JP2017151014A - 電気回路およびセンサ - Google Patents
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Abstract
Description
また、本発明の一態様は、上記電気回路が、フレキシブル基板上に設けられた印刷回路である、センサである。
図1は、本発明の第1実施形態に係る電気回路1の構成例を模式的に示す平面図である。図1は、基材10上に形成された電極11、上配線12、素子13および下配線14の接続状態と概略の位置関係を示す。
図4は、本発明の第2実施形態に係る電気回路1Aの構成例を模式的に示す平面図である。図4は、基材10上に形成された電極11、上配線12、素子13Aおよび下配線14の接続状態と概略の位置関係を示す(以下、他の平面図において同様)。第2実施形態では、各素子群20A(図1の素子群20に対応)が2個の素子13Aを下配線14を介して直列接続した直列回路を備える。素子13Aは、図1の素子13の10個の直列回路とY方向の長さが略同一である。電気回路1Aでは、鎖線C2の位置で切断することで、4個の素子群20Aから電気回路1Aが構成される。この場合、電気回路1Aは、直列接続された8個の素子13Aを備える。第2実施形態の電気回路1Aは、素子13Aの個数を多くしなくても精度が安定している場合や、1つの素子13Aのサイズを大きく取りたい場合、素子13Aの長さを大きくしたい場合等に適している。
図5は、本発明の第3実施形態に係る電気回路1Bの構成例を模式的に示す平面図である。図5に示す電気回路1Bは、図4に示す第2実施形態の電気回路1Aに対して、新たに複数の標準物質17が基材10上に形成されている。複数の標準物質17は、それぞれが基材10上に、各素子群20Aに対応するようかつ直列接続されて形成されている。各標準物質17は、複数の標準物質17を直列接続した合計の抵抗値の電気回路1Bの動作温度範囲の全域にわたる温度変化が標準物質17の1個の抵抗値よりも小さい材料で構成されていて、基材10上に各素子群20Aに対応するよう複数個直列接続して形成されている。この場合、複数の標準物質17は、上配線12または下配線14によってX方向に沿って直列に接続されている。第3実施形態では、例えば鎖線C2で切断した場合、直列接続された複数の標準物質17の抵抗の合計値を計測することで、長さLを計測せずに、個数Npを求めることができる。すなわち、切断後に電気回路1Bが有するすべての標準物質17の直列抵抗値から標準物質17の個数を求めることで、電気回路1Bが有する素子群20AおよびX方向の素子13Aの個数Npを計算することができる。なお、標準物質17は、例えば、標準値(例えば20度での抵抗値と同じ値で、温度依存がない)を示す材料を基材10上に塗布することで形成することができる。また、素子13Aが、例えば圧力等の温度以外の物理量等を検出するために使用される場合、素子13Aが製造ロット間でばらつきが比較的大きいときや温度依存性があるときに、標準物質17の抵抗値から求めた温度によって、素子13Aの出力を補正するようにしてもよい。また、素子13Aが検出する物理量等と、標準物質17が検出する物理量等とを同一とし、かつ、標準物質17が特定の状態で特定の特性値を示す材質で構成するようにすれば、標準物質17の特性値によって素子13Aの出力を補正することが可能となる。
図6は、本発明の第4実施形態に係る電気回路1Cの構成例を模式的に示す平面図である。図6に示す電気回路1Cは、図1に示す第1実施形態の電気回路1が備える素子群20と同一構成の素子群20−1〜20−7を基材10上に形成して備えるとともに、各素子群20−1〜20−7のからの各出力信号を処理する処理回路30を基材10上に形成して備えている。素子群20−1〜20−7は互いに直列接続されている。ここで出力信号とは、各素子13の出力、すなわち、各素子13の通電電流、各素子13の端子電圧、または、各素子13のインピーダンスの、各素子13の状態に応じた値や値の変化を表す信号である。図6に示す処理回路30は、シフトレジスタ41と、複数のスイッチ回路51〜57とを備える。シフトレジスタ41と、複数のスイッチ回路51〜57とは、各素子群20−1〜20−7のからの各出力信号の一部または全部を選択する選択回路を構成する。複数のスイッチ回路51〜57はアナログスイッチ回路であり、シフトレジスタ41が出力する各制御信号60によってオンまたはオフに制御される。各スイッチ回路51〜57は、各素子群20−1〜20−7の両端子15aおよび15b間をショートしたりオープンにしたりする。例えば、スイッチ回路51は、素子群20−1の端子15aおよび15b間に接続されていて、スイッチ回路57は、素子群20−7の端子15aおよび15b間に接続されている。スイッチ回路51をオンすると素子群20−1の両端子15aおよび15b間がショートされ、素子群20−1の出力は計測されなくなる。同様に、スイッチ回路57をオンすると素子群20−7の両端子15aおよび15b間がショートされ、素子群20−7の出力は計測されなくなる。
図7は、本発明の第5実施形態に係る電気回路1Dの構成例を模式的に示す図である。図7に示す電気回路1Dは、図6に示す電気回路1C(図7では電気回路1C−1および1C−2として示す)を向きを変えて2段重ねにした構成を有する。図7では、電気回路1C−1が縦向きであるとすると、電気回路1C−2は基材10平面上で90度回転した横向きである。また、図7では、電気回路1C−1と電気回路1C−2とを間を開けて示しているが、電気回路1C−1と電気回路1C−2は例えば接着層を介して固着されている。図7に示す電気回路1Dでは、例えば、電気回路1C−1を用いた各素子群の走査と電気回路1C−2を用いた各素子群の走査との2回の走査で、面上の位置の状態を検出することが可能となる。
図8は、本発明の第6実施形態に係る電気回路1Eの構成例を模式的に示す平面図である。図8に示す電気回路1Eは、複数の素子群20aと、処理回路30aと、電源またはデータ出力端子Vcc/dataに接続された上配線12と、グランド端子GNDに接続された下配線14とを備える。各素子群20aは、10個の素子13を上配線12または下配線14で直列接続した直列回路を備え、その直列回路の各一端を共通にグランド端子GNDに接続された下配線14に接続する。処理回路30aは、制御回路41aと、複数のスイッチ回路50とを備える。制御回路41aは、クロック端子CLKから入力される外部クロック信号と、リセット端子RSTに入力されるリセット信号と、コントロール端子CNTに入力される1または複数ビットの外部制御信号とに基づいて、制御信号61を生成し、複数のスイッチ回路50に出力する。各スイッチ回路50のスイッチの各一端は電源またはデータ出力端子Vcc/dataに接続された上配線12に共通に接続する。そして、各スイッチ回路50のスイッチの各他端は、複数の素子群20aが備える直列回路のグランド端子GNDに接続された下配線14に接続されていない各他端のいずれかに接続する。
図9は、本発明の第7実施形態に係る電気回路1Fの構成例を模式的に示す平面図である。図9に示す電気回路1Fは、複数の素子群20aと、処理回路30bと、グランド端子GNDに接続された下配線14とを備える。各素子群20aは、10個の素子13を上配線12または下配線14で直列接続した直列回路を備え、その直列回路の各一端をグランド端子GNDに接続された下配線14に共通に接続する。処理回路30bは、制御回路41aと、コンパレータ42(比較回路)と、抵抗43と、複数のスイッチ回路50とを備える。図9に示す制御回路41a、複数のスイッチ回路50、および複数の素子群20aの構成は、図8に示す第6実施形態の制御回路41a、複数のスイッチ回路50、および複数の素子群20aと同一である。ただし、第7実施形態では、各スイッチ回路50におけるスイッチの各素子群20aに接続されていない方の各端子が、コンパレータ42の一方の入力と抵抗43の一方の端子に接続された上配線12に接続されている。この点が、第6実施形態と異なる。抵抗43の他方の端子は、電源端子Vccに接続されている。コンパレータ42の出力は外部出力端子OUTに接続されている。コンパレータ42の他方の入力は外部入力端子INcに接続されている。電源端子Vccから入力された電源入力は図示していない内部電源回路にも供給され、内部電源回路が発生した電源が各回路へ供給される。外部入力端子INcへは外部から比較値(比較電圧)が所定の基準信号として入力される。コンパレータ42は比較値と各素子群20aの出力とを比較し、比較結果を外部出力端子OUTに出力する。
図10は、本発明の第8実施形態に係るセンサ100の構成例を模式的に示す図である。図10に示すセンサ100は、図1を参照して説明した電気回路1と、電気回路1と同一の基材10上に形成された変換回路70とを備える。この場合、電気回路1は、4個の素子群20を備え、X方向で右端の素子群20の端子15bが変換回路70に接続されている。また、電気回路1のX方向で左端の素子群20の端子15aが上配線12および電極11を介してグランドGNDに接続されている。
10 基材
11 電極
12 上配線
13、13A 素子
14 下配線
15a、15b 端子
20、20−1〜20−7、20a 素子群
100 センサ
Claims (10)
- 基材上に印刷された略同一出力の素子を2以上有し、前記各素子が互いに直列接続された素子群
を備える電気回路。 - 前記素子群を2以上有し、各前記素子群が、前記基材上に形成された配線を介して直接または前記配線と前記基材上に形成されたスイッチ回路とを介して接続されている
請求項1に記載の電気回路。 - 直列接続した合計の抵抗値の動作温度範囲の全域にわたる温度変化が1個の抵抗値よりも小さい材料で構成された標準物質であって、前記基材上に各前記素子群に対応するよう複数個直列接続して形成されたもの
をさらに備える請求項2に記載の電気回路。 - 各前記素子群からの各出力信号を処理する処理回路を
前記基材上にさらに備える請求項2または3に記載の電気回路。 - 前記処理回路が、前記各出力信号の一部または全部を選択する選択回路を含む
請求項4に記載の電気回路。 - 前記処理回路が、前記選択回路が選択した前記出力信号と所定の基準信号とを比較する比較回路を
さらに含む請求項5に記載の電気回路。 - 前記素子の前記略同一出力が、前記素子の通電電流、前記素子の端子電圧、または、前記素子のインピーダンスの、前記素子の状態に応じた値や値の変化である
請求項1から6のいずれか1項に記載の電気回路。 - 前記各素子が互いに直列接続された直列回路の両端子が前記基材上で各前記素子からみて同一方向に配置されている
請求項1から7のいずれか1項に記載の電気回路。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載の電気回路と、
各前記素子群からの各出力信号を、1つの前記素子の出力に対応するように変換する、前記基材上に形成された変換回路と
を備えるセンサ。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載の電気回路が、フレキシブル基板上に設けられた印刷回路である、請求項9に記載のセンサ。
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JP2016035439A JP2017151014A (ja) | 2016-02-26 | 2016-02-26 | 電気回路およびセンサ |
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JP2016035439A Ceased JP2017151014A (ja) | 2016-02-26 | 2016-02-26 | 電気回路およびセンサ |
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-
2016
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