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(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】P2024080757
(43)【公開日】2024-06-17
(54)【発明の名称】検出装置
(51)【国際特許分類】
G01B 7/293 20060101AFI20240610BHJP
G01B 7/16 20060101ALI20240610BHJP
【ＦＩ】
G01B7/293
G01B7/16 R
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022193954
(22)【出願日】2022-12-05
(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】110000350
【氏名又は名称】ポレール弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】上原 利範
(72)【発明者】
【氏名】中野 史掘
【テーマコード（参考）】
2F063
【Ｆターム（参考）】
2F063AA25
2F063AA42
2F063BB01
2F063CA21
2F063CB12
2F063DA08
2F063DA11
2F063DD06
2F063EC22
2F063EC25
2F063HA01
2F063HA14
2F063LA21
2F063LA22
2F063LA23
(57)【要約】
【課題】始点の座標点と終点の座標点とを一致させることが可能な検出装置を提供する。
【解決手段】検出装置は、長方形のフレキシブル基板上の長手方向に複数のひずみセンサを等間隔で配列したセンサ基板を有し、各々隣接するひずみセンサ間の曲率半径は先のひずみセンサの値に基づいて算出し、前記複数のひずみセンサのうち一方端の第１ひずみセンサの位置を始点ノードとしたとき、前記複数のひずみセンサの相対的な位置は、始点ノードの前記第１ひずみセンサから順に隣接するひずみセンサ間の曲率半径に基づいて、順次相対位置を加算していくことで求め、始点ノードの前記第１ひずみセンサとｎ番目にある第２ひずみセンサとが重なったとき、前記第１ひずみセンサと前記第２ひずみセンサの相対的な空間上の位置は同一であるとみなし、順次相対位置を加算して求められた前記第２ひずみセンサの計算上の位置と、実際の位置との差に基づいて、各ひずみセンサの位置を補正する。
【選択図】図１２
【解決手段】検出装置は、長方形のフレキシブル基板上の長手方向に複数のひずみセンサを等間隔で配列したセンサ基板を有し、各々隣接するひずみセンサ間の曲率半径は先のひずみセンサの値に基づいて算出し、前記複数のひずみセンサのうち一方端の第１ひずみセンサの位置を始点ノードとしたとき、前記複数のひずみセンサの相対的な位置は、始点ノードの前記第１ひずみセンサから順に隣接するひずみセンサ間の曲率半径に基づいて、順次相対位置を加算していくことで求め、始点ノードの前記第１ひずみセンサとｎ番目にある第２ひずみセンサとが重なったとき、前記第１ひずみセンサと前記第２ひずみセンサの相対的な空間上の位置は同一であるとみなし、順次相対位置を加算して求められた前記第２ひずみセンサの計算上の位置と、実際の位置との差に基づいて、各ひずみセンサの位置を補正する。
【選択図】図１２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
長方形のフレキシブル基板上の長手方向に複数のひずみセンサを等間隔で配列したセンサ基板を有し、
各々隣接するひずみセンサ間の曲率半径は先のひずみセンサの値に基づいて算出し、
前記複数のひずみセンサのうち一方端の第１ひずみセンサの位置を始点ノードとしたとき、前記複数のひずみセンサの相対的な位置は、始点ノードの前記第１ひずみセンサから順に隣接するひずみセンサ間の曲率半径に基づいて、順次相対位置を加算していくことで求め、
始点ノードの前記第１ひずみセンサとｎ番目にある第２ひずみセンサとが重なったとき、前記第１ひずみセンサと前記第２ひずみセンサの相対的な空間上の位置は同一であるとみなし、
順次相対位置を加算して求められた前記第２ひずみセンサの計算上の位置と、実際の位置との差に基づいて、各ひずみセンサの位置を補正する、検出装置。
各々隣接するひずみセンサ間の曲率半径は先のひずみセンサの値に基づいて算出し、
前記複数のひずみセンサのうち一方端の第１ひずみセンサの位置を始点ノードとしたとき、前記複数のひずみセンサの相対的な位置は、始点ノードの前記第１ひずみセンサから順に隣接するひずみセンサ間の曲率半径に基づいて、順次相対位置を加算していくことで求め、
始点ノードの前記第１ひずみセンサとｎ番目にある第２ひずみセンサとが重なったとき、前記第１ひずみセンサと前記第２ひずみセンサの相対的な空間上の位置は同一であるとみなし、
順次相対位置を加算して求められた前記第２ひずみセンサの計算上の位置と、実際の位置との差に基づいて、各ひずみセンサの位置を補正する、検出装置。
【請求項2】
請求項１に記載の検出装置であって、
前記第２ひずみセンサの計算上の位置と実際の位置との差の値を前記第１ひずみセンサと前記第２ひずみセンサの間の円弧数で除算し、除算したその値を各ノードから差し引くことで補正を行う、検出装置。
前記第２ひずみセンサの計算上の位置と実際の位置との差の値を前記第１ひずみセンサと前記第２ひずみセンサの間の円弧数で除算し、除算したその値を各ノードから差し引くことで補正を行う、検出装置。
【請求項3】
請求項１に記載の検出装置であって、
前記フレキシブル基板は、前記第１ひずみセンサと前記第２ひずみセンサの位置合わせの目盛りを有する、検出装置。
前記フレキシブル基板は、前記第１ひずみセンサと前記第２ひずみセンサの位置合わせの目盛りを有する、検出装置。
【請求項4】
長方形のフレキシブル基板上の長手方向に複数のひずみセンサを等間隔で配列したセンサ基板を有し、
各々隣接するひずみセンサ間の曲率半径は先のひずみセンサの値に基づいて算出し、
前記複数のひずみセンサのうち一方端の第１ひずみセンサの位置を始点ノードとしたとき、前記複数のひずみセンサの相対的な位置は、始点ノードの前記第１ひずみセンサから順に隣接するひずみセンサ間の曲率半径に基づいて、順次相対位置を加算していくことで求め、
始点ノードの前記第１ひずみセンサと前記フレキシブル基板上の所定の位置が、ｎ番目にある第２ひずみセンサとｎ＋１番目にある第３ひずみセンサとの間の前記フレキシブル基板上の第１位置が重なったとき、前記第１ひずみセンサと前記第１位置の相対的な空間上の位置は同一であるとみなし、
順次相対位置を加算して求められた前記第１位置の計算上の位置と、実際の位置との差に基づいて、各ひずみセンサの位置を補正する、検出装置。
各々隣接するひずみセンサ間の曲率半径は先のひずみセンサの値に基づいて算出し、
前記複数のひずみセンサのうち一方端の第１ひずみセンサの位置を始点ノードとしたとき、前記複数のひずみセンサの相対的な位置は、始点ノードの前記第１ひずみセンサから順に隣接するひずみセンサ間の曲率半径に基づいて、順次相対位置を加算していくことで求め、
始点ノードの前記第１ひずみセンサと前記フレキシブル基板上の所定の位置が、ｎ番目にある第２ひずみセンサとｎ＋１番目にある第３ひずみセンサとの間の前記フレキシブル基板上の第１位置が重なったとき、前記第１ひずみセンサと前記第１位置の相対的な空間上の位置は同一であるとみなし、
順次相対位置を加算して求められた前記第１位置の計算上の位置と、実際の位置との差に基づいて、各ひずみセンサの位置を補正する、検出装置。
【請求項5】
請求項４に記載の検出装置であって、
前記第１位置の計算上の位置と実際の位置との差の値を前記第１ひずみセンサと前記第２ひずみセンサの間の円弧数で除算し、除算したその値を各ノードから差し引き、前記第２ひずみセンサの位置を計算することで補正を行う、検出装置。
前記第１位置の計算上の位置と実際の位置との差の値を前記第１ひずみセンサと前記第２ひずみセンサの間の円弧数で除算し、除算したその値を各ノードから差し引き、前記第２ひずみセンサの位置を計算することで補正を行う、検出装置。
【請求項6】
請求項４に記載の検出装置であって、
前記第１位置は、前記フレキシブル基板に設けられた目盛りにより設定する、検出装置。
前記第１位置は、前記フレキシブル基板に設けられた目盛りにより設定する、検出装置。
【請求項7】
請求項４に記載の検出装置であって、
前記第１位置は、前記第１ひずみセンサと各ひずみセンサ間の静電容量を検出することで、求める、検出装置。
前記第１位置は、前記第１ひずみセンサと各ひずみセンサ間の静電容量を検出することで、求める、検出装置。
【請求項8】
請求項７に記載の検出装置であって、
前記第１ひずみセンサと各ひずみセンサ間の静電容量を検出するときは、前記第１ひずみセンサを駆動し、各ひずみセンサからの電気的な信号を検出する相互容量方式にて検出を行う、検出装置。
前記第１ひずみセンサと各ひずみセンサ間の静電容量を検出するときは、前記第１ひずみセンサを駆動し、各ひずみセンサからの電気的な信号を検出する相互容量方式にて検出を行う、検出装置。
【請求項9】
請求項４に記載の検出装置であって、
前記第１位置は、前記第１ひずみセンサと各ひずみセンサ間に配置された複数の静電容量検出電極間の静電容量を検出することで求める、検出装置。
前記第１位置は、前記第１ひずみセンサと各ひずみセンサ間に配置された複数の静電容量検出電極間の静電容量を検出することで求める、検出装置。
【請求項10】
請求項９に記載の検出装置であって、
前記第１ひずみセンサと各静電容量検出電極間の静電容量の検出は、前記第１ひずみセンサを駆動し、各静電容量測定電極からの電気的な信号を検出する相互容量方式にて検出を行う、検出装置。
前記第１ひずみセンサと各静電容量検出電極間の静電容量の検出は、前記第１ひずみセンサを駆動し、各静電容量測定電極からの電気的な信号を検出する相互容量方式にて検出を行う、検出装置。
【請求項11】
請求項４に記載の検出装置であって、
前記複数のひずみゲージは前記フレキシブル基板の両面に配置される、検出装置。
前記複数のひずみゲージは前記フレキシブル基板の両面に配置される、検出装置。
【請求項12】
請求項１１に記載の検出装置であって、
前記フレキシブル基板の両面に配置されるひずみゲージの容量値をセルフ容量検出で検出し、
容量値が小さい面の前記第１ひずみセンサと容量値が大きい面の前記第２ひずみセンサとを検出する、検出装置。
前記フレキシブル基板の両面に配置されるひずみゲージの容量値をセルフ容量検出で検出し、
容量値が小さい面の前記第１ひずみセンサと容量値が大きい面の前記第２ひずみセンサとを検出する、検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、検出装置に関し、特に、複数のひずみゲージを備えた検出装置に適用可能である。
【背景技術】
【0002】
物体または人体等の被計測対象の形態を計測するために、複数のひずみゲージを用いた計測用検出器がある。この種の計測用検出器の提案として、特開昭６０－６７８０４号公報や特開平２－８０９０２号公報がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開昭６０－６７８０４号公報
【特許文献2】特開平２－８０９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
曲率半径を測定するノードを複数備え、各ノードにセンサとしてひずみゲージを配置したセンサアレイシートを用いて、例えば、環状の測定対象の曲面を計測する場合を検討する。この場合、センサの特定ノードを始点として隣接ノードの座標値を逐次計算する。この際、曲率半径には測定誤差が生じるため、計算始点から離れたノードになる程、逐次計算により誤差が累積されて、計算された座標値と真値のずれが増大する。そのため、各座標点の累積誤差により、本来的には一致するはずの「始点のノードの座標点(始点座標点)」と「終点のノードの座標点または終点の座標点(終点座標点)」とでズレが発生する。
【0005】
本開示の目的は、始点の座標点と終点の座標点とを一致させることが可能な検出装置を提供することにある。
【0006】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
【0008】
一実施の形態によれば、検出装置は、
長方形のフレキシブル基板上の長手方向に複数のひずみセンサを等間隔で配列したセンサ基板を有し、
各々隣接するひずみセンサ間の曲率半径は先のひずみセンサの値に基づいて算出し、
前記複数のひずみセンサのうち一方端の第１ひずみセンサの位置を始点ノードとしたとき、前記複数のひずみセンサの相対的な位置は、始点ノードの前記第１ひずみセンサから順に隣接するひずみセンサ間の曲率半径に基づいて、順次相対位置を加算していくことで求め、
始点ノードの前記第１ひずみセンサとｎ番目にある第２ひずみセンサとが重なったとき、前記第１ひずみセンサと前記第２ひずみセンサの相対的な空間上の位置は同一であるとみなし、
順次相対位置を加算して求められた前記第２ひずみセンサの計算上の位置と、実際の位置との差に基づいて、各ひずみセンサの位置を補正する。
長方形のフレキシブル基板上の長手方向に複数のひずみセンサを等間隔で配列したセンサ基板を有し、
各々隣接するひずみセンサ間の曲率半径は先のひずみセンサの値に基づいて算出し、
前記複数のひずみセンサのうち一方端の第１ひずみセンサの位置を始点ノードとしたとき、前記複数のひずみセンサの相対的な位置は、始点ノードの前記第１ひずみセンサから順に隣接するひずみセンサ間の曲率半径に基づいて、順次相対位置を加算していくことで求め、
始点ノードの前記第１ひずみセンサとｎ番目にある第２ひずみセンサとが重なったとき、前記第１ひずみセンサと前記第２ひずみセンサの相対的な空間上の位置は同一であるとみなし、
順次相対位置を加算して求められた前記第２ひずみセンサの計算上の位置と、実際の位置との差に基づいて、各ひずみセンサの位置を補正する。
【0009】
また、他の一実施の形態によれば、検出装置は、
長方形のフレキシブル基板上の長手方向に複数のひずみセンサを等間隔で配列したセンサ基板を有し、
各々隣接するひずみセンサ間の曲率半径は先のひずみセンサの値に基づいて算出し、
前記複数のひずみセンサのうち一方端の第１ひずみセンサの位置を始点ノードとしたとき、前記複数のひずみセンサの相対的な位置は、始点ノードの前記第１ひずみセンサから順に隣接するひずみセンサ間の曲率半径に基づいて、順次相対位置を加算していくことで求め、
始点ノードの前記第１ひずみセンサと前記フレキシブル基板上の所定の位置が、ｎ番目にある第２ひずみセンサとｎ＋１番目にある第３ひずみセンサとの間の前記フレキシブル基板上の第１位置が重なったとき、前記第１ひずみセンサと前記第１位置の相対的な空間上の位置は同一であるとみなし、
順次相対位置を加算して求められた前記第１位置の計算上の位置と、実際の位置との差に基づいて、各ひずみセンサの位置を補正する。
長方形のフレキシブル基板上の長手方向に複数のひずみセンサを等間隔で配列したセンサ基板を有し、
各々隣接するひずみセンサ間の曲率半径は先のひずみセンサの値に基づいて算出し、
前記複数のひずみセンサのうち一方端の第１ひずみセンサの位置を始点ノードとしたとき、前記複数のひずみセンサの相対的な位置は、始点ノードの前記第１ひずみセンサから順に隣接するひずみセンサ間の曲率半径に基づいて、順次相対位置を加算していくことで求め、
始点ノードの前記第１ひずみセンサと前記フレキシブル基板上の所定の位置が、ｎ番目にある第２ひずみセンサとｎ＋１番目にある第３ひずみセンサとの間の前記フレキシブル基板上の第１位置が重なったとき、前記第１ひずみセンサと前記第１位置の相対的な空間上の位置は同一であるとみなし、
順次相対位置を加算して求められた前記第１位置の計算上の位置と、実際の位置との差に基づいて、各ひずみセンサの位置を補正する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に、本開示の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、開示の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本開示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、本開示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。
【0012】
（実施形態）
（センサアレイシートの構成例）
まず、最初に、各ノードにセンサとしてひずみゲージを配置したセンサアレイシートの構成例および課題について、図１を用いて説明する。図１は、実施形態に係るセンサアレイシートを説明する図である。
（センサアレイシートの構成例）
まず、最初に、各ノードにセンサとしてひずみゲージを配置したセンサアレイシートの構成例および課題について、図１を用いて説明する。図１は、実施形態に係るセンサアレイシートを説明する図である。
【0013】
図１に示すように、センサアレイシート１は、樹脂シート、例えば、長方形のフレキシブル基板１０の上の長手方向ＬＬに、センサとして複数のひずみゲージＧ（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，・・・、Ｇｎ，Ｇｂ１，・・・、Ｇｂｎ－２，Ｇｂｎ－１，Ｇｂｎ）を配列したセンサ基板により構成されている。複数のひずみゲージＧ１，Ｇ２，Ｇ３，・・・，Ｇｎは、フレキシブル基板１０の表面側（第１面側）に、等間隔（ここでは、間隔Ｌ）で配置されている。また、複数のひずみゲージＧｂ１，・・・，Ｇｂｎ－２，Ｇｂｎ－１，Ｇｂｎは、フレキシブル基板１０の裏面側（第２面側）に、等間隔（ここでは、間隔Ｌ）で配置されている。ひずみゲージは、ひずみセンサと言い変えることができる。
【0014】
この例では、ひずみゲージＧ１がセンサアレイシート１の表面側に配置され、ひずみゲージＧ１に対応するセンサアレイシート１の裏面側に、ひずみゲージＧｂ１が配置される様に構成されている。同様にして、ひずみゲージＧｎ－１，Ｇｎがセンサアレイシート１の表面側に配置され、ひずみゲージＧｎ－１，Ｇｎに対応するセンサアレイシート１の裏面側に、ひずみゲージＧｂｎ－１、Ｇｂｎが配置される様に構成されている。このようなセンサアレイシート１を環状の測定対象の曲面に沿うように設置することで、環状の測定対象の曲面を計測することができる。つまり、センサアレイシート１は、曲率半径を測定するノードを複数備え、各ノードにセンサとしてひずみゲージＧが配置されている。
【0015】
各ひずみゲージは、ひずみゲージＧ１を代表として示すように、例えば、半導体基板ＣＨに、一対の接続端子Ｔａ，Ｔｂと、接続端子Ｔａと接続端子Ｔｂとの間に設けられた歪ゲージ配線ＬＨＧとを有する。歪ゲージ配線ＬＨＧは、長手方向ＬＬに、複数回折り返して設けられた配線により構成されている。そして、歪ゲージ配線ＬＨＧが、長手方向ＬＬに伸びたりまたは縮んだりすることにより、歪ゲージ配線ＬＨＧの抵抗値ＲＧ１が変化する。この抵抗値ＲＧ１の変化が接続端子Ｔａ，Ｔｂに金属配線などを介して電気的に接続された演算装置ＰＥにより検出できるようにされている。つまり、複数のひずみゲージＧを用いて、センサアレイシート１の長手方向ＬＬの曲げ応力のみ抽出することができる。
【0016】
演算装置ＰＥは、複数のひずみゲージＧ（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，・・・，Ｇｂｎ－２，Ｇｂｎ－１，Ｇｂｎ）に電気的に接続された選択回路ＳＣと、選択回路ＳＣに電気的に接続されたプロセッサ装置ＰＵとを含む。選択回路ＳＣは、複数のひずみゲージＧの１つが選択的にプロセッサ装置ＰＵに接続するように制御して、プロセッサ装置ＰＵが接続されたひずみゲージＧの歪ゲージ配線ＬＨＧの抵抗値（ＲＧ）の変化を検出できるように構成されている。選択回路ＳＣは、例えば、複数のひずみゲージＧ（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，・・・，Ｇｂｎ－２，Ｇｂｎ－１，Ｇｂｎ）を順番に１つずつ選択するように構成されている。なお、選択回路ＳＣは、複数のひずみゲージＧ（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，・・・，Ｇｂｎ－２，Ｇｂｎ－１，Ｇｂｎ）を一括して選択して、複数のひずみゲージＧのすべてから各ひずみゲージＧの抵抗値（ＲＧ）の変化を検出するように構成してもよい。
【0017】
ひずみゲージＧ１を代表として示すように、プロセッサ装置ＰＵは、３つの抵抗素子（抵抗値はＲ１，Ｒ２，Ｒ３）とひずみゲージＧ１とで構成されるブリッジを用いて、ひずみゲージＧ１の抵抗値ＲＧ１の変化を検出する。つまり、ブリッジの点ａと点ｂの間に所定の電圧Ｖを印加して、ブリッジの点ｃ、点ｄの間に電圧差ΔＶを計測する。抵抗値Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３とひずみゲージＧｂｎの抵抗値ＲＧ１は、センサアレイシート１に歪が発生していない直線状の状態では、同一の値となるように構成されている（Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝ＲＧ１）。一方、センサアレイシート１に歪が発生すると、抵抗値Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３とひずみゲージＧ１の抵抗値ＲＧ１とが異なる（大きくなる（Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＞ＲＧ１）、または、小さくなる（Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＜ＲＧ１）。これにより、電圧差ΔＶが変化するので、抵抗値ＲＧ１の値に基づいて、ひずみゲージＧ１に発生した歪が測定でき、これにより、環状の測定対象の曲面を計測することができる。
【0018】
（曲率半径による曲面再構築計算方法１）
次に、曲率半径による曲面再構築計算方法について図２、図３、図４、図５を用いて説明する。図２は、課題を説明する図である。図３は、曲率半径による曲面再構築を説明する図である。図４は、曲率半径ｒｎと曲率半径ｒｎ＋１の符号が等しい場合を説明する図である。図５は曲率半径ｒｎと曲率半径ｒｎ＋１の符号が異なる場合を説明する図である。
次に、曲率半径による曲面再構築計算方法について図２、図３、図４、図５を用いて説明する。図２は、課題を説明する図である。図３は、曲率半径による曲面再構築を説明する図である。図４は、曲率半径ｒｎと曲率半径ｒｎ＋１の符号が等しい場合を説明する図である。図５は曲率半径ｒｎと曲率半径ｒｎ＋１の符号が異なる場合を説明する図である。
【0019】
図３において、ひずみゲージは等間隔Ｌで配置されているものとする。各々隣接するひずみセンサ間の曲率半径は先のひずみセンサの値に基づいて算出することができる。ここで、ｒｎは曲率半径であり、符号は反時計回りを正、時計回りを負とする。Ｌは、円弧の長さであり、一定とする。Φｎは円弧の角度であり、符号は反時計回りを正、時計回りを負とする。Ｐｎは曲面座標を示す。Ｃｎは曲率半径の中心座標であり、ユーザが設定することができる。この明細書では、曲率半径の中心座標Ｃｎの点から曲面座標Ｐｎの点へ向かうベクトルを、ベクトル（ＣｎＰｎ）として表すこととする。
【0020】
円弧の長さは一定なので、曲率半径から円弧の角度が求まる(式１）。
Φｎ＝Ｌ／ｒｎ (式１）
ひずみゲージＧ１の始点のノードのパラメータを以下で定義する。
Ｐ０＝（０，０）
Ｃ０＝（０，ｒ０）
次のノードの曲面座標Ｐｎ＋１は、ベクトル（ＣｎＰｎ）を、円弧角度Φｎを用いた２次元の回転行列Ｒ（Φｎ）(式３）で回転することで求まる（式２）。
Φｎ＝Ｌ／ｒｎ (式１）
ひずみゲージＧ１の始点のノードのパラメータを以下で定義する。
Ｐ０＝（０，０）
Ｃ０＝（０，ｒ０）
次のノードの曲面座標Ｐｎ＋１は、ベクトル（ＣｎＰｎ）を、円弧角度Φｎを用いた２次元の回転行列Ｒ（Φｎ）(式３）で回転することで求まる（式２）。
【0021】
ベクトル（Ｃｎ＋１Ｐｎ＋１）＝Ｒ（Φｎ）＊ベクトル（ＣｎＰｎ） (式２）
【0022】
【数1】
【0023】
ここで、曲面座標Ｐn＋１で円弧は滑らかに接続すると仮定する。即ち、曲面座標Ｐn＋１において、円弧の法線ベクトル（ＣｎＰｎ＋１）と法線ベクトル（Ｃｎ＋１Ｐｎ＋１）の傾きは等しく、大きさは両者の比となる。従って、次のノードのパラメータは以下のとおり求まる。
【0024】
ベクトル（Ｃｎ＋１Ｐｎ＋１）＝（（ｒｎ＋１）／（ｒｎ））＊（ベクトル（ＣｎＰｎ＋１））
＝（（ｒｎ＋１）／（ｒｎ））＊Ｒ（Φｎ）＊ベクトル（ＣｎＰｎ）
ここで、曲率半径の定義に正負の符号が含まれている。曲率半径ｒｎと曲率半径ｒｎ＋１の符号が等しいことは、法線ベクトル（ＣｎＰｎ＋１）と法線ベクトル（Ｃｎ＋１Ｐｎ＋１）で円弧の法線ベクトルの向きが同じであること意味する（図４参照）。一方、曲率半径ｒｎと曲率半径ｒｎ＋１の符号が異なることは、法線ベクトル（ＣｎＰｎ＋１）と法線ベクトル（Ｃｎ＋１Ｐｎ＋１）で円弧の法線ベクトルの向きが反対であること意味する（図５参照）。
＝（（ｒｎ＋１）／（ｒｎ））＊Ｒ（Φｎ）＊ベクトル（ＣｎＰｎ）
ここで、曲率半径の定義に正負の符号が含まれている。曲率半径ｒｎと曲率半径ｒｎ＋１の符号が等しいことは、法線ベクトル（ＣｎＰｎ＋１）と法線ベクトル（Ｃｎ＋１Ｐｎ＋１）で円弧の法線ベクトルの向きが同じであること意味する（図４参照）。一方、曲率半径ｒｎと曲率半径ｒｎ＋１の符号が異なることは、法線ベクトル（ＣｎＰｎ＋１）と法線ベクトル（Ｃｎ＋１Ｐｎ＋１）で円弧の法線ベクトルの向きが反対であること意味する（図５参照）。
【0025】
つまり、複数のひずみセンサＧのうち一方端の第１ひずみセンサＧ１の位置を始点ノードとしたとき、複数のひずみセンサＧの相対的な位置は、始点ノードの第１ひずみセンサＧ１から順に隣接センサ間の曲率半径ｒに基づいて、順次相対位置を加算していくことで求める。
【0026】
この際、曲率半径には測定誤差が生じるため、計算始点から離れたノードになる程、逐次計算により誤差(ノイズ）が累積されて、計算された座標値と真値のずれが増大することになる。そのため、図２に「ノイズあり」として示す線２２のように、本来的には一致するはずの「始点のノードの座標点(始点座標点)ＰＳ１」と「終点のノードの座標点または終点の座標点(終点座標点)ＰＥ１」とは、ズレが発生する。図２に「ノイズ無し」として示す線２１は、「始点のノードの座標点(始点座標点)ＰＳ０」と「終点のノードの座標点または終点の座標点(終点座標点)ＰＥ０」とは、ズレが発生していない状態を示している。
【0027】
そこで、始点ノード（始点のノードの座標点(始点座標点)）と終点ノード（終点のノードの座標点または終点の座標点(終点座標点)）を一致させることで、計算誤差を改善する補正計算を実施する必要がある。
【0028】
（曲率半径による曲面再構築計算方法２）
次に、計算誤差を改善する補正計算方法について説明する。図６は、計算誤差を改善する補正計算方法を用いた場合を説明する図である。図６において「ノイズ無し」として示す線２１は、図２と同様に、「始点のノードの座標点(始点座標点)ＰＳ０」と「終点のノードの座標点または終点の座標点(終点座標点)ＰＥ０」とは、ズレが発生していない状態を示している。図６において「ノイズあり循環補正」として示す線６２は、以下で説明する計算誤差を改善する補正計算方法に基づいて「始点のノードの座標点(始点座標点)ＰＳ６」と「終点のノードの座標点または終点の座標点(終点座標点)ＰＥ６」とのズレを循環補正により改善した状態を示している。
次に、計算誤差を改善する補正計算方法について説明する。図６は、計算誤差を改善する補正計算方法を用いた場合を説明する図である。図６において「ノイズ無し」として示す線２１は、図２と同様に、「始点のノードの座標点(始点座標点)ＰＳ０」と「終点のノードの座標点または終点の座標点(終点座標点)ＰＥ０」とは、ズレが発生していない状態を示している。図６において「ノイズあり循環補正」として示す線６２は、以下で説明する計算誤差を改善する補正計算方法に基づいて「始点のノードの座標点(始点座標点)ＰＳ６」と「終点のノードの座標点または終点の座標点(終点座標点)ＰＥ６」とのズレを循環補正により改善した状態を示している。
【0029】
曲率半径による曲面再構築計算方法１の計算で求まった曲面ノードｍ－１と曲面ノードｍの座標値の差分をｘｍと定義する。定義により、ノードｎの座標Ｐｎはｘｍの積算により次の（式４）で求まる。
【0030】
【数2】
【0031】
ここで、実空間では始点Ｘ０と終点ＸＮの座標を一致させるものとする。曲面ノードの計算結果の始点Ｘ０と終点ＸＮのずれをＣと定義すると、次の（式５）となる。
【0032】
【数3】
【0033】
終点座標のずれＣを解消するため、ずれＣをｘｍの総数Ｎで除算した値δ（デルタ）(δ＝Ｃ／Ｎ）を各ｘｍから減算する(式６）。この計算により、終点座標のずれＣは曲面の各ノードに分散される。つまり、計算誤差を改善する補正計算方法では、終点座標のずれＣを各ノードに分散して始点の座標と終点の座標とのずれＣを補正するものである。言い換えると、終点座標のずれＣを、第１ひずみセンサＧ１と第２ひずみセンサＧｎの間の円弧数Ｎで除算し、その値(δ＝Ｃ／Ｎ）を各ノードから差し引くことで補正を行うものである。
【0034】
【数4】
【0035】
以上の処理で求まったＰ′Ｎを改めて曲面座標として次の（式７）に用いることで、始点と終点の座標は一致し、曲面の各ノードの座標ずれも補正される。本明細書では、終点座標のずれＣを各ノードに分散して始点の座標と終点の座標とのずれＣを補正する補正方法を、循環補正ということとする。
【0036】
【数5】
【0037】
つまり、始点ノードのひずみセンサＧ１とｎ番目にある第２ひずみセンサＧｎが重なったとき、第１ひずみセンサＧ１と第２ひずみセンサＧｎの相対的な空間上の位置は同一であるとみなすことができる。そして、順次相対位置を加算して求められた第２ひずみセンサＧｎの計算上の位置と、実際の位置（第１ひずみセンサＧ１と同一の位置）との差に基づいて、各ひずみセンサＧの位置（各ノードの位置）を補正する。これにより、始点の座標点と終点の座標点とを一致させることが可能な検出装置を提供することができる。
【0038】
一方、実空間においては始点と終点が一致しない場合が多いと考えられる。そこで、次に終点座標の取得方法を説明する。
【0039】
（実空間で始点と終点が一致しない場合の終点座標の取得方法）
以上では始点ノードと終点ノードが実空間で一致する前提であるが、測定対象毎に全周長さが変化すると、始点ノードと終点ノードが実空間で完全に一致させることは難しいことがある。そのため、以下の方法で終点座標を求めるのが好ましい。図７は、終点座標の取得方法を説明する図である。
以上では始点ノードと終点ノードが実空間で一致する前提であるが、測定対象毎に全周長さが変化すると、始点ノードと終点ノードが実空間で完全に一致させることは難しいことがある。そのため、以下の方法で終点座標を求めるのが好ましい。図７は、終点座標の取得方法を説明する図である。
【0040】
まず、始点ノード０の座標Ｐ０はノードＮ－１とノードＮの間の円弧上に存在し、何等かの測定方法（図８、図９、図１０、図１１）を用いて、ノードＮから始点ノード０までの円弧長さＬ′を取得する。ここで、円弧長さＬ′を用いるとノードＮ－１から終点座標（＝始点ノード）までの円弧角度は以下のとおり表現出来る。
【0041】
ΦＮ－１＝（Ｌ′／ｒＮ－１）
従って、曲面計算における終点座標ＰＮは以下の（式８）の計算で求まり、補正計算の際はこのＰ′Ｎを終点座標として用いる。
従って、曲面計算における終点座標ＰＮは以下の（式８）の計算で求まり、補正計算の際はこのＰ′Ｎを終点座標として用いる。
【0042】
ベクトル（ＣＮＰＮ）＝Ｒ（ΦＮ－１）＊ベクトル（ＣＮＰＮー１） (式８）
（終点座標の円弧長さＬ′の取得方法１）
図８は、終点座標ＰＮの円弧長さＬ′の取得方法１を説明する図である。この例では、目視にて始点ノード０の始点位置Ｐ０に近接した終点座標（第１位置）ＰＮを取得する。終点座標ＰＮは、第１位置と言い変えることもできる。フレキシブル基板１０の表面側や裏面側に、ノード位置を定量評価するため目盛りＳＣＬを設ける。つまり、フレキシブル基板は始点ノードの第１ひずみセンサＧ１とｎ番目にある第２ひずみセンサＧｎの位置合わせの目盛りを有す。この目盛りＳＣＬを目ＥＹにより確認することで、ノードＮ－１から終点座標ＰＮ（＝第１位置：始点ノード０の開始座標Ｐ０）まで距離である円弧長さＬ′が取得できる。
（終点座標の円弧長さＬ′の取得方法１）
図８は、終点座標ＰＮの円弧長さＬ′の取得方法１を説明する図である。この例では、目視にて始点ノード０の始点位置Ｐ０に近接した終点座標（第１位置）ＰＮを取得する。終点座標ＰＮは、第１位置と言い変えることもできる。フレキシブル基板１０の表面側や裏面側に、ノード位置を定量評価するため目盛りＳＣＬを設ける。つまり、フレキシブル基板は始点ノードの第１ひずみセンサＧ１とｎ番目にある第２ひずみセンサＧｎの位置合わせの目盛りを有す。この目盛りＳＣＬを目ＥＹにより確認することで、ノードＮ－１から終点座標ＰＮ（＝第１位置：始点ノード０の開始座標Ｐ０）まで距離である円弧長さＬ′が取得できる。
【0043】
フレキシブル基板１０の端部側には、演算装置ＰＥへ各ひずみセンサＧの信号を送信するための接続部２０が設けられている。
【0044】
（終点座標の円弧長さＬ′の取得方法２）
図９は、終点座標の円弧長さＬ′の取得方法２を説明する図である。図１０は、各ノードで検出容量から終点座標ＰＮを求める例を説明する図である。この例では、始点ノード０の始点位置Ｐ０に対する各ノードのひずみセンサの静電容量の測定を行い、検出した静電容量（検出容量）のピーク座標から終点座標ＰＮを取得する。この例では、静電容量を測定する複数のノードとして、ノードＮ－１のひずみセンサＧｎ－１、ノードＮのひずみセンサＧｎ、および、ノードＮ＋１のひずみセンサＧｎ＋１を用いた例を示している。静電容量を測定する複数のノードの数は、これに限定されるわけではなく、静電容量のピーク値が計測できるノードの数であれば良い。
図９は、終点座標の円弧長さＬ′の取得方法２を説明する図である。図１０は、各ノードで検出容量から終点座標ＰＮを求める例を説明する図である。この例では、始点ノード０の始点位置Ｐ０に対する各ノードのひずみセンサの静電容量の測定を行い、検出した静電容量（検出容量）のピーク座標から終点座標ＰＮを取得する。この例では、静電容量を測定する複数のノードとして、ノードＮ－１のひずみセンサＧｎ－１、ノードＮのひずみセンサＧｎ、および、ノードＮ＋１のひずみセンサＧｎ＋１を用いた例を示している。静電容量を測定する複数のノードの数は、これに限定されるわけではなく、静電容量のピーク値が計測できるノードの数であれば良い。
【0045】
図１０に示すように、各ノード（Ｎ－１、Ｎ、Ｎ＋１）の検出容量を円弧長Ｌに対してプロットし、近似曲線より求めたピーク容量の座標を終点座標ＰＮとする。これにより、ノードＮ－１から終点座標ＰＮ（＝第１位置：始点ノード０の開始座標Ｐ０）まで距離である円弧長さＬ′が取得できる。
【0046】
尚、実空間で始点と終点とでひずみセンサの位置が一致しない場合に、ノードＮ－１から終点座標ＰＮ（＝第１位置：始点ノード０の開始座標Ｐ０）までの距離である円弧長さをＬ′としたとき、値δ（デルタ）は、δ＝Ｃ／{（Ｎ－１）＋（Ｌ′／Ｌ）}としてもよい。
【0047】
（ミューチュアル検出方式）
図１１は、静電容量の測定方法を概念的に説明する図である。ここでは、静電容量の測定方法として、相互容量方式（ミューチュアル検出方式）を用いて検出を行う。相互容量方式は、図１１に示すように、センサとしては、複数の駆動電極Ｔｘと複数の検出電極Ｒｘとが利用される。
図１１は、静電容量の測定方法を概念的に説明する図である。ここでは、静電容量の測定方法として、相互容量方式（ミューチュアル検出方式）を用いて検出を行う。相互容量方式は、図１１に示すように、センサとしては、複数の駆動電極Ｔｘと複数の検出電極Ｒｘとが利用される。
【0048】
複数の駆動電極Ｔｘは、この例では、ストライプ状とされる。この複数の駆動電極Ｔｘ（Ｔｘ１，Ｔｘ２、Ｔｘ３・・・・）が走査（駆動）方向（Ｙ方向またはＸ方向）に配列されている。一方、複数の検出電極Ｒｘは、複数の検出電極Ｒｘ（Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３，・・・・）（駆動電極よりも細い）を含む。複数の検出電極Ｒｘは、この例では、ストライプ状とされる。この複数の検出電極Ｒｘ（Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３，・・・・）は、複数の駆動電極Ｔｘと直交あるいは交差する方向（Ｘ方向またはＹ方向）に配列されている。複数の駆動電極Ｔｘと複数の検出電極Ｒｘは、間隔を置いて配置される。このため、複数の駆動電極Ｔｘと複数の検出電極Ｒｘとの間には、基本的に静電容量としての容量Ｃｃが存在する。
【0049】
複数の駆動電極Ｔｘは、静電容量の検出期間にはパルス状の駆動パルス（交流信号）が印加される。すなわち、検出期間において、複数の駆動電極Ｔｘ（Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３、・・・・）のおのおのは所定の周期で駆動パルス（Ｓｉｇ）により走査される。例えば、ユーザの指が検出電極Ｒｘ２と駆動電極Ｔｘ２の交差部に近接して存在するものとする。この時、駆動電極Ｔｘ２に駆動パルス（Ｓｉｇ）が供給されると検出電極Ｒｘ（Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３、・・・・）にはパルス状の波形が得られ、検出電極Ｒｘ２からは、他の検出電極から得られるパルスよりも振幅レベルの低いパルスが得られる。複数の検出電極Ｒｘ（Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３、・・・・）は複数の駆動電極Ｔｘ（Ｔｘ１、Ｔｘ２、Ｔｘ３・・・・）からのフリンジ電界を監視しており、指のような導電物が近接すると、このフリンジ電界を遮蔽する効果がある。フリンジ電界が遮蔽されることで、検出電極Ｒｘの検出電位が低下する。
【0050】
ミューチャル検出方式では、この検出電位の差を、ポジションＤＥＴＰの検出パルス（検出値）として取り扱うことができる。図示される容量Ｃｘは、ユーザの指が検出電極Ｒｘに近い場合と、遠い場合とで異なる。このため、検出パルスのレベルもユーザの指が検出電極Ｒｘに近い場合と、遠い場合とで異なる。よって、タッチパネルの平面に対する指の近接度を検出パルスの振幅レベルで判断することができる。駆動パルスＳｉｇによる電極駆動タイミングと、検出パルスの出力タイミングにより、タッチパネルの平面上の指の２次元上の位置を検出することができる。
【0051】
この技術を応用し、駆動電極Ｔｘを第１ひずみセンサＧ１とし、検出電極ＲｘをノードＮ－１のひずみセンサＧｎ－１、ノードＮのひずみセンサＧｎ、および、ノードＮ＋１のひずみセンサＧｎ＋１とする。そして、第１ひずみセンサＧ１と各ひずみセンサ（Ｇｎ－１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１）間の静電容量Ｃｎ－１，Ｃｎ，Ｃｎ＋１を検出する。つまり、第１ひずみセンサＧ１と各ひずみセンサ間（Ｇｎ－１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１）の静電容量Ｃｎ－１，Ｃｎ，Ｃｎ＋１を検出するときは、第１ひずみセンサ（ＴＸ）を駆動し、各ひずみセンサ（ＲＸ）からの電気的な信号を検出する相互容量方式にて検出を行う（ミューチュアル検出）。これにより、検出した静電容量Ｃｎ－１，Ｃｎ，Ｃｎ＋１から、図１０で説明した方法により、終点座標ＰＮが検出でき、終点座標ＰＮを求めることができる。さらに、ノードＮ－１から終点座標ＰＮまで距離である円弧長さＬ′が取得できる。
【0052】
以上の説明の様に、始点ノードと終点ノードが実空間で完全に一致しない場合においては、始点ノードのひずみセンサＧ１とフレキシブル基板１０上の所定の位置が、ｎ番目にある第２ひずみセンサＧｎとｎ＋１番目にある第３ひずみセンサＧｎ＋１との間のフレキシブル基板１０上の第１位置が重なったとき、第１ひずみセンサＧ１と第１位置（終点座標ＰＮ）の相対的な空間上の位置は同一であるとみなす。そして、順次、相対位置を加算して求められた第１位置の計算上の位置と、実際の位置（第１ひずみセンサＧ１と同一の位置）との差に基づいて、各ひずみセンサＧの位置（各ノードの位置）を補正する。ここで、第１位置はフレキシブル基板１０に設けられた目盛りにより設定する（図８）。あるいは、第１位置は、第１ひずみセンサＧ１と各ひずみセンサ間の静電容量を検出することで、求める（図９－図１１）。
【0053】
（曲面再構築計算方法のフローチャート）
次に、図１２を用いて実施形態に係る曲面再構築計算方法のフローチャートを説明する。図１２は、曲率半径による曲面再構築計算方法を示すフローチャートである。図１２は上記で説明した曲面再構築計算方法１，２をまとめて示したものに対応しており、図１２のステップＳ１０－Ｓ１５の横側に、そのステップに関連する数式を記載している。説明が重複するので、以下では簡単に、各ステップについて説明する。
ステップＳ１０：各ノードの曲率半径ｒｎ、ノード終点の円弧長さＬ′を測定する。
ステップＳ１１：各ノードの曲面座標Ｐｎを計算する。
ステップＳ１２：各ノード間の座標差分ｘｍを計算する。
ステップＳ１３：始点ノード０の始点位置Ｐ０と終点座標（第１位置）ＰＮの座標差分をＮで除算した値δを計算する。
ステップＳ１４：各座標差分ｘｍからδを減算した値ｘ′ｍを計算する。
ステップＳ１５：始点ノードからｘ′ｍを累積加算した値Ｐ′ｎを各曲面座標として出力する。
次に、図１２を用いて実施形態に係る曲面再構築計算方法のフローチャートを説明する。図１２は、曲率半径による曲面再構築計算方法を示すフローチャートである。図１２は上記で説明した曲面再構築計算方法１，２をまとめて示したものに対応しており、図１２のステップＳ１０－Ｓ１５の横側に、そのステップに関連する数式を記載している。説明が重複するので、以下では簡単に、各ステップについて説明する。
ステップＳ１０：各ノードの曲率半径ｒｎ、ノード終点の円弧長さＬ′を測定する。
ステップＳ１１：各ノードの曲面座標Ｐｎを計算する。
ステップＳ１２：各ノード間の座標差分ｘｍを計算する。
ステップＳ１３：始点ノード０の始点位置Ｐ０と終点座標（第１位置）ＰＮの座標差分をＮで除算した値δを計算する。
ステップＳ１４：各座標差分ｘｍからδを減算した値ｘ′ｍを計算する。
ステップＳ１５：始点ノードからｘ′ｍを累積加算した値Ｐ′ｎを各曲面座標として出力する。
【0054】
以上により、始点の座標点と終点の座標点とを一致させることが可能な検出装置を提供することができる。
【0055】
（片面ひずみゲージのセンサアレイシート）
次に、図１３，１４を用いて、フレキシブル基板１０の表面側または裏面側の一方のみに、複数のひずみゲージＧが設けられた場合（片面ひずみゲージのセンサアレイシート１という）において、容量の検出を行う方法を説明する。図１３は、フレキシブル基板に配置した静電容量測定用の電極を用いて容量の検出を行う場合を説明する図である。図１４は、各ひずみゲージで用いて容量の検出を行う場合を説明する図である。図１３、図１４において、３５は測定対象曲面であり、フレキシブル基板１０が測定対象曲面３５に沿って設けられる。
次に、図１３，１４を用いて、フレキシブル基板１０の表面側または裏面側の一方のみに、複数のひずみゲージＧが設けられた場合（片面ひずみゲージのセンサアレイシート１という）において、容量の検出を行う方法を説明する。図１３は、フレキシブル基板に配置した静電容量測定用の電極を用いて容量の検出を行う場合を説明する図である。図１４は、各ひずみゲージで用いて容量の検出を行う場合を説明する図である。図１３、図１４において、３５は測定対象曲面であり、フレキシブル基板１０が測定対象曲面３５に沿って設けられる。
【0056】
図１３に示すように、フレキシブル基板１０の表面側には、複数のひずみゲージＧ（Ｇ１，Ｇ２，・・・、Ｇｎ－１，Ｇｎ、Ｇｎ＋１）が配置されており、さらに、各ひずみゲージＧｎ－１，Ｇｎ、Ｇｎ＋１の間のフレキシブル基板１０の表面側に、１つのひずみゲージが２個の静電容量測定用の電極（静電容量検出電極とも言う）３０で挟まれる様に、複数の静電容量測定用の電極３０が配置されている。ここで、駆動電極Ｔｘを第１ひずみゲージＧ１とし、検出電極Ｒｘを複数の静電容量測定用の電極３０として、第１ひずみゲージＧ１と複数の静電容量測定用の電極３０との間の相互容量（容量値）を相互容量方式にて測定する。この構成により、計測された静電容量の値から、終点座標ＰＮが検出でき、終点座標ＰＮを求めることができる。さらに、ノードＮ－１から終点座標ＰＮまで距離である円弧長さＬ′が取得できる。
【0057】
図１４に示すように、フレキシブル基板１０の表面側には、複数のひずみゲージＧ（Ｇ１，Ｇ２，・・・、Ｇｎ－１，Ｇｎ、Ｇｎ＋１）が配置されている。ここで、駆動電極Ｔｘを第１ひずみゲージＧ１とし、検出電極ＲｘをひずみゲージＧｎ－１，Ｇｎ、Ｇｎ＋１として、第１ひずみゲージＧ１とひずみゲージＧｎ－１，Ｇｎ、Ｇｎ＋１との間の相互容量（容量値）を相互容量方式にて測定する。この構成により、計測された静電容量の容量値から、終点座標ＰＮが検出でき、終点座標ＰＮを求めることができる。さらに、ノードＮ－１から終点座標ＰＮまで距離である円弧長さＬ′が取得できる。
【0058】
（両面ひずみゲージのセンサアレイシート）
次に、図１５，１６を用いて、フレキシブル基板１０の表面側および裏面側の両方に、複数のひずみゲージＧが設けられた場合（両面ひずみゲージのセンサアレイシート１という）において、容量の検出を行う方法を説明する。図１５は、フレキシブル基板に配置した静電容量測定用の電極を用いて容量の検出を行う場合を説明する図である。図１６は、各ひずみゲージで用いて容量の検出を行う場合を説明する図である。図１５、図１６において、３５は測定対象曲面であり、フレキシブル基板１０が測定対象曲面３５に沿って設けられる。
次に、図１５，１６を用いて、フレキシブル基板１０の表面側および裏面側の両方に、複数のひずみゲージＧが設けられた場合（両面ひずみゲージのセンサアレイシート１という）において、容量の検出を行う方法を説明する。図１５は、フレキシブル基板に配置した静電容量測定用の電極を用いて容量の検出を行う場合を説明する図である。図１６は、各ひずみゲージで用いて容量の検出を行う場合を説明する図である。図１５、図１６において、３５は測定対象曲面であり、フレキシブル基板１０が測定対象曲面３５に沿って設けられる。
【0059】
図１５に示すように、フレキシブル基板１０の表面側には、複数のひずみゲージＧ（Ｇ１，Ｇ２、・・・、Ｇｎ－１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１）が配置され、フレキシブル基板１０の裏面側には、複数のひずみゲージＧ（Ｇｂ１，Ｇｂ２、・・・、Ｇｂｎ－１，Ｇｂｎ、Ｇｂｎ＋１）が配置されている。さらに、各ひずみゲージＧｎ－１，Ｇｎ、Ｇｎ＋１の間のフレキシブル基板１０の表面側に、１つのひずみゲージが２個の静電容量測定用の電極３０で挟まれる様に、複数の静電容量測定用の電極３０が配置されている。ここで、駆動電極Ｔｘを第１ひずみゲージＧ１の曲面外側（フレキシブル基板１０の裏面側）のひずみゲージＧｂ１とし、検出電極Ｒｘを複数の静電容量測定用の電極３０として、ひずみゲージＧｂ１と複数の静電容量測定用の電極３０との間の相互容量（容量値）を相互容量方式にて測定する。この構成により、計測された静電容量の容量値から、終点座標ＰＮが検出でき、終点座標ＰＮを求めることができる。さらに、ノードＮ－１から終点座標ＰＮまで距離である円弧長さＬ′が取得できる。
【0060】
図１６に示すように、フレキシブル基板１０の表面側には、複数のひずみゲージＧ（Ｇ１，Ｇ２、・・・、Ｇｎ－１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１）が配置され、フレキシブル基板１０の裏面側には、複数のひずみゲージＧ（Ｇｂ１，Ｇｂ２、・・・、Ｇｂｎ－１，Ｇｂｎ、Ｇｂｎ＋１）が配置されている。ここで、駆動電極Ｔｘを第１ひずみゲージＧ１の曲面外側（フレキシブル基板１０の裏面側）のひずみゲージＧｂ１とし、検出電極ＲｘをひずみゲージＧｎ－１，Ｇｎ、Ｇｎ＋１として、第１ひずみゲージＧ１とひずみゲージＧｎ－１，Ｇｎ、Ｇｎ＋１との間の相互容量（容量値）を相互容量方式にて測定する。なお、容量の測定に使用しない各面のひずみゲージは、例えば、接地電位ＧＮＤ（０Ｖ）に接続するのが良い。
【0061】
【0062】
両面ひずみゲージのセンサアレイシート１を用いて測定対象曲面３５の形状を測定する場合、どのひずみゲージが測定対象曲面３５の内側（曲面３５の近傍に）設置されているひずみゲージか、測定対象曲面３５の外側（曲面３５から離れて）設置されているひずみゲージか、を判定する必要がある。そこで、図１７に示すように、フレキシブル基板１０の表面および裏面の各面のひずみゲージＧｉ、Ｇｂｉについて自己容量ＣＧｉ、ＣＧｂｉの容量値を測定し、測定対象３６との容量結合により、測定結果の自己容量ＣＧｉ、ＣＧｂｉの大きい面を内側の面（センサアレイシート１において、測定対象３６と対向する面：表面側）と判定する。測定結果の自己容量ＣＧｉ、ＣＧｂｉの小さい面を外側の面（センサアレイシート１において、測定対象３６と対向する面に対向する面：裏面側）と判定する。
【0063】
（セルフ（Ｓｅｌｆ）検出方式）
図１８に示すように、自己容量の測定は、セルフ容量検出方式（セルフ（Ｓｅｌｆ）検出方式）で検出することができる。セルフ容量検出方式では、ひずみゲージＧｉ、Ｇｂｉが所定のインピーダンスＲ１，Ｒ２を介して自己検出用駆動パルス（交流信号）Ｓｉｇ１，Ｓｉｇ２により駆動され、測定対象３６とひずみゲージＧｉ、Ｇｂｉの静電容量が自己検出用駆動パルスＳｉｇ１，Ｓｉｇ２により充電される。そして、自己検出用駆動パルスＳｉｇ１，Ｓｉｇ２により充電されたひずみゲージＧｉ、Ｇｂｉの静電容量の容量値を検出回路ＤＥＴ１、ＤＥＴ２により検出することで、自己容量ＣＧｉ、ＣＧｂｉの容量値の大きさを計測することができる。
図１８に示すように、自己容量の測定は、セルフ容量検出方式（セルフ（Ｓｅｌｆ）検出方式）で検出することができる。セルフ容量検出方式では、ひずみゲージＧｉ、Ｇｂｉが所定のインピーダンスＲ１，Ｒ２を介して自己検出用駆動パルス（交流信号）Ｓｉｇ１，Ｓｉｇ２により駆動され、測定対象３６とひずみゲージＧｉ、Ｇｂｉの静電容量が自己検出用駆動パルスＳｉｇ１，Ｓｉｇ２により充電される。そして、自己検出用駆動パルスＳｉｇ１，Ｓｉｇ２により充電されたひずみゲージＧｉ、Ｇｂｉの静電容量の容量値を検出回路ＤＥＴ１、ＤＥＴ２により検出することで、自己容量ＣＧｉ、ＣＧｂｉの容量値の大きさを計測することができる。
【0064】
図１１、図１８には図示されないが、スイッチ等によりミューチャル（Ｍｕｔｕａｌ）検出方式と、セルフ（Ｓｅｌｆ）検出方式とを切り替え可能な構成にしてもよい。また、図１８に示すセルフ検出方式の構成は一例であり、これに限定されるものではない。演算装置ＰＥは、ミューチャル（Ｍｕｔｕａｌ）検出方式を実施可能な回路構成、および、セルフ（Ｓｅｌｆ）検出方式を実施可能な回路構成を含むことができる。
【0065】
本開示の実施の形態として上述した検出装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての検出装置も、本開示の要旨を包含する限り、本開示の範囲に属する。
【0066】
本開示の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本開示の範囲に属するものと了解される。例えば、上述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本開示の要旨を備えている限り、本開示の範囲に含まれる。
【0067】
また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本開示によりもたらされるものと解される。
【0068】
上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の開示を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【0069】
１：センサアレイシート、１０：フレキシブル基板、３０：静電容量測定用の電極（静電容量検出電極）、Ｇ：ひずみゲージ（ひずみセンサ）、ＳＣＬ：目盛り、ＰＥ：演算装置、ＳＣ：選択回路、ＰＵ：プロセッサ装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】