態を制限しない目的で与えられる、以下に記載する発明を実施するための形態により詳細に示されるであろう。

先行技術に係る容量性触覚センサの概略図である。 本発明の主題である触覚コントロール装置を含む電子機器を制御するためのシステムを示す模式図である。 本発明の２つの実施形態に係る触覚コントロール装置を構成する層の分解図である。 本発明の２つの実施形態に係る触覚コントロール装置を構成する層の分解図である。 本発明の主題である触覚コントロール装置の応用例を示す概観図である。

図１に、平面キャパシタのアーキテクチャに基づく容量性触覚センサＳのモデルの概略断面図を示す。センサは基板ＳＵＢを含み、上面のエリアには、中央活性電極Ｅと活性電極Ｅを囲む参照導体とが形成され、活性電極は一定のギャップにより参照導体から分離される。共通の実施形態では、参照導体は接地電位ＧＮＤに維持され、電極Ｅと参照導体との間に、図中に示されるカーブしたフィールドラインで表される分散した電場が確立される。図３に示す好ましい他の実施形態では、活性電極Ｅを囲む導体は参照導体として機能しない。しかし、シールディング交流電圧ＡＣ＿ＳＨＩＥＬＤがその導体に適用されると、電極Ｅとその付近の外部の対象物との間に電場が確立され、それにより、フィールドラインは対象物を通じて接地電位へ接近する。基板ＳＵＢ内のビアＶは、基板の反対側の面に配置された導電性トラックＴにセンサの活性電極Ｅを接続する。コーティングおよび保護層Ｃは、基板ＳＵＢの上面に堆積されて、活性電極および接地導体をカプセル化する。導電性トラックを保護するために、任意で、基板の反対側の面にさらなるコーティングおよび保護層（図示せず）を提供してもよい。

活性電極の付近での（に接する）、例えばユーザの指といったボディの存在は、電場、すなわち活性電極Ｅによって定義されるキャパシタの静電容量を撹乱する。この撹乱は、それ自身が既知のトランスデューサ回路によって検知することができる。トランスデューサ回路は、典型的にはマイクロコントローラに一体化され、導電性トラックＴに接続され、システムの電気的な量の特性の変化量を検知するのに適合している。そのような変化量は、ボディ（タッチ）の存在および接触（圧力）の強度を示している。

容量性触覚センサＳのアレイは、所望の形状および範囲を有する検出エリア上にインプリメントすることができ、その付近に配置される単一の管理用集積回路によってまたはリモートによって制御される。容量性タイプの平面触覚センサの構造は、それに関連するコンディショニング用の電子機器のアーキテクチャ、それらの動作に基づく物理的な現象、およびそれらの応用例と同様に、当該技術分野において周知であり、ここではさらなる説明を省略する。

図２は、本発明の主題である触覚コントロール装置を含む電子機器を制御するためのシステムを示す。

符号１０で示される触覚コントロール装置は、図１を参照して述べられたタイプの容量性触覚センサＳのマトリックスを含み、フレキシブルパッド１２に一体化され、好ましくは矩形のエリアを有する。センサーマトリックスは、例えば、各センサＳが発する信号を取得および処理するために配置されたマイクロコントローラといった、外部の処理回路モジュール１６との接続のための、対応する複数のコンタクト１４を有する。処理モジュールが、ハイブリッド回路用の慣用的な技術によって、リジッドなプリント基板サポータ上またはフレキシブルなサポータ（ｆｌｅｘ−ＰＣＢ）上にインプリメントすることができる一方で、有利には、コンタクト１４と処理モジュール１６との接続は、マルチポールのフレキシブルな平面導体ストリップ２０によってインプリメントされる。この解決策は、センサーエリアのフレキシブル性およびコンフォーマル性を失うことなく、小さくリジッドなコンテナ内の安全な位置に収容されている制御用の電子機器を、センサーエリアから遠隔の位置に配置することを可能とする。制御用の電子機器は、マルチポールストリップ２０による接続を分断することにより、センサーエリアから分離することができるか、あるいは、アンテナと、関連する給電および駆動用の電子機器とがセンサーマトリックスの基板上にインプリメントされて提供されることにより、無線通信によって永続的に分離および接続することができる。

センサーマトリックスは、行および列に配列された複数のセンサを含み、例示のみを目的として矩形のマトリックスとして表される。しかしながら、この配置は、本発明の主題である触覚コントロール装置が意図する使用に適合する形状および範囲を有する他の代替の線形または二次元の配置が可能であることを制限しない例として意味することになっている。

センサーマトリックスと処理モジュールとの間の接続のためのマルチポールストリップ２０は、センサの励起および読み出しラインの束と、任意の接地接続ラインと、ＡＣ電圧シールディング接続ラインＡＣ＿ＳＨＩＥＬＤとを含む。

処理モジュール１６の集積回路は、センサの励起信号を生成するように構成およびプログラムされた、例えばアナログ装置によるチップＡＤ７１４７である。例えば、周波数２５０ｋＨｚの矩形波信号電圧が、導電性トラックおよび垂直の接続ビアを通じてセンサ装置の活性電極に印加される。そして、同一の導電性トラックを通じて、アナログ接触（容量性）測定のデータを示している、電極で確立された電圧信号を取得する（電圧降下を読み出す）。集積回路は、１２個のセンサのマトリックス配置を用いて、１２の静電容量測定を示す１６ビットのデータを提供するように適合され、当該データを、シリアルデータ通信バス（Ｉ２ＣまたはＳＰＩ）により、例えば外部の有線通信回線、またはリモート装置との無線通信用に配置されたアンテナへ提供する。

処理モジュール１６は、ケーブルまたは無線通信によって、例えば電話Ｐや時計Ｗのようなポータブルな個人用の電子機器といった、付近に存在する１つ以上の電子機器に接続するように構成される。本発明の主題である触覚コントロール装置によって制御されるのに適した電子機器のさらなる例は、ナビゲーションツール、専門家用の衣料品に一体化された緊急連絡装置、および、患者または危機に瀕している被験者によって着用可能な、医学分野におけるコントローラおよびアラーム電子機器だけではなく、乗り物のダッシュボード上に配置されたコミュニケーションおよびエンターテイメント装置をも含み、家庭向けのセッティングでは、コミュニケーションおよびエンターテイメント装置、システムおよびアプライアンス、あるいはそれらに関連する手持ち可能なリモートコントロール装置をも含む。

処理モジュール１６は、圧力またはセンサによって検知されたタッチイベントのコンビネーションに対応する、センサーマトリックスの信号の各コンビネーション（同時または連続的に）に関連するように構成され、付近に存在する電子機器の所定の異なる制御機能がそれに連結される。異なる圧力またはタッチのコンビネーションには、プリセットされた言いまわし（language）に応じて異なるコマンドが対応しており、ユーザは、標準プロセッサ（パーソナルコンピュータ）に存在するインタフェースソフトウェアにより、この対応関係を自由に変更することができる。

図３ａは、現時点において好ましい実施形態に係る容量性触覚センサＳのマトリックスを一体化するフレキシブルパッド１２を示す。

フレキシブルパッド１２は、各々共にフレキシブルであり接着により共に連結される導電物質および絶縁物質の複数の層を含み、カーブした表面に容易にフィットする特性を有する、平面の容量性センサ構造をインプリメントする。

２つの外部テキスタイル層３０の間には、センサーマトリックスＳが配置される。外部テキスタイル層は、例えば衣料品またはユーザアクセサリのような、触覚コントロール装置のテキスタイルサポータの一体部か、あるいはそのような装置のためのケーシングを構成し、機械的な（縫い付け）または化学的（コモールディング（co-moulding））な付着により、テキスタイルサポータに連結することができる。センサーマトリックスは、パッド３２のアレイと導体シールディングフォイル３４とを含む。パッドのアレイは、好ましくは正方形の形状であり、活性電極Ｅ（実施形態では１２個の電極が行および列に配置される）を形成し、導体シールディングフォイルは、マトリックスのセンサ間のシールディング交流電圧ＡＣ＿ＳＨＩＥＬＤへの接続用の導体端子を備える。導体シールディングフォイル３４は、電極パッドの形状と同様の形状を有しより広い面積を有する、対応する数の開口または切り抜きを有し、平面の配置に従って、電極パッドをその中に収容するのに適合している。

パッド３２およびフォイル３４の一方の面は、接着層３６によって第１のテキスタイル層３０と接続される。

反対側の面では、必須ではないが好ましくは、パッド３２およびフォイル３４は、同様の接着物質のフィルム３８によって絶縁物質フォイル４０と接続される。絶縁物質フォイルは、例えば外部ケーシング層を構成する同一のファブリックのフォイルである。接着層３８および絶縁物質フォイル４０は形状が一致し、共に、電極パッド部分において、電極パッドの形状と同様の形状を有しより小さな面積を有する、一連の開口または切り抜き（Ｚ）を有する。あるいは、絶縁層としても機能する接着層３８だけを提供してもよい。

電極３２の配置に関する絶縁ファブリックフォイル４０または接着層３８の反対側の面には、導電物質の層４２が配置される。導電物質の層は、センサＳのアレイの活性電極Ｅに配置されたコンタクトパッドＰＤおよび対応する導電性トラックＴを形成する分離された複数の導電性領域を作成するように形作られ、末端に、各センサＳからの信号を取得および処理するように構成された外部処理回路モジュール１６との接続用の拡大したコンタクト領域を有する。

外部テキスタイル層３０間のパッド１２の堅固なパッキングにより、層４２のコンタクトパッドＰＤは、センサを製造するためにそれに垂直な金属ビアを構築する必要なく、絶縁層４０の反対側の面の電極パッド３２と直接的に接触するようになる。

層４２の導電性領域は、接着層４４によって、シールディング交流電圧ＡＣ＿ＳＨＩＥＬＤへの接続用の導体端子を備えた、シールディング機能を有する導電物質層４６へ接続される。

有利には、導電層４６，３４は、隣接したセンサ間のシールディングとして機能し、センサによって検知された信号が付近のセンサの妨害物として伝搬することを防止する。

最後に、導電性シールディング層４６の面は、任意で例えば接地電位の参照電位に接続された追加の導電層を介して、接着層４８によって第２のテキスタイル層３０に接続される。

あるいは図３ｂに示すように、層４２の導電性領域は、同一平面上にある導電性の接着層４６’で囲むことができる。導電性の接着層は、シールディング交流電圧ＡＣ＿ＳＨＩＥＬＤへの接続用の導体端子を備えて、シールディング機能を有する。どちらの層も、絶縁性の接着層４４、シールディング層４６および接着層４８を通じて、第２のテキスタイル層３０に接続される。

外部テキスタイル層３０は、好ましくは、縫い付けまたはコモールディングによって衣料品またはアクセサリに接続フラップを規定するように、内部の層よりも大きな延長部を有する。

触覚センサーマトリックスのエリアでは、ケーシングは保護的な特性だけではなく機能的な特性も有する。このエリアでは、機械的および電気的な特性から、タッチパッドの誘電体を形成する物質が使用され、本発明の主題である装置のレスポンス特性はこの特性に由来する。

局所的に変形可能な絶縁物質の柔軟な層と接地電位（ＧＮＤ）に連結可能な層とが層３６，３０間に配置され、それにより、導電性であるか否かを問わない任意の外部の物体によってフレキシブルパッド１２の表面にかけられる圧力を測定するための、追加の動作モードを有するコントロール装置を構成することが可能であれば、本発明に係るセンサーマトリックスは、圧力検出機能がより増強された形態で作製することができる。

この改善された実施形態では、処理モジュール１６の集積回路は、電極Ｅにおいて確立された、対応するセンサにかけられる圧力を表している容量変化を意味する電圧信号を、層４２によって規定される同一の導電性トラックＴを通じて取得するように適合される。

好ましい実施形態では、外部テキスタイル層は柔軟な物質で製造されており、例えば、伝線しない伸縮性ファブリック、合成のものを含む皮革、家具または衣料品テキスタイル、保護用または特別な専門的なテキスタイルである。絶縁物質層は、ポリアミドおよび／またはポリエステルの母材中に５〜３０重量％のエラストマー（例えば登録商標Lycraで既知のエラストマー繊維）を含む組成によって形成された、伝線しない伸縮性ファブリックで製造されており、１５０〜２００ｇ／ｍ^２のオーダの重量である。これはファブリックへの応力のリリースに弾力性およびリターンを与える。導電層は、アクリロニトリル−ブタジエン（ＮＢＲ）をベースとしてカーボンブラックＮＢＲ８０°−８５°を追加した導電性の合成ゴムで製造されている層であり、４０Ω／ｃｍ未満の制御された抵抗値を有し、約１ｍｍの厚さを有する。接着層は、例えば約１００〜１５０ミクロンの厚さを有するエステルおよびポリウレタンの組成である、熱可塑性ポリウレタン（ホットメルト）接着物質のフィルムまたは堆積から形成される。

本明細書に記述した触覚コントロール装置を実現するためには、素材を処理する際、特に、絶縁テキスタイル層と導電性ゴム層との間で、切断、センタリング、および整列作業をする際に、特に高い精度が必要である。素材は、作業温度では非常にフレキシブルであり、優れたやり方で取り扱わなければ、工程の間に寸法が変化する傾向があり、それは必然的にホットプロセスである。

特に高い精度を得るために、様々な層がレーザー切断技術でカットされ、それをプレスし、熱および圧力によって熱接着されることにより、層を永続的に接着させる。この種の接着は、断片の磨耗抵抗、振動抵抗、耐水性および耐溶剤性、弾力性、ならびに強度特性を保証する。続いて、最終生産物のより様々な要望を満たすために、そのように形成したフレキシブルパッド上に他の物質／テキスタイルを接着または縫い付けることができる。

本発明に係る触覚コントロール装置の使用モードは、センサーマトリックスに対応するフレキシブルパッド１２のエリアへのタッチおよび圧力の動作を通じてなされる。センサーマトリックスＳの活性電極が埋め込まれているエリアは、好ましくは、対応する制御に関連した機能を示すピクトグラムまたはシンボルでマーキングされている。

例えば被験者がセンサの上面を押し、コントロール装置のパッド１２がタッチされると、このことが電極間に確立された電場のフローラインを変化させ、センサと電極のマトリックスを囲む誘電体とに接するボディの部分は撹乱にさらされ、その撹乱は、圧力またはタッチによって影響を受けたエリアの隣に位置するセンサの規定の静電容量の変化量に対応する。そのような静電容量の変化量は、パッドにかけられた圧力の程度の情報と、その空間分布についての情報との両方を提供する。このように、ユーザによるタッチの強度、持続期間、および範囲を検知することが可能である。センサーマトリックスによって生成された電気信号の取得および処理用の電子機器は、関連する電子機器にコマンドを伝達する。被験者が自身と共に持ち歩く多数の個人用の電子機器を管理するための、本発明に係る装置の使用の一例を図４に示す。電子機器は、被験者自身のボディに結び付けられまたはジャケットＪのポケット内に保持される。下から左上に時計回りで、スマートフォン、レーダー、時計、一対のヘッドフォン、およびチェストストラップが図示される。電子機器は、組織的に配列されたセンサーマトリックスを示すためにファブリックフラップが持ち上げられている、右下の角に図示するフレキシブルなコントロールインタフェースを通じて管理される。フレキシブルなインタフェースは、ジャケットＪのテキスタイルエリア内の、ユーザの手が容易に到達可能な位置の袖の端において一体化される。図示する電子機器は、ワイヤー接続（図中にジャケットＪを通る実線で示す）を通じてまたは無線通信によって、インタフェースに接続される。

有利に、本発明に係る触覚コントロール装置は、柔軟かつフレキシブルであり、それにより、衣料品、特にスポーツ用衣料品、衣料品アクセサリ（例えばバックパック）、およびスポーツ用品を含む、ファブリックで製造または覆われた製品と容易に一体化することができ、さらに、専門家用またはエンターテイメント用の使用（例えば軍事または医学的な使用）のための、電子機器およびアプライアンスの制御に利用可能である。電気的な接続および標準無線通信プロトコルの両方を通じた集中型のコントロール装置によって制御されるように構成されている、市販の、例えばスポーツ用時計、ＧＰＳナビゲータ、心拍決定用のチェストストラップ、携帯電話、デジタルサウンドリーダー、および他のツールのような道具を、それに関連付けることができる。同一の技術はまた、テキスタイルサポータにおける、局所的および／または分散的な圧力の形状を検知するためにも使用することができ、例えば、靴、座席、サドル、敷物、または安全装置および制御装置のような、圧力または重量についての情報が必要なスポーツ用品（例えば医療用の圧力計、重量計、またはウェアラブルなバックパックおよびバッグのショルダーストラップ）に使用することができるであろう。

もちろん、本発明の原理にもかかわらず、実施形態を制限しない目的でのみ記述および図示するものに関する実施形態およびその構成の詳細は、添付の特許請求の範囲によって規定される発明の保護範囲から逸脱することなく、幅広く解釈することができるであろう。

Claims (19)

1. 容量性センサ配列マトリックス（Ｓ）に基づくタッチコントロールインタフェース（１２）と、前記センサーマトリックス（Ｓ）に関連付けられた電子的処理手段（１６）とを含み、外部ボディによる、前記マトリックスの少なくとも１つのセンサ（Ｓ）上へのタッチまたは圧力を示す複数の電気信号を前記電子的処理手段から受け取り、その結果生じたコマンドを処理して、少なくとも１つの電子機器（Ｗ，Ｐ）に送信するように構成されており、
   前記センサーマトリックス（Ｓ）が、複数の活性センサ電極（Ｅ）と、前記活性電極（Ｅ）を前記処理手段（１６）へ接続するための、対応する複数の導電性トラック（Ｔ）とを含む、少なくとも１つの電子機器（Ｗ，Ｐ）用の触覚コントロール装置（１０）であって、
   前記センサーマトリックス（Ｓ）が、前記活性電極（Ｅ）を形成する導電性エラストマー物質の第１の層（３２）と、前記活性電極（Ｅ）の層（３２）に平行な平面上に前記トラック（Ｔ）を形成する導電性エラストマー物質の第２の層（４２）とを含む、複数のフレキシブルな機能層（３０〜４８）によって形成され、
   前記導電性エラストマー物質の第１および第２の層（３２，４２）が、前記第１の層（３２）の前記活性電極（Ｅ）の位置と前記第２の層（４２）の対応する前記導電性トラック（Ｔ）の位置とに複数のビアを含む、非導電性ファブリックを含む絶縁物質のフレキシブル層（４０）によって分離され、
   前記非導電性ファブリック層（４０）の前記ビアを通じて直接的に接触するように、前記活性電極（Ｅ）および前記導電性トラック（Ｔ）の前記層（３２，４２）が変形されることを特徴とする、触覚コントロール装置（１０）。
2. 前記センサーマトリックス（Ｓ）が、一対の外部テキスタイル層（３０）間に位置する層状フレキシブルパッド（１２）に一体化され、容量性の平面センサ構造をインプリメントする、接着により互いに接続された複数の平行な層（３２〜４８）を含む、請求項１に記載の触覚コントロール装置（１０）。
3. 前記外部テキスタイル層（３０）が、前記触覚コントロール装置（１０）のテキスタイルサポータの一体部であるか、あるいは、機械的または化学的な付着により前記テキスタイルサポータへ連結可能な、そのような装置（１０）のためのケーシングである、請求項２に記載の触覚コントロール装置（１０）。
4. 前記センサーマトリックス（Ｓ）が、前記活性電極（Ｅ）の層（３２）と同一の平面配置に従って、前記活性電極（Ｅ）を収容するのに適合した複数の切り抜きを含む、シールディング交流電圧（ＡＣ＿ＳＨＩＥＬＤ）ソースに接続可能な、少なくとも１つの導電性シールディング物質の第１の層（３４）を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の触覚コントロール装置（１０）。
5. 前記センサーマトリックス（Ｓ）が、前記活性電極（Ｅ）の層（３２）と反対側の前記導電性トラック（Ｔ）の層（４２）に平行に配置される、絶縁層（４４）によって分離された、前記交流電圧（ＡＣ＿ＳＨＩＥＬＤ）ソースに接続可能な導電性シールディング物質の第２の層（４６）を含む、請求項４に記載の触覚コントロール装置（１０）。
6. 前記センサーマトリックス（Ｓ）が、前記導電性トラック（Ｔ）の層（４２）と同一の平面配置に従って、前記導電性トラック（Ｔ）を収容するのに適合した複数の切り抜きを含む、前記交流電圧（ＡＣ＿ＳＨＩＥＬＤ）ソースに接続可能な、導電性シールディング物質の第２の層（４６’）を含む、請求項４に記載の触覚コントロール装置（１０）。
7. 前記センサーマトリックス（Ｓ）が、前記活性電極の層（３２）に連結される、局所的に変形可能な追加の絶縁物質の層と、参照電位に接続可能な導電物質層とを含み、それによって、外部ボディによって前記フレキシブルパッド（１２）にかけられた圧力を検知するのに適合したセンサ配置の構築を可能とする、請求項１〜６のいずれかに記載の触覚コントロール装置（１０）。
8. 前記外部テキスタイル層（３０）がネオプレーン（登録商標）を含む、請求項２または３に記載の触覚コントロール装置（１０）。
9. 前記絶縁物質が、ポリアミドおよび／またはポリエステルの母材中に５〜３０重量％のエラストマーを含む組成を含む、請求項１〜８のいずれかに記載の触覚コントロール装置（１０）。
10. 前記導電物質が、アクリロニトリル−ブタジエン（ＮＢＲ）をベースとしてカーボンブラックＮＢＲ８０°−８５°を追加した導電性の合成ゴムを含む、請求項１〜９のいずれかに記載の触覚コントロール装置（１０）。
11. 相互に接着された層の間に、１００〜１５０ミクロンの厚さを有するエステルおよびポリウレタンの組成である熱可塑性接着物質を含む、請求項２に記載の触覚コントロール装置（１０）。
12. 前記センサーマトリックス（Ｓ）が、マルチポールのフレキシブルな平面導体ストリップ（２０）を通じた前記処理手段（１６）との接続用の、前記導電性トラック（Ｔ）の対応する複数のコンタクトターミナル（１４）を有し、前記処理手段（１６）が、フレキシブルなプリント回路サポータ上のハイブリッド回路を含む、請求項１〜１１のいずれかに記載の触覚コントロール装置（１０）。
13. 前記マルチポールのフレキシブルなストリップ（２０）による接続の分離により、前記センサーマトリックス（Ｓ）と前記処理手段（１６）との間の接続を解除することができる、請求項１２に記載の触覚コントロール装置（１０）。
14. 前記センサーマトリックス（Ｓ）と前記処理手段（１６）との間の接続用の前記マルチポールストリップ（２０）が、センサの励起および読み出しラインの束と、接地接続ラインと、前記シールディング交流電圧（ＡＣ＿ＳＨＩＥＬＤ）への接続ラインとを含む、請求項１２または１３に記載の触覚コントロール装置（１０）。
15. 前記処理手段（１６）が集積回路を含み、前記集積回路が、周波数２５０ＫＨｚの矩形波として生成される、前記活性センサ電極（Ｅ）に適用される前記センサ（Ｓ）の励起電圧信号を生成し、前記活性センサ電極（Ｅ）において確立された電圧降下の信号を取得するようにプログラムされている、請求項１〜１４のいずれかに記載の触覚コントロール装置（１０）。
16. 前記処理手段（１６）が、ケーブルまたは無線通信によって、少なくとも１つの前記電子機器（Ｗ，Ｐ）に接続し、前記センサーマトリックス（Ｓ）の信号の各コンビネーションに前記電子機器（Ｗ，Ｐ）の所定の制御機能を関連させるように構成されている、請求項１〜１５のいずれかに記載の触覚コントロール装置（１０）。
17. 請求項１〜１６のいずれかに記載の少なくとも１つの電子機器（Ｗ，Ｐ）用の触覚コントロール装置（１０）を含むフレキシブルな物品。
18. 請求項１〜１６のいずれかに記載の少なくとも１つの電子機器（Ｗ，Ｐ）用の触覚コントロール装置（１０）を含む装置。
19. 請求項１〜１６のいずれかに記載の少なくとも１つの電子機器（Ｗ，Ｐ）用の触覚コントロール装置（１０）を含む衣料品。

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