(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表側電極層と、
前記表側電極層の裏側に配置される裏側電極層と、
前記表側電極層と前記裏側電極層との間に、互いに面方向に離間して配置される複数の誘電層と、
表裏方向から見て、前記表側電極層と前記誘電層と前記裏側電極層とが重複する部分に配置される複数の検出部と、
を備え、
無荷重状態において、表裏方向から見て、前記誘電層の外縁は、前記検出部の外縁よりも、外側に配置され、前記誘電層が配置されていない誘電層非配置部は、前記誘電層が配置されている誘電層配置部よりも、変形しやすいセンサシート。
【請求項２】
さらに、
前記表側電極層の表側に配置され、前記表側電極層が直接または間接的に固定される表側基材と、
前記裏側電極層の裏側に配置され、前記裏側電極層が直接または間接的に固定される裏側基材と、
を備え、
前記誘電層と前記表側電極層との間、前記誘電層と前記表側基材との間、前記表側電極層と前記表側基材との間、前記誘電層と前記裏側電極層との間、前記誘電層と前記裏側基材との間、前記裏側電極層と前記裏側基材との間のうち、少なくとも一つには、接着層が配置される請求項１に記載のセンサシート。
【請求項３】
前記誘電層非配置部は、前記誘電層配置部よりも、曲げ応力が小さい請求項１または請求項２に記載のセンサシート。
【請求項４】
前記無荷重状態における前記誘電層の表裏方向の厚みをｔ、面方向に隣り合う一対の前記誘電層間の最短距離をｌとして、ｌ≧２ｔの関係が成立する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のセンサシート。
【請求項５】
前記無荷重状態における前記誘電層の表裏方向の厚みをｔ、表裏方向から見て前記検出部の外縁と前記誘電層の外縁との間の最短距離をｍとして、ｍ≧ｔ／２の関係が成立する請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のセンサシート。
【請求項６】
前記無荷重状態において、表裏方向から見て、前記誘電層の外縁には角部が配置されない請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のセンサシート。
【請求項７】
さらに、
前記表側電極層に接続される表側配線層と、
前記裏側電極層に接続される裏側配線層と、
を備え、
表裏方向から見て、前記表側配線層と前記裏側配線層とは重複しないように配置される請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のセンサシート。
【請求項８】
前記誘電層非配置部は空間を有する請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のセンサシート。
【請求項９】
履物に配置される請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のセンサシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量型のセンサシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の静電容量型のセンサシートは、表側から裏側に向かって、複数の帯状の表側電極層と、複数の個片状の誘電層と、複数の帯状の裏側電極層と、を備えている。表裏方向から見て、複数の表側電極層と、複数の裏側電極層と、は直交している。表裏方向から見て、表側電極層と誘電層と裏側電極層とが重複する部分には、複数の検出部が配置されている。面方向に隣り合う一対の検出部の間には、非検出部が配置されている。非検出部には、空間が確保されている。平板状のセンサシートを曲面状の配置面に配置する場合、検出部に優先して、非検出部が湾曲する。このため、センサシートの配置状態により検出部の静電容量が変化するのを、抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１９−１１９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のセンサシートの場合、表裏方向から見て、検出部と誘電層とが完全に重複している。このため、誘電層の変形が、そのまま検出部の静電容量の変化に直結してしまう。そこで、本発明は、誘電層の変形が検出部の静電容量に影響しにくいセンサシー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】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明のセンサシートは、表側電極層と、前記表側電極層の裏側に配置される裏側電極層と、前記表側電極層と前記裏側電極層との間に、互いに面方向に離間して配置される複数の誘電層と、表裏方向から見て、前記表側電極層と前記誘電層と前記裏側電極層とが重複する部分に配置される複数の検出部と、を備え、無荷重状態において、表裏方向から見て、前記誘電層の外縁は、前記検出部の外縁よりも、外側に配置され、前記誘電層が配置されていない誘電層非配置部は、前記誘電層が配置されている誘電層配置部よりも、変形しやすいことを特徴とする。ここで、「無荷重状態」とは、センサシートを所定の配置面に配置する前の状態であって、センサシートに荷重が加わっていない状態をいう。
【発明の効果】
【０００６】
センサシートが配置される配置面の形状と、センサシートの裏面（前記配置面に当接するセンサシート側の配置面）の形状と、が一致しない場合、センサシートを配置面に配置する際、センサシートを配置面の形状に沿って変形させる必要がある。この点、本発明のセンサシートによると、誘電層非配置部は、誘電層配置部よりも、変形しやすい。このため、配置面にセンサシートを配置する際、誘電層配置部に優先して、誘電層非配置部を変形させることができる。したがって、センサシートの配置状態により誘電層が変形するのを、つまり検出部の静電容量が変化するのを、抑制することができる。【０００７】
また、本発明のセンサシートによると、表裏方向から見て、誘電層が検出部から外側にはみ出している。このため、センサシートを配置面に配置する際に、誘電層（詳しくは、誘電層における、検出部から外側にはみ出している部分）が変形しても、検出部がその変形の影響を受けにくい。したがって、センサシートの配置状態により検出部の静電容量が変化するのを、抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第一実施形態のセンサシートの透過上面図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ方向断面図である。
【図３】図３は、配置状態における同センサシートの上下方向断面図である。
【図４】図４は、第二実施形態のセンサシートの透過上面図である。
【図５】図５は、図４のＶ−Ｖ方向断面図である。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｆ）は、その他の実施形態（その１〜その６）のセンサシートの一部の表裏方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明のセンサシートの実施形態について説明する。
【００１０】
＜第一実施形態＞
［センサシートの構成］
まず、本実施形態のセンサシートの構成について説明する。図１に、本実施形態のセンサシートの透過上面図を示す。図２に、図１のＩＩ−ＩＩ方向（上下方向）断面図を示す。なお、図１においては、裏側配線層４５ａ〜４５ｄを点線で示す。また、図２においては、センサシート１の上下方向の厚みを強調して示す（後述する図３、図５、図６（Ａ）〜図６（Ｆ）も同様）。また、図１、図２に示すのは、無荷重状態（センサシート１を後述する配置面９０に配置する前の状態であって、センサシート１に荷重が加わっていない状態）である。
【００１１】
図１、図２に示すように、センサシート１は、４個の誘電層２ａ〜２ｄと、表側電極ユニット３と、裏側電極ユニット４と、コネクタ（後述する検出部１１Ａ〜１１Ｄの静電容量に関する電気量を外部から取り出し可能な取出部）５と、制御部６と、を備えている。無荷重状態において、センサシート１は、柔軟な平板状を呈している。
【００１２】
（誘電層２ａ〜２ｄ、表側電極ユニット３）
４個の誘電層２ａ〜２ｄは、各々、ウレタンフォーム製であって、個片状を呈している。誘電層２ａ〜２ｄは、柔軟性、絶縁性を有している。図１に示すように、上下方向（センサシート１の表裏方向。積層方向）から見て、４個の誘電層２ａ〜２ｄは、水平方向（センサシート１の面方向。表裏方向に対して直交する方向）に所定間隔ずつ離間して、配置されている。図２に示すように、表側電極ユニット３は、４個の誘電層２ａ〜２ｄの上側（表側。積層方向一方）に配置されている。図１、図２に示すように、表側電極ユニット３は、表側基材３０と、４個の表側第一接着層３１ａ〜３１ｄと、表側第二接着層３２と、表側第三接着層３３と、４個の表側電極層３４ａ〜３４ｄと、４本の表側配線層３５ａ〜３５ｄと、を備えている。表側第一接着層３１ａ〜３１ｄ、表側第二接着層３２、表側第三接着層３３は、本発明の「接着層」の概念に含まれる。
【００１３】
表側基材３０は、例えば東レ・オペロンテックス株式会社製ライクラタフタ（「ライクラ」は、インヴィスタテクノロジーズエスエイアールエルの登録商標）のような、伸縮性を有するテキスタイル製である。表側基材３０は、柔軟性、絶縁性を有している。表側基材３０は、シート状を呈している。
【００１４】
表側第三接着層３３は、表側基材３０の下面（裏面）に接着されている。表側第三接着層３３は、熱可塑性接着シート製であって、柔軟性、絶縁性、接着性を有している。表側第三接着層３３は、シート状を呈している。
【００１５】
４個の表側電極層３４ａ〜３４ｄは、水平方向に所定間隔ずつ離間して、表側第三接着層３３の下面に接着されている。図１に示すように、上下方向から見て、４個の表側電極層３４ａ〜３４ｄは、４個の誘電層２ａ〜２ｄに対応する位置に配置されている。ただし、表側電極層３４ａ〜３４ｄは、誘電層２ａ〜２ｄよりも一回り小さい。表側電極層３４ａ〜３４ｄは、アクリルゴムおよび導電性カーボンブラックを含んでいる。表側電極層３４ａ〜３４ｄは、個片状を呈している。表側電極層３４ａ〜３４ｄは、柔軟性、導電性を有している。
【００１６】
４本の表側配線層３５ａ〜３５ｄは、表側第三接着層３３の下面に接着されている。表側配線層３５ａ〜３５ｄは、表側電極層３４ａ〜３４ｄと後述するコネクタ５とを電気的に接続している。表側配線層３５ａ〜３５ｄは、アクリルゴムおよび導電性カーボンブラックを含んでいる。表側配線層３５ａ〜３５ｄは、帯状（線状）を呈している。表側配線層３５ａ〜３５ｄは、柔軟性、導電性を有している。
【００１７】
表側第二接着層３２は、下側から、表側第三接着層３３、表側電極層３４ａ〜３４ｄ、表側配線層３５ａ〜３５ｄを覆っている。表側第二接着層３２は、表側第三接着層３３の下面、表側電極層３４ａ〜３４ｄの下面、表側配線層３５ａ〜３５ｄの下面に接着されている。表側第二接着層３２の材質、特性、形状は、表側第三接着層３３と同様である。
【００１８】
４個の表側第一接着層３１ａ〜３１ｄは、水平方向に所定間隔ずつ離間して、表側第二接着層３２の下面および４個の誘電層２ａ〜２ｄの上面に接着されている。図１に示すように、上下方向から見て、４個の表側第一接着層３１ａ〜３１ｄは、４個の誘電層２ａ〜２ｄに対応する位置に配置されている。表側第一接着層３１ａ〜３１ｄは、両面テープであって、個片状を呈している。表側第一接着層３１ａ〜３１ｄは、柔軟性、絶縁性、接着性を有している。
【００１９】
（裏側電極ユニット４）
図２に示すように、裏側電極ユニット４は、４個の誘電層２ａ〜２ｄの下側に配置されている。裏側電極ユニット４の構成は、表側電極ユニット３の構成と同じである。図１、図２に示すように、裏側電極ユニット４は、裏側基材４０と、４個の裏側第一接着層４１ａ〜４１ｄと、裏側第二接着層４２と、裏側第三接着層４３と、４個の裏側電極層４４ａ〜４４ｄと、４本の裏側配線層４５ａ〜４５ｄと、を備えている。裏側第一接着層４１ａ〜４１ｄ、裏側第二接着層４２、裏側第三接着層４３は、本発明の「接着層」の概念に含まれる。
【００２０】
裏側基材４０と表側基材３０、裏側第一接着層４１ａ〜４１ｄと表側第一接着層３１ａ〜３１ｄ、裏側第二接着層４２と表側第二接着層３２、裏側第三接着層４３と表側第三接着層３３、裏側電極層４４ａ〜４４ｄと表側電極層３４ａ〜３４ｄ、裏側配線層４５ａ〜４５ｄと表側配線層３５ａ〜３５ｄは、各々、材質が同じである。裏側電極ユニット４の積層構造（上下方向の配置）は、表側電極ユニット３の積層構造と、上下対称である。
【００２１】
（コネクタ５、制御部６）
図１に示すように、上下方向から見て、コネクタ５は、センサシート１の外縁に配置されている。コネクタ５には、表側配線層３５ａ〜３５ｄと裏側配線層４５ａ〜４５ｄとが、電気的に接続されている。上下方向から見て、表側配線層３５ａ〜３５ｄと、裏側配線層４５ａ〜４５ｄと、は重複しないように配置されている。制御部６は、コネクタ５に電気的に接続（有線接続）されている。制御部６には、後述する検出部１１Ａ〜１１Ｄから、静電容量に関する電気量（例えば、電圧、電流など）が入力される。例えば、検出部１１Ａ〜１１Ｄに加わる荷重が大きくなると、表側電極層３４ａ〜３４ｄと裏側電極層４４ａ〜４４ｄとの間の電極間距離ｄ（図２参照）が小さくなる。このため、検出部１１Ａ〜１１Ｄの静電容量が大きくなる。制御部６は、検出部１１Ａ〜１１Ｄの静電容量の変化量に基づいて、検出部１１Ａ〜１１Ｄごとに、荷重を検出する。すなわち、制御部６は、センサシート１の荷重分布（面圧分布）を検出する。
【００２２】
（検出部１１Ａ〜１１Ｄ、誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｄ、誘電層非配置部１３）
図１、図２に示すように、表側電極層３４ａ〜３４ｄと、誘電層２ａ〜２ｄと、裏側電極層４４ａ〜４４ｄと、は上下方向に並んでいる。図１に実線ハッチングで示すように、上下方向から見て、表側電極層３４ａ〜３４ｄと、誘電層２ａ〜２ｄと、裏側電極層４４ａ〜４４ｄと、が重複する部分には、４個（表側電極層３４ａ〜３４ｄ、誘電層２ａ〜２ｄ、裏側電極層４４ａ〜４４ｄと同数）の検出部１１Ａ〜１１Ｄが設定されている。一例として、図２に示すように、検出部１１Ａは、上側から下側に向かって、表側基材３０、表側第三接着層３３、表側電極層３４ａ、表側第二接着層３２、表側第一接着層３１ａ、誘電層２ａ、裏側第一接着層４１ａ、裏側第二接着層４２、裏側電極層４４ａ、裏側第三接着層４３、裏側基材４０を備えている。他の検出部１１Ｂ〜１１Ｄの構成も同様である。
【００２３】
図１に点線ハッチングで示すように、４個の誘電層２ａ〜２ｄが配置されている部分には、４個（誘電層２ａ〜２ｄと同数）の誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｄが設定されている。誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｄは、前述の検出部１１Ａ〜１１Ｄと、環状部１２ａ〜１２ｄと、を備えている。環状部１２ａ〜１２ｄは、検出部１１Ａ〜１１Ｄを、水平方向外側から全周的に環状に包囲している。一例として、図２に示すように、誘電層配置部１２Ａの環状部１２ａは、上側から下側に向かって、表側基材３０、表側第三接着層３３、表側第二接着層３２、表側第一接着層３１ａ、誘電層２ａ、裏側第一接着層４１ａ、裏側第二接着層４２、裏側第三接着層４３、裏側基材４０を備えている。なお、表側第三接着層３３と表側第二接着層３２との間には、表側配線層３５ａが介装されている。同様に、裏側第三接着層４３と裏側第二接着層４２との間には、図１に示す裏側配線層４５ａが介装されている。他の誘電層配置部１２Ｂ〜１２Ｄの環状部１２ｂ〜１２ｄの構成も同様である。
【００２４】
図１に示すように、４個の誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｄ、コネクタ５以外の部分には、誘電層非配置部１３が設定されている。図２に示すように、誘電層非配置部１３は、上側から下側に向かって、表側基材３０、表側第三接着層３３、表側第二接着層３２、裏側第二接着層４２、裏側第三接着層４３、裏側基材４０を備えている。なお、表側第三接着層３３と表側第二接着層３２との間には、表側配線層３５ａ〜３５ｄが介装されている。同様に、裏側第三接着層４３と裏側第二接着層４２との間には、図１に示す裏側配線層４５ａ〜４５ｄが介装されている。また、表側第二接着層３２と裏側第二接着層４２との間には、空間Ｇが確保されている。
【００２５】
誘電層非配置部１３は、誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｄよりも、層数が少ない。また、誘電層非配置部１３は、空間Ｇを備えている。このため、誘電層非配置部１３は、誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｄよりも、柔軟で変形しやすい。また、誘電層非配置部１３は、誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｄよりも、曲げ応力が小さい。したがって、誘電層非配置部１３は、誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｄよりも、上下方向に曲がりやすい。また、誘電層非配置部１３は、誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｄよりも、上下方向や水平方向に伸縮しやすい。
【００２６】
［センサシートの配置状態］
次に、本実施形態のセンサシートの配置状態（センサシートを所定の配置面に配置した状態）について説明する。図３に、配置状態における本実施形態のセンサシートの上下方向断面図を示す。
【００２７】
図３に示すように、配置対象物９の配置面９０は、左右一対の傾斜面部９００と、頂面部９０１と、を備えている。左右一対の傾斜面部９００は、各々、所定の傾斜を有する平面状を呈している。頂面部９０１は、左右一対の傾斜面部９００の上縁同士を連結している。頂面部９０１は、上側に突出する曲面状を呈している。これに対して、図２に示すように、無荷重状態におけるセンサシート１の下面（裏面。配置対象物９の配置面９０に当接するセンサシート１側の配置面）は、全面的に平面状を呈している。このため、センサシート１を配置面９０に配置する際は、センサシート１を変形させ、配置面９０の形状に追従させる。
【００２８】
［作用効果］
次に、本実施形態のセンサシートの作用効果について説明する。図３に示すように、誘電層非配置部１３は、誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｄよりも、柔軟で変形しやすい。言い換えると、誘電層非配置部１３は、誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｄよりも、曲げ応力が小さい。このため、配置面９０にセンサシート１を配置する際、誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｄに優先して、誘電層非配置部１３を変形させることができる。したがって、センサシート１の配置状態により誘電層２ａ〜２ｄが変形するのを、つまり検出部１１Ａ〜１１Ｄの電極間距離ｄや電極面積Ｓ（図２、図３参照）が変化し、検出部１１Ａ〜１１Ｄの静電容量が変化するのを、抑制することができる。
【００２９】
センサシート１のうち頂面部９０１に配置される部分に着目すると、図３に矢印Ｙ１で示すように、中立軸（中立面。図略）に対して外側（頂面部９０１の曲率中心から遠い側）には、左右方向（面方向）に引張応力が発生する。他方、図３に矢印Ｙ２で示すように、中立軸に対して内側（頂面部９０１の曲率中心に近い側）には、左右方向に圧縮応力が発生する。すなわち、表側電極ユニット３には引張応力が、裏側電極ユニット４には圧縮応力が、各々発生する。このため、センサシート１のうち頂面部９０１に配置される部分は、上下方向に潰れるように変形する。
【００３０】
仮に、頂面部（配置面９０のうち最も曲率が大きい部分）９０１に誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｄを配置すると、検出部１１Ａ〜１１Ｄの上下方向の厚み、つまり電極間距離ｄ（図２、図３参照）が小さくなってしまうおそれがある。また、表側電極層３４ａ〜３４ｄの左右方向の伸張変形、および裏側電極層４４ａ〜４４ｄの左右方向の圧縮変形に伴い、検出部１１Ａ〜１１Ｄの電極面積Ｓ（図２、図３参照）が変化するおそれがある。すなわち、検出部１１Ａ〜１１Ｄの静電容量が変化してしまうおそれがある。
【００３１】
この点、図３に示すように、頂面部９０１には、誘電層非配置部１３が配置されている。誘電層非配置部１３には、検出部１１Ａ〜１１Ｄが配置されていない。また、誘電層非配置部１３は、誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｄよりも、柔軟で変形しやすい。このため、頂面部９０１に誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｄを配置する場合と比較して、検出部１１Ａ〜１１Ｄの静電容量が変化しにくい。
【００３２】
図１に示すように、上下方向から見て、誘電層２ａ〜２ｄは、検出部１１Ａ〜１１Ｄから水平方向（面方向）外側にはみ出している。言い換えると、誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｄは、環状部１２ａ〜１２ｄを備えている。このため、図３に示すように、センサシート１を配置面９０に配置する際に、環状部１２ａ〜１２ｄが変形しても、検出部１１Ａ〜１１Ｄが環状部１２ａ〜１２ｄの変形の影響を受けにくい。したがって、センサシート１の配置状態により検出部１１Ａ〜１１Ｄの静電容量が変化するのを、抑制することができる。
【００３３】
図１に示すように、上下方向から見て、環状部１２ａ〜１２ｄは、無端環状に検出部１１Ａ〜１１Ｄを包囲している。このため、全周的に検出部１１Ａ〜１１Ｄの静電容量が変化するのを、抑制することができる。
【００３４】
図１〜図３に示すように、表側電極層３４ａ〜３４ｄ、表側第一接着層３１ａ〜３１ｄ、誘電層２ａ〜２ｄ、裏側第一接着層４１ａ〜４１ｄ、裏側電極層４４ａ〜４４ｄは、４個の検出部１１Ａ〜１１Ｄに対応して、個別に配置されている。このため、荷重検出時に、隣り合う検出部１１Ａ〜１１Ｄ同士が、互いに変形の影響を受けにくい。したがって、荷重分布の検出精度（例えば、荷重が入力された座標、当該座標における荷重の大きさ、荷重の変化量などに関する検出精度）が高い。また、隣り合う検出部１１Ａ〜１１Ｄの間には、空間Ｇを有する柔軟な誘電層非配置部１３が介在している。この点においても、荷重検出時に、隣り合う検出部１１Ａ〜１１Ｄ同士が、互いに変形の影響を受けにくい。また、荷重分布の検出精度が高い。
【００３５】
図２に示すように、表側電極ユニット３に着目すると、表側電極層３４ａ〜３４ｄおよび表側配線層３５ａ〜３５ｄと、表側基材３０と、の間には、表側第三接着層３３が配置されている。すなわち、表側電極層３４ａ〜３４ｄおよび表側配線層３５ａ〜３５ｄは、表側第三接着層３３を介して、表側基材３０に間接的に固定されている。また、誘電層２ａ〜２ｄと表側電極層３４ａ〜３４ｄとの間には、表側第一接着層３１ａ〜３１ｄおよび表側第二接着層３２が配置されている。また、誘電層２ａ〜２ｄと表側基材３０との間には、表側第一接着層３１ａ〜３１ｄと表側第二接着層３２と表側第三接着層３３とが配置されている。このため、各接着層（表側第一接着層３１ａ〜３１ｄ、表側第二接着層３２、表側第三接着層３３）を介して、各接着層の上下方向両側に配置される一対の層同士を、簡単に固定することができる。また、表側配線層３５ａ〜３５ｄは、絶縁性を有する表側第二接着層３２により覆われている。このため、変形時（図３参照）に、表側配線層３５ａ〜３５ｄと裏側配線層４５ａ〜４５ｄとが導通するのを抑制することができる。裏側電極ユニット４についても同様である。また、図１に示すように、上下方向から見て、表側配線層３５ａ〜３５ｄと裏側配線層４５ａ〜４５ｄとは重複しないように配置されている。この点においても、変形時（図３参照）に、表側配線層３５ａ〜３５ｄと裏側配線層４５ａ〜４５ｄとが導通するのを抑制することができる。
【００３６】
図２に示すように、無荷重状態における誘電層２ａ〜２ｄの上下方向（表裏方向）の厚みをｔ、水平方向（面方向）に隣り合う一対の誘電層２ａ〜２ｄ間の最短距離をｌとすると、ｌ≧２ｔの関係が成立している。すなわち、最短距離ｌは、誘電層２ａ〜２ｄ二層分の厚みである２ｔ以上に設定されている。このため、図３に示す配置面９０が曲率の大きな曲面を有する場合であっても、誘電層非配置部１３を充分に変形させることができる。また、誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｄが変形するのを抑制することができる。
【００３７】
一例として、配置対象物９が平板状であり、その表面から裏面に亘って配置面９０が設定されている場合を想定する。この場合、配置対象物９の表裏両面に誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｄを、配置対象物９の外縁（表面から裏面への１８０°折り返し部）に誘電層非配置部１３を、各々配置する。こうすると、誘電層非配置部１３を充分に変形させることができる。また、誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｄが変形するのを抑制することができる。このように、ｌ≧２ｔの関係が成立していると、配置時にセンサシート１が１８０°折り畳まれるように湾曲（屈曲）する場合であっても、誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｄが変形するのを抑制することができる。
【００３８】
図２に示すように、上下方向から見て、無荷重状態における検出部１１Ａ〜１１Ｄの外縁と誘電層２ａ〜２ｄの外縁との間の最短距離をｍとすると、ｍ≧ｔ／２の関係が成立している。このため、図３に示すように、環状部１２ａ〜１２ｄに対して、検出部１１Ａ〜１１Ｄが変形しにくい。したがって、検出部１１Ａ〜１１Ｄの静電容量が変化するのを、抑制することができる。
【００３９】
＜第二実施形態＞
本実施形態のセンサシートと第一実施形態のセンサシートとの相違点は、センサシートがシューズ（履物）のインソールの上面に敷設される点である。また、上下方向から見て、誘電層および電極層の外縁に、角部が配置されていない点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。
【００４０】
図４に、本実施形態のセンサシートの透過上面図を示す。図５に、図４のＶ−Ｖ方向（上下方向）断面図を示す。なお、図１、図２と対応する部位については、同じ符号（数字部分）で示す。また、表側配線層、裏側配線層を省略して示す。また、図４、図５に示すのは、無荷重状態である。
【００４１】
図４に示すように、上下方向から見て、センサシート１は、インソール（図略）と同じ形状（足裏形状）を呈している。センサシート１は、６個の誘電層配置部１２Ｅ〜１２Ｊを備えている。誘電層配置部１２Ｅ〜１２Ｊは、検出部１１Ｅ〜１１Ｊと、環状部１２ｅ〜１２ｊと、を備えている。表側電極層３４ｅ〜３４ｊとコネクタ５とは、表側配線層（図略）を介して、電気的に接続されている。同様に、裏側電極層４４ｅ〜４４ｊとコネクタ５とは、裏側配線層（図略）を介して、電気的に接続されている。コネクタ５と制御部６とは、電気的に接続（無線接続）されている。
【００４２】
図４に示すように、上下方向から見て、誘電層２ｅ〜２ｊの外縁には、角部が配置されていない。具体的には、誘電層２ｅ、２ｈの外縁は楕円形状を、誘電層２ｆの外縁は長円形状（向かい合う一対の半円同士が一対の直線で連結された形状）を、誘電層２ｇ、２ｉの外縁は四隅に丸面取部を有する四角形状を、誘電層２ｊの外縁は真円形状を、各々呈している。表側電極層３４ｅ〜３４ｊ、裏側電極層４４ｅ〜４４ｊの外縁形状は、誘電層２ｅ〜２ｊの外縁形状に相似している（一回り小さい）。このため、表側電極層３４ｅ〜３４ｊ、裏側電極層４４ｅ〜４４ｊの外縁形状についても、誘電層２ｅ〜２ｊの外縁形状と同様である。
【００４３】
図５に示すように、センサシート１の外縁において、表側第二接着層３２と裏側第二接着層４２とは接合されている。すなわち、センサシート１の外縁は、封止されている。誘電層配置部１２Ｅ〜１２Ｊは、誘電層非配置部１３よりも、上下方向の厚みが大きい。すなわち、誘電層配置部１２Ｅ〜１２Ｊはパッド状を呈しており、誘電層非配置部１３に対して上下方向に膨出している。
【００４４】
本実施形態のセンサシートと第一実施形態のセンサシートとは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。図４に示すように、上下方向から見て、誘電層２ｅ〜２ｊの外縁には、角部が配置されていない。このため、インソールの上面にセンサシート１を配置する際、センサシート１が変形しても、誘電層２ｅ〜２ｊに局所的に荷重が集中しにくい。表側電極層３４ｅ〜３４ｊ、裏側電極層４４ｅ〜４４ｊについても同様である。また、検出部１１Ｅ〜１１Ｊは、インソールのうち、荷重変化しやすい部分に配置されている。このため、シューズの使用者の足裏荷重分布の変化を、確実に検出することができる。また、誘電層配置部１２Ｅ〜１２Ｊは、柔軟なパッド状を呈している。このため、使用者の足裏の触感（装着感）が良好である。また、コネクタ５と制御部６とは、無線により電気的に接続されている。このため、制御部６の配置の自由度が高い。また、シューズを軽量化することができる。また、使用者の違和感を小さくすることができる。
【００４５】
＜その他＞
以上、本発明のセンサシートの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【００４６】
図６（Ａ）〜図６（Ｆ）に、その他の実施形態（その１〜その６）のセンサシートの一部の表裏方向（図２における上下方向）断面図を示す。なお、図２と対応する部位については、同じ符号（数字部分）で示す。また、表側配線層、裏側配線層を省略して示す。また、図６（Ａ）〜図６（Ｆ）に示すのは、無荷重状態である。
【００４７】
図６（Ａ）に示すように、接着層を配置しなくてもよい。また、センサシート１を構成する各層（表側基材３０、表側電極層３４ｋ、誘電層２ｋ、裏側電極層４４ｋ、裏側基材４０）を印刷により積層してもよい。
【００４８】
図６（Ｂ）に示すように、接着層として、表側第一接着層３１ｍ、裏側第一接着層４１ｍだけを配置してもよい。また、表側基材３０の裏面に表側電極層３４ｍを、裏側基材４０の表面に裏側電極層４４ｍを、各々、直接固定してもよい。また、図６（Ｃ）に示すように、誘電層２ｎの表面に表側電極層３４ｎを、誘電層２ｎの裏面に裏側電極層４４ｎを、各々、直接固定してもよい。
【００４９】
図６（Ｄ）に示すように、単一の誘電層２ｐに対して、複数の表側電極層３４ｐ１、３４ｐ２、複数の裏側電極層４４ｐ１、４４ｐ２を配置してもよい。すなわち、単一の誘電層２ｐに対して、複数の検出部１１Ｐ１、１１Ｐ２を配置してもよい。
【００５０】
図６（Ｅ）に示すように、表裏方向から見て、複数の帯状の表側電極層３４ｑ１、３４ｑ２と、単一の帯状の裏側電極層４４ｑと、を格子状（行×列状）に配置してもよい。また、面方向に隣り合う一対の誘電層２ｑ１、２ｑ２を、連結部７０で連結してもよい。こうすると、複数の誘電層２ｑ１、２ｑ２を一体的に取り扱うことができる。このため、複数の誘電層２ｑ１、２ｑ２をセンサシート１に配置する際の誘電層２ｑ１、２ｑ２の位置決めが簡単になる。好ましくは、連結部７０は、誘電層２ｑ１、２ｑ２よりも柔軟で変形しやすい方がよい。言い換えると、連結部７０は、誘電層２ｑ１、２ｑ２よりも曲げ応力が小さい方がよい。こうすると、荷重を検出する際、面方向に隣り合う一対の誘電層２ｑ１、２ｑ２（つまり検出部１１Ｑ１、１１Ｑ２）を、互いに独立して変形させやすい。誘電層２ｑ１、２ｑ２と連結部７０とは、一体（同じ材料製）でも別体（異なる材料製）でもよい。
【００５１】
図６（Ｆ）に示すように、表側基材３０の表面に表側電極層３４ｒを、裏側基材４０の裏面に裏側電極層４４ｒを、各々配置してもよい。そして、表側電極層３４ｒ、表側基材３０、誘電層２ｒ、裏側基材４０、裏側電極層４４ｒの積層体を、袋７１に収容してもよい。
【００５２】
図３に示すように、第一実施形態においては、頂面部９０１に誘電層非配置部１３を配置した。しかしながら、配置面９０における誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｄ、誘電層非配置部１３の位置は特に限定しない。例えば、頂面部９０１に、誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｄのうち少なくとも一つを、配置してもよい。
【００５３】
誘電層非配置部１３、誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｒの曲げ応力は特に限定しない。ここで、誘電層非配置部１３の表裏方向（例えば、図３に示す頂面部９０１のように、表裏方向に湾曲する方向）の曲げ応力を１とした場合の、誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｒの表裏方向の曲げ応力を、「曲げ応力比」とする。曲げ応力比を小さくすると、誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｒが柔軟になる。このため、配置面９０の形状に対する誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｒの追従性を向上させることができる。また、検出部１１Ａ〜１１Ｒが柔軟になるため、小荷重に対しても、検出部１１Ａ〜１１Ｒが敏感に変形する。このため、小荷重の検出に有利である。他方、曲げ応力比を大きくすると、誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｒの形状保持性を向上させることができる。このため、検出部１１Ａ〜１１Ｒの破損を抑制することができる。また、大荷重が加わっても検出部１１Ａ〜１１Ｒが完全に潰れるおそれが小さい。このため、大荷重の検出に有利である。このように、曲げ応力比（検出部１１Ａ〜１１Ｒの柔軟性）により、荷重の検出レンジを、小荷重側や大荷重側に自在に調整することができる。
【００５４】
好ましくは、曲げ応力比は、２以上２００００以下（さらに好ましくは４以上１１０００以下）とする方がよい。こうすると、配置面９０にセンサシート１を配置する際、誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｒに優先して、誘電層非配置部１３を変形させることができる。したがって、センサシート１の配置状態により検出部１１Ａ〜１１Ｒの静電容量が変化するのを、抑制することができる。なお、曲げ応力比は、例えば、ＪＩＳ  Ｋ  ７０１７の曲げ試験で得られたデータを基に算出することができる。
【００５５】
ここで、曲げ応力比を２以上としたのは、２未満の場合と比較して、より確実に、センサシート１の配置状態により検出部１１Ａ〜１１Ｒの静電容量が変化するのを、抑制することができるからである。他方、曲げ応力比を２００００以下としたのは、２００００超過の場合と比較して、使用者が誘電層配置部１２Ａ〜１２Ｒに触れた際の触感が良好だからである。並びに、２００００超過の場合と比較して、誘電層非配置部１３の形状保持性が向上し、センサシート１のハンドリング性が向上するからである。ただし、曲げ応力比が２未満２００００超過の場合であっても、センサシート１の配置状態により検出部１１Ａ〜１１Ｒの静電容量が変化するのを、抑制することは可能である。
【００５６】
曲げ応力比を４に設定する場合は、誘電層２ａ〜２ｒの材料としてウレタンフォームを、表側基材３０および裏側基材４０の材料として熱可塑性エラストマーフィルムを、各々用いればよい。例えば、誘電層２ａ〜２ｒの材料として「株式会社ロジャースイノアック製  ＰＯＲＯＮ（「ＰＯＲＯＮ」は、ロジャースコーポレーションの登録商標。以下同様）  ＳＳ−１０Ｐ」を、表側基材３０および裏側基材４０の材料として「日本マタイ株式会社製  エスマーＵＲＳ」を、各々用いればよい。
【００５７】
曲げ応力比を１１０００に設定する場合は、誘電層２ａ〜２ｒの材料としてウレタンフォームを、表側基材３０および裏側基材４０の材料として、熱可塑性ポリウレタン樹脂を使用したフィルム状のホットメルト接着剤を、各々用いればよい。例えば、誘電層２ａ〜２ｒの材料として「株式会社ロジャースイノアック製  ＰＯＲＯＮ  ＨＨ−４８」を、表側基材３０および裏側基材４０の材料として「日本マタイ株式会社製  エルファンＵＨ」を、用いればよい。
【００５８】
無荷重状態（図２、図５）、配置状態（図３）におけるセンサシート１の形状は特に限定しない。例えば、平板状、曲板状であってもよい。同様に、図３に示す配置面９０の形状は特に限定しない。平面状、曲面状であってもよい。センサシート１を配置面９０に配置する際（無荷重状態から配置状態に切り替わる際）に、センサシート１が面方向に伸縮してもよい。例えば、図２に示す無荷重状態に対して、面方向に伸張あるいは収縮した状態を、配置状態としてもよい。この場合であっても、センサシート１の検出部１１Ａ〜１１Ｒが変形するのを抑制することができる。このため、検出部１１Ａ〜１１Ｒの静電容量が変化するのを、抑制することができる。なお、センサシート１を配置面９０に配置する際に、センサシート１の形状が全く変化しなくてもよい。
【００５９】
無荷重状態（図２、図５）、配置状態（図３）におけるセンサシート１の表裏方向の厚みは特に限定しない。図２に示すように、センサシート１の表裏方向の厚みは一定であってもよい。図５に示すように、センサシート１の表裏方向の厚みは一定でなくてもよい（表面および裏面のうち少なくとも一方に、凹凸があってもよい）。
【００６０】
検出部１１Ａ〜１１Ｒの配置数、面方向位置（座標）、配置密度、形状、大きさ等は特に限定しない。検出部１１Ａ〜１１Ｒの配置密度は、センサシート１の全面に亘って一定であってもよい。また、検出部１１Ａ〜１１Ｒを、荷重変化の検出の優先度が高い部分（例えば、図４に示す足裏の足趾部、前足部、後足部、外足部に対応する部分など）に「密」に、荷重変化の検出の優先度が低い部分（例えば、図４に示す足裏の土踏まず部に対応する部分など）に「粗」に、各々配置してもよい。
【００６１】
表側電極層３４ａ〜３４ｒ、裏側電極層４４ａ〜４４ｒ、誘電層２ａ〜２ｒの配置数、位置、形状、大きさ等は特に限定しない。例えば、複数の表側電極層３４ａ〜３４ｒの形状は、一致していても相違していてもよい。複数の裏側電極層４４ａ〜４４ｒ、複数の誘電層２ａ〜２ｒの形状についても同様である。また、表側電極層３４ａ〜３４ｒ、裏側電極層４４ａ〜４４ｒ、誘電層２ａ〜２ｒの配置数、位置、形状等は、一致していても相違していてもよい。表側電極層３４ａ〜３４ｒ、裏側電極層４４ａ〜４４ｒの配置数は、各々、単数であっても複数であってもよい。表裏方向から見た場合の表側電極層３４ａ〜３４ｒ、裏側電極層４４ａ〜４４ｒ、誘電層２ａ〜２ｒの外縁形状は特に限定しない。外縁に角部が配置されていても、配置されていなくてもよい。外縁に角部が配置されている形状としては、例えば、多角形状（三角形状、四角形状、五角形状、六角形状など）が挙げられる。外縁に角部が配置されていない形状としては、例えば、角部の代わりに丸面取部が配置された多角形状、真円形状、長円形状、楕円形状が挙げられる。表裏方向から見て、誘電層２ａ〜２ｒの少なくとも一部は、検出部１１Ａ〜１１Ｒに対して、面方向にはみ出していればよい。誘電層２ａ〜２ｒが、検出部１１Ａ〜１１Ｒに対して、面方向に無端環状に（全周的に）はみ出している場合、はみ出し量（検出部１１Ａ〜１１Ｒの外縁と誘電層２ａ〜２ｒの外縁との間の距離）は、全周的に一定であっても、異なっていてもよい。
【００６２】
表側接着層を構成する各接着層（表側第一接着層３１ａ〜３１ｎ、表側第二接着層３２、表側第三接着層３３）のうち少なくとも一層を、配置しなくてもよい。裏側接着層を構成する各接着層（裏側第一接着層４１ａ〜４１ｎ、裏側第二接着層４２、裏側第三接着層４３）についても同様である。表側電極ユニット３および裏側電極ユニット４のうち少なくとも一方に、接着層を配置しなくてもよい。表側基材３０および裏側基材４０についても同様である。センサシート１を構成する各層の積層方法は特に限定しない。接着や印刷などにより、各層を積層すればよい。また、層自体のタック性を利用して、各層を積層してもよい。図１、図４に示すコネクタ５と制御部６との接続方法は特に限定しない。有線接続でも無線接続でもよい。
【００６３】
表側電極層３４ａ〜３４ｒ、表側配線層３５ａ〜３５ｄ、裏側電極層４４ａ〜４４ｒ、裏側配線層４５ａ〜４５ｄの材質は特に限定しない。例えば、エラストマーおよび導電材を含む材料により各層を形成してもよい。表側基材３０、裏側基材４０の材質は特に限定しない。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ポリエチレンなどの樹脂フィルム、エラストマーシート、テキスタイル（織物、編物、布地）などにより、表側基材３０、裏側基材４０を形成してもよい。
【００６４】
誘電層２ａ〜２ｒの材質は特に限定しない。好ましくは、比誘電率が比較的大きいエラストマーまたは樹脂を用いる方がよい（発泡体を含む）。例えば、比誘電率が５以上（測定周波数１００Ｈｚ）のものが好適である。このようなエラストマーとしては、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、アクリルゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、エチレン−プロピレン共重合ゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、フッ素ゴム、エピクロルヒドリンゴム、クロロプレンゴム、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレンなどが挙げられる。また、樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリスチレン(架橋発泡ポリスチレンを含む)、ポリ塩化ビニル、塩化ビニリデン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体などが挙げられる。
【００６５】
接着層（表側第一接着層３１ａ〜３１ｎ、表側第二接着層３２、表側第三接着層３３、裏側第一接着層４１ａ〜４１ｎ、裏側第二接着層４２、裏側第三接着層４３の材質は特に限定しない。例えば、両面テープ、熱硬化性接着シート、熱可塑性接着シートなどにより接着層を形成してもよい。また、センサシート１を構成する任意の層に接着剤を塗布することにより、当該層に接着層を積層してもよい。
【００６６】
センサシート１の用途は、特に限定しない。例えば、ロボットの所望の部分（アーム部など）に巻装することにより、巻装部分の荷重分布を検出してもよい。また、インソールセンサ自体として靴底にセンサシート１を敷設することにより、足裏の荷重分布を検出してもよい。また、センサシート１をベッド、車椅子、マットなどに敷設してもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１：センサシート、２ａ〜２ｒ：誘電層、３：表側電極ユニット、３０：表側基材、３１ａ〜３１ｎ：表側第一接着層（接着層）、３２：表側第二接着層（接着層）、３３：表側第三接着層（接着層）、３４ａ〜３４ｒ：表側電極層、３５ａ〜３５ｄ：表側配線層、４：裏側電極ユニット、４０：裏側基材、４１ａ〜４１ｎ：裏側第一接着層（接着層）、４２：裏側第二接着層（接着層）、４３：裏側第三接着層（接着層）、４４ａ〜４４ｒ：裏側電極層、４５ａ〜４５ｄ：裏側配線層、５：コネクタ、６：制御部、７０：連結部、７１：袋、９：配置対象物、９０：配置面、９００：傾斜面部、９０１：頂面部、１１Ａ〜１１Ｒ：検出部、１２Ａ〜１２Ｒ：誘電層配置部、１２ａ〜１２ｊ：環状部、１３：誘電層非配置部、Ｇ：空間
【要約】
誘電層（２ａ〜２ｒ）の変形が検出部（１１Ａ〜１１Ｒ）の静電容量に影響しにくいセンサシート（１）を提供することを課題とする。センサシート（１）は、表側電極層（３４ａ〜３４ｒ）と、裏側電極層（４４ａ〜４４ｒ）と、表側電極層（３４ａ〜３４ｒ）と裏側電極層（４４ａ〜４４ｒ）との間に互いに面方向に離間して配置される複数の誘電層（２ａ〜２ｒ）と、表裏方向から見て表側電極層（３４ａ〜３４ｒ）と誘電層（２ａ〜２ｒ）と裏側電極層（４４ａ〜４４ｒ）とが重複する部分に配置される複数の検出部（１１Ａ〜１１Ｒ）と、を備える。無荷重状態において、誘電層（２ａ〜２ｒ）の外縁は、検出部（１１Ａ〜１１Ｒ）の外縁よりも、外側に配置される。誘電層（２ａ〜２ｒ）が配置されていない誘電層非配置部（１３）は、誘電層（２ａ〜２ｒ）が配置されている誘電層配置部（１２Ａ〜１２Ｒ）よりも、変形しやすい。【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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