JPH01102332A - 接触センサ - Google Patents
接触センサInfo
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- JPH01102332A JPH01102332A JP25960987A JP25960987A JPH01102332A JP H01102332 A JPH01102332 A JP H01102332A JP 25960987 A JP25960987 A JP 25960987A JP 25960987 A JP25960987 A JP 25960987A JP H01102332 A JPH01102332 A JP H01102332A
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 15
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
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- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、接触センサに関するものである。
第３図および第４図は従来の接触センサの要部を示す。
図において、１０１はカーボン混入形感圧導電性ゴム（
以下、感圧導電性ゴムという）で、厚さが０．５ｍｍの
シート状をしており、格子点（ｉ、ｊ）における垂直方
向コンダクタンスｇｒｊは、格子点（ｉ、ｊ）に作用す
る力をＰＩＪとすると、ｇ ｒｊ＝ ｆ （Ｐ ＋ａ）
の関係を有する。
以下、感圧導電性ゴムという）で、厚さが０．５ｍｍの
シート状をしており、格子点（ｉ、ｊ）における垂直方
向コンダクタンスｇｒｊは、格子点（ｉ、ｊ）に作用す
る力をＰＩＪとすると、ｇ ｒｊ＝ ｆ （Ｐ ＋ａ）
の関係を有する。
１０２はＦ Ｐ Ｃ（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅ
ｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）で、ストライブ状の上側電極Ｕ。
ｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）で、ストライブ状の上側電極Ｕ。
ＮＵ、、（電極幅１ｍｍ、電極ピッチ２ｍｍ）を有し、
前記感圧導電性ゴム１０１の上側に設けたものである。
前記感圧導電性ゴム１０１の上側に設けたものである。
１０３はＦＰＣで、ストライブ状の下側型Ｍｉ Ｌ＋〜
Ｌ、（電極幅ｊａｍ、電極ピッチ２ｍｍ）を有し、前記
感圧導電性ゴム１０１の下側に設けたものである。Ｒ１
へＲｎはコンダクタンスがｇｏの抵抗で、それぞれＯ番
目の上側電極Ｕ０と下側電極し１〜Ｌ、との間に設けて
あり、そのコンダクタンスｇ０とあるしきい値加重Ｐ。
Ｌ、（電極幅ｊａｍ、電極ピッチ２ｍｍ）を有し、前記
感圧導電性ゴム１０１の下側に設けたものである。Ｒ１
へＲｎはコンダクタンスがｇｏの抵抗で、それぞれＯ番
目の上側電極Ｕ０と下側電極し１〜Ｌ、との間に設けて
あり、そのコンダクタンスｇ０とあるしきい値加重Ｐ。
の間にｇｏ＝ｒ（ｐｏ）の関係を有するものである。１
０４はアナログスイッチで、前記上側電極に印加する電
圧を＋５ｖとＯｖとに切り換えるものである。
０４はアナログスイッチで、前記上側電極に印加する電
圧を＋５ｖとＯｖとに切り換えるものである。
ＳＨ，〜ＳＨｏはサンプルホールド回路で、０番目の上
側電極に＋５ｖを印加したときの、下側電極の電圧をサ
ンプルホールドするものである。
側電極に＋５ｖを印加したときの、下側電極の電圧をサ
ンプルホールドするものである。
Ｃ１〜Ｃｎはコンパレータで、サンプルホールドされた
電圧と、０番目以外の上側電極に＋５■が印加されたと
きの下側電極の電圧とを比較するものである。１０５は
レジスタで、コンパレータＣ！〜Ｃｏでの比較結果を一
時的に記憶するものである。１０６はマイクロプロセッ
サで、前記アナログスイッチを０Ｎ１０ＦＦ制御すると
ともに、前記レジスタ１０５からデータを取り込んでビ
ットパターンを得るものである。
電圧と、０番目以外の上側電極に＋５■が印加されたと
きの下側電極の電圧とを比較するものである。１０５は
レジスタで、コンパレータＣ！〜Ｃｏでの比較結果を一
時的に記憶するものである。１０６はマイクロプロセッ
サで、前記アナログスイッチを０Ｎ１０ＦＦ制御すると
ともに、前記レジスタ１０５からデータを取り込んでビ
ットパターンを得るものである。
次に、第４図に基づき動作を説明する。
アナログスイッチ１０４により、上側電極ＵｏＮＵｍの
うち、例えば、上側電極Ｕ、に電圧Ｖを、ソノ他の上側
電極Ｕｏ 〜Ｕ ｔ−＋ ｓ Ｕ ＩＩＩ 〜Ｕ、ａに
電圧０を印加する。例えば、上側電極Ｕｏ、Ｕｔに電圧
Ｖを印加すると、ｊ番目の下側電極Ｌｊの出力電圧ｖｊ
０、ｖｊ”は、次式（１）、（２）で表される。
うち、例えば、上側電極Ｕ、に電圧Ｖを、ソノ他の上側
電極Ｕｏ 〜Ｕ ｔ−＋ ｓ Ｕ ＩＩＩ 〜Ｕ、ａに
電圧０を印加する。例えば、上側電極Ｕｏ、Ｕｔに電圧
Ｖを印加すると、ｊ番目の下側電極Ｌｊの出力電圧ｖｊ
０、ｖｊ”は、次式（１）、（２）で表される。
Ｖｊ０＝ｇｏ Ｖ／ （ｇｏ＋ΣｇｋＪ）ｖｊＩ−ｇｌ
Ｊｖ／（ｇ０＋Σｇｋｊ）コンダクタンスｇｒｊは下側
電極に並列に接続されるコンダクタンスの和が求まらな
い限り知ることができないが、電圧■ＪＯはコンダクタ
ンスｇ０に、電圧ｖ、ｉはコンダクタンスｇ ｉｊに比
例するから、コンダクタンスｇＩｊとコンダクタンスｇ
０の大小は、出力電圧ｖｊ′と、サンプルホールド回路
ＳＨＪによりサンプルホールドされた出力電圧ｖｊ０と
をコンパレータＣｊにより比較することにより知ること
ができる。また、コンダクタンスｇ、Ｊは加重ＰｉＪの
増加関数であるから、ｖ、’＞ｖＪＯテあれば、Ｐｌｊ
＞Ｐｏである。
Ｊｖ／（ｇ０＋Σｇｋｊ）コンダクタンスｇｒｊは下側
電極に並列に接続されるコンダクタンスの和が求まらな
い限り知ることができないが、電圧■ＪＯはコンダクタ
ンスｇ０に、電圧ｖ、ｉはコンダクタンスｇ ｉｊに比
例するから、コンダクタンスｇＩｊとコンダクタンスｇ
０の大小は、出力電圧ｖｊ′と、サンプルホールド回路
ＳＨＪによりサンプルホールドされた出力電圧ｖｊ０と
をコンパレータＣｊにより比較することにより知ること
ができる。また、コンダクタンスｇ、Ｊは加重ＰｉＪの
増加関数であるから、ｖ、’＞ｖＪＯテあれば、Ｐｌｊ
＞Ｐｏである。
データとしては、
Ｑｉ ＝ （ｑ、、、９１２、・・・・−１ｑ Ｉｎ）
ただし、 の形のビットパターンとして得られる。
ただし、 の形のビットパターンとして得られる。
従来の接触センサは、感圧導電性ゴム面内の特性が均一
であっても、得られるアナログ電圧が絶対値でないから
、押圧点に加えられた押圧力を検出することができない
という問題点があった。
であっても、得られるアナログ電圧が絶対値でないから
、押圧点に加えられた押圧力を検出することができない
という問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、押圧点に加えられた押圧力を検出できる接
触センサを得ることを目的とする。
れたもので、押圧点に加えられた押圧力を検出できる接
触センサを得ることを目的とする。
この発明に係る接触センサは、押圧点のその直下の標本
点に対する変位を検出する変位検出手段と、標本点と走
査点の間を、変位が検出された場合は導通させ、変位が
検出されない場合は遮断し、前記押圧点からアナログ電
圧を出力する走査手段とを設けたものである。
点に対する変位を検出する変位検出手段と、標本点と走
査点の間を、変位が検出された場合は導通させ、変位が
検出されない場合は遮断し、前記押圧点からアナログ電
圧を出力する走査手段とを設けたものである。
この発明における接触センサは、走査点と標本点の間を
、押圧点のその直下の標本点に対する変位が検出された
場合、導通させ、変位が検出されない場合、遮断し、前
記押圧点からアナログ電圧を出力する。
、押圧点のその直下の標本点に対する変位が検出された
場合、導通させ、変位が検出されない場合、遮断し、前
記押圧点からアナログ電圧を出力する。
第１図および第２図はこの発明の一実施例を示す。図に
おいて、１は基板で、その表面に標本点を格子状に設け
である。２は電極で、基板１の裏側にＸ電極Ｘｉ〜ｘ２
をストライプ状にプリントしたものである。３はダイオ
ード群で、ダイオードＤ１１〜Ｄ１３、Ｄ２１〜Ｄ２３
により構成され、ダイオードＤｌｌ〜Ｄ１３は前記基板
１の標本点（１，１）、（１，２）、（１，３）に、ダ
イオードＤ２１〜Ｄ２３は標本点（２，１）、（２，２
）、（２，３）に、基板１の主面に対して垂直に貫通さ
せ、各ダイオードのアノードは基板１の表面かられずか
に突出させ、カソードは前記電極２にはんだ付けしであ
る。４は感圧導電性ゴム（変位検出手段）で、前記基板
１の表面を覆うように設けてあり、押圧点のダイオード
Ｄ１１〜Ｄ１３、Ｄ２１〜Ｄ２３のアノード先端、すな
わち標本点に対する変位を検出するものである。押圧点
と標本点との間の抵抗値は、押圧力に比例して小さくな
る。５は電極で、前記感圧導電性ゴム４の表面に、前記
電極２と交差させてＹ電極Ｙ１〜Ｙ３をストライプ状に
設けたものである。６は電極２．５を防護する絶縁性の
カバーである。７は走査手段で、前記ダイオード群３と
スキャン回路８により構成され、インバータＩを介して
、前記ダイオードＤＩｌ〜Ｄ１３、ダイオードＤ２１〜
Ｄ２３のカソード（走査点）にローレベル（Ｌ）の電圧
を、順次、印加し、走査点とその標本点の間を、変位が
検出された場合は導通させ、押圧力が検出されない場合
は遮断するものである。９は分圧回路で、抵抗ｒ、Ｒで
構成され、トランジスタ１０を介して得られる電源電圧
を分圧してハイレベル（）Ｉ）の電圧を得るものである
。１１はＡ／Ｄ変換器で、Ｈの電圧を濃度値最高にとり
、Ｌの電圧を濃度値最低にとり、走査ごとに前記Ｙ電極
Ｙ１〜Ｙ３に現れるアナログ電圧を多値化するものであ
る。１２は画像出力装置で、前記Ａ／Ｄ変換器１１から
得られる多値データに基づき多値画像を表示するもので
ある。
おいて、１は基板で、その表面に標本点を格子状に設け
である。２は電極で、基板１の裏側にＸ電極Ｘｉ〜ｘ２
をストライプ状にプリントしたものである。３はダイオ
ード群で、ダイオードＤ１１〜Ｄ１３、Ｄ２１〜Ｄ２３
により構成され、ダイオードＤｌｌ〜Ｄ１３は前記基板
１の標本点（１，１）、（１，２）、（１，３）に、ダ
イオードＤ２１〜Ｄ２３は標本点（２，１）、（２，２
）、（２，３）に、基板１の主面に対して垂直に貫通さ
せ、各ダイオードのアノードは基板１の表面かられずか
に突出させ、カソードは前記電極２にはんだ付けしであ
る。４は感圧導電性ゴム（変位検出手段）で、前記基板
１の表面を覆うように設けてあり、押圧点のダイオード
Ｄ１１〜Ｄ１３、Ｄ２１〜Ｄ２３のアノード先端、すな
わち標本点に対する変位を検出するものである。押圧点
と標本点との間の抵抗値は、押圧力に比例して小さくな
る。５は電極で、前記感圧導電性ゴム４の表面に、前記
電極２と交差させてＹ電極Ｙ１〜Ｙ３をストライプ状に
設けたものである。６は電極２．５を防護する絶縁性の
カバーである。７は走査手段で、前記ダイオード群３と
スキャン回路８により構成され、インバータＩを介して
、前記ダイオードＤＩｌ〜Ｄ１３、ダイオードＤ２１〜
Ｄ２３のカソード（走査点）にローレベル（Ｌ）の電圧
を、順次、印加し、走査点とその標本点の間を、変位が
検出された場合は導通させ、押圧力が検出されない場合
は遮断するものである。９は分圧回路で、抵抗ｒ、Ｒで
構成され、トランジスタ１０を介して得られる電源電圧
を分圧してハイレベル（）Ｉ）の電圧を得るものである
。１１はＡ／Ｄ変換器で、Ｈの電圧を濃度値最高にとり
、Ｌの電圧を濃度値最低にとり、走査ごとに前記Ｙ電極
Ｙ１〜Ｙ３に現れるアナログ電圧を多値化するものであ
る。１２は画像出力装置で、前記Ａ／Ｄ変換器１１から
得られる多値データに基づき多値画像を表示するもので
ある。
次に、動作を説明する。
感圧導電性ゴム４に押圧力が加わると、押圧力が加わっ
た押圧点とその直下の標本点、例えば、標本点（１，１
）、（１，３）、（２，１）、（２，２）、（２，３）
との間の抵抗値が変化する。
た押圧点とその直下の標本点、例えば、標本点（１，１
）、（１，３）、（２，１）、（２，２）、（２，３）
との間の抵抗値が変化する。
この状態で、トランジスタ１０を導通させ、Ｙ電８ｉＹ
ｌ〜Ｙ３にＨの電圧を印加する。
ｌ〜Ｙ３にＨの電圧を印加する。
まず、スキャン回路８により、インバータＩを介してＸ
電極ｘ１にＬの電圧が印加されると、ダイオードＤｌｌ
、Ｄ１３が導通し、Ｙ電極Ｙ１には、ダイオードＤｌｌ
の順方向電圧と、感圧導電性ゴム４の押圧点とその直下
の標本点（１，１）との間の電圧降下分ＶＤＩＩとを合
計したアナログ電圧Ｖｌｌが、Ｙ電極Ｙ２には、ダイオ
ードＤ１３の順方向電圧と、感圧導電性ゴム４の押圧点
とその直下の標本点（１，３）との間の電圧降下分ＶＤ
１３とを合計したアナログ電圧Ｖ１３が現れる。そして
、Ｙ’Ｆ！ＦｉＹ１に現れた電圧Ｖｌｌ、Ｙ電極Ｙ２に
現われたＨの電圧、Ｙ電極Ｙ１３に現れた７ナログ電圧
Ｖ１３は、それぞれ、Ａ／Ｄ変換器１１によりディジタ
ル値に変換され、得られた多値データに基づき１ライン
目の多値画像が画像出力装置１２に表示される。
電極ｘ１にＬの電圧が印加されると、ダイオードＤｌｌ
、Ｄ１３が導通し、Ｙ電極Ｙ１には、ダイオードＤｌｌ
の順方向電圧と、感圧導電性ゴム４の押圧点とその直下
の標本点（１，１）との間の電圧降下分ＶＤＩＩとを合
計したアナログ電圧Ｖｌｌが、Ｙ電極Ｙ２には、ダイオ
ードＤ１３の順方向電圧と、感圧導電性ゴム４の押圧点
とその直下の標本点（１，３）との間の電圧降下分ＶＤ
１３とを合計したアナログ電圧Ｖ１３が現れる。そして
、Ｙ’Ｆ！ＦｉＹ１に現れた電圧Ｖｌｌ、Ｙ電極Ｙ２に
現われたＨの電圧、Ｙ電極Ｙ１３に現れた７ナログ電圧
Ｖ１３は、それぞれ、Ａ／Ｄ変換器１１によりディジタ
ル値に変換され、得られた多値データに基づき１ライン
目の多値画像が画像出力装置１２に表示される。
ついで、スキャン回路８によりインバータＩを介してＸ
電極ｘ２にＬの電圧が印加されると、ダイオードＤ２１
、Ｄ２２、Ｄ２３が導通する。その結果、Ｙ電極Ｙ１に
は、ダイオード０２１の順方向電圧と、感圧導電性ゴム
４の押圧点とその直下の標本点（２，１）との間の電圧
降下分ＶＤ２１とを合計したアナログ電圧Ｖ２１が現わ
れる。また、Ｙ電極Ｙ２には、ダイオードＤ２２の順方
向電圧と、感圧導電性ゴム４の押圧点とその直下の標本
点（２，２）との間の電圧降下分ＶＤ２２とを合計した
アナログ電圧Ｖ２２が現われる。さらに、Ｙ電極Ｙ３に
は、ダイオードＤ２３の順方向電圧と、感圧導電性ゴム
４の押圧点とその直下の標本点（２，３）との間の電圧
降下分ＶＤ２３とを合計したアナログ電圧Ｖ２３が現わ
れる。
電極ｘ２にＬの電圧が印加されると、ダイオードＤ２１
、Ｄ２２、Ｄ２３が導通する。その結果、Ｙ電極Ｙ１に
は、ダイオード０２１の順方向電圧と、感圧導電性ゴム
４の押圧点とその直下の標本点（２，１）との間の電圧
降下分ＶＤ２１とを合計したアナログ電圧Ｖ２１が現わ
れる。また、Ｙ電極Ｙ２には、ダイオードＤ２２の順方
向電圧と、感圧導電性ゴム４の押圧点とその直下の標本
点（２，２）との間の電圧降下分ＶＤ２２とを合計した
アナログ電圧Ｖ２２が現われる。さらに、Ｙ電極Ｙ３に
は、ダイオードＤ２３の順方向電圧と、感圧導電性ゴム
４の押圧点とその直下の標本点（２，３）との間の電圧
降下分ＶＤ２３とを合計したアナログ電圧Ｖ２３が現わ
れる。
そして、Ｙ電極Ｙ１に現れたアナログ電圧Ｖ２１、Ｙ電
極Ｙ２に現われたアナログ電圧Ｖ２２、Ｙ電極Ｙ１３に
現れたアナログ電圧Ｖ２３は、それぞれ、Ａ／Ｄ変換器
１１によりディジタル値に変換され、得られた多値デー
タに基づき２ライン目の多値画像が画像出力装置１２に
表示される。 なお、この実施例では、説明を簡単にす
るため、６個の標本点を有する場合を例に説明したが、
標本点の数は制限がない。
極Ｙ２に現われたアナログ電圧Ｖ２２、Ｙ電極Ｙ１３に
現れたアナログ電圧Ｖ２３は、それぞれ、Ａ／Ｄ変換器
１１によりディジタル値に変換され、得られた多値デー
タに基づき２ライン目の多値画像が画像出力装置１２に
表示される。 なお、この実施例では、説明を簡単にす
るため、６個の標本点を有する場合を例に説明したが、
標本点の数は制限がない。
また、標本点の密度を高くするほど、画像出力装置１１
により得られる画像の鯖細度が増加する。
により得られる画像の鯖細度が増加する。
以上説明したように、この発明によれば、走査点と標本
点の間を、押圧点のその直下の標本点に対する変位が検
出された場合、導通させ、変位が検出されない場合、遮
断し、前記押圧点からアナログ電圧を出力する構成にし
たので、押圧力を検出できる接触センサを得ることがで
きるという効果がある。
点の間を、押圧点のその直下の標本点に対する変位が検
出された場合、導通させ、変位が検出されない場合、遮
断し、前記押圧点からアナログ電圧を出力する構成にし
たので、押圧力を検出できる接触センサを得ることがで
きるという効果がある。
第１図および第２図はこの発明の一実施例を示す図で、
第１図は要部回路図、第２図は断面図である。第３図は
従来の接触センサを示すブロック図、第４図は動作説明
図である。 図において、３はダイオード群、４は感圧導電性ゴム、
Ｙ１〜Ｙ３はＹ電極、８はスキャン回路である。
第１図は要部回路図、第２図は断面図である。第３図は
従来の接触センサを示すブロック図、第４図は動作説明
図である。 図において、３はダイオード群、４は感圧導電性ゴム、
Ｙ１〜Ｙ３はＹ電極、８はスキャン回路である。
Claims (1)
- 押圧点のその直下の標本点に対する変位を検出する変位
検出手段と、標本点と走査点の間を、変位が検出された
場合は導通させ、変位が検出されない場合は遮断し、前
記押圧点からアナログ電圧を出力する走査手段とを備え
たことを特徴とする接触センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25960987A JPH01102332A (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 接触センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25960987A JPH01102332A (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 接触センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01102332A true JPH01102332A (ja) | 1989-04-20 |
Family
ID=17336464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25960987A Pending JPH01102332A (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | 接触センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01102332A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57100331A (en) * | 1980-12-15 | 1982-06-22 | Agency Of Ind Science & Technol | Measuring device for load distribution |
| JPS5879126A (ja) * | 1981-11-05 | 1983-05-12 | Nissan Motor Co Ltd | 圧覚センサ |
-
1987
- 1987-10-16 JP JP25960987A patent/JPH01102332A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57100331A (en) * | 1980-12-15 | 1982-06-22 | Agency Of Ind Science & Technol | Measuring device for load distribution |
| JPS5879126A (ja) * | 1981-11-05 | 1983-05-12 | Nissan Motor Co Ltd | 圧覚センサ |
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