ホーム > 特許ランキング > 株式会社ジャパンディスプレイ
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024147410
(43)【公開日】2024-10-16
(54)【発明の名称】歪検出装置
(51)【国際特許分類】
G01B 7/16 20060101AFI20241008BHJP
【ＦＩ】
G01B7/16 R
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023060401
(22)【出願日】2023-04-03
(71)【出願人】
【識別番号】502356528
【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ
(74)【代理人】
【識別番号】110001737
【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中野 史掘
(72)【発明者】
【氏名】上原 利範
【テーマコード（参考）】
2F063
【Ｆターム（参考）】
2F063AA25
2F063CA11
2F063EC03
2F063EC14
2F063LA09
(57)【要約】
【課題】実施形態の課題は、検出時間の短縮を図ることが可能な歪検出装置を提供することにある。
【解決手段】実施形態に係る歪検出装置は、間隔を空けて一列に並んで設けられた複数の歪ゲージと、それぞれ複数の歪ゲージの一端に接続された複数の電源線および複数の第１信号線と、それぞれ複数の歪ゲージの他端に接続された複数のグランド線および複数の第２信号線と、を具備するセンサシートと、センサシートを駆動するコントローラと、を備えている。コントローラは、電源線を介して複数の歪ゲージを順次スキャン駆動し、第１信号線および第２信号線を介して歪ゲージの一端の検出信号および他端の検出信号を順次読取るセレクタと、検出信号に基づいて曲率半径を算出する演算処理部と、曲率半径に基づいてスキャン駆動を停止するか継続するかを判定する判定部と、を具備している。
【選択図】 図２３
【解決手段】実施形態に係る歪検出装置は、間隔を空けて一列に並んで設けられた複数の歪ゲージと、それぞれ複数の歪ゲージの一端に接続された複数の電源線および複数の第１信号線と、それぞれ複数の歪ゲージの他端に接続された複数のグランド線および複数の第２信号線と、を具備するセンサシートと、センサシートを駆動するコントローラと、を備えている。コントローラは、電源線を介して複数の歪ゲージを順次スキャン駆動し、第１信号線および第２信号線を介して歪ゲージの一端の検出信号および他端の検出信号を順次読取るセレクタと、検出信号に基づいて曲率半径を算出する演算処理部と、曲率半径に基づいてスキャン駆動を停止するか継続するかを判定する判定部と、を具備している。
【選択図】 図２３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
間隔を空けて一列に並んで設けられた複数の歪ゲージと、それぞれ前記複数の歪ゲージの一端に接続された複数の電源線および複数の第１信号線と、それぞれ前記複数の歪ゲージの他端に接続された複数のグランド線および複数の第２信号線と、を具備するセンサシートと、
前記複数の電源線を介して前記複数の歪ゲージを順次スキャン駆動し、前記第１信号線および第２信号線を介して前記歪ゲージの一端の検出信号および他端の検出信号を順次読取るセレクタと、前記検出信号に基づいて曲率半径を算出する演算処理部と、前記曲率半径に基づいて前記歪ゲージのスキャン駆動を停止するか継続するかを判定する判定部と、を具備するコントローラと、
を備える歪検出装置。
前記複数の電源線を介して前記複数の歪ゲージを順次スキャン駆動し、前記第１信号線および第２信号線を介して前記歪ゲージの一端の検出信号および他端の検出信号を順次読取るセレクタと、前記検出信号に基づいて曲率半径を算出する演算処理部と、前記曲率半径に基づいて前記歪ゲージのスキャン駆動を停止するか継続するかを判定する判定部と、を具備するコントローラと、
を備える歪検出装置。
【請求項2】
前記コントローラは、前記歪ゲージの内の複数の歪ゲージを順次スキャン駆動し、各歪ゲージの検出値が所定の閾値よりも大きいか否かを判定し、前記閾値よりも小さい場合は他の複数の歪ゲージを順次スキャン駆動して検出値を取得し、前記閾値よりも大きい場合は歪ゲージのスキャン駆動を停止し、前記停止するまでに取得した検出値に基づいて曲面形態を算出する、請求項１に記載の歪検出装置。
【請求項3】
前記コントローラは、前記複数の歪ゲージを少なくとも２つのグループに分けてグループ毎に複数の前記歪ゲージを順次スキャン駆動し、各歪ゲージの検出値に基づいて曲率半径を算出し、算出された複数の曲率半径の全てが所定の閾値よりも大きい場合は、スキャン駆動を停止し、前記算出された複数の曲率半径に基づいて曲面形態を算出し、前記算出された複数の曲率半径の少なく１つが前記閾値よりも小さい場合は、他のグループの複数の前記歪ゲージを順次スキャン駆動し、各歪ゲージの検出値に基づいて曲率半径を算出する、請求項１に記載の歪検出装置。
【請求項4】
前記各グループの複数の歪ゲージは、歪ゲージ２つ分以上、互いに離間して位置している、請求項３に記載の歪検出装置。
【請求項5】
前記各グループの複数の歪ゲージは、互いに等間隔離間して位置している、請求項４に記載の歪検出装置。
【請求項6】
前記コントローラは、それぞれ連続する複数の歪ゲージを含む複数のブロックを設定し、各ブロックの歪ゲージをそれぞれ互いに離間した複数の歪ゲージを含む複数のグループに分け、前記ブロックの各々において、グループ毎に複数の前記歪ゲージを順次スキャン駆動し、各歪ゲージの検出値に基づいて曲率半径を算出し、算出された複数の曲率半径の全てが所定の閾値よりも大きい場合は、スキャン駆動を停止し、前記算出された複数の曲率半径に基づいて曲面形態を算出し、前記算出された複数の曲率半径の少なく１つが前記閾値よりも小さい場合は、他のグループの複数の前記歪ゲージを順次スキャン駆動し、各歪ゲージの検出値に基づいて曲率半径を算出する、請求項１に記載の歪検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、歪検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
歪検出装置の一例として、フレキシブルなフィルム状あるいはシート状の歪ゲージセンサが知られている。歪ゲージセンサは、帯状のフレキシブルなシート基材の表面に並んで設けられた複数の歪ゲージと、これらの歪ゲージに通電するための複数本の信号線と、を有している。歪ゲージセンサを湾曲した被検体に巻き付け、各歪ゲージの抵抗変化を検出することにより、被検体の湾曲形状を検知することができる。
当該歪ゲージセンサでは、消費電力の低減や配線数を削減するため、複数の歪ゲージを時分割駆動する手法が提案されている。しかしながら、当該歪ゲージセンサでは、消費電力削減や配線数削減を図ることができる反面、一つの曲面情報を得るまでの検出時間が長くなってしまう。
当該歪ゲージセンサでは、消費電力の低減や配線数を削減するため、複数の歪ゲージを時分割駆動する手法が提案されている。しかしながら、当該歪ゲージセンサでは、消費電力削減や配線数削減を図ることができる反面、一つの曲面情報を得るまでの検出時間が長くなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００４－３４０６９５号公報
【特許文献2】特開２０１３－１７４５１４号公報
【特許文献3】特開昭６０－６７８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
この発明の実施形態の課題は、検出時間の短縮を図ることが可能な歪検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
実施形態に係る歪検出装置は、間隔を空けて一列に並んで設けられた複数の歪ゲージと、それぞれ前記複数の歪ゲージの一端に接続された複数の電源線および複数の第１信号線と、それぞれ前記複数の歪ゲージの他端に接続された複数のグランド線および複数の第２信号線と、を具備するセンサシートと、
前記複数の電源線を介して前記複数の歪ゲージを順次スキャン駆動し、前記第１信号線および第２信号線を介して前記歪ゲージの一端の検出信号および他端の検出信号を順次読取るセレクタと、前記検出信号に基づいて曲率半径を算出する演算処理部と、前記曲率半径に基づいて前記歪ゲージのスキャン駆動を停止するか継続するかを判定する判定部と、を具備するコントローラと、を備えている。
前記複数の電源線を介して前記複数の歪ゲージを順次スキャン駆動し、前記第１信号線および第２信号線を介して前記歪ゲージの一端の検出信号および他端の検出信号を順次読取るセレクタと、前記検出信号に基づいて曲率半径を算出する演算処理部と、前記曲率半径に基づいて前記歪ゲージのスキャン駆動を停止するか継続するかを判定する判定部と、を具備するコントローラと、を備えている。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態について詳細に説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更であって容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更であって容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【0008】
（第１実施形態）
歪検出装置の一例として、実施形態に係る歪ゲージセンサ装置について詳細に説明する。図１は、第１実施形態に係る歪ゲージセンサ装置の斜視図である。
図示のように、歪ゲージセンサ装置１０は、両面型の歪ゲージセンサを構成している。歪ゲージセンサ装置１０は、基材として機能する細長い帯状のフレキシブルなベース基板４４と、ベース基板４４の第１主面（前面）に設けられた第１センサシート２０Ａと、ベース基板４４の第２主面（背面）に設けられた第２センサシート２０Ｂと、一対のフレキシブル配線板（ＦＰＣ）１４と、当該一対のフレキシブル配線板１４を介して第１センサシート２０Ａおよび第２センサシート２０Ｂに接続された中継基板（駆動回路基板）１２と、を備えている。一例では、ベース基板４４は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド等の樹脂で厚さ０．３～０．５ｍｍ程度に形成されている。
歪検出装置の一例として、実施形態に係る歪ゲージセンサ装置について詳細に説明する。図１は、第１実施形態に係る歪ゲージセンサ装置の斜視図である。
図示のように、歪ゲージセンサ装置１０は、両面型の歪ゲージセンサを構成している。歪ゲージセンサ装置１０は、基材として機能する細長い帯状のフレキシブルなベース基板４４と、ベース基板４４の第１主面（前面）に設けられた第１センサシート２０Ａと、ベース基板４４の第２主面（背面）に設けられた第２センサシート２０Ｂと、一対のフレキシブル配線板（ＦＰＣ）１４と、当該一対のフレキシブル配線板１４を介して第１センサシート２０Ａおよび第２センサシート２０Ｂに接続された中継基板（駆動回路基板）１２と、を備えている。一例では、ベース基板４４は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド等の樹脂で厚さ０．３～０．５ｍｍ程度に形成されている。
【0009】
第１センサシート２０Ａおよび第２センサシート２０Ｂの各々は、細長い帯状のフレキシブルなシート基材２２とシート基材２２の片面の側に設けられた導体パターンとを有している。導体パターンは、複数の歪ゲージＧ０～Ｇｎを含んでいる。複数の歪ゲージＧ０～Ｇｎは、シート基材２２の長手方向Ｘの一端から他端に亘り所定の間隔を空けて長手方向Ｘに並んで設けられている。
なお、図において、センサシートの長手方向Ｘ、幅方向Ｙは、互いに直交する２方向を示している。これらの方向は、９０度以外の角度で交差していてもよい。
なお、図において、センサシートの長手方向Ｘ、幅方向Ｙは、互いに直交する２方向を示している。これらの方向は、９０度以外の角度で交差していてもよい。
【0010】
図２は、歪ゲージセンサ装置１０の縦断面図である。
図２に示すように、ベース基板４４は前面と背面とを有している。一例では、第１センサシート２０Ａは、導体パターン（Ｇ０～Ｇｎ）を備える面が透明粘着シート（ＯＣＡ）などの接着層Ａｄによりベース基板４４の前面に貼付されている。第２センサシート２０Ｂは、導体パターン（Ｇ０～Ｇｎ）を備える面が接着層Ａｄによりベース基板４４の背面に貼付されている。
中継基板１２は、一方の面側に設けられた駆動回路４０および複数の配線と、他方の面側に設けられた図示しない複数の配線と、を含んでいる。第１センサシート２０Ａの導体パターンは、ＦＰＣ１４を介して、中継基板１２の上面側に設けられる配線に接続されている。同様に、第２センサシート２０Ｂの導体パターンは、ＦＰＣ１４を介して、中継基板１２の下面側に設けられる配線に接続されている。
なお、第１センサシート２０Ａおよび第２センサシート２０Ｂは、シート基材２２の側を接着層Ａｄによりベース基板４４の前面および背面に貼付する構成としても良い。
図２に示すように、ベース基板４４は前面と背面とを有している。一例では、第１センサシート２０Ａは、導体パターン（Ｇ０～Ｇｎ）を備える面が透明粘着シート（ＯＣＡ）などの接着層Ａｄによりベース基板４４の前面に貼付されている。第２センサシート２０Ｂは、導体パターン（Ｇ０～Ｇｎ）を備える面が接着層Ａｄによりベース基板４４の背面に貼付されている。
中継基板１２は、一方の面側に設けられた駆動回路４０および複数の配線と、他方の面側に設けられた図示しない複数の配線と、を含んでいる。第１センサシート２０Ａの導体パターンは、ＦＰＣ１４を介して、中継基板１２の上面側に設けられる配線に接続されている。同様に、第２センサシート２０Ｂの導体パターンは、ＦＰＣ１４を介して、中継基板１２の下面側に設けられる配線に接続されている。
なお、第１センサシート２０Ａおよび第２センサシート２０Ｂは、シート基材２２の側を接着層Ａｄによりベース基板４４の前面および背面に貼付する構成としても良い。
【0011】
図３は、第１センサシート２０Ａおよび第２センサシート２０Ｂを展開した状態で、第１センサシート２０Ａおよび第２センサシート２０Ｂの歪ゲージおよび配線パターンを模式的に示す平面図である。図示のように、本実施形態によれば、第１センサシート２０Ａおよび第２センサシート２０Ｂは、同一の形状、寸法、および導体パターンに構成されている。詳細には、第１センサシート２０Ａおよび第２センサシート２０Ｂの各々は、フレキシブルな帯状のシート基材２２と、シート基材２２の片面側に設けられた導体パターンと、を有している。導体パターンは、複数の歪ゲージＧ０～Ｇｎを有している。複数の歪ゲージＧ０～Ｇｎは、シート基材２２の長手方向Ｘの一端（先端）から他端（基端）まで長手方向Ｘに間隔を空けて一列に並んで設けられている。歪ゲージＧ０～Ｇｎの各々は、幅方向Ｙに蛇腹状に延在し、幅方向Ｙの一端および他端を有している。各歪ゲージＧ０～Ｇｎは、歪に応じた抵抗変化を生じる。
【0012】
導体パターンは、それぞれ歪ゲージＧ０～Ｇｎの列に沿って長手方向Ｘに延在している複数本の電源線ＶＬ０～ＶＬｎ、複数本のグランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎ、複数本の第１信号線Ｓａ０～Ｓａｎ、および複数本の第２信号線Ｓｂ０～Ｓｂｎを有している。
電源線ＶＬ０～ＶＬｎは、歪ゲージＧ０～Ｇｎの一端の側に位置している。電源線ＶＬ０～ＶＬｎは、それぞれ歪ゲージＧ０～Ｇｎの一端に接続された一端とシート基材２２の基端側に位置する他端とを有し、互いにほぼ平行に延びている。
第１信号線Ｓａ０～Ｓａｎは、歪ゲージＧ０～Ｇｎの一端と電源線ＶＬ０～ＶＬｎとの間に位置している。第１信号線Ｓａ０～Ｓａｎは、それぞれ歪ゲージＧ０～Ｇｎの一端に接続された一端とシート基材２２の基端側に位置する他端とを有し、互いにほぼ平行に延びている。
電源線ＶＬ０～ＶＬｎは、歪ゲージＧ０～Ｇｎの一端の側に位置している。電源線ＶＬ０～ＶＬｎは、それぞれ歪ゲージＧ０～Ｇｎの一端に接続された一端とシート基材２２の基端側に位置する他端とを有し、互いにほぼ平行に延びている。
第１信号線Ｓａ０～Ｓａｎは、歪ゲージＧ０～Ｇｎの一端と電源線ＶＬ０～ＶＬｎとの間に位置している。第１信号線Ｓａ０～Ｓａｎは、それぞれ歪ゲージＧ０～Ｇｎの一端に接続された一端とシート基材２２の基端側に位置する他端とを有し、互いにほぼ平行に延びている。
【0013】
グランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎは、歪ゲージＧ０～Ｇｎの他端の側に位置している。グランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎは、それぞれ歪ゲージＧ０～Ｇｎの他端に接続された一端とシート基材２２の基端側に位置する他端とを有し、互いにほぼ平行に延びている。
第２信号線Ｓｂ０～Ｓｂｎは、歪ゲージＧ０～Ｇｎの他端とグランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎとの間に位置している。第２信号線Ｓｂ０～Ｓｂｎは、それぞれ歪ゲージＧ０～Ｇｎの他端に接続された一端とシート基材２２の基端側に位置する他端とを有し、互いにほぼ平行に延びている。
第２信号線Ｓｂ０～Ｓｂｎは、歪ゲージＧ０～Ｇｎの他端とグランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎとの間に位置している。第２信号線Ｓｂ０～Ｓｂｎは、それぞれ歪ゲージＧ０～Ｇｎの他端に接続された一端とシート基材２２の基端側に位置する他端とを有し、互いにほぼ平行に延びている。
【0014】
上記のように構成された第１センサシート２０Ａおよび第２センサシート２０Ｂは、ベース基板４４の前面および背面に貼付され、ベース基板４４を挟んで互いに対向する。すなわち、第１センサシート２０Ａの歪ゲージＧ０～Ｇｎは、ベース基板４４を挟んで、第２センサシート２０Ｂの歪ゲージＧ０～Ｇｎにそれぞれ対向している。ここで、第１センサシートの各歪ゲージＧ０～Ｇｎと第２センサシートの各歪ゲージＧ０～Ｇｎとは、ベース基板４４の表面に垂直な方向から見た平面視で互いに少なくとも一部が重畳していることが好ましい。或いは、これら各センサシート２０Ａ、２０Ｂの歪ゲージＧ０～Ｇｎは、少なくとも、長手方向Ｘへのずれを許容しつつも幅方向Ｙにはずれることなく重畳していることが好ましい。或いは、これら各センサシート２０Ａ、２０Ｂの歪ゲージＧ０～Ｇｎは、長手方向Ｘにも幅方向Ｙにもずれることなく重畳していることが好ましい。
【0015】
第１センサシート２０Ａのグランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎは、ＦＰＣ１４を介して中継基板１２の上面上まで延びている。第２センサシート２０Ｂの電源線ＶＬ０～ＶＬｎは、ＦＰＣ１４を介して中継基板１２の背面上まで延びている。本実施形態では、第１センサシート２０Ａのグランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎは、それぞれ、中継基板１２の位置で、第２センサシート２０Ｂの電源線ＶＬ０～ＶＬｎに電気的に接続されている。図２に示すように、中継基板１２に形成された接続線としてのメッキスルーホールＳＨにより、グランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎと電源線ＶＬ０～ＶＬｎとが接続されている。
【0016】
なお、接続線は、メッキスルーホールＳＨに限らず、中継基板１２上の配線パターン等を用いても良い。また、第２センサシート２０Ｂの側のＦＰＣ１４も中継基板１２の上面側と接続することにより、メッキスルーホールではなく中継基板１２上の配線を介してこれら第１センサシート２０Ａのグランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎを第２センサシート２０Ｂの電源線ＶＬ０～ＶＬｎにそれぞれ接続する構成を採用することも可能である。更には、第１センサシート２０Ａの側のＦＰＣ１４及び第２センサシート２０Ｂの側のＦＰＣ１４を中継基板１２の上面側に設けられる駆動回路４０と接続し、当該駆動回路４０内でこれら第１センサシート２０Ａのグランド線ＧＮＬ１～ＧＮＬｎを第２センサシート２０Ｂの電源線ＶＬ１～ＶＬｎにそれぞれ接続する構成を採用することも可能である。
【0017】
次に、上記のように構成された第１センサシート２０Ａおよび第２センサシート２０Ｂを駆動する駆動回路（コントローラ）について説明する。図４は、歪ゲージセンサ装置１０の駆動回路を模式的に示すブロック図、図５は、第１センサシートおよび第２センサシート、コントローラのセレクタおよびアナログフロントエンドを示すブロック図である。
図４に示すように、中継基板（制御回路基板）１２に設けられた駆動回路４０は、セレクタＳＥＬ、アナログフロントエンド（ＡＦＥ：信号調整回路）３０、タイミングコントローラ３４、通信インターフェース３６などを有している。
図４に示すように、中継基板（制御回路基板）１２に設けられた駆動回路４０は、セレクタＳＥＬ、アナログフロントエンド（ＡＦＥ：信号調整回路）３０、タイミングコントローラ３４、通信インターフェース３６などを有している。
【0018】
通信インターフェース３６は、外部のホストコントローラ３８に無線あるいは有線接続され、ホストコントローラ３８から駆動信号（setting）を受けるとともに、検出データ（Data）をホストコントローラ３８に送信する。
タイミングコントローラ３４は、駆動信号（setting）に応じて、セレクタＳＥＬおよびアナログフロントエンド３０に駆動信号を出力する。
セレクタＳＥＬは、複数のシフトレジスタ、マルチプレクタ等で構成される。セレクタＳＥＬは、タイミングコントローラ３４からの駆動信号に応じて、第１センサシート２０Ａの電源線ＶＬ０～ＶＬｎを順次、電源に接続し、歪ゲージＧ０～Ｇｎに順次電圧を印加する。これに同期して、セレクタＳＥＬは、第１信号線Ｓａ０～Ｓａｎ、第２信号線Ｓｂ０～Ｓｂｎを介して各歪ゲージＧ０～Ｇｎの一端側および他端側の検出信号（電圧値）ＲＸａ０～ＲＸａｎ、ＲＸｂ０～ＲＸｂｎを順次読み取る。更に、セレクタＳＥＬは、上記読取りに同期して、第２センサシート２０Ｂの第１信号線Ｓａ０～Ｓａｎ、第２信号線Ｓｂ０～Ｓｂｎを介して各歪ゲージＧ０～Ｇｎの一端側および他端側の検出信号（電圧値）ＲＸｃ０～ＲＸｃｎ、ＲＸｄ０～ＲＸｄｎを順次読み取る。
タイミングコントローラ３４は、駆動信号（setting）に応じて、セレクタＳＥＬおよびアナログフロントエンド３０に駆動信号を出力する。
セレクタＳＥＬは、複数のシフトレジスタ、マルチプレクタ等で構成される。セレクタＳＥＬは、タイミングコントローラ３４からの駆動信号に応じて、第１センサシート２０Ａの電源線ＶＬ０～ＶＬｎを順次、電源に接続し、歪ゲージＧ０～Ｇｎに順次電圧を印加する。これに同期して、セレクタＳＥＬは、第１信号線Ｓａ０～Ｓａｎ、第２信号線Ｓｂ０～Ｓｂｎを介して各歪ゲージＧ０～Ｇｎの一端側および他端側の検出信号（電圧値）ＲＸａ０～ＲＸａｎ、ＲＸｂ０～ＲＸｂｎを順次読み取る。更に、セレクタＳＥＬは、上記読取りに同期して、第２センサシート２０Ｂの第１信号線Ｓａ０～Ｓａｎ、第２信号線Ｓｂ０～Ｓｂｎを介して各歪ゲージＧ０～Ｇｎの一端側および他端側の検出信号（電圧値）ＲＸｃ０～ＲＸｃｎ、ＲＸｄ０～ＲＸｄｎを順次読み取る。
【0019】
図５に示すように、アナログフロントエンド３０は、読み出し回路３１、差分検出回路３０ａ、３０ｂ、ＡＤ変換器３２、デジタルフィルタ３３、メモリ３７等を含んでいる。図６は、差分検出回路の回路図である。図示のように、アナログフロントエンド３０は、第１センサシート２０Ａの検出信号を処理する差分検出回路（減算回路）３０ａ、および第２センサシート２０Ｂの検出信号を処理する差分検出回路（減算回路）３０ｂを含んでいる。アナログフロントエンド３０は、駆動信号に応じて、セレクタＳＥＬから送られた各歪ゲージＧ０～Ｇｎの検出信号ＲＸａ、ＲＸｂおよび検出信号ＲＸｃ、ＲＸｄを信号調整（増幅、ＡＤ変換、フィルタリング）し、通信インターフェース３６に出力する。この際、曲率半径の算出には各歪ゲージＧの電圧降下値が必要となるため、差分検出回路３０ａ、３０ｂによりそれぞれの歪ゲージＧ０～Ｇｎの検出値Ｒｘａ、Ｒｘｂの差分、および歪ゲージＧ０～Ｇｎの検出値Ｒｘｃ、Ｒｘｄの差分、を取って信号出力する。
【0020】
図４に示すように、ホストコントローラ３８は、読取り回路３８ａ、メモリ３８ｂ、演算処理部３８ｃ、判定部３８ｄなどを含んでいる。読取り回路３８ａは、通信インターフェース３６から送られた出力信号（差分データ）を読取り、メモリ３８ｂに格納する。演算処理部３８ｃ、例えば、ＣＰＵ、は、差分データに基づいてデータ成形、曲面計算等の演算処理を行い、第１および第２センサシート２０Ａ、２０Ｂにより検出された被検体の歪（曲率半径）、曲面形態（曲面座標）等を算出する。判定部３８ｄは、検出値に応じてスキャン駆動を継続するか停止するかを判定する。メモリ３８ｂには、差分データ、算出され曲率半径、曲面形態が格納され、加えて、判定に用いる閾値、検出動作プログラムなどが格納されている。
【0021】
次に、歪ゲージセンサ装置１０の検出動作モードについて説明する。
図７は、歪ゲージセンサ装置を被検体の表面に設置した状態を模式的に示す図である。図示のように、一例では、被検体５０は、波状あるいはサイン波状に湾曲した表面を有している。歪ゲージセンサ装置１０は、被検体５０の表面に設置され、被検体５０の曲面形態を検出する。この場合、歪ゲージセンサ装置１０は、第２センサシート２０Ｂが被検体５０の表面に接触した状態で設置される。また、一例では、第１センサシート２０Ａおよび第２センサシート２０Ｂは、それぞれ１６個の歪ゲージＧ０～Ｇ１５を備えているものとしている。隣合う歪ゲージ間の間隔Ｌは、例えば、５～２０ｍｍ、より好ましくは、１０～１５ｍｍ程度としている。
図７は、歪ゲージセンサ装置を被検体の表面に設置した状態を模式的に示す図である。図示のように、一例では、被検体５０は、波状あるいはサイン波状に湾曲した表面を有している。歪ゲージセンサ装置１０は、被検体５０の表面に設置され、被検体５０の曲面形態を検出する。この場合、歪ゲージセンサ装置１０は、第２センサシート２０Ｂが被検体５０の表面に接触した状態で設置される。また、一例では、第１センサシート２０Ａおよび第２センサシート２０Ｂは、それぞれ１６個の歪ゲージＧ０～Ｇ１５を備えているものとしている。隣合う歪ゲージ間の間隔Ｌは、例えば、５～２０ｍｍ、より好ましくは、１０～１５ｍｍ程度としている。
【0022】
本実施形態によれば、歪ゲージセンサ装置１０は、全歪ゲージＧ０～Ｇ１５を２つ以上の複数のグループに分け、グループ毎に複数の歪ゲージをスキャン駆動（時分割駆動）して検出値を取得する、いわゆる、間引きスキャン動作モードにて曲面検出を実行する。
図８は、歪ゲージをスキャン駆動する際のグループ分け、駆動順を示す図である。図示のように、本実施形態では、１６個の歪ゲージを４つのグループ１～４に分け、各グループは、４つの歪ゲージを含んでいる。これら４つの歪ゲージは、互いに等間隔、例えば、歪ゲージ４つ分（４Ｌ）の間隔、を空けて位置する歪ゲージである。
グループ１は、Unit０～３に対応する歪ゲージＧ０、Ｇ４、Ｇ８、Ｇ１２を含んでいる。グループ２は、Unit４～７に対応する歪ゲージＧ１、Ｇ５、Ｇ９、Ｇ１３を含んでいる。グループ３は、Unit８～１１に対応する歪ゲージＧ２、Ｇ６、Ｇ１０、Ｇ１４を含んでいる。グループ４は、Unit１２～１５に対応する歪ゲージＧ３、Ｇ７、Ｇ１１、Ｇ１５を含んでいる。
図８は、歪ゲージをスキャン駆動する際のグループ分け、駆動順を示す図である。図示のように、本実施形態では、１６個の歪ゲージを４つのグループ１～４に分け、各グループは、４つの歪ゲージを含んでいる。これら４つの歪ゲージは、互いに等間隔、例えば、歪ゲージ４つ分（４Ｌ）の間隔、を空けて位置する歪ゲージである。
グループ１は、Unit０～３に対応する歪ゲージＧ０、Ｇ４、Ｇ８、Ｇ１２を含んでいる。グループ２は、Unit４～７に対応する歪ゲージＧ１、Ｇ５、Ｇ９、Ｇ１３を含んでいる。グループ３は、Unit８～１１に対応する歪ゲージＧ２、Ｇ６、Ｇ１０、Ｇ１４を含んでいる。グループ４は、Unit１２～１５に対応する歪ゲージＧ３、Ｇ７、Ｇ１１、Ｇ１５を含んでいる。
【0023】
なお、分割するグループ数は、４つに限らず、２つ以上の任意の数に設定可能である。各グループにおける歪ゲージの数は、共通に限らず、グループ毎に相違していてもよい。各グループにおいて、歪ゲージ間の間隔は、最大限広い間隔に設定されていることが望ましく、また、歪ゲージ２つ分（２Ｌ）以上に設定されていることが望ましい。複数の歪ゲージ間の間隔は等間隔としているが、等間隔でなくても良い。
【0024】
図９Ａ、図９Ｂは、歪ゲージセンサ装置の検出動作を示すフローチャートである。図１０は、被検体の曲率半径が小さい場合の歪ゲージセンサ装置の検出動作時のタイミングチャート、図１１は、被検体の曲率半径が大きい場合の歪ゲージセンサ装置の検出動作時のタイミングチャートである。
図示のように、検出時、タイミングコントローラ３４は、ホストコントローラ３８からの指示に応じて、スタート信号ＶＤ、これに同期するクロック信号ＨＤをセレクタＳＥＬに入力する。セレクタＳＥＬは、グループ１の歪ゲージＧ０（Unit0）、Ｇ４（Unit1）、Ｇ８（Unit2）、Ｇ１２（Unit3）を順次スキャン駆動（setting）し、これらの歪ゲージの検出信号（電圧値）を順次読取る（処理１）。
図示のように、検出時、タイミングコントローラ３４は、ホストコントローラ３８からの指示に応じて、スタート信号ＶＤ、これに同期するクロック信号ＨＤをセレクタＳＥＬに入力する。セレクタＳＥＬは、グループ１の歪ゲージＧ０（Unit0）、Ｇ４（Unit1）、Ｇ８（Unit2）、Ｇ１２（Unit3）を順次スキャン駆動（setting）し、これらの歪ゲージの検出信号（電圧値）を順次読取る（処理１）。
【0025】
詳細には、図５に示したように、セレクタＳＥＬは、第１センサシート２０Ａの電源線ＶＬ０に電源電圧を印加し、歪ゲージＧ０に所望の電圧ＰＷ０を印加する。これにより、一定時間、歪ゲージＧ０に電流Ｉが通電される。同時に、セレクタＳＥＬは、第１信号線Ｓａ０および第２信号線Ｓｂ０を介して、歪ゲージＧ０の一端の検出信号（電圧値）ＲＸａ０および歪ゲージＧ０の他端の検出信号（電圧値）ＲＸｂ０を読み取る。
第１センサシート２０Ａのグランド線ＧＮＬ０は、第２センサシート２０Ｂの電源線ＶＬ０に繋がっている。より具体的には、第１センサシート２０Ａの歪ゲージＧ０と第２センサシート２０Ｂの歪ゲージＧ０とは、第１センサシート２０Ａのグランド線ＧＮＬ０、接続線（メッキスルーホール）及び第２センサシート２０Ｂの電源線ＶＬ０を介して直列に接続されている。そのため、第１センサシート２０Ａの歪ゲージＧ０をスキャン駆動すると第２センサシート２０Ｂの歪ゲージＧ０が同期して駆動され、当該歪ゲージＧ０にも電流Ｉが通電される。同時に、セレクタＳＥＬは、第２センサシート２０Ｂの第１信号線Ｓａ０および第２信号線Ｓｂ０を介して、歪ゲージＧ０の一端の検出信号（電圧値）ＲＸｃ０および歪ゲージＧ０の他端の検出信号（電圧値）ＲＸｄ０を取得する。
取得した検出信号ＲＸａ０、ＲＸｂ０、ＲＸｃ０、ＲＸｄ０は、アナログフロントエンド３０に送られ、ここで調整および差分検出された後、メモリ３７に格納される。
第１センサシート２０Ａのグランド線ＧＮＬ０は、第２センサシート２０Ｂの電源線ＶＬ０に繋がっている。より具体的には、第１センサシート２０Ａの歪ゲージＧ０と第２センサシート２０Ｂの歪ゲージＧ０とは、第１センサシート２０Ａのグランド線ＧＮＬ０、接続線（メッキスルーホール）及び第２センサシート２０Ｂの電源線ＶＬ０を介して直列に接続されている。そのため、第１センサシート２０Ａの歪ゲージＧ０をスキャン駆動すると第２センサシート２０Ｂの歪ゲージＧ０が同期して駆動され、当該歪ゲージＧ０にも電流Ｉが通電される。同時に、セレクタＳＥＬは、第２センサシート２０Ｂの第１信号線Ｓａ０および第２信号線Ｓｂ０を介して、歪ゲージＧ０の一端の検出信号（電圧値）ＲＸｃ０および歪ゲージＧ０の他端の検出信号（電圧値）ＲＸｄ０を取得する。
取得した検出信号ＲＸａ０、ＲＸｂ０、ＲＸｃ０、ＲＸｄ０は、アナログフロントエンド３０に送られ、ここで調整および差分検出された後、メモリ３７に格納される。
【0026】
以後、上記と同様に、セレクタＳＥＬは、第１センサシート２０Ａおよび第２センサシート２０Ｂの歪ゲージＧ４、Ｇ８、Ｇ１２を順次スキャン駆動し、これら歪ゲージの検出信号（電圧値）ＲＸａ４、ＲＸｂ４、ＲＸｃ４、ＲＸｄ４、ＲＸａ８、ＲＸｂ８、ＲＸｃ８、ＲＸｄ８、ＲＸａ１２、ＲＸｂ１２、ＲＸｃ１２、ＲＸｄ１２を順次取得する。取得した検出信号ＲＸａ、ＲＸｂ、ＲＸｃ、ＲＸｄは、アナログフロントエンド３０に送られ、ここで調整および差分検出された後、メモリ３７に格納される。
【0027】
上述したように、アナログフロントエンド３０は、送られた検出信号ＲＸａ０～ＲＸａ１２、ＲＸｂ０～ＲＸｂ１２、および検出信号ＲＸｃ０～ＲＸｃ１２、ＲＸｄ０～ＲＸｄ１２を読み出し回路３１により順次、読み出して電圧信号に変換し、更に、ＡＤ変換器３２およびデジタルフィルタ３３によりデジタルデータ（Ｄａｔａ）とする。更に、アナログフロントエンド３０は、差分検出回路３０ａ、３０ｂにより、検出信号ＲＸａ０～ＲＸａ１２とＲＸｂ０～ＲＸｂ１２との差分、および検出信号ＲＸｃ０～ＲＸｃ１２とＲＸｄ０～ＲＸｄ１２との差分を検出する。検出された差分データは、順次、メモリ３７に格納される。アナログフロントエンド３０は、グループ１の歪ゲージのスキャン駆動が完了した時点で、１フレーム分の差分データをメモリ３７から読み出し、ホストコントローラ３８に出力する。
【0028】
図１２は、グループ１の歪ゲージＧ０、Ｇ４、Ｇ８、Ｇ１２がスキャン駆動された状態の歪ゲージセンサ装置を模式的に示す図である。図９Ａおよび図１２に示すように、ホストコントローラ３８の読取り回路３８ａは、送られた差分データを読取り演算処理部３８ｃへ送る。演算処理部３８ｃは、送られた差分データに基づいて、歪ゲージＧ０、Ｇ４、Ｇ８、Ｇ１２により検出された部位の曲率半径ｒ０、ｒ１、ｒ３，ｒ４を算出する（処理２）。算出結果はメモリ３８ｂに格納される。
【0029】
ここで、曲率半径の算出方法の一例を説明する。
図１３は、前述した被検体５０の表面５０ａに設置された歪ゲージセンサ装置の一部を模式的に示す図である。図示のように、表面５０ａ上に設置した状態において、ベース基板４４の中立面は、表面５０ａと同一の曲率半径ｒで湾曲している。ここで、中立面とは、当該歪ゲージセンサ装置の湾曲前後において伸長（引張り）も収縮（圧縮）も生じない（すなわち湾曲後もひずみがゼロ）面である。本実施形態においては、中立面は、ベース基板４４の厚さ方向の中央（厚さ×１／２）となる位置に設けられている。
外周側に位置する第１センサシート２０Ａの歪ゲージＧａと内周側に位置する第２センサシート２０Ｂの歪ゲージＧｂとは、径方向に対向しているとともに、互いに異なる曲率半径で湾曲している。
図１３は、前述した被検体５０の表面５０ａに設置された歪ゲージセンサ装置の一部を模式的に示す図である。図示のように、表面５０ａ上に設置した状態において、ベース基板４４の中立面は、表面５０ａと同一の曲率半径ｒで湾曲している。ここで、中立面とは、当該歪ゲージセンサ装置の湾曲前後において伸長（引張り）も収縮（圧縮）も生じない（すなわち湾曲後もひずみがゼロ）面である。本実施形態においては、中立面は、ベース基板４４の厚さ方向の中央（厚さ×１／２）となる位置に設けられている。
外周側に位置する第１センサシート２０Ａの歪ゲージＧａと内周側に位置する第２センサシート２０Ｂの歪ゲージＧｂとは、径方向に対向しているとともに、互いに異なる曲率半径で湾曲している。
【0030】
図１３および以下に示す数式において、Ｗ０：歪ゲージの初期幅、Ｗａ：外周側の歪ゲージ幅、Ｗｂ：内周側の歪ゲージ幅、ΔＷ：歪ゲージの変化幅、ｄ：基材厚さ、θ：歪ゲージ開き角、ｒ：中立面の曲率半径、ｋ：ゲージ率、Ｒ０：歪ゲージ基準抵抗、ΔＲ：歪ゲージ抵抗変化をそれぞれ示している。
【0031】
ベース基板４４の中立面での歪ゲージＧの幅を歪ゲージの初期幅Ｗ０とすると、Ｗ０＝ｒθとなる。外周側の歪ゲージＧａは、湾曲することにより延びた状態に変形し、そのゲージ幅Ｗａは、
となる。
内周側の歪ゲージＧｂは、湾曲することにより縮んだ状態に変形し、そのゲージ幅Ｗｂは、
となる。変化幅ΔＷは、ΔＷ＝ｄθ／２であり、中立面（被検体の表面５０ａに相当）の曲率半径ｒは、
となる。
【数1】
となる。
内周側の歪ゲージＧｂは、湾曲することにより縮んだ状態に変形し、そのゲージ幅Ｗｂは、
【数2】
となる。変化幅ΔＷは、ΔＷ＝ｄθ／２であり、中立面（被検体の表面５０ａに相当）の曲率半径ｒは、
【数3】
となる。
【0032】
図１４は、第１センサシート２０Ａおよび第２センサシート２０Ｂの等価回路を模式的に示す図である。
図示のように、本実施形態によれば、第１センサシート２０Ａのグランド線ＧＮＬは、第２センサシート２０Ｂの電源線ＶＬに繋がっている、すなわち、短絡している。これにより、外周側の歪ゲージＧａと内周側の歪ゲージＧｂとが直列に接続されている。歪検出時、各歪ゲージＧａ、Ｇｂの一端および他端で電圧降下を測定する。
図示のように、本実施形態によれば、第１センサシート２０Ａのグランド線ＧＮＬは、第２センサシート２０Ｂの電源線ＶＬに繋がっている、すなわち、短絡している。これにより、外周側の歪ゲージＧａと内周側の歪ゲージＧｂとが直列に接続されている。歪検出時、各歪ゲージＧａ、Ｇｂの一端および他端で電圧降下を測定する。
【0033】
各歪ゲージＧａ、Ｇｂの変形前の初期抵抗値をＲ０、変形後の外周側の歪ゲージＧａの抵抗値をＲａ、変形後の内周側の歪ゲージＧｂの抵抗値をＲｂ、外周側の歪ゲージＧａの一端および他端における電圧値をＶ１、Ｖ２、内周側の歪ゲージＧｂの一端および他端における電圧値をＶ３、Ｖ４、歪ゲージの抵抗変化をΔＲ、各歪ゲージＧａ、Ｇｂに流れる電流をＩ、とすると、歪ゲージＧａの一端と他端との間の電圧降下Ｖ12、および歪ゲージＧｂの一端と他端との間の電圧降下Ｖ34は、
となる。上式を下式で除算すると、
の関係となり、歪ゲージ抵抗の変化を用いて表すと以下の式となる。
上式より、歪ゲージ抵抗の変化率は、以下の式で算出される。
【数4】
となる。上式を下式で除算すると、
【数5】
の関係となり、歪ゲージ抵抗の変化を用いて表すと以下の式となる。
【数6】
上式より、歪ゲージ抵抗の変化率は、以下の式で算出される。
【数7】
【0034】
上記の関係式を前述した曲率半径ｒの計算式（１）に当てはめると、以下の通りとなる。
ホストコントローラ３８の演算処理部３８ｃは、取得した差分値（Ｖ12、Ｖ34）と上記式（２）とにより、検出部位の曲率半径ｒを算出することができる。
【数8】
ホストコントローラ３８の演算処理部３８ｃは、取得した差分値（Ｖ12、Ｖ34）と上記式（２）とにより、検出部位の曲率半径ｒを算出することができる。
【0035】
図９Ａに示すように、曲率半径ｒ０、ｒ１，ｒ２，ｒ３を算出した後、ホストコントローラ３８の判定部３８ｄは、算出した曲率半径ｒ０、ｒ１、ｒ３、ｒ４の絶対値の各々と所定の閾値ｔｈ０とを比較し、大小関係に応じてスキャン駆動を継続するか停止するかを判定する（処理２）。一例では、曲率半径ｒ０、ｒ１、ｒ３、ｒ４の絶対値の少なくとも１つが閾値ｔｈ０よりも小さい場合、ホストコントローラ３８は、次のグループ２の歪ゲージを順次スキャン駆動するように駆動回路４０に指示する。また、全ての曲率半径ｒ０、ｒ１、ｒ３、ｒ４の絶対値が閾値ｔｈ０よりも大きい場合、演算処理部３８ｃは、曲率半径ｒ０、ｒ１、ｒ３、ｒ４に基づいて、被検体５０の表面全体の曲面形態（曲面座標）を算出する。より具体的には、上記式（２）によって得られる各曲率半径ｒ０、ｒ１、ｒ３、ｒ４の絶対値及び正負符号、さらには歪ゲート間の間隔Ｌを用いて各歪ゲージ間の回転角を得る（図１２中θ0～θ2参照）。その後、当該算出結果をメモリ３８ｂに格納する（ＳＴ３）。
【0036】
次いで、ホストコントローラ３８は、ユーザの操作等に起因した停止コマンドを受け取っているか否かを確認し、センシング（検出動作）を停止するか否かを判定する（ＳＴ４）。停止コマンドを受け取っている場合は、ホストコントローラ３８は、駆動回路４０の電源をオフとして検出動作を終了する（ＳＴ５）。また、停止コマンドを受け取っていない場合は、ホストコントローラ３８は、前述した処理１に戻り、検出動作を再開する。
以上のように、検出した４箇所の曲率半径が比較的大きい場合、歪ゲージセンサ装置１０は、グループ１の歪ゲージによる間引きスキャン検出動作のみにより、被検体５０の曲面形態を検出する。
以上のように、検出した４箇所の曲率半径が比較的大きい場合、歪ゲージセンサ装置１０は、グループ１の歪ゲージによる間引きスキャン検出動作のみにより、被検体５０の曲面形態を検出する。
【0037】
次に、検出動作を継続する場合の動作モードについて説明する。
図９Ａ、図９Ｂ、図１１に示したように、前述した処理２において、曲率半径ｒ０、ｒ１、ｒ３、ｒ４の絶対値の少なくとも１つが閾値ｔｈ０よりも小さい場合、ホストコントローラ３８は、グループ２の歪ゲージを順次スキャン駆動するように駆動回路４０に指示する。セレクタＳＥＬは、グループ２の歪ゲージＧ１（Unit4）、Ｇ５（Unit5）、Ｇ９（Unit6）、Ｇ１３（Unit7）を順次スキャン駆動（setting）し、これらの歪ゲージの検出信号（電圧値）を順次読取る（処理３）。
図９Ａ、図９Ｂ、図１１に示したように、前述した処理２において、曲率半径ｒ０、ｒ１、ｒ３、ｒ４の絶対値の少なくとも１つが閾値ｔｈ０よりも小さい場合、ホストコントローラ３８は、グループ２の歪ゲージを順次スキャン駆動するように駆動回路４０に指示する。セレクタＳＥＬは、グループ２の歪ゲージＧ１（Unit4）、Ｇ５（Unit5）、Ｇ９（Unit6）、Ｇ１３（Unit7）を順次スキャン駆動（setting）し、これらの歪ゲージの検出信号（電圧値）を順次読取る（処理３）。
【0038】
詳細には、図１５に示したように、セレクタＳＥＬは、第１センサシート２０Ａの電源線ＶＬ１に所望の電圧ＰＷ１を印加する。これにより、一定時間、歪ゲージＧ１に電流Ｉが通電される。同時に、セレクタＳＥＬは、第１信号線Ｓａ１および第２信号線Ｓｂ１を介して、歪ゲージＧ１の一端の検出信号（電圧値）ＲＸａ１および歪ゲージＧ１の他端の検出信号（電圧値）ＲＸｂ１を読み取る。
第１センサシート２０Ａの歪ゲージＧ１と第２センサシート２０Ｂの歪ゲージＧ１とは、第１センサシート２０Ａのグランド線ＧＮＬ１、接続線（メッキスルーホール）及び第２センサシート２０Ｂの電源線ＶＬ１を介して直列に接続されている。そのため、第１センサシート２０Ａの歪ゲージＧ１をスキャン駆動すると第２センサシート２０Ｂの歪ゲージＧ１が同期して駆動され、当該歪ゲージＧ１にも電流Ｉが通電される。同時に、セレクタＳＥＬは、第２センサシート２０Ｂの第１信号線Ｓａ１および第２信号線Ｓｂ１を介して、歪ゲージＧ１の一端の検出信号（電圧値）ＲＸｃ１および歪ゲージＧ１の他端の検出信号（電圧値）ＲＸｄ１を取得する。
取得した検出信号ＲＸａ１、ＲＸｂ１、ＲＸｃ１、ＲＸｄ１は、アナログフロントエンド３０に送られ、ここで調整および差分検出された後、メモリ３７に格納される。
第１センサシート２０Ａの歪ゲージＧ１と第２センサシート２０Ｂの歪ゲージＧ１とは、第１センサシート２０Ａのグランド線ＧＮＬ１、接続線（メッキスルーホール）及び第２センサシート２０Ｂの電源線ＶＬ１を介して直列に接続されている。そのため、第１センサシート２０Ａの歪ゲージＧ１をスキャン駆動すると第２センサシート２０Ｂの歪ゲージＧ１が同期して駆動され、当該歪ゲージＧ１にも電流Ｉが通電される。同時に、セレクタＳＥＬは、第２センサシート２０Ｂの第１信号線Ｓａ１および第２信号線Ｓｂ１を介して、歪ゲージＧ１の一端の検出信号（電圧値）ＲＸｃ１および歪ゲージＧ１の他端の検出信号（電圧値）ＲＸｄ１を取得する。
取得した検出信号ＲＸａ１、ＲＸｂ１、ＲＸｃ１、ＲＸｄ１は、アナログフロントエンド３０に送られ、ここで調整および差分検出された後、メモリ３７に格納される。
【0039】
以後、上記と同様に、セレクタＳＥＬは、第１センサシート２０Ａおよび第２センサシート２０Ｂの歪ゲージＧ５、Ｇ９、Ｇ１３を順次スキャン駆動し、これら歪ゲージの検出信号（電圧値）ＲＸａ５、ＲＸｂ５、ＲＸｃ５、ＲＸｄ５、ＲＸａ９、ＲＸｂ９、ＲＸｃ９、ＲＸｄ９、ＲＸａ１３、ＲＸｂ１３、ＲＸｃ１３、ＲＸｄ１３を順次取得する。取得した検出信号ＲＸａ、ＲＸｂ、ＲＸｃ、ＲＸｄは、アナログフロントエンド３０に送られ、ここで調整および差分検出された後、メモリ３７に格納される。
【0040】
アナログフロントエンド３０は、グループ２の歪ゲージのスキャン駆動が完了した時点で、１フレーム分の差分データをメモリ３７から読み出し、ホストコントローラ３８に出力する。図１６は、グループ１の歪ゲージＧ０、Ｇ４、Ｇ８、Ｇ１２およびグループ２の歪ゲージＧ１、Ｇ５、Ｇ９、Ｇ１３がスキャン駆動された状態の歪ゲージセンサ装置を模式的に示す図である。図９Ａおよび図１６に示すように、ホストコントローラ３８の読取り回路３８ａは、送られた差分データを読取り演算処理部３８ｃへ送る。演算処理部３８ｃは、送られた差分データに基づいて、歪ゲージＧ１、Ｇ５、Ｇ９、Ｇ１３により検出された部位の曲率半径ｒ４、ｒ５、ｒ６，ｒ７を算出する（処理４）。算出結果はメモリ３８ｂに格納される。
【0041】
次いで、ホストコントローラ３８の判定部３８ｄは、算出した曲率半径ｒ４、ｒ５、ｒ６，ｒ７の絶対値の各々と所定の閾値ｔｈ１とを比較し、大小関係に応じてスキャン駆動を継続するか停止するかを判定する（処理４）。一例では、曲率半径ｒ４、ｒ５、ｒ６，ｒ７の絶対値の少なくとも１つが閾値ｔｈ１よりも小さい場合、ホストコントローラ３８は、次のグループ３の歪ゲージを順次スキャン駆動するように駆動回路４０に指示する。また、全ての曲率半径ｒ４、ｒ５、ｒ６，ｒ７の絶対値が閾値ｔｈ１よりも大きい場合、演算処理部３８ｃは、算出済みの曲率半径ｒ０～ｒ７に基づいて、被検体５０の表面全体の曲面形態（曲面座標）を算出する。より具体的には、上記式（２）によって得られる各曲率半径ｒ４、ｒ５、ｒ６、ｒ７の絶対値及び正負符号、さらには歪ゲート間の間隔Ｌを用いて各歪ゲージ間の回転角を得る。当該回転角は、グループ２で得られた曲率半径に基づいて演算するのみならず、グループ１及びグループ２で得られた曲率半径に基づいて演算する（図１６中のθ３～θ９参照）。その後、当該算出結果をメモリ３８ｂに格納する（ＳＴ６）。
【0042】
次いで、ホストコントローラ３８は、停止コマンドを受け取っているか否かを確認し、センシング（検出動作）を停止するか否かを判定する（ＳＴ７）。停止コマンドを受け取っている場合は、ホストコントローラ３８は駆動回路４０の電源をオフとして検出動作を終了する（ＳＴ８）。また、停止コマンドを受けっていない場合は、ホストコントローラ３８は前述した処理１に戻り、検出動作を再開する。
以上のように、検出した４箇所の曲率半径ｒ４、ｒ５、ｒ６，ｒ７の絶対値が比較的大きい場合、歪ゲージセンサ装置１０は、グループ１およびグループ２の歪ゲージによる間引きスキャン検出動作により、被検体５０の曲面形態を検出する。
以上のように、検出した４箇所の曲率半径ｒ４、ｒ５、ｒ６，ｒ７の絶対値が比較的大きい場合、歪ゲージセンサ装置１０は、グループ１およびグループ２の歪ゲージによる間引きスキャン検出動作により、被検体５０の曲面形態を検出する。
【0043】
図１１、図９Ａ、図９Ｂに示したように、前述した処理４において、曲率半径ｒ４、ｒ５、ｒ６、ｒ７の絶対値の少なくとも１つが閾値ｔｈ１よりも小さい場合、ホストコントローラ３８は、グループ３の歪ゲージを順次スキャン駆動するように駆動回路４０に指示する。セレクタＳＥＬは、グループ３の歪ゲージＧ２（Unit8）、Ｇ６（Unit9）、Ｇ１０（Unit10）、Ｇ１４（Unit11）を順次スキャン駆動（setting）し、これらの歪ゲージの検出信号（電圧値）を順次読取る（処理５）。取得した検出信号ＲＸａ、ＲＸｂ、ＲＸｃ、ＲＸｄは、アナログフロントエンド３０に送られ、ここで調整および差分検出された後、メモリ３７に格納される。
【0044】
図１７は、グループ１の歪ゲージＧ０、Ｇ４、Ｇ８、Ｇ１２、グループ２の歪ゲージＧ１、Ｇ５、Ｇ９、Ｇ１３、およびグループ３の歪ゲージＧ２、Ｇ６、Ｇ１０、Ｇ１４がスキャン駆動された状態の歪ゲージセンサ装置を模式的に示す図である。図９Ｂおよび図１７に示すように、ホストコントローラ３８の読取り回路３８ａは、送られた差分データを読取り演算処理部３８ｃへ送る。演算処理部３８ｃは、送られた差分データに基づいて、歪ゲージＧ２、Ｇ６、Ｇ１０、Ｇ１４により検出された部位の曲率半径ｒ８、ｒ９、ｒ１０，ｒ１１を算出する（処理６）。算出結果はメモリ３８ｂに格納される。
【0045】
次いで、ホストコントローラ３８の判定部３８ｄは、算出した曲率半径ｒ４、ｒ５、ｒ６，ｒ７の絶対値の各々と所定の閾値ｔｈ２とを比較し、大小関係に応じてスキャン駆動を継続するか停止するかを判定する（処理６）。一例では、曲率半径ｒ８、ｒ９、ｒ１０，ｒ１１の絶対値の少なくとも１つが閾値ｔｈ２よりも小さい場合、ホストコントローラ３８は、次のグループ４の歪ゲージを順次スキャン駆動するように駆動回路４０に指示する。また、全ての曲率半径ｒ８、ｒ９、ｒ１０，ｒ１１の絶対値が閾値ｔｈ２よりも大きい場合、演算処理部３８ｃは、検出済みの曲率半径ｒ０～ｒ１１に基づいて、被検体５０の表面全体の曲面形態（曲面座標）を算出する。具体的には、上記式（２）によって得られる各曲率半径ｒ８、ｒ９、ｒ１０、ｒ１１の絶対値及び正負符号、さらには歪ゲート間の間隔Ｌを用いて各歪ゲージ間の回転角を得る。上記と同様、当該回転角は、グループ３で得られた曲率半径に基づいて演算するのみならず、グループ１～３で得られた曲率半径に基づいて演算する（図１７中θ１０～θ２０参照）。その後、当該算出結果をメモリ３８ｂに格納する（ＳＴ９）。
【0046】
次いで、ホストコントローラ３８は、センシング（検出動作）を停止するか否かを判定し（ＳＴ１０）、停止コマンドを受け取っている場合は、駆動回路４０の電源をオフとして検出動作を終了する（ＳＴ１１）。また、停止コマンドを受け取っていない場合は、ホストコントローラ３８は前述した処理１に戻り、検出動作を再開する。
このように、検出した４箇所の曲率半径ｒ８、ｒ９、ｒ１０，ｒ１１が比較的大きい場合、歪ゲージセンサ装置１０は、グループ１、２、３の歪ゲージによる間引きスキャン検出動作により、被検体５０の曲面形態を検出する。
このように、検出した４箇所の曲率半径ｒ８、ｒ９、ｒ１０，ｒ１１が比較的大きい場合、歪ゲージセンサ装置１０は、グループ１、２、３の歪ゲージによる間引きスキャン検出動作により、被検体５０の曲面形態を検出する。
【0047】
図９Ｂに示したように、前述した処理６において、曲率半径ｒ８、ｒ９、ｒ１０，ｒ１１の絶対値の少なくとも１つが閾値ｔｈ２よりも小さい場合、ホストコントローラ３８は、グループ４の歪ゲージを順次スキャン駆動するように駆動回路４０に指示する。セレクタＳＥＬは、グループ４の歪ゲージＧ３（Unit12）、Ｇ７（Unit13）、Ｇ１１（Unit14）、Ｇ１５（Unit15）を順次スキャン駆動（setting）し、これらの歪ゲージの検出信号（電圧値）を順次読取る（処理７）。取得した検出信号ＲＸａ、ＲＸｂ、ＲＸｃ、ＲＸｄは、アナログフロントエンド３０に送られ、ここで調整および差分検出された後、メモリ３７に格納される。
【0048】
図１８は、グループ１～４の歪ゲージＧ０～Ｇ１５がスキャン駆動された状態の歪ゲージセンサ装置を模式的に示す図である。図９Ｂおよび図１８に示すように、ホストコントローラ３８の読取り回路３８ａは、送られた差分データを読取り演算処理部３８ｃへ送る。演算処理部３８ｃは、送られた差分データに基づいて、歪ゲージＧ３、Ｇ７、Ｇ１１、Ｇ１５により検出された部位の曲率半径ｒ１２、ｒ１３、ｒ１４，ｒ１５を算出し、更に、算出済みの曲率半径ｒ０～ｒ１５に基づいて、被検体５０の表面全体の曲面形態（曲面座標）を算出する。具体的には、ここまでで得られた各曲率半径ｒ０～ｒ１５の絶対値及び正負符号、さらには歪ゲート間の間隔Ｌを用いて各歪ゲージ間の回転角を得る。その後、当該算出結果をメモリ３８ｂに格納する（処理８）。
【0049】
次いで、ホストコントローラ３８は、センシング（検出動作）を停止するか否かを判定し、停止コマンドを受け取っている場合は、駆動回路４０の電源をオフとして検出動作を終了する（処理８）。また、停止コマンドを受け取っていない場合は、ホストコントローラ３８は前述した処理１に戻り、検出動作を継続する。
このように、曲率半径の小さい曲面を測定する場合、歪ゲージセンサ装置１０は、グループ１、２、３、４の歪ゲージ、すなわち、全ての歪ゲージＧ０～Ｇ１５をスキャン駆動することにより被検体５０の曲面形態を検出する。
なお、上述した検出動作モードにおいて、曲率半径の大小を判定するための閾値ｔｈ０、ｔｈ１、ｔｈ２は、任意の値に設定可能である。例えば、閾値ｔｈ０、ｔｈ３、ｔｈ２は、同じ値であっても異なる値であっても構わない。すなわち、閾値ｔｈ０＝閾値ｔｈ１＝閾値ｔｈ２＝でも構わないし、閾値ｔｈ０＞閾値ｔｈ１＞閾値ｔｈ２でも構わないし、閾値ｔｈ０＜閾値ｔｈ１＜閾値ｔｈ２でも構わない。これら閾値のいずれか２つのみが同じでも構わない。
このように、曲率半径の小さい曲面を測定する場合、歪ゲージセンサ装置１０は、グループ１、２、３、４の歪ゲージ、すなわち、全ての歪ゲージＧ０～Ｇ１５をスキャン駆動することにより被検体５０の曲面形態を検出する。
なお、上述した検出動作モードにおいて、曲率半径の大小を判定するための閾値ｔｈ０、ｔｈ１、ｔｈ２は、任意の値に設定可能である。例えば、閾値ｔｈ０、ｔｈ３、ｔｈ２は、同じ値であっても異なる値であっても構わない。すなわち、閾値ｔｈ０＝閾値ｔｈ１＝閾値ｔｈ２＝でも構わないし、閾値ｔｈ０＞閾値ｔｈ１＞閾値ｔｈ２でも構わないし、閾値ｔｈ０＜閾値ｔｈ１＜閾値ｔｈ２でも構わない。これら閾値のいずれか２つのみが同じでも構わない。
【0050】
以上のように構成された第１実施形態に係る歪ゲージセンサ装置１０によれば、全歪ゲージの数よりも少ない数の歪ゲージにより間引きスキャン検出を行い、１回の間引きスキャン検出毎に次の間引きスキャン検出を継続するか停止するかを判定している。比較的曲率半径の大きい被検体の曲面検出動作においては、少ない回数の間引きスキャン検出にて被検体の曲面形態を検出することが可能となる。これにより、本実施形態によれば、検出時間の短縮および消費電力の低減を図ることが可能な歪ゲージセンサ装置を得ることができる。
【0051】
なお、上述した第１実施形態において、センサシートにおける歪ゲージの数は、１６個に限らず、必要に応じて適宜増減可能である。間引きスキャン駆動するグループ数は、４つに限らず、２つ以上の任意の数に設定可能である。各グループにおける歪ゲージ数は、共通に限らず、グループ毎に相違していてもよい。各グループにおける歪ゲージの組合せは、第１実施形態に限らず、種々選択可能である。
【0052】
（第１変形例）
図１９は、第１変形例における、歪ゲージをスキャン駆動する際のグループ分け、駆動順を示す図である。図示のように、第１変形例では、１６個の歪ゲージを４つのグループ１～４に分け、各グループは、４つの歪ゲージを含んでいる。これら４つの歪ゲージは、互いに等間隔、例えば、歪ゲージ４つ分（４Ｌ）の間隔、を空けて位置する歪ゲージである。
グループ１は、Unit０～３に対応する歪ゲージＧ０、Ｇ４、Ｇ８、Ｇ１２を含んでいる。グループ２は、Unit４～７に対応する歪ゲージＧ２、Ｇ６、Ｇ１０、Ｇ１４を含んでいる。グループ３は、Unit８～１１に対応する歪ゲージＧ１、Ｇ５、Ｇ９、Ｇ１３を含んでいる。グループ４は、Unit１２～１５に対応する歪ゲージＧ３、Ｇ７、Ｇ１１、Ｇ１５を含んでいる。
図１９は、第１変形例における、歪ゲージをスキャン駆動する際のグループ分け、駆動順を示す図である。図示のように、第１変形例では、１６個の歪ゲージを４つのグループ１～４に分け、各グループは、４つの歪ゲージを含んでいる。これら４つの歪ゲージは、互いに等間隔、例えば、歪ゲージ４つ分（４Ｌ）の間隔、を空けて位置する歪ゲージである。
グループ１は、Unit０～３に対応する歪ゲージＧ０、Ｇ４、Ｇ８、Ｇ１２を含んでいる。グループ２は、Unit４～７に対応する歪ゲージＧ２、Ｇ６、Ｇ１０、Ｇ１４を含んでいる。グループ３は、Unit８～１１に対応する歪ゲージＧ１、Ｇ５、Ｇ９、Ｇ１３を含んでいる。グループ４は、Unit１２～１５に対応する歪ゲージＧ３、Ｇ７、Ｇ１１、Ｇ１５を含んでいる。
【0053】
第１変形例によれば、グループ１の歪ゲージとグループ２の歪ゲージとの間隔を歪ゲージ２つ分の２Ｌと広く設定している。そのため、グループ１の間引きスキャン検出およびグループ２の間引きスキャン検出を実行することにより、長手方向Ｘのより広い領域に亘って歪検出を行うことができる。その他、変形例１においても、前述した第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【0054】
（第２変形例）
図２０は、第２変形例に係る歪ゲージセンサ装置を模式的に示す側面図、図２１は、被検体の一例を示す断面図である。
図２０に示すように、第２変形例では、歪ゲージセンサ装置１０は、全歪ゲージを複数のブロックに分け、更に、各ブロックの歪ゲージを複数のグループに分けて、グループ毎に間引きスキャン駆動する構成としている。詳細には、歪ゲージセンサ装置１０のセンサシートは、一列に並んで設けられた６４個の歪ゲージＧ０～Ｇ６３を有している。歪ゲージをスキャン駆動する際、６４個の歪ゲージを複数、例えば、４つのブロック１～４に分け、更に、各ブロックの歪ゲージを複数、例えば、４つのグループ１～４に分け、ブロック毎に、各グループの間引きスキャン検出動作を実行する。
図２０は、第２変形例に係る歪ゲージセンサ装置を模式的に示す側面図、図２１は、被検体の一例を示す断面図である。
図２０に示すように、第２変形例では、歪ゲージセンサ装置１０は、全歪ゲージを複数のブロックに分け、更に、各ブロックの歪ゲージを複数のグループに分けて、グループ毎に間引きスキャン駆動する構成としている。詳細には、歪ゲージセンサ装置１０のセンサシートは、一列に並んで設けられた６４個の歪ゲージＧ０～Ｇ６３を有している。歪ゲージをスキャン駆動する際、６４個の歪ゲージを複数、例えば、４つのブロック１～４に分け、更に、各ブロックの歪ゲージを複数、例えば、４つのグループ１～４に分け、ブロック毎に、各グループの間引きスキャン検出動作を実行する。
【0055】
一例では、ブロック１は、連続する１６個の歪ゲージＧ０～Ｇ１５を含んでいる。ブロック２は、連続する１６個の歪ゲージＧ１６～Ｇ３１を含んでいる。ブロック３は、連続する１６個の歪ゲージＧ３２～Ｇ４７を含んでいる。ブロック４は、連続する１６個の歪ゲージＧ４８～Ｇ６３を含んでいる。
ブロック１～４の各々は、例えば、前述した第１実施形態と同様に、４つのグループに分けられ、各グループは、４つの歪ゲージを含んでいる。これら４つの歪ゲージは、互いに等間隔、例えば、歪ゲージ４つ分（４Ｌ）の間隔、を空けて位置している。
ブロック１～４の各々は、例えば、前述した第１実施形態と同様に、４つのグループに分けられ、各グループは、４つの歪ゲージを含んでいる。これら４つの歪ゲージは、互いに等間隔、例えば、歪ゲージ４つ分（４Ｌ）の間隔、を空けて位置している。
【0056】
上記の歪ゲージセンサ装置１０では、ブロック１～４毎に、前述した第１実施形態と同様の間引きスキャン検出動作を実行する。例えば、図２１に示すような、局部的に曲げ角度が大きいヘアピン形状の被検体５０について、歪ゲージセンサ装置１０により曲面形態を検出する場合を想定する。この場合、歪ゲージセンサ装置１０のブロック１およびブロック４の領域はそれぞれ被検体５０の曲率半径の大きい直線状部分の上に設置され、ブロック２およびブロック３の一部が曲率半径の小さい湾曲部分５０ｂの上に設置される。この状態で、ブロック毎に間引きスキャン検出動作を実行する。曲率半径の大きい領域に設置されているブロック１およびブロック４では、１つ、あるいは２つのグループによる間引きスキャン検出動作によりこの領域の曲面形態が検出される。曲率半径の小さい領域に設置されているブロック２およびブロック３では、３つ以上の複数グループによる間引きスキャン検出動作を継続することにより、この領域の曲面形態を検出する。
【0057】
上記第２変形例によれば、曲率半径の小さい曲面領域を検出するブロックのみ、間引きスキャン検出動作を複数回継続し、曲率半径の大きい曲面領域を検出するブロックについては間引きスキャン検出動作を１回程度で打ち切ることが可能となる。これにより、歪ゲージセンサ装置全体の検出時間の短縮を図ることができ、同時に、消費電力の低減を図ることが可能となる。
【0058】
次に、第２実施形態に係る歪ゲージセンサ装置について説明する。以下に述べる第２実施形態において、前述した第１実施形態と同一の部分には第１実施形態と同一の参照符号を付して、その詳細な説明を簡略化あるいは省略する場合がある。
（第２実施形態）
図２２は、第２実施形態に係る歪ゲージセンサ装置の斜視図である。
図示のように、第２実施形態によれば、歪ゲージセンサ装置１０は、片面型の歪ゲージセンサを構成している。歪ゲージセンサ装置１０は、細長い帯状のフレキシブルなベース基板４４と、ベース基板４４の片面に貼付されたセンサシート２０と、フレキシブル配線板（ＦＰＣ）１４を介してセンサシート２０に接続された中継基板（駆動回路基板）１２と、を備えている。
センサシート２０は、前述した第１実施形態における第１センサシートあるいは第２センサシートと同様に構成されている。すなわち、センサシート２０は、細長い帯状のフレキシブルなシート基材２２とシート基材２２の片面の側に設けられた導体パターンとを有している。導体パターンは、複数の歪ゲージＧ０～Ｇｎを含んでいる。複数の歪ゲージＧ０～Ｇｎは、シート基材２２の長手方向Ｘの一端から他端に亘り所定の間隔を置いて長手方向Ｘに一列に並んで設けられている。
（第２実施形態）
図２２は、第２実施形態に係る歪ゲージセンサ装置の斜視図である。
図示のように、第２実施形態によれば、歪ゲージセンサ装置１０は、片面型の歪ゲージセンサを構成している。歪ゲージセンサ装置１０は、細長い帯状のフレキシブルなベース基板４４と、ベース基板４４の片面に貼付されたセンサシート２０と、フレキシブル配線板（ＦＰＣ）１４を介してセンサシート２０に接続された中継基板（駆動回路基板）１２と、を備えている。
センサシート２０は、前述した第１実施形態における第１センサシートあるいは第２センサシートと同様に構成されている。すなわち、センサシート２０は、細長い帯状のフレキシブルなシート基材２２とシート基材２２の片面の側に設けられた導体パターンとを有している。導体パターンは、複数の歪ゲージＧ０～Ｇｎを含んでいる。複数の歪ゲージＧ０～Ｇｎは、シート基材２２の長手方向Ｘの一端から他端に亘り所定の間隔を置いて長手方向Ｘに一列に並んで設けられている。
【0059】
図２３は、センサシート２０の歪ゲージおよび配線パターン、並びに、歪ゲージセンサ装置１０のコントローラを模式的に示す図である。
図示のように、センサシート２０の複数の歪ゲージＧ０～Ｇｎは、センサシート２０の長手方向Ｘに間隔を空けて一列に並んで設けられている。歪ゲージＧ０～Ｇｎの各々は、幅方向Ｙに蛇腹状に延在し、幅方向Ｙの一端および他端を有している。各歪ゲージＧ０～Ｇｎは、歪に応じた抵抗変化を生じる。導体パターンは、それぞれ歪ゲージＧ０～Ｇｎの列に沿って長手方向Ｘに延在している複数本の電源線ＶＬ０～ＶＬｎ、複数本のグランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎ、複数本の第１信号線Ｓａ０～Ｓａｎ、および複数本の第２信号線Ｓｂ０～Ｓｂｎを有している。
図示のように、センサシート２０の複数の歪ゲージＧ０～Ｇｎは、センサシート２０の長手方向Ｘに間隔を空けて一列に並んで設けられている。歪ゲージＧ０～Ｇｎの各々は、幅方向Ｙに蛇腹状に延在し、幅方向Ｙの一端および他端を有している。各歪ゲージＧ０～Ｇｎは、歪に応じた抵抗変化を生じる。導体パターンは、それぞれ歪ゲージＧ０～Ｇｎの列に沿って長手方向Ｘに延在している複数本の電源線ＶＬ０～ＶＬｎ、複数本のグランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎ、複数本の第１信号線Ｓａ０～Ｓａｎ、および複数本の第２信号線Ｓｂ０～Ｓｂｎを有している。
【0060】
電源線ＶＬ０～ＶＬｎは、それぞれ歪ゲージＧ０～Ｇｎの一端に接続された一端とシート基材２２の基端側に位置する他端とを有し、互いにほぼ平行に延びている。第１信号線Ｓａ０～Ｓａｎは、歪ゲージＧ０～Ｇｎの一端と電源線ＶＬ０～ＶＬｎとの間に位置している。第１信号線Ｓａ０～Ｓａｎは、それぞれ歪ゲージＧ０～Ｇｎの一端に接続された一端とシート基材２２の基端側に位置する他端とを有し、互いにほぼ平行に延びている。
【0061】
グランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎは、歪ゲージＧ０～Ｇｎの他端の側に位置している。グランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎは、それぞれ歪ゲージＧ０～Ｇｎの他端に接続された一端とシート基材２２の基端側に位置する他端とを有し、互いにほぼ平行に延びている。
第２信号線Ｓｂ０～Ｓｂｎは、歪ゲージＧ０～Ｇｎの他端とグランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎとの間に位置している。第２信号線Ｓｂ０～Ｓｂｎは、それぞれ歪ゲージＧ０～Ｇｎの他端に接続された一端とシート基材２２の基端側に位置する他端とを有し、互いにほぼ平行に延びている。
第２信号線Ｓｂ０～Ｓｂｎは、歪ゲージＧ０～Ｇｎの他端とグランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎとの間に位置している。第２信号線Ｓｂ０～Ｓｂｎは、それぞれ歪ゲージＧ０～Ｇｎの他端に接続された一端とシート基材２２の基端側に位置する他端とを有し、互いにほぼ平行に延びている。
【0062】
センサシート２０を駆動する駆動回路（コントローラ）４０は、セレクタＳＥＬ、アナログフロントエンド（ＡＦＥ：信号調整回路）３０、タイミングコントローラ３４、通信インターフェース３６などを有している。通信インターフェース３６は、外部のホストコントローラ３８に無線あるいは有線接続され、ホストコントローラ３８から駆動信号（setting）を受けるとともに、検出データ（Data）をホストコントローラ３８に送信する。駆動回路４０の各部の構成およびホストコントローラ３８の構成は、前述した第１実施形態における駆動回路およびホストコントローラとほぼ同一である。
【0063】
本実施形態によれば、歪ゲージセンサ装置１０は、全歪ゲージＧ０～Ｇ１５を２つ以上の複数のグループに分け、グループ毎に複数の歪ゲージをスキャン駆動（時分割駆動）して検出値を取得する、いわゆる、間引きスキャン動作モードにて曲面検出を実行する。歪ゲージのグループ分けは、前述した第１実施形態と同一でも良いし、あるいは、異なるグループ分けとしてもよい。ホストコントローラ３８は、１グループの歪ゲージを間引きスキャン駆動する毎に、検出部位の曲率半径を算出し、閾値と比較することにより、スキャン駆動を継続するか打ち切り停止するか判断する。算出した各部位の曲率半径が閾値よりも大きい場合、ホストコントローラ３８は、スキャン検出動作を停止し、算出済みの曲率半径に基づいて被検体の曲面形態を算出する。その他、歪ゲージセンサ装置１０は、第１実施形態と同様のスキャン検出動作にて歪検出を実行する。
【0064】
以上のように構成された第２実施形態に係る片面型の歪ゲージセンサ装置１０においても、前述した第１実施形態に係る歪ゲージセンサ装置と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、第２実施形態においても、検出時間の短縮および消費電力の低減を図ることが可能な歪ゲージセンサ装置を得ることができる。
【0065】
なお、本発明の実施形態および変形例を説明したが、これら実施形態および変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組合せを行うことができる。実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
本発明の実施形態として上述した各構成を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての構成も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
本発明の実施形態として上述した各構成を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての構成も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【0066】
例えば、歪ゲージをスキャン駆動する方向は、先端側の歪ゲージＧ０から基端側の歪ゲージＧｎに向う方向に限らず、逆向きで、基端側の歪ゲージＧｎから先端側の歪ゲージＧ０に向う方向としても良い。また、センサシートにおける歪ゲージの配列数は、上述した実施形態に限らず、任意に選択可能である。前述したように、歪ゲージのグループ分け、ブロック分けは、上述した実施形態に限らず、種々選択可能である。センサシートの構成材料、寸法、および形状は、前述した実施形態に限定されることなく、適宜、変更可能である。
【符号の説明】
【0067】
１０…歪ゲージセンサ装置、１２…中継基板、２０センサシート、
２０Ａ…第１センサシート、２０Ｂ…第２センサシート、２２…シート基材、
３０…アナログフロントエンド、３０ａ、３０ｂ…差分検出回路、
３８…ホストコントローラ、３８ｃ…演算処理部、３８ｄ…判定部、
４０…駆動回路（コントローラ）、４４…ベース基板、Ｇ０～Ｇｎ…歪ゲージ、
ＶＬ…電源線、ＧＮＬ…グランド線、Ｓａ…第１信号線、Ｓｂ…第２信号線、
ＳＥＬ…セレクタ
２０Ａ…第１センサシート、２０Ｂ…第２センサシート、２２…シート基材、
３０…アナログフロントエンド、３０ａ、３０ｂ…差分検出回路、
３８…ホストコントローラ、３８ｃ…演算処理部、３８ｄ…判定部、
４０…駆動回路（コントローラ）、４４…ベース基板、Ｇ０～Ｇｎ…歪ゲージ、
ＶＬ…電源線、ＧＮＬ…グランド線、Ｓａ…第１信号線、Ｓｂ…第２信号線、
ＳＥＬ…セレクタ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】