JPWO2018061416A1 - センサ、電子機器、ウエアラブル端末および制御方法 - Google Patents

Abstract

圧力検出部を含むセンシング層と、センシング層上に設けられ、変形可能な誘電体層と、誘電体層に向けて突出した凸部を有し、センシング層の面内方向に移動可能である導電層とを備えるセンサである。図３

Description

本技術は、センサ、電子機器、ウエアラブル端末および制御方法に関する。

入力操作面に対する押圧だけでなく、剪断力を検出できるセンサが提案されている（例えば、下記特許文献１〜３を参照のこと。）。

特開２０１２−１６８０６４号公報 特開２００６−２５０７０５号公報 特開２００４−１１７０４２号公報

上述したようなセンサは、剪断力を検出するために多くの配線の引き回しや感圧部が必要となり、構造が複雑化するだけでなく、コストの面でも不利である。また、センサに必要とされる柔軟性が低下するという問題もある。

本技術はこのような問題点に鑑みなされたものであり、構成を複雑化することなく剪断力を検出可能なセンサ、電子機器、ウエアラブル端末および制御方法を提供することを目的の一つとする。

上述の課題を解決するために、本技術は、例えば、
圧力検出部を含むセンシング層と、
センシング層上に設けられ、変形可能な誘電体層と、
誘電体層に向けて突出した凸部を有し、センシング層の面内方向に移動可能である導電層と
を備えるセンサである。
このセンサを備える電子機器でもよい。
このセンサを備えるウエアラブル端末でもよい。

本技術は、例えば、
検出部が、押圧または剪断力に応じた圧力検出部の静電容量の変化を検出し、
制御部が、検出部の検出結果に応じた処理を実行する制御方法である。

本技術の少なくとも一の実施形態によれば、剪断力を検出することができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本技術中に記載されたいずれの効果であってもよい。また、例示された効果により本技術の内容が限定して解釈されるものではない。

図１Ａは、実施形態に係る電子機器の外観例を示す図であり、図１Ｂは、電子機器の部分的な断面を示す部分断面図である。 図２は、実施形態に係る電子機器の構成例を示すブロック図である。 図３は、第１の実施形態に係るセンサの構成例を説明するための分解斜視図である。 図４は、第１の実施形態に係るセンサの構成例を説明するための部分断面図である。 図５Ａ乃至図５Ｃは、第１の実施形態に係るセンサの構成例を説明するための図である。 図６Ａ乃至図６Ｃは、第１の実施形態に係るセンサの構成例を説明するための図である。 図７Ａは、押圧に伴うセンサの変形を模式的に示した図であり、図７Ｂは、スライド操作に伴うセンサの変形を模式的に示した図である。 図８は、第２の実施形態に係るセンサの構成例を説明するための分解斜視図である。 図９Ａ乃至図９Ｃは、第２の実施形態に係るセンサの構成例を説明するための図である。 図１０Ａ乃至図１０Ｃは、第２の実施形態に係るセンサの構成例を説明するための図である。 図１１は、第３の実施形態に係るセンサの構成例を説明するための分解斜視図である。 図１２は、第３の実施形態に係るセンサの構成例を説明するための部分断面図である。 図１３は、スライド操作に伴うセンサの変形を模式的に示した図である。 図１４は、変形例に係るセンサの構成例を説明するための分解斜視図である。 図１５は、変形例に係るセンサの構成例を説明するための部分断面図である。 図１６は、変形例に係るセンサの構成例を説明するための部分断面図である。 図１７は、変形例に係るセンサの構成例を説明するための部分断面図である。 図１８Ａ乃至図１８Ｃは、変形例に係るセンサの構成例を説明するための部分断面図および動作説明図である。 図１９は、変形例に係るセンサの構成例を説明するための部分断面図である。 図２０Ａは、変形例に係るセンサの部分的な構成例を説明するための分解斜視図であり、図２０Ｂは、変形例に係るセンサの一部拡大図である。 図２１Ａおよび図２１Ｂは、曲げに伴うセンサの変形を模式的に示した図である。 図２２は、応用例における処理例を説明するためのフローチャートである。 図２３は、応用例における処理例を説明するためのフローチャートである。 図２４は、応用例における他の処理例を説明するためのフローチャートである。 図２５は、応用例における他の処理例を説明するためのフローチャートである。

以下、本技術の実施形態等について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
＜１．第１の実施形態＞
＜２．第２の実施形態＞
＜３．第３の実施形態＞
＜４．変形例＞
＜５．応用例＞
以下に説明する実施形態等は本技術の好適な具体例であり、本技術の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。

＜１．第１の実施形態＞
［電子機器の外観例］
図１は、本技術の第１の実施形態に係る電子機器の外観例を示す。電子機器は、例えば、人体に着脱自在とされる腕時計型電子機器１０であり、いわゆるウエアラブル機器である。図１Ａに示すように、腕時計型電子機器１０は、本体部１１と、この本体部１１に取り付けられたバンド１２、１３とを備える。バンド１２、１３は、ユーザによりバンド１２、１３を交換可能なように、本体部１１に着脱自在な構成を有していてもよい。バンド１２は、一方の主面に操作エリアＲ１０を有している。操作エリアＲ１０の内側には、実施形態に係るセンサ１００が設けられている。なお、バンド１３も、操作エリアＲ１０を有するようにしてもよい。

バンド１２は、図１Ｂに示すように、センサ１００と、センサ１００の一方の主面に設けられたフィルム状の外装部材１２ａと、センサ１００の他方の主面に設けられたフィルム状の外装部材１２ｂとを備える。

［本体部の構成］
本体部１１は、図２に示すように、ＣＰＵ２１と、コントローラＩＣ（Integrated Circuit）２２と、ＧＰＳ（Global Positioning System）部２３と、無線通信部２４と、音声処理部２５と、マイクロフォン（ＭＩＣ）２６と、スピーカ２７と、ＮＦＣ（Near Field Communication）通信部２８と、電源部２９と、バイブレータ３０と、ディスプレイ３１と、モーションセンサ３２とを備える。センサ１００は、図示しないＦＰＣ(Flexible Printed Display)を介してコントローラＩＣ２２に接続されている。なお、バンド１２、１３が、ＮＦＣ通信部２８、電源部２９およびバイブレータ３０などのうちの１つを備えるようにしてもよい。

制御部の一例であるコントローラＩＣ２２は、センサ１００から供給される出力信号に基づき、バンド１２の操作エリアＲ１０に対する押圧操作やスライド操作に伴う押圧や剪断力を検出し、その検出結果をＣＰＵ２１に通知する。なお、コントローラＩＣ２２としては、汎用的な静電容量式タッチセンサのコントローラＩＣを使用してもよい。

ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ(Read Only Memory)やＲＡＭ(Random Access Memory)等のメモリを有し、センサ１００、ＧＰＳ部２３、無線通信部２４、ＮＦＣ通信部２８およびモーションセンサ３２などから供給されるデータを処理したり、腕時計型電子機器１０の各部の動作を制御する。

ＧＰＳ部２３は、ＧＰＳと称されるシステムの衛星からの電波を受信して、現在位置の測位を行う測位部である。無線通信部２４は、例えばBluetooth（登録商標）の規格で他の端末と近距離無線通信を行う。ＮＦＣ通信部２８は、ＮＦＣと称される通信規格に基づいて、近接したリーダー／ライタと無線通信を行う。これらのＧＰＳ部２３、無線通信部２４およびＮＦＣ通信部２８で得たデータは、ＣＰＵ２１に供給される。

音声処理部２５には、マイクロフォン２６とスピーカ２７とが接続され、音声処理部２５が、無線通信部２４での無線通信で接続された相手と通話の処理を行う。また、音声処理部２５は、音声入力操作のための処理を行うこともできる。

電源部２９は、本体部１１に備えられたＣＰＵ２１やディスプレイ３１などに電力を供給する。電源部２９は、リチウムイオン二次電池などの二次電池、およびこの二次電池に対する充放電を制御する充放電制御回路などを備える。なお、図２には示さないが、本体部１１は、二次電池を充電するための端子を備える。

バイブレータ３０は、本体部１１を振動させる部材である。例えば、腕時計型電子機器１０は、バイブレータ３０により本体部１１を振動して、電話の着信や電子メールの受信などを通知する。

ディスプレイ３１は、液晶ディスプレイまたはエレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence：ＥＬ）ディスプレイなどである。ディスプレイ３１は、文字、数字、カーソルおよび画像などの情報、例えば、時刻、電話の着信および電子メールの受信などの各種情報を表示する。

モーションセンサ３２は、腕時計型電子機器１０を装着したユーザの動きを検出する。モーションセンサ３２としては、加速度センサ、ジャイロセンサ、電子コンパス、気圧センサなどが使用される。

センサ１００は、高感度かつ位置分解能の高い圧力センサであり、操作エリアＲ１０に対応する押圧操作に応じた静電容量を検出し、それに応じた出力信号をコントローラＩＣ２２に出力する。

［センサの構成］
次に、センサ１００の構成について説明する。図３は、センサ１００の分解斜視図である。本技術の第１の実施形態に係るセンサ１００は、いわゆる圧力分布センサであり、図３に示すように、長尺のシート状を有し、一方の主面に加わる押圧およびスライド操作（スライド操作等により発生する剪断力）を検出することが可能である。センサ１００はＦＰＣ３５を介して上述したコントローラＩＣ２２に接続されている。

センサ１００は、図３に示すように、静電容量式のセンシング層４０と、第１電極基材５０と、第２電極基材６０と、変形可能（弾性変形可能）な第１誘電体層７０と、第２誘電体層８０とを備えている。なお、本明細書において、平坦な状態にあるセンサ１００の長手方向を±Ｘ軸方向といい、幅方向（短手方向）を±Ｙ軸方向といい、長手方向および幅方向に垂直な方向を±Ｚ軸方向と適宜、称する。また、＋Ｚ軸方向を上方、−Ｚ軸方向を下方と適宜、称する。

図４は、Ｘ軸方向に沿う切断線Ａ−Ａ'でセンサ１００を切断した場合の断面図である。以下、図３および図４を参照して、センサ１００の各部について詳細に説明する。

（センシング層）
センシング層４０は、図３、４に示すように、基材４１と、基材４１の上面に設けられた複数のパルス電極４２（第１電極）と、基材４１の下面に設けられた複数のセンサ電極４３（第２電極）とを備える。複数のパルス電極４２は、全体としてストライプ状を有している。具体的には、複数のパルス電極４２は、Ｙ軸方向に延設されるとともに、Ｘ軸方向に一定の間隔離して配置されている。複数のセンサ電極４３は、全体としてストライプ状を有している。具体的には、複数のセンサ電極４３は、Ｘ軸方向に延設されるとともに、Ｙ軸方向に一定の間隔離して配置されている。

操作面側（図３における上側）から見て、パルス電極４２がセンサ電極４３よりも手前側に設けられている。パルス電極４２とセンサ電極４３とは直交に交差するように配置されており、交差箇所に圧力検出部４５が構成されている。Ｚ軸方向から複数の圧力検出部４５を平面視すると、複数の圧力検出部４５は、マトリックス状に２次元的に配置されている。

パルス電極４２の一端から図示しない配線が引き出され、基材４１の周縁部に引き回れてＦＰＣ３５に接続される。センサ電極４３の一端からも配線が引き出され、基材４１の周縁部に引き回れてＦＰＣ３５に接続される。

（基材）
基材４１は、可撓性を有している。基材４１は、例えば、フィルム状または板状を有する。基材４１の材料としては、無機材料および有機材料のいずれも用いることができ、有機材料を用いることが好ましい。有機材料としては、例えば、公知の高分子材料を用いることができる。公知の高分子材料としては、具体的には例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエステル（ＴＰＥＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、アラミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）などが挙げられる。

（電極）
パルス電極４２は、例えば、線状を有する複数の電極により構成されている。複数の電極が、Ｙ軸方向に延設されると共に、Ｘ軸方向に離して配置されている。Ｘ軸方向に隣接する電極の間隔は、一定であってもよいし、異なっていてもよい。

センサ電極４３は、例えば、線状を有する複数の電極により構成されている。複数の電極は、Ｘ軸方向に延設されると共に、Ｙ軸方向に離して配置されている。Ｙ軸方向に隣接する電極の間隔は、一定であってもよいし、異なっていてもよい。

上述したように、各電極が交差する箇所（交差部）に圧力検出部４５が形成される。コントローラＩＣ２２が電極間に電圧を印加すると、各電極の交差部が容量結合（電気力線）を形成する。圧力検出部４５は、交差部に含まれる複数の交差部の容量変化の合算値を検出して、コントローラＩＣ２２に出力する。各電極の幅は、例えば、同一または略同一である。

電極の材料としては、例えば、後述するリファレンス電極層と同様の材料を挙げることができる。電極の形成方法としては、例えば、スクリーン印刷、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷などの印刷法、フォトリソグラフィ技術を用いたパターニング法を用いることができる。

（電極基材）
第１電極基材５０、第２電極基材６０は、可撓性を有する電極フィルムである。第１電極基材５０は、センサ１００の一方の主面を構成し、第２電極基材６０は、センサ１００の他方の主面を構成している。第１電極基材５０、第２電極基材６０は、例えば、図示しない支持部材によりその両端が支持されている。

第１電極基材５０は、可撓性を有する基材５０ａと、基材５０ａの一方の主面に設けられた導電層（第１導電層）としてのリファレンス電極層（以下「ＲＥＦ電極層」という。）５０ｂとを備えている。第１電極基材５０は、ＲＥＦ電極層５０ｂがセンシング層４０の一方の主面に対向するようにして、センシング層４０の一方の主面側に配置されている。第１電極基材５０のＲＥＦ電極層５０ｂは、センシング層４０の面内方向に移動可能とされている。第２電極基材６０は、可撓性を有する基材６０ａと、基材６０ａの一方の主面に設けられた第２導電層としてのＲＥＦ電極層６０ｂとを備えている。第２電極基材６０は、ＲＥＦ電極層６０ｂがセンシング層４０の他方の主面に対向するようにして、センシング層４０の他方の主面側に配置されている。第１電極基材５０、第２電極基材６０は、例えば、熱プレス成型などにより形成することができる。

ＲＥＦ電極層５０ｂ、６０ｂは、いわゆる接地電極であり、グランド電位となっている。ＲＥＦ電極層５０ｂ、６０ｂの形状としては、例えば、薄膜状、箔状、メッシュ状などが挙げられるが、これに限定されるものではない。

ＲＥＦ電極層５０ｂ、６０ｂは、電気的導電性を有するものであればよく、例えば、無機系導電材料を含む無機導電層、有機系導電材料を含む有機導電層、無機系導電材料および有機系導電材料の両方を含む有機−無機導電層などを用いることができる。無機系導電材料および有機系導電材料は、粒子であってもよい。

無機系導電材料としては、例えば、金属、金属酸化物などが挙げられる。ここで、金属には、半金属が含まれるものと定義する。金属としては、例えば、アルミニウム、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンテル、チタン、ビスマス、アンチモン、鉛などの金属、またはこれらの合金などが挙げられるが、これに限定されるものではない。金属酸化物としては、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、酸化インジウム、アンチモン添加酸化錫、フッ素添加酸化錫、アルミニウム添加酸化亜鉛、ガリウム添加酸化亜鉛、シリコン添加酸化亜鉛、酸化亜鉛−酸化錫系、酸化インジウム−酸化錫系、酸化亜鉛−酸化インジウム−酸化マグネシウム系などが挙げられるが、これに限定されるものではない。

有機系導電材料としては、例えば、炭素材料、導電性ポリマーなどが挙げられる。炭素材料としては、例えば、カーボンブラック、炭素繊維、フラーレン、グラフェン、カーボンナノチューブ、カーボンマイクロコイル、ナノホーンなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。導電性ポリマーとしては、例えば、置換または無置換のポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、およびこれらから選ばれる１種または２種からなる（共）重合体などを用いることができるが、これに限定されるものではない。

ＲＥＦ電極層５０ｂ、６０ｂは、ドライプロセスおよびウエットプロセスのいずれで作製された薄膜であってもよい。ドライプロセスとしては、例えば、スパッタリング法、蒸着法などを用いることができるが、特にこれらに限定されるものではない。ＲＥＦ電極層５０ｂ、６０ｂは、金属蒸着したファブリック、アルミ箔をラミネートしたプラスチックフィルムなどでもよい。

第１電極基材５０、第２電極基材６０がセンシング層４０の両主面側にそれぞれ設けられていることで、外部ノイズ（外部電場）がセンサ１００の両主面側からセンシング層４０内に入り込むことを抑制できる。

第１電極基材５０（具体的には、ＲＥＦ電極層５０ｂ）は、第１誘電体層７０に向けて突出した凸部５５（第１凸部）を有している。図３、図４等では、一部の凸部のみに参照符号を付している。本実施形態における凸部５５は、複数個からなり、Ｚ軸方向から複数の凸部５５を平面視すると、複数の凸部５５は点状を有しており、マトリックス状に２次元的に配置されている。凸部５５と上述した圧力検出部４５とは、対応する位置に設けられている。凸部５５は、基材５０ａ側に底部５５ａを有し、先端（第１誘電体層７０側の端部）に頂部５５ｂを有している。凸部５５は、例えば、円柱状の形状を有しているが、角柱状、錐台等他の形状であってもよい。

（誘電体層）
センシング層４０の一方の主面側に第１誘電体層７０が設けられている。センシング層４０の他方の主面側に第２誘電体層８０が設けられている。第１誘電体層７０および第２誘電体層８０は、弾性変形可能な変形層である。

第１誘電体層７０とセンシング層４０との間は、図示しない貼合層により貼り合わされていている。また、センシング層４０と第２誘電体層８０との間も、図示しない貼合層により貼り合わされている。これらの貼合層は、接着剤により構成されている。接着剤としては、例えば、アクリル系接着剤、シリコーン系接着剤およびウレタン系接着剤などからなる群より選ばれる１種以上を用いることができる。本明細書において、粘着（pressure sensitive adhesion）は接着（adhesion）の一種と定義する。

第１誘電体層７０、第２誘電体層８０は、センサ１００の操作面に加えられる圧力により弾性変形するフィルムである。第１誘電体層７０、第２誘電体層８０は、発泡樹脂または絶縁性エラストマなどの誘電体を含んでいる。発泡樹脂は、いわゆるスポンジであり、例えば、発泡ポリウレタン、発泡ポリエチレン、発泡ポリオレフィンおよびスポンジゴムなどのうちの少なくとも１種である。絶縁性エラストマは、例えば、シリコーン系エラストマ、アクリル系エラストマ、ウレタン系エラストマおよびスチレン系エラストマなどのうちの少なくとも１種である。

第１誘電体層７０、第２誘電体層８０をその主面に垂直な方向（Ｚ軸方向）から平面視すると、第１誘電体層７０、第２誘電体層８０は、全体として矩形状を有している。但し、第１誘電体層７０、第２誘電体層８０の形状はこれに限定されものではなく、円形状、楕円形状、矩形状以外の多角形状または不定形状などであってもよい。

第１誘電体層７０は、第１電極基材５０側から下方に向かって凹となる凹部７５を有している。凹部７５が形成されることにより、第１電極基材５０に向けて突出した弾性凸部７６が形成される。図３、図４等では、一部の凹部および弾性凸部のみに参照符号を付している。本実施形態における凹部７５は、複数個からなり、Ｚ軸方向から複数の凹部７５を平面視すると、複数の凹部７５は点状を有しており、マトリックス状に２次元的に配置されている。凹部７５と上述した凸部５５および圧力検出部４５とは、対応する位置に設けられている。すなわち、図４に示すように、凸部５５の頂部５５ｂが凹部７５の底部である底部７５ａに当接する。当接箇所の下方に圧力検出部４５が配される。また、弾性凸部７６の先端である頂部７６ａがＲＥＦ電極層５０ｂに当接する。

図５Ａは、センサ１００の一部の断面を示す部分断面図であり、図５Ｂは、図５Ａに示されるセンサ１００のうちの第１電極基材５０を示し、図５Ｃは、図５Ａに示されるセンサ１００のうちの第１誘電体層７０を示している。なお、図５等では、第１電極基材５０における基材５０ａ、ＲＥＦ電極層５０ｂを適宜、区別しないで一体的に図示する場合がある。第２電極基材６０における基材６０ａ、ＲＥＦ電極層６０ｂについても同様である。

図６Ａは、図５ＢのＡＡ方向矢視図であり、図６Ｂは、図５ＢのＢＢ方向矢視図であり、図６Ｃは、図６Ａおよび図６Ｂにおける点線で囲まれた箇所を示す斜視図である。上述したように、凸部５５と凹部７５は対応して設けられている。凹部７５内に凸部５５が収納され、凸部５５の頂部５５ｂが凹部７５内の底部７５ａに当接する。なお、後述するスライド操作等により第１誘電体層７０が変形可能な程度に、凹部７５は凸部５５よりも幅広とされている。凹部７５の形状は、円筒形状に限らず適宜、変更することができる。

「センサの動作例」
次に、センサ１００の動作例について説明する。図７は、操作若しくは意図しない現象（例えば、センサ１００を含む機器と他の物体（鞄や服等）との接触による擦れ）によって生じ得るセンサ１００の部分的な変形を示す図である。図７Ａは、例えばＺ軸方向への押圧操作に伴うセンサ１００の変形を示しており、図７Ｂは、例えばＸ軸方向へのスライド操作に伴うセンサ１００の変形を示している。

第１電極基材５０に押圧がかかると第１誘電体層７０が局所的に潰れて変形し、第１電極基材５０（具体的には、ＲＥＦ電極層５０ｂ）が圧力検出部４５（基材４１上のパルス電極４２およびセンサ電極４３）に近づく。基材４１は潰れないため、押圧の有無にかかわらずパルス電極４２およびセンサ電極４３間の容量は一定である。第１電極基材５０が近づくと、パルス電極４２やセンサ電極４３からの電場の漏れが生じるため、パルス電極４２とセンサ電極４３との間の静電容量が小さくなる。この静電容量の減少を検出することにより、センサ１００に対する押圧を検出することができる。

一方、スライド操作に応じて、第１誘電体層７０の弾性凸部７６が面内方向に沿って変形する。この変形では、押圧の際の変形とは逆に第１電極基材５０（具体的には、ＲＥＦ電極層５０ｂ）がパルス電極４２およびセンサ電極４３から遠ざかることになり静電容量が増加する。この静電容量の増加を検出することにより、センサ１００に対する例えばスライド操作に伴う剪断力を検出することができる。なお、容量変化に基づいて、押圧の大きさや剪断力の大きさ、スライドの量を検出するようにしてもよい。スライド操作が終了すると、弾性凸部７６が元の形状に戻る。

以上説明した、第１の実施形態では、センサに対する押圧と剪断力を区別して検出することができる。また、第１の実施形態では、面内方向、例えば２軸方向（具体的には、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸方向）の剪断力を検出することができる。第１の実施形態によるセンサの構造では、配線の引き回しや圧力検出部を増やす必要がなく、構成が複雑化することがない。また、センサの柔軟性が過度に損なわれることがない。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態で説明した事項は、特に断らない限り、第２の実施形態に適用することができる。第２の実施形態では、凸部および凹部の形状が第１の実施形態と異なる。

図８は、第２の実施形態におけるセンサ（センサ１０２）の構成を説明するための分解斜視図である。ＲＥＦ電極層５０ｂは、第１誘電体層７０に向けて突出した凸部５６を有している。本実施形態における凸部５６は、複数個からなり、Ｚ軸方向から複数の凸部５６を平面視すると、複数の凸部５６は線状を有しており、Ｘ軸方向に離隔して配置されている。凸部５６の部分的な箇所と上述した圧力検出部４５とが対応する位置に設けられている。

第１誘電体層７０には、第１電極基材５０側から下方に向かって凹となる凹部７７が設けられている。凹部７７は、凸部５６の形状に対応してＺ軸方向からの平面視で矩形状の凹部である。凹部７７が形成されることにより、第１電極基材５０に向けて突出した弾性凸部７８が形成される。

図９Ａは、センサ１０２の一部の断面を示す部分断面図であり、図９Ｂは、図９Ａに示されるセンサ１０２のうちの第１電極基材５０を示し、図９Ｃは、図９Ａに示されるセンサ１０２のうちの第１誘電体層７０を示している。

図１０Ａは、図９ＢのＣＣ方向矢視図であり、図１０Ｂは、図９ＢのＤＤ方向矢視図であり、図１０Ｃは、図１０Ａおよび図１０における点線で囲まれた箇所を示す斜視図である。凸部５６と凹部７７は対応して設けられている。凹部７７内に凸部５５が収納され、凸部５６の頂部５６ｂが凹部７７内の底部７７ａに当接する。なお、スライド操作等により第１誘電体層７０が変形可能な程度に、凹部７７は凸部５６よりも幅広とされている。

センサ１０２の動作等については、第１の実施形態と同様であるので重複した説明を省略する。第２の実施形態でも第１の実施形態と同様の効果が得られる。第２の実施形態によれば、例えば１軸方向、具体的には、凸部５６の延設方向と直交する方向のスライド操作等を検出することができる。１軸方向のみの剪断力を検出できればよい用途に対しては、第２の実施形態に係るセンサが好適である。

＜３．第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。なお、第１、第２の実施形態で説明した事項は、特に断らない限り、第３の実施形態に適用することができる。第３の実施形態では、凸部５５に対して２以上（例えば２個）の圧力検出部４５が対応して設けられている。

図１１は、第３の実施形態におけるセンサ（センサ１０３）の構成を説明するための分解者斜視図である。図１２は、図１１における切断線Ａ−Ａ'でセンサ１０３を切断した場合の断面の一部を示す断面図である。図１１、図１２に示すように、各凸部５５に対して、近接して配置される２個の圧力検出部４５ａ、４５ｂが対応している。

図１３は、例えばＸ軸方向の一方向（図１３における右方向）へのスライド操作に伴うセンサ１０３の部分的な変形を示している。スライド操作に応じて、第１誘電体層７０が面内方向に沿って変形する。この変形では、第１電極基材５０（具体的には、ＲＥＦ電極層５０ｂ）が圧力検出部４５ａから遠ざかることになり、圧力検出部４５ｂには近づくことになる。したがって、圧力検出部４５ａにおけるパルス電極４２およびセンサ電極４３間の静電容量が増加し、圧力検出部４５ｂにおけるパルス電極４２およびセンサ電極４３間の静電容量が減少する。一方、例えばＸ軸方向の他方向（図１３における左方向）へのスライド操作がなされた場合には、第１電極基材５０（具体的には、ＲＥＦ電極層５０ｂ）が圧力検出部４５ａに近づくことにより、圧力検出部４５ｂから遠ざかることになる。したがって、圧力検出部４５ａにおけるパルス電極４２およびセンサ電極４３間の静電容量が減少し、圧力検出部４５ｂにおけるパルス電極４２およびセンサ電極４３間の静電容量が増加する。すなわち、個々の圧力検出部４５における静電容量の増減に基づいて、剪断力だけでなくスライド操作の方向を検出することができる。

以上、説明したように、第３の実施形態では、スライドの方向も検出することが可能となる。なお、第３の実施形態において、凸部５５と３個以上の圧力検出部４５が対応していてもよい。

なお、第３の実施形態において、さらにスライド操作がなされると、第１電極基材５０（具体的には、ＲＥＦ電極層５０ｂ）が圧力検出部４５ａおよび圧力検出部４５ｂから遠ざかる場合がある。この場合には、第１電極基材５０が遠ざかる距離（遠ざかり度合い）が異なるため、静電容量の増加の度合いが各圧力検出部によって異なる。例えば、Ｘ軸方向の一方向（図１３における右方向）へのスライド操作がなされた場合には、第１電極基材５０（具体的には、ＲＥＦ電極層５０ｂ）が、圧力検出部４５ｂに比べ圧力検出部４５ａに対してより遠ざかる。したがって、圧力検出部４５ａの静電容量の増加量が、圧力検出部４５ｂの静電容量の増加量に比して大きくなる。一方、例えばＸ軸方向の他方向（図１３における左方向）へのスライド操作がなされた場合には、反対に、圧力検出部４５ｂの静電容量の増加量が、圧力検出部４５ａの静電容量の増加量に比して大きくなる。すなわち、静電容量の増加量を比較することによりスライド操作の方向を検出することができる。なお、スライド操作に伴う２個の圧力検出部４５における静電容量の変化が、第３の実施形態で説明したように「増加」および「減少」とそれぞれなるように、ＲＥＦ電極層５０ｂの動きを規制するようにしてもよい。

＜４．変形例＞
以上、本技術の実施形態について具体的に説明したが、上述の各実施形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。以下、複数の変形例について説明する。

「変形例１」
図１４は、変形例１におけるセンサの構成を説明するための分解斜視図である。図１４に示すように、第１電極基材５０（具体的にはＲＥＦ電極層５０ｂ）が面内方向で分割されていてもよい。そして、分割された各領域における押圧や剪断力を検出するようにしてもよい。各領域における押圧や剪断力を個別に検出できるため、多点のタッチ操作等に伴う押圧やスライドを検出することができる。なお、分割された各第１電極基材５０の大きさは、同一の大きさでもよいし異なる大きさでもよい。

「変形例２」
図１５は、変形例２におけるセンサの断面の一部を示す図である。第１誘電体層７０の構造を変更して、スライド操作等による変形に必要な負荷を制御できる。例えば、図１５に示すように弾性凸部７６の幅方向（Ｘ軸方向）の大きさを小さくまたは大きくすることによりスライド操作等による変形に必要な負荷を制御できる。また、第１誘電体層７０の弾性凸部７６の全部または一部の頂部７６ａが第１電極基材５０に貼り合わされていてもよい。貼り合わされている箇所の数によってもスライド操作等による変形に必要な負荷を制御できる。

「変形例３」
図１６は、変形例３におけるセンサの断面の一部を示す図である。凸部５５の先端である頂部５５ｂが丸みを帯びていてもよい。これにより、第１電極基材５０が面内方向にスライドしやすくすることができる。

「変形例４」
図１７は、変形例４におけるセンサの断面の一部を示す図である。凸部５５が、凸部５５の底部５５ａから頂部５５ｂに向かって幅が狭くなるように傾斜した側面を有していてもよい。この構成により、静電容量の急激な変化を抑制することができ、スライドの有無やスライド量等を検出しやすくすることができる。

「変形例５」
図１８Ａ乃至図１８Ｃは、変形例５におけるセンサの断面の一例を示す図である。第１誘電体層７０が有する弾性凸部は、第１電極基材５０の面内方向の移動に際して、当該第１電極基材５０の凸部（例えば、凸部５５）に対して加わる負荷を段階的に変化させることが可能な構成を有していてもよい。例えば、図１８Ａに示すように、第１誘電体層７０が、第１電極基材５０に向けて突出する弾性凸部７６ｂを有していてもよい。弾性凸部７６ｂは、凹部７５内における凸部５５と弾性凸部７６との間に設けられており、例えば、断面逆Ｌ字状を成している。なお、弾性凸部７６ｂは、初期状態（スライド操作等がない段階）では第１電極基材５０に当接していない。

図１８Ｂに示すように、スライド操作がなされると、ある段階で第１電極基材５０の凸部５５が弾性凸部７６ｂに当接する。これによりスライド操作の方向への動きを抑制する抑制力が作用する。そして、図１８Ｃに示すように、さらに、スライド操作を続けるためには、弾性凸部７６ｂによる抑制力に抗して力を与える必要がある。このように、第１誘電体層７０に所定の弾性凸部を設けることにより、スライド操作に必要な負荷を段階的に変化させることができる。また、新たな操作感を与えることができる操作を提供することができる。

「変形例６」
図１９は、変形例６におけるセンサの断面の一部を示す断面図である。上述した実施形態等では、センサの一方の面の第１電極基材５０に凸部５５を設け、第１誘電体層７０に凹部７５等を設ける構成とした。センサの他方の面も同様の構成としてもよい。すなわち、第２電極基材６０をセンシング層４０の面内方向に移動可能とし、第２電極基材６０（具体的にＲＥＦ電極層６０ｂ）が第２誘電体層８０に向けて突出する凸部６５を有するようにしてもよい。そして、第２誘電体層８０に凹部８５、第２電極基材６０に向けて突出する弾性凸部８６（第２凸部）を設けてもよい。また、第２電極基材６０、第２誘電体層８０に上述した変形例で説明した構成を設けてもよい。この構成により、例えば、押圧操作により第１誘電体層７０および第２誘電体層８０の両方が変形するので、静電容量の変化を大きくすることができ、センサの荷重感度を高くすることができる。

「変形例７」
センサが柔軟性をより得られる構造であってもよい。図２０Ａは、変形例７におけるセンサの一部の構成を示す分解者斜視図であり、図２０Ｂは、変形例７における第１電極基材５０の凸部５５を拡大して示した図である。例えば、第１電極基材５０に格子状の溝部５０ｄが設けられ、第１電極基材５０が複数の電極基材５０ｃに分割されている。互いに隣接する４つの電極基材５０ｃの対応する４個のコーナーによりコーナー部５０ｅが形成されている。また、第１誘電体層７０にも、格子状の溝部７０ｄが設けられている。

図２０Ｂに示すように、凸部５５は複数（例えば４個）の柱状の凸部５５ｄに分割されており、各凸部５５ｄの頂部が矩形状の連結板５５ｅにより一体的に連結されている。４個の凸部５５ｄのそれぞれの底部５５ｆは、コーナー部５０ｅを構成する４個の電極基材５０ｃのコーナー付近に設けられている。なお、凸部５５は、溝部７０ｄを構成する、互いに直交する溝部が交差する交差部に対応した位置に配される。

図２１Ａは、切断線ＸＸＩＡ−ＸＸＩＡで変形例７におけるセンサを切断した場合の断面を示しており、また、当該センサを異なる方向に折り曲げた状態を示している。図２１Ｂは、切断線ＸＸＩＢ−ＸＸＩＢで変形例７におけるセンサを切断した場合の断面を示しており、また、当該センサを異なる方向に折り曲げた状態を示している。図示の通り、第１電極基材５０を分割して、さらに、第１誘電体層７０に格子状の溝部７０ｄを形成することにより、センサが柔軟性を得ることができる。なお、図２１Ａ、図２１Ｂでは、センサの構成を適宜、簡略化して示している。

「その他の変形例」
上述した実施形態等において、操作面側でない側（例えば、第２電極基材６０）は、金属板等により構成されていてもよい。また、上述した実施形態等において、圧力検出部は１個であってもよい。また、第１、第２電極基材は、基材を有しない構成（ＲＥＦ電極層のみの構成）でもよい。パルス電極４２およびセンサ電極４３が、基材４１の一方の面に設けられていてもよい。個々のパルス電極４２およびセンサ電極４３が、複数の線状の電極（サブ電極とも称される）で構成されてもよく、交差部のみがサブ電極により構成されてもよい。

上述した実施形態等において、全ての凸部（例えば、凸部５５）に対応して凹部（例えば、凹部７５）が設けられている必要はない。また、凸部の全周囲が凹部に囲まれていなくてもよい。凹部は、必ずしも凹部である必要はなく、平坦な第１誘電体層７０に凸部が島状に設けられている場合や、当該第１誘電体層７０に柱が所定のパターンで設けられていてもよい。

上述した実施形態では、剪断力が生じる操作としてスライド操作を例示したが、つかむ操作やはさむ操作等の複数指による操作であってもよい。

上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。上述した実施形態および変形例を実現するための構成が適宜、追加されてもよい。上述した実施形態および変形例は、適宜組み合わせることができる。

本技術は、以下の構成も採ることができる。
（１）
圧力検出部を含むセンシング層と、
前記センシング層上に設けられ、変形可能な誘電体層と、
前記誘電体層に向けて突出した凸部を有し、前記センシング層の面内方向に移動可能である導電層と
を備えるセンサ。
（２）
前記凸部の先端が、丸みを帯びている（１）に記載のセンサ。
（３）
前記凸部は、底部から頂部に向かって幅が狭くなるように傾斜した側面を有している（１）に記載のセンサ。
（４）
前記凸部と前記圧力検出部とが、対応して設けられている（１）乃至（３）の何れかに記載のセンサ。
（５）
前記凸部と２以上の前記圧力検出部とが、対応して設けられている（１）乃至（４）の何れかに記載のセンサ。
（６）
前記凸部が、点状を有する（１）乃至（５）の何れかに記載のセンサ。
（７）
前記凸部が、線状を有する（１）乃至（５）の何れかに記載のセンサ。
（８）
前記導電層が、面内で分割されている（１）乃至（７）の何れかに記載のセンサ。
（９）
前記誘電体層は、前記導体層に向けて突出した弾性凸部を有している（１）乃至（８）の何れかに記載のセンサ。
（１０）
前記弾性凸部は、前記導体層に当接されている（１）乃至（９）の何れかに記載のセンサ。
（１１）
前記弾性凸部は、前記導体層に貼り合わされている（１）乃至（９）の何れかに記載のセンサ。
（１２）
前記弾性凸部は、前記導電層の面内方向の移動に際して該導体層の凸部に対して加わる負荷を段階的に変化させることが可能な構成を有している（１）乃至（１１）の何れかに記載のセンサ。
（１３）
前記センシング層は、
基材と、
前記基材の一方の面に設けられた第１電極と、
前記基材の他方の面に設けられた第２電極と
を備え、
前記第１電極と前記第２電極とにより前記圧力検出部が構成されている（１）乃至（１２）の何れかに記載のセンサ。
（１４）
前記センシング層は、
基材と、
前記基材の一方の面に設けられた第１電極および第２電極と
を備え、
前記第１電極と前記第２電極とにより前記圧力検出部が構成されている（１）乃至（１２）の何れかに記載のセンサ。
（１５）
圧力検出部を含むセンシング層と、
前記センシング層の一方の面上に設けられ、変形可能な第１誘電体層と、
前記第１誘電体層の側に設けられ、前記第１誘電体層に向けて突出する第１凸部を有し、前記センシング層の面内方向に移動可能である第１導電層と、
前記センシング層の他方の面上に設けられ、変形可能な第２誘電体層と、
前記第２誘電体層の側に設けられた第２導電層と
を備えるセンサ。
（１６）
前記第２導電層は、前記第２誘電体層に向けて突出する第２凸部を有し、前記センシング層の面内方向に移動可能である（１５）に記載のセンサ。
（１７）
前記圧力検出部から出力に基づき、前記導電層の押圧および剪断力を検出する制御部をさらに備える（１）乃至（１６）の何れかに記載のセンサ。
（１８）
（１）乃至（１７）の何れかに記載のセンサを備える電子機器。
（１９）
（１）乃至（１７）の何れかに記載のセンサを備え、人体に装着可能とされるウエアラブル端末。
（２０）
検出部が、押圧または剪断力に応じた圧力検出部の静電容量の変化を検出し、
制御部が、前記検出部の検出結果に応じた処理を実行する制御方法。

＜５．応用例＞
次に、本技術の応用例について説明するが、本技術は、下記の応用例に限定されるものではない。本技術のセンサの応用例としては腕時計型電子機器、ヘッドマウントディスプレイ、操作ディスプレイ、電子楽器、靴下型センサ、スマートバンドなどのバンド型電子機器、腕輪型電子機器、指輪型電子機器、眼鏡型電子機器、または衣服型電子機器などにも適用可能である。

センサ１００を用いてバンド１２の内側の圧力分布センシングを行うようにしてもよい。これにより、筋肉、腱の形状が読み取れ、腕の姿勢、指の姿勢から、腕時計型電子機器１０の装着者が現在何を行っているかを推定することができる。また、意識的に腕、手を動かすことにより、装着したほうの片腕のみでのデバイスのコントロールが可能になる。このような検出動作は一般的なタッチセンサでは難しく、圧力分布センサならではの利点である。腕の動きをセンシングする方法として筋電を検出する方法もあるが、筋電は皮膚の接触度合や発汗状況などによるノイズが大きい。なお、スマートバンドなどのバンド型電子機器または腕輪型電子機器などで、上記の圧力分布センシングを行うようにしてもよい。また、センサ１００が、いわゆるバイオセンサであってもよい。この場合、コントローラＩＣ２２が、センサ１００から供給される出力信号に基づき、腕時計型電子機器を装着したユーザの心拍または脈拍などを検出し、その検出結果をＣＰＵ２１に通知するようにしてもよい。

例えば、ヘッドマウントディスプレイの本体側面に上述したセンサを用いた場合には、視界が塞がっていても追加のコントローラを必要とせずに、側面を押して僅かにスライドさせることでカーソル操作などができるようになる。本体正面にセンサを用いた場合には見ている映像と操作箇所を対応させることができ、インタラクティブなコンテンツも実現可能になる。

例えば、操作ディスプレイの背面に上述したセンサを用いた場合には、圧力検出位置の変化を伴った剪断力検出ではカーソル移動、圧力検出位置の変化を伴わない剪断力検出ではページ送りや曲送りといった形で操作を区別して取り扱うことができる。

例えば、電子楽器に上述したセンサを用いた場合には、キーボードであれば鍵盤で押圧と剪断力を検出させることで演奏の表現力を高めることができる。操作ディスプレイ同様に圧力検出位置の変化の有無を区別することで、例えば、指を大きくスライドさせた場合はベンディング、指をその場で揺すった場合にはビブラートといった操作が可能になる。

靴下型センサに上述したセンサを用いた場合には、足裏にかかる圧力の分布だけではなく踏ん張りの検出等が可能になる。従って運動能力の評価や靴の性能評価などが行えるようになる。

例えば、腕輪型端末のバンド部分の外側にこのセンサを用いた場合は、押し込んでから面方向に力をかけるだけで画面の遷移を行うことが可能になる。これによって画面にタッチセンサ等を搭載した場合のように狭い画面を指で塞いで見づらくなることはなく、幅の狭いバンド部分でも不便なく操作できる。また、押し込みだけを入力として受け付けるようにした場合は、スライドを含む押圧を衣服等との接触によるものと判断して無視すること（処理の対象としない）ことができる。

例えば、腕輪型端末のバンド部分の内側にこのセンサを用いた場合は、圧力で手首との接触状況を検出し、剪断力で手首とのズレを検出することができる。脈拍センサを搭載している端末であれば手首との接触状態が測定精度や確度に大きく影響するので、接触状態が悪ければ警告を出して、手首とのズレが生じそうならその時の脈拍測定データを無視するなどの使い方が実現できる。

上述したセンサを機器の入力インターフェイスに用いると、押圧以外の操作方法として面方向に力を加えるというものが追加されるため、機器に指示できる内容が豊富になる。例えば、押圧してから指を大きくスライドさせた場合と面方向に力を加えただけで移動を伴わない場合を区別することができる。どちらも剪断力を検出するが、前者は圧力検出位置が変化し、後者は変化しないという違いがある。これによって横方向の操作を２種類以上設定できることになる。また、１次元方向だけに圧力検出部が並んだ構成であっても、横方向へのスライド操作を検出することができるという利点がある。これによって機器表面にボタン、スライダー、ホイール、ジョイスティックといった入力インターフェイスを設けることなく同等の入力インターフェイスを実現でき、デザインを損なわずに使い勝手を向上させることができるようになる。

上述したセンサを機器の入力インターフェイスに用いると、垂直に押圧した場合と剪断力を伴って押圧した場合を区別できるため、意図した入力と意図しない入力の判別にも用いることができる。機器に衣服等の物体が意図せず接触して押圧した場合などは剪断力を伴うことが多いことから、これを意図しない入力として無視することで入力の誤検出を防ぐことができる。

上述したセンサを圧力分布センサとして用いると、歪みセンサ等を併用することなく一つのセンサで圧力分布と剪断力を測定することができる。したがって、上述したような靴の開発のように、圧力分布に加えて剪断力が有用な情報である場合に本技術は好適である。

応用例における処理例について説明する。第１の例は、腕輪型端末（例えば、上述した腕時計型電子機器１０）のバンド１２に対する操作を検出する処理および当該操作に応じて実行される処理である。この処理の流れを、図２２、図２３のフローチャートを参照して説明する。以下に示す処理は、例えば、センサ１００による検出結果に応じてコントローラＩＣ２２により行われる。なお、図２２、図２３における丸で囲まれた「Ａ」および「Ｂ」は、処理の連続性を示す記号であり、特別の処理を意味するものではない。

以下の説明では、バンド１２に２つの領域（第１領域および第２領域）が設定されているものとする。圧力検出部４５は２個で１セットとしており、圧力検出部４５の数（ノード数）は２×Ｎとする。メモリ（例えば、コントローラＩＣ２２が有するメモリ）には、押圧記憶領域Ｎ個、剪断方向記憶領域１個、重心座標記憶領域１個がそれぞれ設定されており、処理における変数として変数（ｉ,ｊ）が設定されている。

ステップＳＴ１０１では、全圧力検出部の静電容量が検出される。そして、処理がステップＳＴ１０２に進む。ステップＳＴ１０２では、剪断力を検出する処理が行われる。ステップＳＴ１０２はループの開始を示しており、ループが繰り返される毎に変数ｉが１からＮまで１刻みでインクリメントされる。ステップＳＴ１０３における処理では、剪断力がかかって容量差が生じているか否かが判断される。具体的には、（２ｉ−１）番目の圧力検出部４５の静電容量と２ｉ番目の圧力検出部４５の静電容量との容量差がｘ［Ｆ］より大きいか否かが判断される。容量差がｘより大きい場合には、処理がステップＳＴ１０４に進む。容量差がｘ以下であれば、処理がステップＳＴ１０８に進む。

ステップＳＴ１０４では、容量差に基づいて剪断力の大きさ（以下、単に剪断力と略称する）が算出される。そして、処理がステップＳＴ１０５に進む。ステップＳＴ１０５では、変数ｊ＝０が設定される。そして、処理がステップＳＴ１０６に進む。ステップＳＴ１０６では、剪断力が閾値より大きいか否かが判断される。例えば、剪断力がｙ［Ｐａ］より大きいか否かが判断される。ここで、閾値ｙは、剪断力の有無を判断するための閾値である。剪断力がｙ［Ｐａ］より大きい場合は、処理がステップＳＴ１０７に進む。剪断力がｙ以下である場合は、処理がステップＳＴ１０８に進む。ステップＳＴ１０７では、ｊ＝１、ｉ＝Ｎが設定される。

ステップＳＴ１０８は、ループに係る処理の終了を示している。ループに係る全ての処理が終了した後に、処理がＳＴ１０９に進む。ステップＳＴ１０９では、変数ｊ＝１であるか否かが判断される。ここで、変数ｊ＝１でない場合には、処理がステップＳＴ１１０に進み、メモリの剪断方向記憶領域に「無」を示す値（例えば、所定ビット数のデジタル値）が記録された後、処理がステップＳＴ１１３に進む。ステップＳＴ１０９でｊ＝１である場合には、処理がステップＳＴ１１１に進む。

ステップＳＴ１１１では、若い番号のノード側に剪断力がかかっているか否かが判断される。例えば、２ｉ番目の容量＞（２ｉ−１）番目の容量であるか否かが判断される。ステップＳＴ１１１の結果がＹｅｓである場合には、処理がステップＳＴ１１２に進む。ステップＳＴ１１２では、剪断方向記憶領域に「上」を示す値（例えば、所定ビット数のデジタル値）が記録された後、処理がステップＳＴ１１３に進む。

ステップＳＴ１１３では、圧力検出のループが開始される。ステップＳＴ１１４では、静電容量がより減少したノード、すなわち、（２ｉ−１）番目のノードで圧力の算出がなされる。そして、処理がステップＳＴ１１５に進む。ステップＳＴ１１５では、ｉ番目の押圧記憶領域にステップＳＴ１１４の結果が記録される。ステップＳＴ１１６は、ループに係る処理の終了を示している。

ステップＳＴ１１１の結果がＮｏである場合には、処理がステップＳＴ１２０に進む。ステップＳＴ１２０では、剪断方向記憶領域に「下」を示す値（例えば、所定ビット数のデジタル値）が記録された後、処理がステップＳＴ１２１に進む。

ステップＳＴ１２１では、圧力検出のループが開始される。ステップＳＴ１２２では、静電容量がより減少したノード、すなわち、２ｉ番目のノードで圧力の算出がなされる。そして、処理がステップＳＴ１２３に進む。ステップＳＴ１２３では、ｉ番目の押圧記憶領域にステップＳＴ１２２の結果が記録される。ステップＳＴ１２４は、ループに係る処理の終了を示している。

ステップＳＴ１１６またはステップＳＴ１２４でループに係る処理が終了した後に、処理が図２３に示すステップＳＴ１３０に遷移する。ステップＳＴ１３０では、押圧記憶領域に記憶されている最大圧力が閾値ｚ［Ｐａ］より大きいか否かが判断される。最大圧力が閾値を超えていれば、センサが押圧されたことになる。ステップＳＴ１３０の判断がＹｅｓである場合には、処理がステップＳＴ１３１に進む。

ステップＳＴ１３１では、ノードの位置に基づいて圧力重心座標が算出される。そして、処理がステップＳＴ１３２に進む。ステップＳＴ１３２では、圧力重心座標が重心座標記憶領域に記録される。そして、処理がステップＳＴ１３３に進む。ステップＳＴ１３３では、重心位置の判断がなされる。ここで重心位置が操作エリアである第１、第２領域以外の箇所である場合には、処理が図２２に示すステップＳＴ１０１の処理に戻る。重心位置が操作エリアである第１領域である場合には、処理がステップＳＴ１３４に進み、重心位置が操作エリアである第２領域である場合には、処理がステップＳＴ１４０に進む。

ステップＳＴ１３４では、剪断方向が判断され、剪断方向に応じた処理が行われる。例えば、剪断方向が上である場合には、ステップＳＴ１３５においてカーソルを上に移動させる処理が行われる。剪断方向が下である場合には、ステップＳＴ１３６においてカーソルを下に移動させる処理が行われる。剪断力がない場合には、ステップＳＴ１３６においてエンター（決定入力）が行われ、それに対応する処理が行われる。

第２領域における操作も同様に、ステップＳＴ１４０では、剪断方向が判断され、剪断方向に応じた処理が行われる。例えば、剪断方向が上である場合には、ステップＳＴ１４１においてカーソルを上に移動させる処理が行われる。剪断方向が下である場合には、ステップＳＴ１４２においてカーソルを下に移動させる処理が行われる。剪断力がない場合には、ステップＳＴ１４３においてエンター（決定入力）が行われ、それに対応する処理が行われる。

次に、腕輪型端末（例えば、上述した腕時計型電子機器１０）のバンドのずれを検出する処理および検出結果に応じて実行される処理の流れを、図２４、図２５のフローチャートを参照して説明する。以下に示す処理は、例えば、センサ１００による検出結果に応じてコントローラＩＣ２２により行われる。なお、図２４、図２５における丸で囲まれた「Ｃ」および「Ｄ」は、処理の連続性を示す記号であり、特別の処理を意味するものではない。

以下の説明では、圧力検出部４５は２個で１セットとしており、圧力検出部４５の数（ノード数）はＮとする。メモリ（例えば、コントローラＩＣ２２が有するメモリ）には、状態記憶領域がＮ個設定されており、処理における変数として変数（ｉ,ｊ,ｋ）が設定されている。

図２４のフローチャートにおいて、ステップＳＴ２０１では、変数ｊ＝０が設定される。そして、処理がステップＳＴ２０２に進む。ステップＳＴ２０２では、ベルトの締め具合を判断するループが開始される。ループが繰り返される度に変数ｉが１からＮまで１刻みでインクリメントされる。そして、処理がステップＳＴ２０３に進む。

ステップＳＴ２０３では、i番目の状態記憶領域に０が記録される。そして、処理がステップＳＴ２０４に進む。ステップＳＴ２０４では、ｉ番目の圧力検出部４５の静電容量が検出される。そして、処理がステップＳＴ２０５に進む。ステップＳＴ２０５では、ベルトを締めることによる圧力が閾値を超えているか否か、具体的には、ｉ番目の圧力検出部４５の静電容量がｘ［Ｆ］より小さいか否かが判断される。ステップＳＴ２０５の結果がＹｅｓであれば、処理がステップＳＴ２０６に進み、変数ｊに１が加算される。すなわち、本例における変数ｊは、圧力が閾値を超えているノード数を示している。変数ｊに１が加算された後、処理がステップＳＴ２０７に進む。また、ステップＳＴ２０５の結果がＮｏであれば、処理がステップＳＴ２０７に進む。ステップＳＴ２０７は、ループに係る処理の終了を示している。

ループに係る処理が終了した後、処理がステップＳＴ２０８に進む。ステップＳＴ２０８では、ｊ／Ｎ＞１／２であるか否か、具体的には、半分より多くのノードに対して、十分な圧力がかかっているか否かが判断される。ここで、ステップＳＴ２０８の判断がＮｏであれば、処理がステップＳＴ２０９に進む。

ステップＳＴ２０９では、一定以上（例えば、半分より多い）ノードに十分な圧力がかかっていないことから、例えば「締め不足です」等の表示がなされる。ベルトの締め不足の場合は、正確な計測ができないおそれがある。そこで、ステップＳＴ２０９に続くステップＳＴ２１０の処理では、以降得られる加速度、脈拍等のデータが破棄される。なお、ステップＳＴ２１０の具体的な処理の内容はアプリケーションに応じて変更することができる。

ステップＳＴ２０８の判断がＹｅｓであれば、処理が図２５におけるステップＳＴ２１５に進む。ステップＳＴ２１５では、変数ｊ＝０、ｋ＝０が設定される。そして、処理がステップＳＴ２１６に進む。ステップＳＴ２１６は、状態確認のためのループする処理の開始を示している。

ステップＳＴ２１７では、ｉ番目の圧力検出部４５の静電容量が検出される。そして処理がステップＳＴ２１８に進む。ステップＳＴ２１８では、ｉ番目の圧力検出部４５の静電容量がｘ［Ｆ］より小さいか否かが判断される。ステップＳＴ２１８の結果がＹｅｓであれば、処理がステップＳＴ２１９に進み、変数ｊに１が加算される。ステップＳＴ２１９に続くステップＳＴ２２５では、ｉ番目の状態記憶領域に０が記録され、処理がステップＳＴ２２６に進む。ステップＳＴ２２６は、ループに係る処理の終了を示している。

ステップＳＴ２１８の結果がＮｏであれば、処理がステップＳＴ２２０に進む。ステップＳＴ２２０では、ｉ番目の圧力検出部４５の静電容量がｙ［Ｆ］より大きいか否かが判断される。ここで閾値ｙは、剪断力の有無を判断するための閾値である。ステップＳＴ２２０の判断結果がＮｏであれば、処理が上述したステップＳＴ２２５に進む。ステップＳＴ２２０の判断結果がＹｅｓであれば、処理がステップＳＴ２２１に進む。

ステップＳＴ２２１では、ｉ番目の状態記憶領域に１を追加（加算）する処理が行われる。そして、処理がステップＳＴ２２２に進む。ステップＳＴ２２２では、ｉ番目の記憶領域が閾値ａを超えたか否かが判断される。この判断は、剪断力が連続ａ回超えたか否かを判断する処理である。ステップＳＴ２２２の判断結果がＮｏであれば、処理がステップＳＴ２２６に進む。ステップＳＴ２２２の判断結果がＹｅｓであれば、処理がステップＳＴ２２３に進む。ステップＳＴ２２３では、変数ｋに１が加算され、その後、処理がステップＳＴ２２６に進む。

ループに係る処理が終了した後に、処理がステップＳＴ２２７に進む。ステップＳＴ２２７では、ｋ／Ｎ＞１／２であるか否かが判断される。すなわち、半分のノードが閾値を超え続けているか否かが判断される。ステップＳＴ２２７の結果がＹｅｓであれば、処理がステップＳＴ２２８に進む。ステップＳＴ２２８では、半分より多くのノードに連続して剪断力がかかっていることから、例えば「バンドがずれています」等の表示がなされる。ステップＳＴ２２８の処理の後、処理が図２４のフローチャートにおけるステップＳＴ２１０の処理に遷移する。

ステップＳＴ２２７の結果がＮｏであれば、処理がステップＳＴ２２９に進む。ステップＳＴ２２９では、ｊ／Ｎ＞１／２であるか否かが判断される。すなわち、半分のノードに十分な圧力がかかっているか否かが判断される。ステップＳＴ２２９の判断結果がＹｅｓであれば処理がステップＳＴ２１５に戻る。ステップＳＴ２２９の判断結果がＮｏであれば処理がステップＳＴ２３０に進む。ステップＳＴ２３０では、半分より多くのノードに十分な圧力がかかっていないことから、例えば「バンドが緩んでいます」等の表示がなされる。ステップＳＴ２３０の処理の後、処理が図２４のフローチャートにおけるステップＳＴ２１０の処理に遷移する。以上、応用例における処理例について説明したが、センサの適用分野に応じて上述した処理が適宜変更できることは言うまでもない。

１０・・・電子機器
４０・・・センシング層
４５・・・圧力検出部
５０・・・第１電極基材
５０ｂ・・・ＲＥＦ電極層
５５・・・凸部
６０・・・第２電極基材
６０ｂ・・・ＲＥＦ電極層
７０・・・第１誘電体層
７５・・・凹部
７６・・・弾性凸部
８０・・・第２誘電体層
１００・・・センサ

Claims (20)

1. 圧力検出部を含むセンシング層と、
   前記センシング層上に設けられ、変形可能な誘電体層と、
   前記誘電体層に向けて突出した凸部を有し、前記センシング層の面内方向に移動可能である導電層と
   を備えるセンサ。
2. 前記凸部の先端が、丸みを帯びている請求項１に記載のセンサ。
3. 前記凸部は、底部から頂部に向かって幅が狭くなるように傾斜した側面を有している請求項１に記載のセンサ。
4. 前記凸部と前記圧力検出部とが、対応して設けられている請求項１に記載のセンサ。
5. 前記凸部と２以上の前記圧力検出部とが、対応して設けられている請求項１に記載のセンサ。
6. 前記凸部が、点状を有する請求項１に記載のセンサ。
7. 前記凸部が、線状を有する請求項１に記載のセンサ。
8. 前記導電層が、面内で分割されている請求項１に記載のセンサ。
9. 前記誘電体層は、前記導体層に向けて突出した弾性凸部を有している請求項１に記載のセンサ。
10. 前記弾性凸部は、前記導体層に当接されている請求項１に記載のセンサ。
11. 前記弾性凸部は、前記導体層に貼り合わされている請求項１に記載のセンサ。
12. 前記弾性凸部は、前記導電層の面内方向の移動に際して該導体層の凸部に対して加わる負荷を段階的に変化させることが可能な構成を有している請求項１に記載のセンサ。
13. 前記センシング層は、
    基材と、
    前記基材の一方の面に設けられた第１電極と、
    前記基材の他方の面に設けられた第２電極と
    を備え、
    前記第１電極と前記第２電極とにより前記圧力検出部が構成されている請求項１に記載のセンサ。
14. 前記センシング層は、
    基材と、
    前記基材の一方の面に設けられた第１電極および第２電極と
    を備え、
    前記第１電極と前記第２電極とにより前記圧力検出部が構成されている請求項１に記載のセンサ。
15. 圧力検出部を含むセンシング層と、
    前記センシング層の一方の面上に設けられ、変形可能な第１誘電体層と、
    前記第１誘電体層の側に設けられ、前記第１誘電体層に向けて突出する第１凸部を有し、前記センシング層の面内方向に移動可能である第１導電層と、
    前記センシング層の他方の面上に設けられ、変形可能な第２誘電体層と、
    前記第２誘電体層の側に設けられた第２導電層と
    を備えるセンサ。
16. 前記第２導電層は、前記第２誘電体層に向けて突出する第２凸部を有し、前記センシング層の面内方向に移動可能である請求項１５に記載のセンサ。
17. 前記圧力検出部から出力に基づき、前記導電層の押圧および剪断力を検出する制御部をさらに備える請求項１に記載のセンサ。
18. 請求項１に記載のセンサを備える電子機器。
19. 請求項１に記載のセンサを備え、人体に装着可能とされるウエアラブル端末。
20. 検出部が、押圧または剪断力に応じた圧力検出部の静電容量の変化を検出し、
    制御部が、前記検出部の検出結果に応じた処理を実行する制御方法。

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