JP6448084B2

JP6448084B2 - Position detection system

Info

Publication number: JP6448084B2
Application number: JP2014250253A
Authority: JP
Inventors: 高橋　隆行; 隆行高橋; 諒一北島; 雄士海野; 彰裕金澤; 拓弥桑田
Original assignee: Fukushima University NUC; Munekata Industrial Machinery Co Ltd
Current assignee: Fukushima University NUC; Munekata Industrial Machinery Co Ltd
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2019-01-09
Anticipated expiration: 2034-12-10
Also published as: JP2016109652A

Description

本発明は、位置検出システムに関し、より詳細には、圧力が加わった加圧位置を検出するために用いられるセンサを用いて加圧位置を検出する位置検出システムに関する。 The present invention relates to a position置検out systems, and more particularly, relates to a position detecting system for detecting the pressure position using the sensor used for detecting the applied pressure pressing position.

従来、物体などの接触を感知するためのセンサが種々知られている。従来のセンサに用いられている方式としては、ばねなどの機械的構造の変位もしくは変形を用いた方式、または、静電容量の変化を用いた方式などがある。 Conventionally, various sensors for detecting contact with an object or the like are known. As a method used for a conventional sensor, there are a method using displacement or deformation of a mechanical structure such as a spring, or a method using a change in capacitance.

静電容量の変化を用いた方式を用いた従来のセンサとしては、投影型静電容量方式のタッチパネルがある（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載されたタッチパネルは、平面上の一の方向に平行に配置された一群の導電体からなる一の電極と、上記一の方向に平行に配置された一群の他の導電体からなる他の電極とを備える。そして、特許文献１に記載されたタッチパネルは、容量変化を用いて接触位置を検出する。 As a conventional sensor using a method using a change in capacitance, there is a projected capacitive touch panel (see, for example, Patent Document 1). The touch panel described in Patent Document 1 includes a group of conductors arranged in parallel with one direction on a plane and a group of other conductors arranged in parallel with the one direction. And other electrodes. And the touch panel described in patent document 1 detects a contact position using a capacitance change.

特開２０１４−１８６７１１号公報JP 2014-186711 A

しかしながら、特許文献１に記載された従来のセンサは、一の電極と他の電極との各々において複数の導電体を備える必要があるため、センサの構造が複雑であるという問題があった。また、このような従来のセンサは、容量成分を有しない物体の位置を精度よく検出することができないという問題もあった。 However, the conventional sensor described in Patent Document 1 has a problem that the structure of the sensor is complicated because it is necessary to include a plurality of conductors in each of one electrode and the other electrode. In addition, such a conventional sensor has a problem that it cannot accurately detect the position of an object having no capacitive component.

本発明は上記の点に鑑みて為された発明であり、本発明の目的は、簡単な構造でありながら、圧力が加わった加圧位置を精度よく検出することができる位置検出システムを提供することにある。 The present invention is an invention was made in view of the above, an object of the present invention is a simple structure while, position置検out system that can be detected accurately applied pressurized position the pressure Is to provide.

本発明の位置検出システムは、センサと、時間計測部と、位置検出部とを備える。前記センサは、導電体と、感圧体と、抵抗体とを備える。前記感圧体は、外部から圧力が加わると電圧変化を発生させる。前記抵抗体は、前記導電体よりも抵抗値が大きい。前記感圧体は、前記導電体と前記抵抗体との間に設けられている。前記時間計測部は、前記センサに圧力が加わると、前記抵抗体における少なくとも１つの所定位置と前記導電体との間に発生する少なくとも１つの電圧変化の基準時からの遅延時間を計測する。前記位置検出部は、前記時間計測部で計測された前記遅延時間を用いて、前記センサにおける前記圧力が加わった加圧位置を検出する。 The position detection system of the present invention comprises a sensor, a time measuring unit, a position detection unit. The sensor includes a conductor, a pressure sensitive body, and a resistor. The pressure sensitive body generates a voltage change when pressure is applied from the outside. The resistor has a larger resistance value than the conductor. The pressure sensitive body is provided between the conductor and the resistor. The time measuring unit measures a delay time from a reference time of at least one voltage change generated between at least one predetermined position in the resistor and the conductor when pressure is applied to the sensor. The position detection unit detects a pressurization position to which the pressure is applied in the sensor, using the delay time measured by the time measurement unit.

この位置検出システムにおいて、前記位置検出システムは、圧力検出部をさらに備えることが好ましい。前記圧力検出部は、前記少なくとも１つの電圧変化の大きさに応じて前記圧力の大きさを計測する。 In this position detection system, it is preferable that the position detection system further includes a pressure detection unit. The pressure detector measures the magnitude of the pressure according to the magnitude of the at least one voltage change.

この位置検出システムにおいて、前記位置検出部は、前記遅延時間に基づいて前記加圧位置を検出する第１の機能と、前記少なくとも１つの電圧変化の大きさに基づいて前記加圧位置を検出する第２の機能とを有することが好ましい。 In this position detection system, the position detection unit detects the pressurization position based on a first function for detecting the pressurization position based on the delay time and the magnitude of the at least one voltage change. It is preferable to have the second function.

この位置検出システムにおいて、第１の機能と第２の機能とを選択する場合、前記位置検出システムは、選択部をさらに備えることが好ましい。前記選択部は、前記第１の機能と前記第２の機能とを選択する。前記位置検出部は、前記第１の機能および前記第２の機能のうち、前記選択部で選択された機能を実行することが好ましい。 In the position detection system, when the first function and the second function are selected, the position detection system preferably further includes a selection unit. The selection unit selects the first function and the second function. It is preferable that the position detection unit executes a function selected by the selection unit among the first function and the second function.

この位置検出システムにおいて、前記所定位置は、前記抵抗体に複数設けられていることが好ましい。前記時間計測部は、前記センサに圧力が加わると、前記抵抗体における前記複数の所定位置と前記導電体との間にそれぞれ発生する複数の電圧変化の各々における基準時からの遅延時間を計測することが好ましい。
この位置検出システムにおいて、前記感圧体は、圧電体および感圧樹脂のうちの少なくとも１つであることが好ましい。
この位置検出システムにおいて、前記センサは、第１の電極と、第２の電極とをさらに備えることが好ましい。前記第１の電極は、前記抵抗体における前記所定位置に設けられている。前記第２の電極は、前記導電体に設けられている。
この位置検出システムにおいて、前記センサは、保護体をさらに備えることが好ましい。前記保護体は、前記導電体、前記感圧体、前記抵抗体、前記第１の電極および前記第２の電極を覆う。
この位置検出システムにおいて、前記保護体は、可撓性を有する樹脂材、ゴムまたは繊維から形成されていることが好ましい。
この位置検出システムにおいて、前記導電体、前記感圧体および前記抵抗体は、可撓性を有することが好ましい。 In this position detection system, it is preferable that a plurality of the predetermined positions are provided in the resistor. The time measurement unit measures a delay time from a reference time in each of a plurality of voltage changes generated between the plurality of predetermined positions in the resistor and the conductor when pressure is applied to the sensor. It is preferable.
In this position detection system, the pressure sensitive body is preferably at least one of a piezoelectric body and a pressure sensitive resin.
In this position detection system, it is preferable that the sensor further includes a first electrode and a second electrode. The first electrode is provided at the predetermined position in the resistor. The second electrode is provided on the conductor.
In this position detection system, it is preferable that the sensor further includes a protector. The protector covers the conductor, the pressure sensitive body, the resistor, the first electrode, and the second electrode.
In this position detection system, the protector is preferably formed of a flexible resin material, rubber, or fiber.
In this position detection system, it is preferable that the conductor, the pressure-sensitive body, and the resistor have flexibility.

本発明によれば、簡単な構造でありながら、圧力が加わった加圧位置を精度よく検出することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pressurization position where the pressure was added can be detected with sufficient precision, although it is a simple structure.

実施形態に係るセンサにおける図２の切断線Ａ１−Ａ１線の断面図である。It is sectional drawing of the cutting line A1-A1 line of FIG. 2 in the sensor which concerns on embodiment. 実施形態に係るセンサの正面図である。It is a front view of the sensor concerning an embodiment. 実施形態に係るセンサの特性の説明図である。It is explanatory drawing of the characteristic of the sensor which concerns on embodiment. 実施形態に係るセンサの特性を計測するための概略図である。It is the schematic for measuring the characteristic of the sensor which concerns on embodiment. 実施形態に係るセンサの変形例の断面図である。It is sectional drawing of the modification of the sensor which concerns on embodiment. 実施形態に係るセンサの他の変形例の断面図である。It is sectional drawing of the other modification of the sensor which concerns on embodiment. 実施形態に係る位置検出システムの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the position detection system which concerns on embodiment.

以下、実施形態に係るセンサについて図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a sensor according to an embodiment will be described with reference to the drawings.

本実施形態に係るセンサ１は、図１，２に示すように、基材１１と、導電体１２と、感圧体１３と、抵抗体１４と、複数（図２では４つ）の第１の電極１５と、第２の電極１６とを備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the sensor 1 according to the present embodiment includes a base material 11, a conductor 12, a pressure sensitive body 13, a resistor 14, and a plurality (four in FIG. 2) of first The electrode 15 and the second electrode 16 are provided.

基材１１は、例えば板状に形成された部材である。基材１１は、例えば樹脂で形成されている。 The base material 11 is a member formed in a plate shape, for example. The base material 11 is made of, for example, a resin.

導電体１２は、例えば鉄もしくは銅などの金属、または、導電性樹脂などで形成されている。また、導電体１２の材料は、上記に限らず、抵抗体１４よりも抵抗値が小さい材料であればよく、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）などの透明導電膜であってもよい。例えば、絶縁膜上に設けたＩＴＯを導電体１２とし、それを基材１１の上に設けてもよい。すなわち、基材１１と導電体１２との間に絶縁体その他の物質が含まれていてもよい。導電体１２の抵抗値は、１００Ω以下である。導電体１２は、例えばスプレーなどによって基材１１に形成（塗布）された導電膜である。 The conductor 12 is made of, for example, a metal such as iron or copper, or a conductive resin. The material of the conductor 12 is not limited to the above, and may be a material having a resistance value smaller than that of the resistor 14, and may be a transparent conductive film such as ITO (indium tin oxide). For example, ITO provided on the insulating film may be used as the conductor 12 and provided on the substrate 11. That is, an insulator or other substance may be included between the base material 11 and the conductor 12. The resistance value of the conductor 12 is 100Ω or less. The conductor 12 is a conductive film formed (coated) on the substrate 11 by spraying, for example.

感圧体１３は、外部から圧力が加わると電圧変化を発生させるように構成されている。感圧体１３は、外部から圧力が加わると電圧変化を発生させる機能を有していればよい。感圧体１３は、好ましくは、圧電体および感圧樹脂のうちの少なくとも１つである。上記圧電体は、圧電効果を有していればよく、例えば圧電効果を有する圧電物質と圧電効果を有しない樹脂との混合物でもよいし、圧電体と圧電効果を有しない樹脂との積層体であってもよい。圧電体としては、例えばスプレーコーティング工法によって形成された圧電膜がある。感圧樹脂は、外部から圧力が加わると電圧変化を発生させる樹脂である。感圧体１３は、導電体１２と抵抗体１４との間に設けられている。なお、感圧体１３は、圧電体および感圧樹脂の積層体であってもよい。 The pressure sensitive body 13 is configured to generate a voltage change when pressure is applied from the outside. The pressure sensitive body 13 only needs to have a function of generating a voltage change when pressure is applied from the outside. The pressure sensitive body 13 is preferably at least one of a piezoelectric body and a pressure sensitive resin. The piezoelectric body only needs to have a piezoelectric effect. For example, the piezoelectric body may be a mixture of a piezoelectric material having a piezoelectric effect and a resin having no piezoelectric effect, or a laminate of a piezoelectric body and a resin having no piezoelectric effect. There may be. An example of the piezoelectric body is a piezoelectric film formed by a spray coating method. The pressure-sensitive resin is a resin that generates a voltage change when pressure is applied from the outside. The pressure sensitive body 13 is provided between the conductor 12 and the resistor 14. The pressure sensitive body 13 may be a laminate of a piezoelectric body and a pressure sensitive resin.

抵抗体１４は、導電体１２よりも抵抗値が大きくなるように構成されている。抵抗体１４の抵抗値は、１ｋΩ以上１００ＭΩ以下である。例えば長さが２０ｍｍである場合、抵抗体１４の線抵抗率は、５０Ω／ｍｍ以上５ＭΩ／ｍｍ以下である。抵抗体１４は、例えばスプレーなどによって形成された抵抗膜であり、例えば、樹脂抵抗膜、導電ゴムなどを用いることができる。 The resistor 14 is configured to have a resistance value larger than that of the conductor 12. The resistance value of the resistor 14 is 1 kΩ or more and 100 MΩ or less. For example, when the length is 20 mm, the line resistivity of the resistor 14 is 50 Ω / mm or more and 5 MΩ / mm or less. The resistor 14 is a resistance film formed by, for example, spraying, and for example, a resin resistance film, conductive rubber, or the like can be used.

複数の第１の電極１５は、抵抗体１４における互いに異なる複数の所定位置Ｐ１〜Ｐ４にそれぞれ設けられている。具体的に、図２では、複数の第１の電極１５は、抵抗体１４の４隅に設けられている。ただし、複数の第１の電極１５が設置される場所は、上記に限らず、センサの形状、使用場所、条件などに応じて設定することができる。各第１の電極１５は、銅、銀、金などの金属で形成されている。ただし、各第１の電極１５の材料は、上記に限定されず、一般的に電極として用いられるいずれの材料であってもよい。 The plurality of first electrodes 15 are respectively provided at a plurality of different predetermined positions P 1 to P 4 in the resistor 14. Specifically, in FIG. 2, the plurality of first electrodes 15 are provided at the four corners of the resistor 14. However, the place where the plurality of first electrodes 15 are installed is not limited to the above, and can be set according to the shape of the sensor, the place of use, conditions, and the like. Each first electrode 15 is formed of a metal such as copper, silver, or gold. However, the material of each first electrode 15 is not limited to the above, and any material generally used as an electrode may be used.

第２の電極１６は、導電体１２に設けられている。具体的には、第２の電極１６は、導電体１２のうち感圧体１３が設けられていない部分に設けられている。図２に示すように、第２の電極１６は、導電体１２において、感圧体１３が設けられている面上のうち、感圧体１３が設けられていない部分に設けてもよいし、感圧体１３が設けられていない面上に設けてもよい。第２の電極１６は、感圧体１３が設けられていない部分であれば、感圧体１３が設けられている面と垂直な面を含め、導電体１２のいずれの場所にでも設けることができる。第２の電極１６は、銅、銀、金などの金属で形成されている。ただし、第２の電極１６の材料は、上記に限定されず、一般的に電極として用いられるいずれの材料であってもよい。 The second electrode 16 is provided on the conductor 12. Specifically, the second electrode 16 is provided in a portion of the conductor 12 where the pressure sensitive body 13 is not provided. As shown in FIG. 2, the second electrode 16 may be provided on a portion of the conductor 12 where the pressure sensitive body 13 is not provided, on the surface where the pressure sensitive body 13 is provided, You may provide on the surface in which the pressure sensitive body 13 is not provided. As long as the second electrode 16 is a portion where the pressure-sensitive body 13 is not provided, the second electrode 16 may be provided at any location on the conductor 12 including a surface perpendicular to the surface where the pressure-sensitive body 13 is provided. it can. The second electrode 16 is made of a metal such as copper, silver, or gold. However, the material of the second electrode 16 is not limited to the above, and any material generally used as an electrode may be used.

本実施形態では、導電体１２、感圧体１３および抵抗体１４は、可撓性を有している。ただし、導電体１２、感圧体１３および抵抗体１４は、本実施形態のように可撓性を有していることには限定されず、可撓性を有していなくてもよい。 In the present embodiment, the conductor 12, the pressure sensitive body 13, and the resistor 14 have flexibility. However, the conductor 12, the pressure sensitive body 13, and the resistor 14 are not limited to having flexibility as in the present embodiment, and may not have flexibility.

次に、本実施形態に係るセンサ１の特性について説明する。 Next, the characteristics of the sensor 1 according to this embodiment will be described.

センサ１に圧力が加わると、感圧体１３の変形により電圧変化が発生し、抵抗体１４を通って抵抗体１４における複数の所定位置Ｐ１〜Ｐ４と導電体１２との間に複数の電圧変化が発生する。例えば、感圧体１３として圧電体を用いる場合、上記圧電体の変形によって発生する電圧を上記電圧変化として検出してもよいし、予め第１の電極１５に外部から電圧を印加しておき、上記圧電体の変形による電圧変化を検出してもよい。例えば、感圧体１３として感圧樹脂を用いる場合、予め第１の電極１５に外部から電圧を印加しておき、上記感圧樹脂の変形によって抵抗率が変化し、その結果として生じる電圧変化を検出する。ここで、複数の所定位置Ｐ１〜Ｐ４と加圧位置Ｐ０との間の距離Ｌ１〜Ｌ４によって、図３に示すように、複数の電圧Ｖ１〜Ｖ４にそれぞれ発生する複数の電圧変化の間には時間遅延が存在する。図３では、最も早くにピークが発生する電圧（図３の例では電圧Ｖ１）の上記ピークが発生するタイミングｔ１を基準時とした場合の時間差Ｔ１（タイミングｔ２−タイミングｔ１）および時間差Ｔ２（タイミングｔ３−タイミングｔ１）を遅延時間として示している。 When pressure is applied to the sensor 1, a voltage change occurs due to deformation of the pressure sensitive body 13, and a plurality of voltage changes pass between the resistor 14 and a plurality of predetermined positions P 1 to P 4 in the resistor 14 and the conductor 12. Will occur. For example, when a piezoelectric body is used as the pressure sensitive body 13, a voltage generated by the deformation of the piezoelectric body may be detected as the voltage change, or a voltage is applied to the first electrode 15 from the outside in advance. You may detect the voltage change by the deformation | transformation of the said piezoelectric material. For example, when a pressure-sensitive resin is used as the pressure-sensitive body 13, a voltage is applied to the first electrode 15 from the outside in advance, and the resistivity changes due to the deformation of the pressure-sensitive resin. To detect. Here, depending on the distances L1 to L4 between the plurality of predetermined positions P1 to P4 and the pressurizing position P0, as shown in FIG. 3, between the plurality of voltage changes respectively generated in the plurality of voltages V1 to V4. There is a time delay. In FIG. 3, a time difference T1 (timing t2−timing t1) and a time difference T2 (timing) when the timing t1 at which the peak occurs in the earliest peak voltage (voltage V1 in the example of FIG. 3) is the reference time. t3-timing t1) is shown as a delay time.

続いて、このような時間遅延と加圧位置Ｐ０との関係について説明する。図４に示すように、第１の電極１５に負荷抵抗５１が接続された状態で、第１の電極１５１〜１５４と負荷抵抗５１との間の点Ｃ１〜Ｃ４における複数の電圧変化（複数の電圧Ｖ１〜Ｖ４）の時間遅延のパターンと加圧位置ｑ１〜ｑ９との関係を検証した。ここでは、感圧体１３として圧電体を用いている。また、抵抗体１４の所定位置Ｐ１〜Ｐ４間の抵抗値（第１の電極１５１〜１５４間の抵抗値）は約２ＭΩであり、各負荷抵抗５１の抵抗値は１ＭΩである。隣り合う所定位置Ｐ１〜Ｐ４間の長さは２０ｍｍである。したがって、第１の電極１５１〜１５４間の線抵抗率は７０ｋΩ／ｍｍ〜１００ｋΩ／ｍｍである。所定位置Ｐ１〜Ｐ４間の抵抗値とは、例えば、隣り合う所定位置間（所定位置Ｐ１，Ｐ２間など）の抵抗値、対角線上の所定位置間（所定位置Ｐ１，Ｐ３間など）の抵抗値をいう。なお、第１の電極１５１〜１５４間の抵抗値は１００ｋΩ以上であることが好ましい。すなわち、第１の電極１５１〜１５４間の線抵抗率は３．５ｋΩ／ｍｍ以上であることが好ましい。アルミニウム製の棒をセンサ１に落下させることによってセンサ１に圧力を加え、それによって圧電体の変形によって発生する電圧を電圧Ｖ１〜Ｖ４とした。上記棒の重さは６．５ｇである。上記棒を落下させる高さは、センサ１の上面から２５ｍｍである。 Next, the relationship between such a time delay and the pressing position P0 will be described. As shown in FIG. 4, in a state where the load resistor 51 is connected to the first electrode 15, a plurality of voltage changes (a plurality of voltage changes at points C1 to C4 between the first electrodes 151 to 154 and the load resistor 51 are provided. The relationship between the time delay pattern of the voltages V1 to V4) and the pressurization positions q1 to q9 was verified. Here, a piezoelectric body is used as the pressure sensitive body 13. The resistance value between the predetermined positions P1 to P4 of the resistor 14 (resistance value between the first electrodes 151 to 154) is about 2 MΩ, and the resistance value of each load resistor 51 is 1 MΩ. The length between adjacent predetermined positions P1 to P4 is 20 mm. Therefore, the line resistivity between the first electrodes 151 to 154 is 70 kΩ / mm to 100 kΩ / mm. The resistance value between the predetermined positions P1 to P4 is, for example, a resistance value between adjacent predetermined positions (such as between the predetermined positions P1 and P2), or a resistance value between predetermined positions on the diagonal (such as between the predetermined positions P1 and P3). Say. Note that the resistance value between the first electrodes 151 to 154 is preferably 100 kΩ or more. That is, the line resistivity between the first electrodes 151 to 154 is preferably 3.5 kΩ / mm or more. A pressure was applied to the sensor 1 by dropping an aluminum rod onto the sensor 1, and the voltages generated by the deformation of the piezoelectric body were set to voltages V 1 to V 4. The weight of the bar is 6.5 g. The height at which the rod is dropped is 25 mm from the upper surface of the sensor 1.

表１には、センサ１の加圧位置ｑ１〜ｑ９の各々について、複数の電圧Ｖ１〜Ｖ４にそれぞれ発生する複数の電圧変化の遅延時間を示している。表１では、遅延時間として、複数の電圧変化のうち、最も早い電圧変化の発生時を基準時としたときの複数の電圧変化の発生時と最も早い電圧変化の発生時との時間差を示している。表１における遅延時間（時間差）の単位はマイクロ秒（μｓ）である。ここで、電圧変化の発生時とは、例えばピーク電圧時を示す。なお、最も早い電圧変化の遅延時間は０マイクロ秒である。 Table 1 shows delay times of a plurality of voltage changes generated in the plurality of voltages V1 to V4 for each of the pressurization positions q1 to q9 of the sensor 1, respectively. Table 1 shows the time difference between the time of occurrence of the plurality of voltage changes and the time of occurrence of the earliest voltage change as the reference time, as the reference time, among the plurality of voltage changes. Yes. The unit of delay time (time difference) in Table 1 is microseconds (μs). Here, the occurrence of a voltage change indicates, for example, a peak voltage. The earliest voltage change delay time is 0 microseconds.

表１に示すように、加圧位置ｑ１〜ｑ９によって、複数の電圧Ｖ１〜Ｖ４にそれぞれ発生する複数の電圧変化の時間遅延のパターンが異なっている。このことから、加圧位置ｑ１〜ｑ９と上記パターンとの関係を用いることによって、実際に加圧された加圧位置Ｐ０（図２参照）を検出することができる。なお、上記複数の電圧変化の時間遅延は、センサ１のＣＲ遅延（センサ１におけるコンデンサ成分と抵抗成分とによる遅延）に起因して発生するのではないかと考えられる。加圧位置からの距離が長いほど、ＣＲ遅延による遅延時間が長くなると考えられる。 As shown in Table 1, the time delay patterns of the plurality of voltage changes generated in the plurality of voltages V1 to V4 are different depending on the pressurization positions q1 to q9. From this, the pressurization position P0 (refer FIG. 2) actually pressed can be detected by using the relationship between the pressurization positions q1-q9 and the said pattern. Note that the time delays of the plurality of voltage changes may be caused by the CR delay of the sensor 1 (the delay due to the capacitor component and the resistance component in the sensor 1). The longer the distance from the pressing position, the longer the delay time due to the CR delay.

本実施形態に係るセンサ１の変形例として、図５に示すように、センサ１は、保護体１７をさらに備えてもよい。 As a modification of the sensor 1 according to the present embodiment, the sensor 1 may further include a protector 17 as shown in FIG.

保護体１７は、導電体１２、感圧体１３、抵抗体１４、複数の第１の電極１５および第２の電極１６を覆うように形成されている。保護体１７は、可撓性を有する柔軟な樹脂材、ゴムまたは繊維から形成されている。 The protector 17 is formed so as to cover the conductor 12, the pressure sensitive body 13, the resistor 14, the plurality of first electrodes 15, and the second electrode 16. The protector 17 is made of a flexible resin material, rubber, or fiber having flexibility.

また、本実施形態に係るセンサ１の他の変形例として、図６に示すように、センサ１は、基材１１の上に抵抗体１４が設けられ、抵抗体１４の上に感圧体１３が設けられ、感圧体１３の上に導電体１２が設けられていてもよい。 As another modification of the sensor 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, the sensor 1 is provided with a resistor 14 on a base material 11, and a pressure sensitive body 13 on the resistor 14. The conductor 12 may be provided on the pressure-sensitive body 13.

センサ１は、センサ１に圧力が加わった場合に、抵抗体１４における少なくとも１つの所定位置と導電体１２との間に発生する少なくとも１つの電圧変化の基準時からの遅延時間を用いて、圧力が加わった加圧位置を検出するために用いられる。 The sensor 1 uses the delay time from the reference time of at least one voltage change generated between at least one predetermined position in the resistor 14 and the conductor 12 when pressure is applied to the sensor 1, to It is used to detect the pressurizing position to which.

なお、本実施形態では、樹脂製の基材１１を用いた構成について説明しているが、基材１１は、樹脂製に限らず、基材としての機能を有していれば何でも用いることができる。例えば、導電性の基材を用いてもよい。この場合、基材に導電体を兼用させることができるので、センサの構成を簡単にすることができる。また、図６に示すセンサ１の場合、抵抗体と基材とを兼用することができる。例えば、自立性を有する抵抗膜を用いることによって、抵抗体と基材とを兼用することができる。 In the present embodiment, the configuration using the resin base material 11 is described. However, the base material 11 is not limited to resin, and any material can be used as long as it has a function as a base material. it can. For example, a conductive base material may be used. In this case, since the conductor can also be used as the base material, the configuration of the sensor can be simplified. Moreover, in the case of the sensor 1 shown in FIG. 6, a resistor and a base material can be combined. For example, by using a resistance film having self-supporting properties, the resistor and the substrate can be used together.

本実施形態では、センサ１は、複数の第１の電極１５を備えているが、センサ１は、１つの第１の電極のみを備えてもよい。この場合、センサ１は、所定の直線上の位置を検出するための１次元センサとして用いられる。このような１次元センサを用いる場合、センサ１に圧力が加えられた圧力印加時を基準時として遅延時間を検出する。 In the present embodiment, the sensor 1 includes a plurality of first electrodes 15. However, the sensor 1 may include only one first electrode. In this case, the sensor 1 is used as a one-dimensional sensor for detecting a position on a predetermined straight line. When such a one-dimensional sensor is used, the delay time is detected with the pressure applied when the pressure is applied to the sensor 1 as a reference time.

なお、図１，２は、導電体１２、感圧体１３および抵抗体１４が可撓性を有し、かつ、基材１１の感圧体１３などが設けられた面に加えられた圧力Ｆ１を検出する場合を示している。この場合、基材１１に撓む材料を用いることにより、基材１１の感圧体１３などが設けられていない面に加えられた圧力Ｆ２を検出することもできる。 1 and 2, the pressure F 1 applied to the surface on which the conductor 12, the pressure-sensitive body 13, and the resistor 14 are flexible and the base 11 is provided with the pressure-sensitive body 13 and the like. It shows the case of detecting. In this case, the pressure F2 applied to the surface of the substrate 11 on which the pressure sensitive body 13 or the like is not provided can be detected by using a material that bends to the substrate 11.

また、図１，２のセンサ１では、基材１１の片面に、可撓性を有する導電体１２、感圧体１３および抵抗体１４が設けられているが、基材１１の両面に、可撓性を有する導電体１２、感圧体１３および抵抗体１４が設けられていてもよい。これにより、基材１１の種類によらず、基材１１の両面において、加えられた圧力を検出することができる。また、基材１１に撓む材料を用いることにより、基材１１の片面で圧力の位置（加圧位置）を検出し、基材１１面のもう片面で圧力の大きさを検出することができる。すなわち、加圧位置の検出と圧力の大きさの検出とを別々に行うことができる。 In the sensor 1 of FIGS. 1 and 2, a flexible conductor 12, a pressure sensitive body 13, and a resistor 14 are provided on one side of the base material 11. A flexible conductor 12, a pressure sensitive body 13, and a resistor 14 may be provided. Thereby, the applied pressure can be detected on both surfaces of the base material 11 regardless of the type of the base material 11. Further, by using a material that bends to the base material 11, the pressure position (pressure position) can be detected on one side of the base material 11, and the pressure level can be detected on the other side of the base material 11 surface. . That is, the detection of the pressurization position and the detection of the magnitude of the pressure can be performed separately.

次に、本実施形態に係る位置検出システム３について図７を参照しながら説明する。 Next, the position detection system 3 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

位置検出システム３は、センサ１と、計測装置２とを備えている。 The position detection system 3 includes a sensor 1 and a measuring device 2.

計測装置２は、記憶部２１と、取得部２２と、時間計測部２３と、位置検出部２４とを備えている。 The measurement device 2 includes a storage unit 21, an acquisition unit 22, a time measurement unit 23, and a position detection unit 24.

記憶部２１は、抵抗体１４における複数の所定位置Ｐ１〜Ｐ４と導電体１２との間の複数の電圧Ｖ１〜Ｖ４にそれぞれ発生する複数の電圧変化における基準時からの遅延時間と加圧位置との関係を記憶している。例えば、複数の電圧変化のうちの最も早い電圧変化の発生時を基準時とし、残りの電圧変化の発生時と最も早い電圧変化の発生時との時間差を遅延時間とする。なお、最も早い電圧変化の発生時に代えて、センサ１に圧力が加えられた圧力印加時を基準時としてもよい。 The storage unit 21 includes a delay time from a reference time and a pressurizing position in a plurality of voltage changes generated in a plurality of voltages V1 to V4 between the plurality of predetermined positions P1 to P4 and the conductor 12 in the resistor 14, respectively. I remember the relationship. For example, the time of occurrence of the earliest voltage change among a plurality of voltage changes is set as the reference time, and the time difference between the time of occurrence of the remaining voltage change and the time of occurrence of the earliest voltage change is set as the delay time. Note that, instead of the time when the fastest voltage change occurs, the time when pressure is applied to the sensor 1 may be set as the reference time.

また、記憶部２１は、抵抗体１４における複数の所定位置Ｐ１〜Ｐ４と導電体１２との間の複数の電圧変化の大きさ（電圧値）と加圧位置Ｐ０に加えられた圧力Ｆ１の大きさとの関係を記憶している。 The storage unit 21 also has a plurality of voltage changes (voltage values) between the plurality of predetermined positions P1 to P4 and the conductor 12 in the resistor 14 and a magnitude of the pressure F1 applied to the pressurizing position P0. I remember the relationship.

取得部２２は、抵抗体１４における複数の所定位置Ｐ１〜Ｐ４と導電体１２との間にそれぞれ発生する複数の電圧Ｖ１〜Ｖ４（複数の電圧変化）をセンサ１から取得する。例えば、取得部２２は、複数の第１の電線４１および第２の電線４２（図２参照）が接続される端子部を備えており、上記端子部に接続された複数の第１の電線４１および第２の電線４２を介して複数の電圧Ｖ１〜Ｖ４（複数の電圧変化）を取得する。 The acquisition unit 22 acquires from the sensor 1 a plurality of voltages V1 to V4 (a plurality of voltage changes) generated between the plurality of predetermined positions P1 to P4 and the conductor 12 in the resistor 14, respectively. For example, the acquisition unit 22 includes a terminal portion to which a plurality of first electric wires 41 and a second electric wire 42 (see FIG. 2) are connected, and the plurality of first electric wires 41 connected to the terminal portion. A plurality of voltages V 1 to V 4 (a plurality of voltage changes) are acquired via the second electric wire 42.

時間計測部２３は、センサ１に圧力Ｆ１が加わると、抵抗体１４における複数の所定位置Ｐ１〜Ｐ４と導電体１２との間にそれぞれ発生する複数の電圧変化の基準時からの遅延時間を計測するように構成されている。すなわち、時間計測部２３は、取得部２２で取得された複数の電圧変化の基準時からの遅延時間を計測するように構成されている。例えば、複数の電圧Ｖ１〜Ｖ４に発生する複数の電圧変化のうちの最も早い電圧変化の発生時を基準時とし、残りの電圧変化の発生時と最も早い電圧変化の発生時との時間差を遅延時間とする。なお、最も早い電圧変化の発生時に代えて、センサ１に圧力が加えられた圧力印加時を基準時としてもよい。この場合、時間計測部２３が圧力印加時に関する情報を取得すればよい。 When the pressure F1 is applied to the sensor 1, the time measuring unit 23 measures the delay time from the reference time of a plurality of voltage changes respectively generated between the plurality of predetermined positions P1 to P4 in the resistor 14 and the conductor 12. Is configured to do. That is, the time measuring unit 23 is configured to measure the delay time from the reference time of the plurality of voltage changes acquired by the acquiring unit 22. For example, the time of occurrence of the earliest voltage change among the plurality of voltage changes generated in the plurality of voltages V1 to V4 is set as a reference time, and the time difference between the time of occurrence of the remaining voltage change and the time of occurrence of the earliest voltage change is delayed. Time. Note that, instead of the time when the fastest voltage change occurs, the time when pressure is applied to the sensor 1 may be set as the reference time. In this case, the time measurement part 23 should just acquire the information regarding the time of pressure application.

位置検出部２４は、時間計測部２３で計測された遅延時間を用いて、センサ１における圧力Ｆ１が加わった加圧位置Ｐ０を検出するように構成されている。具体的には、位置検出部２４は、時間計測部２３で計測された遅延時間を、記憶部２１に記憶されている遅延時間と加圧位置との関係に照合することによって、加圧位置Ｐ０を検出する。 The position detection unit 24 is configured to detect the pressurization position P0 to which the pressure F1 in the sensor 1 is applied, using the delay time measured by the time measurement unit 23. Specifically, the position detection unit 24 collates the delay time measured by the time measurement unit 23 with the relationship between the delay time stored in the storage unit 21 and the pressurization position, so that the pressurization position P0. Is detected.

計測装置２は、電圧計測部２５と、圧力検出部２６とをさらに備えている。 The measurement device 2 further includes a voltage measurement unit 25 and a pressure detection unit 26.

電圧計測部２５は、抵抗体１４における複数の所定位置Ｐ１〜Ｐ４と導電体１２との間の複数の電圧変化の大きさ（電圧値）を計測するように構成されている。具体的には、電圧計測部２５は、取得部２２で取得された複数の電圧変化の大きさ（電圧値）を計測する。 The voltage measuring unit 25 is configured to measure a plurality of voltage changes (voltage values) between the plurality of predetermined positions P1 to P4 and the conductor 12 in the resistor 14. Specifically, the voltage measurement unit 25 measures the magnitudes (voltage values) of a plurality of voltage changes acquired by the acquisition unit 22.

圧力検出部２６は、抵抗体１４における複数の所定位置Ｐ１〜Ｐ４と導電体１２との間の複数の電圧変化の大きさに応じて圧力Ｆ１の大きさを計測するように構成されている。具体的には、圧力検出部２６は、電圧計測部２５で計測された電圧変化の大きさ（電圧値）を、記憶部２１に記憶されている電圧値と圧力の大きさとの関係に照合することによって、圧力Ｆ１の大きさを計測する。 The pressure detector 26 is configured to measure the magnitude of the pressure F 1 according to the magnitudes of a plurality of voltage changes between the plurality of predetermined positions P 1 to P 4 and the conductor 12 in the resistor 14. Specifically, the pressure detection unit 26 collates the magnitude (voltage value) of the voltage change measured by the voltage measurement unit 25 with the relationship between the voltage value stored in the storage unit 21 and the magnitude of the pressure. Thus, the magnitude of the pressure F1 is measured.

次に、本実施形態に係る位置検出システム３の動作について図７を参照しながら説明する。 Next, the operation of the position detection system 3 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

まず、センサ１に圧力が加わると、感圧体１３の変形により電圧変化が発生し、抵抗体１４における複数の所定位置Ｐ１〜Ｐ４と導電体１２との間に複数の電圧変化が発生する。計測装置２側では、取得部２２が、複数の電圧変化をセンサ１から取得する。時間計測部２３は、複数の電圧変化の基準時からの遅延時間（時間差）を計測する。その後、位置検出部２４は、時間計測部２３で計測された遅延時間を用いて、センサ１における圧力Ｆ１が加わった加圧位置Ｐ０を検出する。また、電圧計測部２５は、複数の電圧変化の大きさ（電圧値）を計測する。その後、圧力検出部２６は、電圧計測部２５で計測された複数の電圧変化の大きさに応じて、加圧位置Ｐ０に加えられた圧力Ｆ１の大きさを計測する。 First, when pressure is applied to the sensor 1, a voltage change occurs due to the deformation of the pressure sensitive body 13, and a plurality of voltage changes occur between the plurality of predetermined positions P 1 to P 4 in the resistor 14 and the conductor 12. On the measurement device 2 side, the acquisition unit 22 acquires a plurality of voltage changes from the sensor 1. The time measuring unit 23 measures a delay time (time difference) from a reference time of a plurality of voltage changes. Thereafter, the position detection unit 24 detects the pressurization position P0 to which the pressure F1 in the sensor 1 is applied, using the delay time measured by the time measurement unit 23. Moreover, the voltage measurement part 25 measures the magnitude | size (voltage value) of several voltage change. Thereafter, the pressure detection unit 26 measures the magnitude of the pressure F1 applied to the pressurization position P0 according to the magnitudes of the plurality of voltage changes measured by the voltage measurement unit 25.

なお、本実施形態に係る位置検出システム３の変形例として、位置検出部２４は、複数の電圧変化の大きさから加圧位置Ｐ０を検出する機能を有していてもよい。 As a modification of the position detection system 3 according to the present embodiment, the position detection unit 24 may have a function of detecting the pressurization position P0 from a plurality of voltage changes.

すなわち、位置検出部２４は、第１の機能と、第２の機能とを有している。第１の機能では、位置検出部２４は、複数の電圧変化における遅延時間に基づいて、センサ１における加圧位置Ｐ０を検出する。第２の機能では、位置検出部２４は、複数の電圧変化の大きさに基づいて、加圧位置Ｐ０を検出する。位置検出部２４は、第１の機能および第２の機能のいずれか一方を選択的に実行してもよいし、第１の機能および第２の機能の両方を実行してもよい。 That is, the position detection unit 24 has a first function and a second function. In the first function, the position detection unit 24 detects the pressurization position P0 in the sensor 1 based on delay times in a plurality of voltage changes. In the second function, the position detection unit 24 detects the pressurization position P0 based on a plurality of voltage changes. The position detection unit 24 may selectively execute one of the first function and the second function, or may execute both the first function and the second function.

この場合、計測装置２は、位置検出部２４の第１の機能と前記第２の機能とを選択する選択部（図示せず）をさらに備えている。選択部は、例えばユーザの操作入力などに従って、第１の機能と第２の機能とを選択するように構成されている。 In this case, the measurement apparatus 2 further includes a selection unit (not shown) that selects the first function and the second function of the position detection unit 24. The selection unit is configured to select the first function and the second function in accordance with, for example, a user operation input.

位置検出部２４は、第１の機能および第２の機能のうち、選択部で選択された一の機能もしくは両方の機能を実行するように構成されている。例えば、第１の機能が選択部で選択された場合、位置検出部２４は第１の機能を実行する。第２の機能が選択部で選択された場合、位置検出部２４は第２の機能を実行する。さらに、第１の機能および第２の機能の両方が選択部で選択された場合、位置検出部２４は第１の機能および第２の機能の両方を実行する。位置検出部２４は、第１の機能および第２の機能のいずれもが選択部で選択されなかった場合であっても、第１の機能および第２の機能の少なくとも一方を実行するように構成されていてもよい。 The position detection unit 24 is configured to execute one function or both functions selected by the selection unit among the first function and the second function. For example, when the first function is selected by the selection unit, the position detection unit 24 executes the first function. When the second function is selected by the selection unit, the position detection unit 24 executes the second function. Further, when both the first function and the second function are selected by the selection unit, the position detection unit 24 executes both the first function and the second function. The position detection unit 24 is configured to execute at least one of the first function and the second function even when neither the first function nor the second function is selected by the selection unit. May be.

次に、本実施形態に係るセンサ１の製造方法について図１，２を参照しながら説明する。センサ１は、上述したように、基材１１と、導電体１２と、外部から圧力が加わると電圧変化を発生させる感圧体１３と、導電体１２よりも抵抗値が大きい抵抗体１４と、複数の第１の電極１５と、第２の電極１６とを備えている。 Next, a method for manufacturing the sensor 1 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. As described above, the sensor 1 includes the base material 11, the conductor 12, the pressure-sensitive body 13 that generates a voltage change when pressure is applied from the outside, the resistor 14 having a larger resistance value than the conductor 12, A plurality of first electrodes 15 and a second electrode 16 are provided.

まず、基材１１の上に導電体１２を設ける。具体的には、スプレーによって、基材１１の上に導電体１２として導電膜を設ける。 First, the conductor 12 is provided on the base material 11. Specifically, a conductive film is provided as a conductor 12 on the substrate 11 by spraying.

続いて、導電体１２の上に感圧体１３を設ける（第１のステップ）。具体的には、スプレーによって導電体１２としての導電膜の上に、感圧体１３として圧電膜を設ける。好ましくは、第１のステップにおいて、スプレー法、蒸着法、ディッピング法、スピンコート法、フローコート法およびスピンドル法のうちのいずれかを用いて、導電体１２の上に感圧体１３を設ける。なお、第１のステップにおいて、導電性接着剤を用いて導電体１２の上に感圧体１３を設けてもよい。 Subsequently, the pressure sensitive body 13 is provided on the conductor 12 (first step). Specifically, a piezoelectric film is provided as the pressure sensitive body 13 on the conductive film as the conductor 12 by spraying. Preferably, in the first step, the pressure sensitive body 13 is provided on the conductor 12 using any one of a spray method, a vapor deposition method, a dipping method, a spin coat method, a flow coat method, and a spindle method. In the first step, the pressure sensitive body 13 may be provided on the conductor 12 using a conductive adhesive.

その後、感圧体１３の上に抵抗体１４を設ける（第２のステップ）。具体的には、スプレーによって、感圧体１３としての圧電膜の上に抵抗体１４としての抵抗膜を設ける。 Thereafter, the resistor 14 is provided on the pressure sensitive body 13 (second step). Specifically, a resistive film as the resistor 14 is provided on the piezoelectric film as the pressure sensitive body 13 by spraying.

その後、導電接着剤または半田を用いて、抵抗体１４における複数の所定位置Ｐ１〜Ｐ４に複数の第１の電極１５をそれぞれ設ける。具体的には、抵抗体１４の上における互いに異なる複数の所定位置Ｐ１〜Ｐ４に複数の第１の電極１５をそれぞれ設ける。なお、金属端子をかしめることによって、抵抗体１４における複数の所定位置Ｐ１〜Ｐ４に複数の第１の電極１５をそれぞれ設けてもよい。あるいは、複数の第１の電極１５が印刷されたフレキシブル基板を用いて、抵抗体１４における複数の所定位置Ｐ１〜Ｐ４に複数の第１の電極１５を設けてもよい。 Thereafter, the plurality of first electrodes 15 are respectively provided at a plurality of predetermined positions P1 to P4 in the resistor 14 using a conductive adhesive or solder. Specifically, a plurality of first electrodes 15 are provided at a plurality of different predetermined positions P1 to P4 on the resistor 14, respectively. Note that a plurality of first electrodes 15 may be provided at a plurality of predetermined positions P1 to P4 in the resistor 14 by caulking metal terminals, respectively. Alternatively, a plurality of first electrodes 15 may be provided at a plurality of predetermined positions P 1 to P 4 in the resistor 14 using a flexible substrate on which a plurality of first electrodes 15 are printed.

また、導電接着剤または半田を用いて、導電体１２に第２の電極１６を設ける。具体的には、導電体１２の上における感圧体１３が形成されていない位置に第２の電極１６を設ける。なお、金属端子をかしめることによって、導電体１２に第２の電極１６を設けてもよい。あるいは、第２の電極１６が印刷されたフレキシブル基板を用いて、導電体１２に第２の電極１６を設けてもよい。 In addition, the second electrode 16 is provided on the conductor 12 using a conductive adhesive or solder. Specifically, the second electrode 16 is provided on the conductor 12 at a position where the pressure sensitive body 13 is not formed. Note that the second electrode 16 may be provided on the conductor 12 by caulking a metal terminal. Alternatively, the second electrode 16 may be provided on the conductor 12 using a flexible substrate on which the second electrode 16 is printed.

その後、図５に示すように、導電体１２、感圧体１３および抵抗体１４、複数の第１の電極１５および第２の電極１６の上に保護体１７を、被覆または接着剤を用いて設けてもよい。 Thereafter, as shown in FIG. 5, a protective body 17 is coated on the conductor 12, the pressure sensitive body 13 and the resistor 14, the plurality of first electrodes 15 and the second electrodes 16, and a coating or an adhesive is used. It may be provided.

なお、図６に示すようなセンサ１の場合、まず、基材１１の上に抵抗体１４を設け、抵抗体１４の上に感圧体１３を設け、その後、感圧体１３の上に導電体１２を設ければよい。 In the case of the sensor 1 as shown in FIG. 6, first, the resistor 14 is provided on the substrate 11, the pressure-sensitive body 13 is provided on the resistor 14, and then the conductive material is provided on the pressure-sensitive body 13. A body 12 may be provided.

本実施形態に係るセンサ１および位置検出システム３は、例えばセンサ１がロボットの車輪に取り付けられて用いられる。この場合、車輪を基材として、車輪の上に導電体または抵抗体を設け、その上に感圧体などを設ける構成にしてもよいし、車輪が導電体または抵抗体と基材とを兼ねる構成として、車輪の上に圧電体を設ける構成にしてもよい。 For example, the sensor 1 and the position detection system 3 according to the present embodiment are used with the sensor 1 attached to a wheel of a robot. In this case, the wheel may be a base material, a conductor or resistor may be provided on the wheel, and a pressure sensitive body may be provided thereon, or the wheel may serve as the conductor or resistor and the base material. As a configuration, a piezoelectric body may be provided on the wheel.

また、本実施形態に係るセンサ１および位置検出システム３の他の使用例としては、例えばセンサ１がロボットハンドに取り付けられて用いられる。ロボットの車輪の場合と同様に、ロボットハンドの上に導電体または抵抗体を設け、その上に圧電体を設ける構成にしてもよいし、ロボットハンドが導電体または抵抗体を兼ねる構成として、ロボットハンドの上に圧電体を設ける構成にしてもよい。 As another example of use of the sensor 1 and the position detection system 3 according to the present embodiment, the sensor 1 is attached to a robot hand, for example. As in the case of the robot wheel, a conductor or resistor may be provided on the robot hand, and a piezoelectric body may be provided thereon. Alternatively, the robot hand may serve as the conductor or resistor. You may make it the structure which provides a piezoelectric material on a hand.

以上説明した本実施形態に係るセンサ１では、外部から圧力が加わると電圧変化を発生させる感圧体１３が、導電体１２と導電体１２よりも抵抗値が高い抵抗体１４との間に設けられている。これにより、センサ１に圧力が加わると、センサ１は、抵抗体１４における少なくとも１つの所定位置（Ｐ１〜Ｐ４）と導電体１２との間に発生する少なくとも１つの電圧変化を、センサ１における圧力Ｆ１が加わった加圧位置Ｐ０によって異なる時間遅延のパターンで出力することができる。その結果、センサ１から出力される少なくとも１つの電圧変化の基準時からの遅延時間を用いて、センサ１における加圧位置Ｐ０を検出することができる。これにより、本実施形態に係るセンサ１によれば、簡単な構造でありながら、センサ１における加圧位置Ｐ０を精度よく検出することができる。 In the sensor 1 according to the present embodiment described above, the pressure-sensitive body 13 that generates a voltage change when pressure is applied from the outside is provided between the conductor 12 and the resistor 14 having a higher resistance value than the conductor 12. It has been. Thus, when pressure is applied to the sensor 1, the sensor 1 changes at least one voltage change generated between at least one predetermined position (P1 to P4) in the resistor 14 and the conductor 12 to the pressure in the sensor 1. Different time delay patterns can be output depending on the pressure position P0 to which F1 is added. As a result, the pressure position P0 in the sensor 1 can be detected using the delay time from the reference time of at least one voltage change output from the sensor 1. Thereby, according to the sensor 1 which concerns on this embodiment, the pressurization position P0 in the sensor 1 can be detected accurately, although it is a simple structure.

特に、本実施形態のように複数の所定位置Ｐ１〜Ｐ４が抵抗体１４に設けられている場合、センサ１に圧力Ｆ１が加わると、センサ１は、抵抗体１４における複数の所定位置Ｐ１〜Ｐ４と導電体１２との間にそれぞれ発生する複数の電圧変化を、加圧位置Ｐ０によって異なる時間遅延のパターンで出力することができる。その結果、加圧位置Ｐ０が検出される対象エリアが２次元平面であっても、センサ１から出力される複数の電圧変化の基準時からの遅延時間を用いて、センサ１における加圧位置Ｐ０を検出することができる。また、各電圧変化の大きさ、ピークの形状、各電圧の正負および各電圧の変化、ならびに、加圧の速さ、加圧時間などには相関があり、これらの計測結果を用いて、精密な加圧情報を検出することができる。これにより、本実施形態に係るセンサ１によれば、対象エリアが２次元平面であっても、簡単な構造でありながら、加圧位置Ｐ０を精度よく検出することができるとともに、圧力の大きさなども検出することができる。 In particular, when a plurality of predetermined positions P1 to P4 are provided in the resistor 14 as in the present embodiment, when the pressure F1 is applied to the sensor 1, the sensor 1 has a plurality of predetermined positions P1 to P4 in the resistor 14. And a plurality of voltage changes generated between the conductor 12 and the conductor 12 can be output in different time delay patterns depending on the pressed position P0. As a result, even if the target area where the pressurization position P0 is detected is a two-dimensional plane, the pressurization position P0 in the sensor 1 using the delay time from the reference time of a plurality of voltage changes output from the sensor 1. Can be detected. In addition, the magnitude of each voltage change, peak shape, positive / negative of each voltage and change in each voltage, as well as the speed of pressurization and pressurization time are correlated. Pressure information can be detected. Thereby, according to the sensor 1 which concerns on this embodiment, even if an object area is a two-dimensional plane, while being a simple structure, while being able to detect the pressurization position P0 accurately, the magnitude | size of pressure Can also be detected.

本実施形態に係るセンサ１では、抵抗体１４における所定位置（Ｐ１〜Ｐ４）に第１の電極１５が設けられ、導電体１２に第２の電極１６が設けられている。これにより、本実施形態に係るセンサ１では、抵抗体１４における所定位置（Ｐ１〜Ｐ４）と導電体１２との間に発生する電圧変化であって加圧位置Ｐ０によって時間遅延のパターンが異なる電圧変化をセンサ１から簡単に取り出すことができる。 In the sensor 1 according to the present embodiment, the first electrode 15 is provided at a predetermined position (P1 to P4) in the resistor 14, and the second electrode 16 is provided on the conductor 12. Thereby, in the sensor 1 according to the present embodiment, the voltage change that occurs between the predetermined position (P1 to P4) in the resistor 14 and the conductor 12, and the time delay pattern differs depending on the pressing position P0. The change can be easily extracted from the sensor 1.

本実施形態に係るセンサ１では、導電体１２、感圧体１３、抵抗体１４、第１の電極１５および第２の電極１６を保護体１７が覆う。これにより、本実施形態に係るセンサ１では、導電体１２、感圧体１３、抵抗体１４、第１の電極１５および第２の電極１６を外部から保護することができる。 In the sensor 1 according to this embodiment, the protective body 17 covers the conductor 12, the pressure sensitive body 13, the resistor 14, the first electrode 15, and the second electrode 16. Thereby, in the sensor 1 which concerns on this embodiment, the conductor 12, the pressure sensitive body 13, the resistor 14, the 1st electrode 15, and the 2nd electrode 16 can be protected from the outside.

本実施形態に係るセンサ１では、導電体１２、感圧体１３および抵抗体１４が可撓性を有する。これにより、本実施形態に係るセンサ１では、センサ１をさまざまな形状に変形させることができる。その結果、本実施形態に係るセンサ１を例えば物体の曲面に沿って取り付けることができる。 In the sensor 1 according to this embodiment, the conductor 12, the pressure sensitive body 13, and the resistor 14 have flexibility. Thereby, in the sensor 1 which concerns on this embodiment, the sensor 1 can be deform | transformed into various shapes. As a result, the sensor 1 according to this embodiment can be attached along the curved surface of the object, for example.

本実施形態に係る位置検出システム３では、センサ１において、外部から圧力が加わると電圧変化を発生させる感圧体１３が、導電体１２と導電体１２よりも抵抗値が高い抵抗体１４との間に設けられている。これにより、本実施形態に係る位置検出システム３では、センサ１に圧力が加わると、抵抗体１４における少なくとも１つの所定位置（Ｐ１〜Ｐ４）と導電体１２との間に発生する少なくとも１つの電圧変化を、センサ１における圧力Ｆ１が加わった加圧位置Ｐ０によって異なる時間遅延のパターンで出力することができる。さらに、本実施形態に係る位置検出システム３は、センサ１から出力される少なくとも１つの電圧変化の基準時からの遅延時間を用いて、センサ１における加圧位置を検出する。これにより、本実施形態に係る位置検出システム３では、簡単な構造でありながら、センサ１における加圧位置Ｐ０を精度よく検出することができる。 In the position detection system 3 according to the present embodiment, in the sensor 1, the pressure-sensitive body 13 that generates a voltage change when pressure is applied from the outside includes the conductor 12 and the resistor 14 having a higher resistance value than the conductor 12. It is provided in between. Thereby, in the position detection system 3 according to the present embodiment, when a pressure is applied to the sensor 1, at least one voltage generated between at least one predetermined position (P1 to P4) of the resistor 14 and the conductor 12. The change can be output in a pattern of time delay that varies depending on the pressure position P0 to which the pressure F1 in the sensor 1 is applied. Furthermore, the position detection system 3 according to the present embodiment detects the pressurization position in the sensor 1 using a delay time from the reference time of at least one voltage change output from the sensor 1. Thereby, in the position detection system 3 according to the present embodiment, the pressurization position P0 in the sensor 1 can be detected with high accuracy while having a simple structure.

本実施形態に係る位置検出システム３では、抵抗体１４における少なくとも１つの所定位置（Ｐ１〜Ｐ４）と導電体１２との間に発生する少なくとも１つの電圧変化の大きさに応じて圧力Ｆ１の大きさを計測する。これにより、本実施形態に係る位置検出システム３では、加圧位置Ｐ０を検出するだけではなく、加圧位置Ｐ０に加わった圧力Ｆ１の大きさも検出することができる。 In the position detection system 3 according to the present embodiment, the magnitude of the pressure F1 according to the magnitude of at least one voltage change generated between at least one predetermined position (P1 to P4) in the resistor 14 and the conductor 12. Measure the thickness. Thereby, the position detection system 3 according to the present embodiment can detect not only the pressure position P0 but also the magnitude of the pressure F1 applied to the pressure position P0.

本実施形態に係る位置検出システム３は、遅延時間に基づいて加圧位置Ｐ０を検出する第１の機能と、少なくとも１つの電圧変化の大きさに基づいて加圧位置Ｐ０を検出する第２の機能とを有している。これにより、本実施形態に係る位置検出システム３では、用途などに応じて、加圧位置Ｐ０を検出する手法を変えることができる。 The position detection system 3 according to the present embodiment has a first function for detecting the pressurization position P0 based on the delay time, and a second function for detecting the pressurization position P0 based on the magnitude of at least one voltage change. It has a function. Thereby, in the position detection system 3 which concerns on this embodiment, the method of detecting the pressurization position P0 can be changed according to a use.

本実施形態に係る位置検出システム３は、第１の機能と第２の機能とを選択する選択部を備える。これにより、本実施形態に係る位置検出システム３では、加圧位置Ｐ０を検出する手法をユーザが選択することができる。 The position detection system 3 according to the present embodiment includes a selection unit that selects a first function and a second function. Thereby, in the position detection system 3 which concerns on this embodiment, the user can select the method of detecting the pressurization position P0.

本実施形態に係る位置検出システム３では、抵抗体１４に複数の所定位置Ｐ１〜Ｐ４が設けられている。これにより、本実施形態に係る位置検出システム３は、センサ１に圧力Ｆ１が加わると、抵抗体１４における複数の所定位置Ｐ１〜Ｐ４と導電体１２との間にそれぞれ発生する複数の電圧変化を、加圧位置Ｐ０によって異なる時間遅延のパターンで出力することができる。その結果、本実施形態に係る位置検出システム３では、加圧位置Ｐ０が検出される対象エリアが２次元平面であっても、センサ１から出力される複数の電圧変化の各々における遅延時間を用いて、センサ１における加圧位置Ｐ０を検出することができる。 In the position detection system 3 according to the present embodiment, the resistor 14 is provided with a plurality of predetermined positions P1 to P4. Thereby, when the pressure F1 is applied to the sensor 1, the position detection system 3 according to the present embodiment generates a plurality of voltage changes respectively generated between the plurality of predetermined positions P1 to P4 in the resistor 14 and the conductor 12. Depending on the pressurization position P0, it is possible to output in a pattern with different time delays. As a result, in the position detection system 3 according to the present embodiment, the delay time in each of a plurality of voltage changes output from the sensor 1 is used even if the target area where the pressurization position P0 is detected is a two-dimensional plane. Thus, the pressure position P0 in the sensor 1 can be detected.

本実施形態に係るセンサ１の製造方法では、導電体１２および抵抗体１４のうちの一方の上に感圧体１３を設け、その後、感圧体１３の上に導電体１２および抵抗体１４のうちの他方を設ける。これにより、本実施形態に係るセンサ１の製造方法では、感圧体１３が導電体１２と抵抗体１４との間に設けられているセンサ１を製造することができる。その結果、このように製造されたセンサ１に圧力が加わると、センサ１は、抵抗体１４における少なくとも１つの所定位置（Ｐ１〜Ｐ４）と導電体１２との間に発生する少なくとも１つの電圧変化を、センサ１における圧力Ｆ１が加わった加圧位置Ｐ０によって異なる時間遅延のパターンで出力することができる。そして、センサ１から出力される少なくとも１つの電圧変化の基準時からの遅延時間を用いて、センサ１における加圧位置Ｐ０を検出することができる。これにより、本実施形態に係るセンサ１の製造方法によれば、簡単な構造でありながら、センサ１における加圧位置Ｐ０を精度よく検出するためのセンサ１を提供することができる。 In the method for manufacturing the sensor 1 according to the present embodiment, the pressure sensitive body 13 is provided on one of the conductor 12 and the resistor 14, and then the conductor 12 and the resistor 14 are placed on the pressure sensitive body 13. Provide the other of them. Thereby, in the manufacturing method of the sensor 1 according to the present embodiment, the sensor 1 in which the pressure sensitive body 13 is provided between the conductor 12 and the resistor 14 can be manufactured. As a result, when pressure is applied to the sensor 1 manufactured in this way, the sensor 1 changes at least one voltage generated between the conductor 12 and at least one predetermined position (P1 to P4) in the resistor 14. Can be output in different time delay patterns depending on the pressure position P0 to which the pressure F1 in the sensor 1 is applied. The pressure position P0 in the sensor 1 can be detected using the delay time from the reference time of at least one voltage change output from the sensor 1. Thereby, according to the manufacturing method of sensor 1 concerning this embodiment, sensor 1 for detecting pressurization position P0 in sensor 1 accurately can be provided, although it is simple structure.

本実施形態に係るセンサ１の製造方法では、スプレー法、蒸着法、ディッピング法、スピンコート法、フローコート法およびスピンドル法のうちのいずれかを用いて、導電体１２の上に感圧体１３を設ける。これにより、本実施形態に係るセンサ１の製造方法では、可撓性を有する感圧体１３を簡単に設けることができる。 In the manufacturing method of the sensor 1 according to the present embodiment, the pressure sensitive body 13 is formed on the conductor 12 using any one of a spray method, a vapor deposition method, a dipping method, a spin coating method, a flow coating method, and a spindle method. Is provided. Thereby, in the manufacturing method of the sensor 1 which concerns on this embodiment, the pressure sensitive body 13 which has flexibility can be provided easily.

１センサ
１２導電体
１３感圧体
１４抵抗体
１５第１の電極
１６第２の電極
１７保護体
２３時間計測部
２４位置検出部
２６圧力検出部
３位置検出システム
Ｆ１圧力
Ｐ０加圧位置
Ｐ１〜Ｐ４所定位置
Ｖ１〜Ｖ４電圧 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor 12 Conductor 13 Pressure sensitive body 14 Resistor 15 1st electrode 16 2nd electrode 17 Protective body 23 Time measurement part 24 Position detection part 26 Pressure detection part 3 Position detection system F1 Pressure P0 Pressurization position P1-P4 Predetermined position V1-V4 voltage

Claims

導電体と、外部から圧力が加わると電圧変化を発生させる感圧体と、前記導電体よりも抵抗値が大きい抵抗体とを備え、前記感圧体が前記導電体と前記抵抗体との間に設けられているセンサと、  A conductor, a pressure-sensitive body that generates a voltage change when pressure is applied from the outside, and a resistor having a resistance value larger than that of the conductor, and the pressure-sensitive body is between the conductor and the resistor. A sensor provided in
前記センサに圧力が加わると、前記抵抗体における少なくとも１つの所定位置と前記導電体との間に発生する少なくとも１つの電圧変化の基準時からの遅延時間を計測する時間計測部と、  A time measuring unit that measures a delay time from a reference time of at least one voltage change generated between at least one predetermined position in the resistor and the conductor when pressure is applied to the sensor;
前記時間計測部で計測された前記遅延時間を用いて、前記センサにおける前記圧力が加わった加圧位置を検出する位置検出部と  A position detection unit that detects a pressurization position to which the pressure is applied in the sensor, using the delay time measured by the time measurement unit;
を備えることを特徴とする位置検出システム。  A position detection system comprising:

前記少なくとも１つの電圧変化の大きさに応じて前記圧力の大きさを計測する圧力検出部をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の位置検出システム。 The position detection system according to claim 1, further comprising a pressure detection unit that measures the magnitude of the pressure according to the magnitude of the at least one voltage change.

前記位置検出部は、  The position detector is
前記遅延時間に基づいて前記加圧位置を検出する第１の機能と、  A first function for detecting the pressure position based on the delay time;
前記少なくとも１つの電圧変化の大きさに基づいて前記加圧位置を検出する第２の機能とを有する  And a second function of detecting the pressure position based on the magnitude of the at least one voltage change.
ことを特徴とする請求項１または２記載の位置検出システム。  The position detection system according to claim 1 or 2, wherein

前記第１の機能と前記第２の機能とを選択する選択部をさらに備え、  A selection unit for selecting the first function and the second function;
前記位置検出部は、前記第１の機能および前記第２の機能のうち、前記選択部で選択された機能を実行する  The position detection unit executes a function selected by the selection unit among the first function and the second function.
ことを特徴とする請求項３記載の位置検出システム。  The position detection system according to claim 3.

前記所定位置は、前記抵抗体に複数設けられ、  A plurality of the predetermined positions are provided in the resistor,
前記時間計測部は、前記センサに前記圧力が加わると、前記抵抗体における前記複数の所定位置と前記導電体との間にそれぞれ発生する複数の電圧変化の各々における基準時からの前記遅延時間を計測する  When the pressure is applied to the sensor, the time measuring unit calculates the delay time from a reference time in each of a plurality of voltage changes respectively generated between the plurality of predetermined positions in the resistor and the conductor. measure
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の位置検出システム。  The position detection system according to any one of claims 1 to 4, wherein

前記感圧体は、圧電体および感圧樹脂のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の位置検出システム。 The position detection system according to claim 1, wherein the pressure-sensitive body is at least one of a piezoelectric body and a pressure-sensitive resin.

前記抵抗体における前記所定位置に設けられた第１の電極と、  A first electrode provided at the predetermined position in the resistor;
前記導電体に設けられた第２の電極と  A second electrode provided on the conductor;
をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の位置検出システム。  The position detection system according to claim 1, further comprising:

前記導電体、前記感圧体、前記抵抗体、前記第１の電極および前記第２の電極を覆う保護体をさらに備えることを特徴とする請求項７記載の位置検出システム。 The position detection system according to claim 7, further comprising a protector that covers the conductor, the pressure-sensitive body, the resistor, the first electrode, and the second electrode.

前記保護体は、可撓性を有する樹脂材、ゴムまたは繊維から形成されていることを特徴とする請求項８記載の位置検出システム。 The position detection system according to claim 8, wherein the protective body is made of a flexible resin material, rubber, or fiber.

前記導電体、前記感圧体および前記抵抗体は、可撓性を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の位置検出システム。 The position detection system according to claim 1, wherein the conductor, the pressure-sensitive body, and the resistor have flexibility.