JP5633701B2 - 検出装置,電子機器およびロボット - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る検出装置100の模式図である。検出装置100は、検出面10の任意の位置に作用する外力の大きさと方向とを検出する平板型の力覚センサー(触覚センサー)であり、図1に示すように、検出面10に作用する外力に応じた検出信号を生成および出力する圧力検出体12と、圧力検出体12が生成する検出信号に応じて外力の大きさと方向とを算定する演算回路14とを具備する。
本発明の第2実施形態を以下に説明する。なお、以下に例示する各形態において作用や機能が第1実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
図9は、第3実施形態における圧力検出体12のうち1個の単位領域Uに着目した平面図(図3に対応する平面図)である。図9に示すように、第3実施形態の各センサー群30は、単位領域U内に行列状に配列されたM個(M>4)の圧力センサーS1〜SMを含んで構成される。各圧力センサーSm(m=1〜M)は、自身に作用する圧力(圧力値Pm)に応じた検出信号を生成する。
以上の各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様を適宜に併合することも可能である。
前述の各形態における硬質体50の形状は適宜に変更される。例えば、図10の部分(A)に示すように、基板対向面54が錐体面(円錐や角錐の側面)で構成された硬質体50も採用される。また、硬質体50の厚さが全体にわたって均等である構成は必須ではない。例えば図10の部分(B)に示すように、支持基板20側の基板対向面54が凹状面で構成されるとともに基板対向面54とは反対側の表面が平面で構成された形状の硬質体50も採用され得る。以上の例示から理解されるように、前述の各形態の硬質体50は、基板対向面54が凹状である要素として包括される。
単位領域U内に配置される圧力センサーS(S1,S2,……)の配置の態様(個数,形状,配列)は任意である。例えば図11の部分(A)に示すように、基準点Rを中心とした半径方向および円周方向に複数の円弧状の圧力センサーSを配置した構成や、図11の部分(B)に示すように、基準点Rを中心として複数の扇形の圧力センサーSを配置した構成も採用され得る。
以上の各形態では、センサー群30と硬質体50との複数組を支持基板20の面上に行列状に配列したが、センサー群30と硬質体50との組数は任意である。例えば、センサー群30と硬質体50とを1組だけ配置した構成も採用され得る。
検出面10は平坦面に限定されない。例えば図12に示すように、検出面10を、多数の微細な凹凸が形成された粗面とした構成も採用され得る。図12の検出面10は、各硬質体50の高さを反映した凸部(山部)が形成された粗面である。以上の構成によれば、検出面10を平坦面とした構成と比較して、斜め方向の外力Fの作用時に弾性層42がX-Y平面内の方向に変形し易いから、外力方向θを高精度に検出できるという利点がある。
以上の各形態に係る検出装置100の応用例を以下に説明する。図13および図14は、利用者による操作を検出する入力機器として前述の各形態の検出装置100を利用した電子機器の例示である。図13の携帯電話機91は、利用者が操作する複数の操作子912と、前述の各形態の検出装置100(圧力検出体12)を利用した操作パッド914と、画像を表示する表示機器916とを具備する。操作パッド914の検出面10に対して利用者が指を接触させて移動することで検出面10に対する外力Fの方向や大きさが検出され、検出結果に応じた情報(例えば電話帳等)が表示機器916に表示される。
Claims (9)
- 基板と、
前記基板の表面における基準点の周囲に配置された複数の圧力センサーと、
弾性材料で形成されて前記複数の圧力センサーを覆う弾性層と、
前記弾性層よりも剛性が高い材料で形成されて平面視で前記基準点に重なるように前記弾性層に内包された硬質体とを具備し、
前記硬質体は、前記基板に対向する表面が凹状である
検出装置。 - 前記硬質体は、前記複数の圧力センサーから離れた位置に配置される
請求項1の検出装置。 - 前記基板に垂直な断面における前記硬質体の断面形状は中心線に対して線対称であり、
前記弾性層に外力が作用しない状態では、前記硬質体の中心線が前記基準点を通過する
請求項1または請求項2の検出装置。 - 前記硬質体のうち前記基板に対向する表面は円弧面であり、
前記弾性層に外力が作用しない状態では、前記円弧面の曲率中心が前記基準点に合致する
請求項1から請求項3の何れかの検出装置。 - 前記硬質体のうち前記基板に対向する表面は放物面であり、
前記弾性層に外力が作用しない状態では、前記放物面の焦点が前記基準点に合致する
請求項1から請求項3の何れかの検出装置。 - 前記複数の圧力センサーは、前記基準点に対して点対称に配置される
請求項1から請求項5の何れかの検出装置。 - 前記複数の圧力センサーと前記硬質体との複数組が前記基板の面上に配置される
請求項1から請求項6の何れかの検出装置。 - 請求項1から請求項7の何れかの検出装置を具備する電子機器。
- 請求項1から請求項7の何れかの検出装置を具備するロボット。
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