(57)【要約】  使用環境による静電容量の測定値の変動が小さい静電容量型センサを提供することを目的とし、本発明の静電容量型センサは、中央電極層と、上記中央電極層の上面に積層された第１誘電層と、上記中央電極層の下面に積層された第２外側電極層と、上記第１誘電層の上記中央電極層側と反対側の面に形成された第１外側電極層と、上記第２誘電層の上記中央電極層側と反対側の面に形成された第２外側電極層とを含み、上記第１誘電層及び上記第２誘電層は、エラストマー製であり、上記中央電極層及び上記第１外側電極層の対向する部分を第１検出部、上記中央電極層及び上記第２外側電極層の対向する部分を第２検出部とし、可逆的に変形可能で、かつ、変形に応じて上記第１検出部及び上記第２検出部の静電容量が変化するセンサシートと、計測器とを備え、上記第１検出部の静電容量と上記第２検出部の静電容量とを加算した合計静電容量に基づいて上記センサシートの変形状態を計測する。
2016063783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央電極層と、
前記中央電極層の上面に積層された第１誘電層と、
前記中央電極層の下面に積層された第２誘電層と、
前記第１誘電層の前記中央電極層側と反対側の面に形成された第１外側電極層と、
前記第２誘電層の前記中央電極層側と反対側の面に形成された第２外側電極層と
を含み、
前記第１誘電層及び前記第２誘電層は、エラストマー製であり、
前記中央電極層及び前記第１外側電極層の対向する部分を第１検出部、前記中央電極層及び前記第２外側電極層の対向する部分を第２検出部とし、
可逆的に変形可能で、かつ、変形に応じて前記第１検出部及び前記第２検出部の静電容量が変化するセンサシートと、
前記中央電極層、前記第１外側電極層及び前記第２外側電極層に接続され、前記第１検出部及び前記第２検出部の静電容量を測定する計測器と、
を備え、
前記第１検出部の静電容量と前記第２検出部の静電容量とを加算した合計静電容量に基づいて前記センサシートの変形状態を計測する
ことを特徴とする静電容量型センサ。
【請求項２】
前記中央電極層、前記第１外側電極層及び前記第２外側電極層は、いずれもカーボンナノチューブを含有する導電性組成物からなる請求項１に記載の静電容量型センサ。
【請求項３】
前記センサシートは、更に、前記第１外側電極層の前記第１誘電層側と反対側に積層された第１保護層、及び、前記第２外側電極層の前記第２誘電層側と反対側に積層された第２保護層のうちの少なくとも１つを含む請求項１又は２に記載に静電容量型センサ。
【請求項４】
前記計測器は、交流インピーダンスを用いて静電容量を計測する回路を備える請求項１〜３のいずれかに記載の静電容量型センサ。
【請求項５】
前記計測器は、ＣＶ変換回路を備え、
前記中央電極層が、前記ＣＶ変換回路側に接続され、かつ、前記第１外側電極層と前記第２外側電極層とが電気的に接続された状態で前記計測器の交流信号生成側に接続される請求項４に記載の静電容量型センサ。
【請求項６】
前記計測器は、ＣＦ変換回路を備え、
前記中央電極層が、前記ＣＦ変換回路側に接続され、かつ、前記第１外側電極層と前記第２外側電極層とが電気的に接続された状態で接地される請求項４に記載の静電容量型センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量型センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
静電容量型センサは、誘電層を挟んで対向するように配置された一対の電極層間の静電容量変化から測定対象物の凸凹形状等を検出することができるセンサである。
一般に静電容量型センサにおける静電容量（キャパシタンス）は、以下の式（１）で表される。
Ｃ＝ε０εｒＳ／ｄ・・・（１）
ここで、Ｃはキャパシタンス、ε０は自由空間の誘電率、εｒは誘電層の比誘電率、Ｓは電極層面積、ｄは電極間距離である。【０００３】
また、特許文献１には、エラストマー製の誘電層と、この誘電層の表面（おもて面）及び裏面のそれぞれに形成された表側電極層及び裏側電極層とを備えた静電容量型センサシートが記載されている。この静電容量型センサシートにおいて、誘電層は、エラストマー製であるため繰り返し伸縮変形することが可能である。また、この静電容量型センサシートにおいて、各電極層は、カーボンナノチューブを含むため誘電層の変形に追従して変形することが可能である。
そのため、特許文献１に記載の静電容量型センサシートは、測定対象物が、柔軟で伸長度の大きい測定対象物であっても、測定対象物の変形や動作に追従して変形することができ、この変形によって静電容量が変化することなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−８１３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、従来の静電容量センサは、上述したように、誘電層とその両面に設けられた電極層とからなるコンデンサ構造を備えており、使用環境によって、静電容量の測定値が変動することがあった。
例えば、電極層が露出している場合には、この電極層が導体と接触した際に静電容量の測定値が大きく変動することとなった。【０００６】
そこで、特許文献１では、電極層と外部の部材との導通を抑制すべく保護層を設けることが提案されている。
しかしながら、特許文献１で提案されたような、測定対象物の変形や動作に追従して変形することを前提とする静電容量型センサでは、センサシートの柔軟性（可変形性）を確保するために、保護層を設けるとしても、保護層の厚さは薄くしなければならなかった。
そして、保護層の厚さが薄い場合には、使用環境による静電容量の測定値の変動を充分に抑制することができない場合があった。【０００７】
本発明者らの検討によると、電磁ノイズや商用電源による電源ノイズ等の電磁波ノイズが計測器に侵入すると、静電容量の測定値が変動することが確認されている。例えば、静電容量型センサシートを使用する際に商用電源等が近くにあると、正確に静電容量を測定することができない場合があることが明らかになっている。
また、特許文献１に記載されたような、誘電層の両面に電極層（表側電極層及び裏側電極層）が積層されたセンサシートを使用する場合には、電気的に接続された導体が各電極層に近接した場合（即ち、表側電極層及び裏側電極層のそれぞれに導体が近接し、かつ表側電極層の近接した電極と裏側電極層に近接した導体とが電気的に接続されている場合）には、計測される静電容量の測定値が大きくなってしまうことも明らかとなっている。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、使用環境による静電容量の測定値の変動が小さい静電容量型センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の静電容量型センサは、
中央電極層と、
上記中央電極層の上面に積層された第１誘電層と、
上記中央電極層の下面に積層された第２誘電層と、
上記第１誘電層の上記中央電極層側と反対側の面に形成された第１外側電極層と、
上記第２誘電層の上記中央電極層側と反対側の面に形成された第２外側電極層と
を含み、
上記第１誘電層及び上記第２誘電層は、エラストマー製であり、
上記中央電極層及び上記第１外側電極層の対向する部分を第１検出部、上記中央電極層及び上記第２外側電極層の対向する部分を第２検出部とし、
可逆的に変形可能で、かつ、変形に応じて上記第１検出部及び上記第２検出部の静電容量が変化するセンサシートと、
上記中央電極層、上記第１外側電極層及び上記第２外側電極層に接続され、上記第１検出部及び上記第２検出部の静電容量を測定する計測器と、
を備え、
上記第１検出部の静電容量と上記第２検出部の静電容量とを加算した合計静電容量に基づいて上記センサシートの変形状態を計測する
ことを特徴とする。【０００９】
上記静電容量型センサは、中央電極層、その両側に誘電層を介して形成された外側電極層を有するセンサシートを備えており、中央電極層及び第１外側電極層の対向する部分の静電容量（第１検出部の静電容量）と、中央電極層及び第２外側電極層の対向する部分の静電容量（第２検出部の静電容量）とを加算した合計静電容量を測定し、その測定値に基づいてセンサシートの変形状態を計測する。上記静電容量型センサは、２つの検出部の合計静電容量に基づいてセンサシートの変形状態を計測するため、使用環境による静電容量の測定値の変動が生じにくいという優れた効果を奏する。【００１０】
上記静電容量型センサは、上記中央電極層、上記第１外側電極層及び上記第２外側電極層が、いずれもカーボンナノチューブを含有する導電性組成物からなることが好ましい。
本構成によれば、各電極層は、導電性に優れるとともに、誘電層の変形に追従して変形するのに適している。【００１１】
上記静電容量型センサにおいて、上記センサシートは、更に、上記第１外側電極層の上記第１誘電層側と反対側に積層された第１保護層、及び、上記第２外側電極層の上記第２誘電層側と反対側に積層された第２保護層のうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。
本構成によれば、各電極層を保護することができるとともに、測定時の静電容量の測定誤差をより確実に低減することができる。【００１２】
上記静電容量型センサにおいて、上記計測器は、交流インピーダンスを用いて静電容量を計測する回路を備えることが好ましい。この場合、高い周波数信号を用いた測定でも繰返し精度に優れ、高い周波数信号を用いることで、インピーダンスが大きくなり過ぎないため計測精度をより高めることができ、更には、静電容量計測に要する時間を短縮することができる。【００１３】
更に、上述したような交流インピーダンスを用いて静電容量を計測する回路を備えた計測器を有する静電容量センサでは、上記計測器がＣＶ変換回路を備え、上記中央電極層が、上記ＣＶ変換回路側に接続され、かつ、上記第１外側電極層と上記第２外側電極層とが電気的に接続された状態で上記計測器の交流信号生成側に接続されることが好ましい。
また、上述したような交流インピーダンスを用いて静電容量を計測する回路を備えた計測器を有する静電容量センサでは、上記計測器がＣＦ変換回路を備え、上記中央電極層が、上記ＣＦ変換回路側に接続され、かつ、上記第１外側電極層と上記第２外側電極層とが電気的に接続された状態で接地されることも好ましい。
これらの構成を備えた静電容量型センサによれば、センサシートの表面側及び裏面側のいずれの側にノイズ源があっても、そのノイズ源の存在によって静電容量の測定値が変動することをより確実に防止することができ、より正確に検出部の静電容量を測定することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の静電容量型センサでは、静電容量の測定値の変動を極めて小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る静電容量型センサの一例を示す概略図である。
【図２】（ａ）は、本発明の実施形態に係る静電容量型センサを構成するセンサシートの一例を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】静電容量型センサが備える誘電層の作製に使用する成型装置の一例を説明するための模式図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、センサシートの作製工程を説明するための斜視図である。
【図５】（ａ）は、本発明の実施形態に係る静電容量型センサを構成するセンサシートの別の一例を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】実施例に係るセンサシートＡを模式的に示す斜視図である。
【図７】比較例に係るセンサシートＢを模式的に示す斜視図である。
【図８】実施例１及び比較例１での静電容量の測定に用いた反転増幅回路を示す概略図である。
【図９】実施例２及び比較例２での静電容量の測定に用いたシュミットトリガ発振回路を示す概略図である。
【図１０】実施例３及び比較例３での静電容量の測定に用いた半波倍電圧整流回路を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
本発明の実施形態に係る静電容量型センサは、中央電極層と、上記中央電極層の上面に積層された第１誘電層と、上記中央電極層の下面に積層された第２外側電極層と、上記第１誘電層の上記中央電極層側と反対側の面に形成された第１外側電極層と、上記第２誘電層の上記中央電極層側と反対側の面に形成された第２外側電極層とを含み、
上記第１誘電層及び上記第２誘電層は、エラストマー製であり、
上記中央電極層及び上記第１外側電極層の対向する部分を第１検出部、上記中央電極層及び上記第２外側電極層の対向する部分を第２検出部とし、
可逆的に変形可能で、かつ、変形に応じて上記第１検出部及び上記第２検出部の静電容量が変化するセンサシートと、
上記中央電極層、上記第１外側電極層及び上記第２外側電極層に接続され、上記第１検出部及び上記第２検出部の静電容量を測定する計測器と、を備え、
上記第１検出部の静電容量と上記第２検出部の静電容量とを加算した合計静電容量に基づいて上記センサシートの変形状態を計測するものである。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る静電容量型センサの一例を示す概略図である。
図２（ａ）は、本発明の実施形態に係る静電容量型センサを構成するセンサシートの一例を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態に係る静電容量型センサ１は、図１に示すように、静電容量を検出するセンサシート２と、センサシート２と外部配線（リード線等）を介して電気的に接続された計測器３と、計測器３での計測結果を表示するための表示器４とを備えている。
計測器３は、静電容量Ｃを周波数信号Ｆに変換するためのシュミットトリガ発振回路３ａ、周波数信号Ｆを電圧信号Ｖに変換するＦ／Ｖ変換回路３ｂ、電源回路（図示せず）を備えている。計測器３は、センサシート２の検出部で検出された静電容量Ｃを周波数信号Ｆに変換した後、更に電圧信号Ｖに変換し、表示器４に送信する。なお、後述するように、計測器３の構成はこのような構成に限定されるわけではない。
表示器４は、モニター４ａ、演算回路４ｂ、記憶部４ｃを備えている。表示器４は、計測器３で測定された上記静電容量Ｃの変化をモニター４ａに表示させるとともに、上記静電容量Ｃの変化を記録データとして記憶する。
【００１９】
センサシート２は、エラストマー製でシート状の裏側誘電層（第２誘電層）１１Ｂと、裏側誘電層１１Ｂの表面（おもて面）に形成された中央電極層１２Ａと、裏側誘電層１１Ｂの裏面に形成された裏側電極層（第２外側電極層）１２Ｃと、中央電極層１２Ａの表側（図２中、上側）に積層された表側誘電層（第１誘電層）１１Ａと、表側誘電層１１Ａの表面に形成された表側電極層（第１外側電極層）１２Ｂとを備える。よって、センサシート２では、中央電極層１２Ａの上面に表側誘電層１１Ａが積層され、中央電極層１２Ａの下面に裏側誘電層１１Ｂが積層されている。
更に、センサシート２は、中央電極層１２Ａに連結された中央配線１３Ａと、表側電極層１２Ｂに連結された表側配線１３Ｂと、裏側電極層１２Ｃに連結された裏側配線１３Ｃと、中央配線１３Ａの中央電極層１２Ａと反対側の端部に取り付けられた中央接続部１４Ａと、表側配線１３Ｂの表側電極層１２Ｂと反対側の端部に取り付けられた表側接続部１４Ｂと、裏側配線１３Ｃの裏側電極層１２Ｃと反対側の端部に取り付けられた裏側接続部１４Ｃとを備える。
また、センサシート２では、表側誘電層１１Ａの表側に表側保護層（第１保護層）１５Ａが設けられ、裏側誘電層１１Ｂの裏側に裏側保護層（第２保護層）１５Ｂが設けられている。
【００２０】
中央電極層１２Ａ、表側電極層１２Ｂ及び裏側電極層１２Ｃは、同一の平面視形状を有している。中央電極層１２Ａと表側電極層１２Ｂとは表側誘電層１１Ａを挟んで全体が対向しており、中央電極層１２Ａと裏側電極層１２Ｃとは裏側誘電層１１Ｂを挟んで全体が対向している。センサシート２では、中央電極層１２Ａと表側電極層１２Ｂとの対向した部分が表側検出部（第１検出部）となり、中央電極層１２Ａと裏側電極層１２Ｃとの対向した部分が裏側検出部（第２検出部）となる。
なお、上記センサシートにおいて、上記中央電極層及び上記表側電極層は、必ずしも誘電層を挟んでその全体が対向している必要はなく、少なくともその一部が対向していればよい。また、上記中央電極層及び上記裏側電極層も、必ずしも誘電層を挟んでその全体が対向している必要はなく、少なくともその一部が対向していればよい。
【００２１】
センサシート２では、上記第１検出部の静電容量と上記第２検出部の静電容量とを加算した合計静電容量をセンサシート２の検出部の静電容量とする。
そのため、センサシート２では、表側電極層１２Ｂ（表側接続部１４Ｂ）と裏側電極層１２Ｃ（裏側接続部１４Ｃ）とが電気的に接続した状態（短絡した状態）でリード線等を介して計測器３の端子に接続され、中央電極層１２Ａ（中央接続部１４Ａ）がリード等を介して計測器３の別の端子に接続される。
【００２２】
また、センサシート２では、図示していないが、センサシート２の表側及び／又は裏側の最外層に粘着層が形成されていてもよい。
上記粘着層を形成することにより、センサシートを測定対象物に貼り付けて使用することができる。
【００２３】
センサシート２では、表側誘電層１１Ａ及び裏側誘電層１１Ｂがともにエラストマー製であるため、面方向に変形（伸縮）可能である。また、誘電層１１（表側誘電層１１Ａ及び裏側誘電層１１Ｂ）が面方向に変形した際には、その変形に追従して各電極層（中央電極層１２Ａ、表側電極層１２Ｂ及び裏側電極層１２Ｃ）、並びに、表側保護層１５Ａ及び裏側保護層１５Ｂ（以下、両者を合わせて単に保護層ともいう）が変形する。
そして、センサシート２の変形に伴い、各検出部の静電容量が誘電層（表側誘電層１１Ａ及び裏側誘電層１１Ｂ）の変形量と相関をもって変化する。よって、静電容量の変化を検出することで、センサシート２の変形量を検出することができる。
【００２４】
センサシート２を備えた静電容量型センサは、ノイズによる静電容量の測定値の変動を抑えることができ、ノイズが存在する状況下や、測定時にノイズが変動する状況下でも正確にセンサシートの変形状態を計測することができる。
静電容量型センサを使用する場合、上述したように電磁ノイズや電源ノイズが入りやすい場所や、センサシートの電極層が導体と接触又は近接する環境で使用すると、使用状況によって検出部の静電容量の測定値が変動することがある。
例えば、特許文献１に開示されたような、１層の誘電層とその表面及び裏面のそれぞれに形成された電極層とを備えたセンサシートでは、表側からノイズが入りこむか（表側がノイズ源に近接するか）、又は、裏側からノイズが入りこむか（裏側がノイズ源に近接するか）によって、静電容量の測定値が異なることがある。
更に、表側の電極層及び裏側の電極層の両方に導体が近接し、表側の導体層に近接した導体と裏側の導体層に近接した導体とが電気的に接続されている場合（例えば、電極層上に保護層が積層されたセンサシートの両側を水や身体で触れる場合や、電極層上に保護層が積層されたセンサシートの両側を電気的に接続された金属板で挟む場合等）にも、静電容量の測定値が異なることがある。この場合では、表側の電極層とこれに近接した導体との間の静電容量、及び、裏側の電極層とこれに近接した導体との間の静電容量が、直列で接続された２つの静電容量の合成静電容量として、センサシートの本来の検出部の静電容量に加算されて測定されることとなる。
【００２５】
これに対して、上記静電容量型センサでは、センサシートが上述した構成を備え、第１検出部の静電容量と第２検出部の静電容量とを加算した合計静電容量を測定する。即ち、上記センサシートでは、検出部の構造（第１検出部及び第２検出部の構造）を２つのコンデンサが並列に配置された構造とみなして静電容量の測定を行う。そのため、例えば、上記静電容量型センサでは、表側電極層（第１外側電極層）と裏側電極層（第２外側電極層）とを両者が電気的に接続された状態（短絡した状態）で計測器に接続する。この場合、表側（上面側）からノイズが入りこむ（表側がノイズ源に近接する）場合も、裏側（下面側）からノイズが入りこむ（裏側がノイズ源に近接する）場合も、各電極層を所定の向きで計測器に接続している限り、静電容量の測定値は略同一の値となる。
また、センサシートの表側及び裏側の両側から、第１外側電極層及び第２外側電極層のそれぞれに、互いに電気的に接続された導体が近接した場合（例えば、水に浸かる、身体で保護層が積層されたセンサシートの両側を触れる、接続された２枚の金属板で保護層が積層されたセンサシートを挟む）でも、各電極層を所定の向きで計測器に接続している限り静電容量の測定値は略同一の値となる。この場合、第１外側電極層と第２外側電極層とは、同一の電位となるため、それぞれの外側電極層と近接した導体との間の静電容量が介入する経路が形成されず、近接する導体と各外側電極層との間の静電容量が加算されて測定されることがないからである。
よって、上述した通り、本実施形態に係る静電容量型センサシートでは、ノイズによる静電容量の測定値の変動を抑えることができる。
なお、本発明において、外側電極層に導体が近接するとは、金属部材等の導電性の部材が近接する場合は勿論のこと、生体表面が近接する場合や、水や汗、体液等の導電性を有する液体が外側電極層に付着する場合等を含む概念である。
【００２６】
以下、上記静電容量型センサが備える各部材について詳細に説明する。
なお、以下の説明では、第１誘電層及び第２誘電層の説明に関して特に両者を区別する必要がない場合は、単に「誘電層」と表記することがあり、中央電極層、第１外側電極層（表側電極層）及び第２外側電極層（裏側電極層）の説明に関して特に各電極層を区別する必要がない場合は、単に「電極層」と表記することがある。
【００２７】
＜センサシート＞
＜＜誘電層（第１誘電層及び第２誘電層）＞＞
上記センサシートは、エラストマー製の第１誘電層及び第２誘電層を備える。上記第１誘電層及び上記第２誘電層は、エラストマー組成物を用いて形成することができる。第１誘電層と第２誘電層とは、同一のエラストマー組成物を用いて形成されていても良いし、異なるエラストー組成物を用いて形成されていても良い。上記第１誘電層及び上記第２誘電層は、同一のエラストマー組成物を用いて形成されていることが好ましい。誘電層が変形する際に同様の挙動を示すからである。
【００２８】
上記誘電層は、エラストマー組成物を用いて形成されたシート状物であり、その表裏面の面積が変化するように可逆的に変形することができる。なお、誘電層の表裏面とは、誘電層の表（おもて）面及び裏面を意味する。
【００２９】
上記エラストマー組成物としては、エラストマーと、必要に応じて他の任意成分とを含有する組成物が挙げられる。
上記エラストマーとしては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、水素添加ニトリルゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、２種以上併用しても良い。
これらのなかでは、ウレタンゴム、シリコーンゴムが好ましい。永久歪み（または永久伸び）が小さいからである。更に、シリコーンゴムに比べてカーボンナノチューブとの密着性に優れるため、電極層がカーボンナノチューブを含有する場合にはウレタンゴムが特に好ましい。
【００３０】
上記ウレタンゴムは、少なくともポリオール成分とイソシアネート成分とが反応してなるものである。上記ウレタンゴムの具体例としては、例えば、オレフィン系ポリオールをポリオール成分とするオレフィン系ウレタンゴム、エステル系ポリオールをポリオール成分とするエステル系ウレタンゴム、エーテル系ポリオールをポリオール成分とするエーテル系ウレタンゴム、カーボネート系ポリオールをポリオール成分とするカーボネート系ウレタンゴム、ひまし油系ポリオールをポリオール成分とするひまし油系ウレタンゴム等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、２種以上併用してもよい。また、上記ウレタンゴムは、２種以上の上記ポリオール成分を併用したものであってもよい。
【００３１】
上記オレフィン系ポリオールとしては、例えば、エポール（出光興産社製）等が挙げられる。
また、上記エステル系ポリオールとしては、例えば、ポリライト８６５１（ＤＩＣ社製）等が挙げられる。
また、上記エーテル系ポリオールとしては、例えば、ポリオキシテトラメチレングリコール、ＰＴＧ−２０００ＳＮ（保土谷化学工業社製）、ポリプロピレングリコール、プレミノールS３００３（旭硝子社製）、パンデックスＧＣＢ−４１（ＤＩＣ社製）等が挙げられる。
【００３２】
上記イソシアネート成分としては特に限定されず、従来公知のイソシアネート成分を用いることができる。
また、上記ウレタンゴムを合成する際には、その反応系中に必要に応じて、鎖延長剤、架橋剤、触媒、加硫促進剤等を加えても良い。
【００３３】
また、上記エラストマー組成物は、エラストマー以外に、可塑剤、酸化防止剤、老化防止剤、着色剤等の添加剤、誘電性フィラー等を含有してもよい。
【００３４】
上記誘電層の平均厚さ（表側誘電層及び裏側誘電層のそれぞれの平均厚さ）は、静電容量Ｃを大きくして検出感度の向上を図る観点、及び、測定対象物への追従性の向上を図る観点から、１０〜１０００μｍであることが好ましく、３０〜２００μｍであることがより好ましい。
なお、上記表側誘電層及び上記裏側誘電層のそれぞれの厚さは、同一であってもよいし、異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
【００３５】
上記誘電層は、変形時に面積（表側誘電層の表面の面積及び裏側誘電層の裏面の面積）が無伸長状態から３０％以上増大するように変形可能であることが好ましい。このような特性を有すると、上記センサシートを測定対象物に貼り付けて使用する場合に、測定対象物の変形等に追従して変形するのに適しているからである。
ここで、面積が３０％以上増大するように変形可能であるとは、上記誘電層が、荷重を掛けて面積を３０％増大させても破断することがなく、かつ、荷重を解放すると元の状態に復元する（即ち、弾性変形範囲にある）ことを意味する。上記誘電層の面積の変形可能な範囲は、５０％以上増大するように変形可能であることがより好ましく、１００％以上増大するように変形可能であることが更に好ましく、２００％以上増大するように変形可能であることが特に好ましい。
上記誘電層の面方向の変形可能な範囲は、誘電層の設計（材質や形状等）により制御することができる。
【００３６】
上記誘電層の常温における比誘電率は、２以上が好ましく、５以上がより好ましい。誘電層の比誘電率が２未満であると、検出部の静電容量が小さくなり、センサシートとして充分な感度が得られないことがある。
【００３７】
上記誘電層のヤング率は、０．１〜１０ＭＰａであることが好ましい。ヤング率が０．１ＭＰａ未満であると、誘電層が軟らかすぎ、高品質な加工が難しく、充分な測定精度が得られないことがある。一方、ヤング率が１０ＭＰａを超えると、誘電層が硬すぎ、測定対象物が変形しようとした際に、その変形を阻害するおそれがある。
【００３８】
上記誘電層の硬さは、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３に準拠したタイプＡデュロメータを用いた硬さ（ＪＩＳ  Ａ硬さ）で、０〜３０°であるか、又は、ＪＩＳ  Ｋ  ７３２１に準拠したタイプＣデュロメータを用いた硬さ（ＪＩＳ  Ｃ硬さ）で１０〜５５°が好ましい。
上記誘電層が軟らかすぎると高品質な加工が難しく、充分な測定精度を確保することができない場合がある。一方、上記誘電層が硬すぎると、測定対象物の変形を阻害する恐れがある。
【００３９】
＜＜電極層（中央電極層、第１外側電極層（表側電極層）及び第２外側電極層（裏側電極層））＞＞
上記電極層（中央電極層、第１外側電極層及び第２外側電極層）は、いずれも導電材料を含有する導電性組成物からなる。
ここで、各電極層のそれぞれは、同一組成の導電性組成物から構成されていてもよいし、異なる組成の導電性組成物から構成されていてもよい。
【００４０】
上記導電材料としては、例えば、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンナノホーン、カーボンファイバー、導電性カーボンブラック、グラファイト、金属ナノワイヤー、金属ナノ粒子、導電性高分子等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、２種以上併用してもよい。
上記導電材料としては、カーボンナノチューブが好ましい。誘電層の変形に追従して変形する電極層の形成に適しているからである。
【００４１】
上記カーボンナノチューブとしては公知のカーボンナノチューブを使用することができる。上記カーボンナノチューブは、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＮＴ）であってもよいし、また、２層カーボンナノチューブ（ＤＷＮＴ）又は３層以上の多層カーボンナノチューブ（ＭＷＮＴ）であってもよい（本明細書では、両者を合わせて単に多層カーボンナノチューブと称する）。上記カーボンナノチューブとしては、層数の異なるカーボンナノチューブを２種以上併用してもよい。
上記カーボンナノチューブの形状（平均長さや繊維径、アスペクト比）も特には限定されず、静電容量型センサの使用目的や、センサシートに要求される導電性や耐久性、更には電極層を形成するための処理や費用を総合的に判断して適宜選択すればよい。
【００４２】
上記カーボンナノチューブの平均長さは、１０μｍ以上が好ましく、５０μｍ以上がより好ましい。このような繊維長さが長いカーボンナノチューブを用いて形成された電極層は、導電性に優れ、誘電層の変形に追従して変形した際（特に伸長した際）に電気抵抗がほとんど増大せず、更に、繰り返し伸縮しても電気抵抗のバラツキが小さい、との優れた特性を有するからである。
これに対し、上記カーボンナノチューブの平均長さが１０μｍ未満では、電極層の変形に伴って電気抵抗が増大したり、電極層を繰返し伸縮させた際に電気抵抗のバラツキが大きくなったりする場合がある。特に、センサシート（誘電層）の変形量が大きくなった場合にこのような不都合が発生しやすくなる。
【００４３】
上記カーボンナノチューブの平均長さの好ましい上限は１０００μｍである。平均長さが１０００μｍを超えるカーボンナノチューブは、現時点では、その製造、入手が困難である。また、後述するように、カーボンナノチューブの分散液を塗布して電極層を形成する場合に、カーボンナノチューブの分散性が不充分なため導電パスが形成されにくく、結果的に電極層の導電性が不充分となることが懸念されるからである。
【００４４】
上記カーボンナノチューブの平均長さの下限は１００μｍがさらに好ましく、上限は６００μｍがさらに好ましい。上記カーボンナノチューブの平均長さが上記範囲内にあると、導電性に優れ、伸長時に電極層の電気抵抗がほとんど増大せず、繰り返し伸縮時に電気抵抗のバラツキが小さい、との優れた特性を高いレベルでより確実に確保することができる。
【００４５】
上記カーボンナノチューブの繊維長さは、カーボンナノチューブを電子顕微鏡で観察し、その観察画像から測定すればよい。
上記カーボンナノチューブの平均長さは、例えば、カーボンナノチューブの観察画像から無作為に選んだ１０箇所のカーボンナノチューブの繊維長さに基づき平均値を算出すればよい。
【００４６】
上記カーボンナノチューブの平均繊維径は特に限定されないが、０．５〜３０ｎｍが好ましい。
上記繊維径が０．５ｎｍ未満では、カーボンナノチューブの分散が悪くなり、その結果、導電パスが広がらず、電極層の導電性が不充分になることがある。一方、上記繊維径が３０ｎｍを超えると、同じ重量でもカーボンナノチューブの本数が少なくなり、導電性が不充分になることがある。上記カーボンナノチューブの平均繊維径は５〜２０ｎｍがより好ましい。
【００４７】
上記カーボンナノチューブは、多層カーボンナノチューブが単層カーボンナノチューブよりも好ましい。
単層カーボンナノチューブを用いた場合、上述した好ましい範囲の平均長さを有するカーボンナノチューブを用いた場合でも、電気抵抗が高くなったり、伸長時に電気抵抗が大きく増大したり、繰り返し伸縮時に電気抵抗が大きくばらついたりすることがある。
この理由については次のように推測している。単層カーボンナノチューブは、通常、金属性カーボンナノチューブと半導体性カーボンナノチューブとの混合物として合成されるため、この半導体性カーボンナノチューブの存在が、電気抵抗が高くなったり、伸長時に電気抵抗が大きく増大したり、繰り返し伸縮時に電気抵抗が大きくばらついたりする原因となっていると推測している。
なお、金属性カーボンナノチューブと半導体性カーボンナノチューブとを分離し、平均長さの長い金属性の単層カーボンナノチューブを用いれば、平均長さの長い多層カーボンナノチューブを用いた場合と同様の電気特性を備えた電極層を形成することができる可能性がある。しかし、金属性カーボンナノチューブと半導体性カーボンナノチューブとの分離は容易ではなく（特に、繊維長さの長いカーボンナノチューブにおいて）、両者の分離には煩雑な作業が必要となるため、電極層を形成する際の作業容易性、及び、経済性の観点からも上述した通り、上記カーボンナノチューブとしては多層カーボンナノチューブが好ましい。
【００４８】
上記カーボンナノチューブは、炭素純度が９９重量％以上であることが好ましい。カーボンナノチューブは、その製造工程において、触媒金属や分散剤等が含まれることがあり、このようなカーボンナノチューブ以外の成分（不純物）を多量に含有するカーボンナノチューブを用いた場合、導電性の低下や、電気抵抗のバラツキを引き起こすことがある。
【００４９】
上記カーボンナノチューブの製造方法は特に限定されず、従来公知の製造方法で製造されたものであればよいが、基板成長法により製造されたものが好ましい。
基板成長法は、ＣＶＤ法の１種であり、基板上に塗布した金属触媒に炭素源を供給することで成長させてカーボンナノチューブを製造する方法である。基板成長法は、比較的繊維長さが長く、かつ、繊維長さの揃ったカーボンナノチューブを製造するのに適した製造方法であるため、上記電極層に使用するカーボンナノチューブとして適している。
上記カーボンナノチューブが基板製造法により製造されたものである場合、カーボンナノチューブの繊維長さは、ＣＮＴフォレストの成長長さと実質的に同一である。そのため、電子顕微鏡を用いてカーボンナノチューブの繊維長さを測定する場合は、ＣＮＴフォレストの成長長さを測定すればよい。
【００５０】
上記導電性組成物は、カーボンナノチューブ等の導電材料以外に、例えば、バインダー成分を含有していてもよい。
上記バインダー成分はつなぎ材料として機能する。そのため、上記バインダー成分を含有させることにより、電極層と誘電層との密着性、及び、電極層自体の強度を向上させることができる。更に、後述の方法で電極層を形成する際に、カーボンナノチューブ等の導電材料の飛散を抑制することができるため、電極層形成時の安全性も高めることができる。
【００５１】
上記バインダー成分としては、例えば、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ポリスチレン、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ポリメタクリル酸メチル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、アクリルゴム、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）等が挙げられる。
また、上記バインダー成分としては、生ゴム（天然ゴム及び合成ゴムの加硫させていない状態のもの）も使用することができる。生ゴムのような比較的弾性の弱い材料を用いることで、誘電層の変形に対する電極層の追従性も高めることができる。
上記バインダー成分は、特に誘電層を構成するエラストマーと同種のものが好ましい。誘電層と電極層との密着性を顕著に向上させることができるからである。
【００５２】
上記導電性組成物は、カーボンナノチューブ等の導電材料及びバインダー成分以外に、更に各種添加剤を含有してもよい。
上記添加剤としては、例えば、導電材料の分散性を高めるための分散剤、バインダー成分のための架橋剤、加硫促進剤、加硫助剤、老化防止剤、可塑剤、軟化剤、着色剤等が挙げられる。
上記センサシートでは、上記導電材料がカーボンナノチューブである場合、電極層が実質的にカーボンナノチューブのみで形成されていてもよい。この場合も電極層と誘電層との間で充分な密着性を確保することができる。カーボンナノチューブと誘電層とはファンデルワールス力等により強固に密着する。
【００５３】
上記電極層中のカーボンナノチューブの含有量は導電性が発現する濃度であれば特に限定されず、バインダー成分を含有する場合にはバインダー成分の種類によっても異なるが、電極層の全固形成分に対して０．１〜１００重量％であることが好ましい。
また、カーボンナノチューブの含有量を高めれば、電極層の導電性を向上させることができる。そのため、電極層を薄くしても要求される導電性を確保することができ、その結果、電極層を薄くしたり、電極層の柔軟性を確保したりすることがより容易になる。
【００５４】
上記電極層の平均厚さ（各電極層のそれぞれの平均厚さ）は、０．１〜１０μｍであることが好ましい。電極層の平均厚さが上記範囲にあることで、電極層が誘電層の変形に対してより優れた追従性を発揮することができる。
一方、上記平均厚さが０．１μｍ未満では、導電性が不足し、センサシートとしての測定精度が低下するおそれがある。一方、１０μｍを超えるとカーボンナノチューブ等の導電材料の補強効果によりセンサシートが硬くなり、センサシートの伸縮性が低下し、測定対象物の変形や動きに追従した変形が阻害されることがある。また、センサシートが硬くなると、測定対象物自体の変形等を阻害することがある。
【００５５】
上記電極層の平均厚さは、例えば、レーザー顕微鏡（例えば、キーエンス社製、ＶＫ−９５１０）を用いて測定することができる。具体的には、誘電層の表面に形成された電極層の厚さ方向を０．０１μｍ刻みでスキャンし、誘電層の表面の３Ｄ形状を測定した後、誘電層上の電極層が積層されている領域及び積層されていない領域において、それぞれ縦２００×横２００μｍの矩形領域の平均高さを計測し、その平均高さの段差を電極層の平均厚さとすればよい。
【００５６】
上記センサシートを構成する、中央電極層、表側電極層及び裏側電極層のそれぞれの導電性は特に限定されない。
【００５７】
＜＜保護層＞＞
上記センサシートは、図２に示した例のように、保護層（表側保護層及び裏側保護層）が積層されていることが好ましい。上記保護層を設けることにより、表側電極層及び裏側電極層等を外部から電気的に絶縁することができる。また、上記保護層を設けることにより、センサシートの強度や耐久性を高めることができる。
上記保護層の材質は特に限定されず、その要求特性に応じて適宜選択すればよい。上記保護層の材質の具体例としては、例えば、上記誘電層の材質と同様のエラストマー組成物等が挙げられる。
【００５８】
＜＜その他＞＞
上記センサシートは、図２に示した例のように、通常、各電極層と接続された中央配線、表側配線、裏側配線が形成されている。
これらの各配線は、誘電層の変形を阻害せず、かつ、誘電層が変形しても導電性が維持されるものであればよい。各配線の具体例としては、例えば、上記電極層と同様の導電性組成物からなる導体が挙げられる。
また、上記の各配線は必要とされる導電性が確保される範囲でその幅が狭いことが好ましい。
【００５９】
更に、上述した各配線それぞれの電極層と反対側の端部には、図２に示した例のように、通常、外部配線と接続するための接続部（中央接続部、表側接続部及び裏側接続部）が形成されている。これらの各接続部としては、例えば、銅箔等を用いて形成されたものが挙げられる。
【００６０】
上記センサシートは、上述したように、センサシートの裏側の最外層に粘着層が形成されていてもよい。これにより、粘着層を介して上記センサシートを測定対象物に貼り付けることができる。
上記粘着層としては特に限定されず、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤等からなる層が挙げられる。
ここで、各粘着剤は、溶剤型であってもよいし、エマルジョン型であってもよいし、ホットメルト型でもよい。上記粘着剤は、静電容量型センサの使用態様等に応じて適宜選択して用いればよい。ただし、上記粘着層は、上記誘電層の伸縮を阻害しない柔軟性が必要である。
上記粘着層は、センサシートの表側の最外層にも形成されていてもよい。
【００６１】
上記センサシートは、無伸長状態から一軸方向に１００％伸長させた後、無伸長状態に戻すサイクルを１サイクルとする伸縮を１０００サイクル繰返した際に、２サイクル目の１００％伸長時の上記電極層の電気抵抗に対する、１０００サイクル目の１００％伸長時の上記電極層の電気抵抗の変化率（[１０００サイクル目、１００％伸長時の電気抵抗値]−[２サイクル目、１００％伸長時の電気抵抗値]の絶対値〕／[２サイクル目、１００％伸長時の電気抵抗値]×１００）が小さいことが好ましい。具体的には、１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましい。
【００６２】
ここで、１サイクル目ではなく、２サイクル目の以降の電極層の電気抵抗を評価対象としている理由は、未伸長状態から伸長させた１回目（１サイクル目）の伸長時には、伸長時の電極層の挙動（電気抵抗の変動の仕方）が２回目（２サイクル目）以降の伸縮時と大きく異なるからである。この原因については、センサシートを作製した後、１回伸長させることによって初めて電極層を構成するカーボンナノチューブの等の導電材料の状態が安定化するためと推測している。
【００６３】
次に、上記センサシートを製造する方法について説明する。ここでは、図２（a）、（ｂ）に示した構造のセンサシート２を例に、センサシートを製造する方法について説明する。
（１）エラストマー組成物からなるシート状の誘電層２枚と、エラストマー組成物からなるシート状の保護層２枚とを作製する。上記誘電層と上記保護層とは、同様の方法により作製することができる。ここでは、誘電層の作製方法として、その作製方法を説明する。
【００６４】
まず、原料組成物としてエラストマー（又はその原料）に、必要に応じて、鎖延長剤、架橋剤、加硫促進剤、触媒、誘電フィラー、可塑剤、酸化防止剤、老化防止剤、着色剤等の添加剤を配合した原料組成物を調製する。次に、この原料組成物を成形することにより誘電層を作製する。上記原料組成物を成形する方法としては従来公知の手法を採用することができる。
【００６５】
具体的には、例えば、ウレタンゴムを含む誘電層を成形する場合には下記の方法等を用いることができる。
まず、ポリオール成分、可塑剤及び酸化防止剤を計量し、加熱、減圧下において一定時間撹拌混合し、混合液を調製する。次に、この混合液を計量し、温度を調整した後、触媒を添加しアジター等で撹拌する。その後、所定量のイソシアネート成分を添加し、アジター等で撹拌後、即座に混合液を図３に示す成形装置に注入し、保護フィルムでサンドイッチ状にして搬送しつつ架橋硬化させ、保護フィルム付きの所定厚みのシートを得る。その後、必要に応じて一定時間後架橋させ、最後に、所定の形状に裁断することで、誘電層を作製することができる。
【００６６】
図３は、誘電層の作製に使用する成形装置の一例を説明するための模式図である。図３に示した成形装置３０では、原料組成物３３を、離間して配置された一対のロール３２、３２から連続的に送り出されるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の保護フィルム３１の間隙に流し込み、その間隙に原料組成物３３を保持した状態で硬化反応（架橋反応）を進行させつつ、加熱装置３４内に導入し、原料組成物３３を一対の保護フィルム３１間で保持した状態で熱硬化させ、誘電層となるシート状物３５を成形する。
【００６７】
上記誘電層は、原料組成物を調製した後、各種コーティング装置、バーコート、ドクターブレードなどの汎用の成膜装置や成膜方法を用いて作製してもよい。
上述した通り、保護層は、誘電層の作製と同様の方法で作製すればよい。
【００６８】
（２）次に、上記（１）の工程とは別に、電極層を形成するための塗布液を調製する。
ここでは、上記塗布液として、カーボンナノチューブ等の導電材料及び分散媒を含む組成物を調製する。
具体的には、まず、カーボンナノチューブ等の導電材料を分散媒に添加する。このとき、必要に応じて、バインダー成分（又は、バインダー成分の原料）等の上述した他の成分や分散剤を更に添加してもよい。
次に、導電材料を含む各成分を湿式分散機で分散媒中に分散（又は溶解）させることより電極層の形成に用いる塗布液を調製する。ここでは、例えば、超音波分散機、ジェットミル、ビーズミルなどの既存の分散機を用いて分散させればよい。
【００６９】
上記分散媒としては、例えば、トルエン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、アルコール類、水等が挙げられる。これらの分散媒は、単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【００７０】
上記塗布液において、導電材料がカーボンナノチューブである場合、上記カーボンナノチューブの濃度は、０．０１〜１０重量％が好ましい。上記濃度が０．０１重量％未満では、カーボンナノチューブの濃度が薄すぎて繰返し塗布する必要が生じる場合がある。一方、上記濃度が１０重量％を超えると、塗布液の粘度が高くなりすぎ、また再凝集によりカーボンナノチューブの分散性が低下し、均一な電極層を形成することが困難となる場合がある。
【００７１】
（３）次に、誘電層及び保護層を重ね合わせつつ、適時、電極層等を形成してセンサシートを作製する。本工程については、図４を参照しながら説明する。図４（ａ）〜（ｄ）は、センサシートの作製工程を説明するための斜視図である。
【００７２】
（ａ）まず、上記（１）の工程で作製した１枚の保護層（裏側保護層１５Ｂ）の片面（表面）の所定の位置に、上記（２）の工程で調製した塗布液をスプレーコート等により塗布し、乾燥させる（図４（ａ）参照）。これにより、裏側保護層１５Ｂ上に、裏側電極層１２Ｃと裏側配線１３Ｃとを形成する。
ここで、上記塗布液の乾燥条件は特に限定されず、分散媒の種類やエラストマー組成物の組成等に応じて適宜選択すればよい。
また、上記塗布液を塗布する方法は、スプレーコートに限定されるわけではなく、その他、例えば、スクリーン印刷法、インクジエット印刷法等も採用することができる。
更に、上記塗布液を塗布する際には、電極層を形成しない位置をマスキングしてから上記塗布液を塗布してもよい。
【００７３】
（ｂ）次に、裏側電極層１２Ｃの全体及び裏側配線１３Ｃの一部を被覆するように、上記（１）の工程で作製した１枚の誘電層（裏側誘電層１１Ｂ）を裏側保護層１５Ｂ上に貼り合わせることにより積層する。その後、上記（ａ）と同様の手法を用いて、裏側誘電層１１Ｂの上面の所定の位置に中央電極層１２Ａと中央配線１３Ａとを形成する（図４（ｂ）参照）。
【００７４】
（ｃ）次に、中央電極層１２Ａの全体及び中央配線１３Ａの一部を被覆するように、上記（１）の工程で作製したもう１枚の誘電層（表側誘電層１１Ａ）を裏側誘電層１１Ｂ上に貼り合わせることにより積層する。その後、上記（ａ）と同様の手法を用いて、表側誘電層１１Ａの上面の所定の位置に表側電極層１２Ｂと表側配線１３Ｂとを形成する（図４（ｃ）参照）。
【００７５】
（ｄ）次に、表側電極層１２Ｂの全体及び表側配線１３Ｂの一部を被覆するように、上記（１）の工程で作製したもう１枚の保護層（表側保護層１５Ａ）を積層する。
その後、中央配線１３Ａ、表側配線１３Ｂ及び裏側配線１３Ｃのそれぞれの端部に銅箔を取り付けて、中央接続部１４Ａ、表側接続部１４Ｂ及び裏側接続部１４Ｃとする（図４（ｄ）参照）。
このような方法を採用することにより、上記センサシートを作製することができる。
【００７６】
図２（ａ）、（ｂ）に示したセンサシートは、検出部を１箇所備えたものであるが、本発明の実施形態において、センサシートの検出部の数は１箇所に限定されるわけではなく、センサシートは、複数箇所の検出部を備えていてもよい。ここでは、第１検出部と第２検出部とを合わせて１箇所の検出部という。
複数の検出部を備えたセンサシートの具体例としては、例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示したセンサシートが挙げられる。
図５（ａ）は、本発明の実施形態に係る静電容量型センサを構成するセンサシートの別の一例を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００７７】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、複数箇所の検出部を備えるセンサシート２′は、エラストマー製でシート状の裏側誘電層（第２誘電層）１３０と、裏側誘電層１３０の表面（おもて面）に形成された複数本の中央電極層１０１Ａ〜１１６Ａと、裏側誘電層１３０の裏面に形成された複数本の裏側電極層（第２外側電極層）１０１Ｃ〜１１６Ｃと、中央電極層１０１Ａ〜１１６Ａの表側（図５（ｂ）中、上側）に積層された表側誘電層（第１誘電層）１２０と、表側誘電層１２０の表面に形成された複数本の表側電極層（第１外側電極層）１０１Ｂ〜１１６Ｂとを備える。
更に、センサシート２′は、中央電極層１０１Ａ〜１１６Ａ、裏側電極層１０１Ｃ〜１１６Ｃ、及び、表側電極層１０１Ｂ〜１１６Ｂのそれぞれの一方に端部に取り付けられた外部配線と接続するための接続部（図５（ａ）中、１０１Ａ１〜１１６Ａ１、１０１Ｂ１〜１１６Ｂ１等）を備える。
また、センサシート２′では、表側誘電層１２０の表側に表側保護層（第１保護層）１４０が設けられ、裏側誘電層１３０の裏側に裏側保護層（第２保護層）１５０が設けられている。
【００７８】
中央電極層１０１Ａ〜１１６Ａのそれぞれは帯状を呈しており、センサシート２′は、合計１６本の中央電極層を有している。
中央電極層１０１Ａ〜１１６Ａは、それぞれＸ方向（図５（ａ）中、左右方向）に延在している。中央電極層１０１Ａ〜１１６Ａは、それぞれＹ方向（図５（ａ）中、上下方向）に所定間隔ごとに離間して、互いに略平行となるようにそれぞれ配置されている。
【００７９】
表側電極層１０１Ｂ〜１１６Ｂはそれぞれ帯状を呈しており、センサシート２′は、合計１６本の表側電極層を有している。
表側電極層１０１Ｂ〜１１６Ｂは、それぞれ中央電極層１０１Ａ〜１１６Ａと表裏方向（誘電層の厚さ方向）から見て略直角で交差するように配置されている。即ち、表側電極層１０１Ｂ〜１１６Ｂは、それぞれＹ方向に延在している。また、表側電極層１０１Ｂ〜１１６Ｂは、Ｘ方向に所定間隔ごとに離間して、互いに略平行となるようにそれぞれ配置されている。
【００８０】
裏側電極層１０１Ｃ〜１１６Ｃはそれぞれ帯状を呈しており、センサシート２′は、合計１６本の裏側電極層を有している。
裏側電極層１０１Ｃ〜１１６Ｃは、それぞれ表裏方向から見て表側電極層１０１Ｂ〜１１６Ｂと重なるように配置されている。従って、裏側電極層１０１Ｃ〜１１６Ｃは、それぞれ中央電極層１０１Ａ〜１１６Ａと表裏方向から見て略直角で交差するように配置されている。
【００８１】
センサシート２′では、表裏方向から見て、中央電極層１０１Ａ〜１１６Ａ、表側電極層１０１Ｂ〜１１６Ｂ及び裏側電極層１０１Ｃ〜１１６Ｃの対向しているそれぞれの箇所（図５（ａ）に示すように、センサシート２′では２５６箇所）が検出部Ｃとなる。
各検出部Ｃは、中央電極層と表側電極層との対向した部分が表側検出部（第１検出部）となり、中央電極層と裏側電極層との対向した部分が裏側検出部（第２検出部）となる。
【００８２】
センサシート２′を備えた静電容量型センサでは、２５６箇所の検出部Ｃを１箇所ずつ切り替えながら各検出部の静電容量を測定することができ、その結果、各検出部の歪み量や、静電容量型センサシート内の歪みの位置情報を検知することができる。
【００８３】
＜計測器＞
上記計測器は、上記センサシートと電気的に接続されている。上記計測器は、上記誘電層の変形に応じて変化する上記検出部（第１検出部及び第２検出部）の静電容量を測定する機能を有する。
このとき、上記センサシートの検出部の構造（第１検出部及び第２検出部の構造）を２つのコンデンサが並列に配置された構造とみなし、表側電極層（表側接続部）及び裏側電極層（裏側接続部）を計測器の同一の端子に接続し、中央電極層（中央接続部）を計測器の表側電極層及び裏側電極層を接続する端子とは異なる端子に接続して静電容量の測定を行う。
加えて、センサシートが、図５に示したセンサシート２′のように複数の検出部を備える場合には、測定対象となっている検出部に位置する中央電極層（中央接続部）以外の中央電極層を接地した状態として、上記測定対象となっている検出部の静電容量の測定を行う。
そのため、上記静電容量型センサシートにおいて、検出部の静電容量は、上記第１検出部の静電容量Ｃ１と上記第２検出部の静電容量Ｃ２とを加算した合計静電容量Ｃｔ（Ｃｔ＝Ｃ１＋Ｃ２）として計測される。上記静電容量型センサシートでは、この合計静電容量Ｃｔに基づいて上記センサシートの変形状態を計測する。
【００８４】
即ち、上記静電容量型センサでは、表側電極層と裏側電極層とが電気的に接続された状態（短絡した状態）とし、この状態で、上記第１検出部及び上記第２検出部のそれぞれの静電容量を測定することが好ましい。これにより、より正確に静電容量の変化を測定することができる。
ここで、上記表側電極層と裏側電極層とを電気的に接続する手法としては特に限定されず、例えば、以下の手法を採用することができる。即ち、（１）両者（表側電極層及び裏側電極層）をセンサシート内で電気的に接続する（例えば、表側配線と裏側配線とを接続する配線を形成する）手法、（２）両者をセンサシートと計測器との間で接続する（例えば、表側配線に接続された外部配線と裏側配線に接続された外部配線とを結線した後、計測器に接続する）手法、（３）両者を計測器内（例えば、静電容量測定回路内）で接続する手法、等を採用することができる。
【００８５】
上記静電容量Ｃｔを測定する方法は特に限定されないが、交流インピーダンスを用いた方法が好ましい。交流インピーダンスを用いた測定方法は、高い周波数信号を用いた測定でも繰返し精度に優れ、高い周波数信号を用いることで、インピーダンスが大きくなり過ぎないため計測精度をより高めることができる。また、静電容量計測に要する時間を短縮することができるため、センサとしては時間あたりの計測回数を増加させることが可能となる。
【００８６】
上記計測器は、静電容量の測定に必要となる静電容量測定回路、演算回路、増幅回路、電源回路等を備えている。
上記静電容量Ｃｔを測定する方法（回路）の具体例は、図１に示したシュミットトリガ発振回路とＦ／Ｖ変換回路を組み合わせて用いる方法に限定されない。例えば、自動平衡ブリッジ回路を利用したＣＶ変換回路（ＬＣＲメータなど）、反転増幅回路を利用したＣＶ変換回路、半波倍電圧整流回路を利用したＣＶ変換回路、シュミットトリガ発振回路を用いたＣＦ発振回路等を採用することもできる。
【００８７】
ここで、検出部の静電容量をより正確に測定するために、（１）計測器がシュミットトリガ発振回路のようなＣＦ変換回路を備える場合は、上記中央電極層が、ＣＦ変換回路側に接続され、かつ、上記表側電極層と上記裏側電極層とが電気的に接続された状態で接地されることが好ましい。また、（２）計測器が、半波倍電圧整流回路や反転増幅回路、自動平衡ブリッジ回路を備える場合は、上記中央電極層が、半波倍電圧整流回路、反転増幅回路又は自動平衡ブリッジ回路側に接続され、かつ、上記表側電極層と上記裏側電極層とが電気的に接続された状態で上記計測器の交流信号生成側に接続されることが好ましい。
【００８８】
さらに、センサシートが、図５に示したセンサシート２′のように複数の検出部を備える場合には、下記の接続状態（１）や（２）となるように回路を切り替えながら測定対象となっている検出部の静電容量を測定することが好ましい。即ち、
（１）計測器がシュミットトリガ発振回路のようなＣＦ変換回路を備える場合：
測定対象となっている検出部に位置する中央電極層がＣＦ変換回路側に接続され、他の中央電極層が接地され、さらに、表裏方向に互いに対向する表側電極層と裏側電極層とがそれぞれ電気的に接続されつつ、測定対象となっている検出部に位置する一対の表側電極層及び裏側電極層が電気的に接続された状態で接地されている。
（２）計測器が、半波倍電圧整流回路や反転増幅回路、自動平衡ブリッジ回路を備える場合：
測定対象となっている検出部に位置する中央電極層が半波倍電圧整流回路、反転増幅回路又は自動平衡ブリッジ回路側に接続され、他の中央電極層が接地され、さらに、表裏方向に互いに対向する表側電極層と裏側電極層とがそれぞれ電気的に接続されつつ、測定対象となっている検出部に位置する一対の表側電極層及び裏側電極層が電気的に接続された状態で上記計測器の交流信号生成側に接続されている。
【００８９】
なお、本発明の実施形態において、接地するとは、単に大地とアースをとるということばかりではなく、所定の電位（例えば、０Ｖ）に固定する場合も包含する概念である。
各電極層を接地する場合には、例えば、計測器のＧＮＤ端子等に接続すればよい。
【００９０】
＜表示器＞
上記静電容量型センサは、図１に示した例のように表示器を備えていてもよい。これにより上記静電容量型センサの使用者は、静電容量Ｃｔの変化に基づく情報をリアルタイムで確認することができる。上記表示器は、そのために必要となるモニター、演算回路、増幅回路、電源回路等を備えている。
【００９１】
また、上記表示器は、図１に示した例のように静電容量Ｃｔの測定結果を記憶するために、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ等の記憶部を備えていてもよい。なお、上記記憶部は、上記計測器が備えていてもよい。
上記表示器としては、パソコン、スマートフォン、タブレット等の端末機器を利用してもよい。
【００９２】
また、図１に示した静電容量型センサ１において、測定器３と表示器４との接続は有線で行われているが、上記静電容量型センサにおいてこれらの接続は必ずしも有線で行われている必要はなく、無線で接続されていてもよい。静電容量型センサの使用態様によっては、測定器と表示器とが物理的に分離されている方が使用しやすい場合もある。
【００９３】
本発明の実施形態に係る静電容量型センサは、上記センサシートの誘電層（表側誘電層及び裏側誘電層）が変形する際に、変形前後で静電容量（第１検出部及び第２検出部の合計静電容量Ｃｔ）を測定し、その測定結果から変形前後の合計静電容量Ｃｔの変化量ΔＣｔを算出することで、変形時のセンサシートの変形量を計測することができる。そのため、上記静電容量センサは、例えば、測定対象物の変形量を求めるためのセンサとして用いることができる。
また、上記センサシートが複数の検出部を備える場合には、測定対象物の変形歪み分布を求めるためのセンサとして用いることもできる。
【００９４】
上記静電容量型センサは、例えば、エキスパンダーやリハビリチューブ、ゴムボール、ゴム風船、エアバック等の伸縮物や、クッションや靴底インナー等の柔軟物などを測定対象物とし、この測定対象物に上記センサシートを貼り付けて、測定対象物の変形を計測するためのセンサとして使用することができる。
【００９５】
また、上記静電容量型センサは、例えば、人等の動物を測定対象物とし、その動きを計測するセンサ等として使用することができる。具体的には、例えば、関節、橈骨動脈や頚動脈等の脈が触れるところ、手の平や手の甲、足の裏や足の甲、胸部や腹部、頬や口の周囲など身体表面の任意の箇所にセンサシートを貼り付けて使用することで、身体表面の変形（動き）を計測するためのセンサとして使用することができる。
また、上記静電容量型センサは、例えば、衣服を着用して、その衣服の表面にセンサシートを貼り付けて使用することで、身体の運動に応じた衣服の変形（伸縮）の仕方や、衣服の身体に対する追従性を計測するためのセンサとして使用することもできる。
【００９６】
また、上記静電容量型センサでは、例えば、ユーザーが能動的に上記センサシートを変形させてもよい。その場合、上記静電容量型センサは、ユーザーの意志を反映した情報を静電容量の変化に基づいて作製し、その情報を発信するためのユーザーインターフェース装置に使用することもできる。
また、上記静電容量型センサでは、上記センサシートを電動義手義足の筋電センサのインターフェイスの代替品として利用することができる。
また、上記静電容量型センサでは、上記センサシートが、重度心身障害者の入力インターフェイスの入力端末としても使用することができる。
【００９７】
また、上記静電容量型センサにおいて、センサシートが多数の検出部を備える場合、上記静電容量型センサは、測定対象物がセンサシートに接触した状態で移動した際の位置情報を検出するためのセンサとして使用することができる。更に、例えば、タッチパネル用の入力インターフェイスとしても使用することができる。
なお、上記静電容量型センサは、既存のセンサである光学式のモーションキャプチャーでは測定できない光の遮蔽部位での測定にも利用することが可能である。
【００９８】
このように、本発明の実施形態に係る静電容量型センサは、様々な利用分野及び使用環境で使用することができる。そして、上述した通り、上記静電容量型センサは利用分野、使用環境ごとに、電磁ノイズや電源ノイズ、センサシートの片面又は両面が導体（例えば、身体や汗等）に触れる等、種々の測定ノイズに晒されることとなる。
これに対して、上記静電容量型センサは、静電容量の測定時に静電容量型センサのまわりのノイズ状況が変化しても静電容量の測定値の変動を小さく抑えることができる。
【実施例】
【００９９】
以下、実施例によって本発明の実施形態をさらに具体的に説明するが、本発明の実施形態は以下の実施例に限定されるものではない。【０１００】
＜センサシートＡの作製＞
（１）誘電層（表側誘電層及び裏側誘電層）の作製
ポリオール（パンデックスＧＣＢ−４１、ＤＩＣ社製）１００質量部に対して、可塑剤（ジオクチルスルホネート）４０重量部と、イソシアネート（パンデックスＧＣＡ−１１、ＤＩＣ社製）１７．６２重量部とを添加し、アジターで９０秒間撹拌混合し、誘電層用の原料組成物を調製した。次に、原料組成物を図３に示した成形装置３０に注入し、保護フィルム３１でサンドイッチ状にして搬送しつつ、炉内温度７０℃、炉内時間３０分間の条件で架橋硬化させ、保護フィルム付きの所定厚みのロール巻シートを得た。その後、７０℃に調節した炉で１２時間後架橋させ、ポリエーテル系ウレタンゴムからなるシートを作製した。得られたウレタンシートを裁断し、１４ｍｍ×７４ｍｍ×厚さ５０μｍのシートを２枚作製した。更に、裁断されたシートの１枚について、角部の一か所を５ｍｍ×７ｍｍ×厚さ５０μｍのサイズで切り落として表側誘電層を作製した。また、裁断されたシートのもう１枚について、角部の一か所を９ｍｍ×７ｍｍ×厚さ５０μｍのサイズで切り落として裏側誘電層を作製した。【０１０１】
また、作製した誘電層について、破断時伸び（％）及び比誘電率を測定したところ、破断時伸び（％）は５０５％、比誘電率は５．７であった。
ここで、上記破断時伸びは、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１に準拠して測定した。
また、上記比誘電率は、２０ｍｍΦの電極で誘電層を挟み、ＬＣＲハイテスタ（日置電機社製、３５２２−５０）を用いて計測周波数１ｋＨｚで静電容量を測定し、電極面積と測定資料の厚さから比誘電率を算出した。【０１０２】
（２）電極層材料の調製
基板成長法により製造した多層カーボンナノチューブである、大陽日酸社製の高配向カーボンナノチューブ（層数４〜１２層、繊維径５〜２０ｎｍ、繊維長さ１５０〜３００μｍ、炭素純度９９．５％）３０ｍｇを２−プロパノール３０ｇに添加し、ジェットミル（ナノジェットパル  ＪＮ１０−ＳＰ００３、常光社製）を用いて湿式分散処理を施し、１０倍に希釈して濃度０．０１重量％のカーボンナノチューブ分散液を得た。【０１０３】
（３）保護層（表側保護層及び裏側保護層）の作製
上述した（１）誘電層の作製、と同様の方法を用いてポリエーテル系ウレタンゴム製で、１４ｍｍ×７４ｍｍ×厚さ５０μｍの裏側保護層と、１４ｍｍ×６７ｍｍ×厚さ５０μｍの表側保護層とを作製した。【０１０４】
（４）センサシートＡの作製
下記の作製工程を経てセンサシートを作製した（図４及び図６参照）。
（ａ）上記（３）の工程で作製した裏側保護層１５Ｂの片面（表面）に、離型処理されたＰＥＴフィルムに所定の形状の開口部が形成されたマスク（図示せず）を貼り付けた。
上記マスクには、裏側電極層及び裏側配線に相当する開口部が形成されており、開口部のサイズは、裏側電極層に相当する部分が、幅１０ｍｍ×長さ５０ｍｍ、裏側配線に相当する部分が幅２ｍｍ×長さ１０ｍｍである。【０１０５】
次に、上記（２）の工程で調製したカーボンナノチューブ分散液７．２ｇを１０ｃｍの距離からエアブラシを用いて塗布し、続いて、１００℃で１０分間乾燥させ、裏側電極層１２Ｃ及び裏側配線１３Ｃを形成した。その後、マスクを剥離した（図４（ａ）参照）。【０１０６】
（ｂ）次に、裏側電極層１２Ｃの全体及び裏側配線１３Ｃの一部を被覆するように、上記（１）の工程で作製した裏側誘電層１１Ｂを裏側保護層１５Ｂ上に貼り合わせることにより積層した。
更に、裏側誘電層１１Ｂの表側に、上記工程（ａ）における裏側電極層１２Ｃ及び裏側配線１３Ｃの形成と同様の手法を用いて、所定の位置（裏側電極層１２Ｃ及び中央電極層１２Ａを平面視した際に、両者が重なる位置）に中央電極層１２Ａ及び中央配線１３Ａを形成した（図４（ｂ）参照）。【０１０７】
（ｃ）次に、中央電極層１２Ａの全体及び中央配線１３Ａの一部を被覆するように、上記（１）の工程で作製した表側誘電層１１Ａを裏側誘電層１１Ｂ上に貼り合わせることにより積層した。
更に、表側誘電層１１Ａに表側に、上記工程（ａ）における裏側電極層１２Ｃ及び裏側配線１３Ｃの形成と同様の手法を用いて、所定の位置（中央電極層１２Ａ及び表側電極層１２Ｂを平面視した際に、両者が重なる位置）に表側電極層１２Ｂ及び表側配線１３Ｂを形成した（図４（ｃ）参照）。【０１０８】
（ｄ）次に、表側電極層１２Ｂ及び表側配線１３Ｂを形成した表側誘電層１１Ａの表側に、表側電極層１２Ｂの全体及び表側配線１３Ｂの一部を被覆するように、上記（３）の工程で作製した表側保護層１５Ａを積層した（図４（ｄ）参照）。【０１０９】
（ｅ）その後、中央配線１３Ａ、表側配線１３Ｂ及び裏側配線１３Ｃのそれぞれの端部に銅箔を取り付けて、中央接続部１４Ａ、表側接続部１４Ｂ及び裏側接続部１４Ｃとした。
次に、中央接続部１４Ａ、表側接続部１４Ｂ及び裏側接続部１４Ｃのそれぞれに外部配線となるリード線１９（１９ａ〜１９ｃ）を半田で固定した。
更に、中央接続部１４Ａ、表側接続部１４Ｂ及び裏側接続部１４Ｃの裏側保護層１５Ｂ上に位置する部分に、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム１７をアクリル粘着テープ（３Ｍ社製、Ｙ−４９０５（厚さ０．５ｍｍ））１６を介して貼り付けて補強し、センサシートＡを完成した（図６参照）。
センサシートＡは、中央電極層、上記中央電極層を挟むように形成された表側誘電層及び裏側誘電層、並びに、表側誘電層及び裏側誘電層のぞれぞれの反対側に形成された表側電極層及び裏側電極層を備える。【０１１０】
＜センサシートＢの作製＞
（１）誘電層の作製
センサシートＡの作製の場合と同様にして、１４ｍｍ×７４ｍｍ×厚さ５０μｍのポリエーテル系ウレタンゴム製のシートを作製した後、角部の一か所を７ｍｍ×７ｍｍ×厚さ５０μｍのサイズで切り落として誘電層を作製した。【０１１１】
（２）電極層材料の調製
センサシートＡの作製の場合と同様にして、カーボンナノチューブ分散液を調製した。
（３）保護層（表側保護層及び裏側保護層）の作製
センサシートＡの作製の場合と同様にして、ポリエーテル系ウレタンゴム製で、１４ｍｍ×７４ｍｍ×厚さ５０μｍの裏側保護層と、１４ｍｍ×６７ｍｍ×厚さ５０μｍの表側保護層とを作製した。【０１１２】
（４）センサシートＢ（図７参照）の作製
（ａ）上記（３）の工程で作製した裏側保護層２５Ｂの片面（表面）に、離型処理されたＰＥＴフィルムに所定の形状の開口部が形成されたマスクを貼り付けた後、上記（２）の工程で調製したカーボンナノチューブ分散液をエアブラシを用いて塗布し、乾燥させ、その後マスクを剥離することにより、裏側電極層２２Ｂ及び裏側配線２３Ｂを形成した。
本工程の具体的な方法としては、センサシートＡの作製における（４）の工程（ａ）と同様の方法を採用した。但し、マスクの開口部のサイズは、裏側電極層に相当する部分が幅１０ｍｍ×長さ５０ｍｍ、裏側配線に相当する部分が幅２ｍｍ×長さ１０ｍｍとした。【０１１３】
（ｂ）次に、裏側電極層２２Ｂの全体及び裏側配線２３Ｂの一部を被覆するように、上記（１）の工程で作製した誘電層２１を裏側保護層２５Ｂ上に貼り合わせることにより積層した。
更に、誘電層２１の表側に、上記工程（ａ）における裏側電極層２２Ｂ及び裏側配線２３Ｂの形成と同様の手法を用いて、所定の位置（裏側電極層２２Ｂと表側電極層２２Ａとが平面視時に重なる位置）に表側電極層２２Ａ及び表側配線２３Ａを形成した。【０１１４】
（ｃ）次に、表側電極層２２Ａ及び表側配線２３Ａを形成した誘電層２１の表側に、表側電極層２２Ａの全体及び表側配線２３Ａの一部を被覆するように、上記（３）の工程で作製した表側保護層２５Ａを積層した。【０１１５】
（ｄ）その後、表側配線２３Ａ及び裏側配線２３Ｂのそれぞれの端部に銅箔を取り付けて、表側接続部２４Ａ及び裏側接続部２４Ｂとした。その後、表側接続部２４Ａ及び裏側接続部２４Ｂに外部配線となるリード線２９を半田で固定した（図７参照）。
最後に、センサシートＡの作製の場合と同様にして、表側接続部２４Ａ及び裏側接続部２４Ｂの裏側保護層２５Ｂ上に位置する部分に、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルムをアクリル粘着テープ（３Ｍ社製、Ｙ−４９０５（厚さ０．５ｍｍ））を介して貼り付けて補強し、センサシートＢを完成した。
センサシートＢは、１層の誘電層とその両面に形成された電極層とを備える。【０１１６】
＜センサシートＡ及びＢの初期性能の確認＞
上述した方法で作製したセンサシートＡ及びセンサシートＢのそれぞれを下記のようにしてリード線を介してＬＣＲメータ（日置電機社製、ＬＣＲハイテスタ３５２２−５０）と接続し、無伸長状態で静電容量を計測した。結果を表１に示した。
（接続状態）
Ａ：センサシートＡとＬＣＲメータとを接続した。このとき、中央電極層及び裏側電極層はそれぞれＬＣＲメータの異なる端子に接続し、表側電極層はＬＣＲメータに接続しなかった。即ち、図６におけるリード線１９ａ、１９ｂをそれぞれ別々にＬＣＲメータに接続し、リード線１９ｃはＬＣＲメータに接続しなかった。
Ｂ：センサシートＡとＬＣＲメータとを接続した。このとき、表側電極層及び裏側電極層を電気的に接続して（表側電極層と裏側電極層とが短絡した状態として）、これをＬＣＲメータの接続し、中央電極層はＬＣＲメータの表側電極層及び裏側電極層を接続した端子とは別の端子に接続した。即ち、図６におけるリード線１９ｂ及び１９ｃを１本のリード線にまとめてこれをＬＣＲメータに接続するとともに、リード線１９ａをＬＣＲメータの別の端子に接続した。
Ｃ：センサシートＢをＬＣＲメータと接続した。このとき、表側電極層及び裏側電極層はそれぞれＬＣＲメータの異なる端子に接続した。【０１１７】
【表１】
2016063783.tif 000003
【０１１８】
表１に示したように、センサシートＡにおいて、表側電極層及び裏側電極層をリード線で電気的に接続し（表側電極層及び裏側電極層が短絡した状態とし）、このリード線をＬＣＲメータの一方の端子に接続し、中央電極層をリード線を介して別に端子に接続することで、センサシートＡの第１検出部の静電容量Ｃ１と第２検出部の静電容量Ｃ２との合計静電容量Ｃｔを測定することができる。
そして、その合計静電容量Ｃｔは、第２検出部の静電容量Ｃ２の約２倍となることが明らかとなった。なお、合計静電容量Ｃｔが正確に静電容量Ｃ２の２倍にならなかった理由は、各電極層の寸法誤差によるものと推測している。【０１１９】
＜静電容量型センサとノイズとの関係：実施例１〜３、比較例１〜３＞
ここでは、（ｉ）センサシートの両面にノイズ源を設置しない状態、（ｉｉ）センサシートの片側にのみノイズ源を設置した状態、及び、（ｉｉｉ）センサシートの両側にノイズ源を設置した状態、のいずれかの状態にしたセンサシートと、計測器とを接続し、各センサシートの検出部の静電容量を測定した。
このとき、計測器の電源としてはＤＣ電源（定電圧電源）を使用し、アースから、ＤＣ電源、及び、ノイズ源であるファンクションジェネレータへ、何らかのノイズが侵入する影響を避けるため、同じＡＣコンセントから供給されるＡＣを使用した。【０１２０】
ここで、上記（ｉ）及び（ｉｉ）の場合は、まず、ポリプロピレン製の作業台の上に銅箔を載置し、更に、この銅箔上にセンサシートを裏側にして、銅箔とセンサシートとの間に気泡が入らないように載置した。その後、ファンクションジェネレータ（Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ社製、ＡＦＧ３０２１）を銅箔に接続した。
そして、上記（ｉｉ）の場合には、所定のノイズ信号（６０Ｈｚ，−２．５Ｖ〜２．５Ｖ、又は、１０ｋＨｚ，−１．０Ｖ〜１．０Ｖ）を銅箔に印加した。
一方、上記（ｉ）の場合には、ファンクションジェネレータをＯＦＦのままとした。【０１２１】
また、上記（ｉｉｉ）の場合は、上記（ｉｉ）の場合と同様、センサシートを銅箔上に両者の間に気泡が入らないように載置した後、センサシートの上面に厚さ１ｍｍの真鍮板を載せた。その後、ファンクションジェネレータ（ＡＦＧ３０２１）を銅箔及び真鍮板に接続し、所定のノイズ信号（６０Ｈｚ，−２．５Ｖ〜２．５、又は、１０ｋＨｚ，−１．０Ｖ〜１．０Ｖ）を銅箔及び真鍮板のそれぞれに印加した。【０１２２】
（実施例１）
計測器として、図８に示したような反転増幅回路３００を使用し、これをセンサシートＡ（図８中、３１０）と接続して合計静電容量Ｃｔを測定した。反転増幅回路３００において、交流印可装置３１１の発振周波数は５ｋＨｚ、帰還キャパシタ３１３の静電容量は１０００ｐＦ、帰還抵抗３１４の抵抗値は４．７ＭΩとした。また、図８中、３１５はＢＥＦ（バンドエリミネーションフィルタ）である。
このとき、中央電極層を演算増幅器３１２に接続し、表側電極層及び裏側電極層を短絡した状態で交流印可装置３１１に接続した配線条件を正接続とした。逆に、中央電極層を交流印可装置３１１に接続し、表側電極層及び裏側電極層を短絡した状態で演算増幅器３１２に接続した配線条件を逆接続とした。それぞれの配線条件において、上記（ｉ）〜（ｉｉｉ）のノイズ状態での測定を行った。結果を表２に示した。
なお、各実施例における電極層の接続方法の説明において、電極層同士が短絡した状態とは、電極層同士が電気的に接続された状態にあることを意味する。【０１２３】
（比較例１）
計測器として、実施例１と同様の反転増幅回路３００を使用し、これをセンサシートＢと接続して、検出部の静電容量を測定した。
このとき、表側電極層を演算増幅器３１２に接続し、裏側電極層を交流印可装置３１１に接続した配線条件を正接続とした。逆に、表側電極層を交流印可装置３１１に接続し、裏側電極層を演算増幅器３１２に接続した配線条件を逆接続とした。それぞれの配線条件において、上記（ｉ）又は（ｉｉ）のノイズ状態での測定を行った。結果を表２に示した。【０１２４】
（実施例２）
計測器として、図９に示したようなシュミットトリガ発振回路４００を使用し、これをセンサシートＡ（図９中、４１０）と接続してシュミットトリガ４１２からの出力周波数より合計静電容量Ｃｔを測定した。シュミットトリガ発振回路４００において、可変抵抗４１３は、通常測定の正接続において発振周波数が５ｋＨｚになるように抵抗値を調節した。
このとき、中央電極層をシュミットトリガ４１２側に接続し、表側電極層及び裏側電極層を短絡した状態で接地した配線条件を正接続とした。逆に、中央電極層を接地し、表側電極層及び裏側電極層を短絡した状態でシュミットトリガ４１２側に接続した配線条件を逆接続とした。それぞれの配線条件において、上記（ｉ）〜（ｉｉｉ）のノイズ状態での測定を行った。結果を表２に示した。【０１２５】
（比較例２）
計測器として、実施例２と同様のシュミットトリガ発振回路４００を使用し、これをセンサシートＢと接続して、検出部の静電容量を測定した。
このとき、表側電極層をシュミットトリガ４１２側に接続し、裏側電極層を接地した配線条件を正接続とした。逆に、表側電極層を接地し、裏側電極層をシュミットトリガ４１２側に接続した配線条件を逆接続とした。それぞれの配線条件において、上記（ｉ）又は（ｉｉ）のノイズ状態での測定を行った。結果を表２に示した。【０１２６】
（実施例３）
計測器として、図１０に示したような半波倍電圧整流回路５００を使用し、これをセンサシートＡ（図１０中、５１０）と接続して出力される電圧を測定した。半波倍電圧整流回路５００において、交流印可装置５１１の発振周波数は５ｋＨｚ、コンデンサ５１２の静電容量は０．１μＦ、抵抗５１３の抵抗値は３３ｋΩ又は４７０ｋΩとした。また、ダイオード５１４、５１５としては、ショットキーダイオードを使用した。
このとき、中央電極層をＯＵＴＰＵＴ側に接続し、表側電極層及び裏側電極層を短絡した状態で交流印可装置５１１に接続した配線条件を正接続とした。逆に、中央電極層を交流印可装置５１１に接続し、表側電極層及び裏側電極層を短絡した状態でＯＵＴＰＵＴ側に接続した配線条件を逆接続とした。それぞれの配線条件において、上記（ｉ）〜（ｉｉｉ）のノイズ状態での測定を行った。結果を表２に示した。【０１２７】
（比較例３）
計測器として、実施例３と同様の半波倍電圧整流回路５００を使用し、これをセンサシートＢと接続して出力される電圧を測定した。
このとき、表側電極層をＯＵＴＰＵＴ側に接続し、裏側電極層を交流印可装置５１１に接続した配線条件を正接続とした。逆に、表側電極層を交流印可装置５１１に接続し、裏側電極層をＯＵＴＰＵＴ側に接続した配線条件を逆接続とした。それぞれの配線条件において、上記（ｉ）又は（ｉｉ）のノイズ状態での測定を行った。結果を表２に示した。【０１２８】
【表２】
2016063783.tif 000004
【０１２９】
表２に示した結果より、センサシートＡを備えた静電容量型センサでは、正接続であれば、ノイズ源が片側のみにあるか、または、両側にあるかを問わず計測値が影響を受けないことが明らかとなった。
一方、センサシートＢを備えた静電容量型センサでは、正接続となる片側からのノイズに対しては計測値が影響を受けないが、反対側の片側からのノイズに対しては測定値が大きく影響を受けることが明らかとなった。当然、センサシートＢでは、ノイズ源が両側にある場合にも同様に測定値が大きく影響を受ける。【０１３０】
（実施例４／比較例４）
センサシートＡ（実施例４）及びセンサシートＢ（比較例４）のそれぞれについて、平面視時にセンサシートの検出部全体が覆われるように、センサシートの両面に銅箔を設置するとともに、両面の銅箔を電気接続した状態とし、この状態で上記初期性能の確認と同様、ＬＣＲメータを用いて静電容量を測定した。
このとき、ＬＣＲメータの測定周波数は５ｋＨｚとし、センサシートＡとＬＣＲメータとの接続は上記接続状態Ｂで行い、センサシートＢとＬＣＲメータとの接続は上記接続状態Ｃで行った。
なお、銅箔へのノイズの印加は行わなかった。【０１３１】
その結果、センサシートＡの静電容量は５０２．７ｐＦであり、銅箔を設置することなく測定した初期性能の静電容量（５０１．７ｐＦ（表１参照））に比べて、１．０ｐＦ変化していた。
一方、センサシートＢの静電容量は３７０．９ｐＦであり、銅箔を設置することなく測定した初期性能の静電容量（２５２．７ｐＦ（表１参照））に比べて、１１８．２ｐＦ変化していた。
このように、センサシートＢは、その両側から電気的に接続された導体で挟まれた場合、静電容量が大きく変化するのに対し、センサシートＡは、その両側から電気的に接続された導体で挟まれた場合でも静電容量が殆ど変化しないことが明らかとなった。【０１３２】
この理由について、センサシートＢでは、表側電極層とこの表側電極層に近接した銅箔との間の静電容量、及び、裏側電極層とこの裏側電極層に近接した銅箔との間との静電容量の２つが直列で接続した合成静電容量が、センサシートの本来の検出部の静電容量と並列に繋がり、静電容量が加算されて測定されたと考えられる。上記センサシートＢの構成からすると、加算により静電容量の測定値が１．５０倍に増加する計算となるところ、測定値で１．４７倍となっていることからも上記考察が正しいことが明らかとなった。
一方、センサシートＡでは、表側電極層と裏側電極層とが短絡した状態で、計測器（ＬＣＲメータ）に接続されており、両電極層は同電位であるため、センサシートＢのように、表側電極層や裏側電極層と銅箔との間の静電容量が介入する経路が存在せず、検出部で測定される静電容量の測定値が加算されることはない。
以上のことから、センサシートＡを備えた静電容量型センサは計測環境の影響を受けにくいことが明らかとなった。【０１３３】
（実施例５）
センサシートＡの外部に露出した導電性部位（各配線部や各接続部、リード線の端部等）全体を絶縁性の電気部品用接着剤（セメダイン株式会社、ＳＸ７２０Ｂ）で被覆して、導電性の部材が外部に露出しないようにした後、センサシートＡをＬＣＲメータと接続した。センサシートＡとＬＣＲメータとの接続は、上述した初期性能の確認における接続状態Ｂと同様にして行った（周波数は、５ｋＨｚ）。
まず、センサシートＡの空気中での合計静電容量Ｃｔを測定した。その結果、合計静電容量Ｃｔは、４９７．５ｐＦであった。
次に、センサシートＡ全体をイオン交換水中に沈め、１分間経過後、合計静電容量Ｃｔを測定した。その結果、合計静電容量Ｃｔは、５２５．７ｐＦであり、２８．２ｐＦ増加していた。【０１３４】
（比較例５）
センサシートＢの外部に露出した導電性部位（各配線部や各接続部、リード線の端部等）全体を絶縁性の接着剤で被覆して、導電性の部材が外部に露出しないようにした後、センサシートＢをＬＣＲメータと接続した。センサシートＢとＬＣＲメータとの接続は、上述した初期性能の確認における接続状態Ｃと同様にして行った（周波数は、５ｋＨｚ）。
まず、センサシートＢの空気中での静電容量を測定した。その結果、静電容量は、２４８．２ｐＦであった。
次に、センサシートＢ全体をイオン交換水中に沈め、１分間経過後、静電容量を測定した。その結果、静電容量は、４０５．６ｐＦであり、１５７．４ｐＦ増加していた。【０１３５】
実施例５及び比較例５の結果より、センサシートＡを備えた静電容量型センサでは、センサシートＢを備えた静電容量型センサに比べて、表面が濡れた状態で使用しても検出部における静電容量の変化が小さいことが明らかとなった。
このことから、上記静電容量型センサは、センサシートが汗等で濡れるような環境での使用、例えば、運動時に生体に貼りつけて使用などの使用環境でも好適に使用することができると考えられた。
【符号の説明】
【０１３６】
１  静電容量型センサ
２、２′  センサシート
３  計測器
３ａ、４００  シュミットトリガ発振回路
３ｂ  Ｆ／Ｖ変換回路
４  表示器
４ａ  モニター
４ｂ  演算回路
４ｃ  記憶部
１１Ａ、１２０  表側誘電層（第１誘電層）
１１Ｂ、１３０  裏側誘電層（第２誘電層）
１２Ａ、１０１Ａ〜１１６Ａ  中央電極層
１２Ｂ、１０１Ｂ〜１１６Ｂ  表側電極層（第１外側電極層）
１２Ｃ、１０１Ｃ〜１１６Ｃ  裏側電極層（第２外側電極層）
１３Ａ  中央配線
１３Ｂ  表側配線
１３Ｃ  裏側配線
１４Ａ  中央接続部
１４Ｂ  表側接続部
１４Ｃ  裏側接続部
１５Ａ、１４０  表側保護層（第１保護層）
１５Ｂ、１５０  裏側保護層（第２保護層）
１０１Ａ１〜１１６Ａ１、１０１Ｂ１〜１１６Ｂ１  接続部
３００  反転増幅回路
５００    半波倍電圧整流回路
【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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【国際調査報告】
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