WO2021100697A1 - 3軸センサ、センサモジュールおよび電子機器 - Google Patents

3軸センサ、センサモジュールおよび電子機器 Download PDF

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Definitions

  • the sensor 20 includes a detection layer (first detection layer) 21A, a detection layer (second detection layer) 21B, a separation layer 22, a deformation layer (first deformation layer) 23A, and a deformation layer (second detection layer). 23B, a conductive layer (first conductive layer) 24A, and a conductive layer (second conductive layer) 24B.
  • An adhesive layer (not shown) is provided between the layers of the sensor 20, and the layers are bonded to each other. However, if at least one of the two adjacent layers has adhesiveness, the adhesive layer may not be present.
  • the base material 31 has flexibility.
  • the base material 31 has a film shape.
  • the base material 31A contains a polymer resin.
  • the polymer resin include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), acrylic resin (PMMA), polyimide (PI), triacetyl cellulose (TAC), polyester, and polyamide (PA).
  • the 25% CLD value of the separation layer 22 is 10 times or more the 25% CLD value of the deformed layer 23B, preferably 30 times or more the 25% CLD value of the deformed layer 23B, and more preferably the 25% CLD value of the deformed layer 23B. It is more than 50 times.
  • the 25% CLD value of the separation layer 22 is 10 times or more the 25% CLD value of the deformation layer 23B, the deformation layer 23B is sufficiently liable to be crushed as compared with the separation layer 22 when pressure is applied to the sensing surface 20S. Therefore, the detection sensitivity of the sensing unit SE22 can be improved.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining an example of the operation of the sensor 20 when the shear force is detected.
  • the separation layer 22 elastically deforms in the in-plane direction of the sensor 20 and the in-plane direction (X, Y direction) of the sensor 20.
  • the relative positions of the detection layer 21A and the detection layer 21B in the above are shifted. That is, the relative positions of the sensing unit SE21 and the sensing unit SE22 in the in-plane direction of the sensor 20 are displaced.
  • the detection layer 51B has a first surface 51BS1 facing the second surface 21AS2 of the detection layer 21A and a second surface 51BS2 opposite to the first surface 51BS1.
  • the detection layer 21A and the detection layer 51B are arranged in parallel.
  • the conductive layer 54B is provided between the detection layer 21A and the detection layer 51B.
  • the conductive layer 54B is arranged in parallel with the detection layer 21A and the detection layer 51B.
  • the conductive layer 54C is provided so as to face the second surface 51BS2 of the detection layer 51B.
  • the conductive layer 54B is arranged in parallel with the detection layer 51B.
  • the separation layer 52 is provided between the detection layer 21A and the conductive layer 54B.
  • the adhesive layer 55 is provided between the detection layer 51B and the conductive layer 54C.
  • the 25% CLD value of the separation layer 62 is 10 times or more the 25% CLD value of the deformed layer 23B, preferably 30 times or more the 25% CLD value of the deformed layer 23B, and more preferably the 25% CLD value of the deformed layer 23B. It is more than 50 times.
  • the detection sensitivity of the sensing unit SE62 can be improved.
  • the sensor 50 according to the fifth embodiment can detect the triaxial force with a simpler configuration than the sensor 20 according to the first embodiment.
  • the 25% CLD value of the deformed layer 23A may be smaller than the 25% CLD value of either the deformed layer 63B or the deformed layer 23B. Further, the 25% CLD value of the deformed layer 63A may be smaller than the 25% CLD value of either the deformed layer 63B or the deformed layer 23B.
  • the deformed layer 23A and the deformed layer 63A are crushed in a low pressure range (for example, 1 g or more and 100 g or less), and the deformed layer 63B and the deformed layer 23B are crushed in a high pressure range (for example, exceeding 100 g). It will be crushed with 500g or less).
  • the high pressure range (second pressure range) is set higher than the low pressure range (first pressure range).
  • the sensor 20 may further include a surface layer 81 provided on the surface (sensing surface 20S) on the electrode layer 24 side.
  • the surface layer 81 is a high friction layer having a surface having a high coefficient of friction.
  • the structure 83A functions as a pusher for pushing the sensing surface 20S, the pressure is concentrated on the parts of the sensing surface 20S corresponding to the sensing portions SE21 and SE22. Therefore, the sensitivity of the sensor 20A can be improved.
  • the detection layer 21C has a first surface 21CS1 facing the second surface 21BS2 of the detection layer 21B and a second surface 21CS2 opposite to the first surface 21CS1.
  • the separation layer 22A is provided between the conductive layer 24B and the detection layer 21C.
  • the conductive layer 24C is provided so as to face the second surface 21CS2 of the detection layer 21C.
  • the conductive layer 24C is arranged in parallel with the detection layer 21C.
  • the deformable layer 23C is provided between the detection layer 21C and the conductive layer 24C.
  • the deformed layer 23C separates the detection layer 21C and the conductive layer 24C so as to be parallel to the detection layer 21C and the conductive layer 24CA.
  • the deformable layer 23C is configured to be elastically deformable according to the pressure acting on the sensing surface 20S, that is, the pressure acting in the thickness direction of the sensor 20B.
  • the sensor 113-8 is above the first joint on the palmar surface of the middle finger, the sensor 113-9 is between the first and second joints, and the sensor 113- is between the second and third joints. 10 are provided respectively, and the sensor 113-11 is provided above the first joint on the palmar surface of the medicine finger, the sensor 113-12 is provided between the first joint and the second joint, and the second and third joints are provided. Sensors 113-13 are provided between the joints, sensors 113-14 above the first joint on the palmar surface of the small finger, and sensors 113-15 between the first and second joints. Sensors 113-16 are provided between the second joint and the third joint, respectively.
  • the 25% CLD, thickness and basis weight of the separation layer and the deformed layer are determined by the measuring method described in the first embodiment. I was asked.
  • a second deformable layer provided between the second conductive layer and the second detection layer and elastically deformed in response to a pressure acting in the thickness direction of the sensor is provided.
  • the 25% CLD value of the separation layer is 10 times or more the 25% CLD value of the first deformed layer.
  • the thickness of the separating layer is at least twice the thickness of the first deformed layer.
  • the basis weight of the separation layer is 10 times or more the basis weight of the first deformed layer.

Abstract

3軸センサは、第1の面と、該第1の面とは反対側の第2の面とを有し、静電容量式の第1のセンシング部を含む第1の検出層と、第1の検出層の第2の面に対向する第1の面を有し、静電容量式の第2のセンシング部を含む第2の検出層と、第1の検出層の第1の面と対向して設けられた第1の導電層と、第1の検出層と第2の検出層の間に設けられた第2の導電層と、第1の検出層と第2の導電層の間に設けられ、第1の検出層と第2の導電層の間を離隔する離隔層と、第1の導電層と第1の検出層の間に設けられ、センサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第1の変形層と、第2の導電層と第2の検出層の間に設けられ、センサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第2の変形層とを備える。離隔層の25%CLD値が、第1の変形層の25%CLD値の10倍以上であり、離隔層の25%CLD値が、第2の変形層の25%CLD値の10倍以上である。

Description

3軸センサ、センサモジュールおよび電子機器
 本開示は、3軸センサ、センサモジュールおよび電子機器に関する。
 近年、労働人口の減少に伴いロボットによる作業の自動化が様々な場面において検討されている。それに伴い、ロボットの表面に実装することで、表面における物体との接触領域に働く力を検出するセンサが検討されている。接触領域に働く力の方向を検出することが、ロボットの制御では特に重要である。特許文献1では、そのような力の方向を多軸で検出するセンサとして、1軸の圧力センサを各軸方向に配置し、全体として多軸の力ベクトルを検出する機能を備えた多軸力センサが提案されている。
特開2016-205942号公報
 ロボットの行動制御を高度に行うためには、多軸力が、表面のどの部分でどの方向に働いているかを検出できることが望まれる。しかしながら、上述した特許文献1のように、単一の検出軸を持つ圧力センサを複数組み合わせて多軸力を検出しようとすると、センサの構成が複雑になってしまう。
 本開示の目的は、比較的単純な構成を有する3軸センサ、センサモジュール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の開示は、
 第1の面と、該第1の面とは反対側の第2の面とを有し、静電容量式の第1のセンシング部を含む第1の検出層と、
 第1の検出層の第2の面に対向する第1の面を有し、静電容量式の第2のセンシング部を含む第2の検出層と、
 第1の検出層の第1の面と対向して設けられた第1の導電層と、
 第1の検出層と第2の検出層の間に設けられた第2の導電層と、
 第1の検出層と第2の導電層の間に設けられ、第1の検出層と第2の導電層の間を離隔する離隔層と、
 第1の導電層と第1の検出層の間に設けられ、センサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第1の変形層と、
 第2の導電層と第2の検出層の間に設けられ、センサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第2の変形層と
 を備え、
 離隔層の25%CLD値が、第1の変形層の25%CLD値の10倍以上であり、
 離隔層の25%CLD値が、第2の変形層の25%CLD値の10倍以上である3軸センサである。
 第2の開示は、
 第1の面と、該第1の面とは反対側の第2の面とを有し、静電容量式の第1のセンシング部を含む第1の検出層と、
 第1の検出層の第1の面に対向する第1の面と、該第1の面とは反対側の第2の面とを有し、静電容量式の第2のセンシング部を含む第2の検出層と、
 第1の検出層と第2の検出層の間に設けられ、第1の検出層と第2の検出層を離隔する離隔層と、
 第1の検出層の第1の面と対向して設けられた第1の導電層と、
 第2の検出層の第2の面と対向して設けられた第2の導電層と、
 第1の導電層と第1の検出層の間に設けられ、センサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第1の変形層と、
 第2の導電層と第2の検出層の間に設けられ、センサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第2の変形層と
 を備え、
 離隔層の25%CLD値が、第1の変形層の25%CLD値の10倍以上であり、
 離隔層の25%CLD値が、第2の変形層の25%CLD値の10倍以上である3軸センサである。
 第3の開示は、第1の開示または第2の開示の3軸センサを備えるセンサモジュールである。
 第4の開示は、
 第3の開示のセンサモジュールと、
 センサモジュールから出力された第1のセンシング部および第2のセンシング部の出力信号分布に基づき、3軸力を算出する演算部と
 を備える電子機器である。
図1は、本開示の第1の実施形態に係る電子機器の構成の一例を示すブロック図である。 図2は、センサの構成の一例を示す断面図である。 図3は、検出層の構成の一例を示す平面図である。 図4は、検出層の構成の一例を示す断面図である。 図5は、センシング部の構成の一例を示す平面図である。 図6は、複数の引き回し配線の配置の一例を示す平面図である。 図7は、圧力検出時のセンサの動作の一例を説明するための断面図である。 図8は、せん断力検出時のセンサの動作の一例を説明するための断面図である。 図9は、センサに圧力のみが作用している状態における第1の検出層および第2の検出層の出力信号分布の一例を示すグラフである。 図10は、センサにせん断力が作用している状態における第1の検出層および第2の検出層の出力信号分布の一例を示すグラフである。 図11は、本開示の第2の実施形態に係るセンサの構成の一例を示す断面図である。 図12は、圧力検出時のセンサの動作の一例を説明するための断面図である。 図13は、せん断力検出時のセンサの動作の一例を説明するための断面図である。 図14は、本開示の第3の実施形態に係るセンサの構成の一例を示す断面図である。 図15は、圧力検出時のセンサの動作の一例を説明するための断面図である。 図16は、せん断力検出時のセンサの動作の一例を説明するための断面図である。 図17は、本開示の第4の実施形態に係るセンサの構成の一例を示す断面図である。 図18は、圧力検出時のセンサの動作の一例を説明するための断面図である。 図19は、せん断力検出時のセンサの動作の一例を説明するための断面図である。 図20は、本開示の第5の実施形態に係るセンサの構成の一例を示す断面図である。 図21は、変形例に係るセンサの構成の一例を示す分解斜視図である。 図22は、変形例に係るセンサの構成の一例を示す断面図である。 図23は、変形例に係るセンサの構成の一例を示す断面図である。 図24は、変形例に係るセンサの構成の一例を示す断面図である。 図25は、変形例に係るセンサの構成の一例を示す断面図である。 図26は、変形例に係るセンサの構成の一例を示す断面図である。 図27は、応用例に係るロボットハンドの構成の一例を示す概略図である。 図28は、本開示の第6の実施形態に係るセンサの構成の一例を示す断面図である。 図29は、変形例に係るフレキシブルプリント基板の構成の一例を示す平面図である。 図30は、図29のXXX-XXX線に沿った断面図である。 図31は、変形例に係るセンサの構成の一例を示す平面図である。 図32は、図31のXXXII-XXXII線に沿った断面図である。 図33は、変形例に係るセンサの構成の一例を示す断面図である。 図34は、変形例に係るセンサの構成の一例を示す平面図である。 図35は、図34のXXXV-XXXV線に沿った断面図である。 図36は、変形例に係るセンサの構成の一例を示す断面図である。 図37は、変形例に係るセンサの構成の一例を示す断面図である。
 本開示の実施形態について以下の順序で説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
 1 第1の実施形態(センサおよびそれを備える電子機器の例)
 2 第2の実施形態(センサの例)
 3 第3の実施形態(センサの例)
 4 第4の実施形態(センサの例)
 5 第5の実施形態(センサの例)
 6 第6の実施形態(センサの例)
 7 変形例
 8 応用例
<1 第1の実施形態>
[電子機器の構成]
 図1は、本開示の第1の実施形態に係る電子機器10の構成の一例を示すブロック図である。電子機器10は、センサモジュール11と、電子機器10の本体であるホスト機器12とを備える。ホスト機器12は、メインCPU(Central Processing Unit)(以下単に「CPU」という。)12Aと、筐体等の外装材(図示せず)とを備え、この外装材の表面に作用する3軸力をセンサモジュール11により検出し、検出結果に応じて動作する。
(センサモジュール)
 センサモジュール11は、3軸センサ(以下単に「センサ」という。)20と、第1の制御部としてのコントローラIC(Integrated Circuit)(以下単に「IC」という。)13Aと、第2の制御部としてのIC13Bとを備える。センサ20は、電子機器10の外装材の表面に設けられている。外装材が曲面を有し、センサ20がこの曲面に設けられていてもよい。センサ20は、センサ20の表面とこの表面に接触した物体との間に作用する3軸力を面分布で検出可能に構成されている。センサ20は、センサ20に作用する圧力およびせん断力を静電容量分布として検出し、検出結果をIC13AおよびIC13Bに出力する。
 IC13AおよびIC13Bは、センサ20を制御し、センサ20に作用する圧力およびせん断力に応じた静電容量分布を取得し、その取得結果をホスト機器12のCPU12Aに出力する。CPU12Aは、IC13AおよびIC13Bからの出力信号(静電容量分布)に基づき、センサ20に加わる3軸力を演算し、その演算結果に基づき、ホスト機器12の各種制御を実行する。
[センサの構成]
 図2は、センサ20の構成の一例を示す断面図である。センサ20は、3軸力分布を検出可能な静電容量式のセンサであり、センサ20の表面に作用する圧力およびセンサ20の面内方向のせん断力を検出する。センサ20は、フィルム状を有する。本開示においては、フィルムには、シートも含まれるものと定義する。センサ20は、フィルム状を有するため、平面のみならず、曲面にも適用可能である。本明細書において、平坦な状態のセンサ20の表面の面内において互いに直交する軸をそれぞれX軸およびY軸といい、平坦な状態のセンサ20の表面に垂直な軸をZ軸という。
 センサ20は、検出層(第1の検出層)21Aと、検出層(第2の検出層)21Bと、離隔層22と、変形層(第1の変形層)23Aと、変形層(第2の変形層)23Bと、導電層(第1の導電層)24Aと、導電層(第2の導電層)24Bとを備える。センサ20の各層の間には、図示しない接着層が備えられ、各層が貼り合わされている。但し、隣接する2層のうちの少なくとも一方が接着性を有する場合には、接着層はなくてもよい。センサ20の両面のうち導電層24A側の第1の面が、圧力およびせん断力を検出するセンシング面20Sであり、センシング面20Sとは反対側の第2の面が、筐体等の外装材に貼り合わされる裏面である。検出層21AはIC13Aに接続され、検出層21BはIC13Bに接続されている。
 検出層21Aは、第1の面21AS1と、第1の面21AS1とは反対側の第2の面21AS2とを有する。検出層21Bは、第1の面21AS1と対向する第1の面21BS1と、第1の面21BS1とは反対側の第2の面21BS2とを有する。検出層21Aと検出層21Bは平行に配置されている。離隔層22は、検出層21Aと検出層21Bの間に設けられている。導電層24Aは、検出層21Aの第1の面21AS1と対向して設けられている。導電層24Aは、検出層21Aと平行に配置されている。導電層24Bは、検出層21Bの第2の面21BS2と対向して設けられている。導電層24Bは、検出層21Bと平行に配置されている。変形層23Aは、検出層21Aと導電層24Aの間に設けられている。変形層23Bは、検出層21Bと導電層24Bの間に設けられている。
(検出層)
 検出層21Aおよび検出層21Bは、静電容量方式、より具体的には相互容量方式の検出層である。検出層21Aは、可撓性を有する。検出層21Aは、センシング面20Sに圧力が作用すると検出層21Bに向けて撓む。検出層21Aは、複数のセンシング部(第1のセンシング部)SE21を含む。センシング部SE21は、センシング面20Sに作用する圧力を検出し、検出結果をIC13Aに出力する。具体的には、センシング部SE21は、センシング部SE21と導電層24Aの距離に対応した静電容量を検出し、検出結果をIC13Aに出力する。
 検出層21Bは、可撓性を有する。検出層21Bは、センシング面20Sに圧力が作用すると導電層24Bに向けて撓む。検出層21Bは、複数のセンシング部(第2のセンシング部)SE22を含む。センシング部SE22は、センシング面20Sに作用する圧力を検出し、検出結果をIC13Bに出力する。具体的には、センシング部SE22は、センシング部SE22と導電層24Bの距離に対応した静電容量を検出し、検出結果をIC13Bに出力する。
 検出層21Aに含まれる複数のセンシング部SE21の配置ピッチP1と、検出層21Bに含まれる複数のセンシング部SE22の配置ピッチP2とは同一である。せん断力が加えられていない初期状態において、センシング部SE22は、センシング部SE21に対向する位置に設けられている。すなわち、せん断力が加えられていない初期状態において、センシング部SE22とセンシング部SE22は、センサ20の厚さ方向に重なっている。但し、せん断力が加えられていない初期状態において、センシング部SE22が、センシング部SE21に対向する位置に設けられていない構成とすることも可能である。
 検出層21Bは検出層21Aと同様の構成を有するため、以下では、検出層21Aの構成についてのみ説明する。
 図3は、検出層21Aの構成の一例を示す平面図である。複数のセンシング部SE21は、マトリックス状に配列されている。センシング部SE21は、例えば正方形状を有する。但し、センシング部SE21の形状は特に限定されるものではなく、円形状、楕円形状、正方形状以外の多角形状等であってもよい。
 なお、図3中、符号X1~X10は、X軸方向におけるセンシング部SE21の中心位置を示し、符号Y1~Y10は、Y軸方向におけるセンシング部SE21の中心位置を示す。
 検出層21Aの周縁の一部からフィルム状の接続部21A1が延設されている。接続部21A1の先端には、センサ基板(図示せず)と接続するための複数の接続端子21A2が設けられている。センサ基板には、IC13AおよびIC13Bが設けられている。
 検出層21Aと接続部21A1とは1つのフレキシブルプリント基板(Flexible Printed Circuits:FPC)により一体的に構成されていることが好ましい。このように検出層21Aと接続部21A1とが一体的に構成されていることで、センサ20の部品点数を減らすことができる。また、センサ20とセンサ基板との接続の衝撃耐久性を向上することができる。
 図4は、検出層21Aの構成の一例を示す断面図である。検出層21Aは、基材31と、複数のセンシング部SE21と、複数の引き回し配線32と、複数の引き回し配線33と、カバーレイフィルム34Aと、カバーレイフィルム34Bと、接着層35Aと、接着層35Bとを備える。
 基材31は、第1の面31S1と、この第1の面31S1とは反対側の第2の面31S2とを有する。複数のセンシング部SE21および複数の引き回し配線32は、基材31の第1の面31S1に設けられている。複数の引き回し配線33は、基材の第2の面31S2に設けられている。カバーレイフィルム34Aは、複数のセンシング部SE21および複数の引き回し配線32が設けられた基材31の第1の面31S1に接着層35Aにより貼り合わされている。カバーレイフィルム34Bは、複数の引き回し配線33が設けられた基材31の第2の面31S2に接着層35Bにより貼り合わされている。
 基材31は、可撓性を有する。基材31は、フィルム状を有する。基材31Aは、高分子樹脂を含む。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)またはノルボルネン系熱可塑性樹脂等が挙げられるが、これらの高分子樹脂に限定されるものではない。
 図5は、センシング部SE21の構成の一例を示す平面図である。センシング部SE21は、センス電極(受信電極(第1の電極))36およびパルス電極(送信電極(第2の電極))37により構成されている。センス電極36とパルス電極37は、容量結合を形成可能に構成されている。より具体的には、センス電極36およびパルス電極37は、櫛歯状を有し、互いの櫛歯状の部分を噛み合わせるようにして配置されている。
 X軸方向に隣接するセンス電極36同士は、接続線36Aにより接続されている。各パルス電極37には引き出し配線37Aが設けられ、この引き出し配線37Aの先端は、スルーホール37Bを介して引き回し配線33に接続されている。引き回し配線33は、Y軸方向に隣接するパルス電極37同士を接続している。
 図6は、複数の引き回し配線32および複数の引き回し配線33の配置の一例を示す平面図である。複数の接続線36Aにより接続された複数のセンス電極36のうち、X軸方向の一端に位置するセンス電極36から引き回し配線32が引き出されている。複数の引き回し配線32は、基材31の第1の面31S1の周縁部に引き回されて、接続部21A1を通って接続端子21A2に接続されている。
 検出層21Aは、複数の引き回し配線38をさらに備える。引き回し配線38は、引き回し配線33により接続された複数のパルス電極37のうち、Y軸方向の一端に位置するパルス電極37から引き出された引き出し配線37Aに接続されている。複数の引き回し配線38は、複数の引き回し配線32と共に、基材31の第1の面31S1の周縁部に引き回されて、接続部21A1を通って接続端子21A2に接続されている。
 検出層21Aは、グランド電極39Aとグランド電極39Bとをさらに備える。グランド電極39Aとグランド電極39Bは、基準電位に接続されている。グランド電極39Aおよびグランド電極39Bは、複数の引き回し配線32と並行に延設されている。グランド電極39Aおよびグランド電極39Bの間に、複数の引き回し配線32は設けられている。このように複数の引き回し配線32がグランド電極39Aおよびグランド電極39Bの間に設けられていることで、外部ノイズ(外部電場)が複数の引き回し配線32に入り込むことを抑制することができる。したがって、外部ノイズによるセンサ20の検出精度の低下または誤検出を抑制することができる。
(離隔層)
 離隔層22は、検出層21Aと検出層21Bの間を離隔する。これにより、検出層21Aと検出層21Bの間での電磁的干渉を抑制することができる。離隔層22は、センシング面20Sの面内方向(すなわちセンサ20の面内方向)に作用するせん断力により、センシング面20Sの面内方向に弾性変形可能に構成されている。
 離隔層22は、ゲルを含むことが好ましい。離隔層22がゲルを含むことで、センシング面20Sに作用する圧力では潰れにくく、センシング面20Sの面内方向に作用するせん断力では弾性変形しやすくなり、離隔層22として望ましい特性が得られる。ゲルは、例えば、シリコーンゲル、ウレタンゲル、アクリルゲルおよびスチレンゲルからなる群より選択される少なくとも1種の高分子ゲルである。離隔層22は、図示しない基材により支持されていてもよい。
 離隔層22の25%CLD(Compression-Load-Deflection)値が、変形層23Aの25%CLD値の10倍以上、好ましくは変形層23Aの25%CLD値の30倍以上、より好ましくは変形層23Aの25%CLD値の50倍以上である。離隔層22の25%CLD値が変形層23Aの25%CLD値の10倍以上であると、センシング面20Sに圧力が作用したとき、変形層23Aが離隔層22に比べて十分に潰れやすくなるため、センシング部SE21の検出感度を向上することができる。
 離隔層22の25%CLD値が、変形層23Bの25%CLD値の10倍以上、好ましくは変形層23Bの25%CLD値の30倍以上、より好ましくは変形層23Bの25%CLD値の50倍以上である。離隔層22の25%CLD値が変形層23Bの25%CLD値の10倍以上であると、センシング面20Sに圧力が作用したときに、変形層23Bが離隔層22に比べて十分に潰れやすくなるため、センシング部SE22の検出感度を向上することができる。
 離隔層22の25%CLD値は、500kPa以下であることが好ましい。離隔層22の25%CLD値が500kPaを超えると、センシング面20Sの面内方向(すなわちセンサ20の面内方向)に作用するせん断力により、センシング面20Sの面内方向に弾性変形し難くなる虞がある。したがって、センサ20の面内方向のせん断力の検出感度が低下する虞がある。
 離隔層22、変形層23Aおよび変形層23Bの25%CLD値は、JIS K 6254に準拠して測定される。
 離隔層22の厚みが、好ましくは変形層23Aの厚みの2倍以上、より好ましくは変形層23Aの厚みの4倍以上、さらにより好ましくは変形層23Aの厚みの8倍以上である。離隔層22の厚みが変形層23Aの厚みの2倍以上であると、センシング面20Sの面内方向にせん断力が作用した場合に、離隔層22が変形層23Aに比べて十分にセンシング面20Sの面内方向に変形しやすくなるため、せん断力の検出感度をさらに向上することができる。
 離隔層22の厚みが、好ましくは変形層23Bの厚みの2倍以上、より好ましくは変形層23Bの厚みの4倍以上、さらにより好ましくは変形層23Bの厚みの8倍以上である。離隔層22の厚みが変形層23Bの厚みの2倍以上であると、センシング面20Sの面内方向にせん断力が作用した場合に、離隔層22が変形層23Bに比べて十分にセンシング面20Sの面内方向に変形しやすくなるため、せん断力の検出感度をさらに向上することができる。
 離隔層22の厚みは、好ましくは10000μm以下、より好ましくは4000μm以下であることが好ましい。離隔層22の厚みが10000μmを超えると、センサ20を電子機器等に適用し難くなる虞がある。
 離隔層22、変形層23Aおよび変形層23Bの厚みは以下のようにして求められる。まず、センサ20をFIB(Focused Ion Beam)法等により加工して断面を作製し、走査電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)を用いて断面画像を撮影する。次に、この断面画像を用いて離隔層22、変形層23Aおよび変形層23Bの厚みを測定する。
 離隔層22の目付量が、好ましくは変形層23Aの目付量の10倍以上、より好ましくは変形層23Aの目付量の25倍以上である。離隔層22の目付量が変形層23Aの目付量の10倍以上であると、センシング面20Sに圧力が作用したときに、変形層23Aが離隔層22に比べて十分に潰れやすくなるため、センシング部SE21の検出感度をさらに向上することができる。
 離隔層22の目付量が、好ましくは変形層23Bの目付量の10倍以上、より好ましくは変形層23Bの目付量の25倍以上である。離隔層22の目付量が変形層23Bの目付量の10倍以上であると、センシング面20Sに圧力が作用したときに、変形層23Bが離隔層22に比べて十分に潰れやすくなるため、センシング部SE22の検出感度をさらに向上することができる。
 離隔層22の目付量は、1000mg/cm以下であることが好ましい。離隔層22の目付量が1000mg/cmを超えると、センシング面20Sの面内方向(すなわちセンサ20の面内方向)に作用するせん断力により、センシング面20Sの面内方向に弾性変形し難くなる虞がある。したがって、センサ20の面内方向のせん断力の検出感度が低下する虞がある。
 離隔層22の目付量は以下のようにして求められる。まず、センサ20から導電層24A、変形層23Aおよび検出層21Aを引き剥がす等することにより、離隔層22の表面を露出させた後、この状態にてセンサ20の質量M1を測定する。次に、離隔層22を溶剤で溶かす等することにより離隔層22を除去した後、この状態にてセンサ20の質量M2を測定する。最後に、下記の式から変形層23の目付量を求める。
 離隔層22の目付量[mg/cm]=(質量M1-質量M2)/(離隔層22の面積S1)
 変形層23Aの目付量は以下のようにして求められる。まず、センサ20から導電層24Aを引き剥がす等することにより、変形層23Aの表面を露出させた後、この状態にてセンサ20の質量M3を測定する。次に、変形層23Aを溶剤で溶かす等することにより変形層23Aを除去した後、この状態にてセンサ20の質量M4を測定する。最後に、下記の式から変形層23Aの目付量を求める。
 変形層23Aの目付量[mg/cm]=(質量M3-質量M4)/(変形層23Aの面積S2)
 変形層23Bの目付量は以下のようにして求められる。まず、センサ20から導電層24Bを引き剥がす等することにより、変形層23Bの表面を露出させた後、この状態にてセンサ20の質量M5を測定する。次に、変形層23Bを溶剤で溶かす等することにより変形層23Bを除去した後、この状態にてセンサ20の質量M6を測定する。最後に、下記の式から変形層23Bの目付量を求める。
 変形層23Bの目付量[mg/cm]=(質量M5-質量M6)/(変形層23Bの面積S3)
(導電層)
 導電層24Aは、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有する。導電層24Aは、センシング面20Sに対して圧力が作用すると、検出層21Aに向けて撓む。導電層24Bは、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有していてもよいし、有していなくてもよいが、センサ20を曲面に装着可能とするためには、可撓性を有することが好ましい。
 導電層24Aは、第1の面24AS1と、第1の面24AS1とは反対側の第2の面24AS2とを有する。第2の面24AS2は、検出層21Aの第1の面21AS1と対向する。導電層24Bは、第1の面24BS1と、第1の面24BS1とは反対側の第2の面24BS2とを有する。第1の面24BS1は、検出層21Bの第2の面21BS2と対向する。
 導電層24Aの弾性率は、10MPa以下であることが好ましい。導電層24Aの弾性率が10MPa以下であると、導電層24Aの可撓性が向上し、センシング面20Sに圧力が作用したときに、検出層21Bまで圧力が伝わりやすくなり、検出層21Bが変形しやすくなる。したがって、センシング部SE22の検出感度を向上することができる。上記弾性率は、JIS K 7161に準拠して測定される。
 導電層24Aおよび導電層24Bは、いわゆる接地電極であり、基準電位に接続されている。導電層24Aおよび導電層24Bの形状としては、例えば、薄膜状、箔状またはメッシュ状等が挙げられるが、これらの形状に限定されるものではない。導電層24A、導電層24Bはそれぞれ、図示しない基材により支持されていてもよい。
 導電層24A、24B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、または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-無機導電層等である。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。導電層24A、24Bは、導電布であってもよい。
 無機系導電材料としては、例えば、金属または金属酸化物等が挙げられる。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、鉛等の金属、またはこれらの金属を2種以上含む合金等が挙げられるが、これらの金属に限定されるものではない。合金の具体例としては、ステンレス鋼が挙げられるが、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、または酸化亜鉛-酸化インジウム-酸化マグネシウム系等が挙げられるが、これらの金属酸化物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、または導電性ポリマー等が挙げられる。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、またはナノホーン等が挙げられるが、これらの炭素材料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、またはポリチオフェン等を用いることができるが、これらの導電性ポリマーに限定されるものではない。
 導電層24A、24B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、蒸着法等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。
 導電層24A、24Bがセンサ20の両面に設けられていることで、外部ノイズ(外部電場)がセンサ20の両主面側からセンサ20内に入り込むことを抑制することができる。したがって、外部ノイズによるセンサ20の検出精度の低下または誤検出を抑制することができる。
(変形層)
 変形層23Aは、検出層21Aと導電層24Aが平行になるように、検出層21Aと導電層24Aを離隔する。変形層23Aの厚みにより、センシング部SE21の感度とダイナミックレンジを調整することができる。変形層23Aは、センシング面20Sに作用する圧力、すなわちセンサ20の厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形可能に構成されている。変形層23Aは、図示しない基材により支持されていてもよい。
 変形層23Bは、検出層21Bと導電層24Bが平行になるように、検出層21Bと導電層24Bを離隔する。変形層23Bの厚みにより、センシング部SE22の感度とダイナミックレンジを調整することができる。変形層23Bは、センシング面20Sに作用する圧力、すなわちセンサ20の厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形可能に構成されている。変形層23Aは、図示しない基材により支持されていてもよい。
 変形層23Aと変形層23Bの25%CLD値は、同一またはほぼ同一であってもよい。変形層23A、23Bは、例えば、発泡樹脂または絶縁性エラストマ等を含む。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(ポリウレタンフォーム)、発泡ポリエチレン(ポリエチレンフォーム)、発泡ポリオレフィン(ポリオレフィンフォーム)、発泡アクリル(アクリルフォーム)およびスポンジゴム等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等のうちの少なくとも1種である。
(接着層)
 接着層は、絶縁性を有する接着剤または両面接着フィルムにより構成される。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のうちの少なくとも1種を用いることができる。なお、本開示においては、粘着(pressure sensitive adhesion)は接着(adhesion)の一種と定義する。この定義に従えば、粘着層は接着層の一種と見なされる。
[センサの動作]
(圧力検出時のセンサの動作)
 図7は、圧力検出時のセンサ20の動作の一例について説明するための断面図である。物体41によりセンシング面20Sが押され、センシング面20Sに圧力が作用すると、導電層24Aが、圧力の作用箇所を中心として検出層21Aに向けて撓み、変形層23Aの一部を押し潰す。これにより、導電層24Aと検出層21Aの一部が接近する。その結果、検出層21Aのうち、導電層24Aに接近した部分に含まれる複数のセンシング部SE21の電気力線の一部(すなわちセンス電極36とパルス電極37の間の電気力線の一部)が導電層24Aに流れて、複数のセンシング部SE21の静電容量が変化する。
 また、上述のようにして押し潰された変形層23Aの一部により、検出層21Aの第1の面21AS1に圧力が作用し、検出層21A、離隔層22および検出層21Bが、圧力の作用箇所を中心として導電層24Bに向けて撓む。これにより、検出層21Bと導電層24Bの一部が接近する。その結果、検出層21Bのうち、導電層24Bに接近した部分に含まれる複数のセンシング部SE22の電気力線の一部(すなわちセンス電極36とパルス電極37の間の電気力線の一部)が導電層24Bに流れて、複数のセンシング部SE22の静電容量が変化する。
 IC13Aは、検出層21Aに含まれる複数のセンシング部SE21を順次スキャンし、複数のセンシング部SE21から出力信号分布、すなわち静電容量分布を取得する。
 同様に、IC13Bは、検出層21Bに含まれる複数のセンシング部SE22を順次スキャンし、複数のセンシング部SE21から出力信号分布、すなわち静電容量分布を取得する。IC13AおよびIC13Bは、取得した出力信号分布をホスト機器12のCPU12Aに出力する。
 CPU12Aは、IC13Aから受け取った出力信号分布に基づき、圧力の大きさおよび圧力の作用位置を演算する。IC13Aの出力信号分布に基づき圧力の大きさおよび圧力の作用位置を演算するのは、検出層21Aの方が検出層21Bに比べてセンシング面20Sに近く、検出感度が高いためである。但し、CPU12Aが、IC13Bから受け取った出力信号分布に基づき、圧力の大きさおよび圧力の作用位置を演算するようにしてもよいし、IC13AおよびIC13Bの両方から受け取った出力信号分布に基づき、圧力の大きさおよび圧力の作用位置を演算するようにしてもよい。
(せん断力検出時のセンサの動作)
 図8は、せん断力検出時のセンサ20の動作の一例について説明するための断面図である。物体41がセンシング面20Sの面内方向に移動し、センサ20にせん断力が作用すると、センサ20の面内方向に離隔層22が弾性変形し、センサ20の面内方向(X、Y方向)における検出層21Aと検出層21Bの相対位置がずれる。すなわち、センサ20の面内方向におけるセンシング部SE21とセンシング部SE22の相対位置がずれる。これにより、検出層21Aの出力信号分布(静電容量分布)の重心位置と、検出層21Bの出力信号分布(静電容量分布)の重心位置とが、センサ20の面内方向(X、Y方向)にずれる。なお、せん断力を検出するためには、物体41によりセンシング面20Sに圧力が作用している必用があるが、図8では、この圧力によるセンサ20の各層の変形は省略している。
 図9は、センサ20に圧力のみが作用している状態における検出層21Aの出力信号分布DB1および検出層21Bの出力信号分布DB2の一例を示すグラフである。出力信号分布DB1および出力信号分布DB2は、静電容量分布(圧力分布)に対応する。センサ20に圧力のみが作用している状態では、検出層21Aの出力信号分布DB1および検出層21Bの出力信号分布DB2の重心位置は一致している。
 図10は、センサ20にせん断力が作用している状態における検出層21Aの出力信号分布DB1および検出層21Bの出力信号分布DB2の一例を示すグラフである。センサ20にせん断力が作用している状態では、検出層21Aの出力信号分布DB1および検出層21Bの出力信号分布DB2の重心位置がずれる。
 CPU12Aは、センサモジュール11から出力された検出層21Aの出力信号分布および検出層21Bの出力信号分布に基づき、3軸力を算出する。より具体的には、CPU12Aは、検出層21Aの出力信号分布DB1から、検出層21Aにおける圧力の重心位置を計算すると共に、検出層21Bの出力信号分布DB2から、検出層21Bにおける圧力の重心位置を算出する。CPU12Aは、検出層21Aにおける圧力の重心位置と検出層21Bにおける圧力の重心位置の差分から、せん断力の大きさと方向を算出する。
[効果]
 上述したように第1の実施形態に係るセンサ20では、全体として比較的単純かつ省スペースな構成で3軸力の分布を検出することができる。また、センシング面20Sの有効領域のどの位置でも、3軸力の分布を検出することができる。
 これに対して、上述した特許文献1のように、単一の検出軸を持つ圧力センサを複数組み合わせて多軸力センサを構成し、多軸力を検出しようとすると、構造が複雑になってしまう。また、面分布での検出を行うために、複数の多軸力センサを配列しようとすると、大きな空間を占有することになってしまう。
<2 第2の実施形態>
[センサの構成]
 図11は、本開示の第2の実施形態に係るセンサ20Aの構成の一例を示す断面図である。センサ20Aは、離隔層22(図2参照)に代えて、積層構造の離隔層25を備える点において、第1の実施形態に係るセンサ20とは異なっている。なお、第2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。
(離隔層)
 離隔層25は、導電層(第3の導電層)24C、離隔層(第1の離隔層)25Aと、離隔層(第2の離隔層)25Bとを備える。導電層24Cは、離隔層25Aと離隔層25Bの間に設けられている。離隔層25Aは、検出層21Aと導電層24Cの間に設けられ、検出層21Aと導電層24Cを離隔する。離隔層25Bは、検出層21Bと導電層24Cの間に設けられ、検出層21Bと導電層24Cを離隔する。離隔層25Aおよび離隔層25Bは、センシング面20Sの面内方向(すなわちセンサ20の面内方向)に作用するせん断力により、センシング面20Sの面内方向に弾性変形可能に構成されている。
 離隔層25Aおよび離隔層25Bの材料は、第1の実施形態における離隔層22と同様である。
 離隔層25A、離隔層25Bそれぞれの25%CLD値が、変形層23Aの25%CLD値の10倍以上、好ましくは変形層23Aの25%CLD値の30倍以上、より好ましくは変形層23Aの25%CLD値の50倍以上である。離隔層25A、離隔層25Bそれぞれの25%CLD値が変形層23Aの25%CLD値の10倍以上であると、センシング部SE21の検出感度を向上することができる。
 離隔層25A、離隔層25Bそれぞれの25%CLD値が、変形層23Bの25%CLD値の10倍以上、好ましくは変形層23Bの25%CLD値の30倍以上、より好ましくは変形層23Bの25%CLD値の50倍以上である。離隔層25A、離隔層25Bそれぞれの25%CLD値が変形層23Bの25%CLD値の10倍以上であると、センシング部SE22の検出感度を向上することができる。
 離隔層25A、離隔層25Bそれぞれの25%CLD値は、500kPa以下であることが好ましい。離隔層25A、離隔層25Bそれぞれの25%CLD値が500kPaを超えると、センシング面20Sの面内方向(すなわちセンサ20Aの面内方向)に作用するせん断力により、センシング面20Sの面内方向に弾性変形し難くなる虞がある。したがって、センサ20Aの面内方向のせん断力の検出感度が低下する虞がある。
 離隔層25Aおよび離隔層25Bの25%CLD値は、JIS K 6254に準拠して測定される。
 離隔層25Aおよび離隔層25Bの合計の厚みが、好ましくは変形層23Aの厚みの2倍以上、より好ましくは変形層23Aの厚みの4倍以上、さらにより好ましくは変形層23Aの厚みの8倍以上である。離隔層25Aおよび離隔層25Bの合計の厚みが変形層23Aの厚みの2倍以上であると、せん断力の検出感度をさらに向上することができる。
 離隔層25Aおよび離隔層25Bの合計の厚みが、好ましくは変形層23Bの厚みの2倍以上、より好ましくは変形層23Bの厚みの4倍以上、さらにより好ましくは変形層23Bの厚みの8倍以上である。離隔層25Aおよび離隔層25Bの合計の厚みが変形層23Bの厚みの2倍以上であると、せん断力の検出感度をさらに向上することができる。
 離隔層25Aおよび離隔層25Bの合計の厚みが、好ましくは10000μm以下、より好ましくは4000μm以下であることが好ましい。離隔層25Aおよび離隔層25Bの合計の厚みが10000μmを超えると、センサ20Aを電子機器等に適用し難くなる虞がある。
 離隔層25Aおよび離隔層25Bの厚みは、第1の実施形態における離隔層22の厚みの測定方法と同様して求められる。
 離隔層25Aおよび離隔層25Bの合計の目付量が、好ましくは変形層23Aの目付量の10倍以上、より好ましくは変形層23Bの目付量の25倍以上である。離隔層25Aおよび離隔層25Bの合計の目付量が変形層23Aの目付量の10倍以上であると、センシング部SE21の検出感度をさらに向上することができる。
 離隔層25Aおよび離隔層25Bの合計の目付量が、好ましくは変形層23Bの目付量の10倍以上、より好ましくは変形層23Bの目付量の25倍以上である。離隔層25Aおよび離隔層25Bの合計の目付量が変形層23Bの目付量の10倍以上であると、センシング部SE22の検出感度をさらに向上することができる。
 離隔層25Aおよび離隔層25Bの合計の目付量が、1000mg/cm以下であることが好ましい。離隔層25Aおよび離隔層25Bの合計の目付量が1000mg/cmを超えると、センシング面20Sの面内方向(すなわちセンサ20Aの面内方向)に作用するせん断力により、センシング面20Sの面内方向に弾性変形し難くなる虞がある。したがって、センサ20Aの面内方向のせん断力の検出感度が低下する虞がある。
 離隔層25Aおよび離隔層25Bの目付量は、第1の実施形態における離隔層22の目付量の測定方法と同様して求められる。
(導電層)
 導電層24Cは、上述のように離隔層25Aと離隔層25Bの間に設けられ、検出層21Aと検出層21Bの間での電磁的干渉を抑制する。導電層24Cは、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有する。導電層24Cは、センシング面20Sに対して圧力が作用すると、検出層21Bに向けて撓む。導電層24Cの形状および材料は、第1の実施形態における導電層24Aと同様である。
[センサの動作]
(圧力検出時のセンサの動作)
 図12は、圧力検出時のセンサ20Aの動作の一例について説明するための断面図である。圧力検出時のセンサ20Aの動作は、以下の点以外は、第1の実施形態における圧力検出時のセンサ20の動作と同様である。物体41によりセンシング面20Sが押され、押し潰された変形層23Aの一部により検出層21Aの第1の面21AS1に圧力が作用すると、検出層21A、離隔層25および検出層21Bが、圧力の作用箇所を中心として導電層24Bに向けて撓む。
(せん断力検出時のセンサの動作)
 図13は、せん断力検出時のセンサ20Aの動作の一例について説明するための断面図である。せん断力検出時のセンサ20Aの動作は、以下の点以外は、第1の実施形態における圧力検出時のセンサ20Aの動作と同様である。センサ20にせん断力が作用すると、センサ20の面内方向に離隔層25Aおよび離隔層25Bが弾性変形し、センサ20の面内方向における検出層21Aと検出層21Bの相対位置がずれる。
[効果]
 第2の実施形態に係るセンサ20Aは、検出層21Aと検出層21Bの間に導電層24Cをさらに備えている。これにより、検出層21Aと検出層21Bの間での電磁的干渉をさらに抑制することができる。したがって、センサ20Aでは、第1の実施形態に係るセンサ20よりも検出精度の低下または誤検出を抑制することができる。
<3 第3の実施形態>
[センサの構成]
 図14は、本開示の第3の実施形態に係るセンサ50の構成の一例を示す断面図である。センサ50は、検出層(第1の検出層)21Aと、検出層(第2の検出層)51Bと、離隔層52と、変形層(第1の変形層)23Aと、変形層(第2の変形層)53Bと、導電層(第1の導電層)24Aと、導電層(第2の導電層)54Bと、導電層(第3の導電層)54Cと、接着層55とを備える。なお、導電層54Cおよび接着層55は必要に応じて備えられるものであって、なくてもよい。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。
 検出層51Bと接着層55の間および導電層54Cと接着層55の間を除く、センサ50の各層の間には、図示しない接着層が備えられ、貼り合わされている。但し、隣接する2層のうちの少なくとも一方が接着性を有する場合には、接着層はなくてもよい。
 検出層51Bは、検出層21Aの第2の面21AS2と対向する第1の面51BS1と、第1の面51BS1とは反対側の第2の面51BS2とを有する。検出層21Aと検出層51Bは平行に配置されている。導電層54Bは、検出層21Aおよび検出層51Bの間に設けられている。導電層54Bは、検出層21Aおよび検出層51Bと平行に配置されている。導電層54Cは、検出層51Bの第2の面51BS2と対向して設けられている。導電層54Bは、検出層51Bと平行に配置されている。離隔層52は、検出層21Aと導電層54Bの間に設けられている。接着層55は、検出層51Bと導電層54Cの間に設けられている。
(検出層)
 検出層51Bは、相互容量方式の検出層である。検出層51Bは、複数のセンシング部(第2のセンシング部)SE52を含む。センシング部SE52は、センシング面20Sに作用する圧力を検出し、検出結果をIC13Bに出力する。具体的には、センシング部SE52は、センシング部SE52と導電層54Bの距離に対応した静電容量を検出し、検出結果をIC13Bに出力する。
 検出層51Bの構成は、第1の実施形態における検出層21Aと同様である。
(離隔層)
 離隔層52は、検出層21Aと導電層54Bを離隔する。離隔層52は、センシング面20Sの面内方向(すなわちセンサ50の面内方向)に作用するせん断力により、センシング面20Sの面内方向に弾性変形可能に構成されている。
 離隔層52の材料は、第1の実施形態における離隔層22と同様である。
 離隔層52の25%CLD値が、変形層23Aの25%CLD値の10倍以上、好ましくは変形層23Aの25%CLD値の30倍以上、より好ましくは変形層23Aの25%CLD値の50倍以上である。離隔層52の25%CLD値が変形層23Aの25%CLD値の10倍以上であると、センシング部SE21の検出感度を向上することができる。
 離隔層52の25%CLD値が、変形層53Bの25%CLD値の10倍以上、好ましくは変形層53Bの25%CLD値の30倍以上、より好ましくは変形層53Bの25%CLD値の50倍以上である。離隔層52の25%CLD値が変形層53Bの25%CLD値の10倍以上であると、センシング部SE52の検出感度を向上することができる。
 離隔層52の25%CLD値は、500kPa以下であることが好ましい。離隔層52の25%CLD値が500kPaを超えると、センシング面20Sの面内方向(すなわちセンサ50の面内方向)に作用するせん断力により、センシング面20Sの面内方向に弾性変形し難くなる虞がある。したがって、センサ50の面内方向のせん断力の検出感度が低下する虞がある。
 離隔層52および変形層53Bの25%CLD値は、JIS K 6254に準拠して測定される。
 離隔層52の厚みが、好ましくは変形層23Aの厚みの2倍以上、より好ましくは変形層23Aの厚みの4倍以上、さらにより好ましくは変形層23Aの厚みの8倍以上である。離隔層52の厚みが変形層23Aの厚みの2倍以上であると、せん断力の検出感度をさらに向上することができる。
 離隔層52の厚みが、好ましくは変形層53Bの厚みの2倍以上、より好ましくは変形層23Aの厚みの4倍以上、さらにより好ましくは変形層53Bの厚みの8倍以上である。離隔層52の厚みが変形層53Bの厚みの2倍以上であると、せん断力の検出感度をさらに向上することができる。
 離隔層52の厚みは、好ましくは10000μm以下、より好ましくは4000μm以下であることが好ましい。離隔層52の厚みが10000μmを超えると、センサ50を電子機器等に適用し難くなる虞がある。
 離隔層52および変形層53Bの厚みは、第1の実施形態における離隔層22、変形層23Aおよび変形層23Bの厚みの測定方法と同様にして求められる。
 離隔層52の目付量が、好ましくは変形層23Aの目付量の10倍以上、より好ましくは変形層23Aの目付量の25倍以上である。離隔層52の目付量が変形層23Aの目付量の10倍以上であると、センシング部SE21の検出感度をさらに向上することができる。
 離隔層52の目付量が、好ましくは変形層53Bの目付量の10倍以上、より好ましくは変形層53Bの目付量の25倍以上である。離隔層52の目付量が変形層53Bの目付量の10倍以上であると、センシング部SE52の検出感度をさらに向上することができる。
 離隔層52の目付量は、1000mg/cm以下であることが好ましい。離隔層52の目付量が1000mg/cmを超えると、センシング面20Sの面内方向(すなわちセンサ50の面内方向)に作用するせん断力により、センシング面20Sの面内方向に弾性変形し難くなる虞がある。したがって、センサ50の面内方向のせん断力の検出感度が低下する虞がある。
 離隔層52および変形層53Bの目付量は、第1の実施形態における離隔層22、変形層23Aおよび変形層23Bの目付量の測定方法と同様にして求められる。
(導電層)
 導電層54Bは、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有する。導電層54Bは、センシング面20Sに対して圧力が作用すると、検出層51Bに向けて撓む。導電層54Cは、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有していてもよいし、有していなくてもよいが、センサ50を曲面に装着可能とするためには、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有することが好ましい。
 導電層54Bは、第1の面54BS1と、第1の面54BS1とは反対側の第2の面54BS2とを有する。第2の面54BS2は、検出層51Bの第1の面21BS1と対向する。導電層54Cは、第1の面54CS1と、第1の面54CS1とは反対側の第2の面54CS2とを有する。第1の面54CS1は、検出層51Bの第2の面21BS2と対向する。
 導電層54B、導電層54Cは、いわゆる接地電極であり、基準電位に接続されている。導電層54Bおよび導電層54Cの形状および材料は、第1の実施形態における導電層24Aと同様である。
(変形層)
 変形層53Bは、検出層51Bと導電層54Bが平行になるように、検出層51Bと導電層54Bを離隔する。変形層53Bの厚みにより、検出層51Bの感度とダイナミックレンジを調整することができる。変形層53Bは、センシング面20Sに作用する圧力、すなわち、すなわちセンサ50の厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形可能に構成されている。
(接着層)
 接着層55は、検出層51Bと導電層54Cを貼り合わせると共に、検出層51Bと導電層54Cの間を離隔する。接着層55の厚みにより、検出層51Bの感度とダイナミックレンジを調整することができる。接着層55は、例えば、両面に接着層が設けられた基材である。接着層55が、上記基材が複数積層されて構成されていてもよい。
[センサの動作]
(圧力検出時のセンサの動作)
 図15は、圧力検出時のセンサ50の動作の一例について説明するための断面図である。
 物体41によりセンシング面20Sが押され、センシング面20Sに圧力が作用すると、第1の実施形態に係るセンサ20の動作と同様にして、導電層24Aと検出層21Aとの一部が接近し、複数のセンシング部SE21の静電容量が変化する。
 また、上述のようにして押し潰された変形層23Aの一部により、検出層21Aの第1の面21AS1に圧力が作用すると、検出層21Aおよび離隔層52および導電層54Bが、圧力の作用箇所を中心として検出層51Bに向けて撓み、変形層53Bの一部を押し潰す。これにより、導電層54Bと検出層51Bの一部が接近する。その結果、検出層51Bのうち、導電層54Bが接近した部分に含まれる複数のセンシング部SE52の電気力線の一部(すなわちセンス電極36とパルス電極37の間の電気力線の一部)が導電層54Bに流れて、センシング部SE52の静電容量が変化する。
(せん断力検出時のセンサの動作)
 図16は、せん断力検出時のセンサ50の動作の一例について説明するための断面図である。センサ50にせん断力が作用すると、センサ50の面内方向に離隔層52が弾性変形し、センサ50の面内方向(X、Y方向)におけるセンシング部SE21とセンシング部SE52の相対位置がずれる。これにより、検出層21Aの出力信号分布(静電容量分布)の重心位置と、検出層51Bの出力信号分布(静電容量分布)の重心位置とが、センサ50の面内方向(X、Y方向)にずれる。
[効果]
 第3の実施形態に係るセンサ50は、検出層51B上に変形層53Bを備える。したがって、検出層21Bの下に変形層23Bを備える第1の実施形態に係るセンサ20に比べて圧力およびせん断力の検出感度を向上することができる。
<4 第4の実施形態>
[センサの構成]
 図17は、本開示の第4の実施形態に係るセンサ60の構成の一例を示す断面図である。センサ60は、検出層(第1の検出層)61Aと、検出層(第2の検出層)61Bと、離隔層62と、変形層(第1の変形層)23Aと、変形層(第2の変形層)23Bと、変形層(第3の変形層)63Aと、変形層(第4の変形層)63Bと、導電層(第1の導電層)24Aと、導電層(第2の導電層)24Bと、導電層(第3の導電層)64Aと、導電層(第4の導電層)64Bとを備える。なお、第4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。
 導電層64A、変形層63A、検出層21A、変形層23Aおよび導電層24Aの積層体により、第1のセンサ60Aが構成されている。導電層24B、変形層23B、検出層61B、変形層63Bおよび導電層64Bの積層体により、第2のセンサ60Bが構成されている。
 センサ60の各層の間には、図示しない接着層が備えられ、貼り合わされている。但し、隣接する2層のうちの少なくとも一方が接着性を有する場合には、接着層はなくてもよい。
 検出層61Aは、第1の面61AS1と、第1の面61AS1とは反対側の第2の面61AS2とを有する。検出層61Bは、第2の面61AS2と対向する第1の面61BS1と、第1の面61BS1とは反対側の第2の面61BS2とを有する。検出層61Aと検出層61Bは平行に配置されている。離隔層62は、検出層61Aと検出層21Bの間に設けられている。すなわち、離隔層62は、第1のセンサ60Aと第2のセンサ60Bの間に設けられている。
 導電層24Aは、検出層61Aの第1の面61AS1と対向して設けられている。導電層24Aは、検出層61Aと平行に配置されている。導電層24Bは、検出層61Bの第2の面21BS2と対向して設けられている。導電層24Bは、検出層61Bと平行に配置されている。導電層64Aは、検出層61Aと離隔層62の間に設けられている。導電層64Aは、検出層61Aと平行に配置されている。導電層64Bは、検出層61Bと離隔層62の間に設けられている。導電層64Bは、検出層61Bと平行に配置されている。変形層23Aは、検出層61Aと導電層24Aの間に設けられている。変形層23Bは、検出層61Bと導電層24Bの間に設けられている。変形層63Aは、検出層61Aと導電層64Aの間に設けられている。変形層63Bは、検出層61Bと導電層64Bの間に設けられている。
(検出層)
 検出層61Aおよび検出層61Bは、相互容量方式の検出層である。検出層61Aは、可撓性を有する。検出層61Aは、センシング面20Sに圧力が作用すると導電層64Aに向けて撓む。検出層61Aは、複数のセンシング部(第1のセンシング部)SE61を含む。センシング部SE61は、センシング面20Sに作用する圧力を検出し、検出結果をIC13Aに出力する。具体的には、センシング部SE61は、センシング部SE61と導電層24Aの距離、およびセンシング部SE21と導電層64Aの距離に対応した静電容量を検出し、検出結果をIC13Aに出力する。
 検出層61Bは、可撓性を有する。検出層61Bは、センシング面20Sに圧力が作用すると導電層24Bに向けて撓む。検出層61Bは、複数のセンシング部(第2のセンシング部)SE62を含む。センシング部SE62は、センシング面20Sに作用する圧力を検出し、検出結果をIC13Bに出力する。具体的には、センシング部SE62は、センシング部SE62と導電層64Bの距離、およびセンシング部SE62と導電層24Bの距離に対応した静電容量を検出し、検出結果をIC13Bに出力する。
 検出層61Aおよび検出層61Bの構成は、第1の実施形態における検出層21Aと同様の構成を有する。
(離隔層)
 離隔層62は、導電層64Aと導電層64Bの間を離隔する。すなわち、離隔層62は、第1のセンサ60Aと第2のセンサ60Bの間を離隔する。離隔層62は、センシング面20Sの面内方向(すなわちセンサ20の面内方向)に作用するせん断力により、センシング面20Sの面内方向に弾性変形可能に構成されている。
 離隔層62の材料は、第1の実施形態における離隔層22と同様である。
 離隔層62の25%CLD値が、変形層23Aの25%CLD値の10倍以上、好ましくは変形層23Aの25%CLD値の30倍以上、より好ましくは変形層23Aの25%CLD値の50倍以上である。離隔層62の25%CLD値が変形層23Aの25%CLD値の10倍以上であると、センシング部SE61の検出感度を向上することができる。
 離隔層62の25%CLD値が、変形層63Aの25%CLD値の10倍以上、好ましくは変形層63Aの25%CLD値の30倍以上、より好ましくは変形層63Aの25%CLD値の50倍以上である。離隔層62の25%CLD値が変形層63Aの25%CLD値の10倍以上であると、センシング部SE61の検出感度を向上することができる。
 離隔層62の25%CLD値が、変形層23Bの25%CLD値の10倍以上、好ましくは変形層23Bの25%CLD値の30倍以上、より好ましくは変形層23Bの25%CLD値の50倍以上である。離隔層62の25%CLD値が変形層23Bの25%CLD値の10倍以上であると、センシング部SE62の検出感度を向上することができる。
 離隔層62の25%CLD値が、変形層63Bの25%CLD値の10倍以上、好ましくは変形層63Bの25%CLD値の30倍以上、より好ましくは変形層63Bの25%CLD値の50倍以上である。離隔層62の25%CLD値が変形層63Bの25%CLD値の10倍以上であると、センシング部SE62の検出感度を向上することができる。
 離隔層62の25%CLD値は、500kPa以下であることが好ましい。離隔層62の25%CLD値が500kPaを超えると、センシング面20Sの面内方向(すなわちセンサ60の面内方向)に作用するせん断力により、センシング面20Sの面内方向に弾性変形し難くなる虞がある。したがって、センサ60の面内方向のせん断力の検出感度が低下する虞がある。
 離隔層62、変形層63Aおよび変形層63Bの25%CLD値は、JIS K 6254に準拠して測定される。
 離隔層62の厚みが、好ましくは変形層23Aの厚みの2倍以上、より好ましくは変形層23Aの厚みの4倍以上、さらにより好ましくは変形層23Aの厚みの8倍以上である。離隔層22の厚みが変形層23Aの厚みの2倍以上であると、せん断力の検出感度をさらに向上することができる。
 離隔層62の厚みが、好ましくは変形層63Aの厚みの2倍以上、より好ましくは変形層63Aの厚みの4倍以上、さらにより好ましくは変形層63Aの厚みの8倍以上である。離隔層62の厚みが変形層63Aの厚みの2倍以上であると、せん断力の検出感度をさらに向上することができる。
 離隔層62の厚みが、好ましくは変形層23Bの厚みの2倍以上、より好ましくは変形層23Bの厚みの4倍以上、さらにより好ましくは変形層23Bの厚みの8倍以上である。離隔層62の厚みが変形層23Bの厚みの2倍以上であると、せん断力の検出感度をさらに向上することができる。
 離隔層62の厚みが、好ましくは変形層63Bの厚みの2倍以上、より好ましくは変形層63Bの厚みの4倍以上、さらにより好ましくは変形層63Bの厚みの8倍以上である。離隔層62の厚みが変形層63Bの厚みの2倍以上であると、せん断力の検出感度をさらに向上することができる。
 離隔層62の厚みは、好ましくは10000μm以下、より好ましくは4000μm以下であることが好ましい。離隔層62の厚みが10000μmを超えると、センサ60を電子機器等に適用し難くなる虞がある。
 離隔層62、変形層63Aおよび変形層63Bの厚みは、第1の実施形態における離隔層22、変形層23Aおよび変形層23Bの厚みの測定方法と同様にして求められる。
 離隔層62の目付量が、好ましくは変形層23Aの目付量の10倍以上、より好ましくは変形層23Aの目付量の25倍以上である。離隔層62の目付量が変形層23Aの目付量の10倍以上であると、センシング部SE61の検出感度をさらに向上することができる。
 離隔層62の目付量が、好ましくは変形層63Aの目付量の10倍以上、より好ましくは変形層63Aの目付量の25倍以上である。離隔層62の目付量が変形層63Aの目付量の10倍以上であると、センシング部SE61の検出感度をさらに向上することができる。
 離隔層62の目付量が、好ましくは変形層23Bの目付量の10倍以上、より好ましくは変形層23Bの目付量の25倍以上である。離隔層62の目付量が変形層23Bの目付量の10倍以上であると、センシング部SE62の検出感度をさらに向上することができる。
 離隔層62の目付量が、好ましくは変形層63Bの目付量の10倍以上、より好ましくは変形層63Bの目付量の25倍以上である。離隔層62の目付量が変形層63Bの目付量の10倍以上であると、センシング部SE62の検出感度をさらに向上することができる。
 離隔層62の目付量は、1000mg/cm以下であることが好ましい。離隔層62の目付量が1000mg/cmを超えると、センシング面20Sの面内方向(すなわちセンサ60の面内方向)に作用するせん断力により、センシング面20Sの面内方向に弾性変形し難くなる虞がある。したがって、センサ60の面内方向のせん断力の検出感度が低下する虞がある。
 離隔層62、変形層63Aおよび変形層63Bの目付量は、第1の実施形態における離隔層22、変形層23Aおよび変形層23Bの目付量の測定方法と同様にして求められる。
(導電層)
 導電層64Aは、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有する。導電層64Aは、センシング面20Sに対して圧力が作用すると、検出層61Bに向けて撓む。導電層64Bは、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有する。導電層64Bは、センシング面20Sに対して圧力が作用すると、検出層61Bに向けて撓む。
 導電層64Aは、第1の面64AS1と、第1の面64AS1とは反対側の第2の面64AS2とを有する。第1の面64AS1は、検出層61Aの第2の面61AS2と対向する。導電層64Bは、第1の面64BS1と、第1の面64BS1とは反対側の第2の面64BS2とを有する。第2の面64BS2は、検出層61Bの第1の面61BS1と対向する。
 導電層64Aおよび導電層64Bは、いわゆる接地電極であり、基準電位に接続されている。導電層64Aおよび導電層64Bの形状および材料は、第1の実施形態における導電層24Aの形状および材料と同様である。
(変形層)
 変形層63Aは、検出層61Aと導電層64Aが平行になるように、検出層61Aと導電層62Aを離隔する。変形層63Aの厚みにより、検出層61Aの感度とダイナミックレンジを調整することができる。変形層63Aは、センシング面20Sに作用する圧力、すなわち、すなわちセンサ60の厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形可能に構成されている。
 変形層63Bは、検出層61Bと導電層64Bが平行になるように、検出層61Bと導電層64Bを離隔する。変形層63Bの厚みにより、検出層61Bの感度とダイナミックレンジを調整することができる。変形層63Bは、センシング面20Sに作用する圧力、すなわち、すなわちセンサ60の厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形可能に構成されている。
 変形層63Aおよび変形層63Bの材料は、第1の実施形態における変形層23Aと同様である。
[センサの動作]
(圧力検出時のセンサの動作)
 図18は、圧力検出時のセンサ60の動作の一例について説明するための断面図である。物体41によりセンシング面20Sが押され、センシング面20Sに圧力が作用すると、第1の実施形態におけるセンサ20の動作と同様にして、導電層24Aと検出層61Aの一部が接近する。また、導電層24Aにより押し潰された変形層23Aの一部により、検出層61Aの第1の面61AS1に圧力が作用すると、検出層61Aが、圧力の作用箇所を中心として導電層64Aに向けて撓み、変形層63Aの一部を押し潰す。これにより、検出層61Aと導電層64Aの一部が接近する。
 上述のように導電層24Aと検出層61Aの一部、および検出層61Aと導電層64Aの一部が接近することで、検出層61Aのうち、導電層24Aおよび導電層64Aに接近した部分に含まれる複数のセンシング部SE61の電気力線の一部(すなわちセンス電極36とパルス電極37の間の電気力線の一部)が導電層24Aおよび導電層64Aに流れて、複数のセンシング部SE61の静電容量が変化する。
 上述のようにして押し潰された変形層63Aの一部により、導電層64Aの第1の面に圧力が作用すると、導電層64A、離隔層62および導電層64Bが、圧力の作用箇所を中心として検出層61Bに向けて撓み、変形層63Bの一部を押し潰す。これにより、導電層64Bと検出層61Bの一部が接近する。また、上述のようにして押し潰された変形層63Bの一部により、検出層61Bの第1の面61BS1に圧力が作用すると、検出層61Bが、圧力の作用箇所を中心として導電層24Bに向けて撓み、変形層23Bの一部を押し潰す。これにより、検出層61Bと導電層24Bの一部が接近する。
 上述のように導電層64Bと検出層61Bの一部、および検出層61Bと導電層24Bの一部が接近することで、検出層61Bのうち、導電層64Bおよび導電層24Bに接近した部分に含まれる複数のセンシング部SE62の電気力線の一部(すなわちセンス電極36とパルス電極37の間の電気力線の一部)が導電層64Bおよび導電層24Bに流れて、複数のセンシング部SE62の静電容量が変化する。
(せん断力検出時のセンサの動作)
 図19は、せん断力検出時のセンサ60の動作の一例について説明するための断面図である。センサ60にせん断力が作用すると、センサ60の面内方向に離隔層62が弾性変形し、センサ60の面内方向(X、Y方向)におけるセンシング部SE61とセンシング部SE62の相対位置がずれる。これにより、検出層61Aの出力信号分布(静電容量分布)の重心位置と、検出層61Bの出力信号分布(静電容量分布)の重心位置とが、センサ60の面内方向(X、Y方向)にずれる。
[効果]
 第4の実施形態に係るセンサ60は、検出層61Aの第1の面61AS1側、第2の面61AS2側それぞれに導電層24A、導電層64Aを備える。また、検出層61Bの第1の面61BS1側、第2の面61BS2側それぞれに導電層24B、導電層64Bを備える。したがって、センシング部SE61、センシング部SE62の検出感度を、第1の実施形態におけるセンシング部SE21、センシング部SE22の検出感度よりも高めることができる。よって、センサ60では、第1の実施形態に係るセンサ20に比べて高い検出感度が得られる。
 また、第4の実施形態に係るセンサ60は、同一の構造を有する第1のセンサ60Aと第2のセンサ60Bとの間に離隔層62を挟むことで構成することができる。したがって、第1の実施形態に係るセンサ20と同様に、全体として比較的単純かつ省スペースな構成で3軸力の分布を検出することができる。
<5 第5の実施形態>
[センサの構成]
 図20は、本開示の第5の実施形態に係るセンサ70の構成の一例を示す断面図である。センサ70は、検出層71と、離隔層72と、変形層73と、導電層74Aと、導電層74Bとを備える。
 検出層71は、第1の面71S1と、第1の面71S1とは反対側の第2の面71S2とを有する。導電層74Aは、検出層71の第1の面71S1と対向して設けられている。導電層74Aは、検出層71と平行に配置されている。導電層74Bは、検出層71の第2の面71S2と対向して設けられている。導電層74Bは、検出層71と平行に配置されている。離隔層72は、検出層71と導電層74Aの間に設けられている。変形層73は、検出層71と導電層74Bの間に設けられている。
(検出層)
 検出層71は、相互容量方式の検出層である。検出層71は、可撓性を有する。検出層71は、センシング面20Sに圧力が作用すると導電層74Bに向けて撓む。検出層71は、複数のセンシング部SE71を含む。センシング部SE71は、センシング面20Sに作用する圧力を検出し、検出結果をIC13Aに出力する。具体的には、センシング部SE71は、センシング部SE71と導電層74Bの距離に対応した静電容量を検出し、検出結果をIC13Aに出力する。なお、第5の実施形態においては、図1に示したIC13Bはなくてもよい。
 検出層71の構成は、第1の実施形態における検出層21Aと同様の構成を有する。
(離隔層)
 離隔層72は、検出層71と導電層74Aが平行になるように、検出層71と導電層74Aの間を離隔する。離隔層72は、センシング面20Sの面内方向(すなわちセンサ20の面内方向)に作用するせん断力により、センシング面20Sの面内方向に弾性変形可能に構成されている。
 離隔層72の材料は、第1の実施形態における離隔層22と同様である。
 離隔層72の25%CLD値が、変形層73の25%CLD値の10倍以上、好ましくは変形層73の25%CLD値の30倍以上、より好ましくは変形層73の25%CLD値の50倍以上である。離隔層72の25%CLD値が変形層73の25%CLD値の10倍以上であると、センサ70の圧力およびせん断力の検出感度を向上することができる。
 離隔層72の25%CLD値は、500kPa以下であることが好ましい。離隔層72の25%CLD値が500kPaを超えると、センシング面20Sの面内方向(すなわちセンサ70の面内方向)に作用するせん断力により、センシング面20Sの面内方向に弾性変形し難くなる虞がある。したがって、センサ70の面内方向のせん断力の検出感度が低下する虞がある。
 離隔層72および変形層73の25%CLD値は、JIS K 6254に準拠して測定される。
 離隔層72の厚みが、好ましくは変形層73の厚みの2倍以上、より好ましくは変形層73の厚みの4倍以上、さらにより好ましくは変形層23Aの厚みの8倍以上である。離隔層72の厚みが変形層73の厚みの2倍以上であると、センサ70のせん断力の検出感度をさらに向上することができる。
 離隔層72の厚みは、好ましくは10000μm以下、より好ましくは4000μm以下であることが好ましい。離隔層72の厚みが10000μmを超えると、センサ70を電子機器等に適用し難くなる虞がある。
 離隔層72および変形層73の厚みは、第1の実施形態における離隔層22、変形層23Aおよび変形層23Bの厚みの測定方法と同様にして求められる。
 離隔層72の目付量が、好ましくは変形層73の目付量の10倍以上、より好ましくは変形層73の目付量の25倍以上である。離隔層72の目付量が変形層73の目付量の10倍以上であると、センサ70の圧力およびせん断力の検出感度をさらに向上することができる。
 離隔層72の目付量は、1000mg/cm以下であることが好ましい。離隔層72の目付量が1000mg/cmを超えると、センシング面20Sの面内方向(すなわちセンサ70の面内方向)に作用するせん断力により、センシング面20Sの面内方向に弾性変形し難くなる虞がある。したがって、センサ70の面内方向のせん断力の検出感度が低下する虞がある。
 離隔層72および変形層73の目付量は、第1の実施形態における離隔層22、変形層23Aおよび変形層23Bの目付量の測定方法と同様にして求められる。
(導電層)
 導電層74Aは、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有する。導電層74Aは、センシング面20Sに対して圧力が作用すると、検出層71に向けて撓む。導電層74Bは、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有していてもよいし、有していなくてもよいが、センサ70を曲面に装着可能とするためには、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有することが好ましい。
 導電層74Aは、第1の面74AS1と、第1の面74AS1とは反対側の第2の面74AS2とを有する。第2の面74AS2は、検出層71の第1の面71S1と対向する。導電層74Bは、第1の面74BS1と、第1の面74BS1とは反対側の第2の面74BS2とを有する。第1の面74BS1は、検出層71の第2の面71S2と対向する。
 導電層74Aおよび導電層74Bは、いわゆる接地電極であり、基準電位に接続されている。導電層74Aおよび導電層74Bの形状および材料は、第1の実施形態における導電層24Aの形状および材料と同様である。
(変形層)
 変形層73は、検出層71と導電層74Bが平行になるように、検出層71と導電層74Bを離隔する。変形層73の厚みにより、検出層71の感度とダイナミックレンジを調整することができる。
 変形層73は、センシング面20Sに作用する圧力、すなわちセンサ70の厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形可能に構成されている。変形層73の材料は、第1の実施形態における変形層23Aと同様である。
[センサの動作]
(圧力検出時のセンサの動作)
 物体41によりセンシング面20Sが押され、センシング面20Sに圧力が作用すると、導電層74A、離隔層72および検出層71が、圧力の作用箇所を中心として導電層74Bに向けて撓み、変形層73の一部を押し潰す。これにより、検出層71と導電層74Bの一部が接近する。その結果、検出層71のうち、導電層74Aに接近した部分に含まれる複数のセンシング部SE71の電気力線の一部(すなわちセンス電極36とパルス電極37の間の電気力線の一部)が導電層74Aに流れて、複数のセンシング部SE71の静電容量が変化する。
(せん断力検出時のセンサの動作)
 センサ70にせん断力が作用すると、センサ70の面内方向に離隔層72が弾性変形し、センシング面20Sの圧力作用位置がセンサ70の面内方向にずれる。CPU12Aが、センサ70の面内方向における信号分布の変化を時系列的に検出することで、せん断力を検出することができる。
[効果]
 第5の実施形態に係るセンサ50では、第1の実施形態に係るセンサ20よりも簡単な構成で3軸力を検出することができる。
<6 第6の実施形態>
[センサの構成]
 図28は、本開示の第6の実施形態に係るセンサ120の構成の一例を示す断面図である。センサ120は、離隔層72(図20参照)に代えて、変形層121を備える点において、第5の実施形態に係るセンサ70とは異なっている。センサ120は、導電層74Aの第1の面74AS1上に外装材122を備えていてもよい。なお、第6の実施形態において、第5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。
 変形層121は、第1の実施形態における変形層23Aと同様の機能および構成を有する。外装材122は、可撓性を有する。外装材122は、表面に圧力が作用すると検出層71に向けて撓む。外装材122は、例えば、高分子樹脂層、金属層および金属酸化物層からなる群より選ばれた少なくとも1種を含む。
[センサの動作]
(圧力検出時のセンサの動作)
 物体41により外装材122の表面が押され、センシング面20Sに圧力が作用すると、導電層74Aが、圧力の作用箇所を中心として検出層71に向けて撓み、変形層121の一部を押し潰す。これにより、導電層74Aと検出層71の一部が接近する。その結果、検出層71のうち、導電層74に接近した部分に含まれる複数のセンシング部SE71の電気力線の一部が導電層74Aに流れて、複数のセンシング部SE71の静電容量が変化する。
 また、上述のようにして押し潰された変形層121の一部により、検出層71の第1の面71S1に圧力が作用し、検出層71が、圧力の作用箇所を中心として導電層74Bに向けて撓む。これにより、検出層71と導電層74Bの一部が接近する。その結果、検出層71のうち、導電層74Bに接近した部分に含まれる複数のセンシング部SE71の電気力線の一部が導電層74Bに流れて、複数のセンシング部SE71の静電容量が変化する。
 IC13Aは、検出層71に含まれる複数のセンシング部SE71を順次スキャンし、複数のセンシング部SE21から出力信号分布、すなわち静電容量分布を取得する。IC13Aは、取得した出力信号分布をホスト機器12のCPU12Aに出力する。CPU12Aは、IC13Aから受け取った出力信号分布に基づき、圧力の大きさおよび圧力の作用位置を演算する。
 センサモジュール11が上記センサ120を備える場合、センサモジュール11は、IC13Bを備えていなくてもよい(図1参照)。
<6 変形例>
(変形例1)
 第2の実施形態において、図21に示すように、離隔層25Aおよび離隔層25Bが、センシング面20Sの面内方向に同一のパターンで複数に分割され、分割された各部同士がセンサ20Aの厚み方向に重なっていてもよい。これにより、センシング面20S内の複数個所において、3軸力を検出することができる。
 同様に、第1の実施形態において、離隔層22がセンシング面20Sの面内方向に複数に分割されていてもよい。第3の実施形態において離隔層52がセンシング面20Sの面内方向に複数に分割されていてもよい。第4の実施形態において離隔層62がセンシング面20Sの面内方向に複数に分割されていてもよい。第5の実施形態において離隔層72がセンシング面20Sの面内方向に複数に分割されていてもよい。これらの場合にも、センシング面20S内の複数個所において、3軸力を検出することができる。
(変形例2)
 第2の実施形態では、検出層21Aに含まれる複数のセンシング部SE21の配置ピッチP1と、検出層21Bに含まれる複数のセンシング部SE22の配置ピッチP2とが同一である場合について説明したが、図22に示すように、複数のセンシング部SE22の配置ピッチP1と、複数のセンシング部SE21の配置ピッチP2とが異なっていてもよい。
 この場合、複数のセンシング部SE22の配置ピッチP2が、複数のセンシング部SE21の配置ピッチP1より大きくなっていると共に、センシング部SE22の面積が、センシング部SE21の面積より大きくなっていてもよい。センシング面20Sに圧力が作用した場合、下側の検出層21Bは変形層23Aや離隔層25等の複数の層を介して圧力が作用するため、下側の検出層21Bの変形範囲は、上側の検出層21Aの変形範囲よりもブロードになる傾向がある。したがって、上述のように、複数のセンシング部SE22の配置ピッチP2が、複数のセンシング部SE21の配置ピッチP1より大きくなっていると共に、センシング部SE22の面積が、センシング部SE21の面積より大きくなっていることで、検出層21Bの感度を向上することができる。ここで、センシング部SE21の面積とは、Z軸方向(検出層21Aの厚さ方向)からセンシング部SE21を平面視したときのセンシング部SE21の面積を意味する。また、センシング部SE22の面積とは、Z軸方向(検出層21Bの厚さ方向)からセンシング部SE22を平面視したときのセンシング部SE22の面積を意味する。
 同様に、第1の実施形態において、複数のセンシング部SE22の配置ピッチP2が、複数のセンシング部SE21の配置ピッチP1より大きくなっていると共に、センシング部SE22の面積が、センシング部SE21の面積より大きくなっていてもよい。第3の実施形態において、複数のセンシング部SE52の配置ピッチP2が、複数のセンシング部SE21の配置ピッチP1より大きくなっていると共に、センシング部SE52の面積が、センシング部SE21の面積より大きくなっていてもよい。第4の実施形態において、複数のセンシング部SE62の配置ピッチP2が、複数のセンシング部SE61の配置ピッチP1より大きくなっていると共に、センシング部SE62の面積が、センシング部SE61の面積より大きくなっていてもよい。
(変形例3)
 第1、第2の実施形態において、変形層23Aの25%CLD値が、変形層23Bの25%CLD値よりも小さくてもよい。これにより、センシング面20Sに圧力が作用したとき、変形層23Aは低圧力範囲(例えば1g以上100g以下)で潰れ、変形層23Bは高圧力範囲(例えば100gを超え500g以下)で潰れるようになる。高圧力範囲(第2の圧力範囲)は、低圧力範囲(第1の圧力範囲)より高い範囲に設定される。
 上記構成が採用される場合、検出層21Aが、低圧力範囲(例えば1g以上100g以下)の圧力検出用として用いられ、検出層21Bが、高圧力範囲(例えば100gを超え500g以下)の圧力検出用として用いられてもよい。
 第3の実施形態において、変形層23Aの25%CLD値が、変形層53Bの25%CLD値よりも小さくてもよい。これにより、センシング面20Sに圧力が作用したとき、変形層23Aは低圧力範囲(例えば1g以上100g以下)で潰れ、変形層53Bは高圧力範囲(例えば100gを超え500g以下)で潰れるようになる。高圧力範囲(第2の圧力範囲)は、低圧力範囲(第1の圧力範囲)より高い範囲に設定される。
 上記構成が採用される場合、検出層21Aが、低圧力範囲(例えば1g以上100g以下)の圧力検出用として用いられ、検出層51Bが、高圧力範囲(例えば100gを超え500g以下)の圧力検出用として用いられてもよい。
 第4の実施形態において、変形層23Aの25%CLD値が、変形層63Bおよび変形層23Bのいずれの25%CLD値よりも小さくてもよい。また、変形層63Aの25%CLD値が、変形層63Bおよび変形層23Bのいずれの25%CLD値よりも小さくてもよい。これにより、センシング面20Sに圧力が作用したとき、変形層23Aおよび変形層63Aは低圧力範囲(例えば1g以上100g以下)で潰れ、変形層63Bおよび変形層23Bは高圧力範囲(例えば100gを超え500g以下)で潰れるようになる。高圧力範囲(第2の圧力範囲)は、低圧力範囲(第1の圧力範囲)より高い範囲に設定される。
 上記構成が採用される場合、検出層61Aが、低圧力範囲(例えば1g以上100g以下)の圧力検出用として用いられ、検出層61Bが、高圧力範囲(例えば100gを超え500g以下)の圧力検出用として用いられてもよい。
(変形例4)
 第1の実施形態において、図23に示すように、センサ20が、電極層24側の表面(センシング面20S)に設けられた表面層81をさらに備えてもよい。表面層81は、高い摩擦係数を持つ表面を有する高摩擦層である。このようにセンサ20が表面層81をさらに備えることで、センサ20のセンシング面20Sにて物体が滑ることを抑制することができる。したがって、センサ20のせん断力の検出精度を向上することができる。
 表面層81が凹凸形状を表面に有することで、高い摩擦係数を持つ表面が実現されていてもよいし、表面層81がゴム系樹脂(例えばシリコーンゴム)を含むことで、高い摩擦係数を持つ表面が実現されていてもよいし、表面層81が凹凸形状を表面に有すると共に、表面層81がゴム系樹脂を含むことで、高い摩擦係数を持つ表面が実現されていてもよい。表面層81の表面の静止摩擦係数は、センサ20のセンシング面20Sにて物体が滑ることを抑制する観点から、1以上であることが好ましい。ここで、静止摩擦係数は、株式会社イマダ製の摩擦係数測定治具を用いて、JIS K 7125:1999に準拠して測定される。表面層81は、電子機器等の外装材であってもよい。
 第2~第5の実施形態においても同様に、センサ20A、50、60、70が、導電層24A、74A側の表面(センシング面20S)に設けられた表面層81をさらに備えてもよい。
(変形例5)
 第1~第4の実施形態において、2つの検出層の大きさが異なっていてもよい。例えば、第1、第2の実施形態において、検出層21Aの周縁が、検出層21Bの周縁の内側に位置していてもよい。この場合、センサ20、20Aのエッジ部に物体が当たった場合にも、検出を安定して行うことができる。同様に、第3の実施形態において、検出層21Aの周縁が、検出層51Bの周縁の内側に位置していてもよいし、第4の実施形態において、検出層61Aの周縁が、検出層61Bの周縁の内側に位置していてもよい。この場合にも、上記と同様の効果を得ることができる。
 図24は、第2の実施形態において、検出層21Aの周縁が検出層21Bの周縁の内側に位置するようにしたセンサ20Aの構成の一例を示す。検出層21A、変形層23A、導電層24Aおよび離隔層25Aが第1の積層体82Aを構成し、検出層21B、変形層23B、導電層24B、導電層24Cおよび離隔層25Bが第2の積層体82Bを構成していてもよい。第1の積層体82Aの周縁が、第2の積層体82Bの周縁の内側に位置していてもよい。
(変形例6)
 第2の実施形態において、図25に示すように、センサ20が、導電層24A側の表面(センシング面20S)に設けられたカバー層83をさらに備えてもよい。カバー層83は、複数の構造体83Aと、保護層83Bとを備える。複数の構造体83Aはそれぞれ、複数のセンシング部SE21に対応して設けられている。すなわち、複数の構造体83Aはそれぞれ、センサ20Aの厚さ方向において複数のセンシング部SE21、SE22に重なるように設けられている。構造体83Aは、センシング面20Sを押す押子として機能する。保護層83Bは、複数の構造体83Aを覆っている。保護層83Bは、複数の構造体83Aを保護し、複数の構造体83Aの剥離等を抑制する。
 構造体83Aの弾性率は、保護層83Bの弾性率よりも大きい。構造体83Aの弾性率は、例えば、100MPaを超える。保護層83Bの弾性率は、例えば、100MPa以下である。上記弾性率は、JIS K 7161に準拠して測定される。
 構造体83Aが、センシング面20Sを押す押子として機能するため、センシング面20Sのうちセンシング部SE21、SE22に対応部分に圧力が集中する。したがって、センサ20Aの感度を向上することができる。
 第1、第3~第5の実施形態においても同様に、センサ20、50、60、70が、導電層24A、74A側の表面(センシング面20S)に設けられたカバー層83をさらに備えてもよい。
(変形例7)
 第1~第4の実施形態では、センサ20、20A、50、60が、2つの検出層を備える場合について説明したが、センサ20、20A、50、60が3以上の検出層を備えるようにしてもよい。
 図26は、検出層21Aと、検出層21Bと、検出層21Cとを備えるセンサ20Bの構成の一例を示す断面図である。センサ20Bは、検出層21Cと、離隔層22Aと、変形層23Cと、導電層24Cとをさらに備える点において、第1の実施形態に係るセンサ20とは異なっている。なお、変形例7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。
 検出層21Cは、検出層21Bの第2の面21BS2と対向する第1の面21CS1と、第1の面21CS1とは反対側の第2の面21CS2とを有する。離隔層22Aは、導電層24Bと検出層21Cの間に設けられている。導電層24Cは、検出層21Cの第2の面21CS2と対向して設けられている。導電層24Cは、検出層21Cと平行に配置されている。変形層23Cは、検出層21Cと導電層24Cの間に設けられている。
 検出層21Cは、相互容量方式の検出層である。検出層21Cは、可撓性を有する。検出層21Cは、センシング面20Sに圧力が作用すると導電層24Cに向けて撓む。検出層21Cは、複数のセンシング部(第3のセンシング部)SE23を含む。センシング部SE23は、センシング面20Sに作用する圧力を検出し、検出結果をIC(図示せず)に出力する。具体的には、センシング部SE23は、センシング部SE23と導電層24Cの距離に対応した静電容量を検出し、検出結果をICに出力する。
 検出層21Cの構成は、第1の実施形態における検出層21Aと同様の構成を有する。
 離隔層22Aは、導電層24Bと検出層21Cの間を離隔する。
 離隔層22Aは、センシング面20Sの面内方向(すなわちセンサ20Bの面内方向)に作用するせん断力により、センシング面20Sの面内方向に弾性変形可能に構成されている。
 離隔層72の材料は、第1の実施形態における離隔層22と同様である。
 導電層24Cは、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有していてもよいし、有していなくてもよいが、センサ20Bを曲面に装着可能とするためには、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有することが好ましい。
 導電層24Cは、いわゆる接地電極であり、基準電位に接続されている。導電層24Cの形状および材料は、第1の実施形態における導電層24Aの形状および材料と同様であってもよい。
 変形層23Cは、検出層21Cと導電層24CA平行になるように、検出層21Cと導電層24Cを離隔する。変形層23Cは、センシング面20Sに作用する圧力、すなわちセンサ20Bの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形可能に構成されている。
 変形層23Cの材料は、第1の実施形態における変形層23Aと同様である。
(変形例8)
 第1~第5の実施形態では、センス電極36およびパルス電極37は、櫛歯状を有する場合について説明したが、センス電極36およびパルス電極37の形状はこの形状に限定されるものではない。センス電極36およびパルス電極37は、例えば、平板状、網状、同心状、螺旋状、放射状またはストライプ状等を有していてもよい。
(変形例9)
 第1~第5の実施形態では、センス電極36およびパルス電極37が基材31の第1の面31S1に設けられている場合について説明したが、センス電極36およびパルス電極37が基材31の異なる面に設けられていてもよい。例えば、センス電極36が基材31の第1の面31S1に設けられ、パルス電極37が基材31の第2の面31S2に設けられ、センス電極36とパルス電極37が基材31を挟んで対向していてもよい。
(変形例10)
 第1~第5の実施形態では、検出層21A、21B、51B、61A、61B、71が相互容量方式の検出層である場合について説明したが、検出層21A、21B、51B、61A、61B、71が自己容量方式の検出層であってもよい。この場合、検出層21A、21B、51B、61A、61B、71は、基材と、この基材上に設けられた薄膜状の電極層とを備える。
(変形例11)
 第1の実施形態では、センサ20が、3軸力分布を検出可能な静電容量式のセンサである例について説明したが、上記3軸力分布に加えて、空間内におけるセンサ20の位置を検出可能であってもよい。具体的には例えば、センサ20が、3次元空間内におけるセンサ20の位置を検出する位置検出部をさらに備えるようにしてもよい。位置検出部は、3軸力分布を検出する検出層21A以外の箇所に設けられていることが好ましい。
 図29は、位置検出部91を有するフレキシブルプリント基板の構成の一例を示す平面図である。図30は、図29のXXX-XXX線に沿った断面図である。フレキシブルプリント基板は、検出層21Aと接続部21A1と位置検出部91とを備える。
 位置検出部91は、突出部91Aと位置センサ91Bとを備える。突出部91Aは、位置センサ91Bを支持するための支持体である。突出部91Aは、接続部21A1から突出されている。突出部91Aは、接続部21A1と同様にフィルム状を有している。突出部91Aの一方の主面には、位置センサ91Bを実装するための電極(図示せず)が設けられている。
 位置センサ91Bは、センサ20の位置を検出し、その取得結果をホスト機器12のCPU12A(図1参照)に出力する。これにより、センサ20から静電容量分布と共に、センサ20の位置情報を受けとることができる。したがって、センサ20がロボットのエンドエフェクタに設けられている場合には、CPU12Aは、センサ20から受け取った静電容量分布および位置情報に基づき、3次元空間内におけるエンドエフェクタの位置およびその位置においてエンドエフェクタに作用する圧力等を検出することができる。
 位置センサ91Bは、突出部91Aの一方の主面に設けられている。位置センサ91Bは、例えば、はんだ91Cを介して突出部91Aの一方の主面に設けられた電極上に実装されている。図30では、はんだ91Cが、はんだボールである例が示されている。上記電極と複数の接続端子21A2とが配線(図示せず)により接続されている。
 第2~第6の実施形態においても同様に、センサ20A、50、60、70、120が、位置検出部91を備えていてもよい。
(変形例12)
 図31、図32に示すように、第1の実施形態におけるセンサ20の主面(センシング面20S)および側面が、カバー層101により覆われていてもよい。この場合、センサ20が設けられた筐体102の表面が、センサ20と共にカバー層101により覆われていてもよい。図33に示すように、第1の実施形態におけるセンサ20の側面が、カバー層101により覆われていてもよい。センサ20とカバー層101とにより防水センサが構成されてもよい。
 カバー層101は、水等からセンサ20を保護するためのものである。カバー層101がセンサ20の主面を覆う場合には、カバー層101は、センサ20の主面に密着していることが好ましい。これにより、カバー層101に覆われたセンサ20に不感領域が発生することを抑制することができる。また、カバー層101に覆われたセンサ20の検出精度が低下することを抑制することもできる。カバー層101とセンサ20の主面とが接着層(図示せず)により貼り合わされていてもよい。同様に、カバー層101とセンサ20の側面とが接着層(図示せず)により貼り合わされていてもよい。
 カバー層101は、例えば、自立性を有するプラスチックフィルム、または、自立性を有さず、センサ20の側面またはセンサ20の主面および側面に塗布された塗膜である。カバー層101が、プラスチックフィルムおよび塗膜の積層体であってもよい。この場合、塗膜は、プラスチックフィルムの内側に設けられていることが好ましい。
 プラスチックフィルムは、センサ20の形状変化に応じて変形可能なように、伸縮性を有していることが好ましい。プラスチックフィルムは、伸縮性の観点から、エラストマーを含んでいることが好ましい。エラストマーは、発泡体であってもよい。エラストマーは、例えば、合成ゴムを含む。合成ゴムは、例えば、シリコンゴム、ウレタンゴムおよびアクリルゴムからなる群より選ばれた少なくとも1種を含む。塗膜は、ゲル、グリスおよび接着剤からなる群より選ばれた少なくとも1種を含む。ゲルは、例えば、シリコンゲルおよびウレタンゲルからなる群より選ばれた少なくとも1種を含む。グリスは、例えば、シリコーン系グリス、フッ素系グリス(例えば、PTFEが増ちょう剤として用いられたPTFEグリス)および炭化水素系グリス(例えば、アピエゾングリス)からなる群より選ばれた少なくとも1種を含む。上述したように、本明細書では、粘着剤は、接着剤の一種と定義される。
 上述のように、センサ20の側面がカバー層101により覆われていることで、水等が変形層23A、23Bの側面から変形層23A、23B内に含侵することを抑制することができる。したがって、水等の含侵により変形層23A、23Bが変形しづらくなることが抑制することができる。よって、水等によるセンサ20の機能低下を抑制することができる。
 変形層23A、23Bが発泡樹脂を含む場合、発泡樹脂に水等が入り込むと、変形層23A、23Bがセンシング面20Sの押圧に対して変形しづらくなり、センサ20の特性が著しく低下する虞がある。したがって、変形層23A、23Bが発泡樹脂を含む場合、カバー層101によりセンサ20を保護することが特に有効である。
 第2~第6の実施形態におけるセンサ20A、50、60、70、120においても同様に、センサ20A、50、60、70、120の主面および側面がカバー層101により覆われていてもよいし、センサ20A、50、60、70、120の側面がカバー層101により覆われていてもよい。
(変形例13)
 図34、図35に示すように、第1の実施形態におけるセンサ20が、封止部111Aと封止部111Bとを備えるようにしてもよい。封止部111Aは、水等から変形層23Aを保護するためのものである。封止部111Bは、水等から変形層23Bを保護するためのものである。
 封止部111Aは、検出層21Aの第1の面21AS1の周縁部と、導電層24Aの第2の面24AS2の周縁部との間に設けられている。封止部111Aは、変形層23Aの側面を囲む閉ループ状を有している。封止部111Aが、変形層23Aの側面に密着していてもよい。
 封止部111Bは、検出層21Bの第2の面21AS2の周縁部と、導電層24Bの第1の面24BS1の周縁部との間に設けられている。封止部111Bは、変形層23Bの側面を囲む閉ループ状を有している。封止部111Bが、変形層23Bの側面に密着していてもよい。
 封止部111A、111Bは、例えば、自立性を有するプラスチックフィルム、または、自立性を有さず、変形層23A、23Bの側面に塗布された塗膜である。封止部111A、111Bが、上記プラスチックフィルムと塗膜との積層体であってもよい。この場合、塗膜は、プラスチックフィルムの内側に設けられていることが好ましい。プラスチックフィルムは、変形例12におけるプラスチックフィルムと同様の材料を含んでいてもよい。塗膜は、変形例12における塗膜と同様の材料を含んでいてもよい。
 上述のように、封止部111Aが変形層23Aの側面を囲み、かつ、封止部111Bが変形層23Bの側面を囲むので、変形例12と同様に、水等によるセンサ20の機能低下を抑制することができる。
 第2の実施形態(図11参照)において、封止部111Aが、検出層21Aの第1の面21AS1の周縁部と、導電層24Aの第2の面24AS2の周縁部との間に設けられ、変形層23Aの側面を囲んでいてもよい。封止部111Bが、検出層21Bの第2の面21BS2と、導電層24Bの第1の面24BS1との間に設けられ、変形層23Bの側面を囲んでいてもよい。
 第3の実施形態(図14参照)において、封止部111Aが、検出層21Aの第1の面21AS1の周縁部と、導電層24Aの第2の面24AS2の周縁部との間に設けられ、変形層23Aの側面を囲んでいてもよい。封止部111Bが、検出層51Bの第1の面21BS1の周縁部と、導電層54Bの第2の面54BS2の周縁部との間に設けられ、変形層53Bの側面を囲んでいてもよい。
 第4の実施形態(図17参照)において、封止部111Aが、検出層61Aの第1の面61AS1の周縁部と、導電層24Aの第2の面24AS2の周縁部との間に設けられ、変形層23Aの側面を囲んでいてもよい。封止部111Aが、検出層61Aの第2の面61AS2の周縁部と、導電層64Aの第1の面64AS1の周縁部との間に設けられ、変形層63Aの側面を囲んでいてもよい。封止部111Bが、検出層61Bの第1の面61BS1の周縁部と、導電層64Bの第2の面64BS2の周縁部との間に設けられ、変形層63Bの側面を囲んでいてもよい。封止部111Bが、検出層61Bの第2の面61BS2の周縁部と、導電層24Bの第1の面24BS1の周縁部との間に設けられ、変形層23Bの側面を囲んでいてもよい。
 第5の実施形態(図20参照)において、封止部111Bが、検出層71の第2の面71S2の周縁部と、導電層74Bの第1の面74BS1の周縁部との間に設けられ、変形層73の側面を囲んでいてもよい。
 第6の実施形態(図28参照)において、封止部111Aが、検出層71の第1の面71S1の周縁部と、導電層74Aの第2の面74AS2の周縁部との間に設けられ、変形層121の側面を囲んでいてもよい。封止部111Bが、検出層71の第2の面71S2の周縁部と、導電層74Bの第1の面74BS1の周縁部との間に設けられ、変形層73の側面を囲んでいてもよい。
(変形例14)
 第6の実施形態におけるセンサ120が、図36に示すように、変形層73(図28参照)に代えて、ギャップ層123を備えるようにしてもよい。センサ120の側面がカバー層101により覆われていてもよい。図示を省略するが、センサ120の主面(センシング面20S)および側面がカバー層101により覆われていてもよい。この場合、外装材122は、カバー層101の内側に設けられていてもよいし、カバー層101の外側に設けられていてもよい。
 ギャップ層123は、絶縁性を有すると共に、導電層74Bと検出層71との間を離間するものであり、ギャップ層123の厚みによりセンサ20の初期の静電容量が調整される。ギャップ層123がセンシング面20Sに加わる圧力により殆ど弾性変形せずに、導電層74Bと検出層71との間を離間が略一定に保持されるようにしてもよい。
 ギャップ層123は、接着性を有していてもよいし、接着性を有していなくてもよい。ギャップ層123が接着性を有する場合には、ギャップ層123により、導電層74Bと検出層71とが貼り合わされる。接着性を有するギャップ層123は、例えば、単層の接着層、または基材の両面に接着層が設けられた積層体(例えば両面接着フィルム)により構成される。
 上述のように、センサ120が、変形層73に代えて、ギャップ層123を備える場合、検出層71は、センシング部SE71と導電層74Aの距離に対応した静電容量を検出し、検出結果をIC13Aに出力する。
 上記の例では、センサ120の側面がカバー層101により覆われていている例について説明したが、センサ120が、図37に示すように、封止部111Aを備えられていてもよい。封止部111Aは、検出層71の第1の面71S1の周縁部と、導電層74Aの第2の面74AS2の周縁部との間に設けられ、変形層121の側面を囲む。カバー層101と封止部111Aとが併用されてもよい。
<7 応用例>
[電子機器の例]
 第1~第5の実施形態およびそれらの変形例に係るセンサ20、20A、20B、50、60、70の少なくとも1種は、種々の電子機器に適用可能である。第6の実施形態およびその変形例に係るセンサ120の少なくとも1種も、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、スマートフォン等の携帯電話、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、キーボード、ウェアラブル端末、ラジオ、ステレオ、医療機器またはロボット等に適用可能である。ウェアラブル端末としては、例えば、スマートウォッチ、ヘッドマウンドディスプレイ、リストバンド、指輪、眼鏡、靴または衣服等が挙げられる。
[電子機器以外の例]
 第1~第5の実施形態およびそれらの変形例に係るセンサ20、20A、20B、50、60、70の少なくとも1種は、電子機器以外の様々なものにも適用可能である。第6の実施形態およびその変形例に係るセンサ120の少なくとも1種も、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、照明機器または玩具等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、テーブルや机等の家具、製造装置または分析機器等にも適用可能である。建築部材としては、例えば、敷石、壁材、フロアータイルまたは床板等が挙げられる。乗り物としては、例えば、車両(例えば自動車、オートバイ等)、船舶、潜水艦、鉄道車両、航空機、宇宙船、エレベータまたは遊具等が挙げられる。
[ロボットハンドに対する適用例]
 第1~第5の実施形態およびそれらの変形例に係るセンサ20、20A、20B、50、60、70の少なくとも1種をロボットハンドに適用してもよい。第6の実施形態およびその変形例に係るセンサ120の少なくとも1種をロボットハンドに適用してもよい。
 図27は、センサ113-1~113-16を適用したロボットハンド140の構成を示す。センサ113-1~113-16は、第1~第5の実施形態およびそれらの変形例に係るセンサ20、20A、20B、50、60、70のいずれかである。センサ113-1~113-16は、第6の実施形態およびその変形例に係るセンサ120の少なくとも1種であってもよい。
 ロボットハンド140を構成する掌には、センサ113-1および113-2が設けられており、ロボットハンド140を構成する親指の指掌面における第1関節より上にはセンサ113-3、第1関節と第2関節の間にはセンサ113-4が、それぞれ設けられており、人指し指の指掌面における第1関節より上にはセンサ113-5、第1関節と第2関節の間にはセンサ113-6、第2関節と第3関節の間にはセンサ113-7が、それぞれ設けられている。
 さらに、中指の指掌面における第1関節より上にはセンサ113-8、第1関節と第2関節の間にはセンサ113-9、第2関節と第3関節の間にはセンサ113-10が、それぞれ設けられており、薬指の指掌面における第1関節より上にはセンサ113-11、第1関節と第2関節の間にはセンサ113-12、第2関節と第3関節の間にはセンサ113-13が、それぞれ設けられており、小指の指掌面における第1関節より上にはセンサ113-14、第1関節と第2関節の間にはセンサ113-15、第2関節と第3関節の間にはセンサ113-16が、それぞれ設けられている。
 以下、実施例により本開示を具体的に説明するが、本開示はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
 以下の実施例および比較例において、離隔層および変形層(第1の変形層、第2の変形層)の25%CLD、厚みおよび目付量は、第1の実施形態にて説明した測定方法により求められた。
 以下の実施例1~6のセンサは、第3の実施形態に係るセンサ50に対応するものである。なお、以下の実施例においては、上述の実施形態と対応する部分には同一の符号を付して説明する。
[実施例1~6、比較例1~5]
 以下の部材を積層することにより、センサを作製した。
 第1の導電層:厚み30μmの導電布
 第1の変形層:表1に示す25%CLD、厚みおよび目付量のスポンジ
 第1の検出層:厚み100μmのFPC
 離隔層:表1に示す25%CLD、厚みおよび目付量のシリコーンゲル
 第2の導電層:厚み30μmの導電布
 第2の変形層:表1に示す25%CLD、厚みおよび目付量のスポンジ
 第1の検出層:厚み100μmのFPC
 接着層:厚み100μmの両面テープと厚み30μmの両面テープの積層体
 第3の導電層:厚み30μmの導電布
 なお、センサの両面のうち第1の導電層側の面がセンシング面となり、第3の導電層側の面が裏面となるように、センサは作製された。
(Z軸方向の検出感度)
 Φ6mmのシリコンゴム打鍵子を用いて、センシング部上をZ軸方向に1Nで押圧したときの検出感度(S/N)を求めた。
(XY軸方向の検出感度)
 Φ6mmのシリコンゴム打鍵子を用いて、センシング部上をZ軸方向に1Nで押圧しつつ、XY軸方向に1Nのせん断力を作用させたときの検出感度(S/N)を求めた。
 表1は、実施例1~6、比較例1~5のセンサの構成および評価結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1において、「変形層」は、第1の変形層および第2の変形層を意味している。
 表1から以下のことがわかる。
 離隔層の25%CLD値が、第1、第2の変形層の25%CLD値の10倍以上であると、圧力とせん断力を検出することができる。
 圧力とせん断力の両検出感度を向上するためには、離隔層の25%CLD値が、第1、第2の変形層の25%CLD値の50倍以上であり、離隔層の厚みが、第1、第2の変形層の厚みの8倍以上であり、離隔層の目付量が、第1、第2の変形層の目付量の25倍以上であることが好ましい。
 以上、本開示の実施形態および変形例について具体的に説明したが、本開示は、上述の実施形態および変形例に限定されるものではなく、本開示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、材料および数値等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、材料および数値等を用いてもよい。上述の実施形態および変形例の構成、方法、工程、形状、材料および数値等は、本開示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。上述の実施形態および変形例で段階的に記載された数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値または下限値は、他の段階の数値範囲の上限値または下限値に置き換えてもよい。上述の実施形態および変形例に例示した材料は、特に断らない限り、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
 また、本開示は以下の構成を採用することもできる。
(1)
 第1の面と、該第1の面とは反対側の第2の面とを有し、静電容量式の第1のセンシング部を含む第1の検出層と、
 前記第1の検出層の前記第2の面に対向する第1の面を有し、静電容量式の第2のセンシング部を含む第2の検出層と、
 前記第1の検出層の前記第1の面と対向して設けられた第1の導電層と、
 前記第1の検出層と前記第2の検出層の間に設けられた第2の導電層と、
 前記第1の検出層と前記第2の導電層の間に設けられ、前記第1の検出層と前記第2の導電層の間を離隔する離隔層と、
 前記第1の導電層と前記第1の検出層の間に設けられ、センサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第1の変形層と、
 前記第2の導電層と前記第2の検出層の間に設けられ、前記センサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第2の変形層と
 を備え、
 前記離隔層の25%CLD値が、前記第1の変形層の25%CLD値の10倍以上であり、
 前記離隔層の25%CLD値が、前記第2の変形層の25%CLD値の10倍以上である3軸センサ。
(2)
 前記離隔層の厚みが、前記第1の変形層の厚みの2倍以上であり、
 前記離隔層の厚みが、前記第2の変形層の厚みの2倍以上である(1)に記載の3軸センサ。
(3)
 前記離隔層の目付量が、前記第1の変形層の目付量の10倍以上であり、
 前記離隔層の目付量が、前記第2の変形層の目付量の10倍以上である(1)または(2)に記載の3軸センサ。
(4)
 前記離隔層は、ゲルを含む(1)から(3)のいずれかに記載の3軸センサ。
(5)
 前記離隔層は、前記第1の面の面内方向に作用するせん断力により、前記センサの面内方向に弾性変形する(1)から(4)のいずれかに記載の3軸センサ。
(6)
 前記第1の検出層、前記第2の検出層はそれぞれ、第1の電極と、第2の電極と、グランド電極とを備え、
 前記第1のセンシング部は、前記第1の検出層に含まれる前記第1の電極および前記第2の電極により構成され、
 前記第2のセンシング部は、前記第2の検出層に含まれる前記第1の電極および前記第2の電極により構成されている(1)から(5)のいずれかに記載の3軸センサ。
(7)
 前記第1の検出層の前記グランド電極、前記第2の検出層の前記グランド電極、前記第1の導電層および前記第2の導電層が、基準電位に接続されている(6)に記載の3軸センサ。
(8)
 前記第1の導電層および前記第2の導電層は、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有する(1)から(7)のいずれかに記載の3軸センサ。
(9)
 前記第1の検出層は、前記第1のセンシング部を複数含み、
 前記第2の検出層は、前記第2のセンシング部を複数含み、
 前記第2のセンシング部の配置ピッチが、前記第1のセンシング部の配置ピッチに比べて大きく、且つ、前記第2のセンシング部の面積が、前記第1のセンシング部の面積に比べて大きい(1)から(8)のいずれかに記載の3軸センサ。
(10)
 前記第2の変形層の25%CLD値が、前記第1の変形層の25%CLD値に比べて大きい(1)から(9)のいずれかに記載の3軸センサ。
(11)
 前記第1の導電層側の表面に設けられた表面層をさらに備え、
 前記表面層の表面の静止摩擦係数が1以上である(1)から(10)のいずれかに記載の3軸センサ。
(12)
 前記第1の検出層の周縁が、前記第2の検出層の周縁の内側に位置する(1)から(11)のいずれかに記載の3軸センサ。
(13)
 前記離隔層が、前記センサの面内方向に複数に分割されている(1)から(12)のいずれかに記載の3軸センサ。
(14)
 前記第2の検出層は、該第2の検出層の前記第1の面とは反対側の第2の面を有し、
 前記第2の検出層の前記第2の面と対向して設けられた第3の導電層をさらに備える(1)から(13)のいずれかに記載の3軸センサ。
(15)
 第1の面と、該第1の面とは反対側の第2の面とを有し、静電容量式の第1のセンシング部を含む第1の検出層と、
 前記第1の検出層の前記第1の面に対向する第1の面と、該第1の面とは反対側の第2の面とを有し、静電容量式の第2のセンシング部を含む第2の検出層と、
 前記第1の検出層と前記第2の検出層の間に設けられ、前記第1の検出層と前記第2の検出層を離隔する離隔層と、
 前記第1の検出層の前記第1の面と対向して設けられた第1の導電層と、
 前記第2の検出層の前記第2の面と対向して設けられた第2の導電層と、
 前記第1の導電層と前記第1の検出層の間に設けられ、センサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第1の変形層と、
 前記第2の導電層と前記第2の検出層の間に設けられ、前記センサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第2の変形層と
 を備え、
 前記離隔層の25%CLD値が、前記第1の変形層の25%CLD値の10倍以上であり、
 前記離隔層の25%CLD値が、前記第2の変形層の25%CLD値の10倍以上である3軸センサ。
(16)
 前記離隔層は、
 第3の導電層と、
 前記第1の検出層と前記第3の導電層の間に設けられ、前記第1の検出層と前記第3の導電層を離隔する第1の離隔層と、
 前記第3の導電層と前記第2の検出層の間に設けられ、前記第3の導電層と前記第2の検出層を離隔する第2の離隔層と
 を備える(15)に記載の3軸センサ。
(17)
 前記第1の検出層と前記離隔層の間に設けられた第4の導電層と、
 前記第1の検出層と前記第4の導電層の間に設けられた第3の変形層と、
 前記離隔層と前記第2の検出層の間に設けられた第5の導電層と、
 前記第5の導電層と前記第2の検出層の間に設けられた第4の変形層と
 をさらに備える(15)に記載の3軸センサ。
(18)
 (1)から(17)のいずれかに記載の3軸センサを備えるセンサモジュール。
(19)
 (18)に記載のセンサモジュールと、
 前記センサモジュールから出力された前記第1のセンシング部および前記第2のセンシング部の出力信号分布に基づき、3軸力を算出する演算部と
 を備える電子機器。
(20)
 曲面を有する外装材をさらに備え、
 前記3軸センサは、前記曲面に設けられている(19)に記載の電子機器。
(21)
 カバー層をさらに備え、
 前記第1の検出層、前記第2の検出層、前記第1の導電層、前記第2の導電層、前記離隔層、前記第1の変形層および前記第2の変形層が積層体を構成し、
 前記カバー層は、少なくとも前記積層体の側面を覆う(1)から(17)のいずれかに記載の3軸センサ。
(22)
 前記第1の導電層と前記第1の検出層の間に設けられ、前記第1の変形層の側面を囲む第1の封止部と、
 前記第2の導電層と前記第2の検出層の間に設けられ、前記第2の変形層の側面を囲む第2の封止部と
 をさらに備える(1)から(17)のいずれかに記載の3軸センサ。
(23)
 (1)から(17)のいずれかに記載の3軸センサと、
 少なくとも前記3軸センサの側面を覆うカバー層と
 を備える防水3軸センサ。
 10  電子機器
 11  センサモジュール
 12  ホスト機器
 13A、13B  コントローラIC
 20、20A、20B、50、60、70、120  センサ
 20S  センシング面
 21A、21B、21C、51B、61A、61B、71  検出層
 21A1  接続部
 21A2  接続端子
 21AS1、21BS1、21CS1、31S1、51BS1、61AS1、61BS1、71S1  第1の面
 21AS2、21BS2、21CS2、31S2、51BS2、61AS2、61BS2、71S2  第2の面
 22、25、25A、25B、52、62、72  離隔層
 23A、23B、53B、63A、63B、73、121  変形層
 24A、24B、24C、54B、54C、64A、64B、74A、74B  導電層
 31  基材
 32、33、38  複数の引き回し配線
 34A、34B  カバーレイフィルム
 35A、35B  接着層
 36  センス電極
 36A  接続線
 37  パルス電極
 37A  引き出し配線
 37B  スルーホール
 41  物体
 55  接着層
 60A  第1のセンサ
 60B  第2のセンサ
 81  表面層
 82A  第1の積層体
 82B  第2の積層体
 83  カバー層
 83A  構造体
 83B  保護層
 91  位置検出部
 91A  突出部
 91B  位置センサ
 91C  はんだ
 101  カバー層
 102  筐体
 111A、111B  封止部
 122  外装材
 123  ギャップ層
 DB1、DB2  出力信号分布
 P1、P2  配置ピッチ
 SE21、SE22、SE23、SE52、SE61、SE62、SE71  センシング部

Claims (20)

  1.  第1の面と、該第1の面とは反対側の第2の面とを有し、静電容量式の第1のセンシング部を含む第1の検出層と、
     前記第1の検出層の前記第2の面に対向する第1の面を有し、静電容量式の第2のセンシング部を含む第2の検出層と、
     前記第1の検出層の前記第1の面と対向して設けられた第1の導電層と、
     前記第1の検出層と前記第2の検出層の間に設けられた第2の導電層と、
     前記第1の検出層と前記第2の導電層の間に設けられ、前記第1の検出層と前記第2の導電層の間を離隔する離隔層と、
     前記第1の導電層と前記第1の検出層の間に設けられ、センサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第1の変形層と、
     前記第2の導電層と前記第2の検出層の間に設けられ、前記センサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第2の変形層と
     を備え、
     前記離隔層の25%CLD値が、前記第1の変形層の25%CLD値の10倍以上であり、
     前記離隔層の25%CLD値が、前記第2の変形層の25%CLD値の10倍以上である3軸センサ。
  2.  前記離隔層の厚みが、前記第1の変形層の厚みの2倍以上であり、
     前記離隔層の厚みが、前記第2の変形層の厚みの2倍以上である請求項1に記載の3軸センサ。
  3.  前記離隔層の目付量が、前記第1の変形層の目付量の10倍以上であり、
     前記離隔層の目付量が、前記第2の変形層の目付量の10倍以上である請求項1に記載の3軸センサ。
  4.  前記離隔層は、ゲルを含む請求項1に記載の3軸センサ。
  5.  前記離隔層は、前記第1の面の面内方向に作用するせん断力により、前記センサの面内方向に弾性変形する請求項1に記載の3軸センサ。
  6.  前記第1の検出層、前記第2の検出層はそれぞれ、第1の電極と、第2の電極と、グランド電極とを備え、
     前記第1のセンシング部は、前記第1の検出層に含まれる前記第1の電極および前記第2の電極により構成され、
     前記第2のセンシング部は、前記第2の検出層に含まれる前記第1の電極および前記第2の電極により構成されている請求項1に記載の3軸センサ。
  7.  前記第1の検出層の前記グランド電極、前記第2の検出層の前記グランド電極、前記第1の導電層および前記第2の導電層が、基準電位に接続されている請求項6に記載の3軸センサ。
  8.  前記第1の導電層および前記第2の導電層は、可撓性および伸縮性の少なくとも一方を有する請求項1に記載の3軸センサ。
  9.  前記第1の検出層は、前記第1のセンシング部を複数含み、
     前記第2の検出層は、前記第2のセンシング部を複数含み、
     前記第2のセンシング部の配置ピッチが、前記第1のセンシング部の配置ピッチに比べて大きく、且つ、前記第2のセンシング部の面積が、前記第1のセンシング部の面積に比べて大きい請求項1に記載の3軸センサ。
  10.  前記第2の変形層の25%CLD値が、前記第1の変形層の25%CLD値に比べて大きい請求項1に記載の3軸センサ。
  11.  前記第1の導電層側の表面に設けられた表面層をさらに備え、
     前記表面層の表面の静止摩擦係数が1以上である請求項1に記載の3軸センサ。
  12.  前記第1の検出層の周縁が、前記第2の検出層の周縁の内側に位置する請求項1に記載の3軸センサ。
  13.  前記離隔層が、前記センサの面内方向に複数に分割されている請求項1に記載の3軸センサ。
  14.  前記第2の検出層は、該第2の検出層の前記第1の面とは反対側の第2の面を有し、
     前記第2の検出層の前記第2の面と対向して設けられた第3の導電層をさらに備える請求項1に記載の3軸センサ。
  15.  第1の面と、該第1の面とは反対側の第2の面とを有し、静電容量式の第1のセンシング部を含む第1の検出層と、
     前記第1の検出層の前記第1の面に対向する第1の面と、該第1の面とは反対側の第2の面とを有し、静電容量式の第2のセンシング部を含む第2の検出層と、
     前記第1の検出層と前記第2の検出層の間に設けられ、前記第1の検出層と前記第2の検出層を離隔する離隔層と、
     前記第1の検出層の前記第1の面と対向して設けられた第1の導電層と、
     前記第2の検出層の前記第2の面と対向して設けられた第2の導電層と、
     前記第1の導電層と前記第1の検出層の間に設けられ、センサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第1の変形層と、
     前記第2の導電層と前記第2の検出層の間に設けられ、前記センサの厚み方向に作用する圧力に応じて弾性変形する第2の変形層と
     を備え、
     前記離隔層の25%CLD値が、前記第1の変形層の25%CLD値の10倍以上であり、
     前記離隔層の25%CLD値が、前記第2の変形層の25%CLD値の10倍以上である3軸センサ。
  16.  前記離隔層は、
     第3の導電層と、
     前記第1の検出層と前記第3の導電層の間に設けられ、前記第1の検出層と前記第3の導電層を離隔する第1の離隔層と、
     前記第3の導電層と前記第2の検出層の間に設けられ、前記第3の導電層と前記第2の検出層を離隔する第2の離隔層と
     を備える請求項15に記載の3軸センサ。
  17.  前記第1の検出層と前記離隔層の間に設けられた第4の導電層と、
     前記第1の検出層と前記第4の導電層の間に設けられた第3の変形層と、
     前記離隔層と前記第2の検出層の間に設けられた第5の導電層と、
     前記第5の導電層と前記第2の検出層の間に設けられた第4の変形層と
     をさらに備える請求項15に記載の3軸センサ。
  18.  請求項1に記載の3軸センサを備えるセンサモジュール。
  19.  請求項18に記載のセンサモジュールと、
     前記センサモジュールから出力された前記第1のセンシング部および前記第2のセンシング部の出力信号分布に基づき、3軸力を算出する演算部と
     を備える電子機器。
  20.  曲面を有する外装材をさらに備え、
     前記3軸センサは、前記曲面に設けられている請求項19に記載の電子機器。
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