(57)【要約】【課題】安価に製作が可能でかつ屈曲面においても精度良く安定的に圧力の測定が可能なアレイ型静電容量式センサを提供する。【解決手段】アレイ型静電容量式センサにおいて１、可動電極側基板２における、複数の可動電極６の間に、可動電極６に並行して延びるスリット２ｂが設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並行して延びる少なくとも２行以上の第１の電極が設けられている第１の基板と、上記第１の基板面と所定の距離をもって対向配置され、上記第１の電極の延在方向と交差する方向に互いに並行して延びる少なくとも２列以上の第２の電極が設けられている第２の基板とを備えるアレイ型静電容量式センサにおいて、
上記第１の基板または上記第２の基板における、上記複数の第１の電極または上記複数の第２の電極の間に、上記第１の電極または上記第２の電極に並行して延びるスリット状の基板スリット部が設けられていることを特徴とするアレイ型静電容量式センサ。
【請求項２】
上記基板スリット部は、測定時における上記第１の基板または上記第２の基板の屈曲方向とは直交する方向に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のアレイ型静電容量式センサ。
【請求項３】
上記第１の基板および上記第２の基板の間に介在して上記所定の距離を保持するスペーサをさらに備え、
上記スペーサには、上記第１の電極または上記第２の電極の該スペーサへの投影領域に、上記基板スリット部の長手方向に交差する方向に延びるスペーサ開口部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のアレイ型静電容量式センサ。
【請求項４】
上記スペーサには、上記基板スリット部の上記スペーサへの投影領域に、上記基板スリット部に並行して延びる複数のスリット状のスペーサスリット部が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアレイ型静電容量式センサ。
【請求項５】
上記第１の基板における上記第２の基板側とは反対側の面、または、上記第２の基板における上記第１の基板側とは反対側の面に、上記基板スリット部への投影領域が一致する溝部を有する安定化部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のアレイ型静電容量式センサ。
【請求項６】
上記基板スリット部が設けられる、上記第１の基板または上記第２の基板は、可撓性を有するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のアレイ型静電容量式センサ。
【請求項７】
上記スペーサは、可撓性を有するものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のアレイ型静電容量式センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧変動波形を測定するためのセンサに関するものであり、特に、アレイ型静電容量式センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、圧力を測定するセンシング方式としては、歪み抵抗素子を利用したセンシング方式の他に、静電容量素子を利用したセンシング方式が知られている。静電容量素子を利用したセンシング方式では、センサ素子の構造が上記歪み抵抗素子に比べて簡素であるため、多額の製造コストを要する半導体製造プロセスを利用することなく安価に製作できるというメリットがある。
【０００３】
この静電容量素子を利用したセンシング方式としては、例えば、非特許文献１に記載の触覚センサや、非特許文献２に記載の触覚センサがある。これらは、センシング面に静電容量素子がアレイ状に配置された圧力センサであるため、圧変動波形の測定に適している。
【０００４】
以下においては、上記非特許文献２に記載の触覚センサについて詳細に説明する。図２６は、上記非特許文献２に記載の触覚センサの圧力検知部の外観斜視図であり、図２７は、図２６に示す圧力検知部の分解斜視図である。図２８（ａ）は、図２６に示す圧力検知部を上方から見た場合の平面図であり、図２８（ｂ）は、静電容量素子のレイアウトを示す模式図である。図２９は、図２６に示す圧力検知部を含む触覚センサの回路構成図である。
【０００５】
図２６および図２７に示すように、上記非特許文献２に記載の触覚センサ１Ｅは、下部電極１１と上部電極２１とスペーサ部材３１とを主に備える。下部電極１１は、互いに並走するように行状に設けられた実質的に直線状に延びる複数の帯状銅箔電極からなる。上部電極２１は、上記下部電極１１と直交する方向に互いに並走するように列状に設けられた実質的に直線状に延びる複数の帯状銅箔電極からなる。これら下部電極１１および上部電極２１の間には、シリコンラバーからなるスペーサ部材３１が配置されている。
【０００６】
行列状に配置された下部電極１１および上部電極２１の交差部においては、スペーサ部材３１によって所定の距離をもって下部電極１１の一部と上部電極２１の一部とが対向配置される。これにより、この交差部においてセンサ素子としての静電容量素子４１（図２８（ａ）参照）が形成される。
【０００７】
図２８（ａ）および図２８（ｂ）に示すように、上記構成の触覚センサ１Ｅにおいては、圧力検知部を平面的に見た場合に、静電容量素子４１がアレイ状に整列して配置されることになる。個々の静電容量素子４１は、上部電極２１または下部電極１１に加わる圧力によって互いに接近する方向に歪むことにより、その静電容量が変化する。
【０００８】
そこで、図２９に示すように、行列状に配置される下部電極１１または上部電極２１の一方の電極にマルチプレクサ５０を介して電源６０を接続し、他方の電極に同じくマルチプレクサ５０を介して検出器７０を接続した回路構成とし、マルチプレクサ５０によって特定の下部電極１１および上部電極２１を選択することにより、アレイ状に配置された静電容量素子４１のうちの１の静電容量素子の静電容量を検出器７０を介して得ることが可能になる。たとえば、図２９において、上から２行目の下部電極１１と左から３列目の上部電極２１とを選択した場合には、符号４１で示す１の静電容量素子の静電容量が出力される。したがって、触覚センサ１Ｅのセンサ面の任意の位置における圧力を測定することが可能になる。
【０００９】
なお、圧変動波形を測定できる他の技術としては、静電容量素子を利用した特許文献１に記載の面圧分布センサや、圧電シートを利用した特許文献２に記載の圧脈波センサおよび圧脈波解析装置などがある。
【００１０】
図３０は、上記特許文献１の面圧分布センサの概略構成図である。同図に示すように、面圧分布センサ１０１は、スペーサ１８を介して一定間隔の隙間を開けて対向配置された行配線部１１と列配線部１２とを備えている。行配線部１１は、ガラス基板１３と、このガラス基板１３上を第１方向に多数平行に配列された行配線１４と、この行配線１４を覆う絶縁膜１５とからなり、列配線部１２は、可撓性フィルム１６と、この可撓性フィルム１６上を第２方向に多数平行に配列された列配線１７とからなっている。
【００１１】
図３１は、上記特許文献２の圧脈波センサの概略構成図である。同図に示すように、圧脈波センサ１０２は、生体からの脈波を検出するために体表面に装着させられる帯状の圧電シート１６をその幅方向に複数枚配列させた状態で、それら複数枚の圧電シート１６を可撓性シート１８に一体的に固定した第１センサ部１２と、その第１センサ部１２と同一の構造を有し、第１センサ部１２に対して水平面内で９０度回転させた第２センサ部１４とを積層して構成されている。
【非特許文献１】R.S. Fearing, "Tactile Sensing Mechanisms", The International Journal of Robotics Research, June 1990, Vol.9, No.3, pp.3-23
【非特許文献２】D.A.Kontarinis et al., "A Tactile Shape Sensing and Display System for Teleoperated Manipulation", IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1995, pp.641-646
【特許文献１】特開２００４−３１７４０３号公報（２００４年１１月１１日公開）
【特許文献２】特開２００４−２０８７１１号公報（２００４年７月２９日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところが、上記従来の構成では以下のような問題点がある。
【００１３】
すなわち、上記非特許文献１および２の触覚センサの構成では、図３２（ａ）（ｂ）に示すように、凹凸部（屈曲面）に取付けた場合、電極パターンを構成する基板の内径側に圧縮応力、外径側に引張応力が加わり、対向電極間距離が小さくなる。なお、図３２（ａ）は、上記触覚センサの平常時（平面時）の側面図であり、図３２（ｂ）は、上記触覚センサの屈曲時の側面図である。そのため、図３２（ｂ）に示す屈曲時のセンサ特性が、図３２（ａ）に示す平面時のセンサ特性から大きく変動することになり、センサの感度が低下してしまうという問題点が生じる。また、対向電極間距離が小さくなり、圧縮応力が加わった状態のまま測定されることになるため、初期出力が増大してしまうという問題点も生じる。
【００１４】
これらの問題点は上記特許文献１および２においても当てはまるものであり、具体的には、特許文献１の面圧分布センサの構成では、可撓性フィルムであっても各列配線には独立性がないため、また、特許文献２の圧脈波センサの構成では、配列した圧電シートを可撓性シートまたは弾性基材に固定したものであるため、それぞれ屈曲面での測定時にセンサ特性が変動してしまう問題点が生じる。
【００１５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、安価に製作が可能でかつ屈曲面においても精度良く安定的に圧力の測定が可能なアレイ型静電容量式センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のアレイ型静電容量式センサは、上記の課題を解決するために、互いに並行して延びる少なくとも２行以上の第１の電極が設けられている第１の基板と、上記第１の基板面と所定の距離をもって対向配置され、上記第１の電極の延在方向と交差する方向に互いに並行して延びる少なくとも２列以上の第２の電極が設けられている第２の基板とを備えるアレイ型静電容量式センサにおいて、上記第１の基板または上記第２の基板における、上記複数の第１の電極または上記複数の第２の電極の間に、上記第１の電極または上記第２の電極に並行して延びるスリット状の基板スリット部が設けられていることを特徴としている。
【００１７】
上記の構成によれば、上記第１の基板または上記第２の基板における、上記複数の第１の電極または上記複数の第２の電極の間に、上記第１の電極または上記第２の電極に並行して延びるスリット状の基板スリット部が設けられる。
【００１８】
これにより、第１の電極および第２の電極により形成される静電容量素子の近傍には、基板スリット部が配置されることになる。つまり、静電容量素子と、該静電容量素子に隣接する少なくとも一方の静電容量素子との間には、基板スリット部が介在することになる。
【００１９】
ここで、従来のアレイ型静電容量式センサは、第１の基板または第２の基板のいずれにも上記基板スリット部が設けられていないため、隣接する静電容量素子の間には、基板スリット部が介在しない構成である。そのため、圧力の測定時に上記第１の基板または第２の基板が変形した場合、対向配置される上記第１の電極および上記第２の電極にそれぞれ引張応力または圧縮応力が働く。これにより、静電容量素子には、測定対象物から印加される圧力以外の圧力が加わるため、初期出力が増大し正確で安定した圧力測定ができない。
【００２０】
これに対して、本発明のアレイ型静電容量式センサでは、隣接する静電容量素子の間に、基板スリット部が介在するため、圧力の測定時に屈曲面等において上記第１の基板または第２の基板が変形した場合、上記第１の電極または上記第２の電極は、隣接する電極とは独立して変形することになる。そのため、変形箇所に該当する静電容量素子における、隣接する基板および電極からの影響を低減することができる。したがって、測定対象物から印加される圧力を正確に安定的に測定することができる。また、隣接する基板および電極からの影響を受けないため、従来のアレイ型静電容量式センサと比較してクロストークを低減することができる。さらに、上記第１の基板または第２の基板に基板スリット部を設けるという簡易な構成のため、精度良く安定的な圧力測定が可能なアレイ型静電容量式センサを安価に製作することができる。
【００２１】
また、本発明のアレイ型静電容量式センサは、上記記載のアレイ型静電容量式センサに
おいて、上記基板スリット部は、測定時における上記第１の基板または上記第２の基板の屈曲方向とは直交する方向に設けられていることが好ましい。
【００２２】
上記の構成によれば、上記基板スリット部は、測定時における上記第１の基板または上記第２の基板の屈曲方向とは直交する方向に設けられている。
【００２３】
ここで、例えば、アレイ型静電容量式センサを動脈派測定に用いた場合、上記第１の基板または上記第２の基板は手首の形状に沿って屈曲する。なお、上記屈曲方向とは、上記の例で言えば、アレイ型静電容量式センサを被験者の手首に装着した際に折れ曲がる方向、すなわち、動脈の延在方向とは直交する方向をいう。
【００２４】
そのため、上記基板スリット部を屈曲方向に直交する方向に設けた場合には、上記第１の基板または第２の基板は上記基板スリット部を境にして屈曲するため、上記基板スリット部を屈曲方向に設けた場合に比べて、隣接する静電容量素子同士で与え合う変形の影響を低減することができる。そのため、測定対象物から印加される圧力をより正確に安定的に測定することができる。また、隣接する基板および電極からの影響をより低減できるため、クロストークをより低減することができる。
【００２５】
また、本発明のアレイ型静電容量式センサは、上記記載のアレイ型静電容量式センサに
おいて、上記第１の基板および上記第２の基板の間に介在して上記所定の距離を保持するスペーサをさらに備え、上記スペーサには、上記第１の電極または上記第２の電極の該スペーサへの投影領域に、上記基板スリット部の長手方向に交差する方向に延びるスペーサ開口部が設けられていることが好ましい。
【００２６】
上記の構成によれば、上記スペーサには、上記第１の電極または上記第２の電極の該スペーサへの投影領域に、上記基板スリット部の長手方向に交差する方向に延びるスペーサ開口部が設けられている。
【００２７】
これにより、第１の電極および第２の電極により形成される複数の静電容量素子は、それぞれ基板スリット部およびスペーサにより囲まれることになる。つまり、隣接する静電容量素子の間には、基板開口部またはスペーサが介在することになる。したがって、基板スリット部が介在しない静電容量素子の間には、スペーサが介在するため、隣接する静電容量素子同士の変形の影響をさらに低減することができる。したがって、測定対象物から印加される圧力をさらに正確に安定的に測定することができると共に、クロストークをさらに低減することができる。
【００２８】
また、本発明のアレイ型静電容量式センサは、上記記載のアレイ型静電容量式センサにおいて、上記スペーサには、上記基板スリット部の上記スペーサへの投影領域に、上記基板スリット部に並行して延びる複数のスリット状のスペーサスリット部が設けられていることが好ましい。
【００２９】
上記の構成によれば、スペーサには、基板スリット部に同一方向のスペーサスリット部が設けられているため、圧力の測定時における上記第１の基板または第２の基板の変形が容易となる。したがって、第１の電極または第２の電極を容易に変形させることが可能となるため、アレイ型静電容量式センサの応答性を向上させることができる。また、クロストークをさらに低減することができる。
【００３０】
また、本発明のアレイ型静電容量式センサは、上記記載のアレイ型静電容量式センサにおいて、上記第１の基板における上記第２の基板側とは反対側の面、または、上記第２の基板における上記第１の基板側とは反対側の面に、上記基板スリット部への投影領域が一致する溝部を有する安定化部材が設けられていることが好ましい。
【００３１】
上記の構成によれば、基板スリット部に同一方向の溝部を有する安定化部材が設けられているため、圧力の測定時における上記第１の基板または第２の基板の変形が容易となる。したがって、第１の電極または第２の電極を容易に変形させることが可能となるため、アレイ型静電容量式センサの応答性を向上させることができる。すなわち、より正確で安定した圧力測定が可能となると共に、クロストークをさらに低減することができる。さらに、静電容量素子を形成する第１の電極または第２の電極の平面性を保持することができるため、第１の電極および第２の電極が平行となり、屈曲時のセンサ特性の変動を低減することができる。
【００３２】
また、本発明のアレイ型静電容量式センサは、上記記載のアレイ型静電容量式センサにおいて、上記基板スリット部が設けられる、上記第１の基板または上記第２の基板は、可撓性を有するものであることが好ましい。
【００３３】
上記の構成によれば、上記基板スリット部が設けられる、上記第１の基板または上記第２の基板は可撓性を有するため、圧力の測定時における上記第１の基板または第２の基板の変形がさらに容易となる。したがって、第１の電極または第２の電極をさらに容易に変形させることが可能となるため、アレイ型静電容量式センサの応答性をさらに向上させることができる。すなわち、より正確で安定した圧力測定が可能となると共に、クロストークをさらに低減することができる。
【００３４】
また、本発明のアレイ型静電容量式センサは、上記記載のアレイ型静電容量式センサにおいて、上記スペーサは、可撓性を有するものであることが好ましい。
【００３５】
上記の構成によれば、上記スペーサは可撓性を有するため、圧力の測定時における上記第１の基板または第２の基板の変形がさらに容易となる。したがって、第１の電極または第２の電極をさらに容易に変形させることが可能となるため、アレイ型静電容量式センサの応答性をさらに向上させることができる。すなわち、より正確で安定した圧力測定が可能となると共に、クロストークをさらに低減することができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明のアレイ型静電容量式センサは、以上のように、上記第１の基板または上記第２の基板における、上記複数の第１の電極または上記複数の第２の電極の間に、上記第１の電極または上記第２の電極に並行して延びるスリット状の基板スリット部が設けられている構成である。
【００３７】
これにより、変形箇所に該当する静電容量素子は、隣接する基板および電極からの影響を受けることがない。したがって、安価に製作が可能でかつ屈曲面においても精度良く安定的に圧力の測定が可能なアレイ型静電容量式センサを提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明の一実施形態について、図面を用いて説明すると以下のとおりである。なお、アレイ型静電容量式センサは、静電容量の変化によって物理量を検出するセンサとして様々な分野に適用可能であるが、本実施の形態では、その一例として、生体における動脈内圧の波形を測定する場合を例に挙げて説明する。
【００３９】
初めに、本実施形態のアレイ型静電容量式センサの概要について、簡単に説明する。
【００４０】
本実施形態のアレイ型静電容量式センサは、例えば、生体の体表面に押圧することにより、動脈内圧の圧変動波形を測定できるものであって、押圧時において、動脈の延在方向と略直交する方向に直線状に延びるように互いに並行して配置される３行の固定電極を有する固定電極側基板と、上記固定電極と所定の距離をもって対向配置され、上記固定電極の延在方向と交差する方向に延びるように互いに並行して配置される２４列の可動電極を有する可動電極側基板と、上記３行の固定電極と上記２４列の可動電極との交差部において形成される７２個の静電容量素子とを備えている。また、上記２４列の可動電極は、それぞれの間にスリットが設けられており、可動電極側基板に印加される圧力に対して、独立して変形する構成である。
【００４１】
一般的に、動脈内圧の波形の測定に用いられるアレイ型静電容量式センサは、生体の体表面に押圧するために、上方から空気袋等により圧力が加えられる。これにより、上記可動電極側基板を被験者の測定部位の形状（凹凸）に沿うように密着させて、上記静電容量素子の静電容量を検出することによって、動脈内圧を測定することができる。
【００４２】
以下に、本実施の形態におけるアレイ型静電容量式センサの詳細な構成について説明する。なお、実施の形態１において定義する用語については、特に断らない限り、後述する他の実施の形態においてもその定義に則って用いるものとする。
【００４３】
〔実施の形態１〕
図１は、本発明の実施の形態１におけるアレイ型静電容量式センサの分解斜視図であり、図２は、上記アレイ型静電容量式センサをａ−ａ方向から見た部分断面図である。図１および図２に示すように、アレイ型静電容量式センサ１は、可動電極側基板２と、スペーサ３と、誘電フィルム４と、固定電極側基板５とを備えている。
【００４４】
可動電極側基板（第１の基板、第２の基板）２は、検出面（ここでは生体の体表面）に接触して、測定対象となる動脈内圧を受け取るものであり、上記検出面とは反対側に、可撓性を有するシート状の可動電極（第１の電極、第２の電極）６を備えると共に、可動電極６の両端部には、コネクタ接続部２ａが設けられている。可動電極側基板２は、例えば、絶縁性のあるガラス−エポキシ基板、ポリイミドフィルム、ＰＥＴフィルム、エポキシ樹脂フィルム等で構成されている。可動電極側基板２および可動電極６の詳細については後述する。
【００４５】
固定電極側基板（第１の基板、第２の基板）５は、可動電極側基板２における上記検出面とは反対側に、該可動電極側基板２と対向配置され、固定電極（第１の電極、第２の電極）７を備えると共に、固定電極７の端部には、コネクタ接続部５ａが設けられている。固定電極側基板５は、可動電極側基板２と同様、例えば、絶縁性のあるガラス−エポキシ基板、ポリイミドフィルム、ＰＥＴフィルム、エポキシ樹脂フィルム等で構成されている。固定電極側基板５および固定電極７の詳細については後述する。
【００４６】
スペーサ３は、シリコンラバー等からなるものであり、可動電極側基板２および固定電極側基板５との間に所定の距離（ギャップ）を確保するよう配置される。可動電極側基板２と固定電極側基板５との間のギャップ（空間）の保持を行うことによって、可動電極６と固定電極７との間のギャップの保持を行っている。上記ギャップの大きさは、アレイ型静電容量式センサ１で検出しようとする物理量の大きさの幅と可動電極側基板２の変形量に応じて任意に設定されるものである。スペーサ３の詳細については後述する。
【００４７】
誘電フィルム４は、可動電極側基板２の可動電極６および固定電極側基板５の固定電極７の接触による短絡を防ぐものであると共に、静電容量を増大させるものである。誘電フィルム４は、その厚みが薄い方が好ましく、例えば、厚み２０μｍのエポキシ系フィルムからなる。
【００４８】
ここで、可動電極側基板２、固定電極側基板５およびスペーサ３の詳細な構成について図３を用いて説明する。
【００４９】
図３（ａ）は、可動電極側基板２を可動電極６側から見た平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の部分拡大図であり、図３（ｃ）は、可動電極側基板２を検出面側（裏面）から見た平面図である。なお、本実施形態および後述する各実施形態において、可動電極６を形成する複数の帯状電極の延在方向をＹ方向とし、Ｙ方向に直交し可動電極側基板２面に平行する方向をＸ方向と仮定する。
【００５０】
可動電極６は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、Ｙ方向に２４行の直線状に延びる帯状電極からなり、互いに等間隔をあけて並行するように配置されている。なお、本実施形態では、可動電極６は、２４行の帯状電極としているが、これに限定されるものではなく、少なくとも２行以上であればよい。また、可動電極６は、スパッタリング法または蒸着法を用いて銅箔等により可動電極側基板２上に形成されるものであり、検出面から受ける圧力に応じて、可動電極側基板２の変形に伴って変形できる構成である。それぞれの帯状電極は、その端部において、１２ｃｈ用の２つのコネクタ接続部２ａのいずれかに接続されている。
【００５１】
可動電極側基板２には、図３（ｂ）（ｃ）に示すように、上記の２４行の直線状に延びる帯状電極における互いの隙間に対応して、複数のスリット（基板スリット部）２ｂが直線状に並行して設けられている。これにより、可動電極側基板２が検出面から圧力を受けたとき、可動電極６を構成するそれぞれの帯状電極は、隣接する帯状電極とは独立して変形することが可能となる。
【００５２】
図４（ａ）は、固定電極側基板５を固定電極７側から見た平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の部分拡大図であり、図４（ｃ）は、固定電極側基板５を固定電極７が設けられていない側（裏面）から見た平面図である。
【００５３】
固定電極７は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、Ｘ方向に３列の直線状に延びる帯状電極からなり、互いに等間隔をあけて並行するように配置されている。なお、本実施形態では、固定電極７は、３列の帯状電極としているが、これに限定されるものではなく、少なくとも２列以上であればよい。また、固定電極７は、スパッタリング法または蒸着法を用いて銅箔等により固定電極側基板５上に形成されるものであり、検出面から受ける圧力の影響を受けない構成である。それぞれの帯状電極は、その端部において、３ｃｈ用のコネクタ接続部５ａに接続されている。
【００５４】
図５は、スペーサ３を上方から見た場合の平面図である。スペーサ３は、上記可動電極側基板２および固定電極側基板５の間に配置されて、両者の間の距離を一定に保つものである。また、スペーサ３には、固定電極７を覆わないように、固定電極７の配置に応じてＸ方向に直線状に３列の開口部（スペーサ開口部）３ａが設けられている。開口部３ａの幅および長さは、固定電極７の幅および長さと同一であるか、またはそれよりも大きいことが好ましい。
【００５５】
次に、上述の構成部材からなるアレイ型静電容量式センサ１の組み立て方法について説明する。
【００５６】
図１に示すように、可動電極６を有する可動電極側基板２と固定電極７を有する固定電極側基板５とは、上方から見て、それぞれの帯状電極すなわち２４行の帯状電極と３列の帯状電極とが交差するように積層される。また、スペーサ３は、該スペーサ３の開口部３ａと固定電極側基板５の固定電極７とが合致するように、可動電極側基板２と固定電極側基板５との間に配置される。なお、可動電極側基板２と固定電極側基板５との間には、スペーサ３の他、誘電シートが配置される。これらの構成部材は、スパッタリング法または蒸着法等により積層して貼り合わされる。
【００５７】
上記のように組み立てられたアレイ型静電容量式センサ１において、行列状に配置された可動電極６および固定電極７の交差部では、可動電極６と固定電極７とがシリコンラバー等からなるスペーサ３によって所定の距離（たとえば１００μｍ程度）が保持され、空間領域が形成される。これにより、可動電極６の一部と固定電極７の一部とが、空間領域を介在して対向して配置されることになり、この交差部においてセンサ素子としての静電容量素子が形成される。本実施形態のアレイ型静電容量式センサ１では、３行×２４列の電極により合計７２個の静電容量素子が形成される。
【００５８】
次に、アレイ型静電容量式センサ１の使用方法および原理について説明する。図６は、アレイ型静電容量式センサ１を被験者の体表面（例えば、手首）に装着した場合において、可動電極側基板２を模式的に示す図である。
【００５９】
アレイ型静電容量式センサ１は、図６に示すように、可動電極側基板２の直線状のスリット２ｂの長手方向と被験者の動脈１００の延在方向とが略一致するように、可動電極側基板２における可動電極６が設けられる面とは反対側の面を手首に押圧して装着される。なお、可動電極側基板２を手首に密着させるべく、固定電極側基板５の上方から空気袋１ａ（図７（ｂ）参照）により押圧力が加えられる。このように可動電極側基板２が検出面（手首）１ｂ（図７（ｂ）参照）に押圧して装着されるため、可動電極側基板２および可動電極６は、手首の形状に沿って変形することになる。このとき、可動電極側基板２には、可動電極６を構成する帯状電極と並行してスリット２ｂが設けられているため、従来のように装着時の変形によりそれぞれの帯状電極に圧縮応力および引張応力が働くことはない。
【００６０】
これにより、静電容量素子を形成する可動電極６は、手首からの動脈内圧を受けることにより、固定電極７側に変形する。そして、可動電極６が変形することにより、可動電極６と固定電極７との間の距離が変化し、静電容量（帯電する電気量）が変化する。変化した静電容量を電圧に変換することによって、可動電極側基板２に加わる圧力を検出することができる。
【００６１】
このように、本実施形態におけるアレイ型静電容量式センサ１では、可動電極側基板２の直線状のスリット２ｂの長手方向と被験者の動脈１００の延在方向とが略一致するように、可動電極側基板２を検出面１ｂに装着した場合に、可動電極６を構成する帯状の電極は、検出面１ｂの形状に沿ってそれぞれ独立して変形することになる。したがって、アレイ型静電容量式センサ１に形成される複数の静電容量素子は、互いに変形の影響を及ぼすことがない。この点について、図７および図８を用いてさらに詳細に説明する。
【００６２】
図７は、静電容量素子を模式的に示す図であり、図７（ａ）は従来のアレイ型静電容量式センサにおける静電容量素子を模式的に示す分解斜視図であり、図７（ｂ）は従来のアレイ型静電容量式センサを検出面１ｂに装着した場合における静電容量素子を模式的に示す横断面図であり、図８（ａ）は本実施形態のアレイ型静電容量式センサ１における静電容量素子を模式的に示す分解斜視図であり、図８（ｂ）は本実施形態のアレイ型静電容量式センサ１を検出面１ｂに装着した場合における静電容量素子を模式的に示す横断面図である。図７（ａ）および図８（ａ）には、動脈の延在方向（図中矢印Ｘ方向）に隣接する可動電極６ａおよび６ｂと、Ｘ方向に直交する方向（図中矢印Ｙ方向）に隣接する可動電極６ａおよび６ｃが示されている。なお、可動電極６ａ，６ｂ，６ｃに対応する静電容量素子（図示せず）をそれぞれ静電容量素子ａ，ｂ，ｃと表す。
【００６３】
従来のアレイ型静電容量式センサでは、アレイ型静電容量式センサ１を被験者の手首に押圧して装着したとき、それぞれの帯状電極が１枚の連続的な可動電極側基板２に配置されているため、複数の帯状電極が検出面（手首）１ｂの凹凸部に沿って変形する。具体的には、図７（ｂ）に示すように、手首の凹部に接触する部分の静電容量素子ａでは、可動電極６ａに隣接する可動電極６ｃにより該可動電極６ａに引張応力が働き、また固定電極７ａには圧縮応力が働く。これにより、可動電極６ａおよび固定電極７ａの間の距離が小さくなるため、静電容量素子ａの静電容量が変動し、アレイ型静電容量式センサ１を手首に装着させない平常状態もしくは平面装着時と比べて、初期出力が増大する。また、測定時には常に上記応力が働いた状態となるため、検出面（手首）１ｂからの圧力（脈圧）に対する静電容量の変化が小さくなる、つまり、静電容量素子ａの応答性が悪くなり、アレイ型静電容量式センサ１の感度が悪くなる。このように、従来のアレイ型静電容量式センサでは、脈圧を受け取る静電容量素子ａが、隣接する静電容量素子ｃの影響を受けるため、正確で安定した圧力測定ができない。
【００６４】
これに対して、本実施形態におけるアレイ型静電容量式センサ１では、可動電極側基板２において帯状電極の間に直線状のスリット２ｂが設けられ、該スリット２ｂの長手方向と被験者の動脈の延在方向（図中矢印Ｘ方向）とが略一致するように、アレイ型静電容量式センサ１が被験者の手首に装着されるため、複数の可動電極６は手首の凹凸部に沿って独立して変形する。具体的には、図８（ｂ）に示すように、空気袋１ａにより押圧された部分の静電容量素子ａでは、可動電極６ａが、隣接する可動電極６ｃとは分離された状態で独立している。そのため可動電極６ａには、可動電極６ｃによる引張応力は働かない。したがって、アレイ型静電容量式センサ１を凹凸面に装着した場合でも、静電容量素子ａおよびｃの関係は、平面装着状態と同じ環境、すなわち静電容量素子ａおよびｂと同じ関係となる。つまり、アレイ型静電容量式センサ１を屈曲部や湾曲部等の凹凸面に装着したとしても、見かけ上の変形が生じるだけで、静電容量素子ａ〜ｃは、アレイ型静電容量式センサ１を凹凸面に装着していない状態と同一となる。したがって、従来のように初期出力の増大が起こらず、正確で安定した圧力測定が可能となる。
【００６５】
また、上述のようにアレイ型静電容量式センサ１の装着時でも、隣接する静電容量素子ａおよびｃは互いに、可動電極側基板２および可動電極６の変形の影響を受けないため、従来のアレイ型静電容量式センサに比べてクロストークを低減することができる。
【００６６】
以上のように、本実施形態のアレイ型静電容量式センサ１は、可動電極６の延在方向およびスリット２ｂの延在方向と、被験者の動脈の延在方向とが略一致するように装着する構成としている。すなわち、スリット２ｂは、アレイ型静電容量式センサ１の装着時において、可動電極側基板２の屈曲方向に略直交する方向に設けられている。上記屈曲方向とは、アレイ型静電容量式センサ１を被験者の手首に装着する際に折れ曲がる方向であり、動脈の延在方向とは略直交する方向である。このように、可動電極６間のスリット２ｂが上記屈曲方向に直交するようにアレイ型静電容量式センサ１を装着することによって、スリット２ｂの効果すなわち可動電極６の独立した変形効果を増大させることができる。
【００６７】
なお、アレイ型静電容量式センサ１は上記の構成に限定されるものではなく、例えば、可動電極６の延在方向およびスリット２ｂの延在方向と、被験者の動脈の延在方向とが互いに略直交する方向に装着する構成としてもよい。この構成とした場合であっても、可動電極６ａおよび可動電極６ｃの間にはスリット２ｂが介在しているため、可動電極６ａおよび可動電極６ｃは互いに変形の影響を受けることがない。したがって、従来のように初期出力の増大が起こらず、正確で安定した圧力測定が可能となる。
【００６８】
このように、本実施形態におけるアレイ型静電容量式センサ１は、複数の静電容量素子がそれぞれ独立して変形できる構成であることが好ましい。具体的には、隣接する２つの静電容量素子の間には、可動電極６側にスリット２ｂが設けられている、または、スペーサ３が設けられていることが好ましい。
【００６９】
（実験結果）
ここで、上述した効果を実証するための実験結果を以下に示す。本実験では、アレイ型静電容量式センサ１の全体に圧力を加えたときの、ある特定の静電容量素子の容量変化を測定した。図９（ａ）は、従来のアレイ型静電容量式センサにおける、圧力と静電容量との関係を示すグラフであり、図９（ｂ）は、可動電極側基板２にスリット２ｂを設けた本実施形態のアレイ型静電容量式センサ１における、圧力と静電容量との関係を示すグラフである。なお、図９（ａ）（ｂ）において、点線は、アレイ型静電容量式センサ１を平面状に取り付けた場合（平面時）の測定結果を示し、実線は、アレイ型静電容量式センサ１をＲ１０の治具に取り付けた場合（屈曲時）の測定結果を示している。
【００７０】
また、本実験に用いたそれぞれのアレイ型静電容量式センサ１は、以下の設計条件を満たすものである。すなわち、可動電極側基板２は、１２５μｍの厚みを有し、幅０．８ｍｍかつ長さ２２ｍｍの可動電極６を１ｍｍピッチで２４本配列されたものである。固定電極側基板５は、１２５μｍの厚みを有し、幅２ｍｍかつ長さ２５ｍｍの固定電極７を１０ｍｍピッチで３本配列されたものである。スペーサ３は、厚み１００μｍのポリエステル系フィルムからなり、誘電フィルム４は、厚み２０μｍのエポキシ系フィルムからなるものである。なお、従来のアレイ型静電容量式センサと本実施形態のアレイ型静電容量式センサ１との相違点は、本実施形態のアレイ型静電容量式センサ１における可動電極側基板２に幅０．２ｍｍのスリット２ｂが１ｍｍピッチで２５本設けられている点である。
【００７１】
従来のアレイ型静電容量式センサでは、図９（ａ）に示すように、平面時と屈曲時とでは初期出力が異なっており、特に屈曲時において初期出力が増大することが確認できた。これは、上述したように、アレイ型静電容量式センサ１を凹凸部材に装着しただけで、可動電極６および固定電極７に圧縮応力および引張応力が働き、静電容量素子に圧力が付加された状態となるためである。また、平面時および屈曲時における直線の傾きの変化から、印加される圧力の増加と共に、平面時および屈曲時における静電容量の増加傾向が変動することが確認できた。具体的には、屈曲時の直線の傾きが、平面時の直線の傾きよりも小さくなることが分かった。これは、上記の圧縮応力および引張応力の影響によるものと考察される。つまり、静電容量素子には常に圧縮応力および引張応力が働いているため、凹凸部材から印加される圧力の増加の変化に対する静電容量の変化が小さくなる。このように、従来のアレイ型静電容量式センサでは、測定対象物の形状により測定結果が変動することが分かった。したがって、従来のアレイ型静電容量式センサでは、凹凸部材等に装着して可動電極６に変形が生じた場合には、高精度の安定した圧力測定を行うことができないことが確認できた。
【００７２】
これに対して、本実施形態のアレイ型静電容量式センサ１では、図９（ｂ）に示すように、平面時と屈曲時とで、初期出力に差異が生じないことが確認できた。また、平面時および屈曲時における直線の傾きから、印加される圧力の増加と共に、平面時および屈曲時における静電容量の増加傾向が略同一となることが確認できた。つまり、本実施形態のアレイ型静電容量式センサ１は、測定対象物の形状により測定結果が変動しないことが分かった。したがって、本実施形態のアレイ型静電容量式センサ１では、凹凸部材等に装着した場合であっても、該アレイ型静電容量式センサ１を装着していない平面時と同じ特性を有することが分かった。すなわち、凹凸部材等に装着して可動電極６に変形が生じた場合であっても、高精度の安定した圧力測定を行うことができることが確認できた。
【００７３】
次に、上述した、従来のアレイ型静電容量式センサおよび本実施形態のアレイ型静電容量式センサ１におけるクロストークを検証するための実験結果を以下に示す。本実験では、アレイ型静電容量式センサ１を上述の実験と同様のＲ１０の治具に取り付けて、特定の静電容量素子（０ｃｈ）に圧力を印加したときの静電容量の変化量に対する、上記静電容量素子（０ｃｈ）の周囲にある静電容量素子における静電容量の変化量の割合を測定した。図１０（ａ）（ｂ）は、従来のアレイ型静電容量式センサに圧力が印加されたときの可動電極６の変形の遷移を示す図であり、図１２は、該アレイ型静電容量式センサ１における静電容量の変化の結果を示すグラフである。また、図１１（ａ）（ｂ）は、本実施形態のアレイ型静電容量式センサ１に圧力が印加されたときの可動電極６の変形の遷移を示す図であり、図１３は、該アレイ型静電容量式センサ１における静電容量の変化の結果を示すグラフである。
【００７４】
従来のアレイ型静電容量式センサでは、圧力が印加されたとき可動電極６が独立して変動することができないため、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、複数の可動電極６が変動することになる。これは、図１２に示すグラフからも明らかであり、特定の静電容量素子（０ｃｈ）に印加された圧力の影響が他の静電容量素子にも及ぶ、すなわちクロストークが大きいことが確認できた。特に、上記特定の静電容量素子に印加された圧力の約７０％が、隣接する静電容量素子に及ぶことが分かった。
【００７５】
これに対して、本実施形態のアレイ型静電容量式センサ１では、圧力が印加されたとき可動電極側基板２にスリット２ｂが設けられているため、可動電極６が独立して変動することができる。そのため、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、変動する検出面１ｂに位置する可動電極６のみが変動することになる。これは、図１３に示すグラフからも明らかなように、特定の静電容量素子（０ｃｈ）に印加された圧力の影響が、他の静電容量素子には及ばないことが確認できた。なお、０ｃｈ以外の他の静電容量素子においても同様の結果が得られた。このように、本実施形態のアレイ型静電容量式センサ１は、従来のアレイ型静電容量式センサに比べてクロストークを低減できることが確認できた。
【００７６】
以上に示した図１２および図１３の実験結果から、静電容量素子を形成する可動電極６を有する可動電極側基板２に、スリット２ｂを設けることにより、精度良く安定的な圧力測定が可能になると共に、従来と比較してクロストークを低減することが可能になることが分かった。
【００７７】
なお、本実施の形態では、図３（ａ）に示すように、２４行の帯状の可動電極６に沿って可動電極側基板２にスリット２ｂが設けられており、可動電極側基板２の両端部は一体となって形成されているが、他の構成として、例えば図１４（ａ）に示すように、上記スリット２ｂを延長して可動電極側基板２の両端部を切り離した形状としてもよい。これにより、２４本の独立した可動電極６を備える可動電極側基板２が形成されることになる。この構成によれば、上述したスリット２ｂの効果を向上させることができる。すなわち、可動電極６の屈曲性が向上するため、より精度の高い圧力測定が可能となる。また、隣接する可動電極６間が完全に切り離されるため、クロストークをさらに低減することが可能となる。なお、上記の構成においては、図１４（ｂ）に示すように、スペーサ３に導電性接着剤を利用することが好ましい。これにより、固定電極側基板５上に配置される配線５ｂを用いて、可動電極６側の配線パターンを固定電極７側に引き回すことが可能となる。
【００７８】
〔実施の形態２〕
本発明の実施の形態２について図１５および図１６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上記実施の形態１において示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７９】
図１５は、本発明の実施の形態２におけるアレイ型静電容量式センサ２０の分解斜視図である。本実施形態におけるアレイ型静電容量式センサ２０は、上記実施の形態１におけるアレイ型静電容量式センサ１のスペーサ３に改良を加えたものである。
【００８０】
図１６（ａ）は、本実施形態におけるスペーサ３の概略構成を示す平面図であり、図１６（ｂ）は、該スペーサ３の概略構成を示す斜視図である。同図に示すように、スペーサ３は、積層して貼り合わせたときに、固定電極側基板５に配置される固定電極７を覆わないように、３列の固定電極７分の開口部３ａが設けられると共に、可動電極側基板２に設けられるスリット２ｂと同一位置にスリット（スペーサスリット部）３ｂが設けられている。
【００８１】
これにより、アレイ型静電容量式センサ２０を凹凸部材に装着した場合、可動電極６は、上記実施の形態１の場合と比較して、凹凸面に沿ってより容易に変形することになる。なお、この場合にも、可動電極６は他の可動電極６とは独立して変形可能であるため、変形箇所に該当する静電容量素子には、圧縮応力及び引張応力は働かない。したがって、本実施形態におけるアレイ型静電容量式センサ２０によれば、上記実施の形態１におけるアレイ型静電容量式センサ１と比較して、可動電極６の屈曲性がより向上するため、圧力の変動をより正確に測定することができると共に、クロストークをさらに低減することができる。
【００８２】
なお、上記実施の形態１と同様に、可動電極側基板２のスリット２ｂを延長して切り離し、帯状の可動電極６を完全に分離する構成としたときは、上述した効果をさらに向上させることができる。
【００８３】
〔実施の形態３〕
本発明の実施の形態３について図１７から図１９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上記実施の形態１および２において示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８４】
図１７は、本発明の実施の形態３におけるアレイ型静電容量式センサ３０の分解斜視図である。図１８（ａ）は上記アレイ型静電容量式センサ３０の可動電極側基板２を上方から見た平面図であり、図１８（ｂ）は上記アレイ型静電容量式センサ３０の固定電極側基板５を下方から見た平面図であり、図１８（ｃ）は図１８（ａ）に示す上記アレイ型静電容量式センサ３０のａ−ａ断面図である。本実施形態におけるアレイ型静電容量式センサ３０は、上記実施の形態２におけるアレイ型静電容量式センサ２０にさらに安定化部材８を備えた構成である。
【００８５】
図１９（ａ）は、安定化部材８の概略構成を示す斜視図であり、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）に示す安定化部材８のＹ方向に見た側面図である。同図に示すように、安定化部材８は、複数の溝部を備えている。具体的には、安定化部材８は、１枚の薄膜板（例えば接着シート）８ａと、該薄膜板８ａ上に直線状に互いに等間隔をあけて、並行して延びる複数の突起板８ｂとで構成されている。なお、図１９（ａ）（ｂ）では、便宜上、突起板８ｂが５本のみ設けられている状態を示しているが、突起板８ｂの数は、可動電極側基板２における可動電極６の数（ここでは、２４本）と同一であることが好ましい。また、隣接する突起板８ｂ同士の隙間すなわち溝部８ｃの幅は、安定化部材８が変形したときに互いの突起板８ｂが緩衝しない程度に設定されていることが好ましい。また、上記突起板８ｂの短手方向の幅は、可動電極６の短手方向の幅と略同一であることが好ましい。
【００８６】
上記安定化部材８は、複数の可動電極６と上記複数の突起板８ｂとの投影位置が互いに合致するように、固定電極側基板５における固定電極７が設けられる面とは反対側の面に設けられる。このとき、可動電極側基板２のスリット２ｂと、スペーサ３のスリット３ｂと、安定化部材８における溝部８ｃの位置は一致することとなる。
【００８７】
これにより、アレイ型静電容量式センサ３０を凹凸部材に装着した場合、可動電極６は、上記両スリット２ｂ・３ｂおよび上記溝部８ｃを境にして、屈曲することになる。そのため、アレイ型静電容量式センサ３０の屈曲性を保持しつつ、静電容量素子を形成する可動電極６および固定電極７の平面性を確保することができる。したがって、本実施形態におけるアレイ型静電容量式センサ３０は、上記実施の形態１および２におけるアレイ型静電容量式センサ１・２０と比較して、圧力の変動をより正確に測定することができると共に、クロストークをさらに低減することができる。
【００８８】
なお、上記実施の形態２と同様に、可動電極側基板２のスリット２ｂを延長して切り離し、帯状の可動電極６を完全に分離する構成としてもよい。
【００８９】
ここで、安定化部材８の固定電極側基板５への取り付け方法の一例について図２０を用いて以下に説明する。図２０（ａ）〜図２０（ｄ）は、安定化部材８の固定電極側基板５への取り付け工程を示す図である。まず、ＰＥＴフィルム８ｄおよび離型材８ｅからなる離型シートに安定化部材８を密着させると共に、該安定化部材８に接着シート８ａを仮圧着する（図２０（ａ））。次に、プレス加工（ハーフカット）により安定化部材８をカットする（図２０（ｂ））。そして、固定電極側基板５上に配置し、接着シート８ｅを熱圧着（図２０（ｃ））した後、離型シートを剥がして完成する（図２０（ｄ））。
【００９０】
〔実施の形態４〕
本発明の実施の形態４について図２１から図２３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、上記実施の形態１〜３において示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９１】
図２１は、本発明の実施の形態４におけるアレイ型静電容量式センサ４０の分解斜視図であり、図２２は、上記アレイ型静電容量式センサ４０をａ−ａ方向から見た部分断面図である。本実施形態におけるアレイ型静電容量式センサ４０は、上記実施の形態２におけるアレイ型静電容量式センサ２０のスペーサ３にさらに改良を加えたものである。
【００９２】
図２３（ｃ）は、本実施形態におけるスペーサ３の概略構成を示す平面図である。同図に示すように、スペーサ３は、ギャップ安定化部材９と接着シート１０とからなっている。図２３（ａ）は、ギャップ安定化部材９の概略構成を示す平面図であり、図２３（ｂ）は、接着シート１０の概略構成を示す平面図である。
【００９３】
ギャップ安定化部材９は、可動電極側基板２および固定電極側基板５と同等の可撓性を有しているとともに、可動電極側基板２および固定電極側基板５と同等の圧縮強さを有している。具体的には、ギャップ安定化部材９は、例えば、ポリイミド、ＰＥＴ（フィルム）、エポキシ樹脂（フィルム）等からなっている。
【００９４】
また、接着シート１０は、上記実施の形態２のスペーサ３と同様、固定電極７に対応する開口部３ａおよび可動電極６のスリット２ｂに対応するスリット３ｂが設けられており、さらに、図２３（ｂ）に示すように、ギャップ安定化部材９を受容するための、直線状に互いに等間隔をあけて並行して延びる複数の切り欠き部１０ａが形成されている。なお、この切り欠き部１０ａは、接着シート１０における複数のスリット３ｂ（図示せず）の間に位置し、可動電極側基板２と固定電極側基板５とを積層したときに、可動電極側基板２の可動電極６と該切り欠き部１０ａとの投影位置が互いに合致する位置に形成されている。なお、接着シート１０は、例えば、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂等からなっている。
【００９５】
ここで、これらギャップ安定化部材９および接着シート１０から構成されるスペーサ３の組み立て方法について説明する。図２４はギャップ安定化部材９における、接着シート１０に組み込む前の概略構成を示す図である。図２４に示すギャップ安定化部材９を接着シート１０の切り欠き部１０ａに組み込むために加工した後（図２３（ａ））、図２３（ｃ）に示すように、ギャップ安定化部材９と接着シート１０とを組み合わせる。
【００９６】
また、上記スペーサ３の他の組み立て方法について図２５を用いて説明する。図２５（ａ）〜図２５（ｄ）は、スペーサ３の組み立て工程を示す図である。まず、ＰＥＴフィルム９ａおよび離型材９ｂからなる離型シートにギャップ安定化部材９を密着させる（図２５（ａ））。次に、プレス加工（ハーフカット）によりギャップ安定化部材９のみをカットして、アレイ状に形成する（図２５（ｂ））。そして、可動電極側基板２上に配置し、熱硬化により離型材の粘着力を低下させて（図２５（ｃ））、離型シートを剥がして完成する（図２５（ｄ））。なお、その後、スペーサ３にスリット３ｂを加工して、固定側基板を重ねて熱硬化させることにより、アレイ型静電容量式センサ４０を製造することができる。
【００９７】
上記のスペーサ３を備えるアレイ型静電容量式センサ４０によれば、ギャップ安定化部材９は上記実施の形態３で示した安定化部材８と同様の機能を有するため、上記実施の形態３におけるアレイ型静電容量式センサ３０と同様の効果を得ることができる。すなわち、アレイ型静電容量式センサ４０を凹凸部材に装着した場合、可動電極６は、上記スリット３ｂおよびギャップ安定化部材９の間を境にして、変形（屈曲）することになる。そのため、アレイ型静電容量式センサ４０の屈曲性を保持しつつ、静電容量素子を形成する可動電極６および固定電極７の平面性を確保することができる。したがって、本実施形態におけるアレイ型静電容量式センサ４０は、圧力の変動をより正確に測定することができると共に、クロストークをさらに低減することができる。
【００９８】
なお、上記実施の形態２と同様に、可動電極側基板２のスリット２ｂを延長して切り離し、帯状の可動電極６を完全に分離する構成としてもよい。
【００９９】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明のアレイ型静電容量式センサは、正確かつ安定的に圧力変化を測定できるため、生体の圧脈派測定のような微小の圧力変化の測定に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるアレイ型静電容量式センサの分解斜視図である。
【図２】実施の形態１のアレイ型静電容量式センサをａ−ａ方向から見た部分断面図である。
【図３】（ａ）は実施の形態１のアレイ型静電容量式センサにおける可動電極側基板を可動電極側から見た平面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図であり、（ｃ）は上記可動電極側基板を検出面側（裏面）から見た平面図である。
【図４】（ａ）は実施の形態１のアレイ型静電容量式センサにおける固定電極側基板を固定電極側から見た平面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図であり、（ｃ）は上記固定電極側基板を固定電極が設けられていない側（裏面）から見た平面図である。
【図５】実施の形態１のアレイ型静電容量式センサにおけるスペーサを上方から見た場合の平面図である。
【図６】実施の形態１のアレイ型静電容量式センサを被験者の体表面（手首）に装着した場合において、可動電極側基板を模式的に示す図である。
【図７】（ａ）は従来のアレイ型静電容量式センサにおける静電容量素子を模式的に示す分解斜視図であり、（ｂ）は従来のアレイ型静電容量式センサを検出面に装着した場合における静電容量素子を模式的に示す横断面図である。
【図８】（ａ）は実施の形態１のアレイ型静電容量式センサにおける静電容量素子を模式的に示す分解斜視図であり、（ｂ）は本実施形態のアレイ型静電容量式センサを検出面に装着した場合における静電容量素子を模式的に示す横断面図である。
【図９】（ａ）は従来のアレイ型静電容量式センサにおける、圧力と静電容量との関係を示すグラフであり、（ｂ）は可動電極側基板にスリットを設けた実施の形態１のアレイ型静電容量式センサにおける、圧力と静電容量との関係を示すグラフである。
【図１０】（ａ）（ｂ）は、従来のアレイ型静電容量式センサに圧力が印加されたときの可動電極の変形の遷移を示す図である。
【図１１】（ａ）（ｂ）は、実施の形態１のアレイ型静電容量式センサに圧力が印加されたときの可動電極の変形の遷移を示す図である。
【図１２】従来のアレイ型静電容量式センサにおけるクロストークの結果を示すグラフである。
【図１３】実施の形態１のアレイ型静電容量式センサにおけるクロストークの結果を示すグラフである。
【図１４】（ａ）は実施の形態１のアレイ型静電容量式センサにおけるスリットを延長して可動電極側基板の両端部を切り離した状態を示す図であり、（ｂ）は上記アレイ型静電容量式センサにおけるスペーサに導電性接着剤を利用した場合の横断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態２におけるアレイ型静電容量式センサの分解斜視図である。
【図１６】（ａ）は実施の形態２におけるスペーサの概略構成を示す平面図であり、（ｂ）は該スペーサの概略構成を示す斜視図である。
【図１７】本発明の実施の形態３におけるアレイ型静電容量式センサの分解斜視図である。
【図１８】（ａ）は実施の形態３におけるアレイ型静電容量式センサの可動電極側基板を上方から見た平面図であり、（ｂ）は上記アレイ型静電容量式センサの固定電極側基板を下方から見た平面図であり、（ｃ）は（ａ）に示すアレイ型静電容量式センサのａ−ａ断面図である。
【図１９】（ａ）は実施の形態３における安定化部材の概略構成を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す安定化部材のＹ方向に見た側面図である。
【図２０】（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態３における安定化部材の固定電極側基板への取り付け工程を示す図である。
【図２１】本発明の実施の形態４におけるアレイ型静電容量式センサの分解斜視図である。
【図２２】実施の形態４におけるアレイ型静電容量式センサをａ−ａ方向から見た部分断面図である。
【図２３】（ａ）は実施の形態４におけるギャップ安定化部材の概略構成を示す平面図であり、（ｂ）は実施の形態４における接着シートの概略構成を示す平面図であり、（ｃ）は実施の形態４におけるスペーサ３の概略構成を示す平面図である。
【図２４】実施の形態４のギャップ安定化部材における、接着シートに組み込む前の概略構成を示す図である。
【図２５】（ａ）〜（ｄ）は、実施の形態４におけるスペーサの組み立て工程を示す図である。
【図２６】従来の静電容量式の圧力センサの圧力検知部の外観斜視図である。
【図２７】図２６に示す静電容量式の圧力センサの圧力検知部の分解斜視図である。
【図２８】（ａ）は図２６に示す圧力検知部を上方から見た場合の平面図であり、（ｂ）は静電容量素子のレイアウトを示す模式図である。
【図２９】図２６に示す圧力検知部を含む静電容量式圧力センサの回路構成図である。
【図３０】従来の面圧分布センサの概略構成図である。
【図３１】従来の圧脈波センサの概略構成図である。
【図３２】（ａ）は、図２６に示す静電容量式の圧力センサの平常時（平面時）の側面図であり、（ｂ）は、上記圧力センサの屈曲時の側面図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１、２０、３０、４０  アレイ型静電容量式センサ
２      可動電極側基板（第１の基板、第２の基板）
２ｂ    スリット（基板スリット部）
３      スペーサ
３ａ    開口部（スペーサ開口部）
３ｂ    スリット（スペーサスリット部）
５      固定電極側基板（第１の基板、第２の基板）
６      可動電極（第１の電極、第２の電極）
７      固定電極（第１の電極、第２の電極）
８      安定化部材
８ｃ    溝部
【図１】
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【図２】
2007315876.tif 000004
【図６】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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