"基板と、前記基板上に設けられ、前記基板の表面に対して直交する方向に平面波として伝搬する超音波を発信する超音波トランスデューサーと、前記超音波トランスデューサーと接して配置され、前記超音波トランスデューサーから発信された超音波を屈折させる音響屈折部と、前記音響屈折部に接して設けられる弾性変形可能な弾性膜と、前記弾性膜の内部に設けられ、超音波を反射可能な超音波反射体と、を備え、前記音響屈折部は、前記超音波トランスデューサーから発信された超音波を前記超音波反射体に向かって屈折させることを特徴とする超音波センサー。請求項1に記載の超音波センサーにおいて、前記超音波反射体は、球体であることを特徴とする超音波センサー。請求項1に記載の超音波センサーにおいて、前記超音波反射体は、複数の反射面を有する多面体であることを特徴とする超音波センサー。請求項1から請求項3のいずれかに記載の超音波センサーにおいて、前記音響屈折部は、前記超音波トランスデューサーから発信される超音波の進行上に、前記基板の表面に対して傾斜する傾斜平面を備え、前記傾斜平面は、前記傾斜平面の法線方向と、前記超音波トランスデューサーから発信される超音波の発信方向との成す角度をθ1、前記傾斜平面の法線方向と、当該傾斜平面から超音波反射体に向かう方向との成す角度をθ2、前記音響屈折部内の音速をC1、前記弾性膜内の音速をC2とした場合、sinθ1/C1=sinθ2/C2の関係を満たす傾斜角度に形成されたことを特徴とする超音波センサー。請求項1から請求項3のいずれかに記載の超音波センサーにおいて、前記音響屈折部は、前記超音波トランスデューサーから発信される超音波の進行上に、凹曲面を備え、前記凹曲面は、前記超音波を前記超音波反射体に向かって収束させる曲率に形成されたことを特徴とする超音波センサー。請求項1から請求項3のいずれかに記載の超音波センサーにおいて、前記音響屈折部は、前記超音波トランスデューサーから発信される超音波の進行上に、凸曲面を備えたことを特徴とする超音波センサー。請求項1から請求項6のいずれかに記載の超音波センサーにおいて、前記基板上には、前記弾性膜、前記超音波反射体、前記超音波トランスデューサー、および前記音響屈折部により構成されたセンサー本体が複数アレイ状に配置されたことを特徴とする超音波センサー。請求項7に記載の超音波センサーにおいて、前記基板上の隣り合う前記センサー本体の間には、空気中に超音波を発信するとともに、前記接触物にて反射された超音波を受信する近接検出用超音波素子が設けられたことを特徴とする超音波センサー。請求項1から請求項8のいずれかに記載の超音波センサーと、前記超音波センサーの前記超音波トランスデューサーの超音波の発信および受信を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする触覚センサー。請求項9に記載の触覚センサーにおいて、前記制御部は、前記超音波トランスデューサーから超音波を発信させる超音波発信制御部と、前記超音波トランスデューサーの超音波の発信タイミングから、前記超音波反射体により反射された超音波が前記超音波トランスデューサーにより受信される受信タイミングまでの時間を計測する時間計測部と、前記時間計測部により計測された時間に基づいて、前記超音波反射体の移動量および移動方向を算出する移動量算出部と、を備えたことを特徴とする触覚センサー。請求項10に記載の触覚センサーにおいて、前記制御部は、前記移動量算出部により算出された前記超音波反射体の移動量および移動方向と、前記弾性膜のヤング率とに基づいて、前記弾性膜に作用する応力を算出する応力算出部を備えることを特徴とする触覚センサー。請求項11に記載の触覚センサーにおいて、前記超音波センサーは、前記基板上に、前記弾性膜、前記超音波反射体、前記超音波トランスデューサー、および前記音響屈折部により構成されたセンサー本体を複数備えるとともに、これらの複数のセンサー本体がアレイ状に配置されて構成され、当該触覚センサーは、前記弾性膜に作用する応力に対する、前記弾性膜に接触した接触物の状態が記録された相関データを記憶する記憶部と、前記応力算出部により算出された前記応力と、前記相関データに基づいて、前記接触物の状態を判別する接触物判別部と、を備えたことを特徴とする触覚センサー。請求項9から請求項12のいずれかに記載の触覚センサーを備え、対象物を把持する把持装置であって、前記対象物を把持するとともに、前記対象物に接触する接触面に前記触覚センサーが設けられる少なくとも一対の把持アームと、前記触覚センサーから出力される信号に基づいて、前記対象物のすべり状態を検出する把持検出手段と、前記すべり状態に基づいて、前記把持アームの駆動を制御する駆動制御手段と、を備えることを特徴とする把持装置。ところで、上記特許文献1に記載のような触覚センサーでは、センサー基板に対して起立させる構造体と、センサー基板に対して平行に保持する構造体とが分離され、起立した構造体により剪断力が検出され、基板に対して平行な構造体により正圧力が検出される。このような剪断力検出用の構造体は、正圧力検出用の構造体を磁力により曲げる必要があり、複雑な立体構造を有しているため、生産性が悪く、生産コストも増大するという問題がある。本発明は、上記のような問題に鑑みて、簡単な構成で、接触物の接触検出が可能な超音波センサー、触覚センサー、および把持装置を提供することを目的とする。本発明の超音波センサーは、基板と、前記基板上に設けられ、前記基板の表面に対して直交する方向に平面波として伝搬する超音波を発信する超音波トランスデューサーと、前記超音波トランスデューサーと接して配置され、前記超音波トランスデューサーから発信された超音波を屈折させる音響屈折部と、前記音響屈折部に接して設けられる弾性変形可能な弾性膜と、前記弾性膜の内部に設けられ、超音波を反射可能な超音波反射体と、を備え、前記音響屈折部は、前記超音波トランスデューサーから発信された超音波を前記超音波反射体に向かって屈折させることを特徴とする。ここで、本発明の超音波トランスデューサーとは、例えば、基板の表面に対して直交する平面視で、矩形状に形成された超音波素子により、平面波として伝搬される超音波が発信されるものであってもよい。また、複数の超音波素子をアレイ状に配設した超音波アレイであり、これらの超音波素子から発信される超音波の合成波により平面波として伝搬される超音波が発信されるものであってもよい。この発明では、超音波トランスデューサー上に音響屈折部が設けられている。したがって、超音波トランスデューサーから超音波が発信されると、音響屈折部により超音波の進行方向を超音波反射体に向かう方向に変更される。これにより、超音波が超音波反射体で反射される。そして、反射超音波は、再び音響局屈折部に入射することで超音波トランスデューサーに向かう方向に進行方向が変更される。これにより、反射超音波が超音波トランスデューサーにて受信される。このような構造では、超音波トランスデューサーから超音波が発信される超音波発信タイミングから、当該超音波トランスデューサーで超音波を受信する超音波受信タイミングまでの時間TOFデータを計測することで、超音波トランスデューサーから超音波反射体までの距離を検出することができる。また、弾性膜に接触物が接触して弾性膜が弾性変形すると、超音波反射体は、弾性膜の変形に応じた位置に移動される。また、音響屈折部により超音波が屈折される方向は一定方向となるため、TOFデータに基づいて超音波の移動距離が算出できれば、超音波反射体の移動後の位置座標をもとめることができ、超音波反射体の移動量および移動方向、すなわち、弾性膜の歪み量と歪み方向を算出することが可能となる。また、このような弾性膜の歪み量および歪み方向から、弾性膜に作用する剪断力や正圧力をも算出することが可能となる。このような構成では、超音波トランスデューサーが配設された基板上に音響屈折部、弾性膜を形成し、弾性膜中に超音波反射体を埋設させる積層構成で超音波センサーを構成できるため、例えば、従来のように構造体を磁力により折り曲げて基板上に立体的な構造体を形成するような構成に比べて、構成を簡略化でき、生産性も良好となり、生産コストも低減させることができる。本発明の超音波センサーでは、前記超音波反射体は、球体であることが好ましい。この発明では、超音波反射体が球体であるため、ビーム状の超音波のビーム径内に超音波反射体が存在すれば、球面上の1点で必ず超音波を元の超音波トランスデューサーに反射させることができ、確実に超音波トランスデューサーにて反射超音波を受信させることができる。また、弾性膜の歪みにより超音波反射体が回転等した場合でも、影響を受けることがなく、良好に超音波を反射させることができる。また、球面の超音波反射体は、複数の反射面を有する多面体に比べて形成しやすく、製造コストも低減させることができる。本発明の超音波センサーでは、前記超音波反射体は、複数の反射面を有する多面体であってもよい。この発明では、超音波反射体が複数の反射面を有する多面体であってもよい。この場合、いずれかの反射面が超音波の進行方向に対して直交するように配置されていればよい。このような構成では、超音波の進行方向に対して直交する反射面の全面により、超音波を反射させることができるため、反射超音波を強めることができ、信号の検出精度を向上させることができる。本発明の超音波センサーでは、前記音響屈折部は、前記超音波トランスデューサーから発信される超音波の進行上に、前記基板の表面に対して傾斜する傾斜平面を備え、前記傾斜平面は、前記傾斜平面の法線方向と、前記超音波トランスデューサーから発信される超音波の発信方向との成す角度をθ1、前記傾斜平面の法線方向と、当該傾斜平面から超音波反射体に向かう方向との成す角度をθ2、前記音響屈折部内の音速をC1、前記弾性膜内の音速をC2とした場合、下記式1の関係を満たす傾斜角度に形成されたことが好ましい。数1この発明では、音響屈折部は、超音波の進行経路上に傾斜平面を備え、この傾斜平面で超音波の進行方向を屈折させる。ここで、超音波が音響屈折部から弾性膜に超音波が伝搬する際、スネルの法則に従って、超音波の屈折角が決定され、これは、音響屈折部内の音速、弾性膜内の音速、および音響屈折から傾斜平面に入射する超音波の入射角により決定され、上記式1の関係を満たす。したがって、上記式1を満たす傾斜平面を有する音響屈折部を設けることで、超音波トランスデューサーから発信された超音波を超音波反射体に向かって精度よく導くことができ、超音波反射体により反射された超音波を超音波トランスデューサーに向かって精度よく導くことができる。本発明の超音波センサーでは、前記音響屈折部は、前記超音波トランスデューサーから発信される超音波の進行上に、凹曲面を備え、前記凹曲面は、前記超音波を前記超音波反射体に向かって収束させる曲率に形成されたことが好ましい。この発明では、音響屈折部が凹曲面を有しているため、超音波は凹曲面から一点に収束するように屈折する。ここで、凹曲面の曲率としては、例えば超音波反射体と凹曲面との距離とにより、最適な値に設定されていればよい。また、超音波の収束点としては、例えば超音波反射体の中心点であってもよく、弾性膜に歪みがない初期状態において、超音波反射体の表面上の一点であってもよい。このように、超音波を超音波反射体に向かって収束させる場合、超音波トランスデューサーに向かって反射される超音波成分が多くなり、より高い検出精度で超音波反射体の位置を検出することができる。本発明の超音波センサーでは、前記音響屈折部は、前記超音波トランスデューサーから発信される超音波の進行上に、凸曲面を備えたことが好ましい。この発明では、音響屈折部が凸曲面を有しているため、超音波は凸曲面から拡散するように屈折する。このような構成では、弾性膜の歪み量が大きく、超音波反射体の移動量が大きい場合でも、拡散された超音波により超音波反射体の位置を検出することができる。本発明の超音波センサーでは、前記基板上には、前記弾性膜、前記超音波反射体、前記超音波トランスデューサー、および前記音響屈折部により構成されたセンサー本体が複数アレイ状に配置されたことが好ましい。この発明では、1つのセンサー本体により、そのセンサー本体内の弾性膜に接触物が接触した際の弾性膜の歪み量や応力を測定することができ、このようなセンサー本体をアレイ状に配置することで、例えば一定面積を有する接触面のどの位置に接触物が接触しても、いずれかのセンサー本体により応力を検出することができる。このため、例えばロボット等により物体を把持させる際に、物体の把持位置の検出や把持力の検出を適切に制御することができる。本発明の超音波センサーでは、前記基板上の隣り合う前記センサー本体の間には、空気中に超音波を発信するとともに、前記接触物にて反射された超音波を受信する近接検出用超音波素子が設けられたことが好ましい。この発明では、超音波センサーには、近接検出用超音波素子が設けられ、超音波センサーに近接する接触物までの距離を検出することができる。このような構成では、例えば、近接検出用超音波素子にて検出された超音波センサーと接触物との距離が、予め設定された規定値となった状態で、各超音波素子から超音波を出力させるなどの制御も可能となり、省エネルギー化を図ることも可能となる。本発明の触覚センサーは、上述のような超音波センサーと、前記超音波センサーの各超音波素子の超音波の発信および受信を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。この発明では、触覚センサーは、上述のような超音波センサーを備えている。したがって、制御部により、超音波センサーの超音波の送受信を制御することで、上述のように、簡単な構成で、弾性膜に接触物が接触した際の剪断力や押圧力といった応力を検出することができる。本発明の触覚センサーでは、前記制御部は、前記超音波トランスデューサーから超音波を発信させる超音波発信制御部と、前記超音波トランスデューサーの超音波の発信タイミングから、前記超音波反射体により反射された超音波が前記超音波トランスデューサーにより受信される受信タイミングまでの時間を計測する時間計測部と、前記時間計測部により計測された時間に基づいて、前記超音波反射体の移動量および移動方向を算出する移動量算出部と、を備えたことが好ましい。この発明では、超音波発信制御部により各超音波素子の超音波発信タイミングが制御され、時間計測部により、超音波発信タイミングから超音波受信タイミングまでの時間を計測し、移動量算出部により、計測された時間に基づいて、超音波反射体の移動量を算出する。このため、各超音波トランスデューサーに対して超音波発信タイミングから超音波受信タイミングまでの時間を計測することで、超音波反射体の位置座標を算出することができ、超音波反射体の移動量および移動方向を容易に算出することができる。本発明の触覚センサーでは、前記制御部は、前記移動量算出部により算出された前記超音波反射体の移動量および移動方向と、前記弾性膜のヤング率とに基づいて、前記弾性膜に作用する応力を算出する応力算出部を備えることが好ましい。この発明では、応力算出部は、弾性膜のヤング率と、移動量算出部により算出された超音波反射体の移動量とを乗算することで、弾性膜に作用する応力を算出する。つまり、移動量算出部により算出される超音波反射体のZ軸方向への移動量と弾性膜のヤング率とに基づいて、正圧力を算出することができ、超音波反射体のXY平面方向での移動量と弾性膜のヤング率とに基づいて、剪断力を算出することができる。本発明の触覚センサーでは、前記超音波センサーは、前記基板上に、前記弾性膜、前記超音波反射体、および前記超音波反射体の複数の前記素子対向面に対向する複数の前記超音波素子が配置されて構成されたセンサー本体を複数備えるとともに、これらの複数のセンサー本体がアレイ状に配置されて構成され、当該触覚センサーは、前記弾性膜に作用する応力に対する、前記弾性膜に接触した接触物の状態が記録された相関データを記憶する記憶部と、前記応力算出部により算出された前記応力と、前記相関データに基づいて、前記接触物の状態を判別する接触物判別部と、を備えることが好ましい。ここで、記憶部に記憶される、前記弾性膜に作用する応力に対する、前記弾性膜に接触した接触物の状態が記録された相関データとは、例えば、弾性膜に作用する応力に対する接触物の接触面の粗さが記録されたデータであってもよく、弾性膜に作用する応力に対する接触物の材質の種別が記録されたデータであってもよい。また、例えば接触物が弾性体である場合、弾性膜に作用する応力に対する弾性体の柔らかさが記録されるものであってもよい。この発明では、接触物判別部は、記憶部から上記のような相関データを読み出し、この相関データから、応力算出部で算出された応力に対する接触物の状態を判別する。このような構成では、例えば、相関データとして、応力に対する接触物の接触面の粗さデータが記録されている場合、弾性膜に接触した接触物の粗さを求めることができ、粗さからさらに接触物の接触面の素材を求めることもできる。また、相関データとして、応力に対する接触物の接触面の素材が記録されている場合では、算出された応力から、直接接触物の接触面における素材を検出することもできる。さらには、相関データとして、例えば、応力に対する接触物の柔らかさデータが記録されている場合、例えばパン生地の捏ね状態などを、触覚センサーで判別して最適な捏ね状態であるか否かを判断することもできる。本発明の把持装置は、上述したような触覚センサーを備え、対象物を把持する把持装置であって、前記対象物を把持するとともに、前記対象物に接触する接触面に前記触覚センサーが設けられる少なくとも一対の把持アームと、前記触覚センサーから出力される信号に基づいて、前記対象物のすべり状態を検出する把持検出手段と、前記すべり状態に基づいて、前記把持アームの駆動を制御する駆動制御手段と、を備えることを特徴とする。この発明では、上記したように、触覚センサーにより、把持の対象物を把持した際の剪断力を計測することで、対象物が把持アームから滑り落ちている状態であるか、把持されている状態であるかを計測することが可能となる。すなわち、対象物を把持する動作において、対象物を十分に把持できていない状態では、動摩擦力に応じた剪断力が働き、把持力を強めるほど、この剪断力も大きくなる。一方、把持力を強め、静摩擦力に応じた剪断力が検出される状態では、対象物の把持が完了した状態であり、把持力を強めた場合でも静摩擦力は一定であるため、剪断力も変化しない。したがって、例えば、対象物の把持力を徐々に増加させ、剪断力が変化しなくなった時点を検出することで、対象物を破損させることなく、最低限の把持力のみで対象物を把持することができる。また、上述したように、把持装置を構成する触覚センサーは、基板上に、超音波トランスデューサー、音響屈折体、超音波反射体が埋設された弾性膜を積層させただけの簡単な構成を有するものであり、容易に製造可能であるため、このような触覚センサーを用いた把持装置においても、同様に簡単な構成とすることができ、製造も容易となる。[第一実施形態]以下、本発明に係る第一実施形態の触覚センサーについて、図面に基づいて説明する。1.触覚センサーの構成図1は、第一実施形態の触覚センサー1のセンサー本体10超音波センサーの概略構成を示す平面図であり、図2は、センサー本体10のXZ平面断面の概略構成を示す断面図であり、図3は、センサー本体10のYZ平面断面の概略構成を示す断面図である。触覚センサー1は、センサー本体10と、後述する制御部30図6参照と、を備えて構成されている。センサー本体10は、図1に示すように、基板11上、支持膜14、超音波アレイ12本発明の超音波トランスデューサーを構成、音響レンズ15本発明の音響屈折部を構成、および弾性膜16を積層することで構成されており、弾性膜16の内部には、超音波反射体17が埋設されている。この触覚センサー1は、弾性膜16に接触物が接触した際に加わる正圧力および剪断力を検出するセンサーである。なお、第一実施形態では、超音波センサーとして、センサー本体10が1つ設けられた例を示すが、これに限定されず、超音波センサーとして、これらのセンサー本体10が複数設けられる構成としてもよい。また、複数のセンサー本体10がアレイ状に配設された構成を有する超音波センサーについては、後述の第五実施形態において説明する。1-1.基板の構成基板11は、例えばSiにより形成され、厚み寸法が例えば200μmに形成されている。この基板11には、図1~図3に示すように、1つの超音波反射体17に対して、5つの開口部111が形成されている。具体的には、図1に示すように、基板11を厚み方向から見た平面視センサー平面視において、超音波反射体の設置位置を原点とし、図1の左右方向にX軸方向、上下方向にY軸方向を設定した場合、開口部111は、座標位置a,0、-a,0、0,a、0,-a、0,0にそれぞれ設けられている。なお、この開口部111は、基板11の厚み方向から当該基板11を見る平面視センサー平面視において、円形状に形成されているが、例えば矩形上などに形成されていてもよい。また、基板11厚み方向を貫通する開口部111を例示したが、例えば、基板11の弾性膜16側の面図2、図3における上側にエッチング等により凹状溝を形成して開口部111とする構成としてもよい。さらには、基板11上に支持膜14を形成する構成を例示したが、基板11の弾性膜16とは反対側の面図2、図3の下側からエッチング等により凹状溝を形成し、溝底部を支持膜14とし溝内部を開口部111とする構成としてもよい。1-2.超音波アレイの構成超音波アレイ1212A,12B,12C,12D,12Eは、センサー平面視において、開口部111の内側領域に配置されている。ここで、座標a,0には、第一超音波アレイ12Aが配置され、座標-a,0には、第二超音波アレイ12Bが配置され、座標0,aには、第三超音波アレイ12Cが配置され、座標0,-aには、第四超音波アレイ12Dが配置され、座標0,0には、第五超音波アレイ12Eが配置されている。これらの超音波アレイ12は、開口部111、開口部111を閉塞する支持膜14メンブレン141、およびメンブレン141上に形成される圧電体21により構成された超音波素子20が、例えばXY方向に均等間隔で配置されるアレイ構造に配列されることで構成されている。1つの超音波アレイ12に配置される超音波素子20としては、基板11のサイズ、超音波反射体17のサイズ、発信する超音波の信号強度等により適宜設定されるが、例えばXY方向に4行4列の超音波素子20が配置される。支持膜14は、図示は省略するが、基板11上に例えば厚み寸法が3μmに成膜されるSiO2層と、このSiO2層上に積層される厚み寸法が例えば400nmのZrO2層との2層構造により形成されている。ここで、ZrO2層は、後述する超音波アレイ12の焼成形成時に、後述する圧電膜22の剥離を防止するために形成される層である。すなわち、圧電膜22が例えばPZTにより形成される場合、焼成時にZrO2層が形成されていないと、圧電膜22に含まれるPbがSiO2層に拡散して、SiO2層の融点が下がり、SiO2層の表面に気泡が生じ、この気泡によりPZTが剥離してしまう。また、ZrO2層がない場合、圧電膜22の歪みに対する撓み効率が低下するなどの問題もある。これに対して、ZrO2層がSiO2層上に形成される場合、圧電膜22の剥離、撓み効率の低下などの不都合を回避することが可能となる。また、以降の説明において、図1に示すようなセンサー平面視において、支持膜14のうち、開口部111を閉塞する領域をメンブレン141と称す。圧電体21は、圧電膜22と、圧電膜22の下面に設けられる下部電極23と、圧電膜22の上面に設けられる上部電極24とにより構成されている。圧電膜22は、21は、例えばPZTジルコン酸チタン酸鉛:leadzirconatetitanateを厚み寸法が例えば500nmとなる膜状に成膜することで形成される。なお、本実施形態では、圧電膜22としてPZTを用いるが、膜の応力変化により電荷を発生することが可能な素材であれば、いかなる素材を用いてもよく、例えばチタン酸鉛PbTiO3、ジルコン酸鉛PbZrO3、チタン酸鉛ランタンPb、LaTiO3、窒化アルミAlN、酸化亜鉛、ポリフッ化ビニリデンなどを用いてもよい。下部電極23および上部電極24は、圧電膜22の膜厚み方向を挟んで形成される電極であり、下部電極23は、圧電膜22のメンブレン141に対向する面に形成され、上部電極24は、下部電極23が形成される面とは反対側の面に形成されている。下部電極23は、厚み寸法が例えば200nmに形成される膜状の電極であり、メンブレン141内に形成される。また、上部電極24は、厚み寸法が例えば50nmに形成される膜状の電極である。この上部電極24は、圧電膜22の上面を覆って形成される。また、支持膜14上には、下部電極23の外周部から延出する下部電極線図示略、および上部電極24の外周部から延出する上部電極図示略が、それぞれ形成されている。これらの電極線は、例えば基板11の外周部に設けられる図示しない端子パッドまで引き出され、端子パッドから後述する制御部30に接続される。そして、このような超音波アレイ12の各超音波素子20は、制御部30から入力される信号交流電圧により振動し、超音波アレイ12A~12Dを覆って設けられた音響レンズ15本発明の音響屈折部を構成する中、または第五超音波アレイ12E上の弾性膜16中に超音波を発信する。具体的には、制御部30から下部電極23および上部電極24間に交流電圧が印可されると、圧電膜22が印可電圧に応じて伸縮する。これにより、支持膜14が振動して超音波が音響レンズ15側に発信される。ここで、複数の超音波素子20から同時に超音波が発信されると、これらの超音波は互いに強め合い、基板11に対して直交する方向に平面波として伝搬する超音波がビーム状に発信される。この時、センサー平面視における超音波アレイ12の径が、ビーム状の超音波のビーム径となる。また、超音波アレイ12は、音響レンズ15または弾性膜16から戻ってきた超音波を受信し、受信信号を制御部30に出力する。具体的には、電極23,24間に電圧が印可されていない状態で、音響レンズ15から超音波が入力され、支持膜14が振動すると、圧電膜22が支持膜14の振動により伸縮する。この伸縮量に応じて圧電膜22の下部電極23側および上部電極24側で電位差が発生し、下部電極23および上部電極24に圧電膜22からの電流が流れて電気信号受信信号が出力される。1-3.音響レンズの構成音響レンズ15は、基板11上で、超音波アレイ12A~12Dを覆って形成されている。なお、本実施形態では、センサー平面視において、超音波反射体17と重なる位置に設けられる第五超音波アレイ12E上には、音響レンズ15が配置されない構成を例示するが、例えば、第五超音波アレイ12E上にも、平板上の音響レンズ15が設けられていてもよい。この音響レンズ15は、超音波アレイ12A~12Dから発信された超音波を、超音波反射体17に向かって屈折させる。つまり、この音響レンズ15は、各超音波アレイ12A~12Dの直上領域ビーム状の超音波の発信方向に、超音波反射体17と対向するように傾斜する傾斜平面151~154を備えており、この傾斜平面151~154により、超音波アレイ12A~12Dから発信された超音波の進行方向を屈折させて変更させる。このような音響レンズ15としては、弾性膜16と音響インピーダンスが異なる素材により形成されていればよく、より具体的には、弾性膜16中を進行する超音波の伝搬速度弾性膜16中の音速よりも、音響レンズ15中を進行する超音波の伝搬速度音響レンズ15中の音速が速くなるように、音響レンズ15および弾性膜16が選択される。このような弾性膜16としては、例えば天然ゴム超音波の伝搬速度:1500m/s、シリコーンゴム超音波の伝搬速度:1000m/s、PDMSPolydimethylsiloxane、超音波の伝搬速度:900~1000m/sなどを用いることができ、音響レンズ15としては、例えばシリコン超音波の伝搬速度:8400m/s、石英超音波の伝搬速度:5900m/s、ガラス超音波の伝搬速度:4000~5300m/s、ナイロン超音波の伝搬速度:2600m/s、ポリスチレン超音波の伝搬速度:2350m/s、ポリエチレン超音波の伝搬速度:1900m/sなどを用いることができる。そして、この音響レンズ15は、図2に示すように、第一超音波アレイ12Aに対向して、Y軸に平行で、かつX軸に対して角度θ10<θ1<90で傾斜する第一傾斜平面151、第二超音波アレイ12Bに対向して、Y軸に平行で、かつX軸に対して角度θ1で傾斜する第二傾斜平面152を備えている。また、Y軸方向に対しても同様に、音響レンズ15は、図3に示すように、第三超音波アレイ12Cに対向して、X軸に平行で、かつY軸に対して角度θ1で傾斜する第三傾斜平面153、第四超音波アレイ12Dに対向して、X軸に平行で、かつY軸に対して角度θ1で傾斜する第四傾斜平面154を備えている。図4は、音響レンズ15の傾斜平面151,152の境界で発生する超音波の屈折、および超音波反射体17により反射された超音波の経路を示す図である。なお、図4に示す超音波反射体17において、二点鎖線は、弾性膜16に歪みがない状態の初期位置を示し、実線は、弾性膜16に歪みが生じて移動した際の移動位置を示す。上述のように、X軸またはY軸に対して角度θ1で傾斜する傾斜平面151~154に対して、超音波アレイ12から基板11に対して直交する方向に超音波が発信されると、その超音波は、図4に示すように、傾斜平面151~154と弾性膜16との境界で屈折する。この時、超音波は、音響レンズ15中の音速をC1、弾性膜16中の音速をC2とすると、スネルの法則に基づいて、上記した式1に示すように、傾斜平面151~154の法線方向に対して、θ2の角度で屈折される。したがって、傾斜平面151~154の法線方向に対してθ2の角度の方向に超音波反射体17が存在すれば、超音波アレイ12から発信された超音波が超音波反射体17に到達して反射されることになる。1-4.弾性膜および超音波反射体の構成弾性膜16は、上述のような支持膜14、超音波アレイ12を覆って形成される膜であり、第五超音波アレイ12Eの保護膜としても機能する。この弾性膜16としては、本実施形態では、例えばPDMSPolyDiMethylSiloxaneを用いるが、これに限定されず、上述したように、音響レンズ15よりも、媒体中を伝搬する超音波の速度が小さい弾性を有する合成樹脂であればよい。また、弾性膜16の厚み寸法基板11の表面から弾性膜16の表面までの寸法としては、特に限定されないが、例えば300μmに形成されている。また、弾性膜16の表面には、図2および図3に示すように、接触層161が形成されている。この接触層161は、接触物が接触して剪断方向に変位した際、その剪断力を弾性膜16に伝達させて歪ませるために、常に一定の摩擦係数を保つ必要があり、交換可能なフィルム材などにより形成されることが好ましい。また、超音波アレイ12から発信された超音波が接触層161により反射されると、弾性膜16の内部で超音波が乱反射してしまい、各超音波アレイ12での測定精度が低下してしまうおそれがある。このため、接触層161は、超音波を吸収または表面で散乱させる形状に形成されることが好ましい。このような接触層161としては、例えば、フェルトや不織布、内部にシリカなどを混合させて多孔質にしたポリマーを接着したPETフィルムなどを例示することができる。そして、座標0,0の位置には、弾性膜16の内部に超音波反射体17が埋設されている。この超音波反射体17は、弾性膜16と異なる音響インピーダンスを有している。したがって、弾性膜16を進む超音波は超音波反射体17の表面で反射される。この超音波反射体17は、図1~図3に示すように、球体形状に形成されている。このような超音波反射体17では、超音波反射体17の中心点が超音波ビームのビーム径内に存在すれば、超音波反射体17の球面のいずれか一点の法線方向が、超音波ビームの進行方向と同一方向となり、その超音波を元の経路上に反射させることが可能となる。1-5.制御部の構成図6は、触覚センサー1の概略構成を示すブロック図である。制御部30は、図6に示すように、素子切替回路31と、送受信切替回路32と、送受信切替制御部33と、超音波信号発信回路34と、時間計測部35と、記憶部36と、演算処理部37と、を備えている。なお、素子切替回路31、送受信切替回路32、送受信切替制御部33、および超音波信号発信回路34により本発明の超音波発信制御部が構成される。素子切替回路31は、センサー本体10の5つの超音波アレイ12のうち、駆動させる超音波アレイ12を切り替えるスイッチング回路である。本実施形態の触覚センサー1では、1つの超音波アレイ12から超音波の送受信が実施されている間、他の超音波アレイ12への駆動信号の出力、および他の超音波アレイ12からの受信信号の受信は実施しない。これにより、駆動対象となった超音波アレイ12では、他の超音波アレイ12から発信された超音波を受信してしまい、ノイズが検出される不都合や、駆動対象以外の超音波アレイ12から受信信号が検出されてしまう不都合を回避できる。この素子切替回路31は、例えば、各超音波アレイ12の下部電極線および上部電極線に接続される端子群を備え、送受信切替制御部33から入力される指令信号に基づいて、指令信号に対応する超音波アレイ12に対応した端子群と、送受信切替回路32とを接続する。また、駆動させない超音波アレイ12に対応した端子群は、例えば、下部電極線および上部電極線の双方をGNDに接続するなどすることで、駆動させない構成としてもよい。送受信切替回路32は、送受信切替制御部33から入力されるモード切替信号に基づいて、接続状態を切り替えるスイッチング回路である。具体的には、送受信切替制御部33から超音波発信モードに切り替える旨の制御信号が入力された場合、送受信切替回路32は、超音波信号発信回路34から入力された駆動信号を、センサー本体10の超音波アレイ12A~12Eに出力可能なスイッチング状態に切り替わる。一方、送受信切替回路32は、送受信切替制御部33から超音波受信モードに切り替える旨の制御信号が入力された場合、センサー本体10の超音波アレイ12A~12Eから入力される受信信号を時間計測部35に出力可能なスイッチング状態に切り替わる。送受信切替制御部33は、各超音波アレイ12から超音波を発信させる超音波発信モードと、超音波アレイ12にて超音波を受信させる超音波受信モードと、を切り替える。具体的には、送受信切替制御部33は、例えば触覚センサー1の電源がON状態に切り替わると、まず、超音波発信モードに切り替える処理を実施する。この処理では、送受信切替制御部33は、送受信切替回路32に超音波発信モードに切り替える旨の制御信号を出力し、超音波信号発信回路34から駆動信号を出力させる旨の制御信号を出力する。また、送受信切替制御部33は、図示しない計時部タイマーにより計測される時間を監視し、超音波発信モードから所定の発信時間経過後に、超音波受信モードに切り替える処理を実施する。ここで発信時間は、超音波アレイ12から例えば1~2周波数のバースト波が発信される時間程度に設定されていればよい。超音波受信モードでは、送受信切替制御部33は、送受信切替回路32に超音波受信モードに切り替える旨の制御信号を出力して、送受信切替回路32を、超音波アレイ12から入力される受信信号を時間計測部35に入力可能な接続状態にスイッチングさせる。超音波信号発信回路34は、発信モードにおいて、送受信切替制御部33から駆動信号を出力させる旨の制御信号が入力されると、超音波アレイ12を駆動させるための駆動信号駆動パルスを送受信切替回路32に出力する。時間計測部35は、計時部にて計測される時間を監視し、超音波が受信されまでの時間を計測する。具体的には、時間計測部35は、送受信切替制御部33が超音波発信モードに切り替える処理を実施した超音波発信タイミング、すなわち超音波アレイ12から超音波が発信されてからの時間をカウントする。なお、送受信切替制御部33は、超音波発信タイミングで、計時部でカウントされる時間をリセットする。そして、送受信切替制御部33が超音波受信モードに切り替える処理を実施し、超音波アレイ12で受信された反射超音波に応じた受信信号が送受信切替回路32から時間計測部35に入力されると、時間計測部35は、その入力されたタイミングでの時間TOFデータ:TimeOfFlightデータを取得する。また、取得したTOFデータは、演算処理部37に入力される。記憶部36は、演算処理部37の各種処理を実施するための各種プログラムや各種データなどを記憶する。具体的には、記憶部36には、弾性膜16のヤング率、弾性膜16における超音波の音速、演算処理部37により実施される各種プログラムなどが予め記憶される。また、演算処理部37で算出された各種データが記憶される構成などとしてもよい。さらに、記憶部36には、音響レンズ15の傾斜平面151~154の基板11に対する傾斜角度θ1や、音響レンズ17により屈折される超音波の角度θ2が記録されてもよい。演算処理部37は、移動量算出部371と、応力算出部372とを備えている。具体的には、演算処理部37は、中央演算回路やメモリー等の記憶回路などにより構成されるものであり、例えば記憶部36に記憶される移動量算出プログラムが中央演算回路に読み出されて処理が実行されることで、移動量算出部371として機能し、記憶部36に記憶される応力算出プログラムが中央演算回路に読み出されて処理が実行されることで、応力算出部372として機能する。移動量算出部371は、時間計測部35から入力されたTOFデータと、記憶部36に予め記憶されている弾性膜16中での音速とに基づいて、超音波反射体の移動量、すなわち弾性膜16の歪み量を算出する。応力算出部372は、移動量算出部371により算出された弾性膜16の歪み量と、記憶部36に予め記憶されている弾性膜16のヤング率とに基づいて、弾性膜16に作用する応力を算出する。移動量算出部371の歪み量の算出方法超音波反射体17の移動量算出方法、および応力算出部372の応力算出方法の詳細については、後述する。2.触覚センサーの動作次に、上記のような触覚センサー1による、正圧力および剪断力の測定動作について、図7、図8に基づいて、詳細に説明する。なお、ここでは、超音波反射体17のY軸方向への移動量の検出、弾性膜16に作用するY軸方向への剪断力の検出は、X軸方向への移動量の検出、弾性膜16に作用するY軸方向への剪断力の検出と同様の処理により算出することができるため、ここでの説明は簡略する。図7は、第一実施形態の触覚センサー1における応力算出処理のフローチャートである。図8は、図2に示す触覚センサー1において、弾性膜16に接触物Lが接触して弾性膜16が弾性変形した状態を示す断面図である。触覚センサー1による正圧力および剪断力を検出動作では、図7に示すように、まず、制御部30は、素子設定変数nを初期化n=0する処理を行うステップS1。この後、制御部30は、素子設定変数nに対応する超音波素子を駆動させてTOFデータを取得する処理を実施する。具体的には、制御部30の送受信切替制御部33は、超音波発信モードに切り替える。すなわち、送受信切替制御部33は、素子切替回路31を、第n超音波アレイ12への信号の送受信が可能な状態にスイッチングさせ、他の超音波アレイ12への駆動信号の送信、他の超音波アレイ12からの受信信号の受信を遮断する。また、送受信切替制御部33は、送受信切替回路32を、駆動信号を超音波アレイ12に出力可能な状態にスイッチングさせるとともに、超音波信号発信回路34にて駆動信号を生成させ、送受信切替回路32に出力させる。これにより、第n超音波アレイ12から1~2バースト波の超音波が発信されるステップS2。また、この超音波発信タイミングで、送受信切替制御部33は、タイマーをリセットする。この後、送受信切替回路32は、超音波受信モードに切り替え、送受信切替回路32を超音波アレイ12から入力された受信信号を時間計測部35に出力可能な状態にスイッチングするステップS3。これにより、時間計測部35は、受信信号が入力されると、タイマーの時間を取得、すなわち、超音波が、超音波アレイ12から発信されて超音波反射体17により反射されて超音波アレイ12に戻ってくるまでの時間TOFデータを取得するステップS4。また、時間計測部35は、取得したTOFデータを記憶部36に記憶させる。ここで、記憶部36には、先に記憶されたTOFデータと、新たに記憶されたTOFデータとの比較処理を実施するために、取得したTOFデータを蓄積して記憶する。例えば、記憶部36には、ループm-1回目に取得したTOFデータと、ループm回目に取得したTOFデータとが記憶される。次に、制御部30は、素子設定変数nの値が5センサー本体10に設けられる超音波アレイ12の数であるか否かを判断するステップS5。ここで、制御部30は、素子設定変数nが4以下であると判断した場合、素子設定変数nに1を加算しステップS6、ステップS2~ステップS4の処理を繰り返し実施する。一方、制御部30は、素子設定変数nが5以上であると判断すると、取得したTOFデータが、前回取得したTOFデータと比べて変動しているか否かを判断するステップS7。なお、例えば電源投入時など、触覚センサー1を初めて駆動させた状態では、ループ1回目に取得したTOFデータしか記憶されていないので、ステップS1の処理に戻り、再度ステップS1~ステップS5の処理を実施してループ2回目のTOFデータを取得する。また、記憶部36に記憶されたTOFデータに変動がない場合、すなわち、ループm-1回目のTOFデータと、ループm回目のTOFデータとの差が予め設定された閾値の範囲内である場合、制御部30は、再びステップS1~ステップS5の処理ループm1回目の処理を実施させる。このステップS7において、ループm-1回目のTOFデータと、ループm回目のTOFデータとの差が閾値以上である場合、制御部30は、これらのTOFデータの変動量を算出する処理を実施するステップS8。このように、取得したTOFデータに変動がある場合、触覚センサー1は、弾性膜16に接触部Lが接触して、図8に示すように、弾性膜16が弾性変形していることを意味する。この後、移動量算出部371は、算出されたTOFデータの変動量に基づいて、超音波反射体17の移動量を算出するステップS9。このステップS9では、以下のようにして超音波反射体17の移動量が算出される。すなわち、超音波反射体17が初期位置P0に位置する状態でのTOFデータがT0であり、超音波反射体17が位置P1に移動した際のTOFデータがT1である場合、移動量算出部371は、次式によりTOFデータの変動量に対する移動量Mを算出する。なお、超音波アレイ12から発信された超音波が反射点171により反射されて発信元の超音波アレイ12に戻る経路は、超音波反射体17が初期位置に位置する状態と、超音波反射体17が移動位置に位置する場合とで異なるため、超音波が音響レンズ15内を通過する距離時間、弾性膜16内を通過する距離時間もそれぞれ異なるが、これら音響レンズ15内を通過する距離時間の差は極めて小さく、超音波反射体17の移動量の算出において無視できるものである。数2上記式2において、弾性膜16中の音速C2は、記憶部36に予め記憶されている。ここで、超音波反射体17が球体であるので、上記したように、超音波反射体17の表面上の1点の反射点の法線方向が、1つの超音波アレイ12から発信された超音波の超音波反射体17への入射方向と同一となる。したがって、図2~4に示すように、第一超音波アレイ12Aから発信された超音波の反射点を第一反射点171A、第二超音波アレイ12Bから発信された超音波の反射点を第二反射点171Bとすると、これらの反射点171A,171Bで反射された超音波がそれぞれ超音波発信元である超音波アレイ12A,12Bに最初に到達する。したがって、上記式2により求められる移動量Mは、超音波反射体17の反射点171171A,171Bの接平面における法線方向への移動量であり、それぞれ、第一法線ベクトルA、第二法線ベクトルBで示すことができる。図5は、図4において、超音波反射体の移動方向および移動量を示す図である。超音波反射体17のXZ平面での移動ベクトルXZ移動ベクトルCは、図4および図5に示すように、第一法線ベクトルAの第二反射点171Bの接線方向と同一方向で、第一法線ベクトルAのスカラ量をcos{90-2θ1-θ2}で除した大きさのスカラ量を有するベクトル第一演算ベクトルA ́、第二法線ベクトルBの第一反射点171Aの接線方向と同一方向で、第二法線ベクトルBのスカラ量をcos{90-2θ1-θ2}で除した大きさのスカラ量を有するベクトル第二演算ベクトルB ́の合成ベクトルで表され、以下のベクトル式が成立する。数3ここで、記憶部36に予め各傾斜平面151~154に対する超音波の入射角度θ1、射出角度θ2を記憶しておくことで、移動量算出部371は、第一演算ベクトルA ́および第二演算ベクトルB ́は、演算により求めることができる。また、移動量算出部371は、上記3式に示すベクトル式に基づいて、XZ移動ベクトルCを算出することで、超音波反射体17の移動後の座標位置を算出することができる。さらに、移動量算出部371は、このXZ移動ベクトルCを、X軸方向に沿う成分であるX剪断方向ベクトルxと、Z軸方向に沿う成分である正圧方向ベクトルzとに分解する。ここで、X剪断方向ベクトルxの絶対値が超音波反射体17のX軸方向に沿う移動量となり、弾性膜16のX軸方向への歪み量となる。また、正圧方向ベクトルzの絶対値が超音波反射体17のZ軸方向に沿う移動量となり、弾性膜16のZ軸方向への歪み量となる。さらに、第五超音波アレイ12Eから出力された超音波は、基板11の厚み方向に沿って発信され、超音波反射体17の基板11に最も近接する反射点171Eにより反射される。したがって、第五超音波アレイ12Eから出力される受信信号に基づいてTOFデータの変動量から移動量を算出すると、超音波反射体17のZ軸方向に沿う移動量を算出することができる。このZ軸方向に沿う移動量は、第一超音波アレイ12A~第四超音波アレイ12Dからの受信信号に基づいて算出することもできるが、第五超音波アレイ12Eからの受信信号に基づいて算出することで、より高精度な値を取得することができる。これは、第五超音波アレイ12Eと超音波反射体17との距離が、他の超音波アレイ12A~12Dと、超音波反射体17との距離に比べて小さく、超音波の減衰等が抑えられ、かつ音響レンズ15を介さないため音響レンズ15および弾性膜16の境界における超音波の反射などによる減衰も抑えられるためである。したがって、移動量算出部371は、第五超音波アレイ12Eから出力される受信信号により算出した超音波反射体17のZ軸方向の測定移動量と、式2に基づいて算出されたZ軸方向の算出移動量とを比較し、これらの差が予め設定された規定値以上となる場合、測定移動量をZ軸方向の移動量として設定する。また、この場合、移動量算出部371は、測定移動量に基づいた正圧方向ベクトルzを設定し、式2に基づいてX剪断方向ベクトルxを補正する処理をしてもよい。なお、上記において、超音波反射体17がZX方向にのみ移動する場合を例示して、移動量算出部371により、超音波反射体17のZ軸方向への移動量弾性膜16のZ軸方向への歪み量および超音波反射体17のX軸方向への移動量弾性膜16のX軸方向への歪み量を算出したが、超音波反射体17のY軸方向への移動量も同様の手法により、算出することができる。つまり、移動量算出部371は、第三超音波アレイ12Cから出力される受信信号に基づいたTOFデータの変動量から、第三反射点171Cの法線方向の移動量第三法線ベクトルを算出する。また、移動量算出部371は、第四超音波アレイ12Dから出力される受信信号に基づいたTOFデータの変動量から、第四反射点171Dの法線方向の移動量第四法線ベクトルを算出する。また、YZ平面において、第三法線ベクトルの、第四反射点171Dの接線方向と同一方向で、第三法線ベクトルのスカラ量をcos{90-2θ1-θ2}で除した大きさのスカラ量を有するベクトル第三演算ベクトル、第四法線ベクトルの、第三反射点171Cの接線方向と同一方向で、第四法線ベクトルのスカラ量をcos{90-2θ1-θ2}で除した大きさのスカラ量を有するベクトル第四演算ベクトルを算出し、これらの合成したYZ移動ベクトルを算出する。そして、移動量算出部371は、YZ移動ベクトルをさらにZ軸方向成分の正圧方向ベクトルと、Y軸方向成分のY剪断方向ベクトルに分解する。この正圧方向ベクトルが弾性膜16のZ軸方向の歪み量となり、Y剪断方向ベクトルが弾性膜16のZ軸方向の歪み量となる。また、移動量算出部371は、上記のように算出されたX剪断方向ベクトルおよびY剪断方向ベクトルを合成することで、XY平面内での超音波反射体17の移動方向および移動量を算出してもよい。そして、移動量算出部371は、算出された超音波反射体17の移動量を記憶部36に記憶する。上記ステップS9の後、制御部30の応力算出部372は、弾性膜16に作用する応力を算出するステップS10。具体的には、応力算出部372は、記憶部36に記憶された弾性膜16のヤング率を読み出し、移動量算出部371により算出された弾性膜16のX軸方向への歪み量にヤング率を乗算することで、X軸方向への剪断力を算出する。また、応力算出部372は、移動量算出部371により算出された弾性膜16のZ軸方向への歪み量にヤング率を乗算することで、正圧力を算出する。同様にして、応力算出部372は、移動量算出部371により算出された弾性膜16のY軸方向への歪み量にヤング率を乗算することで、Y軸方向への剪断力を算出する。なお、XY平面での超音波反射体の移動量を算出した場合では、その移動量のヤング率を乗算することで、X軸方向の剪断力およびY軸方向の剪断力の合力を算出することもできる。そして、応力算出部372は、算出された正圧力および剪断力を記憶部36に記憶する。3.第一実施形態の作用効果上述したように、上記第一実施形態の触覚センサー1では、センサー本体10と、センサー本体10を制御する制御部30とを備えている。また、センサー本体10は、基板11と、基板11上に設けられ、基板11に直交する方向に平面波として伝搬する超音波を発信する5つの超音波アレイ1212A~12Eと、これらの超音波アレイ12を覆う弾性膜16と、弾性膜16内に埋設される超音波反射体17とを備えるセンサー本体10を有し、超音波アレイ12A~12D上には、発信した超音波を超音波反射体に向かって屈折させる音響レンズ15が設けられている。このような構成の触覚センサーでは、各超音波アレイ12から得られるTOFデータの変動量に基づいて、超音波反射体の移動量および移動方向を検出することができ、これらの移動量と弾性膜16のヤング率を乗算することで、弾性膜16に作用する応力を算出することができる。また、基板11上に超音波アレイ12、音響レンズ15、および弾性膜16を積層するだけの構成であるため、例えば立体的な剪断力検出構造体を設ける場合などに比べて、構成を簡単にでき、生産性を向上させることができ、生産コストをも低減させることができる。また、超音波アレイ12から発信される超音波を、音響レンズ15により超音波反射体17に向かう方向に屈折させ、進行方向を変更させているので、例えば超音波アレイ12を構成する各超音波素子20の超音波発信タイミングをずらして超音波の指向性を変更する等の処理が不要であり、信号遅延回路等の構成も不要となり、構成を簡単にできる。そして、本実施形態の触覚センサー1では、超音波反射体17は、球体であるので、当該超音波反射体17が、超音波アレイ12から発信される超音波ビーム径の内部に位置していれば、球面上の一点の反射点の接平面の法線方向が、必ず超音波ビームの進行方向と同一となる。したがって、この反射点で反射された超音波は、必ず超音波発信元の超音波アレイ12に最初に戻ることとなる。このため、この超音波が受信されたタイミングでのTOFデータを取得することで、例えばXZ平面において、第一超音波アレイ12Aから発信される超音波の反射点である第一反射点171Aの法線方向への移動量である第一法線ベクトルAや、第二超音波アレイ12Bから発信される超音波の反射点である第二反射点171Bでの法線方向への移動量である第二法線ベクトルBを算出することができる。したがって、これらの第一法線ベクトルAおよび第二法線ベクトルB、超音波の入射角度θ1、射出角度θ2に基づいて、第一演算ベクトルA ́、第二演算ベクトルB ́を算出し、これらの第一演算ベクトルA ́および第二演算ベクトルB ́の合成ベクトルを算出するだけで、容易に超音波反射体17のXZ移動ベクトルCを算出することができる。同様にして、YZ平面において、第三超音波アレイ12Cから発信される超音波の反射点である第三反射点の法線方向への移動量である第三法線ベクトルや、第四超音波アレイ12Dから発信される超音波の反射点である第四反射点の法線方向への移動量である第四法線ベクトルを算出することができ、容易に超音波反射体17のYZ移動ベクトルを算出することができる。また、移動量算出部371は、これらのXZ移動ベクトル、YZ移動ベクトルを、正圧方向ベクトルz、X剪断力方向ベクトルx、Y剪断力方向ベクトルに分解することで、弾性膜16のZ軸方向の歪み量、X軸方向の歪み量、Y軸方向への歪み量を容易に算出することができる。さらに、同様にして、第五超音波アレイ12Eから発信される超音波の反射点である第五反射点171Eの法線方向への移動量である第五法線ベクトルEを求めることができるので、超音波反射体17のZ軸方向への移動量を直接測定することができる。ここで、第五超音波アレイ12Eは、基板11に最も近接する位置に配置され、直上に音響レンズ15を介さずに超音波反射体17が配置されているので、他の超音波アレイ12A~12Dに比べて、超音波反射体17までの距離は小さい。また、音響レンズ15を介さないことで、超音波の反射等による減衰がない。したがって、この第五超音波アレイ12Eでは、精度の高いTOFデータを取得することができる。このような高精度のTOFデータを用いて、超音波反射体17のZ軸方向の移動量を測定することで、高精度に移動量を測定することができる。また、このような高精度に測定されたZ軸方向の移動量に基づいて、超音波反射体17のXY剪断方向の移動量を補正することもでき、より精度の高い測定を実施することができる。そして、本実施形態の触覚センサー1では、制御部30は、超音波発信制御部を構成する送受信切替回路32、送受信切替制御部33および超音波信号発信回路34と、各超音波アレイ12から取得される受信信号に基づいて、TOFデータを取得する時間計測部35と、時間計測部35で取得されたTOFデータの変動量に基づいて、超音波反射体の移動量および移動方向を算出する移動量算出部371とを備えている。このような触覚センサー1では、上述したように、時間計測部35により取得されたTOFデータに基づいて、超音波反射体17の各反射点の法線方向の移動量である法線ベクトルを算出でき、これらの法線ベクトル、超音波の入射角度θ1、射出角度θ2を用いて算出された演算ベクトルに基づいて超音波反射体17のZ軸方向への移動量、X軸方向への移動量、Y軸方向への移動量、すなわち弾性膜16のXYZ各軸方向の歪み量をそれぞれ容易に算出することができる。また、制御部30は、応力算出部372を備え、移動量算出部371により算出された弾性膜16の歪み量と弾性膜16のヤング率から弾性膜16に作用する応力、すなわち弾性膜16に作用する剪断力、正圧力を容易に算出することができる。第二実施形態次に、本発明の第二実施形態の触覚センサー1について、図面に基づいて説明する。上記第一実施形態では、球体形状の超音波反射体17を用いる例を示したが、第二実施形態では、超音波反射体として、多面体形状のものを用いる構成を例示する。図9は、第二実施形態における触覚センサー1Aの断面図である。なお、第二実施形態以降の説明にあたり、第一実施形態と同一の構成については、同符号を付し、その説明を省略または簡略する。すなわち、第二実施形態の触覚センサー1Aの超音波反射体17Aは、図9に示すように、複数の正多角形状の反射面172が複数組み合わされて略球体状を形成する正多面体形状に形成されている。このような多面体形状の超音波反射体17Aでは、各反射面172のうち、超音波アレイ12から発信され、音響レンズ15により屈折させられた超音波の入射方向に直交する反射面172が、当該超音波を発信元の超音波アレイ12に反射させる。したがって、第一実施形態の超音波反射体17に比べて、超音波アレイ12に反射超音波を返す面積が大きくなり、超音波アレイ12で受信される超音波の音圧も大きく、受信信号も増大する。ここで、超音波反射体17Aを構成する反射面が少なければ、各反射面の面積が増大することを意味し、反射超音波の音圧がさらに増大して、超音波発信元の超音波アレイ12に入射する成分が多くなる。ただし、弾性膜16の歪みにより超音波反射体17Aが回転する場合がある。この場合、超音波反射体17Aのうち、超音波の入射方向に対して直交する反射面がない場合、超音波アレイ12で受信される反射超音波の音圧が小さく、検出精度が低下することがある。これに対して、超音波反射体17Aを構成する反射面が多いほど、球体形状に近づき、超音波を反射する面積が小さくなるが、弾性膜16の歪みにより超音波反射体17Aが回転した場合でも、他の反射面172が超音波の入射方向に対して直交する反射面となる可能性が高く、検出精度が低下を抑えることができる。したがって、超音波反射体17Aの反射面の数としては、弾性膜16のヤング率等により決定されることが好ましく、例えば弾性膜16が柔らかく、超音波反射体17Aが回転しやすい場合では、反射面の数を多くした超音波反射体17Aを設ける構成とすればよい。上記第二実施形態の触覚センサー1Aでは、超音波反射体17Aとして、複数の反射面172により構成される多面体形状に形成されている。このような構成では、超音波の反射面積を増大させることができ、超音波発信元の超音波アレイ12に反射される超音波の音圧が大きくなり、受信信号の検出精度を向上させることができる。第三実施形態次に、本発明の第三実施形態の触覚センサーについて、図面に基づいて説明する。図10は、第三実施形態の触覚センサー1Bの一部を示す断面図である。上記第一実施形態の触覚センサー1では、音響レンズ15は、基板11に対して角度θ1で傾斜する傾斜平面151~154を備える構成を例示したが、第三実施形態の音響レンズ15Aは、傾斜平面151~154の代わりに凹曲面155が形成されている。このような凹曲面155を有する音響レンズ15Aを用いる場合でも、上記第一実施形態の音響レンズ15と同様、式1に示すスネルの法則が成立する。したがって、この音響レンズ15Aでは、図10に示すように、超音波の入射位置によって、それぞれ接線方向が異なり、全体として、一点に収束するように超音波が伝搬する。そして、触覚センサー1Bでは、この超音波の収束点に超音波反射体17が設けられている。また、凹曲面155の曲率としては、例えば、超音波が超音波反射体17の中心点で収束するように設定してもよく、超音波が反射点171で収束するように設定してもよい。このような音響レンズ15Aは、例えば超音波アレイ12から発信された超音波が超音波反射体17に収束するように、音響レンズ15Aの凹曲面155の曲率を適宜設定する。なお、曲率の設定に当たっては、音響レンズ15や弾性膜16を伝搬する超音波の速度や、音響レンズ15から超音波反射体17までの距離等に基づいて設定される。このような第三実施形態の触覚センサー1Bでは、音響レンズ15Aは、凹曲面155を有し、この凹曲面155により超音波アレイ12から発信された超音波の進行方向が、一点に収束するように屈折させられる。したがって、超音波の収束点に超音波反射体17が設けられていれば、超音波反射体17により反射される超音波の強度も増大し、受信強度を向上させることができる。第四実施形態次に、本発明の第四実施形態について、図面に基づいて説明する。図11は、第四実施形態の触覚センサー1Cの一部を示す断面図である。上記第三実施形態の触覚センサー1Bでは、音響レンズ15Aは、超音波アレイ12に対向する凹曲面155が形成される例を示したが、第四実施形態の触覚センサー1Cでは、音響レンズ15Bには、超音波アレイ12に対向する凸曲面156が形成されている。このような凸曲面156を有する音響レンズ15Aを用いる場合でも、上記第一実施形態の音響レンズ15と同様、式1に示すスネルの法則が成立する。したがって、この音響レンズ15Aでは、図11に示すように、超音波アレイ12から発信された超音波は、広い範囲に拡散して伝搬する。このような音響レンズ15Bは、例えば弾性膜16の歪みにより超音波反射体17が移動可能な範囲に超音波を拡散できるよう、その曲率が設定されていることが好ましい。なお、曲率の設定に当たっては、音響レンズ15や弾性膜16を伝搬する超音波の速度や、音響レンズ15から超音波反射体17までの距離等に基づいて設定される。このような第四実施形態の触覚センサー1Cでは、音響レンズ15Bは、凸曲面156を有し、この凸曲面156により超音波アレイ12から発信された超音波の進行方向が、拡散するように屈折させられる。したがって、弾性膜16の歪み量が大きく、超音波反射体17の移動量が大きい場合でも、拡散された超音波により超音波反射体17の位置、移動量、および移動方向を算出することができる。第五実施形態次に、本発明の第五実施形態の触覚センサーについて、図面に基づいて説明する。図12は、第五実施形態の触覚センサーにおけるセンサーアレイの構成を示す図である。図13は、図12におけるセンサーアレイ10A超音波センサーのうち、互いに隣接する2つのセンサー本体10の断面構造を示した断面図である。なお、上述した実施形態と同様の構成については、同符号を付し、その説明を省略する。第五実施形態の触覚センサー1Dは、第一実施形態のセンサー本体10を、X軸方向およびY軸方向に沿って均等に配置したアレイ構造を有するセンサーアレイ10Aを備えている。ここで、超音波センサーを構成するセンサーアレイ10Aにおいて、各センサー本体10の基板11および支持膜14は共通部材であり、1つの基板11上に支持膜14が形成され、この支持膜14上に図12に示すように、矩形上の区画に区分された各センサー本体10が形成されている。そして、センサーアレイ10Aの互いに隣り合うセンサー本体10の間には、近接検出用超音波素子40が設けられている。この近接検出用超音波素子40は、図13に示すように、基板11に形成される開口部111と、開口部111を閉塞する支持膜14メンブレン141と、メンブレン141の内部領域に配置される膜上の圧電膜41と、圧電膜41を挟んで配置される下部電極42および上部電極43と、により構成されている。また、この近接検出用超音波素子40上には、弾性膜16は形成されない。したがって、近接検出用超音波素子40に交流電圧を印可すると、超音波は、センサーアレイ10A直上に空気を伝搬して発信される。ここで、圧電膜41、下部電極42、および上部電極43は、超音波アレイ12を構成する圧電膜22、下部電極23、および上部電極24と同様の構成素材により構成されている。また、センサー平面視において、近接検出用超音波素子40の開口部111およびメンブレン141は、超音波アレイ12の開口部111およびメンブレン141よりも大きい面積に形成されており、圧電膜41、下部電極42、および上部電極43も、圧電膜22、下部電極23、および上部電極24より大きい面積を有している。これにより、近接検出用超音波素子40は、超音波アレイ12を構成する各超音波素子20よりも大音圧の超音波を出力可能であり、より遠方にまで超音波を送出することができる。このような触覚センサー1Bでは、センサーアレイ10Aの直上に接触物Lが近接すると、近接検出用超音波素子40から発信された超音波は、接触物Lで反射され、近接検出用超音波素子40で受信される。なお、図12において、センサー本体10毎に弾性膜16が分離される構成を例示したが、これに限定されず、例えば支持膜14全体を覆う弾性膜16が設けられる構成としてもよい。この場合、近接検出用超音波素子40の直上領域のみ、弾性膜16に開口を設け、この開口から距離検出用の超音波を発信させる構成とすればよい。図14は、触覚センサー1Bにおける制御部30Aの概略構成を示すブロック図である。制御部30Aは、図14に示すように、第一実施形態の各構成に加え、演算処理部37は、距離算出部373を備えている。この距離算出部373は、近接検出用超音波素子40から出力される受信信号に基づいて、時間計測部35でTOFデータが取得されると、このTOFデータに基づいて、センサーアレイ10Aと接触物Lとの距離を算出する。具体的には、制御部30の記憶部36には、空気中の音速が予め記憶されており、時間計測部35は、取得したTOFデータと記憶部36から読み出した空気中の音速とに基づいて、センサーアレイ10Aと接触物Lとの距離を算出する。また、制御部30Aの送受信切替制御部33は、触覚センサー1Bの電源がON状態にされると、触覚センサー1Bを待機モードに設定する。この待機状態では、送受信切替制御部33は、超音波アレイ12を停止させ、近接検出用超音波素子40のみを駆動させる。すなわち、送受信切替制御部33は、周期的に、近接検出用超音波素子40から超音波を発信させる超音波発信モードと、近接検出用超音波素子40にて反射超音波を受信させる超音波受信モードとに切り替える。そして、送受信切替制御部33は、時間計測部35において近接検出用超音波素子40から出力された受信信号に基づくTOFデータが取得されると、距離算出部373により算出されるセンサーアレイ10Aと接触物Lとの距離を監視する。そして、送受信切替制御部33は、このセンサーアレイ10Aと接触物Lとの距離が予め設定された閾値以下になったことを判断すると、駆動モードに設定する。この駆動モードでは、上記第一実施形態と同様に、周期的に、超音波アレイ12から超音波を発信させる超音波発信モードと、超音波アレイ12にて反射超音波を受信させる超音波受信モードとに切り替える。これにより、制御部30Aは、上記第一実施形態と同様に、接触物Lが弾性膜16に接触した際の弾性膜16に作用する応力を算出する処理を実施する。この時、送受信切替制御部33は、素子切替回路31を制御して、近接検出用超音波素子40の駆動を停止させる。そして、送受信切替制御部33は、応力算出部372により算出される応力正圧力および剪断力が0になったと判断すると、再び待機モードに移行させ、超音波アレイ12を停止させて、近接検出用超音波素子40を駆動させる。上記第五実施形態の触覚センサー1Dでは、上記第一実施形態の作用効果に加え、次の効果を奏することができる。すなわち、触覚センサー1Bは、複数のセンサー本体10をアレイ状に配設したセンサーアレイ10Aを備える。このため、複数のセンサー本体10により広範囲に亘って正圧力および剪断力の検出を実施することができる。また、隣り合うセンサー本体10間には、近接検出用超音波素子40が設けられている。このため、近接検出用超音波素子40から発信された超音波が、接触物Lにより反射されて戻ってきたか否かを判断することで、触覚センサー1B近傍に接触物Lがあるか否かを判別することができる。さらに、制御部30Aには距離算出部373が設けられているので、近接検出用超音波素子40から出力される受信データに基づいて計測されるTOFデータを用いて、センサーアレイ10Aから接触物Lまでの距離を算出することができる。さらには、送受信切替制御部33は、距離算出部373により算出される接触物Lまでの距離が予め設定された閾値以上である場合に、超音波アレイ12の駆動を停止させ、接触物Lまでの距離が予め設定された閾値より小さくなった際に、超音波アレイ12を駆動させる。このように、超音波アレイ12の駆動を切り替えることで、省電力化を図ることができる。第六実施形態次に、上述した触覚センサー1,1A,1B,1C,1Dを用いた装置の応用例として、触覚センサー1Dを備えた把持装置について、図面に基づいて説明する。図15は、本発明に係る第六実施形態の把持装置の概略構成を示す装置ブロック図である。図15において、把持装置50は、少なくとも一対の把持アーム51を備え、この把持アーム51により、把持対象物Zを把持する装置である。この把持装置50としては、例えば製品を製造する製造工場などにおいて、ベルトコンベアーなどにより搬送された対象物を把持して持ち上げる装置である。そして、この把持装置50は、前記把持アーム51と、把持アーム51を駆動するアーム駆動部52と、アーム駆動部52の駆動を制御する制御装置54と、を備えて構成されている。一対の把持アーム51は、それぞれ先端部に接触面である把持面53を備え、この把持面53を対象物Zに当接させて把持することで対象物Zを把持し、持ち上げる。ここで、本実施形態において、把持アーム51が一対設けられる構成を例示するが、これに限定されず、例えば3本の把持アーム51により、対象物Zを3点支持により把持する構成などとしてもよい。把持アーム51に設けられる把持面53は、表面には、第三実施形態において説明した触覚センサー1Dが設けられており、触覚センサー1Dの表面部の弾性膜16が露出されている。そして、把持アーム51は、この弾性膜16を対象物Zに接触させ、対象物Zに所定の圧力正圧力を印加することで、対象物Zを把持する。このような把持アーム51では、把持面53に設けられる触覚センサー1Dにより、対象物Zに印加する正圧力、および把持した際に対象物Zが把持面53から滑り落ちようとする剪断力を検出し、正圧力や剪断力に応じた電気信号を制御装置54に出力する。アーム駆動部52は、一対の把持アーム51を互いに近接離隔する方向に移動させる装置である。このアーム駆動部52としては、把持アーム51を移動可能に保持する保持部材55と、把持アーム51を移動させる駆動力を発生する駆動源56と、駆動源の駆動力を把持アーム51に伝達させる駆動伝達部58を備えている。保持部材55は、例えば把持アーム51の移動方向に沿う案内溝を備え、この案内溝内で把持アーム51を保持することで、把持アーム51を移動可能に保持する。また、保持部材55は、鉛直方向に移動可能に設けられている。駆動源56は、例えば駆動モーターであり、制御装置54から入力される駆動制御信号に応じて駆動力を発生させる。駆動伝達部58は、例えば複数のギアにより構成され、駆動源56で発生した駆動力を把持アーム51および保持部材55に伝達させ、把持アーム51および保持部材55を移動させる。なお、本実施形態では、一例として上記構成を示したが、これに限定されるものではない。すなわち、把持アーム51を保持部材55の案内溝に沿って移動させる構成に限らず、把持アームを回動可能に保持する構成などとしてもよい。駆動源56としても駆動モーターに限られず、例えば油圧ポンプなどにより駆動される構成としてもよく、駆動伝達部58としても、例えば駆動力を歯車により伝達する構成に限らず、ベルトやチェーンにより伝達する構成、油圧などにより駆動されるピストンを備えた構成などとしてもよい。制御装置54は、把持アーム51の把持面53に設けられる触覚センサー1B、およびアーム駆動部52に接続され、把持装置50における対象物Zの把持動作の全体を制御する。具体的には、制御装置54は、図15に示すように、アーム駆動部52および触覚センサー1Bに接続され、把持装置50の全体動作を制御する。この制御装置54は、触覚センサー1Bから入力される剪断力検出信号、および正圧力検出信号を読み取る信号検出手段541、対象物Zの滑り状態を検出する把持検出手段542、およびアーム駆動部52に把持アーム51の駆動を制御するための駆動制御信号を出力する駆動制御手段543を備えている。また、この制御装置54としては、例えばパーソナルコンピューターなどの汎用コンピューターを用いることもでき、例えばキーボードなどの入力装置や、対象物Zの把持状態を表示させる表示部などを備える構成としてもよい。また、信号検出手段541、把持検出手段542、および駆動制御手段543は、プログラムとして例えばメモリーなどの記憶部に記憶され、CPUなどの演算回路により適宜読み出されて実行されるものであってもよく、例えばICなどの集積回路により構成され、入力された電気信号に対して所定の処理を実施するものであってもよい。信号検出手段541は、触覚センサー1Bに接続され、触覚センサー1Dから入力される正圧力検出信号や剪断力検出信号などを取得する。この信号検出手段541にて認識された検出信号は、例えば図示しないメモリーなどの記憶部に出力されて記憶されるとともに、把持検出手段542に出力される。把持検出手段542は、剪断力検出信号に基づいて、把持アーム51により対象物Zを把持したか否かを判断する。ここで、図16に、把持装置50の把持動作における触覚センサーに作用する正圧力および剪断力の関係を示す図を示す。図16において、正圧力が所定値に達するまでは、正圧力の増加に応じて剪断力が増加する。この状態は、対象物Zと把持面53との間に動摩擦力が作用している状態であり、把持検出手段542は、対象物Zが把持面53から滑り落ちている滑り状態で、把持が未完了であると判断する。一方、正圧力が所定値以上となると、正圧力を増大させても剪断力が増加しない状態となる。この状態は、対象物Zと把持面53との間に静摩擦力が作用している状態であり、把持検出手段542は、対象物Zが把持面53により把持された把持状態であると判断する。具体的には、剪断力検出信号の値が、静摩擦力に対応した所定の閾値を越える場合に、把持が完了したと判断する。駆動制御手段543は、把持検出手段542にて検出された電気信号に基づいてアーム駆動部52の動作を制御する。次に、制御装置54の動作について図面に基づいて説明する。図17は、制御装置54の制御による把持装置50の把持動作を示すフローチャートである。図18は、把持装置50の把持動作時において、アーム駆動部52への駆動制御信号、触覚センサー1Bから出力される検出信号の発信タイミング示すタイミング図である。把持装置50で対象物Zを把持するためには、まず制御装置54の駆動制御手段543は、各把持アーム51を互いに近接させる方向に移動させる旨の駆動制御信号をアーム駆動部52に出力する把持動作。これにより、把持アーム51の把持面53が対象物Zに近接する図17:ステップS11。次に、制御装置54の把持検出手段542は、対象物Zが把持面53に接触したか否かを判断する図17:ステップS12。具体的には、制御装置54は、信号検出手段541で正圧力検出信号の入力が検知されたか否かを判断する。ここで、正圧力検出信号が検出されない場合は、把持面53が対象物Zに接触していないと判断し、駆動制御手段543は、ステップS11を継続して、駆動制御信号を出力し、把持アーム51をさらに駆動させる。一方、把持面53が対象物Zに接触する図18:タイミングT1と、触覚センサー1Bの弾性膜16が歪み、その歪み量に基づいて算出された正圧力に対応する正圧力検出信号が出力される。駆動制御手段543は、把持検出手段542において、正圧力検出信号を検出すると、把持アーム51の近接移動対象物Zへの押圧を停止させる図17:ステップS13、図18:タイミングT2。また、駆動制御手段543は、アーム駆動部52に駆動制御信号を出力し、把持アーム51を上方に持ち上げる動作持上げ動作を実施させる図17:ステップS14、図18:タイミングT2~T3。ここで、対象物Zを持ち上げる際に、弾性膜16が剪断力により剪断方向に歪み、触覚センサー1Dでは、その歪み量に応じた剪断力が算出され、その剪断力に対応する剪断力検出信号が出力される。把持検出手段542は、信号検出手段541に入力される剪断力検出信号に基づいて、滑りがあるか否かを判断するステップS15。この時、把持検出手段542において、滑りがあると判断されると、駆動制御手段543は、アーム駆動部52を制御して、把持アーム51を、把持面53を対象物Zに押し付ける方向に移動させて、把持力正圧力を増大させる図18:ステップS16。すなわち、制御装置54は、図18におけるタイミングT3において、駆動制御手段543にて把持動作を実施させ、対象物Zへの正圧力を増大させ、信号検出手段541にて、再び触覚センサー1Bから出力される剪断力検出信号を検出する。以上のような滑り検知動作タイミングT2~T6を繰り返し、剪断力検出信号が、所定の閾値A1以上となった場合タイミングT6に、ステップS5において、滑りがない、すなわち把持が完了したと判断し、滑り検知動作を停止させる。上述したような第六実施形態の把持装置50では、上記第五実施形態の触覚センサー1Dを備えている。このような触覚センサー1Dは、上述したように、任意位置における剪断力および正圧力を容易に精度よく検出することができるものであるため、把持装置50においても精度の高い剪断力検出信号および正圧力検出信号に基づいて、正確な把持動作を実施することができる。また、このような触覚センサー1Dでは、X方向およびY方向の双方に対して剪断力を検出することができる。したがって、第六実施形態では、対象物Zを持ち上げる際の剪断力を測定したが、例えばベルトコンベアー上で搬送される対象物に対して把持を実施する際に、搬送方向への剪断力をも測定することができる。第七実施形態上記第四実施形態では、触覚センサー1Dが設けられた把持装置を例示したが、これに限定されない。第七実施形態では、触覚センサー1,1A,1B,1C,1Dを用いた装置の他の応用例として、触覚センサー1Dを備えたアイロンについて、図面に基づいて説明する。図19は、第七実施形態のアイロンの概略構成を示すブロック図である。アイロン60は、ヒーター61と、ベース部62と、ベース部62に設けられた温度センサー63と、ベース部62に設けられた触覚センサー1Aと、ヒーター駆動回路64と、を備えている。このアイロン60のヒーター駆動回路64は、温度センサー63および触覚センサー1Aからの信号に基づいてヒーター61に印加する電圧を制御し、ベース部62を対象布地に対して最適な温度に加熱する。ヒーター61は、ヒーター駆動回路64から印可された電圧により発熱し、ベース部62を加熱する。ベース部62は、対象布地に接触して、対象布地の皺を伸ばす部分であり、ヒーター61により加熱される。そして、このベース部62の一部には、図19に示すように、触覚センサー1Aが設けられ、触覚センサー1Aの弾性膜15が、対象布地に接触可能に露出されている。また、ベース部62には、温度センサー63が設けられており、この温度センサー63は、ベース部62の温度を検出してヒーター駆動回路64に出力する。ヒーター駆動回路64は、触覚センサー1A、温度センサー63、およびヒーター61に接続され、触覚センサー1Aおよび温度センサー63からの信号に基づいてヒーター61に印加する電圧を制御する。このヒーター駆動回路64は、図19に示すように、本発明の記憶部であるメモリー641と、信号検出部642と、布地判別部643と、温度制御部644と、を備えている。このヒーター駆動回路64としては、例えばCPU等の演算回路や、記憶回路を備えたコンピューターとして構成され、布地判別部643や温度制御部644が、演算回路による演算処理により実行されるソフトウェアとして機能される構成としてもよく、例えばICなどの集積回路により構成され、入力された電気信号に対して所定の処理を実施するものであってもよい。メモリー641は、本発明の相関データである応力-粗さ値データを記憶している。この応力-粗さ値データには、触覚センサー1Aにより検出された応力に応じた、対象布地の粗さ値が記録されているデータであり、例えば、剪断力に対応する粗さ値が、正圧力毎に記録されている。また、メモリー641には、粗さ値に対応したベース部62の最適温度が記録された粗さ-温度データが記憶されていてもよい。信号検出部642は、触覚センサー1Aに接続され、触覚センサー1Aから入力される正圧力検出信号や剪断力検出信号などを取得する。この信号検出部642にて検出された検出信号は、メモリー641に出力されて記憶されるとともに、布地判別部643に出力される。布地判別部643は、信号検出部642から入力された剪断力および正圧力、およびメモリー641に記憶された応力-粗さ値データに基づいて、対象布地の種別を判別する。例えば、本実施形態では、応力-粗さ値データとして、正圧力毎に、剪断力に対応する粗さが記憶されている。この場合では、布地判別部643は、正圧力に対応した応力-粗さ値データをメモリー641から読み出し、この応力-粗さ値データから剪断力に対応した粗さ値を取得する。そして、布地判別部643は、取得した粗さ値を温度制御部644に出力する。温度制御部644は、布地判別部643から入力された粗さ値、および温度センサー63により検出されるベース部62の温度に基づいて、ヒーター61への印加電圧を制御する。具体的には、温度制御部644は、メモリー641から粗さ-温度データを読み出し、布地判別部643から入力された粗さ値に応じたベース部62の最適温度を取得する。そして、温度制御部644は、温度センサー63から入力された検出温度と最適温度との差分値から、ベース部62を最適温度に設定するために必要なヒーター61への印加電圧値を算出して、ヒーター61に印加する。[アイロンの動作]次に、上記のようなアイロン60の動作について説明する。図20は、第七実施形態のアイロンの動作を示すフローチャートである。利用者によりアイロン60に電力が供給されると、触覚センサー1Aの近接検出用超音波素子40が駆動される。これにより、上記第三実施形態において説明したように、触覚センサー1Aは、対象布地と触覚センサー1Aベース部62との距離を算出する。そして、対象布地とベース部62との距離が予め設定された距離以内になると、触覚センサー1Aは、駆動モードに移行するステップS21。この後、アイロン60のヒーター駆動回路64は、対象布地がベース部62に接触したか否かを判断するステップS22。具体的には、ヒーター駆動回路64は、信号検出部642で正圧力検出信号の入力が検知されたか否かを判断する。ここで、正圧力検出信号が検出されない場合は、ベース部62に対象布地が接触していないと判断する。この場合は、ヒーター駆動回路64は、ステップS22を継続し、対象布地とベース部62との接触判断処理を継続する。また、ステップS22において、信号検出部642が正圧力検出信号の入力が検知した場合、さらに、剪断力検出信号の入力を検出し、剪断力の大きさが0より大きいか否かを判断するステップS23。つまり、正圧力の大きさは、利用者がアイロン60を対象布地に押し付ける強さにより変化するため、正圧力のみでは対象布地の種別を判別することはできない。したがって、剪断力の大きさが0である場合は、継続してステップS23の処理を実行する。一方、ステップS23により、剪断力検出信号により検出された剪断力の大きさが0より大きい場合、布地判別部643は、メモリー641から、正圧力に対応した応力-粗さ値データを読み出し、剪断力に対応した粗さ値を取得するステップS24。この後、温度制御部644は、メモリー641から粗さ-温度データを読み出し、ステップS24で取得された粗さ値に対応した温度を取得し、最適温度として設定するステップS25。さらに、温度制御部644は、温度センサー63により検出された検出温度と、ステップS25により設定された最適温度との差分値から、ベース部62を最適温度に設定するために必要なヒーター61への印可電圧値を算出し、ヒーター61にその電圧値を印可するステップS26。これにより、アイロン60は、対象布地の種別に応じて、ベース部62の温度を、自動で設定することが可能となる。上述したような第七実施形態のアイロン60では、上記第三実施形態の触覚センサー1Aを備えている。このような触覚センサー1Aは、上述したように、任意位置における剪断力および正圧力を容易に精度よく検出することができるものであるため、アイロン60においても、ベース部62に対象布地が接触した際の正圧力および剪断力を高精度で検出することができる。そして、アイロン60のヒーター駆動回路64は、布地判別部643により、検出された正圧力および剪断力に対応した、対象布地の粗さを判別することができる。したがって、判断された対象布地の粗さから、対象布地の種別を判断することができ、温度制御部644は、布地の種別に対応してベース部62の温度を設定することができる。したがって、アイロン60において、布地に対応してベース部62の温度を自動で設定することができ、対象布地の種別に応じて、温度設定を変更する煩雑な作業を省略することができる。なお、上記第七実施形態では、メモリー641に、正圧力および剪断力に応じた粗さ値が記録された応力-粗さ値データを記憶する例を示したが、例えば、正圧力および剪断力に応じた対象布地の種類を記録した応力-布地種別データがメモリー641に記憶される構成などとしてもよい。この場合では、布地判別部643は、正圧力および剪断力に応じて、対象布地の種別を直接判別し、温度制御部644は、判別された布地の種別に対応した温度を取得する。また、相関データとして、正圧力および剪断力に対応したベース部62の最適温度が記憶された応力-温度データが記憶されていてもよく、この場合では、粗さ-温度データを記憶する必要がなくなり、より少ないデータ量で、ベース部62の温度を自動で設定可能なアイロン60を提供することができる。さらに、上記アイロン60では、ヒーター駆動回路64により自動でベース部62の温度が設定される例を示したが、例えば、ベース部62の温度を自動設定する自動モードと、手動により温度を設定する手動モードと、を適宜切り替え可能な構成としてもよい。その他の実施形態なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。例えば、上記第二実施形態において、正多面体形状の超音波反射体17が設けられた触覚センサー1Aを例示したが、これに限定されず、その他の多面体形状に形成される超音波反射体を設ける構成などとしてもよい。例えば、超音波反射体17を四角錐台形状や円錐台形状に形成されるものであってもよい。四角錐台形状の場合、周面を形成する4つの面をそれぞれ、超音波アレイ12A~12Dから発信される超音波の入射方向に対して直交する角度に設定することで、超音波アレイ12に最適な反射超音波を返すことができる。同様に、円錐台形状の超音波反射体であれば、円錐周面の傾斜角度を、超音波アレイ12A~12Dから発信される超音波の入射方向に対して直交する角度に設定すればよい。ただし、上述したように、弾性膜16の歪みにより超音波反射体に回転が生じた場合、反射超音波が正しく発信元の超音波アレイ12に反射されない場合があり、受信信号が小さくなる。この場合、制御部30における回路構成が複雑化するが、例えば各超音波アレイ12を構成する超音波素子20に駆動電圧を印可するタイミングを遅延させる遅延回路を設けるなどして、各超音波アレイ12から発信される超音波の発信方向を変更するなどしてもよい。また、検出すべき剪断力の方向が予め決まっており、その方向が一方向のみである場合では、2つの超音波アレイ12のみを剪断力検出方向に配置する構成としてもよい。さらに、検出対象となる剪断力の方向が予め決まっており、その方向が3方向以上である場合、これらの各方向に対してそれぞれ一対の超音波アレイ12を設ける構成としてもよい。さらに、本発明の超音波トランスデューサーとして、複数の超音波素子20がアレイ状に配置された超音波アレイ12を例示したが、これに限定されない。例えば、センサー平面視において、例えば平面視において、超音波アレイ12から発信される超音波のビーム径に相当する面積および形状を有した1つの超音波素子により、超音波トランスデューサーが形成される構成としてもよい。この場合、超音波素子として、メンブレン141上に、膜状の圧電体が設けられた構成としてもよく、メンブレン141上にバルク状の圧電体が設けられた構成などとしてもよい。そして、上記実施形態では、第5超音波アレイ12Eにより、超音波反射体17のZ方向の移動量を算出する構成を例示したが、これに限らない。すなわち、上述したように、例えば第一超音波アレイ12Aおよび第二超音波アレイ12BのみでもZ方向への移動量を算出できるものであるので、この第5超音波アレイ12Eが設けられない構成としてもよい。また、第五実施形態において、センサーアレイ10A内に配置される各センサー本体10は、基板11および支持膜14が共通部材とされる構成としたが、例えばセンサー本体10毎に基板11および支持膜14が設けられる構成としてもよい。この場合、例えば、別途センサー載置用基板を用意し、このセンサー載置用基板にセンサー本体10をアレイ状に配置することでセンサーアレイを構成すればよい。さらに、第六実施形態において、把持装置50として、一対の把持アーム51が設けられる構成を例示したが、3本以上の把持アームを互いに近接離間する方向に移動させて対象物Zを把持する構成としてもよい。また、アーム駆動部により駆動される駆動アームと、駆動しない固定アームまたは固定壁とを備え、駆動アームを固定アーム固定壁側に移動させて対象物を把持する構成などとしてもよい。さらには、第六実施形態では、触覚センサー1Dを、対象物Zを把持する把持装置50に適用する例を示し、第七実施形態では、触覚センサー1Aを備えたアイロン60を例示したが、これに限定されない。例えば、触覚センサー1,1A,1B,1C,1Dを、例えば入力装置などとして適用してもよい。入力装置として用いる場合は、例えばノート型パソコンや、パーソナルコンピューターに組み込むことができる。具体的には、板状の入力装置本体に設けられる表面部に触覚センサー1,1A,1B,1C,1Dを設ける構成などが例示できる。このような入力装置では、表面部上で利用者の指を動かしたり、タッチペンなどを動かしたりすると、これらの動きにより剪断力や正圧力が発生する。この剪断力および正圧力を触覚センサー1,1A,1B,1C,1Dにより検出することで、利用者の指やタッチペンの接触位置座標、移動方向を検出して電気信号として出力することができる。また、接触物判別部として、メモリー641に記憶された応力-粗さデータに基づいて、布地の種別粗さ値を判別する布地判別部643を例示したが、これに限らない。例えば、触覚センサー1,1Aを、パン製造装置に設け、パン生地の柔らかさ捏ね状態を判断する接触物判別部を設ける構成としてもよい。この場合、接触部判別部は、パン生地に対して加えた応力と、その応力に対して最適弾性力との関係データをメモリーに記憶する。そして、接触物判別部は、触覚センサー1,1Aで検出された正圧力や剪断力が、最適弾性力を中心とした所定閾値以内であれば、捏ね状態が最適であると判断する。このような構成のパン製造装置では、パン生地の捏ね状態を一定に維持することができ、安定した品質のパン生地を製造することができる。そして、上記超音波素子20は、圧電体21として、膜上の圧電膜22、下部電極23、上部電極24を備える構成を例示したが、膜状に限られず、例えばバルク状の圧電体や、電極を用いてもよい。以上、本発明を実施するための最良の構成について具体的に説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、当業者が様々な変形および改良を加えることができるものである。"