CN114402183A - 触觉传感器 - Google Patents
触觉传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114402183A CN114402183A CN202180004175.8A CN202180004175A CN114402183A CN 114402183 A CN114402183 A CN 114402183A CN 202180004175 A CN202180004175 A CN 202180004175A CN 114402183 A CN114402183 A CN 114402183A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- elastic member
- light emitting
- sensor substrate
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 83
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 89
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 12
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 19
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 7
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 6
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Push-Button Switches (AREA)
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
Abstract
本发明提供一种触觉传感器，其具备传感器基板、弹性部件、被支承部件、及光放射部件。传感器基板具有配置有多个可检测第一波长的光的光传感器的第一面。弹性部件配置于传感器基板的第一面侧，相对于第一波长具有透射性。被支承部件被弹性部件支承，具有与弹性部件不同的光学特性。光放射部件在比弹性部件靠传感器基板侧被弹性部件覆盖而配置，向弹性部件放射包含第一波长的光。
Description
技术领域
本发明涉及触觉传感器。
背景技术
触觉传感器通过各种结构来实现。例如，专利文献1中公开的光学式的触觉传感器包含配置于物体接触的部分的透明弹性体。在透明弹性体的内部配置有反射光的标记。当透明弹性体由于物体而受到压力时，标记的位置由于透明弹性体的弹性变形而变化。通过利用摄像头检测该位置变化，能够测定从物体施加于透明弹性体的力的大小及方向。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第02/18893号
发明内容
发明所要解决的问题
由于需要利用摄像头拍摄标记，所以光学式的触觉传感器需要用于向标记照射光的光源。其结果，光学式的触觉传感器作为大型的装置而构成。另一方面，触觉传感器为了在例如机器人通过手抓握物体时，调整该抓握的力而使用。触觉传感器在假定在这种用途中使用的情况下特别要求小型化。为了不缩小压力的检测范围而使触觉传感器小型化，需要将触觉传感器设为薄型。
本发明的目的之一在于，使触觉传感器小型化。
用于解决问题的技术方案
根据本发明的一实施方式，提供一种触觉传感器，其具备：传感器基板，其具有配置有多个可检测第一波长的光的光传感器的第一面；弹性部件，其配置于所述传感器基板的所述第一面侧，相对于所述第一波长具有透射性；被支承部件，其被所述弹性部件支承，具有与所述弹性部件不同的光学特性；光放射部件，其在比所述弹性部件靠所述传感器基板侧被所述弹性部件覆盖而配置，向所述弹性部件放射包含所述第一波长的光。
也可以是，所述光放射部件具有光放射面，在夹持于所述传感器基板和所述弹性部件之间的状态下配置，相对于所述第一波长具有透射性。
也可以是，所述光放射面配置于所述光传感器和所述弹性部件之间。也可以是，所述光放射部件被所述传感器基板支承。
也可以是，所述光放射部件包含夹持于所述传感器基板和所述弹性部件之间的面光源。也可以是，所述面光源包含EL元件。
也可以是，所述光放射部件包含光源及用于将来自所述光源的光扩散且导向所述弹性部件的光扩散板，所述光扩散板被所述弹性部件和所述传感器基板夹持。
也可以是，所述被支承部件具有球体形状。
也可以是，所述被支承部件具有网眼形状。
也可以是，所述传感器基板包含多个光导入部，该光导入部配置于比所述多个光传感器靠所述光放射部件侧且与该多个光传感器中的每一个对应地配置。
也可以是，所述第一波长包含可见光以外的波长。
也可以是，所述第一波长包含可见光的波长。
也可以是，所述传感器基板为图像传感器，还具备解析装置，其根据所述多个光传感器的检测结果解析从所述传感器基板输出的图像信号，并输出与对所述弹性部件的压力相关的信息。
也可以是，所述传感器基板为事件检测型传感器，还具备解析装置，其根据所述多个光传感器的检测结果解析从所述传感器基板输出的事件信息信号，并输出与对所述弹性部件的压力相关的信息。
发明效果
根据本发明，能够使触觉传感器小型化。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的触觉传感器的结构的图。
图2是说明本发明第一实施方式的检测装置的结构的图。
图3是表示相对于压力检测面从物体受到压力时的反射部件的位置变化的一例的图。
图4是表示相对于压力检测面从物体受到压力时的反射部件的拍摄图像的一例的图。
图5是表示相对于压力检测面从物体受到压力时的反射部件的拍摄图像的一例的图。
图6是说明本发明第二实施方式的检测装置的结构的图。
图7是说明本发明第三实施方式的检测装置的结构的图。
图8是说明本发明第四实施方式的图像传感器的结构的图。
图9是说明本发明第五实施方式的图像传感器的结构的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明一实施方式的触觉传感器。以下所示的实施方式为一例，本发明不应解释为限定于这些实施方式。此外，在本实施方式中参照的附图中，对相同部分或具有同样的功能的部分标注相同的符号或类似的符号(数字之后仅标注有A、B等的符号)，有时省略其重复的说明。另外，为了便于说明，附图的尺寸比率有时与实际的比率不同\或从附图中省略结构的一部分。
＜第一实施方式＞
[1.触觉传感器的结构]
图1是表示本发明第一实施方式的触觉传感器的结构的图。图2是说明本发明第一实施方式的检测装置的结构的图。触觉传感器1包括包含压力检测面60a的检测装置10及解析装置90。图1所示的触觉传感器中，对于检测装置10假定与压力检测面60a垂直的截面结构进行图示。图2是用于理解地说明检测装置10的各结构的图，与分解立体图对应。检测装置10包含图像传感器基板20、光放射部件40、弹性部件60及反射部件80。
图像传感器基板20包含基板21、光检测部25及光导入部28。基板21通过具有刚性的材料、例如陶瓷等无机材料形成。基板21只要比弹性部件60更具有刚性，则就不限于陶瓷，例如也可以通过有机材料形成。光检测部25包含多个光传感器26。在该例中，多个光传感器26在图像传感器基板20的第一面20a侧配置为矩阵状。
光导入部28具有多个开口部29，覆盖光检测部25。多个开口部29中的每一个配置于与多个光传感器26中的每一个对应的位置。开口部29具有针孔形状，将从光放射部件40侧到达的光进行限定，并导入配置于与该开口部29对应的位置的光传感器26。开口部29只要能够将光导入光传感器26即可，因此，也可以在开口部29的内部充填透明的部件。开口部29的形状例如只要被设定为来自反射部件80的反射光高效地到达光传感器26即可。
以下，本说明书中称为“透明”的情况是指相对于从光放射部件40放射的光中、至少一部分波长的光(第一波长的光)具有透射性。如后述，该光不限定于可见光的情况。具有透射性不是由相对于该波长的透射率明确地规定，只要是能够实现本说明书中说明的作为触觉传感器的功能的透射率的范围即可。
图像传感器基板20输出与光传感器26的检测结果对应的信号。光传感器26可检测第一波长的光。这表示光传感器26能够检测至少第一波长的光，而不是仅检测第一波长的光。该信号表示与配置成矩阵状的光传感器26的检测结果对应的图像。如后述，该图像包含表示反射部件80的位置的信息。
光放射部件40是透明的部件，是配置于图像传感器基板20的第一面20a侧的面光源。在该例中，光放射部件40是被透明导电层夹持的构成为有机EL的发光元件，通过接收电力的供给而放射光。放射的光的波长可以是可见光以外的其它的波长范围(例如，红外光、紫外光)，不限于可见光以外的波长，可以是可见光的波长，也可以是可见光以外的波长和可见光的波长双方。光放射部件40不限于有机EL元件，也可以是无机EL元件。
弹性部件60例如是硅橡胶等透明的弹性体。弹性部件60配置于光放射部件40的两面中、与图像传感器基板20对置的面相反侧的面。因此，光放射部件40被弹性部件60和图像传感器基板20夹持。弹性部件60的两面中与光放射部件40相反侧的面为压力检测面60a。例如，弹性部件60由于物体1000产生的向压力检测面60a的压力而弹性变形。此时，在弹性部件60中的图像传感器基板20侧的面(与压力检测面60a相反侧的面)侧，通过图像传感器基板20(基板21)的刚性进行支承，因此，弹性部件60在压力检测面60a侧大幅变形。向压力检测面60a的压力不限于按照与面垂直的方向施加的情况，也可以按照沿着面的方向施加。
反射部件80是具有球体形状，且具有与弹性部件60不同的光学特性的弹性部件。这里所说的球体形状不限于完全的球的情况，是表示大致球体，且允许稍微变形的概念。反射部件80也可以不是弹性部件。反射部件80通过具有与弹性部件60不同的光学特性，反射来自光放射部件40的光。换言之，反射部件80中能够反射来自光放射部件40的光可以说是包围反射部件80的弹性部件60和反射部件80具有不同的光学特性。
多个反射部件80在弹性部件60的内部，以在与第一面20a大致平行的面内配置成矩阵状的状态被弹性部件60支承。多个反射部件80不限于配置于弹性部件60的内部的情况，例如，也可以沿着压力检测面60a配置。多个反射部件80只要配置于随着向压力检测面60a的压力引起的弹性部件60的弹性变形而移动的位置即可，即只要被弹性部件60支承即可。反射部件80不限于具有球体形状的情况，可采取各种形式。
返回图1继续说明。解析装置90包含图像解析部95及电力供给部98。电力供给部98供给检测装置10中被消耗的电力。例如，该电力用于光放射部件40中的发光及图像传感器基板20的动作。电力的供给源也可以是与解析装置90不同的装置。
图像解析部95解析从检测装置10(图像传感器基板20)输出的信号(以下，有时称为图像信号)，计算与对检测装置10的压力检测面60a施加的压力相关的信息(例如，压力的大小、压力的方向)并将其输出。后面叙述具体的解析方法。以上是关于触觉传感器1的结构的说明。
[检测原理]
接着，说明触觉传感器1进行的压力的检测原理。在此，假定产生了压力检测面60a从物体1000受到压力时的结构上的变化(弹性部件60及反射部件80的变化)。
图3是表示相对于压力检测面从物体受到压力时的反射部件的位置变化的一例的图。假定物体1000对压力检测面60a施加压力。在该例中，施加该压力的方向与压力检测面60a垂直。在以下的说明中，将该方向称为z方向，将与z方向垂直且图3中的左方向称为x方向，将与z方向和x方向垂直的方向称为y方向。
当物体1000向z方向对压力检测面60a施加压力时，弹性部件60发生变形。如图1所示，如果物体1000离开压力检测面60a，则弹性部件60通过弹性力恢复成最初的形状。
当弹性部件60变形时，反射部件80追随其变形而移动。在图3所示的例子中，反射部件80的移动后的位置以实线表示，最初的位置以虚线表示。如图示，利用物体1000，通过弹性部件60的弹性变形向z方向(接近图像传感器基板20的方向)进行压缩，由此，反射部件80向z方向相对移动。在物体1000的周边部，压力的成分不仅存在于z方向上，还存在于x方向等xy平面方向上。因此，存在于物体1000的周边部的反射部件80的移动方向还具有z方向以外的成分(xy平面方向的成分)。
如上述，光放射部件40为面光源，因此，至少放射朝向图像传感器基板20的光(以下，作为示例，有时称为光Ld1、Ld2、Ld3)及朝向弹性部件60的光(以下，作为示例，有时称为光Lr1、Lr2、Lr3)。即，光放射部件40在图像传感器基板20侧和弹性部件60侧具有光放射面。
光Ld1、Ld2、Ld3均到达光检测部25。光Lr1透过弹性部件60从压力检测面60a向外射出。通过射出的光Lr1被任一物体反射、或在压力检测面60a反射，也有时光Lr1的一部分返回至光检测部25。例如，假定物体1000中不与压力检测面60a接触的部分。光Lr2透过弹性部件60，在反射部件80被反射并到达光检测部25。光Lr3透过弹性部件60，在与压力检测面60a接触的部分的物体1000被反射，并到达光检测部25。使用图4及图5说明通过这些光到达光检测部25而由图像传感器基板20得到的图像。
图4是表示相对于压力检测面从物体受到压力时的反射部件的拍摄图像的一例的图。在该例中，表示在图3所示的状况下由图像传感器基板20得到的图像。来自光放射部件40的光Ld1、Ld2、Ld3作为面光源的整体的光到达图像传感器基板20的光检测部25，但光Lr2、Lr3也作为反射光到达。因此，通过将光Ld1、Ld2、Ld3的成分作为背景除去，取出光Lr2的成分，由此，能够得到反射部件80的图像。另外，通过取出光Lr3的成分，能够得到物体1000(特别是与压力检测面60a接触的部分)的图像。
根据图4，处于物体1000的正下方的反射部件80(例如，80d1)向z方向移动而接近图像传感器基板20。其结果，反射部件80d1作为比移动前的反射部件80大的图像而得到。与物体1000的周边部对应的位置的反射部件80中的反射部件80d2以相对于物体1000向外侧被挤出的方式移动。其结果，反射部件80d2作为相对于移动前的反射部件80向离开物体1000的方向(图4的例子中为X方向)移动的图像而得到。反射部件80d3也相同，作为相对于移动前的反射部件80向离开物体1000的方向(图4的例子中为合成了X方向和Y方向的方向)移动的图像而得到。反射部件80d2、80d3均包含向z方向的移动，因此，与反射部件80d1相同，作为比移动前的反射部件80大的图像而得到，但作为比反射部件80d1小的图像而得到。
图5是表示相对于压力检测面从物体受到压力时的反射部件的拍摄图像的一例的图。在图4中假定物体1000向z方向对压力检测面60a施加压力，但在图5中，假定物体1000相对于压力检测面60a不仅向z方向还向x方向施加压力。根据图5，与反射部件80d1对应的位置的反射部件80d4作为比反射部件80d1向x方向进行了移动的图像而得到。
上述的图像解析部95通过解析这样由图像传感器基板20获取的图像，而获取与多个反射部件80中的每一个相关的变化信息(大小的变化、位置的变化及位置的变化量)。在图像上，反射部件80的大小改变，因此，反射部件80的位置作为反射部件80的重心(该例中，反射部件80为球体，因此，在图像上相当于圆的中心)进行处理。
图像解析部95基于变化信息，计算与物体1000对压力检测面60a的压力相关的触觉信息。触觉信息例如表示压力检测面60a的xy平面上的与各坐标对应的压力的大小及方向，也可以说是各坐标中的压力的矢量信息。此时，由图像得到的物体1000(特别是与压力检测面60a接触的部分)的位置也可以用于计算。
以上，一实施方式的触觉传感器1具有在图像传感器基板20和弹性部件60之间夹持成为面光源的光放射部件40的结构。弹性部件60及光放射部件40相对于从光放射部件40放射的光是透明的，由此，即使将光放射部件40夹持于图像传感器基板20和弹性部件60之间，也能够利用图像传感器基板20检测来自配置于弹性部件60的反射部件80的反射光。
根据该结构，能够将向反射部件80提供光的光源作为非常薄的面光源进行配置，因此，能够使触觉传感器1小型化(薄型)。由于图像传感器基板20比弹性部件60更具有刚性，从而作为用于支承在压力检测面60a上受到压力的弹性部件60的部件，也能够使图像传感器基板20(基板21)发挥作用。
通过弹性部件60覆盖光放射部件40，光放射部件40从反射部件80的正下方(沿着z方向的方向)对反射部件80放射光，来自反射部件80的反射光在z方向上前进并到达图像传感器基板20。因此，能够在各种图像处理(例如透视转换)中降低处理负荷。通过将反射部件80设为球体，也能够降低图像处理的负荷。在来自光放射部件40的光为红外光等可见光以外的光的情况下，也能够使从压力检测面60a漏出的光不被辨识。
＜第二实施方式＞
在第二实施方式中，对具有形成伪面光源的光放射部件40A来代替作为面光源的光放射部件40的检测装置10A进行说明。
图6是说明本发明第二实施方式的检测装置的结构的图。检测装置10A包含光放射部件40A。光放射部件40A以外的结构与第一实施方式相同，因此，省略其说明。
光放射部件40A包含光扩散板45及光源48。光扩散板45在图像传感器基板20的第一面20a侧夹持于弹性部件60和图像传感器基板20之间而配置。就光源48而言，例如，光扩散板45被从光源48提供光，其将该光至少扩散至弹性部件60侧，并且相对于该光也具有透射性。
从光扩散板45放射至弹性部件60的光在反射部件80进行反射。该反射光透过光扩散板45并到达光检测部25。光扩散板45具有光的扩散效果，因此，也有时透射率比第一实施方式的光放射部件40低，但从光源48提供的光只要最终到达至光检测部25即可。
即使是具有这种结构的检测装置10A，也能够具有与第一实施方式的检测装置10同样的功能。
＜第三实施方式＞
在第三实施方式中，对为了形成伪面光源而具有多个点光源的光放射部件40B来代替作为面光源的光放射部件40的检测装置10B进行说明。
图7是说明本发明第三实施方式的检测装置的结构的图。检测装置10B包含图像传感器基板20B及光放射部件40B。图像传感器基板20B及光放射部件40B以外的结构与第一实施方式相同，因此，省略其说明。
光检测部25B具有相对于第一实施方式的光检测部25不存在一部分光传感器26的结构。光放射部件40B配置于基板21的第一面20Ba中不存在光传感器26的区域。光放射部件40B为LED等发光元件。光导入部28B在与配置有光放射部件40B的区域对应的部分具有开口部。也可以通过该开口部露出光放射部件40B。从光放射部件40B放射的光通过该开口部而到达弹性部件60。只要以从光放射部件40B放射的光到达存在于压力检测范围的反射部件80的方式确定光放射部件40B的光放射角度即可。作为光放射部件40B的一部分，也可以将第二实施方式那样的光扩散板45设置于弹性部件60和图像传感器基板20B之间。
即使是具有这种结构的检测装置10B，也能够具有与第一实施方式的检测装置10同样的功能。
＜第四实施方式＞
在第四实施方式中，对具备具有准直功能的光导入部28C来代替包含针孔形状的开口部29的光导入部28的图像传感器基板20C进行说明。
图8是说明本发明第四实施方式的图像传感器基板的结构的图。图像传感器基板20C包含作为准直阵列的光导入部28C。光导入部28C配置于基板21的第一面20Ca侧，包含多个孔29C。多个孔29C中的每一个配置于与多个光传感器26分别对应的位置。孔29C将与第一面20Ca垂直地延伸且从光放射部件40侧到达的光导入配置于与该孔29C对应的位置的光传感器26。孔29C只要能够将光导入光传感器26即可，因此，也可以在孔29C的内部充填透明的部件。
即使是具有这种结构的图像传感器基板20C，也能够具有与第一实施方式的图像传感器基板20同样的功能。
＜第五实施方式＞
在第五实施方式中，对具备具有基于微透镜列阵的聚光功能的光导入部28D来代替包含针孔形状的开口部29的光导入部28的图像传感器基板20D进行说明。
图9是说明本发明第五实施方式的图像传感器基板的结构的图。图像传感器基板20D包含配置于第一面20Da侧的光导入部28D。光导入部28D包含微透镜列阵27D和开口部29D的多个组。多个组中的每一个配置于与多个光传感器26分别对应的位置，将从光放射部件40侧到达的光导入光传感器26。
即使是具有这种结构的图像传感器基板20D，也能够具有与第一实施方式的图像传感器基板20同样的功能。
＜变形例＞
以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明的一实施方式也可以如以下那样变形成各种形式。另外，上述的实施方式及以下说明的变形例也能够分别相互组合而应用。
(1)也可以在比反射部件80靠压力检测面60a侧(例如，压力检测面60a上)配置遮光膜，该遮光膜遮挡来自光放射部件40的光，并且能够随着弹性部件60的弹性变形而变形。在该情况下，由于遮光膜的遮光性能而不能获取物体1000的图像，但能够降低向压力检测面60a漏出的光。
(2)触觉传感器也可以使用事件检测型传感器来代替图像传感器基板20。事件检测型传感器不输出通过由光检测部25检测的光而得到的图像的信号，而输出表示基于图像的变化而检测的事件信息(例如图像中具有阈值以上的辉度变化的坐标)的信号。在该情况下，解析装置90包含具有解析事件信息的功能而代替具有图像解析部95的功能的事件解析部。事件解析部解析从事件检测型传感器输出的信号(事件信息信号)，计算与对检测装置10的压力检测面60a施加的压力相关的信息(例如，压力的大小、压力的方向)并将其输出。
(3)光导入部28配置于比光传感器26靠光放射部件40侧，将来自光放射部件40的光(特别是光Lr2那样的与反射部件80相关的光)导入光传感器26。示例了同样功能的光导入部28B、28C、28D，但只要具有这种功能，则就不限于示例的结构。
(4)为了使来自光放射部件40的光到达光传感器26，反射部件80至少具有相对于第一波长的光的反射功能。另一方面，通过使来自光放射部件40的光到达光传感器26，只要能够在图像传感器基板20上识别相当于反射部件80的结构，则也可以不必具有该反射功能。弹性部件60也可以不支承反射部件80，而支承例如具有相对于第一波长的光的吸收功能的吸收部件。在来自光放射部件40的光例如被压力检测面60a反射且到达光传感器26的期间，通过吸收部件吸收光。由此，图像传感器基板20能够得到吸收部件的图像。
这样，以随着弹性部件60的弹性变形而能够移动的方式被弹性部件60支承的部件(被支承部件)不限于反射部件80，能够从具有与弹性部件60不同的光学特性的各种部件中采用。弹性部件60也可以支承多种被支承部件(例如，反射部件80和吸收部件双方)。
(5)不限于利用弹性部件60支承多个反射部件80的情况，也可以支承一个反射部件。一个反射部件也可以具有例如网眼形状。这里所说的网眼形状的部件是形成有多个开口的面形状的部件。网眼形状的部件作为一例，将矩形的开口配置成矩阵状，具有格子状的图案形状。通过面形状的部件被弹性部件60支承，该部件随着弹性部件60的弹性变形而变形。图像传感器基板20能够得到例如开口部分的形状由于该弹性变形而变化或开口部分移动的图像。
符号说明
1…触觉传感器，10、10A、10B…检测装置，20、20B、20C、20D…图像传感器基板，20a、20Ba、20Ca、20Da…第一面，21…基板，25、25B…光检测部，26…光传感器，27D…微透镜列阵，28、28B、28C、28D…光导入部，29…开口部，29C…孔，29D…开口部，40、40A、40B…光放射部件，45…光扩散板，48…光源，60…弹性部件，60a…压力检测面，80、80d1、80d2、80d3、80d4…反射部件，90…解析装置，95…图像解析部，98…电力供给部，1000…物体。
Claims (14)
1.一种触觉传感器，其具备：
传感器基板，其具有配置有多个可检测第一波长的光的光传感器的第一面；
弹性部件，其配置于所述传感器基板的所述第一面侧，相对于所述第一波长具有透射性；
被支承部件，其被所述弹性部件支承，具有与所述弹性部件不同的光学特性；
光放射部件，其在比所述弹性部件靠所述传感器基板侧被所述弹性部件覆盖而配置，向所述弹性部件放射包含所述第一波长的光。
2.根据权利要求1所述的触觉传感器，其中，
所述光放射部件具有光放射面，在夹持于所述传感器基板和所述弹性部件之间的状态下配置，相对于所述第一波长具有透射性。
3.根据权利要求2所述的触觉传感器，其中，
所述光放射面配置于所述光传感器和所述弹性部件之间，所述光放射部件被所述传感器基板支承。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的触觉传感器，其中，
所述光放射部件包含夹持于所述传感器基板和所述弹性部件之间的面光源。
5.根据权利要求4所述的触觉传感器，其中，
所述面光源包含EL元件。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的触觉传感器，其中，
所述光放射部件包含光源及用于将来自所述光源的光扩散且导向所述弹性部件的光扩散板，
所述光扩散板被所述弹性部件和所述传感器基板夹持。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的触觉传感器，其中，
所述被支承部件具有球体形状。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的触觉传感器，其中，
所述被支承部件具有网眼形状。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的触觉传感器，其中，
所述传感器基板包含多个光导入部，该光导入部配置于比所述多个光传感器靠所述光放射部件侧且与该多个光传感器中的每一个对应地配置。
10.根据权利要求9所述的触觉传感器，其中，
所述光放射部件配置于所述传感器基板和所述弹性部件之间。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的触觉传感器，其中，
所述第一波长包含可见光以外的波长。
12.根据权利要求1-10中任一项所述的触觉传感器，其中，
所述第一波长包含可见光的波长。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的触觉传感器，其中，
所述传感器基板为图像传感器，
还具备解析装置，其根据所述多个光传感器的检测结果解析从所述传感器基板输出的图像信号，并输出与对所述弹性部件的压力相关的信息。
14.根据权利要求1-12中任一项所述的触觉传感器，其中，
所述传感器基板为事件检测型传感器，
还具备解析装置，其根据所述多个光传感器的检测结果解析从所述传感器基板输出的事件信息信号，并输出与对所述弹性部件的压力相关的信息。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020-137633 | 2020-08-17 | ||
| JP2020137633A JP6864401B1 (ja) | 2020-08-17 | 2020-08-17 | 触覚センサ |
| PCT/JP2021/021591 WO2022038863A1 (ja) | 2020-08-17 | 2021-06-07 | 触覚センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114402183A true CN114402183A (zh) | 2022-04-26 |
| CN114402183B CN114402183B (zh) | 2024-03-08 |
Family
ID=75638785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202180004175.8A Active CN114402183B (zh) | 2020-08-17 | 2021-06-07 | 触觉传感器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JP6864401B1 (zh) |
| CN (1) | CN114402183B (zh) |
| TW (1) | TWI788919B (zh) |
| WO (1) | WO2022038863A1 (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023100515A1 (ja) * | 2021-12-02 | 2023-06-08 | ソニーグループ株式会社 | 触覚センサ装置、接触センサモジュールおよびロボットアーム装置 |
| KR20230096431A (ko) * | 2021-12-23 | 2023-06-30 | 삼성전자주식회사 | 광학식 촉각 센서 |
| WO2023210376A1 (ja) * | 2022-04-28 | 2023-11-02 | 富士フイルム株式会社 | 圧力センサおよびロボット |
| WO2024101603A1 (ko) * | 2022-11-11 | 2024-05-16 | 삼성전자주식회사 | 물체에 대한 접촉 정보를 획득하기 위한 전자 장치 및 그 제어 방법 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60209128A (ja) * | 1984-04-02 | 1985-10-21 | Oki Electric Ind Co Ltd | 感圧センサ |
| JP2001330415A (ja) * | 2000-05-23 | 2001-11-30 | Akira Todoroki | 光透過繊維強化複合材料の変形検出装置 |
| WO2002018893A1 (fr) * | 2000-08-31 | 2002-03-07 | Center For Advanced Science And Technology Incubation, Ltd. | Détecteur tactile optique |
| CN1842701A (zh) * | 2004-06-16 | 2006-10-04 | 株式会社东京大学Tlo | 光学式触觉传感器 |
| JP2008197078A (ja) * | 2007-02-08 | 2008-08-28 | Nara Institute Of Science & Technology | 触覚センサ及び触覚情報検出方法 |
| US20090315989A1 (en) * | 2008-06-19 | 2009-12-24 | Adelson Edward H | Tactile sensor using elastomeric imaging |
| US20120240691A1 (en) * | 2011-03-23 | 2012-09-27 | University Of Southern California | Elastomeric optical tactile sensor |
| CN106052914A (zh) * | 2016-07-21 | 2016-10-26 | 清华大学 | 一种基于视觉的触觉测量传感器 |
| CN107710115A (zh) * | 2016-03-31 | 2018-02-16 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 触控响应模组、键盘、触控装置、具反馈功能的触控设备 |
| US10038854B1 (en) * | 2015-08-14 | 2018-07-31 | X Development Llc | Imaging-based tactile sensor with multi-lens array |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07128163A (ja) * | 1993-11-08 | 1995-05-19 | Fuji Electric Co Ltd | 触覚センサ |
| US6267014B1 (en) * | 2000-01-14 | 2001-07-31 | National Research Council Of Canada | Apparatus for sensing a load of pressure applied to a surface |
| JP4087238B2 (ja) * | 2002-12-10 | 2008-05-21 | シャープ株式会社 | 触覚センサ |
| JP5013507B2 (ja) * | 2006-06-29 | 2012-08-29 | 国立大学法人東北大学 | 反射像を用いた触覚センサ |
| ITPI20070085A1 (it) * | 2007-07-23 | 2009-01-24 | Scuola Superiore Di Studi Univ | Sensore tattile flessibile e metodo per ottenerlo |
| JP2010190770A (ja) * | 2009-02-19 | 2010-09-02 | Nitta Ind Corp | 複合型光学式触覚センサ |
| EP2446238B1 (en) * | 2009-06-23 | 2016-08-03 | Imec | Optical tactile sensors |
| JP5825604B2 (ja) * | 2011-09-13 | 2015-12-02 | 国立大学法人名古屋大学 | ６軸力計測装置、及び６軸力計測方法 |
| HUP1100633A2 (en) * | 2011-11-17 | 2013-06-28 | Pazmany Peter Katolikus Egyetem | Device with optical feedback for measuring force and pressure |
| TWI438393B (zh) * | 2011-12-14 | 2014-05-21 | Zygo Corp | 使用調變照明作非接觸式表面特性檢測 |
| US9085381B2 (en) * | 2012-02-17 | 2015-07-21 | S7 Ip Holdings, Llc | Load fill sensor system for grain trailers |
| WO2014062970A1 (en) * | 2012-10-17 | 2014-04-24 | Gelsight, Inc. | Three-dimensional digital impression and visualization of objects |
| JP5983845B2 (ja) * | 2015-01-15 | 2016-09-06 | 大日本印刷株式会社 | 圧力センサおよび接続部材の製造方法 |
| JP6685821B2 (ja) * | 2016-04-25 | 2020-04-22 | キヤノン株式会社 | 計測装置、インプリント装置、物品の製造方法、光量決定方法、及び、光量調整方法 |
| TR201606370A2 (zh) * | 2016-05-13 | 2017-11-21 | Sensobright Ind Llc | |
| TWI597910B (zh) * | 2016-10-03 | 2017-09-01 | 國立交通大學 | 光學元件、壓力感測元件以及壓力感測裝置 |
| CA3100551A1 (en) * | 2018-05-18 | 2019-11-21 | 1004335 Ontario Inc. carrying on business as A D Metro | Optical touch sensor devices and systems |
| WO2020154393A1 (en) * | 2019-01-24 | 2020-07-30 | The Regents Of The University Of Michigan | Light-based tactile sensing with directional sensitivity |
| EP3693139A1 (en) * | 2019-02-11 | 2020-08-12 | Université d'Aix-Marseille | Optical tactile sensor |
-
2020
- 2020-08-17 JP JP2020137633A patent/JP6864401B1/ja active Active
-
2021
- 2021-03-26 JP JP2021053177A patent/JP2022033691A/ja active Pending
- 2021-06-07 WO PCT/JP2021/021591 patent/WO2022038863A1/ja active Application Filing
- 2021-06-07 CN CN202180004175.8A patent/CN114402183B/zh active Active
- 2021-07-15 TW TW110126148A patent/TWI788919B/zh active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60209128A (ja) * | 1984-04-02 | 1985-10-21 | Oki Electric Ind Co Ltd | 感圧センサ |
| JP2001330415A (ja) * | 2000-05-23 | 2001-11-30 | Akira Todoroki | 光透過繊維強化複合材料の変形検出装置 |
| WO2002018893A1 (fr) * | 2000-08-31 | 2002-03-07 | Center For Advanced Science And Technology Incubation, Ltd. | Détecteur tactile optique |
| CN1571920A (zh) * | 2000-08-31 | 2005-01-26 | 株式会社东京大学Tlo | 光学式触觉传感器 |
| CN1842701A (zh) * | 2004-06-16 | 2006-10-04 | 株式会社东京大学Tlo | 光学式触觉传感器 |
| JP2008197078A (ja) * | 2007-02-08 | 2008-08-28 | Nara Institute Of Science & Technology | 触覚センサ及び触覚情報検出方法 |
| US20090315989A1 (en) * | 2008-06-19 | 2009-12-24 | Adelson Edward H | Tactile sensor using elastomeric imaging |
| US20120240691A1 (en) * | 2011-03-23 | 2012-09-27 | University Of Southern California | Elastomeric optical tactile sensor |
| US10038854B1 (en) * | 2015-08-14 | 2018-07-31 | X Development Llc | Imaging-based tactile sensor with multi-lens array |
| CN107710115A (zh) * | 2016-03-31 | 2018-02-16 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 触控响应模组、键盘、触控装置、具反馈功能的触控设备 |
| CN106052914A (zh) * | 2016-07-21 | 2016-10-26 | 清华大学 | 一种基于视觉的触觉测量传感器 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 闫岩;谢文遨;张远航;张春;: "纹理识别触觉传感器的设计与实现", 微电子学与计算机, no. 12 * |
| 龚江涛;於文苑;曲同;刘烨;傅小兰;徐迎庆;: "影响触觉图像识别因素的量化分析", 计算机辅助设计与图形学学报, no. 08 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022033634A (ja) | 2022-03-02 |
| TWI788919B (zh) | 2023-01-01 |
| CN114402183B (zh) | 2024-03-08 |
| WO2022038863A1 (ja) | 2022-02-24 |
| JP2022033691A (ja) | 2022-03-02 |
| TW202208811A (zh) | 2022-03-01 |
| JP6864401B1 (ja) | 2021-04-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114402183B (zh) | 触觉传感器 | |
| US9201524B2 (en) | Lensless optical navigation device for directing radiation via reflection by three total internal surfaces | |
| US6326948B1 (en) | Input device | |
| US8462358B2 (en) | Device for detecting movement and forces | |
| KR20140129173A (ko) | 디스플레이들 및 정보입력장치들 | |
| WO2005121853A1 (en) | Method of manufacturing a ploymeric waveguide with a three-dimensional lens | |
| WO2018216619A1 (ja) | 非接触入力装置 | |
| US20060158424A1 (en) | Optical slide pad | |
| US9170684B2 (en) | Optical navigation device | |
| KR20090010059A (ko) | 이동 가능한 물체의 이동들을 검출하기 위한 검출 회로 | |
| KR20090007563A (ko) | 이동 가능한 물체의 움직임을 검출하기 위한 검출 회로 | |
| EP2615425B1 (en) | Measurement system for optical touch trigger or scanning probe with a concave mirror | |
| US8428450B2 (en) | Integrated optical module | |
| CN113424034B (zh) | 触觉以及接近传感器 | |
| US10896314B2 (en) | Fingerprint identification module | |
| JP2009093616A (ja) | タッチパネル | |
| JP2012201346A (ja) | 照明装置 | |
| JPH1153102A (ja) | 入力装置 | |
| WO2023100483A1 (ja) | 触覚センサ装置およびロボットアーム装置 | |
| US11415739B2 (en) | Illuminating device comprising a symbol and input device comprising the same | |
| US20240003764A1 (en) | Tactile sensor and apparatus including tactile sensor | |
| US11914175B2 (en) | Electronic pen | |
| JP2004014448A (ja) | 光検出型多方向スイッチ | |
| CN117472199A (zh) | 电子笔 | |
| JP2023162987A (ja) | ガス検出装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |