传感器、电子设备、可穿戴终端及控制方法与流程

本技术涉及传感器、电子设备、可穿戴终端和控制方法。

背景技术：

已提出了一种传感器，该传感器不仅能够检测对于输入操作表面的按压力，还能够检测剪切力(例如，参看下述专利文献1至3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开号jp2012-168064

专利文献2：日本专利申请公开号jp2006-250705

专利文献3：日本专利申请公开号jp2004-117042

技术实现要素：

发明要解决的技术问题

如上所述的传感器需要大量的布线和压力传感单元来检测剪切力，不仅结构复杂化，而且在成本方面也不利。此外，还存在传感器所需的柔软性降低的问题。

针对上述问题，提出了本技术，旨在提供一种能够在不使构造复杂化的情况下检测剪切力的传感器、电子设备、可穿戴终端及控制方法。

解决问题的技术方案

为了解决上述多个问题，例如，本技术是：

一种传感器，包括：

感测层，包含压力检测单元；

介电层，设置在所述感测层上，所述介电层可变形；和

导电层，包括朝向所述介电层突出的凸部，所述导电层能够沿着所述感测层的面内方向移动。

本技术还可以是包括所述传感器的电子设备。

本技术还可以是包括所述传感器的可穿戴终端。

例如，本技术是：

一种控制方法，包括：

由检测单元检测取决于按压力或剪切力的压力检测单元的电容变化；以及

由控制单元执行取决于所述检测单元的检测结果的处理。

发明的效果

根据本技术的至少一种实施方式，可以检测剪切力。请注意，此处描述的效果不一定是受限的，并且可能是本技术中描述的任何效果。此外，本技术的内容不应被解释为受到示例效果的限制。

附图说明

[图1]图1a是示出根据实施方式的电子设备的外观示例的图，图1b是示出电子设备的部分横截面的部分横截面图。

[图2]图2是示出根据实施方式的电子设备的构造示例的框图。

[图3]图3是用于描述根据第一实施方式的传感器的构造示例的分解透视图。

[图4]图4是用于描述根据第一实施方式的传感器的构造示例的局部截面图。

[图5]图5a至5c是用于描述根据第一实施方式的传感器的构造示例的图。

[图6]图6a至6c是用于描述根据第一实施方式的传感器的构造示例的图。

[图7]图7a是示意性示出由按压引起的传感器的变形的图，并且图7b是示意性示出由滑动操作引起的传感器的变形的图。

[图8]图8是用于示出根据第二实施方式的传感器的构造示例的分解透视图。

[图9]图9a至9c是用于示出根据第二实施方式的传感器的构造示例的图。

[图10]图10a至10c是用于示出根据第二实施方式的传感器的构造示例的图。

[图11]图11是用于示出根据第三实施方式的传感器的构造示例的分解透视图。

[图12]图12是用于示出根据第三实施方式的传感器的构造示例的部分截面图。

[图13]图13是示意性示出由滑动操作引起的传感器的变形的图。

[图14]图14是用于描述根据变形例的传感器的构造示例的分解透视图。

[图15]图15是用于描述根据变形例的传感器的构造示例的局部截面图。

[图16]图16是用于描述根据变形例的传感器的构造示例的局部截面图。

[图17]图17是用于描述根据变形例的传感器的构造示例的局部截面图。

[图18]图18a到18c是用于描述根据变形例的传感器的构造示例的部分截面图和操作说明图。

[图19]图19是用于描述根据变形例的传感器的构造示例的局部截面图。

[图20]图20a是用于描述根据变形例的传感器的部分构造示例的分解透视图，并且图20b是根据变形例的传感器的部分放大图。

[图21]图21a和21b是示意性示出由弯曲引起的传感器的变形的图。

[图22]图22是用于描述应用例中的处理示例的流程图。

[图23]图23是用于描述应用例中的处理示例的流程图。

[图24]图24是用于描述应用例中的另一处理示例的流程图。

[图25]图25是用于描述应用例中的另一处理示例的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本技术的实施方式等。请注意，将按以下顺序进行描述。

<1.第一实施方式>

<2.第二实施方式>

<3.第三实施方式>

<4.变形例>

<5.应用例>

下文所述的实施方式等是本技术的优选具体实例，本技术的内容不限于这些实施方式等。

<1.第一实施方式>

[电子设备的外观示例]

图1说明了根据本技术的第一实施方式的电子设备的外观示例。例如，电子设备是一种可穿戴至人体和从人体脱离的手表式电子设备10，即所谓的可穿戴设备。如图1a所示，手表式电子设备10包括主体部11和附装于所述主体部11的带12和13。带12和13构造为可安装至主体部11和从主体部11卸除，以便用户可以更换带12和13。带12包括一个主表面上的操作区域r10。在操作区域r10的内侧，设置根据实施方式的传感器100。注意，带13也可包括操作区域r10。

如图1b所示，带12包括传感器100、设置在传感器100的一个主表面上的膜状外部构件12a、和设置在传感器100的另一个主表面上的膜状外部构件12b。

[主体部的构造]

如图2所示，主体部11包括cpu21、控制器集成电路(ic)22、全球定位系统(gps)单元23、无线通信单元24、语音处理单元25、麦克风(mic)26、扬声器27、近场通信(nfc)通信单元28、电源单元29、振动器30、显示器31和运动传感器32。传感器100经由柔性印刷电路板(fpc)(图中未示出)连接至控制器ic22。请注意，带12和13可包括nfc通信单元28、电源单元29、振动器30等中的一个。

作为控制单元的一个示例的控制器ic22基于从传感器100提供的输出信号，检测由于对带12的操作区域r10进行按压操作或滑动操作而产生的按压力或剪切力，并将其检测结果通知cpu21。注意，作为控制器ic22，可使用通用的电容式触摸传感器的控制器ic。

cpu21包括只读存储器(rom)和随机存取存储器(ram)等存储器，处理从传感器100、gps单元23、无线通信单元24、nfc通信单元28、运动传感器32等提供的数据，并控制手表型电子设备10的每个部分的操作。

gps单元23是从被称为gps的系统的卫星接收无线电波、并对当前位置实施定位的定位单元。例如，无线通信单元24根据蓝牙(注册商标)标准与其他终端进行近距离无线通信。nfc通信单元28基于称为nfc的通信标准与近距离的读写器进行无线通信。gps单元23、无线通信单元24和nfc通信单元28获得的数据提供给cpu21。

麦克风26和扬声器27连接到语音处理单元25。语音处理单元25执行与经由无线通信单元24实施的无线通信而连接的对方进行通话的处理。此外，语音处理单元25还可以执行用于语音输入操作的处理。

电源单元29向主体部11中包含的cpu21、显示器31等提供电力。电源单元29包括诸如锂离子二次电池之类的二次电池、以及控制对实施二次电池充放电的充放电控制电路等。注意，尽管图2中没有说明，主体部11包括用于为二次电池充电的端子。

振动器30是使主体部11振动的构件。例如，手表式电子设备10用振动器30使主体部11振动，并通知来电、接收到电子邮件等。

显示器31是液晶显示器或电致发光(el)显示器等。显示屏31显示文字、数字、光标和图像等信息，例如时间、来电和接收到电子邮件等各种信息。

运动传感器32检测佩戴手表型电子设备10的用户的运动。作为运动传感器32，使用加速度传感器、陀螺仪传感器、电子罗盘、气压传感器等。

传感器100是具有高灵敏度和高位置分辨率的压力传感器，根据与操作区域r10相对应的按压操作检测电容，并将与该电容对应的输出信号输出至控制器ic22。

[传感器的构造]

接下来，将描述传感器100的构造。图3是传感器100的分解透视图。根据本技术的第一实施方式的传感器100是所谓的压力分布传感器，如图3所示，具有细长的片形，能够检测施加在一个主表面上的按压力和滑动操作(由滑动操作等产生的剪切力等)。传感器100经由fpc35连接到上述的控制器ic22。

如图3所示，传感器100包括电容型感测层40、第一电极基板50、第二电极基板60、可变形(可弹性变形)的第一介电层70和第二介电层80。注意，在本说明书中，适当情况下，平坦状态下的传感器100的长边方向被称为±x轴方向，宽度方向(短边方向)被称为±y轴方向，与长边方向和宽度方向垂直的方向被称为±z轴方向。此外，+z轴方向被称为向上方向，-z轴方向被称为向下方向(视情况而定)。

图4是沿x轴方向的切断线a-a'切断传感器100的情况下的截面图。在下文中，将参考图3和4说明传感器100的各个部分。

(感测层)

如图3和4所示，感测层40包括基板41、设置在基板41的上表面上的多个脉冲电极42(第一电极)、设置在基板41的下表面上的多个传感器电极43(第二电极)。多个脉冲电极42整体呈条带状。具体地说，多个脉冲电极42沿y轴方向延伸，并且沿x轴方向以规则的间隔彼此分开布置。多个传感器电极43整体呈条带状。具体地说，多个传感器电极43沿x轴方向延伸，并且沿y轴方向以规则的间隔彼此分开布置。

从操作表面侧(图3中的上侧)观察，脉冲电极42在比传感器电极43更靠近的一侧设置。脉冲电极42和传感器电极43相互正交交叉布置，在交叉处分别形成压力检测单元45。当从z轴方向平视多个压力检测单元45时，多个压力检测单元45以二维方式布置成矩阵状。

配线(图中未示出)从每个脉冲电极42的一端引出，引至围绕基板41的周边缘部，并连接到fpc35。配线也从每个传感器电极43的一端引出，引至围绕基板41的周边缘部，并连接到fpc35。

(基板)

基板41具有柔性。例如，基板41具有膜状或板状。作为基板41的材料，可以使用无机材料和有机材料中的任一种，并且优选使用有机材料。例如，作为有机材料，可以使用已知的聚合物材料。具体而言，已知聚合物材料的实例包括三乙酰基纤维素(tac)、聚酯(tpee)、聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、聚萘二甲酸乙二酯(pen)、聚酰亚胺(pi)、聚酰胺(pa)、芳族聚酰胺、聚乙烯(pe)、聚丙烯酸酯、聚醚砜、聚砜、聚丙烯(pp)、二乙酰纤维素、聚氯乙烯、丙烯酸树脂，聚丙烯(pmma)、聚碳酸酯(pc)、环氧树脂、尿素树脂、聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂、环烯烃聚合物(cop)、环烯烃共聚物(coc)等。

(电极)

例如，脉冲电极42包括多个具有线状的电极。所述多个电极沿y轴方向延伸，并且沿x轴方向彼此分开布置。沿x轴方向相邻的电极之间的间隔可以是恒定的，也可以是不同的。

例如，传感器电极43包括多个具有线状的电极。所述多个电极沿x轴方向延伸，并且沿y轴方向彼此分开布置。沿y轴方向相邻的电极之间的间隔可以是恒定的，也可以是不同的。

如上所述，压力检测单元45分别形成于各个电极相互交叉的位置(交叉点)。当控制器ic22在电极之间施加电压时，各个电极的交叉点形成电容耦合(电力线)。压力检测单元45检测在交叉点处包含的多个交叉点的电容变化的总值，并将该总值输出到控制器ic22。例如，各电极的宽度彼此相同或基本相同。

电极的材料的示例包括与下文所述的参考电极层相似的材料。作为形成电极的方法，例如可使用丝网印刷、凹版印刷、凹版胶印、柔版印刷或喷墨印刷等印刷方法，以及使用光刻技术的图案化方法。

(电极基板)

第一电极基板50和第二电极基板60是具有柔性的电极膜。第一电极基板50构成传感器100的一个主表面，第二电极基板60构成传感器100的另一个主表面。例如，第一电极基板50和第二电极基板60的两端由支撑构件(图中未示出)支撑。

第一电极基板50包括具有柔性的基板50a、以及在基板50a的一个主表面上设置的作为导电层(第一导电层)的参考电极层(以下简称“参考电极层”)50b。第一电极基板50设置在感测层40的一个主表面侧，使参考电极层50b朝向感测层40的一个主表面。第一电极基板50的参考电极层50b能够沿着感测层40的面内方向移动。第二电极基板60包括具有柔性的基板60a、和设置在基板60a的一个主表面上的作为第二导电层的参考电极层60b。第二电极基板60设置在感测层40的另一个主表面侧，使得参考电极层60b朝向感测层40的另一个主表面。例如，第一电极基板50和第二电极基板60可以通过热压成型等方式形成。

参考电极层50b和60b各自是所谓的接地电极，具有接地电位。参考电极层50b和60b中每一层的形状的示例包括薄膜形状、箔形状、网格形状等；但是，形状不限于此。

参考电极层50b和60b只需要具有导电性即可，例如可以使用包含无机导电材料的无机导电层、包含有机导电材料的有机导电层、以及包含无机导电材料和有机导电材料两者的有机-无机导电层等。无机导电材料和有机导电材料可以是颗粒。

无机导电材料的实例包括金属、金属氧化物等。在这里，金属被定义为包括半金属。金属的实例包括但不限于诸如铝、铜、银、金、铂、钯、镍、锡、钴、铑、铱、铁、钌、锇、锰、钼、钨、铌、钽、钛、铋、锑、铅等金属，或者它们的合金等。金属氧化物的实例包括但不限于氧化铟锡(ito)、氧化锌、氧化铟、添加锑的氧化锡、添加氟的氧化锡、添加铝的氧化锌、添加镓的氧化锌、掺杂硅的氧化锌、氧化锌-氧化锡基、氧化铟-氧化锡基、和氧化锌-氧化铟-氧化镁基，等等。

有机导电材料的实例包括碳材料、导电聚合物等。碳材料之实例包括(但不限于)炭黑、碳纤维、富勒烯、石墨烯、碳纳米管、碳微线圈、纳米角等。可使用的导电聚合物的实例包括但不限于经取代或未经取代的聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、以及由从上述聚合物中选择出的一种或两种构成的(共)聚合物；等等。

参考电极层50b和60b可以是通过任何干法工艺和湿法工艺制备的薄膜。例如，可以使用溅射法、气相沉积法等作为干法工艺；但是，干法工艺并不特别限于此。参考电极层50b和60b可以是金属沉积的织物、用铝箔层压的塑料膜或类似物。

第一电极基板50和第二电极基板60分别设置在感测层40的两个主表面侧，从而可以抑制外部噪声(外部电场)从传感器100的两个主表面侧进入感测层40内。

第一电极基板50(具体而言，参考电极层50b)包括向第一介电层70突出的凸部55(第一凸部)。在图3和4等图中，只有一部分的凸部用附图标记标示出。本实施方式中的凸部55包括多个凸部55，当从z轴方向平视多个凸部55时，多个凸部55均为点状并且以二维方式布置成矩阵状。凸部55和上述压力检测单元45分别设置在对应的位置。每个凸部55在基板50a侧具有底部55a，在顶端处(第一介电层70侧的端部)具有顶部55b。例如，每个凸部55为圆柱形，但也可以为其他形状，如棱柱形和截锥台等。

(介电层)

第一介电层70设置在感测层40的一个主表面侧。第二介电层80设置在感测层40的另一主表面侧。第一介电层70和第二介电层80是可弹性变形的可变形层。

第一介电层70和感测层40之间通过贴合层(图中未示出)贴合在一起。此外，感测层40和第二介电层80之间也通过贴合层(图中未示出)贴合在一起。这些贴合层由粘合剂构成。作为粘合剂，例如可以使用从丙烯酸系粘合剂、硅酮系粘合剂、聚氨酯系粘合剂等组成的组中选择的一种或多种。在本说明书中，压敏粘合被定义为粘合的一种。

第一介电层70和第二介电层80是通过施加在传感器100的操作表面上的压力而发生弹性变形的膜。第一介电层70和第二介电层80各自包括介电体，例如发泡树脂或绝缘弹性体。发泡树脂是所谓的海绵，并且，例如，是发泡聚氨酯、发泡聚乙烯、发泡聚烯烃、海绵橡胶等中的至少一种。例如，绝缘弹性体是硅酮系弹性体、丙烯酸系弹性体、聚氨酯系弹性体、苯乙烯系弹性体等中的至少一种。

当从垂直于第一介电层70和第二介电层80的主表面的方向(z轴方向)平视第一介电层70和第二介电层80时，第一介电层70和第二介电层80均为矩形。但是，第一介电层70和第二介电层80中的每一个的形状不限于此，并且可以是圆形、椭圆形、矩形以外的多边形、不定形状等。

第一介电层70包括从第一电极基板50侧向下凹陷的凹部75。通过形成凹部75，形成向第一电极基板50突出的弹性凸部76。在图3和4等图中，只有一部分凹部和弹性凸部用附图标记标示出。本实施方式中的凹部75包括多个凹部75，当沿z轴方向的平面视图中查看多个凹部75时，多个凹部75均为点状，并且按照二维矩阵形式排列。凹部75和上述凸部55和压力检测单元45分别设置在相应位置。换句话说，如图4所示，每个凸部55的顶部55b与底部75a接触，底部75a是每个凹部75的底部。压力检测单元45设置在多个接触部分的下方。此外，作为每个弹性凸部76的尖端的顶部76a与参考电极层50b接触。

图5a是示出传感器100的一部分的横截面的部分截面图，图5b示出图5a中所示的传感器100中的第一电极基板50，图5c示出图5a中所示的传感器100中的第一介电层70。注意，在图5等图中，第一电极基板50中的基板50a和参考电极层50b也可能根据情况而不加区分地图示为一体。对于第二电极基板60中的基板60a和参考电极层60b来说也是如此。

图6a是沿图5b中箭头aa的方向获得的视图，图6b是沿图5b中箭头bb的方向获得的视图，图6c是示出图6a，6b中的被虚线包围的部分的透视图。如上所述，凸部55和凹部75设置为相互对应。凸部55分别容纳在凹部75中，并且每个凸部55的顶部55b与相应的凹部75内的底部75a接触。注意，凹部75分别比凸部55宽，以达到第一介电层70可通过后述的滑动操作等而变形的程度。每个凹部75的形状不限于圆柱形，可以根据需要进行更改。

[传感器的操作示例]

接下来，将描述传感器100的操作示例。图7是示出通过操作或意外现象(例如，由于包含传感器100的设备与其他物体(包、衣服等)之间的接触而产生的摩擦)而引起的传感器100的部分变形的图。例如，图7a示出传感器100由于z轴方向上的按压操作而产生的变形，图7b示出传感器100由于x轴方向上的滑动操作而产生的变形。

当向第一电极基板50施加按压力时，第一介电层70被局部压缩并变形，从而使得第一电极基板50(具体是参考电极层50b)接近压力检测单元45(基板41上的脉冲电极42和传感器电极43)之一。由于基板41未被压缩，因此无论有无按压力，每个脉冲电极42和相应的传感器电极43之间的电容都是恒定的。当第一电极基板50接近时，由于从脉冲电极42和相应的传感器电极43发生电场泄漏，因而使每个脉冲电极42和相应的传感器电极43之间的电容减小。通过检测该电容的减小，能够检测出对于传感器100上的按压力。

另一方面，根据滑动操作，第一介电层70的弹性凸部76沿面内方向变形。在这种变形中，与按压力引起的变形相反，第一电极基板50(具体来说，参考电极层50b)远离脉冲电极42和传感器电极43移动，并且电容增加。通过检测该电容的增加，能够检测出例如由于对于传感器100的滑动操作而产生的剪切力。注意，可以基于电容变化，检测按压力的大小、剪切力的大小和滑动量。当滑动操作结束时，每个弹性凸部76都恢复到其原始形状。

在上述第一实施方式中，可以区分和检测对于传感器的按压力和剪切力。此外，在第一实施方式中，可以检测面内方向(例如2轴方向，具体来说，相互正交的x轴方向和y轴方向)上的剪切力。在根据第一实施方式的传感器结构中，没必要增加布线和压力检测单元，构造不会复杂化。此外，传感器的柔软性没有受到过度损害。

<2.第二实施方式>

接下来，将描述第二实施方式。注意，除非另有规定，否则第一实施方式中已描述的事项可适用于第二实施方式。在第二实施方式中，凸部和凹部的形状不同于第一实施方式中的形状。

图8是用于说明第二实施方式中的传感器(传感器102)的构造的分解透视图。参考电极层50b包括向第一介电层70突出的凸部56。本实施方式中的凸部56包括多个凸部56，当从z轴方向平视多个凸部56时，多个凸部56均具有线状，并且布置成沿x轴方向上彼此分离。凸部56的多个部分和上述压力检测单元45分别设置在对应的位置处。

在第一介电层70中设置凹部77，每个凹部77从第一电极基板50侧向下方凹陷。每个凹部77是当从z轴方向平视时具有与每个凸部56的形状相对应的矩形形状的凹部。通过形成凹部77，可形成向第一电极基板50突出的弹性凸部78。

图9a示出传感器102的一部分的横截面的局部截面图，图9b示出图9a中所示的传感器102中的第一电极基板50，并且图9c示出图9a中所示的传感器102中的第一介电层70。

图10a是沿图9b中箭头cc的方向获得的视图，图10b是沿图9b中箭头dd的方向获得的视图，图10c是示出图10a和10中虚线包围的部分的透视图。凸部56和凹部77分别设置为相互对应。凸部55分别容纳在凹部77内，每个凸部56的顶部56b与相应凹部77内的底部77a接触。注意，凹部7分别比凸部56宽，以达到第一介电层70可通过滑动操作等变形的程度。

由于传感器102的操作等类似于第一实施方式中的操作，因此省略了重复说明。在第二实施方式中，也可以获得与第一实施方式中的效果类似的效果。根据第二实施方式，例如能够检测1轴方向(具体是与凸部56的延伸方向正交的方向)上的滑动操作等。根据第二实施方式的传感器适用于仅需要能够检测1轴方向上的剪切力的用途。

<3.第三实施方式>

接下来，将描述第三实施方式。注意，除非另有规定，否则第一实施方式和第二实施方式中已描述的事项可适用于第三实施方式。在第三实施方式中，设置两个或多个(例如，两个)压力检测单元45以对应于每个凸部55。

图11是用于描述第三实施方式中的传感器(传感器103)的构造的分解透视图。图12是示出在沿着图11中的切断线a-a'切断传感器103的情况下的横截面的一部分的横截面图。如图11和12所示，两个压力检测单元45a和45b彼此靠近布置，并对应于每个凸部55。

例如，图13示出由于x轴方向的一个方向(图13中的右方向)上的滑动操作而导致的传感器103的部分变形。根据滑动操作，第一介电层70沿面内方向变形。在这种变形中，第一电极基板50(特别是参考电极层50b)远离压力检测单元45a移动，并且接近压力检测单元45b。因此，压力检测单元45a中的每个脉冲电极42和相应传感器电极43之间的电容增加，并且压力检测单元45b中的每个脉冲电极42和相应传感器电极43之间的电容减小。而另一方面，例如，在沿x轴方向的另一方向(图13中的左方向)执行滑动操作的情况下，通过使第一电极基板50(具体地说，参考电极层50b)接近压力检测单元45a，远离压力检测单元45b移动。因此，压力检测单元45a中的每个脉冲电极42和相应传感器电极43之间的电容减小，并且压力检测单元45b中的每个脉冲电极42和相应传感器电极43之间的电容增加。换句话说，基于单个压力检测单元45中的电容的增加或减少，不仅可以检测剪切力，还可以检测滑动操作的方向。

如上所述，在第三实施方式中，还可以检测滑动方向。注意，在第三实施方式中，每个凸部55也可对应于三个或三个以上的压力检测单元45。

注意，在第三实施方式中，当进一步执行滑动操作时，第一电极基板50(具体地说，参考电极层50b)可能远离压力检测单元45a和压力检测单元45b移动。在这种情况下，由于第一电极基板50的远离距离(远离度)不同，电容的增加程度也因每个压力检测单元的不同而不同。例如，当执行沿x轴方向的一个方向(图13中的右方向)的滑动操作的情况下，第一电极基板50(具体来说，参考电极层50b)趋近于压力检测单元45a，而远离于压力检测单元45b。因此，压力检测单元45a的电容的增加量大于压力检测单元45b的电容的增加量。而另一方面，例如，相反，在进行沿x轴方向的另一方向(图13中的左方向)的滑动操作的情况下，压力检测单元45b的电容的增加量大于压力检测单元45a的电容的增加量。也就是说，通过比较电容的增加量，可以检测出滑动操作的方向。请注意，可限制参考电极层50b的移动，以使得两个压力检测单元45中的由于滑动操作而引起的电容变化分别变为第三实施方式中所述的“增加”和“减少”。

<4.变形例>

上文已经具体说明了本技术的实施方式，但是不限于上述的各个实施方式，可以根据本技术的技术思想作出各种变形例。下文将说明多个变形例。

[变形例1]

图14是用于说明变形例1中的传感器的构造的分解透视图。如图14所示，第一电极基板50(具体而言，参考电极层50b)可沿面内方向划分。然后，可以检测所划分的各区域中的按压力或剪切力。由于各区域中的按压力或剪切力可以被单独检测，因此可以检测由于多点触摸操作等产生的按压力和滑动。注意，划分后的各个第一电极基板50的大小可以彼此相同或不同。

[变形例2]

图15是示出变形例2中的传感器的横截面的一部分的图。通过改变第一介电层70的结构，可以控制由滑动操作等造成变形所需的负荷。例如，如图15所示，通过增大或减小每个弹性凸部76的宽度方向(x轴方向)上的大小，可以控制由滑动操作等造成变形所需的负荷。此外，第一介电层70的弹性凸部76的全部或部分的顶部76a可贴合到第一电极基板50上。通过贴合部分的数量，也可控制由滑动操作等造成变形所需的负荷。

[变形例3]

图16是示出变形例3中的传感器的横截面的一部分的图。作为每个凸部55的顶端的顶部55b可以是圆形的。由此，第一电极基板50可以很容易地沿着面内方向滑动。

[变形例4]

图17是示出变形例4中的传感器的横截面的一部分的图。每个凸部55包括倾斜的侧表面，使得所述侧表面的宽度从凸部55的底部55a朝向顶部55b变窄。通过采用这种构造，可以抑制容的急剧变化，并且可以很容易地检测到有无滑动、滑动量等。

[变形例5]

图18a到18c分别是示出变形例5中的传感器的横截面的一个示例的图。第一介电层70中包括的弹性凸部可具有能够使得在沿着第一电极基板50的面内方向移动时对该第一电极基板50的凸部(例如，凸部55)施加的负荷分阶段变化的构造。例如，如图18a所示，第一介电层70可包括向第一电极基板50突出的弹性凸部76b。每个弹性凸部76b设置在位于凹部75内的凸部55与弹性凸部76之间，例如，具有倒l形横截面。注意，弹性凸部76b在初始状态(没有滑动操作的阶段)下不与第一电极基板50接触。

如图18b所示，当进行滑动操作时，第一电极基板50的凸部55在某一个阶段与弹性凸部76b接触。由此，抑制沿滑动操作方向的移动的抑制力会起作用。然后，如图18c所示，为了进一步继续滑动操作，有必要对弹性凸部76b造成的抑制力施加反抗力。如此，通过在第一介电层70上设置预定的多个弹性凸部，滑动操作所需的负荷可以分阶段变化。此外，还可能提供能够给人新的操作感觉的操作。

[变形例6]

图19是示出变形例6中的传感器的横截面的一部分的横截面图。在上述实施方式等中，构造为将凸部55设置在传感器的一个表面的第一电极基板50上，将凹部75等设置在第一介电层70中。传感器的另一个表面也可具有类似的构造。换句话说，使第二电极基板60能够按着传感层40的面内方向移动，并且第二电极基板60(具体而言，参考电极层60b)可包括向第二介电层80突出的凸部65。然后，第二介电层80可具有凹部85、和向所述第二电极基板60突出的弹性凸部86(第二凸部)。此外，在第二电极基板60和第二介电层80中可设置在上述变形例中描述的构造。通过这种构造，例如，由于第一介电层70和第二介电层80都由于按压操作而变形，因此可以增加电容的变化，并提高传感器的负荷灵敏度。

[变形例7]

传感器可具有能够提供更大柔软性的结构。图20a是示出变形例7中的传感器的一部分的构造的分解透视图，图20b是变形例7中的第一电极基板50的凸部55的放大示图。例如，在第一电极基板50中设置格子状的沟槽部50d，第一电极基板50被划分为多个电极基板50c。彼此相邻的四个电极基板50c的四个相对应的角形成角部50e。此外，在第一介电层70中也设置了格子状的沟槽部70d。

如图20b所示，凸部55被分割成多个(例如，四个)柱状的凸部55d，各个凸部55d的顶部通过矩形的连接板55连接为一体。四个凸部55d的各自的底部55f设置在构成角部50e的四个电极基板50c的角附近。注意，凸部55各自布置在与构成沟槽部70d的相互正交的沟槽部相交叉的交叉点对应的位置处。

图21a示出沿着切断线xxia-xxia切断变形例7中的传感器时的横截面，并示出了该传感器沿不同方向弯曲的状态。图21b示出了沿着切断线xxib-xxib切断变形例7中的传感器时的横截面，并示出了该传感器沿不同方向弯曲的状态。如图所示，将第一电极基板50分割，并在第一介电层70中进一步形成格子状的沟槽部70d，由此传感器可获得柔软性。注意，在图21a和21b中，传感器的构造根据需要而简化示出。

[其他变形例]

在上述实施方式等中，不是操作表面侧的一侧(例如，第二电极基板60)可由金属板等构成。此外，在上述实施方式等中，压力检测单元的数量可以是一个。此外，第一和第二电极基板可以具有没有基板的构造(仅具有参考电极层的构造)。脉冲电极42和传感器电极43可设置在基板41的一个表面上。脉冲电极42和传感器电极43可各自包括多个线状的电极(也称为子电极)，并且只有交叉点由子电极形成。

在上述实施方式等中，无需与所有凸部(例如，凸部55)对应地设置凹部(例如，凹部75)。此外，可以不必由相应的凹部包围每个凸部的整个周围部。凹部不一定必须是凹陷的，而可以在平坦的第一介电层70上以岛状方式设置多个凸部，或者可以在该第一介电层70中以预定图案设置柱体。

在上述实施方式中，滑动操作被例示为产生剪切力的操作，但该操作也可以是由多个手指执行的操作，例如抓操作或捏操作。

上述实施方式中的构造、方法、工艺、形状、材料、数值等仅为示例，必要时可使用不同的构造、方法、工艺、形状、材料、数值等。可根据需要添加用于实施上述实施方式和变形例的构造。上述实施方式和变形例可酌情组合。

本技术还可以采用以下构造。

(1)

传感器包括：

感测层，包含压力检测单元；

介电层，设置在所述感测层上，所述介电层可变形；和

导电层，包括朝向所述介电层突出的凸部，所述导电层能够沿着所述感测层的面内方向移动。

(2)

根据(1)的传感器，其中所述凸部的顶端是圆形的。

(3)

根据(1)的传感器，其中所述凸部包括倾斜的侧表面，使得所述侧表面的宽度从所述凸部的底部朝向顶部变窄。

(4)

根据(1)到(3)中任一的传感器，其中所述凸部与所述压力检测单元设置为相互对应。

(5)

根据(1)到(4)中任一的传感器，其中所述凸部与两个或更多个压力检测单元设置为相互对应。

(6)

根据(1)到(5)中任一的传感器，其中所述凸部具有点形状。

(7)

根据(1)到(5)中任一的传感器，其中所述凸部具有线形状。

(8)

根据(1)到(7)中任一的传感器，其中所述导电层在平面内被划分。

(9)

根据(1)到(8)中任一的传感器，其中所述介电层包括朝向所述导体层突出的弹性凸部。

(10)

根据(1)到(9)中任一的传感器，其中所述弹性凸部与所述导体层接触。

(11)

根据(1)到(9)中任一的传感器，其中所述弹性凸部被贴合到所述导体层。

(12)

根据(1)到(11)中任一的传感器，其中所述弹性凸部具有能够在沿着所述导电层的平面内方向移动的时候分阶段改变施加到所述导体层的凸部上的负荷的构造。

(13)

根据(1)到(12)中任一的传感器，其中

所述感测层包括：

基板；

第一电极，设置在所述基板的一个表面上；和

第二电极，设置在所述基板的另一表面上，以及

所述压力检测单元包括所述第一电极和所述第二电极。

(14)

根据(1)到(12)中任一的传感器，其中

所述感测层包括：

基板；以及

第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极设置在所述基板的一个表面上，以及

所述压力检测单元包括所述第一电极和所述第二电极。

(15)

传感器包括：

感测层，包括压力检测单元；

第一介电层，设置在所述感测层的一个表面上，所述第一介电层可变形；

第一导电层，设置在所述第一介电层的一侧上，所述第一导电层包括朝向所述第一介电层突出的第一凸部，所述第一导电层能够沿着所述感测层的面内方向移动；

第二介电层，设置在所述感测层的另一表面上，所述第二介电层可变形；以及

第二导电层，设置在所述第二介电层的一侧上。

(16)

根据(15)的传感器，其中所述第二导电层包括朝向所述第二介电层突出的第二凸部，并且所述第二导电层能够沿着所述感测层的面内方向移动。

(17)

根据(1)到(16)中的任何一所述的传感器，还包括控制单元，所述控制单元基于来自所述压力检测单元的输出，检测所述导电层的按压力和剪切力。

(18)

一种电子设备，包括根据(1)到(17)中任一所述的传感器。

(19)

一种可穿戴终端，包括根据(1)到(17)中任一所述的传感器，所述可穿戴终端能够穿戴在人体上。

(20)

一种控制方法，包括：

由检测单元检测取决于按压力或剪切力的压力检测单元的电容变化；以及

由控制单元执行取决于所述检测单元的检测结果的处理。

<5.应用例>

接下来，将描述本技术的应用例，但本技术不限于以下应用例。作为应用实例，本技术的传感器可应用于手表式电子设备、头戴式显示器、操作显示器、电子乐器、袜式传感器、智能带等带式电子设备、手镯式电子设备、戒指式电子设备、眼镜式电子设备、服装式电子设备等。

可以使用传感器100来执行带12的内侧的压力分布感测。由此，可以读取肌肉和肌腱的形状，根据手臂的姿势和手指的姿势，可以推定佩戴手表型电子设备10的人目前正在做什么。此外，通过有意识地移动手臂和手，变得能够仅用佩戴装置的一只手臂来控制该装置。而这种检测操作对于一般的触摸传感器来说是困难的，是压力分布传感器独有的优点。作为感测手臂动作的方法，存在一种检测肌电的方法，但是由于皮肤的接触程度、出汗情况等，肌电具有很大的噪声。注意，上述压力分布传感可由带式电子设备(例如智能带等)、手镯式电子设备等执行。此外，传感器100可以是所谓的生物传感器。在这种情况下，控制器ic22可以根据传感器100提供的输出信号检测佩戴手表式电子设备的用户的心跳、脉搏等，并将检测结果通知cpu21。

例如，在将上述传感器用于头部佩戴显示器的主体侧面的情况下，即使视场被阻挡，也可以通过按住侧面并轻微滑动来执行光标操作等，而无需额外的控制器。在传感器用于主体正面的情况下，可以使正在观看的视频对应于操作部分，并且可以实现交互的内容。

例如，在操作显示屏的背面使用上述传感器的情况下，可以区分和处理多种形式的操作，比如通过根据压力检测位置的变化而进行的剪切力检测来执行光标移动，而通过根据没有压力检测位置的变化而进行的剪切力检测来执行页面馈送或音乐馈送。

例如，在上述传感器用于电子乐器的情况下，在键盘的情况下，通过键盘检测按压力和剪切力，由此提高演奏的表现力。与操作显示类似，可以通过区分压力检测位置的变化的有无，来执行操作，例如，在手指大幅滑动的情况下实施弯曲，在手指在现场晃动的情况下实施振动。

在上述传感器用于袜式传感器的情况下，不仅能够检测施加在鞋底上的压力分布，还可以检测稳固的站立位置等。因此，有可能进行运动能力的评估、鞋的性能评估等。

例如，在该传感器用于手镯式终端的带部分的外侧的情形中，则能够仅通过在按入后在面方向上施加力来实现屏幕的切换。因此，窄屏幕不会被手指挡住，从而不会像触摸传感器等安装在屏幕上的情况那样难于被看到，即使在宽度较窄的带部分上，操作也不会带来任何不便。此外，在只接受按入作为输入的情况下，可以确定包含滑动的按压力是由接触衣物等引起的，并且忽略该按压力(不作为处理对象)。

例如，在传感器用于手镯式终端的带部的内侧的情况下，可以通过压力检测与手腕之间的接触状况，并通过剪切力检测与手腕之间的偏移。由于在终端安装有脉搏传感器的情况下，与手腕之间的接触状态在很大程度上影响测量精度和准确性，因此可以实施这样的使用方式：如果接触状态不好，则可以发出警告，例如如果可能发生与手腕之间的偏移，则忽略当时的脉搏测量数据。

当将上述传感器用作设备的输入接口时，由于添加了在面方向上施加力的方式来作为除按压以外的操作方法，因此能够向设备指示的内容变得丰富。例如，能够区分在按压后手指大幅滑动的情况和仅在面方向上施加力而不移动的情况。两种情况都能检测到剪切力，但两者之间的差异在于前者的压力检测位置发生了变化，而后者则没有变化。因此，可以能够将横向的操作设为两种或两种以上。此外，即使在仅沿着一维方向排列压力检测单元的构造中，也具有可以检测到沿横向的滑动操作的优点。因此，无需在设备表面提供按钮、滑块、滚轮和操纵杆之类的输入接口，便能够实现等效输入接口，从而在不影响设计的情况下提高可用性。

在将上述传感器用作设备的输入接口的情况下，由于可以区分垂直进行按压的情况和利用剪切力进行按压的情况，因此传感器可用于区分有意的输入和无意的输入。由于剪切力通常是在诸如衣物等物体无意中接触并按压设备等情况下产生的，例如，通过作为无意的输入而忽略该剪切力，可以防止对输入的错误检测。

当使用上述传感器作为压力分布传感器时，可以使用一个传感器测量压力分布和剪切力，而无需同时使用歪斜传感器等。因此，在上文所述的鞋的开发中，在除了压力分布之外、剪切力也是有用信息的情况下，本技术是适用的。

将描述应用例中的处理示例。第一个例子是执行检测对手镯式终端(例如上文所述的手表式电子设备10)的带12作出的操作的处理、以及根据该操作而执行的处理。将参考图22和23的流程图描述该处理的流程。例如，下面描述的处理由控制器ic22根据传感器100的检测结果执行。注意，在图22和23中圈出的“a”和“b”是表示处理连续性的符号，并不表示特殊处理。

在下面的描述中，假设在带12中设置了两个区域(第一区域和第二区域)。压力检测单元45以两个设为一组，压力检测单元45的个数(节点数)设为2×n。在存储器(如控制器ic22中包含的存储器)中，分别设置n个按压力存储区域、一个剪切方向存储区域和一个重心坐标存储区域，并且设置变量(i，j)作为处理中的变量。

在步骤st101中，检测所有压力检测单元的电容。然后，处理继续至步骤st102。在步骤st102中，执行检测剪切力的处理。步骤st102表示循环的开始，每次循环重复时，变量i从1递增到n，增量步长为1。在步骤st103的处理中，确定是否施加剪切力和产生电容差。具体来说，确定第(2i-1)个压力检测单元45的电容和第2i个压力检测单元45的电容之间的电容差是否大于x[f]。在电容差大于x的情况下，处理继续至步骤st104。如果电容差小于或等于x，则处理继续至步骤st108。

在步骤st104中，根据电容差计算剪切力的大小(以下简称剪切力)。然后，处理继续至步骤st105。在步骤st105中，设置变量j＝0。然后，处理继续至步骤st106。在步骤st106中，确定剪切力是否大于阈值。例如，确定剪切力是否大于y[pa]。这里，阈值y是用于确定剪切力的有无的阈值。在剪切力大于y[pa]的情况下，处理继续至步骤st107。在剪切力小于或等于y的情况下，处理继续至步骤st108。在步骤st107中，设置j＝1和i＝n。

步骤st108表示与循环相关的处理结束。在与循环相关的所有处理结束后，处理继续进行到st109。在步骤st109中，确定变量j是否为1。这里，在变量j不是1的情况下，处理继续进行到步骤st110，并且在存储器的剪切方向存储区域中记录表示“无”的值(例如，预定比特数的数字值)，然后处理继续进行到步骤st113。在步骤st109中j为1的情况下，处理继续进行到步骤st111。

在步骤st111中，确定是否将剪切力施加于编号较小的节点一侧。例如，确定第2i个电容是否大于第(2i-1)个电容。在步骤st111的结果为是的情况下，处理继续到步骤st112。在步骤st112中，在剪切方向存储区域中记录表示“上”的值(例如，预定比特数的数字值)，然后处理继续到步骤st113。

在步骤st113中，开始压力检测的循环。在步骤st114中，在电容进一步减少的节点(即，在第(2i-1)个节点)处计算压力。然后，处理继续执行步骤st115。在步骤st115中，步骤st114的结果记录在第i个按压力存储区域中。步骤st116表示与循环相关的处理结束。

在步骤st111的结果为否的情况下，处理继续到步骤st120。在步骤st120中，在剪切方向存储区域中记录表示“下”的值(例如，预定比特数的数字值)，然后处理继续到步骤st121。

在步骤st121中，开始压力检测的循环。在步骤st122中，在电容进一步减少的节点(即，第2i个节点)处计算压力。然后，处理继续执行步骤st123。在步骤st123中，步骤st122的结果记录在第i个按压力存储区域中。步骤st124指示与循环相关的处理结束。

在步骤st116或步骤st124中与循环相关的处理结束之后，处理转移到如图23所示的步骤st130。在步骤st130中，确定存储在按压力存储区域中的最大压力是否大于阈值z[pa]。如果最大压力超过阈值，则是传感器已被按压。如果步骤st130中的判断为“是”，则处理继续执行步骤st131。

在步骤st131中，压力重心坐标是基于节点的位置来计算的。然后，处理继续执行步骤st132。在步骤st132中，压力重心坐标记录在重心坐标存储区域。然后，处理继续执行步骤st133。在步骤st133中，确定重心的位置。在这里，如果重心位置是除了作为操作区域的第一和第二区域以外的位置，则处理返回到图22所示的步骤st101的处理。如果重心位置是作为操作区域的第一区域，则处理继续进行到步骤st134，如果重心位置是作为操作区域的第二区域，则处理继续进行到步骤st140。

在步骤st134中，确定剪切方向，并根据剪切方向进行处理。例如，在剪切方向向上的情况下，在步骤st135中执行向上移动光标的处理。在剪切方向向下的情况下，在步骤st136中执行向下移动光标的处理。在没有剪切力的情况下，在步骤st136中执行键入(决定输入)，并执行相应的处理。

第二区域中的操作也是类似的，在步骤st140中，确定剪切方向，并根据剪切方向进行处理。例如，在剪切方向向上的情况下，在步骤st141中执行向上移动光标的处理。在剪切方向向下的情况下，在步骤st142中执行向下移动光标的处理。在没有剪切力的情况下，在步骤st143中执行键入(决定输入)，并执行相应的处理。

接下来，将参考图24和25的流程图，描述检测手镯式终端(例如上文所述的手表式电子设备10)的带的偏移的处理、和根据检测结果执行的处理的流程。例如，下面描述的处理由控制器ic22根据传感器100的检测结果执行。注意，图24和25中被圆圈包围的“c”和“d”是表示处理连续性的符号，并不表示特殊处理。

在下面的描述中，压力检测单元45以两个设为一组，压力检测单元45的个数(节点数)设为n。在存储器(例如，控制器ic22中包含的存储器)中，设置n个状态存储区域，并设置变量(i、j、k)作为处理中的变量。

在图24的流程图中，在步骤st201中，设置变量j＝0。然后，处理继续执行步骤st202。在步骤st202中，开始确定带的张紧程度的循环。每次循环重复时，变量i从1递增到n，增量步长为1。然后，处理继续进行步骤st203。

在步骤st203中，在第i个状态存储区域中记录0。然后，处理继续执行步骤st204。在步骤st204中，检测第i个压力检测单元45的电容。然后，处理继续执行步骤st205。在步骤st205中，确定由于带的张紧而产生的压力是否超过阈值，具体来说，第i个压力检测单元45的电容是否小于x[f]。如果步骤st205的结果是“是”，则处理继续执行步骤st206，并且变量j加1。换句话说，本例中的变量j表示压力超过阈值的节点数。变量j加1后，处理继续执行步骤st207。此外，如果步骤st205的结果为否，则处理继续执行步骤st207。步骤st207表示与循环相关的处理结束。

与循环相关的处理结束后，处理继续执行步骤st208。在步骤st208中，确定j/n是否大于1/2，具体来说，确定是否对超过一半的节点施加了足够的压力。这里，如果步骤st208中的确定为否，则处理继续执行步骤st209。

在步骤st209中，由于没有对某个或多个(例如，超过一半)节点施加足够的压力，例如显示“张紧不足”等。在带的张紧不足的情况下，可能无法进行正确的测量。因此，在步骤st209之后的步骤st210的处理中，丢弃随后要获得的例如加速度和脉搏等数据。请注意，步骤st210中的具体处理的内容可以根据应用而更改。

如果步骤st208中的判断为“是”，则处理将继续执行图25中的步骤st215。在步骤st215中，设置变量j＝0和k＝0。然后，处理继续执行步骤st216。步骤st216表示用于状态确认的循环的处理开始。

在步骤st217中，检测第i个压力检测单元45的电容。然后，处理继续到步骤st218。在步骤st218中，确定第i个压力检测单元45的电容是否小于x[f]。如果步骤st218的结果为是，则处理继续进行到步骤st219，并且变量j加1。在步骤st219之后的步骤st225中，在第i状态存储区域中记录0，处理继续进行到步骤st226。步骤st226示出与循环相关的处理结束。

如果步骤st218的结果为否，则处理继续到步骤st220。在步骤st220中，确定第i个压力检测单元45的电容是否大于y[f]。这里，阈值y是用于确定剪切力的有无的阈值。如果步骤st220的确定结果为否，则处理继续进行上述步骤st225。如果步骤st220的确定结果为是，则处理继续到步骤st221。

在步骤st221中，对第i个状态存储区域执行追加(添加)1的处理。然后，处理继续执行步骤st222。在步骤st222中，确定第i个存储区域是否超过阈值“a”。该确定是确定剪切力的超过是否连续发生了“a”次的处理。如果步骤st222的确定结果为否，则处理继续到步骤st226。如果步骤st222的测定结果为是，则处理继续到步骤st223。在步骤st223中，变量k加1，然后，处理继续至步骤st226。

在与循环相关的处理结束后，处理继续执行步骤st227。在步骤st227中，确定k/n是否大于1/2。换句话说，确定是否一半的节点继续超过阈值。如果步骤st227的结果为是，则处理继续执行步骤st228。在步骤st228中，由于剪切力连续作用于超过一半的节点，例如，显示“带已经偏移”等。在步骤st228的处理之后，处理转移到图24的流程图中的步骤st210的处理。

如果步骤st227的结果为否，则处理继续执行步骤st229。在步骤st229中，确定j/n是否大于1/2。换言之，确定是否对一半的节点施加了足够的压力。如果步骤st229的确定结果为是，则处理返回步骤st215。如果步骤st229的确定结果为否，则处理继续到步骤st230。在步骤st230中，由于未向超过一半的节点施加足够的压力，例如显示“带松动”等。在步骤st230的处理之后，处理转移到图24的流程图中的步骤st210的处理。尽管上文已经描述了应用例中的处理示例，但不必说，上述处理可以根据传感器的应用领域进行适当的更改。

附图标记说明

10电子设备

40感测层

45压力检测单元

50第一电极基板

50b参考电极层

55凸部

60第二电极基板

60b参考电极层

70第一介电层

75凹部

76弹性凸部

80第二介电层

100传感器