JP2002236059A - 触覚センサ、触覚センサユニット、触覚センサの使用方法、触覚センサユニットの使用方法、及び触覚センサユニットの製造方法 - Google Patents
触覚センサ、触覚センサユニット、触覚センサの使用方法、触覚センサユニットの使用方法、及び触覚センサユニットの製造方法Info
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- JP2002236059A JP2002236059A JP2001032024A JP2001032024A JP2002236059A JP 2002236059 A JP2002236059 A JP 2002236059A JP 2001032024 A JP2001032024 A JP 2001032024A JP 2001032024 A JP2001032024 A JP 2001032024A JP 2002236059 A JP2002236059 A JP 2002236059A
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- tactile
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 十分高い検知能力を有する新規な構成の触覚
センサ、及び触覚センサユニットを提供する。 【解決手段】 コイル１−１〜１−４とコンデンサとが
直列に接続されてなるＬＣ直列共振回路３−１〜３−４
から触覚センサ１０を構成する。ＲＦ入力端子６より掃
引電気信号を入力し、ＲＦ出力端子７からの出力信号に
おける減衰周波数の変位から、コイルの変形に基づく前
記コイルのインダクタンス変化を検知し、触圧を感知す
る。
センサ、及び触覚センサユニットを提供する。 【解決手段】 コイル１−１〜１−４とコンデンサとが
直列に接続されてなるＬＣ直列共振回路３−１〜３−４
から触覚センサ１０を構成する。ＲＦ入力端子６より掃
引電気信号を入力し、ＲＦ出力端子７からの出力信号に
おける減衰周波数の変位から、コイルの変形に基づく前
記コイルのインダクタンス変化を検知し、触圧を感知す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、触覚センサ、触覚
センサユニット、触覚センサの使用方法、触覚センサユ
ニットの使用方法、及び触覚センサユニットの製造方法
に関し、詳しくはロボットハンドのエンドエフェクタや
携帯情報機器などにおいて好適に用いることのできる、
触覚センサ、触覚センサユニット、触覚センサの使用方
法、触覚センサユニットの使用方法、及び触覚センサユ
ニットの製造方法に関する。
センサユニット、触覚センサの使用方法、触覚センサユ
ニットの使用方法、及び触覚センサユニットの製造方法
に関し、詳しくはロボットハンドのエンドエフェクタや
携帯情報機器などにおいて好適に用いることのできる、
触覚センサ、触覚センサユニット、触覚センサの使用方
法、触覚センサユニットの使用方法、及び触覚センサユ
ニットの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、触覚センサとしては、歪みゲージ
などの圧力センサを転用したもの、スイッチアレイをゴ
ムなどの可撓性部材で覆った構造のもの、又は感圧ゴ
ム、感圧ポリマーなどの機能性可撓性部材を用いたもの
が使用されていた。
などの圧力センサを転用したもの、スイッチアレイをゴ
ムなどの可撓性部材で覆った構造のもの、又は感圧ゴ
ム、感圧ポリマーなどの機能性可撓性部材を用いたもの
が使用されていた。
【０００３】感圧ゴムなどを用いた触覚センサについて
は、例えば、「電気学会論文誌E」No.4, pp.189-193, 1
999において報告されている。報告によれば、前記触覚
センサによって接触圧力、接触した素子数、及び接触温
度を識別して認識できるということである。
は、例えば、「電気学会論文誌E」No.4, pp.189-193, 1
999において報告されている。報告によれば、前記触覚
センサによって接触圧力、接触した素子数、及び接触温
度を識別して認識できるということである。
【０００４】同様に、「Intl. Conference on Solid-St
ate Sensors and Actuators」pp.129-132, 1997には、
シリコンゴムの空洞中の空気の共鳴周波数の変化によっ
て、３軸応力を検出し、これによって接触を感知する触
覚センサが記載されている。また、「IEEE Intl. Confe
rence on Robotics and Automation」pp. 957-961,1999
には、誘導結合を用いることにより、ワイヤレスでパワ
ー供給及び触覚信号の送出を可能としたセンサチップが
報告されている。
ate Sensors and Actuators」pp.129-132, 1997には、
シリコンゴムの空洞中の空気の共鳴周波数の変化によっ
て、３軸応力を検出し、これによって接触を感知する触
覚センサが記載されている。また、「IEEE Intl. Confe
rence on Robotics and Automation」pp. 957-961,1999
には、誘導結合を用いることにより、ワイヤレスでパワ
ー供給及び触覚信号の送出を可能としたセンサチップが
報告されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような触覚センサは、触覚センサとしての機能を十分
に発揮することができず、上述したロボットハンドのエ
ンドエフェクタや携帯情報端末などの新規な用途におけ
る触覚センサとしては不十分なものであった。
たような触覚センサは、触覚センサとしての機能を十分
に発揮することができず、上述したロボットハンドのエ
ンドエフェクタや携帯情報端末などの新規な用途におけ
る触覚センサとしては不十分なものであった。
【０００６】本発明は、十分高い検知能力を有する新規
な構成の触覚センサ、及び触覚センサユニットを提供す
るとともに、これらの使用方法並びに製造方法を提供す
ることを目的とする。
な構成の触覚センサ、及び触覚センサユニットを提供す
るとともに、これらの使用方法並びに製造方法を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は、コイルとコンデンサとが直列に接続されてな
るＬＣ直列共振回路を具え、触圧による前記コイルの変
形に基づく前記コイルのインダクタンス変化から、前記
触圧を感知するようにしたことを特徴とする、触覚セン
サに関する。
本発明は、コイルとコンデンサとが直列に接続されてな
るＬＣ直列共振回路を具え、触圧による前記コイルの変
形に基づく前記コイルのインダクタンス変化から、前記
触圧を感知するようにしたことを特徴とする、触覚セン
サに関する。
【０００８】また、本発明は、所定の部材と、この部材
上において形成され、直列に接続されてなるコイル及び
コンデンサから構成されるＬＣ直列共振回路とを具え、
触圧による前記コイルの変形に基づく前記コイルのイン
ダクタンス変化から、前記触圧を感知するようにしたこ
とを特徴とする、触覚センサユニットに関する。本発明
の触覚センサユニットは、本発明の触覚センサを所定の
部材上に形成し、実際のセンサ素子として構成したもの
である。
上において形成され、直列に接続されてなるコイル及び
コンデンサから構成されるＬＣ直列共振回路とを具え、
触圧による前記コイルの変形に基づく前記コイルのイン
ダクタンス変化から、前記触圧を感知するようにしたこ
とを特徴とする、触覚センサユニットに関する。本発明
の触覚センサユニットは、本発明の触覚センサを所定の
部材上に形成し、実際のセンサ素子として構成したもの
である。
【０００９】本発明の触覚センサ及び触覚センサユニッ
トは、ＬＣ直列共振回路のコイルの変形に伴うインダク
タンス変化から外部の触圧を感知するものである。外部
から前記コイルに対して触圧が加わると、コイルは変形
してその巻線間隔あるいは面積が変化する。一般に、コ
イルのインダクタンスはその巻線間隔及び面積に応じて
変化する。このため、前記コイルの変形に応じて前記コ
イルの巻線間隔あるいは面積が変化すると、前記コイル
のインダクタンスは前記巻数変化あるいは面積変化に敏
感に反応して変化する。したがって、前記触圧に対する
前記コイルのインダクタンス変化をモニタリングするこ
とにより、前記触圧を感知することができる。
トは、ＬＣ直列共振回路のコイルの変形に伴うインダク
タンス変化から外部の触圧を感知するものである。外部
から前記コイルに対して触圧が加わると、コイルは変形
してその巻線間隔あるいは面積が変化する。一般に、コ
イルのインダクタンスはその巻線間隔及び面積に応じて
変化する。このため、前記コイルの変形に応じて前記コ
イルの巻線間隔あるいは面積が変化すると、前記コイル
のインダクタンスは前記巻数変化あるいは面積変化に敏
感に反応して変化する。したがって、前記触圧に対する
前記コイルのインダクタンス変化をモニタリングするこ
とにより、前記触圧を感知することができる。
【００１０】なお、本発明の触覚センサ及び触覚センサ
ユニットは、互いに異なる共振周波数を有する複数のＬ
Ｃ直列共振回路を具えることができる。これによって、
広範囲な触圧を感知することができる。
ユニットは、互いに異なる共振周波数を有する複数のＬ
Ｃ直列共振回路を具えることができる。これによって、
広範囲な触圧を感知することができる。
【００１１】すなわち、各位置に配置されたＬＣ直列共
振回路の共振周波数がそれぞれ異なるため、触圧によっ
てその位置に配置されたＬＣ直列共振回路のコイルが変
形し、そのインダクタンスが変化する。このインダクタ
ンス変化は、そのＬＣ直列共振回路の共振周波数変化と
なって現れる。したがって、前記複数のＬＣ直列共振回
路の共振周波数をモニタリングし、特定の共振周波数の
変化を読み取ることによって、所定位置の触圧を感知す
ることができる。
振回路の共振周波数がそれぞれ異なるため、触圧によっ
てその位置に配置されたＬＣ直列共振回路のコイルが変
形し、そのインダクタンスが変化する。このインダクタ
ンス変化は、そのＬＣ直列共振回路の共振周波数変化と
なって現れる。したがって、前記複数のＬＣ直列共振回
路の共振周波数をモニタリングし、特定の共振周波数の
変化を読み取ることによって、所定位置の触圧を感知す
ることができる。
【００１２】なお、本発明の触覚センサの使用方法、触
覚センサユニットの使用方法、及び触覚センサユニット
の製造方法については、以下の発明の実施の形態におい
て説明する。
覚センサユニットの使用方法、及び触覚センサユニット
の製造方法については、以下の発明の実施の形態におい
て説明する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明を発明の実施の形態
に則して詳細に説明する。図１は、本発明の触覚センサ
の一例を示す図であり、図２は、図１に示す触覚センサ
の等価回路である。図１に示す触覚センサ１０は、コイ
ル１−１〜１−４とコンデンサとが直列に接続されてな
る４つのＬＣ直列共振回路３−１〜３−４を具えてい
る。前記コンデンサの下部電極は、それぞれコイル１−
１〜１−４と兼用し、前記コンデンサの上部電極２−１
〜２−４は、それぞれ図示しない誘電体層を介してコイ
ル１−１〜１−４と対向するようにして形成されてい
る。
に則して詳細に説明する。図１は、本発明の触覚センサ
の一例を示す図であり、図２は、図１に示す触覚センサ
の等価回路である。図１に示す触覚センサ１０は、コイ
ル１−１〜１−４とコンデンサとが直列に接続されてな
る４つのＬＣ直列共振回路３−１〜３−４を具えてい
る。前記コンデンサの下部電極は、それぞれコイル１−
１〜１−４と兼用し、前記コンデンサの上部電極２−１
〜２−４は、それぞれ図示しない誘電体層を介してコイ
ル１−１〜１−４と対向するようにして形成されてい
る。
【００１４】コンデンサの上部電極２−１〜２−４は、
それぞれ１本の信号線９によって接続され、信号線９の
一端はＲＦ入力端子６に接続され、他端はＲＦ出力端子
７に接続されている。また、各ＬＣ直列共振回路を構成
するコイル１は、それぞれグランド端子８に接続されて
いる。なお、ＬＣ直列共振回路３−１〜３−４は、それ
ぞれ異なる共振周波数を有する。
それぞれ１本の信号線９によって接続され、信号線９の
一端はＲＦ入力端子６に接続され、他端はＲＦ出力端子
７に接続されている。また、各ＬＣ直列共振回路を構成
するコイル１は、それぞれグランド端子８に接続されて
いる。なお、ＬＣ直列共振回路３−１〜３−４は、それ
ぞれ異なる共振周波数を有する。
【００１５】触覚センサ１０の、例えば、ＬＣ直列共振
回路３−３が位置する部分に触圧が加わったとすると、
その共振回路におけるコイル１―３の巻数間隔あるいは
面積が変化する。すると、コイル１−３のインダクタン
スが変化する。このインダクタンス変化によって、ＬＣ
直列共振回路３−３の共振周波数が変化するため、この
共振周波数変化を検知することによって、前記触圧を感
知することができる。ＬＣ直列共振回路３−１〜３−４
はそれぞれ異なる共振周波数を有するため、それらの共
振周波数をモニタリングし、特定の共振周波数における
変化を検知することによって、対応するＬＣ直列共振回
路が存在する部分において触圧が生じたことを感知する
ことができる。
回路３−３が位置する部分に触圧が加わったとすると、
その共振回路におけるコイル１―３の巻数間隔あるいは
面積が変化する。すると、コイル１−３のインダクタン
スが変化する。このインダクタンス変化によって、ＬＣ
直列共振回路３−３の共振周波数が変化するため、この
共振周波数変化を検知することによって、前記触圧を感
知することができる。ＬＣ直列共振回路３−１〜３−４
はそれぞれ異なる共振周波数を有するため、それらの共
振周波数をモニタリングし、特定の共振周波数における
変化を検知することによって、対応するＬＣ直列共振回
路が存在する部分において触圧が生じたことを感知する
ことができる。
【００１６】上述した共振周波数変化は、図１に示す触
覚センサ１０のＲＦ入力端子６から所定の掃引電気信号
を入力し、ＲＦ出力端子７からの出力信号をモニタリン
グすることによって検知することができる。具体的に
は、本発明の触覚センサの使用方法に基づいて、前記触
圧を感知することが好ましい。以下、本発明の触覚セン
サの使用方法について詳述する。
覚センサ１０のＲＦ入力端子６から所定の掃引電気信号
を入力し、ＲＦ出力端子７からの出力信号をモニタリン
グすることによって検知することができる。具体的に
は、本発明の触覚センサの使用方法に基づいて、前記触
圧を感知することが好ましい。以下、本発明の触覚セン
サの使用方法について詳述する。
【００１７】図３は、図１に示す触覚センサ１０を用い
て触圧を感知する工程を示す、本発明の触覚センサの使
用方法を説明するための図である。最初に、外部発振器
２０より、ＲＦ入力端子６を通じてＬＣ直列共振回路３
−１に電気的な周波数入力信号を入力させる。この入力
信号は、時間的な周波数掃引信号、ＬＣ直列共振回路３
−１の共振周波数に対応した周波数成分を有する信号、
及び連続した周波数成分を含む信号などから任意に選択
することができる。
て触圧を感知する工程を示す、本発明の触覚センサの使
用方法を説明するための図である。最初に、外部発振器
２０より、ＲＦ入力端子６を通じてＬＣ直列共振回路３
−１に電気的な周波数入力信号を入力させる。この入力
信号は、時間的な周波数掃引信号、ＬＣ直列共振回路３
−１の共振周波数に対応した周波数成分を有する信号、
及び連続した周波数成分を含む信号などから任意に選択
することができる。
【００１８】ＬＣ直列共振回路３−１〜３−４は、信号
線９によって接続されているため、前記掃引電気信号は
ＬＣ直列共振回路３−１〜３−４それぞれを経由した
後、ＲＦ出力端子７よりスペクトルアナライザ３０に出
力される。
線９によって接続されているため、前記掃引電気信号は
ＬＣ直列共振回路３−１〜３−４それぞれを経由した
後、ＲＦ出力端子７よりスペクトルアナライザ３０に出
力される。
【００１９】入力した前記掃引電気信号が図２の左下側
のように表される場合、前記出力信号は、各ＬＣ直列共
振回路の共振周波数に相当する位置において信号強度が
低下し、図３の右下側に示すような形状を呈するように
なる。符号ｆ１〜ｆ４は、それぞれＬＣ直列共振回路３
−１〜３−４に起因した信号強度低下の位置における周
波数（減衰周波数）を表す。
のように表される場合、前記出力信号は、各ＬＣ直列共
振回路の共振周波数に相当する位置において信号強度が
低下し、図３の右下側に示すような形状を呈するように
なる。符号ｆ１〜ｆ４は、それぞれＬＣ直列共振回路３
−１〜３−４に起因した信号強度低下の位置における周
波数（減衰周波数）を表す。
【００２０】上述したように、ＬＣ直列共振回路３−３
が触圧され、コイル１−３が変形してインダクタンスが
変化すると、その共振周波数が変化する。したがって、
ＬＣ直列共振回路３−３に起因した出力信号低下の位置
が点線で示すように変位し、減衰周波数がｆ３からｆ
３’に変位する。したがって、この減衰周波数の変位を
検知することによって、ＬＣ直列共振回路３−３におい
て触圧が生じたことを感知することができる。
が触圧され、コイル１−３が変形してインダクタンスが
変化すると、その共振周波数が変化する。したがって、
ＬＣ直列共振回路３−３に起因した出力信号低下の位置
が点線で示すように変位し、減衰周波数がｆ３からｆ
３’に変位する。したがって、この減衰周波数の変位を
検知することによって、ＬＣ直列共振回路３−３におい
て触圧が生じたことを感知することができる。
【００２１】すなわち、図３の右下側に示すような出力
信号を常時モニタリングし、減衰周波数の変位を検知す
ることにより、変位が生じた減衰周波数に相当するＬＣ
直列共振回路において触圧が生じたことを検知すること
ができる。
信号を常時モニタリングし、減衰周波数の変位を検知す
ることにより、変位が生じた減衰周波数に相当するＬＣ
直列共振回路において触圧が生じたことを検知すること
ができる。
【００２２】図１に示す触覚センサ１０は４つのＬＣ直
列共振回路を具えているが、その数は目的に応じて任意
に設定することができる。単一のＬＣ直列共振回路を有
するようにすることもできるし、５以上のＬＣ直列共振
回路を有することもできる。また、図１に示す触覚セン
サ１０においては、ＬＣ直列共振回路を構成するコンデ
ンサの下部電極をコイル３と兼用しているが、別体とし
て設けることもできる。
列共振回路を具えているが、その数は目的に応じて任意
に設定することができる。単一のＬＣ直列共振回路を有
するようにすることもできるし、５以上のＬＣ直列共振
回路を有することもできる。また、図１に示す触覚セン
サ１０においては、ＬＣ直列共振回路を構成するコンデ
ンサの下部電極をコイル３と兼用しているが、別体とし
て設けることもできる。
【００２３】また、前記コンデンサの上部電極２−１〜
２−４は、コイル１−１〜１−４上において誘電体層を
介して設けられている。誘電体層を構成する材料として
は、パリレン、及びポリイミドを例示することができ
る。
２−４は、コイル１−１〜１−４上において誘電体層を
介して設けられている。誘電体層を構成する材料として
は、パリレン、及びポリイミドを例示することができ
る。
【００２４】図１に示す触覚センサ１０は、上述したよ
うに所定の部材上に形成して触覚センサユニットを構成
し、実際のセンサ素子として使用することができる。
うに所定の部材上に形成して触覚センサユニットを構成
し、実際のセンサ素子として使用することができる。
【００２５】所定の部材は、目的に応じてあらゆる種類
の材料から構成することができるが、可撓性材料から構
成することが好ましい。これによって、前記所定の部材
を介して触圧した際に、わずかな触圧に対しても前記所
定の部材が柔軟に変形して、前記触圧をＬＣ直列共振回
路のコイルに伝達し、このコイルに対して十分な変形を
与えることができる。したがって、触覚センサユニット
の感度を向上させることができる。
の材料から構成することができるが、可撓性材料から構
成することが好ましい。これによって、前記所定の部材
を介して触圧した際に、わずかな触圧に対しても前記所
定の部材が柔軟に変形して、前記触圧をＬＣ直列共振回
路のコイルに伝達し、このコイルに対して十分な変形を
与えることができる。したがって、触覚センサユニット
の感度を向上させることができる。
【００２６】可撓性材料としては、ポリジメチルシロキ
サンから構成されるゴム状又はゲル状の材料から構成す
ることができる。
サンから構成されるゴム状又はゲル状の材料から構成す
ることができる。
【００２７】なお、本発明の触覚センサユニットを構成
する前記所定の部材は、その触覚センサユニットに対し
て固有のものとして設けることもできるが、本発明の触
覚センサを、例えば、可撓性材料から構成される携帯情
報機器などに埋め込んで一体的に形成した際の、前記携
帯情報機器の構成材料である前記可撓性材料から構成す
ることもできる。
する前記所定の部材は、その触覚センサユニットに対し
て固有のものとして設けることもできるが、本発明の触
覚センサを、例えば、可撓性材料から構成される携帯情
報機器などに埋め込んで一体的に形成した際の、前記携
帯情報機器の構成材料である前記可撓性材料から構成す
ることもできる。
【００２８】図４〜図１１は、本発明の触覚センサユニ
ットの製造方法の一例を説明するための工程図である。
最初に、図４に示すように、直径２インチ、厚さ２５０
μｍのソーダライムガラスなどの基板１０１上に、例え
ば、Ｔｉ（２０ｎｍ）／Ｃｕ（５０ｎｍ）／Ｃｒ（２５
ｎｍ）からなる密着層１０２を蒸着法などにより形成す
る。次いで、密着層１０２上に、フォトレジスト層を例
えば５０μｍの厚さに形成し、所定のマスクを用いてパ
ターニングすることにより、コイルパターン１０３を形
成する。
ットの製造方法の一例を説明するための工程図である。
最初に、図４に示すように、直径２インチ、厚さ２５０
μｍのソーダライムガラスなどの基板１０１上に、例え
ば、Ｔｉ（２０ｎｍ）／Ｃｕ（５０ｎｍ）／Ｃｒ（２５
ｎｍ）からなる密着層１０２を蒸着法などにより形成す
る。次いで、密着層１０２上に、フォトレジスト層を例
えば５０μｍの厚さに形成し、所定のマスクを用いてパ
ターニングすることにより、コイルパターン１０３を形
成する。
【００２９】次いで、図５に示すように、例えば、硫酸
銅の電解メッキによりＣｕからなり、コンデンサの下部
電極を兼用するコイル１を形成し、コイルパターン１０
３を、例えば、９０℃に加熱したＮ−メチル−２−ピロ
リジノンに浸漬して除去する。次いで、図６に示すよう
に、コイル１の間隙に、例えば、Ｎｉからなるコイル薄
膜１０４を形成して平坦化する。
銅の電解メッキによりＣｕからなり、コンデンサの下部
電極を兼用するコイル１を形成し、コイルパターン１０
３を、例えば、９０℃に加熱したＮ−メチル−２−ピロ
リジノンに浸漬して除去する。次いで、図６に示すよう
に、コイル１の間隙に、例えば、Ｎｉからなるコイル薄
膜１０４を形成して平坦化する。
【００３０】次いで、図７に示すように、平坦化された
コイル１及びコイル薄膜１０４上に、例えば、感光性の
ポリイミドからなる絶縁膜１０５を形成し、パターニン
グすることによって、コイル１の表面が露出した開口部
１０５Ａを形成する。その後、必要に応じて、絶縁膜１
０５を例えば３００℃でキュアする。次いで、開口部１
０５Ａを含む絶縁膜１０５上に、例えばパリレンからな
る誘電体膜１０６を厚さ１μｍに、蒸着法などにより形
成する。その後、誘電体膜１０６上に、例えばＴｉ（２
０ｎｍ）／Ｃｕ（５０ｎｍ）／Ｃｒ（２５ｎｍ）からな
る密着層１０７を蒸着法などにより形成する。
コイル１及びコイル薄膜１０４上に、例えば、感光性の
ポリイミドからなる絶縁膜１０５を形成し、パターニン
グすることによって、コイル１の表面が露出した開口部
１０５Ａを形成する。その後、必要に応じて、絶縁膜１
０５を例えば３００℃でキュアする。次いで、開口部１
０５Ａを含む絶縁膜１０５上に、例えばパリレンからな
る誘電体膜１０６を厚さ１μｍに、蒸着法などにより形
成する。その後、誘電体膜１０６上に、例えばＴｉ（２
０ｎｍ）／Ｃｕ（５０ｎｍ）／Ｃｒ（２５ｎｍ）からな
る密着層１０７を蒸着法などにより形成する。
【００３１】次いで、図８に示すように、密着層１０７
上において、フォトレジスト層を、例えば厚さ５０μｍ
に形成する。次いで、所定のマスクを用いてパターニン
グして電極パターン１０８を形成し、この電極パターン
１０８内に硫酸銅の電解メッキ法によって、Ｃｕから構
成されるコンデンサの上部電極２を構成する。なお、図
１に示す信号線９は、上部電極２と同時に形成すること
が好ましい。
上において、フォトレジスト層を、例えば厚さ５０μｍ
に形成する。次いで、所定のマスクを用いてパターニン
グして電極パターン１０８を形成し、この電極パターン
１０８内に硫酸銅の電解メッキ法によって、Ｃｕから構
成されるコンデンサの上部電極２を構成する。なお、図
１に示す信号線９は、上部電極２と同時に形成すること
が好ましい。
【００３２】次いで、図９に示すように、例えば、９０
℃に加熱したＮ−メチル−２−ピロリジノンに浸漬する
ことにより電極パターン１０８を除去し、密着層１０７
をフッ化水素酸溶液、塩化第２鉄溶液、及び所定の濃度
の塩酸中に順次に浸漬することにより除去する。
℃に加熱したＮ−メチル−２−ピロリジノンに浸漬する
ことにより電極パターン１０８を除去し、密着層１０７
をフッ化水素酸溶液、塩化第２鉄溶液、及び所定の濃度
の塩酸中に順次に浸漬することにより除去する。
【００３３】次いで、図１０に示すように、上部電極２
を覆うようにして、例えば、可撓性材料からなる所定の
部材１０９を形成し、フッ化水素酸溶液に浸漬すること
によって、基板１０１を除去する。最後に、図１１に示
すように、リン酸溶液に浸漬することによってコイル薄
膜１０４を除去し、フッ化水素酸、塩化第２鉄、及び塩
酸の混合溶液に浸漬することによって、密着層１０２を
除去する。これによって、所定の部材１０９上に、コイ
ル１と、コイル１から構成される下部電極及び上部電極
２からなるコンデンサとを有するＬＣ直列共振回路を具
えた触覚センサユニットを得ることができる。
を覆うようにして、例えば、可撓性材料からなる所定の
部材１０９を形成し、フッ化水素酸溶液に浸漬すること
によって、基板１０１を除去する。最後に、図１１に示
すように、リン酸溶液に浸漬することによってコイル薄
膜１０４を除去し、フッ化水素酸、塩化第２鉄、及び塩
酸の混合溶液に浸漬することによって、密着層１０２を
除去する。これによって、所定の部材１０９上に、コイ
ル１と、コイル１から構成される下部電極及び上部電極
２からなるコンデンサとを有するＬＣ直列共振回路を具
えた触覚センサユニットを得ることができる。
【００３４】以上、発明の実施の形態に則して本発明を
説明してきたが、本発明の内容は上記に限定されるもの
ではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あ
らゆる変形や変更が可能である。
説明してきたが、本発明の内容は上記に限定されるもの
ではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あ
らゆる変形や変更が可能である。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＬＣ直列共振回路を構成するコイルのインダクタンス変
化から、触圧を感知するようにしているので、十分高い
検知能力を有する新規な構成の触覚センサ、及び触覚セ
ンサユニットを提供することができる。
ＬＣ直列共振回路を構成するコイルのインダクタンス変
化から、触圧を感知するようにしているので、十分高い
検知能力を有する新規な構成の触覚センサ、及び触覚セ
ンサユニットを提供することができる。
【図１】 本発明の触覚センサの一例を示す図である。
【図２】 図１に示す触覚センサの等価回路である。
【図３】 本発明の触覚センサの使用方法を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図４】 本発明の触覚センサユニットの製造方法にお
ける一工程図である。
ける一工程図である。
【図５】 図４に示す工程の次の工程を示す図である。
【図６】 図５に示す工程の次の工程を示す図である。
【図７】 図６に示す工程の次の工程を示す図である。
【図８】 図７に示す工程の次の工程を示す図である。
【図９】 図８に示す工程の次の工程を示す図である。
【図１０】 図９に示す工程の次の工程を示す図であ
る。
る。
【図１１】 図１０に示す工程の次の工程を示す図であ
る。
る。
１−１〜１−４ コイル ２−１〜２−４ 上部電極 ３−１〜３−４ ＬＣ直列共振回路 ６ ＲＦ入力端子 ７ ＲＦ出力端子 ８ グランド端子 ９ 信号線 １０ 触覚センサ ２０ 外部発振器 ３０ スペクトルアナライザ
Claims (17)
- 【請求項１】 コイルとコンデンサとが直列に接続され
てなるＬＣ直列共振回路を具え、触圧による前記コイル
の変形に基づく前記コイルのインダクタンス変化から、
前記触圧を感知するようにしたことを特徴とする、触覚
センサ。 - 【請求項２】 それぞれが互いに異なる共振周波数を有
する、複数のＬＣ直列共振回路を具えたことを特徴とす
る、請求項１に記載の触覚センサ。 - 【請求項３】 前記複数のＬＣ直列共振回路は単一の信
号線によって接続されていることを特徴とする、請求項
２に記載の触覚センサ。 - 【請求項４】 前記コイルは、前記コンデンサの下部電
極を兼用することを特徴とする、請求項１〜３のいずれ
か一に記載の触覚センサ。 - 【請求項５】 前記コンデンサの上部電極は、誘電層を
介して前記コンデンサの前記下部電極を兼用する前記コ
イルと対向するようにして形成されていることを特徴と
する、請求項４に記載の触覚センサ。 - 【請求項６】 前記誘電層は、パリレン及ポリイミドの
少なくとも一方からなることを特徴とする、請求項５に
記載の触覚センサ。 - 【請求項７】 所定の部材と、この部材上において形成
され、直列に接続されているコイル及びコンデンサから
構成されるＬＣ直列共振回路とを具え、触圧による前記
コイルの変形に基づく前記コイルのインダクタンス変化
から、前記触圧を感知するようにしたことを特徴とす
る、触覚センサユニット。 - 【請求項８】 それぞれが互いに異なる共振周波数を有
する、複数のＬＣ直列共振回路を具えたことを特徴とす
る、請求項７に記載の触覚センサユニット。 - 【請求項９】 前記複数のＬＣ直列共振回路は単一の信
号線によって接続されていることを特徴とする、請求項
８に記載の触覚センサユニット。 - 【請求項１０】 前記コイルは、前記コンデンサの下部
電極を兼用することを特徴とする、請求項７〜９のいず
れか一に記載の触覚センサユニット。 - 【請求項１１】 前記コンデンサの上部電極は、誘電層
を介して前記コンデンサの前記下部電極を兼用する前記
コイルと対向するようにして形成されていることを特徴
とする、請求項１０に記載の触覚センサユニット。 - 【請求項１２】 前記誘電層は、パリレン及びポリイミ
ドの少なくとも一方からなることを特徴とする、請求項
１１に記載の触覚センサユニット。 - 【請求項１３】 前記所定の部材は、可撓性材料からな
ることを特徴とする、請求項７〜１２のいずれか一に記
載の触覚センサユニット。 - 【請求項１４】 前記所定の部材は、ポリジメチルシロ
キサンから構成されるゴム状又はゲル状部材であること
を特徴とする、請求項１３に記載の触覚センサユニッ
ト。 - 【請求項１５】 請求項１〜６のいずれか一に記載の触
覚センサに対して、外部発振器より電気的な周波数入力
信号を入力させ、前記触覚センサからの出力信号におけ
る減衰周波数の変位量から、前記触覚センサを構成する
ＬＣ直列共振回路の、触圧によるコイルの変形に起因し
た前記コイルのインダクタンス変化を検知し、前記触圧
を感知するようにしたことを特徴とする、触覚センサの
使用方法。 - 【請求項１６】 請求項７〜１５のいずれか一に記載の
触覚センサユニットに対して、外部発振器より所定の掃
引電気信号を入力させ、前記触覚センサユニットからの
出力信号における減衰周波数の変位量から、前記触覚セ
ンサユニットを構成するＬＣ直列共振回路の、触圧によ
るコイルの変形に起因した前記コイルのインダクタンス
変化を検知し、前記触圧を感知するようにしたことを特
徴とする、触覚センサユニットの使用方法。 - 【請求項１７】 所定の基板上にコイルパターンを形成
する工程と、 前記コイルパターンに沿って、ＬＣ直列共振回路のコン
デンサの下部電極を兼用する、前記ＬＣ直列共振回路の
コイルを形成する工程と、 前記コイルの間隙にコイル薄膜を形成して平坦化する工
程と、 前記コイル及び前記コイル薄膜上に絶縁膜を形成する工
程と、 前記絶縁膜をパターニングして、前記コイルの表面が露
出した開口部を形成する工程と、 前記開口部を含む、前記絶縁膜上に誘電体膜を形成する
工程と、 前記誘電体膜上に、前記ＬＣ直列共振回路の前記コンデ
ンサの上部電極を形成する工程と、 前記コンデンサの前記上部電極を覆うようにして所定の
部材を形成する工程と、 前記所定の基板及び前記コイル薄膜を除去する工程と、 を含むことを特徴とする、触覚センサユニットの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001032024A JP3472827B2 (ja) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | 触覚センサ、触覚センサユニット、触覚センサの使用方法、触覚センサユニットの使用方法、及び触覚センサユニットの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001032024A JP3472827B2 (ja) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | 触覚センサ、触覚センサユニット、触覚センサの使用方法、触覚センサユニットの使用方法、及び触覚センサユニットの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002236059A true JP2002236059A (ja) | 2002-08-23 |
| JP3472827B2 JP3472827B2 (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=18896023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001032024A Expired - Lifetime JP3472827B2 (ja) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | 触覚センサ、触覚センサユニット、触覚センサの使用方法、触覚センサユニットの使用方法、及び触覚センサユニットの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3472827B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005291927A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Seiji Motojima | センサ |
| JP2011047688A (ja) * | 2009-08-25 | 2011-03-10 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 感圧素子及び圧力センサ |
| JP2015508191A (ja) * | 2012-01-20 | 2015-03-16 | マイクロチップ テクノロジー インコーポレイテッドＭｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | フレキシブルコイルを使用する誘導タッチセンサ |
| CN105156775A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-12-16 | 广东双虹新材料科技有限公司 | 一种管内流体压力能被检知的弹性微管 |
| JP2017517721A (ja) * | 2014-04-15 | 2017-06-29 | レイトラム，エル．エル．シー． | コンベヤベルトを使用する計量システム |
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| US10191001B2 (en) | 2014-04-15 | 2019-01-29 | Laitram, L.L.C. | Conveyor-belt system for measuring conditions that vary the resonant frequency of a resonant circuit |
| US10597236B2 (en) | 2014-04-15 | 2020-03-24 | Laitram, L.L.C. | Capacitively coupled conveyer measuring system |
| WO2020148827A1 (ja) * | 2019-01-16 | 2020-07-23 | Ｐｏｓｈ Ｗｅｌｌｎｅｓｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ株式会社 | 検出装置、状態特定装置、および測定方法 |
| CN112146793A (zh) * | 2020-11-26 | 2020-12-29 | 南京高华科技股份有限公司 | 一种lc复合式mems触觉压力传感器及其制备方法 |
| US12000749B2 (en) | 2021-06-10 | 2024-06-04 | Toyota Research Institute, Inc. | Flexible tactile sensors for measuring contact surface normal force using inductive coupling |
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| KR102333085B1 (ko) * | 2019-08-27 | 2021-12-02 | 삼성전기주식회사 | 터치 조작에 의한 임피던스 변화를 이용한 터치 조작 센싱 장치 |
| CN111256882A (zh) * | 2020-02-10 | 2020-06-09 | 天津大学 | 一种新式无线无源柔性压力传感器 |
-
2001
- 2001-02-08 JP JP2001032024A patent/JP3472827B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP2011047688A (ja) * | 2009-08-25 | 2011-03-10 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 感圧素子及び圧力センサ |
| US9983757B2 (en) | 2012-01-20 | 2018-05-29 | Microchip Technology Incorporated | Inductive touch sensor using a flexible coil |
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| CN107144378B (zh) * | 2017-06-07 | 2023-05-05 | 深圳信息职业技术学院 | Mems压力传感器 |
| WO2020148827A1 (ja) * | 2019-01-16 | 2020-07-23 | Ｐｏｓｈ Ｗｅｌｌｎｅｓｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ株式会社 | 検出装置、状態特定装置、および測定方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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