WO2023119838A1 - 荷重検出装置 - Google Patents

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WO2023119838A1
WO2023119838A1 PCT/JP2022/039386 JP2022039386W WO2023119838A1 WO 2023119838 A1 WO2023119838 A1 WO 2023119838A1 JP 2022039386 W JP2022039386 W JP 2022039386W WO 2023119838 A1 WO2023119838 A1 WO 2023119838A1
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WO
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load
terminals
electrode
voltage
detection device
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/039386
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English (en)
French (fr)
Inventor
光隆 山口
雄大 山本
博伸 浮津
祐太 森浦
敬史 濱野
博之 古屋
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes

Definitions

  • the present invention relates to a load detection device that detects load based on changes in capacitance.
  • Load sensors are widely used in fields such as industrial equipment, robots and vehicles. 2. Description of the Related Art In recent years, along with the development of computer control technology and the improvement of design, the development of electronic devices such as humanoid robots and interior parts of automobiles that use free-form surfaces in various ways is progressing. Accordingly, it is required to mount high-performance load sensors on each free-form surface.
  • Patent Document 1 describes a combination of a plurality of first electrodes arranged in one direction, a second electrode arranged to intersect the plurality of first electrodes, and the first electrode and the second electrode.
  • a load detection device comprising: a capacitance type load sensor having a dielectric interposed therebetween; Are listed.
  • a constant voltage is applied to the crossing point between the first electrode and the second electrode via a resistor.
  • the capacitance at each intersection is detected based on the change in the voltage after the resistor after the application of the constant voltage.
  • the circuit section for detecting the load is designed to correspond to the load sensor to be connected.
  • the number of the first electrodes and the second electrodes arranged in the load sensor that is, the number of element portions defined at the intersecting positions of these electrodes, can be appropriately changed according to the purpose of use of the load sensor. For this reason, the load detection device needs to change the configuration of the circuit section for each type of load sensor.
  • a load detection device includes at least one first electrode, at least one second electrode arranged to intersect the first electrode, and a combination of the first electrode and the second electrode.
  • a load sensor comprising a dielectric interposed therebetween; a detection circuit for detecting a change in voltage at an intersection of the first electrode and the second electrode; A connector for connecting to a detection circuit, and a control circuit for controlling the detection circuit and detecting the load applied to the intersection position from a change in voltage detected by the detection circuit.
  • the connector includes a plurality of terminals corresponding to a plurality of types of load sensors having different numbers of first electrodes and second electrodes.
  • the control circuit executes control for detecting a combination of the terminals to which the first electrode or the second electrode is connected among the plurality of terminals.
  • the connector since the connector includes a number of terminals that can correspond to a plurality of types of load sensors having different numbers of first electrodes and second electrodes, the types of load sensors used can be Even if it is changed, the same connector can be used.
  • the control circuit since the control circuit detects the combination of the terminals to which the first electrode and the second electrode are respectively connected among the plurality of terminals, the same circuit section can be used regardless of what type of load sensor is connected to the connector. Therefore, the load can be detected smoothly.
  • FIG. 1(a) is a perspective view schematically showing a base member and a conductive elastic body provided on the upper surface of the base member according to the embodiment.
  • FIG. 1(b) is a perspective view schematically showing a state in which conductor wires are installed in the structure of FIG. 1(a) according to the embodiment.
  • FIG. 2(a) is a perspective view schematically showing a state in which threads are installed in the structure of FIG. 1(b) according to the embodiment.
  • FIG. 2(b) is a perspective view schematically showing a state in which a sheet-like member is installed on the structure of FIG. 2(a) according to the embodiment.
  • 3(a) and 3(b) are diagrams schematically showing a cross section of the load sensor, respectively, according to the embodiment.
  • FIG. 1(a) is a perspective view schematically showing a base member and a conductive elastic body provided on the upper surface of the base member according to the embodiment.
  • FIG. 1(b) is a perspective view schematically
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing the internal configuration of the load sensor according to the embodiment;
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of the detection circuit according to the embodiment.
  • a load sensor having element portions arranged in a matrix of three rows and three columns is connected to the connector.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing the configuration of a detection circuit according to the embodiment.
  • a load sensor having element portions arranged in a matrix of four rows and four columns is connected to the connector.
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of a detection circuit according to the embodiment; In FIG. 7, a load sensor having element portions arranged in a matrix of 5 rows and 5 columns is connected to the connector.
  • FIG. 8 is a circuit diagram showing the configuration of a detection circuit according to the embodiment;
  • a load sensor having elements arranged in a matrix of 6 rows and 6 columns is connected to the connector.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the load detection device according to the embodiment.
  • a load detection system is configured by connecting an operation terminal to a load detection device.
  • 10(a) and 10(b) are diagrams showing interface screens displayed on the operation terminal according to the embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart showing processing executed when the load detection device is powered on, according to the embodiment.
  • FIG. 12A is a flowchart showing initialization processing according to the embodiment.
  • FIG. 12(b) is a flow chart showing processing for detecting the type of load sensor according to the embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating row and column settings for terminals of a connector, according to an embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram schematically showing voltages generated at voltage measurement terminals with and without an element unit at the intersection of selected rows and columns, according to the embodiment.
  • 15 is a circuit diagram showing a configuration of a detection circuit according to Modification 1.
  • FIG. 15 a load sensor having element portions arranged in a matrix of 5 rows and 5 columns is connected to the connector.
  • 16A and 16B are diagrams schematically showing voltages generated at the voltage measurement terminals when there is an element portion at the intersection of the selected row and column, and when there is no element portion, according to Modification 1.
  • FIG. FIG. 17 is a flowchart showing processing for detecting the type of load sensor according to Modification 1.
  • FIG. 18 is a diagram showing an interface screen displayed on the operation terminal according to Modification 1.
  • FIG. 19 is a circuit diagram showing a configuration of a detection circuit according to Modification 2.
  • FIG. 15 a load sensor having element portions arranged in a matrix of 5 rows and 5 columns is connected to the connector.
  • FIG. 20( a ) is a flow chart showing processing for detecting the type of load sensor according to Modification 2.
  • FIG. 20B is a flowchart showing processing for detecting a defect in an element portion according to Modification 2.
  • the load detection device can be applied to a management system or the like that performs processing according to the applied load.
  • Management systems include, for example, an inventory management system, a driver monitoring system, a coaching management system, a security management system, a care/childcare management system, and the like.
  • a load sensor installed on the inventory shelf detects the load of the loaded product, and detects the type and number of products on the inventory shelf.
  • a load sensor provided in the refrigerator detects the load of the food in the refrigerator, and detects the type of food in the refrigerator and the number and amount of the food. As a result, it is possible to automatically propose a menu using the food in the refrigerator.
  • a load sensor provided in the steering device monitors the driver's load distribution on the steering device (eg gripping force, gripping position, pedaling force).
  • a load sensor provided on the vehicle seat monitors the load distribution (for example, the position of the center of gravity) of the driver on the vehicle seat while the driver is seated. As a result, the driver's driving state (drowsiness, psychological state, etc.) can be fed back.
  • the load distribution on the soles of the feet is monitored by load sensors provided on the soles of the shoes. As a result, it is possible to correct or guide the user to an appropriate walking state or running state.
  • a load sensor installed on the floor detects the load distribution when a person passes through, and detects the weight, stride length, passing speed, shoe sole pattern, and so on. This makes it possible to identify a passing person by collating this detection information with the data.
  • load sensors installed on bedding and toilet seats monitor the load distribution of the human body on bedding and toilet seats. As a result, it is possible to estimate what kind of action the person is trying to take at the position of the bedding and toilet seat, and prevent overturning and falling.
  • a load detection device includes a load sensor for detecting a load, a detection circuit combined with the load sensor, and a control circuit for controlling the detection circuit.
  • the load sensors of the following embodiments are capacitive load sensors. Such a load sensor may also be called a "capacitive pressure sensor element", a “capacitive pressure detection sensor element”, a “pressure sensitive switch element”, or the like.
  • the following embodiment is one embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment.
  • the Z-axis direction is the height direction of the load sensor 1 .
  • the load sensor 1 will be described with reference to FIGS. 1(a) to 4.
  • FIG. 1
  • FIG. 1(a) is a perspective view schematically showing the base member 11 and the conductive elastic body 12 installed on the upper surface of the base member 11 (the surface on the Z-axis positive side).
  • the base member 11 is an elastic, insulating plate-like member.
  • the base member 11 has a rectangular shape in plan view.
  • the thickness of the base member 11 is constant.
  • the thickness of the base member 11 is, for example, 0.01 mm to 2 mm.
  • the base member 11 may be called a sheet member or a film member.
  • the base member 11 is made of a non-conductive resin material or a non-conductive rubber material.
  • the resin material used for the base member 11 is selected from the group consisting of, for example, styrene-based resins, silicone-based resins (eg, polydimethylpolysiloxane (PDMS), etc.), acrylic-based resins, rotaxane-based resins, urethane-based resins, and the like. is at least one resin material.
  • Rubber materials used for the base member 11 include, for example, silicone rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, chloroprene rubber, nitrile rubber, polyisobutylene, ethylene-propylene rubber, chlorosulfonated polyethylene, acrylic rubber, fluororubber, At least one rubber material selected from the group consisting of epichlorohydrin rubber, urethane rubber, natural rubber, and the like.
  • the conductive elastic body 12 is arranged on the upper surface of the base member 11 (the surface on the Z-axis positive side).
  • three conductive elastic bodies 12 are arranged on the upper surface of the base member 11.
  • the conductive elastic body 12 is a conductive member having elasticity.
  • Each conductive elastic body 12 has a belt-like shape elongated in the Y-axis direction.
  • the three conductive elastic bodies 12 are arranged side by side with a predetermined interval in the X-axis direction.
  • a wiring W ⁇ b>2 electrically connected to the conductive elastic body 12 is installed at the end of each conductive elastic body 12 on the Y-axis negative side.
  • the conductive elastic body 12 is formed on the upper surface of the base member 11 by a printing method such as screen printing, gravure printing, flexographic printing, offset printing, and gravure offset printing. According to these printing methods, it is possible to form the conductive elastic body 12 on the upper surface of the base member 11 with a thickness of about 0.001 mm to 0.5 mm.
  • the conductive elastic body 12 is composed of a resin material and conductive filler dispersed therein, or a rubber material and conductive filler dispersed therein.
  • the resin material used for the conductive elastic body 12 is similar to the resin material used for the base member 11 described above. At least one resin material selected from the group consisting of rotaxane-based resins, urethane-based resins, and the like.
  • the rubber material used for the conductive elastic body 12 is similar to the rubber material used for the base member 11 described above, for example, silicone rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, chloroprene rubber, nitrile rubber, polyisobutylene, ethylene At least one rubber material selected from the group consisting of propylene rubber, chlorosulfonated polyethylene, acrylic rubber, fluororubber, epichlorohydrin rubber, urethane rubber, natural rubber, and the like.
  • Conductive fillers used for the conductive elastic body 12 include, for example, Au (gold), Ag (silver), Cu (copper), C (carbon), ZnO (zinc oxide), In 2 O 3 (indium oxide (III) ), metal materials such as SnO 2 (tin (IV) oxide), and PEDOT:PSS (that is, a composite consisting of poly 3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT) and polystyrene sulfonic acid (PSS)). It is at least one material selected from the group consisting of conductive polymer materials, metal-coated organic fibers, metal wires (fiber state), and other conductive fibers.
  • FIG. 1(b) is a perspective view schematically showing a state in which conductor wires 13 are installed in the structure of FIG. 1(a).
  • the conductor wire 13 has a linear shape and is arranged so as to overlap the upper surface of the conductive elastic body 12 shown in FIG. 1(a).
  • three conductor wires 13 are arranged to overlap the upper surfaces of three conductive elastic bodies 12 .
  • the three conductor wires 13 are arranged side by side at predetermined intervals along the longitudinal direction (Y-axis direction) of the conductive elastic body 12 so as to intersect the conductive elastic body 12 .
  • Each conductor line 13 is arranged extending in the X-axis direction so as to straddle three conductive elastic bodies 12 .
  • the conductor wire 13 is, for example, a coated copper wire.
  • the conductor line 13 is composed of a linear conductive member and a dielectric formed on the surface of the conductive member. The configuration of the conductor wire 13 will be described later with reference to FIGS. 3(a) and 3(b).
  • FIG. 2(a) is a perspective view schematically showing a state in which the thread 14 is installed in the structure of FIG. 1(b).
  • each conductor wire 13 is connected to the base member 11 by a thread 14 so as to be movable in the longitudinal direction (X-axis direction) of the conductor wires 13.
  • 12 threads 14 connect the conductor wire 13 to the base member 11 at positions other than the position where the conductive elastic body 12 and the conductor wire 13 overlap.
  • the thread 14 is composed of chemical fibers, natural fibers, mixed fibers thereof, or the like.
  • FIG. 2(b) is a perspective view schematically showing a state in which the base member 15 is installed on the structure of FIG. 2(a).
  • the base member 15 is installed from above the structure shown in FIG. 2(a) (Z-axis positive side).
  • the base member 15 is an insulating member.
  • Base member 15 is, for example, at least one resin material selected from the group consisting of polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyimide, and the like.
  • Base member 15 may be made of the same material as base member 11 .
  • the base member 15 has a flat plate shape parallel to the XY plane, and has the same size and shape as the base member 11 in plan view.
  • the thickness of the base member 15 in the Z-axis direction is, for example, 0.01 mm to 2 mm.
  • the four peripheral sides of the base member 15 are connected to the four peripheral sides of the base member 11 with a silicone rubber-based adhesive, thread, or the like. Thereby, the base member 15 is fixed to the base member 11 .
  • Conductor wire 13 is sandwiched between conductive elastic body 12 and base member 15 .
  • the load sensor 1 can be used in a state of being turned upside down from the state of FIG. 2(b).
  • FIG. 3(a) and 3(b) are schematic cross-sections of the load sensor 1 when the load sensor 1 is cut along a plane parallel to the YZ plane at the center position of the conductive elastic body 12 in the X-axis direction. is a diagram shown in FIG. FIG. 3(a) shows a state in which no load is applied, and FIG. 3(b) shows a state in which a load is applied.
  • the conductor wire 13 is composed of a conductive member 13a and a dielectric 13b formed on the conductive member 13a.
  • the conductive member 13a is a linear member having conductivity.
  • the dielectric 13b covers the surface of the conductive member 13a.
  • Conductive member 13a is made of, for example, copper.
  • the diameter of conductive member 13a is, for example, approximately 60 ⁇ m.
  • Dielectric 13b has electrical insulation and is made of, for example, a resin material, a ceramic material, a metal oxide material, or the like.
  • Dielectric 13b is made of at least one resin selected from the group consisting of polypropylene resin, polyester resin (eg, polyethylene terephthalate resin), polyimide resin, polyphenylene sulfide resin, polyvinyl formal resin, polyurethane resin, polyamideimide resin, polyamide resin, and the like. It may be a kind of resin material, or at least one metal oxide material selected from the group consisting of Al 2 O 3 and Ta 2 O 5 and the like.
  • the conductor wire 13 is brought closer to the conductive elastic body 12 so as to be wrapped in the conductive elastic body 12 by applying a load. Accordingly, the contact area between the conductor wire 13 and the conductive elastic body 12 increases. As a result, the capacitance between the conductive member 13a and the conductive elastic body 12 changes. By detecting the capacitance between the conductive member 13a and the conductive elastic body 12, the load applied to this area is obtained.
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing the internal configuration of the load sensor 1.
  • FIG. 4 illustration of the thread 14 and the base member 15 is omitted for convenience.
  • element portions A11, A12, A13, A21, A22, A23, and A31 whose capacitance changes according to the load are placed at the positions where the three conductive elastic bodies 12 and the three conductor wires 13 intersect. , A32 and A33 are formed.
  • Each element part includes the conductive elastic body 12 and the conductor wire 13 in the vicinity of the intersection of the conductive elastic body 12 and the conductor wire 13 .
  • the conductor wire 13 constitutes one pole of the capacitance (for example, the anode), and the conductive elastic body 12 constitutes the other pole of the capacitance (for example, the cathode). That is, the conductive member 13a (see FIGS. 3A and 3B) in the conductor wire 13 constitutes one electrode of the load sensor 1 (capacitive load sensor), and the conductive elastic body 12 functions as a load sensor.
  • the dielectric 13b (see FIGS. 3A and 3B), which constitutes the other electrode of the sensor 1 (capacitive load sensor) and is included in the conductor wire 13, serves as the load sensor 1 (capacitive load sensor). sensor) corresponds to the dielectric that defines the capacitance.
  • the load applied to the element portion A11 can be calculated by detecting the capacitance between the conductive elastic body 12 closest to the X-axis negative side and the conductor line 13 closest to the Y-axis positive side. .
  • the load applied to the other element portion is calculated by detecting the capacitance between the conductive elastic body 12 and the conductor wire 13 that intersect in the other element portion. can do.
  • FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of the detection circuit 2 that detects the capacitance of each element unit.
  • the conductor wire 13 and the conductive elastic body 12 are shown as the configuration of the load sensor 1 for the sake of convenience, and the conductive elastic body 12 is shown linearly.
  • the detection circuit 2 includes a switch 21, a resistor 22, an equipotential generation unit 23, switches 24 and 25, a resistor 26, a voltage measurement terminal 27, a first switching unit 30, a second switching unit 40, A connector 50 is provided.
  • the detection circuit 2 is a circuit for detecting a change in capacitance at an intersection position between the conductor wire 13 and the conductive elastic body 12 with respect to the load sensor 1 .
  • One terminal of the switch 21 is connected to the VCC power supply line of the circuit board 5 which will be described later, and the other terminal of the switch 21 is connected to the resistor 22 .
  • a resistor 22 is arranged between the switch 21 and the plurality of conductor lines 13 .
  • a downstream terminal of the resistor 22 is connected to the first supply line L1.
  • the first supply line L1 is connected to the first switching section 30, the equipotential generating section 23, the resistor 26, and the voltage measurement terminal 27.
  • An output terminal of the equipotential generator 23 is connected to the second supply line L2.
  • the equipotential generator 23 is an operational amplifier, and the output side terminal and the input side minus terminal are connected to each other.
  • the equipotential generator 23 generates a suppression voltage that is equipotential to the potential of the first supply line L1 (potential on the downstream side of the resistor 22).
  • the second supply line L2 is connected to the equipotential generating section 23, the first switching section 30 and the second switching section 40.
  • the switch 24 is an electric element including a resistance component interposed between the second supply line L2 and the ground line L3.
  • the switching function of the switch 24 is shown as a switch portion 24a, and the resistance component of the switch 24 is shown as a resistance portion 24b.
  • the switch portion 24a When the switch portion 24a is turned on, the second supply line L2 is connected to the ground line L3 via the resistance portion 24b.
  • the switch 25 is interposed between the first supply line L1 and the ground line L3. When the switch 25 is turned on, the first supply line L1 is connected through the resistor 26 to the ground line L3.
  • the voltage measurement terminal 27 is connected to the control circuit 3 which will be described later.
  • the first switching unit 30 selectively switches either one of the first supply line L1 for supplying the downstream potential of the resistor 22 and the second supply line L2 for supplying the suppression voltage to the plurality of connectors of the connector 50. Connect to the first terminal 51 .
  • the first switching section 30 includes six multiplexers 31 .
  • the output terminals of the six multiplexers 31 are connected to the six first terminals 51 on the upper side of the connector 50 in a one-to-one correspondence.
  • Each multiplexer 31 has two input terminals.
  • a first supply line L1 is connected to one input terminal, and a voltage is applied to this input terminal from the VCC power supply line via the first supply line L1 and a resistor 22 .
  • the other input terminal of the multiplexer 31 is connected to the second supply line L2, and the suppression voltage is applied to this input terminal from the equipotential generator 23 via the second supply line L2.
  • the second switching unit 40 selectively connects either one of the second supply line L2 for supplying the suppression voltage and the ground line L3 set to the same potential as the ground to the plurality of second terminals 52 of the connector 50. do.
  • the second switching section 40 includes six multiplexers 41 .
  • the output terminals of the six multiplexers 41 are connected to the six second terminals 52 on the lower side of the connector 50 in a one-to-one correspondence.
  • Each multiplexer 41 has two input terminals.
  • a second supply line L2 is connected to one of the input terminals, and a suppression voltage is applied to this input terminal from the equipotential generator 23 via the second supply line L2.
  • the other input terminal of the multiplexer 41 is connected to the ground line L3.
  • Switching of the switch 21, the switch section 24a, the switch 25, and the multiplexers 31 and 41 is controlled by the control circuit 3 as described later.
  • the connector 50 is configured to be able to connect multiple types of load sensors 1 having different numbers of conductive elastic bodies 12 and conductor wires 13 (conductive members 13a). That is, the connectors 50 are provided in a number capable of connecting the wiring W1 drawn from the conductor wire 13 (the conductive member 13a) and the wiring W2 drawn from the conductive elastic body 12 to the load sensors 1 of a plurality of types.
  • the first terminal 51 and the second terminal 52 are provided.
  • the connector 50 has six first terminals 51 and six second terminals 52 .
  • the connector 50 is provided with a first connection portion 53 for connecting the wires W1 to the six first terminals 51 and a second connection portion 54 for connecting the wires W2 to the six second terminals 52.
  • first connection portion 53 and the second connection portion 54 connect the wires W1 and W2 to the corresponding first terminals 51 and 52 by pressing the electrodes at the ends of the wires W1 and W2 to the first terminals 51 and 52 . connect to.
  • 3 ⁇ 3 load sensors 1 each having three conductive elastic bodies 12 and three conductive wires 13 (conductive members 13 a ) are connected to the connector 50 . Therefore, three wirings W1 drawn out from the load sensor 1 are connected to three of the six first terminals 51 on the upper side, and three of the six second terminals 52 on the lower side are connected to the three wirings W1, respectively. , three wires W2 drawn out from the load sensor 1 are connected.
  • the three wirings W1 are, for example, integrated with a flexible printed circuit board, and the ends of the flexible printed circuit board are attached to the first connecting portions 53, so that the electrodes at the ends of the three wirings W1 are connected to the connector 50 side. are connected to the three first terminals 51 of .
  • the three wirings W2 are integrated with, for example, a flexible printed circuit board, and the ends of the flexible printed circuit board are attached to the second connecting portions 54, so that the electrodes at the ends of the three wirings W2 are connected to the connector. They are connected to the three second terminals 52 on the 50 side, respectively.
  • the connector 50 can be connected to a plurality of types of load sensors 1 having different numbers of conductive elastic bodies 12 and conductive wires 13 (conductive members 13a).
  • the number of conductive elastic bodies 12 and the number of conductor wires 13 (conductive members 13a) do not necessarily have to be the same in the connected load sensor 1 .
  • the load sensor 1 having three conductive elastic bodies 12 and five conductor wires 13 (conductive members 13 a ) may be connected to the connector 50 .
  • the six multiplexers 31 included in the first switching section 30 and the six multiplexers 41 included in the second switching section 40 are in the state of FIG. set. That is, the uppermost multiplexer 31 connected to the conductor line 13 (conductive member 13a) forming one electrode of the element portion A11 is connected to the first supply line L1, and the conductive line forming the other electrode of the element portion A11 is connected to the first supply line L1.
  • the uppermost multiplexer 41 connected to the elastic body 12 is connected to the ground line L3.
  • the switches 21, 24 and 25 are set to the open state as shown in FIG.
  • the switch 21 is closed for a certain period of time.
  • the voltage VCC is applied to the element portion A11, and the voltage at the voltage measurement terminal 27 is increased by the time constant defined by the capacitance of the element portion A11 and the resistance 22 in accordance with the storage of the element portion A1.
  • the capacitance of the element portion A11 has a value corresponding to the load applied to the element portion A11. Therefore, the voltage value of the voltage measurement terminal 27 after a predetermined period of time has elapsed since the switch 21 was closed becomes a value corresponding to the load applied to the element portion A11. Based on this voltage value, the load of the element portion A11 is calculated.
  • switch 21 is opened and switches 24 and 25 are closed.
  • the charges accumulated in the element portion A11 are discharged to the ground through the resistor 26 and the switch 25.
  • FIG. Also, if charges are accumulated in other element portions, the charges in these element portions are discharged to the ground via the switch 24 .
  • the switches 24 and 25 as well as the switch 21 are opened. Then, the control shifts to the step of detecting the load on the element portion A12 on the right side of the element portion A11.
  • the second multiplexer 41 from the top of the six multiplexers 41 included in the second switching section 40 is connected to the ground line L3, and the remaining five A multiplexer 41 is connected to the second supply line L2.
  • the states of the six multiplexers 31 included in the first switching unit 30 are maintained as they are.
  • the switch 21 is closed for a certain period of time, and the voltage VCC is applied to the element section A12. Then, the load of the element portion A12 is calculated from the voltage value of the voltage measurement terminal 27 in the same manner as described above. After that, the switches 24 and 25 are closed and the discharge is performed as described above.
  • the first switching unit 30 and the second switching unit 40 are controlled to apply the voltage VCC to the element unit to be detected, and from the voltage value of the voltage measurement terminal 27, the load of the element unit to be detected is determined. is calculated.
  • the same control is performed again from the element part A11, and the load detection for each element part is performed in the next routine.
  • the load of each element is detected by similar control.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the load detection device 6. As shown in FIG.
  • the load detection device 6 includes the load sensor 1, the detection circuit 2, the connector 50 and the control circuit 3 shown in FIGS.
  • the detection circuit 2 , connector 50 and control circuit 3 are mounted on the circuit board 5 .
  • the control circuit 3 includes an arithmetic processing circuit such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory, and controls the detection circuit 2 according to a predetermined program. Further, the control circuit 3 controls the detection circuit 2 as described above to calculate the load of each element portion of the load sensor 1 . Further, the control circuit 3 appropriately transmits various information including the detection result of the load to the operation terminal 4 .
  • arithmetic processing circuit such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory
  • the operation terminal 4 is, for example, a personal computer.
  • the operation terminal 4 is used for displaying information supplied from the control circuit 3 and inputting information to the control circuit 3 .
  • An application program for load detection using the load detection device 6 is installed in the operation terminal 4 . By activating this application program, it becomes possible to display and input information related to load detection.
  • the operation terminal 4 is not limited to a personal computer, and may be a dedicated terminal. Further, instead of the operation terminal 4, the load detection device 6 may be provided with a display section for displaying information and an input section for inputting information. In this case, the control circuit 3 causes the display section of the load detection device 5 to display various information including the detection result of the load.
  • a plurality of types of load sensors 1 having different numbers of conductive elastic bodies 12 and conductive wires 13 (conductive members 13a) can be connected to the connector 50. . Therefore, the load detection device 6 needs to detect which type of load sensor 1 is connected and control the first switching section 30 and the second switching section 40 . Moreover, when the load sensor 1 of the wrong type is connected to the connector 50, the load detection device 6 preferably notifies the user of the fact.
  • FIG. 10(a) and (b) are diagrams showing the interface screen 100 displayed on the operation terminal 4.
  • FIG. 10(a) and (b) are diagrams showing the interface screen 100 displayed on the operation terminal 4.
  • the interface screen 100 includes a start button 101, an end button 102, a type setting item 103, a type error display item 104, and a load distribution display area 105.
  • the user can make an input to the interface screen 100 using input means such as a mouse.
  • a start button 101 and an end button 102 are buttons for inputting start and end of load detection, respectively.
  • the type setting item 103 is an item for the user to input the type of the load sensor 1 used for load detection.
  • the type of the load sensor 1 as a selection candidate is displayed in a pull-down.
  • the user can set the type of the load sensor 1 used for load detection by performing an operation of selecting a desired type from the types displayed in the pull-down menu.
  • the 3 ⁇ 3 load sensors 1 shown in FIG. 5 are set. Information about the set type is transmitted from the operation terminal 4 to the control circuit 3 as appropriate.
  • the type error display item 104 is for displaying a difference between the type of the load sensor 1 set in the type setting item 103 and the type of the load sensor 1 actually connected to the connector 50. item. In FIG. 10A, the type error display item 104 disappears because these types match. In FIG. 10(b), since these types do not match, a type error display item 104 is displayed to notify of the type mismatch. Processing for detecting the type of the load sensor 1 connected to the connector 50 will be described later with reference to FIG. 12(b).
  • the load distribution display area 105 is an area for displaying the detection result of the load of each element part in the load sensor 1 connected to the connector 50 .
  • the layout of the element section group on the load sensor 1 is displayed as a plurality of circles arranged in a matrix.
  • the start button 101 is operated to start the load detection operation, the color corresponding to the load of each element part (for example, the scale color that sequentially changes from the maximum load to the minimum load to red, yellow, and blue) displayed in the corresponding circle.
  • FIG. 11 is a flow chart showing the process executed when the load detection device 6 is powered on.
  • control circuit 3 executes initialization processing of the device (S101).
  • FIG. 12(a) is a flowchart showing initialization processing.
  • the control circuit 3 initializes the detection circuit 2 (S201). In this process, the control circuit 3 controls the first switching unit 30 and the second switching unit 40 so that all the element units are discharged when the maximum size load sensor 1 shown in FIG. 8 is connected. and controls the switches 21 , 24 , 25 . After that, the control circuit 3 sets all the switches 21, 24, 25 to the open state. After executing the process of initializing the detection circuit 2 in this way, the control circuit 3 executes the process of detecting the type of the load sensor 1 connected to the connector 50 (S202).
  • FIG. 12(b) is a flow chart showing the detection process of the type of the load sensor 1 executed in step S202 of FIG. 12(a).
  • rows and columns are defined as shown in FIG.
  • 6 rows ⁇ 6 columns are defined.
  • the n-th row from the top corresponds to the n-th first terminal 51 from the top
  • the m-th column from the left corresponds to the m-th second terminal 52 from the top.
  • control circuit 3 selects one row and one column (step S301). For example, control circuit 3 selects the first row from the top and the first column from the left in FIG. Next, the control circuit 3 controls the first switching section 30, the second switching section 40, and the switch 21 so that the measurement voltage VCC is applied only to the selected row and column for a certain period of time (S302). Then, the control circuit 3 acquires the voltages generated at the voltage measurement terminal 27 at the start and end of the application of the measurement voltage VCC (S303), and determines whether the two acquired voltages are substantially the same. It is determined (whether or not the difference is within the allowable range of variation) (S304).
  • control circuit 3 determines that there is no element portion (cell) at the intersection of the row and column selected in step S301 (S305). On the other hand, if the two voltages are different from each other (S304: NO), the control circuit 3 determines that there is an element portion (cell) at the intersection of the row and column selected in step S301 (S306).
  • FIG. 14 is a diagram schematically showing the voltages generated at the voltage measurement terminals 27 when there is an element unit at the crossing position of the row and column selected in step S301 and when there is no element unit.
  • the dashed-line waveform shows the voltage change occurring at the voltage measurement terminal 27 when there is no element portion at the intersection of the row and column
  • the solid-line waveform shows the element portion at the intersection of the row and column. It shows the change in the voltage that occurs at the voltage measurement terminal 27 in the case of FIG. t1 is the application start timing of the measurement voltage VCC
  • t2 is the application end timing of the measurement voltage VCC.
  • the voltage generated at the voltage measurement terminal 27 is the capacitance of the element portion and the resistor 22 (see FIG. 5). Gradually increases with a defined time constant. Therefore, there is a large difference between the voltage generated at the voltage measurement terminal 27 at timing t11 immediately after the start of application of the measurement voltage VCC and the voltage generated at the voltage measurement terminal 27 at timing t12 immediately before the end of application of the measurement voltage VCC. .
  • the voltage generated at the voltage measuring terminal 27 sharply rises to the measurement voltage VCC when the application of the measurement voltage VCC starts, and sharply rises when the application of the measurement voltage VCC ends. fall to zero. Therefore, in this case, the voltage generated at the voltage measurement terminal 27 at timing t11 immediately after the start of application of the measurement voltage VCC and the voltage generated at the voltage measurement terminal 27 at timing t12 immediately before the end of application of the measurement voltage VCC are substantially be the same. Therefore, it can be determined whether or not there is an element portion at the crossing position of the selected row and column depending on whether or not the voltages at the start and end of the application of the measurement voltage are substantially the same.
  • control circuit 3 determines whether or not selection has been completed for all combinations of rows and columns. (S307). If selection has not been completed for all combinations (S307: NO), the control circuit 3 returns the process to step S301 to select the next combination of rows and columns. For example, the control circuit 3 newly selects the first row from the top and the second column from the left. Then, the control circuit 3 executes the discharge process for all the crossing positions of rows and columns, and then similarly executes the processes from step S302 onward, and the element portion (cell) is located at the crossing position of the selected row and column. Determine whether or not
  • control circuit 3 When the processing for all combinations of rows and columns is completed (S307: YES), the control circuit 3 is connected to the connector 50 based on the presence or absence of element units (cells) at each crossing position of the 6 rows and 6 columns. The type of load sensor 1 used is determined (S308).
  • the control circuit 3 determines that there is an element unit (cell) at the crossing position of 3 rows and 3 columns by the processing of steps S301 to S307, the load sensor 1 connected to the connector 50 is connected to the 3 rows. And it is determined that the device is of a type in which the element units are arranged in three rows in a matrix. That is, the control circuit 3 identifies the type of the load sensor 1 connected to the connector 50 based on the number of rows and columns determined to have element units (cells).
  • control circuit 3 ends the detection process of FIG. 12(b), and also ends the initialization process of FIG. 12(a). .
  • the control circuit 3 determines whether or not an instruction to start measuring the load has been received from the operation terminal 4 .
  • a measurement start instruction is transmitted from the operation terminal 4 to the control circuit 3 in response to the operation of the start button 101 shown in FIG. 10(a).
  • the operation terminal 4 transmits to the control circuit 3 information indicating the type of the load sensor 1 set in the type setting item 103 in FIG.
  • the control circuit 3 When the measurement start instruction is received from the operation terminal 4 (S102: YES), the control circuit 3 receives the information indicating the type of the load sensor 1 received together with the measurement start instruction and the load sensor determined in step S308 of FIG. 1 type (S103). Then, when these two types match (S104: YES), the control circuit 3 performs load measurement processing according to the determined type of the load sensor 1 (S105).
  • the control circuit 3 uses only the first terminals 51 and the second terminals 52 corresponding to these rows and columns to perform 3 rows ⁇ 3 columns. Detects the load on the element part of The load detection result is transmitted from the control circuit 3 to the operation terminal 4 at any time and reflected in the load distribution display area 105 in FIG. 10(a).
  • the control circuit 3 continues the load measurement process until it receives a measurement end instruction from the operation terminal 4 (S106: NO).
  • the measurement end instruction is transmitted from the operation terminal 4 to the control circuit 3 in response to the operation of the end button 102 in FIG. 10(a).
  • the control circuit 3 receives the measurement end instruction (S106: YES), it ends the measurement operation and returns the process to step S102.
  • the control circuit 3 notifies Processing for notification is performed (S107). That is, the control circuit 3 transmits to the operation terminal 4 information indicating that these two types do not match. In response to this, the operation terminal 4 displays the type error display item 104 on the interface screen 100, as shown in FIG. 10(b), for example. Thereby, the user can grasp that the type of the load sensor 1 set by the user is different from the type of the load sensor 1 actually connected.
  • step S102 After performing the notification process in this way, the control circuit 3 returns the process to step S102 and waits for an instruction to start measurement from the operation terminal 4 to be received. In the meantime, the user corrects, for example, the setting of the type setting item 103 in FIG. 10(a) to an appropriate setting. After that, when the start button 101 is operated, information indicating the type of the load sensor 1 and an instruction to start measurement are transmitted from the operation terminal 4 to the control circuit 3 . As a result, step S102 becomes YES, and the same processing as described above is executed.
  • the connector 50 has a number that can correspond to a plurality of types of load sensors 1 having different numbers of conductive members 13a (first electrodes) and conductive elastic bodies 12 (second electrodes).
  • a first terminal 51 and a second terminal 52 are provided. Therefore, even if the type of load sensor 1 used is changed, the same connector 50 can be used.
  • FIG. 12B among the plurality of first terminals 51 and second terminals 52, the conductive member 13a (first electrode) and the conductive elastic body 12 (second electrode) are connected respectively.
  • a combination (row, column) of the first terminal 51 and the second terminal 52 is detected by the control circuit 3 . Therefore, regardless of which type of load sensor 1 is connected to the connector 50, the load can be detected smoothly with the same circuit section (the detection circuit 2 and the control circuit 3).
  • the control circuit 3 includes a plurality of first terminals 51 to which the conductive members 13a (first electrodes) are to be connected and conductive elastic bodies 12 (second electrodes) to which the conductive elastic bodies 12 (second electrodes) are to be connected.
  • the detection circuit 2 is controlled so that the measurement voltage VCC is applied in order to the combination with a certain plurality of second terminals 52 (S301, S302), and from the change in the voltage detected by the detection circuit 2 in each combination (S304 ), the combination (row, column) of the first terminal 51 and the second terminal 52 to which the conductive member 13a (first electrode) and the conductive elastic body 12 (second electrode) are respectively connected is detected (S305).
  • the control circuit 3 applies the measurement voltage VCC (constant voltage) to each combination (row, column) for a predetermined period, and starts applying the measurement voltage VCC (constant voltage).
  • the conductive member 13a (first electrode) and the conductive elastic body 12 (second electrode) are connected based on whether the voltages at time (timing t11) and at the end of application (timing t12) are substantially the same.
  • the combination (row, column) of the first terminals 51 and the second terminals 52 that are connected is detected. Thereby, the combination (row, column) of the first terminal 51 and the second terminal 52 to which the conductive member 13a (first electrode) and the conductive elastic body 12 (second electrode) are connected can be easily and smoothly detected.
  • the conductive member 13a (first electrode) and the conductive elastic body 12 (second electrode) are connected.
  • the type of the load sensor 1 connected to the connector 50 is determined based on the detection result of the combination of the first terminal 51 and the second terminal 52 (S308). This makes it possible to smoothly determine the type of load sensor 1 actually connected to the connector 50 .
  • the control circuit 3 acquires from the operation terminal 4 the information about the type of the load sensor 1 input by the user together with the measurement start instruction (S102), and the load sensor 1 input by the user. and the type of the load sensor 1 detected by applying voltage to the combination of the first terminal 51 and the second terminal 52 do not match (S104: NO). Processing is executed (S107). Thereby, the user can grasp the difference between the type of the load sensor 1 set by the user and the type of the load sensor 1 actually connected, and can smoothly take appropriate measures.
  • FIG. 15 is a circuit diagram showing the configuration of the detection circuit 2 according to Modification 1. As shown in FIG. 15
  • the resistor 61 is connected to a combination of the first terminal 51 and the second terminal 52 to which the conductive member 13a and the conductive elastic body 12 are not connected.
  • both ends of a flexible printed circuit board having resistors 61 are connected to a combination of first terminal 51 and second terminal 52 to which conductive member 13a and conductive elastic body 12 are not connected.
  • FIG. 16 is a diagram schematically showing the voltages generated at the voltage measurement terminals 27 with and without the element unit at the intersection of the selected row and column, according to Modification 1. As shown in FIG.
  • a resistor 61 is connected between the first terminal 51 and the second terminal 52 respectively connected to the row and column having no element portion, as shown in FIG. Therefore, when the measurement voltage VCC is applied to the rows and columns, a voltage Vd divided by the resistors 22 and 61 is generated at the voltage measurement terminal 27 .
  • the voltages generated at the voltage measurement terminal 27 at timings t11 and t12 are substantially the same. Therefore, it is possible to determine whether or not there is an element portion (cell) at the intersection of rows and columns by the same processing as in FIG. 12(b). Furthermore, in the configuration of Modification 1, since the voltage Vd is lower than the measurement voltage VCC, whether or not the voltages generated at the voltage measurement terminal 27 at timings t11 and t12 are substantially the same and lower than the measurement voltage VCC (resistor 22 and the resistor 61 is substantially the same as the voltage Vd obtained by dividing the measurement voltage VCC by the resistor 61), the presence or absence of an element portion (cell) at the intersection position of the row and column to be processed can be determined more accurately. .
  • FIG. 17 shows the processing after step S303 in FIG. 12(b).
  • the processing in steps S301 and S302 is the same as in FIG. 12(b).
  • steps S311 to S313 are added.
  • the control circuit 3 causes the element unit ( (S305). On the other hand, if these voltages are not substantially the same as the voltage Vd (S311: NO), the control circuit 3 detects an abnormality such as disconnection at the intersection of the row and column selected in step S301 (see FIG. 12). (S312).
  • step S311 determines whether there is a disconnection in the element section. If there is a disconnection in the element section, the voltage generated at the voltage measurement terminal 27 at timings t11 and t12 is substantially the same as the measured voltage VCC, as in the case of FIG. In such a case, the determination in step S311 is NO.
  • the control circuit 3 determines whether or not there is an abnormal element part at this intersection position based on the relationship with the element part group detected in step S306. (S313). For example, the control circuit 3 determines that an abnormal element portion exists at the intersection position when the intersection position group of the row and column of the detected element portion group includes the intersection position. On the other hand, if this intersection position is not included in the intersection position group, the control circuit 3 determines that there is no element portion at this intersection position.
  • the control circuit 3 When it is determined by this process that there is an abnormality in the element section, the control circuit 3 outputs information for notifying the element section (cell) in which the abnormality has occurred to the operation terminal 4 . Based on the reception of this information, the operation terminal 4 performs processing for notifying the user of the element unit in which the abnormality has been detected.
  • an interface screen 100 shown in FIG. 18 is displayed on the operation terminal 4.
  • This interface screen 100 includes notification items 106 for notifying the element portion (cell) in which an abnormality has been detected.
  • the notification item 106 an element portion (cell) corresponding to the information of the abnormality notification received from the control circuit 3 is displayed.
  • an abnormality has occurred in the element portions of the first row and the third column.
  • a circle 105a at a position corresponding to the element portion in which an abnormality has occurred is superimposed with an x mark indicating that an abnormality has occurred.
  • FIG. 19 is a circuit diagram showing the configuration of the detection circuit 2 according to Modification 2. As shown in FIG. 19
  • the first connection portion 53 and the second connection portion 54 each include five first terminals 51 and five second terminals 52 . Therefore, in Modification 2, up to the load sensor 1 having a size of 5 rows ⁇ 5 columns can be connected to the connector 50 . Furthermore, in Modification 2, the third connection portion 57 and the fourth connection portion 58 are arranged on the connector 50 . Two identification terminals 55 a and 55 b are arranged on the third connection portion 57 , and two identification terminals 56 a and 56 b are arranged on the fourth connection portion 58 . The identification terminals 55a and 56a are used as a pair, and the identification terminals 55b and 56b are used as a pair.
  • a resistor 62 is arranged between the paired identification terminals 55a and 56a, and a resistor 63 is arranged between the paired identification terminals 55b and 56b.
  • the resistance values of resistors 62 and 63 are changed according to the type of load sensor 1 connected to first terminal 51 and second terminal 52 .
  • the voltage generated at the voltage measurement terminal 27 when the measurement voltage VCC is applied to the paired identification terminals 55a and 56a has a value corresponding to the resistance value of the resistor 62, as shown in FIG.
  • the voltage generated at the voltage measurement terminal 27 when the measurement voltage VCC is applied to the identification terminals 55 b and 56 b that form a pair also has a value corresponding to the resistance value of the resistor 63 .
  • the voltage Va generated at the voltage measurement terminal 27 when the measurement voltage VCC is applied to the identification terminals 55a and 56a paired with each other is set to V1 , V2.
  • the resistance value of the resistor 63 is set to either R1 or R2
  • the voltage Vb generated at the voltage measurement terminal 27 when the measurement voltage VCC is applied to the paired identification terminals 55b and 56b is It can be set to either V1 or V2.
  • the type of the load sensor 1 can be represented by the resistance values of the resistors 62 and 63 as shown in the table below.
  • the four types of load sensors 1 are represented by the resistance values of resistors 62 and 63.
  • the resistance values of the resistors 62 and 63 are represented by the resistance values of the resistors 62 and 63 .
  • more types of the load sensor 1 can be represented by the resistance values of the resistors 62 and 63 .
  • FIG. 20(a) is a flowchart showing processing for determining the type of the load sensor 1 according to Modification 2.
  • FIG. This process is executed instead of the process of FIG. 12(b).
  • the control circuit 3 selects the identification terminals 55a and 56a from the two pairs of identification terminals (S401), and executes control to apply the measurement voltage VCC to the selected pair of identification terminals 55a and 56a for a certain period of time ( S402).
  • the control circuit 3 acquires the voltage Va, for example, near the middle of the application period of the measurement voltage VCC (S403).
  • the control circuit 3 determines whether or not both of the two pairs of identification terminals have been selected (S404). 56b is selected (S401) and similar processing is executed. Thereby, the control circuit 3 obtains the voltage Vb (S403). Thus, when the processing for the two identification terminals is completed (S404: YES), the control circuit 3 connects to the connector 50 based on the information in Table 1 from the combination of the voltages Va and Vb acquired in the above processing. The type of load sensor 1 used is determined (S405). After that, the control circuit 3 executes a process of detecting a defect in each element portion (cell) on the load sensor 1 connected to the connector 50 (S406).
  • FIG. 20(b) is a flowchart showing defect detection processing in step S406 of FIG. 20(a).
  • the control circuit 3 the plurality of first terminals 51 to which the conductive members 13a are connected and the conductive elastic bodies 12 are connected according to the type of the load sensor 1 determined in step S405 of FIG. 20(a).
  • One of the combinations (row, column) with the plurality of second terminals 52 is selected (S501), and the measurement voltage VCC is applied to the selected combination for a certain period of time (S502).
  • the control circuit 3 obtains voltages at the start and end of application of the measurement voltage VCC (S503), and determines whether or not these two voltages are substantially the same (S504).
  • step S501 If there is no abnormality in the element portion at the crossing position of the row and column selected in step S501, the voltage generated at the voltage measurement terminal 27 due to the application of the measurement voltage VCC in step S502 changes as indicated by the solid line in FIG. . Therefore, in this case, there is a large difference between the two voltages obtained in step S503.
  • the voltage generated at the voltage measurement terminal 27 due to the application of the measurement voltage VCC in step S502 is indicated by the dashed line in FIG. change as shown. Therefore, in this case, the two voltages obtained in step S503 are substantially the same.
  • control circuit 3 sets the element portion (cell) at this crossing position as a defective cell (S505).
  • control circuit 3 sets the element portion (cell) at this crossing position as a defective cell (S505).
  • S504: NO the process proceeds to step S506 without setting the element portion (cell) at the intersection as a defective cell.
  • the control circuit 3 performs step S501 for all combinations (rows, columns) of the plurality of first terminals 51 to which the conductive members 13a are connected and the plurality of second terminals 52 to which the conductive elastic bodies 12 are connected.
  • the processing of S505 is executed (S506).
  • the control circuit 3 transmits information indicating all element units (cells) set as defective cells in step S505 to the operation terminal 4 (S507).
  • the process of FIG. 20(b) ends. If none of the element units is set as a defective cell, the control circuit 3 terminates the process without executing the notification process of step S507.
  • the operation terminal 4 When the operation terminal 4 receives from the control circuit 3 the information indicating the element unit set as the defective cell, it displays a notification on the interface screen 100 .
  • the interface screen 100 includes the notification item 106 indicating the element unit set as the defective cell, and the circle corresponding to the element unit in the load distribution display area 105 is marked with an X is added. Thereby, the user can grasp the occurrence of an abnormality in a predetermined element portion and the position of the element portion.
  • the load sensor 1 connected to the connector 50 is detected based on the voltage output from the detection circuit 2 (voltage measurement terminal 27) when the measurement voltage VCC is applied to the paired identification terminal. type is detected, it is not necessary to apply voltages to all combinations of rows and columns as in the above embodiment. Therefore, the type of load sensor 1 connected to connector 50 can be detected more easily and quickly.
  • the number of pairs of identification terminals set in the connector 50 is not necessarily two, and may be one pair or three pairs or more. may be As the number of identification terminal pairs set in the connector 50 is increased, more types of load sensors 1 can be supported.
  • FIGS. 5 to 8 four types of load sensors 1 connectable to the connector 50 are shown in FIGS. 5 to 8, but the types of load sensors 1 connectable to the connector 50 are not limited to these. do not have.
  • the connector 50 and the first switching section 30 and the second switching section 40 may be configured so that load sensors 1 having more rows and columns can be connected.
  • the connector 50, the first switching section 30 and the second switching section 40 may be configured so that the load sensor 1 having the element sections arranged in 32 rows and 32 columns can be connected.
  • the load detection device 6 can correspond to each type of load sensor 1 of 32 rows ⁇ 32 columns or less by the same control as in FIGS. 11 to 12(b).
  • the configurations of Modifications 1 and 2 may be applied to this configuration as well.
  • the number of pairs of identification terminals is preferably increased to three or more because the number of types of load sensors 1 that can be handled increases. 20(a) and 20(b), the type of load sensor 1 connected to the connector 50 can be detected smoothly from the voltage measurement results for each pair, The element part can be detected smoothly.
  • the detection circuit 2, the connector 50, and the control circuit 3 are mounted on the same circuit board 5 as shown in FIG. good.
  • the detection circuit 2 and the connector 50 may be mounted on the same circuit board, and the control circuit 3 may be mounted on another circuit board.
  • the configuration of the detection circuit 2 is not limited to the configuration shown in FIG.
  • the configuration of the detection circuit 2 may be changed as appropriate as long as it is possible to detect changes in voltage when the measurement voltage VCC is applied to the element section.
  • first switching section 30 and the second switching section 40 are configured by the multiplexers 31 and 41, the first switching section 30 and the second switching section 40 may be configured by switching circuits other than multiplexers.
  • control performed by the control circuit 3 is not limited to the contents shown in the above embodiment and modified examples 1 and 2, and may be changed as appropriate.
  • the process of FIG. 12(b) is performed in the initialization process at power-on.
  • the processing of b) may be performed, and the processing of FIG. 12(b) may be performed each time a load measurement instruction is input.
  • FIGS. 20A and 20B shown in Modification 2 may not be executed in the initialization processing at power-on, and the load measurement instruction is first input after power-on. It may be performed at timing or the like. Further, the defective cell detection process of FIG. 20(b) may be performed at regular intervals during the load measurement.
  • the type of load sensor 1 set by the user and the type of load sensor 1 determined by the control circuit 3 as being connected to the connector 50 are compared. Although performed in response to input of a start instruction, this comparison may also be performed during the initialization process. In this case, the control circuit 3 may acquire information indicating the type of the load sensor 1 set by the user from the operation terminal 4 during the initialization process.
  • the element portion is determined depending on whether or not the voltages obtained at the start of voltage application (timing t11) and at the end of voltage application (timing t12) are substantially the same.
  • the method for detecting the presence/absence of the element portion based on the voltage is not limited to this. For example, depending on whether or not the voltage generated at the voltage measurement terminal 27 at the start of voltage application (timing t11) is substantially the same as the measurement voltage VCC, whether or not there is an element portion at the crossing position of the row and column to be processed. or not may be detected.
  • the row to be processed is determined by whether or not the voltage generated at the voltage measurement terminal 27 at the start of voltage application (timing t11) is substantially the same as the voltage Vd. and whether or not there is an element portion at the intersection of the columns.
  • control circuit 3 shown in the above embodiment and modified examples 1 and 2 may be shared by two control circuits included in the load detection device 6 . Further, the processing of the control circuit 3 shown in the above embodiment and modified examples 1 and 2 may be shared by the control circuit 3 and the control circuit on the operation terminal 4 side.
  • control circuit of the present invention is configured by the control circuit 3 and the control circuit on the operation terminal 4 side
  • the load detection device is configured by the load sensor 1, the connector 50, the detection circuit 2, the control circuit 3 and the operation terminal 4. be.
  • the conductor wire 13 is composed of a coated copper wire, but the present invention is not limited to this. may be configured. Alternatively, the conductive member may be composed of a twisted wire. Further, in the above embodiment, the conductor wire 13 extends linearly, but the conductor wire 13 may meander in the Y-axis direction.
  • the conductive elastic body 12 is provided only on the surface of the base member 11 on the Z-axis positive side, but the conductive elastic body may also be provided on the surface of the base member 15 on the Z-axis negative side.
  • the conductive elastic body on the base member 15 side is configured in the same manner as the conductive elastic body 12 on the base member 11 side, and is arranged so as to overlap the conductive elastic body 12 with the conductor wire 13 interposed therebetween in plan view.
  • the wiring drawn from the conductive elastic body on the base member 15 side is connected to the wiring W2 drawn from the conductive elastic body 12 facing in the Z-axis direction.
  • the dielectric 13b is formed on the conductive member 13a so as to cover the outer periphery of the conductive member 13a.
  • the conductive member 13a sinks so as to be surrounded by the conductive elastic body 12 and the dielectric 13b according to the application of the load, and the contact area between the conductive member 13a and the conductive elastic body 12 changes. Thereby, the load applied to the element portion can be detected as in the above embodiment.
  • the element portion is configured by crossing the conductive elastic body 12 and the conductor wire 13, but the configuration of the element portion is not limited to this.
  • the element portion may be configured by a structure in which a semispherical conductive elastic body and a flat plate electrode sandwich a dielectric.
  • the dielectric may be formed on the surface of the electrode facing the conductive elastic body, or may be formed on the surface of the hemispherical conductive elastic body.

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Abstract

荷重検出装置は、荷重センサ（１）と、荷重センサ（１）の第１電極（導電部材（１３ａ））と第２電極（導電弾性体（１２））との交差位置における電圧の変化を検出するための検出回路（２）と、第１電極および前記第２電極を検出回路（２）に接続するためのコネクタ（５０）と、検出回路（２）を制御するとともに検出回路（２）によって検出される電圧の変化から交差位置に付与された荷重を検出する制御回路と、を備える。コネクタ（５０）は、第１電極および第２電極の数が互いに異なる複数種類の荷重センサ（１）に対応可能な数の複数の第１端子（５１）および第２端子（５２）を備える。制御回路は、複数の第１端子（５１）および第２端子（５２）のうち第１電極および第２電極がそれぞれ接続されている第１端子（５１）および第２端子（５２）の組合せを検出する制御を実行する。

Description

荷重検出装置
　本発明は、静電容量の変化に基づいて荷重を検出する荷重検出装置に関する。
　荷重センサは、産業機器、ロボットおよび車両などの分野において、幅広く利用されている。近年、コンピュータによる制御技術の発展および意匠性の向上とともに、人型のロボットおよび自動車の内装品等のような自由曲面を多彩に使用した電子機器の開発が進んでいる。それに合わせて、各自由曲面に高性能な荷重センサを装着することが求められている。
　以下の特許文献１には、一方向に並んで配置された複数の第１電極と、これら複数の第１電極に交差して配置された第２電極と、第１電極と第２電極との間に介在する誘電体とを備える静電容量型の荷重センサと、第１電極と第２電極との交差位置における静電容量の変化を検出するための検出回路とを備えた荷重検出装置が記載されている。この荷重検出装置では、第１電極と第２電極との交差位置に抵抗を介して一定電圧が印加される。一定電圧印加後の抵抗後段の電圧の変化に基づいて、各交差位置の静電容量が検出される。
特開２０２１－８１３４１号公報
　上記構成の荷重検出装置では、荷重を検出するための回路部が、接続対象の荷重センサに対応するよう設計される。しかしながら、荷重センサに配置される第１電極および第２電極の数、すなわち、これら電極の交差位置に規定される素子部の数は、荷重センサの使用目的に応じて適宜変更され得る。このため、荷重検出装置は、荷重センサの種類ごとに回路部の構成を変更する必要がある。
　かかる課題に鑑み、本発明は、使用される荷重センサの種類が変更されても同一の回路部にて荷重検出を行うことが可能な荷重検出装置を提供することを目的とする。
　本発明の主たる態様に係る荷重検出装置は、少なくとも１つの第１電極と、前記第１電極に交差して配置された少なくとも１つの第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に介在する誘電体とを備える荷重センサと、前記第１電極と前記第２電極との交差位置における電圧の変化を検出するための検出回路と、前記第１電極および前記第２電極を前記検出回路に接続するためのコネクタと、前記検出回路を制御するとともに前記検出回路によって検出される電圧の変化から前記交差位置に付与された荷重を検出する制御回路と、を備える。前記コネクタは、前記第１電極および前記第２電極の数が互いに異なる複数種類の前記荷重センサに対応可能な数の複数の端子を備える。前記制御回路は、前記複数の端子のうち前記第１電極または前記第２電極が接続されている前記端子の組合せを検出する制御を実行する。
　本態様に係る荷重検出装置によれば、コネクタが、第１電極および第２電極の数が互いに異なる複数種類の荷重センサに対応可能な数の端子を備えるため、使用される荷重センサの種類が変更されても、同一のコネクタで対応できる。また、複数の端子のうち第１電極および第２電極がそれぞれ接続されている端子の組合せが制御回路により検出されるため、どの種類の荷重センサがコネクタに接続されても、同一の回路部にて、円滑に、荷重の検出を行うことができる。
　以上のとおり、本発明によれば、使用される荷重センサの種類が変更されても、同一の回路部にて荷重検出を行うことが可能な荷重検出装置を提供できる。
　本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。
図１（ａ）は、実施形態に係る、ベース部材と、ベース部材の上面に設置された導電弾性体とを模式的に示す斜視図である。図１（ｂ）は、実施形態に係る、図１（ａ）の構造体に導体線が設置された状態を模式的に示す斜視図である。 図２（ａ）は、実施形態に係る、図１（ｂ）の構造体に糸が設置された状態を模式的に示す斜視図である。図２（ｂ）は、実施形態に係る、図２（ａ）の構造体にシート状部材が設置された状態を模式的に示す斜視図である。 図３（ａ）および図３（ｂ）は、それぞれ、実施形態に係る、荷重センサの断面を模式的に示す図である。 図４は、実施形態に係る、荷重センサの内部の構成を模式的に示す平面図である。 図５は、実施形態に係る、検出回路の構成を示す回路図である。図５では、３行、３列に素子部がマトリクス状に並ぶ荷重センサがコネクタに接続されている。 図６は、実施形態に係る、検出回路の構成を示す回路図である。図６では、４行、４列に素子部がマトリクス状に並ぶ荷重センサがコネクタに接続されている。 図７は、実施形態に係る、検出回路の構成を示す回路図である。図７では、５行、５列に素子部がマトリクス状に並ぶ荷重センサがコネクタに接続されている。 図８は、実施形態に係る、検出回路の構成を示す回路図である。図８では、６行、６列に素子部がマトリクス状に並ぶ荷重センサがコネクタに接続されている。 図９は、実施形態に係る、荷重検出装置の構成を示すブロック図である。図９では、荷重検出装置に操作端末が接続されて荷重検出システムが構成されている。 図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、実施形態に係る、操作端末に表示されるインタフェース画面を示す図である。 図１１は、実施形態に係る、荷重検出装置に電源が投入された際に実行される処理を示すフローチャートである。 図１２（ａ）は、実施形態に係る、初期化処理を示すフローチャートである。図１２（ｂ）は、実施形態に係る、荷重センサの種類の検出処理を示すフローチャートである。 図１３は、実施形態に係る、コネクタの端子に対する行および列の設定状態を示す図である。 図１４は、実施形態に係る、選択された行および列の交差位置に素子部がある場合とない場合に、電圧測定端子にそれぞれ生じる電圧を模式的に示す図である。 図１５は、変更例１に係る、検出回路の構成を示す回路図である。図１５では、５行、５列に素子部がマトリクス状に並ぶ荷重センサがコネクタに接続されている。 図１６は、変更例１に係る、選択された行および列の交差位置に素子部がある場合とない場合に、電圧測定端子にそれぞれ生じる電圧を模式的に示す図である。 図１７は、変更例１に係る、荷重センサの種類の検出処理を示すフローチャートである。 図１８は、変更例１に係る、操作端末に表示されるインタフェース画面を示す図である。 図１９は、変更例２に係る、検出回路の構成を示す回路図である。図１５では、５行、５列に素子部がマトリクス状に並ぶ荷重センサがコネクタに接続されている。 図２０（ａ）は、変更例２に係る、荷重センサの種類の検出処理を示すフローチャートである。図２０（ｂ）は、変更例２に係る、素子部の欠陥を検出する処理を示すフローチャートである。
　ただし、図面はもっぱら説明のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。
　本発明に係る荷重検出装置は、付与された荷重に応じて処理を行う管理システム等に適用可能である。管理システムとしては、たとえば、在庫管理システム、ドライバーモニタリングシステム、コーチング管理システム、セキュリティー管理システム、介護・育児管理システムなどが挙げられる。
　在庫管理システムでは、たとえば、在庫棚に設けられた荷重センサにより、積載された商品の荷重が検出され、在庫棚に存在する商品の種類と商品の数とが検出される。これにより、店舗、工場、倉庫などにおいて、効率よく商品を管理できるとともに省人化を実現できる。また、冷蔵庫内に設けられた荷重センサにより、冷蔵庫内の食品の荷重が検出され、冷蔵庫内の食品の種類と食品の数や量とが検出される。これにより、冷蔵庫内の食品を用いた献立を自動的に提案できる。
　ドライバーモニタリングシステムでは、たとえば、操舵装置に設けられた荷重センサにより、ドライバーの操舵装置に対する荷重分布（たとえば、把持力、把持位置、踏力）がモニタリングされる。また、車載シートに設けられた荷重センサにより、着座状態におけるドライバーの車載シートに対する荷重分布（たとえば、重心位置）がモニタリングされる。これにより、ドライバーの運転状態（眠気や心理状態など）をフィードバックすることができる。
　コーチング管理システムでは、たとえば、シューズの底に設けられた荷重センサにより、足裏の荷重分布がモニタリングされる。これにより、適正な歩行状態や走行状態へ矯正または誘導することができる。
　セキュリティー管理システムでは、たとえば、床に設けられた荷重センサにより、人が通過する際に、荷重分布が検出され、体重、歩幅、通過速度および靴底パターンなどが検出される。これにより、これらの検出情報をデータと照合することにより、通過した人物を特定することが可能となる。
　介護・育児管理システムでは、たとえば、寝具や便座に設けられた荷重センサにより、人体の寝具および便座に対する荷重分布がモニタリングされる。これにより、寝具や便座の位置において、人がどのような行動を取ろうとしているかを推定し、転倒や転落を防止することができる。
　以下の実施形態の荷重検出装置は、たとえば、上記のような管理システムに適用される。以下の実施形態の荷重検出装置は、荷重を検出するための荷重センサと、荷重センサに組合わせられた検出回路と、検出回路を制御する制御回路と、を備える。以下の実施形態の荷重センサは、静電容量型荷重センサである。このような荷重センサは、「静電容量型感圧センサ素子」、「容量性圧力検出センサ素子」、「感圧スイッチ素子」などと称される場合もある。なお、以下の実施形態は、本発明の一実施形態あって、本発明は、以下の実施形態に何ら制限されるものではない。
　以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。便宜上、各図には互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸が付記されている。Ｚ軸方向は、荷重センサ１の高さ方向である。
　図１（ａ）～図４を参照して、荷重センサ１について説明する。
　図１（ａ）は、ベース部材１１と、ベース部材１１の上面（Ｚ軸正側の面）に設置された導電弾性体１２とを模式的に示す斜視図である。
　ベース部材１１は、弾性を有する絶縁性の平板状の部材である。ベース部材１１は、平面視において矩形の形状を有する。ベース部材１１の厚みは一定である。ベース部材１１の厚みは、たとえば、０．０１ｍｍ～２ｍｍである。ベース部材１１の厚みが小さい場合、ベース部材１１は、シート部材またはフィルム部材と呼ばれることもある。ベース部材１１は、非導電性の樹脂材料または非導電性のゴム材料から構成される。
　ベース部材１１に用いられる樹脂材料は、たとえば、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂（たとえば、ポリジメチルポリシロキサン（ＰＤＭＳ）など）、アクリル系樹脂、ロタキサン系樹脂、およびウレタン系樹脂等からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂材料である。ベース部材１１に用いられるゴム材料は、たとえば、シリコーンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ポリイソブチレン、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、フッ素ゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、および天然ゴム等からなる群から選択される少なくとも１種のゴム材料である。
　導電弾性体１２は、ベース部材１１の上面（Ｚ軸正側の面）に配置される。図１（ａ）では、ベース部材１１の上面に、３つの導電弾性体１２が配置されている。導電弾性体１２は、弾性を有する導電性の部材である。各導電弾性体１２は、Ｙ軸方向に長い帯状の形状を有する。３つの導電弾性体１２は、Ｘ軸方向に所定の間隔をあけて並んで配置されている。各導電弾性体１２のＹ軸負側の端部に、導電弾性体１２に対して電気的に接続された配線Ｗ２が設置される。
　導電弾性体１２は、ベース部材１１の上面に、スクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、およびグラビアオフセット印刷などの印刷工法により形成される。これらの印刷工法によれば、ベース部材１１の上面に０．００１ｍｍ～０．５ｍｍ程度の厚みで導電弾性体１２を形成することが可能となる。
　導電弾性体１２は、樹脂材料とその中に分散した導電性フィラー、またはゴム材料とその中に分散した導電性フィラーから構成される。
　導電弾性体１２に用いられる樹脂材料は、上述したベース部材１１に用いられる樹脂材料と同様、たとえば、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂（ポリジメチルポリシロキサン（たとえば、ＰＤＭＳ）など）、アクリル系樹脂、ロタキサン系樹脂、およびウレタン系樹脂等からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂材料である。
　導電弾性体１２に用いられるゴム材料は、上述したベース部材１１に用いられるゴム材料と同様、たとえば、シリコーンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ポリイソブチレン、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、フッ素ゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、および天然ゴム等からなる群から選択される少なくとも１種のゴム材料である。
　導電弾性体１２に用いられる導電性フィラーは、たとえば、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ｃ（カーボン）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、Ｉｎ２Ｏ３（酸化インジウム（III））、およびＳｎＯ２（酸化スズ（IV））等の金属材料や、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（すなわち、ポリ３，４－エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）からなる複合物）等の導電性高分子材料や、金属コート有機物繊維、金属線（繊維状態）等の導電性繊維からなる群から選択される少なくとも１種の材料である。
　図１（ｂ）は、図１（ａ）の構造体に導体線１３が設置された状態を模式的に示す斜視図である。
　導体線１３は、線形状を有し、図１（ａ）に示した導電弾性体１２の上面に重ねて配置されている。本実施形態では、３つの導体線１３が３つの導電弾性体１２の上面に重ねて配置されている。３つの導体線１３は、導電弾性体１２に交差するように、導電弾性体１２の長手方向（Ｙ軸方向）に沿って所定の間隔をあけて並んで配置されている。各導体線１３は、３つの導電弾性体１２に跨がるよう、Ｘ軸方向に延びて配置されている。
　導体線１３は、たとえば、被覆付き銅線である。導体線１３は、線状の導電部材と、当該導電部材の表面に形成された誘電体とからなる。導体線１３の構成については、追って図３（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
　図２（ａ）は、図１（ｂ）の構造体に糸１４が設置された状態を模式的に示す斜視図である。
　図１（ｂ）のように導体線１３が配置された後、各導体線１３は、導体線１３の長手方向（Ｘ軸方向）に移動可能に、糸１４によりベース部材１１に接続される。図２（ａ）に示す例では、１２個の糸１４が、導電弾性体１２と導体線１３とが重なる位置以外の位置において、導体線１３をベース部材１１に接続している。糸１４は、化学繊維、天然繊維、またはそれらの混合繊維などにより構成される。
　図２（ｂ）は、図２（ａ）の構造体にベース部材１５が設置された状態を模式的に示す斜視図である。
　図２（ａ）に示した構造体の上方（Ｚ軸正側）から、ベース部材１５が設置される。ベース部材１５は、絶縁性の部材である。ベース部材１５は、たとえば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、およびポリイミド等からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂材料である。ベース部材１５は、ベース部材１１と同じ材料からなっていてもよい。ベース部材１５は、Ｘ－Ｙ平面に平行な平板形状を有し、平面視においてベース部材１１と同じ大きさおよび形状を有する。ベース部材１５のＺ軸方向の厚みは、たとえば、０．０１ｍｍ～２ｍｍである。
　ベース部材１５の外周四辺がベース部材１１の外周四辺に対して、シリコーンゴム系接着剤や糸などで接続される。これにより、ベース部材１１にベース部材１５が固定される。導体線１３は、導電弾性体１２とベース部材１５とによって挟まれる。こうして、図２（ｂ）に示すように、荷重センサ１が完成する。荷重センサ１は、図２（ｂ）の状態から表裏反転された状態で使用され得る。
　図３（ａ）および図３（ｂ）は、荷重センサ１を導電弾性体１２のＸ軸方向の中央位置でＹ－Ｚ平面に平行な面で切断したときの荷重センサ１の断面を模式的に示す図である。図３（ａ）は、荷重が加えられていない状態を示し、図３（ｂ）は、荷重が加えられている状態を示している。
　図３（ａ）、（ｂ）に示すように、導体線１３は、導電部材１３ａと、導電部材１３ａに形成された誘電体１３ｂと、により構成される。導電部材１３ａは、導電性を有する線状の部材である。誘電体１３ｂは、導電部材１３ａの表面を被覆している。導電部材１３ａは、たとえば、銅により構成されている。導電部材１３ａの直径は、たとえば、約６０μｍである。
　誘電体１３ｂは、電気絶縁性を有し、たとえば、樹脂材料、セラミック材料、金属酸化物材料などにより構成される。誘電体１３ｂは、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂（たとえば、ポリエチレンテレフテレート樹脂）、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂などからなる群から選択される少なくとも１種の樹脂材料でもよく、Ａｌ２Ｏ３およびＴａ２Ｏ５などからなる群から選択される少なくとも１種の金属酸化物材料でもよい。
　図３（ａ）に示すように、荷重が加えられていない場合、導電弾性体１２と導体線１３との間にかかる力、および、ベース部材１５と導体線１３との間にかかる力は、ほぼゼロである。この状態から、図３（ｂ）に示すように、ベース部材１１のＺ軸負側の面に荷重が加えられると、導体線１３によって導電弾性体１２およびベース部材１１が変形する。
　図３（ｂ）に示すように、導体線１３は、荷重の付与により、導電弾性体１２に包まれるように導電弾性体１２に近付けられる。これに伴い、導体線１３と導電弾性体１２との接触面積が増加する。これにより、導電部材１３ａと導電弾性体１２との間の静電容量が変化する。導電部材１３ａと導電弾性体１２との間の静電容量が検出されることにより、この領域に付与された荷重が取得される。
　図４は、荷重センサ１の内部の構成を模式的に示す平面図である。図４では、便宜上、糸１４およびベース部材１５の図示が省略されている。
　図４に示すように、３つの導電弾性体１２と３つの導体線１３とが交わる位置に、荷重に応じて静電容量が変化する素子部Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３、Ａ３１、Ａ３２、Ａ３３が形成される。各素子部は、導電弾性体１２と導体線１３との交点近傍の導電弾性体１２および導体線１３を含んでいる。
　各素子部において、導体線１３は、静電容量の一方の極（たとえば陽極）を構成し、導電弾性体１２は、静電容量の他方の極（たとえば陰極）を構成する。すなわち、導体線１３内の導電部材１３ａ（図３（ａ）、（ｂ）参照）は、荷重センサ１（静電容量型荷重センサ）の一方の電極を構成し、導電弾性体１２は、荷重センサ１（静電容量型荷重センサ）の他方の電極を構成し、導体線１３に含まれる誘電体１３ｂ（図３（ａ）、（ｂ）参照）は、荷重センサ１（静電容量型荷重センサ）において静電容量を規定する誘電体に対応する。
　各素子部に対してＺ軸方向に荷重が加わると、導体線１３が導電弾性体１２に包み込まれる。これにより、導体線１３と導電弾性体１２との接触面積が変化し、当該導体線１３と当該導電弾性体１２との間の静電容量が変化する。導体線１３のＸ軸負側の端部および導電弾性体１２に設置された配線Ｗ２のＹ軸負側の端部は、図５を参照して後述する検出回路２に接続されている。
　素子部Ａ１１に対して荷重が加えられると、素子部Ａ１１において、誘電体１３ｂを介して、導体線１３の導電部材１３ａと導電弾性体１２との接触面積が増加する。この場合、最もＸ軸負側の導電弾性体１２と最もＹ軸正側の導体線１３との間の静電容量を検出することにより、素子部Ａ１１において加えられた荷重を算出することができる。同様に、他の素子部においても、当該他の素子部において交わる導電弾性体１２と導体線１３との間の静電容量を検出することにより、当該他の素子部に付与された荷重を算出することができる。
　図５は、各素子部の静電容量を検出する検出回路２の構成を示す回路図である。図５では、便宜上、荷重センサ１の構成として、導体線１３と導電弾性体１２のみが図示され、導電弾性体１２は、線状に図示されている。
　検出回路２は、スイッチ２１と、抵抗２２と、等電位生成部２３と、スイッチ２４、２５と、抵抗２６と、電圧測定端子２７と、第１切替部３０と、第２切替部４０と、コネクタ５０を備える。検出回路２は、荷重センサ１に対し、導体線１３と導電弾性体１２との交差位置における静電容量の変化を検出するための回路である。
　スイッチ２１の一方の端子は、後述する回路基板５のＶＣＣ電源供給ラインに接続されており、スイッチ２１の他方の端子は、抵抗２２に接続されている。抵抗２２は、スイッチ２１と複数の導体線１３との間に配置されている。抵抗２２の下流側端子には、第１供給ラインＬ１が接続されている。
　第１供給ラインＬ１は、第１切替部３０、等電位生成部２３、抵抗２６および電圧測定端子２７に接続されている。等電位生成部２３の出力側端子は、第２供給ラインＬ２に接続されている。等電位生成部２３は、オペアンプであり、出力側端子と入力側のマイナス端子とが互いに接続されている。等電位生成部２３は、第１供給ラインＬ１の電位（抵抗２２の下流側の電位）と等電位の抑止電圧を生成する。
　第２供給ラインＬ２は、等電位生成部２３、第１切替部３０および第２切替部４０に接続されている。スイッチ２４は、第２供給ラインＬ２とグランドラインＬ３との間に介挿された抵抗成分を含む電気素子である。図５では、便宜上、スイッチ２４の切り替え機能がスイッチ部２４ａとして示され、スイッチ２４の抵抗成分が抵抗部２４ｂとして図示されている。スイッチ部２４ａがオン状態に設定されると、抵抗部２４ｂを介して第２供給ラインＬ２がグランドラインＬ３に接続される。
　スイッチ２５は、第１供給ラインＬ１とグランドラインＬ３との間に介挿されている。スイッチ２５がオン状態に設定されると、抵抗２６を介して第１供給ラインＬ１がグランドラインＬ３に接続される。電圧測定端子２７は、後述する制御回路３に接続されている。
　第１切替部３０は、抵抗２２の下流側の電位を供給するための第１供給ラインＬ１および抑止電圧を供給するための第２供給ラインＬ２の何れか一方を選択的にコネクタ５０の複数の第１端子５１に接続する。
　具体的には、第１切替部３０は、６個のマルチプレクサ３１を備えている。６個のマルチプレクサ３１の出力側端子は、それぞれ、コネクタ５０の上側の６個の第１端子５１に一対一で接続されている。各マルチプレクサ３１の入力側端子は２つ設けられている。一方の入力側端子に第１供給ラインＬ１が接続されており、この入力側端子に、第１供給ラインＬ１および抵抗２２を介して、ＶＣＣ電源供給ラインから電圧が印加される。マルチプレクサ３１の他方の入力側端子は、第２供給ラインＬ２に接続されており、この入力側端子に、第２供給ラインＬ２を介して、等電位生成部２３から抑止電圧が印加される。
　第２切替部４０は、抑止電圧を供給するための第２供給ラインＬ２およびグランドと等電位に設定されたグランドラインＬ３の何れか一方を選択的にコネクタ５０の複数の第２端子５２に接続する。
　具体的には、第２切替部４０は、６個のマルチプレクサ４１を備えている。６個のマルチプレクサ４１の出力側端子は、それぞれ、コネクタ５０に下側の６個の第２端子５２に一対一で接続されている。各マルチプレクサ４１の入力側端子は２つ設けられている。一方の入力側端子に第２供給ラインＬ２が接続されており、この入力側端子に、第２供給ラインＬ２を介して、等電位生成部２３から抑止電圧が印加される。マルチプレクサ４１の他方の入力側端子は、グランドラインＬ３に接続されている。
　スイッチ２１、スイッチ部２４ａ、スイッチ２５およびマルチプレクサ３１、４１の切り替えは、後述のように、制御回路３により制御される。
　コネクタ５０は、導電弾性体１２および導体線１３（導電部材１３ａ）の数が互いに異なる複数種類の荷重センサ１を接続可能に構成されている。すなわち、コネクタ５０は、複数種類の荷重センサ１に対して、導体線１３（導電部材１３ａ）から引き出された配線Ｗ１と、導電弾性体１２から引き出された配線Ｗ２とを接続可能な数の複数の第１端子５１および第２端子５２を備える。ここでは、コネクタ５０は、６個の第１端子５１と、６個の第２端子５２とを有する。
　コネクタ５０には、６つの第１端子５１に配線Ｗ１を接続するための第１接続部５３と、６つの第２端子５２に配線Ｗ２を接続するための第２接続部５４とが設けられている。たとえば、第１接続部５３および第２接続部５４は、配線Ｗ１、Ｗ２の端部の電極を第１端子５１、５２に圧接させることにより、配線Ｗ１、Ｗ２を対応する第１端子５１、５２に接続する。
　図５の例では、導電弾性体１２および導体線１３（導電部材１３ａ）をそれぞれ３つずつ有する３×３の荷重センサ１が、コネクタ５０に接続される。このため、上側の６つの第１端子５１のうち３つに、それぞれ、荷重センサ１から引き出された３つの配線Ｗ１が接続され、下側の６つの第２端子５２のうち３つに、それぞれ、荷重センサ１から引き出された３つの配線Ｗ２が接続されている。
　３つの配線Ｗ１は、たとえば、フレキシブルプリント基板に一体化され、このフレキシブルプリント基板の端部が第１接続部５３に装着されることにより、３つの配線Ｗ１の端部の電極が、コネクタ５０側の３つの第１端子５１にそれぞれ接続される。同様に、３つの配線Ｗ２は、たとえば、フレキシブルプリント基板に一体化され、このフレキシブルプリント基板の端部が第２接続部５４に装着されることにより、３つの配線Ｗ２の端部の電極がコネクタ５０側の３つの第２端子５２にそれぞれ接続される。
　導電弾性体１２および導体線１３（導電部材１３ａ）をそれぞれ４つずつ有する４×４の荷重センサ１は、図６に示すように、コネクタ５０に接続される。導電弾性体１２および導体線１３（導電部材１３ａ）をそれぞれ５つずつ有する５×５の荷重センサ１は、図７に示すように、コネクタ５０に接続される。導電弾性体１２および導体線１３（導電部材１３ａ）をそれぞれ６つずつ有する６×６の荷重センサ１は、図８に示すように、コネクタ５０に接続される。このように、コネクタ５０には、導電弾性体１２および導体線１３（導電部材１３ａ）の数が互いに異なる複数種類の荷重センサ１を接続可能である。
　なお、接続される荷重センサ１は、必ずしも、導電弾性体１２の数と導体線１３（導電部材１３ａ）の数とが互いに同じでなくてもよい。たとえば、導電弾性体１２が３つで、導体線１３（導電部材１３ａ）が５つの荷重センサ１がコネクタ５０に接続されてもよい。
　次に、荷重検出時の検出回路２の制御について説明する。
　たとえば、図５の構成において、素子部Ａ１１の荷重を検出する場合、第１切替部３０に含まれる６つのマルチプレクサ３１および第２切替部４０に含まれる６つのマルチプレクサ４１は、図５の状態に設定される。すなわち、素子部Ａ１１の一方の電極を構成する導体線１３（導電部材１３ａ）に接続された最上段のマルチプレクサ３１が第１供給ラインＬ１に接続され、素子部Ａ１１の他方の電極を構成する導電弾性体１２に接続された最上段のマルチプレクサ４１がグランドラインＬ３に接続される。また、スイッチ２１、２４、２５は、図５のように開放状態に設定される。
　この状態から、スイッチ２１が一定期間だけ閉じられる。これにより、素子部Ａ１１に電圧ＶＣＣが印加され、素子部Ａ１の蓄電に応じて電圧測定端子２７の電圧が、素子部Ａ１１の静電容量と抵抗２２とで規定される時定数によって増加する。素子部Ａ１１の静電容量は、上記のように、素子部Ａ１１に付与されている荷重に応じた値となっている。したがって、スイッチ２１を閉じてから所定期間経過後の電圧測定端子２７の電圧値は、素子部Ａ１１に付与されている荷重に応じた値となる。この電圧値により、素子部Ａ１１の荷重が算出される。
　こうして、スイッチ２１が一定期間だけ閉じられた後、スイッチ２１が開放され、スイッチ２４、２５が閉じられる。これにより素子部Ａ１１に蓄積された電荷が、抵抗２６およびスイッチ２５を介してグランドに放電される。また、他の素子部に電荷が蓄積されていれば、これら素子部の電荷がスイッチ２４を介してグランドに放電される。
　こうして、放電が行われた後、スイッチ２１とともに、スイッチ２４、２５が開放される。そして、素子部Ａ１１の右隣の素子部Ａ１２に対する荷重検出を行う工程へと制御が移行する。この工程では、この素子部Ａ１２に電圧を印加するために、第２切替部４０に含まれる６つのマルチプレクサ４１のうち、上から２段目のマルチプレクサ４１がグランドラインＬ３に接続され、残り５つのマルチプレクサ４１は、第２供給ラインＬ２に接続される。第１切替部３０に含まれる６つのマルチプレクサ３１の状態はそのまま維持される。
　この状態で、スイッチ２１が一定期間だけ閉じられて、素子部Ａ１２に電圧ＶＣＣが印加される。そして、上記と同様、電圧測定端子２７の電圧値からこの素子部Ａ１２の荷重が算出される。その後、上記と同様、スイッチ２４、２５が閉じられて放電が行われる。
　その他の素子部についても、第１切替部３０および第２切替部４０が制御されて検出対象の素子部に電圧ＶＣＣが印加され、電圧測定端子２７の電圧値から、検出対象の素子部の荷重が算出される。そして、全ての素子部について荷重の検出が行われると、再び、素子部Ａ１１から同様の制御が行われ、次のルーチンにおける各素子部の荷重検出が行われる。図６～図８の場合も、同様の制御により、各素子部の荷重が検出される。
　図９は、荷重検出装置６の構成を示すブロック図である。
　荷重検出装置６は、図５～図８に示した荷重センサ１および検出回路２およびコネクタ５０と、制御回路３とを備えている。検出回路２、コネクタ５０および制御回路３は、回路基板５に実装されている。制御回路３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理回路とメモリとを備え、所定のプログラムに従って検出回路２を制御する。また、制御回路３は、上記のように検出回路２を制御して、荷重センサ１の各素子部の荷重を算出する。さらに、制御回路３は、荷重の検出結果を含む各種情報を、操作端末４に適宜送信する。
　操作端末４は、たとえば、パーソナルコンピュータである。操作端末４は、制御回路３から供給される情報の表示や、制御回路３に対する情報の入力に用いられる。操作端末４には、荷重検出装置６を用いた荷重検出のためのアプリケーションプログラムがインストールされる。このアプリケーションプログラムを起動することで、荷重検出に関する情報の表示や情報の入力が可能となる。
　操作端末４は、パーソナルコンピュータに限らず、専用端末であってもよい。また、操作端末４に代えて、荷重検出装置６に、情報を表示するための表示部および情報を入力するための入力部が設けられてもよい。この場合、制御回路３は、荷重の検出結果を含む各種情報を荷重検出装置５の表示部に表示させる。
　ところで、本実施形態では、図５～図８に示したように、導電弾性体１２および導体線１３（導電部材１３ａ）の数が互いに異なる複数種類の荷重センサ１が、コネクタ５０に接続され得る。このため、荷重検出装置６は、どの種類の荷重センサ１が接続されたかを検出して、第１切替部３０および第２切替部４０を制御する必要がある。また、荷重検出装置６は、コネクタ５０に誤った種類の荷重センサ１が接続されている場合に、その旨を、使用者に報知することが好ましい。以下、これらの制御について説明する。
　図１０（ａ）、（ｂ）は、操作端末４に表示されるインタフェース画面１００を示す図である。
　インタフェース画面１００は、開始ボタン１０１と、終了ボタン１０２と、種類設定項目１０３と、種類エラー表示項目１０４と、荷重分布表示領域１０５とを備える。使用者は、たとえば、マウス等の入力手段を用いて、インタフェース画面１００に対する入力を行い得る。
　開始ボタン１０１および終了ボタン１０２は、それぞれ、荷重検出の開始および終了を入力するためのボタンである。種類設定項目１０３は、荷重検出に用いる荷重センサ１の種類を使用者が入力するための項目である。
　種類設定項目１０３のプルダウンキーが操作されると、選択候補の荷重センサ１の種類がプルダウン表示される。使用者は、プルダウン表示された種類の中から所望の種類を選択する操作を行うことで、荷重検出に用いる荷重センサ１の種類を設定できる。ここでは、図５に示した３×３の荷重センサ１が設定されている。設定された種類に関する情報は、適宜、操作端末４から制御回路３に送信される。
　種類エラー表示項目１０４は、種類設定項目１０３に設定された荷重センサ１の種類と、実際にコネクタ５０に接続されている荷重センサ１の種類とが相違する場合に、その旨を表示するための項目である。図１０（ａ）では、これらの種類が一致しているため、種類エラー表示項目１０４は消失している。図１０（ｂ）では、これらの種類が一致していないため、種類の不一致を報知する種類エラー表示項目１０４が表示されている。コネクタ５０に接続されている荷重センサ１の種類を検出する処理については、追って、図１２（ｂ）を参照して説明する。
　荷重分布表示領域１０５は、コネクタ５０に接続されている荷重センサ１における各素子部の荷重の検出結果を表示する領域である。荷重分布表示領域１０５には、荷重センサ１上の素子部群のレイアウトがマトリクス状に並ぶ複数の円で表示される。開始ボタン１０１が操作されて荷重の検出動作が開始すると、各素子部の荷重に応じた色（たとえば、最大荷重から最小荷重に向かって赤、黄、青へと順次変化するスケール色）が、対応する円に表示される。
　図１１は、荷重検出装置６に電源が投入された際に実行される処理を示すフローチャートである。
　電源が投入されると、制御回路３は、装置の初期化処理を実行する（Ｓ１０１）。
　図１２（ａ）は、初期化処理を示すフローチャートである。
　初期化処理において、制御回路３は、検出回路２を初期化する（Ｓ２０１）。この処理において、制御回路３は、図８に示す最大サイズの荷重センサ１が接続されている場合に、全ての素子部に対する放電が行われるように、第１切替部３０および第２切替部４０と、スイッチ２１、２４、２５を制御する。その後、制御回路３は、スイッチ２１、２４、２５を全て開放状態に設定する。こうして、検出回路２を初期化する処理を実行した後、制御回路３は、コネクタ５０に接続されている荷重センサ１の種類を検出する処理を実行する（Ｓ２０２）。
　図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のステップＳ２０２において実行される荷重センサ１の種類の検出処理を示すフローチャートである。
　図１２（ｂ）の処理では、図１３に示すように、行および列が規定される。ここでは、６行×６列が規定されている。上からｎ番目の行は上からｎ番目の第１端子５１に対応し、左からｍ番目の列は上からｍ番目の第２端子５２に対応する。
　図１２（ｂ）に戻って、制御回路３は、１つの行と１つの列とを選択する（ステップＳ３０１）。たとえば、制御回路３は、図１３において、上から１番目の行および左から１番目の列を選択する。次に、制御回路３は、選択した行および列のみに計測電圧ＶＣＣが一定期間印加されるように、第１切替部３０および第２切替部４０とスイッチ２１を制御する（Ｓ３０２）。そして、制御回路３は、計測電圧ＶＣＣの印加開始時および印加終了時において電圧測定端子２７に生じた電圧をそれぞれ取得し（Ｓ３０３）、取得した２つの電圧が実質的に同じであるか否か（その差分が許容される変動幅の範囲内であるか否か）を判定する（Ｓ３０４）。
　２つの電圧が実質的に同じである場合（Ｓ３０４：ＹＥＳ）、制御回路３は、ステップＳ３０１で選択した行および列の交差位置には、素子部（セル）がないと判定する（Ｓ３０５）。他方、２つの電圧が互いに相違する場合（Ｓ３０４：ＮＯ）、制御回路３は、ステップＳ３０１で選択した行および列の交差位置には、素子部（セル）があると判定する（Ｓ３０６）。
　図１４は、ステップＳ３０１で選択した行および列の交差位置に素子部がある場合とない場合に、電圧測定端子２７にそれぞれ生じる電圧を模式的に示す図である。
　図１４において、破線の波形は、行および列の交差位置に素子部がない場合に電圧測定端子２７に生じる電圧の変化を示し、実線の波形は、行および列の交差位置に素子部がある場合に電圧測定端子２７に生じる電圧の変化を示している。ｔ１は、計測電圧ＶＣＣの印加開始タイミングであり、ｔ２は、計測電圧ＶＣＣの印加終了タイミングである。
　図１４に実線で示すとおり、選択された行および列の交差位置に素子部がある場合、電圧測定端子２７に生じる電圧は、素子部の静電容量と、抵抗２２（図５参照）とで規定される時定数で、徐々に増加する。このため、計測電圧ＶＣＣの印加開始直後のタイミングｔ１１において電圧測定端子２７に生じる電圧と、計測電圧ＶＣＣの印加終了直前のタイミングｔ１２において電圧測定端子２７に生じる電圧との間には大きな相違が生じる。
　これに対し、選択された行および列の交差位置に素子部がない場合は、これら行および列にそれぞれ対応する第１端子５１および第２端子５２は、電気的に開放された状態にある。このため、電圧測定端子２７に生じる電圧は、図１４に破線で示すように、計測電圧ＶＣＣの印加開始に応じて急峻に計測電圧ＶＣＣへと立ち上がり、計測電圧ＶＣＣの印加終了に応じて急峻にゼロへと立ち下がる。このため、この場合、計測電圧ＶＣＣの印加開始直後のタイミングｔ１１において電圧測定端子２７に生じる電圧と、計測電圧ＶＣＣの印加終了直前のタイミングｔ１２において電圧測定端子２７に生じる電圧とは、実質的に同じとなる。したがって、計測電圧の印加開始時および印加終了時の電圧が実質的に同じであるか否かによって、選択された行および列の交差位置に素子部があるか否かを判別できる。
　図１２（ｂ）に戻り、制御回路３は、ステップＳ３０４の判定結果に応じて、ステップＳ３０５またはステップＳ３０６の処理を行うと、行および列の全ての組み合わせについて選択が終了したか否かを判定する（Ｓ３０７）。全ての組合せについて選択が終了していない場合（Ｓ３０７：ＮＯ）、制御回路３は、処理をステップＳ３０１に戻して、次の組み合わせの行と列を選択する。たとえば、制御回路３は、上から１番目の行と、左から２番目の列を新たに選択する。そして、制御回路３は、全ての行および列の交差位置に対する放電処理を実行した後、ステップＳ３０２以降の処理を同様に実行し、選択した行および列の交差位置に素子部（セル）があるか否かを判定する。
　行および列の全ての組み合わせについて処理が終了すると（Ｓ３０７：ＹＥＳ）、制御回路３は、６行、６列の各交差位置における素子部（セル）の有無に基づいて、コネクタ５０に接続されている荷重センサ１の種類を確定する（Ｓ３０８）。
　たとえば、制御回路３は、ステップＳ３０１～ステップＳ３０７の処理によって３行、３列の交差位置に素子部（セル）があると判定した場合、コネクタ５０に接続されている荷重センサ１は、３行および３列に素子部がマトリクス状に並ぶタイプであると確定する。すなわち、制御回路３は、素子部（セル）があると判定した行および列の数によって、コネクタ５０に接続されている荷重センサ１の種類を特定する。
　こうして、コネクタ５０に接続されている荷重センサ１の種類を確定すると、制御回路３は、図１２（ｂ）の検出処理を終了し、これとともに、図１２（ａ）の初期化処理を終了する。
　図１１に戻り、こうして初期化処理が終了すると、制御回路３は、操作端末４から荷重の計測開始指示を受信したか否かを判定する。計測開始指示は、図１０（ａ）の開始ボタン１０１が操作されたことに応じて、操作端末４から制御回路３に送信される。このとき、操作端末４は、計測開始指示とともに、図１０（ａ）の種類設定項目１０３に設定されている荷重センサ１の種類を示す情報を、制御回路３に送信する。
　操作端末４から計測開始指示を受信すると（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、制御回路３は、計測開始指示とともに受信した荷重センサ１の種類を示す情報と、図１２（ｂ）のステップＳ３０８で確定した荷重センサ１の種類とを比較する（Ｓ１０３）。そして、制御回路３は、これら２つの種類が一致する場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、確定した荷重センサ１の種類に応じて荷重の計測処理を行う（Ｓ１０５）。
　たとえば、確定した荷重センサ１の種類が３行×３列である場合、制御回路３は、これら行および列に対応する第１端子５１および第２端子５２のみを用いて、３行×３列の素子部に対する荷重の検出を行う。荷重の検出結果は、随時、制御回路３から操作端末４に送信され、図１０（ａ）の荷重分布表示領域１０５に反映される。
　制御回路３は、操作端末４から計測終了指示を受信するまで（Ｓ１０６：ＮＯ）、荷重の計測処理を継続する。計測終了指示は、図１０（ａ）の終了ボタン１０２が操作されることに応じて、操作端末４から制御回路３に送信される。制御回路３は、計測終了指示を受信すると（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、計測動作を終了し、処理をステップＳ１０２に戻す。
　他方、操作端末４から受信した荷重センサ１の種類と、図１２（ｂ）のステップＳ３０８で確定した荷重センサ１の種類とが一致しない場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、制御回路３は、その旨を報知するための処理を行う（Ｓ１０７）。すなわち、制御回路３は、これら２つの種類が一致しないことを示す情報を、操作端末４に送信する。これを受けて、操作端末４は、たとえば、図１０（ｂ）に示すように、インタフェース画面１００に、種類エラー表示項目１０４を表示させる。これにより、使用者は、自身が設定した荷重センサ１の種類と、実際に接続されている荷重センサ１の種類とが相違していることを把握できる。
　こうして、報知処理を行った後、制御回路３は、処理をステップＳ１０２に戻し、計測開始指示を操作端末４から受信するのを待つ。その間に、使用者は、たとえば、図１０（ａ）の種類設定項目１０３の設定を、適正な設定に修正する。その後、開始ボタン１０１が操作されると、操作端末４から制御回路３に対し、荷重センサ１の種類を示す情報と計測開始指示が送信される。これにより、ステップＳ１０２がＹＥＳとなって、上記と同様の処理が実行される。
　＜実施形態の効果＞
　本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
　図５～図８に示したように、コネクタ５０は、導電部材１３ａ（第１電極）および導電弾性体１２（第２電極）の数が互いに異なる複数種類の荷重センサ１に対応可能な数の第１端子５１および第２端子５２を備える。このため、使用される荷重センサ１の種類が変更されても、同一のコネクタ５０で対応できる。また、図１２（ｂ）に示したように、複数の第１端子５１および第２端子５２のうち導電部材１３ａ（第１電極）および導電弾性体１２（第２電極）がそれぞれ接続されている第１端子５１および第２端子５２の組合せ（行、列）が制御回路３により検出される。このため、どの種類の荷重センサ１がコネクタ５０に接続されても、同一の回路部（検出回路２、制御回路３）で、円滑に、荷重の検出を行うことができる。
　図１２（ｂ）に示したように、制御回路３は、導電部材１３ａ（第１電極）が接続対象である複数の第１端子５１と、導電弾性体１２（第２電極）が接続対象である複数の第２端子５２との組合せに順番に計測電圧ＶＣＣが印加されるよう検出回路２を制御し（Ｓ３０１、Ｓ３０２）、それぞれの組合せにおいて検出回路２により検出される電圧の変化から（Ｓ３０４）、導電部材１３ａ（第１電極）および導電弾性体１２（第２電極）がそれぞれ接続されている第１端子５１および第２端子５２の組合せ（行、列）を検出する（Ｓ３０５）。
　より詳細には、図１４に示すように、制御回路３は、各々の組合せ（行、列）に対し計測電圧ＶＣＣ（一定電圧）を所定期間印加し、計測電圧ＶＣＣ（一定電圧）の印加開始時（タイミングｔ１１）および印加終了時（タイミングｔ１２）の電圧が実質的に同一であるか否かに基づいて、導電部材１３ａ（第１電極）および導電弾性体１２（第２電極）がそれぞれ接続されている第１端子５１および第２端子５２の組合せ（行、列）を検出する。これにより、導電部材１３ａ（第１電極）および導電弾性体１２（第２電極）が接続されている第１端子５１および第２端子５２の組合せ（行、列）を簡易且つ円滑に検出できる。
　図１２（ｂ）に示したように、制御回路３は、複数の第１端子５１および第２端子５２のうち導電部材１３ａ（第１電極）および導電弾性体１２（第２電極）がそれぞれ接続されている第１端子５１および第２端子５２の組合せの検出結果に基づいて、コネクタ５０に接続されている荷重センサ１の種類を判定する（Ｓ３０８）。これにより、コネクタ５０に実際に接続されている荷重センサ１の種類を、円滑に判定できる。
　図１１に示したように、制御回路３は、使用者により入力された荷重センサ１の種類に関する情報を計測開始指示とともに操作端末４から取得し（Ｓ１０２）、使用者により入力された荷重センサ１の種類と、第１端子５１および第２端子５２の組合せに対する電圧の印加により検出した荷重センサ１の種類とが一致しないことに基づいて（Ｓ１０４：ＮＯ）、不一致であることを報知するための処理を実行する（Ｓ１０７）。これにより、使用者は、自身が設定した荷重センサ１の種類と、実際に接続されている荷重センサ１の種類とが相違していることを把握でき、然るべき対応を円滑にとることができる。
　＜変更例１＞
　図１５は、変更例１に係る、検出回路２の構成を示す回路図である。
　図１５に示すように、変更例１では、第１端子５１および第２端子５２の組合せのうち、導電部材１３ａおよび導電弾性体１２が接続されない組合せに、抵抗６１が接続される。たとえば、導電部材１３ａおよび導電弾性体１２が接続されない組合せの第１端子５１および第２端子５２に、抵抗６１を有するフレキシブルプリント基板の両端が接続される。
　図１６は、変更例１に係る、選択された行および列の交差位置に素子部がある場合とない場合に、電圧測定端子２７にそれぞれ生じる電圧を模式的に示す図である。
　変更例２では、素子部がない行および列にそれぞれ繋がる第１端子５１および第２端子５２の間には、図１５に示すように抵抗６１が接続されている。このため、この行および列を対象に計測電圧ＶＣＣが印加されると、抵抗２２と抵抗６１とで分圧された電圧Ｖｄが、電圧測定端子２７に生じる。
　この場合も、タイミングｔ１１、ｔ１２において電圧測定端子２７に生じる電圧は実質的に同じである。このため、図１２（ｂ）と同様の処理により、行および列の交差位置に素子部（セル）があるか否かを判別できる。さらに、変更例１の構成では、電圧Ｖｄが計測電圧ＶＣＣより低いため、タイミングｔ１１、ｔ１２に電圧測定端子２７に生じる電圧が実質的に同一で且つ計測電圧ＶＣＣよりも低いか否か（抵抗２２と抵抗６１とで計測電圧ＶＣＣを分圧した電圧Ｖｄと実質的に同じであるか否か）によって、処理対象の行および列の交差位置における素子部（セル）の有無をより正確に判定できる。
　この場合、図１２（ｂ）の処理は、図１７のように変更され得る。便宜上、図１７には、図１２（ｂ）のステップＳ３０３以降の処理が示されている。ステップＳ３０１、Ｓ３０２の処理は、図１２（ｂ）と同様である。ここでは、ステップＳ３１１～Ｓ３１３が追加されている。
　図１６のタイミングｔ１１、ｔ１２において電圧測定端子２７に生じる電圧が実質的に同一である場合（Ｓ３０４：ＹＥＳ）、制御回路３は、さらに、これらの電圧が、抵抗２２と抵抗６１とで計測電圧ＶＣＣを分圧した電圧Ｖｄと実質的に同じであるか否か（その差分が許容される変動幅の範囲内であるか否か）を判定する（Ｓ３１１）。
　これらの電圧が電圧Ｖｄと実質的に同じである場合（Ｓ３１１：ＹＥＳ）、制御回路３は、ステップＳ３０１（図１２（ｂ）参照）で選択された行および列の交差位置には素子部（セル）がないと判定する（Ｓ３０５）。他方、これらの電圧が電圧Ｖｄと実質的に同じでない場合（Ｓ３１１：ＮＯ）、制御回路３は、ステップＳ３０１（図１２参照）で選択された行および列の交差位置には、断線等の異常が生じた素子部（セル）が存在する可能性があると判定する（Ｓ３１２）。
　たとえば、その素子部に断線が生じている場合、タイミングｔ１１、ｔ１２に電圧測定端子２７に生じる電圧は、図１４の場合と同様、計測電圧ＶＣＣと実質的に同一となる。このような場合に、ステップＳ３１１の判定がＮＯとなる。
　この場合、制御回路３は、ステップＳ３０７の判定がＹＥＳとなった後に、ステップＳ３０６により検出された素子部群との関係から、この交差位置に異常な素子部が存在するか否かを確定する（Ｓ３１３）。たとえば、制御回路３は、検出された素子部群の行および列の交差位置群にこの交差位置が含まれる場合、この交差位置に異常な素子部が存在すると確定する。他方、上記交差位置群にこの交差位置が含まれない場合、制御回路３は、この交差位置には素子部が存在しないと確定する。
　この処理により、素子部に異常があると確定した場合、制御回路３は、異常が生じた素子部（セル）を報知するための情報を操作端末４に出力する。操作端末４は、この情報を受信したことに基づいて、異常が検出された素子部を使用者に報知する処理を実行する。
　この場合、たとえば、図１８に示すインタフェース画面１００が操作端末４に表示される。このインタフェース画面１００には、異常が検出された素子部（セル）を報知するための報知項目１０６が含まれている。この報知項目１０６には、制御回路３から受信した異常報知の情報に応じた素子部（セル）が表示される。ここでは、第１行および第３列の素子部に異常が生じたことが表示されている。さらに、荷重分布表示領域１０５には、異常が生じた素子部に対応する位置の円１０５ａに、異常が生じたことを示す×印が重ねられている。使用者は、インタフェース画面１００に表示されるこれらの情報を参照することにより、所定の素子部に異常が生じたこと、および、その素子部の位置を把握することができる。
　＜変更例２＞
　図１９は、変更例２に係る、検出回路２の構成を示す回路図である。
　変更例２では、第１接続部５３および第２接続部５４が、それぞれ、５つの第１端子５１および５つの第２端子５２を含んでいる。したがって、変更例２では、５行×５列のサイズの荷重センサ１までコネクタ５０に接続可能である。さらに、変更例２では、第３接続部５７および第４接続部５８がコネクタ５０に配置されている。第３接続部５７には２つの識別用端子５５ａ、５５ｂが配置され、第４接続部５８には２つの識別用端子５６ａ、５６ｂが配置されている。識別用端子５５ａ、５６ａは対として用いられ、識別用端子５５ｂ、５６ｂは対として用いられる。
　対となる識別用端子５５ａ、５６ａとの間に抵抗６２が配置され、対となる識別用端子５５ｂ、５６ｂとの間に抵抗６３が配置される。抵抗６２、６３の抵抗値は、第１端子５１および第２端子５２に接続される荷重センサ１の種類に応じて変更される。
　対となる識別用端子５５ａ、５６ａに計測電圧ＶＣＣが印加された場合に電圧測定端子２７に生じる電圧は、図１６に示したように、抵抗６２の抵抗値に応じた値となる。同様に、対となる識別用端子５５ｂ、５６ｂに計測電圧ＶＣＣが印加された場合に電圧測定端子２７に生じる電圧も、抵抗６３の抵抗値に応じた値となる。
　たとえば、抵抗６２の抵抗値をＲ１、Ｒ２の何れかに設定することにより、対となる識別用端子５５ａ、５６ａに計測電圧ＶＣＣが印加された場合に電圧測定端子２７に生じる電圧Ｖａを、Ｖ１、Ｖ２の何れかに設定できる。同様に、抵抗６３の抵抗値をＲ１、Ｒ２の何れかに設定することにより、対となる識別用端子５５ｂ、５６ｂに計測電圧ＶＣＣが印加された場合に電圧測定端子２７に生じる電圧Ｖｂを、Ｖ１、Ｖ２の何れかに設定できる。
　したがって、この場合、電圧Ｖａ、Ｖｂの組合せは、４つとなる。この４つの組合せに、荷重センサ１の種類を対応付けることで、以下の表に示すように、抵抗６２、６３の抵抗値により、荷重センサ１の種類を表現できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　ここでは、４種類の荷重センサ１が、抵抗６２、６３の抵抗値により表現されている。たとえば、抵抗６２、６３の抵抗値の種類を３種類以上に設定することにより、さらに多くの荷重センサ１の種類を、抵抗６２、６３の抵抗値によって表現できる。
　変更例２では、荷重センサ１がコネクタ５０に接続される際に、さらに、この荷重センサ１の種類に対応する抵抗値の抵抗６２、６３が、それぞれ、識別用端子５５ａ、５６ａの間と、識別用端子５５ｂ、５６ｂの間とに接続される。これにより、制御回路３は、これら識別用端子５５ａ、５６ａおよび識別用端子５５ｂ、５６ｂの各対に計測電圧ＶＣＣをそれぞれ印加した際に電圧測定端子２７に生じる電圧Ｖａ、Ｖｂを参照することで、コネクタ５０に接続されている荷重センサ１の種類を識別することができる。
　図２０（ａ）は、変更例２に係る、荷重センサ１の種類を判定する処理を示すフローチャートである。この処理は、図１２（ｂ）の処理に代えて実行される。
　制御回路３は、２対の識別用端子のうち識別用端子５５ａ、５６ａを選択し（Ｓ４０１）、選択した一対の識別用端子５５ａ、５６ａに計測電圧ＶＣＣを一定期間印加する制御を実行する（Ｓ４０２）。制御回路３は、たとえば、計測電圧ＶＣＣの印加期間の中間付近で電圧Ｖａを取得する（Ｓ４０３）。
　そして、制御回路３は、２対の識別用端子の両方を選択したか否かを判定し（Ｓ４０４）、両方を選択していなければ（Ｓ４０４：ＮＯ）、他方の対の識別用端子５５ｂ、５６ｂを選択して（Ｓ４０１）、同様の処理を実行する。これにより、制御回路３は、電圧Ｖｂを取得する（Ｓ４０３）。こうして、２つの識別用端子に対する処理が終了すると（Ｓ４０４：ＹＥＳ）、制御回路３は、上記処理で取得した電圧Ｖａ、Ｖｂの組合せから、上記表１の情報に基づき、コネクタ５０に接続されている荷重センサ１の種類を確定する（Ｓ４０５）。その後、制御回路３は、コネクタ５０に接続された荷重センサ１上の各素子部（セル）の欠陥を検知する処理を実行する（Ｓ４０６）。
　図２０（ｂ）は、図２０（ａ）のステップＳ４０６における欠陥検知処理を示すフローチャートである。
　制御回路３は、図２０（ａ）のステップＳ４０５において確定した荷重センサ１の種類に応じて、導電部材１３ａが接続されている複数の第１端子５１と、導電弾性体１２が接続されている複数の第２端子５２との組合せ（行、列）の１つを選択し（Ｓ５０１）、選択した組合せに計測電圧ＶＣＣを一定期間印加する（Ｓ５０２）。次に、制御回路３は、計測電圧ＶＣＣの印加開始時と印加終了時の電圧を取得し（Ｓ５０３）、これら２つの電圧が実質的に同じであるか否かを判定する（Ｓ５０４）。
　ステップＳ５０１で選択された行および列の交差位置にある素子部に異常がなければ、ステップＳ５０２により計測電圧ＶＣＣの印加により電圧測定端子２７に生じる電圧は、図１４の実線に示すように変化する。このため、この場合は、ステップＳ５０３で取得された２つの電圧には大きな差が生じる。他方、ステップＳ５０１で選択された行および列の交差位置にある素子部に断線等の異常があると、ステップＳ５０２により計測電圧ＶＣＣの印加により電圧測定端子２７に生じる電圧は、図１４の破線に示すように変化する。このため、この場合は、ステップＳ５０３で取得された２つの電圧は実質的に同じとなる。
　制御回路３は、これら２つの電圧が実質的に同じである場合（Ｓ５０４：ＹＥＳ）、この交差位置にある素子部（セル）を欠陥セルに設定する（Ｓ５０５）。他方、これら２つの電圧が実質的に同じでない場合（Ｓ５０４：ＮＯ）、この交差位置にある素子部（セル）を欠陥セルに設定することなく、処理をステップＳ５０６へと進める。
　制御回路３は、導電部材１３ａが接続されている複数の第１端子５１と、導電弾性体１２が接続されている複数の第２端子５２との組合せ（行、列）の全てについて、ステップＳ５０１～Ｓ５０５の処理を実行する（Ｓ５０６）。そして、全ての組合せについて処理が終了すると（Ｓ５０６：ＹＥＳ）、制御回路３は、ステップＳ５０５で欠陥セルに設定した全ての素子部（セル）を示す情報を、操作端末４に送信し（Ｓ５０７）、図２０（ｂ）の処理を終了する。何れの素子部も欠陥セルに設定されなかった場合、制御回路３は、ステップＳ５０７の報知処理を実行することなく、処理を終了する。
　操作端末４は、制御回路３から欠陥セルに設定された素子部を示す情報を受信した場合、インタフェース画面１００に、そのことを報知する表示を行う。この場合、たとえば、図１８と同様、インタフェース画面１００に、欠陥セルに設定された素子部を示す報知項目１０６が含まれ、さらに、荷重分布表示領域１０５の当該素子部に対応する円に、×が付記される。これにより、使用者は、所定の素子部に異常が生じたこと、および、その素子部の位置を把握することができる。
　変更例２によれば、対となる識別用端子に計測電圧ＶＣＣを印加したときに検出回路２（電圧測定端子２７）から出力される電圧に基づいて、コネクタ５０に接続されている荷重センサ１の種類が検出されるため、上記実施形態のように、全ての行および列の組合せに電圧を印加しなくてよい。よって、コネクタ５０に接続されている荷重センサ１の種類を、より簡便かつ迅速に検出することができる。
　なお、上記では、コネクタ５０に２対の識別用端子が設定されたが、コネクタ５０に設定される識別用端子の対の数は、必ずしも２つでなくてもよく、１対または３対以上であってもよい。コネクタ５０に設定される識別用端子の対の数を増やすほど、より多くの荷重センサ１の種類に対応することができる。
　＜その他の変更例＞
　上記実施形態では、コネクタ５０に接続可能な荷重センサ１の種類として、図５～図８に４つの種類を示したが、コネクタ５０に接続可能な荷重センサ１の種類はこれに限られるものではない。たとえば、より多くの行および列を有する荷重センサ１が接続可能に、コネクタ５０と、第１切替部３０および第２切替部４０が構成されてもよい。たとえば、３２行×３２列に素子部が並ぶ荷重センサ１が接続可能に、コネクタ５０と、第１切替部３０および第２切替部４０が構成されてもよい。
　この場合、荷重検出装置６は、図１１～図１２（ｂ）と同様の制御により、３２行×３２列以下の各種類の荷重センサ１に対応可能である。また、この構成についても、変更例１、２の構成が適用されてもよい。この構成に変更例２の構成が適用される場合、対応可能な荷重センサ１の種類が多くなるため、識別用端子の対の数を３つ以上に増やすことが好ましい。この場合も、図２０（ａ）、（ｂ）と同様の制御により、各対に対する電圧計測結果から、コネクタ５０に接続されている荷重センサ１の種類を円滑に検出でき、且つ、欠陥がある素子部を円滑に検出できる。
　また、上記実施形態では、図９に示すように、検出回路２、コネクタ５０および制御回路３が同一の回路基板５に実装されたが、これらは、必ずしも同一の回路基板に実装されなくてもよい。たとえば、検出回路２とコネクタ５０が同一の回路基板に実装され、制御回路３は、他の回路基板に実装されてもよい。
　また、検出回路２の構成は、図５に示した構成に限られるものではない。素子部に対する計測電圧ＶＣＣの印加時の電圧の変化を検出可能な限りにおいて、検出回路２の構成は、適宜変更され得る。
　また、第１切替部３０および第２切替部４０がマルチプレクサ３１、４１によって構成されたが、第１切替部３０および第２切替部４０がマルチプレクサ以外の切替回路により構成されてもよい。
　また、制御回路３が行う制御は、上記実施形態および変更例１、２に示した内容に制限されるものではなく、適宜変更され得る。
　たとえば、上記実施形態では、電源投入時の初期化処理において、図１２（ｂ）の処理が行われたが、たとえば、電源投入後、最初に荷重計測指示が入力されたタイミングで、図１２（ｂ）の処理が行われてもよく、荷重計測指示が入力されるごとに、図１２（ｂ）の処理が行われてもよい。
　同様に、変更例２において示した図２０（ａ）、（ｂ）の処理も、電源投入時の初期化処理において実行されなくてもよく、電源投入後、最初に荷重計測指示が入力されたタイミング等において行われてもよい。また、図２０（ｂ）の欠陥セルの検出処理は、荷重計測中に一定周期で行われてもよい。
　また、上記実施形態では、図１１に示すように、使用者が設定した荷重センサ１の種類と、コネクタ５０に接続されているとして制御回路３が確定した荷重センサ１の種類の比較が、計測開始指示の入力に応じて行われたが、この比較が、初期化処理時に行われてもよい。この場合、制御回路３は、初期化処理時に操作端末４から、使用者が設定した荷重センサ１の種類を示す情報を取得すればよい。
　また、上記実施形態では、図１４に示すように、電圧印加開始時（タイミングｔ１１）および電圧印加終了時（タイミングｔ１２）に取得された電圧が実質的に同じであるか否かによって素子部の有無が検出されたが、電圧に基づく素子部の有無の検出方法は、これに限られるものではない。たとえば、電圧印加開始時（タイミングｔ１１）に電圧測定端子２７に生じた電圧が計測電圧ＶＣＣに実質的に同一であるか否かによって、処理対象の行および列の交差位置に素子部があるか否かが検出されてもよい。この場合、電圧印加開始時（タイミングｔ１１）に電圧測定端子２７に生じた電圧が計測電圧ＶＣＣに実質的に同一であると、処理対象の行および列の交差位置に素子部がないと判別される。同様に、図１６に示した変更例１においても、電圧印加開始時（タイミングｔ１１）に電圧測定端子２７に生じた電圧が電圧Ｖｄに実質的に同一であるか否かによって、処理対象の行および列の交差位置に素子部があるか否かが検出されてもよい。
　また、上記実施形態および変更例１、２に示した制御回路３の処理が、荷重検出装置６に含まれる２つの制御回路によって分担して行われてもよい。また、上記実施形態および変更例１、２に示した制御回路３の処理が、制御回路３と操作端末４側の制御回路とによって分担して行われてもよい。この場合、制御回路３と操作端末４側の制御回路によって本発明の制御回路が構成され、荷重センサ１、コネクタ５０、検出回路２、制御回路３および操作端末４によって、荷重検出装置が構成される。
　また、上記実施形態では、導体線１３は、被覆付き銅線により構成されたが、これに限らず、銅以外の物質からなる線状の導電部材と、当該導電部材を被覆する誘電体とにより構成されてもよい。また、導電部材が撚り線によって構成されてもよい。また、上記実施形態では、導体線１３が直線状に延びていたが、導体線１３がＹ軸方向に蛇行していてもよい。
　また、上記実施形態では、ベース部材１１のＺ軸正側の面にのみ導電弾性体１２が設けられたが、ベース部材１５のＺ軸負側の面にも導電弾性体が設けられてもよい。この場合、ベース部材１５側の導電弾性体は、ベース部材１１側の導電弾性体１２と同様に構成され、平面視において導体線１３を挟んで導電弾性体１２に重なるように配置される。そして、ベース部材１５側の導電弾性体から引き出された配線は、Ｚ軸方向に対向する導電弾性体１２から引き出された配線Ｗ２と接続される。このように、導体線１３に対して上下に導電弾性体が設けられると、素子部における静電容量の変化が上下の導電弾性体に対応してほぼ２倍となるため、素子部にかかる荷重の検出感度を高めることができる。
　また、上記実施形態では、導電部材１３ａの外周を被覆するように導電部材１３ａに対して誘電体１３ｂが形成されたが、これに代えて、誘電体１３ｂが、導電弾性体１２の上面に形成されてもよい。この場合、荷重の付与に応じて、導電部材１３ａが導電弾性体１２および誘電体１３ｂに対して包まれるように沈み込み、導電部材１３ａと導電弾性体１２との間の接触面積が変化する。これにより、上記実施形態と同様、素子部に付与された荷重を検出することができる。
　また、上記実施形態では、導電弾性体１２と導体線１３とが交差することにより素子部が構成されたが、素子部の構成はこれに限られるものではない。たとえば、半球状の導電弾性体と平板状の電極とが誘電体を挟む構成により、素子部が構成されてもよい。この場合、誘電体は、導電弾性体に対向する電極の表面に形成されてもよく、半球状の導電弾性体の表面に形成されてもよい。
　この他、本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
　１　荷重センサ
　２　検出回路
　３　制御回路
　６　荷重検出装置
　１２　導電弾性体（電極）
　１３ａ　導電部材（電極）
　１３ｂ　誘電体
　５０　コネクタ
　５１　第１端子
　５２　第２端子
　５５ａ、５５ｂ、５６ａ、５６ｂ　識別用端子
　６１、６２、６３　抵抗

Claims (9)

  1. 　少なくとも１つの第１電極と、前記第１電極に交差して配置された少なくとも１つの第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に介在する誘電体とを備える荷重センサと、
    　前記第１電極と前記第２電極との交差位置における電圧の変化を検出するための検出回路と、
    　前記第１電極および前記第２電極を前記検出回路に接続するためのコネクタと、
    　前記検出回路を制御するとともに前記検出回路によって検出される電圧の変化から前記交差位置に付与された荷重を検出する制御回路と、を備え、
    　前記コネクタは、前記第１電極および前記第２電極の数が互いに異なる複数種類の前記荷重センサに対応可能な数の複数の端子を備え、
    　前記制御回路は、前記複数の端子のうち前記第１電極および前記第２電極がそれぞれ接続されている前記端子の組合せを検出する制御を実行する、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
     
  2. 　請求項１に記載の荷重検出装置において、
    　前記制御回路は、
    　　前記第１電極が接続対象である複数の前記端子と、前記第２電極が接続対象である複数の前記端子との組合せに順番に電圧が印加されるよう前記検出回路を制御し、
    　　それぞれの前記組合せにおいて前記検出回路により検出される電圧の変化から、前記第１電極および前記第２電極がそれぞれ接続されている前記端子の組合せを検出する、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
     
  3. 　請求項２に記載の荷重検出装置において、
    　前記制御回路は、各々の前記組合せに対し一定電圧を所定期間印加し、前記一定電圧の印加開始時および印加終了時の電圧が実質的に同一であるか否かに基づいて、前記第１電極および前記第２電極がそれぞれ接続されている前記端子の組合せを検出する、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
     
  4. 　請求項１ないし３の何れか一項に記載の荷重検出装置において、
    　前記第１電極が接続対象である複数の前記端子と、前記第２電極が接続対象である複数の前記端子との組合せのうち、前記第１電極または前記第２電極が接続されていない組合せの間に、抵抗が接続されている、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
     
  5. 　請求項１ないし４の何れか一項に記載の荷重検出装置において、
    　前記制御回路は、前記複数の端子のうち前記第１電極および前記第２電極がそれぞれ接続されている前記端子の組合せの検出結果に基づいて、前記コネクタに接続されている前記荷重センサの種類を判定する、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
     
  6. 　請求項１ないし４の何れか一項に記載の荷重検出装置において、
    　前記コネクタは、前記荷重センサの種類を識別するための対の識別用端子を備え、
    　前記対の識別用端子の間に、前記コネクタの接続されている前記荷重センサの種類に対応する抵抗値の抵抗が接続され、
    　前記制御回路は、
    　　前記対の識別用端子に電圧が印加されるよう前記検出回路を制御し、
    　　前記対の識別用端子に前記電圧を印加したときに前記検出回路から出力される電圧に基づいて、前記コネクタに接続されている前記荷重センサの種類を検出する、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
     
  7. 　請求項６に記載の荷重検出装置において、
    　　前記制御回路は、検出した前記荷重センサの種類に応じて、前記第１電極が接続対象である複数の前記端子と、前記第２電極が接続対象である複数の前記端子との組合せに順番に電圧が印加されるよう前記検出回路を制御し、
    　　それぞれの前記組合せにおいて前記検出回路により検出される電圧から、前記コネクタに接続されている前記荷重センサの各々の前記交差位置における異常の有無を判定する、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
     
  8. 　請求項７に記載の荷重検出装置において、
    　前記制御回路は、異常があると判定した前記交差位置を報知するための処理を実行する、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
     
  9. 　請求項５ないし８の何れか一項に記載の荷重検出装置において、
    　前記制御回路は、使用者により入力された前記荷重センサの種類を取得し、前記使用者により入力された前記荷重センサの種類と、前記端子に対する電圧の印加により検出した前記荷重センサの種類とが一致しないことに基づいて、不一致であることを報知するための処理を実行する、
    ことを特徴とする荷重検出装置。
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