JPWO2018061937A1 - センシング装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

電子機器は、導体を含む外装体と、センシング部を有する静電容量式のセンサ電極層と、センサ電極層の一方の面が外装体に対向するようにセンサ電極層を支持する、導体を含む支持体とを備える。センサ電極層と外装体の間が離されていると共に、センサ電極層と支持体の間が離されている。【選択図】図１

Description

本技術は、センシング装置および電子機器に関する。

静電容量変化により圧力を検出する感圧センサとしては、自己容量検出型と相互容量検出型とがある。自己容量検出型の感圧センサは、ｉＰｈｏｎｅ６Ｓ(登録商標)（Ａｐｐｌｅ社）の３Ｄ Ｔｏｕｃｈにて採用されている。３Ｄ Ｔｏｕｃｈは、具体的には、図１９Ａに示すように、グランド電極１０２を有するフロントパネル（ディスプレイモジュール）１０１の裏面側に、複数の静電センサ１０３が配置された構成を有している。このような構成を有する３Ｄ Ｔｏｕｃｈは、図１９Ｂに示すように、フロントパネル１０１に加えられる圧力を浮遊容量の変化に基づき検出している。一方、相互容量検出型の感圧センサは、例えば特許文献１に開示されている。

特開２０１４−１７９０６２号公報

本技術の目的は、外装体または基体の押圧を検出することができるセンシング装置および電子機器を提供することにある。

上述の課題を解決するために、第１の技術は、導体を含む外装体と、センシング部を有する静電容量式のセンサ電極層と、センサ電極層の一方の面が外装体に対向するようにセンサ電極層を支持する、導体を含む支持体とを備え、センサ電極層と外装体の間が離されていると共に、センサ電極層と支持体の間が離されている電子機器である。

第２の技術は、導体を含む外装体と、センシング部を有する静電容量式のセンサ電極層と、センサ電極層の一方の面が外装体に対向するようにセンサ電極層を支持する、導体を含む支持体とを備え、センサ電極層は、波状を有している電子機器である。

第３の技術は、導体を含む基体と、センシング部を有する静電容量式のセンサ電極層と、センサ電極層の一方の面が基体に対向するようにセンサ電極層を支持する、導体を含む支持体とを備え、センサ電極層と基体の間が離されていると共に、センサ電極層と支持体の間が離されているセンシング装置である。

第４の技術は、導体を含む基体と、センシング部を有する静電容量式のセンサ電極層と、センサ電極層の一方の面が基体に対向するようにセンサ電極層を支持する、導体を含む支持体とを備え、センサ電極層は、波状を有しているセンシング装置である。

本技術によれば、外装体または基体の押圧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、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

図１Ａは、本技術の第１の実施形態に係る電子機器の外観を示す斜視図である。図１Ｂは、図１ＡのＩＢ−ＩＢ線に沿った断面図である。 図２Ａは、筐体の側壁部の構成を示す断面図である。図２Ｂは、支持プレートの支持面と側壁部の内側面との間の距離を示す断面図である。図２Ｃは、センサモジュールの仮想厚みの変化を示す断面図である。 図３Ａは、筐体の側壁部の構成を示す断面図である。図３Ｂは、図３Ａの矢印Ａの方向から筐体の側壁部を見たときの平面図である。 図４は、センサ電極層の構成を示す断面図である。 図５Ａは、センサの一方の主面側の構成を示す断面図である。図５Ｂは、センサの他方の主面側の構成を示す断面図である。 図６は、本技術の第１の実施形態に係る電子機器の回路構成を示すブロック図である。 図７Ａは、ユーザが電子機器を握ったときの電子機器の動作を説明するための概略図である。図７Ｂは、ユーザがスライド操作したときの電子機器の動作を説明するための概略図である。 図８は、センサの変形例を示す平面図である。 図９は、センサの変形例を示す断面図である。 図１０は、センサ電極層の変形例を示す平面図である。 図１１は、本技術の第２の実施形態に係る電子機器の側面部の構成を示す断面図である。 図１２Ａは、センサの一方の主面側の構成を示す断面図である。図１２Ｂは、センサの他方の主面側の構成を示す断面図である。 図１３Ａは、側面が押圧されていないときのセンサの状態を示す断面図である。図１３Ｂは、側面が押圧されたときのセンサの状態を示す断面図である。 図１４Ａ、図１４Ｂはそれぞれ、センサの変形例を示す断面図である。 図１５Ａは、本技術の第３の実施形態に係る電子機器の側面部の構成を示す断面図である。図１５Ｂは、センサの構成を示す斜視図である。 図１６Ａ、図１６Ｂ、図１６Ｃは、センサの仮想厚みの変化を示す断面図である。 図１７Ａは、本技術の第４の実施形態に係る電子機器の裏面部の構成を示す平面図である。図１７Ｂは、図１７ＡのＸＶIIＢ−ＸＶIIＢ線に沿った断面図である。図１７Ｃは、図１７Ｂの一部を拡大して表す断面図である。 図１８Ａは、センサの一方の主面側の構成を示す断面図である。図１８Ｂは、センサの他方の主面側の構成を示す断面図である。 図１９Ａは、３Ｄ Ｔｏｕｃｈの構成を示す断面図である。図１９Ｂは、３Ｄ Ｔｏｕｃｈの検出動作を説明するための断面図である。

本技術の実施形態について以下の順序で説明する。
１ 第１の実施形態（側面の変形を検出可能な電子機器の例）
２ 第２の実施形態（側面の変形を検出可能な電子機器の例）
３ 第３の実施形態（側面の変形を検出可能な電子機器の例）
４ 第４の実施形態（裏面の変形を検出可能な電子機器の例）

＜１ 第１の実施形態＞
［電子機器の構成］
本技術の第１の実施形態に係る電子機器１０は、図１Ａ、図１Ｂに示すように、いわゆるスマートフォンであり、外装体としての筐体１１と、支持体としての支持プレート１２Ｌ、１２Ｒと、基板１３と、フロントパネル１４と、静電容量式のセンサ２０とを備える。

電子機器１０は、細長の側面１０ＳＬ、１０ＳＲの微小変形に基づき、側面１０ＳＬ、１０ＳＲに加わる圧力を検出可能に構成されている。例えば、電子機器１０は、側面１０ＳＬ、１０ＳＲに加わる圧力の検出結果に基づき、ウェイクアップ動作の実行、スライド操作の検出、持ち手検出などを実行する。

筐体１１と、支持体としての支持プレート１２Ｌ、１２Ｒと、静電容量式のセンサ２０とによりセンシング装置が構成される。センシング装置は、必要に応じて、基板１３を備えるようにしてもよい。筐体１１は、基体の一例である。

（筐体）
筐体１１は、フロントパネル１４と対向し、電子機器１０の裏面を構成する裏面部１１Ｂと、裏面部１１Ｂの周縁に設けられた周壁部１１Ａとを備える。周壁部１１Ａの先端の内側には、フロントパネル１４が嵌め合わされている。周壁部１１Ａは、平面状の内側面１１ＳＬを有する側壁部１１Ｌと、平面状の内側面１１ＳＲを有する側壁部１１Ｒとを有している。側壁部１１Ｌ、１１Ｒは、変形検出対象の一例である。内側面１１ＳＬ、１１ＳＲにはそれぞれ、支持プレート１２Ｌ、１２Ｒが設けられている。なお、内側面１１ＳＬに設けられた支持プレート１２Ｌおよびセンサ２０と、内側面１１ＳＲに設けられた支持プレート１２Ｒおよびセンサ２０とは同様の構成を有するため、以下では、内側面１１ＳＬに設けられた支持プレート１２Ｌおよびセンサ２０について主として説明する。

筐体１１は、接地されており、グランド電位となっている。筐体１１は、高い剛性を有している。筐体１１の側壁部１１Ｌ、１１Ｒは、側面１０ＳＬ、１０ＳＲが指や手などで押圧されると、微小変形可能に構成されている。

筐体１１は、導体である金属により構成されている。金属としては、例えば、アルミニウム、チタン、亜鉛、ニッケル、マグネシウム、銅、鉄などの単体、またはこれらの材料のうちの少なくとも１種を含む合金などが挙げられる。合金の具体例としては、ステンレス鋼（Stainless Used Steel：ＳＵＳ）、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金などが挙げられる。

（基板）
基板１３は、電子機器１０のメイン基板であり、コントローラＩＣ（Integrated Circuit）（以下単に「ＩＣ」という。）１３ａと、メインＣＰＵ（Central Processing Unit）（以下単に「ＣＰＵ」という。）１３ｂとを備える。ＩＣ１３ａは、２つのセンサ２０を制御し、それぞれのセンサ２０に加わる圧力を検出する制御部である。ＣＰＵ１３ｂは、ＩＣ１３ａの圧力検出結果に基づき、電子機器１０の全体を制御する制御部である。例えば、ＣＰＵ１３ｂは、ＩＣ１３ａから供給される信号に基づき、音量調整、画面表示、ウェイクアップ動作または持ち手検出などの各種処理を実行する。

（フロントパネル）
フロントパネル１４は表示装置１４ａを備え、この表示装置１４ａの表面には静電容量式のタッチパネルが設けられている。表示装置１４ａとしては、例えば、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence：ＥＬ）ディスプレイなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。

（支持プレート）
支持プレート１２Ｌ、１２Ｒは、センサ２０をセンサ２０の一方の主面が内側面１１ＳＬに対向するように支持する支持体である。支持プレート１２Ｌ、１２Ｒは、図２Ａに示すように、センサ２０を支持する支持部１２ａと、支持部１２ａを内側面１１ＳＬ、１１ＳＲに固定するための固定部１２ｂとを備える。支持部１２ａは、内側面１１ＳＬ、１１ＳＲに対向する平面状の支持面１２ＳＬ、１２ＳＲを有し、支持面１２ＳＬ、１２ＳＲと内側面１１ＳＬ、１１ＳＲとの間には隙間が設けられており、この隙間にセンサ２０が設けられている。固定部１２ｂは、ネジなどの締結部材または接着層などにより内側面１１ＳＬ、１１ＳＲに固定される。

支持プレート１２Ｌ、１２Ｒは、導体である金属により構成されている。支持プレート１２Ｌ、１２Ｒの材料としては、筐体１１と同様の材料を例示することができる。支持プレート１２Ｌ、１２Ｒは、接地されており、グランド電位となっている。

（センサ）
センサ２０は、側壁部１１Ｌ、１１Ｒの微小変形を検出する。センサ２０は、いわゆる静電容量式の感圧センサであり、長尺状を有している。側壁部１１Ｌ、１１Ｒに設けられたセンサ２０、２０はそれぞれ、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）１５Ｌ、１５Ｒを介して基板１３のＩＣ１３ａに電気的に接続されている。センサ２０の周囲は、金属により構成された筐体１１および支持プレート１２Ｌ、１２Ｒにより覆われているので、外部ノイズ（外部電場）がセンサ２０内に入り込むことを抑制できる。したがって、外部ノイズによるセンサ２０の検出精度の低下および誤検出を抑制できる。

センサ２０は、図２Ａに示すように、センサ２０の長手方向と側壁部１１Ｌの長手方向とが一致するようにして、支持面１２ＳＬと内側面１１ＳＬとの間の隙間に設けられている。なお、本明細書において、細長の側壁部１１Ｌ、１１Ｒの長手方向を±Ｘ軸方向といい、側壁部１１Ｌ、１１Ｒの高さ方向（すなわち電子機器１０の厚さ方向）を±Ｙ軸方向といい、側壁部１１Ｌ、１１Ｒの長手方向および高さ方向に垂直な方向を±Ｚ軸方向という。

電子機器１０は、下記の構成（Ａ）〜（Ｃ）を有していることが好ましい。
（Ａ）支持プレート１２Ｌの支持面１２ＳＬと側壁部１１Ｌの内側面１１ＳＬとの間の設計上の距離をＨ、この設計上の距離Ｈに対して製造上のプロセスで生じるバラツキを考慮した距離の範囲をＨｍｉｎ〜Ｈｍａｘ、センサ２０の仮想厚みをＳとすると、Ｈｍｉｎ、Ｈｍａｘ、Ｓが、Ｈｍｉｎ＜Ｓ＜Ｈｍａｘの関係を満たしている（図２Ｂ参照）。ここで、センサ２０の仮想厚みＳとは、センサ２０のＺ軸方向の最大位置と最小位置との差で規定される量である。例えば、センサ２０が波状である場合には、センサ２０の仮想厚みＳは波の振動の幅に等しい。
（Ｂ）センサ２０は、Ｚ軸方向に微小な力Ｆ_Zが加えられると、仮想厚みＳからＳ’に変化可能に構成されている（図２Ｃ参照）。
（Ｃ）センサ２０は、支持面１２ＳＬと内側面１１ＳＬとの間において、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に自由に伸縮可能に設けられている（図２Ａ参照）。

下記の構成（ａ）〜（ｃ）のうちの少なくとも１つを採用することによって、センサ２０の仮想厚みＳの変化量ΔＳとそれに必要なＺ軸方向の力Ｆ_Zの関係を調整することが好ましい。荷重感度向上の観点からすると、Ｚ軸方向の力Ｆ_Zに対してセンサ２０の仮想厚みＳの変化量ΔＳができるだけ大きくなるように調整することが好ましい。
（ａ）センサ２０の両主面に複数の柱状体を設ける。
（ｂ）Ｚ方向に凸状および／または凹状となる所定形状（例えば波状）をセンサ２０に付与する。
（ｄ）センサ２０に切り欠き部および貫通孔のうちの少なくとも一方を設ける。

以下、センサ２０の具体的な構成の一例について説明する。センサ２０は、図３Ａ、図３Ｂに示すように、複数のセンシング部３０ＳＥを有するフィルム状の静電容量式センサ電極層３０と、センサ電極層３０の一方の主面（第１の主面）に設けられた複数の第１柱状体２１および複数の第２柱状体２２と、センサ電極層３０の他方の主面（第２の主面）に設けられた複数の第３柱状体２３とを備える。

センサ電極層３０の一方の主面と内側面１１ＳＬとの間は離されており、センサ電極層３０の一方の主面と内側面１１ＳＬとの間に空気層が設けられている。センサ電極層３０の他方の主面と支持面１２ＳＬとの間は離されており、センサ電極層３０の他方の主面と支持面１２ＳＬとの間に空気層が設けられている。

第１、第２柱状体２１、２２と内側面１１ＳＬとの間に隙間が設けられているのに対して、第３柱状体２３と支持面１２ＳＬとは接している。複数のセンシング部３０ＳＥは、センサ２０の長手方向（Ｘ軸方向）に一定間隔で一列をなすように１次元的に配置されている。

（柱状体）
第１柱状体２１は、−Ｚ軸方向からセンサ２０の一方の主面を平面視すると、図５Ａに示すように、センシング部３０ＳＥの中央に設けられている。また、第２柱状体２２は、−Ｚ軸方向からセンサ２０の一方の主面を平面視すると、図５Ａに示すように、センシング部３０ＳＥの周縁または外側に設けられている。第３柱状体２３は、図５Ｂに示すように、＋Ｚ軸方向からセンサ２０の他方の主面を平面視すると、センシング部３０ＳＥの中央に設けられている。ここで、センサ電極層３０の一方の主面は内側面１１ＳＬに対向する側の主面であり、他方の主面は支持面１２ＳＬに対向する側の主面である。

第１、第２柱状体２１、２２は、内側面１１ＳＬとセンサ電極層３０の一方の主面との間の距離のバラツキを抑制するために設けられている。第１、第２柱状体２１、２２が設けられていることで、製造上のバラツキが発生した場合、または電子機器１０の落下などにより側面１０ＳＬが変形した場合に、内側面１１ＳＬとセンサ電極層３０の一方の主面との間の隙間を保持できる。したがって、側面１０ＳＬの荷重感度の低下を抑制できる。第１柱状体２１の高さＤ１は、図４に示すように、第２柱状体２２の高さＤ２より低い。これにより、側壁部１１Ｌが変形した際に、内側面１１ＳＬが、センシング部３０ＳＥの中央の位置でＺ軸方向に最も変化しやすくなるため、側面１０ＳＬの荷重感度を向上できる。

第３柱状体２３は、センサ電極層３０の他方の主面と支持面１２ＳＬとの間に空気隙間を確保するためのものである。電子機器１０の内部の電気的ノイズなどからセンサ電極層３０をシールドするために、支持プレート１２Ｌを導電体として金属により構成し、グランドに接続している。内側面１１ＳＬとセンサ電極層３０の一方の主面との距離の変化に対する容量変化感度を確保するためには、支持プレート１２Ｌとセンシング部３０ＳＥとの誘電結合を小さくすることが好ましい。したがって、誘電率の最も小さな空気層をセンサ電極層３０の他方の主面と支持面１２ＳＬとの間に設けることが好ましい。第３の柱状体２３がセンシング部３０ＳＥの中央に設けられていることで、第２柱状体２２を介してセンサ電極層３０がＺ軸方向に押圧された場合に、センシング部３０ＳＥがＺ軸方向に変位することを抑制することができる。したがって、側面１０ＳＬの荷重感度を向上できる。

なお、センサ２０が上述の構成を有する場合、Ｚ軸方向における第１柱状体２１の頂部位置と第３柱状体２３の頂部位置との差が、上述したセンサ２０の仮想厚みＳに相当する。

第１〜第３柱状体２１〜２３は、紫外線硬化樹脂などのエネルギー線硬化性樹脂組成物により構成されている。第１〜第３柱状体２１〜２３は、例えば、錐体状、円柱状、多角柱状、針状、球体の一部の形状（例えば半球体状）、楕円体の一部の形状（例えば半楕円体状）、多角形状、不定形状などが挙げられるが、これらの形状に限定されるものではなく、他の形状を採用するようにしてもよい。第１〜第３柱状体２１〜２３の形成方法としては、例えばスクリーン印刷法などの印刷法が挙げられる。

（センサ電極層）
センサ電極層３０は、フレキシブル性を有している。センサ電極層３０は、図４に示すように、フレキシブル性を有する基材３１と、基材３１の一方の主面に設けられた複数のパルス電極（第１電極）３２と、基材３１の一方の主面にパルス電極３２を覆うように設けられた絶縁層３３と、基材３１の他方の主面に設けられた複数のセンス電極（第２電極）３４と、基材３１の他方の主面にセンス電極３４を覆うように設けられた絶縁層３５とを備える。

（基材）
基材３１は、フィルム状を有している。本明細書では、フィルムには、シートも含まれるものとする。基材３１の材料としては、高分子樹脂を用いることが好ましい。高分子樹脂としては、例えば、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）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエステル、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、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ノルボルネン系熱可塑性樹脂などが挙げられる。

（パルス電極、センス電極）
パルス電極３２は、図５Ａに示すように、基材３１の一方の主面に、Ｘ軸方向に一定間隔で一列をなすように１次元的に配置されている。パルス電極３２から配線（図示せず）が引き出され、ＦＰＣ１５Ｌ、１５Ｒを介してＩＣ１３ａに接続されている。

センス電極３４は、図５Ｂに示すように、基材３１の他方の主面に、Ｘ軸方向に一定間隔で一列をなすように１次元的に配置されている。センス電極３４から配線（図示せず）が引き出され、ＦＰＣ１５Ｌ、１５Ｒを介してＩＣ１３ａに接続されている。

パルス電極３２、センス電極３４の形状として、例えば、平板状、網状、ストライプ状、同心状、螺旋状または放射状などが挙げられるが、これに限定されるものではない。センサ電極層３０の厚さ方向（Ｚ軸方向）に重なり合うパルス電極３２およびセンス電極３４により、センシング部３０ＳＥが構成されている。

なお、図５Ａ、図５Ｂでは、第１〜第３柱状体２１〜２３と、パルス電極３２、センス電極３４との位置関係の理解が容易となるように、絶縁層３３、３５の図示を省略している。

（絶縁層）
絶縁層３３、３５は、無機材料および有機材料のうちの少なくとも１種を含んでいる。無機材料としては、例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＮ、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｙ₂Ｏ₃、ＨｆＯ₂、ＨｆＡｌＯ、ＺｒＯ₂またはＴｉＯ₂などを用いることができる。有機材料としては、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）などのポリアクリレート、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＳ（ポリスチレン）、ポリイミド、ポリエステル、エポキシ、ポリビニルフェノールまたはポリビニルアルコールなどの高分子樹脂を用いることができる。絶縁層３３、３５が、片面に粘着層を有するフィルムであってもよい。

（各種のパラメータの関係）
側面１０ＳＬが押圧されていない状態において、電子機器１０は、以下の式（１）〜（３）を満たすように構成されていることが好ましい（図４参照）。
Ｈ−Ｔ−Ｄ３＝Ｄ ・・・（１）
Ｄ１、Ｄ２＜Ｄ ・・・（２）
Ｄ１＜Ｄ２ ・・・（３）
（但し、Ｔ：センサ電極層３０の厚み、Ｈ：内側面１１ＳＬと支持面１２ＳＬとの間の距離、Ｄ：内側面１１ＳＬとセンサ電極層３０の一方の主面との距離、Ｄ１：第１柱状体２１の高さ、Ｄ２：第２柱状体２２の高さ、Ｄ３：第３柱状体の高さ）

側壁部１１Ｌの微小変形の検出感度を向上する観点からすると、センサ電極層３０の一方の主面と内側面１１ＳＬとの距離Ｄは、小さいことが好ましい。例えばサブミクロンオーダーの側壁部１１Ｌの変形を検出する場合には、センサ電極層３０の一方の主面と内側面１１ＳＬとの距離Ｄは、数μｍ〜数１０μｍであることが好ましい。

側壁部１１Ｌが押圧されると、側壁部１１Ｌはセンサ電極層３０の一方の主面に向けて微小変形する。このときの内側面１１ＳＬの変形量をΔＺとすると、変形量ΔＺの大きさに応じて、以下の状態（１）〜（３）が想定される。
（１）ΔＺがΔＺ＜Ｄ−Ｄ２を満たす範囲では、内側面１１ＳＬは、第１柱状体２１に接触しない状態にある。
（２）ΔＺがＤ−Ｄ２≦ΔＺ＜Ｄ−Ｄ１を満たす範囲では、内側面１１ＳＬは、第２柱状体２２を介してセンサ電極層３０をＺ軸方向に向けて押圧し変形させる。
（３）ΔＺがＤ−Ｄ１≦ΔＺを満たす範囲では、内側面１１ＳＬは、第１、第２柱状体２１、２２を介してセンサ電極層３０をＺ軸方向に向けて押圧し更に変形させる。

上記の（１）の状態の場合、内側面１１ＳＬが第２柱状体２２に接触しないため、側壁部１１Ｌの変形を阻害するような応力は内側面１１ＳＬには作用しない。
上記の（２）の状態の場合は、内側面１１ＳＬが第２柱状体２２に接触するため、側壁部１１Ｌの変形を阻害するような応力が内側面１１ＳＬに作用する。この点を考慮すると、センサ電極層３０の曲げ剛性を小さくして、内側面１１ＳＬに作用する応力を低減することが好ましい。
前述の（３）の状態の場合、内側面１１ＳＬが第１柱状体２１に接触するため、側壁部１１Ｌの変形を阻害するような応力が内側面１１ＳＬに更に作用することになる。この点を考慮すると、センサ電極層３０の曲げ剛性を小さくすると共に、第１、第２柱状体２１、２２を非常に低剛性の材料で構成することが好ましい。

実際の使用において想定される内側面１１ＳＬの最大変形量をΔＺｍａｘとした場合、ΔＺｍａｘは、以下の式（ａ）、（ｂ）のいずれかを満たしていることが好ましい。
ΔＺｍａｘ＜Ｄ−Ｄ２ ・・・（ａ）
Ｄ−Ｄ２≦ΔＺｍａｘ＜Ｄ−Ｄ１ ・・・（ｂ）

例えば最大変形量ΔＺｍａｘ＝１μｍとし、内側面１１ＳＬとセンサ電極層３０の一方の主面との距離Ｄ＝２０μｍとした場合、以下の式を満たしていることが好ましい。
１＜２０−Ｄ２
したがって、Ｄ２は以下の数値範囲であることが好ましい。
Ｄ２＜１９μｍ（但し、Ｄ１＜Ｄ２）

構成部材のバラツキＲ＝５μｍと想定した場合、以下の式を満たしていることが好ましい。
Ｄ２＜１９−５＝１４μｍ
上記関係式より、Ｄ１、Ｄ２は、例えばＤ２＝１３μｍ、Ｄ１＝１２μｍに設定することが好ましい。

［電子機器の回路構成］
電子機器１０は、図６に示すように、２つのセンサ２０と、ＣＰＵ１３ｂと、ＩＣ１３ａと、ＧＰＳ部４１と、無線通信部４２と、音声処理部４３と、マイクロフォン４４と、スピーカ４５と、ＮＦＣ通信部４６と、電源部４７と、記憶部４８と、バイブレータ４９と、表示装置１４ａと、モーションセンサ５０と、カメラ５１とを備える。

ＧＰＳ部４１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）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４２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４６は、ＮＦＣ（Near Field Communication）の規格で、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４１、無線通信部４２およびＮＦＣ通信部４６で得たデータは、ＣＰＵ１３ｂに供給される。

音声処理部４３には、マイクロフォン４４とスピーカ４５とが接続され、音声処理部４３が、無線通信部４２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４３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４７は、電子機器１０に備えられたＣＰＵ１３ｂや表示装置１４ａなどに電力を供給する。電源部４７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６には示さないが、電子機器１０は、二次電池を充電するための端子を備える。

記憶部４８は、ＲＯＭ（Random Access Memory）などであり、ＯＳ（Operating System）、アプリケーション、動画、画像、音楽および文書などの各種データを記憶する。

バイブレータ４９は、電子機器１０を振動させる部材である。例えば、電子機器１０は、バイブレータ４９により電子機器１０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。

表示装置１４ａは、ＣＰＵ１３ｂから供給される映像信号などに基づき、各種画面を表示する。また、表示装置１４ａの表示面に対するタッチ操作に応じた信号をＣＰＵ１３ｂに供給する。

モーションセンサ５０は、電子機器１０を保持するユーザの動きを検出する。モーションセンサ５０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。

カメラ５１は、レンズ群およびＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像素子を備え、ＣＰＵ１３ｂの制御に基づき静止画または動画などの画像を撮影する。撮影された静止画や動画などのは記憶部４８に記憶される。

センサ２０は、高感度かつ位置分解能の高い圧力センサであり、側面１０ＳＬ、１０ＳＲの押圧に応じた静電容量を検出し、それに応じた出力信号をＩＣ１３ａに出力する。

ＩＣ１３ａは、センサ２０を制御するためのファームウェアを記憶しており、センサ２０が有する各センシング部３０ＳＥの静電容量の変化（圧力）を検出し、その結果に応じた信号をＣＰＵ１３ｂに出力する。

ＣＰＵ１３ｂは、ＩＣ１３ａから供給される信号に基づく、各種の処理を実行する。また、ＣＰＵ１３ｂは、ＧＰＳ部４１、無線通信部４２、ＮＦＣ通信部４６およびモーションセンサ５０などから供給されるデータを処理する。

［電子機器の動作］
次に、本技術の第１の実施形態に係る電子機器１０の動作について説明する。ここでは、図３Ａ、図４に示すように、第２柱状体２２の頂部と内側面１１ＳＬとの間に隙間が設けられている場合の電子機器の動作について説明する。

ＩＣ１３ａがパルス電極３２とセンス電極３４との間に電圧を印加すると、パルス電極３２とセンス電極３４との間に電気力線（容量結合）が形成される。電子機器１０の側面１０ＳＬ、１０ＳＲが押圧されると、側壁部１１Ｌ、１１Ｒが微小変形し、内側面１１ＳＬ、１１ＳＲがセンシング部３０ＳＥ（すなわちセンサ電極層３０の一方の主面）に接近する。

内側面１１ＳＬの最大変形量ΔＺｍａｘがΔＺｍａｘ＜Ｄ−Ｄ２である場合には、内側面１１ＳＬは第２柱状体２２に接触しないので、側面１０ＳＬの押圧によりセンサ電極層３０は変形することはない。一方、ΔＺｍａｘがＤ−Ｄ２≦ΔＺｍａｘ＜Ｄ−Ｄ１である場合には、内側面１１ＳＬが第２柱状体２２を介してセンサ電極層３０のうちセンシング部３０ＳＥの周縁または外側の部分をＺ軸方向に押圧する。センサ電極層３０のうちセンシング部３０ＳＥは、第３柱状体２３によりセンサ電極層３０の他方の主面側から支持されているため、センサ電極層３０は、センシング部３０ＳＥがセンシング部３０ＳＥの周縁または外側の部分に対して突出するように変形する。

上記のセンシング部３０ＳＥの接近により、センシング部３０ＳＥの電気力線の一部が側壁部１１Ｌ、１１Ｒに流れて、センシング部３０ＳＥの静電容量が変化する。ＩＣ１３ａは、この静電容量の変化に基づいて、側面１０ＳＬ、１０ＳＲに加わる圧力を検出し、その結果をＣＰＵ１３ｂに出力する。

図７Ａに示すように、ユーザが電子機器１０を握ると、側面１０ＳＬ、１０ＳＲが微小変形する。この側面１０ＳＬ、１０ＳＲの変形により、上述したようにセンシング部３０ＳＥの静電容量が変化する。ＩＣ１３ａは、この静電容量の変化に基づいて、側面１０ＳＬに加わる圧力を検出し、その検出結果をＣＰＵ１３ｂに通知する。

例えば、ユーザが電子機器１０を握ると、電子機器１０が以下のようにしてウェイクアップ動作を実行するようにしてもよい。すなわち、ＩＣ１３ａは、全てのセンシング部３０ＳＥの出力値（デルタ値）の合計が閾値以上であるか否かを判断する。ＩＣ１３ａは、出力値の合計が閾値以上であると判断した場合には、ＩＣ１３ａは、スリーピングモードにあるＣＰＵ１３ｂにウェイクアップ機能を実行させるための信号をＣＰＵ１３ｂに供給する。上記信号が供給されたＣＰＵ１３ｂは、ウェイクアップし、表示装置１４ａなどを駆動させる。

また、ユーザが電子機器１０を握ると、電子機器１０が以下のようにして持ち手検出を実行するようにしてもよい。すなわち、ＩＣ１３ａは、各センシング部３０ＳＥの出力値に基づき、ユーザが電子機器１０を右手および左手のいずれで保持しているかを判断する。より具体的には、ＩＣ１３ａは、全てのセンシング部３０ＳＥから出力される出力値（デルタ値）のプロファイルと、ＩＣ１３ａのメモリ内に予め記憶されている右手用および左手用のプロファイルとの相関性から、ユーザの持ち手を判断する。

ＩＣ１３ａは、ユーザが電子機器１０を右手で保持していると判断した場合には、電子機器１０が右手持ちされていることをＣＰＵ１３ｂに通知する。ＣＰＵ１３ｂは、ＩＣ１３ａから電子機器１０が右手持ちされていることが通知されると、右手持ち用の画面（例えばアプリケーション表示や操作メニュー表示など）を表示する。

一方、ＩＣ１３ａは、ユーザが電子機器１０を左手で保持していると判断した場合には、電子機器１０が左手持ちされていることをＣＰＵ１３ｂに通知する。ＣＰＵ１３ｂは、ＩＣ１３ａから電子機器１０が左手持ちされていることが通知されると、左手持ち用の画面（例えばアプリケーション表示や操作メニュー表示など）を表示する。

図７Ｂに示すように、ユーザが電子機器１０の側面１０ＳＬをスライド操作すると、側面１０ＳＬが僅かに変形する。この側面１０ＳＬの変形により、上述したようにセンシング部３０ＳＥの静電容量が変化する。ＩＣ１３ａは、この静電容量の変化に基づいて、スライド操作を検出し、その検出結果をＣＰＵ１３ｂに通知する。

例えば、電子機器１０の側面１０ＳＬをスライド操作すると、電子機器１０が以下のようにして音量を変化させるようにしてもよい。すなわち、ＩＣ１３ａは、各センシング部３０ＳＥの出力値（デルタ値）から、側面１０ＳＬに加わる圧力の重心位置およびその重心位置の移動方向を検出し、その検出結果をＣＰＵ１３ｂに供給する。ＣＰＵ１３ｂは、ＩＣ１３ａから供給された重心位置およびその重心位置の移動方向に基づき、音声処理部４３を制御して、スピーカ４５から出力さる音量を調整する。例えば、側面１０ＳＬの一端（下端）から他端（上端）に向かう方向に指をスライドさせた場合に音量が上げられるのに対して、側面１０ＳＬの他端（上端）から一端（下端）に向かう方向に指をスライドさせた場合に音量が下げられる。

なお、電子機器１０が、スライド操作に応じて、画面スクロールまたはポインタ移動などの画面表示の操作を行うようにしてもよいし、カメラ５１のズームインおよびズームアウトなどの操作を行うようにしてもよい。側面１０ＳＬ、１０ＳＲのうちの一部にスライド操作領域が予め設定され、このスライド操作領域に対してスライド操作がなされた場合に、音量調整や画像表示などの各種動作が実行されるようにしてもよい。

［効果］
第１の実施形態に係る電子機器１０は、側壁部１１Ｌ、１１Ｒを有する、導体を含む筐体１１と、複数のセンシング部３０ＳＥを有する静電容量式のセンサ電極層３０と、センサ電極層３０の一方の主面が側壁部１１Ｌ、１１Ｒの内側面１１ＳＬ、１１ＳＲに対向するようにセンサ電極層３０を支持する、導体を含む支持プレート１２Ｌ、１２Ｒとを備える。センサ電極層３０の一方の主面と内側面１１ＳＬ、１１ＳＲとの間に複数の第１、第２柱状体２１、２２が設けられると共に、センサ電極層３０の他方の主面と支持面１２ＳＬ、１２ＳＲとの間に複数の第３柱状体２３が設けられていている。電子機器１０の側面１０ＳＬ、１０ＳＲが押圧されると、側壁部１１Ｌ、１１Ｒが微小変形し、内側面１１ＳＬ、１１ＳＲがセンサ電極層３０の一方の主面に接近する。これにより、センシング部３０ＳＥの静電容量が変化する。ＩＣ１３ａは、この静電容量の変化に基づき、側面１０ＳＬ、１０ＳＲに対する押圧を検出することができる。

センサ２０が、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に自由に伸縮可能に設けられている場合には、以下のような効果が得られる。すなわち、側壁部１１Ｌ、１１Ｒ、センサ２０および支持プレート１２Ｌ、１２Ｒの線膨張係数が異なっていても、筐体１１とセンサ２０との間、および支持プレート１２Ｌ、１２Ｒとセンサ２０との間に熱応力が発生することを抑制できる。したがって、センサ２０に歪が発生したり、センサ２０が破損したりすることを抑制できる。

［変形例］
（筐体の変形例）
筐体１１および支持プレート１２Ｌ、１２Ｒはそれぞれ独立して、導体層により構成されているか、または導体層を含んでいてもよい。導体層は、いわゆる接地電極であり、グランド電位となっている。導体層の形状としては、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。

導体層は、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体層、有機系導電材料を含む有機導体層、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−無機導体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、タンタル、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。

導体層は、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。

導体層を含む筐体１１は、絶縁性の基材と、この基材の表面に設けられた導体層とを備えるものであってもよい。導体層は、基材の表面のうち、筐体１１の内側となる側に設けられていることが好ましい。側面１０ＳＬ、１０ＳＲの荷重感度が向上するからである。絶縁性の基材は、高分子樹脂、ガラス、セラミックスまたは木材などを含んでいる。高分子樹脂としては、例えば、アクリロニトリル、ブタジエンおよびスチレンの共重合合成樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ＰＣ−ＡＢＳアロイ樹脂などが挙げられる。

内側面１１ＳＬ、１１ＳＲおよび支持面１２ＳＬ、１２ＳＲが曲面であってもよい。この場合、内側面１１ＳＬ、１１ＳＲおよび支持面１２ＳＬ、１２ＳＲの曲面が同一またはほぼ同一の曲面であることが好ましい。第１の実施形態では、筐体１１が高い剛性を有する場合について説明したが、筐体１１が柔軟性を有していてもよい。

（支持プレートの変形例）
支持プレート１２Ｒ、１２Ｌが絶縁体により構成され、支持プレート１２Ｒ、１２Ｌとセンサ２０との間に導体層がさらに備えられるようにしてもよい。支持プレート１２Ｒ、１２Ｌが、電子機器１０を構成する筐体１１以外の部材に固定されていてもよい。例えば、支持プレート１２Ｒ、１２Ｌが、電子機器１０に収容されるフレーム（図示せず）、基板１３または表示装置１４ａなどに固定されていてもよい。

（センサの変形例）
センサ２０が、第１柱状体２１を備えていなくてもよい。但し、センシング部３０ＳＥの中央において内側面１１ＳＬ、１１ＳＲとセンサ電極層３０の一方の主面との距離を保持する観点からすると、センサ２０が、第１柱状体２１を備えることが好ましい。センサ２０が、複数のセンシング部３０ＳＥに代えて、１つのセンシング部３０ＳＥを備えるようにしてもよい。

図８に示すように、センサ２０が、複数の貫通孔３９を有していてもよい。この場合、センサ２０のフレキシブル性が向上するので、内側面１１ＳＬの最大変形量ΔＳｍａｘがＤ−Ｄ２≦ΔＳｍａｘ＜Ｄ−Ｄ１である場合には、センサ２０の荷重感度が向上する。また、側面１０ＳＬを押圧していない状態において、第１柱状体２１が内側面１１ＳＬと接触している場合にも、センサ２０の荷重感度が向上する。複数の貫通孔３９は、センシング部３０ＳＥ以外の箇所に設けられていることが好ましく、隣接するセンシング部３０ＳＥ間に設けられていることが特に好ましい。

図８に示すように、センサ２０が、周縁部に凹状部としての切り欠き部３８を有していてもよい。この場合、センサ２０のフレキシブル性が向上するので、センサ２０が複数の貫通孔３９を有している場合と同様の効果が得られる。切り欠き部３８は、周縁部のうちセンシング部３０ＳＥの両側に設けられていることが好ましい。

センサ６０が、図９に示すように、複数の第１、第２柱状体２１、２２に代えて、センサ電極層３０の一方の主面に設けられた変形層６１を備えるようにしてもよい。また、図９に示すように、複数の第３柱状体２３に代えて、センサ電極層３０の他方の主面に設けられた変形層６２を備えるようにしてもよい。図９では、センサ６０が、センサ電極層３０の両主面に変形層６１、６２を備える構成が示されているが、センサ電極層３０の両主面のうちの一方に変形層を備え、他方に複数の柱状体を備えるようにしてもよい。

変形層６１、６２は、圧力により弾性変形するフィルムである。変形層６１、６２は、貫通孔（図示せず）を有することが好ましい。荷重感度を向上できるからである。変形層６１、６２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。なお、変形層６１、６２が基材上に設けられていてもよい。

センサ電極層３０Ａは、図１０に示すように、基材３１の一方の主面に設けられた複数のパルス電極３６および複数のセンス電極３７を備えるようにしてもよい。第１電極であるパルス電極３６および第２電極であるセンス電極３７は、櫛歯状を有し、櫛歯の部分を噛み合わせるようにして配置されている。具体的には、パルス電極３６は、線状を有する複数のサブ電極３６ａと、線状を有する連結部３６ｂとを備える。センス電極３７は、線状を有する複数のサブ電極３７ａと、線状を有する連結部３７ｂとを備える。複数のサブ電極３６ａ、３７ａは、Ｘ軸方向に延設され、Ｙ軸方向に向かって所定間隔で交互に離間して設けられている。隣接するサブ電極３６ａ、３７ａは、パルス電極３６およびセンス電極３７間への電圧の印加によって、容量結合を形成可能に構成されている。

連結部３６ｂは、Ｙ軸方向に延設されており、複数のサブ電極３６ａの一端を連結している。連結部３７ｂは、Ｙ軸方向に延設されており、複数のサブ電極３７ａの他端を連結している。サブ電極３６ａ、３７ａの間隔は一定であってもよいし、変動していてもよい。噛み合わされるように配置されたパルス電極３６およびセンス電極３７によって、センシング部３０ＳＥが構成されている。

＜２ 第２の実施形態＞
［電子機器の構成］
本技術の第２の実施形態に係る電子機器１０Ａは、図１１に示すように、センサ２０に代えてセンサ２０Ａを備える点において、第１の実施形態に係る電子機器１０と異なっている。センサ２０Ａは、センサ電極層３０の一方の主面に複数の第１柱状体２４を備え、センサ電極層３０の他方の主面に複数の第２柱状体２５を備えている。なお、第２の実施形態において第１の実施形態およびその変形例と同様の箇所には同一の符号を付して説明を省略する。

第１柱状体２４は、図１２Ａに示すように、−Ｚ軸方向からセンサ２０の一方の主面を平面視すると、センシング部３０ＳＥの中央に設けられている。第２柱状体２５は、図１２Ｂに示すように、Ｚ軸方向からセンサ２０の他方の主面を平面視すると、センシング部３０ＳＥの周縁または外側に設けられている。

側壁部１１Ｌが押圧されていない状態において、電子機器１０は、例えば、以下の式を満たすように構成されている。
Ｈ＜Ｔ＋Ｄ１＋Ｄ３
（但し、Ｈ：内側面１１ＳＬと支持面１２ＳＬとの間の距離、Ｔ：センサ電極層３０の厚み、Ｄ１：第１柱状体２４の高さ、Ｄ３：第２柱状体２５の高さ）

上記の式を満たす場合、側面１０ＳＬが押圧されていない状態において、センサ電極層３０は、図１３Ａに示すように、内側面１１ＳＬが第１柱状体２４をＺ軸方向に押圧し、センサ電極層３０が湾曲している状態にある。つまり、側壁部１１Ｌおよび支持プレート１２Ｌそれぞれには、第１、第２柱状体２４、２５を介して応力が作用している状態にある。

上記の状態において、側面１０ＳＬが押圧されると、センサ電極層３０が更に湾曲し、センシング部３０ＳＥが支持プレート１２Ｌに近づくため、センシング部３０ＳＥの静電容量が変化する。側面１０ＳＬの押圧によるセンサ電極層３０の湾曲量が大きいほど、センシング部３０ＳＥの静電容量の変化が大きくなり、センサ２０の荷重感度が向上する。したがって、センサ電極層３０の曲げ剛性を小さくすることが好ましい。第２の実施形態においては、図１２Ａ、図１２Ｂに示すように、センサ電極層３０に複数の切り欠き部（凹状部）３８および複数の貫通孔３９を設けることで、センサ電極層３０の曲げ剛性を小さくしている。センサ電極層３０の曲げ剛性の低減の観点からすると、切り欠き部３８および貫通孔３９の両方をセンサ電極層３０に設けることが好ましいが、いずれか一方のみを設けるようにしてもよい。

［電子機器の動作］
次に、本技術の第２の実施形態に係る電子機器１０Ａの動作について説明する。ここでは、図１３Ａに示すように、側面１０ＳＬが押圧されていない状態において、内側面１１ＳＬが第１柱状体２４をＺ軸方向に押圧している場合の電子機器の動作について説明する。

図１３Ｂに示すように、電子機器１０の側面１０ＳＬが力Ｆ_Zで押圧されると、側壁部１１Ｌが微小変形し、内側面１１ＳＬが第１柱状体２４を介してセンサ電極層３０のうちセンシング部３０ＳＥを含む部分をＺ軸方向にさらに押圧する。この押圧により、センサ電極層３０がセンシング部３０ＳＥを中心としてＺ軸方向に向けてさらに湾曲するように撓み、センシング部３０ＳＥが支持面１２ＳＬにさらに接近する。このため、センシング部３０ＳＥの電気力線の一部が支持プレート１２Ｌにさらに流れて、センシング部３０ＳＥの静電容量が変化する。ＩＣ１３ａは、この静電容量の変化に基づいて、側面１０ＳＬに加わる圧力を検出し、その結果をＣＰＵ１３ｂに出力する。

［効果］
第２の実施形態に係る電子機器１０Ａでは、側面１０ＳＬ、１０ＳＲが押圧されると、側壁部１１Ｌ、１１Ｒが微小変形し、内側面１１ＳＬ、１１ＳＲが第１柱状体２４を介してセンシング部３０ＳＥをＺ軸方向に変位させる。この変位によりセンシング部３０ＳＥが支持面１２ＳＬ、１２ＳＲに接近するため、センシング部３０ＳＥの静電容量が変化する。ＩＣ１３ａは、この静電容量の変化に基づき、側壁部１１Ｌ、１１Ｒに対する押圧を検出することができる。

［変形例］
第１、第２柱状体２４、２５の頂部が、図１４Ａに示すように、Ｒ形状などの凸状の曲面を有していてもよい。このような形状の第１、第２柱状体２４、２５は、例えば、紫外線硬化樹脂などのエネルギー線硬化性樹脂組成物を印刷法によりセンサ電極層３０の両主面にドット状などに塗布することで形成される。

また、図１４Ｂに示すように、センサ電極層３０の両主面に一体成型された第１、第２柱状体２４、２５が設けられていてもよい。このような第１、第２柱状体２４、２５は、熱成形によりセンサ電極層３０または基材３１の両主面に凹凸を付すことにより形成される。

上記の図１４Ａ、図１４Ｂに示した構成を採用した場合には、センサ２０と内側面１１ＳＬ、１１ＳＲとの間の摩擦、およびセンサ２０と支持面１２ＳＬ、１２ＳＲとの間の摩擦を低減することができる。したがって、側壁部１１Ｌ、１１Ｒとセンサ２０との線膨張係数、および支持プレート１２Ｌ、１２Ｒとセンサ２０との線膨張係数が異なる場合でも、熱応力が発生することを抑制できる。したがって、センサ２０に歪が発生したり、センサ２０が破損したりすることを抑制できる。

第２の実施形態では、側面１０ＳＬが押圧されていない状態において、内側面１１ＳＬが第１柱状体２４を押圧している構成について説明したが、第１柱状体２４の頂部と内側面１１ＳＬとの間に隙間が設けられていてもよい。

＜３ 第３の実施形態＞
［電子機器の構成］
本技術の第３の実施形態に係る電子機器１０Ｂは、図１５Ａ、図１５Ｂに示すように、センサ２０に代えて、長手方向（Ｘ軸方向）に波状を有するセンサ２０Ｂを備える点において、第１の実施形態に係る電子機器１０と異なっている。なお、第３の実施形態において第１の実施形態と同様の箇所には同一の符号を付して説明を省略する。

センサ２０Ｂは、長手方向（Ｘ軸方向）に波状を有する以外の点では、第１の実施形態におけるセンサ電極層３０と同様の構成を有している。その波状は、内側面１１ＳＬと支持面１２ＳＬとの間の隙間の厚さ方向に振動するものであり、例えば正弦波である。具体的には、センサ２０ＢのＸＺ断面は正弦波状などの波状を有し、センサ２０ＢのＹＺ断面は平面状を有している。センサ２０Ｂの両主面は、内側面１１ＳＬおよび支持面１２ＳＬにより押さえ込まれている。これにより、センサ２０Ｂは、内側面１１ＳＬおよび支持面１２ＳＬの間に、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に自由に伸縮可能に保持されている。

内側面１１ＳＬと支持面１２ＳＬとの間の距離Ｈと、内側面１１ＳＬと支持面１２ＳＬとの間の隙間に収容する前におけるセンサ２０Ｂの仮想厚みＳとが、Ｈ＜Ｓの関係にある場合には、センサ２０Ｂは仮想厚みＳ＝Ｈとなるように変形した状態で上記隙間に収容される。このような状態で収容されると、変形量（Ｓ−Ｈ）に応じた反力が、センサ２０Ｂから内側面１１ＳＬや支持面１２ＳＬに加わった状態となる。したがって、第２の実施形態と類似した状態が、第１、第２柱状体２４、２５を設けることなく得られる。

図１６Ａのように、第３の実施形態では、センサ２０Ｂの厚みＳ０とセンサ２０Ｂの仮想厚みＳとは、以下の式で表す関係にある。
Ｓ０＜Ｓ

センサ２０Ｂに対して加わる力（Ｚ軸方向の力）が増加すると、図１６Ａ〜図１６Ｃに示すように、センサ２０Ｂの仮想厚みＳは減少していき、原理的にはＳ＝Ｓ０となるまでセンサ２０Ｂの仮想厚みＳは減少する。センサ２０Ｂを構成している材料（具体的には基材３１を構成している材料）の曲げ剛性Ｅと、センサ２０Ｂに対して加わる力に対するセンサ２０Ｂの仮想厚みＳの変化量ΔＳとには、以下の式で表す関係が成り立つ。
Ｅ∝ΔＳ
したがって、少ない応力でセンサ２０Ｂの仮想厚みＳを大きく変化させるためには、曲げ剛性Ｅを小さくすることが好ましい。

センサ２０Ｂのうちセンシング部３０ＳＥが設けられている部分は、内側面１１ＳＬおよび支持面１２ＳＬから離して設けられていることが好ましい。センシング部３０ＳＥが設けられている部分が内側面１１ＳＬおよび支持面１２ＳＬに接していると、センシング部３０ＳＥと側壁部１１Ｌ、支持プレート１２Ｌとが容量結合してしまう。このため、側壁部１１Ｌの微小変形に対するセンシング部３０ＳＥの静電容量の変化が小さくなり、荷重感度が低下する。

各センシング部３０ＳＥは内側面１１ＳＬまたは支持面１２ＳＬからほぼ同一距離に位置することが好ましい。各センシング部３０ＳＥの荷重感度のばらつきを抑制できるからである。

センサ２０Ｂが、複数の貫通孔（図示せず）を有することが好ましい。センサ２０Ｂの曲げ剛性を低減し、側面１０ＳＬの荷重感度を向上できるからである。複数の貫通孔は、センシング部３０ＳＥ以外の箇所に設けられていることが好ましく、隣接するセンシング部３０ＳＥ間に設けられていることが特に好ましい。

［電子機器の動作］
次に、本技術の第３の実施形態に係る電子機器１０Ｂの動作について説明する。

電子機器１０の側面１０ＳＬがＺ軸方向に力Ｆ_Zで押圧されると、側壁部１１Ｌが微小変形し、内側面１１ＳＬおよび支持面１２ＳＬがセンサ２０Ｂの両主面の側からセンサ２０Ｂを押圧し、センサ２０Ｂの仮想厚みＳを減少させる。これにより、センシング部３０ＳＥが内側面１１ＳＬおよび支持面１２ＳＬに接近し、センシング部３０ＳＥの電気力線の一部が側壁部１１Ｌおよび支持プレート１２Ｌに流れて、センシング部３０ＳＥの静電容量が変化する。ＩＣ１３ａは、この静電容量の変化に基づいて、側面１０ＳＬに加わる圧力を検出し、その結果をＣＰＵ１３ｂに出力する。

［効果］
第３の実施形態では、センサ２０Ｂを波形状とすることで、内側面１１ＳＬおよび支持面１２ＳＬからのセンシング部３０ＳＥの位置を規定している。したがって、柱状体をなくすことができるので、センサ２０Ｂの構成を簡略化できる。

センサ２０ＢがＸ軸方向およびＹ軸方向に自由に伸縮可能に設けられている場合には、以下のような作用効果が得られる。すなわち、図１６Ａ〜図１６Ｃに示すように、センサ２０Ｂの仮想厚みＳの変化に伴い、センサ２０ＢがＸ、Ｙ方向に自由に寸法変化することができる。したがって、側面１０ＳＬの押圧の際に側壁部１１Ｌに作用する応力が低減され、弱い力Ｆ_Zでセンサ２０Ｂの仮想厚みＳを変化させることができる。

＜４ 第４の実施形態＞
［電子機器の構成］
本技術の第４の実施形態に係る電子機器１０Ｃは、図１７Ａ〜図１７Ｃに示すように、筐体１１の側壁部１１Ｌ、１１Ｒに代えて、筐体１１の裏面部１１Ｂにセンサ２０Ｃおよび支持プレート１２Ｂを備える点において、第１の実施形態に係る電子機器１０とは異なっている。なお、第４の実施形態において第２の実施形態と同様の箇所には同一の符号を付して説明を省略する。

支持プレート１２Ｂは、センサ２０Ｃの一方の主面が裏面部１１Ｂの内側面１１ＳＢに対向するようにセンサ２０Ｃを支持する。支持プレート１２Ｂの固定部１２ｂは、内側面１１ＳＢに固定されている。

センサ２０Ｃの一方の主面には、図１８Ａに示すように、複数の第１柱状体２４が設けられている。一方、センサ２０Ｃの他方の主面には、図１８Ｂに示すように、複数の第２柱状体２５が設けられている。センサ２０Ｃは、複数のセンシング部３０ＳＥを含んでいる。複数のセンシング部３０ＳＥは、Ｘ軸方項およびＺ軸方向に２次元配置されている。

［電子機器の動作］
次に、本技術の第４の実施形態に係る電子機器１０Ｃの動作について説明する。ここでは、図１７Ｃに示すように、裏面部１１Ｂが押圧されていない状態において、内側面１１ＳＢが第１柱状体２４の頂部と接していると共に、支持面１２ＳＢが第２柱状体２５の頂部と接している場合の電子機器１０Ｃの動作について説明する。

電子機器１０の裏面１０ＳＢがＹ軸方向に力Ｆ_Yで押圧されると、裏面部１１Ｂが微小変形し、内側面１１ＳＢが第１柱状体２４を介してセンサ電極層３０のうちセンシング部３０ＳＥを含む部分をＹ軸方向に押圧する。この押圧により、センサ電極層３０のうちセンシング部３０ＳＥを含む部分がＹ軸方向に向けて変位し、センシング部３０ＳＥが支持面１２ＳＢに接近する。この接近により、センシング部３０ＳＥの電気力線の一部が支持プレート１２Ｂに流れて、センシング部３０ＳＥの静電容量が変化する。ＩＣ１３ａは、この静電容量の変化に基づいて、裏面１０ＳＢに加わる圧力を検出し、その結果をＣＰＵ１３ｂに出力する。ＣＰＵ１３ｂは、裏面１０ＳＢに加わる圧力の検出結果に基づき、画面表示の制御（例えば画面スクロール、ポインタ移動など）や、アプリケーションの起動などの処理を行う。ここで、画面表示の制御やアプリケーションの起動などの処理は、一般的なタッチパネルの入力操作に基づき行われるものと同様のものであってもよい。

［効果］
第４の実施形態に係る電子機器１０Ｃでは、支持プレート１２Ｂがセンサ２０Ｃの一方の主面が裏面部１１Ｂの内側面１１ＳＢに対向するようにセンサ２０Ｃを支持しているので、裏面１０ＳＢの押圧を検出することが可能となる。したがって、タッチパネルのような操作を裏面１０ＳＢで行えるようになり、電子機器１０Ｃのユーザビリティが向上する。

［変形例］
電子機器１０Ｃが、裏面１０ＳＢおよび側面１０ＳＬ、１０ＳＲの両方の変形を検出可能な構成を有していてもよい。すなわち、第１〜第３の実施形態のいずれかと第４の実施形態とを組み合わせてもよい。

センサ２０Ｃが、一方の主面に複数の第１柱状体２４を備える代わりに、第１の実施形態における複数の第１、第２柱状体２１、２２を備え、他方の主面に第２柱状体２５を備える代わりに、第１の実施形態における複数の第３柱状体２３を備えるようにしてもよい。

センサ２０Ｃが１方向（Ｘ軸方向またはＺ軸方向）に波状を有していてもよいし、２方向（Ｘ軸方向およびＺ軸方向）に波状を有していてもよい。

ＩＣ１３ａは、センシング部３０ＳＥの静電容量の変化に基づいて、裏面１０ＳＢに対するスライド操作の検出、持ち手検出またはウェイクアップ動作などを実行するようにしてもよい。

（スマートフォン以外の適用例）
上述の第１〜第４の実施形態では、電子機器がスマートフォンである場合を例として説明したが、本技術はこれに限定されるものではなく、筐体などの外装体を有する種々の電子機器に適用可能である。例えば、パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、スマートフォン以外の携帯電話、テレビ、リモートコントローラ、カメラ、ゲーム機器、ナビゲーションシステム、電子書籍、電子辞書、携帯音楽プレイヤー、スマートウオッチやヘッドマウンドディスプレイなどのウェアラブル端末、ラジオ、ステレオ、医療機器、ロボットに適用可能である。

本技術は電子機器に限定されるものではなく、電子機器以外の様々なものにも適用可能である。例えば、電動工具、冷蔵庫、エアコン、温水器、電子レンジ、食器洗浄器、洗濯機、乾燥機、照明機器、玩具などの電気機器に適用可能である。更に、住宅をはじめとする建築物、建築部材、乗り物、テーブルや机などの家具、製造装置、分析機器などにも適用可能である。建築部材としては、例えば、敷石、壁材、フロアータイル、床板などが挙げられる。乗り物としては、例えば、車両（例えば自動車、オートバイなど）、船舶、潜水艦、鉄道車両、航空機、宇宙船、エレベータ、遊具などが挙げられる。

本技術を筐体などの外装体や基体に適用することで、外装体や基体の微少な変形を検出できるようになり、従来考えられなかったような操作や機能などを実現可能となる。例えば、電子機器の筐体全てをタッチパネルのように撫でたり押したりして操作することが可能となる。また、電子機器の表面の変形状態を検出することで、どのように持たれているかを検出可能となる。

本技術は、比較的剛性の高い外装体を備えるものに適用して好適なものである。例えば、本技術をモバイル機器（例えば、スマーホフォン、タブレット型コンピュータ、音楽プレイヤーなど）やリモートコントローラなどの電子機器の筐体に適用した場合には、電子機器が筐体の変形を検出することが可能となる。また、電子機器が、筐体の変形の検出結果に基づき機器がどのように持たれているかを検出し、機器の持ち方に合わせて画面表示などを制御するようにしてもよい。また、電子機器が、筐体の変形の検出結果に基づき、筐体を押す、撫でるなどの動作を検出し、これに応じた動作を実行するようにしてもよい。この場合、メカ的なスイッチや静電タッチスイッチでは無く、筐体の変形検出による操作が可能となる。

本技術をテーブルや机など（以下単に「テーブルなど」という。）に適用した場合には、テーブルなどが天板（基体）などの所定箇所の変形を検出することが可能となる。また、テーブルなどが、天板などの所定箇所の変形の検出結果に基づき、天板などの所定箇所を押す、撫でるなどの動作を検出し、その結果に基づき、天板などに対する照明をコントロールするようにしてもよい。この場合、照明装置はテーブル上に設けられているものであってもよいし、テーブル以外の天井や床などに設けられているものであってもよい。

本技術は、手に持って操作される電子機器に適用して好適なものである。このような電子機器に技術を適用した場合には、電子機器が、指や手による筐体の微小変形を検出することが可能となる。例えば、以下のような様々な操作が可能となる。スマートフォンやポータブルゲーム機などの電子機器の側面を指でなぞったり押したりして、音量調整、画面の拡大縮小、ゲーム操作などを行うことができる。電子機器の裏面を指でなぞったり押したりして、タッチパネルのような操作を裏面で行えるようになる。冷蔵庫や炊飯器などの家庭用電気機器を、タッチ操作（ゼロフォースでの操作）ではなく、所定の押圧力を加える操作により操作することが可能となる。

以上、本技術の実施形態およびその変形例について具体的に説明したが、本技術は、上述の実施形態およびその変形例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。

例えば、上述の実施形態および変形例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。

また、上述の実施形態およびその変形例の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。

また、本技術は以下の構成を採用することもできる。
（１）
導体を含む外装体と、
センシング部を有する静電容量式のセンサ電極層と、
前記センサ電極層の一方の面が前記外装体に対向するように前記センサ電極層を支持する、導体を含む支持体と
を備え、
前記センサ電極層と前記外装体の間が離されていると共に、前記センサ電極層と前記支持体の間が離されている電子機器。
（２）
前記センサ電極層と前記外装体の間、および前記センサ電極層と前記支持体の間には空気層が設けられている（１）に記載の電子機器。
（３）
前記センサ電極層と前記外装体の間、および前記センサ電極層と前記支持体の間には複数の柱状体が設けられている（１）または（２）に記載の電子機器。
（４）
前記センサ電極層と前記外装体の間に設けられた前記柱状体の高さＤ１は、前記外装体と前記センサ電極層の間の距離Ｄよりも小さい（３）に記載の電子機器。
（５）
前記センサ電極層と前記外装体の間に設けられた前記複数の柱状体は、前記センシング部の中央に設けられた第1柱状体と、前記センシング部間の周縁または外側に設けられた第２柱状体とを含み、
前記第1柱状体の高さＤ１と前記第２柱状体の高さＤ２とが、Ｄ１＜Ｄ２の関係を満たす（３）または（４）に記載の電子機器。
（６）
前記外装体と前記支持体の間の距離Ｈと、前記センサ電極層の厚みＴ、前記外装体と前記センサ電極層と間に設けられた前記柱状体の高さＤ１、前記外装体と前記センサ電極層と間に設けられた前記柱状体の高さＤ３とが、Ｈ＜Ｔ＋Ｄ１＋Ｄ３の関係を満たす（３）から（５）のいずれかに記載の電子機器。
（７）
前記センサ電極層は、フレキシブル性を有している（１）から（５）のいずれかに記載の電子機器。
（８）
前記外装体は、該外装体が前記センサ電極層に向けて押圧されることで、前記センサ電極層に向けて変形可能に構成されている（１）から（８）のいずれかに記載の電子機器。
（９）
前記支持体は、前記外装体に固定されている（１）から（９）のいずれかに記載の電子機器。
（１０）
前記外装体は、筐体であり、
前記支持体は、前記筐体の内側面に固定されている（１）から（９）のいずれかに記載に電子機器。
（１１）
前記筐体の内側面は、前記筐体の側壁部の内側面または裏面部の内側面である（１０）に記載の電子機器。
（１２）
前記外装体および前記保持体はそれぞれ独立に、導体層により構成されているか、または導体層を含んでいる（１）から（１１）のいずれかに記載の電子機器。
（１３）
前記センサ電極層は、前記外装体と前記支持体と間において、伸縮可能に保持されている（１）から（１２）のいずれかに記載の電子機器。
（１４）
前記センサ電極層は、貫通孔を有している（１）から（１３）のいずれかに記載の電子機器。
（１５）
前記センシング部の静電容量の変化に応じて、電子機器の動作を制御する制御部と
をさらに備える（１）から（１４）のいずれかに記載の電子機器。
（１６）
表示装置と、
前記センシング部の静電容量の変化に応じて、前記表示装置の画面表示を制御する制御部と
をさらに備える（１）から（１４）のいずれかに記載の電子機器。
（１７）
導体を含む外装体と、
センシング部を有する静電容量式のセンサ電極層と、
前記センサ電極層の一方の面が前記外装体に対向するように前記センサ電極層を支持する、導体を含む支持体と
を備え、
前記センサ電極層は、波状を有している電子機器。
（１８）
前記センサ電極層は、前記外装体および前記支持体により押さえこまれている（１７）に記載の電子機器。
（１９）
導体を含む基体と、
センシング部を有する静電容量式のセンサ電極層と、
前記センサ電極層の一方の面が前記基体に対向するように前記センサ電極層を支持する、導体を含む支持体と
を備え、
前記センサ電極層と前記基体の間が離されていると共に、前記センサ電極層と前記支持体の間が離されているセンシング装置。
（２０）
導体を含む基体と、
センシング部を有する静電容量式のセンサ電極層と、
前記センサ電極層の一方の面が前記基体に対向するように前記センサ電極層を支持する、導体を含む支持体と
を備え、
前記センサ電極層は、波状を有しているセンシング装置。

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 電子機器
１１ 筐体
１１Ｂ 裏面部
１１Ｌ、１１Ｒ 側面部
１１ＳＬ、１１ＳＲ、１１ＳＢ 内側面
１２Ｌ、１２Ｒ、１２Ｂ 支持プレート
１２ＳＲ、１２ＳＬ、１２ＳＢ 支持面
１３ 基板
１３ａ コントローラＩＣ
１３ｂ ＣＰＵ
１４ フロントパネル
１４ａ 表示装置
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ センサ
２１、２４ 第１柱状体
２２、２５ 第２柱状体
２３ 第３柱状体
３０ センサ電極層
３０ＳＥ センシング部
３１ 基材
３２、３６ パルス電極（第１電極）
３４、３７ センス電極（第２電極）
３３、３５ 絶縁層
３８ 切り欠き部
３９ 貫通孔

Claims (20)

1. 導体を含む外装体と、
   センシング部を有する静電容量式のセンサ電極層と、
   前記センサ電極層の一方の面が前記外装体に対向するように前記センサ電極層を支持する、導体を含む支持体と
   を備え、
   前記センサ電極層と前記外装体の間が離されていると共に、前記センサ電極層と前記支持体の間が離されている電子機器。
2. 前記センサ電極層と前記外装体の間、および前記センサ電極層と前記支持体の間には空気層が設けられている請求項１に記載の電子機器。
3. 前記センサ電極層と前記外装体の間、および前記センサ電極層と前記支持体の間には複数の柱状体が設けられている請求項１に記載の電子機器。
4. 前記センサ電極層と前記外装体の間に設けられた前記柱状体の高さＤ１は、前記外装体と前記センサ電極層の間の距離Ｄよりも小さい請求項３に記載の電子機器。
5. 前記センサ電極層と前記外装体の間に設けられた前記複数の柱状体は、前記センシング部の中央に設けられた第1柱状体と、前記センシング部間の周縁または外側に設けられた第２柱状体とを含み、
   前記第1柱状体の高さＤ１と前記第２柱状体の高さＤ２とが、Ｄ１＜Ｄ２の関係を満たす請求項３に記載の電子機器。
6. 前記外装体と前記支持体の間の距離Ｈと、前記センサ電極層の厚みＴ、前記外装体と前記センサ電極層と間に設けられた前記柱状体の高さＤ１、前記外装体と前記センサ電極層と間に設けられた前記柱状体の高さＤ３とが、Ｈ＜Ｔ＋Ｄ１＋Ｄ３の関係を満たす請求項３に記載の電子機器。
7. 前記センサ電極層は、フレキシブル性を有している請求項１に記載の電子機器。
8. 前記外装体は、該外装体が前記センサ電極層に向けて押圧されることで、前記センサ電極層に向けて変形可能に構成されている請求項１に記載の電子機器。
9. 前記支持体は、前記外装体に固定されている請求項１に記載の電子機器。
10. 前記外装体は、筐体であり、
    前記支持体は、前記筐体の内側面に固定されている請求項１に記載に電子機器。
11. 前記筐体の内側面は、前記筐体の側壁部の内側面または裏面部の内側面である請求項１０に記載の電子機器。
12. 前記外装体および前記保持体はそれぞれ独立して、導体層により構成されているか、または導体層を含んでいる請求項１に記載の電子機器。
13. 前記センサ電極層は、前記外装体と前記支持体と間において、伸縮可能に保持されている請求項１に記載の電子機器。
14. 前記センサ電極層は、貫通孔を有している請求項１に記載の電子機器。
15. 前記センシング部の静電容量の変化に応じて、電子機器の動作を制御する制御部と
    をさらに備える請求項１に記載の電子機器。
16. 表示装置と、
    前記センシング部の静電容量の変化に応じて、前記表示装置の画面表示を制御する制御部と
    をさらに備える請求項１に記載の電子機器。
17. 導体を含む外装体と、
    センシング部を有する静電容量式のセンサ電極層と、
    前記センサ電極層の一方の面が前記外装体に対向するように前記センサ電極層を支持する、導体を含む支持体と
    を備え、
    前記センサ電極層は、波状を有している電子機器。
18. 前記センサ電極層は、前記外装体および前記支持体により押さえこまれている請求項１７に記載の電子機器。
19. 導体を含む基体と、
    センシング部を有する静電容量式のセンサ電極層と、
    前記センサ電極層の一方の面が前記基体に対向するように前記センサ電極層を支持する、導体を含む支持体と
    を備え、
    前記センサ電極層と前記基体の間が離されていると共に、前記センサ電極層と前記支持体の間が離されているセンシング装置。
20. 導体を含む基体と、
    センシング部を有する静電容量式のセンサ電極層と、
    前記センサ電極層の一方の面が前記基体に対向するように前記センサ電極層を支持する、導体を含む支持体と
    を備え、
    前記センサ電極層は、波状を有しているセンシング装置。

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