JP2016122363A - Method of measuring haptic sensation - Google Patents

Method of measuring haptic sensation Download PDF

Info

Publication number
JP2016122363A
JP2016122363A JP2014262624A JP2014262624A JP2016122363A JP 2016122363 A JP2016122363 A JP 2016122363A JP 2014262624 A JP2014262624 A JP 2014262624A JP 2014262624 A JP2014262624 A JP 2014262624A JP 2016122363 A JP2016122363 A JP 2016122363A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
piezoelectric element
output signal
scanning speed
contact force
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.)
Pending
Application number
JP2014262624A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
香織 小澤
Kaori Ozawa
香織 小澤
福田 晃之
Teruyuki Fukuda
晃之 福田
真美 田中
Masami Tanaka
真美 田中
武志 奥山
Takeshi Okuyama
武志 奥山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tohoku University NUC
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Tohoku University NUC
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tohoku University NUC, Daikin Industries Ltd filed Critical Tohoku University NUC
Priority to JP2014262624A priority Critical patent/JP2016122363A/en
Publication of JP2016122363A publication Critical patent/JP2016122363A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a haptic sensation evaluation method that allows for quantitatively evaluating various haptic sensations.SOLUTION: An evaluation method for evaluating haptic sensation on a smooth surface of a base material involves bringing a piezoelectric element 28 into contact with a smooth surface of a material (base material) 12, moving the piezoelectric element on the base material surface relative to the base material surface, and acquiring an output signal from the piezoelectric element. The acquired signal is processed by a signal processing unit to obtain at least one of; a mean absolute value of the output signal, a variance of the output signal, a power spectral distribution ratio of a mid-frequency component to mid and high frequency components of the output signal, and a sum of frequency components in a specific frequency band.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、平滑な表面の触感を測定する方法に関する。   The present invention relates to a method for measuring the feel of a smooth surface.

近年のスマートフォン、タブレット型端末等の急速な普及に伴い、その操作面(例えば、タッチパネル)の触感を改善するための技術、例えば表面処理技術に対する関心が高まっている。   With the rapid spread of smartphones, tablet terminals, and the like in recent years, there is an increasing interest in technologies for improving the touch feeling of the operation surface (for example, touch panel), for example, surface treatment technology.

従来、このように処理された基材の表面、特にガラス、樹脂(プラスチック)、金属板などの平滑な表面の触感、特にその表面上で指を滑らせた場合の触感(滑り性)を定量的に評価する方法として、例えば、特許文献1に記載のように、基材の表面の動摩擦係数を測定する方法が用いられている。   Conventionally, the tactile sensation of the surface of the base material treated in this way, especially glass, resin (plastic), smooth surface such as a metal plate, especially tactile sensation (sliding property) when a finger is slid on the surface is determined. For example, a method of measuring a dynamic friction coefficient of the surface of a base material is used as a method for evaluating it as described in Patent Document 1, for example.

特開2013−253228号公報JP2013-253228A

滑り性は、人が物を触るときの感覚(即ち、触感)の一つであるが、本発明者らは、人の触感は、滑り性に加え、その他の種々の感覚、例えば密着感、乾湿感、粗滑感、硬軟感、温冷感、弾性感、軽重感、厚薄感、フィット感等も含み得ることに気づいた。   The slipperiness is one of the sensations when a person touches an object (that is, the tactile sensation), but the present inventors consider that the human tactile sensation is not only slippery but also various other sensations such as adhesion, It has been found that a feeling of dryness, roughness, softness, warmth, coolness, elasticity, lightness, thinness, fit, etc. can be included.

従来のような動摩擦係数による評価方法によれば、滑り性については定量的に評価することができるが、その他の感覚について定量的に評価する方法は、未だ確立されていない。   According to the conventional evaluation method using a dynamic friction coefficient, the slipperiness can be quantitatively evaluated, but a method for quantitatively evaluating other senses has not yet been established.

従って、本発明は、滑り性だけではなく、他の触感についても定量的に評価することができる評価方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an evaluation method capable of quantitatively evaluating not only slipperiness but also other tactile sensations.

本発明者らは、鋭意検討した結果、基材の表面に、圧電素子を接触させて、移動させることにより、圧電素子が感圧の大きさに応じて特定の信号を出力し、この出力信号の特徴(出力電圧の特徴)から触感を評価できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies, the inventors contacted and moved the piezoelectric element to the surface of the substrate, and the piezoelectric element output a specific signal according to the magnitude of pressure sensitivity. From the above characteristics (characteristics of output voltage), it was found that the tactile sensation can be evaluated, and the present invention has been completed.

本発明の要旨によれば、基材の平滑面の触感を評価する方法であって、圧電素子を基材の平滑面に接触させつつ、基材表面上を基材表面に対して相対的に移動させ、圧電素子からの出力信号を取得することを含む方法が提供される。   According to an aspect of the present invention, there is provided a method for evaluating the tactile sensation of a smooth surface of a substrate, wherein the piezoelectric element is brought into contact with the smooth surface of the substrate and the surface of the substrate is relatively relative to the surface of the substrate. A method is provided that includes moving and acquiring an output signal from a piezoelectric element.

本発明の評価方法によれば、基材の平滑面の触感について、滑り性だけではなく、他の特性についても評価することが可能になる。   According to the evaluation method of the present invention, it is possible to evaluate not only the slipperiness but also other characteristics of the smooth surface of the substrate.

図1は、本発明の評価方法に用いられる装置10の概略を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view schematically showing an apparatus 10 used in the evaluation method of the present invention. 図2は、図1の装置のx−x線に沿った断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the apparatus of FIG. 1 taken along line xx. 図3は、比較例における走査速度3.3mm/sでの動摩擦係数の測定結果を示す。FIG. 3 shows the measurement result of the dynamic friction coefficient at a scanning speed of 3.3 mm / s in the comparative example. 図4は、比較例における走査速度8.3mm/sでの動摩擦係数の測定結果を示す。FIG. 4 shows the measurement result of the dynamic friction coefficient at a scanning speed of 8.3 mm / s in the comparative example. 図5は、実施例1における走査速度50mm/sおよび接触力0.2Nの条件での測定結果を示す。FIG. 5 shows the measurement results in Example 1 under conditions of a scanning speed of 50 mm / s and a contact force of 0.2 N. 図6は、実施例1における走査速度50mm/sおよび接触力0.4Nの条件での測定結果を示す。FIG. 6 shows the measurement results in Example 1 under conditions of a scanning speed of 50 mm / s and a contact force of 0.4 N. 図7は、実施例1における走査速度50mm/sおよび接触力1Nの条件での測定結果を示す。FIG. 7 shows the measurement results under the conditions of a scanning speed of 50 mm / s and a contact force of 1 N in Example 1. 図8は、実施例1における走査速度75mm/sおよび接触力0.2Nの条件での測定結果を示す。FIG. 8 shows the measurement results in Example 1 under conditions of a scanning speed of 75 mm / s and a contact force of 0.2 N. 図9は、実施例1における走査速度75mm/sおよび接触力0.4Nの条件での測定結果を示す。FIG. 9 shows the measurement results in Example 1 under conditions of a scanning speed of 75 mm / s and a contact force of 0.4 N. 図10は、実施例1における走査速度75mm/sおよび接触力1Nの条件での測定結果を示す。FIG. 10 shows the measurement results under the conditions of a scanning speed of 75 mm / s and a contact force of 1 N in Example 1. 図11は、実施例2における走査速度50mm/sの条件での分散値の評価結果を示す。FIG. 11 shows the evaluation result of the dispersion value under the condition of the scanning speed of 50 mm / s in Example 2. 図12は、実施例2における走査速度75mm/sの条件での分散値の評価結果を示す。FIG. 12 shows the evaluation result of the dispersion value under the condition of the scanning speed of 75 mm / s in Example 2. 図13は、実施例3における走査速度50mm/sの条件でのR値の評価結果を示す。FIG. 13 shows the evaluation result of the R s value under the condition of the scanning speed of 50 mm / s in Example 3. 図14は、実施例3における走査速度75mm/sの条件でのR値の評価結果を示す。FIG. 14 shows the evaluation result of the R s value under the condition of the scanning speed of 75 mm / s in Example 3. 図15は、実施例4における走査速度50mm/sの条件でのFFTsum10−150およびFFTsum150−500の評価結果を示す。FIG. 15 shows the evaluation results of FFTsum 10-150 and FFTsum 150-500 in Example 4 under the condition of a scanning speed of 50 mm / s. 図16は、実施例4における走査速度75mm/sの条件でのFFTsum10−150およびFFTsum150−500の評価結果を示す。FIG. 16 shows the evaluation results of FFTsum 10-150 and FFTsum 150-500 in Example 4 under a scanning speed of 75 mm / s.

本発明は、平滑面を有する基材の該平滑面の触感を評価する方法に関し、圧電素子を基材の平滑面に接触させつつ、基材表面上を基材表面に対して相対的に移動させ、感圧の大きさに応じた圧電素子からの出力信号を取得することを含む。以下、本発明の評価方法について、詳細に説明する。   The present invention relates to a method for evaluating the tactile sensation of a smooth surface of a base material, and moves relative to the base material surface while bringing a piezoelectric element into contact with the smooth surface of the base material. And obtaining an output signal from the piezoelectric element in accordance with the magnitude of the pressure sensitivity. Hereinafter, the evaluation method of the present invention will be described in detail.

本発明の評価方法に用いられる装置は、圧電素子を有する触感センサと、触感センサを移動させる移動部と、触感センサの移動を制御する制御部と、触感センサから得られた信号を処理する信号処理部とを有して成る。また、上記装置は、被評価基材を固定する固定部、信号処理結果を表示する表示部等を有していてもよい。   The apparatus used in the evaluation method of the present invention includes a tactile sensor having a piezoelectric element, a moving unit that moves the tactile sensor, a control unit that controls movement of the tactile sensor, and a signal that processes a signal obtained from the tactile sensor. And a processing unit. Moreover, the said apparatus may have a fixing | fixed part which fixes a to-be-evaluated base material, a display part etc. which display a signal processing result.

図1に、本発明の評価方法に用いられる装置10の構成の一例を、概略平面図にて示す。図2は、上記装置のx−x線に沿った概略断面図である。   In FIG. 1, an example of a structure of the apparatus 10 used for the evaluation method of this invention is shown with a schematic plan view. FIG. 2 is a schematic sectional view taken along line xx of the apparatus.

図に示すように、本発明の評価方法に用いられる装置10では、試料(基材)12が、試料固定台14上に固定される。試料固定台14は、Z軸ステージ16上に設置されている。X軸スライダー18には、それに沿って移動する片持ち梁20が取り付けられている。片持ち梁20は、ひずみゲージ22を有し、片持ち梁の先端には、触感センサ24が取り付けられている。触感センサ24は、母材26、およびその表面に設置された圧電素子28を有して成る。   As shown in the figure, in the apparatus 10 used in the evaluation method of the present invention, a sample (base material) 12 is fixed on a sample fixing base 14. The sample fixing base 14 is installed on the Z-axis stage 16. A cantilever beam 20 that moves along the X-axis slider 18 is attached. The cantilever 20 has a strain gauge 22, and a tactile sensor 24 is attached to the tip of the cantilever. The tactile sensor 24 includes a base material 26 and a piezoelectric element 28 installed on the surface thereof.

図示していないが、本発明の評価方法に用いられる装置は、さらに、触感センサ24の移動速度および/または接触圧を測定するための測定部、触感センサの移動速度および/または接触圧を制御する制御部、信号を演算する信号処理部、得られた信号および演算結果を表示する表示部等を備えていてもよい。また、本発明の評価方法に用いられる装置は、図示する装置に限定されるものではなく、圧電素子を基材に接触させて移動できるものであればよい。   Although not shown, the apparatus used in the evaluation method of the present invention further controls a measurement unit for measuring the moving speed and / or contact pressure of the tactile sensor 24, and controls the moving speed and / or contact pressure of the tactile sensor. A control unit that performs signal processing, a signal processing unit that calculates signals, a display unit that displays the obtained signals and calculation results, and the like may be provided. Moreover, the apparatus used for the evaluation method of the present invention is not limited to the illustrated apparatus, and any apparatus that can move the piezoelectric element in contact with the substrate may be used.

上記圧電素子28は、圧電材料と電極を有してなる。好ましくは、圧電材料はフィルム状であり、その表面全体が電極で覆われている。上記圧電材料は、特に限定されないが、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、あるいはフッ化ビニリデン系の共重合体、例えば、フッ化ビニリデンと、トリフルオロエチレン、ビニルフルオライド、ビニルクロライド、クロロフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、クロロジフルオロエチレン、ヘキサフルオロアセトンおよびヘキサフルオロプロピレンから選択される1種またはそれ以上の単量体との共重合体が挙げられる。圧電材料は、応答特性が、指腹部皮下組織に存在する触受容器の一つであり、皮膚変位の加速度を検出する感度が高く、微細なテクスチャの知覚認識に関与するパチニ小体の応答特性と類似している圧電材料が好ましく、例えば、ポリフッ化ビニリデンを用いることが好ましい。また、ポリフッ化ビニリデンは、感度および柔軟性が高く、加工が容易である点でも好ましい。   The piezoelectric element 28 has a piezoelectric material and an electrode. Preferably, the piezoelectric material is in the form of a film, and the entire surface is covered with electrodes. The piezoelectric material is not particularly limited, but polyvinylidene fluoride (PVDF) or a vinylidene fluoride copolymer such as vinylidene fluoride and trifluoroethylene, vinyl fluoride, vinyl chloride, chlorofluoroethylene, chloro And copolymers with one or more monomers selected from trifluoroethylene, chlorodifluoroethylene, hexafluoroacetone and hexafluoropropylene. Piezoelectric material is one of the tactile receptors that exist in the finger pad undercutaneous tissue, has high sensitivity to detect the acceleration of skin displacement, and the response characteristic of the patina body that is involved in perceptual recognition of fine textures A piezoelectric material similar to the above is preferable. For example, it is preferable to use polyvinylidene fluoride. Polyvinylidene fluoride is also preferred because it has high sensitivity and flexibility and is easy to process.

触感センサに用いられる母材は、人の指と同等の弾性を有することが好ましい。このような人の指と同等の弾性を有する材料は、特に限定されないが、例えば、種々の樹脂(例えば、シリコン樹脂)、ゴム(例えば、加硫ゴム)等を用いることができる。   The base material used for the tactile sensor preferably has the same elasticity as a human finger. Such a material having elasticity equivalent to that of a human finger is not particularly limited. For example, various resins (for example, silicon resin), rubber (for example, vulcanized rubber), and the like can be used.

また、触感センサは、人の指による触感に近づけるため、最外層に人の指紋を模すための模擬指紋部を有していてもよい。模擬指紋部は、圧電素子の表面を加工する(例えばエッチング)することにより形成されていてもよく、あるいは、模擬指紋部を形成した模擬指紋材を、最外層に設置してもよい。模擬指紋材を構成する材料としては、特に限定されないが、種々の樹脂を用いることができ、例えばアセテート樹脂のフィルムが挙げられる。   Further, the tactile sensor may have a simulated fingerprint portion for imitating a human fingerprint on the outermost layer in order to approximate a tactile sensation with a human finger. The simulated fingerprint portion may be formed by processing (for example, etching) the surface of the piezoelectric element, or a simulated fingerprint material on which the simulated fingerprint portion is formed may be placed on the outermost layer. The material constituting the simulated fingerprint material is not particularly limited, but various resins can be used, for example, an acetate resin film.

評価は、試料固定台14上に、試料(基材)12を固定し、触感センサ24(詳細には、圧電素子28)を試料固定台14上の試料(基材)12の平滑面に接触させた状態で、片持ち梁20をX軸スライダー18に沿って図1および図2において右向きの方向に移動させることにより行われる。   In the evaluation, the sample (base material) 12 is fixed on the sample fixing base 14, and the tactile sensor 24 (specifically, the piezoelectric element 28) is brought into contact with the smooth surface of the sample (base material) 12 on the sample fixing base 14. In this state, the cantilever 20 is moved along the X-axis slider 18 in the rightward direction in FIGS. 1 and 2.

圧電素子と基材との接触面積は、特に限定されないが、人がその基材を触る時に指が接触する面積と同等であることが好ましい。例えば、圧電素子と基材との接触面積は、例えば、1.0〜3.0cm、例えば2.0cmであることが好ましい。 The contact area between the piezoelectric element and the base material is not particularly limited, but is preferably equal to the area that the finger contacts when a person touches the base material. For example, the contact area between the piezoelectric element and the substrate, for example, it is preferable 1.0~3.0Cm 2, for example, 2.0 cm 2.

圧電素子と基材の接触力は、特に限定されないが、例えば、0.01〜20Nであり、好ましくは0.01〜10N、より好ましくは0.05〜5.0N、さらに好ましくは0.1〜3.0N、さらにより好ましくは0.3〜2.0Nであり得る。この圧電素子28と基材12の接触力は、ひずみゲージ22で測定することができる。この接触力は、Z軸ステージ16の高さを調節することにより、調節することができる。なお、接触力は、圧電素子が基材を押す力であって、基材の表面に対して垂直な力を意味する。   The contact force between the piezoelectric element and the substrate is not particularly limited, but is, for example, 0.01 to 20N, preferably 0.01 to 10N, more preferably 0.05 to 5.0N, and still more preferably 0.1. It may be -3.0N, even more preferably 0.3-2.0N. The contact force between the piezoelectric element 28 and the substrate 12 can be measured with the strain gauge 22. This contact force can be adjusted by adjusting the height of the Z-axis stage 16. The contact force is a force with which the piezoelectric element pushes the substrate, and means a force perpendicular to the surface of the substrate.

圧電素子と基材の接触圧は、特に限定されないが、例えば、0.01〜20N/cmであり、好ましくは人が基材を触る圧力に近い0.01〜5.0N/cm、より好ましくは0.1〜3.0N/cm、さらに好ましくは0.2〜2.0N/cm、さらにより好ましくは0.3〜1.0N/cmであり得る。この圧電素子28と基材12の接触圧は、ひずみゲージ22で測定することができる。また、Z軸ステージ16の高さを調節することにより、この接触圧を調節することができる。 Contact pressure of the piezoelectric element and the base material is not particularly limited, for example, a 0.01~20N / cm 2, preferably 0.01~5.0N / cm 2 near the pressure a person touching the substrate, More preferably, it may be 0.1-3.0 N / cm < 2 >, More preferably, it may be 0.2-2.0 N / cm < 2 >, More preferably, it may be 0.3-1.0 N / cm < 2 >. The contact pressure between the piezoelectric element 28 and the substrate 12 can be measured with the strain gauge 22. Further, this contact pressure can be adjusted by adjusting the height of the Z-axis stage 16.

圧電素子の基材に対する走査速度(移動速度)は、特に限定されないが、人が基材を触る速度に近いことが好ましい。走査速度は、例えば、5〜1,000mm/sであってよく、好ましくは10〜800mm/sであり、より好ましくは30〜500mm/sであり、さらに好ましくは30〜200mm/sである。   The scanning speed (movement speed) of the piezoelectric element with respect to the base material is not particularly limited, but is preferably close to the speed at which a person touches the base material. The scanning speed may be, for example, 5 to 1,000 mm / s, preferably 10 to 800 mm / s, more preferably 30 to 500 mm / s, and further preferably 30 to 200 mm / s.

触感センサ(詳細には、圧電素子)と基材間の接触圧および/または圧電素子の基材に対する走査速度は、一定であってもよく、変化させてもよい。また、触感センサは、基材と接触させて停止している状態から、一定速度で移動させ、最終的に停止させてもよく、あるいは、非接触状態で移動させながら基材に接触させ、所定の距離を移動させ、最終的に再度基材から離してもよい。なお、接触圧および/または走査速度を変化させる場合、必ずしも一定の割合で変化させなくてもよい。   The contact pressure between the tactile sensor (specifically, the piezoelectric element) and the substrate and / or the scanning speed of the piezoelectric element with respect to the substrate may be constant or may be changed. Further, the tactile sensor may be moved at a constant speed from a state where it is stopped by being in contact with the base material, and may finally be stopped. Alternatively, the tactile sensor may be contacted with the base material while being moved in a non-contact state. The distance may be moved and finally separated from the substrate again. When changing the contact pressure and / or the scanning speed, it is not always necessary to change the contact pressure and / or scanning speed at a constant rate.

接触圧を変化させる場合、例えば、圧電素子と基材間の接触圧が0の状態で評価を開始し、触感センサを移動させる間に徐々に大きくしてもよく、あるいは、所定の接触圧で評価を開始し、触感センサを移動させる間に徐々に小さくし、最終的に0にしてもよい。また、接触圧を大きくした後に、小さくしてもよく、その逆に変化させてもよい。   When changing the contact pressure, for example, the evaluation may be started when the contact pressure between the piezoelectric element and the substrate is 0 and gradually increased while the tactile sensor is moved, or at a predetermined contact pressure. The evaluation may be started and gradually decreased while the tactile sensor is moved, and may finally be set to zero. Further, the contact pressure may be increased and then decreased, or vice versa.

走査速度を変化させる場合、例えば、触感センサを停止した状態(即ち、走査速度が0である状態)から、徐々に加速してもよく、あるいは、所定の走査速度から徐々に速度を小さくし、最後に停止させてもよい。また、走査速度を大きくした後に、小さくしてもよく、その逆に変化させてもよい。   When changing the scanning speed, for example, the tactile sensor may be gradually accelerated from a stopped state (that is, a state where the scanning speed is 0), or may be gradually reduced from a predetermined scanning speed, You may stop at the end. In addition, after increasing the scanning speed, it may be decreased or vice versa.

接触圧および/または走査速度は、評価すべき基材、その基材の用途等に応じて適宜選択することができる。   The contact pressure and / or scanning speed can be appropriately selected according to the substrate to be evaluated, the use of the substrate, and the like.

好ましくは、実際の使用に近い接触圧および走査速度が選択される。例えば、基材がスマートフォンのタッチパネル用である場合、フリック、スワイプ、ピンチ、スクラブ等の操作時の指とタッチパネルの接触圧および速度に対応した、接触圧および走査速度を選択することができる。   Preferably, contact pressure and scanning speed close to actual use are selected. For example, when the base material is for a touch panel of a smartphone, the contact pressure and the scanning speed corresponding to the contact pressure and speed of the finger and the touch panel at the time of operations such as flick, swipe, pinch, and scrub can be selected.

上記のように圧電素子を基材表面に接触させつつ、基材表面上を基材表面に対して相対的に移動させることにより、圧電素子は、その感圧の変化に応じた出力信号を生成する。得られた出力信号の特徴(例えば、波形、強度、ピーク位置等)から、または、得られた出力信号を信号処理部(例えば、コンピュータ等)で演算処理した結果から、基材表面の触感を評価することができる。   As described above, the piezoelectric element generates an output signal corresponding to the change in its pressure sensitivity by moving the surface of the substrate relative to the substrate surface while making the piezoelectric element contact the substrate surface. To do. From the characteristics of the output signal obtained (for example, waveform, intensity, peak position, etc.), or from the result of arithmetic processing of the obtained output signal by a signal processing unit (for example, a computer, etc.) Can be evaluated.

演算処理した結果からは、出力信号の絶対値の平均、出力信号の分散、出力信号の中周波数成分(例えば、100〜500Hz)および高周波数成分(例えば500〜2000Hz)に対する中周波数成分のパワースペクトル分布比、ならびに特定の周波数帯、例えばマイスナー小体の反応域に対応する周波数帯(10〜150Hz)またはパチニ小体の反応域に対応する周波数帯(150〜500Hz)における周波数成分の総和等を得ることができる。   From the result of the arithmetic processing, the average of the absolute value of the output signal, the dispersion of the output signal, the power spectrum of the medium frequency component with respect to the medium frequency component (eg, 100 to 500 Hz) and the high frequency component (eg, 500 to 2000 Hz) of the output signal. The distribution ratio and the sum of frequency components in a specific frequency band, for example, a frequency band (10 to 150 Hz) corresponding to the reaction area of the Meissner body or a frequency band (150 to 500 Hz) corresponding to the reaction area of the Patini body Can be obtained.

上記絶対値の平均は、下記式:

Figure 2016122363
[式中、
Iは絶対値の平均を表し、
Nはサンプリング数を表し、
Vは測定値(電圧)を表す。]
により求められる。 The average of the absolute values is the following formula:
Figure 2016122363
[Where:
I represents the average of absolute values,
N represents the number of samples,
V represents a measured value (voltage). ]
Is required.

サンプリングされた出力信号の分散は、下記式:

Figure 2016122363
[式中、
はサンプリングされた出力信号の分散を表し、
Nサンプリング数を表し、
Vは測定値(電圧)を表し、
Figure 2016122363
により求められる。 The variance of the sampled output signal is:
Figure 2016122363
[Where:
V a represents the variance of the sampled output signal,
N represents the number of samplings,
V represents the measured value (voltage),
Figure 2016122363
Is required.

出力信号の中周波数成分および高周波数成分に対する中周波数成分のパワースペクトル分布比は、下記式:

Figure 2016122363
[式中、Rは、出力信号の中周波数成分および高周波数成分に対する中周波数成分のパワースペクトル分布比を表し、
P(f)は出力信号のパワースペクトル密度を表し、
は、中周波数成分の下限の周波数を表し、
は、中周波数成分の上限および高周波数成分の下限の周波数を表し、
は、高周波数成分の上限の周波数成分を表す。]
により求められる。例えば、この式において、fを100Hz、fを500Hz、fを2000Hzとすることにより、測定周波数領域の中および高周波数成分(100〜2000Hz)の積分値に対する中周波数成分(100〜500Hz)の積分値の比Rが求められる。 The power spectrum distribution ratio of the medium frequency component to the medium frequency component and high frequency component of the output signal is given by the following formula:
Figure 2016122363
[Wherein R S represents the power spectrum distribution ratio of the medium frequency component to the medium frequency component and the high frequency component of the output signal,
P (f) represents the power spectral density of the output signal,
f 1 represents the lower limit frequency of the medium frequency component,
f 2 represents the upper limit frequency of the medium frequency component and the lower limit frequency of the high frequency component,
f 3 represents the upper limit of the frequency components in the high frequency components. ]
Is required. For example, in this equation, f 1 is set to 100 Hz, f 2 is set to 500 Hz, and f 3 is set to 2000 Hz, so that the medium frequency component (100 to 500 Hz) with respect to the integration value of the middle and high frequency components (100 to 2000 Hz) in the measurement frequency region. the ratio R S of the integrated value of) can be obtained.

これらI、RおよびV、ならびに出力信号の特徴は、1つのみを用いて、あるいは、いずれか2つまた3つ以上を用いて基材の触感を示す指標とすることができる。 The characteristics of these I, R S and V a , and the output signal can be used as an index indicating the tactile sensation of the substrate using only one, or using any two or three or more.

本発明により評価される基材は、平滑面(平滑な表面)を有し、好ましくは少なくとも平滑面の一部が硬質である。   The substrate evaluated according to the present invention has a smooth surface (smooth surface), and preferably at least a part of the smooth surface is hard.

本明細書において、「平滑面」とは、表面粗さRaが100μm以下である表面を意味する。ここに、表面粗さRaは、算術平均粗さRaを意味し、JIS B0601に準拠して測定される。   In this specification, the “smooth surface” means a surface having a surface roughness Ra of 100 μm or less. Here, the surface roughness Ra means the arithmetic average roughness Ra, and is measured in accordance with JIS B0601.

「硬質」とは、曲げ弾性率が100MPa以上である基材を意味する。ここに、曲げ弾性率は、JIS K−7171に準拠して測定される。   “Hard” means a substrate having a flexural modulus of 100 MPa or more. Here, the flexural modulus is measured according to JIS K-7171.

本発明において使用可能な基材は、特に限定されないが、例えばガラス、サファイアガラス、樹脂、金属、セラミックス、半導体、木材、陶磁器、石材等、建築部材等から構成される。好ましくは、基材は、ガラス、樹脂、金属またはセラミックから構成される。   Although the base material which can be used in this invention is not specifically limited, For example, it is comprised from building materials, such as glass, sapphire glass, resin, a metal, ceramics, a semiconductor, wood, ceramics, a stone material, etc. Preferably, the substrate is made of glass, resin, metal or ceramic.

上記ガラスとしては、特に限定されないが、例えば、ソーダライムガラス、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、ホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス、クリスタルガラスおよび石英ガラスが挙げられ、これらは化学強化されていてもよい。   Examples of the glass include, but are not limited to, soda lime glass, alkali aluminosilicate glass, borosilicate glass, alkali-free glass, crystal glass, and quartz glass, and these may be chemically strengthened.

上記樹脂としては、特に限定されないが、例えば、天然または合成樹脂、一般的なプラスチック材料であってよく、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネートが挙げられる。   Although it does not specifically limit as said resin, For example, natural or synthetic resin and a general plastic material may be sufficient, for example, an acrylic resin and a polycarbonate are mentioned.

上記金属としては、特に限定されないが、例えばアルミニウム、銅、鉄等の金属単体または合金等の複合体が挙げられる。   Although it does not specifically limit as said metal, For example, metal, such as aluminum, copper, and iron, or composites, such as an alloy, are mentioned.

上記半導体としては、特に限定されないが、シリコン半導体、ゲルマニウム半導体等が挙げられる。   Although it does not specifically limit as said semiconductor, A silicon semiconductor, a germanium semiconductor, etc. are mentioned.

基材の形状は、平滑な面を有し、その平滑な面を手(または指)で触ることができる形状であれば特に限定されず、例えば、板状、フィルム状、シート状、球状、棒状、円筒状、円錐状、多角柱状、多角錐状、ドーム状、ならびにこれらを組み合わせた任意の形状であってもよい。基材の平滑面は、平面であることが好ましいが、曲面であってもよい。曲面である場合、曲率半径は、好ましくは3mm以上、より好ましくは10mm以上、さらに好ましくは5cm以上である。この場合、評価は、触感センサを曲面に沿って移動させる、または、触感センサを曲面と同様の形状に変形させることにより行うことができる。   The shape of the substrate is not particularly limited as long as it has a smooth surface and can be touched by hand (or finger). For example, a plate shape, a film shape, a sheet shape, a spherical shape, The shape may be a rod shape, a cylindrical shape, a conical shape, a polygonal column shape, a polygonal pyramid shape, a dome shape, or any combination thereof. The smooth surface of the substrate is preferably a flat surface, but may be a curved surface. In the case of a curved surface, the radius of curvature is preferably 3 mm or more, more preferably 10 mm or more, and further preferably 5 cm or more. In this case, the evaluation can be performed by moving the tactile sensor along the curved surface or by deforming the tactile sensor into the same shape as the curved surface.

上記基材は、人が触れる可能性のある種々の物品に用いられるものであり得る。例えば、上記物品としては、特に限定されないが、種々の電子または電気機器、建材、家具、食器、文房具、自動車部品、光学部材、包装(例えば、食品の包装袋)、医療用器具等が挙げられる。特に、基材の平滑面は、これらの物品の表面を構成し、好ましくは、基材の平滑面は、電子または電気機器の表面、例えば電子または電気機器の筐体の表面、あるいは表示面および/または操作面であり得る。より好ましくは、基材の平滑面は、携帯電話、スマートフォン、タブレット型パーソナルコンピュータなどの携帯情報端末、その他電子または電気機器のタッチパネルの操作面であり得る。   The said base material may be used for the various articles | goods which a human may touch. For example, the article is not particularly limited, but includes various electronic or electrical equipment, building materials, furniture, tableware, stationery, automobile parts, optical members, packaging (for example, food packaging bags), medical instruments, and the like. . In particular, the smooth surface of the substrate constitutes the surface of these articles, preferably the smooth surface of the substrate is the surface of an electronic or electrical device, such as the surface of an electronic or electrical device housing, or the display surface and It may be an operation surface. More preferably, the smooth surface of the substrate may be an operation surface of a touch panel of a portable information terminal such as a mobile phone, a smartphone, or a tablet personal computer, or other electronic or electric equipment.

一の態様において、上記基材の平滑面は、表面処理されていてもよい。例えば、基材の平滑面は、平滑面上に種々の層を有していてもよい。このような層としては、例えば、防汚層、反射防止層、アンチグレア層、ハードコート層、DLC(Diamond-Like Carbon)層、その他SiO層などが挙げられる。 In one aspect, the smooth surface of the substrate may be surface treated. For example, the smooth surface of the base material may have various layers on the smooth surface. Examples of such a layer include an antifouling layer, an antireflection layer, an antiglare layer, a hard coat layer, a DLC (Diamond-Like Carbon) layer, and other SiO 2 layers.

一の態様において、上記基材の平滑面は、表面処理剤により処理されていてもよい。本発明の方法によれば、このように表面を処理された基材の触感も評価することができるので、表面処理剤の性能の評価にも用いることができる。   In one embodiment, the smooth surface of the substrate may be treated with a surface treatment agent. According to the method of the present invention, the tactile sensation of the substrate whose surface has been treated in this way can also be evaluated, so that it can be used for evaluating the performance of the surface treatment agent.

一の態様において、上記表面処理剤は、フッ素系化合物、例えばパーフルオロアルキル基含有化合物またはパーフルオロポリエーテル基含有化合物を含み、好ましくはパーフルオロポリエーテル基含有化合物を含む。   In one embodiment, the surface treatment agent includes a fluorine-based compound, for example, a perfluoroalkyl group-containing compound or a perfluoropolyether group-containing compound, preferably a perfluoropolyether group-containing compound.

上記パーフルオロポリエーテル基含有化合物としては、パーフルオロポリエーテル基および硬化性部位(例えば、アクリレート基)を有する化合物、パーフルオロポリエーテル基および加水分解可能な基(例えば、アルコキシ基)を有するSi原子を有する化合物などが挙げられる。このようなパーフルオロポリエーテル基含有化合物を含む表面処理剤は公知であり、例えば、国際公開第97/07155号、国際公開第2003/002628号等に記載されている。   Examples of the perfluoropolyether group-containing compound include a compound having a perfluoropolyether group and a curable site (for example, an acrylate group), a Si having a perfluoropolyether group and a hydrolyzable group (for example, an alkoxy group). Examples thereof include compounds having an atom. Surface treatment agents containing such a perfluoropolyether group-containing compound are known, and are described, for example, in WO 97/07155, WO 2003/002628, and the like.

試料(基材)として、下記の3種のガラスプレート(試料A〜C)を用いた。
・試料A
未処理の化学強化ガラス(コーニング社製、「ゴリラ」ガラス、厚さ0.7mm)

・試料B
化学強化ガラス(コーニング社製、「ゴリラ」ガラス、厚さ0.7mm)の表面を、F−(CFCFCFO)−で表されるパーフルオロポリエーテル基を有するシラン変性化合物を含む表面処理剤で処理したもの。

・試料C
化学強化ガラス(コーニング社製、「ゴリラ」ガラス、厚さ0.7mm)の表面を、CFO−(CFCFCFCFO)−(CFCFCFO)−(CFCFO)−(CFO)−で表されるパーフルオロポリエーテル基を有するシラン変性化合物を含む表面処理剤で処理したもの。
なお、式中、(CFCFCFCFO)、(CFCFCFO)、(CFCFO)および(CFO)の存在順序は任意である。
The following three types of glass plates (samples A to C) were used as samples (base materials).
・ Sample A
Untreated chemically tempered glass (Corning, “Gorilla” glass, thickness 0.7 mm)

・ Sample B
Chemically strengthened glass (manufactured by Corning, "Gorilla" glass, thickness 0.7 mm) the surface of, F- (CF 2 CF 2 CF 2 O) n - silane-modified compound having a perfluoropolyether group represented by Treated with a surface treatment containing

・ Sample C
The surface of chemically strengthened glass (Corning, “Gorilla” glass, thickness 0.7 mm) is CF 2 O— (CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 O) a — (CF 2 CF 2 CF 2 O) b - (CF 2 CF 2 O) c - (CF 2 O) d - with those treated with a surface treating agent containing a silane-modified compound having a perfluoropolyether group represented.
In the formula, the order of presence of (CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 O), (CF 2 CF 2 CF 2 O), (CF 2 CF 2 O) and (CF 2 O) is arbitrary.

表面処理剤での処理は、下記のように行った。
化学強化ガラスの表面に、市販の真空蒸着装置を用いて、上記の化合物を含む表面処理組成物を蒸着させた。
The treatment with the surface treatment agent was performed as follows.
A surface treatment composition containing the above compound was deposited on the surface of the chemically strengthened glass using a commercially available vacuum deposition apparatus.

比較例1
動摩擦係数の測定
上記の試料A〜Cについて、表面性測定機(「トライボギア TYPE:14FW」、新東科学株式会社製)を用いて、摩擦子と基材表面の接触面積1cm(1cm×1cm)、4cm(2cm×2cm)、9cm(3cm×3cm)および25cm(5cm×5cm)、接触力2N、ならびに走査速度3.3および8.3mm/sの条件で、動摩擦係数(−)を測定した。得られた動摩擦係数を、下記表1および図3および4に示す。
Comparative Example 1
Measurement of Dynamic Friction Coefficient About the above samples A to C, using a surface property measuring machine ("Tribogear TYPE: 14FW", manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd.), the contact area between the friction element and the substrate surface is 1 cm 2 (1 cm × 1 cm). ) The coefficient of dynamic friction (−) under the conditions of 4 cm 2 (2 cm × 2 cm), 9 cm 2 (3 cm × 3 cm) and 25 cm 2 (5 cm × 5 cm), a contact force of 2 N, and a scanning speed of 3.3 and 8.3 mm / s. ) Was measured. The obtained dynamic friction coefficients are shown in the following Table 1 and FIGS.

Figure 2016122363
Figure 2016122363

表1、図3および図4に示されるように、動摩擦係数は、試料A、試料B、試料Cの順に大きかった。この傾向は、接触圧および走査速度を変化させても変わらなかった。即ち、従来の動摩擦係数による評価では、試料C、試料B、試料Aの順で、滑り性が高いことは示されたが、その他の情報は得ることができなかった。   As shown in Table 1, FIG. 3, and FIG. 4, the coefficient of dynamic friction was larger in the order of sample A, sample B, and sample C. This tendency was not changed even when the contact pressure and the scanning speed were changed. That is, in the evaluation by the conventional dynamic friction coefficient, it was shown that the slipperiness was higher in the order of Sample C, Sample B, and Sample A, but other information could not be obtained.

実施例1
図1および図2に示される装置を用いて、以下に示す条件で出力(電圧)を測定し、試料A〜Cの表面を評価した。圧電素子として、パチニ小体と類似した応答特性を示すポリフッ化ビニリデンを用いた。
Example 1
Using the apparatus shown in FIGS. 1 and 2, the output (voltage) was measured under the following conditions, and the surfaces of the samples A to C were evaluated. As the piezoelectric element, polyvinylidene fluoride showing a response characteristic similar to that of the patinny body was used.

条件
接触力:0.2N、0.4N、1N
走査速度:50mm/s、75mm/s
走査距離:50mm
サンプリング周波数:5kHz
Condition Contact force: 0.2N, 0.4N, 1N
Scanning speed: 50 mm / s, 75 mm / s
Scanning distance: 50mm
Sampling frequency: 5 kHz

各条件での試料A〜Cの評価結果を、図5〜10に示す。
図5:走査速度50mm/s、接触力0.2N
図6:走査速度50mm/s、接触力0.4N
図7:走査速度50mm/s、接触力1N
図8:走査速度75mm/s、接触力0.2N
図9:走査速度75mm/s、接触力0.4N
図10:走査速度75mm/s、接触力1N
The evaluation results of Samples A to C under each condition are shown in FIGS.
Figure 5: Scanning speed 50mm / s, contact force 0.2N
Figure 6: Scanning speed 50mm / s, contact force 0.4N
Figure 7: Scanning speed 50mm / s, contact force 1N
Figure 8: Scanning speed 75mm / s, contact force 0.2N
Figure 9: Scanning speed 75mm / s, contact force 0.4N
Figure 10: Scanning speed 75mm / s, contact force 1N

図5〜10に示されるように、出力信号に関して、以下のような特徴が見られた。
・走査速度を一定(50mm/sまたは75mm/s)とした場合、接触力の増加(0.2N、0.4N、1.0N)に伴うセンサ出力挙動は以下の特徴を示した。
試料Aでは、接触力が大きくなるに従い出力が大きくなった。
試料Bでは、接触力0.4Nの時に最も出力が小さくなった。
試料Cでは、接触力が大きくなるに従い出力が小さくなった。
上記特徴は走査速度によらず同様であった。
As shown in FIGS. 5 to 10, the following characteristics were observed with respect to the output signal.
When the scanning speed was constant (50 mm / s or 75 mm / s), the sensor output behavior with the increase in contact force (0.2 N, 0.4 N, 1.0 N) showed the following characteristics.
In sample A, the output increased as the contact force increased.
In Sample B, the output was the smallest when the contact force was 0.4 N.
In sample C, the output decreased as the contact force increased.
The above features were the same regardless of the scanning speed.

・接触力を一定(0.2N、0.4Nまたは1.0N)とした場合、試料間のセンサ出力挙動の大小関係は以下の特徴を示した。
接触力1.0Nの場合、試料Aでの出力が最も大きくB、Cの順に小さくなった。
接触力0.4N以下の場合、試料Aでの出力はB、Cに比べて大きいが、BおよびCでの出力は同程度であった。
さらに、試料Aでは、0.4N以上の接触力で、走査開始直後に大きな出力の増減が観察され、接触力が大きくなるとその変動は大きくなった。
試料AおよびBでは、1.0Nの接触力で停止直前に大きな出力の増減が観察された。
上記特徴は走査速度によらずほぼ同様に見られたが、50mm/sの時の方が顕著に確認された。
-When the contact force was constant (0.2N, 0.4N, or 1.0N), the magnitude relationship of the sensor output behavior between samples showed the following characteristics.
When the contact force was 1.0 N, the output of the sample A was the largest and decreased in the order of B and C.
When the contact force was 0.4 N or less, the output of sample A was larger than that of B and C, but the output of B and C was similar.
Further, in sample A, a large increase / decrease in output was observed immediately after the start of scanning with a contact force of 0.4 N or more, and the fluctuation increased as the contact force increased.
In Samples A and B, a large increase / decrease in output was observed just before stopping at a contact force of 1.0 N.
The above features were seen almost the same regardless of the scanning speed, but were remarkably confirmed at 50 mm / s.

実施例2
分散値の測定
実施例1と同様の方法で、各試料について5回ずつ測定を行い、下記式から分散値を求めた。走査速度50mm/sでの結果を図11に、走査速度75mm/sでの結果を図12に示す。

Figure 2016122363
[式中、
はサンプリングされた出力信号の分散を表し、
Nサンプリング数を表し、
Vは測定値(電圧)を表し、
Figure 2016122363
Example 2
Measurement of Dispersion Value Each sample was measured five times in the same manner as in Example 1, and the dispersion value was obtained from the following formula. The results at a scanning speed of 50 mm / s are shown in FIG. 11, and the results at a scanning speed of 75 mm / s are shown in FIG.
Figure 2016122363
[Where:
V a represents the variance of the sampled output signal,
N represents the number of samplings,
V represents the measured value (voltage),
Figure 2016122363

図11および図12に示されるように、分散値に関して、以下のような特徴が見られた。
・走査速度を一定(50mm/sまたは75mm/s)とした場合、分散値は、接触力(0.2N、0.4N、1.0N)の増加に伴って以下の特徴を示した。
試料Aでは、接触力が大きくなるに従い分散値が大きくなった。
試料Bでは、接触力が0.4Nの時に分散値が最も小さくなった。
試料Cでは、接触力が大きくなるに従い分散値が小さくなった。
試料AおよびBは、0.4Nから1.0Nの変化で分散値が顕著に大きくなったが、試料Cは、接触力によって分散値に顕著な差はなかった。
上記特徴は、走査速度によらずほぼ同様に見られたが、75mm/sの時の方が顕著に確認された。
As shown in FIG. 11 and FIG. 12, the following characteristics were observed regarding the dispersion value.
When the scanning speed was constant (50 mm / s or 75 mm / s), the dispersion value showed the following characteristics as the contact force (0.2N, 0.4N, 1.0N) increased.
In sample A, the dispersion value increased as the contact force increased.
In sample B, the dispersion value was the smallest when the contact force was 0.4 N.
In sample C, the dispersion value decreased as the contact force increased.
In Samples A and B, the dispersion value significantly increased with a change from 0.4 N to 1.0 N, while in Sample C, there was no significant difference in the dispersion value depending on the contact force.
The above-mentioned characteristics were almost the same regardless of the scanning speed, but were remarkably confirmed at 75 mm / s.

・接触力を一定(0.2N、0.4Nまたは1.0N)とした場合、試料間のセンサ出力挙動の大小関係は以下の特徴を示した。
接触力1.0Nの場合、試料Aでの出力が最も大きく、B、Cの順に小さくなった。
接触力0.4N以下の場合、試料Aでの出力は、試料B、Cに比べて大きいが、B、Cは同程度であった。
上記特徴は走査速度によらずほぼ同様に見られたが、75mm/sの時の方が顕著に確認された。
-When the contact force was constant (0.2N, 0.4N, or 1.0N), the magnitude relationship of the sensor output behavior between samples showed the following characteristics.
In the case of a contact force of 1.0 N, the output of sample A was the largest and decreased in the order of B and C.
When the contact force was 0.4 N or less, the output of the sample A was larger than those of the samples B and C, but B and C were comparable.
The above features were seen almost the same regardless of the scanning speed, but were remarkably confirmed at 75 mm / s.

実施例3
値の測定
実施例1と同様の方法で、各試料について5回ずつ測定を行い、下記式からR値を求めた。走査速度50mm/sでの結果を図13に、走査速度75mm/sでの結果を図14に示す。

Figure 2016122363
[式中、P(f)は出力信号のパワースペクトル密度を表し、
は100Hzであり、
は500Hzであり、
は2000Hzである。] Example 3
Measurement of R s Value In the same manner as in Example 1, each sample was measured five times, and the R s value was determined from the following formula. The results at a scanning speed of 50 mm / s are shown in FIG. 13, and the results at a scanning speed of 75 mm / s are shown in FIG.
Figure 2016122363
[Where P (f) represents the power spectral density of the output signal,
f 1 is 100 Hz,
f 2 is a 500Hz,
f 3 is a 2000Hz. ]

図13および図14に示されるように、R値に関して、以下のような特徴が見られた。
・走査速度を一定(50mm/sまたは75mm/s)とした場合、Rs値は、接触力(0.2N、0.4N、1.0N)の増加に伴って以下の特徴を示した。
試料Aは、接触力が大きくなるに従いRs値が大きくなった。
試料Bは、接触力0.4Nの時にRs値が最も小さくなった。
試料Cは、接触力が大きくなるに従いRs値が小さくなった。
As shown in FIG. 13 and FIG. 14, the following characteristics were observed regarding the R s value.
When the scanning speed was constant (50 mm / s or 75 mm / s), the Rs value exhibited the following characteristics as the contact force (0.2N, 0.4N, 1.0N) increased.
In sample A, the Rs value increased as the contact force increased.
Sample B had the smallest Rs value when the contact force was 0.4 N.
Sample C had a smaller Rs value as the contact force increased.

・接触力を同じ条件(0.2N、0.4Nまたは1.0N)とした場合、試料間のRs値の大小関係は以下の特徴を示した。
接触力1.0Nの場合、試料Cは、試料A、Bに比べてRs値が小さい。
接触力0.4Nの場合、試料Bは、試料A、Cに比べてRs値が小さい。
接触力0.2Nの場合、試料Cは、試料A、Bに比べて僅かにRs値が大きい。
上記特徴は、走査速度によらずほぼ同様に見られたが、50mm/sの時の方が顕著に確認された。
-When the contact force was the same (0.2N, 0.4N, or 1.0N), the magnitude relationship of Rs values between samples showed the following characteristics.
When the contact force is 1.0 N, the sample C has a smaller Rs value than the samples A and B.
When the contact force is 0.4 N, the sample B has a smaller Rs value than the samples A and C.
When the contact force is 0.2 N, the sample C has a slightly larger Rs value than the samples A and B.
The above features were seen almost the same regardless of the scanning speed, but were remarkably confirmed at 50 mm / s.

実施例4
実施例1で求めたセンサ出力挙動について、周波数成分分布を詳細に調べるための解析を行った。周波数分布を、低周波数帯10〜150Hzと高周波数帯150〜500Hzに分けて、各々の帯域の総和を求めた。走査速度50mm/sでの結果を図15に、走査速度75mm/sでの結果を図16に示す。
Example 4
The sensor output behavior obtained in Example 1 was analyzed for examining the frequency component distribution in detail. The frequency distribution was divided into a low frequency band of 10 to 150 Hz and a high frequency band of 150 to 500 Hz, and the sum of each band was obtained. The results at a scanning speed of 50 mm / s are shown in FIG. 15, and the results at a scanning speed of 75 mm / s are shown in FIG.

図15および図16に示されるように、FFTsum10−150およびFFTsum150−500に関して、以下のような特徴が見られた。
・低周波数の総和(FFT(10−150))は、試料A〜Cいずれにおいても、接触力が大きくなるに従って大きくなった。この特徴は、走査速度によらず同様に見られた。
・一方で、高周波数の総和(FFT(150−500))については、以下の特徴が見られた。
試料Aに関しては、走査速度50mm/sでは接触力が大きくなるに従って大きくなったが、走査速度75mm/sでは、接触力を0.2Nから0.4Nに上げると小さくなり、接触力を1Nとすると最も大きな値となった。
試料Bに関しては、走査速度によらず、接触力を0.2Nから0.4Nに上げると小さくなり、接触力を1Nとすると最も大きな値となった。
試料Cに関しては、走査速度によらず、接触力が大きくなるに従って小さくなった。
As shown in FIGS. 15 and 16, the following features were observed with respect to FFTsum 10-150 and FFTsum 150-500 .
-The sum total of low frequencies (FFT (10-150)) became large as the contact force became large also in any sample AC. This feature was seen similarly regardless of the scanning speed.
-On the other hand, the following features were observed for the sum of high frequencies (FFT (150-500)).
Regarding sample A, the contact force increased as the contact force increased at the scanning speed of 50 mm / s. However, at the scanning speed of 75 mm / s, the contact force decreased as the contact force increased from 0.2 N to 0.4 N, and the contact force decreased to 1 N. Then it was the largest value.
For sample B, regardless of the scanning speed, the contact force decreased from 0.2N to 0.4N, and the maximum value was obtained when the contact force was 1N.
For sample C, it became smaller as the contact force increased, regardless of the scanning speed.

比較例に示されるように、従来の動摩擦係数による評価では、滑り性に関する情報は得られるものの、その他の特性についての情報は得ることはできなかった。一方、本発明の方法では、動摩擦係数のデータとは異なる特徴を有するデータを取得することができ、特に、走査速度および/または接触圧を変化させることにより、その特徴は様々に変化することが見出された。従って、これらの特徴を、人が基材表面に触れた場合の触感に対応させることにより、滑り性以外の触感についての評価が可能になると考えられる。   As shown in the comparative example, in the conventional evaluation based on the dynamic friction coefficient, although information on slipperiness was obtained, information on other characteristics could not be obtained. On the other hand, in the method of the present invention, data having characteristics different from the dynamic friction coefficient data can be acquired. In particular, the characteristics can be changed variously by changing the scanning speed and / or the contact pressure. It was found. Therefore, it is considered that evaluation of tactile sensations other than slipperiness becomes possible by making these features correspond to tactile sensations when a person touches the substrate surface.

本発明は、様々な基材の表面の触感を評価するのに利用できる。   The present invention can be used to evaluate the feel of the surface of various substrates.

10…装置
12…試料(基材)
14…試料固定台
16…Z軸ステージ
18…X軸スライダー
20…片持ち梁
22…ひずみゲージ
24…触感センサ
26…母材
28…圧電素子
10 ... Apparatus 12 ... Sample (base material)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 ... Sample fixing stand 16 ... Z-axis stage 18 ... X-axis slider 20 ... Cantilever 22 ... Strain gauge 24 ... Tactile sensor 26 ... Base material 28 ... Piezoelectric element

Claims (15)

基材の平滑面の触感を評価する方法であって、圧電素子を基材の平滑面に接触させつつ、基材表面上を基材表面に対して相対的に移動させ、圧電素子からの出力信号を取得することを含む方法。   A method for evaluating the tactile sensation of a smooth surface of a substrate, wherein the piezoelectric element is moved relative to the surface of the substrate while contacting the smooth surface of the substrate, and output from the piezoelectric element A method comprising obtaining a signal. さらに、取得した出力信号を信号処理部にて処理し、出力信号の絶対値の平均、出力信号の分散、出力信号の中および高周波数成分に対する中周波数成分のパワースペクトル分布比、ならびに特定の周波数帯の周波数成分の総和の少なくとも1つを得ることを含む、請求項1に記載の方法。   Furthermore, the obtained output signal is processed by the signal processing unit, the average of the absolute value of the output signal, the dispersion of the output signal, the power spectrum distribution ratio of the medium frequency component to the medium and high frequency components of the output signal, and a specific frequency The method of claim 1, comprising obtaining at least one of a sum of frequency components of bands. 圧電素子と基材間の接触圧が、0.01〜50N/cmの範囲であることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the contact pressure between the piezoelectric element and the substrate is in the range of 0.01 to 50 N / cm 2 . 圧電素子の基材に対する移動速度が、5〜1,000mm/sの範囲であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the moving speed of the piezoelectric element relative to the substrate is in the range of 5 to 1,000 mm / s. 圧電素子と基材間の接触圧および/または圧電素子の基材に対する移動速度が、一定であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the contact pressure between the piezoelectric element and the substrate and / or the moving speed of the piezoelectric element relative to the substrate is constant. 圧電素子と基材間の接触圧および/または圧電素子の基材に対する移動速度を変化させることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the contact pressure between the piezoelectric element and the substrate and / or the moving speed of the piezoelectric element relative to the substrate is changed. 圧電素子を基材表面上を基材表面に対して相対的に移動させ、次いで停止させることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the piezoelectric element is moved relative to the substrate surface on the substrate surface and then stopped. 基材が、電子または電気機器を構成する要素として使用されること特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the substrate is used as an element constituting an electronic or electric device. 電子または電気機器を構成する要素が、筐体であることを特徴とする、請求項8に記載の方法。   The method according to claim 8, wherein the element constituting the electronic or electric device is a housing. 基材が、電子または電気機器の表示面および/または操作面を構成する要素として使用されることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the substrate is used as an element constituting a display surface and / or an operation surface of an electronic or electric device. 電子または電気機器の表示面および/または操作面を構成する要素が、タッチパネルであることを特徴とする、請求項10に記載の方法。   The method according to claim 10, wherein the element constituting the display surface and / or the operation surface of the electronic or electric device is a touch panel. 基材の平滑面が、表面処理剤により処理されていることを特徴とする、請求項1〜11のいずれかに記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the smooth surface of the substrate is treated with a surface treatment agent. 表面処理剤が、パーフルオロポリエーテル基含有化合物を含むことを特徴とする、請求項12に記載の方法。   The method according to claim 12, wherein the surface treatment agent comprises a perfluoropolyether group-containing compound. 基材が、ガラス、サファイアガラス、樹脂、金属またはセラミックから構成されることを特徴とする、請求項1〜13のいずれかに記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the substrate is composed of glass, sapphire glass, resin, metal or ceramic. 圧電素子が、ポリフッ化ビニリデンおよび電極から構成されることを特徴とする、請求項1〜14のいずれかに記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the piezoelectric element is composed of polyvinylidene fluoride and an electrode.
JP2014262624A 2014-12-25 2014-12-25 Method of measuring haptic sensation Pending JP2016122363A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014262624A JP2016122363A (en) 2014-12-25 2014-12-25 Method of measuring haptic sensation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014262624A JP2016122363A (en) 2014-12-25 2014-12-25 Method of measuring haptic sensation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016122363A true JP2016122363A (en) 2016-07-07

Family

ID=56327433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014262624A Pending JP2016122363A (en) 2014-12-25 2014-12-25 Method of measuring haptic sensation

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2016122363A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018125002A (en) * 2017-02-03 2018-08-09 大日本印刷株式会社 Selection method of writing member for touch panel pen, touch panel system, writing member for touch panel pen, touch panel, and display device
WO2018143456A1 (en) * 2017-02-03 2018-08-09 大日本印刷株式会社 Method for selecting touch panel pen writing member, touch panel system, touch panel pen writing member, touch panel, and display device
JP2018129045A (en) * 2017-02-06 2018-08-16 大日本印刷株式会社 Selection method of touch panel pen writing member, touch panel system, touch panel pen writing member, touch panel and display device
JP2019144213A (en) * 2018-02-23 2019-08-29 株式会社テック技販 Tactile detection device
JP2019203886A (en) * 2018-05-17 2019-11-28 花王株式会社 Tactile sense evaluation method and tactile sense measuring device
JP2021060710A (en) * 2019-10-04 2021-04-15 リンテック株式会社 Writing feeling improvement sheet
JP7477354B2 (en) 2020-04-28 2024-05-01 花王株式会社 Texture evaluation method

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018125002A (en) * 2017-02-03 2018-08-09 大日本印刷株式会社 Selection method of writing member for touch panel pen, touch panel system, writing member for touch panel pen, touch panel, and display device
WO2018143456A1 (en) * 2017-02-03 2018-08-09 大日本印刷株式会社 Method for selecting touch panel pen writing member, touch panel system, touch panel pen writing member, touch panel, and display device
US11175768B2 (en) 2017-02-03 2021-11-16 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Method for selecting touch panel pen writing member, touch panel system, touch panel pen writing member, touch panel, and display device
JP2018129045A (en) * 2017-02-06 2018-08-16 大日本印刷株式会社 Selection method of touch panel pen writing member, touch panel system, touch panel pen writing member, touch panel and display device
JP2019144213A (en) * 2018-02-23 2019-08-29 株式会社テック技販 Tactile detection device
JP7002078B2 (en) 2018-02-23 2022-01-20 株式会社テック技販 Tactile detection device
JP2019203886A (en) * 2018-05-17 2019-11-28 花王株式会社 Tactile sense evaluation method and tactile sense measuring device
JP7365136B2 (en) 2018-05-17 2023-10-19 花王株式会社 Tactile evaluation method and tactile measuring device
JP2021060710A (en) * 2019-10-04 2021-04-15 リンテック株式会社 Writing feeling improvement sheet
JP7357503B2 (en) 2019-10-04 2023-10-06 リンテック株式会社 Writing quality improvement sheet
JP7477354B2 (en) 2020-04-28 2024-05-01 花王株式会社 Texture evaluation method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2016122363A (en) Method of measuring haptic sensation
Dobrzynska et al. Polymer-based flexible capacitive sensor for three-axial force measurements
Chen et al. Tactile sensors for friction estimation and incipient slip detection—Toward dexterous robotic manipulation: A review
CN103180802B (en) User interface with touch feedback
JP6814723B2 (en) Selective input signal rejection and correction
Delhaye et al. Dynamics of fingertip contact during the onset of tangential slip
JP6644466B2 (en) System and method for providing tactile notification
KR101258008B1 (en) Movable track pad with added functionality
US20160283042A1 (en) Input tools having vibro-acoustically distinct regions and computing device for use with the same
TW201108062A (en) Dynamic quantity detecting member and dynamic quantity detecting apparatus
JP2005530996A5 (en)
Nittala et al. Like a second skin: Understanding how epidermal devices affect human tactile perception
JP2014530432A (en) Finger stylus for capacitive touch panel
TW201112093A (en) Method and apparatus for detecting hold condition on an acoustic touch surface
JPWO2019058889A1 (en) Input device cover member and input device
TW201610412A (en) Method of evaluating operational feel of substrate and substrate
Makino et al. Tangential force sensing system on forearm
WO2018143456A1 (en) Method for selecting touch panel pen writing member, touch panel system, touch panel pen writing member, touch panel, and display device
Choi et al. Finger pad topography beyond fingerprints: understanding the heterogeneity effect of finger topography for human–machine interface modeling
Skedung et al. Feeling smooth: psychotribological probing of molecular composition
Felicetti et al. Tactile rendering of textures by an electro-active polymer piezoelectric device: mimicking friction-induced vibrations
JP2024050816A (en) Cover member for input device, and input device
JP2023133199A (en) Cover member for input device, and input device
JP2021077033A (en) Glass film for input device
JP2007234397A (en) Transparent electrode and its forming method