(57)【要約】【課題】  一の方向にのみ容易に伸縮することができる検出部を備えた静電容量型センサシートを提供すること。【解決手段】  エラストマー組成物からなるシート状の誘電層と、導電材料を含有する導電性組成物からなり、上記誘電層の表面及び裏面のそれぞれに上記誘電層を挟んで少なくとも一部が対向するよう形成された第１電極層及び第２電極層とを有し、上記第１電極層及び第２電極層の対向する部分を検出部とし、上記誘電層の表裏面の面積が変化するように可逆的に変形するセンサ本体と、上記センサ本体に上記検出部を覆うように積層された複数の拘束部材とを備え、上記拘束部材は、非伸長性材料からなる短冊状の部材であり、複数の上記拘束部材は、互いに離間しつつ、各拘束部材の長手方向がほぼ平行となるように一の方向に沿って配置されており、上記検出部を平面視した際に、上記検出部の２０〜８０％（面積基準）が上記拘束部材により覆われている静電容量型センサシート。【選択図】  図２
2016211997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エラストマー組成物からなるシート状の誘電層と、導電材料を含有する導電性組成物からなり、前記誘電層の表面及び裏面のそれぞれに前記誘電層を挟んで少なくとも一部が対向するよう形成された第１電極層及び第２電極層とを有し、前記第１電極層及び第２電極層の対向する部分を検出部とし、前記誘電層の表裏面の面積が変化するように可逆的に変形するセンサ本体と、
前記センサ本体に前記検出部を覆うように積層された複数の拘束部材とを備え、
前記拘束部材は、非伸長性材料からなる短冊状の部材であり、
複数の前記拘束部材は、互いに離間しつつ、各拘束部材の長手方向がほぼ平行となるように一の方向に沿って配置されており、
前記検出部を平面視した際に、前記検出部の２０〜８０％（面積基準）が前記拘束部材により覆われていることを特徴とする静電容量型センサシート。
【請求項２】
前記導電材料は、少なくともカーボンナノチューブである請求項１に記載の静電容量型センサシート。
【請求項３】
前記エラストマー組成物は、ウレタンゴムを含有する請求項１又は２のいずれかに記載の静電容量型センサシート。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の静電容量型センサシートと、
前記静電容量型センサシートの前記検出部における静電容量の変化を計測する計測器と
を備えることを特徴とするセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量型センサシート及びセンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リハビリテーション（以下、単にリハビリともいう）の分野においては、不全麻痺や片麻痺などの運動麻痺の患者の運動量、関節等の可動量や可動範囲の計測、トレーニング時及び安静時の患者の心拍数や呼吸数の計測等が日常的に行われている。
また、医療の分野においても、患者や介護を要する高齢者の心拍数や呼吸数をモニタリングすることが日常的に行われている。
【０００３】
患者の運動量、関節等の可動量や可動範囲を計測する方法としては、これまで定規を用いる方法、ゴニオメータを用いる方法、筋電センサを用いる方法が採用されている。
しかしながら、これらの方法では、肘や膝の関節の曲り具合は計測できても、例えば肩甲骨の動きや臀部の動き、表情の動きなど計測が困難な部位も多く存在する。
また、より大きな身体の動きを計測する方法としてモーションキャプチャを利用した計測方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、モーションキャプチャを利用した方法は、計測システム全体として大がかりなシステムが必要であるため計測システムの携帯が困難で、かつ、測定前の準備が煩雑であり、更に、撮像手段（カメラ）の陰になる部分の運動は計測することができないとの課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００５／０９６９３９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、本発明者らは、生体表面の変形等を追跡することができる静電容量型センサ装置として、従来の静電容量型センサ装置とは異なる技術的思想に基づく静電容量型センサ装置を提案している。
即ち、エラストマー組成物からなるシート状の第１誘電層と、カーボンナノチューブを含有する導電性組成物からなり、上記第１誘電層の表面及び裏面のそれぞれに上記第１誘電層を挟んで少なくとも一部が対向するよう形成された第１電極層及び第２電極層とを有し、上記第１電極層及び第２電極層の対向する部分を検出部とし、上記第１誘電層の表裏面の面積が変化するように可逆的に変形するセンサ素子と、上記検出部における静電容量の変化を計測する計測器とを備えたセンサ装置を提案している。
【０００６】
このようなセンサ装置において、センサ素子は、誘電層の表裏面の面積が変化するように可逆的に変形し、この誘電層の変形に追従して電極層の面積も変化する。そのため、静電容量に変化量を測定することにより、センサ素子の変形量を算出することができる。
【０００７】
このようなセンサ素子における静電容量（キャパシタンス）は、以下の式（１）で表される。
【０００８】
【数１】
2016211997.tif 000003
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は検出部の電極層面積、ｄは電極間距離である。
上記センサ素子では、面方向に変形（誘電層の表裏面の面積が変化するように変形）した場合、誘電層の変形に追従して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導電層が変形し、即ち、上記式（１）におけるＳの値が変化し、その結果、静電容量Ｃの値が変化する。そのため、上述した通り、上記静電容量Ｃの変化量△Ｃに基づいてセンサ素子の変形量を検出することができる。
【０００９】
一方、上記静電容量型センサ装置では、センサ素子が面方向に自由に変形することができる。
そのため、上述したように、センサ素子の静電容量の変化量を計測することにより、センサ素子の変形量は検出することができるものの、センサ素子の変形方向については検知することができないとの課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、このような課題を解決すべく鋭意検討を行い、特定の方向にのみ変形（伸縮）することができる検出部を備えた静電容量型センサシート、及び、このようなセンサシートを備えたセンサ装置を完成した。
【００１１】
本発明の静電容量型センサシートは、エラストマー組成物からなるシート状の誘電層と、導電材料を含有する導電性組成物からなり、上記誘電層の表面及び裏面のそれぞれに上記誘電層を挟んで少なくとも一部が対向するよう形成された第１電極層及び第２電極層とを有し、上記第１電極層及び第２電極層の対向する部分を検出部とし、上記誘電層の表裏面の面積が変化するように可逆的に変形するセンサ本体と、上記センサ本体に上記検出部を覆うように積層された複数の拘束部材とを備え、
上記拘束部材は、非伸長性材料からなる短冊状の部材であり、
複数の上記拘束部材は、互いに離間しつつ、各拘束部材の長手方向がほぼ平行となるように一の方向に沿って配置されており、
上記検出部を平面視した際に、上記検出部の２０〜８０％（面積基準）が上記拘束部材により覆われていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の静電容量型センサシートでは、複数の短冊状の拘束部材を所定の部位に備えているため、上記検出部は、実質的に所定の方向（上記一の方向）にのみ伸縮することができる。
【００１３】
本発明の静電容量型センサシートにおいて、上記導電材料は、少なくともカーボンナノチューブであることが好ましい。
更に、上記静電容量型センサシートにおいて、上記エラストマー組成物は、ウレタンゴムを含有することが好ましい。
【００１４】
本発明のセンサ装置は、本発明の静電容量型センサシートと、上記静電容量型センサシートの上記検出部における静電容量の変化を計測する計測器とを備えることを特徴とする。
本発明のセンサ装置は、本発明の静電容量型センサシートを備えているため、測定対象物における測定したい特定の方向の変形量を正確に測定することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、静電容量型センサシートが所定の拘束部材を備えているため、上記静電容量型センサシートの検出部は、上記一の方向には容易に伸縮することができ、かつ、上記一の方向に垂直な方向での伸縮が抑制されている。そのため、本発明の静電容量型センサシートを用いることにより、特定の方向の変形量を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のセンサ装置の一例を示す概略図である。
【図２】（ａ）は、本発明の静電容量型センサシートを構成するセンサ本体の一例を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の静電容量型センサシートを構成するセンサ本体の別の一例を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図４】本発明の静電容量型センサシート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５】（ａ）は、実施例１で作製したセンサシートの斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の分解斜視図である。
【図６】実施例１で行ったセンサシートの伸長時の静電容量の測定結果を示すグラフである。
【図７】実施例２で行ったセンサシートにおける拘束部材の面積割合と伸長時の静電容量との関係の評価結果を示すグラフである。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は、実施例３における静電容量型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９】実施例３における関節角度の測定方法を説明するための写真である。
【図１０】実施例３で測定した関節角度の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
本発明の静電容量型センサシート（以下、単にセンサシートともいう）は、エラストマー組成物からなるシート状の誘電層と、導電材料を含有する導電性組成物からなり、上記誘電層の表面及び裏面のそれぞれに上記誘電層を挟んで少なくとも一部が対向するよう形成された第１電極層及び第２電極層とを有し、上記第１電極層及び第２電極層の対向する部分を検出部とし、上記誘電層の表裏面の面積が変化するように可逆的に変形するセンサ本体と、上記センサ本体に上記検出部を覆うように積層された複数の拘束部材とを備え、上記拘束部材は、非伸長性材料からなる短冊状の部材であり、複数の上記拘束部材は、互いに離間しつつ、各拘束部材の長手方向がほぼ平行となるように一の方向に沿って配置されており、上記検出部を平面視した際に、上記検出部の２０〜８０％（面積基準）が上記拘束部材により覆われていることを特徴とする。
本発明のセンサ装置は、本発明の静電容量型センサシートと、上記静電容量型センサシートの上記検出部における静電容量の変化を計測する計測器とを備える。
【００１８】
図１は、本発明のセンサ装置の一例を示す概略図であり、本発明の静電容量型センサシートを備える。
図２（ａ）は、本発明の静電容量型センサシートの一例を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００１９】
本発明に係るセンサ装置１は、図１に示すように、本発明に係るセンサシート２と、センサシート２と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とを備える。
【００２０】
センサシート２は、図２に示すように、センサ本体１０と、センサ本体１０の上面に積層された複数の拘束部材１６（１６ａ〜１６ｅ）とを含む。
センサ本体１０は、エラストマー組成物からなるシート状の誘電層１１と、誘電層１１の表面（おもて面）に形成された表側電極層１２Ａと、誘電層１１の裏面に形成された裏側電極層１２Ｂと、表側電極層１２Ａに連結された表側配線１３Ａと、裏側電極層１２Ｂに連結された裏側配線１３Ｂと、表側配線１３Ａの表側電極層１２Ａと反対側の端部に取り付けられた表側接続部１４Ａと、裏側配線１３Ｂの裏側電極層１２Ｂと反対側の端部に取り付けられた裏側接続部１４Ｂと、誘電層１１の表側及び裏側のそれぞれに積層された表側保護層１５Ａ及び裏側保護層１５Ｂと、を備える。
【００２１】
ここで、表側電極層１２Ａと裏側電極層１２Ｂとは、同一の平面視形状を有しており、誘電層１１を挟んで表側電極層１２Ａと裏側電極層１２Ｂとは全体が対向している。センサ本体１０では、表側電極層１２Ａと裏側電極層１２Ｂとの対向した部分が検出部となる。
なお、本発明において、センサ本体が備える表側電極層と裏側電極層とは、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。
センサ本体１０では、表側電極層１２Ａが第１電極層に、裏側電極層１２Ｂが第２電極層に、それぞれ相当する。
【００２２】
拘束部材１６（１６ａ〜１６ｅ）は、センサ本体１０の上面に積層されている。
拘束部材１６ａ〜１６ｅは、それぞれ非伸長性材料からなる短冊状の部材である。複数の拘束部材１６ａ〜１６ｅは、互いに離間しつつ、各拘束部材１６ａ〜１６ｅの長手方向がほぼ平行となるように一の方向（図２中、左右方向）に沿って配置されている。また、センサシート２では、上記検出部を平面視した際に上記検出部の一部が拘束部材１６で覆われるように拘束部材１６が配置されている。ここで、拘束部材１６ａ〜１６ｅは、合計で上記検出部の面積の約５０％を覆うように配置されている。
そのため、センサシート２において、上記検出部は上記一の方向にのみ伸縮し、上記一の方向に垂直な方向には実質的に伸長しない。
ここで、「実質的に伸長しない」との意味は次の通りである。即ち、センサシートを上記一の方向に伸縮させる際に要する荷重と同一の荷重を、センサシートの上記一の方向に垂直な方向に加えた時の検出部の伸長率が、上記荷重をセンサシートの上記一の方向に加えた時の検出部の伸長率の概ね１／１０以下であることを意味する。
【００２３】
本発明のセンサシートにおいて、上記拘束部材によって覆われる上記検出部の面積は、上記検出部を平面視した際に、検出部全体の２０〜８０％である。
拘束部材によって覆われる検出部の面積が２０％未満では、検出部の上記一の方向以外の方向への伸長を抑制することができない。一方、上記面積が８０％を超えると検出部の伸縮自体が阻害される。
また、センサシート２では、５本の拘束部材が積層されているが、本発明のセンサシートにおいて、拘束部材の本数は複数本であれば何ら限定されない。
【００２４】
センサ本体１０は、誘電層１１がエラストマー組成物からなるため、面方向に変形（伸縮）可能であり、誘電層１１が面方向に変形した際には、その変形に追従して表側電極層１２Ａ及び裏側電極層１２Ｂ、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）も変形する。
そして、センサ本体１０の変形に伴い、上記検出部の静電容量が誘電層１１の変形量（電極層の面積変化）と相関をもって変化する。よって、センサ装置１では、上記検出部の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。
【００２５】
ここで、センサシート２は、上述した通り、複数の拘束部材１６を所定の位置に備えている。
そのため、センサシート２において、上記検出部は、実質的に上記一の方向にのみ伸縮することができる。従って、センサシート２を用いることにより、測定対象物の特定の方向における変形量を計測することができる。
【００２６】
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）を備えており、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。
【００２７】
表示器４は、モニター４ａ、演算回路４ｂ、記憶部４ｃを備えており、計測器３で測定された検出部の静電容量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。
また、表示器４には、計測器３から受信した電圧信号Ｖに基づいて測定対象物の変形量を演算回路４ｂで算出し、モニター４ａに測定対象物の変形量を表示してもよい。例えば、後述するように、静電容量の変化量に基づいて関節角度等の測定対象物の回転角度を算出する場合には、上記回転角度を算出するための演算部を備えていればよい。
表示器４としては、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ等の記憶部、モニター、各種入出力インターフェイス等を備えたコンピュータを用いることができる。
【００２８】
このようなセンサ装置１は、センサシート２を測定対象物に貼り付けて使用することができる。そのため、センサシート２には、センサシート２を測定対象物に貼り付けるための粘着層が最外層に形成されていてもよい。
【００２９】
センサ装置１ではセンサシート２を測定対象物に所定の向きで貼り付けて使用することにより、測定対象物の特定の方向の変形量（伸び量）を測定することができる。
上記センサシートの初期状態（無伸長状態）の静電容量Ｃ０は、検出部の長さ（伸長方向の距離）をｈ、検出部の幅（伸長方向に垂直な方向の距離）をｗとすると、検出部の面積ＳがＳ＝ｈ・ｗとなるため、下記式（２）で表される。
【００３０】
【数２】
2016211997.tif 000004
ここで、ε０及びεｒは、それぞれ式（１）と同様である。
【００３１】
また、検出部の体積Ｖは、下記式（３）で表すことができ、
【数３】
2016211997.tif 000005
誘電層を構成するエラストマーシートのポアソン比が０．５に近いことから、誘電層の体積Ｖは一定とみなすことができる。
【００３２】
そうすると、上記センサシートの伸長時の静電容量Ｃｎは、伸長時の検出部の長さをｈ′、伸長時の検出部の幅をｗ′、伸長時の検出部の面積をＳ′とすると、下記式（４）の関係を充足することとなる。
【数４】
2016211997.tif 000006
ここで、εｃは一定値であり、εｃ＝ε０εｒ／Ｖである。
【００３３】
上記式（４）に示した通り、上記センサシートの伸長時の静電容量は、検出部の面積の２乗に比例する。
一方、本発明のセンサシートは、上記拘束部材を備え、検出部は一定の方向にのみ伸縮するため、上記センサシートの検出部が長さ方向に伸長した場合、検出部の幅は一定のままである。よって、上記センサシートの静電容量は、検出部の長さの２乗に比例することとなる。
そのため、本発明のセンサシートでは、伸長時の静電容量に基づいてセンサシート（検出部）の変形量を正確に計測することができる。
【００３４】
センサ装置１は、例えば、センサシート２を生体表面に貼り付けて使用することにより、生体表面の変形を計測することができる。このとき、センサシート２は、生体表面に直接貼り付けてもよいし、衣服やサポーター、包帯等の生体表面を被覆する被覆材を介して生体表面に間接的に貼り付けてもよい。
【００３５】
センサシート２を皮膚等の生体表面に貼り付けて使用した場合、上記生体表面の変形（伸長・萎縮、膨張・収縮など）に追従して上記センサシートが所定の方向に伸縮するため、生体表面の変形量に応じて検出部の静電容量が変化する。そのため、センサ装置１は、上記検出部の静電容量を計測することにより、生体表面における特定の方向の変形量を測定することができる。そして、生体表面の変形量を測定することにより、生体表面の変形と相関する生体の生命活動情報や運動情報等を取得することができる。
【００３６】
上記センサ装置では、上記生命活動情報として、例えば、脈拍数（心拍数）、呼吸数、呼吸の大きさ等を測定することができる。
また、上記生体の運動情報は特に限定されず、運動時の筋肉の収縮によって、生体表面が伸縮する運動であればその運動状態を上記センサ装置により測定することができる。具体的には、例えば、関節を曲げた際の曲げ量（曲げ角度）や、発音・発声時の頬の動き、表情筋の動き、肩甲骨の動き、臀筋の動き、背中の動き、腰の曲がり具合、胸の膨らみ、筋肉の収縮による太ももやふくらはぎの収縮の大きさ、飲み込み時の喉の動き、足の動き、手の動き、指の動き、足裏の動き、まばたきの動き、皮膚の伸び易さ（しなやかさ）等を測定することができる。
これらのなかでは、特定の方向の変形量が特に有益な情報となる生体の運動情報が本発明のセンサ装置による測定対象として好適である。
【００３７】
上記センサ装置により、関節の曲げ量を測定する場合には、センサシートを測定対象部位に貼り付け、測定対象部位を動かしつつ静電容量を測定することで測定対象部位の曲げ量（関節角度）を取得することができる。測定対象部位の動きに合わせてその部分の皮膚が伸縮することとなり、その伸縮量より測定対象部位の曲げ量を算出することができるからである。
【００３８】
また、上記センサシートを口に周囲（頬等）に貼り付け、その状態で発声しながら（又は、実際には発声できない状態にあっても発声を試みながら）、静電容量を測定した場合には、発声音の種類に応じて口の周囲の皮膚が変形するため、その皮膚の変形に合わせて静電容量が変化することとなる。そのため、発声時の口の周囲の皮膚の動きと、静電容量の値やその変化の仕方との相関情報を得ることができる。
これにより、例えば、以下のことが可能となる。
表情筋のトレーニングとして、例えば、左右対称にセンサシートを貼り付けることで皮膚の動きを定量的に計測したり、リアルタイムに可視化したりすることができる。そのため、左右の信号波形を見ながら、信号が重なるように意識してトレーニングしたり、左右対称な自然な表情に機能回復させるリハビリトレーニングをしたりすることができる。
【００３９】
また、上記センサシートを足首や足の甲に貼り付け、その状態で、「足踏みする」、「ジャンプする」、「つま先立ちする」、「静止する」等の運動を行いながら、静電容量を測定した場合には、足の動きに応じて皮膚が変形し、この皮膚の変形に応じて静電容量が変化することとなる。そのため、静電容量の値やその変化の仕方に基づいて足の動きを特定することができる。
【００４０】
また、上記センサシートを手の平や手の甲に貼り付け、その状態で、「手を開く」、「手を閉じる」、「任意の指を立てる」、「じゃんけんをする」等の運動を行いながら、静電容量を測定した場合には、手の動きに応じて皮膚が変形し、この皮膚の変形に応じて静電容量が変化することとなる。そのため、静電容量の値や変化の仕方に基づいて手の動きを特定することができる。
【００４１】
上記センサ装置により、脈拍数（心拍数）を測定する場合には、センサシートを生体表面の脈が触れるところ（例えば、橈骨動脈や頚動脈等）に貼り付け、所定の時間、静電容量を測定し続けることで心拍数を取得することができる。脈拍に合わせて皮膚が伸縮することとなり、その伸縮回数が脈拍数となるからである。
【００４２】
上記センサ装置により、呼吸数を測定する場合には、センサシートを生体表面の胸の部分等に貼り付け、所定の時間、静電容量を測定し続けることで呼吸数を取得することができる。呼吸に合わせて胸部の皮膚が伸縮し、その伸縮回数が呼吸数と一致するからである。
【００４３】
このように本発明のセンサ装置では、センサシートを皮膚等の生体表面に貼り付けて使用することにより、種々の生命活動情報や生体の運動情報を計測することができる。
上記センサ装置を用いて生命活動情報や生体の運動情報を計測する場合には、予め運動の種類と静電容量の値やその変化の仕方との関係を測定対象となる生体ごとに校正情報として取得しておくことが好ましい。個体差があってもより正確に測定することができるからである。
【００４４】
また、センサシート２を衣類やサポーター等の被覆材を介して貼り付けて使用した場合には、被覆材の変形情報を計測することもできる。
例えば、上記センサシートをトレーニング用アンダーウエアに貼り付け、その状態で運動を行った場合、身体の動きに追従してトレーニング用アンダーウエアの生地が伸ばされたり元の状態に戻されたりと生地が変形する。そのため、この生地の変形（伸縮）に応じて静電容量が変化することとなる。よって、上記センサ装置では、静電容量の値や変化の仕方に基づいてトレーニング用アンダーウエア（被覆材）の変形を計測することができる。
【００４５】
本発明のセンサ装置は、複数のセンサシートを備えていてもよい。この場合、同時に異なる箇所で同種の情報を取得してもよいし、同時に異なる種類の情報を取得してもよい。
また、上記センサシートを２個以上備える場合には、例えば、身体に左右対称（例えば、右足の甲と左足の甲）にセンサシートを貼り付け、その状態で足踏みを行うことにより、左右の足の動きのバランスを計測することができる。
また、例えば、左右の足首、膝関節、股関節にそれぞれセンサシートを貼り付け、その状態で歩行を行うことにより、左右の足の動きのバランス、各可動部位の曲げ量、各可動部位の動きのリズムを測定することができる。更には、例えば、靴形状やマット形状の圧力分布センサ製品等の既存の歩行計測機器と併用して用いることで、より高度な歩行運動の情報を得ることもできる。
これらの情報はスポーツトレーニングやリハビリトレーニングのメニューを決定する情報として有効である。
【００４６】
勿論、本発明のセンサ装置の使用方法は上述した生体表面に貼り付ける方法に限定されるわけではない。上記センサ装置は、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装置として使用することもできる。
更に、本発明のセンサ装置によれば、ロボットの関節角度、蝶番（ヒンジ）の回転角度、ケーブル類や柔軟板の曲り具合等、測定対象物の回転角度（曲げ角度）を測定することもできる。
【００４７】
本発明の静電容量型センサシートでは、センサ本体が、誘電層（第１誘電層）及びその両面に形成された第１電極層及び第２電極層に加えて、第２誘電層及び第３電極層を備えていてもよい。
図３（ａ）は、本発明の静電容量型センサシートの別の一例を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
図３（ａ）及び（ｂ）に示すセンサシート２′は、センサ本体４０と、センサ本体４０の上面に積層された複数の拘束部材４６（４６ａ〜４６ｅ）とを含む。
センサ本体４０は、エラストマー組成物からなるシート状の第１誘電層４１Ａと、第１誘電層４１Ａの表面（おもて面）に形成された第１電極層４２Ａと、第１誘電層４１の裏面に形成された第２電極層４２Ｂと、第１誘電層４１Ａの表側に第１電極層４２Ａを覆うように積層された第２誘電層４１Ｂと、第２誘電層４１Ｂの表面に形成された第３電極層４２Ｃとを備える。更に、センサ本体４０は、第１電極層４２Ａに連結された第１配線４３Ａと、第２電極層４２Ｂに連結された第２配線４３Ｂと、第３電極層４２Ｃに連結された第３配線４３Ｃと、第１配線４３Ａの第１電極層４２Ａと反対側の端部に取り付けられた第１接続部４４Ａと、第２配線４３Ｂの第２電極層４２Ｂと反対側の端部に取り付けられた第２接続部４４Ｂと、第３配線４３Ｃの第３電極層４２Ｃと反対側の端部に取り付けられた第３接続部４４Ｃとを備える。また、センサ本体４０では、第１誘電層４１Ａの裏側及び第２誘電層４１Ｂの表側のそれぞれに裏側保護層４５Ｂ及び表側保護層４５Ａが設けられている。
【００４８】
ここで、第１電極層４２Ａ〜第３電極層４２Ｃは、同一の平面視形状を有している。また、第１電極層４２Ａと第２電極層４２Ｂとは第１誘電層４１Ａを挟んで全体が対向しており、第１電極層４２Ａと第３電極層４２Ｃとは第２誘電層４１Ｂを挟んで全体が対向している。センサ本体４０では、第１電極層４２Ａと第２電極層４２Ｂとの対向した部分、及び、第１電極層４２Ａと第３電極層４２Ｃとの対向した部分が検出部となり、第１電極層４２Ａと第２電極層４２Ｂとの対向した部分の静電容量と第１電極層４２Ａと第３電極層４２Ｃとの対向した部分の静電容量との和が検出部の静電容量となる。
【００４９】
拘束部材４６ａ〜４６ｅは、図２に示したセンサシート２が備える拘束部材１６と同様、それぞれ非伸長性材料からなる短冊状の部材であり、互いに離間しつつ、各拘束部材４６ａ〜４６ｅの長手方向がほぼ平行となるように一の方向（図３中、左右方向）に沿って配置されている。また、センサシート２′では、上記検出部を平面視した際に上記検出部の２０〜８０％が拘束部材４６ａ〜４６ｅで覆われるように拘束部材４６ａ〜４６ｅが配置されている。
そのため、センサシート２′においても、上記検出部は上記一の方向にのみ伸縮し、上記一の方向に平行な方向には実質的に伸長しない。
【００５０】
このようなセンサ本体４０を備えたセンサシート２′は、ノイズによる測定誤差を排除し、より正確に静電容量の変化を測定するのに適している。
例えば、本発明のセンサ装置を用いて、生体表面の変形を追跡する場合、生体表面は導体であるため、生体表面が電極層に直接接触した場合は勿論のこと、保護層を介して接触した場合も、生体と接触又は近接していること自体がノイズの発生原因となる。
これに対して、センサ本体４０を有するセンサシート２′を備えたセンサ装置では、ノイズによる測定誤差をより確実に排除することができる。
【００５１】
また、ここまで説明した本発明のセンサシートでは、拘束部材がセンサ本体の片面にのみ積層されているが、上記拘束部材は、センサ本体の両面に積層されていてもよい。
【００５２】
以下、本発明の静電容量型センサシートが備える各部材について詳細に説明する。
＜センサシート＞
＜＜誘電層＞＞
上記誘電層はエラストマー組成物からなるシート状物であり、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。本発明において、シート状の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。
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ものが挙げられる。
【００５３】
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よいし、２種以上併用してもよい。
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、カーボンナノチューブとの密着性に優れる点から、ウレタンゴムが特に好ましい。
【００５４】
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り、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よいし、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。
【００５５】
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。
【００５６】
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よい。
【００５７】
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。
【００５８】
上記誘電層の平均厚さは、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。
【００５９】
上記誘電層は、センサシートの伸長方向（拘束部材の長手方向に垂直な方向）において、長さが無伸長状態から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誘電層であれば、測定対象物に貼り付けて使用する場合に、測定対象物の変形に追従して変形するのに適しているからである。
ここで、長さが３０％以上増大するように変形可能であるとは、荷重をかけて誘電層を伸長させた場合、長さを３０％増大させても（伸長率３０％としても）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。
上記誘電層の一軸方向における伸長可能な伸長率は、５０％以上であることがより好ましく、１００％以上であることが更に好ましく、２００％以上であることが特に好ましい。
なお、上記誘電層の伸長可能な伸長率は、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。
【００６０】
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、静電容量Ｃ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おそれがある。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
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り、誘電層が硬すぎると、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。
【００６３】
なお、上記センサシートが、複数の誘電層を有する場合、各誘電層は必ずしも同一組成のエラストマー組成物から構成されている必要はないが、同一組成のエラストマー組成物から構成されていることが好ましい。伸縮時に同様の挙動を示すからである。
【００６４】
＜＜電極層＞＞
上記電極層は、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。但し、同一組成の導電性組成物から構成されていることが好ましい。
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よいし、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。
【００６５】
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、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）。更には、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。
また、各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、センサ装置の使用目的や、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。
【００６６】
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、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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
また、その平均長さは、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。
【００７０】
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り、一方、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。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。
【００７１】
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の方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。
これについては次のように推測している。即ち、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。しかしながら、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。
【００７２】
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。
【００７３】
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、本発明で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り、電子顕微鏡を用いて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。
【００７４】
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し、上記バインダー成分を含有させることにより、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、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、電極層を形成する際の安全性も高めることができる。
【００７５】
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、このように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。
【００７６】
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、更には、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。この場合も誘電層との間で充分な密着性を確保することができ、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こととなる。
【００７７】
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。
【００７８】
上記電極層の平均厚さは、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。また、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、生体表面に直接又は被覆材を介して貼り付けた際に生体表面の変形が阻害されることがある。
【００７９】
本発明において、「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、その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。
【００８０】
＜＜拘束部材＞＞
上記拘束部材は、非伸長性材料からなるものである。
上記非伸長性材料は、上記誘電層に比べて高硬度の材料であり、具体的には、ヤング率が１００ＭＰａ以上の材料が好ましい。これにより、拘束部材としての機能を確実に発揮することができるからである。
上記非伸長性材料としては、例えば、樹脂や金属等が挙げられる。上記樹脂は、熱可塑性樹脂であっても、熱硬化性樹脂であってもよい。
上記非伸長性材料の具体例としては、例えば、アセテートフィルム、ポリオレフィンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム等が挙げられる。
【００８１】
上記拘束部材は、短冊状の部材である。
上記拘束部材のアスペクト比（長手方向の長さと短手方向の長さの比）は、特に限定されないが、通常、１〜１０００程度である。
なお、上記拘束部材の平面視形状は、正方形でもよく、この場合、いずれの辺を長手方向としてもよい。
【００８２】
上記拘束部材の長手方向の長さは、上記検出部の上記一の方向に垂直な方向の長さ（検出部の幅）より長いことが好ましい。検出部の上記一の方向に垂直な方向の伸縮をより確実に抑制することができるからである。
上記検出部の幅に対する上記拘束部材の長さの比は、１を超え、１０以下程度であることが好ましい。
【００８３】
上記拘束部材は、互いに離間しつつ、各拘束部材の長手方向がほぼ平行となるように一の方向に沿って配置される。
この場合、複数の拘束部材は、等間隔で配置されていてもよいし、各拘束部材の間隔が異なっていてもよい。
【００８４】
＜＜その他＞＞
上記センサシートは、図２、３に示した例のように、必要に応じて、電極層と接続された第１配線（表側配線）や第２配線（裏側配線）、第３配線が形成されていてもよい。
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く、その具体例としては、例えば、上記電極層と同様の導電性組成物からなるものが挙げられる。
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、３に示した例のように、必要に応じて、外部配線と接続するための第１接続部（表側接続部）、第２接続部（裏側接続部）、第３接続部が形成されていてもよい。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。
【００８５】
上記センサ本体は、図２、３に示した例のように、必要に応じて、表側及び／又は裏側の最外層に保護層が積層されていてもよい。上記保護層を設けることにより、センサシートの導電性を有する箇所（電極層等）を保護したり、センサシートの強度や耐久性を高めたりすることができる。
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。その具体例としては、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。
【００８６】
上記センサシートは、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生体表面等の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、ウレタン系粘着材、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、センサ装置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。
【００８７】
上記センサシートは、無伸長状態から所定の方向（上記一の方向）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。
【００８８】
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。この理由については、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等の状態が安定化するからだと推測している。
【００８９】
上記センサシートは、例えば、下記工程を経ることにより製造することができる。ここでは、カーボンナノチューブを含む導電性組成物を用いて電極層を形成する場合を例に説明する。
（１）エラストマー組成物からなる誘電層を作製する工程（工程（１））、
（２）カーボンナノチューブ及び分散媒を含む組成物を誘電層に塗布し、電極層を形成する工程（工程（２））、及び、
（３）工程（１）及び（２）を経て作製したセンサ本体に、拘束部材を積層する工程（工程（３））
を経ることより製造することができる。
【００９０】
［工程（１）］
本工程では、エラストマー組成物からなる誘電層を作製する。
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。なお、成形方法としては従来公知の手法を採用することができる。
【００９１】
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、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４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、炉で一定時間後架橋させることで誘電層を製造することができる。
【００９２】
図４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４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、シート状の誘電層３５を成形する。このようにして成形された誘電層３５は、保護フィルム３１を剥がしてから、後の工程に供される。
【００９３】
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。
【００９４】
［工程（２）］
本工程では、カーボンナノチューブ及び分散媒を含む組成物（カーボンナノチューブ分散液）を塗布し、その後、乾燥処理にて分散媒を除去することにより、上記誘電層と一体化された電極層を形成する。
【００９５】
具体的には、まず、カーボンナノチューブ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、カーボンナノチューブを含む各成分を湿式分散機を用いて分散媒中に分散（又は溶解）させることより塗布液（カーボンナノチューブ分散液）を調製する。ここでは、例えば、超音波分散機、ジェットミル、ビーズミルなど既存の分散機を用いて分散させればよい。
【００９６】
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。
【００９７】
上記塗布液において、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、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。
【００９８】
続いて、スプレーコート等により上記誘電層の表面の所定の位置に塗布液を塗布して乾燥させる。このとき、必要に応じて、誘電層表面の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。
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。
【００９９】
上記（１）及び（２）の工程を経て誘電層及び電極層を形成した後には、更に、必要に応じて、上記電極層と接続された配線並びに接続部を形成する。
上記電極層と接続された配線の形成は、例えば、上記電極層の形成と同様の方法を用いて、所定の箇所に上記カーボンナノチューブ分散液（塗布液）を塗布し、乾燥させること等により行うことができる。また、上記配線の形成は上記電極層の形成と同時に行ってもよい。
上記接続部の形成は、例えば、上記配線の所定の端部に銅箔等を取り付けること等により行うことができる。
【０１００】
また、図３に示したような構成を備えたセンサ本体を製造する場合には、まず、上記工程（１）の方法により、エラストマー組成物からなる誘電層を２枚作製する。次に、上記工程（２）の方法により、一方の誘電層には両面に電極層を形成し、他方の誘電層には片面に電極層を形成する。その後、それぞれに電極層が形成された２枚の誘電層を電極層同士が重ならない向きで貼りあわせる。その後、必要に応じて、上記電極層と接続された配線並びに接続部を形成すればよい。
【０１０１】
また、上記電極層を形成し、必要に応じて上記配線や上記接続部を形成した後には、更に、表側及び／又は裏側の最外層に保護層を形成してもよい。
上記保護層の形成は、例えば、上記（１）の工程と同様の方法を用いてエラストマー組成物からなるシート状物を作製した後、所定のサイズに裁断し、それをラミネートすること等により行えばよい。
また、保護層を備えたセンサシートを作製する場合は、裏側の保護層から出発し、その上に順次構成部材（第２電極層、第１誘電層、第１電極層、（第２誘電層、第３電極層）、表側保護層）を積層することにより、センサ本体を作製してもよい。
このような工程を経ることにより、センサ本体を製造することができる。
【０１０２】
［工程（３）］
この工程では、拘束部材をセンサ本体に貼り付ける。
まず、複数の拘束部材を準備する。上記拘束部材は、例えば、樹脂フィルムを所定のサイズの短冊状に裁断して準備する。
次に、各拘束部材を上記センサ本体状の所定の位置に貼り付ける。このとき、上記拘束部材は、例えば、接着剤を用いて貼り付ければよい。
上記接着剤としては、例えば、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、ゴム系接着剤、シリコーン系接着剤等が挙げられる。上記接着剤は、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。
また、拘束部材の貼り付けは、接着剤を使用せず、熱融着によって行ってもよい。
【０１０３】
また、複数の拘束部材をセンサ本体に貼り付ける場合には、複数の拘束部材が、その長手方向がほぼ平行となるように配置された状態で伸縮性の基材を用いて一体化されたシート状物を予め作製しておき、このシート状物を貼り付けることにより、複数の拘束部材をセンサ本体に貼り付けてもよい。
【０１０４】
図２、３に示したセンサ本体は、検出部を１つ備えたものであるが、本発明において、センサ本体の検出部の数は１つに限定されるわけではなく、複数の検出部を備えたものであってもよい。
その具体例としては、例えば、表側電極層及び裏側電極層として複数列の帯状の電極層が誘電層の表面及び裏面に形成され、かつ、平面視した際に、表側電極層の列と裏側電極層の列とが直交するように配置されたセンサ本体が挙げられる。このようなセンサ本体では表側電極層及び裏側電極層が誘電層を挟んで対向する複数の部分が検出部となり、その検出部が格子状に配置されていることとなる。
【０１０５】
＜計測器＞
上記計測器は、上記センサシート（上記センサ本体）と電気的に接続されており、上記誘電層の変形に応じて変化する上記検出部の静電容量Ｃを測定する機能を有する。上記静電容量Ｃを測定する方法としては従来公知の方法を用いることができ、上記計測器は、そのため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Ｃを測定する方法（回路）としては、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、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等が挙げられる。
【０１０６】
本発明のセンサ装置において、上記センサシートと上記計測器との接続は、下記のように行うことが好ましい。
（１−１）上記センサ本体が、図３に示したような２層の誘電層（第１及び第２誘電層）と各誘電層の両面に電極層（第１〜第３誘電層）を有するセンサ本体であり、計測器がシュミットトリガ発振回路のような、検出部の静電容量Ｃと抵抗Ｒで発振して静電容量の変化を計測するＣＦ発振回路を用いた計測器である場合。
この場合には、第１電極層を発振ブロック（検出ブロック）に接続し、第２電極層及び第３電極層を接地する（ＧＮＤ側に接続する）ことが好ましい。
このようにセンサ本体と計測器とを接続することにより、センサ本体の表側及び裏側のいずれを生体等の測定対象物に近接するように接続してもノイズの影響を排除し、より正確に静電容量の変化を計測することができる。
【０１０７】
（１−２）上記センサ本体が、図３に示したような２層の誘電層と各誘電層の両面に電極層を有するセンサ本体であり、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のような別のブロック（例えば、交流印加装置）で生成した交流信号を、センサ本体に通し、センサ本体の静電容量変化による交流インピーダンス変化を計測又はインピーダンス変化を利用して電圧変化を生成する方式のＣＶ変換回路を用いた計測器である場合。
この場合には、第１電極層を検出ブロックに接続し、第２電極層及び第３電極層を交流信号を生成するブロックに接続することが好ましい。
このようにセンサ本体と計測器とを接続することにより、センサ本体の表側及び裏側のいずれを生体等の測定対象物に近接するように接続してもノイズの影響を排除し、より正確に静電容量の変化を計測することができる。
【０１０８】
（２−１）上記センサ本体が、図２に示したような１層の誘電層とその両面の電極層（表側電極層及び裏側電極層）とを有するセンサ本体であり、計測器が、シュミットトリガ発振回路のようなＣＦ変換回路を用いた計測器である場合。
この場合には、表側電極層を計測器内の発振ブロック（検出ブロック）に接続し、裏側電極層を接地し（ＧＮＤ側に接続し）、かつ、上記センサ本体を裏面側が生体等の測定対象物に近接するように貼り付けることが好ましい。
このような向きでセンサ本体を生体等に貼り付け、上記のようにセンサ本体と計測器とを接続することにより、ノイズの影響を排除し、より正確に静電容量の変化を計測することができる。
【０１０９】
（２−２）上記センサ本体が、図２に示したような１層の誘電層とその両面の電極層（表側電極層及び裏側電極層）とを有するセンサ本体であり、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のようなＣＶ変換回路を用いた計測器である場合。
この場合には、表側電極層を計測器内の検出ブロックに接続し、裏側電極層を交流信号を生成するブロックに接続し、かつ、上記センサ本体を裏面側が生体等の測定対象物に近接するように貼り付けることが好ましい。
このような向きでセンサ本体を生体等に貼り付け、上記のようにセンサ本体と計測器とを接続することにより、ノイズの影響を排除し、より正確に静電容量の変化を計測することができる。
【０１１０】
＜表示器＞
本発明のセンサ装置は、図１に示した例のように表示器を備えていてもよい。これにより上記センサ装置のユーザーは、測定対象物の変形による静電容量Ｃの変化に関する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。
【０１１１】
また、上記表示器は、図１に示した例のように静電容量Ｃ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。
例えば、本発明のセンサ装置をスポーツトレーニングやリハビリトレーニングの実施者に使用する場合、生体の運動情報等に関する静電容量Ｃの変化に基づく情報をトレーニング後に確認することができる。そのため、実施者はトレーニングの達成度を確認することができ、実施者の励みにもなる。また、トレーニングの達成度を確認することにより、その情報を新たなトレーニングメニューに作成に生かすことができる。
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。
【０１１２】
また、図１に示したセンサ装置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、本発明のセンサ装置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。センサ装置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。
【実施例】
【０１１３】
以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【０１１４】
（実施例１：静電容量型センサシートの異方性の検証（１））
下記の方法を用いてセンサシートを作製し、拘束部材を備えることによる異方性（特定の方向にのみ伸縮することができる特性）を検証した。
図５（ａ）は、実施例１で作製したセンサシートの斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の分解斜視図である。
（１）誘電層及び保護層の作製
水添水酸基末端液状ポリオレフィンポリオール（エポール、出光興産株式会社製）１００質量部、アルキル置換ジフェニルエーテルを主成分とした高温用潤滑油（モレスコハイルーブＬＢ−１００、ＭＯＲＥＳＣＯ社製）１００質量部を計量し、自転公転ミキサー（ＴＨＩＮＫＹ社製）を用いて２０００ｒｐｍで３分間撹拌混合した。次に、得られた混合物に触媒（Ｆｏｍｒｅｚ  ｃａｔａｌｙｓｔ  ＵＬ−２８、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ社製）０．０７質量部を添加し、自転公転ミキサーで１．５分間撹拌した。その後、イソホロンジイソシアネート（デスモジュールＩ、住化バイエルウレタン社製）１１質量部を添加し、自転公転ミキサーで３分間撹拌し、１．５分間脱泡した後、図４に示した成形装置３０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、炉内温度１１０℃、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、８０℃に調節した炉で１２時間後架橋させて、オレフィン系ウレタンゴムを含むエラストマー組成物からなる層厚５０μｍのウレタンシートを作製した。得られたウレタンシートを裁断し、縦１１０×横１１０ｍｍ×厚さ５０μｍの誘電層１枚と保護層２枚（表側保護層及び裏側保護層）とを作製した。
【０１１５】
作製した誘電層（及び保護層）について、破断時伸び（％）、体積抵抗率（Ωｃｍ）及び比誘電率を測定したところ、破断時伸び（％）は２１８％、体積抵抗率は１×１０１４Ωｃｍ以上、比誘電率は３．１であった。
ここで、破断時伸びは、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１に準拠して測定した。
体積抵抗率は、ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１に準拠し、測定機器としてハイレスタＵＰ  ＭＣＰ−ＨＴ４５０型（三菱化学アナリテック社製）を、プローブとしてＵＲＳプローブ  ＭＣＰ−ＨＴＰ１４を使用して測定した。
比誘電率は、ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１に準拠し、測定機器としてＬＣＲハイテスタ３５２２−５０（日置電機株式会社製）を使用して測定した。
【０１１６】
（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０．０５重量％のカーボンナノチューブ分散液を得た。
【０１１７】
（３）拘束部材の作製
厚さ５８μｍのアセテートフィルムテープ（３Ｍ社製、メンディングテープ）を裁断し、長さ１４ｍｍ×幅１ｍｍの短冊状の拘束部材を複数本作製した。
上記アセテートフィルムテープは、片面に接着材層が設けられた商品である。
【０１１８】
（４）センサシートの作製
図５（ａ）、（ｂ）に示したセンサシートを作製した。
（４−１）まず、上記（１）の工程で作製した裏側保護層５５Ｂ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、幅１０ｍｍ×長さ７０ｍｍの開口部が設けられており、上記開口部の一方の短辺と、裏側保護層の一辺とが揃うように貼り付けた。
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３．０ｇを１０ｃｍの距離からエアブラシを用いて塗布し、続いて、８０℃で１０分間乾燥させ、裏側電極層５２Ｂを形成した。その後、マスクを剥離した（図５（ｂ）参照）。
【０１１９】
また、上記（１）の工程で作製した誘電層５１の片面（表面）にも、上述した裏側電極層５２Ｂを形成する方法と同様の方法を用いて、表側電極層５２Ａを形成した。
【０１２０】
（４−２）次に、上記（４−１）の工程で形成した表側電極層５２Ａ及び裏側電極層５２Ｂの端部に銅箔を取り付けて、表側接続部５４Ａ及び裏側接続部５４Ｂとした。
【０１２１】
（４−３）次に、裏側電極層５２Ｂを形成した裏側保護層５５Ｂの上面に、表側電極層５２Ａを形成した誘電層５１を積層し、更に、その上面に表側保護層５５Ａを積層し、センサ本体５０とした。
このとき、誘電層は、平面視した際に、表側電極層５２Ａの表側接続部５４Ａ側と反対側の端部が、裏側電極層５２Ｂの裏側接続部５４Ｂ側と反対側の端部と重複する向きで貼り付けた（図５（ｂ）参照）。センサ本体５０では、平面視した際に、表側電極層５２Ａと裏側電極層５２Ｂとの重複した部分が検出部となり、そのサイズは長さＬ＝３０ｍｍ×幅Ｗ＝１０ｍｍである。
なお、上記誘電層及び上記保護層はそれぞれ接着剤を用いることなく貼り合わせることができる。
【０１２２】
（４−４）  次に、上記工程（３）で作製した拘束部材２４本を、表側保護層５５Ａ上に検出部の長さ方向（図５中、左右方向）に沿って、整列するように貼り付け、センサシートとした（図５参照）。
ここで、各拘束部材は、それぞれの長手方向がほぼ平行となり、かつ、拘束部材の長手方向が上記検出部の長さ方向と垂直になるように互いに約０．３ｍｍずつ離間するように貼り付けた。
本実施例において、拘束部材５６は、検出部を平面視した際に、検出部の８０％を覆うように配置されている。
【０１２３】
（５）センサシートの伸長時の静電容量の測定
上記（１）〜（４）の工程を経て作製したセンサシートの周囲をアクリル板で固定した。また、リード線を介してセンサシート（表側接続部５４Ａ及び裏側接続部５４Ｂ）をＬＣＲメータ（日置電機社製、ＬＣＲハイテスタ３５２２−５０）に接続した。
その後、上記アクリル板を把持してセンサシートをＸ軸方向（拘束部材の長手方向）、Ｙ軸方向（検出部の長さ方向）、及び、両軸方向のそれぞれに、１５ｍｍ引っ張り、その時の検出部の静電容量の変化を計測した。
結果を図６に示した。
【０１２４】
図６に示したグラフから明らかな通り、Ｘ軸方向に引っ張った際には、静電容量の変化はほとんど無かったのに対し、Ｙ軸方向に引っ張った際には、引っ張り距離が大きくなるにつれ、静電容量も大きくなることが明らかとなった。また、両軸（Ｘ軸及びＹ軸）方向に同時に引っ張った際の静電容量は、Ｘ軸方向に引っ張った際の静電容量とＹ軸方向に引っ張った際の静電容量との加算値であった。
また、センサシートをＸ軸方向に１５ｍｍ引っ張った際の検出部のＸ軸方向の伸長率は約６％であった。
これにより、本発明のセンサシートでは、特定の方向の伸縮量のみを検出できることが明らかとなった。
【０１２５】
（実施例２：静電容量型センサシートの異方性の検証（２））
下記の方法を用いて、拘束部材によって覆われる検出部の面積割合が異なる５種類のセンサシートを作製し、拘束部材の拘束部材によって覆われる検出部の面積割合とセンサシートの異方性との関係を検証した。
（１）実施例１の（１）〜（３）と同様にして、誘電層、保護層及び拘束部材の作製、並びに、電極層材料の調製を行った。
【０１２６】
（２）次に、下記（Ａ）〜（Ｄ）のような変更を行った以外は実施例１の（４）と同様にしてセンサシートを作製した。
（Ａ）実施例１の（４−１）におけるマスクの開口部のサイズを幅１０ｍｍ×長さ８０ｍｍに変更した。
（Ｂ）実施例１の（４−１）において塗布するカーボンナノチューブ分散液の量を３．４ｇに変更した。
（Ｃ）上記（Ａ）及び（Ｂ）の変更により、実施例１の（４−３）の工程を経て形成された検出部のサイズは、長さＬ＝５０ｍｍ×幅Ｗ＝１０ｍｍである。
（Ｄ）実施例１の（４−４）において、拘束部材の本数及び拘束部材によって覆われる検出部の面積割合を下記（ａ）〜（ｅ）のいずれかに変更した。
【０１２７】
（ａ）拘束部材の本数を１０本とし、検出部を平面視した際に、検出部の２０％を覆うように拘束部材を配置した。
（ｂ）拘束部材の本数を２０本とし、検出部を平面視した際に、検出部の４０％を覆うように拘束部材を配置した。
（ｃ）拘束部材の本数を３０本とし、検出部を平面視した際に、検出部の６０％を覆うように拘束部材を配置した。
（ｄ）拘束部材の本数を４０本とし、検出部を平面視した際に、検出部の８０％を覆うように拘束部材を配置した。
（ｅ）拘束部材を貼り付けなかった（検出部を覆う拘束部材の面積割合は０％）。
このような（１）及び（２）の工程を経て、５種類のセンサシートを作製した。
【０１２８】
（３）これらのセンサシートのそれぞれについて、実施例１の（５）に記載した方法と同様にして、周囲をアクリル板で固定し、ＬＣＲメータと接続した。その後、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及び両軸方向のそれぞれの方向に、１５ｍｍ引っ張り、その時の検出部の静電容量を計測した。その後、無伸長時の静電容量との差（静電容量の変化量）を算出した。
結果を図７に示した。
【０１２９】
図７に示したグラフから明らかな通り、検出部を平面視した際に、上記検出部の面積の２０〜８０％が拘束部材で覆われていると、静電容量の変化量がほぼ一定になることが明らかとなった。
これにより、本発明のセンサシートにおいて、検出部を平面視した際に、上記検出部の面積の２０〜８０％が拘束部材で覆われていると、検出部を特定の方向に伸縮させる際の静電容量を精度よく測定することができることが明らかとなった。
【０１３０】
（実施例３：センサシートによる間接角度の測定）
（１）誘電層の作製
実施例１の工程（１）と同様にして、オレフィン系ウレタンゴムを含むエラストマー組成物からなる層厚５０μｍのウレタンシートを作製した後、得られたウレタンシートを１４ｍｍ×８５ｍｍ×厚さ５０μｍに裁断し、更に、角部の一か所を７ｍｍ×７ｍｍ×厚さ５０μｍのサイズで切り落とし、誘電層を作製した。
【０１３１】
（２）電極層材料の調製
実施例１の工程（２）と同様にして、カーボンナノチューブ分散液を得た。
【０１３２】
（３）保護層（表側保護層及び裏側保護層）の作製
実施例１の工程（１）と同様にして、オレフィン系ウレタンゴムを含むエラストマー組成物からなる層厚５０μｍのウレタンシートを作製した後、得られたウレタンシートを裁断し、１４ｍｍ×８５ｍｍ×厚さ５０μｍの裏側保護層と、１４ｍｍ×７７ｍｍ×厚さ５０μｍの表側保護層とを作製した。
【０１３３】
（４）拘束部材の作製
厚さ５８μｍのアセテートフィルムテープ（３Ｍ社製、メンディングテープ）を裁断し、長さ：１４ｍｍ×幅：１．５ｍｍの短冊状の拘束部材を複数本作製した。
【０１３４】
（５）粘着層の作製
粘着剤（綜研化学社製、ＳＫダイン１７２０）５０重量部に、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）５０重量部及び硬化剤（綜研化学社製、Ｌ−４５）２質量部を添加し、脱泡機能付きの混練機（Ｔｈｉｎｋｙ社製、あわとり練太郎、型番：ＡＲＥ−３１０）で混合（２０００ｒｐｍ、１２０秒）、脱泡（２０００ｒｐｍ、１２０秒）して混合物を得た。次に、得られた混合物を、表面が離型処理されたＰＥＴフィルム（藤森工業社製、５０Ｅ−００１０ＫＦ）にマルチコータを用いて２００μｍのウエット膜厚で成膜した後、送風式のオーブンを用いて１００℃、１０分間の条件で硬化させ、硬化後の厚さが３５μｍの粘着層を作製した。
【０１３５】
（６）センサシートの作製
図８（ａ）〜（ｅ）に示した作製工程を経てセンサシートを作製した。
まず、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設けられており、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６０ｍｍ、裏側配線に相当する部分が幅３．５ｍｍ×長さ２０ｍｍである。
【０１３６】
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３．５ｇを１０ｃｍの距離からエアブラシを用いて塗布し、続いて、８０℃で１０分間乾燥させ、裏側電極層１２Ｂ及び裏側配線１３Ｂを形成した。その後、マスクを剥離した（図８（ａ）参照）。
【０１３７】
次に、裏側電極層１２Ｂの全体及び裏側配線１３Ｂの一部を被覆するように、上記（１）の工程で作製した誘電層１１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、誘電層１１に表側に、裏側電極層１２Ｂ及び裏側配線１３Ｂの形成と同様の方法を用いて、表側電極層１２Ａ及び表側配線１３Ａを形成した（図８（ｂ）参照）。
【０１３８】
次に、表側電極層１２Ａ及び表側配線１３Ａを形成した誘電層１１の表側に、表側電極層１２Ａの全体及び表側配線１３Ａ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をラミネートにより積層した。
更に、表側配線１３Ａ及び裏側配線１３Ｂのそれぞれの端部に銅箔を取り付けて、表側接続部１４Ａ及び裏側接続部１４Ｂとした。その後、表側接続部１４Ａ及び裏側接続部１４Ｂに外部配線となるリード線１９を半田で固定した（図８（ｃ）参照）。
【０１３９】
次に、上記工程（４）の工程で作製した拘束部材２０本を、表側保護層１５Ａ上に検出部の長さ方向（図５中、左右方向）に沿って、ほぼ等間隔で整列するように貼り付けた（図８（ｄ）参照）。
ここで、各拘束部材１６は、それぞれの長手方向がほぼ平行となり、かつ、拘束部材の長手方向が上記検出部の長手方向と垂直になるように互いに離間して貼り付けた。
本実施例において、拘束部材は、検出部を平面視した際に、検出部の５０％を覆うように配置されている。
なお、図８は模式図であり、実際に貼り付けた拘束部材の本数は、５本ではなく、２０本である。
【０１４０】
その後、表側接続部１４Ａ及び裏側接続部１４Ｂの裏側保護層１５Ｂ上に位置する部分に、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム１７ｂをアクリル粘着テープ（３Ｍ社製、Ｙ−４９０５（厚さ０．５ｍｍ））１７ａを介して貼り付けて補強した。
最後に、裏側保護層１５Ｂの裏面側に上記（５）で作製した粘着層１８をハンドローラーを用いて積層することによりセンサシート２を完成した（図８（ｅ）参照）。
【０１４１】
次に、上述した方法で作製したセンサシートを備えたセンサ装置を用いて、生体の関節の回転角度（関節角度）を計測するとともに、モーションキャプチャシステム（ＮａｔｕｒａｌＰｏｉｎｔ社製、ＯｐｔｉＴｒａｃｋ  Ｆｌｅｘ  １３）を用いて同じ関節の関節角度を測定した。
【０１４２】
図９（ａ）に示すように、手首の外側に上記センサシートを貼り付けた。この状態で手首を背屈方向（図９中、矢印と反対の向き）及び掌屈方向（図９中、矢印の向き）に約１．５秒周期で背屈・掌屈させ、その時のセンサシートの検出部における静電容量を測定した。なお、静電容量の測定は、リード線１９を介してセンサシートと接続したＬＣＲメータ（日置電機社製、ＬＣＲハイテスタ３５２２−５０）により行った。
その後、計測された静電容量の平方根に基づき、上記手首の関節角度（前腕と手の甲とのなす角度）を算出した。
一方、上述した静電容量の計測と同時に、モーションキャプチャシステムによる関節角度の測定を行った。具体的には、センサシートの周囲にマーカーを取り付けておき、上述した手首の背屈・掌屈の際に、上記モーションキャプチャシステムにてマーカーの３次元座標を計測し、上記手首の関節角度を算出した。
なお、図９の写真では、手首より指先側にマーカーは存在していないが、これは、センサシートの状態が分かりやすくなるように図９の写真を撮影する前にマーカーの一部を取り外したからであり、モーションキャプチャシステムによる関節角度の測定時には、上述した通り、センサシートの周囲にマーカーを取り付けている。
上記静電容量型センサにより計測された静電容量の平方根、上記静電容量の平方根の値を用いて算出した関節角度（センサシートによる関節角度）、及び、モーションキャプチャシステムにより取得された関節角度、の測定結果を図１０に示した。
【０１４３】
なお、本実施例において、静電容量に基づく関節角度の算出は、下記の方法により行った。
まず、手首の３往復分の回転運動（屈曲運動）について、モーションキャプチャシステムで計測した関節角度と静電容量型センサで計測した静電容量の平方根の値を用いて、関節角度θを算出するための１次関数を算出した。このとき、モーションキャプチャシステムで計測した関節角度と静電容量型センサで計測した静電容量との組み合わせの数は、３００組とした。なお、１次関数の決定（１次関数における係数の決定）は、最小二乗法により行った。
その結果、関節角度θを算出するための１次関数として、下記式（Ａ）
θ＝３７．４×Ｃ１／２−４８５．９・・・（Ａ）
を得た。
その後、静電容量の計測値及び上記式（Ａ）に基づいて、手首の関節角度を算出した。
【０１４４】
図１０に示したように、本発明の静電容量型センサを用いて測定した手首の関節角度と、モーションキャプチャシステムを用いた測定した手首の関節角度とは、ほぼ同様の測定結果を有することが明らかとなった。
【０１４５】
また、上述した方法と同様の手法を用いて、手首を背屈・掌屈させる運動を３０サイクル行い、センサシートの検出部における静電容量に基づいて関節角度を算出し、モーションキャプチャによる測定値（関節角度）との２乗平均平方根誤差を算出したところ、２．９８度であった。
【０１４６】
一方、比較のため、拘束部材を設けなかった以外は、上記センサシートと同様のセンサシートを作製し、上述した方法と同様の手法を用いて、手首を背屈・掌屈させる運動を３０サイクル行い、センサシートの検出部における静電容量に基づいて関節角度を算出し、モーションキャプチャによる測定値（関節角度）との２乗平均平方根誤差を算出したところ、３．６０度であった。
このことから、拘束部材を備えた本発明のセンサシートを用いることにより、より正確に関節角度を測定することができることが明らかとなった。
【符号の説明】
【０１４７】
１  センサ装置
２、２′  センサシート
３  計測器
３ａ  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
１０、４０  センサ本体
１１  誘電層（第１誘電層）
１２Ａ  表側電極層（第１電極層）
１２Ｂ  裏側電極層（第２電極層）
１３Ａ  表側配線
１３Ｂ  裏側配線
１４Ａ  表側接続部
１４Ｂ  裏側接続部
１５Ａ、４５Ａ  表側保護層
１５Ｂ、４５Ｂ  裏側保護層
１６、１６ａ〜１６ｅ、４６、４６ａ〜４６ｅ  拘束部材
１８  粘着層
４１Ａ  第１誘電層
４１Ｂ  第２誘電層
４２Ａ  第１電極層
４２Ｂ  第２電極層
４２Ｃ  第３電極層
４３Ａ  第１配線
４３Ｂ  第２配線
４３Ｃ  第３配線
４４Ａ  第１接続部
４４Ｂ  第２接続部
４４Ｃ  第３接続部
【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１０】
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【図９】
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