DE112019006091T5

DE112019006091T5 - Drucksensor und elektronische vorrichtung

Info

Publication number: DE112019006091T5
Application number: DE112019006091.0T
Authority: DE
Inventors: Tomoko Katsuhara; Kei Tsukamoto; Hiroshi Mizuno; Taizo Nishimura
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2018-12-06
Filing date: 2019-12-03
Publication date: 2021-09-02
Also published as: JP7396296B2; US20220049997A1; CN113167663A; CN113167663B; WO2020116445A1; JPWO2020116445A1

Abstract

Dieser Drucksensor ist mit Folgendem versehen: einer kapazitiven Sensorelektrodenschicht, die mehrere Erfassungseinheiten aufweist; einer ersten Referenzelektrodenschicht, die einer ersten Fläche der Sensorelektrodenschicht zugekehrt ist; einer zweiten Referenzelektrodenschicht, die einer zweiten Fläche der Sensorelektrodenschicht zugekehrt ist; einer elastischen Schicht, die zwischen der ersten Referenzelektrodenschicht und der Sensorelektrodenschicht angeordnet ist; und einer Spaltschicht, die zwischen der zweiten Referenzelektrodenschicht und der Sensorelektrodenschicht angeordnet ist. Dieser Drucksensor ist so konfiguriert, dass die Sensorelektrodenschicht, die erste Referenzelektrodenschicht und die zweite Referenzelektrodenschicht einen Schlitz aufweisen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Drucksensoren und elektronische Einrichtungen.
STAND DER TECHNIK
Heutzutage ist ein filmartiger Drucksensor, der an einer gekrümmten Fläche befestigt ist und einen an die gekrümmte Fläche angelegten Druck detektieren kann, erwünscht. Zum Beispiel offenbart Patentdokument 1 einen Drucksensor mit variablem Widerstand, in dem der Basisfilm eine bandförmige Konfiguration hat, um einer gekrümmten Fläche gerecht zu werden, und in dem Deckfilm sind Schlitze zum Reduzieren der durch Krümmen erzeugten Zugkraft ausgebildet.
Liste der Anführungen
Patentdokument
Patentdokument 1: WO 2012/165082 A
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Es entstehen jedoch leicht Falten, wenn ein filmartiger Drucksensor mit einer gekrümmten Fläche verbunden wird. Es kommt insbesondere dann zu Falten, wenn der Drucksensor mit einer gekrümmten Fläche verbunden wird, die eine nicht gleichförmige Krümmung aufweist. Da auf diese Weise in dem Drucksensor Falten auftreten, kommt es zu einer ungleichmäßigen Empfindlichkeit, einem Totbereich und dergleichen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht in der Bereitstellung eines Drucksensors, der das Auftreten von Falten beim Verbinden mit einer gekrümmten Fläche reduzieren kann, und einer elektronischen Einrichtung.
LÖSUNG DER PROBLEME
Zum Lösen des obigen Problems ist eine erste Offenbarung ein Drucksensor, der Folgendes aufweist:

eine Sensorelektrodenschicht, die von einer kapazitiven Art ist und mehrere Erfassungseinheiten aufweist;
eine erste Referenzelektrodenschicht, die einer ersten Fläche der Sensorelektrodenschicht zugekehrt ist;
eine zweite Referenzelektrodenschicht, die einer zweiten Fläche der Sensorelektrodenschicht zugekehrt ist;
eine elastische Schicht, die zwischen der ersten Referenzelektrodenschicht und der Sensorelektrodenschicht angeordnet ist; und
eine Spaltschicht, die zwischen der zweiten Referenzelektrodenschicht und der Sensorelektrodenschicht angeordnet ist,
wobei die Sensorelektrodenschicht, die erste Referenzelektrodenschicht und die zweite Referenzelektrodenschicht einen Schlitz aufweisen.

Eine zweite Offenbarung ist ein Drucksensor, der Folgendes aufweist:

eine Sensorelektrodenschicht, die von einer kapazitiven Art ist und mehrere Erfassungseinheiten aufweist;
eine erste Referenzelektrodenschicht, die einer ersten Fläche der Sensorelektrodenschicht zugekehrt ist;
eine zweite Referenzelektrodenschicht, die einer zweiten Fläche der Sensorelektrodenschicht zugekehrt ist;
eine elastische Schicht, die zwischen der ersten Referenzelektrodenschicht und der Sensorelektrodenschicht angeordnet ist; und
eine Spaltschicht, die zwischen der zweiten Referenzelektrodenschicht und der Sensorelektrodenschicht angeordnet ist,
wobei die Sensorelektrodenschicht, die erste Referenzelektrodenschicht und die zweite Referenzelektrodenschicht einen Stammteil und mehrere Zweigteile aufweisen, die sich wie Zweige von dem Stammteil erstrecken.

Eine dritte Offenbarung ist ein Drucksensor, der Folgendes aufweist:

eine Sensorelektrodenschicht, die mehrere Erfassungseinheiten aufweist;
eine erste Referenzelektrodenschicht, die einer ersten Fläche der Sensorelektrodenschicht zugekehrt ist;
eine zweite Referenzelektrodenschicht, die einer zweiten Fläche der Sensorelektrodenschicht zugekehrt ist;
eine elastische Schicht, die zwischen der ersten Referenzelektrodenschicht und der Sensorelektrodenschicht angeordnet ist; und
eine Spaltschicht, die zwischen der zweiten Referenzelektrodenschicht und der Sensorelektrodenschicht angeordnet ist,
wobei die Sensorelektrodenschicht, die erste Referenzelektrodenschicht und die zweite Referenzelektrodenschicht einen Schlitz aufweisen.

Eine vierte Offenbarung ist eine elektronische Einrichtung, die Folgendes aufweist:

ein äußeres Glied mit einer gekrümmten Fläche; und
einen Drucksensor der ersten Offenbarung, der zweiten Offenbarung und der dritten Offenbarung, wobei der Drucksensor mit der gekrümmten Fläche verbunden ist.

WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, das Auftreten von Falten beim Bonden mit einer gekrümmten Fläche zu reduzieren. Es sei darauf hingewiesen, dass die Wirkungen der vorliegenden Technologie nicht zwangsweise auf die hier beschriebenen Wirkungen beschränkt sind und jegliche in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Wirkungen oder eine beliebige Wirkung, die von den in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen verschieden ist, beinhalten können.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer elektronischen Einrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
2 ist eine Draufsicht, die einen Sensor in einem planaren Zustand zeigt.
3 ist eine perspektivische Ansicht des Sensors, der mit einer eine nicht gleichförmige Krümmung aufweisenden gekrümmten Fläche verbunden ist.
4 ist eine Querschnittsdarstellung, die die Konfiguration des Sensors zeigt.
5 ist eine Draufsicht, die die Form einer Sensorelektrodenschicht zeigt.
6 ist eine vergrößerte Draufsicht, die die Konfiguration einer Erfassungseinheit zeigt.
7 ist eine Draufsicht, die die Form eines Elektrodenbasisglieds zeigt.
8 ist eine Draufsicht einer Modifikation eines Elektrodenbasisglieds.
9A ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration eines Sensors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. 9B ist eine Querschnittsansicht entlang der in 9A definierten Linie IXB-IXB.
10 ist eine Draufsicht, die die Form einer Sensorelektrodenschicht zeigt.
11 ist eine Draufsicht, die die Form eines Elektrodenbasisglieds zeigt.
12 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration eines Formwerkzeugs zeigt.
13A und 13B sind jeweils perspektivische Ansichten zum Erläutern eines Sensorbefestigungsverfahrens.
14 ist eine Draufsicht, die die Form einer Sensorelektrodenschicht gemäß einer ersten Modifikation zeigt.
15 ist eine Draufsicht, die die Form einer Sensorelektrodenschicht gemäß einer zweiten Modifikation zeigt.
16 ist eine Draufsicht, die die Form einer Sensorelektrodenschicht gemäß der zweiten Modifikation zeigt.
17A ist eine Querschnittsdarstellung, die die Konfiguration eines Sensors gemäß einer dritten Modifikation zeigt. 17B ist eine Draufsicht, die die Konfiguration einer in 17A gezeigten Sensorelektrodenschicht zeigt.
18 ist eine Seitenansicht, die die Form eines Fügeteils zeigt.
19 ist ein Schaubild, das Lastempfindlichkeitskurven zeigt.
20 ist ein Schaubild, das die Ergebnisse einer Bewertung von 400 gf Empfindlichkeitsverteilungen zeigt.
21A, 21B und 21C sind perspektivische Ansichten, die jeweils die Form eines Fügeteils zeigen.
22A und 22B sind perspektivische Ansichten, die jeweils die Form eines Fügeteils zeigen.

DURCHFÜHRUNGSWEISEN DER ERFINDUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden in der folgenden Reihenfolge beschrieben.

1 Erste Ausführungsform (ein Beispiel für einen Sensor und eine den Sensor aufweisende elektronische Einrichtung)
2 Zweite Ausführungsform (ein Beispiel für einen Sensor)

<Erste Ausführungsform>
[Konfiguration einer elektronischen Einrichtung]
1 zeigt die Konfiguration einer elektronischen Einrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die elektronische Einrichtung 10 weist ein Sensormodul 11 und eine Host-Vorrichtung 12 auf, die die Hauptvorrichtung der elektronischen Einrichtung 10 ist. Die elektronische Einrichtung 10 weist ein äußeres Glied, wie zum Beispiel ein Gehäuse mit einer eine nicht gleichförmige Krümmung aufweisenden gekrümmten Fläche, auf. Die elektronische Einrichtung 10 detektiert Druck auf dieser gekrümmten Fläche mit dem Sensormodul 11 und arbeitet gemäß einem Ergebnis der Detektion.
(Sensormodul)
Das Sensormodul 11 weist einen Sensor 20 und eine Steuerungs-IC 13 als eine Steuereinheit auf. Der Sensor 20 detektiert eine Änderung der Kapazität als Reaktion auf einen an die gekrümmte Fläche der elektronischen Einrichtung 10 angelegten Druck und gibt ein der Änderung der Steuerungs-IC 13 entsprechendes Ausgangssignal aus. Die Steuerungs-IC 13 steuert den Sensor 20, detektiert die an den Sensor 20 angelegte Druckkraft basierend auf dem von dem Sensor 20 zugeführten Ausgangssignal und gibt den detektierten Wert an die Host-Vorrichtung 12 aus.
[Konfiguration des Sensors]
2 zeigt den Sensor 20 in einem planaren Zustand. 3 zeigt den Sensor 20, der an einer eine nicht gleichförmige Krümmung aufweisenden gekrümmten Fläche 10S befestigt ist. Der Sensor 20 ist ein so genannter kapazitiver Drucksensor und liegt in Form eines trapezförmigen Films vor. Es sei darauf hingewiesen, dass bei der vorliegenden Offenbarung Filme als Folien beinhaltend definiert sind. Der Sensor 20 ist vorzugsweise an einer gekrümmten Fläche (wie zum Beispiel einer ellipsenförmigen Fläche, einer Freiformfläche, einem einschaligen Hyperboloid, einer einstellbaren Fläche) oder einer sphärischen Fläche mit nicht gleichförmiger Krümmung angebracht.
Ein filmartiger Verbindungsteil 20A erstreckt sich von einem Teil eines Umfangsrands des Sensors 20. An der Spitze des Verbindungsteils 20A sind mehrere Verbindungsanschlüsse 20B zur Verbindung mit der Leiterplatte (nicht gezeigt) der Host-Vorrichtung 12 vorgesehen. Die Steuerungs-IC 13 ist auf der Leiterplatte angeordnet.
Der Sensor 20 weist mehrere Erfassungseinheiten 20SE auf. Die mehreren Erfassungseinheiten 20SE sollen den an die gekrümmte Fläche 10S angelegten Druck basierend auf einer Kapazitätsänderung detektieren. Die mehreren Erfassungseinheiten 20SE sind in einer Matrix angeordnet. Die Erfassungseinheiten 20SE weisen zum Beispiel eine viereckige Form auf. Die Form der Erfassungseinheiten 20SE ist jedoch nicht auf irgendeine bestimmte Form begrenzt und kann eine polygonale Form oder dergleichen, die von einer Kreisform verschieden ist, eine elliptische Form oder eine quadratische Form sein.
Der gesamte Sensor 20 ist vorzugsweise als eine Komponente integriert. Die Schlitzpositionen, der Schlitzabstand und dergleichen der jeweiligen den Sensor 20 bildenden Schichten sind so geändert, dass dem Sensor 20 ein Sinn von Einheitlichkeit verliehen werden kann. Ferner ist es möglich, die Montagefreundlichkeit und die Beständigkeit gegenüber Abschälen und dergleichen zu verbessern.
4 zeigt einen Querschnitt des Sensors 20. Der Sensor 20 weist eine kapazitive Sensorelektrodenschicht 21, Elektrodenbasisglieder 22 und 23, eine elastische Schicht 24, eine Spaltschicht 25 und Klebstoffschichten 26A, 26B, 27A und 27B auf. Die Fläche des Sensors 20 auf der Seite der Elektrodenbasisschicht 23 ist über eine Klebstoffschicht (nicht gezeigt) mit der gekrümmten Fläche 10S verbunden.
Die Sensorelektrodenschicht 21 und das Elektrodenbasisglied 22 sind so angeordnet, dass Hauptflächen der Sensorelektrodenschicht 21 und des Elektrodenbasisglieds 22 einander zugekehrt sind. Die elastische Schicht 24 ist zwischen den Hauptflächen der Sensorelektrodenschicht 21 und des Elektrodenbasisglieds 22 angeordnet. Die Sensorelektrodenschicht 21 und die elastische Schicht 24 sind durch die Klebstoffschicht 26A miteinander verbunden, und das Elektrodenbasisglied 22 und die elastische Schicht 24 sind durch die Klebstoffschicht 26B miteinander verbunden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Klebstoffschichten 26A und 26B wie erforderlich vorgesehen sind und in einem Fall, in dem die elastische Schicht 24 zum Beispiel Haftvermögen aufweist, möglicherweise nicht vorgesehen sind.
Die Sensorelektrodenschicht 21 und das Elektrodenbasisglied 23 sind so angeordnet, dass die Hauptflächen der Sensorelektrodenschicht 21 und des Elektrodenbasisglieds 23 einander zugekehrt sind. Die Spaltschicht 25 ist zwischen den Hauptflächen der Sensorelektrodenschicht 21 und des Elektrodenbasisglieds 23 angeordnet. Die Sensorelektrodenschicht 21 und die Spaltschicht 25 sind durch die Klebstoffschicht 27A miteinander verbunden, und das Elektrodenbasisglied 23 und die Spaltschicht 25 sind durch die Klebstoffschicht 27B miteinander verbunden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Klebstoffschichten 27A und 27B wie erforderlich vorgesehen sind und in einem Fall, in dem die Spaltschicht 25 zum Beispiel Haftvermögen aufweist, möglicherweise nicht vorgesehen sind.
(Sensorelektrodenschicht)
5 zeigt die Form der Sensorelektrodenschicht 21. Die Sensorelektrodenschicht 21 weist mehrere Schlitze 21L auf, die sich in einer Richtung erstrecken, und hat insgesamt eine kammartige Form. Insbesondere weist die Sensorelektrodenschicht 21 einen Stammteil 21M und mehrere Zweigteile 21N, die sich wie Zweige von dem Stammteil 21M erstrecken, auf. Zwischen den benachbarten Zweigteilen 21N sind Schlitze 21L gebildet. Vorzugsweise ist am Ende 21L_A jedes Schlitzes 21L ein abgerundeter Teil gebildet, um ein Reißen des Elektrodenbasisglieds 22 zu verhindern. Die Schlitze 21L sind zwischen den Reihen der Erfassungseinheit 20SE gebildet.
Wie in 4 gezeigt ist, weist die Sensorelektrodenschicht 21 ein flexibles, filmartiges Basisglied 21A, mehrere der auf einer Hauptfläche des Basisglieds 21A vorgesehenen Erfassungseinheiten 20SE und eine Schutzschicht 21B, die die eine Hauptfläche des Basisglieds 21A, auf der diese Erfassungseinheiten 20SE vorgesehen sind, bedeckt, auf. Die Sensorelektrodenschicht 21 kann Elastizität aufweisen.
Das Basisglied 21A enthält Polymerharz und weist Flexibilität auf. Das Polymerharz kann zum Beispiel Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN), Polycarbonat (PC), Acrylharz (PMMA), Polyimid (PI), Triacetylcellulose (TAC), Polyesterpolyamid (PA), Aramid, Polyethylen (PE), Polyacrylat, Polyethersulfon, Polysulfon, Polypropylen (PP), Diacetylcellulose, Polyvinylchlorid, Epoxidharz, Harnstoffharz, Urethanhart, Melaminharz, cyclisches Olefinpolymer (COP), thermoplastisches Norbornenharz oder dergleichen sein. Das in dem Basisglied 21A enthaltene Polymerharz ist jedoch nicht auf diese Polymerharze beschränkt.
6 zeigt die Konfiguration der Erfassungseinheiten 20SE. Eine Erfassungseinheit 20SE detektiert die Kapazität, die dem Abstand zwischen der Erfassungseinheit 20SE und dem Elektrodenbasisglied 22 entspricht. Die Erfassungseinheit 20SE weist eine Impulselektrode (erste Elektrode) 21C und eine Sense-Elektrode (zweite Elektrode) 21D auf. Die Impulselektrode 21C und die Sense-Elektrode 21D sind so ausgelegt, dass sie eine kapazitive Kopplung bilden können. Insbesondere weisen die Impulselektrode 21C und die Sense-Elektrode 21D jeweils eine kammartige Form auf und sind so angeordnet, dass sie miteinander kämmen.
Die Impulselektrode 21C weist mehrere Unterelektroden 21C₁ auf, die jeweils eine lineare Form haben. Die Sense-Elektrode (zweite Elektrode) 21D weist mehrere Unterelektroden 21D₁ auf, die jeweils eine lineare Form haben. Die mehreren Unterelektroden 21C₁ und 21D₁ sind in gleichmäßigen Abständen abwechselnd angeordnet. Benachbarte Unterelektroden 21C₁ und 21D₁ sind so ausgelegt, dass sie eine kapazitive Kopplung bilden können.
Da die Erfassungseinheit 20SE unter Verwendung des elektrischen Streufelds zwischen der Impulselektrode 21C und der Sense-Elektrode 21D einen Druck (Kapazität) detektiert, variiert die Druckempfindlichkeit mit Änderungen des Abstands zwischen der Impulselektrode 21C und der Sense-Elektrode 21D, was zu einer Verringerung der Zuverlässigkeit führt. Um eine Verringerung der Zuverlässigkeit zu verhindern, enthält das Basisglied 21A der Sensorelektrodenschicht 21 daher vorzugsweise ein Material, das fast keine Elastizität aufweist.
Eine Verdrahtungsleitung 21E wird aus der Impulselektrode 21C herausgezogen, wird zu dem Stammteil 21M gestreckt und wird dann durch den Verbindungsteil 20A mit den Verbindungsanschlüssen 20B verbunden. Eine Verdrahtungsleitung 21F wird aus der Sense-Elektrode 21D herausgezogen, wird zu dem Stammteil 21M gestreckt und wird dann durch den Verbindungsteil 20A mit den Verbindungsanschlüssen 20B verbunden.
Die Schutzschicht 21B dient dem Schutz der Erfassungseinheiten 20SE. Die Schutzschicht 21B ist zum Beispiel ein Isolierfilm, wie zum Beispiel ein Deckfilm, oder ein isolierendes Resistmaterial. Es sei darauf hingewiesen, dass der Sensor 20 gegebenenfalls die Schutzschicht 21B nicht aufweist und die Klebeschicht 26A direkt auf der einen Hauptfläche des Basisglieds 21A, auf der die Erfassungseinheiten 20SE angeordnet sind, angeordnet sein kann.
Die Sensorelektrodenschicht 21 und der Verbindungsteil 20A sind vorzugsweise integral mit einer flexiblen Leiterplatte (nachfolgend als „FPC“ (flexible printed circuit board) bezeichnet) gebildet. Da die Sensorelektrodenschicht 21 und der Verbindungsteil 20A auf diese Weise integral gebildet sind, kann eine Komponentenanzahl des Sensors 20 reduziert werden. Die Beständigkeit gegenüber Verbindungsstoß zwischen dem Sensor 20 und der Leiterplatte (nicht gezeigt) kann auch verbessert werden.
(Elektrodenbasisglieder)
Die Elektrodenbasisglieder 22 und 23 sind flexible Elektrodenfilme. Wie in 7 gezeigt ist, weist das Elektrodenbasisglied 22 mehrere Schlitze 22L auf. Das Elektrodenbasisglied 22 weist zwei Seitenteile (zwei Enden) auf, die einander zugekehrt sind, und die mehreren Schlitze 22L erstrecken sich von den beiden einander zugekehrten Seitenteilen nach innen. Insbesondere erstrecken sich die mehreren Schlitze 22L zum Beispiel linear von den beiden Seitenteilen bis in die Nähe der Mittellinie L des Elektrodenbasisglieds 22. Am Ende 21L_A jedes Schlitzes 22L ist vorzugsweise ein abgerundeter Teil gebildet, um ein Reißen des Elektrodenbasisglieds 22 zu verhindern. Da das Elektrodenbasisglied 23 eine ähnliche Form wie die des Elektrodenbasisglieds 22 hat, erfolgt hier keine Erläuterung der Form des Elektrodenbasisglieds 23.
Die Erstreckungsrichtung der Schlitze 22L des Elektrodenbasisglieds 22 unterscheidet sich vorzugsweise von der Erstreckungsrichtung der Schlitze 21L der Sensorelektrodenschicht 21. Zum Beispiel kann die Erstreckungsrichtung der Schlitze 22L des Elektrodenbasisglieds 22 orthogonal zu der Erstreckungsrichtung der Schlitze 21L der Sensorelektrodenschicht 21 verlaufen. Ferner unterscheidet sich die Erstreckungsrichtung der Schlitze (nicht gezeigt) des Elektrodenbasisglieds 23 vorzugsweise von der Erstreckungsrichtung der Schlitze 21L der Sensorelektrodenschicht 21. Zum Beispiel kann die Erstreckungsrichtung der Schlitze 22L des Elektrodenbasisglieds 23 orthogonal zu der Erstreckungsrichtung der Schlitze 21L der Sensorelektrodenschicht 21 verlaufen.
Um die Empfindlichkeitsschwankung zwischen den mehreren Erfassungseinheiten 20SE zu reduzieren, sind die Schlitze 22L des Elektrodenbasisglieds 22 und die Schlitze des Elektrodenbasisglieds 23 vorzugsweise so angeordnet, dass sie sich in der Dickenrichtung des Sensors 20 nicht mit irgendeiner Erfassungseinheit 20SE überlappen. Die Elektrodenbasisglieder 22 und 23 können Elastizität aufweisen. Es wird jedoch bevorzugt, ein Material auszuwählen, dessen Widerstand 10 Ω/□ nicht übersteigt, selbst wenn die Elektrodenbasisglieder 22 und 23 gedehnt werden. Die mehreren Schlitze 22L sind vorzugsweise mit dem Elastizitätsgrad der Elektrodenbasisglieder 22 und 23 gebildet. Das Elektrodenbasisglied 23 kann ein Metallgehäuse sein.
Das Elektrodenbasisglied 22 weist ein flexibles Basisglied 22A und eine Referenzelektrodenschicht (nachfolgend als „REF-Elektrodenschicht“ bezeichnet) 22B, die auf einer Hauptfläche des Basisglieds 22A vorgesehen ist, auf. Das Elektrodenbasisglied 22 ist auf einer Hauptflächenseite der Sensorelektrodenschicht 21 so angeordnet, dass die REF-Elektrodenschicht 22B der einen Hauptfläche der Sensorelektrodenschicht 21 zugekehrt ist. Das Elektrodenbasisglied 23 weist ein flexibles Basisglied 23A und eine REF-Elektrodenschicht 23B, die auf einer Hauptfläche des Basisglieds 23A vorgesehen ist, auf. Das Elektrodenbasisglied 23 ist auf der anderen Hauptflächenseite der Sensorelektrodenschicht 21 angeordnet, so dass die REF-Elektrodenschicht 23B der anderen Hauptfläche der Sensorelektrodenschicht 21 zugekehrt ist.
Die Basisglieder 22A und 23A weisen eine filmartige Form auf. Die Materialien der Basisglieder 22A und 23A können ein Polymerharz ähnlich wie das des Basisglieds 21A sein. Die Basisglieder 22A und 23A können Elastizität aufweisen. In diesem Fall kann das Material der Basisglieder 22A und 23A ein geschäumtes Harz, ein isolierendes Elastomer oder dergleichen sein.
Die REF-Elektrodenschichten 22B und 23B sind so genannte Masseelektroden und weisen ein Massepotenzial auf. Die Form der REF-Elektrodenschichten 22B und 23B kann zum Beispiel eine dünne filmartige Form, eine folienartige Form, eine netzartige Form oder dergleichen sein, ist aber nicht auf diese Formen beschränkt.
Die REF-Elektrodenschichten 22B und 23B müssen nur eine elektrische Leitfähigkeit aufweisen und können zum Beispiel eine anorganische leitfähige Schicht, die ein anorganisches leitfähiges Material enthält, eine organische leitfähige Schicht, die ein organisches leitfähiges Material enthält, eine organischanorganische leitfähige Schicht, die sowohl ein anorganisches leitfähiges Material als auch ein organisches leitfähiges Material enthält, oder dergleichen sein. Das anorganische leitfähige Material und das organische leitfähige Material können Partikel sein. Die REF-Elektrodenschichten 22B und 23B können leitfähige Stoffe sein. Die REF-Elektrodenschichten 22B und 23B können Elastizität aufweisen.
Beispiele für das anorganische leitfähige Material beinhalten Metalle und Metalloxide. Hier sind Metalle als Halbmetalle beinhaltend definiert. Beispiele für die Metalle beinhalten Metalle, wie zum Beispiel Aluminium, Kupfer, Silber, Gold, Platin, Palladium, Nickel, Zinn, Cobalt, Rhodium, Iridium, Eisen, Ruthenium, Osmium, Mangan, Molybden, Wolfram, Niob, Tantal, Titan, Bismuth, Antimon und Blei und Legierungen und dergleichen, die zwei oder mehr dieser Metalle enthalten. Das anorganische leitfähige Material ist jedoch nicht auf diese Metalle beschränkt. Spezielle Beispiele für die Legierungen beinhalten rostfreien Stahl, aber das anorganische leitfähige Material ist nicht darauf beschränkt. Beispiele für die Metalloxide beinhalten Indiumzinnoxide (ITO), Zinkoxide, Indiumoxide, Zinnoxide mit zugegebenem Antimon, Zinnoxide mit zugegebenem Fluor, Zinkoxide mit zugegebenem Aluminium, Zinkoxide mit zugegebenem Gallium, Zinkoxide mit zugegebenem Silizium, Zinkoxid-Zinnoxide, Indiumoxid-Zinnoxide und Zinkoxid-Indiumoxid-Magnesiumoxide. Das anorganische leitfähige Material ist jedoch nicht auf diese Metalloxide beschränkt.
Beispiele für das organische leitfähige Material beinhalten Kohlenstoffmaterialien und leitfähige Polymere. Beispiele für die Kohlenstoffmaterialien beinhalten Ruße, Kohlenstofffasern, Fullerene, Graphene, Kohlenstoff-Nanoröhren, Kohlenstoff-Mikrospulen oder Kohlenstoff-Nanohörnern. Das organische leitfähige Material ist jedoch nicht auf diese Kohlenstoffmaterialien beschränkt. Beispiele für die leitfähigen Polymere beinhalten substituierte oder unsubstituierte Polyaniline, Polypyrrole und Polythiophene. Das organische leitfähige Material ist jedoch nicht auf diese leitfähigen Polymere beschränkt.
Die REF-Elektrodenschichten 22B und 23B können entweder durch einen trockenen Prozess oder einen nassen Prozess erzeugte Dünnfilme sein. Der trockene Prozess kann zum Beispiel eine Sputtertechnik, eine Technik der Abscheidung aus der Dampfphase oder dergleichen sein, aber der trockene Prozess ist nicht besonders auf diese Techniken beschränkt.
Da die Elektrodenbasisglieder 22 und 23 auf den beiden Hauptflächenseiten der Sensorelektrodenschicht 21 vorgesehen sind, kann verhindert werden, dass jegliches externe Rauschen (jegliches externe elektrische Feld) durch die beiden Hauptflächen des Sensors 20 in die Sensorelektrodenschicht 21 eintritt. Somit kann eine Abnahme der Detektionsgenauigkeit oder eine falsche Detektion durch den Sensor 20 aufgrund von externem Rauschen verhindert werden.
(Elastische Schicht)
Die elastische Schicht 24 ist so ausgelegt, dass sie durch an die Fläche des Sensors 30 an der Seite des Elektrodenbasisglieds 22 angelegten Druck elastisch verformbar ist. Da die elastische Schicht 24 zwischen der Sensorelektrodenschicht 21 und dem Elektrodenbasisglied 22 angeordnet ist, können die Empfindlichkeit und der dynamische Bereich des Sensors 20 eingestellt werden.
Die elastische Schicht 24 kann eine Konfiguration aufweisen, die einen Schlitz 24L oder dergleichen aufweist und in der Ebene geteilt ist, oder kann eine Konfiguration aufweisen, die keine Schlitze 24L oder dergleichen aufweist und nicht in der Ebene geteilt ist. Die elastische Schicht 24 kann wie erforderlich auf einem Trägerglied angeordnet sein. Das Material des Trägerglieds kann zum Beispiel ein isolierendes Elastomer oder dergleichen sein.
Die elastische Schicht 24 enthält ein geschäumtes Harz, ein isolierendes Elastomer oder dergleichen. Das geschäumte Harz ist ein so genannter Schwamm und ist mindestens eines von den folgenden Materialien: zum Beispiel geschäumtes Polyurethan (Polyurethanschaum) geschäumtes Polyethylen (Polyethylenschaum), geschäumtes Polyolefin (Polyolefinschaum), geschäumtes Acrylat (Acrylatschaum), Moosgummi und dergleichen. Das isolierende Elastomer ist mindestens eines von den folgenden Elastomeren: zum Beispiel ein Elastomer auf Silikonbasis, ein Elastomer auf Acrylbasis, ein Elastomer auf Urethanbasis, eine Elastomer auf Styrolbasis und dergleichen.
(Spaltschicht)
Die Spaltschicht 25 weist isolierende Eigenschaften auf und trennt das Elektrodenbasisglied 23 und die Sensorelektrodenschicht 21 voneinander. Die Dicke der Spaltschicht 25 stellt die anfängliche Kapazität des Sensors 20 ein. Die Spaltschicht 25 kann gegebenenfalls durch einen an die Fläche des Sensors 30 an der Seite des Elektrodenbasisglieds 22 angelegten Druck elastisch verformt werden. Ist die Spaltschicht 25 dazu ausgelegt, elastisch verformbar zu sein, kann die Spaltschicht 25 ein geschäumtes Harz, ein isolierendes Elastomer oder dergleichen enthalten. Die Spaltschicht 25 kann eine Konfiguration aufweisen, die einen Schlitz 25L oder dergleichen aufweist und in der Ebene geteilt ist, oder kann eine Konfiguration aufweisen, die keine Schlitze 25L oder dergleichen aufweist und in der Ebene nicht geteilt ist.
Die Spaltschicht 25 kann gegebenenfalls Haftvermögen aufweisen. Falls die Spaltschicht 25 Haftvermögen aufweist, sind das Elektrodenbasisglied 23 und die Sensorelektrodenschicht 21 durch die Spaltschicht 25 miteinander verbunden. Die Klebespaltschicht 25 ist zum Beispiel mit einer einschichtigen Klebstoffschicht oder einer gestapelten Struktur (wie zum Beispiel einem doppelseitigen Klebefilm), der auf beiden Flächen seines Basisglieds mit Klebstoffschichten versehen ist, gebildet.
Der in der (den) obigen Klebstoffschicht(en) enthaltene Klebstoff kann zum Beispiel mindestens einer der folgenden Klebstoffe sein: ein Acrylklebstoff, ein Silikonklebstoff und ein Urethanklebstoff. Es sei darauf hingewiesen, dass die druckempfindliche Haftwirkung in der vorliegenden Offenbarung als eine Adhäsionsart definiert ist. Gemäß dieser Definition wird eine Klebstoffschicht als eine Klebstoffschichtart betrachtet.
(Klebstoffschichten)
Die Klebstoffschichten 26A, 26B, 27A und 27B sind zum Beispiel mit einem isolierenden Klebstoff oder doppelseitigen Klebstofffilmen gebildet. Der Klebstoff kann zum Beispiel ähnlich wie der Klebstoff der oben beschriebenen Spaltschicht 25 sein.
[Sensorverbindungsverfahren]
Beispiele für Verfahren zum Verbinden des die obige Konfiguration aufweisenden Sensors 20 beinhalten: ein Verfahren, durch das alle Schichten des Sensors 20 auf einer flachen Fläche miteinander verbunden werden und der Sensor 20 dann mit der gekrümmten Fläche 10S verbunden wird; ein Verfahren, durch das die den Sensor 20 bildenden jeweiligen Schichten nacheinander mit der gekrümmten Fläche 10S verbunden werden; und ein Verfahren, durch das die den Sensor 20 bildenden Schichten zwei oder mehr Male verbunden werden. Um die zur Herstellung der den Sensor 20 enthaltenden elektronischen Einrichtung 10 erforderliche(n) Kosten und Zeit zu reduzieren, wird bevorzugt, zu reduzieren, wie oft ein Verbinden durchgeführt werden muss. Falls alle Schichten des Sensors 20 auf einmal verbunden werden, wird jedoch eine höhere Spannung an einen oberen Film angelegt. Infolgedessen könnte die elastische Schicht 24 zerdrückt werden, und die Empfindlichkeit könnte abnehmen. Um eine Verringerung der Empfindlichkeit des Sensors 20 zu vermeiden, wird daher bevorzugt, dass der Sensor 20 mindestens zwei Mal verbunden wird, wobei die Grenzfläche zwischen der elastischen Schicht 24 und dem Elektrodenbasisglied 22 die Trennebene ist.
Beispiele für Verfahren zum Verbinden des Sensors 20 mit der gekrümmten Fläche 10S beinhalten ein Verbindungsverfahren, das eine Rolle verwendet, die für die gekrümmte Fläche 10S geeignet ist, und ein Verbindungsverfahren, das einen Luftsack, eine Membran oder dergleichen, die eine Kautschukbahn aufweist, verwendet. Insbesondere wird ein Vakuumverbindungsverfahren bevorzugt, das eine Transferfolie verwendet, die in Dekorationsverfahren verwendet wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Sensor 20 beim Verbinden mit der gekrümmten Fläche 10S verbunden wird, so dass sich zum Beispiel die mehreren Schlitze 21L der Sensorelektrodenschicht 21 in der Längsrichtung der gekrümmten Fläche 10S erstrecken und sich die mehreren Schlitze 22L des Elektrodenbasisglieds 22 und die mehreren Schlitze (nicht gezeigt) des Elektrodenbasisglieds 23 in der Umfangsrichtung der gekrümmten Fläche 10S erstrecken.
[Wirkungen]
Bei dem Sensor 20 gemäß der ersten Ausführungsform weisen die Sensorelektrodenschicht 21, das Elektrodenbasisglied 22 und das Elektrodenbasisglied 23 Schlitze auf. Infolgedessen kann die Bildung von Falten verhindert werden, wenn der Sensor 20 an die gekrümmte Fläche 10S mit der nicht gleichförmigen Krümmung befestigt wird. Somit kann der Sensor 20 angemessen an einem Gehäuse befestigt werden, das eine beliebige verschiedener Formen, die von einer flachen Fläche verschieden sind, aufweist, ohne durch das Design des Gehäuses eingeschränkt zu sein, während die Bildung von Falten verhindert wird.
Bei einem Drucksensor wie dem in Patentdokument 1 offenbarten müssen bandförmige Sensoren nacheinander mit einer gekrümmten Fläche verbunden werden, falls der Sensor auf der gekrümmten Fläche eines Objekts wie beispielsweise einer elektronischen Einrichtung verwendet wird. Daher ist es in diesem Fall schwierig, einen Sensor auf einer gekrümmten Fläche zu befestigen. Andererseits ist der Sensor 20 gemäß der ersten Ausführungsform als eine Struktur integriert, und ein Befestigen des Sensors 20 auf einer gekrümmten Fläche kann erleichtert werden. Da die Randteile reduziert sein können, können ferner ein Abschälen, eine Beeinträchtigung von den Endflächen aus und dergleichen reduziert werden.
Da die Positionen und die Ausrichtungen der Schlitze in den jeweiligen Schichten des Sensors 20 variieren, werden die Schlitzpositionen durch Berühren nicht leicht erkannt. Somit kann die Struktur des Sensors 20 verbessert werden. Insbesondere wird, falls das äußere Glied, wie beispielsweise das Gehäuse, weicher hergestellt ist, um die Druckempfindlichkeit zu erhöhen, die Verbesserung der Struktur des Sensors 20 erheblich.
[Modifikationen]
(Modifikationen der elastischen Schicht)
Die elastische Schicht 24 kann eine poröse Schicht sein. Die poröse Schicht ist vorzugsweise eine Faserschicht. Die Faserschicht ist zum Beispiel ein Vliesstoff oder ein Gewebe. Die in der Faserschicht enthaltene Faser kann eine Nanofaser oder dickere Faser als eine Nanofaser sein. Um die Empfindlichkeit des Sensors 20 zu erhöhen, wird jedoch eine Nanofaser bevorzugt. Die Faser kann ein Polymerharz enthalten oder kann ein anorganisches Material enthalten. Um die Empfindlichkeit des Sensors 20 zu erhöhen, enthält die Faser vorzugsweise ein Polymerharz.
Die poröse Schicht kann eine dreidimensionale Struktur (eine unregelmäßige Netzstruktur wie beispielsweise Vliesstoff) aufweisen, die mit einer faserigen Struktur gebildet ist, und kann mit mehreren Räumen (feinen Poren) versehen sein. Da die poröse Schicht eine dreidimensionale Struktur aufweist, kann eine Struktur mit einer hohen Porosität erzeugt werden, und ein Dünnen ist leicht.
Die faserige Struktur ist eine faserige Substanz, die bezüglich der Fasergröße (Durchmesser) eine ausreichende Länge aufweist. Zum Beispiel werden mehrere faserige Strukturen zusammengefügt und willkürlich überlappt, um die poröse Schicht zu bilden. Eine faserige Struktur kann willkürlich verflochten sein, um die poröse Schicht zu bilden. Alternativ kann es gleichzeitig eine mit einer faserigen Struktur gebildete poröse Schicht und eine mit mehreren faserigen Strukturen gebildete poröse Schicht geben.
Die faserige Struktur erstreckt sich zum Beispiel linear. Die faserige Struktur kann eine beliebige Form aufweisen und kann zum Beispiel in der Mitte eingedrückt oder gebogen sein. Alternativ kann die faserige Struktur in der Mitte abzweigen.
Der minimale Faserdurchmesser der faserigen Struktur ist vorzugsweise nicht größer als 500 nm oder besonders bevorzugt nicht größer als 300 nm. Der mittlere Faserdurchmesser ist zum Beispiel vorzugsweise nicht kleiner als 0,1 µm und nicht größer als 10 µm, kann aber außerhalb des obigen Bereichs liegen. Mit kleiner werdendem mittleren Faserdurchmesser wird der Porendurchmesser der feinen Poren größer. Der mittlere Faserdurchmesser kann durch mikroskopische Beobachtung, beispielsweise unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops oder dergleichen, gemessen werden. Die faserige Struktur kann eine beliebige geeignete mittlere Länge aufweisen. Die faserige Struktur wird zum Beispiel durch ein Phasentrennungsverfahren, Phaseninversionsverfahren, ein elektrostatisches (elektrisches Feld-)Spinnverfahren, ein Schmelzspinnverfahren, ein Nassspinnverfahren, ein Trockenspinnverfahren, ein Gelspinnverfahren, ein Sol-Gel-Verfahren, ein Sprühbeschichtungsverfahren oder dergleichen gebildet. Durch solch ein Verfahren kann eine faserige Struktur mit einer ausreichenden Länge bezüglich des Faserdurchmessers leicht und stabil gebildet werden.
Die faserige Struktur weist ein Polymermaterial und/oder ein anorganisches Material auf. Insbesondere ist die faserige Struktur vorzugsweise mit Nanofaser gebildet. Hier ist die Nanofaser eine faserige Substanz mit einem Faserdurchmesser, der nicht kleiner als 1 nm und nicht größer als 1000 nm ist, und einer Länge, die mindestens um das 100-Fache größer ist als der Faserdurchmesser. Bei Verwendung solch einer Nanofaser als die faserige Struktur kann die Porosität höher gemacht werden, und es wird ein Dünnen möglich. Die mit Nanofaser gebildete faserige Struktur wird vorzugsweise durch ein elektrostatisches Spinnverfahren gebildet. Durch ein elektrostatisches Spinnverfahren kann eine faserige Struktur mit einem kleinen Faserdurchmesser leicht und stabil gebildet werden.
(Modifikation der Klebstoffschichten)
Die Klebstoffschichten 26A und 26B können eine Leitfähigkeit aufweisen. In diesem Fall kann die Empfindlichkeit des Sensors 20 weiter erhöht werden. Die leitfähigen Klebstoffschichten 26A und 26B enthalten ferner zusätzlich zu dem Klebstoff ein leitfähiges Material. Das leitfähige Material ist zum Beispiel ein leitfähiger Füllstoff und/oder ein leitfähiges Polymer. Der leitfähige Füllstoff enthält mindestens eines der folgenden Materialien: zum Beispiel einen Kohlenstofffüllstoff, einen Metallfüllstoff, einen Metalloxidfüllstoff und einen metallbeschichteten Füllstoff. Hier sind Metalle als Halbmetalle beinhaltend definiert. Es sei darauf hingewiesen, dass die Klebstoffschichten 27A und 27B eine Leitfähigkeit aufweisen können.
(Modifikation der Elektrodenbasisglieder)
Das Basisglied 22A ist möglicherweise nicht enthalten. Das heißt, der Sensor 20 kann die REF-Elektrodenschicht 22B anstelle des Elektrodenbasisglieds 22 aufweisen. Ebenso ist das Basisglied 23A möglicherweise nicht enthalten. Das heißt, der Sensor 20 kann die REF-Elektrodenschicht 23B anstelle des Elektrodenbasisglieds 23 aufweisen.
Wie in 8 gezeigt ist, weist das Elektrodenbasisglied 22 einen Stammteil 22M und mehrere Zweigteile 22N auf, die sich wie Zweige von dem Stammteil 22M erstrecken. Zwischen den benachbarten Zweigteilen 22N ist ein Raum (Spalten) mit einer vorbestimmten Breite vorgesehen. Das Elektrodenbasisglied 23 kann eine ähnliche Form wie die des oben beschriebenen Elektrodenbasisglieds 22 aufweisen.
(Beispiele für elektronische Einrichtungen)
Die vorliegende Offenbarung kann auf verschiedene Arten von elektronischen Einrichtungen angewandt werden, die jeweils ein äußeres Glied, wie zum Beispiel ein Gehäuse mit einer gekrümmten Fläche, aufweisen. Insbesondere wird die vorliegende Offenbarung vorzugsweise auf eine elektronische Einrichtung angewandt, die ein äußeres Glied, wie zum Beispiel ein Gehäuse, mit einer gekrümmten Fläche, die eine nicht gleichförmige Krümmung hat, aufweist. Zum Beispiel kann die vorliegende Offenbarung auf PCs, Mobiltelefone wie beispielsweise Smartphones, Fernsehempfänger, Fernsteuerungen, Kameras, Spielevorrichtungen, Navigationssysteme, elektronische Bücher, elektronische Lexika, tragbare Musikabspielgeräte, Tastaturen, tragbare Endgeräte, Radios, Stereoanlagen, medizinische Geräte, Roboter und dergleichen angewandt werden. Beispiele für die tragbaren Endgeräte beinhalten Smart Watches, Head-Mounted-Displays, Armbänder, Ringe, Brillen, Schuhen und Kleidung.
(Andere Beispiele als elektronische Einrichtungen)
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf elektronische Einrichtungen beschränkt und kann auf verschiedene Arten von anderen Einrichtungen als elektronische Einrichtungen angewandt werden. Insbesondere wird die vorliegende Offenbarung vorzugsweise auf eine Einrichtung angewandt, die ein äußeres Glied, wie zum Beispiel ein Gehäuse, mit einer gekrümmten Fläche, die eine nicht gleichförmige Krümmung hat, aufweist. Zum Beispiel kann die vorliegende Offenbarung auf elektrische Einrichtungen, wie zum Beispiel Elektrowerkzeuge, Kühlschränke, Klimaanlagen, Wasserkocher, Mikrowellenöfen, Geschirrspüler, Waschmaschinen, Trockner, Beleuchtungsvorrichtungen und Spielzeuge, angewandt werden. Ferner kann die vorliegende Offenbarung auf architektonische Strukturen, wie zum Beispiel Wohnhäuser, Architekturteile, Transportmittel, Möbel wie beispielsweise Tische und Schreibtische, Fertigungsanlagen, Analysegeräte und dergleichen angewandt werden. Beispiele für die Architekturteile beinhalten Pflastersteine, Wandmaterialien, Bodenfliesen und Bodenplatten. Beispiele für die Transportmittel beinhalten Fahrzeuge (wie beispielsweise Automobile und Motorräder), Schiffe, Unterseeboote, Eisenbahnfahrzeuge, Luftfahrzeuge, Raumfahrzeuge, Aufzüge und Spielplatzgeräte.
<Zweite Ausführungsform>
[Konfiguration des Sensors]
9A zeigt die Konfiguration eines Sensors 120 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Der Sensor 120 weist eine Röhrenform auf, und ein filmartiger Verbindungsteil 120A erstreckt sich von einem Ende des Sensors 120. Der Sensor 120 weist Elastizität auf und ist an einem Fügeteil 110 befestigt, der eine zylindrische Fläche 110S aufweist, wie in 13B gezeigt ist. Es sind mehrere Verbindungsanschlüsse 120B zur Verbindung des Hauptkörpers des Fügeteils 110 an der Spitze des Verbindungsteils 120A vorgesehen. Die Verbindungsanschlüsse 120B sind mit einem Verbindungsanschluss (nicht gezeigt) verbunden, der in einer Aussparung 111 der zylindrischen Fläche 110S vorgesehen ist. Das Fügeteil 110 ist Teil einer elektronischen Einrichtung, wie zum Beispiel eines Roboters. Ferner ist das Fügeteil 110 nicht zwangsweise eine elektronische Einrichtung und kann ein Lenker eines Fahrrads, ein Tennisschläger oder dergleichen sein.
9B ist eine Querschnittsansicht entlang der in 9A definierten Linie IXB-IXB. Der Sensor 120 weist einen röhrenförmigen Sensorhauptrahmen 120C, eine auf der Außenumfangsfläche des Sensorhauptrahmens 120C vorgesehene Elastomerschicht 126 und eine auf der Innenumfangsfläche des Sensorhauptrahmens 120M vorgesehene Elastomerschicht 127 auf. Es wird hier einen Fall besprochen, in dem der Sensor 120 beide Elastomerschichten 126 und 127 aufweist, aber der Sensor 120 kann möglicherweise auch nur eine der Elastomerschichten 126 und 127 aufweisen. Es sei darauf hingewiesen, dass bei der zweiten Ausführungsform Komponenten, die jenen der ersten Ausführungsform gleichen, mit den gleichen Bezugszahlen wie die bei der ersten Ausführungsform verwendeten bezeichnet werden und eine Erläuterung dieser hier nicht wiederholt wird.
(Sensorhauptrahmen)
Der Sensorhauptrahmen 120C ist ein rechteckiger Film, der zu einer Röhrenform gerollt ist, und weist Elastizität auf. Der Sensorhauptrahmen 120C weist mehrere Erfassungseinheiten 20SE auf. Der Sensorhauptrahmen 120C unterscheidet sich von dem Sensor 20 der ersten Ausführungsform darin, dass er eine rechteckige Form aufweist. Insbesondere weist der Sensorhauptrahmen 120C eine Konfiguration auf, bei der ein Elektrodenbasisglied 123, eine elastische Schicht 125, eine Sensorelektrodenschicht 121, eine elastische Schicht 124 und ein Elektrodenbasisglied 122 in dieser Reihenfolge in der von dem Innenumfang zu dem Außenumfang verlaufenden Richtung gestapelt sind. Zwischen diesen Schichten sind wie erforderlich Klebstoffschichten vorgesehen. Das Elektrodenbasisglied 123, die elastische Schicht 125, die Sensorelektrodenschicht 121, die elastische Schicht 124 und das Elektrodenbasisglied 122 weisen jeweils eine rechteckige Form auf.
(Sensorelektrodenschicht)
10 zeigt die Form der Sensorelektrodenschicht 121. Die Sensorelektrodenschicht 121 weist ein kammartiges erstes Gebiet R₁, das mit mehreren Schlitzen 21L₁ versehen ist, und ein kammartiges zweites Gebiet R₂, das mit mehreren Schlitzen 21L₂ versehen ist, auf. Die Ausrichtungen der mehreren Schlitze 21L₁ im ersten Gebiet und der mehreren Schlitze 21L₂ im zweiten Gebiet (die Ausrichtungen der Ausschnitte) sind entgegengesetzt zueinander. Insbesondere erstrecken sich die mehreren Schlitze 21L₁ linear von einem Ende bis in die Nähe des anderen Endes der Sensorelektrodenschicht 121. Des Weiteren erstrecken sich die mehreren Schlitze 21L₂ linear von dem anderen Ende bis in die Nähe des einen Endes der Sensorelektrodenschicht 121. Die Erstreckungsrichtung der mehreren Schlitze 21L₁ und der mehreren Schlitze 21L₂ fällt mit der Höhenrichtung des röhrenförmigen Sensors 120 zusammen.
Die Sensorelektrodenschicht 121 kann Elastizität aufweisen. Die Sensorelektrodenschicht 121 weist jedoch vorzugsweise keine Elastizität oder fast keine Elastizität auf. Da die Sensorelektrodenschicht 121 keine Elastizität oder fast keine Elastizität aufweist, werden Änderungen des Abstands zwischen der Impulselektrode 21C und der Sense-Elektrode 21D reduziert, und dementsprechend können Änderungen der Druckempfindlichkeit reduziert werden. Somit kann eine Verringerung der Zuverlässigkeit verhindert werden.
(Elektrodenbasisglieder)
11 zeigt die Form des Elektrodenbasisglieds 122. Das Elektrodenbasisglied 122 weist ein kammartiges erstes Gebiet R_A, das mit mehreren Schlitzen 122L₁ versehen ist, und ein kammartiges zweites Gebiet R_B, das mit mehreren Schlitzen 122L₂ versehen ist, auf. Die Schlitze 122L₁ und 122L₂ ähneln den Schlitzen 21L₁ bzw. 21L₂ der Sensorelektrodenschicht 121. Die Schlitze 122L₁ und 122L₂ des Elektrodenbasisglieds 122 können sich jedoch hinsichtlich Form und/oder Erstreckungsrichtung von den Schlitzen 21L₁ und 21L₂ der Sensorelektrodenschicht 121 unterscheiden.
Da das Elektrodenbasisglied 123 eine ähnliche Form wie die des Elektrodenbasisglieds 122 hat, erfolgt hier keine Erläuterung der Form des Elektrodenbasisglieds 123. Die Formen des Elektrodenbasisglieds 122 und des Elektrodenbasisglieds 123 können sich jedoch voneinander unterscheiden. Die Elektrodenbasisglieder 122 und 123 weisen jeweils ein Basisglied und eine REF-Elektrodenschicht, die auf einer Hauptfläche des Basisglieds angeordnet ist, auf. Das Basisglied und die REF-Elektrodenschicht ähneln dem Basisglied 22A bzw. der REF-Elektrodenschicht 22B der ersten Ausführungsform. Statt der mehreren Schlitze 122L₁ und 122L₂ können die Elektrodenbasisglieder 122 und 123 Elastizität aufweisen. Die Elektrodenbasisglieder 122 und 123 sowie die mehreren Schlitze 122L₁ und 122L₂ können Elastizität aufweisen. Die mehreren Schlitze 122L₁ und 122L₂ des Elektrodenbasisglieds 122 können die Schlitze 21L₁ und 21L₂ der Sensorelektrodenschicht 121 in der Dickenrichtung des Sensors 120 überlappen.
(Elastische Schichten)
Die elastischen Schichten 124 und 125 ähneln der elastischen Schicht 24 der ersten Ausführungsform mit Ausnahme der Form.
(Elastomerschichten)
Die Elastomerschichten 126 und 127 weisen jeweils eine Röhrenform auf, und zwischen den Elastomerschichten 126 und 127 ist ein Sensorhauptrahmen 120C angeordnet. Die Elastomerschichten 126 und 127 weisen Elastizität auf. Die Elastomerschichten 126 und 127 enthalten zum Beispiel Silikonharz, Polyurethan, Nitrilkautschuk oder dergleichen.
[Sensorherstellungsverfahren]
Der Sensor 120 mit der obigen Konfiguration wird wie folgt hergestellt. Zunächst wird der Sensorhauptrahmen 120C zum Beispiel um einen stangenförmigen Schaft gewickelt, um die Röhrenform zu bilden. Dann wird ein in 12 gezeigtes Formwerkzeug 130 mit einem zylindrischen Raum 131 vorbereitet. Der röhrenförmige Sensorhauptrahmen 20C wird dann in den Raum 131 des Formwerkzeugs 130 fallengelassen. Es wird ein geschmolzenes Harzmaterial in den Raum 131 gegossen, und das Harzmaterial wird ausgehärtet. Danach wird der hergestellte Sensor 20 aus dem Raum 131 des Formwerkzeugs 130 herausgenommen.
[Sensorbefestigungsverfahren]
Nunmehr auf 13A und 13B Bezug nehmend, wird ein Verfahren zur Befestigung des Sensors 120 mit der obigen Konfiguration beschrieben. Wie in 13A gezeigt ist, wird zunächst der röhrenförmige Sensor 120 bei gleichzeitiger Ausdehnung und Aufweitung in die zylindrische Fläche 110S des Fügeteils 110 eingeführt, so dass der Sensor 120 an die zylindrischen Fläche 110S des Fügeteils 110 befestigt wird. In diesem Stadium ist die in der zylindrischen Fläche 110S gebildete Aussparung 111 nicht mit dem Sensor 120 bedeckt. Dann werden die Verbindungsanschlüsse 120B des Sensors 120 mit dem in der Aussparung 111 angeordneten Verbindungsanschluss verbunden. Danach wird der Sensor 120 weiter in die zylindrische Fläche 110S des Fügeteils 110 eingeführt, um die Aussparung 111 zu bedecken, während er wieder geschoben, ausgedehnt und aufgeweitet wird, wie in 13B gezeigt ist. In diesem Stadium ist der Verbindungsteil 120A zurückgeklappt und wird zwischen der Innenseitenfläche des Sensors 120 und der zylindrischen Fläche 110S des Fügeteils 110 aufgenommen. Es sei darauf hingewiesen, dass eine Aussparung (nicht gezeigt) zur Aufnahme des Verbindungsteils 120A in der zylindrischen Fläche 110S gebildet sein kann.
[Wirkungen]
Wie oben beschrieben, weisen bei dem Sensor 120 gemäß der zweiten Ausführungsform die Sensorelektrodenschicht 121, das Elektrodenbasisglied 122 und das Elektrodenbasisglied 123 jeweils mehrere Schlitze auf, und die Erstreckungsrichtung der Schlitze fällt mit der Höhenrichtung des röhrenförmigen Sensors 120 zusammen. Bei dieser Anordnung kann die Sensorelektrodenschicht 121₁ zusammen mit den Elastomerschichten 126 und 127 und dergleichen in der Umfangsrichtung des röhrenförmigen Sensors 120 gedehnt werden. Dementsprechend kann der röhrenförmige Sensor 120 dahingehend ausgedehnt werden, sein Durchgangsloch aufzuweiten, und in die zylindrische Fläche 110S des Fügeteils 110 eingeführt werden. Somit kann der Sensor 120 leicht an dem Fügeteil 110 befestigt werden.
Des Weiteren kann der Sensor 120 gemäß der zweiten Ausführungsform durch seine Röhrenform und Elastizität leicht an dem Fügeteil 110 befestigt und davon gelöst werden. Der Sensor 120 kann zum Beispiel leicht an einem Lenker eines Fahrrads, einem Tennisschläger oder dergleichen befestigt werden.
Falls ein rechteckiger filmartiger Sensor um die zylindrische Fläche 110S gewickelt ist, befindet sich des Weiteren stets ein Rand an der zylindrischen Fläche 110S, und es entsteht ein Problem wie beispielsweise, dass sich der Sensor von dem Rand löst. Andererseits weist der Sensor 120 gemäß der zweiten Ausführungsform eine nahtlose Form auf. Dementsprechend gibt es auf der zylindrischen Fläche 110S keine Ränder, und es gibt keine Probleme wie beispielsweise, dass sich der Sensor von einem Rand löst, wie ein rechteckiger filmartiger Sensor.
Ferner ist der Sensor 120 an der zylindrischen Fläche 110S des Fügeteils 110 befestigt, während er ausgedehnt und aufgeweitet ist. Selbst wenn die zylindrische Fläche 110S geringe Unregelmäßigkeiten oder eine sanfte Krümmung hat, kann dementsprechend bewirkt werden, dass sich der Sensor 120 an diese Formen anpasst.
[Modifikationen]
(Erste Modifikation)
14 zeigt die Form einer Sensorelektrodenschicht 121₁ gemäß einer ersten Modifikation. Die Sensorelektrodenschicht 121₁ weist eine Mäanderform auf, und die Ausrichtungen benachbarter Schlitze 21L₁ und 21L₂ (die Ausrichtungen von Kerben) sind entgegengesetzt zueinander. In diesem Fall kann die Sensorelektrodenschicht 121₁ auch zusammen mit den Elastomerschichten 126 und 127 und dergleichen in der Umfangsrichtung des röhrenförmigen Sensors 120 gedehnt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass jedes der Elektrodenbasisglieder 122 und 123 eine Mäanderform wie die oben beschriebene Sensorelektrodenschicht 121₁ aufweisen kann.
(Zweite Modifikation)
15 zeigt die Form einer Sensorelektrodenschicht 121₂ gemäß einer zweiten Modifikation. Die Sensorelektrodenschicht 121₂ weist mehrere lineare Sensoreinheiten 121V, die streifenförmig angeordnet sind, und mehrere Mäanderverdrahtungseinheiten 121W, die die benachbarten Sensoreinheiten 121V miteinander verbinden, auf. Die Sensorelektrodenschicht 121₂ ist in dem Sensor 120 so vorgesehen, dass die Längsrichtung der linearen Sensoreinheiten 121V und die Höhenrichtung des röhrenförmigen Sensors 120 zusammenfallen. Es sind mehrere in einer Linie angeordnete Erfassungseinheiten 20SE in jeder der Sensoreinheiten 121V vorgesehen, und die aus den jeweiligen Erfassungseinheiten 20SE gezogenen Verdrahtungsleitungen (nicht gezeigt) sind über die Mäanderverdrahtungseinheiten 121W und den Verbindungsteil 120A mit den Verbindungsanschlüssen 120B verbunden.
15 zeigt ein Beispiel, in dem zwei benachbarte Sensoreinheiten 121V durch eine Mäanderverdrahtungseinheit 121W verbunden sind. Wie in 16 gezeigt ist, können jedoch zwei benachbarte Sensoreinheiten 121V durch mehrere Mäanderverdrahtungseinheiten 121W verbunden sein. In diesem Fall kann die gleiche Anzahl von Mäanderverdrahtungseinheiten 121W wie die in den Sensoreinheiten 121V vorgesehenen Erfassungseinheiten 20SE zwischen den benachbarten Sensoreinheiten 121V angeordnet sein, und die jeweiligen Erfassungseinheiten 20SE der benachbarten Sensoreinheiten 121V können durch die Mäanderverdrahtungseinheiten 121W verbunden sein. Es sei darauf hingewiesen, dass jedes der Elektrodenbasisglieder 122 und 123 eine Streifenform wie die oben beschriebene Sensorelektrodenschicht 121₂ aufweisen kann. In diesem Fall sind die streifenförmigen Sensoreinheiten 121V so angeordnet, dass sie die streifenförmigen Elektrodenbasisglieder 122 und 123 in der Dickenrichtung des Sensors 120 überlappen.
(Dritte Modifikation)
17A zeigt die Konfiguration eines Sensors 120₃ gemäß einer dritten Modifikation. 17B zeigt die Konfiguration einer in 17A gezeigten Sensorelektrodenschicht 121₃. Der Sensor 120₃ unterscheidet sich von dem Sensor 120 der zweiten Ausführungsform darin, dass die Sensorelektrodenschicht 121₃ anstelle der Sensorelektrodenschicht 121 vorgesehen ist.
Die Sensorelektrodenschicht 121₃ weist Folgendes auf: mehrere Sensoreinheiten 121A, die in einer Matrix angeordnet sind und Erfassungseinheiten 20SE aufweisen; mehrere Mäanderverdrahtungseinheiten 121B, die die Sensoreinheiten 121A nebeneinander in der Höhenrichtung des Sensors 120₃ verbinden; und Mäanderverdrahtungseinheiten 121C, die die Sensoreinheiten 121A nebeneinander in der Umfangsrichtung des Sensors 120₃ verbinden. Die Sensoreinheiten 121A weisen jeweils ein Basisglied 121A₁, die auf dem Basisglied 121A angeordneten Erfassungseinheiten 20SE und eine Schutzschicht 121A₂, die eine Hauptfläche des mit den Erfassungseinheiten 20SE versehenen Basisglieds 121A₁ bedeckt, auf. Die Mäanderverdrahtungseinheiten 121B weisen jeweils ein Basisglied 121B₁, eine auf dem Basisglied 121B₁ angeordnete Verdrahtungsleitung 121B₂ und eine Schutzschicht 121B₃, die eine Hauptfläche des mit der Verdrahtungsleitung 121B₂ versehenen Basisglieds 121B₁ bedeckt, auf. Die Mäanderverdrahtungseinheiten 121C weisen jeweils eine ähnliche Konfiguration wie die der Mäanderverdrahtungseinheiten 121B auf.
Bei dem Sensor 120₃ mit der obigen Konfiguration kann die Sensorelektrodenschicht 121₃ zusammen mit den Elastomerschichten 126 und 127 und dergleichen sowohl in der Umfangsrichtung als auch in der Höhenrichtung des röhrenförmigen Sensors 120 gedehnt werden. Somit kann der Sensor 120₃ an Fügeteilen mit verschiedenen Formen befestigt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Elektrodenbasisglieder 122 und 123 jeweils eine ähnliche Form wie die der oben beschriebenen Sensoreinheiten 121A haben können. In diesem Fall sind die Sensoreinheiten 121A so angeordnet, dass sie die Elektrodenbasisglieder 122 und 123 in der Dickenrichtung des Sensors 120₃ überlappen.
Beispiele
In der nachstehenden Beschreibung wird die vorliegende Offenbarung anhand von Beispielen speziell erläutert. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
[Beispiel 1]
Zunächst wurden die unten angeführten jeweiligen Komponenten gestapelt, um trapezförmige filmartige Sensoren 20 mit den in 2 bis 4 gezeigten Konfigurationen zu bilden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Basisglieder 22A und 23A in dieser Konfiguration nicht verwendet wurden.

REF-Elektrodenschicht 22B: ein leitfähiger Stoff
Elastische Schicht 24: eine Schwamm-Folie ohne ein Basisglied
Sensorelektrodenschicht 21: FPC (die Größe jeder Erfassungseinheit 20SE: ca. 3 mm x 6 mm)
Spaltschicht 25: eine Schwamm-Folie ohne ein Basisglied
REF-Elektrodenschicht 23B: ein leitfähiger Stoff

(Messung von Lastempfindlichkeitskurven
Zunächst wurden drei Sensoren 20 von Beispiel 1 vorbereitet, und jeder der Sensoren 20 wurde mit einem ABS-Harz-Fügeteil mit einer Fläche 2. Ordnung, wie in 18 gezeigt, verbunden, um drei gekrümmte Flächenproben vorzubereiten. Er sei darauf hingewiesen, dass eine Kurve 2. Ordnung eine Kurve ist, bei der drei Positionen P1 bis P3, in 18 gezeigt, markiert sind. Als Nächstes wurde eine Last von 20 bis 500 gf in Abständen von 1 mm an die Mittellinie L jedes Sensors 20 (siehe 2) angelegt. Es wurden die Ausgangswerte von zehn Erfassungseinheiten 20SE gemessen, und der größte Wert von den gemessenen Werten wurde als Delta definiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und 19 gezeigt. Es sei darauf hingewiesen, dass ein mit R5-mm-Silikonkautschuk gebildeter künstlicher Finger als Anschlag zum Anlegen einer Last verwendet wurde.
Ferner wurde ein Sensor 20 von Beispiel 1 vorbereitet und wurde an einer flachen Platte befestigt, um eine flache Flächenprobe vorzubereiten. Dann wurde eine ähnliche Messung wie die oben beschriebene durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und 19 gezeigt.
[400 gf Empfindlichkeitsverteilungen]
Zunächst wurden drei gekrümmte Flächenproben auf eine ähnliche Weise wie die bei der oben beschriebenen Messung der Lastempfindlichkeitskurven vorbereitet. Als Nächstes wurde eine Last von 400 gf in der Umfangsrichtung DA (siehe 2 und 3) in Abständen von fünf Grad gemessen, und der größte Wert von den gemessenen Werten wurde als Delta definiert. Diese Messung wurde bei Verschiebung in der Axialrichtung DB (siehe 2 und 3) in Abständen von 6 mm durchgeführt, und es wurden die Ausgangswerte aller 70 Erfassungseinheiten 20SE gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 und 20 gezeigt. Es sei darauf hingewiesen, dass wie bei der oben beschriebenen Messung der Lastempfindlichkeitskurven ein mit R5-mm-Silikonkautschuk gebildeter künstlicher Finger als Anschlag zum Anlegen einer Last verwendet wurde.
Ferner wurde ein Sensor 20 von Beispiel 1 vorbereitet und wurde an einer flachen Platte befestigt, um eine flache Flächenprobe vorzubereiten. Dann wurde eine ähnliche Messung wie die oben beschriebene durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 und 20 gezeigt.

Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Messung von Lastempfindlichkeitskurven. [Tabelle 1]

Last [gf]	Planare Probe Delta	Gekrümmte Probe Delta (Anzahl von Proben: 3)	Individuelle Differenz bei gekrümmter Probe Delta (max - min)
20	9	10	3
50	22	32	8
100	50	72	21
200	114	166	32
300	178	247	37
400	234	314	46
500	285	366	40

Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse der Messung von 400 gf Empfindlichkeitsverteilungen. [Tabelle 2]

Probenname	Ausgabe Mittlerer In-Ebenen-Wert	Variation In-Ebenen-Max-Min-Wert	Bereich/mittlerer Wert [%]
Gekrümmte Probe 1	324,8	66	20
Gekrümmte Probe 2	312,7	57	18
Gekrümmte Probe 3	315,2	48	15
Planare Probe	258,2	88	34

Wie anhand der in Tabelle 1 und 19 gezeigten Auswertungsergebnisse zu sehen ist, weist jede gekrümmte Flächenprobe eine höhere Empfindlichkeit als die flache Flächenprobe auf. Wie anhand der in Tabelle 2 und 20 gezeigten Auswertungsergebnisse zu sehen ist, ist ferner die Variation der Empfindlichkeit der gekrümmten Flächenproben gleich der oder kleiner als die bei der flachen Flächenprobe.
[Beispiele 2 bis 6]
Zunächst wurden ABS-Harz-Fügeteile, die jeweils eine gekrümmte Fläche mit einer Gauß'schen Krümmung wie in 21A bis 21C, 22A und 22B gezeigt aufweisen, vorbereitet. Als Nächstes wurde eine kompakte Multifunktions-Vakuum-/Druckluft-Erzeugungsmaschine (KFS, hergestellt von Asano Laboatories Co., Ltd.) verwendet, um die jeweiligen nachfolgend angeführten Schichten nacheinander mit der gekrümmten Fläche jedes vorbereiteten Fügeteils zu verbinden. Auf diese Weise wurden trapezförmige filmartige Sensoren 20 mit der in 2 und 4 gezeigten Konfiguration hergestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass jedes Mal, wenn die jeweiligen Schichten verbunden wurden, die Flächen der verbundenen jeweiligen Schichten visuell beobachtet wurden, so dass das Vorhandensein oder das Fehlen von Falten überprüft wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.

Elektrodenbasisglied 22: ein Elastomerfilm mit einer durch Dampfabscheidung gebildeten Cu-Schicht
Elastische Schicht 24: eine Schwamm-Folie ohne ein Basisglied
Sensorelektrodenschicht 21: FPC (die Größe jeder Erfassungseinheit 20SE: ca. 3 mm x 6 mm)
Spaltschicht 25: eine Schwamm-Folie ohne ein Basisglied
REF-Elektrodenschicht 23: ein PET-Film mit einer durch Dampfabscheidung gebildeten Al-Schicht

[Beispiele 7 bis 11]
Zunächst wurden die jeweiligen Schichten zuvor auf einer flachen Fläche gestapelt, um die Sensoren 20 mit der in 2 und 4 gezeigten Konfiguration zu bilden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Konfigurationen der jeweiligen Schichten jenen der oben beschriebenen Beispiele 2 bis 6 glichen. Dann wurden ABS-Harz-Fügeteile, die jeweils eine gekrümmte Fläche mit einer Gauß'schen Krümmung wie in 21A bis 21C, 22A und 22B gezeigt aufweisen, vorbereitet. Als Nächstes wurde eine kompakte Multifunktions-Vakuum-/Druckluft-Erzeugungsmaschine (KFS, hergestellt von Asano Laboatories Co., Ltd.) verwendet, um die Sensoren 20 mit den gekrümmten Flächen der jeweiligen vorbereiteten Fügeteile zu verbinden. Nach dem Verbinden wurden die Flächen der Sensoren 20 visuell beobachtet, so dass das Vorhandensein oder das Fehlen von Falten überprüft wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt

Tabelle 3 zeigt die Auswertungsergebnisse der Sensoren der Beispiele 2 bis 6. [Tabelle 3]

	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Beispiel 5	Beispiel 6
Art des Fügeteils	21A	21B	21C	22A	22B
Basismaterial der oberen Elektrode	Keine Falten	Keine Falten	Keine Falten	Keine Falten	Keine Falten
Verformte Schicht	Keine Falten	Keine Falten	Keine Falten	Keine Falten	Keine Falten
Sensorelektrodenschicht	Keine Falten	Verbunden ohne Falten, Zweigteile mit Räumen	Verbunden ohne Falten, Zweigteile mit Räumen	Verbunden ohne Falten, Zweigteile mit Räumen	Verbunden ohne Falten, Zweigteile mit Räumen
Basismaterial der unteren Elektrode	Keine Falten	Keine Falten	Keine Falten	Keine Falten	Keine Falten

Tabelle 4 zeigt die Auswertungsergebnisse der Sensoren der Beispiele 7 bis 11. [Tabelle 4]

	Beispiel 7	Beispiel 8	Beispiel 9	Beispiel 10	Beispiel 11
Art des Fügeteils	21A	21B	21C	22A	22B
Gekrümmte Flächen werden nach dem Verbinden aller planaren Flächenschichten gemeinsam verbunden	Keine Falten	Keine Falten (zerdrückt)	Keine Falten (zerdrückt)	Keine Falten (zerdrückt)	Keine Falten (zerdrückt)

Das Folgende ist aus den Tabellen 3 und 4 ersichtlich. Das heißt, da das Elektrodenbasisglied 22, die Sensorelektrodenschicht 21 und das Elektrodenbasisglied 23 jeweils mehrere Schlitze aufweisen, kann die Bildung von Falten dann verhindert werden, wenn die jeweiligen Schichten nacheinander mit einem Fügeteil verbunden werden, um einen Sensor 20 zu bilden, und wenn die jeweiligen Schichten vorher gestapelt werden, um einen Sensor 20 zu bilden, der dann mit einem Fügeteil verbunden wird.
Obgleich bisher die erste und die zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und Modifikationen davon speziell beschrieben wurden, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die erste und zweite Ausführungsform und die oben beschriebenen Modifikationen davon beschränkt, und es können verschiedene Änderungen basierend auf dem technischen Gedanken der vorliegenden Offenbarung daran durchgeführt werden.
Zum Beispiel sind die Konfigurationen, die Verfahren, die Prozesse, die Formen, die Materialien, die Zahlenwerte und dergleichen, die bei der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform erwähnt werden, und die Modifikationen davon lediglich Beispiele, und es können Konfigurationen, Verfahren, Prozesse, Formen, Materialien, Zahlenwerte und dergleichen, die sich von den oben erwähnten unterscheiden, wie erforderlich verwendet werden.
Des Weiteren können die Konfigurationen, die Verfahren, Prozesse, Formen, Materialien, Zahlenwerte und dergleichen, die bei der obigen ersten und zweiten Ausführungsform erwähnt werden, und die Modifikationen davon wie angemessen kombiniert werden, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
In den oben bei der ersten und zweiten Ausführungsform beschriebenen Fällen wird die vorliegende Offenbarung auf kapazitive Sensoren angewandt. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf Kapazitätssensoren beschränkt und kann auch auf Sensoren mit variablem Widerstand oder piezoelektrische Sensoren oder dergleichen angewandt werden.
Die vorliegende Offenbarung kann die nachfolgend beschriebenen Konfigurationen annehmen.
(1) Ein Drucksensor, der Folgendes aufweist:

(2) Der Drucksensor nach (1), wobei
die Sensorelektrodenschicht Folgendes aufweist:

einen Stammteil; und
mehrere Zweigteile, die sich wie Zweige von dem Stammteil erstrecken, und
der Schlitz zwischen benachbarten der Zweigteile angeordnet ist.

(3) Der Drucksensor nach (1) oder (2), wobei
die erste Referenzelektrodenschicht und die zweite Referenzelektrodenschicht zwei Endteile aufweisen, die einander zugekehrt sind, und
sich der Schlitz von den beiden einander zugekehrten Endteilen nach innen erstreckt.
(4) Der Drucksensor nach einem von (1) bis (3), wobei
sich Erstreckungsrichtungen des Schlitzes der Sensorelektrodenschicht und des Schlitzes der ersten Referenzelektrodenschicht voneinander unterscheiden, und
sich Erstreckungsrichtungen des Schlitzes der Sensorelektrodenschicht und des Schlitzes der zweiten Referenzelektrodenschicht voneinander unterscheiden.
(5) Der Drucksensor nach einem von (1) bis (4), wobei
die Sensorelektrodenschicht Folgendes aufweist:

eine erste Elektrode, die mehrere erste Unterelektroden aufweist; und
eine zweite Elektrode, die mehrere zweite Unterelektroden aufweist, und
die Erfassungseinheiten mit den ersten Unterelektroden und den zweiten Unterelektroden, die in gleichmäßigen Abständen abwechselnd angeordnet sind, gebildet sind.

(6) Der Drucksensor nach einem von (1) bis (4), wobei
die Sensorelektrodenschicht Folgendes aufweist:

eine erste Elektrode mit einer ersten kammartigen Form; und
eine zweite Elektrode mit einer zweiten kammartigen Form, und
die Erfassungseinheiten mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, die so angeordnet sind, dass bewirkt wird, dass die erste kammartige Form und die zweite kammartige Form miteinander kämmen, gebildet sind.

(7) Der Drucksensor nach einem von (1) bis (6), ferner aufweisend eine röhrenförmige Elastomerschicht, die einen Sensorhauptrahmen, der die Sensorelektrodenschicht, die erste Referenzelektrodenschicht, die zweite Referenzelektrodenschicht, die elastische Schicht und die Spaltschicht aufweist, bedeckt.
(8) Der Drucksensor nach einem von (1) bis (8), wobei die elastische Schicht ein geschäumtes Harz oder ein Elastomer enthält.
(9) Ein Drucksensor, der Folgendes aufweist:

eine kapazitive Sensorelektrodenschicht, die mehrere Erfassungseinheiten aufweist;
eine erste Referenzelektrodenschicht, die einer ersten Fläche der Sensorelektrodenschicht zugekehrt ist;
eine zweite Referenzelektrodenschicht, die einer zweiten Fläche der Sensorelektrodenschicht zugekehrt ist;
eine elastische Schicht, die zwischen der ersten Referenzelektrodenschicht und der Sensorelektrodenschicht angeordnet ist; und
eine Spaltschicht, die zwischen der zweiten Referenzelektrodenschicht und der Sensorelektrodenschicht angeordnet ist,
wobei die Sensorelektrodenschicht, die erste Referenzelektrodenschicht und die zweite Referenzelektrodenschicht einen Stammteil und mehrere Zweigteile aufweisen, die sich wie Zweige von dem Stammteil erstrecken.

(10) Ein Drucksensor, der Folgendes aufweist:

(11) Eine elektronische Einrichtung, die Folgendes aufweist:

ein äußeres Glied mit einer gekrümmten Fläche; und
den Drucksensor nach einem von (1) bis (10), wobei der Drucksensor mit der gekrümmten Fläche verbunden ist.

(12) Die elektronische Einrichtung nach (11), wobei die gekrümmte Fläche eine gekrümmte Fläche mit einer nicht gleichförmigen Krümmung ist.
Bezugszeichenliste

10: Elektronische Einrichtung
10S: Gekrümmte Fläche
11: Sensormodul
12: Host-Vorrichtung
13: Steuerungs-IC
20: Sensor
20A, 120A: Verbindungsteil
20B, 120B: Verbindungsanschluss
20SE: Erfassungseinheit
21, 121: Sensorelektrodenschicht
21A: Basisglied
21B: Schutzschicht
21C: Impulselektrode (erste Elektrode)
21D: Sense-Elektrode (zweite Elektrode)
21C1, 21D1: Unterelektrode
21E, 21F: Verdrahtungsleitung
21M, 22M: Stammteil
21N, 22N: Zweigteil
22, 23, 122, 123: Elektrodenbasisglied
22A, 23A: Basisglied
22B, 23B: Referenzelektrodenschicht
24, 124, 125: Elastische Schicht
25: Spaltschicht
26A, 26B, 27A, 27B: Klebstoffschicht
126, 127: Elastomerschicht
21L, 22L, 24L, 25L: Schlitz
110: Fügeteil
111: Aussparung
110S: zylindrische Fläche
120B: Sensorhauptrahmen
131: Formwerkzeug
132: Raum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2012/165082 A [0003]

Claims

Drucksensor, umfassend: eine Sensorelektrodenschicht, die von einer kapazitiven Art ist und mehrere Erfassungseinheiten aufweist; eine erste Referenzelektrodenschicht, die einer ersten Fläche der Sensorelektrodenschicht zugekehrt ist; eine zweite Referenzelektrodenschicht, die einer zweiten Fläche der Sensorelektrodenschicht zugekehrt ist; eine elastische Schicht, die zwischen der ersten Referenzelektrodenschicht und der Sensorelektrodenschicht angeordnet ist; und eine Spaltschicht, die zwischen der zweiten Referenzelektrodenschicht und der Sensorelektrodenschicht angeordnet ist, wobei die Sensorelektrodenschicht, die erste Referenzelektrodenschicht und die zweite Referenzelektrodenschicht einen Schlitz aufweisen.
Drucksensor nach Anspruch 1, wobei die Sensorelektrodenschicht Folgendes aufweist: einen Stammteil; und mehrere Zweigteile, die sich wie Zweige von dem Stammteil erstrecken, und der Schlitz zwischen benachbarten der Zweigteile angeordnet ist.
Drucksensor nach Anspruch 1, wobei die erste Referenzelektrodenschicht und die zweite Referenzelektrodenschicht zwei Endteile aufweisen, die einander zugekehrt sind, und sich der Schlitz von den beiden einander zugekehrten Endteilen nach innen erstreckt.
Drucksensor nach Anspruch 1, wobei sich Erstreckungsrichtungen des Schlitzes der Sensorelektrodenschicht und des Schlitzes der ersten Referenzelektrodenschicht voneinander unterscheiden, und sich Erstreckungsrichtungen des Schlitzes der Sensorelektrodenschicht und des Schlitzes der zweiten Referenzelektrodenschicht voneinander unterscheiden.
Drucksensor nach Anspruch 1, wobei die Sensorelektrodenschicht Folgendes aufweist: eine erste Elektrode, die mehrere erste Unterelektroden aufweist; und eine zweite Elektrode, die mehrere zweite Unterelektroden aufweist, und die Erfassungseinheiten mit den ersten Unterelektroden und den zweiten Unterelektroden, die in gleichmäßigen Abständen abwechselnd angeordnet sind, gebildet sind.
Drucksensor nach Anspruch 1, wobei die Sensorelektrodenschicht Folgendes aufweist: eine erste Elektrode mit einer ersten kammartigen Form; und eine zweite Elektrode mit einer zweiten kammartigen Form, und die Erfassungseinheiten mit der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode, die so angeordnet sind, dass bewirkt wird, dass die erste kammartige Form und die zweite kammartige Form miteinander kämmen, gebildet sind.
Drucksensor nach Anspruch 1, ferner umfassend eine röhrenförmige Elastomerschicht, die einen Sensorhauptrahmen, der die Sensorelektrodenschicht, die erste Referenzelektrodenschicht, die zweite Referenzelektrodenschicht, die elastische Schicht und die Spaltschicht aufweist, bedeckt.
Drucksensor nach Anspruch 1, wobei die elastische Schicht ein geschäumtes Harz oder ein Elastomer enthält.
Drucksensor, umfassend: eine kapazitive Sensorelektrodenschicht, die mehrere Erfassungseinheiten aufweist; eine erste Referenzelektrodenschicht, die einer ersten Fläche der Sensorelektrodenschicht zugekehrt ist; eine zweite Referenzelektrodenschicht, die einer zweiten Fläche der Sensorelektrodenschicht zugekehrt ist; eine elastische Schicht, die zwischen der ersten Referenzelektrodenschicht und der Sensorelektrodenschicht angeordnet ist; und eine Spaltschicht, die zwischen der zweiten Referenzelektrodenschicht und der Sensorelektrodenschicht angeordnet ist, wobei die Sensorelektrodenschicht, die erste Referenzelektrodenschicht und die zweite Referenzelektrodenschicht einen Stammteil und mehrere Zweigteile aufweisen, die sich wie Zweige von dem Stammteil erstrecken.
Drucksensor, umfassend: eine Sensorelektrodenschicht, die mehrere Erfassungseinheiten aufweist; eine erste Referenzelektrodenschicht, die einer ersten Fläche der Sensorelektrodenschicht zugekehrt ist; eine zweite Referenzelektrodenschicht, die einer zweiten Fläche der Sensorelektrodenschicht zugekehrt ist; eine elastische Schicht, die zwischen der ersten Referenzelektrodenschicht und der Sensorelektrodenschicht angeordnet ist; und eine Spaltschicht, die zwischen der zweiten Referenzelektrodenschicht und der Sensorelektrodenschicht angeordnet ist, wobei die Sensorelektrodenschicht, die erste Referenzelektrodenschicht und die zweite Referenzelektrodenschicht einen Schlitz aufweisen.
Elektronische Einrichtung, umfassend: ein äußeres Glied mit einer gekrümmten Fläche; und den Drucksensor nach Anspruch 1, wobei der Drucksensor mit der gekrümmten Fläche verbunden ist.
Elektronische Einrichtung nach Anspruch 11, wobei die gekrümmte Fläche eine gekrümmte Fläche mit einer nicht gleichförmigen Krümmung ist.