JP4638474B2

JP4638474B2 - センサシート

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Publication number: JP4638474B2
Application number: JP2007281170A
Authority: JP
Inventors: 雅弘初田
Original assignee: Nitta Corp
Current assignee: Nitta Corp
Priority date: 2007-10-30
Filing date: 2007-10-30
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2027-10-30
Also published as: JP2009109307A

Description

本発明は、所定領域に加わる圧力の分布を測定するために用いられるセンサシートに関する。

特許文献１には、第１シートと、第２シートと、これらに挟まれ、互いに離隔して格子状に配置された複数の感圧部とを有するセンサシートについて記載されている。このセンサシートにおける感圧部は、第１シート上の感圧電極と、この感圧電極上に形成された感圧抵抗体、及び、第２シート上の感圧電極と、この感圧電極上に形成された感圧抵抗体とを有している。第１シートに形成された複数の感圧電極は、横方向に並ぶ感圧電極同士が行配線電極により結ばれており、第２シートに形成された複数の感圧電極は、縦方向に並ぶ感圧電極同士が列配線電極により結ばれている。そして、第１シートの横方向の一端には、行配線電極の一端に形成された端子が配置されており、第２シートの縦方向の一端には、列配線電極の一端に形成された端子が配置されている。

特開２００７−１９９００６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のセンサシートにおいては、行配線電極及び列配線電極の端子がセンサシートにおける横及び縦方向の一端にそれぞれ配置されているので、複数のセンサシートを互いに接続して大面積のセンサシートを構成する場合に、例えば、複数のセンサシートを縦方向に並べて対応する列配線電極同士を中継コネクタなどで接続すると、その接続箇所である中継コネクタが隣接するセンサシートにそれぞれ形成された感圧部間に配置されることになる。このように中継コネクタが感圧部間に配置されると、圧力計測を行うときに、中継コネクタが邪魔になって当該中継コネクタ近傍における感圧部での圧力計測が適正に行えなくなる。

一方、センサシート自体の面積を大きくして大面積のセンサシートを製造することで、上述のような問題は生じなくなるが、大面積のセンサシートを製造するには、その製造設備を大型化する必要があり、莫大な設備投資が必要となる。

そこで、本発明の目的は、莫大な設備投資が不要となり、圧力分布の測定を適正に行うことが可能なセンサシートを提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明のセンサシートは、互いに離隔し且つ一方向及び前記一方向とは直交する直交方向の２方向にマトリクス状に配列された複数の第１電極、及び、前記直交方向に配列された前記第１電極を互いに接続する複数の第１電極配線を有する第１シート部材と、前記第１シート部材に積層されており、互いに離隔し且つ前記２方向にマトリクス状に配列されると共に前記第１シート部材上の前記複数の第１電極のそれぞれに対向する複数の第２電極、前記一方向に配列された前記第２電極を互いに接続する複数の第２電極配線、及び、前記複数の第２電極配線を覆う絶縁層を有する第２シート部材と、前記第１シート部材上の前記複数の第１電極と前記第２シート部材上の前記複数の第２電極とのそれぞれの間に配置された複数の感圧抵抗体とを備えたセンサシートであって、前記第１シート部材は、前記直交方向の一端部に、前記一方向に延在し且つ前記第１電極配線とそれぞれ接続された複数の第１配線が配設された第１配線部を有しており、前記第２シート部材は、前記第１配線部と対向する位置に、前記一方向に延在し且つ前記第２電極配線とそれぞれ接続された複数の第２配線が配設された第２配線部を有している。そして、前記絶縁層は、前記第２配線を覆っていると共に、前記絶縁層の前記第２電極配線及び前記第２配線とそれぞれ対向する位置に複数のスルーホールが形成されており、前記絶縁層の前記第１シート部材と面する表面には、前記複数のスルーホールを経て前記第２電極配線と前記第２配線とを接続すると共に、前記絶縁層を介して別の前記第２配線及び前記第２電極配線と交差する複数の接続配線が形成されている。

これによると、複数のスルーホールを経て第２配線と第２電極配線とを複数の接続配線で接続することによって、第１シート部材及び第２シート部材の互いに対向する直交方向の一端部に第１及び第２配線部を形成することが可能になる。このように、第１及び第２配線部がセンサシートの直交方向の一端部に形成されていることで、複数のセンサシートを一方向に複数並べて対応する第２配線同士を接続するときの接続箇所が、互いに異なるセンサシートに形成された感圧抵抗体間以外の領域に配置することが可能になる。そのため、各センサシートにおける圧力分布の測定を適正に行うことができる。また、複数のセンサシートを並べて大面積のセンサシートを構成することが可能になり、１つのセンサシートを比較的小さな面積を有するものとすることができる。そのため、センサシートを製造するための設備を大型化する必要がなくなり、莫大な設備投資が不要となる。

本発明において、前記第１配線部には、別の前記センサシートにおける前記第１電極配線と接続された前記第１配線と接続可能な複数の中継配線が形成されていることが好ましい。これにより、複数のセンサシートを接続した大面積センサシートを、同じ配線パターンを有する複数のセンサシートの対応する第２配線同士及び中継配線と隣接する別のセンサシートの第１配線とを接続するだけで構成することが可能になる。そのため、センサシート毎に第１配線部に形成された配線パターンを変更する必要がなくなる。

また、このとき、前記第１配線部には、前記一方向の一端から延在し、且つ、前記第１配線及び前記中継配線とそれぞれ接続された複数の第３配線及び前記複数の第３配線を基板に接続するための第１接続端子を有する第１接続部が形成されており、前記第２配線部には、前記第１接続部と対向すると共に前記一方向の一端から延在し、且つ、前記第２配線とそれぞれ接続された複数の第４配線及び前記第４配線を前記基板に接続するための第２接続端子を有する第２接続部が形成されていてもよい。これにより、他の配線部材を用いなくても、センサシートの各配線を基板に接続することが可能となる。また、複数のセンサシートのうち、１つのセンサシートを除くセンサシートにおいて、第１及び第２接続部を切除することで、当該１つのセンサシートに続けて複数のセンサシートを接続することが可能になる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

ここでは、本発明に係るセンサシートが、体圧分布測定システムの一部である体圧分布センサシートとして設置されている一実施形態に関して説明する。図１は、本発明の一実施形態による体圧分布測定システムの全体図である。

体圧分布測定システム１は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）１００、ディスプレイ７０、ベッド９０、センサコネクタ７５及び３枚の体圧分布センサシート１１〜１３が互いに接続された連結センサシート１０を含んでいる。連結センサシート１０は、ベッド９０の表面に設置されており、センサコネクタ７５を介してＰＣ１００の制御基板（不図示）に接続されている。また、本システムは、連結センサシート１０の上に患者（図示せず）が寝ている状態で使用され、ベッド使用時の体圧測定により、長時間同じ体勢で寝たきりになっている患者が、ベッド９０との間で床ずれを起こしやすい箇所などをモニタリングするために使用されるものである。

体圧分布測定システム１では、キーボード１１０、マウス１２０によりＰＣ１００を操作することで、患者の体圧分布の状態をモニタリングすることができる。体圧分布測定システム１では、連結センサシート１０により測定された体圧測定データがＰＣ１００に送信され、その体圧分布測定結果がディスプレイ７０に表示される。

また、体圧分布測定システム１においては、ベッド９０が設置された場所と、ＰＣ１００が設置された場所とは互いに離れている場合には、ＰＣ１００において患者の体圧分布状態が遠隔監視することができる。

図２は、連結センサシート１０の平面図である。連結センサシート１０は、３枚の体圧分布センサシート１１〜１３が縦方向（一方向：図２中上下方向）に並べられ、互いに中継コネクタ８０で接続されることで構成されている。連結センサシート１０を構成する３枚の体圧分布センサシート１１〜１３のうち、体圧分布センサシート１２，１３は同様な構成を有しており、残りの体圧分布センサシート１１はこれらとは若干異なる構成を有している。ただし、体圧分布センサシート１１は、体圧分布センサシート１１から後述の第１及び第２接続部２５１，２６１を切除することで体圧分布センサシート１２，１３と同様な構成となる。これより、以下の説明においては、体圧分布センサシート１１の詳細を説明し、体圧分布センサシート１２，１３の詳細の説明を省略する。

次に図３〜図１０を用いて、体圧分布センサシート１１の構造について説明する。図３は、図２に示す一点鎖線で囲まれた領域の拡大平面図である。図４は、図３に示すIV−IV線に沿った断面図である。図５は、体圧分布センサシート１１の第１シート部材の平面図である。図６は、図５に示す一点鎖線で囲まれた領域の拡大平面図である。図７は、第１シート部材上に形成される絶縁層の平面図である。図８は、体圧分布センサシート１１の第２シート部材の平面図である。図９は、図８に示す一点鎖線で囲まれた領域の拡大平面図である。図１０は、第２シート部材上に形成される絶縁層の平面図である。なお、図８〜図１０においては、図２に示す体圧分布センサシート１１，１２の境界部分を展開中心線として、下側（ベッド９０側）の第１シート部材２１から第２シート部材４１を引き剥がして展開したときの第２シート部材４１を描いているため、第１シート部材２１の上下方向とは逆になっている。また、図３，図５，６及び図８，９においては、図を見やすくするため後述の絶縁層２４１〜２４４を省略して描いているが、実際には、図７及び図１０に示す絶縁層２４１〜２４４が第１及び第２シート部材２１，４１上に形成されている。

体圧分布センサシート１１の全体構造について説明する。体圧分布センサシート１１は、図２に示すように、略長方形平面形状を有している。また、体圧分布センサシート１１は、図３に示すように、第１シート部材２１と、第２シート部材４１と、それらに挟まれた複数の感圧部２００と、複数の行配線電極（第１電極配線）２１１と、複数の列配線電極（第２電極配線）２２１とを有している。また、体圧分布センサシート１１には、複数の開口１５，１６及び複数の切り込み１７が形成されている。

複数の感圧部２００は、互いに離隔し且つ縦方向（一方向：図３中上下方向）及び縦方向と直交する横方向（直交方向：図３中左右方向）の２方向にマトリクス状に配列されている。具体的には、図２に示すように、横方向に２６個の感圧部２００が配列されてなる感圧部行２０１ａ〜２０１ｑが互いに平行に１７行並べられており、縦方向に１７個の感圧部２００が配列されてなる感圧部列２０２ａ〜２０２ｚが互いに平行に２６列並べられている。

次に、感圧部の構造について説明する。ここでは、１つの感圧部２００の構造について説明するがいずれの感圧部２００においても同様な構成である。感圧部２００は、図４に示すように、第１シート部材２１上に形成された感圧電極（第１電極）２２と、感圧電極２２上に形成された感圧抵抗体２３と、第２シート部材４１上であって感圧電極２２と対向する位置に形成された感圧電極（第２電極）４２と、感圧電極４２上に形成された感圧抵抗体４３とを有している。図４に示すように、感圧電極２２は感圧抵抗体２３によって覆われており、感圧電極４２は感圧抵抗体４３によって覆われている。ここで、感圧抵抗体は、感圧導電性インクを乾燥固化させたものである。感圧導電性インクは、加えられた圧力に応じてその電気抵抗が変化するという性質を有する。

次に、体圧分布センサシート１１の開口１５，１６及び切り込み１７について説明する。ここでは、図３において、感圧部行２０１ｂ及び感圧部列２０２ａに属する感圧部２００（以下、感圧部２００ａと称する場合がある）と、感圧部行２０１ａ及び感圧部列２０２ｂに属する感圧部２００（以下、感圧部２００ｂと称する場合がある）との間に形成される２つの開口１５，１６及びこれら開口１５，１６を接続する切り込み１７を例にとって説明する。

図３に示すように、左上から右下へ向かう第１斜め方向に関して隣り合う、一対の感圧部２００ａ，２００ｂの間の領域には、感圧部２００ｂの周囲近傍において、感圧部２００ａ側に第１の開口１５が配置されている。また、感圧部２００ａの周囲近傍において、感圧部２００ｂ側に第２の開口１６が配置されている。そして、第１の開口１５の中央位置と、第２の開口１６の中央位置とを直線状に結ぶように切り込み１７が配置されている。各開口１５，１６及び切り込み１７は、プレス加工又はレーザ加工で形成されており、体圧分布センサシート１１を表から裏に貫通している。

第１の開口１５は、感圧部２００ａ側に向かって凸に形成され、且つ、感圧部２００ｂの感圧部２００ａ側の半円形の端部に沿って形成された辺１５ａと、切り込み１７の感圧部２００ｂ側の一端から横方向に沿って略直線状に延在した辺１５ｂと、切り込み１７の感圧部２００ｂ側の一端から縦方向に沿って略直線状に延在した辺１５ｃとを含んでおり、これら３つの辺１５ａ〜１５ｃに取り囲まれることで、その開口形状が画定されている。なお、切り込み１７と２つの辺１５ｂ，１５ｃの接続部分にはアール加工が施されているため、２つの辺１５ｂ，１５ｃが切り込み１７の一端から僅かに湾曲してから直線状に延在しているが、アール加工が施されていない場合は切り込み１７の一端から直線状に延在する。また、２つの辺１５ｂ，１５ｃと辺１５ａの接続部分においてもアール加工が施されている。

第２の開口１６は、感圧部２００ｂ側に向かって凸に形成され、且つ、感圧部２００ａの感圧部２００ｂ側の半円形の端部に沿って形成された辺１６ａと、切り込み１７の感圧部２００ａ側の他端から横方向に沿って略直線状に延在した辺１６ｂと、切り込み１７の感圧部２００ａ側の他端から縦方向に沿って略直線状に延在した辺１６ｃとを含んでおり、これら３つの辺１６ａ〜１６ｃに取り囲まれることで、その開口形状が画定されている。なお、切り込み１７と２つの辺１６ｂ，１６ｃの接続部分にもアール加工が施されているため、２つの辺１６ｂ，１６ｃが切り込み１７の他端から僅かに湾曲してから直線状に延在しているが、アール加工が施されていない場合は切り込み１７の他端から直線状に延在する。また、２つの辺１６ｂ，１６ｃと辺１６ａの接続部分においてもアール加工が施されている。

また、体圧分布センサシート１１の端部では、その位置によって、第１斜め方向について隣り合う感圧部が存在しない場合があるが、そのような感圧部の周囲にも、第１の開口１５及び第２の開口１６の両方が配置されている。

切り込み１７は、第１斜め方向に沿って延在しており、第１斜め方向に沿って平行な２つの辺１７ａ，１７ｂを有している。切り込み１７は、第１斜め方向に直交する第２斜め方向に所定の幅を有しており、２つの辺１７ａ，１７ｂが互いに離隔している。そして、切り込み１７の辺１７ａが第１の開口１５の辺１５ｂ及び第２の開口１６の辺１６ｃと繋がっており、切り込み１７の辺１７ｂが第１の開口１５の辺１５ｃ及び第２の開口１６の辺１６ｂと繋がっており、第１及び第２の開口１５，１６及び切り込み１７が接続された１つの開口が構成されている。

以上のようにして、体圧分布センサシート１１の全面において、複数の感圧部２００の周囲には、第１の開口１５及び第２の開口１６が配置される。また、体圧分布センサシート１１において、第１斜め方向に関して隣り合う感圧部同士の第１の開口１５と第２の開口１６とが、切り込み１７により接続される。この結果、図３に示すように、体圧分布センサシート１１の全面において、切り込み１７が、第１斜め方向に沿って形成され、全てが互いに平行に配置される。

このような第１及び第２の開口１５，１６、切り込み１７が形成されていることで、体圧分布センサシート１１の横方向の両端を横方向に引っ張ると、体圧分布センサシート１１は第１及び第２の開口１５，１６及び切り込み１７によって表面を立体的に変化させながら、全体として横方向に大きく伸長する。

同様に、体圧分布センサシート１１の他方向の両端を縦方向に引っ張ると、体圧分布センサシート１１は、第１及び第２の開口１５，１６及び切り込み１７によって表面を立体的に変化させながら、全体として縦方向に大きく伸長する。

このように体圧分布センサシート１１は、縦方向と横方向とに伸長性を有しており、柔軟性のあるマットや布団などの上に配置した場合でも皺が生じないため、患者の体圧分布を適正に測定することができる。また、体圧分布センサシート１１は、第１及び第２の開口１５，１６及び切り込み１７の長さを比較的短くできるため、これらを形成する作業を低コストで迅速に行うことができる。また、体圧分布センサシート１１の第１及び第２の開口１５，１６及び切り込み１７を上記のようなパターンとすることで、簡単な構成により、体圧分布センサシート１１の縦方向及び横方向の伸長性を向上させることができる。加えて、第１及び第２の開口１５，１６及び切り込み１７同士が交差しないようにしつつ、体圧分布センサシート１１の縦方向及び横方向の伸長性をより向上させることができる。さらに、体圧分布センサシート１１の縦方向及び横方向の伸長性を等しくすることが出来る。また、切り込み１７の互いに平行な辺１７ａ，１７ｂが離隔するような幅を切り込み１７が有しているため、体圧分布センサシート１１が折り曲げられるように撓んでも、切り込み１７の辺１７ａ，１７ｂ同士が接触しなくなる。辺１７ａ，１７ｂ同士が接触しなくなると、体圧分布センサシート１１が撓んだときに、辺同士の接触の影響が感圧部２００に影響しなくなるので、圧力分布の測定をより適正に行うことができる。

本実施形態においては、第１シート部材２１及び第２シート部材４１の材料として、厚さが数十μｍの透明なＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）を用いる。しかし、シートの材料には限定されず、ポリエステルやポリイミド等を用いてもよい。なお、複数の感圧部２００は、図２及び図３の視野では第２シート部材４１に隠れた位置にあるが、第１シート部材２１、第２シート部材４１の材料は透明なＰＥＴであり、これらは透けて見えるため、図２及び図３においては実線で示してある。なお、図３においては、行及び列配線電極２１１，２２１も実線で示してある。

図５に示すように、第１シート部材２１は、略長方形平面形状を有しており、図５中左端部を除く領域に各感圧部２００を構成する感圧電極２２及び感圧抵抗体２３が形成されている。また、第１シート部材２１上には、１７本の行配線電極２１１が形成されており、これら行配線電極２１１により、感圧部行２０１ａ〜２０１ｑに属する複数の感圧電極２２同士が互いに接続されている。具体的には、図３において、感圧部２００ａを例にとると、感圧部２００ａに含まれる感圧電極２２は、第１シート部材２１上の行配線電極２１１により、感圧部行２０１ｂに属する複数の感圧部２００にそれぞれ含まれる第１シート部材２１上の他の感圧電極２２と接続されている。なお、行配線電極２１１は、上述の第１の開口１５，第２の開口１６及び切り込み１７と交差しないように横方向に湾曲しながら延在している。

第１シート部材２１の左端部（一端部）には、図５及び図６に示すように、体圧分布センサシート１１に形成された１７本の行配線電極２１１とそれぞれ接続され縦方向に延在した１７本の第１配線電極（第１配線）２１２と、３４本の中継配線電極（中継配線）２１３と、１本の予備配線電極２１４とが配設された第１配線部２１５が形成されている。また、第１シート部材２１上には、図７に示す絶縁層２４１が形成されている。この絶縁層２４１は、第１シート部材２１に対応した形状及びサイズを有しており、主に感圧抵抗体２３、切り込み１７、端子２１６，２１８（後述する）と対向する領域が除かれている。この絶縁層２４１によって行配線電極２１１、第１配線電極２１２、中継配線電極２１３及び予備配線電極２１４が覆われている（図４参照）。また、絶縁層２４１の感圧抵抗体２３と対向する領域は、図４に示すように、感圧抵抗体２３よりも一回り大きく取り除かれており、絶縁層２４１が感圧抵抗体２３と接触しないように配置されている。

第１配線部２１５の下端部には、第１配線電極２１２、中継配線電極２１３及び予備配線電極２１４とそれぞれ接続された５２個の端子２１６からなる端子列が形成されている。第１配線部２１５の上端部にも、５２個の端子２１８が形成されているが、これらのうち、３５個の端子２１８が中継配線電極２１３及び予備配線電極２１４とそれぞれ接続されている。

第１配線部２１５には、その下端から延在した第１接続部２５１が形成されている。第１接続部２５１は、第１シート部材２１が第１配線部２１５の下端から図６中下方に延在し、そこから左方に延在してから上方に延在した延在部分と、端子２１６を介して第１配線電極２１２、中継配線電極２１３及び予備配線電極２１４とそれぞれ接続された複数の配線電極（第３配線）２５２と、各配線電極２５２の一端に形成され配線電極２５２をセンサコネクタ７５に接続するための複数の接続端子（第１接続端子）２５３とを有している。なお、配線電極２５２と接続端子２５３は、第１シート部材２１の延在部分上に形成されている。この第１接続部２５１上にも、図７に示す絶縁層２４２が形成されている。絶縁層２４２は、第１シート部材２１の延在部分に対応した形状及びサイズを有しており、主に接続端子２５３と対向する領域が除かれている。この絶縁層２４２によって配線電極２５２が覆われている。

図８に示すように、第２シート部材４１は、略長方形平面形状を有しており、図８中左端部を除く領域に各感圧部２００を構成する感圧電極４２及び感圧抵抗体４３が形成されている。また、第２シート部材４１上には、２６本の列配線電極２２１が形成されており、これら列配線電極２２１により、感圧部列２０２ａ〜２０２ｚに属する複数の感圧電極４２同士が互いに接続されている。具体的には、図３において、感圧部２００ａを例にとると、感圧部２００ａに含まれる感圧電極４２は、第２シート部材４１上の列配線電極２２１により、感圧部列２０２ａに属する複数の感圧部２００にそれぞれ含まれる第２シート部材４１上の他の感圧電極４２と接続されている。なお、列配線電極２２１も、上述の第１の開口１５，第２の開口１６及び切り込み１７と交差しないように縦方向に湾曲しながら延在している。

第２シート部材４１の左端部（一端部）には、図８及び図９に示すように、体圧分布センサシート１１に形成された２６本の列配線電極２２１とそれぞれ接続され縦方向に延在した２６本の第２配線電極（第２配線）２２２が配設された第２配線部２２５が形成されている。また、第２シート部材４１上には、図１０に示す絶縁層２４３が形成されている。この絶縁層２４３は、第２シート部材４１に対応した形状及びサイズを有しており、主に感圧抵抗体４３、切り込み１７及び端子２２６，２２８（後述する）と対向する領域が除かれている。この絶縁層２４３によって列配線電極２２１、第２配線電極２２２が覆われている（図４参照）。また、絶縁層２４３の感圧抵抗体４３と対向する領域は、図４に示すように、感圧抵抗体４３よりも一回り大きく取り除かれており、絶縁層２４３が感圧抵抗体４３と接触しないように配置されている。なお、第２配線部２２５は、第１シート部材２１と第２シート部材４１とが貼り合わされて体圧分布センサシート１１を構成したときに、第１配線部２１５と対向する位置に形成されている。

第２配線部２２５の図９中上端部には、５２個の端子２２６からなる端子列が形成されている。これら端子２２６のうち、２６個の端子と第２配線電極２２２とがそれぞれ接続されている。第２配線部２２５の図９中下端部にも、５２個の端子２２８が形成されているが、これらのうち、２６個の端子２２８が第２配線電極２２２とそれぞれ接続されている。これら端子２２６，２２８のそれぞれからなる２つの端子列は、第１シート部材２１と第２シート部材４１とを貼り合わせて体圧分布センサシート１１を構成したときに、端子２１６，２１８のそれぞれからなる２つの端子列と互いに対向しないようにずれて配置されている（図１１参照）。

第２配線部２２５には、その上端から延在した第２接続部２６１が形成されている。第２接続部２６１は、第２シート部材４１が第２配線部２２５の上端から図９中上方に延在し、そこから左方に延在してから下方に延在した延在部分と、端子２２６とそれぞれ接続された複数の配線電極（第４配線）２６２と、各配線電極２６２の一端に形成され配線電極２６２をセンサコネクタ７５に接続するための複数の接続端子（第２接続端子）２６３とを有している。なお、配線電極２６２と接続端子２６３は、第２シート部材４１の延在部分上に形成されている。この第２接続部２６１上にも、図１０に示す絶縁層２４４が形成されている。絶縁層２４４は、第２シート部材４１の延在部分に対応した形状及びサイズを有しており、主に接続端子２６３と対向する領域が除かれている。この絶縁層２４４によって配線電極２６２が覆われている。

絶縁層２４３には、図１０に示すように、第２シート部材４１の第２配線部２２５と対向しない領域（すなわち、複数の感圧電極４２及び感圧抵抗体４３が形成された領域）に２６個のスルーホール２４５が形成されている。これらスルーホール２４５は、列配線電極２２１とそれぞれ対向する位置に配置されている。また、絶縁層２４３の第２配線部２２５と対向する領域にも、２６個のスルーホール２４６が形成されている。これらスルーホール２４６は、第２配線電極２２２とそれぞれ対向する位置に配置されている。

絶縁層２４３上には、図３及び図８に示すように、横方向に湾曲しながら延在し且つ列配線電極２２１と第２配線電極２２２とを接続する２６本の接続配線電極（接続配線）２２３が形成されている。これら接続配線電極２２３は、図４に示すように、絶縁層２４３の第１シート部材２１と対向する表面に形成されている。このように接続配線電極２２３が、絶縁層２４３上に形成されているため、接続配線電極２２３を列配線電極２２１と第２配線電極２２２と交差し且つ重なるように配設することが可能となる。各接続配線電極２２３は、スルーホール２４５を経てその一端が列配線電極２２１と接続されており、スルーホール２４６を経て他端が第２配線電極２２２と接続されている。すなわち、対応する列配線電極２２１と第２配線電極２２２は、接続配線電極２２３によってそれぞれ接続されている。

以上のような、感圧電極２２、感圧抵抗体２３、行電極配線２１１、第１配線部２１５及び第１接続部２５１が形成された第１シート部材２１と、感圧電極４２、感圧抵抗体４３、列電極配線２２１、第２配線部２２５及び第２接続部２６１が形成された第２シート部材４１とを粘着層２９０を介して接着することで、体圧分布センサシート１１が構成される。なお、粘着層２９０は、絶縁層２４１，２４２と絶縁層２４３，２４４間から外側にはみ出さないように形成されており、図４に示すように、感圧抵抗体２３，４３から離隔されている。

次に、３枚の体圧分布センサシート１１〜１３を互いに接続したときの接続構造について以下に説明する。図１１は、体圧分布センサシート同士が中継コネクタによって接続された接続構造を示す説明図である。図１１（ａ）は、２枚の体圧分布センサシート１１，１２が中継コネクタ８０を介して接続されたときの中継コネクタ８０近傍の断面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示す中継コネクタ８０近傍を上方から見たときの部分平面図である。図１１（ｃ）は、図１１（ａ）に示す中継コネクタ８０近傍を下方から見たときの部分平面図である。

３枚の体圧分布センサシート１１〜１３をそれぞれ接続するには、まず、体圧分布センサシート１１を３枚用意し、そのうちの２枚の体圧分布センサシート１１の第１及び第２接続部２５１，２６１をそれぞれ切除する。具体的には、図６に示すＸ−Ｘ線に沿って第１シート部材２１から第１接続部２５１を切除し、図９に示すＹ−Ｙ線に沿って第２シート部材４１から第２接続部２６１を切除して、２枚の体圧分布センサシート１２，１３を作製する。

次に、図１１に示すように、中継コネクタ８０を介して２つの体圧分布センサシート１１，１２を接続する。中継コネクタ８０には、端子２２８，２２６，２１８，２１６のそれぞれからなる端子列と嵌合する８つの雌コネクタ８１〜８４と、雌コネクタ８１，８２に嵌合された端子２２８，２２６をそれぞれ接続する複数の配線からなる配線群８５と、雌コネクタ８３，８４に嵌合された端子２１８，２１６をそれぞれ接続する複数の配線からなる配線群８６とを有している。

具体的には、体圧分布センサシート１１の第２配線電極２２２と体圧分布センサシート１２の第２配線電極２２２とが接続されるように、端子２２８からなる端子列を雌コネクタ８１に嵌合し、端子２２６からなる端子列を雌コネクタ８２に嵌合する。そして、体圧分布センサシート１１の３４本の中継配線電極２１３のうちの１７本の中継配線電極２１３と、体圧分布センサシート１２の第１配線電極２１２とが接続されるように、且つ、体圧分布センサシート１１の残りの１７本の中継配線電極２１３及び予備配線電極２１４と、体圧分布センサシート１２の３４本の中継配線電極２１３のうちの１８本の中継配線電極２１３とが接続されるように、端子２１８からなる端子列を雌コネクタ８３に嵌合し、端子２１６からなる端子列を雌コネクタ８４に嵌合する。

次に、別の中継コネクタ８０を介して体圧分布センサシート１２と体圧分布センサシート１３を接続する。このとき、体圧分布センサシート１２の第２配線電極２２２と体圧分布センサシート１３の第２配線電極２２２とが接続されるように、端子２２８からなる端子列を雌コネクタ８１に嵌合し、端子２２６からなる端子列を雌コネクタ８２に嵌合する。これにより、各体圧分布センサシート１１〜１３の対応する第２配線電極２２２同士が互いに接続され、すべての感圧電極４２が配線電極２６２及び接続端子２６３を介してセンサコネクタ７５と接続することが可能となる接続構造が構成される。

そして、体圧分布センサシート１２の３４本の中継配線電極２１３のうち、体圧分布センサシート１１の中継配線電極２１３と接続された１７本の中継配線電極２１３と、体圧分布センサシート１３の第１配線電極２１２とが接続されるように、且つ、体圧分布センサシート１２の残りの１７本の中継配線電極２１３及び予備配線電極２１４と、体圧分布センサシート１２の３４本の中継配線電極２１３のうちの１８本の中継配線電極２１３とが接続されるように、端子２１８からなる端子列を雌コネクタ８３に嵌合し、端子２１６からなる端子列を雌コネクタ８４に嵌合する。これにより、体圧分布センサシート１１の感圧電極２２が当該シートに形成された第１配線電極２１２、配線電極２５２及び接続端子２５３を介して、体圧分布センサシート１２の感圧電極２２が第１配線電極２１２、体圧分布センサシート１１の中継配線電極２１３、配線電極２５２及び接続端子２５３を介して、体圧分布センサシート１３の感圧電極２２が第１配線電極２１２、体圧分布センサシート１１，１２の中継配線電極２１３、配線電極２５２及び接続端子２５３を介して、それぞれセンサコネクタ７５と接続することが可能となる接続構造が構成される。

次に、連結センサシート１０を用いた体圧分布測定システム１により、ベッド９０上に設置した連結センサシート１０の上に寝ている患者の体圧分布を測定する手順について以下に説明する。

まず、キーボード１１０やマウス１２０によりＰＣ１００を操作することで、ＰＣ１００内部に予めインストールされた体圧分布測定ソフトウェア（図示せず）を起動する。このソフトウェアに対して、データ読み込みの指示が与えられると、ＰＣ１００からの命令により、各体圧分布センサシート１１〜１３の行配線電極２１１に順に電圧が印加され、各列配線電極２２１における電圧が、行配線電極２１１ごとに体圧分布センサシート１１に接続されたセンサコネクタ７５において検出される。

体圧分布は、上記のようにして、各体圧分布センサシート１１〜１３の感圧抵抗体ごとに抵抗値の変化を計測することで計算される。ここで、センサコネクタ７５は、体圧分布センサシート１１の第１及び第２接続端子２５３，２６３に対応した端子を内蔵しており、体圧分布センサシート１１との間で電気信号を送受信できる構造になっている。また、センサコネクタ７５は、分割入力された信号を一つにまとめるマルチプレクサ及びＡＤ変換ボードを内蔵しており、連結センサシート１０から受け取ったアナログデータである電気信号をデジタル信号に変換して、ＰＣ１００に転送する。

そして、上記のようにセンサコネクタ７５からＰＣ１００に転送された圧力分布測定データの電気信号がＰＣ１００内部に読み込まれる。

以上のようにして、計測された各感圧抵抗体の抵抗値に対して、ＰＣ１００内の体圧分布測定ソフトウェアにより適当な計算が行われ、連結センサシート１０上の体圧分布測定結果がディスプレイ７０に表示される。ここで、患者の体圧分布は、連結センサシート１０全体に相当する画像を二次元表示して、感圧抵抗体ごとの圧力の大きさに応じた色を表示する方法や、感圧抵抗体ごとの圧力の大きさに対応した起伏により、連結センサシート１０全体に相当する画像を三次元表示させる方法などにより表現される。また、荷重中心、接触面積、総荷重値等をグラフや表として表示させるようにしてもよい。ディスプレイ７０にこれらが表示されることで、連結センサシート１０に加わった患者の体圧分布を視覚的に確認することができる。

続いて、体圧分布センサシート１１の製造方法について以下に説明する。上述のように体圧分布センサシート１２，１３は体圧分布センサシート１１とほぼ同様な構成であり、製造方法も同じであるため体圧分布センサシート１２，１３の製造方法の説明は省略する。

感圧電極２２などが形成されていない上述の第１シート部材２１を用意し、その上に円形平面形状を有する感圧電極２２、行配線電極２１１、第１配線電極２１２、中継配線電極２１３、予備配線電極２１４、端子２１６，２１８、配線電極２５２及び接続端子２５３となるパターンで銀ペーストを印刷する。

そして、感圧電極２２、端子２１６，２１８及び接続端子２５３上、及び、切り込み１７となる位置にマスクを施してから、行配線電極２１１、第１配線電極２１２、中継配線電極２１３、予備配線電極２１４及び配線電極２５２を覆うように絶縁層２４１，２４２を形成する。この後、マスクを除去し、感圧電極２２をそれぞれ覆うように、円形の感圧抵抗体２３を積層する。このとき、感圧抵抗体２３と絶縁層２４１とが接触しないように感圧抵抗体２３を形成する。

次に、感圧電極４２などが形成されていない上述の第２シート部材４１を用意し、その上に円形平面形状を有する感圧電極４２、列配線電極２２１、第２配線電極２２２、端子２２６〜２２８、配線電極２６２及び接続端子２６３となるパターンで銀ペーストを印刷する。

そして、感圧電極４２、端子２１６，２１８及び接続端子２６３上、及び、切り込み１７及びスルーホール２４５，２４６となる位置にマスクを施してから、列配線電極２２１、第２配線電極２２２及び配線電極２６２を覆うように絶縁層２４３，２４４を形成する。この後、マスクを除去し、絶縁層２４３上に接続配線電極２２３のパターンで銀ペーストを印刷する。そして、感圧電極４２をそれぞれ覆うように、円形の感圧抵抗体４３を積層する。このとき、感圧抵抗体４３と絶縁層２４３とが接触しないように感圧抵抗体４３を形成する。

次に、対応する感圧抵抗体２３，４３が接触するように、電極及び配線電極などが形成された第１及び第２シート部材２１，４１を位置合わせしつつ粘着層２９０を介して貼り合わせる。このとき、感圧抵抗体２３，４３と粘着層２９０及び絶縁層２４１，２４３との間には隙間が形成されており、この隙間に感圧抵抗体間に残存したエアが逃げ、後に外部に放出される。そして、第１及び第２シート部材２１，４１を重ね合わした後で、レーザ加工又はプレス加工により、上述した第１及び第２の開口１５，１６及び切り込み１７を形成すると、図２に示す体圧分布センサシート１１となる。

以上のような体圧分布センサシート１１〜１３によると、複数のスルーホール２４５，２４６を経て第２配線電極２２２と列配線電極２２１とを複数の接続配線電極２２３で接続することによって、第１シート部材２１及び第２シート部材４１の互いに対向する、横方向の一端部（図２中左端部）に第１及び第２配線部２１５，２２５を形成することが可能になる。このように、第１及び第２配線部２１５，２２５が体圧分布センサシート１１〜１３の横方向の一端部に形成されていることで、３枚の体圧分布センサシート１１〜１３を縦方向に並べて対応する列配線電極２２１同士を接続するときの接続箇所が、互いに異なるセンサシートに形成された感圧抵抗体間以外の領域に配置することが可能になる。そのため、隣接するセンサシートの境界近傍においても各体圧分布センサシート１１〜１３で圧力分布の測定を適正に行うことができる。また、３枚の体圧分布センサシート１１〜１３を並べて大面積の連結センサシート１０を構成することが可能になり、１つの体圧分布センサシートを比較的小さな面積を有するものとすることができる。そのため、体圧分布センサシート１１〜１３を製造するための設備を大型化する必要がなくなり、莫大な設備投資が不要となる。

また、第１配線部２１５に中継配線電極２１３が形成されていることで、３枚の体圧分布センサシート１１〜１３からなる連結センサシート１０を、同じ配線電極パターンを有する各センサシート１１〜１３の対応する列配線電極２２１同士、及び、体圧分布センサシート１１の中継配線電極２１３と隣接する体圧分布センサシート１２の第１配線電極２１２とを、さらに、体圧分布センサシート１２の中継配線２１３と隣接する体圧分布センサシート１３の第１配線電極２１２とを接続するだけで構成することが可能になる。そのため、各体圧分布センサシート１１〜１３の第１配線部２１５に形成された配線電極パターンを変更する必要がなくなる。

また、体圧分布センサシート１１に第１及び第２接続部２５１，２６１が形成されていることで、他の配線部材を用いなくても、センサコネクタ７５を介して体圧分布センサシート１１の各配線電極を制御基板に接続することが可能となる。また、体圧分布センサシート１１の第１及び第２接続部２５１，２６１を切除することで体圧分布センサシート１２，１３を得ることが可能となり、体圧分布センサシート１１に続けて体圧分布センサシート１２，１３を接続することが可能になる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、本実施形態における体圧分布センサシート１１は、中継配線電極２１３が形成されていなくてもよい。この場合、体圧分布センサ１１〜１３の第１配線電極２１２を他の配線部材を用いてセンサコネクタ７５に接続させればよい。また、体圧分布センサシート１１に第１接続部２５１及び第２接続部２６１が形成されていなくてもよい。この場合も他の配線部材を用いて第１及び第２配線電極２１２，２２２、中継配線電極２１３をセンサコネクタ７５に接続させればよい。また、体圧分布センサシート１１〜１３に第１及び第２の開口１５，１６、切り込み１７が形成されていなくてもよい。本実施形態においては、１７行２６列の感圧電極を有する体圧分布センサシート１１について説明しているが、これは一例であり、感圧電極の数は変更可能である。

また、本実施形態において、感圧電極を円型としているが、感圧電極の形状は円形には限られず、例えば多角形であってもよい。また、本実施形態においては、感圧抵抗体に感圧導電性インクを用いているが、感圧導電性インク以外でも、感圧導電性ゴムなど圧力により電気抵抗が変化するものであればよい。

また、本実施形態においては、銀ペーストの印刷により電極などを形成しているが、電極の材料は、銀ペースト以外でも導電性のあるインクであればよい。また、印刷を伴わない例えばフォトエッチングなどであってもよい。

また、感圧抵抗体が、第１シート部材２１上の感圧電極２２及び第２シート部材４１上の感圧電極４２上にそれぞれ形成されているが、いずれか一方の感圧電極上にだけ形成されていてもよい。

本発明の一実施形態による体圧分布測定システムの全体図である。図１に示す連結センサシートの平面図である。図２に示す一点鎖線で囲まれた領域の拡大平面図である。図３に示すIV−IV線に沿った断面図である。体圧分布センサシートの第１シート部材の平面図である。図５に示す一点鎖線で囲まれた領域の拡大平面図である。第１シート部材上に形成される絶縁層の平面図である。体圧分布センサシートの第２シート部材の平面図である。図８に示す一点鎖線で囲まれた領域の拡大平面図である。第２シート部材上に形成される絶縁層の平面図である。体圧分布センサシート同士が中継コネクタによって接続された接続構造を示す説明図である。

符号の説明

１体圧分布測定システム
１０連結センサシート
１１〜１３体圧分布センサシート（センサシート）
２１第１シート部材
２２感圧電極（第１電極）
２３感圧抵抗体
４１第２シート部材
４２感圧電極（第２電極）
４３感圧抵抗体
２１１行配線電極（第１電極配線）
２１２第１配線電極（第１配線）
２１３中継配線電極（中継配線）
２１５第１配線部
２２１列配線電極（第２電極配線）
２２２第２配線電極（第２配線）
２２３接続配線電極（接続配線）
２２５第２配線部
２４３絶縁層
２４５，２４６スルーホール
２５１第１接続部
２５２配線電極（第３配線）
２５３接続端子（第１接続端子）
２６１第２接続部
２６２配線電極（第４配線）
２６３接続端子（第２接続端子）

Claims

互いに離隔し且つ一方向及び前記一方向とは直交する直交方向の２方向にマトリクス状に配列された複数の第１電極、及び、前記直交方向に配列された前記第１電極を互いに接続する複数の第１電極配線を有する第１シート部材と、前記第１シート部材に積層されており、互いに離隔し且つ前記２方向にマトリクス状に配列されると共に前記第１シート部材上の前記複数の第１電極のそれぞれに対向する複数の第２電極、前記一方向に配列された前記第２電極を互いに接続する複数の第２電極配線、及び、前記複数の第２電極配線を覆う絶縁層を有する第２シート部材と、前記第１シート部材上の前記複数の第１電極と前記第２シート部材上の前記複数の第２電極とのそれぞれの間に配置された複数の感圧抵抗体とを備えたセンサシートであって、
前記第１シート部材は、前記直交方向の一端部に、前記一方向に延在し且つ前記第１電極配線とそれぞれ接続された複数の第１配線が配設された第１配線部を有しており、
前記第２シート部材は、前記第１配線部と対向する位置に、前記一方向に延在し且つ前記第２電極配線とそれぞれ接続された複数の第２配線が配設された第２配線部を有しており、
前記絶縁層は、前記第２配線を覆っていると共に、前記絶縁層の前記第２電極配線及び前記第２配線とそれぞれ対向する位置に複数のスルーホールが形成されており、
前記絶縁層の前記第１シート部材と面する表面には、前記複数のスルーホールを経て前記第２電極配線と前記第２配線とを接続すると共に、前記絶縁層を介して別の前記第２配線及び前記第２電極配線と交差する複数の接続配線が形成されていることを特徴とするセンサシート。
前記第１配線部には、別の前記センサシートにおける前記第１電極配線と接続された前記第１配線と接続可能な複数の中継配線が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のセンサシート。
前記第１配線部には、前記一方向の一端から延在し、且つ、前記第１配線及び前記中継配線とそれぞれ接続された複数の第３配線及び前記複数の第３配線を基板に接続するための第１接続端子を有する第１接続部が形成されており、
前記第２配線部には、前記第１接続部と対向すると共に前記一方向の一端から延在し、且つ、前記第２配線とそれぞれ接続された複数の第４配線及び前記第４配線を前記基板に接続するための第２接続端子を有する第２接続部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のセンサシート。