WO2024084806A1 - フィルム型力覚センサーを用いた入力装置及びその荷重検出方法 - Google Patents

フィルム型力覚センサーを用いた入力装置及びその荷重検出方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2024084806A1
WO2024084806A1 PCT/JP2023/030648 JP2023030648W WO2024084806A1 WO 2024084806 A1 WO2024084806 A1 WO 2024084806A1 JP 2023030648 W JP2023030648 W JP 2023030648W WO 2024084806 A1 WO2024084806 A1 WO 2024084806A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
load
force sensor
film
value
type force
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/030648
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
真憂弥 嶋田
裕次 渡津
真一 土谷
健悟 福田
芙美 大場
農 三浦
拓渡 繁成
Original Assignee
Ｎｉｓｓｈａ株式会社
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 Ｎｉｓｓｈａ株式会社 filed Critical Ｎｉｓｓｈａ株式会社
Publication of WO2024084806A1 publication Critical patent/WO2024084806A1/ja

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L25/00—Testing or calibrating of apparatus for measuring force, torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means

Definitions

  • the present invention relates to an input device using a film-type force sensor that can perform accurate load detection, and a load detection method thereof.
  • film-type three-axis force sensors have become known as a tool that provides new ideas to user interface (UI) development sites that cannot be realized with joysticks, cross keys, mice, or touch panels.
  • the film-type three-axis force sensor can detect pushing force (pressure), slipping and slipping states by measuring the force in three directions (X, Y and Z axes) at the contact point, and can input actions that could not be controlled with conventional controllers, such as twisting, turning and shifting, with a single finger. Since it can measure force (volume) that goes beyond on/off judgment, it can also control speed and movement amount. Compared to joysticks and cross keys, it can input direction and movement amount simultaneously with a very slight movement of the finger.
  • An example of a film-type force sensor as described above is a capacitance type in which an upper electrode and a lower electrode are arranged facing each other with an air layer or an elastic layer between them, and when a force (hereafter referred to as load) is applied, the distance between the electrodes fluctuates, causing a change in capacitance value, which is used to calculate the value of the applied load (see Patent Documents 1 and 2).
  • the baseline value is load data calculated when no load is applied to the film-type force sensor.
  • load detection using the film-type force sensor 2 of the capacitance method has a problem of being affected by restorability. That is, when the film-type force sensor 2 is deformed by applying a load (see FIG.
  • the deformed film-type force sensor does not immediately return to the shape it had before the load was applied, and the amount of change in capacitance increases from the initial value even in the no-load state.
  • the load calculation value calculated from the amount of change in capacitance also does not return to the baseline value in the no-load state (the black arrow on the right side in FIG. 6). Therefore, since the amount of capacitance change in the no-load state changes from time to time due to the effect of restorability, the baseline value must also be updated in accordance with this change.
  • the baseline value to be updated is obtained based on data of the calculated load value calculated when no load is being applied to the film-type force sensor (in the example shown in FIG. 8, the value KzFzave calculated for the Z -axis direction ), it is difficult to accurately determine from the load data whether the load data in the portion where the calculated load value suddenly decreases again (the portion surrounded by the dashed line in FIG. 8) indicates that a load is being applied to the film-type force sensor or that the load is being affected by its restoring property. In other words, it is not easy to update the baseline value.
  • the present invention therefore aims to provide an input device using a film-type force sensor and a load detection method thereof that can solve the above problems and obtain updated baseline values at appropriate times, thereby enabling accurate load detection.
  • An input device includes a film-type force sensor and a control circuit.
  • the film-type force sensor is disposed on the surface of a housing and detects a capacitance value that changes in response to a load applied by a finger.
  • the control circuit is electrically connected to the film-type force sensor and is housed inside the housing.
  • the control circuit of such an input device includes a measurement data acquisition section, a moving average data calculation section, a load data calculation section, a load data correction section, a standard deviation value calculation section, a determination section, a baseline update section, and a memory section.
  • the measurement data acquisition unit acquires measurement data consisting of a time series of capacitance change amounts detected by the film type force sensor.
  • the moving average data calculation unit calculates moving average data by smoothing minute fluctuations in the measurement data with an arbitrary number of terms.
  • the load data calculation unit calculates load data by multiplying each value of the moving average data by an arbitrary coefficient indicating the sensitivity of the film type force sensor.
  • the load data correction unit corrects the load data by subtracting a baseline value from each value of the load data.
  • the standard deviation value calculation unit calculates a standard deviation value for each time of the load data within an arbitrary range of time from the time.
  • the determination unit determines that the film type force sensor is under load when the standard deviation value is greater than an arbitrary threshold value, and determines that the film type force sensor is under no load when the standard deviation value is equal to or less than the threshold value.
  • the baseline update unit updates the baseline value by replacing the baseline value with the value of the load data at the time of determining that no load is present when no load is present.
  • the storage unit stores each of the acquired, calculated, updated, and corrected values.
  • the baseline update unit may update the baseline value each time a no-load state occurs between when no load is determined and when a load is determined again.
  • the baseline update unit may update the baseline value to the latest value at the time when the load data is determined to be no load at regular intervals after the start of acquisition of the measurement data.
  • the film-type force sensor may be a film-type three-axis force sensor that detects capacitance values that change in response to loads applied to the three axes X, Y and Z.
  • a load detection method for an input device is a load detection method for an input device including a film-type force sensor and a control circuit.
  • the film-type force sensor is disposed on the surface of a housing and detects a capacitance value that changes in response to a load applied by a finger.
  • the control circuit is electrically connected to the film-type force sensor and housed inside the housing.
  • Such a load detection method for an input device includes a measurement data acquisition step, a moving average data calculation step, a load data calculation step, a load data correction step, a standard deviation value calculation step, a determination step, a baseline update step, and a storage step.
  • measurement data acquisition step measurement data consisting of a time series of capacitance change amount detected by the film type force sensor is acquired.
  • the moving average data calculation step small fluctuations in the measurement data are smoothed by an arbitrary number of terms to calculate moving average data.
  • load data calculation step load data is calculated by multiplying each value of the moving average data by an arbitrary coefficient indicating the sensitivity of the film type force sensor.
  • the load data correction step the baseline value is subtracted from each value of the load data to correct the load data.
  • standard deviation value calculation step a standard deviation value is calculated for each time of the load data within an arbitrary range of time from the time.
  • the determination step if the standard deviation value is greater than an arbitrary threshold value, it is determined that there is a load on the film type force sensor, and if the standard deviation value is equal to or less than the threshold value, it is determined that there is no load on the film type force sensor.
  • the baseline update step if it is determined that there is no load, the baseline value is updated by replacing the baseline value with the value of the load data at the time when it was determined that there is no load.
  • each value is stored when it is acquired, calculated, updated, or corrected.
  • the baseline value may be updated each time a no-load state occurs between when no load is determined and when a load is determined again.
  • the baseline value in the load detection method for the input device described above, may be updated to the latest value at the time when the load data is determined to be no load at regular intervals after the start of acquisition of the measurement data.
  • the film-type force sensor may be a film-type three-axis force sensor that detects capacitance values that change in response to loads applied to the three axes X, Y and Z.
  • the input device using the film-type force sensor of the present invention and the load detection method thereof can obtain updated baseline values at appropriate times, thereby enabling accurate load detection.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a controller that is an example of an input device using a film-type force sensor according to the present invention.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an input device using a film-type force sensor according to the present invention.
  • FIG. 13 is an image diagram showing the relationship between the time series of the calculated load value ( KzFzave ) for the Z axis and the baseline value ( FzBL ) when updating the baseline value in the load detection method for an input device using a film- type force sensor according to the present invention (similar for the X-axis and Y-axis).
  • 5 is a flowchart showing an example of a load detection process of an input device using a film-type force sensor according to the present invention.
  • FIG. 13 is an image diagram showing the relationship between the time series of calculated load values (K z F z ave ) on the Z axis and the baseline (F z BL ) when the baseline value is not updated (the same applies to the X and Y axes).
  • 1 is a schematic diagram illustrating the principle of a capacitive film-type force sensor.
  • FIG. 13 is an image diagram for explaining the issue of timing of updating the baseline value (the same applies to the X-axis and Y-axis).
  • FIG. 11 is another configuration diagram of an input device using a film-type force sensor according to the present invention.
  • 10 is a flowchart showing another example of a load detection process of an input device using a film-type force sensor according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration example of a capacitive film-type three-axis force sensor.
  • Figure 1 is a schematic diagram of a controller, which is an example of an input device using a film-type force sensor according to the present invention.
  • Figure 2 is a configuration diagram of an input device using a film-type force sensor according to the present invention.
  • the input device 1 includes a housing 10, a film-type force sensor 2, a control circuit 3, a communication unit 4, and a battery 5 (see FIGS. 1 and 2).
  • the film-type force sensor 2 is disposed on the surface of the housing 10 and detects a capacitance value that changes in response to the load applied by the finger 11 .
  • the control circuit 3 is electrically connected to the film type force sensor 2 and is housed inside the housing 10.
  • the control circuit 3 controls the film type force sensor 2, and also acquires, calculates, updates, and corrects various data regarding the detection signal from the film type force sensor 2.
  • the communication unit 4 is accommodated inside the housing 10 and is electrically connected to the control circuit 3 so as to communicate with an external electronic device (not shown).
  • the battery 5 is housed inside the housing 10 and supplies power to the control circuit 3 .
  • housing examples of materials for the housing 10 include general-purpose resins such as polystyrene resins, polyolefin resins, ABS resins, AS resins, and AN resins.
  • general-purpose engineering resins such as polyphenylene oxide-polystyrene resins, polycarbonate resins, polyacetal resins, polyacrylic resins, polycarbonate-modified polyphenylene ether resins, polybutylene terephthalate resins, polybutylene terephthalate resins, and ultra-high molecular weight polyethylene resins
  • super engineering resins such as polysulfone resins, polyphenylene sulfide resins, polyphenylene oxide resins, polyarylate resins, polyetherimide resins, polyimide resins, liquid crystal polyester resins, and polyallyl-based heat-resistant resins can also be used.
  • the film-type force sensor 2 detects a capacitance value that changes in response to a load applied by a user's finger 11 in a diagonally downward direction consisting of the X-axis direction and the Z-axis direction.
  • This film type force sensor 2 includes an upper electrode member 24 having an upper electrode 23 consisting of a plurality of electrodes 23a, 23b, ...
  • the upper electrode member 24 formed in a linear pattern extending in the Y-axis direction on an upper support 22 and aligned in the X-axis direction, a lower electrode member 27 arranged opposite the upper electrode member 24 and having a lower electrode 26 consisting of a plurality of electrodes 26a, 26b, ... formed in a linear pattern extending in the Y-axis direction on a lower support 25 and aligned in the X-axis direction, and an air layer or elastic layer 21 sandwiched between the upper electrode member 24 and the lower electrode member 27.
  • the surface of the upper electrode member 24 on which the upper electrode 23 is formed faces the surface of the lower electrode member 27 on which the lower electrode 26 is formed, and the upper support 22 of the upper electrode member 24 also serves as a protective layer that protects the upper electrode 23.
  • the film-type force sensor 2 configured as described above calculates the values of the applied loads Fx and Fz (the components of force in the X-axis and Z-axis directions are Fx and Fz , respectively) by utilizing the change in capacitance value that occurs due to the fluctuation in the distance between the electrodes when a load is applied.
  • Materials constituting the upper support 22 and the lower support 25 include, but are not limited to, acrylic, urethane, fluorine, and polyester. Examples include thermoplastic or thermosetting resin sheets such as polycarbonate, polyacetal, polyamide, and olefin, as well as ultraviolet-curing resin sheets such as cyanoacrylate.
  • a film-type force sensor 2 made of such an upper support 22 and lower support 25 can be arranged to conform to the shape of the housing 10, and can therefore be mounted on the surface of a column, for example.
  • the upper electrode 23 and the lower electrode 26 can be made of a conductive material.
  • conductive materials include, but are not limited to, metal films of gold, silver, copper, platinum, palladium, aluminum, rhodium, etc., as well as conductive paste films in which conductive materials such as metal particles, metal nanofibers, and carbon nanotubes are dispersed in a resin binder.
  • metal films methods for forming the conductive film include plating, sputtering, vacuum deposition, ion plating, etc., and then patterning by etching.
  • methods for directly forming a pattern include printing methods such as screen, gravure, and offset.
  • the elastic layer 21 examples include synthetic resin sheets having elasticity such as silicone, fluorine, urethane, epoxy, ethylene vinyl acetate copolymer, polyethylene, polypropylene, polystyrene, butadiene rubber, and stretchable nonwoven fabric sheets.
  • silicone resin-based elastic sheets such as silicone gel and silicone elastomer are more preferable because they have excellent durability and elasticity in a wide temperature range from low to high.
  • the elastic layer 21 is not limited to those formed into a sheet by a general sheet forming method such as extrusion molding, and may be a coating layer formed by printing or a coater.
  • resins such as polyethylene, polypropylene, and polystyrene are selected as the material for the elastic layer 21, since these synthetic resins alone have low elasticity, it is preferable to finely disperse gas in the synthetic resin and keep it in a foamed state.
  • the control unit 3 includes, for example, a substrate, a CPU, a RAM, a ROM, and other electronic components mounted on the substrate (not shown).
  • the control unit 3 is a device for controlling other devices based on hardware and software consisting of a CPU (Central Processing Unit) and memory.
  • the control circuit 3 includes at least a measurement data acquisition unit 31, a moving average data calculation unit 32, a load data calculation unit 33, a load data correction unit 34, a standard deviation value calculation unit 35, a judgment unit 36, a baseline update unit 37, and a memory unit 38 (see FIG. 2).
  • the measurement data acquisition unit 31 acquires measurement data consisting of a time series of capacitance change amounts detected by the film type force sensor 2. This acquisition includes driving control of the film type force sensor 2.
  • the acquired measurement data of the capacitance change amount (for example, measured as the capacitance change amount F z meas when a load F z in the Z direction is applied) is transmitted to and stored in the memory unit 38, and is also transmitted to the moving average data calculation unit 32.
  • the number of measurement data acquired is, for example, one per 10 milliseconds.
  • the moving average data calculation unit 32 smooths minute fluctuations in the measurement data with an arbitrary number of terms to calculate moving average data (for example, the capacitance change amount F z meas of the measurement data is calculated as the smoothed moving average value F z ave ). Smoothing makes it possible to extract slow trend fluctuations from the measurement data and suppress the effects of noise.
  • the calculated moving average data is transmitted to and stored in the storage unit 38, and is also transmitted to the load data calculation unit 33.
  • the number of terms to be averaged for the measurement data is, for example, 10.
  • the load data calculation unit 33 multiplies each value of the moving average data by an arbitrary coefficient (for example, a coefficient Kz for the smoothed moving average value Fz ave ) indicating the sensitivity of the film type force sensor 2 to calculate load data (for example, calculated as a load value KzFz ave ) ( see FIG. 5).
  • the calculated load data is transmitted to the storage unit 38 and stored therein, and is also transmitted to the standard deviation value calculation unit 35.
  • the coefficient indicating the sensitivity of the sensor is, for example, 1000 to 6000.
  • the load data correction unit 34 corrects the load data by subtracting a baseline value (e.g. , baseline value FzBL) from each value of the load data (e.g., load value KzFzave ) .
  • the baseline value is load data calculated when no load is applied to the film-type force sensor, so it is necessary to remove this value from the load data.
  • the corrected load data is transmitted to the memory unit 38 and stored therein.
  • load detection using the electrostatic capacitance type film-type force sensor 2 has a problem of being affected by restoring property. That is, when the film-type force sensor 2 is deformed by applying a load (see FIG. 7) and then the load is released, the film-type force sensor 2 remains deformed and does not immediately return to the shape before the load was applied, and the capacitance value increases from the initial value even in the no-load state. As a result, the load calculation value calculated from the capacitance value does not return to the baseline value in the no-load state (see FIG. 6). Therefore, since the capacitance value in the no-load state changes from time to time due to the effect of restoring property, the baseline value must also be updated in accordance with the change.
  • the baseline value to be updated is obtained based on data of the load calculation value calculated when no load is applied to the film-type force sensor 2 (in the example shown in FIG. 6, the value KzFzave calculated for the Z -axis direction ), but it has traditionally been difficult to accurately determine from the load data whether a load is being applied to the film-type force sensor 2 or whether it is being affected by restoring properties (see FIG. 8). In other words, updating the baseline value is not easy. Therefore, in the present invention, the control unit 3 is provided with a standard deviation value calculation unit 35 and a determination unit 36, so that an updated baseline value can be obtained at an appropriate timing.
  • the standard deviation calculation unit 35 calculates the standard deviation value for each time of the load data within an arbitrary range of time from the time.
  • the calculated standard deviation value is transmitted to the storage unit 38 and stored therein, and is also transmitted to the determination unit 36.
  • the time range for which the standard deviation value is calculated is, for example, 1000 msec.
  • the standard deviation is an index that indicates the degree of variation in data. If the data is concentrated near the average value, the standard deviation will be small, and conversely, if the data is spread out from the average, the standard deviation will be large.
  • the difference between whether or not the user's finger 11 is touching the surface of the film-type force sensor 2 appears in the degree of variation in the load data.
  • the data to be targeted when calculating the standard deviation value can be set as the start time, intermediate time, or end time for each time point in the load data described above.
  • the determination unit 36 determines that there is a load on the film-type force sensor when the standard deviation value is greater than an arbitrary threshold value, and determines that there is no load on the film-type force sensor when the standard deviation value is equal to or less than the threshold value.
  • the threshold value is, for example, equivalent to 0.1 N.
  • the baseline update unit 37 updates the baseline value by replacing the baseline value with the value of the load data at the time of no load determination when no load is determined.
  • the updated baseline value is transmitted to the storage unit 38 and stored.
  • “update” is defined as the specification of a new baseline value, and is distinguished from “storing” the updated value.
  • the baseline update unit 37 updates the baseline value once each time there is no load after it has been determined that there is no load and before it is determined that there is load again.
  • updating the baseline value also includes cases where the updated value becomes the same as the pre-update value.
  • the communication unit 4 communicates with an external electronic device via a wireless LAN such as WI-FI (registered trademark), BLUETOOTH (registered trademark), or NFC.
  • the communication unit 4 can communicate unidirectionally or bidirectionally.
  • the controller which is the input device 1 of this embodiment, can also control multiple external electronic devices simultaneously or individually.
  • the communicating external electronic device may be, for example, but is not limited to, a head mounted display or smart glasses for use in xR, as well as a smart television, a laptop computer, a desktop computer, a tablet computer, an automobile audio system, an automatic home, business or environmental control device, or any other such device or system.
  • the battery 5 may be a rechargeable battery such as a lithium battery. In the case of a rechargeable battery, the user can charge it via USB or by simply placing the input device 1 on a charging pad. Also, a non-rechargeable battery may be used as the battery 9, and may be removed from inside the housing 10 for replacement.
  • Fig. 4 is a flow chart showing an example of a load detection process of an input device using a film-type force sensor according to the present invention. Steps S1 to S7 in the flow chart shown in Fig. 4 will be described below. 4, the measurement data acquisition unit 31 of the control unit 3 acquires measurement data consisting of a time series of the amount of change in capacitance detected by the film-type force sensor 2.
  • the acquired measurement data of the amount of change in capacitance (for example, measured as the amount of change in capacitance F z meas when a load F z in the Z-axis direction is applied) is transmitted to and stored in the memory unit 38 (not shown as a step in the flowchart), and the process proceeds to step S2.
  • step S2 the moving average data calculation unit 32 of the control unit 3 calculates moving average data by smoothing the minute fluctuations in the measurement data called up from the memory unit 38 using an arbitrary number of terms.
  • the calculated moving average data is sent to and stored in the memory unit 38 (not shown as a step in the flowchart), and the process proceeds to step S3.
  • step S3 the load data calculation unit 33 of the control unit 3 calculates load data by multiplying each value of the moving average data called up from the memory unit 38 by an arbitrary coefficient indicating the sensitivity of the film-type force sensor.
  • the calculated load data is sent to and stored in the memory unit 38 (not shown as a step in the flowchart), and the process proceeds to step S4.
  • step S4 the standard deviation value calculation unit 35 of the control unit 3 calculates the standard deviation value for each time in the load data retrieved from the memory unit 38 within any range of time from that time.
  • the calculated standard deviation value is sent to and stored in the memory unit 38 (not shown as a step in the flowchart), and the process proceeds to step S5.
  • step S5 if the standard deviation value called up from the memory unit 38 is greater than an arbitrary threshold value (No to the condition "Is the variation within range?" in step S5), the determination unit 36 of the control unit 3 determines that there is a load on the film-type force sensor, and if the standard deviation value is equal to or less than the threshold value (Yes to the condition "Is the variation within range?" in step S5), it determines that there is no load on the film-type force sensor. If it is determined that there is a load, the process proceeds to step S7 without updating the baseline value. On the other hand, if it is determined that there is no load, the process proceeds to step S6.
  • step S6 the baseline update unit 37 updates the baseline value by replacing it with the value of the load data when no load is determined.
  • the updated baseline value is sent to and stored in the memory unit 38 (not shown as a step in the flowchart), and the process proceeds to step S7.
  • FIG. 3 is an image diagram showing the relationship between the time series of the calculated load value ( KzFzave ) for the Z axis and the baseline value ( FzBL ) when updating the baseline value in the load detection method for an input device using a film-type force sensor according to the present invention (the same applies to the X-axis and Y-axis).
  • step S6 updates the baseline value once each time there is a no-load state between when it is determined that there is no load and when it is determined that there is a load again.
  • step S7 the load data correction unit 34 corrects the load data by subtracting the baseline value (e.g., baseline value FzBL ) from each value of the load data (e.g., load value KzFzave ) called up from the memory unit 38.
  • the baseline value called up from the memory unit 38 is an unupdated value.
  • the baseline value called up from the memory unit 38 is an updated value.
  • the corrected load data is transmitted to the memory unit 38 and stored therein (not shown as a step in the flowchart).
  • the load detection method of the input device 1 using the film-type force sensor 2 of the present invention calculates the degree of variation (standard deviation value) of the load data and compares it with a threshold value to determine whether the user's finger 11 is touching the surface of the film-type force sensor 2, and is able to obtain an updated baseline value at an appropriate time (see Figure 3). This allows for accurate load detection.
  • FIG. 9 is a diagram showing another configuration of an input device using a film-type force sensor according to the present invention.
  • FIG. 10 is a flow chart showing another example of a load detection process of an input device using a film-type force sensor according to the present invention.
  • the baseline update unit 37 of the control unit 3 updates the baseline value once every time a no-load state occurs between when it is determined that there is no load and when it is determined that there is load again, but the input device and the load detection method thereof of the present invention are not limited to this.
  • the baseline update unit 37 may update the baseline value to the latest value at the time when the no-load state of the load data is determined at regular intervals after the start of acquisition of the measurement data (see FIG. 10).
  • control circuit 3 includes, as part of the baseline updating unit 37 or separately from the baseline updating unit 37 (see FIG. 9 ), a timer unit 39 that measures the elapsed time after acquisition of the measurement data begins, and when the elapsed time after acquisition of the measurement data measured by this timer unit 39 reaches a predetermined time, the baseline updating unit 37 updates the baseline value.
  • a timer unit 39 that measures the elapsed time after acquisition of the measurement data begins, and when the elapsed time after acquisition of the measurement data measured by this timer unit 39 reaches a predetermined time, the baseline updating unit 37 updates the baseline value.
  • step S8 is present between step S5 and step S6.
  • step S8 if the time elapsed since the start of acquisition of the measurement data measured by the timer unit 39 of the control unit 3 has not elapsed the fixed update time (No to the condition "Has the update time elapsed?" in step S8), the process proceeds to step S7 without updating the baseline value. If the time elapsed since the start of acquisition of the measurement data has elapsed the fixed update time (Yes to the condition "Has the update time elapsed?" in step S8), the process proceeds to step S6.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a configuration example of a capacitance-type film-type three-axis force sensor.
  • the film type force sensor 2 is a so-called two-axis force sensor that detects capacitance values that change in response to loads applied by the user's finger 11 in a diagonally downward direction consisting of the X-axis direction and the Z-axis direction, but the input device of the present invention is not limited to this.
  • the film type force sensor 2 may be a three-axis film type force sensor that detects capacitance values that change in response to loads applied to the three axes of X, Y and Z.
  • the lower electrode 26 of the lower electrode member 27 may be formed in an island pattern
  • the upper electrode 23 of the upper electrode member 24 may be formed in two layers
  • a front upper electrode 231 and a back upper electrode 232 which are separately formed on both sides of the upper support 22 (see FIG. 11(a)
  • the front upper electrode 231 and the back upper electrode 232 may be formed in a plurality of linear patterns intersecting in a plan view (see FIG. 11(b))
  • the lower electrode 26 may be formed in a pattern in which a part of the island pattern overlaps a part of the pattern of the front upper electrode 231 and a part of the pattern of the back upper electrode 232 in a plan view.
  • the intersection angle between the front-side upper electrode 231 and the back-side upper electrode 232 is 90° (i.e., orthogonal) such that the linear pattern of the front-side upper electrode 231 extends in the X-axis direction and is aligned in the Y-axis direction, and the linear pattern of the back-side upper electrode 232 extends in the Y-axis direction and is aligned in the X-axis direction, but is not limited to this.
  • the intersection angle is orthogonal, the pattern of the lower electrode 26 becomes a rectangular checkerboard pattern, and when the intersection angle is not orthogonal, the pattern of the lower electrode 26 becomes a parallelogram checkerboard pattern.
  • the film-type force sensor 2 configured as described above calculates the values of the applied loads Fx , Fy, and Fz (components of force in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions are Fx, Fy , and Fz , respectively) by utilizing the change in capacitance value that occurs as a result of the variation in the distance between the electrodes when a load is applied.
  • the materials for the front side upper electrode 231 and the back side upper electrode 232 can be the same as those for the upper electrode 23 and the lower electrode 26 in the first embodiment.
  • the material of the protective layer 28 may be the same as the material constituting the upper support 22 and the lower support 25 of the first embodiment.
  • a design sheet, leather, rubber, cloth, or the like may be attached to the protective layer 28 to impart design features.
  • the other configurations are the same as those in the first embodiment, and therefore the description will be omitted.
  • the film-type force sensor 2 used in the present invention is not limited to that described in the first embodiment and this embodiment, and any known capacitive film-type force sensor 2 can be used.
  • any known capacitive film-type force sensor 2 can be used.
  • the embodiments and modified examples described in the above-mentioned Patent Documents 1 and 2 can be applied.
  • the input device 1 transmits the final calculated and corrected load values (e.g., Fx , Fy , Fz ) as they are to the external electronic device, but the input device 1 of the present invention is not limited to this.
  • the control unit 3 may include an event detection unit that detects an event from the load value, and transmit detected event information to the external electronic device.
  • the input device 1 is described as a controller that operates an external electronic device through communication, but the input device 1 of the present invention is not limited to such a controller.
  • the input device 1 may be integrated with a head-mounted display or smart glasses used in the above-mentioned xR, as well as a smart TV, a laptop computer, a desktop computer, a tablet computer, an audio system in an automobile, an automatic control device for home, work, or environment, or any other such device.
  • the communication unit 4 is not necessary.
  • the battery 5 may be omitted.
  • a display device such as an LCD, a microphone, a speaker, etc. may be provided.
  • the input device 1 may also be a controller that operates an external electronic device via a wired connection such as a USB cable.
  • Input device controller
  • Film-type force sensor 21
  • Elastic layer 22
  • Upper support 23a
  • Front upper electrode 232
  • Back upper electrode 24
  • Upper electrode member 25
  • Lower support 26a, 26b
  • Lower electrode 27
  • Lower electrode member 28
  • Protective layer 3
  • Measurement data acquisition unit 32
  • Moving average data calculation unit 33
  • Load data calculation unit 34
  • Load data correction unit 35
  • Standard deviation value calculation unit 36
  • Determination unit 37
  • Baseline update unit 38
  • Memory unit 39
  • Timer unit 4
  • Communication unit 5
  • Housing 11 Finger

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

【課題】　更新されたベースライン値を適切なタイミングで取得することができ、それによって正確な荷重検出を行なうことのできる、フィルム型力覚センサーを用いた入力装置及びその荷重検出方法を提供する。 【解決手段】　本発明の入力装置は、フィルム型力覚センサーと制御回路とを備えている。制御回路は、測定データ取得部、移動平均データ算出部、荷重データ算出部、荷重データ補正部、標準偏差値算出部、判定部及びベースライン更新部、記憶部を備えている。判定部は、標準偏差値が閾値以下の場合にフィルム型力覚センサーに対して荷重なしと判定する。ベースライン更新部は、荷重データの荷重なし判定時の値にベースライン値を置き換えることにより、ベースライン値を更新する。

Description

フィルム型力覚センサーを用いた入力装置及びその荷重検出方法
　本発明は、正確な荷重検出を行なうことのできる、フィルム型力覚センサーを用いた入力装置及びその荷重検出方法に関する。
　近年、ジョイスティック、十字キー、マウスやタッチパネルでは実現できない新しいアイデアをユーザーインタフェース（ＵＩ）の開発現場に提供するものとして、フィルム型３軸力覚センサーが知られている。
　フィルム型３軸力覚センサーは、３軸（ＸＹＺ軸）方向の力を接触点で測定することで、押す力（圧力）や滑りかけの状態、滑っている状態などを検知することができ、ねじる、回す、ずらすなど、従来のコントローラーでは制御できなかった動作を指１点で入力することが可能である。ｏｎ／ｏｆｆ判定にとどまらない力量（ボリューム）測定が可能なので、スピードや移動量などのコントロールにも対応できる。ジョイスティックや十字キーに比べて、ほんのわずかの指の動きで方向と移動量を同時に入力することができる。また、薄くて軽いフィルム型のセンサーなので、曲面にも実装できる。なお、３軸方向の力をすべて測定しなくてもよく、例えば、ＸＹ軸方向の力だけを測定するセンサーもあり得る。
　上記したようなフィルム型力覚センサーとしては、空気層又は弾性層を間に挟んで上部電極と下部電極とを対向する形で配置し、力（以下、荷重に統一）を加えたときに電極間の距離が変動することによって発生する静電容量値の変化を利用して、加えられた荷重の値を算出する静電容量方式のものが挙げられる（特許文献１，２参照）。
　ところで、この静電容量方式のフィルム型力覚センサー２を用いた荷重検出を行なう際には、測定した静電容量変化量に基づく荷重算定値（図６に示す例では、Ｚ軸方向について算定された値ＫｚＦｚ ａｖｅ）からベースライン値（図６に示す例ではＦｚ ＢＬとして太い破線で描かれた部分）を引き算して補正する必要がある（図５参照）。ここで、ベースライン値とは、フィルム型力覚センサーに荷重を加えていない状態で算出される荷重データである。
　しかしながら、静電容量方式のフィルム型力覚センサー２を用いた荷重検出は、復元性の影響を受けるという問題を有する。すなわち、荷重を加えてフィルム型力覚センサー２を変形した後（図７参照）に荷重を開放したときに、フィルム型力覚センサーが変形したまで直ぐには荷重を加える前の形状に戻らず、無荷重状態でも静電容量変化量が当初より増加してしまう。その結果、静電容量変化量から算出される荷重算定値も、無荷重状態でベースライン値まで戻りきらないのである（図６中右側の黒い矢印部分）。
　したがって、復元性の影響を受けて無荷重状態の静電容量変化量がその時々で遷移するため、その遷移に合わせてベースライン値も更新を行なう必要がある。
国際公開第２０２０／０５９７６６号 特開２０１７－１５６１２６号公報
　しかし、この更新すべきベースライン値の取得は、フィルム型力覚センサーに荷重を加えていないときに算出される荷重算定値（図８に示す例では、Ｚ軸方向について算定された値ＫｚＦｚ ａｖｅ）のデータに基づいて行われるが、荷重算定値が再び急激に減少した部分（図８に示す破線で囲まれた部分）の荷重データがこのフィルム型力覚センサーに荷重が加わっているのか、それとも復元性の影響を受けているのかを荷重データから正解に判断することは困難であった。つまり、ベースライン値の更新が容易でない。
　したがって、本発明は、上記の課題を解決し、更新されたベースライン値を適切なタイミングで取得することができ、それによって正確な荷重検出を行なうことのできる、フィルム型力覚センサーを用いた入力装置及びその荷重検出方法を提供することを目的とする。
　以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
　本発明の一見地に係る入力装置は、フィルム型力覚センサーと制御回路とを備えている。フィルム型力覚センサーは、筐体の表面に配置され、指で加えられた荷重に応じてそれぞれ変化する静電容量値を検出するものである。制御回路は、フィルム型力覚センサーと電気的に接続され、筐体の内部に収納されている。
　このような入力装置の制御回路は、測定データ取得部、移動平均データ算出部、荷重データ算出部、荷重データ補正部、標準偏差値算出部、判定部及びベースライン更新部、記憶部を備えている。
　測定データ取得部は、フィルム型力覚センサーにて検出された静電容量変化量の時系列からなる測定データを取得するものである。移動平均データ算出部は、測定データの微小変動を任意の項数で平滑化して移動平均データを算出するものである。荷重データ算出部は、移動平均データの各値にフィルム型力覚センサーの感度を示す任意の係数を掛け合わせて荷重データを算出するものである。荷重データ補正部は、荷重データの各値からベースライン値を引き算して荷重データを補正するものである。標準偏差値算出部は、荷重データの各時刻について、当該時刻から任意の範囲の時間における標準偏差値を算出するものである。判定部は、標準偏差値が任意の閾値よりも大きい場合にフィルム型力覚センサーに対して荷重ありと判定し、標準偏差値が閾値以下の場合にフィルム型力覚センサーに対して荷重なしと判定するものである。ベースライン更新部は、荷重なしと判定された場合、荷重データの荷重なし判定時の値にベースライン値を置き換えることにより、ベースライン値を更新するものである。記憶部は、取得、算出、更新、補正した各値を記憶するものである。
　上記の入力装置において、ベースライン更新部が、荷重なしと判定されてから再び荷重ありと判定されるまでの間の無荷重状態の都度、ベースライン値を更新するものであってもよい。
　上記の入力装置において、ベースライン更新部が、測定データの取得開始後から一定時間置きに、荷重データの荷重なし判定時の最新値に、ベースライン値を更新するものであってもよい。
　上記の入力装置において、フィルム型力覚センサーが、ＸＹＺの３軸に加えられた荷重に応じてそれぞれ変化する静電容量値を検出するフィルム型３軸力覚センサーであってもよい。
　本発明の一見地に係る入力装置の荷重検出方法は、フィルム型力覚センサーと制御回路とを備えた入力装置の荷重検出方法である。フィルム型力覚センサーは、筐体の表面に配置され、指で加えられた荷重に応じてそれぞれ変化する静電容量値を検出するものである。制御回路は、フィルム型力覚センサーと電気的に接続され、筐体内部に収納されている。
　このような入力装置の荷重検出方法は、測定データ取得ステップ、移動平均データ算出ステップ、荷重データ算出ステップ、荷重データ補正ステップ、標準偏差値算出ステップ、判定ステップ及びベースライン更新ステップ、記憶ステップを含んでいる。
　測定データ取得ステップでは、フィルム型力覚センサーにて検出された静電容量変化量の時系列からなる測定データを取得する。移動平均データ算出ステップでは、測定データの微小変動を任意の項数で平滑化して移動平均データを算出する。荷重データ算出ステップでは、移動平均データの各値にフィルム型力覚センサーの感度を示す任意の係数を掛け合わせて荷重データを算出する。荷重データ補正ステップでは、荷重データの各値からベースライン値を引き算して荷重データを補正する。標準偏差値算出ステップでは、荷重データの各時刻について、当該時刻から任意の範囲の時間における標準偏差値を算出する。判定ステップでは、標準偏差値が任意の閾値よりも大きい場合にフィルム型力覚センサーに対して荷重ありと判定し、標準偏差値が閾値以下の場合にフィルム型力覚センサーに対して荷重なしと判定するも。ベースライン更新ステップでは、荷重なしと判定された場合、荷重データの荷重なし判定時の値にベースライン値を置き換えることにより、ベースライン値を更新する。記憶ステップは、各値を取得、算出、更新、補正したときに各値を記憶する。
　上記の入力装置の荷重検出方法において、ベースライン更新ステップで、荷重なしと判定されてから再び荷重ありと判定されるまでの間の無荷重状態の都度、ベースライン値を更新してもよい。
　上記の入力装置の荷重検出方法において、ベースライン更新ステップで、測定データの取得開始後から一定時間置きに、荷重データの荷重なし判定時の最新値に、ベースライン値を更新してもよい。
　上記の入力装置の荷重検出方法において、フィルム型力覚センサーが、ＸＹＺの３軸に加えられた荷重に応じてそれぞれ変化する静電容量値を検出するフィルム型３軸力覚センサーであってもよい。
　本発明のフィルム型力覚センサーを用いた入力装置及びその荷重検出方法によれば、更新されたベースライン値を適切なタイミングで取得することができ、それによって正確な荷重検出を行なうことができる。
本発明に係るフィルム型力覚センサーを用いた入力装置の一例であるコントローラーの模式図である。 本発明に係るフィルム型力覚センサーを用いた入力装置の構成図である。 本発明に係るフィルム型力覚センサーを用いた入力装置の荷重検出方法における、ベースライン値の更新をする場合のＺ軸の荷重算出値（ＫｚＦｚ ａｖｅ）の時系列とベースライン値（Ｆｚ ＢＬ）との関係を示すイメージ図である（Ｘ軸、Ｙ軸についても同様）。 本発明に係るフィルム型力覚センサーを用いた入力装置の荷重検出過程の一例を示すフローチャートである。 補正済み荷重Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚの算出式である。 ベースライン値の更新をしない場合のＺ軸の荷重算出値（ＫｚＦｚ ａｖｅ）の時系列とベースライン（Ｆｚ ＢＬ）との関係を示すイメージ図である（Ｘ軸、Ｙ軸についても同様）。 静電容量方式のフィルム型力覚センサーの原理を示す模式図である。 ベースライン値の更新のタイミングの問題を説明するイメージ図である（Ｘ軸、Ｙ軸についても同様）。 本発明に係るフィルム型力覚センサーを用いた入力装置の別の構成図である。 本発明に係るフィルム型力覚センサーを用いた入力装置の荷重検出過程の別の例を示すフローチャートである。 静電容量方式のフィルム型３軸力覚センサーの構成例を示す模式図である。
［第１実施形態］
　以下、本発明の第１実施形態を、図面に基づき説明する。
（１） 入力装置の全体構造
　まず、本発明の一実施形態に係る入力装置１の全体構造について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、本発明に係るフィルム型力覚センサーを用いた入力装置の一例であるコントローラーの模式図である。図２は、本発明に係るフィルム型力覚センサーを用いた入力装置の構成図である。
　入力装置１は、筐体１０、フィルム型力覚センサー２、制御回路３、通信部４及び電池５を備えている（図１及び図２参照）。
　フィルム型力覚センサー２は、筐体１０の表面に配置され、指１１で加えられた荷重に応じてそれぞれ変化する静電容量値を検出するものである。
　制御回路３は、フィルム型力覚センサー２と電気的に接続され、筐体１０の内部に収納されている。制御回路３は、フィルム型力覚センサー２を制御すると共に， フィルム型力覚センサー２からの検出信号について各種データの取得、算出、更新、補正を行なう。
　通信部４は、筐体１０の内部に収容され、制御回路３に電気的に接続されて図示しない外部電子デバイスと通信するように構成されている。
　電池５は、筐体１０の内部に収容され、制御回路３に電力を供給している。
　以下、上記した各構成の機能は、さらに詳細に説明する。
（２）筐体
　筐体１０の材料としては、例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＮ樹脂などの汎用樹脂を挙げることができる。また、ポリフェニレンオキシド・ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリカーボネート変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂などの汎用エンジニアリング樹脂やポリスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリフェニレンオキシド系樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリエステル樹脂、ポリアリル系耐熱樹脂などのスーパーエンジニアリング樹脂を使用することもできる。
（３）フィルム型力覚センサー
　フィルム型力覚センサー２としては、一般に静電容量式、圧電式やひずみゲージ式などが知られている。図７に示す本実施形態では、ユーザーの指１１によってＸ軸方向及びＺ軸方向からなる斜め下方向に加えられた荷重に応じてそれぞれ変化する静電容量値を検出するセンサーである。
　このフィルム型力覚センサー２は、上部支持体２２上にＹ軸方向に伸びた線状パターンでＸ軸方向に並んで形成された複数の電極２３ａ，２３ｂ，・・・からなる上部電極２３を有する上部電極部材２４と、上部電極部材２４と対向する形で配置され、下部支持体２５上にＹ軸方向に伸びた線状パターンでＸ軸方向に並んで形成された複数の電極２６ａ，２６ｂ，・・・からなる下部電極２６を有する下部電極部材２７と、上部電極部材２４と下部電極部材２７との間に挟まれる空気層又は弾性層２１とを備えている。また、図７に示す例では、上部電極部材２４の上部電極２３を形成した面と下部電極部材２７の下部電極２６が形成した面が対向しており、上部電極部材２４の上部支持体２２が上部電極２３を保護する保護層の役割も兼ねている。
　このような構成のフィルム型力覚センサー２は、荷重（Ｘ軸方向及びＺ軸方向の分力はそれぞれＦｘ，Ｆｚ）を加えたときに電極間の距離が変動することによって発生する静電容量値の変化を利用して、加えられた荷重Ｆｘ，Ｆｚの値を算出する。
　つまり、上部電極２３がフィルム型力覚センサー２の表面に対して指１１によって斜め下方向に荷重が加わると、弾性層２１が変形し、その荷重の強度に応じて上部電極部材２４の上部電極２３のうちの一つの電極２３ａが水平方向（Ｘ軸方向）及び垂直方向（Ｚ軸方向）に移動し、その斜め下にある下部電極２６のうちの一つ電極２６ａだけでなく、隣接する電極２６ｂとの間の距離も変化する。したがって、上部電極２３ａと下部電極２６ａとの間の静電容量値の変化と上部電極２３ａと下部電極２６ｂとの間の静電容量値の変化を測定すれば、垂直方向（Ｚ軸方向）の荷重（圧力）だけでなく、水平方向（Ｘ軸方向）の荷重（せん断力とも呼ぶ）の強度も測定できる。
　上部支持体２２及び下部支持体２５を構成する材料としては、アクリル、ウレタン、フッ素、ポリエステル。ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリアミド、オレフィン等の熱可塑性又は熱硬化性樹脂シートのほか、シアノアクリレート等の紫外線硬化型樹脂シート等が挙げられるが、とくに限定されない。このような上部支持体２２及び下部支持体２５からなるフィルム型力覚センサー２は、筐体１０の形状に沿って配置できるので、例えば柱面などにも実装が可能である。
　上部電極２３及び下部電極２６は、導電性を有する材料により構成できる。導電性を有する材料としては、金、銀、銅、白金、パラジウム、アルミニウム、ロジウム等の金属膜のほか、これらの金属粒子や金属ナノファイバー、カーボンナノチューブなどの導電材料を樹脂バインダーに分散させた導電ペースト膜等が挙げられるが、特に限定されない。形成方法は、金属膜の場合は、メッキ法、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等で導電膜を全面形成した後にエッチングによりパターニングする方法が挙げられ、導電ペースト膜の場合は、スクリーン、グラビア、オフセット等の印刷法で直接パターン形成する方法が挙げられる。
　弾性層２１としては、例えば、シリコーン、フッ素、ウレタン、エポキシ、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ブタジエンゴムなどの弾力性を有する合成樹脂シートや伸縮性のある不織布シートなどが挙げられる。とくにシリコーンゲル、シリコーンエラストマーなどのシリコーン樹脂系の弾性体シートは、低温から高温までの幅広い温度域で耐久性に優れ、かつ弾力性にも優れていうので、より好ましい。なお、弾性層２１は押し出し成形などの一般的なシート成形法によりシート化されたものに限定されず、印刷やコーターなどによって形成されたコーティング層であってもよい。
　また、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどの樹脂を弾性層２１の材料として選択する場合は、これらの合成樹脂単体では弾力性が低いので、合成樹脂中にガスを細かく分散させ、発泡体の状態にしておくことが好ましい。
（４）制御回路
　制御部３は、図示しないが、例えば、基板と、基板に搭載されたＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、その他電子部品とを有する。また、制御部３は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）及びメモリからなるハードウェアとソフトウェアに基づいて、他の装置を制御するための装置である。
　本発明の特徴である正確な荷重検出を達成するために、制御回路３は、少なくとも測定データ取得部３１、移動平均データ算出部３２、荷重データ算出部３３、荷重データ補正部３４、標準偏差値算出部３５、判定部３６、ベースライン更新部３７、記憶部３８を備えている（図２参照）。
　測定データ取得部３１は、フィルム型力覚センサー２にて検出された静電容量変化量の時系列からなる測定データを取得する。この取得には、フィルム型力覚センサー２の駆動制御が含まれる。取得された静電容量変化量（例えば、Ｚ方向への荷重Ｆｚが加えられたときの静電容量変化量Ｆｚ ｍｅａｓとして測定される）の測定データは、記憶部３８に送信されて保存され、また移動平均データ算出部３２にも送信される。取得される測定データの数は、例えば、１０ミリ秒あたり１個である。
　移動平均データ算出部３２は、測定データの微小変動を任意の項数で平滑化して移動平均データを算出するものである（例えば、測定データの静電容量変化量Ｆｚ ｍｅａｓは、平滑化された移動平均値Ｆｚ ａｖｅとして算出される）。平滑化により、測定データからゆっくりした傾向変動を取り出すことができ、ノイズの影響を抑えることが可能である。算出された移動平均データは、記憶部３８に送信されて保存され、また荷重データ算出部３３にも送信される。測定データの平均化の対象となる項数は、例えば、１０個である。
　荷重データ算出部３３は、移動平均データの各値にフィルム型力覚センサー２の感度を示す任意の係数（例えば、平滑化された移動平均値Ｆｚ ａｖｅに対しては係数Ｋｚ）を掛け合わせて荷重データ（例えば、荷重値ＫｚＦｚ ａｖｅとして算出される）を算出するものである（図５参照）。算出された荷重データは、記憶部３８に送信されて保存され、また標準偏差値算出部３５にも送信される。センサーの感度を示す係数は、例えば、１０００～６０００である。
　荷重データ補正部３４は、荷重データの各値（例えば荷重値ＫｚＦｚ ａｖｅ）からベースライン値（例えば、ベースライン値Ｆｚ ＢＬ）を引き算して荷重データを補正するものである。ベースライン値とは、フィルム型力覚センサーに荷重を加えていない状態で算出される荷重データであるため、その分を荷重データから取り除く必要がある。補正された荷重データは、記憶部３８に送信されて保存される。
　但し、前述の通り、静電容量方式のフィルム型力覚センサー２を用いた荷重検出は、復元性の影響を受けるという問題を有する。すなわち、荷重を加えてフィルム型力覚センサー２を変形した後（図７参照）に荷重を開放したときに、フィルム型力覚センサー２が変形したままで直ぐには荷重を加える前の形状に戻らず、無荷重状態でも静電容量値が当初より増加してしまう。その結果、静電容量値から算出される荷重算定値も、無荷重状態でベースライン値まで戻りきらないのである（図６参照）。したがって、復元性の影響を受けて無荷重状態の静電容量値がその時々で遷移するため、その遷移に合わせてベースライン値も更新を行なう必要がある。
　さらに、この更新すべきベースライン値の取得は、フィルム型力覚センサー２に荷重を加えていないときに算出される荷重算定値（図６に示す例では、Ｚ軸方向について算定された値ＫｚＦｚ ａｖｅ）のデータに基づいて行われるが、このフィルム型力覚センサー２に荷重が加わっているのか、それとも復元性の影響を受けているのかを荷重データから正解に判断することは従来、困難であった（図８参照）。つまり、ベースライン値の更新が容易でない。
　そこで、本発明においては、制御部３に、標準偏差値算出部３５、判定部３６を備えさせることによって、更新されたベースライン値を適切なタイミングで取得することができるようにしている。
　標準偏差値算出部３５は、荷重データの各時刻について、当該時刻から任意の範囲の時間における標準偏差値を算出するものである。算出された標準偏差値は、記憶部３８に送信されて保存され、また判定部３６にも送信される。標準偏差値の算出対象となる時間の範囲は、例えば、１０００ｍｓｅｃである。
　標準偏差値は、データのばらつきの大きさを表す指標である。データが平均値の近くに集中していれば標準偏差は小さくなり、逆に平均から広がっていれば標準偏差は大きくなる。フィルム型力覚センサー２の表面に対してユーザーの指１１によって荷重が加わっている場合、人間の体表面は呼吸や血流等によって目に見えない微かな動きをしているため、荷重のかかり方のばらつきが大きくなる。つまり、ユーザーの指１１がフィルム型力覚センサー２の表面に触れているか否かの差異は、荷重データのばらつき度合いに現れる。
　なお、標準偏差値を算出する際に対象とするデータは、上記した荷重データの各時刻について、当該時刻を開始時刻、中間時刻又は終了時刻のいずれかでも設定できる。
　判定部３６は、標準偏差値が任意の閾値よりも大きい場合にフィルム型力覚センサーに対して荷重ありと判定し、標準偏差値が閾値以下の場合にフィルム型力覚センサーに対して荷重なしと判定するものである。閾値は、例えば、０．１Ｎ相当である。
　ベースライン更新部３７は、荷重なしと判定された場合、荷重データの荷重なし判定時の値にベースライン値を置き換えることにより、ベースライン値を更新するものである。更新されたベースライン値は、記憶部３８に送信されて保存される。なお、本明細書においては、「更新」を新たなベースライン値の指定と定義し、更新された値の「記憶」とは分けている。
　また、本実施形態においては、ベースライン更新部３７は、荷重なしと判定されてから再び荷重ありと判定されるまでの間の無荷重状態の都度、ベースライン値を１回更新する。ここで、ベースライン値の更新は、更新後の数値が更新前の数値と同じになる場合も含む。
（５）通信部
　通信部４は、ＷＩ－ＦＩ（登録商標）、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）、ＮＦＣ、などの無線ＬＡＮを介して外部電子デバイスと通信する。通信部４は、一方向又は双方向で通信することができる。なお、本実施形態の入力装置１であるコントローラーは、同時又は個々のいずれかで、複数の外部電子デバイスを制御することもできる。
　通信する外部電子デバイスとしては、例えば、ｘＲで使用するヘッドマウントディスプレイやスマートグラスのほか、スマートテレビ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、自動車のオーディオシステム、家庭用、仕事用、若しくは環境用自動制御装置、又は任意の他のそのようなデバイス若しくはシステムとすることができるが、これらに限定されない。
（６）電池
　電池５としては、リチウム電池などの再充電式電池を用いることができる。再充電式電池の場合、ユーザーはＵＳＢを通じて、あるいは入力装置１を充電パッドの上に置くだけで、充電することができる。また、電池９として非充電式電池を用い、筐体１０の内部より取り出し交換するようにしてもよい。
（７）荷重検出方法
　上記構成からなるフィルム型力覚センサーを用いた入力装置１について、図４を用いて、制御部３による荷重検出方法を説明する。図４は、本発明に係るフィルム型力覚センサーを用いた入力装置の荷重検出過程の一例を示すフローチャートである。図４に示すフローチャート中のステップＳ１～Ｓ７について、以下に説明する。
　最初、図４のステップＳ１では、制御部３の測定データ取得部３１が、フィルム型力覚センサー２にて検出された静電容量変化量の時系列からなる測定データを取得する。取得された静電容量変化量（例えば、Ｚ軸方向への荷重Ｆｚが加えられたときの静電容量変化量Ｆｚ ｍｅａｓとして測定される）の測定データは記憶部３８に送信されて保存され（フローチャートにステップとして図示しない）、プロセスはステップＳ２に移行する。
　ステップＳ２では、制御部３の移動平均データ算出部３２が、記憶部３８から呼び出した測定データの微小変動を任意の項数で平滑化して移動平均データを算出する。算出された移動平均データは記憶部３８に送信されて保存され（フローチャートにステップとして図示しない）、プロセスはステップＳ３に移行する。
　ステップＳ３では、制御部３の荷重データ算出部３３が、記憶部３８から呼び出した移動平均データの各値にフィルム型力覚センサーの感度を示す任意の係数を掛け合わせて荷重データを算出する。算出された荷重データは記憶部３８に送信されて保存され（フローチャートにステップとして図示しない）プロセスはステップＳ４に移行する。
　ステップＳ４では、制御部３の標準偏差値算出部３５が、記憶部３８から呼び出した荷重データの各時刻について、当該時刻から任意の範囲の時間における標準偏差値を算出する。算出された標準偏差値は記憶部３８に送信されて保存され（フローチャートにステップとして図示しない）、プロセスはステップＳ５に移行する。
　ステップＳ５では、制御部３の判定部３６が、記憶部３８から呼び出した標準偏差値が任意の閾値よりも大きい場合（ステップＳ５の「ばらつきが範囲内か？」の条件に対しＮｏ）にフィルム型力覚センサーに対して荷重ありと判定し、標準偏差値が閾値以下の場合（ステップＳ５の「ばらつきが範囲内か？」の条件に対しＹｅｓ）にフィルム型力覚センサーに対して荷重なしと判定する。荷重ありと判定されれば、ベースライン値を未更新のままプロセスはステップＳ７に移行する。一方、荷重なしと判定されればプロセスはステップＳ６に移行する。
　ステップＳ６では、ベースライン更新部３７が、荷重データの荷重なし判定時の値にベースライン値を置き換えることにより、ベースライン値を更新する。更新されたベースライン値は記憶部３８に送信されて保存され（フローチャートにステップとして図示しない）プロセスはステップＳ７に移行する。
　図３は、本発明に係るフィルム型力覚センサーを用いた入力装置の荷重検出方法における、ベースライン値の更新をする場合のＺ軸の荷重算出値（ＫｚＦｚ ａｖｅ）の時系列とベースライン値（Ｆｚ ＢＬ）との関係を示すイメージ図である（Ｘ軸、Ｙ軸についても同様）。
　また、本実施形態においては、ステップＳ６は、荷重なしと判定されてから再び荷重ありと判定されるまでの間の無荷重状態の都度、ベースライン値を１回更新する。
　ステップＳ７では、荷重データ補正部３４が、記憶部３８から呼び出した荷重データの各値（例えば荷重値ＫｚＦｚ ａｖｅ）からベースライン値（例えば、ベースライン値Ｆｚ ＢＬ）を引き算して荷重データを補正する。このとき、ステップＳ５からステップＳ６を経ずにステップＳ７に至った場合は、記憶部３８から呼び出すベースライン値は更新していない値である。また、このとき、ステップＳ５からステップＳ６を経てステップＳ７に至った場合は、記憶部３８から呼び出すベースライン値は更新された値である。補正された荷重データは、記憶部３８に送信されて保存される（フローチャートにステップとして図示しない）。
　上述のように、本発明のフィルム型力覚センサー２を用いた入力装置１の荷重検出方法は、荷重データのばらつき度合い（標準偏差値）を算出して閾値と比較することにより、ユーザーの指１１がフィルム型力覚センサー２の表面に触れているか否か判定し、更新されたベースライン値を適切なタイミングで取得することができるようにしている（図３参照）。それによって正確な荷重検出を行なうことができる。
［第２実施形態］
　以下、本発明の第２実施形態を、図面に基づき説明する。
　図９は、本発明に係るフィルム型力覚センサーを用いた入力装置の別の構成図である。
図１０は、本発明に係るフィルム型力覚センサーを用いた入力装置の荷重検出過程の別の例を示すフローチャートである。
　第１実施形態では、制御部３のベースライン更新部３７は、荷重なしと判定されてから再び荷重ありと判定されるまでの間の無荷重状態の都度ベースライン値を１回更新していたが、本発明の入力装置及びその荷重検出方法はこれに限定されない。例えば、ベースライン更新部３７が、測定データの取得開始後から一定時間置きに、荷重データの荷重なし判定時の最新値に、ベースライン値を更新するようにしてもよい（図１０参照）。
　具体的には、制御回路３がベースライン更新部３７の一部として又はベースライン更新部３７とは別に（図９参照）、測定データの取得開始後の経過時間を計時するタイマー部３９を備え、このタイマー部３９によって計時した測定データの取得後経過時間が所定の時間に達した場合に、ベースライン更新部３７がベースライン値を更新するようにする。
　このように構成することで、都度更新するときに比べデータの受信・処理効率を上げる事ができるというメリットがある。
　この場合、入力装置の荷重検出過程を示すフローチャートは、第１実施形態（図４参照）とは異なり、図１０に示すように、ステップＳ５とステップＳ６の間にステップＳ８が存在する。
　ステップＳ８では、制御部３のタイマー部３９で計測されていた測定データの取得開始後の経過時間が一定時間置きの更新時間を経過していない場合（ステップＳ８の「更新時間を経過したか？」の条件に対しＮｏ）にはベースライン値を未更新のままプロセスはステップＳ７に移行する。測定データの取得開始後の経過時間が一定時間置きの更新時間を経過している場合（ステップＳ８の「更新時間を経過したか？」の条件に対しＹｅｓ）にはプロセスはステップＳ６に移行する。
　その他の構成については、第１実施形態と同様であるから説明を省略する。
［第３実施形態］
　以下、本発明の第３実施形態を、図面に基づき説明する。
　図１１は、静電容量方式のフィルム型３軸力覚センサーの構成例を示す模式図である。
　第１実施形態では、フィルム型力覚センサー２は、ユーザーの指１１によってＸ軸方向及びＺ軸方向からなる斜め下方向に加えられた荷重に応じてそれぞれ変化する静電容量値を検出する、いわゆる２軸力覚センサーであったが、本発明の入力装置はこれに限定されない。例えば、フィルム型力覚センサー２は、ＸＹＺの３軸に加えられた荷重に応じてそれぞれ変化する静電容量値を検出するフィルム型３軸力覚センサーであってもよい。
　フィルム型３軸力覚センサーとしては、例えば、下部電極部材２７の下部電極２６が島状パターンからなり、上部電極部材２４の上部電極２３が上部支持体２２の両面に別々に形成された表側上部電極２３１と裏側上部電極２３２の二層からなり（図１１（ａ）参照）、かつ表側上部電極２３１と裏側上部電極２３２とが平面視において交差する複数本の線状パターンからなり（図１１（ｂ）参照）、下部電極２６が島状パターンの一部が表側上部電極２３１のパターンの一部及び裏側上部電極２３２のパターンの一部と」平面視においてそれぞれ重なるパターンとすることができる。この場合、図１１（ａ）に示すように、上部電極部材２４の表側上部電極２３１を保護するために、上部電極部材２４の弾性層２１とは反対側の面に保護層２８を設けるのが好ましい。
　表側上部電極２３１と裏側上部電極２３２との交差する角度は、図１１（ｂ）に示す例では、表側上部電極２３１の線状パターンがＸ軸方向に伸びてＹ軸方向に並び、裏側上部電極２３２の線状パターンがＹ軸方向に伸びたＸ軸方向に並ぶように９０°（すなわち直交）となっているが、これに限定されない。交差する角度が直交する場合、下部電極２６のパターンは長方形状の碁盤目になり、交差する角度が直交しない場合、下部電極２６のパターンは平行四辺形状の碁盤目になる。
　このような構成のフィルム型力覚センサー２は、荷重（Ｘ軸方向，Ｙ軸方向及びＺ軸方向の分力はそれぞれＦｘ，Ｆｙ，Ｆｚ）を加えたときに電極間の距離が変動することによって発生する静電容量値の変化を利用して、加えられた荷重Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚの値を算出する。
　つまり、上部電極２３がフィルム型力覚センサー２の表面に対して指１１によって斜め下方向に荷重が加わると、弾性層２１が変形し、その荷重の強度に応じて上部電極部材２４の表側上部電極２３１及び裏側上部電極２３２が水平方向（ＸＹ軸方向）及び垂直方向（Ｚ軸方向）に移動し、島状パターンの下部電極２６と表側上部電極２３１との間、島状パターンの下部電極２６と裏側上部電極２３２との間の距離及び重なり面積が変化し、その結果として電極間の静電容量値がそれぞれ変化する。したがって、それぞれの静電容量値の変化を測定すれば、垂直方向の荷重（Ｚ軸方向の分力Ｆｚ）だけでなく、水平方向の荷重（表側上部電極２３１の線状パターンが並ぶＹ軸方向の分力Ｆｙ、裏側上部電極２３２の線状パターンが並ぶＸ軸方向の分力Ｆｘ）の強度も測定できる。
　表側上部電極２３１及び裏側上部電極２３２の材料は、第１実施形態の上部電極２３及び下部電極２６を構成する材料と同様のものを用いることができる。
　また、保護層２８の材料は、第１実施形態の上部支持体２２及び下部支持体２５を構成する材料と同様のものを用いることができる。また、保護層２８として意匠シートやレザー、ゴム、布などを貼り合わせることで、デザイン性を付与することもできる。
　その他の構成については、第１実施形態と同様であるから説明を省略する。
　なお、本発明で使用するフィルム型力覚センサー２は、第１実施形態及び本実施形態で記載したものに限定されず、公知の静電容量方式のフィルム型力覚センサー２を採用することができる。例えば、前述の特許文献１及び特許文献２中に記載の各実施形態や変形例を適用できる。
［変化例］
　以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
（ａ）上記各実施形態では、入力装置１が、最終的に算出及び補正された荷重（例えばＦｘ，Ｆｙ，Ｆｚ）の値をそのまま外部電子デバイスに送信している例について説明しているが、本発明の入力装置１はこれに限定されない。例えば、制御部３が、荷重の値からイベントを検出するイベント検出部を備え、検出されたイベント情報を外部電子デバイスに送信してもよい。
（ｂ）上記各実施形態では、入力装置１が外部電子デバイスを通信で操作するコントローラーである例について説明しているが、本発明の入力装置１はこのようなコントローラーに限定されない。例えば、入力装置１が、前述のｘＲで使用するヘッドマウントディスプレイやスマートグラスのほか、スマートテレビ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、自動車のオーディオシステム、家庭用、仕事用、若しくは環境用自動制御装置、又は任意の他のそのようなデバイスと一体であってもよい。この場合、通信部４は不要である。また、電池５を省略してもよい。さらにＬＣＤ等の表示装置やマイク、スピーカー等を備えていてもよい。
　また、入力装置１は、外部電子デバイスをＵＳＢケーブル等の有線で操作するコントローラーであってもよい。
１　入力装置（コントローラー）
２　フィルム型力覚センサー
２１　弾性層
２２　上部支持体
２３，２３ａ　上部電極
２３１　表側上部電極
２３２　裏側上部電極
２４　上部電極部材
２５　下部支持体
２６，２６ａ，２６ｂ，下部電極
２７　下部電極部材
２８　保護層
３　制御部
３１　測定データ取得部
３２　移動平均データ算出部
３３　荷重データ算出部
３４　荷重データ補正部
３５　標準偏差値算出部
３６　判定部
３７　ベースライン更新部
３８　記憶部
３９　タイマー部
４　通信部
５　電池
１０　筐体
１１　指

Claims (8)

  1. 　筐体の表面に配置され、指で加えられた荷重に応じてそれぞれ変化する静電容量値を検出するフィルム型力覚センサーと、
    　前記フィルム型力覚センサーと電気的に接続され、前記筐体の内部に収納された制御回路とを備え、
    　前記制御回路が、
    　前記フィルム型力覚センサーにて検出された静電容量変化量の時系列からなる測定データを取得する測定データ取得部と、
    　前記測定データの微小変動を任意の項数で平滑化して移動平均データを算出する移動平均データ算出部と、
    　前記移動平均データの各値に前記フィルム型力覚センサーの感度を示す任意の係数を掛け合わせて荷重データを算出する荷重データ算出部と、
    　前記荷重データの各値からベースライン値を引き算して前記荷重データを補正する荷重データ補正部と、
    　前記荷重データの各時刻について、当該時刻から任意の範囲の時間における標準偏差値を算出する標準偏差値算出部と、
    　前記標準偏差値が任意の閾値よりも大きい場合に前記フィルム型力覚センサーに対して荷重ありと判定し、前記標準偏差値が前記閾値以下の場合に前記フィルム型力覚センサーに対して荷重なしと判定する判定部と、
    　前記荷重なしと判定された場合、前記荷重データの前記荷重なし判定時の値に前記ベースライン値を置き換えることにより、前記ベースライン値を更新するベースライン更新部と、
    　取得、算出、更新、補正した前記各値を記憶する記憶部と
    を備える、フィルム型力覚センサーを用いた入力装置。
  2. 　前記ベースライン更新部が、前記荷重なしと判定されてから再び前記荷重ありと判定されるまでの間の無荷重状態の都度、前記ベースライン値を更新する、請求項１記載のフィルム型力覚センサーを用いた入力装置。
  3. 　前記ベースライン更新部が、前記測定データの取得開始後から一定時間置きに、前記荷重データの前記荷重なし判定時の最新値に、前記ベースライン値を更新する、請求項１記載のフィルム型力覚センサーを用いた入力装置。
  4. 　前記フィルム型力覚センサーが、ＸＹＺの３軸に加えられた荷重に応じてそれぞれ変化する静電容量値を検出するフィルム型３軸力覚センサーである、請求項１記載のフィルム型力覚センサーを用いた入力装置。
  5. 　筐体の表面に配置され、指で加えられた荷重に応じてそれぞれ変化する静電容量値を検出するフィルム型力覚センサーと、前記フィルム型力覚センサーと電気的に接続され、前記筐体の内部に収納された制御回路とを備えた入力装置の荷重検出方法であって、
    　前記フィルム型力覚センサーにて検出された静電容量変化量の時系列からなる測定データを取得する測定データ取得ステップと、
    　前記測定データの微小変動を任意の項数で平滑化して移動平均データを算出する移動平均データ算出ステップと、
    　前記移動平均データの各値に前記フィルム型力覚センサーの感度を示す任意の係数を掛け合わせて荷重データを算出する荷重データ算出ステップと、
    　前記荷重データの各値からベースライン値を引き算して前記荷重データを補正する荷重データ補正ステップと、
    　前記荷重データの各時刻について、当該時刻から任意の範囲の時間における標準偏差値を算出する標準偏差値算出ステップと、
    　前記標準偏差値が任意の閾値よりも大きい場合に前記フィルム型力覚センサーに対して荷重ありと判定し、前記標準偏差値が前記閾値以下の場合に前記フィルム型力覚センサーに対して荷重なしと判定する判定ステップと、
    　前記荷重なしと判定された場合、前記荷重データの前記荷重なし判定時の値に前記ベースライン値を置き換えることにより、前記ベースライン値を更新するベースライン更新ステップと、
    　前記各値を取得、算出、更新、補正したときに前記各値を記憶する記憶ステップと
    を含む、フィルム型力覚センサーを用いた入力装置の荷重検出方法。
  6. 　前記ベースライン更新ステップが、前記荷重なしと判定されてから再び前記荷重ありと判定されるまでの間の無荷重状態の都度、前記ベースライン値を更新する、請求項５記載のフィルム型力覚センサーを用いた入力装置の荷重検出方法。
  7. 　前記ベースライン更新ステップが、前記測定データの取得開始後から一定時間置きに、前記荷重データの前記荷重なし判定時の最新値に、前記ベースライン値を更新する、請求項５記載のフィルム型力覚センサーを用いた入力装置の荷重検出方法。
  8. 　前記フィルム型力覚センサーが、ＸＹＺの３軸に加えられた荷重に応じてそれぞれ変化する静電容量値を検出するフィルム型３軸力覚センサーである、請求項５記載のフィルム型力覚センサーを用いた入力装置の荷重検出方法。
PCT/JP2023/030648 2022-10-17 2023-08-25 フィルム型力覚センサーを用いた入力装置及びその荷重検出方法 WO2024084806A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-166360 2022-10-17
JP2022166360A JP7413480B1 (ja) 2022-10-17 2022-10-17 フィルム型力覚センサーを用いた入力装置及びその荷重検出方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024084806A1 true WO2024084806A1 (ja) 2024-04-25

Family

ID=89534226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/030648 WO2024084806A1 (ja) 2022-10-17 2023-08-25 フィルム型力覚センサーを用いた入力装置及びその荷重検出方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7413480B1 (ja)
WO (1) WO2024084806A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011054154A (ja) * 2009-08-06 2011-03-17 Canon Inc 情報処理装置及び情報処理装置の制御方法
US20140125623A1 (en) * 2012-11-08 2014-05-08 Broadcom Corporation Baseline recalculation after frequency reconfiguration of a mutual capacitive touch controller
US20140278173A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Synaptics Incorporated Baseline management for sensing device
JP2019220410A (ja) * 2018-06-22 2019-12-26 株式会社東海理化電機製作所 操作判定装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011054154A (ja) * 2009-08-06 2011-03-17 Canon Inc 情報処理装置及び情報処理装置の制御方法
US20140125623A1 (en) * 2012-11-08 2014-05-08 Broadcom Corporation Baseline recalculation after frequency reconfiguration of a mutual capacitive touch controller
US20140278173A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Synaptics Incorporated Baseline management for sensing device
JP2019220410A (ja) * 2018-06-22 2019-12-26 株式会社東海理化電機製作所 操作判定装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP7413480B1 (ja) 2024-01-15
JP2024058936A (ja) 2024-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9383848B2 (en) Interleaved piezoelectric tactile interface
JP5748274B2 (ja) 位置検出センサ、位置検出装置および位置検出方法
KR102032336B1 (ko) 압력 변화를 통한 촉각 피드백을 제공하는 터치 패널 및 그것의 동작 방법
US9035752B2 (en) Force sensing input device under an unbroken exterior portion of a device
JP5611282B2 (ja) 力イメージング入力のデバイスとシステム
CN102012771B (zh) 传感器装置以及信息处理装置
JP5821322B2 (ja) 検出装置、電子機器及びロボット
US20200348757A1 (en) Force sensors for haptic surfaces
US20130257744A1 (en) Piezoelectric tactile interface
US10928911B2 (en) Movement capability for buttonless touchpads and forcepads
JP2012163333A (ja) 検出装置、電子機器及びロボット
US20180074585A1 (en) Compensated Haptic Rendering for Flexible Electronic Devices
WO2011142935A1 (en) Methods and apparatus for a transparent and flexible force-sensitive touch panel
JP7127040B2 (ja) 感圧スタイラス
KR20180093972A (ko) 가요성 센서
JP5840980B2 (ja) 操作位置検出装置、及び車載装置
WO2020234197A1 (en) Force sensor
WO2011078164A1 (ja) 外部入力測定用センサおよび感圧センサ
US11885695B2 (en) Sensor, stack-type sensor, and electronic device
JP2013152129A (ja) 力検出器、圧力検出装置、電子機器及びロボット
JP2013096884A (ja) 検出装置、電子機器、及びロボット
US20200116577A1 (en) Tactile sensor
WO2024084806A1 (ja) フィルム型力覚センサーを用いた入力装置及びその荷重検出方法
JP2023043060A (ja) 静電容量型圧力センサ
JP2012073051A (ja) 検出装置、電子機器、及びロボット

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23879459

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1