特許 7571884 センサ装置

(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】2024-10-15

(45)【発行日】2024-10-23

(54)【発明の名称】センサ装置

(51)【国際特許分類】

   G01L 5/00 20060101AFI20241016BHJP

   G01V 8/12 20060101ALI20241016BHJP

   G01V 9/00 20060101ALI20241016BHJP

   G01V 11/00 20060101ALI20241016BHJP

   H01L 31/12 20060101ALI20241016BHJP

【ＦＩ】

G01L5/00 Z

G01V8/12 A

G01V9/00 B

G01V11/00

H01L31/12 E

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2023536694

(86)(22)【出願日】2022-07-08

(86)【国際出願番号】 JP2022027065

(87)【国際公開番号】W WO2023002866

(87)【国際公開日】2023-01-26

【審査請求日】2024-01-12

(31)【優先権主張番号】P 2021120854

(32)【優先日】2021-07-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(74)【代理人】

【識別番号】100135703

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 英隆

(74)【代理人】

【識別番号】100199314

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 寛

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 博

(72)【発明者】

【氏名】菅原 滉平

(72)【発明者】

【氏名】井上 浩一

(72)【発明者】

【氏名】加藤 貴敏

【審査官】井上 昌宏

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２１／１００２６１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／３２６８８２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／２４０６９１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００９／１４４７６７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭６０－１６８０２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｌ ５／００

Ｇ０１Ｖ ８／１２

Ｇ０１Ｖ ９／００

Ｇ０１Ｖ １１／００

Ｈ０１Ｌ ３１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上に設けられた力センサと、
前記基板上から光を発光する発光部と、
前記基板上において光を受光して、物体の近接を検知する受光部と、
弾性体で一体的に構成される弾性部材とを備え、
前記弾性部材は、
前記力センサを覆う第１部分と、
前記発光部及び前記受光部の周囲において、少なくとも前記発光部と前記受光部と前記力センサとの各々の間に延在する第２部分と、
前記第１部分と前記第２部分とを連結する第３部分とを含み、
前記弾性部材において、前記基板からの前記第３部分の高さは、前記第１及び第２部分よりも低い
センサ装置。

【請求項2】

前記弾性部材における前記第２部分の高さは、前記第１部分よりも低い
請求項１に記載のセンサ装置。

【請求項3】

前記弾性部材における前記第２部分の高さは、前記発光部及び受光部よりも高い
請求項１又は２に記載のセンサ装置。

【請求項4】

前記弾性部材における前記第２部分は、前記発光部の周囲を囲む第１開口領域と、前記受光部の周囲を囲む第２開口領域とを規定する
請求項１又は２に記載のセンサ装置。

【請求項5】

前記第１開口領域は、前記発光部の周囲において前記第１部分とは反対側にて最も低い高さを有し、
前記第２開口領域は、前記受光部の周囲において前記第１部分とは反対側にて最も低い高さを有する
請求項４に記載のセンサ装置。

【請求項6】

前記弾性部材における前記第２部分は、前記発光部及び前記受光部の周囲において、前記第１部分とは反対側を除いて延在する
請求項１又は２に記載のセンサ装置。

【請求項7】

前記弾性部材における前記第１部分は、前記基板からの位置が高くなるにつれて外径が狭まるテーパー形状を有し、
前記第２部分は、前記基板からの位置が高くなるにつれて開口径が広がるテーパー形状を有する
請求項１又は２に記載のセンサ装置。

【請求項8】

前記基板は、少なくとも前記弾性部材における前記第１部分と前記第２部分との間の位置において可撓性を有する
請求項１又は２に記載のセンサ装置。

【請求項9】

前記発光部は、発光素子と、前記発光素子から出射する光を、前記第１部分とは反対側に向ける第１光学部材とを備え、
前記受光部は、受光素子と、前記受光素子に入射する光を、前記第１部分とは反対側に向ける第２光学部材とを備える
請求項１又は２に記載のセンサ装置。

【請求項10】

前記力センサは、前記発光部とは別の発光素子、及び前記受光部とは別の受光素子を含み、
前記発光部及び前記力センサの発光素子を制御する発光制御回路と、
前記受光部及び前記力センサの受光素子を制御する受光制御回路とをさらに備える
請求項１又は２に記載のセンサ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、物体の接触による力および近接を検知するセンサ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ロボットハンド又はヒューマンマシンインタフェース等に搭載され、物体の近接或いは接触といった多様なセンシングを可能とする各種センサが提案されている。

【0003】

特許文献１は、ロボットハンド等に取り付けられる複合型センサを開示している。複合型センサは、触覚センサと近接覚センサから構成されている。触覚センサは、指先部を覆っている可撓性の感圧シートを備え、感圧シートに作用する荷重の大きさ、及び荷重の中心位置を検出可能である。特許文献１の複合型センサでは、触覚センサの感圧シートに、貫通穴が形成されている。触覚センサの感圧シートにおける貫通穴において、近接覚センサの感受面が露出している。これにより、把持物体の接近の検出を可能としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５０８９７７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の複合型センサでは、触覚センサ内に近接覚センサのための貫通穴を形成している。このため、接触する対象物が触覚センサ上に均等に押圧力を印加した場合であっても、可撓性の触覚センサの変形が均等ではなくなってしまう。又、対象物から過度な力が印加された際に、近接覚センサが破損する虞がある。このように、従来技術では、触覚と近接覚を両立するセンサ装置において、種々の干渉を抑制し難い問題があった。

【0006】

本発明は、物体による力の検知と近接の検知との両立における干渉を抑制することができるセンサ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係るセンサ装置は、基板上に設けられた力センサと、基板上から光を発光する発光部と、基板上において光を受光して、物体の近接を検知する受光部と、弾性体で一体的に構成される弾性部材とを備える。弾性部材は、力センサを覆う第１部分と、発光部及び受光部の周囲において、少なくとも発光部と受光部と力センサとの各々の間に延在する第２部分と、第１部分と第２部分とを連結する第３部分とを含む。弾性部材において、基板からの第３部分の高さは、第１及び第２部分よりも低い。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係るセンサ装置によると、物体による力の検知と近接の検知との両立における干渉を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態１に係るセンサ装置の概要を示す斜視図

【図2】図１のセンサ装置の内部構造を例示する斜視図

【図3】図１のセンサ装置の断面図

【図4】実施形態１におけるセンサ装置のカバー部材の斜視図

【図5】実施形態１に係るセンサ装置の構成を例示する回路図

【図6】実施形態１の変形例におけるセンサ装置の構成を例示する斜視図

【図7】実施形態２におけるセンサ装置の構成を示す斜視図

【図8】実施形態３におけるセンサ装置の構成を示す斜視図

【図9】図８のセンサ装置１Ｃの断面図

【図10】実施形態４におけるセンサ装置の斜視図

【図11】図１０のＢ－Ｂ’断面におけるセンサ装置１Ｄの断面図

【図12】実施形態４に係るセンサ装置の構成を例示する回路図

【図13】変形例１に係るセンサ装置の構成を例示する斜視図

【図14】変形例２に係るセンサ装置の構成を例示する斜視図

【図15】変形例３に係るセンサ装置の構成を例示する斜視図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付の図面を参照して本発明に係るセンサ装置の実施の形態を説明する。

【0011】

各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。実施形態２以降では実施形態１と共通の事項についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態毎には逐次言及しない。

【0012】

（実施形態１）
１．概要
実施形態１に係るセンサ装置の構成の概要について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るセンサ装置１の概要を示す斜視図である。

【0013】

本実施形態のセンサ装置１は、光学式の検知方式において対象物５の近接を検知する近接センサ部１２と、対象物５が接触したときに作用する力（即ち接触力）を検知する力センサ部１３とが一体的に構成されたセンサモジュールである。センサ装置１は、例えばロボットハンドにおいて、把持する対象の各種物体を対象物５として検知する用途に適用可能である。また、ヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ）において、人間の多様な指示や意図を機械や機器に伝える入力インタフェースの用途にも適用可能である。

【0014】

本実施形態のセンサ装置１は、近接センサ部１２及び力センサ部１３により、対象物５が近接して接触に到り、力を作用させる等の一連の過程を連続的に検知可能である。センサ装置１は、例えば基板１１上に近接センサ部１２と力センサ部１３とを組み付けて構成される。以下、基板１１の主面に平行な２方向をそれぞれＸ方向及びＹ方向とし、当該主面の法線方向をＺ方向とする。又、基板１１から力センサ部１３が突出する＋Ｚ側を上側といい、反対側となる－Ｚ側を下側という場合がある。

【0015】

本実施形態のセンサ装置１において、力センサ部１３は、力センサ素子３と、上側（＋Ｚ）から力センサ素子３を覆う弾性体で構成されるカバー部４１とを含む。光学式の近接センサ部１２は、発光部２１と、受光部２２と、発光部２１及び受光部２２を囲むように構成されるカバー部４２とを含む。基板１１上で力センサ部１３と近接センサ部１２とが並ぶ方向をＸ方向とし、力センサ部１３側を－Ｘ側とし、近接センサ部１２側を＋Ｘ側とする。

【0016】

本実施形態におけるセンサ装置１は、力センサ用のカバー部４１を構成する弾性体を＋Ｘ側に延伸させて、近接センサ用のカバー部４２を共に一体形成するカバー部材４を備える。本実施形態では、カバー部材４の構成により、力センサ部１３と近接センサ部１２とについて種々の観点から生じ得る干渉を抑制して、対象物５の接触による力の検知と近接の検知とを両立し易くできるセンサ装置１を提供する。

【0017】

以下、本実施形態に係るセンサ装置１の構成の詳細を説明する。

【0018】

２．構成
図２は、図１のセンサ装置１の内部構造を例示する斜視図である。図２では、図１に例示したセンサ装置１において、カバー部材４がない状態を示している。

【0019】

本実施形態のセンサ装置１においては、例えば図２に示すように、近接センサ部１２を構成する発光部２１と受光部２２とが、リジッド基板などの基板１１上で力センサ部１３よりも＋Ｘ側において、Ｙ方向に並んで配置される。以下では、基板１１上で発光部２１の位置が－Ｙ側であり、受光部２２の位置が＋Ｙ側である例を説明する。

【0020】

センサ装置１における発光部２１は、近接センサ部１２において対象物５の近接を検知するための光（以下「検知光」という）を発光する部分である。発光部２１は、例えば図２に示すように、発光素子２３と、発光素子２３を樹脂等で封止する封止体２５とを含む。

【0021】

発光素子２３は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）等の光源素子を含む。例えば、発光素子２３は、赤外領域などの所定の波長帯を有する光を検知光として発光する。発光素子２３は、発光した検知光を出射する光出射面を有し、光出射面を上側に向けて配置される。

【0022】

発光素子２３は、ＬＥＤに限らず、例えばＬＤ（半導体レーザ）或いはＶＣＳＥＬ（面発光レーザ）など種々の固体光源素子を含んでもよい。発光素子２３は、複数の光源素子を含んでもよい。発光素子２３には、光源素子からの光をコリメートするレンズ及びミラー等の光学系が設けられてもよい。

【0023】

近接センサ部１２における受光部２２は、発光部２１からの検知光が対象物５により反射された反射光を受光して、対象物５の近接を検知する部分である。受光部２２は、例えば図２に示すように、受光素子２４と、受光素子２４を樹脂等で封止する封止体２６とを含む。

【0024】

受光素子２４は、ＰＤ（フォトダイオード）等の１つ又は複数の受光器を含み、受光器で構成される受光面を有する。受光素子２４は、検知光が対象物５において反射した反射光等の光を受光面にて受光して、例えば受光された光量を受光結果として示す受光信号を生成する。

【0025】

受光素子２４は、ＰＤに限らず、例えばフォトトランジスタ、ＰＳＤ（位置検出素子）、ＣＩＳ（ＣＭＯＳイメージセンサ）或いはＣＣＤなど種々の受光器を含んでもよい。受光素子２４は、受光器のリニアアレイ或いは２次元アレイで構成されてもよい。受光素子２４には上記反射光を集光するためのレンズ等の光学系が設けられてもよい。また、受光素子２４の受光面には、検知光の波長帯とは異なる波長帯の光を遮断するバンドパスフィルタ等が設けられてもよい。これにより、外部環境による外乱光の影響を抑制できる。

【0026】

発光部２１の封止体２５及び受光部２２の封止体２６は、それぞれ近接センサ部１２における検知光の波長帯について透光性を有する樹脂等を適宜、成形して構成される。各封止体２５，２６の上面は、例えばそれぞれ発光部２１及び受光部２２の高さを規定する。各封止体２５，２６は、特定の波長帯を選択的に透過する波長フィルタ特性を有してもよい。

【0027】

本実施形態において、力センサ部１３には、対象物５からの力を検知するために各種の力検知方式を採用可能である。各種の力検知方式は、例えば圧電式、光学式、ひずみ抵抗式及び静電容量式などを含む。力センサ部１３は、例えば３軸又は６軸といった多軸における力を検知する。力センサ素子３は、力センサ部１３に採用される力検知方式に応じた各種のセンサ素子で構成される。力センサ素子３は、本実施形態における力センサの一例である。

【0028】

２－１．カバー部材について
本実施形態のセンサ装置１におけるカバー部材４の構造について、図３～４を用いて説明する。

【0029】

図３は、図１のセンサ装置１の断面図を示す。図４は、センサ装置１のカバー部材４の斜視図を示す。図３は、図１のＡ－Ａ’断面に対応する。Ａ－Ａ’断面は、ＸＺ平面に沿って発光部２１を通る断面である。

【0030】

本実施形態のセンサ装置１において、カバー部材４は、力センサ用のカバー部４１と、近接センサ用のカバー部４２と、各カバー部４１，４２に連結した基底部４０とを含む。本実施形態のカバー部材４においては、例えば図３に示すように、力センサ用のカバー部４１と近接センサ用のカバー部４２とが、基底部４０を介して溝をあけるように配置される。

【0031】

こうしたカバー部材４によると、各センサ用のカバー部４１，４２を一体的に形成することで、センサ装置１において力センサ部１３と近接センサ部１２とを互いに近付けたレイアウトを実現し易い。これにより、例えば、センサ装置１の小型化および製造容易化、ひいては上述した連続的な検知性能の向上などを図ることができる。

【0032】

その一方で、各センサのカバーを単に一体化すると、力センサと近接センサとについて各種の要因から互いに干渉してしまう事態が想定される。例えば、力センサ用のカバーと近接センサ用のカバーとが、特に溝をあけず直接的に連結するような一体形成では、接触力に対する力センサ用のカバーの変形が、近接センサ用のカバーの存在に起因して不均等になるといった干渉が考えられる。

【0033】

これに対して、本実施形態のカバー部材４によると、各カバー部４１，４２の間に溝をあけるような配置により、力センサ用のカバー部４１は、近接センサ用のカバー部４２に依らず、所望の接触力に対して均等に変形でき、上記の干渉を抑制できる。カバー部材４は、本実施形態のセンサ装置１において力センサ用のカバー部４１を第１部分とし、近接センサ用のカバー部４２を第２部分とし、基底部４０を第３部分とする弾性部材の一例である。

【0034】

カバー部材４は、例えばシリコーン系樹脂等の弾性体材料で構成される。カバー部材４は、例えばショアＡ２０以上８０以下の硬度を有する。カバー部材４は特にシリコーン系樹脂に限らず、種々の弾性体材料で構成されてもよく、例えばエポキシ系樹脂であってもよい。

【0035】

基底部４０は、カバー部材４において下側（－Ｚ側）に延在する部分である。例えば、基底部４０は、基板１１に沿って平面状に形成される。例えば図３に示すように、基板１１からの基底部４０の高さＨ０は、各カバー部４１，４２の高さＨ１，Ｈ２よりも低い。基底部４０は、力センサ用のカバー部４１と近接センサ用のカバー部４２との間における溝の底部を形成する（図３参照）。

【0036】

基底部４０は、各カバー部４１，４２を連結する連結部として機能する各種の構成であってもよい。例えば、基底部４０の形状は特に平面状に限定されず、種々の形状であってもよい。又、基底部４０は、特に基板１１全体を覆わなくてもよく、例えば各カバー部４１，４２の間を含む一部の領域を限定的に覆ってもよい。

【0037】

力センサ用のカバー部４１は、力センサ素子３を覆うように、上側（＋Ｚ側）に向けて凸状に形成される。力センサ用のカバー部４１は、例えば接触力の印加に応じて弾性的に変形し、接触力がなくなると復元可能である。力センサ用のカバー部４１の凸形状は、特に近接センサ用のカバー部４２とは分離して形成できる。こうした力センサ用のカバー部４１の形状によると、力センサ部１３において接触力の対象とする位置が、カバー部４１が突出する位置として一義的に定義可能であり、対象物５の力検知を行い易くすることができる。

【0038】

力センサ用のカバー部４１は、例えば図３に示すように、上側（＋Ｚ側）に向かうにつれてＸＹ断面における外径Ｒ１が小さくなるテーパー形状を有する。図１～３では、力センサ用のカバー部４１の形状の一例として、円錐台形状を例示しているが、特にこれに限定されない。力センサ用のカバー部４１の形状は、円錐、四角錐、多角錐、直方体、又は半筒形状などであってもよい。力センサ用のカバー部４１の内部は、カバー部材４と同じ弾性体又はその他の材料で充填されてもよい。

【0039】

近接センサ用のカバー部４２は、例えば図４に示すように、発光用の開口領域Ａ１と、受光用の開口領域Ａ２とを規定する。発光用の開口領域Ａ１は、発光部２１から光が出射可能な角度範囲すなわち視野角（或いは配光角）を規制するように、発光部２１の周囲を囲む。受光用の開口領域Ａ２は、受光部２２の視野角を規制するように、受光部２２の周囲を囲む。

【0040】

本実施形態において、近接センサ用のカバー部４２では、発光部２１及び受光部２２の＋Ｚ側をあけて、発光部２１周囲の全周と受光部２２周囲の全周とを囲むように、各開口領域Ａ１，Ａ２が規定される。これにより、近接センサ部１２の視野角がＺ方向に向けられて、例えば＋Ｚ側から近接する対象物５の検知を行い易くできる（図１参照）。

【0041】

本実施形態において、近接センサ用のカバー部４２は、例えば図４に示すように、２つの開口領域Ａ１，Ａ２の間に位置する中央の壁部４２ａと、各開口領域Ａ１，Ａ２の四方の壁部４２ｂ～４２ｅとを含む。

【0042】

近接センサ用のカバー部４２において、中央の壁部４２ａは、発光部２１と受光部２２とを隔てるように延在して、発光部２１と受光部２２との間で光を遮光する（図１参照）。これにより、発光部２１から発光した検知光が、特に対象物５等に反射されずに直接、受光部２２に入射してしまうような直接カップリングを防ぐことができ、発光部２１と受光部２２との間の干渉を抑制できる。

【0043】

－Ｘ側の壁部４２ｂは、発光部２１及び受光部２２と、力センサ部１３との間を仕切るように延在する。壁部４２ｂによると、力センサ部１３に接触中の対象物５等による各種干渉を抑制することができる。例えば、例えば接触力により変形した力センサ用のカバー部４１が、発光部２１又は受光部２２に当たってしまう事態を回避できる。

【0044】

＋Ｘ側の壁部４２ｃは、発光部２１及び受光部２２から、力センサ部１３とは反対側に位置する。－Ｙ側の壁部４２ｄは、発光部２１から見て、受光部２２とは反対側に位置する。＋Ｙ側の壁部４２ｅは、受光部２２から見て、発光部２１とは反対側に位置する。こうした壁部４２ｃ～４２ｅによると、例えばセンサ装置１に隣接した外部光源が存在するような場合であっても、外部光源からの光を遮光して、外部光源と近接センサ部１２との干渉を抑制することができる。

【0045】

さらに図３に例示するように、基板１１からの近接センサ部１２の高さＨ２（即ち近接センサ用のカバー部４２の高さ）は、力センサ部１３の高さＨ１（即ち力センサ用のカバー部４１の高さ）よりも低い。これにより、力センサ部１３に対する対象物５の接触を、近接センサ用のカバー部４２が阻害するような事態を低減して、力センサ部１３に対する近接センサ部１２の干渉を抑制することができる。

【0046】

また、近接センサ用のカバー部４２の高さＨ２は、発光部２１及び受光部２２の高さＨ３よりも高い。これにより、近接センサ用のカバー部４２は、上方からの対象物５等の接触に対して、発光部２１及び受光部２２を保護し易い。なお、本例では、発光部２１と受光部２２とが同じ高さＨ３であり、各壁部４２ａ～４２ｅが同じ高さＨ２である場合を例示しているが、特にこれに限定されない。

【0047】

更に、近接センサ用のカバー部４２は、例えば各開口領域Ａ１，Ａ２を規定する各壁部４２ａ～４２ｅの内壁において、上側（＋Ｚ側）に向かうにつれてＸＹ断面における開口径Ｒ２が大きくなるテーパー形状を有する。こうした近接センサ用のカバー部４２のテーパー形状の方向性は、力センサ用のカバー部４１のテーパー形状の方向性と合致している。例えば、力センサ用のカバー部４１の＋Ｘ側の側面と、近接センサ用のカバー部４２の－Ｘ側の内壁とは、共に上側に向かうにつれて－Ｘ側へ傾斜する。

【0048】

上記のようなテーパー形状によると、近接センサ部１２の視野角が、特に力センサ部１３と干渉せず容易に確保することができる。さらに、上記のような各カバー部４１，４２のテーパー形状は、センサ装置１の製造時において、カバー部材４を金型などで成形する際の抜きテーパーとしても機能し、センサ装置１の製造を容易化できる。

【0049】

以上のようなセンサ装置１におけるカバー部材４は、各カバー部４１，４２において異なる硬度を有するように構成されてもよい。例えば、カバー部材４は、別々の硬度を有した複数種類の材料による２色成形で構成されてもよい。例えば、力センサ用のカバー部４１の硬度は、近接センサ用のカバー部４２の硬度よりも柔軟に設定されてもよい。力センサ用のカバー部４１の柔軟性により、例えばＨＭＩ等の用途において、力センサ部１３の押圧に応じた変形という直感的な感覚フィードバックを与え易くすることができる。

【0050】

また、カバー部材４は、発光部２１からの検知光を反射する光学特性を有してもよく、例えば反射率５０％以上の材料で構成されてもよい。これにより、近接センサ部１２において検知光を導光し易くすることができる。

【0051】

２－２．センサ装置の制御部
図５は、本実施形態に係るセンサ装置１の電気的な構成を例示する回路図である。本実施形態のセンサ装置１は、上述した構造的な構成に加えて、図５に示すように、制御部１５をさらに備えてもよい。

【0052】

センサ装置１の制御部１５は、例えば図５に示すように、発光制御回路５１と、受光制御回路５２と、力センサ制御回路５３と、インタフェース回路５４とを備える。

【0053】

発光制御回路５１は、例えば、発光素子２３に電気的に接続される光源駆動部を含む。光源駆動部は、検知光を発光させる駆動信号を発光素子２３に供給する。発光制御回路５１は、例えばＡＭ変調などの変調器を含んでもよい。例えば、発光制御回路５１は、１０Ｈｚから１ＭＨｚ等における特定の周波数を、光の振幅を周期的に変動させる変調周波数に用いて、検知光を変調してもよい。検知光の変調により、外乱光から検知光及びその反射光を区別し易くなる。

【0054】

受光制御回路５２は、例えば、受光素子２４に電気的に接続される増幅器、及び増幅器に接続されるＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器を含む。受光制御回路５２は、受光素子２４から出力される受光信号に各種の信号処理を行って、例えばインタフェース回路５４に出力する。

【0055】

例えば、受光制御回路５２は、受光信号における反射光の受光量に基づいて、対象物５の近接の検知処理を行う。センサ装置１における近接の検知処理は、反射光の受光量に限らず、例えば反射光と検知光間の位相差に基づき行われてもよい。又、こうした近接の検知処理自体は、必ずしもセンサ装置１内で行われなくてもよく、センサ装置１外部の演算回路等で行われてもよい。センサ装置１においては、発光部２１の駆動に同期して検知光の反射光を含む受光信号を生成することによって、対象物５等の物体の近接検知を実現可能である。

【0056】

受光制御回路５２は、例えば検知光の変調周波数を含む信号成分を通過させるバンドパスフィルタ等のフィルタ処理を行ってもよいし、発光制御回路５１と同期して同期検波を行ってもよい。例えば、受光制御回路５２において、定常的なＤＣ成分を遮断することにより、外乱光から分離して上記反射光の解析を行うことができる。検知光の変調周波数は、例えば赤外線リモコンのキャリアとして利用される３８ｋＨｚなど、既存の外部システムにおいて利用される周波数を避けて適宜、設定可能である。これにより、外部システムに起因するようなセンサ装置１の誤動作を抑制することができる。

【0057】

力センサ制御回路５３は、力センサ部１３中で力センサ素子３を構成する各種センサ素子を駆動制御する制御回路、及び当該センサ素子からの出力信号の増幅器などを含む。力センサ制御回路５３は、例えば上記の出力信号に基づき多軸における力の検知結果を示す力検知信号を生成する回路構成を含んでもよい。力センサ制御回路５３は、多軸に限らず、一軸の力の検知結果の力検知信号を出力してもよい。

【0058】

例えば力検知方式が圧電式であれば、力センサ部１３内の基板上に配置された１つ以上の圧電素子の圧電効果を利用し、対象物５（図１）が接触したことによる力センサ部１３内に生じる応力を圧電素子にて電荷に換算し、その変化から力をセンシングする。光学式の場合は、力センサ部１３内の基板上に配置された１つ以上の発光素子と１つ以上の受光素子を利用し、対象物５が接触したことによる変形によって生じる力センサ部１３内の反射光分布の変化を受光素子によって読み取り力センシングする。ひずみ抵抗式は、力センサ部１３内の基板上に配置された１つ以上のひずみゲージを利用し、対象物５が接触したことによる変形によって、力センサ部１３内を経由しひずみゲージに伝わるひずみを抵抗変化として捉え、その変化を利用し力センシングをする。静電容量式は、力センサ部１３内の基板上に配置された１つ以上の静電容量検知電極を利用し、対象物５が接触したことによる力センサ部１３の変形によって、変化する静電容量検知電極と基準電位との結合容量変化から力センシングをする。なお、各方式において、力センサ部１３内に配置する圧電素子や受発光素子、ひずみゲージ、静電容量検知電極といった各種センサ素子を複数用いることで、力センシングの多軸化が可能となる。

【0059】

インタフェース回路５４は、発光制御回路５１、受光制御回路５２及び力センサ制御回路５３に接続する。インタフェース回路５４は、センサ装置１を外部機器に接続して各種信号の入出力を行う。

【0060】

なお、以上に説明した構成は一例であり、センサ装置１は、特に上記の構成に限定されない。例えば、本実施形態のセンサ装置１は、制御部１５の各回路５１～５４の何れかを外部構成としてもよいし、制御部１５の各回路５１～５４とは別体のモジュールとして提供されてもよい。

【0061】

３．まとめ
以上のように、本実施形態におけるセンサ装置１は、基板１１上に設けられた力センサの一例である力センサ素子３と、基板１１上から光を発光する発光部２１と、基板１１上において光を受光して、対象物５等の物体の近接を検知する受光部２２と、弾性体で一体的に構成される弾性部材の一例であるカバー部材４とを備える。カバー部材４は、第１部分の一例として力センサ用のカバー部４１と、第２部分の一例として近接センサ用のカバー部４２と、第３部分の一例として基底部４０とを含む。力センサ用のカバー部４１は、力センサ素子３を覆う。近接センサ用のカバー部４２は、発光部２１及び受光部２２の周囲において、少なくとも発光部２１と受光部２２と力センサ素子３との各々の間に延在する。基底部４０は、力センサ用のカバー部４１と近接センサ用のカバー部４２とを連結する。カバー部材４において、基板１１からの基底部４０の高さＨ０は、力センサ用のカバー部４１の高さＨ１及び近接センサ用のカバー部４２の高さＨ２よりも低い（図３参照）。

【0062】

以上のセンサ装置１によると、力センサ用のカバー部４１と、近接センサ用のカバー部４２とを、高さＨ０が低い基底部４０により溝をあけるように連結したカバー部材４により、対象物５よる力の検知と近接の検知との両立における干渉を抑制することができる。

【0063】

本実施形態において、カバー部材４における近接センサ用のカバー部４２の高さＨ２は、力センサ用のカバー部４１の高さＨ１よりも低い。これにより、近接センサ用のカバー部４２が、力センサ部１３に接触する対象物５の力検知に干渉する事態を抑制できる。

【0064】

本実施形態において、カバー部材４における近接センサ用のカバー部４２の高さＨ２は、発光部２１及び受光部２２の高さＨ３よりも高い。こうした近接センサ用のカバー部４２により、対象物５が力センサ部１３に接触する際に、発光部２１又は受光部２２にまで接触して破損を招く等の干渉を抑制することができる。

【0065】

本実施形態において、カバー部材４における近接センサ用のカバー部４２は、第１開口領域の一例として発光用の開口領域Ａ１と、第２開口領域の一例として受光用の開口領域Ａ２とを規定する。発光用の開口領域Ａ１は、発光部２１の周囲を囲む。受光用の開口領域Ａ２は、受光部２２の周囲を囲む。こうした近接センサ用のカバー部４２によると、各開口領域Ａ１，Ａ２により近接センサ部１２の視野角（或いは配光）を制御して、力検知に合わせた近接検知を行い易くできる。

【0066】

本実施形態において、カバー部材４における力センサ用のカバー部４１は、基板１１からの位置が高くなるにつれて外径R1が狭まるテーパー形状を有する。近接センサ用のカバー部４２は、基板１１からの位置が高くなるにつれて開口径が広がるテーパー形状を有する。これにより、力センサ用のカバー部４１と近接センサ用のカバー部４２との間でテーパー形状の方向性を合わせて、近接センサ部１２の視野角や製造上の干渉を抑制することができる。

【0067】

本実施形態において、カバー部材４は、少なくとも力センサ用のカバー部４１において所定値（例えばショアＡ８０）以下の硬度を有してもよい。これにより、対象物５がカバー部４１に接触力を加える際に、対象物５にフィードバック感を与え易い。本実施形態において、カバー部材４は、力センサ用のカバー部４１及び近接センサ用のカバー部４２において上記所定値以下の硬度を有してもよい。

【0068】

本実施形態において、カバー部材４は、発光部２１から発光する検知光の波長に関して５０％以上の反射率を有する弾性体で構成されてもよい。これにより、近接センサ用のカバー部４２において検知光を導光して、近接センサ部１２の配光制御を行い易い。

【0069】

（実施形態１の変形例）
以上の実施形態１の説明では、センサ装置１における基板１１がリジッド基板の例を説明した。センサ装置１の基板１１は、特にこれに限らず各種基板を採用可能である。こうした変形例について、図６を用いて説明する。

【0070】

図６は、実施形態１の変形例におけるセンサ装置１Ａの構成を例示する。図６は、本変形例のセンサ装置１Ａについて、図３と同様の断面図を示す。本変形例のセンサ装置１Ａは、上述した実施形態１のセンサ装置１と同様の構成において、可撓性を有する基板１１Ａを備える。

【0071】

本変形例のセンサ装置１Ａにおいて、基板１１Ａは、例えばフレキシブル基板またはリジッドフレキシブル基板などである。基板１１Ａは、力センサ用のカバー部４１と近接センサ用のカバー部４２間の溝に対応する部分等において、屈曲可能に構成される。また、本変形例において、カバー部材４も、少なくとも上記の溝に対応する基底部４０において屈曲可能な硬度を有する。

【0072】

こうしたセンサ装置１Ａによると、図６に示すように、基板１１Ａを屈曲させることで、例えば力センサ部１３に対して、近接センサ部１２の視野角の方向を＋Ｘ側等にずらすことができる。これにより、例えば対象物５が力センサ部１３に近接する際に＋Ｘ側から到来するような状況において、対象物５が力センサ部１３に接触する前に近接した状態を、近接センサ部１２によって検知し易くすることができる。

【0073】

以上のように、本実施形態のセンサ装置１Ａにおいて、基板１１Ａは、少なくともカバー部材４における力センサ用のカバー部４１と近接センサ用のカバー部４２との間の位置において可撓性を有してもよい。これにより、力センサ部１３の配置に対して近接センサ部１２の視野角の向きを変更でき、力検知と近接検知との両立を行い易くできる。

【0074】

（実施形態２）
実施形態１では、カバー部材４において発光部２１及び受光部２２の全周を囲むセンサ装置１について説明した。実施形態２では、発光部２１及び受光部２２の全周において一部を開けたセンサ装置について、図７を用いて説明する。

【0075】

図７は、実施形態２におけるセンサ装置１Ｂの構成を示す。実施形態１のセンサ装置１では、近接センサ用のカバー部４２において、発光部２１及び受光部２２全周の壁部４２ａ～４２ｅが設けられた（図４）。本実施形態のセンサ装置１Ｂは、実施形態１のセンサ装置１と同様の構成において力センサ部１３とは反対側（即ち＋Ｘ側）の壁部４２ｃの代わりに、図７に示すように、開放端４５を構成したカバー部材４Ｂを備える。

【0076】

本実施形態のカバー部材４Ｂにおける開放端４５は、近接センサ用のカバー部４２Ｂが、＋Ｘ側を除いて延在することにより形成され、各壁部４２ａ，４２ｂ，４２ｄ，４２ｅと共に開口領域Ａ１Ｂ，Ａ２Ｂを規定する。本実施形態の各開口領域Ａ１Ｂ，Ａ２Ｂは、＋Ｘ側が開放端４５であることから基板１１に到る、すなわち、＋Ｘ側において基板１１からの高さが最小となる。

【0077】

実施形態１のセンサ装置１では、全周の壁部４２ａ～４２ｅによる各開口領域Ａ１，Ａ２により（図４）、近接センサ部１２の視野角がＺ方向に向けられた。本実施形態のカバー部材４Ｂでは、開放端４５がある各開口領域Ａ１Ｂ，Ａ２Ｂにより、近接センサ部１２の視野角が、Ｚ方向から＋Ｘ側に向けられる。

【0078】

こうした本実施形態のセンサ装置１Ｂによると、例えば近接する対象物５がＺ方向よりも＋Ｘ側から到来するような状況において、特に基板１１を屈曲しなくても（図６参照）、対象物５の近接検知を行い易くすることができる。

【0079】

以上のように、本実施形態のセンサ装置１Ｂにおいて、発光用の開口領域Ａ１Ｂは、発光部２１の周囲において力センサ用のカバー部４１とは反対側（＋Ｘ側）にて最も低い高さを有する。受光用の開口領域Ａ２Ｂは、受光部２２の周囲において力センサ用のカバー部４１とは反対側にて最も低い高さを有する。こうした各開口領域Ａ１Ｂ，Ａ２Ｂによると、近接センサ部１２の視野角を、力センサ部１３とは反対側に向ける制御を容易に行え、力検知との両立を考慮した近接検知を行い易くできる。

【0080】

本実施形態において、カバー部材４における近接センサ用のカバー部４２Ｂは、発光部２１及び受光部２２の周囲において、力センサ用のカバー部４１とは反対側を除いて延在する。これにより、近接センサ用のカバー部４２Ｂは、＋Ｘ側に開放端４５を形成して、力検知との両立を考慮した近接センサ部１２の視野角の制御を容易に行える。

【0081】

（実施形態３）
実施形態２では、近接センサ用のカバー部４２Ｂの形状により近接センサ部１２の視野角を設定するセンサ装置１Ｂについて説明した。実施形態３では、光学的な構成を用いて視野角を設定するセンサ装置について、図８～９を用いて説明する。

【0082】

図８は、実施形態３におけるセンサ装置１Ｃの構成を示す。図９は、図８のセンサ装置１Ｃの、Ａ－Ａ’断面における断面図を示す。

【0083】

本実施形態のセンサ装置１Ｃは、例えば実施形態２のセンサ装置１Ｂと同様の構成から、図８に示すように、発光部２１Ｃ及び受光部２２Ｃの各封止体２５Ｃ，２６Ｃの形状を変更して構成される。本実施形態において、各封止体２５Ｃ，２６Ｃは、それぞれ第１及び第２光学部材の一例である。

【0084】

本実施形態において、発光部２１Ｃの封止体２５Ｃは、発光素子２３（図９）から出射する検知光を、Ｚ方向から＋Ｘ側に向けて屈折させるようなレンズ形状を有する。封止体２５Ｃは、＋Ｘ側に出射する光束の配光角を狭めるような集光機能を有してもよい。例えば、上記のような発光部２１Ｃの封止体２５Ｃは、図９に示すようにＸＺ断面において傾斜し、図８に示すようにＹＺ断面において曲率を有するような曲面形状で実現できる。また、受光部２２Ｃの封止体２６Ｃは、例えば発光部２１Ｃの封止体２５Ｃと同様に構成できる。

【0085】

上記のような発光部２１Ｃ及び受光部２２Ｃの各封止体２５Ｃ，２６Ｃのレンズ形状によると、センサ装置１Ｃにおいて、近接センサ部１２の配光制御の自由度を向上できる。よって、センサ装置１Ｃを適用する各種用途に応じて、適切な配光を設定可能にすることができる。

【0086】

以上のように、本実施形態のセンサ装置１Ｃにおいて、発光部２１は、発光素子２３と、第１光学部材の一例である封止体２５Ｃとを備える。発光部２１の封止体２５Ｃは、発光素子２３から出射する検知光を、力センサ用のカバー部４１とは反対側に向けるように形成される。受光部２２は、受光素子２４と、第２光学部材の一例である封止体２６Ｃとを備える。受光部２２の封止体２６Ｃは、対象物５からの反射光などの、受光素子２４に入射する光を、力センサ用のカバー部４１とは反対側に向けるように形成される。こうしたセンサ装置１Ｃによると、各封止体２５Ｃ，２６Ｃを利用して、力検知との両立を考慮した近接センサ部１２の配光制御を容易に行える。

【0087】

（実施形態４）
実施形態４では、力検知方式として光学式を採用する例について、図１０～１２を用いて説明する。

【0088】

図１０は、実施形態４におけるセンサ装置１Ｄの斜視図を示す。図１１は、図１０のＢ－Ｂ’断面におけるセンサ装置１Ｄの断面図を示す。Ｂ－Ｂ’断面は、ＸＺ平面に沿って力センサ部１３Ｄを通る断面である。

【0089】

本実施形態のセンサ装置１Ｄでは、例えば実施形態３のセンサ装置１Ｃと同様の構成において、力センサ部１３Ｄが光学式で構成される。光学式の力センサ部１３Ｄは、例えば図１１に示すように、力センサ素子３Ｄとして、発光素子３１と、受光素子３２とを含む。発光素子３１及び受光素子３２は、例えば透明樹脂等による封止体３３で封止されてもよい。

【0090】

又、光学式の力センサ部１３Ｄにおいて、力センサ用のカバー部４１内部は、中空構造であってもよいし、例えば封止体３３よりも柔軟な透明樹脂等で充填されてもよい。また、カバー部４１内部は、例えば発光素子３１からの光を反射可能に構成される。

【0091】

光学式の力センサ部１３Ｄにおいて、発光素子３１は、例えばシングル又はマルチエミッタのＶＣＳＥＬ等の発光光源を含む。例えば、発光素子３１は、赤外領域などの所定の波長帯を有する光を発光し、力検知のための検知光として出射する。発光素子３１は、ＶＣＳＥＬに限らず、例えばＬＤ或いはＬＥＤなど種々の固体光源素子を含んでもよい。発光素子３１は、複数の光源素子を含んでもよい。発光素子３１には、発光素子からの光をコリメートするレンズ及びミラー等の光学系が設けられてもよい。

【0092】

受光素子３２は、ＰＤ等の受光器を含み、例えば発光素子３１の周囲を取り囲むように複数の受光器を配置して構成される。受光素子３２は、受光器において検知光の反射光等の光を受光して、例えば受光された光量を受光結果として示す受光信号を生成する。受光素子３２は、ＰＤに限らず、例えばフォトトランジスタ、ＰＳＤ、ＣＩＳ或いはＣＣＤなど種々の受光器を含んでもよい。

【0093】

力センサ用のカバー部４１は、例えば発光素子３１による検知光の周波数帯について遮光特性を有する弾性部材で構成される。

【0094】

以上のように構成される光学式の力センサ部１３Ｄは、接触する対象物５からの力に応じて、発光素子３１から発光する検知光が、反射体３５において反射された反射光の受光素子３２による受光状態が変化することを利用して、対象物５の接触力を検知する。光学式における接触力の測定方法としては適宜、公知技術を適用可能である（例えば特許文献１～３参照）。

【0095】

こうした光学式の力センサ部１３Ｄによると、近接センサ部１２と同じ製造プロセスを採用して、一括して作り込みを行えることから、センサ装置１Ｄの製造を容易化することができる。例えば、近接センサ部１２における封止体２５Ｃ，２６Ｃと、力センサ部１３Ｄにおける発光素子３１及び受光素子３２の封止体３３とが、同じプロセスで形成されてもよい。

【0096】

図１２は、実施形態４に係るセンサ装置１Ｄの電気的な構成を例示する回路図である。実施形態１では、センサ装置１の制御部１５において、力センサ制御回路５３が、近接センサ部１２を制御するための発光制御回路５１及び受光制御回路５２とは別個に構成された。本実施形態のセンサ装置１Ｄの制御部１５Ｄは、実施形態１と同様の構成において、別個の力センサ制御回路５３（図５）の代わりに、力センサ部１３Ｄの制御機能を近接センサ部１２の発光制御回路５１Ｄ及び受光制御回路５２Ｄに持たせる。

【0097】

例えば図１２に示すように、本実施形態の発光制御回路５１Ｄは、近接センサ部１２の発光素子２３と共に、力センサ部１３Ｄの発光素子３１を制御するように、例えばスイッチマトリクス等を備えて構成される。又、本実施形態の受光制御回路５２Ｄは、近接センサ部１２の受光素子２４と共に、力センサ部１３Ｄの受光素子３２を制御するように、例えばスイッチマトリクス等を備えて構成される。これにより、近接センサ部１２と力センサ部１３Ｄとの双方の制御機能が、同じ回路テクノロジで構成でき、センサ装置１Ｄの部品点数を削減したり、回路の集積化を容易化したりできる。

【0098】

例えば、本実施形態のセンサ装置１Ｄの制御部１５Ｄは、近接センサ部１２の制御機能と力センサ部１３Ｄの制御機能とで共通化された単一のＩＣ等で構成できる。このように、本実施形態のセンサ装置１Ｄは、小型化及びコスト低減を図ることができる。

【0099】

以上のように、本実施形態のセンサ装置１Ｄにおいて、光学式の力センサ部１３Ｄは、その力センサ素子３Ｄとして、近接センサ部１２の発光素子２３とは別の発光素子３１、及び近接センサ部１２の受光素子２４とは別の受光素子３２を含む。センサ装置１Ｄの制御部１５Ｄは、近接センサ部１２の発光部２１及び力センサ部１３Ｄの発光素子３１を制御する発光制御回路５１Ｄと、近接センサ部１２の受光部２２及び力センサ部１３Ｄの受光素子３２を制御する受光制御回路５２Ｄとを備える。センサ装置１Ｄの近接センサ部１２と力センサ部１３Ｄとを光学式で構成することで、センサ構造の製造を容易化することに加えて、回路構成も簡単化でき、センサ装置１Ｄを製造し易くすることができる。

【0100】

（他の実施形態）
上記の実施形態２では、近接センサ用のカバー部４２Ｂが発光部２１及び受光部２２周囲における＋Ｘ側を開けるセンサ装置１Ａについて説明した。本実施形態において、近接センサ用のカバー部４２は、発光部２１及び受光部２２周囲において他の部分を開けてもよい。こうした変形例について、図１３を用いて説明する。

【0101】

図１３は、変形例１に係るセンサ装置１Ｅの構成を例示する。本実施形態において、センサ装置１Ｅのカバー部材４Ｅは、発光部２１と受光部２２の間の壁部４１ｂと、＋Ｘ側の壁部４２ｂとを含む一方で±Ｙ側及び－Ｘ側を開けた近接センサ用のカバー部４２Ｅを備える。こうしたカバー部材４Ｅであっても、上記各実施形態と同様に、力センサ部１３と近接センサ部１２との両立における干渉を抑制することができる。

【0102】

上記の実施形態２では、近接センサ用のカバー部４２Ｂによる開口領域Ａ１，Ａ２における最低の高さが、基板１１と同じである例を説明したが、開口領域Ａ１，Ａ２の最低高さは、基板１１よりも高くてもよい。こうした変形例について、図１４を用いて説明する。

【0103】

図１４は、変形例２に係るセンサ装置１Ｆの構成を例示する。本変形例のセンサ装置１Ｆは、例えば実施形態２のセンサ装置１Ｂと同様の構成において、近接センサ用のカバー部４２Ｆが、＋Ｘ側の開放端４５（図７）の代わりに、図１４に示すように低背の壁部４２ｃ’を含むカバー部材４Ｆを備える。低背の壁部４２ｃ’は、本変形例における開口領域Ａ１Ｆ，Ａ２Ｆの最低高さを規定する。

【0104】

本変形例のカバー部材４Ｆによっても、開口領域Ａ１Ｆ，Ａ２Ｆの周囲における高さを低背の壁部４１ｃ’により＋Ｘ側で最も低くすることで、実施形態２等と同様に、近接センサ部１２の視野角を＋Ｘ側に向けることができる。こうした壁部４２ｃ’の高さは、例えば発光部２１及び受光部２２よりも高くて、他の壁部４２ａ，４２ｂ，４２ｄ，４２ｅよりも低い。壁部４２ｃ’の高さは、発光部２１及び受光部２２の高さ以下であってもよい。

【0105】

以上のように、本実施形態のセンサ装置１Ｆにおいて、カバー部材４における近接センサ用のカバー部４２は、発光部２１及び受光部２２の周囲において、力センサ用のカバー部４１とは反対側を含めて延在してもよい。これによっても、近接センサ部１２の視野角の制御を行える。

【0106】

上記の各実施形態では、第３部分の一例の基底部４０を例示したが、特にこれに限定されない。例えば、本実施形態の弾性部材において、第３部分による第１部分と第２部分との連結は、部分的であってもよい。こうした変形例について、図１５を用いて説明する。

【0107】

図１５は、変形例３に係るセンサ装置１Ｇの構成を例示する。本変形例のセンサ装置１Ｇは、例えば実施形態２のセンサ装置１Ｂと同様の構成において、基底部４０Ｇに穴４３が設けられたカバー部材４Ｇを備える。本実施形態のセンサ装置１Ｇにおいて、カバー部材４Ｇは、力センサ用のカバー部４１即ち第１部分と、近接センサ用のカバー部４２Ｂ即ち第２部分とを連結する基底部４０Ｇが、穴４３により一部くり抜かれた弾性部材の一例である。これにより、例えば基底部４０Ｇの穴４３近傍における基板屈曲時において、力センサ用のカバー部４１の変形が抑えられ、力センサ部１３の特性変化を抑制することができる。

【0108】

本実施形態の基底部４０Ｇは、第１部分と第２部分とを部分的に連結する第３部分の一例である。本実施形態のセンサ装置１Ｇによっても、上記各実施形態と同様に、第１部分における力の検知と第２部分における近接の検知との両立における干渉を抑制することができる。

【符号の説明】

【0109】

１，１Ａ～１Ｇ センサ装置
１１，１１Ａ 基板
１２ 近接センサ部
１３，１３Ｄ 力センサ部
１５，１５Ｄ 制御部
２１，２１Ｃ 発光部
２２，２２Ｃ 受光部
２３ 発光素子
２４ 受光素子
２５，２５Ｃ 封止体
２６，２６Ｃ 封止体
３，３Ｄ 力センサ素子
４，４Ｂ，４Ｅ～４Ｇ カバー部材（弾性部材）
４０，４０Ｇ 基底部（第３部分）
４１ 力センサ用のカバー部（第１部分）
４２，４２Ｂ，４２Ｅ，４２Ｆ 近接センサ用のカバー部（第２部分）
５１，５１Ｄ 発光制御回路
５２，５２Ｄ 受光制御回路

【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】