JP3472827B2 - 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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- JP3472827B2 JP3472827B2 JP2001032024A JP2001032024A JP3472827B2 JP 3472827 B2 JP3472827 B2 JP 3472827B2 JP 2001032024 A JP2001032024 A JP 2001032024A JP 2001032024 A JP2001032024 A JP 2001032024A JP 3472827 B2 JP3472827 B2 JP 3472827B2
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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
触圧を感知し、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、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
触圧を感知し、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、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、前記触圧を感知し、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、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、前記触圧を感知し、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、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
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
G01L 1/14
G01L 9/10
Claims (15)
- 【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、前記触圧を感知し、 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、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1〜3のいずれか一に記載の触覚センサ。 - 【請求項5】 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4に
記載の触覚センサ。 - 【請求項6】 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、前記触圧を感知し、 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、触覚センサユニット。 - 【請求項7】 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6に記載の触覚センサユニット。 - 【請求項8】 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
7に記載の触覚センサユニット。 - 【請求項9】 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6〜8のいずれか一に記載の触覚センサユ
ニット。 - 【請求項10】 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
9に記載の触覚センサユニット。 - 【請求項11】 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6〜10のいずれか一に記
載の触覚センサユニット。 - 【請求項12】 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11に記載の触覚センサユニッ
ト。 - 【請求項13】 請求項1〜5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14】 請求項6〜12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15】 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 |
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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 JP2002236059A (ja) | 2002-08-23 |
JP3472827B2 true 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 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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KR20210025452A (ko) * | 2019-08-27 | 2021-03-09 | 삼성전기주식회사 | 터치 조작에 의한 임피던스 변화를 이용한 터치 조작 센싱 장치 |
US11513630B2 (en) | 2019-08-27 | 2022-11-29 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Touch operation sensing device using impedance change caused by touch operation |
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-
2001
- 2001-02-08 JP JP2001032024A patent/JP3472827B2/ja not_active Expired - Lifetime
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KR102333085B1 (ko) * | 2019-08-27 | 2021-12-02 | 삼성전기주식회사 | 터치 조작에 의한 임피던스 변화를 이용한 터치 조작 센싱 장치 |
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