JPS60209128A - 感圧センサ - Google Patents

感圧センサ

Info

Publication number
JPS60209128A
JPS60209128A JP6315884A JP6315884A JPS60209128A JP S60209128 A JPS60209128 A JP S60209128A JP 6315884 A JP6315884 A JP 6315884A JP 6315884 A JP6315884 A JP 6315884A JP S60209128 A JPS60209128 A JP S60209128A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
layer
pressure
fiber bundle
optical fiber
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.)
Granted
Application number
JP6315884A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0426413B2 (ja
Inventor
Takashi Niie
新江 隆
Isamu Noujiyou
能生 勇
Tsuneo Nagai
永井 恒夫
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.)
JAPAN ELECTRONIC IND DEV ASSOC<JEIDA>
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
JAPAN ELECTRONIC IND DEV ASSOC<JEIDA>
Oki Electric Industry Co 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 JAPAN ELECTRONIC IND DEV ASSOC<JEIDA>, Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical JAPAN ELECTRONIC IND DEV ASSOC<JEIDA>
Priority to JP6315884A priority Critical patent/JPS60209128A/ja
Publication of JPS60209128A publication Critical patent/JPS60209128A/ja
Publication of JPH0426413B2 publication Critical patent/JPH0426413B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L11/00Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00
    • G01L11/02Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00 by optical means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は小型にして検出精度の高い感圧センサに関する
ものである。
(背景技術) 従来の感圧センサの構成の断面図を第1図に示す。10
はポリエステル・フィルム等の薄膜の片面(外部圧力F
と直接接触しない面)にアルミニウム等の蒸着を施して
反射面としだ受圧部、加は光透過性の良いシリコーン・
ゴム等で構成された柔軟部である。30a 、 30b
 、 30cは受光素子、40は透明ガラス基板、50
はガラス基板400片面に光非透過性の金属を蒸着した
もの(以下遮光層と称す)で、−郎党を透過させるため
の非蒸着部(以下光透過窓と称す) 60a 、 60
b 、 60cを有する。70は空気層、80 a +
 80 b + 80 cは発光素子、90は発光素子
80 a 、8Qb 、 80cを塔載するセラミック
等の基板である。
第2図に受光素子30a 、 30b 、 30cを上
面(外部圧力F側)より見た形状を示す。また光透過窓
60a。
60b、60c および発光素子80 a r sob
 、 80 cは略円形である。なお、第1図において
受光素子30a。
30 b 、 30c および発光素子80a I 8
0b 、 80Cの電極部、各部の支持部は図示せず、
受発光素子は本来各々マトリクス状に多素子配列してい
るが、各3素子に省略して示しており、受発光素子の駆
動部および制御部等の電気回路系も図示しない。
この動作としては、発光素子80aを電気的に駆動して
点灯させると、発光素子80aから出た光は光透過窓6
0aを透過し、ガラス基板40、柔軟部加を経て受圧部
(反射面)10にて反射され、再び柔軟部20を経て受
光素子30aに照射される。ここで受光素子30aに照
射される光量は、受光素子30aと受圧部10との距離
により変化し、受光素子30aの出力は、前記距離に応
じて第3図に示すような変化となる。この距離は加えら
れた外力Fによる受圧部10の歪み量(圧縮量)に対応
しているので、してその出力を圧力値い換算することに
より、複数点の圧力が検出可能となる。
以上が感圧センサの原理であるが、上記構成における問
題点を次に示す。
(1)一般に発光素子として発光ダイオード等が用いら
れるが、指向性があまりないので光透過窓60、aを通
過する光量が少なく’S/Nが悪くなる。
また通過光量を多くするには、光透過窓60aの径を大
きくすればよいが、大きくすると第4図(a)に示すよ
うに受光素子30aの裏面から光が直接入射する。
(2)受圧部(反射面)10で反射した光が受光素子3
0aの表面に入射する以外に、第4図(b)に示すよう
に、ガラス基板40の中に再び入射し、遮光層50で反
射して受光素子30aの裏面から入射する。
上記(1)項は、構成上の制約を生じ、光透過窓径を大
きくするためには受光素子の内径および外径も大きくす
る必要があり、したがって多素子を高密度に配置するこ
とが難しくなり、また第4図(a)中破線で示すように
、受光素子と発光素子との相対位置がずれた場合にも、
受光素子の裏面から光が直接入射するため、受発光素子
の相対位置に高い精度が要求され製造上問題があった。
また、上記(2)項は第3図に示したセンサ特性を劣化
させる大きな原因となり、受光素子と・受圧部(−反射
面)との距離変化に対して受光素子の出力変化があまり
大きく取れない等の悪影響を及ぼしていた。
その他、ガラス基板の一面に受光素子を形成し他面に遮
光層を形成する。ので、製造工程が増すとともにそれら
の位置合わせ(受光素子と光透過窓の中心位置を合わせ
る)が必要であった。
(発明の課題) 本発明の目的は、上述した欠点を除去し、構成が容易で
かつ検出精度の高い感圧センサを提供することにあり、
その特徴は、外部圧力により変形可能で一方の表面に光
反射面を有する柔軟部材層と、該層の他方の表面に接し
てもうけられる基板層と、基板層の柔軟部材層に接する
面に塔載される受光素子と、基板の他方の面に塔載され
る発光素子とを有し、該素子の発光を柔軟部材層の変形
に従って光反射面で反射し前記受光素子で受光すること
により外部圧力に対応する受光出力を提供する感圧セン
サにおいて、前記基板層が厚さ方向に繊維の長手方向を
有する光フアイバープレートにより構成される感圧セン
サにある。
(発明の構成および作用) 第5図は、本発明の実施例の構成を示す断面図であり、
受発光素子1組の周辺についてのみ示しである。本発明
において従来例と異なる点は、受光素子30aを形成す
る基板にファイバープレートを用いたことである。10
0は繊維束の方向を厚さ方向としたファイバープレート
であり、ファイバープレート100の上面(受圧部10
側)にスパッタ法等により受光素子30aを形成しであ
る。発光素子80aから出た光はファイバープレート1
00に入射し、各ファイバー繊維内を伝播して他端から
広がった光となり、柔軟部加を経て受圧部(反射面)で
反射され受光素子3Q aに照射される。
ファイバーから上面(受圧部10側)に出る光の広がり
角はファイバーの開口数によって決まり、この開口数を
選ぶことにより広がり角を種々設定できる。
ここで、ファイバープレート100における、受光素子
30aの位置に対応したファイバー繊維に対して、発光
素子80 aから出た光の入射角は大きく・なり、ファ
イバー繊維内を伝播されず、したがつて受光素子30 
aへの下面からの光の入射はほとんどなくなる。
また、第5図内に破線で示したように受光素子30aと
発光素子80aとの相対位置がずれても下面からの光入
射はほとんどない。
下面からの光入射をなくすための設定要素としては、フ
ァイバープレート100と発光素子80aとの距離、受
光素子30 aの内径および発光素子80aの寸法等が
あるが、従来例に比してその設定の自由度は大きくなる
一方、従来例における第4図(b)に示したような、受
圧部(反射面)からの反射光が再びガラス基板内を通っ
て遮光層にて反射されて受光素子の下面から入射するよ
うな問題が解決できる宅のはいうまでもない。
第6図は本実施例の概略構成を示す斜視図であり、各々
4×4個の受発光素子を2 mm間隔に配列した例であ
る。実施例では、受圧部10は厚さ数10μmの薄膜フ
ィルム、柔軟部20は厚さ2mNの透明シリコーン・ゴ
ム、受光素子30はアモルファス・・シリコン、発光素
子80はLEDで構成されている。また受光素子30お
よび発光素子80ば、図示しない電気回路部により各々
マトリクス駆動を行なっている。
第7図は電気回路系を示すブロック図である。
200 、210は各々マトリクス配列された発光素子
群および受光素子群、220 、230はアナログ・マ
ルチプレクサ、240は制御回路、250は増幅器、2
60はサンプル・ホールド回路、270はA/D変換器
、280は信号処理回路であり、発光素子群200およ
び受光素子群210は各々アナログ・マルチプレクサ2
20 、230によりマトリクス駆動される。
動作は、先ず発光素子群200における一つの発光素子
と、受光素子群210における前記発光素子に対応した
受光素子とを、各々アナログ・マルチプレクサ220お
よび230を制御回路240からの信号によって切り換
えることにより選択駆動する。
発光素子群200における選択された発光素子には、ア
ナログ・マルチプレクサ220を介して、電圧■が印加
され、前記素子が発光すると、受光素子群210におけ
る発光素子に対応した受光素子の出力がアナログ・マル
チプレクサ230を介して増幅器250にて増幅されて
サンプル・ホールド回路260に入力される。サンプル
・ホールド回路260には制御装置240より、駆動に
同期したホールド信号が入力され、増幅器250からの
信号がホールドされてA/D変換器270に送出される
。A/D変換器270では、前記ホールド信号がディジ
タル信号に変換される(変換のタイミングは制御回路2
40にて設定される)。このディジタル信号は受光素子
と反射面との距離に応じた信号であるので信号処理回路
280により圧力値に変換され、圧力信号として出力さ
れる。
ここで圧力値への変換は、例えば(加圧力→柔われる。
以上が1組の受発光素子に対する動作であり、全素子に
対しては、同様にして制御回路240により各受発光素
子を順次駆動され、したがって受圧面全面に対して走査
が行なわれる。
(発明の効果) 本発明は、以上説明したように、厚さ方向に繊維束の方
向を有するファイバープレートの片面に受光素子を形成
することにより、遮光層を形成せずに受光素子裏面から
の光入射を除去でき感圧センサの検出精度を向上できる
とともに、構成上の位置精度に対する許容量を大きくす
ることができ、−したがって製造時間を短縮でき、かつ
高密度に配列することが可能になるという利点があり、
例えばロボット用ハンド等に実装し触覚センサとして用
いることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の感圧センサの構成を示す断面図、第2図
は受光素子の形状を示す平面図、第3図は受光素子と反
射面との距離変化に対する受光素子の出力特性を示す図
、第4図(a)及び(b)は従来例の受光素子裏面への
光照射径路を示す図、第5図は本発明の実施例の構成を
示す断面図、第6図は本発明の実施例の構成を示す斜視
図、第7図は本発明の実施例における電気回路系を示す
ブロック図である。 10・・・受圧部(反射面)、加・・・柔軟部、30.
30a、30b、30C・・・受光素子、40・・・ガ
ラス基板、 50・・・遮光層、60a 、 60b 
、 60cm−−光透過窓、70・・・空気層、80.
80a 、80b 、soC”・発光素子、90・・・
発光素子搭載用基板、 100・・・ファイバープレート、200・・・発光素
子群、210・・・受光素子群、 220.230・・・アナログ・マルチプレクサ、24
0・・・制御装置、 250・・・増幅器、260・・
・サンプル・ホールド回路、270・・・A/D変換器
、 280・・・信号処理回路。 特許出願人 沖電気工業株式会社 it団AA、 日本電子工業振興協会 特許出願代理人 弁理士 山 本 恵 − 第1図 第2図 第3図 ダ光承)Y斥、削′勿とのIEE唯 第4図 第5図 第6図 n

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 外部圧力により変形可能で一方の表面に光反射面を有す
    る柔軟部材層と、該層の他方の表面に接してもうけられ
    る基板層と、基板層の柔軟部材層に接する面に塔載され
    る受光素子と、基板の他方の面に塔載される発光素子と
    を有し、該素子の発光を柔軟部材層の変形に従って光反
    射面で反射し前記受光素子で受光することにより外部圧
    力に対応する受光出力を提供する感圧センサにおいて、
    前記基板層が厚さ方向に繊維の長手方向を有する光フア
    イバープレートにより構成されることを特徴とする感圧
    センサ。
JP6315884A 1984-04-02 1984-04-02 感圧センサ Granted JPS60209128A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6315884A JPS60209128A (ja) 1984-04-02 1984-04-02 感圧センサ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6315884A JPS60209128A (ja) 1984-04-02 1984-04-02 感圧センサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60209128A true JPS60209128A (ja) 1985-10-21
JPH0426413B2 JPH0426413B2 (ja) 1992-05-07

Family

ID=13221144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6315884A Granted JPS60209128A (ja) 1984-04-02 1984-04-02 感圧センサ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60209128A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011007557A (ja) * 2009-06-24 2011-01-13 Univ Of Tokyo 柔軟触覚センサ
CN104374515A (zh) * 2014-11-21 2015-02-25 贵州大学 一种反射型光纤压力传感器探头中光纤束的布置结构
JP2019184315A (ja) * 2018-04-04 2019-10-24 キヤノン株式会社 光学式センサ、およびその光学式センサを備えた装置
WO2021085098A1 (ja) * 2019-10-30 2021-05-06 ソニー株式会社 光学式センサおよび光学式センサモジュール
WO2022038863A1 (ja) * 2020-08-17 2022-02-24 グディックス テクノロジー(エイチケー)カンパニーリミテッド 触覚センサ
WO2023100483A1 (ja) * 2021-11-30 2023-06-08 ソニーグループ株式会社 触覚センサ装置およびロボットアーム装置

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011007557A (ja) * 2009-06-24 2011-01-13 Univ Of Tokyo 柔軟触覚センサ
CN104374515A (zh) * 2014-11-21 2015-02-25 贵州大学 一种反射型光纤压力传感器探头中光纤束的布置结构
CN104374515B (zh) * 2014-11-21 2016-05-25 贵州大学 一种反射型光纤压力传感器探头中光纤束的布置结构
JP2019184315A (ja) * 2018-04-04 2019-10-24 キヤノン株式会社 光学式センサ、およびその光学式センサを備えた装置
WO2021085098A1 (ja) * 2019-10-30 2021-05-06 ソニー株式会社 光学式センサおよび光学式センサモジュール
US20220397469A1 (en) * 2019-10-30 2022-12-15 Sony Group Corporation Optical sensor and optical sensor module
WO2022038863A1 (ja) * 2020-08-17 2022-02-24 グディックス テクノロジー(エイチケー)カンパニーリミテッド 触覚センサ
JP2022033634A (ja) * 2020-08-17 2022-03-02 株式会社SensAI 触覚センサ
CN114402183A (zh) * 2020-08-17 2022-04-26 汇顶科技(香港)有限公司 触觉传感器
CN114402183B (zh) * 2020-08-17 2024-03-08 汇顶科技(香港)有限公司 触觉传感器
WO2023100483A1 (ja) * 2021-11-30 2023-06-08 ソニーグループ株式会社 触覚センサ装置およびロボットアーム装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0426413B2 (ja) 1992-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0965098B1 (en) User input device for a computer system
JPH11506381A (ja) 指紋センサ装置
JPS60209128A (ja) 感圧センサ
JPH0650743A (ja) 直線値測定用電子光学センサー
JP4377072B2 (ja) 3次元測定モジュール
US5126859A (en) Contact type image sensor
JPH0418612B2 (ja)
JPS6141938A (ja) 二次元感圧センサ
JPH0475452B2 (ja)
JPS60149937A (ja) 圧力測定装置
JP2003106871A (ja) 発光ユニット、発光受光ユニットおよび光学式変位検出装置
EP1821095A3 (en) Sensor utilizing attenuated total reflection
JPS60195431A (ja) 複合触覚センサ
JP2769812B2 (ja) 原稿読み取り装置
JPH0627675B2 (ja) 二次元感圧センサ
JP3551173B2 (ja) イメージセンサユニット
JPH0586105B2 (ja)
JPS6076634A (ja) 二次元感圧センサ
JPH05303058A (ja) 光ファイバアレイ基板および光ファイバアレイ基板を用いた完全密着型イメージセンサ
JPH02268562A (ja) イメージセンサー
JPH0740455B2 (ja) 光学装置
JPH03201488A (ja) 光学素子
JPH03161969A (ja) イメージセンサおよびその製造方法
JPH0530284A (ja) 裏面照射型密着センサー
JPS63299269A (ja) 固体撮像装置