JP2017510731A - 感知糸 - Google Patents

Abstract

本発明は、第１の導体（１２）および第２の導体（１３）が螺旋状に周囲に巻かれた糸芯（１１）を有する感知糸（１０）に関する。二つの導体（１２、１３）は、互いにおよび糸芯（１１）から電気的に絶縁されている。二つの導体（１２、１３）は、糸芯（１１）と共に静電容量部分（１５）を構成する。第１の感知糸（１０ａ）では、長さ単位（１）あたりの静電容量（Ｃ１）は、感知糸の伸長方向（Ｅ）に変化する。これは、第１の導体（１２）または第２の導体（１３）の巻き線の配置の変化により、または感知糸（１０）の相対的な誘電率（ε）の変化により達成される。第２の感知糸（１０ｂ）は、感光性の材料（３０）を有し、これにより光（Ｌ）の照射により長さの変化が生じさせられる。長さの変化、または他の感知糸（１０ａ、１０ｂ）の変形の結果、感知糸（１０ａ、１０ｂ）の全静電容量（ＣＧ）は、変化し、全静電容量（ＣＧ）は、評価ユニット（１７）により、決定されることができる。【選択図】図２

Description

本発明は、繊維製品材料部分（Textilmaterialteil）に用いられる感知糸に関する。感知糸は、長手方向の中心軸にそって伸長方向に延びる糸芯（Fadenkern）を有する。糸芯は、単繊維であってもよく、若しくはいくつかの細長い糸または繊維から構成されてもよい。望ましくは、糸芯は、伸長方向に弾性的に伸張可能である。感知糸の伸展性は、材料と一体化するように、広い範囲で変化するように適応されるとよい。

第１の導体および第２の導体のそれぞれは、静電容量部分（kapazitiven Bauteils）を生じるために、ネジのようにまたは伸長方向に対して螺旋状に巻かれている。感知糸は、より合わせた糸または包まれた糸として構成されてもよい。その結果として、二つの導体は、糸芯の中におよび／または中心に巻かれることができる。二つの導体は、互いに関連して電気的に絶縁される。例えば、少なくとも二つの導体の一つは、導電性の芯の回りをニスによりまたはコーティングすることにより絶縁されることができる。

例えば、感知糸は、特許文献１に開示されている。その中で、糸は、医療用メリヤス生地または織物の伸張応力を検知するために用いられる。糸は、典型的な実施形態で、被覆糸が周囲に巻かれてもよい芯糸を有する。もし糸がその伸張方向に曲げられたり伸ばされたりするなら、糸の電気的特性、すなわち、例えば伝導率および／または静電容量が変化する。例えば、被覆糸は、バイメタル糸であってもよい。

特許文献２は、少なくとも一つの導電性の糸が、芯糸の回りに巻かれた導電性の糸を開示する。

特許文献３は、他の導電性の糸を開示する。繊維材料内で二つの導電性の糸が接触した場合、不用意な導電性の接触を生じないように、望ましくは、非導電マルチ繊維糸は、被覆するために、それ自体、芯糸を囲んで巻かれた導電性の芯糸を囲んで、平面的にさらに巻かれる。

最近では、感知繊維材料は、最も応用の多様な分野で用いられている。例えば、そのような感知繊維製品材料は、押された力、引っ張られた力、または同様の力を検知することができる。様々な応用で、加えられた力の位置を特定することは、有益または必要である。高い頻度で、感知糸は、感知糸を交差する２次元パターンが形成されるように、繊維製品材料の高密度の格子状のパターンに組み入れられる。もし、その表面の特定の位置に力が加わる、または、物体がその表面に近づくと、感知糸の密度に応じて、感知マトリックスの手段により、力が加わったまたは物体の近づいた場所を決定することができる。

そのような感知繊維製品材料の費用および労力は、大きく、その結果、繊維製品材料はそれに応じて費用が掛かる。その結果、感知繊維製品材料の使用は、少ない状態が続いている。

独国特許出願公開第10 2008 003 122号明細書 独国特許出願公開第103 42 787号明細書 独国特許出願公開第10 2006 017 340号明細書

従って、感知糸の改良は、本発明の目的としてみなされてもよい。

この目的は、本願請求項１の感知糸の改良が示す特徴だけでなく本願請求項１１の感知糸が示す特徴により達成される。

この課題に対する第１の解決は、糸芯を有する巻かれた糸（Umwindegarn）として又はより合わせた糸（Zwirn）として構成される感知糸を提供する。感知糸は、少なくとも一つの第１のおよび少なくとも一つの第２の導体を有し、二つの導体の少なくとも一つは、感知糸の伸張方向に対して螺旋状に巻かれている。その際に、二つの導体は、糸芯に巻かれてもよい。すなわち、それぞれ、交差および／または、交差せずに互いに隣り合った同じ巻き線ピッチ−または糸芯は、二つの導体（より合わせていない糸）の一つを有するまたは形成してもよい。より合わせた糸の場合、一つまたは両方の導体は、螺旋状に巻かれてもよい。

二つの導体は、互いに対して電気的に絶縁され、その結果、少なくとも一つの第１の導体および少なくとも一つの第２の導体の導体対は、追加の糸の構成例えば、糸芯とともに、静電容量部分を形成してもよい。追加の糸の構成または糸芯は、静電容量部分の非導体を表す。

この静電容量部分は、その長さ単位あたりの静電容量部分が糸芯の伸長方向に変化することを特徴とし、この結果、感知糸の伸張方向に変化する。静電容量部分の長さ単位あたりの静電容量の変化は、連続的および／または段階的または部分的であってもよい。例えば、静電容量部分は、伸長方向に、異なる静電容量を示す連続する糸部分を有してもよい。その際に、長さ単位あたりの静電容量は、糸部分で一定になるようにしてもよい。少なくとも部分的に、静電容量部分の長さ単位あたりの静電容量を連続的に変化することも可能である。例えば、最初から途切れないで長さ単位あたりの静電容量が、最小値から最大値に増加する、および／または長さ単位あたりの静電容量が、最大値から最小値に減少することも可能である。長さ単位あたりの静電容量を変化する連続的なまたは部分的なパターンは、感知糸の固有の長さで繰り返されてもよい。

感知糸の２つのランダム部分が、同じ長さを有しながら互いに異なる静電容量を示す場合、感知糸の２つのランダム部分は、異なる長さ単位あたりの静電容量を示す。

感知糸を使用すると、感知糸に加わった力、例えば、押された力、引っ張られた力、力の変化、液体または蒸気媒体であるかを含む媒体の付着、または物体の接近、温度変化（感知糸の位置の変化による）、または同様のものを検知することができる。

伸長方向に目標とした方法で変化する長さ単位あたりの静電容量により、伸長方向に局所的な分解を達成することができる。この理由は、検知される影響と感知糸への影響は、影響のタイプや度合いだけでなく感知糸に影響のあった場所によっても決まるためである。例えば、固有の長さを有する感知糸の全静電容量は、影響のあった位置の静電容量部分によって示される長さ単位あたりの静電容量の変化に応じて変化する。その結果として、感知繊維製品（ｔｅｘｔｉｌ）材料部分を提供する本発明に従う感知糸の第１の解決手段によれば可能となる。感知糸は、もはやマトリックス状に交差させなくても、一つの方向にたがいに平行にのみ配置されることができる。検知される影響があった場合、感知糸の全静電容量は、繊維製品材料部分の変化を組み込む。一般に、例えば、繊維製品材料が触られたときまたは繊維製品材料部分が近づけられたとき、いくつかの感知糸の全静電容量は、減少する。この事実の結果、感知糸のそれぞれの容量性のセンサの静電容量は、伸長方向に変化する結果として、これにより場所を検知する。感知繊維製品材料部分の生産は、本発明の感知糸によれば、明らかに簡素化された。具体的には、もはや以前のように、感知糸を二つの方向に交差させる方法で重ね合わせる必要ないため、感知繊維製品材料部分の一方の端に電気的な接点を設ければ十分である。この結果として、感知繊維製品材料の製造は、明らかに簡略化される。

望ましくは、第１の糸部分での静電容量部分の長さ単位あたりの静電容量は、感知糸の他の第２の糸部分の長さ単位あたりの静電容量部分と異なる。具体的には、少なくとも二つの糸部分は、実質的に一定な長さ単位あたりの静電容量と関連してそれぞれ存在してもよい。例えば、第１の糸部分は、長さ単位あたりの第１の静電容量を有してもよく、第２の糸部分は、長さ単位あたりの第２の静電容量を有してもよく、第３の糸部分は、長さ単位あたりの第３の静電容量を有してもよく、更なる追加もあり得る。そのような糸部分の間は、長さ単位あたりの異なる静電容量を示し、それらは、静電容量が徐々に変化する転移部分であってもよい。長さ単位あたりの静電容量の変化を用いた測定に応じて、生産工学的理由のため、必要に応じて転移部分を設ける。この理由は、感知糸の一つの位置で長さ単位あたりの静電容量を急激に増加または減少させることを常に可能にさせないためである。

典型的な実施形態で、伸長方向における長さ単位あたりの静電容量の変化は、少なくとも０．０３ｐＦおよび／または最大２５０ｐＦである。例えば、二つまたはそれ以上の糸部分が設けられてもよく、連続する糸部分の静電容量は、−選択的に介在する転移部分で、それぞれ少なくとも０．０３ｐＦ変化する。長さ単位あたりの最小の静電容量を示す糸部分および長さ単位あたりの最大の静電容量を有する糸部分の間の差は、２５０ｐＦ以上までであってもよい。

伸長方向における静電容量部分の長さ単位あたりの静電容量を変化するため、１つ以上の測定を実施することが可能である。一つの典型的な実施形態で、長さ単位あたりの静電容量の変化は、糸芯の長さ単位あたりの巻き線の数の変化がもたらされるという点において影響されることができる。その代わりにまたはさらに、少なくとも１つの第１の導体および／または少なくとも一つの第２の導体の螺旋状の巻き線のピッチを変化することも可能である。二つの導体の螺旋状の巻き線のピッチは、共通の糸部分で同じであっても、および／または同じ値を示してもよい。しかしながら、共通の糸部分で二つの導体のピッチが、量および／または値を考慮して異なることも可能である。

追加または代わりの静電容量部分の長さ単位あたりの静電容量の変化の測定は、糸芯の相対的な誘電率が伸長方向に変化するという点で達成される。これは、例えば、異なる材料を糸芯に用いる、または異なる相対的な誘電率を有する異なる材料、または材料の組み合わせを用いるという点において達成されてもよい。例えば、糸芯の製造に用いられるプラスチック材料は、誘電率を相対的に変化させるために少なくとも一つの追加の材料を用いて部分的に結合またはドープされてもよい。相対的な誘電率の変化は、糸芯の基本材料に対する材料または／およびドープの割合により達成される。

一つの典型的な実施形態では、糸芯は、高分子材料を含んでもよく、高分子材料から構成されてもよい。例えば、一つの典型的な実施の形態としては、糸芯は、ポリウレタンを含んでもよくまたはエラスティンから構成されてもよい。少なくとも一つの第１の導体および／または少なくとも一つの第２の導体は、金属を含んでもよく、ワイヤ、具体的には、銅ワイヤから構成されてもよい。電気的に絶縁するために、ワイヤは、ラッカーコートされまたはコーティングが施されてもよい。望ましくは、導体は、０．１ｍｍの最大径を有する。

一つの典型的な実施形態では、少なくとも一つの第１の導体および／または少なくとも一つの第２の導体は、糸芯の周囲に多重螺旋状に伸びてもよい。

前もって開示されている実施形態の代案として、二つの導体は、糸芯に設けられた導電層によって形成されることができる。導電層は、互いに対して電気的に絶縁されている。糸芯の絶縁体または／および追加の層のため、長さ単位あたりの静電容量を変化させることができる。その代わりに、またはさらに、形状もまた変化させられてもよく、特に、少なくとも一つの導電層の厚みは、長さ単位あたりの静電容量を変化させるために、変化させられてもよい。

本発明に係る第２の解決を考慮すれば、感知糸の静電容量は、上述されているように、伸長方向に変化してもよく、また、感知糸の静電容量は、その代わりに一定であってもよい。本実施形態では、感知糸は、感光性の材料を備える。感光性の材用は、例えば、糸芯の構成要素であってもよく、糸芯の表面に設けられてもよい。後述する１または両方の効果のために、感光性の材料は、感知糸の静電容量部分の全静電容量を変化させてもよい。
ａ）感光性の材料は、感知糸に作用する光の強度が変化したとき、光歪終端効果により伸長方向および／または斜めまたは横に感知糸の長さが変化する。
ｂ）感光性の材料は、感知糸に作用する光の強度が変化したとき、相対的にその誘電率が変化する。

この結果、感知糸の静電容量部分の全静電容量は、変化する。その結果として、感知糸に作用した光が検知される。

ｂ）に開示されている効果を得るために、例えば、銅がドープされた硫化亜鉛（ＺｎＳ：Ｃｕ）またはドープされた半導体材料を用いることができる。材料の中で制限された範囲で移動できる自由電荷は、−入射した光の強度と関係なく−電場中で双極子を形成し、この結果、相対的な誘電率が変化し、このため測定できる全静電容量が変化する。

光歪材料は、高分子材料および／または半導体材料および／または強誘電材料および／または磁性材料および／または電磁材料であってもよい。例えば、糸芯は、半導体材料がドープされた高分子材料から構成されてもよい。半導体材料でドープされることに加え、またはその代わりに、高分子材料は、他の適切な材料、例えばビスマスフェライトがドープされてもよい。

感知繊維製品材料部分は、第１の発明の解決に係る少なくとも一つの感知糸および／または第２の発明の解決に係る少なくとも一つの感知糸を含んでもよい。繊維製品材料は、ニットまたは織られた材料であってもよい。感知糸は、織物に、例えば横糸糸芯としてまたは縦糸糸芯として織り込まれてもよい。感知糸は、織物またはニット材料に配置されてもよく、非感知糸または糸芯によって繊維製品材料中に保持されてもよい。望ましくは、感知糸は、繊維製品材料の一つの方向に交差せずに、望ましくは、横糸糸芯の方向に配置される。一つのニット材料では、少なくとも一つの感知糸は、地糸（ｓｔｅｈｅｒｆａｄｅｎ）として織り込まれてもよい。

本発明の望ましい実施形態は、独立請求項、明細書および図面から推定されることができる。明細書は、本発明の必要な特徴を典型的な実施形態を参照して説明する。後述する典型的な実施形態は、添付された図面を参照して詳細に説明される。

静電容量部分を有する感知糸を示す部分的な概略図である。 静電容量部分の電気的に等価な略図である。 本願発明の一つの典型的な実施形態に係る感知糸の部分的概略図である。 本願発明の他の典型的な実施形態に係る感知糸を示す部分的な概略図である。 光歪材料を含む感知糸を示す部分的な概略図である。 光歪材料を含む感知糸を示す部分的な概略図である。 感光性の材料を含む他の感知糸を示す部分的な概略図である。 いくつかの感知糸を含むニット製品を構成する繊維製品材料部分を示す概略図である。 本願発明の典型的な実施形態に係るいくつかの感知糸を含む織物の形の繊維製品材料部分を示す概略図である。 感知糸の典型的な実施形態の変形例を示す概略図である。 感知糸の典型的な実施形態の変形例を示す概略図である。

図１〜４は、感知糸の典型的な実施形態を示す部分的な概略図である。感知糸１０は、伸長方向Ｅに延びる糸芯１１を有する。糸芯１１は、単繊維であってもよく、若しくは複数のファイバー（ｆａｓｅｒｎ）またはフィラメント（ｆｉｌａｍｅｎｔｅｎ）から形成されてもよい。糸芯１１は、単一の均一な材料またはいくつかの材料の組み合わせから形成されてもよい。典型的な実施形態では、糸芯１１は、高分子材料からなる。糸芯１１は、望ましくは伸長方向Ｅに弾性的に伸張可能であり、伸長方向Ｅに弾性的に延びることができる。いくつかの感知糸１０の典型的な実施形態では、糸芯１１は、伸長方向Ｅにおいて、異なる材料および／または異なる材料の組み合わせおよび／または異なる材料比率を有する材料の組み合わせからなってもよい。これらについての更なる詳細は、後述される。

少なくとも一つの第１の導体１２および少なくとも一つの第２の導体１３はより糸芯１１の周囲に巻かれている。ここで説明する典型的な実施形態では、それぞれ一つの単一の第１の導体１２および一つの単一の第２の導体１３が示される。これらの変形例では、いくつかの第１の導体１２および第２の導体１３がそれぞれ存在することも可能である。

導体１２、１３は、導電性の材料、具体的には、金属を含み、またはそのような材料から作製される。典型的な実施形態では、導体１２、１３は、金属ワイヤ、望ましくは、銅ワイヤから作製される。二つの導体１２、１３の間および導体１２、１３と糸芯１１との間が電気的に接続することを防ぐために、導体１２、１３の外側の表面に電気的に絶縁するコーティングまたは電気的に絶縁するラッカーが設けられてもよい。例に関して言えば、導体は、０．１ｍｍまたは０．２ｍｍまでの直径を持ってもよい。

例に関して言えば、第１の導体１２および第２の導体１３は、導体対１４を形成する。導体対１４は、静電容量部分１５の成分を有する。固有の長さを有する感知糸の静電容量部分１５は、全静電容量ＣＧを示す。図１ｂは、静電容量部分１５を有する感知糸１０の電気回路図を示す。

静電容量部分１５の静電容量は、感知糸１０の構造的な形状に依存する。感知糸１０は、ほとんど所望の長さで、スプールに巻かれて製造されてもよい。感知糸１０が、繊維製品材料部分１６に織り込まれたとき、固有の長さを有する感知糸１０は、全静電容量ＣＧを示す。この全静電容量ＣＧは、感知糸１０に負荷、例えば押す力または引っ張る力のような力が、加えられたとき、変化する。静電容量部分１５の絶縁体として作用する糸芯１１の長さの変化のために、および／または第２の導体に対して少なくとも一つの第１の導体１２が相対的にシフトするために、全静電容量ＣＧは、変化してもよい。従って、この結果、感知糸は、容量性のセンサを表す。感知糸１０の一つの端から二つの導体１２、１３に電気的に接続された評価ユニット１７によって、実際の全静電容量ＣＧは、決定されることができる。これに基づいて、感知糸１０に加えられた影響が、検知されることができる。感知糸１０に加えられた検知可能な影響は、一つまたは複数の以下の影響である。

例えば、押す力、および／または引っ張る力または力の変化のような力、
液体または蒸気状の媒質による媒質の付着、
物体の接近、
温度変化、および
感知糸の一つの実施形態に関して、電磁波、具体的には、光による放射露光。

図２および３は、感知糸１０の第１の実施形態を示す。この実施形態は、第１の感知糸１０ａに関する。第１の感知糸１０ａでは、静電容量部分１５は、感知糸の長さ単位１あたり静電容量Ｃ１を有し、この静電容量は、伸長方向Ｅにおいて変化している。長さ単位１あたりの静電容量Ｃ１は、感知糸１０の特定の位置で静電容量部分１５の静電容量を示す。この長さ単位１あたりの静電容量Ｃ１は、伸長方向Ｅにおいて変化する。従って、全静電容量ＣＧは、伸長方向Ｅにおける感知糸１０の長さの作用だけでなく、加えて、伸長方向Ｅにおいて３次元的に変化する。従って、感知糸１０の二つの同じ長さの部分は、全静電容量ＣＧの異なる度合いを示す。

図２および３に示された典型的な実施形態を考慮すれば、長さ単位１あたりの静電容量Ｃ１は、部分部分で異なる。一つの例では、一つの第１の糸部分２１および一つの第２の糸部分２２と同様に、一つの第３の糸部分２３もそれぞれ示される。感知糸１０のそれぞれの糸部分２１、２２、２３、またはその静電容量部分１５は、長さ単位１あたりの異なる静電容量ｃを示す。ここに示された典型的な実施形態では、長さ単位１あたりの静電容量Ｃ１は、特定の糸部分２１、２２、２３で実質的に一定である。例に従えば、第１の糸部分２１の感知糸１０では、第１の長さ単位１あたりの静電容量Ｃ１_１を示し、第２の糸部分２２では、長さ単位１あたりの第２の静電容量Ｃ１_２を示し、第３の糸部分２３では、長さ単位あたりの第３の静電容量Ｃ１_３を示す。

長さ単位１あたりの部分的に一定な静電容量Ｃ１の変形例では、長さ単位１あたりの静電容量Ｃ１も少なくとも部分的に連続的に増加または減少してもよい。例えば、長さ単位１あたりの静電容量Ｃ１は、徐々に最小値の、例えば１０ｐＦから最大値の２５０ｐＦ以上に増加してもよく、および／または逆に、最大値から最小値に徐々に減少してもよい。このような連続的に変化する部分は、感知糸１０に連続して提供されてもよい。

図２に示される第１の感知糸１０ａの実施形態を考慮すれば、伸長方向Ｅにおいて変化する長さ単位１あたりの静電容量Ｃ１の値は、螺旋状に巻かれた第１の導体１２および／または第２の導体１３の螺旋状の巻き線のピッチＳが伸長方向Ｅに対して、すなわち、感知糸１０の長手方向の中心軸に対して変化するという点において達成される。第１の糸部分２１で、導体１２、１３の両方の螺旋状の巻き線のピッチＳは、ピッチＳ_１の量を示す。それに応じて、第２の糸部分２２で第１および第２の導体１２、１３の螺旋状の巻き線のピッチＳは、第２のピッチＳ_２の量を示し、第３の糸部分２３では、ピッチＳ_３の量を示す。ピッチの量が増加するにつれて、長さ単位あたりの螺旋状の巻き線の数は、減少し、この結果、長さ単位あたりの静電容量Ｃ１もまた減少する。ピッチの量は、糸部分２１、２２、２３に対して、実質的に一定である。伸長方向に隣接した二つの糸部分２１と２２または２２と２３の間のピッチは、しばしば生産工学的理由のために突然に変化することができないために、一つの転移部分２４は、それぞれ、隣接した二つの糸部分２１と２２とまたは２２と２３との間に設けられる。この転移部分２４では、第１の導体１２のピッチおよび／または第２の導体１３のピッチは、ピッチＳ_１とＳ_２またはピッチＳ_２とＳ_３のそれぞれの量の間の転移を引き起こすために連続的に増加または減少する。これらの転移部分２４は、任意であり、省略されてもよいが、−感知糸１０の製造工程により−、ピッチの量の異なりを示す二つの糸部分２１、２２の間で突然にピッチが変化する場合は、転移位置が、提供されることができる。

第１の感知糸１０ａの典型的な実施形態では、導体１２、１３の両方のピッチの量は、同じであり、しかしながら、異なる巻き方向（ｖｏｒｚｅｉｃｈｅｎ）を有する。この結果、二つの導体１２、１３の巻き線の交差位置が、形成される。糸部分２１の二つの導体１２、１３のピッチの量が同じであることは必ず必要でなく、むしろ二つの導体１２、１３のピッチの量は、互いに異なっていてもよい。さらに、長さ単位１あたりの異なる静電容量Ｃ１を示す二つの隣接した糸部分の間で、第１の導体１２または第２の導体１３のピッチだけ変化させることも可能である。

図３は、静電容量部分１５に対して長さ単位１あたりの静電容量Ｃ１を変化する他の選択肢を示す。この実施形態では、異なる糸部分２１、２２、２２３での二つの導体１２、１３の巻き線のピッチは、実質的に変化しなくてもよい。長さ単位あたりの静電容量Ｃ１を変化させるために、例えば誘電数または誘電率εが変化する。そうするために、絶縁体、例えば糸芯１１は、部分的に変化させられる。実施例に関して、糸芯は、第１の部分２１で第１の誘電率ε_１、第２の糸部分２２で第２の誘電率ε_２、および第３の糸部分２３で誘電率ε_３を示してもよい。異なる誘電率は、糸部分２１、２２、２３で異なる材料または材料の組成物により達成される。例えば、糸芯１１は、少なくとも部分的にドープされた基材を含んでもよい。そうするために、基材の誘電率が、添加されるドーピング材料から十分に−例えば少なくとも１０〜３０％異なると、有益である。例えば、基材に対するドーピング材料の割合を増加させることで、誘電率εを変化させることが可能になる。さらにまたはその代わりに、それぞれの糸部分２１、２２、２３での様々なドーピング材料またはドーピング材料の様々な組み合わせの使用は可能である。

本明細書では、望ましい典型的な実施形態が開示されており、誘電率を変化させる材料は、糸芯１１の基材にドーピング材料として組み込まれる。さらに、糸芯１１および導体１２、１３を取り囲むコーティングを提供も可能にする。このコーティングは、誘電率を変化させる材料を含むまたはからなる。

明白に図示しない典型的な実施形態では、巻き線のピッチと同じように、誘電率εを変化させることで、長さ単位１あたりの静電容量Ｃ１を変化させることが可能であり、図２および図３に図示されおよび上記に開示されている、第１の感知糸１０ａの典型的な実施形態と互いに組み合わせることが可能である。

第１の感知糸１０を使用することで、図５および図６に概略図として示された感知繊維製品材料部分１６を作製することができる。感知糸１０を使用することで、例えば、押す力および／または引っ張る力などの力、水などの液体媒質による影響、物体の接近などの影響を検知することができる。伸長方向Ｅにおいて感知糸１０の長さ単位１あたりの静電容量Ｃ１が変化する事実の結果として、感知糸１０は、既に位置情報を提供しており、それによって、影響を受けた場所を検知することが可能である。具体的には、いくつかの感知糸１０が、繊維製品材料部分１６に互いに平行に配置されると、影響は、一般に、単一の感知糸１０の全静電容量ＣＧだけでなく、いくつかの感知糸１０の全静電容量ＣＧに作用する。全静電容量ＣＧの変化の組み合わせを評価することで、交差するようにマトリックス状に配置された感知糸１０を必要とせず、繊維製品材料部分１６で影響を受けた場所を高い精度で達成できる。これは、繊維製品材料部分１６が評価装置１７のコネクタに一つの端だけを電気的に接続させることを必要とし、有利である。これは、感知繊維製品材料部分１６のデザインをかなり簡略化する。

図５および図６に概略図として示されたように、繊維製品材料部分１６は、例えば、ニット（図５）または織物（図６）などのニット製品であってもよい。図５に示されたニットでは、感知糸１０は、地糸としてニット材料に配置され、それら自体縫い糸の構成に関与しない。図６に示された典型的な実施形態では、感知糸１０は、織った材料に横糸糸芯として織り込まれる。そうするために、適用に応じて、一つ以上の従来の、非感知織物の糸芯２５は、二つの感知糸１０の間に織られてもよい。繊維製品材料部分１６中の感知糸の数と密度は、適用する特定のケースによって決まる。

平行に配置された感知糸１０に加えて、繊維製品材料１６は、１つ以上の従来の布地糸芯２５を含んでもよい。非感知織物の糸芯２５は、縫い糸の構成（図５）のために、または横糸および縦糸として（図６）用いられてもよい。

図５および図６に図示されたものは、実際の縮尺でなく、単なる概略図である。感知糸１０は、用いられる他の織物糸芯２５と同じ強さ、または異なる強さ（力価）を有してもよい。

図４ａおよび図４ｂは、第２の感知糸１０ｂとして参照される感知糸１０の第２の典型的な実施形態を示す。第２の感知糸１０ｂでは、−第１の感知糸１０ａと異なり−、感知糸１０の静電容量部分１５を構成する長さ単位１あたりの静電容量Ｃ１は、実質的に一定であってもよい。しかしながら、第１の感知糸１０ａのように、伸長方向Ｅにおいて変化する長さ単位１あたりの静電容量Ｃ１を提供することができる。

第２の感知糸１０ｂは、感光性の材料３０を含む。この感光性の材料３０は、感知糸１０の表面の任意の位置に付与されてもよく、感知糸１０の中に組み込まれてもよい。本明細書で開示されている望ましい典型的な実施形態では、感光性の材料３０は、糸芯１１の基材にドーピング材料として組み込まれている。これの代案として、糸芯１１は、感光性の材料からなってもよい。さらに、感光性材料３０を含む、またはそれからなるコーティングが、糸芯１１および導体１２、１３を取り囲むように配置されることも可能である。

図４ａおよび図４ｂを考慮すれば、光Ｌが第２の感知糸１０ｂに放射露光することにより、糸芯１１の長さの変化が、光歪みのために発生することが図示されている。例えば、第２の感知糸１０ｂが光Ｌで放射露光された場合、長さ部分Ａの長さは、差ｄで変化する。これは、同様に、光Ｌによる放射を露光した感知糸１０の全静電容量ＣＧに変化をもたらす。入射した光Ｌの強度が変化すると、全静電容量ＣＧが変化する。

光歪材料３０は、例えば高分子材料、半導体材料、強誘電材料、磁性材料または電磁材料であってもよい。例えば、ビスマスフェライトが光歪材料として用いられてもよい。

図４ｃに示された感光性の第２の感知糸１０ｂの典型的な実施形態では、長さの変化（光歪）は、発生しない。むしろ、その場合では、感光性の材料は、誘電率の変化が光の強度により発生するように選択される。例えば、銅がドープされた硫化亜鉛（ＺｎＳ；Ｃｕ）のようなドープされた半導体材料が用いられることができる。光の強度に応じて、双極子が電場中で生じ、誘電率を変化させる。同様に、誘電率は、第２の感知糸１０ｂの検知可能な全静電容量を変化させる。

従って、感光性の第２の感知糸１０ｂは、入射した光Ｌの存在または強度の変化を検知するために用いることができる。例えば、照明センサまたは明るさセンサは、これにより実現されることができる。このようなセンサは、感知糸１０ｂの使用により、日よけ用の繊維製品等、例えば太陽の光の照射に応じて、張り出したまたは引っ込んだ場所に移動する日よけまたはそのようなものに統合することができる。従って、センサシステムは、太陽保護日よけの統合した部分とすることができ、分離したセンサを用いなくてもよい。

感知糸１０ａ、１０ｂの両方で、二つの導体の一つ、例えば、第２の導体１３は、糸芯１１（図７）によって形成されることができる。感知糸１０ａ、１０ｂは、糸芯１１を用いずに、より合わせた糸（図８）の形式で構成されてもよい。糸芯１１がない場合、二つの導体１２、１３は、より合わせた糸を形成するために、他の繊維（図８中のハッチング）と一緒に組み合わされる。

全ての第１の感知糸１０ａの実施形態、望ましくは第２の感知糸１０ｂの実施形態では、二つの導体の少なくとも一つは、伸長方向Ｅにおいて螺旋状に巻かれる。

第一の感知糸１０ａおよび第２の感知糸１０ｂは、一緒に繊維製品材料部分１６に用いられてもよく、繊維材料部分１６への物体の接近、および／または繊維製品材料部分１６への力の影響および／または液体または蒸気状の媒質による影響および／または感知糸１０に影響を与える他の全静電容量ＣＧの影響と同様に、光Ｌの影響も検知される。

本発明は、第１の導体１２および第２の導体１３が周囲に螺旋状に巻かれた、糸芯１１を有する感知糸１０に関する。二つの導体１２，１３は、互いにおよび糸芯１１から電気的に絶縁されている。二つの導体１２、１３は、糸芯１１と一緒に静電容量部分１５を形成する。第１の感知糸１０ａの場合、長さ単位あたりの静電容量Ｃ１は、感知糸の伸長方向Ｅにおいて変化する。これは、第１の導体１２または第２の導体１３の巻き線のジオメトリーの変化により、または感知糸１０の相対的な誘電率εの変化により達成される。第２の感知糸１０ｂは、感光性の材料３０を有し、これにより入射光Ｌの照射により長さの変化が生じる。長さの変化、または他の感知糸１０ａ、１０ｂの変形の結果、問題になっている感知糸１０ａ、１０ｂの全静電容量ＣＧは、変化し、全静電容量ＣＧは、評価ユニット１７により、決定されることができる。

（付記）
（付記１）
伸長方向（Ｅ）に延びる糸芯（１１）と、
少なくとも１つの第１の導体（１２）および少なくとも１つの第２の導体（１３）と、を有する感知糸（１０ａ）であって、
二つの前記導体（１２、１３）の少なくとも１つは、前記伸長方向（Ｅ）に対して螺旋状に巻かれ、
前記少なくとも１つの第１の導体（１２）および前記少なくとも１つの第２の導体（１３）は、静電容量部分（１５）の構成要素であり、
前記静電容量部分（１５）は、当該感知糸（１０）の長さ単位（１）あたりの静電容量（Ｃ１）を示し、この静電容量は、前記伸長方向（Ｅ）において変化する、
感知糸（１０ａ）。

（付記２）
前記二つの導体の一方（１２）は、糸芯（１１）によって形成され、他方の導体（１３）は、前記糸芯（１１）を中心に巻かれ、
または、導体の両方（１２、１３）は、糸芯（１１）の周囲に巻かれ、
または、前記二つの導体の一方（１２）は、前記糸芯（１１）の構成要素であり、他方の導体（１３）は、前記糸芯（１１）を中心に巻かれる、
ことを特徴とする付記１に記載の感知糸。

（付記３）
第１の糸部分（２１）における長さ単位（１）あたりの静電容量（Ｃ１）は、他の糸部分（２２、２３）における長さ単位（１）あたりの静電容量（Ｃ１）と異なる、
ことを特徴とする付記１または２に記載の感知糸。

（付記４）
静電容量部分（１５）がそれぞれ長さ単位（１）あたり実質的に一定な静電容量（Ｃ１_１、Ｃ１_２、Ｃ１_３）を示す、少なくとも２つの糸部分（２１、２２、２３）が存在する、
ことを特徴とする付記３に記載の感知糸。

（付記５）
長さ単位（１）あたりの異なる静電容量（Ｃ１_１、Ｃ１_２、Ｃ１_３）を示す２つの隣接した糸部分（２１、２２、または２２、２３）の間には、転移部分（２４）が設けられ、長さ単位（１）あたりの静電容量（Ｃ１）は、連続的に変化する、
ことを特徴とする付記４に記載の感知糸。

（付記６）
前記伸長方向（Ｅ）における長さ単位（１）あたりの静電容量（Ｃ１）の量は、少なくとも０．０３ｐＦおよび／または最大２５０ｐＦまで変化する、
ことを特徴とする付記１から５の何れか１つに記載の感知糸。

（付記７）
長さ単位（１）あたりの異なる量の静電容量（Ｃ１_１、Ｃ１_２、Ｃ１_３）を示す少なくとも３つの糸部分（２１、２２、２３）が存在し、隣接した糸部分（２１、２２、または２２、２３）の間の長さ単位（１）あたりの静電容量（Ｃ１）は、前記伸長方向（Ｅ）に少なくとも１０ｐＦまで変化する、
ことを特徴とする付記３から５の何れか１つに従属する付記６に記載の感知糸。

（付記８）
長さ単位（１）あたりの静電容量（Ｃ１）の変化は、前記伸長方向（Ｅ）における前記糸芯（１１）の長さ単位あたりの巻線の数の変化、並びに／または、前記伸長方向（Ｅ）における前記少なくとも一つの第１の導体（１２）および／若しくは前記少なくとも一つの第２の導体（１３）の螺旋状の巻線のピッチ（Ｓ）により影響される、
ことを特徴とする付記１から７の何れか１つに記載の感知糸。

（付記９）
長さ単位（１）あたりの静電容量（Ｃ１）の変化は、前記伸長方向（Ｅ）における前記感知糸（１０ａ）の誘電率（ε）の変化により影響される、
ことを特徴とする付記１から８の何れか１つに記載の感知糸。

（付記１０）
糸芯（１１）を有し、前記糸芯（１１）はポリエステル材料を含む、
ことを特徴とする付記１から９の何れか１つに記載の感知糸。

（付記１１）
前記少なくとも一つの第１の導体（１２）および／または前記少なくとも一つの第２の導体（１３）は、金属を含む、
ことを特徴とする付記１から１０の何れか１つに記載の感知糸。

（付記１２）
伸長方向（Ｅ）に延びる糸芯（１１）と、
少なくとも１つの第１の導体（１２）および少なくとも１つの第２の導体（１３）と、を有する感知糸（１０ｂ）であって、
二つの前記導体（１２、１３）の少なくとも１つは、前記伸長方向（Ｅ）に対して螺旋状に巻かれ、
前記少なくとも１つの第１の導体（１２）および前記少なくとも１つの第２の導体（１３）は、静電容量部分（１５）の構成要素であり、
当該感知糸（１０ｂ）は、光（Ｌ）により当該感知糸（１０ｂ）が放射露光された場合に、前記静電容量部分（１５）の全静電容量（ＣＧ）に変化を生じる感光性の材料（３０）を含んでなる、
感知糸（１０ｂ）。

（付記１３）
前記感光性の材料（３０）は、銅がドープされた硫化亜鉛（ＺｎＳ：Ｃｕ）、高分子材料、半導体材料、強誘電材料、磁性材料、または電磁材料である、
ことを特徴とする付記１２に記載の感知糸。

（付記１４）
前記感光性の材料（３０）は、前記糸芯（１１）の中にまたは表面に存在する、
ことを特徴とする付記１２または１３に記載の感知糸。

（付記１５）
付記１から１４の何れか１つに記載の複数の感知糸（１０、１０ａ、１０ｂ）を有する、繊維製品材料部分（１６）。

（付記１６）
前記感知糸（１０、１０ａ、１０ｂ）は、互いに交差しないように配置される、
ことを特徴とする付記１５に記載の繊維製品材料部分。

１０ 感知糸
１０ａ 第１の感知糸
１０ｂ 第２の感知糸
１１ 糸芯
１２ 第１の導体
１３ 第２の導体
１４ 導体対
１５ 静電容量部分
１６ 繊維製品材料部分
１７ 評価ユニット
２１ 第１の糸部分
２２ 第２の糸部分
２３ 第３の糸部分
２４ 転移部分
２５ 織物糸芯
３０ 感光性の材料
Ａ 長さ部分
Ｃ１ 長さ単位あたりの静電容量
ＣＬ_１ 第１の長さ単位あたりの静電容量
ＣＬ_２ 第２の長さ単位あたりの静電容量
ＣＬ_３ 第３の長さ単位あたりの静電容量
ＣＧ 全静電容量
ｄ 相違
Ｅ 伸長方向
ε 相対誘電率
ε_１ 第１の相対誘電率
ε_２ 第２の相対誘電率
ε_３ 第３の相対誘電率
１ 長さ単位
Ｌ 光
Ｓ_１ 第１のピッチの量
Ｓ_２ 第２のピッチの量
Ｓ_３ 第３のピッチの量

Claims (16)

1. 伸長方向（Ｅ）に延びる糸芯（１１）と、
   少なくとも１つの第１の導体（１２）および少なくとも１つの第２の導体（１３）と、を有する感知糸（１０ａ）であって、
   二つの前記導体（１２、１３）の少なくとも１つは、前記伸長方向（Ｅ）に対して螺旋状に巻かれ、
   前記少なくとも１つの第１の導体（１２）および前記少なくとも１つの第２の導体（１３）は、静電容量部分（１５）の構成要素であり、
   前記静電容量部分（１５）は、当該感知糸（１０）の長さ単位（１）あたりの静電容量（Ｃ１）を示し、この静電容量は、前記伸長方向（Ｅ）において変化する、
   感知糸（１０ａ）。
2. 前記二つの導体の一方（１２）は、糸芯（１１）によって形成され、他方の導体（１３）は、前記糸芯（１１）を中心に巻かれ、
   または、導体の両方（１２、１３）は、糸芯（１１）の周囲に巻かれ、
   または、前記二つの導体の一方（１２）は、前記糸芯（１１）の構成要素であり、他方の導体（１３）は、前記糸芯（１１）を中心に巻かれる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の感知糸。
3. 第１の糸部分（２１）における長さ単位（１）あたりの静電容量（Ｃ１）は、他の糸部分（２２、２３）における長さ単位（１）あたりの静電容量（Ｃ１）と異なる、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の感知糸。
4. 静電容量部分（１５）がそれぞれ長さ単位（１）あたり実質的に一定な静電容量（Ｃ１_１、Ｃ１_２、Ｃ１_３）を示す、少なくとも２つの糸部分（２１、２２、２３）が存在する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の感知糸。
5. 長さ単位（１）あたりの異なる静電容量（Ｃ１_１、Ｃ１_２、Ｃ１_３）を示す２つの隣接した糸部分（２１、２２、または２２、２３）の間には、転移部分（２４）が設けられ、長さ単位（１）あたりの静電容量（Ｃ１）は、連続的に変化する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の感知糸。
6. 前記伸長方向（Ｅ）における長さ単位（１）あたりの静電容量（Ｃ１）の量は、少なくとも０．０３ｐＦおよび／または最大２５０ｐＦまで変化する、
   ことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の感知糸。
7. 長さ単位（１）あたりの異なる量の静電容量（Ｃ１_１、Ｃ１_２、Ｃ１_３）を示す少なくとも３つの糸部分（２１、２２、２３）が存在し、隣接した糸部分（２１、２２、または２２、２３）の間の長さ単位（１）あたりの静電容量（Ｃ１）は、前記伸長方向（Ｅ）に少なくとも１０ｐＦまで変化する、
   ことを特徴とする請求項３から５の何れか１項に従属する請求項６に記載の感知糸。
8. 長さ単位（１）あたりの静電容量（Ｃ１）の変化は、前記伸長方向（Ｅ）における前記糸芯（１１）の長さ単位あたりの巻線の数の変化、並びに／または、前記伸長方向（Ｅ）における前記少なくとも一つの第１の導体（１２）および／若しくは前記少なくとも一つの第２の導体（１３）の螺旋状の巻線のピッチ（Ｓ）により影響される、
   ことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の感知糸。
9. 長さ単位（１）あたりの静電容量（Ｃ１）の変化は、前記伸長方向（Ｅ）における前記感知糸（１０ａ）の誘電率（ε）の変化により影響される、
   ことを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の感知糸。
10. 糸芯（１１）を有し、前記糸芯（１１）はポリエステル材料を含む、
    ことを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の感知糸。
11. 前記少なくとも一つの第１の導体（１２）および／または前記少なくとも一つの第２の導体（１３）は、金属を含む、
    ことを特徴とする請求項１から１０の何れか１項に記載の感知糸。
12. 伸長方向（Ｅ）に延びる糸芯（１１）と、
    少なくとも１つの第１の導体（１２）および少なくとも１つの第２の導体（１３）と、を有する感知糸（１０ｂ）であって、
    二つの前記導体（１２、１３）の少なくとも１つは、前記伸長方向（Ｅ）に対して螺旋状に巻かれ、
    前記少なくとも１つの第１の導体（１２）および前記少なくとも１つの第２の導体（１３）は、静電容量部分（１５）の構成要素であり、
    当該感知糸（１０ｂ）は、光（Ｌ）により当該感知糸（１０ｂ）が放射露光された場合に、前記静電容量部分（１５）の全静電容量（ＣＧ）に変化を生じる感光性の材料（３０）を含んでなる、
    感知糸（１０ｂ）。
13. 前記感光性の材料（３０）は、銅がドープされた硫化亜鉛（ＺｎＳ：Ｃｕ）、高分子材料、半導体材料、強誘電材料、磁性材料、または電磁材料である、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の感知糸。
14. 前記感光性の材料（３０）は、前記糸芯（１１）の中にまたは表面に存在する、
    ことを特徴とする請求項１２または１３に記載の感知糸。
15. 請求項１から１４の何れか１項に記載の複数の感知糸（１０、１０ａ、１０ｂ）を有する、繊維製品材料部分（１６）。
16. 前記感知糸（１０、１０ａ、１０ｂ）は、互いに交差しないように配置される、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の繊維製品材料部分。

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