JP3401513B2 - 電極付き感圧抵抗フィルム及び電極付き感圧抵抗フィルムの製造方法並びに電極付き感圧抵抗フィルムを用いた３次元入力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電極付き感圧抵抗
フィルム及び電極付き感圧抵抗フィルムの製造方法並び
に電極付き感圧抵抗フィルムを用いた３次元入力装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電極付きシート状感圧抵抗部材
（以下、感圧抵抗フィルムという）は、例えば、カーボ
ンなどを用いたシート状感圧抵抗部材（以下、導電フィ
ルムという）と、銀材印刷により所望の銀製電極パター
ンが形成されたシート状電極部材（以下、電極フィルム
という）とが接着されて構成される。そして、このよう
に形成された感圧抵抗フィルムは、外部から圧力がかけ
られることにより、圧力を受けた部分の抵抗値が変化す
るようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の感圧抵抗フィルムは、上述のように銀材印刷
を施した電極フィルムを用いているため、印刷材が乾燥
したあと電極にひび割れが生じやすいなど、耐久性に乏
しく、任意の形状に成形することができないという課題
がある。

【０００４】また、電極フィルム上の電極に対する抵抗
値情報の取り出し線の接続は、通常、ハンダ付けにより
行なわれるが、この場合、電極が銀製であるため、非常
に困難である。ところで、物体が移動する様子などを仮
想的にパソコンのディスプレイ上に表示させるようなバ
ーチャルリアリティを実現するための情報入力手段とし
て、空中マウスと呼ばれるものが提案されているが、非
常に高価である。

【０００５】本発明は、上記のような課題に鑑み創案さ
れたもので、十分な耐久性を有するとともに任意の形状
に成形することが可能な、電極付き感圧抵抗フィルム及
び電極付き感圧抵抗フィルムの製造方法を提供すること
を目的とする。また、本発明は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の３次
元情報を入力することが可能であって、バーチャルリア
リティを実現するための３次元入力などに用いて好適
な、上記の電極付き感圧抵抗フィルムを用いた３次元入
力装置を提供することも目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の電極付き感圧抵抗フィルムは、導電方向が面
部に対し交差する方向となるように導電粒子を成形配列
したシート状感圧抵抗部材としての導電フィルムと、該
導電フィルムを保護するための保護フィルムと、銅部材
からなる電極パターン上に銀系部材を重ね合わせてなる
電極をシート状基板上に有する電極フィルムとをそな
え、該導電フィルムの一面が該保護フィルムに接合され
るとともに、該導電フィルムの他面が該電極フィルムの
電極側の面に接合されていることを特徴としている。

【０００７】また、請求項２記載の本発明の電極付き感
圧抵抗フィルムは、上述の請求項１記載の構成におい
て、該導電フィルムとして、導電粒子を樹脂材に混入し
たものをシート状に成形する際に面幅方向に引張力をか
けることにより導電方向が面部に対し直交する方向とな
るように導電粒子を成形配列させた感圧抵抗部材が使用
されることを特徴としている。

【０００８】さらに、請求項３記載の本発明の電極付き
感圧抵抗フィルムは、上述の請求項１記載の構成におい
て、該導電フィルムの一面が熱処理を施すことにより該
保護フィルムと一体に接合されていることを特徴として
いる。また、請求項４記載の本発明の電極付き感圧抵抗
フィルムは、上述の請求項１記載の構成において、該電
極フィルムとして、銅箔製エッチング電極パターン上に
銀合金からなるペースト材を印刷処理を施すことにより
重ね合わせ更に熱処理を施して電極を構成し該電極を該
シート状基板上に有する電極部材が使用されていること
を特徴としている。

【０００９】さらに、請求項５記載の本発明の電極付き
感圧抵抗フィルムの製造方法は、導電方向が面部に対し
交差する方向となるように導電粒子を成形配列したシー
ト状感圧抵抗部材としての導電フィルムの一面に、該導
電フィルムを保護するための保護フィルムを熱処理を施
すことにより一体に接合したものと、シート状基板上の
銅部材からなる電極パターン上に銀系部材を重ね合わせ
更に熱処理を施して電極を構成した電極フィルムとを用
意して、該導電フィルムの他面に、該電極フィルムの電
極側の面を接合することを特徴としている。

【００１０】また、請求項６記載の本発明の電極付き感
圧抵抗フィルムを用いた３次元入力装置は、導電方向が
面部に対し交差する方向となるように導電粒子を成形配
列したシート状感圧抵抗部材としての導電フィルムと、
該導電フィルムを保護するために該導電フィルムの一面
に接合された保護フィルムと、銅部材からなる電極パタ
ーン上に銀系部材を重ね合わせてなる電極をシート状基
板上に有し該導電フィルムの他面にその電極側の面が接
合された電極フィルムとをそなえ、該電極フィルムが、
Ｘ方向に延在する複数のＸ方向電極と、該Ｘ方向電極に
対し直交しＹ方向に延在する複数のＹ方向電極と、上記
のＸ方向電極及びＹ方向電極以外の部分に設けられる複
数のＺ方向電極とを有し、且つ、上記のＸ方向電極，Ｙ
方向電極及びＺ方向電極が相互に絶縁されてなる、電極
付き感圧抵抗フィルムを具備し、該電極付き感圧抵抗フ
ィルムにおける上記のＸ方向電極，Ｙ方向電極及びＺ方
向電極のそれぞれに、３次元入力のための検出情報取り
出し線が接続されていることを特徴としている。

【００１１】さらに、請求項７記載の本発明の電極付き
感圧抵抗フィルムを用いた３次元入力装置は、上述の請
求項６記載の構成において、該Ｚ方向電極が、上記のＸ
方向電極及びＹ方向電極で囲まれるエリア内に設けられ
ることを特徴としている。

【００１２】また、請求項８記載の本発明の電極付き感
圧抵抗フィルムを用いた３次元入力装置は、上述の請求
項６記載の構成において、該電極付き感圧抵抗フィルム
が、所定の立体形状を有する入力装置として構成されて
いることを特徴としている。さらに、請求項９記載の本
発明の電極付き感圧抵抗フィルムを用いた３次元入力装
置は、上述の請求項８記載の構成において、該電極付き
感圧抵抗フィルムが、表示装置に表示される仮想立体物
と相似の立体形状を有する入力装置として構成されてい
ることを特徴としている。

【００１３】また、請求項１０記載の本発明の電極付き
感圧抵抗フィルムを用いた３次元入力装置は、上述の請
求項８記載の構成において、所定の立体形状の入力装置
として構成された該電極付き感圧抵抗フィルムが、外部
押圧入力により変形復元可能なように構成されているこ
とを特徴としている。さらに、請求項１１記載の本発明
の電極付き感圧抵抗フィルムを用いた３次元入力装置
は、該検出情報取り出し線が、上記の各電極に対応して
設けられたマルチプレクサに接続されることを特徴とし
ている。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。 （１）電極付き感圧抵抗フィルムの説明 図１は本発明の一実施形態を説明するための模式図で、
この図１において、１は感圧抵抗フィルム、２は電極フ
ィルム（シート状電極部材）であり、後述するような製
造工程により、これらの感圧抵抗フィルム１と電極フィ
ルムとを接着剤などで接着（接合）することにより、電
極付き感圧抵抗フィルム（電極付きシート状感圧抵抗部
材）３が形成されるようになっている。

【００１５】そして、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図
で、この図２に模式的に示すように、感圧抵抗フィルム
１は、導電フィルム１１と保護フィルム１２とを有して
おり、導電フィルム１１の上面（一面）が保護フィルム
１２に接合されるとともに、導電フィルム１１の下面
（他面）が電極フィルム２に接合されて、上記のように
電極付き感圧抵抗フィルム３が形成されている。

【００１６】ここで、上記の導電フィルム（シート状感
圧抵抗部材）１１は、この図２に示すように、導電方向
が面部に対し交差する方向となるように導電粒子１１１
が成形配列されたもので、具体的には、カーボンあるい
は金属などの導電粒子１１１を、アクリル樹脂やシリコ
ン樹脂，ポリカーボネート（ＰＢＴ）などの樹脂材に混
入し、これをシート状に成形する際に、その面幅方向に
引張力をかけることにより、導電方向が面部に対し直交
する方向となるように導電粒子１１１が成形配列されて
いる。

【００１７】これにより、この導電フィルム１１は、外
圧の増減を極めて効率的に電極フィルム２へ伝達するこ
とができるようになり、この結果、電極付き感圧抵抗フ
ィルム３に対する加圧／減圧（荷重量）の検出感度が大
幅に向上することになる。また、電極付き感圧抵抗フィ
ルム３に対する荷重位置が正確に電極フィルム２の同一
箇所へ伝わるので、荷重位置の検出精度も大幅に向上す
る。

【００１８】また、保護フィルム（シート状保護部材）
１２は、この導電フィルム１１を保護するためのもの
で、ポリエステルフィルムやポリ塩化フィルムなどの保
護部材を用いて形成されており、後述するように、この
保護フィルム１２と上述の導電フィルム１１の一面とが
熱処理を施すことにより上記の感圧抵抗フィルム１とし
て一体に接合されるようになっている。

【００１９】これにより、感圧抵抗フィルム１自体の耐
久性が、その変形性を保ったまま向上する。また、上記
の保護フィルム１２の表面を整えれば、その手ざわりや
質感も簡単に向上させることが可能になる。一方、電極
フィルム２には、例えば、エポキシ材やポリミド材など
に銅部材（銅箔）をコーティングしたエッチング可能な
シート状基板２１が用いられ、この基板２１上に、エッ
チングにより所定の銅箔製エッチング電極パターン（図
１ではメッシュ状）を有する電極２２が形成されてい
る。そして、具体的に、この電極２２は、図２に示すよ
うに、銅部材（銅箔：Ｃｕ）２３からなる電極パターン
上に、銀合金（銀純度約９０％の酸化銀など）を溶解す
るなどして得られるペースト材（銀系部材：Ａｇ）２４
を、シルクスクリーンなどの印刷処理（以下、銀材印刷
という）を施すことにより重ね合わせ、更に約２７０°
Ｃの温度で約２０秒間熱処理を施すことによって形成さ
れる。

【００２０】これにより、電極２２は、ペースト材（銀
系部材）２４の表面の硬度が増し、電極２２（電極パタ
ーン）自体の耐久性が向上するとともに、例えば、この
電極２２に対して抵抗値の変化情報を取り出すための取
り出し線などを接続する際のハンダ付けが容易になる。
また、本実施形態では、上述のようにペースト材２４
に、銀合金を用いているため、このような熱処理を施し
ても、例えば図３に模式的に示すように、電極２２の表
面上の微細な凹凸は保たれる。従って、図４に示すよう
に、感圧抵抗フィルム１に対する接触面の増減〔外圧
（外部押圧力）の増減〕により、その抵抗値が顕著に変
化し、感圧抵抗フィルム１への微小な接触に対しても、
その接触位置や外圧の増減などの情報を抵抗値の変化に
より外部へ出力することができるようになる。

【００２１】なお、上述の感圧抵抗フィルム１は、組成
後、外圧が加わらない状態で１０⁴Ω程度の抵抗値を有
するようになり、さらに電極フィルム２と一体化するこ
とにより、電極付き感圧抵抗フィルム３は、同じく外圧
が加わらない状態で１０⁵ Ω程度以上の抵抗値を有する
ようになることが実験的に分かっている。次に、この電
極付き感圧抵抗フィルム３の製造工程について説明する
と、まず、例えば図５に示すように、導電粒子（カーボ
ン，金属など）１１１を、樹脂材（アクリル樹脂やシリ
コン樹脂など）に混入し、これをシート状に成形する際
に、例えば図５中に矢印Ｂで示すように、その面幅方向
に引張力をかけることにより、導電方向が面部に対し直
交する方向となるように導電粒子１１１を成形配列した
導電フィルム１１を製造する。

【００２２】そして、この導電フィルム１１を保護する
ための保護フィルム１２を、熱処理を施すことにより、
導電フィルム１１の上面（一面）に、一体に接合して、
感圧抵抗フィルム１を形成する。さらに、図６に示すよ
うに、基板２１上の銅部材（銅箔）２３からなる電極パ
ターン上に銀系部材（銀合金）２４を重ね合わせ更に熱
処理を施して電極２２を構成した電極フィルム２を用意
して、上述の感圧抵抗フィルム１（導電フィルム１１）
の下面（他面）に、電極フィルム２の電極２２側の面を
接着剤などを用いて接合することにより、電極付き感圧
抵抗フィルム３を形成する。

【００２３】なお、感圧抵抗フィルム１（導電フィルム
１１，保護フィルム１２）と電極フィルム２の製造順序
については不問であり、上述とは逆に電極フィルム２を
先に用意してもよい。このように、本実施形態における
電極付き感圧抵抗フィルム３によれば、感圧抵抗フィル
ム１（導電方向が面部に対し交差する方向となるように
導電粒子１１１を成形配列した導電フィルム１１とこの
導電フィルム１１を保護するための保護フィルム１２）
と、銅部材（銅箔）２３からなる電極パターン上に銀系
部材（銀合金）２４を重ね合わせてなる電極２２を基板
２１上に有する電極フィルム２とをそなえ、導電フィル
ム１１の一面が保護フィルム１２に接合されるととも
に、導電フィルム１１の他面が電極フィルム２の電極２
２側の面に接合されているので、電極フィルム２の電極
パターンの変形に対する耐久性が大幅に向上し、本フィ
ルム３を任意の形状に成形することが可能になる。

【００２４】また、この電極付き感圧抵抗フィルム３
は、上述のような極めて単純な工程で製造することが可
能であるので、本フィルム３の製造コスト面でも非常に
有利となる。さらに、この電極付き感圧抵抗フィルム３
を使用する機器に本フィルム３直接搭載する場合は、そ
の機器についての基板製作時に、上述のような製造工程
を行なえば、機器の製造工程と同一の工程内で本フィル
ム３を製造することが可能になるので、特に、後述する
ような電極２２に対する専用の検出端子等を形成する必
要がなく、製造工程の簡略化と接合部分の信頼性の向上
に大いに寄与する。

【００２５】（２）３次元入力装置の説明 図７は本発明の一実施形態としての３次元入力装置の構
成を展開して示す模式的平面図で、この図７に示す３次
元入力装置４は、上記の項目（１）にて上述した電極付
き感圧抵抗フィルム３、つまり、感圧抵抗フィルム１
（導電方向が面部に対し交差する方向となるように導電
粒子１１１を成形配列した導電フィルム１１と、この導
電フィルム１１を保護するために導電フィルム１１の一
面に接合された保護フィルム１２とからなるシート状部
材）と、銅部材（銅箔）２３からなる電極パターン上に
銀系部材（銀合金）２４を重ね合わせてなる電極２２を
基板２１上に有し導電フィルム１１の他面にその電極２
２側の面が接合された電極フィルム２とをそなえたフィ
ルム３に、図９にて後述するコンピュータ２９への３次
元入力のための検出情報取り出し線２５が接続された構
成となっている。

【００２６】そして、この図７に示すように、本入力装
置４は、ここでは、電極付き感圧抵抗フィルム３の基板
２１が、所望の電極パターンとして、Ｘ方向に延在する
複数のＸ方向電極２２Ｘと、これらの各Ｘ方向電極２２
Ｘに対し直交しＹ方向に延在する複数のＹ方向電極２２
Ｙと、これらの各Ｘ方向電極２２Ｘ及び各Ｙ方向電極２
２Ｙで囲まれるエリア内に設けられたＺ方向電極２２Ｚ
とを有し、且つ、これらの各Ｘ方向電極２２Ｘ，Ｙ方向
電極２２Ｙ及びＺ方向電極２２Ｚが相互に絶縁されて形
成されるとともに、各Ｘ方向電極２２Ｘ，Ｙ方向電極２
２Ｙ及びＺ方向電極２２Ｚのそれぞれに、上記の検出情
報取り出し線２５がハンダ付けなどで接続されて構成さ
れている（ただし、この図７では一部の取り出し線２５
の図示を省略している）。

【００２７】なお、各Ｘ方向電極２２Ｘ，Ｙ方向電極２
２Ｙ及びＺ方向電極２２Ｚは、それぞれ、シルクスクリ
ーンなどによる銀材印刷時に、順次、２つ以上の電極が
互いに交差する部分に絶縁体を同じくシルクスクリーン
などでスポット印刷してゆくことにより、相互に絶縁さ
れる。例えば、Ｘ方向電極２２ＸとＹ方向電極２２Ｙと
を相互に絶縁する場合は、図８に示すように、Ｘ方向電
極２２Ｘを印刷した後、Ｙ方向電極２２Ｙが重なる部分
に絶縁体２６をスポット印刷して、Ｙ方向電極２２Ｙを
印刷する。一方、Ｚ方向電極２２Ｚは、図７では、それ
自体はＸ方向電極２２Ｘ，Ｙ方向電極２２Ｙとは重なら
ないが、Ｚ方向電極２２Ｚに接続された取り出し線２５
がＸ方向電極２２Ｘ，Ｙ方向電極２２Ｙと重なるため、
その部分にも同様に、絶縁体２６をスポット印刷して絶
縁処理を施す。

【００２８】また、本実施形態では、上述のように各電
極２２Ｘ，２２Ｙ，２２Ｚを、それぞれ、複数設けるこ
とで、本入力装置４のＸ，Ｙ，Ｚ方向に対する分解能を
大幅に向上させて、３次元入力のための検出情報をより
精度高く検出することができるようにしている。そし
て、図９は上述のごとく構成された入力装置４を用いた
バーチャルリアリティシステムの一例を説明するための
模式図で、この図９に示すように、本システムは、図７
に示す入力装置４が円筒状の立体形状を有する装置とし
て構成され、この入力装置４からの各検出情報取り出し
線２５がマルチプレクサ２７，Ａ／Ｄ変換器２８を介し
てそれぞれコンピュータ２９に接続されている。なお、
この図９では、入力装置４と各マルチプレクサ２７との
接続状態を分かりやすく示すために、実際には円筒状に
形成された入力装置４を、符号Ｃで示すように展開した
状態で図示している。また、図９において、符号３０で
示すものはコンピュータ２９用のディスプレイ（表示装
置）である。

【００２９】ここで、各マルチプレクサ２７は、入力装
置４のＸ方向電極２２Ｘ，Ｙ方向電極２２Ｙ及びＺ方向
電極２２Ｚに対応して設けられており（ただし、Ｚ方向
電極２２Ｚに対応するものは図示を省略している）、そ
れぞれ対応する各検出情報取り出し線２５から出力され
る各Ｘ方向電極２２Ｘ，各Ｙ方向電極２２Ｙ，各Ｚ方向
電極２２Ｚと導電フィルム１１とで決まる抵抗値を、例
えば２５６ビット分のアナログ値に多重化するものであ
り、Ａ／Ｄ変換器２８は、これらの各マルチプレクサ２
７からのアナログ抵抗値情報をディジタル値に変換する
ものである。

【００３０】また、コンピュータ２９は、このＡ／Ｄ変
換器２８を通じて入力される抵抗値情報をソフト処理す
ることにより、各電極２２Ｘ，２２Ｙ，２２Ｚからの抵
抗値情報の変化を解析して、入力装置４への接触位置
（Ｘ軸方向の移動距離，Ｙ軸方向の移動距離）や外圧の
増減（Ｚ軸方向の深度距離）を検出するもので、この検
出結果に応じて、ディスプレイ３０上に表示された仮想
物体が移動したり変形したりするようになっている。

【００３１】上述のごとく構成されたシステムでは、入
力装置４に対する最初の接触位置（荷重をかけた部分）
が支点（動作点）となり、その接触位置の変化に応じた
抵抗値情報がコンピュータ２９に入力される。そして、
コンピュータ２９では、このように入力された抵抗値情
報に対してソフト処理を行なうことにより、図９中に符
号Ｄに示すように、接触位置の移動距離，荷重量などが
各電極２２Ｘ，２２Ｙ，２２Ｚが形成するメッシュ単位
に検出される。

【００３２】このとき、コンピュータ２９のソフト内
に、次表１〜３に示すように、上述のように検出される
接触位置の移動距離，荷重量などに基づいて、ディスプ
レイ３０上に表示された仮想物体の動きを定義しておけ
ば、人が入力装置４を手にとり、指を動かす、力を加え
るなどの所定の操作を行なうことにより、その操作に応
じた動きが、ディスプレイ３０上の仮想物体にて再現さ
れる。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【表２】

【００３５】

【表３】 また、上述のシステム構成において、例えば図１１に示
すように、ディスプレイ３０上に仮想物体としてボール
が表示される場合、上述の入力装置４（図７に示す電極
付き感圧抵抗フィルム３）を、ゴムボールなどの表面に
接着することにより、図１０に示すように、ディスプレ
イ３０上に表示されるボールと相似の立体形状に成形す
るとともに、外圧（外部押圧入力）により変形復元可能
なように構成すれば、この入力装置４を握りつぶすなど
の形状変化を、図１１中の２点鎖線で示すように、ディ
スプレイ３０上のボールにおいても忠実に表現させるこ
とができる。

【００３６】なお、この入力装置４（電極付き感圧抵抗
フィルム３）は、上記の項目（１）にて前述したよう
に、任意の形状に成形することが可能であるため、上述
の円筒状，球状以外のどのような形状に成形してもよ
い。このように、本実施形態における電極付き感圧抵抗
フィルム３を用いた３次元入力装置４によれば、Ｘ方向
電極２２Ｘ，Ｙ方向電極２２Ｙ及びＺ方向電極２２Ｚを
有し、且つ、各電極２２Ｘ，２２Ｙ，２２Ｚが相互に絶
縁されてなる、電極付き感圧抵抗フィルム３を具備し、
このフィルム３におけるＸ方向電極２２Ｘ，Ｙ方向電極
２２Ｙ及びＺ方向電極２２Ｚのそれぞれに、３次元入力
のための検出情報取り出し線２５が接続されているの
で、本入力装置４を任意の形状に成形して加圧／減圧す
ることにより、２次元情報だけでなく、その形状に応じ
た３次元入力のための検出情報を外部のコンピュータ２
９へ入力することができる。

【００３７】従って、本入力装置４への操作に対して即
時にその反応をディスプレイ３０上の仮想物体へ反映さ
せることができ、人の各種感覚に関するモードチャンネ
ルの広帯域性，即時性，多チャンネル性，同時性及び身
体的拘束条件が少ないなどの利点を最大限に生かすこと
ができる。また、上述のように電極付き感圧抵抗フィル
ム３を、所定の立体形状として、ディスプレイ３０上に
表示される仮想立体物と相似の立体形状を有する装置と
して構成し、外部押圧入力により変形復元可能なように
構成することにより、本入力装置４に対する加圧／減圧
による形状変化を、忠実に、コンピュータ２９を通じて
ディスプレイ３０上の仮想立体物においても表現させる
ことができる。

【００３８】なお、本実施形態では、入力装置４に対す
る操作（加圧／減圧）が人間の手により行なわれること
を想定して述べたが、このような入力装置４に対する操
作は人間の手以外のものによって行なわれてもよい。ま
た、最近のゲーム機においては、入力情報としてアナロ
グ信号を取り入れるものも提案されているが、このよう
なものに対しては、Ａ／Ｄ変換器２８のあとにＤ／Ａ変
換器を接続し、このＤ／Ａ変換器の出力を入力するよう
にすればよい。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の電極付き
感圧抵抗フィルムによれば、導電方向が面部に対し交差
する方向となるように導電粒子を成形配列したシート状
感圧抵抗部材としての導電フィルムと、この導電フィル
ムを保護するための保護フィルムと、銅部材からなる電
極パターン上に銀系部材を重ね合わせてなる電極をシー
ト状基板上に有する電極フィルムとをそなえ、導電フィ
ルムの一面が保護フィルムに接合されるとともに、導電
フィルムの他面が電極フィルムの電極側の面に接合され
ているので、特に、電極フィルムの電極パターンの変形
に対する耐久性を大幅に向上させることができる。従っ
て、本フィルムを任意の形状に成形することが可能にな
る。

【００４０】また、本発明の電極付き感圧抵抗フィルム
によれば、具体的に、上記の導電フィルムとして、導電
粒子を樹脂材に混入したものをシート状に成形する際に
面幅方向に引張力をかけることにより導電方向が面部に
対し直交する方向となるように導電粒子を成形配列させ
た感圧抵抗部材を使用するので、外圧の増減を、極めて
効率的に、電極フィルムの電極へ伝達することができ、
これにより、本フィルムに対する加圧／減圧の検出感度
が大幅に向上する。

【００４１】さらに、本発明の電極付き感圧抵抗フィル
ムによれば、上記の導電フィルムの一面が熱処理を施す
ことにより上記の保護フィルムと一体に接合されている
ので、電極フィルムの耐久性のみならず、導電フィルム
自体の耐久性も大幅に向上する。また、本発明の電極付
き感圧抵抗フィルムによれば、具体的に、上記の電極フ
ィルムとして、銅箔製エッチング電極パターン上に銀合
金からなるペースト材を印刷処理を施すことにより重ね
合わせ更に熱処理を施して電極を構成しこの電極をシー
ト状基板上に有する電極フィルムが使用されるので、確
実に、電極パターン自体の耐久性が向上するとともに、
電極に対するハンダ付けなどの処理も極めて容易に行な
うことができるようになる。

【００４２】さらに、本発明の電極付き感圧抵抗フィル
ムの製造方法によれば、熱処理を施すことにより、導電
方向が面部に対し交差する方向となるように導電粒子を
成形配列したシート状感津抵抗部材としての導電フィル
ムの一面に、この導電フィルムを保護するための保護フ
ィルムを一体に接合したものと、シート状基板上の銅部
材からなる電極パターン上に銀系部材を重ね合わせ更に
熱処理を施して電極を構成した電極フィルムとを用意し
て、導電フィルムの他面に、電極フィルムの電極側の面
を接合するので、極めて単純な工程で、所望の耐久性を
有し、任意の形状に成形することが可能な電極付き感圧
抵抗フィルムを製造することができ、コスト面で非常に
有利となる。

【００４３】また、本発明の電極付き感圧抵抗フィルム
を用いた３次元入力装置によれば、Ｘ方向に延在する複
数のＸ方向電極と、Ｘ方向電極に対し直交しＹ方向に延
在する複数のＹ方向電極と、上記のＸ方向電極及びＹ方
向電極以外の部分に設けられる複数のＺ方向電極とを有
し、且つ、上記のＸ方向電極，Ｙ方向電極及びＺ方向電
極が相互に絶縁されてなる、電極付き感圧抵抗フィルム
を具備し、この電極付き感圧抵抗フィルムにおける上記
のＸ方向電極，Ｙ方向電極及びＺ方向電極のそれぞれ
に、３次元入力のための検出情報取り出し線が接続され
ているので、本入力装置を任意の形状に成形して加圧／
減圧することにより、その形状に応じた３次元入力のた
めの検出情報を外部の装置へ入力することができる。従
って、本入力装置への操作に対して即時にその反応を表
示装置上の仮想物体などに反映させることができ、人の
各種感覚に関するモードチャンネルの広帯域性，即時
性，多チャンネル性，同時性及び身体的拘束条件が少な
いなどの利点を最大限に生かすことができる。

【００４４】さらに、本発明の電極付き感圧抵抗フィル
ムを用いた３次元入力装置によれば、上記のＺ方向電極
が、上記のＸ方向電極及びＹ方向電極で囲まれるエリア
内に設けられるので、本入力装置のＸ，Ｙ，Ｚ方向に対
する分解能が大幅に向上し、３次元入力のための検出情
報をより精度高く検出することができる。

【００４５】また、本発明の電極付き感圧抵抗フィルム
を用いた３次元入力装置によれば、上記の電極付き感圧
抵抗フィルムを、所定の立体形状、例えば、表示装置に
表示される仮想立体物と相似の立体形状を有する入力装
置として構成し、外部押圧入力により変形復元可能なよ
うに構成すれば、特に、本入力装置に対する加圧／減圧
による形状変化を、忠実に、表示装置上の仮想立体物に
おいても表現させることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を説明するための模式図で
ある。

【図２】本発明の一実施形態としての電極付き感圧抵抗
フィルムの模式的断面図であり、図１におけるＡ−Ａ断
面図である。

【図３】本発明の一実施形態としての電極フィルムの電
極表面を拡大した模式図である。

【図４】本発明の一実施形態としての電極付き感圧抵抗
フィルムの荷重−抵抗値特性の一例を示す図である。

【図５】本発明の一実施形態としての電極付き感圧抵抗
フィルムの製造方法を説明するための模式図である。

【図６】本発明の一実施形態としての電極付き感圧抵抗
フィルムの製造方法を説明するための模式図である。

【図７】本発明の一実施形態としての３次元入力装置の
構成を展開して示す模式的平面図である。

【図８】本発明の一実施形態としての３次元入力装置に
おける電極の絶縁処理を説明するための模式図である。

【図９】本発明の一実施形態としての３次元入力装置を
用いたバーチャルリアリティシステムの一例を説明する
ための模式図である。

【図１０】本発明の一実施形態としての３次元入力装置
を球状に成形した模式図である。

【図１１】本発明の一実施形態としての３次元入力装置
を用いたバーチャルリアリティシステムの動作を説明す
るための模式図である。

【符号の説明】

１ 感圧抵抗フィルム ２ 電極フィルム（シート状電極部材） ３ 電極付き感圧抵抗フィルム（電極付きシート状感圧
抵抗部材） ４ ３次元入力装置 １１ 導電フィルム（シート状感圧抵抗部材） １２ 保護フィルム（シート状保護部材） ２１ 基板 ２２ 電極 ２２Ｘ Ｘ方向電極 ２２Ｙ Ｙ方向電極 ２２Ｚ Ｚ方向電極 ２３ 銅部材（銅箔：Ｃｕ） ２４ 銀系部材（銀合金：Ａｇ） ２５ 検出情報取り出し線 ２６ 絶縁体 ２７ マルチプレクサ ２８ Ａ／Ｄ変換器 ２９ コンピュータ ３０ ディスプレイ（表示装置） １１１ 導電粒子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 3/03 - 3/033 H01C 10/10 H01B 5/16

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電方向が面部に対し交差する方向とな
   るように導電粒子を成形配列したシート状感圧抵抗部材
   としての導電フィルムと、 該導電フィルムを保護するための保護フィルムと、 銅部材からなる電極パターン上に銀系部材を重ね合わせ
   てなる電極をシート状基板上に有する電極フィルムとを
   そなえ、 該導電フィルムの一面が該保護フィルムに接合されると
   ともに、該導電フィルムの他面が該電極フィルムの電極
   側の面に接合されていることを特徴とする、電極付き感
   圧抵抗フィルム。
2. 【請求項２】 該導電フィルムとして、導電粒子を樹脂
   材に混入したものをシート状に成形する際に面幅方向に
   引張力をかけることにより導電方向が面部に対し直交す
   る方向となるように導電粒子を成形配列させた感圧抵抗
   部材が使用されることを特徴とする、請求項１記載の電
   極付き感圧抵抗フィルム。
3. 【請求項３】 該導電フィルムの一面が熱処理を施すこ
   とにより該保護フィルムと一体に接合されていることを
   特徴とする、請求項１記載の電極付き感圧抵抗フィル
   ム。
4. 【請求項４】 該電極フィルムとして、銅箔製エッチン
   グ電極パターン上に銀合金からなるペースト材を印刷処
   理を施すことにより重ね合わせ更に熱処理を施して電極
   を構成し該電極を該シート状基板上に有する電極部材が
   使用されていることを特徴とする、請求項１記載の電極
   付き感圧抵抗フィルム。
5. 【請求項５】 導電方向が面部に対し交差する方向とな
   るように導電粒子を成形配列したシート状感圧抵抗部材
   としての導電フィルムの一面に、該導電フィルムを保護
   するための保護フィルムを熱処理を施すことにより一体
   に接合したものと、シート状 基板上の銅部材からなる電極パターン上に銀系
   部材を重ね合わせ更に熱処理を施して電極を構成した電
   極フィルムとを用意して、 該導電フィルムの他面に、該電極フィルムの電極側の面
   を接合することを特徴とする、電極付き感圧抵抗フィル
   ムの製造方法。
6. 【請求項６】 導電方向が面部に対し交差する方向とな
   るように導電粒子を成形配列したシート状感圧抵抗部材
   としての導電フィルムと、該導電フィルムを保護するた
   めに該導電フィルムの一面に接合された保護フィルム
   と、銅部材からなる電極パターン上に銀系部材を重ね合
   わせてなる電極をシート状基板上に有し該導電フィルム
   の他面にその電極側の面が接合された電極フィルムとを
   そなえ、該電極フィルムが、Ｘ方向に延在する複数のＸ
   方向電極と、該Ｘ方向電極に対し直交しＹ方向に延在す
   る複数のＹ方向電極と、上記のＸ方向電極及びＹ方向電
   極以外の部分に設けられる複数のＺ方向電極とを有し、
   且つ、上記のＸ方向電極，Ｙ方向電極及びＺ方向電極が
   相互に絶縁されてなる、電極付き感圧抵抗フィルムを具
   備し、 該電極付き感圧抵抗フィルムにおける上記のＸ方向電
   極，Ｙ方向電極及びＺ方向電極のそれぞれに、３次元入
   力のための検出情報取り出し線が接続されていることを
   特徴とする、電極付き感圧抵抗フィルムを用いた３次元
   入力装置。
7. 【請求項７】 該Ｚ方向電極が、上記のＸ方向電極及び
   Ｙ方向電極で囲まれるエリア内に設けられることを特徴
   とする、請求項６記載の電極付き感圧抵抗フィルムを用
   いた３次元入力装置。
8. 【請求項８】 該電極付き感圧抵抗フィルムが、所定の
   立体形状を有する入力装置として構成されていることを
   特徴とする、請求項６記載の電極付き感圧抵抗フィルム
   を用いた３次元入力装置。
9. 【請求項９】 該電極付き感圧抵抗フィルムが、表示装
   置に表示される仮想立体物と相似の立体形状を有する入
   力装置として構成されていることを特徴とする、請求項
   ８記載の電極付き感圧抵抗フィルムを用いた３次元入力
   装置。
10. 【請求項１０】 所定の立体形状の入力装置として構成
    された該電極付き感圧抵抗フィルムが、外部押圧入力に
    より変形復元可能なように構成されていることを特徴と
    する、請求項８記載の電極付き感圧抵抗フィルムを用い
    た３次元入力装置。
11. 【請求項１１】 該検出情報取り出し線が、上記の各電
    極に対応して設けられたマルチプレクサに接続されるこ
    とを特徴とする、請求項６記載の電極付き感圧抵抗フィ
    ルムを用いた３次元入力装置。