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(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】2024-10-07
(45)【発行日】2024-10-16
(54)【発明の名称】センサモジュールおよび電子機器
(51)【国際特許分類】
G06F 3/041 20060101AFI20241008BHJP
G06F 3/044 20060101ALI20241008BHJP
【ＦＩ】
G06F3/041 512
G06F3/041 602
G06F3/041 620
G06F3/044 127
【請求項の数】
16
(21)【出願番号】P 2021574129
(86)(22)【出願日】2021-01-29
(86)【国際出願番号】 JP2021003126
(87)【国際公開番号】W WO2021153700
(87)【国際公開日】2021-08-05
【審査請求日】2023-12-19
(31)【優先権主張番号】P 2020015400
(32)【優先日】2020-01-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000002185
【氏名又は名称】ソニーグループ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100123973
【弁理士】
【氏名又は名称】杉浦 拓真
(74)【代理人】
【識別番号】100082762
【弁理士】
【氏名又は名称】杉浦 正知
(72)【発明者】
【氏名】後藤 哲郎
(72)【発明者】
【氏名】小林 健
(72)【発明者】
【氏名】塚本 圭
(72)【発明者】
【氏名】勝原 智子
【審査官】酒井 優一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－０５６００５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－０３４７４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／１８６０２２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１６－００８６６８９（ＫＲ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｆ ３／０４１
Ｇ０６Ｆ ３／０４４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
２次元配置された複数の第１の検出部を含む静電容量式の第１のセンサ層と、２次元配置された複数の第２の検出部を含む静電容量式の第２のセンサ層とを備え、前記第１のセンサ層が前記第２のセンサ層上に設けられているセンサと、前記複数の第１の検出部および前記複数の第２の検出部を走査する制御部と
を備え、
前記第１のセンサ層、前記第２のセンサ層はそれぞれ、複数の受信電極と、複数の駆動電極とを含み、
前記第１の検出部は、前記第１のセンサ層に含まれる前記受信電極および前記駆動電極により構成され、
前記第２の検出部は、前記第２のセンサ層に含まれる前記受信電極および前記駆動電極により構成され、
前記第１のセンサ層の各駆動電極と前記第２のセンサ層の各駆動電極は、共通の電極により構成されるか、または、前記第１のセンサ層の各受信電極と前記第２のセンサ層の各受信電極は、共通の電極により構成されるセンサモジュール。
【請求項2】
前記制御部は、２次元配置された複数の検出部を走査可能に構成され、前記制御部は、
前記２次元配置された複数の検出部のうち第１の検出領域に含まれる一群の検出部として、前記複数の第１の検出部を走査し、
前記２次元配置された複数の検出部のうち第２の検出領域に含まれる一群の検出部として、前記複数の第２の検出部を走査する請求項１に記載のセンサモジュール。
【請求項3】
前記第１のセンサ層と前記第２のセンサ層の間に設けられた離隔層をさらに備え、前記第１のセンサ層および前記第２のセンサ層は、圧力分布センサ層であり、
前記離隔層は、前記センサの面内方向に作用するせん断力により弾性変形する請求項１に記載のセンサモジュール。
【請求項4】
前記離隔層は、ゲルを含む請求項３に記載のセンサモジュール。
【請求項5】
前記第１のセンサ層は、圧力センサ層であり、前記第２のセンサ層は、温度検出センサ層である請求項１に記載のセンサモジュール。
【請求項6】
前記第１のセンサ層は、静電容量式タッチセンサ層であり、前記第２のセンサ層は、圧力センサ層である請求項１に記載のセンサモジュール。
【請求項7】
前記第１のセンサ層の感度は、前記第２のセンサ層の感度に比べて高い請求項１に記載のセンサモジュール。
【請求項8】
前記複数の第１の検出部の前記２次元配置、および前記複数の第２の検出部の前記２次元配置は、マトリックス状配置であり、前記複数の第１の検出部および前記複数の第２の検出部は、前記マトリックス状配置の行方向および列方向に配置ピッチＰで配置され、
前記第２の検出部は、前記第１の検出部から前記行方向および前記列方向に距離Ｐ／２ずらして配置される請求項１に記載のセンサモジュール。
【請求項9】
前記第１のセンサ層は、第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、前記複数の第１の検出部を含む第１の検出層と、
前記第１の検出層の前記第１の面と対向して設けられた第１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、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１の変形層と
を備え、
前記第２のセンサ層は、
前記第１の検出層に対向する第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、前記複数の第２の検出部を含む第２の検出層と、
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
を備える請求項３に記載のセンサモジュール。
【請求項10】
前記離隔層は、第３の導電層と、
前記第１のセンサ層と前記第３の導電層の間に設けられ、前記第１のセンサ層と前記第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のセンサ層の間に設けられ、前記第３の導電層と前記第２のセンサ層を離隔する第２の離隔層と
を備える請求項９に記載のセンサモジュール。
【請求項11】
前記第１のセンサ層は、第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、前記複数の第１の検出部を含む第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、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１の変形層と、
前記第２の導電層と前記第１の検出層の間に設けられ、前記第２の導電層と前記第１の検出層の間を離隔する第１の離隔層と
を備え、
前記第２のセンサ層は、
前記第１の検出層に対向する第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、前記複数の第２の検出部を含む第２の検出層と、
前記第２の検出層の前記第１の面と対向して設けられた第３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４の導電層と、
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、
前記第４の導電層と前記第２の検出層の間に設けられ、前記第４の導電層と前記第２の検出層の間を離隔する第２の離隔層と
を備える請求項３に記載のセンサモジュール。
【請求項12】
前記第１のセンサ層は、第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、前記複数の第１の検出部を含む第１の検出層と、
前記第１の検出層の前記第１の面と対向して設けられた第１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、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１の変形層と
を備え、
前記第２のセンサ層は、
前記第１の検出層に対向する第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、前記複数の第２の検出部を含む第２の検出層と、
前記第２の検出層の前記第１の面と対向して設けられた第２の導電層と、
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、
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離隔層と
を備える請求項３に記載のセンサモジュール。
【請求項13】
前記第１のセンサ層は、前記複数の第１の検出部を含む第１の検出層を備え、前記第２のセンサ層は、前記複数の第２の検出部を含む第２の検出層を備え、
前記第１の検出層と前記第２の検出層は、１つのフレキシブル基板により構成されている請求項１に記載のセンサモジュール。
【請求項14】
前記制御部は、前記複数の第１の検出部を順次走査した後に、前記複数の第２の検出部を順次走査するか、または、前記複数の第２の検出部を順次走査した後に、前記複数の第１の検出部を順次走査する請求項１に記載のセンサモジュール。
【請求項15】
２次元配置された複数の第１の検出部を有する第１のセンサ層と、２次元配置された複数の第２の検出部を有する第２のセンサ層とを備え、前記第１のセンサ層が前記第２のセンサ層上に設けられているセンサと、前記複数の第１の検出部と前記複数の第２の検出部を走査する制御部と
を備え、
前記第１のセンサ層、前記第２のセンサ層はそれぞれ、複数の受信電極と、複数の駆動電極とを含み、
前記第１の検出部は、前記第１のセンサ層に含まれる前記受信電極および前記駆動電極により構成され、
前記第２の検出部は、前記第２のセンサ層に含まれる前記受信電極および前記駆動電極により構成され、
前記第１のセンサ層の各駆動電極と前記第２のセンサ層の各駆動電極は、共通の電極により構成されるか、または、前記第１のセンサ層の各受信電極と前記第２のセンサ層の各受信電極は、共通の電極により構成されるセンサモジュール。
【請求項16】
請求項１から１５のいずれか１項に記載のセンサモジュールを備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、センサモジュールおよびそれを備える電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、圧力等を検出することが可能なセンサモジュールは、モバイルＰＣ（Personal Computer）やタブレットＰＣ等の様々な電子機器に広く用いられている。センサモジュールとしては、様々な構成を有するものが検討されている。
【0003】
例えば特許文献１では、外部からの荷重により変形し、応力分散を生じさせる第１の粘弾性体を、圧力を検出する第１の検出部と第２の検出部で挟むことにより構成される圧力センサを用いて、滑りを検出するセンサモジュールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００９－３４７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に開示されたセンサモジュールでは、第１の検出部、第２の検出部は別々のセンサＩＣ（Integrated Circuit）により走査されるため、センサモジュールの構成が複雑化する問題がある。
【0006】
本開示の目的は、構成の複雑化を抑えることができるセンサモジュールおよびそれを備える電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上述の課題を解決するために、第１の開示は、
２次元配置された複数の第１の検出部を含む静電容量式の第１のセンサ層と、２次元配置された複数の第２の検出部を含む静電容量式の第２のセンサ層とを備え、第１のセンサ層が第２のセンサ層上に設けられているセンサと、
複数の第１の検出部および複数の第２の検出部を走査する制御部と
を備え、
第１のセンサ層、第２のセンサ層はそれぞれ、複数の受信電極と、複数の駆動電極とを含み、
第１の検出部は、第１のセンサ層に含まれる受信電極および駆動電極により構成され、
第２の検出部は、第２のセンサ層に含まれる受信電極および駆動電極により構成され、
第１のセンサ層の各駆動電極と第２のセンサ層の各駆動電極は、共通の電極により構成されるか、または、第１のセンサ層の各受信電極と第２のセンサ層の各受信電極は、共通の電極により構成されるセンサモジュールである。
２次元配置された複数の第１の検出部を含む静電容量式の第１のセンサ層と、２次元配置された複数の第２の検出部を含む静電容量式の第２のセンサ層とを備え、第１のセンサ層が第２のセンサ層上に設けられているセンサと、
複数の第１の検出部および複数の第２の検出部を走査する制御部と
を備え、
第１のセンサ層、第２のセンサ層はそれぞれ、複数の受信電極と、複数の駆動電極とを含み、
第１の検出部は、第１のセンサ層に含まれる受信電極および駆動電極により構成され、
第２の検出部は、第２のセンサ層に含まれる受信電極および駆動電極により構成され、
第１のセンサ層の各駆動電極と第２のセンサ層の各駆動電極は、共通の電極により構成されるか、または、第１のセンサ層の各受信電極と第２のセンサ層の各受信電極は、共通の電極により構成されるセンサモジュールである。
【0008】
第２の開示は、
２次元配置された複数の第１の検出部を有する第１のセンサ層と、２次元配置された複数の第２の検出部を有する第２のセンサ層とを備え、第１のセンサ層が第２のセンサ層上に設けられているセンサと、
複数の第１の検出部と複数の第２の検出部を走査する制御部と
を備え、
第１のセンサ層、第２のセンサ層はそれぞれ、複数の受信電極と、複数の駆動電極とを含み、
第１の検出部は、第１のセンサ層に含まれる受信電極および駆動電極により構成され、
第２の検出部は、第２のセンサ層に含まれる受信電極および駆動電極により構成され、
第１のセンサ層の各駆動電極と第２のセンサ層の各駆動電極は、共通の電極により構成されるか、または、第１のセンサ層の各受信電極と第２のセンサ層の各受信電極は、共通の電極により構成されるセンサモジュールである。
２次元配置された複数の第１の検出部を有する第１のセンサ層と、２次元配置された複数の第２の検出部を有する第２のセンサ層とを備え、第１のセンサ層が第２のセンサ層上に設けられているセンサと、
複数の第１の検出部と複数の第２の検出部を走査する制御部と
を備え、
第１のセンサ層、第２のセンサ層はそれぞれ、複数の受信電極と、複数の駆動電極とを含み、
第１の検出部は、第１のセンサ層に含まれる受信電極および駆動電極により構成され、
第２の検出部は、第２のセンサ層に含まれる受信電極および駆動電極により構成され、
第１のセンサ層の各駆動電極と第２のセンサ層の各駆動電極は、共通の電極により構成されるか、または、第１のセンサ層の各受信電極と第２のセンサ層の各受信電極は、共通の電極により構成されるセンサモジュールである。
【0009】
第３の開示は、第１の開示または第２の開示のセンサモジュールを備える電子機器である。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
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 第７の実施形態（センサの例）
８ 変形例
９ 応用例
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 第７の実施形態（センサの例）
８ 変形例
９ 応用例
【0012】
＜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。
［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。
【0013】
（センサモジュール）
センサモジュール１１は、センサ２０と、センサボード１３とを備える。センサ２０は、圧力およびせん断力を検出可能な３軸力覚センサ（複合センサ）である。センサ２０は、センサ層（第１のセンサ層）２０Ａと、センサ層（第２のセンサ層）２０Ｂとを備える。センサボード１３上には、制御部としてのセンサＩＣ（以下単に「ＩＣ」という。）１３Ａと、コネクタ１４Ａと、コネクタ１４Ｂとが備えられている。
センサモジュール１１は、センサ２０と、センサボード１３とを備える。センサ２０は、圧力およびせん断力を検出可能な３軸力覚センサ（複合センサ）である。センサ２０は、センサ層（第１のセンサ層）２０Ａと、センサ層（第２のセンサ層）２０Ｂとを備える。センサボード１３上には、制御部としてのセンサＩＣ（以下単に「ＩＣ」という。）１３Ａと、コネクタ１４Ａと、コネクタ１４Ｂとが備えられている。
【0014】
センサ層２０Ａ、２０Ｂはそれぞれ、接続部２１Ａ１、２１Ｂ１を有する。接続部２１Ａ１は、センサ層２０Ａをセンサボード１３のコネクタ１４Ａに接続する。接続部２１Ｂ１は、センサ層２０Ｂをセンサボード１３のコネクタ１４Ｂに接続する。センサ層２０Ａ、２０Ｂは、センサ２０の表面に作用する圧力を静電容量分布として検出可能に構成されている。
【0015】
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。外装材が表面は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。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に出力する。
【0016】
ＩＣ１３Ａ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。
【0017】
［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。
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。
【0018】
センサ２０の両面のうち導電層２３Ａ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。
【0019】
センサ２０は、センサ層（第１のセンサ層）２０Ａと、センサ層（第２のセンサ層）２０Ｂと、離隔層２４とを備える。センサ層２０Ａは、センサ層２０Ｂ上に設けられている。センサ層２０Ａとセンサ層２０Ｂの間には、離隔層２４が設けられている。センサ層２０Ａとセンサ層２０Ｂは、離隔層２４により平行に保持されている。センサ層２０Ａおよびセンサ層２０Ｂは、静電容量方式、より具体的には相互容量方式のセンサ層である。センサ層２０Ａおよびセンサ層２０Ｂは、センシング面２０Ｓに作用する圧力分布を検出可能な圧力分布センサ層である。
【0020】
センサ層２０Ａは、検出層（第１の検出層）２１Ａと、変形層（第１の変形層）２２Ａと、導電層（第１の導電層）２３Ａとを備える。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。導電層２３Ａは、検出層２１Ａの第１の面２１ＡＳ１と対向して設けられている。変形層２２Ａは、検出層２１Ａと導電層２３Ａの間に設けられている。検出層２１Ａと導電層２３Ａは、変形層２２Ａにより平行に保持されている。
【0021】
センサ層２０Ｂは、検出層（第２の検出層）２１Ｂと、変形層（第２の変形層）２２Ｂと、導電層（第２の導電層）２３Ｂとを備える。検出層２１Ｂは、検出層２１Ａの第２の面２１ＡＳ２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。導電層２３Ｂは、検出層２１Ｂの第２の面２１ＢＳ２と対向して設けられている。変形層２２Ｂは、検出層２１Ｂと導電層２３Ｂの間に設けられている。検出層２１Ｂと導電層２３Ｂは、変形層２２Ｂにより平行に保持されている。
【0022】
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。
【0023】
（検出層）
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センサ層２０Ｂに向けて撓む。検出層２１Ａは、複数の検出部（第１の検出部）ＳＥ２１を含む。検出部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、検出部ＳＥ２１は、検出部ＳＥ２１と導電層２３Ａ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センサ層２０Ｂに向けて撓む。検出層２１Ａは、複数の検出部（第１の検出部）ＳＥ２１を含む。検出部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、検出部ＳＥ２１は、検出部ＳＥ２１と導電層２３Ａ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。
【0024】
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２３Ｂに向けて撓む。検出層２１Ｂは、複数の検出部（第２の検出部）ＳＥ２２を含む。検出部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ＩＣ１３Ａに出力する。具体的には、検出部ＳＥ２２は、検出部ＳＥ２２と導電層２３Ｂ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。
【0025】
検出層２１Ａに含まれる複数の検出部ＳＥ２１の配置ピッチＰ１と、検出層２１Ｂに含まれる複数の検出部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、検出部ＳＥ２２は、検出部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、検出部ＳＥ２２と検出部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、検出部ＳＥ２２が、検出部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。
【0026】
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。
【0027】
図３は、検出層２１Ａの構成の一例を示す平面図である。複数の検出部ＳＥ２１は、マトリックス状に配置されている。図３では、マトリックス状配列の行方向がＸ軸方向なり、列方向がＹ軸方向となる例が示されている。但し、複数の検出部ＳＥ２１の配置形態は、マトリックス状配置に限定されるものではなく、マトリックス状配置以外の２次元配置であってもよい。検出部ＳＥ２１は、例えば正方形状を有する。但し、検出部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。
【0028】
なお、図３中、座標Ｘ１～Ｘ１０は、Ｘ軸方向における各検出部ＳＥ２１の中心位置を示し、座標Ｙ１～Ｙ１０は、Ｙ軸方向における各検出部ＳＥ２１の中心位置を示す。
【0029】
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、センサボード１３のコネクタ１４Ａと接続するための接続端子２１Ａ２が設けられている。
【0030】
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とセンサボード１３との接続の衝撃耐久性を向上することができる。
【0031】
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、複数の検出部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。
【0032】
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。複数の検出部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、複数の検出部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。
【0033】
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３１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。
【0034】
図５は、検出部ＳＥ２１の構成の一例を示す平面図である。検出部ＳＥ２１は、第１の電極としての受信電極（センス電極）３６と第２の電極としての駆動電極（パルス電極）３７により構成されている。受信電極３６と駆動電極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、受信電極３６および駆動電極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。
【0035】
Ｘ軸方向に隣接する受信電極３６同士は、接続線３６Ａにより接続されている。各駆動電極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軸方向に隣接する駆動電極３７同士を接続している。
【0036】
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３８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受信電極３６のうち、Ｘ軸方向の一端に位置する受信電極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。
【0037】
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駆動電極３７のうち、Ｙ軸方向の一端に位置する駆動電極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。
【0038】
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。
【0039】
（離隔層）
離隔層２４は、センサ層２０Ａとセンサ層２０Ｂの間を離隔する。これにより、センサ層２０Ａとセンサ層２０Ｂの間での電磁的干渉を抑制することができる。離隔層２４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２４は、センサ層２０Ａとセンサ層２０Ｂの間を離隔する。これにより、センサ層２０Ａとセンサ層２０Ｂの間での電磁的干渉を抑制することができる。離隔層２４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。
【0040】
離隔層２４は、ゲルを含むことが好ましい。離隔層２４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２４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２４は、図示しない基材により支持されていてもよい。
【0041】
離隔層２４の２５％ＣＬＤ（Compression-Load-Deflection）値が、変形層２２Ａの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上、好ましくは変形層２２Ａの２５％ＣＬＤ値の３０倍以上、より好ましくは変形層２２Ａの２５％ＣＬＤ値の５０倍以上である。離隔層２４の２５％ＣＬＤ値が変形層２２Ａ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２２Ａが離隔層２４に比べて十分に潰れやすくなるため、検出部ＳＥ２１の検出感度を向上することができる。
【0042】
離隔層２４の２５％ＣＬＤ値が、変形層２２Ｂの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上、好ましくは変形層２２Ｂの２５％ＣＬＤ値の３０倍以上、より好ましくは変形層２２Ｂの２５％ＣＬＤ値の５０倍以上である。離隔層２４の２５％ＣＬＤ値が変形層２２Ｂ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２２Ｂが離隔層２４に比べて十分に潰れやすくなるため、検出部ＳＥ２２の検出感度を向上することができる。
【0043】
離隔層２４の２５％ＣＬＤ値は、５００ｋＰａ以下であることが好ましい。離隔層２４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。
【0044】
離隔層２４、変形層２２Ａおよび変形層２２Ｂの２５％ＣＬＤ値は、ＪＩＳ Ｋ ６２５４に準拠して測定される。
【0045】
（導電層）
導電層２３Ａ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２３Ａ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２３Ｂ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２３Ａ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２３Ａ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２３Ｂ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。
【0046】
導電層２３Ａの弾性率は、１０ＭＰａ以下であることが好ましい。導電層２３Ａの弾性率が１０ＭＰａ以下であると、導電層２３Ａ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、検出部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。
【0047】
導電層２３Ａおよび導電層２３Ｂ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２３Ａおよび導電層２３Ｂ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２３Ａ、導電層２３Ｂ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。
【0048】
導電層２３Ａ、２３Ｂ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２３Ａ、２３Ｂは、導電布であってもよい。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
導電層２３Ａ、２３Ｂ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。
【0052】
導電層２３Ａ、２３Ｂ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。
【0053】
（変形層）
変形層２２Ａは、検出層２１Ａと導電層２３Ａが平行になるように、検出層２１Ａと導電層２３Ａを離隔する。変形層２２Ａの厚みにより、検出部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２２Ａ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２２Ａは、図示しない基材により支持されていてもよい。
変形層２２Ａは、検出層２１Ａと導電層２３Ａが平行になるように、検出層２１Ａと導電層２３Ａを離隔する。変形層２２Ａの厚みにより、検出部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２２Ａ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２２Ａは、図示しない基材により支持されていてもよい。
【0054】
変形層２２Ｂは、検出層２１Ｂと導電層２３Ｂが平行になるように、検出層２１Ｂと導電層２３Ｂを離隔する。変形層２２Ｂの厚みにより、検出部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２２Ｂ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２２Ｂは、図示しない基材により支持されていてもよい。
【0055】
変形層２２Ａと変形層２２Ｂの２５％ＣＬＤ値は、同一またはほぼ同一であってもよい。変形層２２Ａ、２２Ｂ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。
【0056】
（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。
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。
【0057】
（ＩＣ）
ＩＣ１３Ａは、検出層２１Ａに含まれる複数の検出部ＳＥ２１を順次走査し、複数の検出部ＳＥ２１から第１の出力信号分布、すなわち第１の静電容量分布を取得し、ＣＰＵ１２Ａに出力する。また、ＩＣ１３Ａは、検出層２１Ｂに含まれる複数の検出部ＳＥ２２を順次走査し、複数の検出部ＳＥ２２から第２の出力信号分布、すなわち第２の静電容量分布を取得し、ＣＰＵ１２Ａに出力する。検出層２１Ａに含まれる複数の検出部ＳＥ２１が順次走査された後に、検出層２１Ｂに含まれる複数の検出部ＳＥ２２が順次走査されてもよいし、検出層２１Ｂに含まれる複数の検出部ＳＥ２２が順次走査されたのちに、検出層２１Ａに含まれる複数の検出部ＳＥ２１が順次走査されてもよい。
ＩＣ１３Ａは、検出層２１Ａに含まれる複数の検出部ＳＥ２１を順次走査し、複数の検出部ＳＥ２１から第１の出力信号分布、すなわち第１の静電容量分布を取得し、ＣＰＵ１２Ａに出力する。また、ＩＣ１３Ａは、検出層２１Ｂに含まれる複数の検出部ＳＥ２２を順次走査し、複数の検出部ＳＥ２２から第２の出力信号分布、すなわち第２の静電容量分布を取得し、ＣＰＵ１２Ａに出力する。検出層２１Ａに含まれる複数の検出部ＳＥ２１が順次走査された後に、検出層２１Ｂに含まれる複数の検出部ＳＥ２２が順次走査されてもよいし、検出層２１Ｂに含まれる複数の検出部ＳＥ２２が順次走査されたのちに、検出層２１Ａに含まれる複数の検出部ＳＥ２１が順次走査されてもよい。
【0058】
図７は、ＩＣ１３Ａの動作の第１の例を説明するための平面図である。図７に示される検出層１１０は、ＩＣ１３Ａの動作を説明するための仮想上のものであって、センサ２０が実際に有する検出層２１Ａ、２１Ｂとは異なっている。
【0059】
検出層１１０は、複数の検出部ＳＥを含む。検出層１１０は、圧力分布を検出する検出領域Ｒを有する。複数の検出部ＳＥは、検出領域Ｒ内にマトリックス状配置されている。但し、複数の検出部ＳＥの配置形態は、マトリックス状配置に限定されるものではなく、マトリックス状配置以外の２次元配置であってもよい。検出層１１０は、第１の検出領域Ｒ１と第２の検出領域Ｒ２とを有する。検出層１１０の第１の検出領域Ｒ１は、検出層２１Ａの検出領域に対応し、検出層１１０の第２の検出領域Ｒ２は、検出層２１Ｂの検出領域に対応する。
【0060】
検出層１１０は、複数の受信電極１１１と、複数の駆動電極１１２とを備える。複数の受信電極１１１は、Ｘ方向に延設され、ストライプ状に配置されている。複数の駆動電極１１２は、Ｙ方向に延設され、ストライプ状に配置されている。受信電極１１１と駆動電極１１２の各交差部に検出部ＳＥが構成されている。検出層１１０の受信電極１１１は、検出層２１Ａおよび検出層２１Ｂの受信電極３６に対応する。検出層１１０の駆動電極１１２は、検出層２１Ａおよび検出層２１Ｂの駆動電極３７に対応する。
【0061】
ＩＣ１３Ａは、上述のようにマトリックス状配置された複数の検出部ＳＥを順次走査し、複数の検出部ＳＥから出力信号分布、すなわち静電容量分布を取得することが可能に構成されている。したがって、ＩＣ１３Ａとしては、静電容量式のタッチセンサ等で使用されている既存のセンサＩＣを用いることができる。
【0062】
ＩＣ１３Ａは、マトリックス状配置された複数の検出部ＳＥのうち第１の検出領域Ｒ１に含まれる一群の検出部ＳＥとして、複数の検出部ＳＥ２１を走査し、複数の検出部ＳＥ２１から第１の出力信号分布、すなわち第１の静電容量分布を取得し、ＣＰＵ１２Ａに出力する。また、ＩＣ１３Ａは、マトリックス状配置された複数の検出部ＳＥのうち第２の検出領域Ｒ２に含まれる一群の検出部として、複数の検出部ＳＥ２２を走査し、複数の検出部ＳＥ２２から第２の出力信号分布、すなわち第２の静電容量分布を取得し、ＣＰＵ１２Ａに出力する。
【0063】
第１の検出領域Ｒ１と第２の検出領域Ｒ２は、仮想的な検出層１１０においてマトリックス状配列の対角方向に配置されている。したがって、第１の検出領域Ｒ１に含まれる検出部ＳＥ、および第２の検出領域Ｒ２に含まれる検出部ＳＥは、互いに異なる受信電極１１１および駆動電極１１２により構成され、受信電極１１１および駆動電極１１２を共用していない。すなわち、検出層２１Ａに含まれる検出部ＳＥ２１、および検出層２１Ｂに含まれる検出部ＳＥ２２は、互いに異なる受信電極３６および駆動電極３７により構成され、受信電極３６および駆動電極３７を共用していない。ここで、マトリックス状配列の対角方向とは、マトリックス状配列おける或る角から、それとは反対側の角に向かう方向である。
【0064】
検出層２１Ａに含まれる検出部ＳＥ２１、および検出層２１Ｂに含まれる検出部ＳＥ２２が、受信電極３６および駆動電極３７を共用していないことで、各検出部ＳＥ２１、ＳＥ２２間のクロストークを抑制することができるので、検出精度（ＳＮＲ）を向上することができる。
【0065】
図８は、ＩＣ１３Ａの動作の第２の例を説明するための平面図である。第１の検出領域Ｒ１と第２の検出領域Ｒ２は、マトリックス状配列の行方向または列方向に配置されていてもよい。したがって、第１の検出領域Ｒ１に含まれる検出部ＳＥ、および第２の検出領域Ｒ２に含まれる検出部ＳＥは、受信電極１１１または駆動電極１１２を共用している。すなわち、検出層２１Ａに含まれる検出部ＳＥ２１、および検出層２１Ｂに含まれる検出部ＳＥ２２は、受信電極３６または駆動電極３７を共用している。
【0066】
図８では、第１の検出領域Ｒ１と第２の検出領域Ｒ２がマトリックス状配列の行方向に配置された例が示されている。すなわち、検出層２１Ａに含まれる検出部ＳＥ２１、および検出層２１Ｂに含まれる検出部ＳＥ２２が、受信電極３６を共用している例が示されている。
【0067】
検出層２１Ａに含まれる検出部ＳＥ２１、および検出層２１Ｂに含まれる検出部ＳＥ２２が、受信電極３６または駆動電極３７を共用していることで、静電容量センサが走査すべき検出部ＳＥ２１、ＳＥ２２の数を少なくすることができるので、高速（高スキャンレート）で検出部ＳＥ２１、ＳＥ２２を走査することができる。検出精度（ＳＮＲ）の向上の観点からすると、検出層２１Ａに含まれる検出部ＳＥ２１、および検出層２１Ｂに含まれる検出部ＳＥ２２が、受信電極３６を共用するよりも、検出層２１Ａに含まれる検出部ＳＥ２１、および検出層２１Ｂに含まれる検出部ＳＥ２２が、駆動電極３７を共用することが好ましい。
【0068】
（ＣＰＵ）
ＣＰＵ１２Ａは、ＩＣ１３Ａからの第１の出力信号（すなわち第１の静電容量分布）に基づき、センサ層２０Ａに作用する圧力の重心座標を算出すると共に、ＩＣ１３Ａからの第２の出力信号（すなわち第２の静電容量分布）に基づき、センサ層２０Ｂに作用する圧力の重心座標を算出する。ＣＰＵ１２Ａは、センサ層２０Ａにおける圧力の重心座標とセンサ層２０Ｂにおける圧力の重心座標の差分から、せん断力の大きさと方向を算出し、その算出結果に基づき、ホスト機器１２の各種制御を実行する。
ＣＰＵ１２Ａは、ＩＣ１３Ａからの第１の出力信号（すなわち第１の静電容量分布）に基づき、センサ層２０Ａに作用する圧力の重心座標を算出すると共に、ＩＣ１３Ａからの第２の出力信号（すなわち第２の静電容量分布）に基づき、センサ層２０Ｂに作用する圧力の重心座標を算出する。ＣＰＵ１２Ａは、センサ層２０Ａにおける圧力の重心座標とセンサ層２０Ｂにおける圧力の重心座標の差分から、せん断力の大きさと方向を算出し、その算出結果に基づき、ホスト機器１２の各種制御を実行する。
【0069】
図９は、Ｘ軸方向における圧力中心座標の演算方法の一例を説明するためのグラフである。ＣＰＵ１２Ａは、以下の式により、Ｘ軸方向における圧力重心座標ＸＧを演算する。
ＸＧ＝（Ｘ１×Ｄ１＋Ｘ２×Ｄ２＋Ｘ３×Ｄ３＋・・・＋Ｘ１０×Ｄ１０）／（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋・・・＋Ｄ１０）
（但し、式中、Ｘ１～Ｘ１０は、Ｘ軸方向における各検出部ＳＥ２１の中心位置を示す。また、Ｄ１～Ｄ１０は、Ｘ軸方向における上記各検出部ＳＥ２１における出力信号値を示す。）
ＸＧ＝（Ｘ１×Ｄ１＋Ｘ２×Ｄ２＋Ｘ３×Ｄ３＋・・・＋Ｘ１０×Ｄ１０）／（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋・・・＋Ｄ１０）
（但し、式中、Ｘ１～Ｘ１０は、Ｘ軸方向における各検出部ＳＥ２１の中心位置を示す。また、Ｄ１～Ｄ１０は、Ｘ軸方向における上記各検出部ＳＥ２１における出力信号値を示す。）
【0070】
また、ＣＰＵ１２Ａは、以下の式により、Ｙ軸方向における圧力重心座標ＹＧを演算する。
ＹＧ＝（Ｙ１×Ｄ１＋Ｙ２×Ｄ２＋Ｙ３×Ｄ３＋・・・＋Ｙ１０×Ｄ１０）／（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋・・・＋Ｄ１０）
（但し、式中、Ｙ１～Ｙ１０は、Ｙ軸方向における各検出部ＳＥ２１の中心位置を示す。また、Ｄ１～Ｄ１０は、Ｙ軸方向における上記各検出部ＳＥ２１における出力信号値を示す。）
ＹＧ＝（Ｙ１×Ｄ１＋Ｙ２×Ｄ２＋Ｙ３×Ｄ３＋・・・＋Ｙ１０×Ｄ１０）／（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＋・・・＋Ｄ１０）
（但し、式中、Ｙ１～Ｙ１０は、Ｙ軸方向における各検出部ＳＥ２１の中心位置を示す。また、Ｄ１～Ｄ１０は、Ｙ軸方向における上記各検出部ＳＥ２１における出力信号値を示す。）
【0071】
［センサの動作］
（圧力検出時のセンサの動作）
図１０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２３Ａ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２２Ａの一部を押し潰す。これにより、導電層２３Ａ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２３Ａに接近した部分に含まれる複数の検出部ＳＥ２１の電気力線の一部（すなわち受信電極３６と駆動電極３７の間の電気力線の一部）が導電層２３Ａに流れて、複数の検出部ＳＥ２１の静電容量が変化する。
（圧力検出時のセンサの動作）
図１０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２３Ａ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２２Ａの一部を押し潰す。これにより、導電層２３Ａ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２３Ａに接近した部分に含まれる複数の検出部ＳＥ２１の電気力線の一部（すなわち受信電極３６と駆動電極３７の間の電気力線の一部）が導電層２３Ａに流れて、複数の検出部ＳＥ２１の静電容量が変化する。
【0072】
また、上述のようにして押し潰された変形層２２Ａ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２４および検出層２１Ｂが、圧力の作用箇所を中心として導電層２３Ｂに向けて撓む。これにより、検出層２１Ｂと導電層２３Ｂの一部が接近する。その結果、検出層２１Ｂのうち、導電層２３Ｂに接近した部分に含まれる複数の検出部ＳＥ２２の電気力線の一部（すなわち受信電極３６と駆動電極３７の間の電気力線の一部）が導電層２３Ｂに流れて、複数の検出部ＳＥ２２の静電容量が変化する。
【0073】
ＩＣ１３Ａは、検出層２１Ａに含まれる複数の検出部ＳＥ２１および検出層２１Ｂに含まれる複数の検出部ＳＥ２２を順次走査し、複数の検出部ＳＥ２１および複数の検出部ＳＥ２２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。
【0074】
ＣＰＵ１２Ａは、ＩＣ１３Ａから受け取った複数の検出部ＳＥ２１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。複数の検出部ＳＥ２１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、ＩＣ１３Ａから受け取った複数の検出部ＳＥ２２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ようにしてもよいし、複数の検出部ＳＥ２１および複数の検出部ＳＥ２２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。
【0075】
（せん断力検出時のセンサの動作）
図１１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２４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検出部ＳＥ２１と検出部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。
図１１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２４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検出部ＳＥ２１と検出部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。
【0076】
図１２は、センサ２０に圧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。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。
【0077】
図１３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。
【0078】
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。
【0079】
［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、１つのＩＣ１３Ａが、センサ層（第１のセンサ層）２０Ａに含まれる複数の検出部２１、およびセンサ層（第２のセンサ層）２０Ｂに含まれる複数の検出部２２を順次走査するので、センサ２０の構成の複雑化を抑えることができる。
上述したように第１の実施形態に係るセンサ２０では、１つのＩＣ１３Ａが、センサ層（第１のセンサ層）２０Ａに含まれる複数の検出部２１、およびセンサ層（第２のセンサ層）２０Ｂに含まれる複数の検出部２２を順次走査するので、センサ２０の構成の複雑化を抑えることができる。
【0080】
また、第１の実施形態に係るセンサ２０は、センサ層２０Ａとセンサ層２０Ｂが、離隔層２４を間に挟んで積層された構成を有しているため、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。
【0081】
また、第１の実施形態に係るセンサ２０では、ＣＰＵ１２Ａは、１つのＩＣ１３Ａからの出力信号に基づき、せん断力を演算することができるので、演算遅延による検出速度の低下を抑制することができる。一方、先行文献１に記載の発明では、ＣＰＵは、別々のセンサＩＣからの出力結果を統合してせん断力を演算する必要があるため、演算遅延により検出速度が低下する。
【0082】
また、ＩＣ１３Ａは、マトリックス状配置された複数の検出部ＳＥを走査し、複数の検出部ＳＥから出力信号分布、すなわち静電容量分布を取得することが可能に構成されている（図７、図８参照）。したがって、ＩＣ１３Ａとしては、静電容量式のタッチセンサ等で使用されている既存のセンサＩＣを用いることができる。
【0083】
＜２ 第２の実施形態＞
［センサの構成］
図１４は、本開示の第２の実施形態に係るセンサ４０の構成の一例を示す断面図である。センサ４０は、離隔層２４（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。
［センサの構成］
図１４は、本開示の第２の実施形態に係るセンサ４０の構成の一例を示す断面図である。センサ４０は、離隔層２４（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。
【0084】
（離隔層）
離隔層２５は、離隔層（第１の離隔層）２５Ａと、離隔層（第２の離隔層）２５Ｂと、導電層（第３の導電層）２５Ｃとを備える。導電層２５Ｃ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、センサ層２０Ａと導電層２５Ｃの間に設けられ、センサ層２０Ａと導電層２５Ｃを離隔する。離隔層２５Ｂは、センサ層２０Ｂと導電層２５Ｃの間に設けられ、センサ層２０Ｂと導電層２５Ｃ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２５は、離隔層（第１の離隔層）２５Ａと、離隔層（第２の離隔層）２５Ｂと、導電層（第３の導電層）２５Ｃとを備える。導電層２５Ｃ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、センサ層２０Ａと導電層２５Ｃの間に設けられ、センサ層２０Ａと導電層２５Ｃを離隔する。離隔層２５Ｂは、センサ層２０Ｂと導電層２５Ｃの間に設けられ、センサ層２０Ｂと導電層２５Ｃ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。
【0085】
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２４と同様である。
【0086】
離隔層２５Ａ、離隔層２５Ｂそれぞれの２５％ＣＬＤ値が、変形層２２Ａの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上、好ましくは変形層２２Ａの２５％ＣＬＤ値の３０倍以上、より好ましくは変形層２２Ａ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２２Ａの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上であると、検出部ＳＥ２１の検出感度を向上することができる。
【0087】
離隔層２５Ａ、離隔層２５Ｂそれぞれの２５％ＣＬＤ値が、変形層２２Ｂの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上、好ましくは変形層２２Ｂの２５％ＣＬＤ値の３０倍以上、より好ましくは変形層２２Ｂ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２２Ｂの２５％ＣＬＤ値の１０倍以上であると、検出部ＳＥ２２の検出感度を向上することができる。
【0088】
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４０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４０の面内方向のせん断力の検出感度が低下する虞がある。
【0089】
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。
【0090】
（導電層）
導電層２５Ｃは、上述のように離隔層２５Ａと離隔層２５Ｂの間に設けられ、センサ層２０Ａとセンサ層２０Ｂの間での電磁的干渉を抑制する。導電層２５Ｃ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２５Ｃは、センシング面２０Ｓに対して圧力が作用すると、センサ層２０Ｂに向けて撓む。導電層２５Ｃの形状および材料は、第１の実施形態における導電層２３Ａと同様である。
導電層２５Ｃは、上述のように離隔層２５Ａと離隔層２５Ｂの間に設けられ、センサ層２０Ａとセンサ層２０Ｂの間での電磁的干渉を抑制する。導電層２５Ｃ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２５Ｃは、センシング面２０Ｓに対して圧力が作用すると、センサ層２０Ｂに向けて撓む。導電層２５Ｃの形状および材料は、第１の実施形態における導電層２３Ａと同様である。
【0091】
［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４０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４０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２２Ａ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２３Ｂに向けて撓む。
（圧力検出時のセンサの動作）
図１５は、圧力検出時のセンサ４０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４０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２２Ａ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２３Ｂに向けて撓む。
【0092】
（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４０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４０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４０の動作と同様である。センサ４０にせん断力が作用すると、センサ４０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４０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。
図１６は、せん断力検出時のセンサ４０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４０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４０の動作と同様である。センサ４０にせん断力が作用すると、センサ４０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４０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。
【0093】
［効果］
第２の実施形態に係るセンサ４０は、検出層２１Ａと検出層２１Ｂの間に導電層２５Ｃ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４０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。
第２の実施形態に係るセンサ４０は、検出層２１Ａと検出層２１Ｂの間に導電層２５Ｃ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４０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。
【0094】
＜３ 第３の実施形態＞
［センサの構成］
図１７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、センサ層２０Ｂ（図２参照）に代えて、センサ層５０Ｂ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。
［センサの構成］
図１７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、センサ層２０Ｂ（図２参照）に代えて、センサ層５０Ｂ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。
【0095】
センサ層５０Ｂは、検出層（第２の検出層）２１Ｂと、変形層（第２の変形層）５１Ｂと、導電層（第２の導電層）５２Ｂと、離隔層５３Ｂと、導電層（第３の導電層）５４Ｂとを備える。導電層５２Ｂは、検出層２１Ｂの第２の面２１ＢＳ２と対向して設けられている。変形層５１Ｂは、検出層２１Ｂと導電層５２Ｂの間に設けられている。検出層２１Ｂと導電層５２Ｂは、変形層５１Ｂにより平行に保持されている。導電層５４Ｂは、検出層２１Ｂの第２の面２１ＢＳ２と対向して設けられている。離隔層５３Ｂは、検出層２１Ｂと導電層５４Ｂの間に設けられている。検出層２１Ｂと導電層５４Ｂは、離隔層５３Ｂにより平行に保持されている。
【0096】
（導電層）
導電層５２Ｂ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２１Ｂに向けて撓む。導電層５２Ｂ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５２Ｂ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２１Ｂに向けて撓む。導電層５２Ｂ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。
【0097】
導電層５２Ｂ、導電層５４Ｂ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５２Ｂおよび導電層５４Ｂの形状および材料は、第１の実施形態における導電層２３Ａと同様である。
【0098】
（変形層）
変形層５１Ｂは、絶縁性を有する。変形層５１Ｂは、検出層２１Ｂと導電層５２Ｂが平行になるように、検出層２１Ｂと導電層５２Ｂを離隔する。変形層５１Ｂの厚みにより、検出層２１Ｂ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５１Ｂ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。変形層５１Ｂの材料は、第１の実施形態における変形層２２Ａと同様である。
変形層５１Ｂは、絶縁性を有する。変形層５１Ｂは、検出層２１Ｂと導電層５２Ｂが平行になるように、検出層２１Ｂと導電層５２Ｂを離隔する。変形層５１Ｂの厚みにより、検出層２１Ｂ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５１Ｂ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。変形層５１Ｂの材料は、第１の実施形態における変形層２２Ａと同様である。
【0099】
（離隔層）
離隔層５３Ｂは、絶縁性を有する。離隔層５３Ｂは、検出層２１Ｂと導電層５４Ｂの間を離隔する。離隔層５３Ｂの厚みによりセンサ層５０Ｂの初期の静電容量が調整される。離隔層５３Ｂが、センシング面２０Ｓに作用する圧力により弾性変形可能に構成されていてもよいし、弾性変形可能に構成されていなくてもよい。離隔層５３Ｂが弾性変形可能に構成されている場合には、センサ層５０Ｂにおける圧力の検出感度をさらに向上することができる。弾性変形可能に構成された離隔層５３Ｂは、発泡樹脂または絶縁性エラストマ等を含んでいてもよい。
離隔層５３Ｂは、絶縁性を有する。離隔層５３Ｂは、検出層２１Ｂと導電層５４Ｂの間を離隔する。離隔層５３Ｂの厚みによりセンサ層５０Ｂの初期の静電容量が調整される。離隔層５３Ｂが、センシング面２０Ｓに作用する圧力により弾性変形可能に構成されていてもよいし、弾性変形可能に構成されていなくてもよい。離隔層５３Ｂが弾性変形可能に構成されている場合には、センサ層５０Ｂにおける圧力の検出感度をさらに向上することができる。弾性変形可能に構成された離隔層５３Ｂは、発泡樹脂または絶縁性エラストマ等を含んでいてもよい。
【0100】
離隔層５３Ｂ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。離隔層５３Ｂが接着性を有する場合には、離隔層５３Ｂにより、検出層２１Ｂと導電層５４Ｂが貼り合わされる。接着性を有する離隔層５３Ｂ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。接着層の材料は、第１の実施形態における接着層と同様である。
【0101】
［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２３Ａと検出層２１Ａとの一部が接近し、複数の検出部ＳＥ２１の静電容量が変化する。
（圧力検出時のセンサの動作）
図１８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２３Ａと検出層２１Ａとの一部が接近し、複数の検出部ＳＥ２１の静電容量が変化する。
【0102】
また、上述のようにして押し潰された変形層２２Ａ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２４および導電層５２Ｂが、圧力の作用箇所を中心として検出層２１Ｂに向けて撓み、変形層５１Ｂの一部を押し潰す。これにより、導電層５２Ｂと検出層２１Ｂの一部が接近する。その結果、検出層２１Ｂのうち、導電層５２Ｂが接近した部分に含まれる複数の検出部ＳＥ２２の電気力線の一部（すなわち受信電極３６と駆動電極３７の間の電気力線の一部）が導電層５２Ｂに流れて、検出部ＳＥ２２の静電容量が変化する。
【0103】
（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２４が弾性変形し、センサ５０の面内方向（Ｘ、Ｙ方向）における検出部ＳＥ２１と検出部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５０の面内方向（Ｘ、Ｙ方向）にずれる。
図１９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２４が弾性変形し、センサ５０の面内方向（Ｘ、Ｙ方向）における検出部ＳＥ２１と検出部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５０の面内方向（Ｘ、Ｙ方向）にずれる。
【0104】
［効果］
第３の実施形態に係るセンサ５０は、検出層２１Ｂ上に変形層５１Ｂを備える。したがって、検出層２１Ｂの下に変形層２２Ｂ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。
第３の実施形態に係るセンサ５０は、検出層２１Ｂ上に変形層５１Ｂを備える。したがって、検出層２１Ｂの下に変形層２２Ｂ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。
【0105】
＜４ 第４の実施形態＞
［センサの構成］
図２０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、センサ層（第１のセンサ層）２０Ａに代えてセンサ層６０Ａを備える点において、第３の実施形態に係るセンサ５０とは異なっている。なお、第４の実施形態において、第３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。
［センサの構成］
図２０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、センサ層（第１のセンサ層）２０Ａに代えてセンサ層６０Ａを備える点において、第３の実施形態に係るセンサ５０とは異なっている。なお、第４の実施形態において、第３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。
【0106】
センサ層６０Ａは、センサ層５０Ｂと同様の層構成を有している。具体的には、センサ層６０Ａは、検出層（第１の検出層）２１Ａと、変形層（第１の変形層）２２Ａと、導電層（第１の導電層）２３Ａと、離隔層６１Ａと、導電層（第２の導電層）６２Ａとを備える。導電層６２Ａは、検出層２１Ａの第２の面２１ＢＳ２と対向して設けられている。離隔層６１Ａは、検出層２１Ａと導電層６２Ａの間に設けられている。検出層２１Ａと導電層６２Ａは、離隔層６１Ａにより平行に保持されている。
【0107】
（導電層）
導電層６２Ａ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６２Ａは、センシング面２０Ｓに対して圧力が作用すると、センサ層５０Ｂに向けて撓む。
導電層６２Ａ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６２Ａは、センシング面２０Ｓに対して圧力が作用すると、センサ層５０Ｂに向けて撓む。
【0108】
導電層６２Ａ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６２Ａの形状および材料は、第１の実施形態における導電層２３Ａの形状および材料と同様である。
【0109】
（離隔層）
離隔層６１Ａは、絶縁性を有する。離隔層６１Ａは、検出層２１Ａと導電層６２Ａの間を離隔する。離隔層６１Ａの厚みによりセンサ層６０Ａの初期の静電容量が調整される。離隔層６１Ａが、センシング面２０Ｓに作用する圧力により弾性変形可能に構成されていてもよいし、弾性変形可能に構成されていなくてもよい。離隔層６１Ａが弾性変形可能に構成されている場合には、センサ層６０Ａにおける圧力の検出感度をさらに向上することができる。弾性変形可能に構成された離隔層６１Ａは、発泡樹脂または絶縁性エラストマ等を含んでいてもよい。
離隔層６１Ａは、絶縁性を有する。離隔層６１Ａは、検出層２１Ａと導電層６２Ａの間を離隔する。離隔層６１Ａの厚みによりセンサ層６０Ａの初期の静電容量が調整される。離隔層６１Ａが、センシング面２０Ｓに作用する圧力により弾性変形可能に構成されていてもよいし、弾性変形可能に構成されていなくてもよい。離隔層６１Ａが弾性変形可能に構成されている場合には、センサ層６０Ａにおける圧力の検出感度をさらに向上することができる。弾性変形可能に構成された離隔層６１Ａは、発泡樹脂または絶縁性エラストマ等を含んでいてもよい。
【0110】
離隔層６１Ａ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。離隔層６１Ａが接着性を有する場合には、離隔層６１Ａにより、検出層２１Ａと導電層６２Ａが貼り合わされる。接着性を有する離隔層６１Ａ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。接着層の材料は、第１の実施形態における接着層と同様である。
【0111】
［センサの動作］
（圧力検出時のセンサの動作）
図２１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。ここでは、離隔層６１Ａ、５３Ｂが、センシング面２０Ｓに作用する圧力により弾性変形可能に構成されている場合について、圧力検出時のセンサ６０の動作の一例について説明する。
（圧力検出時のセンサの動作）
図２１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。ここでは、離隔層６１Ａ、５３Ｂが、センシング面２０Ｓに作用する圧力により弾性変形可能に構成されている場合について、圧力検出時のセンサ６０の動作の一例について説明する。
【0112】
また、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２３Ａと検出層２１Ａの一部が接近する。さらに、導電層２３Ａにより押し潰された変形層２２Ａ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が、圧力の作用箇所を中心として導電層６２Ａに向けて撓み、離隔層６１Ａの一部を押し潰す。これにより、検出層２１Ａと導電層６２Ａの一部が接近する。
【0113】
上述のように導電層２３Ａと検出層２１Ａの一部、および検出層２１Ａと導電層６２Ａの一部が接近することで、検出層２１Ａのうち、導電層２３Ａおよび導電層６２Ａに接近した部分に含まれる複数の検出部ＳＥ２１の電気力線の一部（すなわち受信電極３６と駆動電極３７の間の電気力線の一部）が導電層２３Ａおよび導電層６２Ａに流れて、複数の検出部ＳＥ２１の静電容量が変化する。
【0114】
上述のようにして押し潰された離隔層６１Ａの一部により、導電層６２Ａの第１の面に圧力が作用すると、導電層６２Ａ、離隔層２４および導電層５２Ｂが、圧力の作用箇所を中心として検出層２１Ｂに向けて撓み、変形層５１Ｂの一部を押し潰す。これにより、導電層５２Ｂと検出層２１Ｂ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５１Ｂの一部により、検出層２１Ｂの第１の面２１ＢＳ１に圧力が作用すると、検出層２１Ｂが、圧力の作用箇所を中心として導電層５４Ｂに向けて撓み、離隔層５３Ｂの一部を押し潰す。これにより、検出層２１Ｂと導電層５４Ｂの一部が接近する。
【0115】
上述のように導電層５２Ｂと検出層２１Ｂの一部、および検出層２１Ｂと導電層５４Ｂの一部が接近することで、検出層２１Ｂのうち、導電層５２Ｂおよび導電層５４Ｂに接近した部分に含まれる複数の検出部ＳＥ２２の電気力線の一部（すなわち受信電極３６と駆動電極３７の間の電気力線の一部）が導電層５２Ｂおよび導電層５４Ｂに流れて、複数の検出部ＳＥ２２の静電容量が変化する。
【0116】
（せん断力検出時のセンサの動作）
図２２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２４が弾性変形し、センサ６０の面内方向（Ｘ、Ｙ方向）における検出部ＳＥ２１と検出部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６０の面内方向（Ｘ、Ｙ方向）にずれる。
図２２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２４が弾性変形し、センサ６０の面内方向（Ｘ、Ｙ方向）における検出部ＳＥ２１と検出部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６０の面内方向（Ｘ、Ｙ方向）にずれる。
【0117】
［効果］
第４の実施形態に係るセンサ６０は、同一の構造を有するセンサ層６０Ａとセンサ層５０Ｂとの間に離隔層２４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。
第４の実施形態に係るセンサ６０は、同一の構造を有するセンサ層６０Ａとセンサ層５０Ｂとの間に離隔層２４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。
【0118】
＜５ 第５の実施形態＞
［センサの構成］
図２３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、いわゆる圧力分布センサであり、高感度を有するセンサ層７０Ａと、低感度を有するセンサ層７０Ｂとを備え、センサ層７０Ａは、センサ層７０Ｂ上に設けられている。センサ層７０Ａの感度は、センサ層７０Ｂの感度に比べて高い。なお、第５の実施形態において、第４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。
［センサの構成］
図２３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、いわゆる圧力分布センサであり、高感度を有するセンサ層７０Ａと、低感度を有するセンサ層７０Ｂとを備え、センサ層７０Ａは、センサ層７０Ｂ上に設けられている。センサ層７０Ａの感度は、センサ層７０Ｂの感度に比べて高い。なお、第５の実施形態において、第４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。
【0119】
センサ層７０Ａは、導電層６２Ａを備えていないこと以外は、第４の実施形態におけるセンサ層６０Ａ（図２０参照）と同様の構成を有している。センサ層７０Ｂは、第４の実施形態におけるセンサ層５０Ｂと同様の構成を有している。
【0120】
（荷重感度カーブ）
図２４Ａは、センサ７０の荷重感度カーブの一例を示すグラフである。図２４Ｂは、図２４Ａの一部（低荷重領域と高荷重領域の境界近傍）を拡大して表すグラフである。センサ層７０Ａは、低荷重領域用（第１の荷重領域用）である。センサ層７０Ｂは、高荷重領域用（第２の荷重領域用）である。低荷重領域は、規定の圧力Ｐ以下の圧力範囲である。高荷重領域は、規定の圧力Ｐを超える圧力範囲である。規定の圧力Ｐは、上層であるセンサ層７０Ａの荷重感度カーブが飽和し始める境界値に設定される。この境界値は、例えば、変曲点であってもよい。図２４Ａ、図２４Ｂでは、規定の圧力Ｐが、１００ｋＰａである例が示されている。
図２４Ａは、センサ７０の荷重感度カーブの一例を示すグラフである。図２４Ｂは、図２４Ａの一部（低荷重領域と高荷重領域の境界近傍）を拡大して表すグラフである。センサ層７０Ａは、低荷重領域用（第１の荷重領域用）である。センサ層７０Ｂは、高荷重領域用（第２の荷重領域用）である。低荷重領域は、規定の圧力Ｐ以下の圧力範囲である。高荷重領域は、規定の圧力Ｐを超える圧力範囲である。規定の圧力Ｐは、上層であるセンサ層７０Ａの荷重感度カーブが飽和し始める境界値に設定される。この境界値は、例えば、変曲点であってもよい。図２４Ａ、図２４Ｂでは、規定の圧力Ｐが、１００ｋＰａである例が示されている。
【0121】
図２５Ａ、図２５Ｂを参照して、図２４Ａに示す荷重感度カーブの導出方法の一例について説明する。図２５Ａは、センサ層７０Ａの荷重感度カーブ（以下「低荷重感度カーブ」という。）の一例を示すグラフである。図２５Ｂは、センサ層７０Ｂの荷重感度カーブ（以下「高荷重感度カーブ」という。）の一例を示すグラフである。上層であるセンサ層７０Ａの低荷重感度カーブは、圧力１００ｋＰａで飽和し始める。そこで、図２５Ａ、図２５Ｂでは、この圧力１００ｋＰａの出力信号値が１００となるように出力信号値を正規化している。この正規化の処理は、ＣＰＵ１２Ａにおいて行われる。
【0122】
図２４Ａに示す荷重感度カーブは、低荷重領域（０ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下の荷重領域）における低荷重感度カーブと、高荷重領域（１００ｋＰａを超える荷重領域）における高荷重感度カーブとを統合することにより得られる。
【0123】
（ＣＰＵ）
ＣＰＵ１２Ａは、センサ層７０Ａからの第１の出力信号値およびセンサ層７０Ｂからの第２の出力信号値を上述のように正規化する。ＣＰＵ１２Ａは、正規化された第１の出力信号値が規定の出力信号値を超えているか否かを判断する。ここで、規定の出力信号値とは、上記規定の圧力Ｐに対応する出力信号値を意味する。図２４Ａ、図２４Ｂでは、出力信号値は、１００となる例が示されている。なお、ＩＣ１３Ａが、上記の正規化処理を行ったのちに、正規化した第１の出力信号値および第２の出力信号をＣＰＵ１２Ａに出力するようにしてもよい。
ＣＰＵ１２Ａは、センサ層７０Ａからの第１の出力信号値およびセンサ層７０Ｂからの第２の出力信号値を上述のように正規化する。ＣＰＵ１２Ａは、正規化された第１の出力信号値が規定の出力信号値を超えているか否かを判断する。ここで、規定の出力信号値とは、上記規定の圧力Ｐに対応する出力信号値を意味する。図２４Ａ、図２４Ｂでは、出力信号値は、１００となる例が示されている。なお、ＩＣ１３Ａが、上記の正規化処理を行ったのちに、正規化した第１の出力信号値および第２の出力信号をＣＰＵ１２Ａに出力するようにしてもよい。
【0124】
正規化された第１の出力信号値が規定の出力信号値を超えていない場合には、ＣＰＵ１２Ａは、正規化された第１の出力信号値に基づき、検出層２１Ａに作用する圧力の重心座標を算出し、その算出結果に基づき、ホスト機器１２の各種制御を実行する。一方、正規化された第１の出力信号値が規定の出力信号値を超えている場合には、ＣＰＵ１２Ａは、正規化された第２の出力信号値に基づき、検出層２１Ｂに作用する圧力の重心座標を算出する。
【0125】
［効果］
図２６は、参考例１に係るセンサ７１の構成を示す断面図である。センサ７１は、圧力分布センサであり、センサ層５０Ｂ（図２３参照）と同様の構成を有している。センサ７１が検出可能な垂直圧力（Ｚ軸方向の圧力）に対するダイナミックレンジを広げるためには、変形層５１Ｂの厚みを厚くするか、または変形層５１Ｂの硬度を高くすることが考えられる。しかしながら、これらのいずれの構成を採用しても、センサ７１の感度低下を招く虞がある。
図２６は、参考例１に係るセンサ７１の構成を示す断面図である。センサ７１は、圧力分布センサであり、センサ層５０Ｂ（図２３参照）と同様の構成を有している。センサ７１が検出可能な垂直圧力（Ｚ軸方向の圧力）に対するダイナミックレンジを広げるためには、変形層５１Ｂの厚みを厚くするか、または変形層５１Ｂの硬度を高くすることが考えられる。しかしながら、これらのいずれの構成を採用しても、センサ７１の感度低下を招く虞がある。
【0126】
これに対して、第５の実施形態に係るセンサ７０は、高感度を有するセンサ層７０Ａと、低感度を有するセンサ層７０Ｂとを備え、センサ層７０Ａがセンサ層７０Ｂ上に設けられている。これにより、低荷重領域における荷重（圧力分布）をセンサ層７０Ａにより検出し、高荷重領域における荷重（圧力分布）をセンサ層７０Ｂにより検出することができる。したがって、センサ７０の感度低下を抑制しつつ、センサ層７０Ａ、７０Ｂの互いのダイナミックレンジを補完することができる。よって、センサ７０の感度低下を抑制しつつ、センサ７０全体としての広ダイナミックレンジ化を図ることができる。
【0127】
＜６ 第６の実施形態＞
［センサの構成］
図２７は、本開示の第６の実施形態に係るセンサ８０の構成の一例を示す断面図である。センサ８０は、温度補償機能を有する圧力分布センサであり、圧力分布を検出する圧力センサ層８０Ａ（以下単に「センサ層８０Ａ」という。）と、センサ８０の環境温度を検出する温度検出センサ層８０Ｂ（以下単に「センサ層８０Ｂ」という。）とを備える。センサ層８０Ａは、センサ層８０Ｂ上に設けられている。
［センサの構成］
図２７は、本開示の第６の実施形態に係るセンサ８０の構成の一例を示す断面図である。センサ８０は、温度補償機能を有する圧力分布センサであり、圧力分布を検出する圧力センサ層８０Ａ（以下単に「センサ層８０Ａ」という。）と、センサ８０の環境温度を検出する温度検出センサ層８０Ｂ（以下単に「センサ層８０Ｂ」という。）とを備える。センサ層８０Ａは、センサ層８０Ｂ上に設けられている。
【0128】
センサ層８０Ａは、導電層６２Ａを備えていないこと以外は、第４の実施形態におけるセンサ層６０Ａ（図２０参照）と同様の構成を有している。センサ層８０Ａは、センシング面２０Ｓに作用する圧力の分布を検出し、ＩＣ１３Ａに出力する。
【0129】
センサ層８０Ｂは、変形層５１Ｂに代えて離隔層８１Ｂを備え、かつ、離隔層５３Ｂに代えて離隔層８２Ｂを備える点において、第４の実施形態におけるセンサ層５０Ｂと異なっている（図２０参照）。センサ層８０Ｂは、センサ８０の環境温度の変化に応じた静電容量の変化を検出し、ＩＣ１３Ａに出力する。
【0130】
離隔層８１Ｂ、８２Ｂは、センシング面２０Ｓに圧力が作用しても殆ど変形せずに、厚みをほぼ一定に保持可能に構成されている。これにより、検出層２１Ｂと導電層５２Ｂの距離がほぼ一定に保持されると共に、検出層２１Ｂと導電層５４Ｂの距離がほぼ一定に保持される。したがって、センシング面２０Ｓに圧力が作用しても、検出層２１Ｂの静電容量は殆ど変化しない。
【0131】
検出部ＳＥ２１の周囲に設けられている部材（例えば基材３１および接着層３５Ａのうちの少なくとも一方（図４参照））の誘電率（温度要因）が低誘電率であり、検出部ＳＥ２２の周囲に設けられている部材（例えば基材３１および接着層３５Ａのうちの少なくとも一方（図４参照））の誘電率（温度要因）が高誘電率であることが好ましい。これにより、センサ層８０Ａでは検出の温度要因を抑え、センサ層８０Ｂでは検出の温度要因を大きくすることができるので、センサ８０の性能を向上することができる。
【0132】
例えば、検出部ＳＥ２１の周囲に設けられている部材（例えば基材３１および接着層３５Ａのうちの少なくとも一方（図４参照））の誘電率が、検出部ＳＥ２２の周囲に設けられている部材（例えば基材３１および接着層３５Ａのうちの少なくとも一方（図４参照））の誘電率に比べて低いことが好ましい。
【0133】
温度補償の観点から、複数の検出部ＳＥ２２はそれぞれ、検出部ＳＥ２１に対応して設けられていることが好ましい。センサ層８０Ｂに含まれる複数の検出部ＳＥ２２はそれぞれ、センサ８０の厚み方向（Ｚ軸方向）において、センサ層８０Ａに含まれる複数の検出部ＳＥ２１に重なるように設けられていてもよい。
【0134】
（ＣＰＵ）
ＣＰＵ１２Ａは、ＩＣ１３Ａからの第２の出力信号（すなわち第２の静電容量分布）に基づき、ＩＣ１３Ａからの第１の出力信号（すなわち第１の静電容量分布）を補正する。
ＣＰＵ１２Ａは、補正した第１の出力信号に基づき、検出層２１Ａに作用する圧力の重心座標を算出し、その算出結果に基づき、ホスト機器１２の各種制御を実行する。第１の出力信号の補正方法としては、例えば、国際公開第２０１８／１８６０２２号パンフレットに記載の方法が挙げられる。
ＣＰＵ１２Ａは、ＩＣ１３Ａからの第２の出力信号（すなわち第２の静電容量分布）に基づき、ＩＣ１３Ａからの第１の出力信号（すなわち第１の静電容量分布）を補正する。
ＣＰＵ１２Ａは、補正した第１の出力信号に基づき、検出層２１Ａに作用する圧力の重心座標を算出し、その算出結果に基づき、ホスト機器１２の各種制御を実行する。第１の出力信号の補正方法としては、例えば、国際公開第２０１８／１８６０２２号パンフレットに記載の方法が挙げられる。
【0135】
［効果］
第６の実施形態に係るセンサ８０では、センサ層８０Ａと、センサ層８０Ｂとを備え、センサ層８０Ａは、センサ層８０Ｂ上に設けられている。これにより、センサ８０の温度検出用の複数の検出部ＳＥ２２が備えられていても、センサ８０の面積の増加を抑制することができる。したがって、センサ８０の面積の増加を抑制しつつ、センサ８０の温度補償を実現することができる。
第６の実施形態に係るセンサ８０では、センサ層８０Ａと、センサ層８０Ｂとを備え、センサ層８０Ａは、センサ層８０Ｂ上に設けられている。これにより、センサ８０の温度検出用の複数の検出部ＳＥ２２が備えられていても、センサ８０の面積の増加を抑制することができる。したがって、センサ８０の面積の増加を抑制しつつ、センサ８０の温度補償を実現することができる。
【0136】
これに対して、温度検出用の検出部を圧力検出用の検出部近傍に配置し温度補償を行う圧力分布センサ（国際公開第２０１８／１８６０２２号パンフレット）では、温度検出用の検出部が備えられることで、センサの面積の増加を招いてしまう。
【0137】
＜７ 第７の実施形態＞
［センサの構成］
図２８は、本開示の第７の実施形態に係るセンサ９０の構成の一例を示す断面図である。センサ９０は、圧力分布センサであり、センサ層９０Ａとセンサ層９０Ｂとを備え、センサ層９０Ａは、センサ層９０Ｂ上に設けられている。
［センサの構成］
図２８は、本開示の第７の実施形態に係るセンサ９０の構成の一例を示す断面図である。センサ９０は、圧力分布センサであり、センサ層９０Ａとセンサ層９０Ｂとを備え、センサ層９０Ａは、センサ層９０Ｂ上に設けられている。
【0138】
センサ層９０Ａは、導電層６２Ａを備えていないこと以外は、第４の実施形態におけるセンサ層６０Ａ（図２０参照）と同様の構成を有している。センサ層９０Ｂは、複数の検出部ＳＥ２２がそれぞれ複数の検出部ＳＥ２１に対してセンサ９０の面内方向にずらして配置されていること以外は、第３の実施形態におけるセンサ層５０Ｂ（図１７参照）と同様の構成を有している。
【0139】
図２９は、センサ層９０Ａに含まれる複数の検出部ＳＥ２１と、センサ層９０Ｂに含まれる複数の検出部ＳＥ２２との位置関係を示す平面図である。複数の検出部ＳＥ２１および複数の検出部ＳＥ２２は、マトリックス状配列の行方向（Ｘ軸方向）および列方向（Ｙ軸方向）に配置ピッチＰで配置されている。検出部ＳＥ２２は、マトリックス状の配列の行方向（Ｘ軸方向）および列方向（Ｙ軸方向）にそれぞれ検出部ＳＥ２１からＰ／２ずらして配置されている。検出部ＳＥ２１の１／４サイズの領域と検出部ＳＥ２２の１／４サイズの領域が、センサ９０の厚み方向に重なる。これらの１／４サイズの領域が重なった部分により、仮想検出部ＳＥ９０が構成される。第７の実施形態では、検出部ＳＥ２２が検出部ＳＥ２１に対して行方向（Ｘ軸方向）および列方向（Ｙ軸方向）にそれぞれＰ／２ずらして配置されている場合について説明するが、検出部ＳＥ２１と検出部ＳＥ２２がセンサ９０の厚み方向に重なり合っていればよく、検出部ＳＥ２２のずらし量はＰ／２に限定されるものではない。
【0140】
（ＣＰＵ）
ＣＰＵ１２Ａは、ＩＣ１３Ａから供給された複数の検出部ＳＥ２１の第１の出力信号（すなわち第１の静電容量分布）および複数の検出部ＳＥ２２の第２の出力信号（すなわち第２の静電容量分布）に基づき、複数の仮想検出部ＳＥ９０の出力信号（静電容量分布）を算出する。ＣＰＵ１２Ａは、算出した出力信号（静電容量分布）に基づき、センサ９０に作用する圧力の重心座標を算出し、その算出結果に基づき、ホスト機器１２の各種制御を実行する。
ＣＰＵ１２Ａは、ＩＣ１３Ａから供給された複数の検出部ＳＥ２１の第１の出力信号（すなわち第１の静電容量分布）および複数の検出部ＳＥ２２の第２の出力信号（すなわち第２の静電容量分布）に基づき、複数の仮想検出部ＳＥ９０の出力信号（静電容量分布）を算出する。ＣＰＵ１２Ａは、算出した出力信号（静電容量分布）に基づき、センサ９０に作用する圧力の重心座標を算出し、その算出結果に基づき、ホスト機器１２の各種制御を実行する。
【0141】
図３０Ａは、センサ層９０Ａの荷重感度カーブ（以下「第１の荷重感度カーブ」という。）の一例を示すグラフである。図３０Ｂは、センサ層９０Ｂの荷重感度カーブ（以下「第２の荷重感度カーブ」という。）の一例を示すグラフである。図３０Ａ、図３０Ｂに示すように、センシング面２０Ｓに対して作用する圧力が同じであっても、センサ層９０Ａから出力される出力信号値（デルタ値）と、センサ層９０Ｂから出力される出力信号値（デルタ値）とは異なっている。このため、ＣＰＵ１２Ａは、センサ層９０Ａから供給される出力信号値とセンサ層９０Ｂから供給される出力信号値とを正規化し、同一の圧力値に対する出力信号値が同一またはほぼ同一になるように処理している。
【0142】
図３１Ａは、圧力１７５ｋＰａで出力信号値が１０００となるように正規化された第１の荷重感度カーブを示す。図３１Ｂは、圧力１７５ｋＰａで出力信号値が１０００となるように正規化された第２の荷重感度カーブを示す。ここで、正規化に用いられる圧力１７５ｋＰａは、センサ層９０Ａの検出レンジの最大値付近の圧力値である。
【0143】
以下、図３２Ａ、図３２Ｂ、図３３を参照して、複数の仮想検出部ＳＥ９０の出力信号（静電容量分布）を算出方法の一例について説明する。ここでは、複数の検出部ＳＥ２１、複数の検出部ＳＥ２２がそれぞれ、３×３の正方マトリックス状に配置されている場合を例として説明する。
【0144】
図３２Ａは、センサ層９０Ａに含まれる複数の検出部ＳＥ２１の模式図である。図３２Ｂは、センサ層９０Ｂに含まれる複数の検出部ＳＥ２２の模式図である。図３３は、センサ層９０Ａ、９０Ｂを重ね合わせた状態における検出部ＳＥ２１、ＳＥ２２の位置関係を示す模式図である。
【0145】
センサ層９０Ａに含まれる各検出部ＳＥ２１を区別する場合には、図３２Ａに示すように、符号（１）～（９）を用いて各検出部ＳＥ２１を検出部（１）～（９）と称する。また、センサ層９０Ｂに含まれる各検出部ＳＥ２２を区別する場合には、図３２Ｂに示すように、符号＜１＞～＜９＞を用いて各検出部ＳＥ２２を検出部＜１＞～＜９＞と称する。
【0146】
図３２Ａ、図３２Ｂに示すように、各検出部ＳＥ２１、ＳＥ２２の中心位置を座標（Ｘ［ｍ］，Ｙ［ｎ］）（但し、ｍ，ｎは０以上２以下の整数である。）で示す。また、図３３に示すように、各仮想検出部ＳＥ９０の中心位置を座標（Ｘ’［ｍ’］，Ｙ’［ｎ’］）（但し、ｍ’，ｎ’は０以上４以下の整数である。）で示す。
【0147】
各仮想検出部ＳＥ９０の出力信号値は、以下の式により算出される。
仮想検出部（Ｘ’［０］，Ｙ’［０］）の出力信号値＝（検出部（１）の正規化出力信号値＋検出部＜１＞の正規化出力信号値）／２
仮想検出部（Ｘ’［０］，Ｙ’［１］）の出力信号値＝（検出部（１）の正規化出力信号値＋検出部＜２＞の正規化出力信号値）／２
仮想検出部（Ｘ’［０］，Ｙ’［２］）の出力信号値＝（検出部（２）の正規化出力信号値＋検出部＜２＞の正規化出力信号値）／２
・・・
仮想検出部（Ｘ’［１］，Ｙ’［０］）の出力信号値＝（検出部（４）の正規化出力信号値＋検出部＜１＞の正規化出力信号値）／２
仮想検出部（Ｘ’［１］，Ｙ’［１］）の出力信号値＝（検出部（４）の正規化出力信号値＋検出部＜２＞の正規化出力信号値）／２
仮想検出部（Ｘ’［１］，Ｙ’［２］）の出力信号値＝（検出部（５）の正規化出力信号値＋検出部＜２＞の正規化出力信号値）／２
・・・
仮想検出部（Ｘ’［０］，Ｙ’［０］）の出力信号値＝（検出部（１）の正規化出力信号値＋検出部＜１＞の正規化出力信号値）／２
仮想検出部（Ｘ’［０］，Ｙ’［１］）の出力信号値＝（検出部（１）の正規化出力信号値＋検出部＜２＞の正規化出力信号値）／２
仮想検出部（Ｘ’［０］，Ｙ’［２］）の出力信号値＝（検出部（２）の正規化出力信号値＋検出部＜２＞の正規化出力信号値）／２
・・・
仮想検出部（Ｘ’［１］，Ｙ’［０］）の出力信号値＝（検出部（４）の正規化出力信号値＋検出部＜１＞の正規化出力信号値）／２
仮想検出部（Ｘ’［１］，Ｙ’［１］）の出力信号値＝（検出部（４）の正規化出力信号値＋検出部＜２＞の正規化出力信号値）／２
仮想検出部（Ｘ’［１］，Ｙ’［２］）の出力信号値＝（検出部（５）の正規化出力信号値＋検出部＜２＞の正規化出力信号値）／２
・・・
【0148】
第７の実施形態において、上記以外のことは第１の実施形態と同様である。
【0149】
［効果］
従来型のフィルム圧力分布センサにおいて、ＸＹ平面内圧力分布の分解能を向上するために、検出部の面積を小さくして検出部のピッチを狭くする方法が考えられるが、検出部の初期容量が低下し、センサの感度低下を引き起こすため、挟ピッチ化には限界がある。
従来型のフィルム圧力分布センサにおいて、ＸＹ平面内圧力分布の分解能を向上するために、検出部の面積を小さくして検出部のピッチを狭くする方法が考えられるが、検出部の初期容量が低下し、センサの感度低下を引き起こすため、挟ピッチ化には限界がある。
【0150】
これに対して、第７の実施形態に係るセンサ９０では、上層のセンサ層（圧力分布センサ）９０Ａと下層のセンサ層（圧力分布センサ）９０ＢのＸＹ平面方向の配置をズラして配置されている。例えばＸＹ平面方向の配置を１／２ピッチ分ズラして配置されている。２層のセンサ層９０Ａ、９０Ｂの圧力データは、ＣＰＵ１２Ａにおいて統合される。これにより、センサ９０全体としてのＸＹ平面内の圧力分布分解能を向上することがきでる。
【0151】
＜８ 第８の実施形態＞
［センサの構成］
図３４は、本開示の第８の実施形態に係るセンサ１００の構成の一例を示す断面図である。センサ１００は、近接操作、タッチ操作（フェザータッチ操作）および押し込み操作を検出可能な複合センサである。ここで、近接操作とは、指または物体等がセンシング面２０Ｓに接しない入力操作のことをいう。タッチ操作（フェザータッチ操作）とは、センシング面２０Ｓに圧力が作用しない、またはセンシング面２０Ｓに作用する圧力が非常に小さい入力操作のことをいう。押し込み操作とは、指または物体等によりセンシング面２０Ｓが押し込まれる入力操作のことをいう。
［センサの構成］
図３４は、本開示の第８の実施形態に係るセンサ１００の構成の一例を示す断面図である。センサ１００は、近接操作、タッチ操作（フェザータッチ操作）および押し込み操作を検出可能な複合センサである。ここで、近接操作とは、指または物体等がセンシング面２０Ｓに接しない入力操作のことをいう。タッチ操作（フェザータッチ操作）とは、センシング面２０Ｓに圧力が作用しない、またはセンシング面２０Ｓに作用する圧力が非常に小さい入力操作のことをいう。押し込み操作とは、指または物体等によりセンシング面２０Ｓが押し込まれる入力操作のことをいう。
【0152】
センサ１００は、センサ層１００Ａとセンサ層１００Ｂとを備え、センサ層１００Ａは、センサ層１００Ｂ上に設けられている。
【0153】
センサ層１００Ａは、静電容量式タッチセンサ層である。センサ層１００Ａは、変形層２２Ａ、導電層２３Ａおよび離隔層６１Ａ（図２０参照）に代えて、離隔層１０１Ａ、表面層１０２Ａ、離隔層１０３Ａを備えること以外は、第４の実施形態におけるセンサ層６０Ａと同様の構成を有している。
【0154】
離隔層１０１Ａ、１０３Ａは、第６の実施形態における離隔層８１Ｂ、８１Ｂ（図２７参照）と同様である。表面層１０２Ａは、絶縁性を有している。表面層１０２Ａは、例えば、高分子フィルムまたはコート層等により構成されている。表面層１０２Ａは、後述の変形例１における表面層１０４Ａと同様の構成とすることもできる。
【0155】
センサ層１００Ｂは、圧力分布を検出する圧力センサ層である。センサ層１００Ｂは、第４の実施形態におけるセンサ層５０Ｂ（図２０参照）と同様の構成を有している。
【0156】
センサ層１００Ａは、可撓性を有している。これにより、センシング面２０Ｓに作用する圧力が、センサ層１００Ｂの第１の面（導電層５２Ｂが設けられた側の面）に伝わるので、センサ層１００Ｂにてセンシング面２０Ｓに作用する圧力の分布を検出することができる。
【0157】
ＣＰＵ１２Ａは、ＩＣ１３Ａから供給される、センサ層１００Ａの第１の出力信号（すなわち第１の静電容量分布）に基づき、センシング面２０Ｓに対する近接操作およびタッチ操作を検出し、その検出結果に基づき、ホスト機器１２の各種制御を実行する。また、ＣＰＵ１２Ａは、ＩＣ１３Ａから供給される、センサ層１００Ｂの第２の出力信号（すなわち第２の静電容量分布）に基づき、センシング面２０Ｓに対する押し込み操作を検出し、その検出結果に基づき、ホスト機器１２の各種制御を実行する。
【0158】
［効果］
第８の実施形態に係るセンサ１００は、静電容量タッチセンサ（近接検出センサ）としてのセンサ層１００Ａと、圧力分布センサとしてのセンサ層１００Ｂとを備え、センサ層１００Ａは、センサ層１００Ｂ上に設けられている。これにより、人間の指または導電デバイス等による近接操作、タッチ操作（フェザータッチ操作）および押し込み操作の全てを検出することができる。
第８の実施形態に係るセンサ１００は、静電容量タッチセンサ（近接検出センサ）としてのセンサ層１００Ａと、圧力分布センサとしてのセンサ層１００Ｂとを備え、センサ層１００Ａは、センサ層１００Ｂ上に設けられている。これにより、人間の指または導電デバイス等による近接操作、タッチ操作（フェザータッチ操作）および押し込み操作の全てを検出することができる。
【0159】
これに対して、参考例１のセンサ７１（図２６参照）では、押し込み操作を検出することはできるが、近接操作およびタッチ操作（フェザータッチ操作）の検出は困難である。
【0160】
＜８ 変形例＞
（変形例１）
第１の実施形態において、図３５に示すように、センサ２０が、センシング面２０Ｓ（すなわち導電層２３Ａ側の表面）に設けられた表面層１０４Ａをさらに備えてもよい。表面層１０４Ａは、絶縁性を有すると共に、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１０４Ａをさらに備えることで、導電層２３Ａを保護することができると共に、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、導電層２３Ａを保護することができると共に、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１０４Ａは、例えば、高分子フィルムまたはコート層等により構成されている。
（変形例１）
第１の実施形態において、図３５に示すように、センサ２０が、センシング面２０Ｓ（すなわち導電層２３Ａ側の表面）に設けられた表面層１０４Ａをさらに備えてもよい。表面層１０４Ａは、絶縁性を有すると共に、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１０４Ａをさらに備えることで、導電層２３Ａを保護することができると共に、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、導電層２３Ａを保護することができると共に、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１０４Ａは、例えば、高分子フィルムまたはコート層等により構成されている。
【0161】
表面層１０４Ａ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１０４Ａ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１０４Ａが凹凸形状を表面に有すると共に、表面層１０４Ａ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１０４Ａ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１０４Ａは、電子機器等の外装材であってもよい。
【0162】
センサ２０が、図３５に示すように、センシング面２０Ｓとは反対側の裏面（すなわち導電層２３Ｂ側の表面）に設けられた表面層１０４Ｂをさらに備えてもよい。
【0163】
第２～第８の実施形態においても同様に、センサ４０、５０、６０、７０、８０、９０が、センシング面２０Ｓに設けられた表面層１０４Ａをさらに備えてもよいし、センシング面２０Ｓとは反対側の裏面に設けられた表面層１０４Ｂをさらに備えてもよい。
【0164】
（変形例２）
第１～第８の実施形態では、受信電極３６および駆動電極３７は、櫛歯状を有する場合について説明したが、受信電極３６および駆動電極３７の形状はこの形状に限定されるものではない。受信電極３６および駆動電極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。
第１～第８の実施形態では、受信電極３６および駆動電極３７は、櫛歯状を有する場合について説明したが、受信電極３６および駆動電極３７の形状はこの形状に限定されるものではない。受信電極３６および駆動電極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。
【0165】
（変形例３）
第１～第８の実施形態では、受信電極３６および駆動電極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、受信電極３６および駆動電極３７が基材３１の異なる面に設けられていてもよい。例えば、受信電極３６が基材３１の第１の面３１Ｓ１に設けられ、駆動電極３７が基材３１の第２の面３１Ｓ２に設けられ、受信電極３６と駆動電極３７が基材３１を挟んで対向していてもよい。
第１～第８の実施形態では、受信電極３６および駆動電極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、受信電極３６および駆動電極３７が基材３１の異なる面に設けられていてもよい。例えば、受信電極３６が基材３１の第１の面３１Ｓ１に設けられ、駆動電極３７が基材３１の第２の面３１Ｓ２に設けられ、受信電極３６と駆動電極３７が基材３１を挟んで対向していてもよい。
【0166】
（変形例４）
第１～第８の実施形態では、センサ層２０Ａ、２０Ｂ、５０Ｂ、６０Ａ、７０Ａ、８０Ａ、８０Ｂ、９０Ａ、９０Ｂ、１００Ａ、１００Ｂ（以下「センサ層２０Ａ、２０Ｂ等」という。）が相互容量方式のセンサ層である場合について説明したが、センサ層２０Ａ、２０Ｂ等が自己容量方式のセンサ層であってもよい。この場合、センサ層２０Ａ、２０Ｂ等は、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。
第１～第８の実施形態では、センサ層２０Ａ、２０Ｂ、５０Ｂ、６０Ａ、７０Ａ、８０Ａ、８０Ｂ、９０Ａ、９０Ｂ、１００Ａ、１００Ｂ（以下「センサ層２０Ａ、２０Ｂ等」という。）が相互容量方式のセンサ層である場合について説明したが、センサ層２０Ａ、２０Ｂ等が自己容量方式のセンサ層であってもよい。この場合、センサ層２０Ａ、２０Ｂ等は、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。
【0167】
（変形例５）
第１～第８の実施形態では、センサ層２０Ａ、２０Ｂ等が静電容量式のセンサ層である場合について説明したが、センサ層２０Ａ、２０Ｂ等が静電容量式以外の方式のセンサ層であってもよい。
第１～第８の実施形態では、センサ層２０Ａ、２０Ｂ等が静電容量式のセンサ層である場合について説明したが、センサ層２０Ａ、２０Ｂ等が静電容量式以外の方式のセンサ層であってもよい。
【0168】
（変形例６）
第１～第８の実施形態において、検出層２１Ａと検出層２１Ｂが１つのフレキシブルプリント基板により構成されていてもよい。これにより、センサ２０、４０、５０、６０、７０、８０、９０の構成を簡略化することができる。上記フレキシブルプリント基板は、検出層２１Ａを含む領域と検出層２１Ｂを含む領域との間で折り返され、離隔層２４または離隔層２５等を間に挟んで重ね合わされていてもよい。
第１～第８の実施形態において、検出層２１Ａと検出層２１Ｂが１つのフレキシブルプリント基板により構成されていてもよい。これにより、センサ２０、４０、５０、６０、７０、８０、９０の構成を簡略化することができる。上記フレキシブルプリント基板は、検出層２１Ａを含む領域と検出層２１Ｂを含む領域との間で折り返され、離隔層２４または離隔層２５等を間に挟んで重ね合わされていてもよい。
【0169】
＜９ 応用例＞
［電子機器の例］
第１～第８の実施形態およびそれらの変形例に係るセンサ２０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００の少なくとも１種は、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。
［電子機器の例］
第１～第８の実施形態およびそれらの変形例に係るセンサ２０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００の少なくとも１種は、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。
【0170】
［電子機器以外の例］
第１～第８の実施形態およびそれらの変形例に係るセンサ２０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００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。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。さらに、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。
第１～第８の実施形態およびそれらの変形例に係るセンサ２０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００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。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。さらに、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。
【0171】
［ロボットハンドに対する適用例］
第１～第８の実施形態およびそれらの変形例に係るセンサ２０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００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１～第８の実施形態およびそれらの変形例に係るセンサ２０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００の少なくとも１種をロボットハンドに適用してもよい。
【0172】
図３６は、センサ２０１～２１６を適用したロボットハンド２００の構成を示す。センサ２０１～２１６は、第１～第８の実施形態およびそれらの変形例に係るセンサ２０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００のいずれかである。
【0173】
ロボットハンド２００を構成する掌には、センサ２０１および２０２が設けられ、ロボットハンド２００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２０３、第１関節と第２関節の間にはセンサ２０４が、それぞれ設けられ、人指し指の指掌面における第１関節より上にはセンサ２０５、第１関節と第２関節の間にはセンサ２０６、第２関節と第３関節の間にはセンサ２０７が、それぞれ設けられている。
【0174】
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２０８、第１関節と第２関節の間にはセンサ２０９、第２関節と第３関節の間にはセンサ２１０が、それぞれ設けられ、薬指の指掌面における第１関節より上にはセンサ２１１、第１関節と第２関節の間にはセンサ２１２、第２関節と第３関節の間にはセンサ２１３が、それぞれ設けられ、小指の指掌面における第１関節より上にはセンサ２１４、第１関節と第２関節の間にはセンサ２１５、第２関節と第３関節の間にはセンサ２１６が、それぞれ設けられている。
【0175】
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。
【0176】
例えば、以下のような変形が可能である。
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。
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。
【0177】
また、本開示は以下の構成を採用することもできる。
（１）
２次元配置された複数の第１の検出部を含む静電容量式の第１のセンサ層と、２次元配置された複数の第２の検出部を含む静電容量式の第２のセンサ層とを備え、前記第１のセンサ層が前記第２のセンサ層上に設けられているセンサと、
前記複数の第１の検出部および前記複数の第２の検出部を走査する制御部と
を備えるセンサモジュール。
（２）
前記制御部は、２次元配置された複数の検出部を走査可能に構成され、
前記制御部は、
前記２次元配置された複数の検出部のうち第１の検出領域に含まれる一群の検出部として、前記複数の第１の検出部を走査し、
前記２次元配置された複数の検出部のうち第２の検出領域に含まれる一群の検出部として、前記複数の第２の検出部を走査する（１）に記載のセンサモジュール。
（３）
前記第１のセンサ層、前記第２のセンサ層はそれぞれ、複数の受信電極と、複数の駆動電極とを備え、
前記第１の検出部は、前記第１のセンサ層に含まれる前記受信電極および前記駆動電極により構成され、
前記第２の検出部は、前記第２のセンサ層に含まれる前記受信電極および前記駆動電極により構成されている（１）または（２）に記載のセンサモジュール。
（４）
前記第１の検出部および前記第２の検出部は、前記受信電極および前記駆動電極を共用していない（３）に記載のセンサモジュール。
（５）
前記第１の検出部および前記第２の検出部は、前記受信電極または前記駆動電極を共用している（３）に記載のセンサモジュール。
（６）
前記第１のセンサ層と前記第２のセンサ層の間に設けられた離隔層をさらに備え、
前記第１のセンサ層および前記第２のセンサ層は、圧力分布センサ層であり、
前記離隔層は、前記センサの面内方向に作用するせん断力により弾性変形する（１）から（５）のいずれかに記載のセンサモジュール。
（７）
前記離隔層は、ゲルを含む（６）に記載のセンサモジュール。
（８）
前記第１のセンサ層は、圧力センサ層であり、
前記第２のセンサ層は、温度検出センサ層である（１）から（５）のいずれかに記載のセンサモジュール。
（９）
前記第１のセンサ層は、静電容量式タッチセンサ層であり、
前記第２のセンサ層は、圧力センサ層である（１）から（５）のいずれかに記載のセンサモジュール。
（１０）
前記第１のセンサ層の感度は、前記第２のセンサ層の感度に比べて高い（１）から（５）のいずれかに記載のセンサモジュール。
（１１）
前記複数の第１の検出部の前記２次元配置、および前記複数の第２の検出部の前記２次元配置は、マトリックス状配置であり、
前記複数の第１の検出部および前記複数の第２の検出部は、前記マトリックス状配置の行方向および列方向に配置ピッチＰで配置され、
前記第２の検出部は、前記第１の検出部から前記行方向および前記列方向に距離Ｐ／２ずらして配置される（１）から（５）のいずれかに記載のセンサモジュール。
（１２）
前記第１のセンサ層は、
第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、前記複数の第１の検出部を含む第１の検出層と、
前記第１の検出層の前記第１の面と対向して設けられた第１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、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１の変形層と
を備え、
前記第２のセンサ層は、
前記第１の検出層に対向する第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、前記複数の第２の検出部を含む第２の検出層と、
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
を備える（６）または（７）に記載のセンサモジュール。
（１３）
前記離隔層は、
第３の導電層と、
前記第１のセンサ層と前記第３の導電層の間に設けられ、前記第１のセンサ層と前記第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のセンサ層の間に設けられ、前記第３の導電層と前記第２のセンサ層を離隔する第２の離隔層と
を備える（１２）に記載のセンサモジュール。
（１４）
前記第１のセンサ層は、
第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、前記複数の第１の検出部を含む第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、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１の変形層と、
前記第２の導電層と前記第１の検出層の間に設けられ、前記第２の導電層と前記第１の検出層の間を離隔する第１の離隔層と
を備え、
前記第２のセンサ層は、
前記第１の検出層に対向する第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、前記複数の第２の検出部を含む第２の検出層と、
前記第２の検出層の前記第１の面と対向して設けられた第３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４の導電層と、
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、
前記第４の導電層と前記第２の検出層の間に設けられ、前記第４の導電層と前記第２の検出層の間を離隔する第２の離隔層と
を備える（６）または（７）に記載のセンサモジュール。
（１５）
前記第１のセンサ層は、
第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、前記複数の第１の検出部を含む第１の検出層と、
前記第１の検出層の前記第１の面と対向して設けられた第１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、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１の変形層と
を備え、
前記第２のセンサ層は、
前記第１の検出層に対向する第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、前記複数の第２の検出部を含む第２の検出層と、
前記第２の検出層の前記第１の面と対向して設けられた第２の導電層と、
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、
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離隔層と
を備える（６）または（７）に記載のセンサモジュール。
（１６）
前記第１のセンサ層は、前記複数の第１の検出部を含む第１の検出層を備え、
前記第２のセンサ層は、前記複数の第２の検出部を含む第２の検出層を備え、
前記第１の検出層と前記第２の検出層は、１つのフレキシブル基板により構成されている（１）から（１５）のいずれかに記載のセンサモジュール。
（１７）
前記制御部は、前記複数の第１の検出部と前記複数の第２の検出部を順次走査する（１）から（１６）のいずれかに記載のセンサモジュール。
（１８）
２次元配置された複数の第１の検出部を有する第１のセンサ層と、２次元配置された複数の第２の検出部を有する第２のセンサ層とを備え、前記第１のセンサ層が前記第２のセンサ層上に設けられているセンサと、
前記複数の第１の検出部と前記複数の第２の検出部を走査する制御部と
を備えるセンサモジュール。
（１９）
（１）から（１８）のいずれかに記載のセンサモジュールを備える電子機器。
（１）
２次元配置された複数の第１の検出部を含む静電容量式の第１のセンサ層と、２次元配置された複数の第２の検出部を含む静電容量式の第２のセンサ層とを備え、前記第１のセンサ層が前記第２のセンサ層上に設けられているセンサと、
前記複数の第１の検出部および前記複数の第２の検出部を走査する制御部と
を備えるセンサモジュール。
（２）
前記制御部は、２次元配置された複数の検出部を走査可能に構成され、
前記制御部は、
前記２次元配置された複数の検出部のうち第１の検出領域に含まれる一群の検出部として、前記複数の第１の検出部を走査し、
前記２次元配置された複数の検出部のうち第２の検出領域に含まれる一群の検出部として、前記複数の第２の検出部を走査する（１）に記載のセンサモジュール。
（３）
前記第１のセンサ層、前記第２のセンサ層はそれぞれ、複数の受信電極と、複数の駆動電極とを備え、
前記第１の検出部は、前記第１のセンサ層に含まれる前記受信電極および前記駆動電極により構成され、
前記第２の検出部は、前記第２のセンサ層に含まれる前記受信電極および前記駆動電極により構成されている（１）または（２）に記載のセンサモジュール。
（４）
前記第１の検出部および前記第２の検出部は、前記受信電極および前記駆動電極を共用していない（３）に記載のセンサモジュール。
（５）
前記第１の検出部および前記第２の検出部は、前記受信電極または前記駆動電極を共用している（３）に記載のセンサモジュール。
（６）
前記第１のセンサ層と前記第２のセンサ層の間に設けられた離隔層をさらに備え、
前記第１のセンサ層および前記第２のセンサ層は、圧力分布センサ層であり、
前記離隔層は、前記センサの面内方向に作用するせん断力により弾性変形する（１）から（５）のいずれかに記載のセンサモジュール。
（７）
前記離隔層は、ゲルを含む（６）に記載のセンサモジュール。
（８）
前記第１のセンサ層は、圧力センサ層であり、
前記第２のセンサ層は、温度検出センサ層である（１）から（５）のいずれかに記載のセンサモジュール。
（９）
前記第１のセンサ層は、静電容量式タッチセンサ層であり、
前記第２のセンサ層は、圧力センサ層である（１）から（５）のいずれかに記載のセンサモジュール。
（１０）
前記第１のセンサ層の感度は、前記第２のセンサ層の感度に比べて高い（１）から（５）のいずれかに記載のセンサモジュール。
（１１）
前記複数の第１の検出部の前記２次元配置、および前記複数の第２の検出部の前記２次元配置は、マトリックス状配置であり、
前記複数の第１の検出部および前記複数の第２の検出部は、前記マトリックス状配置の行方向および列方向に配置ピッチＰで配置され、
前記第２の検出部は、前記第１の検出部から前記行方向および前記列方向に距離Ｐ／２ずらして配置される（１）から（５）のいずれかに記載のセンサモジュール。
（１２）
前記第１のセンサ層は、
第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、前記複数の第１の検出部を含む第１の検出層と、
前記第１の検出層の前記第１の面と対向して設けられた第１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、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１の変形層と
を備え、
前記第２のセンサ層は、
前記第１の検出層に対向する第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、前記複数の第２の検出部を含む第２の検出層と、
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
を備える（６）または（７）に記載のセンサモジュール。
（１３）
前記離隔層は、
第３の導電層と、
前記第１のセンサ層と前記第３の導電層の間に設けられ、前記第１のセンサ層と前記第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のセンサ層の間に設けられ、前記第３の導電層と前記第２のセンサ層を離隔する第２の離隔層と
を備える（１２）に記載のセンサモジュール。
（１４）
前記第１のセンサ層は、
第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、前記複数の第１の検出部を含む第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、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１の変形層と、
前記第２の導電層と前記第１の検出層の間に設けられ、前記第２の導電層と前記第１の検出層の間を離隔する第１の離隔層と
を備え、
前記第２のセンサ層は、
前記第１の検出層に対向する第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、前記複数の第２の検出部を含む第２の検出層と、
前記第２の検出層の前記第１の面と対向して設けられた第３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４の導電層と、
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、
前記第４の導電層と前記第２の検出層の間に設けられ、前記第４の導電層と前記第２の検出層の間を離隔する第２の離隔層と
を備える（６）または（７）に記載のセンサモジュール。
（１５）
前記第１のセンサ層は、
第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、前記複数の第１の検出部を含む第１の検出層と、
前記第１の検出層の前記第１の面と対向して設けられた第１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、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１の変形層と
を備え、
前記第２のセンサ層は、
前記第１の検出層に対向する第１の面と、該第１の面とは反対側の第２の面とを有し、前記複数の第２の検出部を含む第２の検出層と、
前記第２の検出層の前記第１の面と対向して設けられた第２の導電層と、
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、
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離隔層と
を備える（６）または（７）に記載のセンサモジュール。
（１６）
前記第１のセンサ層は、前記複数の第１の検出部を含む第１の検出層を備え、
前記第２のセンサ層は、前記複数の第２の検出部を含む第２の検出層を備え、
前記第１の検出層と前記第２の検出層は、１つのフレキシブル基板により構成されている（１）から（１５）のいずれかに記載のセンサモジュール。
（１７）
前記制御部は、前記複数の第１の検出部と前記複数の第２の検出部を順次走査する（１）から（１６）のいずれかに記載のセンサモジュール。
（１８）
２次元配置された複数の第１の検出部を有する第１のセンサ層と、２次元配置された複数の第２の検出部を有する第２のセンサ層とを備え、前記第１のセンサ層が前記第２のセンサ層上に設けられているセンサと、
前記複数の第１の検出部と前記複数の第２の検出部を走査する制御部と
を備えるセンサモジュール。
（１９）
（１）から（１８）のいずれかに記載のセンサモジュールを備える電子機器。
【符号の説明】
【0178】
１０ 電子機器
１１ センサモジュール
１２ ホスト機器
１３ センサボード
１３Ａ センサＩＣ
１４Ａ、１４Ｂ コネクタ
２０、４０、５０、６０、７０、７１、８０、９０、１００ センサ
２０Ａ、６０Ａ、７０Ａ、８０Ａ、９０Ａ、１００Ａ センサ層（第１のセンサ層）
２０Ｂ、５０Ｂ、８０Ｂ、９０Ｂ、１００Ｂ センサ層（第２のセンサ層）
２０Ｓ センシング面
２１Ａ 検出層（第１の検出層）
２１Ｂ 検出層（第２の検出層）
２１Ａ１、２１Ｂ１ 接続部
２１Ａ２ 接続端子
２１ＡＳ１、２１ＢＳ１、３１Ｓ１ 第１の面
２１ＡＳ２、２１ＢＳ２、３１Ｓ２ 第２の面
２４、２５Ａ、２５Ｂ、５３Ｂ、６１Ａ、８１Ｂ、８２Ｂ、１０１Ａ、１０３Ａ 離隔層
２２Ａ、２２Ｂ、５１Ｂ 変形層
２３Ａ、２３Ｂ、２５Ｃ、５２Ｂ、５４Ｂ、６２Ａ 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 受信電極
３６Ａ 接続線
３７ 駆動電極
３７Ａ 引き出し配線
３７Ｂ スルーホール
４１ 物体
１０２Ａ、１０４Ａ、１０４Ｂ 表面層
ＤＢ１、ＤＢ２ 出力信号分布
Ｐ 配置ピッチ
ＳＥ２１、ＳＥ２２ 検出部
ＳＥ９０ 仮想検出部
１１ センサモジュール
１２ ホスト機器
１３ センサボード
１３Ａ センサＩＣ
１４Ａ、１４Ｂ コネクタ
２０、４０、５０、６０、７０、７１、８０、９０、１００ センサ
２０Ａ、６０Ａ、７０Ａ、８０Ａ、９０Ａ、１００Ａ センサ層（第１のセンサ層）
２０Ｂ、５０Ｂ、８０Ｂ、９０Ｂ、１００Ｂ センサ層（第２のセンサ層）
２０Ｓ センシング面
２１Ａ 検出層（第１の検出層）
２１Ｂ 検出層（第２の検出層）
２１Ａ１、２１Ｂ１ 接続部
２１Ａ２ 接続端子
２１ＡＳ１、２１ＢＳ１、３１Ｓ１ 第１の面
２１ＡＳ２、２１ＢＳ２、３１Ｓ２ 第２の面
２４、２５Ａ、２５Ｂ、５３Ｂ、６１Ａ、８１Ｂ、８２Ｂ、１０１Ａ、１０３Ａ 離隔層
２２Ａ、２２Ｂ、５１Ｂ 変形層
２３Ａ、２３Ｂ、２５Ｃ、５２Ｂ、５４Ｂ、６２Ａ 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 受信電極
３６Ａ 接続線
３７ 駆動電極
３７Ａ 引き出し配線
３７Ｂ スルーホール
４１ 物体
１０２Ａ、１０４Ａ、１０４Ｂ 表面層
ＤＢ１、ＤＢ２ 出力信号分布
Ｐ 配置ピッチ
ＳＥ２１、ＳＥ２２ 検出部
ＳＥ９０ 仮想検出部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】