KR20090017546A - 어레이형 정전용량식 센서 - Google Patents

Abstract

어레이형 정전용량식 센서(1)에 있어서, 가동 전극측 기판(2)에서의, 복수의 가동 전극(6) 사이에, 가동 전극(6)에 병행하여 늘어나는 슬릿(2b)이 마련되어 있다. 이로써, 염가로 제작이 가능하고 또한 굴곡면에 있어서도 정밀도 좋게 안정적으로 압력의 측정이 가능한 어레이형 정전용량식 센서를 제공할 수 있다.

Description

어레이형 정전용량식 센서{ARRAY TYPE CAPACITANCE SENSOR}

본 발명은, 압변동(壓變動) 파형을 측정하기 위한 센서에 관한 것으로, 특히, 어레이형 정전(靜電)용량식 센서에 관한 것이다.

일반적으로, 압력을 측정하는 센싱 방식으로서는, 비틀림 저항 소자를 이용한 센싱 방식 외에, 정전용량 소자를 이용한 센싱 방식이 알려져 있다. 정전용량 소자를 이용한 센싱 방식에서는, 센서 소자의 구조가 상기 비틀림 저항 소자에 비하여 간소하기 때문에, 고가의 제조 비용를 필요로 하는 반도체 제조 프로세스를 이용하는 일 없이 염가로 제작할 수 있다는 메리트가 있다.

이 정전용량 소자를 이용한 센싱 방식으로서는, 예를 들면, 비특허문헌1에 기재된 촉각 센서나, 비특허문헌2에 기재된 촉각 센서가 있다. 이들은, 센싱면에 정전용량 소자가 어레이형상으로 배치된 압력 센서이기 때문에, 압변동 파형의 측정에 적합하다.

이하에서는, 상기 비특허문헌2에 기재된 촉각 센서에 관해 상세히 설명한다. 도 26은, 상기 비특허문헌2에 기재된 촉각 센서의 압력 검지부의 외관 사시도이고, 도 27은, 도 26에 도시하는 압력 검지부의 분해 사시도이다. 도 28의 (a)는, 도 26에 도시하는 압력 검지부를 상방에서 본 경우의 평면도이고, 도 28의 (b)는, 정전 용량 소자의 레이아웃을 도시하는 모식도이다. 도 29는, 도 26에 도시하는 압력 검지부를 포함하는 촉각 센서의 회로 구성도이다.

도 26 및 도 27에 도시하는 바와 같이, 상기 비특허문헌2에 기재된 촉각 센서(1E)는, 하부 전극(11)과 상부 전극(21)과 스페이서 부재(31)를 주로 구비한다. 하부 전극(11)은, 서로 병주(竝走)하도록 행형상으로 마련된 실질적으로 직선형상으로 늘어나는 복수의 띠 모양 구리박 전극으로 이루어진다. 상부 전극(21)은, 상기 하부 전극(11)와 직교하는 방향으로 서로 병주하도록 열형상으로 마련된 실질적으로 직선형상으로 늘어나는 복수의 띠 모양 구리박 전극으로 이루어진다. 이들 하부 전극(11) 및 상부 전극(21) 사이에는, 실리콘 러버로 이루어지는 스페이서 부재(31)가 배치되어 있다.

행렬형상으로 배치된 하부 전극(11) 및 상부 전극(21)의 교차부에서는, 스페이서 부재(31)에 의해 소정의 거리를 가지고 하부 전극(11)의 일부와 상부 전극(21)의 일부가 대향 배치된다. 이로써, 이 교차부에서 센서 소자로서의 정전용량 소자(41)(도 28의 (a) 참조)가 형성된다.

도 28의 (a) 및 도 28의 (b)에 도시하는 바와 같이, 상기 구성의 촉각 센서(1E)에서는, 압력 검지부를 평면적으로 본 경우에, 정전용량 소자(41)가 어레이형상으로 정렬하여 배치되게 된다. 개개의 정전용량 소자(41)는, 상부 전극(21) 또는 하부 전극(11)에 가해지는 압력에 의해 서로 접근하는 방향으로 비틀어짐에 의해, 그 정전용량이 변화한다.

그래서, 도 29에 도시하는 바와 같이, 행렬형상으로 배치되는 하부 전극(11) 또는 상부 전극(21)의 한쪽의 전극에 멀티플렉서(50)를 통하여 전원(60)을 접속하고, 다른쪽의 전극에 마찬가지로 멀티플렉서(50)를 통하여 검출기(70)를 접속한 회로 구성으로 하고, 멀티플렉서(50)에 의해 특정한 하부 전극(11) 및 상부 전극(21)을 선택함에 의해, 어레이형상으로 배치된 정전용량 소자(41)중의 하나의 정전용량 소자의 정전용량을 검출기(70)를 통하여 얻는 것이 가능해진다. 예를 들면, 도 29에서, 위로부터 2행째 하부 전극(11)과 왼쪽부터 3열째의 상부 전극(21)을 선택한 경우에는, 부호 42로 나타내는 하나의 정전용량 소자의 정전용량이 출력된다. 따라서 촉각 센서(1E)의 센서면의 임의의 위치에서의 압력을 측정하는 것이 가능해진다.

또한, 압변동 파형을 측정할 수 있는 다른 기술로서는, 정전용량 소자를 이용한 특허문헌1에 기재된 면압(面壓) 분포 센서나, 압전 시트를 이용한 특허문헌2에 기재된 압맥파(壓脈波) 센서 및 압맥파 해석 장치 등이 있다.

도 30은, 상기 특허문헌1의 면압 분포 센서의 개략 구성도이다. 동 도면에 도시하는 바와 같이, 면압 분포 센서(101)는, 스페이서(18)를 통하여 일정 간격의 틈을 내어 대향 배치된 행배선부(11)와 열배선부(12)를 구비하고 있다. 행배선부(11)는, 유리 기판(13)과, 이 유리 기판(13)상을 제 1 방향으로 다수 평행하게 배열된 행배선(14)과, 이 행배선(14)을 덮는 절연막(15)으로 이루어지고, 열배선부(12)는, 가요성 필름(16)과, 이 가요성 필름(16)상을 제 2 방향으로 다수 평행하게 배열된 열배선(17)으로 이루어져 있다.

도 31은, 상기 특허문헌2의 압맥파 센서의 개략 구성도이다. 동 도면에 도시 하는 바와 같이, 압맥파 센서(102)는, 생체로부터의 맥파를 검출하기 위해 체표면(體表面)에 장착하게 되는 띠 모양의 압전 시트(16)를 그 폭방향으로 복수매 배열시킨 상태에서, 그것들 복수매의 압전 시트(16)를 가요성 시트(18)에 일체적으로 고정한 제 1 센서부(12)와, 그 제 1 센서부(12)와 동일한 구조를 가지며, 제 1 센서부(12)에 대해 수평면 내에서 90도 회전시킨 제 2 센서부(14)를 적층하여 구성되어 있다.

비특허문헌1 : R.S.Fearing, "Tactile Sensing Mechanisms", The International Journal of Robotics Research, June 1990, Vol.9, No.3, pp.3-23

비특허문헌2 : D.A.Kontarinis et al.,"A Tactile Shape Sensing and Disp1ay System for Teleoperated Manipu1ation", IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1995, pp.641-646

특허문헌1 : 일본국 공개특허공보 「특개2004-317403호 공보(공개일 : 2004년 11월 11일)」

특허문헌2 : 일본국 공개특허공보 「특개2004-208711호 공보(공개일 : 2004년 7월 29일)」

발명의 개시

그런데, 상기 종래의 구성에서는 이하와 같은 문제점이 있다.

즉, 상기 비특허문헌1 및 2의 촉각 센서의 구성에서는, 도 32의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 요철부(굴곡면)에 부착한 경우, 전극 패턴을 구성하는 기판의 내경측에 압축 응력, 외경측에 인장 응력이 가해지고, 대향 전극 사이 거리가 작아진다. 또한, 도 32의 (a)는, 상기 촉각 센서의 평상시(평면시)의 측면을 도시하고 있고, 도 32의 (b)는, 상기 촉각 센서의 굴곡시의 측면을 도시하고 있다. 그 때문에, 도 32의 (b)에 도시하는 굴곡시의 센서 특성이, 도 32의 (a)에 도시하는 평면시의 센서 특성으로부터 크게 변동하게 되고, 센서의 감도가 저하되어 버린다는 문제점이 생긴다. 또한, 대향 전극 사이 거리가 작아지고, 압축 응력이 가해진 상태 그대로 측정되는 것으로 되기 때문에, 초기 출력이 증대하여 버린다는 문제점도 생긴다.

이들의 문제점은 상기 특허문헌1 및 2에 있어서도 꼭 들어맞는 것이고, 구체적으로는, 특허문헌1의 면압 분포 센서의 구성에서는, 가요성 필름이라도 각 열배선에는 독립성이 없기 때문에, 또한, 특허문헌2의 압맥파 센서의 구성에서는, 배열한 압전 시트를 가요성 시트 또는 탄성 기재에 고정한 것이기 때문에, 각각 굴곡면에서의 측정시에 센서 특성이 변동하여 버리는 문제점이 생긴다.

본 발명은, 상기한 문제점을 감안하여 이루어진 것이고, 그 목적은, 염가로 제작이 가능하며 또한 굴곡면에서도 정밀도 좋게 안정적으로 압력의 측정이 가능한 어레이형 정전용량식 센서를 제공하는 것이다.

본 발명의 어레이형 정전용량식 센서는, 상기한 과제를 해결하기 위해, 서로 병행하여 늘어나는 적어도 2행 이상의 제 1의 전극이 마련되어 있는 제 1의 기판과, 상기 제 1의 기판면과 소정의 거리를 가지고 대향 배치되고, 상기 제 1의 전극의 연재 방향과 교차하는 방향으로 서로 병행하여 늘어나는 적어도 2열 이상의 제 2의 전극이 마련되어 있는 제 2의 기판을 구비하는 어레이형 정전용량식 센서에 있어서, 상기 제 1의 기판 또는 상기 제 2의 기판에 있어서의, 상기 복수의 제 1의 전극 또는 상기 복수의 제 2의 전극 사이에, 상기 제 1의 전극 또는 상기 제 2의 전극에 병행하여 늘어나는 슬릿형상의 기판 슬릿부가 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 의하면, 상기 제 1의 기판 또는 상기 제 2의 기판에 있어서의, 상기 복수의 제 1의 전극 또는 상기 복수의 제 2의 전극 사이에, 상기 제 1의 전극 또는 상기 제 2의 전극에 병행하여 늘어나는 슬릿형상의 기판 슬릿부가 마련된다.

이로써, 제 1의 전극 및 제 2의 전극에 의해 형성되는 정전용량 소자의 부근에는, 기판 슬릿부가 배치되게 된다. 즉, 정전용량 소자와, 해당 정전용량 소자에 인접하는 적어도 한쪽의 정전용량 소자와의 사이에는, 기판 슬릿부가 개재하게 된다.

여기서, 종래의 어레이형 정전용량식 센서는, 제 1의 기판 또는 제 2의 기판의 어느것에도 상기 기판 슬릿부가 마련되어 있지 않기 때문에, 인접하는 정전용량 소자의 사이에는, 기판 슬릿부가 개재하지 않는 구성이다. 그 때문에, 압력의 측정시에 상기 제 1의 기판 또는 제 2의 기판이 변형한 경우, 대향 배치되는 상기 제 1의 전극 및 상기 제 2의 전극에 각각 인장 응력 또는 압축 응력이 작용한다. 이로써, 정전용량 소자에는, 측정 대상물로부터 인가되는 압력 이외의 압력이 가해지기 때문에, 초기 출력이 증대하고 정확하고 안정된 압력 측정을 할 수 없다.

이에 대해, 본 발명의 어레이형 정전용량식 센서에서는, 인접하는 정전용량 소자 사이에, 기판 슬릿부가 개재하기 때문에, 압력의 측정시에 굴곡면 등에 있어서 상기 제 1의 기판 또는 제 2의 기판이 변형한 경우, 상기 제 1의 전극 또는 상기 제 2의 전극은, 인접하는 전극과는 독립하여 변형하게 된다. 그 때문에, 변형 개소에 해당하는 정전용량 소자에 있어서의, 인접하는 기판 및 전극으로부터의 영향을 저감할 수 있다. 따라서 측정 대상물로부터 인가되는 압력을 정확하게 안정적으로 측정할 수 있다. 또한, 인접하는 기판 및 전극으로부터의 영향을 받지 않기 때문에, 종래의 어레이형 정전용량식 센서에 비하여 크로스토크를 저감할 수 있다. 또한, 상기 제 1의 기판 또는 제 2의 기판에 기판 슬릿부를 마련한다는 간이한 구성이기 때문에, 정밀도 좋게 안정적인 압력 측정이 가능한 어레이형 정전용량식 센서를 염가로 제작할 수 있다.

또한, 본 발명의 어레이형 정전용량식 센서는, 상기에 기재된 어레이형 정전용량식 센서에 있어서, 상기 기판 슬릿부는, 측정시에 있어서의 상기 제 1의 기판 또는 상기 제 2의 기판의 굴곡 방향과는 직교하는 방향으로 마련되어 있는 것이 바람직하다.

상기한 구성에 의하면, 상기 기판 슬릿부는, 측정시에 있어서의 상기 제 1의 기판 또는 상기 제 2의 기판의 굴곡 방향과는 직교하는 방향으로 마련되어 있다.

여기서, 예를 들면, 어레이형 정전용량식 센서를 동맥파 측정에 이용한 경우, 상기 제 1의 기판 또는 상기 제 2의 기판은 손목의 형상에 따라 굴곡한다. 또한, 상기 굴곡 방향이란, 상기한 예로 말하면, 어레이형 정전용량식 센서를 피험자의 손목에 장착한 때에 절곡되는 방향, 즉, 동맥의 연재 방향과는 직교하는 방향을 말한다.

그 때문에, 상기 기판 슬릿부를 굴곡 방향으로 직교하는 방향으로 마련한 경우에는, 상기 제 1의 기판 또는 제 2의 기판은 상기 기판 슬릿부를 경계로 하여 굴곡하기 때문에, 상기 기판 슬릿부를 굴곡 방향으로 마련한 경우에 비하여, 인접하는 정전용량 소자끼리에서 서로 미치는 변형의 영향을 저감할 수 있다. 그 때문에, 측정 대상물로부터 인가되는 압력을 보다 정확하게 안정적으로 측정할 수 있다. 또한, 인접하는 기판 및 전극으로부터의 영향을 보다 저감할 수 있기 때문에, 크로스토크를 보다 저감할 수 있다.

또한, 본 발명의 어레이형 정전용량식 센서는, 상기에 기재된 어레이형 정전용량식 센서에 있어서, 상기 제 1의 기판 및 상기 제 2의 기판 사이에 개재하여 상기 소정의 거리를 유지하는 스페이서를 또한 구비하고, 상기 스페이서에는, 상기 제 1의 전극 또는 상기 제 2의 전극의 해당 스페이서에의 투영 영역에, 상기 기판 슬릿부의 길이 방향으로 교차하는 방향으로 늘어나는 스페이서 개구부가 마련되어 있는 것이 바람직하다.

상기한 구성에 의하면, 상기 스페이서에는, 상기 제 1의 전극 또는 상기 제 2의 전극의 그 스페이서에의 투영 영역에, 상기 기판 슬릿부의 길이 방향으로 교차하는 방향으로 늘어나는 스페이서 개구부가 마련되어 있다.

이로써, 제 1의 전극 및 제 2의 전극에 의해 형성되는 복수의 정전용량 소자는, 각각 기판 슬릿부 및 스페이서에 의해 둘러싸이게 된다. 즉, 인접하는 정전용량 소자의 사이에는, 기판 개구부 또는 스페이서가 개재하게 된다. 따라서 기판 슬릿부가 개재하지 않는 정전용량 소자 사이에는, 스페이서가 개재하기 때문에, 인접하는 정전용량 소자끼리의 변형의 영향을 더욱 저감할 수 있다. 따라서, 측정 대상물로부터 인가되는 압력을 더욱 정확하게 안정적으로 측정할 수 있음과 함께, 크로스토크를 더욱 저감할 수 있다.

또한, 본 발명의 어레이형 정전용량식 센서는, 상기에 기재된 어레이형 정전용량식 센서에 있어서, 상기 스페이서에는, 상기 기판 슬릿부의 상기 스페이서에의 투영 영역에, 상기 기판 슬릿부에 병행하여 늘어나는 복수의 슬릿형상의 스페이서 슬릿부가 마련되어 있는 것이 바람직하다.

상기한 구성에 의하면, 스페이서에는, 기판 슬릿부에 동일 방향의 스페이서 슬릿부가 마련되어 있기 때문에, 압력의 측정시에 있어서의 상기 제 1의 기판 또는 제 2의 기판의 변형이 용이해진다. 따라서 제 1의 전극 또는 제 2의 전극을 용이하게 변형시키는 것이 가능해지기 때문에, 어레이형 정전용량식 센서의 응답성을 향상시킬 수 있다. 또한, 크로스토크를 더욱 저감할 수 있다.

또한, 본 발명의 어레이형 정전용량식 센서는, 상기에 기재된 어레이형 정전용량식 센서에 있어서, 상기 제 1의 기판에 있어서의 상기 제 2의 기판측과는 반대측의 면, 또는, 상기 제 2의 기판에 있어서의 상기 제 1의 기판측과는 반대측의 면에, 상기 기판 슬릿부에의 투영 영역이 일치하는 홈부를 갖는 안정화 부재가 마련되어 있는 것이 바람직하다.

상기한 구성에 의하면, 기판 슬릿부에 동일 방향의 홈부를 갖는 안정화 부재가 마련되어 있기 때문에, 압력의 측정시에 있어서의 상기 제 1의 기판 또는 제 2의 기판의 변형이 용이해진다. 따라서 제 1의 전극 또는 제 2의 전극을 용이하게 변형시키는 것이 가능해지기 때문에, 어레이형 정전용량식 센서의 응답성을 향상시킬 수 있다. 즉, 보다 정확하고 안정된 압력 측정이 가능해짐과 함께, 크로스토크를 더욱 저감할 수 있다. 또한, 정전용량 소자를 형성하는 제 1의 전극 또는 제 2의 전극의 평면성을 유지할 수 있기 때문에, 제 1의 전극 및 제 2의 전극이 평행하게 되고, 굴곡시의 센서 특성의 변동을 저감할 수 있다.

또한, 본 발명의 어레이형 정전용량식 센서는, 상기에 기재된 어레이형 정전용량식 센서에 있어서, 상기 기판 슬릿부가 마련되는, 상기 제 1의 기판 또는 상기 제 2의 기판은, 가요성을 갖는 것이 바람직하다.

상기한 구성에 의하면, 상기 기판 슬릿부가 마련되는, 상기 제 1의 기판 또는 상기 제 2의 기판은 가요성을 갖기 때문에, 압력의 측정시에 있어서의 상기 제 1의 기판 또는 제 2의 기판의 변형이 더욱 용이해진다. 따라서 제 1의 전극 또는 제 2의 전극을 더욱 용이하게 변형시키는 것이 가능해지기 때문에, 어레이형 정전용량식 센서의 응답성을 더욱 향상시킬 수 있다. 즉, 보다 정확하고 안정된 압력 측정이 가능해짐과 함께, 크로스토크를 더욱 저감할 수 있다.

또한, 본 발명의 어레이형 정전용량식 센서는, 상기에 기재된 어레이형 정전용량식 센서에 있어서, 상기 스페이서는, 가요성을 갖는 것이 바람직하다.

상기한 구성에 의하면, 상기 스페이서는 가요성을 갖기 때문에, 압력의 측정시에 있어서의 상기 제 1의 기판 또는 제 2의 기판의 변형이 더욱 용이해진다. 따라서 제 1의 전극 또는 제 2의 전극을 더욱 용이하게 변형시키는 것이 가능해지기 때문에, 어레이형 정전용량식 센서의 응답성을 더욱 향상시킬 수 있다. 즉, 보다 정확하고 안정된 압력 측정이 가능해짐과 함께, 크로스토크를 더욱 저감할 수 있다.

본 발명의 다른 목적, 특징, 및 우수한 점은, 이하에 나타내는 기재에 의해 충분히 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 이점은, 첨부 도면을 참조한 다음 설명에 의해 명백하게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에서의 어레이형 정전용량식 센서의 분해 사시도.

도 2는 실시의 형태 1의 어레이형 정전용량식 센서를 a-a방향에서 본 부분 단면도.

도 3은 실시의 형태 1의 어레이형 정전용량식 센서에서의 가동 전극측 기판을 도시하는 도면으로서, (a)는 그 가동 전극측 기판을 가동 전극측에서 본 평면을 도시하고, (b)는 (a)의 부분 확대를 도시하고, (c)는 해당 가동 전극측 기판을 검출면측(이면)에서 본 평면을 도시하는 도면.

도 4는 실시의 형태 1의 어레이형 정전용량식 센서에서의 가동 전극측 기판을 도시하는 도면으로서, (a)는 해당 고정 전극측 기판을 고정 전극측에서 본 평면을 도시하고, (b)는 (a)의 부분 확대를 도시하고, (c)는 그 고정 전극측 기판을 고정 전극이 마련되지 않은 측(이면)에서 본 평면을 도시하는 도면.

도 5는 실시의 형태 1의 어레이형 정전용량식 센서에서의 스페이서를 상방에서 본 경우의 평면도.

도 6은 실시의 형태 1의 어레이형 정전용량식 센서를 피험자의 체표면(손목)에 장착한 경우에 있어서, 가동 전극측 기판을 모식적으로 도시하는 도면.

도 7의 (a)는 종래의 어레이형 정전용량식 센서에서의 정전용량 소자를 모식적으로 도시하는 분해 사시도.

도 7의 (b)는 종래의 어레이형 정전용량식 센서를 검출면에 장착한 경우에 있어서의 정전용량 소자를 모식적으로 도시하는 횡단면도.

도 8의 (a)는 실시의 형태 1의 어레이형 정전용량식 센서에서의 정전용량 소자를 모식적으로 도시하는 분해 사시도.

도 8의 (b)는 실시의 형태 1의 어레이형 정전용량식 센서를 검출면에 장착한 경우에 있어서의 정전용량 소자를 모식적으로 도시하는 횡단면도.

도 9의 (a)는 종래의 어레이형 정전용량식 센서에 있어서의, 압력과 정전용량과의 관계를 도시하는 그래프.

도 9의 (b)는 가동 전극측 기판에 슬릿을 마련한, 실시의 형태 1의 어레이형 정전용량식 센서에 있어서의, 압력과 정전용량과의 관계를 도시하는 그래프.

도 10은 종래의 어레이형 정전용량식 센서를 검출면에 장착한 경우에 있어서의 정전용량 소자를 모식적으로 도시하는 횡단면도로서, (a) 및 (b)는, 해당 어레이형 정전용량식 센서에 압력이 인가된 때의 가동 전극의 변형의 천이를 도시하는 도면.

도 11은 실시의 형태 1의 어레이형 정전용량식 센서를 검출면에 장착한 경우에 있어서의 정전용량 소자를 모식적으로 도시하는 횡단면도로서, (a) 및 (b)는, 실시의 형태 1의 어레이형 정전용량식 센서에 압력이 인가된 때의 가동 전극의 변형의 천이를 도시하는 도면.

도 12는 종래의 어레이형 정전용량식 센서에서의 크로스토크의 결과를 도시하는 그래프.

도 13은 실시의 형태 1의 어레이형 정전용량식 센서에서의 크로스토크의 결과를 도시하는 그래프.

도 14는 실시의 형태 1의 어레이형 정전용량식 센서의 개략 구성을 도시하는 도면으로서, (a)는 해당 어레이형 정전용량식 센서에서의 슬릿을 연장하여 가동 전극측 기판의 양단부를 잘라 분리한 상태를 도시하고, (b)는 해당 어레이형 정전용량식 센서에서의 스페이서에 도전성 접착제를 이용한 경우의 횡단면을 도시하는 도면.

도 15는 본 발명의 실시의 형태 2에서의 어레이형 정전용량식 센서의 분해 사시도.

도 16은 실시의 형태 2에서의 스페이서의 개략 구성을 도시하는 도면으로서, (a)는 그 스페이서의 개략 구성의 평면을 도시하고, (b)는 해당 스페이서의 개략 구성의 사시(斜視)를 도시하는 도면.

도 17은 본 발명의 실시의 형태 3에서의 어레이형 정전용량식 센서의 분해 사시도.

도 18은 실시의 형태 3에서의 어레이형 정전용량식 센서의 개략 구성을 도시하는 도면으로서, (a)는 해당 어레이형 정전용량식 센서의 가동 전극측 기판을 상방에서 본 평면을 도시하고, (b)는 그 어레이형 정전용량식 센서의 고정 전극측 기판을 하방에서 본 평면을 도시하고, (c)는 (a)에 도시하는 어레이형 정전용량식 센서의 a-a단면을 도시하는 도면.

도 19는 실시의 형태 3에서의 안정화 부재의 개략 구성을 도시하는 도면으로서, (a)는 해당 안정화 부재의 개략 구성의 사시를 도시하고, (b)는 (a)에 도시하는 안정화 부재를 Y방향에서 본 측면을 도시하는 도면.

도 20은 실시의 형태 3에서의 안정화 부재의 고정 전극측 기판에의 부착 공정을 도시하는 도면.

도 21은 본 발명의 실시의 형태 4에서의 어레이형 정전용량식 센서의 분해 사시도.

도 22는 실시의 형태 4에서의 어레이형 정전용량식 센서를 a-a방향에서 본 부분 단면도

도 23은 실시의 형태 4에서의 어레이형 정전용량식 센서를 구성하는 부재의 개략 구성을 도시하는 도면으로서, (a)는 갭 안정화 부재의 평면을 도시하고, (b)는 접착 시트의 평면을 도시하고, (c)는 스페이서의 평면을 도시하는 도면.

도 24는 실시의 형태 4의 갭 안정화 부재에 있어서의, 접착 시트에 조립하기 전의 개략 구성을 도시하는 도면.

도 25는 실시의 형태 4에서의 스페이서의 조립 공정을 도시하는 도면.

도 26은 종래의 정전용량식의 압력 센서의 압력 검지부의 외관 사시도.

도 27은 도 26에 도시하는 정전용량식의 압력 센서의 압력 검지부의 분해 사시도.

도 28의 (a)는 도 26에 도시하는 압력 검지부를 상방에서 본 경우의 평면도.

도 28의 (b)는 도 26에 도시하는 정전용량식의 압력 센서에서의 정전용량 소자의 레이아웃을 도시하는 모식도.

도 29는 도 26에 도시하는 압력 검지부를 포함하는 정전용량식의 압력 센서의 회로 구성도.

도 30은 종래의 면압 분포 센서의 개략 구성도.

도 31은 종래의 압맥파 센서의 개략 구성도.

도 32는 도 26에 도시하는 정전용량식의 압력 센서의 측면도로서, (a)는 해당 압력 센서의 평상시(평면시)의 측면을 도시하고, (b)는 그 압력 센서의 굴곡시의 측면을 도시하는 도면.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1, 20, 30, 40 : 어레이형 정전용량식 센서

2 : 가동 전극측 기판(제 1의 기판, 제 2의 기판)

2b : 슬릿(기판 슬릿부)

3 : 스페이서

3a : 개구부(스페이서 개구부)

3b : 슬릿(스페이서 슬릿부)

5 : 고정 전극측 기판(제 1의 기판, 제 2의 기판)

6 : 가동 전극(제 1의 전극, 제 2의 전극)

7 : 고정 전극(제 1의 전극, 제 2의 전극)

8 : 안정화 부재

8c : 홈부

본 발명의 한 실시 형태에 관해, 도면을 이용하여 설명하면 이하와 같다. 또한, 어레이형 정전용량식 센서는, 정전용량의 변화에 의해 물리량을 검출하는 센서로서 다양한 분야에 적용 가능하지만, 본 실시의 형태에서는, 그 한 예로서, 생체에서의 동맥내압(動脈內壓)의 파형을 측정하는 경우를 예로 들어 설명한다.

처음에, 본 실시 형태의 어레이형 정전용량식 센서의 개요에 관해, 간단히 설명한다.

본 실시 형태의 어레이형 정전용량식 센서는, 예를 들면, 생체의 체표면에 가압함에 의해, 동맥내압의 압변동 파형을 측정할 수 있는 것으로, 가압시에 있어서, 동맥의 연재 방향과 개략 직교하는 방향으로 직선형상으로 늘어나도록 서로 병행하여 배치되는 3행의 고정 전극을 갖는 고정 전극측 기판과, 상기 고정 전극과 소정의 거리를 가지고 대향 배치되고, 상기 고정 전극의 연재 방향과 교차하는 방향으로 늘어나도록 서로 병행하여 배치되는 24열의 가동 전극을 갖는 가동 전극측 기판과, 상기 3행의 고정 전극과 상기 24열의 가동 전극과의 교차부에서 형성되는 72개의 정전용량 소자를 구비하고 있다. 또한, 상기 24열의 가동 전극은, 각각의 사이에 슬릿이 마련되어 있고, 가동 전극측 기판에 인가되는 압력에 대해, 독립하여 변형하는 구성이다.

일반적으로, 동맥내압의 파형의 측정에 이용되는 어레이형 정전용량식 센서는, 생체의 체표면에 가압하기 위해, 상방으로부터 공기주머니 등에 의해 압력이 가해진다. 이로써, 상기 가동 전극측 기판을 피험자의 측정부위의 형상(요철)에 따르도록 밀착시켜서, 상기 정전용량 소자의 정전용량을 검출함에 의해, 동맥내압을 측정할 수 있다.

이하에, 본 실시의 형태에서의 어레이형 정전용량식 센서의 상세한 구성에 관해 설명한다. 또한, 실시의 형태 1에서 정의하는 용어에 관해서는, 특히 거절하지 않는 한, 후술하는 다른 실시의 형태에서도 그 정의에 따라 이용하는 것으로 한다.

[실시의 형태 1]

도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1에서의 어레이형 정전용량식 센서의 분해 사시도이고, 도 2는, 상기 어레이형 정전용량식 센서를 a-a방향에서 본 부분 단면도이다. 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 어레이형 정전용량식 센서(1)는, 가동 전극측 기판(2)과, 스페이서(3)와, 유전 필름(4)과, 고정 전극측 기판(5)을 구비하고 있다.

가동 전극측 기판(제 1의 기판, 제 2의 기판)(2)은, 검출면(여기서는 생체의 체표면)에 접촉하여, 측정 대상이 되는 동맥내압을 수취한 것이고, 상기 검출면과 는 반대측에, 가요성을 갖는 시트형상의 가동 전극(제 1의 전극, 제 2의 전극)(6)을 구비함과 함께, 가동 전극(6)의 양단부에는, 커넥터 접속부(2a)가 마련되어 있다. 가동 전극측 기판(2)은, 예를 들면, 절연성이 있는 유리-에폭시 기판, 폴리이미드 필름, PET 필름, 에폭시 수지 필름 등으로 구성되어 있다. 가동 전극측 기판(2) 및 가동 전극(6)의 상세에 관해서는 후술한다.

고정 전극측 기판(제 1의 기판, 제 2의 기판)(5)은, 가동 전극측 기판(2)에서의 상기 검출면과는 반대측에, 해당 가동 전극측 기판(2)과 대향 배치되고, 고정 전극(제 1의 전극, 제 2의 전극)(7)을 구비함과 함께, 고정 전극(7)의 단부에는, 커넥터 접속부(5a)가 마련되어 있다. 고정 전극측 기판(5)은, 가동 전극측 기판(2)과 마찬가지로 예를 들면, 절연성이 있는 유리-에폭시 기판, 폴리이미드 필름, PET 필름, 에폭시 수지 필름 등으로 구성되어 있다. 고정 전극측 기판(5) 및 고정 전극(7)의 상세에 관해서는 후술한다.

스페이서(3)는, 실리콘 러버 등으로 이루어지는 것이고, 가동 전극측 기판(2) 및 고정 전극측 기판(5) 사이에 소정의 거리(갭)를 확보하도록 배치된다. 가동 전극측 기판(2)과 고정 전극측 기판(5) 사이의 갭(공간)의 유지를 행함에 의해, 가동 전극(6)과 고정 전극(7) 사이의 갭의 유지를 행하고 있다. 상기 갭의 크기는, 어레이형 정전용량식 센서(1)에서 검출하려고 하는 물리량의 크기의 폭과 가동 전극측 기판(2)의 변형량에 따라 임의로 설정된 것이다. 스페이서(3)의 상세에 관해서는 후술한다.

유전 필름(4)은, 가동 전극측 기판(2)의 가동 전극(6) 및 고정 전극측 기 판(5)의 고정 전극(7)의 접촉에 의한 단락을 막는 것임과 함께, 정전용량을 증대시키는 것이다. 유전 필름(4)은, 그 두께가 얇은 쪽이 바람직하고, 예를 들면, 두께 20㎛의 에폭시계 필름으로 이루어진다.

여기서, 가동 전극측 기판(2), 고정 전극측 기판(5) 및 스페이서(3)의 상세한 구성에 관해 도 3을 이용하여 설명한다.

도 3은, 실시의 형태 1의 어레이형 정전용량식 센서에서의 가동 전극측 기판을 도시하는 도면으로서, (a)는 해당 가동 전극측 기판을 가동 전극측에서 본 평면을 도시하고, (b)는 (a)의 부분 확대를 도시하고, (c)는 해당 가동 전극측 기판을 검출면측(이면)에서 본 평면을 도시하고 있다. 또한, 본 실시 형태 및 후술하는 각 실시 형태에 있어서, 가동 전극(6)을 형성한 복수의 띠 모양 전극의 연재 방향을 Y방향으로 하고, Y방향으로 직교하고 가동 전극측 기판(2)면에 평행한 방향을 X방향으로 가정한다.

가동 전극(6)은, 도 3의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, Y방향으로 24행의 직선형상으로 늘어나는 띠 모양 전극으로 이루어지고, 서로 등간격을 두고 병행하도록 배치되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 가동 전극(6)은, 24행의 띠 모양 전극을 하고 있지만, 이것으로 한정되는 것이 아니고, 적어도 2행 이상이면 좋다. 또한, 가동 전극(6)은, 스퍼터링법 또는 증착법을 이용하여 구리박 등에 의해 가동 전극측 기판(2)상에 형성되는 것이고, 검출면으로부터 받는 압력에 따라, 가동 전극측 기판(2)의 변형에 수반하여 변형할 수 있는 구성이다. 각각의 띠 모양 전극은, 그 단부에서, 12ch용의 2개의 커넥터 접속부(2a)의 어느 한쪽에 접속되어 있다.

가동 전극측 기판(2)에는, 도 3의 (b) 및 (c)에 도시하는 바와 같이, 상기한 24행의 직선형상으로 늘어나는 띠 모양 전극에 있어서의 서로의 간극에 대응하여, 복수의 슬릿(기판 슬릿부)(2b)이 직선형상으로 병행하여 마련되어 있다. 이로써, 가동 전극측 기판(2)이 검출면으로부터 압력을 받은 때, 가동 전극(6)을 구성하는 각각의 띠 모양 전극은, 인접하는 띠 모양 전극과는 독립하여 변형하는 것이 가능해진다.

도 4는, 실시의 형태 1의 어레이형 정전용량식 센서에서의 가동 전극측 기판을 도시하는 도면으로서, (a)는 그 고정 전극측 기판을 고정 전극측에서 본 평면을 도시하고, (b)는 (a)의 부분 확대를 도시하고, (c)는 해당 고정 전극측 기판을 고정 전극이 마련되지 않은 측(이면)에서 본 평면을 도시하고 있다.

고정 전극(7)은, 도 4의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, X방향으로 3열의 직선형상으로 늘어나는 띠 모양 전극으로 이루어지고, 서로 등간격을 두고 병행하도록 배치되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 고정 전극(7)은, 3열의 띠 모양 전극으로 하고 있지만, 이것으로 한정되는 것이 아니고, 적어도 2열 이상이면 좋다. 또한, 고정 전극(7)은, 스퍼터링법 또는 증착법을 이용하여 구리박 등에 의해 고정 전극측 기판(5)상에 형성되는 것이고, 검출면으로부터 받는 압력의 영향을 받지 않는 구성이다. 각각의 띠 모양 전극은, 그 단부에서, 3ch용의 커넥터 접속부(5a)에 접속되어 있다.

도 5는, 스페이서(3)를 상방에서 본 경우의 평면도이다. 스페이서(3)는, 상 기 가동 전극측 기판(2) 및 고정 전극측 기판(5) 사이에 배치되고, 양자 사이의 거리를 일정하게 유지하는 것이다. 또한, 스페이서(3)에는, 고정 전극(7)을 덮지 않도록, 고정 전극(7)의 배치에 따라 X방향으로 직선상에 3열의 개구부(스페이서 개구부)(3a)가 마련되어 있다. 개구부(3a)의 폭 및 길이는, 고정 전극(7)의 폭 및 길이와 동일하거나, 또는 그보다도 큰 것이 바람직하다.

다음에, 상술한 구성 부재로 이루어지는 어레이형 정전용량식 센서(1)의 조립 방법에 관해 설명한다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 가동 전극(6)을 갖는 가동 전극측 기판(2)과 고정 전극(7)을 갖는 고정 전극측 기판(5)은, 상방에서 보아, 각각의 띠 모양 전극 즉 24행의 띠 모양 전극과 3열의 띠 모양 전극이 교차하도록 적층된다. 또한, 스페이서(3)는, 그 스페이서(3)의 개구부(3a)와 고정 전극측 기판(5)의 고정 전극(7)이 합치하도록, 가동 전극측 기판(2)과 고정 전극측 기판(5) 사이에 배치된다. 또한, 가동 전극측 기판(2)과 고정 전극측 기판(5) 사이에는, 스페이서(3) 외에, 유전 시트가 배치된다. 이들의 구성 부재는, 스퍼터링법 또는 증착법 등에 의해 적층하고 서로 접합된다.

상기한 바와 같이 조립된 어레이형 정전용량식 센서(1)에서, 행렬형상으로 배치된 가동 전극(6) 및 고정 전극(7)의 교차부에서는, 가동 전극(6)과 고정 전극(7)이 실리콘 러버 등으로 이루어지는 스페이서(3)에 의해 소정의 거리(예를 들면 100㎛ 정도)가 유지되고, 공간 영역이 형성된다. 이로써, 가동 전극(6)의 일부와 고정 전극(7)의 일부가, 공간 영역을 개재하여 대향하여 배치되게 되고, 이 교 차부에 있어서 센서 소자로서의 정전용량 소자가 형성된다. 본 실시 형태의 어레이형 정전용량식 센서(1)에서는 3행×24열의 전극에 의해 합계 72개의 정전용량 소자가 형성된다.

다음에, 어레이형 정전용량식 센서(1)의 사용 방법 및 원리에 관해 설명한다. 도 6은, 어레이형 정전용량식 센서(1)를 피험자의 체표면(예를 들면, 손목)에 장착한 경우에 있어서, 가동 전극측 기판(2)을 모식적으로 도시하는 도면이다.

어레이형 정전용량식 센서(1)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 가동 전극측 기판(2)의 직선형상의 슬릿(2b)의 길이 방향과 피험자의 동맥(100)의 연재 방향이 개략 일치하도록, 가동 전극측 기판(2)에서의 가동 전극(6)이 마련되는 면과는 반대측의 면을 손목에 가압하여 장착된다. 또한, 가동 전극측 기판(2)을 손목에 밀착시키기 위해, 고정 전극측 기판(5)의 상방으로부터 공기주머니(1a)(도 7의 (b) 참조)에 의해 가압력이 가해진다. 이와 같이 가동 전극측 기판(2)이 검출면(손목)(1b)(도 7의 (b) 참조)에 가압하여 장착되기 때문에, 가동 전극측 기판(2) 및 가동 전극(6)은, 손목의 형상에 따라 변형하게 된다. 이 때, 가동 전극측 기판(2)에는, 가동 전극(6)을 구성하는 띠 모양 전극과 병행하여 슬릿(2b)이 마련되어 있기 때문에, 종래와 같이 장착시의 변형에 의해 각각의 띠 모양 전극에 압축 응력 및 인장 응력이 작용하는 일은 없다.

이로써, 정전용량 소자를 형성하는 가동 전극(6)은, 손목으로부터의 동맥내압을 받음에 의해, 고정 전극(7)측으로 변형한다. 그리고, 가동 전극(6)이 변형함에 의해, 가동 전극(6)과 고정 전극(7) 사이의 거리가 변화하고, 정전용량(대전하 는 전기량)이 변화한다. 변화한 정전용량을 전압으로 변환함에 의해, 가동 전극측 기판(2)에 가해지는 압력을 검출할 수 있다.

이와 같이, 본 실시 형태에서의 어레이형 정전용량식 센서(1)에서는 가동 전극측 기판(2)의 직선형상의 슬릿(2b)의 길이 방향과 피험자의 동맥(100)의 연재 방향이 개략 일치하도록, 가동 전극측 기판(2)을 검출면(1b)에 장착한 경우에, 가동 전극(6)을 구성하는 띠 모양의 전극은, 검출면(1b)의 형상에 따라 각각 독립하여 변형하게 된다. 따라서 어레이형 정전용량식 센서(1)에 형성되는 복수의 정전용량 소자는, 서로 변형의 영향을 미치는 일이 없다. 이 점에 관해, 도 7 및 도 8을 이용하여 더욱 상세히 설명한다.

도 7은, 정전용량 소자를 모식적으로 도시하는 도면이고, 도 7의 (a)는 종래의 어레이형 정전용량식 센서에서의 정전용량 소자를 모식적으로 도시하는 분해 사시도이고, 도 7의 (b)는 종래의 어레이형 정전용량식 센서를 검출면(1b)에 장착한 경우에 있어서의 정전용량 소자를 모식적으로 도시하는 횡단면도이다. 또한, 도 8의 (a)는 본 실시 형태의 어레이형 정전용량식 센서(1)에서의 정전용량 소자를 모식적으로 도시하는 분해 사시도이고, 도 8의 (b)는 본 실시 형태의 어레이형 정전용량식 센서(1)를 검출면(1b)에 장착한 경우에 있어서의 정전용량 소자를 모식적으로 도시하는 횡단면도이다. 도 7의 (a) 및 도 8의 (a)에는, 동맥의 연재 방향(도면중 화살표 X방향)에 인접하는 가동 전극(6a 및 6b)과, X방향으로 직교하는 방향(도면중 화살표 Y방향)에 인접하는 가동 전극(6a 및 6c)이 도시되어 있다. 또한, 가동 전극(6a, 6b, 6c)에 대응하는 정전용량 소자(도시 생략)를 각각 정전용량 소자(a, b, c)로 나타낸다.

종래의 어레이형 정전용량식 센서에서는, 어레이형 정전용량식 센서(1)를 피험자의 손목에 가압하여 장착한 때, 각각의 띠 모양 전극이 1장의 연속적인 가동 전극측 기판(2)에 배치되어 있기 때문에, 복수의 띠 모양 전극이 검출면(손목)(1b)의 요철부에 따라 변형한다. 구체적으로는, 도 7의 (b)에 도시하는 바와 같이, 손목의 오목부에 접촉하는 부분의 정전용량 소자(a)에서는 가동 전극(6a)에 인접하는 가동 전극(6c)에 의해 해당 가동 전극(6a)에 인장 응력이 작용하고, 또한 고정 전극(7a)에는 압축 응력이 작용한다. 이로써, 가동 전극(6a) 및 고정 전극(7a) 사이의 거리가 작아지기 때문에, 정전용량 소자(a)의 정전용량이 변동하고, 어레이형 정전용량식 센서(1)를 손목에 장착시키지 않는 평상 상태 또는 평면 장착시에 비하여, 초기 출력이 증대한다. 또한, 측정시에는 항상 상기 응력이 작용한 상태로 되기 때문에, 검출면(손목)(1b)으로부터의 압력(맥압)에 대한 정전용량의 변화가 작아지는, 즉, 정전용량 소자(a)의 응답성이 나빠지고, 어레이형 정전용량식 센서(1)의 감도가 나빠진다. 이와 같이, 종래의 어레이형 정전용량식 센서에서는, 맥압을 수취하는 정전용량 소자(a)가, 인접하는 정전용량 소자(c)의 영향을 받기 때문에, 정확하고 안정된 압력 측정을 할 수 없다.

이에 대해, 본 실시 형태에서의 어레이형 정전용량식 센서(1)에서는 가동 전극측 기판(2)에서 띠 모양 전극 사이에 직선형상의 슬릿(2b)이 마련되고, 해당 슬릿(2b)의 길이 방향과 피험자의 동맥의 연재 방향(도면중 화살표 X방향)이 개략 일치하도록, 어레이형 정전용량식 센서(1)가 피험자의 손목에 장착되기 때문에, 복수 의 가동 전극(6)은 손목의 요철부에 따라 독립하여 변형한다. 구체적으로는, 도 8의 (b)에 도시하는 바와 같이, 공기주머니(1a)에 의해 가압된 부분의 정전용량 소자(a)에서는 가동 전극(6a)이, 인접하는 가동 전극(6c)과는 분리된 상태로 독립하여 있다. 그 때문에 가동 전극(6a)에는, 가동 전극(6c)에 의한 인장 응력은 작용하지 않는다. 따라서 어레이형 정전용량식 센서(1)를 요철면에 장착한 경우에도, 정전용량 소자(a 및 c)의 관계는, 평면 장착 상태와 같은 환경, 즉 정전용량 소자(a 및 b)와 같은 관계가 된다. 즉, 어레이형 정전용량식 센서(1)를 굴곡부나 만곡부 등의 요철면에 장착하였다고 하여도, 외관상의 변형이 생길 뿐, 정전용량 소자(a 내지 c)는, 어레이형 정전용량식 센서(1)를 요철면에 장착하지 않은 상태와 동일하게 된다. 따라서 종래와 같이 초기 출력의 증대가 일어나지 않고, 정확하고 안정된 압력 측정이 가능해진다.

또한, 상술한 바와 같이 어레이형 정전용량식 센서(1)의 장착시에도, 인접하는 정전용량 소자(a 및 c)는 서로, 가동 전극측 기판(2) 및 가동 전극(6)의 변형의 영향을 받지 않기 때문에, 종래의 어레이형 정전용량식 센서에 비하여 크로스토크를 저감할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태의 어레이형 정전용량식 센서(1)는, 가동 전극(6)의 연재 방향 및 슬릿(2b)의 연재 방향과, 피험자의 동맥의 연재 방향이 개략 일치하도록 장착하는 구성으로 하고 있다. 즉, 슬릿(2b)은, 어레이형 정전용량식 센서(1)의 장착시에 있어서, 가동 전극측 기판(2)의 굴곡 방향으로 개략 직교하는 방향으로 마련되어 있다. 상기 굴곡 방향이란, 어레이형 정전용량식 센서(1)를 피험 자의 손목에 장착할 때에 절곡되는 방향이고, 동맥의 연재 방향과는 개략 직교하는 방향이다. 이와 같이, 가동 전극(6) 사이의 슬릿(2b)이 상기 굴곡 방향으로 직교하도록 어레이형 정전용량식 센서(1)를 장착함에 의해, 슬릿(2b)의 효과 즉 가동 전극(6)의 독립한 변형 효과를 증대시킬 수 있다.

또한, 어레이형 정전용량식 센서(1)는 상기한 구성으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 가동 전극(6)의 연재 방향 및 슬릿(2b)의 연재 방향과, 피험자의 동맥의 연재 방향이 서로 개략 직교하는 방향으로 장착하는 구성으로 하여도 좋다. 이 구성으로 한 경우라도, 가동 전극(6a) 및 가동 전극(6c) 사이에는 슬릿(2b)이 개재하고 있기 때문에, 가동 전극(6a) 및 가동 전극(6c)은 서로 변형의 영향을 받는 일이 없다. 따라서 종래와 같이 초기 출력의 증대가 일어나지 않고, 정확하고 안정된 압력 측정이 가능해진다.

이와 같이, 본 실시 형태에서의 어레이형 정전용량식 센서(1)는, 복수의 정전용량 소자가 각각 독립하여 변형할 수 있는 구성인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 인접하는 2개의 정전용량 소자 사이에는, 가동 전극(6)측에 슬릿(2b)이 마련되어 있는, 또는, 스페이서(3)가 마련되어 있는 것이 바람직하다.

(실험 결과)

여기서, 상술한 효과를 실증하기 위한 실험 결과를 이하에 나타낸다. 본 실험에서는, 어레이형 정전용량식 센서(1)의 전체에 압력을 가한 때의, 어느 특정한 정전용량 소자의 용량 변화를 측정하였다. 도 9의 (a)는, 종래의 어레이형 정전용량식 센서에 있어서의, 압력과 정전용량과의 관계를 도시하는 그래프이고, 도 9의 (b)는, 가동 전극측 기판(2)에 슬릿(2b)을 마련한 본 실시 형태의 어레이형 정전용량식 센서(1)에 있어서의, 압력과 정전용량과의 관계를 도시하는 그래프이다. 또한, 도 9의 (a) 및 도 9의 (b)에서, 점선은, 어레이형 정전용량식 센서(1)를 평면형상으로 부착한 경우(평면시)의 측정 결과를 도시하고, 실선은, 어레이형 정전용량식 센서(1)를 R10의 치구에 부착한 경우(굴곡시)의 측정 결과를 도시하고 있다.

또한, 본 실험에 이용한 각각의 어레이형 정전용량식 센서(1)는, 이하의 설계 조건을 충족시키는 것이다. 즉, 가동 전극측 기판(2)은, 125㎛의 두께를 가지며, 폭 0.8㎜ 또한 길이 22㎜의 가동 전극(6)을 1㎜ 피치로 24개 배열된 것이다. 고정 전극측 기판(5)은, 125㎛의 두께를 가지며, 폭 2㎜ 또한 길이 25㎜의 고정 전극(7)을 10㎜ 피치로 3개 배열된 것이다. 스페이서(3)는, 두께 100㎛의 폴리에스테르계 필름으로 이루어지고, 유전 필름(4)은, 두께 20㎛의 에폭시계 필름으로 이루어지는 것이다. 또한, 종래의 어레이형 정전용량식 센서와 본 실시 형태의 어레이형 정전용량식 센서(1)의 차이점은, 본 실시 형태의 어레이형 정전용량식 센서(1)에서의 가동 전극측 기판(2)에 폭 0.2㎜의 슬릿(2b)이 1㎜ 피치로 25개 마련되어 있는 점이다.

종래의 어레이형 정전용량식 센서에서는, 도 9의 (a)에 도시하는 바와 같이, 평면시와 굴곡시에서는 초기 출력이 다르고, 특히 굴곡시에 있어서 초기 출력이 증대하는 것을 확인할 수 있었다. 이것은, 상술한 바와 같이, 어레이형 정전용량식 센서(1)를 요철부재에 장착한 것만으로, 가동 전극(6) 및 고정 전극(7)에 압축 응력 및 인장 응력이 작용하고, 정전용량 소자에 압력이 부가된 상태가 되기 때문이 다. 또한, 평면시 및 굴곡시에 있어서의 직선의 기울기의 변화로부터, 인가되는 압력의 증가와 함께, 평면시 및 굴곡시에 있어서의 정전용량의 증가 경향이 변동하는 것을 확인할 수 있었다. 구체적으로는, 굴곡시의 직선의 기울기가, 평면시의 직선의 기울기보다도 작아지는 것을 알 수 있었다. 이것은, 상기한 압축 응력 및 인장 응력의 영향에 의한 것이라고 고찰된다. 즉, 정전용량 소자에는 항상 압축 응력 및 인장 응력이 작용하고 있기 때문에, 요철부재로부터 인가되는 압력의 증가의 변화에 대한 정전용량의 변화가 작아진다. 이와 같이, 종래의 어레이형 정전용량식 센서에서는, 측정 대상물의 형상에 의해 측정 결과가 변동한 것을 알 수 있었다. 따라서 종래의 어레이형 정전용량식 센서에서는, 요철부재 등에 장착하여 가동 전극(6)에 변형이 생긴 경우에는, 고정밀도의 안정된 압력 측정을 할 수 없는 것을 확인할 수 있었다.

이에 대해, 본 실시 형태의 어레이형 정전용량식 센서(1)에서는 도 9의 (b)에 도시하는 바와 같이, 평면시와 굴곡시에서, 초기 출력에 차이가 생기지 않는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 평면시 및 굴곡시에 있어서 직선의 기울기로부터, 인가되는 압력의 증가와 함께, 평면시 및 굴곡시에 있어서의 정전용량의 증가 경향이 거의 동일하게 되는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 본 실시 형태의 어레이형 정전용량식 센서(1)는, 측정 대상물의 형상에 의해 측정 결과가 변동하지 않는 것을 알 수 있었다. 따라서 본 실시 형태의 어레이형 정전용량식 센서(1)에서는 요철부재 등에 장착한 경우라도, 해당 어레이형 정전용량식 센서(1)를 장착하지 않은 평면시와 같은 특성을 갖는 것을 알 수 있었다. 즉, 요철부재 등에 장착하여 가동 전 극(6)에 변형이 생긴 경우라도, 고정밀도의 안정된 압력 측정을 행할 수 있은 것을 확인할 수 있었다.

다음에, 상술한, 종래의 어레이형 정전용량식 센서 및 본 실시 형태의 어레이형 정전용량식 센서(1)에 있어서 크로스토크를 검증하기 위한 실험 결과를 이하에 나타낸다. 본 실험에서는, 어레이형 정전용량식 센서(1)를 상술한 실험과 마찬가지의 R10의 치구에 부착하여, 특정한 정전용량 소자(0ch)에 압력을 인가한 때의 정전용량의 변화량에 대한, 상기 정전용량 소자(0ch)의 주위에 있는 정전용량 소자에 있어서의 정전용량의 변화량의 비율을 측정하였다. 도 10은, 종래의 어레이형 정전용량식 센서를 검출면에 장착한 경우에 있어서의 정전용량 소자를 모식적으로 도시하는 횡단면도로서, (a) 및 (b)는, 해당 어레이형 정전용량식 센서에 압력이 인가된 때의 가동 전극(6)의 변형의 천이를 도시하는 도면이고, 도 12는, 상기 종래의 어레이형 정전용량식 센서에 있어서 정전용량의 변화의 결과를 도시하는 그래프이다. 또한, 도 11은, 본 실시 형태의 어레이형 정전용량식 센서(1)를 검출면에 장착한 경우에 있어서의 정전용량 소자를 모식적으로 도시하는 횡단면도로서, (a) 및 (b)는, 상기 어레이형 정전용량식 센서(1)에 압력이 인가된 때의 가동 전극(6)의 변형의 천이를 도시하는 도면이고, 도 13은, 해당 어레이형 정전용량식 센서(1)에서의 정전용량의 변화의 결과를 도시하는 그래프이다.

종래의 어레이형 정전용량식 센서에서는, 압력이 인가된 때 가동 전극(6)이 독립하여 변동할 수 없기 때문에, 도 10의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 복수의 가동 전극(6)이 변동하게 된다. 이것은, 도 12에 도시하는 그래프로부터도 분명 하고, 특정한 정전용량 소자(0ch)에 인가되는 압력의 영향이 다른 정전용량 소자에도 미치는, 즉 크로스토크가 큰 것을 확인할 수 있었다. 특히, 상기 특정한 정전용량 소자에 인가되는 압력의 약 70%가, 인접하는 정전용량 소자에 미치는 것을 알 수 있었다.

이에 대해, 본 실시 형태의 어레이형 정전용량식 센서(1)에서는 압력이 인가된 때 가동 전극측 기판(2)에 슬릿(2b)이 마련되어 있기 때문에, 가동 전극(6)이 독립하여 변동할 수 있다. 그 때문에, 도 11의 (a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 변동하는 검출면(1b)에 위치하는 가동 전극(6)만이 변동하게 된다. 이것은, 도 13에 도시하는 그래프로부터도 명확한 바와 같이, 특정한 정전용량 소자(0ch)에 인가된 압력의 영향이, 다른 정전용량 소자에는 미치지 않는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 0ch 이외의 다른 정전용량 소자에서도 같은 결과를 얻을 수 있었다. 이와 같이, 본 실시 형태의 어레이형 정전용량식 센서(1)는, 종래의 어레이형 정전용량식 센서에 비하여 크로스토크를 저감할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

이상으로 도시한 도 12 및 도 13의 실험 결과로부터, 정전용량 소자를 형성하는 가동 전극(6)을 갖는 가동 전극측 기판(2)에, 슬릿(2b)을 마련함에 의해, 정밀도 좋게 안정적인 압력 측정이 가능해짐과 함께, 종래와 비교하여 크로스토크를 저감하는 것이 가능해지는 것을 알 수 있었다.

또한, 본 실시의 형태에서는, 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 24행의 띠 모양의 가동 전극(6)에 따라 가동 전극측 기판(2)에 슬릿(2b)이 마련되어 있고, 가동 전극측 기판(2)의 양단부는 일체로 되어 형성되어 있지만, 다른 구성으로서, 예 를 들면 도 14(a)에 도시하는 바와 같이, 상기 슬릿(2b)을 연장하여 가동 전극측 기판(2)의 양단부를 잘라 분리(切離)한 형상으로 하여도 좋다. 이로써, 24개의 독립한 가동 전극(6)을 구비한 가동 전극측 기판(2)이 형성되게 된다. 이 구성에 의하면, 상술한 슬릿(2b)의 효과를 향상시킬 수 있다. 즉, 가동 전극(6)의 굴곡성이 향상하기 때문에, 보다 정밀도가 높은 압력 측정이 가능해진다. 또한, 인접하는 가동 전극(6) 사이가 완전히 잘라 분리되기 때문에, 크로스토크를 더욱 저감하는 것이 가능해진다. 또한, 상기한 구성에서는, 도 14(b)에 도시하는 바와 같이, 스페이서(3)에 도전성 접착제를 이용하는 것이 바람직하고, 이로써, 고정 전극측 기판(5)상에 배치된 배선(5b)을 이용하여, 가동 전극(6)측의 배선 패턴을 고정 전극(7)측으로 끌고 다니는 것이 가능해진다.

[실시의 형태 2]

본 발명의 실시의 형태 2에 관해 도 15 및 도 16에 의거하여 설명하면, 이하와 같다. 또한, 설명의 편의상, 상기 실시의 형태 1에서 나타낸 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에는, 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.

도 15는, 본 발명의 실시의 형태 2에서의 어레이형 정전용량식 센서(20)의 분해 사시도이다. 본 실시 형태에서의 어레이형 정전용량식 센서(20)는, 상기 실시의 형태 1에서의 어레이형 정전용량식 센서(1)의 스페이서(3)에 개량을 가한 것이다.

도 16은, 본 실시 형태에서의 스페이서(3)의 개략 구성을 도시하는 도면으로서, (a)는 해당 스페이서(3)의 개략 구성의 평면을 도시하고, (b)는 해당 스페이 서(3)의 개략 구성의 사시를 도시하고 있다. 도 16에 도시하는 바와 같이, 스페이서(3)는, 적층하여 접합한 때에, 고정 전극측 기판(5)에 배치되는 고정 전극(7)을 덮지 않도록, 3열의 고정 전극(7) 부분의 개구부(3a)가 마련됨과 함께, 가동 전극측 기판(2)에 마련되는 슬릿(2b)과 동일 위치에 슬릿(스페이서 슬릿부)(3b)이 마련되어 있다.

이로써, 어레이형 정전용량식 센서(20)를 요철부재에 장착한 경우, 가동 전극(6)은, 상기 실시의 형태 1의 경우와 비교하여, 요철면에 따라 보다 용이하게 변형하게 된다. 또한, 이 경우에도, 가동 전극(6)은 다른 가동 전극(6)과는 독립하여 변형 가능하기 때문에, 변형 부분에 해당한 정전용량 소자에는, 압축 응력 및 인장 응력은 작용하지 않는다. 따라서 본 실시 형태에서의 어레이형 정전용량식 센서(20)에 의하면, 상기 실시의 형태 1에서의 어레이형 정전용량식 센서(1)와 비교하여, 가동 전극(6)의 굴곡성이 보다 향상하기 때문에, 압력의 변동을 보다 정확하게 측정할 수 있음과 함께, 크로스토크를 더욱 저감할 수 있다.

또한, 상기 실시의 형태 1과 마찬가지로, 가동 전극측 기판(2)의 슬릿(2b)을 연장하여 잘라 분리하고, 띠 모양의 가동 전극(6)을 완전히 잘라 분리한 구성으로 한 때는, 상술한 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.

[실시의 형태 3]

본 발명의 실시의 형태 3에 관해 도 17로부터 도 19에 의거하여 설명하면, 이하와 같다. 또한, 설명의 편의상, 상기 실시의 형태 1 및 2에서 나타낸 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에는, 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.

도 17은, 본 발명의 실시의 형태 3에서의 어레이형 정전용량식 센서(30)의 분해 사시도이다. 도 18은, 본 실시 형태에서의 어레이형 정전용량식 센서(30)의 개략 구성을 도시하는 도면으로서, (a)는 어레이형 정전용량식 센서(30)의 가동 전극측 기판(2)을 상방에서 본 평면을 도시하고, (b)는 어레이형 정전용량식 센서(30)의 고정 전극측 기판(5)을 하방에서 본 평면을 도시하고, (c)는 (a)에 도시하는 어레이형 정전용량식 센서(30)의 a-a단면을 도시하고 있다. 본 실시 형태에서의 어레이형 정전용량식 센서(30)는, 상기 실시의 형태 2에서의 어레이형 정전용량식 센서(20)에 또한 안정화 부재(8)를 구비한 구성이다.

도 19는, 본 실시 형태에서의 안정화 부재(8)의 개략 구성을 도시하는 도면으로서, (a)는 안정화 부재(8)의 개략 구성의 사시를 도시하고, (b)는 (a)에 도시하는 안정화 부재(8)를 Y방향에서 본 측면을 도시하고 있다. 동 도면에 도시하는 바와 같이, 안정화 부재(8)는, 복수의 홈부를 구비하고 있다. 구체적으로는, 안정화 부재(8)는, 1장의 박막판(예를 들면 접착 시트)(8a)과, 해당 박막판(8a)상에 직선형상으로 서로 등간격을 두고, 병행하여 늘어나는 복수의 돌기판(8b)으로 구성되어 있다. 또한, 도 19의 (a) 및 (b)에서는 편의상, 돌기판(8b)이 5개만 마련되어 있는 상태를 도시하고 있지만, 돌기판(8b)의 수는, 가동 전극측 기판(2)에서의 가동 전극(6)의 수(여기서는, 24개)와 동일한 것이 바람직하고, 또한, 인접하는 돌기판(8b)끼리의 간극 즉 홈부(8c)의 폭은, 안정화 부재(8)가 변형한 때에 서로의 돌기판(8b)이 완충하지 않을 정도로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 돌기판(8b)의 짧은변 방향의 폭은, 가동 전극(6)의 짧은변 방향의 폭과 개략 동일한 것이 바람직하다.

상기 안정화 부재(8)는, 복수의 가동 전극(6)과 상기 복수의 돌기판(8b)의 투영(投影) 위치가 서로 합치하도록, 고정 전극측 기판(5)에서의 고정 전극(7)이 마련되는 면과는 반대측의 면에 마련된다. 이 때, 가동 전극측 기판(2)의 슬릿(2b)과, 스페이서(3)의 슬릿(3b)과, 안정화 부재(8)에서의 홈부(8c)의 위치는 일치하게 된다.

이로써, 어레이형 정전용량식 센서(30)를 요철부재에 장착한 경우, 가동 전극(6)은, 상기 양 슬릿(2b·3b) 및 상기 홈 부(8c)를 경계로 하여, 굴곡하게 된다. 그 때문에, 어레이형 정전용량식 센서(30)의 굴곡성을 유지하면서, 정전용량 소자를 형성한 가동 전극(6) 및 고정 전극(7)의 평면성을 확보할 수 있다. 따라서 본 실시 형태에서의 어레이형 정전용량식 센서(30)는, 상기 실시의 형태 1 및 2에서의 어레이형 정전용량식 센서(1·20)와 비교하여, 압력의 변동을 보다 정확하게 측정할 수 있음과 함께, 크로스토크를 더욱 저감할 수 있다.

또한, 상기 실시의 형태 2와 마찬가지로, 가동 전극측 기판(2)의 슬릿(2b)을 연장하여 잘라 분리하고, 띠 모양의 가동 전극(6)을 완전하게 잘라 분리하는 구성으로 하여도 좋다.

여기서, 안정화 부재(8)의 고정 전극측 기판(5)에의 부착 방법의 한 예에 관해 도 20을 이용하여 이하에 설명한다. 도 20의 (a) 내지 (d)는, 안정화 부재(8)의 고정 전극측 기판(5)에의 부착 공정을 도시하고 있다. 우선, PET 필름(8d) 및 이형재(8e)로 이루어지는 이형(離型) 시트에 안정화 부재(8)를 밀착시킴과 함께, 해당 안정화 부재(8)에 접착 시트(8a)를 가(假)압착한다(도 20의 (a)). 다음에, 프레스 가공(하프 컷트)에 의해 안정화 부재(8)를 컷트한다(도 20의 (b)). 그리고, 고정 전극측 기판(5)상에 배치하고, 접착 시트(8e)를 열압착(도 20의 (c))한 후, 이형 시트를 벗겨서 완성한다(도 20의 (d)).

[실시의 형태 4]

본 발명의 실시의 형태 4에 관해 도 21로부터 도 23에 의거하여 설명하면, 이하와 같다. 또한, 설명의 편의상, 상기 실시의 형태 1 내지 3에서 나타낸 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에는, 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.

도 21은, 본 발명의 실시의 형태 4에서의 어레이형 정전용량식 센서(40)의 분해 사시도이고, 도 22는, 상기 어레이형 정전용량식 센서(40)를 a-a방향에서 본 부분 단면도이다. 본 실시 형태에서의 어레이형 정전용량식 센서(40)는, 상기 실시의 형태 2에서의 어레이형 정전용량식 센서(20)의 스페이서(3)에 또한 개량을 가한 것이다.

도 23의 (c)는, 본 실시 형태에 있어서 스페이서(3)의 개략 구성의 평면을 도시하고 있다. 동 도면에 도시하는 바와 같이, 스페이서(3)는, 갭 안정화 부재(9)와 접착 시트(10)로 이루어져 있다. 도 23의 (a)는, 갭 안정화 부재(9)의 개략 구성의 평면을 도시하고, 도 23의 (b)는, 접착 시트(10)의 개략 구성의 평면을 도시하고 있다.

갭 안정화 부재(9)는, 가동 전극측 기판(2) 및 고정 전극측 기판(5)과 동등한 가요성을 갖고 있음과 함께, 가동 전극측 기판(2) 및 고정 전극측 기판(5)과 동 등한 압축 강도를 갖고 있다. 구체적으로는, 갭 안정화 부재(9)는, 예를 들면, 폴리이미드, PET(필름), 에폭시 수지(필름) 등으로 이루어져 있다.

또한, 접착 시트(10)는, 상기 실시의 형태 2의 스페이서(3)와 마찬가지로 고정 전극(7)에 대응하는 개구부(3a) 및 가동 전극(6)의 슬릿(2b)에 대응하는 슬릿(3b)이 마련되어 있고, 또한, 도 23의 (b)에 도시하는 바와 같이, 갭 안정화 부재(9)를 수용하기 위한, 직선형상으로 서로 등간격을 두고 병행하여 늘어나는 복수의 노치부(10a)가 형성되어 있다. 또한, 이 노치부(10a)는, 접착 시트(10)에서의 복수의 슬릿(도시 생략) 사이에 위치하고, 가동 전극측 기판(2)과 고정 전극측 기판(5)을 적층한 때에, 가동 전극측 기판(2)의 가동 전극(6)과 해당 노치부(10a)의 투영 위치가 서로 합치하는 위치에 형성되어 있다. 또한, 접착 시트(10)는, 예를 들면, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 수지 등으로 이루어져 있다.

여기서, 이들 갭 안정화 부재(9) 및 접착 시트(10)로 구성되는 스페이서(3)의 조립 방법에 관해 설명한다. 도 24는 갭 안정화 부재(9)에 있어서의, 접착 시트(10)에 조립하기 전의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 도 24에 도시하는 갭 안정화 부재(9)를 접착 시트(10)의 노치부(10a)에 조립하기 위해 가공한 후(도 23의 (a)), 도 23의 (c)에 도시하는 바와 같이, 갭 안정화 부재(9)와 접착 시트(10)를 조합시킨다.

또한, 상기 스페이서(3)의 다른 조립 방법에 관해 도 25를 이용하여 설명한다. 도 25는, 스페이서(3)의 조립 공정을 도시하는 도면이다. 우선, PET 필름(9a) 및 이형재(9b)로 이루어지는 이형 시트에 갭 안정화 부재(9)를 밀착시킨다(도 25의 (a)). 다음에, 프레스 가공(하프 컷트)에 의해 갭 안정화 부재(9)만을 컷트하여, 어레이형상으로 형성한다(도 25의 (b)). 그리고, 가동 전극측 기판(2)상에 배치하고, 열경화에 의해 이형재의 점착력을 저하시키고(도 25의 (c)), 이형 시트를 벗겨서 완성한다(도 25의 (d)). 또한, 그 후, 스페이서(3)에 슬릿(3b)을 가공하여, 고정측 기판을 겹쳐서 열경화시킴에 의해, 어레이형 정전용량식 센서(40)를 제조할 수 있다.

상기한 스페이서(3)를 구비하는 어레이형 정전용량식 센서(40)에 의하면, 갭 안정화 부재(9)는 상기 실시의 형태 3에서 나타낸 안정화 부재(8)와 같은 기능을 갖기 때문에, 상기 실시의 형태 3에서의 어레이형 정전용량식 센서(30)와 같은 효과를 얻을 수 있다. 즉, 어레이형 정전용량식 센서(40)를 요철부재에 장착한 경우, 가동 전극(6)은, 상기 슬릿(3b) 및 갭 안정화 부재(9) 사이를 경계로 하여, 변형(굴곡)하게 된다. 그 때문에, 어레이형 정전용량식 센서(40)의 굴곡성을 유지하면서, 정전용량 소자를 형성하는 가동 전극(6) 및 고정 전극(7)의 평면성을 확보할 수 있다. 따라서 본 실시 형태에서의 어레이형 정전용량식 센서(40)는, 압력의 변동을 보다 정확하게 측정할 수 있음과 함께, 크로스토크를 더욱 저감할 수 있다.

또한, 상기 실시의 형태 2와 마찬가지로, 가동 전극측 기판(2)의 슬릿(2b)을 연장하여 잘라 분리하고, 띠 모양의 가동 전극(6)을 완전히 잘라 분리한 구성으로 하여도 좋다.

또한, 본 발명은 상술한 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 청구항에 나타 낸 범위에서 여러가지의 변경이 가능하다. 즉, 청구항에 나타낸 범위에서 적절히 변경한 기술적 수단을 조합시켜서 얻어지는 실시 형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

본 발명의 어레이형 정전용량식 센서는, 이상과 같이, 상기 제 1의 기판 또는 상기 제 2의 기판에 있어서의, 상기 복수의 제 1의 전극 또는 상기 복수의 제 2의 전극 사이에, 상기 제 1의 전극 또는 상기 제 2의 전극에 병행하여 늘어나는 슬릿형상의 기판 슬릿부가 마련되어 있는 구성이다.

이로써, 변형 부분에 해당하는 정전용량 소자는, 인접하는 기판 및 전극으로부터의 영향을 받는 일이 없다. 따라서 염가로 제작이 가능하고 또한 굴곡면에 있어서도 정밀도 좋게 안정적으로 압력의 측정이 가능한 어레이형 정전용량식 센서를 제공할 수 있다는 효과를 갖는다.

발명의 상세한 설명의 항에 있어서 이루어진 구체적인 실시 형태 또는 실시예는, 어디까지나, 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하는 것으로서, 그와 같은 구체적인 예로만 한정하여 협의로 해석되어야 하는 것이 아니라, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 청구의 범위 내에서, 여러가지로 변경하여 실시할 수 있는 것이다.

본 발명의 어레이형 정전용량식 센서는, 정확하고도 안정적으로 압력 변화를 측정할 수 있기 때문에, 생체의 압맥파 측정과 같은 미소한 압력 변화의 측정에 적용할 수 있다.

Claims (7)

1. 서로 병행하여 늘어나는 적어도 2행 이상의 제 1의 전극이 마련되어 있는 제 1의 기판과, 상기 제 1의 기판면과 소정의 거리를 가지고 대향 배치되고, 상기 제 1의 전극의 연재 방향과 교차하는 방향으로 서로 병행하여 늘어나는 적어도 2열 이상의 제 2의 전극이 마련되어 있는 제 2의 기판을 구비하는 어레이형 정전용량식 센서에 있어서,

   상기 제 1의 기판 또는 상기 제 2의 기판에 있어서의, 상기 복수의 제 1의 전극 또는 상기 복수의 제 2의 전극 사이에, 상기 제 1의 전극 또는 상기 제 2의 전극에 병행하여 늘어나는 슬릿형상의 기판 슬릿부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 어레이형 정전용량식 센서.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 기판 슬릿부는, 측정시에 있어서의 상기 제 1의 기판 또는 상기 제 2의 기판의 굴곡 방향과는 직교하는 방향으로 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 어레이형 정전용량식 센서.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1의 기판 및 상기 제 2의 기판 사이에 개재하여 상기 소정의 거리를 유지하는 스페이서를 또한 구비하고,

   상기 스페이서에는, 상기 제 1의 전극 또는 상기 제 2의 전극의 해당 스페이서에의 투영 영역에, 상기 기판 슬릿부의 길이 방향으로 교차하는 방향으로 늘어나는 스페이서 개구부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 어레이형 정전용량식 센서.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 스페이서에는, 상기 기판 슬릿부의 상기 스페이서에의 투영 영역에, 상기 기판 슬릿부에 병행하여 늘어나는 복수의 슬릿형상의 스페이서 슬릿부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 어레이형 정전용량식 센서.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1의 기판에 있어서의 상기 제 2의 기판측과는 반대측의 면, 또는, 상기 제 2의 기판에 있어서의 상기 제 1의 기판측과는 반대측의 면에, 상기 기판 슬릿부에의 투영 영역이 일치하는 홈부를 갖는 안정화 부재가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 어레이형 정전용량식 센서.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 기판 슬릿부가 마련되는, 상기 제 1의 기판 또는 상기 제 2의 기판은, 가요성을 갖는 것을 특징으로 하는 어레이형 정전용량식 센서.
7. 제 3항에 있어서,

   상기 스페이서는, 가요성을 갖는 것을 특징으로 하는 어레이형 정전용량식 센서.

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