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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-04-12
(54)【発明の名称】タイヤおよびタイヤセンサ
(51)【国際特許分類】
G01L 17/00 20060101AFI20230405BHJP
B60C 19/00 20060101ALI20230405BHJP
B60C 23/00 20060101ALI20230405BHJP
B60C 23/04 20060101ALI20230405BHJP
【ＦＩ】
G01L17/00 301B
B60C19/00 H
B60C23/00 G
B60C23/00 A
B60C23/04 110E
B60C23/04 120B
G01L17/00 301P
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022550873
(86)(22)【出願日】2021-02-19
(85)【翻訳文提出日】2022-10-18
(86)【国際出願番号】 US2021018825
(87)【国際公開番号】W WO2021168286
(87)【国際公開日】2021-08-26
(31)【優先権主張番号】62/979,882
(32)【優先日】2020-02-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/015,368
(32)【優先日】2020-04-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/058,098
(32)【優先日】2020-07-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/065,817
(32)【優先日】2020-08-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/118,561
(32)【優先日】2020-11-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ
２．ＺＩＧＢＥＥ
３．ブルートゥース
(71)【出願人】
【識別番号】522334151
【氏名又は名称】ニットウ，インク．
【氏名又は名称原語表記】ＮＩＴＴＯ，ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】４００ Ｆｒａｎｋ Ｗ． Ｂｕｒｒ Ｂｌｖｄ．， ２ｎｄ Ｆｌｒ．， Ｓｔｅ．６６ Ｔｅａｎｅｃｋ， Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ ０７６６６ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
(71)【出願人】
【識別番号】000003964
【氏名又は名称】日東電工株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】522332124
【氏名又は名称】ベンド ラボ，インク．
【氏名又は名称原語表記】ＢＥＮＤ ＬＡＢＳ，ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】１６４９ Ｗｅｓｔ １７００ Ｓｏｕｔｈ， Ｓｔｅ １００ Ｓａｌｔ Ｌａｋｅ Ｃｉｔｙ， Ｕｔａｈ ８４１０４ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【弁理士】
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100116403
【弁理士】
【氏名又は名称】前川 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100162880
【弁理士】
【氏名又は名称】上島 類
(72)【発明者】
【氏名】表 利彦
(72)【発明者】
【氏名】ベネディクト デロス サントス
(72)【発明者】
【氏名】マーティン ジョン マッキャスリン
(72)【発明者】
【氏名】ジョン ボーテル
(72)【発明者】
【氏名】ショーン ソーサ
(72)【発明者】
【氏名】コルトン アレン オットリー
(72)【発明者】
【氏名】ジャレッド ケー． ジョナス
(72)【発明者】
【氏名】コリン ディー． アイヒンガー
(72)【発明者】
【氏名】ネイサン シー． ブリッグス
【テーマコード（参考）】
2F055
3D131
【Ｆターム（参考）】
2F055AA12
2F055BB03
2F055CC14
2F055DD20
2F055EE25
2F055FF11
2F055FF17
2F055GG49
3D131BB01
3D131LA02
3D131LA05
(57)【要約】
１つの例では、車両タイヤは、トレッド部分と、サイドウォール部分と、タイヤの１つ以上のパラメータを推定するためのセンサモジュールとを有している。センサモジュールは、１つ以上のコンデンサを含む検出器パッチを有しており、各コンデンサは、少なくとも各コンデンサの変形に起因して可変である静電容量を有している。センサモジュールは、各コンデンサに接続され、センサモジュールを制御するように構成された電子機器ユニットも含んでいる。検出器パッチは、トレッド部分またはサイドウォール部分のうちの少なくとも１つの内側に接着されている。コンデンサのうちの少なくとも１つは、トレッド部分またはサイドウォール部分の少なくとも１つの内側に配置されている。電子機器ユニットは、各コンデンサの静電容量に基づいてパラメータのうちの少なくとも１つを推定するように構成されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両タイヤであって、トレッド部分と
サイドウォール部分と、
前記タイヤの１つ以上のパラメータを推定するためのセンサモジュールと
を有しており、該センサモジュールが、
１つ以上のコンデンサを有する検出器パッチであって、各コンデンサが、少なくとも各コンデンサの変形に起因して可変である静電容量を有している、検出器パッチと、
各コンデンサに接続された、前記センサモジュールを制御するように構成されている電子機器ユニットと
を有しており、
前記検出器パッチが、前記トレッド部分または前記サイドウォール部分のうちの少なくとも１つの内側に接着されており、
前記コンデンサのうちの少なくとも１つが、前記トレッド部分または前記サイドウォール部分のうちの前記少なくとも１つの内側に配置されており、
前記電子機器ユニットが、各コンデンサの静電容量に基づいて前記パラメータのうちの少なくとも１つを推定するように構成されている、車両タイヤ。
【請求項2】
前記電子機器ユニットが、前記トレッド部分または前記サイドウォール部分の前記内側に配置されている、請求項１記載の車両タイヤ。
【請求項3】
前記コンデンサが、前記検出器パッチの厚さ方向で２つ以上の層として、または１つの層として積み重ねられている、請求項１記載の車両タイヤ。
【請求項4】
各コンデンサが、３つの電極層それぞれの少なくとも１つの部分を有しており、前記電極層のうちの２つの電極層が、接地されている、請求項１記載の車両タイヤ。
【請求項5】
前記接地された電極層が、導電性メッシュ構造体を有している、請求項４記載の車両タイヤ。
【請求項6】
前記検出器パッチが、前記接地された電極層間に接続された周辺電極をさらに有しており、前記３つの電極層の信号電極層が、前記接地された電極層間に位置決めされており、
前記接地された電極層および前記周辺電極が、前記信号電極層を実質的に取り囲んでいて、前記信号電極層の周囲を実質的に取り囲むファラデーケージを形成する、請求項４記載の車両タイヤ。
【請求項7】
前記３つの電極層が、導電性接着材により前記電子機器ユニットに取り付けられている、請求項４記載の車両タイヤ。
【請求項8】
各コンデンサが、直流電流によって充電され、各コンデンサの静電容量の変化が、放電された電荷の量に基づいて計算される、請求項１記載の車両タイヤ。
【請求項9】
前記１つ以上のコンデンサの第１のコンデンサが、長さおよび幅を有しており、前記長さが前記幅を上回っている、請求項１記載の車両タイヤ。
【請求項10】
前記センサモジュールが、前記タイヤに取り付けられている場合に、前記第１のコンデンサの前記長さが、前記タイヤの進行方向の±３０°以内に整列されているか、または前記タイヤの進行方向に対して垂直な方向の±３０°以内に整列されている、請求項９記載の車両タイヤ。
【請求項11】
前記１つ以上のコンデンサが、少なくとも第１のコンデンサおよび第２のコンデンサを有している、請求項９または１０記載の車両タイヤ。
【請求項12】
前記第１のコンデンサの主軸方向が、前記第２のコンデンサの主軸方向とは異なる方向に配向されている、請求項１１記載の車両タイヤ。
【請求項13】
前記第１のコンデンサの主軸方向が、前記第２のコンデンサの主軸方向に対して直交するように配向されている、請求項１１記載の車両タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
発明者：Ｔｏｓｈｉｈｉｋｏ Ｏｍｏｔｅ， Ｂｅｎｅｄｉｃｔｏ Ｄｅｌｏｓ Ｓａｎｔｏｓ， Ｍａｒｔｉｎ Ｊｏｈｎ ＭｃＣａｓｌｉｎ， Ｊｏｈｎ Ｂｏｒｔｅｌｌ， Ｓｅａｎ Ｓｏｕｓａ， Ｃｏｌｔｏｎ Ａｌｌｅｎ Ｏｔｔｌｅｙ， Ｊａｒｅｄ Ｋ． Ｊｏｎａｓ， Ｃｏｌｉｎ Ｄ． Ｅｉｃｈｉｎｇｅｒ， Ｎａｔｈａｎ Ｃ． Ｂｒｉｇｇｓ
【0002】
関連出願の相互参照
本願は、２０２０年２月２１日に出願された米国仮出願第６２／９７９，８８２号、２０２０年４月２４日に出願された米国仮出願第６３／０１５，３６８号、２０２０年８月１４日に出願された米国仮出願第６３／０５４，８１７号、２０２０年７月２９日に出願された米国仮出願第６３／０５８，０９８号、および２０２０年１１月２５日に出願された米国仮出願第６３／１１８，５６１号の利益および優先権を主張し、これらの出願のそれぞれは、これらの出願が開示する全ての事項についてその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本願は、２０２０年２月２１日に出願された米国仮出願第６２／９７９，８８２号、２０２０年４月２４日に出願された米国仮出願第６３／０１５，３６８号、２０２０年８月１４日に出願された米国仮出願第６３／０５４，８１７号、２０２０年７月２９日に出願された米国仮出願第６３／０５８，０９８号、および２０２０年１１月２５日に出願された米国仮出願第６３／１１８，５６１号の利益および優先権を主張し、これらの出願のそれぞれは、これらの出願が開示する全ての事項についてその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0003】
技術分野
本開示は、容量式タイヤセンサ、ならびに容量式タイヤセンサを製造および使用する方法に関する。
本開示は、容量式タイヤセンサ、ならびに容量式タイヤセンサを製造および使用する方法に関する。
【0004】
背景技術
本明細書において別段の指示がない限り、本明細書に記載される材料は、本出願の特許請求の範囲に対する先行技術ではなく、この部分に含められることによって先行技術であると認められることはない。
本明細書において別段の指示がない限り、本明細書に記載される材料は、本出願の特許請求の範囲に対する先行技術ではなく、この部分に含められることによって先行技術であると認められることはない。
【0005】
現在のタイヤセンサは、複数の次元における加速度を測定するために、タイヤの１点に取り付けられた単一パッケージ内の加速度計を使用する。測定される加速度は、数式への入力値として使用される。この数式から、接触長さ、スリップ角、縦力、横力、垂直力（すなわち車両荷重）、接触パッチのハイドロプレーニング部分、道路分類のような量が推定される。この方法は間接的であり、加速度計の出力は相当量のノイズに曝されている。これにより、精度が低下し、計算には時間がかかる。この制限は、道路条件（たとえば、ドライ、ウェット、雪、粗い）およびタイヤ条件（たとえば、トレッド摩耗）に関連する特性を推定するためにこの方法が使用される場合、より顕著になる。
【0006】
これらの問題に応じて、容量式のタイヤセンサが記載されている（米国特許第７，１２１１４５４号明細書、米国特許第第７，５４３，４９１号明細書；米国特許第７，８８０，６００号明細書を参照）。さらに、柔軟な多領域の角変位および歪みセンサが記載されている（たとえば、米国特許第９，８７４，４３１号明細書、米国特許第９，６１２，１０２号明細書、米国特許第９，４７６，６９２号明細書、米国特許第９，２２２，７６４号明細書および米国特許第８，９４１，２８１号明細書）。
【0007】
それ故、複数のタイヤパラメータに関する情報を提供することができるタイヤセンサが必要とされている。したがって、運転負荷が加えられているタイヤの全領域の歪みおよび曲げの両方に関する情報を提供することができるタイヤセンサが必要とされている。このようなセンサシステムは、膨張させられたタイヤを備えた車両と組み合わせて使用するためのより包括的なセンサシステムを達成するために使用することができる。
【0008】
発明の概要
例示的な１つの実施形態では、車両タイヤは、トレッド部分と、サイドウォール部分と、タイヤの１つ以上のパラメータを推定するためのセンサモジュールとを含んでいる。センサモジュールは、１つ以上のコンデンサを備えた検出器パッチを含んでいてよく、各コンデンサは、各コンデンサの少なくとも変形に起因して可変である静電容量を有している。センサモジュールは、各コンデンサに接続された、センサモジュールを制御するように構成されている電子機器ユニットを含んでいてもよい。検出器パッチは、トレッド部分またはサイドウォール部分のうちの少なくとも１つの内側に接着されている。複数のコンデンサのうちの少なくとも１つのコンデンサは、トレッド部分またはサイドウォール部分の内側に配置されている。電子機器ユニットは、各コンデンサの静電容量に基づいて、複数のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを推定するように構成されている。
例示的な１つの実施形態では、車両タイヤは、トレッド部分と、サイドウォール部分と、タイヤの１つ以上のパラメータを推定するためのセンサモジュールとを含んでいる。センサモジュールは、１つ以上のコンデンサを備えた検出器パッチを含んでいてよく、各コンデンサは、各コンデンサの少なくとも変形に起因して可変である静電容量を有している。センサモジュールは、各コンデンサに接続された、センサモジュールを制御するように構成されている電子機器ユニットを含んでいてもよい。検出器パッチは、トレッド部分またはサイドウォール部分のうちの少なくとも１つの内側に接着されている。複数のコンデンサのうちの少なくとも１つのコンデンサは、トレッド部分またはサイドウォール部分の内側に配置されている。電子機器ユニットは、各コンデンサの静電容量に基づいて、複数のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを推定するように構成されている。
【0009】
これらの実施形態および別の実施形態を、以下により詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】タイヤの１つ以上のパラメータを推定するための例示的なセンサモジュールを備えたタイヤの一部を示す断面図である。
【図2A】別の例示的なセンサモジュールを示す概略図である。
【図2B】別の例示的なセンサモジュールを示す概略図である。
【図4A】別の例示的なセンサモジュールを示す図である。
【図4B】別の例示的なセンサモジュールを示す図である。
【図5A】別の例示的なセンサモジュールの一部の回路図である。
【図5B】別の例示的なセンサモジュールの一部の回路図である。
【図6A】センサモジュールに含まれ得る例示的な検出器パッチを示す概略図である。
【図7A】検出器パッチに含まれ得る別の例示的な信号電極層を示す上面図である。
【図7B】検出器パッチに含まれ得る別の例示的な信号電極層を示す上面図である。
【図7C】検出器パッチに含まれ得る別の例示的な信号電極層を示す上面図である。
【図7D】検出器パッチに含まれ得る別の例示的な信号電極層を示す上面図である。
【図8A】センサモジュールに含まれ得る別の例示的な検出器パッチを示す概略図である。
【図9A】センサモジュールに含まれ得る別の例示的な検出器パッチを示す概略図である。
【図10A】検出器パッチに含まれ得る例示的な電極層の一部の概略図である。
【図10B】検出器パッチに含まれ得る例示的な電極層の一部の概略図である。
【図11A】折畳み可能なセンサ領域を備えた別の例示的な信号電極層を示す概略図である。
【図11B】折畳み可能なセンサ領域を備えた別の例示的な信号電極層を示す概略図である。
【図12】多領域の角変位センサとして実装された別の例示的なセンサモジュールを示す概略図である。
【図13】電極層に含まれ得る例示的なＰＣＢインタフェースを示す概略図である。
【図14A】例示的な曲げセンサを示す図である。
【図14B】例示的な曲げセンサを示す図である。
【図14C】例示的な曲げセンサを示す図である。
【図15】別の例示的な曲げセンサを示す図である。
【図16A】取り付けられた１つ以上のセンサモジュールを備えた車両タイヤを示す断面図である。
【図16B】取り付けられた１つ以上のセンサモジュールを備えた車両タイヤを示す断面図である。
【図17A】車両の運転時に、車両タイヤが受ける可能性のある幾つかの力を示す図である。
【図17B】車両の運転時に、車両タイヤが受ける可能性のある幾つかの力を示す図である。
【図17C】車両の運転時に、車両タイヤが受ける可能性のある幾つかの力を示す図である。
【図17D】車両の運転時に、車両タイヤが受ける可能性のある幾つかの力を示す図である。
【図18】タイヤの１つ以上のパラメータを推定する例示的な方法のフローチャートである。
【図19】検出器パッチを形成するための例示的な方法のフローチャートである。
【図20A】例１において作成した、タイヤ負荷およびその位置のコンピュータモデルを示す図である。
【図20B】例１において作成した、タイヤ負荷およびその位置のコンピュータモデルを示す図である。
【図20C】例１において作成した、タイヤ負荷およびその位置のコンピュータモデルを示す図である。
【図21】本明細書に記載される１つ以上の動作を実行するか、または実行の指示のために使用され得る例示的な計算システムのブロック図である。
【0011】
全ての図面は、少なくとも１つの実施形態に関連して本明細書に記載される。
【0012】
詳細な説明
本開示は、センサモジュール、センサモジュールを備えた車両タイヤならびにこのようなセンサモジュールを製造および使用する方法を記載する。センサモジュールは、このセンサモジュールが取り付けられている車両タイヤの１つ以上のタイヤパラメータを測定または推定するために使用することができる。センサモジュールは、１つ以上のコンデンサを備えた検出器パッチを含んでいてよく、各コンデンサは、各コンデンサの少なくとも変形に起因して可変である静電容量を有している。センサモジュールは、各コンデンサに接続され、センサモジュールを制御するように構成された電子機器ユニットを含んでいてよい。検出器パッチは、車両タイヤのトレッド部分または車両タイヤのサイドウォール部分のうちの少なくとも一方の内側に接着されていてよい。複数のコンデンサのうちの少なくとも１つコンデンサは、トレッド部分またはサイドウォール部分の内側に配置されていてよい。電子機器ユニットは、各コンデンサの静電容量に基づいて、複数のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを推定するように構成されていてよい。
本開示は、センサモジュール、センサモジュールを備えた車両タイヤならびにこのようなセンサモジュールを製造および使用する方法を記載する。センサモジュールは、このセンサモジュールが取り付けられている車両タイヤの１つ以上のタイヤパラメータを測定または推定するために使用することができる。センサモジュールは、１つ以上のコンデンサを備えた検出器パッチを含んでいてよく、各コンデンサは、各コンデンサの少なくとも変形に起因して可変である静電容量を有している。センサモジュールは、各コンデンサに接続され、センサモジュールを制御するように構成された電子機器ユニットを含んでいてよい。検出器パッチは、車両タイヤのトレッド部分または車両タイヤのサイドウォール部分のうちの少なくとも一方の内側に接着されていてよい。複数のコンデンサのうちの少なくとも１つコンデンサは、トレッド部分またはサイドウォール部分の内側に配置されていてよい。電子機器ユニットは、各コンデンサの静電容量に基づいて、複数のパラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを推定するように構成されていてよい。
【0013】
本明細書で使用される「連続した」とは、近接しているか、または実際に接触していることを意味している。
【0014】
本明細書で使用される「サンドイッチ」とは、別の品質または特性を有する少なくとも２つのものの間への挿入または包含を意味している。
【0015】
本明細書で使用される「フレキシブル」とは、曲げることができることを意味する。
【0016】
本明細書で使用される「拡張可能」とは、延長または延伸することができることを意味する。
【0017】
本明細書で使用される「伸張可能」とは、１つ以上の方向へ延伸または拡張することができることを意味する。
【0018】
本明細書で使用される「変形可能」とは、形状を変化させることができることを意味する。
【0019】
本明細書で使用される「層状（ｌａｍｅｌｌａｒ）」とは、種々異なる材料組成の薄い層から構成されるか、または薄い層内に配置されていることを意味する。
【0020】
本明細書で使用される「積層された（ｌａｙｅｒｅｄ）」とは、層から構成されているか、または層内に配置されていることを意味する。
【0021】
本明細書で使用される「極めて近接した」とは、近傍にある、または隣接して配置されていることを意味する。
【0022】
「サイドウォール」という用語は、当技術分野において公知の用語であり、タイヤが取り付け／組み付けられているホイール／リムから、タイヤのショルダ部分へと延びるタイヤの部分に関する。
【0023】
「ショルダ」という用語は、当該技術分野において公知の用語であり、タイヤのサイドウォール部分をタイヤのトレッド部分に接続するタイヤの移行部分に関する。
【0024】
「トレッド」という用語は、当技術分野において公知の用語であり、路面と接触するタイヤの部分に関する。トレッドは、厚いゴム、または過度に早く摩耗しない適切なレベルの牽引力を提供するように配合されたゴム／複合材料であってよい。
【0025】
「接触パッチ」という用語は、所定の瞬間に道路と接触しているタイヤの部分に関する。
【0026】
幾つかの実施形態では、タイヤの全領域および複数の領域の歪みおよび／または曲げのリアルタイムな情報を提供することができるタイヤセンサが記載されている。
【0027】
図１は、本明細書に記載された少なくとも１つの実施形態に従って調整された、タイヤ１００の１つ以上のパラメータを推定するための例示的なセンサモジュール１０２を備えたタイヤ１００の一部を示す断面図である。幾つかの実施形態では、タイヤ１００は、内面１０６を有するタイヤカーカス１０４を備えたチューブレスタイヤであり、このタイヤ１００は、ホイール１０８と一緒に気密シールを形成して、その内部に気体、一般に空気を収容するための貯蔵部１１０を画定する。タイヤカーカス１０４は、気密シールを形成するためにホイール１０８と相互作用するタイヤビード１１２を有していてよい。幾つかの実施形態では、タイヤ１００は、空気などの気体を保持するために貯蔵部１１０内に配置されたインナチューブと一緒に使用され、その場合、タイヤ１００は、ホイール１０８と一緒に気密シールを形成する必要はない。タイヤカーカス１０４は、トレッド部分１１４と、ショルダ部分１１６と、サイドウォール部分１１８とを含んでいてよい。
【0028】
センサモジュール１０２は、タイヤ１００の内面１０６上に配置されていてよく、タイヤ１００がインナチューブを備えている場合には、貯蔵部１１０内に配置されたインナチューブの外面上に配置されていてよく、または別の適切な位置に配置されていてよい。センサモジュール１０２は、概して、検出器パッチ１２０と、この検出器パッチ１２０に接続された電子機器ユニット１２２とを含んでいてよい。さらにセンサモジュール１０２は、電源１２４を含むことができるか、または電源１２４に接続され得る。たとえば、電子機器ユニット１２２は、動作のための電力を得るために電源１２４に接続されていてよい。
【0029】
検出器パッチ１２０は、１つまたは複数のセンサ領域１２６Ａ，１２６Ｂおよび／または１２６Ｃ（以下、まとめて「センサ領域１２６」または総称的に「センサ領域１２６」）を含んでいてよい。各センサ領域１２６は、１つ以上のコンデンサを含んでいてよい。検出器パッチ１２０は、１つ以上のセンサ領域１２６が、トレッド部分１１４、ショルダ部分１１６および／またはサイドウォール部分１１８上に、極めて近接して、かつ／または隣接して配置されているように、内面１０６に付着または結合されていてよい。たとえば、図１に図示したように、センサ領域１２６Ａは、トレッド部分１１４上に、極めて近接して、または隣接して配置されており、センサ領域１２６Ｂは、ショルダ部分１１６上に、極めて近接して、または隣接して配置されており、センサ領域１２６Ｃは、サイドウォール部分１１８上に、極めて近接して、または隣接して配置されている。幾つかの実施形態において、隣接とは、タイヤ１００のトレッド部分１１４、ショルダ部分１１６またはサイドウォール部分１１８の１ミリメートル（ｍｍ）、５ｍｍ、１０ｍｍ、２５ｍｍまたは１００ｍｍ以内であってよい。代替的または付加的に、検出器パッチ１２０は、トレッド部分１１４の内側（たとえば、内面１０６）、ショルダ部分１１６の内側（たとえば、内面１０６）および／またはサイドウォール部分１１８の内側（たとえば、内面１０６）に接着されていてよい。
【0030】
図１には、センサ領域１２６のそれぞれが、トレッド部分１１４、ショルダ部分１１６またはサイドウォール部分１１８の単独のものの内側に配置されているように図示されている。代替的または付加的には、複数のセンサ領域１２６のうちの１つ以上のセンサ領域が、トレッド部分１１４、ショルダ部分１１６またはサイドウォール部分１１８の２つ以上の内側に配置されていてよい。たとえば、センサ領域１２６のうちの少なくとも１つのセンサ領域が、細長くてもよく、トレッド部分１１４、ショルダ部分１１６またはサイドウォール部分１１８のうちの少なくとも２つの内側にわたって延びていてよい。
【0031】
電子機器ユニット１２２は、図１ではトレッド部分１１４の内側にあるものとして示されているが、より一般的には、タイヤ１００、ホイール１０８、検出器パッチ１２０および／または電源１２４上のあらゆる場所に位置決めされていてよく、またはタイヤ１００、ホイール１０８、検出器パッチ１２０および／または電源１２４に接続されていてよい。幾つかの実施形態では、電子機器ユニット１２２は、プリント基板（ＰＣＢ）、１つ以上の電圧測定回路および／または電流測定回路、送信機、受信機、トランシーバまたは別の構成要素のうちの１つ以上を含んでいる。電子機器ユニット１２２は、センサ領域１２６またはセンサ領域１２６内のコンデンサの１つ以上のパラメータを測定し、その測定値に基づいて１つ以上のタイヤパラメータを推定し、推定されたタイヤパラメータを別のシステムまたはデバイスへ送信し、かつ／または１つ以上のタイヤパラメータの推定を実行するために測定値を別のシステムまたはデバイスへ送信するように構成されていてよい。
【0032】
電源１２４は、１つ以上のバッテリ、エネルギ生成回路、電磁誘導充電ユニットの受電コイルおよび回路素子または別の電源を含んでいてよい。
【0033】
図１は、長手方向に向けられたＸ軸（たとえば横滑りなしに前方または後方に転がっている場合にタイヤ１００が運動する方向）、横方向に向けられたＹ軸（たとえば長手方向および水平方向に直交する方向）、長手方向および横方向に直交する鉛直方向に向けられたＺ軸が配置された、任意に定義されたＸ，Ｙ，Ｚ座標軸を含んでいる。Ｘ、ＹおよびＺ座標軸は、それぞれロール軸、ピッチ軸およびヨー軸と呼ばれてもよい。
【0034】
タイヤ１００のような１つ以上のタイヤを含む車両が旋回する場合、これは、ローリングする、たとえばＸ軸またはロール軸を中心に回転する傾向を有する。たとえば、車が旋回により運動する場合、旋回内側の車のタイヤ１００（以下、「内側タイヤ１００」）、より詳細には、内側のタイヤ１００の重心は、旋回により上昇する傾向にある一方で、旋回外側の車のタイヤ１００（以下、「外側タイヤ１００」）、より詳細には、外側タイヤ１００の重心は、降下する傾向にある。その結果、図１のＸＺ平面における、内側タイヤ１００および外側タイヤの重心の運動が生じる。
【0035】
車両が加速または減速した場合、Ｙ軸またはピッチ軸を中心として回転する傾向を有している。たとえば、後輪駆動車が前方に向かって加速している場合、車のフロント、ひいてはフロントタイヤ１００、またはより詳細にはフロントタイヤの重心が上昇する傾向がある。車が前方に運動し、減速または制動した場合、自動車のフロント、ひいてはフロントタイヤ１００、またはより詳細にはフロントタイヤの重心が降下する傾向がある。その結果、図１のＹＺ平面においてフロントタイヤ１００の重心が移動し得る。その結果、図１に示したＹＺ平面におけるフロントタイヤ１００の重心の運動が生じ得る。さらに、タイヤ１００に加えられる鉛直方向の力は、たとえば、車両の加速または減速時に変化し得る。たとえば、一定の速度で前進することと比べて、フロントタイヤ１００に加えられる下向きの鉛直方向の力は、加速中には低くなり、減速中には高くなる。
【0036】
車両の重心の前方または後方で車両が別の車両によって側方から衝突された場合、Ｚ軸またはヨー軸を中心として回転する傾向を有している。たとえば、車両の重心の後方で車両が別の車両によって側方から衝突され、図１に示した正のＸ方向が、車両が向いている方向であると仮定した場合、リヤタイヤ１００が負のＹ方向で横方向に運動する傾向があり、フロントタイヤ１００が正のＹ方向で横方向に運動する傾向がある。その結果、図１に示したＸＹ平面におけるフロントタイヤ１００の運動が生じ得る。
【0037】
車両のタイヤ１００に加えられる鉛直方向、長手方向および／または横方向の力および／または歪み、屈折、曲げ等のようなタイヤ１００の別のパラメータは、これらの状況および別の状況において変化し得る。本明細書に記載された実施形態は、このようなタイヤパラメータを推定するために、車両の１つ以上のタイヤ１００において１つ以上のセンサモジュール１０２を使用することができる。測定されたこれらのタイヤパラメータは組み合わされて、車両サスペンションシステムによって感じられるピッチ、ロールおよびヨーの先行指標のセットを含んでいてよい。先行指標を用いることにより、アクティブまたはセミアクティブのサスペンションシステムの応答ラグを減少させることが望ましい。
【0038】
幾つかの実施形態では、センサモジュール１０２のセンサ領域１２６に含まれる１つ以上のコンデンサが、積層されている、かつ／または層状であってよい。代替的または付加的には、１つ以上のコンデンサが、フレキシブル、拡張可能、伸張可能および／または変形可能であってよい。１つ以上のコンデンサのフレキシブル性、拡張性、伸張性および／または変形性は、少なくとも部分的に弾性であってよい。たとえば、応力または力が加わった場合に形状が変化し得るコンデンサの場合、このコンデンサは弾性変形可能であってよく、この場合、応力または力が除去された後に、形状の変化は可逆的である。
【0039】
幾つかの実施形態では、１つ以上のコンデンサは、単一方向または多方向に拡張可能または伸張可能であるコンデンサを含んでいてよい。本明細書において使用される場合、多方向に伸張可能または拡張可能とは、コンデンサがタイヤ１００の内面１０６におけるその第１の位置に対して複数の方向に伸張または拡張され得ることを意味する。幾つかの実施形態では、コンデンサは、長手方向、横方向、または鉛直方向の力あるいはこれらの力の組み合わせに応じて伸張可能または拡張可能であってよい。コンデンサは、内面１０６上の第１の位置に配置されていてよく、この第１の位置に対して加えられた力によるタイヤ１００の伸張によって、この第１の位置から第２の相対位置へと運動または伸張され得る。
【0040】
幾つかの実施形態では、１つ以上のコンデンサおよび／または検出器パッチ１２０を、センサモジュール１０２における素子の適切な付加および／または配向によって、特定の次元でのみ伸長するように制限することができる。たとえば、Ｘ軸に沿った変形を制限することなしにＹ軸に沿った変形を制限する異方性部材を、検出器パッチ１２０に付加することができる。これによって、検出器パッチ１２０からのＸ軸変形信号を増幅し、Ｙ軸変形信号を減衰させることができる。異方性部材は、検出器パッチ１２０の接着剤を含むスタック内の任意の層であってよい。別の例として、付加された部材が、曲げを許容し続けるが、延伸を制限することができる。これは、付加された部材自体がフレキシブルであるが、制限された延伸性を有している場合である。
【0041】
センサモジュール１０２のセンサ領域１２６に含まれる１つ以上のコンデンサは、細長くてよく、すなわち、１つ以上のコンデンサの長さが、その幅を上回っていてよい。検出器パッチ１２０が、第１のコンデンサおよび第２のコンデンサを含む多数のコンデンサおよび／または多数のセンサ領域１２６を含んでいる幾つかの実施形態では、第１のコンデンサおよび第２のコンデンサまたは第１のセンサ領域および第２のセンサ領域１２６は、第２のコンデンサまたは第２のセンサ領域１２６の長さが、第１のコンデンサまたは第１のセンサ領域１２６の長さの±５°、１０°、１５°、２０°または３０°以内または第１のコンデンサまたは第１のセンサ領域１２６の長さに対して直交する方向の±５°、１０°、１５°、２０°または３０°以内に整列しているように配置されていてよい。幾つかの実施形態では、第１のコンデンサおよび第２のコンデンサならびに／または第１のセンサ領域および第２のセンサ領域１２６が、線形に整列されていてよい。幾つかの実施形態では、検出器パッチ１２０の多数のコンデンサおよび／またはセンサ領域１２６は、半径方向に平行な平面（たとえば、図１に示したＸＹ平面）に配置されていてよい。
【0042】
図２Ａ～図２Ｂは、本明細書に記載された少なくとも１つの実施形態に従って調整された、別の例示的なセンサモジュール２００を示す概略図である。センサモジュール２００は、図１に示したセンサモジュール１０２を含んでいてよく、または図１に示したセンサモジュール１０２に含まれていてよく、または図１に示したセンサモジュール１０２に対応していてよい。たとえば図１に示したセンサモジュール１０２は、図２Ａ～図２Ｂに示したセンサモジュール２００と同一、類似または異なる構成および／または構造を有していてよい。
【0043】
図２Ａ～図２Ｂに示されているように、センサモジュール２００は、概して検出器パッチ２０２と、電子機器ユニット２０４と、任意に電源２０６とを含んでいてよく、電子機器ユニット２０４は、検出器パッチ２０２および電源２０６に接続されている。検出器パッチ２０２、電子機器ユニット２０４および電源２０６はそれぞれ、図１に示した検出器パッチ１２０、電子機器ユニット１２２および電源１２４を含んでいるか、または図１に示した検出器パッチ１２０、電子機器ユニット１２２および電源１２４に含まれているか、または図１に示した検出器パッチ１２０、電子機器ユニット１２２および電源１２４に対応していてよい。
【0044】
検出器パッチ２０２は、組付け面２０８（図２Ｂ）と、１つ以上のセンサ領域２１０（図２Ｂ）とを含んでいてよい。組付け面２０８は、タイヤまたは別の物体の表面に取り付けられるように構成されていてよく、かつ／または検出器パッチ２０２の下面または底面（図２Ｂ）を含んでいてよい。代替的または付加的に、組付け面２０８は、タイヤのタイヤキャビティ内またはインナチューブの外部の所望の位置に検出器パッチ２０２を接着するために、この組付け面２０８上に配置された接着剤２１２（図２Ｂ）を含んでいてよい。接着剤２１２は、熱可塑性接着剤または別の適切な接着剤を含んでいてよい。
【0045】
センサ領域２１０は、概してコンデンサを含んでいてよい。幾つかの実施形態では、コンデンサおよび／またはセンサ領域２１０は、フレキシブル、拡張可能、伸張可能、変形可能であり、積層されている、かつ／または層状であってよい。代替的または付加的に、センサ領域２１０は、少なくとも部分的に、検出器パッチ２０２の一部としての１つ以上の保護層２１４によって覆われているか、接続されているか、かつ／または取り囲まれていてよい。保護層２１４は、シリコーンなどのようなエラストマ材料を含んでいてよい。
【0046】
電源２０６は、バッテリ、エネルギ生成回路、エネルギハーベスティングシステム（ＥＨＳ）モジュール、誘電性エラストマ発電材料、圧電性発電材料、および／または電磁誘導充電ユニットの受電コイルおよび回路を含んでいてよい。
【0047】
電子機器ユニット２０４は、１つ以上の対応する電気コネクタ２１６を介して、各検出器パッチ２０２および電源２０６に電気的に通信してよい（図２Ｂ）。代替的または付加的に、電子機器ユニット２０４および電源２０６は、エポキシ樹脂によって機械的に一緒に結合されていてもよく、かつ／または検出器パッチ２０２に機械的に結合されているハウジングまたは封止材２１８（図２Ｂ）内に配置されていてよい。ハウジングまたは封止材２１８は、電気的、熱的かつ／または機械的な絶縁体であってよい。たとえば、ハウジングまたは封止材２１８は、プラチナシリコーン軟質フォームのような振動減衰材料を含んでいてよく、その特定の例は、ＳＯＭＡ ＦＯＡＭＡ２５を含んでいる。別の実施形態では、ハウジング２１８は、組付け面２０８上に組み付けられた振動絶縁体によって支持されていてよい。振動絶縁体は、ばね機構、振動ダンパのパターン化されたグリッド、マイクロラティス等であってもよく、またはそれらを含んでいてよい。振動絶縁体は、成形されたゴム、金属、またはこれらの複合材から作製されていてよい。別の実施形態では、発電素子（たとえば、誘電性エラストマ発電材料および／または圧電性発電材料）は、振動絶縁体の周期的な変形によって作動することができる。
【0048】
幾つかの実施形態において、かつ図２Ａに示されるように、電子機器ユニット２０４は、制御装置２２０、メモリ２２２および／または通信モジュール２２４を含んでいてよい。制御装置２２０は、メモリ２２２および通信モジュール２２４のそれぞれに動作可能に接続されていてよく、概してセンサモジュール２００の動作を制御するように構成されていてよい。たとえば、概して電子機器ユニット２０４および制御装置２２０は、センサモジュール２００の各コンデンサの充電、各コンデンサの放電中の放電電荷量に基づく各コンデンサの静電容量の変動の計算、および／または静電容量および／または静電容量の変動に基づく少なくとも１つのタイヤパラメータの推定を含む、動作を実行するか、または実行を制御するために構成されていてよい。幾つかの実施形態では、制御装置２２０は、１つ以上のタイヤパラメータを推定し、比較し、かつ／またはそうでなければ分析することができる。タイヤパラメータは、タイヤ内圧、歪み、角変位、温度、膨張圧（過不足）、摩擦、接触パッチのハイドロプレーニング、路面分類、タイヤの不均一な荷重、キャンバーの不均衡、車両荷重、個別のタイヤバランス、サスペンション異常、タイヤ異常（ひび割れ、層間剥離、パンクホール）、トレッド摩耗およびタイヤ厚さ、タイヤ歪み、急激な加速、急旋回、急制動、スリップ角、スリップ比、キャンバー角効果、長手方向の力、長手方向の加速度、長手方向の速度、横方向の力、横方向の加速度、横方向の速度、長手方向軸回りのトルク、横方向軸回りのトルク、鉛直方向の軸回りのトルクおよび／またはタイヤ回転速度のうちの１つ以上を含んでいてよい。幾つかの実施形態では、制御装置２２０は、タイヤ回転速度および道路分類を推定し、サンプリング周波数を変調するためにそのタイヤ回転速度および道路分類を使用することができる。このことは、幾つかの状況においてエネルギを節約することができる一方で、同時に高速でのハイドロプレーニングを含む道路分類のような安全パラメータを計算するための十分なデータを提供することができる。たとえば、制御装置２２０は、人間の運転者または自律車両がより速く応答できることを可能にするために、ウェットな道路を検出した場合に、サンプリング率を増大させることができる。
【0049】
センサモジュール２００が多数のセンサ領域２１０を含んでいる幾つかの実施形態では、制御装置２２０は、センサ領域２１０のいずれかまたは全て、またはその一部からデータを選択的に受信することができる。これにより、タイヤが運動しているかつ／または旋回の負荷を加えられている間のタイヤパラメータ分析を容易にすることができる。代替的または付加的には、これによって、１つまたは複数のセンサ領域２１０またはセンサモジュール２００全体またはセンサモジュール２２０の一部をいつ交換すべきかを識別するためのセンサモジュール２００のセルフテストが可能となる。メモリ２２２は、センサ領域２１０によって生成されたデータ（たとえば、生の測定データまたは信号）、制御装置２２０によって生成されたデータ（たとえば、計算された静電容量または静電容量の変動あるいは推定されたタイヤパラメータ）および／または別のデータを記憶することができる。
【0050】
センサ内計算素子の組込みにより、たとえば制御装置２２０は、外部またはリモートデバイスに送信することができる、歪みおよび角変位データのような生データの量を低減することができる。これにより、外部またはリモートデバイスへの無線伝送のためのメモリおよびエネルギ消費を低減することができ、かつフィードバック待ち時間を低減することができる。幾つかの実施形態では、車両の各タイヤが、１つ以上のセンサモジュール２００を含んでおり、各センサモジュール２００は、同じ車両上にあるがセンサモジュール２００のそれぞれに関してリモートデバイスである車両のオンボードコンピュータに、そのデータを伝送することができる。車載コンピュータは、センサモジュール２００から受信したデータに基づいて、車両の運転者への警報または別の通知を生成し、データを記憶し、データの別の処理を実行し、フリートまたは車両管理システムにデータを報告し、あるいはデータに関する、データによる、またはデータに基づく、別の動作を実行することができる。幾つかの実施形態によれば、各センサモジュール２００を、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、イントラネット、エクストラネットまたはインターネットにおいて外部またはリモートのシステムまたはデバイスに接続（たとえばネットワーク化）することができる。外部またはリモートのシステムまたはデバイスは、クライアントサーバネットワーク環境におけるサーバまたはクライアントマシンの容量で、またはピアツーピア（または分散）ネットワーク環境におけるピアマシンとして、動作することができる。各センサモジュール２００は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレットＰＣ、セットトップボックス（ＳＴＢ）、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、携帯電話、ウェブアプライアンス、サーバ、ネットワークルータ、スイッチまたはブリッジ、車両回路、車載コンピュータ、またはそのセンサモジュール２００によって行われるアクションを指定する命令のセット（順次または別の方法）を実行することができる任意の機械を含んでいてよく、またはこれらと通信することができる。制御装置２２０および通信モジュール２２４は、資産追跡のために使用される資産側アクティブ追跡回路を有していてよい。
【0051】
幾つかの実施形態では、センサモジュール２００が、このセンサモジュール２００が取り付けられているタイヤの接触パッチに接触せずに、または接触パッチ外で回転する場合、制御装置２２０は、少なくとも１つのセンサ領域２１０のサンプリング周波数を選択的に低減することができる。幾つかの実施形態では、サンプリング周波数は、タイヤ回転速度に比例して増大してよい。幾つかの実施形態では、制御装置２２０は、選択されたタイヤ部分の空間変位、角変位または別のタイヤパラメータの測定または推定を容易にするために、特別に配置されたセンサ領域２１０からの容量出力を選択的に利用することができる。
【0052】
制御装置２２０は、種々異なるコンピュータハードウェアまたはソフトウェアモジュールを含む任意の適切な専用または汎用のコンピュータ、コンピューティングエンティティまたは処理デバイスを含んでいてよく、かつ任意の適用可能なコンピュータ可読記憶媒体上に格納された命令を実行するように構成されていてよい。たとえば、制御装置２２０は、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）またはコンピュータ実行可能命令を解釈かつ／または実行し、かつ／またはデータを処理するように構成された任意の別のデジタル回路またはアナログ回路を含んでいてよい。単一の制御装置２２０として示されているが、制御装置２２０は、本開示に記載された任意の数の動作の実行を個別に、または集合的に実行または指示するように構成された任意の数の制御装置を含んでいてよい。幾つかの実施形態によれば、制御装置２２０は、センサフュージョンの中心として機能することができる別個のまたは集積されたＡＩチップを含んでいてよい。
【0053】
幾つかの実施形態によれば、制御装置２２０を、メモリ２２２および／または別のデータストレージに格納されたコンピュータ実行可能な命令および／またはプロセスデータを解釈し、かつ／または実行するように構成されていてよい。幾つかの実装形態では、制御装置２２０は、永続データストレージからコンピュータ実行可能命令をフェッチし、このコンピュータ実行可能命令を、メモリ２２２のような非永続ストレージにロードすることができる。コンピュータ実行可能命令がメモリ２２２にロードされた後、制御装置２２０は、コンピュータ実行可能命令を実行することができる。
【0054】
メモリ２２２は、メモリ２２２に記憶されているコンピュータ実行可能命令またはデータ構造を担持または保持するためのコンピュータ可読記憶媒体を含んでいてよい。このようなコンピュータ可読記憶媒体は、制御装置２２０のような、汎用または専用のコンピュータによってアクセスすることができる任意の利用可能な媒体を含んでいてよい。たとえば、このようなコンピュータ可読記憶媒体は、有形または非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を含んでいてよく、このコンピュータ可読記憶媒体は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、電気的に消去可能なプログラム可能な読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリデバイス（たとえば、ソリッドステートメモリデバイス）またはコンピュータ実行可能命令またはデータ構造の形態の特定のプログラムコードを担持または記憶するために使用することができ、汎用または専用のコンピュータによりアクセスすることができる別の任意の記憶媒体を含んでいてよい。上記の組み合わせも、コンピュータ可読記憶媒体の範囲内に含まれてよい。コンピュータ実行可能命令は、たとえば、制御装置２２０に特定の動作または動作グループを実行させるか、または実行を制御させるように構成された命令およびデータを含んでいてよい。
【0055】
通信モジュール２２４は、センサモジュール２００と１つ以上の外部またはリモートデバイスとの間の通信を容易にするように構成されている１つ以上の回路またはデバイスを含んでいてよい。幾つかの実施形態では、このような回路またはデバイスは、送信機、受信機、トランシーバおよび／またはアンテナを含んでいてよい。たとえば、通信モジュール２２４は、任意の専有または規格ベースの無線プロトコルを使用して無線で通信するための１つ以上の無線チップを含んでいてよく、その例は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格（たとえばＷｉＦｉ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｚｉｇｂｅｅ等を含む。
【0056】
幾つかの実施形態では、センサモジュール２００はマイクロフォンをさらに含んでいる。マイクロフォンは、たとえば、制御装置２２０を含んでいてもよい半導体チップに含まれていてよい。幾つかの実施形態では、マイクロフォンは、圧力を特定することができる。幾つかの実施形態では、センサ領域２１０により特定されたタイヤ歪み測定値を、マイクロフォンによる圧力特定と比較し、これによりプロセッサ圧力特定を動的に精密にすることができる。幾つかの実施形態では、車両の少なくとも１つのホイールかつ／または全てのホイールまたは各ホイールのいずれかからの出力をそれぞれ比較して、潜在的なサスペンションの問題を検出することができる。幾つかの実施形態では、道路分類アルゴリズムの精度を改善するために、マイクロフォンからの入力を検出器パッチ２０２からの入力と融合することができる。
【0057】
幾つかの実施形態では、センサモジュール２００の計算された最終結果を、エンドユーザ受信側に送信することができる。幾つかの実施形態では、エンドユーザ受信側は、スマートフォンであってよい。幾つかの実施形態では、エンドユーザ受信側は、クラウドサーバであってよい。幾つかの実施形態では、エンドユーザ受容部は、車両自体であってよい。幾つかの実施形態では、出力を車両の処理ユニットに送信することができ、この処理ユニットは、車両動作を変更することができ、たとえば、全体的なタイヤ歪みのレベルが所定の閾値に達すると、車両を減速させることができる。幾つかの実施形態では、出力を車両内のデータロガーに送信することができる。幾つかの実施形態では、データロガーは、タイヤによる出力を比較し、タイヤ全体に関連するパラメータを抽出する、たとえば、タイヤの摩耗パターンを比較して、特定のタイヤ回転パターンを推奨する、車載コンピュータの一部であってよい。幾つかの実施形態では、車載コンピュータは、対応するセンサモジュール２００の特定の制御装置ユニット２２０に、電源２０６が閾値を下回るバッテリレベルまたは充電レベルを有するセンサモジュール２００からのサンプリングを低減し、かつ／またはデータ伝送速度を低減するように命令することができる。補償するために、車載コンピュータは、全体情報を外挿するために、隣接しているタイヤからのデータを使用することができる。幾つかの実施形態では、出力を、所与の閾値パラメータへの達成を示すために、インジケータライトに送信することができる。
【0058】
図３は、本明細書に記載されている少なくとも１つの実施形態に従って調整された、例示的なエネルギ生成回路３００の概略図である。エネルギ生成回路３００は、図２Ａ～図２Ｂに示した電源２０６を含んでいるか、図２Ａ～図２Ｂに示した電源２０６に含まれているか、または図２Ａ～図２Ｂに示した電源２０６に対応していてよい。たとえば、図２Ａ～図２Ｂに示した電源２０６は、図３に示したエネルギ生成回路３００の幾つかまたは全てを含んでいてよい。
【0059】
エネルギ生成回路３００は、発電素子３０２、ＥＨＳモジュール３０４、エネルギ貯蔵回路３０６および／またはバッテリ３０８を含んでいてよい。ＥＨＳモジュール３０４は、発電素子３０２、エネルギ貯蔵回路３０６および／またはバッテリ３０８に電気的に接続されていてよい。
【0060】
発電素子３０２は、誘電性発電材料、圧電性発電材料、または運動、機械的な負荷もしくは別の入力またはそれらの組み合わせを受けたときに発電する別の材料、システムもしくはデバイスを含んでいてよい。幾つかの実施形態では、たとえば圧電性屈曲フィルムとして実現される発電素子３０２の屈曲および／またはこのような材料を有する検出器パッチの一部分の屈曲は、発電素子３０２の表面上で電荷を生成することができる。発電素子３０２のために適した材料は、たとえば、シリコーンポリマおよび電荷生成材料、たとえば、チタン酸ジルコン酸鉛を含んでいてよい。幾つかの実施形態では、シリコーンポリマは、５０～９０重量％の電荷生成材料を含んでいてよい。幾つかの実施形態では、発電素子３０２は、タイヤのトレッド部分、ショルダ部分および／またはサイドウォール部分に極めて近接して配置されていてよい。
【0061】
幾つかの実施形態では、ＥＨＳモジュール３０４は、発電素子３０２によって生成された容量放電および／または電流を収集する。ＥＨＳモジュール３０４は、ブリッジ整流器、電圧レギュレータおよび／またはエネルギバッファコンデンサを含んでいてよく、これによって発電素子３０２の出力が収集され、対応するセンサモジュールおよび／または車両の電子機器と互換性のある電気出力が生成される。閾値レベルを上回る出力が蓄積された後に、ＥＨＳモジュール３０４は、放電し、蓄積された出力をエネルギ貯蔵回路３０６へと送信することができる。幾つかの実施形態では、エネルギバッファコンデンサによって蓄積されたエネルギの全てがエネルギ蓄積回路３０６に送信されるのではなく、その代わりに、エネルギの一部を、電子機器ユニット２０４において使用するためにリダイレクトして戻すことができる。
【0062】
幾つかの実施形態では、エネルギ貯蔵回路３０６は、バッテリ充電集積回路（ＩＣ）および／または貯蔵ソース、たとえば再充電可能なバッテリ３０８への直接的な電気接続部を含む。電子機器ユニット、たとえば図２Ａ～図２Ｂに示した電子機器ユニット２０４は、バッテリ３０８から動作電力を引き出すことができる。
【0063】
図４Ａおよび図４Ｂは、本明細書に記載された少なくとも１つの実施形態に従って調整された、別の例示的なセンサモジュール４００を示している。特に、図４Ａは、センサモジュール４００の上面図であり、図４Ｂは、図４Ａに示した切断面４Ｂ－４Ｂでセンサモジュール４００を示す断面図である。センサモジュール４００は、本明細書に記載された別のセンサモジュールを含んでいてよく、または別のセンサモジュールに含まれていてよく、または別のセンサモジュールに対応していてよい。たとえば、図１に示したセンサモジュール１０２および／または図２Ａ～図２Ｂに示したセンサモジュール２００は、図４Ａ～図４Ｂに示したセンサモジュール４００と同一、類似または異なる構成を有していてよい。
【0064】
図４Ａ～図４Ｂに示されているように、センサモジュール４００は、概して、検出器パッチ４０２と、電子機器ユニット４０４と、任意に電源４０６とを含んでいてよく、電子機器ユニット４０４は、検出器パッチ４０２および電源４０６に接続されている。検出器パッチ４０２、電子機器ユニット４０４および電源４０６はそれぞれ、本明細書に記載された別の検出器パッチ、電子機器ユニットおよび電源を含んでいるか、または別の検出器パッチ、電子機器ユニットおよび電源に含まれているか、または別の検出器パッチ、電子機器ユニットおよび電源に対応していてよい。
【0065】
図４Ａに示されているように、検出器パッチ４０２は、２つのセンサ領域４０８，４１０を含んでいてよく、各センサ領域４０８，４１０は、対応する電気トレース４１２，４１４によって電子機器ユニット４０４に電気的に接続されている。各センサ領域４０８，４１０は、静電容量を有するコンデンサを含んでいてよく、この静電容量は、コンデンサの変形に起因して可変である。
【0066】
図４Ｂに示されているように、電子機器ユニット２０４および電源２０６は、エポキシ樹脂によって機械的に一緒に結合されていてもよく、かつ／または検出器パッチ４０２に機械的に結合されているハウジングまたは封止材４１６内に配置されていてよい。ハウジングまたは封止材４１６は、電気的、熱的かつ／または機械的な絶縁体であってよい。たとえば、ハウジングまたは封止材４１６は、プラチナシリコーン軟質フォームのような振動減衰材料を含んでいてよく、その特定の例はＳＯＭＡ ＦＯＡＭＡ ２５を含んでいる。
【0067】
さらに図４Ｂに示されているように、電子機器ユニット４０４は、１つ以上の回路が上に形成されているか、または１つ以上の回路に接続されているＰＣＢ４１８を含んでいてよい。代替的または付加的には、ＰＣＢ４１８は、このＰＣＢ上に、またはこのＰＥＢに接続された１つ以上の電圧測定回路および／または電流測定回路、送信器、受信器、送受信器または別の構成要素を含んでいてよい。本明細書に記載された別の電子機器ユニットと同様に、電子機器ユニット４０４は、センサ領域４０８，４１０またはこのセンサ領域４０８，４１０内のコンデンサの１つ以上のパラメータを測定し、この測定値に基づいて１つ以上のタイヤパラメータを推定し、推定された（１つ以上の）タイヤパラメータを別のシステムまたは装置に送信し、かつ／または測定値を１つ以上のタイヤパラメータの推定を実行するために別のシステムまたは装置に送信するように構成されていてよい。
【0068】
図５Ａは、本明細書に記載された少なくとも１つの実施形態に従って調整された、別の例示的なセンサモジュール５００の一部の回路図である。センサモジュール５００は、本明細書に記載された別のセンサモジュールを含んでよく、または別のセンサモジュールに含まれていてよく、または別のセンサモジュールに対応していてよい。たとえば、本明細書に記載されたセンサモジュールのいずれかが、図５Ａに示したセンサモジュール５００と同一、類似、または異なる構成を有していてよい。
【0069】
図５Ａに図示されたセンサモジュール５００の部分は、検出器パッチ５０２と、電子機器ユニット５０４の一部とを含んでいる。検出器パッチ５０２は、コンデンサ５０８を備えたセンサ領域５０６を含んでいる。コンデンサ５０８は、少なくともコンデンサ５０８の変形に起因して可変である可変の容量または可変の静電容量Ｃｓｅｎｓｏｒを有している。幾つかの実施形態では、コンデンサ５０８の静電容量Ｃｓｅｎｓｏｒは、５０～５００ピコファラッド（ｐＦ）で変化する。コンデンサ５０８は、電気トレース５１０を介して電子機器ユニット５０４に電気的に接続されている。センサ領域５０６は単独で、または電気トレース５１０との組み合わせにおいて、可変の内部抵抗Ｒｉｎｔｅｒｎａｌを有していてよい。
【0070】
図５Ａに示された電子機器ユニット５０４は、たとえば、たとえば図４Ｂに示したＰＣＢ４１８のようなＰＣＢ上に形成することができるか、またはＰＣＢに接続することができる種々異なる回路素子を含んでいる。より詳細には、電子機器ユニット５０４は、測定ノード５１２、抵抗Ｒｄｉｓｃｈａｒｇｅを有する放電抵抗器５１４、静電容量Ｃｂｕｆｆｅｒを有するバッファコンデンサ５１６およびノード５１８を含んでいてよい。ノード５１８は、制御装置、たとえば図２Ａに示した制御装置２２０のデジタル出力ピンに接続されていてよい。デジタル出力ピンは、図２Ａに示した電子機器ユニット５０４の一部として含まれていてよい。
【0071】
概して、コンデンサ５０８の容量の測定は、コンデンサ５０８の充電および放電によって行うことができる。コンデンサ５０８は、直流電流（ＤＣ）または交流電流（ＡＣ）によって充電することができる。
【0072】
ＡＣ励起源により行われる測定は、複素インピーダンスを計算することができる。複素インピーダンスは、演算増幅器および計測増幅器、プログラマブルゲートアレイ（ＰＧＡ）、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）および離散フーリエ変換（ＤＦＴ）の組み合わせを使用して計算することができる。ＡＣ励起源からの複素インピーダンスに基づく測定のためのハードウェアの電力要求とＤＦＴの計算電力要求との組み合わせは、かなりの電力量を消費してしまう。ＡＣ励起源から複素インピーダンスを測定するための例示的なシングルチップソリューションは、典型的には１０ミリアンペア（ｍＡ）の電流消費を示す。
【0073】
本明細書に記載された幾つかの実施形態において、デジタル電荷積分が、コンデンサ５０８のような容量センサに蓄積された電荷を直接的に測定するために使用される。以下にこの手法を説明する。
【0074】
容量（ｃ）または静電容量は、以下の数式１に従って、充電電圧（Ｖ）により蓄積電荷量（Ｑ）を除算したものとして定義される。
数式１：ｃ＝Ｑ／Ｖ
数式１：ｃ＝Ｑ／Ｖ
【0075】
充電電圧が既知であり、総電荷が計算されている場合、容量を測定することができる。図５Ａは、本手法によるコンデンサ５０８の総電荷を測定する１つの回路を示している。
【0076】
図５Ａに記載の回路では、コンデンサ５０８は、可変の容量Ｃｓｅｎｓｏｒおよび可変の内部抵抗Ｒｉｎｔｅｒｎａｌを有しており、これらは両方とも歪みに依存する。図５Ａに示した回路は、図２Ａに示した制御装置２２０のような制御装置から、たとえばノード５１８を介して、ＤＣ矩形波５２０で駆動されていてよい。図５Ａでは、ＤＣ矩形波５２０は、最大の充電電圧（Ｖｃｃ）および接地（Ｇｎｄ）への放電を有している。充電電流は、数式２に従って、放電抵抗器５１４上での電圧降下を介して間接的に測定することができる充電電流（ｉｃｈａｒｇｅ）でコンデンサ５０８を充電する。
数式２：ｉｃｈａｒｇｅ＝（Ｖｃｃ－Ｖｍｅａｓｕｒｅ）／Ｒｄiｓｃｈａｒｇｅ
数式２：ｉｃｈａｒｇｅ＝（Ｖｃｃ－Ｖｍｅａｓｕｒｅ）／Ｒｄiｓｃｈａｒｇｅ
【0077】
数式２では、Ｖｍｅａｓｕｒｅは、測定ノード５１２における電圧であり、この電圧は、測定ノード５１２に接続することができる電子機器ユニット５０４の電圧測定回路によって測定することができる。幾つかの実施形態では、Ｖｍｅａｓｕｒｅは、電子機器ユニット５０４の制御装置のアナログ入力ピンに提供されている。
【0078】
コンデンサ５０８の総電荷は、たとえば、数式３に従って、台形則を数値的に使用して放電抵抗器５１４にわたって測定される電流を積分することによって求めることができる。
【数1】
【0079】
次いで、コンデンサ５０８の容量または静電容量を、総電荷および充電電圧を使用して、たとえば数式１を使用して、（たとえば、電子機器ユニット５０４の制御装置によって）計算することができる。
【0080】
従来の複素インピーダンス測定とは対照的に、コンデンサ５０８の容量または静電容量を特定するためのデジタル電荷積分の使用は、ＤＦＴの計算上の複雑な操作および複雑なアナログ測定器を排除する。これにより、従来の複素インピーダンス測定と比較して、容量または静電容量を特定するためにデジタル電荷積分を使用する場合には消費電力の大幅な減少が生じる。
【0081】
図５Ｂは、本明細書に記載されている少なくとも１つの実施形態に従って調整された、別の例示的なセンサモジュール５２２の一部の回路図である。センサモジュール５２２は、本明細書に記載された別のセンサモジュールを含んでいてよく、または別のセンサモジュールに含まれていてよく、または別のセンサモジュールに対応することができる。たとえば、本明細書に記載されたセンサモジュールのいずれかが、図５Ｂに記載のセンサモジュール５２２と同一、類似または異なる構成を有していてよい。さらに、図５Ａのセンサモジュール５００と同様に、図５Ｂに記載のセンサモジュール５２２は、ＤＣ電流またはＡＣ電流によって充電および放電されてよく、幾つかの実施形態では、デジタル電荷積分を使用して容量または静電容量を特定するために適していてよい。
【0082】
図５Ｂに図示されたセンサモジュール５２２の一部は、検出器パッチ５２４と、電子機器ユニット５２６の一部とを含んでいる。検出器パッチ５０２は、２つのセンサ領域を備えた曲げセンサとして実現されていてよく、センサ領域はそれぞれ、互いに上下に積み重ねられたコンデンサ５２８，５３０を備えている。各コンデンサ５２８，５３０は、少なくともコンデンサ５２８，５３０の変形に起因して可変である可変の静電容量Ｃ１またはＣ２を有している。幾つかの実施形態では、各コンデンサ５２８，５３０の静電容量Ｃｓｅｎｓｏｒは、約１００～７００ｐＦで変化する。各コンデンサ５２８，５３０は、対応するフロントエンド抵抗器５３２，５３４を介して電子機器ユニット５２６の入力／出力ピン５３６に電気的に接続されている。各フロントエンド抵抗器５３２，５３４は、３３０キロオーム（ｋΩ）の抵抗または別の適切な抵抗を有していてよい。
【0083】
図５Ｂに図示された電子機器ユニット５２６は、たとえば、たとえば図４Ｂに示したＰＣＢ４１８のようなＰＣＢ上に形成することができるか、またはＰＣＢに接続されていてよい種々異なる回路素子を含んでいる。図示されているように、電子機器ユニット５２６は、マイクロチップ技術によって供給されるＳＡＭＬ２１またはＡＴＳＡＭＬ２１マイクロコントローラのような制御装置５３８、または別の適切な制御装置を含んでいてよい。
【0084】
制御装置５３６は、３つの演算増幅器（ｏｐａｍｐｓ）を含んでいてよい。演算増幅器は、外部構成要素またはルーティングを使用することなしに、プログラム可能な利得を有する計測増幅器を形成するためのソフトウェアを介して構成されてよい。図５Ｂに示したセンサモジュール５２２のアナログフロントエンドは、Ｒ１、Ｒ２のそれぞれの抵抗を有する２つの抵抗器５３２，５３４、曲げセンサ（たとえば、４００）として実現された検出器パッチ５２４、演算増幅器（たとえば、ＳＡＭＬ２１演算増幅器）およびデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）（たとえば、ＳＡＭＬ２１ＤＡＣ）を含んでいてよい。
【0085】
フロントエンド抵抗器５３２，５３４は、曲げセンサ内のコンデンサ５２８，５３０を充電するための入力／出力ピン５３６を介して供給される電流を電圧に変換することができ、制御装置５３８の計測増幅器は、曲げセンサからの作動信号をシングルエンド電圧に変換することができる。計測増幅器の出力は、たとえばノード５４０を介して、制御装置５３８のＡＤＣに内部でルーティングされる。ＡＤＣは、計装増幅器の出力からサンプルを累積することによってデジタル積分を実行する。
【0086】
図６Ａは、本明細書に記載された少なくとも１つの実施形態に従って調整された、例示的な検出器パッチ６００を示す概略図である。この検出器パッチ６００は、本明細書に記載された別の検出器パッチを含んでいてよく、または別の検出器パッチに含まれていてよく、または別の検出器パッチに対応していてよい。たとえば本明細書に記載された検出器パッチのいずれも、図６Ａに示した検出器パッチ６００と同一、類似、または異なる構成を有していてよい。
【0087】
概して、検出器パッチ６００は、１つ以上の電極層と、介挿された誘電体層とを含んでいてよく、これらの層はそれぞれ、０．１ギガパスカル（ＧＰａ）以下のヤング率を有していてよい。別の実施形態では、１つ以上の層のヤング率が、０．１ＧＰａよりも大きくてよい。図示されているように、検出器パッチ６００は、第１の電極層６０２と、信号電極層６０４と、第２の電極層６０６と、これらの層の間に配置された介挿された誘電体層６０８，６１０とを含んでいる。幾つかの実施形態では、検出器パッチ６００は、第１の誘電体カバー層６１２および第２の誘電体カバー層６１４のような１つ以上の誘電体カバー層を付加的に含んでいてよい。
【0088】
第１の電極層６０２および第２の電極層６０６はそれぞれ、導電性の粒子（たとえば、カーボンブラック、ニッケルナノストランド、銀ナノ粒子、グラフェンナノプレート、酸化グラフェン等のようなナノ粒子）が内部に組み込まれた、シリコーン等のようなエラストマ基材または層を含んでいてよい。第１の電極層６０２および第２の電極層６０６内の導電性の粒子は、それぞれのエラストマ基材または層全体にわたって連続的に分布していてよく、かつ／またはエラストマ基材または層上にまたはエラストマ基材または層中に、ハッチングまたはメッシュパターンまたは構造で配置されていてよい。
【0089】
各誘電体層６０８，６１０は、シリコーン等のようなエラストマ材料を含んでいてよい。幾つかの実施形態では、誘電体層６０８，６１０の一方または両方は、とりわけ、意図されたまたは所望の量の誘電率等に依存して、幾つかの導電性材料内に組み込まれてもよい。
【0090】
信号電極層６０４は、シリコーン等のようなエラストマ材料を含んでいてよい。幾つかの実施形態では、信号電極層６０４は、信号電極層６０４内または上に配置された、導電性材料の１つ以上のセンサ領域６１６を含んでいる。たとえば、センサ領域６１６は、信号電極層６０４内に、導電性の粒子（たとえば、カーボンブラック、ニッケルナノストランド、銀ナノ粒子、グラフェンナノプレート、酸化グラフェン等のようなナノ粒子）を含んでいてよい。図６Ａには示されていないが、信号電極層６０４は、１つ以上の電気トレースを付加的に含んでいてよく、各電気トレースは、センサ領域６１６のうちの対応する１つを、検出器パッチ６００が実装されているセンサモジュールの電子機器ユニットに電気的に接続するように構成されている。
【0091】
第１の誘電体カバー層６１２および第２の誘電体カバー層６１２はそれぞれ、シリコーン等のようなエラストマ材料を含んでいてよい。第１の誘電体カバー層６１２は、別の物体、表面等との第１の電極層６０２の望ましくない接触を阻止し、かつ／または第１の電極層６０２を電気的に絶縁するために、第１の電極層６０２を覆っていてよい。第２の誘電体カバー層６１４は、別の物体、表面等との第２の電極層６０６の望ましくない接触を阻止し、かつ／または第２の電極層６０６を電気的に絶縁するために、第２の電極層６０６を覆っていてよい。
【0092】
幾つかの実施形態では、第１の電極層６０２および第２の電極層６０６の一方または両方が、対応するセンサモジュールのアースに接続されていてもよく、したがって、接地電極または接地電極層と呼ぶことができる。第１の電極層６０２および第２の電極層６０６の両方が接地電極層である場合、各センサ領域６１６は、第１の電極層６０２および第２の電極層６０６とは異なるコンデンサを形成するか、または異なるコンデンサの一部であってよい。本実施形態および別の実施形態では、各コンデンサは、２つのノードまたは端子を含んでいてよい。一方のノードまたは端子が、対応するセンサ領域６１６を含んでいてよい一方で、他方のノードまたは端子は、第１の電極層６０２および第２の電極層６０６を含んでいてよい。第１の電極層６０２および第２の電極層６０６の両方が接地されている場合、第１の電極層６０２および第２の電極層６０６を含むノードまたは端子は、所定のセンサ領域６１６を含むノードの周囲に少なくとも部分的にファラデーケージを形成することができる。
【0093】
図６Ｂは、本明細書に記載された少なくとも１つの実施形態に従って調整された、図６Ａに示した信号電極層６０４の上面図である。信号電極層６０４は、本明細書に記載された別の信号電極層を含んでいてよく、または別の信号電極層に含まれていてよく、または別の信号電極層に対応していてよい。図示されているように、信号電極層６０４は、種々のセンサ領域６１６を含んでおり、簡略化のために、図６Ｂではこれらのセンサ領域のうちの幾つかのみに符号が付されている。
【0094】
信号電極層６０４は、センサ領域６１６を信号電極層６０４の端子領域６２０に電気的に接続する電気トレース６１８を付加的に含んでいる。簡略化のために図６Ｂでは、幾つかの電気トレース６１８のみに符号が付されている。各電気トレース６１８は、信号電極層６０４内または信号電極層６０４上に配置された導電性材料を含んでいてよい。たとえば、電気トレース６１８は、信号電極層６０４内に導電性の粒子（たとえば、カーボンブラック、ニッケルナノストランド、銀ナノ粒子、グラフェンナノプレート、酸化グラフェンなどのようなナノ粒子）を含んでいてよい。各電気トレース６１８は、対応する電子機器ユニットへの電気的な接続のために、端子領域６２０内で終端していてよい。
【0095】
幾つかの実施形態では、センサ領域６１６は、各対のセンサ領域６１６が互いに直交するか、または実質的に直交するように（たとえば、直交に対して±５、１０、１５、２０、２５または３０度）配置または整列されている対で、信号電極層６０４内に配置されていてよい。すなわち、対の一方のセンサ領域６１６の長さまたは主軸は、対の他方のセンサ領域６１６の長さまたは主軸に対して直交するか、または実質的に直交するように整列されていてよい。直交配置の結果、対にされたセンサ領域６１６は、概してＬ字形、Ｔ字形、または別の適切な形状となっていてよい。幾つかの実施形態では、各センサ領域６１６の対のセンサ領域６１６の直交した配向によって、直交歪みおよび角変位の同時的な測定を容易にすることができる。
【0096】
図６Ａおよび図６Ｂを組み合わせて参照すると、第１の電極層６０２、第２の電極層６０６、誘電体層６０８，６１０および誘電体カバー層６１２、６１４はそれぞれ、図６Ｂに示した信号電極層６０４と同一または類似の設置面積を有していてよい。別の実施形態によれば、検出器パッチの種々の層は、図７Ａ～図７Ｄを参照しながら説明したように、別の設置面積または別の輪郭を有していてよい。
【0097】
図７Ａ～図７Ｄは、本明細書に記載された少なくとも１つの実施形態に従って調整された、検出器パッチ内に含まれてもよい別の例示的な信号電極層７００Ａ，７００Ｂ，７００Ｃ，７００Ｄの上面図を含んでいる。各信号電極層７００Ａ，７００Ｂ，７００Ｃ，７００Ｄおよび／または検出器パッチは、本明細書に記載された別の信号電極層および／または検出器パッチを含んでいてよく、または別の信号電極層および／または検出器パッチに含まれていてよく、または別の信号電極層および／または検出器パッチに対応していてよい。
【0098】
図７Ａ～図７Ｄに示されているように、各信号電極層７００Ａ，７００Ｂ，７００Ｃ，７００Ｄは、１つ以上のセンサ領域７０２と、シリコーン等のようなエラストマ材料層７０６内またはエラストマ材料層７０６上の電気トレース７０４とを含んでいる。図７Ａ～図７Ｄでは、簡略化のために、幾つかのセンサ領域７０２および電気トレース７０４にのみ符号が付されている。各センサ領域７０２および電気トレース７０４は、信号電極層７００Ａ，７００Ｂ，７００Ｃ，７００Ｄ内に、または信号電極層７００Ａ，７００Ｂ，７００Ｃ，７００Ｄ上に配置された導電性材料を含んでいてよい。たとえば、各センサ領域７０２および電気トレース７０４は、信号電極層７００Ａ，７００Ｂ，７００Ｃ，７００Ｄ内に導電性の粒子（たとえば、カーボンブラック、ニッケルナノストランド、銀ナノ粒子、グラフェンナノプレート、酸化グラフェンなどのようなナノ粒子）を含んでいてよい。
【0099】
電気トレース７０４は、センサ領域７０２を信号電極層７００Ａ，７００Ｂ，７００Ｃ，７００Ｄの端子領域７０８に電気的に接続することができる。各電気トレース７０４は、対応する電子機器ユニットへの電気的な接続のために、端子領域７０８内で終端していてよい。
【0100】
信号電極層７００Ａ，７００Ｂ，７００Ｃ，７００Ｄまたは本明細書に記載された別の信号電極層におけるセンサ領域７０２、電気トレース７０４および／または端子領域７０８の形状、数および／または配置は、任意の適切なまたは所望の構成を有していてよい。図７Ａおよび図７Ｂを参照すると、たとえば、信号電極層７００Ａおよび７００Ｂはそれぞれ、長手方向に互いに整列された等しくない長さの２つのセンサ領域７０２を含んでいる。信号電極層７００Ａの端子領域７０８は、信号電極層７００Ａの一端部に配置されているのに対し、信号電極層７００Ｂの端子領域７０８は、信号電極層７００Ｂの一方の側部に配置されている。
【0101】
図７Ｃおよび図７Ｄを参照すると、信号電極層７００Ｃ，７００Ｄはそれぞれ、５つのセンサ領域７０２を含んでおり、この５つのセンサ領域７０２は、信号電極層７００Ｃ，７００Ｄの長さに整列した各端部の１つのセンサ領域７０２と、信号電極層７００Ｃ，７００Ｄの長さに対して直交して整列された２つの端部間における３つのセンサ領域７０２とを含んでいる。
【0102】
信号電極層７００Ｃ，７００Ｄは、図７Ｃおよび図７Ｄの例では２つの端部のそれぞれに示される１つ以上の発電材料７１０を付加的に含んでいてよい。１つ以上の電気トレースは、発電材料７１０を互い電気的に接続するか、かつ／または対応する電子機器ユニットに電気的に接続されるように、信号電極層７００Ｃ，７００Ｄの端子領域７０８に電気的に接続することができる。
【0103】
信号電極層７００Ｃの端子領域７０８は、信号電極層７００Ｃの端部の一方に配置されている対し、信号電極層７００Ｄの端子領域７０８は、信号電極層７００Ｄの一方の側部に配置されている。
【0104】
図８Ａは、本明細書に記載された少なくとも１つの実施形態に従って調整された、別の例示的な検出器パッチ８００の概略図である。検出器パッチ８００は、本明細書に記載された別の検出器パッチを含んでいてよく、または別の検出パッチに含まれていてよく、または別の検出器パッチに対応していてよい。たとえば、本明細書に記載された検出器パッチのいずれかが、図８Ａに記載の検出器パッチ８００と同一、類似、または異なる構成を有していてよい。
【0105】
概して、検出器パッチ８００は、１つ以上の電極層と、介挿された誘電体層とを含んでいてよく、これらの層はそれぞれ、０．１ＧＰａ以下のヤング率を有していてよい。別の実施形態では、１つ以上の層のヤング率が、０．１ＧＰａよりも大きくてよい。図示されているように、検出器パッチ８００は、第１の電極層８０２と、信号電極層８０４と、これらの層の間に配置された介挿された誘電体層８０６とを含んでいる。任意に、検出器パッチ８００は、周辺電極８０７をさらに含んでいてよい。図８Ｂ～図８Ｄは、本明細書に記載された少なくとも１つの実施形態に従って調整された、図８Ａに記載の検出器パッチ８００の第１の電極層８０２、信号電極層８０４および誘電体層８０６をそれぞれ示す上面図である。
【0106】
図８Ａおよび図８Ｂを組み合わせて参照すると、第１の電極層８０２は、導電性の粒子（たとえば、カーボンブラック、ニッケルナノストランド、銀ナノ粒子、グラフェンナノプレート、酸化グラフェン等のようなナノ粒子）が内部に組み込まれた、シリコーンなどのようなエラストマ基材または層を含んでいてよい。第１の電極層８０２内の導電性の粒子は、エラストマ基材またはエラストマ層全体にわたって連続的に分布していてよく、かつ／またはエラストマ基材または層上にまたはエラストマ基材または層中に、ハッチングまたはメッシュパターンまたは構造で配置されていてよい。第１の電極層８０２は、検出器パッチ８００の動作および制御のために、検出器パッチ８００が実装されているセンサモジュールの対応する電子機器ユニットの、または対応する電子機器ユニット内の電気トレース、ＰＣＢまたは別の電子機器の取り付けのためＰＣＢインタフェース８０８および１つ以上の導電性トレースパッド８１０を含んでいてもよい。
【0107】
図８Ａおよび図８Ｃを組み合わせて参照すると、信号電極層８０４は、周辺電極８０７、１つ以上のセンサ領域８１２および１つ以上の電気トレース８１４に制限された導電性材料を備えた、シリコーンなどのようなエラストマ材料を含んでいてよい。周辺電極８０７、センサ領域８１２および／または電気トレース８１４は、信号電極層８０４上または信号電極層８０４内に導電性の粒子（たとえば、カーボンブラック、ニッケルナノストランド、銀ナノ粒子、グラフェンナノプレート、酸化グラフェンなどのようなナノ粒子）を含んでいてよい。たとえば、センサ領域８１２は、信号電極層８０４のエラストマ材料上に印刷されていてよい。電気トレース８１４は、電気トレース８１４のための電気接続点を提供するために、第１の電極層８０２のトレースパッド８１０に整列するタブ領域８１６で終端していてよい。図示されているように、信号電極層８０４の実施形態は、周辺電極８０７を含んでいてよく、この周辺電極８０７は、とりわけ、検出器パッチ８００全体のための電気的な絶縁を提供するために、第１の電極層８０２に電気的に接続している。本実施形態および別の実施形態において、第１の電極層８０２および周辺電極８０７は、信号電極層８０４を少なくとも部分的に取り囲むファラデーケージを形成していてよい。
【0108】
図８Ａおよび図８Ｄを組み合わせて参照すると、誘電体層８０６は、シリコーンなどのようなエラストマ材料を含んでいてよい。幾つかの実施形態において、とりわけ、意図されたまたは所望の量の誘電率などに依存して、誘電体層８０６は、その内部に組み込まれた幾つかの導電性材料を有していてよい。幾つかの実施形態では、誘電体層８０６は、第１の電極層８０２のＰＣＢインタフェース８０８の少なくとも一部を覆うために、タブ領域８１８を含んでいてよい。たとえば、タブ領域８１８は、ＰＣＢインタフェース８０８のトレースパッド８１０に至るまでＰＣＢインタフェース８０８を覆っていてよい。
【0109】
幾つかの実施形態では、第１の電極層８０２は、対応するセンサモジュールのアースに接続可能であり、したがって、接地電極または接地電極層と呼ぶことができる。各センサ領域８１２は、第１の電極層８０２とは異なるコンデンサを形成するか、または異なるコンデンサの一部であってもよい。本実施形態および別の実施形態では、各コンデンサは、２つのノードまたは端子を含んでいてよい。一方のノードまたは端子は、対応するセンサ領域８１２を含んでいてよいのに対し、他方のノードまたは端子は、第１の電極層８０２および周辺電極８０７を含んでいてよい。第１の電極層８０２および周辺電極８０７を含むノードまたは端子は、所定のセンサ領域８１２を含むノードの周囲に少なくとも部分的にファラデーケージを形成することができる。
【0110】
図９Ａは、本明細書に記載された少なくとも１つの実施形態に従って調整された、別の例示的な検出器パッチ９００の概略図である。この検出器パッチ９００は、本明細書に記載された別の検出器パッチを含んでいてよく、または別の検出器パッチに含まれていてよく、または別の検出器パッチに対応していてよい。たとえば本明細書に記載された検出器パッチのいずれかが、図９Ａに示した検出器パッチ９００と同一、類似または異なる構成を有していてよい。
【0111】
概して、検出器パッチ９００は、１つ以上の電極層と、介挿された誘電体層とを含んでいてよく、これらの層はそれぞれ、０．１ＧＰａ以下のヤング率を有していてよい。別の実施形態では、１つ以上の層のヤング率が、０．１ＧＰａよりも大きくてよい。図示されているように、検出器パッチ９００は、第１の電極層９０２と、信号電極層９０４と、第２の電極層９０６と、これら層の間に配置された介挿された誘電体層９０８，９１０とを含んでいる。任意に、検出器パッチ９００は、周辺電極９１２および／または１つ以上の誘電体カバー層、たとえば第１の誘電体カバー層９１４および第２の誘電体カバー層９１６をさらに含んでいてよい。図９Ａでは、周辺電極９１２が、信号電極層９０４に接触して示されている一方で、センサ領域および／または信号電極層９０４の電気トレースは、周辺電極９１２から電気的に絶縁されていてもよい。図９Ｂ～図９Ｈは、本明細書に記載された少なくとも１つの実施形態に従って調整された、第２の誘電体カバー層９１６、第２の電極層９０６、誘電体層９１０、信号電極層９０４、誘電体層９０８、第１の電極層９０２および第１の誘電体カバー層９１４をそれぞれ示す上面図である。
【0112】
図９Ａ、図９Ｃおよび図９Ｇを組み合わせて参照すると、第１の電極層９０２および第２の電極層９０６のそれぞれは、導電性の粒子（たとえば、カーボンブラック、ニッケルナノストランド、銀ナノ粒子、グラフェンナノプレート、酸化グラフェン等のようなナノ粒子）が内部に組み込まれた、シリコーンなどのようなエラストマ基材または層を含んでいてよい。第１の電極層９０２および第２の電極層９０６のそれぞれにおける導電性の粒子は、エラストマ基材またはエラストマ層全体にわたって連続的に分布していてよく、かつ／またはエラストマ基材または層上にまたはエラストマ基材または層中に、ハッチングまたはメッシュパターンまたは構造で配置されていてよい。
【0113】
図９Ｃを参照すると、第２の電極層９０６は、検出器パッチ９００の動作および制御のために、検出器パッチ９００が実装されたセンサモジュールの対応する電子機器ユニットの、もしくは電子機器ユニット内の電気トレース、ＰＣＢまたは別の電子機器を取り付けるためのＰＣＢインタフェース９１８および１つ以上の導電性トレースパッド９２０を含んでいてよい。
【0114】
図９Ｇを参照すると、第１の電極層９０２は、とりわけ、トレースパッド９２０のための検出器パッチ９００の接続領域（たとえばＰＣＢインタフェース９１８）を支持するか、またはこの接続領域に機械的強度を提供するために、タブ領域９２２を含んでいてよい。
【0115】
図９Ａおよび図９Ｅを組み合わせて参照すると、信号電極層９０４は、周辺電極９１２、１つ以上のセンサ領域９２４および１つ以上の電気トレース９２６に制限された導電性材料を備えた、シリコーンなどのようなエラストマ材料を含んでいてよい。周辺電極９１２、センサ領域９２４および／または電気トレース９２６は、信号電極層９０４上または信号電極層９０４内に導電性の粒子（たとえば、カーボンブラック、ニッケルナノストランド、銀ナノ粒子、グラフェンナノプレート、酸化グラフェンなどのようなナノ粒子）を含んでいてよい。たとえば、センサ領域９２４は、信号電極層９０４のエラストマ材料上に印刷されていてよい。電気トレース９２６は、電気トレース９２６のための電気接続点を提供するために、第２の電極層９０６のトレースパッド９２０に整列するタブ領域９２８で終端していてよい。図示されているように、信号電極層９０４の実施形態は、周辺電極９１２を含んでいてよく、この周辺電極９１２は、とりわけ、検出器パッチ９００全体のための電気的な絶縁を提供するために、第１の電極層９０２および第２の電極層９０６に電気的に接続している。本実施形態および別の実施形態において、第１の電極層９０２、第２の電極層９０６および周辺電極９０７は、信号電極層９０４を少なくとも部分的に取り囲むファラデーケージを形成していてよい。
【0116】
図９Ａ、図９Ｄおよび図９Ｆを組み合わせて参照すると、誘電体層９０８，９１０はそれぞれ、信号電極層９０４を第１の電極層９０２および第２の電極層９０６から電気的に絶縁するように構成された、たとえばシリコーンなどのようなエラストマ材料を含んでいてよい。幾つかの実施形態において、かつとりわけ、意図されたまたは所望の量の誘電率などに依存して、誘電体層９０８，９１０の一方または両方は、その内部に組み込まれた幾つかの導電性材料を有していてよい。縮尺通りに厳密には描かれていないが、誘電体層９０８，９１０および信号電極層９０４のそれぞれは、第１の電極層９０２および第２の電極層９０６の周縁部が露出したままであり、本明細書に開示されているように周辺電極９１２との電気的な接触を可能にするために、第１の電極層９０２および第２の電極層９０６よりも僅かに小さいサイズにされていてよい。
【0117】
幾つかの実施形態では、各誘電体層９０８，９１０は、それぞれタブ領域９３０，９３２を含んでいてよい。タブ領域９３０，９３２は、第２の電極層９０６のＰＣＢインタフェース９１８の少なくとも一部を覆っていてよい。たとえば、タブ領域９３０，９３２は、ＰＣＢインタフェース９１８のトレースパッド９２０に至るまでＰＣＢインタフェース９１８を覆っていてよい。
【0118】
図９Ａ、図９Ｂおよび図９Ｈを組み合わせて参照すると、第１の誘電体カバー層９１４および第２の誘電体カバー層９１６はそれぞれ、シリコーンなどのようなエラストマ材料を含んでいてよい。第１の誘電体カバー層９１４は、別の物体、表面等との第１の電極層９０２の望ましくない接触を阻止し、かつ／または第１の電極層９０２を電気的に絶縁するために、第１の電極層９０２を覆っていてよい。第２の誘電体カバー層９１６は、別の物体、表面等との第２の電極層９０６の望ましくない接触を阻止し、かつ／または第２の電極層９０６を電気的に絶縁するために、第２の電極層９０６を覆っていてよい。
【0119】
図９Ｂを参照すると、第２の誘電体カバー層９１６は、幾つかの実施形態において、第２の電極層９０６を覆うために寸法設定されていてよく、第２の電極層９０６よりも大きくてよい。代替的または付加的に、第２の誘電体カバー層９１６は、第２の電極層９０６のＰＣＢインタフェース９１８を、トレースパッド９２０に至るまで覆うタブ領域９３４を含んでいてよい。
【0120】
図９Ｈを参照すると、第１の誘電体カバー層９１４は、幾つかの実施形態において、第１の電極層９０２を覆うために寸法設定されていてよく、第１の電極層９０２よりも大きくてよい。代替的または付加的に、第１の誘電体カバー層９１４は、トレースパッド９２０のための検出器パッチ９００の接続領域（たとえばＰＣＢインタフェース９１８）を支持するか、またはこの接続領域に機械的強度を提供するために、タブ領域９３６を含んでいてよい。
【0121】
幾つかの実施形態では、第１の電極層９０２および第２の電極層９０６の一方または両方が、対応するセンサモジュールのアースに接続されていてもよく、したがって、接地電極または接地電極層と呼ぶことができる。第１の電極層９０２および第２の電極層９０６の両方が接地電極である場合、各センサ領域９２４は、第１の電極層９０２および第２の電極層９０６と異なるコンデンサを形成するか、または異なるコンデンサの一部であってもよい。本実施形態および別の実施形態では、各コンデンサは、２つのノードまたは端子を含んでいてよい。一方のノードまたは端子は、対応するセンサ領域９２４を含んでいてよい一方で、他方のノードまたは端子は、第１の電極層９０２および第２の電極層９０６ならびに周辺電極９１２を含んでいてよい。第１の電極層９０２および第２の電極層９０６の両方ならびに周辺電極９１２が接地されている場合、第１の電極層９０２および第２の電極層９０６ならびに周辺電極９１２を含むノードまたは端子は、所定のセンサ領域６１６を含むノードを実質的に取り囲むファラデーケージを形成することができる。
【0122】
図９Ａ～図９Ｈに示した検出器パッチ９００は、３電極スタックとして示されている。図９Ａ～図９Ｈに示した３電極スタックは、より多いか、またはより少ない電極層に拡張することができる。同様に、より多いか、またはより少ないセンサ領域９２４および電気トレース９２６が、別の構成および形状において使用されてもよい。
【0123】
検出器パッチ６００，８００，９００および本明細書で説明する別のパッチは、分散されたセンサ領域および可変の長さの対応する電気的な接続部（たとえば電気的なトレース）を含んでいてよいフレキシブルなセンサシステムの例またはその一部分である。長さの変動は、本明細書に記載された電子機器ユニットのような電子回路において補償するために問題であり、さもなければ、センサ領域のベース容量レベルにおける関連する不都合な変動を引き起こしてしまう。このようなセンサシステムまたはセンサシステムの一部は、電気的トレースがフレキシブルであり、かつ／または歪みが誤った容量信号を誘起する領域において、機械的なクロストークを受ける。電気トレースからのクロストークは、接地電極に接続された比較的大きな表面積を有する領域において顕著となり得る。本明細書に記載の幾つかの実施形態によれば、たとえばクロストークを低減するために、接地電極をハッチングまたはメッシュ構造体で形成することができる。このような接地電極の例を図１０に関連して説明する。
【0124】
図１０Ａおよび図１０Ｂは、本明細書に記載された少なくとも１つの実施形態に従って調整された、例示的な電極層１０００Ａ，１０００Ｂ（以下、まとめて「電極層１０００」または総称的に「電極層１０００」）の一部をそれぞれ示す概略図である。各電極層１０００は、本明細書に記載された別の電極層を含んでいてよく、または別の電極層に含まれていてよく、または別の電極層に対応してよい。たとえば、本明細書に記載された第１の電極層または第２の電極層のいずれかが、図１０Ａ～図１０Ｂに示した電極層１０００と同一、類似または異なる構成を有していてよい。
【0125】
図１０Ａおよび図１０Ｂに示されているように、各電極層１０００は、シリコーンなどのようなエラストマ基材内またはエラストマ基材上の、カーボンナノチューブ、銀ナノ粒子、別の導電性の粒子などのような導電性の材料の、部分的に開放され、チェック模様の、またはハッチングされた、またはメッシュパターンの構造体１００２Ａ，１００２Ｂ（以下、まとめて「メッシュ構造体１００２」）を含んでいる。幾つかの実施形態では、メッシュ構造体１００２は、たとえば付加印刷または３Ｄ印刷を介して、エラストマ基材上に印刷されていてよい。幾つかの実施形態では、メッシュ構造体１００２は、エラストマ基板上に導電性材料の連続層として形成されていてよく、次いで、選択された箇所で導電性の材料を除去するために選択的にエッチングされ、ホールまたはギャップを有するメッシュ構造体１００２を形成する。幾つかの実施形態において、かつ中実または連続的なメタライゼーションを有する電極層と比較して、メッシュ構造体１００２は、電極層１０００に接続している電気トレースの低減された表面積に起因して、電気トレース（たとえば電気トレース９２６）からの低減された浮遊容量を有する容量センサのために、同様の電気遮蔽を提供することができる。このような構成により、電気的トレースにおける歪みおよび／または屈曲によって生成される誤差信号を低減することができる。誤差信号の低減は、電極１０００の非金属化表面積の量または割合に比例していてよく、たとえば、メッシュ構造体１００２内のギャップまたは開放空間の量または割合に比例していてよい。したがって、本明細書に記載された実施形態は、とりわけ、シールドすべき信号周波数、電気トレースの幅および／または別の基準に従って、メッシュ構造体１００２内の開放空間の量または割合を変化させることができる。概して、幅広の電気トレースは、より多くの誤差信号（機械的クロストーク）を生成してしまい、これらの実施形態のためには、より開放したメッシュ構造体１００２（すなわち、より大きな開放空間）が、クロストークをさらに低減することができる。
【0126】
図１０Ａおよび図１０Ｂは、誘電体層によって電極層１０００の上方または下方に離隔させられていてもよい信号電極層のセンサ領域１００４をさらに示す。各センサ領域１００４は、電極層１０００とは異なるコンデンサを形成するか、または電極層１０００と異なるコンデンサの一部である。
【0127】
幾つかの実施形態では、メッシュ構造体１００２は、グリッドとして配置されている。図１０Ａを参照すると、メッシュ構造体１００２Ａのグリッドは、電極層１０００Ａの縁部に対して平行にまたは実質的に平行に整列した導電性材料の交差線を含んでいてよく、これにより、交差線によって画定された開放空間も、電極層１０００Ａの縁部に対して線形かつ平行に配置されている。たとえば、導電性材料の線の第１のサブセットは、電極層１０００Ａの（図１０Ａにおける向きで）縦方向の縁部に対して平行に整列され、互いに離間されていてよい一方で、導電性材料の線の第２のサブセットは、電極層１０００Ａの（図１０Ａにおける向きで）横方向の縁部に対して平行に整列され、互いに離間されていてよい。この配置では、線の第１のサブセットが、線の第２のサブセットと直交するか、または実質的に直交するように交差する。この線の配置によって形成される開放空間は、縦方向線および横方向線に整列した概して矩形の開放空間を含んでいる。
【0128】
別の配列も可能である。たとえば、図１０Ｂを参照すると、メッシュ構造体１００２Ｂのグリッドは、（図１０Ｂにおける向きで）縦方向線に対して±４５°で整列した導電性材料の交差線を含んでいてよく、これにより、交差線によって画定された開放空間も、縦方向線に対して線形に、かつ±４５°で配置されている。たとえば、導電性材料の線の第１のサブセットは、図１０Ｂにおいて縦方向線に対して＋４５°で整列され、互いに離間されていてよく、導電性材料の線の第２のサブセットは、図１０Ｂにおいて縦方向線に対して－４５°度で整列され、互いに離間されていてよい。この配置では、線の第１のサブセットが、線の第２のサブセットと直交するか、または実質的に直交して交差する。この線の配置によって形成される開放区間は、縦方向線に対して±４５°の斜線で整列した概して矩形の開放区間を含んでいる。
【0129】
メッシュ構造体１０００のグリッドについて、さらに別の配列が可能である。たとえば、導電性材料の交差線は、９０°とは異なる角度で交差してよい。代替的または付加的に、線は、電極層１０００の縦方向縁部または横方向縁部に対して平行ではない配列または（図１０Ａおよび図１０Ｂにおける向きで）縦方向に対して±４５°ではない配列を有してもよい。幾つかの実施形態では、交差線の配置によって形成される開放空間は、矩形ではない形状を有していてよい。幾つかの実施形態では、所定の方向に整列された線は、１つの線から次の線へと概して間隔が等しくてよく、または１つの線から次の線へと等しくないまたは可変の間隔を有していてよい。
【0130】
幾つかの実施形態では、メッシュ構造体１０００のグリッドは、相互連結した環状リング、六角形またはその別の形状の開放空間を有するハニカムパターンなどのような導電性材料の非線形の交差形状により、円形の開放空間で、または導電性材料および開放空間の任意の適切な配置で形成されていてよい。
【0131】
幾つかの実施形態では、導電性材料および／または開放空間の密度は、メッシュ構造体１０００全体にわたって均一である。幾つかの実施形態では、導電性材料および／または開放空間の密度は、メッシュ構造体１０００にわたって不均一である。たとえば、開放空間は、電気トレースおよび／またはセンサ領域１００４のすぐ上もしくはすぐ下ではない領域では比較的高密度（たとえば、導電性材料に対する開放空間のより大きな割合）であり、電気トレースおよび／またはセンサ領域１００４のすぐ上もしくはすぐ下の領域では比較的低密度（たとえば、導電性材料に対する開放空間のより少ない割合）である。
【0132】
任意の所定の実施形態におけるメッシュ構造体１０００の特定の構成は、クロストークを低減するか、または別のパラメータを変更もしくは最適化するように選択されていてよい。選択または変更することができるメッシュ構造体１０００の構成の態様は、線幅、線間隔、線配列、開放空間形状、開放空間密度（または逆に導電性材料密度）、開放空間密度（または逆に導電性材料密度）の均一性（またはその欠如）または別の適切な態様のうちの１つ以上を含んでいてよい。
【0133】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、本明細書に記載された少なくとも１つの実施形態に従って調整された、折畳み可能なセンサ領域１１０２を備えた別の例示的な信号電極層１１００の概略図を示している。信号電極層１１００は、本明細書に記載された別の信号電極１１００を含んでいてよく、または別の信号電極に含まれていてよく、または別の信号電極１１００に対応してよい。たとえば、本明細書に記載された信号電極層のいずれかが、図１１Ａおよび図１１Ｂに示した信号電極層１１００と同一、類似または異なる構成を有していてよい。図１１Ａは、折畳み可能なセンサ領域１１０２を折り畳む前の信号電極層１１００を示す上面図である。図１１Ｂは、折畳み可能なセンサ領域１１０２を折り畳んだ後の上面斜視図である。
【0134】
信号電極層１１００は、１つ以上の折畳み可能なセンサ領域１１０２、１つ以上のセンサ領域１１０４および１つ以上の電気トレース１１０６に制限された導電性材料を備えた、シリコーンなどのようなエラストマ材料を含んでいてよい。折畳み可能なセンサ領域１１０２、センサ領域１１０４および／または電気トレース１１０６は、信号電極層１１００上または信号電極層１１００内に導電性の粒子（たとえば、カーボンブラック、ニッケルナノストランド、銀ナノ粒子、グラフェンナノプレート、酸化グラフェンなどのようなナノ粒子）を含んでいてよい。電気トレース１１０６は、信号電極層１１０が実装されている対応する検出器パッチまたはセンサモジュールの動作および制御を行うための対応する電子機器ユニット、ＰＣＢまたは別の電子機器に接続するためのタブ領域１１０８で終端していてよい。
【0135】
折畳み可能なセンサ領域１１０２は、図１１Ａに示したように、折り点または折り線１１１０であることを意図した狭窄領域を含んでいてよい。折畳み可能なセンサ領域１１０２は、図１１Ｂに示したように、センサ領域１１０４上に位置決めされるように、センサ領域１１０４の上に折り重なるように構成されていてもよい。信号電極１１００は、より多くまたはより少ないセンサ領域１１０４または折畳み可能なセンサ領域１１０２、別の形状のセンサ領域１１０４または折畳み可能なセンサ領域１１０２、センサ領域１１０４または折畳み可能なセンサ領域１１０２の別の配置あるいは別の構成を含んでいてよい。
【0136】
信号電極層１１００の製造または形成において、折畳み可能なセンサ領域１１０２上への折畳み前に、挿入部材１１１２（図１１Ｂ）を各センサ領域１１０４上または各センサ領域１１０４にわたって配置することができる。簡素化のために、図１１Ｂでは、唯１つの挿入部材１１１２に符号が付されている。各挿入部材１１１２は、折畳み可能なセンサ領域１１０２とセンサ領域１１０４とを互いに電気的に絶縁するように構成された、シリコーンなどのようなエラストマ材料から成る誘電体層などを含んでいてよい。幾つかの実施形態では、とりわけ、意図されたまたは所望の量の誘電率などに依存して、挿入部材１１１２は、その内部に組み込まれた幾つかの導電性材料を有していてよい。幾つかの実施形態では、挿入部材１１１２は、折畳み可能なセンサ領域１１０２の折畳み前に位置決めされた別の構成要素を含んでいてよく、または挿入部材１１１２は、信号電極層１１００上に形成された、付加製造された（たとえば３Ｄプリントされた）層であってよい。別の構成および製造プロセスも可能である。
【0137】
図１１Ｂに示したように、挿入部材１１１２を配置した後に、折畳み可能なセンサ領域１１０２を各折畳み線１１１０で折り畳んでよく、これにより折畳み可能なセンサ領域１１０２をそれぞれ、複数のセンサ領域１１０４のうちの対応する１つセンサ領域１１０４の上に、かつこのセンサ領域１１０４から離隔させて配置することができる。センサ領域１１０４、挿入部材１１１２および折畳み可能なセンサ領域１１０２の各スタックは、対応するマルチモードセンサ領域１１１４を形成することができる。本明細書に記載されるような検出器パッチを形成するために１つ以上の別の電極層および／または誘電体層と組み合わせた場合に、所定のマルチモードセンサ領域１１１４内の各センサ領域１１０４および折畳み可能なセンサ領域１１０２は、１つ以上の電極層を備えた異なるコンデンサを形成するか、またはその一部であってよい。たとえば、所定のマルチモードセンサ領域１１１４のセンサ領域１１０４は、１つ以上の電極層と一緒に、第１のコンデンサを形成するか、または第１のコンデンサの一部であってよい一方で、所定のマルチモードセンサ領域１１４内の折畳み可能なセンサ領域１１０２は、１つ以上の電極層と一緒に、第２のコンデンサを形成するか、または第１のコンデンサの一部であってよい。各マルチモードセンサ領域１１１４のセンサ領域１１０４および折畳み可能なセンサ領域１１０２によって形成される第１のコンデンサおよび第２のコンデンサは、１対のコンデンサまたはコンデンサ対と呼ぶことができる。
【0138】
図１１Ｂにも概略的に示されているように、複数の折畳み線１１１０のうちの１つ折畳み線内にある各電気トレース１１０６の一部は、同様に、それぞれの電気トレース１１０６の大部分を信号電極層１１００の主平面または主要平面（たとえば、折り畳まれていない信号電極層１１００の一部）に残しながら折り畳まれてよい。マルチモードセンサ領域１１１４への各電気トレース１１０６の全てまたは実質的に全てが実質的に同一の平面（たとえば、信号電極層１１００の電気トレースの平面）に存在した状態で、関連する信号測定電子機器（図示せず）を、各マルチモードセンサ領域１１１４のコンデンサ各対間のコモンモード信号を差し引くことができる。とりわけこの配置によって、それぞれの電気トレース１１０６の全てまたは実質的に全てが実質的に同一平面上にあり、コモンモード信号が差し引かれた状態で、コンデンサ対から発生する残りの差動信号は、対のコンデンサの屈曲における差に完全にまたは実質的に起因していてよいので、対を成すコンデンサからのより高いコモンモード除去比を有する実施形態をもたらすことができる。
【0139】
幾つかの実施形態では、折り畳まれる電気トレース１１０６は、自由に折り畳まれてよく、つまり、電気トレース１１０６は、ループを形成するように折り曲げられてよい。幾つかの実施形態では、折り畳まれた電気トレース１１０６は、機械的にまたは別の形式で信号電極層１１００に取り付けられていてよく、または挿入構成を使用して形成されていてよい。さらに図１１Ｂには、各対にされたセンサ領域１１０４と折畳み可能なセンサ領域１１０２との間に位置決めされた単一の挿入部材１１１２が示されているが、別の実施形態では、各対にされたセンサ領域１１０４および折畳み可能なセンサ領域１１０２は、それらの間に位置決めされた２つ以上の挿入部材を有していてよい。
【0140】
図１２は、本明細書に記載された少なくとも１つの実施形態に従って調整された、多領域の角変位センサとして実装された別の例示的なセンサモジュール１２００の概略図である。図示されているように、センサモジュール１２００は、図９Ａ～図９Ｈに示した検出器パッチ９００の複数の例を含んでいてよく、これらの検出器パッチ９００は、センサモジュール１２００を形成するために１つ以上のエラストマコネクタ１２０２を介して一緒に接続されている。センサモジュール１２００は、１つ以上の電子機器ユニット、１つ以上の電源または別の構成要素、デバイスまたはシステムを含んでいてよい。このような角変位センサの構造、動作および実現についての付加的な開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第１０，５５５１，９１７号明細書において見出すことができる。
【0141】
図１３は、本明細書に記載された少なくとも１つの実施形態に従って調整された、例示的なＰＣＢインタフェース１３００の概略図である。ＰＣＢインタフェース１３００は、本明細書に記載された別のＰＣＢインタフェースを含んでいてよく、または別のＰＣＢインタフェースに含まれていてよく、またはＰＣＢインタフェース１３００に対応していてよい。たとえば、本明細書に記載された任意のＰＣＢインタフェースは、図１３に示したＰＣＢインタフェース１３００と同一、類似、または異なる構成を有していてよい。
【0142】
幾つかの実施形態では、ＰＣＢインタフェース１３００は、第１の電極層９０２または第２の電極層９０６のような、検出器パッチの層上に配置または形成されており、これにより対応するセンサモジュールの電子機器ユニット、たとえば、このような電子機器ユニットのＰＣＢのための接続点および組付け点を提供することができる。ＰＣＢインタフェース１３００は、カーボンブラック、ニッケルナノストランド、銀ナノ粒子、グラフェンナノプレート、酸化グラフェンなどのような導電性ナノ粒子を備えた導電性部分を含んでいてよい。たとえば、図１３に示したＰＣＢインタフェース１３００は、銀ナノ粒子インクまたは別の導電性材料で印刷されたトレースパッド１３０２を含んでいてよい。
【0143】
本明細書に記載された幾つかのセンサモジュールおよび／または検出器パッチは、曲げセンサとして実施されていてもよく、曲げセンサを含んでいてよい。図１４Ａ～図１４Ｃは、本明細書に記載された少なくとも１つの実施形態に従って調整された例示的な曲げセンサ１４００を示す。曲げセンサ１４００は、本明細書に記載された別の曲げセンサ、検出器パッチおよび／またはセンサモジュールを含んでいてよく、別の曲げセンサ、検出器パッチおよび／またはセンサモジュールに含まれていてよく、または別の曲げセンサ、検出器パッチおよび／またはセンサモジュールに対応していてよい。たとえば、本明細書に記載された検出器パッチのいずれかが、図１４Ａ～図１４Ｃに記載された曲げセンサ１４００と同一、類似、または異なる構成を有していてよい。
【0144】
曲げセンサ１４００は、概して、その幅および高さを超える長さを有する細長い構成を有していてよい。図１４Ａは、曲げセンサ１４００の長さおよび高さに対して平行な平面での曲げセンサ１４００の断面図である。図１４Ｂは、曲げセンサ１４００の幅および高さに対して平行な平面での曲げセンサ１４００の断面図である。図１４Ｃは、曲げセンサ１４００の動作理論を示している。
【0145】
曲げセンサ１４００は、概して、図１４Ａの平面において曲がるように構成されていてよく、これにより、図１４Ａの平面における単軸の角変位を測定することができる。概して、曲げセンサ１４００は、互いに上下に積み重ねられて第１のコンデンサ１４０２および第２のコンデンサ１４０４または容量センサを形成するように配置された種々異なる層、電極、センサ領域および／または電気トレース（たとえば検出器パッチ９００）を含んでいてよい。第１のコンデンサ１４０２は、曲げセンサ１４００の中心１４０６の片側（たとえば、上側）に位置決めされていてよい一方で、第２のコンデンサ１４０４は、中心１４０６の反対側（たとえば、下側）に位置決めされていてよい。
【0146】
幾つかの実施形態では、曲げセンサ１４００は、別のシリコーンエラストマ製品と同様の機械的特性および動作温度を与える、導電性および非導電性のフィラーでドープされた層状の医療用グレードのシリコーンエラストマを使用して作製されていてよい。
【0147】
幾つかの実施形態では、曲げセンサ１４００は、差動容量測定を介して角変位を測定することができる。したがって、温度変動、歪みおよびノイズのようなコモンモード信号は拒絶され、角変位の忠実度の高い測定が提供され得る。
【0148】
幾つかの実施形態では、差動容量は、１．８ボルト（Ｖ）での１００マイクロアンペア（μＡ）未満の電力消費で、極めて低いサンプリング電力を使用して測定され得る。幾つかの別の曲げセンサ技術とは異なり、信号は、経時的に極めて安定的であってよく、ドリフトせず、高い信頼性および精度を促進する。
【0149】
曲げセンサ１４００は、複数のチャネルおよび空間的に明確な「曲げピクセル」を含むようにカスタマイズされていてよく、任意の寸法および様々な剛性を有していてよく、拡張不能に、またはフレックス回路内に直接に組み込まれていてよく、かつ／または曲げ直交平面を測定するように構成されてよい。本明細書で使用される「曲げピクセル」は、曲げピクセルに限局される角変位を示す差動容量を出力する対にされた、積み重ねられたコンデンサのセットを意味している。たとえば、第１のコンデンサ１４０２および第２のコンデンサ１４０４のそれぞれを、その長さに沿ってセグメント化し、線形に整列された複数の第２のコンデンサ１４０４から中心１４０６を横切って離間する線形に整列された複数の第１のコンデンサを形成することによって、積み重ねられた第１のコンデンサおよび第２のコンデンサの各対は、曲げピクセルに限局される角変位を示す差動容量を出力するように構成された曲げピクセルを形成する。
【0150】
幾つかの実施形態では、コンデンサ１４０２，１４０４は、中心１４０６からオフセットされていてよく（たとえば、中心１４０６の各側に１つ）、かつ曲げセンサ１４０２の全長または実質的に全長に延びていてよく、差動容量は２つのオフセットされたコンデンサの間で測定される（図１）。出力が差動出力であるので、引張歪みのようなコモンモード信号は拒絶されてよい。したがって、曲げセンサ１４００のような柔軟な角変位センサは、コモンモード引張歪み、コモンモード圧縮歪み、またはこれら両方の混合が曲げ歪みに重ね合わせられる場合でさえも、正確な曲げ角度を測定することができる。
【0151】
図１４Ｃを参照すると、曲げセンサ１４００の出力は、曲げセンサ１４００の端部によって定義されたベクトルＶ１，Ｖ２から計算される角変位Δθであってよい。図１４Ｃは、曲げセンサ１４００の曲げ部分１４１０の詳細な断面図１４０８を付加的に含んでいる。図１４０８に示すように、曲げの内側の第１のコンデンサ１４０２が、圧縮歪みεｃを受けて得るのに対して、曲げの外側の第２のコンデンサ１４０４は、引張歪みεｔを受け得る。曲げられていない状態または歪みのない状態と比較すると、図１４Ｃに示されている曲がった状態では、歪みが、コンデンサ１４０２，１４０４の容量を逆方向に（たとえば、一方は増加してよいが、他方は減少してよい）変化させていてよく、このことは、２つのコンデンサ１４０２，１４０４の差動容量を増加させてよい。差動容量測定は、曲げセンサ１４００の総角変位に線形に比例してよい。本明細書で使用される総角変位は、ベクトルＶ１とＶ２との間の角度を指していてよい。
【0152】
曲げセンサ１４００などの柔軟な角変位センサは、経路独立の特性を有しており、これにより、無関係な曲げは、センサ出力に制限された影響しか有していない。この特性は、コンデンサ、たとえば第１のコンデンサ１４０２および第２のコンデンサ１４０４が曲げセンサ１４００の長さまたは曲げセンサ１４００の実質的な長さにわたって延びているという事実から生じ得る。このように、曲げの総量は、無関係の曲げ経路がキャンセルされるように、長さに沿って統合されている。このことは、曲げの位置が、曲げセンサ１４００の長さに沿ったいかなる場所でも生じ得ることを意味している。
【0153】
図１４Ａ～図１４Ｃは、単軸の曲げセンサ１４００を示している。曲げセンサ１４００の動作原理は、図１５に示したような二軸の曲げセンサに拡張されてよい。図１５は、本明細書に記載された少なくとも１つの実施形態に従って調整された、別の例示的な曲げセンサ１５００を示している。曲げセンサ１５００は、本明細書に記載された別の曲げセンサ、検出器パッチおよび／またはセンサモジュールを含んでいてよく、または別の曲げセンサ、検出器パッチおよび／またはセンサモジュール含まれていてよく、または別の曲げセンサ、検出器パッチおよび／またはセンサモジュール対応していてよい。たとえば、本明細書に記載された検出器パッチのいずれかが、図１５の曲げセンサ１５００と同一、類似、または異なる構成を有していてよい。
【0154】
曲げセンサ１５００は、概して図１４Ａ～図１４Ｃに示した曲げセンサ１４００と同様に、概してその幅および／または高さを超える長さを有する細長い構成を有していてよい。図１５は、曲げセンサ１５００の幅および高さに対して平行な平面における曲げセンサ１５００の断面図である。示されているように、曲げセンサ１５００は、対にされた第１コンデンサ１５０２，１５０４と、対にされた第２のコンデンサ１５０６，１５０８とを含んでいる。各コンデンサ１５０２，１５０４，１５０６，１５０８は、（たとえば、図１５に示した平面内および平面外で）曲げセンサ１５００の長さ全体または実質的に全体に延在していてよい。対にされた第１のコンデンサ１５０２，１５０４からの第１の差動信号は、縦方向に整列した、図１５の平面から出入りする平面における曲げセンサ１５００の角変位を測定することができる。対にされた第２のコンデンサ１５０６，１５０８からの第２の差動信号は、横方向に整列され、図１５の平面から出入りする平面における曲げセンサ１５００の角変位を測定することができる。
【0155】
図１６Ａおよび図１６Ｂは、本明細書に記載された少なくとも１つの実施形態に従って調整された、取り付けられた１つ以上のセンサモジュールを備えた車両タイヤ１６００Ａ，１６００Ｂの断面図を含んでいる。図１６Ａおよび図１６Ｂは、車両タイヤ１６００Ａ，１６００Ｂにおけるセンサモジュールの異なる例示的な配置を示している。別の配置も可能である。
【0156】
より詳細には、図１６Ａは、図６Ａ～図６Ｂに示した検出器パッチ６００の複数の例を含む１つ以上のセンサモジュールを備えた車両タイヤ１６００Ａの斜視断面図である。（個別または共有の電子機器ユニットおよび／または電源を備えた）検出器パッチ６００は、タイヤビード１６０４、トレッド部分１６０８、ショルダ部分１６１０およびサイドウォール部分１６１２を有する車両タイヤ１６００Ａの内面１６０２上に分散されていてよい。センサモジュールおよびそのセンサ領域６１６（図６Ａおよび図６Ｂ）は、サイドウォール部分１６１２、ショルダ部分１６１０および／またはトレッド部分１６０８のうちの１つ以上の内面１６０２に極めて近接して、かつ／または内面１６０２上に配置されていてよい。幾つかの実施形態では、検出器パッチ６００を、１５°、３０°、６０°、９０°、１２０°および／または１８０°毎に車両タイヤ１６００Ａの全周にわたって分配することができるか、または別の分配を有していてよい。
【0157】
図１６Ｂは、図７Ａ～図７Ｄに示した信号電極層または別の信号電極層のうちの１つをそれぞれ有する検出器パッチ１６１４の複数の例を含む１つ以上のセンサモジュールを備えた車両タイヤ１６００Ｂの斜視断面図である。（個別または共有の電子機器ユニットおよび／または電源を備えた）検出器パッチ１６１４は、タイヤビード１６１８、トレッド部分１６２０、ショルダ部分１６２２およびサイドウォール部分１６２４を有する車両タイヤ１６００Ｂの内面１６１６上に分散されていてよい。検出器パッチ１６１４およびそれらのセンサ領域は、サイドウォール部分１６２４、ショルダ部分１６２２および／またはトレッド部分１６２０のうちの１つ以上の内面１６１６に極めて近接して、かつ／または内面１６１６上に配置されていてよい。幾つかの実施形態によれば、検出器パッチ１６１４を、１５°、３０°、６０°、９０°、１２０°および／または１８０°毎に車両タイヤ１６００Ｂの全周にわたって分配することができか、または別の分配を有していてよい。
【0158】
図１７Ａから図１７Ｄは、本明細書に記載された少なくとも幾つかの実施形態に従って配置された、車両の運転時の車両タイヤ１７００が受け得る幾つかの力を示している。図１７Ｂおよび図１７Ｃには付加的に、車両タイヤ１７００の内面におけるセンサモジュール１７０２，１７０４および／またはその検出器パッチの例示的な配置を付加的に示している。図１７Ｄは、停止状態１７０６および使用状態１７０８にある車両タイヤ１７００を示している。
【0159】
車両タイヤ１７００がホイール／リムに取り付けられており、前方に運動して旋回している場合、車両タイヤ１７００に加えられる力は、図示のようになり得る。路面上の車両タイヤ１７００の接触パッチは、車輪と車両タイヤ１７００の一部とが外側に変位した結果として力を受けてよい一方で、接触パッチは、路面との接触を維持する。Ｙ軸に沿った力Ｆｙは、車両タイヤ１７００／ホイールのＹ軸に沿った空間変位Ｙをもたらしてよい。車両タイヤ１７００の構造に加えられる少なくとも１つの力ベクトルは、車両タイヤ１７００のトレッド部分、ショルダ部分および／またはサイドウォール部分に変形を引き起こし得る。
【0160】
図１７Ｄを参照すると、タイヤ変位角Ａｉｕは、たとえば、停止しているサイドウォール部分の（図１７に示した停止状態１７０６において縦方向で示されている）角度Ａａｒに対して特定することができる。図１７Ｄに示したように、停止している車両タイヤ１７００または車両タイヤ１７００の一部の物理的な位置は、使用または運転中の同一のタイヤ部分の物理的な位置と比較することができる。幾つかの実施形態では、このように特定されたタイヤパラメータは、第１の停止中位置、たとえばＹ１ａｒおよび／またはＹ２ａｒ（Ｙ軸における位置、タイヤ回転軸線に沿って横方向内側）から第２のリアルタイム位置（たとえばＹ１ｉｕおよび／またはＹ２ｉｕ）へのタイヤ部分の物理的な変位を含んでいてよく、このような変位は、歪みセンサ出力を生じさせる。幾つかの実施形態では、「停止中」または停止状態１７０６は、車両タイヤ１７００が回転していない場合であってよい。幾つかの実施形態では、「停止中」は、車両タイヤ１７００が取り付けられている車両が静止しているが、荷重を加えられており、たとえば車両の全てのタイヤによって支持されている場合であってよい。幾つかの実施形態では、「使用中」は、車両タイヤ１７００が回転している場合であってよい。幾つかの実施形態では、使用中とは、タイヤが取り付けられている車両が運動中、たとえば車両が旋回、加速、減速および／または一定の速度で運転中である場合であってよい。幾つかの実施形態では、センサモジュール１７０２，１７０４は、車両タイヤ１７００のサイドウォール部分に配置されていてよく、本明細書に記載された実施形態に従って特定されたタイヤパラメータは、第１の静止中のタイヤサイドウォール部分の角度Ａａｒから第２のリアルタイムのタイヤサイドウォール部分の角度Ａｉｕへの角変位を含んでいてよく、このサイドウォール部分の角度の変化は、歪みセンサ出力を生じる。
【0161】
幾つかの実施形態では、タイヤの歪みを特定するための方法が記載されている。本方法は、既知のタイヤ物理パラメータを用いて基準容量センサ振幅出力を特定することによる、上述のセンサモジュールの較正を含んでいてよい。幾つかの実施形態では、本方法は、実際の、たとえばリアルタイムタイヤパラメータ、たとえばタイヤウォール変位角における変化、タイヤの部分の物理的な変位または別の変形によって生成される容量センサ振幅出力の受信を含んでいてよい。幾つかの実施形態では、本方法は、受信した歪みセンサ振幅を、既知のタイヤ物理パラメータを用いて特定された特定の歪みセンサ振幅出力と相関させることによって、タイヤの歪みを特定することを含んでいてよい。
【0162】
幾つかの実施形態では、車両タイヤの全体的な変形を測定するための方法が記載されている。本方法は、車両タイヤのショルダ部分および／またはトレッド部分の内側表面に極めて近接してかつ／またはこの内側表面上に配置された１つ以上のセンサモジュールにより、タイヤのトレッド部分およびショルダ部分に加えられる歪みを測定することを含んでいてよい。幾つかの実施形態では、本方法は、１つ以上のセンサモジュールによって車両タイヤの１つ以上のサイドウォール部分に加えられる歪みおよび角変位を測定することを含んでいてよい。幾つかの実施形態では、本方法は、１つ以上のセンサモジュールの停止中の容量出力を、１つ以上のセンサモジュールの歪まされた状態での容量出力と比較することによる、タイヤの全体的な変形を特定することを含んでいてよい。
【0163】
幾つかの実施形態では、サイドウォールタイヤ摩耗および／またはタイヤ異常を検出するための方法が記載されている。本方法は、１つ以上のセンサモジュールを使用して、たとえば、停止中または第１の時間位置における第１の位置から、たとえば運動位置および／または第２の時間位置における第２の位置への物理的な変形または運動を使用して、サイドウォール部分の第１の部分およびサイドウォール部分の第２の部分に加えられる歪みを測定することを含んでいてよい。幾つかの実施形態では、本方法は、サイドウォール部分の第１の部分および第２の部分の、たとえば停止中または第１の時間位置における第１の位置から、たとえば運動位置および／または第２の時間位置における第２の位置への歪みまたは角変位、たとえば物理的な変形または運動を比較することを含んでいてよい。幾つかの実施形態において、本方法は、測定された歪み間の容量出力の差が所定の閾値を超えているか否かの特定を含んでいてよい。
【0164】
図１８は、本明細書に記載された少なくとも１つの実施形態に従って調整された、タイヤの１つ以上のパラメータを推定するための例示的な方法１８００のフローチャートである。本方法１８００は、本明細書に記載されているようなセンサモジュール、電子機器ユニットなどによって、全体的または部分的に、実行されるか、または制御されてよい。方法１８００は、ブロック１８０２，１８０４および／または１８０６のうちの１つ以上を含んでいてよい。
【0165】
ブロック１８０２において、本方法１８００は、検出器パッチの１つ以上のコンデンサをそれぞれ充電することを含んでいてよい。コンデンサは、ＤＣまたはＡＣによって充電されてよい。ブロック１８０２には、ブロック１８０４が続いてよい。
【0166】
ブロック１８０４において、本方法１８００は、各コンデンサの静電容量、１対のコンデンサの差動静電容量または各コンデンサの静電容量の変化を特定することを含んでいてよい。幾つかの実施形態では、ブロック１８０４は、各コンデンサの電圧のインピーダンスバッファリング、ＡＤＣ出力値が歪みに比例する箇所でのＡＤＣによる電圧サンプリングおよび較正係数の適用を含んでいてよい。ブロック１８０４には、ブロック１８０６が続いてよい。
【0167】
ブロック１８０６において、本方法１８００は、特定された静電容量、差動静電容量または静電容量の変化に基づく、または特定された静電容量、差動静電容量または静電容量の変化を用いた、１つ以上のパラメータの推定を含んでいてよい。ブロック１８０６は、タイヤのトレッド摩耗、荷重またはトラクションのうちの少なくとも１つを推定するために、タイヤ変形波形の特徴を追跡するための機械学習アルゴリズムの適用を含んでいてよい。
【0168】
幾つかの実施形態では、特定および推定の前に、本方法１８００はさらに、既知のタイヤ物理パラメータを用いた各コンデンサの基準出力の特定を含む、各コンデンサの較正を含んでいてよい。
【0169】
幾つかの実施形態では、方法１８００は、タイヤ物理パラメータが未知の状態で各コンデンサの出力を受信することをさらに含んでいてよい。この例では、ブロック１８０６における推定は、既知のタイヤ物理パラメータでの基準出力と、未知のタイヤ物理パラメータのための出力との比較を含んでいてよい。
【0170】
幾つかの実施形態では、本方法１８００はさらに、タイヤの進行方向の±３０度以内、またはタイヤの進行方向に対して垂直な方向の±３０度以内に、１つ以上のコンデンサの第１のコンデンサの長さが整列された状態で、検出器パッチをタイヤに取り付けることをさらに含んでいてよい。第１のコンデンサは、長さおよび幅を有しており、前記長さは前記幅を上回っていてよい。
【0171】
幾つかの実施形態では、方法１８００は、各コンデンサがタイヤトレッド、タイヤショルダおよびタイヤサイドウォールからなる群から選択される少なくとも１つの近傍に配置された状態で、検出器パッチをタイヤに取り付けることをさらに含んでいてよい。
【0172】
幾つかの実施形態によれば、方法１８００は、各コンデンサを充電するために、検出器パッチに接続されたエネルギ生成回路内でエネルギを生成することをさらに含んでいてよい。
【0173】
図１９は、本明細書に記載された少なくとも１つの実施形態に従って調整された、検出器パッチを形成するための例示的な方法１９００のフローチャートである。方法１９００は、ブロック１９０２および／または１９０４のうちの１つ以上を含んでいてよい。幾つかの実施形態によれば、本明細書に記載された１つ以上の検出器パッチ６００，８００，９００または別の検出器パッチを形成するために、方法１９００または方法１９００の変化形を使用することができる。
【0174】
ブロック１９０２において、本方法１９００は、信号電極層６０４，７００Ａ～７００Ｄ，８０４，９０４，１１００のいずれかのような信号電極層を形成することを含んでいてよい。ブロック１９０２は、シリコーンなどのようなエラストマ材料層の形成を含んでいてよい。エラストマ材料層は、付加印刷または別の方法により形成されていてよい。ブロック１９０２は、エラストマ材料層の第１の部分において、エラストマ材料層上に第１のセンサ領域を形成することを含んでいてよい。ブロック１９０２は、第１のセンサ領域に挿入部材を配置することを含んでいてよい。ブロック１９０２は、エラストマ材料層の第２の部分において、エラストマ材料層上に第２のセンサ領域を形成することを含んでいてよい。第１のセンサ領域および第２のセンサ領域のそれぞれは、１つ以上の導電性材料を含んでいてよく、かつ／または導電性インク付加印刷または別の適切なプロセスまたは材料によって形成されてもよい。ブロック１９０２は、第２の部分を第１の部分上に位置決めするためにエラストマ材料層の折り畳みを含んでいてよく、第２のセンサ領域は、第１のセンサ領域に整列され、かつ挿入部材によって第１のセンサ領域から分離されている。信号電極層は、折り畳まれたエラストマ材料層を含んでいてよく、この場合、整列された第１のセンサ領域および第２のセンサ領域は、挿入部材によって分離されている。ブロック１９０２には、ブロック１９０４が続いていてよい。
【0175】
ブロック１９０４において、本方法１９００は、誘電体層によって信号電極層から離間された接地電極層を形成することを含んでいてよい。接地電極層は、たとえば、第１の電極層６０２，８０２，９０２、第２の電極層６０６，９０６、または本明細書に記載された別の電極層のいずれかを含んでいてよい。ブロック１９０４は、別のエラストマ材料層を形成することと、エラストマ材料層上に導電性メッシュ構造体を形成することとを含んでいてよい。
【0176】
幾つかの実施形態では、エラストマ材料層は、ＰＣＢインタフェース８０８，９１８，１３００または別のＰＣＢインタフェースのいずれかのような電子機器接続領域もしくは本明細書に記載された電子機器接続領域を含んでいてよい。本方法１９００は、折畳みの前に、電子機器接続領域において第１のセンサ領域を第１の電気パッドに電気的に接続する第１のトレースをエラストマ材料層上に形成することと、電子機器接続領域内で第２のセンサ領域を第２の電気パッドに電気的に接続する第２のトレースをエラストマ材料層上に形成することとをさらに含んでいてよい。第１のトレースおよび第２のトレースはそれぞれ、１つ以上の導電性材料を含んでいてよい。
【0177】
幾つかの実施形態では、本方法１９００は、実質的に信号電極層の周囲にファラデーケージを形成することをさらに含んでいてよい。本実施形態および別の実施形態では、接地電極層は、（第１の電極層６０２，８０２，９０２のいずれかのような）第１の接地電極層を含んでいてよく、誘電体層は、第１の接地電極層上に形成された、（誘電体層６０８，８０６，９０８のような）第１の誘電体層を含んでいてよく、信号電極層は、第１の誘電体層上に形成されていてよく、ファラデーケージを形成することは、（誘電体層６１０，９１０のような）第２の誘電体層によって信号電極層上に、かつ信号電極から離間して（第２の電極層６０６，９０６のような）第２の接地電極層を形成することと、第１の誘電体層、信号電極層および第２の誘電体層を実質的に取り囲む（周辺電極８０７，９１２のような）周辺電極を形成することとを含んでいてよい。周辺電極は、第１の接地電極層を第２の接地電極層に電気的に接続してよい。
【0178】
幾つかの実施形態では、接地電極層は、（第１の電極層６０２，８０２，９０２のいずれかのような）第１の接地電極層を有していてよく、誘電体層は、第１の接地電極層に形成された、（誘電体層６０８，８０６，９０８のような）第１の誘電体層を有していてよく、信号電極層は、第１の誘電体層上に形成されていてよい。本実施形態および別の実施形態では、方法１９００は、第１の接地電極層を形成する前に、（第１の誘電体カバー層９１４のような）第１の誘電体カバー層を形成し、ここで第１の接地電極層は、第１の誘電体カバー層上に形成されていることと、信号電極層上に（誘電体層９１０のような）第２の誘電体層を形成することと、第１の誘電体層、信号電極層および第２の誘電体層を実質的に取り囲む（周辺電極９１２のような）周辺電極を形成し、ここで周辺電極が第１の接地電極層に電気的に接続されていることと、第２の誘電体層上に（第２の電極層９０６のような）第２の接地電極層を形成し、かつ周辺電極および第１の接地電極層に電気的に接続することと、第２の接地電極層上に（第２の誘電体カバー層９１６のような）第２の誘電体カバー層を形成することとをさらに含んでいてよい。
【0179】
例
例１：高い負荷が加えられるタイヤ領域の特定
図２０Ａ～図２０Ｂは、本明細書に記載された少なくとも１つの実施形態に従って調整された、本例において生成されるタイヤ負荷およびその位置のコンピュータモデルを含んでいる。本例では、２０５／Ｒ１５ラジアルタイヤをタイヤ負荷システムに取り付け、タイヤを約３１ポンド平方インチ（ｐｓｉ）まで膨張させた。タイヤのさまざまな場所に加えられるタイヤ負荷は、本明細書に記載されたような様々なセンサモジュールによって、タイヤの内側のさまざまな場所にセンサ領域が分配された状態で測定された。測定値は、ＡＮＳＹＳ１９．２ソフトウェアモジュールを備えたラップトップコンピュータにより受信された。結果として生じた測定値は処理され、図２０Ａ～図２０Ｃに示すような画像が生成された。変化する負荷の領域が異なる陰影で示されており、トレッドおよびサイドウォールにおける高負荷領域２００２，２００４は、１０．０ｍｍよりも大きなタイヤ変形を示す。図２０Ａにおいて、「ＣＰ」は、路面とタイヤとの接触パッチを示し、「ＲＣ」は、路面上に設置されたタイヤの半径方向の圧縮を示す。本例では、ＲＣは約１６ｍｍであると測定された。センサ領域、誘電性発電材料および／または圧電性発電材料を２００２および２００４のような高負荷領域に配置することは、それぞれのセンサ領域、誘電性発電材料および／または圧電性発電材料に加えられる変位の振幅を増大および／または最大化し得る。
例１：高い負荷が加えられるタイヤ領域の特定
図２０Ａ～図２０Ｂは、本明細書に記載された少なくとも１つの実施形態に従って調整された、本例において生成されるタイヤ負荷およびその位置のコンピュータモデルを含んでいる。本例では、２０５／Ｒ１５ラジアルタイヤをタイヤ負荷システムに取り付け、タイヤを約３１ポンド平方インチ（ｐｓｉ）まで膨張させた。タイヤのさまざまな場所に加えられるタイヤ負荷は、本明細書に記載されたような様々なセンサモジュールによって、タイヤの内側のさまざまな場所にセンサ領域が分配された状態で測定された。測定値は、ＡＮＳＹＳ１９．２ソフトウェアモジュールを備えたラップトップコンピュータにより受信された。結果として生じた測定値は処理され、図２０Ａ～図２０Ｃに示すような画像が生成された。変化する負荷の領域が異なる陰影で示されており、トレッドおよびサイドウォールにおける高負荷領域２００２，２００４は、１０．０ｍｍよりも大きなタイヤ変形を示す。図２０Ａにおいて、「ＣＰ」は、路面とタイヤとの接触パッチを示し、「ＲＣ」は、路面上に設置されたタイヤの半径方向の圧縮を示す。本例では、ＲＣは約１６ｍｍであると測定された。センサ領域、誘電性発電材料および／または圧電性発電材料を２００２および２００４のような高負荷領域に配置することは、それぞれのセンサ領域、誘電性発電材料および／または圧電性発電材料に加えられる変位の振幅を増大および／または最大化し得る。
【0180】
例２Ａ：層状の検出器パッチの形成
実質的に図６Ａおよび図６Ｂに図示したような層の実施形態は、米国特許第８，９４１，２８１号明細書、米国特許第９，４７６，６９２号明細書および米国特許第９，８７４，４３１号明細書に開示されているものと同一または同様の技術および／または材料を用いて製造された。本実施形態では、１８個のセンサ領域６１６が形成／製造された（３６チャネル）が、より一般的には、センサ領域６１６の数は必要に応じて規定して製造することができる。さらに、検出器パッチ６００は、実質的にＨ字形の検出器パッチ６００（図６Ｂの設置面積を参照）の４つの外側のコーナにそれぞれに配置された２つのセンサ領域６１６がタイヤのサイドウォールの内側に配置され、実質的にＨ字形の検出器パッチ６００の４つの内側のコーナにそれぞれ配置された２つのセンサ領域６１６がタイヤのショルダ内側に配置され、Ｔ字形の配列を有する、実質的にＨ形の検出器パッチ６００の中心の２つのセンサ領域６１６が、タイヤのトレッドの内側に配置されるように、寸法設定されかつ構成されている。
実質的に図６Ａおよび図６Ｂに図示したような層の実施形態は、米国特許第８，９４１，２８１号明細書、米国特許第９，４７６，６９２号明細書および米国特許第９，８７４，４３１号明細書に開示されているものと同一または同様の技術および／または材料を用いて製造された。本実施形態では、１８個のセンサ領域６１６が形成／製造された（３６チャネル）が、より一般的には、センサ領域６１６の数は必要に応じて規定して製造することができる。さらに、検出器パッチ６００は、実質的にＨ字形の検出器パッチ６００（図６Ｂの設置面積を参照）の４つの外側のコーナにそれぞれに配置された２つのセンサ領域６１６がタイヤのサイドウォールの内側に配置され、実質的にＨ字形の検出器パッチ６００の４つの内側のコーナにそれぞれ配置された２つのセンサ領域６１６がタイヤのショルダ内側に配置され、Ｔ字形の配列を有する、実質的にＨ形の検出器パッチ６００の中心の２つのセンサ領域６１６が、タイヤのトレッドの内側に配置されるように、寸法設定されかつ構成されている。
【0181】
例２Ｂ：層状の検出器パッチの形成
図７Ａに示した信号電極層７００Ａの設置面積を備えた、図６Ａに実質的に示されているような層の実施形態は、米国特許第８，９４１，２８１号明細書、米国特許第９，４７６，６９２号明細書および米国特許第９，８７４，４３１号明細書に開示されているものと同一または類似の技術および／または材料を用いて製造された。本実施形態では、２つのセンサ領域７０２が、検出器パッチ内に形成／製造されている（４チャネル）。センサ領域７０２の個数は、例２Ａと比較して減じられており、ここでは多重化回路は不要である。さらに、本実施形態では、非センサ領域において、接地電極としての第１の電極層および第２の電極層は、検出器パッチの長手方向軸線に対して約４５°でクロスハッチングされた導電性メッシュ構造体を含んでいる。メッシュ構造体は、対応するエラストマ層上に導電性インクを堆積させることにより、対応するエラストマ層上に配置されている。２つのセンサ領域７０２のうちの短い方のセンサ領域は、タイヤサイドウォール位置に配置されるように対応し、２つのセンサ領域７０２のうちの長い方のセンサ領域は、タイヤトレッド位置に配置されるように対応している。
図７Ａに示した信号電極層７００Ａの設置面積を備えた、図６Ａに実質的に示されているような層の実施形態は、米国特許第８，９４１，２８１号明細書、米国特許第９，４７６，６９２号明細書および米国特許第９，８７４，４３１号明細書に開示されているものと同一または類似の技術および／または材料を用いて製造された。本実施形態では、２つのセンサ領域７０２が、検出器パッチ内に形成／製造されている（４チャネル）。センサ領域７０２の個数は、例２Ａと比較して減じられており、ここでは多重化回路は不要である。さらに、本実施形態では、非センサ領域において、接地電極としての第１の電極層および第２の電極層は、検出器パッチの長手方向軸線に対して約４５°でクロスハッチングされた導電性メッシュ構造体を含んでいる。メッシュ構造体は、対応するエラストマ層上に導電性インクを堆積させることにより、対応するエラストマ層上に配置されている。２つのセンサ領域７０２のうちの短い方のセンサ領域は、タイヤサイドウォール位置に配置されるように対応し、２つのセンサ領域７０２のうちの長い方のセンサ領域は、タイヤトレッド位置に配置されるように対応している。
【0182】
例３：センサシステムの形成
例１に記載されたような検出器パッチは、９ボルトバッテリと、ＲＦアンテナを含むブルートゥース通信回路とに配線された。このタイヤは転がり抵抗機に取り付けられ、約３１ＰＳＩに膨張させられた。生データ出力は、ラップトップコンピュータ上に表示された。付加的な人工知能チップが、上述のローデータ出力を分析するために接続されてよい。
例１に記載されたような検出器パッチは、９ボルトバッテリと、ＲＦアンテナを含むブルートゥース通信回路とに配線された。このタイヤは転がり抵抗機に取り付けられ、約３１ＰＳＩに膨張させられた。生データ出力は、ラップトップコンピュータ上に表示された。付加的な人工知能チップが、上述のローデータ出力を分析するために接続されてよい。
【0183】
例４：エネルギ生成システムの形成
例１において構成されたような検出器パッチは、たとえば自動車のタイヤの一部の内側表面上のエネルギ生成回路に電気的に接続されている。エネルギ生成回路は、３インチ×５インチの圧電性発電フィルムと、歪み貯蔵機能を提供し、所定の閾値に達した場合に、電気的に接続されたＩｍｐｒｉｎｔ Ｅｎｅｒｇｙ社（米国カリフォルニア州アラメダ）の亜鉛ポリマバッテリに蓄積した電荷を放電するエネルギハーベスティング貯蔵モジュールとを含んでいる。
例１において構成されたような検出器パッチは、たとえば自動車のタイヤの一部の内側表面上のエネルギ生成回路に電気的に接続されている。エネルギ生成回路は、３インチ×５インチの圧電性発電フィルムと、歪み貯蔵機能を提供し、所定の閾値に達した場合に、電気的に接続されたＩｍｐｒｉｎｔ Ｅｎｅｒｇｙ社（米国カリフォルニア州アラメダ）の亜鉛ポリマバッテリに蓄積した電荷を放電するエネルギハーベスティング貯蔵モジュールとを含んでいる。
【0184】
例５：歪みおよび変位テスト
上記の例１および例２Ａにおいて記載されたような検出器パッチを備えたセンサモジュールは、グッドイヤー（Ｇｏｏｄｙｅａｒ）Ｒ２０５／１５ラジアルの内面に挿入されており、幾つかのセンサ領域がタイヤのサイドウォール内に対応して配置されており、幾つかのセンサ領域が、タイヤのショルダ内に配置されており、幾つかのセンサ領域をタイヤトレッド内に位置決めされている。センサモジュールは、接着化合物を使用してその位置に接着されており、室温で２４時間硬化させられた。結果として生じたタイヤおよび取り付けられたセンサモジュールは、転がり抵抗機に取り付けられた。各センサ領域は、ブルートゥース受信機を備えたラップトップコンピュータ上に表示された容量放電の形態の生データを送信する。転がり抵抗機によって加えられた抵抗は変化し、データにおける対応する変化が記録された。
上記の例１および例２Ａにおいて記載されたような検出器パッチを備えたセンサモジュールは、グッドイヤー（Ｇｏｏｄｙｅａｒ）Ｒ２０５／１５ラジアルの内面に挿入されており、幾つかのセンサ領域がタイヤのサイドウォール内に対応して配置されており、幾つかのセンサ領域が、タイヤのショルダ内に配置されており、幾つかのセンサ領域をタイヤトレッド内に位置決めされている。センサモジュールは、接着化合物を使用してその位置に接着されており、室温で２４時間硬化させられた。結果として生じたタイヤおよび取り付けられたセンサモジュールは、転がり抵抗機に取り付けられた。各センサ領域は、ブルートゥース受信機を備えたラップトップコンピュータ上に表示された容量放電の形態の生データを送信する。転がり抵抗機によって加えられた抵抗は変化し、データにおける対応する変化が記録された。
【0185】
実施例６：エネルギ生成
エネルギ生成回路３００のようなエネルギ生成回路は、タイヤの一部に位置決めされて取り付けられている。発電素子（本例では圧電フィルム）が取り付けられたタイヤを手動で変形させて電圧が測定された。
エネルギ生成回路３００のようなエネルギ生成回路は、タイヤの一部に位置決めされて取り付けられている。発電素子（本例では圧電フィルム）が取り付けられたタイヤを手動で変形させて電圧が測定された。
【0186】
図２１は、本明細書に記載された１つ以上の動作を実行するか、または実行を指示するために使用され得る例示的な計算システム２１０２のブロック図を示している。本明細書に記載された電子機器ユニットは、計算システム２１０２または計算システム２１０２の一部を含んでいてよく、または計算システム２１０２として実施されていてよい。計算システム２１０２は、プロセッサ２１０４、メモリ２１０６およびデータストレージ２１０８を含んでいてよい。プロセッサ２１０４、メモリ２１０６およびデータストレージ２１０８は、通信可能に接続されていてよい。
【0187】
概して、プロセッサ２１０４は、種々異なるコンピュータハードウェアまたはソフトウェアモジュールを含む任意の適切な専用または汎用のコンピュータ、コンピューティングエンティティまたは処理デバイスを含んでいてよく、かつ任意の適用可能なコンピュータ可読記憶媒体上に格納された命令を実行するように構成されていてよい。たとえば、プロセッサ２１０４は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡまたはコンピュータ実行可能命令を解釈かつ／または実行し、かつ／またはデータを処理するように構成された任意の別のデジタル回路またはアナログ回路を含んでいてよい。単一のプロセッサとして示されているが、プロセッサ２１０４は、本開示に記載された任意の数の動作の実行を個別に、または集合的に実行または指示するように構成された任意の数のプロセッサを含んでいてよい。
【0188】
幾つかの実施形態では、プロセッサ２１０４を、メモリ２１０６、データストレージ２１０８あるいはメモリ２１０６およびデータストレージ２１０８に格納されたコンピュータ実行可能命令および／またはプロセスデータを解釈し、かつ／または実行するように構成されていてよい。幾つかの実施形態では、プロセッサ２１０４は、データストレージ２１０８からコンピュータ実行可能命令をフェッチし、このコンピュータ実行可能命令をメモリ２１０６にロードすることができる。コンピュータ実行可能命令がメモリ２１０６にロードされた後、プロセッサ２１０４は、コンピュータ実行可能命令を実行することができる。
【0189】
メモリ２１０６およびデータストレージ２１０８は、格納されたコンピュータ実行可能命令またはデータ構造を担持または保持するためのコンピュータ可読記憶媒体を含んでいてよい。このようなコンピュータ可読記憶媒体は、プロセッサ２１０４のような、汎用または専用のコンピュータによってアクセスすることができる任意の利用可能な媒体を含んでいてよい。たとえば、このようなコンピュータ可読記憶媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、電気的に消去可能なＲＯＭ、コンパクトディスク読出し専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）または別の光学ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは別の磁気記憶装置、フラッシュメモリデバイス（たとえば、ソリッドステートメモリデバイス）またはコンピュータ実行可能命令またはデータ構造の形態で特定のプログラムコードを担持または記憶するために使用することができ、汎用または専用のコンピュータによりアクセスすることができる別の記憶媒体を含んでいてよい。上記の組み合わせもまた、コンピュータ可読記憶媒体の範囲内に含まれてよい。コンピュータ実行可能命令は、たとえば、プロセッサ２１０４に特定の動作または動作グループを実行させるように構成された命令およびデータを含んでいてよい。
【0190】
本明細書で開示されるプロセスおよび／または方法に関して、プロセスおよび方法において実施される機能は、コンテキストによって示され得るように、異なる順序で実施されてよい。さらに、概説されたステップおよび動作は、単に例として提供されており、幾つかのステップおよび動作は任意であってよく、組み合わせられてより少ないステップおよび動作を形成してもよく、または付加的なステップおよび動作に拡張されてもよい。
【0191】
本開示は、異なる別の構成要素に含まれるか、または異なる別の構成要素に接続された異なる構成要素を図示している場合がある。そのような図示された構成は単に例示的であり、同一または類似の機能を達成する多くの別の構成を実施することができる。
【0192】
特に明記しない限り、本明細書および特許請求の範囲で使用される分子量のような成分、特性、反応条件などの量を表す全ての数は、全ての場合に「約」という用語によって修飾されているものとして理解されるべきである。したがって、反対の指示がない限り、明細書および添付の特許請求の範囲に記載された数値パラメータは、得ようとする所望の特性に応じて変化し得る近似値である。少なくとも、特許請求の範囲に均等論の適用を制限しようとするものではなく、各数値パラメータは、少なくとも、報告された有効桁数に照らして、通常の丸め技術を適用することによって解釈されるべきである。
【0193】
本開示および添付の実施形態（たとえば、添付の実施形態の本体）において使用される用語は、概して、「オープンな」用語として意図されている（たとえば、用語「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、「含んでいるが、限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」と解釈されるべきであり、用語「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、「少なくとも有する（ｈａｖｉｎｇ）」と解釈されるべきであり、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄ）」は、「含む（ｉｎｃｌｕｄｓ ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」と解釈されるべきである。さらに、特定の数の要素が導入される場合、これは、文脈によって示され得るように、少なくとも列挙された数を意味すると解釈され得る（たとえば、別の修飾語なしの「２つの列挙」の素読は、２つ以上の列挙のうちの少なくとも２つの列挙を意味する）。本開示で使用される場合、２つ以上の代替的な用語を提示する任意の選択的な単語および／または語句は、それらの用語のうちの一方、それらの用語のいずれか、またはそれらの用語の両方を含む可能性を意図すると理解されるべきである。たとえば、語句「ＡまたはＢ」は、「Ａ」または「Ｂ」または「ＡおよびＢ」の可能性を含むと理解されるだろう。
【0194】
本開示を説明する文脈において（特に以下の実施形態の文脈において）使用される「ａ，ａｎ」、「前記（ｔｈｅ）」という用語および類似の指示対象は、本明細書で特に指定のない限り、または文脈と明らかに矛盾しない限り、単数および複数の両方を網羅すると解釈されるべきである。本明細書で提供される任意の全ての例または例示的な用語（たとえば、「～のような（ｓｕｃｈ ａｓ）」）の使用は、本開示をより良く説明することを意図しているに過ぎず、いかなる実施形態の範囲にも制限を与えない。本明細書中のいずれの表現も、本開示の実施に必須の任意の非具現化要素を示すものと解釈されるべきではない。
【0195】
本明細書に開示された代替的な要素または実施形態の群化は、制限するものとして解釈されるべきではない。各群の構成部分は、個別にも、または本明細書で見出される群の別の構成部分もしくは別の構成要素との任意に組み合わせでも参照され、実施され得る。１つの群の１つ以上の構成部分が、利便性および／または特許性の理由から群に含まれ、または群から削除され得ることが予想される。こうした包含または欠失が生じた場合、明細書は、添付の実施形態において使用される全てのマーカッシュ群の記載を満たすように修正された群を含むとみなされる。
【0196】
本開示を実施するための発明者たちに知られている最良の形態を含む、特定の実施形態が本明細書に記載される。当然ながら、記載されたこれらの実施形態の変化形は、上述の説明を読めば当業者には明らかになるであろう。発明者は、当業者がこのような変化形を適切に採用することを期待しており、発明者らは、本明細書に具体的に記載されている以外の方法で本開示が実施されることを意図している。したがって、実施形態は、適用法で許可される場合、実施形態に記載されている主題の全ての修正および等価物を含む。さらに、その全ての可能な変化形における上記の構成要素の任意の組み合わせは、本明細書で別段の指示がないかぎりまたは文脈によって明らかに矛盾しない限り、意図される。
【0197】
結論として、本明細書に開示する実施形態は、実施形態の原理を説明していることを理解されたい。使用され得る別の修正も、実施形態の範囲内である。したがって、制限するものではなく例として、代替的な実施形態が、本明細書における教示に従って利用されてもよい。したがって、各実施形態は、図示および説明した実施形態に正確に限定されない。
【0198】
実施形態Ａ
車両タイヤであって、
トレッド部分と、
サイドウォール部分と、
前記タイヤの１つ以上のパラメータを推定するためのセンサモジュールと
を有しており、該センサモジュールが、
１つ以上のコンデンサを有する検出器パッチであって、各コンデンサが、少なくとも各コンデンサの変形に起因して可変である静電容量を有している、検出器パッチと、
各コンデンサに接続され、かつセンサモジュールを制御するように構成されている電子機器ユニットと
を有しており、
前記検出器パッチが、前記トレッド部分または前記サイドウォール部分のうちの少なくとも１つの内側に接着されており、
前記コンデンサのうちの少なくとも１つのコンデンサが、前記トレッド部分および前記サイドウォール部分の内側のうちの前記少なくとも１つの内側に配置されており、かつ
前記電子機器ユニットが、各コンデンサの静電容量に基づいて前記パラメータのうちの少なくとも１つを推定するように構成されている、車両タイヤ。
車両タイヤであって、
トレッド部分と、
サイドウォール部分と、
前記タイヤの１つ以上のパラメータを推定するためのセンサモジュールと
を有しており、該センサモジュールが、
１つ以上のコンデンサを有する検出器パッチであって、各コンデンサが、少なくとも各コンデンサの変形に起因して可変である静電容量を有している、検出器パッチと、
各コンデンサに接続され、かつセンサモジュールを制御するように構成されている電子機器ユニットと
を有しており、
前記検出器パッチが、前記トレッド部分または前記サイドウォール部分のうちの少なくとも１つの内側に接着されており、
前記コンデンサのうちの少なくとも１つのコンデンサが、前記トレッド部分および前記サイドウォール部分の内側のうちの前記少なくとも１つの内側に配置されており、かつ
前記電子機器ユニットが、各コンデンサの静電容量に基づいて前記パラメータのうちの少なくとも１つを推定するように構成されている、車両タイヤ。
【0199】
実施形態Ｂ
前記電子機器ユニットが、前記トレッド部分または前記サイドウォール部分の前記内側に配置されている、実施形態Ａ記載の車両タイヤ。
前記電子機器ユニットが、前記トレッド部分または前記サイドウォール部分の前記内側に配置されている、実施形態Ａ記載の車両タイヤ。
【0200】
実施形態Ｃ
前記コンデンサは、前記検出器パッチの厚さ方向で２つ以上の層または１つの層として積み重ねられている、実施形態ＡまたはＢ記載の車両タイヤ。
前記コンデンサは、前記検出器パッチの厚さ方向で２つ以上の層または１つの層として積み重ねられている、実施形態ＡまたはＢ記載の車両タイヤ。
【0201】
実施形態Ｄ
各コンデンサが、３つの電極層それぞれの少なくとも一部を有しており、前記電極層のうちの２つの電極層は接地されている、実施形態ＡからＣまでのいずれか１つに記載の車両タイヤ。
各コンデンサが、３つの電極層それぞれの少なくとも一部を有しており、前記電極層のうちの２つの電極層は接地されている、実施形態ＡからＣまでのいずれか１つに記載の車両タイヤ。
【0202】
実施形態Ｅ
前記接地された電極層が、導電性メッシュ構造体を有している、実施形態Ｄ記載の車両タイヤ。
前記接地された電極層が、導電性メッシュ構造体を有している、実施形態Ｄ記載の車両タイヤ。
【0203】
実施形態Ｆ
前記検出器パッチは、前記接地された電極層間に接続された周辺電極をさらに有しており、
前記３つの電極層の信号電極層が、前記接地された電極層間に位置決めされており、かつ
前記接地された電極層および前記周辺電極は、前記信号電極層を実質的に取り囲み、かつ前記信号電極層の周囲を実質的に取り囲むファラデーケージを形成する、実施形態Ｄ記載の車両タイヤ。
前記検出器パッチは、前記接地された電極層間に接続された周辺電極をさらに有しており、
前記３つの電極層の信号電極層が、前記接地された電極層間に位置決めされており、かつ
前記接地された電極層および前記周辺電極は、前記信号電極層を実質的に取り囲み、かつ前記信号電極層の周囲を実質的に取り囲むファラデーケージを形成する、実施形態Ｄ記載の車両タイヤ。
【0204】
実施形態Ｇ
前記３つの電極層は、導電性接着剤によって前記電子機器ユニットに取り付けられている、実施形態Ｄ記載の車両タイヤ。
前記３つの電極層は、導電性接着剤によって前記電子機器ユニットに取り付けられている、実施形態Ｄ記載の車両タイヤ。
【0205】
実施形態Ｈ
各コンデンサが、直流電流によって充電され、各コンデンサの静電容量の変化が、放電された電荷の量に基づいて計算される、実施形態ＡからＧまでのいずれか１つに記載の車両タイヤ。
各コンデンサが、直流電流によって充電され、各コンデンサの静電容量の変化が、放電された電荷の量に基づいて計算される、実施形態ＡからＧまでのいずれか１つに記載の車両タイヤ。
【0206】
実施形態Ｉ
前記１つ以上のコンデンサの第１のコンデンサが、長さおよび幅を有しており、前記長さが前記幅を上回っている、実施形態ＡからＨまでのいずれか１つに記載の車両タイヤ。
前記１つ以上のコンデンサの第１のコンデンサが、長さおよび幅を有しており、前記長さが前記幅を上回っている、実施形態ＡからＨまでのいずれか１つに記載の車両タイヤ。
【0207】
実施形態Ｊ
前記センサモジュールを前記タイヤに取り付けられている場合に、前記第１コンデンサの前記長さが、前記タイヤの進行方向の±３０度以内に整列されているか、または前記タイヤの前記進行方向に対して垂直な方向の±３０度以内に整列されている、実施形態Ｉ記載の車両タイヤ。
前記センサモジュールを前記タイヤに取り付けられている場合に、前記第１コンデンサの前記長さが、前記タイヤの進行方向の±３０度以内に整列されているか、または前記タイヤの前記進行方向に対して垂直な方向の±３０度以内に整列されている、実施形態Ｉ記載の車両タイヤ。
【0208】
実施形態Ｋ
前記１つ以上のコンデンサは、少なくとも第１のコンデンサおよび第２のコンデンサを有している、実施形態ＩからＪまでのいずれか１つに記載の車両タイヤ。
前記１つ以上のコンデンサは、少なくとも第１のコンデンサおよび第２のコンデンサを有している、実施形態ＩからＪまでのいずれか１つに記載の車両タイヤ。
【0209】
実施形態Ｌ
前記第１のコンデンサの主軸方向が、前記第２のコンデンサの主軸方向とは異なる方向に配向されている、実施形態Ｋ記載の車両タイヤ。
前記第１のコンデンサの主軸方向が、前記第２のコンデンサの主軸方向とは異なる方向に配向されている、実施形態Ｋ記載の車両タイヤ。
【0210】
実施形態Ｍ
前記第１のコンデンサの主軸方向が、前記第２のコンデンサの主軸方向に対して直交するように配向されている、実施形態Ｋ記載の車両タイヤ。
前記第１のコンデンサの主軸方向が、前記第２のコンデンサの主軸方向に対して直交するように配向されている、実施形態Ｋ記載の車両タイヤ。
【0211】
実施形態Ｎ
前記検出器パッチが、複数の積み重ねられた層を有しており、前記積み重ねられた層はそれぞれ、０．１ＧＰａ以下のヤング率を有している、実施形態ＡからＭまでのいずれか１つに記載の車両タイヤ。
前記検出器パッチが、複数の積み重ねられた層を有しており、前記積み重ねられた層はそれぞれ、０．１ＧＰａ以下のヤング率を有している、実施形態ＡからＭまでのいずれか１つに記載の車両タイヤ。
【0212】
実施形態Ｏ
前記センサモジュールが、曲げセンサモジュールを有している、実施形態ＡからＭまでのいずれか１つに記載の車両タイヤ。
前記センサモジュールが、曲げセンサモジュールを有している、実施形態ＡからＭまでのいずれか１つに記載の車両タイヤ。
【0213】
実施形態Ｐ
前記検出器パッチの１つ以上の前記コンデンサが、第１のコンデンサと、該第１のコンデンサ上に前記検出器パッチの厚さ方向で積み重ねられた第２のコンデンサとを有している、実施形態ＡからＯまでのいずれか１つに記載の車両タイヤ。
前記検出器パッチの１つ以上の前記コンデンサが、第１のコンデンサと、該第１のコンデンサ上に前記検出器パッチの厚さ方向で積み重ねられた第２のコンデンサとを有している、実施形態ＡからＯまでのいずれか１つに記載の車両タイヤ。
【0214】
実施形態Ｑ
前記コンデンサのそれぞれは、第２のノード内に実質的に取り囲まれ、該第２のノードから電気的に絶縁された第１のノードを有しており、前記第２のノードは、前記第１のノーを実質的に取り囲むファラデーケージを形成する、実施形態ＡからＰまでのいずれか１つに記載の車両タイヤ。
前記コンデンサのそれぞれは、第２のノード内に実質的に取り囲まれ、該第２のノードから電気的に絶縁された第１のノードを有しており、前記第２のノードは、前記第１のノーを実質的に取り囲むファラデーケージを形成する、実施形態ＡからＰまでのいずれか１つに記載の車両タイヤ。
【0215】
実施形態Ｒ
前記検出器パッチは、
第１の接地電極層と、
前記第１の接地電極層に接続された第１の誘電体層と、
前記第１の接地電極層とは反対側で前記第１の誘電体層に接続された信号電極層と、
前記第１の誘電体層とは反対側で前記信号電極に接続された第２の誘電体層と、
前記信号電極層とは反対側で前記第２の誘電体層に接続された第２の接地電極層と、
前記第一の接地電極層の周辺と前記第二の接地電極層の周辺との間に電気的に接続された周辺電極であって、前記信号電極層が、前記周辺電極から電気的に絶縁されている、周辺電極と
をさらに有する、実施形態ＡからＱまでのいずれか１つに記載の車両タイヤ。
前記検出器パッチは、
第１の接地電極層と、
前記第１の接地電極層に接続された第１の誘電体層と、
前記第１の接地電極層とは反対側で前記第１の誘電体層に接続された信号電極層と、
前記第１の誘電体層とは反対側で前記信号電極に接続された第２の誘電体層と、
前記信号電極層とは反対側で前記第２の誘電体層に接続された第２の接地電極層と、
前記第一の接地電極層の周辺と前記第二の接地電極層の周辺との間に電気的に接続された周辺電極であって、前記信号電極層が、前記周辺電極から電気的に絶縁されている、周辺電極と
をさらに有する、実施形態ＡからＱまでのいずれか１つに記載の車両タイヤ。
【0216】
実施形態Ｓ
前記検出器パッチの前記１つ以上のコンデンサが、第１のコンデンサを含んでおり、
前記検出器パッチの前記信号電極層が、導電性材料の第１のセンサ領域を有しており、かつ
前記第１のセンサ領域と、該第１のセンサ領域から前記第１の誘電体層により分離されている前記第１の接地電極層の第１の部分と、前記第１のセンサ領域から前記第２の誘電体層により分離されている第２の接地電極層の第１の部分とが、前記第１のコンデンサを形成する、実施形態Ｒ記載の車両タイヤ。
前記検出器パッチの前記１つ以上のコンデンサが、第１のコンデンサを含んでおり、
前記検出器パッチの前記信号電極層が、導電性材料の第１のセンサ領域を有しており、かつ
前記第１のセンサ領域と、該第１のセンサ領域から前記第１の誘電体層により分離されている前記第１の接地電極層の第１の部分と、前記第１のセンサ領域から前記第２の誘電体層により分離されている第２の接地電極層の第１の部分とが、前記第１のコンデンサを形成する、実施形態Ｒ記載の車両タイヤ。
【0217】
実施形態Ｔ
前記検出器パッチの前記１つ以上のコンデンサが、第２のコンデンサをさらに含んでおり、
前記検出器パッチの前記信号電極層が、導電性材料の第２のセンサ領域をさらに含んでおり、
前記第１のセンサ領域と前記第２のセンサ領域とが、前記信号電極層内で互いに電気的に絶縁されており、かつ
前記第２のセンサ領域と、該第２のセンサ領域から前記第１の誘電体層により分離されている第１の接地電極層の第２の部分と、前記第２のセンサ領域から前記第２の誘電体層により分離されている前記第２の接地電極層の第２の部分とが、第２のコンデンサを形成する、実施形態Ｒ記載の車両タイヤ。
前記検出器パッチの前記１つ以上のコンデンサが、第２のコンデンサをさらに含んでおり、
前記検出器パッチの前記信号電極層が、導電性材料の第２のセンサ領域をさらに含んでおり、
前記第１のセンサ領域と前記第２のセンサ領域とが、前記信号電極層内で互いに電気的に絶縁されており、かつ
前記第２のセンサ領域と、該第２のセンサ領域から前記第１の誘電体層により分離されている第１の接地電極層の第２の部分と、前記第２のセンサ領域から前記第２の誘電体層により分離されている前記第２の接地電極層の第２の部分とが、第２のコンデンサを形成する、実施形態Ｒ記載の車両タイヤ。
【0218】
実施形態Ｕ
電源をさらに有しており、前記電源が、エネルギ生成回路を有している、実施形態ＡからＴまでのいずれか１つに記載の車両タイヤ。
電源をさらに有しており、前記電源が、エネルギ生成回路を有している、実施形態ＡからＴまでのいずれか１つに記載の車両タイヤ。
【0219】
実施形態Ｖ
タイヤの１つ以上のパラメータを推定するための方法であって、該方法が、
検出器パッチの１つ以上のコンデンサをそれぞれ充電するステップと、
各コンデンサの静電容量、１対のコンデンサの差動静電容量または各コンデンサの静電容量の変化を特定するステップと、
特定された前記静電容量、差動静電容量または静電容量の変化に基づいて、前記パラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを推定するステップと、
を有している、方法。
タイヤの１つ以上のパラメータを推定するための方法であって、該方法が、
検出器パッチの１つ以上のコンデンサをそれぞれ充電するステップと、
各コンデンサの静電容量、１対のコンデンサの差動静電容量または各コンデンサの静電容量の変化を特定するステップと、
特定された前記静電容量、差動静電容量または静電容量の変化に基づいて、前記パラメータのうちの少なくとも１つのパラメータを推定するステップと、
を有している、方法。
【0220】
実施形態Ｗ
前記特定するステップは、各コンデンサの電圧のインピーダンスバッファリング、前記ＡＤＣ出力の値が歪みに比例するアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）による前記電圧のサンプリングおよび較正係数の適用を有していてよく、かつ
前記推定するステップは、トレッド摩耗、荷重またはトラクションのうちの少なくとも１つを推定するために、タイヤ変形波形の特徴を追跡するための機械学習アルゴリズムの適用を有している、実施形態Ｖ記載の方法。
前記特定するステップは、各コンデンサの電圧のインピーダンスバッファリング、前記ＡＤＣ出力の値が歪みに比例するアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）による前記電圧のサンプリングおよび較正係数の適用を有していてよく、かつ
前記推定するステップは、トレッド摩耗、荷重またはトラクションのうちの少なくとも１つを推定するために、タイヤ変形波形の特徴を追跡するための機械学習アルゴリズムの適用を有している、実施形態Ｖ記載の方法。
【0221】
実施形態Ｘ
前記特定するステップおよび前記推定するステップの前に、各コンデンサを較正するステップをさらに有しており、前記較正するステップが、既知のタイヤ物理パラメータを用いて各コンデンサの基準出力を特定するステップを含んでいる、実施形態ＶまたはＷ記載の方法。
前記特定するステップおよび前記推定するステップの前に、各コンデンサを較正するステップをさらに有しており、前記較正するステップが、既知のタイヤ物理パラメータを用いて各コンデンサの基準出力を特定するステップを含んでいる、実施形態ＶまたはＷ記載の方法。
【0222】
実施形態Ｙ
未知のタイヤ物理パラメータを有する各コンデンサの出力を受信するステップをさらに含み、前記推定するステップは、既知のタイヤ物理パラメータでの基準出力と、前記未知のタイヤ物理パラメータのための出力との比較を含む、実施形態Ｘ記載の方法。
未知のタイヤ物理パラメータを有する各コンデンサの出力を受信するステップをさらに含み、前記推定するステップは、既知のタイヤ物理パラメータでの基準出力と、前記未知のタイヤ物理パラメータのための出力との比較を含む、実施形態Ｘ記載の方法。
【0223】
実施形態Ｚ
前記タイヤの進行方向の±３０度以内、または前記タイヤの前記進行方向に対して垂直な方向の±３０度以内に、前記１つ以上のコンデンサの第１のコンデンサの長さが整列された状態で、前記検出器パッチを前記タイヤに取り付けるステップをさらに含み、前記第１のコンデンサは、前記長さおよび幅を有し、前記長さは、前記幅を上回っている、実施形態ＶからＹまでのいずれか１つに記載の方法。
前記タイヤの進行方向の±３０度以内、または前記タイヤの前記進行方向に対して垂直な方向の±３０度以内に、前記１つ以上のコンデンサの第１のコンデンサの長さが整列された状態で、前記検出器パッチを前記タイヤに取り付けるステップをさらに含み、前記第１のコンデンサは、前記長さおよび幅を有し、前記長さは、前記幅を上回っている、実施形態ＶからＹまでのいずれか１つに記載の方法。
【0224】
実施形態ＡＡ
各コンデンサが、タイヤトレッド、タイヤショルダおよびタイヤサイドウォールからなる群から選択される少なくとも１つの近傍に配置された状態で、前記タイヤに前記検出器パッチを取り付けるステップをさらに含む、実施形態ＶからＺまでのいずれか１つに記載の方法。
各コンデンサが、タイヤトレッド、タイヤショルダおよびタイヤサイドウォールからなる群から選択される少なくとも１つの近傍に配置された状態で、前記タイヤに前記検出器パッチを取り付けるステップをさらに含む、実施形態ＶからＺまでのいずれか１つに記載の方法。
【0225】
実施形態ＢＢ
前記各コンデンサを充電するために、前記検出器パッチに接続されたエネルギ生成回路内でエネルギを生成するステップをさらに含む、実施形態ＶからＡＡまでのいずれか１つに記載の方法。
前記各コンデンサを充電するために、前記検出器パッチに接続されたエネルギ生成回路内でエネルギを生成するステップをさらに含む、実施形態ＶからＡＡまでのいずれか１つに記載の方法。
【0226】
実施形態ＣＣ
検出器パッチであって、
第１の接地電極層と、
該第１の接地電極層に接続された第１の誘電体層と、
前記第１の接地電極層とは反対側で前記第１の誘電体層に接続された信号電極層と、
前記第１の誘電体層とは反対側で前記信号電極に接続された第２の誘電体層と、
前記信号電極層とは反対側の前記第２の誘電体層に接続された第２の接地電極層と、
前記第１の接地電極層の周辺と前記第２の接地電極層の周辺との間に電気的に接続された周辺電極であって、前記信号電極層が、前記周辺電極から電気的に絶縁されている、周辺電極と
を有している、検出器パッチ。
検出器パッチであって、
第１の接地電極層と、
該第１の接地電極層に接続された第１の誘電体層と、
前記第１の接地電極層とは反対側で前記第１の誘電体層に接続された信号電極層と、
前記第１の誘電体層とは反対側で前記信号電極に接続された第２の誘電体層と、
前記信号電極層とは反対側の前記第２の誘電体層に接続された第２の接地電極層と、
前記第１の接地電極層の周辺と前記第２の接地電極層の周辺との間に電気的に接続された周辺電極であって、前記信号電極層が、前記周辺電極から電気的に絶縁されている、周辺電極と
を有している、検出器パッチ。
【0227】
実施形態ＤＤ
前記第１の接地電極層、前記信号電極層および前記第２の接地電極層のうちの少なくとも１つが、内部またはその上に組み込まれた導電性材料を有するエラストマ材料を有している、実施形態ＣＣ記載の検出器パッチ。
前記第１の接地電極層、前記信号電極層および前記第２の接地電極層のうちの少なくとも１つが、内部またはその上に組み込まれた導電性材料を有するエラストマ材料を有している、実施形態ＣＣ記載の検出器パッチ。
【0228】
実施形態ＥＥ
前記第１の接地電極層、前記信号電極層および前記第２の接地電極層のうちの少なくとも１つが、導電性メッシュ構造体を有している、実施形態ＣＣまたはＤＤ記載の検出器パッチ。
前記第１の接地電極層、前記信号電極層および前記第２の接地電極層のうちの少なくとも１つが、導電性メッシュ構造体を有している、実施形態ＣＣまたはＤＤ記載の検出器パッチ。
【0229】
実施形態ＦＦ
前記第１の接地電極層、前記第１の誘電体層、前記信号電極層、前記第２の誘電体層、および前記第２の接地電極層がそれぞれ、０．１ＧＰａ以下のヤング率を有している、実施形態ＣＣからＥＥまでのいずれか１つに記載の検出器パッチ。
前記第１の接地電極層、前記第１の誘電体層、前記信号電極層、前記第２の誘電体層、および前記第２の接地電極層がそれぞれ、０．１ＧＰａ以下のヤング率を有している、実施形態ＣＣからＥＥまでのいずれか１つに記載の検出器パッチ。
【0230】
実施形態ＧＧ
前記信号電極層が、導電性材料の第１のセンサ領域と、導電性材料の第２のセンサ領域とを有しており、かつ
第１のセンサ領域と第２のセンサ領域とは、前記信号電極層内で互いに電気的に絶縁されている、実施形態ＣＣからＥＥのまでのいずれか１つに記載の検出器パッチ。
前記信号電極層が、導電性材料の第１のセンサ領域と、導電性材料の第２のセンサ領域とを有しており、かつ
第１のセンサ領域と第２のセンサ領域とは、前記信号電極層内で互いに電気的に絶縁されている、実施形態ＣＣからＥＥのまでのいずれか１つに記載の検出器パッチ。
【0231】
実施形態ＨＨ
前記第１のセンサ領域と、該第１のセンサ領域から前記第１の誘電体層により分離されている前記第１の接地電極層の第１の部分と、前記第１のセンサ領域から前記第２の誘電体層により分離されている第２の接地電極層の第１の部分とが、前記第１のコンデンサを形成し、かつ
前記第２のセンサ領域と、該第２のセンサ領域から前記第１の誘電体層により分離されている第１の接地電極層の第２の部分と、前記第２のセンサ領域から前記第２の誘電体層により分離されている前記第２の接地電極層の第２の部分とが、第２のコンデンサを形成する、実施形態ＧＧ記載の検出器パッチ。
前記第１のセンサ領域と、該第１のセンサ領域から前記第１の誘電体層により分離されている前記第１の接地電極層の第１の部分と、前記第１のセンサ領域から前記第２の誘電体層により分離されている第２の接地電極層の第１の部分とが、前記第１のコンデンサを形成し、かつ
前記第２のセンサ領域と、該第２のセンサ領域から前記第１の誘電体層により分離されている第１の接地電極層の第２の部分と、前記第２のセンサ領域から前記第２の誘電体層により分離されている前記第２の接地電極層の第２の部分とが、第２のコンデンサを形成する、実施形態ＧＧ記載の検出器パッチ。
【0232】
実施形態ＩＩ
前記第１の接地電極層と、前記第２の接地電極層と、前記周辺電極とが、前記信号電極層を実質的に取り囲むファラデーケージを形成する、実施形態ＣＣからＨＨのいずれか１つに記載の検出器パッチ。
前記第１の接地電極層と、前記第２の接地電極層と、前記周辺電極とが、前記信号電極層を実質的に取り囲むファラデーケージを形成する、実施形態ＣＣからＨＨのいずれか１つに記載の検出器パッチ。
【0233】
実施形態ＪＪ
検出器パッチを形成する方法であって、
信号電極層を形成するステップを有しており、該ステップが、
エラストマ材料層を形成するステップと、
該エラストマ材料層の第１の部分において、前記エラストマ材料層上に第１のセンサ領域を形成するステップと、
前記第１のセンサ領域上に挿入部材を配置するステップと、
前記エラストマ材料層の第２の部分において、前記エラストマ材料層上に第２のセンサ領域を形成するステップであって、前記第１のセンサ領域および前記第２のセンサ領域がそれぞれ１つ以上の導電性材料を含んでいる、ステップと、
前記第２のセンサ領域が前記第１のセンサ領域に整列し、かつ前記挿入部材によって前記第１のセンサ領域から分離された状態で、前記第２の部分を前記第１の部分の上に位置決めするために前記エラストマ材料層を折り畳むステップであって、前記信号電極層が、前記挿入部材により分離された、整列した前記第１のセンサ領域および前記第２のセンサ領域を備えた、折り畳まれたエラストマ材料層を含む、ステップと、
誘電体層により前記信号電極層から離間された接地電極層を形成するステップと、を含んでいる、方法。
検出器パッチを形成する方法であって、
信号電極層を形成するステップを有しており、該ステップが、
エラストマ材料層を形成するステップと、
該エラストマ材料層の第１の部分において、前記エラストマ材料層上に第１のセンサ領域を形成するステップと、
前記第１のセンサ領域上に挿入部材を配置するステップと、
前記エラストマ材料層の第２の部分において、前記エラストマ材料層上に第２のセンサ領域を形成するステップであって、前記第１のセンサ領域および前記第２のセンサ領域がそれぞれ１つ以上の導電性材料を含んでいる、ステップと、
前記第２のセンサ領域が前記第１のセンサ領域に整列し、かつ前記挿入部材によって前記第１のセンサ領域から分離された状態で、前記第２の部分を前記第１の部分の上に位置決めするために前記エラストマ材料層を折り畳むステップであって、前記信号電極層が、前記挿入部材により分離された、整列した前記第１のセンサ領域および前記第２のセンサ領域を備えた、折り畳まれたエラストマ材料層を含む、ステップと、
誘電体層により前記信号電極層から離間された接地電極層を形成するステップと、を含んでいる、方法。
【0234】
実施形態ＫＫ
前記エラストマ材料層が、電子機器接続領域を含み、当該方法はさらに、前記折り畳むステップの前に、
前記第１のセンサ領域を前記電子接続領域の第１の電気パッドに電気的に接続する第１のトレースを前記エラストマ材料層上に形成するステップと、
前記第２のセンサ領域を前記電子接続領域の第２の電気パッドに電気的に接続する第２のトレースを前記エラストマ材料層上に形成するステップと
を有しており
前記第１のトレースおよび前記第２のトレースはそれぞれ、１種以上の導電性材料を含む、実施形態ＪＪ記載の方法。
前記エラストマ材料層が、電子機器接続領域を含み、当該方法はさらに、前記折り畳むステップの前に、
前記第１のセンサ領域を前記電子接続領域の第１の電気パッドに電気的に接続する第１のトレースを前記エラストマ材料層上に形成するステップと、
前記第２のセンサ領域を前記電子接続領域の第２の電気パッドに電気的に接続する第２のトレースを前記エラストマ材料層上に形成するステップと
を有しており
前記第１のトレースおよび前記第２のトレースはそれぞれ、１種以上の導電性材料を含む、実施形態ＪＪ記載の方法。
【0235】
実施形態ＬＬ
前記信号電極層を実質的に取り囲むファラデーケージを形成するステップを有している、実施形態ＪＪまたはＫＫ記載の方法。
前記信号電極層を実質的に取り囲むファラデーケージを形成するステップを有している、実施形態ＪＪまたはＫＫ記載の方法。
【0236】
実施形態ＭＭ
前記接地電極層が、第１の接地電極層を有しており、前記誘電体層が、前記第１の接地電極層上に形成された第１の誘電体層を有しており、前記信号電極層が、前記第１の誘電体層上に形成されており、前記ファラデーケージを形成するステップは、
前記信号電極層上に、かつ第２の誘電体層によって前記信号電極層から離間された第２の接地電極層を形成するステップと、
前記第１の誘電体層、前記信号電極層および前記第２の誘電体層を実質的に取り囲み、かつ前記第１の接地電極層を前記第２の接地電極層に電気的に接続する周辺電極を形成するステップと
を有している、実施形態ＬＬ記載の方法。
前記接地電極層が、第１の接地電極層を有しており、前記誘電体層が、前記第１の接地電極層上に形成された第１の誘電体層を有しており、前記信号電極層が、前記第１の誘電体層上に形成されており、前記ファラデーケージを形成するステップは、
前記信号電極層上に、かつ第２の誘電体層によって前記信号電極層から離間された第２の接地電極層を形成するステップと、
前記第１の誘電体層、前記信号電極層および前記第２の誘電体層を実質的に取り囲み、かつ前記第１の接地電極層を前記第２の接地電極層に電気的に接続する周辺電極を形成するステップと
を有している、実施形態ＬＬ記載の方法。
【0237】
実施形態ＮＮ
前記接地電極層が、第１の接地電極層を含み、前記誘電体層が、前記第１の接地電極層上に形成された第１の誘電体層を含み、前記信号電極層が、前記第１の誘電体層上に形成されており、当該方法は、
前記第１の接地電極層を形成する前に、第１の誘電体カバー層を形成するステップであって、前記第１の接地電極層が前記第１の誘電体カバー層上に形成されている、ステップと、
前記信号電極層上に第２の誘電体層を形成するステップと、
前記第１の誘電体層、前記信号電極層および前記第２の誘電体層を実質的に取り囲む周辺電極を形成するステップであって、該周辺電極が、前記第１の接地電極層に電気的に接続されている、ステップと、
前記第２の誘電体層上に第２の接地電極層を形成し、前記周辺電極および前記第１の接地電極層に電気的に接続するステップと、
前記第２の接地電極層上に第２の誘電体カバー層を形成するステップと
を有している、実施形態ＪＪからＭＭまでのいずれか１つに記載の方法。
実施形態ＯＯ
前記接地電極層を形成するステップが、別のエラストマ材料層を形成するステップと、前記別のエラストマ材料層上に導電性メッシュ構造体を形成するステップとを有している、実施形態ＪＪからＮＮまでのいずれか１つに記載の方法。
前記接地電極層が、第１の接地電極層を含み、前記誘電体層が、前記第１の接地電極層上に形成された第１の誘電体層を含み、前記信号電極層が、前記第１の誘電体層上に形成されており、当該方法は、
前記第１の接地電極層を形成する前に、第１の誘電体カバー層を形成するステップであって、前記第１の接地電極層が前記第１の誘電体カバー層上に形成されている、ステップと、
前記信号電極層上に第２の誘電体層を形成するステップと、
前記第１の誘電体層、前記信号電極層および前記第２の誘電体層を実質的に取り囲む周辺電極を形成するステップであって、該周辺電極が、前記第１の接地電極層に電気的に接続されている、ステップと、
前記第２の誘電体層上に第２の接地電極層を形成し、前記周辺電極および前記第１の接地電極層に電気的に接続するステップと、
前記第２の接地電極層上に第２の誘電体カバー層を形成するステップと
を有している、実施形態ＪＪからＭＭまでのいずれか１つに記載の方法。
実施形態ＯＯ
前記接地電極層を形成するステップが、別のエラストマ材料層を形成するステップと、前記別のエラストマ材料層上に導電性メッシュ構造体を形成するステップとを有している、実施形態ＪＪからＮＮまでのいずれか１つに記載の方法。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図9E】
【図9F】
【図9G】
【図9H】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図17A】
【図17B】
【図17C】
【図17D】
【図18】
【図19】
【図20A】
【図20B】
【図20C】
【図21】
【国際調査報告】