物理量分布計測装置及び物理量分布計測方法
【課題】簡単な構成で特定の物理量の分布を計測できる物理量分布計測装置を提供すること。
【解決手段】第一の方向Ｘに沿って配索された複数の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと、この第一の方向Ｘと交錯する第二の方向Ｙに沿って配索された複数の第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮと、複数の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎに接続されて任意の一を選択する読取切換手段３と、この読取切換手段３により選択された任意の一の第一導電性線条材Ｖと、この選択された任意の一に通電可能に接続された一の第二導電性線条材Ｈとにより形成された閉回路の電気特性を計測する電気特性計測手段４とを備え、第一、第二導電性線条Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎ、Ｈ１・・・ＨＮのうち、少なくともいずれか一方を特定の物理量が加わることにより特定の電気特性が変化する物理量計測素材によって形成し、複数の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎを、それぞれ１箇所で複数の第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮのうち任意の一に通電可能に接続する。
【解決手段】第一の方向Ｘに沿って配索された複数の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと、この第一の方向Ｘと交錯する第二の方向Ｙに沿って配索された複数の第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮと、複数の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎに接続されて任意の一を選択する読取切換手段３と、この読取切換手段３により選択された任意の一の第一導電性線条材Ｖと、この選択された任意の一に通電可能に接続された一の第二導電性線条材Ｈとにより形成された閉回路の電気特性を計測する電気特性計測手段４とを備え、第一、第二導電性線条Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎ、Ｈ１・・・ＨＮのうち、少なくともいずれか一方を特定の物理量が加わることにより特定の電気特性が変化する物理量計測素材によって形成し、複数の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎを、それぞれ１箇所で複数の第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮのうち任意の一に通電可能に接続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の物理量の分布を電気特性の変化によって計測する物理量分布計測装置及び物理量分布計測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、マトリクス状に配置された複数のセンサ素子により、接触圧力分布を検出する圧電型圧力センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この圧電型圧力センサでは、各センサ素子が、それぞれ圧電素子とこの圧電素子に接続されたスイッチング回路とを有している。
【０００４】
そして、加圧により各センサ素子に生じる圧電素子の変化を検出する際には、検出したいセンサ素子のスイッチング回路のみを接続し、他のセンサ素子のスイッチング回路を切断する。
【０００５】
これにより、他のセンサ素子の圧電素子の干渉を防止し、マトリクス状に配置された各センサ素子において正確に圧力を検出するようになっている。
【特許文献１】特公平６−１０３２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述の圧電型圧力センサでは、各センサ素子の全てにスイッチング回路を組み込む必要があり、構造が複雑になるという問題が生じていた。
【０００７】
そこでこの発明は、簡単な構成で特定の物理量の分布を計測できる物理量分布計測装置及び物理量分布計測方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の物理量分布計測装置は、第一の方向に沿って配索された複数の第一導電性線条材と、この第一の方向と交錯する第二の方向に沿って配索された複数の第二導電性線条材と、前記複数の第一導電性線条材に接続され、該複数の第一導電性線条材から任意の一の第一導電性線条材を選択する読取切換手段と、前記複数の第一導電性線条材のうち、前記読取切換手段により選択された任意の一の第一導電性線条材と、前記複数の第二導電性線条材のうち、前記任意の一の第一導電性線条材に通電可能に接続された第二導電性線条材とにより形成された閉回路の電気特性を計測する電気特性計測手段とを備え、前記第一、第二導電性線条材のうち、少なくともいずれか一方は特定の物理量が加わることにより特定の電気特性が変化する物理量計測素材によって形成されると共に、前記複数の第一導電性線条材は、それぞれ１箇所で前記複数の第二導電性線条材のうちいずれか一の第二導電性線条材に通電可能に接続されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
このように構成された本発明によると、互いに交錯する第一、第二導電性線条材を通電可能に接続し、この第一、第二導電性線条材によって形成された閉回路の電気特性を計測することにより、特定の物理量分布を測定することができる。
【００１０】
これにより、計測する部分にスイッチング回路を組み込む必要がなくなり、構成を簡単にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明に関わる物理量分布計測装置及び物理量分布計測方法を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１に示す物理量分布計測装置１は、計測体２と、この計測体２に接続された読取線切換回路（読取切換手段）３と、計測体２及び読取線切換回路３にそれぞれ接続された電気特性計測装置（電気特性計測手段）４と、この電気特性計測装置４に接続された圧力算出装置５とを備えている。
【００１３】
計測体２は、第一の方向（図中Ｘで示す）に沿って配索された複数の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと、この第一の方向と交錯する第二の方向（図中Ｙで示す）に沿って配索された複数の第二導電性線条材Ｈ１〜ＨＮとを有している。
【００１４】
複数の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎは、柔軟性を有する細長い導電体であり、特定の物理量である圧力値Ｐが印加されても抵抗値Ｒが変化しない素材により形成されている。
【００１５】
そして、これらの複数の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎは、それぞれ第一の方向Ｘに沿って延在されると共に、ここでは第二の方向Ｙに沿ってＭ×Ｎ本並べられている。
【００１６】
一方、複数の第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮは、柔軟性を有する細長い導電体であり、印加された特定の物理量である圧力値Ｐに応じて電気特性である抵抗値Ｒが変化する素材（物理量計測素材）（以下、刺激応答型導電性部材という）により形成されている。なお、例えばこの圧力値Ｐと抵抗値Ｒとの相関関係は、図２に示すような関係となる。この相関関係は図２の特性に限定されるものではない。
【００１７】
また、刺激応答型導電性部材として、導電性ポリマーを使用する。この導電性ポリマーは、圧力値Ｐによって変形することで導電率が変化するものである。ここでは、導電率の変化範囲が０．５〜５００Ｓ／ｃｍであり、ポリピロール、ポリアニリン、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）の少なくともいずれかを一つを含むものを使用する。
【００１８】
そして、これらの複数の第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮは、それぞれ第二の方向Ｙに沿って延在されると共に、ここでは第一の方向Ｘに沿ってＮ本並べられている。
【００１９】
さらに、複数の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと複数の第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮとは、それぞれ通電可能な交点Ｄ１，１・・・ＤＭ，Ｎを介して接続されている。
【００２０】
この交点は、第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎには各々一箇所ずつ設けられ、第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮには各々Ｍ箇所ずつ設けられている。
【００２１】
つまり、複数の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎは、それぞれ一箇所で複数の第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮのうち任意の一の第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮに通電可能に接続され、複数の第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮは、それぞれＭ箇所で複数の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎのうち任意のＭの第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎに通電可能に接続されている。
【００２２】
また、ここで、この計測体２は、複数の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと複数の第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮとが、図３に示す状態で互いに編まれて一体の布状に形成されている。
【００２３】
なお、このとき、第一の方向Ｘ及び第二の方向Ｙのいずれとも交錯する第三の方向（図中Ａで示す）に沿って配索された複数の第一非電導性線条材（非導電性部材）Ｓ１・・・と、第一の方向Ｘ、第二の方向Ｙ、第三の方向Ａのいずれとも交錯する第四の方向（図中Ｂで示す）に沿って配索された第二非導電性線条材（非導電性部材）Ｓ２・・・とが共に編み込まれている。
【００２４】
第一、第二非導電性線条材Ｓ１・・・、Ｓ２・・・は、共に柔軟性を有する細長い絶縁体である。
【００２５】
そして、第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮとが通電可能に接続する交点Ｄ１，１・・・ＤＭ，Ｎ（図３において○印で示す）では、この第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮとが直接接触した状態で交錯している。
【００２６】
また、第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮとが通電可能に接続しない箇所（図３において×印で示す）では、第一、第二非導電性線条材Ｓ１・・・、Ｓ２・・・を挟んだ状態でこの第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮとが交錯している。
【００２７】
これにより、第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮとは、交点Ｄ１，１・・・ＤＭ，Ｎ以外の部分において交錯する箇所では、互いに絶縁されることとなる。
【００２８】
読取線切換回路３は、図１に示すように、計測体２のすべての第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎの接続端点Ｉ１，１・・・ＩＭ，Ｎにそれぞれ異なる導線Ｚ・・・を介して接続されている。さらに、この読取線切換回路３は、図示しないエンジンからのＯＮ信号が入力されるようになっている。
【００２９】
また、この読取線切換回路３は、複数の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎから任意の一の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎを選択し、電気特性測定装置４と接続させるものである。
【００３０】
電気特性測定装置４は、計測体２のすべての第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮの接続端点Ｊ１・・・ＪＮに一つにまとめられた導線Ｚ´を介して接続されると共に、導線Ｚ´´を介して読取線切換回路３によって選択された任意の一の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと接続されるようになっている。
【００３１】
また、この電気特性測定装置４は、読取線切換回路３によって選択された任意の一の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと、この任意の一の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎに交点Ｄ１，１・・・ＤＭ，Ｎのいずれかを介して通電可能に接続された第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮとによって形成された一つの閉回路の抵抗値を測定するものである。
【００３２】
つまり、例えば読取線切換回路３によって複数の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎのうち、一の第一導電性線条材Ｖ１，１を選択すると、これにより、選択された一の第一導電性線条材Ｖ１，１と電気特性測定装置４とが読取線切換回路３を介して接続されることとなる。
【００３３】
一方、この選択された一の第一導電性線条材Ｖ１，１は、交点Ｄ１，１を介して第二導電性線条材Ｈ１と通電可能に接続されている。また、第二導電性線条材Ｈ１は、導線Ｚ´を介して電気特性測定装置４に接続されている。
【００３４】
そのため、電気特性測定装置４は、第二導電性線条材Ｈ１との接続端点Ｊ１から交点Ｄ１，１までの区間及びこの交点Ｄ１，１から第一導電性線条材Ｖ１，１と読取線切換回路３との接続端点Ｉ１，１までの区間の抵抗値を測定することができる。
【００３５】
圧力算出装置５は、電気特性計測装置４によって計測された抵抗値Ｒを圧力値Ｐに変換して出力するものである。
【００３６】
次に、この発明の物理量分布測定装置１の作用について説明する。
【００３７】
まず、互いに編まれて布状に形成された第一、第二導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎ、Ｈ１・・・ＨＮ及び第一、第二非導電性線条材Ｓ１・・・、Ｓ２・・・を、図示しない車両内の座席に装着する。なお、このとき、各線条材が屈曲しないように装着することが好ましい。
【００３８】
そして、図示しないエンジンをＯＮすると、このエンジンからのＯＮ信号が読取線切換回路３に入力され、このＯＮ信号が入力された読取線切換回路３は、第一導電性線条材Ｖ１，１を選択する。なお、このとき他の第一電導性線条材Ｖ１，２・・・ＶＭ，Ｎとは回路が切断される。
【００３９】
ここで、第一導電性線条材Ｖ１，１は一の第二導電性線条材Ｈ１と交点Ｄ１，１を介して接続しており、これにより、電気特性計測装置４から接続端点Ｊ１、交点Ｄ１，１、接続端点Ｉ１，１を順に経由し、読取線切換回路３に至るまでの閉回路が成立する。
【００４０】
そして、電気特性計測装置４から所定の電流が出力され、この電気特性計測装置４は接続端点Ｊ１から交点Ｄ１，１を経由して接続端点Ｉ１，１までの抵抗値Ｒ（Ｊ１−Ｉ１，１）を計測する。
【００４１】
この計測された抵抗値Ｒ（Ｊ１−Ｉ１，１）は圧力算出装置５に入力され、この圧力算出装置５は、入力された抵抗値Ｒ（Ｊ１−Ｉ１，１）に基づいて第二導電性線条材Ｈ１の接続端点Ｊ１から交点Ｄ１，１までの区間に作用する圧力値Ｐ（１，１）を算出する。
【００４２】
なお、この圧力値Ｐ（１，１）は次式（１）によって求められる。この式（１）は、圧力の印加によって生じた抵抗値の変化からそのとき印加された圧力の大きさを求めるための変換式である。
【００４３】
Ｐ（１，１）＝ｆ（Ｒ（Ｊ１−Ｉ１，１）−Ｒ０（Ｊ１−Ｉ１，１）） ・・・（１）
ここで、Ｒ０（Ｊ１−Ｉ１，１）は、圧力がない状態、すなわちＰ（１，１）＝０の状態において計測される抵抗値であり、あらかじめ算出して圧力算出装置５に記憶しておく。
【００４４】
続いて読取線切換回路３は、隣接する第一導電性線条材Ｖ１，２・・・Ｖ１，Ｎを順次選択し、抵抗値Ｒ（Ｊα−Ｉ１，α）を測定する。そして、圧力算出装置５は、測定された抵抗値Ｒ（Ｊα−Ｉ１，α）に基づいて第二導電性線条材Ｈ１の接続端点Ｊαから交点Ｄ１，αまでの区間に作用する圧力値Ｐ（１，α）を算出する。
【００４５】
この圧力値Ｐ（１，α）は、上述の式（１）と同様に、次式（２）によって求められる。
【００４６】
Ｐ（１，α）＝ｆ（Ｒ（Ｊα−Ｉ１，α）−Ｒ０（Ｊα−Ｉ１，α）） ・・・（２）
なお、ここで１＜α≦Ｎである。
【００４７】
次に、読取線切換回路３は、第一導電性線条材Ｖ２，１を選択する。この第一導電性線条材Ｖ２，１は一の第二導電性線条材Ｈ１と交点Ｄ２，１を介して接続しており、これにより、電気特性計測装置４から接続端点Ｊ１、交点Ｄ２，１、接続端点Ｉ２，１を順に経由し、読取線切換回路３に至るまでの閉回路が成立する。
【００４８】
そして、電気特性計測装置４から所定の電流が出力され、この電気特性計測装置４は接続端点Ｊ１から交点Ｄ２，１を経由して接続端点Ｉ２，１までの抵抗値Ｒ（Ｊ１−Ｉ２，１）を計測する。
【００４９】
この計測された抵抗値Ｒ（Ｊ１−Ｉ２，１）は圧力算出装置５に入力され、この圧力算出装置５は、入力された抵抗値Ｒ（Ｊ１−Ｉ２，１）に基づいて交点Ｄ１，１から交点Ｄ２，１までの区間に作用する圧力値Ｐ（２，１）を算出する。
【００５０】
このとき、計測された抵抗値Ｒ（Ｊ１−Ｉ２，１）は、式（３）に示すように、接続端点Ｊ１から交点Ｄ１，１までの区間の抵抗値Ｒ（Ｊ１−Ｄ１，１）と、交点Ｄ１，１から交点Ｄ２，１までの区間の抵抗値Ｒ（Ｄ１，１−Ｄ２，１）と、交点Ｄ２，１から接続端点Ｉ２，１までの区間の抵抗値Ｒ（Ｄ２，１−Ｉ２，１）の和となっている。
【００５１】
Ｒ（Ｊ１−Ｉ２，１）＝Ｒ（Ｊ１−Ｄ１，１）＋Ｒ（Ｄ１，１−Ｄ２，１）＋Ｒ（Ｄ２，１−Ｉ２，１） ・・・（３）
ここで、Ｒ（Ｊ１−Ｄ１，１）＝Ｒ（Ｊ１−Ｉ１，１）−Ｒ（Ｄ１，１−Ｉ１，１） ・・・（４）
である。
【００５２】
一方、圧力がない状態において計測される抵抗値をＲ０（Ｊ１−Ｉ２，１）とすると、このＲ０（Ｊ１−Ｉ２，１）は次式（５）によって求められる。
【００５３】
Ｒ０（Ｊ１−Ｉ２，１）＝Ｒ０（Ｊ１−Ｄ１，１）＋Ｒ０（Ｄ１，１−Ｄ２，１）＋Ｒ０（Ｄ２，１−Ｉ２，１）・・・（５）
ここで、Ｒ０（Ｊ１−Ｄ１，１）＝Ｒ０（Ｊ１−Ｉ１，１）−Ｒ０（Ｄ１，１−Ｉ１，１） ・・・（６）
である。
【００５４】
このとき、交点Ｄ２，１から接続端点Ｉ２，１までの区間の抵抗値は、圧力が印加されても抵抗値が変化しない素材で形成された第一導電性線条材Ｖ２，１の抵抗値であり、加圧に対して不変となっているため、次式（７）が成立する。
【００５５】
Ｒ（Ｄ２，１−Ｉ２，１）＝Ｒ０（Ｄ２，１−Ｉ２，１） ・・・（７）
そして、以上の式（３）〜（７）から、交点Ｄ１，１から交点Ｄ２，１までの区間に作用する圧力値Ｐ（２，１）は、次式（８）によって求めることができる。
【００５６】
Ｐ（２，１）＝ｆ（Ｒ（Ｄ１，１−Ｄ２，１）−Ｒ０（Ｄ１，１−Ｄ２，１））
＝ｆ｛（Ｒ（Ｊ１−Ｉ２，１）−Ｒ０（Ｊ１−Ｉ２，１））−（Ｒ（Ｊ１−Ｉ１，１）−Ｒ０（Ｊ１−Ｉ１，１））｝ ・・・（８）
そして、読取線切換回路３は、隣接する第一導電性線条材Ｖ２，２・・・ＶＭ，Ｎを順次選択し、抵抗値Ｒ（Ｊγ−Ｉβ，γ）を測定する。そして、圧力算出装置５は、測定された抵抗値Ｒ（Ｊγ−Ｉβ，γ）に基づいて互いに隣接する交点間に作用する圧力値Ｐ（β，γ）を算出する。
【００５７】
この圧力値Ｐ（β，γ）は、上述の式（８）と同様に、次式（９）によって求められる。
【００５８】
Ｐ（β，γ）＝ｆ｛（Ｒ（Ｊγ−Ｉβ，γ）−Ｒ０（Ｊγ−Ｉβ，γ））−（Ｒ（Ｊγ−Ｉ（β−１），γ）−Ｒ０（Ｊγ−Ｉ（β−１），γ））｝ ・・・（９）
なお、ここで２≦β≦Ｍ、１≦γ≦Ｎである。
【００５９】
このように、すべての第一、第二導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎ、Ｈ１・・・ＨＮによって形成された閉回路の抵抗値Ｒ（Ｊｘ−Ｉｙ，ｘ）（１≦ｘ≦Ｍ、１≦ｙ≦Ｎ）を順次計測することにより、この物理量分布計測装置１に作用している圧力の分布を測定することが可能となる。
【００６０】
これにより、圧力分布を計測する部分にスイッチング回路を組み込む必要がなくなり、簡単な構成で正確な圧力分布を求めることができる。
【００６１】
さらに、スイッチング回路が不要になることで形状の自由度が向上し、この物理量分布計測装置１を所望の形に変形した状態でも測定することができる。
【００６２】
特に、この発明の計測体２が、第一、第二導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎ、Ｈ１・・・ＨＮで構成されているので、任意の形状に容易に屈曲させることが可能となり、さらに形状の自由度を向上させることができる。
【００６３】
なお、上述の第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮは、形状が変化することに伴って抵抗値Ｒが変化する素材で形成されている。
【００６４】
このため、上述の実施例では、形状に応じて変化した抵抗値Ｒをあらかじめ測定しておき、圧力分布を測定する際にこのあらかじめ測定された抵抗値Ｒを加味する必要がある。これにより、正確な圧力分布を求めることが可能となる。
【００６５】
そして、ここでは計測体２が、第一、第二導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎ、Ｈ１・・・ＨＮ及び第一、第二非導電性線条材Ｓ１・・・、Ｓ２・・・を互いに編んで形成された布状となっているので、計測体２を自由な形状に容易に変形することができ、さらに形状の自由度を向上させることができる。
【００６６】
そして、この物理量分布計測装置１では、第一、第二導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎ、Ｈ１・・・ＨＮと共に、非導電性部材である第一、第二非導電性線条材Ｓ１・・・、Ｓ２・・・を編むことにより、第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮとが通電可能に接続する箇所では、この第一、第二導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎ、Ｈ１・・・ＨＮが直接接触した状態で交錯し、第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮとが通電可能に接続しない箇所では、第一、第二非導電性線条材Ｓ１・・・、Ｓ２・・・を挟んだ状態で第一、第二導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎ、Ｈ１・・・ＨＮが交錯するようになっている。
【００６７】
これにより、通電可能に接続する交点以外の交錯部分では、第一、第二導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎ、Ｈ１・・・ＨＮを互いに確実に絶縁することができ、測定の精度を向上させることが可能となる。
【００６８】
また、計測体２が、第一、第二導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎ、Ｈ１・・・ＨＮと共に、非導電性部材である第一、第二非導電性線条材Ｓ１・・・、Ｓ２・・・を編むことにより柔軟性を有する布状に形成されているので、被計測面が異なる形状であっても、一つの計測体２をそれぞれの形状に対応させて使用することが可能となる。
【００６９】
また、上述の物理量分布計測装置１では、測定される特定の電気特性が電気抵抗Ｒであるので、容易に計測が可能となる。
【００７０】
さらに、第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮを形成する刺激応答型導電性部材として、導電性ポリマーを使用しているので、柔軟性を有する繊維のみで計測体２を形成することができる。
【００７１】
以上、この発明にかかる実施の形態の一つを図面により詳述してきたが、具体的な構成は上述の実施の形態に限らない。この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等はこの発明に含まれる。
【００７２】
例えば、図４に示すように、第一導電性線条材Ｖ及び第二導電性線条材Ｈの、それぞれ互いに通電可能に接続する箇所である交点Ｄ以外の部分を、絶縁材１０によって被膜してもよい。
【００７３】
つまり、交点Ｄに位置する部分だけ第一、第二導電性線条材Ｖ、Ｈを露出させて直接接触した状態で交錯させ、交点Ｄ以外の部分では、絶縁材１０を介して交錯させる。これにより、計測体２を布状以外の形態に形成することが可能となる。
【００７４】
また、図５に示すように、第一導電性線条材Ｖ及び第二導電性線条材Ｈを、絶縁性を有する布状部材１１に縫い付けてもよい。ここで、この布状部材１１は、編み目の粗いメッシュ体や、不織布等であってもよい。
【００７５】
この場合であっても、第一導電性線条材Ｖ及び第二導電性線条材Ｈの、それぞれ互いに通電可能に接続する箇所である交点Ｄに位置する部分は、第一、第二導電性線条材Ｖ、Ｈをそれぞれ布状部材１１の同一面側に露出させて直接接触した状態で交錯させ、交点Ｄ以外の部分では、布状部材１１を介して交錯させる。つまり、交点Ｄ以外の部分では、第一、第二導電性線条材Ｖ、Ｈを布状部材１１の異なる面にそれぞれ露出させる。
【００７６】
これにより、第一、第二導電性線条材Ｖ、Ｈの縫い目の位置を調整するだけで、容易に通電可能な交点Ｄを形成することができる。
【００７７】
なお、図５において実線で示した部分が布状部材１１の表面側に露出した縫い目であり、破線で示した分部が布状部材１１の裏面側に露出した縫い目である。
【００７８】
さらに、計測体２を布状に形成する場合の編み方は、図３に示すものに限られず、第一、第二導電性線条材Ｖ、Ｈが互いに通電可能に接続する交点Ｄ以外の交錯部分を絶縁する構成であればよい。
【００７９】
また、各線条材の編み目の大きさを適宜変化させることで、計測体２を編み目の比較的大きいメッシュ状に形成したり、編み目の比較的小さい織物状に形成したりすることもできる。
【００８０】
そして、上述の実施の形態では、測定される特定の物理量が圧力値Ｐとなっているが、これに限られず、歪み、温度、湿度等であってもよい。
【００８１】
ここで、測定される特定の物理量を温度にした場合を説明する。
【００８２】
温度の分布を測定するには、まず第二導電性線条材Ｈを、温度の変化に応じて電気抵抗が変化する素材である白金によって形成する。
【００８３】
なお、白金（特に、Ｐｔ１００と呼ばれる物質）は、温度変化に対する電気抵抗の変化が図６に示すように安定しており、電気抵抗の変化に基づいて温度を計測するために一般的に使用される物質である。
【００８４】
ただし、温度変化に応じて電気抵抗の変化する素材であればこれに限れるものではない。
【００８５】
そして、この温度の変化に応じて電気抵抗が変化する素材（例えば、白金）によって形成された第二導電性線条材と、温度の変化が生じても電気抵抗が変化しない素材によって形成された第一導電性線条材とによって計測体を形成することで、温度分布の計測が可能となる。
【００８６】
さらに、湿度の分布を計測するには、まず第二導電性線条材Ｈを、湿度の変化に応じて電気抵抗が変化する素材であるポリピロール膜によって形成する。
【００８７】
なお、ポリピロール膜は、水分の蒸着によって図７に示すように電気抵抗が変化する物質であるが、湿度変化に応じて電気抵抗の変化する素材であればこれに限られるものではない。
【００８８】
そして、この湿度の変化に応じて電気抵抗が変化する素材（例えば、ポリピロール膜）によって形成された第二導電性線条材と、湿度の変化が生じても電気抵抗が変化しない素材によって形成された第一導電性線条材とによって計測体を形成することで、湿度分布の計測が可能となる。
【００８９】
なお、上述の実施の形態では、第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮのみが刺激応答型導電性部材によって形成されているが、第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＮＭ，Ｎも刺激応答型導電性部材によって形成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】この発明にかかる物理量分布計測装置の構成を示す模式図である。
【図２】刺激応答型導電性部材における圧力と電気抵抗値との相関関係を模式的に示すグラフである。
【図３】計測体の編み方を示す説明図である。
【図４】計測体の他の例を示す説明図である。
【図５】計測体のさらに他の例を示す説明図である。
【図６】白金における温度と電気抵抗値との相関関係を模式的に示すグラフである。
【図７】ポリピロール膜における湿度と電気抵抗値との相関関係を模式的に示すグラフである。
【符号の説明】
【００９１】
１ 物理量分布計測装置
Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎ 第一導電性線条材
Ｈ１・・・ＨＮ 第二導電性線条材
３ 読取切換手段
４ 電気特性計測手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の物理量の分布を電気特性の変化によって計測する物理量分布計測装置及び物理量分布計測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、マトリクス状に配置された複数のセンサ素子により、接触圧力分布を検出する圧電型圧力センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この圧電型圧力センサでは、各センサ素子が、それぞれ圧電素子とこの圧電素子に接続されたスイッチング回路とを有している。
【０００４】
そして、加圧により各センサ素子に生じる圧電素子の変化を検出する際には、検出したいセンサ素子のスイッチング回路のみを接続し、他のセンサ素子のスイッチング回路を切断する。
【０００５】
これにより、他のセンサ素子の圧電素子の干渉を防止し、マトリクス状に配置された各センサ素子において正確に圧力を検出するようになっている。
【特許文献１】特公平６−１０３２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述の圧電型圧力センサでは、各センサ素子の全てにスイッチング回路を組み込む必要があり、構造が複雑になるという問題が生じていた。
【０００７】
そこでこの発明は、簡単な構成で特定の物理量の分布を計測できる物理量分布計測装置及び物理量分布計測方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の物理量分布計測装置は、第一の方向に沿って配索された複数の第一導電性線条材と、この第一の方向と交錯する第二の方向に沿って配索された複数の第二導電性線条材と、前記複数の第一導電性線条材に接続され、該複数の第一導電性線条材から任意の一の第一導電性線条材を選択する読取切換手段と、前記複数の第一導電性線条材のうち、前記読取切換手段により選択された任意の一の第一導電性線条材と、前記複数の第二導電性線条材のうち、前記任意の一の第一導電性線条材に通電可能に接続された第二導電性線条材とにより形成された閉回路の電気特性を計測する電気特性計測手段とを備え、前記第一、第二導電性線条材のうち、少なくともいずれか一方は特定の物理量が加わることにより特定の電気特性が変化する物理量計測素材によって形成されると共に、前記複数の第一導電性線条材は、それぞれ１箇所で前記複数の第二導電性線条材のうちいずれか一の第二導電性線条材に通電可能に接続されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
このように構成された本発明によると、互いに交錯する第一、第二導電性線条材を通電可能に接続し、この第一、第二導電性線条材によって形成された閉回路の電気特性を計測することにより、特定の物理量分布を測定することができる。
【００１０】
これにより、計測する部分にスイッチング回路を組み込む必要がなくなり、構成を簡単にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明に関わる物理量分布計測装置及び物理量分布計測方法を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１に示す物理量分布計測装置１は、計測体２と、この計測体２に接続された読取線切換回路（読取切換手段）３と、計測体２及び読取線切換回路３にそれぞれ接続された電気特性計測装置（電気特性計測手段）４と、この電気特性計測装置４に接続された圧力算出装置５とを備えている。
【００１３】
計測体２は、第一の方向（図中Ｘで示す）に沿って配索された複数の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと、この第一の方向と交錯する第二の方向（図中Ｙで示す）に沿って配索された複数の第二導電性線条材Ｈ１〜ＨＮとを有している。
【００１４】
複数の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎは、柔軟性を有する細長い導電体であり、特定の物理量である圧力値Ｐが印加されても抵抗値Ｒが変化しない素材により形成されている。
【００１５】
そして、これらの複数の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎは、それぞれ第一の方向Ｘに沿って延在されると共に、ここでは第二の方向Ｙに沿ってＭ×Ｎ本並べられている。
【００１６】
一方、複数の第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮは、柔軟性を有する細長い導電体であり、印加された特定の物理量である圧力値Ｐに応じて電気特性である抵抗値Ｒが変化する素材（物理量計測素材）（以下、刺激応答型導電性部材という）により形成されている。なお、例えばこの圧力値Ｐと抵抗値Ｒとの相関関係は、図２に示すような関係となる。この相関関係は図２の特性に限定されるものではない。
【００１７】
また、刺激応答型導電性部材として、導電性ポリマーを使用する。この導電性ポリマーは、圧力値Ｐによって変形することで導電率が変化するものである。ここでは、導電率の変化範囲が０．５〜５００Ｓ／ｃｍであり、ポリピロール、ポリアニリン、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）の少なくともいずれかを一つを含むものを使用する。
【００１８】
そして、これらの複数の第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮは、それぞれ第二の方向Ｙに沿って延在されると共に、ここでは第一の方向Ｘに沿ってＮ本並べられている。
【００１９】
さらに、複数の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと複数の第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮとは、それぞれ通電可能な交点Ｄ１，１・・・ＤＭ，Ｎを介して接続されている。
【００２０】
この交点は、第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎには各々一箇所ずつ設けられ、第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮには各々Ｍ箇所ずつ設けられている。
【００２１】
つまり、複数の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎは、それぞれ一箇所で複数の第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮのうち任意の一の第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮに通電可能に接続され、複数の第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮは、それぞれＭ箇所で複数の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎのうち任意のＭの第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎに通電可能に接続されている。
【００２２】
また、ここで、この計測体２は、複数の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと複数の第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮとが、図３に示す状態で互いに編まれて一体の布状に形成されている。
【００２３】
なお、このとき、第一の方向Ｘ及び第二の方向Ｙのいずれとも交錯する第三の方向（図中Ａで示す）に沿って配索された複数の第一非電導性線条材（非導電性部材）Ｓ１・・・と、第一の方向Ｘ、第二の方向Ｙ、第三の方向Ａのいずれとも交錯する第四の方向（図中Ｂで示す）に沿って配索された第二非導電性線条材（非導電性部材）Ｓ２・・・とが共に編み込まれている。
【００２４】
第一、第二非導電性線条材Ｓ１・・・、Ｓ２・・・は、共に柔軟性を有する細長い絶縁体である。
【００２５】
そして、第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮとが通電可能に接続する交点Ｄ１，１・・・ＤＭ，Ｎ（図３において○印で示す）では、この第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮとが直接接触した状態で交錯している。
【００２６】
また、第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮとが通電可能に接続しない箇所（図３において×印で示す）では、第一、第二非導電性線条材Ｓ１・・・、Ｓ２・・・を挟んだ状態でこの第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮとが交錯している。
【００２７】
これにより、第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮとは、交点Ｄ１，１・・・ＤＭ，Ｎ以外の部分において交錯する箇所では、互いに絶縁されることとなる。
【００２８】
読取線切換回路３は、図１に示すように、計測体２のすべての第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎの接続端点Ｉ１，１・・・ＩＭ，Ｎにそれぞれ異なる導線Ｚ・・・を介して接続されている。さらに、この読取線切換回路３は、図示しないエンジンからのＯＮ信号が入力されるようになっている。
【００２９】
また、この読取線切換回路３は、複数の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎから任意の一の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎを選択し、電気特性測定装置４と接続させるものである。
【００３０】
電気特性測定装置４は、計測体２のすべての第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮの接続端点Ｊ１・・・ＪＮに一つにまとめられた導線Ｚ´を介して接続されると共に、導線Ｚ´´を介して読取線切換回路３によって選択された任意の一の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと接続されるようになっている。
【００３１】
また、この電気特性測定装置４は、読取線切換回路３によって選択された任意の一の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと、この任意の一の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎに交点Ｄ１，１・・・ＤＭ，Ｎのいずれかを介して通電可能に接続された第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮとによって形成された一つの閉回路の抵抗値を測定するものである。
【００３２】
つまり、例えば読取線切換回路３によって複数の第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎのうち、一の第一導電性線条材Ｖ１，１を選択すると、これにより、選択された一の第一導電性線条材Ｖ１，１と電気特性測定装置４とが読取線切換回路３を介して接続されることとなる。
【００３３】
一方、この選択された一の第一導電性線条材Ｖ１，１は、交点Ｄ１，１を介して第二導電性線条材Ｈ１と通電可能に接続されている。また、第二導電性線条材Ｈ１は、導線Ｚ´を介して電気特性測定装置４に接続されている。
【００３４】
そのため、電気特性測定装置４は、第二導電性線条材Ｈ１との接続端点Ｊ１から交点Ｄ１，１までの区間及びこの交点Ｄ１，１から第一導電性線条材Ｖ１，１と読取線切換回路３との接続端点Ｉ１，１までの区間の抵抗値を測定することができる。
【００３５】
圧力算出装置５は、電気特性計測装置４によって計測された抵抗値Ｒを圧力値Ｐに変換して出力するものである。
【００３６】
次に、この発明の物理量分布測定装置１の作用について説明する。
【００３７】
まず、互いに編まれて布状に形成された第一、第二導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎ、Ｈ１・・・ＨＮ及び第一、第二非導電性線条材Ｓ１・・・、Ｓ２・・・を、図示しない車両内の座席に装着する。なお、このとき、各線条材が屈曲しないように装着することが好ましい。
【００３８】
そして、図示しないエンジンをＯＮすると、このエンジンからのＯＮ信号が読取線切換回路３に入力され、このＯＮ信号が入力された読取線切換回路３は、第一導電性線条材Ｖ１，１を選択する。なお、このとき他の第一電導性線条材Ｖ１，２・・・ＶＭ，Ｎとは回路が切断される。
【００３９】
ここで、第一導電性線条材Ｖ１，１は一の第二導電性線条材Ｈ１と交点Ｄ１，１を介して接続しており、これにより、電気特性計測装置４から接続端点Ｊ１、交点Ｄ１，１、接続端点Ｉ１，１を順に経由し、読取線切換回路３に至るまでの閉回路が成立する。
【００４０】
そして、電気特性計測装置４から所定の電流が出力され、この電気特性計測装置４は接続端点Ｊ１から交点Ｄ１，１を経由して接続端点Ｉ１，１までの抵抗値Ｒ（Ｊ１−Ｉ１，１）を計測する。
【００４１】
この計測された抵抗値Ｒ（Ｊ１−Ｉ１，１）は圧力算出装置５に入力され、この圧力算出装置５は、入力された抵抗値Ｒ（Ｊ１−Ｉ１，１）に基づいて第二導電性線条材Ｈ１の接続端点Ｊ１から交点Ｄ１，１までの区間に作用する圧力値Ｐ（１，１）を算出する。
【００４２】
なお、この圧力値Ｐ（１，１）は次式（１）によって求められる。この式（１）は、圧力の印加によって生じた抵抗値の変化からそのとき印加された圧力の大きさを求めるための変換式である。
【００４３】
Ｐ（１，１）＝ｆ（Ｒ（Ｊ１−Ｉ１，１）−Ｒ０（Ｊ１−Ｉ１，１）） ・・・（１）
ここで、Ｒ０（Ｊ１−Ｉ１，１）は、圧力がない状態、すなわちＰ（１，１）＝０の状態において計測される抵抗値であり、あらかじめ算出して圧力算出装置５に記憶しておく。
【００４４】
続いて読取線切換回路３は、隣接する第一導電性線条材Ｖ１，２・・・Ｖ１，Ｎを順次選択し、抵抗値Ｒ（Ｊα−Ｉ１，α）を測定する。そして、圧力算出装置５は、測定された抵抗値Ｒ（Ｊα−Ｉ１，α）に基づいて第二導電性線条材Ｈ１の接続端点Ｊαから交点Ｄ１，αまでの区間に作用する圧力値Ｐ（１，α）を算出する。
【００４５】
この圧力値Ｐ（１，α）は、上述の式（１）と同様に、次式（２）によって求められる。
【００４６】
Ｐ（１，α）＝ｆ（Ｒ（Ｊα−Ｉ１，α）−Ｒ０（Ｊα−Ｉ１，α）） ・・・（２）
なお、ここで１＜α≦Ｎである。
【００４７】
次に、読取線切換回路３は、第一導電性線条材Ｖ２，１を選択する。この第一導電性線条材Ｖ２，１は一の第二導電性線条材Ｈ１と交点Ｄ２，１を介して接続しており、これにより、電気特性計測装置４から接続端点Ｊ１、交点Ｄ２，１、接続端点Ｉ２，１を順に経由し、読取線切換回路３に至るまでの閉回路が成立する。
【００４８】
そして、電気特性計測装置４から所定の電流が出力され、この電気特性計測装置４は接続端点Ｊ１から交点Ｄ２，１を経由して接続端点Ｉ２，１までの抵抗値Ｒ（Ｊ１−Ｉ２，１）を計測する。
【００４９】
この計測された抵抗値Ｒ（Ｊ１−Ｉ２，１）は圧力算出装置５に入力され、この圧力算出装置５は、入力された抵抗値Ｒ（Ｊ１−Ｉ２，１）に基づいて交点Ｄ１，１から交点Ｄ２，１までの区間に作用する圧力値Ｐ（２，１）を算出する。
【００５０】
このとき、計測された抵抗値Ｒ（Ｊ１−Ｉ２，１）は、式（３）に示すように、接続端点Ｊ１から交点Ｄ１，１までの区間の抵抗値Ｒ（Ｊ１−Ｄ１，１）と、交点Ｄ１，１から交点Ｄ２，１までの区間の抵抗値Ｒ（Ｄ１，１−Ｄ２，１）と、交点Ｄ２，１から接続端点Ｉ２，１までの区間の抵抗値Ｒ（Ｄ２，１−Ｉ２，１）の和となっている。
【００５１】
Ｒ（Ｊ１−Ｉ２，１）＝Ｒ（Ｊ１−Ｄ１，１）＋Ｒ（Ｄ１，１−Ｄ２，１）＋Ｒ（Ｄ２，１−Ｉ２，１） ・・・（３）
ここで、Ｒ（Ｊ１−Ｄ１，１）＝Ｒ（Ｊ１−Ｉ１，１）−Ｒ（Ｄ１，１−Ｉ１，１） ・・・（４）
である。
【００５２】
一方、圧力がない状態において計測される抵抗値をＲ０（Ｊ１−Ｉ２，１）とすると、このＲ０（Ｊ１−Ｉ２，１）は次式（５）によって求められる。
【００５３】
Ｒ０（Ｊ１−Ｉ２，１）＝Ｒ０（Ｊ１−Ｄ１，１）＋Ｒ０（Ｄ１，１−Ｄ２，１）＋Ｒ０（Ｄ２，１−Ｉ２，１）・・・（５）
ここで、Ｒ０（Ｊ１−Ｄ１，１）＝Ｒ０（Ｊ１−Ｉ１，１）−Ｒ０（Ｄ１，１−Ｉ１，１） ・・・（６）
である。
【００５４】
このとき、交点Ｄ２，１から接続端点Ｉ２，１までの区間の抵抗値は、圧力が印加されても抵抗値が変化しない素材で形成された第一導電性線条材Ｖ２，１の抵抗値であり、加圧に対して不変となっているため、次式（７）が成立する。
【００５５】
Ｒ（Ｄ２，１−Ｉ２，１）＝Ｒ０（Ｄ２，１−Ｉ２，１） ・・・（７）
そして、以上の式（３）〜（７）から、交点Ｄ１，１から交点Ｄ２，１までの区間に作用する圧力値Ｐ（２，１）は、次式（８）によって求めることができる。
【００５６】
Ｐ（２，１）＝ｆ（Ｒ（Ｄ１，１−Ｄ２，１）−Ｒ０（Ｄ１，１−Ｄ２，１））
＝ｆ｛（Ｒ（Ｊ１−Ｉ２，１）−Ｒ０（Ｊ１−Ｉ２，１））−（Ｒ（Ｊ１−Ｉ１，１）−Ｒ０（Ｊ１−Ｉ１，１））｝ ・・・（８）
そして、読取線切換回路３は、隣接する第一導電性線条材Ｖ２，２・・・ＶＭ，Ｎを順次選択し、抵抗値Ｒ（Ｊγ−Ｉβ，γ）を測定する。そして、圧力算出装置５は、測定された抵抗値Ｒ（Ｊγ−Ｉβ，γ）に基づいて互いに隣接する交点間に作用する圧力値Ｐ（β，γ）を算出する。
【００５７】
この圧力値Ｐ（β，γ）は、上述の式（８）と同様に、次式（９）によって求められる。
【００５８】
Ｐ（β，γ）＝ｆ｛（Ｒ（Ｊγ−Ｉβ，γ）−Ｒ０（Ｊγ−Ｉβ，γ））−（Ｒ（Ｊγ−Ｉ（β−１），γ）−Ｒ０（Ｊγ−Ｉ（β−１），γ））｝ ・・・（９）
なお、ここで２≦β≦Ｍ、１≦γ≦Ｎである。
【００５９】
このように、すべての第一、第二導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎ、Ｈ１・・・ＨＮによって形成された閉回路の抵抗値Ｒ（Ｊｘ−Ｉｙ，ｘ）（１≦ｘ≦Ｍ、１≦ｙ≦Ｎ）を順次計測することにより、この物理量分布計測装置１に作用している圧力の分布を測定することが可能となる。
【００６０】
これにより、圧力分布を計測する部分にスイッチング回路を組み込む必要がなくなり、簡単な構成で正確な圧力分布を求めることができる。
【００６１】
さらに、スイッチング回路が不要になることで形状の自由度が向上し、この物理量分布計測装置１を所望の形に変形した状態でも測定することができる。
【００６２】
特に、この発明の計測体２が、第一、第二導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎ、Ｈ１・・・ＨＮで構成されているので、任意の形状に容易に屈曲させることが可能となり、さらに形状の自由度を向上させることができる。
【００６３】
なお、上述の第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮは、形状が変化することに伴って抵抗値Ｒが変化する素材で形成されている。
【００６４】
このため、上述の実施例では、形状に応じて変化した抵抗値Ｒをあらかじめ測定しておき、圧力分布を測定する際にこのあらかじめ測定された抵抗値Ｒを加味する必要がある。これにより、正確な圧力分布を求めることが可能となる。
【００６５】
そして、ここでは計測体２が、第一、第二導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎ、Ｈ１・・・ＨＮ及び第一、第二非導電性線条材Ｓ１・・・、Ｓ２・・・を互いに編んで形成された布状となっているので、計測体２を自由な形状に容易に変形することができ、さらに形状の自由度を向上させることができる。
【００６６】
そして、この物理量分布計測装置１では、第一、第二導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎ、Ｈ１・・・ＨＮと共に、非導電性部材である第一、第二非導電性線条材Ｓ１・・・、Ｓ２・・・を編むことにより、第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮとが通電可能に接続する箇所では、この第一、第二導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎ、Ｈ１・・・ＨＮが直接接触した状態で交錯し、第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎと第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮとが通電可能に接続しない箇所では、第一、第二非導電性線条材Ｓ１・・・、Ｓ２・・・を挟んだ状態で第一、第二導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎ、Ｈ１・・・ＨＮが交錯するようになっている。
【００６７】
これにより、通電可能に接続する交点以外の交錯部分では、第一、第二導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎ、Ｈ１・・・ＨＮを互いに確実に絶縁することができ、測定の精度を向上させることが可能となる。
【００６８】
また、計測体２が、第一、第二導電性線条材Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎ、Ｈ１・・・ＨＮと共に、非導電性部材である第一、第二非導電性線条材Ｓ１・・・、Ｓ２・・・を編むことにより柔軟性を有する布状に形成されているので、被計測面が異なる形状であっても、一つの計測体２をそれぞれの形状に対応させて使用することが可能となる。
【００６９】
また、上述の物理量分布計測装置１では、測定される特定の電気特性が電気抵抗Ｒであるので、容易に計測が可能となる。
【００７０】
さらに、第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮを形成する刺激応答型導電性部材として、導電性ポリマーを使用しているので、柔軟性を有する繊維のみで計測体２を形成することができる。
【００７１】
以上、この発明にかかる実施の形態の一つを図面により詳述してきたが、具体的な構成は上述の実施の形態に限らない。この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等はこの発明に含まれる。
【００７２】
例えば、図４に示すように、第一導電性線条材Ｖ及び第二導電性線条材Ｈの、それぞれ互いに通電可能に接続する箇所である交点Ｄ以外の部分を、絶縁材１０によって被膜してもよい。
【００７３】
つまり、交点Ｄに位置する部分だけ第一、第二導電性線条材Ｖ、Ｈを露出させて直接接触した状態で交錯させ、交点Ｄ以外の部分では、絶縁材１０を介して交錯させる。これにより、計測体２を布状以外の形態に形成することが可能となる。
【００７４】
また、図５に示すように、第一導電性線条材Ｖ及び第二導電性線条材Ｈを、絶縁性を有する布状部材１１に縫い付けてもよい。ここで、この布状部材１１は、編み目の粗いメッシュ体や、不織布等であってもよい。
【００７５】
この場合であっても、第一導電性線条材Ｖ及び第二導電性線条材Ｈの、それぞれ互いに通電可能に接続する箇所である交点Ｄに位置する部分は、第一、第二導電性線条材Ｖ、Ｈをそれぞれ布状部材１１の同一面側に露出させて直接接触した状態で交錯させ、交点Ｄ以外の部分では、布状部材１１を介して交錯させる。つまり、交点Ｄ以外の部分では、第一、第二導電性線条材Ｖ、Ｈを布状部材１１の異なる面にそれぞれ露出させる。
【００７６】
これにより、第一、第二導電性線条材Ｖ、Ｈの縫い目の位置を調整するだけで、容易に通電可能な交点Ｄを形成することができる。
【００７７】
なお、図５において実線で示した部分が布状部材１１の表面側に露出した縫い目であり、破線で示した分部が布状部材１１の裏面側に露出した縫い目である。
【００７８】
さらに、計測体２を布状に形成する場合の編み方は、図３に示すものに限られず、第一、第二導電性線条材Ｖ、Ｈが互いに通電可能に接続する交点Ｄ以外の交錯部分を絶縁する構成であればよい。
【００７９】
また、各線条材の編み目の大きさを適宜変化させることで、計測体２を編み目の比較的大きいメッシュ状に形成したり、編み目の比較的小さい織物状に形成したりすることもできる。
【００８０】
そして、上述の実施の形態では、測定される特定の物理量が圧力値Ｐとなっているが、これに限られず、歪み、温度、湿度等であってもよい。
【００８１】
ここで、測定される特定の物理量を温度にした場合を説明する。
【００８２】
温度の分布を測定するには、まず第二導電性線条材Ｈを、温度の変化に応じて電気抵抗が変化する素材である白金によって形成する。
【００８３】
なお、白金（特に、Ｐｔ１００と呼ばれる物質）は、温度変化に対する電気抵抗の変化が図６に示すように安定しており、電気抵抗の変化に基づいて温度を計測するために一般的に使用される物質である。
【００８４】
ただし、温度変化に応じて電気抵抗の変化する素材であればこれに限れるものではない。
【００８５】
そして、この温度の変化に応じて電気抵抗が変化する素材（例えば、白金）によって形成された第二導電性線条材と、温度の変化が生じても電気抵抗が変化しない素材によって形成された第一導電性線条材とによって計測体を形成することで、温度分布の計測が可能となる。
【００８６】
さらに、湿度の分布を計測するには、まず第二導電性線条材Ｈを、湿度の変化に応じて電気抵抗が変化する素材であるポリピロール膜によって形成する。
【００８７】
なお、ポリピロール膜は、水分の蒸着によって図７に示すように電気抵抗が変化する物質であるが、湿度変化に応じて電気抵抗の変化する素材であればこれに限られるものではない。
【００８８】
そして、この湿度の変化に応じて電気抵抗が変化する素材（例えば、ポリピロール膜）によって形成された第二導電性線条材と、湿度の変化が生じても電気抵抗が変化しない素材によって形成された第一導電性線条材とによって計測体を形成することで、湿度分布の計測が可能となる。
【００８９】
なお、上述の実施の形態では、第二導電性線条材Ｈ１・・・ＨＮのみが刺激応答型導電性部材によって形成されているが、第一導電性線条材Ｖ１，１・・・ＮＭ，Ｎも刺激応答型導電性部材によって形成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】この発明にかかる物理量分布計測装置の構成を示す模式図である。
【図２】刺激応答型導電性部材における圧力と電気抵抗値との相関関係を模式的に示すグラフである。
【図３】計測体の編み方を示す説明図である。
【図４】計測体の他の例を示す説明図である。
【図５】計測体のさらに他の例を示す説明図である。
【図６】白金における温度と電気抵抗値との相関関係を模式的に示すグラフである。
【図７】ポリピロール膜における湿度と電気抵抗値との相関関係を模式的に示すグラフである。
【符号の説明】
【００９１】
１ 物理量分布計測装置
Ｖ１，１・・・ＶＭ，Ｎ 第一導電性線条材
Ｈ１・・・ＨＮ 第二導電性線条材
３ 読取切換手段
４ 電気特性計測手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の方向に沿って配索された複数の第一導電性線条材と、
この第一の方向と交錯する第二の方向に沿って配索された複数の第二導電性線条材と、
前記複数の第一導電性線条材に接続され、該複数の第一導電性線条材から任意の一の第一導電性線条材を選択する読取切換手段と、
前記複数の第一導電性線条材のうち、前記読取切換手段により選択された任意の一の第一導電性線条材と、前記複数の第二導電性線条材のうち、前記任意の一の第一導電性線条材に通電可能に接続された一の第二導電性線条材とにより形成された閉回路の電気特性を計測する電気特性計測手段とを備え、
前記第一、第二導電性線条材のうち、少なくともいずれか一方は特定の物理量が加わることにより特定の電気特性が変化する物理量計測素材によって形成されると共に、
前記複数の第一導電性線条材は、それぞれ１箇所で前記複数の第二導電性線条材のうち任意の一の第二導電性線条材に通電可能に接続されていることを特徴とする物理量分布計測装置。
【請求項２】
前記特定の物理量は、圧力、歪み、温度、湿度のいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の物理量分布計測装置。
【請求項３】
前記第一の方向及び第二の方向のいずれとも交錯する第三の方向に沿って配索された非導電性部材を備え、
前記第一導電性線条材と前記第二導電性線条材とが通電可能に接続する箇所では、前記第一導電性線条材と前記第二導電性線条材とが直接接触した状態で交錯し、
前記第一導電性線条材と前記第二導電性線条材とが通電可能に接続しない箇所では、前記非導電性部材を挟んだ状態で前記第一導電性線条材と前記第二導電性線条材とが交錯することを特徴とする請求項１又は２に記載の物理量分布計測装置。
【請求項４】
前記第一導電性線条材と前記第二導電性線条材とは、それぞれ互いに通電可能に接続する箇所以外の部分が絶縁材によって被膜されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の物理量分布計測装置。
【請求項５】
前記特定の電気特性は、電気抵抗であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の物理量分布計測装置。
【請求項６】
前記物理量計測素材は、導電性ポリマーであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の物理量分布計測装置。
【請求項７】
第一の方向に沿って複数の第一導電性線条材を配索し、
この第一の方向と交錯する第二の方向に沿って複数の第二導電性線条材を配索し、
前記複数の第一導電性線条材に、該複数の第一導電性線条材から任意の一の第一導電性線条材を選択する読取切換手段を接続し、
前記複数の第一導電性線条材のうち、前記読取切換手段により選択された任意の一の第一導電性線条材と、前記複数の第二導電性線条材のうち、前記任意の一の第一導電性線条材に通電可能に接続された第二導電性線条材とにより形成された閉回路の電気特性を電気特性計測手段によって計測し、
前記第一、第二導電性線条のうち、少なくともいずれか一方は特定の物理量が加わることにより特定の電気特性が変化する物理量計測素材によって形成すると共に、
前記複数の第一導電性線条材を、それぞれ１箇所で前記複数の第二導電性線条材のうち任意の一の第二導電性線条材に通電可能に接続することを特徴とする物理量分布計測方法。
【請求項８】
前記特定の物理量は、圧力、歪み、温度、湿度のいずれか一つであることを特徴とする請求項７に記載の物理量分布計測方法。
【請求項９】
前記第一の方向及び第二の方向のいずれとも交錯する第三の方向に沿って非導電性部材を配索し、
前記第一導電性線条材と前記第二導電性線条材とが通電可能に接続する箇所では、前記第一導電性線条材と前記第二導電性線条材とを直接接触した状態で交錯させ、
前記第一導電性線条材と前記第二導電性線条材とが通電可能に接続しない箇所では、前記非導電性部材を挟んだ状態で前記第一導電性線条材と前記第二導電性線条材とを交錯させることを特徴とする請求項７又は８に記載の物理量分布計測方法。
【請求項１０】
前記第一導電性線条材と前記第二導電性線条材とは、それぞれ互いに通電可能に接続する箇所以外の部分が絶縁材によって被膜されていることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか一つに記載の物理量分布計測方法。
【請求項１１】
前記特定の電気特性は、電気抵抗であることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか一つに記載の物理量分布計測方法。
【請求項１２】
前記物理量計測素材は、導電性ポリマーであることを特徴とする請求項７ないし１１のいずれか一つに記載の物理量分布計測方法。
【請求項１】
第一の方向に沿って配索された複数の第一導電性線条材と、
この第一の方向と交錯する第二の方向に沿って配索された複数の第二導電性線条材と、
前記複数の第一導電性線条材に接続され、該複数の第一導電性線条材から任意の一の第一導電性線条材を選択する読取切換手段と、
前記複数の第一導電性線条材のうち、前記読取切換手段により選択された任意の一の第一導電性線条材と、前記複数の第二導電性線条材のうち、前記任意の一の第一導電性線条材に通電可能に接続された一の第二導電性線条材とにより形成された閉回路の電気特性を計測する電気特性計測手段とを備え、
前記第一、第二導電性線条材のうち、少なくともいずれか一方は特定の物理量が加わることにより特定の電気特性が変化する物理量計測素材によって形成されると共に、
前記複数の第一導電性線条材は、それぞれ１箇所で前記複数の第二導電性線条材のうち任意の一の第二導電性線条材に通電可能に接続されていることを特徴とする物理量分布計測装置。
【請求項２】
前記特定の物理量は、圧力、歪み、温度、湿度のいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の物理量分布計測装置。
【請求項３】
前記第一の方向及び第二の方向のいずれとも交錯する第三の方向に沿って配索された非導電性部材を備え、
前記第一導電性線条材と前記第二導電性線条材とが通電可能に接続する箇所では、前記第一導電性線条材と前記第二導電性線条材とが直接接触した状態で交錯し、
前記第一導電性線条材と前記第二導電性線条材とが通電可能に接続しない箇所では、前記非導電性部材を挟んだ状態で前記第一導電性線条材と前記第二導電性線条材とが交錯することを特徴とする請求項１又は２に記載の物理量分布計測装置。
【請求項４】
前記第一導電性線条材と前記第二導電性線条材とは、それぞれ互いに通電可能に接続する箇所以外の部分が絶縁材によって被膜されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の物理量分布計測装置。
【請求項５】
前記特定の電気特性は、電気抵抗であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の物理量分布計測装置。
【請求項６】
前記物理量計測素材は、導電性ポリマーであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の物理量分布計測装置。
【請求項７】
第一の方向に沿って複数の第一導電性線条材を配索し、
この第一の方向と交錯する第二の方向に沿って複数の第二導電性線条材を配索し、
前記複数の第一導電性線条材に、該複数の第一導電性線条材から任意の一の第一導電性線条材を選択する読取切換手段を接続し、
前記複数の第一導電性線条材のうち、前記読取切換手段により選択された任意の一の第一導電性線条材と、前記複数の第二導電性線条材のうち、前記任意の一の第一導電性線条材に通電可能に接続された第二導電性線条材とにより形成された閉回路の電気特性を電気特性計測手段によって計測し、
前記第一、第二導電性線条のうち、少なくともいずれか一方は特定の物理量が加わることにより特定の電気特性が変化する物理量計測素材によって形成すると共に、
前記複数の第一導電性線条材を、それぞれ１箇所で前記複数の第二導電性線条材のうち任意の一の第二導電性線条材に通電可能に接続することを特徴とする物理量分布計測方法。
【請求項８】
前記特定の物理量は、圧力、歪み、温度、湿度のいずれか一つであることを特徴とする請求項７に記載の物理量分布計測方法。
【請求項９】
前記第一の方向及び第二の方向のいずれとも交錯する第三の方向に沿って非導電性部材を配索し、
前記第一導電性線条材と前記第二導電性線条材とが通電可能に接続する箇所では、前記第一導電性線条材と前記第二導電性線条材とを直接接触した状態で交錯させ、
前記第一導電性線条材と前記第二導電性線条材とが通電可能に接続しない箇所では、前記非導電性部材を挟んだ状態で前記第一導電性線条材と前記第二導電性線条材とを交錯させることを特徴とする請求項７又は８に記載の物理量分布計測方法。
【請求項１０】
前記第一導電性線条材と前記第二導電性線条材とは、それぞれ互いに通電可能に接続する箇所以外の部分が絶縁材によって被膜されていることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか一つに記載の物理量分布計測方法。
【請求項１１】
前記特定の電気特性は、電気抵抗であることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか一つに記載の物理量分布計測方法。
【請求項１２】
前記物理量計測素材は、導電性ポリマーであることを特徴とする請求項７ないし１１のいずれか一つに記載の物理量分布計測方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−２５５９８０（Ｐ２００７−２５５９８０Ａ）
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７８４８７（Ｐ２００６−７８４８７）
【出願日】平成１８年３月２２日（２００６．３．２２）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２２日（２００６．３．２２）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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