JP7043293B2 - センサ、センサ制御方法、および制御プログラム - Google Patents
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また、第1の態様に係るセンサによれば、温度などによる誘電体の弾性率の変化を考慮して、圧縮力を正確に検出可能である。
図1は、本実施形態のセンサ100の斜視図である。図2は、図1に示すセンサ100の平面図である。図3は、図2の3-3線を通る断面におけるセンサ100の断面図である。図1に示すセンサ100は、電極間の相対的な変位量を検出することにより、電極に印加された力の大きさを検出する。電極には例えば人間の指により力が印加される。
図1に示すように、第1基板110は、xy平面に平行に広がる平板状の硬質材料を母材とする回路基板である。第2基板120は、xy平面に平行に広がる平板状の硬質材料を母材とする回路基板である。第2基板120は、z方向から見たときに、x方向に平行な2辺とy方向に平行な2辺とをもつ長方形である。第2基板120は、第1基板110からz1方向に離間して位置する。
図1に示すように、ストッパ111は、第1基板110に固定されており、第1基板110からz1方向に延びる。ストッパ111は、例えば、硬質の樹脂で形成される。図2に示すように、ストッパ111は、z方向から見たとき、内側に、x方向に平行な2辺とy方向に平行な2辺とをもつ長方形の空間を規定する。図1に示すように、ストッパ111の内側の空間は、yz平面に平行な2面とzx平面に平行な2面とに囲まれた直方体であり、z1方向に開放されている。ストッパ111は、複数の独立電極130に対する共通電極140の移動範囲を制限する。
図3に示すように、4つの独立電極130は、ストッパ111に囲まれる空間内において、第1基板110のz1側の面に固定される。各独立電極130は、xy平面に平行に広がる薄膜平板状の金属である。
図3に示すように、共通電極140は、ストッパ111に囲まれる空間内において、第2基板120のz2側の面に固定される。共通電極140は、xy平面に平行に広がる薄膜平板状の金属である。共通電極140は、z2方向を向いた、z方向に直交して広がる共通対向面141をもつ。共通対向面141は、x方向に平行な2辺とy方向に平行な2辺とをもつ長方形である。z方向から見たとき、共通対向面141の外形は、4つの独立対向面131の全体の外形より小さい。
図3に示すように、誘電体150は、z方向において共通電極140と4つの独立電極130との間に位置する。誘電体150は、z方向において4つの独立電極130のうちの共通電極140に対向する領域と、共通電極140との間を満たす弾性体である。図1に示すように、誘電体150は概ね、xy平面に平行な2面と、yz平面に平行な2面と、zx平面に平行な2面とに囲まれた直方体である。
図1に示すように、制御装置160は、第1基板110上に固定されて、センサ100における後述の動作を電気的に行う。制御装置160は、他の位置にあってよく、複数の位置に分散されてもよい。
図2に示すように、4つの第1配線112の各々が、4つの独立電極130の各々と制御装置160とを接続する。第1配線112は、例えば、金属配線である。第1配線112の全体が、第1基板110に固定される。他の例において、4つの第1配線112の各々の少なくとも一部が、第1基板110に固定される。
各図面の構成要素は、理解しやすくするため誇張して描かれている。一例において、共通対向面141の面積は、10mm×10mmである。一例において、誘電体150のz方向における厚さは、1mmである。
図5は、独立電極130と共通電極140と制御装置160とを示すブロック図である。制御装置160は、検出回路161と記憶装置162と演算処理装置163とを含む。
図5に示す検出回路161は、各独立電極130と共通電極140との間に電圧を印加したときの、各独立電極130と共通電極140との間に蓄積される電荷量を検出する。検出回路161は、検出された電荷量から、第1独立電極130-1と共通電極140との間の静電容量である第1静電容量(=C1)と、第2独立電極130-2と共通電極140との間の静電容量である第2静電容量(=C2)と、第3独立電極130-3と共通電極140との間の静電容量である第3静電容量(=C3)と、第4独立電極130-4と共通電極140との間の静電容量である第4静電容量(=C4)とを表す信号を検出する。検出方法は、一例において、静電容量式タッチパッドにおける静電容量の検出方法と同様である。
記憶装置162は、制御プログラム164と関係情報165とを記憶する。制御プログラム164は、演算処理装置163によって読み出されて、演算処理装置163にセンサ制御方法および校正方法の一部を行うための機能、及び他の機能を実装させる。演算処理装置163が種々の機能を実行するとき、記憶装置162は、演算処理装置163に制御されて、適宜必要な情報を記憶する。関係情報165は、後述のように、誘電体150(図1)の誘電率と弾性率との関係を表す。
演算処理装置163は、記憶装置162に記憶された制御プログラム164を読み出して実行することにより、後述の検出部171、圧縮変位量算出部172、剪断変位量算出部173、誘電率算出部176、および弾性率算出部177として機能するコンピュータを含む。なお演算処理装置163は、少なくとも一部の処理を特定用途向け集積回路(ASIC:Application specific integrated circuits)などの専用のハードウェアや、本実施形態で説明される各機能を実装可能な他の回路で実行してもよい。
検出部171は、上述の検出回路161を制御することにより、共通電極140と4つの独立電極130の各々との間における静電容量(すなわち、C1、C2、C3、およびC4)を検出する。
圧縮変位量算出部172は、検出された静電容量の和(すなわち、C1+C2+C3+C4)に基づいて、z方向における共通電極140と4つの独立電極130との相対的な圧縮変位量を算出する。
d=d1-d2 … 式(1)
C=ε×S/d1 …式(2)
CAB=ε×S/d2 …式(3)
従って、圧縮変位量dは、式(4)のように算出される。
d=d1(CAB-C)/CAB …式(4)
剪断変位量算出部173は、検出された静電容量(すなわち、C1、C2、C3、およびC4)に基づいて、剪断変位量(すなわち、AおよびB)を算出する。剪断変位量は、x方向とy方向との各々における共通電極140と4つの独立電極130との相対的な変位量である。第1剪断変位量(=A)は、C1とC3との和(=CL)と、C2とC4との和(=CR)とに基づいて算出される、x方向における剪断変位量である。第2剪断変位量(=B)は、C1とC2との和(=CU)と、C3とC4との和(=CB)とに基づいて算出される、y方向における剪断変位量である。
CL=C1+C3=ε2h×(w+A)/(d1-d) …式(5)
CR=C2+C4=ε2h×(w-A)/(d1-d) …式(6)
CAB=ε2h×2w/(d1-d) …式(7)
CL-CR=ε2h×2A/(d1-d)=CAB×A/w …式(8)
A=w×(CL-CR)/CAB …式(9)
B=h×(CU-CB)/CAB …式(10)
従って、全体の剪断変位量qは、式(11)のように算出される。なお、sqrtは、括弧内の式の平方根を計算する。
q=sqrt(A2+B2) …式(11)
圧縮力算出部174は、圧縮変位量dと誘電体150の材料特性とに基づいて、共通電極140から誘電体150に対してz2方向に印加された圧縮力f1を算出する。圧縮力の算出に使用される材料特性は、誘電体150の弾性率Eを含む。弾性率Eは、予め設定される。
E=σ1/o …式(12)
σ1=f1/S …式(13)
o=d/d1 …式(14)
従って、圧縮力f1は、式(12)と式(13)と式(14)とから式(15)のように算出される。
f1=E×S×d/d1 …式(15)
剪断力算出部175は、圧縮変位量dと第1剪断変位量Aと第2剪断変位量Bと誘電体150の材料特性とに基づいて、共通電極140から誘電体150に対してz方向に直交する方向に印加された剪断力f2を算出する。剪断力の算出に使用される材料特性は、誘電体150のずれ弾性係数Gを含む。
G=σ2×d2/q …式(16)
σ2=f2/S …式(17)
従って、式(16)と式(17)と式(1)とから、全体の剪断力f2は式(18)のように算出される。x方向における剪断力である第1剪断力fxは、式(19)のように算出される。y方向における剪断力である第2剪断力fyは、式(20)のように算出される。
f2=G×S×sqrt(A2+B2)/(d1-d) …式(18)
fx=f2×A/q …式(19)
fy=f2×B/q …式(20)
誘電率算出部176は、共通電極140が初期位置にあるときの静電容量に基づいて、誘電体150の誘電率を算出する。共通電極140が初期位置にあることは、例えば、検出された静電容量に所定期間変化がないこと、他の入力からの通知があること、起動して間もないことなどによって認識する。
弾性率算出部177は、誘電体150の誘電率と弾性率との関係を表す予め規定された関係情報165に基づいて、算出された誘電率から弾性率を算出する。関係情報165は、一例において、誘電率と弾性率との関係を表す計算式であり、他の一例において、誘電率と弾性率との関係を表す表である。圧縮力算出部174は、弾性率算出部177により算出された弾性率を使用して、圧縮力を算出する。
図6は、図1に示すセンサ100が実施するセンサ制御方法を説明するためのフロー図である。なお、ステップの順序は、算出が可能である限りにおいて、図示されるものに限定されない。
図7は、図1に示すセンサ100が実施する校正方法を説明するためのフロー図である。
本実施形態のセンサ100は、複数の独立電極130と、複数の独立電極130に対して初期位置から圧縮方向と圧縮方向に直交する剪断方向とに変位可能に支持された共通電極140と、共通電極140と複数の独立電極130との間に位置する誘電体150と、共通電極140と複数の独立電極130の各々との間における静電容量を検出する検出部171と、検出された静電容量の和に基づいて、圧縮方向における共通電極140と複数の独立電極130との相対的な圧縮変位量を算出する圧縮変位量算出部172と、検出された静電容量に基づいて、剪断方向における共通電極140と複数の独立電極130との相対的な剪断変位量を算出する剪断変位量算出部173と、を備え、複数の独立電極130の各々が、圧縮方向に直交して広がる独立対向面131をもち、すべての独立対向面131が、同一の平面に沿って広がり、共通電極140が、圧縮方向に直交して広がる共通対向面141をもち、共通電極140が初期位置にあるとき、各独立対向面131が、圧縮方向において共通対向面141に対向する領域と対向しない領域とを含み、共通電極140が移動可能な範囲のうちの少なくとも一部において、共通対向面141のうち複数の独立対向面131に対向する面積の合計が、一定である。
図8は、本実施形態の共通電極240と4つの独立電極230と誘電体250との平面図である。
本実施形態において、各独立対向面231が、共通の仮想中心点204をもつ扇形状であり、共通対向面241が、円形であり、共通電極240が初期位置にあるとき、圧縮方向において、共通対向面241の中心点が、仮想中心点204に重なる。
図9は、本実施形態の共通電極340と4つの独立電極330と誘電体350との平面図である。共通電極340の形状の説明は、初期位置にあるときの位置関係に基づく。
本実施形態において、共通対向面341が、第1剪断方向に平行で第1区画303-1から第2区画303-2内に延びた第1縁部391-1と、第2剪断方向に平行で第1区画303-1から第3区画303-3内に延びた第2縁部391-2と、湾曲縁部392とをもち、共通電極340が初期位置にあるとき、湾曲縁部392が、第1区画303-1内に位置し、湾曲縁部392が、第1縁部391-1の一端と第2縁部391-2の一端とをつなぎ、湾曲縁部392が、第1剪断方向と第2剪断方向との間に規定される90度の中心角をもつ扇形状であり、湾曲縁部392が、圧縮方向に直交する平面内において外側に向けて凸状であり、共通電極340が初期位置にあるとき、共通対向面341のうち第1区画303-1内の領域が、第1縁部391-1と湾曲縁部392とから第2剪断方向に第3区画303-3まで連続して広がる形状をもち、共通電極340が初期位置にあるとき、共通対向面341のうち第1区画303-1内の領域が、第2縁部391-2と湾曲縁部392とから第1剪断方向に第2区画303-2まで連続して広がる形状をもち、第1独立電極330-1の独立対向面331が、第1縁部391-1に平行な第1外縁部393と、第2縁部391-2に平行な第2外縁部394と、湾曲外縁部395とをもち、湾曲外縁部395が、第1外縁部393の一端と第2外縁部394の一端とをつなぎ、湾曲外縁部395が、第1剪断方向と第2剪断方向との間に規定される90度の中心角をもつ扇形状であり、湾曲外縁部395が、圧縮方向に直交する平面内において外側に向けて凸状であり、第1独立電極330-1の独立対向面331が、第1外縁部393と湾曲外縁部395とから第2剪断方向において第3区画303-3に向けて連続して広がる形状をもち、第1独立電極330-1の独立対向面331が、第2外縁部394と湾曲外縁部395とから第1剪断方向において第2区画303-2に向けて連続して広がる形状をもち、共通電極340が初期位置にあるとき、圧縮方向において、湾曲縁部392の扇形状の仮想中心点が湾曲外縁部395の扇形状の仮想中心点に重なり、共通電極340が初期位置にあるとき、第2剪断方向における第1外縁部393と第1縁部391-1との離間距離が、第1剪断方向における第2外縁部394と第2縁部391-2との離間距離と同じであり、共通電極340が初期位置にあるとき、湾曲外縁部395の半径と湾曲縁部392の半径との差が、第2剪断方向における第1外縁部393と第1縁部391-1との離間距離と同じである。
図10は、本実施形態の共通電極440と3つの独立電極430と誘電体450との平面図である。第1実施形態(図4)と異なり、独立電極430は3つであり、回転対称に位置する。3つの独立電極430には、第1独立電極430-1と第2独立電極430-2と第3独立電極430-3とが含まれる。
第1独立電極430-1と第2独立電極430-2と第3独立電極430-3とは、120度の角度をなす頂点を互いに近接させて位置する。
本実施形態によれば、圧縮方向に直交する3つの剪断方向における共通電極440の変位量を検出することができる。
図11は、本実施形態の共通電極540と4つの独立電極530と補助電極532の平面図である。本実施形態の共通電極540の形状は、第1実施形態(図4)の共通電極140の形状と同様である。
本実施形態のセンサは、補助電極532を備え、補助電極532が、圧縮方向に直交して広がる補助対向面533をもち、補助対向面533の面積が、共通対向面541の面積より小さく、補助対向面533の全体が、圧縮方向において共通対向面541に対向する。
103…区画(103-1…第1区画~103-4…第4区画)、110…第1基板、
111…ストッパ、112…第1配線、120…第2基板、121…第2配線、
130…独立電極(130-1…第1独立電極~130-4…第4独立電極)、
131…独立対向面(131-1…第1独立対向面~131-4…第4独立対向面)、
140…共通電極、141…共通対向面、150…誘電体、160…制御装置、
161…検出回路、162…記憶装置、163…演算処理装置、
164…制御プログラム、165…関係情報、171…検出部、
172…圧縮変位量算出部、173…剪断変位量算出部、174…圧縮力算出部、
175…剪断力算出部、176…誘電率算出部、177…弾性率算出部、
204…仮想中心点、305…点、391-1…第1縁部、391-2…第2縁部、
391-3…第3縁部、391-4…第4縁部、
392…湾曲縁部(392-1…第1湾曲縁部~392-4…第4湾曲縁部)、
393…第1外縁部、394…第2外縁部、395…湾曲外縁部、
396…第3外縁部、397…第4外縁部、
403-1…第1区画、403-2…第2区画、403-3…第3区画、
406-1…第1仮想線、406-2…第2仮想線、406-3…第3仮想線、
430…独立電極(430-1…第1独立電極~430-3…第3独立電極)、
431…独立対向面(431-1…第1独立対向面~431-3…第3独立対向面)、
498-1…第1縁部、498-2…第2縁部、498-3…第3縁部、
498-4…第4縁部、498-5…第5縁部、
532…補助電極、533…補助対向面
Claims (15)
- 複数の独立電極と、
前記複数の独立電極に対して初期位置から圧縮方向と前記圧縮方向に直交する剪断方向とに変位可能に支持された共通電極と、
前記共通電極と前記複数の独立電極との間に位置する誘電体と、
前記共通電極と前記複数の独立電極の各々との間における静電容量を検出する検出部と、
検出された前記静電容量の和に基づいて、前記圧縮方向における前記共通電極と前記複数の独立電極との相対的な圧縮変位量を算出する圧縮変位量算出部と、
検出された前記静電容量に基づいて、前記剪断方向における前記共通電極と前記複数の独立電極との相対的な剪断変位量を算出する剪断変位量算出部と、
前記共通電極が前記初期位置にあるときの前記静電容量に基づいて、前記誘電体の誘電率を算出する誘電率算出部と、
前記誘電率と前記誘電体の弾性率との関係を表す予め規定された関係情報に基づいて、算出された前記誘電率から前記弾性率を算出する弾性率算出部と、
前記圧縮変位量と前記誘電体の材料特性とに基づいて、前記共通電極から前記誘電体に対して前記圧縮方向に印加された圧縮力を算出する圧縮力算出部と、
を備え、
前記複数の独立電極の各々が、前記圧縮方向に直交して広がる独立対向面をもち、
すべての前記独立対向面が、同一の平面に沿って広がり、
前記共通電極が、前記圧縮方向に直交して広がる共通対向面をもち、
前記共通電極が前記初期位置にあるとき、各前記独立対向面が、前記圧縮方向において前記共通対向面に対向する領域と対向しない領域とを含み、
前記共通電極が移動可能な範囲のうちの少なくとも一部において、前記共通対向面のうち複数の前記独立対向面に対向する面積の合計が、一定であり、
前記圧縮力の算出に使用される前記材料特性が、前記弾性率を含み、
前記圧縮力算出部が、算出された前記弾性率を使用して、前記圧縮力を算出する、
センサ。 - 第1仮想中心線と前記第1仮想中心線に交わる第2仮想中心線とにより分割された第1区画と第2区画と第3区画と第4区画との各々に1つの前記独立電極が位置し、
前記第1仮想中心線が、前記圧縮方向に直交する第1剪断方向に平行であり、
前記第2仮想中心線が、前記圧縮方向と前記第1剪断方向とに直交する第2剪断方向に平行であり、
前記第1区画に位置する前記独立電極である第1独立電極と、前記第2区画に位置する前記独立電極である第2独立電極とが前記第1剪断方向に並び、
前記第3区画に位置する前記独立電極である第3独立電極と、前記第4区画に位置する前記独立電極である第4独立電極とが前記第1剪断方向に並び、
前記第1独立電極と前記第3独立電極とが、前記第2剪断方向に並び、
前記第2独立電極と前記第4独立電極とが、前記第2剪断方向に並び、
前記検出部が、前記第1独立電極と前記共通電極との間の前記静電容量である第1静電容量を検出し、
前記検出部が、前記第2独立電極と前記共通電極との間の前記静電容量である第2静電容量を検出し、
前記検出部が、前記第3独立電極と前記共通電極との間の前記静電容量である第3静電容量を検出し、
前記検出部が、前記第4独立電極と前記共通電極との間の前記静電容量である第4静電容量を検出し、
前記圧縮変位量算出部が、前記第1静電容量と前記第2静電容量と前記第3静電容量と前記第4静電容量との和に基づいて、前記圧縮変位量を算出し、
前記剪断変位量算出部が、前記第1静電容量と前記第3静電容量との和と、前記第2静電容量と前記第4静電容量との和とに基づいて、前記第1剪断方向における前記剪断変位量である第1剪断変位量を算出し、
前記剪断変位量算出部が、前記第1静電容量と前記第2静電容量との和と、前記第3静電容量と前記第4静電容量との和とに基づいて、前記第2剪断方向における前記剪断変位量である第2剪断変位量を算出する、
請求項1に記載のセンサ。 - 前記第1独立電極の前記独立対向面と前記第3独立電極の前記独立対向面とが、前記第1仮想中心線に対して線対称であり、
前記第2独立電極の前記独立対向面と前記第4独立電極の前記独立対向面とが、前記第1仮想中心線に対して線対称であり、
前記第1独立電極の前記独立対向面と前記第2独立電極の前記独立対向面とが、前記第2仮想中心線に対して線対称であり、
前記第3独立電極の前記独立対向面と前記第4独立電極の前記独立対向面とが、前記第2仮想中心線に対して線対称である、
請求項2に記載のセンサ。 - 各前記独立対向面が、前記第1剪断方向に平行な2辺と前記第2剪断方向に平行な2辺とをもつ長方形であり、
前記共通対向面が、前記第1剪断方向に平行な2辺と前記第2剪断方向に平行な2辺とをもつ長方形である、
請求項3に記載のセンサ。 - 各前記独立対向面が、共通の仮想中心点をもつ扇形状であり、
前記共通対向面が、円形であり、
前記共通電極が前記初期位置にあるとき、前記圧縮方向において、前記共通対向面の中心点が、前記仮想中心点に重なる、
請求項3に記載のセンサ。 - 前記共通対向面が、前記第1剪断方向に平行で前記第1区画から前記第2区画内に延びた第1縁部と、前記第2剪断方向に平行で前記第1区画から前記第3区画内に延びた第2縁部と、湾曲縁部とをもち、
前記共通電極が前記初期位置にあるとき、前記湾曲縁部が、前記第1区画内に位置し、
前記湾曲縁部が、前記第1縁部の一端と前記第2縁部の一端とをつなぎ、
前記湾曲縁部が、前記第1剪断方向と前記第2剪断方向との間に規定される90度の中心角をもつ扇形状であり、
前記湾曲縁部が、前記圧縮方向に直交する平面内において外側に向けて凸状であり、
前記共通電極が前記初期位置にあるとき、前記共通対向面のうち前記第1区画内の領域が、前記第1縁部と前記湾曲縁部とから前記第2剪断方向に前記第3区画まで連続して広がる形状をもち、
前記共通電極が前記初期位置にあるとき、前記共通対向面のうち前記第1区画内の領域が、前記第2縁部と前記湾曲縁部とから前記第1剪断方向に前記第2区画まで連続して広がる形状をもち、
前記第1独立電極の前記独立対向面が、前記第1縁部に平行な第1外縁部と、前記第2縁部に平行な第2外縁部と、湾曲外縁部とをもち、
前記湾曲外縁部が、前記第1外縁部の一端と前記第2外縁部の一端とをつなぎ、
前記湾曲外縁部が、前記第1剪断方向と前記第2剪断方向との間に規定される90度の中心角をもつ扇形状であり、
前記湾曲外縁部が、前記圧縮方向に直交する平面内において外側に向けて凸状であり、
前記第1独立電極の前記独立対向面が、前記第1外縁部と前記湾曲外縁部とから前記第2剪断方向において前記第3区画に向けて連続して広がる形状をもち、
前記第1独立電極の前記独立対向面が、前記第2外縁部と前記湾曲外縁部とから前記第1剪断方向において前記第2区画に向けて連続して広がる形状をもち、
前記共通電極が前記初期位置にあるとき、前記圧縮方向において、前記湾曲縁部の扇形状の仮想中心点が前記湾曲外縁部の扇形状の仮想中心点に重なり、
前記共通電極が前記初期位置にあるとき、前記第2剪断方向における前記第1外縁部と前記第1縁部との離間距離が、前記第1剪断方向における前記第2外縁部と前記第2縁部との離間距離と同じであり、
前記共通電極が前記初期位置にあるとき、前記湾曲外縁部の半径と前記湾曲縁部の半径との差が、前記第2剪断方向における前記第1外縁部と前記第1縁部との離間距離と同じである、
請求項3に記載のセンサ。 - 前記誘電体が、前記複数の独立電極と前記共通電極との間を前記圧縮方向に満たす弾性体であり、
前記共通電極が前記誘電体により、前記複数の独立電極に対して前記初期位置から前記圧縮方向と前記剪断方向とに相対的に変位可能に支持された、
請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載のセンサ。 - 前記誘電体が、前記複数の独立電極と前記共通電極との間を前記圧縮方向に満たす弾性体であり、
前記共通電極が前記誘電体により、前記複数の独立電極に対して前記初期位置から前記圧縮方向と前記剪断方向とに相対的に変位可能に支持され、
前記圧縮変位量と前記第1剪断変位量と前記第2剪断変位量と前記誘電体の前記材料特性とに基づいて、前記共通電極から前記誘電体に対して前記剪断方向に印加された剪断力を算出する剪断力算出部を備える、
請求項2乃至請求項6のいずれか一項に記載のセンサ。 - 前記複数の独立電極に対する前記共通電極の移動範囲を制限するストッパを備え、
前記誘電体が、前記移動範囲内において弾性変形可能である、
請求項7または請求項8に記載のセンサ。 - 第1基板と、
第2基板と、
前記複数の独立電極の各々に接続された複数の第1配線と、
前記共通電極に接続された第2配線と、
を備え、
前記複数の第1配線の各々の少なくとも一部と、前記複数の独立電極とが、前記第1基板に固定され、
前記第2配線の少なくとも一部と、前記共通電極とが、前記第2基板に固定された、
請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載のセンサ。 - 前記複数の独立電極に対する前記共通電極の移動範囲を制限するストッパと、
前記ストッパが固定された第1基板と、
前記複数の独立電極の各々に接続された複数の第1配線と、
前記第1基板と前記共通電極との間に延びた第2配線と、
を備え、
前記誘電体が、前記移動範囲内において弾性変形可能であり、
前記複数の第1配線の各々の少なくとも一部が、前記第1基板に固定され、
前記第2配線の少なくとも一部が、前記ストッパに固定された、
請求項7または請求項8に記載のセンサ。 - 複数の独立電極と、
前記複数の独立電極に対して初期位置から圧縮方向と前記圧縮方向に直交する剪断方向とに変位可能に支持された共通電極と、
前記共通電極と前記複数の独立電極との間に位置する誘電体と、
前記共通電極と前記複数の独立電極の各々との間における静電容量を検出する検出部と、
検出された前記静電容量の和に基づいて、前記圧縮方向における前記共通電極と前記複数の独立電極との相対的な圧縮変位量を算出する圧縮変位量算出部と、
検出された前記静電容量に基づいて、前記剪断方向における前記共通電極と前記複数の独立電極との相対的な剪断変位量を算出する剪断変位量算出部と、
を備え、
前記複数の独立電極の各々が、前記圧縮方向に直交して広がる独立対向面をもち、
すべての前記独立対向面が、同一の平面に沿って広がり、
前記共通電極が、前記圧縮方向に直交して広がる共通対向面をもち、
前記共通電極が前記初期位置にあるとき、各前記独立対向面が、前記圧縮方向において前記共通対向面に対向する領域と対向しない領域とを含み、
前記共通電極が移動可能な範囲のうちの少なくとも一部において、前記共通対向面のうち複数の前記独立対向面に対向する面積の合計が、一定であり、
前記複数の独立電極に対する前記共通電極の移動範囲を制限するストッパと、
前記ストッパが固定された第1基板と、
前記複数の独立電極の各々に接続された複数の第1配線と、
前記第1基板と前記共通電極との間に延びた第2配線と、
を更に備え、
前記誘電体が、前記移動範囲内において弾性変形可能であり、
前記複数の第1配線の各々の少なくとも一部が、前記第1基板に固定され、
前記第2配線の少なくとも一部が、前記ストッパに固定された、
センサ。 - 補助電極を備え、
前記補助電極が、前記圧縮方向に直交して広がる補助対向面をもち、
前記補助対向面の面積が、前記共通対向面の面積より小さく、
前記補助対向面の全体が、前記圧縮方向において前記共通対向面に対向する、
請求項1乃至請求項12のいずれか一項に記載のセンサ。 - センサにより実行されるセンサ制御方法であって、
前記センサが、
前記複数の独立電極と、
前記複数の独立電極に対して初期位置から圧縮方向と前記圧縮方向に直交する剪断方向とに変位可能に支持された共通電極と、
前記共通電極と前記複数の独立電極との間に位置する誘電体と、
を備え、
前記複数の独立電極の各々が、前記圧縮方向に直交して広がる独立対向面をもち、
すべての前記独立対向面が、同一の平面に沿って広がり、
前記共通電極が、前記圧縮方向に直交して広がる共通対向面をもち、
前記共通電極が前記初期位置にあるとき、各前記独立対向面が、前記圧縮方向において前記共通対向面に対向する領域と対向しない領域とを含み、
前記共通電極が移動可能な範囲のうちの少なくとも一部において、前記共通対向面のうち複数の前記独立対向面に対向する面積の合計が、一定であり、
前記センサ制御方法が、
前記センサが、前記共通電極と前記複数の独立電極の各々との間における静電容量を検出することと、
前記センサが、検出された前記静電容量の和に基づいて、前記圧縮方向における前記共通電極と前記複数の独立電極との相対的な圧縮変位量を算出することと、
前記センサが、検出された前記静電容量に基づいて、前記剪断方向における前記共通電極と前記複数の独立電極との相対的な剪断変位量を算出することと、
前記センサが、前記共通電極が前記初期位置にあるときの前記静電容量に基づいて、前記誘電体の誘電率を算出することと、
前記センサが、前記誘電率と前記誘電体の弾性率との関係を表す予め規定された関係情報に基づいて、算出された前記誘電率から前記弾性率を算出することと、
前記センサが、前記圧縮変位量と前記誘電体の材料特性とに基づいて、前記共通電極から前記誘電体に対して前記圧縮方向に印加された圧縮力を算出することと、
を含み、
前記圧縮力の算出に使用される前記材料特性が、前記弾性率を含み、
前記センサが前記圧縮力を算出することは、算出された前記弾性率を使用して、前記圧縮力を算出することを含む、
センサ制御方法。 - コンピュータに請求項14に記載のセンサ制御方法を実行させる制御プログラム。
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