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シリコン触覚センサ装置

シーズコード S090000003
掲載日 2009年9月14日
研究者
  • 高尾 英邦
  • 石田 誠
技術名称 シリコン触覚センサ装置
技術概要 この高分解能触覚センサでは、薄型シリコンダイヤフラム2は接触した測定対象物8の形状に合わせて変形し、薄型シリコンダイヤフラム2の形状の変形を信号処理回路4の信号処理によって電気的に検知するように構成される。薄型シリコンダイヤフラム2は厚さ10μm程度の極薄シリコン単結晶でできており、その裏面には形状検出用の半導体歪検出素子3A(ヒータ素子、温度センサ等も実装することができる)が高密度アレイ状に集積化されている。各歪ゲージの出力信号は集積化された信号処理回路4によって切り替えられ、信号処理されて外部に取り出される。集積化された半導体歪検出素子アレイ3並びに信号処理回路4は一般的なシリコン集積回路技術によって形成され、完成したウエハに薄膜化加工(例えば化学的機械研磨(CMP)等)を実施して、変形するに十分薄い厚さに加工される。またシリコン部分の薄型化工程に先立って接触面がある程度可動となるように加工した支持基板を薄型シリコンダイヤフラム2の回路面側に接合しておく。これにより、薄型化工程に加わる外力に十分耐える強度をセンサに持たせることができる。
画像

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研究分野
  • ロボットの設計・製造・構造要素
  • 弾性力学一般
展開可能なシーズ 歪検出画素の最小サイズを決定している制限事項を取り払うことで、より高分解能を有する触覚センサを提供し、また、微弱力から比較的強い力を加えた場合までの広い入力レンジでの使用が可能な触覚センサを提供する。
この装置によれば、接触対象物の形状を精密な精度で見地することができ、また集積回路技術で形成した高密度歪検出アレイ回路全体を1枚の極薄シリコンダイヤフラム状に加工し、それ自身の変形を形状認識に用いるので、集積回路技術との整合性が高く、かつ従来にない高分解能で触覚情報を検出可能となる。
用途利用分野 シリコン触覚センサ装置、高度ロボット技術、シリコン集積回路技術、マイクロマシニング
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 国立研究開発法人科学技術振興機構, . 高尾 英邦, 石田 誠, . シリコン触覚センサ装置. 特開2004-163166. 2004-06-10
  • G01L   5/00     

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