JP7017004B2 - センサシステム - Google Patents

Description

本発明は、センサモジュール、及びセンサシステムに関する。

被測定物の状態を検出するセンサの一つに静電容量を検知するセンサがある。特許文献１には、静電容量を検知するセンサ、及び荷重測定装置に関する技術が開示されている。

特開２０１７－２０３６９１号公報

静電容量センサは、静電容量を検知することで被測定物の状態を検出しているので、被測定物の近傍に静電容量値を測定するための電極を配置する必要がある。ここで、被測定物は様々な形状を有するので、被測定物の形状や大きさ等に応じて電極を配置する必要がある。このため、被測定物に応じて柔軟に電極を配置可能なセンサモジュール、及びセンサシステムが必要とされている。

本発明の一態様にかかるセンサモジュールは、静電容量を検出可能なプレート状のセンサ部と、前記センサ部と接続されたメイン基板と、を備えるメインモジュールと、静電容量を検出可能なプレート状のセンサ部と、前記センサ部と接続された中継基板と、を備えるサブモジュールと、を備える。前記各々のセンサ部は、絶縁層と、前記絶縁層の第１の面に形成された電極層である検出電極と、前記絶縁層の第２の面に形成された電極層であるシールド電極と、を有し、前記サブモジュールの前記中継基板は同軸ケーブルを用いて前記メインモジュールの前記メイン基板に接続されており、前記メイン基板には、前記メインモジュールのセンサ部で検出された検出信号と前記サブモジュールのセンサ部で検出された検出信号とを処理する処理回路が設けられている。

本発明の一態様にかかるセンサシステムは、上述のセンサモジュールと、前記センサモジュールで取得された情報を用いて被測定物の位置を特定する位置特定部と、を備える。前記位置特定部は、前記メインモジュールの検出電極で検出された静電容量値と、前記サブモジュールの検出電極で検出された静電容量値と、を用いて、被測定物の位置を特定する。

本発明により、被測定物に応じて柔軟に電極を配置可能なセンサモジュール、及びセンサシステムを提供することができる。

実施の形態にかかるセンサモジュールの一例を示す図である。 メインモジュールの詳細を説明するための図である。 図２の切断線ＩＩＩ－ＩＩＩにおける断面図である。 メインモジュールが備えるメイン基板の一例を示すブロック図である。 サブモジュールが備える中継基板の一例を示すブロック図である。 実施の形態にかかるセンサモジュールを用いた測定例を説明するための図である。 実施の形態にかかるセンサモジュールのセンサ部の配置例を示す断面図である。 実施の形態にかかるセンサモジュールを用いたセンサシステムを説明するための図である。 実施の形態にかかるセンサモジュールを用いたセンサシステムを説明するための図である。 実施の形態にかかるセンサモジュールを用いたセンサシステムを説明するための図である。 実施の形態にかかるセンサモジュールを用いたセンサシステムを説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、実施の形態にかかるセンサモジュールの一例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態にかかるセンサモジュール１は、メインモジュール２と、サブモジュール３_１～３_３と、を備える。

図１に示す構成例では、１つのメインモジュール２と、３つのサブモジュール３_１～３_３とでセンサモジュール１を構成した例を示している。しかしながら本実施の形態にかかるセンサモジュール１は、１つのメインモジュール２と１つ以上のサブモジュール３とで構成することができ、サブモジュール３の数は、被測定物の大きさや形状に応じて適宜変更することができる。なお、本明細書では、サブモジュール３_１～３_３を総称してサブモジュール３とも記載する。

メインモジュール２は、静電容量を検出可能なプレート状のセンサ部１０と、センサ部１０と接続されたメイン基板１１と、を備える。サブモジュール３_１～３_３は、静電容量を検出可能なプレート状のセンサ部１０と、センサ部１０と接続された中継基板１２と、を備える。なお、サブモジュール３_１～３_３が備えるセンサ部１０は、メインモジュール２が備えるセンサ部１０と同一の構成を備えるので同一の符号を付している。

サブモジュール３_１～３_３の中継基板１２の各々は、同軸ケーブル１３_１～１３_３を用いてメインモジュール２のメイン基板１１に接続されている。

メインモジュール２のメイン基板１１には、メインモジュール２のセンサ部１０で検出された検出信号と、サブモジュール３_１～３_３のセンサ部１０で検出された検出信号とを処理する処理回路３１（図４参照）が設けられている。メイン基板１１は外部配線１５を介して外部機器と接続可能に構成されている。例えば、メイン基板１１の処理回路で処理されたデータは、外部配線１５を介して外部機器に供給される。

図２は、メインモジュールの詳細を説明するための図である。図２に示すように、メインモジュール２は、センサ部１０およびメイン基板１１を備える。メイン基板１１は、センサ部１０の端部（つまり、プレート状のセンサ部１０の一つの辺）に設けられている。センサ部１０は、検出電極２１およびシールド電極２２を備える。検出電極２１およびシールド電極２２はそれぞれ、リード線２５、２６（銅箔などの金属箔や、樹脂層で保護された金属箔、フレキシブルプリントサーキットなど）を用いてメイン基板１１の電極パッド３４ｄ、３４ｓ（図４参照）に接続されている。

図３は、図２の切断線ＩＩＩ－ＩＩＩにおける断面図である。図３に示すように、センサ部１０は、絶縁層２０と、絶縁層２０の一方の面（上面）に形成された電極層である検出電極２１と、絶縁層２０の他方の面（下面）に形成された電極層であるシールド電極２２と、を有する。例えば、絶縁層２０は、フレキシブルな樹脂シートを用いて構成することができる。また、検出電極２１およびシールド電極２２は導電性シートを用いて構成することができる。導電性シートは、金属箔を用いて構成することができる。また、導電性シートは、導電粒子を含有するフレキシブルな樹脂シートを用いて構成してもよい。

検出電極２１の上面には、検出電極２１を保護するための絶縁層２３が形成されている。シールド電極２２の下面には、シールド電極２２を保護するための絶縁層２４が形成されている。絶縁層２３、２４は、フレキシブルな樹脂シートを用いて構成することができる。さらに設置性をもたせるために粘着層を付与してもよい。

図２に示すように、検出電極２１の外縁は、平面視した際にシールド電極２２の外縁よりも内側になるように形成されている。このような構成とすることで、検出範囲の指向性を制御し、検出電極２１で静電容量を検出する際のノイズを低減することができる。

図２に示す構成例では、センサ部１０を構成している絶縁層２０、２３、２４（図３参照）の形状を矩形状とし、検出電極２１およびシールド電極２２の形状を円形状としている。しかし、絶縁層２０、２３、２４の形状、及び検出電極２１とシールド電極２２の形状は、これらに限定されることはなく、任意の形状とすることができる。例えば、検出電極２１とシールド電極２２の形状を矩形状や楕円形状としてもよい。

また、検出電極２１とシールド電極２２とに挟まれた絶縁層２０は、検出電極２１やシールド電極２２の形状や面積に合わせて最適な膜厚や誘電率を備えるようにすることで、検出電極２１の寄生容量を低減させることができる。

本実施の形態では、メインモジュール２を構成する際に、平面視におけるセンサ部１０の面積が、平面視におけるメイン基板１１の面積よりも大きくなるようにしている。そして、フレキシブルなセンサ部１０の端部に、リジッドなメイン基板１１を設けている。サブモジュール３を構成する際も同様に、平面視におけるセンサ部１０の面積が、平面視における中継基板１２の面積よりも大きくなるようにしている。そして、フレキシブルなセンサ部１０の端部に、リジッドな中継基板１２を設けている。このような構成とすることで、メインモジュール２およびサブモジュール３の大部分をフレキシブルに構成することができる。したがって、メインモジュール２およびサブモジュール３を被測定物に配置する際の柔軟性を向上させることができる。

また、図３の断面図に示すように、シールド電極２２には、検出電極２１の電位と同電位となるようなシールド電圧が印加されるように構成されている。このようなシールド電圧は、バッファ回路３２を用いて生成される。シールド電極２２にシールド電圧を印加することで、検出電極２１とシールド電極２２との間に大きな寄生容量が発生することを抑制することができるので、センサ部１０における検出レンジの減少を抑えることができる。

バッファ回路３２は、図２に示すメイン基板１１に設けられており、メイン基板１１からリード線２６を介してシールド電極２２にシールド電圧が供給される。また、検出電極２１で検出された検出信号はリード線２５を介してメイン基板１１に供給される。

図４は、メインモジュールが備えるメイン基板の一例を示すブロック図である。図４に示すように、メイン基板１１には、回路素子３０、コネクタ３３_１～３３_３、及び電極パッド３４ｄ、３４ｓが設けられている。回路素子３０には、処理回路３１およびバッファ回路３２が設けられている。例えば、回路素子３０には、センサモジュール用の集積回路（ＩＣ）を用いることができる。

電極パッド３４ｄは、リード線２５（図２参照）を介して検出電極２１と接続されており、検出電極２１から供給された検出信号ｄｃｔ_０を処理回路３１に供給する。処理回路３１は、検出電極２１から供給された検出信号ｄｃｔ_０に基づいて、メインモジュール２のセンサ部１０で検出された静電容量値を算出する。

電極パッド３４ｓは、リード線２６（図２参照）を介してシールド電極２２と接続されており、バッファ回路３２から供給されたシールド電圧ｓｌｄ_０をシールド電極２２に供給する。このとき、バッファ回路３２は、検出電極２１から供給された検出信号ｄｃｔ_０の電位と同電位となるようなシールド電圧ｓｌｄ_０を生成し、生成したシールド電圧ｓｌｄ_０を電極パッド３４ｓを介してシールド電極２２に供給する。

また、メイン基板１１には、同軸ケーブル１３_１～１３_３と接続されるコネクタ３３_１～３３_３が設けられている。メイン基板１１は、コネクタ３３_１～３３_３に接続された同軸ケーブル１３_１～１３_３を介して各々のサブモジュール３_１～３_３と接続される。例えば、同軸ケーブル１３_１～１３_３は、コネクタ３３_１～３３_３に着脱可能に構成されている。

コネクタ３３_１は、同軸ケーブル１３_１を介してサブモジュール３_１（図１参照）と接続されており、サブモジュール３_１から供給された検出信号ｄｃｔ_１を処理回路３１に供給する。処理回路３１は、サブモジュール３_１から供給された検出信号ｄｃｔ_１に基づいて、サブモジュール３_１のセンサ部１０で検出された静電容量値を算出する。また、バッファ回路３２は、サブモジュール３_１から供給された検出信号ｄｃｔ_１の電位と同電位となるようなシールド電圧ｓｌｄ_１を生成し、生成したシールド電圧ｓｌｄ_１をコネクタ３３_１および同軸ケーブル１３_１を介してサブモジュール３_１のシールド電極２２に供給する。

コネクタ３３_２は、同軸ケーブル１３_２を介してサブモジュール３_２（図１参照）と接続されており、サブモジュール３_２から供給された検出信号ｄｃｔ_２を処理回路３１に供給する。処理回路３１は、サブモジュール３_２から供給された検出信号ｄｃｔ_２に基づいて、サブモジュール３_２のセンサ部１０で検出された静電容量値を算出する。また、バッファ回路３２は、サブモジュール３_２から供給された検出信号ｄｃｔ_２の電位と同電位となるようなシールド電圧ｓｌｄ_２を生成し、生成したシールド電圧ｓｌｄ_２をコネクタ３３_２および同軸ケーブル１３_２を介してサブモジュール３_２のシールド電極２２に供給する。

コネクタ３３_３は、同軸ケーブル１３_３を介してサブモジュール３_３（図１参照）と接続されており、サブモジュール３_３から供給された検出信号ｄｃｔ_３を処理回路３１に供給する。処理回路３１は、サブモジュール３_３から供給された検出信号ｄｃｔ_３に基づいて、サブモジュール３_３のセンサ部１０で検出された静電容量値を算出する。また、バッファ回路３２は、サブモジュール３_３から供給された検出信号ｄｃｔ_３の電位と同電位となるようなシールド電圧ｓｌｄ_３を生成し、生成したシールド電圧ｓｌｄ_３をコネクタ３３_３および同軸ケーブル１３_３を介してサブモジュール３_３のシールド電極２２に供給する。

例えば、メイン基板１１には、メインモジュール２および各々のサブモジュール３_１～３_３と対応する数のバッファ回路３２（本実施の形態では４つ）を設けることができる。これにより、各々のバッファ回路３２は、各々の検出信号ｄｃｔ_０～ｄｃｔ_３に対応したシールド電圧ｓｌｄ_０～ｓｌｄ_３を各々独立して生成することができる。そして、各々独立して生成されたシールド電圧ｓｌｄ_０～ｓｌｄ_３は、同軸ケーブル１３_１～１３_３を介して各々のサブモジュール３_１～３_３のシールド電極２２に供給される。このような構成とすることで、バッファ回路３２をメイン基板１１に集約して設けることができる。

図２に示すように、メイン基板１１は外部配線１５を介して外部機器と接続可能に構成されている。例えば、メイン基板１１の処理回路で処理されたデータは、デジタル信号として外部配線１５を介して外部機器に供給される。

次に、サブモジュール３_１～３_３が備える中継基板１２_１～１２_３について説明する。図５は、サブモジュールが備える中継基板の一例を示すブロック図である。図５では一例として、サブモジュール３_１が備える中継基板１２_１について説明するが、他のサブモジュール３_２、３_３が備える中継基板１２_２、１２_３についても同様の構成である。

図５に示すように、サブモジュール３_１が備える中継基板１２_１は、電極パッド４１ｄ、４１ｓ、及びコネクタ４２_１を備える。

中継基板１２_１のコネクタ４２_１は、同軸ケーブル１３_１を介してメイン基板１１のコネクタ３３_１（図４参照）に接続されている。これにより、サブモジュール３_１の中継基板１２_１とメインモジュール２のメイン基板１１とが接続される。例えば、同軸ケーブル１３_１は、中継基板１２_１のコネクタ４２_１に着脱可能に構成されている。

図５に示す電極パッド４１ｄは、サブモジュール３_１の検出電極と接続されており、検出電極から供給された検出信号ｄｃｔ_１をコネクタ４２_１および同軸ケーブル１３_１を介してメイン基板１１に供給する。

電極パッド４１ｓは、サブモジュール３_１のシールド電極と接続されており、メイン基板１１から同軸ケーブル１３_１およびコネクタ４２_１を介して供給されたシールド電圧ｓｌｄ_１をシールド電極に供給する。前述のように、シールド電圧ｓｌｄ_１は、メイン基板１１に設けられたバッファ回路３２で生成される。

図６は、本実施の形態にかかるセンサモジュールを用いた測定例（センサシステムの構成例）を説明するための図である。図６に示すように、本実施の形態にかかるセンサモジュール１は、１つのメインモジュール２と、３つのサブモジュール３_１～３_３とでセンサモジュール１を構成している。メインモジュール２および３つのサブモジュール３_１～３_３は、同軸ケーブル１３_１～１３_３（図６では図示を省略している）を用いて接続されている。

本実施の形態では、メインモジュール２およびサブモジュール３_１～３_３（以下、これらを省略してモジュール２、３_１～３_３とも記載する）の各々を用いて、被測定物５０との間の静電容量値を測定している。これにより、被測定物５０の位置や大きさを検出することができる。すなわち、被測定物５０との間の静電容量値は、モジュール２、３_１～３_３の各々と被測定物５０との間の距離等に応じて変化する。具体的には、モジュール２、３_１～３_３で検出される静電容量値は、被測定物５０との間の距離が近くなるほど大きくなる。したがって、各々のモジュール２、３_１～３_３と被測定物５０との間の静電容量値と、各々のモジュール２、３_１～３_３の位置情報と、を用いることで、被測定物５０の位置や大きさを特定することができる。

なお、図６に示すセンサモジュール１を用いてセンサシステムを構成する場合は、更に位置特定部（不図示）を設けてもよい。位置特定部は、センサモジュールで取得された情報を用いて被測定物５０の位置を特定するように構成されている。つまり、位置特定部は、メインモジュール２の検出電極で検出された静電容量値と、サブモジュール３_１～３_３の検出電極で検出された静電容量値と、を用いて、被測定物５０の位置を特定する。位置特定部は、例えば、コンピュータ等を用いて構成することができる。

具体的には、センサモジュール１のメイン基板１１は、外部配線１５（図４参照）を介して外部機器であるコンピュータと接続されている。コンピュータは、センサモジュール１から供給された、各々のモジュール２、３_１～３_３の静電容量値に対して位置特定処理を施すことで、被測定物５０の位置を特定することができる。

「発明が解決しようとする課題」の欄で説明したように、静電容量センサは、静電容量を用いて被測定物の状態を検出しているので、被測定物の近傍に静電容量値を測定するための電極を配置する必要がある。ここで、被測定物は様々な形状を有するので、被測定物の形状や大きさ等に応じて電極を配置する必要があった。このため、被測定物に応じて柔軟に電極を配置可能なセンサモジュール、及びセンサシステムが必要とされていた。

そこで本実施の形態では、メインモジュール２およびサブモジュール３_１～３_３を用いてセンサモジュール１を構成している。このように、複数のモジュール２、３_１～３_３を組み合わせてセンサモジュール１を構成することで、各々のモジュール（電極）の位置を被測定物に応じて柔軟に配置することができる。したがって、本実施の形態にかかる発明により、被測定物に応じて柔軟に電極を配置可能なセンサモジュール、及びセンサシステムを提供することができる。

また、従来では、被測定物が大きい場合には、電極面積の広い静電容量センサを用いる必要があった。一方、本実施の形態にかかる発明のように、複数のモジュール２、３_１～３_３を組み合わせてセンサモジュール１を構成した場合は、複数のモジュール２、３_１～３_３を離間して部分的に被測定物に配置することができる。したがって、被測定物が大きい場合であっても、被測定物の全体に電極を配置しつつ、使用する電極の総面積を抑制することができる。

また、本実施の形態では、メインモジュール２およびサブモジュール３_１～３_３を同軸ケーブル１３_１～１３_３を用いて接続している。したがって、各々のサブモジュール３_１～３_３からメインモジュール２に伝達される検出信号ｄｃｔ_１～ｄｃｔ_３にノイズが生じることを抑制することができる。

また、本実施の形態では、各々のモジュール２、３_１～３_３が備えるセンサ部１０をフレキシブルな材料を用いて構成することができる。このような構成とした場合は、図７に示すように、曲面を有する部材５１に各々のモジュール２、３_１～３_３（センサ部）を配置することができる。

また、本実施の形態では、各々のモジュール２、３_１～３_３が備えるセンサ部１０の検出電極２１（図２、図３参照）を部分的にくり抜いて構成してもよい。つまり、検出電極２１は、平面視した際に部分的にくり抜かれている構造を有していてもよい。このような構成とすることで、検出電極２１の寄生容量を効果的に低減させることができる。

また、本実施の形態では、メイン基板１１および中継基板１２_１～１２_３の少なくとも一方に加速度センサを更に設けてもよい。この場合は、メイン基板１１および中継基板１２_１～１２_３の少なくとも一方に設けられた加速度センサから取得した加速度情報を更に用いて、被測定物５０の位置を特定することができる。

つまり、メイン基板１１および中継基板１２_１～１２_３に加速度センサを設けることで、各々のモジュール２、３_１～３_３の位置（姿勢）の変化を検出することができる。したがって、各々のモジュール２、３_１～３_３で検出した静電容量値を、各々のモジュール２、３_１～３_３の位置（姿勢）の変化を用いて補正することで、被測定物５０の位置をより高精度に特定するこができる。

次に、本実施の形態にかかるセンサモジュールを用いたセンサシステム（センサモジュールの使用方法）について、図８～図１１を用いて説明する。なお、図８～図１１では、１つのセンサ部１０のみを図示しているが、本実施の形態にかかるセンサシステムは複数のセンサ部１０を備えており、他のセンサ部１０においても図８～図１１に示す構成と同様な構成を備えている。

上述のように、本実施の形態では、複数のモジュール２、３_１～３_３を用いて、センサシステムを構成することができる。このとき、図８に示すように、センサ部１０の検出電極２１と被測定物５０との間に生じる静電容量値を測定することで、被測定物５０を検出してもよい。例えば、この場合は、センサ部１０に対する被測定物５０の位置、センサ部１０と被測定物５０との距離、被測定物５０の大きさや形状等を求めることができる。

また、図９に示すように、センサ部１０の検出電極２１側に絶縁部材５２が配置されるようにしてもよい。つまり、絶縁部材５２の一方側にセンサ部１０を取り付け、絶縁部材５２の他方側に存在する被測定物５０を検出するようにしてもよい。この場合も、センサ部１０の検出電極２１と被測定物５０との間に生じる静電容量値（この場合は絶縁部材５２を考慮する必要がある）を測定することで、被測定物５０を検出することができる。図９に示す構成においても、センサ部１０に対する被測定物５０の位置、センサ部１０と被測定物５０との距離、被測定物５０の大きさや形状等を求めることができる。

また、図１０に示すように、センサ部１０の検出電極２１と対向するようにグランド電極５５を配置し、検出電極２１とグランド電極５５との間に変形部材５３を配置して、センサシステムを構成してもよい。この場合は、シールド電極２２側に応力Ｆが働いた際に変形部材５３が圧縮されて変形する。このとき、検出電極２１とグランド電極５５との間の距離が変化して検出電極２１で検出される静電容量値が変化する。よって、検出電極２１で検出される静電容量値を測定することで、シールド電極２２側に存在する被測定物（つまり、被測定物から受ける応力Ｆ）を検出することができる。なお、グランド電極５５側から応力Ｆが働いた場合も同様に、グランド電極５５側に存在する被測定物（つまり、被測定物から受ける応力Ｆ）を検出することができる。

例えば、１枚の変形部材５３の一方の面に１枚のグランド電極５５を配置し、１枚の変形部材５３の他方の面に複数のセンサ部１０を配置して、センサシステムを構成してもよい。このように構成した場合は、センサ部１０に対する被測定物５０の位置、被測定物５０の大きさや形状等を求めることができる。

また、図１１に示すように、センサ部１０の検出電極２１と対向するようにグランド電極５５を配置し、検出電極２１とグランド電極５５との間に変形部材５３を配置し、更にセンサ部１０のシールド電極２２側に変形部材５６を配置してもよい。この場合は、変形部材５６に応力Ｆが働いた際に変形部材５６が圧縮されて変形し、更に変形部材５３が圧縮されて変形する。これにより、検出電極２１とグランド電極５５との間の距離が変化して検出電極２１で検出される静電容量値が変化する。よって、検出電極２１で検出される静電容量値を測定することで、変形部材５６上に配置された被測定物（つまり、被測定物から変形部材５６に印加された応力Ｆ）を検出することができる。なお、図１１に示す構成では、センサ電極１０とグランド電極５５とを入れ替えてセンサシステムを構成した場合も同様に、変形部材５６上に配置された被測定物（つまり、被測定物から変形部材５６に印加された応力Ｆ）を検出することができる。

例えば、１枚の変形部材５３の一方の面に１枚のグランド電極５５を配置し、１枚の変形部材５３の他方の面に複数のセンサ部１０を配置し、更にセンサ部１０のシールド電極２２側に１枚の変形部材５６を配置してもよい。このように構成した場合は、変形部材５６の表面上における被測定物５０の位置、被測定物５０の大きさや形状等を求めることができる。

なお、本実施の形態にかかる発明において、複数のセンサ部（電極）１０の配置は上記構成に限定されることはなく、被測定物の大きさや形状に応じて適宜変更することができる。

また、上述の本実施の形態では、メインモジュール２とサブモジュール３とを接続してセンサモジュール１を構成する場合について説明した。しかしながら、被測定物の大きさや形状、センサモジュールの設置環境などに応じ、サブモジュール３を接続せずにメインモジュール２のみでセンサモジュール１を構成してもよい。

例えば、本実施の形態では、被測定物の大きさや形状、センサシステムの設置環境などに応じ、メインモジュール２とサブモジュール３とを接続して構成したセンサモジュール１を複数組用いてもよい。このとき、複数組のセンサモジュール１の中に、サブモジュール３を接続せずにメインモジュール２のみで構成したセンサモジュール１が含まれていてもよい。

以上、本発明を上記実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。

１ センサモジュール
２ メインモジュール
３_１、３_２、３_３ サブモジュール
１０ センサ部
１１ メイン基板
１２ 中継基板
１３_１、１３_２、１３_３ 同軸ケーブル
１５ 外部配線
２０ 絶縁層
２１ 検出電極
２２ シールド電極
２３、２４ 絶縁層
３０ 集積回路（ＩＣ）
３１ 処理回路
３２ バッファ回路
３３ コネクタ
３４ バッド
４１ バッド
４２ コネクタ
５０ 被測定物
５１ 部材
５２ 絶縁部材
５３、５６ 変形部材
５５ グランド電極

Claims (11)

1. 静電容量を検出可能なプレート状のセンサ部と、前記センサ部と接続されたメイン基板と、を備えるメインモジュールと、
   静電容量を検出可能なプレート状のセンサ部と、前記センサ部と接続された中継基板と、を備えるサブモジュールと、を備え、
   前記各々のセンサ部は、絶縁層と、前記絶縁層の第１の面に形成された電極層である検出電極と、前記絶縁層の第２の面に形成された電極層であるシールド電極と、を有し、
   前記サブモジュールの前記中継基板は同軸ケーブルを用いて前記メインモジュールの前記メイン基板に接続されており、前記メインモジュール及び前記サブモジュールの配置は、被測定物に応じて変更可能であり、
   前記メイン基板には、前記メインモジュールのセンサ部で検出された検出信号と前記サブモジュールのセンサ部で検出された検出信号とを処理する処理回路が設けられており、
   フレキシブルな前記センサ部の端部に、リジッドな前記メイン基板または前記中継基板が直接設けられている、
   センサモジュールと、
   前記複数の検出電極と対向するように配置されたグランド電極と、
   前記複数の検出電極と前記グランド電極との間に配置された第１の変形部材と、を備え、
   前記第１の変形部材の一方の面に前記グランド電極が配置され、前記第１の変形部材の他方の面に前記各々のセンサ部が配置されており、
   前記各々のセンサ部は、前記検出電極が前記グランド電極側に設けられ、前記シールド電極が前記被測定物側に設けられており、
   前記各々の検出電極で検出された静電容量値を用いて前記各々の検出電極と前記グランド電極との間の距離の変化を検出することで、前記シールド電極側の前記被測定物を検出する、
   センサシステム。
2. 前記複数のシールド電極側に配置された第２の変形部材を更に備え、
   前記各々の検出電極で検出された静電容量値を用いて前記各々の検出電極と前記グランド電極との間の距離の変化を検出することで、前記第２の変形部材上に配置された被測定物を検出する、
   請求項１に記載のセンサシステム。
3. 前記メイン基板は、前記各々のセンサ部が有する検出電極の電位と同電位となるようなシールド電圧を、前記各々のセンサ部が有するシールド電極に印加するバッファ回路を備える、請求項１または２に記載のセンサシステム。
4. 前記サブモジュールのシールド電極には、前記メイン基板が備える前記バッファ回路から前記同軸ケーブルを介して前記シールド電圧が供給される、請求項３に記載のセンサシステム。
5. 前記センサ部を構成している前記絶縁層は、フレキシブルな樹脂シートを用いて構成されており、前記検出電極および前記シールド電極は導電性シートを用いて構成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載のセンサシステム。
6. 平面視における前記センサ部の面積は、平面視における前記メイン基板および前記中継基板の各々の面積よりも大きい、
   請求項１～５のいずれか一項に記載のセンサシステム。
7. 前記メイン基板および前記中継基板の各々には前記同軸ケーブルと接続されるコネクタが設けられており、
   前記同軸ケーブルが前記コネクタに着脱可能に構成されている、
   請求項１～６のいずれか一項に記載のセンサシステム。
8. 前記センサ部が備える前記検出電極は、平面視した際に部分的にくり抜かれている構造を有する、請求項１～７のいずれか一項に記載のセンサシステム。
9. 前記メイン基板および前記中継基板の少なくとも一方には、加速度センサが設けられている、請求項１～８のいずれか一項に記載のセンサシステム。
10. 前記センサモジュールで取得された情報を用いて被測定物の位置を特定する位置特定部を備え、
    前記位置特定部は、前記メインモジュールの検出電極で検出された静電容量値と、前記サブモジュールの検出電極で検出された静電容量値と、を用いて、被測定物の位置を特定する、
    請求項１～９のいずれか一項に記載のセンサシステム。
11. 前記位置特定部は、前記メイン基板および前記中継基板に設けられた加速度センサから取得した加速度情報を更に用いて、前記被測定物の位置を特定する、請求項１０に記載のセンサシステム。

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