特表 2023-550299 幾何学的な形状を測定するセンサストリップおよび装置

(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】2023-12-01

(54)【発明の名称】幾何学的な形状を測定するセンサストリップおよび装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 7/16 20060101AFI20231124BHJP

【ＦＩ】

G01B7/16 R

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023527306

(86)(22)【出願日】2021-10-29

(85)【翻訳文提出日】2023-06-22

(86)【国際出願番号】 EP2021000137

(87)【国際公開番号】W WO2022089775

(87)【国際公開日】2022-05-05

(31)【優先権主張番号】102020006662.3

(32)【優先日】2020-10-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(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

(71)【出願人】

【識別番号】523162052

【氏名又は名称】ミンクテック ゲー・エム・ベー・ハー

【氏名又は名称原語表記】ＭｉｎｋＴｅｃ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｓａｌｚｄａｈｌｕｍｅｒ Ｓｔｒ． １９６， ３８１２６ Ｂｒａｕｎｓｃｈｗｅｉｇ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(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】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(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】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(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】ベンヤミン ホルマー

(72)【発明者】

【氏名】マーティン シュヴェアター

(72)【発明者】

【氏名】オイゲン コッホ

(72)【発明者】

【氏名】トム シュレーダー

【テーマコード（参考）】

2F063

【Ｆターム（参考）】

2F063AA25

2F063BA29

2F063BB01

2F063BB08

2F063DA02

2F063DA05

2F063EC03

2F063EC05

2F063EC13

2F063EC14

2F063EC22

(57)【要約】

本発明は、幾何学的な形状、特に曲げ半径またはこれに類するものを測定するフレキシブルなセンサストリップと、センサストリップのセンサ信号を処理し、かつ評価することが可能な対応する装置と、に関する。その際、センサストリップは基板を備えており、基板上には多数の抵抗ペアが配置されている。これらの抵抗ペアの各々は、抵抗を基板前面上に有し、かつ別の抵抗を基板背面上に有している。これらの抵抗の両方は、直列にかつ供給電圧の極間に接続されており、分圧器を形成する。本発明の特別な点は、直列回路のために、つまり両抵抗間の接続のために、貫通接続部および／または１ペアの互いに電気的に接続されるコンタクト要素が設けられていることである。基板あるいはセンサストリップの敏感な領域自体が、特に曲げおよび／またはねじり（トーション）時に動かされると、該当する分圧器において、中間電圧が変化する。この変化は、本発明に係る測定装置により検出され、かつ評価される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

幾何学的な形状を測定するセンサストリップ（９；９００）であって、
基板（１０）を備え、
２つの電気的な抵抗（２８ｌ，１２８ｌ）の少なくとも１つの第１のペアを備え、前記電気的な抵抗（２８ｌ，１２８ｌ）のうちの第１の抵抗（２８ｌ）は、前記基板（１０）の前面（１２）上に、かつ他方の抵抗（１２８ｌ）は、前記第１の抵抗（２８ｌ）に実質的に対峙するように前記基板（１０）の背面（１４）上に配置されており、
前記第１の抵抗（２８ｌ）の第１の接続部は、第１の供給ライン（２０）を介して供給電圧の第１の極（＋ｕ）に電気的に接続されており、第２の抵抗（１２８ｌ）の第１の接続部は、第２の供給ライン（１２０）を介して前記供給電圧の第２の極（アース）に電気的に接続されており、
両前記抵抗（２８ｌ，１２８ｌ）の第２の接続部は、互いに電気的に接続されており、分圧器を形成する、
センサストリップ（９；９００）において、
両前記抵抗（２８ｌ，１２８ｌ）の前記第２の接続部間の前記電気的な接続のために、少なくとも１つの貫通接続部（２００）が設けられており、該貫通接続部（２００）は、前記前面（１２）上の前記第１の抵抗（２８ｌ）の前記第２の接続部に通じる導体路（２５ｌ）を、前記背面（１４）上の前記第２の抵抗（１２８ｌ）の前記第２の接続部に通じる導体路（１２６ｌ）に電気的に接続し、かつ／または両導体路（２５ｌ，１２６ｌ）は、それぞれ、１つのコンタクト箇所（２５１，２５３）に通じ、前記コンタクト箇所（２５１，２５３）は、コンタクト要素（２５２，２５４）を介して互いに電気的に接続され得るように構成されかつ配置されていることを特徴とする、センサストリップ。

【請求項2】

２つの電気的な抵抗（２８ｒ，１２８ｒ）の少なくとも１つの第２のペアを備え、前記電気的な抵抗（２８ｒ，１２８ｒ）のうちの第１の抵抗（２８ｒ）は、前記基板（１０）の前記前面（１２）上に、かつ他方の抵抗（１２８ｒ）は、前記第１の抵抗（２８ｒ）に実質的に対峙するように前記基板（１０）の前記背面（１４）上に配置されており、
前記第１の抵抗（２８ｒ）の第１の接続部は、前記第１の供給ライン（２０）を介して前記供給電圧の前記第１の極（＋ｕ）に電気的に接続されており、前記第２の抵抗（１２８ｒ）の第１の接続部は、前記第２の供給ライン（１２０）を介して前記供給電圧の前記第２の極（アース）に電気的に接続されており、
両前記抵抗（２８ｒ，１２８ｒ）の第２の接続部は、互いに電気的に接続されており、分圧器を形成し、
第１の抵抗ペア（２８ｌ，１２８ｌ）の少なくとも１つと、第２の抵抗ペア（２８ｒ，１２８ｒ）の少なくとも１つとは、相並んで配置されている
ことを特徴とする、請求項１記載のセンサストリップ。

【請求項3】

前記第１の抵抗ペア（２８ｌ，１２８ｌ）および／または前記第２の抵抗ペア（２８ｒ，１２８ｒ）は、垂線（ＬＡ）に対して傾き角（α）を有しており、該傾き角（α）の値は０～９０度にあることを特徴とする、請求項１または２記載のセンサストリップ。

【請求項4】

前記第１の抵抗ペア（２８ｌ，１２８ｌ）の数は、前記第２の抵抗ペア（２８ｒ，１２８ｒ）の数と同じ大きさであり、前記第１の抵抗ペア（２８ｌ，１２８ｌ）と前記第２の抵抗ペア（２８ｒ，１２８ｒ）とは、前記垂線（ＬＡ）に関して互いに鏡面対称に配置されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載のセンサストリップ。

【請求項5】

前記第１の供給ライン（２０）は、前記基板（１０）の前記前面（１２）上に配置されており、前記第１の抵抗ペア（２８ｌ，１２８ｌ）と前記第２の抵抗ペア（２８ｒ，１２８ｒ）との間を、好ましくは前記垂線（ＬＡ）に沿って延びることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載のセンサストリップ。

【請求項6】

前記第２の供給ライン（１２０）は、前記基板（１０）の前記背面（１４）上に配置されており、前記第１の抵抗ペア（２８ｌ，１２８ｌ）と前記第２の抵抗ペア（２８ｒ，１２８ｒ）との間を、好ましくは前記垂線（ＬＡ）に沿って延びることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載のセンサストリップ。

【請求項7】

前記抵抗（２８，１２８）の少なくとも幾つかは、印刷法、例えばスクリーン印刷により前記基板（１０）上に被着され、このために、好ましくは高抵抗のペーストが使用されることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載のセンサストリップ。

【請求項8】

前記抵抗（２８，１２８）の前記接続部のために必要な接続部ラインの少なくとも幾つかおよび／または前記貫通接続部（２００）の少なくとも１つは、印刷法、例えばスクリーン印刷により前記基板（１０）上に被着され、このために、好ましくは低抵抗のペーストが使用されることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載のセンサストリップ。

【請求項9】

前記センサストリップは、第１の領域（Ｓ）と第２の領域（Ｋ）とを備えており、前記第１の領域（Ｓ）は、通常運転中、変形可能であり、前記第１の領域（Ｓ）内には、上記の前記抵抗（２８，１２８）が配置されており、前記第２の領域（Ｋ）は、通常運転中、前記第１の領域（Ｓ）と比較して変形しにくく、前記第２の領域（Ｋ）内には、前記貫通接続部（２００）の少なくとも幾つかが配置されていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載のセンサストリップ。

【請求項10】

幾何学的な形状を測定する装置であって、
請求項１から９までのいずれか１項記載のセンサストリップ（９；９００）が使用され、
前記抵抗（２８，１２８）は、好適な電気的な接続を介して評価ユニット（Ａ）に接続されており、前記評価ユニット（Ａ）は、前記供給電圧（＋ｕ，アース）を放出し、前記分圧器（２８ｌ，１２８ｌ；２８ｒ，１２８ｒ）により生成される電圧をセンサ信号（ｓｌ，ｓｒ）として受け取り、個々の前記抵抗ペア内の抵抗変化に関する尺度である出力信号（ｓａ）を生成する
ことを特徴とする、幾何学的な形状を測定する装置。

【請求項11】

前記評価ユニット（Ａ）は、前記センサ信号（ｓｌ，ｓｒ）が前記センサストリップ（９，９００）の静止状態で有する値に実質的に相当する値を有する参照電圧を生成し、かつ前記参照電圧の前記値と、測定された前記センサ信号（ｓｌ，ｓｒ）の前記値とから差を形成することを特徴とする、請求項１０記載の装置。

【請求項12】

前記センサ信号（ｓｌ，ｓｒ）は、少なくとも前記抵抗ペア（２８ｌ，１２８ｌ；２８ｒ；１２８ｒ）の幾つかによって相前後して評価され、前記センサストリップ（９；９００）内における前記抵抗ペア（２８ｌ，１２８ｌ；２８ｒ；１２８ｒ）の位置を考慮しつつ、前記センサストリップ（９；９００）の前記幾何学的な形状に関する尺度である値を有する出力信号（ｓａ）が生成されることを特徴とする、請求項１０または１１記載の装置。

【請求項13】

時間的に相前後して、前記抵抗ペア（２８，１２８）の少なくとも幾つかの抵抗ペアのセンサ信号（ｓｌ，ｓｒ）が評価され、前記センサストリップ（９；９００）内における前記抵抗ペアの位置を考慮しつつ、該当する前記抵抗ペア（２８，１２８）の運動経過に関する尺度である値を有する出力信号（ｓａ）が生成されることを特徴とする、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の装置。

【請求項14】

前記装置は送信ユニットを備えており、該送信ユニットは、前記出力信号（ｓａ）に応じて送信信号を送信することを特徴とする、請求項１０から１３までのいずれか１項記載の装置。

【請求項15】

前記装置は、コンタクト要素（２５２，２５４）の少なくとも１つのペアを備えており、前記コンタクト要素の一方（２５２）は、通常運転中、前面の導体路（２５ｌ）の１つに電気的にコンタクトしているように構成されかつ配置されており、前記コンタクト要素の他方（２５４）は、通常運転中、背面の導体路（１２６ｌ）の１つに電気的にコンタクトしているように構成されかつ配置されており、両コンタクト要素（２５２，２５４）は互いに電気的に接続されていることを特徴とする、請求項１０から１４までのいずれか１項記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、幾何学的な形状、特に曲げ半径またはこれに類するものを測定するフレキシブルなセンサストリップに関する。その際、好適な評価装置により、これらの幾何学的な形状の、対応する時間的な推移を測定し、評価し、そして相応の運動、特に曲げ、ねじり（トーション）および／または伸びを特定することも可能である。

【背景技術】

【0002】

上記したような種類のセンサストリップは、基本的には公知であり、多くの場合、多数の電気的な要素を備えており、これらの電気的な要素は、抵抗および／またはコンデンサとして機能することができ、かつフレキシブルな基板上に被着されている。このようなセンサストリップが、好適な機械的な変形、例えば曲げ、ねじり（トーション）、伸び、縮みまたはこれに類するものを受けると、これらの電気的な要素の幾つかは伸長され、その他は縮められる場合がある。このことから、抵抗値あるいは容量値の変化が導かれ、これらの変化を評価ユニットによって検出することができる。好適なアルゴリズムにより、上記の機械的な負荷の１つが、どこでかつどのように生じたかが特定される。

【0003】

さらに、この種のセンサストリップを人間または動物の体に使用することが公知である。例えば独国特許出願公開第１０２００８０５２４０６号明細書は、人間または動物の体における運動経過を特性付ける機能パラメータを検出する方法と、この方法を実施する曲げセンサとに関する。独国特許出願公開第１０２００８０５２４０６号明細書の一実施形態では、ひずみゲージが設けられており、ひずみゲージは、僅かに変形したときに既にそのインピーダンス、特にその電気的な抵抗を変化させることで、伸び変形を検出するために用いられる。この場合、しかし、場合によっては生じる引っ張り応力または圧縮応力が長さ変化を引き起こし、この長さ変化が、誤って検査対象の曲げに関する尺度として解釈されてしまうという問題が生じる。このことを防止するために、独国特許出願公開第１０２００８０５２４０６号明細書では、好ましくは、引っ張り強さはあるが、弾性的に曲げが可能な基板、例えばばね鋼が設けられている。このような基板を、基板の上に取着されたひずみゲージから電気的に絶縁するために、接着剤層、例えばエポキシ樹脂が使用される。

【0004】

国際公開第２０１１／０３２５７５号は、人間の体、特に腰部脊柱の領域における運動経過を特性付ける機能パラメータを検出する方法およびシステム、ならびにこのような機能パラメータを分析する方法に関する。このために曲げセンサが使用され、この曲げセンサでは、ひずみゲージが基板上に取り付けられ、例えば接着されている。基板材料として、国際公開第２０１１／０３２５７５号では、特に電子回路基板またはばね帯鋼が提案されている。国際公開第２０１１／０３２５７５号における、ひずみゲージと、回路基板上の導体路との間の電気的なコンタクトの実現は、例えば銅箔ストリップのろう接によって実施される。

【0005】

国際公開第２０１１／０３２５７５号における一実施例では、曲げセンサは複数のひずみゲージを有しており、ひずみゲージのそれぞれ２つが、基板の互いに反対側の面上に取り付けられており、両ひずみゲージが、検査対象、例えば人間の背中の曲げあるいは屈曲に追従する基板の同じ曲げを検出するようになっている。

【0006】

国際公開第２０１１／０３２５７５号には、同じく、これにより外乱が、ブリッジ回路、例えば２つのひずみゲージの信号から差信号を形成するホイートストン測定ブリッジにより補償され、本来の測定信号を増幅できることが記載されている。これにより、エラー影響、例えば引っ張り応力または圧縮応力、および場合によっては基板の付加的な長さ変化を引き起こしかねない温度変動を補償することができる。

【0007】

国際公開第２０１６／０３０７５２号は、伸ばすことが可能な、かつフレキシブルなセンサと、運動、例えば人または動物の背中または肢体の運動に関するデータを測定しかつ処理する、対応するシステムと、に関する。この場合、弾性的なフィルムストリップ（２）に、多数のストリップ（３）が、例えば縫ったり（ステッチングしたり）、接着したり、クランプしたりすることで取り付けられる。国際公開第２０１６／０３０７５２号には、平行なストリップの２つの群がヘリンボーンパターンを形成する特別な構成も提案される（図４）。これらのストリップは、コンデンサとして、または長さに依存した抵抗を有する弾性的なシングルワイヤとして構成されていてもよい。

【0008】

上掲のこれらの文献から、これまで公知の、上記したような種類のセンサストリップを、手間あるいはコストを要して実現しなければならず、エラーも生じやすいことがわかる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

それゆえ、本発明の課題は、簡単かつ低廉に製造されることができ、かつ長い寿命を有するセンサストリップを紹介することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明に係るセンサストリップは、主請求項によって特定される。従属請求項により、有利な発展形が規定される。続く装置発明の請求項は、対応する測定兼評価装置に関する。

【0011】

本発明に係るセンサストリップは、フレキシブルな基板を備えており、基板は、特に曲げられ、かつ／またはねじられ（トーションがかけられ）得る。特に、このために、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるフィルムであって、その厚さが、１０～１０００μｍの範囲内、好ましくは１００～４００μｍの範囲内にあり、特に好ましくは約３００μｍであってよいフィルムが実証されている。当然、その他のフレキシブルな材料、例えばポリウレタン（ＰＵ）、熱可塑性のポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、その他のプラスチックおよび／またはその他の好適な材料も可能である。

【0012】

基板上には、少なくとも１つの第１の抵抗ペアが存在している。この場合、基板面の一方の面（以下、前面という）上に、第１の電気的な抵抗が設けられている。他方の基板面（以下、背面という）上に、第２の抵抗が設けられている。その際、これらの両抵抗は、実質的に対峙するように構成されかつ配置されている。しかし、その際、幾何学形状および／または位置に関する僅かな偏差が可能である。これらの偏差は、特に製造公差に基づいて予想され得ることでもある。特定の値までの位置偏差は、完全に可能であり、また極めて良好な結果をもたらすことがわかっている。相応の公差値は、特に基板の厚さおよび／または抵抗の大きさに依存している。約１～２ｍｍまでの位置偏差および／または抵抗の大きさの約１０％までが許容可能であることがわかっている。この場合、続く信号評価の範囲内で相応の電子式の修正を行うことも可能である。

【0013】

第１の抵抗の第１の接続部は、第１の供給ラインに電気的に接続されており、第１の供給ラインを介して供給電圧の第１の極に接続されている。第２の抵抗の第１の接続部は、第２の供給ラインに電気的に接続されており、第２の供給ラインを介して供給電圧の第２の極に接続されている。この第２の極は、センサストリップが接続されている電気的なユニットのアース接続部に電気的に接続されていることができる。

【0014】

本発明に係るセンサストリップにおける特別な点は、抵抗の第２の接続部が互いに電気的に接続されており、抵抗が分圧器を形成することである。このことは、例えば、両抵抗の第２の接続部間の電気的な接続のために、少なくとも１つの貫通接続部が設けられていることによって実現することができる。本発明の意味で、このような貫通接続部は、電気的な接続であって、基板内に設けられた開口を通して前面と背面との間を延び、さらに基板前面上の第１の導体路を基板背面上の第２の導体路に電気的に接続するあらゆる種類の電気的な接続である。その際、さらに、第１の導体路は、第１の抵抗の第２の接続部に電気的にコンタクトしており、第２の導体路は、第２の抵抗の第２の接続部に電気的にコンタクトしている。これらの電気的な導体路は、同じであっても異なっていてもよく、かつ任意に構成されていてもよい。

【0015】

抵抗の第２の接続部間の電気的な接続は、本発明により、基板前面上の第１の導体路および／または基板背面上の第２の導体路が基板の縁部領域内まで延び、この縁部領域内でそれぞれ１つのコンタクト箇所を有し、コンタクト箇所を介して電気的に接続され得るように構成されかつ配置されていることにより、実施されてもよい。このような電気的な接続部は、好ましくは、第１のコンタクト要素が、通常運転中、つまりセンサストリップが測定を実施する準備が整っているとき、第１の導体路に電気的にコンタクトしており、第２のコンタクト要素が、通常運転中、第２の導体路に電気的にコンタクトしていることにより実現される。両コンタクト要素は、差し込み接続、クランプ接続、デュアル・コンタクト・ＺＩＦ・コネクタ（ＺＩＦ＝Zero Insertion Force：ゼロ挿入力）、ろう接接続またはこれに類するものの一部であってもよい。上記のコンタクト要素は、電気的に互いに接続され、このことは、対応するコネクタ内で実施することができ、またはコネクタ外、例えば接続されるライン内または下流に接続される制御装置内でも実施することができる。

【0016】

このような本発明に係るセンサストリップは、極めてコンパクトであり、かつ製造も容易に行うことができる。運転準備の整った通常運転中、上記の供給電圧がかかる。その結果、分圧器が実現される。このとき、中間電圧が抵抗の第２の接続部にかかっている。中間電圧の値は、一方では供給電圧に依存し、他方では（第１の抵抗、第２の抵抗の）抵抗値同士の比に依存している。好ましくは、両抵抗値は、基板が機械的な荷重なしに一平面内、例えば図平面内に存在しているとき、同じ大きさである。そこで、基板自体が、例えば曲げおよび／またはねじり（トーション）により動かされると、抵抗値は変化する。この変化は、様々な要因、例えば抵抗の幾何学的な形態、運動の種類、および運動の場所に関する抵抗の位置に依存している。

【0017】

本発明の以下の説明では、抵抗のベース面、すなわち、基板に対するそれぞれの面が、その幅よりも大幅に大きな長さを有することを前提としているが、本発明は、この種の抵抗に限定されるものでは決してない。そこで、このような縦長の抵抗が、その長さが拡大されるように伸ばされると、その抵抗値は大きくなる。縮められ、これに対応して長さが縮小されると、その抵抗値は小さくなる。この効果を、説明する本発明に係るセンサストリップが１つしか抵抗ペアを備えていない場合、例えば、ある物体における反り、直径またはこれに類するものを測定するために、使用することができる。このような物体は、物、例えば棒、球またはこれに類するものであってもよい。しかし、人間または動物の体の部分を計測することも可能である。これには、体の部分、例えば背中、膝またはこれに類するものの屈曲が含まれていてもよい。このような測定は、１回だけ実施されてもよい。しかし、このような測定を相前後して複数回実施することも可能であり、これにより、ダイナミックな推移を求めることが可能である。このダイナミックな推移は、特に幾何学的な変化の速度推移および／または加速度推移も包含し得る。このために、好適な評価ユニットにより、所与の時間的な間隔で、かつ／または所与の時間に、中間電圧が検出され、対応する測定値が形成され、かつ評価される。

【0018】

本発明に係るセンサストリップの一発展形では、少なくとも１つの第２の抵抗ペアが設けられている。第２の抵抗ペアにおいても、第１の抵抗が基板前面上に配置され、第２の抵抗が基板背面上に配置されている。第１の抵抗の第１の接続部は、供給電圧の第１の極に電気的に接続されており、第２の抵抗の第１の接続部は、供給電圧の第２の極に電気的に接続されている。両抵抗の第２の接続部は、互いに電気的に接続されており、分圧器が形成される。その際、第２の抵抗接続部間の電気的な接続のために、少なくとも１つの貫通接続部または上述のような種類の電気的なコンタクトが存在していることが可能であるが、必須というわけではない。この第２の抵抗ペアは、第１の抵抗ペアに極めて類似しているので、補足的に上述の説明も参照されたい。

【0019】

上記の構成から、様々な抵抗ペアが可能であること、すなわち、１つまたは複数の第１の抵抗ペアおよび１つまたは複数の第２の抵抗ペアが可能であることがわかる。これらの抵抗ペアは、互いに対して特別に配置されている。このことについて以下に詳しく説明する。説明のために、場所および方向の表示に関して、例えば図１に示すような、かつ、
－ｘｙ平面が図平面に相当し、
－ｘ軸が左から右に向き、
－ｙ軸が下から上に向き、
－ｚ軸が図平面から手前を向く、
デカルト座標系を使用する。

【0020】

以下では、基板がｘｙ平面に沿って延在する、つまり、いわば図平面内に位置するように配置されていることを前提とする。このような状態を以下では静止状態ともいう。そして、本発明に関して以下のケースが区別される。

【0021】

ａ）１つの第１の抵抗ペアおよび１つの第２の抵抗ペア
第１の抵抗ペアが１つだけ、そして第２の抵抗ペアが１つだけ存在しているとき、これらの抵抗ペアは、相並んで配置されている。すなわち、第１の抵抗ペアは、例えば第２の抵抗ペアの左（ｘ方向）に位置している。この場合、両抵抗ペアは、同じまたは異なる高さ（ｙ方向）に位置していてもよい。

【0022】

ｂ）複数の第１の抵抗ペアおよび／または複数の第２の抵抗ペア
第１の抵抗ペアが２つ以上存在しているとき、これらの第１の抵抗ペアは、上下（ｙ方向）に配置されている。その際、これらの第１の抵抗ペアは、側方（ｘ方向）に互いにずらされていることが可能である。第１の抵抗ペアが２つ以上存在しているとき、これらの第１の抵抗ペアは、同じく上下（ｙ方向）に配置されており、かつ側方（ｘ方向）にもずらされていることが可能である。第１の抵抗ペアも第２の抵抗ペアもそれぞれ２つ以上存在しているとき、第１の抵抗ペアは、第２の抵抗ペアの横に並んで（例えば左）に存在し、このとき、相並んで位置する抵抗ペアの、ｙ方向でのずれが可能である。

【0023】

ｃ）異なる数の抵抗ペア
念のため言及すると、第１の抵抗ペアの数は、第２の抵抗ペアの数とは異なっていてもよい。

【0024】

さらなる幾何学的な説明のために、相並んで位置する抵抗ペア間に、ｙ軸に沿って延びる垂線を規定できることを前提とする。この垂線は、例えば、さらに下で好ましい実施例の説明との関連で与えられているようなセンサストリップの長手方向軸線に相当し得る。

【0025】

好ましくは、上記の抵抗の少なくとも幾つかは、縦長のベース面を有している。すなわち、抵抗は、抵抗の幅よりも明らかに大きな長さを有している。このことから、対応する抵抗長手方向軸線が決定される。抵抗長手方向軸線は、以下では、抵抗ペアと、上記の垂線との間の傾き角を規定するために使用される。この角度は、０度～９０度（それぞれの値を含む）の値をとることができ、２０～４０度の値、特に約３０度の値が特に実証されている。その際、この傾き角の値は、すべての抵抗ペアに関して同じ大きさであることが可能である。しかし、値は異なっていることも可能である。

【0026】

上記の傾き角の値は、特に、対応する抵抗ペアによって可能な測定の種類を決定する。このことについては、さらに以下で実施例の説明の中で詳しく立ち入る。

【0027】

ある特定の数の第１の抵抗ペアのために、同じ数の第２の抵抗ペアが、垂線に関して鏡面対称に配置されているとき、センサストリップは、トーションを測定するのに、特に良好に好適である。

【0028】

本発明に係るセンサストリップを低コストに、そしてそれにもかかわらず高信頼性に製造することができるように実証されているのは、抵抗を、または抵抗の少なくとも幾つかをスクリーン印刷法により製作することである。このために、高抵抗のペースト、例えば、カーボンをベースとするペースト、ＣＮＴを含むペースト、導電性のポリマー（例えばＰＥＤＯＴ）またはこれに類するものが基板上に被着される。カーボンスクリーン印刷の場合、好ましくは、約５～２０μｍの範囲内の厚さが使用される。別の材料の場合、別の厚さが使用されてもよい。

【0029】

さらに、導体路または導体路の少なくとも幾つかは、かつ／または上記の貫通接続部の少なくとも幾つかは、スクリーン印刷法によって低抵抗のペースト、例えば銀ペースト、銅ペーストまたはこれに類するものによって製作することが可能である。

【0030】

本発明に係るセンサストリップをできる限り効率的かつ低コストに製造することができるようにするには、単一の抵抗層（カーボン層）および／または単一のライン層（銀層）を使用することも実証されている。これらの層は、上記のｙ軸（長手方向軸線）を中心に略対称であり、基板前面上の印刷のためにも、基板背面上の印刷のためにも使用することができる。

【0031】

本発明に係るセンサストリップは、センサ領域とコンタクト領域とに区分され、センサ領域内には上記の抵抗が配置されており、コンタクト領域内には、評価ユニットのための、かつ／または基板前面上の第１の導体路と基板背面上の第２の導体路との間の上述の電気的なコンタクト接続のための電気的な接続部を、例えば差し込み接続、クランプ接続、ろう接接続を用いてかつ／または電気接着剤によって形成することができる。通常、コンタクト領域は、通常運転中、つまり対象（あるいは体）が計測されるべきとき、センサ領域と比較して変形しにくい。このことは、様々な方法で、例えば、基板の構成により、評価ユニットへの（特にコネクタによる）存在する電気的な接続により、かつ／またはセンサストリップの、検査すべき対象への相応の取り付けにより、実現することができる。これにより、コンタクト領域にかかる機械的な負荷も、センサ領域にかかる機械的な負荷より少ない。それゆえ、信頼性を高めるために、貫通接続部の少なくとも幾つかをこのコンタクト領域内に配置することが特に有利である。

【0032】

既に言及したように、本発明に係るセンサストリップは、物、人間の体、動物の体等の幾何学的な形状および／またはダイナミックな運動を測定しかつ評価することが可能な測定装置の一部をなすために設けられている。このために、センサストリップは、好適な電気的な接続を介して評価ユニットに接続されている。評価ユニットは、供給電圧を放出し、分圧器として機能する抵抗ペアにより生成される中間電圧をセンサ信号として受け取り、このセンサ信号を評価し、かつセンサ信号の評価に基づいて個々の抵抗ペア内の抵抗変化に関する、ひいてはセンサストリップが受ける変形および／または運動にも関する尺度である出力信号を生成する。

【0033】

このような抵抗変化は、ひいては対応する測定される電圧変化も極めて小さいので、評価ユニットは、分圧器が静止状態でそれぞれ放出する電圧に実質的に相当する値を有する参照電圧も生成することができる。参照電圧と、その都度測定される電圧とから、差電圧が形成され、差電圧は増幅され評価される。

【0034】

別の好ましい一構成では、評価ユニットは、時間的に制御されるスイッチ（マルチプレクサ）を有しており、このスイッチは、個々の分圧器により放出される中間電圧を相前後してさらに先の段、例えば増幅器段、アナログ／デジタルコンバータ等にフィードする。評価ユニットは、同じくメモリを有しており、メモリ内には、センサストリップ内の個々の抵抗ペアのポジションあるいはポジション変化に関する尺度である値がファイルされている。個々の中間電圧と、対応するポジションデータとから、センサストリップの幾何学的な形状およびグラフィックな描写に関する尺度である出力信号が生成される。

【0035】

別の好ましい一構成では、評価ユニットは、１つまたは複数の時間段も有しており、時間段は、マルチプレックススイッチおよび／またはさらに先の段を、所与の時間にかつ／または所与の時間インターバルにしたがって、個々の分圧器により放出される中間電圧が処理されるように動作制御する。これにより、検査すべき対象（体）のダイナミックな運動あるいは運動経過、特に、運動の推移、速度および／または加速度を作成することができる。評価ユニットにより生成される出力信号は、これによりこれらの情報も包含し得る。別の好ましい一構成では、評価ユニットは送信段も有している。送信段には、生成される出力信号に関する尺度である信号がフィードされる。この信号から、好ましくは、高周波信号、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ信号またはＷＬＡＮ信号が生成され、これらの高周波信号は、好適なデバイス、例えばタブレットコンピュータ、スマートフォン、ＰＣまたはこれに類するものにより受信され、さらに処理されることができる。その際、このようなデバイス上では、好適なアルゴリズム（例えばアプリケーションまたはこれに類するもの）を介して、出力信号の評価、記憶および／または表示が実施されることが可能である。

【0036】

本発明のさらなる詳細および利点について、以下に実施例を基に、対応する図面を用いて説明する。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】第１のセンサストリップを示す図である。

【図2】第１のセンサストリップの前面の導体路を示す図である。

【図3】第１のセンサストリップの前面のセンサ抵抗を示す図である。

【図4】第１のセンサストリップの背面の導体路を示す図である。

【図5】第１のセンサストリップの背面のセンサ抵抗を示す図である。

【図6】前面の導体路と背面の導体路との間の貫通接続部のシンボリックな平面図である。

【図7】前面の導体路と背面の導体路との間の貫通接続部のシンボリックな横断面図である。

【図8】回路図である。

【図9】第２のセンサストリップを示す図である。

【図10】第２のセンサストリップの上側の部分Ｂを示す図である。

【図11】第２のセンサストリップの下側の部分Ｃを示す図である。

【図12】互いに接続されるコンタクト要素による前面の導体路と背面の導体路との間の接続のシンボリックな横断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

図１は、デカルト座標系（左上）と、第１のセンサストリップ９の平面図と、右側の、センサストリップ９のセンサ領域Ｓとコンタクト領域Ｋとを区別するための、シンボリックなマーキングと、を示している。センサストリップ９は、ここではｘｙ平面内、ひいては図平面内に存在している。センサストリップ９は基板１０を備えており、基板１０は、曲げ、ねじりかつ／または伸びが可能であり、かつここに示す実施例では透明な材料からなっている。特にＰＥＴフィルム（ＰＥＴ＝ポリエチレンテレフタレート）が実証されており、ＰＥＴフィルムの厚さは、好ましい一実施の形態では、１００～１８０μｍの範囲内にある。基板１０は、前面１２（図１および７参照）と、背面１４（図７参照）とを有している。前面１２は、上面と称呼されることもある。しかし、本明細書では、「上」、「下」、「右」および「左」（等）の場所の表示を、図平面内におけるポジションを説明するために用いるので、この概念は回避する。前面１２上にも背面１４上にも、多数のセンサ抵抗が配置され、かつ多数の電気的な導体路も配置されている。センサ抵抗および導体路については、以下で図１ないし５を基に詳しく説明する。

【0039】

図２は、基板１０の前面１２上に配置されている導体路を示しており、図３は、前面１２のセンサ抵抗を示している。下側の領域内には、多数の電気的なコンタクト箇所１６が存在しており、コンタクト箇所１６はコネクタバーを形成し、かつ好適なフィルムコネクタ（ここでは図示せず）とコンタクトできるように構成され、配置されている。これらのコンタクト箇所１６のうちの２つは、１つの導体路１８を介して前面の供給導体路２０に接続されている。供給導体路２０は、ここでは実質的に長手方向軸線ＬＡに沿って延びている。対応する接続を介して、供給導体路２０の右ではコンタクトポイント２２ｒが、供給導体路２０の左ではコンタクトポイント２２ｌが、供給導体路２０に電気的に接続されている。

【0040】

コンタクトポイント２２ｒの各々には、対応するコンタクトポイント２４ｒが属しており、コンタクトポイント２４ｒは、対応する導体路２６ｒを介してコンタクト箇所１６のそれぞれ１つに電気的に接続されている。図１および２には、コンタクトポイントペア２２ｒ，２４ｒのうちの５つを示してあり、これらのコンタクトポイントペア２２ｒ，２４ｒのうちの２つのみに、符号を付してある（図２参照）。これらのコンタクトポイントペア２２ｒ，２４ｒの各々の間には、５つのセンサ抵抗２８ｒのうちの１つが延びており、センサ抵抗２８ｒは、ここでは、縦長の長方形の形状を呈している。

【0041】

この場合、図示の実施例では、これらのセンサ抵抗２８ｒのうちの最も上側のセンサ抵抗は、このセンサ抵抗２８ｒが、ひいてはこのセンサ抵抗２８ｒの長手方向軸線も、供給導体路２０と、そしてそれゆえに長手方向軸線ＬＡとも、直角をなすように延びている。これらのセンサ抵抗２８ｒのうちの最も下側のセンサ抵抗は、供給導体路２０に対して、ひいては長手方向軸線ＬＡに対しても、略平行に延びている。センサ抵抗２８ｒのうちの真ん中のセンサ抵抗には、図１中に、このセンサ抵抗２８ｒの長手方向軸線ｌａｒと傾き角αも記入してあり、傾き角αは、両長手方向軸線ＬＡおよびｌａｒにより規定され、約４５度である。

【0042】

上側の供給導体路２０の左、ひいては長手方向軸線ＬＡの左には、既述のコンタクトポイント２２ｌの他に、対応するコンタクトポイント２４ｌも存在しており、コンタクトポイント２４ｌは、それぞれ１つの導体路片２５ｌに接続されている。これらの導体路片２５ｌの各々は、特殊な貫通接続部を介して、基板背面１４上にかつ長手方向軸線ＬＡの左に存在する導体路１２６ｌに接続されている。これについての詳細は、さらに下で説明する。

【0043】

右側と同様に、ここでも５つのコンタクトポイントペア２２ｌ，２４ｌが存在しており、コンタクトポイントペア２２ｌ，２４ｌ間には、対応するセンサ抵抗２８ｌが配置されている。本実施例では、左のセンサ抵抗２８ｌは、右のセンサ抵抗に対して鏡面対称に配置されているので、上述の説明は同様に左側にも当てはまる。

【0044】

図４は、基板１０の背面上に配置されている導体路を示しており、図５は、対応するセンサ抵抗を示している。図４および５に示す要素に対する視線方向は、上から、つまり前面１２から基板１０を透過して見たものであり、このとき、基板前面１２上に存在する要素は存在していない。それゆえ、ここでは、基板背面１４上に被着されている要素の背面を見ているとも言えるであろう。これらの背面の要素の大半は、図１では看取不能である。なぜなら、これらの要素は、前面の要素によって隠れていて見えないからである。その例外は、既に言及した導体路１２６ｌである。

【0045】

図４に看取可能であるように、基板背面１４は、下側の供給導体路１２０を有している。供給導体路１２０は、基板前面１２上を延びる導体路５０（図１および２参照）を介して、かつ領域５２内に設けられた、ここでは図示しない貫通接続部を介して、本実施例ではすべて前面１２上に存在しているコンタクト箇所１６の２つに接続されている。背面の供給導体路１２０の構成および配置は、領域５２より上では、前面の供給導体路２０の構成および配置と略同一である。略同一とは、特に、背面１４上に多数のコンタクトポイント１２２ｒ，１２２ｌが存在しており、コンタクトポイント１２２ｒ，１２２ｌとコンタクトポイント２２ｒ，２２ｌとがそれぞれ異なる供給導体路に接続されているという事実を除き、コンタクトポイント１２２ｒ，１２２ｌがコンタクトポイント２２ｒ，２２ｌに相当するということでもある。さらに、背面の供給導体路１２０の左には、５つのコンタクトポイント１２４ｌが存在しており、コンタクトポイント１２４ｌは、左の導体路１２６ｌのそれぞれ１つを介して、さらに、前面１２と背面１４との間の、ここでは図示しない貫通接続部を介して、前面のコンタクト箇所１６の１つに接続されている（図１参照）。供給導体路１２０の右には、別の５つのコンタクトポイント１２４ｒが存在しており、コンタクトポイント１２４ｒは、それぞれ１つの導体路片１２５ｒに接続されている。これらの導体路片１２５ｒの各々は、特殊な貫通接続部を介して、基板前面１２上にかつ長手方向軸線ＬＡの右に存在する導体路２６ｒの１つに接続されている。これについての詳細は、さらに下で説明する。

【0046】

別の実施例では、背面１４上にもコンタクト箇所が設けられているようになっている。これらの背面のコンタクト箇所は、前面のコンタクト箇所１６と同じ大きさであり、かつ前面のコンタクト箇所１６に対して略合同に対峙していてもよい。コンタクト箇所が両面１２，１４上に存在する場合、対応するフィルムコネクタが使用されることが望ましい。この場合は、多様なコンタクトあるいは回路の変化態様が可能である。

【0047】

図５に示すセンサ抵抗１２８ｌ，１２８ｒは、基板前面１２上に存在するセンサ抵抗２８ｌおよび２８ｒと同じかまたは少なくとも略同じ構成および配置を有している。それゆえ、センサ抵抗１２８ｌ，１２８ｒは、図１では不可視である。これに際し、再度付言すると、図５に示す描写は、基板前面１２上に存在する要素が存在していない状態で、基板１０の向こうが透けて見える基板前面１２の平面図に相当する。

【0048】

図６は、図１にマークした領域Ａのシンボリックな拡大図を示している。図６は、主に、前面の導体路片２５ｌの１つと、対応する導体路１２６ｌ、すなわち、対峙して基板背面１４上に存在する導体路１２６ｌとの間の貫通接続部を示す図である。図７は、この貫通接続部のシンボリックな横断面図を示している。

【0049】

図６および７からは、特に、基板１０の前面１２上に、左のセンサ抵抗２８ｌの１つが配置され、かつ（図７で見て）このセンサ抵抗２８ｌの下に、基板背面１４上に、対応するセンサ抵抗１２８ｌが配置されていることが看取可能である。さらに、前面のセンサ抵抗２８ｌは、前面のコンタクトポイント２４ｌに、他方、コンタクトポイント２４ｌは、前面の導体路片２５ｌに接続されている。これについて注釈するならば、コンタクトポイント２４ｌと導体路片２５ｌとは、１つの共通の電気的な接続要素をなしており、ここでは、図面の簡単な描写のためだけに別々に記してある。背面のセンサ抵抗１２８ｌは、背面のコンタクトポイント１２４ｌに、他方、コンタクトポイント１２４ｌは、背面の導体路１２６ｌに接続されており、導体路１２６ｌは、別の貫通接続部を介して、対応するコンタクト箇所１６に通じている（図１参照）。前面１２と背面１４との間には、基板１０内に設けられた相応の開口によって貫通接続導体２００が配置されており、貫通接続導体２００は、ここでは、前面の導体路片２５ｌおよび背面の導体路１２６ｌと同じ材料からなっており、これらの両要素２５ｌ，１２６ｌを電気的に互いに接続している。これにより、両センサ抵抗２８ｌおよび１２８ｌは、直列に接続されている。ここでは、見やすさという理由から図示はしないが、先の説明および図１ないし５から、さらに、
・センサ抵抗２８ｌの見かけ上の自由端である端部２９ｌが、コンタクトポイント２２ｌを介して供給導体路２０に、
・センサ抵抗１２８ｌの見かけ上の自由端である端部１２９ｌが、コンタクトポイント１２２ｌを介して供給導体路１２０に、
電気的に接続されていることがわかる。

【0050】

前面の左のセンサ抵抗２８ｌの残余のセンサ抵抗２８ｌも、このような形でその対応する背面のセンサ抵抗１２８ｌに接続されている。同じことが、右のセンサ抵抗２８ｒおよび１２８ｒにも当てはまる。

【0051】

センサ抵抗２８，１２８は、好ましくはスクリーン印刷法により製作され、このスクリーン印刷法の場合、ここでは、カーボンをベースとするペーストが、基板１０の両面１２，１４上にパターニングされて約５～２０μｍの厚さで被着される。その際、センサ抵抗２８，１２８は、記載の実施例では約７ｍｍの長さを有している。その幅は、用途に応じてまさに様々であってよく、１０ｋΩ～８０ｋΩの範囲内の抵抗値を実現すべく、約１００μｍ～８００μｍの範囲内にある。基板面１２，１４上に存在する残余の要素、特に導体路およびコンタクトポイント等は、好ましくは同じくスクリーン印刷法により製作され、このスクリーン印刷法の場合、銀ペーストが約５～１５μｍの厚さで被着される。

【0052】

図８は回路図を示しており、この回路図では、１ペアの左のセンサ抵抗２８ｌ，１２８ｌと、１ペアの右のセンサ抵抗２８ｒ，１２８ｒとが考慮されている。この回路図は、以下の３つのブロックに区分されている：
Ｓ：センサ領域
Ｋ：コンタクト領域
Ａ：評価ユニット。

【0053】

センサ領域Ｓは、実質的に、センサストリップ９の、センサ抵抗２８ｌ，２８ｒ，１２８ｌ，１２８ｒが配置されている部分に相当する。センサ領域Ｓは、フレキシブルであり、特に曲げられ、ねじられかつ／または伸ばされることができるように構成されている。コンタクト領域Ｋは、実質的に、センサストリップ９の、供給導体路２０，１２０および導体路２６ｒ，１２６ｌがコンタクト箇所１６に接続されている部分に相当する。好ましい実施の形態では、コンタクト領域Ｋ（図１も参照）は、少なくとも運転モード（通常運転）においてセンサ領域Ｓと比較して大幅に低い柔軟性あるいは変形可能性を有している。このことは、例えば、コンタクト箇所１６へのフィルムコネクタの接続によって、検査すべき対象への領域Ｋの比較的弱い結び付きによって、かつ／または基板１０の相応の構成（基板１０の厚さ、材料等）によって、達成することができる。

【0054】

評価ユニットＡ、ここでは、フィルムコネクタのコンタクト３００を介してコンタクト箇所１６に接続されている評価ユニットＡは、電圧供給部ならびに通常の電子的な要素、例えば増幅器、Ａ／Ｄコンバータ、メモリ、送信装置、表示要素および／またはこれに類するものを有している。これらについては、さらに下で詳しく立ち入る。

【0055】

図８の回路図からわかるように、前面の供給ライン２０には、供給電圧＋ｕがかかっている。供給電圧＋ｕの値＋Ｕは、例えば３ボルトである。背面の供給ライン１２０は、接地されている。センサ抵抗２８ｒおよび１２８ｒは、供給電圧＋ｕとアースとの間で直列に接続されており、分圧器を形成する。このとき、導体路２６ｒは、中間取り出しを可能にする。センサ抵抗２８ｌおよび１２８ｌもこの種の分圧器を形成し、導体路１２６ｌは、中間取り出しを可能にする。両導体路２６ｒ，１２６ｌは、それぞれ、コンタクト箇所１６の１つに通じている。対応するフィルムコネクタコンタクト３００を介して、分圧された電圧（以下、センサ信号ｓｒあるいはｓｌともいう）は、増幅段３０２ａあるいは３０２ｂに導かれる。増幅段３０２ａあるいは３０２ｂの出力信号は、評価段３０４にフィードされ、評価段３０４は、増幅されたセンサ信号に基づいて出力信号ｓａを生成し、この出力信号ｓａを信号ライン３０８を介して表示段３０６へと導く。

【0056】

見やすさという理由から、図８には、１ペアの左の抵抗２８，１２８ｌに由来するセンサ信号ｓｌの処理、および１ペアの右の抵抗２８ｒ，１２８ｒに由来するセンサ信号ｓｒの処理のみを示してある。評価ユニットＡにより、残余の抵抗ペア２８ｌ，１２８ｌあるいは２８ｒ，１２８ｒのセンサ信号も受け取られ、かつ処理されることができることは自明である。このために、様々な可能性、例えば、評価ユニットＡ内または評価ユニットＡ外に設けられたここでは図示しない切り換え段を使用する可能性が存在する。このような切り換え段は、センサ信号ｓｌ，ｓｒの複数またはすべてを受け取り、かつ時分割マルチプレクサの原理にしたがって時間的に制御されて増幅器段３０２ａ，３０２ｂを介して評価段３０４に転送することが可能であろう。センサ信号ｓｌ，ｓｒの各々のために、固有の増幅器段３０２ａあるいは３０２ｂが設けられており、増幅されたセンサ信号が、対応する切り換え段によって評価段３０４に導かれることも可能である。同じく、センサ信号ｓｌ，ｓｒの各々（本実施例では、つまり、５×ｓｌ＋５×ｓｒ）が、固有の増幅器段３０２ａ，ｂにフィードされ、評価段３０４が、増幅されたセンサ信号用の計１０個の入力部を有することが可能である。さらに、上述の選択肢の混合形態も可能である。

【0057】

既に言及したように、抵抗ペア２８ｌ，１２８ｌあるいは２８ｒ，１２８ｒのうちの個々の抵抗ペアは、直列回路、ひいては分圧器を形成する。これにより、センサ信号ｓｌ，ｓｒの値に関して、
ＳＬ＝＋Ｕ×Ｒ１２８ｌ／（Ｒ２８ｌ＋Ｒ１２８ｌ）
ＳＲ＝＋Ｕ×Ｒ１２８ｒ／（Ｒ２８ｒ＋Ｒ１２８ｒ）
が成立し、ここで、
ＳＬ：アースに対するセンサ信号ｓｌの電圧値
ＳＲ：アースに対するセンサ信号ｓｒの電圧値
＋Ｕ：アースに対する電圧＋ｕの値
Ｒ１２８ｌ：センサ抵抗１２８ｌの値
Ｒ２８ｌ：センサ抵抗２８ｌの値
Ｒ１２８ｒ：抵抗１２８ｒの値
Ｒ２８ｒ：抵抗２８ｒの値
である。

【0058】

理想的には、つまり、特に製造公差を考慮しなければ、センサ抵抗２８ｌ，２８ｒ，１２８ｌ，１２８ｒは、センサストリップ９が機械的な応力なしに一平面（例えば図１のｘｙ平面）内に存在しているとき、センサ抵抗２８ｌ，２８ｒ，１２８ｌ，１２８ｒの値が同じ大きさであるように構成されている。このような状態は、ここでは、静止状態ともいう。この場合、
Ｒ２８ｌ＝Ｒ１２８ｌ＝Ｒ２８ｒ＝Ｒ１２８ｒ
が成立する。

【0059】

このような場合、さらに、
ＳＬ＝１／２×＋Ｕおよび
ＳＲ＝１／２×＋Ｕ
が成立する。

【0060】

センサ領域Ｓがｘｙ平面から奥（－ｚ方向）に反らされると、前面の抵抗２８ｌ，２８ｒは伸ばされ、背面の抵抗１２８ｌ，１２８ｒは縮められる。その際、個々の抵抗に対する作用は、抵抗の傾き角αならびに場所および反りの方向に依存している。このことについて短く図１を用いて説明する。ここでは、センサストリップ９が、一様に長手方向軸線ＬＡに対して垂直に下に反らされ（つまり、座屈はせず、むしろ半円形の弧の形状を呈し）、かつ傾き角αが０～９０度の値を有していることを前提とする。而して、個々の抵抗に対する作用は、傾き角αが小さければ小さいほど、強い。これに対して、長手方向軸線ＬＡに対して平行な一様な反りが実施されるときは、個々の抵抗に対する作用は、傾き角αが大きければ大きいほど、強い。

【0061】

センサ領域Ｓの一様ではない反り（極端な場合、座屈）の場合、抵抗２８，１２８の個々の抵抗に対する作用効果は、この抵抗の傾き角αの他に、この抵抗が反りの領域内に存在しているか否か、そしてどのように存在しているかにも強く依存している。

【0062】

センサ領域Ｓがｘｙ平面から手前（ｚ方向）に反らされると、前面のセンサ抵抗２８ｌ，２８ｒは縮められ、背面のセンサ抵抗１２８ｌ，１２８ｒは伸ばされる。センサ領域Ｓが波形にされると、場合によっては前面のセンサ抵抗２８ｌ，２８ｒの幾つかは縮められ、その他は伸ばされる。

【0063】

センサストリップ９の、あるいはセンサストリップ９のセンサ領域Ｓのねじり（トーション）が生じると、同じく抵抗変化が生じ、抵抗変化は、個々のセンサ抵抗２８，１２８の位置と、個々のセンサ抵抗２８，１２８の傾き角αとに依存している。例えば、センサストリップ９の下側の部分、つまり、コンタクト箇所１６の方向での領域が図平面内にとどまり、かつセンサストリップ９の上側の部分が、時計回りにトーション矢印ＴＰ（図１）に応じてねじられると、左の前面の抵抗２８ｌは伸ばされ、かつ左の背面の抵抗１２８ｌは縮められる。これに対して右側では、前面の抵抗２８ｒは縮められ、かつ背面の抵抗１２８ｒは伸ばされる。その際、このような伸びあるいは縮みの規模は、傾き角αに依存するとともに、基板の性状にも依存している。この場合、実質的にフィルムに相当する比較的薄い基板の場合、抵抗値は、傾き角αが約４５度の値を有しているときに最も変化することがわかっている。このような変化は、当然、引き続き、トーションがそれぞれの抵抗の場所でどの程度の強さであるかに依存している。これにより、一般的に言えるのは、傾き角αを介して、トーションに対する抵抗ペアの感度の、長手方向軸線ＬＡに対して横方向での撓みに対する抵抗ペアの感度に対する比が調整可能であることである。それぞれ異なる角度が付けられた少なくとも２つの抵抗ペアを組み合わせることで、これにより、長手方向軸線ＬＡに対して横方向で延びていない曲げ方向、あるいは長手方向軸線ＬＡに対して横方向で延びる曲げに重畳するトーションが測定される。

【0064】

センサ領域Ｓが伸長されると、これは、同じく個々のセンサ抵抗に対する作用効果を有する。この場合、これらの作用効果は、個々の抵抗の位置および配向ならびに伸長の種類および方向に依存している。センサ領域Ｓが縮められたときは、反対の作用が生じる。好ましい実施例では、対峙する抵抗、例えば抵抗ペア２８ｌ，１２８ｌまたは２８ｒ，１２８ｒが同様に構成されている。このことは、これらの抵抗が、実質的に同じ幾何学形状および同じ材料特性を有していることを意味する。このことは、センサ領域Ｓの伸長が、対峙する抵抗に対して同じ作用効果を有し、それゆえ、対応する値ＳＬ，ＳＲも、理想的には変化しないという事態を引き起こす。しかし、それぞれ対峙する抵抗が区別されることが望ましければ、伸長時も値ＳＬ，ＳＲの変化が可能である。

【0065】

説明した例を基に明らかとなるのは、個々の抵抗値Ｒ２８ｌ，Ｒ１２８ｌ，Ｒ２８ｒ，Ｒ１２８ｒが、センサストリップ９の、あるいはセンサストリップ９のセンサ領域Ｓの、機械的な影響に依存していることである。このことから、反対に、これらの抵抗値、ひいては対応するセンサ信号値ＳＬ，ＳＲが変われば、センサストリップ９の相応の機械的な影響が存在することがわかる。評価段３０４内では、このために、増幅されたセンサ信号ｓｌ，ｓｒが、対応するセンサ抵抗２８ｌ，１２８ｌ，２８ｒ，１２８ｒの位置および配向に応じて、好適なアルゴリズムを基に評価される。このために、評価段３０４は、通常の、当業者にとって一般的な要素、例えばマイクロプロセッサ、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ、メモリ素子等を有している。

【0066】

上述のように、センサ信号ｓｌ，ｓｒは、それぞれ、２つの抵抗を有する分圧器における中間取り出しの結果である。同じく、絶対電圧の代わりに、それぞれ１つの電圧差が測定され、さらに処理されることが可能である。このような電圧差は、例えばホイートストンブリッジにより生成され、ホイートストンブリッジでは、通常、このような電圧差のために必要とされる参照電圧が、好適な第２の分圧器により生成される。そこで、分圧器２８，１２８の一方によって生成される第１の電圧の値が、静止状態において参照電圧の値と同じであるとき、差は０である。続く測定運転時、センサ領域Ｓが、機械的な運動を、両抵抗２８，１２８の一方が変化するように受けると、取り出される電圧の値も変化する。この電圧変化は、しかし、相対的に、つまり絶対電圧値と比較して、極めて小さい場合がある。この種の電圧変化は、取り出された電圧自体ではなく、参照電圧により生成された電圧差が、評価段３０４により処理されると、明らかにより良好に評価される。なぜなら、参照電圧により生成される電圧差の相対的な変化は、取り出される電圧よりも大幅に大きいからである。

【0067】

本発明に係る実施例では、評価段Ａは、それぞれの分圧器２８，１２８により生じる電圧値、好ましくは１／２×＋Ｕ（上記参照）に、正確に、または少なくとも実質的に相当する値を有する参照電圧が生成されるように構成されている。増幅器段３０２ａ，３０２ｂ内では、しかし、本来の増幅の前に、センサ信号ｓｌと参照電圧との間の差と、センサ信号ｓｒと参照電圧との間の差とが生成される。負の電圧を避けるために、増幅後、それぞれ好ましくは１／２×＋Ｕ（１．５Ｖ）である値を有する電圧が加算される。この電圧の値は、続くデジタル化の間に再び減算され、その結果、負のデジタルのセンサ値も生じさせることができ、符号を介して既に曲げ方向を推定することが可能である。

【0068】

センサ信号ｓｌ，ｓｒの評価の結果は、出力信号ｓａを用いて出力される。出力信号ｓａは、様々に構成することができる。好ましくは、出力信号ｓａは、対応するディスプレイを装備している表示段３０６が、センサストリップ９を、より正確に言えば、センサストリップ９のセンサ領域Ｓを、グラフィックに描写することができるように、必要な情報を包含している。この場合、このような描写は、ダイナミックであること、つまり、測定の時点に依存した時間的な推移を有していることも可能である。このために、評価段３０６は、このようなダイナミックな描写を記録し、かつこれを後に呼び出すことができるように、好適なメモリ素子（別途図示せず）を有していてもよい。

【0069】

センサ領域Ｓが、所与の限界値を上回るように動かされると、例えば反らされ、ねじられかつ／または伸長されると、グラフィックな表示に加えて、またはグラフィックな表示の代わりに、視覚的、聴覚的かつ／または触覚的（バイブレーションまたはこれに類するもの）な警告信号が出力されるように、出力信号ｓａおよび／または表示段３０６を構成することも可能である。このような限界値のための判断基準は、極めて多様であり得る。この場合、所与の幾何学的な値、その推移、その速度および／またはその加速度が、ある特定の時間、上回られるまたは下回られるときも、考慮され得る。

【0070】

言及したように、表示段３０６は、極めて多様に構成されることができる。その際、表示段３０６は、評価ユニットＡ外に配置され、例えばＰＣ、タブレットコンピュータ、スマートフォンまたはこれに類するもののように構成されていることも可能である。その際、センサ信号ｓｌ，ｓｒを評価するアルゴリズムは、部分的にまたは完全にこのようなデバイス上で実行することも可能である。

【0071】

信号ライン３０８は、ケーブルとして、かつ／またはケーブルレスに実現されていてもよい。すなわち、評価ユニットＡは、必要であれば、送信段を有している。送信段は、高周波信号（例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷＬＡＮ等）、光信号、音響信号および／またはこれに類するものを送信することができるように構成されていてもよい。このことは、特に、表示段３０６がスマートフォンまたはタブレットコンピュータとして実現されているとき、極めて有利である。

【0072】

本発明に係るセンサストリップは、多様に、例えば
・整形外科の分野
・医学的診断
・スマートウォッチその他のウェアラブルデバイス
・ライフサイエンス
のために使用することができる。

【0073】

整形外科の分野における好ましい用途は、人間の脊柱の計測に関する。このために、センサストリップ９は、好適な手段、例えば膏体、接着剤またはこれに類するものにより、該当する人間の背中に取着される。同じく、このために、一種の衣類、例えばＴシャツ、ボディスーツ、ベストまたはこれに類するものであって、衣類内にかつ／または衣類に接してセンサストリップ９が配置されているあるいは組み込まれている衣類を使用することが可能である。個々の測定により、またはより良好にはさらに、ある特定の期間内の継続的な測定により、背中がどのように動かされ、場合によってはどのように負荷がかかっているかを求めることが可能である。このために、本発明に係るセンサストリップの特別な構成が、特に実証されている。この特別な構成については、以下にセンサストリップ９００として図９ないし１１を基に説明する。その際、図９は、センサストリップ９００全体の平面図を示し、図１０および１１は、センサストリップ９００から抜粋し、図９にマークした部分ＢおよびＣを示している。このセンサストリップ９００も、前面と背面とを有する基板（ここでは図示せず）からなっている。平面図に基づき、主として、基板前面上に存在する要素を示してある。基板背面上に存在し、基板前面の要素によって隠れて見えない要素は、ここでは看取不能である。

【0074】

前述のセンサストリップ９におけるものと同じまたは同様である要素は、同じ符号を有しており、これらの要素については、本発明の理解に必要と思われる限りにのみ言及する。補足的にセンサストリップ９についての先の説明を参照されたい。

【0075】

図９に示すセンサストリップ９００は、センサ領域Ｓを備えており、センサ領域Ｓは長さ約６０ｃｍである。この場合、長手方向軸線ＬＡに沿って、前面の導体路１８が基板前面１２上に存在し、前面の導体路１８には、左に２８個のセンサ抵抗２８ｌが電気的に接続され、右に２８個のセンサ抵抗２８ｒが電気的に接続されている。これらのセンサ抵抗２８ｌ，２８ｒは、ここでは同じく縦長に、略長方形の形状を呈して構成されており、ここではすべて同じ傾き角αを有している。傾き角αの値は、約３０度である。左のセンサ抵抗２８ｌは、それぞれ、左の導体路２６ｌの１つに接続され、右のセンサ抵抗２８ｒは、それぞれ、右の導体路２６ｒの１つに接続されている。

【0076】

基板背面１４上に配置されるセンサ抵抗１２８ｌ，１２８ｒは、正確に（あるいは実質的に）前面のセンサ抵抗２８ｌ，２８ｒの下に存在しており、それゆえ、ここでは看取不能である。これらのセンサ抵抗１２８ｌ，１２８ｒは、前面のセンサ抵抗２８ｌ，２８ｒと同様に、一方では、背面の供給導体路１２０に接続されており、背面の供給導体路１２０のうち、ここでは、領域５２（図１１参照）より上の小さな部分のみが看取可能であり、他方では、基板背面１４上において左の導体路２６ｌあるいは２６ｒに対峙してあるいはその下を延びる背面の導体路１２６ｌおよび１２６ｒに接続されている。

【0077】

このことは、このセンサストリップ９００の場合、センサ抵抗２８，１２８の各々のために、１つの固有の導体路２６，１２６が設けられていることを意味する。このことは、つまり、センサストリップ９の場合とは異なっており、センサストリップ９の場合、抵抗２８，１２８のそれぞれ１つのペアのために、まず、貫通接続部２００が１つ設けられ、それにしたがい、導体路２６ｒ，１２６ｌが１つだけ設けられている。対峙する２つの抵抗２８，１２８からなる分圧器を実現するために必要な貫通接続部２００は、このセンサストリップ９００の場合、すべて領域９０２（図１１参照）内に存在している。この領域９０２は、コンタクト箇所１６の領域内に存在しており、ひいてはコンタクト領域Ｋ内に、ひいてはセンサ領域Ｓ外に位置している（図９参照）。貫通接続部２００を、通常の測定運転時に通常は曲げられ、ねじられかつ／または伸ばされるセンサ領域Ｓ外に配置したことで、センサストリップ９００が極めてロバストであることが達成される。

【0078】

図９ないし１１に示すセンサストリップは、上側の部分から所望の長さを切り落とすことで、短縮することができる。これにより、確かに抵抗ペアの数は減少するが、センサストリップ長さを、検査すべき対象に適合させることができる。

【0079】

ここでは図面によって示さない別の一実施例では、
・上記の貫通接続部２００が、個々の抵抗ペア（分圧器）２８，１２８の近傍に配置されており（センサストリップ９の場合と類似）、その結果、抵抗ペア毎に導体路２６，１２６が１つだけ必要とされ、さらに、
・第１の数のこれらの抵抗ペア２８，１２８が、前面の導体路２６を介して、そして残余の抵抗ペアが、背面の導体路１２６を介してコンタクト箇所１６に接続される、
ようにしてある。

【0080】

このことは、このようなセンサストリップを、センサストリップ９００より細く構成することができるという利点を有している。しかし、この場合、片側のコンタクト箇所１６（フィルムコネクタ）の場合、付加的な貫通接続部が必要である点について、考慮すべきである。

【0081】

図７に一部類似の図１２には、別の一実施例を示してある。前述の構成に対する主な相違点は、ここでは、前面の導体路２５ｌが、背面の導体路１２６ｌに、第１のコンタクト要素２５２と、第２のコンタクト要素２５４と、コンタクト要素２５２および２５４間の接続ライン２５６と、によって接続されることにある。簡単かつ運転信頼性の高いコンタクトのために、前面の導体路２５ｌは、基板１０の前面１２の縁部領域内に存在する第１のコンタクト箇所２５１まで延びている。相応に、背面の導体路１２６ｌは、基板１０の背面１４の縁部領域内に存在する第２のコンタクト箇所２５３まで延びている。好ましくは、両コンタクト箇所２５１，２５３は、対峙するように配置されている。通常運転中（ここでは図示もしてあるように）、第１のコンタクト要素２５２は、第１のコンタクト箇所２５１、ひいては導体路２５ｌに電気的にコンタクトしており、第２のコンタクト要素２５４は、第２のコンタクト箇所２５３、ひいては導体路１２６ｌに電気的にコンタクトしている。接続ライン２５６は、さらに評価ユニットＡに接続されており、評価ユニットＡには、相応のセンサ信号ｓｌ（図８も参照）が放出される。

【0082】

ここに示す、電気的なコンタクト要素２５２，２５４を用いた前面の導体路２５ｌと背面の導体路１２６ｌとの間の電気的な接続が例示にすぎないことは、自明である。この種のかつ／または類似のコンタクトにより、別の前面の導体路、またはすべての前面の導体路が、対応する背面の導体路に接続されてもよく、その結果、貫通接続部２００の数を相応に削減することができ、あるいは貫通接続部２００を完全に省略することができる。

【0083】

説明した実施例は例示にすぎず、本発明の好ましい実現形態を示している。上でこれらの実施例のうちの個々の実施例との関連でのみ説明した特定の特徴を、別の実施例でも、これに対して明らかな制限がない限り使用できることは、自明である。

【0084】

さらに、説明した構成の多様な変化態様および選択肢が可能であり、例えば：
－供給電圧＋ｕは、直流電圧および／または交流電圧であってもよい、
－ここで抵抗２８，１２８と称呼する要素は、コンデンサとしても使用することができる。このために、これらの要素を、相応に評価ユニットに接続することができ、これらの要素には、適した交流電圧を印加することができる。

【符号の説明】

【0085】

９ 第１のセンサストリップ
１０ 基板
１２ １０の前面
１４ １０の背面
１６ コンタクト箇所
１８ １２上の導体路
２０ 前面の供給導体路
２２ｌ，２２ｒ １２上の左あるいは右のコンタクトポイント
２４ｌ，２４ｒ １２上の左あるいは右のコンタクトポイント
２５ｌ １２上の導体路片
２６ｌ，２６ｒ １２上の左あるいは右の導体路
２８ｌ，２８ｒ １２上の左あるいは右のセンサ抵抗
２９ｌ ２８ｌの一方の端部
５０ １２上の導体路
５２ ５０から１２０への貫通接続部の領域
１２０ 背面の供給導体路
１２２ｌ，１２２ｒ １４上の左あるいは右のコンタクトポイント
１２４ｌ，１２４ｒ １４上の左あるいは右のコンタクトポイント
１２５ｒ １４上の導体路片
１２６ｌ １４上の左の導体路
１２８ｌ，１２８ｒ １４上の左あるいは右のセンサ抵抗
１２９ｌ １２８ｌの一方の端部
２００ ２５ｌおよび１２６ｌ間の貫通接続導体
２５１ 第１のコンタクト箇所
２５２ ２５１に対する電気的なコンタクト要素
２５３ 第２のコンタクト箇所
２５４ ２５３に対する電気的なコンタクト要素
２５６ ２５２および２５４間の接続ライン
３００ エッジコネクタコンタクト
３０２ａ，ｂ 増幅段
３０４ 評価段
３０６ 表示段
３０８ 信号ライン
９００ 第２のセンサストリップ
９０２ 貫通接続部領域
ＬＡ ９あるいは９００の長手方向軸線
ＴＰ トーション矢印
Ｓ センサ領域
Ｋ コンタクト領域
Ａ 評価ユニット
ｌａｌ，ｌａｒ 左あるいは右のセンサ抵抗の長手方向軸線
ｓｌ，ｓｒ 左あるいは右のセンサ信号
ｓａ 出力信号
α 傾き角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【国際調査報告】