(57)【要約】      （修正有）【課題】圧電材料を用いたセンサを備えた、センサユニットに関し、雑音の電気信号を増幅しにくくしたセンサユニットを提供する。【解決手段】身体に接触して配置され、気管Ｋを通る空気の振動を検出するセンサ６０と、センサ６０からの検出信号を増幅するアンプとを備え、センサ６０が、第１導体と第２導体の間に圧電材料を有するものである。【選択図】図２９
2020110308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
身体に接触して配置され、気管を通る空気の振動を検出するセンサと、
前記センサからの検出信号を増幅するアンプとを備え、
前記センサが、第１導体と第２導体の間に圧電材料を有するものであることを特徴とするセンサユニット。
【請求項２】
前記第１導体が、複数本の導線を撚り合わせた撚り線を複数有するものであり、
前記圧電材料が、前記第１導体の外側に設けられたものであり、
前記第２導体が、前記圧電材料の外側に設けられたものであることを特徴とする請求項１記載のセンサユニット。
【請求項３】
前記第１導体が、自身も全体として撚られたものであることを特徴とする請求項２記載のセンサユニット。
【請求項４】
前記センサが、気管の上に配置されたものであることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載のセンサユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電材料を用いたセンサを備えたセンサユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電材料を用いたセンサが知られている（例えば、特許文献１等参照）。このセンサでは、力による変形が生じると、内部導体と外部導体との間に電圧が誘起される。この特性を利用して、圧電材料を用いたセンサを振動センサ等に利用することができる。例えば、工作機械における消耗部品の劣化や工作機械の故障を事前に予測するために、工作機械における振動を検出する振動センサとして利用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−１４１６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、音は、空気の振動によって伝わってくる。この空気の振動を拾って電気信号に変換するマイクロフォンでは、目的とする音声の他に、周囲の雑音まで拾ってしまう。マイクロフォンで変換された電気信号はアンプで増幅されて出力される。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑み、雑音の電気信号を増幅しにくくしたセンサユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を解決するセンサユニットは、
身体に接触して配置され、気管を通る空気の振動を検出するセンサと、
前記センサからの検出信号を増幅するアンプとを備え、
前記センサが、第１導体と第２導体の間に圧電材料を有するものであることを特徴とする。
【０００７】
このセンサユニットによれば、前記センサが、身体に接触して配置され、気管を通る空気の振動を検出するものであるため、前記アンプは、気管を通る空気の振動以外の雑音に由来する電気信号を増幅しにくくなる。なお、気管を通る空気の振動とは、声帯がある者であれば、母音発声時に声帯において発生する空気の振動になる。一方、子音発声時には気管を通過する際の空気の振動になる。また、声帯を失った者であっても、その者の体に接触して配置されれば、気管を通過する際の空気の振動を検出することができる。
【０００８】
なお、前記センサの配置場所は、気管を通る空気の振動が伝わってくる場所であればよく、場所は限定されない。
【０００９】
また、前記センサの形状も限定されず、例えば、線状のものであってもよいし、帯状のものであってもよいし、面状のものであってもよい。
【００１０】
また、前記圧電材料が、帯状のピエゾフィルムであり、前記第１導体が、外周面に前記ピエゾフィルムが螺旋状に巻き付けられたものであってもよい。さらに、前記ピエゾフィルムが、前記第１導体の延在方向に隣り合う幅方向の一端側と他端側どうしを重ね合わせた状態で該第１導体の外周面に巻き付けられたものであってもよい。
【００１１】
また、前記圧電材料が、前記第１導体の外側に設けられたものであり、前記第２導体が、前記圧電材料の外側に設けられたものであり、前記第１導体および前記第２導体を囲む外部シールド導体を備えた態様であってもよい。
【００１２】
また、前記アンプが、第１入力端と第２入力端の電位差を増幅して出力する差動増幅器であり、前記第１導体が、前記第１入力端に接続されたものであり、前記第２導体が、前記第２入力端に接続されたものであり、前記外部シールド導体が、グランドに接続されたものであってもよい。
【００１３】
また、前記第１導体、前記第２導体、および前記外部シールド導体の間には絶縁体が配置されていてもよい。
【００１４】
上記センサユニットにおいて、
前記第１導体が、複数本の導線を撚り合わせた撚り線を複数有するものであり、
前記圧電材料が、前記第１導体の外側に設けられたものであり、
前記第２導体が、前記圧電材料の外側に設けられたものであってもよい。
【００１５】
撚り線にすることで、撚りの方向とは逆方向の緩みを許容し、この緩みが柔軟性を与えることができる。前記センサの柔軟性が高いと、皮膚に追従しやすくなり、気管を通る空気の振動を検出しやすくなる。また、身体に接触した際に痛みを与える恐れも低減される。
【００１６】
なお、前記第１導体は、撚り線のみで構成されたものであってもよいし、撚り線と、撚られていない一本の導体線とで構成されたものであってもよい。
【００１７】
また、前記撚り線として、機械的強度が相対的に高く電気抵抗が相対的に低い導線（例えば、ステンレスワイヤ）を撚り合わせたものと、機械的強度が相対的に低く電気抵抗が相対的に高い導線（例えば、銅線）を撚り合わせたものとの２種類の撚り線を用いてもよいし、３種類以上の撚り線を用いてもよい。
【００１８】
上記センサユニットにおいて、
前記第１導体が、自身も全体として撚られたものであってもよい。
【００１９】
前記第１導体が１次撚り線を有することで、該第１導体自身が２次撚り線になる。１次撚り線と２次撚り線といったように２段階に分けて撚っておくことで、柔軟性がさらに向上する。
【００２０】
２次撚り線の撚り方向は、１次撚り線の撚り方向と同じ方向である。ただし、内部導体の柔軟性をさらに高めたい場合には、２次撚り線の撚り方向と１次撚り線の撚り方向とを逆方向にしてもよい。
【００２１】
上記センサユニットにおいて、
前記センサが、気管の上に配置されたものであってもよい。
【００２２】
ここにいう「上に配置された」とは、皮膚等を挟んで配置されたことをいう（以下、同じ。）なお、前記センサは、下顎骨の上に配置されたものであってもよいし、耳の裏に位置する乳様突起の上に配置されたものであってもよいし、額部分に配置されたものであってもよい。また、前記センサは、気管の中でも声帯よりも下方に配置されたものであることが好ましい。声帯は、嚥下の際に上下運動するため、声帯の真上に前記センサを配置すると、嚥下における上下運動の振動を検出してしまう恐れがある。また、声帯の真上に前記センサを固定しても、嚥下によってズレてしまう恐れもある。これらの理由から、前記センサは、声帯よりも下方に配置されることが好ましい。さらに、前記センサは、鎖骨の上や胸部に配置されたものであってもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、雑音の電気信号を増幅しにくくしたセンサユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】センサの一実施形態に相当する線状センサの断面図である。
【図２】第一の絶縁被覆１０４の巻き付け方の一例を示す図である。
【図３】図１に示す線状センサ１０を用いたセンサユニット２０を示す図である。
【図４】線状センサ１０の端部のうち回路に接続されていない側の端部について、絶縁部材および導体部材を施した一例を示す図である。
【図５】第一の絶縁被覆１０４で覆われた第一の内部導体１０１を二つ設けた線状センサ１１の構造を示す断面図である。
【図６】図５に示す線状センサ１１を用いたセンサユニットの一例を示す図である。
【図７】図５に示す線状センサ１１を用いたセンサユニットの一例を示す図である。
【図８】第一の内部導体１０１を覆う第一の絶縁被覆１０４、およびさらにその外側を覆う第二の内部導体１０２の組み合わせを二つ設けた線状センサ１２の構造を示す断面図である。
【図９】図８に示す線状センサ１２を用いたセンサユニットの一例を示す図である。
【図１０】（Ａ）は、第二実施形態の線状センサ１３の構造を示す断面図であり、（Ｂ）は、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２を撚り合わせた状態を示す図である。
【図１１】図１０に示す線状センサ１３を用いたセンサユニット２４を示す図である。
【図１２】線状センサ１３の端部のうち回路に接続されていない側の端部について、絶縁部材および導体部材を施した一例を示す図である。
【図１３】第二実施形態の線状センサの変形例１を示す断面図である。
【図１４】図１３に示す線状センサ１４を用いたセンサユニット２５を示す図である。
【図１５】第二実施形態の線状センサの変形例２を示す断面図である。
【図１６】図１５に示す線状センサ１５を用いたセンサユニットの一例を示す図である。
【図１７】第二実施形態の変形例３を示す断面図である。
【図１８】図１７に示す線状センサ１６を用いたセンサユニットの一例を示す図である。
【図１９】図１７に示す線状センサ１６を用いたセンサユニットの一例を示す図である。
【図２０】第二実施形態の変形例４を示す断面図である。
【図２１】図２０に示す線状センサ１７を用いたセンサユニット２９を示す図である。
【図２２】第三実施形態の線状センサ４０の構造を示す断面図である。
【図２３】圧電性繊維の内部導体の形状を示す図である。
【図２４】金属製のフレキシブルチューブの一例を示す斜視図である。
【図２５】図２２に示す線状センサ４０を用いたセンサユニット５０を示す図である。
【図２６】図２２に示す線状センサの変形例である線状センサ４０’を作製する様子を示す図である。
【図２７】本発明の第四実施形態の線状センサＡ１の構造を示す断面図である。
【図２８】２種類の線状センサの断面図である。
【図２９】センサを気管の上に配置した例を示す図である。
【図３０】センサを骨の上に配置した例を示す図である。
【図３１】音声再生システムの一実施形態を示す図である。
【図３２】図３１に外観を示すノートパソコンのハードウェア構成図である。
【図３３】図３１に示す音声再生システムの機能ブロック図である。
【図３４】記憶手段に対応づけて記憶される３つの情報を示す図である。
【図３５】これまで説明したセンサをマスクに取り付けた例を示す図である。
【図３６】センサ６０を用いた面状センサの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２６】
まず、センサユニットが備えるセンサについて説明する。
【００２７】
［第一実施形態の線状センサ］
図１は、センサの一実施形態に相当する線状センサの断面図である。
【００２８】
図１（Ａ）は、第一実施形態の線状センサ１０の構造を示す断面図である。線状センサ１０は、中心に設けられた第一の内部導体１０１と、その外側に設けられた第二の内部導体１０２と、さらにその外側に設けられた外部シールド導体１０３を有する。このうち第一の内部導体１０１と第二の内部導体１０２との間には第一の絶縁被覆１０４が設けられている。すなわち、第一の内部導体１０１は第一の絶縁被覆１０４で覆われており、これによって第二の内部導体１０２や外部シールド導体１０３と絶縁されている。また、第二の内部導体１０２と外部シールド導体１０３との間には第二の絶縁被覆１０５が設けられている。すなわち、第二の内部導体１０２は第二の絶縁被覆１０５で覆われており、これによって外部シールド導体１０３と絶縁されている。さらに外部シールド導体１０３の外側にはシース１３０が設けられている。
【００２９】
図１（Ａ）では、第一の内部導体１０１が直交する斜めの線によるハッチングで示されており、第二の内部導体１０２および外部シールド導体１０３が水平線によるハッチングで示されている。また、第一の絶縁被覆１０４が右下がりの線によるハッチングで示されており、第二の絶縁被覆１０５が左下がりの線によるハッチングで示されている。
【００３０】
図１（Ｂ）は、線状センサ１０の第一の内部導体１０１の構造を示す断面図である。第一の内部導体１０１は、この図１（Ｂ）に示すように７本の導体線１０００を撚り合わせたものである。また、図示は省略するが、図１（Ｂ）に示す導体線１０００も、それぞれがより細い７本の導線（本実施形態では太さ１０μｍ）を撚り合わせて構成されている。すなわち、第一の内部導体１０１は、４９本の導線を２段階に分けて撚り合わせて構成されたものである。より具体的には、導体線１０００は、中心に銅の導線を配置し、その周囲に銅の導線とステンレスワイヤの導線を交互にそれぞれ３本ずつ配置したものを撚り合わせたものである。なお、中心の導体線１０００を、銅の導線だけを撚り合わせたものとし、その中心の導体線１０００の周囲に、銅の導線だけを撚り合わせた導体線１０００とステンレスワイヤの導線だけを撚り合わせた導体線１０００を交互にそれぞれ３本ずつ配置した構成であってもよいし、中心の導体線１０００を、ステンレスワイヤの導線だけを撚り合わせたものとし、その中心の導体線１０００の周囲に、銅の導線だけを撚り合わせた導体線１０００を合計６本配置した構成であってもよい。
【００３１】
第一の内部導体１０１の構成については、ここで説明した構成に限られるものではなく、撚り合わせる段数が異なってもよいし、撚り合わせる導体線の数が異なってもよく、また、撚り合わせる導体線の太さが異なってもよい。さらに、撚り合わせる導線の数が異なってもよく、また、撚り合わせる導線の太さが異なってもよい。撚り合わせる際には、異なる方向に捩じった導体線を組み合わせてもよいし、撚り合わせる段階に応じて捩じる方向を異ならせてもよい。さらに、１本の導体線で第一の内部導体１０１を構成してもよい。また、導線の素材については特に限定されるものではなく、例えばステンレス、タングステン、チタン、マグネシウム、あるいはこれらの合金であってもよく、素材の異なる複数種類の導線を組み合わせてもよい。さらには、素材の異なる複数種類の導体線を組み合わせてもよい。
【００３２】
第二の内部導体１０２および外部シールド導体１０３は、いずれもアルミフィルムと銅のメッシュの組み合わせで構成されているが、これらの導体についてはこの構成に限定されるものではない。従って例えば、金属製のフィルムや、金属製のメッシュ、さらには金属線をらせん状に巻き付けたもの、またはその組み合わせであってもよい。また、第二の内部導体１０２および外部シールド導体１０３の構成や素材は同じである必要はなく、異なっていてもよい。また例えば、外部シールド導体１０３が、金属製のメッシュの層と、金属箔を付けたＰＥＴフィルムの層との二層構造のように、複数の層を有するものであってもよい。
【００３３】
第一の絶縁被覆１０４は、圧電材料であるＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）フィルムを用いて構成されたものであり、図２に示すように第一の内部導体１０１に螺旋状に巻き付けられたものである。なお、第一の絶縁被覆１０４は分極処理が施されたことにより圧電性を有するものである。
【００３４】
第一の内部導体１０１に圧電性フィルムを巻き付ける場合には隙間が生じないようにし、第一の内部導体１０１対してノイズの影響が生じにくくなるようにすることが好ましい。このため本実施形態の第一の絶縁被覆１０４では、図２（Ａ）に示すように二枚の帯状の圧電性フィルムを１８０度ずらしながら同じ方向に巻き付けることで、第一の内部導体１０１を中心にして圧電性フィルムに係る張力を均等にし、フィルムの偏りによって隙間が生じることを防止している。また、図１（Ａ）に示すように第一の内部導体１０１を導体線１０００を撚り合わせて構成した場合には、第一の内部導体１０１のより方向と同じ方向に圧電性フィルムを巻き付けてもよいし、逆方向に巻き付けてもよい。この方向によっては、線状センサ１０の柔軟性を変えることができる場合がある。
【００３５】
なお、図２（Ａ）では、第一の絶縁被覆１０４を二枚の圧電性フィルムで構成した例が示されているが、圧電性フィルムを用いる場合の数はこれに限定されるものではなく、例えば一枚であってもよいし複数であってもよい。
【００３６】
図２（Ｂ）は、第一の内部導体１０１の外周面に一枚の圧電性フィルムである第一の絶縁被覆１０４を巻き付けていく様子を示す図である。
【００３７】
第一の絶縁被覆１０４を第一の内部導体１０１の外周面に螺旋状に巻き付ける際に、第一の内部導体１０１の延在方向に隣り合う第一の絶縁被覆１０４の幅方向の一端と他端どうしを重ね合わせた状態で巻き付けていく。こうすることで、線状センサ１０が曲げられた場合であっても、第一の内部導体１０１の延在方向に隣り合う第一の絶縁被覆１０４の間に隙間が生じにくい。なお、隙間が生じた箇所は、センシングできない箇所になってしまう。また、第一の絶縁被覆１０４の面積をなるべく大きくとることができ、センサ感度の向上につながる。重ね合わせ幅は、第一の絶縁被覆１０４の幅の１／４以上３／４以下が好ましい。１／４未満であった場合には、線状センサ１０の曲げ伸ばしが繰り返されると、隙間が生じる恐れがある。一方、３／４を超えると、第一の絶縁被覆１０４を使用する量が増えすぎてしまいコストアップにつながってしまう。さらに、重ね合わせ幅を、第一の絶縁被覆１０４の幅の１／２にすると、２重巻きになり、隙間がより生じにくくなる。
【００３８】
第一の絶縁被覆１０４の幅は、２ｍｍ以上５ｍｍ以下であればよく、３ｍｍ以上４ｍｍ以下が好ましい。第一の絶縁被覆１０４の幅が狭すぎると第一の内部導体１０１の外周面に螺旋状に巻き付ける際に第一の内部導体１０１の延在方向に隣り合う第一の絶縁被覆１０４の間に隙間が生じやすくなってしまう。一方、第一の絶縁被覆１０４の幅が広すぎると第一の内部導体１０１の外周面に螺旋状に巻き付ける際に弛みが生じやすくなってしまう。
【００３９】
また、第一の絶縁被覆１０４の厚さは、２０μｍ以上１００μｍ以下であればよく、２５μｍ以上８０μｍ以下であることが好ましい。第一の絶縁被覆１０４の厚さが薄すぎるとセンサとしての感度が不十分になってしまい、反対に厚すぎると線状センサ１０が硬くなりすぎてしまい柔軟性に欠けてしまう。
【００４０】
さらに、第一の絶縁被覆１０４の巻き付け角度θは、１０°以上５０°以下であることが好ましい。第一の絶縁被覆１０４を巻き付けていく場合に、すでに巻き付けが完了した側を上流側と称し、これから巻き付ける側を下流側と称した場合、ここにいう巻き付け角度θとは、第一の内部導体１０１と、第一の絶縁被覆１０４の下流側の縁１０４１との角度になる。５０°を超えると、第一の絶縁被覆１０４を使用する量が増えすぎてしまいコストアップにつながってしまう。一方、１０°未満であると、第一の絶縁被覆１０４の重なりがなくなる方向に、巻き付けた第一の絶縁被覆１０４がズレやすくなってしまう。
【００４１】
さらに、第一の絶縁被覆１０４は、圧電性が、長手方向（伸び方向）にしか対応していないものよりも、結晶の配向性により複数方向（伸び方向及び曲げ方向）に対応したものである方が好ましい。
【００４２】
このように、第一の絶縁被覆１０４を採用することで熱をかける必要がなくなり、キュリー温度を超えるまで加熱される恐れがなく、圧電性に影響が及ぼされない。ただし、圧電材料を第一の内部導体１０１の外周面に溶着することも可能である。例えば、フッ化ビニリデン（ＶＤＦ）と三フッ化エチレン（ＴｒＦＥ）の共重合体Ｐ（ＶＤＦ／ＴｒＦＥ）を熱で溶融させておき、そこに第一の内部導体１０１を通せば、第一の内部導体１０１の外周面に圧電材料が担持される。この場合には、後から高電場を印加し、分極処理を行う。また、圧電材料を第一の内部導体１０１の外周面に塗布することも可能である。圧電材料を塗布する場合には、浸漬（ドブ付け）塗装であってもよいしスプレー等による吹き付け塗装であってもよいし含浸塗装であってもよいしハケ塗りであってもよいし、コーター等による塗布装置による塗布であってもよい。第一の絶縁被覆１０４を螺旋状に巻き付けた場合であっても、第一の絶縁被覆１０４は第一の内部導体１０１の外周形状に馴染み、内側に入り込んだ形状になるが、圧電材料を溶着させた場合、あるいは塗布した場合には、周方向に隣り合う導体線１０００と導体線１０００との間に圧電材料が入り込み、その間が圧電材料で埋められ、圧電材料の第一の内部導体１０１との密着性が向上する。密着性が向上すると、第一の内部導体１０１の表面に誘起される電荷が発生しやすくなって、信号強度が高まり、センサとしての性能向上が期待できる。
【００４３】
なお、本実施形態ではＰＶＤＦを用いているが、第一の絶縁被覆１０４が圧電性を有する材料で構成されていればよく、例えば、トリフルオロエチレン（ＴｒＥＦ）や、ＰＶＤＦとＴｒＥＦの混晶材料や、ポリ乳酸、ポリ尿酸、ポリアミノ酸等の双極子モーメントをもつ高分子材料を用いてもよい。
【００４４】
以上説明した、第一の内部導体１０１は第１導体の一例に相当し、第二の内部導体１０２は第２導体の一例に相当し、第一の絶縁被覆１０４は圧電材料の一例に相当する。
【００４５】
第二の絶縁被覆１０５は、絶縁体の樹脂（例えば、塩化ビニル、ポリエチレン、等）による被覆であり、第一の絶縁被覆１０４とは異なり圧電性を有しないものである。
【００４６】
次に、上記説明した線状センサ１０の使用例について図３を用いて説明する。図３は、図１に示す線状センサ１０を用いたセンサユニット２０を示す図である。このセンサユニット２０では、第一の内部導体１０１と第二の内部導体１０２が差動増幅器１５０に接続されており、外部シールド導体１０３がグランドに接続されている。差動増幅器１５０は、第一の内部導体１０１と第二の内部導体１０２との電位差を増幅して出力するものである。なお、差動増幅器１５０は、グランドに接続した導電性の筐体の中に収納されていることが好ましい。
【００４７】
上記のセンサユニット２０において線状センサ１０に対して振動等の外力が加えられると、圧電性を有する第一の絶縁被覆１０４が変形し、その圧電効果によって第一の内部導体１０１と第二の内部導体１０２の電位差が変動する。この電位差が差動増幅器１５０によって増幅されて出力される。すなわちセンサユニット２０は、線状センサ１０にかかる振動等の外力に基づく信号を出力するセンサとしての機能を有する。
【００４８】
また上記のセンサユニット２０においては、振動等の外力に基づく信号に対する外部ノイズの影響を抑えるように構成されている。まず、第一の内部導体１０１と第二の内部導体１０２は、グランドに接続された外部シールド導体１０３によって囲まれており、外部ノイズによって電位が変動しにくくなるように構成されている。さらに、外部ノイズが外部シールド導体１０３を通過してしまっても、内側にある第一の内部導体１０１および第二の内部導体１０２の双方がこのノイズによる影響を受け、これらの内部導体同士で同様の電位の変動が生じる。上記センサユニット２０では、第一の内部導体１０１と第二の内部導体１０２の電位差を増幅することで、外部ノイズの影響による電位の変動分を相殺するように構成されている。
【００４９】
上記説明したようにセンサユニット２０では、線状センサ１０に対して振動等の外力が加えられた際に第一の内部導体１０１および第二の内部導体１０２の電位差が生じる一方、外部ノイズの影響による第一の内部導体１０１および第二の内部導体１０２の電位差についてはこれを抑えることができる。この構成により、外部ノイズの影響を抑えつつ、振動等の外力に基づく信号を得ることができる。
【００５０】
なお、外部シールド導体１０３の接地の状況によってはグランド電位が変動する場合があるが、上記説明したセンサユニット２０ではグランドとの電位差ではなく第一の内部導体１０１と第二の内部導体１０２との電位差を用いているため、グランド電位の変動による影響を抑えることができる。
【００５１】
なお、線状センサ１０を使用する際には、回路に接続されていない側の端部で第一の内部導体１０１、第二の内部導体１０２、外部シールド導体１０３が露出していると、これらが互いに接触して振動等の外力に基づく信号が正確に得られなくなる場合がある。このため、回路に接続されていない側の端部においては、第一の内部導体１０１、第二の内部導体１０２、外部シールド導体１０３の絶縁を確実にしておくことが好ましい。また、回路に接続されていない側の端部で第一の内部導体１０１および第二の内部導体１０２が外部シールド導体１０３に覆われていない部分があると、そこから外部ノイズの影響を受ける場合がある。このため、回路に接続されていない側の端部においては、第一の内部導体１０１および第二の内部導体１０２を確実にシールドしておくことが好ましい。
【００５２】
図４は、線状センサ１０の端部のうち回路に接続されていない側の端部について、絶縁部材および導体部材を施した一例を示す図である。この図では、端部に対して絶縁部材１７１、１７３、導体部材１７２、１７４、カバー部材１７５が適用されているが、各段階が理解しやすいよう、図４（Ａ）から（Ｆ）までが段階的に示されている。
【００５３】
図４（Ａ）では、第一の内部導体１０１、第二の内部導体１０２、外部シールド導体１０３が露出した端部が示されている。図４（Ｂ）には、図４（Ａ）で示す第一の内部導体１０１ごと第一の絶縁被覆１０４までが絶縁部材１７１で覆われた様子が示されている。この例では、絶縁部材１７１が第一の絶縁被覆１０４まで覆われており、第一の内部導体１０１を露出させずに他の導体から確実に絶縁した状態とすることができる。
【００５４】
図４（Ｃ）には、図４（Ｂ）で示す状態から、絶縁部材１７１ごと第二の内部導体１０２までが導体部材１７２で覆われた様子が示されている。この例では、第二の内部導体１０２と導体部材１７２の電位は同じになる。この導体部材１７２により、第一の内部導体１０１が外部ノイズの影響を受けにくくすることができる。
【００５５】
図４（Ｄ）には、図４（Ｃ）で示す状態から、導体部材１７２ごと第二の絶縁被覆１０５までが絶縁部材１７３で覆われた様子が示されている。この例では、絶縁部材１７３が第二の絶縁被覆１０５まで覆われており、第二の内部導体１０２を露出させずに他の導体から確実に絶縁した状態とすることができる。
【００５６】
図４（Ｅ）には、図４（Ｄ）で示す状態から、絶縁部材１７３ごと外部シールド導体１０３までが導体部材１７４で覆われた様子が示されている。この例では、外部シールド導体１０３と導体部材１７４の電位は同じになる。この導体部材１７４により、第一の内部導体１０１および第二の内部導体１０２がシールドされ、外部ノイズの影響を受けにくくすることができる。
【００５７】
図４（Ｆ）には、図４（Ｅ）で示す状態から、導体部材１７４ごとシース１３０までがカバー部材１７５（シース１３０と同様の素材）で覆われた様子が示されている。この例では、絶縁部材１７１、１７３および導体部材１７２、１７４が設けられた端部を保護することができる。なお、このカバー部材１７５を熱収縮（あるいは熱融着）する素材で構成しておき、端部を覆った状態で加熱することで密着させてもよい。
【００５８】
なお、上記の例で説明した絶縁部材１７１、１７３は、絶縁体の素材（例えば、塩化ビニル、ポリエチレン、等）であればよい。また、導体部材１７２、１７４は導電性の素材（例えば、アルミ、銅、錫、あるいは複数材料による合金、等）であればよい。また、導体部材１７２、１７４の形状についても、フィルム状やメッシュ状の他、筒状の棒端子を用いてもよく、その形状が限定されるものではない。
【００５９】
なお、上記の例で説明した絶縁部材１７１、１７３、導体部材１７２、１７４、カバー部材１７５は、カバー部材１７５だけを用いたり、導体部材１７２を除いたりする、といったように、全て適用しなくともよい。また、上記の例に限らず、例えば、シース１３０を除く端部が平面である場合には、このシース１３０を除く端部を絶縁部材で覆い、その上を外部シールド導体１０３と接するように導体部材で覆い、さらにカバー部材を設ける、といった構成であってもよい。また、第一の内部導体１０１、第一の絶縁被覆１０４、第二の内部導体１０２、第二の絶縁被覆１０５までを、外部シールド導体１０３よりも短く切断し、これらを絶縁した上で外部シールド導体１０３で包み、さらにカバー部材を設ける、といった構成であってもよい。すなわち、導体同士の絶縁およびシールドをより確実にする構成であればよく、その構成が限定されるものではない。
【００６０】
［第一実施形態の線状センサの変形例１］
図１で説明した線状センサ１０は、第一の絶縁被覆１０４で覆われた第一の内部導体１０１が一つの構成であったが、第一の絶縁被覆１０４で覆われた第一の内部導体１０１を複数設けた構成としてもよい。図５は、第一の絶縁被覆１０４で覆われた第一の内部導体１０１を二つ設けた線状センサ１１の構造を示す断面図である。この線状センサ１１では、第一の内部導体１０１Ａ、１０１Ｂによって複数（ここでは二つ）の芯が構成されており、これらの芯のそれぞれから振動等の外力に基づく信号が出力される。この断面図において第一の絶縁被覆１０４Ａ、１０４Ｂと第二の内部導体１０２との間に隙間があるが、この隙間には介在物が充填されている。なお、第一の絶縁被覆１０４で覆われた第一の内部導体１０１を複数設けるにあたっては、外部ノイズの影響を抑えるためにこれらを撚り合わせた構成としてもよい。さらに、例えば第一の絶縁被覆１０４Ａ、１０４Ｂの厚さを異ならせる、あるいは素材を異ならせるといったように、振動等の外力に対する電位の変動（センサ感度）が第一の内部導体１０１のそれぞれで異なるように構成してもよい。また、第二の内部導体１０２については図１の線状センサ１０と同様の構成としてもよいし、導電性の素材による介在物を用いた構成としてもよい。
【００６１】
図６および図７は、図５に示す線状センサ１１を用いたセンサユニットの一例を示す図である。図６に示すセンサユニット２１では、複数の第一の内部導体１０１Ａ、１０１Ｂの出力を合わせて増幅する構成を採用しており、振動等の外力に対する感度を高めることができる。一方図７に示すセンサユニット２２では、複数の第一の内部導体１０１Ａ、１０１Ｂのそれぞれに対し、第二の内部導体１０２との電位差を増幅して複数の信号を出力する構成となっている。振動等の外力に対する電位の変動（センサ感度）が第一の内部導体１０１Ａ、１０１Ｂのそれぞれで異なる場合に図７のセンサユニット２２の構成を採用した場合、振動等の外力に合わせて適切な信号を用いることができ、ダイナミックレンジを大きくとることができる。
【００６２】
［第一実施形態の線状センサの変形例２］
図５で説明した線状センサ１１は、第一の絶縁被覆１０４で覆われた第一の内部導体１０１が複数設けられており、これらが一つの第二の内部導体１０２で一緒に覆われた構成となっているが、この第二の内部導体１０２が、第一の絶縁被覆１０４で覆われた第一の内部導体１０１のそれぞれに対して設けられたものであってもよい。図８は、第一の内部導体１０１を覆う第一の絶縁被覆１０４、およびさらにその外側を覆う第二の内部導体１０２の組み合わせを二つ設けた線状センサ１２の構造を示す断面図である。この線状センサ１２では、第一の内部導体１０１Ａ、１０１Ｂによって複数の芯が構成されており、これらの芯のそれぞれから振動等の外力に基づく信号が出力される。なお、第一の絶縁被覆１０４で覆われた第一の内部導体１０１を複数設けるにあたり、外部ノイズの影響を抑えるためにこれらを撚り合わせた構成とすることや、例えば第一の絶縁被覆１０４Ａ、１０４Ｂの厚さを異ならせる、あるいは素材を異ならせるといった点については図５の線状センサ１１と同様である。さらに、この線状センサ１２を用いたセンサユニットを構成する際には、図６のセンサユニット２１のように複数の第一の内部導体１０１Ａ、１０１Ｂの出力を合わせて、第二の内部導体１０２（１０２Ａ、１０２Ｂのいずれか、または双方）との電位差を増幅する構成としてもよいし、図７のセンサユニット２２のように複数の第一の内部導体１０１Ａ、１０１Ｂのそれぞれに対し、第二の内部導体１０２（１０２Ａ、１０２Ｂのいずれか、または双方）との電位差を増幅して複数の信号を出力する構成としてもよい。
【００６３】
図９は、図８に示す線状センサ１２を用いたセンサユニットの一例を示す図である。線状センサ１２では、第一の内部導体１０１Ａと第二の内部導体１０２Ａが一方の芯に属し、第一の内部導体１０１Ｂと第二の内部導体１０２Ｂがもう一方の芯に属する構成となっている。ここで、これらの芯に設けられた第一の絶縁被覆１０４Ａ、１０４Ｂは、製造の際に厚さにばらつきが生じる場合があり、その結果部位によって振動等の外力に応じた電位の変化量が他の部位と比較して異なる場合がある。そこで図９に示すセンサユニット２３では、同じ芯に属する内部導体同士の電位差ではなく、異なる芯に属する内部導体同士の電位差を増幅する構成を採用している。具体的には、第一の内部導体１０１Ａと第二の内部導体１０２Ｂの電位差と、第一の内部導体１０１Ｂと第二の内部導体１０２Ａの電位差をそれぞれ増幅し、さらにこれらの出力間の電位差を増幅する構成を採用している。この構成では、振動等の外力に応じた電位の変化量にばらつきが生じても、出力を平均化して安定させることができる。
【００６４】
［第二実施形態の線状センサ］
図１０（Ａ）は、第二実施形態の線状センサ１３の構造を示す断面図である。
【００６５】
線状センサ１３は、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２を有し、これらを覆う第二の絶縁被覆２０５と、さらにこの外側に設けられた外部シールド導体２０３を有する。第一の内部導体２０１、第二の内部導体２０２、および外部シールド導体２０３は互いに絶縁されている。さらに外部シールド導体２０３の外側にはシース２３０が設けられている。この断面図においては第一の絶縁被覆２０４、第二の内部導体２０２、および第二の絶縁被覆２０５の間に隙間があるが、この隙間には介在物が充填されている。上記説明した第一実施形態では、第二の内部導体１０２によって第一の内部導体１０１とは異なる芯が構成されていないのに対し、この第二実施形態では、第二の内部導体２０２によって第一の内部導体２０１とは異なる芯が構成されている点が異なる。また、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２は、図１０（Ｂ）に示すように外部ノイズの影響を抑えるためにこれらを撚り合わせた構成となっている。
【００６６】
図１０では、第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２が直交する斜めの線によるハッチングで示されており、外部シールド導体２０３が水平線によるハッチングで示されている。また、第一の絶縁被覆２０４が右下がりの線によるハッチングで示されており、第二の絶縁被覆２０５が左下がりの線によるハッチングで示されている。
【００６７】
第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２は、第一実施形態における第一の内部導体１０１と同様の構成のものであり、素材については第一実施形態における第一の内部導体１０１と同様のものを採用することができる。なお、第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２の構成や素材は同じである必要はなく、異なるものであってもよい。
【００６８】
外部シールド導体２０３は、アルミフィルムと銅のメッシュの組み合わせで構成されているが、この構成に限定されるものではない。従って例えば、金属製のフィルムや、金属製のメッシュ、さらには金属線をらせん状に巻き付けたもの、またはその組み合わせであってもよい。また例えば、外部シールド導体２０３が、金属製のメッシュの層と、金属箔を付けたＰＥＴフィルムの層との二層構造のように、複数の層を有するものであってもよい。
【００６９】
第一の絶縁被覆２０４は、第一実施形態における第一の絶縁被覆１０４と同様に圧電材料であるＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）フィルムを用いて構成されたものであり、図２に示す第一実施形態の第一の絶縁被覆１０４と同様に第一の内部導体２０１に螺旋状に巻き付けられたものである。この第一の絶縁被覆２０４は分極処理が施されたことにより圧電性を有するものである。第一の絶縁被覆２０４の素材や構成については第一実施形態における第一の絶縁被覆１０４と同様のものを採用することができる。
【００７０】
以上説明した、第一の内部導体２０１は第１導体の一例に相当し、第二の内部導体２０２は第２導体の一例に相当し、第一の絶縁被覆２０４は圧電材料の一例に相当する。
【００７１】
第二の絶縁被覆２０５は、絶縁体の樹脂（例えば、塩化ビニル、ポリエチレン、等）による被覆であり、第一の絶縁被覆２０４とは異なり圧電性を有しないものである。
【００７２】
次に、図１０に示す線状センサ１３の使用例について図１１を用いて説明する。図１１は、図１０に示す線状センサ１３を用いたセンサユニット２４を示す図である。このセンサユニット２４では、第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２が差動増幅器２５０に接続されており、外部シールド導体２０３がグランドに接続されている。差動増幅器２５０は、第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２との電位差を増幅して出力するものである。なお、差動増幅器２５０は、グランドに接続した導電性の筐体の中に収納されていることが好ましい。
【００７３】
上記のセンサユニット２４において線状センサ１３に対して振動等の外力が加えられると、圧電性を有する第一の絶縁被覆２０４が変形し、その圧電効果によって第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２の間の電位が変動する。この電位差が差動増幅器２５０によって増幅されて出力される。すなわちセンサユニット２４は、線状センサ１３にかかる振動等の外力に基づく信号を出力するセンサとしての機能を有する。
【００７４】
また上記のセンサユニット２４においては、振動等の外力に基づく信号に対する外部ノイズの影響を抑えるように構成されている。まず、第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２は、グランドに接続された外部シールド導体２０３によって囲まれており、外部ノイズによって電位が変動しにくくなるように構成されている。さらに、外部ノイズが外部シールド導体２０３を通過してしまっても、内側にある第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２の双方がこのノイズによる影響を受け、これらの内部導体同士で同様の電位の変動が生じる。上記センサユニット２４では、第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２の電位差を増幅することで、外部ノイズの影響による電位の変動分を相殺するように構成されている。
【００７５】
上記説明したようにセンサユニット２４では、線状センサ１３に対して振動等の外力が加えられた際に第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２の電位差が生じる一方、外部ノイズの影響による第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２の電位差についてはこれを抑えることができる。この構成により、外部ノイズの影響を抑えつつ、振動等の外力に基づく信号を得ることができる。
【００７６】
なお、外部シールド導体２０３の接地の状況によってはグランド電位が変動する場合があるが、上記説明したセンサユニット２４ではグランドとの電位差ではなく第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２との電位差を用いているため、グランド電位の変動による影響を抑えることができる。
【００７７】
なお、線状センサ１３を使用する際には、回路に接続されていない側の端部で第一の内部導体２０１、第二の内部導体２０２、外部シールド導体２０３が露出していると、これらが互いに接触して振動等の外力に基づく信号が正確に得られなくなる場合がある。このため、回路に接続されていない側の端部においては、第一の内部導体２０１、第二の内部導体２０２、外部シールド導体２０３の絶縁を確実にしておくことが好ましい。また、回路に接続されていない側の端部で第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２が外部シールド導体２０３に覆われていない部分があると、そこから外部ノイズの影響を受ける場合がある。このため、回路に接続されていない側の端部においては、第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２を確実にシールドしておくことが好ましい。
【００７８】
図１２は、線状センサ１０の端部のうち回路に接続されていない側の端部について、絶縁部材および導体部材を施した一例を示す図である。この図では、端部に対して絶縁部材２７１、２７３、導体部材２７４、カバー部材２７５が適用されているが、各段階が理解しやすいよう、図１２（Ａ）から（Ｅ）までが段階的に示されている。
【００７９】
図１２（Ａ）では、第一の内部導体２０１、第二の内部導体２０２、外部シールド導体２０３が露出した端部が示されている。図１２（Ｂ）には、図１２（Ａ）で示す第一の内部導体２０１ごと第一の絶縁被覆２０４までが絶縁部材２７１で覆われた様子が示されている。この例では、絶縁部材２７１が第一の絶縁被覆２０４まで覆われており、第一の内部導体２０１を露出させずに他の導体から確実に絶縁した状態とすることができる。
【００８０】
図１２（Ｃ）には、図１２（Ｂ）で示す状態から、絶縁部材２７１および第二の内部導体２０２ごと第二の絶縁被覆２０５までが絶縁部材２７３で覆われた様子が示されている。この例では、絶縁部材２７３が第二の絶縁被覆２０５まで覆われており、第二の内部導体２０２を露出させずに他の導体から確実に絶縁した状態とすることができる。
【００８１】
図１２（Ｄ）には、図１２（Ｃ）で示す状態から、絶縁部材２７３ごと外部シールド導体２０３までが導体部材２７４で覆われた様子が示されている。この例では、外部シールド導体２０３と導体部材２７４の電位は同じになる。この導体部材２７４により、第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２がシールドされ、外部ノイズの影響を受けにくくすることができる。
【００８２】
図１２（Ｅ）には、図１２（Ｄ）で示す状態から、導体部材２７４ごとシース２３０までがカバー部材２７５（シース２３０と同様の素材）で覆われた様子が示されている。この例では、絶縁部材２７１、２７３および導体部材２７４が設けられた端部を保護することができる。なお、このカバー部材２７５を熱収縮（あるいは熱融着）する素材で構成しておき、端部を覆った状態で加熱することで密着させてもよい。
【００８３】
なお、上記の例で説明した絶縁部材２７１、２７３は、絶縁体の素材（例えば、塩化ビニル、ポリエチレン、等）であればよい。また、導体部材２７４は導電性の素材（例えば、アルミ、銅、錫、あるいは複数材料による合金、等）であればよい。また、導体部材２７４の形状についても、フィルム状やメッシュ状の他、筒状の棒端子を用いてもよく、その形状が限定されるものではない。
【００８４】
なお、上記の例で説明した絶縁部材２７１、２７３、導体部材２７４、カバー部材２７５は、カバー部材２７５だけを用いたり、導体部材２７２だけを他の導体から絶縁する絶縁部材を用いたりする、といったように、同じ構成である必要はない。また、上記の例に限らず、例えば、シース２３０を除く端部が平面状である場合には、このシース２３０を除く端部を絶縁部材で覆い、その上を外部シールド導体２０３と接するように導体部材で覆い、さらにカバー部材を設ける、といった構成であってもよい。また、第一の内部導体２０１、第一の絶縁被覆２０４、第二の内部導体２０２、第二の絶縁被覆２０５までを、外部シールド導体２０３よりも短く切断し、これらを絶縁した上で外部シールド導体２０３で包み、さらにカバー部材を設ける、といった構成であってもよい。すなわち、導体同士の絶縁およびシールドをより確実にする構成であればよく、その構成が限定されるものではない。
【００８５】
［第二実施形態の線状センサの変形例１］
図１０で説明した線状センサ１３は、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２を、第二の絶縁被覆２０５で覆う構成を採用しているが、この構成に限らず、例えば、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１と、第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２のそれぞれが設け、さらにこれらの外側を外部シールド導体２０３で覆う構成としてもよい。図１３は、この構成を採用した線状センサ１４の構造を示す断面図である。この線状センサ１４は、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１および第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２を有し、さらにこれらの外側に設けられた外部シールド導体２０３を有する。第一の内部導体２０１、第二の内部導体２０２、および外部シールド導体２０３は互いに絶縁されている。さらに外部シールド導体２０３の外側にはシース２３０が設けられている。なお、図１０の線状センサ１３とは、第二の絶縁被覆２０５が設けられた位置が異なっている。この断面図においては第一の絶縁被覆２０４、第二の絶縁被覆２０５、および外部シールド導体２０３の間に隙間があるが、この隙間には介在物が充填されている。なお、図１０の線状センサ１３では、外部ノイズの影響を抑えるために第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２を撚り合わせているが、この線状センサ１４では、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１および第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２を撚り合わせた構成となっている。
【００８６】
また、第二の絶縁被覆２０５は、第一の絶縁被覆２０４と同じ素材、構成の被覆であって、圧電性を有しないものを採用している。すなわち、第二の絶縁被覆２０５は、第一の絶縁被覆２０４とは圧電性の有無が異なるものである。なお、第一の絶縁被覆２０４と同じ素材に限らず、例えば絶縁体の樹脂（例えば、塩化ビニル、ポリエチレン、等）のような第一の絶縁被覆２０４と異なる素材を用いてもよい。
【００８７】
図１４は、図１３に示す線状センサ１４を用いたセンサユニット２５を示す図である。このセンサユニット２５は、第二の絶縁被覆２０５の位置以外は図１１に示すセンサユニット２４と同じ構成である。上記のセンサユニット２５において線状センサ１４に対して振動等の外力が加えられると、圧電性を有する第一の絶縁被覆２０４が変形し、その圧電効果によって第一の内部導体２０１の電位が変動する。一方、第二の絶縁被覆２０５は圧電性を有しないため、第二の内部導体２０２においては振動等の外力に応じた電位の変動が生じない。結果として、線状センサ１４に対して振動等の外力が加えられると第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２の電位差が変動し、この電位差が差動増幅器２５０によって増幅されて出力される。すなわちセンサユニット２５は、線状センサ１４にかかる振動等の外力に基づく信号を出力するセンサとしての機能を有する。
【００８８】
また上記のセンサユニット２５においては、振動等の外力に基づく信号に対する外部ノイズの影響を抑えるように構成されている。まず、第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２は、グランドに接続された外部シールド導体２０３によって囲まれており、外部ノイズによって電位が変動しにくくなるように構成されている。さらに、外部ノイズが外部シールド導体２０３を通過してしまっても、内側にある第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２の双方がこのノイズによる影響を受け、これらの内部導体同士で同様の電位の変動が生じる。上記センサユニット２５では、第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２の電位差を増幅することで、外部ノイズの影響による電位の変動分を相殺するように構成されている。なお、外部ノイズの影響による電位の変動分をより効果的に相殺するにあたっては、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１と第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２の長さや太さ、静電容量（絶縁被覆の誘電率および厚さ）、インピーダンス、シールドのされ具合等、電気的・物理的な条件が揃っていることが好ましい。
【００８９】
上記説明したようにセンサユニット２５では、線状センサ１４に対して振動等の外力が加えられた際に第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２の電位差が生じる一方、外部ノイズの影響による第一の内部導体２０１および第二の内部導体２０２の電位差についてはこれを抑えることができる。この構成により、外部ノイズの影響を抑えつつ、振動等の外力に基づく信号を得ることができる。
【００９０】
なお、外部シールド導体２０３の接地の状況によってはグランド電位が変動する場合があるが、上記説明したセンサユニット２５ではグランドとの電位差ではなく第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２との電位差を用いているため、グランド電位の変動による影響を抑えることができる。
【００９１】
［第二実施形態の線状センサの変形例２］
図１３で説明した線状センサ１４は、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１、および第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２の双方が、外部シールド導体２０３によって仕切られた一つの空間内に収められた構成となっている。しかし、線状センサの構成はこれに限られるものではなく、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１、および第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２が、それぞれ外部シールド導体２０３によって仕切られた別々の空間内に収められた構成であってもよい。図１５に示す線状センサ１５はこのような構成の一例であり、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１、および第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２が、それぞれ別の外部シールド導体２０３Ａ、２０３Ｂに覆われた構成となっている。なお、外部シールド導体２０３Ａおよび第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１と、外部シールド導体２０３Ｂおよび第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２については、外部ノイズの影響を抑えるためにこれらを撚り合わせた構成としてもよい。
【００９２】
図１６は、図１５に示す線状センサ１５を用いたセンサユニットの一例を示す図である。図１６のセンサユニット２６では、二つの外部シールド導体２０３Ａ、２０３Ｂがそれぞれグランドに接続されていること以外は図１４に示すセンサユニット２５と同じ構成であり、図１４に示すセンサユニット２５と同様の効果を奏する。なお、図１５に示す線状センサ１５では、二つの外部シールド導体２０３Ａ、２０３Ｂが接しているためいずれかをグランドに接続した構成としてもよい。また、二つの外部シールド導体２０３Ａ、２０３Ｂが絶縁された構成としてもよく、この場合には図１６に示すようにいずれの外部シールド導体２０３もグランドに接続した構成とすればよい。
【００９３】
［第二実施形態の線状センサの変形例３］
図１０で説明した線状センサ１３や図１３で説明した線状センサ１４は、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１が一つの構成であったが、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１を複数設けた構成としてもよい。図１７はこのような構成の一例であって、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１を二つ設けた線状センサ１６の構造を示す断面図である。この線状センサ１６では、第一の内部導体２０１Ａ、２０１Ｂのそれぞれから振動等の外力に基づく信号が出力される。この断面図においては第一の絶縁被覆２０４Ａ、２０４Ｂ、第二の絶縁被覆２０５、および外部シールド導体２０３の間に隙間があるが、この隙間には介在物が充填されている。なお、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１を複数設けるにあたっては、外部ノイズの影響を抑えるためにこれらを撚り合わせた構成としてもよく、第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２と撚り合わせた構成としてもよい。さらに、例えば第一の絶縁被覆２０４Ａ、２０４Ｂの厚さを異ならせる、あるいは素材を異ならせるといったように、振動等の外力に対する電位の変動（センサ感度）が第一の内部導体２０１のそれぞれで異なるように構成してもよい。また、図１７に示す線状センサ１６では、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１、および第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２がすべて外部シールド導体２０３によって仕切られた一つの空間に収められた構成となっているが、図１５の例で説明したように、それぞれ外部シールド導体２０３によって仕切られた別の空間に分けて収められた構成であってもよい。
【００９４】
図１８および図１９は、図１７に示す線状センサ１６を用いたセンサユニットの一例を示す図である。図１８に示すセンサユニット２７では、複数の第一の内部導体２０１Ａ、２０１Ｂの出力を合わせて増幅する構成を採用しており、振動等の外力に対する感度を高めることができる。一方図１９に示すセンサユニット２８では、複数の第一の内部導体２０１Ａ、２０１Ｂのそれぞれに対し、第二の内部導体１０２との電位差を増幅して複数の信号を出力する構成となっている。振動等の外力に対する電位の変動（センサ感度）が第一の内部導体２０１Ａ、２０１Ｂのそれぞれで異なる場合に図１９のセンサユニット２８の構成を採用した場合、振動等の外力に合わせて適切な信号を用いることができ、ダイナミックレンジを大きくとることができる。
【００９５】
［第二実施形態の線状センサの変形例４］
図１３の線状センサ１４の説明において、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１と第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２の長さや太さ、静電容量、インピーダンス、シールドのされ具合等、電気的・物理的な条件が揃っていることが好ましい点について述べたが、このような電気的・物理的な条件を揃えた組を採用する場合、その数は一つに限られるものではなく、複数設けてもよい。この場合、振動等の外力に対して生じる第一の内部導体２０１の電位の変動（センサ感度）が、各組において同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００９６】
図２０に示す線状センサ１７は、第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２の組を二つ設けた例を示す断面図である。この図２０では左側と上側にそれぞれ第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１が配置され、右側と下側にそれぞれ第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２が配置されている。二つある第一の内部導体２０１は、これらを覆う第一の絶縁被覆２０４の厚さがそれぞれ異なっている。具体的には、図２０の左側に位置している第一の絶縁被覆２０４Ａよりも、上側に位置している第一の絶縁被覆２０４Ｂの方がより厚くなっている。これにより、上側に位置している第一の内部導体２０１Ｂの方が、左側に位置している第一の内部導体２０１Ａよりも、振動等の外力に対して生じる電位の変動（センサ感度）が高くなっている。この断面図においては第一の絶縁被覆２０４Ａ、２０４Ｂ、第二の絶縁被覆２０５Ａ、２０５Ｂ、および外部シールド導体２０３の間に隙間があるが、この隙間には介在物が充填されている。
【００９７】
なお、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１および第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２を複数設けるにあたっては、外部ノイズの影響を抑えるためにこれらを撚り合わせた構成としてもよい。このとき例えば、後述する第一の組および第二の組のそれぞれを撚り合わせた後でさらにこれらを撚り合わせる、といったように、段階的に撚り合わせてもよく、撚り合わせ方が限定されるものではない。また、図２０に示す線状センサ１７では、第一の絶縁被覆２０４で覆われた第一の内部導体２０１、および第二の絶縁被覆２０５で覆われた第二の内部導体２０２がすべて外部シールド導体２０３によって仕切られた一つの空間に収められた構成となっているが、図１５の例で説明したように、それぞれ外部シールド導体２０３によって仕切られた別の空間に分けて収められた構成であってもよい。
【００９８】
二つある第二の内部導体２０２のうち、右側にある第二の内部導体２０２Ａは、左側にある第一の内部導体２０１Ａにおける外部ノイズの影響を相殺するために設けられたものである。第一の内部導体２０１Ａと第二の内部導体２０２Ａは同じ構成のものである。また、第一の絶縁被覆２０４Ａと第二の絶縁被覆２０５Ａは、第一の絶縁被覆２０４Ａが圧電性を有している（分極処理が施されている）のに対し、第二の絶縁被覆２０５Ａは圧電性を有しない（分極処理が施されていない）点が異なるが、その素材や厚さは同じ構成のものである。すなわち、第一の絶縁被覆２０４Ａで覆われた第一の内部導体２０１Ａと、第二の絶縁被覆２０５Ａで覆われた第二の内部導体２０２Ａは、圧電性の有無を除き、電気的・物理的な条件を揃えたものである。なお以下の説明では、これらの第一の絶縁被覆２０４Ａで覆われた第一の内部導体２０１Ａと、第二の絶縁被覆２０５Ａで覆われた第二の内部導体２０２Ａの組を第一の組と称する。
【００９９】
二つある第二の内部導体２０２のうち、下側にある第二の内部導体２０２Ｂは、上側にある第一の内部導体２０１Ｂにおける外部ノイズの影響を相殺するために設けられたものである。第一の内部導体２０１Ｂと第二の内部導体２０２Ｂは同じ構成のものである。また、第一の絶縁被覆２０４Ｂと第二の絶縁被覆２０５Ｂは、第一の絶縁被覆２０４Ｂが圧電性を有している（分極処理が施されている）のに対し、第二の絶縁被覆２０５Ｂは圧電性を有しない（分極処理が施されていない）点が異なるが、その素材や厚さは同じ構成のものである。すなわち、第一の絶縁被覆２０４Ｂで覆われた第一の内部導体２０１Ｂと、第二の絶縁被覆２０５Ｂで覆われた第二の内部導体２０２Ｂは、圧電性の有無を除き、電気的・物理的な条件を揃えたものである。なお以下の説明では、これらの第一の絶縁被覆２０４Ｂで覆われた第一の内部導体２０１Ｂと、第二の絶縁被覆２０５Ｂで覆われた第二の内部導体２０２Ｂの組を第二の組と称する。
【０１００】
図２１は、図２０に示す線状センサ１７を用いたセンサユニット２９を示す図である。このセンサユニット２９では、第一の組の第一の内部導体２０１Ａおよび第二の内部導体２０２Ａが差動増幅器２５０に接続され、第二の組の第一の内部導体２０１Ｂおよび第二の内部導体２０２Ｂが差動増幅器２５０に接続され、外部シールド導体２０３がグランドに接続されている。差動増幅器２５０は、第一の組と第二の組のそれぞれにおいて、第一の内部導体２０１と第二の内部導体２０２との電位差を増幅して出力する。このセンサユニット２９では、振動等の外力に合わせて適切な信号を用いることができ、ダイナミックレンジを大きくとることができる。
【０１０１】
［その他］
上記説明した線状センサの導体をメッシュ状に構成する場合、その孔の大きさによっては、内側にノイズが侵入し易くなる問題がある。この場合、その孔の大きさが、問題とするノイズの波長の半分以下となるように構成することで、ノイズが侵入しにくくすることができる。また、上記のセンサユニットの実施形態では、線状センサの端部の一方側に差動増幅器を接続する構成について説明したが、線状センサの両端側ともに同じ差動増幅器に接続する構成としてもよい。
【０１０２】
［第三実施形態の線状センサ］
図２２は、第三実施形態の線状センサ４０の構造を示す断面図である。
【０１０３】
図２２に示すように、線状センサ４０は、圧電性繊維４１０と、その外周を覆うフレキシブルチューブ４２０を有する。また、このフレキシブルチューブ４２０と圧電性繊維４１０の間には樹脂４３０が充填され、フレキシブルチューブ４２０と圧電性繊維４１０が一体化されている。
【０１０４】
圧電性繊維４１０には、７本の導体線４０００で構成された内部導体４０１が中心に配置されており、この圧電性繊維４１０は、その内部導体４０１と、内部導体４０１の外周に設けられた圧電体４０２と、さらにその外周に設けられた外部導体４０３を有する。
【０１０５】
７本の導体線４０００は、いずれも直径が１０μｍのものであって、このうち４本はステンレス製の導体線４０００Ｓであり、残りの３本は銅製の導体線４０００Ｃである。図２２では、ステンレス製の導体線４０００Ｓが左下がりのハッチングで、また銅製の導体線４０００Ｃが右下がりのハッチングでそれぞれ示されている。図２２に示す内部導体４０１では、中心に配置される導体線には、ステンレス製の導体線４０００Ｓ（ステンレスワイヤ）が用いられており、外周に配置される導体線には、ステンレス製の導体線４０００Ｓと銅製の導体線４０００Ｃが交互に用いられている。銅製の導体線４０００Ｃは、ステンレス製の導体線４０００Ｓに比べて、電気抵抗が低く、かつ柔らかい。反対に、ステンレス製の導体線４０００Ｓは、銅製の導体線４０００Ｃに比べて、電気抵抗は高くなるが、機械的強度（例えば、引張強度等）は高くなる。
【０１０６】
図２３は、圧電性繊維の内部導体の形状を示す図である。
【０１０７】
図２２では、７本の導体線４０００が、正六角形の各頂点およびその正六角形の中心に配置された状態となっているが、これらの７本の導体線４０００は、図２３に示すように一本に撚り合わされた状態のものである。すなわち、内部導体４０１は、７本の導体線４０００をその断面において最密構造に配置した上で撚り合わせたものである。なお、この場合の内部導体４０１の太さは最大３０μｍとなる。このように複数本の導体線４０００を甘撚、あるいは中撚程度に撚っておくことで、撚りの方向とは逆方向の緩みを許容し、この緩みによって圧電性繊維４１０、引いては線状センサ４０に柔軟性を与えることができる。
【０１０８】
なお、導体線４０００の直径は１０μｍに限られず、１０μｍ以上４０μｍ以下であってもよく、２０μｍ以上３０μｍ以下となることが好ましい。導体線４０００は、細ければ細いほど柔軟性は高められるが強度が低下し、太ければ太いほど柔軟性は低下するが強度が高められる。また、導体線４０００の太さが２０μｍ以上であれば、低コストで製造することができ、且つ製造も容易である。また、導体線４０００の太さを同じにする構成に限られるものではなく、異なる太さの導体線４０００を撚り合わせて内部導体４０１を構成してもよい。
【０１０９】
なお、図２２に示す内部導体４０１は、７本の導体線４０００を撚り合わせたものであったが、この数については７本でなくてもよい。また例えば、複数本を撚り合わせた束を複数用意し、これらをさらに撚り合わせる、といったように複数段階に分けて撚り合わせものであってもよい。複数の導体線４０００を撚り合わせることにより、圧電性繊維４１０、引いては線状センサ４０の柔軟性を高めることができる。なお、複数段階に分けて撚り合わせる場合のように、撚り合わせの工程が複数回ある場合には、撚り合わせる方向を異ならせてもよい。一方、複数の導体線４０００を撚り合わせずに、直線状に束にしたものを用いてもよい。また、例えば、撚り合わせない複数の導体線４０００の束と、撚り合わせた複数の導体線４０００を撚り合わせる、といったように、これらの構成を組み合わせてもよい。これらの場合であっても、圧電材料を塗布することで、複数の導体線４０００が互いに接着されて束ねられ、一本の圧電性繊維を製造することができる。
【０１１０】
以上説明した圧電性繊維４１０では、内部導体４０１を構成する導体線４０００として、機械的強度や電気抵抗が異なる複数種類の導体線が用いられているが、柔軟性をさらに高める場合や、電気抵抗をさらに低くする場合には、中心の導体線４０００を、銅製の導体線４０００Ｃに代えてもよく、あるいは、７本の導体線４０００の全てを銅製の導体線４０００Ｃにしてもよい。反対に、機械的強度をさらに高める場合には、７本の導体線４０００の全てをステンレス製の導体線４０００Ｓにしてもよい。また、ステンレス製の導体線４０００Ｓに代えて、タングステン製の導体線や、タングステン及びその合金等の高張力鋼材あるいは超高張力鋼からなる導体線を用いてもよいし、銅製の導体線４０００Ｃに代えて、チタン製の導体線や、チタン合金あるいはマグネシウムやマグネシウム合金等からなる導体線を用いてもよい。さらには、カーボンナノチューブを含む導体線であってもよいし、ピッチ系炭素繊維を含む導体線であってもよい。あるいは、弾性変形しやすいバネ鋼材からなる導体線を用いてもよい。
【０１１１】
圧電体４０２は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の圧電材料を内部導体４０１に塗布することによって形成されたものである。ポリフッ化ビニリデンは、圧電効果が発生する軽量の高分子材料であり、これに圧力を加えると電圧が発生し、電圧を加えると歪が発生する特性を備えている。圧電体４０２には分極処理が施されており、圧電体４０２に変形が生じたときに内部導体４０１と外部導体４０３の間に電圧が誘起される。振動等の外力が圧電体４０２に伝わり圧電体４０２が変形したときに、内部導体４０１と外部導体４０３の間に電圧が誘起される。
【０１１２】
圧電材料としては、ポリフッ化ビニリデンの他に、トリフルオロエチレン（ＴｒＥＦ）や、ＰＶＤＦとＴｒＥＦの混晶材料や、ポリ乳酸、ポリ尿酸、ポリアミノ酸等の双極子モーメントをもつ高分子材料があげられる。また、圧電材料を塗布する方式としては、浸漬（ドブ付け）塗装であってもよいしスプレー等による吹き付け塗装であってもよいし含浸塗装であってもよいしハケ塗りであってもよいし、コーター等による塗布装置による塗布であってもよい。なお、塗布する構成に限らず、例えば、帯状のＰＶＤＦフィルムを内部導体４０１に螺旋状に巻き付けた構成であってもよい。
【０１１３】
圧電体４０２の厚みは、導体線４０００の直径以上であることが好ましく、図２２に示す圧電体４０２の厚さは、最も薄い箇所で１０μｍであるが、１０μｍ以上５０μｍ以下であればよい。なお、圧電体４０２の厚さは、厚ければ厚いほどセンサ感度が良好になるが、圧電体４０２の厚さの限界値は、塗布する圧電材料の粘度や塗布方法によって決まってくる。また、圧電体４０２の厚さが厚すぎると圧電性繊維４１０、引いては線状センサ４０が硬くなりすぎてしまい柔軟性に欠けてしまうといった欠点もある。
【０１１４】
図２２に示す内部導体４０１では、複数の導体線４０００を撚り合わせているため、導体線４０００同士の境目に窪みがある。この窪みの部分では、より多くの圧電材料を担持することができ、圧電材料の体積が大きく（厚く）なるため、センサ感度が他の部分よりも良好になる。内部導体４０１には、こうした窪みによって圧電材料が他の部分よりも厚い部分が６か所、周方向に均等間隔で存在するため、どの方向に曲げられても高感度な圧電性繊維として機能する要因になる。
【０１１５】
なお、図２２に示す隣り合う導体線４０００は互いにほぼ接しているが、わずかな隙間から毛細管現象によって圧電材料が浸透し、隣り合う導体線４０００同士の隙間（内部導体４０１の内部）が圧電材料によって埋められた状態になっている。しかし、圧電材料の粘度や塗布方法によっては、隣り合う導体線４０００同士の隙間に圧電材料が浸透しない場合があるが、少なくとも内部導体４０１の外周に面した部分に圧電材料が担持された状態となっていればよい。
【０１１６】
図２２に示す外部導体４０３は、圧電体４０２の外周に、カーボンナノチューブ等のカーボンを含む高分子導電性材料が塗布されることで形成された層である。外部導体４０３を形成する導電性材料としては、銀の微粒子を含む高分子導電性材料や銀ペースト等であってもよい。また、この導電性材料を塗布する方式としては、浸漬（ドブ付け）塗装であってもよいしスプレー等による吹き付け塗装であってもよいし含浸塗装であってもよいしハケ塗りであってもよいし、コーター等による塗布装置による塗布であってもよい。外部導体４０３の厚さは、導体線４０００の直径以下であることが好ましく、また、圧電体４０２の厚さ以下であることも好ましい。図２２に示す外部導体４０３の厚さは、５μｍであるが、５μｍ以上５０μｍ以下であればよい。また、外部導体４０３に導電性材料を用いずに導線を用いてもよい。
【０１１７】
なお、上述したように、内部導体４０１において隣り合う導体線４０００の隙間は圧電材料によって埋められた状態となっており、高分子導電性材料が入り込む余地はない。
【０１１８】
以上説明した、内部導体４０１は第１導体の一例に相当し、外部導体４０３は第２導体の一例に相当する。
【０１１９】
図２２に示す圧電性繊維４１０には、耐摩耗性、耐薬品性、防錆性を高めるためのシース層を設けていないが、このシース層を設けたものであってもよい。このシース層を設けるにあたっては単層であってもよいが、例えば、厚さが６μｍのシース層を２回塗布し、内層と外層とからなる２層構造としてもよい。この場合、内層は、外装に比べて柔らかい材料（例えば、ポリアミド合成樹脂やポリ塩化ビニル樹脂）を塗布することで形成し、外層は、内層に比べて耐摩耗性が高い材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、４フッ化・６フッ化プロピレン  フッ素樹脂（ＦＥＰ）、４フッ化エチレンエチレン共重合（ＥＰＦＥ）、４フッ化エチレンパーフロロアルコキシエチレン共重合  フッ素樹脂（ＰＦＡ））を塗布することで形成してもよい。ここにいう塗布とは、浸漬（ドブ付け）塗装であってもよいし吹き付け塗装であってもよいしハケ塗りであってもよいし、コーター等による塗布装置による塗布であってもよい。また、ピンホールが発生することを考慮して複数回塗布することが好ましい。また、外層は、内層よりも厚くてもよい。さらに、内層は、可燃性材料で形成されていてもよいが、外層は、難燃性材料、不燃性材料、耐炎性材料で形成されていることが好ましい。また、シース層全体の厚みは５μｍ以上５０μｍ以下とすることが好ましい。さらに、ポリエステルテープやチューブタイプのシース（単層、複層いずれも）を用いてもよく、その厚みは、２０μｍ以上５０μｍ以下であればよい。
【０１２０】
図２２に示す圧電性繊維４１０の太さ（内部導体４０１、圧電体４０２、および外部導体４０３を合わせた太さ）は最大６０μｍであり、厚さ１０μｍのシース層を二重構造で設けても０．１ｍｍの太さの圧電性繊維となる。ここで、製造が容易で低コストに得ることができる圧電性繊維の例としては、直径２０μｍの導体線４０００を用いて太さが６０μｍの内部導体４０１に、厚さが最大２０μｍの圧電体４０２と、厚さが１０μｍの外部導体４０３を形成したものがある。この構成では、外部導体４０３までの太さが０．１２ｍｍである。これに、シース層を二重構造で設けても０．１５ｍｍ以下の圧電性繊維４１０を実現することができる。
【０１２１】
フレキシブルチューブ４２０は、被覆材の一例に相当し、樹脂チューブ等の非金属製のものであってもよいし、金属製のものであってもよい。樹脂チューブとしては、例えば、シリコンゴム製のチューブやポリウレタン樹脂製のチューブやフッ素樹脂製のチューブが用いられる。金属製のチューブとしては、ステンレス製のチューブに絞り加工を施したものを用いることができる。
【０１２２】
図２４は、金属製のフレキシブルチューブの一例を示す斜視図である。
【０１２３】
表面が平らなステンレス製のチューブに絞り加工を施すことで、表面に凹部４２０１と凸部４２０２が交互に形成され、表面は凹凸形状になる。図２４に示すフレキシブルチューブ４２０は、この凹凸形状によって柔軟性が高められている。また、図２４に示すフレキシブルチューブ４２０は、この凹凸形状によって、内部導体４０１や図２２に示す圧電性繊維４１０よりも弾性変形しやすいものになる。すなわち、フレキシブルチューブ４２０は、内部導体４０１や図２２に示す圧電性繊維４１０では塑性変形してしまう場合でも弾性変形によって元の形状に戻るものである。なお、柔軟性をより高めるには、スパイラル状の凹凸形状にしてもよい。
【０１２４】
さらに、図２４に示すフレキシブルチューブ４２０では、表面に形成された凹凸が埋まらない程度に、その表面に、ポリ塩化ビニルやポリテトラフルオロエチレン等の熱可塑性樹脂Ｐの樹脂コーティングが施されている。熱可塑性樹脂Ｐは熱を加えることで収縮し凹凸形状に密着する。また、ポリテトラフルオロエチレンであれば、耐火性に優れている。また、汚れがつきにくく、カビが発生しにくい。樹脂コーティングを施すことで、樹脂が持っている粘弾性により、ノイズ等の振動が吸収される。ただし、衛生上の観点から塩素消毒を行う場合には、樹脂コーティングを施さず、表面をステレンス製のままにしておくことが好ましい。
【０１２５】
なお、絞り加工を施したフレキシブルチューブ４２０に代えて、ピアノ線等の線状のバネ材を螺旋状に隙間なく券回したコイルバネタイプのチューブを用いてもよい。また、フレキシブルチューブ４２０は表面に凹凸が形成されていない金属製のものであってもよい。
【０１２６】
また、フレキシブルチューブ４２０の内径と圧電性繊維４１０の外径の差は、０．１ｍｍ以上あることが好ましい。両者の差が０．１ｍｍ未満であると、フレキシブルチューブ４２０内に圧電性繊維４１０を挿通させる際に、圧電性繊維４１０がフレキシブルチューブ４２０の内周面に引っかかってしまう恐れがある。特に、フレキシブルチューブ４２０の内周面が樹脂製であると摩擦係数が高くなりやすく、圧電性繊維４１０が引っかかった場合にそれ以上挿通させにくいが、その内周面が金属製であると摩擦係数が低く、圧電性繊維４１０を挿通させやすくなる。
【０１２７】
以上説明したフレキシブルチューブ４２０は、内部導体４０１や図２２に示す圧電性繊維４１０よりも剛性が高いものになる。
【０１２８】
フレキシブルチューブ４２０と圧電性繊維４１０の間に充填される樹脂４３０には、シリコン樹脂やポリウレタン樹脂が用いられる。これらの樹脂は、圧電性繊維４１０が挿通されたフレキシブルチューブ４２０内に、真空引きすることで充填され、フレキシブルチューブ４２０と圧電性繊維４１０が一体化される。樹脂を充填しておくことで、フレキシブルチューブ４２０内で圧電性繊維４１０が軸方向にズレてしまうことを防止することができる。なお、フレキシブルチューブ４２０の両端にのみ樹脂を充填することも考えられるが、フレキシブルチューブ４２０内で圧電性繊維４１０に弛みが生じる可能性があるため、フレキシブルチューブ４２０の全長にわたって樹脂を充填しておくことが好ましい。また、ここで充填される樹脂として、２液混合による時効硬化樹脂や、５０〜６０℃程度で硬化が始まる熱効果性樹脂などの利用が可能である。
【０１２９】
図２５は、図２２に示す線状センサ４０を用いたセンサユニット５０を示す図である。
【０１３０】
フレキシブルチューブ４２０の後端では、熱可塑性樹脂Ｐが除去され、ステンレスの表面が露出している。差動増幅器５５１が内部に配置された導電性の筐体５に、ステンレスの表面が露出したフレキシブルチューブ４２０の後端が差し込まれ、フレキシブルチューブ４２０と筐体５は電気的に接続される。導電性の筐体５は、グランドに接続している。導電性の筐体５は、電磁波等の外乱要素を遮断するシールド手段である。
【０１３１】
圧電性繊維４１０の内部導体４０１は、差動増幅器５５１の非反転入力端子（＋）５５１１に接続され、外部導体４０３は反転入力端子（−）５５１２に接続されている。また、フレキシブルチューブ４２０は、導電性の筐体５を介してグランドに接続している。この構成によって、圧電体４０２が変形したときに内部導体４０１と外部導体４０３の間に誘起される電圧の大きさ（電位差）が、差動増幅器５５１によって正確に増幅される。
【０１３２】
［第三実施形態の線状センサの変形例］
図２６には、図２２に示す線状センサの変形例である線状センサ４０’を作製する様子が示されている。この変形例の線状センサ４０’は、フレキシブルチューブ４２１の内側で、圧電性繊維４１８とサポート線ＳＹが撚り合わされたものである。図２６では、圧電性繊維４１８とサポート線ＳＹを撚り合わせたものを、フレキシブルチューブ４２１の内側に挿入していく様子が示されている。図２６に示す圧電性繊維４１８は、最外周にシース層が設けられたものであって、そのシース層を含めた外径（直径）が０．６３ｍｍである。サポート線ＳＹは、７本のステンレスワイヤをその断面において最密構造に配置した上で撚り合わせたものであって、圧電性繊維４１８の強度以上の強度を有するものである。サポート線ＳＹの強度が、圧電性繊維４１８の強度未満であると、両者を撚り合わせようとしたときに、強度不足からサポート線ＳＹが伸びてしまい、圧電性繊維４１８に弛みが生じてしまう場合があり、うまく撚り合わせることができない。さらに、サポート線ＳＹの表面はナイロンなどの樹脂によって被覆されている。サポート線ＳＹにおけるこの被覆により、身体に接触して配置する際のフレキシブルチューブ４２１内での屈曲時に、圧電性繊維４１８の表面を堅い金属のサポート線ＳＹで擦ることがなくなり、圧電性繊維４１８とサポート線ＳＹ相互の滑りが良くなって、圧電性繊維４１８の長寿命化に好適である。図２６に示すサポート線ＳＹの直径は、この樹脂による被覆分も含めて０．４６ｍｍである。なお、サポート線ＳＹは、ステンレスワイヤを撚り合わせたものに限られることはなく、樹脂による被覆も必須ではない。
【０１３３】
図２６に示すフレキシブルチューブ４２１は、表面にスパイラル状の凹凸が形成されたものであり、柔軟性に富んだものである。また、表面には樹脂コーティングが施されている。このフレキシブルチューブ２２１の内径は、１．２ｍｍである。圧電性繊維４１８とサポート線ＳＹを撚り合わせたものの外径は、両者がスパイラル状に絡み合っていることから、最大で１．０９ｍｍ（０．６３ｍｍ＋０．４６ｍｍ）であり、フレキシブルチューブ４２１の内径に対して、０．１ｍｍ以上の差がある。この差は隙間となり、圧電性繊維４１８とサポート線ＳＹを撚り合わせたものを、フレキシブルチューブ４２１の内側に、容易に挿入させることができる。
【０１３４】
なお、圧電性繊維４１８とサポート線ＳＹを撚り合わせたものを解くと、サポート線ＳＹは直線状に戻るのに対し、圧電性繊維４１８は波形に変形したままである。すなわち、圧電性繊維４１８には撚り跡が残っており、圧電性繊維４１８がしっかりと撚られていたことがわかる。
【０１３５】
この変形例における線状センサ４０’では、フレキシブルチューブ４２１の内周面と、圧電性繊維４１８とサポート線ＳＹが撚り合わされたものとの間に、樹脂は充填されておらず、フレキシブルチューブ４２１と、圧電性繊維４１８とサポート線ＳＹが撚り合わされたものとは一体化されていない。
【０１３６】
［第四実施形態の線状センサ］
図２７は、第四実施形態の線状センサＡ１の構造を示す断面図である。
【０１３７】
図２７に示す線状センサＡ１は、内部導体Ａ１１と、圧電体Ａ１２と、外部導体Ａ１３と、シースＡ１４から構成されている。
【０１３８】
内部導体Ａ１１は、直径が３０μｍのステンレスワイヤＡｓｙを７本撚り合わせた撚り線Ａ１１１を、正六角形の各頂点およびその正六角形の中心に配置した状態で、さらにこれらの撚り線Ａ１１１を撚り合わせたものである。すなわち、７本の撚り線Ａ１１１を１次撚り線として最密構造に配置し、これら７本の１次撚り線をさらに撚り合わせた２次撚り線になる。複数本の線状体を甘撚、あるいは中撚程度に撚っておくことで、撚りの方向とは逆方向の緩みを許容し、この緩みが柔軟性を与えることができる。特に、１次撚り線と２次撚り線といったように２段階に分けて撚っておくことで、柔軟性がさらに向上する。なお、２次撚り線を複数本用意してさらに撚り合わせて３次撚り線・・・といったように３段階以上の複数段階に分けて撚ってもよい。また、２次撚り線の撚り方向は、１次撚り線の撚り方向と同じ方向である。ただし、内部導体Ａ１１の柔軟性をさらに高めたい場合には、２次撚り線の撚り方向と１次撚り線の撚り方向とを逆方向にしてもよい。図２７に示す内部導体Ａ１１全体の直径は、０．２７ｍｍであり、その内部導体Ａ１１の切断荷重は０．０５８ｋＮになる。
【０１３９】
１次撚り線を構成するステンレスワイヤＡｓｙの本数は、７本に限らない。また、ステンレスワイヤＡｓｙ１本の直径は、１０μｍ以上４０μｍ以下であればよく、２０μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。ステンレスワイヤは、細ければ細いほど柔軟性は高められるが強度が低下し、太ければ太いほど柔軟性は低下するが強度が高められる。直径が２０μｍのステンレスワイヤＡｓｙを用いた場合には、内部導体Ａ１１の切断荷重は０．０２５ｋＮになり、直径が４０μｍのステンレスワイヤＡｓｙを用いた場合には、内部導体Ａ１１の切断荷重は０．１０７ｋＮになる。また、内部導体全体の直径としては、０．１５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であればよく、０．１８ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【０１４０】
なお、１次撚り線の直径を異ならせてもよい。例えば、内部導体Ａ１１を構成する中央に位置する撚り線Ａ１１１の直径を、その周囲に位置する撚り線Ａ１１１よりも太くしてもよいし、あるいは反対に細くしてもよい。また、撚り線Ａ１１１を構成するステンレスワイヤＡｓｙの直径も、撚り線Ａ１１１ごとに異ならせてもよい。例えば、太い撚り線Ａ１１１を得るために、相対的に太いステンレスワイヤＡｓｙを用いてもよいし、細い撚り線Ａ１１１を得るために、相対的に細いステンレスワイヤＡｓｙを用いてもよい。さらには、撚り線Ａ１１１を構成するステンレスワイヤＡｓｙの本数を、撚り線Ａ１１１ごとに異ならせてもよい。例えば、太い撚り線Ａ１１１を得るために、相対的に多数本のステンレスワイヤＡｓｙを用いてもよいし、細い撚り線Ａ１１１を得るために、相対的の少数本のステンレスワイヤＡｓｙを用いてもよい。また、撚り線Ａ１１１は、ステンレスワイヤＡｓｙのみからなるものの他に、他の導電性材料の線とステンレスワイヤＡｓｙを撚り合わせたものであってもよい。ここにいう導電性材料としては、ステンレスと、電気抵抗値が異なる材料であったり機械的強度が異なる材料であったりする。例えば、銅、チタン、マグネシウム等の一種類であってもよいし、これらの材料の組み合わせであってもよい。
【０１４１】
さらに、内部導体Ａ１１は、撚り線Ａ１１１のみから構成されたものであってもよいし、撚り線Ａ１１１と他の金属線から構成されたものであってもよい。例えば、他の金属線として、ステンレスよりも電気抵抗が低い金属線を用いてもよいし、ステンレスよりも柔らかい金属線を用いてもよい。例えば、ステンレスよりも電気抵抗が低く、かつ柔らかい銅の金属線を用いてもよい。より具体的には、他の金属線として１本の銅線を用い、撚り線Ａ１１１が正六角形の各頂点に配置されその正六角形の中心に１本の銅線が配置された状態で全体が撚られたものであってもよいし、撚り線Ａ１１１が正六角形の頂点のうち一つおきに配置され残りの頂点には銅線が配置され、その正六角形の中心には銅線又は撚り線Ａ１１１が配置された状態で全体が撚られたものであってもよい。あるいは、１本の銅線に代えて、複数の細い銅線を撚り合わせたものを用いてもよいし、細い銅線とステンレスワイヤＡｓｙを撚り合わせたものを用いてもよい。さらには、銅に代えてチタンやマグネシウムを用いてもよいし、銅とチタン、銅とマグネシウム、チタンとマグネシウム、銅とチタンとマグネシウムといった異種金属の組み合わせであってもよく、以下の説明で、銅を例示した場合にも同じである。
【０１４２】
また、内部導体Ａ１１を構成する中央に位置する線状体（図２７では撚り線Ａ１１１）と、その周囲に位置する線状体（図２７では６本の撚り線Ａ１１１）との隙間ＡＳ１に、線状体を配置してもよい。この隙間ＡＳ１に配置される線状体としては、１本の銅線であってもよいし、ステンレスワイヤＡｓｙの撚り線であってもよいし、複数の細い銅線を撚り合わせた撚り線であってもよい。さらに、上記周囲に位置する線状体（図２７では６本の撚り線Ａ１１１）どうしの外側の隙間ＡＳ２にも、線状体を配置してもよい。この外側の隙間ＡＳ２に配置される線状体も、１本の銅線であってもよいし、ステンレスワイヤＡｓｙの撚り線であってもよいし、複数の細い銅線を撚り合わせた撚り線であってもよい。ここで説明したように、内部導体Ａ１１を構成する線状体どうしの隙間に、さらに線状体を追加してもよい。
【０１４３】
また、内部導体Ａ１１は、上記最密構造に限らず、１本の銅線を中心に、その周囲を、中心の銅線よりも細い撚り線Ａ１１１で囲んだ構成であってもよいし、２０μｍ以上３０μｍ以下の１本のステンレスワイヤを中心に、その周囲を、中心のステンレスワイヤよりも細い銅線で囲んだ構成であってもよい。これらの例でも、内部導体Ａ１１を構成する線状体の太さを異ならせている。なお、ここで説明した１本の銅線は、複数の細い銅線を撚り合わせたものであってもよい。
【０１４４】
圧電体Ａ１２は、幅３ｍｍの帯状のピエゾフィルムから構成されたものである。このピエゾフィルムは、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）からなる。ポリフッ化ビニリデンは、高い電圧が付与されて分極すると圧電効果が発生する軽量の高分子材料であり、これに外力を加えると電圧が発生し、電圧を加えると歪が発生する特性を備えている。圧電体Ａ１２には分極処理が施されており、圧電体Ａ１２に外部から力が加わったときに内部導体Ａ１１と外部導体Ａ１３の間に電圧が誘起される。なお、内部導体Ａ１１と外部導体Ａ１３の間に電圧をかけると、圧電体Ａ１２に変形（歪み）が生じる。内部導体Ａ１１の外周面には、このピエゾフィルムが螺旋状に隙間なく巻き付けられている。すなわち、このピエゾフィルムを内部導体Ａ１１の外周面に螺旋状に巻き付ける際に、内部導体Ａ１１の延在方向に隣り合うピエゾフィルムの幅方向の一端と他端どうしを重ね合わせた状態で巻き付けていく。こうすることで、ピエゾフィルムの面積をなるべく大きくとることができ、センサ感度の向上につながる。帯状のピエゾフィルムの幅は、３ｍｍに限られず、２ｍｍ以上５ｍｍ以下であればよく、３ｍｍ以上４ｍｍ以下が好ましい。ピエゾフィルムの幅が狭すぎると内部導体Ａ１１の外周面に螺旋状に巻き付ける際に内部導体Ａ１１の延在方向に隣り合うピエゾフィルムの間に隙間が生じやすくなってしまう。隙間が生じた箇所は、センシングできない箇所になってしまう。一方、ピエゾフィルムの幅が広すぎると内部導体Ａ１１の外周面に螺旋状に巻き付ける際に弛みが生じやすくなってしまう。
【０１４５】
図２７に示す圧電体Ａ１２を構成するピエゾフィルムの厚さは、２８μｍであるが、２０μｍ以上１００μｍ以下であればよく、２５μｍ以上８０μｍ以下であることが好ましい。ピエゾフィルムの厚さが薄すぎるとセンサとしての感度が不十分になってしまい、反対に厚すぎると線状センサＡ１が硬くなりすぎてしまい柔軟性に欠けてしまう。
【０１４６】
さらに、圧電体Ａ１２に採用するピエゾフィルムは、ピエゾ特性が、長手方向（伸び方向）にしか対応していないものよりも、結晶の配向性により複数方向（伸び方向及び曲げ方向）に対応したものである方が好ましい。
【０１４７】
外部導体Ａ１３は、圧電体Ａ１２の外周面に、１本の銅線を１列に螺旋状に巻き付けたものである。すなわち、横巻きシールドの構成である。銅線としては、直径５０μｍのスズメッキ軟銅線を用いる。なお、外部導体Ａ１３は、銅線に限らず、ステンレスワイヤの撚り線であってもよく、例えば、内部導体Ａ１１を構成する１次撚り線（撚り線Ａ１１１）と同じものであってもよい。また、外部導体Ａ１３の厚さは、１０μｍ以上１２０μｍ以下であればよく、２５μｍ以上９０μｍ以下であることが好ましい。すなわち、内部導体Ａ１１の直径よりも薄い。さらに、この外部導体Ａ１３は、圧電体Ａ１２の外周面に、導線をクロスして編み上げた編組シールドであってもよいし、テープ状の導体を螺旋状に巻き付けていったテープシールドであってもよい。ただし、横巻きシールドが最も柔軟性が高い。またさらに、外部導体Ａ１３は、複数本の導線を螺旋状に巻き付けていったものであってもよいし、複数本のテープ状の導体を螺旋状に巻き付けていったものであってもよい。
【０１４８】
ここで、内部導体Ａ１１は、外部導体Ａ１３よりも機械的強度が高いものである。
【０１４９】
シースＡ１４は、外部導体Ａ１３を覆うものであり、耐摩耗性、耐薬品性、防錆性を高めるためのものである。シースＡ１４は、ポリエステルテープであってもよく、その厚みは、２０μｍ以上４０μｍ以下であればよい。なお、耐摩耗性、耐薬品性、防錆性を高める必要がなければ、シースＡ１４を設けなくてもよい。
【０１５０】
図２７に示すシースＡ１４は厚さが３０μｍの単層構造であるが、複層構造であってもよい。例えば、内層と外層とからなる２層構造であってもよく、内層は、外装に比べて柔らかい材質（例えば、ポリアミド合成樹脂やポリ塩化ビニル樹脂）で形成されており、外層は、内層に比べて耐摩耗性が高い材質（例えば、ポリテトラフルオロエチレン）で形成されている。また、外層は、内層よりも厚くてもよい。さらに、内層は、可燃性材料で形成されていてもよいが、外層は、難燃性材料、不燃性材料、耐炎性材料で形成されていることが好ましい。
【０１５１】
図２７に示す線状センサＡ１は、全体の直径（太さ）が、０．３７８ｍｍであり、十分に細いにもかかわらず、内部導体Ａ１１の切断荷重は０．０５８ｋＮであるため、内部導体Ａ１１をピンと張った状態で、帯状のピエゾフィルムを巻き付けることができ、内部導体Ａ１１の外周面とピエゾフィルムとの間に隙間が生じてしまうことが抑えられ、線状センサＡ１を用いた正確な計測や検知が可能になる。
【０１５２】
内部導体Ａ１１の外周面にピエゾフィルムを螺旋状に巻き付けると、ピエゾフィルムは内部導体Ａ１１の外周形状に馴染み、圧電体Ａ１２は、厳密には図２７に示す２点鎖線のように内側に入り込んだ形状になる。特に、本実施形態の線状センサＡ１では、内部導体Ａ１１の外周面にピエゾフィルムを強く巻き付けることができるため、ピエゾフィルムは図２７に示す２点鎖線のように外側の隙間ＡＳ２に入り込んだ形状になりやすい。
【０１５３】
以上説明した、内部導体Ａ１１は第１導体の一例に相当し、外部導体Ａ１３は第２導体の一例に相当する。
【０１５４】
また、以上の説明では、図２７に示す線状センサＡ１における内部導体Ａ１１は、複数本のステンレスワイヤを撚り合わせた撚り線が配置されたものである。また、内部導体Ａ１１が、自身も全体として撚られたものである。さらに、内部導体Ａ１１は、ステンレスワイヤを撚り合わせたステンレス撚り線と、銅線を撚り合わせた銅撚り線とが配置されたものであってもよい。また、内部導体Ａ１１が、ステンレス撚り線の周囲を銅撚り線で取り囲んだものであってもよい。
【０１５５】
また、内部導体Ａ１１が、図２５に示す差動増幅器５５１と同じ差動増幅器の非反転入力端子（＋）に接続され、外部導体Ａ１３が、その反転入力端子（−）５５１２に接続され、圧電体Ａ１２が振動等の外力によって変形したときに内部導体Ａ１１と外部導体Ａ１３の間に誘起される電圧の大きさ（電位差）が、その差動増幅器によって正確に増幅される。
【０１５６】
［第五実施形態の線状センサ］
図２８は、２種類の線状センサの断面図である。
【０１５７】
この図２８に示す２種類の線状センサＣ１はいずれも、内部導体Ｃ１１と、圧電体Ｃ１２と、外部導体Ｃ１３と、シースＣ１４から構成されている。
【０１５８】
内部導体Ｃ１１は、中心を通る中心導体線Ｃ１１１２と、その中心導体線Ｃ１１１２を取り囲む外側導体線Ｃ１１１１を有する。
【０１５９】
図２８（Ａ）に示す線状センサＣ１は、撚り線構造をもたない線状センサである。すなわち、中心導体線Ｃ１１１２にしても、外側導体線Ｃ１１１１にしても撚り線ではなく、１本の導体線である。図２８（Ａ）に示す中心導体線Ｃ１１１２は、ステンレンス製の導体線であり、図２８（Ａ）に示す外側導体線Ｃ１１１１は、銅製の導体線である。図２８（Ａ）に示す中心導体線Ｃ１１１２は、図２８（Ａ）に示す外側導体線Ｃ１１１１よりも太く、例えば、外側導体線Ｃ１１１１の２倍以上太い。なお、図２８（Ａ）に示す外側導体線Ｃ１１１１は、２０μｍ弱程度の太さであり、図２８（Ａ）に示す中心導体線Ｃ１１１２は、その外側導体線Ｃ１１１１よりも５倍程度太い。中心導体線Ｃ１１１２の太さは、線状センサＣ１に要求される機械的強度によって決められる。図２８（Ａ）に示す線状センサＣ１では、外側導体線Ｃ１１１１が１９本設けられている。なお、外側導体線Ｃ１１１１の本数は１９本に限定されない。銅は、ステンレンスよりも電気抵抗値が低く、導電性に優れており、この例では、中心側で機械的強度を確保し、電流が流れやすい外側で導電性を確保している。中心導体線Ｃ１１１２は間隔をあけることなく、隣り合う中心導体線Ｃ１１１２どうしは接触した状態で配置されている。１本の中心導体線Ｃ１１１２と、１９本の外側導体線Ｃ１１１１は、直線状に束になったものであり、図２８（Ａ）に示す内部導体Ｃ１１は、撚り線構造ではない。
【０１６０】
なお、ステンレスの代わりに、タングステン、あるいはチタンを用いてもよく、さらには、金属に限らず、導電性を有する高張力繊維（例えば、ポリパラフェニレンテレフタルアミドや、アラミド繊維等）を用いてもよい。このことは、中心導体線Ｃ１１１２に限らず、ステンレス製のものであれば同じことであり、図１からこれまでの説明においても同じであり、以下の説明においても同じである。また、１９本の外側導体線Ｃ１１１１は、中心導体線Ｃ１１１２と同じ方向を向いて束ねられていたが、中心導体線Ｃ１１１２に１本の外側導体線Ｃ１１１１を１列に螺旋状に巻き付けてもよい。すなわち、外側導体線Ｃ１１１１を横巻きに配置してもよい。外側導体線Ｃ１１１１を横巻きに配置する構造の場合、外側導体線Ｃ１１１１は１５μｍ以上４０μｍ以下（例えば、３０μｍ）の太さのものを用い、中心導体線Ｃ１１１２は、その外側導体線Ｃ１１１１よりも２倍以上４倍以下（例えば、３倍）の太さのものを用いてもよい。また、外側導体線Ｃ１１１１を銅製のものから、チタン製、白金製、あるいは銀製のものに代えてもよいし、カーボンナノファイバーを含有した高分子材料のものに代えてもよいし、導電性高分子のものに代えてもよい。このことは、外側導体線Ｃ１１１１に限らず、銅製のものであれば同じことであり、図１からこれまでの説明においても同じであり、以下の説明においても同じである。また、図２８（Ａ）に示す線状センサＣ１では、内部導体Ｃ１１は撚り線構造ではなかったが、中心導体線Ｃ１１１２を中心に外側導体線Ｃ１１１１を撚ってもよい。さらに、外側導体線Ｃ１１１１をなくし、中心導体線Ｃ１１１２の外周面に、窒素含有ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）の硬質膜を設けてもよい。窒素含有ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）は、導電性が良好であり、中心導体線Ｃ１１１２の外周面にプラズマ蒸着によって設けることができる。あるいは、外側導体線Ｃ１１１１をなくし、中心導体線Ｃ１１１２の外周面に、銅メッキや銅蒸着を施してもよいし、銅箔を担持させてもよい。
【０１６１】
また、図２８（Ａ）に示す中心導体線Ｃ１１１２を銅線にしてもよいし、図２８（Ａ）に示す外側導体線Ｃ１１１１をステンレス製の導体線にしてもよい。
【０１６２】
図２８（Ｂ）に示す線状センサＣ１は、撚り線構造をもった線状センサである。すなわち、中心導体線Ｃ１１１２は、ステンレンス製の１本の導体線であるが、外側導体線Ｃ１１１１は、７本の銅製の導体線Ｃ１１１１ｃを撚り合わせたものである。１本の導体線Ｃ１１１１ｃは直径１５μｍである。７本の導体線Ｃ１１１１ｃは、正六角形の各頂点およびその正六角形の中心に配置した状態で撚り合わせたものである。すなわち、外側導体線Ｃ１１１１は、７本の導体線Ｃ１１１１ｃを最密構造に配置した上で撚り合わせたものである。複数本の導体線Ｃ１１１１ｃを甘撚、あるいは中撚程度に撚っておくことで、撚りの方向とは逆方向の緩みを許容し、この緩みが柔軟性を与えることができる。図２８（Ｂ）に示す外側導体線Ｃ１１１１の直径は４５μｍになる。また、図２８（Ｂ）に示す中心導体線Ｃ１１１２も、直径が４５μｍである。
【０１６３】
図２８（Ｂ）に示す１本の中心導体線Ｃ１１１２と、図２８（Ｂ）に示す外側導体線Ｃ１１１１は、直線状に束になったものであり、撚り線構造ではない。ただし、図２８（Ｂ）に示す中心導体線Ｃ１１１２を中心に図２８（Ｂ）に示す外側導体線Ｃ１１１１を撚ってもよい。
【０１６４】
なお、外側導体線Ｃ１１１１を構成する導体線Ｃ１１１１ｃの本数は、７本に限らない。また、７本の銅製の導体線Ｃ１１１１ｃのうち、少なくとも外側の６本の導体線として、銅以外の材質、好ましくは、ステンレスよりも柔らかい材質の表面に、窒素含有ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）の硬質膜を設けたもの、あるいは、銅メッキや銅蒸着を施したものや銅箔を担持させたものを用いてもよい。また、少なくとも外側の６本の導体線として、カーボンナノファイバーを含有した高分子材料の導体線に代えてもよいし、導電性高分子の導体線に代えてもよい。
【０１６５】
また、図２８（Ｂ）に示す中心導体線Ｃ１１１２を銅線にしてもよいし、図２８（Ｂ）に示す外側導体線Ｃ１１１１をステンレスワイヤの撚り線にしてもよい。
【０１６６】
以上の説明では、図２８（Ｂ）に示す線状センサＣ１における内部導体Ｃ１１は、１本の導体線が中心に配置され、該導体線の周囲を該導体線よりも細い複数本の導線を撚り合わせた撚り線で取り囲んだものである。また、前記導体線が、前記導線よりも機械的強度が高いものであり、前記導線が、前記導体線よりも電気抵抗が低いものである。さらに、内部導体Ｃ１１は、ステンレスワイヤを撚り合わせたステンレス撚り線と、銅線を撚り合わせた銅撚り線とが配置されたものであってもよい。また、内部導体Ｃ１１が、自身も全体として撚られたものであってもよい。
【０１６７】
以上説明したように、中心導体線Ｃ１１１２は撚り線ではなく、１本の導体線であってもよく、このことは、図１からこれまで説明した線状センサでも言えることである。また、その１本の導体線は、ステンレス製のものであってもよいし、タングステン製のものであってもよいし、さらには、金属に限らず、導電性を有する高張力繊維（例えば、ポリパラフェニレンテレフタルアミドや、アラミド繊維等）製のものであってもよい。
【０１６８】
図２８に示す２種類の内部導体のうち、同図（Ａ）に示す内部導体Ｃ１１は、ステンレスの占める割合が、銅の占める割合よりも高く、同図（Ｂ）に示す内部導体Ｃ１１は、反対に、ステンレスの占める割合が、銅の占める割合よりも低い。ここにいう割合とは、断面積の割合になる。機械的強度の高さや、曲げ回数が多い場合には、ステンレスの占める割合を高くし、柔軟性や導電性を優先する場合には、銅の占める割合を高くする。
【０１６９】
圧電体Ｃ１２は、図２７を用いて説明した圧電体Ａ１２と同じであり、幅３ｍｍの帯状のピエゾフィルムから構成されたものである。内部導体Ｃ１１の外周面にピエゾフィルムを螺旋状に巻き付けると、ピエゾフィルムは内部導体Ｃ１１の外周形状に馴染み、図２８（Ｂ）に示す圧電体Ｃ１２は、厳密には２点鎖線のように内側に入り込んだ形状になる。
【０１７０】
外部導体Ｃ１３は、図２７を用いて説明した外部導体Ａ１３と同じであり、圧電体Ｃ１２の外周面に、１本の銅線を１列に螺旋状に巻き付けたものである。すなわち、横巻きシールドの構成である。銅線としては、直径５０μｍのスズメッキ軟銅線を用いる。なお、外部導体Ｃ１３は、銅線に限らず、ステンレスワイヤの撚り線であってもよい。また、外部導体Ｃ１３の厚さは、１０μｍ以上１２０μｍ以下であればよく、２５μｍ以上９０μｍ以下であることが好ましい。すなわち、内部導体Ｃ１１の直径よりも薄い。さらに、この外部導体Ｃ１３は、圧電体Ｃ１２の外周面に、導線をクロスして編み上げた編組シールドであってもよいし、テープ状の導体を螺旋状に巻き付けていったテープシールドであってもよい。またさらに、外部導体Ｃ１３は、複数本の導線を螺旋状に巻き付けていったものであってもよいし、複数本のテープ状の導体を螺旋状に巻き付けていったものであってもよい。
【０１７１】
ここで、内部導体Ｃ１１は、外部導体Ｃ１３よりも機械的強度が高いものである。
【０１７２】
なお、外部導体Ｃ１３を銅線から、カーボンナノファイバーを含有した高分子材料のものに代えてもよいし、導電性高分子のものに代えてもよい。また、圧電体Ｃ１２の外周面に、窒素含有ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）の硬質膜を設けて外部導体Ｃ１３としてもよいし、銅メッキや銅蒸着を施して外部導体Ｃ１３としてもよいし、銅箔を担持させて外部導体Ｃ１３としてもよい。
【０１７３】
シースＣ１４は、図２７を用いて説明したシースＡ１４と同じであり、外部導体Ｃ１３を覆うものであり、耐摩耗性、耐薬品性、防錆性を高めるためのものである。シースＣ１４は、ポリエステルテープであってもよく、その厚みは、２０μｍ以上４０μｍ以下であればよい。なお、耐摩耗性、耐薬品性、防錆性を高める必要がなければ、シースＣ１４を設けなくてもよい。
【０１７４】
図２８に示すシースＣ１４は厚さが３０μｍの単層構造であるが、複層構造であってもよい。例えば、内層と外層とからなる２層構造であってもよく、内層は、外装に比べて柔らかい材質（例えば、ポリアミド合成樹脂やポリ塩化ビニル樹脂）で形成されており、外層は、内層に比べて耐摩耗性が高い材質（例えば、ポリテトラフルオロエチレン）で形成されている。また、外層は、内層よりも厚くてもよい。さらに、内層は、可燃性材料で形成されていてもよいが、外層は、難燃性材料、不燃性材料、耐炎性材料で形成されていることが好ましい。
【０１７５】
またさらに、導電材料を担持した材料と耐摩耗性、耐薬品性、防錆性を高める材料との２層構造であってもよい。例えば、銅メッキや銅蒸着を施した帯状のＰＥＴフィルムを外部導体Ｃ１３の外周面に、上述したピエゾフィルムＣＦと同じように重ね合わせながら巻き付けていき、さらにその上から帯状のポリエステルテープを同じく重ね合わせながら巻き付けていってもよい。銅を担持したフィルムによってシールド効果が得られる。
【０１７６】
以上説明した、内部導体Ｃ１１は第１導体の一例に相当し、外部導体Ｃ１３は第２導体の一例に相当する。
【０１７７】
また、内部導体Ｃ１１が、図２５に示す差動増幅器５５１と同じ差動増幅器の非反転入力端子（＋）に接続され、外部導体Ｃ１３が、その反転入力端子（−）５５１２に接続され、圧電体Ｃ１２が振動等の外力によって変形したときに内部導体Ｃ１１と外部導体Ｃ１３の間に誘起される電圧の大きさ（電位差）が、その差動増幅器によって正確に増幅される。
【０１７８】
以上、図１〜図２８を用いて説明した各種の線状センサ１０〜１７，４０，４０’，Ａ１，Ｃ１は、断面形状が丸型のものであったが、扁平なものであってもよい。例えば、帯状のピエゾフィルム（例えば、ＰＶＤＦ）のおもて面と裏面それぞれに導電層を設けた線状センサであってもよい。すなわち、一方の面の導電層が第１導体の一例に相当し、他方の面の導電層が第２導体の一例に相当する。導電層は、銅、アルミニウム、又はスズの蒸着やスパッタリングや、ＥＢＤ、無電解メッキ等で形成することができる。両面に導電層が設けられたこの帯状のピエゾフィルムは、一対のフィルムによって挟まれている。すなわち、帯状のピエゾフィルムのおもて面側と裏側それぞれを覆うように、フィルムが配置され、一対のフィルムは接着剤や熱圧着、超音波接着等によって、間に帯状のピエゾフィルムを挟んだ状態で貼り付けられる。一対のフィルムにおける、ピエゾフィルム側とは反対側の外側にも導電層が形成されており、この導電層はシールド層になる。なお、一対のＰＥＴフィルムにおけるピエゾフィルム側に導電層を設けても、シールド層を形成することができる。ここでの一対のフィルムとしては、ポリエチレン（ＰＥ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリイミド（ＰＩ）フィルム、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム、４フッ化エチレンパーフロロアルコキシエチレン共重合  フッ素樹脂（ＰＦＡ）フィルム等が用いられる。
【０１７９】
ピエゾフィルムの厚さや、導電層が形成されたフィルムの厚さを調整することで、線状センサ全体の柔らかさを調整することができる。
【０１８０】
さらに、貼り付けられた一対のフィルムの外側に、外部シース層を設けてもよい。外部シース層としては、ＰＥＴフィルムや、４フッ化・６フッ化プロピレン  フッ素樹脂（ＦＥＰ）フィルム、ＰＦＡフィルム、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）フィルムを用いて、シールド層が形成されたフィルムを外側から覆ってもよい。なお、外部シース層も、一対のフィルムを、接着剤や熱圧着、超音波接着等によって貼り付けたものであってもよい。外部シース層を設けておくことで、シールド層を外部から絶縁することができる。
【０１８１】
以上、各種のセンサについて説明したが、続いて、これらのセンサを身体に接触して配置する例について説明する。
【０１８２】
図２９は、センサを気管の上に配置した例を示す図である。
【０１８３】
この図２９には、人体Ｈにおける唇Ｌ、舌Ｔ、鼻腔Ｎ、食道Ｅ、および気管Ｋが示されている。
【０１８４】
気管Ｋの入口に声帯Ｖが位置している。声帯Ｖには開閉する一対のヒダがあり、この一対のヒダの間の隙間に肺から排出される空気を通過させ、振動を引き起こすことで音声（特に母音）が発せられる。したがって、声帯によって振動させられた空気の振動とは、気管を通る空気の振動に相当し、気管のうち、声帯以外を通る空気の振動も、気管を通る空気の振動に相当する。人間の声は、２００Ｈｚ程度から２０００Ｈｚ程度までが一般的である。なお、声帯Ｖは、甲状軟骨（いわゆる喉仏）Ｃによって守られている。
【０１８５】
以下、これまで説明したセンサを総称してセンサ６０と称する。図２９では、センサ６０は、気管Ｋの上に配置されている。ここにいう「上に配置」とは、皮膚等を挟んで配置されていることをいう（以下、同じ。）より具体的には、声帯Ｖよりも下方の位置に配置されている。すなわち、甲状軟骨Ｂよりも下方の位置に配置されている。声帯Ｖは甲状軟骨Ｂとともに、嚥下の際に上下運動するため、声帯Ｖ（甲状軟骨Ｂ）の位置にセンサ６０を配置してしまうと、嚥下における上下運動の振動を検出してしまう恐れがある。また、図２９では、センサ６０はテープｔによって固定されているが、声帯Ｖの真上にセンサ６０を固定しても、嚥下によってセンサ６０がズレてしまう恐れもある。これらの理由から、センサ６０は、声帯Ｖよりも下方の位置に配置されることが好ましい。センサ６０は、首を１周するように配置されてもよいし、半周分でもよいし、１／３周分でもよいし、１／４周分でもよいが、センサ６０の長さがあまり短いと振動の検出感度が低下するため、１／３周以上が好ましい。また、この例では、センサ６０を横方向に配置しているが、縦方向であってもよく、斜め方向であってもよい。さらには、センサ６０を渦巻き状にして配置してもよい。また、センサ６０の固定方法は、テープｔによるものであるが、例えば、キネシオテープで固定してもよく、センサ全長にわたってテープｔで固定してもよいし、間隔をあけて複数箇所で固定してもよい（以下においても同じ）。なお、テープｔによらずに、センサ６０の両端を手で持って押しつけてもよい（以下においても同じ）。また、テープｔの代わりに包帯によって固定してもよい。さらには、ネックレスのチェーンの一部又は全部をセンサ６０で構成したり、首周りの装飾品（首輪やチョーカー等）にセンサ６０を設けてもよい。こうすることで、目立たずに美的にセンサ６０を配置することができる。
【０１８６】
さらに、テープｔの接着面とは反対側の面に、フェルトやスポンジ、あるいは起毛の布等の柔らかなものを貼り付けておくことで、擦れや当たりの雑音を減らすことが可能になる。なお、テープｔに限らず固定手段を覆うように、またはセンサ６０自体を直接覆うようにフェルトやスポンジ、あるいは起毛の布等の柔らかなものを設けておいてもよい。ここにいう柔らかなものとは、センサ６０よりも柔らかなものであればよく、より具体的には、導体部分よりも柔らかなものであることが好ましい。すなわち、身体に接触して配置されたセンサ６０は、第１導体よりも柔らかなもので覆われたものであることが好ましい。
【０１８７】
図３０は、センサを骨の上に配置した例を示す図である。
【０１８８】
この図３０には、人体Ｈにおける下顎骨Ｂ１、上顎骨Ｂ２、側頭骨Ｂ３、および外耳孔Ｂ４が示されている。
【０１８９】
図３０では、センサ６０が下顎骨Ｂ１に配置されているように見えるが、実際にはセンサ６０は、皮膚等を挟んで下顎骨Ｂ１上に配置される。また、側頭骨Ｂ３のうち、耳の裏側の部分になる乳様突起Ｂ３１上にもセンサ６０が配置されている。ここでもセンサ６０は、テープによって固定されている。さらに、センサ６０は、鎖骨の上や胸部に配置されていてもよいし、額部分に配置されていてもよい。なお、センサ６０は、いずれか１箇所に配置されていれば、気管を通る空気の振動を検出することができるが、複数箇所配置してもよい。
【０１９０】
また、外耳孔Ｂ４は、いわゆる耳の穴である。耳の穴に装着するイヤホンに、耳の穴の皮膚と接触するようにセンサ６０を設けておいてもよい。イヤホンからは音が出力されるが、音出力を止めた状態であれば、イヤホンに設けられたセンサ６０は、気管を通る空気の振動を検出することができる。
【０１９１】
次いで、センサ６０を備えた音声再生システムについて説明する。
【０１９２】
図３１は、音声再生システムの一実施形態を示す図である。
【０１９３】
図３１に示す音声再生システム７は、センサ６０と、アンプ８０と、ノート型のパーソナルコンピュータ（以下、ノートパソコンと称する）７０と、マイクロフォン７９で構成されいる。図３１に示すアンプ８０は、これまで説明した図３に示す差動増幅器１５０や図１１に示す差動増幅器２５０を備えたものである。また、アンプ８０は、差動増幅器１５０，２５０によって増幅された信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路等も備えている。
【０１９４】
図３１に示すノートパソコン７０は、外観構成上、本体部７１と、画像表示部７２とからなるものであり、画像表示部７２は、本体部７１の上面７１ａを覆うように折り畳たまれる。図３１には、画像表示部７２を開いた状態が示されている。この画像表示部７２には、本体部７１からの指示に応じて表示画面７２１上に画像を表示する液晶表示装置が内蔵されている。また、画像表示部７２の、図３１のように開いた状態における上部中央には、内蔵カメラによる撮影用の窓７５７０が設けられている。
【０１９５】
本体部７１の上面７１ａには、キー操作に応じた各種の情報を入力するキーボード７３、および、表示画面７２１上の任意の位置を指定することにより、その位置に表示されたポインタやアイコン等に応じた指示を入力するポインティングデバイス７４が設けられている。また、本体部７１の前面７１ｂの左右それぞれには、スピーカ７５１，７５２が設けられるとともに、これらのスピーカ７５１，７５２の間には、スピーカ７５１，７５２の音量を調整するボリューム調整操作子７５３が設けられている。また、外部接続されるマイクロフォンからの音声信号が入力されるマイクロフォンジャック７５４や、同じく外部接続されるヘッドフォンに音声信号を出力するヘッドフォンジャック７５５も設けられており、図３１に示すマイクロフォン７９は、マイクロフォンジャック７５４に接続されている。また、アンプ８０は、ノートパソコン７０の本体部７１の左側面７１ｃに設けられた、ユニバーサル・シリアル・バス（以下、ＵＳＢと称する）規格に準拠したＵＳＢポート７１０１（図２参照）に接続されている。さらに、その左側面７１ｃには、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭを装填するためのＣＤ／ＤＶＤ−ＲＯＭディスク装填口や、映像信号用コネクタ７１１１（図３２参照）が設けられている。
【０１９６】
一方、本体部７１の右側面７１ｄには、ＳＤカード（登録商標）（以下、記録カードと称する）が取出し自在に挿入される記録メディア挿入口７０８１が設けられている。この記録メディア挿入口７０８１に記録カード９１０を挿入すれば、記録カード９１０に記録されたデータを、ノートパソコン７０に取り込むことができるようになる。
【０１９７】
さらに、本体部７１の右側面７１ｄには、商用電源から電力を供給するＡＣアダプタ（図示せず）のコネクタが差し込まれるＤＣ電源接続端子７５６が設けられている。なお、図３１に示すノートパソコン７０にはバッテリ（図示せず）が内蔵されており、このノートパソコン７０は、そのバッテリによっても動作するが、ＡＣアダプタのコネクタをＤＣ電源接続端子７５６に差し込むことにより商用電源から供給された電力によって動作する。
【０１９８】
また、本体部７１の後面７１ｅには、いずれも図示されていないが、ＩＥＥＥ１３９４ポート、ＲＪ４５イーサネット（登録商標）ポート、および左側面７１ｃに設けられたＵＳＢポート７１０１とは別に２つのＵＳＢポート７１０２，７１０３（図３２参照）が設けられている。
【０１９９】
図３２は、図３１に外観を示すノートパソコンのハードウェア構成図である。
【０２００】
図３１に示すノートパソコン７０の内部には、図３２に示すように、ＣＰＵ７０１、ＲＡＭ７０２、ハードディスクコントローラ７０３、ディスプレイコントローラ７０４、サウンドコントローラ７０５、キーボードコントローラ７０６、ポインティングデバイスコントローラ７０７、カメラコントローラ７１２、ＣＤ／ＤＶＤ−ＲＯＭドライバ７０８、記録メディアドライバ７０９、ＵＳＢホストコントローラ７１０、および各種通信ボード７１１がバス７００で相互に接続されている。
【０２０１】
ＣＰＵ７０１は、各種プログラムを実行するものである。ハードディスクコントローラ７０３は、ハードディスク７０３１をアクセスするものである。ハードディスク７０３１には、各種プログラムやデータが記憶されており、ＲＡＭ７０２には、そのハードディスク７０３１に格納されたプログラムやデータが読み出されＣＰＵ７０１での実行のために展開される。ハードディスク７０３１には、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ    Ｓｙｓｔｅｍ）としてマイクロソフト社のＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）がインストールされている。
【０２０２】
ディスプレイコントローラ７０４は、図３１に示す画像表示部７２に内蔵された液晶表示装置７２０を制御するものである。サウンドコントローラ７０５は、図３１に示すスピーカ７５１，７５２に音声信号を出力する。また、このサウンドコントローラ７０５には、図３１に示すマイクロフォンジャック７５４や、ヘッドフォンジャック７５５が接続されており、音声信号の入出力が行われる。キーボードコントローラ７０６は、図３１に示すキーボード７３からの入力を受け付けるものであり、ポインティングデバイスコントローラ７０７は、同じく図３１に示すポインティングデバイス７４からの入力を受け付けるものである。
【０２０３】
カメラコントローラ７１２は、図３１に示す撮影用の窓７５７０の奥に設けられたカメラモジュール７５７を制御するものであり、カメラモジュール７５７によって、静止画や動画の撮影が行われる。
【０２０４】
ＣＤ／ＤＶＤ−ＲＯＭドライバ７０８は、ＣＤ／ＤＶＤ−ＲＯＭディスク装填口に装填されたＣＤ−ＲＯＭ９１１やＤＶＤ−ＲＯＭ９１２をアクセスするものである。記録メディアドライバ７０９は、図３１に示す記録メディア挿入口７０８１に挿入された記録カード９１０をアクセスするものである。
【０２０５】
図３１に示す本体部７１の左側面７１ｃに設けられたＵＳＢポート７１０１や、本体部７１の後面７１ｅに設けられたＵＳＢポート７１０２，７１０３は、ＵＳＢホストコントローラ７１０につながっている。これらのＵＳＢポート７１０１，７１０２，７１０３に接続されたＵＳＢデバイス（例えば、図３１に示すアンプ８０）には、デバイスを識別するための識別情報が用意されている。ＵＳＢデバイスとノートパソコン７０の接続の際には、ノートパソコン７０内のＯＳが、この識別情報を読み取り、その識別情報に対応した情報ファイルを検索し、その情報ファイルで指定されたデバイスドライバ（周辺機器を管理制御するドライバ・ソフトウェア）をインストールし、ロードすることによってそのＵＳＢデバイスがノートパソコン７０の周辺装置として動作するようになる。
【０２０６】
各種通信ボード７１１には、映像信号用コネクタ７１１１、ＩＥＥＥ１３９４ポート７１１２、およびＲＪ４５イーサネット（登録商標）ポート７１１３が接続している。
【０２０７】
図３３は、図３１に示す音声再生システムの機能ブロック図である。
【０２０８】
音声再生システム７は、センサ６０、アンプ８０、カメラモジュール７５７、マイクロフォン７９、処理部７０００、スピーカ７５１，７５２の機能構成を備えている。処理部７０００は、制御手段７０１０と記憶手段７０３０を有し、この処理部７０００は、図３１に示すノートパソコン７０の本体部７１により実現される機能構成であり、制御手段７０１０は、図３２に示すＣＰＵ７０１により実現される機能構成であるとともに、記憶手段７０３０は、図３２に示すハードディスク７０３１により実現される機能構成である。
【０２０９】
制御手段７０１０には、記憶手段制御部７０１１、選択手段７０１２、および再生手段７０１３が設けられている。
【０２１０】
センサ６０からは、気管を通る空気の振動を検出した検出信号が出力される。その検出信号は、アンプ８０によって増幅された後、デジタル信号に変換され、センサ６０からの検出信号に基づく情報（増幅信号）としてノートパソコン７０に取り込まれる。なお、アンプ８０を省略し、センサ６０からの検出信号をノートパソコン７０に取り込み、ノートパソコン７０内で検出信号を増幅した上でデジタル信号に変換してもよい。
【０２１１】
ノートパソコン７０に内蔵されたカメラモジュール７５７は、口の動き方を撮影する。例えば、唇と舌の動きを動画撮影したり、下顎の動きを動画撮影し、動画データは制御手段７０１０に送られる。
【０２１２】
ノートパソコン７０に接続されたマイクロフォン７９は、音声を電気信号に変換し、音声信号はノートパソコン７０に取り込まれる。音声信号は、処理部７０００内で音声データに変換され、制御手段７０１０における記憶手段制御部７０１１に送られる。
【０２１３】
制御手段７０１０では、登録処理と、選択処理が実行される。登録処理では、記憶手段制御部７０１１が、センサ６０からの検出信号に基づく情報である増幅信号を取得するとともに、動画データと音声データも取得する。動画データは、センサ６０から検出信号が出力されたときの口の動き方を撮影したデータであり、音声データは、センサ６０から検出信号が出力されたときの音声を表すデータである。すなわち、センサ６０からの検出信号と、口の動き方を撮影した動画データと、音声データは互いに同期したものである。
【０２１４】
記憶手段制御部７０１１では、口の動き方を撮影した動画データから、下顎の動きや唇と舌の動きをパターン化したデータを生成する。例えば、唇領域と舌領域を抽出し、唇領域および舌領域それぞれにおける特徴点を設定し、時間経過に伴う特徴点の座標変化を、口の動き方を表すデータとして生成する。このデータも、センサ６０からの検出信号と、音声データに同期している。なお、舌の動きをパターン化したデータは省略することもできる。
【０２１５】
記憶手段制御部７０１１は、互いに同期したこれら３つの情報（センサ６０からの検出信号、口の動き方を表すデータ、音声データ）を対応づけた組を記憶手段７０３０に複数組記憶させる。
【０２１６】
図３４は、記憶手段に対応づけて記憶される３つの情報を示す図である。
【０２１７】
図３４では、一番上が、気管を通る空気の振動を検出した検出信号を表し、一番下が、音声データを表し、真ん中が口の動き方を表すパターン化したデータを、わかりやすいように唇の形で示している。
【０２１８】
この図３４では、母音の組しか示していないが、登録処理では、子音についてもそれぞれ、３つの情報を対応づけて登録しておく。５０音全てについて３つの情報を対応づけて登録しておくことで、後述する音声再生の精度はかなり向上する。さらに、濁音、半濁音、長音、促音、撥音、拗音についても、３つの情報を対応づけて登録しておくことで、音声再生の精度は一段と向上する。
【０２１９】
選択処理では、選択手段７０１２が、センサ６０から実際に出力された検出信号に基づく情報である増幅信号を取得するとともに、動画データも取得する。動画データは、センサ６０から検出信号が出力されたときの実際の口の動き方を撮影したデータである。この選択処理でも、登録処理と同様に、口の動き方を撮影した動画データから、下顎の動きや唇と舌の動きをパターン化したデータを生成する。なお、舌の動きをパターン化したデータは省略することもできる。
【０２２０】
病気等で声帯の機能が徐々に低下していき、最終的にはうまく発声することができなくなる恐れがある者であっても、事前にその者の音声データを取得しておくことができれば、図３１に示す音声再生システム７は役立つ。センサ６０を、その者の体に接触して配置しておけば、気管を通過する際の空気の振動を検出することができる。母音については、声帯の機能が低下してくると、検出信号の波形は、声帯の機能が正常であったときの波形と一致はしないが、口の動き方を表すデータも用いることで、選択手段７０１２は、登録されている複数の組の中から、最も近いデータからなる組を選び出すことができる。また、子音については、声帯の機能が低下してしまっても、検出信号の波形は、声帯の機能が正常であったときの波形とほぼ一致し、口の動き方を表すデータも用いることで、選択手段７０１２によって、登録されている複数の組の中から、最も近いデータからなる組が選択される。再生手段７０１３は、こうして選択手段７０１２が選択した組における音声データを再生し、再生された音声は、スピーカ７５１，７５２から出力される。この結果、音声再生システム７では、声帯の機能が低下してしまってうまく発声することができなくなってしまっても、発声しようとするタイミングに合わせて、その者の、声帯の機能が正常であったときの音声を再生することができる。
【０２２１】
以上説明した音声再生システム７は、図３１に示すようにノートパソコン７０を備えたものであったが、ノートパソコン７０の代わりにスマートフォン等の通信機器端末を用いてもよい。例えば、記憶手段、記憶手段制御部、および選択手段は、サーバ上にあり、カメラ機能と再生手段を備えた通信機器端末で、そのサーバと通信しながら、通信機器端末の再生手段で音声を再生するシステムであってもよい。
【０２２２】
ここで説明した音声再生システム７は、口の動き方を表すデータと、音声を表す音声データとが入力される音声再生システムであって、身体に接触して配置され、気管を通る空気の振動を検出するセンサ６０、記憶手段７０３０、センサ６０からの検出信号に基づく情報と、その検出信号が出力されたときの口の動き方を表すデータと、その検出信号が出力されたときの音声を表す音声データとを対応づけた組を記憶手段７０３０に複数記憶させる記憶手段制御部７０１１、記憶手段７０３０に記憶されている複数の組の中から、センサ６０から実際に出力された検出信号に基づく情報と、その検出信号が出力されたときの実際の口の動き方を表すデータとに基づいて、一つの組を選択する選択手段７０１２、および選択手段７０１２によって選択された組における音声データを再生する再生手段７０１３を備えたことを特徴とする。なお、ここにいう「センサ６０からの検出信号に基づく情報」は、アンプ８０で増幅される前の検出信号の情報であってもよいし、アンプ８０で増幅された後の検出信号の情報（増幅信号）であってもよいし、センサ６０からの検出信号に何らかの信号処理を施した後の情報であってもよい。また、口の動き方を表すデータは、下顎の動きや、唇と舌の動きを撮影した動画データから、下顎の動きや唇と舌の動きをパターン化したデータになる。
【０２２３】
続いて、図３３等に示す音声再生システム７の変形例について説明する。
【０２２４】
声帯を切除してしまった者は、声帯があった位置より下の部分に気管孔が設けられる。センサ６０を２つ用意して、一つのセンサ６０で、気管孔につながる気管を通る空気の振動を検出したり、あるいは気管孔から吐き出される空気の振動を検出する。残りのセンサ６０では、下顎の動きや舌の動きによって生じた振動を検出する。登録処理では、記憶手段制御部７０１１が、声帯を切除する前の母音や子音の音声データと、各音発声時の２つのセンサ６０それぞれからの検出信号に基づく情報と、その検出信号が出力されたときの口の動き方を表すデータとを対応づけた組を記憶手段７０３０に複数音分記憶させる。
【０２２５】
選択処理では、選択手段７０１２が、２つのセンサ６０それぞれから実際に出力された検出信号に基づく情報を取得するとともに、口の動き方を表すデータも取得し、取得した情報とデータに基づいて、記憶手段７０３０に記憶されている複数の組の中から、最も近い情報とデータが含まれている組を選び出す。再生手段７０１３は、こうして選択手段７０１２が選び出した組に含まれている音声データを再生し、再生された音声は、スピーカ７５１，７５２から出力される。この結果、声帯を失った者が発声しようとするタイミングに合わせて、その者の、声帯を失う前の音声を再生することができる。なお、この変形例では、センサ６０で下顎の動きや舌の動きによって生じた振動を検出しているため、口の動き方を表すデータは必ずしも必要ではなく、省略することも可能である。
【０２２６】
図３５は、これまで説明したセンサをマスクに取り付けた例を示す図である。
【０２２７】
図３５に示すマスクＭは、略矩形の不織布ｍ１と、不織布ｍ１の左右方向両端それぞれに設けられた耳掛け用の紐ｍ２を有する。不織布ｍ１の上端には左右方向に延びたノーズワイヤｎｗが縫い込まれており、上下方向中央部分にも左右方向に延びたセンターワイヤｃｗが縫い込まれている。図３５では、ノーズワイヤｎｗもセンターワイヤｃｗも、太い点線で示している。
【０２２８】
ノーズワイヤｎｗは、このマスクＭの装着者の鼻の形状に沿うように変形させられるものである。センターワイヤｃｗは、このマスクＭの装着者の口と不織布ｍ１の間に空間を維持する機能を担っている。これまで説明したセンサ６０は、センターワイヤｃｗに沿って配置されている。すなわち、図３５に示すように、マスクＭの左右方向一端側から他端側に向かって延在し、さらに他端側から一端側に向かって戻ってきている。センサ６０は、センターワイヤｃｗに沿って配置されることで、ピンと張った状態で配置されていることになり、マスクＭの装着者が発音することで空気振動を受け、その振動に応じた検出信号を出力する。したがって、マイクロフォンとして機能している。
【０２２９】
なお、これまでの説明では、センサ６０は線状であったが、センサユニットや音声再生システムや図３５に示すマスクＭに用いるセンサとして、線状のセンサ６０を用いた他の形状のセンサを用いてもよい。例えば、延在する線状のセンサ６０を幅方向に複数本並べた帯状のセンサであってもよいし、面状のセンサであってもよい。
【０２３０】
図３６は、センサ６０を用いた面状センサの分解斜視図である。
【０２３１】
この面状センサＣ３は、メッシュ生地Ｃ３０を基材として有する。このメッシュ生地Ｃ３０は、面状体の一例に相当する。図３６に示すセンサ６０は、そのセンサ６０の幅方向（Ｙ軸方向）に間隔をあけてメッシュ生地Ｃ３０になみ縫いされている。図３６では、７本のセンサ６０がなみ縫いされており、灰色で示されている。以下、灰色で示されたこれら７本のセンサ６０を第１センサ６１と称する。また、メッシュ生地Ｃ３０には、これらの第１センサ６１の延在方向（Ｘ軸方向）に間隔をあけてセンサ６０がなみ縫いされている。図３６では、９本のセンサ６０がなみ縫いされており、黒色で示されている。以下、黒色で示されたこれら９本のセンサ６０を第２センサ６２と称する。
【０２３２】
すなわち、図３６に示す面状センサＣ３は、面状体と、線状の複数の第１センサと、線状の複数の第２センサとを備え、前記複数の第１センサが、該第１センサの幅方向に間隔をあけてその面状体になみ縫いされたものであり、複数の第２センサが、第１センサの延在方向に間隔をあけてその面状体になみ縫いされたものである。
【０２３３】
メッシュ生地は、網の目が粗く、第１センサ６１および第２センサ６２を網の目に通しやすく縫いやすい。第１センサ６１と第２センサ６２の関係は、メッシュ生地Ｃ３０の、第１センサ６１がメッシュ生地Ｃ３０の裏側を通っている部分では、第２センサ６２がメッシュ生地Ｃ３０の表側を通っており、メッシュ生地Ｃ３０の、第２センサ６２がメッシュ生地Ｃ３０の裏側を通っている部分では、第１センサ６１がメッシュ生地Ｃ３０の表側を通っている。また、第１センサ６１の、メッシュ生地Ｃ３０の表側を通っている部分と、その第１センサ６１に隣り合う第１センサ６１の、メッシュ生地Ｃ３０の表側を通っている部分との間では、第２センサ６２がメッシュ生地Ｃ３０の表側を通っており、第２センサ６２の、メッシュ生地Ｃ３０の表側を通っている部分と、その第２センサ６２に隣り合う第２センサ６２の、メッシュ生地Ｃ３０の表側を通っている部分との間では、第１センサ６１がメッシュ生地Ｃ３０の表側を通っている。これの関係によって、メッシュ生地Ｃ３０を挟んで、第１センサ６１と第２センサ６２が重なっている点が形成されている。
【０２３４】
さらに、図３６に示す面状センサＣ３は、メッシュ生地Ｃ３０を表側から覆う表側シート体Ｃ３３と、メッシュ生地Ｃ３０を裏側から覆う裏側シート体Ｃ３４を有する。表側シート体Ｃ３３も裏側シート体Ｃ３４も、綿布であり、メッシュ生地Ｃ３０とは異なる材質である。綿布はメッシュ生地よりも肌触りが良い材質であるのに対して、メッシュ生地は綿布より目が粗い材質である。ただし、表側シート体Ｃ３３も裏側シート体Ｃ３４もメッシュ生地であってもよい。
【０２３５】
図３６では、メッシュ生地Ｃ３０と、表側シート体Ｃ３３と、裏側シート体Ｃ３４とをバラバラに示しているが、完成した面状センサＣ３では、表側シート体Ｃ３３と裏側シート体Ｃ３４の間にメッシュ生地Ｃ３０が挟み込まれ、これら３つ（Ｃ３０，Ｃ３３，Ｃ３４）が一体になっている。例えば、表側シート体Ｃ３３と裏側シート体Ｃ３４の方が、メッシュ生地Ｃ３０よりも大きく、表側シート体Ｃ３３の外周部分と裏側シート体Ｃ３４の外周部分を縫い合わせてもよい。さらに、表側シート体Ｃ３３と裏側シート体Ｃ３４の間でメッシュ生地Ｃ３０がズレないように、表側シート体Ｃ３３とメッシュ生地Ｃ３０と裏側シート体Ｃ３４を中央部分で綴じてもよい。
【０２３６】
なお、メッシュ生地Ｃ３０に代えて、綿布、サテン生地、あるいは不織布であるフェルトを基材として用いてもよい。また、センサ６０として具体的に、図２８（ａ）に示す線状センサＣ１や、同図（ｂ）に示す線状センサＣ１を用いてもよい。
【０２３７】
以上説明した面状センサＣ３であれば、図３５に示すマスクＭの不織布ｍ１の代わりに用いることもできる。
【０２３８】
また、帯状のピエゾフィルムのおもて面と裏面それぞれに導電層を設けた、断面形状が扁平な線状センサであれば、線状センサどうしを直接編むことで、面状センサを形成することができる。
【符号の説明】
【０２３９】
１０〜１７、４０、４０’、Ａ１、Ｃ１  線状センサ
１０１、２０１  第一の内部導体
１０２、２０２  第二の内部導体
１０３、２０３  外部シールド導体
１０４、２０４  第一の絶縁被覆
１０５、２０５  第二の絶縁被覆
Ａ１１、Ｃ１１  内部導体
Ａ１２、Ｃ１２  圧電体
Ａ１３、Ｃ１３  外部導体
１３０、２３０、Ａ１４、Ｃ１４  シース
１７１、１７３、２７１、２７３  絶縁部材
１７２、１７４、２７４  導電部材
１７５、２７５  カバー部材
２０〜２９、５０  センサユニット
１５０、２５０  差動増幅器
６０  センサ
７    音声再生システム
７０  ノートパソコン
７０１１  記憶手段制御部
７０１２  選択手段
７０１３  再生手段
７０３０  記憶手段
７９  マイクロフォン
８０  アンプ
【図１】
2020110308.tif 000003
【図２】
2020110308.tif 000004
【図３】
2020110308.tif 000005
【図４】
2020110308.tif 000006
【図５】
2020110308.tif 000007
【図６】
2020110308.tif 000008
【図７】
2020110308.tif 000009
【図８】
2020110308.tif 000010
【図９】
2020110308.tif 000011
【図１０】
2020110308.tif 000012
【図１１】
2020110308.tif 000013
【図１２】
2020110308.tif 000014
【図１３】
2020110308.tif 000015
【図１４】
2020110308.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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