JP2009229453A

JP2009229453A - 圧力検出装置及び圧力検出方法

Info

Publication number: JP2009229453A
Application number: JP2009011653A
Authority: JP
Inventors: Kesatoshi Takeuchi; 啓佐敏竹内; Yojiro Okakura; 要次郎岡倉
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2009-10-08
Also published as: US20090218163A1; CN102840936A; CN101520349A; US20110184557A1; US7992444B2; CN101520349B; US8590386B2

Abstract

【課題】従来と異なる構成で圧力検出を行うことのできる技術を提供する。
【解決手段】圧力検出装置は、磁石を含み、加減圧により変形する緩衝部３４０と、緩衝部３４０の変形に伴う磁場の変化を磁気センサ回路３３１により検出するセンサ部３３０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧力を検出する技術に関する。

従来の圧力検出装置では、外部からの圧力に応じて感圧素子の抵抗値を変化させることにより、圧力を検出していた（例えば特許文献１）。

特開平７−２５３３７４号公報

しかし、この技術では感圧素子の形状に制約があり、望ましい形状を採用できない場合がある、という問題があった。

本発明は、従来と異なる構成で圧力検出を行うことのできる技術を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

[適用例１]
圧力検出装置であって、
磁石を含み、加減圧により変形する緩衝部と、
前記緩衝部の変形に伴う磁場の変化を磁気センサにより検出するセンサ部と、
を備える圧力検出装置。
この圧力検出装置によれば、緩衝部に加減圧が加わると緩衝部が変形して磁場が変化するので、この磁場の変化を磁気センサで検出することによって、加減圧を検出することが可能である。

[適用例２]
前記緩衝部は、均一に分散した複数の磁石を含むものとしてもよい。
この圧力検出装置によれば、磁石を緩衝部に分散して配置するため、緩衝部の様々な部位に印加される加減圧を検出することが可能である。

[適用例３]
前記センサ部は、複数の前記磁気センサを含むものとしてもよい。
この圧力検出装置によれば、複数の磁気センサにより磁場の変化を検出するため、空間的な圧力分布を得ることができる。

［適用例４］
圧力検出装置であって、
磁石を含み、加減圧により変形する緩衝部と、
前記緩衝部の変形に伴う磁場の変化を磁気センサにより検出するセンサ部と、
を備え、
前記緩衝部は、均一に分散した複数の磁石を含み、
前記磁気センサは、フレキシブルな回路基板上に設けられている、圧力検出装置。
この圧力検出装置によれば、その回路基板を大きく変形させることもできるため、様々な形状を有する物体についての加減圧を検出することが可能である。

［適用例５］
前記磁気センサは複数の磁気センサ素子を含み、複数の前記磁気センサ素子は、均一に配置されているものとしてもよい。
この圧力検出装置によれば、磁気センサ素子が均一に配置されるため、高精度な圧力分布を得ることができる。

［適用例６］
前記磁気センサは複数の磁気センサ素子を含み、前記磁気センサ素子は、同一の三角形をタイル状に配置した時の三角形の頂点の位置に配置されているものとしてもよい。
この圧力検出装置によれば、磁気センサ素子が均一な状態で密に配置されるため、より高精度な圧力分布を得ることができる。

［適用例７］
適用例４ないし６のいずれか一項記載の圧力検出装置であって、
前記センサ部は複数の前記磁気センサを含み、
前記磁気センサは、
外部装置と通信可能な通信部と、
前記複数の磁気センサを識別可能な識別記号を記憶するＩＤコード部と、
を備え、
前記外部装置は、前記ＩＤコード部に記憶される前記識別記号を用いることによって、複数の前記磁気センサのうち任意の磁気センサにアクセス可能に構成された、圧力検出装置。
この圧力検出装置によれば、圧力検出装置が複数の磁気センサを含む場合であっても、外部装置は、各磁気センサに個別にアクセスすることができる。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、圧力検出装置及び方法、それらを組み込んだ装置（移動体、ロボット、操舵装置）、それらを利用した制御システム、その制御システムを記録した記録媒体等の形態で実現することができる。

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ〜Ｉ．第１〜第９実施例：
Ｊ．変形例：

Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の一実施例としての圧力検出装置の概略構成を示す説明図である。この圧力検出装置３００は、永久磁石３２０が埋め込まれた緩衝部３４０と、永久磁石３２０の下方に設けられたセンサ部３３０とを備えている。センサ部３３０の周囲は、緩衝部３４０で覆われている。永久磁石３２０は紙面の上下方向に磁化されている。センサ部３３０は、磁気センサ回路３３１と回路基板３３２と磁気ヨーク３３３とを有している。磁気センサ回路３３１は、回路基板３３２に固定されており、回路基板３３２の裏側（図の下側）には磁気ヨーク３３３が設けられている。磁気ヨーク３３３は省略可能である。緩衝部３４０は、例えばスポンジやウレタンのような、自身が変形することで、外部からの衝撃や振動を和らげる緩衝材で構成することが好ましい。この圧力検出装置３００では、外圧ＰＰにより、緩衝部３４０が変形すると、磁気センサ回路３３１の位置での磁場が変化するので、この磁場の変化から外圧ＰＰの強さを検出することができる。

図２は、第１実施例における圧力検出装置を利用した制御システムの一例を示すブロック図である。この制御システムは、圧力検出装置３００と、制御回路５００と、被制御装置５４０を備えている。制御回路５００は、電源回路５１０と、ＣＰＵ５２０と、通信部５３０とを有している。圧力検出装置３００は、図１で説明した磁気センサ回路３３１及び永久磁石３２０の他に、コネクタ３１０を有している。コネクタ３１０は、制御回路５００と圧力検出装置３００とを電気的に接続するための接続端子である。制御回路５００と圧力検出装置３００との間の通信は、例えばデジタル信号を用いて実行される。

制御回路５００は、磁気センサ回路３３１による検出結果を元に、被制御装置５４０の制御を行うための回路である。被制御装置５４０としては、モータやヒータなどの任意の装置を利用することができる。また、複数の磁気センサ回路３３１が制御回路５００に接続されている場合は、個々の磁気センサ回路３３１の識別も行う。

図３は、磁気センサ回路３３１の内部構成を示すブロック図である。この磁気センサ回路３３１は、磁気センサ素子４１０と、ＡＤ変換部４２０と、特性変換部４３０と、記憶部４４０と、ＤＡ変換部４５０と、増幅器４６０と、ＩＤコード部としてのＩＤコード記録部４７０と、通信部４８０とを備えている。磁気センサ素子４１０は、例えばホール素子で構成されている。

通信部４８０は制御回路５００の通信部５３０と通信して、センサ出力ＳＳＡ０の補正データを、センサＩＤと共に受け取る。センサ内部のＩＤコード記録部４７０には、識別記号として、センサ固有のＩＤが記録されているか、又は、外部スイッチによりＩＤが設定されている。図３の例では、ディップスイッチなどの外部スイッチ４７２を用いてＩＤを設定することが可能である。ただし、ＩＤは、ディップスイッチ以外の種々の任意の手段で磁気センサ回路３３１内に記録又は設定することが可能である。例えば、外部スイッチ４７２を省略し、不揮発性メモリでＩＤコード記録部４７０を構成することも可能である。通信部４８０は、制御回路５００から供給されたＩＤが、ＩＤコード記録部４７０のＩＤと一致する場合には、供給された補正データを記憶部４４０に格納する。このように、ＩＤコードを利用すれば、複数の磁気センサ回路３３１が制御回路５００に接続されている場合に、その中の特定の磁気センサ回路３３１に対して補正データを送信することが可能である。ただし、ＩＤコード記録部４７０や外部スイッチ４７２は省略可能である。また、制御回路５００以外の装置を用いて、補正データを磁気センサ回路３３１に送信するようにしてもよい。

図３の例では、補正データは、変換テーブルＣＴの内容を表すデータであり、記憶部４４０には変換テーブルＣＴが格納される。特性変換部４３０は、この変換テーブルＣＴを利用して、磁気センサ素子４１０のセンサ出力ＳＳＡ０のレベルを補正する。具体的には、圧力検出装置３００の入出力関係が所望の形状（入出力特性）を有するように補正を実行する。なお、本実施例において、圧力検出装置３００の入力は、外圧ＰＰにより変化した磁場の大きさ及び方向であり、出力は磁気センサ回路３３１のセンサ出力ＳＳＡである。特性変換部４３０で補正されたセンサ出力は、ＤＡ変換部４５０でアナログ信号に変換された後、増幅器４６０で増幅されて、センサ出力ＳＳＡとして出力される。

変換テーブルＣＴとしては、例えば以下のようなテーブルを使用することができる。
（１）補正前の出力ＳＳＡ０のレベルを入力とし、補正後の出力ＳＳＡのレベルを出力とする第１のルックアップテーブル。
（２）補正前の出力ＳＳＡ０のレベルを入力とし、補正前の出力ＳＳＡ０と補正後の出力ＳＳＡとの差分を出力とする第２のルックアップテーブル。
（３）補正前の出力ＳＳＡ０のレベルを引数とし、補正前の出力ＳＳＡ０と補正後の出力ＳＳＡとの比を出力とする第３のルックアップテーブル。

上記第１のルックアップテーブルを使用した場合には、特性変換部４３０は、第１のルックアップテーブルを参照することによって、補正後のセンサ出力を直接得ることができる。一方、上記第２のルックアップテーブルを使用した場合には、特性変換部４３０は第２のルックアップテーブルを参照して得られた差分を、磁気センサ素子４１０の出力に加算することによって、補正後のセンサ出力を得ることができる。上記第３のルックアップテーブルを使用した場合には、特性変換部４３０は、第３のルックアップテーブルを参照して得られた比を、磁気センサ素子４１０の出力に乗算することによって、補正後のセンサ出力を得ることができる。

図４は、圧力検出装置３００の望ましい入出力関係の一例を示す説明図である。図４（Ａ）は変換前（補正前）の入出力関係を示し、図４（Ｂ）は変換後（補正後）の入出力関係を示している。これらの図において、横軸は外圧ＰＰによる加圧量を表現しており、縦軸は磁気センサ回路３３１のセンサ出力ＳＳＡを示している。この例では、変換前の非線形な入出力関係が、直線的な（リニアな）入出力関係に変換されている。こうすれば、入力（この例では加圧量）と出力（この例ではセンサ出力ＳＳＡ）との関係が、圧力検出装置３００の設置状態に拘わらずに直線的な関係となるので、このセンサ出力ＳＳＡを用いて制御回路５００が適切な制御を容易に実行することができる。

図５は、圧力検出装置３００の望ましい入出力関係の他の例を示す説明図である。この例では、変換前の線形な入出力関係が、非線形な入出力関係に変換されている。このように、変換後の入出力関係（入出力特性）としては、直線（線形）や、非直線（非線形）を含む任意の形状を利用することが可能である。

図６は、圧力検出装置３００を利用した制御システムの他の例を示すブロック図である。この制御システムは、図２に示した制御システムの構成にヒータ３５０と温度センサ３６０を追加したものであり、他の構成は図２に示したものと同じである。温度センサ３６０は永久磁石３２０の温度を非接触で測定するものである。ただし、接触式の温度センサを用いても良い。ヒータ３５０は、永久磁石３２０を一定の温度に保ち、かつ、緩衝材の温度変化による硬度を安定させることができる。また、ヒータを設けるスペースがない場合には、温度センサからの情報を元に、緩衝材の硬度変化の影響や磁場の環境温度による影響の圧力検出補正を、ルックアップテーブル等を用いて行うようにしても良い。制御回路５００は、永久磁石３２０の温度が所望の温度に維持されるように、ヒータ３５０の出力を制御する。この構成によれば、環境温度に拘わらずに永久磁石３２０の温度がほぼ一定に維持されるので、永久磁石３２０に起因する磁場を安定させることができる。この結果、より正確に外圧ＰＰを検出して、高精度な制御を実行することが可能である。

このように、第１実施例では、緩衝部の変形によって生じる磁場の変化から加減圧を検出することができる。また、緩衝材の厚みを大きくしても、加減圧の検出が可能である。

Ｂ．第２実施例：
図７は、第２実施例における圧力検出装置３００ａの概略構成を示す説明図である。図１に示した第１実施例との違いは、緩衝部３４０ａ内部に、複数の永久磁石３２０ａを分散させた状態で含んでいるという点だけであり、他の構成は第１実施例と同じである。なお、緩衝部３４０ａに均一な状態で永久磁石３２０ａを含むためには、永久磁石３２０ａを例えば粉末状にするなど、微小に形成することが好ましい。

図８は、第２実施例における圧力検出装置３００ａの製造方法を示す説明図である。まず、図８（Ａ）に示すように、加減圧により変形する緩衝部３４０ａを準備する。緩衝部３４０ａは未着磁状態の微小な磁石部材ＭＭを含んでいる。次に、図８（Ｂ）に示すように、未着磁状態の磁石部材ＭＭを紙面の上下方向に着磁することにより、永久磁石３２０ａを生成する。そして、図８（Ｃ）に示すように、センサ部３３０を緩衝部３４０ａの下部に設置する。この結果、多数の微小な永久磁石３２０ａが分散された緩衝部３４０ａを有する圧力検出装置３００ａを得ることができる。

このように、分散させた複数の永久磁石により磁石部を構成しても、第１実施例と同様に、緩衝部の変形によって生じる磁場の変化を検出することが可能である。さらに、第２実施例の場合は、永久磁石を緩衝部内に分散させるため、緩衝部の様々な部位に印加される加減圧を検出することができる。

Ｃ．第３実施例
図９は、第３実施例における圧力検出装置３００ｂの概略構成を示す説明図である。図７に示した第２実施例との違いは、センサ部３３０に、紙面に対して水平に複数の磁気センサ回路を有しているという点だけであり、他の構成は第２実施例と同じである。図９（Ａ）の例では、２つの磁気センサ回路３３１ａ、３３１ｂが描かれているが、より多数の磁気センサ回路を設けてもよい。図９（Ｂ）は、第３実施例における圧力検出装置３００ｂが外圧ＰＰを受けた際の、磁気センサ回路３３１ａと磁気センサ回路３３１ｂに対する圧力分布の例を示す説明図である。この例の外圧ＰＰは、緩衝部３４０ａの中心よりも磁気センサ回路３３１ａに近い側にある。したがって、磁気センサ回路３３１ａが検出する外圧ＰＰ１は、磁気センサ回路３３１ｂが検出する外圧ＰＰ２よりも大きくなる。複数の磁気センサ回路３３１ａ、３３１ｂの出力を利用すれば、外圧ＰＰの大きさと位置とを検出することが可能である。

このように、複数の磁気センサ回路によりセンサ部を構成しても、第１及び第２実施例と同様に、緩衝部の変化によって生じる磁場の変化を検出することが可能である。また、第３実施例の場合は、水平方向に複数の磁気センサ回路を設けるため、水平方向の空間的な圧力分布を得ることができる。特に、複数の磁気センサ回路を２次元的に配置すれば、２次元的な圧力分布を検出することが可能である。さらに、例えば曲面に沿って磁気センサ回路を配置すれば、曲面上の圧力分布を検出することができる。

Ｄ．第４実施例
図１０は、第４実施例における圧力検出装置３００ｃの概略構成を示す説明図である。図９（Ａ）に示した第３実施例との違いは、紙面に対して垂直方向に沿って上向きと下向きにそれぞれ、複数の磁気センサ回路（磁気センサ回路３３１ａ、３３１ｂ）を有しているという点だけであり、他の構成は第３実施例と同じである。磁気センサ回路をこのような配置にすることにより、緩衝部３４０ａに対する上下方向からの圧力（外圧ＰＰ及び外圧ＰＬ）を検出することが可能である。なお、図１０において、磁気ヨークは省略されている。

このように、複数の磁気センサ回路によりセンサ部を構成しても、第１及び第２実施例と同様に、緩衝部の変化によって生じる磁場の変化を検出することが可能である。さらに、第４実施例の場合は、垂直方向に複数の磁気センサ回路を設けるため、第１及び第２実施例と比較して、垂直方向の空間的な圧力分布を得ることができる。

Ｅ．第５実施例
図１１は、第５実施例における圧力検出装置を備えた車両の概略構成を示す説明図である。この車両６００は、窓ガラス６１０と、圧力検出部６２０と、車輪６３０と、車室６５０とを備えている。圧力検出部６２０としては、例えば、図９に示した第３実施例の圧力検出装置３００ｂを利用することができる。この場合に、図９に示した緩衝部３４０ａが車両６００のボディの一部を覆う状態で圧力検出装置３００ｂが設置される。緩衝部３４０ａの下には、多数の磁気センサ回路がほぼ均一に配置されることが好ましい。ただし、第３実施例以外の他の実施例で説明した圧力検出装置を採用することも勿論可能である。

図１２は、第５実施例における圧力検出装置を備えた車両の制御システムの一例を示すブロック図である。この制御システムは、圧力検出装置３００ｂと、制御回路５００と、駆動部６４０と、車輪６３０とを備えている。ここで、圧力検出装置３００ｂ及び制御回路５００の内部構成は、図２で説明した構成とほぼ同じであるため、詳細は省略している。制御回路５００は、圧力検出装置３００ｂからの情報により、駆動部６４０を制御する。ここで、駆動部６４０は車輪６３０を動かすアクチュエータ（例えば電動モータ）を制御する駆動制御回路（図示省略）を含んでいることが好ましい。

図１３は、制御回路５００における駆動部６４０の制御についての処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１０では、制御回路５００の通信部５３０が磁気センサ回路３３１の通信部４８０と通信し、センサ出力ＳＳＡを受け取る。ステップＳ２０では、センサ出力ＳＳＡが一定の基準以上であるか否かを判定する。ステップＳ３０では、一定の基準以上であると判定された場合に、センサ出力ＳＳＡの変位量から、操舵制御や制動量を決定する。例えば、圧力を検出した方向とは逆方向に車両６００を操舵したり、あるいは、圧力を検出したら車両６００を停止させる、などの決定をすることができる。ステップＳ４０では、ステップＳ３０での決定に基づき、駆動部６４０の制御を行う。

このように、第１〜第４実施例の圧力検出装置を備えた車両によれば、車両に対する衝撃を検知して、車両の操舵や制動の制御をすることが可能である。

Ｆ．第６実施例
図１４は、第６実施例における圧力検出装置を備えた車両の概略構成を示す説明図である。図１１に示した第５実施例との違いは、圧力検出部６２０が、車両６００のボディ部分下部の一部であるという点だけであり、他の構成は第５実施例と同じである。なお、圧力検出部６２０は、車両に対する衝撃が想定される部分に設けることが好ましい。

このように、第６実施例の場合は、圧力検出部を特に衝突検知の必要な箇所にのみ設けているため、車両製造のコストを抑えることが可能である。

Ｇ．第７実施例
図１５は、第７実施例における圧力検出装置を備えたロボットの概略構成を示す説明図である。このロボット７００は、ボディ７１０と、視覚部７２０と、音声部７３０と、触覚部７４０と、移動部７５０とを備えている。このうち、触覚部７４０として、上述した圧力検出装置３００ｂが利用されている。触覚部７４０の表面は、緩衝部３４０ａで覆われている。この構成では、触覚部７４０に対する圧力を検知して、制御回路５００が駆動部６４０にロボットの動作を制御することができる。また、制御回路５００は触覚部７４０に対する圧力を検知して、ロボットが物を持ったと判断し、制御を行うことも可能である。なお、視覚部７２０や音声部７３０、移動部７５０は省略することも可能である。

Ｈ．第８実施例
図１６は、第８実施例における圧力検出装置を備えたハンドルの概略構成を示す説明図である。このハンドル８００は、操舵指令部８１０と、グリップ８２０と、操作パネル８３０とを備えている。このうち、グリップ８２０として上述した圧力検出装置３００ｂが利用されている。グリップ８２０の表面は、緩衝部３４０ａで覆われている。この構成では、居眠り等によりグリップ８２０に対し握り圧力が検出されなかった場合、制御回路５００が車両本体の駆動部６４０に車両の制動を強制するといった制御を行うことができる。なお、操作パネル８３０は省略することも可能である。

Ｉ．第９実施例
図１７は、第９実施例における圧力検出装置３００ｄの概略構成を示す説明図である。図７に示した第２実施例との違いは、センサ部３３０ｄが異なる点のみであり、他の構成は第２実施例と同じである。具体的には、第９実施例におけるセンサ部３３０ｄでは、磁気センサ回路３３１ｄと、回路基盤３３２ｄが、緩衝部３４０ａの下部全体に積層状態に設けられている。また、回路基盤３３２ｄは、柔軟性があり、大きくその形を変形させることも可能な基板（フレキシブル基板）である。なお、磁気ヨークは省略されている。

図１８は、磁気センサ回路３３１ｄの内部構成を示すブロック図である。図３に示した第２実施例との違いは、磁気センサ素子群４１０ｄと、素子群制御部４９０と、要素値テーブルＥＴを備える点であり、他の構成や動作は第２実施例と同じである。磁気センサ素子群４１０ｄは、複数の磁気センサ素子（例えば、複数のホール素子）からなる。素子群制御部４９０は、磁気センサ素子群４１０ｄを制御する機能を有する。詳細については後述する。要素値テーブルＥＴは、記憶部４４０ｄ内に設けられた、磁気センサ素子群４１０ｄからのセンサ出力を格納するためのテーブルである。この磁気センサ回路３３１ｄは、一つの装置内に複数設けられ、外部装置（例えば、ＣＰＵ５２０）からは、ＩＤコード記録部４７０のＩＤと一致する場合には、ＩＤが一致した磁気センサ回路３３１ｄ内の変換テーブルＣＴ内を更新することができる。また、外部装置（例えば、ＣＰＵ５２０）は、要素値テーブルＥＴ内のデータ群を、通信部４８０を通じて読み出すことも可能である。

図１９は、センサ部３３０ｄの概略説明図である。第９実施例では、フレキシブルな回路基盤３３２ｄの上に、複数の磁気センサ素子ＳＤが均一に配置されている。具体的には、磁気センサ素子ＳＤは、同一の三角形をタイル状に配置した時の、その各三角形の頂点にあたる位置に配置されている。これら磁気センサ素子ＳＤを総称して「磁気センサ素子群４１０ｄ」とも呼ぶ。各センサ素子の位置を規定する三角形としては、二等辺三角形や正三角形などを採用可能である。磁気センサ素子ＳＤは、それぞれが独立した通信可能なバスによって、素子群制御部４９０に接続されている。なお、磁気センサ回路３３１ｄのうち、磁気センサ素子４１０ｄ、素子群制御部４９０以外の部分については図示を省略している。

図２０は、素子群制御部による磁気センサ素子群の制御についての説明図である。磁気センサ素子ＳＤを行列として捉えると、ある磁気センサ素子ＳＤは、ＳＤ（ｉ，ｊ）のようにして特定することができる。例えば、ＳＤ（１，１）として特定される磁気センサ素子ＳＤの、センサ出力ＳＳＡ０を得るためには、スイッチＮＳ１をオン（スイッチＮＳ２〜４はオフ）にした状態で、スイッチＭＳ１をオン（スイッチＭＳ２〜５はオフ）にすればよい。このようにして、素子群制御部４９０は、ＳＤ（１，１）〜ＳＤ（４，５）までの各センサ出力ＳＳＡ０を取得する。各センサ出力ＳＳＡ０は、個々の磁気センサ素子ＳＤを特定可能な情報と一緒にＡＤ変換部４２０へ送信された後、図３で説明した手順により補正がされる。その後、補正後のセンサ出力値は要素値テーブルＥＴに格納される。

図２１は、ある時点でのセンサ出力ＳＳＡの例を示す説明図である。図２２は、図２１をグラフ化した図である。このように、本実施例では、磁気センサ素子ＳＤが配置される各点における加減圧の大きさを検知することができる。また、センサ出力値から、磁気センサ素子ＳＤが設けられている各点のうちの、最大圧力点を算出することも可能である。

このようにしても、第１及び第２実施例と同様に、緩衝部の変化によって生じる磁場の変化を検出することが可能である。また、第９実施例の場合は、フレキシブルな回路基板上に磁気センサ回路を設けるため、様々な形状を有する物体についての加減圧を検出することができる。さらに、磁気センサ素子が均一な状態で密に配置されるため、図２２のように、より高精度な圧力分布を得ることも可能である。

Ｊ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

Ｊ１．変形例１：
上記実施例では、緩衝部に含まれる磁石は、永久磁石としたが、この磁石は電磁石とすることも可能である。

Ｊ２．変形例２：
上記実施例では、永久磁石を紙面に対して上下方向に着磁するものとしたが、この着磁は紙面に対して左右方向に行ってもよい。また、紙面に対して上下（垂直）、左右（水平）以外の方向に着磁することも可能である。

Ｊ３．変形例３：
上記実施例では、制御回路５００と圧力検出装置３００との間の通信がデジタル信号で行われるものとしたが、この通信はアナログ信号や光通信で行うものとしてもよい。また、電力線を用いて通信を行うことも可能である。

Ｊ４．変形例４：
上記実施例では、磁気センサ素子のセンサ出力ＳＳＡ０の補正は特性変換部４３０で行われるものとしたが、この補正は、特定の関数を用いる関数演算部４３０aで行うものとしてもよい。また、当該補正を省略することも可能である。

Ｊ５．変形例５：
本発明による圧力検出装置は、様々な装置において、圧力を検出するための装置として利用可能である。例えば上記第５、第６実施例では、圧力検出部を車両６００のボディ部分の一部としたが、圧力検出部はボディ部分に限らず、バンパ部分やドア部分、車室内部としてもよい。また、上記第７実施例では、触覚部７４０をロボット７００の腕部分としたが、触覚部７４０は腕部分に限らず、ボディ部分や脚部分としてもよい。さらに、上記第８実施例では、圧力検出部をハンドル８００のグリップ８２０としたが、圧力検出部はグリップ８２０に限らず、操舵指令部８１０や操作パネル８３０とすることも可能である。

Ｊ６．変形例６：
上記第９実施例では、１つの磁気センサ回路を有し、その中に複数の磁気センサ素子を設ける構成とした。しかし、複数の磁気センサ回路を有し、各磁気センサ回路内には複数の磁気センサ素子が設けられる構成とすることも可能である。

Ｊ７．変形例７：
上記第９実施例では、磁気センサ素子ＳＤは同一の三角形をタイル状に配置した時の、その各三角形の頂点にあたる位置に配置されているものとした。しかし、磁気センサ素子ＳＤの配置は本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて任意の配置とすることができる。例えば、四角形や六角形をタイル状に配置し、その各頂点にあたる位置に磁気センサ素子ＳＤを配置することで、磁気センサ素子ＳＤを均一に配置するものとしても良い。このようにしても、磁気センサ素子が均一に配置されるため、高精度な圧力分布を得ることができる。

本発明の一実施例としての圧力検出装置の概略構成を示す説明図である。第１実施例における圧力検出装置を利用した制御システムの一例を示すブロック図である。磁気センサ回路３３１の内部構成を示すブロック図である。圧力検出装置３００の望ましい入出力関係の一例を示す説明図である。圧力検出装置３００の望ましい入出力関係の他の例を示す説明図である。圧力検出装置３００を利用した制御システムの他の例を示すブロック図である。第２実施例における圧力検出装置３００ａの概略構成を示す説明図である。第２実施例における圧力検出装置３００ａの製造方法を示す説明図である。第３実施例における圧力検出装置３００ｂの概略構成を示す説明図である。第４実施例における圧力検出装置３００ｃの概略構成を示す説明図である。第５実施例における圧力検出装置を備えた車両の概略構成を示す説明図である。第５実施例における圧力検出装置を備えた車両の制御システムの一例を示すブロック図である。制御回路５００における駆動部６４０の制御についての処理手順を示すフローチャートである。第６実施例における圧力検出装置を備えた車両の概略構成を示す説明図である。第７実施例における圧力検出装置を備えたロボットの概略構成を示す説明図である。第８実施例における圧力検出装置を備えたハンドルの概略構成を示す説明図である。第９実施例における圧力検出装置３００ｄの概略構成を示す説明図である。磁気センサ回路３３１ｄの内部構成を示すブロック図である。センサ部３３０ｄの概略説明図である。素子群制御部による磁気センサ素子群の制御についての説明図である。ある時点でのセンサ出力ＳＳＡの例を示す説明図である。図２１をグラフ化した図である。

３００ａ〜ｄ…圧力検出装置
３１０…コネクタ
３２０、３２０ａ…永久磁石
３３０、３３０ｄ…センサ部
３３１、３３１ａ〜ｄ…磁気センサ回路
３３２、３３２ｄ…回路基板
３３３…磁気ヨーク
３４０、３４０ａ…緩衝部
３５０…ヒータ
３６０…温度センサ
４１０…磁気センサ素子
４３０…特性変換部
４３０a…関数演算部
４４０…記憶部
４６０…増幅器
４７２…外部スイッチ
４８０…通信部
４９０…素子群制御部
５００…制御回路
５１０…電源回路
５２０…ＣＰＵ
５３０…通信部
５４０…被制御装置
６００…車両
６１０…窓ガラス
６２０…圧力検出部
６３０…車輪
６４０…駆動部
６５０…車室
７００…ロボット
７１０…ボディ
７２０…視覚部
７３０…音声部
７４０…触覚部
７５０…移動部
８００…ハンドル
８１０…操舵指令部
８２０…グリップ
８３０…操作パネル

Claims

圧力検出装置であって、
磁石を含み、加減圧により変形する緩衝部と、
前記緩衝部の変形に伴う磁場の変化を磁気センサにより検出するセンサ部と、
を備える圧力検出装置。
請求項１記載の圧力検出装置であって、
前記緩衝部は、均一に分散した複数の磁石を含む、
圧力検出装置。
請求項１又は２記載の圧力検出装置であって、
前記センサ部は複数の前記磁気センサを含む、
圧力検出装置。
圧力検出装置であって、
磁石を含み、加減圧により変形する緩衝部と、
前記緩衝部の変形に伴う磁場の変化を磁気センサにより検出するセンサ部と、
を備え、
前記緩衝部は、均一に分散した複数の磁石を含み、
前記磁気センサは、フレキシブルな回路基板上に設けられている、圧力検出装置。
請求項４記載の圧力検出装置であって、
前記磁気センサは複数の磁気センサ素子を含み、
複数の前記磁気センサ素子は、均一に配置されている、圧力検出装置。
請求項４記載の圧力検出装置であって、
前記磁気センサは複数の磁気センサ素子を含み、
前記磁気センサ素子は、同一の三角形をタイル状に配置した時の三角形の頂点の位置に配置されている、圧力検出装置。
請求項４ないし６のいずれか一項記載の圧力検出装置であって、
前記センサ部は複数の前記磁気センサを含み、
前記磁気センサは、
外部装置と通信可能な通信部と、
前記複数の磁気センサを識別可能な識別記号を記憶するＩＤコード部と、
を備え、
前記外部装置は、前記ＩＤコード部に記憶される前記識別記号を用いることによって、複数の前記磁気センサのうち任意の磁気センサにアクセス可能に構成された、圧力検出装置。
圧力検出方法であって、
（ａ）磁石を含み、加減圧により変形する緩衝部を準備する工程と、
（ｂ）前記緩衝部の変形に伴う磁場の変化を検出する工程と、
を含む圧力検出方法。
移動体であって、
請求項１ないし７のいずれか一項記載の圧力検出装置と、
前記圧力検出装置による検出結果を元に前記移動体の制御を行う制御部と、
を備える移動体。
ロボットであって、
請求項１ないし７のいずれか一項記載の圧力検出装置と、
前記圧力検出装置による検出結果を元に前記ロボットの制御を行う制御部と、
を備えるロボット。
操舵装置であって、
請求項１ないし７のいずれか一項記載の圧力検出装置と、
前記圧力検出装置による検出結果を元に、前記操舵装置が取り付けられる移動体本体の制御を行う制御部と、
を備える操舵装置。