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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6706189
(24)【登録日】2020年5月19日
(45)【発行日】2020年6月3日
(54)【発明の名称】センサモジュール、シート体及びセンサシステム
(51)【国際特許分類】
G01D 21/02 20060101AFI20200525BHJP
G01L 1/16 20060101ALI20200525BHJP
G01V 3/08 20060101ALI20200525BHJP
B60N 2/90 20180101ALI20200525BHJP
H01H 35/00 20060101ALI20200525BHJP
H01H 13/00 20060101ALI20200525BHJP
【ＦＩ】
G01D21/02
G01L1/16 B
G01V3/08 D
B60N2/90
H01H35/00 Q
H01H13/00 B
H01H13/00 C
【請求項の数】24
【全頁数】47
(21)【出願番号】特願2016-230657(P2016-230657)
(22)【出願日】2016年11月28日
(65)【公開番号】特開2018-87726(P2018-87726A)
(43)【公開日】2018年6月7日
【審査請求日】2019年8月5日
(73)【特許権者】
【識別番号】000005887
【氏名又は名称】三井化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100079049
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 淳
(74)【代理人】
【識別番号】100084995
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 和詳
(74)【代理人】
【識別番号】100099025
【弁理士】
【氏名又は名称】福田 浩志
(72)【発明者】
【氏名】吉田 光伸
【審査官】
菅藤 政明
(56)【参考文献】
【文献】
米国特許第６５２６８３４（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】
特開２００７−６１４９０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０１Ｄ ２１／００−２１／０２
Ｂ６０Ｎ ２／９０
Ｇ０１Ｌ １／１６
Ｇ０１Ｖ ３／０８− ３／１１
Ｈ０１Ｈ １３／００−１３／８８
Ｈ０１Ｈ ３５／００−３５／４２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部導体の周囲に外周導体が同軸状に設けられて、前記外周導体と前記内部導体との間の電位差から前記外周導体に入力された圧力を検出可能な圧電基材と、
前記圧電基材の前記外周導体との間で静電容量又は電気抵抗値を検出可能な電極体と、
を含むセンサモジュール。
前記圧電基材の前記外周導体との間で静電容量又は電気抵抗値を検出可能な電極体と、
を含むセンサモジュール。
【請求項2】
前記電極体は、前記圧電基材と同一に構成されており、一方の圧電基材における外周導体と他方の圧電基材における外周導体との間で前記静電容量の検出が可能に構成されている請求項１記載のセンサモジュール。
【請求項3】
前記圧電基材の前記外周導体が、前記内部導体に対して一方向に螺旋状に巻回された長尺状の圧電体とされている請求項１又は請求項２に記載のセンサモジュール。
【請求項4】
前記圧電体には、有機圧電材料が用いられている請求項３記載のセンサモジュール。
【請求項5】
前記圧電体は、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）である請求項４記載のセンサモジュール。
【請求項6】
前記ヘリカルキラル高分子（Ａ）は、ポリ乳酸である請求項５記載のセンサモジュール。
【請求項7】
前記圧電基材は前記外周導体の周囲が絶縁被覆されている請求項１から請求項６の何れか１項記載のセンサモジュール。
【請求項8】
前記圧電基材及び前記電極体に接して設けられて、接触により加圧される加圧部と、
前記圧電基材及び前記電極体に隣接し、かつ前記加圧部の対向側に設けられた基部と、を有し、
前記加圧部における前記圧電基材との隣接方向の厚さをｄａ、動的粘弾性測定による貯蔵弾性率をＥ’ａとし、前記基部における前記隣接方向の厚さをｄｂ、動的粘弾性測定による貯蔵弾性率をＥ’ｂとすると、
下記関係式（ａ）を満たす請求項１から請求項７の何れか１項記載のセンサモジュール。
ｄａ／Ｅ’ａ＜ｄｂ／Ｅ’ｂ・・・式（ａ）
前記圧電基材及び前記電極体に隣接し、かつ前記加圧部の対向側に設けられた基部と、を有し、
前記加圧部における前記圧電基材との隣接方向の厚さをｄａ、動的粘弾性測定による貯蔵弾性率をＥ’ａとし、前記基部における前記隣接方向の厚さをｄｂ、動的粘弾性測定による貯蔵弾性率をＥ’ｂとすると、
下記関係式（ａ）を満たす請求項１から請求項７の何れか１項記載のセンサモジュール。
ｄａ／Ｅ’ａ＜ｄｂ／Ｅ’ｂ・・・式（ａ）
【請求項9】
前記厚さｄａは、０．００５〜５０ｍｍの範囲にあり、前記厚さｄｂは０．００５〜１００ｍｍの範囲にある請求項８記載のセンサモジュール。
【請求項10】
前記貯蔵弾性率Ｅ’ａは、１×１０５〜１×１０１２Ｐａの範囲にあり、前記貯蔵弾性率Ｅ’ｂは１×１０４〜１×１０１０Ｐａの範囲にある請求項８又は請求項９記載のセンサモジュール。
【請求項11】
前記加圧部における加圧方向に沿って前記加圧部、前記圧電基材及び前記基部が配置されている請求項８から請求項１０の何れか１項記載のセンサモジュール。
【請求項12】
前記圧電基材は、その軸方向が加圧方向との交差方向に設けられた請求項８から請求項１１の何れか１項記載のセンサモジュール。
【請求項13】
前記圧電基材は、前記加圧部及び前記基部の少なくとも１つに対し、その軸方向の動きが規制されている請求項８から請求項１２の何れか１項記載のセンサモジュール。
【請求項14】
前記加圧部は、前記基部に隣接した前記圧電基材の外周を覆う絶縁体である請求項８から請求項１３の何れか１項記載のセンサモジュール。
【請求項15】
請求項８から請求項１４の何れか１項記載のセンサモジュールと、
前記加圧部として設けられた上部シートと、
前記基部として設けられた下部シートと、
を含むシート体。
前記加圧部として設けられた上部シートと、
前記基部として設けられた下部シートと、
を含むシート体。
【請求項16】
請求項１から請求項１４の何れか１項記載のセンサモジュールと、
前記外周導体と前記内部導体との間の電位差を検出する電圧検出部と、
前記圧電基材の前記外周導体と前記電極体との間の静電容量を検出する静電容量検出部と、
を含むセンサシステム。
前記外周導体と前記内部導体との間の電位差を検出する電圧検出部と、
前記圧電基材の前記外周導体と前記電極体との間の静電容量を検出する静電容量検出部と、
を含むセンサシステム。
【請求項17】
請求項１５記載のシート体と、
前記外周導体と前記内部導体との間の電位差を検出する電圧検出部と、
前記圧電基材の前記外周導体と前記電極体との間の静電容量を検出する静電容量検出部と、
を含むセンサシステム。
前記外周導体と前記内部導体との間の電位差を検出する電圧検出部と、
前記圧電基材の前記外周導体と前記電極体との間の静電容量を検出する静電容量検出部と、
を含むセンサシステム。
【請求項18】
前記センサモジュールは、複数の前記圧電基材が設けられ、
前記静電容量検出部は、複数から対で選択された前記圧電基材の一方の前記外周導体を前記電極体として、対とされた前記圧電基材の前記外周導体間の静電容量を検出する請求項１６又は請求項１７記載のセンサシステム。
前記静電容量検出部は、複数から対で選択された前記圧電基材の一方の前記外周導体を前記電極体として、対とされた前記圧電基材の前記外周導体間の静電容量を検出する請求項１６又は請求項１７記載のセンサシステム。
【請求項19】
前記圧電基材の各々の前記内部導体及び前記外周導体の前記電圧検出部への接続と、前記対とされた前記圧電基材の前記外周導体の各々の前記静電容量検出部への接続とが切り替えられる切替部と、
前記切替部を制御して前記圧電基材を前記電圧検出部又は前記静電容量検出部に接続するように前記切替部を制御する制御部と、
を含む請求項１８記載のセンサシステム。
前記切替部を制御して前記圧電基材を前記電圧検出部又は前記静電容量検出部に接続するように前記切替部を制御する制御部と、
を含む請求項１８記載のセンサシステム。
【請求項20】
前記電圧検出部により検出される前記電位差から前記圧電基材が加圧されているか否かを判定すると共に、前記静電容量検出部により検出される静電容量が所定値を超えているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果を出力する出力部と、
を含む請求項１６から請求項１９の何れか１項記載のセンサシステム。
前記判定手段の判定結果を出力する出力部と、
を含む請求項１６から請求項１９の何れか１項記載のセンサシステム。
【請求項21】
前記電圧検出部からの出力に基づいて判定された前記圧電基材の状態に関する情報と、前記静電容量検出部からの出力に基づいて判定された前記圧電基材と前記電極体との間の状態に関する情報とを出力する出力部を含む請求項１６から請求項１９の何れか１項記載のセンサシステム。
【請求項22】
前記圧電基材の状態に関する情報は前記圧電基材が受ける圧力に関する情報であり、前記圧電基材と前記電極体の間に関する情報は水濡れに関する情報である請求項２１記載のセンサシステム。
【請求項23】
前記出力部は、判定結果の各々を表示する表示手段を含む請求項２０から請求項２２の何れか１項記載のセンサシステム。
【請求項24】
前記センサモジュールは、椅子、移動体、移動体の座席、衣類、電子機器、寝具、及びウェアラブル機器の何れかに設けられている請求項１６から請求項２３の何れか１項記載のセンサシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、センサモジュール、シート体、及びセンサシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、乗員着座用のシート（シートクッション）に圧力検出装置を設けた車両が増えつつある。これらの車両においては、圧力検出装置により乗員がシートに着座しているか否かを検出することが行われている。また、乗員着座用のシートは、水などが付着することで濡れてしまい、シートが濡れていると不快感が生じる。ここから、特許文献１では、乗員着座用のシートに静電容量式の乗員検知装置を設け、乗員がシートに着座しているか否かの識別のみならず、乗員がシートに着座していない場合には、シートに水等が付着して水濡れが生じているか否かの識別を行えるように提案している。
【0003】
一方、近年では、圧電性を有する材料を導体により被覆して利用する試みがなされており、中心導体の周囲に圧電材料層及び外側導体を同軸状に配置した圧電ケーブルが知られている。また、圧電ケーブルをセンサとして用いる圧電検知装置、及び圧力検知装置が組み込まれた各種の装置が提案されている。
【0004】
例えば、特許文献２では、圧電ケーブルを波型に配置してマットレスに組み込んで、圧電ケーブルにより人体を検知可能としたベッド装置を提案している。また、特許文献３では、ウレタンゴム製の防水防塵構成とされたセンサマットの内部に、圧電ケーブルを波型状に配置して組み込んだ侵入警報装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００２−２２１５７９号公報
【特許文献2】特開２００５−３５１７８１号公報
【特許文献3】特開２００８−１４６５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、圧電性を有する材料を用いて液体等の付着を検知可能なセンサモジュール、シート体及びセンサシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するための具体的手段は、以下の通である。＜１＞ 内部導体の周囲に外周導体が同軸状に設けられて、前記外周導体と前記内部導体との間の電位差から前記外周導体に入力された圧力を検出可能な圧電基材と、
前記圧電基材の前記外周導体との間で静電容量又は電気抵抗値を検出可能な電極体と、
を含むセンサモジュール。
＜２＞ 前記電極体は、前記圧電基材と同一に構成されており、一方の圧電基材における外周導体と他方の圧電基材における外周導体との間で前記静電容量の検出が可能に構成されている＜１＞記載のセンサモジュール。
＜３＞ 前記圧電基材の前記外周導体が、前記内部導体に対して一方向に螺旋状に巻回された長尺状の圧電体とされている＜１＞又は＜２＞に記載のセンサモジュール。
＜４＞ 前記圧電体には、有機圧電材料が用いられている＜３＞記載のセンサモジュール。
＜５＞ 前記圧電体は、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）である＜４＞記載のセンサモジュール。
＜６＞ 前記ヘリカルキラル高分子（Ａ）は、ポリ乳酸である＜５＞記載のセンサモジュール。
＜７＞ 前記圧電基材は前記外周導体の周囲が絶縁被覆されている＜１＞から＜６＞の何れかに記載のセンサモジュール。
【0008】
＜８＞ 前記圧電基材及び前記電極体に接して設けられて、接触により加圧される加圧部と、前記圧電基材及び前記電極体に隣接し、かつ前記加圧部の対向側に設けられた基部と、を有し、
前記加圧部における前記圧電基材との隣接方向の厚さをｄａ、動的粘弾性測定による貯蔵弾性率をＥ’ａとし、前記基部における前記隣接方向の厚さをｄｂ、動的粘弾性測定による貯蔵弾性率をＥ’ｂとすると、
下記関係式（ａ）を満たす＜１＞から＜７＞の何れかに記載のセンサモジュール。
ｄａ／Ｅ’ａ＜ｄｂ／Ｅ’ｂ・・・式（ａ）
＜９＞ 前記厚さｄａは、０．００５〜５０ｍｍの範囲にあり、前記厚さｄｂは０．００５〜１００ｍｍの範囲にある＜８＞記載のセンサモジュール。
＜１０＞ 前記貯蔵弾性率Ｅ’ａは、１×１０５〜１×１０１２Ｐａの範囲にあり、前記貯蔵弾性率Ｅ’ｂは１×１０４〜１×１０１０Ｐａの範囲にある＜８＞又は＜９＞記載のセンサモジュール。
＜１１＞ 前記加圧部における加圧方向に沿って前記加圧部、前記圧電基材及び前記基部が配置されている＜８＞から＜１０＞の何れかに記載のセンサモジュール。
＜１２＞ 前記圧電基材は、その軸方向が加圧方向との交差方向に設けられた＜８＞から＜１１＞の何れかに記載のセンサモジュール。
＜１３＞ 前記圧電基材は、前記加圧部及び前記基部の少なくとも１つに対し、その軸方向の動きが規制されている＜８＞から＜１２＞の何れかに記載のセンサモジュール。
＜１４＞ 前記加圧部は、前記基部に隣接した前記圧電基材の外周を覆う絶縁体である＜８＞から＜１３＞の何れかに記載のセンサモジュール。
【0009】
＜１５＞ ＜８＞から＜１４＞の何れかに記載のセンサモジュールと、前記加圧部として設けられた上部シートと、
前記基部として設けられた下部シートと、
を含むシート体。
＜１６＞ ＜１＞から＜１４＞の何れかに記載のセンサモジュールと、
前記外周導体と前記内部導体との間の電位差を検出する電圧検出部と、
前記圧電基材の前記外周導体と前記電極体との間の静電容量を検出する静電容量検出部と、
を含むセンサシステム。
＜１７＞ ＜１５＞記載のシート体と、
前記外周導体と前記内部導体との間の電位差を検出する電圧検出部と、
前記圧電基材の前記外周導体と前記電極体との間の静電容量を検出する静電容量検出部と、
を含むセンサシステム。
＜１８＞ 前記センサモジュールは、複数の前記圧電基材が設けられ、
前記静電容量検出部は、複数から対で選択された前記圧電基材の一方の前記外周導体を前記電極体として、対とされた前記圧電基材の前記外周導体間の静電容量を検出する＜１６＞又は＜１７＞記載のセンサシステム。
＜１９＞ 前記圧電基材の各々の前記内部導体及び前記外周導体の前記電圧検出部への接続と、前記対とされた前記圧電基材の前記外周導体の各々の前記静電容量検出部への接続とが切り替えられる切替部と、
前記切替部を制御して前記圧電基材を前記電圧検出部又は前記静電容量検出部に接続するように前記切替部を制御する制御部と、
を含む＜１８＞記載のセンサシステム。
【0010】
＜２０＞ 前記電圧検出部により検出される前記電位差から前記圧電基材が加圧されているか否かを判定すると共に、前記静電容量検出部により検出される静電容量が所定値を超えているか否かを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果を出力する出力部と、
を含む＜１６＞から＜１９＞の何れかに記載のセンサシステム。
＜２１＞ 前記電圧検出部からの出力に基づいて判定された前記圧電基材の状態に関する情報と、前記静電容量検出部からの出力に基づいて判定された前記圧電基材と前記電極体との間の状態に関する情報とを出力する出力部を含む＜１６＞から＜１９＞の何れかに記載のセンサシステム。
＜２２＞
前記圧電基材の状態に関する情報は前記圧電基材が受ける圧力に関する情報であり、前記圧電基材と前記電極体の間に関する情報は水濡れに関する情報である＜２１＞のセンサシステム。
＜２３＞ 前記出力部は、判定結果の各々を表示する表示手段を含む＜２０＞から＜２２＞の何れかに記載のセンサシステム。
＜２４＞ 前記センサモジュールは、椅子、移動体、移動体の座席、衣類、電子機器、寝具、及びウェアラブル機器の何れかに設けられている＜１６＞から＜２３＞の何れかに記載のセンサシステム。
【発明の効果】
【0011】
以上説明したように本発明によれば、圧電性を有する材料を用いて液体等の付着を検知可能なセンサモジュール、シート体及びセンサシステムが得られる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施の形態に係るセンサモジュールを示す斜視図である。
【図2】（Ａ）は本実施の形態に係る圧電基材の具体的態様の一例を示す側面図、（Ｂ）は、（Ａ）のＸ−Ｘ’線に沿った断面図である。
【図5】（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施の形態に係るセンサシステムの基本構成を示す概略図であり、（Ａ）は電圧検出時、（Ｂ）は静電容量検出時を示している。
【図6】静電容量測定部の一例を示す回路図、（Ａ）は、時間経過に対する電圧Ｖの変化を示す線図である。
【図7】本実施の形態に係るセンサシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図8】検出部の主要部を示す斜視図である。
【図9】計測処理を示す流れ図である。
【図10】電圧検出及び静電容量検出の検出結果の概略を示す線図である。
【図11】電圧検出における圧電基材の接続の他の一例を示す概略図である。
【図12】静電容量検出における圧電基材の接続の他の一例を示す線図である。
【図13】本実施の形態に係るセンサモジュールの他の一例を示す主要部の斜視図である。
【図14】（Ａ）は、実施例１に係る静電容量の測定を示す概略図、（Ｂ）は、実施例２に係る静電容量の測定を示す概略図である。
【図15】（Ａ）は実施例１に係る計測結果を示す線図、（Ａ）は実施例１に係る計測結果を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、長尺平板状の圧電体（第１の圧電体及び第２の圧電体）の「主面」とは、長尺平板状の圧電体の厚さ方向に直交する面（言い換えれば、長さ方向及び幅方向を含む面）を意味する。
本明細書中において、部材の「面」は、特に断りが無い限り、部材の「主面」を意味する。また、本明細書において、厚さ、幅、及び長さは、通常の定義どおり、厚さ＜幅＜長さの関係を満たす。
本明細書において、「接着」は、「粘着」を包含する概念である。また、「接着層」は、「粘着層」を包含する概念である。また、本明細書において、２つの線分のなす角度は、０°以上９０°以下の範囲で表す。
本明細書において、「フィルム」は、一般的に「フィルム」と呼ばれているものだけでなく、一般的に「シート」と呼ばれているものをも包含する概念である。
【0014】
図１（Ａ）〜図１（Ｃ）には、本実施の形態に係るセンサモジュール１０が斜視図にて示されている。また、図２（Ａ）、図３、図４には、センサモジュール１０に用いられる圧電基材１２が側面図にて示され、図２（Ｂ）には、図２（Ａ）の圧電基材１２が断面図にて示されている。
【0015】
本実施の形態に係るセンサモジュール１０には、少なくとも１本の圧電基材１２、及び電極体としての外部電極１４が設けられている。図２から図４に示されるように、圧電基材１２には、内部導体としての線状の内部導体１６が設けられ、内部導体１６の周囲に接着層（図示省略）及び外周導体としての圧電体１８が設けられており、内部導体１６と圧電体１８とが同軸状に配置されている。本実施の形態に係るセンサモジュール１０では、圧電基材１２の内部導体１６と圧電体１８との間の電気的特性（本実施の形態では電位差）又は電気的特性の変化から圧電基材１２に圧力が入力されているか否か或いは入力される圧力が検出される。また、センサモジュール１０では、圧電基材１２の圧電体１８と外部電極１４との間の静電容量又は電気抵抗値などの電気的特性、又は電気的特性の変化から圧電基材１２の圧電体１８と外部電極１４との間に液体等が入り込んでいるか否かが検出される。
図１（Ｃ）に示されるように、センサモジュール１０としては、外部電極１４として金属などの導電材料が用いられて略帯板状とされた電極１４Ａが用いられたセンサモジュール１０Ｃを適用できる。また、図１（Ｂ）に示されるように、センサモジュール１０としては、外部電極１４として金属などの導電材料が用いられて断面円形又は多角形棒状とされた電極１４Ｂが用いられたセンサモジュール１０Ｂを適用できる。さらに、図１（Ａ）に示されるように、センサモジュール１０としては、外部電極１４として圧電基材１２の圧電体１８が用いられたセンサモジュール１０Ａであっても良い。即ち、外部電極１４としては、圧電基材１２の圧電体１８との間で、静電容量又は電気抵抗を検出可能な一対の電極を形成しうる任意の導電材料を適用することができる。
ここで、センサモジュール１０Ａは、２本の圧電基材１２を用い、各圧電基材１２により圧力検出が行われると共に、２本の圧電基材１２の圧電体１８の間の静電容量又は電気抵抗などの電気的特性が検出可能とされている。これにより、２本の圧電基材１２の間に液体が付着ないし浸入しているかが検出可能にされている。以下には、主に、圧電基材及び電極体として少なくとも２本の圧電基材１２が用いられたセンサモジュール１０Ａをセンサモジュール１０として説明する。
【0016】
圧電基材１２を用いたセンサモジュール１０の構成を説明する。本実施の形態において、センサモジュール１０は、少なくとも圧電基材１２と外部電極１４とを含み、外部電極１４としては、圧電基材１２を適用することができる。また、本実施の形態において、センサモジュール１０は、下記加圧部２０及び基部２２をさらに含んでも良い。
図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示されるように、センサモジュール１０は、接触により加圧される加圧部２０と、加圧部２０に対向された基部２２とを含み、圧電基材１２及び外部電極１４が加圧部２０と基部２２との間に配置される。
【0017】
加圧部２０は、圧電基材１２と接触する面とは反対側の面が例えば上方に向けられた加圧面２０Ａとされており、加圧面２０Ａが、測定（検出）される圧力の入力される測定面として機能する。また、基部２２は、センサモジュール１０を対象物に固定するための固定部材として機能すると共に、加圧部２０に入力された圧力が圧電基材１２に入力されるように圧電基材１２或いは圧電基材１２と外部電極１４とを保持する。
【0018】
センサモジュール１０は、加圧面２０Ａが受ける加圧方向（矢印Ｐ方向）に沿って加圧部２０及び基部２２が配置されて、加圧部２０と基部２２との間に少なくとも２本の圧電基材１２が配置される。また、圧電基材１２は、その軸方向が加圧方向と交差する方向（直線Ｃの方向）に設けられている。また、センサモジュール１０は、加圧部２０における圧電基材１２との隣接方向の厚さをｄａ、動的粘弾性測定による貯蔵弾性率Ｅ’ａとし、基部２２における前記隣接方向の厚さをｄｂ、動的粘弾性測定による貯蔵弾性率Ｅ’ｂとすると、下記関係式（ａ）を満たすように構成されている。
ｄａ／Ｅ’ａ＜ｄｂ／Ｅ’ｂ・・・式（ａ）
【0019】
本発明者らは、加圧部２０における圧電基材１２との隣接方向の厚さｄａと、動的粘弾性測定による貯蔵弾性率Ｅ’ａの比と、基部２２における前記隣接方向の厚さｄｂと、動的粘弾性測定による貯蔵弾性率Ｅ’ｂの比との関係が上記関係式（ａ）の範囲にあることで、基部２２に対して加えられた衝撃や振動と加圧部２０に対して加えられた圧力との差を大きくし、加圧部２０に対して加えられた圧力を選択的に検出できることを見出した。ここで、貯蔵弾性率Ｅ’については、その値が大きいほど硬く、その値が小さいほど柔らかい材料といえる。したがって、加圧部２０及び基部２２の材質が同じであれば、加圧部２０の厚さｄａに比べて基部２２の厚さｄｂを厚くすることで、基部２２側からの衝撃や振動が圧電基材１２に伝わりにくく、加圧部２０からの圧力は圧電基材１２に伝わりやすくすることができる。本実施の形態では、加圧部２０の厚さｄａを０．００５〜５０ｍｍの範囲とし、基部２２の厚さｄｂを０．００５〜１００ｍｍの範囲とするのが好ましい。
【0020】
一方、加圧部２０と基部２２との厚さが同じであれば、加圧部２０の貯蔵弾性率Ｅ’ａと比べて基部２２の貯蔵弾性率Ｅ’ｂの値を小さくすることで、基部２２側からの衝撃や振動は圧電基材１２に伝わりにくく、加圧部２０からの圧力は圧電基材１２に伝わりやすくすることができる。つまり、基部２２と比べて加圧部２０を柔らかい材料にすることで、基部２２側からの衝撃や振動は圧電基材１２に伝わりにくく、加圧部２０からの圧力は圧電基材１２に伝わりやすくすることができる。本実施の形態では、加圧部２０の貯蔵弾性率Ｅ’ａを１×１０５〜１×１０１２Ｐａの範囲として、基部２２の貯蔵弾性率Ｅ’ｂを１×１０４〜１×１０１０Ｐａの範囲とするのが好ましい。加圧部２０及び基部２２の厚さｄや貯蔵弾性率Ｅ’を上記関係式（ａ）範囲となるように調整することで、センサモジュール１０では、加圧部２０に加えられた圧力を選択的に検出することができる。
【0021】
ここで、加圧部２０としては、以下の材料を採用することができる。シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマー、フッ素系エラストマー、パーフルオロエラストマー、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、天然ゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリンゴム等のエラストマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリアセタール、ポリイミド、ポリエステル、環状ポリオレフィン、スチレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリロニトリル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、メタクリル・スチレン共重合体、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、セルロース系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂及びこれらの共重合体やアロイ、変性体、発泡体（フォーム）といった高分子材料、
アルミ、鉄、鋼、銅、ニッケル、コバルト、チタン、マグネシウム、スズ、亜鉛、鉛、金、銀、白金及びこれらの合金等の金属材料、ガラスなどを使用することができる。
また、上記材料の積層体を使用することもできる。
【0022】
一方、基部２２としては、以下の材料を採用することができる。有機ゲル、無機ゲル、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマー、フッ素系エラストマー、パーフルオロエラストマー、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、天然ゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリンゴム等のエラストマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリアセタール、ポリイミド、ポリエステル、環状ポリオレフィン、スチレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリロニトリル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、メタクリル・スチレン共重合体、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、セルロース系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂及びこれらの共重合体やアロイ、変性体、発泡体（フォーム）といった高分子材料などを使用することができる。
また、上記材料の積層体を使用することもできる。
【0023】
センサモジュール１０は、加圧部２０の厚さｄａと貯蔵弾性率Ｅ’ａ、及び、基部２２の厚さｄｂと貯蔵弾性率Ｅ’ｂが、上記関係式（ａ）を満たすよう形成することで、基部２２側からの衝撃や振動は圧電基材１２に伝わりにくく、加圧部２０からの圧力は圧電基材１２に伝わり易いセンサモジュール１０を提供することが可能となる。また、センサモジュール１０は、少なくとも基部２２を備えたものであれば良く、また、加圧部２０は、圧電基材１２の保護用として設けられても良い。
【0024】
〔センサモジュールの製造方法〕本実施の形態において加圧部２０及び基部２２を備えるセンサモジュール１０を製造する場合、まず、基部２２の面上に圧電基材１２及び外部電極１４（本実施の形態では圧電基材１２）の各々を直線状に設置する。そして、基部２２及び圧電基材１２の上に加圧部２０を載置し、加圧部２０と基部２２との間で圧電基材１２（及び外部電極１４としての圧電基材１２）を固定する。これにより、センサモジュール１０が形成される。なお、圧電基材１２と外部電極１４と（センサモジュール１０Ｂ、１０Ｃ）を複数対設ける場合、圧電基材１２と外部電極１４とを、基部２２上に交互に配置する。また、外部電極１４として圧電基材１２を用いる場合（センサモジュール１０Ａの場合）は、複数の圧電基材１２を所定の間隔（同様の間隔であることが好ましい）で基部２２上に配列する。
【0025】
ここで、本実施の形態のセンサモジュール１０においては、圧電基材１２を被覆する被覆部材を設けることができ、この場合、被覆部材は、自己粘着性を有していることが好ましい。これにより、圧電基材１２が、この被覆部材の自己粘着性を利用して加圧部２０及び基部２２に固定（粘着）される。また、加圧部２０と基部２２とは、その外縁部分が接着剤により固定される（図示せず）。なお、加圧部２０と基部２２との固定方法については、接着剤による固定に限らず、粘着剤や粘着テープ（両面テープ）等により固定することができる。圧電基材１２を固定する際、加圧部２０及び基部２２の少なくとも一方の表面上に、圧電基材１２（及び外部電極１４）に対応する溝を形成することにより、加圧部２０の加圧面２０Ａが圧電基材１２（及び外部電極１４）により部分的に盛り上がることを防止することができて、見た目やさわり心地を向上できる。
【0026】
〔圧電基材〕本実施の形態において圧力検出に用いられる圧電基材（圧電基材１２）の概要について説明する。
本実施の形態の圧電基材は、長尺状の導体と、前記導体に対して一方向に螺旋状に巻回された長尺状の第１の圧電体と、を備える。
第１の圧電体としては、有機圧電材料を用いることができ、有機圧電材料としては低分子材料、高分子材料を問わず採用でき、例えば、ポリフッ化ビニリデン、あるいはポリフッ化ビニリデン系共重合体、ポリシアン化ビニリデンあるいはシアン化ビニリデン系共重合体あるはナイロン９、ナイロン１１などの奇数ナイロンや、芳香族ナイロン、脂環族ナイロン、あるいはポリ乳酸などのヘリカルキラル高分子や、ポリヒドロキシブチレートなどのポリヒドロキシカルボン酸、セルロース系誘導体、ポリウレアなどが挙げられる。
第１の圧電体としては、良好な圧電特性、加工性、入手容易性等の観点から、高分子の有機圧電材料、特に光学活性を有するヘリカルキラル高分子であることが好ましい。
前記本実施の形態の圧電基材は、
前記第１の圧電体が、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）（以下、単に「ヘリカルキラル高分子（Ａ）」ともいう）を含み、
前記第１の圧電体の長さ方向と、前記第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であり、
Ｘ線回折測定から下記式（ｂ）によって求められる前記第１の圧電体の配向度Ｆが０．５以上１．０未満の範囲である圧電基材。
配向度Ｆ＝（１８０°―α）／１８０°・・（ｂ）
ただし、αは配向由来のピークの半値幅を表す。αの単位は、°である。
以下、本実施の形態の圧電基材の説明において、「長尺状の導体」を、単に「導体」と称して説明することがあり、「長尺状の第１の圧電体」を、単に「第１の圧電体」と称して説明することがある。なお、「一方向」とは、本実施の形態の圧電基材を導体の軸方向の一端側から見たときに、第１の圧電体が導体の手前側から奥側に向かって巻回されている方向をいう。具体的には、右方向（右巻き、即ち時計周り）又は左方向（左巻き、即ち反時計周り）をいう。
【0027】
ここで、第１の圧電体の配向度Ｆは、第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の配向の度合いを示す指標であり、例えば、広角Ｘ線回折装置（リガク社製 ＲＩＮＴ２５５０、付属装置：回転試料台、Ｘ線源：ＣｕＫα、出力：４０ｋＶ ３７０ｍＡ、検出器：シンチレーションカウンター）により測定されるｃ軸配向度である。配向度Ｆは、上記広角Ｘ線解析装置を用いて、サンプル（リボン状圧電体、糸状圧電体）をホルダーに固定し、結晶面ピーク［（１１０）面／（２００）面］の方位角分布強度を測定した。
得られた方位角分布曲線（Ｘ線干渉図）において、結晶化度、及びピークの半値幅（α）から上記式（ｂ）よりヘリカルキラル高分子（Ａ）の配向度Ｆ（Ｃ軸配向度）を算出して評価した。
【0028】
本実施の形態の圧電基材は、上記構成を備えることにより、圧電感度に優れ、圧電出力の安定性にも優れる。より詳細には、本実施の形態の圧電基材では、第１の圧電体がヘリカルキラル高分子（Ａ）を含むこと、第１の圧電体の長さ方向とヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向とが略平行であること、及び、第１の圧電体の配向度Ｆが０．５以上１．０未満であることにより圧電性が発現される。
その上で、本実施の形態の圧電基材は、上記第１の圧電体が、導体に対して一方向に螺旋状に巻回された構成をなす。
本実施の形態の圧電基材では、第１の圧電体を上記のように配置することにより、圧電基材の長さ方向に張力（応力）が印加されたときに、ヘリカルキラル高分子（Ａ）にずり力が加わり、圧電基材の径方向にヘリカルキラル高分子（Ａ）の分極が生じる。その分極方向は、螺旋状に巻回された第１の圧電体を、その長さ方向に対して平面と見做せる程度の微小領域の集合体とみなした場合、その構成する微小領域の平面に、張力（応力）に起因したずり力がヘリカルキラル高分子に印加された場合、圧電応力定数ｄ１４に起因して発生する電界の方向と略一致する。
具体的には、例えばポリ乳酸においては、分子構造が左巻き螺旋構造からなるＬ−乳酸のホモポリマー（ＰＬＬＡ）の場合、ＰＬＬＡの主配向方向と長さ方向が略平行な第１の圧電体を、導体に対して、左巻きに螺旋状に巻回した構造体に、張力（応力）が印加されると、径方向に平行に、張力と垂直な円状断面の円の中心から外側方向への電界（分極）が発生する。また、これとは逆にＰＬＬＡの主配向方向と長さ方向が略平行な第１の圧電体を、導体に対して、右巻きに螺旋状に巻回した構造体に、張力（応力）が印加された場合、径方向に平行に、張力と垂直な円状断面の円の外側から中心方向への電界（分極）が発生する。
【0029】
また、例えば分子構造が右巻き螺旋構造からなるＤ−乳酸のホモポリマー（ＰＤＬＡ）の場合、ＰＤＬＡの主配向方向と長さ方向が略平行な第１の圧電体を、導体に対して、左巻きに螺旋状に巻回した構造体に、張力（応力）が印加されると、径方向に平行に、張力と垂直な円状断面の円の外側から中心方向への電界（分極）が発生する。また、これとは逆にＰＤＬＡの主配向方向と長さ方向が略平行な第１の圧電体を、導体に対して、右巻きに螺旋状に巻回した構造体に、張力（応力）が印加されると、径方向に平行に、張力と垂直な円状断面の円の中心から外側方向への電界（分極）が発生する。これにより、圧電基材の長さ方向に張力が印加された際、螺旋状に配置された第１の圧電体の各部位において、張力に比例した電位差が位相の揃った状態で発生するため、効果的に張力に比例した電圧信号が検出されると考えられる。
従って、本実施の形態の圧電基材によれば、圧電感度に優れ、圧電出力の安定性にも優れた圧電基材が得られる。
【0030】
特に、ヘリカルキラル高分子（Ａ）として、非焦電性のポリ乳酸系高分子を用いた圧電基材は、焦電性のＰＶＤＦを用いた圧電基材に比べ、圧電感度の安定性、及び圧電出力の安定性（経時又は温度変化に対する安定性）がより向上する。また、前述の特許文献３（特開２００８−１４６５２８号公報）に記載の圧電性繊維を備える圧電単位では、導電性繊維に対する圧電性繊維の巻回方向が限定されていない上、ずり力を構成する力の起点も力の方向も、本実施の形態の圧電基材とは異なる。このため、特許文献３に記載の圧電単位に張力を印加しても、圧電単位の径方向に分極が生じないため、即ち、圧電応力定数ｄ１４に起因して発生する電界の方向に分極が生じないため、圧電感度が不足すると考えられる。
【0031】
ここで、第１の圧電体の長さ方向と、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であることは、第１の圧電体が長さ方向への引張に強い（即ち、長さ方向の引張強度に優れる）という利点を有する。従って、第１の圧電体を、導体に対して一方向に螺旋状に巻回しても破断しにくくなる。更に、第１の圧電体の長さ方向と、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であることは、例えば、延伸された圧電フィルムをスリットして第１の圧電体（例えばスリットリボン）を得る際の生産性の面でも有利である。
本明細書中において、「略平行」とは、２つの線分のなす角度が、０°以上３０°未満（好ましくは０°以上２２．５°以下、より好ましくは０°以上１０°以下、更に好ましくは０°以上５°以下、特に好ましくは０°以上３°以下）であることを指す。
また、本明細書中において、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向とは、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の主たる配向方向を意味する。ヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向は、第１の圧電体の配向度Ｆを測定することによって確認できる。
また、原料を溶融紡糸した後にこれを延伸して、第１の圧電体を製造する場合、製造された第１の圧電体におけるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向は、主延伸方向を意味する。主延伸方向とは、延伸方向を指す。
同様に、フィルムの延伸及び延伸されたフィルムのスリットを形成して第１の圧電体を製造する場合、製造された第１の圧電体におけるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向は、主延伸方向を意味する。ここで、主延伸方向とは、一軸延伸の場合には延伸方向を指し、二軸延伸の場合には、延伸倍率が高い方の延伸方向を指す。
【0032】
〔圧電基材の作用〕本実施の形態に係る圧電基材は、長尺状の導体が内部導体であり、長尺状の第１の圧電体が、内部導体の外周面に沿って一方向に螺旋状に巻回されていることが好ましい。
導体として、内部導体を用いることにより、内部導体の軸方向に対して、第１の圧電体が螺旋角度βを保持して一方向に螺旋状に配置されやすくなる。
ここで、「螺旋角度β」とは、導体の軸方向と、導体の軸方向に対して第１の圧電体が配置される方向（第１の圧電体の長さ方向）とがなす角度を意味する。
これにより、例えば、圧電基材の長さ方向に張力が印加されたときに、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の分極が、圧電基材の径方向に発生しやすくなる。この結果、電気的特性として効果的に張力に比例した電圧信号（電荷信号）が検出される。
さらに、上記構成の圧電基材は、同軸ケーブルに備えられる内部構造（内部導体及び誘電体）と同一の構造となるため、例えば、上記圧電基材を同軸ケーブルに適用した場合、電磁シールド性が高く、ノイズに強い構造となり得る。
【0033】
本実施の形態の圧電基材は、さらに、前記一方向とは異なる方向に螺旋状に巻回された長尺状の第２の圧電体を備えることが好ましい。さらに、第２の圧電体が、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）を含み、
第２の圧電体の長さ方向と、第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であり、
Ｘ線回折測定から前記式（ｂ）によって求められる第２の圧電体の配向度Ｆが０．５以上１．０未満の範囲であり、
第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティと、第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティと、が互いに異なることが好ましい。
これにより、例えば、圧電基材の長さ方向に張力が印加されたときに、第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）、及び第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の両方に分極が生じる。分極方向はいずれも圧電基材の径方向である。
この結果、より効果的に張力に比例した電圧信号（電荷信号）が検出される。従って、圧電感度、及び圧電出力の安定性がより向上する。
特に、圧電基材が、第１の外部導体を備え、かつ圧電体が第１の圧電体及び第２の圧電体を備える二層構造をなす場合、内部導体や第１の外部導体に対して、第１の圧電体及び第２の圧電体の空隙が少なく密着させることが可能となり、張力によって発生した電界が効率よく電極に伝達されやすい。従って、より高感度なセンサを実現するのに好適な形態である。
【0034】
本実施の形態の圧電基材は、圧電感度、及び圧電出力の安定性を向上する観点から、さらに、内部導体の外周面に沿って螺旋状に巻回された第１の絶縁体を備え、第１の絶縁体が、第１の圧電体から見て、内部導体とは反対側に配置されていることが好ましい。
例えば、本実施の形態の圧電基材が第１の外部導体を備える場合には、圧電基材を繰り返し屈曲されたり、小さい曲率半径で屈曲されたりすると、巻回した第１の圧電体に隙間ができやすく、内部導体と第１の外部導体とが電気的に短絡する可能性がある。その場合、第１の絶縁体を配置することにより、内部導体と第１の外部導体を電気的により確実に遮蔽することが可能となる。また、屈曲して使用される用途においても高い信頼性を確保することが可能となる。
【0035】
本実施の形態の圧電基材は、さらに、一方向とは異なる方向に巻回された長尺状の第２の圧電体を備え、第２の圧電体が、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）を含み、
第２の圧電体の長さ方向と、第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であり、
Ｘ線回折測定から前記式（ｂ）によって求められる第２の圧電体の配向度Ｆが０．５以上１．０未満の範囲であり、
第１の圧電体と第２の圧電体とは交互に交差された組紐構造をなし、
第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティと、第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティと、が互いに異なることが好ましい。
これにより、例えば、圧電基材の長さ方向に張力が印加されたときに、第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）、及び第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の両方に分極が生じる。分極方向はいずれも圧電基材の径方向である。
これにより、より効果的に張力に比例した電圧信号が検出される。この結果、圧電感度、及び圧電出力の安定性がより向上する。
特に、本実施の形態の圧電基材が、第１の外部導体を備え、かつ圧電体が第１の圧電体及び第２の圧電体を備える組紐構造をなす場合、第１の圧電体及び第２の圧電体間に適度な空隙があるため、圧電基材が屈曲変形させるような力が働いた際にも、空隙が変形を吸収し、しなやかに屈曲変形し易くなる。そのため、本実施の形態の圧電基材は３次元平面に沿わすような、例えばウェアラブル製品の一構成部材として好適に使用できる。
【0036】
本実施の形態の圧電基材は、圧電感度、及び圧電出力の安定性を向上する観点から、さらに、内部導体の外周面に沿って巻回された第１の絶縁体を備え、第１の圧電体と第１の絶縁体とは交互に交差された組紐構造をなすことが好ましい。
これにより、圧電基材の屈曲変形時において、第１の圧電体が内部導体に対して一方向に巻回した状態が保持されやすくなる。この態様の組紐構造においては、第１の圧電体に張力がかかりやすくなる観点から、第１の圧電体と第１の絶縁体との隙間が無い方が好ましい。
【0037】
本実施の形態の圧電基材において、圧電感度、及び圧電出力の安定性を向上する観点から、第１の圧電体は、内部導体の軸方向に対して、１５°〜７５°（４５°±３０°）の角度を保持して巻回されていることが好ましく、３５°〜５５°（４５°±１０°）の角度を保持して巻回されていることがより好ましい。
【0038】
本実施の形態の圧電基材において、圧電感度、及び圧電出力の安定性を向上する観点から、第１の圧電体は、単数又は複数の束からなる繊維形状を有し、第１の圧電体の断面の長軸径は、０．０００１ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましく、０．００１ｍｍ〜５ｍｍであることがより好ましく、０．００２ｍｍ〜１ｍｍであることが更に好ましい。ここで、「断面の長軸径」は、第１の圧電体（好ましくは繊維状圧電体）の断面が円形状である場合、「直径」に相当する。
第１の圧電体の断面が異形状である場合、「断面の長軸径」とは、断面の幅の中で、最も長い幅とする。
第１の圧電体が複数の束からなる圧電体の場合、「断面の長軸径」とは、複数の束からなる圧電体の断面の長軸径とする。
【0039】
本実施の形態の圧電基材において、圧電感度、及び圧電出力の安定性を向上する観点から、第１の圧電体は長尺平板形状を有することが好ましい。第１の圧電体の厚さは０．００１ｍｍ〜０．２ｍｍであり、第１の圧電体の幅は０．１ｍｍ〜３０ｍｍであり、第１の圧電体の厚さに対する第１の圧電体の幅の比は２以上である。以下、長尺平板形状を有する第１の圧電体（以下、「長尺平板状圧電体」ともいう）の寸法（厚さ、幅、比（幅／厚さ、長さ／幅））に関し、より詳細に説明する。
第１の圧電体の厚さは０．００１ｍｍ〜０．２ｍｍであることが好ましい。
厚さが０．００１ｍｍ以上であることにより、長尺平板状圧電体の強度が確保される。更に、長尺平板状圧電体の製造適性にも優れる。
一方、厚さが０．２ｍｍ以下であることにより、長尺平板状圧電体の厚さ方向の変形の自由度（柔軟性）が向上する。
【0040】
また、第１の圧電体の幅は０．１ｍｍ〜３０ｍｍであることが好ましい。幅が０．１ｍｍ以上であることにより、第１の圧電体（長尺平板状圧電体）の強度が確保される。更に、長尺平板状圧電体の製造適性（例えば、後述するスリット工程における製造適性）にも優れる。
一方、幅が３０ｍｍ以下であることにより、長尺平板状圧電体の変形の自由度（柔軟性）が向上する。
【0041】
また、第１の圧電体の厚さに対する第１の圧電体の幅の比（以下、「比〔幅／厚さ〕」ともいう）は２以上であることが好ましい。比〔幅／厚さ〕が２以上であることにより、主面が明確となるので、第１の圧電体（長尺平板状圧電体）の長さ方向に渡って向きを揃えて電極層（例えば外部導体）を形成し易い。例えば、主面の少なくとも一方に外部導体を形成し易い。このため、圧電感度に優れ、また、圧電感度の安定性にも優れる。
【0042】
第１の圧電体の幅は、０．５ｍｍ〜１５ｍｍであることがより好ましい。幅が０．５ｍｍ以上であると、第１の圧電体（長尺平板状圧電体）の強度がより向上する。更に、長尺平板状圧電体のねじれをより抑制できるので、圧電感度及びその安定性がより向上する。
幅が１５ｍｍ以下であると、長尺平板状圧電体の変形の自由度（柔軟性）がより向上する。
【0043】
第１の圧電体は、幅に対する長さの比（以下、比〔長さ／幅〕ともいう）が、１０以上であることが好ましい。比〔長さ／幅〕が１０以上であると、第１の圧電体（長尺平板状圧電体）の変形の自由度（柔軟性）がより向上する。更に、長尺平板状圧電体が適用される圧電デバイス（圧電織物、圧電編物等）において、より広範囲に渡り、圧電性を付与できる。
【0044】
本実施の形態の圧電基材において、第１の圧電体が長尺平板形状を有する場合、圧電感度、及び圧電出力の安定性を向上する観点から、第１の圧電体の少なくとも一方の主面の側に機能層が配置されていることが好ましい。
【0045】
前記機能層は、易接着層、ハードコート層、帯電防止層、アンチブロック層、保護層、及び電極層のうちの少なくとも一つを含むことが好ましい。これにより、例えば、圧電デバイス（圧電織物、圧電編物等）、力センサ、アクチュエータ、生体情報取得デバイスへの適用がより容易になる。
【0046】
前記機能層は、電極層を含むことが好ましい。これにより、圧電基材を、例えば、圧電デバイス（圧電織物、圧電編物等）、力センサ、アクチュエータ、生体情報取得デバイスの構成要素の一つとして用いた場合に、第１の外部導体と導体（好ましくは内部導体）との接続をより簡易に行うことができるので、本実施の形態の圧電基材に張力が印加されたときに、張力に応じた電圧信号が検出されやすくなる。
【0047】
本実施の形態の圧電基材において、第１の圧電体と、前記機能層と、を含む積層体の表面層の少なくとも一方は、電極層であることが好ましい。これにより、圧電基材を、例えば、圧電デバイス（圧電織物、圧電編物等）、力センサ、アクチュエータ、生体情報取得デバイスの構成要素の一つとして用いた場合に、第１の外部導体又は導体（好ましくは内部導体）と、積層体との接続をより簡易に行うことができるので、本実施の形態の圧電基材に張力が印加されたときに、張力に応じた電圧信号が検出されやすくなる。
【0048】
本実施の形態の圧電基材は、導体が錦糸線であることが好ましい。錦糸線の形態は、繊維に対して、圧延銅箔がらせん状に巻回された構造を有するが、電気伝導度の高い銅が用いられていることにより出力インピーダンスを低下することが可能となる。従って、本実施の形態の圧電基材に張力が印加されたときに、張力に応じた電圧信号が検出されやすくなる。この結果、圧電感度、及び圧電出力の安定性がより向上する。
【0049】
本実施の形態の圧電基材は、導体及び第１の圧電体の間に接着層を備えることが好ましい。これにより、導体と第１の圧電体との相対位置がずれにくくなるため、第１の圧電体に張力がかかりやすくなり、第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）にずり応力が印加されやすくなる。従って、効果的に張力に比例した電圧出力を導体（好ましくは信号線導体）から検出することが可能となる。また、接着層を備えることで、単位引張力当たりの発生電荷量の絶対値がより増加する。
【0050】
本実施の形態の圧電基材において、第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）は、圧電性をより向上させる観点から、下記式（１）で表される繰り返し単位を含む主鎖を有するポリ乳酸系高分子であることが好ましい。【化1】
【0051】
本実施の形態の圧電基材において、第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）は、圧電性をより向上させる観点から、光学純度が９５．００％ｅｅ以上であることが好ましい。
【0052】
本実施の形態の圧電基材において、第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）は、圧電性をより向上させる観点から、Ｄ体又はＬ体からなることが好ましい。
【0053】
本実施の形態の圧電基材において、第１の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の含有量は、圧電性をより向上させる観点から、第１の圧電体の全量に対し、８０質量％以上であることが好ましい。
【0054】
本実施の形態の圧電基材において、さらに、外周に第１の外部導体を備えることが好ましい。ここで、「外周」とは、圧電基材の外周部分を意味する。
これにより、静電シールドすることが可能となり、外部の静電気の影響による、導体（好ましくは内部導体）の電圧変化が抑制される。
【0055】
本実施の形態の圧電基材において、さらに、前記第１の外部導体の外周に第２の絶縁体を備えることが好ましい。本実施の形態の圧電基材が第２の絶縁体を備えることにより、外部からの水や汗等の液体の浸入、ほこりの浸入等を抑制できる。そのため、水、汗、ほこりなどに起因する導体（好ましくは内部導体）と外部導体間の漏れ電流の発生を抑制することが可能となる。その結果、圧電基材を、例えば、圧電デバイス（圧電織物、圧電編物等）、力センサ、アクチュエータ、生体情報取得デバイスの構成要素の一つとして用いた場合に、様々な環境の変動に対しても頑強な、感度が変動しにくい、安定な出力を可能にする。
【0056】
次に、本実施の形態に係る圧電基材の具体的態様Ａについて、図面を参照しながら説明する。
【0057】
〔具体的態様Ａ〕図２（Ａ）は、本実施の形態に係る圧電基材の具体的態様Ａを示す側面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＸ−Ｘ’線断面図である。
具体的態様Ａの圧電基材１２としての圧電基材１２Ａは、導体１６としての長尺状の内部導体１６Ａと、圧電体１８としての長尺状の第１の圧電体１８Ａと、内部導体１６Ａと第１の圧電体１８Ａとの間に配置された接着層（図示省略）と、を備えている。
図２（Ａ）に示すように、第１の圧電体１８Ａは、内部導体１６Ａの外周面に沿って、螺旋角度β１で一端から他端にかけて、隙間がないように一方向に螺旋状に巻回されている。「螺旋角度β１」とは、内部導体１６Ａの軸方向Ｇ１と、内部導体１６Ａの軸方向に対する第１の圧電体１８Ａの配置方向とがなす角度を意味する。
また、具体的態様Ａでは、第１の圧電体１８Ａは、内部導体１６Ａに対して左巻きで巻回している。具体的には、圧電基材１２Ａを内部導体１６Ａの軸方向の一端側（図２（Ａ）の場合、右端側）から見たときに、第１の圧電体１８Ａは、内部導体１６Ａの手前側から奥側に向かって左巻きで巻回している。
また、図２（Ａ）中、第１の圧電体１８Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向は、両矢印Ｅ１で示されている。即ち、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、第１の圧電体１８Ａの配置方向（第１の圧電体１８Ａの長さ方向）とは、略平行となっている。
さらに、内部導体１６Ａと第１の圧電体１８Ａとの間には、接着層（図示省略）が配置されている。これにより、具体的態様Ａの圧電基材１２Ａでは、圧電基材１２Ａの長さ方向に張力が印加されても、第１の圧電体１８Ａと内部導体１６Ａとの相対位置がずれないように構成されている。
【0058】
以下、具体的態様Ａの圧電基材１２Ａの作用について説明する。例えば、圧電基材１２Ａの長さ方向に張力が印加されると、第１の圧電体１８Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）にずり力が加わり、ヘリカルキラル高分子（Ａ）は分極する。このヘリカルキラル高分子（Ａ）の分極は、図２（Ｂ）中、矢印で示されるように、圧電基材１２Ａの径方向に生じ、その分極方向は位相が揃えられて生じると考えられる。これにより、効果的に張力に比例した電圧信号が検出される。
さらに、具体的態様Ａの圧電基材１２Ａでは、内部導体１６Ａと第１の圧電体１８Ａとの間に接着層が配置されているため、第１の圧電体１８Ａに張力がより印加されやすくなっている。
以上のことから、具体的態様Ａの圧電基材１２Ａによれば、圧電感度に優れ、圧電出力の安定性が優れたものとなる。
【0059】
次に、本実施の形態に係る圧電基材の具体的態様Ｂについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、具体的態様Ａと同一のものには同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【0060】
〔具体的態様Ｂ〕図３は、本実施の形態に係る圧電基材の具体的態様Ｂを示す側面図である。
具体的態様Ｂの圧電基材１２としての圧電基材１２Ｂは、長尺状の第２の圧電体１８Ｂを備えている点が第１の態様の圧電基材１２Ａと異なる。
なお、第１の圧電体１８Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティと、第２の圧電体１８Ｂに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティとは、互いに異なっている。
第１の圧電体１８Ａは、具体的態様Ａと同様に、内部導体１６Ａの外周面に沿って、螺旋角度β１で一端から他端にかけて、隙間がないように一方向に螺旋状に巻回されている。
一方、図３に示すように、第２の圧電体１８Ｂは、第１の圧電体１８Ａの外周面に沿って、螺旋角度β１と略同一角度である螺旋角度β２で第１の圧電体１８Ａの巻回方向とは逆の方向で螺旋状に巻回されている。「螺旋角度β２」とは、前述の螺旋角度β１と同義である。
ここで、具体的態様Ｂにおける「第１の圧電体１８Ａの巻回方向と逆の方向」とは、右巻きのことである。即ち、圧電基材１２Ａを内部導体１６Ａの軸方向Ｇ２の一端側（図３の場合、右端側）から見たときに、第２の圧電体１８Ｂは、内部導体１６Ａの手前側から奥側に向かって右巻きで巻回している。
また、図３中、第２の圧電体１８Ｂに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向は、両矢印Ｅ２で示されている。即ち、第２の圧電体１８Ｂに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、第２の圧電体１８Ｂの配置方向（第２の圧電体１８Ｂの長さ方向）とは、略平行となっている。
【0061】
以下、具体的態様Ｂの圧電基材１２Ｂの作用について説明する。例えば、圧電基材１２Ｂの長さ方向に張力が印加されると、第１の圧電体１８Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）、及び第２の圧電体１８Ｂに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）両方にずり応力が印加され、分極が生じる。分極方向はいずれも圧電基材１２Ｂの径方向である。これにより、効果的に張力に比例した電圧信号が検出される。
以上のことから、具体的態様Ｂの圧電基材１２Ｂによれば、圧電感度、及び圧電出力の安定性がより向上する。
特に、具体的態様Ｂの圧電基材１２Ｂが外部導体を備える場合には、圧電体が第１の圧電体１８Ａ及び第２の圧電体１８Ｂを備え、かつ二層構造をなすため、内部導体や外部導体に対して、第１の圧電体１８Ａ及び第２の圧電体１８Ｂの空隙が少なく密着させることが可能となり、張力によって発生した電界が効率よく電極に伝達されやすい。従って、より高感度なセンサを実現するのに好適な形態である。
【0062】
次に、本実施の形態に係る圧電基材の具体的態様Ｃについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、具体的態様Ａ及び具体的態様Ｂと同一のものには同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【0063】
〔具体的態様Ｃ〕図４は、本実施の形態に係る圧電基材の具体的態様Ｃを示す側面図である。
具体的態様Ｃの圧電基材１２としての圧電基材１２Ｃは、第１の圧電体１８Ａ及び第２の圧電体１８Ｂが交互に交差されており組紐構造をなしている点が具体的態様Ｂの圧電基材１２Ｂと異なる。なお、第１の圧電体１８Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティと、第２の圧電体１８Ｂに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティとは、互いに異なっている。
図４に示すように、具体的態様Ｃの圧電基材１２Ｃでは、第１の圧電体１８Ａが、内部導体１６Ａの軸方向Ｇ３に対し、螺旋角度β１とされて左巻きで螺旋状に巻回され、第２の圧電体１８Ｂが、螺旋角度β２とされて右巻きで螺旋状に巻回されると共に、第１の圧電体１８Ａ及び第２の圧電体１８Ｂが交互に交差されている。
また、図４に示す組紐構造において、第１の圧電体１８Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向（両矢印Ｅ１）と、第１の圧電体１８Ａの配置方向とは、略平行となっている。同様に、第２の圧電体１８Ｂに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向（両矢印Ｅ２）と、第２の圧電体１８Ｂの配置方向とは、略平行となっている。
【0064】
以下、具体的態様Ｃの圧電基材１２Ｃの作用について説明する。具体的態様Ｂと同様に、例えば、圧電基材１２Ｃの長さ方向に張力が印加されると、第１の圧電体１８Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）、及び第２の圧電体１８Ｂに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）両方に分極が生じる。分極方向はいずれも圧電基材１２Ｃの径方向である。これにより、効果的に張力に比例した電圧信号が検出される。
以上のことから、具体的態様Ｃの圧電基材１２Ｃによれば、圧電感度、及び圧電出力の安定性がより向上する。
特に、具体的態様Ｃの圧電基材１２Ｃが外部導体を備える場合には、圧電基材１２Ｃの長さ方向に張力が印加されたときに、組紐構造を形成する左巻きの第１の圧電体１８Ａと右巻きの第２の圧電体１８Ｂにずり応力が印加され、その分極の方向は一致し、内部導体１６Ａと外部導体の間の絶縁体（即ち、第１の圧電体１８Ａ及び第２の圧電体１８Ｂ）における圧電性能に寄与する体積分率が増えるため、圧電性能がより向上する。そのため、具体的態様Ｃの圧電基材１２Ｃは３次元平面に沿わすような、例えばウェアラブル端末などのウェアラブル製品の一構成部材として好適に使用できる。
【0065】
次に、本実施の形態の圧電基材に含まれる導体、第１の圧電体などについて説明する。
【0066】
〔導体〕本実施の形態の圧電基材は、長尺状の導体を備える。
本実施の形態における導体（例えば内部導体）は、信号線導体であることが好ましい。
信号線導体とは、第１の圧電体或いは第２圧電体から効率的に電気的信号を検出するための導体をいう。具体的には、本実施の形態の圧電基材に張力が印加されたときに、印加された張力に応じた電圧信号（電荷信号）を検出するための導体である。
導体としては、電気的な良導体であることが好ましく、例えば、銅線、アルミ線、ＳＵＳ線、絶縁皮膜被覆された金属線、カーボンファイバー、カーボンファイバーと一体化した樹脂繊維、錦糸線、有機導電材料等を用いることが可能である。錦糸線とは、繊維に銅箔がスパイラルに巻回されたものをいう。導体の中でも、圧電感度、及び圧電出力の安定性を向上し、高い屈曲性を付与する観点から、錦糸線、カーボンファイバーが好ましい。
特に、電気的抵抗が低く、かつ屈曲性、可とう性が要求される用途（例えば衣服に内装するようなウェアラブルセンサ等の用途）においては、錦糸線を用いることが好ましい。
また、非常に高い屈曲性、しなやかさが求められる、織物や、編物などへの加工用途（例えば圧電織物、圧電編物、圧電センサ（織物状圧電センサ、編物状圧電センサ））においては、カーボンファイバーを用いることが好ましい。
また、本実施の形態の圧電基材を繊維として用いて、圧電織物や圧電編物に加工する場合は、しなやかさ、高屈曲性が求められる。そのような用途においては、糸状、又は繊維状の信号線導体が好ましい。糸状、繊維状の信号線導体を備える圧電基材は、高い屈曲性を有するため、織機や編機での加工が好適である。
【0067】
〔第１の圧電体〕本実施の形態の圧電基材は、長尺状の第１の圧電体を備える。
第１の圧電体は、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）を含む圧電体である。
【0068】
（ヘリカルキラル高分子（Ａ））本実施の形態における第１の圧電体は、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）を含む。
ここで、「光学活性を有するヘリカルキラル高分子」とは、分子構造が螺旋構造であり分子光学活性を有する高分子を指す。
【0069】
上記ヘリカルキラル高分子（Ａ）としては、例えば、ポリペプチド、セルロース誘導体、ポリ乳酸系高分子、ポリプロピレンオキシド、ポリ（β―ヒドロキシ酪酸）等を挙げることができる。上記ポリペプチドとしては、例えば、ポリ（グルタル酸γ−ベンジル）、ポリ（グルタル酸γ−メチル）等が挙げられる。
上記セルロース誘導体としては、例えば、酢酸セルロース、シアノエチルセルロース等が挙げられる。
【0070】
ヘリカルキラル高分子（Ａ）は、第１の圧電体の圧電性を向上する観点から、光学純度が９５．００％ｅｅ以上であることが好ましく、９６．００％ｅｅ以上であることがより好ましく、９９．００％ｅｅ以上であることがさらに好ましく、９９．９９％ｅｅ以上であることがさらにより好ましい。望ましくは１００．００％ｅｅである。ヘリカルキラル高分子（Ａ）の光学純度を上記範囲とすることで、圧電性を発現する高分子結晶のパッキング性が高くなり、その結果、圧電性が高くなるものと考えられる。
【0071】
ここで、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の光学純度は、下記式にて算出した値である。光学純度（％ｅｅ）＝１００×｜Ｌ体量−Ｄ体量｜／（Ｌ体量＋Ｄ体量）
即ち、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の光学純度は、
『「ヘリカルキラル高分子（Ａ）のＬ体の量〔質量％〕とヘリカルキラル高分子（Ａ）のＤ体の量〔質量％〕との量差（絶対値）」を「ヘリカルキラル高分子（Ａ）のＬ体の量〔質量％〕とヘリカルキラル高分子（Ａ）のＤ体の量〔質量％〕との合計量」で割った（除した）数値』に、『１００』をかけた（乗じた）値である。
【0072】
なお、ヘリカルキラル高分子（Ａ）のＬ体の量〔質量％〕とヘリカルキラル高分子（Ａ）のＤ体の量〔質量％〕は、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いた方法により得られる値を用いる。具体的な測定の詳細については後述する。
【0073】
上記ヘリカルキラル高分子（Ａ）としては、光学純度を上げ、圧電性を向上させる観点から、下記式（１）で表される繰り返し単位を含む主鎖を有する高分子が好ましい。
【0074】
【化2】
【0075】
上記式（１）で表される繰り返し単位を主鎖とする高分子としては、ポリ乳酸系高分子が挙げられる。ここで、ポリ乳酸系高分子とは、「ポリ乳酸（Ｌ−乳酸及びＤ−乳酸から選ばれるモノマー由来の繰り返し単位のみからなる高分子）」、「Ｌ−乳酸又はＤ−乳酸と、該Ｌ−乳酸又はＤ−乳酸と共重合可能な化合物とのコポリマー」、又は、両者の混合物をいう。
ポリ乳酸系高分子の中でも、ポリ乳酸が好ましく、Ｌ−乳酸のホモポリマー（ＰＬＬＡ、単に「Ｌ体」ともいう）又はＤ−乳酸のホモポリマー（ＰＤＬＡ、単に「Ｄ体」ともいう）が最も好ましい。
【0076】
ポリ乳酸は、乳酸がエステル結合によって重合し、長く繋がった高分子である。ポリ乳酸は、ラクチドを経由するラクチド法；溶媒中で乳酸を減圧下加熱し、水を取り除きながら重合させる直接重合法；などによって製造できることが知られている。
ポリ乳酸としては、Ｌ−乳酸のホモポリマー、Ｄ−乳酸のホモポリマー、Ｌ−乳酸及びＤ−乳酸の少なくとも一方の重合体を含むブロックコポリマー、及び、Ｌ−乳酸及びＤ−乳酸の少なくとも一方の重合体を含むグラフトコポリマーが挙げられる。
【0077】
上記「Ｌ−乳酸又はＤ−乳酸と共重合可能な化合物」としては、グリコール酸、ジメチルグリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、２−ヒドロキシプロパン酸、３−ヒドロキシプロパン酸、２−ヒドロキシ吉草酸、３−ヒドロキシ吉草酸、４−ヒドロキシ吉草酸、５−ヒドロキシ吉草酸、２−ヒドロキシカプロン酸、３−ヒドロキシカプロン酸、４−ヒドロキシカプロン酸、５−ヒドロキシカプロン酸、６−ヒドロキシカプロン酸、６−ヒドロキシメチルカプロン酸、マンデル酸等のヒドロキシカルボン酸；グリコリド、β−メチル−δ−バレロラクトン、γ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン等の環状エステル；シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、テレフタル酸等の多価カルボン酸及びこれらの無水物；エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，９−ノナンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、テトラメチレングリコール、１，４−ヘキサンジメタノール等の多価アルコール；セルロース等の多糖類；α−アミノ酸等のアミノカルボン酸；等を挙げることができる。
【0078】
上記「Ｌ−乳酸又はＤ−乳酸と、該Ｌ−乳酸又はＤ−乳酸と共重合可能な化合物とのコポリマー」としては、らせん結晶を生成可能なポリ乳酸シーケンスを有する、ブロックコポリマー又はグラフトコポリマーが挙げられる。
【0079】
また、ヘリカルキラル高分子（Ａ）中におけるコポリマー成分に由来する構造の濃度は２０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。例えば、ヘリカルキラル高分子（Ａ）が、ポリ乳酸系高分子である場合、ポリ乳酸系高分子中における、乳酸に由来する構造と、乳酸と共重合可能な化合物（コポリマー成分）に由来する構造と、のモル数の合計に対して、コポリマー成分に由来する構造の濃度が２０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【0080】
ポリ乳酸系高分子は、例えば、特開昭５９−０９６１２３号公報、及び特開平７−０３３８６１号公報に記載されている乳酸を直接脱水縮合して得る方法；米国特許２，６６８，１８２号及び４，０５７，３５７号等に記載されている乳酸の環状二量体であるラクチドを用いて開環重合させる方法；などにより製造することができる。
【0081】
さらに、上記各製造方法により得られたポリ乳酸系高分子は、光学純度を９５．００％ｅｅ以上とするために、例えば、ポリ乳酸をラクチド法で製造する場合、晶析操作により光学純度を９５．００％ｅｅ以上の光学純度に向上させたラクチドを、重合することが好ましい。
【0082】
−重量平均分子量−ヘリカルキラル高分子（Ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）は、５万〜１００万であることが好ましい。
ヘリカルキラル高分子（Ａ）のＭｗが５万以上であることにより、第１の圧電体の機械的強度が向上する。上記Ｍｗは、１０万以上であることが好ましく、２０万以上であることがさらに好ましい。
一方、ヘリカルキラル高分子（Ａ）のＭｗが１００万以下であることにより、成形（例えば押出成形、溶融紡糸）によって第１の圧電体を得る際の成形性が向上する。上記Ｍｗは、８０万以下であることが好ましく、３０万以下であることがさらに好ましい。
【0083】
また、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、第１の圧電体の強度の観点から、１．１〜５であることが好ましく、１．２〜４であることがより好ましい。さらに１．４〜３であることが好ましい。
【0084】
なお、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、ゲル浸透クロマトグラフ（ＧＰＣ）を用いて測定された値を指す。ここで、Ｍｎは、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の数平均分子量である。以下、ＧＰＣによるヘリカルキラル高分子（Ａ）のＭｗ及びＭｗ／Ｍｎの測定方法の一例を示す。
【0085】
−ＧＰＣ測定装置−Ｗａｔｅｒｓ社製ＧＰＣ−１００
−カラム−
昭和電工社製、Ｓｈｏｄｅｘ ＬＦ−８０４
−サンプルの調製−
第１の圧電体を４０℃で溶媒（例えば、クロロホルム）へ溶解させ、濃度１ｍｇ／ｍｌのサンプル溶液を準備する。
−測定条件−
サンプル溶液０．１ｍｌを溶媒〔クロロホルム〕、温度４０℃、１ｍｌ／分の流速でカラムに導入する。
【0086】
カラムで分離されたサンプル溶液中のサンプル濃度を示差屈折計で測定する。ポリスチレン標準試料にてユニバーサル検量線を作成し、ヘリカルキラル高分子（Ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）を算出する。
【0087】
ヘリカルキラル高分子（Ａ）の例であるポリ乳酸系高分子としては、市販のポリ乳酸を用いることができる。市販品としては、例えば、ＰＵＲＡＣ社製のＰＵＲＡＳＯＲＢ（ＰＤ、ＰＬ）、三井化学社製のＬＡＣＥＡ（Ｈ−１００、Ｈ−４００）、ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ ＬＬＣ社製のＩｎｇｅｏＴＭ ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒ、等が挙げられる。
ヘリカルキラル高分子（Ａ）としてポリ乳酸系高分子を用いるときに、ポリ乳酸系高分子の重量平均分子量（Ｍｗ）を５万以上とするためには、ラクチド法、又は直接重合法によりポリ乳酸系高分子を製造することが好ましい。
【0088】
本実施の形態における第１の圧電体は、上述したヘリカルキラル高分子（Ａ）を、１種のみ含有していてもよいし、２種以上含有していてもよい。本実施の形態における第１の圧電体中におけるヘリカルキラル高分子（Ａ）の含有量（２種以上である場合には総含有量）は、第１の圧電体の全量に対し、８０質量％以上が好ましい。
【0089】
〔安定化剤〕第１の圧電体は、更に、一分子中に、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群より選ばれる１種類以上の官能基を有する重量平均分子量が２００〜６００００の安定化剤（Ｂ）を含有することが好ましい。これにより、耐湿熱性をより向上させることができる。
【0090】
安定化剤（Ｂ）としては、国際公開第２０１３／０５４９１８号の段落００３９〜００５５に記載された「安定化剤（Ｂ）」を用いることができる。
【0091】
安定化剤（Ｂ）として用い得る、一分子中にカルボジイミド基を含む化合物（カルボジイミド化合物）としては、モノカルボジイミド化合物、ポリカルボジイミド化合物、環状カルボジイミド化合物が挙げられる。モノカルボジイミド化合物としては、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ビス−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド、等が好適である。
また、ポリカルボジイミド化合物としては、種々の方法で製造したものを使用することができる。従来のポリカルボジイミドの製造方法（例えば、米国特許第２９４１９５６号明細書、特公昭４７−３３２７９号公報、Ｊ．０ｒｇ．Ｃｈｅｍ．２８，２０６９−２０７５（１９６３）、Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ １９８１，Ｖｏｌ．８１ Ｎｏ．４、ｐ６１９−６２１）により、製造されたものを用いることができる。具体的には特許４０８４９５３号公報に記載のカルボジイミド化合物を用いることもできる。
ポリカルボジイミド化合物としては、ポリ（４，４’−ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド）、ポリ（Ｎ，Ｎ’−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド）、ポリ（１，３，５−トリイソプロピルフェニレン−２，４−カルボジイミド、等が挙げられる。
環状カルボジイミド化合物は、特開２０１１−２５６３３７号公報に記載の方法などに基づいて合成することができる。
カルボジイミド化合物としては、市販品を用いてもよく、例えば、東京化成社製、Ｂ２７５６（商品名）、日清紡ケミカル社製、カルボジライトＬＡ−１（商品名）、ラインケミー社製、Ｓｔａｂａｘｏｌ Ｐ、Ｓｔａｂａｘｏｌ Ｐ４００、Ｓｔａｂａｘｏｌ I（いずれも商品名）等が挙げられる。
【0092】
安定化剤（Ｂ）として用い得る、一分子中にイソシアネート基を含む化合物（イソシアネート化合物）としては、イソシアン酸３−（トリエトキシシリル）プロピル、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，２’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、等が挙げられる。
【0093】
安定化剤（Ｂ）として用い得る、一分子中にエポキシ基を含む化合物（エポキシ化合物）としては、フェニルグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡ−ジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールＡ−ジグリシジルエーテル、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ化ポリブタジエン等が挙げられる。
【0094】
安定化剤（Ｂ）の重量平均分子量は、上述のとおり２００〜６００００であるが、２００〜３００００がより好ましく、３００〜１８０００がさらに好ましい。分子量が上記範囲内ならば、安定化剤（Ｂ）がより移動しやすくなり、耐湿熱性改良効果がより効果的に奏される。
安定化剤（Ｂ）の重量平均分子量は、２００〜９００であることが特に好ましい。なお、重量平均分子量２００〜９００は、数平均分子量２００〜９００とほぼ一致する。また、重量平均分子量２００〜９００の場合、分子量分布が１．０である場合があり、この場合には、「重量平均分子量２００〜９００」を、単に「分子量２００〜９００」と言い換えることもできる。
【0095】
第１の圧電体が安定化剤（Ｂ）を含有する場合、上記第１の圧電体は、安定化剤を１種のみ含有してもよいし、２種以上含有してもよい。第１の圧電体が安定化剤（Ｂ）を含む場合、安定化剤（Ｂ）の含有量は、ヘリカルキラル高分子（Ａ）１００質量部に対し、０．０１質量部〜１０質量部であることが好ましく、０．０１質量部〜５質量部であることがより好ましく、０．１質量部〜３質量部であることがさらに好ましく、０．５質量部〜２質量部であることが特に好ましい。
上記含有量が０．０１質量部以上であると、耐湿熱性がより向上する。
また、上記含有量が１０質量部以下であると、透明性の低下がより抑制される。
【0096】
安定化剤（Ｂ）の好ましい態様としては、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群より選ばれる１種類以上の官能基を有し、且つ、数平均分子量が２００〜９００の安定化剤（Ｂ１）と、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群より選ばれる１種類以上の官能基を１分子内に２以上有し、且つ、重量平均分子量が１０００〜６００００の安定化剤（Ｂ２）とを併用するという態様が挙げられる。なお、数平均分子量が２００〜９００の安定化剤（Ｂ１）の重量平均分子量は、大凡２００〜９００であり、安定化剤（Ｂ１）の数平均分子量と重量平均分子量とはほぼ同じ値となる。安定化剤として安定化剤（Ｂ１）と安定化剤（Ｂ２）とを併用する場合、安定化剤（Ｂ１）を多く含むことが透明性向上の観点から好ましい。
具体的には、安定化剤（Ｂ１）１００質量部に対して、安定化剤（Ｂ２）が１０質量部〜１５０質量部の範囲であることが、透明性と耐湿熱性の両立という観点から好ましく、５０質量部〜１００質量部の範囲であることがより好ましい。
【0097】
以下、安定化剤（Ｂ）の具体例（安定化剤Ｂ−１〜Ｂ−３）を示す。
【0098】
【化3】
【0099】
以下、上記安定化剤Ｂ−１〜Ｂ−３について、化合物名、市販品等を示す。・安定化剤Ｂ−１ … 化合物名は、ビス−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミドである。重量平均分子量（この例では、単なる「分子量」に等しい）は、３６３である。市販品としては、ラインケミー社製「Ｓｔａｂａｘｏｌ Ｉ」、東京化成社製「Ｂ２７５６」が挙げられる。
・安定化剤Ｂ−２ … 化合物名は、ポリ（４，４’−ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド）である。市販品としては、重量平均分子量約２０００のものとして、日清紡ケミカル社製「カルボジライトＬＡ−１」が挙げられる。
・安定化剤Ｂ−３ … 化合物名は、ポリ（１，３，５−トリイソプロピルフェニレン−２，４−カルボジイミド）である。市販品としては、重量平均分子量約３０００のものとして、ラインケミー社製「Ｓｔａｂａｘｏｌ Ｐ」が挙げられる。また、重量平均分子量２００００のものとして、ラインケミー社製「Ｓｔａｂａｘｏｌ Ｐ４００」が挙げられる。
【0100】
〔その他の成分〕第１の圧電体は、必要に応じ、その他の成分を含有してもよい。
その他の成分としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂等の公知の樹脂；シリカ、ヒドロキシアパタイト、モンモリロナイト等の公知の無機フィラー；フタロシアニン等の公知の結晶核剤；安定化剤（Ｂ）以外の安定化剤；等が挙げられる。
無機フィラー及び結晶核剤としては、国際公開第２０１３／０５４９１８号の段落００５７〜００５８に記載された成分を挙げることもできる。
【0101】
〔配向度Ｆ〕本実施の形態における第１の圧電体の配向度Ｆは、上述したとおり、０．５以上１．０未満であるが、０．７以上１．０未満であることが好ましく、０．８以上１．０未満であることがより好ましい。
第１の圧電体の配向度Ｆが０．５以上であれば、延伸方向に配列するヘリカルキラル高分子（Ａ）の分子鎖（例えばポリ乳酸分子鎖）が多く、その結果、配向結晶の生成する率が高くなり、より高い圧電性を発現することが可能となる。
第１の圧電体の配向度Ｆが１．０未満であれば、縦裂強度が更に向上する。
【0102】
〔結晶化度〕本実施の形態における第１の圧電体の結晶化度は、上述のＸ線回折測定（広角Ｘ線回折測定）によって測定される値である。
本実施の形態における第１の圧電体の結晶化度は、好ましくは２０％〜８０％であり、より好ましくは２５％〜７０％であり、更に好ましくは３０％〜６０％である。
結晶化度が２０％以上であることにより、圧電性が高く維持される。結晶化度が８０％以下であることにより、第１の圧電体の透明性が高く維持される。
結晶化度が８０％以下であることにより、例えば、第１の圧電体の原料となる圧電フィルムを延伸によって製造する際に白化や破断がおきにくいので、第１の圧電体を製造しやすい。また、結晶化度が８０％以下であることにより、例えば、第１の圧電体の原料（例えばポリ乳酸）を溶融紡糸後に延伸によって製造する際に屈曲性が高く、しなやかな性質を有する繊維となり、第１の圧電体を製造しやすい。
【0103】
〔透明性（内部ヘイズ）〕本実施の形態における第１の圧電体において、透明性は特に要求されないが、透明性を有していてももちろん構わない。
第１の圧電体の透明性は、内部ヘイズを測定することにより評価することができる。ここで、第１の圧電体の内部ヘイズとは、第１の圧電体の外表面の形状によるヘイズを除外したヘイズを指す。
第１の圧電体は、透明性が要求される場合には、可視光線に対する内部ヘイズが５％以下であることが好ましく、透明性及び縦裂強度をより向上させる観点からは、２．０％以下がより好ましく、１．０％以下が更に好ましい。第１の圧電体の前記内部ヘイズの下限値は特に限定はないが、下限値としては、例えば０．０１％が挙げられる。
第１の圧電体の内部ヘイズは、厚さ０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍの第１の圧電体に対して、ＪＩＳ−Ｋ７１０５に準拠して、ヘイズ測定機〔（有）東京電色社製、ＴＣ−ＨＩＩＩ ＤＰＫ〕を用いて２５℃で測定したときの値である。
以下、第１の圧電体の内部ヘイズの測定方法の例を示す。
まず、ガラス板２枚の間に、シリコーンオイル（信越化学工業株式会社製信越シリコーン（商標）、型番：ＫＦ９６−１００ＣＳ）のみを挟んだサンプル１を準備し、このサンプル１の厚さ方向のヘイズ（以下、ヘイズ（Ｈ２）とする）を測定する。
次に、上記のガラス板２枚の間に、シリコーンオイルで表面を均一に塗らした複数の第１の圧電体を隙間なく並べて挟んだサンプル２を準備し、このサンプル２の厚さ方向のヘイズ（以下、ヘイズ（Ｈ３）とする）を測定する。
次に、下記式のようにこれらの差をとることにより、第１の圧電体の内部ヘイズ（Ｈ１）を得る。
内部ヘイズ（Ｈ１）＝ヘイズ（Ｈ３）−ヘイズ（Ｈ２）
ここで、ヘイズ（Ｈ２）及びヘイズ（Ｈ３）の測定は、それぞれ、下記測定条件下で下記装置を用いて行う。
測定装置：東京電色社製、ＨＡＺＥ ＭＥＴＥＲ ＴＣ−ＨＩＩＩＤＰＫ
試料サイズ：幅３０ｍｍ×長さ３０ｍｍ
測定条件：ＪＩＳ−Ｋ７１０５に準拠
測定温度：室温（２５℃）
【0104】
〔第１の圧電体の形状、寸法〕本実施の形態の圧電基材は、長尺状の第１の圧電体を備える。
長尺状の第１の圧電体としては、単数若しくは複数の束からなる繊維形状（糸形状）を有する圧電体、又は長尺平板形状を有する圧電体であることが好ましい。
以下、繊維形状を有する圧電体（以下、繊維状圧電体ともいう）、長尺平板形状を有する圧電体（以下、長尺平板状圧電体ともいう）について順に説明する。
【0105】
−繊維状圧電体−繊維状圧電体としては、例えば、モノフィラメント糸、マルチフィラメント糸が挙げられる。
【0106】
・モノフィラメント糸モノフィラメント糸の単糸繊度は、好ましくは３ｄｔｅｘ〜３０ｄｔｅｘであり、より好ましくは５ｄｔｅｘ〜２０ｄｔｅｘである。
単糸繊度が３ｄｔｅｘ未満になると、織物準備工程や製織工程において糸を取り扱うことが困難となる。一方、単糸繊度が３０ｄｔｅｘを超えると、糸間で融着が発生し易くなる。
モノフィラメント糸は、コストの点を考慮すれば直接的に紡糸、延伸して得ることが好ましい。なお、モノフィラメント糸は入手したものであってもよい。
【0107】
・マルチフィラメント糸マルチフィラメント糸の総繊度は、好ましくは３０ｄｔｅｘ〜６００ｄｔｅｘであり、より好ましくは１００ｄｔｅｘ〜４００ｄｔｅｘである。
マルチフィラメント糸は、例えば、スピンドロー糸などの一工程糸の他、ＵＤＹ（未延伸糸）やＰＯＹ（高配向未延伸糸）などを延伸して得る二工程糸のいずれもが採用可能である。なお、マルチフィラメント糸は入手したものであってもよい。
ポリ乳酸系モノフィラメント糸、ポリ乳酸系マルチフィラメント糸の市販品としては、東レ製のエコディア（Ｒ）ＰＬＡ、ユニチカ製のテラマック（Ｒ）、クラレ製プラスターチ（Ｒ）が使用可能である。
【0108】
繊維状圧電体の製造方法には特に限定はなく、公知の方法により製造することができる。例えば、第１の圧電体としてのフィラメント糸（モノフィラメント糸、マルチフィラメント糸）は、原料（例えばポリ乳酸）を溶融紡糸した後、これを延伸することにより得ることができる（溶融紡糸延伸法）。なお、紡出後において、冷却固化するまでの糸条近傍の雰囲気温度を一定温度範囲に保つことが好ましい。
また、第１の圧電体としてのフィラメント糸は、例えば、上記溶融紡糸延伸法で得られたフィラメント糸をさらに分繊することにより得てもよい。
【0109】
・断面形状繊維状圧電体の断面形状としては、繊維状圧電体の長手方向に垂直な方向の断面において、円形状、楕円形状、矩形状、繭形状、リボン形状、４つ葉形状、星形状、異形状など様々な断面形状を適用することが可能である。
【0110】
−長尺平板状圧電体−長尺平板状圧電体としては、例えば、公知の方法で作製した圧電フィルム、又は入手した圧電フィルムをスリットすることにより得た長尺平板状圧電体（例えばスリットリボン）などが挙げられる。
第１の圧電体として、長尺平板状圧電体を用いることにより、導体に対して、面で密着することが可能となるため、効率的に圧電効果により発生した電荷を電圧信号として検出することが可能となる。
【0111】
本実施の形態における長尺平板状圧電体（第１の圧電体）は、第１の圧電体の少なくとも一方の主面の側に配置された機能層を備えることが好ましい。機能層は、単層構造であっても二層以上からなる構造であってもよい。
例えば、長尺平板状圧電体の両方の主面の側に機能層が配置される場合、一方の主面（以下、便宜上、「オモテ面」ともいう）の側に配置される機能層、及び、他方の面（以下、便宜上、「ウラ面」ともいう）の側に配置される機能層は、それぞれ独立に、単層構造であっても二層以上からなる構造であってもよい。
【0112】
機能層としては、様々な機能層が挙げられる。機能層として、例えば、易接着層、ハードコート層、屈折率調整層、アンチリフレクション層、アンチグレア層、易滑層、アンチブロック層、保護層、接着層、帯電防止層、放熱層、紫外線吸収層、アンチニュートンリング層、光散乱層、偏光層、ガスバリア層、色相調整層、電極層などが挙げられる。
機能層は、これらの層のうちの二層以上からなる層であってもよい。
また、機能層としては、これらの機能のうちの２つ以上を兼ね備えた層であってもよい。
長尺平板状圧電体の両方の主面に機能層が設けられている場合は、オモテ面側に配置される機能層及びウラ面側に配置される機能層は、同じ機能層であっても、異なる機能層であってもよい。
【0113】
また、機能層の効果には、長尺平板状圧電体表面のダイラインや打痕などの欠陥が埋められ、外観が向上するという効果もある。この場合は長尺平板状圧電体と機能層との屈折率差が小さいほど長尺平板状圧電体と機能層と界面の反射が低減し、より外観が向上する。
【0114】
前記機能層は、易接着層、ハードコート層、帯電防止層、アンチブロック層、保護層、及び電極層のうちの少なくとも一つを含むことが好ましい。これにより、例えば圧電デバイス（圧電織物、圧電編物等）、力センサ、アクチュエータ、生体情報取得デバイスへの適用がより容易となる。
【0115】
前記機能層は、電極層を含むことがより好ましい。電極層は、長尺平板状圧電体に接して設けられていてもよいし、電極層以外の機能層を介して設けられていてもよい。
【0116】
本実施の形態における長尺平板状圧電体（第１の圧電体）の特に好ましい態様は、長尺平板状圧電体の両方の主面の側に機能層を備え、かつ、両面の機能層がいずれも電極層を含む態様である。
【0117】
本実施の形態における長尺平板状圧電体（第１の圧電体）において、第１の圧電体と、機能層と、を含む積層体の表面層の少なくとも一方が、電極層であることが好ましい。即ち、本実施の形態における長尺平板状圧電体（第１の圧電体）において、オモテ面側の表面層及びウラ面側の表面層の少なくとも一方が、電極層であること（言い換えれば、電極層が露出していること）が好ましい。これにより、長尺平板状圧電体を、例えば圧電デバイス（圧電織物、圧電編物等）、力センサ、アクチュエータ、生体情報取得デバイスの構成要素の一つとして用いた場合に、導体（好ましくは内部導体）又は第１の外部導体と、積層体との接続をより簡易に行うことができるので、圧電デバイス（圧電織物、圧電編物等）、力センサ、アクチュエータ、生体情報取得デバイスの生産性が向上する。
【0118】
機能層の材料としては、特に限定されるものではないが、例えば金属や金属酸化物等の無機物；樹脂等の有機物；樹脂と微粒子とを含む複合組成物；などが挙げられる。樹脂としては、例えば、温度や活性エネルギー線で硬化させることで得られる硬化物を利用することもできる。つまり、樹脂としては、硬化性樹脂を利用することもできる。
【0119】
硬化性樹脂としては、例えばアクリル系化合物、メタクリル系化合物、ビニル系化合物、アリル系化合物、ウレタン系化合物、エポキシ系化合物、エポキシド系化合物、グリシジル系化合物、オキセタン系化合物、メラミン系化合物、セルロース系化合物、エステル系化合物、シラン系化合物、シリコーン系化合物、シロキサン系化合物、シリカ−アクリルハイブリット化合物、及びシリカ−エポキシハイブリット化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の材料（硬化性樹脂）が挙げられる。これらの中でも、アクリル系化合物、エポキシ系化合物、シラン系化合物がより好ましい。
金属としては、例えば、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｗ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｓｂ、Ｔａ及びＺｒから選ばれる少なくとも一つ、又は、これらの合金が挙げられる。
金属酸化物としては、例えば、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化ニオブ、酸化アンチモン、酸化スズ、酸化インジウム、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化イットリウム、酸化イッテルビウム、及び酸化タンタル、またこれらの複合酸化物の少なくとも１つが挙げられる。
微粒子としては上述したような金属酸化物の微粒子や、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂などの樹脂微粒子などが挙げられる。さらにこれらの微粒子の内部に空孔を有する中空微粒子も挙げられる。
微粒子の平均一次粒径としては、透明性の観点から１ｎｍ以上５００ｎｍ以下が好ましく、５ｎｍ以上３００ｎｍ以下がより好ましく、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が更に好ましい。５００ｎｍ以下であることで可視光の散乱が抑制され、１ｎｍ以上であることで微粒子の二次凝集が抑制され、透明性の維持の観点から望ましい。
【0120】
機能層の膜厚は、特に限定されるものではないが、０．０１μｍ〜１０μｍの範囲が好ましい。
【0121】
上記厚さの上限値は、より好ましくは６μｍ以下であり、更に好ましくは３μｍ以下である。また、下限値はより好ましくは０．０１μｍ以上であり、更に好ましくは０．０２μｍ以上である。
【0122】
機能層が複数の機能層からなる多層膜の場合には、上記厚さは多層膜全体における厚さを表す。また、機能層は長尺平板状圧電体の両面にあってもよい。また、機能層の屈折率は、それぞれが異なる値であってもよい。
【0123】
長尺平板状圧電体の製造方法には特に限定はなく、公知の方法により製造することができる。また、例えば、圧電フィルムから第１の圧電体を製造方法としては、原料（例えばポリ乳酸）をフィルム状に成形して未延伸フィルムを得、得られた未延伸フィルムに対し、延伸及び結晶化を施し、得られた圧電フィルムをスリットすることにより得ることができる。
ここで、「スリットする」とは、上記圧電フィルムを長尺状にカットすることを意味する。なお、上記延伸及び結晶化は、いずれが先であってもよい。また、未延伸フィルムに対し、予備結晶化、延伸、及び結晶化（アニール）を順次施す方法であってもよい。延伸は、一軸延伸であっても二軸延伸であってもよい。二軸延伸の場合には、好ましくは一方（主延伸方向）の延伸倍率を高くする。
圧電フィルムの製造方法については、特許第４９３４２３５号公報、国際公開第２０１０／１０４１９６号、国際公開第２０１３／０５４９１８号、国際公開第２０１３／０８９１４８号、等の公知文献を適宜参照できる。
【0124】
〔第２の圧電体〕本実施の形態の圧電基材は、長尺状の第２の圧電体を備えることがある。
第２の圧電体は、第１の圧電体と同様の特性を有していることが好ましい。
即ち、第２の圧電体は、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ）を含み、
第２の圧電体の長さ方向と、第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であり、
Ｘ線回折測定から前記式（ｂ）によって求められる第２の圧電体の配向度Ｆは０．５以上１．０未満の範囲であることが好ましい。
第２の圧電体は、上記以外の特性においても、第１の圧電体と同様の特性を有していることが好ましい。
但し、第１の圧電体及び第２の圧電体の巻回方向、並びに、第１の圧電体及び第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティについては、本発明の効果がより奏される観点から、圧電基材の態様に応じて適宜選択すればよい。
なお、第１の圧電体及び第２の圧電体の巻回方向、並びに、第１の圧電体及び第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティの好ましい組み合わせの一例については、前述の具体的態様で説明した通りである。
また、第２の圧電体は、第１の圧電体と異なる特性を有していてもよい。
【0125】
〔第１の絶縁体〕本実施の形態の圧電基材は、さらに、第１の絶縁体を備えていてもよい。
第１の絶縁体は、内部導体の外周面に沿って螺旋状に巻回されることが好ましい。
この場合、第１の絶縁体は、第１の圧電体から見て、内部導体とは反対側に配置されていてもよく、内部導体と第１の圧電体との間に配置されていてもよい。
また、第１の絶縁体の巻回方向は、第１の圧電体の巻回方向と同じ方向であってもよく、異なる方向であってもよい。
特に、本実施の形態の圧電基材が第１の外部導体を備える場合においては、本実施の形態に係る圧電基材が、さらに、第１の絶縁体を備えることにより、圧電基材が屈曲変形する時に、内部導体と外部導体の電気的短絡の発生を抑制しやすくなるという利点がある。
【0126】
第１の絶縁体としては、特に限定はないが、例えば、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン・四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・パーフロロプロピルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、フッ素ゴム、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ゴム（エラストマーを含む）等が挙げられる。第１の絶縁体の形状は、導体に対する巻回の観点から、長尺形状であることが好ましい。
【0127】
〔第２の絶縁体〕本実施の形態の圧電基材において、外周に第１の外部導体を備える場合、さらに、第１の外部導体の外周に第２の絶縁体を備えていてもよい。
これにより、圧電センサとして機能させる場合、信号線となる内部導体を静電シールドすることが可能となり、外部の静電気の影響による、導体（好ましくは内部導体）の電圧変化が抑制される。
【0128】
第２の絶縁体には特に限定はないが、例えば、第１の絶縁体として例示した材料が挙げられる。また、第２の絶縁体の形状は特に限定はなく、第１の外部導体の少なくとも一部を被覆できる形状であればよい。
【0129】
〔第１の外部導体〕本実施の形態の圧電基材は、さらに、外周に第１の外部導体を備えることが好ましい。
本実施の形態における第１の外部導体は、圧電センサとして機能させる場合、グラウンド導体であることが好ましい。
グラウンド導体とは、信号を検出する際、例えば、導体（好ましくは信号線導体）の対となる導体を指す。
【0130】
グラウンド導体の材料には特に限定はないが、断面形状によって、主に以下のものが挙げられる。例えば、矩形断面を有するグラウンド導体の材料としては、円形断面の銅線を圧延して平板状に加工した銅箔リボンや、Ａｌ箔リボンなどを用いることが可能である。
例えば、円形断面を有するグラウンド導体の材料としては、銅線、アルミ線、ＳＵＳ線、絶縁皮膜被覆された金属線、カーボンファイバー、カーボンファイバーと一体化した樹脂繊維、繊維に銅箔がスパイラルに巻回された錦糸線を用いることが可能である。
また、グラウンド導体の材料として、有機導電材料を絶縁材料でコーティングしたものを用いてもよい。
【0131】
グラウンド導体は、信号線導体と短絡しないように、導体（好ましくは信号線導体）及び第１の圧電体を包むように配置されていることが好ましい。このような信号線導体の包み方としては、銅箔などを螺旋状に巻回して包む方法や、銅線などを筒状の組紐にして、その中に包みこむ方法などを選択することが可能である。
なお、信号線導体の包み方は、これら方法に限定されない。信号線導体を包み込むことにより、静電シールドすることが可能となり、外部の静電気の影響による、信号線導体の電圧変化を防ぐことが可能となる。
また、グラウンド導体の配置は、本実施の形態の圧電基材の最小基本構成単位（即ち、導体及び第１の圧電体）を円筒状に包接するように配置することも好ましい形態の一つである。
【0132】
グラウンド導体の断面形状は、円形状、楕円形状、矩形状、異形状など様々な断面形状を適用することが可能である。特に、矩形断面は、導体（好ましくは信号線導体）、第１の圧電体、必要に応じて第１の絶縁体、第２の圧電体などに対して、平面で密着することが可能となるため、効率的に圧電効果により発生した電荷を電圧信号として検出することが可能となる。
【0133】
〔接着層を形成する接着剤〕本実施の形態の圧電基材は、導体及び第１の圧電体の間に接着層を備えることが好ましい。
接着層を形成する接着剤は、前記導体と前記第１の圧電体との間を機械的に一体化するため、又は、圧電基材が外部導体を備える場合は電極間（導体及び外部導体間）の距離を保持するために用いる。
導体及び第１の圧電体の間に接着層を備えることにより、本実施の形態の圧電基材に張力が印加されたときに、導体と第１の圧電体との相対位置がずれにくくなるため、第１の圧電体に張力がかかりやすくなる。従って、効果的に張力に比例した電圧出力を導体（好ましくは信号線導体）から検出することが可能となる。この結果、圧電感度、及び圧電出力の安定性がより向上する。また、接着層を備えることで、単位引張力当たりの発生電荷量の絶対値がより増加する。
一方、導体及び第１の圧電体の間に接着層を備えない圧電基材では、圧電繊維などに加工した後もしなやかな性質が保たれるため、ウェアラブルセンサ等にしたときに装着感が良好となる。
【0134】
接着層を形成する接着剤の材料としては、以下の材料を用いることが可能である。エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、酢酸ビニル樹脂系エマルション形接着剤、（ＥＶＡ）系エマルション形接着剤、アクリル樹脂系エマルション形接着剤、スチレン・ブタジエンゴム系ラテックス形接着剤、シリコーン樹脂系接着剤、α−オレフィン（イソブテン−無水マレイン酸樹脂）系接着剤、塩化ビニル樹脂系溶剤形接着剤、ゴム系接着剤、弾性接着剤、クロロプレンゴム系溶剤形接着剤、ニトリルゴム系溶剤形接着剤等、シアノアクリレート系接着剤等を用いることが可能となる。
【0135】
−弾性率−本実施の形態における接着剤は、接合後の弾性率が第１の圧電体と同程度以上であることが好ましい。第１の圧電体の弾性率に対して、弾性率が低い材料を用いると、本実施の形態の圧電基材に印加された張力による歪（圧電歪）が接着剤部分で緩和され、第１の圧電体への歪の伝達効率が小さくなるため、本実施の形態の圧電基材を、例えばセンサに適用した場合、センサの感度が低くなりやすい。
【0136】
−厚さ−本実施の形態における接着剤の接合部位の厚さは、接合する対象間に空隙ができず、接合強度が低下しない範囲であれば薄ければ薄い程良い。接合部位の厚さを小さくすることで、圧電基材に印加された張力による歪が接着剤部分で緩和されにくくなり、第１の圧電体への歪が効率的に小さくなるため、本実施の形態の圧電基材を、例えばセンサに適用した場合、センサの感度が向上する。
【0137】
−接着剤の塗布方法−接着剤の塗布方法は特に限定されないが、主に以下の２つの方法を用いることが可能である。
【0138】
・加工後に接着剤を配置し接合する方法例えば、導体（好ましくは信号線導体）及び第１の圧電体の配置；信号線導体及びグラウンド導体の加工、配置；が完了した後に、ディップコートや、含浸等の方法で、導体及び第１の圧電体の界面に接着剤を配置し接着する方法が挙げられる。
また、上記方法により、導体及び第１の圧電体を接合する他、必要に応じて、本実施の形態の圧電基材に備えられる各部材間を接合してもよい。
【0139】
・加工前に未硬化の接着剤を配置し、加工後に接合する方法例えば、予め第１の圧電体の表面に光硬化性の接着剤、熱硬化性の接着剤、熱可塑性の接着剤などを、グラビアコーターやディップコーター等でコーティングし乾燥させ、導体及び第１の圧電体の配置が完了した後に、紫外線照射や加熱により接着剤を硬化させ、導体及び第１の圧電体の界面を接合する方法が挙げられる。
また、上記方法により、導体及び第１の圧電体を接合する他、必要に応じて、本実施の形態の圧電基材に備えられる各部材間を接合してもよい。
上記方法を用いれば、接着剤をコーティング乾燥後はドライプロセスでの加工が可能となり加工が容易となる、また均一な塗膜厚が形成しやすいためセンサ感度等のバラツキが少ないといった特徴がある。
【0140】
〔圧電基材の製造方法〕本実施の形態の圧電基材の製造方法には特に限定はないが、例えば、第１の圧電体を準備して、別途準備した導体（好ましくは信号線導体）に対して、第１の圧電体を一方向に螺旋状に巻回することにより製造することができる。
第１の圧電体は、公知の方法で製造したものであっても、入手したものであってもよい。
また、本実施の形態の圧電基材が、必要に応じて第２の圧電体、第１の絶縁体を備える場合、かかる圧電基材は、第１の圧電体を螺旋状に巻回する方法に準じて、製造することができる。
但し、第１の圧電体及び第２の圧電体の巻回方向、並びに、第１の圧電体及び第２の圧電体に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ）のキラリティについては、前述の通り、圧電基材の態様に応じて適宜選択することが好ましい。
また、本実施の形態の圧電基材が、第１の外部導体（例えばグラウンド導体）を備える場合、かかる圧電基材は、前述の方法又は公知の方法により、第１の外部導体を配置することにより製造することができる。
なお、導体及び第１の圧電体の間、必要に応じて、本実施の形態の圧電基材に備えられる各部材間を、例えば前述の方法により接着剤を介して貼り合わせてもよい。
【0141】
本実施の形態の圧電基材は、引張力を印加することで、引張力に比例したずり歪が、ヘリカルキラル（Ａ）に印加され、電圧信号（電荷信号）として導体から検出される。
【0142】
次に本実施の形態に係るセンサシステムの基本的構成を説明する。〔センサシステムの基本的構成〕
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）には、一対の圧電基材１２（センサモジュール１０）を用いたセンサシステム３０が示されている。センサシステム３０では、センサモジュール１０として２本の圧電基材１２を用いたセンサモジュール１０Ａが適用されている。センサシステム３０では、圧電基材１２に関する状態に応じた圧電基材１２の内部導体１６と圧電体１８との間の電位差を検出すると共に、２本の圧電基材１２の間に関する状態に応じた２本の圧電基材１２の圧電体１８の間の電気的特性としての静電容量を検出する。
センサシステム３０に設ける圧電基材１２は、圧電体１８の外周が絶縁性の樹脂により樹脂被覆されていることが好ましい。これにより、圧電基材１２に水分及び水分を含む液体が付着しても圧電体１８の腐食が抑えられて、長期にわたって使用できる。
センサモジュール１０は、少なくとも基部２２を含み、基部２２は、センサモジュール１０が配置される検出対象の機器において、検出位置に設けられる部材を用いることができる。また、センサモジュール１０は、加圧部２０を含んでも良く、加圧部２０は、圧電基材１２の保護用として設けられたものであっても良い。
【0143】
センサシステム３０には、切替部３２、電圧測定部３４、静電容量測定部３６、切替制御部３８、及び判定部及び出力部としての測定処理部４０が設けられている。本実施の形態において、センサシステム３０は、少なくともセンサモジュール１０、電圧検出部としての電圧測定部３４、及び静電容量検出部としての静電容量測定部３６を含むものであれば良く、判定部として機能する測定処理部４０を含んでも良く、測定処理部４０がさらに出力部として機能を含んでも良い。また、センサシステム３０は、圧電基材１２が外部電極１４として用いられる場合には、上記に加え切替部３２及び切替制御部３８を含むことが好ましい。
【0144】
切替制御部３８及び測定処理部４０としては、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性の記憶手段（例えば、ＨＤＤ，ＰＥＲＯＭなど）、及び入出力ポートがバスによって接続された一般的構成のマイクロコンピュータを用いることができる。マイクロコンピュータは、記憶手段又はＲＯＭに予め記憶されている切替制御プログラム及び測定処理プログラムをＣＰＵが実行することで、切替制御部３８及び測定処理部４０として機能する。
【0145】
２本の圧電基材１２は、加圧部２０と基部２２との間に配置されて所定間隔に保持されている。切替部３２には、２本の圧電基材１２の各々の内部導体１６、及び圧電体１８が接続されると共に、電圧測定部３４及び静電容量測定部３６が接続されている。また、切替部３２には、マルチプレクサやデマルチプレクサ等のアナログスイッチ又はリレースイッチなどを用いて切り替えスイッチとして機能する切替回路３２Ａが形成されており、切替回路３２Ａの作動が切替制御部３８により制御される。
【0146】
図５（Ａ）に示すように、切替制御部３８は、圧電基材１２を用いて圧力検知を行う場合に、圧電基材１２の内部導体１６及び圧電体１８を電圧測定部３４に接続するように切替回路３２Ａを制御する。これにより、切替回路３２Ａは、２本の圧電基材１２を並列に電圧測定部３４に接続する。電圧測定部３４としては、一対の電極間の電位差を検出する任意の回路を適用できる。また、電圧測定部３４には、Ａ／Ｄ変換器（図示省略）が設けられており、電圧測定部３４は、検出された電位差（電圧）に応じたデジタル信号（電圧信号）を出力する。
【0147】
一方、図５（Ｂ）に示すように、切替制御部３８は、２本の圧電基材１２を用いて静電容量測定を行う場合に、圧電基材１２の圧電体１８の各々を静電容量測定部３６に接続するように切替回路３２Ａを切り替える。図６（Ａ）には、静電容量測定部３６の一例が示されており、図６（Ｂ）には、２本の圧電基材１２の圧電体１８間の電位差（以下、電圧Ｖｃという）の変化の概略が示されている。なお、図６（Ｂ）では、破線によりブロックパルスの電圧Ｖpulesが示され、実線により電圧Ｖｃの変化（過渡応答波形）が示されている。
【0148】
図６（Ａ）に示されるように、静電容量測定部３６は、２本の圧電基材１２の圧電体１８を、コンデンサの一対の電極みなして、充放電を行い、放電時間（充電時間でも良い）に応じた時間信号ｔfallを出力する。静電容量測定部３６には、電圧Ｖpulseのブロックパルスを発生するパルス発生器４２Ａ、放電時間のカウント用の所定周期のパルス信号を発生する発振器４２Ｂ、カウンタ４２Ｃ、フリップフロップ（Ｆ／Ｆ回路）４２Ｄ、コンパレータ４２Ｅ、基準電圧Ｖrefを発生する基準電圧発生部４２Ｆ、及び所定の抵抗値Ｒの抵抗素子４４が設けられている。
【0149】
静電容量測定部３６では、２本の圧電基材１２の一方の圧電基材１２の圧電体１８が接地されると共に、他方の圧電基材１２の圧電体１８にパルス発生器４２Ａにより発生されたパルスが抵抗素子４４を介して供給される。これにより、２つの圧電体１８の間の電圧Ｖｃが電圧Ｖpulseに充電され。また、静電容量測定部３６では、パルス発生器４２Ａにより発生されたパルスがリセット信号としてカウンタ４２Ｃに入力される。このため、パルスの立下りにより圧電体１８間からの放電が開始されると共に、発振器４２Ｂにより発生されたパルスが、Ｆ／Ｆ回路４２Ｄを介して時間信号ｔfallとして出力される。また、この放電により、圧電体１８の間の電圧Ｖｃがコンパレータ４２Ｅに入力される。コンパレータ４２Ｅは、圧電体１８の間の電圧Ｖｃが基準電圧Ｖrefまで低下すると、Ｆ／Ｆ回路４２Ｄから時間信号ｔfall（時間信号ｔfallとしてパルス）が出力される。
【0150】
図６（Ｂ）に示すように、圧電体１８の間の電圧Ｖｃは、ブロックパルスが入力されて充填される際に、静電容量Ｃに応じて電荷が蓄積されて、電圧Ｖｃが電圧Ｖpulseまで上昇し、放電される際に、電圧Ｖｃが減少する。そのときの時定数τは、静電容量Ｃ及び抵抗値Ｒにより定まる。ここから、静電容量Ｃは、下記式（ｃ）により得られる。【数1】
ここで、抵抗値Ｒが一定にされているので、静電容量測定部３６から出力される時間信号ｔfallから２本の圧電基材１２の圧電体１８間の静電容量Ｃを求めることができる。
【0151】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示されるように、測定処理部４０には、電圧測定部３４により検出される電圧Ｖに応じた電圧信号及び、静電容量測定部３６から出力される時間信号ｔfallが入力される。測定処理部４０は、電圧測定部３４から入力される電圧Ｖを予め設定されている閾値（基準値）Ｖｓと比較し、測定された電圧Ｖが閾値Ｖｓを超えている（Ｖ＞Ｖｓ）ことで、圧電基材１２（圧電体１８）が加圧されていると判定して、判定結果を外部機器に出力する。測定処理部４０は、静電容量測定部３６から入力される時間信号ｔfallから静電容量Ｃを求める。また、測定処理部４０は、求めた静電容量Ｃと初期値として予め設定されている静電容量Ｃ０との差が閾値Ｃｓを超えている場合（（Ｃ−Ｃ０）＞Ｃｓ）に、加圧部２０に水分を含む付着物が付着していると判定し、判定結果を外部機器に出力する。
【0152】
このように構成されているセンサシステム３０では、圧電基材１２の接続先が所定の時間間隔で交互に切り替えられ、圧電基材１２が電圧測定部３４と静電容量測定部３６とに交互に接続される。圧電基材１２が電圧測定部３４に接続されている間は、圧力検出が行われる。これにより、加圧部２０に人が着座するなどして、圧電基材１２に圧力が入力されると、内部導体１６と圧電体１８との電圧（電位差）Ｖが上昇して閾値Ｖｓを越えて、加圧部２０（圧電基材１２）が加圧されたことが外部機器に出力される。
【0153】
一方、圧電基材１２が静電容量測定部３６に接続されている間は、静電容量検出が行われる。２本の圧電基材１２の間では、２つの圧電体１８が所定の間隔を隔てて電気的に対向され、２つの圧電体１８の間に電圧を印加することで、２つの圧電体１８がコンデンサの電極として機能する。ここで、加圧部２０及び基部２２に水分等の付着などの変化がなければ、圧電体１８の間の静電容量Ｃに変化がないが、加圧部２０に水や水分を含む液体などの付着物が付着したり、付着物が加圧部２０に浸み込んだりすると、静電容量Ｃが増加する。測定処理部４０は、静電容量測定部３６から出力される時間信号ｔfallから得られる静電容量Ｃと初期値Ｃ０との差が閾値Ｃｓ超える（（Ｃ−Ｃ０）＞Ｃｓ）ことで、加圧部２０に水や水分を含む液体などの付着物が付着したと判定して、判定結果を外部機器に出力する。
【0154】
これにより、センサシステム３０が接続された外部機器は、加圧部２０が加圧されたか否かを検知できると共に、加圧部２０に付着物が付着したり、加圧部２０に付着物が浸透したりしていることを検知できる。また、センサシステム３０では、加圧部２０への加圧を検出する際に、２本の圧電基材１２が並列接続されるので、圧電基材１２から出力される導体１６と圧電体１８との電位差（電圧）が安定化されて、加圧状態の検知精度を向上できる。このため、電圧Ｖと加圧部２０に入力された圧力値との関係を計測して予めマップ等において設定しておくことで、電圧Ｖから圧力値を得ることができる。
【0155】
また、２本の圧電基材１２の圧電体１８の間の静電容量Ｃは、例えば、加圧部２０の誘電率よりも高い誘電率の物質（液体）が加圧部２０に載せられた場合にも上昇するので、センサシステム３０は、水を含む液体が加圧部２０に付着（浸透を含む）した場合に限らず、水などの液体が収容された物体が加圧部２０に載せられた場合にも検知できる。なお、センサシステム３０には、ＬＣＤなどの表示手段を設け、測定処理部４０が測定結果を表示手段に表示して報知するようにしても良い。
また、時間信号ｔfallから静電容量Ｃを求めたが、時間信号ｔfallから時間ｔを求め、時間ｔを予め設定されている閾値ｔｓと比較して、時間ｔが閾値ｔｓを越えている場合に、加圧部２０に水分を含む付着物が付着していると判定しても良い。
【0157】
センサシステム５０には、検知部５２、及び測定装置５４が設けられている。測定装置５４には、切替部５６、測定制御部５８、及び表示手段としてのＬＣＤ等が用いられたモニタ６０が設けられている。測定装置５４には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性の記憶手段（例えば、ＨＤＤ，ＰＥＲＯＭなど）、及び入出力ポートがバスによって接続された一般的構成のマイクロコンピュータ、及びインターフェイス回路等が設けられている。これにより、測定装置５４には、電圧検出部６２、静電容量検出部６４、判定部６６、出力部６８、及び制御部７０が形成されており、出力部６８にモニタ６０が接続されている。測定装置５４のマイクロコンピュータは、ＣＰＵがＲＯＭ、記憶手段等に記憶されている電圧検出プログラム、静電容量検出プログラム、判定プログラム、出力プログラム、及び制御プログラムを読み出して実行することで、電圧検出部６２、静電容量検出部６４、判定部６６、出力部６８、及び制御部７０として機能する。
【0158】
図８には、検知部５２が示されている。図８に示されるように、検知部５２には、複数の圧電基材１２が設けられており、複数の圧電基材１２によりセンサモジュール７２が形成されている。圧電基材１２は、計測対象とされるシート体７４に配置されている。なお、圧電基材１２は、圧電体１８がウレタンやフッ素樹脂等のポリマーを溶融押出成形するなどして被覆したり、溶融可溶型のワニスにより外周表面をコーティングして樹脂塗膜を形成したりされていることがより好ましい。これにより、圧電基材１２（特に圧電体１８）を保護できると共に腐食を抑制できて、耐久性を向上できる。シート体７４は、加圧部２０としてのシート状の上部シート７６と、基部２２としてのシート状の下部シート７８とが重ねられて形成されている。
シート体７４としては、自動車、列車等の各種の車両、航空機、船舶などの移動体に設けられる。また、シート体７４は、移動体における乗員が着座するシートクッション、劇場などの非移動体において観客が着座するシートクッションなどの人が座る各種のシート体（椅子に設けられるシート体）が適用される。例えば、シート体７４が車両等のシート（シートクッション）である場合、上部シート７６及び下部シート７８は、軟質発泡ウレタン等の車両のシートクッションに用いられる一般的材質が適用される。また、上部シート７６及び下部シート７８は、上部シート７６の厚さをｄａ、動的粘弾性測定による貯蔵弾性率Ｅ’ａとし、下部シート７８の厚さをｄｂ、動的粘弾性測定による貯蔵弾性率Ｅ’ｂとしたとき、下記関係式（ａ）を満たすように構成されている。
ｄａ／Ｅ’ａ＜ｄｂ／Ｅ’ｂ・・・式（ａ）
関係式（ａ）が満たされる構成であれば、センサモジュール７２は、少なくとも下部シート７８を含み、上部シート７６が、圧電基材１２の保護用として設けられたものであっても良い。
【0159】
圧電基材１２は、複数（一例として６本）が略一様の間隔で軸線が略平行にされて下部シート７８上に配列されて、上部シート７６と下部シート７８との間に挟まれている。また、圧電基材１２の各々は、上部シート７６及び下部シート７８の弾性変形に応じて湾曲可能にされ、かつ互いの接離方向に移動するのが抑制された状態とされて、上部シート７６と下部シート７８との間に保持されている。
【0160】
シート体７４における圧電基材１２の保持は、特に限定されないが、接着剤や粘着剤等を圧電基材１２の周面と上部シート７６の下面或いは下部シート７８の上面との境界部分に塗布して圧電基材１２を上部シート７６の下面或いは下部シート７８の上面に接着しても良い。また、粘着テープ等を用いて、圧電基材１２を上部シート７６の下面又は下部シート７８の上面に固定しても良い。これらの場合、上部シート７６の下面或いは下部シート７８の上面に圧電基材１２を嵌めこむ溝を形成しても良い。さらに、圧電基材１２は、線状とされているので、上部シート７６下面又は下部シート７８の上面に縫い込むようにして配置しても良く、シート体７４に着座した人に違和感を生じるのを抑制できれば、任意の手法を適用できる。
また、着座用のシートに用いられるシート体７４は、上部シート７６の表面がメッシュ状の表皮材（ファブリック、図示省略）により覆われるが、上部シート７６に変えて表皮材（ファブリック、織物、樹脂シートなど）を用いても良い。また、ファブリックや織物などにより下部シート７８を覆う際、ファブリックや織物において横糸（緯糸）又は縦糸（経糸）の一部として圧電基材１２を用いて、圧電基材１２がシート体７４に保持されるようにしても良い。この場合、上部シート７６を残して、上部シート７６が下部シート７８と共に基部として機能するようにしても良く、下部シート７８を省略して、測定対象物に設けられた絶縁性を有する部材にセンサモジュール７２（複数の圧電基材１２）を設けても良い。
【0161】
圧電基材１２の各々は、内部導体１６及び圧電体１８が切替部５６に接続されている。また、切替部５６は、出力側が電圧検出部６２及び静電容量検出部６４に接続されている。切替部５６には、複数のアナログスイッチＩＣから構成されるスイッチ（図示省略）が設けられており、切替部５６は、圧電基材１２を電圧検出部６２及び静電容量検出部６４の各々に接続可能とされている。制御部７０は、圧電基材１２が電圧検出部６２と静電容量検出部６４とに交互に接続されるように切替部５６を制御する。
【0162】
切替部５６は、圧電基材１２を電圧検出部６２に接続する場合には、複数の圧電基材１２を並列接続して電圧検出部６２に接続し、圧電基材１２を静電容量検出部６４に接続する場合には、複数の圧電基材１２から選択した２本の圧電基材１２の圧電体１８の各々を静電容量検出部６４に接続する。また、切替部５６は、圧電基材１２の圧電体１８を静電容量検出部６４に接続する際に、２本ずつの圧電基材１２の組み合わせを順に選択して、選択した順序で圧電体１８を静電容量検出部６４に接続する。２本の圧電基材１２の選択は、隣接する２本の圧電基材１２の組み合わせを順に選択する。なお、２本の圧電基材１２の選択は、２本の圧電基材１２の間に他の圧電基材１２が存在する組み合わせを含めても良い。
【0163】
電圧検出部６２は、内部導体１６と圧電体１８との間の電圧（電位差）Ｖを検出する。また、静電容量検出部６４は、２本の圧電基材１２の圧電体１８の間の静電容量を検出する。静電容量検出部６４は、２つの圧電体１８の間に電圧を印加して充電した後、放電時間を計測して、計測した放電時間から静電容量Ｃを検出する。なお、放電時間は、電圧Ｖが電圧Ｖrefに達するまでの時間が適用される。また、本実施の形態では、放電時間から静電容量Ｃを求めるようにしているが、これに限らず、静電容量検出部６４は、２つの圧電体１８の間に生じる漏れ電流（抵抗値）から２つの圧電体１８の間の静電容量Ｃを検出しても良い。また、静電容量測定部６４は、圧電体１８間に交流電圧（交流正弦波）を印加して、電圧波形と電流波形の位相差情報を取得する構成などの各種の構成を適用できる。
【0164】
判定部６６は、電圧検出部６２により検出された電圧（電圧値）Ｖからシート体７４が加圧されているか否か、即ち、シート体に人（乗員）が着座しているか否かを判定する。また、判定部６６は、静電容量検出部６４により検出された静電容量Ｃからシート体７４に静電容量を変化させる付着物が付着したか否かを判定する。出力部６８は、判定部６６の判定結果をモニタ６０に表示して報知する。また、出力部６８は、センサシステム５０が接続された外部機器に判定結果を出力する。なお、出力部６８は、ＬＡＮなどのネットワークに接続される通信手段を備え、通信手段を介して外部機器やサーバ等の予め定めている各種の機器にデータ伝送を行ってもよい。
【0165】
次に、本実施の形態に係るセンサシステム５０の動作を説明する。図９には、センサシステム５０の測定装置５４において実行される計測処理の流れが示されている。また、図１０には、測定装置５４において検出される電圧Ｖ、及び静電容量Ｃを例示している。
ここで、図１０に示すように、測定装置５４は、連続する時間（時刻）を所定時間で区切り、区切った時間帯で、圧力検出と静電容量検出とを交互に行う。即ち、連続する時間帯８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄ、・・・において、時間帯８０Ａ、８０Ｃ、・・・において圧力検出を行い、時間帯８０Ａ、８０Ｃ、・・・の間の時間８０Ｂ、８０Ｄ、・・・において静電容量検出を行うように計測サイクルが設定されている。
【0166】
図９のフローチャートは、測定装置５４の電源がオンされて、計測の開始が指示（例えば、図示しない計測スイッチがオン）されることで実行され、測定装置５４の電源がオフされるなどして計測処理の終了が指示されることで終了する。測定装置５４には、シート体７４が加圧されていると判断される圧電基材１２の電圧に基づいた電圧が閾値Ｖｓとして設定されて記憶されていると共に、シート体７４に水分等が付着していない状態における２本の圧電基材１２の圧電体１８の間の静電容量Ｃから設定した静電容量の初期値Ｃ０、及び検出した静電容量Ｃと初期値Ｃ０からシート体７４に付着物が付着していると判定する際の閾値Ｃｓが設定されて記憶されている。ここで、圧電基材１２の圧電体１８間の静電容量Ｃは、人が着座することで増加する。ここから、閾値Ｃｓとしては、人の着座が検出されていない場合に適用される閾値Ｃｓ１と、人が着座している場合に適用される閾値Ｃｓ２が設定されていても良い。この場合、閾値Ｃｓ２は、閾値Ｃｓ１以上に設定され（Ｃｓ１≦Ｃｓ２）、本実施の形態では、閾値Ｃｓ１より閾値ｃｓ２を大きくしている（Ｃｓ１＜Ｃｓ２）。
【0167】
計測処理が指示されると、最初のステップ１００では、初期設定を行う。この初期設定においては、電圧Ｖに対する閾値Ｖｓ、及び静電容量Ｃに対する初期値Ｃ０と閾値Ｃｓ（Ｃｓ１、Ｃｓ２）とが読み出される。この後、測定装置５４は、圧電基材１２の内部導体１６と圧電体１８との間の電圧検出（着座検出）、及び２本の圧電基材１２の圧電体１８の間の静電容量検出（付着検出）の計測サイクルが、所定の時間間隔で交互に繰り返して実行される。なお、計測サイクルの実行中は、ステップ１００における初期設定が省略される。
【0168】
具体的には、ステップ１０２において、圧電基材１２を電圧検出部６２に接続するように切替部５６を作動させて、複数の圧電基材１２の各々の内部導体１６及び圧電体１８を電圧検出部６２に接続し、内部導体１６と圧電体１８との間の電圧（電位差）Ｖを検出する。この際、電圧検出部６２は、圧電基材１２が接続されている間において電圧Ｖの変化を検出する。ステップ１０４では、検出された電圧Ｖを閾値Ｖｓと比較することで、シート体７４に人が着座して加圧されているか否かを判定する。
【0169】
ここで、シート体７４に人が着座していない場合には、電圧Ｖが閾値Ｖｓ以下（Ｖ≦Ｖｓ）であり、また、電圧Ｖの変化も比較的少ない。この場合は、図１０に示す時間帯８０Ａ、８０Ｂに対応している。このため、図９のステップ１０４において否定判定される。ステップ１０４において否定判定されると、ステップ１０６へ移行して、乗員がシート体７４に着座していないことをモニタ６０に表示する。また、外部機器が接続されている場合には、乗員が着座していないことを示す信号を外部機器に出力する。
【0170】
次のステップ１０８で、圧電基材１２を２本ずつ順に選択して、選択した２本の圧電基材１２の圧電体１８を静電容量検出部６４に接続するように切り替えて、静電容量Ｃの検出を行う。静電容量Ｃの検出においては、時間に対する静電容量Ｃの変化を検出する。
【0171】
次のステップ１１０では、検出された静電容量Ｃと初期値Ｃ０とを比較して、静電容量Ｃと初期値Ｃ０との差が閾値Ｃｓを越えているかを判定する。この際、人の着座が検出されていないので閾値Ｃｓとして閾値Ｃｓ１を適用する。これにより、静電容量Ｃと初期値Ｃ０との差が閾値Ｃｓ１を越えていない場合（（Ｃ−Ｃ０）≦Ｃｓ１、図１０の時間帯８０Ｂが対応）、ステップ１１０において否定判定して、ステップ１１２へ移行する。なお、ステップ１１０の判定においては、例えば、初期値Ｃ０との比較に適用する静電容量Ｃは、２本ずつの圧電基材１２の組み合わせの各々において検出される静電容量の平均値が適用される。
【0172】
ステップ１１２では、シート体７４に水分を含む液体などの付着物がない（水濡れがない）ことをモニタ６０に表示する。また、外部機器が接続されている場合には、シート体７４に水分を含む液体などの付着物がないことを示す信号を外部機器に出力する。次の１１４では、静電容量Ｃに対する初期値Ｃ０を更新するか否かを確認し、否定判定された場合は、一端終了して、次の計測サイクルに移行する。
【0173】
これに対して、所定時間が経過する間、連続してステップ１１４で否定判定されている場合であって、それ間に検出された静電容量Ｃの変化がなく、かつ、初期値Ｃ０との差が生じている場合には、ステップ１１４において肯定判定して、ステップ１１６へ移行する。このステップ１１６では、検出された静電容量Ｃに基づいて初期値Ｃ０を設定して、初期値Ｃ０を更新する。この際、初期値Ｃ０の更新に適用する静電容量Ｃは、連続して付着物が付着していないと判定されている間の静電容量Ｃの平均値等が適用される。
【0174】
シート体７４は、空気中の水分が含有されることがあり、この水分量は、シート体７４の周囲の環境によって変化する。シート体７４が車両に設けられた乗員着座用のシート（シートクッション）であれば、車両の周囲の天候、湿度、温度などの環境によって静電容量Ｃが変化する場合がある。この際、シート体７４の設置環境に合わせて初期値Ｃ０を更新することで、静電容量Ｃに基づく付着物の有無の判定精度を向上できる。なお、ここでは、初期値Ｃ０を更新するようにしたが、閾値Ｃｓ（閾値Ｃｓ１、Ｃｓ２）を更新するようにしても良く、この場合、静電容量Ｃに対する初期値Ｃ０の差分を閾値Ｃｓ１、Ｃｓ２に加算して更新するようにすれば良い。これにより、例えば環境湿度が高く静電容量Ｃが初期値Ｃ０に対して高く変化している場合には、差分が閾値Ｃｓ１、Ｃｓ２に加算されるので、誤判定が生じるのを抑制できる。
【0175】
一方、シート体７４に人が着座していない状態において、シート体７４（上部シート７６）に水や液体などの水分を含んだ付着物が付着すると、付着物を挟んだ両側の圧電基材１２の圧電体１８の間の誘電率が変化する。この場合、図１０の時間帯８０Ｄ、８０Ｆに示すように、静電容量検出部６４において検出された静電容量Ｃと初期値Ｃ０との差が閾値Ｃｓを超える（（Ｃ−Ｃ０）＞Ｃｓ１）。これにより、ステップ１１０において肯定判定されてステップ１１８へ移行する。このステップ１１８では、シート体７４に付着物が付着していることをモニタ６０に表示する。また、外部機器が接続されている場合には、シート体７４に付着物が付着している（例えば水濡れしている）ことを示す信号を外部機器へ出力する。
【0176】
シート体７４に乗員が着座した場合、シート体７４の上部シート７６が加圧されて圧電基材１２が加圧される（図１０の時間帯８０Ｅ、８０Ｆ参照）。この場合には、ステップ１０２において検出される電圧Ｖが上昇する。これにより、検出された電圧Ｖが閾値Ｖｓを超えると（Ｖ＞Ｖｓ）、ステップ１０４で肯定判定されて、ステップ１２０に移行する。このステップ１２０では、乗員がシート体７４に着座していることをモニタ６０に表示する。また、外部機器が接続されている場合には、乗員がシート体７４に着座していることを示す信号を外部機器に出力する。これにより、外部機器では、シート体７４に着座していることを的確に認識できる。
【0177】
次のステップ１２２では、前記ステップ１０８と同様に、２本ずつの圧電基材１２の圧電体１８を静電容量検出部６４に接続して、静電容量Ｃの検出を行う。この後に、検出された静電容量Ｃと初期値Ｃ０とを比較して、ステップ１２４において、静電容量Ｃと初期値Ｃ０との差が閾値Ｃｓ（閾値Ｃｓ２）を超えているか否かを判定する。ここで、静電容量Ｃと初期値Ｃ０との差が閾値Ｃｓ２以下の場合（（Ｃ−Ｃ０）≦Ｃｓ２）は、ステップ１２２において否定判定される。この場合、シート体７４に付着物がないと判定して、付着物がないことを表示するようにしてもよいが、静電容量Ｃがシート体７４に着座している乗員の影響を受けていることを考慮して、モニタ６０への表示は行わないようにすることが好ましい。
これに対して、静電容量Ｃと初期値Ｃ０との差が閾値Ｃｓ２を超えている（（Ｃ−Ｃ０）＞Ｃｓ２）と、ステップ１２４において肯定判定されて、ステップ１２６へ移行する。
【0178】
シート体７４に乗員が着座している状態では、乗員の体液によって静電容量Ｃが増加する。また、シート体７４に着座した乗員の体が動く（以下、体動という）ことで静電容量Ｃも変化する。また、シート体７４に着座した乗員が体動することで、電圧検出部６２において検出される電圧Ｖも不規則に変化する。ここから、ステップ１２６では、シート体７４に着座している乗員の体動が検出されているか否かを確認し、乗員の体動が検出されている場合に肯定判定して、静電容量Ｃを用いた付着物の判定が省略されて、次の検出サイクルに移行する。
【0179】
これに対して、シート体７４に着座した乗員が体動していない場合、電圧検出部６２において検出される電圧Ｖの変化が少なくなる。また、シート体７４に着座した乗員が体動していない場合、シート体７４に着座した乗員（乗員の体液）に起因する静電容量Ｃの変化が抑制される。さらに、シート体７４の上部シート７６に付着物が浸み込むことで静電容量Ｃは、大きくなる方向に変化する。この場合、静電容量Ｃの中間値（平均値）が高くなるか又は増加する方向へ変化する。
【0180】
ここから、電圧検出部６２において検出された電圧Ｖの変化が予め設定している変化幅を超えている場合（図１０の時間帯８０Ｅ、８０Ｇ参照）、ステップ１２６において肯定判定して、付着物の判定結果を省略する。また、電圧検出部６２において検出された電圧Ｖの変化が予め設定している変化幅の範囲内である場合（図１０の時間帯８０Ｉ参照）、ステップ１２６において否定判定してステップ１２８へ移行する。この際、静電容量Ｃが増加する方向へ変化しているとみなせる場合（図１０の時間帯８０Ｊ参照）、ステップ１２８において肯定判定してステップ１３０へ移行する。
ステップ１３０では、シート体７４に付着物が付着していることをモニタ６０に表示する。また、外部機器が接続されている場合には、シート体７４に付着物が付着している（例えば、水濡れしている）ことを示す信号を外部機器へ出力する。なお、ステップ１２８において否定判定された場合に、ステップ１２６において肯定判定された場合と同様に、付着物の判定結果を省略する。
【0181】
このようにセンサシステム５０は、複数の圧電基材１２の各々が圧電基材１２として機能すると共に、外部電極１４として機能するようにしたセンサモジュール７２をシート体７４に設けることで、乗員のシート体７４への着座を検出できると共に、シート体７４に液体などの付着物が付着している（水濡れしている）か否かを検出することができる。しかも、センサシステム５０では、シート体７４への加圧の検出と、付着物の検出とを交互に行うので、シート体７４への加圧の検出と付着物の検出を並行して行うことができる。
【0182】
また、圧力の検出と静電容量の検出とを行う場合、圧力検出用のセンサと静電容量検出用のセンサとを設けることで可能になるが、センサシステム５０では、圧力検出用の圧電基材１２を静電容量の検出用にも用いるので、圧力及び静電容量を検出するための素子を削減できる。しかも、センサシステム５０では、圧電基材１２を用いて、圧力及び静電容量を検出するので、センサモジュールの構成を簡略にできる。
【0183】
さらに、シート体７４に着座した乗員が体動していないと判定される場合でも、心拍（脈）や呼吸によって乗員が瞬間的に体動する。例えば、図１０の時間帯８０Ｋに示すように、心拍による脈が上部シート７６の上面に部分的な圧力変化を生じさせ、呼吸により僅かに体が動くことで、上部シート７６の上面が受ける圧力が変化する。このために、電圧検出部６２により検出される電圧Ｖの変化（振幅）が一時的に大きくなる。ここから、圧電基材１２を用いたセンサシステム５０では、圧電基材１２の内部導体１６と圧電体１８との間の電位差から、シート体７４に着座した乗員の心拍や呼吸等に起因する体動を検出することができる。
【0184】
センサシステム５０では、検知部５２として、圧電基材１２を車両などのシート（シートクッション）に設けたシート体７４を例に説明したが、圧電基材１２は、各種のシート体に設けることができる。圧電基材１２を設けるシート体としては、マットレス、乳幼児に用いる寝具などがある。乳幼児が用いる寝具は、乳幼児が横臥した状態でもくぼみが生じにくくなっており、また、乳幼児が使用する場合に濡れが生じ易い。このような寝具を検知部５２のシート体として圧電基材１２を設けることで、乳幼児が寝ているか否か、濡れが生じて不快に感じることがないかを判定することができる。また、センサシステム５０では、圧電基材１２に生じる電位差（電圧Ｖ）から乳幼児の体動のみならず、心拍や呼吸等を検出できる。
【0185】
〔センサシステムに設ける検知部の変形例等〕センサシステム５０の切替部５６は、圧電基材１２を電圧検出部６２に接続する際、内部導体１６を一括して電圧検出部６２に接続すると共に、圧電体１８を一括して電圧検出部６２に接続したが、複数の圧電基材１２と電圧検出部６２との接続は、これに限るものではない。図１１には、圧電基材１２と電圧検出部６２の接続の他の一例を示している。
【0186】
図１１では、複数の圧電基材１２を１本ずつ順に選択して、選択した圧電基材１２について内部導体１６と圧電体１８とを電圧検出部６２に接続する切替部５６Ａを用いている。これにより、圧電基材１２ごとに圧力を検出できるので、シート体７４における複数の圧電基材１２の配列方向における圧力の分布を検出することができる。なお、複数の圧電基材１２を縦横に格子状に配列して、圧電基材１２ごとに電圧を検出するように構成することで、シート体７４における一方向及び一方向と直交する方向（縦方向及び横方向）の各々について圧力分布を検出することができる。
【0187】
また、センサシステム５０の切替部５６は、隣接する２本の圧電基材１２を選択するようにしたが、複数の圧電基材１２と静電容量検出部６４との接続は、これに限るものではない。図１２には、圧電基材１２と静電容量検出部６４との接続の他の一例を示している。図１２に示す切替部５６Ｂでは、複数の圧電基材１２を配列方向の一端側から奇数番目の圧電基材１２と偶数番目の圧電基材１２とに分け、静電容量検出部６４の一対の入力端子の一方に奇数番目の圧電基材１２の圧電体１８を一括して接続すると共に、静電容量検出部６４の一対の入力端子の他方に偶数番目の圧電基材１２の圧電体１８を一括して接続する。シート体７４の全体について、一括して静電容量を検出できるので、静電容量を検出するための制御を簡略にできる。
【0188】
一方、センサモジュール１０（１０Ａ）では、圧電基材１２の圧電体１８を静電容量測定用の電極としてが、圧電体１８に静電容量測定用の電極を電気的に接続しても良い。図１３には、圧電体１８に静電容量測定用の電極を接続したセンサモジュールの一例が示されている。図１３に示すセンサモジュール８２では、加圧部２０と基部２２との間に、絶縁性を有すると共に、保水性（吸水性）を有する材質により形成された中間部８４が設けられている。中間部８４の基部２２側の面には、シート状の電極８６が配置されており、中間部８４の加圧部２０側の面には、メッシュ状にされた電極８８が配置されている。電極８８としては、金属シートであっても良く、導電性を有する糸が用いられた織物であっても良いが、電極面積を広くするために目開きが小さいことが好ましい。
【0189】
圧電基材１２は、電極８８と加圧部２０との間に配置されて、圧電体１８が電極８８に接着されている。圧電体１８と電極８８との接着は、導電性の接着剤、導電性の粘着剤等電気的に緊密に接続可能とする接着方法が適用されている。中間部８４は、加圧部２０の厚さをｄａ、動的粘弾性測定による貯蔵弾性率Ｅ’ａとし、中間部８４（又は中間部８４と基部２２でも良い）の厚さをｄｂ、動的粘弾性測定による貯蔵弾性率Ｅ’ｂとしたとき、下記関係式（ａ）を満たすものであれば良い。
ｄａ／Ｅ’ａ＜ｄｂ／Ｅ’ｂ・・・式（ａ）
【0190】
センサモジュール８２は、圧電基材１２の圧電体１８と電極８６との間で静電容量が測定される。この際、電極８６と電極８８とがコンデンサとして機能する。このため、センサモジュール８２は、加圧部２０に付着した水分等がメッシュ状の電極８８の開口を通って、電極８６、８８の間の中間部８４に保持される。これにより、電極として圧電基材１２の圧電体１８を用いる場合に加えて、静電容量及び静電容量の変化が大きくなるので、加圧部２０への水分の付着を高精度で検出できる。
また、中間部８４の基部２２側の電極８６としては、電極８８と同様にメッシュ状に形成することができるが、メッシュ状に限らず、孔（開口）のないシート状又はフィルム状とすることで、中間部８４の保水性を向上できて、少量の水分であってもその付着を検出することができる。
【0191】
一方、本実施の形態では、シート体７４を車両のシートクッションに設けたセンサシステム５０を例に説明した。しかしながら、センサシステム５０は、車両のシート（シートクッションに限らず、上記した各種の移動体に設けられるシート（椅子）や、非移動体に配置されたシート（椅子）にセンサモジュール７２を配置しても良い。また、センサモジュール７２（センサモジュール１０を含む）は、各種の移動体のシート以外の部位、非移動体のシート以外の部位、寝具、衣服、電子機器、人が身につけるなどして持ち歩く各種のウェアラブル端末などの各種の物品に設けられても良い。これにより、センサシステムは、センサモジュールが設けられた物品や物品の特定部位に衝撃などにより圧力が加わったか否かと共に、水分を含む液体等が付着したか否かを検出できて、センサモジュールが設けられた部品に損傷や汚れが生じているかなどの各種の状態を判定できる。
【実施例】
【0192】
以下に実施例を説明する。本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【0193】
図１４（Ａ）には、実施例１の構成が示されている。実施例１では、シートのファブリックとして多用されているニット織物を用いた幅２００ｍｍのシート９０上に、各々の軸線をシート９０の幅方向にして、４本の圧電基材１２を配列した。圧電基材１２は、平均外径が０．４ｍｍであり、軸心の間隔を３０ｍｍとして平行に配列した。圧電基材１２の圧電体１８の間の静電容量Ｃは、ＬＣＲメータ９２によって計測した。
【0194】
静電容量Ｃの計測は、配列方向の一端側の圧電基材１２の圧電体１８をＬＣＲメータ９２のＧＮＤ端子に接続し、残りの３本の圧電基材１２の圧電体１８を順に検知端子（High端子）に接続し、３本の圧電端子１２の圧電体１８の各々とＧＮＤ端子に接続した圧電基材１２の圧電体１８との間の静電容量Ｃを測定した。また、計測は、シート９０を濡らしていない状態と、シート９０を圧電基材１２の軸線方向の長さより短い２００ｍｍの幅で、かつ、４本の圧電基材１２が含まれる範囲を、３０ｍｌの水で濡らした状態の各々について計測した。
図１４（Ｂ）には、実施例２の構成が示されている。実施例２は、実施例１と同様の構成を適用し、さらに、シート９０の下側に電気的導体となるアルミホイル９４を敷いている。また、実施例２では、実施例１と同様の構成として、シート９０を濡らしていない水濡れなしの状態、及びシート９０を濡らした水濡れありの状態について計測を行った。
【0195】
図１５（Ａ）には、実施例１の計測結果を示し、図１５（Ｂ）には、実施例２の計測結果を示している。なお、計測経過においては、ＬＣＲメータ９２のＧＵＤ端子に接続した圧電基材１２と他の圧電基材１２との間隔を横軸にして、縦軸に静電容量Ｃ（ｐＦ）を適用し、水濡れなしの状態を黒丸印で示し、水濡れありの状態を×印で示した。
【0196】
図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示すように、２本の圧電基材１２の圧電体１８の間の静電容量Ｃは、水濡れありの場合と水濡れなしの場合とで異なり、水濡れありの場合が、水濡れありの場合によりも大きくなる。従って、複数の圧電基材１２を用いて、圧電基材１２の圧電体１８の間の静電容量Ｃから、織物に水分が付着しているか否かを明確に識別できる。
【0197】
また、水濡れがある場合においては、実施例１における静電容量Ｃに比較して、実施例２における静電容量Ｃが大きく増加している。したがって、圧電基材１２の間に水が溜まるようにすることで、シート９０の水濡れの検出精度を上げることができる。ここから、センサモジュール１０等において、水に対する基部２２の浸透性を、加圧部２０の浸透性より低くすることで、静電容量の検出精度を向上できる。
【0198】
また、水濡れがない場合において、アルミホイル９４を敷いていない実施例１では、圧電基材１２の間隔が広くなるにしたがって静電容量Ｃが減少している。これに対して、アルミホイル９４を敷いた実施例２では、圧電基材１２の間隔が広がっても、静電容量Ｃが低下するのを抑制できる。
【符号の説明】
【0199】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、７２、８２ センサモジュール１２ 圧電基材
１４、１４Ａ、１４Ｂ 外部電極（電極体）
１６ 内部導体
１８ 圧電体（外周導体）
２０ 加圧部
２２ 基部
３０、５０ センサシステム
３２、５６、５６Ａ。５６Ｂ 切替部
３４ 電圧測定部（電圧検出部）
３６ 静電容量測定部（静電容量検出部）
３８ 切替制御部（制御部）
４０ 測定処理部（静電容量検出部、判定部、出力部）
５４ 測定装置
６０ モニタ（出力部、表示手段）
６２ 電圧検出部
６４ 静電容量検出部
６６ 判定部
６８ 出力部
７０ 制御部
７４ シート体
７６ 上部シート（加圧部）
７８ 下部シート（基部）