JPS6076633A - 感圧センサ - Google Patents
感圧センサInfo
- Publication number
- JPS6076633A JPS6076633A JP18313383A JP18313383A JPS6076633A JP S6076633 A JPS6076633 A JP S6076633A JP 18313383 A JP18313383 A JP 18313383A JP 18313383 A JP18313383 A JP 18313383A JP S6076633 A JPS6076633 A JP S6076633A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- receiving element
- light receiving
- pressure
- shielding layer
- 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
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L11/00—Measuring 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
- G01L11/02—Measuring 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。
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。
ものである。
従来の感圧センサの構成の断面図を図１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
反射面としだ受圧部、２ｏは光透過性の良いシリコーン
ゴム等で構成された弾性体である。４０ ａ 、４０
ｂ ｊ４０ ｃは受光素子、５゜は光透過性の透明ガラ
ス基板、３ｏはガラス基板の片面に光非透過性の金属を
蒸着したもので（以下遮光層と称す）−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。
Ｆと直接接触しない面）にアルミニウム等の蒸着を施し
反射面としだ受圧部、２ｏは光透過性の良いシリコーン
ゴム等で構成された弾性体である。４０ ａ 、４０
ｂ ｊ４０ ｃは受光素子、５゜は光透過性の透明ガラ
ス基板、３ｏはガラス基板の片面に光非透過性の金属を
蒸着したもので（以下遮光層と称す）−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。
６０ｃｆ有−ｒる。７０は空気の層、８０ ａ 、 ８
０ｂ。
０ｂ。
８０ｃは発光素子、９ｏは発光素子８０ ａ −８０ｂ
＋８０ｃを搭載するセラミ、り等の基板である。第２図
に受光素子４０ａ、４０ｂ、４０−ｃを上面（外部圧力
Ｆ側）よシ見た形状を示す。また、光透過窓６０ ａ
、６０ ｂ ｅ ６０ ｃおよび発光素子８０ａ、８０
ｂ、８０ｃは概略円形である。
＋８０ｃを搭載するセラミ、り等の基板である。第２図
に受光素子４０ａ、４０ｂ、４０−ｃを上面（外部圧力
Ｆ側）よシ見た形状を示す。また、光透過窓６０ ａ
、６０ ｂ ｅ ６０ ｃおよび発光素子８０ａ、８０
ｂ、８０ｃは概略円形である。
なお、第１図にて受発光素子４０ａ〜Ｃ１３ Ｑ ａ
−ｃの電極部、各部の支持部を省略しであると共に、受
発光素子は本来マ） ｌ）フス状に多素子配列しである
が、各３素子に省略してあシ、受発光素子の駆動部およ
び制御部等の電気回路系も省略している。
−ｃの電極部、各部の支持部を省略しであると共に、受
発光素子は本来マ） ｌ）フス状に多素子配列しである
が、各３素子に省略してあシ、受発光素子の駆動部およ
び制御部等の電気回路系も省略している。
！ｌｉｉ＋作としては、発光素子８０ａｆ：Ｍ気菌に駆
動することによシ、点灯させると、発光素子８０ａから
出た光は光透過窓６０ａ−÷ガラス基板５０→弾性体２
０→受圧部（反射面）１０→弾性体２０→発光紫子４０
ａと進み、受光素子４０ａと受圧部１０との距離に」ニ
ジ受光素子４０ａにおける光強度が図３のように変化す
る。この距離は外力Ｆが受圧部１０を押す力の強度によ
る弾性体２０の歪み（圧縮）Ｍに対応しているので、受
光菓子出力値を圧力値に換針できる。発光菓子を８０ａ
→８０ｂ→８０ｃの順で順次駆動し、受光素子も４０ａ
→４０ｂ→４０Ｃの順で発光菓子の駆動に対応し出力値
を検出し、圧力に換算することによシ、複数点の圧力を
検出できる。
動することによシ、点灯させると、発光素子８０ａから
出た光は光透過窓６０ａ−÷ガラス基板５０→弾性体２
０→受圧部（反射面）１０→弾性体２０→発光紫子４０
ａと進み、受光素子４０ａと受圧部１０との距離に」ニ
ジ受光素子４０ａにおける光強度が図３のように変化す
る。この距離は外力Ｆが受圧部１０を押す力の強度によ
る弾性体２０の歪み（圧縮）Ｍに対応しているので、受
光菓子出力値を圧力値に換針できる。発光菓子を８０ａ
→８０ｂ→８０ｃの順で順次駆動し、受光素子も４０ａ
→４０ｂ→４０Ｃの順で発光菓子の駆動に対応し出力値
を検出し、圧力に換算することによシ、複数点の圧力を
検出できる。
以上が圧力センザの原理であるが、この構成においては
いくつかの問題点を含んでいる。′以下問題点を記す。
いくつかの問題点を含んでいる。′以下問題点を記す。
（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、指向性があ捷シ々いので光透過窓を通過する光
量は少ない。−力受光素子への光量を増しＳｌＮ比を高
くする方が好ましいが、そのために光透過窓径を大きく
すると、第４図（ａ）に示すように受光素子の裏面から
光が直接入射する。
れるが、指向性があ捷シ々いので光透過窓を通過する光
量は少ない。−力受光素子への光量を増しＳｌＮ比を高
くする方が好ましいが、そのために光透過窓径を大きく
すると、第４図（ａ）に示すように受光素子の裏面から
光が直接入射する。
（２）反射面で反射した光が受光素子狭面に入射する以
外に第４図（ｂ）に示すようにガラス基板５０の中に再
び入射し、遮光層３０反反射、受光素子裏面から入射す
る。
外に第４図（ｂ）に示すようにガラス基板５０の中に再
び入射し、遮光層３０反反射、受光素子裏面から入射す
る。
（３）その他各部の配置関係によっては、第４図１（ｃ
）に示すようにガラス基板５００表面で反射した後遮光
層３０で反射して受光素子裏面から入射する。
）に示すようにガラス基板５００表面で反射した後遮光
層３０で反射して受光素子裏面から入射する。
上記（１） 、 （３）項は構成への制約に関係し、各
素子の配置等への制限が太きく（１）項の理由よシ光透
過慾径を大きくすると受光素子の内径および外径も大き
くする必要があシ高密度に多素子を配置することが難し
く、（３）項はガラス基板表面における光の入射角度に
関係し発光素子の位置精度が要求され製造上問題があっ
た。また（２）項は第３図に示したセンサ特性を劣化さ
せる大きな原因の一つで、受光ツ（下面と反射面の距離
の変化に対し受光素子の出力変化があまシ大きく取れな
い等の悪影響を及ぼしていた。
素子の配置等への制限が太きく（１）項の理由よシ光透
過慾径を大きくすると受光素子の内径および外径も大き
くする必要があシ高密度に多素子を配置することが難し
く、（３）項はガラス基板表面における光の入射角度に
関係し発光素子の位置精度が要求され製造上問題があっ
た。また（２）項は第３図に示したセンサ特性を劣化さ
せる大きな原因の一つで、受光ツ（下面と反射面の距離
の変化に対し受光素子の出力変化があまシ大きく取れな
い等の悪影響を及ぼしていた。
本発明はこれらの欠点を除去するため遮光層の位置をガ
ラス基板の反対側に配置するようにしたもので以下詳細
に説明する。
ラス基板の反対側に配置するようにしたもので以下詳細
に説明する。
第５図は本発明の第１の実施例であって、受発光素子１
組の周辺についてのみ断面図を記す。臭突蒸着法にてク
ロム（あるいはニクロム）をガラス基板５０の上面（受
光素子側）に蒸着し、遮光ＦＡ ３０を形成し、受光素
子４０ａとの電気的邊；断のため光透過性を有する絶縁
層１００をシリコン（又はアルミナ）の酸化物を用いて
スパッタ法（あるいはグロー放電法）にてその上に形成
した後、さらに受光素子４０ａをスパッタ法等にて形成
する。絶縁層１００の厚さはガラス基板の厚さに比較し
十分薄いので（本実施例ではガラス基板の厚さは約１關
、絶縁層の厚さは約数μｍである）従来例と比較し、受
光素子の直下に遮光層３０があるのと、はぼ等価になシ
、従来例のような受光素子下面からの光の入射がほとん
どない。
組の周辺についてのみ断面図を記す。臭突蒸着法にてク
ロム（あるいはニクロム）をガラス基板５０の上面（受
光素子側）に蒸着し、遮光ＦＡ ３０を形成し、受光素
子４０ａとの電気的邊；断のため光透過性を有する絶縁
層１００をシリコン（又はアルミナ）の酸化物を用いて
スパッタ法（あるいはグロー放電法）にてその上に形成
した後、さらに受光素子４０ａをスパッタ法等にて形成
する。絶縁層１００の厚さはガラス基板の厚さに比較し
十分薄いので（本実施例ではガラス基板の厚さは約１關
、絶縁層の厚さは約数μｍである）従来例と比較し、受
光素子の直下に遮光層３０があるのと、はぼ等価になシ
、従来例のような受光素子下面からの光の入射がほとん
どない。
第６図は本実施例の感圧センサの概略（７）成を示す斜
視図である。図では受発光素子を各々４×４素子を２胴
間隔に配列した例である。ｌｃ施流側は受圧部１０は厚
さ数１０μの薄側フィルム、弾性体２０は厚さ２胴の透
明シリコーンゴムで構成されていて、電気回路部は図示
し々い。各受光素子４０および発光素子８０は各々マト
リクス駆動を行っておシ、受光素子４０はアモルファス
シリコンで構成されている。
視図である。図では受発光素子を各々４×４素子を２胴
間隔に配列した例である。ｌｃ施流側は受圧部１０は厚
さ数１０μの薄側フィルム、弾性体２０は厚さ２胴の透
明シリコーンゴムで構成されていて、電気回路部は図示
し々い。各受光素子４０および発光素子８０は各々マト
リクス駆動を行っておシ、受光素子４０はアモルファス
シリコンで構成されている。
第７図に電気回路系のブロック図を示す。２００は受光
素子群とそのマトリクス駆動部２１０は発光素子群とそ
のマトリクス駆動部、２２０はアナログマルチプレクサ
、２３０は増幅器、２４０はＡ／Ｄ ＩＣ換器、２５０
ｉｄ： ＲＯＭ （Ｒｅａｄ Ｏｎ ｌｙ Ｍｅｒｎ
ｅｏｒｙ ）でＡ／′Ｄ亥換器２４０の出力信号がＲＯ
Ｍ ２５０のアドレス信号に結線さｊｔていて、ＲＯＭ
の出力データがインターフェース部２６０’ｉ通し外部
出力端子２７０よシ外部に送出される。３００は制御部
である。動作はまず発光素子群の一つの発光素子を制御
部３００の信号によシマトリクス２１０を選択し点灯さ
せその対となった受光素子（点灯した発光素子の真上に
位（１鳴゛する受光素子）の出力をマトリクス２００お
よびアナログマルチフ０レクサ２２０を用いて制御部３
００の指定し選択する。
素子群とそのマトリクス駆動部２１０は発光素子群とそ
のマトリクス駆動部、２２０はアナログマルチプレクサ
、２３０は増幅器、２４０はＡ／Ｄ ＩＣ換器、２５０
ｉｄ： ＲＯＭ （Ｒｅａｄ Ｏｎ ｌｙ Ｍｅｒｎ
ｅｏｒｙ ）でＡ／′Ｄ亥換器２４０の出力信号がＲＯ
Ｍ ２５０のアドレス信号に結線さｊｔていて、ＲＯＭ
の出力データがインターフェース部２６０’ｉ通し外部
出力端子２７０よシ外部に送出される。３００は制御部
である。動作はまず発光素子群の一つの発光素子を制御
部３００の信号によシマトリクス２１０を選択し点灯さ
せその対となった受光素子（点灯した発光素子の真上に
位（１鳴゛する受光素子）の出力をマトリクス２００お
よびアナログマルチフ０レクサ２２０を用いて制御部３
００の指定し選択する。
アナログマルチフ０レクサ２２０の出力は増幅器２３０
で増幅され、Ａ／Ｄ忽振１器２４０にてデイノタル月−
に変換さり、る。このディノタル値は、第３図の受光素
子と反射面の距離に対応する躯であるので、ＲＯＭ２５
０を用いて圧力値にｔ−＝ ａする。
で増幅され、Ａ／Ｄ忽振１器２４０にてデイノタル月−
に変換さり、る。このディノタル値は、第３図の受光素
子と反射面の距離に対応する躯であるので、ＲＯＭ２５
０を用いて圧力値にｔ−＝ ａする。
ＲＯＭ ２５０にはあらかじめ弾性体２０（受圧部１０
も含む）の圧力に対する歪率の関係から距離し圧力の関
係を表わすテーブルが内蔵されている。
も含む）の圧力に対する歪率の関係から距離し圧力の関
係を表わすテーブルが内蔵されている。
そして変換された圧力値がインターフェース部２６０を
介し外部出力端子２７０より送出される。
介し外部出力端子２７０より送出される。
まだ弾性体２０は力がかかシ歪を受けるが力が除去され
ると数１００ ｍＳの間にほとんどもとの位置迄復帰し
、再び次の圧力を検出できる状態になることは言う丑で
もない。なお本実施例で用いているガラス基板５０は光
透過性を有する石英あるいはプラスチック等でもよいこ
とはいうまでもない。
ると数１００ ｍＳの間にほとんどもとの位置迄復帰し
、再び次の圧力を検出できる状態になることは言う丑で
もない。なお本実施例で用いているガラス基板５０は光
透過性を有する石英あるいはプラスチック等でもよいこ
とはいうまでもない。
本実施例では受光素子と遮光層をン醋い絶縁体（光透過
性）をはさんで受光素子搭載用基Ｄ（の同一面に形成す
ることによシ従来例の欠点であったセンサ基面からの光
の入射を除去でき光を用いた感圧センサの測定精度を向
上できると共に、４１１シ′成上の自由度（たとえば各
素子の大きさ等）が増し製造時の受光素子と発光素子の
位置４６度を従来よシ下げても性能上の劣化を小さく押
えることができ製造工程が簡単になる。
性）をはさんで受光素子搭載用基Ｄ（の同一面に形成す
ることによシ従来例の欠点であったセンサ基面からの光
の入射を除去でき光を用いた感圧センサの測定精度を向
上できると共に、４１１シ′成上の自由度（たとえば各
素子の大きさ等）が増し製造時の受光素子と発光素子の
位置４６度を従来よシ下げても性能上の劣化を小さく押
えることができ製造工程が簡単になる。
本発明は弾性体の歪量を受発光素子を用いて光学的に測
定しているので、高密度に多点の圧力が検出でき、ロボ
ット用ハンド等に実装し触覚センサに厄用できる。
定しているので、高密度に多点の圧力が検出でき、ロボ
ット用ハンド等に実装し触覚センサに厄用できる。
【図面の簡単な説明】
第１図（弓、従来の感圧センサの構成を示す断面図、第
２図は受光菓子形状を示す図、框３図は受光素子の出力
！持性を示す図、嬉４図（ａ）〜（Ｃ）は従来例の受光
素子ｌ１面からの光入射径路を示す図、第５図回１本発
明の実施例におけるセンサ構成の断面図、２Ｉ！６図は
本発明の実施例におけるセンサ構成の余（少、図、ｍｌ
ニア図は本シラ明の実施例における電気回路系のブロッ
ク図である。 １０・・受圧部、２０・・・弾性体、３０・・・遮光層
、４、０ 、４０ ａ 、 ４０ ｂ 、 ４０ ｃ−
−−受光素子、５０・・・受光素子搭載用基板、６０ａ
、６０ｂ、６０ｃ・・・光透過窓、７０ ・空気のｌｉ
、ｌ、８０，８０ａ。 ８０ｂ、８０ｃ・・発光素子、９０・・晃光累子搭載用
基板、１０旧・・絶縁層、２００・・・受光集子群とマ
トリクス１１駆動↑６１Ｓ１２１０・・・発光素子群と
マトリクス駆＆１１部、２２０・・・アナログマルチプ
レクサ、２３０・・・増幅器、２４０・・Ａ／Ｄ変換器
、２５０・・・ＲＯＭ、２６０・・・インターフェース
部、３００・・・制制部。 特許出願人 沖電気工業株式会社 社団法人 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 Ｆ 第２図 第３図 受光素子Ｙ反射ｆｌＩＹのｆ巨雌 第４図 （ＣＩ） 第５図 第６図 ｎ 第７図
２図は受光菓子形状を示す図、框３図は受光素子の出力
！持性を示す図、嬉４図（ａ）〜（Ｃ）は従来例の受光
素子ｌ１面からの光入射径路を示す図、第５図回１本発
明の実施例におけるセンサ構成の断面図、２Ｉ！６図は
本発明の実施例におけるセンサ構成の余（少、図、ｍｌ
ニア図は本シラ明の実施例における電気回路系のブロッ
ク図である。 １０・・受圧部、２０・・・弾性体、３０・・・遮光層
、４、０ 、４０ ａ 、 ４０ ｂ 、 ４０ ｃ−
−−受光素子、５０・・・受光素子搭載用基板、６０ａ
、６０ｂ、６０ｃ・・・光透過窓、７０ ・空気のｌｉ
、ｌ、８０，８０ａ。 ８０ｂ、８０ｃ・・発光素子、９０・・晃光累子搭載用
基板、１０旧・・絶縁層、２００・・・受光集子群とマ
トリクス１１駆動↑６１Ｓ１２１０・・・発光素子群と
マトリクス駆＆１１部、２２０・・・アナログマルチプ
レクサ、２３０・・・増幅器、２４０・・Ａ／Ｄ変換器
、２５０・・・ＲＯＭ、２６０・・・インターフェース
部、３００・・・制制部。 特許出願人 沖電気工業株式会社 社団法人 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 Ｆ 第２図 第３図 受光素子Ｙ反射ｆｌＩＹのｆ巨雌 第４図 （ＣＩ） 第５図 第６図 ｎ 第７図
Claims (1)
- 外部圧力によシ弾性変形し一方の表面に光反射面を有す
る光透過性弾性体と、該弾性体の他方の表面に対向し光
を透過する孔を有する受光素子と、受光素子の孔に対向
する孔を有し受光素子を光学的に部光する遮光層と、該
遮光層及び前記受光素子を搭載する基板と、前記２つの
孔及び前記光反射面による反射を介して前記弾性体の変
形に対応して前記受光素子に光を印加する発光素子と、
該発光素子及び受光素子の動作を行なわせる電気回路と
を有する感圧センサにおいて、前記受光素子及び遮光層
が前記基板の弾性体と対向する側の面上に光透過性の電
気的絶縁層を介して搭載されることを特徴とする感圧セ
ンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18313383A JPS6076633A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 感圧センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18313383A JPS6076633A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 感圧センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6076633A true JPS6076633A (ja) | 1985-05-01 |
| JPH0475452B2 JPH0475452B2 (ja) | 1992-11-30 |
Family
ID=16130371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18313383A Granted JPS6076633A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 感圧センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6076633A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010197066A (ja) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Casio Computer Co Ltd | 圧力センサ及び圧力センサの圧力測定方法 |
| CN112160263A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-01-01 | 东阳汉林传感器有限公司 | 一种用于玻璃栈道的应力检测警示设备 |
-
1983
- 1983-10-03 JP JP18313383A patent/JPS6076633A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010197066A (ja) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Casio Computer Co Ltd | 圧力センサ及び圧力センサの圧力測定方法 |
| CN112160263A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-01-01 | 东阳汉林传感器有限公司 | 一种用于玻璃栈道的应力检测警示设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0475452B2 (ja) | 1992-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5914709A (en) | User input device for a computer system | |
| US4521683A (en) | Pressure-actuated optical switch | |
| EP0797090A2 (en) | Integrally formed surface plasmon resonance sensor | |
| US5349371A (en) | Electro-optical mouse with means to separately detect the changes in contrast ratio in X and Y directions | |
| KR100399635B1 (ko) | 광학식 마우스 | |
| JPH11506381A (ja) | 指紋センサ装置 | |
| KR20020050788A (ko) | 광학식 마우스 | |
| KR20020050787A (ko) | 광학식 마우스 | |
| CN112099259A (zh) | 一种液晶显示模组、液晶显示装置 | |
| JPH01232871A (ja) | 完全密着型読取センサ及び読取センサアセンブリ | |
| JP4023979B2 (ja) | 光デジタイザ | |
| US20030133120A1 (en) | Miniature integrated multiple channel surface plasmon resonance liquid sensor | |
| JPS6076633A (ja) | 感圧センサ | |
| CN218827060U (zh) | 一种光传感器封装结构 | |
| CN112050940A (zh) | 一种小型化强激光功率探测结构 | |
| CN1255948C (zh) | 传感器、显示装置和数据输入装置 | |
| JP4637884B2 (ja) | 光デジタイザ | |
| JPH0426413B2 (ja) | ||
| EP1293768A3 (en) | Sensor utilizing attenuated total reflection | |
| CN102122221B (zh) | 光学式触摸屏、显示装置 | |
| JPH05165946A (ja) | 印鑑照合装置 | |
| JPH0658950B2 (ja) | 密着型イメ−ジセンサ | |
| EP0402860A3 (en) | Contact type image sensor | |
| US20230266184A1 (en) | Force Sensor | |
| JP3255762B2 (ja) | 完全密着型イメージセンサユニット |