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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】P2025006260
(43)【公開日】2025-01-17
(54)【発明の名称】歪検出装置
(51)【国際特許分類】
H05K 1/02 20060101AFI20250109BHJP
【ＦＩ】
H05K1/02 J
H05K1/02 N
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023106939
(22)【出願日】2023-06-29
(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】上原 利範
(72)【発明者】
【氏名】中野 史掘
【テーマコード（参考）】
5E338
【Ｆターム（参考）】
5E338AA01
5E338AA12
5E338AA16
5E338CC01
5E338CC06
5E338CC09
5E338CD13
5E338CD24
5E338CD25
5E338CD40
5E338EE11
5E338EE60
(57)【要約】 （修正有）
【課題】実施形態の課題は、検出精度向上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】実施形態に係る歪ゲージセンサ装置１０において、センサシート２０は、シート基材２２と、シート基材２２に長手方向Ｘに並んで設けられた複数の歪ゲージＧ０～Ｇｎと、それぞれ複数の歪ゲージＧ０～Ｇｎの一端に接続された複数の電源線ＶＬ０～ＶＬｎおよび複数の第１信号線Ｓａ０～Ｓａｎと、それぞれ複数の歪ゲージＧ０～Ｇｎの他端に接続された複数のグランド線ＧＮＬおよび複数の第２信号線Ｓｂ０～Ｓｂｎと、シート基材２２に設けられ、長手方向Ｘに隣合う歪ゲージの間の領域に位置するダミーパターンＤ０、Ｄ１、Ｄ２、…と、を備える。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、アナログフロントエンド（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。
【選択図】図３
【解決手段】実施形態に係る歪ゲージセンサ装置１０において、センサシート２０は、シート基材２２と、シート基材２２に長手方向Ｘに並んで設けられた複数の歪ゲージＧ０～Ｇｎと、それぞれ複数の歪ゲージＧ０～Ｇｎの一端に接続された複数の電源線ＶＬ０～ＶＬｎおよび複数の第１信号線Ｓａ０～Ｓａｎと、それぞれ複数の歪ゲージＧ０～Ｇｎの他端に接続された複数のグランド線ＧＮＬおよび複数の第２信号線Ｓｂ０～Ｓｂｎと、シート基材２２に設けられ、長手方向Ｘに隣合う歪ゲージの間の領域に位置するダミーパターンＤ０、Ｄ１、Ｄ２、…と、を備える。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、アナログフロントエンド（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。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
シート基材と、
前記シート基材に第１方向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、
前記シート基材に設けられ、前記第１方向に隣合う前記歪ゲージの間の領域に位置するダミーパターンと、
を備える歪検出装置。
前記シート基材に第１方向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、
前記シート基材に設けられ、前記第１方向に隣合う前記歪ゲージの間の領域に位置するダミーパターンと、
を備える歪検出装置。
【請求項2】
前記ダミーパターンは、それぞれ第１方向に延び前記第１方向と交差する第２方向に並んで設けられた複数本のダミーラインを含んでいる、請求項１に記載の歪検出装置。
【請求項3】
前記複数の歪ゲージは、前記第１方向に隙間を空けて配列され、
前記歪ゲージの各々は、前記第２方向に延在するベースラインと、前記ベースラインから前記第１方向の一方向へ延出した複数の波形ラインと、を含み、
前記複数本のダミーラインは、前記歪ゲージの前記複数の波形ラインとほぼ整列して配置されている請求項２に記載の歪検出装置。
前記歪ゲージの各々は、前記第２方向に延在するベースラインと、前記ベースラインから前記第１方向の一方向へ延出した複数の波形ラインと、を含み、
前記複数本のダミーラインは、前記歪ゲージの前記複数の波形ラインとほぼ整列して配置されている請求項２に記載の歪検出装置。
【請求項4】
前記複数本のダミーラインは、前記隣合う２つの歪ゲージのうち、一方の歪ゲージの複数の波形ラインに繋がる複数本の第１ラインと、他方の歪ゲージの複数の波形ラインに繋がる複数本の第２ラインと、を含み、
前記複数本の第１ラインと前記複数本の第２ラインとは、前記第２方向に交互に並んでいる、請求項３に記載の歪検出装置。
前記複数本の第１ラインと前記複数本の第２ラインとは、前記第２方向に交互に並んでいる、請求項３に記載の歪検出装置。
【請求項5】
前記複数本の第１ラインの少なくとも１本、および前記複数本の第２ラインの少なくとも１本は、前記第１方向に複数に分断され、前記分断された分断部は、前記第１ラインあるいは第２ラインに前記第２方向に対向している、請求項４に記載の歪検出装置。
【請求項6】
前記複数の歪ゲージは、前記第１方向に隙間を置いて配列され、
前記歪ゲージの各々は、前記第２方向に延在するベースラインと、前記ベースラインから前記第１方向の一方向へ延出した複数の第１波形ラインと、前記ベースラインから前記一方向と反対の方向に延出した複数の第２波形ラインと、を含み、
前記ダミーラインは、前記歪ゲージの前記複数の波形ラインとほぼ整列して配置されている複数本のダミーラインと、波状に連続して前記第２方向に延びる波状ダミーラインと、を含んでいる、請求項５に記載の歪検出装置。
前記歪ゲージの各々は、前記第２方向に延在するベースラインと、前記ベースラインから前記第１方向の一方向へ延出した複数の第１波形ラインと、前記ベースラインから前記一方向と反対の方向に延出した複数の第２波形ラインと、を含み、
前記ダミーラインは、前記歪ゲージの前記複数の波形ラインとほぼ整列して配置されている複数本のダミーラインと、波状に連続して前記第２方向に延びる波状ダミーラインと、を含んでいる、請求項５に記載の歪検出装置。
【請求項7】
シート基材と、
前記シート基材に第１方向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、を備え、
前記歪ゲージの各々は、ベースラインと、前記ベースラインから前記第１方向の一方向へ延出した複数の第１波形ラインと、前記ベースラインから前記一方向と反対の方向に延出した複数の第２波形ラインと、を含み、
前記第１方向に隣合う一方の歪ゲージの第１波形ラインと他方の歪ゲージの第２波形ラインとが第２方向に並んで位置している、歪検出装置。
前記シート基材に第１方向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、を備え、
前記歪ゲージの各々は、ベースラインと、前記ベースラインから前記第１方向の一方向へ延出した複数の第１波形ラインと、前記ベースラインから前記一方向と反対の方向に延出した複数の第２波形ラインと、を含み、
前記第１方向に隣合う一方の歪ゲージの第１波形ラインと他方の歪ゲージの第２波形ラインとが第２方向に並んで位置している、歪検出装置。
【請求項8】
前記シート基材において、前記複数の歪ゲージ、複数のダミーパターン、複数の電源線、グランド線、第１および第２信号線が設けられていない領域に設けられたダミー配線パターンを更に備える請求項１から７のいずれか１項に記載の歪検出装置。
【請求項9】
前記ダミー配線パターンは、前記第１方向に隣合う歪ゲージの間に配置され、前記歪ゲージと前記第１信号線との間、および前記歪ゲージと前記グランド線との間に設けられた複数本のダミー配線を更に備える請求項８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において、複数の歪ゲージは間隔を置いて並んで設けられている。そのため、シート基材において、歪ゲージのある部分と無い部分とでは弾性率が異なり、弾性率の高い部分は曲がり難く、弾性率の低い部分が曲がり易い。そのため、歪ゲージセンサを曲げて配置した際、歪ゲージの無い部分に応力が集中して形状の不均一性が生じる場合がある。この場合、高精度の歪検出が困難となる。
当該歪ゲージセンサにおいて、複数の歪ゲージは間隔を置いて並んで設けられている。そのため、シート基材において、歪ゲージのある部分と無い部分とでは弾性率が異なり、弾性率の高い部分は曲がり難く、弾性率の低い部分が曲がり易い。そのため、歪ゲージセンサを曲げて配置した際、歪ゲージの無い部分に応力が集中して形状の不均一性が生じる場合がある。この場合、高精度の歪検出が困難となる。
【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、検出精度の向上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、シート基材と、前記シート基材に第１方向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、前記シート基材に設けられ、前記第１方向に隣合う前記歪ゲージの間の領域に位置するダミーパターンと、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、第１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、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。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。
なお、図において、ベース基板４４およびセンサシート２０の長手方向Ｘおよび幅方向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。
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、第１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、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。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。
なお、図において、ベース基板４４およびセンサシート２０の長手方向Ｘおよび幅方向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。
【0009】
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および後述する複数本の信号線、電源線を含んでいる。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に一列に並んで設けられている。センサシート２０は、導体パターン（Ｇ０～Ｇｎ）を備える面が透明粘着シート（ＯＣＡ）などの接着剤層によりベース基板４４の前面に貼付されている。あるいは、センサシート２０は、シート基材２２の側を接着剤層によりベース基板４４の前面に貼付する構成としても良い。
中継基板１２は、後述する駆動回路４０および複数の配線を含んでいる。センサシート２０の導体パターンは、ＦＰＣ１４を介して、中継基板１２の配線に接続されている。
中継基板１２は、後述する駆動回路４０および複数の配線を含んでいる。センサシート２０の導体パターンは、ＦＰＣ１４を介して、中継基板１２の配線に接続されている。
【0010】
図２は、センサシート２０の一部を示す平面図、図３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、本実施形態によれば、センサシート２０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、アルミニウム、チタン、銅などの導電金属で形成された配線パターンであり、複数の歪ゲージＧ０～Ｇｎ、複数のダミーパターンＤ０～Ｄｎ、複数本の配線を含んでいる。一例では、各配線パターンは、一定幅のパターンとしている。
図示のように、本実施形態によれば、センサシート２０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、アルミニウム、チタン、銅などの導電金属で形成された配線パターンであり、複数の歪ゲージＧ０～Ｇｎ、複数のダミーパターンＤ０～Ｄｎ、複数本の配線を含んでいる。一例では、各配線パターンは、一定幅のパターンとしている。
【0011】
図２に示すように、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。本実施形態によれば、歪ゲージＧ０～Ｇｎの各々は、幅方向Ｙに延在し幅方向Ｙの一端および他端を有するベースラインＢ１と、ベースラインＢ１から長手方向Ｘの一方向へ延出した複数、例えば、４つの波形ラインＣ１～Ｃ４と、を有している。一例では、４つの波形ラインＣ１～Ｃ４は、矩形波形状に形成され、かつ、長手方向Ｘの高さが共通の高さに形成されている。４つの波形ラインＣ１～Ｃ４は、幅方向Ｙに間隔を空けて並んでいる。４つの波形ラインＣ１～Ｃ４は、幅方向Ｙの幅Ｗ１の範囲内に位置している。各歪ゲージＧ０～Ｇｎは、歪に応じた抵抗変化を生じる。
【0012】
複数のダミーパターンＤ０～Ｄｎは、長手方向Ｘに隣合う２つの歪ゲージの間の領域にそれぞれ設けられている。一例では、ダミーパターンＤ０～Ｄｎの各々は、直線状に形成された複数本、例えば、８本のダミーラインｄ１～ｄ８を含んでいる。８本のダミーラインｄ１～ｄ８は、それぞれ長手方向Ｘに延在しているとともに、幅方向Ｙに間隔を空けて並んでいる。８本のダミーラインｄ１～ｄ８は、幅Ｗ１の範囲内に配置され、それぞれ歪ゲージの波形ラインＣ１～Ｃ４と長手方向Ｘに整列している。各ダミーラインｄ１～ｄ８は、その長手方向Ｘの一端が一方の歪ゲージの近傍に位置し、長手方向Ｘの他端が他方の歪ゲージの近傍に位置している。
このように、隣合う２つの歪ゲージの間の領域にダミーパターンＤ０～Ｄｎを設けることにより、センサシート２０において、歪ゲージＧ０～Ｇｎが設けられている領域の弾性率と、歪ゲージが設けられていない隙間領域の弾性率と、がほぼ等しくなる。
このように、隣合う２つの歪ゲージの間の領域にダミーパターンＤ０～Ｄｎを設けることにより、センサシート２０において、歪ゲージＧ０～Ｇｎが設けられている領域の弾性率と、歪ゲージが設けられていない隙間領域の弾性率と、がほぼ等しくなる。
【0013】
図２および図３に示すように、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。
【0014】
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。
電源線ＶＬ０～ＶＬｎ、第１信号線Ｓａ０～Ｓａｎ、第２信号線Ｓｂ０～Ｓｂｎ、およびグランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎは、ＦＰＣ１４を介して、中継基板１２の駆動回路４０に接続される。
なお、センサシート２０上に設けられる歪ゲージＧ０～Ｇｎ、ダミーパターンＤ０～Ｄｎ、電源線ＶＬ０～ＶＬｎ及びグランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎが形成される金属層と、第１信号線Ｓａ０～Ｓａｎ及び第２信号線Ｓｂ０～Ｓｂｎが設けられる金属層とは別層で形成されている。これら２層の金属層の間には絶縁性の中間層が設けられており、第１信号線Ｓａ０～Ｓａｎ及び第２信号線Ｓｂ０～Ｓｂｎは、中間層に形成されるスルーホールを介して電源線ＶＬ０～ＶＬｎ及びグランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎに接続されている。なお、歪ゲージＧ０～ＧｎとダミーパターンＤ０～Ｄｎのいずれか一方又は両方が、電源線ＶＬ０～ＶＬｎ及びグランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎが形成される金属層とは異なる金属層により形成されていてもよい。
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。
電源線ＶＬ０～ＶＬｎ、第１信号線Ｓａ０～Ｓａｎ、第２信号線Ｓｂ０～Ｓｂｎ、およびグランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎは、ＦＰＣ１４を介して、中継基板１２の駆動回路４０に接続される。
なお、センサシート２０上に設けられる歪ゲージＧ０～Ｇｎ、ダミーパターンＤ０～Ｄｎ、電源線ＶＬ０～ＶＬｎ及びグランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎが形成される金属層と、第１信号線Ｓａ０～Ｓａｎ及び第２信号線Ｓｂ０～Ｓｂｎが設けられる金属層とは別層で形成されている。これら２層の金属層の間には絶縁性の中間層が設けられており、第１信号線Ｓａ０～Ｓａｎ及び第２信号線Ｓｂ０～Ｓｂｎは、中間層に形成されるスルーホールを介して電源線ＶＬ０～ＶＬｎ及びグランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎに接続されている。なお、歪ゲージＧ０～ＧｎとダミーパターンＤ０～Ｄｎのいずれか一方又は両方が、電源線ＶＬ０～ＶＬｎ及びグランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎが形成される金属層とは異なる金属層により形成されていてもよい。
【0015】
次に、上記のように構成されたセンサシート２０を駆動する駆動回路（コントローラ）について説明する。
図３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３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。
【0016】
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、センサシート２０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。
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、センサシート２０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。
【0017】
図５に示すように、アナログフロントエンド３０は、図示しない読み出し回路、差分検出回路、ＡＤ変換器、デジタルフィルタ、メモリ等を含んでいる。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。
【0018】
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、センサシート２０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。メモリ３８ｂには、差分データ、算出され曲率半径、曲面形態、検出動作プログラムなどが格納されている。
【0019】
図４は、上記のように構成された歪ゲージセンサ装置１０のセンサシート２０が湾曲した状態を示す側面図である。
上記構成のセンサシート２０によれば、長手方向Ｘに隣合う２つの歪ゲージの間の領域にダミーパターンＤ０～Ｄｎを設けることにより、歪ゲージＧ０～Ｇｎが設けられている領域の弾性率と、歪ゲージが設けられていない間領域の弾性率と、をほぼ等しい弾性率とすることができる。すなわち、センサシート２０の長手方向Ｘの各領域の弾性率を均一にすることができる。そのため、図４に示すように、センサシート２０を湾曲させた場合、センサシート２０の一部に応力集中することがなく、長手方向の全域を均等に湾曲させることが可能となる。すなわち、歪ゲージＧ０～Ｇｎが設けられている領域を均等に湾曲させることができる。
そのため、例えば、センサシート２０を被検体の外周面に巻き付けて配置し、外周面の歪検出、曲率半径の検出等を行う場合、各歪ゲージＧ０～Ｇｎは外周面に沿って湾曲し、外周面に密着することができる。これにより、外周面の歪を各歪ゲージにより正確に検出し、検出精度の向上を図ることが可能となる。
以上のことから、本実施形態によれば、検出精度の向上した歪ゲージセンサ装置を得ることができる。
上記構成のセンサシート２０によれば、長手方向Ｘに隣合う２つの歪ゲージの間の領域にダミーパターンＤ０～Ｄｎを設けることにより、歪ゲージＧ０～Ｇｎが設けられている領域の弾性率と、歪ゲージが設けられていない間領域の弾性率と、をほぼ等しい弾性率とすることができる。すなわち、センサシート２０の長手方向Ｘの各領域の弾性率を均一にすることができる。そのため、図４に示すように、センサシート２０を湾曲させた場合、センサシート２０の一部に応力集中することがなく、長手方向の全域を均等に湾曲させることが可能となる。すなわち、歪ゲージＧ０～Ｇｎが設けられている領域を均等に湾曲させることができる。
そのため、例えば、センサシート２０を被検体の外周面に巻き付けて配置し、外周面の歪検出、曲率半径の検出等を行う場合、各歪ゲージＧ０～Ｇｎは外周面に沿って湾曲し、外周面に密着することができる。これにより、外周面の歪を各歪ゲージにより正確に検出し、検出精度の向上を図ることが可能となる。
以上のことから、本実施形態によれば、検出精度の向上した歪ゲージセンサ装置を得ることができる。
【0020】
なお、上述した第１実施形態において、センサシート２０のダミーパターンＤは、実施形態に限定されることなく、種々変更可能である。以下、ダミーパターンＤの変形例について説明する。以下に述べる変形例において、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１変形例）
図５（Ａ）は、第１変形例に係るセンサシートの一部を示す平面図である。図示のように、第１変形例によれば、ダミーパターンＤ０～Ｄｎの各々は、直線状に形成された複数本、例えば、８本のダミーラインｄ１～ｄ８を含んでいる。８本のダミーラインｄ１～ｄ８は、それぞれ長手方向Ｘに延在しているとともに、幅方向Ｙに間隔を空けて並んでいる。８本のダミーラインｄ１～ｄ８は、幅Ｗ１の範囲内に配置され、それぞれ歪ゲージの波形ラインＣ１～Ｃ４と長手方向Ｘに整列している。
（第１変形例）
図５（Ａ）は、第１変形例に係るセンサシートの一部を示す平面図である。図示のように、第１変形例によれば、ダミーパターンＤ０～Ｄｎの各々は、直線状に形成された複数本、例えば、８本のダミーラインｄ１～ｄ８を含んでいる。８本のダミーラインｄ１～ｄ８は、それぞれ長手方向Ｘに延在しているとともに、幅方向Ｙに間隔を空けて並んでいる。８本のダミーラインｄ１～ｄ８は、幅Ｗ１の範囲内に配置され、それぞれ歪ゲージの波形ラインＣ１～Ｃ４と長手方向Ｘに整列している。
【0021】
第１変形例において、８本のダミーラインｄ１～ｄ８のうち、複数本、例えば、４本のダミーライン（第１ライン）の一端は、隣合う２つの歪ゲージの一方の歪ゲージの波形ラインに繋がっている。他の４本のダミーラインの一端は、他方の歪ゲージの波形ラインに繋がっている。一例では、ダミーライン（第１ライン）ｄ１、ｄ３、ｄ５、ｄ７は、一方の歪ゲージＧ１の波形ラインＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４に繋がり、ダミーライン（第２ライン）ｄ２、ｄ４、ｄ６、ｄ８は、他方の歪ゲージＧ２の波形ラインＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４に繋がっている。これにより、ダミーラインｄ１～ｄ８は、いわゆる入れ子状に並んで配置されている。
第１変形例において、センサシート２０の他の構成は、前述した第１実施形態におけるセンサシート２０と同様である。
第１変形例において、センサシート２０の他の構成は、前述した第１実施形態におけるセンサシート２０と同様である。
【0022】
第１変形例に係るセンサシート２０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。また、第１変形例では、ダミーパターンＤ０～Ｄｎと歪ゲージＧ０～Ｇｎとの間の隙間領域に複数本のダミーラインを配置することにより、各隙間領域の弾性率を上げることができる。これにより、センサシート２０の各部の弾性率をより統一することができる。
【0023】
（第２変形例）
図５（Ｂ）は、第２変形例に係るセンサシートの一部を示す平面図である。図示のように、第２変形例によれば、ダミーパターンＤ０～Ｄｎの各々は、前述の第１変形例と同様に配置された複数本、例えば、８本のダミーラインｄ１～ｄ８を含んでいる。更に、第２変形例では、ダミーラインｄ１～ｄ８の各々は、長手方向Ｘの１箇所で分断され、２本のラインに分かれている。ダミーラインｄ１～ｄ８の分断部は、幅方向Ｙに整列しないように、長手方向Ｘに互いにずれて位置している。
第２変形例において、センサシート２０の他の構成は、前述した第１変形例におけるセンサシート２０と同様である。
図５（Ｂ）は、第２変形例に係るセンサシートの一部を示す平面図である。図示のように、第２変形例によれば、ダミーパターンＤ０～Ｄｎの各々は、前述の第１変形例と同様に配置された複数本、例えば、８本のダミーラインｄ１～ｄ８を含んでいる。更に、第２変形例では、ダミーラインｄ１～ｄ８の各々は、長手方向Ｘの１箇所で分断され、２本のラインに分かれている。ダミーラインｄ１～ｄ８の分断部は、幅方向Ｙに整列しないように、長手方向Ｘに互いにずれて位置している。
第２変形例において、センサシート２０の他の構成は、前述した第１変形例におけるセンサシート２０と同様である。
【0024】
第２変形例に係るセンサシート２０においても、前述した第１変形例と同様の作用効果を得ることができる。更に、第２変形例では、ダミーラインの分断することにより、寄生容量の低減を図ることができる。なお、ダミーラインの分断数は、２つに限らず、３つ以上としてもよい。
【0025】
（第３変形例）
図６は、第３変形例に係るセンサシートの一部を示す平面図である。図示のように、第３変形例によれば、歪ゲージＧ０～Ｇｎの各々、および、ダミーパターンＤ０～Ｄｎの各々は、ランダムなパターンに形成されている。詳細には、歪ゲージＧ０～Ｇｎの各々は、幅方向Ｙに延びるベースラインＢ１と、ベースラインＢ１からそれぞれ長手方向Ｘの一方向に延出する複数の波形ラインＣ１、Ｃ３、Ｃ４と、ベースラインＢ１からそれぞれ長手方向Ｘの反対方向に延出する複数の波形ラインＣ２、Ｃ５、Ｃ６と、を有している。一例では、波形ラインＣ１、Ｃ３、Ｃ４は矩形波形状を有し、ベースラインＢ１を基準とした場合に互いに異なる延出高さに形成されている。波形ラインＣ２、Ｃ５、Ｃ６は矩形波形状を有し、ベースラインＢ１を基準とした場合に互いに異なる延出高さに形成されている。
図６は、第３変形例に係るセンサシートの一部を示す平面図である。図示のように、第３変形例によれば、歪ゲージＧ０～Ｇｎの各々、および、ダミーパターンＤ０～Ｄｎの各々は、ランダムなパターンに形成されている。詳細には、歪ゲージＧ０～Ｇｎの各々は、幅方向Ｙに延びるベースラインＢ１と、ベースラインＢ１からそれぞれ長手方向Ｘの一方向に延出する複数の波形ラインＣ１、Ｃ３、Ｃ４と、ベースラインＢ１からそれぞれ長手方向Ｘの反対方向に延出する複数の波形ラインＣ２、Ｃ５、Ｃ６と、を有している。一例では、波形ラインＣ１、Ｃ３、Ｃ４は矩形波形状を有し、ベースラインＢ１を基準とした場合に互いに異なる延出高さに形成されている。波形ラインＣ２、Ｃ５、Ｃ６は矩形波形状を有し、ベースラインＢ１を基準とした場合に互いに異なる延出高さに形成されている。
【0026】
ダミーパターンＤ０～Ｄｎの各々は、直線状に形成された複数本、例えば、９本のダミーラインｄ１～ｄ９を含んでいる。９本のダミーラインｄ１～ｄ９は、それぞれ長手方向Ｘに延在しているとともに、幅方向Ｙに間隔を空けて並んでいる。９本のダミーラインｄ１～ｄ９は、それぞれ歪ゲージの波形ラインＣ１～Ｃ６と長手方向Ｘに整列している。
【0027】
９本のダミーラインｄ１～ｄ９のうち、複数本、例えば、幅方向Ｙの両端側に位置するダミーラインｄ１、ｄ９は、長手方向Ｘの一端が歪ゲージＧ１あるいはＧ２の波形ラインに繋がり、長手方向Ｘの他端が歪ゲージＧ２あるいはＧ１の波形ラインの僅かな隙間を置けて対向している。他の７本のダミーラインｄ２～ｄ８の各々は、長手方向Ｘの一端が歪ゲージＧ１の波形ラインに僅かな隙間を置いて対向し、長手方向Ｘの他端が歪ゲージＧ２の波形ラインに僅かな隙間を置いて対向している。
９本のダミーラインｄ１～ｄ９の一端と歪ゲージＧ１との間の隙間は、幅方向Ｙに整列することなく、長手方向Ｘにずれている。同様に、９本のダミーラインｄ１～ｄ９の他端と歪ゲージＧ２との間の隙間は、幅方向Ｙに整列することなく、長手方向Ｘにずれている。
９本のダミーラインｄ１～ｄ９の一端と歪ゲージＧ１との間の隙間は、幅方向Ｙに整列することなく、長手方向Ｘにずれている。同様に、９本のダミーラインｄ１～ｄ９の他端と歪ゲージＧ２との間の隙間は、幅方向Ｙに整列することなく、長手方向Ｘにずれている。
【0028】
９本のダミーラインｄ１～ｄ９の各々は、長手方向Ｘの中途部で分断され、２本あるいは３本のラインに分かれている。ダミーラインｄ１～ｄ９の分断部は、幅方向Ｙに整列することなく、長手方向Ｘにずれている。
更に、９本のダミーラインｄ１～ｄ９の分断ラインのうち、長手方向Ｘの中間部に位置する分断ラインは、幅方向Ｙに延びる連結ラインにより幅方向Ｙに隣合う分断ラインの端部同士が連結され、波状に連続して延びる波状ダミーラインｄｗを形成している。
第３変形例において、センサシート２０の他の構成は、前述した第１実施形態に係るセンサシート２０と同様である。第３変形例に係るセンサシート２０においても、前述した第１変形例および第２変形例と同様の作用効果を得ることができる。更に、第３変形例では、歪ゲージおよびダミーラインをよりランダムな配置とすることにより、センサシート２０の弾性率のより一層の均一化を図ることが可能となる。
更に、９本のダミーラインｄ１～ｄ９の分断ラインのうち、長手方向Ｘの中間部に位置する分断ラインは、幅方向Ｙに延びる連結ラインにより幅方向Ｙに隣合う分断ラインの端部同士が連結され、波状に連続して延びる波状ダミーラインｄｗを形成している。
第３変形例において、センサシート２０の他の構成は、前述した第１実施形態に係るセンサシート２０と同様である。第３変形例に係るセンサシート２０においても、前述した第１変形例および第２変形例と同様の作用効果を得ることができる。更に、第３変形例では、歪ゲージおよびダミーラインをよりランダムな配置とすることにより、センサシート２０の弾性率のより一層の均一化を図ることが可能となる。
【0029】
次に、この発明の他の実施形態に係る歪ゲージセンサ装置について説明する。以下に述べる他の実施形態において、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７は、第２実施形態に係る歪ゲージセンサ装置におけるセンサシートの一部を示す平面図である。第２実施形態では、ダミーラインが省略され、代わりに、隣合う歪ゲージの波形ラインを入れ子状に配置することで隣合う歪ゲージ間の領域を波形ラインで埋める構成としている。
（第２実施形態）
図７は、第２実施形態に係る歪ゲージセンサ装置におけるセンサシートの一部を示す平面図である。第２実施形態では、ダミーラインが省略され、代わりに、隣合う歪ゲージの波形ラインを入れ子状に配置することで隣合う歪ゲージ間の領域を波形ラインで埋める構成としている。
【0030】
詳細には、図７に示すように、歪ゲージＧ０～Ｇｎは、センサシート２０の長手方向Ｘに並んで配置されている。歪ゲージＧ０～Ｇｎの各々は、幅方向Ｙに延びるベースラインＢ１と、ベースラインＢ１からそれぞれ長手方向Ｘの一方向に延出する複数本、例えば２本の波形ライン（第１波形ライン）Ｃ１、Ｃ３と、ベースラインＢ１からそれぞれ長手方向Ｘの反対方向に延出する複数本、例えば、２本の波形ライン（第２波形ライン）Ｃ２、Ｃ４と、を有している。一例では、波形ラインＣ１～Ｃ４は矩形波形状を有している。
【0031】
波形ラインＣ１、Ｃ３は、幅方向Ｙに１波形ライン分の間隔を置いて位置している。また、波形ラインＣ１、Ｃ３は、歪ゲージＧ１のベースラインＢ１から隣の歪ゲージＧ２のベースラインＢ１の近傍まで長手方向Ｘに延びている。
波形ラインＣ２、Ｃ４は、幅方向Ｙに１波形ライン分の間隔を置いて位置している。また、波形ラインＣ２、Ｃ４は、一方の歪ゲージＧ２のベースラインＢ１から隣の歪ゲージＧ１のベースラインＢ１の近傍まで長手方向Ｘに延び、隣の歪ゲージＧ１の波形ラインＣ１、Ｃ３に対して入れ子状に配置されている。すなわち、一方の歪ゲージの波形ラインＣ１、Ｃ３と他方の歪ゲージの波形ラインＣ２、Ｃ４とは、幅方向Ｙに並んで配置され、隣合う歪ゲージ間の領域、ここでは、一方の歪ゲージのベースラインＢ１と他方の歪ゲージのベースラインＢ１との間の領域、に設けられている。
波形ラインＣ２、Ｃ４は、幅方向Ｙに１波形ライン分の間隔を置いて位置している。また、波形ラインＣ２、Ｃ４は、一方の歪ゲージＧ２のベースラインＢ１から隣の歪ゲージＧ１のベースラインＢ１の近傍まで長手方向Ｘに延び、隣の歪ゲージＧ１の波形ラインＣ１、Ｃ３に対して入れ子状に配置されている。すなわち、一方の歪ゲージの波形ラインＣ１、Ｃ３と他方の歪ゲージの波形ラインＣ２、Ｃ４とは、幅方向Ｙに並んで配置され、隣合う歪ゲージ間の領域、ここでは、一方の歪ゲージのベースラインＢ１と他方の歪ゲージのベースラインＢ１との間の領域、に設けられている。
【0032】
このように、第２実施形態によれば、シート基材２２の長手方向Ｘの全域に亘って歪ゲージＧ０～Ｇｎが設けられている。そのため、センサシート２０の長手方向Ｘのほぼ全域において、センサシート２０の弾性率を均一にすることができる。
第２実施形態において、歪ゲージセンサ装置の他の構成は、前述した第１実施形態における歪ゲージセンサ装置の構成と同様である。第２実施形態においても、検出精度の向上した歪ゲージセンサ装置を得ることができる。
第２実施形態において、歪ゲージセンサ装置の他の構成は、前述した第１実施形態における歪ゲージセンサ装置の構成と同様である。第２実施形態においても、検出精度の向上した歪ゲージセンサ装置を得ることができる。
【0033】
（第３実施形態）
図８は、第３実施形態に係る歪ゲージセンサ装置におけるセンサシートの一部を示す平面図である。第３実施形態では、歪ゲージセンサ装置のセンサシート２０は、ダミーパターンＤ０～Ｄｎに加えて、ダミー配線パターンＥ０～Ｅｎを有している。ダミー配線パターンＥ０～Ｅｎは、センサシート２０の領域において、歪ゲージＧ０～Ｇｎおよび電源線、グランド線、信号線が設けられていない領域に重ねて設けられている。
図８は、第３実施形態に係る歪ゲージセンサ装置におけるセンサシートの一部を示す平面図である。第３実施形態では、歪ゲージセンサ装置のセンサシート２０は、ダミーパターンＤ０～Ｄｎに加えて、ダミー配線パターンＥ０～Ｅｎを有している。ダミー配線パターンＥ０～Ｅｎは、センサシート２０の領域において、歪ゲージＧ０～Ｇｎおよび電源線、グランド線、信号線が設けられていない領域に重ねて設けられている。
【0034】
詳細には、図８に示すように、センサシート２０は、シート基材２２とシート基材の一表面上に形成された導体パターンと、を有している。導体パターンは、アルミニウム、チタン、銅などの導電金属で形成された一定幅の配線パターンであり、複数の歪ゲージＧ０～Ｇｎ、複数のダミーパターンＤ０～Ｄｎ、複数本の配線、複数のダミー配線パターンＥ０～Ｅｎを含んでいる。
【0035】
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に延在し幅方向Ｙの一端および他端を有するベースラインＢ１と、ベースラインＢ１から長手方向Ｘの一方向へ延出した複数、例えば、４つの波形ラインＣ１～Ｃ４と、を有している。４つの波形ラインＣ１～Ｃ４は、幅方向Ｙに間隔を空けて並んでいる。４つの波形ラインＣ１～Ｃ４は、幅方向Ｙの幅Ｗ１の範囲内に位置している。
【0036】
複数のダミーパターンＤ０～Ｄｎは、長手方向Ｘに隣合う２つの歪ゲージの間の領域にそれぞれ設けられている。一例では、ダミーパターンＤ０～Ｄｎの各々は、直線状に形成された複数本、例えば、８本のダミーラインｄ１～ｄ８を含んでいる。８本のダミーラインｄ１～ｄ８は、それぞれ長手方向Ｘに延在しているとともに、幅方向Ｙに間隔を空けて並んでいる。８本のダミーラインｄ１～ｄ８は、幅Ｗ１の範囲内に配置され、それぞれ歪ゲージの波形ラインＣ１～Ｃ４と長手方向Ｘに整列している。各ダミーラインｄ１～ｄ８は、その長手方向Ｘの一端が一方の歪ゲージの近傍に位置し、長手方向Ｘの他端が他方の歪ゲージの近傍に位置している。
【0037】
複数本の配線は、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および第１信号線Ｓａ０～Ｓａｎは、シート基材２２の幅Ｗ２の領域の範囲内に配置されている。
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および第１信号線Ｓａ０～Ｓａｎは、シート基材２２の幅Ｗ２の領域の範囲内に配置されている。
【0038】
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。グランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎは、シート基材２２の幅Ｗ２の領域の範囲内に配置されている。
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。グランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎは、シート基材２２の幅Ｗ２の領域の範囲内に配置されている。
【0039】
複数のダミー配線パターンＥ０～Ｅｎは、センサシート２０の領域において、歪ゲージＧ０～Ｇｎおよび電源線ＶＬ０～ＶＬｎ、グランド線ＧＮＬ０～ＧＮＬｎ、第１信号線Ｓａ０～Ｓａｎ、第２信号線Ｓｂ０～Ｓｂｎが設けられていない領域に重ねて設けられている。一例では、ダミー配線パターンＥ０～Ｅｎの各々は、直線状に形成された１本あるいは複数本のダミー配線を含んでいる。
【0040】
詳細には、ダミー配線パターンＥ０は、例えば、８本のダミー配線ｅ１～ｅ８を含んでいる。８本のダミー配線ｅ１～ｅ８のうち、４本のダミー配線ｅ１～ｅ４は、歪ゲージＧ０の幅方向Ｙの一方側の領域に配置されている。４本のダミー配線ｅ１～ｅ４は、それぞれ長手方向Ｘに延在しているとともに、幅方向Ｙに間隔を空けて平行に並んでいる。４本のダミー配線ｅ１～ｅ４は、幅Ｗ２の範囲内に配置され、それぞれ歪ゲージＧ０の波形ラインＣ１～Ｃ４とほぼ同一の長さ（高さ）を有している。ダミー配線ｅ１およびｅ３は、電源線ＶＬ０および第１信号線Ｓａ０とそれぞれ長手方向Ｘに整列している。
他の４本のダミー配線ｅ５～ｅ８は、歪ゲージＧ０の幅方向Ｙの他方側の領域に配置されている。４本のダミー配線ｅ５～ｅ８は、それぞれ長手方向Ｘに延在しているとともに、幅方向Ｙに間隔を空けて平行に並んでいる。４本のダミー配線ｅ５～ｅ８は、幅Ｗ２の範囲内に配置され、それぞれ歪ゲージＧ０の波形ラインＣ１～Ｃ４とほぼ同一の長さ（高さ）を有している。ダミー配線ｅ６およびｅ８は、第２信号線Ｓｂ０およびグランド線ＧＮＬ１とそれぞれ長手方向Ｘに整列している。
他の４本のダミー配線ｅ５～ｅ８は、歪ゲージＧ０の幅方向Ｙの他方側の領域に配置されている。４本のダミー配線ｅ５～ｅ８は、それぞれ長手方向Ｘに延在しているとともに、幅方向Ｙに間隔を空けて平行に並んでいる。４本のダミー配線ｅ５～ｅ８は、幅Ｗ２の範囲内に配置され、それぞれ歪ゲージＧ０の波形ラインＣ１～Ｃ４とほぼ同一の長さ（高さ）を有している。ダミー配線ｅ６およびｅ８は、第２信号線Ｓｂ０およびグランド線ＧＮＬ１とそれぞれ長手方向Ｘに整列している。
【0041】
ダミー配線パターンＥ１は、例えば、４本のダミー配線ｅ１～ｅ４を含んでいる。ダミー配線ｅ１は、電源線ＶＬ０と第１信号線Ｓａ０との間の領域に配置され、歪ゲージＧ０のベースラインの近傍から歪ゲージＧ１のベースラインの近傍まで長手方向Ｘに延在している。ダミー配線ｅ２は、ダミーパターンＤ０および歪ゲージＧ１と第１信号線Ｓａ０との間の領域に配置され、歪ゲージＧ０のベースラインの近傍から歪ゲージＧ１のベースラインの近傍まで長手方向Ｘに延在している。ダミー配線ｅ１およびｅ２は、電源線ＶＬ１および第１信号線Ｓａ１とそれぞれ長手方向Ｘに整列し、更に、ダミー配線パターンＥ０のダミー配線ｅ２、ｅ４とそれぞれ長手方向Ｘに整列している。
ダミー配線パターンＥ１のダミー配線ｅ３は、ダミーパターンＤ０および歪ゲージＧ１と第２信号線Ｓｂ０との間の領域に配置され、歪ゲージＧ０のベースラインの近傍から歪ゲージＧ１のベースラインの近傍まで長手方向Ｘに延在している。ダミー配線ｅ４は、グランド線ＧＮＬ０と第２信号線Ｓｂ０との間の領域に配置され、歪ゲージＧ０のベースラインの近傍から歪ゲージＧ１のベースラインの近傍まで長手方向Ｘに延在している。ダミー配線ｅ３およびｅ４は、第２信号線Ｓｂ１およびグランド線ＧＮＬ１とそれぞれ長手方向Ｘに整列し、更に、ダミー配線パターンＥ０のダミー配線ｅ５、ｅ７とそれぞれ長手方向Ｘに整列している。
ダミー配線パターンＥ１のダミー配線ｅ３は、ダミーパターンＤ０および歪ゲージＧ１と第２信号線Ｓｂ０との間の領域に配置され、歪ゲージＧ０のベースラインの近傍から歪ゲージＧ１のベースラインの近傍まで長手方向Ｘに延在している。ダミー配線ｅ４は、グランド線ＧＮＬ０と第２信号線Ｓｂ０との間の領域に配置され、歪ゲージＧ０のベースラインの近傍から歪ゲージＧ１のベースラインの近傍まで長手方向Ｘに延在している。ダミー配線ｅ３およびｅ４は、第２信号線Ｓｂ１およびグランド線ＧＮＬ１とそれぞれ長手方向Ｘに整列し、更に、ダミー配線パターンＥ０のダミー配線ｅ５、ｅ７とそれぞれ長手方向Ｘに整列している。
【0042】
第３実施形態において、歪ゲージセンサ装置の他の構成は、前述した第１実施形態における歪ゲージセンサ装置の構成と同様である。上記のように構成された第３実施形態によれば、隣合う２つの歪ゲージの間の領域にダミーパターンＤ０～Ｄｎを設けることにより、センサシート２０において、歪ゲージＧ０～Ｇｎが設けられている領域の弾性率と、歪ゲージが設けられていない隙間領域の弾性率と、がほぼ等しくなる。更に、ダミー配線パターンＥ０～Ｅｎは、歪ゲージＧ０～Ｇｎおよび電源線、グランド線、信号線が設けられていない領域にダミー配線パターンＥ０～Ｅｎを設けることにより、センサシート２０において、配線が設けられている領域の弾性率と、配線が設けられていない領域の弾性率と、をほぼ等しくすることができる。これにより、センサシート２０の長手方向Ｘのほぼ全域において、センサシート２０の弾性率をより均一にすることが可能となる。
以上のことから、第３実施形態においても、検出精度の向上した歪ゲージセンサ装置を得ることができる。
なお、第３実施形態において、ダミーパターンＤ０～Ｄｎは、実施形態で示したダミーパターンに限定されることなく、前述の第１～第３変形例で示したダミーパターンＤ０～Ｄｎを用いてもよい。更に、第３実施形態で示したダミー配線パターンＥ０～Ｅｎは、前述の第２実施形態で示したセンサシートにも適用可能である。
以上のことから、第３実施形態においても、検出精度の向上した歪ゲージセンサ装置を得ることができる。
なお、第３実施形態において、ダミーパターンＤ０～Ｄｎは、実施形態で示したダミーパターンに限定されることなく、前述の第１～第３変形例で示したダミーパターンＤ０～Ｄｎを用いてもよい。更に、第３実施形態で示したダミー配線パターンＥ０～Ｅｎは、前述の第２実施形態で示したセンサシートにも適用可能である。
【0043】
（第４実施形態）
図９は、第４実施形態に係る歪ゲージセンサ装置の斜視図、図１０は、歪ゲージセンサ装置の断面図である。
図９に示すように、第４実施形態に係る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、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）に貼付された第１センサシート２０Ａと、ベース基板４４の第２主面（背面）に貼付された第２センサシート２０Ｂと、フレキシブル配線板（ＦＰＣ）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。
図９は、第４実施形態に係る歪ゲージセンサ装置の斜視図、図１０は、歪ゲージセンサ装置の断面図である。
図９に示すように、第４実施形態に係る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、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）に貼付された第１センサシート２０Ａと、ベース基板４４の第２主面（背面）に貼付された第２センサシート２０Ｂと、フレキシブル配線板（ＦＰＣ）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。
【0044】
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、複数のダミーパターンＤ０～Ｄｎを含んでいる。複数の歪ゲージＧ１～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に並んで設けられている。後述するように、第１センサシート２０Ａおよび第２センサシート２０Ｂの導体パターンは、例えば、前述した第１変形例と同様の導体パターンに形成されている。
【0045】
図１０は、第４実施形態に係る歪ゲージセンサ装置１０の縦断面図である。
図１０に示すように、ベース基板４４は前面および前面に対向する背面を有している。一例では、第１センサシート２０Ａは、導体パターン（Ｇ１～Ｇｎ、Ｄ０～Ｄｎ）を備える面が透明粘着シート（ＯＣＡ）などの接着剤層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（Ｇ１～Ｇｎ、Ｄ０～Ｄｎ）を備える面が接着剤層Ａｄによりベース基板４４の背面に貼付されている。
図１０に示すように、ベース基板４４は前面および前面に対向する背面を有している。一例では、第１センサシート２０Ａは、導体パターン（Ｇ１～Ｇｎ、Ｄ０～Ｄｎ）を備える面が透明粘着シート（ＯＣＡ）などの接着剤層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（Ｇ１～Ｇｎ、Ｄ０～Ｄｎ）を備える面が接着剤層Ａｄによりベース基板４４の背面に貼付されている。
【0046】
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の歪ゲージおよび図示しない配線は、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の歪ゲージおよび図示しない配線は、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。
第１センサシート２０Ａおよび第２センサシート２０Ｂの一部の配線は、中継基板１２に設けられた接続線、例えば、メッキスルーホールＳＨにより互いに接続されても良い。また、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の側を接着剤層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。
第１センサシート２０Ａおよび第２センサシート２０Ｂの一部の配線は、中継基板１２に設けられた接続線、例えば、メッキスルーホールＳＨにより互いに接続されても良い。また、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の側を接着剤層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。
【0047】
図１１は、第１、第２センサシート、およびベース基板の一部を分解して示す分解斜視図である。図示のように、第１センサシート２０Ａは、シート基材２２と、シート基材２２上に設けられた導体パターンとを有している。一例では、導体パターンは、第１変形例で示した導体パターンと同様に形成され、歪ゲージＧ０～Ｇｎ、ダミーパターンＤ０～Ｄｎ、および図示しない配線パターンを含んでいる。第２センサシート２０Ｂは、第１センサシート２０Ａと同様に構成され、同様の導体パターン（Ｇ０～Ｇｎ、Ｄ０～Ｄｎ、配線パターン）を有している。第２センサシート２０Ｂの導体パターンは、第１センサシート２０Ａの導体パターンに対してＸＹ方向で１８０度反転させたパターンで形成されている。第２センサシート２０Ｂを第１センサシート２０Ａに対してＺ方向に１８０度回転させた向きで第１センサシート２０Ａに対向させる。すなわち、図１１に示す如く、第１センサシート２０Ａと第２センサシート２０Ｂは互いの裏面が対向しているが、第１センサシート２０Ａ側から見た場合、第１センサシート２０Ａのパターンと第２センサシートのパターンとは一致している。
【0048】
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、ダミーパターンＤ０～Ｄｎ、および配線は、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、ダミーパターンＤ０～Ｄｎ、および配線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、ダミーパターンＤ０～Ｄｎ、および配線と第２センサシートの各歪ゲージＧ０～Ｇｎ、ダミーパターンＤ０～Ｄｎ、および配線とは、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、ダミーパターンＤ０～Ｄｎ、および配線は、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、ダミーパターンＤ０～Ｄｎ、および配線は、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。
【0049】
以上のように構成された第４実施形態に係る両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４実施形態においても、歪検出時、センサシートの歪ゲージを被検体の周面に沿って均一に湾曲させ、外周面に密着することができる。これにより、外周面の歪を各歪ゲージにより正確に検出し、検出精度の向上を図ることが可能な歪ゲージセンサ装置が得られる。
なお、第４実施形態において、各センサシートの構成は図示した例に限定されることなく、前述した第１実施形態、第２変形例、第３変形例、第２実施形態、第３実施形態で示したセンサシートを適用してもよい。
なお、第４実施形態において、各センサシートの構成は図示した例に限定されることなく、前述した第１実施形態、第２変形例、第３変形例、第２実施形態、第３実施形態で示したセンサシートを適用してもよい。
【0050】
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。
例えば、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。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。
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。
例えば、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。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】
【0051】
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、
４０…駆動回路（コントローラ）、４４…ベース基板、Ｇ０～Ｇｎ…歪ゲージ、
Ｄ０～Ｄｎ…ダミーパターン、Ｅ１～Ｅｎ…ダミー配線パターン、Ｂ１…ベースライン、
Ｃ１～Ｃ４…波形ライン、ｄ１～ｄ８…ダミーライン、ｅ１～ｅｎ…ダミー配線、
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、
４０…駆動回路（コントローラ）、４４…ベース基板、Ｇ０～Ｇｎ…歪ゲージ、
Ｄ０～Ｄｎ…ダミーパターン、Ｅ１～Ｅｎ…ダミー配線パターン、Ｂ１…ベースライン、
Ｃ１～Ｃ４…波形ライン、ｄ１～ｄ８…ダミーライン、ｅ１～ｅｎ…ダミー配線、
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9】
【図10】
【図11】