特許 7392618 センサユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-28

(45)【発行日】2023-12-06

(54)【発明の名称】センサユニット

(51)【国際特許分類】

   G01L 5/00 20060101AFI20231129BHJP

【ＦＩ】

G01L5/00 101Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020163612

(22)【出願日】2020-09-29

(65)【公開番号】P2022055908

(43)【公開日】2022-04-08

【審査請求日】2022-08-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000241463

【氏名又は名称】豊田合成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】堀邊 隆介

(72)【発明者】

【氏名】藤原 武史

(72)【発明者】

【氏名】瀬戸野 真吾

(72)【発明者】

【氏名】奥村 宗一郎

【審査官】松山 紗希

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－０３８４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０３２３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１８３９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０５１９１７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｌ ５／００－５／２８

Ｇ０１Ｌ １／００－１／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧力を検出する第１圧力センサ及び第２圧力センサを備えるセンサユニットであって、
前記第２圧力センサは、段差形状をなすように構成されていて、
前記第１圧力センサには、前記第２圧力センサの一部が重なっており、
前記第１圧力センサと前記第２圧力センサの上段部分とが重なった重複検出領域と、前記第１圧力センサと前記第２圧力センサとが重なっていない単独検出領域とを有するセンサユニット。

【請求項2】

前記単独検出領域には、第１圧力センサのみが配置された第１検出領域と、前記第２圧力センサのみが配置された第２検出領域とが含まれる
請求項１に記載のセンサユニット。

【請求項3】

前記第１圧力センサと前記第２圧力センサとの間には、電磁シールド層が設けられている
請求項１または２に記載のセンサユニット。

【請求項4】

前記第１圧力センサ及び前記第２圧力センサは、
柔軟性を有する誘電体によって構成された誘電層と、
柔軟性を有するとともに前記誘電層を挟んで配置されている第１電極層及び第２電極層とを含む
請求項１～３のいずれか一項に記載のセンサユニット。

【請求項5】

前記第１圧力センサは、所定の隙間を設けてｍ×ｎ（ｍ，ｎは２以上の整数）個が配置され、
前記第２圧力センサは、所定の隙間を設けてｍ×ｎ（ｍ，ｎは２以上の整数）個が配置されている
請求項１～４のいずれか一項に記載のセンサユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の圧力センサを有するセンサユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載の圧力センサは、誘電体と、該誘電体を厚さ方向に挟む一対の電極とを有している。誘電体は、樹脂の発泡体によって構成されており、作用する圧力に応じて厚さが変化する。一対の電極には導線の一端が各々接続されており、各導線の他端は容量検出回路に接続されている。この圧力センサでは、圧力を受けて誘電体の厚さが変化することにより、一対の電極間における静電容量が変化する。特許文献１に記載の圧力センサは、一対の電極間における静電容量の変化を容量検出回路によって検出することで圧力を検出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－１０３５３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、作用する圧力の大きさだけでなく、圧力が作用している位置を特定するために、複数の圧力センサを並べて配置してセンサユニットを構成する場合がある。こうした場合、分解能を高くして細かい位置の特定を可能にするために、圧力センサを小さくして多数並べて配置することが考えられる。こうした構成では、１つの圧力センサにおける電極の面積が小さくなることから、これに伴って電極間の静電容量が小さくなる。その結果、圧力センサにおけるシグナルとノイズとの比であるＳ／Ｎ比（信号対ノイズ比）が小さくなり、圧力の検出精度が低下する虞がある。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧力の検出精度の低下を抑えつつ、圧力の作用位置の特定における分解能を高めることができるセンサユニットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するためのセンサユニットは、圧力を検出する第１圧力センサ及び第２圧力センサを備えるセンサユニットであって、前記第１圧力センサには、前記第２圧力センサの一部が重なっており、前記第１圧力センサと前記第２圧力センサとが重なった重複検出領域と、前記第１圧力センサと前記第２圧力センサとが重なっていない単独検出領域とを有する。

【0007】

上記構成では、第１圧力センサと第２圧力センサとが重なって配置された重複検出領域と、第１圧力センサ及び第２圧力センサの一方のみが配置された単独検出領域とを有している。重複検出領域に圧力が作用した場合、第１圧力センサと第２圧力センサとの双方によって圧力が検出される。また、単独検出領域に圧力が作用した場合、第１圧力センサ及び第２圧力センサの一方のみによって圧力が検出される。このように、圧力センサを重ねて配置したときの各圧力センサからの圧力の検出態様に基づくことで、圧力センサの面積を変えずとも、圧力の作用位置を特定することが可能になる。したがって、上記構成によれば、圧力の検出精度の低下を抑えつつ、圧力の作用位置の特定における分解能を高めることが可能になる。

【0008】

また、上記センサユニットでは、前記単独検出領域には、第１圧力センサのみが配置された第１検出領域と、前記第２圧力センサのみが配置された第２検出領域とが含まれることが望ましい。

【0009】

上記構成によれば、２つの圧力センサによって、第１検出領域、第２検出領域、及び重複検出領域の３つの領域を構成することが可能になる。したがって、圧力の作用位置の特定における分解能を一層高めることができる。

【0010】

また、上記センサユニットでは、前記第１圧力センサと前記第２圧力センサとの間には、電磁シールド層が設けられていることが望ましい。
上記構成によれば、第１圧力センサと第２圧力センサとを重ねて配置したときの電磁ノイズの影響を抑えることができ、センサ間の電気的なクロストークを抑制できる。そのため、電磁ノイズの影響によって各圧力センサにおけるＳ／Ｎ比が低下することを抑制でき、圧力の検出精度の低下を一層抑えることが可能になる。

【0011】

また、上記センサユニットでは、前記第１圧力センサ及び前記第２圧力センサは、柔軟性を有する誘電体によって構成された誘電層と、柔軟性を有するとともに前記誘電層を挟んで配置されている第１電極層及び第２電極層とを含むことが望ましい。

【0012】

上記構成では、第１圧力センサ及び第２圧力センサが柔軟性を有することから、各圧力センサを変形させつつ配置することが可能になる。したがって、センサユニットにおける配置自由度を高めることが可能になる。

【0013】

また、上記センサユニットでは、前記第１圧力センサは、所定の隙間を設けてｍ×ｎ（ｍ，ｎは２以上の整数）個が配置され、前記第２圧力センサは、所定の隙間を設けてｍ×ｎ（ｍ，ｎは２以上の整数）個が配置されていることが望ましい。

【0014】

上記構成では、第１圧力センサ及び第２圧力センサを、複数個配置することによって、センサユニットにおける二次元での検出領域を拡大することができる。したがって、上記構成によれば、センサユニット全体にかかる圧力の作用位置の特定における分解能を高めることが可能になる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、圧力の検出精度の低下を抑えつつ、圧力の作用位置の特定における分解能を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】一実施形態のセンサユニットの概略構成を示す模式図。

【図2】第１センサシートの構成を模式的に示す平面図。

【図3】第２センサシートの構成を模式的に示す平面図。

【図4】図１の４－４線に沿った断面図。

【図5】検出装置の機能ブロック図。

【図6】他の例のセンサユニットに設けられる圧力センサの概略構成を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、センサユニットの一実施形態について、図１～図５を参照して説明する。
図１に示すように、センサユニット１０は、圧力を検出するためのセンサシート部２０を有している。センサシート部２０は、図２に示す第１センサシート３０の上に、図３に示す第２センサシート４０を重ねて接合することで構成されている。

【0018】

図２に示すように、第１センサシート３０は、シート状に形成されている第１ベース基板３１と、第１ベース基板３１上に配置されて圧力を検出する複数の第１圧力センサＡとを有している。第１ベース基板３１には、図示を省略しているが、第１圧力センサＡの各々に接続された電気回路が形成されている。電気回路には、第１圧力センサＡの各々と後述する検出装置７０との電気的接続を切り替えるスイッチング素子が含まれている。第１ベース基板３１は、柔軟性を有するフレキシブルプリント回路基板によって構成されている。

【0019】

本実施形態では、第１圧力センサＡを４行×４列の計１６個配置している。各列の間には、第１圧力センサＡの幅Ａｗの略半分の大きさの隙間Ａｃ（=１／２Ａｗ）が形成されている。また、各行の間にも、若干の隙間が形成されている。このように、第１圧力センサＡは、所定の隙間を設けてｍ×ｎ（ｍ=ｎ=４）個が配置されている。以下、第１圧力センサＡを区別して記載する際には、行番号と列番号とを付して次のように記載する。すなわち、図２において、第１行目の第１列目に位置する第１圧力センサＡを第１圧力センサＡ１１と記載し、第１行目の第４列目に位置する第１圧力センサＡを第１圧力センサＡ１４と記載する。また、第４行目の第４列目に位置する第１圧力センサＡを第１圧力センサＡ４４と記載する。

【0020】

図３に示すように、第２センサシート４０は、シート状に形成されている第２ベース基板４１と、第２ベース基板４１上に配置されて圧力を検出する複数の第２圧力センサＢとを有している。第２ベース基板４１には、図示を省略しているが、第２圧力センサＢの各々に接続された電気回路が形成されている。電気回路には、第２圧力センサＢの各々と後述する検出装置７０との電気的接続を切り替えるスイッチング素子が含まれている。第２ベース基板４１は、柔軟性を有するフレキシブルプリント回路基板によって構成されている。

【0021】

第２圧力センサＢは、第１圧力センサＡと同じ数だけ配置されている。すなわち、本実施形態では、第２圧力センサＢを４行×４列の計１６個配置している。第２圧力センサＢの大きさは、第１圧力センサＡの大きさと略同一であり、各列の間には、第２圧力センサＢの幅Ｂｗ（＝Ａｗ）の略半分の大きさの隙間Ｂｃ（=１／２Ｂｗ）が形成されている。また、各行の間にも、若干の隙間が形成されている。このように、第２圧力センサＢは、所定の隙間を設けてｍ×ｎ（ｍ=ｎ=４）個が配置されている。以下、第２圧力センサＢを区別して記載する際には、行番号と列番号とを付して次のように記載する。すなわち、図３において、第１行目の第１列目に位置する第２圧力センサＢを第２圧力センサＢ１１と記載し、第１行目の第４列目に位置する第２圧力センサＢを第２圧力センサＢ１４と記載する。また、第４行目の第４列目に位置する第２圧力センサＢを第２圧力センサＢ４４と記載する。

【0022】

第２圧力センサＢは、図１に示すように第１センサシート３０に第２センサシート４０が重ねられた状態において、第１圧力センサＡに一部が重なるように第２センサシート４０に配置されている。本実施形態では、第２圧力センサＢは、第１圧力センサＡに対して、上記幅方向における一方側（図１の右側）にずれるように配置されている。なお、本実施形態では、上記幅Ａｗの半分の距離だけずれるように第２圧力センサＢを配置している。そのため、センサシート部２０では、第１圧力センサＡにおける上記一方側（図１の右側）の略半分の領域に、第２圧力センサＢにおける上記幅方向の他方側（図１の左側）の略半分の領域が重ねられている。

【0023】

第１センサシート３０には複数の第１圧力センサＡが設けられており、第２センサシート４０には複数の第２圧力センサＢが設けられている。そのため、センサシート部２０には、第１圧力センサＡ４１と第２圧力センサＢ４１とによって構成される圧力検出領域Ｃや、第１圧力センサＡ４２と第２圧力センサＢ４２とによって構成される圧力検出領域Ｃ等のように１つの第１圧力センサＡと１つの第２圧力センサＢとによって構成される圧力検出領域Ｃが複数形成されている。なお、本実施形態では、圧力検出領域Ｃが１６個設けられている。

【0024】

圧力検出領域Ｃには、第１圧力センサＡと第２圧力センサＢとが重なった重複検出領域Ｄと、第１圧力センサＡと第２圧力センサＢとが重なっていない単独検出領域Ｓとが設けられている。単独検出領域Ｓは、第１圧力センサＡの上記他方側の略半分の領域によって構成されていて第１圧力センサＡのみが配置された第１検出領域Ｓ１と、第２圧力センサＢの上記一方側の略半分の領域によって構成されていて第２圧力センサＢのみが配置された第２検出領域Ｓ２とからなる。なお、上述したように、第１圧力センサＡの各列の間の隙間Ａｃは第１圧力センサＡの幅Ａｗの半分の大きさに設定されており、且つ第２圧力センサＢは第１圧力センサＡに対して上記幅Ａｗの半分の距離だけ一方側にずれて配置されている。そのため、第１センサシート３０に第２センサシート４０を重ねた状態では、第１圧力センサＡの列間の隙間を第２圧力センサＢが埋めるように配置される。これにより、センサシート部２０では、上記幅方向において、隣り合う第１検出領域Ｓ１と第２検出領域Ｓ２との隙間が小さくなる。その結果、圧力検出領域Ｃが上記幅方向に略連続するように設けられている。また、第１圧力センサＡ及び第２圧力センサＢは、各行の間に若干の隙間が形成されていることから、センサシート部２０では、上記幅方向と直交する直交方向（図１の上下方向）において、圧力検出領域Ｃは若干の隙間を隔てて断続的に設けられている。

【0025】

次に、図４を参照して、第１圧力センサＡ及び第２圧力センサＢの構成について説明する。なお、第２圧力センサＢの構成は、第１圧力センサＡの構成と同様である。そのため、以下では第１圧力センサＡの構成について説明し、第２圧力センサＢについて同様の構成については、第１圧力センサＡと共通の符号を付して詳細な説明を省略する。

【0026】

第１圧力センサＡは、誘電層５０と、該誘電層５０を挟む第１電極層５１及び第２電極層５２とを有している。誘電層５０は、誘電性のエラストマーからなり、柔軟性を有している。誘電層５０は、厚さが一定のシート状に構成されている。誘電層５０を構成する誘電性のエラストマーは、特に限定されるものではなく、公知のエラストマー製圧電素子に用いられる誘電性のエラストマーを用いることができる。すなわち、誘電性のエラストマーとしては、例えば、ポリロタキサン、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマー等を採用できる。誘電層５０を構成する際には、上述した誘電性のエラストマーのうちの一種のみを用いてもよいし、複数種を併用してもよい。

【0027】

第１電極層５１は、誘電層５０の下面に接合されており、第１ベース基板３１と誘電層５０との間に配置されている。第１電極層５１は、導電性のエラストマーからなり、柔軟性を有している。第１電極層５１は、厚さが一定のシート状に構成されている。第１電極層５１の厚さは、誘電層５０の厚さよりも薄い。第１電極層５１を構成する導電性のエラストマーは、特に限定されるものではなく、公知のエラストマー製圧電素子に用いられる導電性のエラストマーを用いることができる。例えば、導電性のエラストマーとしては、絶縁性高分子及び導電性フィラーを含有する導電性のエラストマーを採用できる。なお、絶縁性高分子としては、例えば、ポリロタキサン、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマー等を採用できる。第１電極層５１を構成する際には、上述した絶縁性高分子のうちの一種のみを用いてもよいし、複数種を併用してもよい。また、導電性フィラーとしては、例えば、ケッチェンブラック（登録商標）、カーボンブラック、銅や銀等の金属粒子を採用できる。第１電極層５１を構成する際には、上述した導電性フィラーのうちの一種のみを用いてもよいし、複数種を併用してもよい。なお、図示は省略しているが、第１電極層５１は、第１ベース基板３１側の下面に絶縁層が積層されている。

【0028】

また、第２電極層５２は、誘電層５０の上面に接合されている。第２電極層５２は、導電性のエラストマーからなり、柔軟性を有している。第２電極層５２は、厚さが一定のシート状に構成されている。第２電極層５２の厚さは、誘電層５０の厚さよりも薄く、第１電極層５１の厚さと略等しい。第２電極層５２を構成する導電性のエラストマーは、特に限定されるものではなく、例えば上述した第１電極層５１と同様の構成を採用すればよい。また、図示は省略しているが、第２電極層５２は、誘電層５０に接合されている下面とは反対側の上面に絶縁層が積層されている。

【0029】

第１圧力センサＡは、誘電層５０と、誘電層５０を挟む第１電極層５１及び第２電極層５２とによって、静電容量式の圧力センサを構成している。第１圧力センサＡが圧力を受けると、誘電層５０が圧縮されて薄くなる。これにより、第１電極層５１と第２電極層５２との距離が近くなり、静電容量が大きくなる。こうした静電容量の変化を後述する検出装置７０において検出することで、第１圧力センサＡに作用する圧力を検出する。

【0030】

第１圧力センサＡの第２電極層５２の上面には、第２センサシート４０の第２ベース基板４１の下面が当接している。第２ベース基板４１上には第２圧力センサＢが設けられていることから、第２ベース基板４１は、第１圧力センサＡと第２圧力センサＢとの間に設けられている。第２ベース基板４１には、シート状に形成されていて該第２ベース基板４１の全体に亘って設けられている導体層が設けられている。導体層は、アースに接続されており、電磁シールド層を構成している。すなわち、第２ベース基板４１は、第１圧力センサＡと第２圧力センサＢとの間に配置された電磁シールド層として機能し、第１圧力センサＡ及び第２圧力センサＢ間の電気的なクロストークを抑制する。また、第２センサシート４０には、第２圧力センサＢの外周面全体を覆う柔軟性の保護層５５が設けられている。保護層５５は、絶縁性の樹脂によって構成されている。

【0031】

第１圧力センサＡと同様に、第２センサシート４０に設けられている第２圧力センサＢは、誘電層５０、第１電極層５１、及び第２電極層５２が柔軟性を有している。また、第２ベース基板４１及び保護層５５も柔軟性を有している。そのため、第２センサシート４０を第１センサシート３０に重ねるときに第２センサシート４０を変形させることが可能である。本実施形態では、第２センサシート４０を変形させて、第１センサシート３０の第１圧力センサＡの間に第２圧力センサＢの上記一方側（図４の右側）の略半分の領域を配置する。このように、第２センサシート４０を段差形状に変形させて第２ベース基板４１の下面を第１ベース基板３１の上面に当接させることで、第１センサシート３０と第２センサシート４０との密着性を向上させて接合強度を高めることができる。

【0032】

図１に示すように、センサユニット１０は、センサシート部２０の両端部に設けられた一対の端子６０を有している。端子６０は、第１センサシート３０及び第２センサシート４０の各電気回路に接続されている。端子６０には、導線６１の一端が接続されている。各導線６１の他端は、検出装置７０に接続されている。

【0033】

図５に示すように、検出装置７０は、機能部として、静電容量検出部７１、位置特定部７２、及び記憶部７３を有している。
静電容量検出部７１は、公知の静電容量検出回路によって構成されている。静電容量の検出方式としては、充放電の時定数を測定する弛緩発振方式や、外部インダクタと各圧力センサの静電容量との共振による周波数変化を測定するＬＣ共振方式や、プリチャージした電荷を所定のコンデンサで電荷シェアリングしたときの電圧変化を測定する電荷配分方式など様々な方法を用いることが可能である。静電容量検出部７１には、電気回路におけるスイッチング素子の切り替えにより、第１センサシート３０に設けられている第１圧力センサＡ、及び第２センサシート４０に設けられている第２圧力センサＢの各々から電気信号が入力される。静電容量検出部７１は、入力された電気信号に基づいて、第１圧力センサＡ及び第２圧力センサＢの各々において作用する圧力の大きさを検出することで、センサユニット１０に作用した圧力を検出する。

【0034】

上述したように、第１圧力センサＡ及び第２圧力センサＢに圧力が作用したときには、その圧力が大きいときほど静電容量は大きくなる。静電容量の変化は、各電極層間に印加される電圧の変化に相関する。本実施形態では、静電容量検出部７１には、第１圧力センサＡ及び第２圧力センサＢにおける電圧の変化と圧力との関係を示すマップが予め実験やシミュレーションによって求められて記憶されている。静電容量検出部７１は、各圧力センサにおける電圧の変化と記憶されているマップに基づいて、各圧力センサに作用している圧力の大きさを検出する。

【0035】

位置特定部７２は、静電容量検出部７１によって検出した第１圧力センサＡ及び第２圧力センサＢの各々における圧力に基づいて、センサユニット１０における圧力の作用位置を特定する。すなわち、例えば、圧力検出領域Ｃを構成している第１圧力センサＡ１１と第２圧力センサＢ１１において、第１圧力センサＡ１１の検出圧力は閾値以上である一方で、第２圧力センサＢ１１の検出圧力は閾値未満である場合、同圧力検出領域Ｃにおける第１検出領域Ｓ１に圧力が作用していると判断する。なお、閾値としては、第１圧力センサＡ及び第２圧力センサＢにおいて検出可能な圧力の最低値と等しい値が設定されている。

【0036】

また、位置特定部７２は、第１圧力センサＡ１１の検出圧力は閾値未満である一方で、第２圧力センサＢ１１の検出圧力は閾値以上である場合、同圧力検出領域Ｃにおける第２検出領域Ｓ２に圧力が作用していると判断する。また、位置特定部７２は、第１圧力センサＡ１１及び第２圧力センサＢ１１の双方の検出圧力が閾値以上である場合、同圧力検出領域Ｃにおける重複検出領域Ｄに圧力が作用していると判断する。なお、位置特定部７２は、第１圧力センサＡ１１及び第２圧力センサＢ１１の双方の検出圧力が閾値未満である場合には、同圧力検出領域Ｃに圧力は作用していないと判断する。このように、位置特定部７２は、各圧力検出領域Ｃにおける第１圧力センサＡ及び第２圧力センサＢの検出圧力に基づいてセンサユニット１０における圧力の作用位置を特定する。

【0037】

記憶部７３は、センサユニット１０において、圧力が作用している位置と、作用している圧力の大きさとを紐付けて記憶する。記憶部７３には、位置特定部７２によって特定した圧力の作用位置に関する情報と、静電容量検出部７１によって検出した各圧力センサの検出圧力に関する信号とが入力される。

【0038】

本実施形態では、記憶部７３は、次のようにして圧力の作用位置と作用している圧力の大きさとを記憶する。例えば、位置特定部７２が、第１圧力センサＡ４４及び第２圧力センサＢ４４によって構成されている圧力検出領域Ｃにおいて、第１検出領域Ｓ１に圧力が作用していると判断した場合には、この第１検出領域Ｓ１に対応する第１圧力センサＡ４４における検出圧力Ｐ１を、センサユニット１０への作用圧力Ｐｒ（=Ｐ１）として記憶する。また、位置特定部７２が、同圧力検出領域Ｃにおける重複検出領域Ｄに圧力が作用していると判断した場合には、この重複検出領域Ｄに対応する第１圧力センサＡ４４における検出圧力Ｐ１及び第２圧力センサＢ４４における検出圧力Ｐ２との総和を作用圧力Ｐｒ（=Ｐ１＋Ｐ２）として記憶する。また、位置特定部７２が、同圧力検出領域Ｃにおける第２検出領域Ｓ２に圧力が作用していると判断した場合には、この第２検出領域Ｓ２に対応する第２圧力センサＢ４４における検出圧力Ｐ２を作用圧力Ｐｒ（=Ｐ２）として記憶する。

【0039】

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）本実施形態では、第１圧力センサＡに第２圧力センサＢの一部を重ねることで、第１圧力センサＡと第２圧力センサＢとが重なった重複検出領域Ｄと、第１圧力センサＡと第２圧力センサＢとが重なっていない単独検出領域Ｓとを設けるようにした。重複検出領域Ｄに圧力が作用した場合、第１圧力センサＡと第２圧力センサＢとの双方によって圧力が検出される。また、単独検出領域Ｓに圧力が作用した場合、第１圧力センサＡ及び第２圧力センサＢの一方のみによって圧力が検出される。このように、圧力センサを重ねて配置したときの圧力の検出態様に基づくことで、圧力センサの面積を変えずとも、圧力の作用位置を特定することが可能になる。したがって、上記構成によれば、静電容量検出のＳ／Ｎ比低下を抑制して、圧力の検出精度の低下を抑えつつ、圧力の作用位置の特定における分解能を高めることが可能になる。

【0040】

（２）本実施形態では、第１圧力センサＡのみが配置された第１検出領域Ｓ１と、第２圧力センサＢのみが配置された第２検出領域Ｓ２とによって単独検出領域Ｓを構成した。このように、２つの圧力センサによって、第１検出領域Ｓ１、第２検出領域Ｓ２、及び重複検出領域Ｄの３つの領域を構成しているため、センサユニット１０において圧力の作用位置の特定における分解能を一層高めることができる。

【0041】

（３）本実施形態では、第２ベース基板４１にアースに接続された導体層を設けて、第１圧力センサＡと第２圧力センサＢとの間に電磁シールド層を設けるようにした。そのため、第１圧力センサＡと第２圧力センサＢとを重ねて配置したときの電磁ノイズの影響を抑えることができ、第１圧力センサＡ及び第２圧力センサＢ間の電気的なクロストークを抑制できる。したがって、電磁ノイズの影響によって第１圧力センサＡ及び第２圧力センサＢにおけるＳ／Ｎ比が低下することを抑制でき、圧力の検出精度の低下を一層抑えることが可能になる。

【0042】

（４）本実施形態では、第１圧力センサＡ及び第２圧力センサＢを、柔軟性を有する誘電体によって構成された誘電層５０と、柔軟性を有するとともに誘電層５０を挟んで配置されている第１電極層５１及び第２電極層５２とによって構成した。このように、第１圧力センサＡ及び第２圧力センサＢが柔軟性を有することから、第１圧力センサＡ及び第２圧力センサＢを変形させて配置することが可能になる。したがって、センサユニット１０を平面状に配置するだけでなく、湾曲させて配置することも可能になり、センサユニット１０における配置自由度を高めることができる。

【0043】

（５）本実施形態では、第１圧力センサＡ及び第２圧力センサＢを、所定の隙間（例えば隙間Ａｃ及び隙間Ｂｃ）を設けて複数個配置している。そのため、センサユニット１０における二次元での検出領域を拡大することができる。したがって、センサユニット１０全体にかかる圧力の作用位置の特定における分解能を高めることが可能になる。

【0044】

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、第２圧力センサＢを、第１圧力センサＡに対して、上記幅方向に上記幅Ａｗの半分の距離だけずれるように配置した。こうした構成は適宜変更が可能である。すなわち、第２圧力センサＢのずれ量を上記幅Ａｗの半分の距離とは異なる距離としてもよい。また、第２圧力センサＢをずらす方向を、例えば上記直交方向とする等、上記幅方向と異なる方向としてもよい。

【0045】

さらには、図６に示すように、１つの第２圧力センサＢを、異なる２つの第１圧力センサＡに重ねて配置してもよい。こうした構成では、第１圧力センサＡ間の隙間Ａｃを、第２圧力センサＢの幅Ｂｗを３等分した大きさと等しくする（Ａｃ=１／３Ｂｗ）。そして、第２圧力センサＢにおける一方側（図６の左側）の略１／３の領域を一方の第１圧力センサＡに重ねるとともに、第２圧力センサＢにおける他方側（図６の右側）の略１／３の領域を他方の第１圧力センサＡに重ねる。こうした構成とすることで、上記一方の第１圧力センサＡと第２圧力センサＢとが重なっている重複検出領域Ｄ１と、上記他方の第１圧力センサＡと第２圧力センサＢとが重なっている重複検出領域Ｄ２と、２つの第１圧力センサＡの間であって第２圧力センサＢのみが配置された第２検出領域Ｓ２とを均等に配置できる。また、第１圧力センサＡと第２圧力センサＢとが同じ大きさであるため、第１圧力センサＡのみが配置された第１検出領域Ｓ１も同じ大きさで均等に配置されることとなる。

【0046】

また、１つの第２圧力センサＢを３つ以上の異なる第１圧力センサＡに重ねるようにしてもよい。また、第２圧力センサＢに他の圧力センサを重ねることも可能である。
・上記実施形態では、第１圧力センサＡを複数個配置したときの各列間の隙間Ａｃよりも各行間の隙間を小さく設定したが、こうした構成は適宜変更が可能である。例えば、各列間の隙間Ａｃよりも各行間の隙間を大きくしてもよいし、各列間の隙間Ａｃと各行間の隙間とを同じにしてもよい。なお、こうした構成は第２圧力センサＢにおいても同様に採用できる。

【0047】

・上記実施形態では、第１圧力センサＡ及び第２圧力センサＢを４行×４列の計１６個配置した例を示したが、第１圧力センサＡ及び第２圧力センサＢを配置する行数や列数は適宜変更してもよい。例えば２行×２列や３行×５列等の配置も可能である。さらには、第１圧力センサＡ及び第２圧力センサＢをｍ×ｎとは異なる配置としてもよく、例えば円環形状等に沿って各圧力センサを配置する構成等も採用できる。すなわち、第１圧力センサＡと、第１圧力センサＡに一部が重ねられた第２圧力センサＢとを備えるものであれば、その数や配置は特に限定されない。

【0048】

・上記実施形態では、第１センサシート３０を構成する第１ベース基板３１と、第２センサシート４０を構成する第２ベース基板４１との双方を柔軟性を有する基板として構成した。こうした構成は省略が可能である。例えば、第１ベース基板３１及び第２ベース基板４１の少なくとも一方を、柔軟性を有しない基板として構成してもよい。

【0049】

・第２センサシート４０において、保護層５５を省略してもよい。また、第１センサシート３０において、第１圧力センサＡを覆うように保護層５５を設けるようにしてもよい。

【0050】

・第１圧力センサＡ及び第２圧力センサＢにおいて、誘電層５０、第１電極層５１、及び第２電極層５２の少なくとも１つの層を柔軟性を有しない構成に変更してもよい。
・上記実施形態では、第２ベース基板４１にアースに接続された導体層を設けて、電磁シールド層を構成した。こうした構成は適宜変更が可能である。例えば、第１センサシート３０と第２センサシート４０との間に絶縁体からなる電磁シールド層を別部材として設けるようにしてもよい。

【0051】

・検出装置７０では、静電容量検出部７１から第１圧力センサＡ及び第２圧力センサＢの各々における圧力の検出信号を位置特定部７２に入力し、圧力の作用位置を特定するようにした。こうした構成に代えて、第１圧力センサＡ及び第２圧力センサＢからの電気信号を直接位置特定部７２に入力することで、圧力の作用位置を特定することも可能である。

【0052】

・検出装置７０の位置特定部７２では、位置を特定するために用いられる閾値を、第１圧力センサＡの検出圧力に対するものと、第２圧力センサＢの検出圧力に対するものとで異なる値に設定することも可能である。また、位置特定部７２において、検出圧力と閾値との比較ではなく、検出圧力の変化量に基づいて圧力の作用位置を特定するようにしてもよい。

【0053】

・上記実施形態では、単独検出領域Ｓを第１圧力センサＡのみが配置された第１検出領域Ｓ１と、第２圧力センサＢのみが配置された第２検出領域Ｓ２との双方によって構成したが、単独検出領域Ｓを第１検出領域Ｓ１と第２検出領域Ｓ２との何れか一方のみによって構成してもよい。こうした構成は、例えば、第１圧力センサＡの面積を第２圧力センサＢの面積よりも大きくするとともに、平面視において第２圧力センサＢの全体が第１圧力センサＡの外周縁よりも内側に位置するように配置する等して実現できる。

【0054】

・センサシート部２０を第１センサシート３０の上に第２センサシート４０を重ねた構成とした。センサシート部２０の構成はこうしたものに限らない。例えば、第２センサシート４０の上に第１センサシート３０を重ねた構成としてもよいし、３つ以上のセンサシートを重ねた構成としてもよい。また、一つのセンサシートにおいて、ベース基板上に第１圧力センサＡと、第１圧力センサＡに一部が重なる第２圧力センサＢとの双方を設けてセンサシート部２０を構成してもよい。

【0055】

・第１圧力センサＡ及び第２圧力センサＢの双方を静電容量式の圧力センサとした。こうした構成に変えて、第１圧力センサＡ及び第２圧力センサＢの少なくとも一方を、例えば歪みゲージ式の圧力センサ等、他の形式の圧力センサとしてもよい。

【符号の説明】

【0056】

１０…センサユニット
２０…センサシート部
３０…第１センサシート
３１…第１ベース基板
４０…第２センサシート
４１…第２ベース基板（電磁シールド層）
５０…誘電層
５１…第１電極層
５２…第２電極層
５５…保護層
６０…端子
６１…導線
７０…検出装置
７１…静電容量検出部
７２…位置特定部
７３…記憶部
Ａ…第１圧力センサ
Ｂ…第２圧力センサ
Ｃ…圧力検出領域
Ｄ，Ｄ１，Ｄ２…重複検出領域
Ｓ…単独検出領域
Ｓ１…第１検出領域
Ｓ２…第２検出領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】