(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力センサ装置であって、
加えられる圧力に応じて電気抵抗が変化するよう構成された感圧導電体を有するセンサ部と、
前記感圧導電体の電気抵抗に関する情報が得られるよう前記センサ部に電圧を印加する第１処理、および、前記センサ部に電圧を印加する第２処理を実施する制御部と、を備え、
前記感圧導電体は、複数の単位領域に区画され、
前記センサ部および前記制御部は、前記感圧導電体の複数の前記単位領域の電気抵抗に関する情報をそれぞれ得ることができるよう構成されており、
前記第１処理の際、前記制御部は、前記感圧導電体の複数の前記単位領域に印加される電圧が第１電圧になるよう、前記センサ部に電圧を印加し、
前記第２処理の際、前記制御部は、前記感圧導電体の複数の前記単位領域に印加される電圧が、前記第１電圧とは反対の向きの第２電圧になるよう、前記センサ部に電圧を印加する、圧力センサ装置。
【請求項２】
複数の前記単位領域は、接地電位又は電源電位にある共通の電極に接続されている、請求項１に記載の圧力センサ装置。
【請求項３】
前記センサ部は、前記感圧導電体の対応する前記単位領域にそれぞれ電気的に接続された複数のトランジスタを有する、請求項１又は２に記載の圧力センサ装置。
【請求項４】
前記第２処理の際、前記制御部は、前記感圧導電体の複数の前記単位領域に印加される電圧が同時に、前記第１電圧とは反対の向きの第２電圧になるよう、前記センサ部に電圧を印加する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の圧力センサ装置。
【請求項５】
前記第２処理の際、前記制御部は、前記感圧導電体の複数の前記単位領域に印加される電圧が順に、前記第１電圧とは反対の向きの第２電圧になるよう、前記センサ部に電圧を印加する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の圧力センサ装置。
【請求項６】
前記センサ部は、前記感圧導電体に接する第１電極および第２電極を有し、
前記第１電極および前記第２電極のうちの少なくとも一方は、導電性炭素材料を含む、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の圧力センサ装置。
【請求項７】
複数の単位領域に区画された感圧導電体に加えられる圧力を検出する圧力センサ方法であって、
前記感圧導電体の複数の前記単位領域に第１電圧を印加したときの前記感圧導電体の複数の前記単位領域の電気抵抗に基づいて、前記感圧導電体の複数の前記単位領域に加えられる圧力をそれぞれ算出する第１処理工程と、
前記感圧導電体の複数の前記単位領域に、前記第１電圧とは反対の向きの第２電圧を印加する第２処理工程と、を備える、圧力センサ方法。
【請求項８】
複数の単位領域に区画された感圧導電体に加えられる圧力を検出する圧力センサ方法を実行するためのプログラムが記憶された、コンピュータが読み取り可能な非一過性の記憶媒体であって、
前記圧力センサ方法は、
前記感圧導電体の複数の前記単位領域に第１電圧を印加したときの前記感圧導電体の複数の前記単位領域の電気抵抗に基づいて、前記感圧導電体の複数の前記単位領域に加えられる圧力をそれぞれ算出する第１処理工程と、
前記感圧導電体の複数の前記単位領域に、前記第１電圧とは反対の向きの第２電圧を印加する第２処理工程と、を備える、記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、圧力を検出する圧力センサ装置及び圧力センサ方法に関する。また、本開示の実施形態は、圧力センサ方法を実行するためのプログラムが記憶された記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、感圧導電体を利用した圧力センサ装置が知られている。感圧導電体とは、加えられる圧力に応じて、圧力が加えられる方向における電気抵抗が変化するよう構成された感圧体のことである。感圧導電体は例えば、シリコーンゴムなどのゴムと、ゴムに添加されたカーボンなどの導電性を有する複数の粒子と、を含んでいる。この場合、感圧導電体に圧力が加えられると、ゴムの部分が歪み、歪んだ部分において粒子同士が接触する。このため、接触状態にある粒子の数が増加し、この結果、感圧導電体の電気抵抗が低下する。すなわち、感圧導電体に加えられる圧力と、感圧導電体の電気抵抗との間には、圧力が増加すると電気抵抗が低下するという関係が存在する。従って、感圧導電体の電気抵抗の測定結果に基づいて、感圧導電体に加えられている圧力の値や分布を算出することができる。
【０００３】
ところで、感圧導電体には、感圧導電体に加えられる圧力と感圧導電体の電気抵抗との間の関係が時間の経過とともに変化する、という課題が存在することが知られている。例えば特許文献１には、一定の圧力を感圧導電体に加え続けた場合に、ゴムのクリープ特性により、感圧導電体の電気抵抗が時間の経過とともに変化するという課題が記載されている。従って、感圧導電体を利用して圧力の値を正確に算出するためには、感圧導電体の特性の変化を考慮して圧力の値を補正することや、感圧導電体の特性の変化自体を抑制することが求められる。例えば特許文献１においては、感圧導電体を二層設け、各層に流れる電流の差分に基づいた補正を実施して、感圧導電体に加えられる圧力を算出することが提案されている。また特許文献２においては、感圧導電体の周囲にスペーサーを配置することにより、感圧導電体の特性の変化を抑制することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１４０１３７号公報
【特許文献２】特開昭６２−１９７７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１や特許文献２において提案されている方法は、感圧導電体の層の追加や、スペーサーの追加など、圧力センサ装置の構造の複雑化を伴う。また特許文献１において提案されている方法は、圧力の値を算出するためのデータ解析の複雑化をさらに伴う。
【０００６】
本開示の実施形態は、このような点を考慮してなされたものであり、時間の経過に伴うセンサ特性の変化を抑制することができる圧力センサ装置及び圧力センサ方法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】
【０００７】
本開示の一実施形態は、圧力センサ装置であって、加えられる圧力に応じて電気抵抗が変化するよう構成された感圧導電体を有するセンサ部と、前記感圧導電体の電気抵抗に関する情報が得られるよう前記センサ部に電圧を印加する第１処理、および、前記センサ部に電圧を印加する第２処理を実施する制御部と、を備え、前記第１処理の際、前記制御部は、前記感圧導電体に印加される電圧が第１電圧になるよう、前記センサ部に電圧を印加し、前記第２処理の際、前記制御部は、前記感圧導電体に印加される電圧が、前記第１電圧とは反対の向きの第２電圧になるよう、前記センサ部に電圧を印加する、圧力センサ装置である。
【０００８】
本開示の一実施形態による圧力センサ装置において、前記感圧導電体は、複数の単位領域に区画され、前記センサ部および前記制御部は、前記感圧導電体の複数の前記単位領域の電気抵抗に関する情報をそれぞれ得ることができるよう構成されていてもよい。
【０００９】
本開示の一実施形態による圧力センサ装置において、前記センサ部は、前記感圧導電体の対応する前記単位領域にそれぞれ電気的に接続された複数のトランジスタを有していてもよい。
【００１０】
本開示の一実施形態による圧力センサ装置において、前記第２処理の際、前記制御部は、前記感圧導電体の複数の前記単位領域に印加される電圧が同時に、前記第１電圧とは反対の向きの前記第２電圧になるよう、前記センサ部に電圧を印加してもよい。
【００１１】
本開示の一実施形態による圧力センサ装置において、前記第２処理の際、前記制御部は、前記感圧導電体の複数の前記単位領域に印加される電圧が順に、前記第１電圧とは反対の向きの前記第２電圧になるよう、前記センサ部に電圧を印加してもよい。
【００１２】
本開示の一実施形態による圧力センサ装置において、前記センサ部は、前記感圧導電体に接する第１電極および第２電極を有し、前記第１電極および前記第２電極のうちの少なくとも一方は、導電性炭素材料を含んでいてもよい。
【００１３】
本開示の一実施形態は、感圧導電体に加えられる圧力を検出する圧力センサ方法であって、前記感圧導電体に第１電圧を印加したときの前記感圧導電体の電気抵抗に基づいて、前記感圧導電体に加えられる圧力を算出する第１処理工程と、前記感圧導電体に、前記第１電圧とは反対の向きの第２電圧を印加する第２処理工程と、を備える、圧力センサ方法である。
【００１４】
本開示の一実施形態は、感圧導電体に加えられる圧力を検出する圧力センサ方法を実行するためのプログラムが記憶された、コンピュータが読み取り可能な非一過性の記憶媒体であって、前記圧力センサ方法は、前記感圧導電体に第１電圧を印加したときの前記感圧導電体の電気抵抗に基づいて、前記感圧導電体に加えられる圧力を算出する第１処理工程と、前記感圧導電体に、前記第１電圧とは反対の向きの第２電圧を印加する第２処理工程と、を備える、記憶媒体である。
【発明の効果】
【００１５】
本開示の実施形態の圧力センサ装置によれば、時間の経過に伴うセンサ特性の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本開示の実施の形態における圧力センサ装置を示す平面図。
【図２】図２は、圧力センサ装置のセンサ部を示す平面図。
【図３】図３は、図１に示す圧力センサ装置のセンサ部をIII−III方向において切断した場合を示す断面図。
【図４】図４は、図３に示すセンサ部のトランジスタを拡大して示す図。
【図５】図５は、トランジスタの一変形例を示す断面図。
【図６】図６は、センサ部のトランジスタおよび感圧導電体を示す回路図。
【図７】図７は、ワードラインＷ１〜Ｗｍに順にパルスが印加される様子を示すタイミング図。
【図８】図８は、本開示の実施の形態における圧力センサ装置の制御方法の一例を示すタイミング図。
【図９】図９は、導電性炭素材料を含む電極を介して感圧導電体に電圧を印加した場合に、感圧導電体に流れる電流を測定した結果を示す図。
【図１０】図１０は、アルミニウムを含む電極を介して感圧導電体に電圧を印加した場合に、感圧導電体に流れる電流を測定した結果を示す図。
【図１１】図１１は、トランジスタの一変形例を示す断面図。
【図１２】図１２は、トランジスタの一変形例を示す断面図。
【図１３】図１３は、第１の変形例において、ワードラインＷ１〜Ｗｍに順にパルスが印加される様子を示すタイミング図。
【図１４】図１４は、第１の変形例における圧力センサ装置の制御方法の一例を示すタイミング図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図１乃至図８を参照して、本開示の実施の形態について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。また本明細書において、「基材」や「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「基材」はシートやフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念である。さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「面」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
【００１８】
（圧力センサ装置）
はじめに図１を参照して、圧力センサ装置１０全体について説明する。図１に示すように、圧力センサ装置１０は、感圧導電体３８を有するセンサ部２０と、ケーブル４５を介してセンサ部２０に電気的に接続された制御部５０と、を備えている。制御部５０は、感圧導電体３８の電気抵抗に関する情報が得られるようセンサ部２０に電圧を印加する第１処理を実施するよう構成された部分である。また制御部５０は、第１処理に加えて、第１処理の場合とは反対の向きの電圧をセンサ部２０に印加する第２処理を実施することができるよう構成されている。以下の説明においては、第１処理をセンサ処理と称し、第２処理をリセット処理と称する。
【００１９】
制御部５０は、演算装置及び記憶媒体を含む。演算装置は、例えばＣＰＵである。記憶媒体は、例えばＲＯＭやＲＡＭなどのメモリーである。制御部５０は、記憶媒体に記憶されたプログラムを演算装置が実行することによって、センサ処理及びリセット処理を実施する。
【００２０】
圧力センサ装置１０の用途は特には限られないが、例えば用途の１つとして、圧力センサ装置１０をベッドなどの人体の荷重を受ける器具に組み込んで使用することが考えられる。
【００２１】
（センサ部）
次に図１乃至図３を参照して、センサ部２０について説明する。図２は、感圧導電体３８や後述する第２電極３９など、後述するトランジスタ３０に重ねられた部材が便宜的に省略された状態のセンサ部２０を示す平面図である。また図３は、図１に示す圧力センサ装置１０のセンサ部２０をIII−III方向において切断した場合を示す断面図である。
【００２２】
図１および図３に示すように、センサ部２０は、第１面３８ａおよび第２面３８ｂを含む感圧導電体３８を有している。感圧導電体３８は、感圧導電体３８に加えられる圧力に応じて、圧力が加えられた方向における感圧導電体３８の電気抵抗値が変化するよう構成されたものである。感圧導電体３８は例えば、シリコーンゴムなどのゴムと、ゴムに添加されたカーボンなどの導電性を有する複数の粒子と、を含んでいる。図３において、感圧導電体３８の面のうちトランジスタ３０側に位置する面が符号３８ａで表され、第１面３８ａの反対側に位置し、外力Ｆが加えられる側の面が符号３８ｂで表されている。なお、センサ部２０に加えられる外力Ｆに応じて感圧導電体３８の電気抵抗が有意に変化する限りにおいて、第１面３８ａおよび第２面３８ｂの具体的な形状が特に限られることはない。例えば第１面３８ａおよび第２面３８ｂには、凹凸や湾曲が存在していてもよい。
【００２３】
好ましくは、感圧導電体３８は、第１面３８ａおよび第２面３８ｂが広がる方向において、複数の単位領域３８ｅに区画されている。これによって、センサ部２０に加えられている圧力を複数の位置で個別に算出することができ、従って、センサ部２０に加えられる外力Ｆの圧力分布を算出することが可能になる。なお「区画」とは、感圧導電体３８の複数の単位領域３８ｅの電気抵抗に関する情報をそれぞれ個別に得ることができるよう、センサ部２０および制御部５０が構成されていることを意味している。例えばセンサ部２０は、図１乃至図３に示すように、基材２１と、基材２１上に形成された複数のトランジスタ３０と、を有している。複数のトランジスタ３０は、感圧導電体３８の対応する単位領域３８ｅにそれぞれ電気的に接続されている。このため、例えば、複数のトランジスタ３０に流れる電流をそれぞれ個別に測定することにより、トランジスタ３０に電気的に接続されている単位領域３８ｅの電気抵抗をそれぞれ個別に測定することができる。
【００２４】
複数の単位領域３８ｅの電気抵抗に関する情報をそれぞれ個別に得ることができる限りにおいて、単位領域３８ｅの構造が特に限られることはない。例えば図３に示すように、隣接する２つの単位領域３８ｅが繋がっていてもよい。言い換えると、感圧導電体３８は、複数のトランジスタ３０に跨って連続的に設けられていてもよい。若しくは、図示はしないが、隣接する２つの単位領域３８ｅが物理的に分離されていてもよい。
【００２５】
平面視におけるセンサ部２０の構成についてさらに説明する。図１および図２に示すように、センサ部２０は、基材２１の外縁に沿って並べられ、トランジスタ３０に電気的に接続された複数の端子部２４をさらに有していてもよい。また図１および図２に示すように、基材２１は、第１方向Ｄ１に沿って延びる一対の第１辺２２ａと、第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２に沿って延びる一対の第２辺２２ｂと、を含む矩形状の外形を有していてもよい。この場合、複数のトランジスタ３０は、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に沿ってマトリクス状に配置されていてもよい。
【００２６】
図１および図２において、符号Ｗ１〜Ｗｍが付された点線は、各トランジスタ３０を順にオン状態にするための制御信号を伝達するために設けられたワードラインを表している。ワードラインＷ１〜Ｗｍはそれぞれ、第１方向Ｄ１に沿って並ぶ複数のトランジスタ３０の後述するゲート端子３１に電気的に接続されている。例えばワードラインＷ１は、図１および図２の紙面において最も下側に位置付けられ、第１方向Ｄ１に沿って並ぶ複数のトランジスタ３０のゲート端子３１に電気的に接続されている。このため、トランジスタ３０が例えばＰ型である場合、トランジスタ３０の後述する第１端子３３または第２端子３４に対するゲート端子３１の電圧が負になるようにワードラインＷ１に電圧を印加することにより、ワードラインＷ１に接続された複数のトランジスタ３０を同時にオン状態にすることができる。
【００２７】
図１および図２において、符号Ｂ１〜Ｂｎが付された点線は、各トランジスタ３０に接続された感圧導電体３８の単位領域３８ｅの電気抵抗に関する情報を含む検出信号を伝達するために設けられたビットラインを表している。ビットラインＢ１〜Ｂｎはそれぞれ、第２方向Ｄ２に沿って並ぶ複数のトランジスタ３０の第１端子３３に電気的に接続されている。例えばビットラインＢ１は、図１および図２の紙面において最も左側に位置付けられ、第２方向Ｄ２に沿って並ぶ複数のトランジスタ３０の第１端子３３に電気的に接続されている。この場合、ビットラインＢ１には、ビットラインＢ１に接続された複数のトランジスタ３０のうち、ワードラインＷ１〜Ｗｍからの制御信号によってオン状態になっている１つのトランジスタ３０から取り出された検出信号が伝達される。後述するように、圧力を検出するセンサ処理において、検出信号は、感圧導電体３８の単位領域３８ｅを流れる第１電流の電流値であってもよい。
【００２８】
図１および図２に示すセンサ部２０によれば、ワードラインＷ１〜ＷｍやビットラインＢ１〜Ｂｎの本数がトランジスタ３０の数よりも少ない場合であっても、ビットラインＢ１〜ＢｎとワードラインＷ１〜Ｗｍとをマトリクス状に配置することにより、任意のトランジスタ３０からの検出信号を取り出すことができる。このため、基材２１に設けられるラインの本数を削減することができる。図１および図２に示すように、ビットラインＢ１〜ＢｎおよびワードラインＷ１〜Ｗｍはそれぞれ、対応する端子部２４に接続されている。また上述のケーブル４５も、対応する端子部２４に接続されている。
【００２９】
トランジスタ３０や端子部２４を適切に支持することができる限りにおいて、基材２１を構成する材料が特に限られることはない。例えば基材２１は、可撓性を有するフレキシブル基板であってもよく、可撓性を有しないリジット基板であってもよい。
【００３０】
次に図４を参照して、トランジスタ３０について詳細に説明する。図４は、図３に示すセンサ部２０の複数のトランジスタ３０のうちの１つおよびその周辺の構成要素を拡大して示す断面図である。
【００３１】
図４に示すように、トランジスタ３０は、基材２１上に設けられたゲート端子３１と、ゲート端子３１を覆うよう基材２１上に設けられたゲート絶縁膜３２と、ゲート絶縁膜３２上に設けられた半導体層３５と、半導体層３５の一端に接続された第１端子３３と、半導体層３５の他端に接続された第２端子３４と、を含んでいる。第１端子３３および第２端子３４は、ゲート端子３１との間の電圧に応じて、一方がいわゆるソース端子として機能し、他方がいわゆるドレイン端子として機能する。また、第１端子３３、第２端子３４および半導体層３５を覆うように絶縁層３６が設けられている。また絶縁層３６上には、導電性を有する第１電極３７が設けられており、この第１電極３７は、絶縁層３６の一部に形成された貫通孔３６ａを介して第２端子３４に電気的に接続されている。図４に示す例においては、貫通孔３６ａが第２端子３４上に形成されており、この貫通孔３６ａを介して第２端子３４と第１電極３７とが電気的に接続されている。第１電極３７は、第２端子３４が位置する側とは反対側において、感圧導電体３８の第１面３８ａに接している。なお第１電極３７は、貫通孔３６ａ内の全域に充填されていてもよく、若しくは貫通孔３６ａの壁面上にのみ設けられていてもよい。
【００３２】
ゲート端子３１、ゲート絶縁膜３２、第１端子３３、第２端子３４や絶縁層３６を構成する材料としては、トランジスタにおいて用いられる公知の材料が用いられる。例えば、特開２０１０−７９１９６号公報において開示されている材料を用いることができる。
【００３３】
半導体層３５を構成する材料としては、無機半導体材料または有機半導体材料のいずれが用いられてもよいが、好ましくは有機半導体材料が用いられる。有機半導体材料は一般に、無機半導体材料に比べて低い温度で基材上に形成され得る。このため、トランジスタ３０を支持する基材２１を構成する材料として、可撓性を有するプラスチックなどの材料を利用することができる。このことにより、機械的衝撃に対する安定性を有し、かつ軽量なトランジスタシートを提供することが可能となる。また、印刷法等の塗布プロセスを用いて有機半導体材料を基材２１上に形成することができるので、無機半導体材料が用いられる場合に比べて、多数の有機トランジスタを基材２１上に効率的に形成することが可能となる。このため、トランジスタシートの製造コストを低くすることができる可能性がある。
【００３４】
有機半導体材料としては、ペンタセン等の低分子有機半導体材料や、ポリピロール類等の高分子有機半導体材料が用いられ得る。より具体的には、特開２０１３−２１１９０号公報において開示されている低分子系有機半導体材料や高分子有機半導体材料を用いることができる。ここで「低分子有機半導体材料」とは、例えば、分子量が１００００未満の有機半導体材料を意味している。また「高分子有機半導体材料」とは、例えば、分子量が１００００以上の有機半導体材料を意味している。
【００３５】
図３および図４に示すように、感圧導電体３８の第２面３８ｂ上には、導電性を有する第２電極３９が設けられている。第２電極３９上には、第２電極３９を被覆する被覆層４０が設けられていてもよい。被覆層４０は、トランジスタ３０や感圧導電体３８に積層される前の第２電極３９を支持するための支持体として機能するものであってもよい。被覆層４０を構成する材料としては、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂材料を用いることができる。
【００３６】
感圧導電体３８と同様に、第２電極３９および基材層４６は、複数のトランジスタ３０に跨って連続的に設けられていてもよい。この場合、第２電極３９および基材層４６は、複数のトランジスタ３０において共通に使用される。
【００３７】
第１電極３７および第２電極３９を構成する材料としては、好ましくは、ゴムを含む感圧導電体３８に対して効率的に荷電粒子を注入し、またはゴムを含む感圧導電体３８から効率的に荷電粒子を取り出すことができる材料が用いられる。このような材料の例として、例えば後述する実施例によって支持されるように、導電性炭素材料を挙げることができる。導電性炭素材料としては、グラファイト構造またはそれに類似する構造を有するもの、例えばカーボンブラックなどを用いることができる。これによって、感圧導電体３８の第１面３８ａと第１電極３７との間の界面、および、感圧導電体３８の第２面３８ｂと第２電極３９との間の界面に電荷が蓄積されることを抑制することができる。このことは、後述するように、感圧導電体３８の電気抵抗を測定する際に生じ得る測定誤差を低減することができる。
【００３８】
なお上述の図３および図４においては、トランジスタ３０がいわゆるボトムゲート型となっている例を示した。しかしながら、トランジスタ３０のタイプがボトムゲート型に限られることはない。例えば図５に示すように、トランジスタ３０は、ゲート端子３１が第１端子３３、第２端子３４および半導体層３５よりも基材２１から遠い位置に配置される、いわゆるトップゲート型となっていてもよい。
【００３９】
図６は、センサ部２０のトランジスタ３０および感圧導電体３８を示す回路図である。以下の説明においては、図６に示すように、ゲート端子３１がワードラインＷｉに電気的に接続され、第１端子３３がビットラインＢｊに電気的に接続されたトランジスタ３０のことを、トランジスタ３０＿ｉｊとも表す。また、トランジスタ３０＿ｉｊの第２端子３４に電気的に接続された感圧導電体３８の単位領域３８ｅのことを、単位領域３８ｅ＿ｉｊとも表す。ここでｉは、１〜ｍの範囲内の任意の整数であり、またｊは、１〜ｎの範囲内の任意の整数である。
【００４０】
図６においては、第２電極３９が接地電位に接続される例が示されているが、第２電極３９の電位が安定なものである限り、第２電極３９の電位の具体的な値が特に限られることはない。例えば第２電極３９は電源電位に接続されていてもよい。また変形例として後述するように、第２電極３９の電位が可変であってもよい。
【００４１】
次に、このような構成からなる圧力センサ装置１０の制御方法について説明する。はじめに、感圧導電体３８の複数の単位領域３８ｅの電気抵抗に関する情報がそれぞれ得られるよう、制御部５０を用いてセンサ部２０に電圧を印加するセンサ処理Ｓ１０について説明する。
【００４２】
（センサ処理）
センサ処理Ｓ１０においては、マトリクス状に配置された複数のトランジスタ３０を順にオン状態にするよう、制御部５０がワードラインＷ１〜Ｗｍに電圧を印加する。例えば、トランジスタ３０がＰ型であり、第２端子３４の電位が０Ｖである場合、図７に示すように、負の第１ワード電位Ｖ１ｗを有するパルスをワードラインＷ１〜Ｗｍに順に印加する。これによって、第２端子３４に対するゲート端子３１の電圧が順に負になり、トランジスタ３０が順にオン状態になる。このようにセンサ処理Ｓ１０においては、第２端子３４がソース端子として機能し、第１端子３３がドレイン端子として機能する。
【００４３】
パルスの幅は、ワードラインの本数およびセンサ処理Ｓ１０が実施される期間に応じて適切に定められる。例えば、ワードラインの本数が２５６であり、センサ処理Ｓ１０が実施される期間が１０ｍｓである場合、パルスの幅が約３７μｓに設定される。第１ワード電位Ｖ１ｗの値は、トランジスタ３０の特性に応じて適切に定められる。例えば、第１ワード電位Ｖ１ｗは−２０Ｖに設定され得る。図７および図８において、符号ＶＯＦＦは、トランジスタ３０をオフ状態にする際にワードラインに印加される電位を表している。
【００４４】
センサ処理Ｓ１０の間、図７に示すように、ビットラインＢ１〜Ｂｎの電位は、制御部５０によって負の第１ビット電位Ｖ１Ｂに制御される。この場合、ビットラインＢ１〜Ｂｎ、オン状態のトランジスタ３０、およびオン状態のトランジスタ３０に接続された感圧導電体３８の単位領域３８ｅには、単位領域３８ｅの電気抵抗に応じた電流が、感圧導電体３８の第２面３８ｂ側から第１面３８ａ側に向かって流れる。ここでは、感圧導電体３８の第２面３８ｂ側から第１面３８ａ側に向かう電流および電圧を、負の電流および電圧と表現する。従って、反対に感圧導電体３８の第１面３８ａ側から第２面３８ｂ側に向かう電流および電圧は、正の電流および電圧と表現される。第１ビット電位Ｖ１Ｂは、例えば−２０Ｖに設定され得る。
【００４５】
図８は、ワードラインＷｉの電位、ビットラインＢｊの電位、および、ワードラインＷｉに接続されたゲート端子３１とビットラインＢｊに接続された第１端子３３とを有するトランジスタ３０＿ｉｊの第２端子３４に接続された感圧導電体３８の単位領域３８ｅ＿ｉｊに印加される電圧、を示すタイミング図である。また図８には、ビットラインＢｊに流れる電流も併せて示されている。
【００４６】
センサ処理Ｓ１０の際、負の第１ワード電位Ｖ１ｗを有するパルスがワードラインＷｉに印加されると、トランジスタ３０＿ｉｊがオン状態になる。この結果、図８に示すように、負の第１ワード電位Ｖ１ｗを有するパルスがワードラインＷｉに印加されている間、トランジスタ３０＿ｉｊに接続された感圧導電体３８の単位領域３８ｅ＿ｉｊに、負の第１電圧Ｅ１が印加される。ビットラインＢｊにおいて、単位領域３８ｅ＿ｉｊ以外の負荷をほぼ無視でき、かつ第２電極３９の電位が０Ｖである場合、単位領域３８ｅ＿ｉｊに印加される負の第１電圧Ｅ１は、上述の第１ビット電位Ｖ１Ｂにほぼ等しくなる。
【００４７】
ビットラインＢｊには、負の第１電圧Ｅ１に応じて負の第１電流Ｉ１（ｉｊ）が流れる。なおビットラインＢｊにはトランジスタ３０＿１ｊ〜３０＿ｎｊが接続されており、各トランジスタ３０＿１ｊ〜３０＿ｎｊは順にオン状態になる。従って、センサ処理Ｓ１０の間にビットラインＢｊに流れる電流は負の第１電流Ｉ１（ｉｊ）だけではない。図８に示すように、センサ処理Ｓ１０の間、ビットラインＢｊには、各トランジスタ３０＿１ｊ〜３０＿ｎｊおよび対応する感圧導電体３８の単位領域３８ｅ＿１ｊ〜３８ｅ＿ｎｊを通る負の第１電流Ｉ１（１ｊ）〜Ｉ１（ｎｊ）が順に流れる。
【００４８】
ビットラインＢｊに流れる電流を測定する方法が特に限られることはなく、公知の方法が適宜用いられ得る。例えば、既知の電気抵抗を有するシャント抵抗をビットラインＢｊに挿入し、シャント抵抗の端子間電圧を測定することにより、ビットラインＢｊに流れる電流を測定することができる。
【００４９】
感圧導電体３８の単位領域３８ｅ＿ｉｊに印加される負の第１電圧Ｅ１と、ビットラインＢｊに流れる負の第１電流Ｉ１（ｉｊ）とに基づいて、感圧導電体３８の単位領域３８ｅ＿ｉｊの電気抵抗を算出することができる。そして、単位領域３８ｅ＿ｉｊの電気抵抗に関する情報に基づいて、単位領域３８ｅ＿ｉｊに加えられている圧力を算出することができる。このようにして、感圧導電体３８の複数の単位領域３８ｅに加えられている圧力を順に算出することにより、センサ部２０に加えられる外力Ｆの圧力分布を算出することができる。
【００５０】
ところでセンサ処理Ｓ１０においては、図８に示すように、感圧導電体３８に電流が流れる際に感圧導電体３８に印加される電圧の向きは、常に負である。従ってセンサ処理Ｓ１０の際、感圧導電体３８には、第２面３８ｂから第１面３８ａへの向きにのみ電流が流れる。すなわち、センサ処理Ｓ１０の際に感圧導電体３８に流れる電流の向きは、一方向のみである。発明者らが鋭意研究を重ねたところ、上述のゴムのクリープ特性以外にも、感圧導電体３８に流れる電流の向きが一方向のみであることが、感圧導電体に加えられる圧力と、感圧導電体の電気抵抗との間の関係の、時間の経過に伴う変化を生じさせ得ることを見出した。
【００５１】
感圧導電体３８に流れる電流の向きが一方向のみである場合に、感圧導電体に加えられる圧力と感圧導電体の電気抵抗との間の関係が時間の経過とともに変化する理由は、特には限定されないが、例えば次のような理由が考えられる。
【００５２】
第１の理由として、感圧導電体３８の第１面３８ａと第１電極３７との間の界面、および、感圧導電体３８の第２面３８ｂと第２電極３９との間の界面に蓄積される電荷の影響が考えられる。例えば、電荷の蓄積量が時間の経過とともに変化し、これによって、電荷に基づいて生成される電界も時間の経過とともに変化すると仮定する。この場合、感圧導電体３８に印加される電圧と、ビットラインに流れる電流との関係が、時間の経過とともに変化し、この結果、感圧導電体３８に加えられる圧力と感圧導電体３８の電気抵抗との間の関係も、時間の経過とともに変化すると考えらえる。
【００５３】
第２の理由として、感圧導電体３８の内部において、導電性を有する複数の粒子が互いに接している部分とその周囲のゴムの部分との間の界面に蓄積される電荷の影響が考えられる。この場合も、上述の第１の理由の場合と同様に、電荷の蓄積量が時間の経過とともに変化することによって、感圧導電体に加えられる圧力と感圧導電体の電気抵抗との間の関係が、時間の経過とともに変化すると考えらえる。
【００５４】
このような背景のもと、本実施の形態においては、制御部５０が、センサ処理Ｓ１０の前または後にリセット処理Ｓ２０をさらに実施することを提案する。以下、リセット処理Ｓ２０について説明する。ここでは図７および図８に示すように、センサ処理Ｓ１０の後にリセット処理Ｓ２０を実施する例について説明する。
【００５５】
（リセット処理）
リセット処理Ｓ２０は、感圧導電体３８に印加される電圧が第１電圧Ｅ１とは反対の向きの第２電圧Ｅ２になるようセンサ部２０に電圧を印加する処理である。例えば、第１電圧Ｅ１が負の電圧である場合、図７および図８に示すように、リセット処理Ｓ２０の際、制御部５０は、正の第２電圧Ｅ２を感圧導電体３８に印加する。具体的には、リセット処理Ｓ２０の際のビットラインの第２ビット電位Ｖ２Ｂに対する、ワードラインの第２ワード電位Ｖ２ｗが負になり、これによって第１端子３３に対するゲート端子３１の電圧が負になり、この結果、トランジスタ３０がオン状態になるよう、制御部５０がセンサ部２０に電圧を印加する。これによって、感圧導電体３８に正の第２電圧Ｅ２が印加され、この結果、感圧導電体３８に正の第２電流が流れるようになる。このようにリセット処理Ｓ２０においては、ビットラインに接続されている第１端子３３がソース端子として機能し、第２端子３４がドレイン端子として機能する。感圧導電体３８に正の第２電圧Ｅ２が印加される期間ｔは、例えば１００μｓに設定される。なお、感圧導電体３８の単位領域３８ｅの電気的な状態の偏りを解消させるという点から考えると、感圧導電体３８の単位領域３８ｅに正の第２電圧Ｅ２が印加される期間ｔは、感圧導電体３８の単位領域３８ｅに負の第１電圧Ｅ１が印加される期間と同程度であることが好ましい。一方、複数の単位領域３８ｅに同時に正の第２電圧Ｅ２を印加する場合、単位領域３８ｅに正の第２電圧Ｅ２を印加する期間を、単位領域３８ｅに負の第１電圧Ｅ１を印加する期間と同程度にすると、複数の単位領域３８ｅに電圧を印加することに起因する電流容量や負荷の増加のため、トランジスタ３０が十分にオン状態にならず、このため複数の単位領域３８ｅに十分に正の電圧を印加することができない可能性がある。この場合、単位領域３８ｅに正の第２電圧Ｅ２を印加する期間は、単位領域３８ｅに負の第１電圧Ｅ１を印加する期間よりも長い期間であって、かつ単位領域３８ｅの電気的な状態の偏りを解消することができる最小の期間に設定されることが好ましい。
リセット処理Ｓ２０が実施された後には、図７および図８に示すように、再びセンサ処理Ｓ１０が実施される。
【００５６】
なお図７および図８においては、センサ処理Ｓ１０を実施した後、一定の時間が経過してから、感圧導電体３８に正の第２電圧Ｅ２を印加する例が示されているが、これに限られることはない。例えば、図示はしないが、センサ処理Ｓ１０を実施した直後に、感圧導電体３８に正の第２電圧Ｅ２を印加してもよい。また図７および図８においては、感圧導電体３８に対して正の第２電圧Ｅ２を所定の期間にわたって印加した後、一定の時間が経過してから、センサ処理Ｓ１０を再び実施する例が示されているが、これに限られることはない。例えば、図示はしないが、感圧導電体３８に対して正の第２電圧Ｅ２を所定の期間にわたって印加した直後に、センサ処理Ｓ１０を再び実施してもよい。
【００５７】
リセット処理Ｓ２０の際のワードラインの第２ワード電位Ｖ２ｗの値は、ビットラインに第２ビット電位Ｖ２Ｂが印加されているときに、対応するトランジスタ３０がオン状態になるよう、設定されている。例えば図７および図８に示すように、リセット処理Ｓ２０の際にビットラインに正の第２ビット電位Ｖ２Ｂが印加される場合、ワードラインの第２ワード電位Ｖ２ｗは０Ｖに設定され得る。
【００５８】
なお図７および図８においては、リセット処理Ｓ２０の間、制御部５０が、全てのワードラインＷ１〜Ｗｍに第２ワード電位Ｖ２ｗを常に印加する例が示されている。この場合、感圧導電体３８の複数の単位領域３８ｅに印加される電圧が同時に、第１電圧Ｅ１とは反対の向きの第２電圧Ｅ２になる。この結果、例えばビットラインＢｊに流れる正の第２電流Ｉ２（ｊ）は、図８に示すように、ビットラインＢｊに接続されている複数のトランジスタ３０＿１ｊ〜３０＿ｎｊおよび対応する感圧導電体３８の単位領域３８ｅ＿１ｊ〜３８ｅ＿ｎｊを通る電流の総和になる。
【００５９】
本実施の形態によれば、上述のリセット処理Ｓ２０を実施することにより、センサ処理Ｓ１０の際に感圧導電体３８に印加される第１電圧Ｅ１とは反対の向きの第２電圧Ｅ２を、感圧導電体３８に印加することができる。このため、このようなリセット処理Ｓ２０が実施されない場合に比べて、感圧導電体３８の電気的な状態に偏りが生じてしまうことを抑制することができる。例えば、感圧導電体３８の第１面３８ａと第１電極３７との界面、第２面３８ｂと第２電極３９との間の界面や、感圧導電体３８の内部に形成され得る界面に電荷が蓄積されてしまうことを抑制することができる。これによって、感圧導電体３８に加えられる圧力と、感圧導電体３８の電気抵抗との間の関係が、時間の経過とともに変化しまうことを抑制することができる。このため本実施の形態によれば、簡易な構造やデータ解析を採用しながら、圧力センサ装置１０によって測定される圧力の精度が、時間の経過とともに劣化してしまうことを抑制することができる。
【００６０】
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、必要に応じて図面を参照しながら、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。また、上述した実施の形態において得られる作用効果が変形例においても得られることが明らかである場合、その説明を省略することもある。
【００６１】
（第１の変形例）
上述の図７および図８においては、リセット処理Ｓ２０の際、制御部５０は、感圧導電体３８の複数の単位領域３８ｅに印加される電圧が同時に、第１電圧Ｅ１とは反対の向きの第２電圧Ｅ２になるよう、センサ部２０に電圧を印加する例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、リセット処理Ｓ２０の際、制御部５０は、感圧導電体３８の複数の単位領域３８ｅに印加される電圧が順に、第１電圧Ｅ１とは反対の向きの第２電圧Ｅ２になるよう、センサ部２０に電圧を印加してもよい。例えば、制御部５０は、ビットラインＢ１〜Ｂｎに第２ビット電位Ｖ２Ｂが印加されている間に、トランジスタ３０をオン状態にするための第２ワード電位Ｖ２ｗを有するパルスをワードラインＷ１〜Ｗｍに順に印加してもよい。この場合、ワードラインＷ１〜Ｗｍに接続されたトランジスタ３０に接続された感圧導電体３８の単位領域３８ｅに、順に正の第２電圧Ｅ２が印加され、順に正の第２電流が流れるようになる。従って、例えばビットラインＢｊには、ビットラインＢｊに接続されている複数のトランジスタ３０＿１ｊ〜３０＿ｎｊおよび対応する感圧導電体３８の単位領域３８ｅ＿１ｊ〜３８ｅ＿ｎｊを通る正の電流が順に流れる。このため本変形例によれば、上述の本実施の形態の場合に比べて、リセット処理Ｓ２０の際に各ビットラインに流れる電流の最大値を小さくすることができる。従って、各ビットラインのために制御部５０が用意すべき電流容量を小さくすることができる。
【００６２】
一方、上述の本実施の形態においては、例えばビットラインＢｊに接続されている複数のトランジスタ３０＿１ｊ〜３０＿ｎｊおよび対応する感圧導電体３８の単位領域３８ｅ＿１ｊ〜３８ｅ＿ｎｊに同時に正の電流を流すことができる。すなわち、感圧導電体３８の電気的な状態の偏りを解消させるための工程を、複数の単位領域３８ｅに対して同時に実施することができる。このため、上述の本実施の形態によれば、リセット処理Ｓ２０において複数の単位領域３８ｅ全てに正の電流を流すために要する時間を、上述の第１の変形例の場合に比べて短くすることができる。
【００６３】
以下、制御部５０が、リセット処理Ｓ２０の際、感圧導電体３８の複数の単位領域３８ｅに印加される電圧が順に第１電圧Ｅ１とは反対の向きの第２電圧Ｅ２になるよう、センサ部２０に電圧を印加する例について、図１３及び図１４を参照して説明する。本変形例においては、第２電極３９の電位が可変である。例えば、制御部５０は、ワードラインＷ１〜Ｗｍ及びビットラインＢ１〜Ｂｎに加えて、第２電極３９の電位を制御する。
【００６４】
はじめに、本変形例におけるセンサ処理Ｓ１０について説明する。センサ処理Ｓ１０においては、上述の本実施の形態の場合と同様に、図７に示すように、制御部５０は、負の第１ワード電位Ｖ１ｗを有するパルスをワードラインＷ１〜Ｗｍに順に印加する。また、制御部５０は、ビットラインＢ１〜Ｂｎの電位を第１ビット電位Ｖ１Ｂに制御し、第２電極３９の電位を第１共通電位Ｖ１Ｃに制御する。第１ワード電位Ｖ１ｗ、第１ビット電位Ｖ１Ｂ、及び第１共通電位Ｖ１Ｃは、第１ワード電位Ｖ１ｗを有するパルスを印加されたトランジスタ３０がオン状態になるよう、設定される。例えば、第１ワード電位Ｖ１ｗは−２０Ｖであり、第１ビット電位Ｖ１Ｂは−１０Ｖであり、第１共通電位Ｖ１Ｃは０Ｖである。
【００６５】
センサ処理Ｓ１０においては、第１ワード電位Ｖ１ｗを有するパルスを印加されたトランジスタ３０において、感圧導電体３８を介して第２電極３９に接続されている第２端子３４に対するゲート端子３１の電圧が負になり、トランジスタ３０がオン状態になる。このようにセンサ処理Ｓ１０においては、第２端子３４がソース端子として機能し、第１端子３３がドレイン端子として機能する。センサ処理Ｓ１０において、オン状態のトランジスタ３０に接続された感圧導電体３８の単位領域３８ｅには、図１４に示すように、負の第１電圧Ｅ１が印加される。
【００６６】
次に、本変形例におけるリセット処理Ｓ２０について説明する。リセット処理Ｓ２０において、制御部５０は、図１３に示すように、負の第２ワード電位Ｖ２ｗを有するパルスをワードラインＷ１〜Ｗｍに順に印加する。また、制御部５０は、ビットラインＢ１〜Ｂｎの電位を第１ビット電位Ｖ２Ｂに制御し、第２電極３９の電位を第２共通電位Ｖ２Ｃに制御する。第２ワード電位Ｖ２ｗ、第２ビット電位Ｖ２Ｂ、及び第２共通電位Ｖ２Ｃは、第２ワード電位Ｖ２ｗを有するパルスを印加されたトランジスタ３０がオン状態になり、且つ、オン状態のトランジスタ３０に、センサ処理Ｓ１０の時とは反対の向きの電流が流れるよう、設定される。例えば、第２ワード電位Ｖ２ｗは−２０Ｖであり、第１ビット電位Ｖ１Ｂは−１０Ｖであり、第１共通電位Ｖ１Ｃは−２０Ｖである。
【００６７】
リセット処理Ｓ２０においては、第２ワード電位Ｖ２ｗを有するパルスを印加されたトランジスタ３０において、ビットラインＢ１〜Ｂｎに接続されている第１端子３３に対するゲート端子３１の電圧が負になり、トランジスタ３０がオン状態になる。このようにリセット処理Ｓ２０においては、第１端子３３がソース端子として機能し、第２端子３４がドレイン端子として機能する。リセット処理Ｓ２０において、オン状態のトランジスタ３０に接続された感圧導電体３８の単位領域３８ｅには、図１４に示すように、正の第２電圧Ｅ２が印加される。このように、センサ処理Ｓ１０の際に感圧導電体３８に印加される第１電圧Ｅ１とは反対の向きの第２電圧Ｅ２を感圧導電体３８に印加することにより、感圧導電体３８の電気的な状態に偏りが生じてしまうことを抑制することができる。
【００６８】
本変形例におけるリセット処理Ｓ２０においては、ワードラインＷ１〜Ｗｍに接続されたトランジスタ３０に接続された感圧導電体３８の単位領域３８ｅに、順に正の第２電圧Ｅ２が印加され、順に正の第２電流が流れる。このため、図１４に示すように、例えばビットラインＢｊには、ビットラインＢｊに接続されている複数のトランジスタ３０＿１ｊ〜３０＿ｎｊおよび対応する感圧導電体３８の単位領域３８ｅ＿１ｊ〜３８ｅ＿ｎｊを通る正の電流が順に流れる。このため、本変形例によれば、上述の本実施の形態の場合に比べて、リセット処理Ｓ２０の際に各ビットラインに流れる電流の最大値を小さくすることができる。従って、各ビットラインのために制御部５０が用意すべき電流容量を小さくすることができる。なお、図１４においては、リセット処理Ｓ２０の間、複数のトランジスタ３０＿１ｊ〜３０＿ｎｊを通る正の電流がビットラインＢｊに順に流れた結果、ビットラインＢｊにほぼ一定の電流が連続的に流れる様子が示されている。
【００６９】
なお、上述の変形例においては、複数のワードラインＷ１〜Ｗｍの１つずつに負の第２ワード電位Ｖ２ｗを有するパルスを順に印加する例を示したが、これに限られることはない。例えば、複数のワードラインに同時に負の第２ワード電位Ｖ２ｗを有するパルスを印加してもよい。具体的には、はじめに、ワードラインＷ１及びワードラインＷ２に同時に負の第２ワード電位Ｖ２ｗを有するパルスを印加し、次に、ワードラインＷ３及びワードラインＷ４に同時に負の第２ワード電位Ｖ２ｗを有するパルスを印加してもよい。この場合、２本のワードラインＷによって制御されるトランジスタ３０に接続されている感圧導電体３８の複数の単位領域３８ｅを１つの単位として、感圧導電体３８の単位領域３８ｅに対するリセット処理が順に実施される。このように、感圧導電体３８の複数の単位領域３８ｅのうち同時にリセット処理が実施される単位領域３８ｅの数は任意である。
【００７０】
（第２の変形例）
上述の本実施の形態においては、感圧導電体３８の複数の単位領域３８ｅの電気抵抗を、１つの単位領域３８ｅに対して少なくとも１つ設けられたトランジスタ３０を用いてそれぞれ個別に測定する例を示した。すなわち、いわゆるアクティブマトリクス方式が採用される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、感圧導電体３８の複数の単位領域３８ｅの電気抵抗をそれぞれ個別に測定する方法として、いわゆるパッシブマトリクス方式が採用されてもよい。
【００７１】
（第３の変形例）
上述の本実施の形態においては、感圧導電体３８が複数の単位領域３８ｅに区画されている例を示したが、これに限られることはない。例えば、感圧導電体３８全体に対して１つのトランジスタ３０のみが接続されていてもよい。この場合であっても、上述のリセット処理Ｓ２０を実施することにより、感圧導電体３８の電気的な状態に偏りが生じてしまうことを抑制することができる。
【００７２】
（その他の変形例）
上述の本実施の形態においては、センサ部２０を制御する制御部５０が、ケーブル４５を介してセンサ部２０に電気的に接続される例を示した。しかしながら、制御部５０が設けられる場所が特に限られることはない。例えば制御部５０は、センサ部２０のトランジスタ３０等と同様に、センサ部２０の基材２１上に設けられていてもよい。
【００７３】
また上述の本実施の形態においては、感圧導電体３８に第１電極３７が接触している例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図１１に示すように、絶縁層３６の一部に形成された貫通孔３６ａなどの開口部を間に挟んで第１電極３７と感圧導電体３８とが対向していてもよい。この場合、トランジスタ３０に圧力が加えられていない状態においては、第１電極３７と感圧導電体３８とは非接触であることが保証される。このため、トランジスタ３０に圧力が加えられていない状態において、感圧導電体３８の電気的な状態の偏りや、ノイズが生じることを抑制することができる。またこの場合、一定値以上の圧力が感圧導電体３８の厚み方向において感圧導電体３８に加えられてはじめて、貫通孔３６ａに押し入れられた感圧導電体３８の一部が第１電極３７と接触するようになる。すなわち、感圧導電体３８に圧力が加えられた時に第２端子３４が感圧導電体３８に電気的に接続されるようになっている。このため、第１電極３７に対して押し付けられる感圧導電体３８の圧力を、従来に比べて低減することができる。これによって、大きな圧力が感圧導電体３８に加えられる場合であっても、過剰な電流が第１電極３７および感圧導電体３８に流れてしまうことを抑制することができる。この点でも、感圧導電体３８の電気的な状態の偏りが生じることを抑制することができる。また、トランジスタ３０の消費電力や、トランジスタ３０を駆動するための外部の駆動回路の消費電力が増大してしまうことを抑制することができる。また、トランジスタ３０を駆動するための外部の駆動回路に過剰な負荷がかかってしまうことを抑制することができる。
【００７４】
なお図１１においては、第２端子３４に接続された第１電極３７が、開口部を間に挟んで感圧導電体３８と対向する例を示した。しかしながら、図示はしないが、第２端子３４が開口部を間に挟んで感圧導電体３８と対向していてもよい。
【００７５】
また図１１においては、ボトムゲート型のトランジスタ３０が、絶縁層３６の一部に形成された貫通孔３６ａなどの開口部を間に挟んで第１電極３７と感圧導電体３８とが対向するように構成される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図１２に示すように、絶縁層３６の一部に形成された貫通孔３６ａなどの開口部を間に挟んで第１電極３７と感圧導電体３８とが対向し、かつ、ゲート端子３１が第１端子３３、第２端子３４および半導体層３５よりも基材２１から遠い位置に配置されていてもよい。すなわち、図１１に示す、第１電極３７と感圧導電体３８との対向構造が、トップゲート型のトランジスタ３０に適用されてもよい。
【００７６】
なお、上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
【実施例】
【００７７】
次に、本開示の実施形態を実施例により更に具体的に説明するが、本開示の実施形態はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。
【００７８】
（実施例１）
はじめに、導電性炭素材料を含む第１電極３７を感圧導電体３８の第１面３８ａに取り付け、導電性炭素材料を含む第２電極３９を感圧導電体３８の第２面３８ｂに取り付け、第１電極３７、感圧導電体３８および第２電極３９を含むセンサ体を作製した。次に、第１電極３７と第２電極３９との間に＋２０Ｖの電圧を印加した状態で、５Ｎ／ｃｍ２の圧力を、センサ体に周期的に加えた。センサ体に圧力を加える周期は、概ね２０ｓとした。また、センサ体に周期的に圧力を加えている間、センサ体に流れる電流を測定した。結果を図９に示す。
【００７９】
（実施例２）
アルミニウムを含む第１電極３７およびアルミニウムを含む第２電極３９を用い、かつ第１電極３７と第２電極３９との間に印加する電圧を−２０Ｖとしたこと以外は、実施例１の場合と同様にして、センサ体に流れる電流を測定した。結果を図１０に示す。
【００８０】
図１０に示すように、第１電極３７および第２電極３９がアルミニウムを含む場合、圧力が加えられているときにセンサ体に流れる電流の値が、時間の経過とともに変化した。一方、第１電極３７および第２電極３９が導電性炭素材料を含む場合、圧力が加えられているときにセンサ体に流れる電流の値は、時間が経過した後もほとんど変化しなかった。感圧導電体３８の電気特性の変化を抑制する上では、第１電極３７および第２電極３９に導電性炭素材料を用いることが有利であると言える。
【符号の説明】
【００８１】
１０  圧力センサ装置
２０  センサ部
２１  基材
２４  端子部
３０  トランジスタ
３１  ゲート端子
３２  ゲート絶縁膜
３３  第１端子
３４  第２端子
３５  半導体層
３６  絶縁層
３７  第１電極
３８  感圧導電体
３９  第２電極
４０  被覆層
５５  ケーブル
６０  制御部
【要約】      （修正有）【課題】時間の経過に伴うセンサ特性の変化を抑制することができる圧力センサ装置及び圧力センサ方法を提供する。【解決手段】圧力センサ装置１０は、加えられる圧力に応じて電気抵抗が変化するよう構成された感圧導電体を有するセンサ部２０と、感圧導電体の電気抵抗に関する情報が得られるようセンサ部に電圧を印加する第１処理、および、センサ部に電圧を印加する第２処理を実施する制御部５０と、を備えている。第１処理の際、制御部は、感圧導電体に印加される電圧が第１電圧になるよう、センサ部に電圧を印加する。第２処理の際、制御部は、感圧導電体に印加される電圧が、第１電圧とは反対の向きの第２電圧になるよう、センサ部に電圧を印加する。【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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