JPH0926369A - 圧力センサ - Google Patents

圧力センサ

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JPH0926369A
JPH0926369A JP17764095A JP17764095A JPH0926369A JP H0926369 A JPH0926369 A JP H0926369A JP 17764095 A JP17764095 A JP 17764095A JP 17764095 A JP17764095 A JP 17764095A JP H0926369 A JPH0926369 A JP H0926369A
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JP
Japan
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pressure
pressure sensor
electrode
elastic member
pressure detection
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Pending
Application number
JP17764095A
Other languages
English (en)
Inventor
Takanori Minamisako
隆則 南迫
Yuuichi Shiyouya
優一 庄屋
Ayako Kayano
綾子 茅野
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication of JPH0926369A publication Critical patent/JPH0926369A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子機器への操作入力の一つである圧力を直
接、デジタル値として入力することができる圧力センサ
を提供する。 【構成】 一対の支持部2と、一対の支持部2間に接触
電極を構成する半球状電極1とを具備した押圧入力部を
弾性部材により一体として形成し、支持部2の半球状電
極1とは連接していない一端を、押圧がない場合は半球
状電極1は基板10に非接触であるように基板10に固
設する。また、半球状電極1と対向する基板10の部位
に、電気的に分離した複数の圧力検出電極5を配設し、
更に、半球状電極1が押圧されて圧力検出電極5に接触
したときの、接触した圧力検出電極5の数を検出する回
路と、検出された数に対応したデジタル値を出力する回
路とを具備して圧力センサ100を構成する。導電性を
有する弾性部材、または表面を導電性部材で被覆した弾
性部材を用いて半球状電極1の導電性をとる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は圧力センサに関し、更に
詳しくは印加された圧力を直接、デジタル値に変換する
圧力センサに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、テレビゲーム機等の普及がめざま
しく、更にはバーチャル技術を用いた臨場感に富んだ機
器が普及してきている。これらゲーム機器は映し出され
る映像に対応してプレーヤがコントローラ等の入力装置
を操作してプレーを続行するものであって、プレーヤが
ゲームと一体感を得るためには入力装置の移動量、移動
方向、操作圧力等の人的な感覚に連動した操作量が高速
に、また操作性良く入力されることが重要であった。
【0003】つぎに、上述したゲーム機等のデジタル回
路を含む電子機器への入力手段である、従来からよく用
いられてきた圧力の入力形態について図7を参照して説
明する。
【0004】圧力を検出する手段としては、ダイヤフラ
ム、歪みゲージ、圧電素子等が一般的であるが、これら
は加えられた圧力(符号20)をアナログ量の電圧(符
号21)に変化し、後段の回路で正確なデジタル処理が
できるように増幅、波形整形等がなされた後(符号2
2)、A/D変換され(符号23)、デジタル回路に入
力されて(符号24)、印加された圧力に応じて電子機
器が操作される。
【0005】しかしながら、上述したような圧力検出手
段を用いた場合、電子機器を制御するためにはアナログ
の入力をデジタル値に変換する回路が不可欠であり、そ
のために回路規模が大きくなると共に、コストの上昇要
因となっていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、デジタル技術によって制御される電子機器への制御
圧力を直接、デジタル値で検出して電子機器へ入力する
ことで、アナログ量である圧力をデジタル値に変換する
ための回路を省略して回路構成を簡素化し、コストの低
減を図る。
【0007】
【課題を解決するための手段】従って本発明はかかる課
題に鑑み案出されたものであって、一対の支持部と、一
対の支持部間に接触電極を構成する突起部とを具備した
押圧入力部を弾性部材により一体として形成し、支持部
の突起部とは連接していない一端を、押圧がない場合は
突起部は基板に非接触であるように基板に固設する。ま
た、突起部と対向する基板の部位に、電気的に分離した
複数の圧力検出電極を配設し、更に、突起部が押圧され
て圧力検出電極に接触したときの、接触した圧力検出電
極の数を検出する手段と、検出された数に対応したデジ
タル値を出力する手段とを具備して圧力センサを構成す
る。
【0008】前記突起部は半球状、または蒲鉾状の形状
とする。
【0009】前記支持部と突起部とを構成する弾性部材
は、その表面が導電性部材で被覆されていること、また
は導電性の弾性部材で形成する。
【0010】前記圧力検出電極は、複数本の帯状の電極
で構成すること、または複数個の半球状の電極で構成す
る。
【0011】前記帯状の電極は前記基板上に電気回路を
形成する工程で同時に作成される。
【0012】帯状の圧力検出電極は、その長手方向に垂
直な断面形状が半円状の導電性の弾性部材、または長手
方向に垂直な断面形状が半円状であって、その表面は導
電性部材で被覆された弾性部材で構成する。
【0013】前記半球状の圧力検出電極は、導電性の弾
性部材、またはその表面が導電性部材で被覆された弾性
部材で構成して上記課題を解決する。
【0014】
【作用】本発明の構成によれば半球状或いは蒲鉾状の突
起部が押されて、その突起部に対向した基板上に、電気
的に分離して設けられた複数の電極の中の幾つかと接触
し、接触する電極の数は押圧の大きさに対応する。突起
部は導電性を有しているので、接触した基板上の電極と
は通電状態になり、接触した電極の数を電気的に計数す
ることができる。従って、押圧の大きさをデジタル値と
して直接、圧力センサから出力するものである。
【0015】
【実施例】
実施例1 本発明の第一の実施例について図1、図3、図5および
図6を参照して説明する。
【0016】図1は本発明による圧力センサ100の構
成を示す。半球状電極1が一対の支持部2の間にあっ
て、弾性部材で一体として形成され、また、支持部2は
基板10に固着されている。半球状電極1の先端は、そ
の上部から押圧がかからない状態においては基板10と
は接触することがないように支持されており、半球状電
極1とは反対の面に操作部3が固設している。前記弾性
部材は導電性を有する弾性部材で形成するか、或いは形
成後に弾性部材の表面を導電性部材で被覆をして導電性
を持たせる。
【0017】前記半球状電極1と対向する基板10上
に、電気的に分離されている複数の帯状の圧力検出電極
5を設ける。圧力検出電極5の一端は圧力検出電極5を
切り換えるために電子スイッチ6に接続されていて、更
に、CPU7が前記電子スイッチ6の切り換えを含めて
圧力センサ100の制御のために設けられている。
【0018】本実施例においては抵抗R0 が圧力検出電
極5の接触を判別するために設けられていて、抵抗R0
の端子8に電圧Vボルトが印加され、他の一端の端子9
には電子スイッチ6内の全てのスイッチ素子13の一端
が接続されている。また、端子9および電子スイッチ6
はCPU7に接続され、更に、支持部2の半球状電極1
とは連接していない一端は、基板10上に設けられた接
地されている電極4に固着されていて、半球状電極1は
接地電位が与えられている。
【0019】つぎに図3および図5を参照して圧力セン
サ100の動作について述べる。図3は図1のA−A線
上における断面を示していて、同図(a)は動作されて
いない状態であって、半球状電極1と圧力検出電極5は
非接触の状態にあり、全ての圧力検出電極5は電圧Vボ
ルトとなる状態となっている。即ち、この状態において
は、図5(a)に示すようにCPU7からの指示で電子
スイッチ6のどのスイッチ素子13を閉じたとしても、
端子9は電圧Vボルトを示すことになり、半球状電極1
はどの圧力検出電極5とも接触していないことがCPU
7で認識することができる。
【0020】また、図3(b)は圧力センサ100に力
Fが加えられ、作動している状態を示す。半球状電極1
は基板10に力Fに対応した接触面積を持って圧接さ
れ、従って半球状電極1と接触する圧力検出電極5の数
(以下、単に「接触電極数」と記す)は力Fに対応して
決定されることになる。これが本発明の特徴をあらわし
ている。
【0021】即ち、図5(a)において接触した圧力検
出電極5は半球状電極1を介して接地電位となるため、
その圧力検出電極5と接続しているスイッチ素子13が
閉じられたときには、CPU7は端子9において接地電
位を検出することになる。従って、CPU7で順次スイ
ッチ素子13を作動させて、その時の端子9の電位を監
視することにより接触電極数をCPU7は知ることがで
きる。即ち、上述したように作用した圧力は、その圧力
の大きさに対応した値を半球状電極1に接触する圧力検
出電極5の数として、直接、デジタル値で求めることが
できることになる。
【0022】図5(a)に示した接触電極数を計数する
回路では、接触する電極の位置を特定する必要はないた
め、CPU7から圧力検出電極5の総数と一致した数の
パルスを順次、電子スイッチ6に入力し、電子スイッチ
6に内蔵されているカウンター(図示せず)でカウント
してスイッチ素子13を切り換え、その時の端子9の電
位を調べることで接触する電極の本数を計数することが
できるので、これに関するCPU7のI/O端子は2本
で済むことになる。
【0023】また、図5(b)は他の回路例であって、
全ての圧力検出電極5に抵抗Rを介して電圧Vボルトが
供給されていて、更に圧力検出電極5の電位の検出のた
めに全ての圧力検出電極5からCPU7に接続されてい
る。即ち、半球状電極1が押されて、圧力検出電極5と
接触した場合、接触した圧力検出電極5は接地電位とな
って、同時にCPU7では接触する電極の本数を計数す
ることになる。この回路例ではCPU7のI/O端子は
圧力検出電極5の数だけ必要となるが、更なる高速性が
得られ、また、前記電子スイッチ6を不要とするもので
ある。
【0024】尚、圧力検出電極5は基板10上に他の回
路をプリント技術によって作成するときに、その技術を
利用して同時に形成することができる。
【0025】図6は圧力を検出する電極の他の構成を示
していて、同図(a)は弾性部材からなる半球状の圧力
検出電極5Aの断面図であり、同図(b)は半球状電極
1と前記圧力検出電極5Aが接触した状態を示してい
る。同図(b)から分かるように圧力検出電極5Aも変
形して、その接触面積が増大し、接触している両電極間
の導電性を一層確実なものとする。尚、圧力検出電極5
Aを構成する弾性部材は導電性を有するものでもよい
し、または弾性部材の表面を導電性部材で被覆をしたも
のであってもよい。
【0026】実施例2 図2は本発明の第2の実施例である圧力センサ110を
示し、その構成は図1、図3、図5および図6を参照し
て説明した第一の実施例の半球状電極1に替わって蒲鉾
状電極11を用いたものであり、操作部3の形状もそれ
に伴って矩形になっているが、その他の構成および動作
形態は実施例1で説明したものと同一である。従って、
同一の部位には同一の符号を付し、その説明は省略す
る。
【0027】図4は一体として形成する半球状電極1と
支持部2の他の例であって、同図(a)は動作前の状態
を示し、同図(b)は操作部3に力Fが印加されて半球
状電極1と圧力検出電極5とが接触している状態を示し
ている。この断面図からも分かるように支持部2が半球
状電極1の上部から水平に突出して設けられていて、基
板10には柱14を介して固着されており、また、基板
10との電気的接続もとられている。本形状では半球状
電極1と支持部2との一体成形は一層容易となるもので
ある。
【0028】また、圧力検出電極5は点状に多数形成し
てもよい。この場合、電極からの引き出し線が、基板1
0の表面に形成することが困難であれば、スルーホール
等の技術により基板10の裏面に引き出して解決するこ
とができる。
【0029】更に、突起と接触する圧力検出電極5を検
出する回路は、図5の(a)および(b)に示す構成に
限ることなく、同様の働きをする他の回路構成を用いて
も良いことは論を待たない。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、デジタル技術で制御さ
れる電子機器に印加するアナログ量である押圧量をデジ
タル値として直接、圧力センサから得ることができる。
従って、押圧量をデジタル値に変換する回路を省略して
回路構成を簡素化することができ、コストの低減を図る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による圧力センサの第一の実施例を示
す斜視図である。
【図2】 本発明による圧力センサの第二の実施例を示
す斜視図である。
【図3】 本発明による圧力センサの動作形態を示す、
図1のA−A線上における断面側面図であって、(a)
は動作前の状態であり、(b)は動作中の状態である。
【図4】 本発明に係わる圧力センサ操作部の他の形状
の断面側面図であって、(a)は動作前の状態であり、
(b)は動作中の状態である。
【図5】 本発明による圧力センサの圧力検出電極の接
触状態を検出する方法を示す図であって、(a)は圧力
検出電極を順次調べる回路例であり、(b)は全ての圧
力検出電極を同時に調べる回路例である。
【図6】 圧力検出電極の他の構成例であって、(a)
は弾性材からなる半球状の圧力検出電極の断面図であ
り、(b)は動作状態を示す。
【図7】 従来の圧力センサを使用したときのセンサ出
力の処理の流れを示す図である。
【符号の説明】
1 半球状電極 2 支持部 3 操作部 4 電極 5、5A 圧力検出電極 6 電子スイッチ 7 CPU 8、9 端子 10 基板 11 蒲鉾状電極 13 スイッチ素子 14 柱

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の支持部と、前記一対の支持部間に
    接触電極を構成する突起部とを具備した押圧入力部を弾
    性部材で一体として形成し、 前記支持部の前記突起部とは連接していない一端を、押
    圧がない場合は前記突起部は基板に非接触であるように
    前記基板に固設すると共に、 前記突起部と対向する基板の部位に、電気的に分離した
    複数の圧力検出電極を配設し、 更に、前記突起部が押圧されて前記圧力検出電極に接触
    したときの、接触した圧力検出電極の数を検出する手段
    と、 前記検出された数に対応したデジタル値を出力する手段
    と、 を具備して構成されたこと、 を特徴とする圧力センサ。
  2. 【請求項2】 前記突起部は半球状であること、 を特徴とする、請求項1に記載の圧力センサ。
  3. 【請求項3】 前記突起部は蒲鉾状であること、 を特徴とする、請求項1に記載の圧力センサ。
  4. 【請求項4】 前記支持部と突起部とを構成する弾性部
    材は、その表面が導電性部材で被覆されていること、 を特徴とする、請求項1に記載の圧力センサ。
  5. 【請求項5】 前記支持部と突起部とを構成する弾性部
    材は導電性部材であること、 を特徴とする、請求項1に記載の圧力センサ。
  6. 【請求項6】 前記圧力検出電極は、複数本の帯状の電
    極で構成すること、 を特徴とする、請求項1に記載の圧力センサ。
  7. 【請求項7】 前記圧力検出電極は、複数個の半球状の
    電極で構成すること、 を特徴とする、請求項1に記載の圧力センサ。
  8. 【請求項8】 請求項6に記載の圧力検出電極は、前記
    基板上に電気回路を形成する工程で同時に作成されるこ
    と、 を特徴とする、請求項1に記載の圧力センサ。
  9. 【請求項9】 請求項6に記載の帯状の圧力検出電極
    は、その長手方向に垂直な断面形状が半円状の導電性の
    弾性部材で構成すること、 を特徴とする、請求項1に記載の圧力センサ。
  10. 【請求項10】 請求項6に記載の帯状の圧力検出電極
    は、その長手方向に垂直な断面形状が半円状であって、
    その表面は導電性部材で被覆された弾性部材で構成する
    こと、 を特徴とする、請求項1に記載の圧力センサ。
  11. 【請求項11】 請求項7に記載の半球状の圧力検出電
    極は、導電性の弾性部材で構成すること、 を特徴とする、請求項1に記載の圧力センサ。
  12. 【請求項12】 請求項7に記載の半球状の圧力検出電
    極は、その表面が導電性部材で被覆された弾性部材で構
    成すること、 を特徴とする、請求項1に記載の圧力センサ。
JP17764095A 1995-07-13 1995-07-13 圧力センサ Pending JPH0926369A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018133287A1 (zh) * 2017-01-23 2018-07-26 珠海安润普科技有限公司 压力传感器和可穿戴设备
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