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公開番号2025038686
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-19
出願番号2023145439
出願日2023-09-07
発明の名称センサ及び電気インピーダンストモグラフィシステム
出願人日東電工株式会社,国立大学法人東京大学
代理人個人,個人
主分類G01L 1/14 20060101AFI20250312BHJP(測定;試験)
要約【課題】導電性部材同士の接触抵抗の変動以外の現象を利用してEITが可能な新規のセンサを提供する。
【解決手段】センサ1aは、複数の電極10と、第一導電体20と、第二導電体30と、絶縁体40と、計測部5とを備えている。第一導電体20は、複数の電極10に接して配置されている。センサ1aにおいて、第一導電体20、絶縁体40、及び第二導電体30は、この順番で特定方向に積層されている。計測部5は、複数の電極10の電位を計測する。計測部5は、複数の電極10において電圧が印加される1つ以上の電極10を選択し、かつ、複数の電極10において電圧が印加される電極10を順次切り替えながら複数の電極10の電位を計測する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数の電極と、
前記複数の電極に接する第一導電体と、
第二導電体と、
絶縁体と、
前記複数の電極の電位を計測する計測部と、を備え、
前記第一導電体、前記絶縁体、及び前記第二導電体は、この順番で特定方向に積層されており、
前記複数の電極は、互いに離れて配置されており、
前記計測部は、前記複数の電極において電圧が印加される１つ以上の前記電極を選択し、かつ、前記複数の電極において電圧が印加される前記電極を順次切り替えながら前記複数の電極の電位を計測する、
センサ。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
前記センサは、前記計測部における前記複数の電極の電位の計測結果に基づいて、前記第一導電体及び前記第二導電体の少なくとも１つに対する物体の接触力を検出する、
請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記センサは、前記計測部における前記複数の電極の電位の計測結果に基づいて、前記センサの周囲の物体と前記第一導電体との間の距離を検出する、
請求項１に記載のセンサ。
【請求項４】
前記第一導電体は、多孔体である、
請求項１に記載のセンサ。
【請求項５】
前記絶縁体は、多孔体である、
請求項１に記載のセンサ。
【請求項６】
前記絶縁体は、１０～３０％の応力緩和率を有する、
請求項１に記載のセンサ。
【請求項７】
前記絶縁体は、０．０１ＭＰａ～１００ＧＰａの圧縮弾性率を有する、
請求項１に記載のセンサ。
【請求項８】
前記絶縁体は、１０μｍ～１００ｍｍの厚みを有する、
請求項１に記載のセンサ。
【請求項９】
前記第二導電体は、複数の貫通孔を有する、
請求項１に記載のセンサ。
【請求項１０】
請求項１～９のいずれか１項に記載のセンサと、
前記センサから出力される信号が入力される入力部と、
前記入力部に入力された前記信号を処理して表示用データを生成する処理部と、
前記表示用データを表示する表示部と、を備えた、
電気インピーダンストモグラフィシステム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ及び電気インピーダンストモグラフィシステムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、触覚センサ等のセンサが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、複数の電極と、導電性多孔体と、導電体と、計測部とを備えた、触覚センサが記載されている。導電性多孔体は、特定方向の導電体側の一端に形成された第一端部と、特定方向の他端に形成された第二端部とを有する。導電性多孔体の第一端部における導電率は、導電性多孔体の第二端部における導電率より高い。導電性多孔体及び導電体の少なくとも１つに物体が接触すると、導電性多孔体及び導電体の少なくとも１つの変形に伴い、導電性多孔体及び導電体が互いに接触し、導電性多孔体と導電体との間の接触抵抗の大きさが変動しうる。この接触抵抗の大きさの変動により、複数の電極の電位が変化しうる。このため、複数の電極の電位に基づいて、導電性多孔体及び導電体の少なくとも１つに対する物体の接触状態を測定できる。計測部は、複数の電極における１つ以上の電極を選択的に接地させ、かつ、接地させる電極を順次切り替えて、物体の接触状態を測定する。
【０００４】
特許文献２には、圧力センサシートが記載されている。圧力センサシートにおいて、基板上に第一電極が形成されている。第一電極上に絶縁層が形成されている。絶縁層上に第二電極が形成されている。第二電極上に保護層が形成されている。絶縁層には諧調がある。絶縁層の階調は、材質の密度、硬度や弾性率、及びせん断強度のいずれかによるものである。第一電極と複数の第二電極との間で発生する静電容量値の変化を検出することにより、保護層上から加わるせん断力を算出できる。
【０００５】
特許文献３には、静電容量型センサが記載されている。この静電容量型センサは、エラストマー製の誘電膜と、この誘電膜を介して配置されている一対の電極とを備えている。一対の電極は、エラストマーと、このエラストマーの中に配合されている導電性フィラーとを有する。一対の電極は、誘電膜の変形に応じて伸縮可能であり、伸縮しても導電性の変化が小さい。一対の電極間の静電容量変化に基づいて変形が検出される。
【０００６】
特許文献４には、静電容量センサが記載されている。この静電容量センサは、検知電極と、静電容量検知回路と、制御回路とを備えている。検知電極は、被検知物体の近接によって静電容量が変化する。静電容量検知回路は、検知電極の静電容量を検知する。制御回路は、静電容量検知回路で検知された静電容量に基づいて被検知物体と検知電極との距離を検出する。制御回路は、被検知物体が測定開始点に位置しているときに静電容量検知回路で検出された第１の静電容量と、被測定物体を測定開始点から所定距離移動させた点に位置したときに静電容量検知回路で検出された第２の静電容量との差分値から、被検知物体の位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
国際公開第２０２３／０８００２１号
特開２０２０－４６３７５号公報
特開２００９－２０００６号公報
特開２００８－４６０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の触覚センサでは、導電性多孔体及び導電体の少なくとも１つの変形に伴い、導電性多孔体及び導電体が互いに接触し、導電性多孔体と導電体との間の接触抵抗の大きさが変動することを利用して、導電性多孔体及び導電体の少なくとも１つに対する物体の接触状態を測定できる。特許文献２から４に記載のセンサでは、電極に関する静電容量の変化に基づいて、せん断力、変形、及び被検知物体の位置等の物理状態がセンシングされている。これらの特許文献に記載のセンサは、導電性多孔体と導電体との間の接触抵抗の大きさの変動以外の現象を利用して電気インピーダンストモグラフィ（ＥＩＴ）を実現する観点から再検討の余地を有する。
【０００９】
そこで、本発明は、導電性部材同士の接触抵抗の変動以外の現象を利用してＥＩＴが可能な新規のセンサを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、
複数の電極と、
前記複数の電極に接する第一導電体と、
第二導電体と、
絶縁体と、
前記複数の電極の電位を計測する計測部と、を備え、
前記第一導電体、前記絶縁体、及び前記第二導電体は、この順番で特定方向に積層されており、
前記複数の電極は、互いに離れて配置されており、
前記計測部は、前記複数の電極において電圧が印加される１つ以上の前記電極を選択し、かつ、前記複数の電極において電圧が印加される前記電極を順次切り替えながら前記複数の電極の電位を計測する、
センサを提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

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