(57)【要約】【課題】裏面に錐状突起が略均一に配置された受圧シートを用い、その突起の変形量から外圧分布を測定する構成を備えた検出装置が知られているが、この構成では測定面にかかる外圧の面内方向の力（すべり力）を測定することができないという課題があった。【解決手段】基板の第１面に複数の電極を配置してなる検出装置であって、前記第１面は波型形状を備えており、かつ前記第１面を覆う、外圧の印加により電気的特性が変化し、外圧の開放により元の状態に戻る感圧層を備えた。感圧層に斜め方向から外圧が印加された場合、基板の第１面が波型形状を備えていることから、横方向の力は第１面の波型形状の斜面に与えられる。そのため、電極の法線方向に近い角度で与えられる。そのため、波型形状を備えていない場合と比べ、外圧に対して感度が上げることができる。【選択図】図２
2012108021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の第１面に印加された外圧の方向と大きさを検出する検出装置であって、
前記第１面に形成された複数の電極と、
前記複数の電極を覆って形成された弾性を有する感圧層と、を少なくとも備え、
前記第１面は波型形状を有することを特徴とする検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検出装置であって、
前記感圧層の表面形状は、前記波型形状と倣う形状を備えていることを特徴とする検出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の検出装置であって、
前記波型形状は局部的に周期性を備えてなり、
前記波型形状の周期幅が、外圧の印加幅の１／２倍以上１倍未満であることを特徴とする検出装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の検出装置であって、
前記電極を含む外圧センサーが、前記波型形状の断面で見た半周期内に３つの個数が配置されることを特徴とする検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の検出装置であって、前記波型形状の頂点と、前記電極の一部とが、前記基板の平面視で重なっていることを特徴とする検出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の検出装置であって、前記感圧層と重ねて、先端部が前記感圧層に当接する突起を含む、第２基板を備えることを特徴とする検出装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の検出装置であって、前記感圧層と重ねて、前記第１面を覆う、弾性を備えた導電性の材料を用いた導電層を備えることを特徴とする検出装置。
【請求項８】
請求項６に記載の検出装置であって、
前記感圧層と重ねて、前記第１面を覆う、弾性を備えた導電性の材料を用いた導電層を備え、さらに、前記導電層と重ねて、前記第２基板を備えることを特徴とする検出装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の検出装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の検出装置を備えることを特徴とするロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置、電子機器及びロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
外圧を測定する検出装置として、特許文献１〜３に記載の検出装置が知られている。このような検出装置は、タッチパネルやロボットの触覚センサー等への応用が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−１３５８３４号公報
【特許文献２】特開平７−１２８１６３号公報
【特許文献３】特開２００６−２０８０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の検出装置は、裏面に錐状突起が略均一に配置された受圧シートを用い、その突起の変形量から外圧分布を測定する構成となっている。しかしながら、特許文献１の検出装置では、測定面にかかる外圧の面内方向の力（すべり力）を測定することができないという課題があった。
特許文献２の検出装置は、受圧シートの表面に複数の柱状突起を格子状に配置し、これら表面突起の周辺部を等分した個所の裏面に円錐状の突起を設けた構成となっている。特許文献２の検出装置では、外圧を３次元の力ベクトルとして測定することは可能であるが、突起の変形の度合いで外圧の測定限界が決まってしまうという課題があった。
特許文献３の検出装置は、外圧の大きさをアナログ的に精度良く測定することは困難であるという課題があった。
以上のように、特許文献１〜３の検出装置では、いずれも外圧の方向と大きさを高い感度で測定することができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかる検出装置は、基板の第１面に印加された外圧の方向と大きさを検出する検出装置であって、前記第１面に形成された複数の電極と、前記複数の電極を覆って形成された弾性を有する感圧層と、を少なくとも備え、前記第１面は波型形状を有することを特徴とする。
【０００７】
これによれば、感圧層に斜め方向から外圧が印加された場合、基板の第１面が波型形状を備えていることから、横方向の力は第１面の波型形状の斜面に与えられる。そのため、電極の法線方向に近い角度で与えられる。そのため、波型形状を備えていない場合と比べ、外圧に対して感度が上げることが可能となる。ここで、感圧層の電気的特性の変化は、感圧層の形状変化に伴い生じる特性変化を含むものとする。
なお、波状とは、少なくとも局部的には類似した形状を繰り返す繰り返しパターンを有する形状を示すものとする。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかる検出装置であって、前記感圧層の表面形状は、前記第１面の前記波型形状と倣う形状を備えていることを特徴とする。
【０００９】
上記した適用例によれば、感圧層は、第１面の波型形状と倣う（相似した）形状を備えている。そのため、感圧層は外圧源と第１面とにより挟まれるように外圧を受ける。よって、感圧層に加えられる外圧の横方向成分をより高い感度を持って測定することが可能となる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例にかかる検出装置であって、前記波型形状は局部的に周期性を備えてなり、前記波型形状の周期幅が、外圧の印加幅の１／２倍以上１倍未満であることを特徴とする。
【００１１】
上記した適用例によれば、外圧の大きさと方向とを測定することが可能となる。なお、周期幅とは、例えば波型形状の平均周期を指す。また、局在的に周期が異なった領域がある場合には、その領域での平均周期を指すものとする。
【００１２】
［適用例４］上記適用例にかかる検出装置であって、前記電極を含む外圧センサーが、前記波型形状の断面で見た半周期内に３つの個数が配置されることを特徴とする。
【００１３】
上記した適用例によれば、外圧源から印加された外圧の大きさと方向とを測定することが可能となる。また、測定されたデータの総数が少ないことから、処理速度が低い情報処理装置を用いることが可能となる。
【００１４】
［適用例５］上記適用例にかかる検出装置であって、前記波型形状の頂点と、前記電極の一部とが、前記基板の平面視で重なっていることを特徴とする。
【００１５】
上記した適用例によれば、外圧が集中してかかる領域に電極が配置されるため、外圧感度を高くすることが可能となる。
【００１６】
［適用例６］上記適用例にかかる検出装置であって、前記感圧層と重ねて、前記第１面を覆う、弾性を備えた導電性の材料を用いた導電層を備え、さらに、前記導電層と重ねて、前記第２基板を備えることを特徴とする。
【００１７】
上記した適用例によれば、狭い範囲（突起）に外圧が集中する。そのため、感圧層は狭い範囲で窪んだ形状に変形する。窪んだ形状で横方向に外圧がかかった場合、この窪みにより横方向へのずれが規制される。この規制された分だけ横方向の外圧に対する感度が向上するため、高い信号強度を得ることが可能となる。
【００１８】
［適用例７］上記適用例にかかる検出装置であって、前記感圧層と重ねて、前記第１面を覆う、弾性を備えた導電性の材料を用いた導電層を備えることを特徴とする。
【００１９】
上記した適用例によれば、電極と導電層との間で電気的特性を測定することが可能となる。電極と、感圧層の実効距離は、一対の電極を用い、横方向に対して測定する場合と比べ短くなる。
印加される外圧が同じ場合、感圧層の変形量はどちらの電極配置を用いた場合でも同じになる。そのため、感圧層の実効距離を小さくして測定することで、相対的に高い比率で感圧層は変形することとなる。よって印加された外圧を、高い感度を持って測定することが可能となる。
なお、導電層とは、電気的特性の測定に必要な抵抗値以下の抵抗値を備え、外圧が印加された場合に、感圧層の形状変形と合わせるように形状が変形し、かつ外圧の印加を開放した場合には元の形状に戻るものを示す。
【００２０】
［適用例８］上記適用例にかかる検出装置であって、前記感圧層と重ねて、前記導電層を備え、さらに、前記導電層と重ねて、前記第２基板を備えることを特徴とする。
【００２１】
上記した適用例によれば、狭い範囲（突起）に外圧が集中する。そのため、感圧層は狭い範囲で窪んだ形状に変形する。窪んだ形状で横方向に外圧がかかった場合、この窪みにより横方向へのずれが規制される。この規制された分だけ横方向の外圧に対する感度が向上するため、高い信号強度を得ることが可能となる。また、導電層を備えることから、電極と導電層との間で電気的特性を測定することが可能となり、印加された外圧を上述したように、高い感度を持って測定することが可能となる。
【００２２】
［適用例９］本適用例にかかる電子機器は、上述した検出装置を備えることを特徴とする。
【００２３】
これによれば、上述した検出装置を備えているので、外圧の方向と大きさを高い精度で検出することが可能な電子機器を提供することができる。
【００２４】
［適用例１０］本適用例にかかるロボットは、上述した検出装置を備えることを特徴とする。
【００２５】
これによれば、上述した検出装置を備えているので、外圧の方向と大きさを高い精度で検出することが可能なロボットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）は、検出装置の斜視図、（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’線断面図。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、外圧の印加状況に基づく感圧層の変形状態を示す断面図。
【図３】外圧の印加状況に応じて変化する圧力分布を示すグラフ。
【図４】ＸＹＺ方向の外圧を感知する複数の外圧センサーの単位ブロックを示す図。
【図５】外圧センサーによる垂直方向の外圧分布を示す図。
【図６】検出装置の概略構成を示す分解斜視図。
【図７】当該分解斜視図に対応するＡ−Ａ’線断面図。
【図８】（ａ）は検出装置の概略構成を示す斜視図、（ｂ）は、当該斜視図のＡ−Ａ’線断面図。
【図９】検出装置の概略構成を示す分解斜視図。
【図１０】当該分解斜視図のＡ−Ａ’線断面図。
【図１１】（ａ）は、導電層が無い場合の信号パス、（ｂ）は導電層がある場合の信号パスを示す模式断面図。
【図１２】（ａ）は検出装置を適用した携帯電話機の概略構成を示す模式図、（ｂ）は携帯情報端末概略構成を示す模式図。
【図１３】検出装置を適用したロボットハンドの概略構成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して説明を行う。以下の説明においては、図１中に示されたＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸が基板１０に対して平行な方向に設定され、Ｚ軸はＸ軸とＹ軸にそれぞれ直交する方向、すなわち基板１０に対する法線方向に設定されている。また、以下の説明において、斜視図や平面図は、説明すべき部分を詳細に示すべく、縮尺や図示範囲等を変えている。
【００２８】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について説明する。
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る検出装置１の概略構成を示す斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ’線断面図である。図１（ａ）において、基板１０の第１面１０ａ側には複数の電極１２がマトリックス状に配列されている。なお、図１（ａ）では電極１２の記載を省略している。
基板１０の第１面１０ａ側はＸ，Ｙそれぞれの方向に延在する波型形状を備えており、第１面１０ａ側には、第１面１０ａの形状に倣う波型形状を備える感圧層２２が配置されている。
【００２９】
感圧層２２とは、外圧が印加された場合に形状や誘電率、抵抗率等の特性が変化し、この変化を電気的に測定することで外圧を電気信号に変える層であり、かつ外圧の印加を停止した場合には元の状態に戻るものを示す。本実施形態では、主として形状変化に伴う容量変動分を測定する場合について説明するが、形状変化に伴う抵抗の変化、抵抗率の変化を用いて外圧を測定しても良い。具体的には、導電性物質が分散され、外圧の印加と共に導電性物質が接触することで抵抗率が低下するゴムを感圧層２２として用い、圧力を測定する例をあげることができる。
【００３０】
検出装置１は、例えば外圧の方向と大きさを測定する外圧センサー方式のタッチパッドであり、ノートパソコン等の電子機器においてマウスの代わりのポインティングデバイスとして用いられるものである。外圧センサーの方式については特に限定されることなく、例えば静電容量方式や電気抵抗方式等を用いることができる。以下の説明においては、主として静電容量方式を用いる場合について説明する。
【００３１】
そして、隣り合う２つの電極１２と感圧層２２により構成され、外圧によって感圧層２２が弾性変形することにより、外圧を静電容量の変化として測定する外圧センサー１４を検出装置１は備える。そして各外圧センサー１４で測定された外圧値の差分を演算し、その差分に基づいて外圧が加えられた方向と大きさを演算する演算装置（図示略）を備えている。なお、必ずしも隣り合う電極１２を用いる必要はなく、例えば間隔を空けた電極１２を対にして外圧センサー１４を構成しても良い。
【００３２】
基板１０は、例えばプラスチックやガラス、石英等の材料を用い、第１面１０ａ側は波型形状を備えている。例えば、基板１０の大きさ（平面視のサイズ）は、縦５６ｍｍ×横５６ｍｍ程度になっている。
【００３３】
第１面１０ａ側にある波型形状は、ここでは、周期性を備えているものとする。例えば第１面１０ａの平面視で１ｃｍ程度の幅を備えた略矩形のもの（例えば、指を想定）を外圧源として用いたとする。この場合、波型形状の周期幅として、１ｃｍの１倍（１ｃｍ）以上、１ｃｍの２倍（２ｃｍ）未満の周期幅を備えることで、外圧源から与えられた外圧の大きさと方向とを測定することが可能となる。
なお、幅とは、外圧の印加により変形した状態で、感圧層２２と触れ合う面の短辺側の長さを示すものとする。
【００３４】
波型形状の周期幅としては、１ｃｍの１／２倍（０．５ｃｍ）以上、１ｃｍの１倍（１ｃｍ）未満の値を備えることも好適である。この場合、測定データ数に冗長性を持たせられることから、データ処理により雑音を抑制し、より高い感度をもって外圧を測定することが可能となる。
【００３５】
波型形状の周期幅としては、１ｃｍの１／２倍（０．５ｃｍ）以下の周期幅を備えることも好適で、外圧源から与えられた外圧の大きさと方向とを、例えば、相関関係を調べることで信号処理し、測定上のノイズを抑制することができる。そのためより高い感度をもって測定することが可能となる。なお、原理的には周期幅の下限は無く、波長を小さくすることで、より高精度で測定が行えるが、第１面１０ａの加工限界や、電極１２の加工限界、電極からの信号処理等により実用的に扱い得る周期の限界が生じる。本実施形態では、外圧源の幅を１周期とする周期幅を備える場合について説明を続ける。
【００３６】
なお、周期幅は場所によって異なる分布を備えていても良い。例えば、検出装置１で周辺部よりも通常接触確率が高い中央部の周期幅を小さくしても良い。また、必ずしも周期的な形状を備えることは必須ではなく、不規則な波パターン等を用いても良い。この場合においては、周期幅を局所的に捉えて、狭い領域での周期（１周期の場合も含む）に対して上記した関係を満たすことが好適となる。
【００３７】
複数の電極１２は、第１面１０ａ側に配置されている。図１（ｂ）に示すように波型形状を断面で見て、半周期中に３つの外圧センサー１４が配置されていることが好ましい。隣り合う電極１２を一対として外圧センサー１４が構成され、次の周期にある一番近い電極１２も外圧センサー１４の電極としても扱えることから、３つの電極１２により３つの外圧センサー１４が形成される。この場合、外圧源から与えられた外圧の大きさと方向とを測定することが可能となる。
【００３８】
また、半周期中に４つ以上６つ以下の外圧センサー１４が配置されていることも好適である。この場合、外圧源から印加された外圧の大きさと方向とを冗長性をもって測定することが可能となる。そのため、外圧の大きさと方向とをより高い感度をもって測定することが可能となる。なお、この場合、電極１２の数は４つ以上６つ以下となる。
【００３９】
また、半周期中に７つ以上の外圧センサー１４が配置されていることも好適である。この場合、例えば、相関関係を調べることで測定上のノイズを抑制できるため、より高い感度をもって測定することが可能となる。なお、電極１２の数は７つ以上となる。
なお、原理的には外圧センサー１４の数には上限は無く、外圧センサー１４の数（密度）を増やすことで、より高感度で測定が行えるが、電極１２の加工限界や、電極１２からの信号処理等により実用的に扱い得る電極１２の数（密度）の限界が生じる。そのため、電極１２の数（密度）の上限は付帯的要因により定められることとなる。
本実施形態では、半周期内に６つの電極１２を配置した場合について説明を続ける。
【００４０】
また、波状形状の頂点の一部と、電極１２とが基板１０の平面視で重なっていることも好適である。この場合、外圧が集中してかかる領域に電極１２が配置されるため、外圧感度を高くすることが可能となる。なお、マトリックス状に電極１２が配置された場合における外圧値の差分演算方法については後述する。
【００４１】
図２及び図３は、外圧の方向と大きさを測定する方法の説明図である。
図２（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る外圧の印加状況に基づく感圧層の変形状態を示す断面図である。
図３は、図２（ａ）〜（ｃ）に対応した、本実施形態に係る、外圧源からの外圧の印加状況に基づく圧力センサーの出力分布を示すグラフである。図２（ａ）は感圧層の表面に垂直方向（すべり力がない状態）の外圧が印加された状態を示している。図２（ｂ）は感圧層の表面に図２（ａ）の場合よりも強い外圧が印加された状態を示している。図２（ｃ）は、図２（ｂ）と同程度の外圧を斜め方向から印加された状態を示している。
【００４２】
図３に示すグラフでは、図２（ａ）〜（ｃ）における各外圧センサー１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃにより測定された外圧（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）と、位置（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）と、の関係を示している。図３（ａ）〜（ｃ）は、図２における（ａ）〜（ｃ）の外圧印加状況と対応している。
【００４３】
図２（ａ）に示すように、感圧層２２に外圧源２０から外圧が付加された場合には、感圧層２２の厚みが外圧センサー１４Ａに対応する領域で変動し、外圧センサー１４Ａの容量が変化する。そのため、図３（ａ）に示すように、主に外圧センサー１４Ａに外圧が出力される。
図２（ｂ）に示すように、感圧層２２の表面に基板１０の法線方向から、より大きな外圧が付加された場合には、感圧層２２の厚みが外圧センサー１４Ａに対応する領域で大きく変動し、外圧センサー１４Ａの容量が変化する。また、外圧により感圧層２２が変形し、外圧が広い範囲で測定される。そのため、図３（ｂ）に示すように、外圧センサー１４Ａから外圧が出力されると共に、外圧センサー１４Ｂ，１４Ｃからも外圧が出力される。
図２（ｃ）に示すように、斜め方向から外圧が付加された場合には、外圧センサー１４Ａ，１４Ｃにかかる外圧が非対称となり、容量変化もこの外圧に対応して抽出される。そのため、図３（ｃ）に示すように、横方向（Ｘ方向）に対して非対称な外圧が出力される。そのため、この非対称性から、外圧源２０が感圧層２２に対して斜め方向に外圧を掛けていることを認知することが可能となる。
また、感圧層２２が波型形状を備えていることから、感圧層２２に斜め方向から外圧が印加された場合、外圧の横方向成分は、波型形状により動きが規制されて感圧層２２に加えられる。加えて、基板１０も感圧層２２と倣う波型形状を備えていることから、横方向の力は電極１２の法線方向に近い角度で印加される。そのため、波型形状を備えていない場合と比べ、外圧の横方向成分に対して感度が上がる。
【００４４】
図４は、第１実施形態に係る、ＸＹＺ方向の外圧を感知する複数の外圧センサー１４の単位ブロックを示す図である。図５は、第１実施形態に係る外圧センサーによる垂直方向の外圧分布を示す図である。この場合では、多数の単位ブロックＳを敷き詰めたように配置している。
【００４５】
図４に示すように、複数の外圧センサー１４Ｓ１〜１４Ｓ４は、単位測定領域Ｓ当たり一対の電極１２に挟まれて縦２行横２列に計４つ配置されている。図４では、一部周辺の電極１２や外圧センサー１４についても記載している。ここで、各外圧センサー１４Ｓ１〜１４Ｓ４が測定する外圧値（測定値）をそれぞれＰＳ１，ＰＳ２，ＰＳ３，ＰＳ４とすると、外圧のＸ方向成分Ｆｘ（外圧の面内方向成分のうちＸ方向に作用する分力の割合）は以下の式（１）で表される。
【００４６】
【数１】
2012108021.tif 000003
【００４７】
また、外圧のＹ方向成分Ｆｙ（外圧の面内方向成分のうちＹ方向に作用する分力の割合）は以下の式（２）で表される。
【００４８】
【数２】
2012108021.tif 000004
【００４９】
また、外圧のＺ方向成分Ｆｚ（外圧の垂直方向成分）は以下の式（３）で表される。
【００５０】
【数３】
2012108021.tif 000005
【００５１】
本実施形態では、外圧によって感圧層２２が弾性変形することにより４つの外圧センサー１４Ｓ１〜１４Ｓ４で測定された外圧値の差分を演算し、その差分に基づいて外圧が加えられた方向が演算される。
【００５２】
式（１）に示すように、外圧のＸ方向成分Ｆｘにおいては、４つの外圧センサー１４Ｓ１〜１４Ｓ４で測定された外圧値のうちＸ＋方向に配置された外圧センサー１４Ｓ２及び１４Ｓ４で測定された値が組み合わされるとともに、Ｘ−方向に配置された外圧センサー１４Ｓ１及び１４Ｓ３で測定された値が組み合わされる。このように、Ｘ＋方向に配置された外圧センサー１４Ｓ２及び１４Ｓ４の組み合わせによる外圧値とＸ−方向に配置された外圧センサー１４Ｓ１及び１４Ｓ３の組み合わせによる外圧値との差分に基づいて外圧のＸ方向成分が求められる。
【００５３】
式（２）に示すように、外圧のＹ方向成分Ｆｙにおいては、４つの外圧センサー１４Ｓ１〜１４Ｓ４で測定された外圧値のうちＹ＋方向に配置された外圧センサー１４Ｓ１及び１４Ｓ２で測定された値が組み合わされるとともに、Ｙ−方向に配置された外圧センサー１４Ｓ３及び１４Ｓ４で測定された値が組み合わされる。このように、Ｙ＋方向に配置された外圧センサー１４Ｓ１及び１４Ｓ２の組み合わせによる外圧値とＹ−方向に配置された外圧センサー１４Ｓ３及び１４Ｓ４の組み合わせによる外圧値との差分に基づいて外圧のＹ方向成分が求められる。
【００５４】
式（３）に示すように、外圧のＺ方向成分Ｆｚにおいては、４つの外圧センサー１４Ｓ１〜１４Ｓ４の外圧値を足し合わせた合力で求められる。
【００５５】
図５に示すように、検出装置１の中央部より左上寄りの位置を指で斜めに押した場合を例にとる。この場合、外圧の垂直方向の外圧は、外圧が作用した部分の中心部が最も大きくなっている（任意単位で９０〜１２０程度）。また、外圧の垂直方向の外圧は、中心部に次いでその周辺部（任意単位で６０〜９０程度）、最外周部（任意単位で３０〜６０程度）の順に小さくなっている。また、指で押されていない領域は、外圧センサー１４の出力が任意単位で０〜３０程度となっている。なお、ここでは消費電力や、外圧の計算負荷等を考慮して、検出装置１に外圧センサー１４がマトリックス状（例えば縦１５行×横１５列に計２２５個）に配置した場合について説明している。なお、ここで単位測定領域Ｓ（図４参照）を、同様に例えば縦１５行×横１５列に計２２５個並べて外圧を検出しても良い。
図５に示すように、外圧の重心と外圧を印加している領域とが異なる場合、斜め方向に力が印加されていることとなる。この状態は、斜め方向にポインターを滑らせようとしていると判断できる。
なお、ここでは任意単位で出力を扱っているが、これは比例定数を掛けて例えば外圧をパスカル（Ｐａ）等に変換しても良い。ここでは外圧センサー１４を２行２列に配置した場合、換言すれば計算方法の原理について説明している。外圧センサー１４の並びを２行２列から拡張した計算方法については、後述する。
【００５６】
上記した検出装置は、以下の効果を奏する。
【００５７】
図１を用いて説明する。感圧層２２が波型形状を備えていることから、感圧層２２に斜め方向から外圧が印加された場合、外圧の横方向成分は、波型形状により動きが規制されて感圧層２２に加えられる。加えて、基板１０も感圧層２２と倣う波型形状を備えていることから、横方向の力は電極１２の法線方向に近い角度で印加される。そのため、波型形状を備えていない場合と比べ、外圧の横方向成分に対して感度が上がる。よって、高い感度をもって外圧の方向と大きさとを測定することができる。
【００５８】
図１を用いて説明する。図１に示すように、波状形状の頂点と、電極１２とを基板１０の平面視で重ねることで、外圧が集中してかかる領域に電極１２が位置することとなる。そのため、高い感度をもって外圧の方向と大きさとを測定することができる。
【００５９】
図１を用いて説明する。複数の電極１２は、基板１０に対して互いに直交する２方向（Ｘ方向及びＹ方向）にマトリックス状に配置されている。これにより、一対の電極１２により構成される外圧センサー１４との間の距離が互いに等しくなるので、感圧層２２の変形と各外圧センサー１４で測定される外圧値との関係が互いに等しくなる。よって、各外圧センサー１４で測定された外圧値の差分を容易に演算することができる。
【００６０】
図１を用いて説明する。検出装置１は、外圧によって感圧層２２が弾性変形することにより、隣り合う２つの電極１２と感圧層２２により構成され、外圧を静電容量の変化で抽出する外圧センサー１４を備える。そして各外圧センサー１４で測定された外圧値の差分を演算し、その差分に基づいて外圧が加えられた方向と大きさを演算する演算装置（図示略）を備えている。これにより、外圧源が絶縁体の場合でも外圧を測定することが可能となり、例えばタッチペン等、絶縁性の外圧源を用いた場合においても外圧の測定ができる。
【００６１】
外圧の測定手段として容量変化に限定されることなく、電気抵抗の変動を用いることも可能である。強い電磁波が存在する環境に適用した場合、容量による抽出ではノイズによる影響を受ける場合がある。この場合、電気抵抗の変動を測定することで、当該電磁波の影響を避けられ、高い信頼性をもって外圧を抽出することができる。また、電気抵抗の変動を抽出する場合に、例えば一定の周期でパルス電圧を与え、流れるパルス電流を測定し抵抗値の抽出を行えば、さらに消費電力の増加を抑えることができる。
また、圧力の印加により、急激に電気抵抗を下げる物質を用いても良い。この場合、圧力が掛かっていない場合には殆ど電流を流さないことから、外圧が印加された場合のみに電流が流れるため、休止状態での消費電力を抑えることが可能となる。なお、このような物質としては炭素等の導電素材をゴム中に分散させ、圧力が加わった場合に各々の導電素材が電気的に繋がり、電流を流す物質を例示することができる。
【００６２】
図２を参照して説明する。感圧層２２の表面に外圧が付加されると、感圧層２２は圧縮変形する。このとき、面内の所定の方向のすべり力成分がある場合、感圧層２２の変形には偏りが生じる。即ち、感圧層２２の重心は外圧源の重心から外れる。所定方向（すべり方向）に移動する場合、外圧源の重心と、外圧センサー１４が受ける外圧の最大値を示す位置とが異なってくる。よって、演算装置により、各外圧センサー１４Ｓ１〜１４Ｓ４で測定された外圧値の差分を演算し、その差分に基づいて外圧が加えられた方向と大きさを求めることができる。
【００６３】
図１を参照して説明する。上記したように感圧層２２と基板１０と倣う波型形状を備えている。よって感圧層２２は、すべり方向に対しても、外圧源と第１面１０ａとにより挟まれるように外圧を受ける。そのため、感圧層２２は波型形状を備えない場合に比べ、大きく変形する。従って、横方向の力に対して高い感度をもって外圧の抽出が可能となり、外圧の方向と大きさを高い精度で測定することが可能な検出装置１を提供することができる。
【００６４】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態について説明する。
図６は、本発明の第２実施形態に係る検出装置の概略構成を示す分解斜視図である。図７は、図６のＡ−Ａ’線断面図である。図６において、基板１０は電極１２が位置する第１面１０ａに波状の形状を備えている。また、複数の電極１２がマトリックス状に配列されているが、図示の視認性を考慮し、当該分解斜視図においては図示を省略し、断面図である図７に記載している。そして、基板１０の第１面１０ａ側には、基板１０の第１面１０ａの形状に倣う波型形状を備える感圧層２２を備えている。ここまでの構成は、第１実施形態と同様である。
そして、感圧層２２に重ねて、感圧層２２側に位置する突起１３１を含む突起シート１３０を備えている。第１実施形態との主な差異は、検出装置１０１が突起シート１３０を備えていることである。以下、重複を避けるべく、主としてこの差異に関する部分について説明する。
【００６５】
突起シート１３０は、マトリックス状に配置された突起１３１を備えており、外圧が加えられた突起シート１３０は、突起１３１を介して感圧層２２に外圧を加える。この場合、突起１３１に外圧が集中する。そのため、感圧層２２は狭い範囲で窪んだ形状に変形する。窪んだ形状で横方向に外圧がかかった場合、この窪みにより横方向へのずれが規制される。
加えて、図７に示すように、基板１０の第１面１０ａ側に波型形状を備え、また基板１０の第１面１０ａの形状に倣う波型形状を備える感圧層２２を備えている。そのため、感圧層２２に突起１３１を介して斜め方向から外圧が印加された場合、外圧の横方向成分は、波型形状により動きが規制されて感圧層２２に加えられる。加えて、基板１０も感圧層２２と倣う波型形状を備えていることから、横方向の力は電極１２の法線方向に近い角度で印加される。そのため、波型形状を備えていない場合と比べ、外圧の横方向成分に対して感度が上がる。ここで、複数の外圧センサー１４を用いて、外圧の印加方向等を測定する方法について説明する。
第１実施形態では、外圧を分解して測定する原理を示すべく、外圧センサー１４を２行２列に配置し、外圧を分解する計算方法の原理について説明するための計算式を示したが、実際には多数の外圧センサーにより外圧を求めることとなる。ここでは、ｉ個（ｉは４以上の整数）の外圧センサー１４を用いた場合に適用できる拡張した計算式を示す。
【００６６】
複数の外圧センサーＳｉは、４個以上配置されている。ここで、各外圧センサー１４Ｓｉが測定する外圧値（測定値）をそれぞれＰｉ、基準点Ｐと各外圧センサーＳｉとの間の距離の面内方向成分をｒｉとする。また、面内方向成分のうちＸ方向成分をｒｘｉ、面内方向成分のうちＹ方向成分をｒｙｉとすると、外圧のＸ方向成分Ｆｘ（外圧の面内方向成分のうちＸ方向に作用する分力の割合）は以下の式（４）で表される。
【００６７】
【数４】
2012108021.tif 000006
【００６８】
また、外圧のＹ方向成分Ｆｙ（外圧の面内方向成分のうちＹ方向に作用する分力の割合）は以下の式（５）で表される。
【００６９】
【数５】
2012108021.tif 000007
【００７０】
また、外圧のＺ方向成分Ｆｚ（外圧の垂直方向成分）は以下の式（６）で表される。
【００７１】
【数６】
2012108021.tif 000008
【００７２】
本実施形態では、外圧によって突起１３１を介して、感圧層２２が弾性変形することにより変化するｉ個の外圧センサーＳｉの外圧値の差分を演算し、その差分に基づいて外圧が加えられた方向が演算される。
【００７３】
式（４）に示すように、外圧のＸ方向成分Ｆｘにおいては、ｉ個の外圧センサーＳｉで測定された外圧値のうちＸ方向に配置された外圧センサーＳｉで測定された値を処理して外圧のＸ方向成分が求められる。
式（５）に示すように、外圧のＹ方向成分Ｆｙにおいては、ｉ個の外圧センサーＳｉで測定された外圧値のうちＹ方向に配置された外圧センサーＳｉで測定された値を処理して外圧のＹ方向成分が求められる。
式（６）に示すように、外圧のＺ方向成分Ｆｚにおいては、ｉ個の外圧センサーＳｉで測定された外圧値を足し合わせた合力で求められる。
【００７４】
ここでは、突起シート１３０の突起１３１と、感圧層２２の波型形状を互いに関連付けることなく、相関関係なく突起１３１が感圧層２２と接触するよう形成した例について説明したが、これは、例えば感圧層２２の波型形状に合わせて突起１３１の分布を変えても良い。例えば、感圧層２２の頂点や窪み部分に突起１３１が接触するよう配置しても良い。また、突起１３１がある位置近傍で電極１２を高い密度で配置し、それ以外の部分では電極１２の密度を落としても良い。また、突起シート１３０と突起１３１とを導電性の物質を用いて形成しても良い。
【００７５】
また、本実施形態では、突起シート１３０の、突起１３１が位置する面と反対側の面の形状が、基板１０の第１面１０ａ側の波型形状と倣っている場合について説明したが、これは、第１面１０ａ側の形状と別の形状を取っても良く、特に限定はされない。
【００７６】
上記した検出装置は、第１実施形態の効果に加え、以下の効果を奏する。
【００７７】
図７を参照して説明する。外圧は突起１３１を介して感圧層２２に加えられることから、突起１３１に外圧が集中することとなる。そのため、感圧層２２は狭い範囲で窪んだ形状に変形する。窪んだ形状で横方向に外圧がかかった場合、この窪みにより横方向へのずれが規制される。そのため、この規制分横方向の外圧が強くなり、横方向の外圧を高い感度で測定することができる。
【００７８】
感圧層２２の頂点に突起１３１を配置することで、外圧を集中させた状態で測定することが可能となり、外圧感度を向上させることができる。
【００７９】
感圧層２２の窪み部分に突起１３１を配置することで、横方向の外圧成分は感圧層２２の厚み方向と近い角度で測定される。そのため、横方向の外圧感度を向上させることができる。
【００８０】
突起シート１３０に形成された突起１３１を介して感圧層２２に外圧が伝えられるため、第１面１０ａの波型形状や、感圧層２２の波型形状に合わせて突起を形成すると、外圧源の面積や形状に依存することなく印加された外圧を測定することが可能となり、外圧の方向と大きさを高い感度で測定することができる。
【００８１】
突起シート１３０の突起１３１の部分に集中して電極１２を配置することで、少ない外圧センサー１４で外圧を測定することが可能となり、空間分解能を落とすことなく電極１２の数を減らすことができる。そのため、外圧センサー１４全体での消費電力を低減するとともに、外圧の方向と大きさを高い感度で測定することができる。
【００８２】
図７を用いて説明する。突起シート１３０が波型形状を備えていることから、突起シート１３０に斜め方向から外圧が印加された場合、外圧の横方向成分は、波型形状により動きが規制されて感圧層２２に加えられる。加えて、基板１０も感圧層２２と倣う波型形状を備えていることから、横方向の力は電極１２の法線方向に近い角度で印加される。そのため、突起シート１３０が波型形状を備えていない場合と比べ、外圧の横方向成分に対して感度が上がる。よって、高い感度をもって外圧の方向と大きさとを測定することができる。
【００８３】
（第３実施形態）
以下、第３実施形態について説明する。
図８（ａ）は、本発明の第３実施形態に係る検出装置の概略構成を示す斜視図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。図８において、第１実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図８において、基板１０は電極１２が位置する第１面１０ａに波状の形状を備えている。また、複数の電極１２がマトリックス状に配列されている。そして、基板１０の第１面１０ａ側には、基板１０の第１面１０ａの形状に倣う波型形状を備える感圧層２２を備えている。ここまでの構成は、第１実施形態と同様である。
【００８４】
そして、感圧層２２に重ねて、導電層１４０が備えられている。第１実施形態との主な差異は、検出装置２０１が導電層１４０を備えていることである。以下、重複を避けるべく、主としてこの差異に関する部分について説明する。
【００８５】
なお、導電層１４０とは、電気的特性の測定に必要な抵抗値以下の抵抗値を備え、外圧が印加された場合に、感圧層２２の形状変形と合わせるように形状が変形し、かつ外圧の印加を停止した場合には元の形状に戻るものを示す。一例としては、炭素等の導電性を示す物質を、柔軟性を備えたポリオレフィン系の樹脂中に分散させたものを挙げることができる。
【００８６】
この場合においても、感圧層２２が波型形状を備えていることから、感圧層２２に斜め方向から外圧が印加された場合、外圧の横方向成分は、波型形状により動きが規制されて感圧層２２に加えられる。加えて、基板１０も感圧層２２と倣う波型形状を備えていることから、横方向の力は電極１２の法線方向に近い角度で印加される。そのため、波型形状を備えていない場合と比べ、外圧の横方向成分に対応する感度が上がる。
【００８７】
導電層１４０は、例えば接地電位が与えられている。そして、感圧層２２を介して電極１２と対向している。この場合、外圧センサー１４は、感圧層２２を挟んで電極１２と導電層１４０とにより構成される。そして、外圧が印加されることで、感圧層２２の厚さの変化に伴う容量変化を出力する。また、感圧層２２として導電性を備え、形状変化に伴い導電性が変化する物質や外圧により導電率が変わる物質を用いた場合には、外圧を抵抗変化に変えて出力することもできる。
【００８８】
また、本実施形態では、導電層１４０の、感圧層２２と接する面と反対側の面の形状が、基板１０の第１面１０ａ側の波型形状と倣っている場合について説明したが、これは、別の形状をとっても良く、特に限定はされない。
【００８９】
上記した検出装置は、第１、第２実施形態の効果に加え、以下の効果を奏する。
【００９０】
外圧センサー１４が備える感圧層２２を挟む実効距離は、一対の電極を用いた外圧センサー１４と比べ短くなる。印加される外圧が同じ場合、感圧層２２の変形量はどちらの電極配置を用いた場合でも同じになる。そのため、感圧層２２の実効距離を挟む実効距離を小さくすることで、相対的に高い比率で感圧層は変形することとなる。よって印加された外圧を、高い感度をもって測定することが可能となる。
【００９１】
外圧センサー１４は、導電層１４０に覆われている。即ち、外圧センサー１４は電気的にシールドされている。そのため、外圧源の導電性や電位に依存することなく、感圧層２２の電気的特性変化を抽出することが可能となる。
【００９２】
外圧センサー１４は電気的にシールドされている。そのため、外圧センサー１４の表面（第１面１０ａ側）側が汚染された場合でも、外圧センサー１４の動作は影響されない。即ち、汚染による影響を排除した状態で、感圧層２２の電気的特性変化を抽出することが可能となる。
【００９３】
（第４実施形態）
以下、第４実施形態について説明する。
図９は、本発明の第４実施形態に係る検出装置の概略構成を示す分解斜視図である。図１０は、図９のＡ−Ａ’線断面図である。図９、図１０において、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図１０において、基板１０は電極１２が位置する第１面１０ａに波状の形状を備えている。また、複数の電極１２がマトリックス状に配列されている。そして、基板１０の第１面１０ａ側には、基板１０の第１面１０ａの形状に倣う波型形状を備える感圧層２２を備えている。ここまでの構成は、第１実施形態と同様である。そして、感圧層２２に重ねて、導電層１４０が備え、導電層１４０に重ねて突起１３１を備える突起シート１３０と、を備えている。
第１、第２、第３実施形態との主な差異は、検出装置３０１が導電層１４０と、突起シート１３０を共に備えていることである。以下、重複を避けるべく、主としてこの差異に関する部分について説明する。
【００９４】
この場合においても、感圧層２２が波型形状を備えていることから、感圧層２２に斜め方向から外圧が印加された場合、外圧の横方向成分は、波型形状により動きが規制されて感圧層２２に加えられる。加えて、基板１０も感圧層２２と倣う波型形状を備えていることから、横方向の力は電極１２の法線方向に近い角度で印加される。そのため、波型形状を備えていない場合と比べ、外圧の横方向成分に対応する感度が上がる。
【００９５】
また突起シート１３０は、マトリックス状に配置された突起１３１を備えており、外圧が加えられた突起シート１３０は、突起１３１を介して感圧層２２に外圧を加える。この場合、突起１３１に外圧が集中する。そのため、感圧層２２は狭い範囲で窪んだ形状に変形する。窪んだ形状で横方向に外圧がかかった場合、この窪みにより横方向へのずれが規制され、規制された分だけ横方向の外圧感度が向上する。
【００９６】
導電層１４０は、例えば接地電位が与えられている。そして、感圧層２２を介して電極１２と対向している。この場合、外圧センサー１４は、感圧層２２を挟んで電極１２と導電層１４０とにより構成される。そして、外圧が印加されることで、感圧層２２の厚さの変化に伴う容量変化を出力する。また、感圧層２２として導電性を備え、形状変化に伴い導電性が変化する物質や外圧により導電率が変わる物質を用いた場合には、外圧を抵抗変化に変えて出力することもできる。
【００９７】
上記した検出装置は、第１、第２、第３実施形態の効果に加え、以下の効果を奏する。
【００９８】
図１１を用いて説明する。図１１（ａ）は、導電層１４０が無い場合の信号パス、図１１（ｂ）は導電層１４０がある場合の信号パスを示す模式断面図である。図１１（ａ）に示すように、突起シート１３０と突起１３１とを導電性の物質を用いることで、突起１３１と感圧層２２と、電極１２とを含み、感圧層２２の厚み方向に対して電気的特性の変化を測定することが可能となる。だが、この場合、図１１（ａ）に示すように各々の突起１３１と、電極１２との電気的距離（矢印で示す）が各々の電極１２に対して異なることとなる。そのため、電極１２と突起１３１との位置関係により測定値が異なってしまうが、導電層１４０を用いることで、電極１２との導電層１４０との電気的距離は等しく保たれるため、高い精度で外圧測定が可能となる。
【００９９】
図１０を用いて説明する。突起シート１３０により、単位面積当たりの外圧が大きくなり、特に横方向の感度が向上するが、反面、突起１３１と当たる部分が機械的応力に対して疲労し、弾性限界を超えて変形する虞がある。
ここで、感圧層２２が変形した場合、容量特性や電気抵抗特性に影響がでるが、感圧層２２は導電層１４０に覆われているため、変形は主に導電層１４０に発生することとなる。導電層１４０が変形しても、電気的特性には変化が出にくい（導電層１４０内での電位分布は殆ど無い）ため、高い感度と、高い信頼性を兼ね備えた検出装置３０１を提供することが可能となる。
【０１００】
（電子機器）
図１２（ａ）は、上記実施形態に係る検出装置１，１０１，２０１，３０１を適用した携帯電話機１０００の概略構成を示す模式図である。携帯電話機１０００は、複数の操作ボタン１００３及びスクロールボタン１００２、並びに表示部としての検出装置を適用した液晶パネル１００１を備えている。スクロールボタン１００２を操作することによって、液晶パネル１００１に表示される画面がスクロールされる。液晶パネル１００１にはメニューボタン（図示略）が表示される。例えば、メニューボタンを指で触れると電話帳が表示されたり、携帯電話機の電話番号が表示されたりする。
【０１０１】
図１２（ｂ）は、上記実施形態に係る検出装置１〜３を適用した携帯情報端末（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）２０００の概略構成を示す模式図である。携帯情報端末２０００は、複数の操作ボタン２００２及び電源スイッチ２００３、並びに表示部としての検出装置を適用した液晶パネル２００１を備えている。電源スイッチ２００３を操作すると、液晶パネル２００１にはメニューボタンが表示される。例えば、メニューボタン（図示略）を指で触れると住所録が表示されたり、スケジュール帳が表示されたりする。
【０１０２】
このような電子機器によれば、上述した検出装置を備えているので、外圧の方向と大きさを高い精度で測定することが可能な電子機器を提供することができる。
【０１０３】
なお、電子機器としては、この他にも、例えばパーソナルコンピューター、ビデオカメラのモニター、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、デジタルスチルカメラ、タッチパネルを備えた機器等が挙げられる。これらの電子機器に対しても、本発明に係る検出装置を適用させることができる。
【０１０４】
（ロボット）
図１３は、上記実施形態に係る検出装置１，１０１，２０１，３０１を適用したロボットとしてのロボットハンド３０００の概略構成を示す模式図である。図１３（ａ）に示すように、ロボットハンド３０００は、本体部３００３及び一対のアーム部３００２、並びに検出装置を適用した把持部３００１を備えている。例えば、リモコン等の制御装置によりアーム部３００２に駆動信号を送信すると、一対のアーム部３００２が開閉動作する。
【０１０５】
図１３（ｂ）に示すように、ロボットハンド３０００でコップ等の対象物３０１０を把持する場合を考える。このとき、対象物３０１０に作用する力は把持部３００１で外圧として測定される。ロボットハンド３０００は、把持部３００１として上述した検出装置を備えているので、対象物３０１０の表面（接触面）に垂直な方向の力と併せて重力Ｍｇですべる方向の力（すべり力の成分）を測定することが可能である。例えば、柔らかい物体を変形させたりすべりやすい物体を落としたりしないよう、対象物３０１０の質感に応じて力を加減しながら持つことができる。
【０１０６】
このロボットによれば、上述した検出装置を備えているので、外圧の方向と大きさを高い精度で測定することが可能なロボットを提供することができる。
【０１０７】
加えて、検出装置１，１０１，２０１，３０１は表面に波型の形状を備えている。そのため、この波型により摩擦力が大きくなることから、対象物３０１０をより安定した状態で持つことが可能となる。
【０１０８】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良等を加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【０１０９】
［変形例１］
図２を引用して説明する。上記した例では、感圧層２２として誘電体を用いた例について説明したが、これは外圧により比抵抗が変わる材質等を用い、静電容量に代えて電気抵抗を測定するようにしても良い。この場合、例えば一定の周期で短いパルス電圧を与え、抵抗値を測定しても良い。このようにすると、消費電力の増加を抑えて外圧を測定しうる検出装置１を得ることができる。
【０１１０】
［変形例２］
図２を引用して説明する。電気抵抗を測定して外圧を算出する場合に、外圧に対して非線形に比抵抗が変わる、導電粒子が分散されたゴム系の物質を用いることも好適である。この場合、外圧が掛かっていない場合にはほぼ絶縁体となり、外圧が掛かった場合には低抵抗となる。そのため、消費電力の増加を抑えて外圧を測定することが可能となる。さらに、この場合、抵抗値と外圧との関係をルックアップテーブル等に格納しておくことで、抵抗値からの外圧の算出を容易に行うことが可能となる。
【０１１１】
［変形例３］
図１を用いて説明する。本実施形態では、基板１０の第１面１０ａと、感圧層２２をＸＹ方向に等間隔で並んだ波型を用いた場合について説明したが、これは、Ｘ方向またはＹ方向のみに並んだ波型を用いても良い。また、同心円（形状の揺らいだ同心円を含む）状や、曲線の集合体（例えば指紋型）を用いても良い。また、お椀（ボウル）型のように凸形状を備えていても良い。第１面１０ａ形状は、その他諸々の形状を備えていても良く、外圧源の幅に対して、第１面１０ａの形状が、２倍未満の周期幅をもち、外圧センサー１４が周期幅の半分の幅に対して３つ以上配置されていれば、特に形状は限定されない。
【０１１２】
［変形例４］
図１を用いて説明する。ここでは基板１０の第１面１０ａが備える波型形状に倣う形状を感圧層２２が備える場合について説明したが、これは互いに別の波型形状を備えていても良い。この場合でも、横方向の力は第１面１０ａの波型形状の斜面に印加されるため、電極の法線方向に近い角度で印加されるので外圧の横方向成分に対して感度を上げることができる。
【０１１３】
さらに、前記実施形態により把握できる技術的思想について以下に記載する。
【０１１４】
請求項１または２にかかる検出装置であって、前記波型形状は局部的に周期性を備えてなり、前記波型形状の周期幅が、外圧の印加幅の１／４倍以上１／２倍未満であることを特徴とする。
【０１１５】
上記した適用例によれば、外圧源から与えられた外圧の大きさと方向とを、より精密に測定することが可能となる。この場合、測定データ数に冗長性を持たせられることから、雑音を抑制し、より高い感度をもって外圧を測定することが可能となる。
【０１１６】
請求項１または２にかかる検出装置であって、前記波型形状は局部的に周期性を備えてなり、前記波型形状の周期幅が、外圧の印加幅の１／４倍未満であることを特徴とする。
【０１１７】
上記した適用例によれば、外圧源から与えられた外圧の大きさと方向とを、例えば、相関関係を調べることで信号処理し、測定上のノイズを抑制することができることから、より高い感度をもって測定することが可能となる。
なお、原理的には、波型形状の周期には下限は無く、周期（波長）を小さくすることで、より高精度で測定が行えるが、加工限界や、後述する電極の形成、電極からの信号処理等により実用的に扱い得る周期の限界が生じる。そのため、下限は付帯的要因により定められることとなる。
【０１１８】
請求項２または３に記載の検出装置であって、前記電極を含む外圧センサーが、前記波型形状の断面で見た半周期内に４つ以上６つ以下の個数が配置されることを特徴とする。
【０１１９】
上記した適用例によれば、外圧源から印加された外圧の大きさと方向とを冗長性を持って測定することが可能となる。そのため、外圧の大きさと方向とをより高い感度をもって測定することが可能となる。
【０１２０】
請求項２または３に記載の検出装置であって、前記電極を含む外圧センサーが、前記波型形状の断面で見た半周期内に７つ以上の個数が配置されることを特徴とする。
【０１２１】
上記した適用例によれば、外圧源から印加された外圧の大きさと方向とを、より正確に測定することが可能となる。例えば、相関関係を調べることで測定上のノイズを抑制できるため、より高い感度をもって測定することが可能となる。
なお、原理的には電極数の上限は無く、電極数を増やすことで、より高感度で測定が行えるが、加工限界や、電極の形成、電極からの信号処理等により実用的に扱い得る電極密度の限界が生じる。そのため、上限は付帯的要因により定められることとなる。
【符号の説明】
【０１２２】
１…検出装置、１０…基板、１０ａ…第１面、１２…電極、１４…外圧センサー、１４Ａ…外圧センサー、１４Ｂ…外圧センサー、１４Ｃ…外圧センサー、１４Ｓ１…外圧センサー、１４Ｓ２…外圧センサー、１４Ｓ３…外圧センサー、１４Ｓ４…外圧センサー、１４Ｓｉ…外圧センサー、２０…外圧源、２２…感圧層、１０１…検出装置、１３０…突起シート、１３１…突起、１４０…導電層、２０１…検出装置、３０１…検出装置、１０００…携帯電話機、１００１…液晶パネル、１００２…スクロールボタン、１００３…操作ボタン、２０００…携帯情報端末、２００１…液晶パネル、２００２…操作ボタン、２００３…電源スイッチ、３０００…ロボットハンド、３００１…把持部、３００２…アーム部、３００３…本体部、３０１０…対象物。
【図１】
2012108021.tif 000009
【図２】
2012108021.tif 000010
【図３】
2012108021.tif 000011
【図４】
2012108021.tif 000012
【図５】
2012108021.tif 000013
【図６】
2012108021.tif 000014
【図７】
2012108021.tif 000015
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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