TW202511713A - 壓力測量方法、資訊處理裝置及程式 - Google Patents

Abstract

對於以與所施加之壓力對應之濃度而發色之發色構件及輸出與所施加之壓力對應之輸出值之感測器裝置，在將該等重疊之狀態下施加壓力之後，獲取發色構件圖像。獲取在施加壓力之期間內的感測器裝置的輸出值的時序資料。基於發色構件圖像，導出表示所施加之壓力的面分布之壓力分布資料。基於感測器裝置的輸出值的時序資料，導出表示所施加之壓力的面分布的時間推移之壓力分布時序資料。使用壓力分布資料來校正壓力分布時序資料的各位置及各時間點的壓力值。對感測器裝置施加50MPa的壓力時，感測器裝置的與發色構件的接觸面上的最大高度粗糙度Rz為20μm以下。

Description

壓力測量方法、資訊處理裝置及程式

本揭示的技術係有關一種壓力測量方法、資訊處理裝置及程式。

以往，已知有測量施加到表面的能量（例如壓力、熱及紫外線等）之各種技術。

第1，已知有使用施加能量時依據能量量發色的發色構件來測量能量量之技術。作為這樣的發色構件，例如有可獲得與所施加的壓力相對應之發色濃度的Prescale（註冊商標）（FUJIFILM Corporation製）。例如，在國際公開第2021/235364號中揭示有如下：在校準片上配置壓力測量片（例如Prescale）而進行拍攝，依據攝影圖像中所含之校準片校正攝影圖像的濃度、尺寸、畸變及形狀，並將校正後的圖像中所含之壓力測量片的濃度值轉換成壓力值。

第2，已知有藉由檢測壓力等之感測器元件來輸出與壓力等相對應之電氣訊號之感測器裝置。例如在日本特開2020-123119號公報中揭示有一種感測器裝置，其具備：配置於基材上並且包含檢測壓力及溫度的至少一者之感測器元件的感測部；及儲存感測器元件的校準資料之儲存部。

本揭示的技術的目的為進行所施加之壓力的面分布的時間推移的高精度的測量。

本揭示的技術之壓力測量方法為如下壓力測量方法，其包括如下步驟：獲取對於以與所施加之壓力對應之濃度而發色之發色構件及輸出與所施加之壓力對應之輸出值之感測器裝置，在將發色構件及感測器裝置重疊之狀態下施加壓力時的、施加壓力後的發色構件的攝影圖像亦即發色構件圖像；獲取壓力施加期間中的感測器裝置的輸出值的時序資料；及由資訊處理裝置所具備之至少一個處理器執行基於發色構件圖像和感測器裝置的輸出值的時序資料之處理，對感測器裝置施加50MPa的壓力時，感測器裝置的與發色構件的接觸面上的最大高度粗糙度Rz為20μm以下。

上述處理可以包括基於感測器裝置的輸出值的時序資料所施加之壓力的面分布之處理。上述處理可以包括使用基於發色構件圖像而導出之表示所施加之壓力的面分布之壓力分布資料和基於感測器裝置的輸出值的時序資料而導出之表示所施加之壓力的面分布的時間推移之壓力分布時序資料之處理。上述處理可以包括使用壓力分布資料來校正壓力分布時序資料的各位置及各時間點處的壓力值之處理。

感測器裝置亦可以為具有排列在基材的表面上之複數個電極及覆蓋複數個電極之感壓導電性構件之壓電電阻方式的觸覺感測器。複數個電極各自的厚度可以為20μm以下。複數個電極各自以使其表面露出的方式一部分被埋入基材中。複數個電極的間距可以為1000μm以下。與發色構件接觸之基材可以由具有鉛筆硬度2H以上的硬度之材料構成。感測器裝置可以為基於靜電電容方式、感壓橡膠方式及TFT方式中的任一種方式者。

本揭示的技術之資訊處理裝置具備至少1個處理器。處理器進行如下處理：獲取對於以與所施加之壓力對應之濃度而發色之發色構件及輸出與所施加之壓力對應之輸出值之感測器裝置，在將發色構件及感測器裝置重疊之狀態下施加壓力時的、施加壓力後的發色構件的攝影圖像亦即發色構件圖像；獲取壓力施加期間中的感測器裝置的輸出值的時序資料；及進行基於發色構件圖像和感測器裝置的輸出值的時序資料之處理。對感測器裝置施加50MPa的壓力時，感測器裝置的與發色構件的接觸面上的最大高度粗糙度Rz為20μm以下。

本揭示的技術之程式為如下程式，使資訊處理裝置所具備之至少一個處理器執行如下處理：獲取對於以與所施加之壓力對應之濃度而發色之發色構件及輸出與所施加之壓力對應之輸出值之感測器裝置，在將發色構件及感測器裝置重疊之狀態下施加壓力時的、施加壓力後的發色構件的攝影圖像亦即發色構件圖像；獲取壓力施加期間中的感測器裝置的輸出值的時序資料；及進行基於發色構件圖像和感測器裝置的輸出值的時序資料之處理。對感測器裝置施加50MPa的壓力時，感測器裝置的與發色構件的接觸面上的最大高度粗糙度Rz為20μm以下。 [發明效果]

依據所揭示之技術，能夠進行所施加之壓力的面分布的時間推移的高精度的測量。

以下，參閱圖式對所揭示之技術的實施形態的一例進行說明。另外，各圖面中，對於相同或等效的構成要素及部分，標註相同的參閱符號，並省略重複之說明。

圖1係表示本揭示的技術的實施形態之壓力測量方法的一例之圖。本實施形態之壓力測量方法使用感測器裝置20及發色構件30這2種壓力測量手段來測量所施加之壓力。

圖2A係表示感測器裝置20的結構的一例之俯視圖。圖2B係表示感測器裝置20的結構的一例之剖面圖。感測器裝置20為藉由壓電電阻方式檢測壓力之觸覺感測器。感測器裝置20具備：複數個第1電極21，沿著排列於基材24的表面之第1方向延伸；複數個第2電極22，沿著與排列於基材25的表面之第1方向交叉之第2方向延伸；及連接器23。基材24與基材25以第1電極21與第2電極22交叉之方式貼合。基材24及基材25例如由PET（聚對酞酸乙二酯）等樹脂構成，第1電極21及第2電極22例如由Cu或Al等金屬構成。第1電極21及第2電極22的表面被感壓導電性構件26覆蓋。感壓導電性構件26為電阻值依據所施加之壓力而變化之構件。

從各電極依序讀出與在作為感測器裝置20的壓力檢測點之第1電極21與第2電極22的各交點處的電阻值對應之電訊號。將該電訊號轉換為數位值而獲得之輸出值從連接器23輸出。感測器裝置20的輸出值為與施加於第1電極21與第2電極22的各交點位置之壓力的大小成比例之值。感測器裝置20的輸出值被取入至與連接器23連接之資訊處理裝置10。

基於感測器裝置20之壓力的測量精度低於基於發色構件30之壓力的測量精度。其原因在於，藉由伴隨對感測器裝置20施加壓力而產生之基材24及基材25的塑性變形，從而在感測器裝置20的輸出值中產生偏差。又，在從感測器裝置20的各電極讀出之電訊號中混入雜訊之情況下，亦會導致在感測器裝置20的輸出值中產生誤差。另一方面，感測器裝置20的輸出值隨著所施加之壓力的變化而變化，因此能夠將感測器裝置20的輸出值作為時序資料來獲取。亦即，藉由進行使用感測器裝置20之壓力測量，能夠監視所施加之壓力的面分布的時間推移。

發色構件30為積層有分散有封入了無色染料之微膠囊之發色劑層及具有顯色劑之顯色劑層之膜狀構件。若對發色構件30施加壓力，則微膠囊被破壞而無色染料吸附於顯色劑上，並藉由化學反應而發色。無色染料封入於大小及強度不同的複數種微膠囊中。從被破壞的微膠囊流出並吸附於顯色劑中之無色染料的量依據施加於發色構件30之壓力而變化。因此，發色構件30以與所施加之壓力對應之濃度進行發色。藉由對發色構件30的發色狀態進行分析，能夠監視施加到發色構件30之壓力的面分布。另外，無色染料相對於顯色劑之滲透量受到壓力的施加時間的影響。因此，發色構件30的發色濃度成為與所施加之壓力的時間累積量相應的量。作為發色構件30，例如能夠使用FUJIFILM Corporation製Presscale（註冊商標）。

依據使用了發色構件30之壓力測量，能夠監測靜態壓力的面分布。然而，由於發色構件30的發色反應是不可逆的，因此無法監測壓力的面分布的時間推移。另一方面，基於發色構件30之壓力的測量精度高於基於感測器裝置20之壓力的測量精度。

如以上所述，在使用了感測器裝置20之壓力測量中，一方面有能夠監測所施加之壓力的面分布的時間推移之優點，另一方面有壓力的測量精度相對較低之缺點。在使用了發色構件30之壓力測量中，一方面有壓力的測量精度相對高之優點，另一方面有無法監測所施加之壓力的面分布的時間推移之缺點。本實施形態之壓力測量方法藉由對感測器裝置20及發色構件30中的一方的缺點用另一方的優點進行補充，從而實現了所施加之壓力的面分布的時間推移的高精度的測量。

如圖1所示，本實施形態之壓力測量方法包括在重疊發色構件30及感測器裝置20之狀態下對發色構件30及感測器裝置20施加壓力之步驟。另外，除了重疊發色構件30及感測器裝置20之外，亦可以進一步重疊作為施加壓力之對象之對象物50而施加壓力。藉此，能夠測量實際施加於對象物50之壓力。對象物50亦可以為例如金屬板及半導體晶圓等工業產品或其材料，在伴隨對該工業產品等施加壓力之製造步驟中，能夠應用本實施方式之壓力測量方法。

本實施形態之壓力測量方法包括獲取施加壓力後的發色構件30的攝影圖像亦即發色構件圖像40之步驟。發色構件圖像40作為彩色圖像而被獲取。關於發色構件30的攝影，能夠使用數位相機或掃描儀來進行。當資訊處理裝置10具備數位相機時，發色構件30可以藉由資訊處理裝置10所具備之數位相機進行拍攝。

資訊處理裝置10可以為智慧手機及平板電腦等便攜式終端裝置，亦可以為台式或筆記型個人電腦。

圖3係表示資訊處理裝置10的硬體結構的一例之圖。資訊處理裝置10包括CPU（Central Processing Unit：中央處理單元）101、RAM（Random Access Memory：隨機存取記憶體）102、非易失性記憶體103、包括鍵盤及滑鼠之輸入裝置104、顯示器105、通訊介面106。該等硬體連接於總線108。

顯示器105可以為觸控面板顯示器。通訊介面106為用於資訊處理裝置10與感測器裝置20及拍攝發色構件圖像40之數位相機或掃描儀之間進行資料通訊之介面。通訊方式可以為有線及無線中的任一種。無線通信例如能夠應用遵照Wi-Fi（註冊商標）及Bluetooth（註冊商標）等現有的無線通信標準之方式。

非易失性記憶體103為硬碟及快閃記憶體等非易失性的記憶介質。在非易失性記憶體103中，儲存有壓力測量程式110、第1參閱資料120A及第2參閱資料120B。RAM102為用於CPU101執行處理之工作記憶體。CPU101將儲存於非易失性記憶體103中之壓力測量程式110加載到RAM102中，並依據壓力測量程式110來執行處理。CPU101為本揭示的技術中的“處理器”的一例。

圖4A係表示第1參閱資料120A的一例之圖。第1參閱資料120A為將發色構件圖像40中的發色濃度值與壓力值進行對應之資料，該發色構件圖像40為施加壓力後的發色構件30的攝影圖像。資訊處理裝置10在依據發色構件圖像40而導出施加到發色構件30之壓力值時，參閱第1參閱資料120A。第1參閱資料120A亦可以為由製造發色構件30之製造商提供者。第1參閱資料120A例如可以為依據作為發色構件30的發色特性的代表之代表特性來製作者。參閱資料120A中的發色濃度值亦可以為將發色構件圖像40中以例如256色調表現發色構件30中的發色濃度時的色調值。色調數能夠適當確定。

圖4B係表示第2參閱資料120B的一例之圖。第2參閱資料120B為將感測器裝置20的輸出值與壓力值進行對應之資料。在資訊處理裝置10依據感測器裝置20的輸出值導出施加到感測器裝置20之壓力值時，參閱第2參閱資料120B。第2參閱資料120B亦可以為由製造感測器裝置20之製造商提供者。感測器裝置20的輸出值可以為以例如256級表現之感測器裝置20所檢測之壓力之8位數字值。

圖5係表示資訊處理裝置10的功能結構的一例之功能塊圖。資訊處理裝置10具有：獲取部11、導出部12、校正部13及顯示處理部14。藉由CPU101執行壓力測量程式110，CPU101作為獲取部11、導出部12、校正部13及顯示處理部14而發揮作用。

在本實施形態之壓力測量方法中，如圖1所示，對發色構件30及感測器裝置20以重疊發色構件30及感測器裝置20之狀態施加壓力。壓力施加結束之後，取出發色構件30，並藉由未圖示之數位相機或掃描儀進行發色構件30的發色面的拍攝。

獲取部11獲取施加壓力後的發色構件30的攝影圖像亦即發色構件圖像40。又，獲取部11獲取在施加壓力期間內的感測器裝置20的輸出值的時序資料。

導出部12使用藉由獲取部11所獲取之發色構件圖像40及第1參閱資料120A，導出表示所施加之壓力值的面分布之壓力分布資料。具體而言，導出部12在每個像素上進行如下處理：确定發色構件圖像40的各像素的發色濃度值，參閱第1參閱資料120A導出與發色濃度值對應之壓力值。導出部12可以藉由對發色構件圖像40進行分析而導出除了壓力值以外的壓力有效率、加壓面積、平均壓力、最大壓力、最小壓力、加重及壓力均勻性等指標值。壓力有效率為發色構件30的發色面積中包含於發色構件30的推薦壓力範圍內之部分的面積的比例。加壓面積為發色構件30的發色之區域（以下，稱為發色區域）的面積。平均壓力為發色區域的壓力的平均值。最大壓力為發色區域的壓力的最大值。最小壓力為發色區域的壓力的最小值。加權為發色區域的加權值（加壓面積×平均壓力）。壓力均勻性為發色區域的壓力值的均勻性的指標。

又，導出部12使用藉由獲取部11而獲取之感測器裝置20的輸出值的時序資料及第2參閱資料120B，導出表示所施加之壓力的面分布的時間推移之壓力分布時序資料。具體而言，導出部12參閱第2參閱資料120B對感測器裝置20的每個檢測點進行導出與各時點的感測器裝置20的輸出值對應之壓力值之處理。

校正部13進行如下校正處理：使用基於發色構件圖像40之壓力分布資料對基於感測器裝置20的輸出值之壓力分布時序資料所示之各位置及各時點處的壓力值P _{s （ x ， y ）}（t）進行校正。以下，對該校正處理的詳細內容進行說明。

校正部13對於由壓力分布時序資料示出之各檢測點處的壓力值，導出時間累積量。以下，將每個檢測點的壓力值的時間累積量稱為累積壓力值P _{a （ x ， y ）}。

接著，校正部13藉由將基於發色構件圖像40之壓力分布資料所示之各位置處的壓力值P _{c （ x ， y ））}除以同一位置處的累積壓力值P _{a （ x 、 y ）}，來導出感測器裝置20的各檢測點處的校正係數C _{（ x ， y ）}。亦即，感測器裝置20的各檢測點處之校正係數C _{（ x ， y ）}由下述（1）式表示。再者，感測器裝置20的各檢測點的位置及發色構件圖像40的各像素的位置藉由x-y直交座標系來定義，關於基於感測器裝置20的輸出值之壓力分布時序資料及基於發色構件圖像40之壓力分布資料，使用x-y直交座標系來進行彼此的位置對齊。 C _{（ x ， y ）}=P _{c （ x ， y ）}/P _{a （ x ， y ）}･･････（1）

接著，校正部13對每一檢測點進行將基於感測器裝置20的輸出值之壓力分布時序資料的、在各檢測點及各時點下的壓力值P _{s （ x ， y ）}（t）乘上校正係數C _{（ x ， y ）}之處理。藉此，基於感測器裝置20的輸出值之壓力分布時序資料的各位置及各時間點處的壓力值P _{s （ x ， y ）}（t）得到校正。亦即，校正後的各位置及各時點之壓力值P _{（ x ， y ）}（t）由下述（2）式表示。 P _{（ x ， y ）}（t）=P _{s （ x ， y ）}（t）×C _{（ x ， y ）}･･････（2）

在此，假設基於發色構件圖像40之壓力分布資料的面解像力與基於感測器裝置20之壓力分布時序資料的面解像力彼此不同。典型地，基於發色構件圖像40之壓力分布資料的面解像力高於基於感測器裝置20之壓力分布時序資料的面解像力。這是因為，發色構件圖像40的像素數通常比感測器裝置20的壓力檢測點的數多。因此，例如，可以進行使基於發色構件圖像40之壓力分布資料的面分辨能與基於感測器裝置20之壓力分布時序資料的面分辨能一致之處理。例如，當基於發色構件圖像40之壓力分布資料的面解像力為基於感測器裝置20之壓力分布時序資料的面解像力的4倍時，可以進行將發色構件圖像40的彼此相鄰之4個像素整合為1個像素之解析度轉換。此時，可以將上述4個像素的像素值的平均值作為要統合之1像素的像素值而應用之後導出校正係數C _{（ x ， y ）}。

又，亦可以進行使基於感測器裝置20之壓力分布時序資料的面解析度與基於發色構件圖像40之壓力分布資料的面解析度一致之處理。例如，當基於發色構件圖像40之壓力分布資料的面解像力為基於感測器裝置20之壓力分布時序資料的面解像力的4倍時，可以進行將感測器裝置20的1個壓力檢測點分割為4個區域之解析度轉換。此時，可以對上述4個區域分配分割前的1個檢測點中的輸出值，然後對上述4個區域中的每一個區域導出校正係數C _{（ x ， y ）}。

顯示處理部14進行將校正後的各位置、各時點的壓力值P _{（ x ， y ）}（t）顯示於顯示器105之處理。顯示處理部14例如可以在每時點藉由複數個三維圖來顯示校正後的各位置的壓力值。又，顯示處理部14使可以藉由隨時間變化的運動圖像來顯示表示校正後的各位置處的壓力值之三維圖。 又，顯示處理部14可以顯示表示指定位置處的壓力值的時間推移之二維圖。

圖6係表示藉由CPU101執行壓力測量程式110而實施之處理的流程的一例之流程圖。假設在執行壓力測量程式110之前，對發色構件30及感測器裝置20，在將該等重疊之狀態下施加壓力。又，假設對於施加壓力之後的發色構件30獲得了發色構件圖像40。

在步驟S1中，獲取部11獲取作為施加壓力後的發色構件30的攝影圖像之發色構件圖像40。

在步驟S2中，獲取部11獲取壓力的施加期間中的感測器裝置20的輸出值的時序資料。

在步驟S3中，導出部12使用在步驟S1中所獲取之發色構件圖像40及第1參閱資料120A來導出表示所施加之壓力值的面分布之壓力分布資料。具體而言，導出部12在每個像素上進行如下處理：确定發色構件圖像40的各像素的發色濃度值，參閱第1參閱資料120A導出與發色濃度值對應之壓力值。

在步驟S4中，導出部12使用在步驟S2中所獲取之感測器裝置20的輸出值的時序資料及第2參閱資料120B，導出表示所施加之壓力的面分布的時間推移之壓力分布時序資料。具體而言，導出部12參閱第2參閱資料120B對感測器裝置20的每個檢測點進行導出與各時點的感測器裝置20的輸出值對應之壓力值之處理。

在步驟S5中，校正部13使用在步驟S3中導出之壓力分布資料來校正由步驟S4中導出之壓力分布時序資料表示之各位置及各時間點的壓力值P _{s （ x ， y ）}（t）。校正後的各位置及各時間點處的壓力值P _{（ x ， y ）}（t）由式（2）表示。

在步驟S6中，顯示處理部14進行將校正後的各位置及各時點的壓力值P _{（ x ， y ）}（t）顯示於顯示器105之處理。

如上所述，本揭示的技術之實施形態之壓力測量方法包括如下步驟：資訊處理裝置10獲取對於以與所施加之壓力對應之濃度而發色之發色構件30及輸出與所施加之壓力對應之輸出值之感測器裝置20，在將發色構件30及感測器裝置20重疊之狀態下施加壓力時的、施加壓力後的發色構件30的攝影圖像亦即發色構件圖像40；獲取壓力施加期間中的感測器裝置20的輸出值的時序資料；依據發色構件圖像40導出表示所施加之壓力的面分布之壓力分布資料；基於感測器裝置20的輸出值的時序列資料而導出表示所施加之壓力的面分布的時間推移之壓力分布時序列資料；及使用壓力分布資料來校正壓力分布時序列資料的各位置及各時間點的壓力值。

在使用了感測器裝置20之壓力測量中，一方面有能夠監測所施加之壓力的面分布的時間推移之優點，另一方面有壓力的測量精度相對較低之缺點。在使用了發色構件30之壓力測量中，一方面有壓力的測量精度相對高之優點，另一方面有無法監測所施加之壓力的面分布的時間推移之缺點。依據本實施形態之壓力測量方法，藉由對使用感測器裝置20之壓力測量及使用發色構件30之壓力測量中的一方的缺點用另一優點進行補充，從而能夠高精度地測量所施加之壓力的面分布的時間推移。

在此，當在重疊發色構件30及感測器裝置20之狀態下施加壓力時，以下的點有可能成為問題。亦即，如圖2A所示，感測器裝置20具有排列成格子狀之第1電極21及第2電極22。第1電極21及第2電極22分別藉由印刷等成膜手法形成於基材24、25的表面。如圖7所示，若第1電極21及第2電極22的厚度變厚，則藉由施加壓力在感測器裝置20的表面（與發色構件30的接觸面）形成有與第1電極21及第2電極22的排列對應之凹凸，並且受到發色構件30的發色狀態的影響。具體而言，在發色構件30中，有時會產生與第1電極21及第2電極22的排列對應之格子狀的發色部分。如此，在發色構件30中，由於感測器裝置20的結構而產生發色部分，從而妨礙高精度的壓力測量。

因此，在本揭示的技術的實施形態之壓力測量方法中，使用與發色構件30的接觸面上的凹凸小的感測器裝置20。具體而言，使用施加50MPa的壓力時的與發色構件30的接觸面上的最大高度粗糙度Rz為20μm以下的感測器裝置20。藉由將感測器裝置20與發色構件30的接觸面上的最大高度粗糙度Rz設為20μm以下，能夠抑制對發色構件30的發色狀態的影響。

最大高度粗糙度Rz由JIS B 0601規定，如圖8所示，係基準長度lr下的粗糙度曲線的山高度Zp的最大值與谷深度Zv的最大值之和。關於感測器裝置20的施加壓力時的與發色構件30的接觸面上的最大高度粗糙度Rz，例如能夠如下測量。

如圖9A所示，在感測器裝置20的表面形成被轉印構件60。作為被轉印構件60，例如，能夠使用紫外線硬化樹脂或熱硬化樹脂、2液硬化型樹脂。作為紫外線硬化樹脂，並無特別限定，可舉出環氧系（NICT系列、NIAC系列、Daicel Corporation製造）、胺基甲酸酯系（Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.製造）、矽酮系（KER系列、Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.製造）、氟系（NIF系列、AGC Inc.製造）等紫外線硬化樹脂。作為熱硬化性樹脂，並無特別限定，可以列舉苯酚系（SK RESIN系列，Air Water Inc.製造）等。作為2液硬化型樹脂，並無特別限定，可以列舉環氧系（RC系列、RH系列、SAN-ALKYD CO.,LTD.製造）、胺基甲酸酯系（RUBYLON、TOYO POLYMER CO.,LTD.製造）等。從硬化中的操作性的觀點而言，不需要紫外線或熱，藉由混合而硬化之2液硬化性樹脂為更佳。又，亦可以併用該等樹脂和脫模劑。在感測器裝置20的表面重疊有被轉印構件60之狀態下，向兩者施加規定的壓力。藉此，形成於感測器裝置20的表面之凹凸被轉印到被轉印構件60上。接著，使被轉印構件60硬化之後，將被轉印構件60從感測器裝置20剝離。

接著，如圖9B所示，使用表面粗糙度測量機測量轉印到被轉印構件60之凹凸形狀。具體而言，記錄在使表面粗糙度測量機的觸針70的前端一邊與被轉印構件60的凹凸形狀被轉印之表面接觸一邊沿著一方向移動時的觸針70的上下方向的位移。藉此，可獲得顯示被轉印到被轉印構件60之凹凸形狀之粗糙度曲線。

在基於壓電電阻方式之感測器裝置20中，為了將與發色構件30的接觸面上的最大高度粗糙度Rz設為20μm以下，感測器裝置20可以具有以下結構。例如，第1電極21及第2電極22各自的厚度可以設為20μm以下。例如，藉由減少構成第1電極21及第2電極22之導電構件的供給量或降低黏度，能夠抑制第1電極21及第2電極22的厚度。又，例如，如圖10所示，第1電極21及第2電極22可以如表面露出之方式，一部分嵌入於基材24、25中。

又，可以使第1電極21及第2電極22的各自的間距（排列間隔）變小。藉由減小第1電極21及第2電極22的各自的間距，可緩和施加壓力時的基材表面的凹凸。例如，將第1電極21及第2電極22的各自的間距L1及L2（參閱圖2A）設為1000μm以下，從而能夠將與發色構件30的接觸面上的最大高度粗糙度Rz設為20μm以下。

又，感測器裝置20的基材24及基材25可以由具有鉛筆硬度2H以上的硬度之材料構成。藉此，能夠減輕或消除藉由施加壓力而形成於感測器裝置20的表面（與發色構件30的接觸面）之凹凸，從而能夠抑制對發色構件30的發色狀態的影響。作為基材24及25的材料，例如，能夠使用環氧樹脂（相當於硬度2H）、PEEK（Poly Ether Ether Ketone，相當於硬度3H）及玻璃（相當於硬度9H）。

又，結構上，亦可以使用與電極的排列對應之凹凸不會出現在感測器裝置的表面上之方式的感測器裝置。例如，藉由使用靜電電容方式、感壓橡膠方式及TFT方式中的任一種方式的感測器裝置，能夠將與發色構件30的接觸面上的最大高度粗糙度Rz設為20μm以下。在靜電電容方式、感壓橡膠方式及TFT方式中的任一種方式中，由於電極嵌入於層內或電極由大約數微米的薄膜構成，因此不會出現與電極的排列相對應之凹凸，即使出現，亦不會對發色構件30的發色狀態產生影響。

靜電電容方式係將彈性體夾置於上下電極之間，並依據彈性體的變形引起之靜電電容的變化來推測所施加之壓力者。感壓橡膠方式使用含有碳等導電性粉末之導電橡膠。若對導電橡膠施加壓力，則在該部位，導電性粉末的密度變高，電阻值下降。因此，能夠根據導電橡膠的變形所引起之電阻值變化來推測所施加之壓力。TFT方式為將TFT（Thin Film Transistor：薄膜電晶體）陣列片和壓敏橡膠片組合而成者。

作為用於實現資訊處理裝置10的上述各功能部所執行之各種處理之硬體結構，能夠使用下述各種處理器（processor）。如上所述，在上述各種處理器中，除了執行軟體（程式）而作為各種處理部發揮作用之通用的處理器即CPU以外，還包括具有FPGA（Field Programmable Gate Array：現場可程式閘陣列）等在製造後能夠變更電路結構之處理器即可程式邏輯裝置（Programmable Logic Device：PLD）、ASIC（Application Specific Integrated Circuit：應用特定積體電路）等為了執行特定的處理而專門設計之電路結構之處理器即專用電路等。

1個處理部可以由該等各種處理器中的1個構成，亦可以由相同種類或不同種類的2個以上的處理器的組合（例如，複數個FPGA的組合或CPU與FPGA的組合）構成。又，亦可以由1個處理器構成複數個處理部。

作為由1個處理器構成複數個處理部之一例，第1具有如用戶端及伺服器等以電腦為代表那樣由1個以上的CPU與軟體的組合構成1個處理器並且該處理器作為複數個處理部而發揮作用之形態。第2，有如下形態：如以系統單晶片（System on Chip：SoC）等為代表，使用由1個IC（Integrated Circuit）晶片實現包括複數個處理部之系統整體的功能之處理器。如此，各種處理部作為硬體結構使用上述各種處理器的1個以上構成。另外，作為該等各種處理器的硬體結構，更具體而言，能夠使用將半導體元件等電路元件組合而成之電路（circuitry）。

又，在上述實施形態中，對壓力測量程式110預先儲存（安裝）於非易失性記憶體103之態樣進行了說明，但並不限定於此。壓力測量程式110可以以記錄於CD-ROM（Compact Disc Read Only Memory：光碟唯讀記憶體）、DVD-ROM（Digital Versatile Disc Read Only Memory：數位多功能光碟唯讀記憶體）及USB（Universal Serial Bus：通用串列匯流排）記憶體等記錄介質之形態提供。又，壓力壓力測定程式110可以作為經由網路從外部裝置下載之形態。

關於以上實施形態，進一步揭示以下附註。 （附註1） 一種壓力測量方法，其包括如下步驟：獲取對於以與所施加之壓力對應之濃度而發色之發色構件及輸出與所施加之壓力對應之輸出值之感測器裝置，在將前述發色構件及前述感測器裝置重疊之狀態下施加壓力時的、施加壓力後的前述發色構件的攝影圖像亦即發色構件圖像； 獲取壓力施加期間中的前述感測器裝置的輸出值的時序資料；及 由資訊處理裝置所具備之至少一個處理器執行基於前述發色構件圖像和前述感測器裝置的輸出值的時序資料之處理， 對前述感測器裝置施加50MPa的壓力時，前述感測器裝置的與前述發色構件的接觸面上的最大高度粗糙度Rz為20μm以下。

（附註2） 如附註1所述之壓力測量方法，其中， 前述處理包括基於前述感測器裝置的輸出值的時序資料之、與所施加之壓力的面分布有關之處理。

（附註3） 如附註2所述之壓力測量方法，其中， 前述處理包括使用基於前述發色構件圖像而導出之表示所施加之壓力的面分布之壓力分布資料和基於前述感測器裝置的輸出值的時序資料而導出之表示所施加之壓力的面分布的時間推移之壓力分布時序資料之處理。

（附註4） 如附註3所述之壓力測量方法，其中， 前述處理包括使用前述壓力分布資料來校正前述壓力分布時序資料的各位置及各時點的壓力值之處理。

（附註5） 如附註1至附註4之任一項所述之壓力測量方法，其中， 前述感測器裝置為具有在基材的表面上排列之複數個電極及覆蓋前述複數個電極之感壓導電性構件之壓電電阻方式的觸覺感測器。

（附註6） 如付註5所述之壓力測量方法，其中， 前述複數個電極各自的厚度為20μm以下。

（附註7） 如附註5或附註6所述之壓力測量方法，其中， 前述複數個電極各自以使其表面露出之方式一部分被埋入前述基材中。

（附註8） 如付註5至付註7之任一項所述之壓力測量方法，其中， 前述複數個電極的間距為1000μm以下。

（附註9） 如付註5至付註8之任一項所述之壓力測量方法，其中， 與前述發色構件接觸之前述基材由具有鉛筆硬度2H以上的硬度之材料構成。

（附註10） 如附註1所述之壓力測量裝置，其中， 前述感測器裝置為基於靜電電容方式、感壓橡膠方式及TFT方式中的任一種方式者。

（附註11） 一種資訊處理裝置，其具備至少一個處理器，其中，前述處理器進行如下處理： 獲取對於以與所施加之壓力對應之濃度而發色之發色構件及輸出與所施加之壓力對應之輸出值之感測器裝置，在將前述發色構件及前述感測器裝置重疊之狀態下施加壓力時的、施加壓力後的前述發色構件的攝影圖像亦即發色構件圖像； 獲取壓力施加期間中的前述感測器裝置的輸出值的時序資料；及 進行基於前述發色構件圖像和前述感測器裝置的輸出值的時序資料之處理， 對前述感測器裝置施加50MPa的壓力時，前述感測器裝置的與前述發色構件的接觸面上的最大高度粗糙度Rz為20μm以下。

（附註12） 一種程式，其使資訊處理裝置所具備之至少一個處理器執行如下處理： 獲取對於以與所施加之壓力對應之濃度而發色之發色構件及輸出與所施加之壓力對應之輸出值之感測器裝置，在將前述發色構件及前述感測器裝置重疊之狀態下施加壓力時的、施加壓力後的前述發色構件的攝影圖像亦即發色構件圖像； 獲取壓力施加期間中的前述感測器裝置的輸出值的時序資料；及 進行基於前述發色構件圖像和前述感測器裝置的輸出值的時序資料之處理， 對前述感測器裝置施加50MPa的壓力時，前述感測器裝置的與前述發色構件的接觸面上的最大高度粗糙度Rz為20μm以下。

（附註13） 一種壓力測量方法，其包括使資訊處理裝置所具備之至少一個處理器執行如下處理之步驟： 獲取對於以與所施加之壓力對應之濃度而發色之發色構件及輸出與所施加之壓力對應之輸出值之感測器裝置，在將前述發色構件及前述感測器裝置重疊之狀態下施加壓力時的、施加壓力後的前述發色構件的攝影圖像亦即發色構件圖像； 獲取壓力施加期間中的前述感測器裝置的輸出值的時序資料； 依據前述發色構件圖像導出表示所施加之壓力的面分布之壓力分布資料； 基於前述感測器裝置的輸出值的時序列資料而導出表示所施加之壓力的面分布的時間推移之壓力分布時序列資料；及 使用前述壓力分布資料來校正壓力分布時序列資料的各位置及各時間點的壓力值， 對前述感測器裝置施加50MPa的壓力時，前述感測器裝置的與前述發色構件的接觸面上的最大高度粗糙度Rz為20μm以下。

再者，關於2023年8月30日申請之日本專利申請2023-140447的發明，將其整體藉由參閱編入本說明書中。又，關於本說明書中所記載之所有文獻、日本專利申請及技術標準，與具體且分別記載將各文獻、專利申請及技術標準藉由參閱編入之情況相同程度地藉由參閱編入到本說明書中。

10:資訊處理裝置 11:獲取部 12:導出部 13:校正部 14:顯示處理部 20:感測器裝置 21:第1電極 22:第2電極 23:連接器 24、25:基材 26:感壓導電性構件 30:發色構件 40:發色構件圖像 50:對象物 60:被轉印構件 70:觸針 101:CPU 102:RAM 103:非易失性記憶體 104:輸入裝置 105:顯示器 106:通訊介面 108:總線 110:壓力測量程式 120A:第1參閱資料 120B:第2參閱資料 lr:基準長度 L1、L2:間距 Rz:最大高度粗糙度 S1～S6:步驟 Zp:山高度 Zv:谷深度

圖1係表示本揭示的技術的實施形態之壓力測量方法的一例之圖。 圖2A係表示感測器裝置的結構的一例之俯視圖。 圖2B係表示感測器裝置的結構的一例之剖面圖。 圖3係表示資訊處理裝置的硬體結構的一例之圖。 圖4A係表示第1參閱資料的一例之圖。 圖4B係表示第2參閱資料的一例之圖。 圖5係表示資訊處理裝置的功能結構的一例之功能塊圖。 圖6係表示藉由CPU執行壓力測量程式而實施之處理的流程的一例之流程圖。 圖7係表示藉由施加壓力而形成於感測器裝置的表面之凹凸之圖。 圖8係表示最大高度粗糙度Rz的定義之圖。 圖9A係表示感測器裝置的施加壓力時的在與發色構件的接觸面上的最大高度粗糙度Rz的測量方法的一例之圖。 圖9B係表示感測器裝置的施加壓力時的在與發色構件的接觸面上的最大高度粗糙度Rz的測量方法的一例之圖。 圖10係表示感測器裝置的結構的一例之剖面圖。

10:資訊處理裝置

20:感測器裝置

30:發色構件

40:發色構件圖像

50:對象物

Claims (12)

1. 一種壓力測量方法，其包括如下步驟： 獲取對於以與所施加之壓力對應之濃度而發色之發色構件及輸出與所施加之壓力對應之輸出值之感測器裝置，在將前述發色構件及前述感測器裝置重疊之狀態下施加壓力時的、施加壓力後的前述發色構件的攝影圖像亦即發色構件圖像； 獲取壓力施加期間中的前述感測器裝置的輸出值的時序資料；及 由資訊處理裝置所具備之至少一個處理器執行基於前述發色構件圖像和前述感測器裝置的輸出值的時序資料之處理， 對前述感測器裝置施加50MPa的壓力時，前述感測器裝置的與前述發色構件的接觸面上的最大高度粗糙度Rz為20μm以下。
2. 如請求項1所述之壓力測量方法，其中 前述處理包括基於前述感測器裝置的輸出值的時序資料之、與所施加之壓力的面分布有關之處理。
3. 如請求項2所述之壓力測量方法，其中 前述處理包括使用基於前述發色構件圖像而導出之表示所施加之壓力的面分布之壓力分布資料和基於前述感測器裝置的輸出值的時序資料而導出之表示所施加之壓力的面分布的時間推移之壓力分布時序資料之處理。
4. 如請求項3所述之壓力測量方法，其中 前述處理包括使用前述壓力分布資料來校正前述壓力分布時序資料的各位置及各時點的壓力值之處理。
5. 如請求項1至請求項4之任一項所述之壓力測量方法，其中 前述感測器裝置為具有在基材的表面上排列之複數個電極及覆蓋前述複數個電極之感壓導電性構件之壓電電阻方式的觸覺感測器。
6. 如請求項5所述之壓力測量方法，其中 前述複數個電極各自的厚度為20μm以下。
7. 如請求項5所述之壓力測量方法，其中 前述複數個電極各自以使其表面露出之方式一部分被埋入前述基材中。
8. 如請求項5所述之壓力測量方法，其中 前述複數個電極的間距為1000μm以下。
9. 如請求項5所述之壓力測量方法，其中 與前述發色構件接觸之前述基材由具有鉛筆硬度2H以上的硬度之材料構成。
10. 如請求項1至請求項4之任一項所述之壓力測量方法，其中 前述感測器裝置為基於靜電電容方式、感壓橡膠方式及TFT方式中的任一種方式者。
11. 一種資訊處理裝置，其具備至少一個處理器，其中，前述處理器進行如下處理： 獲取對於以與所施加之壓力對應之濃度而發色之發色構件及輸出與所施加之壓力對應之輸出值之感測器裝置，在將前述發色構件及前述感測器裝置重疊之狀態下施加壓力時的、施加壓力後的前述發色構件的攝影圖像亦即發色構件圖像； 獲取壓力施加期間中的前述感測器裝置的輸出值的時序資料；及 進行基於前述發色構件圖像和前述感測器裝置的輸出值的時序資料之處理， 對前述感測器裝置施加50MPa的壓力時，前述感測器裝置的與前述發色構件的接觸面上的最大高度粗糙度Rz為20μm以下。
12. 一種程式，其使資訊處理裝置所具備之至少一個處理器執行如下處理： 獲取對於以與所施加之壓力對應之濃度而發色之發色構件及輸出與所施加之壓力對應之輸出值之感測器裝置，在將前述發色構件及前述感測器裝置重疊之狀態下施加壓力時的、施加壓力後的前述發色構件的攝影圖像亦即發色構件圖像； 獲取壓力施加期間中的前述感測器裝置的輸出值的時序資料；及 進行基於前述發色構件圖像和前述感測器裝置的輸出值的時序資料之處理， 對前述感測器裝置施加50MPa的壓力時，前述感測器裝置的與前述發色構件的接觸面上的最大高度粗糙度Rz為20μm以下。