特許 7245995 検出回路および荷重検出装置

(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】

(24)【登録日】2023-03-16

(45)【発行日】2023-03-27

(54)【発明の名称】検出回路および荷重検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01L 5/00 20060101AFI20230317BHJP

【ＦＩ】

G01L5/00 101Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019206447

(22)【出願日】2019-11-14

(65)【公開番号】P2021081209

(43)【公開日】2021-05-27

【審査請求日】2022-05-11

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111383

【弁理士】

【氏名又は名称】芝野 正雅

(74)【代理人】

【識別番号】100170922

【弁理士】

【氏名又は名称】大橋 誠

(72)【発明者】

【氏名】浮津 博伸

(72)【発明者】

【氏名】森浦 祐太

(72)【発明者】

【氏名】松本 玄

(72)【発明者】

【氏名】山口 光隆

(72)【発明者】

【氏名】山本 雄大

【審査官】公文代 康祐

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１８７５１６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２００９－５３４６７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０９６９０１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／００３２１３６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｌ ５／００

Ｇ０１Ｌ １／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方向に並んで配置された複数の第１電極と、前記複数の第１電極に交差して配置された第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に介在する誘電体とを備える静電容量型荷重センサに対し、前記第１電極と前記第２電極との交差位置における静電容量の変化を検出するための検出回路であって、
矩形電圧を出力するための電圧出力部と、
前記複数の第１電極にそれぞれ対応して設けられ、前記矩形電圧を前記第１電極に選択的に供給するための複数のマルチプレクサと、
それぞれ前記マルチプレクサを複数含む複数の組に前記矩形電圧を選択的に供給するためのデマルチプレクサと、を備える、
ことを特徴とする検出回路。

【請求項2】

請求項１に記載の検出回路において、
前記マルチプレクサは、２以上の所定の自然数の倍数の数だけ前記静電容量型荷重センサに配置され、
前記組は、前記マルチプレクサの総数を前記自然数で除した数だけ構成され、
前記各組に含まれる前記マルチプレクサの数は、前記全ての組との間で互いに同じである、
ことを特徴とする検出回路。

【請求項3】

請求項１または２に記載の検出回路において、
全ての前記組が、１つの前記デマルチプレクサに接続されている、
ことを特徴とする検出回路。

【請求項4】

請求項１または２に記載の検出回路において、
所定数の前記組ごとに前記デマルチプレクサが配置され、
前記デマルチプレクサに選択的に前記矩形電圧を供給するための他のデマルチプレクサをさらに備える、
ことを特徴とする検出回路。

【請求項5】

請求項１ないし４の何れか一項に記載の検出回路と、
前記静電容量型荷重センサと、を備える、
ことを特徴とする荷重検出装置。

【請求項6】

請求項５に記載の荷重検出装置において、
前記第１電極および前記第２電極の一方は、線状の導電部材であり、
前記誘電体は、前記導電部材の周囲に被覆され、
前記第１電極および前記第２電極の他方は、導電性の弾性体により形成されている、
ことを特徴とする荷重検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、静電容量の変化に基づいて外部から付与される荷重を検出する静電容量型荷重センサに用いられる検出回路、および当該検出回路と静電容量型荷重センサとを備える荷重検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

荷重センサは、産業機器、ロボットおよび車両などの分野において、幅広く利用されている。近年、コンピュータによる制御技術の発展および意匠性の向上とともに、人型のロボットおよび自動車の内装品等のような自由曲面を多彩に使用した電子機器の開発が進んでいる。それに合わせて、各自由曲面に高性能な荷重センサを装着することが求められている。

【0003】

以下の特許文献１には、可撓性を有し且つ伸縮自在な誘電層の上下に、それぞれ、複数の第１電極と複数の第２電極とが互いに交差するように配置された静電容量型センサ装置が記載されている。第１電極の上面に外力が付与されると、誘電層が圧縮されて、第１電極と第２電極との距離が縮まる。これにより、第１電極と第２電極との交差部分の静電容量が変化する。

【0004】

測定動作時には、複数の第１電極に対し、順番に、電圧印加素子から矩形波電圧が印加される。矩形波電圧が印加される第１電極が、入力側切替回路により切り替えられる。また、複数の第２電極が、順番に、電圧計測器に接続される。電圧計測器に対する接続の切り替えは、出力側切替回路によって行われる。電圧計測部は、入力側切替回路と出力側切替回路とによって切り替えがなされた状態で、第１電極と第２電極との間の静電容量に応じた電圧を計測する。この電圧値は、これら第１電極と第２電極との交差部分の静電容量に対応する。この電圧値に基づいて、当該交差部分に付与された外力の大きさが測定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】国際公開第２０１１／１２５７２５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記のような構成では、入力側切替装置としてマルチプレクサが用いられ得る。この場合、マルチプレクサの構成上、マルチプレクサの入力部と出力部にそれぞれ静電容量成分が生じる。このため、上記構成では、これらの静電容量成分が測定対象の静電容量に重畳された状態で、測定が行われることになる。このような不要な静電容量成分は、第１電極の数が増えるに伴い増大する。すなわち、第１電極の数が増えるに伴いマルチプレクサの切り替え端子の数が増加するため、測定対象に重畳される不要な静電容量成分が増加する。全体の静電容量に対する不要な静電容量成分の割合が増加すると、測定対象の静電容量が埋もれてしまい、測定対象の静電容量の測定精度が低下する。

【0007】

かかる課題に鑑み、本発明は、測定対象の静電容量に不要な静電容量成分が重畳することを抑制することが可能な検出回路および静電容量型荷重検出装置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】

【0008】

本発明の第１の態様は、一方向に並んで配置された複数の第１電極と、前記複数の第１電極に交差して配置された第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に介在する誘電体とを備える静電容量型荷重センサに対し、前記第１電極と前記第２電極との交差位置における静電容量の変化を検出するための検出回路に関する。本態様に係る検出回路は、矩形電圧を出力するための電圧出力部と、前記複数の第１電極にそれぞれ対応して設けられ、前記矩形電圧を前記第１電極に選択的に供給するための複数のマルチプレクサと、それぞれ前記マルチプレクサを複数含む複数の組に前記矩形電圧を選択的に供給するためのデマルチプレクサと、を備える。

【0009】

本態様に係る検出回路によれば、第１電極と第２電極との交差位置における静電容量の変化を検出する際に、検出対象の第１電極に電気的に接続されるマルチプレクサが、全てのマルチプレクサではなく、デマルチプレクサによって矩形電圧の供給対象に選択された１つの組に含まれるマルチプレクサのみに制限される。よって、測定対象の静電容量（測定対象の交差位置の静電容量）に対するマルチプレクサの静電容量成分の重畳量が、顕著に低減される。この場合、デマルチプレクサにおける静電容量成分が、新たに測定対象の静電容量に重畳される。しかし、この静電容量成分は、矩形電圧の供給対象外とされた他の組のマルチプレクサの静電容量成分の総容量よりも顕著に小さくなる。よって、測定対象の静電容量に対する不要な静電容量成分の重畳を抑制することができる。

【0010】

本発明の第２の態様は、荷重検出装置に関する。本態様に係る荷重検出装置は、第１の態様に係る検出回路と、上記静電容量型荷重センサとを備える。

【0011】

本態様に係る荷重検出装置によれば、第１の態様に係る検出回路を備えるため、上記のように、測定対象の静電容量に対する不要な静電容量成分の重畳を抑制できる。よって、測定対象の静電容量の変化をより精度良く測定でき、荷重の検出精度を高めることができる。

【発明の効果】

【0012】

以上のとおり、本発明によれば、測定対象の静電容量に不要な静電容量成分が重畳することを抑制することが可能な検出回路および静電容量型荷重検出装置を提供できる。

【0013】

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１（ａ）は、実施形態１に係る、基材および導電弾性体を模式的に示す斜視図である。図１（ｂ）は、実施形態１に係る、被覆付き銅線を模式的に示す斜視図である。

【図2】図２（ａ）は、実施形態１に係る、糸を模式的に示す斜視図である。図２（ｂ）は、実施形態１に係る、基材が設置されたことにより組み立てが完了した荷重センサを模式的に示す斜視図である。

【図3】図３（ａ）、（ｂ）は、実施形態１に係る、Ｘ軸負方向に見た場合の被覆付き銅線の周辺を模式的に示す断面図である。

【図4】図４は、実施形態１に係る、Ｚ軸負方向に見た場合の荷重センサを模式的に示す平面図である。

【図5】図５は、実施形態１に係る、荷重検出装置の回路構成を示す図である。

【図6】図６（ａ）は、実施形態１に係る、デマルチプレクサに重畳する静電容量成分を示す図である。図６（ｂ）は、実施形態１に係る、マルチプレクサに重畳する静電容量成分を示す図である。図６（ｃ）は、比較例に係る、マルチプレクサ周辺回路を示す図である。

【図7】図７（ａ）は、比較例に係る、１つの素子部を測定対象とする場合に重畳される静電容量を示す図である。図７（ｂ）は、実施形態１に係る、１つの素子部を測定対象とする場合に重畳される静電容量を示す図である。

【図8】図８（ａ）は、実施形態１の変更例１に係る、マルチプレクサの周辺回路を示す図である。図８（ｂ）は、実施形態１の変更例１に係る、１つの素子部を測定対象とする場合に重畳される静電容量を示す図である。

【図9】図９（ａ）は、実施形態１の変更例２に係る、マルチプレクサの周辺回路を示す図である。図９（ｂ）は、実施形態１の変更例２に係る、１つの素子部を測定対象とする場合に重畳される静電容量を示す図である。

【図10】図１０は、実施形態２に係る、マルチプレクサの周辺回路を示す図である。

【図11】図１１は、実施形態２に係る、１つの素子部を測定対象とする場合に重畳される静電容量を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明に係る静電容量型荷重センサは、付与された荷重に応じて処理を行う管理システムや電子機器の荷重センサに適用可能である。

【0016】

管理システムとしては、たとえば、在庫管理システム、ドライバーモニタリングシステム、コーチング管理システム、セキュリティー管理システム、介護・育児管理システムなどが挙げられる。

【0017】

在庫管理システムでは、たとえば、在庫棚に設けられた荷重センサにより、積載された在庫の荷重が検出され、在庫棚に存在する商品の種類と商品の数とが検出される。これにより、店舗、工場、倉庫などにおいて、効率よく在庫を管理できるとともに省人化を実現できる。また、冷蔵庫内に設けられた荷重センサにより、冷蔵庫内の食品の荷重が検出され、冷蔵庫内の食品の種類と食品の数や量とが検出される。これにより、冷蔵庫内の食品を用いた献立を自動的に提案できる。

【0018】

ドライバーモニタリングシステムでは、たとえば、操舵装置に設けられた荷重センサにより、ドライバーの操舵装置に対する荷重分布（たとえば、把持力、把持位置、踏力）がモニタリングされる。また、車載シートに設けられた荷重センサにより、着座状態におけるドライバーの車載シートに対する荷重分布（たとえば、重心位置）がモニタリングされる。これにより、ドライバーの運転状態（眠気や心理状態など）をフィードバックすることができる。

【0019】

コーチング管理システムでは、たとえば、シューズの底に設けられた荷重センサにより、足裏の荷重分布がモニタリングされる。これにより、適正な歩行状態や走行状態へ矯正または誘導することができる。

【0020】

セキュリティー管理システムでは、たとえば、床に設けられた荷重センサにより、人が通過する際に、荷重分布が検出され、体重、歩幅、通過速度および靴底パターンなどが検出される。これにより、これらの検出情報をデータと照合することにより、通過した人物を特定することが可能となる。

【0021】

介護・育児管理システムでは、たとえば、寝具や便座に設けられた荷重センサにより、人体の寝具および便座に対する荷重分布がモニタリングされる。これにより、寝具や便座の位置において、人がどのような行動を取ろうとしているかを推定し、転倒や転落を防止することができる。

【0022】

電子機器としては、たとえば、車載機器（カーナビゲーション・システム、音響機器など）、家電機器（電気ポット、ＩＨクッキングヒーターなど）、スマートフォン、電子ペーパー、電子ブックリーダー、ＰＣキーボード、ゲームコントローラー、スマートウォッチ、ワイヤレスイヤホン、タッチパネル、電子ペン、ペンライト、光る衣服、楽器などが挙げられる。電子機器では、ユーザーからの入力を受け付ける入力部に荷重センサが設けられる。

【0023】

以下の実施形態における荷重センサは、上記のような管理システムや電子機器の荷重センサにおいて典型的に設けられる静電容量型荷重センサである。このような荷重センサは、「静電容量型感圧センサ素子」、「容量性圧力検出センサ素子」、「感圧スイッチ素子」などと称される場合もある。また、以下の実施形態における検出回路は、上記のような荷重センサに接続される検出回路であり、以下の実施形態における荷重検出装置は、上記のような荷重センサおよび検出回路を備える荷重検出装置である。以下の実施形態は、本発明の一実施形態あって、本発明は、以下の実施形態に何ら制限されるものではない。

【0024】

以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。便宜上、各図には互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸が付記されている。Ｚ軸方向は、荷重センサ１の高さ方向である。

【0025】

＜実施形態１＞
図１（ａ）～図４を参照して、荷重センサ１について説明する。

【0026】

図１（ａ）は、基材１１と、基材１１の上面に設置された３つの導電弾性体１２とを模式的に示す斜視図である。

【0027】

基材１１は、弾性を有する絶縁性の部材であり、Ｘ－Ｙ平面に平行な平板形状を有する。基材１１は、非導電性を有する樹脂材料または非導電性を有するゴム材料から構成される。基材１１に用いられる樹脂材料は、たとえば、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂（たとえば、ポリジメチルポリシロキサン（ＰＤＭＳ）など）、アクリル系樹脂、ロタキサン系樹脂、およびウレタン系樹脂等からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂材料である。基材１１に用いられるゴム材料は、たとえば、シリコーンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ポリイソブチレン、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、フッ素ゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、および天然ゴム等からなる群から選択される少なくとも１種のゴム材料である。

【0028】

導電弾性体１２は、基材１１の上面（Ｚ軸正側の面）に接着剤等により設置される。図１（ａ）では、基材１１の上面に、３つの導電弾性体１２が設置されている。導電弾性体１２は、弾性を有する導電性の部材である。各導電弾性体１２は、基材１１の上面においてＹ軸方向に長い帯状の形状を有しており、Ｘ軸方向に互いに離間した状態で並んで設置されている。各導電弾性体１２のＹ軸負側の端部に、導電弾性体１２と電気的に接続されたケーブル１２ａが設置される。導電弾性体１２は、樹脂材料とその中に分散した導電性フィラー、またはゴム材料とその中に分散した導電性フィラーから構成される。

【0029】

導電弾性体１２に用いられる樹脂材料は、上述した基材１１に用いられる樹脂材料と同様、たとえば、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂（ポリジメチルポリシロキサン（たとえば、ＰＤＭＳ）など）、アクリル系樹脂、ロタキサン系樹脂、およびウレタン系樹脂等からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂材料である。導電弾性体１２に用いられるゴム材料は、上述した基材１１に用いられるゴム材料と同様、たとえば、シリコーンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ポリイソブチレン、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、フッ素ゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、および天然ゴム等からなる群から選択される少なくとも１種のゴム材料である。

【0030】

導電弾性体１２に用いられる導電性フィラーは、たとえば、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）、Ｃ（カーボン）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、Ｉｎ_２Ｏ_３（酸化インジウム（III））、およびＳｎＯ_２（酸化スズ（IV））等の金属材料や、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ（すなわち、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）からなる複合物）等の導電性高分子材料や、金属コート有機物繊維、金属線（繊維状態）等の導電性繊維からなる群から選択される少なくとも１種の材料である。

【0031】

図１（ｂ）は、図１（ａ）の構造体に載置された３つの被覆付き銅線１３を模式的に示す斜視図である。

【0032】

被覆付き銅線１３は、図１（ａ）に示した３つの導電弾性体１２の上面に重ねて配置される。ここでは、３つの被覆付き銅線１３が３つの導電弾性体１２の上面に重ねて配置されている。各被覆付き銅線１３は、導電性の線材と、当該線材の表面を被覆する誘電体とからなる。３つの被覆付き銅線１３は、導電弾性体１２の長手方向（Ｙ軸方向）に沿って、導電弾性体１２に交差するように並んで配置されている。各被覆付き銅線１３は、３つの導電弾性体１２に跨がるよう、Ｘ軸方向に延びて配置される。被覆付き銅線１３の構成については、追って図３（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。

【0033】

図２（ａ）は、図１（ｂ）の構造体に設置された糸１４を模式的に示す斜視図である。

【0034】

図１（ｂ）のように３つの被覆付き銅線１３が配置された後、各被覆付き銅線１３は、被覆付き銅線１３の長手方向（Ｘ軸方向）に移動可能に、糸１４で基材１１に接続される。図２（ａ）に示す例では、１２個の糸１４が、導電弾性体１２と被覆付き銅線１３とが重なる位置以外の位置において、被覆付き銅線１３を基材１１に接続している。糸１４は、導電性を有する材料により構成され、たとえば、繊維とその中に分散した導電性の金属材料から構成される。糸１４に用いられる導電性の金属材料は、たとえば銀である。

【0035】

図２（ｂ）は、図１（ｂ）の構造体に設置された、基材１５を模式的に示す斜視図である。

【0036】

図２（ａ）に示した構造体の上方から、図２（ｂ）に示すように、基材１５が設置される。基材１５は、絶縁性の部材である。基材１５は、たとえば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、およびポリイミド等からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂材料である。基材１５は、Ｘ－Ｙ平面に平行な平板形状を有し、Ｘ－Ｙ平面における基材１５の大きさは、基材１１と同様である。基材１５の四隅の頂点が基材１１の四隅の頂点に対して、シリコーンゴム系接着剤や糸などで接続されることにより、基材１５が基材１１に対して固定される。こうして、図２（ｂ）に示すように、荷重センサ１が完成する。

【0037】

図３（ａ）、（ｂ）は、Ｘ軸負方向に見た場合の被覆付き銅線１３の周辺を模式的に示す断面図である。図３（ａ）は、荷重が加えられていない状態を示し、図３（ｂ）は、荷重が加えられている状態を示している。

【0038】

図３（ａ）に示すように、被覆付き銅線１３は、銅線１３ａと、銅線１３ａを被覆する誘電体１３ｂと、により構成される。銅線１３ａは、銅により構成されており、銅線１３ａの直径は、たとえば、約６０μｍである。誘電体１３ｂは、電気絶縁性を有し、たとえば、樹脂材料、セラミック材料、金属酸化物材料などにより構成される。誘電体１３ｂは、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂（たとえば、ポリエチレンテレフテレート樹脂）、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂などからなる群から選択される少なくとも１種の樹脂材料でもよく、Ａｌ_２Ｏ_３およびＴａ_２Ｏ_５などからなる群から選択される少なくとも１種の金属酸化物材料でもよい。

【0039】

図３（ａ）に示す領域に荷重が加えられていない場合、導電弾性体１２と被覆付き銅線１３との間にかかる力、および、基材１５と被覆付き銅線１３との間にかかる力は、ほぼゼロである。この状態から、図３（ｂ）に示すように、基材１１の下面に対して上方向に荷重が加えられ、基材１５の上面に対して下方向に荷重が加えられると、被覆付き銅線１３によって導電弾性体１２が変形する。なお、基材１１の下面または基材１５の上面が静止物体に載置されて、他方の基材に対してのみ荷重が加えられた場合も、反作用により静止物体側から同様に荷重を受けることになる。

【0040】

図３（ｂ）に示すように、荷重が加えられると、被覆付き銅線１３は、導電弾性体１２に包まれるように導電弾性体１２に近付けられ、被覆付き銅線１３と導電弾性体１２との間の接触面積が増加する。これにより、被覆付き銅線１３内の銅線１３ａと導電弾性体１２との間の静電容量が変化し、この領域の静電容量が検出され、この領域にかかる荷重が算出される。

【0041】

図４は、Ｚ軸負方向に見た場合の荷重センサ１を模式的に示す平面図である。図４では、便宜上、糸１４および基材１５の図示が省略されている。

【0042】

図４に示すように、３つの導電弾性体１２と３つの被覆付き銅線１３とが交わる位置に、荷重に応じて静電容量が変化する素子部Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３、Ａ３１、Ａ３２、Ａ３３が形成される。各素子部は、導電弾性体１２と被覆付き銅線１３を含み、被覆付き銅線１３は、静電容量の他方の極（たとえば陽極）を構成し、導電弾性体１２は、静電容量の一方の極（たとえば陰極）を構成する。

【0043】

すなわち、被覆付き銅線１３の銅線１３ａは、荷重センサ１（静電容量型荷重センサ）の一方の電極を構成し、導電弾性体１２は、荷重センサ１（静電容量型荷重センサ）の他方の電極を構成し、被覆付き銅線１３の誘電体１３ｂは、荷重センサ１（静電容量型荷重センサ）において静電容量を規定する誘電体に対応する。この構成では、銅線１３ａが、特許請求の範囲に記載の「第１電極」に対応し、導電弾性体１２が、特許請求の範囲に記載の「第２電極」に対応し、誘電体１３ｂが、特許請求の範囲に記載の「誘電体」に対応する。

【0044】

各素子部に対してＺ軸方向に荷重が加わると、荷重により被覆付き銅線１３が導電弾性体１２に包み込まれる。これにより、被覆付き銅線１３と導電弾性体１２との間の接触面積が変化し、当該被覆付き銅線１３と当該導電弾性体１２との間の静電容量が変化する。被覆付き銅線１３のＸ軸負側の端部およびケーブル１２ａのＹ軸負側の端部は、図５を参照して後述する検出回路２に接続されている。

【0045】

図４に示すように、３つの被覆付き銅線１３をラインＬ１１、Ｌ２２、Ｌ２３と称し、３つの導電弾性体１２から引き出されたケーブル１２ａをラインＬ２１、Ｌ２２、Ｌ２３と称する。ラインＬ１１がラインＬ２１、Ｌ２２、Ｌ２３に接続された導電弾性体１２と交わる位置が、それぞれ、素子部Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３であり、ラインＬ１２がラインＬ２１、Ｌ２２、Ｌ２３に接続された導電弾性体１２と交わる位置が、それぞれ、素子部Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３であり、ラインＬ１３がラインＬ２１、Ｌ２２、Ｌ２３に接続された導電弾性体１２と交わる位置が、それぞれ、素子部Ａ３１、Ａ３２、Ａ３３である。

【0046】

素子部Ａ１１に対して荷重が加えられると、素子部Ａ１１において導電弾性体１２と被覆付き銅線１３との接触面積が増加する。したがって、ラインＬ１１とラインＬ２１との間の静電容量を検出することにより、素子部Ａ１１において加えられた荷重を算出することができる。同様に、他の素子部においても、当該他の素子部において交わる２つのライン間の静電容量を検出することにより、当該他の素子部において加えられた荷重を算出することができる。

【0047】

次に、図５～図７（ｂ）を参照して、実施形態１の荷重検出装置３の構成について説明する。

【0048】

図５は、荷重検出装置３の回路構成を示す図である。荷重検出装置３は、上記のような荷重センサ１と、荷重センサ１に電気的に接続された検出回路２と、を備える。図５において、便宜上、荷重センサ１については、被覆付き銅線１３と導電弾性体１２のみが図示されており、導電弾性体１２は、線状に図示されている。また、便宜上、ケーブル１２ａの図示は省略されており、導電弾性体１２がマルチプレクサ２３に直接接続するように図示されている。また、図５においては、被覆付き銅線１３と導電弾性体１２の数は、図１（ａ）～図４に示した例とは異なり、いずれも１６個である。

【0049】

検出回路２は、デマルチプレクサ２１と、１６個のマルチプレクサ２２と、１６個のマルチプレクサ２３と、電圧出力部３１と、抵抗３２と、等電位生成部３３と、電圧計３４と、制御部３５と、を備える。検出回路２は、荷重センサ１に対し、被覆付き銅線１３と導電弾性体１２との交差位置における静電容量の変化を検出するための検出回路である。

【0050】

電圧出力部３１は、電源３１ａとスイッチ３１ｂを備え、矩形電圧を回路に出力する。スイッチ３１ｂは、電源３１ａの陽極側に接続されている。抵抗３２は、電圧出力部３１の陽極側に接続されている。電圧出力部３１に接続された抵抗３２の端子とは反対側の端子には、第１供給ラインＬ１が接続されている。

【0051】

第１供給ラインＬ１には等電位生成部３３と電圧計３４が並列に接続されている。第１供給ラインＬ１に接続された等電位生成部３３の端子（入力側のプラス端子）とは反対側の端子（出力側端子）には、第２供給ラインＬ２が接続されている。等電位生成部３３は、オペアンプであり、出力側端子と入力側のマイナス端子とが互いに接続されている。等電位生成部３３は、第１供給ラインＬ１の電位と等電位の抑止電圧を、第２供給ラインＬ２に出力する。第１供給ラインＬ１に接続された電圧計３４の端子（入力側端子）とは反対側の端子（出力側端子）には、グランドラインＬ３が接続されている。グランドラインＬ３は、電圧出力部３１の陰極側に接続されている。

【0052】

１６個のマルチプレクサ２２は、それぞれ、１６個の被覆付き銅線１３（銅線１３ａ）に対応して設けられており、電圧出力部３１が出力した矩形電圧を被覆付き銅線１３の銅線１３ａに選択的に供給する。すなわち、各マルチプレクサ２２の出力側端子に、被覆付き銅線１３の銅線１３ａが接続されている。各マルチプレクサ２２の入力側端子は２つあり、入力側端子の一方に第１供給ラインＬ１がデマルチプレクサ２１を介して接続される。この入力側端子に、第１供給ラインＬ１および抵抗３２を介して、電圧出力部３１から矩形電圧が印加される。マルチプレクサ２２の他方の入力側端子は、第２供給ラインＬ２に接続されている。

【0053】

第１供給ラインＬ１には、１つのデマルチプレクサ２１が接続されている。デマルチプレクサ２１の入力側端子に、第１供給ラインＬ１が接続されている。デマルチプレクサ２１の出力側端子は４つある。

【0054】

１６個のマルチプレクサ２２は４つの組Ｇ１～Ｇ４に分かれており、４つの組Ｇ１～Ｇ４は、それぞれ、４つのマルチプレクサ２２を含んでいる。組Ｇ１の４つのマルチプレクサ２２と、組Ｇ２の４つのマルチプレクサ２２と、組Ｇ３の４つのマルチプレクサ２２と、組Ｇ４の４つのマルチプレクサ２２の一方の入力側端子は、デマルチプレクサ２１の４つの異なる出力側端子にそれぞれ接続されている。これにより、デマルチプレクサ２１は、４つの組Ｇ１～Ｇ４のマルチプレクサ２２に矩形電圧を選択的に供給可能となっている。

【0055】

１６個のマルチプレクサ２３は、それぞれ、１６個の導電弾性体１２に対応して設けられており、導電弾性体１２をグランドラインＬ３に選択的に接続する。すなわち、各マルチプレクサ２３の出力側端子に、導電弾性体１２（ケーブル１２ａ）が接続されている。各マルチプレクサ２３の入力側端子は２つあり、入力側端子の一方に第２供給ラインＬ２が接続されている。マルチプレクサ２３の他方の入力側端子は、グランドラインＬ３に接続されている。

【0056】

制御部３５は、演算処理回路とメモリを備え、たとえばＦＰＧＡやＭＰＵにより構成される。制御部３５は、スイッチ３１ｂ、デマルチプレクサ２１、およびマルチプレクサ２２、２３の切り替えを行う。

【0057】

次に、荷重検出時の制御部３５の制御について説明する。

【0058】

荷重検出装置３が起動すると、制御部３５は、たとえば以下に示すように、被覆付き銅線１３と導電弾性体１２とが交わる位置（図５の場合は２５６箇所）における素子部の静電容量を順に測定し、各素子部にかかる荷重を算出する。

【0059】

具体的には、制御部３５は、１つの素子部について測定を開始すると、制御部３５は、当該素子部の電極を構成する被覆付き銅線１３（銅線１３ａ）に接続された１つのマルチプレクサ２２がデマルチプレクサ２１の出力側端子に接続されるよう、このマルチプレクサ２２の切り替えを行う。また、制御部３５は、他の１５個のマルチプレクサ２２が第２供給ラインＬ２に接続されるよう、他の１５個のマルチプレクサ２２の切り替えを行う。また、制御部３５は、上記１つのマルチプレクサ２２を含む組が第１供給ラインＬ１に接続されるよう、デマルチプレクサ２１の切り替えを行う。

【0060】

さらに、制御部３５は、上記素子部の電極を構成する導電弾性体１２に接続された１つのマルチプレクサ２３がグランドラインＬ３に接続されるよう、このマルチプレクサ２３の切り替えを行う。また、制御部３５は、他の１５個のマルチプレクサ２３が第２供給ラインＬ２に接続されるよう、他の１５個のマルチプレクサ２３の切り替えを行う。

【0061】

その後、制御部３５は、スイッチ３１ｂを所定時間オンに設定して、電圧出力部３１に矩形電圧を出力させる。これにより、測定対象の素子部に、抵抗３２を介して矩形電圧が印加され、測定対象の素子部に電荷がチャージされる。これに伴い、抵抗Ｒと、荷重に応じた測定対象の素子部の容量とで規定される時定数により、測定対象の素子部の電位が上昇する。この電位は、第１供給ラインＬ１の電位に反映される。この電位は、電圧計３４により測定されて、制御部３５に出力される。

【0062】

制御部３５は、矩形電圧の印加期間の所定のタイミングにおいて、電圧計３４の測定電圧を参照し、この測定電圧と上記時定数および矩形電圧の電圧値とに基づいて、測定対象の素子部の静電容量Ｃを算出する。そして、制御部３５は、静電容量Ｃに基づいて、測定対象の素子部にかかる荷重を算出する。

【0063】

このとき、測定対象の素子部と同じ行の他の素子部には、陰極側に等電位生成部３３からの電位が印加されるため、陽極と陰極とが等電位となる。よって、これら他の素子部に電荷が貯まることはないため、測定対象の素子部に適切に電荷が貯まり、測定対象の素子部の電圧を精度良く計測できる。また、測定対象の素子部の列および行と異なる列および行の素子部には、陽極および陰極に等電位生成部３３からの電位が印加されるため、これら素子部にも電荷が貯まることはない。よって、これらの素子部を、測定において無効化することができる。

【0064】

制御部３５は、測定対象の素子部に対して荷重を算出すると、スイッチ３１ｂをオフに切り替える。こうして１つの素子部における荷重の測定が終了する。その後、制御部３５は、図示しない放電系により、各素子部に貯まった電荷を放電させる。そして、制御部３５は、次の素子部の荷重を測定するために、デマルチプレクサ２１およびマルチプレクサ２２、２３の接続状態を設定し、スイッチ３１ｂをオンに切り替える。こうして、制御部３５は、スイッチ３１ｂと、デマルチプレクサ２１と、マルチプレクサ２２、２３とを切り替えて、測定対象の素子部の静電容量を順に測定し、各素子部にかかる荷重を算出する。

【0065】

ここで、デマルチプレクサやマルチプレクサには、回路特性上、静電容量成分が重畳することが知られている。

【0066】

図６（ａ）は、デマルチプレクサ２１に重畳する静電容量成分を示す図であり、図６（ｂ）は、マルチプレクサ２２に重畳する静電容量成分を示す図である。

【0067】

図６（ａ）に示すように、デマルチプレクサ２１の入力側端子には静電容量Ｃ１１が生じ、デマルチプレクサ２１の各出力側端子には静電容量Ｃ１２が生じる。したがって、入力側端子といずれかの出力側端子とが接続されると、このデマルチプレクサ２１においてＣ１１＋Ｃ１２の静電容量成分が生じることになる。

【0068】

また、図６（ｂ）に示すように、マルチプレクサ２２の各入力側端子には静電容量Ｃ２１が生じ、マルチプレクサ２２の出力側端子には静電容量Ｃ２２が生じる。したがって、いずれかの入力側端子と出力側端子とが接続されると、このマルチプレクサ２２においてＣ２１＋Ｃ２２の静電容量成分が生じることになる。

【0069】

ここで、１つのマルチプレクサ２２が被覆付き銅線１３と第１供給ラインＬ１を接続する場合、第１供給ラインＬ１に接続された他のマルチプレクサ２２の一方の入力側端子における静電容量成分が、さらに重畳されることになる。したがって、複数のマルチプレクサ２２を用いる場合、図６（ａ）、（ｂ）に示したような静電容量成分が、マルチプレクサ２２の数に応じて増大し、無視できない値となる場合がある。このことについて、以下、図６（ｃ）～図７（ｂ）を参照して説明する。

【0070】

図６（ｃ）は、比較例に係るマルチプレクサ２２の周辺回路を示す図である。比較例では、図５に示した実施形態１とは異なり、１６個全てのマルチプレクサ２２が第１供給ラインＬ１に接続されている。この場合、１つの素子部を測定対象とした場合でも、１６個全てのマルチプレクサ２２に生じる静電容量が重畳される。

【0071】

図７（ａ）は、図６（ｃ）に示す比較例において１つの素子部を測定対象とする場合に重畳される静電容量を示す図である。比較例では、マルチプレクサ２２の入力側の静電容量Ｃ２１が全てのマルチプレクサ２２において生じ、マルチプレクサ２２の出力側の静電容量Ｃ２２が測定対象に応じて１つだけ生じる。よって、比較例の場合、合計でＣ２１×１６＋Ｃ２２の静電容量が重畳する。

【0072】

図７（ｂ）は、実施形態１において１つの素子部を測定対象とする場合に重畳される静電容量を示す図である。実施形態１では、デマルチプレクサ２１において、入力側の静電容量Ｃ１１と出力側の静電容量Ｃ１２が生じる。また、測定対象の素子部に対応するマルチプレクサ２２が含まれる組のみがデマルチプレクサ２１に接続されているため、マルチプレクサ２２の入力側の静電容量Ｃ２１が４個のマルチプレクサ２２において生じ、マルチプレクサ２２の出力側の静電容量Ｃ２２が測定対象に応じて１つだけ生じる。よって、実施形態１の場合、合計でＣ１１＋Ｃ１２＋Ｃ２１×４個＋Ｃ２２の静電容量が重畳する。

【0073】

たとえば、デマルチプレクサ２１の静電容量成分がＣ１１＝１２ｐＦ、Ｃ１２＝５ｐＦであり、マルチプレクサ２２の静電容量成分がＣ２１＝５ｐＦ、Ｃ２２＝８ｐＦである場合、比較例の場合に重畳される静電容量は、５ｐＦ×１６個＋８ｐＦ×１個＝８８ｐＦとなる。一方、実施形態１の場合に重畳される静電容量は、１２ｐＦ＋５ｐＦ＋５ｐＦ×４個＋８ｐＦ×１個＝４５ｐＦとなる。この場合、実施形態１によれば、比較例に比べて、重畳される静電容量を、８８ｐＦ－４５ｐＦ＝４３ｐＦ低減させることができる。

【0074】

＜実施形態１の効果＞
以上、実施形態１によれば、以下の効果が奏される。

【0075】

被覆付き銅線１３の銅線１３ａ（第１電極）と導電弾性体１２（第２電極）との交差位置における静電容量の変化を検出する際に、検出対象の銅線１３ａ（第１電極）に電気的に接続されるマルチプレクサ２２が、全てのマルチプレクサ２２ではなく、デマルチプレクサ２１によって矩形電圧の供給対象に選択された１つの組に含まれるマルチプレクサ２２のみに制限される。よって、測定対象の静電容量（測定対象の交差位置の静電容量）に対するマルチプレクサ２２の静電容量成分の重畳量が、顕著に低減される。この場合、デマルチプレクサ２１における静電容量成分が、新たに測定対象の静電容量に重畳される。しかし、この静電容量成分は、矩形電圧の供給対象外とされた他の組のマルチプレクサ２２の静電容量成分の総容量よりも顕著に小さくなる。よって、測定対象の静電容量に対する不要な静電容量成分の重畳を抑制することができる。

【0076】

組Ｇ１～Ｇ４にそれぞれ含まれるマルチプレクサ２２の数が互いに同じ４個であるため、デマルチプレクサ２１がどの組に接続されたとしても、測定対象の静電容量に重畳される不要な静電容量の総容量が同じとなる。よって、静電容量の変化に基づく荷重の算出処理を組ごとに修正する必要がなく、算出処理を簡易かつ円滑に行うことができる。

【0077】

全ての組Ｇ１～Ｇ４が、１つのデマルチプレクサ２１に接続されている。この場合、検出回路２にデマルチプレクサ２１を１つのみ配置すればよいため、構成の簡素化とコストの低減を図ることができる。

【0078】

荷重検出装置３は、荷重センサ１と検出回路２を備える。これにより、上記のように、測定対象の静電容量に対する不要な静電容量成分の重畳を抑制できる。よって、測定対象の静電容量の変化をより精度良く測定でき、荷重の検出精度を高めることができる。

【0079】

被覆付き銅線１３の銅線１３ａは、線状の導電部材であり、誘電体１３ｂは、銅線１３ａの周囲に被覆され、導電弾性体１２は、導電性の弾性体により形成されている。この構成によれば、誘電体１３ｂと導電弾性体１２との間の接触面積の変化により、静電容量が変化するため、荷重付与時の静電容量の変化が微小となる。これに対し、検出回路２は、不要な静電容量を効果的に抑制できるため、このように荷重付与時の静電容量の変化が微小であっても、静電容量の変化を適正に測定できる。

【0080】

＜実施形態１の変更例＞
上記実施形態１では、１６個のマルチプレクサ２２が４つの組に分けられ、１つの組に含まれる４つのマルチプレクサ２２が、デマルチプレクサ２１の１つの出力側端子に接続された。しかしながら、マルチプレクサ２２の組数は４つに限らず、たとえば、マルチプレクサ２２の組数は、以下の変更例１のように２つでもよく、以下の変更例２のように８つでもよい。

【0081】

図８（ａ）は、変更例１に係るマルチプレクサ２２の周辺回路を示す図である。変更例１では、２つの組Ｇ１、Ｇ２が設定されており、各組に８つのマルチプレクサ２２が含まれている。また、変更例１では、実施形態１と比較して、デマルチプレクサ２１に代えてデマルチプレクサ２４が設置されている。デマルチプレクサ２４の出力側端子は２つあり、２つの出力側端子に、２つの組Ｇ１、Ｇ２のマルチプレクサ２２が接続されている。

【0082】

図８（ｂ）は、変更例１において１つの素子部を測定対象とする場合に重畳される静電容量を示す図である。変更例１では、デマルチプレクサ２４において、入力側の静電容量Ｃ３１と出力側の静電容量Ｃ３２が生じる。また、マルチプレクサ２２の入力側の静電容量Ｃ２１が８個のマルチプレクサ２２において生じ、マルチプレクサ２２の出力側の静電容量Ｃ２２が１つだけ生じる。よって、変更例１の場合、合計でＣ３１＋Ｃ３２＋Ｃ２１×８個＋Ｃ２２の静電容量が重畳する。

【0083】

たとえば、デマルチプレクサ２４の静電容量成分がＣ３１＝８ｐＦ、Ｃ３２＝５ｐＦであり、マルチプレクサ２２の静電容量成分が上記と同様Ｃ２１＝５ｐＦ、Ｃ２２＝８ｐＦである場合、変更例１の場合に重畳される静電容量は、８ｐＦ＋５ｐＦ＋５ｐＦ×８個＋８ｐＦ×１個＝６１ｐＦとなる。この場合、変更例１によれば、図７（ａ）に示した比較例に比べて、重畳される静電容量を、８８ｐＦ－６１ｐＦ＝２７ｐＦ低減させることができる。

【0084】

図９（ａ）は、変更例２に係るマルチプレクサ２２の周辺回路を示す図である。変更例２では、８つの組Ｇ１～Ｇ８が設定されており、各組に２つのマルチプレクサ２２が含まれている。また、変更例２では、実施形態１と比較して、デマルチプレクサ２１に代えてデマルチプレクサ２５が設置されている。デマルチプレクサ２５の出力側端子は８つあり、８つの出力側端子に、８つの組Ｇ１～Ｇ８のマルチプレクサ２２が接続されている。

【0085】

図９（ｂ）は、変更例２において１つの素子部を測定対象とする場合に重畳される静電容量を示す図である。変更例２では、デマルチプレクサ２５において、入力側の静電容量Ｃ４１と出力側の静電容量Ｃ４２が生じる。また、マルチプレクサ２２の入力側の静電容量Ｃ２１が２個のマルチプレクサ２２において生じ、マルチプレクサ２２の出力側の静電容量Ｃ２２が１つだけ生じる。よって、変更例２の場合、合計でＣ４１＋Ｃ４２＋Ｃ２１×２個＋Ｃ２２の静電容量が重畳する。

【0086】

たとえば、デマルチプレクサ２５の静電容量成分がＣ４１＝２５ｐＦ、Ｃ３２＝５ｐＦであり、マルチプレクサ２２の静電容量成分が上記と同様Ｃ２１＝５ｐＦ、Ｃ２２＝８ｐＦである場合、変更例２の場合に重畳される静電容量は、２５ｐＦ＋５ｐＦ＋５ｐＦ×２個＋８ｐＦ×１個＝４８ｐＦとなる。この場合、変更例２によれば、図７（ａ）に示した比較例に比べて、重畳される静電容量を、８８ｐＦ－４８ｐＦ＝４０ｐＦ低減させることができる。

【0087】

なお、１つの組に含まれるマルチプレクサ２２の数が減るほど、マルチプレクサ２２の静電容量成分の重畳量は減少するものの、デマルチプレクサの切り替え段数が増加し、デマルチプレクサの静電容量成分が増加する傾向にある。したがって、これら２つの静電容量成分のトレードオフを考慮して、重畳される静電容量成分が最小となるように、１つの組に含まれるマルチプレクサ２２の数を設定することが好ましい。たとえば、上記のようにマルチプレクサ２２の総数が１６である場合、実施形態１のように、１つの組に含まれるマルチプレクサ２２の数を４に設定することにより、マルチプレクサ２２およびデマルチプレクサ２１による静電容量成分の重畳量を最も小さくできる。よって、この構成では、１つの組に含まれるマルチプレクサ２２の数を４に設定することが、最も好ましいと言える。

【0088】

＜実施形態２＞
実施形態１では、マルチプレクサ２２と第１供給ラインＬ１との間に１つのデマルチプレクサ２１が配置されたが、実施形態２では、マルチプレクサ２２と第１供給ラインＬ１との間に直列的に２つのデマルチプレクサが配置される。

【0089】

図１０は、実施形態２に係るマルチプレクサ２２の周辺回路を示す図である。実施形態２では、４つの組ごとにデマルチプレクサ２７が配置され、２つのデマルチプレクサ２７に選択的に矩形電圧を供給するためのデマルチプレクサ２６が配置されている。

【0090】

具体的には、実施形態２では、８つの組Ｇ１～Ｇ８が設定されており、各組に２つのマルチプレクサ２２が含まれている。また、実施形態２では、実施形態１と比較して、デマルチプレクサ２１に代えて１つのデマルチプレクサ２６と２つのデマルチプレクサ２７が設置されている。デマルチプレクサ２６の出力側端子は２つあり、２つの出力側端子に、２つのデマルチプレクサ２７が接続されている。一方のデマルチプレクサ２７の出力側端子は４つあり、４つの出力側端子に、４つの組Ｇ１～Ｇ４のマルチプレクサ２２が接続されている。他方のデマルチプレクサ２７の出力側端子も４つあり、４つの出力側端子に、４つの組Ｇ５～Ｇ８のマルチプレクサ２２が接続されている。

【0091】

図１１は、実施形態２において１つの素子部を測定対象とする場合に重畳される静電容量を示す図である。実施形態２では、デマルチプレクサ２６において、入力側の静電容量Ｃ５１と出力側の静電容量Ｃ５２が生じる。デマルチプレクサ２７において、入力側の静電容量Ｃ６１と出力側の静電容量Ｃ６２が生じる。また、マルチプレクサ２２の入力側の静電容量Ｃ２１が２個のマルチプレクサ２２において生じ、マルチプレクサ２２の出力側の静電容量Ｃ２２が１つだけ生じる。よって、実施形態２の場合、合計でＣ５１＋Ｃ５２＋Ｃ６１＋Ｃ６２＋Ｃ２１×２個＋Ｃ２２の静電容量が重畳する。

【0092】

たとえば、デマルチプレクサ２６、２７の静電容量成分が、それぞれ、Ｃ５１＝８ｐＦ、Ｃ５２＝５ｐＦおよびＣ６１＝１２ｐＦ、Ｃ６２＝５ｐＦであり、マルチプレクサ２２の静電容量成分が上記と同様Ｃ２１＝５ｐＦ、Ｃ２２＝８ｐＦである場合、実施形態２の場合に重畳される静電容量は、８ｐＦ＋５ｐＦ＋１２ｐＦ＋５ｐＦ＋５ｐＦ×２個＋８ｐＦ×１個＝４８ｐＦとなる。この場合、実施形態２によれば、図７（ａ）に示した比較例に比べて、重畳される静電容量を、８８ｐＦ－４８ｐＦ＝４０ｐＦ低減させることができる。

【0093】

なお、この算出結果では、重畳される静電容量が、上記実施形態１の場合よりも大きくなったが、荷重センサ１の素子部の数がさらに増加し、マルチプレクサ２２の数がさらに増加した場合は、実施形態２のように、複数のデマルチプレクサを用いる方が、重畳される静電容量を減少させ得ることが想定され得る。よって、実施形態２の構成は、特に、素子部の数が多い場合に用いて好適であると言える。

【0094】

＜実施形態２の効果＞
以上、実施形態２によれば、実施形態１と同様の効果に加えて、以下の効果が奏される。

【0095】

被覆付き銅線１３の銅線１３ａ（第１電極）の数の増加に伴いマルチプレクサ２２の数が増加する場合、全てのマルチプレクサ２２を１つのデマルチプレクサに接続すると、デマルチプレクサにおける不要な静電容量が増大する。これに対し、実施形態２のように複数のデマルチプレクサをカスケードに配置すると、各デマルチプレクサの端子数が減少するため、各デマルチプレクサにおける静電容量を減少させることができる。その結果、荷重測定時に１つの銅線１３ａ（第１電極）に接続される複数のデマルチプレクサの静電容量の総量を、全てのマルチプレクサを１つのデマルチプレクサに接続する場合に比べて、減少させることができる。したがって、この構成によれば、銅線１３ａ（第１電極）の数の増加に伴いマルチプレクサの数が増加する場合に、不要な静電容量をより効果的に抑制することができる。

【0096】

＜その他の変更例＞
荷重センサ１および検出回路２の構成は、上記実施形態１、２および変更例に示した構成以外に、種々の変更が可能である。

【0097】

たとえば、上記実施形態１、２および変更例では、図５に示したように、基材１１の表面に１６個の導電弾性体１２が形成されたが、導電弾性体１２の数は１６個に限らず、基材１１に１つの導電弾性体１２のみが形成されてもよい。また、導電弾性体１２の上面に１６個の被覆付き銅線１３が配置されたが、配置される被覆付き銅線１３は、３個に限らず、２個以上であればよい。

【0098】

また、上記実施形態１、２および変更例において、被覆付き銅線１３に代えて、銅以外の物質からなる線状の導電部材と、当該導電部材を被覆する誘電体と、により構成された電極が用いられてもよい。この場合の電極の導電部材は、たとえば、金属体、ガラス体およびその表面に形成された導電層、樹脂体およびその表面に形成された導電層などにより構成される。

【0099】

また、荷重センサ１の構成は、必ずしも、被覆付き銅線と導電弾性体とを組み合わせた構成でなくてもよく、たとえば、上下の電極の間に伸縮性の誘電体が挟まれた構成であってもよい。複数のマルチプレクサによって電圧が印加される陽極が切り替える構成が適用され得る構造である限りにおいて、他の構成の荷重センサ１が用いられてもよい。

【0100】

また、上記実施形態１、２および変更例では、２以上の所定の自然数Ｎの倍数ｍの数だけマルチプレクサ２２が配置され、組の数は、マルチプレクサ２２の総数（＝Ｎ×ｍ）を自然数Ｎで除した数（＝倍数ｍ）に設定され、各組に含まれるマルチプレクサ２２の数は、全ての組との間で同じに設定された。しかしながら、マルチプレクサ２２の総数、組の数、および組に含まれるマルチプレクサ２２の数は、上記実施形態１、２および変更例に限らない。たとえば、３つの組Ｇ１～Ｇ３が設定され、組Ｇ１に４個のマルチプレクサ２２が含まれ、組Ｇ２に５個のマルチプレクサ２２が含まれ、組Ｇ３に７個のマルチプレクサ２２が含まれてもよい。

【0101】

また、上記実施形態２では、マルチプレクサ２２と第１供給ラインＬ１との間に、複数のデマルチプレクサが２段にカスケード接続されたが、３段以上のカスケード接続により複数のデマルチプレクサが接続されてもよい。

【0102】

また、上記実施形態１、２および変更例では、デマルチプレクサ２１、２４、２５、２７の各出力側端子には、複数のマルチプレクサ２２を含む組が接続されたが、これらデマルチプレクサの少なくとも１つの出力側端子に、１つのマルチプレクサ２２が接続されてもよい。また、陰極側のマルチプレクサ２３に、上記と同様のデマルチプレクサを用いた構成がさらに適用されてもよい。

【0103】

この他、本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

【符号の説明】

【0104】

１ 荷重センサ（静電容量型荷重センサ）
２ 検出回路
３ 荷重検出装置
１２ 導電弾性体（第２電極）
１３ａ 銅線（第１電極）
１３ｂ 誘電体
２１ デマルチプレクサ
２２、２４、２５、２７ マルチプレクサ
２６ デマルチプレクサ（他のマルチプレクサ）
３１ 電圧出力部
Ｇ１～Ｇ８ 組

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】