JP7007802B2 - センサ及びセンサ装置 - Google Patents
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本発明は、センサ及びセンサ装置に関する。
測定対象物の変形量を測定するためのセンサ装置がさまざまな分野で使用されている。
例えば、特許文献１には、生体表面の変形を追跡することができるセンサ装置として、静電容量型のセンサ装置が提案されている。
このセンサ装置２００は、図１２に示したように、エラストマー製でシート状の誘電層２１１と、この誘電層のおもて面及び裏面のそれぞれに当該誘電層を挟んで少なくとも一部が対向するよう形成された２つの電極層２１２とを有し、この２つの電極層の互いに対向する部分を検出部とし、誘電層２１１が面方向に変形するセンサ素子２０１と、上記検出部における静電容量の変化を計測する計測器２０４と、を備えている。
例えば、特許文献１には、生体表面の変形を追跡することができるセンサ装置として、静電容量型のセンサ装置が提案されている。
このセンサ装置２００は、図１２に示したように、エラストマー製でシート状の誘電層２１１と、この誘電層のおもて面及び裏面のそれぞれに当該誘電層を挟んで少なくとも一部が対向するよう形成された２つの電極層２１２とを有し、この２つの電極層の互いに対向する部分を検出部とし、誘電層２１１が面方向に変形するセンサ素子２０１と、上記検出部における静電容量の変化を計測する計測器２０４と、を備えている。
特許文献１のセンサ装置２００では、センサ素子２０１における２つの電極層２１２のそれぞれがリード線２０３を介して計測器２０４に接続されている。計測器２０４は、ＣＶ変換回路を使ってセンサ素子２０１の検出部の静電容量を電圧信号に変換し、その電圧信号を用いて演算することにより、センサ素子の静電容量の変化を計測している。
このような構成のセンサ装置は、使用環境によって測定精度に劣る場合があった。
この原因について、上記センサ装置は、センサ素子（電極層）と計測器とが２本のリード線を介して接続されているため、リード線同士が近接したり、リード線に水分、生体、金属部品等の導体が接触又は近接したりすることがノイズの原因となり、上記計測器における測定精度の低下を引き起こしていると考えられた。
そのため、特許文献１のセンサ装置を使用する場合、高い測定精度を維持するためには繰り返しキャリブレーションを行うことが求められた。
このような課題は、リード線に代えてシールド線を用いることで改善することはできるが、シールド線を用いても上記課題を本質的に解決することはできなかった。
このような構成のセンサ装置は、使用環境によって測定精度に劣る場合があった。
この原因について、上記センサ装置は、センサ素子（電極層）と計測器とが２本のリード線を介して接続されているため、リード線同士が近接したり、リード線に水分、生体、金属部品等の導体が接触又は近接したりすることがノイズの原因となり、上記計測器における測定精度の低下を引き起こしていると考えられた。
そのため、特許文献１のセンサ装置を使用する場合、高い測定精度を維持するためには繰り返しキャリブレーションを行うことが求められた。
このような課題は、リード線に代えてシールド線を用いることで改善することはできるが、シールド線を用いても上記課題を本質的に解決することはできなかった。
本発明者らは、上述した課題を解決すべく鋭意検討を行い、ノイズの影響を受けにくく、測定精度に優れるセンサ、及び、このようなセンサを備えたセンサ装置を完成した。
（１）本発明のセンサは、シート状の誘電層と、上記誘電層のおもて面及び裏面のそれぞれに上記誘電層を挟んで少なくとも一部が対向するよう形成された第１電極層及び第２電極層とを有し、上記第１電極層及び上記第２電極層の対向する部分を検出部とし、上記検出部の変形によって当該検出部の静電容量が変化するセンサ素子と、
上記第１電極層と上記第２電極層とに接続され、上記検出部の静電容量の変化を電気信号に変換するための変換回路を有するリジッド基板とを備え、
上記検出部の変形量に応じた電気信号を出力することを特徴とする。
（１）本発明のセンサは、シート状の誘電層と、上記誘電層のおもて面及び裏面のそれぞれに上記誘電層を挟んで少なくとも一部が対向するよう形成された第１電極層及び第２電極層とを有し、上記第１電極層及び上記第２電極層の対向する部分を検出部とし、上記検出部の変形によって当該検出部の静電容量が変化するセンサ素子と、
上記第１電極層と上記第２電極層とに接続され、上記検出部の静電容量の変化を電気信号に変換するための変換回路を有するリジッド基板とを備え、
上記検出部の変形量に応じた電気信号を出力することを特徴とする。
上記センサによれば、上記検出部と上記変換回路とが一体的に設けられているため、両者の間をリード線等で接続する必要がない。そのため、上記センサは、上記検出部と上記変換回路との距離が近く、上記検出部から上記変換回路までの部分で、周囲の環境に起因するノイズの影響を受けにくい。そのため、上記検出部の静電容量の変化を高精度の電気信号として出力することができる。
（２）上記センサにおいて、上記センサ素子は、上記第１電極層に接続された第１配線及び上記第２電極層に接続された第２配線を有し、
上記リジッド基板は、板状の基板の一方の面に上記変換回路を構成する回路部品が実装され、他方の面側で上記第１配線及び上記第２配線と接続されていることが好ましい。
この場合、上記リジッド基板の小型化を図ることができる。従って、センサの小型化を図ることができる。
上記リジッド基板は、板状の基板の一方の面に上記変換回路を構成する回路部品が実装され、他方の面側で上記第１配線及び上記第２配線と接続されていることが好ましい。
この場合、上記リジッド基板の小型化を図ることができる。従って、センサの小型化を図ることができる。
（３）上記センサは、上記リジッド基板が、厚さ方向において、上記検出部とは重ならず、上記第１配線及び上記第２配線の一部又は全部と重なるように配置されていることが好ましい。
この場合、検出部の変形が確保されるとともに、検出部以外の部分（例えば、第１、２配線が設けられた部分）が変形しにくくなるため、検出精度がより優れたものとなる。
この場合、検出部の変形が確保されるとともに、検出部以外の部分（例えば、第１、２配線が設けられた部分）が変形しにくくなるため、検出精度がより優れたものとなる。
（４）本発明のセンサ装置は、上記センサと、上記センサが出力する上記電気信号が入力され、当該電気信号に基づいて上記検出部の変形量を算出する演算部を有する計測器とを備えることを特徴とする。
このようなセンサ装置は周囲の環境に起因するノイズの影響を受けにくく、上記検出部の静電容量の変化を高精度で計測することができる。また、上記センサ装置は、頻繁にキャリブレーションを行う必要がない。
このようなセンサ装置は周囲の環境に起因するノイズの影響を受けにくく、上記検出部の静電容量の変化を高精度で計測することができる。また、上記センサ装置は、頻繁にキャリブレーションを行う必要がない。
（５）上記センサ装置は、上記センサを複数備えてもよい。
このようなセンサ装置は、複数の測定対象を同時に測定するのに適している。
このようなセンサ装置は、複数の測定対象を同時に測定するのに適している。
本発明のセンサ及びセンサ装置は、ノイズの影響を受けにくく、測定精度に優れる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る、センサを備えたセンサ装置の模式的である。図１中、センサは一部切り欠き図で示している。図２は、本実施形態に係るセンサを構成するセンサ素子の一例を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。図３は、本実施形態に係るセンサ装置を構成するセンサおいて、センサ素子とリジッド基板との接続部分を模式的に示す図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は表側から視た斜視図、（ｃ）は（ｂ）のＢ－Ｂ線断面図である。なお、図３（ｃ）において、リジッド基板の表側に設けられた半導体部品や配線は、その一部を省略している。図４（ａ）～（ｃ）は、リジッド基板にリード線を接続し、更に、リジッド基板の周囲を封止する手順を示す図である。
（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る、センサを備えたセンサ装置の模式的である。図１中、センサは一部切り欠き図で示している。図２は、本実施形態に係るセンサを構成するセンサ素子の一例を模式的に示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。図３は、本実施形態に係るセンサ装置を構成するセンサおいて、センサ素子とリジッド基板との接続部分を模式的に示す図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は表側から視た斜視図、（ｃ）は（ｂ）のＢ－Ｂ線断面図である。なお、図３（ｃ）において、リジッド基板の表側に設けられた半導体部品や配線は、その一部を省略している。図４（ａ）～（ｃ）は、リジッド基板にリード線を接続し、更に、リジッド基板の周囲を封止する手順を示す図である。
センサ装置１は、図１に示すように、センサ素子１０及びリジッド基板２０を備えたセンサ２と、センサ２とリード線１８を介して接続された計測器３と、計測器３と接続された表示器４とを備える。
センサ２は、帯状を有し、面方向に伸縮可能な検出部１６を有するセンサ素子１０を備えている。
センサ素子１０は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、伸縮性を有するシート状の誘電層１１と、誘電層１１のおもて面に形成された第１電極層１２Ａと、誘電層１１の裏面に形成された第２電極層１２Ｂと、第１電極層１２Ａに連結された長手方向（図２（ｂ）中、左右方向）に延びる第１配線１３Ａと、第２電極層１２Ｂに連結された上記長手方向に延びる第２配線１３Ｂとを備える。
誘電層１１は、ウレタンゴム等のエラストマーを含むエラストマー組成物からなる。第１電極層１２Ａ、第２電極層１２Ｂ、第１配線１３Ａ及び第２配線１３Ｂは、いずれもカーボンナノチューブ等の導電材料を含む導電性組成物からなる。
センサ素子１０は、更に、誘電層１１の表側及び裏側のそれぞれに、第１電極層１２Ａ及び第２電極層１２Ｂを覆うように表側保護層１５Ａ及び裏側保護層１５Ｂが形成されている。表側保護層１５Ａ及び裏側保護層１５Ｂはいずれも誘電層１１と同一のエラストマー組成物からなる。
センサ素子１０は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、伸縮性を有するシート状の誘電層１１と、誘電層１１のおもて面に形成された第１電極層１２Ａと、誘電層１１の裏面に形成された第２電極層１２Ｂと、第１電極層１２Ａに連結された長手方向（図２（ｂ）中、左右方向）に延びる第１配線１３Ａと、第２電極層１２Ｂに連結された上記長手方向に延びる第２配線１３Ｂとを備える。
誘電層１１は、ウレタンゴム等のエラストマーを含むエラストマー組成物からなる。第１電極層１２Ａ、第２電極層１２Ｂ、第１配線１３Ａ及び第２配線１３Ｂは、いずれもカーボンナノチューブ等の導電材料を含む導電性組成物からなる。
センサ素子１０は、更に、誘電層１１の表側及び裏側のそれぞれに、第１電極層１２Ａ及び第２電極層１２Ｂを覆うように表側保護層１５Ａ及び裏側保護層１５Ｂが形成されている。表側保護層１５Ａ及び裏側保護層１５Ｂはいずれも誘電層１１と同一のエラストマー組成物からなる。
第１電極層１２Ａと第２電極層１２Ｂとは、同一の平面視形状を有しており、誘電層１１を挟んで第１電極層１２Ａと第２電極層１２Ｂとは全体が対向している。センサ素子１０では、第１電極層１２Ａと第２電極層１２Ｂとの対向した部分が検出部１６となる。
上記センサ素子において、第１電極層と第２電極層とは、必ずしも誘電層を挟んでその全体が対向している必要はなく、少なくともその一部が対向していればよい。
上記センサ素子において、第１電極層と第２電極層とは、必ずしも誘電層を挟んでその全体が対向している必要はなく、少なくともその一部が対向していればよい。
センサ素子１０において、誘電層１１は表裏面の面積が変化するように変形することができる。従って、誘電層１１は面方向に伸縮可能である。また、誘電層１１が変形した際には、その変形に追従して第１電極層１２Ａ及び第２電極層１２Ｂ、並びに、表側保護層１５Ａ及び裏側保護層１５Ｂ（以下、両者を合わせて単に保護層ともいう）も変形することができる。
そのため、センサ素子１０では、検出部１６の静電容量が誘電層１１の変形量（電極層の面積変化）と相関をもって変化する。よって、検出部１６の静電容量の変化を検出することで、センサ素子１０の変形量を計測することができる。
そのため、センサ素子１０では、検出部１６の静電容量が誘電層１１の変形量（電極層の面積変化）と相関をもって変化する。よって、検出部１６の静電容量の変化を検出することで、センサ素子１０の変形量を計測することができる。
センサ２は、センサ素子１０とその長手方向一端側に配置されたリジッド基板２０とからなり、両者は導電性接着剤を介して接続されている。
リジッド基板２０は、図３（ａ）～（ｃ）に示すように平面視ほぼ矩形状のガラスエポキシ樹脂製の絶縁基板２１の表側に、半導体部品２３Ａ、２３Ｂ等の半導体部品が、例えば、ＣＶ変換回路を構成するようには実装されたものである。また、絶縁基板２１の表側には、センサ素子１０との接続部２４Ａ、２４Ｂが設けられている。
リジッド基板２０は、センサ素子１０に隣接するように配置され、第１配線１３Ａと接続部２４Ａ、及び、第２配線１３Ｂと接続部２４Ｂのそれぞれが導電性接着剤２２Ａ、２２Ｂを介して接続されている。
更に、センサ素子１０及びリジッド基板２０の裏側には両者を跨ぐようにＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）からなる平面視矩形状の非伸縮性シート１７が配設されている。非伸縮性シート１７は、センサ素子１０の配線（第１配線１３Ａ及び第２配線１３Ｂ）の一部又は全部、及び、リジッド基板２０の一部又は全部を支持している。センサ素子１０及びリジッド基板２０のそれぞれと、非伸縮性シート１７とは接着剤層（図示せず）を介して固定されている。
リジッド基板２０は、図３（ａ）～（ｃ）に示すように平面視ほぼ矩形状のガラスエポキシ樹脂製の絶縁基板２１の表側に、半導体部品２３Ａ、２３Ｂ等の半導体部品が、例えば、ＣＶ変換回路を構成するようには実装されたものである。また、絶縁基板２１の表側には、センサ素子１０との接続部２４Ａ、２４Ｂが設けられている。
リジッド基板２０は、センサ素子１０に隣接するように配置され、第１配線１３Ａと接続部２４Ａ、及び、第２配線１３Ｂと接続部２４Ｂのそれぞれが導電性接着剤２２Ａ、２２Ｂを介して接続されている。
更に、センサ素子１０及びリジッド基板２０の裏側には両者を跨ぐようにＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）からなる平面視矩形状の非伸縮性シート１７が配設されている。非伸縮性シート１７は、センサ素子１０の配線（第１配線１３Ａ及び第２配線１３Ｂ）の一部又は全部、及び、リジッド基板２０の一部又は全部を支持している。センサ素子１０及びリジッド基板２０のそれぞれと、非伸縮性シート１７とは接着剤層（図示せず）を介して固定されている。
非伸縮性シート１７は、センサ本体２の厚さ方向において、第１配線１３Ａ及び第２配線１３Ｂと重なり、かつセンサ素子の検出部１６とは重ならない位置に配設されている。
このとき、非伸縮性シート１７は、検出部１６側（図３（ｃ）中、左側）の一辺が、平面視矩形状の検出部１６のリジッド基板２０側（図３（ｃ）中、右側）の一辺と厚さ方向において重なる位置に配設されている。
このような位置に、非伸縮性の部材を配設することにより、センサ２が面方向に伸縮した際に、検出部１６の伸縮は阻害されず、第１配線１３Ａ及び第２配線１３Ｂの伸縮が規制されるため、正確に検出部１６の変形量を計測するのに適している。より詳細には、非伸縮性シート１７が配設されていない場合、第１配線１３Ａ及び第２配線１３Ｂは、センサ２が伸縮した際に、検出部１６と同様に伸縮してしまう場合がある。この場合、第１配線１３Ａ及び第２配線１３Ｂの抵抗が変化してしまうため、検出部１６の静電容量変化の測定に対して悪影響を及ぼすことがある。これに対して、非伸縮性シート１７を本実施形態のように配設すれば、検出部１６の伸縮を阻害することなく、第１配線１３Ａ及び第２配線１３Ｂの伸縮を規制することができる。そのため、正確に検出部１６の変形量を計測することができる。
このとき、非伸縮性シート１７は、検出部１６側（図３（ｃ）中、左側）の一辺が、平面視矩形状の検出部１６のリジッド基板２０側（図３（ｃ）中、右側）の一辺と厚さ方向において重なる位置に配設されている。
このような位置に、非伸縮性の部材を配設することにより、センサ２が面方向に伸縮した際に、検出部１６の伸縮は阻害されず、第１配線１３Ａ及び第２配線１３Ｂの伸縮が規制されるため、正確に検出部１６の変形量を計測するのに適している。より詳細には、非伸縮性シート１７が配設されていない場合、第１配線１３Ａ及び第２配線１３Ｂは、センサ２が伸縮した際に、検出部１６と同様に伸縮してしまう場合がある。この場合、第１配線１３Ａ及び第２配線１３Ｂの抵抗が変化してしまうため、検出部１６の静電容量変化の測定に対して悪影響を及ぼすことがある。これに対して、非伸縮性シート１７を本実施形態のように配設すれば、検出部１６の伸縮を阻害することなく、第１配線１３Ａ及び第２配線１３Ｂの伸縮を規制することができる。そのため、正確に検出部１６の変形量を計測することができる。
なお、非伸縮性シート１７の検出部１６側の一辺と検出部１６のリジッド基板２０側の一辺とは、厚さ方向において完全に重なように、非伸縮性シート１７が配設されていることが上記の効果を享受する点では最も好ましいが、非伸縮性シート１７の検出部１６側の一辺と検出部１６のリジッド基板２０側の一辺とが完全には重ならず、厚さ方向において両者が近接する位置に非伸縮性シート１７が配設されている場合も同種の効果を享受することができる。
また、本実施形態では、センサ素子１０の配線部（第１配線１３Ａ及び第２配線１３Ｂ）と、リジッド基板２０とが重ならないように配設された例を示したが、センサ素子１０の第１配線１３Ａ及び第２配線１３Ｂと、リジッド基板２０とが重畳する状態で、両者が非伸縮性シート１７に固定されていても良い。この場合もリジッド基板に設けられた接続部２４Ａ、２４Ｂは、それぞれ導電性接着剤２２Ａ、２２Ｂを介して、センサ素子１０の第１配線１３Ａ、第２配線１３Ｂに接続される。
リジッド基板２０は、上記変換回路の一例としてのＣＶ変換回路を備えている。上記ＣＶ変換回路は、検出部１６の静電容量を電圧信号に変換し、電圧信号として出力することができる。
上記ＣＶ変換回路としては特に限定されず、従来公知のＣＶ変換回路を採用することができる。
センサ２は、センサ素子１０とリード線等の配線を介することなく接続されたリジッド基板２０において、検出部１６の静電容量を電圧信号に変換するため、ノイズの影響を受けることなく、検出部１６の静電容量の変化を高精度の電圧信号として出力することができる。ここで電圧信号は、本発明における電気信号の一例である。
上記ＣＶ変換回路としては特に限定されず、従来公知のＣＶ変換回路を採用することができる。
センサ２は、センサ素子１０とリード線等の配線を介することなく接続されたリジッド基板２０において、検出部１６の静電容量を電圧信号に変換するため、ノイズの影響を受けることなく、検出部１６の静電容量の変化を高精度の電圧信号として出力することができる。ここで電圧信号は、本発明における電気信号の一例である。
リジッド基板２０は、図１に示すように、リード線１８と接続され、更に周囲が封止剤２９で被覆されている。
図４（ａ）に示すように、絶縁基板２１の表側には接続部２５が設けられており、リード線１８は、この接続部２５に半田を用いて接続されている。このとき、リード線１８は、絶縁基板２１に設けられた突起部２１Ａによって支持されるように取付けられる。
更に、図４（ｂ）に示すように、リード線１８のリジッド基板２０側の端部は、突起部２１Ａと共に熱収縮性の樹脂チューブ１９で被覆されている。このようにリード線１８の端部を絶縁基板２１に設けられた突起２１Ａと共に樹脂チューブ１９で被覆することにより、リジッド基板２０とリード線１８との接続部分での破損、断線等の不具合がより発生しにくくなる。
加えて、リード線１８と接続されたリジッド基板２０は、図４（ｃ）に示すように、その周囲が封止材２９で被覆されている。これにより、リジッド基板２０を外部から保護することができる。
封止材２９は、例えば、セメダイン社製のＳＸ７２０Ｂ（主成分はアクリル変成シリコーン樹脂）等を用いて形成されている。
図４（ａ）に示すように、絶縁基板２１の表側には接続部２５が設けられており、リード線１８は、この接続部２５に半田を用いて接続されている。このとき、リード線１８は、絶縁基板２１に設けられた突起部２１Ａによって支持されるように取付けられる。
更に、図４（ｂ）に示すように、リード線１８のリジッド基板２０側の端部は、突起部２１Ａと共に熱収縮性の樹脂チューブ１９で被覆されている。このようにリード線１８の端部を絶縁基板２１に設けられた突起２１Ａと共に樹脂チューブ１９で被覆することにより、リジッド基板２０とリード線１８との接続部分での破損、断線等の不具合がより発生しにくくなる。
加えて、リード線１８と接続されたリジッド基板２０は、図４（ｃ）に示すように、その周囲が封止材２９で被覆されている。これにより、リジッド基板２０を外部から保護することができる。
封止材２９は、例えば、セメダイン社製のＳＸ７２０Ｂ（主成分はアクリル変成シリコーン樹脂）等を用いて形成されている。
図１に戻って、計測器３は、センサ２から入力された検出部１６の静電容量に応じた電圧信号に基づいて、検出部１６の変形量を算出する演算回路を備えている。
表示器４は、モニター、演算回路、記憶部等を備えている。表示器４は、計測器３で計測された検出部１６の変形量を上記モニターに表示させるとともに、上記静電容量の変化を記録データとして上記記憶部に記憶する。本発明の実施形態に係るセンサ装置は、表示器４を含まない構成であってもよい。
表示器４は、モニター、演算回路、記憶部等を備えている。表示器４は、計測器３で計測された検出部１６の変形量を上記モニターに表示させるとともに、上記静電容量の変化を記録データとして上記記憶部に記憶する。本発明の実施形態に係るセンサ装置は、表示器４を含まない構成であってもよい。
このようなセンサ装置１は、検出部１６とＣＶ変換回路との距離が短くなるように構成されているため、ノイズの影響を受けにくく、高い測定精度で検出部１６の変形量を算出することができる。
センサ装置１は、例えば、センサ２が備えるセンサ素子１０を生体に貼り付けて使用することにより、生体表面の変形状態を測定することができる。
センサ装置１は、例えば、センサ２が備えるセンサ素子１０を生体に貼り付けて使用することにより、生体表面の変形状態を測定することができる。
（第２実施形態）
本実施形態では、センサ素子とリジッド基板との接続部分の構成が第１実施形態とは異なる。他の部材の構成は第１実施形態と同様である。
図５は、本実施形態に係るセンサにおいて、センサ素子とリジッド基板との接続部分を模式的に示す図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は表側から視た斜視図、（ｃ）は（ｂ）のＣ－Ｃ線断面図である。なお、図５（ｃ）において、リジッド基板の表側に設けられた半導体部品や配線は、その一部を省略している。
本実施形態において、センサ素子の構成は第１実施形態のセンサ素子１０と同一である。
本実施形態では、センサ素子とリジッド基板との接続部分の構成が第１実施形態とは異なる。他の部材の構成は第１実施形態と同様である。
図５は、本実施形態に係るセンサにおいて、センサ素子とリジッド基板との接続部分を模式的に示す図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は表側から視た斜視図、（ｃ）は（ｂ）のＣ－Ｃ線断面図である。なお、図５（ｃ）において、リジッド基板の表側に設けられた半導体部品や配線は、その一部を省略している。
本実施形態において、センサ素子の構成は第１実施形態のセンサ素子１０と同一である。
本実施形態に係るセンサ５は、センサ素子１０の長手方向一端側に、中継基板３４が配置され、センサ素子１０の第１配線１３Ａ及び第２配線１３Ｂと導電性接着剤３６Ａ、３６Ｂを介して接続されている。中継基板３４はセンサ素子１０とリジッド基板３０とを接続する役割を有する基板である。
中継基板３４は、図５（ａ）に示すように、絶縁シート３７のおもて面に接続部３８Ａ、３８Ｂと半田パッド３９Ａ、３９Ｂとが形成された基板である。接続部３８Ａ、３８Ｂは、導電性接着剤３６Ａ、３６Ｂを介してセンサ素子１０の第１配線１３Ａ、第２配線１３Ｂとそれぞれ接続されている。
絶縁シート３７は、半田付けに対する耐熱性が求められており、ポリイミドやＰＥＴ等の耐熱性を有する素材からなる。
また、中継基板３４としては市販のフレキシブル基板を好適に用いることができる。
中継基板３４は、図５（ａ）に示すように、絶縁シート３７のおもて面に接続部３８Ａ、３８Ｂと半田パッド３９Ａ、３９Ｂとが形成された基板である。接続部３８Ａ、３８Ｂは、導電性接着剤３６Ａ、３６Ｂを介してセンサ素子１０の第１配線１３Ａ、第２配線１３Ｂとそれぞれ接続されている。
絶縁シート３７は、半田付けに対する耐熱性が求められており、ポリイミドやＰＥＴ等の耐熱性を有する素材からなる。
また、中継基板３４としては市販のフレキシブル基板を好適に用いることができる。
センサ素子１０及び中継基板３４の裏側には両者を跨ぐようにＰＥＴからなる平面視矩形状の非伸縮性シート１７が接着剤を介して固定され、センサ素子１０の第１配線１３Ａ及び第２配線１３Ｂの一部又は全部、及び、中継基板３４の一部又は全部を支持している。非伸縮性シート１７は、センサ素子１０及び中継基板３４のそれぞれと接着剤層（図示せず）を介して固定されている。
非伸縮性シート１７は第１実施形態の非伸縮性シートと同一の部材である。本実施形態においても非伸縮性シート１７は、検出部１６側の一辺が、平面視矩形状の検出部１６のリジッド基板３０側の一辺と厚さ方向において重なる位置に配設されている。そのため、センサ５は、検出部１６の変形量を正確に計測するのに適している。
非伸縮性シート１７は第１実施形態の非伸縮性シートと同一の部材である。本実施形態においても非伸縮性シート１７は、検出部１６側の一辺が、平面視矩形状の検出部１６のリジッド基板３０側の一辺と厚さ方向において重なる位置に配設されている。そのため、センサ５は、検出部１６の変形量を正確に計測するのに適している。
なお、本実施形態においては、センサ素子１０の配線部（第１配線１３Ａ及び第２配線１３Ｂ）と、中継基板３４とが重ならないように配設された例を示したが、センサ素子１０の配線部と、中継基板３４とが重畳する状態で、共に非伸縮性シート１７に固定されていても良い。この場合も中継基板３４に設けられた接続部３８Ａ、３８Ｂは、それぞれ導電性接着剤３６Ａ、３６Ｂを介して、センサ素子１０の第１配線１３Ａ、第２配線１３Ｂに接続される。
センサ５では、センサ素子１０の第１配線１３Ａ及び第２配線１３Ｂ、並びに、中継基板３４を覆うように、リジッド基板３０が配置されている。
リジッド基板３０は、図５（ａ）～（ｃ）に示すように平面視ほぼ矩形状のガラスエポキシ樹脂製の絶縁基板３１の表側に、半導体部品３３Ａ、３３Ｂ等がＣＶ変換回路を構成するように実装されたものであり、このＣＶ変換回路は上記変換回路の一例である。また、リジッド基板３０には、リジッド基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔１３２Ａ、１３２Ｂが設けられている。リジッド基板３０は、リード線と接続するための接続部３５を有している。
センサ５の貫通孔１３２Ａ、１３２Ｂ内には、半田３２が充填され、これによってリジッド基板３０と中継基板３４の半田パッド３９とが接続されている。
リジッド基板３０は、図５（ａ）～（ｃ）に示すように平面視ほぼ矩形状のガラスエポキシ樹脂製の絶縁基板３１の表側に、半導体部品３３Ａ、３３Ｂ等がＣＶ変換回路を構成するように実装されたものであり、このＣＶ変換回路は上記変換回路の一例である。また、リジッド基板３０には、リジッド基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔１３２Ａ、１３２Ｂが設けられている。リジッド基板３０は、リード線と接続するための接続部３５を有している。
センサ５の貫通孔１３２Ａ、１３２Ｂ内には、半田３２が充填され、これによってリジッド基板３０と中継基板３４の半田パッド３９とが接続されている。
リジッド基板３０は、センサ５の厚さ方向において、第１配線１３Ａ、第２配線１３Ｂ及び中継基板３４と重なり、かつセンサ素子１０の検出部１６とは重ならない位置に配設されている。
このとき、リジッド基板３０は、検出部１６側の一辺が、平面視矩形状の検出部１６のリジッド基板３０側の一辺と厚さ方向において重なる位置に配設されている。このような構成もまた、正確に検出部１６の変形量を計測するのに適している。
このとき、リジッド基板３０は、検出部１６側の一辺が、平面視矩形状の検出部１６のリジッド基板３０側の一辺と厚さ方向において重なる位置に配設されている。このような構成もまた、正確に検出部１６の変形量を計測するのに適している。
リジッド基板３０は、ＣＶ変換回路を備えている。上記ＣＶ変換回路は、検出部１６の静電容量を電圧信号に変換し、電圧信号として出力することができる。ここで電圧信号は、本発明における電気信号の一例である。本実施形態に係るセンサによれば、検出部１６の変形による静電容量の変化を高精度の電圧信号として出力することができる。
また、リジッド基板３０は、おもて面側にＣＶ変換回路が設けられ、裏面側でセンサ素子１０と接続されている。従って、本実施形態におけるセンサ本体５は、第１実施形態のセンサ本体２に比べて小型化を図ることができる。つまり、センサ素子１０の第１配線１３Ａ、第２配線１３Ｂとリジッド基板３０とがセンサ５の厚さ方向において、重なるように配設されているため、センサ素子１０の先端側（リジット基板３０と反対側）からリジッド基板３０の終端側（センサ素子１０と反対側）までのサイズを小さくすることができる。
また、本実施形態におけるセンサ５は、センサ素子１０の第１配線１３Ａ及び第２配線１３Ｂと中継基板３４の接続部３８Ａ及び３８Ｂとの接続部が、リジッド基板３０と非伸縮性シート１７との両方で上下から保護されているため、より信頼性に優れる。
また、リジッド基板３０は、おもて面側にＣＶ変換回路が設けられ、裏面側でセンサ素子１０と接続されている。従って、本実施形態におけるセンサ本体５は、第１実施形態のセンサ本体２に比べて小型化を図ることができる。つまり、センサ素子１０の第１配線１３Ａ、第２配線１３Ｂとリジッド基板３０とがセンサ５の厚さ方向において、重なるように配設されているため、センサ素子１０の先端側（リジット基板３０と反対側）からリジッド基板３０の終端側（センサ素子１０と反対側）までのサイズを小さくすることができる。
また、本実施形態におけるセンサ５は、センサ素子１０の第１配線１３Ａ及び第２配線１３Ｂと中継基板３４の接続部３８Ａ及び３８Ｂとの接続部が、リジッド基板３０と非伸縮性シート１７との両方で上下から保護されているため、より信頼性に優れる。
（第３実施形態）
本実施形態では、センサ素子とリジッド基板との接続部分の構成が第１実施形態とは異なる。他の部材の構成は第１実施形態と同様である。
図６は、本実施形態に係るセンサにおいて、センサ素子とリジッド基板との接続部分を模式的に示す図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は裏側から視た斜視図、（ｃ）は（ｂ）のＤ－Ｄ線断面図であって、おもて面を上側にした図である。なお、図６（ｃ）において、リジッド基板の裏側に設けられた半導体部品や配線は、その一部を省略している。
本実施形態において、センサ素子の構成は第１実施形態のセンサ素子１０と同一である。
本実施形態では、センサ素子とリジッド基板との接続部分の構成が第１実施形態とは異なる。他の部材の構成は第１実施形態と同様である。
図６は、本実施形態に係るセンサにおいて、センサ素子とリジッド基板との接続部分を模式的に示す図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は裏側から視た斜視図、（ｃ）は（ｂ）のＤ－Ｄ線断面図であって、おもて面を上側にした図である。なお、図６（ｃ）において、リジッド基板の裏側に設けられた半導体部品や配線は、その一部を省略している。
本実施形態において、センサ素子の構成は第１実施形態のセンサ素子１０と同一である。
本実施形態に係るセンサ６は、センサ素子１０の長手方向一端側に、リジッド基板４０が配置され、両者は導電性接着剤を介して接続されている。
リジッド基板４０は、図６（ａ）～（ｃ）に示すように平面視ほぼ矩形状のガラスエポキシ樹脂製の絶縁基板４１の裏側に、半導体部品４３Ａ、４３Ｂ等の半導体部品がＣＶ変換回路を構成するように実装されたものである。絶縁基板４１の表側には、センサ素子１０との接続部４４Ａ、４４Ｂが設けられている。
リジッド基板４０は、センサ素子１０の長手方向一端側において、センサ素子１０の裏側保護層１５Ｂの一部と絶縁基板４１の一部とが互いに対向するように配置され、両者の対向部分には接着剤層（図示せず）が形成されている。この接着剤層によりリジッド基板４０は、センサ素子１０の裏側保護層に固定されている。
リジッド基板４０は、接続部４４Ａ、接続部４４Ｂのそれぞれが導電性接着剤４２Ａ、４２Ｂを介してセンサ素子１０の第１配線１３Ａ、第２配線１３Ｂと接続されている。
なお、リジッド基板４０では、表裏面間の配線としてスルーホール（図示せず）が設けられている。
また、図６（ｃ）に示した実施形態では、センサ素子１０の第１配線１３Ａ及び第２配線１３Ｂと、リジッド基板４０に設けられた接続部４４Ａ及び４４Ｂとが重ならないように配設されているが、本発明に実施形態に係るセンサでは、センサ素子１０の第１配線１３Ａ、第２配線１３Ｂと、リジッド基板４０に設けられた接続部４４Ａ、４４Ｂとが、それぞれ重畳する状態で配設され、導電性接着剤４２Ａ、４２Ｂを介して接続されていても良い。
リジッド基板４０は、図６（ａ）～（ｃ）に示すように平面視ほぼ矩形状のガラスエポキシ樹脂製の絶縁基板４１の裏側に、半導体部品４３Ａ、４３Ｂ等の半導体部品がＣＶ変換回路を構成するように実装されたものである。絶縁基板４１の表側には、センサ素子１０との接続部４４Ａ、４４Ｂが設けられている。
リジッド基板４０は、センサ素子１０の長手方向一端側において、センサ素子１０の裏側保護層１５Ｂの一部と絶縁基板４１の一部とが互いに対向するように配置され、両者の対向部分には接着剤層（図示せず）が形成されている。この接着剤層によりリジッド基板４０は、センサ素子１０の裏側保護層に固定されている。
リジッド基板４０は、接続部４４Ａ、接続部４４Ｂのそれぞれが導電性接着剤４２Ａ、４２Ｂを介してセンサ素子１０の第１配線１３Ａ、第２配線１３Ｂと接続されている。
なお、リジッド基板４０では、表裏面間の配線としてスルーホール（図示せず）が設けられている。
また、図６（ｃ）に示した実施形態では、センサ素子１０の第１配線１３Ａ及び第２配線１３Ｂと、リジッド基板４０に設けられた接続部４４Ａ及び４４Ｂとが重ならないように配設されているが、本発明に実施形態に係るセンサでは、センサ素子１０の第１配線１３Ａ、第２配線１３Ｂと、リジッド基板４０に設けられた接続部４４Ａ、４４Ｂとが、それぞれ重畳する状態で配設され、導電性接着剤４２Ａ、４２Ｂを介して接続されていても良い。
更に、リジッド基板４０のおもて面側には、リジッド基板４０を覆うように、柔軟な保護シート４７が配設されている。この保護シート４７によって、接続部４４Ａ、４４Ｂ、及び、第１配線１３Ａ、第２配線１３Ｂ、更には、両者を接続する導電性接着剤４２Ａ、４２Ｂが外部から保護されている。
特に、導電性接着剤４２Ａ、４２Ｂは、絶縁基板４１と保護シート４７とで挟まれることになるため、導電性接着剤４２Ａ、４２Ｂにおける断線等の不具合がより発生しにくくなっている。
特に、導電性接着剤４２Ａ、４２Ｂは、絶縁基板４１と保護シート４７とで挟まれることになるため、導電性接着剤４２Ａ、４２Ｂにおける断線等の不具合がより発生しにくくなっている。
リジッド基板４０は、センサ６の厚さ方向において、第１配線１３Ａ、第２配線１３Ｂと重なり、かつセンサ素子１０の検出部１６とは重ならない位置に配設されている。
このとき、リジッド基板４０は、検出部１６側の一辺が、平面視矩形状の検出部１６のリジッド基板４０側の一辺と厚さ方向において重なる位置に配設されている。そのため、センサ６は、検出部１６の変形量を正確に計測するのに適している。
このとき、リジッド基板４０は、検出部１６側の一辺が、平面視矩形状の検出部１６のリジッド基板４０側の一辺と厚さ方向において重なる位置に配設されている。そのため、センサ６は、検出部１６の変形量を正確に計測するのに適している。
リジッド基板４０は、上記変換回路の一例としてのＣＶ変換回路を備えている。上記ＣＶ変換回路は、検出部１６の静電容量を電圧信号に変換し、電圧信号として出力することができる。なお、電圧信号は、本発明における電気信号の一例である。本実施形態に係るセンサは、検出部１６の変形による静電容量の変化を高精度の電圧信号として出力することができる。
また、リジッド基４０は、裏面側にＣＶ変換回路が設けられ、おもて面側でセンサ素子１０と接続されている。従って、本実施形態におけるセンサ本体６は、第１実施形態のセンサ２に比べて小型化を図ることができる。つまり、センサ素子１０の第１配線１３Ａ、第２配線１３Ｂとリジッド基板４０とがセンサ６の厚さ方向において重なるように配設されているため、センサ素子１０の先端側からリジッド基板４０の終端側までのサイズを小さくすることができる。加えて、センサ本体６では、第１、第２実施形態のセンサ本体２、５が備えていたような非伸縮性シート１７が不要となる。
また、リジッド基４０は、裏面側にＣＶ変換回路が設けられ、おもて面側でセンサ素子１０と接続されている。従って、本実施形態におけるセンサ本体６は、第１実施形態のセンサ２に比べて小型化を図ることができる。つまり、センサ素子１０の第１配線１３Ａ、第２配線１３Ｂとリジッド基板４０とがセンサ６の厚さ方向において重なるように配設されているため、センサ素子１０の先端側からリジッド基板４０の終端側までのサイズを小さくすることができる。加えて、センサ本体６では、第１、第２実施形態のセンサ本体２、５が備えていたような非伸縮性シート１７が不要となる。
（第４実施形態）
本実施形態では、センサ素子とリジッド基板との接続部分の構成が第１実施形態とは異なる。他の部材の構成は第１実施形態と同様である。
図７は、本実施形態に係るセンサにおいて、センサ素子とリジッド基板との接続部分を模式的に示す図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は表側から視た斜視図、（ｃ）は（ｂ）のＥ－Ｅ線断面図である。なお、図７（ｃ）において、リジッド基板の裏側に設けられた半導体部品や配線は、その一部を省略している。
本実施形態において、センサ素子１１０の構成は第１実施形態のセンサ素子１０と比べて、第１配線１１３Ａ、第２配線１１３Ｂの長さが長く設計されている以外は、センサ素子１０と同一である。
本実施形態では、センサ素子とリジッド基板との接続部分の構成が第１実施形態とは異なる。他の部材の構成は第１実施形態と同様である。
図７は、本実施形態に係るセンサにおいて、センサ素子とリジッド基板との接続部分を模式的に示す図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は表側から視た斜視図、（ｃ）は（ｂ）のＥ－Ｅ線断面図である。なお、図７（ｃ）において、リジッド基板の裏側に設けられた半導体部品や配線は、その一部を省略している。
本実施形態において、センサ素子１１０の構成は第１実施形態のセンサ素子１０と比べて、第１配線１１３Ａ、第２配線１１３Ｂの長さが長く設計されている以外は、センサ素子１０と同一である。
本実施形態に係るセンサ７は、センサ素子１１０の長手方向一端側に、リジッド基板５０が配置され、両者は後述するリジッド基板に設けられた貫通孔１５２Ａ及び１５２Ｂに充填された導電性接着剤５２を介して接続されている。
リジッド基板５０は、図７（ａ）～（ｃ）に示すように平面視ほぼ矩形状のガラスエポキシ樹脂製の絶縁基板５１の表側に、半導体部品５３Ａ、５３Ｂ等の半導体部品がＣＶ変換回路を構成するようには実装されたものである。
また、リジッド基板５０には、貫通孔１５２Ａ、１５２Ｂが設けられ、この貫通孔１５２Ａ、１５２Ｂには上述したリジッド基板５０とセンサ素子１１０とを接続するための導電性接着剤５２が充填されている。
リジッド基板５０は、図７（ａ）～（ｃ）に示すように平面視ほぼ矩形状のガラスエポキシ樹脂製の絶縁基板５１の表側に、半導体部品５３Ａ、５３Ｂ等の半導体部品がＣＶ変換回路を構成するようには実装されたものである。
また、リジッド基板５０には、貫通孔１５２Ａ、１５２Ｂが設けられ、この貫通孔１５２Ａ、１５２Ｂには上述したリジッド基板５０とセンサ素子１１０とを接続するための導電性接着剤５２が充填されている。
リジッド基板５０は、センサ素子１１０の長手方向一端側において、センサ素子１１０の第１配線１１３Ａ及び第２配線１１３Ｂを覆うように配置されている。
なお、リジッド基板５０の貫通孔１５２Ａ、１５２Ｂは、リジッド基板５０を上記のように配置した際に、貫通孔１５２Ａと第１配線１１３Ａ、及び、貫通孔１５２Ｂと第２配線１１３Ｂのそれぞれが厚さ方向において重なるように設けられている。
リジッド基板５０は、リード線と接続するための接続部５５も有している。
なお、リジッド基板５０の貫通孔１５２Ａ、１５２Ｂは、リジッド基板５０を上記のように配置した際に、貫通孔１５２Ａと第１配線１１３Ａ、及び、貫通孔１５２Ｂと第２配線１１３Ｂのそれぞれが厚さ方向において重なるように設けられている。
リジッド基板５０は、リード線と接続するための接続部５５も有している。
また、センサ７の裏面側には、リジッド基板５０を対向する位置に非伸縮性シート１７が設けられている。非伸縮性シート１７は接着剤層（図示せず）を介して、裏側保護層１５Ｂに固定されている。
リジッド基板５０及び非伸縮性シート１７はいずれも、検出部１６側の一辺が、平面視矩形状の検出部１６のリジッド基板５０側の一辺と厚さ方向において重なる位置に配設されている。このような構成は、検出部１６の変形量を正確に計測するのに適している。
リジッド基板５０及び非伸縮性シート１７はいずれも、検出部１６側の一辺が、平面視矩形状の検出部１６のリジッド基板５０側の一辺と厚さ方向において重なる位置に配設されている。このような構成は、検出部１６の変形量を正確に計測するのに適している。
リジッド基板５０は、上記変換回路の一例としてのＣＶ変換回路を備えている。上記ＣＶ変換回路は、検出部１６の静電容量を電圧信号に変換し、電圧信号として出力することができる。なお、電圧信号は、本発明における電気信号の一例である。
そのため、本実施形態に係るセンサは、検出部１６の変形による静電容量の変化を高精度の電圧信号として出力することができる。
また、リジッド基５０は、おもて面側にＣＶ変換回路が設けられ、裏面側でセンサ素子１０と接続されている。従って、本実施形態におけるセンサは、第１実施形態のセンサに比べて小型化を図ることができる。
更に、第１実施形態のセンサに比べて部品点数を少なくすることができる。
そのため、本実施形態に係るセンサは、検出部１６の変形による静電容量の変化を高精度の電圧信号として出力することができる。
また、リジッド基５０は、おもて面側にＣＶ変換回路が設けられ、裏面側でセンサ素子１０と接続されている。従って、本実施形態におけるセンサは、第１実施形態のセンサに比べて小型化を図ることができる。
更に、第１実施形態のセンサに比べて部品点数を少なくすることができる。
本実施形態のセンサにおいて、非伸縮性シート１７は任意の部材であり、必ずしも配設されていなくてもよい。非伸縮性シート１７を配設しない場合は更に部品点数を少なくすることができる。
また、本実施形態のセンサにおいて、リジッド基板５０の裏面と、第１配線１１３Ａ、第２配線１１３Ｂの上面との間には、封止材が封入されていてもよい。
また、本実施形態のセンサにおいて、リジッド基板５０の裏面と、第１配線１１３Ａ、第２配線１１３Ｂの上面との間には、封止材が封入されていてもよい。
本実施形態では、リジッド基板５０の貫通孔１５２Ａ及び１５２Ｂを接続部５５の近傍に設ける例を示したが、本発明の実施形態に係るセンサは、貫通孔１５２Ａ及び１５２Ｂが検出部１６に近い方の側に設けられていても良い。この場合、センサ素子１１０の第１配線１１３Ａ及び第２配線１１３Ｂを短くすることができる。
（第５実施形態）
本実施形態では、センサ素子の構成が第１実施形態とは異なる。本実施形態におけるセンサ素子は、誘電層（第１誘電層）及びその両面に形成された第１電極層及び第２電極層に加えて、第２誘電層及び第３電極層を備えている。
図８（ａ）は、本実施形態に係るセンサが備えるセンサ素子の別の一例を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＦ－Ｆ線断面図である。
図８（ａ）、（ｂ）に示すセンサ素子７０は、伸縮性を有するシート状の第１誘電層７１Ａと、第１誘電層７１Ａのおもて面に形成された第１電極層７２Ａと、第１誘電層７１Ａの裏面に形成された第２電極層７２Ｂと、第１誘電層７１Ａの表側に第１電極層７２Ａを覆うように積層された第２誘電層７１Ｂと、第２誘電層７１Ｂのおもて面に形成された第３電極層７２Ｃとを備える。
センサ素子７０は、第１電極層７２Ａに連結された第１配線７３Ａと、第２電極層７２Ｂに連結された第２配線７３Ｂと、第３電極層７２Ｃに連結された第３配線７３Ｃとを備える。
更に、センサ素子７０は、第１誘電層７１Ａの裏側及び第２誘電層７１Ｂの表側のそれぞれに裏側保護層７５Ｂ及び表側保護層７５Ａが形成されている。
本実施形態では、センサ素子の構成が第１実施形態とは異なる。本実施形態におけるセンサ素子は、誘電層（第１誘電層）及びその両面に形成された第１電極層及び第２電極層に加えて、第２誘電層及び第３電極層を備えている。
図８（ａ）は、本実施形態に係るセンサが備えるセンサ素子の別の一例を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＦ－Ｆ線断面図である。
図８（ａ）、（ｂ）に示すセンサ素子７０は、伸縮性を有するシート状の第１誘電層７１Ａと、第１誘電層７１Ａのおもて面に形成された第１電極層７２Ａと、第１誘電層７１Ａの裏面に形成された第２電極層７２Ｂと、第１誘電層７１Ａの表側に第１電極層７２Ａを覆うように積層された第２誘電層７１Ｂと、第２誘電層７１Ｂのおもて面に形成された第３電極層７２Ｃとを備える。
センサ素子７０は、第１電極層７２Ａに連結された第１配線７３Ａと、第２電極層７２Ｂに連結された第２配線７３Ｂと、第３電極層７２Ｃに連結された第３配線７３Ｃとを備える。
更に、センサ素子７０は、第１誘電層７１Ａの裏側及び第２誘電層７１Ｂの表側のそれぞれに裏側保護層７５Ｂ及び表側保護層７５Ａが形成されている。
センサ素子７０において、第１～第３電極層７２Ａ～７２Ｃは、同一の平面視形状を有している。第１電極層７２Ａと第２電極層７２Ｂとは第１誘電層７１Ａを挟んで全体が対向しており、第１電極層７２Ａと第３電極層７２Ｃとは第２誘電層７１Ｂを挟んで全体が対向している。
センサ素子７０は、第１電極層７２Ａと第２電極層７２Ｂとの対向した部分、及び、第１電極層７２Ａと第３電極層７２Ｃとの対向した部分が検出部７６となり、両部分の静電容量の和が検出部７６の静電容量となる。
センサ素子７０は、第１電極層７２Ａと第２電極層７２Ｂとの対向した部分、及び、第１電極層７２Ａと第３電極層７２Ｃとの対向した部分が検出部７６となり、両部分の静電容量の和が検出部７６の静電容量となる。
このようなセンサ素子７０を備えたセンサ装置は、センサ素子７０が３層の電極層を備えているため、近接する導体を発生源とするノイズによる測定誤差を排除することができる。そのため、検出部７６における静電容量の変化をセンサ素子１０に比べて、より正確に計測することができる。
センサ素子７０は、第１～第４のいずれの実施形態に係るセンサ装置においても、センサ素子１０に代えて使用することができる。
センサ素子７０は、第１～第４のいずれの実施形態に係るセンサ装置においても、センサ素子１０に代えて使用することができる。
（第６実施形態）
本実施形態では、リジッド基板とリード線との接続部分の構成が第１実施形態とは異なる。
図９は、本実施形態に係るセンサにおけるリジッド基板とリード線との接続状態を模式的に示す斜視図である。
図９に示すようにセンサ８０では、センサ素子１０とリジッド基板２０とが第１実施形態と同様に接続されている。更に、リジッド基板２０とリード線８８が第１実施形態と同様に接続され、リード線８８のリジッド基板２０側の端部は、熱収縮性の樹脂チューブ８１で被覆されている。
ここで、樹脂チューブ８１は、相対的に長さの短い第１樹脂チューブ８１ａと相対的に長さの長い８１ｂとからなる。樹脂チューブ８１によるリード８８の被覆では、最初に第２チューブ８１ｂでリード線８８が被覆され、第２チューブ８１ｂの端部側（リジッド基板２０側）の周囲が更に第１樹脂チューブ８１ａで被覆されている。
このように、リジッド基板２０側の近い部分ほど、多層になるように２以上の樹脂チューブで被覆することにより、リジッド基板２０とリード線８８との接続部分での破損、断線等の不具合がより発生しにくくなる。
また、リジッド基板２０側に近い部分の被覆の厚さが厚く、リード線側（リジッド基板２０から離れる側）の部分の被覆の厚さが薄い構成となるよう一体形成された被覆部材を用いても上記と同様の効果が得られる。
本実施形態では、リジッド基板とリード線との接続部分の構成が第１実施形態とは異なる。
図９は、本実施形態に係るセンサにおけるリジッド基板とリード線との接続状態を模式的に示す斜視図である。
図９に示すようにセンサ８０では、センサ素子１０とリジッド基板２０とが第１実施形態と同様に接続されている。更に、リジッド基板２０とリード線８８が第１実施形態と同様に接続され、リード線８８のリジッド基板２０側の端部は、熱収縮性の樹脂チューブ８１で被覆されている。
ここで、樹脂チューブ８１は、相対的に長さの短い第１樹脂チューブ８１ａと相対的に長さの長い８１ｂとからなる。樹脂チューブ８１によるリード８８の被覆では、最初に第２チューブ８１ｂでリード線８８が被覆され、第２チューブ８１ｂの端部側（リジッド基板２０側）の周囲が更に第１樹脂チューブ８１ａで被覆されている。
このように、リジッド基板２０側の近い部分ほど、多層になるように２以上の樹脂チューブで被覆することにより、リジッド基板２０とリード線８８との接続部分での破損、断線等の不具合がより発生しにくくなる。
また、リジッド基板２０側に近い部分の被覆の厚さが厚く、リード線側（リジッド基板２０から離れる側）の部分の被覆の厚さが薄い構成となるよう一体形成された被覆部材を用いても上記と同様の効果が得られる。
（第７実施形態）
本発明の実施形態に係るセンサ装置は、複数のセンサ本体を備えていてもよい。
図１０は、本実施形態に係るセンサ装置の使用状態を説明するための模式図である。図１１は、本実施形態に係るセンサ装置において、センサとトランスミッタとの接続方式を説明するための図である。
本実施形態に係るセンサ装置１０１は、５個のセンサ本体２Ａ～２Ｅを備えている。センサ本体２Ａ～２Ｂのそれぞれは、リード線１０８ａ～１０８ｅを介してトランスミッタ１０３に接続されている。このとき、リード線１０８ａ～１０８ｅは途中で一本化されてトランスミッタ１０３に接続されている。
本発明の実施形態に係るセンサ装置は、複数のセンサ本体を備えていてもよい。
図１０は、本実施形態に係るセンサ装置の使用状態を説明するための模式図である。図１１は、本実施形態に係るセンサ装置において、センサとトランスミッタとの接続方式を説明するための図である。
本実施形態に係るセンサ装置１０１は、５個のセンサ本体２Ａ～２Ｅを備えている。センサ本体２Ａ～２Ｂのそれぞれは、リード線１０８ａ～１０８ｅを介してトランスミッタ１０３に接続されている。このとき、リード線１０８ａ～１０８ｅは途中で一本化されてトランスミッタ１０３に接続されている。
センサ装置１０１は、図１０に示すように、センサ２Ａ～２Ｅのそれぞれが被験者の手の指に貼り付けられている。このような状態で被験者が手の指を動かすと、各指の動きに追従してセンサ２Ａ～２Ｅのそれぞれの検出部が変形する。そのため、センサ本体２Ａ～２Ｅの各検出部の静電容量に基づいて生成された電圧信号を計測器（図示せず）にトランスミッタ１０３を介して送信し、検出部の変形量を算出することにより、被験者の手の指の変形（動き）を計測することができる。
センサ装置１０１において、センサ２Ａ～２Ｅのそれぞれとトランスミッタ１０３とを接続する場合、図１１に示すようにＩ２Ｃ（アイ・スクエア・シー）方式で接続することが好ましい。これにより、センサ２Ａ～２Ｅとトランスミッタ１０３とを接続するリード線の総長さを短くし、かつトランスミッタ１０３に接続されるリード線の本数を少なくすることができる。そのため、リード線が被験者の手の動きをより邪魔しにくくなる。
本実施形態において、センサ２Ａ～２Ｅのそれぞれは、Ｉ２Ｃ方式でトランスミッタ１０３と接続するために、Ｉ２Ｃ方式で信号を出力するためのＡ／Ｄコンバータをリジッド基板２０に備えている。すなわち、本実施形態におけるリジッド基板は、検出部の静電容量を電気信号に変換する変換回路に加えて、少なくとも、変換回路の出力信号をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄコンバータ、及び、Ｉ２Ｃ方式の通信信号を生成するための回路が備えている。
本実施形態において、センサ２Ａ～２Ｅのそれぞれは、Ｉ２Ｃ方式でトランスミッタ１０３と接続するために、Ｉ２Ｃ方式で信号を出力するためのＡ／Ｄコンバータをリジッド基板２０に備えている。すなわち、本実施形態におけるリジッド基板は、検出部の静電容量を電気信号に変換する変換回路に加えて、少なくとも、変換回路の出力信号をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄコンバータ、及び、Ｉ２Ｃ方式の通信信号を生成するための回路が備えている。
以下、本発明の実施形態に係るセンサ装置の構成部材について説明する。
（センサ本体）
＜センサ素子＞
＜＜誘電層＞＞
上記誘電層としては特に限定されないが、伸縮性に優れる点から、エラストマー組成物からなるものが好ましい。
上記エラストマー組成物としては、例えば、エラストマーと、必要に応じて他の任意成分とを含有するものが挙げられる。
上記エラストマーとしては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、水素添加ニトリルゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、２種以上併用しても良い。
上記エラストマー組成物は、エラストマー以外に、可塑剤、酸化防止剤、老化防止剤、着色剤等の添加剤、誘電性フィラー等を含有しても良い。
（センサ本体）
＜センサ素子＞
＜＜誘電層＞＞
上記誘電層としては特に限定されないが、伸縮性に優れる点から、エラストマー組成物からなるものが好ましい。
上記エラストマー組成物としては、例えば、エラストマーと、必要に応じて他の任意成分とを含有するものが挙げられる。
上記エラストマーとしては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、水素添加ニトリルゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、２種以上併用しても良い。
上記エラストマー組成物は、エラストマー以外に、可塑剤、酸化防止剤、老化防止剤、着色剤等の添加剤、誘電性フィラー等を含有しても良い。
上記誘電層の平均厚さは、伸縮性を確保しつつ、検出感度の向上を図る観点から、１０～１０００μｍが好ましく、３０～２００μｍがより好ましい。
上記誘電層は、その表裏面の面積が無伸長状態から３０％以上増大するように変形可能であることが好ましい。このような特性を有する誘電層は、面方向に大きく変形することができる。
ここで、上記面積が３０％以上増大するように変形可能であるとは、荷重をかけて面積を３０％増大させても破断することがなく、かつ、荷重を解放すると元の状態に復元する（即ち、弾性変形範囲にある）ことを意味する。
なお、上記誘電層の面方向に変形可能な範囲は誘電層の設計（材質や形状等）により制御することができる。
上記誘電層は、その表裏面の面積が無伸長状態から３０％以上増大するように変形可能であることが好ましい。このような特性を有する誘電層は、面方向に大きく変形することができる。
ここで、上記面積が３０％以上増大するように変形可能であるとは、荷重をかけて面積を３０％増大させても破断することがなく、かつ、荷重を解放すると元の状態に復元する（即ち、弾性変形範囲にある）ことを意味する。
なお、上記誘電層の面方向に変形可能な範囲は誘電層の設計（材質や形状等）により制御することができる。
＜＜電極層＞＞
上述した各電極層は、上記誘電層に追従して変形可能である。このような電極層は、導電材料を含む導電性組成物から構成されている。
上記導電材料としては、例えば、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンナノホーン、カーボンファイバー、導電性カーボンブラック、グラファイト、金属ナノワイヤー、金属ナノ粒子、導電性高分子等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、２種以上併用しても良い。
上記導電材料としては、カーボンナノチューブが好ましい。誘電層の変形に追従して変形する電極層の形成に適しているからである。
上述した各電極層は、上記誘電層に追従して変形可能である。このような電極層は、導電材料を含む導電性組成物から構成されている。
上記導電材料としては、例えば、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンナノホーン、カーボンファイバー、導電性カーボンブラック、グラファイト、金属ナノワイヤー、金属ナノ粒子、導電性高分子等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、２種以上併用しても良い。
上記導電材料としては、カーボンナノチューブが好ましい。誘電層の変形に追従して変形する電極層の形成に適しているからである。
上記カーボンナノチューブとしては公知のカーボンナノチューブを使用することができる。上記カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）であっても良いし、また、２層カーボンナノチューブ（ＤＷＮＴ）又は３層以上の多層カーボンナノチューブ（ＭＷＮＴ）であっても良い。更には、層数の異なるカーボンナノチューブを２種以上併用しても良い。
また、各カーボンナノチューブの形状（平均長さや繊維径、アスペクト比）は特には限定されない。上記カーボンナノチューブの形状は、センサ素子に要求される導電性や耐久性、更には電極層を形成するための処理の容易性や費用等を総合的に判断して適宜選択すれば良い。
また、各カーボンナノチューブの形状（平均長さや繊維径、アスペクト比）は特には限定されない。上記カーボンナノチューブの形状は、センサ素子に要求される導電性や耐久性、更には電極層を形成するための処理の容易性や費用等を総合的に判断して適宜選択すれば良い。
上記導電性組成物は、上記導電材料以外に、例えば、導電材料のつなぎ材料として機能するバインダー成分や各種添加剤を含有しても良い。
上記添加剤としては、例えば、導電材料のための分散剤、バインダー成分のための架橋剤、加硫促進剤、加硫助剤、老化防止剤、可塑剤、軟化剤、更には着色剤等が挙げられる。
ここで、各電極層のそれぞれは、同一組成の導電性組成物から構成されていてもよいし、異なる組成の導電性組成物から構成されていてもよい。但し、同一組成の導電性組成物から構成されていることが好ましい。
上記添加剤としては、例えば、導電材料のための分散剤、バインダー成分のための架橋剤、加硫促進剤、加硫助剤、老化防止剤、可塑剤、軟化剤、更には着色剤等が挙げられる。
ここで、各電極層のそれぞれは、同一組成の導電性組成物から構成されていてもよいし、異なる組成の導電性組成物から構成されていてもよい。但し、同一組成の導電性組成物から構成されていることが好ましい。
＜＜保護層＞＞
上記センサ素子は、上記保護層（表側保護層及び裏側保護層）を備えていてもよい。上記保護層を設けることにより、電極層等を外部から電気的に絶縁することができ、センサ素子の強度や耐久性を高めることもできる。
上記保護層の材質としては、例えば、上記誘電層の材質と同様のエラストマー組成物等が挙げられる。
上記センサ素子は、上記保護層（表側保護層及び裏側保護層）を備えていてもよい。上記保護層を設けることにより、電極層等を外部から電気的に絶縁することができ、センサ素子の強度や耐久性を高めることもできる。
上記保護層の材質としては、例えば、上記誘電層の材質と同様のエラストマー組成物等が挙げられる。
このような構成部材を備えたセンサ素子は、例えば、特開２０１６－９０４８７号公報に記載されたセンサシートの作製方法と同様の方法を用いて製造することができる。
＜＜リジッド基板＞＞
上記リジッド基板は、ガラスエポキシ基板等の従来公知の絶縁基板に、例えば、ＣＶ変換回路を構成するために必要な半導体部品等が搭載された基板である。
ここで、上記ＣＶ変換回路としては特に限定されず、自動平衡ブリッジ回路を利用したＣＶ変換回路、反転増幅回路を利用したＣＶ変換回路、半波倍電圧整流回路を利用したＣＶ変換回路、シュミットトリガ発振回路とＦ／Ｖ変換回路とを組み合わせたＣＶ変換回路等が挙げられる。
また、上記リジッド基板には、半田パッドや、表裏面間の導通を図るためにスルーホール等が必要に応じて設けられている。
上記リジッド基板は、ガラスエポキシ基板等の従来公知の絶縁基板に、例えば、ＣＶ変換回路を構成するために必要な半導体部品等が搭載された基板である。
ここで、上記ＣＶ変換回路としては特に限定されず、自動平衡ブリッジ回路を利用したＣＶ変換回路、反転増幅回路を利用したＣＶ変換回路、半波倍電圧整流回路を利用したＣＶ変換回路、シュミットトリガ発振回路とＦ／Ｖ変換回路とを組み合わせたＣＶ変換回路等が挙げられる。
また、上記リジッド基板には、半田パッドや、表裏面間の導通を図るためにスルーホール等が必要に応じて設けられている。
＜＜導電性接着剤＞＞
上記センサ本体では、センサ素子、リジッド基板及び中継基板のうちの２つの部材間を電気的に接続するために必要に応じて導電性接着剤が用いられる。ここで、上記導電性接着剤としては、従来公知の導電性接着剤を用いることができる。
上記センサ本体では、センサ素子、リジッド基板及び中継基板のうちの２つの部材間を電気的に接続するために必要に応じて導電性接着剤が用いられる。ここで、上記導電性接着剤としては、従来公知の導電性接着剤を用いることができる。
＜＜非伸縮性シート・保護シート＞＞
上記非伸縮性シート及び上記保護シートは、センサ本体の構成に応じて、必要に応じて用いられる任意の部材である。
これらの部材としては、例えば、ＰＥＴ等からなる樹脂シートが使用される。
上記非伸縮性シート及び上記保護シートは、センサ本体の構成に応じて、必要に応じて用いられる任意の部材である。
これらの部材としては、例えば、ＰＥＴ等からなる樹脂シートが使用される。
（計測器）
上記計測器は、上記センサ（センサ素子）と接続されている。上記計測器は、センサから入力された電気信号に基づいて、上記センサの検出部の変形量を算出する。
上記計測器は、そのために必要となる演算回路、増幅回路、電源回路等を備えている。
なお、本発明の実施形態に係るセンサ装置では、第７実施形態のように、センサと計測器との間にトランスミッタを介在させ、センサからの電気信号を上記トランスミッタを介して有線又は無線で上記計測器に入力してもよい。また、上記トランスミッタの機能をリジッド基板に組み込むこともできる。
上記計測器は、上記センサ（センサ素子）と接続されている。上記計測器は、センサから入力された電気信号に基づいて、上記センサの検出部の変形量を算出する。
上記計測器は、そのために必要となる演算回路、増幅回路、電源回路等を備えている。
なお、本発明の実施形態に係るセンサ装置では、第７実施形態のように、センサと計測器との間にトランスミッタを介在させ、センサからの電気信号を上記トランスミッタを介して有線又は無線で上記計測器に入力してもよい。また、上記トランスミッタの機能をリジッド基板に組み込むこともできる。
（表示器）
上記表示器としては、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ等の記憶部、モニター、各種入出力インターフェイス等を備えたコンピュータを用いることができる。
例えば、パソコン、スマートフォン、タブレット等の端末機器を上記表示器として利用することができる。
上記表示器としては、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ等の記憶部、モニター、各種入出力インターフェイス等を備えたコンピュータを用いることができる。
例えば、パソコン、スマートフォン、タブレット等の端末機器を上記表示器として利用することができる。
（他の実施形態）
＜被覆部材＞
本発明の実施形態では、少なくとも上記センサ素子の周囲に絶縁性素材からなる被覆部材が設けられていてもよい。
上記被覆部材としては、例えば、伸縮性を有する布生地や、エラストマー組成物からなる部材が挙げられる。上記被覆部材は、伸縮異方性を有する部材が好ましい。
上記被覆部材を設けることにより、上記センサ素子を確実に保護することができる。
＜被覆部材＞
本発明の実施形態では、少なくとも上記センサ素子の周囲に絶縁性素材からなる被覆部材が設けられていてもよい。
上記被覆部材としては、例えば、伸縮性を有する布生地や、エラストマー組成物からなる部材が挙げられる。上記被覆部材は、伸縮異方性を有する部材が好ましい。
上記被覆部材を設けることにより、上記センサ素子を確実に保護することができる。
＜変換回路＞
上述した実施形態では、変換回路の一例として、センサ素子の検出部の静電容量を、電気信号の一例としての電圧信号に変換するためのＣＶ変換回路を用いるものを示したが、本発明の実施形態における変換回路はこれに限られない。上記変換回路は、センサ素子の検出部の静電容量を、外部の影響を受けやすい配線（例えばリード線）などを経由しても外部の影響を受けにくい電気信号に変換して出力するものであれば良い。上記変換回路としては、具体的には、静電容量を、キャリア周波数を有する電気信号の振幅に変調する回路や、静電容量を、電気信号の周波数に変調する回路等を採用することもできる。
上述した実施形態では、変換回路の一例として、センサ素子の検出部の静電容量を、電気信号の一例としての電圧信号に変換するためのＣＶ変換回路を用いるものを示したが、本発明の実施形態における変換回路はこれに限られない。上記変換回路は、センサ素子の検出部の静電容量を、外部の影響を受けやすい配線（例えばリード線）などを経由しても外部の影響を受けにくい電気信号に変換して出力するものであれば良い。上記変換回路としては、具体的には、静電容量を、キャリア周波数を有する電気信号の振幅に変調する回路や、静電容量を、電気信号の周波数に変調する回路等を採用することもできる。
＜リジッド基板＞
上述した実施形態では、リジッド基板が、変換回路の一例としてのＣＶ変換回路を備える例を示したが、これに加えて、変換回路が出力する電気信号を無線で送信する回路、モジュール、もしくはＩＣを備えても良い。しかし、この場合、リジッド基板のサイズが大きくなることによって、センサを生体表面に取付けて使用するときに生体の動きを阻害してしまう可能性がある。これを抑制するためにリジッド基板を複数に分割し、それぞれのリジッド基板の間をフレキシブル基板で接続してもよい。さらに、変換回路を含む回路全体をフレキシブル基板上に構成し、剛性が必要な箇所に部分的に剛性が高い補強板を備える構成とすることも本発明の範疇である。この場合、フレキシブル基板と補強板とを合わせてリジッド基板という。これらの構成のセンサも、本発明のセンサに含まれる。
ここでは、本発明におけるリジッド基板の例を複数示したが、本発明におけるリジッド基板はこれらに限定されない。上記リジッド基板としては、プリント基板を使用することもできる。
上述した実施形態では、リジッド基板が、変換回路の一例としてのＣＶ変換回路を備える例を示したが、これに加えて、変換回路が出力する電気信号を無線で送信する回路、モジュール、もしくはＩＣを備えても良い。しかし、この場合、リジッド基板のサイズが大きくなることによって、センサを生体表面に取付けて使用するときに生体の動きを阻害してしまう可能性がある。これを抑制するためにリジッド基板を複数に分割し、それぞれのリジッド基板の間をフレキシブル基板で接続してもよい。さらに、変換回路を含む回路全体をフレキシブル基板上に構成し、剛性が必要な箇所に部分的に剛性が高い補強板を備える構成とすることも本発明の範疇である。この場合、フレキシブル基板と補強板とを合わせてリジッド基板という。これらの構成のセンサも、本発明のセンサに含まれる。
ここでは、本発明におけるリジッド基板の例を複数示したが、本発明におけるリジッド基板はこれらに限定されない。上記リジッド基板としては、プリント基板を使用することもできる。
本発明の実施形態に係るセンサ装置は、センサの少なくとも片面に、当該センサ本体を測定対象物に取付けるための取付け部材を備えていてもよい。
上記取付け部材としては、例えば、センサの裏面側（又はおもて面側）の全体に設けられた粘着剤層や、裏面側（又はおもて面側）の一部に設けられた粘着剤層、スナップボタン、磁石、カシメ等が挙げられる。
また、上記取付け部材を裏面側（又はおもて面側）の一部に設ける場合、上記取付け部材は、センサの厚さ方向において、上記検出部と重ならない位置に設けることが好ましい。上記取付け部材によって、上記検出部の変形が阻害されないからである。
上記取付け部材は、センサ本体の裏面側及びおもて面側の両方に設けられていても良い。
上記取付け部材としては、例えば、センサの裏面側（又はおもて面側）の全体に設けられた粘着剤層や、裏面側（又はおもて面側）の一部に設けられた粘着剤層、スナップボタン、磁石、カシメ等が挙げられる。
また、上記取付け部材を裏面側（又はおもて面側）の一部に設ける場合、上記取付け部材は、センサの厚さ方向において、上記検出部と重ならない位置に設けることが好ましい。上記取付け部材によって、上記検出部の変形が阻害されないからである。
上記取付け部材は、センサ本体の裏面側及びおもて面側の両方に設けられていても良い。
上記センサ装置は、例えば、上記センサを生体表面に直接又は衣服やサポータ等を介して貼り付けて使用することができる。この場合、上記生体表面の変形（伸長・萎縮、膨張・収縮など）に追従して上記センサ素子が伸縮するため、生体表面の変形量に応じて検出部の静電容量が変化する。そのため、上記検出部の静電容量を計測することにより、生体表面の変形量を測定することができる。そして、生体表面の変形量を測定することにより、生体表面の変形と相関する生命活動情報や生体の運動情報を取得することができる。
上記センサ装置は、上記生命活動情報として、例えば、脈拍数（心拍数）、呼吸数、呼吸の大きさ等を測定することができる。
また、上記センサ装置は、上記生体の運動情報として、例えば、関節を曲げた際の曲げ量（曲げ角度）や、発音・発声時の頬の動き、表情筋の動き、肩甲骨の動き、臀筋の動き、背中の動き、腰の曲がり具合、胸の膨らみ、筋肉の収縮による太ももやふくらはぎの収縮の大きさ、飲み込み時の喉の動き、足の動き、手の動き、指の動き、足裏の動き、まばたきの動き、皮膚の伸び易さ（しなやかさ）等、運動時の筋肉の収縮によって生体表面が伸縮する運動の運動状態を測定することができる。
また、上記センサ装置は、上記生体の運動情報として、例えば、関節を曲げた際の曲げ量（曲げ角度）や、発音・発声時の頬の動き、表情筋の動き、肩甲骨の動き、臀筋の動き、背中の動き、腰の曲がり具合、胸の膨らみ、筋肉の収縮による太ももやふくらはぎの収縮の大きさ、飲み込み時の喉の動き、足の動き、手の動き、指の動き、足裏の動き、まばたきの動き、皮膚の伸び易さ（しなやかさ）等、運動時の筋肉の収縮によって生体表面が伸縮する運動の運動状態を測定することができる。
更に、上記センサ装置は、スポーツウエア、サポータ、包帯、テーピングテープ、シューズの中敷き、ソックス、手袋、スポーツウエア以外の各種衣類、リハビリチューブ（トレーニングチューブ）やエキスパンダー、リハビリ用ゴムボール等の各種トレーニング器具、歩行アシスト器具等を測定対象物とし、その変形量を測定することもできる。
本発明の実施形態に係るセンサは、センサ素子の誘電層が面方向に変形することで上記検出部の静電容量が変化するセンサに限られず、上記誘電層が厚さ方向に変形することで上記検出部の静電容量が変化するセンサであってもよい。
１、１０１ センサ装置
２、２Ａ～２Ｅ、５、６、７ センサ
３ 計測器
４ 表示器
１０、７０、８０、１１０ センサ素子
１１、７１Ａ 誘電層（第１誘電層）
１２Ａ、７２Ａ 第１電極層
１２Ｂ、７２Ｂ 第２電極層
１３Ａ、７３Ａ、１１３Ａ 第１配線
１３Ｂ、７３Ｂ、１１３Ｂ 第２配線
１５Ａ、７５Ａ 表側保護層
１５Ｂ、７５Ｂ 裏側保護層
１６、７６ 検出部
１７ 非伸縮性シート
１８、８８、１０８ａ～１０８ｅ リード線
１９、８１ 樹脂チューブ
２０、３０、４０、５０ リジッド基板
２１、３１、４１、５１ 絶縁基板
２１Ａ 突起部
２２Ａ、２２Ｂ、３６Ａ、３６Ｂ、４２Ａ、４２Ｂ、５２ 導電性接着剤
２３Ａ、２３Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、４３Ａ、４３Ｂ、５３Ａ、５３Ｂ 半導体部品
２４Ａ、２４Ｂ、２５、３５、３８Ａ、３８Ｂ、４４Ａ、４４Ｂ、５５ 接続部
２９ 封止剤
３２ 半田
１３２Ａ、１３２Ｂ、１５２Ａ、１５２Ｂ 貫通孔
３４ 中継基板
３７ 絶縁シート
３９ 半田パッド
４７ 保護シート
７１Ｂ 第２誘電層
７２Ｃ 第３電極層
７３Ｃ 第３配線
１０３ トランスミッタ
２、２Ａ～２Ｅ、５、６、７ センサ
３ 計測器
４ 表示器
１０、７０、８０、１１０ センサ素子
１１、７１Ａ 誘電層（第１誘電層）
１２Ａ、７２Ａ 第１電極層
１２Ｂ、７２Ｂ 第２電極層
１３Ａ、７３Ａ、１１３Ａ 第１配線
１３Ｂ、７３Ｂ、１１３Ｂ 第２配線
１５Ａ、７５Ａ 表側保護層
１５Ｂ、７５Ｂ 裏側保護層
１６、７６ 検出部
１７ 非伸縮性シート
１８、８８、１０８ａ～１０８ｅ リード線
１９、８１ 樹脂チューブ
２０、３０、４０、５０ リジッド基板
２１、３１、４１、５１ 絶縁基板
２１Ａ 突起部
２２Ａ、２２Ｂ、３６Ａ、３６Ｂ、４２Ａ、４２Ｂ、５２ 導電性接着剤
２３Ａ、２３Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、４３Ａ、４３Ｂ、５３Ａ、５３Ｂ 半導体部品
２４Ａ、２４Ｂ、２５、３５、３８Ａ、３８Ｂ、４４Ａ、４４Ｂ、５５ 接続部
２９ 封止剤
３２ 半田
１３２Ａ、１３２Ｂ、１５２Ａ、１５２Ｂ 貫通孔
３４ 中継基板
３７ 絶縁シート
３９ 半田パッド
４７ 保護シート
７１Ｂ 第２誘電層
７２Ｃ 第３電極層
７３Ｃ 第３配線
１０３ トランスミッタ
Claims (3)
- シート状の誘電層と、前記誘電層のおもて面及び裏面のそれぞれに前記誘電層を挟んで少なくとも一部が対向するよう形成された第１電極層及び第２電極層とを有し、前記第１電極層及び前記第２電極層の対向する部分を検出部とし、前記検出部の変形によって当該検出部の静電容量が変化するセンサ素子と、
前記第１電極層と前記第２電極層とに接続され、前記検出部の静電容量の変化を電気信号に変換するための変換回路を有し、前記センサ素子のおもて面の一部を覆うように設けられたリジッド基板と、
前記センサ素子の裏面の一部に固定され、前記リジッド基板の裏面と対向する位置に設けられた非伸縮性シートと、
前記非伸縮性シートに支持された中継基板と、
を備え、
前記検出部の変形量に応じた電気信号を出力するセンサであって、
前記センサ素子は、更に前記第１電極層に接続された第１配線及び前記第２電極層に接続された第２配線を有し、
前記リジッド基板は、厚さ方向において、前記第１配線及び前記第２配線の一部又は全部と重なるように配置されており、
前記非伸縮性シートは、厚さ方向において、前記第１配線及び前記第２配線の一部又は全部と重なるように配置されており、
前記誘電層は、当該センサが取り付けられた測定対象物の変形によって、表裏面の面積が変化するように変形し、
前記リジッド基板は、前記中継基板を介して前記センサ素子に接続され、
前記中継基板は、前記非伸縮性シートと前記リジッド基板とに挟まれるように設けられている、
ことを特徴とするセンサ。 - 請求項１に記載のセンサと、
前記センサが出力する前記電気信号が入力され、当該電気信号に基づいて前記検出部の変形量を算出する演算部を有する計測器と
を備えることを特徴とするセンサ装置。 - 前記センサを複数備えた請求項２に記載のセンサ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017016806A JP7007802B2 (ja) | 2017-02-01 | 2017-02-01 | センサ及びセンサ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017016806A JP7007802B2 (ja) | 2017-02-01 | 2017-02-01 | センサ及びセンサ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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