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センサー 解説記事


本技術は、フィンランド国立技術開発センター(VTT; 日本の産総研に相当)の化学部門によって、1990年代初頭に開発された。 以後、電子技術部門に引き継がれ、センサーとしての応用開発のみならず、逆に電圧を加えてシートの厚み変化を利用したスピーカーの応用まで手がけてきた。現在、研究所の手を離れ、EMFiTech社に権利が移管され、実用化に向けて多くの開発が続けられている。

材料は、現状ではpp製シートであり(Fig.1)、厚さは約30μでそのシート内部に無数の平均直径1μ程度の空洞(バブル)を形成させている。EMFiの新規性はこのバブル構造にある。フィルムはロール状に巻いてある状態で、化学会社から入荷し、次の段階で、シートに輪転機での印刷の如くRoll-to-Rollにて比較的高速度で物理的に電荷をチャージさせる。荷電されたフィルムは電荷を細泡バブルの中に捕獲しており(Fig.2)、容易には逸散しない。この状態のフィルムが、此処で紹介するセンサーのエレメント用素材となる。 このエレメント用素材を、導電性フィルムで両側からサンドウイッチ状に挟む。導電性フィルムは、一般にはポリエステルフィルム(PETが代表的)の片面にスクリーン印刷などで導電性ペーストを塗布した物が使われる。印刷されたペースト面が素材側になるように張り合わせる。 左図では、"Metal Electrode" と記してある。この状態で、センサー・エレメントが完成する。

本センサーは、安価であると言う特徴の他に特筆すべき特徴がある。 その一つは、付加加重帯域が極めて広い事で、自動車のような数トンから、人間の体重50乃至100Kgのオーダーの加重変化に重畳して心拍や呼吸脈のようなmg オーダーの変化を同時に捉えることが出来ると言う事実である。 もう一つは、対周波数応答の幅が極めて広い事である。人間の可聴周波数帯は20Hz〜2万Hzと言われているが、本センサーは、数Hzから20万Hzまでを再現出来る。従って、弦楽器に適用すると、その音域の広さが理由で聴覚に非常に自然な音を訴える事が出来る。因みに、本センサーを搭載したギターを使用したアーティストは、従来品を使う事は全くナンセンスとなる。そんな定評を獲得しており、ギター用のピックアップは遅かれ早かれEMFiセンサーに全て取って代わると思われる。