WO2023234075A1 - 力覚センサ、センサモジュールおよびロボットハンド - Google Patents

力覚センサ、センサモジュールおよびロボットハンド Download PDF

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WO2023234075A1
WO2023234075A1 PCT/JP2023/018789 JP2023018789W WO2023234075A1 WO 2023234075 A1 WO2023234075 A1 WO 2023234075A1 JP 2023018789 W JP2023018789 W JP 2023018789W WO 2023234075 A1 WO2023234075 A1 WO 2023234075A1
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WO
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light
light receiving
section
sensor
layer
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PCT/JP2023/018789
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English (en)
French (fr)
Inventor
章裕 野元
Original Assignee
ソニーグループ株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/16—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force
    • G01L5/166—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using photoelectric means

Definitions

  • the present disclosure relates to a force sensor, a sensor module including the same, and a robot hand.
  • An optical three-axis force sensor typically includes a light source, a reflector, and two pairs of light receiving sections as components. Of the two pairs of light receiving sections, the first pair of light receiving sections is arranged in the X direction, and the second pair of light receiving sections is arranged in the Y direction (see, for example, Patent Document 1).
  • the dynamic range may become narrow and the sensitivity may decrease.
  • An object of the present disclosure is to provide a force sensor that can obtain a wide dynamic range and high sensitivity, a sensor module including the same, and a robot hand.
  • a first force sensor includes: a group of light receiving parts; a reflecting section provided above the light receiving section group; an elastic body provided between the reflecting section and the light receiving section group;
  • the light receiving group is four or more first light receiving sections arranged in a first direction; and four or more second light receiving sections arranged in a second direction orthogonal to the first direction.
  • the second force sensor includes: A plurality of light receiving unit groups, a plurality of reflection parts provided above each light receiving part group; an elastic layer provided between a plurality of reflective sections and a plurality of light receiving section groups;
  • the light receiving group is four or more first light receiving sections arranged in a first direction; and four or more second light receiving sections arranged in a second direction orthogonal to the first direction.
  • a sensor module according to the present disclosure includes at least one of the first force sensor and the second force sensor.
  • the robot hand according to the present disclosure includes at least one of the first force sensor and the second force sensor.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a sensor module according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the sensor.
  • FIG. 3 is a plan view showing an example of the configuration of the light receiving unit group.
  • FIG. 4 is a graph showing an example of the output signal difference SX A1,A4 , the output signal difference SX A2, A4 , and the output signal difference SX A3, A6 .
  • FIG. 5 is a graph showing an example of the output signal difference SY B1,B4 , the output signal difference SY B2, B4 , and the output signal difference SY B3, B6 .
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a sensor module according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the sensor.
  • FIG. 3 is a plan view showing an example of the configuration of the light receiving unit group.
  • FIG. 4 is a graph showing an example
  • FIG. 7A is a graph showing an example of the difference between the output signals SX A1 and A4 .
  • FIG. 7B is a graph showing an example of the difference between the output signals SX A2 and A5 .
  • FIG. 7C is a graph showing an example of the difference between the output signals SX A3 and A6 .
  • FIG. 8A is a schematic diagram illustrating an example of a region R A1, A4 in which the output signal difference SX A1, A4 has a small error.
  • FIG. 8B is a schematic diagram illustrating an example of a region R A2, A5 in which the output signal difference SX A2, A5 has a small error.
  • FIG. 8A is a schematic diagram illustrating an example of a region R A1, A4 in which the output signal difference SX A1, A4 has a small error.
  • FIG. 8B is a schematic diagram illustrating an example of a region R A2, A5 in which the output signal difference SX A2, A5 has a small error.
  • FIG. 8C is a schematic diagram illustrating an example of a region R A3, A6 in which the output signal difference SX A3, A6 has a small error.
  • FIG. 8D is a schematic diagram showing an example of a region R A1, A6 in which the region R A1, A4 , the region R A2, A5 , and the region R A3 , A6 are integrated.
  • FIG. 9A is a graph showing an example of the difference between the output signals SY B1 and B4 .
  • FIG. 9B is a graph showing an example of the difference between the output signals SY B2 and B5 .
  • FIG. 9C is a graph showing an example of the difference between the output signals SY B3 and B6 .
  • FIG. 10A is a schematic diagram illustrating an example of regions R A1, A4 in which the output signal differences SY B1, B4 have small errors.
  • FIG. 10B is a schematic diagram illustrating an example of a region R A2, A5 in which the output signal difference SY B2, B5 has a small error.
  • FIG. 10C is a schematic diagram showing an example of a region R A3, A6 in which the output signal difference SY B3, B6 has a small error.
  • FIG. 10D is a schematic diagram showing an example of a region R B1, B6 in which the region R B1, B4 , the region R B2, B5 , and the region R B3 , B6 are integrated.
  • FIG. 11 is a flowchart for explaining an example of the force FZ detection operation by the sensor module.
  • FIG. 12 is a flowchart for explaining an example of the first detection operation of the forces F X and F Y by the sensor module.
  • FIG. 13 is a flowchart for explaining an example of the second detection operation of the forces F X and F Y by the sensor module.
  • FIG. 14A is a side view showing a model for optical simulation.
  • FIG. 14B is a plan view showing an optical simulation model.
  • FIG. 15 is a diagram showing the illuminance distribution determined by optical simulation.
  • FIG. 16A is a diagram showing the signal sum SZ obtained by optical simulation.
  • FIG. 16B is a graph showing the signal sum SZ at the position of the broken line in FIG. 16A.
  • FIG. 17A is a diagram showing the output signal difference SX determined by optical simulation.
  • FIG. 17B is a graph showing the output signal difference SX at the position of the broken line in FIG. 17A.
  • FIG. 18 is a diagram showing the output signal difference SY determined by optical simulation.
  • FIG. 19A is a perspective view showing an example of the shape of a sensor of Modification 1.
  • FIG. 19B is a cross-sectional view taken along line XIXB-XIXB in FIG. 19A.
  • FIG. 20 is an enlarged cross-sectional view of a portion of FIG. 19B.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a sensor according to modification 2.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a sensor according to modification 3.
  • FIG. 19A is a perspective view showing an example of the shape of a sensor of Modification 1.
  • FIG. 19B is a cross-sectional view taken along line XIXB-XIXB in FIG. 19A.
  • FIG. 20 is an enlarged cross-
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a sensor according to modification 4.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a sensor according to modification 5.
  • FIG. 25 is a sectional view showing an example of the configuration of a sensor according to modification 6.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a sensor according to modification 7.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a sensor according to modification 8.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a sensor according to modification 9.
  • FIG. 29 is a plan view showing an example of the configuration of the light receiving section.
  • FIG. 30 is a sectional view showing an example of the configuration of a sensor according to modification 10.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a sensor according to modification 11.
  • FIG. 32 is a plan view showing an example of the configuration of a light receiving unit group according to modification 12.
  • FIG. 33 is a plan view showing an example of the configuration of the light receiving section.
  • FIG. 34 is a plan view for explaining an example of the detection operation of the forces F X and F Y by the sensor module.
  • FIG. 35 is a plan view for explaining an example of the detection operation of the forces F X and F Y by the sensor module.
  • FIG. 36 is a plan view for explaining an example of the detection operation of the forces F X and F Y by the sensor module.
  • FIG. 37 is a plan view for explaining an example of the detection operation of the forces F X and F Y by the sensor module.
  • FIG. 38 is a plan view showing an example of the configuration of a light receiving unit group according to modification 13.
  • FIG. 39 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the robot hand of Specific Example 1.
  • FIG. 40 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a robot hand according to specific example 2.
  • FIG. 41 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a robot hand according to specific example 3.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a sensor module 10 according to an embodiment.
  • the sensor module 10 includes a sensor 20 and an IC 11.
  • the sensor module 10 may be included in a robot hand, an electronic device, or the like.
  • the sensor module 10 is connected to, for example, a main CPU (Central Processing Unit) 12A included in the host device 12.
  • a main CPU Central Processing Unit
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the sensor 20.
  • the sensor 20 is an optical three-axis force sensor.
  • the sensor 20 includes a base material 21 , a light source 22 , a light receiving section group 23 , an elastic body 24 , a reflecting section 25 , and a light shielding layer 26 .
  • the sensor 20 has a dome shape.
  • the dome shape refers to a hemispherical shape or a convex shape similar to the hemispherical shape.
  • the convex shape includes shapes such as a substantially parabolic shape, a substantially hemispherical shape, and a substantially semiellipsoidal shape.
  • the sensor 20 has a central axis 20L that passes through the top of the dome-shaped curved surface and the center of the circular bottom surface when no force is applied to the dome-shaped curved surface of the sensor 20.
  • the base material 21 supports the light source 22, the light receiving unit group 23, the elastic body 24, and the light shielding layer 26.
  • the base material 21 has a first surface facing the reflective section 25 and a second surface opposite to the first surface.
  • the direction parallel to the central axis 20L that is, the direction perpendicular to the first surface of the base material 21 is referred to as the Z direction (third direction).
  • Two directions that are orthogonal to the Z direction and mutually orthogonal, that is, two directions that are orthogonal to each other in a plane parallel to the first surface of the base material 21 are referred to as the X direction (first direction) and the Y direction (second direction).
  • the first surface and the second surface have a circular shape in plan view.
  • a planar view refers to a planar view when the object is viewed from the +Z direction or the -Z direction.
  • the base material 21 may include a light absorption layer on the first surface side.
  • the light source 22, the light receiving unit group 23, the elastic body 24, and the light shielding layer 26 are provided on the first surface of the base material 21.
  • the light source 22 and/or the light receiving unit group 23 may be directly formed on the first surface of the base material 21, or may be bonded together.
  • "and/or” means at least one of them; for example, "X and/or Y” means three types: X only, Y only, and X and Y.
  • the center position of the reflective surface of the reflective section 25 in the Z direction with respect to the first surface of the base material 21 is referred to as the height Z of the reflective section 25 or the position Z of the reflective section 25.
  • the center position of the reflective surface of the reflective section 25 in the X direction with respect to the central axis 20h of the base material 21 is referred to as the position X of the reflective section 25.
  • the center position of the reflective surface of the reflective section 25 in the Y direction with respect to the central axis 20h of the base material 21 is referred to as a position Y of the reflective section 25.
  • the reflective surface center position represents the geometric center position of the reflective surface in plan view.
  • the base material 21 is, for example, a substrate or a film.
  • the substrate may be rigid or flexible.
  • the substrate may be made of, for example, a semiconductor in which the light source 22 and/or the light receiving unit group 23, etc. can be easily formed, or may be made of glass or resin that has low moisture and oxygen permeability.
  • the substrate may be a semiconductor substrate, a glass substrate, a resin substrate, or the like.
  • the semiconductor substrate includes, for example, amorphous silicon, polycrystalline silicon, single crystal silicon, or the like.
  • the glass substrate includes, for example, high strain point glass, soda glass, borosilicate glass, forsterite, lead glass, or quartz glass.
  • the resin substrate includes, for example, at least one selected from the group consisting of polymethyl methacrylate, polyvinyl alcohol, polyvinylphenol, polyether sulfone, polyimide, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and the like.
  • the base material 21 may include an insulating layer on the first surface side, if necessary.
  • the light source 22 can emit light toward the reflecting section 25 .
  • the light that the light source 22 can emit is not particularly limited, and may be any of visible light, ultraviolet light, and infrared light, for example.
  • the visible light may be white light, red light, green light, blue light, or light of a color other than these.
  • the light source 22 is provided at the geometric center of the first surface of the base material 21 .
  • the light source 22 is located directly below the reflecting section 25 in a state where no force is acting on the dome-shaped curved surface of the sensor 20.
  • the geometric center position of the light emitting surface of the light source 22 (hereinafter simply referred to as "center position of the light source 22") is located on the central axis 20L when no force is acting on the dome-shaped curved surface of the sensor 20.
  • the light source 22 includes, for example, a light emitting element such as an LED (Light Emitting Diode) element, an LD (Laser Diode) element, an SLD (Super Luminescent Diode) element, or an OLED (Organic Light Emitting Diode) element.
  • the light source 22 may be an SMD (Surface Mount Device) in which a light emitting element is packaged, or may be a light emitting element wired on the base material 21 by wire bonding or the like.
  • FIG. 3 is a plan view showing an example of the configuration of the light receiving unit group 23.
  • the light receiving section group 23 includes first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 and second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 .
  • the first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 may be collectively referred to as the first light receiving section 23A.
  • the second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 may be collectively referred to as the second light receiving section 23B.
  • the sensor 20 includes six first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 and six second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 .
  • the number of second light receiving sections 23B is not limited to this.
  • the number of first light receiving sections 23A and second light receiving sections 23B may be four, five, or seven or more. It is preferable that the number of first light receiving sections 23A and second light receiving sections 23B is an even number.
  • the first light receiving sections 23A 1 , 23A 6 and the second light receiving sections 23B 1 , 23B 6 may be used when the height Z of the reflecting section 25 is high, for example, when the height Z is in the range h 1 ⁇ Z. good.
  • the first light receiving sections 23A 3 , 23A 4 and the second light receiving sections 23B 3 , 23B 4 are used when the height Z of the reflecting section 25 is low, for example, when the height Z of the reflecting section 25 is in the range of Z ⁇ h 2 . May be used for.
  • the first light receiving sections 23A 2 , 23A 5 and the second light receiving sections 23B 2 , 23B 5 may be used, for example, when Z is in the range h 2 ⁇ Z ⁇ h 1 .
  • all of the first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 may be used regardless of the height Z of the reflecting section 25.
  • the second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 are switched and used as a pair, all of the second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 may be used regardless of the height Z of the reflecting section 25.
  • the first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 and the second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 can receive the light reflected by the reflecting section 25.
  • the first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 and the second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 can convert the received light into electrical signals and supply them to the IC 11.
  • the first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 are arranged in the X direction and form a column.
  • the first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 forming the row are arranged symmetrically with respect to the center of the light receiving section group 23, that is, with respect to the geometric center of the light source 22.
  • the second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 are arranged in the Y direction and form a column.
  • the second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 forming the row are arranged symmetrically with respect to the center of the light receiving section group 23, that is, with respect to the geometric center of the light source 22.
  • Each of the first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 and the second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 includes one or more light receiving elements.
  • the light receiving element is, for example, a photodiode, an avalanche photodiode, or a phototransistor.
  • the first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 and the second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 may each be an SMD (Surface Mount Device) in which one or more light receiving elements are packaged, or may be formed by wire bonding or the like. It may be one or more light receiving elements wired on the base material 21.
  • SMD Surface Mount Device
  • the first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 and the second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 may be mounted on the base material 21 via connecting members such as bumps, or may be mounted on the base material 21 by patterning, for example, amorphous silicon or the like. Accordingly, it may be formed directly on the base material 21.
  • h is the height of the reflective surface of the reflective section 25 with respect to the first surface of the base material 21.
  • D is the distance from the center position of the light source 22 (that is, the intersection position of the central axis 20L and the first surface of the base material 21) to the center position of the first light receiving part 23A 2 or the center position of the second light receiving part 23B 2 . be.
  • the center position of the first light receiving part 23A 2 and the second light receiving part 23B 2 represents the geometric center position of the first light receiving part 23A 2 and the second light receiving part 23B 2 in plan view.
  • the center position of the light source 22 represents the geometric center position of the light output surface of the light source 22 in plan view.
  • the arrangement of the first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 and the second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 is preferably adjusted based on a state in which the distance between the reflecting section 25 and the base material 21 is close.
  • the first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 and the second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 have a light distribution distribution of reflected light by the reflecting section 25 (see FIG. ) is preferably provided within a linear region that changes approximately linearly.
  • the light distribution of the light reflected by the reflecting section 25 described above is the light distribution of the light reflected by the reflecting section 25 in a state where no forces are acting on the sensor 20 in the ⁇ X direction, ⁇ Y direction, and -Z direction.
  • the light distribution may be as follows.
  • the elastic body 24 can be elastically deformed in the ⁇ X direction, ⁇ Y direction, and ⁇ Z direction.
  • the elastic body 24 is transparent to the light emitted from the light source 22.
  • the light source 22 is configured to emit visible light such as white light, red light, green light, or blue light
  • the elastic body 24 is transparent to visible light. It's okay.
  • the elastic body 24 may be colored.
  • the elastic body 24 has a dome shape.
  • the elastic body 24 supports the reflective section 25 at its dome-shaped top.
  • the elastic body 24 is provided between the reflecting section 25 and the light receiving section group 23.
  • the elastic body 24 is arranged on the first surface of the base material 21 such that the bottom surface of the elastic body 24 is on the first surface side of the base material 21.
  • the elastic body 24 includes, for example, at least one of an elastomer and a gel.
  • the elastomer includes, for example, at least one selected from the group consisting of silicone elastomer, acrylic elastomer, urethane elastomer, styrene elastomer, and the like.
  • the gel includes, for example, at least one polymer gel selected from the group consisting of silicone gel, urethane gel, acrylic gel, and styrene gel.
  • materials having various hardnesses can be selected. By selecting the material hardness of the elastic body 24, it is possible to adjust the sensitivity range of the sensor 20.
  • the reflecting section 25 can reflect the light emitted from the light source 22 toward the first surface of the base material 21 . That is, the reflecting section 25 can reflect the light emitted from the light source 22 toward the first surface of the light receiving section group 23 .
  • the reflection by the reflection section 25 is, for example, specular reflection or diffuse reflection.
  • the reflecting portion 25 has, for example, a reflecting surface that reflects the light emitted from the light source 22 and a back surface opposite to the reflecting surface.
  • the reflective surface is, for example, a mirror surface or a diffusive surface.
  • the reflecting section 25 is provided above the light receiving section group 23.
  • the reflector 25 is located directly above the light source 22 when no force is applied to the dome-shaped curved surface of the sensor 20 .
  • the geometric center position of the reflective surface of the reflective section 25 (hereinafter simply referred to as "center position of the reflective section 25") is aligned with the central axis 20L. located above.
  • the reflective surface of the reflective section 25 is held parallel to the first surface of the base material 21.
  • the reflective section 25 is held on the top of the elastic body 24.
  • the center position (position in the X direction, Y direction, and Z direction) of the reflecting part 25 changes as the elastic body 24 deforms. Due to this positional change, the orientation distribution of reflected light by the reflecting section 25 is changed.
  • the reflecting portion 25 has, for example, a circular shape or a regular polygonal shape (for example, a square shape) in plan view.
  • the reflective section 25 is a reflective layer capable of specular reflection or a diffuse reflective layer capable of diffuse reflection (scattering).
  • the reflective layer is, for example, a metal layer.
  • the metal layer include chromium (Cr), gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), copper (Cu), molybdenum (Mo), titanium (Ti), tantalum (Ta), and aluminum (Al). , magnesium (Mg), iron (Fe), tungsten (W), and silver (Ag).
  • the diffuse reflection layer contains particles as light scatterers, for example. More specifically, the diffuse reflection layer is a white layer containing white silicone or the like, a white film (eg, white PET film), or the like.
  • the light shielding layer 26 can absorb incident light.
  • the incident light is, for example, external light, light emitted from the light source 22, or the like.
  • the light shielding layer 26 can be deformed together with the elastic body 24.
  • the light shielding layer 26 is provided on the dome-shaped curved surface of the elastic body 24 and covers the dome-shaped curved surface of the elastic body 24 and the back surface (the surface opposite to the reflective surface) of the reflective section 25.
  • the light-shielding layer 26 includes, for example, a light-absorbing material and a binder.
  • the light absorbing material includes, for example, a black pigment.
  • the black pigment includes, for example, at least one selected from the group consisting of carbon black, titanium black, and the like. Titanium black is black particles containing titanium atoms, and preferably contains at least one of lower titanium oxide and titanium oxynitride. The black pigment may be surface-modified as necessary for the purpose of improving dispersibility and suppressing agglomeration.
  • the light shielding layer 26 may contain, for example, black silicone.
  • the binder has elasticity.
  • the binder includes, for example, at least one selected from the group consisting of silicone resins, acrylic resins, urethane resins, and the like.
  • the IC 11 drives the light source 22 and causes the light source 22 to emit light toward the reflecting section 25 .
  • the IC 11 scans the first light receiving portions 23A 1 to 23A 6 and the second light receiving portions 23B 1 to 23B 6 , obtains output signals S A1 to S A6 from the first light receiving portions 23A 1 to 23A 6 , and scans the second light receiving portions 23A 1 to 23A 6 .
  • Output signals S B1 to S B6 are obtained from 23B 1 to 23B 6 .
  • the order in which the IC 11 scans the first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 and the second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 is not particularly limited.
  • the distance between the center position of the reflection part 25 and the base material 21 becomes shorter (that is, as the center position of the reflection part 25 in the Z direction becomes lower), the light distribution of the light reflected by the reflection part 25 is reduced. Therefore, as the distance between the center position of the reflecting section 25 and the base material 21 becomes shorter, the area where the detection error of the sum SZ of the output signals is small with respect to a change in the position of the reflecting section 25 in the X and Y directions becomes narrower.
  • the region in which the detection error of the sum SZ of the output signals is small represents a region in which the sum SZ of the output signals remains approximately constant with respect to changes in the position of the reflecting section 25 in the X and Y directions.
  • the sum SZ of the output signals corresponds to the force (pressing force) FZ acting in the Z direction.
  • the sum SZ of the output signals changes approximately linearly with respect to changes in the distance between the center position of the reflecting section 25 and the base material 21.
  • the IC 11 operates as follows depending on the distance between the reflection section 25 and the base material 21.
  • the IC 11 calculates the force FZ acting in the Z direction based on the sum SZ1 of the output signals, and outputs it to the main CPU 12A. do.
  • the IC 11 calculates the force FZ acting in the Z direction based on the sum SZ2 of the output signals, and sends the calculated force FZ to the main CPU 12A. Output.
  • the dynamic range of the sensor module 10 can be expanded by the IC 11 performing position detection processing according to the distance between the center position of the reflecting section 25 and the base material 21 as described above.
  • the IC 11 determines whether the distance between the center position of the reflecting section 25 and the base material 21 has become closer than a specified value based on whether the sum of the output signals SZ 1 is greater than the specified value SZ 0 . That is, when the sum SZ 1 of the output signals is larger than the specified value SZ 0 , the IC 11 determines that the distance between the center position of the reflecting section 25 and the base material 21 is farther than the specified value. On the other hand, when the sum SZ 1 of the output signals is less than or equal to the specified value SZ 0 , the IC 11 determines that the distance between the center position of the reflecting section 25 and the base material 21 is closer than the specified value.
  • the IC 11 operates as follows when the distance between the center position of the reflection section 25 and the base material 21 is longer than a specified value.
  • the IC 11 calculates the force F X acting in the X direction based on the calculated difference SX A1 and A6 of the output signals, and outputs it to the main CPU 12A.
  • the IC 11 calculates the force FY acting in the Y direction based on the calculated difference between the output signals SYB1 and B6 , and outputs it to the main CPU 12A.
  • the region where the detection error of the output signal differences SX and SY is small is, as described above, a linear region where the output signal differences SX and SY change approximately linearly with respect to changes in the position of the reflecting section 25 in the X and Y directions. (first and second linear regions).
  • the output signal difference SX corresponds to the force F X acting in the X direction
  • the output signal difference SY corresponds to the force F Y acting in the Y direction.
  • the IC 11 operates as follows when the distance between the center position of the reflection section 25 and the base material 21 is closer than a specified value.
  • the IC 11 calculates the force F X acting in the X direction using the pair of output signals SA m and SA n that can minimize the detection error of the force F X among the pair of output signals SA m and SA n . calculate. Further, the IC 11 uses the pair of output signals SB m and SB n that can minimize the detection error of the force F Y among the pair of output signals SB m and SB n to detect the force F acting in the Y direction. Calculate Y.
  • the pair of output signals SA m , SA n used for calculating the above - mentioned force F , 23A n pair of output signals output from the pair SA m , SA n .
  • 23A 6 is a pair of output signals SA 3 , SA 6 .
  • the pair of output signals SB m and SB n used for calculating the above-mentioned force F Y is, for example, straddled over the center of the light receiving section group 23, that is, across the light source 22, and sent to the second light receiving section 23B m separated by a specified distance.
  • 23B n pairs of output signals SB m and SB n .
  • the pair of output signals SB 1 and SB 4 of the second light receiving sections 23B 1 and 23B 4 , the pair of output signals SB 2 and SB 5 of the second light receiving sections 23B 2 and 23B 5 , and the second light receiving section This is a pair of output signals SB 3 and SB 6 of 23B 3 and 23B 6 .
  • the IC 11 operates as follows.
  • the IC 11 calculates the center positions X A1,A4 , X A2,A5 , and X A3,A6 of the reflecting section 25 as follows.
  • the output signal difference SX A1, A4 is a value corresponding to the amount of displacement of the center position of the reflecting section 25 in the X direction with the center axis 20L as a reference.
  • the IC 11 calculates the center positions X A1, A4 of the reflecting section 25 based on the calculated difference SX A1 , A4 between the output signals.
  • the center positions It is determined by the following equation (1-1) using the output signals S A1 , S A4 ) obtained from the four pairs of light receiving sections 23A 1 and 23A.
  • X A1, A4 -D 11 + (d 11 /L) x SX A1, A4 ... (1-1)
  • D 11 is the position of the midpoint between the four pairs of first light receiving sections 23A 1 and 23A
  • d 11 is (the width of the linear region of SX A1, A4 in the X direction)/2.
  • linear region refers to a linear region (first and second linear regions) in which the output signal differences SX Am,An and SY Bm,Bn change approximately linearly with respect to changes in the position of the reflecting section 25 in the X and Y directions. ) represents.
  • the output signal difference SX A2, A5 is a value corresponding to the amount of displacement of the center position of the reflecting section 25 in the X direction with the center axis 20L as a reference.
  • the IC 11 calculates the center position X A2, A5 of the reflecting section 25 based on the calculated difference SX A2 , A5 between the output signals.
  • the output signal difference SX A3, A6 is a value corresponding to the amount of displacement of the center position of the reflecting section 25 in the X direction with the center axis 20L as a reference.
  • the IC 11 calculates the center positions X A3, A6 of the reflecting section 25 based on the calculated difference SX A3 , A6 between the output signals.
  • the center positions It is determined by the following equation (1-3) using the output signals S A3 , S A6 ) obtained from the six pairs of light receiving sections 23A 3 and 23A.
  • X A3, A6 D 12 + (d 13 /L) x SX A3, A6 ... (1-3)
  • D 12 is the position of the midpoint between the six pairs of first light receiving sections 23A 3 and 23A
  • d 13 is (the width of the linear region of SX A3 and A6 in the X direction)/2.
  • the IC 11 selects X Am, An included in the linear region from among X A1, A4 , X A2, A5 , and X A3, A6 .
  • X Am an included in the linear region
  • the IC 11 selects the X Am, An as the X Am, An with the least error.
  • IC11 selects the X that is closest to the center position of the linear region among the two or more X Am, An. Let Am, An be X Am, An with the least error.
  • the IC 11 calculates the force F X acting in the X direction using X Am and An with the least error. More specifically, for example, the IC 11 calculates the difference in output signals (difference in sensor output values) SX Am, An from X Am , An with the smallest error. Alternatively, the IC 11 calculates the output signal difference SX Am, An corresponding to the smallest error among the output signal differences SX A1,A4 , SX A2,A5 , and SX A3, A6 calculated in advance. Select.
  • the IC 11 calculates the force F X acting in the X direction based on the calculated or selected output signal difference SX Am, An , and outputs it to the main CPU 12A.
  • the IC 11 calculates the center positions Y B1,B4 , Y B2,B5 , and Y B3,B6 of the reflecting section 25 as follows.
  • the difference between the output signals SY B1 and B4 is a value corresponding to the amount of displacement of the center position of the reflecting section 25 in the Y direction with respect to the central axis 20L.
  • the IC 11 calculates the center positions Y B1 and B4 of the reflecting section 25 based on the calculated difference SY A1 and A4 between the output signals.
  • the center positions YB1,B4 of the reflecting section 25 are determined by the difference between the output signals SYB1,B4 (that is, the It is determined by the following equation (2-1) using the output signals S B1 , S B4 ) obtained from the four pairs of two light receiving sections 23B 1 and 23B.
  • Y B1, B4 -D 21 + (d 21 /L) x SY B1, B4 ... (2-1)
  • D 21 is the position of the midpoint between the four pairs of second light receiving sections 23B 1 and 23B
  • d 21 is (width of the linear region of SY B1, B4 in the Y direction)/2.
  • the difference between the output signals SY B2 and B5 is a value corresponding to the amount of displacement of the center position of the reflecting section 25 in the Y direction with respect to the central axis 20L.
  • the IC 11 calculates the center position Y B2, B5 of the reflecting section 25 based on the calculated difference SY B2 , B5 between the output signals.
  • the center positions Y B2, B5 of the reflecting section 25 are determined by the difference SY B2, B5 (i.e., the difference between the output signals SY B2, B5 ). It is determined by the following equation (2-2) using the output signals S B2, S B5 ) obtained from the five pairs of two light receiving sections 23B 2 and 23B.
  • Y B2, B5 (d 22 /L) x SY B2, B5 ... (2-2)
  • d22 is (the width of the linear region of SY B2 and B5 in the Y direction)/2.
  • the difference between the output signals SY B3 and B6 is a value corresponding to the amount of displacement of the center position of the reflecting section 25 in the Y direction with respect to the central axis 20L.
  • the IC 11 calculates the center positions Y B3, B6 of the reflecting section 25 based on the calculated difference SY B3 , B6 between the output signals.
  • the center positions YB3,B6 of the reflecting section 25 are determined by the difference SYB3,B6 (i.e., the difference SYB3,B6) between the output signals. It is determined by the following equation (2-3) using the output signals S B3 , S B6 ) obtained from the six pairs of two light receiving sections 23B 3 and 23B.
  • Y B3, B6 D 22 + (d 23 /L) x SY B3, B6 ... (2-3)
  • D 22 is the position of the midpoint between the six pairs of second light receiving sections 23B 3 and 23B
  • d 23 is (the width of the linear region of SY B2 and B5 in the Y direction)/2.
  • the IC 11 selects Y Bm, Bn included in the linear region from Y B1, B4 , Y B2, B5 , and Y B3, B6 .
  • the IC 11 selects the Y Bm, Bn as the Y Bm, Bn with the smallest error.
  • IC11 selects the Y Bm , Bn that is closest to the center position of the linear region among the two or more Y Bm, Bn. Let Bm, Bn be Y Bm, Bn with the least error.
  • the IC 11 calculates the force F Y acting in the Y direction using Y Bm and Bn with the least error. More specifically, for example, the IC 11 calculates the difference in output signals (difference in sensor output values) SY Bm, Bn from Y Bm, Bn with the smallest error. Alternatively, the IC 11 selects the output signal difference SY Bm, Bn corresponding to the least error Y Bm, Bn from among the output signal differences SY B1, B4 , SY B2, B5 , and SY B3, B6 calculated in advance. Select.
  • the IC 11 calculates a force F Y acting in the Y direction based on the calculated or selected difference between the output signals SY Bm, Bn , and outputs it to the main CPU 12A.
  • the first light receiving section 23A 2 When the light with the light amount Q A2 is received by the first light receiving section 23A 2 , the first light receiving section 23A 2 outputs an output signal S A2 corresponding to the light amount Q A2 .
  • the first light receiving section 23A5 receives the light having the light amount Q A5 , the first light receiving section 23A5 outputs an output signal S A2 corresponding to the light amount Q A5 .
  • the sum of the light amounts QZ A2, A5 corresponds to the amount of displacement of the center position of the reflecting section 25 in the Z direction.
  • the force FZ acting in the Z direction can be calculated.
  • the light amount difference QX A2, A5 corresponds to the amount of displacement of the center position of the reflecting section 25 in the ⁇ X direction.
  • the force F X acting in the ⁇ X direction can be calculated.
  • the light distribution 20I has a conical shape and the slope of the light distribution 20I changes linearly.
  • the IC 11 determines the center position As shown in FIGS. 7A and 8A , the area where the detection error of the position Only.
  • the IC 11 determines the center position As shown in FIGS . 7B and 8B, the area where the detection error of the position Only.
  • the IC 11 determines the center position As shown in FIGS . 7C and 8B, the area where the detection error of the position Only.
  • the IC 11 detects the difference SX A1,A4 between the output signals obtained by the four pairs of first light receiving sections 23A 1 and 23A, the difference SX A2,A5 between the output signals obtained from the five pairs of first light receiving sections 23A 2 and 23A, and the first
  • the detection error of the position X is as shown in FIG. 8D.
  • the areas with a small number of areas are areas R A1 and A6 .
  • the area R A1, A6 corresponds to an area where the area R A1, A4 , the area R A2, A5 , and the area R A3, A6 are integrated.
  • the IC 11 detects the center position X of the reflecting section 25 using the output signal difference SX A1, A4 , the output signal difference SX A2, A5 , and the output signal difference SX A3, A6 .
  • the dynamic lens in the ⁇ X direction can be magnified.
  • widths (widths in the X-axis direction) of the regions R A1, A4 , R A2, A5 , R A3, A6, and R A1, A6 are shown below.
  • the widths (widths in the X-axis direction) of the regions R A1, A4 , R A2, A5 , and R A3, A6 are each 0.2 mm, for example.
  • the four pairs of first light receiving sections 23A 1 and 23A are arranged with a deviation of, for example, 0.1 mm in the -X direction from the five pairs of first light receiving sections 23A 2 and 23A.
  • the six pairs of first light receiving sections 23A 3 and 23A are arranged with a deviation of, for example, 0.1 mm from the five pairs of first light receiving sections 23A 2 and 23A in the +X direction.
  • the width (width in the X-axis direction) of the region R A1, A6 in which the regions R A1, A4, the region R A2, A5 , and the region R A3, A6 are integrated is, for example, 0.4 mm.
  • SY B1 , B4 the region where the detection error of the position Y is small (that is, the linear region where the values of SY B1 and B4 change approximately linearly) is the region R B1, B4 Only.
  • SY B2 , B5 the region where the detection error of the position Y is small (that is, the linear region where the values of SY B2 and B5 change approximately linearly) is the region R B2, B5. Only.
  • SY B3 , B6 the region where the detection error of the position Y is small (that is, the linear region where the values of SY B3 and B6 change approximately linearly) is the region R B3, B6. Only.
  • the IC 11 detects the difference SY A1,A4 between the output signals obtained by the four pairs of second light receiving sections 23B 1 and 23B, the difference SY B2,B5 between the output signals obtained from the five pairs of second light receiving sections 23B 2 and 23B, and the second When the center position Y of the reflecting section 25 is detected using the difference SY B3, B6 between the output signals obtained by the six pairs of light receiving sections 23B 3 and 23B, the detection error of the position Y is as shown in FIG. 10D.
  • the regions with a small amount of data are regions R B1 and B6 .
  • the area R B1, B6 corresponds to an area where the area R B1, B4 , the area R B2, B5 , and the area R B3, B6 are integrated.
  • the IC 11 detects the center position Y of the reflecting section 25 using the output signal difference SY B1, B4 , the output signal difference SY B2, B5 , and the output signal difference SY B3, B6 .
  • the dynamic lens in the ⁇ Y direction can be magnified.
  • widths (widths in the Y-axis direction) of the regions R B1, B4 , R B2, B5 , R B3, B6, and R B1, B6 are shown below.
  • the widths (width in the Y-axis direction) of the regions R B1, B4 , R B2, B5 , and R B3, B6 are each 0.2 mm, for example.
  • the four pairs of second light receiving sections 23B 1 and 23B are arranged with a deviation of, for example, 0.1 mm from the five pairs of second light receiving sections 23B 2 and 23B in the +Y direction.
  • the six pairs of second light receiving sections 23B 3 and 23B are arranged with a deviation of, for example, 0.1 mm from the five pairs of second light receiving sections 23B 2 and 23B in the -Y direction.
  • the width (width in the Y-axis direction) of the region R B1, B6 in which the region R B1, B4, the region R B2, B5 , and the region R B3, B6 are integrated is, for example, 0.6 mm.
  • step S11 the IC 11 scans the first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 and the second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 , and outputs signals S A1 to S A6 from the first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 .
  • Output signals S B1 to S B6 are obtained from the second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 .
  • step S12 the IC 11 receives the output signals S A1 , S A6 of the six pairs of first light receiving sections 23A 1 , 23A and the output signals S B1 , S B6 of the six pairs of second light receiving sections 23B 1 , 23B.
  • step S13 the IC 11 determines whether the calculated sum SZ1 of the output signals is greater than or equal to a specified value. If it is determined in step S13 that the sum SZ1 of the output signals is equal to or greater than the specified value, the IC 11 calculates the force FZ based on the sum SZ1 of the output signals in step S14. If it is determined in step S13 that the sum SZ1 of the output signals is not equal to or greater than the specified value, the IC 11 calculates the force FZ based on the sum SZ2 of the output signals in step S15, and outputs it to the main CPU 12A.
  • the first detection operation is performed, for example, when it is determined in step S13 of FIG. 11 that the sum SZ1 of the output signals is equal to or greater than a specified value.
  • step S21 the IC 11 scans the first light receiving sections 23A 1 , 23A 6 and the second light receiving sections 23B 1 , 23B 6 , and outputs signals S A1 , S A6 , from the first light receiving sections 23A 1 , 23A 6 .
  • Output signals S B1 and S B6 are obtained from the second light receiving sections 23B 1 and 23B 6 .
  • the IC 11 uses the output signals S A1 and S A6 and the output signals S B1 and S B6 obtained in step S11 in FIG . It may be calculated. In this case, the process of step S21 may be omitted.
  • step S23 the IC 11 calculates the force F X based on the difference between the output signals SX A1 and A6 , and calculates the force F Y based on the difference between the output signals SY B1 and B6 .
  • the IC 11 outputs the calculated force F X and force F Y to the main CPU 12A.
  • the second detection operation is performed, for example, when it is determined in step S13 of FIG. 11 that the sum SZ1 of the output signals is not equal to or greater than the specified value.
  • step S31 the IC 11 scans the first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 and the second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 , and outputs signals S A1 to S A6 from the first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 .
  • Output signals S B1 to S B6 are obtained from the second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 .
  • step S32 the IC 11 determines the center position X A1 , A4 , X A2 , A5 , X A3, A6 , Y B1, B4 , Y B2, B5 , Y B3, B6 are calculated.
  • the IC 11 uses the output signals S A1 to S A6 and the output signals S B1 to S B6 obtained in step S11 in FIG . , A6 , Y B1,B4 , Y B2,B5 , Y B3, B6 may be calculated. In this case, the process of step S31 may be omitted.
  • step S33 the IC 11 determines whether the calculated center positions X A1, A4 , X A2, A5 , X A3, A6 of the reflecting portion 25 are linear regions R A1, A4 , R A2, A5 , R A3, A6 (see FIGS. 7A, 7B, and 7C) is determined, and X Am , An included in the linear region R Am, An is selected.
  • IC11 is such that Y B1, B4 , Y B2, B5 , Y B3, B6 are included in the linear regions R B1, B4 , R B2, B5 , R B3, B6 (see FIGS. 9A, 9B, and 9C), respectively.
  • X Bm, Bn included in the linear region R Bm, Bn are selected.
  • step S34 the IC 11 selects the X Am, An closest to the center position of the linear region R Am, An from among the X Am, An selected in step S33 (FIG. 7A, FIG. 7B, 7C, FIG. 8A, FIG. 8B, FIG. 8C, and FIG. 8D). 7A, FIG. 7B, FIG. 7C, FIG. 8A, FIG. 8B, FIG. 8C, and FIG. 8D, X 1 , X 2 , and Represents the center position. If the number of X Am, An selected in step S33 is one, the IC 11 does not need to perform this process.
  • step S34 the IC 11 selects Y Bm, Bn closest to the center position of the linear region R Bm, Bn from among the Y Bm, Bn selected in step S33 (FIGS. 9A, 9B, 9C , FIG. 10A, FIG. 10B, FIG. 10C, and FIG. 10D).
  • 9A, FIG. 9B, FIG. 9C, FIG. 10A, FIG . 10B , FIG . 10C , and FIG. Represents the center position. If the number of Y Bm and Bn selected in step S33 is one, the IC 11 does not need to perform this process.
  • step S35 the IC 11 calculates the difference in output signals (difference in sensor output values) SX Am,An , SY Am,An from X Am,An , YBm , Bn selected in step S34. calculate.
  • the IC 11 calculates the forces F X and F Y acting in the X and Y directions based on the calculated output signal differences SX Am,An and SY Am,An , and outputs them to the main CPU 12A.
  • Point light source 72 corresponds to reflective portion 25 of sensor 20 in one embodiment.
  • the irradiation surface 70S corresponds to the first surface of the base material 21 (the surface on which the light receiving unit group 23 is arranged) in one embodiment.
  • the first light receiving sections 71A 1 and 71A 2 correspond to the first light receiving sections 23A 2 and 23A 5 in one embodiment.
  • the second light receiving sections 71B 1 and 71B 2 correspond to the second light receiving sections 23B 2 and 23B 5 in one embodiment.
  • the distance D Y between the center position 70P of 70S and the center positions of the second light receiving sections 71B 1 and 71B 2 is as follows. However, the center position 70P is set directly below the point light source 72. Height h: 1.0 Distance DX : 0.5 Distance DY : 0.5
  • the sum SZ of the output signals is the sum of the output signals S A1 , S A2 of the first light receiving sections 71A 1 , 71A 2 and the output signals S B1 , S B2 of the second light receiving sections 71B 1 , 71B 2 (S A1 +S A2 +S B1 +S B2 ).
  • the difference between the output signals SX A1 and A2 is the difference (S A1 - S A2 ) between the output signals S A1 and S A2 of the first light receiving sections 71A 1 and 71A 2 .
  • the difference between the output signals SY B1 and B2 is the difference (S B1 - S B2 ) between the output signals S B1 and S B2 of the second light receiving sections 71B 1 and 71B 2 .
  • FIGS. 16A, 16B, 17A, 17B, and 18 The results of the above optical simulation are shown in FIGS. 16A, 16B, 17A, 17B, and 18.
  • a prescribed region RB in which the detection error of the force (shear force) FX is small is shown in FIG. 14A.
  • the sum SZ of the output signals is a substantially constant value in the specified area RA , but changes outside the specified area RA . Therefore, while the detection error of the force (pressing force) FZ corresponding to the sum SZ of the output signals is small in the specified area RA , the error is large outside the specified area RA .
  • the difference between the output signals SX A1 and A2 changes substantially linearly in the specified region RB , but does not change substantially linearly outside the specified region RB . Therefore, the detection error of the force ( shearing force) F It is large outside the region RA (that is, when the deformation of the sensor in the X direction is large). Therefore, the dynamic range of the force (shear force) FX acting in the X direction is limited. Further, the amount of change in the output signal difference SX A1, A2 outside the specified area RA is smaller than the amount of change in the output signal difference SX A1, A2 in the specified area RA . Therefore, the sensitivity of force ( shear force) F ) force (shear force) F is lower than the sensitivity of X.
  • the output signal difference SY B1, B2 has the same tendency as the output signal difference SX A1, A2 described above.
  • the light emitted upward from the light source 22 is reflected by the reflecting section 25 and then transmitted to the first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 and the second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 . incident.
  • the elastic body 24 is deformed, and the center position of the reflecting portion 25 is displaced in at least one of the ⁇ X direction, ⁇ Y direction, and ⁇ Z direction.
  • the orientation distribution of the reflected light from the reflecting section 25 changes with the displacement of the center position of the reflecting section 25 described above.
  • the amount of light received by each of the first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 and the second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 changes in accordance with the change in the orientation distribution, and
  • the output signals SA 1 to SA 6 and SB 1 to SB 6 from the two light receiving sections 23B 1 to 23B 6 change .
  • the IC can detect the forces F X , F Y , and F Z acting on the sensor 20 based on the output signals SA 1 to SA 6 and SB 1 to SB 6 .
  • the sensor 20 has the first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 arranged in the X direction (first direction) and the first light receiving parts 23A 1 to 23A 6 arranged in the Y direction (second direction) orthogonal to the X direction. 23B 1 to 23B 6 .
  • the area (linear area) where the detection error of position and Y position can be reduced can be expanded (area R A2, A5 in FIG. 8B, area R A1, A6 in FIG. 8D, area R B2, B5 in FIG. 10B, area R B2, B5 in FIG. 10D). (Refer to areas R B1 and B6 ).
  • the Z position Compared to a sensor including a pair of first light receiving sections 23A 2 and 23A 5 arranged in the X direction and a pair of second light receiving sections 23B 2 and 23B 5 arranged in the Y direction, the Z position The area (linear area) in which the detection error of can be reduced can be expanded. Therefore, a wide dynamic range and high sensitivity can be obtained with respect to the force F Z acting in the -Z direction (that is, the displacement of the reflecting section 25 in the -Z direction).
  • FIG. 19A is a plan view showing an example of the appearance of a sensor 30A of Modification 1.
  • FIG. 19B is a cross-sectional view taken along line XIXB-XIXB in FIG. 19A.
  • FIG. 20 is an enlarged cross-sectional view of a portion of FIG. 19B.
  • the sensor 30A is an optical three-axis force sensor.
  • the sensor 30A has a planar structure.
  • the sensor 30A may have rigidity or flexibility.
  • the sensor 30A has, for example, a plate shape or a film shape.
  • the sensor 30A has a first surface and a second surface opposite to the first surface.
  • the shape of the sensor 30A in a plan view that is, the shapes of the first surface and the second surface in a plan view may be a rectangular shape such as a square shape.
  • the shape of the sensor 30A in plan view is not limited to a rectangular shape, but may be a circular shape, an elliptical shape, or the like.
  • the sensor 30A has a plurality of sensor sections 30SE.
  • the plurality of sensor sections 30SE are two-dimensionally arranged in the in-plane direction (X, Y direction) of the first surface or the second surface of the sensor 30A.
  • Each sensor section 30SE has a central axis 30L parallel to the thickness direction of the sensor 30A.
  • the central axis 30L passes through the center position of the reflecting section 25 and the center of the light receiving section group 23 in a state where no force is acting on the first surface or the second surface of the sensor 30.
  • the direction parallel to the central axis 30L that is, the direction perpendicular to the first surface of the sensor 30A is referred to as the Z direction (third direction).
  • Two directions that are orthogonal to the Z direction and mutually orthogonal, that is, two directions that are orthogonal to each other in a plane parallel to the first surface of the sensor 30A are referred to as the X direction (first direction) and the Y direction (second direction).
  • the sensor 30A includes a base material layer 31, a plurality of light receiving section groups 23, an elastic layer 32, a plurality of reflection sections 25, and a light shielding layer 33.
  • the base material layer 31, the elastic layer 32, and the light-shielding layer 33 are laminated in this order, with the light-shielding layer 33 on the first surface side of the sensor 30A, and the base material layer 31 on the second surface side of the sensor 30A.
  • the base material layer 31 includes a base material 31A, a plurality of light sources 22, a bonding layer 31B, a light transmitting layer 31C, and a light blocking layer 31D.
  • the base layer 31 may include a reflective layer instead of the light shielding layer 31D.
  • the base material 31A can support a plurality of light sources 22 and a light transmitting layer 31C.
  • the base material 31A may be the same as the base material 21 in one embodiment in points other than the above.
  • the base material 31A may be composed of a reflective layer, or may be composed of a laminate of a substrate or a film and a reflective layer.
  • the plurality of light sources 22 are two-dimensionally arranged on the base material 31A in a prescribed arrangement pattern such as a matrix.
  • the light source 22 is provided for each sensor section 30SE.
  • Each light source 22 is located directly below the pinhole 31DA.
  • the bonding layer 31B bonds the base material 31A and the light transmitting layer 31C.
  • the bonding layer 31B may cover the light source 22 or may have a hole in the light source 22 portion.
  • FIG. 20 shows an example in which the bonding layer 31B has a hole in the light source 22 portion.
  • the bonding layer 31B covers the light source 22, it is preferable that the bonding layer 31B has translucency to the light emitted from the light source 22.
  • the bonding layer 31B may be translucent to the light emitted from the light source 22, or may be transparent to the light emitted from the light source 22. It may be opaque to the light emitted from 22.
  • the bonding layer 31B is provided between the base material 31A and the light transmitting layer 31C.
  • the bonding layer is, for example, an adhesive layer or an adhesive layer.
  • the light transmitting layer 31C is transparent to the light emitted from the light source 22.
  • the light source 22 is configured to be able to emit visible light such as white light, red light, green light, or blue light
  • the light transmitting layer 31C is transparent to visible light. You can leave it there.
  • the light transmitting layer 31C is provided on the bonding layer 31B.
  • the light transmitting layer 31C is bonded to the base material 31A by a bonding layer 31B.
  • the light transmitting layer 31C is a substrate or a film.
  • the substrate is, for example, a glass substrate or a resin substrate.
  • the film is, for example, a glass film or a resin film.
  • the resin substrate and the resin film contain a resin material.
  • the resin material is, for example, at least one selected from the group consisting of polymethyl methacrylate, polystyrene, polycarbonate, polyether sulfone, polyarylate, amorphous polyolefin, cycloolefin polymer, cycloolefin copolymer, triacetyl cellulose, and epoxy resin. Contains plastic materials.
  • the light shielding layer 31D has a plurality of pinholes 31DA.
  • the pinhole 31DA is an example of a hole.
  • Light emitted from the light source 22 is extracted from the light transmission layer 31C to the elastic layer 32 through the pinhole 31DA.
  • the light extracted by the elastic layer 32 illuminates the reflection section 25.
  • the pinhole 31DA penetrates the light shielding layer 31D in the thickness direction.
  • the pinhole 31DA is provided for each sensor section 30SE.
  • the pinhole 31DA is located directly below the reflecting portion 25 and directly above the light source 22 when no force is acting on the sensor 30. In a state where no force is acting on the sensor 30, the center position of the light source 22, the center position of the pinhole 31DA, and the center position of the reflection part 25 are located on the central axis 30L.
  • the light receiving unit group 23 is provided for each sensor unit 30SE.
  • Each light receiving section group 23 is arranged on the base material layer 31, specifically, on the light shielding layer 31D, such that each pinhole 31DA is located at the center of the light receiving section group 23.
  • the first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 are arranged in the X direction and form a column.
  • the first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 forming the row are arranged symmetrically with respect to the center of the light receiving section group 23, that is, with respect to the central axis 30L.
  • the second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 are arranged in the Y direction and form a column.
  • the second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 forming the row are arranged symmetrically with respect to the center of the light receiving section group 23, that is, with respect to the central axis 30L.
  • the elastic layer 32 can be elastically deformed in the ⁇ X direction, the ⁇ X direction, and the ⁇ Z direction.
  • the elastic layer 32 is transparent to the light emitted from the light source 22.
  • the elastic layer 32 may be colored.
  • the elastic layer 32 is provided between the plurality of reflection sections 25 and the plurality of light receiving section groups 23. More specifically, the elastic layer 32 is provided on the base material layer 31 so as to cover the plurality of light receiving unit groups 23.
  • the material of the elastic layer 32 may be similar to the material of the elastic body 24 in one embodiment.
  • the plurality of reflective parts 25 are two-dimensionally arranged on the elastic layer 32 in a prescribed arrangement pattern such as a matrix.
  • Each reflecting section 25 is provided above the light receiving section group 23 . More specifically, each reflecting section 25 is located directly above the pinhole 31DA.
  • the light shielding layer 33 is provided on the elastic layer 32 so as to cover the plurality of reflective parts 25 arranged two-dimensionally.
  • the light shielding layer 33 may be the same as the light shielding layer 26 in one embodiment in points other than the above.
  • the amount of light received by each of the first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 and the second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 changes in accordance with the change in the orientation distribution, and
  • the output signals SA 1 to SA 6 and SB 1 to SB 6 from the two light receiving sections 23B 1 to 23B 6 change .
  • the IC can detect the forces F X , F Y , and F Z acting on the sensor 30A based on changes in the output signals SA 1 to SA 6 and SB 1 to SB 6 .
  • the sensor 30A of Modification 1 includes a light source 22 and first and second light receiving sections 23A and 23B in separate layers. Therefore, the sensor 30A can be manufactured without precisely aligning and mounting the different parts of the light source 22 and the first and second light receiving sections 23A and 23B in the same plane. Furthermore, since the light source 22 and the first and second light receiving sections 23A and 23B are provided in separate layers, restrictions on the size of the light source 22 are also relaxed. Therefore, the sensor 30A can be manufactured more easily than the sensor 20 of one embodiment.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a sensor 30B according to modification 2.
  • the sensor 30B is different from the sensor 30A of the first modification in that it has one sensor section 30SE instead of the plurality of sensor sections 30SE arranged two-dimensionally (see FIG. 20).
  • the light shielding layer 33 covers the upper surface of the elastic layer 32 (the surface opposite to the base layer 31), and also covers the side surfaces of the elastic layer 32.
  • the light shielding layer 33 may further cover the side surfaces of the base material layer 31.
  • the sensor 30B is manufactured, for example, as follows. After a laminate including the base layer 31, the light receiving section group 23, and the elastic layer 32 is formed, the laminate is cut out into regions each including one sensor section 30SE. A light shielding layer 33 is formed to cover both the first surface and side surfaces of the cut out elastic layer 32.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a sensor 30C according to modification 3.
  • the sensor 30C is different from the sensor 30A of Modification 1 (see FIG. 20) in that it includes a diffuse reflection layer as the reflection section 25 and includes a light shielding layer 31E instead of the light shielding layer 31D.
  • the diffuse reflection layer as the reflection part 25 is as described in one embodiment.
  • the light shielding layer 31E has a plurality of pinholes 31EA and a plurality of holes 31EB.
  • the pinhole 31EA is similar to the pinhole 31DA in the first modification.
  • the pinhole 31EA and the plurality of holes 31EB can extract the light emitted from each light source 22 from the light transmission layer 31C to the elastic layer 32.
  • the hole 31EB penetrates the light shielding layer 31E in the thickness direction.
  • the hole 31EB has, for example, a dot shape or a slit shape in a plan view.
  • the hole portion 31EB is provided in a region of the light shielding layer 31E other than the region where the pinhole 31EA and the plurality of first and second light receiving portions 23A and 23B are formed.
  • the hole 31EB may be provided in a region outside the region where the light receiving section group 23 is provided, or may be provided in a region where the light receiving section group 23 is provided. It is preferable that the plurality of holes 31EB be provided on a circumference centered on the pinhole 31EA. In this case, it is preferable that the distance between adjacent holes 31EB be equal intervals.
  • the sensor 30C of the third modification includes a light shielding layer 31E having a plurality of pinholes 31EA and a plurality of holes 31EB.
  • Light emitted from each light source 22 is extracted from the light transmission layer 31C to the elastic layer 32 through the pinhole 31EA and the plurality of holes 31EB.
  • the light extracted from the light transmission layer 31C to the elastic layer 32 illuminates the reflection section 25.
  • the irradiated light is diffusely reflected by the reflecting section 25, and the diffusely reflected light enters the first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 and the second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 .
  • the amount of light that illuminates the reflective section 25 increases compared to the sensor 30A of Modification 1 that includes the light shielding layer 31D having only the pinholes 31DA. Furthermore, the light extracted from the plurality of holes 31EB irradiates the reflection section 25 from multiple directions, thereby increasing the intensity of the diffused light and improving the uniformity of the orientation light distribution.
  • the light shielding layer 31E has a plurality of holes 31EB having a dot shape or a slit shape in a plan view.
  • the light shielding layer 31E has one or more holes having a closed loop shape in a plan view. It may have a section 31EB. It is preferable that the closed loop hole 31EB is centered around the pinhole 31EA.
  • the closed loop shape is, for example, a circular ring shape, an elliptic ring shape, or a polygonal ring shape such as a regular polygon. It is preferable that the plurality of holes 31EB having a closed loop shape are provided concentrically around the pinhole 31EA.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a sensor 30D according to modification 4.
  • Sensor 30D of Modification 4 differs from sensor 30A of Modification 1 (see FIG. 20) in that it includes a light guide layer 34 instead of base layer 31 including a plurality of light sources 22.
  • the light source 35 is arranged facing the side surface of the light guide layer 34.
  • the light source 35 can input light into the light guide layer 34 from the side surface of the light guide layer 34 .
  • the type of light source 35 may be, for example, the same as the light source 22 in one embodiment.
  • the light guiding layer 34 has a plurality of pinholes 34BA on the first surface where the light receiving unit group 23 is provided.
  • the position of the pinhole 34BA is the same as the position of the pinhole 31DA in the first modification.
  • the light guiding layer 34 can guide the light incident from the side surface in the in-plane direction (X, Y direction) of the first surface of the sensor 30D, and can output the light to the elastic layer 32 from the plurality of pinholes 34BA. .
  • the light guiding layer 34 includes a reflective layer 34A, a light transmitting layer 31C, and a reflective layer 34B.
  • the light transmitting layer 31C is transparent to the light incident from the light source 35.
  • the light transmitting layer 31C is provided between the reflective layers 34A and 34B.
  • the reflective layers 34A and 34B can reflect light incident from the side surface of the light guide layer 34.
  • the reflective layers 34A and 34B are spaced apart so that their main surfaces are parallel to each other.
  • the reflective layer 34A is provided on the second surface of the light transmitting layer 31C.
  • the reflective layer 34B is provided on the first surface of the light transmitting layer 31C.
  • the reflective layer 34B has the plurality of pinholes 34BA described above. Pinhole 34BA penetrates reflective layer 34B.
  • the pinhole 34BA can extract light from the light transmission layer 31C to the elastic layer 32.
  • the reflective layers 34A and 34B are, for example, metal layers.
  • the metal layer include chromium (Cr), gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), copper (Cu), molybdenum (Mo), titanium (Ti), tantalum (Ta), and aluminum (Al). , magnesium (Mg), iron (Fe), tungsten (W), and silver (Ag).
  • the light incident from the side surface of the light guide layer 34 is guided by the light guide layer 34 in the in-plane direction of the first surface of the sensor 30D, and the light enters the first surface of the light guide layer 34.
  • the light is emitted from a plurality of provided pinholes 34BA. Therefore, unlike the sensor 30A of the first modification, the light source 22 does not need to be provided for each sensor section 30SE. Therefore, in the sensor 30D of the fourth modification, the number of parts can be reduced compared to the sensor 30A of the first modification. Therefore, in the sensor 30D of the fourth modification, the sensor structure can be simplified compared to the sensor 30A of the first modification.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a sensor 30E according to modification 5.
  • the sensor 30E differs from the sensor 30A of Modification 1 (see FIG. 20) in that the elastic layer 32 has grooves 32A.
  • the groove 32A is provided between adjacent sensor parts 30SE in plan view.
  • the groove 32A has, for example, a lattice shape in plan view.
  • the elastic layer 32 may be divided by the grooves 32A, or may be connected at the bottom portions of the grooves 32A without being divided by the grooves 32A.
  • the elastic layer 32 has an upper surface and side surfaces formed by grooves 32A.
  • the upper surface of the elastic layer 32 refers to the surface on the side opposite to the light guide layer 34 and on which the reflective section 25 is supported.
  • the elastic layer 32 having the grooves 32A may be formed by injection molding using a mold, by laser processing, or by photolithography and etching.
  • the light shielding layer 33 covers both the top and side surfaces of the elastic layer 32. This suppresses external light from entering the elastic layer 32 from the top and side surfaces of the elastic layer 32.
  • the light shielding layer 33 may be formed to follow the grooves 32A after the grooves 32A are formed in the elastic layer 32, or may be formed using a mold.
  • the light shielding layer 33 may fill the groove 32A or may follow the groove 32A.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a sensor 30F according to modification 6.
  • the sensor 30F differs from the sensor 30D of modification 4 (see FIG. 23) in that it includes a protrusion 36 on the first surface.
  • the protrusion 36 is provided at a position corresponding to the reflective section 25. Specifically, the protrusion 36 is provided above the reflecting section 25.
  • the protrusion 36 may be made of the same material as the light shielding layer 33, or may be made of a different material from the light shielding layer 33.
  • the hardness of the projections 36 is harder than that of the elastic layer 32.
  • hardness represents indentation hardness (Vickers hardness).
  • the Young's modulus of the protrusion 36 is larger than that of the elastic layer 32.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a sensor 30G according to modification 7.
  • the sensor 30G is different from the sensor 30D of Modification 4 (see FIG. 23) in that the sensor 30G includes a reflective layer 34C instead of the reflective layer 34B, and further includes a wavelength conversion layer 37 and a color filter 38.
  • Modification 7 an example will be described in which the sensor 30G includes a reflective layer 34C instead of the reflective layer 34B, but the sensor 30G may also include a reflective layer 34B.
  • the reflective layer 34C has a pinhole 34CA and a plurality of holes 34CB.
  • Pinhole 34CA is similar to pinhole 34BA in Modification 4.
  • the pinhole 34CA and the plurality of holes 34CB can extract the light emitted from the light source 22 from the light transmission layer 31C to the elastic layer 32.
  • the light extracted by the elastic layer 32 illuminates the wavelength conversion layer 37 and the reflection section 25.
  • the hole 34CB penetrates the reflective layer 34B in the thickness direction.
  • the hole 34CB has, for example, a dot shape or a slit shape in a plan view.
  • the hole portion 34CB is provided in a region of the reflective layer 34B other than the region where the pinhole 34CA and the plurality of first and second light receiving portions 23A and 23B are formed.
  • the hole 34CB may be provided in a region outside the region where the light receiving section group 23 is provided, or may be provided in a region where the light receiving section group 23 is provided. It is preferable that the plurality of holes 34CB be provided on a circumference centered on the pinhole 34CA. In this case, it is preferable that the distances between adjacent holes 34CB be equal intervals.
  • the reflective layer 34C includes one or more holes 34CB having a closed loop shape in a plan view, instead of the holes 34CB having a dot shape or a slit shape, or together with the holes 34CB having a dot shape or a slit shape. It may have. It is preferable that the closed loop hole 34CB is centered on the pinhole 34CA.
  • the closed loop shape is, for example, a circular ring shape, an elliptic ring shape, or a polygonal ring shape such as a regular polygon. It is preferable that the plurality of holes 34CB having a closed loop shape are provided concentrically around the pinhole 34CA.
  • the wavelength conversion layer 37 can absorb the energy of the first light and emit second light having a different energy. Specifically, the wavelength conversion layer 37 can absorb first light having a first peak wavelength and convert it into second light having a second peak wavelength.
  • the first light is included in the light emitted from the light source 35, that is, the light emitted from the plurality of pinholes 34CA and the plurality of holes 34CB.
  • the wavelength conversion layer 37 may be a color conversion layer that can absorb blue light and convert the color to red light.
  • the plurality of wavelength conversion layers 37 are two-dimensionally arranged on the elastic layer 32 in a prescribed arrangement pattern such as a matrix.
  • the wavelength conversion layer 37 is provided between the reflective section 25 and the elastic layer 32.
  • the reflective part 25 may be laminated on the wavelength conversion layer 37.
  • the wavelength conversion layer 37 contains phosphor or quantum dots.
  • the wavelength conversion layer 37 may contain a binder as necessary.
  • the color filter 38 can transmit the second light emitted from the wavelength conversion layer 37, but can absorb the first light other than the second light.
  • the light source 35 is a blue light source capable of emitting blue light
  • the wavelength conversion layer 37 is a color conversion layer capable of absorbing blue light and converting the color into red light
  • the color filter 38 emits red light. It may also be a red filter that can absorb blue light while transmitting it.
  • the color filter 38 is provided on the reflective layer 34C so as to cover the light receiving unit group 23.
  • the color filter 38 includes, for example, a color resist such as a red color resist. It is preferable that the pinhole 34CA and the plurality of holes 34CB be exposed without being covered by the color filter 38.
  • the sensor 30G includes the wavelength conversion layer 37 and the reflection section 25, but the sensor 30G may include a diffuse reflection layer instead of the wavelength conversion layer 37 and the reflection section 25.
  • the light that can be emitted by the light source 35 may be white light or the like.
  • the sensor 30G may not include the reflective section 25.
  • the wavelength conversion layer 37 can absorb the energy of the first light emitted from the pinhole 34CA and the plurality of holes 34CB, and can emit second light having a different energy.
  • the color filter 38 transmits the second light emitted from the wavelength conversion layer 37, but can absorb the first light other than the second light. Thereby, it is possible to suppress the first light other than the second light from entering the light receiving unit group 23. Therefore, noise in the output signal of the light receiving unit group 23 (noise caused by the first light, etc.) can be reduced.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a sensor 30H of modification 8.
  • the sensor 30H includes a base material 21, a plurality of light receiving unit groups 23, a color filter 41, a light transmission layer 42, a light shielding layer 43, a light guide layer 44, and a plurality of lenses 45.
  • the same reference numerals are given to the same parts as in one embodiment.
  • the light source 47 is arranged opposite to the side surface of the light guide layer 44 .
  • the light source 47 can input light into the light guide layer 44 from the side surface of the light guide layer 44 .
  • the type of light source 47 may be, for example, the same as the light source 22 in one embodiment.
  • the light guide layer 44 can guide light incident from the side surface in the in-plane direction (X, Y direction) of the first surface of the sensor 30H, and make the light enter the plurality of wavelength conversion layers 46 .
  • the light guide layer 44 includes a reflective layer 44A, an elastic layer 32, a plurality of wavelength conversion layers 46, and a reflective layer 44B.
  • the elastic layer 32 is transparent to the light incident from the light source 47.
  • the elastic layer 32 is provided between the reflective layers 44A and 44B.
  • the plurality of wavelength conversion layers 46 are two-dimensionally arranged on the elastic layer 32 in a prescribed arrangement pattern such as a matrix.
  • the plurality of wavelength conversion layers 46 are similar to the wavelength conversion layer 37 in Modification Example 7.
  • the reflective layers 44A and 44B can reflect light incident from the side surfaces of the elastic layer 32.
  • the reflective layers 44A and 44B are spaced apart so that their main surfaces are parallel to each other.
  • the reflective layer 44A is provided on the second surface of the elastic layer 32.
  • the reflective layer 44B is provided on the first surface of the elastic layer 32 so as to cover the plurality of wavelength conversion layers 46.
  • the reflective layer 44A has a plurality of holes 44AA. Each hole 44AA is provided at a position where the lens 45 is arranged.
  • the reflective layers 44A and 44B are, for example, metal layers.
  • the metal layer include chromium (Cr), gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), copper (Cu), molybdenum (Mo), titanium (Ti), tantalum (Ta), and aluminum (Al). , magnesium (Mg), iron (Fe), tungsten (W), and silver (Ag).
  • Base material 21 The base material 21 is as described in one embodiment.
  • the light receiving unit group 23 is as described in one embodiment.
  • the color filter 41 transmits the second light emitted from the wavelength conversion layer 46, but can absorb the first light other than the second light.
  • the light source 47 is a blue light source that can emit blue light
  • the wavelength conversion layer 46 is a color conversion layer that can absorb blue light and convert it into red light
  • the color filter 41 emits red light. It may also be a red filter that can absorb blue light while transmitting it.
  • the color filter 41 is provided on the base material 21 so as to cover the light receiving unit group 23.
  • the color filter 41 includes, for example, a color resist such as a red color resist.
  • the light transmitting layer 42 is transparent to the light emitted from the light source 47.
  • the light transmitting layer 42 is transparent to visible light. You can leave it there.
  • the light transmitting layer 42 is provided between the elastic layer 32 and the plurality of light receiving section groups 23. More specifically, the light transmitting layer 42 is provided on the color filter 41.
  • the light transmitting layer 42 is a substrate or a film.
  • the substrate may be the same as the substrate constituting the light transmitting layer 31C in Modification 1.
  • the film may be the same as the film constituting the light transmitting layer 31C in Modification 1.
  • the light shielding layer 43 can absorb incident light.
  • the incident light is, for example, the light emitted from the light source 47 and the light emitted from the wavelength conversion layer 46 .
  • the light blocking layer 26 is provided on the light transmitting layer 42.
  • the light shielding layer 26 has a plurality of holes 43A. Each hole 43A is provided at a position where the lens 45 is arranged.
  • the light blocking layer 26 may include, for example, the same material as the light blocking layer 26 in one embodiment.
  • the lens 45 can form one image 46A of the wavelength conversion layer 46 provided directly above the lens 45 on the light transmission layer 42.
  • the plurality of lenses 45 are two-dimensionally arranged on the light-transmitting layer 42 in a prescribed arrangement pattern, such as a matrix, for example.
  • Each lens 45 is provided in the hole 43A of the light shielding layer 43 and the hole 44AA of the reflective layer 44A, and protrudes into the light guide layer 44.
  • the geometric center of each lens 45 in plan view is located on the central axis 30L.
  • the senor 30H includes the wavelength conversion layer 46, but the wavelength conversion layer 46 may be replaced with a diffuse reflection layer.
  • the light that the light source 47 can emit may be white light or the like.
  • the light guide layer 44 includes the reflective layer 44B, but the light guide layer 44 may include a diffuse reflective layer instead of the reflective layer 44B.
  • the wavelength conversion layer 46 may or may not be provided.
  • a virtual image 46A of the wavelength conversion layer 46 is formed in the light transmission layer 42 by the lens 45.
  • the light distribution of the emitted light of the image 46A is received by the first light receiving sections 23A 1 to 23A 6 and the second light receiving sections 23B 1 to 23B 6 . Therefore, even if the wavelength conversion layer 46 is located far from the light receiving unit group 23, the positions X, Y, and Z of the wavelength conversion layer 46 can be detected.
  • the color filter 41 transmits the second light emitted from the wavelength conversion layer 46, but can absorb the first light other than the second light. Thereby, it is possible to suppress the first light other than the second light from entering the light receiving unit group 23. Therefore, noise in the output signal of the light receiving unit group 23 (noise caused by the first light, etc.) can be reduced.
  • Modification 9 An example in which one virtual image 46A is formed by one lens 45 has been described. On the other hand, in Modification 9, an example will be described in which a plurality of virtual images 46A are formed by one lens 45.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a sensor 30I according to modification 9.
  • a plurality of wavelength conversion layers 46 are provided corresponding to one lens 45.
  • a plurality of light receiving unit groups 23 are provided corresponding to one lens 45.
  • One lens 45 can form a plurality of images 46A on the light transmission layer 42 corresponding to each of the plurality of wavelength conversion layers 46 provided corresponding to the lens 45.
  • Each image 46A is formed above the light receiving unit group 23.
  • Components such as the plurality of light receiving unit groups 23 and the lens 45 may be general-purpose components used in digital cameras and the like. By using such general-purpose parts, the sensor 30I can be manufactured at low cost.
  • each first light receiving section 23A and each second light receiving section 23B may be constituted by one light receiving element (for example, a pixel) included in a photodiode array or an image sensor, or may be configured by one light receiving element (for example, a pixel) included in a photodiode array or an image sensor. It may be configured by one section of light receiving elements.
  • each of the first light receiving sections 23A and each of the second light receiving sections 23B is constituted by a section of light receiving elements of a photodiode array or an image sensor
  • the IC 11 receives the output signal of the section of light receiving elements.
  • the sum may be an output signal from one first light receiving section 23A or one second light receiving section 23B.
  • the image sensor may be a general-purpose component used in digital cameras and the like. By using such general-purpose parts, the sensor 30I can be manufactured at low cost. Furthermore, a plurality of light receiving unit groups 23 can be configured without mounting a plurality of light receiving elements one by one. Therefore, productivity of the sensor 30I can be improved.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a sensor 30J according to modification 10.
  • the sensor 30J differs from the sensor 30A of the first modification in that it includes a lens 51.
  • the lens 51 can collect the light emitted from the pinhole 31DA and adjust the light distribution of the light incident on the reflection section 25. Therefore, the light distribution of the light reflected by the reflecting section 25 can be adjusted.
  • the lens 51 is provided on or above the pinhole 31DA.
  • the optical axis of the lens 51 coincides with the central axis 30L.
  • Lens 51 may be an aspherical lens.
  • the aspherical lens may be able to adjust the light distribution of the reflected light from the reflecting section 25 and expand the linear region of the light distribution. In this case, the detection error of the sensor 30J can be reduced, and the dynamic range can also be expanded.
  • the lens 51 is provided above the pinhole 31DA or above the pinhole 31DA.
  • the irradiation range of the pinhole 31DA can be concentrated in the movable range of the reflection section 25, and it is possible to reduce wasted light that does not contribute to sensing around the reflection section 25. Therefore, the light utilization efficiency of the sensor 30J can be increased, and even with the same power consumption, better sensitivity can be obtained.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a sensor 20K according to modification 11.
  • the sensor 20K differs from the sensor 20 according to the embodiment in that it includes a lens 52.
  • the lens 52 is provided on or above the light source 22 .
  • the optical axis of the lens 52 coincides with the central axis 20L.
  • Lens 52 may be an aspherical lens.
  • the aspherical lens may have the same function as the aspherical lens in Modification 10.
  • the sensor 20K of modification 11 is provided on or above the light source 22. Thereby, it is possible to concentrate the irradiation range of the light source 22 on the movable range of the reflection section 25, and to reduce wasted light that does not contribute to sensing around the reflection section 25. Therefore, it is possible to increase the light usage efficiency of the sensor 20K and obtain better sensitivity with the same power consumption.
  • the sensor 20 and the sensors 30A to 30J, 20K include a light receiving unit group 23 in which a plurality of first and second light receiving units 23A, 23B are arranged in a cross shape.
  • the sensor 20 and the sensors 30A to 30J, 20K may include any of the light receiving unit groups 61, 62 of Modifications 12 and 13 below.
  • FIG. 32 is a plan view showing an example of the configuration of the light receiving unit group 61 of Modification 12.
  • the light receiving unit group 61 includes a plurality of light receiving units 61A m,n (where m and n are positive integers).
  • the plurality of light receiving sections 61A m, n are two-dimensionally arranged in a matrix on the base material 21.
  • the numbers 1, 2, ..., 7 arranged in the Y direction represent the row numbers m of the light receiving sections 61A m, n
  • the numbers 1, 2, ..., arranged in the X direction, 7 represents the column number n of the light receiving section 61A m,n .
  • the light receiving section 61A m,n represents a light receiving section arranged at a position of m rows and n columns.
  • the light receiving sections 61A 2,2 represent the light receiving sections arranged in the 2nd row and 2nd column
  • the light receiving sections 61A 6,6 represent the light receiving sections arranged in the 6th row and 6th column.
  • a light source 22 is arranged at the center of the light receiving unit group 61.
  • the plurality of light receiving sections 61A m, n may be configured by a photodiode array or an image sensor.
  • each light receiving section 61A m, n may be constituted by one light receiving element (for example, a pixel) 61AE included in a photodiode array or an image sensor, or a section of light receiving element 61AE included in a photodiode array or image sensor. 61AE.
  • one or more light sources 22 may be arranged around the light receiving section group 23 so that light is emitted from the periphery toward the reflecting section 25.
  • the IC 11 sequentially scans a plurality of light receiving sections 61A m,n arranged two-dimensionally, and obtains an output signal S m ,n from each light receiving section 61A m ,n .
  • the IC 11 uses the obtained plurality of output signals S m,n to select the three light receiving parts 61A having the highest received light intensity from the first to the third among the plurality of light receiving parts 61A m,n.
  • n for example, light receiving sections 61A m1,n1 , 61A m2,n2 , 61A m3,n3 (hereinafter referred to as "upper three light receiving sections 61A m1,n1 , 61A m2,n2 , 61A m3,n3 "))) Identify.
  • FIG. 34 shows an example in which the top three light receiving sections 61A m1,n1 , 61A m2,n2 , and 61A m3,n3 are arranged in the Y direction (column direction).
  • FIG. 36 two of the upper three light receiving sections 61A m1,n1 , 61A m2,n2 , 61A m3 ,n3 are arranged in the Y direction (column direction), and two An example is shown in which two light receiving sections 61A m1,n1 and 61A m3,n3 are arranged in the X direction (row direction).
  • the IC 11 selects the row 61M of the light receiving sections 61A m,n and the column 61N of the light receiving sections 61A m,n used for calculating the forces F.sub.X and F.sub.Y.
  • the IC 11 is arranged as shown in FIG. As shown, a column 61N of light receiving sections 61A m, n including the top three light receiving sections 61A m1,n1 , 61A m2,n2 , and 61A m3,n3 is selected. Further, as shown in FIG. 34, as shown in FIG. 34, when the top three light receiving sections 61A m1,n1 , 61A m2,n2 , and 61A m3,n3 are arranged in the Y direction (column direction), the IC 11 is arranged as shown in FIG. As shown, a column 61N of light receiving sections 61A m, n including the top three light receiving sections 61A m1,n1 , 61A m2,n2 , and 61A m3,n3 is selected. Further, as shown in FIG. 34, when the top three light receiving sections 61A m1,n1 , 61A m2,n2 , and 61A m3,n
  • the IC 11 includes a light receiving section 61A m1, which includes the central one of the three upper light receiving sections 61A m1,n1 , 61A m2 ,n2 , and 61A m3 ,n3 . , selects row 61M of n .
  • the IC 11 selects the top three light receiving sections 61A m1,n1 , 61A m2,n2 , 61A m3,n3 in the X direction (column direction).
  • the row 61M of the light receiving sections 61A m , n including the light receiving sections 61A m3, n2 , 61A m3, n3 is selected.
  • the IC 11 selects the row 61N of the light receiving sections 61A m, n including the centrally located 61A m1, n1 among the top three light receiving sections 61A m1, n1 , 61A m2 , n2 , 61A m3, n3. .
  • the IC11 selects a row 61N of light receiving sections 61A m, n including two light receiving sections 61A m1,n1 and 61A m2,n2 lined up in the Y direction (column direction). Further, as shown in FIG. 37, the IC 11 selects a row 61M of light receiving sections 61A m, n including two light receiving sections 61A m1,n1 and 61A m3,n3 lined up in the X direction (row direction).
  • the IC 11 calculates the forces F X and F Y using the row 61M of the light receiving sections 61A m , n and the column 61N of the light receiving sections 61A m , n selected as described above.
  • the calculation operation of the forces F X and F Y is the same as the first one except that the row 61M of the light receiving portions 61A m , n and the column 61N of the light receiving portions 61A m , n selected as described above are used. This is similar to the second detection operation of the forces F X and F Y by the sensor module 10 in the embodiment (see FIG. 13).
  • FIG. 38 is a plan view showing an example of the configuration of the light receiving unit group 62 of Modified Example 13.
  • the X-axis and Y-axis are referred to as a first axis and a third axis, respectively, and the axes rotated by 45 degrees and 135 degrees with respect to the X-axis are referred to as a second axis and a fourth axis, respectively.
  • the circle 63C n (where n is a positive integer) represents a virtual circle centered on the geometric center of the light source 22 in plan view and having a radius r n .
  • the circle 63Cn with a larger value of n has a larger radius rn and is located on the outside.
  • the light receiving section group 62 includes a plurality of light receiving sections 62A n .
  • Four light receiving parts 62A n are arranged at equal intervals in the circle 63C n .
  • the four light receiving portions 62A n are arranged at regular intervals such that the geometric center is located at the intersection of the circle 63C n having the radius r n and the second axis and the fourth axis.
  • the four light receiving sections 62A n+1 are arranged at equal intervals so that the geometric center is located at the intersection of the circle 63C n+1 with radius r n +1 and the first and third axes.
  • the four light receiving sections 62A n located on the circle 63C n constitute a first light receiving section pair and a second light receiving section pair.
  • the first light receiving unit pair is a pair of light receiving units 62A n corresponding to each other in the direction of the first axis or the second axis.
  • the second light receiving unit pair is a pair of light receiving units 62A n corresponding to each other in the direction of the third axis or the fourth axis.
  • the IC 11 may detect the forces F X , F Y , and F Z acting on the sensor 20 based on the outputs of the first pair of light receivers and the second pair of light receivers located in the same circle 63C n .
  • the IC 11 uses the first light receiving section pair and/or the second light receiving section pair closer to the geometric center of the light source 22, The forces F X , F Y , F Z acting on the sensor 20 may be detected.
  • the four light receiving parts 62A n located on the circle 63C n and the four light receiving parts 62A n +1 located on the circle 63C n+1 adjacent to the circle 63C n are arranged to be shifted in the radial direction and the circumferential direction.
  • the four light receiving sections 62A n+ 1 located at the circle 63C n+1 can be made larger than the four light receiving sections 62A n located at the circle 63C n .
  • the IC 11 adjusts the forces F.sub.X , F.sub.Y , FZ may also be detected.
  • the first light receiving section and the second light receiving section near the geometric center of the light source 22 have a small area, but when the reflecting section 25 is close to the light source 22, the intensity of the light entering the first light receiving section and the second light receiving section is small. Because of its high temperature, it can be sensed with high sensitivity.
  • the IC 11 uses the forces F.sub . Y , FZ may also be detected.
  • the intensity of the light that enters the first light receiving section and the second light receiving section that are far from the geometric center of the light source 22 is low, but since the first light receiving section and the second light receiving section that are far from the geometric center of the light source 22 have a large area, the light that enters the light receiving section is low. Even if the intensity of light is low, a sufficient amount of light can be received by the first light receiving section and the second light receiving section, and sensing can be performed with high sensitivity.
  • the sensor 20 may not include the elastic body 24 and may have a hollow structure.
  • the light shielding layer 26 may be self-supporting and elastic.
  • the IC 11 uses the output signals S A3 and S A4 of the four pairs of first light receiving sections 23A 3 and 23A and the output signals S B3 and S B4 of the four pairs of second light receiving sections 23B 3 and 23B,
  • the IC 11 may operate as follows.
  • the IC 11 calculates the force FZ acting in the Z direction based on the sum SZ1 of the output signals, and sends it to the main CPU 12A. Output.
  • the IC 11 When the distance between the center position of the reflecting section 25 and the base material 21 is greater than the second specified value and less than or equal to the first specified value, the IC 11 generates a force F Z acting in the Z direction based on the sum SZ2 of the output signals. is calculated and output to the main CPU 12A.
  • the IC 11 calculates the force FZ acting in the Z direction based on the sum SZ3 of the output signals, and sends the power to the main CPU 12A. Output to.
  • the IC 11 determines whether the distance between the center position of the reflecting portion 25 and the base material 21 is greater than the first specified value based on whether the sum SZ 1 of the output signals is greater than the first specified value SZ A. The IC 11 determines whether the distance between the center position of the reflecting part 25 and the base material 21 is greater than the second specified value and less than or equal to the first specified value, depending on whether the sum SZ1 of the output signals is greater than the second specified value SZB . 1. Judgment is made based on whether it is less than or equal to the specified value SZA .
  • the IC 11 determines whether the distance between the center position of the reflecting portion 25 and the base material 21 is less than or equal to a second specified value based on whether the sum of the output signals SZ1 is less than or equal to a second specified value SZB . do.
  • the IC 11 calculates the force FZ from the sum SZ 1 of the output signals or the sum SZ 2 of the output signals, and outputs it to the main CPU 12A.
  • the present disclosure is not limited to this example; for example, the IC 11 may output the sum of output signals SZ 1 or the sum of output signals SZ 2 to the main CPU 12A.
  • the IC 11 outputs the sum SZ1 of the output signals to the main CPU 12A, and When the distance between the base material 21 and the base material 21 becomes closer than a specified value, the IC 11 may output the sum SZ2 of the output signals to the main CPU 12A.
  • the IC 11 calculates the force F X , the force F Y , and the force F Z from the output signal difference SX, the output signal difference SY, and the sum SZ of the output signals, and outputs them to the main CPU 12A.
  • the present disclosure is not limited to this example; for example, the IC 11 may output the output signal difference SX, the output signal difference SY, and the output signal sum SZ to the main CPU 12A.
  • the present disclosure can also adopt the following configuration.
  • a group of light receiving parts a reflecting section provided above the light receiving section group; an elastic body provided between the reflecting section and the light receiving section group;
  • the light receiving unit group is four or more first light receiving sections arranged in a first direction; and four or more second light receiving sections arranged in a second direction perpendicular to the first direction.
  • Force sensor (2)
  • the first light receiving section and the second light receiving section which are farther from the center of the light receiving section group have a larger area of the light receiving region.
  • the force sensor described in (1) (3)
  • the four or more first light receiving sections are arranged symmetrically with respect to the center of the light receiving section group,
  • the four or more second light receiving sections are arranged symmetrically with respect to the center of the light receiving section group.
  • the first light receiving section and the second light receiving section are each constituted by a section of light receiving element included in the image sensor.
  • the force sensor according to any one of (1) to (4). (6) Further equipped with a light-shielding layer, the light shielding layer covers the elastic body and the reflective section; The force sensor according to any one of (1) to (5).
  • the elastic body has a top surface and a side surface, the light shielding layer covers the top surface and the side surfaces;
  • the reflective section includes a light scatterer.
  • a wavelength conversion layer provided between the elastic body and the reflective section; further comprising a color filter that covers the light receiving unit group, The wavelength conversion layer can convert the first light emitted from the light source into second light, The color filter can absorb the first light and transmit the second light.
  • the force sensor according to any one of (1) to (11).
  • a light transmitting layer provided between the elastic body and the light receiving unit group; further comprising a lens capable of forming an image of the reflective portion within the light transmitting layer; The force sensor according to any one of (1) to (12).
  • the number of the first light receiving parts arranged in the first direction is 6 or more
  • the number of the second light receiving parts arranged in the second direction is six or more, The force sensor according to any one of (1) to (13).
  • the light receiving unit group is four or more first light receiving sections arranged in a first direction; and four or more second light receiving sections arranged in a second direction perpendicular to the first direction.
  • the elastic layer has a groove between the adjacent light receiving unit groups in a plan view.
  • a light-transmitting layer provided between the elastic layer and the plurality of light-receiving section groups; further comprising: a plurality of lenses forming images of the plurality of reflective parts in the light transmission layer;
  • the sensor according to any one of (1) to (17); a detection section; Equipped with The detection unit includes: Selecting a difference in output signals included in a first linear region from among the differences in output signals of the pair of first light receiving units, selecting a difference in output signals included in a second linear region from among differences in output signals of the pair of second light receiving units; sensor module. (19) The sensor according to any one of (1) to (17); a detection section; Equipped with The detection unit includes: Selecting the difference between the output signals of the pair of first light-receiving units that results in the smallest detection error, selecting a difference in output signals that results in the smallest detection error among the differences in output signals of the pair of second light receiving units; sensor module. (20) Equipped with the force sensor according to any one of (1) to (17), robot hand.
  • the robot hand may include the sensor module 10 (ie, the sensor 20 and the IC 11) according to the above embodiment.
  • the sensor module 10 may include any of the sensors 30A to 30J and 20K of Modifications 1 to 11 instead of the sensor 20.
  • the sensor 20, the sensors 30A to 30J, and 20K may include the light receiving section groups 61 and 62 of Modifications 12 and 13 instead of the light receiving section group 23.
  • the robot hand may include the sensor 20 of the above-described embodiment and any of the sensors 30A to 30J and 20K of the first to eleventh modifications, and a control device or the like that controls the robot hand may include the IC 11.
  • the sensor 20, the sensors 30A to 30J, and 20K may include the light receiving section group 23, or may include the light receiving section groups 61 and 62 of Modifications 12 and 13 instead of the light receiving section group 23.
  • FIG. 39 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the robot hand 120.
  • the robot hand 120 is configured to be able to grip a workpiece 130.
  • Robot hand 120 is provided at the tip of robot arm 110.
  • Robot hand 120 is an example of an end effector.
  • the robot hand 120 includes a link 120C and a plurality of fingers 120A and 120B.
  • the robot hand 120 includes two finger sections 120A and 120B will be described, but the number of finger sections is not limited to this, and may be one, or three or more. There may be.
  • the link 120C is connected to the robot arm 110.
  • the link 120C may constitute a palm portion.
  • Finger portion 120A and finger portion 120B are connected to link 120C.
  • the finger portion 120A and the finger portion 120B are configured to be able to grip the workpiece 130.
  • the finger portion 120A includes two links 121A and 122A, a joint portion 123A, and a force sensor (first sensor) 124A.
  • the finger portion 120B includes two links 121B and 122B, a joint portion 123B, and a force sensor (second sensor) 124B.
  • the joint portion 123A connects the link 121A and the link 122A.
  • the finger portion 120A is configured to be bendable around the joint portion 123A.
  • Joint portion 123B connects link 121B and link 122B.
  • the finger portion 120B is configured to be bendable around the joint portion 123B.
  • an example will be described in which the finger sections 120A and 120B have one joint, but the number of joints may be two or more.
  • the force sensor (first sensor) 124A is provided at the fingertip of the finger portion 120A, that is, at the tip of the link 122A.
  • the force sensor (second sensor) 124B is provided at the fingertip of the finger portion 120B, that is, at the tip of the link 122B.
  • the force sensors 124A and 124B may be the sensor 20 of one embodiment, or may be any of the sensors 30A to 30J and 20K of Modifications 1 to 11. Although not shown in FIG. 39, the force sensors 124A and 124B are each connected to the IC 11 (see FIG. 1).
  • the IC 11 is connected to a main CPU (Central Processing Unit) 12A included in the host device 12.
  • the host device 12 is a control device that controls the robot arm 110 and the robot hand 120.
  • the IC 11 may be provided in the robot hand 120 or may be provided in the control device.
  • the force sensor 124A is configured to be able to detect the pressure distribution and shear force at the fingertip of the finger portion 120A.
  • the force sensor 124A detects the pressure distribution and shear force at the fingertip of the finger portion 120A under the control of the IC 11A, and outputs the detection results to the sensor IC 11A.
  • the force sensor 124B is configured to be able to detect the pressure distribution and shear force at the fingertip of the finger portion 120B.
  • the force sensor 124B detects the pressure distribution and shear force at the fingertip of the finger portion 120B under the control of the IC 11A, and outputs the detection results to the sensor IC 11A.
  • FIG. 40 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the robot hand 125.
  • the robot hand 125 is different from the robot hand of specific example 1 in that a plurality of force sensors 124A are provided at the fingertips of the finger portion 120A, and a plurality of force sensors 124B are provided at the tip of the fingertip of the finger portion 120B. It is different from 120.
  • a plurality of force sensors 124A are two-dimensionally arranged at the fingertip of the finger portion 120A, forming a tactile sensor.
  • a plurality of force sensors 124B are two-dimensionally arranged at the fingertips of the finger portions 120B, forming a tactile sensor.
  • FIG. 41 is a schematic diagram showing the configuration of a robot hand 210 to which force sensors 211-1 to 211-16 are applied.
  • the force sensors 211-1 to 211-16 may be the sensor 20 of one embodiment, or may be any of the sensors 30A to 30J, 20K of Modifications 1 to 11. It is preferable that the force sensors 211-1 to 211-16 have a film shape.
  • the force sensors 211-1 to 211-16 are each connected to the IC 11 (see FIG. 1).
  • the IC 11 is connected to a main CPU (Central Processing Unit) 12A included in the host device 12.
  • the host device 12 is a control device that controls the robot hand 210.
  • the IC 11 may be provided in the robot hand 120 or may be provided in the control device.
  • the palm of the robot hand 210 is provided with force sensors 211-1 and 211-2, and the force sensor 211-2 is provided above the first joint on the palmar surface of the thumb of the robot hand 210. 3.
  • a force sensor 211-4 is provided between the first joint and the second joint, and a force sensor 211-5 and a force sensor 211-5 are provided above the first joint on the palm surface of the index finger.
  • a force sensor 211-6 is provided between the second joint and a force sensor 211-7 is provided between the second and third joint.
  • a force sensor 211-8 is placed above the first joint on the palm surface of the middle finger, a force sensor 211-9 is placed between the first and second joints, and a force sensor 211-9 is placed between the second and third joints.
  • a force sensor 211-10 is provided on the palm surface of the ring finger, and a force sensor 211-11 is provided above the first joint, and a force sensor 211 is provided between the first joint and the second joint.
  • a force sensor 211-13 is provided between the second joint and the third joint, and a force sensor 211-14 and a first force sensor are provided above the first joint on the palm surface of the little finger.
  • a force sensor 211-15 is provided between the joint and the second joint, and a force sensor 211-16 is provided between the second joint and the third joint.
  • the robot hand 125 may include a sensor array instead of the force sensors 211-1 to 211-16.
  • the sensor array may include a plurality of sensors arranged two-dimensionally.
  • the sensor array may constitute a tactile sensor.
  • the sensor 20 of one embodiment may be used, or any of the sensors 30A to 30J and 20K of Modifications 1 to 11 may be used.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

広いダイナミックレンジを得ることができ、かつ、高い感度を得ることができる力覚センサを提供する。　力覚センサは、受光部群と、受光部群の上方に設けられた反射部と、反射部と受光部群の間に設けられた弾性体とを備える。受光部群は、第１方向に配置された、４個以上の第１受光部と、第１方向と直交する第２方向に配置された、４個以上の第２受光部とを含む。

Description

力覚センサ、センサモジュールおよびロボットハンド
　本開示は、力覚センサ、それを備えるセンサモジュールおよびロボットハンドに関する。
　ロボットハンドにおいて対象物に加わる力の強さや方向を検出し、対象物の安定把持や対象物の操作を実現するため、３軸の力分布を取得可能な力覚センサが望まれている。力覚センサの一つとして、光学式の３軸力覚センサがある。光学式の３軸力覚センサは通常、構成要素として、光源と、反射板と、２つのペアの受光部とを備える。２つのペアの受光部のうち第１のペアの受光部はＸ方向に配置され、第２のペアの受光部はＹ方向に配置される（例えば特許文献１参照）。
国際公開第２０１４／０４５８６５号パンフレット
　しかしながら、上記の構成を有する光学式の３軸力覚センサでは、ダイナミックレンジ狭くなると共に、感度が低下することがある。
　本開示の目的は、広いダイナミックレンジを得ることができ、かつ、高い感度を得ることができる力覚センサ、それを備えるセンサモジュールおよびロボットハンドを提供することにある。
　上述の課題を解決するために、本開示に係る第１の力覚センサは、
　受光部群と、
　受光部群の上方に設けられた反射部と、
　反射部と受光部群の間に設けられた弾性体と
　を備え、
　受光部群は、
　第１方向に配置された、４個以上の第１受光部と、
　第１方向と直交する第２方向に配置された、４個以上の第２受光部と
　を含む。
　本開示に係る第２の力覚センサは、
　複数の受光部群と、
　各受光部群の上方に設けられた複数の反射部と、
　複数の反射部と複数の受光部群の間に設けられた弾性層と
　を備え、
　受光部群は、
　第１方向に配置された、４個以上の第１受光部と、
　第１方向と直交する第２方向に配置された、４個以上の第２受光部と
　を含む。
　本開示に係るセンサモジュールは、上記第１の力覚センサおよび上記第２の力覚センサの少なくとも一方を備える。
　本開示に係るロボットハンドは、上記第１の力覚センサおよび上記第２の力覚センサの少なくとも一方を備える。
図１は、一実施形態に係るセンサモジュールの構成の一例を示すブロック図である。 図２は、センサの構成の一例を示す断面図である。 図３は、受光部群の構成の一例を示す平面図である。 図４は、出力信号の差ＳＸＡ１,Ａ４、出力信号の差ＳＸＡ２,Ａ４および出力信号の差ＳＸＡ３,Ａ６の一例を表すグラフである。 図５は、出力信号の差ＳＹＢ１,Ｂ４、出力信号の差ＳＹＢ２,Ｂ４および出力信号の差ＳＹＢ３,Ｂ６の一例を表すグラフである。 図６Ａは、反射部の中心位置の変位量ΔＸがΔＸ＝０であるときの配光分布、光量の和ＱＺＡ２，Ａ５および光量の差ＱＸＡ２，Ａ５の一例を示す図である。図６Ｂは、反射部の中心位置の変位量ΔＸがΔＸ＝ｄであるときの配光分布、光量の和ＱＺＡ２，Ａ５および光量の差ＱＸＡ２，Ａ５の一例を示す図である。図６Ｃは、反射部の中心位置の変位量ΔＸがΔＸ＝２ｄであるときの配光分布、光量の和ＱＺＡ２，Ａ５および光量の差ＱＸＡ２，Ａ５の一例を示す図である。 図７Ａは、出力信号の差ＳＸＡ１,Ａ４の一例を表すグラフである。図７Ｂは、出力信号の差ＳＸＡ２,Ａ５の一例を表すグラフである。図７Ｃは、出力信号の差ＳＸＡ３,Ａ６の一例を表すグラフである。 図８Ａは、出力信号の差ＳＸＡ１,Ａ４の誤差が少ない領域ＲＡ１,Ａ４の一例を表す概略図である。図８Ｂは、出力信号の差ＳＸＡ２,Ａ５の誤差が少ない領域ＲＡ２,Ａ５の一例を表す概略図である。図８Ｃは、出力信号の差ＳＸＡ３,Ａ６の誤差が少ない領域ＲＡ３,Ａ６の一例を表す概略図である。図８Ｄは、領域ＲＡ１,Ａ４と領域ＲＡ２,Ａ５と領域ＲＡ３,Ａ６とが統合された領域ＲＡ１,Ａ６の一例を表す概略図である。 図９Ａは、出力信号の差ＳＹＢ１,Ｂ４の一例を表すグラフである。図９Ｂは、出力信号の差ＳＹＢ２,Ｂ５の一例を表すグラフである。図９Ｃは、出力信号の差ＳＹＢ３,Ｂ６の一例を表すグラフである。 図１０Ａは、出力信号の差ＳＹＢ１,Ｂ４の誤差が少ない領域ＲＡ１,Ａ４の一例を表す概略図である。図１０Ｂは、出力信号の差ＳＹＢ２,Ｂ５の誤差が少ない領域ＲＡ２,Ａ５の一例を表す概略図である。図１０Ｃは、出力信号の差ＳＹＢ３,Ｂ６の誤差が少ない領域ＲＡ３,Ａ６の一例を表す概略図である。図１０Ｄは、領域ＲＢ１,Ｂ４と領域ＲＢ２,Ｂ５と領域ＲＢ３,Ｂ６とが統合された領域ＲＢ１,Ｂ６の一例を表す概略図である。 図１１は、センサモジュールによる力ＦＺの検出動作の一例について説明するためのフローチャートである。 図１２は、センサモジュールによる力ＦＸ、ＦＹの第１検出動作の一例について説明するためのフローチャートである。 図１３は、センサモジュールによる力ＦＸ、ＦＹの第２検出動作の一例について説明するためのフローチャートである。 図１４Ａは、光学シミュレーションのモデルを示す側面図である。図１４Ｂは、光学シミュレーションのモデルを示す平面図である。 図１５は、光学シミュレーションにより求められた照度分布を示す図である。 図１６Ａは、光学シミュレーションにより求められた信号の和ＳＺを示す図である。図１６Ｂは、図１６Ａの破線位置における信号の和ＳＺを示すグラフである。 図１７Ａは、光学シミュレーションにより求められた出力信号の差ＳＸを示す図である。図１７Ｂは、図１７Ａの破線位置における出力信号の差ＳＸを示すグラフである。 図１８は、光学シミュレーションにより求められた出力信号の差ＳＹを示す図である。 図１９Ａは、変形例１のセンサの形状の一例を示す斜視図である。図１９Ｂは、図１９ＡのＸIＸＢ－ＸIＸＢ線に沿った断面図である。 図２０は、図１９Ｂの一部の拡大断面図である。 図２１は、変形例２のセンサの構成の一例を示す断面図である。 図２２は、変形例３のセンサの構成の一例を示す断面図である。 図２３は、変形例４のセンサの構成の一例を示す断面図である。 図２４は、変形例５のセンサの構成の一例を示す断面図である。 図２５は、変形例６のセンサの構成の一例を示す断面図である。 図２６は、変形例７のセンサの構成の一例を示す断面図である。 図２７は、変形例８のセンサの構成の一例を示す断面図である。 図２８は、変形例９のセンサの構成の一例を示す断面図である。 図２９は、受光部の構成の一例を示す平面図である。 図３０は、変形例１０のセンサの構成の一例を示す断面図である。 図３１は、変形例１１のセンサの構成の一例を示す断面図である。 図３２は、変形例１２の受光部群の構成の一例を示す平面図である。 図３３は、受光部の構成の一例を示す平面図である。 図３４は、センサモジュールによる力ＦＸ、ＦＹの検出動作の一例を説明するための平面図である。 図３５は、センサモジュールによる力ＦＸ、ＦＹの検出動作の一例を説明するための平面図である。 図３６は、センサモジュールによる力ＦＸ、ＦＹの検出動作の一例を説明するための平面図である。 図３７は、センサモジュールによる力ＦＸ、ＦＹの検出動作の一例を説明するための平面図である。 図３８は、変形例１３の受光部群の構成の一例を示す平面図である。 図３９は、具体例１のロボットハンドの構成の一例を示す概略図である。 図４０は、具体例２のロボットハンドの構成の一例を示す概略図である。 図４１は、具体例３のロボットハンドの構成の一例を示す概略図である。
　本開示の実施形態について図面を参照しながら以下の順序で説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
　１　一実施形態（センサおよびセンサモジュールの例）
　２　変形例（センサの変形例、受光部群の変形例およびその他の変形例）
　３　適用例（ロボットハンドに対する適用例）
＜１　一実施形態＞
［センサモジュール１０の構成］
　図１は、一実施形態に係るセンサモジュール１０の構成の一例を示すブロック図である。センサモジュール１０は、センサ２０と、ＩＣ１１とを備える。センサモジュール１０は、ロボットハンドまたは電子機器等に備えられていてもよい。センサモジュール１０は、例えば、ホスト機器１２が備えるメインＣＰＵ（Central Processing Unit）１２Ａに接続されている。
（センサ２０）
　図２は、センサ２０の構成の一例を示す断面図である。センサ２０は、光学式の３軸力覚センサである。センサ２０は、基材２１と、光源２２と、受光部群２３と、弾性体２４と、反射部２５と、遮光層２６とを備える。センサ２０は、ドーム状を有している。ここで、ドーム状は、半球状またはそれに類似する凸状を表す。当該凸状は、略放物面状、略半球状および略半楕円球等の形状を含む。センサ２０は、センサ２０のドーム状曲面に力が作用していない状態において、ドーム状の曲面の頂部と円形状の底面の中心を通る中心軸２０Ｌを有している。
（基材２１）
　基材２１は、光源２２、受光部群２３、弾性体２４および遮光層２６を支持する。基材２１は、反射部２５側となる第１面と、第１面とは逆側の第２面とを有する。本実施形態において、中心軸２０Ｌに平行な方向、すなわち、基材２１の第１面に対して垂直な方向をＺ方向（第３方向）という。Ｚ方向に直交すると共に互いに直交する２方向、すなわち基材２１の第１面に平行な面内において互いに直交する２方向をＸ方向（第１方向）およびＹ方向（第２方向）という。第１面および第２面は、平面視において、円形状を有している。平面視とは、＋Ｚ方向または－Ｚ方向から対象物が見られたときの平面視を表す。基材２１は、第１面側に光吸収層を備えていてもよい。
　光源２２、受光部群２３、弾性体２４および遮光層２６は、基材２１の第１面に設けられている。光源２２および／または受光部群２３は、基材２１の第１面に直接形成されていてもよいし、貼り合わされていてもよい。ここで、「および／または」とは、少なくとも一方を意味し、例えば、「Ｘおよび／またはＹ」の場合、Ｘのみ、Ｙのみ、ＸおよびＹの三通りを意味する。
　本実施形態において、基材２１の第１面を基準とする、Ｚ方向における反射部２５の反射面中心位置を反射部２５の高さＺまたは反射部２５の位置Ｚという。基材２１の中心軸２０ｈを基準とする、Ｘ方向における反射部２５の反射面中心位置を反射部２５の位置Ｘという。基材２１の中心軸２０ｈを基準とする、Ｙ方向における反射部２５の反射面中心位置を反射部２５の位置Ｙという。ここで、反射面中心位置とは、平面視における反射面の幾何中心位置を表す。
　基材２１は、例えば、基板またはフィルムである。基板は、剛性を有していてもよいし、可撓性を有していてもよい。基板は、例えば、光源２２および／または受光部群２３等の形成が容易な半導体で構成されていてもよいし、水分および酸素の透過性が低いガラスまたは樹脂で構成されていてもよい。具体的には、基板は、半導体基板、ガラス基板または樹脂基板等であってもよい。半導体基板は、例えば、アモルファスシリコン、多結晶シリコンまたは単結晶シリコン等を含む。ガラス基板は、例えば、高歪点ガラス、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、フォルステライト、鉛ガラスまたは石英ガラス等を含む。樹脂基板は、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルフェノール、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタラートおよびポリエチレンナフタレート等からなる群より選ばれた少なくとも１種を含む。基材２１は、必要に応じて第１面側に絶縁層を備えていてもよい。
（光源２２）
　光源２２は、反射部２５に向けて光を出射することができる。光源２２が出射することができる光は特に限定されず、例えば可視光、紫外光および赤外光のいずれであってもよい。可視光は、白色光、赤色光、緑色光、青色光またはこれら以外の色の光であってもよい。光源２２は、基材２１の第１面の幾何中心位置に設けられている。光源２２は、センサ２０のドーム状曲面に力が作用していない状態において、反射部２５の直下に位置している。光源２２の光出射面の幾何中心位置（以下単に「光源２２の中心位置」という。）は、センサ２０のドーム状曲面に力が作用していない状態において、中心軸２０Ｌ上に位置している。光源２２は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子、ＬＤ（Laser Diode）素子、ＳＬＤ（Super Luminescent Diode）素子またはＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）素子等の発光素子を含む。光源２２は、発光素子がパッケージされたＳＭＤ（Surface Mount Device）等であってもよし、ワイヤーボンディング等で基材２１上に配線された発光素子であってもよい。
（受光部群２３）
　図３は、受光部群２３の構成の一例を示す平面図である。受光部群２３は、第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６と、第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６とを含む。以下の説明において、第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６を総称して第１受光部２３Ａという場合がある。また、第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６を総称して第２受光部２３Ｂという場合がある。本実施形態では、センサ２０が、６個の第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６と、６個の第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６とを備える例について説明するが、第１受光部２３Ａおよび第２受光部２３Ｂの個数はこれに限定されるものではない。例えば、第１受光部２３Ａおよび第２受光部２３Ｂの個数が、４個、５個または７個以上であってもよい。第１受光部２３Ａおよび第２受光部２３Ｂの個数は、偶数であることが好ましい。
　第１受光部２３Ａ１、２３Ａ６および第２受光部２３Ｂ１、２３Ｂ６は、反射部２５の高さＺが高く、例えば高さＺがｈ１＜Ｚの範囲である場合に用いられてもよい。第１受光部２３Ａ３、２３Ａ４および第２受光部２３Ｂ３、２３Ｂ４は、反射部２５の高さＺが低い場合、例えば反射部２５の高さＺがＺ＜ｈ２の範囲である場合に用いられてもよい。第１受光部２３Ａ２、２３Ａ５および第２受光部２３Ｂ２、２３Ｂ５は、例えばＺがｈ２≦Ｚ≦ｈ１の範囲である場合に用いられてもよい。第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６がペアとして切り替えて用いられる場合には、反射部２５の高さＺによらず、第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６のすべてが用いられてもよい。第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６がペアとして切り替えて用いられる場合には、反射部２５の高さＺによらず、第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６のすべてが用いられてもよい。
　第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６および第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６は、反射部２５により反射された光を受光することができる。第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６および第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６は、受光した光を電気信号に変換し、ＩＣ１１に供給することができる。第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６は、Ｘ方向に配列され、列を構成している。列を構成する第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６は、受光部群２３の中心に関して、すなわち光源２２の幾何中心に関して対称に配置されている。第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６は、Ｙ方向に配列され、列を構成している。列を構成する第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６は、受光部群２３の中心に関して、すなわち光源２２の幾何中心に関して対称に配置されている。隣接する第１受光部２３Ａ１、２３Ａ２の距離ＤＡ１、隣接する第１受光部２３Ａ２、２３Ａ３の距離ＤＡ２、隣接する第１受光部２３Ａ４、２３Ａ５の距離ＤＡ３、隣接する第１受光部２３Ａ５、２３Ａ６の距離ＤＡ４は、同一（すなわちＤＡ１＝ＤＡ２＝ＤＡ３＝ＤＡ４）であってもよい。隣接する第２受光部２３Ｂ１、２３Ｂ２の距離ＤＢ１、隣接する第２受光部２３Ｂ２、２３Ｂ３の距離ＤＢ２、隣接する第２受光部２３Ｂ４、２３Ｂ５の距離ＤＢ３、隣接する第２受光部２３Ｂ５、２３Ｂ６の距離ＤＢ４は、同一（すなわちＤＢ１＝ＤＢ２＝ＤＢ３＝ＤＢ４）であってもよい。隣接する第１受光部２３Ａの距離と、隣接する第２受光部２３Ｂの距離が、同一（すなわちＤＡ１＝ＤＡ２＝ＤＡ３＝ＤＡ４＝ＤＢ１＝ＤＢ２＝ＤＢ３＝ＤＢ４）であってもよい。
　第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６、第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６はそれぞれ、１または２以上の受光素子を含む。受光素子は、例えば、フォトダイオード、アバランシェフォトダイオードまたはフォトトランジスタである。第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６、第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６はそれぞれ、１または２以上の受光素子がパッケージされたＳＭＤ（Surface Mount Device）等であってもよし、ワイヤーボンディング等で基材２１上に配線された１または２以上の受光素子であってもよい。第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６、第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６は、バンプ等の接続部材を介して基材２１上に実装されていてもよいし、例えばアモルファスシリコン等をパターニングすることにより、基材２１上に直接形成されていてもよい。
　第１受光部２３Ａ２、２３Ａ５および第２受光部２３Ｂ２、２３Ｂ５は、センサ２０に作用する力の検出誤差を抑制する観点から、１．６×Ｄ≦ｈ≦２．４×Ｄの関係を満たすことが好ましく、ｈ＝２Ｄの関係を満たすことがより好ましい。但し、ｈは、基材２１の第１面を基準とする反射部２５の反射面の高さである。Ｄは、光源２２の中心位置（すなわち、中心軸２０Ｌと基材２１の第１面との交点位置）から第１受光部２３Ａ２の中心または第２受光部２３Ｂ２の中心位置までの距離である。ここで、第１受光部２３Ａ２および第２受光部２３Ｂ２の中心位置とは、平面視における第１受光部２３Ａ２および第２受光部２３Ｂ２の幾何中心位置を表す。光源２２の中心位置とは、上述したように、平面視における光源２２の光出射面の幾何中心位置を表す。第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６および第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６の配置は、反射部２５と基材２１の距離が近づいた状態を基準に調整されることが好ましい。
　第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６、第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６は、センサ２０に作用する力の検出誤差を抑制する観点から、反射部２５による反射光の配光分布（図１５参照）が略線形（略リニア）に変化する線形領域内に設けられていることが好ましい。上記の反射部２５による反射光の配光分布は、センサ２０に±Ｘ方向、±Ｙ方向および－Ｚ方向の力が作用していない状態における、反射部２５による反射光の配光分布であってもよいし、センサ２０に±Ｘ方向および±Ｙ方向の力が作用せず、センサ２０に－Ｚ方向のみに力（規定の力）が作用している状態における、反射部２５による反射光の配光分布であってもよい。
（弾性体２４）
　弾性体２４は、±Ｘ方向、±Ｙ方向および－Ｚ方向に弾性変形することができる。弾性体２４は、光源２２から出射される光に対して透光性を有している。例えば、光源２２が白色光、赤色光、緑色光または青色光等の可視光を出射することができるように構成されている場合、弾性体２４は、可視光に対して透明性を有していてもよい。弾性体２４は、着色されていてもよい。
　弾性体２４は、ドーム状を有している。弾性体２４は、ドーム状の頂部で反射部２５を支持している。弾性体２４は、反射部２５と受光部群２３の間に設けられている。弾性体２４は、弾性体２４の底面が基材２１の第１面側となるように、基材２１の第１面上に配置されている。弾性体２４は、例えば、エラストマおよびゲルのうちの少なくとも一方を含む。エラストマは、例えば、シリコーン系エラストマ、アクリル系エラストマ、ウレタン系エラストマおよびスチレン系エラストマ等からなる群より選ばれた少なくとも１種を含む。ゲルは、例えば、シリコーンゲル、ウレタンゲル、アクリルゲルおよびスチレンゲルからなる群より選ばれた少なくとも１種の高分子ゲルを含む。弾性体２４の材料としては、様々な硬度のものを選択することができる。弾性体２４の材料硬度の選択により、センサ２０の感度範囲を調整することが可能である。
（反射部２５）
　反射部２５は、光源２２から出射された光を基材２１の第１面に向けて反射することができる。すなわち、反射部２５は、光源２２から出射された光を受光部群２３の第１面に向けて反射することができる。反射部２５による反射は、例えば、鏡面反射または拡散反射である。反射部２５は、例えば、光源２２から出射された光を反射する反射面と、反射面とは反対側の裏面とを有する。反射面は、例えば、鏡面または拡散面である。
　反射部２５は、受光部群２３の上方に設けられている。反射部２５は、センサ２０のドーム状曲面に力が作用していない状態において、光源２２の直上に位置している。具体的には、センサ２０のドーム状曲面に力が作用していない状態において、反射部２５の反射面の幾何中心位置（以下単に「反射部２５の中心位置」という。）が、中心軸２０Ｌ上に位置する。また、センサ２０のドーム状曲面に力が作用していない状態において、反射部２５の反射面は、基材２１の第１面と平行に保持されている。反射部２５は、弾性体２４の頂部に保持されている。反射部２５の中心位置（Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向における位置）が、弾性体２４の変形により変化する。この位置変化により、反射部２５により反射光の配向分布を変化する。反射部２５は、例えば、平面視において円形状または正多角形状（例えば正方形状）を有している。
　反射部２５は、鏡面反射することができる反射層、または拡散反射（散乱）することができる拡散反射層である。反射層は、例えば、金属層である。金属層は、例えば、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、鉄（Ｆｅ）、タングステン（Ｗ）および銀（Ａｇ）からなる群より選ばれた少なくとも１種を含む。拡散反射層は、例えば、光散乱体として粒子を含む。より具体的には、拡散反射層は、白色シリコーン等を含む白色層、または白色フィルム（例えば白色ＰＥＴフィルム）等である。
（遮光層２６）
　遮光層２６は、入射光を吸収することができる。入射光は、例えば、外光および光源２２の出射光等である。遮光層２６は、弾性体２４と共に変形することができる。遮光層２６は、弾性体２４のドーム状の曲面上に設けられ、弾性体２４のドーム状の曲面および反射部２５の裏面（反射面とは反対側の面）を覆っている。
　遮光層２６は、例えば、光吸収材料と、バインダーとを含む。光吸収材料は、例えば、黒色顔料を含む。黒色顔料は、例えば、カーボンブラックおよびチタンブラック等からなる群より選ばれた少なくとも１種を含む。チタンブラックは、チタン原子を含有する黒色粒子であり、低次酸化チタンおよび酸窒化チタンの少なくとも一方を含むことが好ましい。黒色顔料は、分散性向上および凝集性抑制等の目的で必要に応じ、表面修飾されていてもよい。遮光層２６は、具体的には例えば、黒色シリコーンを含んでいてもよい。
　バインダーは、伸縮性を有していることが好ましい。バインダーは、例えば、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂およびウレタン系樹脂等からなる群より選ばれた少なくとも１種を含む。
（ＩＣ１１）
　ＩＣ１１は、光源２２を駆動し、光源２２から反射部２５に向けて光を出射させる。ＩＣ１１は、第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６、第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６をスキャンし、第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６から出力信号ＳＡ１～ＳＡ６得ると共に、第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６から出力信号ＳＢ１～ＳＢ６を得る。ＩＣ１１による第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６、第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６のスキャンの順序は特に限定されるものでない。
（Ｚ方向に作用する力ＦＺの検出）
　ＩＣ１１は、第１受光部２３Ａ１、２３Ａ６ペアの出力信号ＳＡ１、ＳＡ６および第２受光部２３Ｂ１、２３Ｂ６ペアの出力信号ＳＢ１、ＳＢ６を用いて、出力信号の和ＳＺ１（＝ＳＡ１＋ＳＡ６＋ＳＢ１＋ＳＢ６）を算出する。
　ＩＣ１１は、第１受光部２３Ａ２、２３Ａ５ペアの出力信号ＳＡ２、ＳＡ５および第２受光部２３Ｂ２、２３Ｂ５ペアの出力信号ＳＢ２、ＳＢ５を用いて、出力信号の和ＳＺ２（＝ＳＡ２＋ＳＡ５＋ＳＢ２＋ＳＢ５）を算出する。
　反射部２５の中心位置と基材２１の距離が近くなるに従って（すなわち、Ｚ方向における反射部２５の中心位置が低くなるに従って）、反射部２５による反射光の配光分布は縮小される。このため、反射部２５の中心位置と基材２１の距離が近くなるに従って、反射部２５のＸ、Ｙ方向の位置変化に対して出力信号の和ＳＺの検出誤差が少ない領域が狭くなる。出力信号の和ＳＺの検出誤差が少ない領域とは、反射部２５のＸ、Ｙ方向の位置変化に対して出力信号の和ＳＺが略一定となる領域を表す。出力信号の和ＳＺは、Ｚ方向に作用する力（押圧力）ＦＺに対応する。出力信号の和ＳＺは、反射部２５の中心位置と基材２１の距離の変化に対して略線形（略リニア）に変化する。
　ＩＣ１１は、上記特性の観点から、反射部２５と基材２１の距離に応じて、以下のように動作する。
　反射部２５の中心位置と基材２１の距離が規定値よりも遠い場合には、ＩＣ１１は、出力信号の和ＳＺ１に基づき、Ｚ方向に作用する力ＦＺを算出し、メインＣＰＵ１２Ａに出力する。反射部２５の中心位置と基材２１の距離が規定値よりも近づいた場合には、ＩＣ１１は、出力信号の和ＳＺ２に基づき、Ｚ方向に作用する力ＦＺを算出し、メインＣＰＵ１２Ａに出力する。
　ＩＣ１１が上記のように反射部２５の中心位置と基材２１の距離に応じて位置検出の処理を行うことで、センサモジュール１０のダイナミックレンジを広げることができる。
　ＩＣ１１は、反射部２５の中心位置と基材２１の距離が規定値よりも近づいたか否かを、出力信号の和ＳＺ１が規定値ＳＺ０より大きいか否かに基づき判断する。すなわち、ＩＣ１１は、出力信号の和ＳＺ１が規定値ＳＺ０より大きい場合には、反射部２５の中心位置と基材２１の距離が規定値よりも遠いと判断する。一方、ＩＣ１１は、出力信号の和ＳＺ１が規定値ＳＺ０以下である場合には、反射部２５の中心位置と基材２１の距離が規定値よりも近いと判断する。
（反射部２５と基材２１の距離が遠い場合における、Ｘ、Ｙ方向に作用する力ＦＸ、ＦＹの検出）
　反射部２５の中心位置と基材２１の距離が遠くなるに従って、反射部２５による反射光の配光分布は拡大される。このため、反射部２５の中心位置と基材２１の距離が遠くなるに従って、反射部２５のＸ、Ｙ方向の位置変化に対して出力信号の差ＳＸ（＝（ＳＡｍ－ＳＡｎ）／（ＳＡｍ+ＳＡｎ））、ＳＹ（＝（ＳＢｍ－ＳＢｎ）／（ＳＢｍ＋ＳＢｎ））の検出誤差が少ない領域が広くなる。出力信号の差ＳＸ、ＳＹの検出誤差が少ない領域とは、反射部２５のＸ、Ｙ方向の位置変化に対して出力信号の差ＳＸ、ＳＹが略線形に変化する線形領域（第１、第２線形領域）を表す。出力信号の差ＳＸは、Ｘ方向に作用する力（せん断力）ＦＸに対応し、出力信号の差ＳＹは、Ｙ方向に作用する力（せん断力）ＦＹに対応する。
　ＩＣ１１は、上記特性の観点から、反射部２５の中心位置と基材２１の距離が規定値よりも遠い場合には、以下のように動作する。
　ＩＣ１１は、第１受光部２３Ａ１、２３Ａ６ペアの出力信号ＳＡ１、ＳＡ６から出力信号の差ＳＸＡ１,Ａ６（＝（ＳＡ１－ＳＡ６）／（ＳＡ１＋ＳＡ６））を算出する。ＩＣ１１は、算出された出力信号の差ＳＸＡ１,Ａ６に基づき、Ｘ方向に作用する力ＦＸを算出し、メインＣＰＵ１２Ａに出力する。
　ＩＣ１１は、第２受光部２３Ｂ１、２３Ｂ６ペアの出力信号ＳＢ１、ＳＢ６から出力信号の差ＳＹＢ１,Ｂ６（＝（ＳＢ１－ＳＢ６）／（ＳＢ１＋ＳＢ６））を算出する。ＩＣ１１は、算出された出力信号の差ＳＹＢ１,Ｂ６に基づき、Ｙ方向に作用する力ＦＹを算出し、メインＣＰＵ１２Ａに出力する。
（反射部２５と基材２１の距離が近い場合における、Ｘ、Ｙ方向に作用する力ＦＸ、ＦＹの検出）
　反射部２５の中心位置と基材２１の距離が近づくに従って、反射部２５による反射光の配光分布は縮小される。このため、反射部２５の中心位置と基材２１の距離が近づくに従って、反射部２５のＸ、Ｙ方向の位置変化に対して出力信号の差ＳＸ（＝（ＳＡｍ－ＳＡｎ）／（ＳＡｍ＋ＳＡｎ））、ＳＹ（＝（ＳＢｍ－ＳＢｎ）／（ＳＢｍ＋ＳＢｎ））の検出誤差が少ない領域が狭くなる。出力信号の差ＳＸ、ＳＹの検出誤差が少ない領域とは、上記のように、反射部２５のＸ、Ｙ方向の位置変化に対して出力信号の差ＳＸ、ＳＹが略線形に変化する線形領域（第１、第２線形領域）を表す。出力信号の差ＳＸは、Ｘ方向に作用する力ＦＸに対応し、出力信号の差ＳＹは、Ｙ方向に作用する力ＦＹに対応する。
　ＩＣ１１は、上記特性の観点から、反射部２５の中心位置と基材２１の距離が規定値よりも近い場合には、以下のように動作する。
　ＩＣ１１は、出力信号のペアＳＡｍ、ＳＡｎのうち、力ＦＸの検出誤差を最も少なくすることができる出力信号のペアＳＡｍ、ＳＡｎを用いて、Ｘ方向に作用する力ＦＸを算出する。また、ＩＣ１１は、出力信号のペアＳＢｍ、ＳＢｎのうち、力ＦＹの検出誤差を最も少なくすることができる出力信号のペアＳＢｍ、ＳＢｎを用いて、Ｙ方向に作用する力ＦＹを算出する。
　上記の力ＦＸの算出に用いられる出力信号のペアＳＡｍ、ＳＡｎは、例えば、受光部群２３の中心を跨いで、すなわち光源２２を跨いで、規定距離離れた第１受光部２３Ａｍ、２３Ａｎペアから出力される出力信号のペアＳＡｍ、ＳＡｎである。具体的には、第１受光部２３Ａ１、２３Ａ４の出力信号ペアＳＡ１、ＳＡ４、第１受光部２３Ａ２、２３Ａ５の出力信号ペアＳＡ２、ＳＡ５、および第１受光部２３Ａ３、２３Ａ６の出力信号のペアＳＡ３、ＳＡ６である。
　上記の力ＦＹの算出に用いられる出力信号のペアＳＢｍ、ＳＢｎは、例えば、受光部群２３の中心を跨いで、すなわち光源２２を跨いで、規定距離離れた第２受光部２３Ｂｍ、２３Ｂｎペアから出力される出力信号のペアＳＢｍ、ＳＢｎである。具体的には、第２受光部２３Ｂ１、２３Ｂ４の出力信号のペアＳＢ１、ＳＢ４、第２受光部２３Ｂ２、２３Ｂ５の出力信号のペアＳＢ２、ＳＢ５、および第２受光部２３Ｂ３、２３Ｂ６の出力信号のペアＳＢ３、ＳＢ６である。
　より具体的には、ＩＣ１１は、以下のように動作する。
（反射部２５の中心位置ＸＡ１,Ａ４、ＸＡ２,Ａ５、ＸＡ３,Ａ６の算出）
　ＩＣ１１は、反射部２５の中心位置ＸＡ１,Ａ４、ＸＡ２,Ａ５、ＸＡ３,Ａ６を以下のようにして算出する。
（反射部２５の中心位置ＸＡ１,Ａ４の算出）
　ＩＣ１１は、第１受光部２３Ａ１、２３Ａ４ペアの出力信号ＳＡ１、ＳＡ４から、出力信号の差ＳＸＡ１,Ａ４（＝（ＳＡ１－ＳＡ４）／（ＳＡ１＋ＳＡ４））を算出する。出力信号の差ＳＸＡ１,Ａ４は、中心軸２０Ｌを基準とする、Ｘ方向における反射部２５の中心位置の変位量に対応する値である。ＩＣ１１は、算出された出力信号の差ＳＸＡ１,Ａ４に基づき、反射部２５の中心位置ＸＡ１,Ａ４を算出する。
　図４に示されるように、－Ｌ≦ＳＸＡ１,Ａ４≦＋Ｌの領域が線形領域である場合、反射部２５の中心位置ＸＡ１,Ａ４は、出力信号の差ＳＸＡ１,Ａ４（すなわち、第１受光部２３Ａ１、２３Ａ４ペアから得られた出力信号ＳＡ１、ＳＡ４）を用いて、下記の式（１－１）により求められる。
　ＸＡ１,Ａ４＝－Ｄ１１＋（ｄ１１／Ｌ）×ＳＸＡ１,Ａ４　・・・（１－１）
　但し、Ｄ１１は、第１受光部２３Ａ１、２３Ａ４ペア間の中点の位置であり、ｄ１１は、（Ｘ方向におけるＳＸＡ１,Ａ４の線形領域の幅）／２である。
　なお、線形領域とは、反射部２５のＸ、Ｙ方向の位置変化に対して出力信号の差ＳＸＡｍ,Ａｎ、ＳＹＢｍ,Ｂｎが略線形に変化する線形領域（第１、第２線形領域）を表す。
（反射部２５の中心位置ＸＡ２,Ａ５の算出）
　ＩＣ１１は、第１受光部２３Ａ２、２３Ａ５ペアの出力信号ＳＡ２、ＳＡ５から、出力信号の差ＳＸＡ２,Ａ５（＝（ＳＡ２－ＳＡ５）／（ＳＡ２＋ＳＡ５））を算出する。出力信号の差ＳＸＡ２,Ａ５は、中心軸２０Ｌを基準とする、Ｘ方向における反射部２５の中心位置の変位量に対応する値である。ＩＣ１１は、算出された出力信号の差ＳＸＡ２,Ａ５に基づき、反射部２５の中心位置ＸＡ２,Ａ５を算出する。
　図４に示されるように、－Ｌ≦ＳＸＡ２，Ａ５≦＋Ｌの領域が線形領域である場合、反射部２５の中心位置ＸＡ２，Ａ５は、出力信号の差ＳＸＡ２，Ａ５（すなわち、第１受光部２３Ａ２、２３Ａ５ペアから得られた出力信号ＳＡ２、ＳＡ５）を用いて、下記の式（１－２）により求められる。
　ＸＡ２，Ａ５＝（ｄ１２／Ｌ）×ＳＸＡ２,Ａ５　・・・（１－２）
　但し、ｄ１２は、（Ｘ方向におけるＳＸＡ２，Ａ５の線形領域の幅）／２である。
（反射部２５の中心位置ＸＡ３,Ａ６の算出）
　ＩＣ１１は、第１受光部２３Ａ３、２３Ａ６ペアの出力信号ＳＡ３、ＳＡ６から、出力信号の差ＳＸＡ３,Ａ６（＝（ＳＡ３－ＳＡ６）／（ＳＡ３＋ＳＡ６））を算出する。出力信号の差ＳＸＡ３,Ａ６は、中心軸２０Ｌを基準とする、Ｘ方向における反射部２５の中心位置の変位量に対応する値である。ＩＣ１１は、算出された出力信号の差ＳＸＡ３,Ａ６に基づき、反射部２５の中心位置ＸＡ３,Ａ６を算出する。
　図４に示されるように、－Ｌ≦ＳＸＡ３,Ａ６≦＋Ｌの領域が線形領域である場合、反射部２５の中心位置ＸＡ３,Ａ６は、出力信号の差ＳＸＡ３,Ａ６（すなわち、第１受光部２３Ａ３、２３Ａ６ペアから得られた出力信号ＳＡ３、ＳＡ６）を用いて、下記の式（１－３）により求められる。
　ＸＡ３,Ａ６＝Ｄ１２＋（ｄ１３／Ｌ）×ＳＸＡ３,Ａ６　・・・（１－３）
　但し、Ｄ１２は、第１受光部２３Ａ３、２３Ａ６ペア間の中点の位置であり、ｄ１３は（Ｘ方向におけるＳＸＡ３，Ａ６の線形領域の幅）／２である。
（Ｘ方向に作用する力ＦＸの算出）
　ＩＣ１１は、ＸＡ１，Ａ４、ＸＡ２，Ａ５およびＸＡ３，Ａ６のうち、線形領域に含まれるＸＡｍ，Ａｎを選び出す。ＩＣ１１は、線形領域に含まれるＸＡｍ，Ａｎとして１つのＸＡｍ，Ａｎが選び出された場合には、当該ＸＡｍ，Ａｎを誤差の最も少ないＸＡｍ，Ａｎとする。ＩＣ１１は、線形領域に含まれるＸＡｍ，Ａｎとして２つ以上のＸＡｍ，Ａｎが選び出された場合には、当該２つ以上のＸＡｍ，Ａｎのうち線形領域の中心位置に最も近いＸＡｍ，Ａｎを誤差の最も少ないＸＡｍ，Ａｎとする。
　ＩＣ１１は、誤差の最も少ないＸＡｍ，Ａｎを用いて、Ｘ方向に作用する力ＦＸを算出する。より具体的には例えば、ＩＣ１１は、誤差の最も少ないＸＡｍ，Ａｎから出力信号の差（センサ出力値の差）ＳＸＡｍ,Ａｎを算出する。もしくは、ＩＣ１１は、予め算出された出力信号の差ＳＸＡ１,Ａ４、ＳＸＡ２,Ａ５、ＳＸＡ３,Ａ６のうちから、誤差の最も少ないＸＡｍ，Ａｎに対応する出力信号の差ＳＸＡｍ,Ａｎを選び出す。
　ＩＣ１１は、算出された、もしくは選び出された出力信号の差ＳＸＡｍ,Ａｎに基づき、Ｘ方向に作用する力ＦＸを算出し、メインＣＰＵ１２Ａに出力する。
（反射部２５の中心位置ＹＢ１,Ｂ４、ＹＢ２,Ｂ５、ＹＢ３,Ｂ６の算出）
　ＩＣ１１は、反射部２５の中心位置ＹＢ１,Ｂ４、ＹＢ２,Ｂ５、ＹＢ３,Ｂ６を以下のようにして算出する。
（反射部２５の中心位置ＹＢ１,Ｂ４の算出）
　ＩＣ１１は、第２受光部２３Ｂ１、２３Ｂ４ペアの出力信号ＳＢ１、ＳＢ４から、出力信号の差ＳＹＢ１，Ｂ４（＝（ＳＢ１－ＳＢ４）／（ＳＢ１＋ＳＢ４））を算出する。出力信号の差ＳＹＢ１,Ｂ４は、中心軸２０Ｌを基準とする、Ｙ方向における反射部２５の中心位置の変位量に対応する値である。ＩＣ１１は、算出された出力信号の差ＳＹＡ１,Ａ４に基づき、反射部２５の中心位置ＹＢ１,Ｂ４を算出する。
　図５に示されるように、－Ｌ≦ＳＹＢ１,Ｂ４≦＋Ｌの領域が線形領域である場合、反射部２５の中心位置ＹＢ１,Ｂ４は、出力信号の差ＳＹＢ１,Ｂ４（すなわち、第２受光部２３Ｂ１、２３Ｂ４ペアから得られた出力信号ＳＢ１、ＳＢ４）を用いて、下記の式（２－１）により求められる。
　ＹＢ１,Ｂ４＝－Ｄ２１＋（ｄ２１／Ｌ）×ＳＹＢ１,Ｂ４　・・・（２－１）
　但し、Ｄ２１は、第２受光部２３Ｂ１、２３Ｂ４ペア間の中点の位置であり、ｄ２１は、（Ｙ方向におけるＳＹＢ１,Ｂ４の線形領域の幅）／２である。
（反射部２５の中心位置ＹＢ２,Ｂ５の算出）
　ＩＣ１１は、第２受光部２３Ｂ２、２３Ｂ５ペアの出力信号ＳＢ２、ＳＢ５から、出力信号の差ＳＹＢ２，Ｂ５（＝（ＳＢ２－ＳＢ５）／（ＳＢ２＋ＳＢ５））を算出する。出力信号の差ＳＹＢ２,Ｂ５は、中心軸２０Ｌを基準とする、Ｙ方向における反射部２５の中心位置の変位量に対応する値である。ＩＣ１１は、算出された出力信号の差ＳＹＢ２,Ｂ５に基づき、反射部２５の中心位置ＹＢ２,Ｂ５を算出する。
　図５に示されるように、－Ｌ≦ＳＹＢ２，Ｂ５≦＋Ｌの領域が線形領域である場合、反射部２５の中心位置ＹＢ２，Ｂ５は、出力信号の差ＳＹＢ２，Ｂ５（すなわち、第２受光部２３Ｂ２、２３Ｂ５ペアから得られた出力信号ＳＢ２，ＳＢ５）を用いて、下記の式（２－２）により求められる。
　ＹＢ２，Ｂ５＝（ｄ２２／Ｌ）×ＳＹＢ２,Ｂ５　・・・（２－２）
　但し、ｄ２２は、（Ｙ方向におけるＳＹＢ２，Ｂ５の線形領域の幅）／２である。
（反射部２５の中心位置ＹＢ３,Ｂ６の算出）
　ＩＣ１１は、第２受光部２３Ｂ３、２３Ｂ６ペアの出力信号ＳＢ３、ＳＢ６から、出力信号の差ＳＹＢ３，Ｂ６（＝（ＳＢ３－ＳＢ６）／（ＳＢ３＋ＳＢ６））を算出する。出力信号の差ＳＹＢ３,Ｂ６は、中心軸２０Ｌを基準とする、Ｙ方向における反射部２５の中心位置の変位量に対応する値である。ＩＣ１１は、算出された出力信号の差ＳＹＢ３,Ｂ６に基づき、反射部２５の中心位置ＹＢ３,Ｂ６を算出する。
　図５に示されるように、－Ｌ≦ＳＹＢ３,Ｂ６≦＋Ｌの領域が線形領域である場合、反射部２５の中心位置ＹＢ３,Ｂ６は、出力信号の差ＳＹＢ３,Ｂ６（すなわち、第２受光部２３Ｂ３、２３Ｂ６ペアから得られた出力信号ＳＢ３、ＳＢ６）を用いて、下記の式（２－３）により求められる。
　ＹＢ３,Ｂ６＝Ｄ２２＋（ｄ２３／Ｌ）×ＳＹＢ３,Ｂ６　・・・（２－３）
　但し、Ｄ２２は、第２受光部２３Ｂ３、２３Ｂ６ペア間の中点の位置であり、ｄ２３は（Ｙ方向におけるＳＹＢ２，Ｂ５の線形領域の幅）／２である。
（Ｙ方向に作用する力ＦＹの算出）
　ＩＣ１１は、ＹＢ１，Ｂ４、ＹＢ２，Ｂ５およびＹＢ３，Ｂ６のうち、線形領域に含まれるＹＢｍ，Ｂｎを選び出す。ＩＣ１１は、線形領域に含まれるＹＢｍ，Ｂｎとして１つのＹＢｍ，Ｂｎが選び出された場合には、当該ＹＢｍ，Ｂｎを誤差の最も少ないＹＢｍ，Ｂｎとする。ＩＣ１１は、線形領域に含まれるＹＢｍ，Ｂｎとして２つ以上のＹＢｍ，Ｂｎが選び出された場合には、当該２つ以上のＹＢｍ，Ｂｎのうち線形領域の中心位置に最も近いＹＢｍ，Ｂｎを誤差の最も少ないＹＢｍ，Ｂｎとする。
　ＩＣ１１は、誤差の最も少ないＹＢｍ，Ｂｎを用いて、Ｙ方向に作用する力ＦＹを算出する。より具体的には例えば、ＩＣ１１は、誤差の最も少ないＹＢｍ，Ｂｎから出力信号の差（センサ出力値の差）ＳＹＢｍ，Ｂｎを算出する。もしくは、ＩＣ１１は、予め算出された出力信号の差ＳＹＢ１,Ｂ４、ＳＹＢ２,Ｂ５、ＳＹＢ３,Ｂ６のうちから、誤差の最も少ないＹＢｍ，Ｂｎに対応する出力信号の差ＳＹＢｍ，Ｂｎを選び出す。
　ＩＣ１１は、算出された、もしくは選び出された出力信号の差ＳＹＢｍ,Ｂｎに基づき、Ｙ方向に作用する力ＦＹを算出し、メインＣＰＵ１２Ａに出力する。
［力ＦＸ、ＦＹ、ＦＺの検出原理］
　以下、図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃを参照して、±Ｘ方向、±Ｙ方向および±Ｚ方向のうち±Ｘ方向のみに位置変位がある場合を例として、±Ｚ方向に作用する力ＦＺおよびＸ方向に作用する力ＦＸの検出原理について説明する。図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃにおいて、反射部２５の変位量ΔＸ＝ｄ、２ｄは、±Ｘ方向における反射部２５の幾何中心の変位量を表す。図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃにおける領域２３ＡＲ２、２３ＡＲ５は、配光分布２０Ｉのうち第１受光部２３Ａ２、２３Ａ５に対応する領域を表す。
　光量ＱＡ２の光が第１受光部２３Ａ２で受光されると、第１受光部２３Ａ２は光量ＱＡ２に対応する出力信号ＳＡ２を出力する。光量ＱＡ５の光が第１受光部２３Ａ５で受光されると、第１受光部２３Ａ５は光量ＱＡ５に対応する出力信号ＳＡ２を出力する。
　反射部２５の移動前後において、第１受光部２３Ａ２で受光される光量ＱＡ２と、第１受光部２３Ａ５で受光される光量ＱＡ５との光量の和ＱＺＡ２，Ａ５（＝ＱＡ２＋ＱＡ５）は、反射部２５の中心位置の変位量ΔＸ（例えばΔＸ＝０、ΔＸ＝ｄ、ΔＸ＝２ｄ）に依らず一定である。光量の和ＱＺＡ２，Ａ５は、Ｚ方向における反射部２５の中心位置の変位量に対応している。これにより、ＩＣ１１は、第１受光部２３Ａ２の出力信号ＳＡ２と、第１受光部２３Ａ５の出力信号ＳＡ５との出力信号の和ＳＺＡ２，Ａ５（＝ＳＡ２＋ＳＡ５）に基づき、Ｚ方向に作用する力ＦＺを算出することができる。
　反射部２５の移動前後において、第１受光部２３Ａ２で受光される光量ＱＡ２と、第１受光部２３Ａ５で受光される光量ＱＡ５との光量の差ＱＸＡ２，Ａ５（＝ＱＡ２－ＱＡ５）は、反射部２５の中心位置の変位量ΔＸ（例えばΔＸ＝０、ΔＸ＝ｄ、ΔＸ＝２ｄ）に依り線形（リニア）に変化する。光量の差ＱＸＡ２，Ａ５は、±Ｘ方向の反射部２５の中心位置の変位量に対応している。これにより、ＩＣ１１は、第１受光部２３Ａ２の出力信号ＳＡ２と、第１受光部２３Ａ５の出力信号ＳＡ５との出力信号の差ＳＸＡ２,Ａ５（＝ＳＸＡ２－ＳＸＡ５）に基づき、±Ｘ方向に作用する力ＦＸを算出することができる。
［ダイナミックレンズ拡大の原理］
　以下、図７Ａ～図７Ｃ、図８Ａ～図８Ｄ、図９Ａ～図９Ｃおよび図１０Ａ～図１０Ｄを参照して、センサモジュール１０のダイナミックレンズ拡大の原理について説明する。
　図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃでは、配光分布２０Iが円錐状を有し、配光分布２０Iの勾配が線形変化する例について説明したが、図１５に示されるように、実際の配光分布は円錐状とは異なり、配光分布２０Iの勾配が線形変化する領域と、当該領域の内側および外側に位置する、配光分布２０Iの勾配が線形変化しない領域とがある。このため、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃに示されるように、出力信号の差ＳＸＡｍ,Ａｎ（＝（ＳＸＡｍ－ＳＸＡｎ）／（ＳＸＡｍ＋ＸＡｎ））が線形変化する領域と、出力信号の差ＳＸＡｍ,Ａｎが線形変化しない領域とが存在する。出力信号の差ＳＹＢｍ,Ｂｎ（＝（ＳＹＢｍ－ＳＹＢｎ）／（ＳＹＢｍ＋ＳＹＢｎ））に関しても同様に、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃに示されるように、出力信号の差ＳＹＢｍ,Ｂｎが線形変化する領域と、出力信号の差ＳＢＢｍ,Ｂｎが線形変化しない領域とが存在する。
　ＩＣ１１が、第１受光部２３Ａ１、２３Ａ４ペアの出力信号の差ＳＸＡ１，Ａ４（＝（ＳＡ１－ＳＡ４）／（ＳＡ１＋ＳＡ４））のみを用いて反射部２５の中心位置Ｘを検出する場合には、図７Ａおよび図８Ａに示されるように、位置Ｘの検出誤差が少ない領域（すなわち、ＳＸＡ１，Ａ４の値が略線形変化する線形領域）は、領域ＲＡ１,Ａ４のみとなる。
　ＩＣ１１が、第１受光部２３Ａ２、２３Ａ５ペアの出力信号の差ＳＸＡ２，Ａ５（＝（ＳＡ２－ＳＡ５）／（ＳＡ２＋ＳＡ５））のみを用いて反射部２５の中心位置Ｘを検出する場合には、図７Ｂおよび図８Ｂに示されるように、位置Ｘの検出誤差が少ない領域（すなわち、ＳＸＡ２，Ａ５の値が略線形変化する線形領域）は、領域ＲＡ２,Ａ５のみなる。
　ＩＣ１１が、第１受光部２３Ａ３、２３Ａ６ペアの出力信号の差ＳＸＡ３，Ａ６（＝（ＳＡ３－ＳＡ６）／（ＳＡ３＋ＳＡ６））のみを用いて反射部２５の中心位置Ｘを検出する場合には、図７Ｃおよび図８Ｂに示されるように、位置Ｘの検出誤差が少ない領域（すなわち、ＳＸＡ３，Ａ６の値が略線形変化する線形領域）は、領域ＲＡ３,Ａ６のみなる。
　ＩＣ１１が、第１受光部２３Ａ１、２３Ａ４ペアにより得られる出力信号の差ＳＸＡ１，Ａ４、第１受光部２３Ａ２、２３Ａ５ペアにより得られる出力信号の差ＳＸＡ２，Ａ５、および第１受光部２３Ａ３、２３Ａ６ペアにより得られる出力信号の差ＳＸＡ３，Ａ６を用いて反射部２５の中心位置Ｘを検出した場合には、図８Ｄに示されるように、位置Ｘの検出誤差が少ない領域は、領域ＲＡ１,Ａ６となる。当該領域ＲＡ１，Ａ６は、領域ＲＡ１,Ａ４、領域ＲＡ２,Ａ５および領域ＲＡ３,Ａ６が統合された領域に相当する。したがって、ＩＣ１１が、上記のように、出力信号の差ＳＸＡ１，Ａ４、出力信号の差ＳＸＡ２，Ａ５、および出力信号の差ＳＸＡ３，Ａ６を用いて反射部２５の中心位置Ｘを検出する場合には、±Ｘ方向におけるダイナミックレンズを拡大することができる。
　領域ＲＡ１,Ａ４、領域ＲＡ２,Ａ５、領域ＲＡ３,Ａ６および領域ＲＡ１,Ａ６の幅（Ｘ軸方向における幅）の具体例が、以下に示される。領域ＲＡ１,Ａ４、領域ＲＡ２,Ａ５、領域ＲＡ３,Ａ６の幅（Ｘ軸方向における幅）はそれぞれ、例えば０．２ｍｍである。第１受光部２３Ａ１、２３Ａ４ペアは、第１受光部２３Ａ２、２３Ａ５ペアに対して－Ｘ方向に、例えば０．１ｍｍずれて配置されている。第１受光部２３Ａ３、２３Ａ６ペアは、第１受光部２３Ａ２、２３Ａ５ペアに対して＋Ｘ方向に、例えば０．１ｍｍずれて配置されている。領域ＲＡ１,Ａ４、領域ＲＡ２,Ａ５および領域ＲＡ３,Ａ６が統合された領域ＲＡ１,Ａ６の幅（Ｘ軸方向における幅）は、例えば０．４ｍｍである。
　ＩＣ１１が、第２受光部２３Ｂ１、２３Ｂ４ペアの出力信号の差ＳＹＢ１，Ｂ４（＝（ＳＢ１－ＳＢ４）／（ＳＢ１＋ＳＢ４））のみを用いて反射部２５の中心位置Ｙを検出する場合には、図９Ａおよび図１０Ａに示されるように、位置Ｙの検出誤差が少ない領域（すなわち、ＳＹＢ１，Ｂ４の値が略線形変化する線形領域）は、領域ＲＢ１,Ｂ４のみとなる。
　ＩＣ１１が、第２受光部２３Ｂ２、２３Ｂ５ペアの出力信号の差ＳＹＢ２，Ｂ５（＝（ＳＢ２－ＳＢ５）／（ＳＢ２＋ＳＢ５））のみを用いて反射部２５の中心位置Ｙを検出する場合には、図９Ｂおよび図１０Ｂに示されるように、位置Ｙの検出誤差が少ない領域（すなわち、ＳＹＢ２，Ｂ５の値が略線形変化する線形領域）は、領域ＲＢ２,Ｂ５のみとなる。
　ＩＣ１１が、第２受光部２３Ｂ３、２３Ｂ６ペアの出力信号の差ＳＹＢ３，Ｂ６（＝（ＳＢ３－ＳＢ６）／（ＳＢ３＋ＳＢ６））のみを用いて反射部２５の中心位置Ｙを検出する場合には、図９Ｃおよび図１０Ｃに示されるように、位置Ｙの検出誤差が少ない領域（すなわち、ＳＹＢ３，Ｂ６の値が略線形変化する線形領域）は、領域ＲＢ３,Ｂ６のみとなる。
　ＩＣ１１が、第２受光部２３Ｂ１、２３Ｂ４ペアにより得られる出力信号の差ＳＹＡ１，Ａ４、第２受光部２３Ｂ２、２３Ｂ５ペアにより得られる出力信号の差ＳＹＢ２，Ｂ５、および第２受光部２３Ｂ３、２３Ｂ６ペアにより得られる出力信号の差ＳＹＢ３，Ｂ６を用いて反射部２５の中心位置Ｙを検出した場合には、図１０Ｄに示されるように、位置Ｙの検出誤差が少ない領域は、領域ＲＢ１，Ｂ６となる。当該領域ＲＢ１，Ｂ６は、領域ＲＢ１，Ｂ４、領域ＲＢ２，Ｂ５および領域ＲＢ３，Ｂ６が統合された領域に相当する。したがって、ＩＣ１１が、上記のように、出力信号の差ＳＹＢ１，Ｂ４、出力信号の差ＳＹＢ２，Ｂ５、および出力信号の差ＳＹＢ３，Ｂ６を用いて反射部２５の中心位置Ｙを検出する場合には、±Ｙ方向におけるダイナミックレンズを拡大することができる。
　領域ＲＢ１，Ｂ４、領域ＲＢ２，Ｂ５、領域ＲＢ３，Ｂ６および領域ＲＢ１，Ｂ６の幅（Ｙ軸方向における幅）の具体例が、以下に示される。領域ＲＢ１，Ｂ４、領域ＲＢ２，Ｂ５、領域ＲＢ３，Ｂ６の幅（Ｙ軸方向における幅）はそれぞれ、例えば０．２ｍｍである。第２受光部２３Ｂ１、２３Ｂ４ペアは、第２受光部２３Ｂ２、２３Ｂ５ペアに対して＋Ｙ方向に、例えば０．１ｍｍずれて配置されている。第２受光部２３Ｂ３、２３Ｂ６ペアは、第２受光部２３Ｂ２、２３Ｂ５ペアに対して－Ｙ方向に、例えば０．１ｍｍずれて配置されている。領域ＲＢ１，Ｂ４、領域ＲＢ２，Ｂ５および領域ＲＢ３，Ｂ６が統合された領域ＲＢ１，Ｂ６の幅（Ｙ軸方向における幅）は、例えば０．６ｍｍである。
［センサモジュール１０の動作］
　以下、図１１を参照して、センサモジュール１０による力ＦＺの検出動作の一例について説明される。
　まず、ステップＳ１１において、ＩＣ１１が、第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６、第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６をスキャンし、第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６から出力信号ＳＡ１～ＳＡ６、第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６から出力信号ＳＢ１～ＳＢ６を得る。次に、ステップＳ１２において、ＩＣ１１が、第１受光部２３Ａ１、２３Ａ６ペアの出力信号ＳＡ１、ＳＡ６および第２受光部２３Ｂ１、２３Ｂ６ペアの出力信号ＳＢ１、ＳＢ６から出力信号の和ＳＺ１（＝ＳＡ１＋ＳＡ６＋ＳＢ１＋ＳＢ６）を算出する。また、ＩＣ１１が、第１受光部２３Ａ２、２３Ａ５ペアの出力信号ＳＡ２、ＳＡ５および第２受光部２３Ｂ２、２３Ｂ５ペアの出力信号ＳＢ２、ＳＢ５から出力信号の和ＳＺ２（＝ＳＡ２＋ＳＡ５＋ＳＢ２＋ＳＢ５）を算出する。
　次に、ステップＳ１３において、ＩＣ１１が、算出された出力信号の和ＳＺ１が規定値以上であるか否かを判断する。ステップＳ１３にて出力信号の和ＳＺ１が規定値以上であると判断された場合、ＩＣ１１は、ステップＳ１４において、出力信号の和ＳＺ１に基づき、力ＦＺを算出する。ステップＳ１３にて出力信号の和ＳＺ１が規定値以上でないと判断された場合、ＩＣ１１は、ステップＳ１５において、出力信号の和ＳＺ２に基づき、力ＦＺを算出し、メインＣＰＵ１２Ａに出力する。
　以下、図１２を参照して、センサモジュール１０による力ＦＸ、ＦＹの第１検出動作の一例について説明される。当該第１検出動作は、例えば、図１１のステップＳ１３にて出力信号の和ＳＺ１が規定値以上であると判断された場合に行われる。
　まず、ステップＳ２１において、ＩＣ１１が、第１受光部２３Ａ１、２３Ａ６、第２受光部２３Ｂ１、２３Ｂ６をスキャンし、第１受光部２３Ａ１、２３Ａ６から出力信号ＳＡ１、ＳＡ６、第２受光部２３Ｂ１、２３Ｂ６から出力信号ＳＢ１、ＳＢ６を得る。
　次に、ステップＳ２２において、ＩＣ１１が、ステップＳ２１にて得られた出力信号ＳＡ１、ＳＡ６および出力信号ＳＢ１、ＳＢ６を用いて、出力信号の差ＳＸＡ１,Ａ６（＝（ＳＡ１－ＳＡ６）／（ＳＡ１＋ＳＡ６））および出力信号の差ＳＹＢ１,Ｂ６（＝（ＳＢ１－ＳＢ６）／（ＳＢ１＋ＳＢ６））を算出する。ＩＣ１１が、図１１のステップＳ１１にて得られた出力信号ＳＡ１、ＳＡ６および出力信号ＳＢ１、ＳＢ６を用いて、出力信号の差ＳＸＡ１,Ａ６および出力信号の差ＳＸＢ１,Ｂ６を算出してもよい。この場合、ステップＳ２１の処理は省略されてもよい。
　次に、ステップＳ２３において、ＩＣ１１が、出力信号の差ＳＸＡ１,Ａ６に基づき、力ＦＸを算出すると共に、出力信号の差ＳＹＢ１,Ｂ６に基づき、力ＦＹを算出する。ＩＣ１１は、算出した力ＦＸおよび力ＦＹをメインＣＰＵ１２Ａに出力する。
　以下、図１３を参照して、センサモジュール１０による力ＦＸ、ＦＹの第２検出動作の一例について説明される。当該第２検出動作は、例えば、図１１のステップＳ１３にて出力信号の和ＳＺ１が規定値以上でないと判断された場合に行われる。
　まず、ステップＳ３１において、ＩＣ１１が、第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６、第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６をスキャンし、第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６から出力信号ＳＡ１～ＳＡ６、第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６から出力信号ＳＢ１～ＳＢ６を得る。
　次に、ステップＳ３２において、ＩＣ１１が、ステップＳ３１にて得られた出力信号ＳＡ１～ＳＡ６および出力信号ＳＢ１～ＳＢ６を用いて、反射部２５の中心位置ＸＡ１，Ａ４、ＸＡ２，Ａ５、ＸＡ３，Ａ６、ＹＢ１，Ｂ４、ＹＢ２，Ｂ５、ＹＢ３，Ｂ６を算出する。ＩＣ１１が、図１１のステップＳ１１にて得られた出力信号ＳＡ１～ＳＡ６および出力信号ＳＢ１～ＳＢ６を用いて、反射部２５の中心位置ＸＡ１，Ａ４、ＸＡ２，Ａ５、ＸＡ３，Ａ６、ＹＢ１，Ｂ４、ＹＢ２，Ｂ５、ＹＢ３，Ｂ６を算出してもよい。この場合、ステップＳ３１の処理は省略されてもよい。
　次に、ステップＳ３３において、ＩＣ１１が、算出された反射部２５の中心位置ＸＡ１，Ａ４、ＸＡ２，Ａ５、ＸＡ３，Ａ６がそれぞれ線形領域ＲＡ１，Ａ４、ＲＡ２，Ａ５、ＲＡ３，Ａ６（図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ参照）に含まれるか否かを判断し、線形領域ＲＡｍ，Ａｎに含まれるＸＡｍ，Ａｎを選び出す。また、ＩＣ１１が、ＹＢ１，Ｂ４、ＹＢ２，Ｂ５、ＹＢ３，Ｂ６がそれぞれ線形領域ＲＢ１，Ｂ４、ＲＢ２，Ｂ５、ＲＢ３，Ｂ６（図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ参照）に含まれるか否かを判断し、線形領域ＲＢｍ，Ｂｎに含まれるＸＢｍ，Ｂｎを選び出す。
　次に、ステップＳ３４において、ＩＣ１１が、ステップＳ３３にて選び出されたＸＡｍ，Ａｎのうち線形領域ＲＡｍ，Ａｎの中心位置に最も近いＸＡｍ，Ａｎを選び出す（図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、図８Ｄ参照）。図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、図８Ｄにおいて、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３はそれぞれ、線形領域ＲＡ１，Ａ４、ＲＡ２，Ａ５、ＲＡ３，Ａ６の中心位置を表す。ステップＳ３３にて選び出されたＸＡｍ，Ａｎが一つである場合には、ＩＣ１１が、当該処理を行わなくてもよい。また、ステップＳ３４において、ＩＣ１１が、ステップＳ３３にて選び出されたＹＢｍ，Ｂｎのうち線形領域ＲＢｍ，Ｂｎの中心位置に最も近いＹＢｍ，Ｂｎを選び出す（図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ、図１０Ｄ参照）。図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ、図１０Ｄにおいて、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３はそれぞれ、線形領域ＲＢ１，Ｂ４、ＲＢ２，Ｂ５、ＲＢ３，Ｂ６の中心位置を表す。ステップＳ３３にて選び出されたＹＢｍ，Ｂｎが一つである場合には、ＩＣ１１が、当該処理を行わなくてもよい。
　次に、ステップＳ３５において、ＩＣ１１が、ステップＳ３４にて選び出されたＸＡｍ，Ａｎ、ＹＢｍ，Ｂｎから、出力信号の差（センサ出力値の差）ＳＸＡｍ,Ａｎ、ＳＹＡｍ,Ａｎを算出する。ＩＣ１１は、算出された出力信号の差ＳＸＡｍ,Ａｎ、ＳＹＡｍ,Ａｎに基づき、Ｘ、Ｙ方向に作用する力ＦＸ、ＦＹを算出し、メインＣＰＵ１２Ａに出力する。
［シミュレーション］
　以下に示されるシミュレーション１、２では、光学シミュレーションのモデルとして、図１４Ａ、図１４Ｂに示されるモデルが用いられた。点光源７２が、一実施形態におけるセンサ２０の反射部２５に対応する。照射面７０Ｓが、一実施形態における基材２１の第１面（受光部群２３の配置面）に対応する。第１受光部７１Ａ１、７１Ａ２が、一実施形態における第１受光部２３Ａ２、２３Ａ５に対応する。第２受光部７１Ｂ１、７１Ｂ２が、一実施形態における第２受光部２３Ｂ２、２３Ｂ５に対応する。
　図１４Ａ、図１４Ｂ中において、照射面７０Ｓを基準とする高さｈ、照射面７０Ｓの中心位置７０Ｐと第１受光部７１Ａ１、７１Ａ２の中心位置との間の距離ＤＸ、および照射面７０Ｓの中心位置７０Ｐと第２受光部７１Ｂ１、７１Ｂ２の中心位置との間の距離ＤＹは以下のとおりである。但し、中心位置７０Ｐは、点光源７２の直下に設定された。
　高さｈ：１．０
　距離ＤＸ：０．５
　距離ＤＹ：０．５
　距離ＤＸおよび距離ＤＹは、高さｈを基準（ｈ＝１．０）とした比率で記載されている。図１５中の位置Ｘ、Ｙ、および図１６Ｂ、図１７Ｂ中の点光源の位置Ｘも同様に、高さｈを基準（ｈ＝１．０）とした比率で記載されている。
（シミュレーション１）
　点光源７２が照射面７０Ｓの中心位置７０Ｐの直上に静止された状態における、照射面７０Ｓの照度分布が、光学シミュレーションにより求められた。その結果が図１５に示されている。
（シミュレーション２）
　点光源７２が±Ｘ方向および±Ｙ方向に移動されたときの、出力信号の和ＳＺ、出力信号の差ＳＸＡ１,Ａ２および出力信号の差ＳＹＢ１,Ｂ２が、光学シミュレーションにより求められた。但し、点光源７２の高さｈは、ｈ＝１．０の一定値に保持された。
　出力信号の和ＳＺは、第１受光部７１Ａ１、７１Ａ２の出力信号ＳＡ1、ＳＡ２および第２受光部７１Ｂ１、７１Ｂ２の出力信号ＳＢ1、ＳＢ２の和（ＳＡ1＋ＳＡ２＋ＳＢ1＋ＳＢ２）である。出力信号の差ＳＸＡ１,Ａ２は、第１受光部７１Ａ１、７１Ａ２の出力信号ＳＡ1、ＳＡ２の差（ＳＡ1－ＳＡ２）である。出力信号の差ＳＹＢ１,Ｂ２は、第２受光部７１Ｂ１、７１Ｂ２の出力信号ＳＢ1、ＳＢ２の差（ＳＢ1－ＳＢ２）である。
　上記光学シミュレーションの結果が、図１６Ａ、図１６Ｂ、図１７Ａ、図１７Ｂ、図１８に示されている。力（せん断力）ＦＸの検出誤差が小さい規定領域ＲＢが図１４Ａに示されている。
　出力信号の和ＳＺは、規定領域ＲＡにおいては略一定値であるのに対して、規定領域ＲＡの領域外においては変化する。したがって、出力信号の和ＳＺに対応する力（押圧力）ＦＺの検出誤差は、規定領域ＲＡにおいては小さいのに対して、規定領域ＲＡの領域外において誤差は大きい。
　出力信号の差ＳＸＡ１,Ａ２は、規定領域ＲＢにおいては略線形（略リニア）に変化するのに対して、規定領域ＲＢの領域外においては略線形（略リニア）に変化しない。したがって、出力信号の差ＳＸＡ１,Ａ２に対応する力（せん断力）ＦＸの検出誤差は、規定領域ＲＡにおいて（すなわちセンサのＸ方向の変形が小さい場合において）小さいのに対して、規定領域ＲＡの領域外において（すなわちセンサのＸ方向の変形が大きい場合において）大きい。よって、Ｘ方向に作用する力（せん断力）ＦＸのダイナミックレンジが制限される。
　また、規定領域ＲＡの領域外における出力信号の差ＳＸＡ１,Ａ２の変化量は、規定領域ＲＡにおける出力信号の差ＳＸＡ１,Ａ２の変化量に比べて小さくなる。したがって、規定領域ＲＡの領域外における（すなわちセンサのＸ方向の変形が大きい場合における）力（せん断力）ＦＸの感度が、規定領域ＲＡにおける（すなわちセンサのＸ方向の変形が小さい場合における）力（せん断力）ＦＸの感度に比べて低くなる。
　出力信号の差ＳＹＢ１,Ｂ２は、上記の出力信号の差ＳＸＡ１,Ａ２と同様の傾向を有している。
［作用効果］
　一実施形態に係るセンサモジュール１０では、光源２２から上方に出射された光は、反射部２５により反射された後、第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６および第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６に入射する。センサ２０のドーム状曲面に力が作用すると、弾性体２４が変形し、±Ｘ方向、±Ｙ方向および±Ｚ方向のうちの少なくとも一方向に反射部２５の中心位置が変位する。反射部２５の反射光の配向分布が、上記の反射部２５の中心位置の変位に伴って変化する。第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６および第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６それぞれで受光される受光量が、上記配向分布の変化に応じて変化し、第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６および第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６からの出力信号ＳＡ１～ＳＡ６およびＳＢ１～ＳＢ６が変化する。ＩＣは、上記出力信号ＳＡ１～ＳＡ６およびＳＢ１～ＳＢ６に基づき、センサ２０に作用する力ＦＸ、ＦＹ、ＦＺを検出することができる。
　一実施形態に係るセンサモジュール１０では、センサ２０が、Ｘ方向（第１方向）に配置された第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６と、Ｘ方向と直交するＹ方向（第２方向）に配置された第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６とを備える。これにより、Ｘ方向に配置された１ペアの第１受光部２３Ａ２、２３Ａ５と、Ｙ方向に配置された１ペアの第２受光部２３Ｂ２、２３Ｂ５とを備えるセンサに比べて、Ｘ位置およびＹ位置の検出誤差を少なくできる領域（線形領域）を広げることができる（図８Ｂの領域ＲＡ２，Ａ５、図８Ｄの領域ＲＡ１，Ａ６、図１０Ｂの領域ＲＢ２，Ｂ５、図１０Ｄの領域ＲＢ１，Ｂ６参照）。したがって、±Ｘ方向、±Ｙ方向に作用する力ＦＸ、力ＦＹ（すなわち±Ｘ方向、±Ｙ方向における反射部２５の変位）に対して、広いダイナミックレンジを得ることができ、かつ、高い感度を得ることができる。
　また、Ｘ方向に配置された１ペアの第１受光部２３Ａ２、２３Ａ５と、Ｙ方向に配置された１ペアの第２受光部２３Ｂ２、２３Ｂ５とを備えるセンサに比べて、Ｚ位置の検出誤差を少なくできる領域（線形領域）を広げることができる。したがって、－Ｚ方向に作用する力ＦＺ（すなわち－Ｚ方向における反射部２５の変位）に対して、広いダイナミックレンジを得ることができ、かつ、高い感度を得ることができる。
＜２　変形例＞
［センサの変形例］
　一実施形態では、センサモジュール１０がセンサ２０を備える例について説明したが、センサモジュール１０がセンサ２０に代えて以下の変形例１～１１のセンサ３０Ａ～３０Ｊ、２０Ｋのいずれかを備えてもよい。
＜変形例１＞
［センサ３０Ａの構成］
　図１９Ａは、変形例１のセンサ３０Ａの外観の一例を示す平面図である。図１９Ｂは、図１９ＡのＸIＸＢ－ＸIＸＢ線に沿った断面図である。図２０は、図１９Ｂの一部の拡大断面図である。センサ３０Ａは、光学式の３軸力覚センサである。センサ３０Ａは、プレーナー構造を有している。センサ３０Ａは、剛性を有していてもよいし、フレキシブル性を有していてもよい。
　センサ３０Ａは、例えば、板状またはフィルム状を有している。センサ３０Ａは、第１面と、第１面とは逆側の第２面とを有する。平面視におけるセンサ３０Ａの形状、すなわち平面視における第１面および第２面の形状は、正方形状等の四角形状であってもよい。但し、平面視におけるセンサ３０Ａの形状は四角形状に限定されるものではなく、円形状または楕円形状等であってもよい。
　センサ３０Ａは、複数のセンサ部３０ＳＥを有している。複数のセンサ部３０ＳＥは、センサ３０Ａの第１面または第２面の面内方向（Ｘ、Ｙ方向）に２次元配置されている。各センサ部３０ＳＥは、センサ３０Ａの厚さ方向に平行な中心軸３０Ｌを有している。中心軸３０Ｌは、センサ３０の第１面または第２面に力が作用していない状態において、反射部２５の中心位置と受光部群２３の中心を通る。変形例１において、中心軸３０Ｌに平行な方向、すなわち、センサ３０Ａの第１面に対して垂直な方向をＺ方向（第３方向）という。Ｚ方向に直交すると共に互いに直交する２方向、すなわちセンサ３０Ａの第１面に平行な面内において互いに直交する２方向をＸ方向（第１方向）およびＹ方向（第２方向）という。
　センサ３０Ａは、基材層３１と、複数の受光部群２３と、弾性層３２と、複数の反射部２５と、遮光層３３とを備える。なお、変形例１において、一実施形態と同様の箇所には同一の符号を付す。基材層３１、弾性層３２および遮光層３３はこの順序で積層され、遮光層３３がセンサ３０Ａの第１面側となり、基材層３１がセンサ３０Ａの第２面側となる。
（基材層３１）
　基材層３１は、基材３１Ａと、複数の光源２２と、貼合層３１Ｂと、光透過層３１Ｃと、遮光層３１Ｄとを備える。基材層３１が、遮光層３１Ｄに代えて反射層を備えてもよい。
（基材３１Ａ）
　基材３１Ａは、複数の光源２２および光透過層３１Ｃを支持することができる。基材３１Ａは、上記以外の点においては、一実施形態における基材２１と同様であってもよい。基材３１Ａは、反射層で構成されていてもよいし、基板またはフィルムと反射層との積層体により構成されていてもよい。
（光源２２）
　複数の光源２２は、マトリクス状等の規定の配置パターンで基材３１Ａ上に２次元配置されている。光源２２は、センサ部３０ＳＥごとに設けられている。各光源２２は、ピンホール３１ＤＡの直下に位置している。
（貼合層３１Ｂ）
　貼合層３１Ｂは、基材３１Ａと光透過層３１Ｃの間を貼り合わせる。貼合層３１Ｂは、光源２２を覆っていてもよいし、光源２２の部分に孔部を有していてもよい。図２０では、貼合層３１Ｂが光源２２の部分に孔部を有する例が示されている。貼合層３１Ｂが光源２２を覆う場合、貼合層３１Ｂは、光源２２から出射される光に対して透光性を有していることが好ましい。貼合層３１Ｂが光源２２の部分に孔部を有している場合には、貼合層３１Ｂは、光源２２から出射される光に対して透光性を有していてもよいし、光源２２から出射される光に対して不透光性を有していてもよい。貼合層３１Ｂは、基材３１Ａと光透過層３１Ｃの間に設けられている。貼合層は、例えば、粘着層または接着層である。
（光透過層３１Ｃ）
　光透過層３１Ｃは、光源２２から出射される光に対して透光性を有している。例えば、光源２２が白色光、赤色光、緑色光または青色光等の可視光を出射することができるように構成されている場合、光透過層３１Ｃは、可視光に対して透明性を有していてもよい。光透過層３１Ｃは、貼合層３１Ｂ上に設けられている。光透過層３１Ｃは、貼合層３１Ｂにより基材３１Ａに貼り合わされている。
　光透過層３１Ｃは、基板またはフィルムである。基板は、例えば、ガラス基板または樹脂基板である。フィルムは、例えば、ガラスフィルムまたは樹脂フィルムである。樹脂基板および樹脂フィルムは、樹脂材料を含む。樹脂材料は、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、アモルファスポリオレフィン、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、トリアセチルセルロースおよびエポキシ樹脂等からなる群より選ばれた少なくとも１種のプラスチック材料を含む。
（遮光層３１Ｄ）
　遮光層３１Ｄは、複数のピンホール３１ＤＡを有する。ピンホール３１ＤＡは、孔部の一例である。光源２２から出射された光が、ピンホール３１ＤＡにより光透過層３１Ｃから弾性層３２に取り出される。弾性層３２に取り出された光は、反射部２５を照明する。
　ピンホール３１ＤＡは、遮光層３１Ｄの厚さ方向に貫通している。ピンホール３１ＤＡは、センサ部３０ＳＥごとに設けられている。ピンホール３１ＤＡは、センサ３０に力が作用していない状態において、反射部２５の直下に位置し、かつ、光源２２の直上に位置している。センサ３０に力が作用していない状態において、光源２２の中心位置とピンホール３１ＤＡと反射部２５の中心位置が、中心軸３０Ｌ上に位置している。
（受光部群２３）
　受光部群２３は、センサ部３０ＳＥごとに設けられている。各受光部群２３は、各ピンホール３１ＤＡが受光部群２３の中心に位置するように、基材層３１、具体的には遮光層３１Ｄ上に配置されている。第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６は、Ｘ方向に配列され、列を構成している。列を構成する第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６は、受光部群２３の中心に関して、すなわち中心軸３０Ｌに対して対称に配置されている。第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６は、Ｙ方向に配列され、列を構成している。列を構成する第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６は、受光部群２３の中心に関して、すなわち中心軸３０Ｌに対して対称に配置されている。
（弾性層３２）
　弾性層３２は、±Ｘ方向、±Ｘ方向および－Ｚ方向に弾性変形することができる。弾性層３２は、光源２２から出射される光に対して透光性を有している。例えば、光源２２が白色光、赤色光、緑色光または青色光等の可視光を出射することができるように構成されている場合、弾性層３２は、可視光に対して透明性を有していてもよい。弾性層３２は、着色されていてもよい。弾性層３２は、複数の反射部２５と複数の受光部群２３の間に設けられている。より具体的には、弾性層３２は、複数の受光部群２３を覆うように、基材層３１上に設けられている。弾性層３２の材料は、一実施形態における弾性体２４の材料と同様であってもよい。
（反射部２５）
　複数の反射部２５は、マトリクス状等の規定の配置パターンで弾性層３２上に２次元配置されている。各反射部２５は、受光部群２３の上方に設けられている。より具体的には、各反射部２５は、ピンホール３１ＤＡの直上に位置している。
（遮光層３３）
　遮光層３３は、２次元配置された複数の反射部２５を覆うように、弾性層３２上に設けられている。遮光層３３は、上記以外の点においては、一実施形態における遮光層２６と同様であってもよい。
［作用効果］
　変形例１のセンサ３０Ａでは、光源２２から上方に出射された光は、遮光層３１Ｄのピンホール３１ＤＡを介して弾性層３２に取り出される。弾性層３２に取り出された光は、反射部２５により反射された後、第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６および第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６に入射する。センサ３０Ａの第１面（上面）に力が作用すると、弾性層３２が変形し、±Ｘ方向、±Ｙ方向および－Ｚ方向のうちの少なくとも一方向に反射部２５の中心位置が変位する。反射部２５の反射光の配向分布が、上記の反射部２５の中心位置の変位に伴って変化する。第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６および第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６それぞれで受光される受光量が、上記配向分布の変化に応じて変化し、第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６および第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６からの出力信号ＳＡ１～ＳＡ６およびＳＢ１～ＳＢ６が変化する。ＩＣは、上記出力信号ＳＡ１～ＳＡ６およびＳＢ１～ＳＢ６の変化に基づき、センサ３０Ａに作用する力ＦＸ、ＦＹ、ＦＺを検出することができる。
　変形例１のセンサ３０Ａは、光源２２と第１、第２受光部２３Ａ、２３Ｂとを別々の層に備えている。このため、センサ３０Ａは、光源２２と第１、第２受光部２３Ａ、２３Ｂの異種部品を同一面内に精密に位置合わせして実装せずに作製することが可能である。また、光源２２と第１、第２受光部２３Ａ、２３Ｂとが別々の層に備えられていることで、光源２２のサイズの制限も緩和される。したがって、センサ３０Ａは、一実施形態のセンサ２０に比べて容易に作製することができる。
＜変形例２＞
［センサ３０Ｂの構成］
　図２１は、変形例２のセンサ３０Ｂの構成の一例を示す断面図である。センサ３０Ｂは、２次元配置された複数のセンサ部３０ＳＥ（図２０参照）に代えて、１つのセンサ部３０ＳＥを有する点において、変形例１のセンサ３０Ａとは異なっている。遮光層３３が、弾性層３２の上面（基材層３１とは逆側の面）を覆うと共に、弾性層３２の側面を覆っている。遮光層３３が、さらに基材層３１の側面も覆っていてもよい。弾性層３２の側面が遮光層３３により覆われることで、側面から弾性層３２内への外光の入射が抑制される。
　センサ３０Ｂは、例えば、以下のようにして作製される。基材層３１、受光部群２３および弾性層３２を備える積層体が形成された後、当該積層体が１つのセンサ部３０ＳＥを含む領域ごとに切り出される。切り出された弾性層３２の第１面と側面の両方を覆うように、遮光層３３が形成される。
＜変形例３＞
［センサ３０Ｃの構成］
　図２２は、変形例３のセンサ３０Ｃの構成の一例を示す断面図である。センサ３０Ｃは、反射部２５として拡散反射層を備え、かつ、遮光層３１Ｄに代えて遮光層３１Ｅを備える点において、変形例１のセンサ３０Ａ（図２０参照）とは異なっている。
（反射部２５）
　反射部２５としての拡散反射層は、一実施形態において説明したとおりである。
（遮光層３１Ｅ）
　遮光層３１Ｅは、複数のピンホール３１ＥＡと、複数の孔部３１ＥＢとを有している。ピンホール３１ＥＡは、変形例1におけるピンホール３１ＤＡと同様である。
　ピンホール３１ＥＡおよび複数の孔部３１ＥＢは、各光源２２から出射された光を光透過層３１Ｃから弾性層３２に取り出すことができる。孔部３１ＥＢは、遮光層３１Ｅの厚さ方向に貫通している。孔部３１ＥＢは、例えば、平面視においてドット状またはスリット状を有している。孔部３１ＥＢは、遮光層３１Ｅのうち、ピンホール３１ＥＡおよび複数の第１、第２受光部２３Ａ、２３Ｂの形成領域以外の領域に設けられている。孔部３１ＥＢは、受光部群２３が設けられている領域の外側の領域に備えられていてもよいし、受光部群２３が設けられている領域に設けられていてもよい。複数の孔部３１ＥＢは、ピンホール３１ＥＡを中心とする円周上に設けられていることが好ましい。この場合、隣接する孔部３１ＥＢ間の距離は、等間隔であることが好ましい。
［作用効果］
　変形例３のセンサ３０Ｃは、複数のピンホール３１ＥＡと複数の孔部３１ＥＢとを有する遮光層３１Ｅを備えている。各光源２２から出射された光が、ピンホール３１ＥＡおよび複数の孔部３１ＥＢにより光透過層３１Ｃから弾性層３２に取り出される。光透過層３１Ｃから弾性層３２に取り出された光は、反射部２５を照明する。照射光が、反射部２５により拡散反射され、拡散反射光が第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６および第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６に入射する。これにより、ピンホール３１ＤＡのみを有する遮光層３１Ｄを備える変形例１のセンサ３０Ａに比べて、反射部２５を照らす光量が多くなる。また、複数の孔部３１ＥＢから取り出された光が、多方向から反射部２５を照射することで、拡散光の強度が大きくなり、かつ、配向光分布の均一性が高められる。
　上記の変形例３では、遮光層３１Ｅが平面視においてドット状またはスリット状を有する複数の孔部３１ＥＢを有する例について説明したが、遮光層３１Ｅが平面視において閉ループ状を有する１または複数の孔部３１ＥＢを有していてもよい。閉ループ状の孔部３１ＥＢは、ピンホール３１ＥＡを中心としていることが好ましい。閉ループ状は、例えば、円環状、楕円環または正多角形等の多角形の環状である。閉ループ状を有する複数の孔部３１ＥＢは、ピンホール３１ＥＡを中心とする同心状に設けられていることが好ましい。
＜変形例４＞
［センサ３０Ｄの構成］
　図２３は、変形例４のセンサ３０Ｄの構成の一例を示す断面図である。変形例４のセンサ３０Ｄは、複数の光源２２を含む基材層３１に代えて、導光層３４を備える点において、変形例１のセンサ３０Ａ（図２０参照）とは異なっている。
（光源３５）
　光源３５は、導光層３４の側面に対向して配置されている。光源３５は、導光層３４の側面から光を導光層３４内に入射することができる。光源３５の種類は、例えば、一実施形態における光源２２と同様であってもよい。
（導光層）
　導光層３４は、受光部群２３が設けられる第１面に複数のピンホール３４ＢＡを有している。ピンホール３４ＢＡの位置は、変形例１におけるピンホール３１ＤＡの位置と同様である。導光層３４は、側面から入射された光を、センサ３０Ｄの第１面の面内方向（Ｘ、Ｙ方向）に導光し、複数のピンホール３４ＢＡから弾性層３２に出射することができる。
　導光層３４は、反射層３４Ａと、光透過層３１Ｃと、反射層３４Ｂとを備える。光透過層３１Ｃは、光源３５から入射される光に対して透光性を有している。光透過層３１Ｃは、反射層３４Ａ、３４Ｂの間に設けられている。
　反射層３４Ａ、３４Ｂは、導光層３４の側面から入射された光を反射することができる。反射層３４Ａ、３４Ｂは、互いの主面が平行となるように、離隔されている。反射層３４Ａは、光透過層３１Ｃの第２面に設けられている。反射層３４Ｂは、光透過層３１Ｃの第１面に設けられている。反射層３４Ｂは、上記の複数のピンホール３４ＢＡを有している。ピンホール３４ＢＡは、反射層３４Ｂを貫通している。ピンホール３４ＢＡは、光透過層３１Ｃから弾性層３２に光を取り出すことができる。
　反射層３４Ａ、３４Ｂは、例えば、金属層である。金属層は、例えば、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、鉄（Ｆｅ）、タングステン（Ｗ）および銀（Ａｇ）からなる群より選ばれた少なくとも１種を含む。
［作用効果］
　変形例４のセンサ３０Ｄでは、導光層３４の側面から入射された光が、導光層３４によりセンサ３０Ｄの第１面の面内方向に導光され、導光層３４の第１面に設けられた複数のピンホール３４ＢＡから出射される。したがって、変形例１のセンサ３０Ａのように、光源２２がセンサ部３０ＳＥごとに備えられていなくてもよい。したがって、変形例４のセンサ３０Ｄでは、変形例１のセンサ３０Ａに比べて部品点数を削減することができる。よって、変形例４のセンサ３０Ｄでは、変形例１のセンサ３０Ａに比べてセンサ構造を簡略化することができる。
＜変形例５＞
［センサ３０Ｅの構成］
　図２４は、変形例５のセンサ３０Ｅの構成の一例を示す断面図である。センサ３０Ｅは、溝３２Ａを弾性層３２に有している点において、変形例１のセンサ３０Ａ（図２０参照）とは異なっている。
　溝３２Ａは、平面視において、隣接するセンサ部３０ＳＥの間に設けられている。溝３２Ａは、例えば、平面視において格子状を有している。弾性層３２は、溝３２Ａにより分断されていてもよいし、溝３２Ａにより分断されず溝３２Ａの底部の部分で繋がっていてもよい。弾性層３２は、上面と、溝３２Ａにより形成された側面とを有している。ここで、弾性層３２の上面とは、導光層３４とは逆側の、反射部２５が支持される側の面を表す。溝３２Ａを有する弾性層３２は、金型を用いた射出成形により形成されてもよいし、レーザー加工により形成されてもよいし、フォトリソグラフィおよびエッチングにより形成されてもよい。
　遮光層３３は、弾性層３２の上面と側面の両方を覆っている好ましい。これにより、弾性層３２の上面および側面からの弾性層３２内への外光の入射が抑制される。遮光層３３は、弾性層３２に溝３２Ａが形成された後に、溝３２Ａに倣うように形成されてもよいし、金型による成形されてもよい。遮光層３３は、溝３２Ａを埋めていてもよいし、溝３２Ａに倣っていてもよい。
［作用効果］
　変形例５のセンサ３０Ｅでは、弾性層３２に溝３２Ａが設けられているため、１つのセンサ部３０ＳＥの弾性層３２が大きく変形した場合であっても、当該変形の影響を隣のセンサ部３０ＳＥの弾性層３２が受けにくい。すなわち、各センサ部３０ＳＥに加わる力を独立させることができる。
＜変形例６＞
［センサ３０Ｆの構成］
　図２５は、変形例６のセンサ３０Ｆの構成の一例を示す断面図である。センサ３０Ｆは、突起３６を第１面に備えている点において、変形例４のセンサ３０Ｄ（図２３参照）とは異なっている。
（突起３６）
　突起３６は、反射部２５に対応する位置に設けられている。具体的には、突起３６は、反射部２５の上方に設けられている。突起３６は、遮光層３３と同一の材料により構成されていてもよいし、遮光層３３とは異なる材料により構成されていてもよい。突起３６に作用する力を弾性層３２に伝えやすくするために、突起３６の硬さが、弾性層３２の硬さに比べて硬いことが好ましい。ここで、硬さは、押し込み硬さ（ビッカース硬さ）を表す。突起３６に作用する力を弾性層３２に伝えやすくするために、突起３６のヤング率が、弾性層３２のヤング率に比べて大きいことが好ましい。
［作用効果］
　変形例６のセンサ３０Ｆでは、センサ３０Ｆの第１面に突起３６が設けられている。これにより、突起３６に力が作用すると、弾性層３２のうち突起３６の下に位置する部分が変形しやすくなる。したがって、センサ３０Ｆの感度が、変形例４のセンサ３０Ｄの感度に比べて向上する。
＜変形例７＞
［センサ３０Ｇの構成］
　図２６は、変形例７のセンサ３０Ｇの構成の一例を示す断面図である。センサ３０Ｇが、反射層３４Ｂに代えて反射層３４Ｃを備え、かつ、波長変換層３７とカラーフィルタ３８とをさらに備える点において、変形例４のセンサ３０Ｄ（図２３参照）とは異なっている。変形例７では、センサ３０Ｇが反射層３４Ｂに代えて反射層３４Ｃを備える例について説明するが、センサ３０Ｇが反射層３４Ｂを備えてもよい。
（反射層３４Ｃ）
　反射層３４Ｃは、ピンホール３４ＣＡと複数の孔部３４ＣＢとを有する。ピンホール３４ＣＡは、変形例４におけるピンホール３４ＢＡと同様である。ピンホール３４ＣＡおよび複数の孔部３４ＣＢは、光源２２から出射された光を光透過層３１Ｃから弾性層３２に取り出すことができる。弾性層３２に取り出された光は、波長変換層３７および反射部２５を照明する。孔部３４ＣＢは、反射層３４Ｂの厚さ方向に貫通している。孔部３４ＣＢは、例えば、平面視においてドット状またはスリット状を有している。孔部３４ＣＢは、反射層３４Ｂのうち、ピンホール３４ＣＡおよび複数の第１、第２受光部２３Ａ、２３Ｂの形成領域以外の領域に設けられている。孔部３４ＣＢは、受光部群２３が設けられている領域の外側の領域に備えられていてもよいし、受光部群２３が設けられている領域に設けられていてもよい。複数の孔部３４ＣＢは、ピンホール３４ＣＡを中心とする円周上に設けられていることが好ましい。この場合、隣接する孔部３４ＣＢ間の距離は、等間隔であることが好ましい。
　反射層３４Ｃが、上記のドット状またはスリット状を有する孔部３４ＣＢに代えて、あるいは上記のドット状またはスリット状を有する孔部３４ＣＢと共に、平面視において閉ループ状を有する１または複数の孔部３４ＣＢを有していてもよい。閉ループ状の孔部３４ＣＢは、ピンホール３４ＣＡを中心としていることが好ましい。閉ループ状は、例えば、円環状、楕円環または正多角形等の多角形の環状である。閉ループ状を有する複数の孔部３４ＣＢは、ピンホール３４ＣＡを中心とする同心状に設けられていることが好ましい。
（波長変換層３７）
　波長変換層３７は、第１の光のエネルギーを吸収し、エネルギーの異なる第２の光を放出することができる。具体的には、波長変換層３７は、第１のピーク波長を有する第１の光を吸収し、第２のピーク波長を有する第２の光に変換することができる。第１の光は、光源３５から出射される光、すなわち複数のピンホール３４ＣＡおよび複数の孔部３４ＣＢから出射される光に含まれている。例えば、光源３５が青色光を出射することができる青色光源である場合、波長変換層３７は、青色光を吸収し、赤色光に色変換することができる色変換層であってもよい。
　複数の波長変換層３７は、マトリクス状等の規定の配置パターンで弾性層３２上に２次元配置されている。波長変換層３７は、反射部２５と弾性層３２の間に設けられている。反射部２５は、波長変換層３７上に積層されていてもよい。波長変換層３７は、蛍光体または量子ドットを含む。波長変換層３７が、必要に応じてバインダーを含んでもよい。
（カラーフィルタ３８）
　カラーフィルタ３８は、波長変換層３７から放出された第２の光を透過することができるのに対して、第２の光以外の第１の光等を吸収することができる。光源３５が青色光を出射することができる青色光源であり、波長変換層３７が青色光を吸収し赤色光に色変換することができる色変換層である場合、カラーフィルタ３８は、赤色光を透過するのに対して、青色光を吸収することができる赤色フィルタであってもよい。
　カラーフィルタ３８は、受光部群２３を覆うように、反射層３４Ｃ上に設けられている。カラーフィルタ３８は、例えば、赤色カラーレジスト等のカラーレジストを含む。ピンホール３４ＣＡおよび複数の孔部３４ＣＢは、カラーフィルタ３８に覆われず露出していることが好ましい。
　上記の変形例７では、センサ３０Ｇが波長変換層３７および反射部２５を備える例について説明したが、センサ３０Ｇが波長変換層３７および反射部２５に代えて拡散反射層を備えてもよい。この場合、光源３５が出射することができる光は、白色光等であってもよい。上記の変形例７では、センサ３０Ｇが反射部２５を備える例について説明したが、センサ３０Ｇが反射部２５を備えていなくてもよい。
［作用効果］
　変形例７のセンサ３０Ｇでは、波長変換層３７は、ピンホール３４ＣＡおよび複数の孔部３４ＣＢから出射された第１の光のエネルギーを吸収し、エネルギーの異なる第２の光を放出することができる。カラーフィルタ３８は、波長変換層３７から放出された第２の光を透過するのに対して、第２の光以外の第１の光等を吸収することができる。これにより、第２の光以外の第１の光等の、受光部群２３への入射を抑制することができる。したがって、受光部群２３の出力信号のノイズ（第１の光等に起因するノイズ）を低減することができる。
＜変形例８＞
［センサ３０Ｈの構成］
　図２７は、変形例８のセンサ３０Ｈの構成の一例を示す断面図である。センサ３０Ｈは、基材２１と、複数の受光部群２３と、カラーフィルタ４１と、光透過層４２と、遮光層４３と、導光層４４と、複数のレンズ４５とを備える。なお、変形例８において、一実施形態と同様の箇所には同一の符号を付す。
（光源４７）
　光源４７は、導光層４４の側面に対向して配置されている。光源４７は、導光層４４の側面から光を導光層４４内に入射することができる。光源４７の種類は、例えば、一実施形態における光源２２と同様であってもよい。
（導光層４４）
　導光層４４は、側面から入射された光を、センサ３０Ｈの第１面の面内方向（Ｘ、Ｙ方向）に導光し、複数の波長変換層４６に入射させることができる。導光層４４は、反射層４４Ａと、弾性層３２と、複数の波長変換層４６と、反射層４４Ｂとを備える。
　弾性層３２は、光源４７から入射される光に対して透光性を有している。弾性層３２は、反射層４４Ａ、４４Ｂの間に設けられている。
　複数の波長変換層４６は、マトリクス状等の規定の配置パターンで弾性層３２上に２次元配置されている。複数の波長変換層４６は、変形例７における波長変換層３７と同様である。
　反射層４４Ａ、４４Ｂは、弾性層３２の側面から入射された光を反射することができる。反射層４４Ａ、４４Ｂは、互いの主面が平行となるように、離隔されている。反射層４４Ａは、弾性層３２の第２面に設けられている。反射層４４Ｂは、複数の波長変換層４６を覆うように、弾性層３２の第１面に設けられている。反射層４４Ａは、複数の孔部４４ＡＡを有している。各孔部４４ＡＡは、レンズ４５の配置位置に設けられている。
　反射層４４Ａ、４４Ｂは、例えば、金属層である。金属層は、例えば、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、鉄（Ｆｅ）、タングステン（Ｗ）および銀（Ａｇ）からなる群より選ばれた少なくとも１種を含む。
（基材２１）
　基材２１は、一実施形態において説明したとおりである。
（受光部群２３）
　受光部群２３は、一実施形態において説明したとおりである。
（カラーフィルタ４１）
　カラーフィルタ４１は、波長変換層４６から放出された第２の光を透過するのに対して、第２の光以外の第１の光等を吸収することができる。光源４７が青色光を出射することができる青色光源であり、波長変換層４６が青色光を吸収し赤色光に色変換することができる色変換層である場合、カラーフィルタ４１は、赤色光を透過するのに対して、青色光を吸収することができる赤色フィルタであってもよい。
　カラーフィルタ４１は、受光部群２３を覆うように、基材２１上に設けられている。カラーフィルタ４１は、例えば、赤色カラーレジスト等のカラーレジストを含む。
（光透過層４２）
　光透過層４２は、光源４７から出射される光に対して透光性を有している。例えば、光源２２が白色光、赤色光、緑色光または青色光等の可視光を出射することができるように構成されている場合、光透過層４２は、可視光に対して透明性を有していてもよい。光透過層４２は、弾性層３２と複数の受光部群２３の間に設けられている。より具体的には、光透過層４２は、カラーフィルタ４１上に設けられている。
　光透過層４２は、基板またはフィルムである。基板は、変形例１における光透過層３１Ｃを構成する基板と同様であってもよい。フィルムは、変形例１における光透過層３１Ｃを構成するフィルムと同様であってもよい。
（遮光層４３）
　遮光層４３は、入射光を吸収することができる。入射光は、例えば、光源４７の出射光および波長変換層４６の放出光等である。遮光層２６は、光透過層４２上に設けられている。遮光層２６は、複数の孔部４３Ａを有する。各孔部４３Ａは、レンズ４５の配置位置に設けられている。遮光層２６は、例えば、一実施形態における遮光層２６と同様の材料を含んでもよい。
（レンズ４５）
　レンズ４５は、当該レンズ４５の直上に設けられた波長変換層４６の１つの像４６Ａを光透過層４２に形成することができる。複数のレンズ４５は、例えばマトリクス状等の規定の配置パターンで光透過層４２上に２次元配置されている。各レンズ４５は、遮光層４３の孔部４３Ａ内および反射層４４Ａの孔部４４ＡＡ内に設けられ、導光層４４内に突出している。平面視における各レンズ４５の幾何中心は、中心軸３０Ｌ上に位置している。
　上記の変形例８では、センサ３０Ｈが波長変換層４６を備える例について説明したが、波長変換層４６に代えて拡散反射層を備えてもよい。この場合、光源４７が出射することができる光は、白色光等であってもよい。上記の変形例８では、導光層４４が、反射層４４Ｂを備える例について説明したが、導光層４４が、反射層４４Ｂに代えて拡散反射層を備えてもよい。この場合、波長変換層４６は備えられていてもよいし、備えられていなくてもよい。
［作用効果］
　変形例８のセンサ３０Ｈでは、波長変換層４６の仮想的な像４６Ａが、レンズ４５により光透過層４２内に形成される。像４６Ａの放出光の配光分布が、第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６および第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６で受光される。したがって、波長変換層４６の位置が受光部群２３から遠い場合でも、波長変換層４６の位置Ｘ、Ｙ、Ｚを検出することができる。
　カラーフィルタ４１は、波長変換層４６から放出された第２の光を透過するのに対して、第２の光以外の第１の光等を吸収することができる。これにより、第２の光以外の第１の光等の、受光部群２３への入射を抑制することができる。したがって、受光部群２３の出力信号のノイズ（第１の光等に起因するノイズ）を低減することができる。
＜変形例９＞
　変形例８では、1つの仮想的な像４６Ａが1つのレンズ４５により形成される例が説明された。これに対して、変形例９では、複数の仮想的な像４６Ａが1つのレンズ４５により形成される例が説明される。
［センサ３０Ｉの構成］
　図２８は、変形例９のセンサ３０Ｉの構成の一例を示す断面図である。複数の波長変換層４６が、１つのレンズ４５に対応して設けられている。複数の受光部群２３が、１つのレンズ４５に対応して設けられている。1つのレンズ４５は、当該レンズ４５に対応して設けられた複数の波長変換層４６それぞれに対応する複数の像４６Ａを光透過層４２に形成することができる。各像４６Ａは、受光部群２３の上方に形成される。
　複数の受光部群２３およびレンズ４５等の部品は、デジタルカメラ等で使用されている汎用部品であってもよい。このような汎用部品が使用されることで、センサ３０Ｉを安価に製造することができる。
　図２９に示されるように、複数の第１受光部２３Ａ１～２３Ａ６および複数の第２受光部２３Ｂ１～２３Ｂ６は、フォトダイオードアレイまたはイメージセンサにより構成されていてもよい。例えば、各第１受光部２３Ａおよび各第２受光部２３Ｂは、フォトダイオードアレイまたはイメージセンサが有する一つの受光素子（例えば画素）により構成されていてもよいし、フォトダイオードアレイまたはイメージセンサが有する一区画の受光素子により構成されていてもよい。
　各第１受光部２３Ａおよび各第２受光部２３Ｂが、フォトダイオードアレイまたはイメージセンサが有する一区画の受光素子により構成されている場合には、ＩＣ１１は、上記一区画の受光素子の出力信号の和を、１つの第１受光部２３Ａまたは１つの第２受光部２３Ｂからの出力信号としてもよい。
　イメージセンサは、デジタルカメラ等で使用されている汎用部品であってもよい。このような汎用部品が使用されることで、センサ３０Ｉを安価に製造することができる。また、複数の受光素子を１つ１つ実装することなく、複数の受光部群２３を構成することができる。したがって、センサ３０Ｉの生産性を向上させることができる。
＜変形例１０＞
［センサ３０Ｊの構成］
　図３０は、変形例１０のセンサ３０Ｊの構成の一例を示す断面図である。センサ３０Ｊは、レンズ５１を備える点において、変形例１のセンサ３０Ａとは異なっている。レンズ５１は、ピンホール３１ＤＡから出射される光を集光し、反射部２５への入射光の配光分布を調整することができる。したがって、反射部２５による反射光の配光分布を調整することができる。
　レンズ５１は、ピンホール３１ＤＡの上またはピンホール３１ＤＡの上方に設けられている。レンズ５１の光軸は、中心軸３０Ｌと一致している。レンズ５１は、非球面レンズであってもよい。当該非球面レンズは、反射部２５の反射光の配光分布を調整し、当該配光分布のリニア領域を拡大することができてもよい。この場合、センサ３０Ｊの検出誤差を低減することができ、またダイナミックレンジを拡大することもできる。
［作用効果］
　変形例１０のセンサ３０Ｊでは、レンズ５１がピンホール３１ＤＡの上またはピンホール３１ＤＡの上方に設けられている。これにより、ピンホール３１ＤＡの照射範囲を反射部２５の移動可能範囲に集中させ、反射部２５の周辺でセンシングに寄与せずに無駄になる光を低減することができる。したがって、センサ３０Ｊの光の利用効率を高め、同じ消費電力でも、より良い感度を得ることができる。
＜変形例１１＞
［センサ２０Ｋの構成］
　図３１は、変形例１１のセンサ２０Ｋの構成の一例を示す断面図である。センサ２０Ｋは、レンズ５２を備える点において、一実施形態に係るセンサ２０とは異なっている。レンズ５２は、光源２２上または光源２２の上方に設けられている。レンズ５２の光軸は、中心軸２０Ｌと一致している。レンズ５２は、非球面レンズであってもよい。当該非球面レンズは、変形例１０における非球面レンズと同様の機能を有していてもよい。
［作用効果］
　変形例１１のセンサ２０Ｋでは、光源２２上または光源２２の上方に設けられている。これにより、光源２２の照射範囲を反射部２５の移動可能範囲に集中させ、反射部２５の周辺でセンシングに寄与せずに無駄になる光を低減することができる。したがって、センサ２０Ｋの光の利用効率を高め、同じ消費電力でも、より良い感度を得ることができる。
［受光部群２３の変形例］
　一実施形態および変形例１～１１では、センサ２０およびセンサ３０Ａ～３０Ｊ、２０Ｋが、複数の第１、第２受光部２３Ａ、２３Ｂが十字状に配置された受光部群２３を備える例について説明したが、センサ２０およびセンサ３０Ａ～３０Ｊ、２０Ｋが、以下の変形例１２、１３の受光部群６１、６２のいずれかを備えてもよい。
＜変形例１２＞
［受光部群６１の構成］
　図３２は、変形例１２の受光部群６１の構成の一例を示す平面図である。受光部群６１は、複数の受光部６１Ａｍ，ｎ（但し、ｍ、ｎは正の整数である。）を含む。複数の受光部６１Ａｍ，ｎは、基材２１上にマトリックス状に２次元配置されている。図３２中、Ｙ方向に並んだ数値１、２、・・・・、７は、受光部６１Ａｍ，ｎの行番号ｍを表し、Ｘ方向に並んだ数字１、２、・・・・、７は、受光部６１Ａｍ，ｎの列番号ｎを表す。受光部６１Ａｍ，ｎは、ｍ行ｎ列の位置に配置されている受光部を表す。例えば、受光部６１Ａ２，２は２行２列の位置に配置されている受光部を表し、受光部６１Ａ６，６は６行６列の位置に配置されている受光部を表す。受光部群６１の中心位置には、光源２２が配置されている。
　図３３に示されるように、複数の受光部６１Ａｍ，ｎは、フォトダイオードアレイまたはイメージセンサにより構成されていてもよい。例えば、各受光部６１Ａｍ，ｎは、フォトダイオードアレイまたはイメージセンサが有する一つの受光素子（例えば画素）６１ＡＥにより構成されていてもよいし、フォトダイオードアレイまたはイメージセンサが有する一区画の受光素子６１ＡＥにより構成されていてもよい。この場合、１または２以上の光源２２が、受光部群２３の周辺に配置され、周辺から反射部２５に向かって光が照射されるようにしてもよい。
［センサモジュール１０の動作］
　以下、図３４～図３７を参照して、センサモジュール１０による力ＦＸ、ＦＹの検出動作の一例について説明される。
　まず、ＩＣ１１が、２次元配置された複数の受光部６１Ａｍ，ｎを順次スキャンし、各受光部６１Ａｍ，ｎから出力信号Ｓｍ，ｎを得る。次に、ＩＣ１１が、得られた複数の出力信号Ｓｍ，ｎを用いて、複数の受光部６１Ａｍ，ｎのうち、受光する光強度が１番目から３番目までに大きい３つの受光部６１Ａｍ，ｎ（例えば、受光部６１Ａｍ１，ｎ１、６１Ａｍ２，ｎ２、６１Ａｍ３，ｎ３（以下「上位３つの受光部６１Ａｍ１，ｎ１、６１Ａｍ２，ｎ２、６１Ａｍ３，ｎ３」という。））を特定する。
　図３４には、上位３つの受光部６１Ａｍ１，ｎ１、６１Ａｍ２，ｎ２、６１Ａｍ３，ｎ３がＹ方向（列方向）に並んだ例が示されている。図３６には、上位３つの受光部６１Ａｍ１，ｎ１、６１Ａｍ２，ｎ２、６１Ａｍ３，ｎ３のうち２つの受光部６１Ａｍ１，ｎ１、６１Ａｍ２，ｎ２がＹ方向（列方向）に並び、２つの受光部６１Ａｍ１，ｎ１、６１Ａｍ３，ｎ３がＸ方向（行方向）に並んだ例が示されている。
　次に、ＩＣ１１が、力ＦＸ、ＦＹの算出に用いられる受光部６１Ａｍ，ｎの行６１Ｍおよび受光部６１Ａｍ，ｎの列６１Ｎを選択する。
　例えば、図３４に示されるように、上位３つの受光部６１Ａｍ１，ｎ１、６１Ａｍ２，ｎ２、６１Ａｍ３，ｎ３がＹ方向（列方向）に並んでいる場合には、ＩＣ１１は、図３５に示されるように、上位３つの受光部６１Ａｍ１，ｎ１、６１Ａｍ２，ｎ２、６１Ａｍ３，ｎ３を含む受光部６１Ａｍ、ｎの列６１Ｎを選択する。また、ＩＣ１１は、図３５に示されるように、上位３つの３つの受光部６１Ａｍ１，ｎ１、６１Ａｍ２，ｎ２、６１Ａｍ３，ｎ３のうち中央に位置する６１Ａｍ１，ｎ１を含む受光部６１Ａｍ、ｎの行６１Ｍを選択する。
　上位３つの受光部６１Ａｍ１，ｎ１、６１Ａｍ２，ｎ２、６１Ａｍ３，ｎ３がＸ方向（列方向）に並んでいる場合には、ＩＣ１１は、上位３つの受光部６１Ａｍ１，ｎ１、６１Ａｍ２，ｎ２、６１Ａｍ３，ｎ３を含む受光部６１Ａｍ、ｎの行６１Ｍを選択する。また、ＩＣ１１は、上位３つの３つの受光部６１Ａｍ１，ｎ１、６１Ａｍ２，ｎ２、６１Ａｍ３，ｎ３のうち中央に位置する６１Ａｍ１，ｎ１を含む受光部６１Ａｍ、ｎの列６１Ｎを選択する。
　図３６に示されるように、上位３つの受光部６１Ａｍ１，ｎ１、６１Ａｍ２，ｎ２、６１Ａｍ３，ｎ３がＸ方向（行方向）およびＹ方向（列方向）に並んでいる場合には、ＩＣ１１は、図３７に示されるように、Ｙ方向（列方向）に並んだ２つの受光部６１Ａｍ１，ｎ１、６１Ａｍ２，ｎ２を含む受光部６１Ａｍ，ｎの列６１Ｎを選択する。また、ＩＣ１１は、図３７に示されるように、Ｘ方向（行方向）に並んだ２つの受光部６１Ａｍ１，ｎ１、６１Ａｍ３，ｎ３を含む受光部６１Ａｍ，ｎの行６１Ｍを選択する。
　次に、ＩＣ１１は、上記のようにして選択された受光部６１Ａｍ、ｎの行６１Ｍおよび受光部６１Ａｍ、ｎの列６１Ｎを用いて、力ＦＸ、ＦＹを算出する。当該力ＦＸ、ＦＹの算出動作は、上記のようにして選択された受光部６１Ａｍ、ｎの行６１Ｍおよび受光部６１Ａｍ、ｎの列６１Ｎを用いる以外の点においては、第１の実施形態におけるセンサモジュール１０による力ＦＸ、ＦＹの第２検出動作（図１３参照）と同様である。
＜変形例１３＞
　図３８は、変形例１３の受光部群６２の構成の一例を示す平面図である。変形例１３において、Ｘ軸、Ｙ軸をそれぞれ第１軸、第３軸といい、Ｘ軸を基準にして４５°、１３５°回転した軸をそれぞれ第２軸、第４軸という。円６３Ｃｎ（但し、ｎは正の整数である。）は、平面視において光源２２の幾何中心を中心とし、かつ、半径ｒｎを有する仮想的な円を表す。また、ｎの値が大きい円６３Ｃｎほど半径ｒｎが大きく、外側に位置するものとする。隣接する円６３Ｃｎと円６３Ｃｎ＋１の半径の差Δｒ（＝ｒｎ＋１－ｒｎ）は、ｎの値によらず一定値であってもよいし、ｎの値により変化してもよい。
　受光部群６２は、複数の受光部６２Ａｎを含む。円６３Ｃｎには、４つの受光部６２Ａｎが等間隔で配置されている。４つの受光部６２Ａｎは、幾何中心が半径ｒｎの円６３Ｃｎと第２軸および第４軸との交点に位置するように等間隔に配置されている。４つの受光部６２Ａｎ＋１は、幾何中心が半径ｒｎ＋１の円６３Ｃｎ＋１と第１軸および第３軸との交点に位置するように等間隔に配置されている。すなわち、４つの受光部６２Ａｎ＋１の配置位置（幾何中心位置）は、４つの受光部６２Ａｎの配置位置（幾何中心位置）から径方向にΔｒずらすとともに、周方向にΔθ（＝４５°）ずらした位置である。受光部群６２の中心、すなわち光源２２の幾何中心から遠い受光部６２Ａｎほど、平面視における受光部６２Ａｎの受光領域の面積が大きいことが好ましい。
　円６３Ｃｎ上に位置する４つの受光部６２Ａｎは、第１受光部ペアと、第２受光部ペアとを構成している。第１受光部ペアは、第１軸または第２軸の方向において対応する受光部６２Ａｎのペアである。第２受光部ペアは、第３軸または第４軸の方向において対応する受光部６２Ａｎのペアである。ＩＣ１１は、同一の円６３Ｃｎに位置する第１受光部ペアおよび第２受光部ペアの出力に基づき、センサ２０に作用する力ＦＸ、ＦＹ、ＦＺを検出してもよい。ＩＣ１１は、反射部２５の高さが低くなる（反射部２５が光源２２に接近する）に従って、より光源２２の幾何中心に近い第１受光部ペアおよび／または第２受光部ペアを用いて、センサ２０に作用する力ＦＸ、ＦＹ、ＦＺを検出してもよい。
　上記のように、円６３Ｃｎに位置する４つの受光部６２Ａｎと、円６３Ｃｎに隣接する円６３Ｃｎ＋１に位置する４つの受光部６２Ａｎ＋１が径方向および周方向にずらして配置されていることで、円６３Ｃｎ＋１に位置する４つの受光部６２Ａｎ＋１を円６３Ｃｎに位置する４つの受光部６２Ａｎに比べて大きくすることができる。
　ＩＣ１１は、反射部２５が光源２２に近い場合には、光源２２の幾何中心に近い第１受光部ペアおよび第２受光部ペアの出力に基づき、センサ２０に作用する力ＦＸ、ＦＹ、ＦＺを検出してもよい。光源２２の幾何中心に近い第１受光部および第２受光部は小さい面積を有するが、反射部２５が光源２２に近い場合には第１受光部および第２受光部に入射する光の強度が高いため、感度良くセンシングすることができる。
　一方、ＩＣ１１は、反射部２５が光源２２に遠い場合には、光源２２の幾何中心から遠い第１受光部ペアおよび第２受光部ペアの出力に基づき、センサ２０に作用する力ＦＸ、ＦＹ、ＦＺを検出してもよい。光源２２の幾何中心から遠い第１受光部および第２受光部に入射する光の強度は低いが、光源２２の幾何中心から遠い第１受光部および第２受光部は大きい面積を有するため、入射光の強度が低くても、第１受光部および第２受光部にて十分な受光量を得ることができ、感度良くセンシングすることができる。
（その他の変形例）
　以上、本開示の実施形態および変形例について具体的に説明したが、本開示は、上記の実施形態および変形例に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
　例えば、上記の実施形態および変形例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値等を用いてもよい。
　上記の実施形態および変形例の構成、方法、工程、形状、材料および数値等は、本開示の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
　上記の実施形態および変形例に例示した材料は、特に断らない限り、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
　上記の実施形態では、センサ２０が弾性体２４を備える例について説明したが、センサ２０が弾性体２４を備えず中空構造を有していてもよい。この場合、遮光層２６が、自立性を有し、かつ、弾性を有してもよい。
　上記の実施形態において、ＩＣ１１が、第１受光部２３Ａ３、２３Ａ４ペアの出力信号ＳＡ３、ＳＡ４および第２受光部２３Ｂ３、２３Ｂ４ペアの出力信号ＳＢ３、ＳＢ４を用いて、出力信号の和ＳＺ３（＝ＳＡ３＋ＳＡ４＋ＳＢ３＋ＳＢ４）を算出してもよい。この場合、ＩＣ１１は、以下のように動作してもよい。
　反射部２５の中心位置と基材２１の距離が第１規定値より大きい場合には、ＩＣ１１は、出力信号の和ＳＺ１に基づき、Ｚ方向に作用する力ＦＺを算出し、メインＣＰＵ１２Ａに出力する。反射部２５の中心位置と基材２１の距離が第２規定値より大きく第１規定値以下である場合には、ＩＣ１１は、出力信号の和ＳＺ２に基づき、Ｚ方向に作用する力ＦＺを算出し、メインＣＰＵ１２Ａに出力する。反射部２５の中心位置と基材２１の距離が第２規定値以下である場合には、ＩＣ１１は、出力信号の和ＳＺ３に基づき、Ｚ方向に作用する力ＦＺを算出し、メインＣＰＵ１２Ａに出力する。
　ＩＣ１１は、反射部２５の中心位置と基材２１の距離が第１規定値より大きいか否かを、出力信号の和ＳＺ１が第１規定値ＳＺＡより大きいか否かに基づき判断する。ＩＣ１１は、反射部２５の中心位置と基材２１の距離が第２規定値より大きく第１規定値以下であるか否かを、出力信号の和ＳＺ１が第２規定値ＳＺＢより大きく第１規定値ＳＺＡ以下であるか否かに基づき判断する。ＩＣ１１は、反射部２５の中心位置と基材２１の距離が第２規定値以下であるか否かを、出力信号の和ＳＺ１が第２規定値ＳＺＢ以下であるか否かに基づき判断する。
　上記の実施形態では、ＩＣ１１が、出力信号の和ＳＺ１または出力信号の和ＳＺ２から力ＦＺを算出し、メインＣＰＵ１２Ａに出力する例について説明した。しかしながら、本開示はこの例に限定されるものではなく、例えば、ＩＣ１１が、出力信号の和ＳＺ１または出力信号の和ＳＺ２をメインＣＰＵ１２Ａに出力してもよい。より具体的には、反射部２５の中心位置と基材２１の距離が規定値よりも遠い場合には、ＩＣ１１は、出力信号の和ＳＺ１をメインＣＰＵ１２Ａに出力し、反射部２５の中心位置と基材２１の距離が規定値よりも近づいた場合には、ＩＣ１１は、出力信号の和ＳＺ２をメインＣＰＵ１２Ａに出力してもよい。
　上記の実施形態では、ＩＣ１１が、出力信号の差ＳＸ、出力信号の差ＳＹ、出力信号の和ＳＺから力ＦＸ、力ＦＹ、力ＦＺを算出し、メインＣＰＵ１２Ａに出力する例について説明した。しかしながら、本開示はこの例に限定されるものではなく、例えば、ＩＣ１１が、出力信号の差ＳＸ、出力信号の差ＳＹ、出力信号の和ＳＺをメインＣＰＵ１２Ａに出力してもよい。
　また、本開示は以下の構成を採用することもできる。
（１）
　受光部群と、
　前記受光部群の上方に設けられた反射部と、
　前記反射部と前記受光部群の間に設けられた弾性体と
　を備え、
　前記受光部群は、
　第１方向に配置された、４個以上の第１受光部と、
　前記第１方向と直交する第２方向に配置された、４個以上の第２受光部と
　を含む、
　力覚センサ。
（２）
　前記受光部群の中心からの距離が遠い前記第１受光部および前記第２受光部ほど、受光領域の面積が大きい、
　（１）に記載の力覚センサ。
（３）
　４個以上の前記第１受光部は、前記受光部群の中心に関して対称に配置され、
　４個以上の前記第２受光部は、前記受光部群の中心に関して対称に配置されている、
　（１）に記載の力覚センサ。
（４）
　前記反射部に対応する位置に設けられた光源と、
　前記光源上または前記光源の上方に設けられたレンズと
　をさらに備える、
　（１）から（３）のいずれか１項に記載の力覚センサ。
（５）
　前記第１受光部、前記第２受光部はそれぞれ、イメージセンサが有する一区画の受光素子により構成されている、
　（１）から（４）のいずれか１項に記載の力覚センサ。
（６）
　遮光層をさらに備え、
　前記遮光層は、前記弾性体および前記反射部を覆う、
　（１）から（５）のいずれか１項に記載の力覚センサ。
（７）
　前記弾性体は、上面と側面を有し、
　前記遮光層は、前記上面と前記側面とを覆う、
　（６）に記載の力覚センサ。
（８）
　前記反射部は、光散乱体を含む、
　（１）から（７）のいずれか１項に記載の力覚センサ。
（９）
　光源を含む基材層をさらに備え、
　４個以上の前記第１受光部および４個以上の前記第２受光部は、前記基材層上に設けられ、
　前記基材層は、前記弾性体に光を取り出すことができる孔部を有する、
　（１）から（３）のいずれか１項に記載の力覚センサ。
（１０）
　導光層をさらに備え、
　前記導光層は、前記弾性体に光を取り出すことができる孔部を有する、
　（１）から（３）のいずれか１項に記載の力覚センサ。
（１１）
　前記反射部に対応する位置に突起をさらに備える、
　（１）から（１０）のいずれか１項に記載の力覚センサ。
（１２）
　前記弾性体と前記反射部の間に設けられた波長変換層と、
　前記受光部群を覆うカラーフィルタと
　をさらに備え、
　前記波長変換層は、光源から出射された第１光を第２光に変換することができ、
　前記カラーフィルタは、前記第１光を吸収することができ、かつ、前記第２光を透過することができる、
　（１）から（１１）のいずれか１項に記載の力覚センサ。
（１３）
　前記弾性体と前記受光部群との間に設けられた光透過層と、
　前記光透過層内に前記反射部の像を形成することができるレンズと
　をさらに備える、
　（１）から（１２）のいずれか１項に記載の力覚センサ。
（１４）
　前記第１方向に配置された前記第１受光部の個数が、６個以上であり、
　前記第２方向に配置された前記第２受光部の個数が、６個以上である、
　（１）から（１３）のいずれか１項に記載の力覚センサ。
（１５）
　複数の受光部群と、
　各前記受光部群の上方に設けられた複数の反射部と、
　複数の前記反射部と複数の前記受光部群の間に設けられた弾性層と
　を備え、
　前記受光部群は、
　第１方向に配置された、４個以上の第１受光部と、
　前記第１方向と直交する第２方向に配置された、４個以上の第２受光部と
　を含む、
　力覚センサ。
（１６）
　前記弾性層は、平面視において、隣接する前記受光部群の間に溝を有する、
　（１５）に記載の力覚センサ。
（１７）
　前記弾性層と複数の前記受光部群の間に設けられた光透過層と、
　前記光透過層内に複数の前記反射部の像を形成する複数のレンズと
　をさらに備える、
　（１５）または（１６）に記載の力覚センサ。
（１８）
　（１）から（１７）のいずれか１項に記載のセンサと、
　検出部と、
　を備え、
　前記検出部は、
　前記第１受光部のペアの出力信号の差のうち、第１線形領域に含まれる出力信号の差を選び出し、
　前記第２受光部のペアの出力信号の差のうち、第２線形領域に含まれる出力信号の差を選び出す、
　センサモジュール。
（１９）
　（１）から（１７）のいずれか１項に記載のセンサと、
　検出部と、
　を備え、
　前記検出部は、
　前記第１受光部のペアの出力信号の差のうち、最も検出誤差が小さくなる出力信号の差を選び出し、
　前記第２受光部のペアの出力信号の差のうち、最も検出誤差が小さくなる出力信号の差を選び出す、
　センサモジュール。
（２０）
　（１）から（１７）のいずれか１項に記載の力覚センサを備える、
　ロボットハンド。
＜３　適用例＞
（ロボットハンド）
　ロボットハンドが、上記の一実施形態に係るセンサモジュール１０（すなわちセンサ２０およびＩＣ１１）を備えてもよい。この場合、センサモジュール１０は、センサ２０に代えて変形例１～１１のセンサ３０Ａ～３０Ｊ、２０Ｋのいずれかを備えてもよい。センサ２０、センサ３０Ａ～３０Ｊ、２０Ｋは、受光部群２３に代えて、変形例１２、１３の受光部群６１、６２を備えてもよい。
　ロボットハンドが、上記の一実施形態のセンサ２０、変形例１～１１のセンサ３０Ａ～３０Ｊ、２０Ｋのいずれかを備え、ロボットハンドを制御する制御装置等が、ＩＣ１１を備えてもよい。この場合、センサ２０、センサ３０Ａ～３０Ｊ、２０Ｋは、受光部群２３を備えてもよいし、受光部群２３に代えて変形例１２、１３の受光部群６１、６２を備えてもよい。
（具体例１）
　図３９は、ロボットハンド１２０の構成の一例を示す概略図である。ロボットハンド１２０は、ワーク１３０を把持可能に構成されている。ロボットハンド１２０は、ロボットアーム１１０の先端に設けられている。ロボットハンド１２０は、エンドエフェクタの一例である。ロボットハンド１２０は、リンク１２０Ｃと、複数の指部１２０Ａ、１２０Ｂとを備える。ここでは、ロボットハンド１２０が２本の指部１２０Ａ、１２０Ｂを備える例について説明するが、指部の本数はこれに限定されるものではなく、１本であってもよいし、３本以上であってもよい。
　リンク１２０Ｃは、ロボットアーム１１０に繋がっている。リンク１２０Ｃは、掌部を構成していてもよい。指部１２０Ａおよび指部１２０Ｂは、リンク１２０Ｃに繋がっている。指部１２０Ａおよび指部１２０Ｂは、ワーク１３０を把持可能に構成されている。
　指部１２０Ａは、２つのリンク１２１Ａ、１２２Ａと、関節部１２３Ａと、力覚センサ（第１のセンサ）１２４Ａとを備える。指部１２０Ｂは、２つのリンク１２１Ｂ、１２２Ｂと、関節部１２３Ｂと、力覚センサ（第２のセンサ）１２４Ｂとを備える。
　関節部１２３Ａは、リンク１２１Ａとリンク１２２Ａとを繋いでいる。指部１２０Ａは、関節部１２３Ａを中心として指を折り曲げ可能に構成されている。関節部１２３Ｂは、リンク１２１Ｂとリンク１２２Ｂとを繋いでいる。指部１２０Ｂは、関節部１２３Ｂを中心として指を折り曲げ可能に構成されている。ここでは、指部１２０Ａ、１２０Ｂが有する関節部の数が１つである例について説明するが、関節部の数が２つ以上であってもよい。
　力覚センサ（第１のセンサ）１２４Ａは、指部１２０Ａの指先、すなわちリンク１２２Ａの先端に設けられている。力覚センサ（第２のセンサ）１２４Ｂは、指部１２０Ｂの指先、すなわちリンク１２２Ｂの先端に設けられている。
　力覚センサ１２４Ａ、１２４Ｂは、一実施形態のセンサ２０であってもよいし、変形例１～１１のセンサ３０Ａ～３０Ｊ、２０Ｋのいずれかであってもよい。図３９では省略されているが、力覚センサ１２４Ａ、１２４Ｂはそれぞれ、ＩＣ１１（図１参照）に接続されている。ＩＣ１１は、ホスト機器１２が備えるメインＣＰＵ（Central Processing Unit）１２Ａに接続されている。ホスト機器１２は、ロボットアーム１１０およびロボットハンド１２０を制御する制御装置である。ＩＣ１１は、ロボットハンド１２０に備えられていてもよいし、制御装置に備えられていてもよい。
　力覚センサ１２４Ａは、指部１２０Ａの指先の圧力分布およびせん断力を検出可能に構成されている。力覚センサ１２４Ａは、ＩＣ１１Ａの制御に基づき、指部１２０Ａの指先の圧力分布およびせん断力を検出し、検出結果をセンサＩＣ１１Ａに出力する。
　力覚センサ１２４Ｂは、指部１２０Ｂの指先の圧力分布およびせん断力を検出可能に構成されている。力覚センサ１２４Ｂは、ＩＣ１１Ａの制御に基づき、指部１２０Ｂの指先の圧力分布およびせん断力を検出し、検出結果をセンサＩＣ１１Ａに出力する。
（具体例２）
　図４０は、ロボットハンド１２５の構成の一例を示す概略図である。ロボットハンド１２５は、複数の力覚センサ１２４Ａが指部１２０Ａの指先に設けられ、複数の力覚センサ１２４Ｂが、指部１２０Ｂの指先の先端に設けられている点において、具体例１のロボットハンド１２０とは異なっている。
　複数の力覚センサ１２４Ａが指部１２０Ａの指先に２次元配置され、触覚センサが構成されている。複数の力覚センサ１２４Ｂが指部１２０Ｂの指先に２次元配置され、触覚センサが構成されている。
（具体例３）
　図４１は、力覚センサ２１１－１～２１１－１６を適用したロボットハンド２１０の構成を示す概略図である。力覚センサ２１１－１～２１１－１６は、一実施形態のセンサ２０であってもよいし、変形例１～１１のセンサ３０Ａ～３０Ｊ、２０Ｋのいずれかであってもよい。力覚センサ２１１－１～２１１－１６は、フィルム状を有していることが好ましい。図４１では省略されているが、力覚センサ２１１－１～２１１－１６はそれぞれ、ＩＣ１１（図１参照）に接続されている。ＩＣ１１は、ホスト機器１２が備えるメインＣＰＵ（Central Processing Unit）１２Ａに接続されている。ホスト機器１２は、ロボットハンド２１０を制御する制御装置である。ＩＣ１１は、ロボットハンド１２０に備えられていてもよいし、制御装置に備えられていてもよい。
　ロボットハンド２１０を構成する掌には、力覚センサ２１１－１および２１１－２が設けられており、ロボットハンド２１０を構成する親指の指掌面における第１関節より上には力覚センサ２１１－３、第１関節と第２関節の間には力覚センサ２１１－４が、それぞれ設けられており、人指し指の指掌面における第１関節より上には力覚センサ２１１－５、第１関節と第２関節の間には力覚センサ２１１－６、第２関節と第３関節の間には力覚センサ２１１－７が、それぞれ設けられている。
　さらに、中指の指掌面における第１関節より上には力覚センサ２１１－８、第１関節と第２関節の間には力覚センサ２１１－９、第２関節と第３関節の間には力覚センサ２１１－１０が、それぞれ設けられており、薬指の指掌面における第１関節より上には力覚センサ２１１－１１、第１関節と第２関節の間には力覚センサ２１１－１２、第２関節と第３関節の間には力覚センサ２１１－１３が、それぞれ設けられており、小指の指掌面における第１関節より上には力覚センサ２１１－１４、第１関節と第２関節の間には力覚センサ２１１－１５、第２関節と第３関節の間には力覚センサ２１１－１６が、それぞれ設けられている。
　ロボットハンド１２５が、力覚センサ２１１－１～２１１－１６に代えて、センサアレイを備えてもよい。センサアレイは、２次元配置された複数のセンサにより構成されていてもよい。センサアレイは、触覚センサを構成していてもよい。センサアレイを構成するセンサとしては、一実施形態のセンサ２０が用いられてもよいし、変形例１～１１のセンサ３０Ａ～３０Ｊ、２０Ｋのいずれかが用いられてもよい。
　１０　　センサモジュール
　１１　　ＩＣ
　１２　　ホスト機器
　１２Ａ　　メインＣＰＵ
　２０、２０Ｋ　　センサ
　２０Ｌ　　中心軸
　２１　　基材
　２２　　光源
　２３　　受光部群
　２３Ａ１、２３Ａ２、２３Ａ３　　第１受光部
　２３Ｂ１、２３Ｂ２、２３Ｂ３　　第２受光部
　２４　　弾性体
　２５　　反射部
　２６　　遮光層
　３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆ、３０Ｇ、３０Ｈ、３０Ｉ、３０Ｊ　　センサ
　３０Ｌ　　中心軸
　３０ＳＥ　　センサ部
　３１　　基材層
　３１Ａ　　基材
　３１Ｂ　　貼合層
　３１Ｃ　　光透過層
　３１Ｄ　　遮光層
　３１ＤＡ、３１ＥＡ　　ピンホール
　３１ＤＢ　　孔部
　３２　　弾性層
　３２Ａ　　溝
　３３　　遮光層
　３４　　導光層
　３４Ａ、３４Ｂ　　反射層
　３４ＢＡ、３４ＣＡ　　ピンホール
　３４ＣＢ　　孔部
　３５　　光源
　３６　　突起
　３７　　波長変換層
　３８　　カラーフィルタ
　４１　　カラーフィルタ
　４２　　光透過層
　４３　　遮光層
　４３Ａ　　孔部
　４４　　導光層
　４４Ａ、４４Ｂ　　反射層
　４４ＡＡ　　孔部
　４５　　レンズ
　４６　　波長変換層
　４６Ａ　　像
　４７　　光源
　５１、５２　　レンズ
　６１、６２　　受光部群
　６１Ａｎ、ｍ、６２Ａｎ　　受光部
　６１ＡＥ　　受光素子
　７０Ｓ　　照射面
　７０Ｐ　　中心位置
　７１Ａ１、７１Ａ２　　第１受光部
　７１Ｂ１、７１Ｂ２　　第２受光部
　７２　　点光源
　１１０　　ロボットアーム
　１２０、１２５、２１０　　ロボットハンド
　１２０Ａ、１２０Ｂ　　指部
　１２０Ｃ　　リンク
　１２４Ａ、１２４Ｂ　　力覚センサ
　２１１－１～２１１－１６　　力覚センサ－

Claims (20)

  1. 　受光部群と、
    　前記受光部群の上方に設けられた反射部と、
    　前記反射部と前記受光部群の間に設けられた弾性体と
    　を備え、
    　前記受光部群は、
    　第１方向に配置された、４個以上の第１受光部と、
    　前記第１方向と直交する第２方向に配置された、４個以上の第２受光部と
    　を含む、
    　力覚センサ。
  2. 　前記受光部群の中心からの距離が遠い前記第１受光部および前記第２受光部ほど、受光領域の面積が大きい、
    　請求項１に記載の力覚センサ。
  3. 　４個以上の前記第１受光部は、前記受光部群の中心に関して対称に配置され、
    　４個以上の前記第２受光部は、前記受光部群の中心に関して対称に配置されている、
    　請求項１に記載の力覚センサ。
  4. 　前記反射部に対応する位置に設けられた光源と、
    　前記光源上または前記光源の上方に設けられたレンズと
    　をさらに備える、
    　請求項１に記載の力覚センサ。
  5. 　前記第１受光部、前記第２受光部はそれぞれ、イメージセンサが有する一区画の受光素子により構成されている、
    　請求項１に記載の力覚センサ。
  6. 　遮光層をさらに備え、
    　前記遮光層は、前記弾性体および前記反射部を覆う、
    　請求項１に記載の力覚センサ。
  7. 　前記弾性体は、上面と側面を有し、
    　前記遮光層は、前記上面と前記側面とを覆う、
    　請求項６に記載の力覚センサ。
  8. 　前記反射部は、光散乱体を含む、
    　請求項１に記載の力覚センサ。
  9. 　光源を含む基材層をさらに備え、
    　４個以上の前記第１受光部および４個以上の前記第２受光部は、前記基材層上に設けられ、
    　前記基材層は、前記弾性体に光を取り出すことができる孔部を有する、
    　請求項１に記載の力覚センサ。
  10. 　導光層をさらに備え、
    　前記導光層は、前記弾性体に光を取り出すことができる孔部を有する、
    　請求項１に記載の力覚センサ。
  11. 　前記反射部に対応する位置に突起をさらに備える、
    　請求項１に記載の力覚センサ。
  12. 　前記弾性体と前記反射部の間に設けられた波長変換層と、
    　前記受光部群を覆うカラーフィルタと
    　をさらに備え、
    　前記波長変換層は、光源から出射された第１光を第２光に変換することができ、
    　前記カラーフィルタは、前記第１光を吸収することができ、かつ、前記第２光を透過することができる、
    　請求項１に記載の力覚センサ。
  13. 　前記弾性体と前記受光部群との間に設けられた光透過層と、
    　前記光透過層内に前記反射部の像を形成することができるレンズと
    　をさらに備える、
    　請求項１に記載の力覚センサ。
  14. 　前記第１方向に配置された前記第１受光部の個数が、６個以上であり、
    　前記第２方向に配置された前記第２受光部の個数が、６個以上である、
    　請求項１に記載の力覚センサ。
  15. 　複数の受光部群と、
    　各前記受光部群の上方に設けられた複数の反射部と、
    　複数の前記反射部と複数の前記受光部群の間に設けられた弾性層と
    　を備え、
    　前記受光部群は、
    　第１方向に配置された、４個以上の第１受光部と、
    　前記第１方向と直交する第２方向に配置された、４個以上の第２受光部と
    　を含む、
    　力覚センサ。
  16. 　前記弾性層は、平面視において、隣接する前記受光部群の間に溝を有する、
    　請求項１５に記載の力覚センサ。
  17. 　前記弾性層と複数の前記受光部群の間に設けられた光透過層と、
    　前記光透過層内に複数の前記反射部の像を形成する複数のレンズと
    　をさらに備える、
    　請求項１５に記載の力覚センサ。
  18. 　請求項１に記載のセンサと、
    　検出部と、
    　を備え、
    　前記検出部は、
    　前記第１受光部のペアの出力信号の差のうち、第１線形領域に含まれる出力信号の差を選び出し、
    　前記第２受光部のペアの出力信号の差のうち、第２線形領域に含まれる出力信号の差を選び出す
    　センサモジュール。
  19. 　請求項１に記載のセンサと、
    　検出部と、
    　を備え、
    　前記検出部は、
    　前記第１受光部のペアの出力信号の差のうち、最も検出誤差が小さくなる出力信号の差を選び出し、
    　前記第２受光部のペアの出力信号の差のうち、最も検出誤差が小さくなる出力信号の差を選び出す、
    　センサモジュール。
  20. 　請求項１に記載の力覚センサを備える、
    　ロボットハンド。
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