(57)【要約】  制御装置（２）は、センサ素子（１４）と選択トランジスタ（１５）とを有する単位セル（１３）が二次元に配列されたアレイ部（３）と、複数の第一配線（１１）と、複数の第二配線（１２）と、を備え、アレイ型センサ（１）を制御する。制御装置（２）は、複数の第一配線（１１）のうちの１本を選択し、駆動する第一セレクタ／ドライバ（１６）と、複数の第二配線（１２）のうちの少なくとも１本を選択し、駆動する第二セレクタ／ドライバ（１７）と、各単位セル（１３）の出力を読み出し、補正演算を行う読み出し／演算回路（１８）と、基準データを記憶する不揮発記憶装置（１９）と、を備え、校正モードでは、２つ以上の基準入力に対する各単位セル（１３）のセンサ出力を、基準データとして不揮発記憶装置（１９）に記憶し、測定モードでは、各単位セル（１３）のセンサ出力を、記憶された基準データを用いて補正演算して出力する。
2019053794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ素子と選択トランジスタとを有する単位セルが二次元に配列されたアレイ部と、前記選択トランジスタのゲートに接続されている複数の第一配線と、前記選択トランジスタのソース及びドレインのどちらか一方に接続された複数の第二配線と、を備えるアレイ型センサを制御する制御装置であって、
前記複数の第一配線のうちの１本を選択し、駆動する第一セレクタ／ドライバと、
前記複数の第二配線のうちの少なくとも１本を選択し、駆動する第二セレクタ／ドライバと、
前記各単位セルの出力を読み出し、補正演算を行う読み出し／演算回路と、
基準データを記憶する不揮発記憶装置と、を備え、
校正モードでは、２つ以上の基準入力に対する前記各単位セルのセンサ出力を、前記基準データとして前記不揮発記憶装置に記憶し、
測定モードでは、前記各単位セルのセンサ出力を、前記不揮発記憶装置に記憶された前記基準データを用いて補正演算して出力する制御装置。
【請求項２】
前記第一配線と前記第二配線とが直交して配置されている請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記不揮発記憶装置が、センサの出力特性を表す関数の各項の係数を含み、前記関数を一意に決定づけるパラメータを記憶する請求項１又は請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記不揮発記憶装置が、ルックアップテーブルを有し、
前記校正モードにおいて、３点以上の前記基準入力に対する前記各単位セルのセンサ出力を、前記ルックアップテーブルとして記憶し、
前記測定モードにおいて、前記ルックアップテーブルを参照し、前記各単位セルのセンサ出力を、補完して出力する請求項１又は請求項２に記載の制御装置。
【請求項５】
前記単位セルとして、機能の異なる２種類以上のセンサ素子を用いて機能の異なる複数の単位セルを形成し、
前記機能の異なる複数の単位セルが、二次元に配列されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記選択トランジスタの半導体材料が、単層カーボンナノチューブを含んでいる請求項１〜５のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項７】
前記第一セレクタ／ドライバ、前記第二セレクタ／ドライバ、前記読み出し／演算回路、及び前記不揮発記憶装置のうち少なくとも一つが、前記アレイ型センサと分離されており、使用時に前記アレイ型センサと電気的に接続可能な請求項１〜６のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項８】
前記単位セルの少なくとも一部が、印刷パターンである請求項１〜７のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項９】
前記単位セルの少なくとも一部が、プラスチックフィルム上に形成されている請求項１〜８のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記不揮発記憶装置が不揮発メモリである請求項１〜９のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の制御装置と、
前記アレイ部と、
前記第一配線と、
前記第二配線と、
を備えるアレイ型センサ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のアレイ型センサにおいて、
定期的に前記校正モードを実施し、前記不揮発記憶装置に記憶した前記基準データを書き換えるセンサ使用方法。
【請求項１３】
センサ素子と選択トランジスタとを有する単位セルが二次元に配列されたアレイ部と、前記選択トランジスタのゲートに接続されている複数の第一配線と、前記選択トランジスタのソース及びドレインのどちらか一方に接続された複数の第二配線と、を備えるアレイ型センサを制御する制御装置であって、前記複数の第一配線のうちの１本を選択し、駆動する第一セレクタ／ドライバと、前記複数の第二配線のうちの少なくとも１本を選択し、駆動する第二セレクタ／ドライバと、前記各単位セルの出力を読み出し、補正演算を行う読み出し／演算回路と、基準データを記憶する不揮発記憶装置と、を備える制御装置の制御方法であって、
校正モードでは、２つ以上の基準入力に対する前記各単位セルのセンサ出力を、基準データとして不揮発記憶装置で記憶する校正ステップを実施し、
測定モードでは、前記各単位セルのセンサ出力を、前記不揮発記憶装置に記憶された前記基準データを用いて補正演算して出力する測定ステップを実施する制御方法。
【請求項１４】
センサ素子と選択トランジスタとを有する単位セルが二次元に配列されたアレイ部と、前記選択トランジスタのゲートに接続されている複数の第一配線と、前記選択トランジスタのソース及びドレインのどちらか一方に接続された複数の第二配線と、を備えるアレイ型センサを制御する制御装置であって、前記複数の第一配線のうちの１本を選択し、駆動する第一セレクタ／ドライバと、前記複数の第二配線のうちの少なくとも１本を選択し、駆動する第二セレクタ／ドライバと、前記各単位セルの出力を読み出し、補正演算を行う読み出し／演算回路と、基準データを記憶する不揮発記憶装置と、を備える制御装置のコンピュータに、
校正モードでは、前記不揮発記憶装置に、２つ以上の基準入力に対する前記各単位セルのセンサ出力を、前記基準データとして記憶させる校正ステップと、
測定モードでは、前記読み出し／演算回路出力に、前記各単位セルのセンサ出力を、前記不揮発記憶装置に記憶された前記基準データを用いて補正演算させて出力させる測定ステップと、を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、アレイ型センサ、センサ使用方法、制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、選択トランジスタとセンサ素子からなる単位セルが、二次元に配列されたアレイ型センサが知られている。【０００３】
例えば、特許文献１には、ＴＦＴと歪ゲージとを組み合わせた感圧セルを二次元マトリックス状に並べて、多点の圧力が検出可能な圧力センサシートの技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２２８４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されたアレイ型センサは、各セルの歪ゲージの両端の電位差や歪ゲージが組み込まれたブリッジ回路の出力を検出し、各感圧セルに印加された圧力を検出している。
しかしながら、各センサ素子の特性ばらつき、各選択トランジスタの特性ばらつき、各接続配線の抵抗ばらつき等により、同じ圧力に対し、各セル間で出力がばらついてしまう。このため、特許文献１に開示されアレイ型センサの出力は各セル間で不均一となる。【０００６】
本発明は、アレイ型センサの出力を、各セル間で均一とすることができる制御装置、アレイ型センサ、センサ使用方法、制御方法及びプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の態様の制御装置は、センサ素子と選択トランジスタとを有する単位セルが二次元に配列されたアレイ部と、前記選択トランジスタのゲートに接続されている複数の第一配線と、前記選択トランジスタのソース及びドレインのどちらか一方に接続された複数の第二配線と、を備えるアレイ型センサを制御する制御装置であって、前記複数の第一配線のうちの１本を選択し、駆動する第一セレクタ／ドライバと、前記複数の第二配線のうちの少なくとも１本を選択し、駆動する第二セレクタ／ドライバと、前記各単位セルの出力を読み出し、補正演算を行う読み出し／演算回路と、基準データを記憶する不揮発記憶装置と、を備え、校正モードでは、２つ以上の基準入力に対する前記各単位セルのセンサ出力を、前記基準データとして前記不揮発記憶装置に記憶し、測定モードでは、前記各単位セルのセンサ出力を、前記不揮発記憶装置に記憶された前記基準データを用いて補正演算して出力する。【０００８】
また、第２の態様の制御方法は、センサ素子と選択トランジスタとを有する単位セルが二次元に配列されたアレイ部と、前記選択トランジスタのゲートに接続されている複数の第一配線と、前記選択トランジスタのソース及びドレインのどちらか一方に接続された複数の第二配線と、を備えるアレイ型センサを制御する制御装置であって、前記複数の第一配線のうちの１本を選択し、駆動する第一セレクタ／ドライバと、前記複数の第二配線のうちの少なくとも１本を選択し、駆動する第二セレクタ／ドライバと、前記各単位セルの出力を読み出し、補正演算を行う読み出し／演算回路と、基準データを記憶する不揮発記憶装置と、を備える制御装置の制御方法であって、校正モードでは、２つ以上の基準入力に対する前記各単位セルのセンサ出力を、基準データとして不揮発記憶装置で記憶する校正ステップを実施し、測定モードでは、前記各単位セルのセンサ出力を、前記不揮発記憶装置に記憶された前記基準データを用いて補正演算して出力する測定ステップを実施する。【０００９】
また、第３の態様のプログラムは、センサ素子と選択トランジスタとを有する単位セルが二次元に配列されたアレイ部と、前記選択トランジスタのゲートに接続されている複数の第一配線と、前記選択トランジスタのソース及びドレインのどちらか一方に接続された複数の第二配線と、を備えるアレイ型センサを制御する制御装置であって、前記複数の第一配線のうちの１本を選択し、駆動する第一セレクタ／ドライバと、前記複数の第二配線のうちの少なくとも１本を選択し、駆動する第二セレクタ／ドライバと、前記各単位セルの出力を読み出し、補正演算を行う読み出し／演算回路と、基準データを記憶する不揮発記憶装置と、を備える制御装置のコンピュータに、校正モードでは、前記不揮発記憶装置に、２つ以上の基準入力に対する前記各単位セルのセンサ出力を、前記基準データとして記憶させる校正ステップと、測定モードでは、前記読み出し／演算回路出力に、前記各単位セルのセンサ出力を、前記不揮発記憶装置に記憶された前記基準データを用いて補正演算させて出力させる測定ステップと、を実行させる。
【発明の効果】
【００１０】
上記制御装置、アレイ型センサ、センサ使用方法、制御方法及びプログラムは、アレイ型センサの出力を、各セル間で均一とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第一実施形態に係る制御装置の概略図である。
【図２】第一実施形態に係るアレイ型センサの概略図である。
【図３】図２のＩＩＩ部拡大図である。
【図４】第一実施形態に係る制御装置における制御方法のフローチャートである。
【図５】ばらつきのあるセンサ特性の例を示すグラフである。
【図６】センサの集積度が１００個程度である時のセンサ特性のσに基づく諧調幅を説明する図である。
【図７】センサの集積度が１，０００，０００個である時のセンサ特性のσに基づく諧調幅を説明する図である。
【図８】第三実施形態に係るアレイ型センサの概略図である。
【図９】第四実施形態に係るＴＦＴアレイの斜視図である。
【図１０】第四実施形態に係るアレイ部の分解図である。
【図１１】第四実施形態に係るアレイ部の断面図である。
【図１２】校正機能を用いないときのアレイ型圧力センサで測定された二次元圧力マップである。
【図１３】校正機能を用いたときのアレイ型圧力センサで測定された二次元圧力マップである。
【図１４】第五実施形態に係るアレイ型センサの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る各種実施形態のアレイ型センサの構成と動作について、図面を用いて説明する。
【００１３】
＜第一実施形態＞
以下、アレイ型センサの第一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。
【００１４】
図１及び図２に示されるように、本実施形態のアレイ型センサ１は、制御装置２と、アレイ部３と、ワード線１１（第一配線）と、ビット線１２（第二配線）と、を備える。
【００１５】
（アレイ部）
図２に示されるように、本実施形態において、アレイ部３は、１６個の単位セル１３を有する。単位セル１３は、Ｘ方向に４列、Ｙ方向に４列で、二次元に配列されている。
各単位セル１３は、それぞれセンサ素子１４と選択トランジスタ１５とを有する。
【００１６】
各選択トランジスタ１５は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であって、ドレイン、ソース及びゲートを有する。
各選択トランジスタ１５のゲートは、ワード線１１に接続されている。
各選択トランジスタ１５のドレインは、ビット線１２に接続されている。
各単位セル１３において、選択トランジスタ１５のソースは、センサ素子１４に接続されている。
【００１７】
センサ素子１４は、外部からの刺激（入力負荷）により抵抗値が変化する素子である。センサ素子１４の第一端と第二端とを有する。
例えば、本実施形態では、センサ素子１４は、圧力センサ素子であって、圧力を受けて変形すると、第一端と第二端との間の抵抗値が減少する素子である。
このため、図３に示されるように、センサ素子１４は、可変抵抗と等価である。
本実施形態の場合、センサ素子１４の第一端は、選択トランジスタ１５のソースに接続されている。センサ素子１４の第二端は、他のセンサ素子１４と共通の接地電位であるグランドＧＮＤに接続されている。
【００１８】
（ワード線）
ワード線１１は、Ｘ方向に延びる配線である。本実施形態では、ＷＬ０、ＷＬ１、ＷＬ２、ＷＬ３の４本のワード線１１が、Ｙ方向に並んでいる。各ワード線１１は、Ｙ方向について、それぞれ各単位セル１３に対応する位置に設けられている。
【００１９】
（ビット線）
ビット線１２は、Ｙ方向に延びる配線である。本実施形態では、ＢＬ０、ＢＬ１、ＢＬ２、ＢＬ３の４本のビット線１２が、Ｘ方向に並んでいる。各ビット線１２は、Ｘ方向について、それぞれ各単位セル１３に対応する位置に設けられている。
本実施形態において、ワード線１１とビット線１２とは、直交して配置されている。
【００２０】
（制御装置）
制御装置２は、第一セレクタ／ドライバ１６と、第二セレクタ／ドライバ１７と、読み出し／演算回路１８と、不揮発記憶装置１９と、を備える。
【００２１】
第一セレクタ／ドライバ１６は、ワード線１１のうち１本を選択し、駆動する。具体的には、第一セレクタ／ドライバ１６は、選択されたワード線１１にゲートが接続された選択トランジスタをＯＮ状態にする。
第二セレクタ／ドライバ１７は、ビット線１２のうち少なくとも１本を選択し、駆動する。具体的には、第二セレクタ／ドライバ１７は、選択されたビット線１２に読み出し電圧を印加する。
【００２２】
例えば、図２のＩＩＩ部のワード線１１とビット線１２の交点にある単位セル１３のセンサ素子１４の出力を読むには、第一セレクタ／ドライバ１６でワード線１１のうち、ＷＬ１を選択し、ＷＬ１にゲートが接続された選択トランジスタ１５をＯＮ状態にする。同時に、第二セレクタ／ドライバ１７でビット線１２のうち、ＢＬ１を選択し、ＢＬ１に読み出し電圧を印加する。
【００２３】
ＢＬ１に接続された選択トランジスタ１５のうち、ＩＩＩ部以外の選択トランジスタ１５は、ゲートに電圧が印加されず、ＯＦＦ状態である。したがってＷＬ１とＢＬ１の双方で選択された単位セル１３のセンサ素子１４のみに電流が流れる。
【００２４】
上述のとおり、センサ素子１４は、可変抵抗と等価である。したがって、第二セレクタ／ドライバ１７でＢＬ１に印加した読み出し電圧に対して、ＢＬ１、選択トランジスタ１５、センサ素子１４を経由してグランドＧＮＤに抜けていく電流値を、センサ出力として、読み出し／演算回路１８で測定することで、センサ素子１４の抵抗値を知ることができる。あらかじめ負荷の入力値と測定で得られる電流値の関係が分かっていれば、電流値を測定することで、センサ素子１４への負荷の入力値を定量的に知ることができる。
【００２５】
読み出し／演算回路１８は、各単位セル１３のセンサ出力を読み出し、補正演算を行う。
読み出し／演算回路１８は、校正モードにおいて、２つ以上の基準入力に対する各単位セル１３のセンサ出力を測定し（読み出し）、不揮発記憶装置１９に送信し、基準データとして記憶させる。
読み出し／演算回路１８は、測定モードにおいて、各単位セル１３のセンサ出力を測定する（読み出す）。他方で、読み出し／演算回路１８は、不揮発記憶装置１９に記憶された基準データを読み出し、測定した各単位セル１３のセンサ出力の補正演算を行う。
読み出し／演算回路１８は、補正演算された各センサ出力を外部に出力する。
【００２６】
不揮発記憶装置１９は、基準データを記憶する。
不揮発記憶装置１９は、校正モードにおいて、２つ以上の基準入力に対する各単位セル１３のセンサ出力を、基準データとして記憶する。
そして、不揮発記憶装置１９に記憶された基準データは、測定モードにおいて、各単位セル１３のセンサ出力の補正演算に用いられる。
本実施形態において、不揮発記憶装置１９として、不揮発メモリが用いられる。
【００２７】
（制御方法）
制御装置２の制御方法について説明する。
【００２８】
（校正モード）
図４に示されるように、制御装置２は、まず校正モードとして、校正ステップＳＴ１を実施する。
校正ステップＳＴ１では、初めに無負荷の状態で、各単位セル１３のセンサ出力を読み出し、基準データとして、不揮発記憶装置１９に記憶する。
次に、各センサ素子１４に基準の入力負荷を与え、各単位セル１３のセンサ出力を読み出し、基準データとして、不揮発記憶装置１９に記憶する。
【００２９】
（測定モード）
校正ステップＳＴ１に続いて、制御装置２は、測定モードとして、測定ステップＳＴ２を実施する。
測定ステップＳＴ２では、まず、制御装置２は、各単位セル１３の生のセンサ出力を取得する（ＳＴ２ａ：取得ステップ）。
【００３０】
取得ステップＳＴ２ａに続いて、制御装置２は、予め不揮発記憶装置１９に記憶した無負荷時、及び基準の入力負荷時に得られたセンサ出力を読み出し、読み出し／演算回路１８で生のセンサ出力に対し補正演算を行う（ＳＴ２ｂ：補正ステップ）。
【００３１】
補正ステップＳＴ２ｂに続いて、制御装置２は、補正されたセンサ出力を外部に出力する（ＳＴ２ｃ：出力ステップ）。
【００３２】
（作用及び効果）
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、液晶ディスプレイなどの表示装置用の画素スイッチング素子として広く用いられている。こうしたＴＦＴは、アモルファスや多結晶のシリコンを用いてガラス基板上に作成されている。シリコンを用いたＴＦＴの作製に用いられるＣＶＤ装置は非常に高額であり、大面積化は製造コストの大幅な増加を伴う。
また、アモルファスや多結晶のシリコンを成膜するプロセスは極めて高い温度で行われるため、プラスチック板等が使用できないといった制限があった。
しかしながら、昨今の印刷エレクトロニクス技術の発展により、フォトリソグラフィや真空プロセスを使用する製造方法では困難な大面積基板へＴＦＴの形成が可能になる。
さらに、プロセス温度の低温化により、柔軟で軽量なプラスチック基板の利用も可能となり、ＴＦＴの新たな用途への応用展開が期待されている。
【００３３】
一方で、スマートフォン、タブレット端末のタッチパネルに代表されるように、面型のセンサデバイスの需要は高まっている。しかしながら、こうしたタッチパネルは、抵抗膜方式、静電容量方式などが用いられ、安価で軽量な位置検出デバイスとしては、高い実用性があるが、同時に多点における圧力を検出するなどの用途には、適していない。
【００３４】
具体的には、センサ素子１４と選択トランジスタ１５を有する単位セル１３が、二次元に配列されたアレイ型センサでは、各単位セル１３のセンサ素子１４からの出力は、基本的には、単位セル１３の選択トランジスタ１５、及び接続配線を介して検出される。このようなアレイ型センサでは、センサ素子１４の特性ばらつき、選択トランジスタ１５の特性ばらつき、接続配線の抵抗ばらつきなど、すべてのばらつきが、各センサ（各単位セル１３）の誤差要因となる。
【００３５】
特にアレイ型センサが大型化するにしたがって、配線抵抗は大きくなり、また、場所による配線長が大きく異なる。また、大型化・大面積化に際して、センサ素子１４、選択トランジスタ１５のなど製造時ばらつきが大きくなりやすく、読み出し／演算回路で検知される各出力の均一性、正確性を維持することは非常に困難である。このため、同一の負荷入力に対する各出力が異なる結果となるために、負荷入力に対する諧調表現の幅を小さくできず、実用的な精度を確保した二次元情報が得られない。その結果、センサ素子１４の特性と選択トランジスタ１５の特性の均一性、及び接続配線の抵抗の均一性を十分に向上するために、莫大な投資と技術開発が必要となる。
また、アレイ型センサが使用される状況と環境によっては、素子特性などは経年劣化する。この結果、検出精度が低下する。アレイ型センサでは、１つの単位セル１３の劣化が、二次元の出力マップの欠陥を生じさせる。その結果、一般的な単素子のセンサよりも寿命が短くなってしまう。
【００３６】
例えば、ＷＬ１及びＢＬ１が選択される場合と、ＷＬ３及びＢＬ１が選択される場合とのセンサ素子１４に流れる電流を例に挙げて説明する。
両者において、電流は同じＢＬ１を経由するものの、ＷＬ１が選択される場合に比べて、ＷＬ３が選択される場合、電流が流れる長さ（経路）は約２倍となる。
このため、配線抵抗の寄与が大きくなるため、同じ負荷入力に対し、ＷＬ１が選択される場合に比べて、ＷＬ３が選択される場合、検出される電流は低下する。
【００３７】
このように、アレイ型センサが大型化すればするほど、配線抵抗の場所依存性は大きくなり、標準的なセンサ出力との差は大きくなる。
図５には、同じ入力負荷に対する、各単位セル１３の出力特性を示した。標準的な単位セル１３の出力＃１に対し、配線抵抗の大きい単位セル１３からの出力＃２は小さい。
【００３８】
さらに、このようなアレイ型センサの動作において、検出される電流は、センサ素子１４、選択トランジスタ１５、第二セレクタ／ドライバ１７など、電流経路に含まれるすべての構成要素の製造ばらつきや、他の素子からの回り込みによるオフセット電流を含むことがある。
【００３９】
このような製造ばらつきやオフセット電流を含む＃３〜＃５の出力は、標準的なセンサ出力＃１の出力に対して、図５に示されるようにばらつく。
【００４０】
こうしたばらつきは、センサ精度の低下を招くため、センサ出力の均一化が求められる。これらの均一性を上げるためには、莫大な投資を行い、精密な製造技術を開発する必要がある。
また、配線長の違いによる読み取り誤差を低減するためには、読み出し時に定電流源を用い、第二セレクタ／ドライバ１７の反対側にも、読み出し用の第二セレクタ／ドライバを設置し、４端子法のようにビット線の電位を測定する手法も考えられる。しかしながら、回路は複雑になるが、補償されるのは配線抵抗分のばらつきのみで、センサ素子１４、選択トランジスタ１５などの製造ばらつきによる誤差は補償されない。
【００４１】
アレイ型センサにおいて、ばらつきは、検出する情報の正確度に大きく影響すると同時に、検出したい二次元情報の諧調幅にも大きく影響する。
【００４２】
例えばセンサ数（単位セル数）が１００個程度であれば、出力信号の分布の幅は±３σ程度を考慮する必要があり、したがって、諧調表現の幅は６σ程度必要なことになる（図６）。
これ以下の諧調幅では、センサ出力特性の分布の裾が重なり、同じ入力負荷に対するセンサ応答が逆転して表現しまう場合が生じる。
【００４３】
センサ数（単位セル数）が１０００個程度ならば、考慮するべき分布の幅は±４σとなり、１，０００，０００個ならば、考慮するべき分布の幅は±６σとなる。したがって、意味のある諧調幅は、それぞれ、８σ、１２σとなり、大きくなる。つまり、σが一定ならばセンサの集積度を上げると、意味のある諧調幅は大きく、粗いものなってしまう（図７）。
さらに、前述したように、センサの集積度を上げ、より大面積のアレイ型センサシートでは、配線抵抗の場所依存性、及び、センサ素子１４、選択トランジスタ１５の製造プロセス時の場所依存性の影響により、一般的にはばらつきは大きくなる傾向にある。
アレイ型センサは、集積するセンサ数が多いほど、有効性が高まると考えられるが、諧調幅を保つためには、出力のばらつきに相当するσを小さくする必要があり、製造技術に対する要求は非常に高いものとなる。
【００４４】
これに対し、本実施形態のアレイ型センサ１は、こうしたばらつきを考慮し、センサ出力を補正するものであり、集積されたセンサが多く、規模が大きいアレイ型センサ１において特に効果が大きい。
【００４５】
本実施形態では、アレイ型センサ１は、補正情報を記憶する不揮発記憶装置１９を備える。
このため、アレイ型センサ１は、予め校正モードにおいて、２点以上の標準負荷に対して、各単位セル１３のセンサ素子１４、選択トランジスタ１５、配線抵抗などを含めた出力を、基準データとして不揮発記憶装置１９に記憶させる。これにより、アレイ型センサ１は、測定モード時では、記憶した基準データをもとに補正した結果を演算して出力する。この結果、アレイ型センサ１は、センサ出力の正確度が向上し、センサ出力を、各セル間で均一とすることができる。
したがって、アレイ型センサ１において、より小さい諧調幅で二次元の物理情報を取得することが可能になり、有益性の高い二次元情報を取得することができる。
【００４６】
また、校正モードを用いて、定期的に校正することで、アレイ型センサ１は、経年劣化による出力変化を校正する。これにより、アレイ型センサ１の耐用寿命を長くすることができる。
【００４７】
さらに、本実施形態のアレイ型センサ１は、各単位セル１３に選択トランジスタ１５を備える。このため、アレイ型センサ１は、他の非選択のセンサ素子１４を電気的に切り離し、アレイ内の回り込み電流の影響がない。したがって、非選択のセンサ素子１４の抵抗状態によらず、安定したセンサ出力を得ることができる。
例えばアレイ型センサ１として、アレイ型圧力センサを構成した場合に、単位セルを順次スキャンすることで、多数点の圧力を計測し圧力マップを作成することができる。
【００４８】
アレイ型センサ１において電流経路内にトランジスタなどの構成要素を追加することは、センサ出力のばらつき要因を増やすことになる。しかしながら、本実施形態のアレイ型センサ１では、センサ素子１４のばらつき、選択トランジスタ１５のばらつき、配線抵抗のばらつきなど、すべての誤差要因を、あらかじめ不揮発記憶装置１９に記憶される基準データを用いて校正して出力される。
したがって、センサ出力の正確度に優れている。
また、アレイを構成するセンサ出力のばらつきを実効的に小さくすることで、センサ出力の二次元マップの諧調幅を小さく設定することが可能となり、取得した二次元データの有用性が高い。
【００４９】
（変形例）
本実施形態では、入力の負荷に対して抵抗値が変化するセンサ素子１４を用いている。
変形例として、入力の負荷に対して起電力を発生するセンサ素子を用いてもよい。負荷に対して起電力を発生するセンサ素子についても効果は同様である。
この場合は、第一セレクタ／ドライバ１６でワード線１１を選択し、目的の単位セルの選択トランジスタ１５をＯＮ状態にする。同時に、第二セレクタ／ドライバ１７内のスイッチで目的のビット線１２をＯＮ（クローズ）状態にし、読み出し/演算回路１８で、電圧を読み取る。
【００５０】
また、不揮発記憶装置１９に格納されるデータ、及び、読み出し／演算回路１８から外部に出力されるデータの単位系は、抵抗値、起電力などのセンサ素子からの出力であってもよいし、入力負荷に換算されたものでもよい。また、信号処理系で使用される独自のデジタル値であっても効果は同様である。
【００５１】
さらに、読み出し／演算回路１８が、複数のセンサ出力に対して並列に読み出し／演算処理が行える場合には、第二セレクタ／ドライバ１７は、同時に複数のビット線をＯＮにすることができるものであってもよい。この場合、同一のワード線に接続された複数個のセンサ出力を同時に検出することが可能になり、アレイ全体をスキャンする時間が、並列度に応じて短くなり、より動的な二次元情報を得られる。
【００５２】
本実施形態では、各選択トランジスタ１５のドレインは、ビット線１２に接続されているが、変形例として、選択トランジスタとセンサ素子との回路構成や選択トランジスタのタイプに応じて、選択トランジスタ１５のソースが、ビット線１２に接続されてもよい。
【００５３】
本実施形態では、アレイ型センサ１と制御装置２とは一体である。さらに、制御装置２は、第一セレクタ／ドライバ１６と、第二セレクタ／ドライバ１７と、読み出し／演算回路１８と、不揮発記憶装置１９と、を一体に備える。
変形例として、第一セレクタ／ドライバ１６、第二セレクタ／ドライバ１７、読み出し／演算回路１８、及び不揮発記憶装置１９のうち少なくとも一つが、アレイ型センサ１と分離されており、使用時にアレイ型センサ１と電気的に接続可能なように構成されてもよい。
【００５４】
本実施形態の単位セル１３は、センサ素子１４と選択トランジスタ１５を有している。変形例として、単位セル１３の少なくとも一部が、印刷パターンであってもよい。例えば、センサ素子１４の各端子や選択トランジスタ１５の各電極を印刷パターンで形成してもよい。
【００５５】
＜第二実施形態＞
以下、アレイ型センサの第二実施形態について説明する。
【００５６】
第一実施形態では、無負荷時と、基準の入力負荷がある時のセンサ出力が不揮発記憶装置１９に記憶され、センサ出力を補正するための演算に使用されている。
本実施形態のアレイ型センサは、第一実施形態と基本的に同じであるが、各演算が関数やルックアップテーブルを用いる点で異なる。
【００５７】
本実施形態では、例えば、各入力負荷に対するセンサの応答特性（センサ出力）が線形である場合には、このセンサ特性を表す一次直線の傾きと切片を記憶し、演算に使用しても効果は同じである。さらに、例えばダイナミックレンジが求められるセンサなどでは、入力負荷の対数に依存したセンサ出力が求められる場合がある。このようなセンサの応答特性の場合でも、入力負荷に対するセンサ応答特性を記述できる関数系が明らかであれば、関数を一意に定義するパラメータを不揮発記憶装置に記憶し、出力時の演算に用いることができる。また、上記のように関数を一意に定義するパラメータを記憶し、利用する場合には、校正モードにおいて、３点以上の複数の基準の入力負荷に対して、回帰直線または回帰曲線を求め、関数パラメータを決定すれば、センサ出力の確度、信頼性をより向上させることができる。
【００５８】
センサ特性が一般的な単純な関数で定義できないときには、３点以上の複数の基準の入力負荷に対して、それぞれのセンサ出力をルックアップテーブルの形態で不揮発記憶装置１９に記憶すればよい。出力時には、このルックアップテーブルを参照し、補完して補正、出力することで、様々な特性を有するセンサ出力の精度向上に利用することができる。
【００５９】
＜第三実施形態＞
以下、アレイ型センサの第三実施形態について、図８を参照して説明する。
【００６０】
本実施形態のアレイ型センサは、第一実施形態と基本的に同じであるが、機能の異なる２種類以上のセンサ素子を有する点で異なる。
【００６１】
アレイ型センサに搭載されるセンサは、単一のセンサに限らない。例えば、本実施形態のアレイ型センサ１０１のように、センサ素子１１４として、圧力、温度、照度、湿度などの多様なセンサを搭載し、使用することができる。
【００６２】
本実施形態のアレイ型センサ１０１は、制御装置２と、アレイ部１０３と、ワード線１１（第一配線）と、ビット線１２（第二配線）と、を備える。
図８に示されるように、本実施形態において、アレイ部１０３は、１６個の単位セル１１３を有する。単位セル１１３は、Ｘ方向に４列、Ｙ方向に４列で、二次元に配列されている。
各単位セル１１３は、それぞれセンサ素子１１４と選択トランジスタ１５とを有する。
【００６３】
１６個の単位セル１１３は、複数の単位ブロックＢＬＫを形成している。各単位ブロックＢＬＫは、Ｘ方向に２列、Ｙ方向に２列で隣接している４個の単位セル１１３をそれぞれ有する。
単位ブロックＢＬＫ内の各単位セル１１３は、互いに機能が異なっている。
本実施形態では、単位ブロックＢＬＫ内の４個の単位セル１１３は、互いに機能が異なるセンサ素子１１４を有し、それぞれ圧力センサ、温度センサ、照度センサ、湿度センサを有する。
【００６４】
すなわち、カラー液晶ＴＦＴディスプレイのＲＧＢのように、機能の異なる多種のセンサ素子を備えた複数の単位セル１１３で単位ブロックＢＬＫを構成することができる（図８）。各単位セル１１３のセンサ出力は、予め校正モードで基準データが不揮発記憶装置１９に記憶されている。このため、測定モードでは、補正された正確度の高いセンサ出力が制御装置２から外部に出力される。
【００６５】
このようなアレイ型センサ１０１では、圧力、温度、照度、湿度の分布を高精度に測定することができる。広いホールの床面にアレイ型センサ１０１と敷設すると、圧力センサで人、あるいは、人の人数を検知すると共に、その場所での照度、気温、湿度を測定できる。これらの情報をもとに、人が居る場所のみを選択的に照明と空調を調整することが可能で、快適かつ省エネルギーを両立する環境を整えることができる。
アレイ型センサ１０１は、単位セル１１３に選択トランジスタ１５を備え、それぞれのセンサ素子が電気的に独立して動作でき、それぞれのセンサを高度に校正できる。このため、アレイ型センサ１０１は、広い面積でも高い精度で二次元情報が得ることができる。
【００６６】
（変形例）
アレイ型センサ１０１では、互いに検出する物理量が異なるセンサ素子が組み合わせられている。変形例として、検出される物理量は同じであるが、検出レンジの異なるセンサ素子が組み合わせられてもよい。
例えば、単位ブロックＢＬＫ内の４個の単位セル１１３は、互いに検出レンジの異なるセンサ素子を有してもよい。
入力の負荷に対して、センサ特性が線形である場合には、ダイナミックレンジを大きくすることは困難である。検出レンジに対して小さい入力負荷の場合、誤差が大きい。さらに、大きな入力の場合、誤差が入力レンジを逸脱してしまう可能性がある。
このような場合には、動作レンジが異なるセンサ素子を組み合わせて単位ブロックＢＬＫを構成することによって、小さい入力負荷でも、大きな入力負荷でも、正確な出力を得ることができる。
【００６７】
＜第四実施形態＞
以下、アレイ型センサの第四実施形態について、図９〜図１２を参照して説明する。
【００６８】
本実施形態のアレイ型センサは、第一実施形態と基本的に同じであるが、単層カーボンナノチューブ層を用いる点で異なる。
【００６９】
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は炭素のみからなる筒状炭素分子であり、炭素原子の六員環で構成されるグラフェンシートを巻いた構造をとっている。１枚のグラフェンシートを丸めて筒状になったＣＮＴは、単層ナノチューブ（ＳＷＮＴ）と呼ばれる。ＳＷＮＴの直径は約１ｎｍ程度である。
【００７０】
ＳＷＮＴでは、グラフェンシートを丸める向きの違い、即ち、円周方向に対する炭素原子の六員環の配向の違いによって、らせん度（カイラリティ）の異なる種々のカーボンナノチューブが存在する。このため、らせん度（カイラリティ）の違いにより、金属性と半導体性の両方の性質が現れる。
【００７１】
このような特徴を有するＳＷＮＴのうち、半導体型のＳＷＮＴの存在比を高めて適度に調整した分散液を塗布、あるいは、印刷して形成した層は、ＴＦＴの半導体層として利用できる。ＳＷＮＴを半導体層に利用し、印刷法を用いてプラスチックフィルム上にＴＦＴアレイ７１を作製した。
【００７２】
図９は、ＳＷＮＴを半導体層とする１６×１６のＴＦＴアレイ７１である。半導体層をＳＷＮＴとしたことで、一般的なアモルファスＳｉを半導体層とするＴＦＴに比べてキャリアの電界効果移動度は大きく、４．１ｃｍ２／Ｖｓを示した。ｏｎ／ｏｆｆ（オン／オフ電流比）も１０６と単位セルの選択トランジスタに適している。しかしながら、ｏｎ電流のばらつきが約３０％と、フォトリソグラフィで作製した一般的なトランジスタと比較すると、特性ばらつきは大きい。
【００７３】
このＳＷＮＴを用いたＴＦＴアレイ上７１に感圧導電ゴム７２、アルミ箔７３を重ね合わせ、アレイ型感圧センサ７０を組み立てている（図１０）。
【００７４】
図３の単位セル１３の等価回路図において、感圧導電ゴム７２は、可変抵抗型のセンサ素子１４に相当し、圧力を受けて変形すると抵抗値が減少する。また、アルミ箔７３は、各単位セル１３のグランドＧＮＤに相当している。
【００７５】
図１１はアレイ型感圧センサ７０の断面構造の例である。
フィルム基板８１上に複数のゲート電極８２が形成されている。
ゲート電極８２は、電気的にワード線１１に接続されている。
さらに、ゲート電極８２を覆うように、ゲート絶縁膜８３が形成されている。
ゲート絶縁膜８３上には、チャネル長に応じた距離を隔ててソース電極８４及びドレイン電極８５の複数のペアが配置されている。
ドレイン電極８５は電気的にビット線１２に接続され、ゲート絶縁膜８３上でゲート電極８２と対向し、且つソース電極８４、ドレイン電極８５に電気的に接続するように、ＳＷＮＴで構成されたＳＷＮＴチャネル８６が複数個配置されている。
さらに、ＳＷＮＴチャネル８６に接するように、絶縁樹脂層８７が設けられている。絶縁樹脂層８７は、ドレイン電極８５とＳＷＮＴチャネル８６を覆うように形成され、ソース電極８４の一部が開口されている。
ソース電極８４の開口部と、感圧導電ゴムシート８８は電気的に接続され、さらに感圧導電ゴムシート８８上に金属ホイル８９が積層され、金属ホイル８９は、グランドＧＮＤと電気的に接続されている。
【００７６】
このアレイ型感圧センサ７０に底面がリング状に突起した分銅を置いた時の圧力マップを図１２に示した。圧力が集中するリング状の突起をほぼ検出しているが、諧調表示は乱れており、また、検出されたリングの一部に欠けが生じている。これは、主に印刷法で作製したＴＦＴの特性ばらつきが大きいことに起因している。
【００７７】
次に、アレイ型感圧センサ７０に、第一実施形態の校正モード及び測定モードを適用し、センサ出力を、基準データを用いて補正演算した圧力マップを図１３に示す。２つのピクセルに跨る部分では、圧力が分散している様子も見え、高精度な二次元の圧力像が得られていることがわかる。このように、本実施形態によれば、アレイ型センサにおいて、素子ばらつきの影響を排除し、高精度な二次元のセンサ出力マップを得るのに非常に効果があることが示される。
【００７８】
また、本実施形態で用いた単位セルの選択トランジスタには、ＳＷＮＴを半導体層として利用している。このＳＷＮＴを用いた選択トランジスタは、電界効果移動度が大きく、高速動作が可能である。したがって、高速に各センサをスキャンすることが可能で、アレイ型センサのアレイ規模が大きくなっても、動的な二次元のセンサ情報を取得することが可能である。また、このＳＷＮＴのトランジスタアレイは印刷法で製造されている。印刷法は材料の堆積、パターン化が同時に行えるので、通常の半導体製造に比べて製造工程は短い。また、必要最小限の材料で製造でき、さらに、真空装置も使用しないために、非常に大きな超大面積のアレイ型センサの製造にも適している。
【００７９】
本実施形態では、ＴＦＴアレイ７１が、プラスチックフィルム上に形成されているが、変形例として、単位セルの少なくとも一部が、プラスチックフィルム上にＴＦＴアレイ７１が形成されてもよい。
【００８０】
＜第五実施形態＞
以下、アレイ型センサの第五実施形態について、図１４を参照して説明する。
【００８１】
本実施形態のアレイ型センサは、第一実施形態と基本的に同じであるが、フィルム基板を用いる点が異なる。
【００８２】
本実施形態では、プラスチックフィルム上などに印刷法などで形成された超大面積のアレイ型センサシートに効果的である。
【００８３】
次に、本実施形態のアレイ型センサ２０１が図１４に示される。
本実施形態では、各単位セルがアレイで形成された大面積のフィルムを利用している。
フィルム基板２００上に、各単位セルを有するアレイ部２０３が形成される。フィルム基板２００上のアレイ部２０３の周辺には、第一セレクタ／ドライバ２１６、第二セレクタ／ドライバ２１７、読み出し/演算回路２１８、及び基準データを保持するための不揮発記憶装置２１９の機能を担うシリコン半導体が実装され、それぞれ電気的に接続されている。さらに、電源制御、あるいは、無線などの通信機能を有する補助周辺回路２２０を実装しても良い。
【００８４】
一般に、プラスチックフィルム上などに形成されるＴＦＴは、ゲート絶縁膜が厚く、駆動電圧が高くなる。単位セルの選択トランジスタと同じ製造プロセスで作製したトランジスタを用いてアレイ型センサに必要な演算処理を行うことも可能であるが、演算処理に必要な消費電力は大きくなってしまう。さらに、単位セルの選択トランジスタの製造時に用いられる製造プロセスの精細度は、一般的なシリコン半導体のデバイスプロセスよりも劣っており、データの処理能力は高くない。
【００８５】
本実施形態では、第一セレクタ／ドライバ２１６、第二セレクタ／ドライバ２１７、読み出し/演算回路２１８など、演算が必要な回路ブロックは、一般的なシリコン半導体で作製し、選択トランジスタアレイを形成したフィルム上に実装し、電気的に接続している。
【００８６】
一般的なシリコン半導体で作製した第一セレクタ／ドライバ２１６、第二セレクタ／ドライバ２１７、読み出し/演算回路２１８などはサイズも小さく、図１４に示されるように、フィルム上に実装でき、物理的なサイズの増加はほとんどない。
【００８７】
このような形態をとることで、演算の処理時間低減、消費電力の低減、及び、製造コストの低減などが可能となった。また、このような形態をとる時には、不揮発記憶装置２１９として、安価で容量の確保がしやすいフラッシュメモリなどを実装することが可能となる。この結果、校正データの保持のために増加するコストも小さく抑えることができる。さらに、電源制御、あるいは、無線などの通信機能を有する補助周辺回路を有するチップを実装することで、アレイ型センサの利便性を向上させることができる。
【００８８】
＜第六実施形態＞
以下、アレイ型センサの第六実施形態について説明する。
【００８９】
本実施形態のアレイ型センサ１は、第一実施形態と基本的に同じであるが、アレイ型センサ１において、定期的に校正モードを実施し、不揮発記憶装置に記憶した基準データを書き換えて使用する点が異なる。
【００９０】
大型のアレイ型センサは、建築物、道路などの社会インフラ、及び、装置などに組み込まれて使用される。その場合には、経年劣化による寿命が大きな課題である。
【００９１】
本実施形態では、定期的に前記校正モードを実施し、不揮発記憶装置に記憶した基準データを書き換えてアレイ型センサ１を使用する。
【００９２】
本実施形態では、まず、設置前、あるいは、設置時に最初の校正が行われる。校正モードにし、例えば、初めに無負荷の状態で、すべてのセンサ素子の出力を読み出し、不揮発記憶装置１９に記憶する。
【００９３】
次に、各センサ素子１４に例えば、基準の入力負荷を与え、すべてのセンサ素子の出力を再び不揮発記憶装置１９に記憶する。
測定モードでは、各センサ素子１４からの生の出力に対して、あらかじめ不揮発記憶装置１９に記憶した無負荷時、及び、基準の入力負荷時に得られたセンサ出力をもとに、読み出し/演算回路１８で演算し、補正されたセンサ出力が外部に出力される。
【００９４】
一定期間、アレイ型センサを使用すると、経年劣化により当初のセンサ出力が得られなくなる場合がある。センサ素子１４、単位セル１３の選択トランジスタ１５、配線抵抗、これらの何れかの特性が変化しても、センサ出力は変化してしまう。アレイ型センサ１は、このような場合にも、再校正することが可能である。
【００９５】
インフラ、装置等へ設置して、一定期間経過後に、再び、校正モードにし、例えば、初めに無負荷の状態で、すべてのセンサ素子の出力を読み出し、不揮発記憶装置１９に再度記憶する。次に、各センサ素子１４に例えば、基準の入力負荷を与え、すべてのセンサ素子１４の出力を不揮発記憶装置１９に記憶する。この結果、センサ出力は正常な値に戻すことができ、アレイ型センサ１の耐用年数を向上させることができる。
【００９６】
（変形例）
本実施形態では、無負荷時と基準の入力負荷時でのセンサ出力を基準データとして不揮発記憶装置１９に記憶している。変形例として、定期的な校正モードは、第二実施形態で述べているように、センサ応答特性を記述できる関数を一意に定義するパラメータや、ルックアップテーブルを利用した補正を行う場合に適用されてもよい。センサ応答特性を記述できる関数を一意に定義するパラメータや、ルックアップテーブルを利用した補正を行う場合でも、効果は同様で、アレイ型センサの耐用年数を向上させることができる。
第三〜第五実施形態においても、同様に、定期的な校正モードが実施されてもよい。
さらに、
【００９７】
上述の各実施形態において、制御装置の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００９８】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００９９】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【０１００】
（付記１）センサ素子と選択トランジスタとを有する単位セルが二次元に配列されたアレイ部と、前記選択トランジスタのゲートに接続されている複数の第一配線と、前記選択トランジスタのソース及びドレインのどちらか一方に接続された複数の第二配線と、を備えるアレイ型センサを制御する制御装置であって、前記複数の第一配線のうちの１本を選択し、駆動する第一セレクタ／ドライバと、前記複数の第二配線のうちの少なくとも１本を選択し、駆動する第二セレクタ／ドライバと、前記各単位セルの出力を読み出し、補正演算を行う読み出し／演算回路と、基準データを記憶する不揮発記憶装置と、を備え、校正モードでは、２つ以上の基準入力に対する前記各単位セルのセンサ出力を、前記基準データとして前記不揮発記憶装置に記憶し、測定モードでは、前記各単位セルのセンサ出力を、前記不揮発記憶装置に記憶された前記基準データを用いて補正演算して出力する制御装置。
【０１０１】
（付記２）前記第一配線と前記第二配線とが直交して配置されている付記１に記載の制御装置。
【０１０２】
（付記３）前記不揮発記憶装置が、センサの出力特性を表す関数の各項の係数を含み、前記関数を一意に決定づけるパラメータを記憶する付記１又は付記２に記載の制御装置。
【０１０３】
（付記４）前記不揮発記憶装置が、ルックアップテーブルを有し、前記校正モードにおいて、３点以上の前記基準入力に対する前記各単位セルのセンサ出力を、前記ルックアップテーブルとして記憶し、前記測定モードにおいて、前記ルックアップテーブルを参照し、前記各単位セルのセンサ出力を、補完して出力する付記１又は付記２に記載の制御装置。
【０１０４】
（付記５）前記単位セルとして、機能の異なる２種類以上のセンサ素子を用いて機能の異なる複数の単位セルを形成し、前記機能の異なる複数の単位セルが、二次元に配列されている付記１〜４のいずれか一項に記載の制御装置。
【０１０５】
（付記６）前記選択トランジスタの半導体材料が、単層カーボンナノチューブを含んでいる付記１〜５のいずれか一項に記載の制御装置。
【０１０６】
（付記７）前記第一セレクタ／ドライバ、前記第二セレクタ／ドライバ、前記読み出し／演算回路、及び前記不揮発記憶装置のうち少なくとも一つが、前記アレイ型センサと分離されており、使用時に前記アレイ型センサと電気的に接続可能な付記１〜６のいずれか一項に記載の制御装置。
【０１０７】
（付記８）前記単位セルの少なくとも一部が、印刷パターンである付記１〜７のいずれか一項に記載の制御装置。
【０１０８】
（付記９）前記単位セルの少なくとも一部が、プラスチックフィルム上に形成されている付記１〜８のいずれか一項に記載の制御装置。
【０１０９】
（付記１０）前記不揮発記憶装置が不揮発メモリである付記１〜９のいずれか一項に記載の制御装置。
【０１１０】
（付記１１）付記１〜１０のいずれか一項に記載の制御装置と、前記アレイ部と、前記第一配線と、前記第二配線と、を備えるアレイ型センサ。
【０１１１】
（付記１２）付記１１に記載のアレイ型センサにおいて、定期的に前記校正モードを実施し、前記不揮発記憶装置に記憶した前記基準データを書き換えるセンサ使用方法。
【０１１２】
（付記１３）センサ素子と選択トランジスタとを有する単位セルが二次元に配列されたアレイ部と、前記選択トランジスタのゲートに接続されている複数の第一配線と、前記選択トランジスタのソース及びドレインのどちらか一方に接続された複数の第二配線と、を備えるアレイ型センサを制御する制御装置であって、前記複数の第一配線のうちの１本を選択し、駆動する第一セレクタ／ドライバと、前記複数の第二配線のうちの少なくとも１本を選択し、駆動する第二セレクタ／ドライバと、前記各単位セルの出力を読み出し、補正演算を行う読み出し／演算回路と、基準データを記憶する不揮発記憶装置と、を備える制御装置の制御方法であって、校正モードでは、２つ以上の基準入力に対する前記各単位セルのセンサ出力を、基準データとして不揮発記憶装置で記憶する校正ステップを実施し、測定モードでは、前記各単位セルのセンサ出力を、前記不揮発記憶装置に記憶された前記基準データを用いて補正演算して出力する測定ステップを実施する制御方法。
【０１１３】
（付記１４）センサ素子と選択トランジスタとを有する単位セルが二次元に配列されたアレイ部と、前記選択トランジスタのゲートに接続されている複数の第一配線と、前記選択トランジスタのソース及びドレインのどちらか一方に接続された複数の第二配線と、を備えるアレイ型センサを制御する制御装置であって、前記複数の第一配線のうちの１本を選択し、駆動する第一セレクタ／ドライバと、前記複数の第二配線のうちの少なくとも１本を選択し、駆動する第二セレクタ／ドライバと、前記各単位セルの出力を読み出し、補正演算を行う読み出し／演算回路と、基準データを記憶する不揮発記憶装置と、を備える制御装置のコンピュータに、校正モードでは、前記不揮発記憶装置に、２つ以上の基準入力に対する前記各単位セルのセンサ出力を、前記基準データとして記憶させる校正ステップと、測定モードでは、前記読み出し／演算回路出力に、前記各単位セルのセンサ出力を、前記不揮発記憶装置に記憶された前記基準データを用いて補正演算させて出力させる測定ステップと、を実行させるプログラム。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
上記制御装置、アレイ型センサ、センサ使用方法、制御方法及びプログラムは、アレイ型センサの出力を、各セル間で均一とすることができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１  アレイ型センサ
２  制御装置
３  アレイ部
１１  ワード線（第一配線）
１２  ビット線（第二配線）
１３  単位セル
１４  センサ素子
１５  選択トランジスタ
１６  第一セレクタ／ドライバ
１７  第二セレクタ／ドライバ
１８  読み出し／演算回路
１９  不揮発記憶装置
７０  アレイ型感圧センサ
７１  アレイ
７２  感圧導電ゴム
７３  アルミ箔
８１  フィルム基板
８２  ゲート電極
８３  ゲート絶縁膜
８４  ソース電極
８５  ドレイン電極
８６  ＳＷＮＴチャネル
８７  絶縁樹脂層
８８  感圧導電ゴムシート
８９  金属ホイル
１０１  アレイ型センサ
１０３  アレイ部
１１３  単位セル
１１４  センサ素子
２００  フィルム基板
２０１  アレイ型センサ
２０３  アレイ部
２１６  第一セレクタ／ドライバ
２１７  第二セレクタ／ドライバ
２１８  演算回路
２１９  不揮発記憶装置
２２０  補助周辺回路
ＢＬＫ  単位ブロック
ＧＮＤ  グランド
【図１】
2019053794.tif 000003
【図２】
2019053794.tif 000004
【図３】
2019053794.tif 000005
【図４】
2019053794.tif 000006
【図５】
2019053794.tif 000007
【図６】
2019053794.tif 000008
【図７】
2019053794.tif 000009
【図８】
2019053794.tif 000010
【図９】
2019053794.tif 000011
【図１０】
2019053794.tif 000012
【図１１】
2019053794.tif 000013
【図１２】
2019053794.tif 000014
【図１３】
2019053794.tif 000015
【図１４】
2019053794.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】令和2年2月27日(2020.2.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ素子と選択トランジスタとを有する単位セルが二次元に配列されたアレイ部と、前記選択トランジスタのゲートに接続されている複数の第一配線と、前記選択トランジスタのソース及びドレインのどちらか一方に接続された複数の第二配線と、を備えるアレイ型センサを制御する制御装置であって、
前記複数の第一配線のうちの１本を選択し、駆動する第一セレクタ／ドライバと、
前記複数の第二配線のうちの少なくとも１本を選択し、駆動する第二セレクタ／ドライバと、
前記各単位セルの出力を読み出し、補正演算を行う読み出し／演算回路と、
基準データを記憶する不揮発記憶装置と、を備え、
校正モードでは、２つ以上の基準入力に対する前記各単位セルのセンサ出力を、前記基準データとして前記不揮発記憶装置に記憶し、
測定モードでは、前記各単位セルのセンサ出力を、前記不揮発記憶装置に記憶された前記基準データを用いて補正演算して出力する制御装置。
【請求項２】
前記第一配線と前記第二配線とが直交して配置されている請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記不揮発記憶装置が、センサの出力特性を表す関数の各項の係数を含み、前記関数を一意に決定づけるパラメータを記憶する請求項１又は請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記不揮発記憶装置が、ルックアップテーブルを有し、
前記校正モードにおいて、３点以上の前記基準入力に対する前記各単位セルのセンサ出力を、前記ルックアップテーブルとして記憶し、
前記測定モードにおいて、前記ルックアップテーブルを参照し、前記各単位セルのセンサ出力を、補完して出力する請求項１又は請求項２に記載の制御装置。
【請求項５】
前記単位セルとして、機能の異なる２種類以上のセンサ素子を用いて機能の異なる複数の単位セルを形成し、
前記機能の異なる複数の単位セルが、二次元に配列されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記選択トランジスタの半導体材料が、単層カーボンナノチューブを含んでいる請求項１〜５のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項７】
前記第一セレクタ／ドライバ、前記第二セレクタ／ドライバ、前記読み出し／演算回路、及び前記不揮発記憶装置のうち少なくとも一つが、前記アレイ型センサと分離されており、使用時に前記アレイ型センサと電気的に接続可能な請求項１〜６のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の制御装置と、
前記アレイ部と、
前記第一配線と、
前記第二配線と、
を備えるアレイ型センサ。
【請求項９】
センサ素子と選択トランジスタとを有する単位セルが二次元に配列されたアレイ部と、前記選択トランジスタのゲートに接続されている複数の第一配線と、前記選択トランジスタのソース及びドレインのどちらか一方に接続された複数の第二配線と、を備えるアレイ型センサを制御する制御装置であって、前記複数の第一配線のうちの１本を選択し、駆動する第一セレクタ／ドライバと、前記複数の第二配線のうちの少なくとも１本を選択し、駆動する第二セレクタ／ドライバと、前記各単位セルの出力を読み出し、補正演算を行う読み出し／演算回路と、基準データを記憶する不揮発記憶装置と、を備える制御装置の制御方法であって、
校正モードでは、２つ以上の基準入力に対する前記各単位セルのセンサ出力を、基準データとして不揮発記憶装置で記憶する校正ステップを実施し、
測定モードでは、前記各単位セルのセンサ出力を、前記不揮発記憶装置に記憶された前記基準データを用いて補正演算して出力する測定ステップを実施する制御方法。
【請求項１０】
センサ素子と選択トランジスタとを有する単位セルが二次元に配列されたアレイ部と、前記選択トランジスタのゲートに接続されている複数の第一配線と、前記選択トランジスタのソース及びドレインのどちらか一方に接続された複数の第二配線と、を備えるアレイ型センサを制御する制御装置であって、前記複数の第一配線のうちの１本を選択し、駆動する第一セレクタ／ドライバと、前記複数の第二配線のうちの少なくとも１本を選択し、駆動する第二セレクタ／ドライバと、前記各単位セルの出力を読み出し、補正演算を行う読み出し／演算回路と、基準データを記憶する不揮発記憶装置と、を備える制御装置のコンピュータに、
校正モードでは、前記不揮発記憶装置に、２つ以上の基準入力に対する前記各単位セルのセンサ出力を、前記基準データとして記憶させる校正ステップと、
測定モードでは、前記読み出し／演算回路出力に、前記各単位セルのセンサ出力を、前記不揮発記憶装置に記憶された前記基準データを用いて補正演算させて出力させる測定ステップと、を実行させるプログラム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、制御装置、アレイ型センサ、制御方法及びプログラムに関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、アレイ型センサの出力を、各セル間で均一とすることができる制御装置アレイ型センサ、制御方法及びプログラムを提供する。
【国際調査報告】
2019053794.tif 000017
2019053794.tif 000018
2019053794.tif 000019
2019053794.tif 000020