WO2010101174A1 - 圧力センサ装置 - Google Patents

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WO2010101174A1
WO2010101174A1 PCT/JP2010/053409 JP2010053409W WO2010101174A1 WO 2010101174 A1 WO2010101174 A1 WO 2010101174A1 JP 2010053409 W JP2010053409 W JP 2010053409W WO 2010101174 A1 WO2010101174 A1 WO 2010101174A1
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pressure sensor
pressure
sensor device
convex portion
value
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Inventor
健太郎 飯田
聡志 麻生
謙 吉井
諭 姫田
Original Assignee
コニカミノルタホールディングス株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/205—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using distributed sensing elements

Definitions

  • the present invention relates to a pressure sensor device that measures surface pressure.
  • a pressure sensor is used to detect a subtle change in surface pressure of a portion in contact with the body, and the auxiliary power of the assist power is based on the detected pressure value. Control is in progress. Further, in a robot arm used for industrial use or the like, a pressure sensor is provided at a portion that becomes a fingertip, and a detected pressure value is used to control the strength of grasping an object.
  • a diaphragm gauge which detects a pressure applied to a diaphragm as a deformation of the membrane.
  • a change in capacitance or a strain gauge is used. This is commercialized as a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) pressure sensor.
  • Patent Document 1 discloses a surface contact sensor that can be mounted on a complex curved surface and can be detected in a soft contact state. This includes a substrate electrode mounted on the surface to be detected, an elastic sheet-like conductive tactile part that is attached so that a gap is formed on the substrate electrode surface via an insulating spacer, and between the substrate electrode and the tactile part. And an electric circuit for detecting contact between the substrate electrode and the tactile sensation part.
  • the MEMS pressure sensor described above has a narrow pressure range that can be detected, and may not be sufficient depending on the application.
  • a wavy elastic sheet contacts the substrate electrode with pressure to energize and detect a light contact. Furthermore, the joint between the concave portion of the conductive sheet and the substrate electrode is energized with a stronger pressure and detects a strong contact. However, this is to detect two kinds of relative pressures and not to detect an arbitrary pressure value.
  • An object of the present invention is to provide a pressure sensor device capable of detecting a pressure value in a detection range wider than the detection range of each pressure sensor.
  • the present invention provides a substrate having irregularities on the surface, a first pressure sensor disposed on the convex portion of the substrate, and a second disposed on the concave portion of the substrate.
  • a pressure sensor device including a control unit that calculates a pressure value based on output values of the first and second pressure sensors.
  • a low pressure is detected by the first pressure sensor, and a strong pressure is detected by the second pressure sensor.
  • the unevenness of the base material is periodic, and a first pressure sensor is provided in each convex portion, and a second pressure sensor is provided in each concave portion.
  • the pressure value can be detected in a wider detection range than the configuration without the height adjustment unit.
  • control part controls the said height adjustment part based on the output value of a 1st and 2nd pressure sensor.
  • the height adjusting unit includes a tube and a fluid that moves in the tube, and the tube expands and contracts as the fluid moves, so that the convex portion or the concave portion moves up and down. It may be.
  • the height adjusting unit may be made of a piezoelectric element, a shape memory alloy, a shape memory polymer, or an electrostatic actuator.
  • the pressure sensor device since the pressure sensor device has irregularities, a low pressure is detected by the first pressure sensor and a strong pressure is detected by the second pressure sensor, so that the detection is wider than the detection range of each pressure sensor.
  • the pressure value can be detected in the range.
  • the pressure value can be detected in a wider detection range by providing a height adjusting part that moves the convex part or the concave part up and down.
  • FIG. 12B is a sectional view taken along the line DD in FIG. 12A. It is a top view which shows an example of the pressure sensor apparatus of this invention. It is the EE sectional view taken on the line of FIG. 13A. It is sectional drawing which shows an example of the pressure sensor apparatus of this invention. It is a block diagram of the principal part structure of the pressure sensor apparatus of 1st and 2nd embodiment. It is a block diagram of the principal part structure of the pressure sensor apparatus of 3rd Embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view of the pressure sensor device of the first embodiment
  • FIG. 15 is a block diagram of the main configuration of the pressure sensor device of the first and second embodiments.
  • the pressure sensor device 10 includes a base material 11 having irregularities on the surface, a first pressure sensor 12 disposed on the convex portion 11a of the base material 11, and a second pressure disposed on the concave portion 11b of the base material 11.
  • the pressure sensor 13 is provided, and the pressure value is calculated based on the output values of the first and second pressure sensors 12 and 13.
  • the calculation of the pressure value and the control of the first and second pressure sensors 12 and 13 are all performed by the control unit 16 including a microprocessor or the like.
  • the unevenness of the substrate 11 is periodic, and a groove-shaped recess 11b is formed between the line-shaped protrusions 11a and 11a.
  • a plurality of first pressure sensors 12 are arranged at a predetermined interval on the top of each convex portion 11a, and a plurality of second pressure sensors 13 are arranged at a predetermined interval on the bottom portion of each concave portion 11b.
  • what is necessary is just to determine the space
  • a material having an appropriate elastic coefficient that deforms in accordance with the shape of the object when the object that is a rigid body is gripped is used.
  • a resin, particularly rubber such as silicon rubber is used. Is preferred.
  • the first and second pressure sensors 12 and 13 are not particularly limited, and, for example, an element that detects pressure by a change in current value due to a resistance change according to the amount of deformation can be used.
  • a MEMS pressure sensor can be used, and a light, thin and small one that can be ignored is preferable, and a thin one is particularly preferable.
  • a rigid body that does not deform when grasped by the robot arm as described above is assumed, and for example, a detection object is made of metal or hard resin.
  • FIG. 2A and 2B are cross-sectional views when the pressure of the pressure sensor device 10 according to the first embodiment is detected, showing a cross section taken along line AA of FIG.
  • FIG. 2A shows a state where a low pressure is applied
  • FIG. 2B shows a state where a high pressure is applied.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the output of the first and second pressure sensors 12 and 13 and the pressure.
  • L 1 indicates the first pressure sensor 12
  • L 2 indicates the second pressure sensor 13.
  • the object 14 when the object 14 is in light contact with the pressure sensor device 10, as shown in FIG. 2A, the object 14 contacts the first pressure sensor 12 and pushes down the convex portion 11a slightly, and the object 14 Is not in contact with the second pressure sensor 13.
  • the output value of the first pressure sensor 12 is a, and the pressure value is calculated as b.
  • the pressure is calculated based on the output value of the first pressure sensor 12.
  • the first pressure sensor 12 exceeds the upper limit of the detection range, and as shown in FIG. 3, the output value of the second pressure sensor 13 is c, and the pressure value is calculated as d.
  • the convex part 11a is pushed in by the target object 14 and is in contact with both the first pressure sensor 12 and the second pressure sensor 13, based on the output value of the second pressure sensor 13. The pressure is calculated.
  • the pressure sensor device 10 With such a configuration of the pressure sensor device 10, it is possible to detect a pressure in a range obtained by adding the detection range of the second pressure sensor 13 to the detection range of the first pressure sensor 12. Therefore, since the robot arm having the pressure sensor device 10 at the fingertip can detect the pressure value in a detection range wider than the detection range of each pressure sensor, it is necessary to grip with a strong pressure from a light object that can be gripped with a low pressure. It is possible to grip various objects up to heavy objects with a certain pressure.
  • the upper limit value of the detection range of the first pressure sensor 12 must be designed so that the pressure value necessary to completely push the convex portion 11a matches. For that purpose, it is necessary to consider the elastic coefficient of the base material 11 and the height and shape of the convex portion 11a.
  • the graph L2 of the second pressure sensor 13 is shifted to the right from that shown in FIG.
  • the pressure sensor 13 can detect a higher pressure.
  • Such a design may be appropriately determined according to specifications required for the pressure sensor device 10.
  • the unevenness pitch of the pressure sensor device 10 is made as small as the fingerprint pitch, the unevenness of the fingerprint enters the unevenness of the pressure sensor device 10 without deformation of the skin, so that the skin can be regarded as a rigid body. it can.
  • the pressure sensor device 10 in this case is effective for detecting the pressure pressed by the finger.
  • FIG. 4 is a perspective view of the pressure sensor device of the second embodiment.
  • the pressure sensor device 20 includes a base material 21 having irregularities on the surface, a first pressure sensor 12 disposed on the convex portion 21a of the base material 21, and a second pressure disposed on the concave portion 21b of the base material 21.
  • the pressure sensor 13 is provided, and the pressure value is calculated based on the output values of the first and second pressure sensors 12 and 13. Calculation of the pressure value and control of the first and second pressure sensors 12 and 13 are all performed by the control unit 16.
  • the unevenness of the base material 21 is periodic, and a groove-shaped recess 21b is formed between the line-shaped protrusions 21a and 21a.
  • a plurality of first pressure sensors 12 are arranged at a predetermined interval on the top of each convex portion 21a, and a plurality of second pressure sensors 13 are arranged at a predetermined interval on the bottom portion of each concave portion 11b.
  • what is necessary is just to determine the space
  • a material having a rigidity that does not prevent the object from deforming in conformity with the uneven shape when contacting the object that is skin for example, a metal or a hard resin is preferably used.
  • FIG. 5A and 5B are cross-sectional views when the pressure of the pressure sensor device 20 of the second embodiment is detected, showing a cross section taken along line BB of FIG.
  • FIG. 5A shows a state where a low pressure is applied
  • FIG. 5B shows a state where a high pressure is applied.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the output of the first and second pressure sensors 12, 13 and the pressure.
  • L 3 indicates the first pressure sensor 12
  • L 4 indicates the second pressure sensor 13.
  • the output value of the first pressure sensor 12 is e, and the pressure value is calculated as f.
  • the pressure is calculated based on the output value of the first pressure sensor 12.
  • the output value of the second pressure sensor 13 is g, and the pressure value is calculated as h.
  • the pressure is calculated based on the output value of the second pressure sensor 13.
  • the pressure sensor device 20 With such a configuration of the pressure sensor device 20, it is possible to detect a pressure in a range obtained by adding the detection range of the second pressure sensor 13 to the detection range of the first pressure sensor 12. Accordingly, since the human power assisting device having the pressure sensor device 20 can detect the pressure value in a detection range wider than the detection range of each pressure sensor, it can detect a large change in the surface pressure of the portion in contact with the body. Can do.
  • the upper limit of the detection range of the first pressure sensor 12 is used. It is necessary to consider the value, the height and shape of the convex portion 21a, the elastic coefficient of the object 24, and the like.
  • the object 24 is handled as being consistent with the standard model (an object having a predetermined elastic coefficient stored in advance).
  • the standard model an object having a predetermined elastic coefficient stored in advance.
  • a correction value measurement mode for measuring a correction value may be prepared, and this mode may be executed automatically or manually at an appropriate timing such as when the apparatus is used.
  • the correction value is calculated based on the output values of the first and second pressure sensors 12 and 13 when a predetermined pressure is applied by the object 24.
  • the output value of the second pressure sensor 13 when the output value of the first pressure sensor 12 becomes i is read using the graph of FIG. Note that i is set within a range where the detection ranges of the first and second pressure sensors 12, 13 overlap. If it is a standard model at this time, the pressure value calculated
  • the output value of the second pressure sensor 13 is, for example, l
  • the corresponding pressure value is m
  • the pressure when the object is in contact with the second pressure sensor 13 is an accurate pressure obtained by subtracting jm from the pressure value obtained using FIG. Can be a value.
  • the output value of the second pressure sensor 13 is, for example, n, the corresponding pressure value is o, and the output value of the first pressure sensor 12 It is calculated to be higher than the pressure value j obtained from i. Using this result, oj is registered as a correction value. Thereby, in the subsequent pressure measurement, the pressure when the object is in contact with the second pressure sensor 13 is obtained by accurately adding a value obtained by adding o ⁇ j from the pressure value obtained using FIG. Can be a value.
  • FIG. 7 is a perspective view of the pressure sensor device of the third embodiment
  • FIG. 16 is a block diagram of the main configuration of the pressure sensor device of the third embodiment.
  • the pressure sensor device 30 includes a base material 31 having irregularities on the surface, a first pressure sensor 12 disposed on the convex portion 31 a of the base material 31, and a second pressure disposed on the concave portion 11 b of the base material 11.
  • the pressure sensor 13 is provided, and the pressure value is calculated based on the output values of the first and second pressure sensors 12 and 13. The calculation of the pressure value and the control of the first and second pressure sensors 12 and 13 and the height adjusting unit described later are all performed by the control unit 16.
  • the unevenness of the base material 31 is periodic, and a groove-shaped recess 31b is formed between the line-shaped protrusions 31a and 31a.
  • a plurality of first pressure sensors 12 are disposed at the top of each convex portion 31a at a predetermined interval, and a plurality of second pressure sensors 13 are disposed at the bottom of each concave portion 31b.
  • what is necessary is just to determine the space
  • a material having an appropriate elastic coefficient that deforms in accordance with the shape of the object when the object that is a rigid body is gripped for example, a resin, particularly rubber such as silicon rubber is used. Is preferred.
  • the base material 31 is provided with a height adjusting portion 35 that moves the convex portion 31a up and down.
  • the height adjusting unit 35 includes a tube 35a that is a cavity provided in the convex portion 31a along the convex portion 31a, and a fluid 35b that moves in the tube 35a.
  • the movement of the fluid 35b is performed by a pump (not shown), and the convex portion 31a moves up and down as the tube 35a expands and contracts as the fluid moves.
  • the fluid 35b may be liquid or gas, and water, oil, air, or the like can be used.
  • FIG. 8A and 8B are cross-sectional views taken along the line CC of FIG. 7, FIG. 8A is a diagram in which the height of the convex portion is in an initial state, and FIG. 8B is a diagram in a state in which the convex portion is raised.
  • the tube 35a is contracted by reducing the fluid 35b in the tube 35a to keep the height of the convex portion 31a low (initial state).
  • the fluid 35b in the tube 35a is increased.
  • the tube 35a is expanded to keep the height of the convex portion 31a high.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the pressure sensor device 30.
  • 10A, 10B, and 10C are cross-sectional views at the time of pressure detection of the pressure sensor device according to the third embodiment, and show a cross section taken along the line CC of FIG.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the output of the first and second pressure sensors 12, 13 and the pressure.
  • L 5 indicates the first pressure sensor 12
  • L 6 and L 7 indicate the second pressure sensor 13.
  • step S10 the convex portion 31a is adjusted to the height of the initial state (state of FIG. 8A). And it progresses to step S11 and it is discriminate
  • step S12 it is determined whether or not the pressure applied to the first pressure sensor 12 exceeds the upper limit of the detection range.
  • step S12 when the object 14 is lightly in contact with the pressure sensor device 30, that is, when the upper limit of the detection range of the first pressure sensor 12 is not exceeded, the object 14 is the first one as shown in FIG. 10A.
  • the first pressure sensor 12 is contacted and the convex portion 31 a is pushed down slightly, and the object 14 is not in contact with the second pressure sensor 13. In this state, the process proceeds to step S13 to calculate the pressure value from the output value of the first pressure sensor 12.
  • step S13 for example, as shown in FIG. 11, the output value of the first pressure sensor 12 is p, and the pressure value is calculated as q. And it progresses to step S14, a pressure value is output, and it returns to step S11 and continues measurement. As described above, while the convex portion 31 a is pushed by the object 14 and is in contact with only the first pressure sensor 12, the pressure is calculated based on the output value of the first pressure sensor 12.
  • step S12 if the object 14 is in strong contact with the pressure sensor device 30 in step S12, that is, if the upper limit of the detection range of the first pressure sensor 12 is exceeded, the process proceeds to step S15 and the second pressure is reached. It is determined whether or not the sensor 13 is detecting.
  • step S16 determines whether or not the pressure applied to the second pressure sensor 13 exceeds the upper limit of the detection range.
  • step S16 when the upper limit of the detection range of the second pressure sensor 13 is not exceeded, as shown in FIG. 10B, the object 14 comes into contact with the first pressure sensor 12 and pushes down the convex portion 31a. The object 14 is in contact with the second pressure sensor 13. In this state, using the graph of L 6 in FIG. 11 proceeds to step S17, and calculates the pressure value from the output value of the second pressure sensor 13.
  • step S17 for example, as shown in FIG. 11, the output value of the second pressure sensor 13 is r, and the pressure value is calculated as s. And it progresses to step S14, a pressure value is output, and it returns to step S11 and continues measurement.
  • the convex part 11a is pushed in by the target object 14 and is in contact with both the first pressure sensor 12 and the second pressure sensor 13, based on the output value of the second pressure sensor 13. The pressure is calculated.
  • step S16 when the upper limit of the detection range of the second pressure sensor 13 is exceeded in step S16, the process proceeds to step S18 to drive the height adjustment unit 35 and adjust the convex portion 31a to be high as shown in FIG. 8B. .
  • step S18 the process proceeds to step S18 to drive the height adjustment unit 35 and adjust the convex portion 31a to be high as shown in FIG. 8B. .
  • FIG. 10C while the tube 35a keeps expanding, the object 14 comes into contact with the first pressure sensor 12 to push down the convex portion 31a, and the object 14 comes into contact with the second pressure sensor 13. It will be in the state. Since it is usually not more than the upper limit of the detection range of the second pressure sensor 13 in this state, with reference to the graph of L 7 of FIG. 11 proceeds to step S17, the pressure value from the output value of the second pressure sensor 13 Is calculated.
  • Graph of L 7 is to the increase in detected pressure corresponding to a partial convex portion 31a is increased by adding the graph of L 6.
  • step S17 for example, as shown in FIG. 11, the output value of the second pressure sensor 13 is t, and the pressure value is calculated as u. And it progresses to step S14, a pressure value is output, and it returns to step S11 and continues measurement.
  • the pressure is calculated based on the output value of the second pressure sensor 13 after raising the convex portion 31a.
  • step S15 when the second pressure sensor 13 does not detect in step S15, for example, when the pressure applied from the object decreases after increasing the convex portion in step S18, the process proceeds to step S19 to adjust the height.
  • the part 35 is driven and the convex part 31a is adjusted low like FIG. 8A.
  • step S17 since the state of FIG. 10B, with reference to the graph of L 6 in FIG. 11 proceeds to step S17, and calculates the pressure value from the output value of the second pressure sensor 13. And it progresses to step S14, a pressure value is output, and it returns to step S11 and continues a measurement.
  • the height adjusting unit 35 is not particularly limited as long as it is configured to move the convex portion 31a up and down, and for example, a piezoelectric element, a shape memory alloy, a shape memory polymer, an electrostatic actuator, or the like can be adopted.
  • the height adjustment unit may move the recess 31b up and down.
  • the height adjusting portion is disposed below the concave portion 31b.
  • the pressure sensor device has a shape other than the above embodiment.
  • a base material 41 in which concave portions 41b dug in a block shape are arranged in a lattice shape and a portion not dug between the concave portions 41b and 41b is a convex portion 41a.
  • the first pressure sensor 12 may be disposed at the crossing point of the convex portion 41a, and the second pressure sensor 13 may be disposed at the bottom portion of the concave portion 41b.
  • a convex portion 51a is arranged in a spiral shape, and a substrate 51 in which a spiral concave portion 51b is formed between the convex portions 51a and 51a is used.
  • a plurality of first pressure sensors 12 may be arranged at predetermined intervals, and a plurality of second pressure sensors 13 may be arranged at predetermined intervals at the bottom of the recess 11b. If the uneven pitch is made as small as the fingerprint pitch, it is assumed that the fingerprint unevenness enters the spiral unevenness of the pressure sensor device 51 without skin deformation.
  • a base 61 having a first convex portion 61a, a second convex portion 62b lower than the first convex portion 61a, and a concave portion 61c lower than the second convex portion 62b is used. May be.
  • the 1st convex part 61a, the 2nd convex part 62b, and the recessed part 61c are located in a line form like FIG.
  • the first to third pressure sensors 12, 13, and 15 are provided on the first convex portion 61a, the concave portion 61c, and the second convex portion 62b, respectively. According to this configuration, a wider range of pressures can be detected.
  • the number of steps of the unevenness of the base material may be further increased, and a pressure sensor may be provided accordingly.
  • the pressure sensor device is established if it includes at least one convex portion, one concave portion, one first pressure sensor, and one second pressure sensor.
  • an anti-slip effect when grasping an object can be expected depending on the uneven shape of the base material.
  • the pressure sensor device of the present invention is used to detect a subtle change in surface pressure of a part in contact with the body in a human power assist device used for a care device or the like, and based on the detected pressure value. Auxiliary power can be controlled. Further, the pressure sensor device of the present invention can be used to control the strength of grasping an object by providing the pressure sensor device at a part that becomes a fingertip of a robot arm used for industrial use.

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Abstract

　個々の圧力センサの検出範囲より広い検出範囲で圧力値を検出できる圧力センサ装置を提供するため、圧力センサ装置は、表面に凹凸を有する基材と、基材の凸部に配設された第１の圧力センサと、基材の凹部に配設された第２の圧力センサと、第１及び第２圧力センサの出力値に基づいて圧力値を算出する制御部とを備え、第１の圧力センサにて低い圧力が、第２の圧力センサにて強い圧力が検出される構成とした。

Description

圧力センサ装置
　本発明は、面圧を測定する圧力センサ装置に関する。
　現在、多種多様な圧力センサとそれを用いた圧力センサ装置が、それぞれに適した用途に利用されている。例えば、介護器具などに用いられる人力補助装置では、体に接触している部分の微妙な面圧の変化を検出するために圧力センサが利用されており、検出した圧力値を基に補助動力の制御を行っている。また、産業用などに用いられるロボットアームでは、指先となる部分に圧力センサが設けられており、対象物を掴む強さを制御するために検出した圧力値が利用されている。
　一般的な圧力センサとしては、ダイアフラムゲージがあり、隔膜（ダイアフラム）に加わる圧力を膜の変形として検出するものである。変形を検出する方法には静電容量の変化や歪みゲージを用いている。これは、ＭＥＭＳ（Micro　Electro　Mechanical　Systems）圧力センサとして製品化されている。
　また、特許文献１には、複雑な曲面に対して装着可能とし、かつ柔らかい接触状態で検出できることを目的とした面接触センサが開示されている。これは、被検出面に装着される基板電極と、基板電極面に、絶縁性スペーサを介して空隙が形成されるように取り付けられる弾性シート状の導電性触感部と、基板電極と触感部間に、基板電極と触感部が接触することを検出する電気回路とを備える構成となっている。
特開２００６－３０２７８９号公報
　このように、様々な圧力センサとそれを用いた圧力センサ装置が提案されている中で、上記のＭＥＭＳ圧力センサは検出できる圧力範囲が狭いため、用途によっては十分でない場合がある。
　また特許文献１の技術では、波状の弾性シートが圧力で基板電極に接触することで通電して軽い接触を検出する。さらに、この導電性シートの凹部の基板電極との接合部が、さらに強い圧力で通電状態になり強い接触を検出する。しかしながら、これは２種類の相対的な圧力を検出するものであり、任意の圧力値を検出するものではない。
　本発明は、個々の圧力センサの検出範囲より広い検出範囲で圧力値を検出できる圧力センサ装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために本発明は、表面に凹凸を有する基材と、該基材の凸部に配設された第１の圧力センサと、該基材の凹部に配設された第２の圧力センサとを備えた圧力センサ装置であって、第１及び第２圧力センサの出力値に基づいて圧力値を算出する制御部を有することを特徴とする。
　この構成によれば、第１の圧力センサにて低い圧力が、第２の圧力センサにて強い圧力が検出される。
　上記の圧力センサ装置において、前記基材の凹凸が周期的であり、各凸部にそれぞれ第１の圧力センサを、各凹部にそれぞれ第２の圧力センサを配設することが望ましい。複数の圧力センサを用いることで、広い面積の圧力を検出でき、測定精度も向上する。
　また上記の圧力センサ装置において、前記凸部又は前記凹部を上下動させる高さ調整部を備えることが望ましい。
　この構成によれば、高さ調整部を備えない構成よりも広い検出範囲で圧力値を検出できる。
　なお、前記制御部は、前記高さ調整部を第１及び第２の圧力センサの出力値に基づいて制御する。
　例えば、前記高さ調整部は、チューブと、該チューブ内を移動する流体とを有し、前記流体の移動に伴ってチューブが膨張・収縮することにより前記凸部又は前記凹部を上下動させるようにしてもよい。
　また例えば、前記高さ調整部は、圧電素子、形状記憶合金、形状記憶ポリマー又は静電アクチュエータからなるようにしてもよい。
　本発明によると、圧力センサ装置に凹凸があるため、第１の圧力センサにて低い圧力が、第２の圧力センサにて強い圧力が検出されるので、個々の圧力センサの検出範囲より広い検出範囲で圧力値を検出できる。
　また、凸部又は凹部を上下動させる高さ調整部を備えることにより、さらに広い検出範囲で圧力値を検出できる。
第１実施形態の圧力センサ装置の斜視図である。 第１実施形態の圧力センサ装置の圧力検出時の断面図である。 第１実施形態の圧力センサ装置の圧力検出時の断面図である。 第１及び第２の圧力センサの出力と圧力との関係を示すグラフである。 第２実施形態の圧力センサ装置の斜視図である。 第２実施形態の圧力センサ装置の圧力検出時の断面図である。 第２実施形態の圧力センサ装置の圧力検出時の断面図である。 第１及び第２の圧力センサの出力と圧力との関係を示すグラフである。 第３実施形態の圧力センサ装置の斜視図である。 第３実施形態の圧力センサ装置の初期状態の断面図である。 第３実施形態の圧力センサ装置の凸部を高くした状態の断面図である。 第３実施形態の圧力センサ装置の動作を示すフローチャートである。 第３実施形態の圧力センサ装置の圧力検出時の断面図である。 第３実施形態の圧力センサ装置の圧力検出時の断面図である。 第３実施形態の圧力センサ装置の圧力検出時の断面図である。 第１及び第２の圧力センサの出力と圧力との関係を示すグラフである。 本発明の圧力センサ装置の一例を示す平面図である。 図１２ＡのＤ－Ｄ線断面図である。 本発明の圧力センサ装置の一例を示す平面図である。 図１３ＡのＥ－Ｅ線断面図である。 本発明の圧力センサ装置の一例を示す断面図である。 第１及び第２実施形態の圧力センサ装置の要部構成のブロック図である。 第３実施形態の圧力センサ装置の要部構成のブロック図である。
（第１実施形態）
　第１実施形態では、指先に圧力センサ装置を有するロボットアームが剛体を掴む場合を想定する。つまり、圧力センサ装置側が軟らかく、検出対象物側が硬い場合である。図１は、第１実施形態の圧力センサ装置の斜視図、図１５は、第１及び第２実施形態の圧力センサ装置の要部構成のブロック図である。圧力センサ装置１０は、表面に凹凸を有する基材１１と、基材１１の凸部１１ａに配設された第１の圧力センサ１２と、基材１１の凹部１１ｂに配設された第２の圧力センサ１３とを備え、第１及び第２圧力センサ１２、１３の出力値に基づいて圧力値を算出するものである。圧力値の算出や第１及び第２の圧力センサ１２、１３の制御は全てマイクロプロセッサ等からなる制御部１６で行う。
　基材１１の凹凸は周期的であり、ライン状の凸部１１ａ、１１ａの間に溝状の凹部１１ｂが形成されている。そして、各凸部１１ａの頂上に所定の間隔で複数の第１の圧力センサ１２が、各凹部１１ｂの底部に所定の間隔で複数の第２の圧力センサ１３が配設されている。なお、第１及び第２の圧力センサ１２、１３の間隔は、検出する対象物の接触面積を考慮して決定すればよい。
　基材１１としては、剛体である対象物を掴む際に対象物の形状に合わせて変形するような、適当な弾性係数を有する材料を用い、例えば、樹脂、特にシリコンゴムなどのゴムを用いることが好ましい。
　第１及び第２の圧力センサ１２、１３としては、特に限定はないが、例えば、変形量に応じた抵抗変化による電流値の変化により圧力を検出する素子などを用いることができる。例えばＭＥＭＳ圧力センサを用いることができ、その存在が無視できるような軽薄短小のものが好ましく、特に厚みの薄いものが好ましい。
　検出対象物としては、上記の通りロボットアームで掴んだときに変形しない程度の剛体を想定しており、例えば、金属や硬質樹脂からなるものが想定される。
　図２Ａ、図２Ｂは、第１実施形態の圧力センサ装置１０の圧力検出時の断面図であり、図１のＡ－Ａ線断面を示している。図２Ａは低い圧力がかかっている状態を、図２Ｂは高い圧力がかかっている状態をそれぞれ示している。図３は、第１及び第２の圧力センサ１２、１３の出力と圧力との関係を示すグラフである。図３では、Ｌ1が第１の圧力センサ１２を、Ｌ2が第２の圧力センサ１３を示している。
　まず、対象物１４が圧力センサ装置１０に軽く接触している場合は、図２Ａのように、対象物１４が第１の圧力センサ１２に接触して凸部１１ａを少し押し下げ、かつ対象物１４が第２の圧力センサ１３に接触していない状態となる。
　このとき、図３のように、第１の圧力センサ１２の出力値がａとなり、圧力値はｂと算出される。このように、対象物１４によって凸部１１ａが押し込まれて第１の圧力センサ１２だけに接触している間は、第１の圧力センサ１２の出力値に基づいて圧力が算出される。
　一方、対象物１４が圧力センサ装置１０に強く接触している場合は、図２Ｂのように、対象物１４が第１の圧力センサ１２に接触して凸部１１ａを押し下げ、かつ対象物１４が第２の圧力センサ１３に接触している状態となる。
　このとき、第１の圧力センサ１２は検出範囲の上限を超え、図３のように、第２の圧力センサ１３の出力値がｃとなり、圧力値はｄと算出される。このように、対象物１４によって凸部１１ａが押し込まれて第１の圧力センサ１２と第２の圧力センサ１３の両方に接触している場合は、第２の圧力センサ１３の出力値に基づいて圧力が算出される。
　このような圧力センサ装置１０の構成により、第１の圧力センサ１２の検出範囲に第２の圧力センサ１３の検出範囲を足し合わせた範囲の圧力を検出することができる。したがって、指先にこの圧力センサ装置１０を有するロボットアームは、個々の圧力センサの検出範囲より広い検出範囲で圧力値を検出できるので、低い圧力で掴むことのできる軽い対象物から強い圧力で掴む必要のある重い対象物まで様々な対象物を適切な圧力を掛けて掴むことができる。
　なお、図３のように、第１の圧力センサ１２の検出範囲と第２の圧力センサ１３の検出範囲とが連続するように設計するには、第１の圧力センサ１２の検出範囲の上限値と、凸部１１ａを完全に押し込むのに必要な圧力値とが一致するように設計しなければならない。そのためには、基材１１の弾性係数、凸部１１ａの高さや形状などを考慮する必要がある。
　他にも、例えば凸部１１ａをより高くすれば、第２の圧力センサ１３のグラフＬ2が図３に示したものよりも右にずれるので、両検出範囲は不連続になるが、第２の圧力センサ１３はより高い圧力を検出することができる。このような設計は、圧力センサ装置１０に求められる仕様によって適宜決定すればよい。
　また、上記の圧力センサ装置１０の凹凸のピッチを指紋のピッチ程度に小さくすれば、皮膚の変形なしに指紋の凹凸が圧力センサ装置１０の凹凸に入り込むので、皮膚を剛体とみなして扱うことができる。この場合の圧力センサ装置１０は指で押される圧力を検出するのに有効である。
（第２実施形態）
　第２実施形態では、介護器具などに用いられる人力補助装置が、体に接触している部分の面圧の変化を検出する場合を想定する。つまり、圧力センサ装置側が硬く、検出対象物側が軟らかい場合である。図４は、第２実施形態の圧力センサ装置の斜視図である。圧力センサ装置２０は、表面に凹凸を有する基材２１と、基材２１の凸部２１ａに配設された第１の圧力センサ１２と、基材２１の凹部２１ｂに配設された第２の圧力センサ１３とを備え、第１及び第２圧力センサ１２、１３の出力値に基づいて圧力値を算出するものである。圧力値の算出や第１及び第２の圧力センサ１２、１３の制御は全て制御部１６で行う。
　基材２１の凹凸は周期的であり、ライン状の凸部２１ａ、２１ａの間に溝状の凹部２１ｂが形成されている。そして、各凸部２１ａの頂上に所定の間隔で複数の第１の圧力センサ１２が、各凹部１１ｂの底部に所定の間隔で複数の第２の圧力センサ１３が配設されている。なお、第１及び第２の圧力センサ１２、１３の間隔は、検出する対象物の接触面積を考慮して決定すればよい。
　基材２１としては、皮膚である対象物に接触する際に対象物が凹凸形状に合わせて変形するのを妨げない程度の剛性を有する材料を用い、例えば、金属や硬質樹脂を用いることが好ましい。
　図５Ａ、図５Ｂは、第２実施形態の圧力センサ装置２０の圧力検出時の断面図であり、図４のＢ－Ｂ線断面を示している。図５Ａは低い圧力がかかっている状態を、図５Ｂは高い圧力がかかっている状態をそれぞれ示している。図６は、第１及び第２の圧力センサ１２、１３の出力と圧力との関係を示すグラフである。図６では、Ｌ3が第１の圧力センサ１２を、Ｌ4が第２の圧力センサ１３を示している。
　まず、対象物２４が圧力センサ装置１０に軽く接触している場合は、図５Ａのように、対象物２４が第１の圧力センサ１２に接触して、対象物２４の接触面が少し押し込まれ、かつ対象物２４が第２の圧力センサ１３に接触していない状態となる。
　このとき、図６のように、第１の圧力センサ１２の出力値がｅとなり、圧力値はｆと算出される。このように、対象物２４が第１の圧力センサ１２だけに接触している間は、第１の圧力センサ１２の出力値に基づいて圧力が算出される。
　一方、対象物１４が圧力センサ装置２０に強く接触している場合は、図５Ｂのように、対象物２４が第１の圧力センサ１２に接触して、対象物２４の接触面が押し込まれ、かつ対象物２４が第２の圧力センサ１３に接触している状態となる。
　このとき、図６のように、第２の圧力センサ１３の出力値がｇとなり、圧力値はｈと算出される。このように、対象物２４が第１の圧力センサ１２と第２の圧力センサ１３の両方に接触している場合は、第２の圧力センサ１３の出力値に基づいて圧力が算出される。
　このような圧力センサ装置２０の構成により、第１の圧力センサ１２の検出範囲に第２の圧力センサ１３の検出範囲を加えた範囲の圧力を検出することができる。したがって、この圧力センサ装置２０を有する人力補助装置は、個々の圧力センサの検出範囲より広い検出範囲で圧力値を検出できるので、体に接触している部分の面圧の大きな変化を検出することができる。
　なお、図６のように、第１の圧力センサ１２の検出範囲と第２の圧力センサ１３の検出範囲とが一部重なるように設計するには、第１の圧力センサ１２の検出範囲の上限値、凸部２１ａ高さや形状、対象物２４の弾性係数などを考慮する必要がある。
　上記の実施形態では対象物２４を標準モデル（予め記憶されている所定の弾性係数を有する対象物）と一致するものとして扱っている。しかし、人間の皮膚は個人によって異なるので、検出対象物が必ずしも標準モデルと一致するとは限らない。そこで、個々の対象物に応じて標準モデルから補正することが考えられる。
　例えば、補正値を測定するための補正値測定モードを準備しておき、装置の使用開始時などの適当なタイミングでこのモードを自動又は手動で実行すればよい。補正値測定モードにおいては、対象物２４によって所定の圧力がかけられたときの第１及び第２の圧力センサ１２、１３の出力値に基づいて補正値を算出する。
　一例としては、図６のグラフを用い、第１の圧力センサ１２の出力値がｉとなったときの第２の圧力センサ１３の出力値を読み取る。なお、ｉは第１及び第２の圧力センサ１２、１３の検出範囲が重複している範囲内に設定する。このとき標準モデルであれば、第１の圧力センサ１２から求められる圧力値がｊとなり、第２の圧力センサ１３の出力値は圧力値ｊに対応したｋとなる。
　しかし、標準モデルよりも硬い（弾性係数の小さい）対象物の場合、第２の圧力センサ１３の出力値は例えばｌとなり、それに対応する圧力値はｍとなり、第１の圧力センサ１２の出力値ｉから求めた圧力値ｊよりも低く算出される。この結果を用い、ｊ－ｍを補正値として登録する。これにより、以降の圧力測定においては、対象物が第２の圧力センサ１３に接触している場合の圧力は、図６を用いて求めた圧力値からｊ－ｍだけ減じた値を正確な圧力値とすることができる。
　一方、標準モデルよりも軟らかい（弾性係数の大きい）対象物の場合、第２の圧力センサ１３の出力値は例えばｎとなり、それに対応する圧力値はｏとなり、第１の圧力センサ１２の出力値ｉから求めた圧力値ｊよりも高く算出される。この結果を用い、ｏ－ｊを補正値として登録する。これにより、以降の圧力測定においては、対象物が第２の圧力センサ１３に接触している場合の圧力は、図６を用いて求めた圧力値からｏ－ｊだけ加えた値を正確な圧力値とすることができる。
　これにより、様々な弾性力の対象物による圧力を、補正値を用いる簡単な計算方法で正確に測定することができる。
（第３実施形態）
　第３実施形態では、第１実施形態の検出範囲を広げた圧力センサ装置について説明する。よって、圧力センサ装置側が軟らかく、検出対象物側が硬い場合を想定する。図７は、第３実施形態の圧力センサ装置の斜視図、図１６は、第３実施形態の圧力センサ装置の要部構成のブロック図である。圧力センサ装置３０は、表面に凹凸を有する基材３１と、基材３１の凸部３１ａに配設された第１の圧力センサ１２と、基材１１の凹部１１ｂに配設された第２の圧力センサ１３とを備え、第１及び第２圧力センサ１２、１３の出力値に基づいて圧力値を算出するものである。圧力値の算出や第１及び第２の圧力センサ１２、１３や後述する高さ調整部の制御は全て制御部１６で行う。
　基材３１の凹凸は周期的であり、ライン状の凸部３１ａ、３１ａの間に溝状の凹部３１ｂが形成されている。そして、各凸部３１ａの頂上に所定の間隔で複数の第１の圧力センサ１２が、各凹部３１ｂの底部に所定の間隔で複数の第２の圧力センサ１３が配設されている。なお、第１及び第２の圧力センサ１２、１３の間隔は、検出する対象物の接触面積を考慮して決定すればよい。
　基材３１としては、剛体である対象物を掴む際に対象物の形状に合わせて変形するような、適当な弾性係数を有する材料を用い、例えば、樹脂、特にシリコンゴムなどのゴムを用いることが好ましい。
　基材３１には、凸部３１ａを上下動させる高さ調整部３５が設けられている。高さ調整部３５は、凸部３１ａ内に凸部３１ａに沿って設けられた空洞であるチューブ３５ａと、チューブ３５ａ内を移動する流体３５ｂとを有する。流体３５ｂの移動はポンプ（不図示）によって行われ、流体の移動に伴ってチューブ３５ａが膨張・収縮することにより凸部３１ａが上下動する。
　流体３５ｂとしては、液体又は気体であればよく、水、油、空気などを用いることができる。
　図８Ａ、図８Ｂは、図７のＣ－Ｃ線断面図であり、図８Ａは、凸部の高さが初期状態の図、図８Ｂは、凸部を高くした状態の図である。図８Ａでは、チューブ３５ａ内の流体３５ｂを少なくすることでチューブ３５ａを収縮させて凸部３１ａの高さを低く（初期状態）保っており、図８Ｂでは、チューブ３５ａ内の流体３５ｂを多くすることでチューブ３５ａを膨張させて凸部３１ａの高さを高く保っている。
　次に、圧力センサ装置３０の動作について説明する。図９は、圧力センサ装置３０の動作を示すフローチャートである。図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃは、第３実施形態の圧力センサ装置の圧力検出時の断面図であり、図７のＣ－Ｃ線断面を示している。図１１は、第１及び第２の圧力センサ１２、１３の出力と圧力との関係を示すグラフである。図１１では、Ｌ5が第１の圧力センサ１２を、Ｌ6、Ｌ7が第２の圧力センサ１３を示している。
　図９に示すように、まずステップＳ１０において、凸部３１ａを初期状態の高さに調整する（図８Ａの状態）。そして、ステップＳ１１へ進んで第１の圧力センサ１２が検知したか否かを判別する。第１の圧力センサ１２が検知すれば、対象物が接触しているということなので、圧力検出を行うためステップＳ１２へ進む。
　ステップＳ１２では、第１の圧力センサ１２にかかっている圧力が検出範囲の上限を超えているか否かを判別する。ステップＳ１２において、対象物１４が圧力センサ装置３０に軽く接触している場合、つまり第１の圧力センサ１２の検出範囲の上限を超えていない場合は、図１０Ａのように、対象物１４が第１の圧力センサ１２に接触して凸部３１ａを少し押し下げ、かつ対象物１４が第２の圧力センサ１３に接触していない状態となる。この状態のときは、ステップＳ１３へ進んで第１の圧力センサ１２の出力値から圧力値を算出する。
　ステップＳ１３では、例えば図１１のように、第１の圧力センサ１２の出力値がｐとなり、圧力値はｑと算出される。そしてステップＳ１４へ進んで圧力値を出力し、ステップＳ１１に戻り測定を続ける。このように、対象物１４によって凸部３１ａが押し込まれて第１の圧力センサ１２だけに接触している間は、第１の圧力センサ１２の出力値に基づいて圧力が算出される。
　一方、ステップＳ１２において、対象物１４が圧力センサ装置３０に強く接触している場合、つまり第１の圧力センサ１２の検出範囲の上限を超えている場合は、ステップＳ１５へ進んで第２の圧力センサ１３が検知しているか否かを判別する。
　ステップＳ１５で第２の圧力センサ１３が検知している場合は、ステップＳ１６へ進んで第２の圧力センサ１３にかかっている圧力が検出範囲の上限を超えているか否かを判別する。ステップＳ１６において、第２の圧力センサ１３の検出範囲の上限を超えていない場合は、図１０Ｂのように、対象物１４が第１の圧力センサ１２に接触して凸部３１ａを押し下げ、かつ対象物１４が第２の圧力センサ１３に接触している状態となる。この状態のときは、ステップＳ１７へ進んで図１１のＬ6のグラフを用いて、第２の圧力センサ１３の出力値から圧力値を算出する。
　ステップＳ１７では、例えば図１１のように、第２の圧力センサ１３の出力値がｒとなり、圧力値はｓと算出される。そしてステップＳ１４へ進んで圧力値を出力し、ステップＳ１１に戻り測定を続ける。このように、対象物１４によって凸部１１ａが押し込まれて第１の圧力センサ１２と第２の圧力センサ１３の両方に接触している場合は、第２の圧力センサ１３の出力値に基づいて圧力が算出される。
　一方、ステップＳ１６において、第２の圧力センサ１３の検出範囲の上限を超えている場合は、ステップＳ１８へ進んで高さ調整部３５を駆動して凸部３１ａを図８Ｂのように高く調整する。そうすると、図１０Ｃのように、チューブ３５ａが膨張を保ちつつ、対象物１４が第１の圧力センサ１２に接触して凸部３１ａを押し下げ、かつ対象物１４が第２の圧力センサ１３に接触している状態となる。この状態では第２の圧力センサ１３の検出範囲の上限を超えることは通常ないので、ステップＳ１７へ進んで図１１のＬ7のグラフを用いて、第２の圧力センサ１３の出力値から圧力値を算出する。Ｌ7のグラフは、凸部３１ａが高くなった分に相当する検出圧力の増加分をＬ6のグラフに加算したものである。
　ステップＳ１７では、例えば図１１のように、第２の圧力センサ１３の出力値がｔとなり、圧力値はｕと算出される。そしてステップＳ１４へ進んで圧力値を出力し、ステップＳ１１に戻り測定を続ける。このように、対象物１４によって凸部１１ａが押し込まれて第１の圧力センサ１２と第２の圧力センサ１３の両方に接触している場合であって第２の圧力センサ１３の検出範囲の上限を超えた場合は、凸部３１ａを高くした後、第２の圧力センサ１３の出力値に基づいて圧力が算出される。
　また、ステップＳ１５で第２の圧力センサ１３が検知していない場合、例えば、ステップＳ１８で凸部を高くした後に対象物からかかる圧力が低くなった場合などは、ステップＳ１９へ進んで高さ調整部３５を駆動して凸部３１ａを図８Ａのように低く調整する。そうすると、図１０Ｂの状態になるので、ステップＳ１７へ進んで図１１のＬ6のグラフを用いて、第２の圧力センサ１３の出力値から圧力値を算出する。そしてステップＳ１４へ進んで圧力値を出力し、ステップＳ１１に戻り測定を続ける。
　このような圧力センサ装置３０の構成により、第１の圧力センサ１２の検出範囲に第２の圧力センサ１３の検出範囲を足し合わせた連続した範囲の圧力（図１１のＳ1の範囲の圧力）を検出することができ、さらに、第１の圧力センサ１３の検出範囲に第２の圧力センサ１３の検出範囲を足し合わせた不連続な範囲の圧力（図１１のＳ2とＳ3の範囲の圧力）を検出することができる。したがって、指先にこの圧力センサ装置３０を有するロボットアームは、個々の圧力センサの検出範囲より広い検出範囲で圧力値を検出できるので、低い圧力で掴むことのできる軽い対象物から強い圧力で掴む必要のある重い対象物まで様々な対象物を適切な圧力を掛けて掴むことができる。
　なお、高さ調整部３５は、凸部３１ａを上下動させる構成であれば特に限定はなく、例えば、圧電素子、形状記憶合金、形状記憶ポリマー又は静電アクチュエータなどを採用することもできる。
　また、高さ調整部は凹部３１ｂを上下動させるものであってもよい。この場合、高さ調整部は、凹部３１ｂの下方に配設される。
　なお本発明において、圧力センサ装置の形状は上記の実施形態以外の形状でも特に問題はない。例えば、図１２Ａ、図１２Ｂに示すように、ブロック状に掘り込まれた凹部４１ｂを格子状に配置し、凹部４１ｂ、４１ｂ間の掘り込まれていない部分を凸部４１ａとする基材４１を用い、凸部４１ａの十字の交点に第１の圧力センサ１２を、凹部４１ｂの底部に第２の圧力センサ１３をそれぞれ配設してもよい。
　また例えば、図１３Ａ、図１３Ｂに示すように、凸部５１ａが渦巻き状に配置され、凸部５１ａ、５１ａ間に渦巻き状の凹部５１ｂが形成された基材５１を用い、凸部５１ａの頂上に所定の間隔で複数の第１の圧力センサ１２が、凹部１１ｂの底部に所定の間隔で複数の第２の圧力センサ１３が配設されるようにしてもよい。凹凸のピッチを指紋のピッチ程度に小さくすれば、皮膚の変形なしに指紋の凹凸が圧力センサ装置５１の渦巻き状の凹凸に入り込むことも想定される。
　また例えば、図１４に示すように、第１の凸部６１ａ、第１の凸部６１ａより低い第２の凸部６２ｂ、第２の凸部６２ｂより低い凹部６１ｃとを有する基材６１を用いてもよい。第１の凸部６１ａ、第２の凸部６２ｂ、凹部６１ｃは図１のようにライン状に並んでいる。そして、第１の凸部６１ａ、凹部６１ｃ、第２の凸部６２ｂのそれぞれに第１～第３の圧力センサ１２、１３、１５を設けている。この構成によれば、より広い範囲の圧力を検出することができる。なお、基材の凹凸の段数をさらに増やし、それに応じて圧力センサを設けてもよい。
　なお本発明において、圧力センサ装置は、少なくとも、１つの凸部と、１つの凹部と、１つの第１の圧力センサと、１つの第２の圧力センサとを備えていれば成立する。
　また本発明において、基材の凹凸の形状によっては、対象物を掴んだりする際の滑り止めの効果も期待できる。
　本発明の圧力センサ装置は、介護器具などに用いられる人力補助装置では、体に接触している部分の微妙な面圧の変化を検出するために利用することで、検出した圧力値を基に補助動力の制御を行うことができる。また本発明の圧力センサ装置は、産業用などに用いられるロボットアームの指先となる部分に設けることで、検出した圧力値を、対象物を掴む強さを制御するために利用することができる。
　　　１０、２０、３０、４０、５０、６０　　圧力センサ装置
　　　１１、２１、３１、４１、５１、６１　　基材
　　　１１ａ、２１ａ、３１ａ、４１ａ、５１ａ　　凸部
　　　１２　　第１の圧力センサ
　　　１３　　第２の圧力センサ
　　　１１ｂ、２１ｂ、３１ｂ、４１ｂ、５１ｂ　　凹部
　　　１６　　制御部
　　　３５　　高さ調整部
　　　３５ａ　　チューブ
　　　３５ｂ　　流体

Claims (6)

  1. 　表面に凹凸を有する基材と、該基材の凸部に配設された第１の圧力センサと、該基材の凹部に配設された第２の圧力センサとを備えた圧力センサ装置であって、
    　第１及び第２圧力センサの出力値に基づいて圧力値を算出する制御部を有することを特徴とする圧力センサ装置。
  2. 　前記基材の凹凸が周期的であり、各凸部にそれぞれ第１の圧力センサを、各凹部にそれぞれ第２の圧力センサを配設することを特徴とする請求項１記載の圧力センサ装置。
  3. 　前記凸部又は前記凹部を上下動させる高さ調整部を備えたことを特徴とする請求項１記載の圧力センサ装置。
  4. 　前記制御部は、前記高さ調整部を第１及び第２の圧力センサの出力値に基づいて制御することを特徴とする請求項３記載の圧力センサ装置。
  5. 　前記高さ調整部は、チューブと、該チューブ内を移動する流体とを有し、
    　前記流体の移動に伴ってチューブが膨張・収縮することにより前記凸部又は前記凹部を上下動させることを特徴とする請求項３記載の圧力センサ装置。
  6. 　前記高さ調整部は、圧電素子、形状記憶合金、形状記憶ポリマー又は静電アクチュエータからなることを特徴とする請求項３記載の圧力センサ装置。
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