JP5466014B2 - 電気センサ・ウェブ、システムおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、センサ・ウェブに関する。センサ・ウェブは、導電性物体、誘電特性を有する物体および電荷を含む物体、例えば公報ＷＯ２００５／０２０１７１Ａ１で述べられるような例えば人体の動きおよび位置を監視するための例えば床構造で使用することができる。例えば、センサ・ウェブは、老齢者および身体障害者ならびに彼らの生体機能を監視するのに有用である。他の可能な応用は、拘置所および刑務所内の受刑者の監視、家庭および工業の自動化応用、車両エアバッグ・システムならびに他の検知応用である。

本発明はまた、センサ・ウェブの製造方法にも関する。

公報ＷＯ２００６／００３２４５は、電場検知のためのセンサ製品を開示する。センサ製品は、ウェブ形状であり、それは、導体に接続された逐次的導電性領域を含む。導体は、お互いに平行である。

公報ＷＯ２００６／００３２４５は、平行なまっすぐの導体がウェブの縦方向に延びることを開示する。公報は、導電性領域と導体との間の接触を配置するために２つの可能性があることを、即ち１）ビアがウェブを貫通して形成され、導体がウェブの裏面に例えば印刷によって形成される間にそれが導電性インクで充填され、このようにしてウェブを貫通する導電性経路を形成することと、２）誘電体ブリッジが導体を覆って形成され、電気接触が所望される点においてその誘電体ブリッジが不連続であることとを教示する。

ウェブは、どこが所望されても切断可能であるべきだから、使いやすく、機能的なセンサ・ウェブを達成するためには、導電性領域と導体との間の接触の構成は、非常に重要である。

ＷＯ２００５／０２０１７１Ａ１ ＷＯ２００６／００３２４５

本発明の目的は、簡単な構造を有し、製造することが容易なセンサ・ウェブを創出することである。センサ・ウェブ、即ち導電性領域が、１つの平面または層内で実施されるときは、ビアまたは誘電体ブリッジは必要とされない。

センサ・ウェブのいくつかの変形のうちでその構造の追加の利点は、センサ電極および導体のパターン形成が、簡単な処理ステップで、さらには単一の処理ステップでさえ行うことができることである。

さらに、ここで提示されるセンサ構造はまた、センサ・ウェブが、ウェブの縦方向を横切ってこの方向に沿ってどこでも切断でき、切断センサ積層体が、切断端部を横切る導体の数を越えないセンサ総数までの機能的実体を形成するであろうことを特徴とすることもできる。したがって、製造中は、センサ・ウェブの構造は、所与の応用または組み立てられるべきシステムのための特定のセンサ・ウェブで必要とされる導電性領域の数に対して非感受性である。

センサ・ウェブは、縦方向を有する基板、基板の表面上の連続する導電性領域および基板の縦方向に進む平行導体（即ち隣同士の導体）の群を含む。導電性領域は容量センサとして働き、それは、導体を経由して適切な電子回路に接続される。センサ・ウェブは、ロール・ツー・ロール・プロセスもしくはその手段またはウェブ方向でセンサ領域のまったく同じように繰り返すパターンの使用を採用できる任意の他の大量生産プロセスを使用することによって製造することができる。

基板はウェブ形状である。基板は、プラスチック材料、または不織布、布、紙、もしくは板の形状の繊維状材料を含む。適切なプラスチックは、例えば、ポリエチレン・テレフタレートＰＥＴ、ポリプロピレンＰＰ、またはポリエチレンＰＥを含むプラスチックである。基板は好ましくは、それが置かれる他の表面と一致するために十分に柔軟である。１層構造のほかに、基板は、お互いに貼り付けられるもっと多くの層を含むことができる。基板は、お互いに積層された層、押出成形された層、被覆もしくは印刷された層、またはこれらの混合物を含んでもよい。普通は、保護層が導電性領域および導体を覆うように、基板の表面に保護層がある。保護層は、任意の柔軟な材料、例えば紙、板、またはＰＥＴ、ＰＰ、もしくはＰＥなどのプラスチックから成ってもよい。保護層は、不織布、布、または箔の形状でもよい。保護誘電体被覆物、例えばアクリルをベースにした被覆物が可能である。

導電性領域は導電性材料を含み、導電性領域は、例えば、印刷された層、被覆された層、蒸着された層、電着された層、スパッタされた層、積層された箔、エッチングされた層、箔または繊維状層とすることができるが、限定はされない。導電性領域は、導電性カーボン、金属層、金属粒子、もしくは繊維、またはポリアセチレン、ポリアニリン、もしくはポリピロールなどの導電性ポリマーを含んでもよい。導電性領域を形成するために使用される金属は、例えばアルミニウム、銅および銀を含む。導電性カーボンは、インクまたは被覆物を製造するために媒質内に混合されてもよい。透明なセンサ製品が望まれるときは、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、ＰＥＤＯＴ（ポリ−（３、４−エチレンジオキシチオフェン））、またはカーボン・ナノチューブなどの導電性材料を使用することができる。例えば、カーボン・ナノチューブは、ナノチューブおよびポリマーを含む被覆物で使用することができる。同じ導電性材料はまた、導体にも適用される。導電性領域を形成するための適切な技術は、例えば、エッチングまたはスクリーン印刷（平床または回転）、グラビア印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷、静電複写法、電気メッキ、および化学メッキを含む。

ウェブを製造するための上述の方法のほかに、次の製造方法が使用されてもよい。アルミニウム箔などの金属箔は、取外しウェブ上に積層される。導電性領域および導体は、金属箔から打ち抜かれ、残りの廃棄母材は、ロールに巻きつけられる。その後、第１の保護膜は、導電性領域および導体上に積層される。次に、取外しウェブは除去され、裏当て膜は、取外しウェブを取り替えるために積層される。

上述の製造方法の利点は、
− 原材料が、より安価である、
− 製造方法が、例えばエッチングと比較してより安価である、
− 製造方法が、１つの生産ラインだけで済む、および
− 結果として得られるセンサ・ウェブが、より薄い、即ちセンサ・ウェブの厚さが、５０μｍより薄くてもよい、
ということを含む。

上述の製造方法はまた、逐次的導電性領域およびウェブの縦方向に延びる導体の群を含むようなセンサ・ウェブに応用されてもよい。そのようなセンサ・ウェブは、ＷＯ２００６／００３２４５から周知である。導電性領域および導体の群は、金属箔から打ち抜かれ、それらは、２つの基板間で、即ち２つの重ね合わされたウェブ間で積層される。導電性領域を導体に連結するためには、それらの間の導電性ブリッジが必要である。基板は電気絶縁体であるので、基板を貫通するビアが必要とされる。基板のうちの１つを貫通するビアは、例えば、基板にドリルで穴を開けるまたは穿孔することによって配置される。次に、ビアは、導電性ブリッジの印刷中に導電性インクで充填される。

さらに、その製造方法は、２つ以上の重ね合わされた層を含むようなセンサ・ウェブに応用されてもよい。例えば、導電性領域およびそれらの導体が、１つの層内に置かれ、オプションのＲＦループおよびそれらの導体が、もう１つの層内に置かれてもよい。原理上は、同じ製品において異なる技術、例えばエッチング、印刷、または打抜きを使用することが可能である。例えば、導電性領域は、金属箔から打ち抜かれてもよいが、それらの導体は、基板上でエッチングされてもよい。導電性領域およびそれらの導体は、ビアを通じてお互いに接続される。

センサ・ウェブは、制御電子回路に出力部を接続することを可能とするために出力部を備える。例えば、測定電圧および制御出力電流は、その出力部を通じて供給することができる。出力信号の性質が応用に従って変化し得ることは、当業者には明らかである。例えば、容量測定の場合には、実効電流信号は利用できない。実際には、出力部は、どんなコネクタもなしに隣同士の導体を含むことができる。言い換えれば、出力部は、センサ・ウェブをその縦方向を横切って所望の長さに切断することによって形成され、したがって導体の端部は露出され、電気接触を形成する準備ができている。接触しているセンサ・ウェブの貼り付け方法は、圧着コネクタ、ばねコネクタ、溶接接触、はんだ付け接触、等方的または異方的接着剤接触とすることができるが、限定はされない。しかしながら、普通の電子応用で使用される標準的なコネクタ（例えば、Ｃｒｉｍｐｆｌｅｘ（登録商標）、Ｎｉｃｏｍａｔｉｃ ＳＡ、Ｆｒａｎｃｅ）を、出力部に追加することができる。

検知に使用されるべきそれぞれの導電性領域は、導電性領域と出力部との間の導電性経路を形成する導体に接続される。導体は、それらの各々が加わるように構成される平行導体の群を形成する。１つの導体が群に加わるときは、導体が交錯しないように、群の他の導体の各々は、加わる導体のためにスペースを空ける。導体の群は、基板の縦方向に進む。

上述の原理は、異なる方法で実施することができる。例えば、平行導体は、基板上を対角線的に延びてもよく、または平行導体は、新しい導体が導体の群に加わるときは、横に一歩寄ってもよい。

導体は、１つの部分、即ち第１の部分だけを含んでもよく、またはそれは、２つの部分、即ち第１および第２の部分を含んでもよい。例えば、導体は、その長さ全体にわたってまっすぐで、したがって第１の部分だけから成ってもよく、または導体は、その部分がお互いに角度を形成するようにお互いに接続される２つのまっすぐな部分で形成されてもよい。導電性領域と物理的接触している部分、即ち第２の部分が湾曲していることもまた可能である。１つの可能なオプションは、第１の部分が、例えば、波のように延びているが、それらはある種の線形進行方向を有することである。さらに、導体は、それらのお互いからの距離が一定であるように、即ち導体が屈曲にもかかわらず平行であるように、所定のパターンに従って曲がってもよい。その場合には、進行方向は、導体の出発点を、または導体の第１の部分の出発点を導体の終点（出力部）に直線で接続することによって決定される。その直線は、進行方向を例示する。しかしながら、基本原理は、即ち群の他の導体の各々は、導体が互いに交錯しないように、加わる導体のためにスペースを空けるということは、同様に実現される。

本発明のある種の実施形態では、導体は、コネクタを使用する接続を簡単にするためにウェブのいくつかの位置で広げられた形で配置されてもよい。そのような広げられた位置の間では、導体は、センサ領域のためにスペースを節約するために、できるだけ狭い配置でウェブの縦方向に進む。

導体の第１の部分は、基板の縦方向と角度を形成してもよい。角度の絶対値は、０°より大きいが９０°より小さく、典型的には０．０１°より大きいが３０°より小さく、さらに典型的には０．１°より大きいが５°より小さい。５°より小さい代わりに、上限は、３°より小さくてもよい。非常に有用な範囲は、角度の絶対値が、０．５°より大きいが１．５°より小さいこと、または角度の絶対値が、０．２°より大きいが２°より小さいことである。第１の部分が、例えば、波のように延びるときは、導体の第１の部分の線形進行方向は、基板の縦方向と角度を形成する。同様に、直線が、自由に屈曲するまたは湾曲する導体の進行方向を例示するときは、直線は、ウェブの縦方向と角度を形成する。

導体を実施するための１つの可能な方法は、新しい導体が平行導体の群に加わるときは、その群の他のメンバーが横に一歩寄るように、平行導体の群を配置することである。例えば、導体は、対角線部分およびその対角線部分に連結され、ウェブの縦方向に延びる部分から成るパターンを含んでもよい。第１の対角線部分は、導電性領域から始まる。パターンは、導体がウェブの交差方向に移動させられるように、次々に繰り返される。

上述のレイアウトとほとんど同様の導体構造は、センサ・ウェブの縦方向に延びる部分および最初に述べた部分に対して横断する部分を含んでもよい。それらの部分は、新しい導体が導体のグループに加わるときは、横に一歩寄ることができる階段形状のパターンを形成する。

導体のための上述の配置の目的は、ａ）導体が交錯せず、ｂ）ウェブの端部における導体がお互いから等間隔であるように、導線を導電性領域からウェブの端部にまで持って来ることである。この配置は、ウェブ方向で異なる位置に置かれる導電性領域から延びる導体間に一定の交差方向距離を提供する。したがって、センサ・ウェブが１つの平面内で実施されるときは、導体は、交錯するまたはお互いを妨げることなく延びることができるから、ビアまたは誘電体ブリッジは必要とされない。そのような配置は、コネクタ間に一定の距離をもってウェブの端部において一連の導電性領域と対応する一連の導体との間の容易で信頼性のある接続を提供する。さらに、ウェブは、どこが所望されても切断可能であり、切断位置における導体の順序は、切断位置からのそれらの距離によって規定されるようなセンサ・アレイ内でのセンサ領域の位置に周知の仕方で対応する。

センサ・ウェブは、連続するおよび／または逐次的な導電性領域ならびにそれらの導体を含む繰返しパターンを含む。例えば、１つのパターンは、５つの連続する導電性領域およびそれらの導体から形成されてもよい。上述のパターンは、ウェブの長さ全体にわたる繰返しである。

ウェブ内での連続する導電性領域１からＮの数は、ウェブ方向に沿って走るように配置される導体線の全数によって規定される。典型的には、導体の数は、ウェブに沿って一定に保たれ、そのことは、新しい導体が連続する導体の群に加わるように構成され、この群の他の導体がこの加わる導体のために間隔をあけるように構成されるときは、その結果この群の反対側の最外部の導体の走行が、終端されることを意味する。したがって、連続する導電性領域の全繰返しパターンは、平行導体線の全数によって規定される。この数は、所与の応用に従って自由に選択することができる。

センサ・ウェブの上述の素子のほかに、センサ・ウェブは、例えば、ＲＦループおよびそれらの導体を含んでもよい。それらはまた、金属箔で作られてもよい。ＲＦループおよびそれらの導体は、導電性領域およびそれらの導体と同じ層内に配置されてもよく、またはＲＦループおよびそれらの導体ならびに導電性領域およびそれらの導体は、重ね合わされた層内に配置されてもよい。

センサ・ウェブはまた、その部分が導電性領域と互いにかみ合う連続的な二次センサ素子を含んでもよい。連続的な二次センサ素子は、接地信号などの共通信号のために確保しておくことができる。この種の解決策は、電気的雑音レベルを低減するために、したがって測定の感度を高めるために重要である。

さらに、センサ・ウェブは、連続する導電性領域のいくつかのアレイを含んでもよい。導電性領域は、ウェブの交差方向に整列される必要はない。導電性領域の形状は、円、正方形とすることができるが、任意の他の形状もまた実行可能である。当業者なら容易に理解するであろうように、導電性領域は、ほとんど任意の想像できる形状を有してもよい。しかしながら、いくつかの形状は、例えばセンサ・ウェブ上でのそれらの分布に関して、したがってウェブの位置検知能力に関して、他のものよりも有益な可能性がある。

本発明はまた、空間を監視するためのシステムにも関する。その空間は、例えば、単一の部屋または監視されるべき部屋の群でもよい。システムは、この出願で述べられるセンサ・ウェブから切断される所与の長さを含む。したがって、その長さはまた、縦方向を有する基板、基板の表面に形成された連続する導電性領域の少なくとも１つのアレイ、および基板の表面に形成された導体の群も含む。それぞれのアクティブな導電性領域は、１つの導体に電気的に接続される。導体は、基板の縦方向に進む導体の群に１つずつ加わるように構成され、その群の他の導体は、加わる導体のためにスペースを空けるように構成される。新しい導体が、その群の片側でその群に加わるときは、別の導体が、その群の反対側のほぼ同じ位置で終わる。その長さは普通、床の摩耗面の下側で床に取り付けられる。システムはまた、少なくとも１つの導電性領域に入力信号を送るための手段および少なくとも１つの導電性領域から出力信号を検出するための手段も含む。出力信号は、例えば、シングルエンドの信号に加えて差信号または和信号でもよい。受動的に動作するセンサ・システムでは、入力信号は、必要とされない可能性がある。

導電性物体を監視するためのセンサ・ウェブの上面図である。 導電性物体を監視するためのセンサ・ウェブの上面図である。 導電性物体を監視するためのセンサ・ウェブの上面図である。 導電性物体を監視するためのセンサ・ウェブの上面図である。 図１から４のセンサ・ウェブの断面図（図１での切断Ａ−Ａ）である。 導電性物体を監視するためのセンサ・ウェブの上面図である。 導電性物体を監視するためのセンサ・ウェブの上面図である。 導電性物体を監視するためのセンサ・ウェブの上面図である。 導電性物体を監視するためのセンサ・ウェブの上面図である。 製造方法の概略図である。 ＲＦループを製造する１つの可能な方法を示す図である。 ２積層製品の１層を示す図である。 ２積層製品の上面図である。 ２積層製品の断面図（図１３での切断Ｂ−Ｂ）である。 導電性領域およびＲＦループを含む製品の１つの可能なレイアウトを示す図である。 導電性物体を監視するためのセンサ・ウェブの上面図である。 導電性物体を監視するためのセンサ・ウェブの上面図である。 図１７の細部の拡大図である。

図１は、導電性物体、例えば人体の動きおよび位置を監視するためのセンサ・ウェブＷを例示する。例えば、老齢者および身体障害者を監視するためにウェブＷを使用することが可能である。また、可能な応用は、拘置所および刑務所の監視、家庭および工業の自動化、車両エアバッグ・システムならびに他の検知応用も含むが限定はされない。センサ・ウェブＷは、連続する導電性領域１を含む。導体２は、導電性領域１を出力部３に接続する。出力部３は、コネクタを備える。平行導体２は、直線的に延び、ウェブＷの縦方向ＬＤに対して角度αを形成する。

図２は、センサ・ウェブＷの別の可能なレイアウトを示す。ウェブＷは、２列の連続する導電性領域１を含む。上側の列の導電性領域１を左手側の出力部３に接続する導体２は、下側の列の導電性領域１を右手側の出力部３に接続する導体２と平行である。平行な導体２は、直線的に延び、ウェブＷの縦方向ＬＤに対して角度を形成する。

図３は、センサ・ウェブＷのさらに別の可能なレイアウトを示す。ウェブＷは、２列の連続する導電性領域１および導電性領域を出力部３に接続する導体２を含む。上側の列の導電性領域１およびそれらの導体２ならびに下側の列の導電性領域１およびそれらの導体２は、鏡像を形成する。上側の列の導体は、お互いに平行であり、下側の列の導体もそうである。

図４は、センサ・ウェブＷの１つの可能なレイアウトをさらに示す。導体２は、直線的に延びる第１の部分２ａを含み、それらは、ウェブＷの縦方向ＬＤと角度を形成する。導体２は、センサ・ウェブＷの縦方向を横断する第２の部分２ｂを含んでもよい。しかしながら、第２の部分の形状は、変わってもよい。

図５は、断面図（切断Ａ−Ａ）を示す。センサ製品は、基板５、基板５の表面に形成されるセンサ素子を形成する導電性領域１およびセンサ素子を出力部３に接続する導体２を含む。導電性領域１は、例えば、エッチングされた銅から成ってもよい。基板５の上部には保護層４がある。

図６は、センサ・ウェブＷの可能なレイアウトを示す。この場合には、第１の部分２ａおよび第２の部分２ｂの接合部は、湾曲している。

図７は、センサ・ウェブＷの別の可能なレイアウトを示す。導体パターンは、部分６ａおよび部分６ｂから成る。部分６ａは、対角線的であり、部分６ｂは、ウェブＷの縦方向に延びる。導体パターンは、全体の導体２が形成されるように繰り返される。新しい導体２が導体の群に加わるときは、その群の他の導体２は、新しい導体２のために間隔をあけるように構成される、即ち他の導体は、横にずれて構成される。

図８は、ウェブＷの交差方向に平行な部分６ａおよびウェブＷの縦方向に延びる部分６ｂから成る導体２を使用することによって実現されるレイアウトを示す。したがって、部分６ａ、６ｂは、お互いに直角である。新しい導体２が導体の群に加わるときは、その群の他の導体２は、新しい導体２のために間隔をあけるように構成される、即ち他の導体は、横にずれて構成される。

図９は、センサ・ウェブＷのなお別の可能なレイアウトを示す。導電性領域１の２つの逐次的アレイがある。それぞれの導電性領域１は、導体２と接続している。導体２は、第１の部分２ａおよび第２の部分２ｂまたは２ｂ’を含む。導体２の第１の部分２ａは、基板の縦方向と角度を形成する。

図１０は、可能な製造方法の概略図を示す。取外しウェブ８は、ロール７から巻き戻される。ホットメルト接着剤は、被覆ニップ９で取外しウェブ８に塗布される。その塗布の後、ホットメルト接着剤は冷却される、即ち冷却のために、冷却ロール１０が使用されてもよい。例えばその厚さが５μｍから２０μｍでもよいアルミニウム箔などの金属箔１２は、ロール１１から巻き戻される。金属箔１２および取外しウェブ８は、ラミネータ・ニップ１３で一緒に積層される。次に、金属箔１２は、導電性領域１および導体２を形成するために回転式打抜き機１４で打ち抜かれるが、取外しウェブ８は、無垢のままである。製品に使用されない廃棄母材は、ロール１５に巻きつけられる。

第１の保護膜１６、即ちウェブＷの表側のための接着剤の付いた保護膜は、ロール１７から巻き戻される。保護膜１６は、ロール１９に巻きつけられる取外しウェブ１８を備えている。導電性領域１および導体２をその表面に有する取外しウェブ８は、ラミネータ・ニップ２０で保護膜１６と積層される。その後、取外しウェブ８は、除去され、ロール２１に巻きつけられる。

第１の保護膜１６は、取外しウェブ８上にすぐに積層されることが重要である。なぜなら、すぐに積層されない場合、金属箔で作られている導電性領域１および導体２が、しわを作られるまたはそうでなければ傷つけられる可能性があるからである。それらはまた、取外しウェブ８に不十分に接着もされる。この場合は、金属箔から打ち抜かれる物にしわを作るまたはそうでなければ傷つける可能性があるようなプロセス・ステップが、打ち抜きステップと積層ステップとの間では行えない、即ち生産ラインに例えばどんな急に旋回する角度もまたは小さな直径を有するロールもあってはならないことをすぐに意味する。

裏当て膜２４、即ちウェブＷの裏側のための接着剤の付いた保護膜は、ロール２２から巻き戻される。裏当て膜２４は、ロール２３に巻きつけられる取外しウェブ２５を備えている。裏当て膜２４は、導電性領域１および導体２が２つの保護膜１６、２４間にとどまるように、ニップ２６で第１の保護膜１６と積層される。ニップ２６の後、センサ・ウェブは、ロール２７に巻きつけられる。第１の保護膜１６上および導電性領域上にはすでに接着剤があるので、裏当て膜はまた、接着剤および取外しウェブなしに貼り付けられてもよい。

上述の方法は、この出願において上で述べられるおよび以下の実施例におけるセンサ・ウェブのために使用することができる。さらに、その方法は、ウェブの縦方向に延びる平行なまっすぐの導体を開示するＷＯ２００６／００３２４５で述べられるようなセンサ・ウェブで利用することができる。ビアは、第１または第２の保護膜（即ち裏当て膜）を貫通してドリルで穴を開けられてもよく、そのビアは、導電性インクで充填され、このようにしてウェブを貫通する導電性経路を形成する。第１の保護膜即ち裏当て膜は、穿孔されることもまた可能である。

図１１は、ＲＦループ２８を製造する１つの可能な方法を示す。ＲＦループ２８およびそれらの導体２９は、図１０で導電性領域１およびそれらの導体２に対して示されるそのプロセスと似ているプロセスで金属箔から打ち抜かれる。

図１２は、２積層センサ・ウェブＷ２の第１の層を示す。第１の層は、基板、導電性領域１およびそれらの導体２を含む。

図１３は、２積層センサ・ウェブＷ２を示す。センサ・ウェブＷ２は、第１の層が第２の層を通り抜けて見えるように、透明であるとして例示される。第１の層は、図１２で例示されるとおりであり、即ち第１の層は、導電性領域１およびそれらの導体２を含む。第２の層は、図１１で例示されるとおりであり、即ち第２の層は、ＲＦループ２８およびそれらの導体２９を含む。

図１４は、図１３のセンサ・ウェブの断面図（切断Ｂ−Ｂ）を示す。センサ・ウェブは、お互いに貼り付けられる２つの層、第１の層３０および第２の層３１を含む。層は、例えば接着剤を使用することによって貼り付けられてもよい。第１の層３０は、ＲＦループ２８およびそれらの導体２９を含む。第２の層３１は、導電性領域１およびそれらの導体２を含む。第１の層３０は、第３の層３２によって覆われてもよい。第１の層３０および第３の層３２は、お互いに接着剤で貼り付けられてもよい。センサ・ウェブの構造をコネクタのところで部分的に壊す圧着コネクタを使用することによって、両方の層３０、３１の導体を同じコネクタに接続することが可能である。

２積層ウェブは、両方の層が別々に製造されるように、即ち１つの取外しウェブ上の導電性領域およびそれらの導体が、１つの保護膜に貼り付けられ、もう１つの取外しウェブ上のＲＦループおよびそれらの導体が、もう１つの保護膜に貼り付けられるように、製造されてもよい。取外しウェブのうちの１つは、取り除かれ、保護膜は、一緒に積層される。裏当て膜は、露出されたままのそれらの素子、即ち導電性領域およびそれらの導体か、またはＲＦループおよびそれらの導体のどちらかを覆うために貼り付けられる。

図１５は、導電性領域１、導電性領域の導体２、ＲＦループ２８およびＲＦループの導体２９を含むセンサ・ウェブＷの上面図を示す。導電性領域１の導体２およびＲＦループ２８の導体２９が、図１５で示されるように、互いにかみ合うときは、必要とされるすべての素子、即ち導電性領域１、ＲＦループ２８および導体２、２９を１つの層だけに配置することが可能である。

図１６および１７は、センサ・ウェブＷの上面図を示す。これらの図面での共通の特徴は、導体２のために確保される領域が、導電性領域１および導体２の両方が存在する領域の全体の幅と比較して非常に狭く作られていることである。導体２のために確保される領域の幅は、導電性領域１および導体２が置かれる領域の全幅の１５％、好ましくは１０％でもよい。この配置の理由は、導電性領域１が、検知使用のために確保されるできるだけ大きなスペースを有すべきであるということである。導電性領域１および導体２は、ウェブの同じ側に置かれる。図１６および１７のウェブはまた、接地信号などの共通信号のために確保される連続的な二次センサ素子４０を備える。接地信号および導電性領域１の形状は、信号の雑音レベルに影響を与えるように、したがってセンサの感度を高めるために使用することができる。接地信号の使用は、必須ではないが、感度およびより少ない電気的雑音を必要とする応用では使用されてもよい。

応用に応じて、接地信号または他の共通信号は、導電性領域１のいくつかを省略してもよく、代わりに例えば２番目ごとからｎ番目ごとまでの導電性領域１だけに配置されてもよい。

図９で例示される実施形態では、例えば、並んで配置され、原理上はセンサ領域の対を形成する導電性領域１は、そのような対内のセンサ領域の第１の領域が、接地信号として使用でき、その接地信号に対して同じ対内の第２の領域からの信号が測定できるような仕方で、使用することができる。さらに、異なる対内の接地信号領域は、共通の接地レベルに一緒に接続することができ、またはそれらは、別々のままとすることもできる。

図１で例示される実施形態では、例えば、導電性領域１の各々は、例えば接地信号として使用されるべき二次センサ素子を提供するガード・リングで取り囲むことができる。そのようなガード・リングは、導体２ｂのための通路を残すことを除いて、すべての方向から導電性領域を取り囲んでもよい。この場合もまた、そのようなガード・リングは、共通の二次センサ／信号を提供するためにすべて一緒に接続されてもよく、またはそれらは、例えば、差分測定目的のために別々のままとすることもできる。

図１６では、導電性領域１および連続的な二次センサ素子４０は、交差する指に似ているパターンを形成する、即ち導電性領域１は、文字「Ｅ」の形状を有し、連続的な二次センサ素子４０は、文字「Ｅ」の鏡像に似た部分を有し、文字「Ｅ」の形状およびその鏡像は、互いにかみ合う。

図１７では、パターンは、図１６でと同じ原理に従うが、導電性領域１および連続的な二次センサ素子は、狭い導体と接続された円形状によって達成された。

センサ・ウェブへの電気的接続を簡単にするために、導体２の群は、コネクタまたは別の接続配置にもっと容易に適合するように、図１６および１７で示されるような位置ＡおよびＢで交差ウェブ方向に広げられた。ウェブは好ましくは、コネクタをウェブの端部において簡単に配置できるように、これらの位置で切断される。もちろん、任意の所与の長さに対するウェブのもう１つの端部は、センサの機能性に影響を与えることなく、ウェブ方向に沿ってどこでも切断することができる。

ウェブが、所望の位置（例えばコネクタ位置ＡまたはＢ）で切断されるときは、切断位置、即ちコネクタ位置から規定されるような導電性領域１の位置に対する導体２の相互順序は周知である。例えば、切断／コネクタ位置Ａでは（図１６および１７を参照）、第１の導体は、いつも共通信号（接地）であり、第２の導体は、切断位置から数えて最近接センサ（センサ１）である。位置Ｂに対しては、この場合もまた第１の導体は、共通信号であり、第２の導体は、切断位置からの最近接センサ（センサ２）であり、第３の導体は、次のセンサ（センサ１）である。

図１８は、図１７の細部の拡大図を示す。図１８は、導体の群がどのように広げられたかおよび導体２がどのように導体の群に加わるかを例示する。

この出願全体にわたって、術語「連続する」は、そのようなセンサ領域から成るアレイ内でセンサ領域の相互位置決めを述べるときに使用される。これらのアレイはこの場合もまた、ウェブの縦方向に沿って繰り返す仕方でお互いの後に続くであろう。連続するセンサ領域はここでは、連続するセンサの領域が始まる前に先のセンサの領域が縦方向で終わる必要があるように、そのような領域が縦方向に沿ってお互いの後に続くところの実施形態に限定されない。両方のセンサがウェブのある長さにわたって並んで走るように、これらの２つ以上のセンサ領域が、交差ウェブ方向でお互いに「重なり合う」こともまた可能である。ウェブの縦方向に沿って、このパターン形成が前記縦方向に沿って進むいくつかの仕方で提供される、直流電気的に分離されたセンサ領域を有するように配置される、すべての実施形態が可能である。アレイ内のセンサ領域は、どんな特定の配列も形成する必要はない。

下記において、本発明は、実施例によって説明される。

本発明によるセンサ・ウェブが製造される。金属部分は、例えば、エッチングされたアルミニウムまたは銅で、ポリマー部分は、例えば、ＰＥＴ、ＰＰまたはＰＥで作ることができる。

製造ステップ：
１．連続的な導体線および導電性センサ領域のパターンが、例えば、銅／ＰＥＴまたはアルミニウム／ＰＥＴ積層体上にＵＶエッチ・レジスト（例えばＣｏａｔｅｓ ＸＶ１０００）で最初に印刷される。
２．レジスト領域の外側の金属が、エッチングによって除去される。（その後、レジスト層もまた除去されてもよい。）
３．保護層が、被覆または積層される（例えばＰＥＴ、ＰＰまたはＰＥ膜）。
４．コネクタおよび／または電子回路が、貼り付けられる。

レジスト印刷は、任意の普通の印刷技術によって、例えばスクリーン印刷（平床または回転）、グラビア印刷、オフセット印刷、またはフレキソ印刷によって行うことができる。

エッチングは、任意の普通のエッチング・プロセス、例えば塩化第二鉄、水酸化ナトリウム、または塩化水素に基づくプロセスによって行うことができる。

導電性領域は、例えば、導電性銀またはカーボンを含み、ポリマー部分は、ＰＥＴ、ＰＰまたはＰＥから成る。

１．連続的な導体線および導電性センサ領域が、導電性ペースト（例えば銀またはカーボン・ペースト）で基板上に印刷される。
２．保護層が、被覆または積層される（例えばＰＥＴ、ＰＰまたはＰＥ膜）。
３．コネクタおよび／または電子回路が、貼り付けられる。

導体およびセンサは、例えばスクリーン印刷（平床または回転）、グラビア印刷、オフセット印刷またはフレキソ印刷などの任意の普通の印刷技術によって印刷することができる。

１．連続的な導体線および導電性センサ領域が、例えば、銅／ＰＥＴまたはアルミニウム／ＰＥＴ積層体から打ち抜かれる。
２．保護層が、被覆または積層される（例えばＰＥＴ、ＰＰまたはＰＥ膜）。
３．コネクタおよび／または電子回路が、貼り付けられる。

当業者は、センサ・ウェブのすべての特徴が互いに取り替えできることを容易に理解するであろう。もしある種の特徴が、ある種のセンサ・ウェブに関連して説明されるならば、その特徴が、別のセンサ・ウェブに関連して説明されるような特徴によって取り替えできることは明らかである。

Claims (11)

1. 電場検知のためのセンサ・ウェブ(W)であって、前記センサ・ウェブ(W)は、
   向かい合う長辺側と向かい合う短辺側とを有する基板(5)と、
   前記基板の前記向かい合う長辺側の一方の長辺側の表面上に、前記長辺側に沿って一列に並んで形成される複数の導電性領域(1)と、
   前記基板の前記表面上に形成される複数の導体(2)であって、その複数の導体(2)の各々は、前記複数の導電性領域(1)のそれぞれと電気的に結合され、前記複数の導電性領域(1)の各々から前記向かい合う長辺の他方の長辺の側に向かって延出する前記複数の導体(2)とを備え、
   前記複数の導電性領域(1)と複数の導体(2)との各々は、前記複数の導電性領域(1)と複数の導体(2)のうち電気的に結合される導電性領域(1)と導体(2)の一の対の形状を前記長辺に沿って所定の間隔をもってずらして配置した形状であって、前記複数の導体(2)の各々が前記複数の導電性領域(1)の各々と前記向かい合う短辺の一方に配置される出力部電極(3)との間に電気的結合を有するように形成され、
   前記センサ・ウェブ(W)は、前記複数の導電性領域(1)のうち隣接する２つの導電性領域(1)の間を前記短辺側に沿った方向に前記基板(5)を切断しても、その切断した箇所と前記出力部電極(3)との間において、前記導体(2)を介しての前記導電性領域(1)と前記出力部電極(3)との間の電気的結合が維持されるようなセンサ・ウェブ。
2. 請求項１に記載のセンサ・ウェブであって、
   前記複数の導体(2)は、前記出力部電極(3)との間で前記電気的結合を有する導体部に第１の部分を有し、
   前記複数の導体(2)の前記第１の部分の延在する方向と、前記基板の前記長辺方向との角度の絶対値は、０度より大きく９０度より小さいセンサ・ウェブ。
3. 請求項２に記載のセンサ・ウェブであって、
   前記角度の絶対値は、０．１度より大きく５度より小さいセンサ・ウェブ。
4. 請求項１に記載のセンサ・ウェブであって、
   前記センサ・ウェブは、共通信号のための連続的な二次センサ素子を有するセンサ・ウェブ。
5. 請求項１に記載のセンサ・ウェブであって、
   前記複数の導電性領域(1)または複数の導体(2)は、印刷された、被覆された、電着された、蒸着された、スパッタまたはエッチングされた、または積層された層を有するセンサ・ウェブ。
6. 請求項１に記載のセンサ・ウェブであって、
   前記複数の導電性領域(1)または複数の導体(2)は、金属層、導電性プラスチック層、または導電性繊維層を有するセンサ・ウェブ。
7. 請求項１に記載のセンサ・ウェブであって、
   前記複数の導電性領域(1)または複数の導体(2)は、導電性カーボン、または導電性ポリマーを有するセンサ・ウェブ。
8. 請求項１に記載のセンサ・ウェブであって、
   前記基板(5)が、ポリマー材料、紙、または板、不織布もしくは布材料を含む膜であるセンサ・ウェブ。
9. 請求項１に記載のセンサ・ウェブであって、
   前記センサ・ウェブは、プラスチック材料、紙、もしくは板の膜、または誘電体被覆物を有する上部層を備えるセンサ・ウェブ。
10. 請求項１に記載のセンサ・ウェブであって、さらに、
    前記基板の前記向かい合う長辺側の他方の長辺側の表面上に、前記長辺側に沿って一列に並んで形成される他の複数の導電性領域(1)と、
    前記基板の前記表面上に形成される他の複数の導体(2)であって、その他の複数の導体(2)の各々は、前記他の複数の導電性領域(1)のそれぞれと電気的に結合され、前記他の複数の導電性領域(1)の各々から前記向かい合う長辺の前記一方の長辺の側に向かって延出する前記他の複数の導体(2)とを備え、
    前記他の複数の導電性領域(1)と複数他の導体(2)との各々は、前記他の複数の導電性領域(1)と前記他の複数の導体(2)のうち電気的に結合される導電性領域(1)と導体(2)の一の対の形状を前記長辺に沿って所定の間隔をもってずらして配置した形状であって、前記他の複数の導体(2)の各々が前記他の複数の導電性領域(1)の各々と前記向かい合う短辺の他方に配置される出力部電極(3)との間に電気的結合を有するように形成されるセンサ・ウェブ。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のセンサ・ウェブの製造方法であって、前記方法は、
    前記基板(5)上に形成された金属箔を打ち抜いて前記複数の導電性領域(1)および前記複数の導体(2)を形成する工程と、
    第１の保護膜を、その第１の保護膜が前記複数の導電性領域およびそれらの導体を覆うように、前記金属箔に貼り付ける工程と、
    を具備する方法。