JP2024045284A - センサ装置、入力装置および電子機器 - Google Patents

センサ装置、入力装置および電子機器 Download PDF

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Abstract

Figure 2024045284000001
【課題】筐体やフロントパネルの表面の押圧を良好な感度で検知することの可能なセンサ装置ならびにそのようなセンサ装置を備えた入力装置および電子機器を提供する。
【解決手段】感圧センサ１４０は、静電容量式の複数の検出電極部１４５と、各検出電極部１４５と対向する位置に配置された参照電極層１４２と、外部からの押圧に応じて、参照電極層１４２のうち、各検出電極部１４５と対向する箇所を局所的に変形させる押圧伝達層１４８と、を備えている。
【選択図】図８

Description

本開示は、ユーザによる押圧を検出するセンサ装置、ならびにそのようなセンサ装置を備えた入力装置および電子機器に関する。
近年、筐体表面の押圧を検知することの可能な電子機器が提案されている。例えば、特許文献１では、このような電子機器の１つとして、筐体の内側面にフィルム状のセンサ装置を備えたものが提案されている。
国際公開第２０１６／１４３２４１号パンフレット
ところで、電子機器の筐体やフロントパネルは一般的に高い剛性を有しているので、良好な感度を有するセンサ装置が望まれている。従って、筐体やフロントパネルの表面の押圧を良好な感度で検知することの可能なセンサ装置、ならびにそのようなセンサ装置を備えた入力装置および電子機器を提供することが望ましい。
本開示の一実施の形態に係るセンサ装置は、静電容量式の複数の検出電極部と、各検出電極部と対向する位置に配置された参照電極層と、外部からの押圧に応じて、参照電極層のうち、各検出電極部と対向する箇所を局所的に変形させる押圧伝達層とを備えている。
本開示の一実施の形態に係る入力装置は、外部からの押圧に応じて検出信号を生成するセンサ部と、センサ部を制御するとともに、センサ部で生成された検出信号を処理する信号処理部とを備えている。センサ部は、検出信号を生成する静電容量式の複数の検出電極部と、各検出電極部と対向する位置に配置された参照電極層と、押圧に応じて、参照電極層のうち、各検出電極部と対向する箇所を局所的に変形させる押圧伝達層とを有している。
本開示の一実施の形態に係る電子機器は、所定の機能を有する機能部と、外部からの押圧に応じて検出信号を生成するセンサ部と、センサ部を制御するとともに、センサ部で生成された検出信号に基づいて機能部を制御する信号処理部とを備えている。センサ部は、検出信号を生成する静電容量式の複数の検出電極部と、各検出電極部と対向する位置に配置された参照電極層と、押圧に応じて、参照電極層のうち、各検出電極部と対向する箇所を局所的に変形させる押圧伝達層とを有している。
本開示の一実施の形態に係るセンサ装置、入力装置および電子機器では、外部からの押圧に応じて、参照電極層のうち、各検出電極部と対向する箇所を局所的に変形させる押圧伝達層が設けられている。これにより、外部からの押圧による微小な変位が、押圧伝達層を介して参照電極層に伝達され、参照電極層のうち、各検出電極部と対向する箇所が局所的に変形する。参照電極層の局所的な変形が、参照電極層と検出電極部との間に発生する静電容量を変化させ、静電容量の変化が検出電極部で検出される。このように、本開示では、外部からの押圧による微小な変位が、押圧伝達層によって参照電極層の局所的な変位に変換される。その結果、外部からの押圧による変位が微小の場合であっても、その変位を検出することができる。
本開示の第１の実施の形態に係る電子機器の斜視構成例を表す図である。 図１のＡ－Ａ線での断面構成例を表す図である。 図１の電子機器の機能ブロックの一例を表す図である。 図２の感圧センサの上面構成例を表す図である。 図４の感圧センサにおいてバンプおよび参照電極層を除外したときの上面構成例を表す図である。 図５の感圧センサにおいてバンプおよびＦＰＣの一部を除外したときの上面構成例を表す図である。 図２の感圧センサの下面構成例を表す図である。 図２の感圧センサの、図４におけるＡ－Ａ線に相当する部分の断面構成例を表す図である。 図６の検出電極部の構成例を表す図である。 図６の検出電極部の構成例を表す図である。 図２の感圧センサが外部からの押圧により変形した様子の一例を表す図である。 図８の感圧センサにおける参照電極層の変位および出力の関係の一例を表す図である。 図８の感圧センサにおける参照電極層の変位および出力の傾きの関係の一例を表す図である。 図２の感圧センサの、図４におけるＡ－Ａ線に相当する部分の断面構成の一変形例を表す図である。 図２の感圧センサの、図４におけるＡ－Ａ線に相当する部分の断面構成の一変形例を表す図である。 図２の感圧センサの、図４におけるＡ－Ａ線に相当する部分の断面構成の一変形例を表す図である。 図１６の感圧センサにおける参照電極層の変位および出力の関係の一例を表す図である。 図１６の感圧センサにおける参照電極層の変位および出力の傾きの関係の一例を表す図である。 本開示の第２の実施の形態に係る電子機器の斜視構成例を表す図である。 図１９のＡ－Ａ線での断面構成例を表す図である。 図１９のＢ－Ｂ線での断面構成例を表す図である。 図１９の電子機器の機能ブロックの一例を表す図である。 図２０、図２１の感圧センサの上面構成例を表す図である。 図２３の感圧センサにおいてバンプおよび参照電極層を除外したときの上面構成例を表す図である。 図２４の感圧センサにおいてバンプおよびＦＰＣの一部を除外したときの上面構成例を表す図である。 図２０、図２１の感圧センサの下面構成例を表す図である。 図２０、図２１の感圧センサの、図２２におけるＡ－Ａ線に相当する部分の断面構成例を表す図である。 図２７の検出電極部の構成例を表す図である。 図２０、図２１の感圧センサが外部からの押圧により変形した様子の一例を表す図である。 図２０、図２１の感圧センサの、図２２におけるＡ－Ａ線に相当する部分の断面構成例を表す図である。 図２０、図２１の感圧センサの、図２２におけるＡ－Ａ線に相当する部分の断面構成例を表す図である。 図２０、図２１の感圧センサの、図２２におけるＡ－Ａ線に相当する部分の断面構成例を表す図である。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
スマートフォンなどの電子機器に搭載される感圧センサでは、ユーザが外装体としての筐体やフロントパネルを指等で押圧したときの外装体の微小な変位を感度よく検出することが求められる。また、上記電子機器では、筐体内に隙間（空隙）がわずかにしか存在しないことから、筐体内の各部品の公差を補償しつつ、筐体内のわずかな隙間に感圧センサを設けることが求められる。そこで、本開示では、上記電子機器において筐体内の各部品の公差を補償しつつ高い感度が得られる感圧センサを提案する。
＜１．第１の実施の形態＞
［構成］
本開示の第１の実施の形態に係る電子機器１００について説明する。図１は、本実施の形態に係る電子機器１００の斜視構成例を表したものである。図２は、図１のＡ－Ａ線での断面構成例を表したものである。電子機器１００は、スマートフォンであり、外装体としての筐体１１０と、筐体１１０上に設けられたフレーム１３０と、フレーム１３０上に設けられたフロントパネル１２０とを備えている。
筐体１１０、フレーム１３０およびフロントパネル１２０は、例えば、所定の方向に延在する長方形状となっている。例えば、筐体１１０の左右方向の両側面（右側面１１０Ｒ、左側面１１０Ｌ）は、筐体１１０の上下方向に延在しており、筐体１１０の上下方向の両側面は、筐体１１０の左右方向に延在している。また、例えば、フレーム１３０の左右方向の両側面は、フレーム１３０の上下方向に延在しており、フレーム１３０の上下方向の両側面は、フレーム１３０の左右方向に延在している。また、例えば、フロントパネル１２０の左右方向の両側面は、フロントパネル１２０の上下方向に延在しており、フロントパネル１２０の上下方向の両側面は、フロントパネル１２０の左右方向に延在している。フロントパネル１２０では、左右方向の両端部（右端部１２０Ｒ、左端部１２０Ｌ）の表面が、筐体１１０の側面（右側面１１０Ｒ、左側面１１０Ｌ）と滑らかに接続されるような形状となっている。例えば、フロントパネル１２０の左右方向の両端部（右端部１２０Ｒ、左端部１２０Ｌ）が、筐体１１０側に湾曲している。
筐体１１０は、例えば、金属、高分子樹脂、または木材を含んで構成されている。筐体１１０に用いられる金属としては、例えば、アルミニウム、チタン、亜鉛、ニッケル、マグネシウム、銅、鉄などの単体、または、これらを２種以上含む合金などが挙げられる。筐体１１０に用いられる合金の具体例としては、ステンレス鋼（Stainless Used Steel：ＳＵＳ）、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金等が挙げられる。筐体１１０に用いられる高分子樹脂としては、例えば、アクリロニトリル、ブタジエンおよびスチレンの共重合合成樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ＰＣ－ＡＢＳアロイ樹脂等が挙げられる。
フロントパネル１２０は、例えば、電子機器１００の映像表示面を構成するフロントガラス板１２１と、フロントガラス板１２１の背面に接する表示パネル１２２とにより構成されている。表示パネル１２２が、本開示の「機能部」の一具体例に相当する。フロントガラス板１２１は、表示パネル１２２を外部からの衝撃から保護するためのものであり、例えば、強化ガラス板によって構成されている。表示パネル１２２は、後述のコントローラ１５２による制御によって映像を表示するものであり、例えば、有機ＥＬ（electro-luminescenc）パネル、または、液晶パネルを含んで構成されている。表示パネル１２２は、中央が平坦となっており、左右方向の端部が湾曲している湾曲パネルである。
電子機器１００は、さらに、感圧センサ１４０、実装基板１５０およびバッテリ１６０を備えている。感圧センサ１４０が、本開示の「センサ装置」「センサ部」の一具体例に相当する。実装基板１５０が、本開示の「信号処理部」の一具体例に相当する。感圧センサ１４０および実装基板１５０からなるモジュールが、本開示の「入力装置」の一具体例に相当する。これら感圧センサ１４０、実装基板１５０およびバッテリ１６０は、筐体１１０に収容されており、例えば、フロントパネル１２０および筐体１１０によって囲まれた空間内に収容されている。感圧センサ１４０は、外部からの押圧に応じて検出信号Ｓｉｇを生成する。感圧センサ１４０は、フロントパネル１２０の背面１２０Ｓ（具体的には表示パネル１２２の背面）に貼り合わされている。感圧センサ１４０において、フロントパネル１２０に貼り合わされた面とは反対側の面は、電子機器１００内の空隙Ｇ１に面しており、実装基板１５０やバッテリ１６０には接していない。つまり、実装基板１５０やバッテリ１６０と、感圧センサ１４０との間には、空隙Ｇ１が存在している。つまり、感圧センサ１４０は、背面１２０Ｓに貼り合わされているだけであり、フロントパネル１２０と、実装基板１５０およびバッテリ１６０とによって上下方向から挟み込まれている訳ではない。また、感圧センサ１４０は、電子機器１００内の空隙Ｇ１が電子機器１００内の各部品の公差を補償することができる厚さとなっている。つまり、感圧センサ１４０は、電子機器１００内の各部品の公差に影響を与えない厚さとなっている。
バッテリ１６０は、実装基板１５０に電力を供給する。バッテリ１６０は、例えば、二次電池と、二次電池の充放電を制御する充放電制御回路とを含んで構成されている。実装基板１５０は、プリント配線基板と、プリント配線基板上に実装された各種チップやモジュール部品等とによって構成されている。プリント配線基板上には、例えば、図３に示したように、ＣＰＵ１５１、コントローラ１５２，１５３、カメラ１５４、無線通信１５５、アンテナ１５６、音声処理部１５７、スピーカ１５８およびマイク１５９などが実装されている。
ＣＰＵ１５１は、電子機器１００内の各種部品を制御する。ＣＰＵ１５１は、例えば、カメラ１５４、無線通信１５５、音声処理部１５７およびバッテリ１６０を制御する。ＣＰＵ１５１は、さらに、例えば、コントローラ１５２を介して、表示パネル１２２の映像表示を制御する。ＣＰＵ１５１は、さらに、例えば、コントローラ１５３を介して、感圧センサ１４０を制御するとともに、感圧センサ１４０で生成された検出信号Ｓｉｇを、コントローラ１５３を介して取得する。ＣＰＵ１５１は、さらに、例えば、コントローラ１５３を介して得られた検出信号Ｓｉｇに基づいて、電子機器１００内の各種部品（所定の機能を有する機能部）を制御する。
ＣＰＵ１５１は、例えば、検出信号Ｓｉｇから、フロントパネル１２０の所定の箇所が強く押圧されていることを検出した場合には、フロントパネル１２０が強く押圧された箇所の表示を拡大した映像を表示するよう、コントローラ１５２に指令を出す。ＣＰＵ１５１は、例えば、検出信号Ｓｉｇから、フロントパネル１２０の端部を押圧する箇所がフロントパネル１２０の長手方向に変動していることを検出した場合には、押圧箇所の変動量および変動方向に基づいた所定の指令を、電子機器１００内の所定の部品（所定の機能を有する機能部）に出力する。
コントローラ１５２は、ＣＰＵ１５１の制御に従って、表示パネル１２２の映像表示を制御する。コントローラ１５３は、ＣＰＵ１５１の制御に従って、感圧センサ１４０を制御するとともに、感圧センサ１４０で生成された検出信号Ｓｉｇを処理して、ＣＰＵ１５１に出力する。カメラ１５４は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどを含んで構成されている。カメラ１５４は、ＣＰＵ１５１の制御に従って、撮像を行い、撮像により得られた画像データをＣＰＵ１５１に出力する。
無線通信１５５は、例えば、アンテナ１５６を介して、携帯電話の基地局と無線通信をするものであり、例えば、ベースバンド部や、ＲＦ（Radio Frequency）フロントエンド部などを含んで構成される。音声処理部１５７は、ＣＰＵ１５１の制御に従って、音声信号を生成し、スピーカ１５８に出力するとともに、マイク１５９から入力された音声信号をＣＰＵ１５１に出力する。ＣＰＵ１５１は、音声処理部１５７から入力された音声信号に基づいて、電子機器１００内の各種部品（所定の機能を有する機能部）を制御する。
次に、感圧センサ１４０の構成について詳細に説明する。
図４は、感圧センサ１４０の上面構成例を表したものである。図５は、感圧センサ１４０において後述のバンプ１４１および後述の参照電極層１４２を除外したときの上面構成例を表したものである。図６は、感圧センサ１４０において後述のバンプ１４３および後述のＦＰＣ１４４の一部を除外したときの上面構成例を表したものである。図７は、感圧センサ１４０の下面構成例を表したものである。図８は、感圧センサ１４０の、図４におけるＡ－Ａ線に相当する部分の断面構成例を表したものである。
感圧センサ１４０は、例えば、複数のバンプ１４１、参照電極層１４２、複数のバンプ１４３、ＦＰＣ１４４、粘着層１４６および参照電極層１４７を、フロントパネル１２０側からこの順に有している。ＦＰＣ１４４には、静電容量式の複数の検出電極部１４５が設けられている。感圧センサ１４０において、参照電極層１４２の上下に設けられた、複数のバンプ１４１および複数のバンプ１４３は、フロントパネル１２０からの押圧に応じて、参照電極層１４２のうち、各検出電極部１４５と対向する箇所を局所的に変形させる押圧伝達層１４８として機能する。
各バンプ１４１は、参照電極層１４２の、各バンプ１４３とは反対側であって、各検出電極部１４５と対向する箇所に設けられている。各バンプ１４３は、ＦＰＣ１４４と参照電極層１４２との間の層内であって、各検出電極部１４５と対向する箇所の周囲に設けられている。各バンプ１４３は、各検出電極部１４５と対向する箇所に空隙Ｇ２を形成する。各バンプ１４３の高さは、各バンプ１４１の高さよりも低くなっている。各バンプ１４１，１４３は、例えば、樹脂フィルムの両面に粘着層が設けられた両面粘着シートによって構成されている。
複数のバンプ１４１は、参照電極層１４２の、各バンプ１４３とは反対側の面において、所定の間隙を介して規則的に配置されている。フロントパネル１２０の両端部（右端部１２０Ｒ、左端部１２０Ｌ）と対向する箇所においては、複数のバンプ１４１（１４１ａ）は、例えば、フロントパネル１２０の長手方向に一列に並んで配置されている。各バンプ１４１ａは、例えば、フロントパネル１２０の長手方向に延在する長方形状の平面構成となっている。フロントパネル１２０の両端部（右端部１２０Ｒ、左端部１２０Ｌ）に挟まれた箇所においては、複数のバンプ１４１（１４１ｂ）は、例えば、フロントパネル１２０の長手方向および短手方向に行列状に並んで配置されている。各バンプ１４１ｂは、例えば、正方形状の平面構成となっている。
複数のバンプ１４３は、参照電極層１４２の、ＦＰＣ１４４側の面において、所定の間隙（空隙Ｇ２）を介して規則的に配置されている。フロントパネル１２０の両端部（右端部１２０Ｒ、左端部１２０Ｌ）に近接する箇所においては、複数のバンプ１４３（１４３ａ）は、例えば、フロントパネル１２０の長手方向に一列に並んで配置されている。フロントパネル１２０の両端部（右端部１２０Ｒ、左端部１２０Ｌ）に挟まれた箇所においては、複数のバンプ１４３（１４３ｂ）は、例えば、フロントパネル１２０の長手方向および短手方向に行列状に並んで配置されている。各バンプ１４３ｂは、例えば、正方形状の平面構成となっている。
フロントパネル１２０の長手方向に互いに対向する２つのバンプ１４３ｂの間の領域においては、複数のバンプ１４３（１４３ｃ）は、例えば、フロントパネル１２０の左端部１２０Ｌから右端部１２０Ｒに渡って延在している。各バンプ１４３ｃは、例えば、フロントパネル１２０の短手方向に延在する方形状の平面構成となっている。フロントパネル１２０の上端部と対向する箇所と、フロントパネル１２０の下端部と対向する箇所のそれぞれにおいて、バンプ１４３（１４３ｄ）は、例えば、フロントパネル１２０の左端部１２０Ｌから右端部１２０Ｒに渡って延在している。各バンプ１４３ｄは、例えば、フロントパネル１２０の短手方向に延在する方形状の平面構成となっている。
参照電極層１４２は、ＦＰＣ１４４において、ＦＰＣ１４４の端子１４４Ａ（後述）以外の箇所と対向する箇所に設けられており、シート状となっている。参照電極層１４２は、ＦＰＣ１４４よりも低い剛性を有しており、金属薄膜、または、導電性のファイバーによって構成されている。金属薄膜としては、例えば、ＳＵＳシートなどが挙げられる。導電性のファイバーとしては、例えば、導電布、または、導電不織布などが挙げられる。参照電極層１４２は、いわゆる接地電極であり、グラウンド電位となっている。
参照電極層１４２は、例えば、無機系導電材料を含む無機導電層、有機系導電材料を含む有機導電層、無機系導電材料および有機系導電材料の両方を含む無機・有機導電層によって構成されていてもよい。無機系導電材料および有機系導電材料は、粒子であってもよい。
無機系導電材料としては、例えば、金属、金属酸化物等が挙げられる。ここで、金属には、半金属が含まれるものと定義する。金属としては、例えば、アルミニウム、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、スズ、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンテル、チタン、ビスマス、アンチモン、鉛等の金属、これらの金属を２種以上含む合金等が挙げられる。金属酸化物としては、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、酸化インジウム、アンチモン添加酸化スズ、フッ素添加酸化スズ、アルミニウム添加酸化亜鉛、ガリウム添加酸化亜鉛、シリコン添加酸化亜鉛、酸化亜鉛－酸化スズ系、酸化インジウム－酸化スズ系、酸化亜鉛－酸化インジウム－酸化マグネシウム系等が挙げられる。
有機系導電材料としては、例えば、炭素材料、導電性ポリマー等が挙げられる。炭素材料としては、例えば、カーボンブラック、炭素繊維、フラーレン、グラフェン、カーボンナノチューブ、カーボンマイクロコイル、ナノカーボン等が挙げられる。導電性ポリマーとしては、例えば、置換または無置換のポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、これらから選ばれる１種または２種からなる（共）重合体等を用いることができる。
ＦＰＣ１４４は、参照電極層１４２よりも高い剛性を有する可撓性基板であり、各検出電極部１４５を支持している。ＦＰＣ１４４は、可撓性を有する樹脂基板で構成されている。ＦＰＣ１４４に用いられる樹脂基板の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエステル、ポリアミド（ＰＡ）、アラミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、メラニン樹脂、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）またはノルボルネン系熱可塑性樹脂等が挙げられる。
ＦＰＣ１４４内において、複数の検出電極部１４５は、所定の間隙を介して規則的に配置されている。フロントパネル１２０の両端部（右端部１２０Ｒ、左端部１２０Ｌ）と対向する箇所においては、複数の検出電極部１４５（１４５ａ）は、例えば、フロントパネル１２０の左右方向の端縁に沿って並んで配置されている。各検出電極部１４５ａは、例えば、フロントパネル１２０の左右方向の端縁に沿って延在する長方形状の平面構成となっている。各検出電極部１４５ａは、容量結合を形成可能に構成されている。各検出電極部１４５ａは、例えば、図９に示したように、参照電極層１４２と平行な面内において互いに対向する櫛歯状の第１電極部１４５Ａおよび第２電極部１４５Ｂによって構成されており、参照電極層１４２との距離に応じた静電容量を検出する。
フロントパネル１２０の両端部（右端部１２０Ｒ、左端部１２０Ｌ）に挟まれた箇所においては、複数の検出電極部１４５（１４５ｂ）は、例えば、フロントパネル１２０の長手方向および短手方向に行列状に並んで配置されている。各検出電極部１４５ｂは、例えば、正方形状の平面構成となっている。各検出電極部１４５ｂは、容量結合を形成可能に構成されている。各検出電極部１４５ｂは、例えば、図１０に示したように、参照電極層１４２と平行な面内において互いに対向する櫛歯状の第１電極部１４５Ａおよび第２電極部１４５Ｂによって構成されており、参照電極層１４２との距離に応じた静電容量を検出する。第１電極部１４５Ａおよび第２電極部１４５Ｂは、第１電極部１４５Ａの櫛歯と、第２電極部１４５Ｂの櫛歯とが互いに噛み合うように配置されている。
ＦＰＣ１４４には、さらに、端子１４４Ａ、複数の配線１４９Ａ、複数の配線１４９Ｂおよび配線１４９Ｃが設けられている。端子１４４Ａは、実装基板１５０のプリント配線基板に設けられたコネクタに接続される。端子１４４Ａには、複数の配線１４９Ａ、複数の配線１４９Ｂおよび配線１４９Ｃのそれぞれの一端が配置されている。複数の配線１４９Ａは、フロントパネル１２０の長手方向に並んで配置された複数の検出電極部１４５を１つのグループ（第１グループ）としたときに、第１グループごとに１本ずつ割り当てられている。各配線１４９Ａは、検出電極部１４５の第１電極部１４５Ａに接続されている。複数の配線１４９Ｂは、フロントパネル１２０の短手方向に並んで配置された複数の検出電極部１４５を１つのグループ（第２グループ）としたときに、第２グループごとに１本ずつ割り当てられている。各配線１４９Ｂは、検出電極部１４５の第２電極部１４５Ｂに接続されている。配線１４９Ｃは、参照電極層１４２，１４７に接続されている。
参照電極層１４７は、粘着層１４６を介して、ＦＰＣ１４４に貼り合わされている。粘着層１４６は、例えば、樹脂フィルムの両面に粘着層が設けられた両面粘着シートによって構成されている。参照電極層１４７は、ＦＰＣ１４４において、ＦＰＣ１４４の端子１４４Ａ以外の箇所と対向する箇所に設けられており、シート状となっている。参照電極層１４２は、例えば、金属薄膜と樹脂層とを積層した電磁波シールドフィルムによって構成されている。参照電極層１４７の材料としては、参照電極層１４２として用いられる材料を用いることができる。参照電極層１４７は、いわゆる接地電極であり、グラウンド電位となっている。
参照電極層１４２，１４７は、上述したように、複数の検出電極部１４５を挟み込むように配置されている。そのため、参照電極層１４２，１４７は、外部ノイズ（外部電場）が各検出電極部１４５に入り込むのを抑制する機能を有する。
次に、感圧センサ１４０における押圧検知について説明する。
まず、ＣＰＵ１５１は、コントローラ１５３を介して、感圧センサ１４０を制御する。このとき、コントローラ１５３は、複数の配線１４９Ａ，１４９Ｂを介して、感圧センサ１４０内の複数の検出電極部１４５をマトリクス駆動する。コントローラ１５３は、このマトリクス駆動により各検出電極部１４５で生成される検出信号Ｓｉｇを取得し、ＣＰＵ１５１に出力する。ＣＰＵ１５１は、入力された、検出電極部１４５ごとの検出信号Ｓｉｇに基づいて、押圧された位置に応じた制御を行う。
例えば、図１１に示したように、フロントパネル１２０がユーザによって押圧されたとする。このとき、フロントパネル１２０は、ユーザによる押圧によってわずかに湾曲する。フロントパネル１２０の湾曲が押圧伝達層１４８の１または複数のバンプ１４１を押し下げ、押し下げられた１または複数のバンプ１４１が参照電極層１４２を押し下げる。このとき、参照電極層１４２の下にある複数のバンプ１４３は、参照電極層１４２のうち、各バンプ１４１と非対向の部分を支持している。そのため、参照電極層１４２のうち、押し下げられた１または複数のバンプ１４１と対向する部分が局所的に湾曲する。参照電極層１４２の局所的な湾曲により、検出電極部１４５と参照電極層１４２との間の空隙Ｇ２が狭まり、空隙Ｇ２の変化（変位Ｄ）に応じて、検出電極部１４５と参照電極層１４２との間に生じる静電容量が変化する。感圧センサ１４０の出力Ｖ（検出信号Ｓｉｇ）は、静電容量の変化量（空隙Ｇ２の変位Ｄ）に応じて変化する。感圧センサ１４０の出力Ｖは、例えば、図１２の実線で示したような変化をする。このとき、感圧センサ１４０の出力Ｖの傾き（ΔＶ／ΔＤ）は、例えば、図１３の実線で示したような変化をする。
感圧センサ１４０の出力Ｖは、図１２の破線で示したように、変位Ｄの所定の区間αにおいて線形に変化することが理想的である。また、感圧センサ１４０の出力Ｖの傾き（ΔＶ／ΔＤ）は、図１３の破線で示したように、変位Ｄの所定の区間αにおいて一定値になることが理想的である。感圧センサ１４０の出力Ｖおよび出力Ｖの傾き（ΔＶ／ΔＤ）が理想的となっている場合、フロントパネル１２０の公差に起因して、実装時の変位Ｄが所定の区間α内にあるときには、動作負荷が１となる。
動作負荷とは、（出力Ｖの傾き（ΔＶ／ΔＤ）の最大値）／（出力Ｖの傾き（ΔＶ／ΔＤ）の最小値）を指している。上記の例では、動作負荷は、３０／３０＝１となっている。動作負荷が１の場合、ユーザがアプリケーションをオンさせるために必要な、フロントパネル１２０の押圧力が場所によらず一定となっており、ユーザによる操作感が場所によらず一定となっている。また、この場合には、区間αの大きさが感圧センサ１４０の公差補償幅となり、フロントパネル１２０の公差よりも大きくなっている。
実際には、感圧センサ１４０の出力Ｖは、例えば、図１２の実線で示したように、非線形となっており、感圧センサ１４０の出力Ｖの傾き（ΔＶ／ΔＤ）は、図１３の実線で示したように、ピークを持っている。この場合に、フロントパネル１２０の公差に起因して、実装時の変位Ｄが最大で１１２μｍとなっている箇所（箇所Ａ）があるときには、箇所Ａにおける、感圧センサ１４０の出力Ｖの傾き（ΔＶ／ΔＤ）は、ピーク値（例えば９０[／μｍ]）の半分の値（例えば４５[／μｍ]）となる。このとき、動作負荷は、９０／４５＝２となり、感圧センサ１４０の公差補償が図１３のβに示した大きさとなる。また、フロントパネル１２０の公差に起因して、実装時の変位Ｄが９０μｍとなっている箇所（箇所Ｂ）があるときには、箇所Ｂにおける、感圧センサ１４０の出力Ｖの傾き（ΔＶ／ΔＤ）は、ピーク値（例えば９０[／μｍ]）の１／４の値（例えば２２．５[／μｍ]）となる。このとき、動作負荷は、９０／２２．５＝４となる。
変位Ｄが１２２μｍなっている箇所での動作負荷に対して、変位Ｄが１１２μｍとなっている箇所での動作負荷は２倍となる。この場合、同じセンサ出力値の変化を得るためには、ユーザは、動作負荷について２倍の差を感じることになる。また、変位Ｄが１２２μｍなっている箇所での動作負荷に対して、変位Ｄが９０μｍとなっている箇所での動作負荷は４倍となる。この場合、同じセンサ出力値の変化を得るためには、ユーザは、動作負荷について４倍の差を感じることになる。動作負荷が変位ごとにあまりに異なっていると、ユーザは違和感を覚えてしまう。このため、動作負荷の最大値Ｍａｘと動作負荷の最小値Ｍｉｎとの比（Ｍａｘ／Ｍｉｎ）が定義される。ユーザが動作負荷に違和感を覚えないためには、Ｍａｘ／Ｍｉｎができるだけ小さいことが好ましく、２．５以下となっていることが好ましく、２．０以下となっていることがより好ましく、１．５以下となっていることが理想的である。
なお、動作負荷の最小値Ｍｉｎは、センサ出力値の傾き（ΔＶ／ΔＤ）の値のうち、最大値に対応する値である。これは、動作荷重は出力Ｖの傾き（ΔＶ／ΔＤ）の値に対して反比例するためである。動作負荷の最大値Ｍａｘは、出力Ｖの傾き（ΔＶ／ΔＤ）の値のうち、最大値に対して１／２となる値に対応する値である。なお、ＳＮ比が１０／μｍ程度（ＳＮ比＞２５／２．５μｍ程度）であれば、コントローラ１５３においてノイズとセンサ出力とを十分に切り分けることが可能である。従って、感圧センサ１４０は、感圧センサ１４０が貼り合わされる箇所（例えば、フロントパネル１２０）が２．５μｍ変形したときに、コントローラ１５３がセンサ出力を検出できる感度を有していることが好ましい。
［効果］
次に、本実施の形態に係る電子機器１００の効果について説明する。
電子機器のフロントパネルの背面に感圧センサを貼り合わせることにより、電子機器のフロントパネルの変位を感圧センサで検知することが考えられる。しかし、電子機器のフロントパネルは一般的に高い剛性を有しているので、電子機器のフロントパネルのわずかな変位を感圧センサが検出することが必要となる。また、電子機器の内部にある様々な部品の公差や、感圧センサ実装時のバラつき等の公差保証と、センサ感度とがトレードオフとなり、センサ感度が不十分となる場合がある。また、感圧の強さを多段階に切り分ける事、設定した力のバラつきを抑える事など実用面にも問題を生じ、感圧センサを搭載した電子機器の性能が低下する場合がある。
本実施の形態では、外部からの押圧に応じて、参照電極層１４２のうち、各検出電極部１４５と対向する箇所を局所的に変形させる押圧伝達層１４８が設けられている。これにより、外部からの押圧による微小な変位が、押圧伝達層１４８を介して参照電極層１４２に伝達され、参照電極層１４２のうち、各検出電極部１４５と対向する箇所が局所的に変形する。参照電極層１４２の局所的な変形が、参照電極層１４２と検出電極部１４５との間に発生する静電容量を変化させ、静電容量の変化が検出電極部１４５で検出される。このように、本実施の形態では、外部からの押圧による微小な変位が、押圧伝達層１４８によって参照電極層１４２の局所的な変位に変換される。その結果、外部からの押圧による変位が微小の場合であっても、その変位を検出することができる。
また、本実施の形態では、各検出電極部１４５を支持するＦＰＣ１４４が参照電極層１４２よりも高い剛性を有している。言い換えると、参照電極層１４２がＦＰＣ１４４よりも柔らかくなっている。参照電極層１４２は、例えば、金属薄膜、または、導電性のファイバーによって構成されている。これにより、外部からの押圧による微小な変位が、押圧伝達層１４８を介して参照電極層１４２に伝達され、参照電極層１４２のうち、各検出電極部１４５と対向する箇所が局所的に変形する。その結果、外部からの押圧による変位が微小の場合であっても、その変位を検出することができる。
また、本実施の形態では、各検出電極部１４５は、参照電極層１４２と平行な面内において互いに対向する櫛歯状の第１電極部１４５Ａおよび第２電極部１４５Ｂによって構成され、参照電極層１４２との距離に応じた静電容量が検出される。これにより、例えば、第１電極部１４５Ａおよび第２電極部１４５Ｂが厚さ方向で対向するように配置されている場合と比べて、電界の漏れが大きく、参照電極層１４２との距離に応じた静電容量の変化が大きくなる。その結果、外部からの押圧による変位が微小の場合であっても、その変位を検出することができる。
また、本実施の形態では、参照電極層１４２の上下に複数のバンプ１４１および複数のバンプ１４３が設けられている。これにより、参照電極層１４２の下にだけ複数のバンプ１４３が設けられている場合と比べて、外部からの押圧による変位を参照電極層１４２に伝達することができる。その結果、外部からの押圧による変位が微小の場合であっても、その変位を検出することができる。
また、本実施の形態では、各バンプ１４３の高さが各バンプ１４１の高さよりも低くなっている。これにより、各バンプ１４３の高さが各バンプ１４１の高さよりも高くなっている場合と比べて、参照電極層１４２の局所的な変位を効果的に検出することができる。その結果、外部からの押圧による変位が微小の場合であっても、その変位を検出することができる。
また、本実施の形態では、各バンプ１４１および各バンプ１４３は、ともに、樹脂フィルムの両面に粘着層が設けられた両面粘着シートによって構成されている。これにより、参照電極層１４２に対して、ダメージを与えることなく局所的な変位を効果的に生成させることができる。
また、本実施の形態では、感圧センサ１４０において、押圧伝達層１４８側の面が表示パネル１２２の背面（フロントパネル１２０の背面１２０Ｓ）に貼り合わされている。これにより、感圧センサ１４０はタッチセンサとして機能する。さらに、感圧センサ１４０において、押圧伝達層１４８とは反対側の面が電子機器１００内の空隙Ｇ１に面している。つまり、感圧センサ１４０は、背面１２０Ｓに貼り合わされているだけであり、フロントパネル１２０と、実装基板１５０およびバッテリ１６０とによって上下方向から挟み込まれている訳ではない。これにより、感圧センサ１４０は、フロントパネル１２０の公差に起因する変形を考慮するだけでよく、実装基板１５０やバッテリ１６０の公差に起因する変形を考慮する必要がない。その結果、感圧センサ１４０の設計の難易度を緩和することができる。
また、本実施の形態では、表示パネル１２２が、中央が平坦となっており、端部が湾曲している湾曲パネルである。さらに、表示パネル１２２の湾曲部分と対向する箇所において、複数の検出電極部１４５ａは、表示パネル１２２の端縁に沿って並んで配置されている。これにより、ＣＰＵ１５１は、例えば、ユーザが表示パネル１２２の端縁に沿って押圧箇所を変動させたときに、その変動量および変動方向に基づいた指令を、電子機器１００内の所定の部品（所定の機能を有する機能部）に出力することができる。
＜２．変形例＞
次に、上記実施の形態に係る感圧センサ１４０の変形例について説明する。
[変形例Ａ]
図１４は、感圧センサ１４０の断面構成の一変形例を表したものである。上記実施の形態に係る感圧センサ１４０において、各バンプ１４１は、例えば、多孔質層１４１Ｂを含んで構成されていてもよい。各バンプ１４１は、例えば、多孔質層１４１Ｂの両面に粘着層１４１Ａ，１４１Ｃが設けられた積層体となっている。多孔質層１４１Ｂとしては、例えば、スポンジが挙げられる。このようにした場合であっても、上記実施の形態と同様、外部からの押圧による微小な変位を検出することができる。
[変形例Ｂ]
図１５は、感圧センサ１４０の断面構成の一変形例を表したものである。上記実施の形態に係る感圧センサ１４０において、複数のバンプ１４１の代わりに、シート状の弾性層１４９ｘが設けられていてもよい。弾性層１４９ｘは、参照電極層１４２の、バンプ１４３とは反対側に設けられ、ＦＰＣ１４４よりも低い剛性を有している。弾性層１４９ｘは、例えば、多孔質層１４９ｂを含んで構成されていてもよい。弾性層１４９ｘは、例えば、多孔質層１４９ｂの両面に粘着層１４９Ａ，１４９Ｃが設けられた積層体となっている。多孔質層１４９ｂとしては、例えば、スポンジが挙げられる。本変形例において、各バンプ１４３の高さは、弾性層１４９ｘの厚さよりも低くなっている。
本変形例では、フロントパネル１２０がユーザによる押圧によってわずかに湾曲すると、フロントパネル１２０の湾曲が押圧伝達層１４８の弾性層１４９ｘを押し下げ、押し下げられた弾性層１４９ｘが参照電極層１４２を押し下げる。このとき、参照電極層１４２の下にある複数のバンプ１４３は、空隙Ｇ２を介して規則的に配置されている。そのため、参照電極層１４２のうち、空隙Ｇ２と対向する部分が局所的に湾曲する。参照電極層１４２の局所的な湾曲により、検出電極部１４５と参照電極層１４２との間の空隙Ｇ２が狭まり、空隙Ｇ２の変化（変位Ｄ）に応じて、検出電極部１４５と参照電極層１４２との間に生じる静電容量が変化する。感圧センサ１４０の出力Ｖ（検出信号Ｓｉｇ）は、静電容量の変化量（空隙Ｇ２の変位Ｄ）に応じて変化する。感圧センサ１４０の出力Ｖは、例えば、図１２の実線で示したような変化をする。このとき、感圧センサ１４０の出力Ｖの傾き（ΔＶ／ΔＤ）は、例えば、図１３の実線で示したような変化をする。従って、上記実施の形態と同様、外部からの押圧による微小な変位を検出することができる。
また、本変形例では、各バンプ１４３は、ともに、樹脂フィルムの両面に粘着層が設けられた両面粘着シートによって構成されている。これにより、参照電極層１４２に対して、ダメージを与えることなく局所的な変位を効果的に生成させることができる。
また、本変形例では、各バンプ１４３の高さが弾性層１４９ｘの厚さよりも低くなっている。これにより、各バンプ１４３の高さが弾性層１４９ｘの厚さよりも高くなっている場合と比べて、参照電極層１４２の局所的な変位を効果的に検出することができる。その結果、外部からの押圧による変位が微小の場合であっても、その変位を検出することができる。
[変形例Ｃ]
図１６は、感圧センサ１４０の断面構成の一変形例を表したものである。上記変形例Ｂにおいて、参照電極層１４２が、各検出電極部１４５と対向する箇所（つまり、空隙Ｇ２と対向する箇所）に、検出電極部１４５側に突出した湾曲部１４２Ａを有していてもよい。このようにした場合には、空隙Ｇ２は、湾曲部１４２Ａの突出分（例えば、１００μｍ）だけ、すでに変位していることになる。従って、感圧センサ１４０の出力Ｖや、出力Ｖの傾き（ΔＶ／ΔＤ）は、例えば、図１７、図１８に示したように、湾曲部１４２Ａの突出分（例えば、１００μｍ）だけずれた値からスタートすることになる。その結果、感圧センサ１４０の出力Ｖの傾き（ΔＶ／ΔＤ）は、湾曲部１４２Ａが設けられていない場合と比べて、すこしの押圧でピーク値に到達する。従って、本変形例では、上記実施の形態およびその変形例と比べて、外部からの押圧による微小な変位をより精度よく検出することができる。
＜３．第２の実施の形態＞
［構成］ 本開示の第２の実施の形態に係る電子機器２００について説明する。図１９は、本実施の形態に係る電子機器２００の斜視構成例を表したものである。図２０は、図１９のＡ－Ａ線での断面構成例を表したものである。電子機器２００は、スマートフォンであり、外装体としての筐体２１０と、筐体２１０上に設けられたフレーム２３０と、フレーム２３０上に設けられたフロントパネル２２０とを備えている。
筐体２１０、フレーム２３０およびフロントパネル２２０は、例えば、所定の方向に延在する長方形状となっている。例えば、筐体２１０の左右方向の両側面（側面２１０Ｒ，２１０Ｌ）は、筐体２１０の長手方向に延在しており、筐体２１０の上下方向の両側面は、筐体２１０の短手方向に延在している。また、例えば、フレーム２３０の左右方向の両側面は、フレーム２３０の長手方向に延在しており、フレーム２３０の上下方向の両側面は、フレーム２３０の短手方向に延在している。また、例えば、フロントパネル２２０の左右方向の両側面は、フロントパネル２２０の長手方向に延在しており、フロントパネル２２０の上下方向の両側面は、フロントパネル２２０の短手方向に延在している。フロントパネル２２０の左右方向の両端部（右端部２２０Ｒ、左端部２２０Ｌ）は、筐体２１０のうち、側面２１０Ｒ，２１０Ｌを構成する部分（側壁部）に支持されている。
筐体２１０は、例えば、金属、高分子樹脂、または木材を含んで構成されている。筐体２１０に用いられる金属としては、例えば、アルミニウム、チタン、亜鉛、ニッケル、マグネシウム、銅、鉄などの単体、または、これらを２種以上含む合金などが挙げられる。筐体２１０に用いられる合金の具体例としては、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金等が挙げられる。筐体２１０に用いられる高分子樹脂としては、例えば、アクリロニトリル、ブタジエンおよびスチレンの共重合合成樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ＰＣ－ＡＢＳアロイ樹脂等が挙げられる。
フロントパネル２２０は、例えば、電子機器２００の映像表示面を構成するフロントガラス板２２１と、フロントガラス板２２１の背面に接する表示パネル２２２とにより構成されている。表示パネル２２２が、本開示の「機能部」の一具体例に相当する。フロントガラス板２２１は、表示パネル２２２を外部からの衝撃から保護するためのものであり、例えば、強化ガラス板によって構成されている。表示パネル２２２は、後述のコントローラ２５２による制御によって映像を表示するものであり、例えば、有機ＥＬパネル、または、液晶パネルを含んで構成されている。表示パネル２２２は、さらに、例えば、電子機器２００の映像表示面に対するタッチ操作に応じたタッチ信号を生成するタッチセンサを含んで構成されている。タッチセンサは、例えば、静電容量式となっている。
電子機器２００は、さらに、２つの感圧センサ２４０、実装基板２５０およびバッテリ２６０を備えている。感圧センサ２４０が、本開示の「センサ装置」の一具体例に相当する。実装基板２５０が、本開示の「信号処理部」の一具体例に相当する。感圧センサ２４０および実装基板２５０からなるモジュールが、本開示の「入力装置」の一具体例に相当する。これら２つの感圧センサ２４０、実装基板２５０およびバッテリ２６０は、筐体２１０に収容されており、例えば、フロントパネル２２０および筐体２１０によって囲まれた空間内に収容されている。一方の感圧センサ２４０は、筐体２１０の内側面２１１Ｒに貼り合わされている。内側面２１１Ｒは、筐体２１０の側壁のうち、側面２１０Ｒと対向する内面である。他方の感圧センサ２４０は、筐体２１０の内側面２１１Ｌに貼り合わされている。内側面２１１Ｌは、筐体２１０の側壁のうち、側面２１０Ｌと対向する内面である。各感圧センサ２４０において、筐体２１０に貼り合わされた面とは反対側の面は、電子機器２００内の空隙Ｇ３に面しており、実装基板２５０やバッテリ２６０には接していない。つまり、実装基板２５０やバッテリ２６０と、各感圧センサ２４０との間には、空隙Ｇ３が存在している。つまり、各感圧センサ２４０は、内側面２１１Ｒ，２１１Ｌに貼り合わされているだけであり、フロントパネル２２０と、実装基板２５０およびバッテリ２６０とによって上下方向から挟み込まれている訳ではない。また、各感圧センサ２４０は、電子機器２００内の空隙Ｇ３が電子機器２００内の各部品の公差を補償することができる厚さとなっている。つまり、各感圧センサ２４０は、電子機器２００内の各部品の公差に影響を与えない厚さとなっている。
バッテリ２６０は、実装基板２５０に電力を供給する。バッテリ２６０は、例えば、二次電池と、二次電池の充放電を制御する充放電制御回路とを含んで構成されている。実装基板２５０は、プリント配線基板と、プリント配線基板上に実装された各種チップやモジュール部品等とによって構成されている。プリント配線基板上には、例えば、図２２に示したように、ＣＰＵ２５１、コントローラ２５２，２５３、カメラ２５４、無線通信２５５、アンテナ２５６、音声処理部２５７、スピーカ２５８およびマイク２５９などが実装されている。
ＣＰＵ２５１は、電子機器２００内の各種部品を制御する。ＣＰＵ２５１は、例えば、カメラ２５４、無線通信２５５、音声処理部２５７およびバッテリ２６０を制御する。ＣＰＵ２５１は、さらに、例えば、コントローラ２５２を介して、表示パネル２２２の映像表示を制御する。ＣＰＵ２５１は、さらに、例えば、コントローラ２５３を介して、各感圧センサ２４０を制御するとともに、各感圧センサ２４０で生成された検出信号Ｓｉｇを、コントローラ２５３を介して取得する。ＣＰＵ２５１は、さらに、例えば、コントローラ２５３を介して得られた検出信号Ｓｉｇに基づいて、電子機器２００内の各種部品（所定の機能を有する機能部）を制御する。
ＣＰＵ２５１は、例えば、検出信号Ｓｉｇから、筐体２１０の側面２１０Ｒまたは側面２１０Ｌを押圧する箇所が側面２１０Ｒまたは側面２１０Ｌの長手方向に変動していることを検出した場合には、押圧箇所の変動量および変動方向に基づいた所定の指令を、電子機器２００内の所定の部品（所定の機能を有する機能部）に出力する。
コントローラ２５２は、ＣＰＵ２５１の制御に従って、表示パネル２２２の映像表示を制御する。コントローラ２５３は、ＣＰＵ２５１の制御に従って、感圧センサ２４０を制御するとともに、感圧センサ２４０で生成された検出信号Ｓｉｇを処理して、ＣＰＵ２５１に出力する。カメラ２５４は、例えば、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどを含んで構成されている。カメラ２５４は、ＣＰＵ２５１の制御に従って、撮像を行い、撮像により得られた画像データをＣＰＵ２５１に出力する。
無線通信２５５は、例えば、アンテナ２５６を介して、携帯電話の基地局と無線通信をするものであり、例えば、ベースバンド部や、ＲＦ（Radio Frequency）フロントエンド部などを含んで構成される。音声処理部２５７は、ＣＰＵ２５１の制御に従って、音声信号を生成し、スピーカ２５８に出力するとともに、マイク２５９から入力された音声信号をＣＰＵ２５１に出力する。ＣＰＵ２５１は、音声処理部２５７から入力された音声信号に基づいて、電子機器２００内の各種部品（所定の機能を有する機能部）を制御する。
次に、感圧センサ２４０の構成について詳細に説明する。
図２３、感圧センサ２４０の上面構成例を表したものである。図２４は、感圧センサ２４０において後述のバンプ２４１および後述の参照電極層２４２を除外したときの上面構成例を表したものである。図２５は、感圧センサ２４０において後述のバンプ２４３および後述のＦＰＣ２４４の一部を除外したときの上面構成例を表したものである。図２６は、感圧センサ２４０の下面構成例を表したものである。図２７は、感圧センサ２４０の、図２３におけるＡ－Ａ線に相当する部分の断面構成例を表したものである。
感圧センサ２４０は、例えば、複数のバンプ２４１、参照電極層２４２、複数のバンプ２４３、ＦＰＣ２４４、粘着層２４６および参照電極層２４７を、フロントパネル２２０側からこの順に有している。ＦＰＣ２４４には、静電容量式の複数の検出電極部２４５が設けられている。感圧センサ２４０において、参照電極層２４２の上下に設けられた、複数のバンプ２４１および複数のバンプ２４３は、フロントパネル２２０からの押圧に応じて、参照電極層２４２のうち、各検出電極部２４５と対向する箇所を局所的に変形させる押圧伝達層２４８として機能する。
各バンプ２４１は、参照電極層２４２の、各バンプ２４３とは反対側であって、各検出電極部２４５と対向する箇所に設けられている。各バンプ２４３は、ＦＰＣ２４４と参照電極層２４２との間の層内であって、各検出電極部２４５と対向する箇所の周囲に設けられている。各バンプ２４３は、各検出電極部２４５と対向する箇所に空隙Ｇ４を形成する。各バンプ２４３の高さは、各バンプ２４３の高さよりも低くなっている。各バンプ２４１，２４３は、例えば、樹脂フィルムの両面に粘着層が設けられた両面粘着シートによって構成されている。
複数のバンプ２４１は、参照電極層２４２の、各バンプ２４３とは反対側の面において、所定の間隙を介して規則的に配置されている。複数のバンプ２４１は、例えば、側面２１０Ｒ，２１０Ｌの長手方向に一列に並んで配置されている。各バンプ２４１は、例えば、側面２１０Ｒ，２１０Ｌの長手方向に延在する長方形状の平面構成となっている。
複数のバンプ２４３は、参照電極層２４２の、ＦＰＣ２４４側の面において、所定の間隙（空隙Ｇ４）を介して規則的に配置されている。ＦＰＣ２４４の左右の両端部においては、複数のバンプ２４３（２４３ａ）は、例えば、筐体２１０の左右方向の両側面（側面２１０Ｒ，２１０Ｌ）の長手方向に一列に並んで配置されている。
ＦＰＣ２４４の長手方向に互いに対向する２つの２４３ａの間の領域においては、複数のバンプ２４３（２４３ｂ）は、例えば、ＦＰＣ２４４の左端部から右端部に渡って延在している。各バンプ２４３ｂは、例えば、ＦＰＣ２４４の短手方向に延在する方形状の平面構成となっている。ＦＰＣ２４４の上端部と対向する箇所と、ＦＰＣ２４４の下端部と対向する箇所のそれぞれにおいて、バンプ２４３（２４３ｃ）は、例えば、ＦＰＣ２４４の左端部から右端部に渡って延在している。各バンプ２４３ｃは、例えば、ＦＰＣ２４４の短手方向に延在する方形状の平面構成となっている。
参照電極層２４２は、ＦＰＣ２４４において、ＦＰＣ２４４の端子２４４Ａ（後述）以外の箇所と対向する箇所に設けられており、シート状となっている。参照電極層２４２は、ＦＰＣ２４４よりも低い剛性を有しており、金属薄膜、または、導電性のファイバーによって構成されている。金属薄膜としては、例えば、ＳＵＳシートなどが挙げられる。導電性のファイバーとしては、例えば、導電布、または、導電不織布などが挙げられる。参照電極層２４２は、いわゆる接地電極であり、グラウンド電位となっている。
参照電極層２４２は、例えば、無機系導電材料を含む無機導電層、有機系導電材料を含む有機導電層、無機系導電材料および有機系導電材料の両方を含む無機・有機導電層によって構成されていてもよい。無機系導電材料および有機系導電材料は、粒子であってもよい。無機系導電材料および有機系導電材料としては、参照電極層１４２に用いられる無機系導電材料および有機系導電材料と同様の材料を用いることができる。ＦＰＣ２４４は、参照電極層２４２よりも高い剛性を有しており、各検出電極部２４５を支持している。ＦＰＣ２４４は、可撓性を有する樹脂基板で構成されている。ＦＰＣ２４４に用いられる樹脂基板の材料としては、ＦＰＣ１４４に用いられる材料が挙げられる。
ＦＰＣ２４４内において、複数の検出電極部２４５は、所定の間隙を介して規則的に配置されている。複数の検出電極部２４５は、例えば、筐体２１０の内側面２１１Ｒ，２１１Ｌの延在方向に並んで配置されている。各検出電極部２４５は、例えば、筐体２１０の内側面２１１Ｒ，２１１Ｌの延在方向に延在する長方形状の平面構成となっている。各検出電極部２４５は、容量結合を形成可能に構成されている。各検出電極部２４５は、例えば、図２８に示したように、参照電極層２４２と平行な面内において互いに対向する櫛歯状の第１電極部２４５Ａおよび第２電極部２４５Ｂによって構成されており、参照電極層２４２との距離に応じた静電容量を検出する。
ＦＰＣ２４４には、さらに、端子２４４Ａ、配線２４９Ａ、複数の配線２４９Ｂおよび配線２４９Ｃが設けられている。端子２４４Ａは、実装基板２５０のプリント配線基板に設けられたコネクタに接続される。端子２４４Ａには、配線２４９Ａ、複数の配線２４９Ｂおよび配線２４９Ｃのそれぞれの一端が配置されている。配線２４９Ａは、各検出電極部２４５に接続されている。配線２４９Ａは、各検出電極部２４５の第１電極部２４５Ａに接続されている。複数の配線２４９Ｂは、検出電極部１４５ごとに１本ずつ割り当てられている。各配線２４９Ｂは、検出電極部２４５の第２電極部２４５Ｂに接続されている。配線２４９Ｃは、参照電極層２４２，２４７に接続されている。
参照電極層２４７は、粘着層２４６を介して、ＦＰＣ２４４に貼り合わされている。粘着層２４６は、例えば、樹脂フィルムの両面に粘着層が設けられた両面粘着シートによって構成されている。参照電極層２４７は、ＦＰＣ２４４において、ＦＰＣ２４４の端子２４４Ａ以外の箇所と対向する箇所に設けられており、シート状となっている。参照電極層２４２は、例えば、金属薄膜と樹脂層とを積層した電磁波シールドフィルムによって構成されている。参照電極層２４７の材料としては、参照電極層２４２として用いられる材料を用いることができる。参照電極層２４７は、いわゆる接地電極であり、グラウンド電位となっている。
参照電極層２４２，２４７は、上述したように、複数の検出電極部２４５を挟み込むように配置されている。そのため、参照電極層２４２，２４７は、外部ノイズ（外部電場）が各検出電極部２４５に入り込むのを抑制する機能を有する。
次に、感圧センサ２４０における押圧検知について説明する。
まず、ＣＰＵ２５１は、コントローラ２５３を介して、感圧センサ２４０を制御する。このとき、コントローラ２５３は、複数の配線２４９Ａ，２４９Ｂを介して、感圧センサ２４０内の複数の検出電極部２４５を順次、駆動する。コントローラ２５３は、この順次駆動により各検出電極部２４５で生成される検出信号Ｓｉｇを取得し、ＣＰＵ２５１に出力する。ＣＰＵ２５１は、入力された、検出電極部２４５ごとの検出信号Ｓｉｇに基づいて、押圧された位置に応じた制御を行う。
例えば、図２９に示したように、筐体２１０の側面２１０Ｒまたは側面２１０Ｌがユーザによって押圧されたとする。このとき、筐体２１０の側面２１０Ｒまたは側面２１０Ｌは、ユーザによる押圧によってわずかに湾曲する。筐体２１０の側面２１０Ｒまたは側面２１０Ｌの湾曲が押圧伝達層２４８の１または複数のバンプ２４１を押し下げ、押し下げられた１または複数のバンプ２４１が参照電極層２４２を押し下げる。このとき、参照電極層２４２の下にある複数のバンプ２４３は、参照電極層２４２のうち、各バンプ２４１と非対向の部分を支持している。そのため、参照電極層２４２のうち、押し下げられた１または複数のバンプ２４１と対向する部分が局所的に湾曲する。参照電極層２４２の局所的な湾曲により、検出電極部２４５と参照電極層２４２との間の空隙Ｇ４が狭まり、空隙Ｇ４の変化（変位Ｄ）に応じて、検出電極部２４５と参照電極層２４２との間に生じる静電容量が変化する。感圧センサ２４０の出力Ｖ（検出信号Ｓｉｇ）は、静電容量の変化量（空隙Ｇ４の変位Ｄ）に応じて変化する。感圧センサ２４０の出力Ｖは、例えば、図１２の実線で示したような変化をする。このとき、感圧センサ２４０の出力Ｖの傾き（ΔＶ／ΔＤ）は、例えば、図１３の実線で示したような変化をする。
感圧センサ２４０の出力Ｖは、図１２の破線で示したように、変位Ｄの所定の区間αにおいて線形に変化することが理想的である。また、感圧センサ２４０の出力Ｖの傾き（ΔＶ／ΔＤ）は、図１３の破線で示したように、変位Ｄの所定の区間αにおいて一定値になることが理想的である。感圧センサ２４０の出力Ｖおよび出力Ｖの傾き（ΔＶ／ΔＤ）が理想的となっている場合、筐体２１０の側面２１０Ｒまたは側面２１０Ｌの公差に起因して、実装時の変位Ｄが所定の区間α内にあるときには、動作負荷が１となる。動作負荷が１の場合、ユーザがアプリケーションをオンさせるために必要な、筐体２１０の側面２１０Ｒまたは側面２１０Ｌの押圧力が場所によらず一定となっており、ユーザによる操作感が場所によらず一定となっている。また、この場合には、区間αの大きさが感圧センサ２４０の公差補償幅となり、筐体２１０の側面２１０Ｒまたは側面２１０Ｌの公差よりも大きくなっている。
実際には、感圧センサ２４０の出力Ｖは、例えば、図１２の実線で示したように、非線形となっており、感圧センサ２４０の出力Ｖの傾き（ΔＶ／ΔＤ）は、図１３の実線で示したように、ピークを持っている。この場合、筐体２１０の側面２１０Ｒまたは側面２１０Ｌの公差に起因して、実装時の変位Ｄが、最大で例えば１１２μｍとなっている箇所（箇所Ａ）があるときには、箇所Ａにおける、感圧センサ２４０の出力Ｖの傾き（ΔＶ／ΔＤ）は、ピーク値（例えば９０[／μｍ]）の半分の値（例えば４５[／μｍ]）となる。このとき、動作負荷は、９０／４５＝２となる。また、筐体２１０の公差に起因して、実装時の変位Ｄが９０μｍとなっている箇所（箇所Ｂ）があるときには、箇所Ｂにおける、感圧センサ２４０の出力Ｖの傾き（ΔＶ／ΔＤ）は、ピーク値（例えば９０[／μｍ]）の１／４の値（例えば２２．５[／μｍ]）となる。このとき、動作負荷は、９０／２２．５＝４となる。
変位Ｄが１２２μｍなっている箇所での動作負荷に対して、変位Ｄが１１２μｍとなっている箇所での動作負荷は２倍となる。この場合、同じセンサ出力値の変化を得るためには、ユーザは、動作負荷について２倍の差を感じることになる。また、変位Ｄが１２２μｍなっている箇所での動作負荷に対して、変位Ｄが９０μｍとなっている箇所での動作負荷は４倍となる。この場合、同じセンサ出力値の変化を得るためには、ユーザは、動作負荷について４倍の差を感じることになる。動作負荷が変位ごとにあまりに異なっていると、ユーザは違和感を覚えてしまう。このため、動作負荷の最大値Ｍａｘと動作負荷の最小値Ｍｉｎとの比（Ｍａｘ／Ｍｉｎ）が定義される。ユーザが動作負荷に違和感を覚えないためには、Ｍａｘ／Ｍｉｎができるだけ小さいことが好ましく、２．５以下となっていることが好ましく、２．０以下となっていることがより好ましく、１．５以下となっていることが理想的である。
なお、動作負荷の最小値Ｍｉｎは、センサ出力値の傾き（ΔＶ／ΔＤ）の値のうち、最大値に対応する値である。これは、動作荷重は出力Ｖの傾き（ΔＶ／ΔＤ）の値に対して反比例するためである。動作負荷の最大値Ｍａｘは、出力Ｖの傾き（ΔＶ／ΔＤ）の値のうち、最大値に対して１／２となる値に対応する値である。なお、ＳＮ比が１０／μｍ程度（ＳＮ比＞２５／２．５μｍ程度）であれば、コントローラ２５３においてノイズとセンサ出力とを十分に切り分けることが可能である。従って、感圧センサ２４０は、感圧センサ２４０が貼り合わされる箇所（例えば、筐体２１０）が２．５μｍ変形したときに、コントローラ２５３がセンサ出力を検出できる感度を有していることが好ましい。
［効果］
次に、本実施の形態に係る電子機器２００の効果について説明する。
電子機器の筐体の背面に感圧センサを貼り合わせることにより、電子機器の筐体の変位を感圧センサで検知することが考えられる。しかし、電子機器の筐体は一般的に高い剛性を有しているので、電子機器の筐体のわずかな変位を感圧センサが検出することが必要となる。
本実施の形態では、外部からの押圧に応じて、参照電極層２４２のうち、各検出電極部２４５と対向する箇所を局所的に変形させる押圧伝達層２４８が設けられている。これにより、外部からの押圧による微小な変位が、押圧伝達層２４８を介して参照電極層２４２に伝達され、参照電極層２４２のうち、各検出電極部２４５と対向する箇所が局所的に変形する。参照電極層２４２の局所的な変形が、参照電極層２４２と検出電極部２４５との間に発生する静電容量を変化させ、静電容量の変化が検出電極部２４５で検出される。このように、本実施の形態では、外部からの押圧による微小な変位が、押圧伝達層２４８によって参照電極層２４２の局所的な変位に変換される。その結果、外部からの押圧による変位が微小の場合であっても、その変位を検出することができる。
また、本実施の形態では、各検出電極部２４５を支持するＦＰＣ２４４が参照電極層２４２よりも高い剛性を有している。言い換えると、参照電極層２４２がＦＰＣ２４４よりも柔らかくなっている。参照電極層２４２は、例えば、金属薄膜、または、導電性のファイバーによって構成されている。これにより、外部からの押圧による微小な変位が、押圧伝達層２４８を介して参照電極層２４２に伝達され、参照電極層２４２のうち、各検出電極部２４５と対向する箇所が局所的に変形する。その結果、外部からの押圧による変位が微小の場合であっても、その変位を検出することができる。
また、本実施の形態では、各検出電極部２４５は、参照電極層２４２と平行な面内において互いに対向する櫛歯状の第１電極部２４５Ａおよび第２電極部２４５Ｂによって構成され、参照電極層２４２との距離に応じた静電容量が検出される。これにより、例えば、第１電極部２４５Ａおよび第２電極部２４５Ｂが厚さ方向で対向するように配置されている場合と比べて、電界の漏れが大きく、参照電極層２４２との距離に応じた静電容量の変化が大きくなる。その結果、外部からの押圧による変位が微小の場合であっても、その変位を検出することができる。
また、本実施の形態では、参照電極層２４２の上下に複数のバンプ２４１および複数のバンプ２４３が設けられている。これにより、参照電極層２４２の下にだけ複数のバンプ２４３が設けられている場合と比べて、外部からの押圧による変位を参照電極層２４２に伝達することができる。その結果、外部からの押圧による変位が微小の場合であっても、その変位を検出することができる。
また、本実施の形態では、各バンプ２４３の高さが各バンプ２４１の高さよりも低くなっている。これにより、各バンプ２４３の高さが各バンプ２４１の高さよりも高くなっている場合と比べて、参照電極層２４２の局所的な変位を効果的に検出することができる。その結果、外部からの押圧による変位が微小の場合であっても、その変位を検出することができる。
また、本実施の形態では、各バンプ２４１および各バンプ２４３は、ともに、樹脂フィルムの両面に粘着層が設けられた両面粘着シートによって構成されている。これにより、参照電極層２４２に対して、ダメージを与えることなく局所的な変位を効果的に生成させることができる。
また、本実施の形態では、感圧センサ２４０において、押圧伝達層１４８側の面が筐体２１０の内側面２１１Ｒ，２１１Ｌに貼り合わされている。さらに、感圧センサ１４０において、押圧伝達層１４８とは反対側の面が電子機器１００内の空隙Ｇ３に面している。つまり、感圧センサ１４０は、筐体２１０の内側面２１１Ｒ，２１１Ｌに貼り合わされているだけであり、筐体２１０と、フレーム２３０とによって挟み込まれている訳ではない。これにより、感圧センサ２４０は、筐体２１０の内側面２１１Ｒ，２１１Ｌの公差に起因する変形を考慮するだけでよく、フレーム２３０の公差に起因する変形を考慮する必要がない。その結果、感圧センサ２４０の設計の難易度を緩和することができる。
また、本実施の形態では、複数の検出電極部２４５が筐体２１０の内側面２１１Ｒ，２１１Ｌの延在方向に並んで配置されている。これにより、ＣＰＵ２５１は、例えば、ユーザが筐体２１０の内側面２１１Ｒ，２１１Ｌに沿って押圧箇所を変動させたときに、その変動量および変動方向に基づいた指令を、電子機器１００内の所定の部品（所定の機能を有する機能部）に出力することができる。
＜４．変形例＞
次に、上記第２の実施の形態に係る感圧センサ２４０の変形例について説明する。
[変形例Ｄ]
図３０は、感圧センサ２４０の断面構成の一変形例を表したものである。上記第２の実施の形態に係る感圧センサ２４０において、各バンプ２４１は、例えば、多孔質層２４１Ｂを含んで構成されていてもよい。各バンプ２４１は、例えば、多孔質層２４１Ｂの両面に粘着層２４１Ａ，２４１Ｃが設けられた積層体となっている。多孔質層２４１Ｂとしては、例えば、スポンジが挙げられる。このようにした場合であっても、上記実施の形態と同様、外部からの押圧による微小な変位を検出することができる。
[変形例Ｅ]
図３１は、感圧センサ２４０の断面構成の一変形例を表したものである。上記実施の形態に係る感圧センサ２４０において、複数のバンプ２４１の代わりに、シート状の弾性層２４９が設けられていてもよい。弾性層２４９は、参照電極層２４２の、バンプ２４３とは反対側に設けられ、ＦＰＣ２４４よりも低い剛性を有している。弾性層２４９は、例えば、多孔質層２４９ｂを含んで構成されていてもよい。弾性層２４９は、例えば、多孔質層２４９ｂの両面に粘着層２４９Ａ，２４９Ｃが設けられた積層体となっている。多孔質層２４９ｂとしては、例えば、スポンジが挙げられる。本変形例において、各バンプ２４３の高さは、弾性層２４９の厚さよりも低くなっている。
本変形例では、フロントパネル２２０がユーザによる押圧によってわずかに湾曲すると、フロントパネル２２０の湾曲が押圧伝達層２４８の弾性層２４９を押し下げ、押し下げられた弾性層２４９が参照電極層２４２を押し下げる。このとき、参照電極層２４２の下にある複数のバンプ２４３は、空隙Ｇ４を介して規則的に配置されている。そのため、参照電極層２４２のうち、空隙Ｇ４と対向する部分が局所的に湾曲する。参照電極層２４２の局所的な湾曲により、検出電極部２４５と参照電極層２４２との間の空隙Ｇ４が狭まり、空隙Ｇ４の変化（変位Ｄ）に応じて、検出電極部２４５と参照電極層２４２との間に生じる静電容量が変化する。感圧センサ２４０の出力Ｖ（検出信号Ｓｉｇ）は、静電容量の変化量（空隙Ｇ４の変位Ｄ）に応じて変化する。感圧センサ２４０の出力Ｖは、例えば、図１２の実線で示したような変化をする。このとき、感圧センサ２４０の出力Ｖの傾き（ΔＶ／ΔＤ）は、例えば、図１３の実線で示したような変化をする。従って、上記実施の形態と同様、外部からの押圧による微小な変位を検出することができる。
また、本変形例では、各バンプ２４３は、ともに、樹脂フィルムの両面に粘着層が設けられた両面粘着シートによって構成されている。これにより、参照電極層２４２に対して、ダメージを与えることなく局所的な変位を効果的に生成させることができる。
また、本変形例では、各バンプ２４３の高さが弾性層２４９の厚さよりも低くなっている。これにより、各バンプ２４３の高さが弾性層２４９の厚さよりも高くなっている場合と比べて、参照電極層２４２の局所的な変位を効果的に検出することができる。その結果、外部からの押圧による変位が微小の場合であっても、その変位を検出することができる。
[変形例Ｆ]
図３２は、感圧センサ２４０の断面構成の一変形例を表したものである。上記変形例Ｅにおいて、参照電極層２４２が、各検出電極部２４５と対向する箇所（つまり、空隙Ｇ４と対向する箇所）に、検出電極部２４５側に突出した湾曲部２４２Ａを有していてもよい。このようにした場合には、空隙Ｇ４は、湾曲部２４２Ａの突出分（例えば、１００μｍ）だけ、すでに変位していることになる。従って、感圧センサ２４０の出力Ｖや、出力Ｖの傾き（ΔＶ／ΔＤ）は、例えば、図１７、図１８に示したように、湾曲部２４２Ａの突出分（例えば、１００μｍ）だけずれた値からスタートすることになる。その結果、感圧センサ２４０の出力Ｖの傾き（ΔＶ／ΔＤ）は、湾曲部２４２Ａが設けられていない場合と比べて、すこしの押圧でピーク値に到達する。従って、本変形例では、上記実施の形態およびその変形例と比べて、外部からの押圧による微小な変位をより精度よく検出することができる。
以上、実施の形態を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。なお、本明細書中に記載された効果は、あくまで例示である。本開示の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されるものではない。本開示が、本明細書中に記載された効果以外の効果を持っていてもよい。
また、例えば、本開示は以下のような構成を取ることができる。
（１）
静電容量式の複数の検出電極部と、
各前記検出電極部と対向する位置に配置された参照電極層と、
外部からの押圧に応じて、前記参照電極層のうち、各前記検出電極部と対向する箇所を局所的に変形させる押圧伝達層と
を備えた
センサ装置。
（２）
前記参照電極層よりも高い剛性を有し、各前記検出電極部を支持する可撓性基板を更に備えた
（１）に記載のセンサ装置。
（３）
前記参照電極層は、金属薄膜、または、導電性のファイバーによって構成されている
（１）または（２）に記載のセンサ装置。
（４）
各前記検出電極部は、前記参照電極層と平行な面内において互いに対向する櫛歯状の第１電極部および第２電極部によって構成され、前記参照電極層との距離に応じた静電容量を検出する
（１）ないし（３）のいずれか１つに記載のセンサ装置。
（５）
前記押圧伝達層は、
前記可撓性基板と前記参照電極層との間の層内であって、各前記検出電極部と対向する箇所の周囲に設けられ、各前記検出電極部と対向する箇所に空隙を形成する第１バンプと、
前記参照電極層の、前記第１バンプとは反対側であって、各前記検出電極部と対向する箇所に設けられた第２バンプと
を有する
（１）ないし（４）のいずれか１つに記載のセンサ装置。
（６）
前記第２バンプの高さは、前記第１バンプの高さよりも低くなっている
（５）に記載のセンサ装置。
（７）
前記第１バンプおよび前記第２バンプは、ともに、樹脂フィルムの両面に粘着層が設けられた両面粘着シートによって構成されている
（５）または（６）に記載のセンサ装置。
（８）
前記第１バンプは、樹脂フィルムの両面に粘着層が設けられた両面粘着シートによって構成され、
前記第２バンプは、多孔質層を含んで構成されている
（５）または（６）に記載のセンサ装置。
（９）
前記押圧伝達層は、
前記可撓性基板と前記参照電極層との間の層内であって、各前記検出電極部と対向する箇所の周囲に設けられ、各前記検出電極部と対向する箇所に空隙を形成するバンプと、
前記参照電極層の、前記バンプとは反対側に設けられ、前記可撓性基板よりも低い剛性を有する弾性層と
を有する
（２）に記載のセンサ装置。
（１０）
前記バンプは、樹脂フィルムの両面に粘着層が設けられた両面粘着シートによって構成され、
前記弾性層は、多孔質層を含んで構成されている
（９）に記載のセンサ装置。
（１１）
前記バンプの高さは、前記弾性層の厚さよりも低くなっている
（９）または（１０）に記載のセンサ装置。
（１２）
前記参照電極層は、各前記検出電極部と対向する箇所に、前記検出電極部側に突出した湾曲部を有する
（９）ないし（１１）のいずれか１つに記載のセンサ装置。
（１３）
外部からの押圧に応じて検出信号を生成するセンサ部と、
前記センサ部を制御するとともに、前記センサ部で生成された前記検出信号を処理する信号処理部と
を備え、
前記センサ部は、
前記検出信号を生成する静電容量式の複数の検出電極部と、
各前記検出電極部と対向する位置に配置された参照電極層と、
前記押圧に応じて、前記参照電極層のうち、各前記検出電極部と対向する箇所を局所的に変形させる押圧伝達層と
を有する
入力装置。
（１４）
所定の機能を有する機能部と、
外部からの押圧に応じて検出信号を生成するセンサ部と、
前記センサ部を制御するとともに、前記センサ部で生成された前記検出信号に基づいて前記機能部を制御する信号処理部と
を備え、
前記センサ部は、
前記検出信号を生成する静電容量式の複数の検出電極部と、
各前記検出電極部と対向する位置に配置された参照電極層と、
前記押圧に応じて、前記参照電極層のうち、各前記検出電極部と対向する箇所を局所的に変形させる押圧伝達層と
を有する
電子機器。
（１５）
前記機能部は、表示パネルであり、
前記センサ部において、前記押圧伝達層側の面が前記機能部の背面に貼り合わされており、前記押圧伝達層とは反対側の面が当該電子機器内の空隙に面している
（１４）に記載の電子機器。
（１６）
前記表示パネルは、中央が平坦となっており、端部が湾曲している湾曲パネルであり、
前記表示パネルの湾曲部分と対向する箇所において、前記複数の検出電極部は、前記表示パネルの端縁に沿って並んで配置されている
（１５）に記載の電子機器。
（１７）
前記機能部、前記センサ部および前記信号処理部を収容する筐体を更に備え、
前記センサ部において、前記押圧伝達層側の面が前記筐体の内側面に貼り合わされており、前記押圧伝達層とは反対側の面が当該電子機器内の空隙に面している
（１４）に記載の電子機器。
（１８）
前記複数の検出電極部は、前記内側面の延在方向に並んで配置されている
（１７）に記載の電子機器。
本開示の一実施の形態に係るセンサ装置、入力装置および電子機器によれば、外部からの押圧による微小な変位を、押圧伝達層によって参照電極層の局所的な変位に変換するようにしたので、外部からの押圧による変位が微小の場合であっても、その変位を検出することができる。従って、筐体やフロントパネルの表面の押圧を良好な感度で検知することができる。なお、本開示の効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されず、本明細書中に記載されたいずれの効果であってもよい。
本出願は、日本国特許庁において２０１９年１月１１日に出願された日本特許出願番号第２０１９－００３５２６号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
本開示の一実施の形態に係るセンサ装置は、静電容量式の複数の検出電極部と、各検出電極部と対向する位置に配置された参照電極層と、各検出電極部と対向する位置であって、かつ参照電極層の、複数の検出電極部とは反対側の面に接して設けられ、外部からの押圧に応じて参照電極層を変形させる弾性層とを備えている。このセンサ装置は、さらに、参照電極層よりも高い剛性を有し、各検出電極部を支持する可撓性基板と、参照電極層の、複数の検出電極部側の面に接して設けられ、空隙を介して配置された複数のバンプとを備えている。空隙は、各検出電極部と対向する位置に形成されている。各バンプは、各検出電極部と非対向の位置に形成されている。弾性層は、多孔質層を含んで構成され、かつ参照電極層上に、各検出電極部と対向する位置を含んでシート状に形成されている。各検出電極部は、参照電極層との距離に応じた静電容量を検出する。
本開示の一実施の形態に係る入力装置は、外部からの押圧に応じて検出信号を生成するセンサ部と、センサ部を制御するとともに、センサ部で生成された検出信号を処理する信号処理部とを備えている。センサ部は、検出信号を生成する静電容量式の複数の検出電極部と、各検出電極部と対向する位置に配置された参照電極層と、各検出電極部と対向する位置であって、かつ参照電極層の、複数の検出電極部とは反対側の面に接して設けられ、外部からの押圧に応じて参照電極層を変形させる弾性層とを有している。このセンサ部は、さらに、参照電極層よりも高い剛性を有し、各検出電極部を支持する可撓性基板と、参照電極層の、複数の検出電極部側の面に接して設けられ、空隙を介して配置された複数のバンプとを有している。空隙は、各検出電極部と対向する位置に形成されている。各バンプは、各検出電極部と非対向の位置に形成されている。弾性層は、多孔質層を含んで構成され、かつ参照電極層上に、各検出電極部と対向する位置を含んでシート状に形成されている。各検出電極部は、参照電極層との距離に応じた静電容量を検出する。
本開示の一実施の形態に係る電子機器は、所定の機能を有する機能部と、外部からの押圧に応じて検出信号を生成するセンサ部と、センサ部を制御するとともに、センサ部で生成された検出信号に基づいて機能部を制御する信号処理部とを備えている。センサ部は、検出信号を生成する静電容量式の複数の検出電極部と、各検出電極部と対向する位置に配置された参照電極層と、各検出電極部と対向する位置であって、かつ参照電極層の、複数の検出電極部とは反対側の面に接して設けられ、外部からの押圧に応じて参照電極層を変形させる弾性層とを有している。このセンサ部は、さらに、参照電極層よりも高い剛性を有し、各検出電極部を支持する可撓性基板と、参照電極層の、複数の検出電極部側の面に接して設けられ、空隙を介して配置された複数のバンプとを有している。空隙は、各検出電極部と対向する位置に形成されている。各バンプは、各検出電極部と非対向の位置に形成されている。弾性層は、多孔質層を含んで構成され、かつ参照電極層上に、各検出電極部と対向する位置を含んでシート状に形成されている。各検出電極部は、参照電極層との距離に応じた静電容量を検出する。

Claims (11)

  1. 静電容量式の複数の検出電極部と、
    各前記検出電極部と対向する位置に配置された参照電極層と、
    外部からの押圧に応じて、前記参照電極層のうち、各前記検出電極部と対向する箇所を局所的に変形させる押圧伝達層と、
    前記参照電極層よりも高い剛性を有し、各前記検出電極部を支持する可撓性基板と
    を備え、
    前記押圧伝達層は、
    前記可撓性基板と前記参照電極層との間の層内であって、各前記検出電極部と対向する箇所の周囲に設けられ、各前記検出電極部と対向する箇所に空隙を形成するバンプと、
    前記参照電極層の、前記バンプとは反対側に接して設けられ、前記可撓性基板よりも低い剛性を有する弾性層と
    を有し、
    前記バンプは、樹脂フィルムの両面に粘着層が設けられた両面粘着シートによって構成され、
    前記弾性層は、多孔質層を含んで構成されている
    センサ装置。
  2. 前記参照電極層は、金属薄膜、または、導電性のファイバーによって構成されている
    請求項１に記載のセンサ装置。
  3. 各前記検出電極部は、前記参照電極層と平行な面内において互いに対向する櫛歯状の第１電極部および第２電極部によって構成され、前記参照電極層との距離に応じた静電容量を検出する
    請求項１に記載のセンサ装置。
  4. 前記バンプの高さは、前記弾性層の厚さよりも低くなっている
    請求項１に記載のセンサ装置。
  5. 前記参照電極層は、各前記検出電極部と対向する箇所に、前記検出電極部側に突出した湾曲部を有する
    請求項１に記載のセンサ装置。
  6. 外部からの押圧に応じて検出信号を生成するセンサ部と、
    前記センサ部を制御するとともに、前記センサ部で生成された前記検出信号を処理する信号処理部と
    を備え、
    前記センサ部は、
    前記検出信号を生成する静電容量式の複数の検出電極部と、
    各前記検出電極部と対向する位置に配置された参照電極層と、
    前記押圧に応じて、前記参照電極層のうち、各前記検出電極部と対向する箇所を局所的に変形させる押圧伝達層と、
    前記参照電極層よりも高い剛性を有し、各前記検出電極部を支持する可撓性基板と
    を有し、
    前記押圧伝達層は、
    前記可撓性基板と前記参照電極層との間の層内であって、各前記検出電極部と対向する箇所の周囲に設けられ、各前記検出電極部と対向する箇所に空隙を形成するバンプと、
    前記参照電極層の、前記バンプとは反対側に接して設けられ、前記可撓性基板よりも低い剛性を有する弾性層と
    を有し、
    前記バンプは、樹脂フィルムの両面に粘着層が設けられた両面粘着シートによって構成され、
    前記弾性層は、多孔質層を含んで構成されている
    入力装置。
  7. 所定の機能を有する機能部と、
    外部からの押圧に応じて検出信号を生成するセンサ部と、
    前記センサ部を制御するとともに、前記センサ部で生成された前記検出信号に基づいて前記機能部を制御する信号処理部と
    を備え、
    前記センサ部は、
    前記検出信号を生成する静電容量式の複数の検出電極部と、
    各前記検出電極部と対向する位置に配置された参照電極層と、
    前記押圧に応じて、前記参照電極層のうち、各前記検出電極部と対向する箇所を局所的に変形させる押圧伝達層と、
    前記参照電極層よりも高い剛性を有し、各前記検出電極部を支持する可撓性基板と
    を有し、
    前記押圧伝達層は、
    前記可撓性基板と前記参照電極層との間の層内であって、各前記検出電極部と対向する箇所の周囲に設けられ、各前記検出電極部と対向する箇所に空隙を形成するバンプと、
    前記参照電極層の、前記バンプとは反対側に接して設けられ、前記可撓性基板よりも低い剛性を有する弾性層と
    を有し、
    前記バンプは、樹脂フィルムの両面に粘着層が設けられた両面粘着シートによって構成され、
    前記弾性層は、多孔質層を含んで構成されている
    電子機器。
  8. 前記機能部は、表示パネルであり、
    前記センサ部において、前記押圧伝達層側の面が前記機能部の背面に貼り合わされており、前記押圧伝達層とは反対側の面が当該電子機器内の空隙に面している
    請求項７に記載の電子機器。
  9. 前記表示パネルは、中央が平坦となっており、端部が湾曲している湾曲パネルであり、
    前記表示パネルの湾曲部分と対向する箇所において、前記複数の検出電極部は、前記表示パネルの端縁に沿って並んで配置されている
    請求項８に記載の電子機器。
  10. 前記機能部、前記センサ部および前記信号処理部を収容する筐体を更に備え、
    前記センサ部において、前記押圧伝達層側の面が前記筐体の内側面に貼り合わされており、前記押圧伝達層とは反対側の面が当該電子機器内の空隙に面している
    請求項７に記載の電子機器。
  11. 前記複数の検出電極部は、前記内側面の延在方向に並んで配置されている
    請求項１０に記載の電子機器。
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