JP2008014867A - 圧力測定装置および圧力測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】測定時に空間分解能と測定精度を変更することが可能な圧力測定装置を提供する。
【解決手段】圧力を加えることにより電気的特性が変化する柔軟性を有する線状の感圧部２００と、感圧部２００が配置される柔軟性を有するシート状の基盤部１００と、感圧部２００の電気的特性を測定して圧力を算出する圧力算出部８００とを備えた圧力測定装置であって、感圧部２００は基盤部１００に対してその一部が固定されるとともに、固定されていない非固定部が基盤部１００に対して移動するように非固定部を牽引する可動部５００と、可動部５００を駆動する駆動部６００と、駆動部６００を制御して非固定部の基盤部１００に対する配置形状を制御する制御部７００とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧力測定装置および圧力測定方法に関する。

従来より、曲面に加わる圧力の大きさを検出するための圧力測定装置が考案されている。このような圧力測定装置として、柔軟な基盤上に複数の電極を配し、その電極の上に短冊状の導電性感圧ゴムを載せ、基盤を曲面に沿って屈曲または湾曲させることで、曲面に加わる圧力を測定する圧力測定装置が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００５−３５１６５３

このような圧力測定装置においては、設計時に定められる電極の設置間隔と導電性感圧ゴムの面積によって圧力を検出する空間分解能と測定精度が決まってしまい、測定時に用途や測定部位に応じて空間分解能と測定精度を変更することができない、という問題点があった。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、圧力を加えることにより電気的特性が変化する柔軟性を有する線状の感圧部と、前記感圧部が配置される柔軟性を有するシート状の基盤部と、前記感圧部の電気的特性を測定して前記圧力を算出する圧力算出部と、を備えた圧力測定装置であって、前記感圧部は前記基盤部に対してその一部が固定されるとともに、固定されていない非固定部が前記基盤部に対して移動するように前記非固定部を牽引する牽引部と、前記牽引部を駆動する駆動部と、該駆動部を制御して前記非固定部の前記基盤部に対する配置形状を制御する制御部とを備えることを特徴としている。

本発明は、測定時に空間分解能と測定精度を変更することが可能な圧力測定装置を提供する。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に、本実施形態の構成図を示す。

圧力測定装置１０は、圧力を検出する感圧部２００、感圧部２００が配置される基盤部１００、感圧部の配置形状を制御する制御部７００、感圧部２００の出力信号により基盤部１００の各領域（後述）に加わる圧力を算出する圧力算出部８００を備えている。

基盤部１００は、柔軟性を有する素材、例えば布、革、ゴム、化学物質等で構成されており、基盤部１００が設置される部材、例えば車両用シートの座面等の曲面形状に合わせて湾曲が可能となっている。

感圧部２００は、感圧部２００に加わった圧力に対し電気的特性が変化する素材、例えば、導電性ポリマーが用いられる。図２に示すように、導電性ポリマーは、圧力による変形で電気抵抗の抵抗値（導電率）が変化する性質を有する素材である。ここでは、導電率の変化範囲が0.5〜500S/cmの特性を有する、ポリピロール、ポリアニリン、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）の少なくともいずれか一つを含むものとする。

なお、図２では、圧力と抵抗値が比例関係を持つ例を示したが、圧力と抵抗値が非線形の関係を有する素材も存在する。この場合は、圧力に対する抵抗値を必要な分解能で事前に求めておき、測定した抵抗値に対し、あらかじめ取得し記憶しておいた圧力値を照合する方法を用いることで、圧力の測定が可能となる。

図１に示すように、基盤部１００は同じ面積を有する８個の領域、すなわち領域１１、領域１２、領域１３、領域１４、領域２１、領域２２、領域２３、領域２４に分割されており、各領域に感圧部２００が配置されている。感圧部２００は、固定端３００（３１１、３１２等、後述）により、基盤部１００に固定されている。

例えば、基盤部１００の領域１１では、所定の長さを有する感圧部２００の端部が固定端３１１、３１３によって基盤部１００に固定されている。また、感圧部２００の端部から所定の長さ部分が固定端３１２、３１４によって基盤部１００に固定されている。

ここで、固定端３１２、３１４の間に位置する感圧部２００の中間部（非固定部）の中央部には、可動端４１１が設けられている。この可動端４１１は、後述する可動部５１１に固定されている。

また、基盤部１００の領域１２では、所定の長さを有する感圧部２００の端部が固定端３２１、３２３によって基盤部１００に固定されている。また、感圧部２００の端部から所定の長さ部分が固定端３２２、３２４によって基盤部１００に固定されている。

ここで、固定端３２２、３２４の間に位置する感圧部２００の中間部（非固定部）の中央部には、可動端４２１が設けられている。この可動端４２１は、後述する可動部５２１に固定されている。

また、基盤部１００の領域１３では、所定の長さを有する感圧部２００の端部が固定端３３１、３３３によって基盤部１００に固定されている。また、感圧部２００の端部から所定の長さ部分が固定端３３２、３３４によって基盤部１００に固定されている。

ここで、固定端３３２、３３４の間に位置する感圧部２００の中間部（非固定部）の中央部には、可動端４１２が設けられている。この可動端４１２は、後述する可動部５１１に固定されている。

さらに、基盤部１００の領域１４では、所定の長さを有する感圧部２００の端部が固定端３４１、３４３によって基盤部１００に固定されている。また、感圧部２００の端部から所定の長さ部分が固定端３４２、３４４によって基盤部１００に固定されている。

ここで、固定端３４２、３４４の間に位置する感圧部２００の中間部（非固定部）の中央部には、可動端４２２が設けられている。この可動端４２２は、後述する可動部５２１に固定されている。

基盤部１００のその他の領域２１〜２４においても同様の構成を備えているが、説明は省略する。

可動部５１１、５２１、５３１、５４１は、化学繊維等の柔軟性を有する素材でできた紐状部材であり、感圧部２００が配置される方向（以降、水平方向と呼ぶ）で基盤部１００を横断するように配置されている。

可動部５１１の一端（図１の左端）は駆動部６１１の駆動軸６１１Ａ（図３、図４参照）に所定の長さ分巻きついており、他端（図１の右端）は駆動部６１２の駆動軸６１２Ａ（図３、図４参照）に所定の長さ分巻きついている。

また、可動部５２１の一端（図１の左端）は駆動部６２１の駆動軸６２１Ａに、他端（図１の右端）は駆動部６２２の駆動軸６２２Ａに所定の長さ分巻きついている（図４参照）。

可動部５３１と駆動部６３１、６３２、および可動部５４１と駆動部６４１、６４２も同様の構成となっているが、説明は省略する。

駆動部６００（６１１、６１２、６２１、６２２、６３１、６３２、６４１、６４２）は、それぞれ制御部７００に電気的に接続されており、各駆動部６００（６１１、６１２、６２１、６２２、６３１、６３２、６４１、６４２）の各駆動軸６００Ａ（６１１Ａ、６１２Ａ、６２１Ａ、６２２Ａ、６３１Ａ、６３２Ａ、６４１Ａ、６４２Ａ）の回転が制御される。

ここで、駆動軸６００Ａの駆動に伴い、可動部５００（５１１、５２１、５３１、５４１）が基盤部１００の水平方向に移動する。これに伴い、可動部５００に固定された可動端４００（４１１、４１２、４２１、４２２、４３１、４３２、４４１、４４２）が、基盤部１００の水平方向に移動し、可動端４００に固定された感圧部２００の形状が変化する。

図４に、感圧部２００の形状変化の説明図を示す。なお、図４は、制御部７００、制御部７００と駆動部６００とを結ぶ電気的接続線、および圧力算出部８００、圧力算出部８００と感圧部２００とを結ぶ電気的接続線、制御部７００と圧力算出部８００とを結ぶ電気的接続線を省略している。

感圧部２００が図１の配置形状にある状態で、制御部７００が感圧部２００の形状変化制御を開始すると、駆動部６１１、６１２の駆動軸６１１Ａ、６１２Ａが図４に示す矢印方向（時計回り方向）に回転を始める。これに伴い、駆動軸６１１Ａ、６１２Ａに巻きついた可動部５１１が図４に示す矢印Ａ方向（右方向）に移動し、可動部５１１に固定された可動端４１１、４１２が矢印Ａ方向に移動する。

可動端４１１の移動に伴い、可動端４１１と固定端３１２との間にある感圧部２００と、可動端４１１と固定端３１４との間にある感圧部２００とが、可動端４１１に引っ張られて矢印Ａ方向に移動する。

同様に、可動端４１２の移動に伴い、可動端４１２と固定端３３２との間にある感圧部２００と、可動端４１２と固定端３３４との間にある感圧部２００とが、可動端４１２に引っ張られて矢印Ａ方向に移動する。

可動部５１１はあらかじめその移動距離が決まっており、可動部５１１が所定距離分移動した状態で制御部７００が駆動部６１１、６１２の駆動を停止して、可動部５１１の移動が停止する。これに伴い、固定端３１２と３１４との間の感圧部２００および、固定端３３２と３３４との間の感圧部２００の配置形状が変化する。図４は、駆動部６１１、６１２の駆動停止後の感圧部２００の配置状態を示している。

同様に、制御部７００が感圧部２００の形状変化制御を開始すると、駆動部６２１、６２２の駆動軸６２１Ａ、６２２Ａが図４に示す矢印方向（時計回り方向）に回転を始める。これに伴い、駆動軸６２１Ａ、６２２Ａに巻きついた可動部５２１が図４に示す矢印Ｂ方向（左方向）に移動し、可動部５２１に固定された可動端４２１、４２２が矢印Ｂ方向に移動する。

可動端４２１の移動に伴い、可動端４２１と固定端３２２との間にある感圧部２００と、可動端４２１と固定端３２４との間にある感圧部２００とが、可動端４２１に引っ張られて矢印Ｂ方向に移動する。

同様に、可動端４２２の移動に伴い、可動端４２２と固定端３４２との間にある感圧部２００と、可動端４２２と固定端３４４との間にある感圧部２００とが、可動端４２２に引っ張られて矢印Ｂ方向に移動する。

可動部５２１はあらかじめその移動距離が決まっており、可動部５２１が所定距離分移動した状態で制御部７００が駆動部６２１、６２２の駆動を停止して、可動部５２１の移動が停止する。これに伴い、固定端３２２と３２４との間の感圧部２００および、固定端３４２と３４４との間の感圧部２００の配置形状が変化する。図４は、駆動部６２１、６２２の駆動停止後の感圧部２００の配置状態を示している。

なお、可動部５３１と駆動部６３１、６３２、および可動部５４１と駆動部６４１、６４２も同様の動作を行うが、説明は省略する。

圧力算出部８００は、各感圧部２００に所定量の電流を流し、その時の各感圧部２００の両端の電位差を測定することで、各感圧部２００の抵抗値を求める。図２に示すように、抵抗値と圧力との間には比例関係があるため、感圧部２００の抵抗値がわかれば、感圧部２００に加わっている圧力を算出することができる。これによって、各領域に加わっている圧力を算出することができる。

次に、図５のフローチャートを用いて、感圧部２００の形状変化を用いた圧力測定動作について説明する。

ここで説明する圧力測定は、所定値以上の圧力が加わっている領域では、細かい領域単位で圧力を測定し、すなわち高い空間分解能で圧力を測定し、所定値未満の圧力が加わっている領域では、空間分解能を低くする替わりに精度の高い測定を行うものである。

ステップＳ１００では、制御部７００により、感圧部２００の配置形状が初期状態に設定される。感圧部２００の初期状態は、図１に示す配置形状となる。この後に、フローはステップＳ１１０へ移行する。

ステップＳ１１０では、各領域に配置された各感圧部２００の抵抗値に基づいて、各領域に加わる圧力が圧力算出部８００により算出される。この後に、フローはステップＳ１２０へ移行する。

ステップＳ１２０では、ステップＳ１１０で算出した各領域の圧力が所定値以下となる領域を検出し、その領域の感圧部２００の配置形状を所定の形状（図４の形状）に変更する。

図６は、感圧部２００の配置形状が初期状態にある場合の略図である。この状態において、ステップＳ１１０により、各領域に加わる圧力が算出される。

ここで、領域１３、１４、２１、２２に加わる圧力が所定値以下であったとすると、ステップＳ１２０により、領域１３、１４、２１、２２に配置される感圧部２００の配置形状が図７のように変更される。この後に、フローはステップＳ１３０へ移行する。

ステップＳ１３０では、各領域に配置された各感圧部２００の抵抗値に基づいて、各領域に加わる圧力が圧力算出部８００により再度算出される。

ここで、ステップＳ１２０において所定値以下の圧力が検出された領域、すなわち領域１３、１４、２１、２２では、感圧部２００の配置形状が初期状態から図７のように変更されるため、２個分の領域（＝１区画とする）に加わる圧力を２つの感圧部２００で検出することになる。したがって、圧力を検出する単位面積は広くなり空間分解能は低くなるが、同じ区画に加わる圧力を２つの感圧部２００で検出することで、精度の高い測定が可能となる。

一方、ステップＳ１２０において所定値を越える圧力が検出された領域では、感圧部２００の配置形状が初期状態のままであり、当初の空間分解能で圧力の測定が可能となる。この後に、フローはステップＳ１４０へ移行する。

ステップＳ１４０で圧力測定の一連の動作が終了する。

本実施例は、感圧部２００の感度校正の機能を有する圧力測定装置について説明する。なお、前述した実施形態とは、感圧部２００の配置形状のみが異なるため、この部分についてのみ説明を行う。

図８に示すように、基盤部１００の領域１１では、所定の長さを有する感圧部２００の端部が固定端３１１、３１３によって基盤部１００に固定されている。また、感圧部２００の端部から所定の長さ部分が固定端３１２、３１４によって基盤部１００に固定されている。

ここで、固定端３１２、３１４の間に位置する感圧部２００の中間部（非固定部）の中央部には、可動端４１１が設けられている。この可動端４１１は、後述する可動部５１１に固定されている。

同様に、基盤部１００の領域１３では、所定の長さを有する感圧部２００の端部が固定端３３１、３３３によって基盤部１００に固定されている。また、感圧部２００の端部から所定の長さ部分が固定端３３２、３３４によって基盤部１００に固定されている。

ここで、固定端３３２、３３４の間に位置する感圧部２００の中間部（非固定部）の中央部には、可動端４１２が設けられている。この可動端４１２は、後述する可動部５１１に固定されている。

基盤部１００の領域１２では、所定の長さを有する感圧部２００の中央部が、固定端３２２によって基盤部１００に固定されている。また、中央部からそれぞれ左右に所定距離の長さ部分が固定端３２１、３２３によって基盤部１００に固定されている。さらに、感圧部２００の端部が可動端４２１、４３１によってそれぞれ後述する可動部５２１、５３１に固定されている。

同様に、基盤部１００の領域１４では、所定の長さを有する感圧部２００の中央部が、固定端３４２によって基盤部１００に固定されている。また、中央部からそれぞれ左右に所定距離の長さ部分が固定端３４１、３４３によって基盤部１００に固定されている。さらに、感圧部２００の端部が可動端４２２、４３２によってそれぞれ後述する可動部５２１、５３１に固定されている。

基盤部１００のその他の領域２１〜２４においても同様の構成を備えているが、説明は省略する。

可動部５１１、５２１、５３１、５４１、５５１，５６１は、化学繊維等の柔軟性を有する素材でできた紐状部材であり、感圧部２００が配置される方向（以降、水平方向と呼ぶ）で基盤部１００を横断するように配置されている。

可動部５１１の一端（図８の左端）は駆動部６１１の駆動軸６１１Ａに所定の長さ分巻きついており、他端（図８の右端）は駆動部６１２の駆動軸６１２Ａに所定の長さ分巻きついている。

また、可動部５２１の一端（図８の左端）は駆動部６２１の駆動軸６２１Ａに、他端（図８の右端）は駆動部６２２の駆動軸６２２Ａに所定の長さ分巻きついている。

また、可動部５３１の一端（図８の左端）は駆動部６３１の駆動軸６３１Ａに、他端（図８の右端）は駆動部６３２の駆動軸６３２Ａに所定の長さ分巻きついている。

なお、可動部５４１と駆動部６４１、６４２、および可動部５５１と駆動部６５１、６５２、および可動部５６１と駆動部６６１、６６２も同様の関係を有するが、説明は省略する。

駆動部６００（６１１、６１２、６２１、６２２、６３１、６３２、６４１、６４２、６５１、６５２、６６１、６６２）は、制御部７００（図示省略、図１参照）に電気的に接続されており、各駆動部６００（６１１、６１２、６２１、６２２、６３１、６３２、６４１、６４２、６５１、６５２、６６１、６６２）の各駆動軸６００Ａ（６１１Ａ、６１２Ａ、６２１Ａ、６２２Ａ、６３１Ａ、６３２Ａ、６４１Ａ、６４２Ａ、６５１Ａ、６５２Ａ、６６１Ａ、６６２Ａ）の回転が制御される。

ここで、駆動軸６００Ａの駆動に伴い可動部５００（５１１、５２１、５３１、５４１、５５１、５６１）が基盤部１００の水平方向に移動する。これに伴い、可動部５００に固定された可動端４００（４１１、４１２、４２１、４２２、４３１、４３２、４４１，４４２、４５１、４５２、４６１、４６２）が基盤部１００の水平方向に移動し、可動端４００に固定された感圧部２００の形状が変化する。

図９に、感圧部２００の感度校正時における感圧部２００の形状変化の説明図を示す。

感圧部２００が図８の配置形状にある状態で、制御部７００が感圧部２００の形状変化制御を開始すると、駆動部６１１、６１２の駆動軸６１１Ａ、６１２Ａが図９に示す矢印方向（時計回り方向）に回転を始める。これに伴い、駆動軸６１１Ａ、６１２Ａに巻きついた可動部５１１が図９に示す矢印Ａ方向（右方向）に移動し、可動部５１１に固定された可動端４１１、４１２が矢印Ａ方向に移動する。

可動端４１１の移動に伴い、可動端４１１と固定端３１２との間にある感圧部２００と、可動端４１１と固定端３１４との間にある感圧部２００とが、可動端４１１に引っ張られて矢印Ａ方向に移動する。

同様に、可動端４１２の移動に伴い、可動端４１２と固定端３３２との間にある感圧部２００と、可動端４１２と固定端３３４との間にある感圧部２００とが、可動端４１２に引っ張られて矢印Ａ方向に移動する。

可動部５１１はあらかじめその移動距離が決まっており、可動部５１１が所定距離分移動した状態で制御部７００が駆動部６１１、６１２の駆動を停止して、可動部５１１の移動が停止する。これに伴い、固定端３１２と３１４との間の感圧部２００および、固定端３３２と３３４との間の感圧部２００の配置形状が変化する。図９は、駆動部６１１、６１２の駆動停止後の感圧部２００の配置状態を示している。

同様に、制御部７００が感圧部２００の形状変化制御を開始すると、駆動部６２１、６２２の駆動軸６２１Ａ、６２２Ａが図９に示す矢印方向（反時計回り方向）に回転を始める。これに伴い、駆動軸６２１Ａ、６２２Ａに巻きついた可動部５２１が図９に示す矢印Ｂ方向（左方向）に移動し、可動部５２１に固定された可動端４２１、４２２が矢印Ｂ方向に移動する。

また、制御部７００が感圧部２００の形状変化制御を開始すると、駆動部６３１、６３２の駆動軸６３１Ａ、６３２Ａが図８に示す矢印方向（時計回り方向）に回転を始める。これに伴い、駆動軸６３１Ａ、６３２Ａに巻きついた可動部５３１が図４に示す矢印Ｂ方向（左方向）に移動し、可動部５３１に固定された可動端４３１、４３２が矢印Ｂ方向に移動する。

可動端４２１、４３１の移動に伴い、可動端４２１と固定端３２１との間にある感圧部２００（非固定部）と、可動端４３１と固定端３２３との間にある感圧部２００（非固定部）とが、それぞれ可動端４２１、４３１に引っ張られて矢印Ｂ方向に移動する。

また、可動端４２２、４３２の移動に伴い、可動端４２２と固定端３４１との間にある感圧部２００（非固定部）と、可動端４３２と固定端３４３との間にある感圧部２００（非固定部）とが、それぞれ可動端４２２、４３２に引っ張られて矢印Ｂ方向に移動する。

可動部５２１、５３１はあらかじめその移動距離が決まっており、可動部５２１、５３１が所定距離分移動した状態で制御部７００が駆動部６２１、６２２、６３１、６３２の駆動を停止して、可動部５２１、５３１の移動が停止する。これに伴い、可動端４２１と固定端３２１との間の感圧部２００および、可動端４３１と固定端３２３との間の感圧部２００および、可動端４２２と固定端３４１との間の感圧部２００および、可動端４３２と固定端３４３との間の感圧部２００の配置形状が変化する。図９は、駆動部６２１、６２２、６３１、６３２の駆動停止後の感圧部２００の配置状態を示している。

なお、可動部５４１と駆動部６４１、６４２、および可動部５５１と駆動部６５１、６５２、および可動部５６１と駆動部６６１、６６２も同様の動作を行うが、説明は省略する。

圧力算出部８００は、図９に示す感圧部２００の配置形状で、各感圧部２００に所定量の電流を流し、その時の各感圧部２００の両端の電位差を測定し、領域１１と領域１２とからなる区画、領域１３と領域１４とからなる区画、領域２１と領域２２とからなる区画、領域２３と領域２４とからなる区画毎に感圧部２００の感度校正を行う。

以下、図１０のフローチャートを用いて、感圧部２００の形状変化による感圧部２００の感度校正動作について説明する。

ここで説明する感圧部２００の感度校正動作は、前述した各区画において２つの感圧部２００を同じ配置形状とし、圧力算出部８００により所定量の電流を流した際のそれぞれの出力電圧値が等しくなるように出力補正量を設定するものである。

ステップＳ２００では、前回の感圧部２００の感度校正時から所定時間（感度校正を行う時間間隔）経過しているか否かの判定が行われる。後述するように、感圧部２００の感度校正が行われた時刻はその都度制御部７００が備えた記憶部（図示省略）に記録され、現在の時刻と記憶部に記憶された最後に感度校正が行われた際の時刻とに基づいて、前回の感度校正時から所定時間経過しているか否かの判定が行われる。前回の感度校正時から所定時間経過している場合は、フローはステップＳ２１０へ移行する。一方、前回の感度校正時から所定時間経過していない場合は、フローはステップＳ２４０へ移行する。

ステップＳ２１０では、制御部７００により、感圧部２００の配置形状が感圧部２００の感度校正状態に設定される。感圧部２００の感度校正状態での配置形状は、図９に示す状態となる。この後に、フローはステップＳ２２０へ移行する。

ステップＳ２２０では、各感圧部２００の感度校正が実施される。すなわち、圧力算出部８００により各感圧部２００に所定量の電流を流し、各感圧部２００の両端の電位差を測定する。このとき、２つの感圧部２００が重なるように同じ配置形状となっている各区画において、２つの感圧部２００のそれぞれの出力電圧値が等しくなるように出力補正量を設定する。

例えば、図９の領域１１と領域１２とからなる区画において、固定端３１１から固定端３１２、可動端４１１、固定端３１４を通り、固定端３１３に至る感圧部２００（以降、感圧部２０１と呼ぶ）に電流Ｉ０を流した際の感圧部２０１の両端の電位差をＶ０１とし、可動端４２１から固定端３２１、固定端３２２、固定端３２３を通り、可動端４３１に至る感圧部２００（以降、感圧部２０２と呼ぶ）に電流Ｉ０を流した際の感圧部２０２の両端の電位差をＶ０２とすると、Ｖ０１とＶ０２との平均値からそれぞれＶ０１、Ｖ０２を引いた値（補正量）を、感圧部２０１、２０２の出力値から差し引くことで、同一の圧力に対する感圧部２０１、２０２の出力値が等しくなるようにする、すなわち感圧部２０１、２０２の感度校正を行うことができる。

これを数式で表すと、感圧部２０１、２０２の出力値の補正量ΔＶ１、ΔＶ２は、
補正量ΔＶ１＝（（Ｖ０１＋Ｖ０２）／２）−Ｖ０１
＝（Ｖ０２−Ｖ０１）／２ （数式１）
補正量ΔＶ２＝（（Ｖ０１＋Ｖ０２）／２）−Ｖ０２
＝（Ｖ０１−Ｖ０２）／２ （数式２）
となる。

この補正量ΔＶ１、ΔＶ２を用いて、補正を行った後の感圧部２０１、２０２の出力値Ｖ１Ｈ、Ｖ２Ｈは、次式で表される。

Ｖ１Ｈ＝Ｖ１−ΔＶ１ （数式３）
Ｖ２Ｈ＝Ｖ２−ΔＶ２ （数式４）
ここで、Ｖ１、Ｖ２は感圧部２０１、２０２の出力値である。

この後に、フローはステップＳ２３０へ移行する。

ステップＳ２３０では、ステップＳ２２０で行われた感度校正の実施時刻が記憶部に記憶される。この後に、フローはステップＳ２４０へ移行する。

ステップＳ２４０では、感度校正が終了した感圧部２００により、圧力測定が行われる。圧力測定の動作は、図５に示すフローチャートと同等であり、説明は省略する。この後に、フローはステップＳ２５０へ移行する。

ステップＳ２５０で、感圧部２００の感度校正、および圧力測定が終了する。

以上説明した本発明の実施形態の物体識別装置によれば、以下のような作用効果を得ることができる。

請求項１の発明は、圧力を加えることにより電気的特性が変化する柔軟性を有する線状の感圧部と、前記感圧部が配置される柔軟性を有するシート状の基盤部と、前記感圧部の電気的特性を測定して前記圧力を算出する圧力算出部と、を備えた圧力測定装置であって、前記感圧部は前記基盤部に対してその一部が固定されるとともに、固定されていない非固定部が前記基盤部に対して移動するように前記非固定部を牽引する牽引部と、前記牽引部を駆動する駆動部と、該駆動部を制御して前記非固定部の前記基盤部に対する配置形状を制御する制御部とを備えることを特徴としている。

この装置によれば、基盤部に配置した感圧部の配置形状を変更することで、測定時に空間分解能と測定精度を変更して圧力の測定を行うことができる。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載の圧力測定装置において、前記感圧部は、その両端から所定の長さの部分が前記基盤部に固定され、固定された前記部分の間の感圧部が前記非固定部であり、該非固定部の中央部が前記牽引部に牽引されることを特徴としている。

この装置によれば、感圧部の一部の形状を変更することで、感圧部の配置形状を変更することができる。

また、請求項３の発明は、請求項１に記載の圧力測定装置において、前記感圧部は、その両端から所定の長さの部分が前記基盤部に固定され、固定された前記部分から前記両端までの前記感圧部が前記非固定部であり、前記両端が前記牽引部に牽引されることを特徴としている。

この装置によれば、感圧部の一部の形状を変更することで、感圧部の配置形状を変更することができる。

また、請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧力測定装置において、前記感圧部は、前記基盤部に設けられた所定の大きさの複数の領域にそれぞれ配置され、高い空間分解能で圧力の測定を行う場合は、前記感圧部が前記複数の各領域内に配置されるように前記制御部が前記駆動部を制御し、高い精度で圧力の測定を行う場合は、前記感圧部の前記非固定部が隣接する領域に及んで配置されるように前記制御部が前記駆動部を制御することを特徴としている。

この装置によれば、測定する圧力の大きさに応じて、空間分解能を優先した測定と測定精度を優先した測定を選択することができる。

さらに、請求項５の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧力測定装置において、前記感圧部は、前記基盤部に設けられた所定の大きさの複数の領域にそれぞれ配置され、隣接する複数の前記領域からなる所定の区画ごとに前記感圧部の感度特性の校正を行う場合は、前記区画に配置される複数の前記感圧部の前記配置形状が同一となるように前記制御部が前記駆動部を制御することを特徴としている。

この装置によれば、所定の区画ごとに、感圧部の感度校正を行うことができる。

また、以上説明した本発明の実施形態の物体識別方法によれば、以下のような作用効果を得ることができる。

請求項６の発明は、圧力を加えることより電気的特性が変化する柔軟性を有する線状の感圧部を、柔軟性を有するシート状の基盤部に配置し、前記感圧部の電気的特性を測定して前記圧力を算出する圧力測定方法であって、前記感圧部は前記基盤部に対してその一部が固定されるとともに、固定されていない非固定部が前記基盤部に対して移動するように前記非固定部を牽引して前記非固定部の前記基盤部に対する配置形状を制御するステップを備えることを特徴としている。

この方法によれば、基盤部に配置した感圧部の配置形状を変更することで、測定時に空間分解能と測定精度を変更して圧力の測定を行うことができる。

また、請求項７の発明は、請求項６に記載の圧力測定方法において、前記感圧部は、その両端から所定の長さの部分が前記基盤部に固定され、固定された前記部分の間の感圧部が前記非固定部であり、該非固定部の中央が牽引されることを特徴としている。

この方法によれば、感圧部の一部の形状を変更することで、感圧部の配置形状を変更することができる。

また、請求項８の発明は、請求項６に記載の圧力測定方法において、前記感圧部は、その両端から所定の長さの部分が前記基盤部に固定され、固定された前記部分から前記両端までの前記感圧部が前記非固定部であり、前記両端が牽引されることを特徴としている。

この方法によれば、感圧部の一部の形状を変更することで、感圧部の配置形状を変更することができる。

また、請求項９の発明は、請求項６〜８のいずれか１項に記載の圧力測定方法において、前記感圧部は、前記基盤部に設けられた所定の大きさの複数の領域にそれぞれ配置され、高い空間分解能で圧力の測定を行う場合は、前記感圧部が前記複数の各領域内に配置されるように前記感圧部の前記配置形状を制御し、高い精度で圧力の測定を行う場合は、前記感圧部の前記非固定部が隣接する領域に及んで配置されるように前記感圧部の前記配置形状を制御することを特徴としている。

この方法によれば、測定する圧力の大きさに応じて、空間分解能を優先した測定と測定精度を優先した測定を選択することができる。

さらに、請求項１０の発明は、請求項６〜８のいずれか１項に記載の圧力測定方法において、前記感圧部は、前記基盤部に設けられた所定の大きさの複数の領域にそれぞれ配置され、隣接する複数の前記領域からなる所定の区画ごとに前記感圧部の感度特性の校正を行う場合は、前記区画に配置される複数の前記感圧部の前記配置形状が同一となるように前記感圧部の前記配置形状を制御することを特徴としている。

この方法によれば、所定の区画ごとに、感圧部の感度校正を行うことができる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、実施例は本発明の例示にしか過ぎず、本発明は実施例の構成にのみ限定されるものではない。したがって本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれることはもちろんである。

例えば、基盤部１００に配置する感圧部２００の数は、図１等に示す数に限定されるものではなく、必要に応じて任意の数を設定することができる。

また、感圧部２００の配置形状は、図１等に示すものに限定されるものではなく、可動端により形状変更可能な部分を含んだ任意の形状を設定することができる。

また、各感圧部２００の可動端４００を専用の駆動部６００で駆動しても良い。

さらに、駆動部６００は図３に示すような回転軸を備えた回転型に限定されるものではなく、可動部５００を水平方向に移動可能であればどのような種類のものを用いても良い。

本発明の実施形態における圧力測定装置の構成図である。 本発明の実施形態における感圧部の電気的特性を示す図である。 本発明の実施形態における圧力測定装置の駆動部付近の斜視図である。 本発明の実施形態における感圧部の配置形状の変化の説明図である。 本発明の実施形態における圧力測定のフローチャートである。 本発明の実施形態における感圧部の配置形状の初期状態を示す簡略図である。 本発明の実施形態における感圧部の配置形状の変更後の状態を示す簡略図である。 本発明の実施例１における圧力測定装置の簡略構成図である。 本発明の実施例１における感圧部の配置形状の変化の説明図である。 本発明の実施例１における圧力測定のフローチャートである。

符号の説明

１００ 基盤部
２００ 感圧部
３００、３１１〜３１４、３２１〜３２４、３３１〜３３４、３４１〜３４４ 固定端
４００、４１１、４１２、４２１、４２２、４３１、４３２、４４１、４４２、
４５１、４５２、４６１、４６２ 可動端
５００、５１１、５２１、５３１、５４１、５５１、５６１ 可動部
６００、６１１、６１２、６２１、６２２、６３１、６３２、６４１、６４２、
６５１、６５２、６６１、６６２ 駆動部
７００ 制御部
８００ 圧力算出部

Claims (10)

1. 圧力を加えることにより電気的特性が変化する柔軟性を有する線状の感圧部と、
   前記感圧部が配置される柔軟性を有するシート状の基盤部と、
   前記感圧部の電気的特性を測定して前記圧力を算出する圧力算出部と、
   を備えた圧力測定装置であって、
   前記感圧部は前記基盤部に対してその一部が固定されるとともに、固定されていない非固定部が前記基盤部に対して移動するように前記非固定部を牽引する牽引部と、前記牽引部を駆動する駆動部と、該駆動部を制御して前記非固定部の前記基盤部に対する配置形状を制御する制御部とを備えることを特徴とする圧力測定装置。
2. 前記感圧部は、その両端から所定の長さの部分が前記基盤部に固定され、固定された前記部分の間の感圧部が前記非固定部であり、該非固定部の中央部が前記牽引部に牽引されることを特徴とする請求項１に記載の圧力測定装置。
3. 前記感圧部は、その両端から所定の長さの部分が前記基盤部に固定され、固定された前記部分から前記両端までの前記感圧部が前記非固定部であり、前記両端が前記牽引部に牽引されることを特徴とする請求項１に記載の圧力測定装置。
4. 前記感圧部は、前記基盤部に設けられた所定の大きさの複数の領域にそれぞれ配置され、高い空間分解能で圧力の測定を行う場合は、前記感圧部が前記複数の各領域内に配置されるように前記制御部が前記駆動部を制御し、高い精度で圧力の測定を行う場合は、前記感圧部の前記非固定部が隣接する領域に及んで配置されるように前記制御部が前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧力測定装置。
5. 前記感圧部は、前記基盤部に設けられた所定の大きさの複数の領域にそれぞれ配置され、隣接する複数の前記領域からなる所定の区画ごとに前記感圧部の感度特性の校正を行う場合は、前記区画に配置される複数の前記感圧部の前記配置形状が同一となるように前記制御部が前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧力測定装置。
6. 圧力を加えることより電気的特性が変化する柔軟性を有する線状の感圧部を、柔軟性を有するシート状の基盤部に配置し、前記感圧部の電気的特性を測定して前記圧力を算出する圧力測定方法であって、
   前記感圧部は前記基盤部に対してその一部が固定されるとともに、固定されていない非固定部が前記基盤部に対して移動するように前記非固定部を牽引して前記非固定部の前記基盤部に対する配置形状を制御するステップを備えることを特徴とする圧力測定方法。
7. 前記感圧部は、その両端から所定の長さの部分が前記基盤部に固定され、固定された前記部分の間の感圧部が前記非固定部であり、該非固定部の中央が牽引されることを特徴とする請求項６に記載の圧力測定方法。
8. 前記感圧部は、その両端から所定の長さの部分が前記基盤部に固定され、固定された前記部分から前記両端までの前記感圧部が前記非固定部であり、前記両端が牽引されることを特徴とする請求項６に記載の圧力測定方法。
9. 前記感圧部は、前記基盤部に設けられた所定の大きさの複数の領域にそれぞれ配置され、高い空間分解能で圧力の測定を行う場合は、前記感圧部が前記複数の各領域内に配置されるように前記感圧部の前記配置形状を制御し、高い精度で圧力の測定を行う場合は、前記感圧部の前記非固定部が隣接する領域に及んで配置されるように前記感圧部の前記配置形状を制御することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の圧力測定方法。
10. 前記感圧部は、前記基盤部に設けられた所定の大きさの複数の領域にそれぞれ配置され、隣接する複数の前記領域からなる所定の区画ごとに前記感圧部の感度特性の校正を行う場合は、前記区画に配置される複数の前記感圧部の前記配置形状が同一となるように前記感圧部の前記配置形状を制御することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の圧力測定方法。
    

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