JP2014238268A

JP2014238268A - Pressure detector and input device

Info

Publication number: JP2014238268A
Application number: JP2013119345A
Authority: JP
Inventors: 裕次渡津; Yuji Totsu; 栄二角谷; Eiji Sumiya; 啓佑尾▲崎▼; Keisuke Ozaki; 柴田　淳一; Junichi Shibata; 淳一柴田
Original assignee: Nissha Printing Co Ltd
Current assignee: Nissha Printing Co Ltd
Priority date: 2013-06-05
Filing date: 2013-06-05
Publication date: 2014-12-18

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric sensor capable of performing position detection and load detection in the piezoelectric sensor.SOLUTION: A piezoelectric sensor 10 includes: a piezoelectric layer 11 that generates electric charge when pressed by input means; a first electrode 12 disposed on a first main surface of the piezoelectric layer; a second electrode 13 disposed on a second main surface on a side opposite to the first main surface of the piezoelectric layer 11; a first resonance circuit RC1 connected to the first electrode 12; and a first detection unit 20 connected to the first electrode 12.

Description

本発明は、荷重に応じた圧電信号を発生する圧電センサに関し、特に荷重が与えられた位置を検出できる圧電センサに関する。 The present invention relates to a piezoelectric sensor that generates a piezoelectric signal corresponding to a load, and more particularly to a piezoelectric sensor that can detect a position where a load is applied.

与えられた荷重を検出するため、圧電シートを用いた圧電センサが知られている。例えば、特許文献１には、透明感圧層と、一対の透明導電層からなる透明圧電センサが開示されている。 A piezoelectric sensor using a piezoelectric sheet is known for detecting a given load. For example, Patent Document 1 discloses a transparent piezoelectric sensor including a transparent pressure-sensitive layer and a pair of transparent conductive layers.

特開２００４−１２５５７１号公報JP 2004-125571 A

しかし、特許文献１の透明圧電センサでは、圧電シートから発生する電荷は非常に小さいため、圧電シートから発生した電荷を検出することは困難である。 However, in the transparent piezoelectric sensor of Patent Document 1, since the charge generated from the piezoelectric sheet is very small, it is difficult to detect the charge generated from the piezoelectric sheet.

上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.

本発明の圧力検出装置は、
入力手段によって押圧されると電荷を発生する圧電層と、
前記圧電層の第１主面に配置される第１電極と、
前記圧電層の前記第１主面とは反対側の第２主面に配置される第２電極と、
前記第１電極に接続される第１共振回路と、
前記第１電極と前記第１共振回路に接続される第１検出部とを備えるように構成した。 The pressure detection device of the present invention is
A piezoelectric layer that generates an electric charge when pressed by the input means;
A first electrode disposed on a first main surface of the piezoelectric layer;
A second electrode disposed on a second main surface opposite to the first main surface of the piezoelectric layer;
A first resonant circuit connected to the first electrode;
It comprised so that the said 1st electrode and the 1st detection part connected to the said 1st resonance circuit may be provided.

本発明の圧力検出装置は、
入力手段によって押圧されると電荷を発生する圧電層と、
前記圧電層の第１主面に配置される第１電極と、
前記圧電層の前記第１主面とは反対側の第２主面に配置される第２電極と、
前記第１電極に接続される第１共振回路と、
前記第１電極と前記第１共振回路に接続される第１マルチプレクサと、
前記第１マルチプレクサに接続される第１検出部と、を備え、
前記第１電極は、前記第１共振回路に接続される第１電極部を複数備え、
前記第１マルチプレクサは、前記第１検出部に対して複数の前記第１電極部を切替えて接続するように構成した。 The pressure detection device of the present invention is
A piezoelectric layer that generates an electric charge when pressed by the input means;
A first electrode disposed on a first main surface of the piezoelectric layer;
A second electrode disposed on a second main surface opposite to the first main surface of the piezoelectric layer;
A first resonant circuit connected to the first electrode;
A first multiplexer connected to the first electrode and the first resonant circuit;
A first detector connected to the first multiplexer,
The first electrode includes a plurality of first electrode portions connected to the first resonance circuit,
The first multiplexer is configured to switch and connect the plurality of first electrode units to the first detection unit.

本発明の圧力検出装置は、
入力手段によって押圧されると電荷を発生する圧電層と、
前記圧電層の第１主面に配置される第１電極と、
前記第１電極に接続される第１共振回路と、
前記第１電極と前記第１共振回路に接続される第１マルチプレクサと、
前記第１マルチプレクサに接続される第１検出部と、
前記圧電層の前記第１主面とは反対側の第２主面に配置される第２電極と、
前記第２電極に接続される第２共振回路と、
前記第２電極と前記第２共振回路に接続される第２マルチプレクサと、
前記第２マルチプレクサに接続される第２検出部と、を備え、
前記第１電極は、前記第１共振回路に接続される第１電極部を複数有し、
前記第１マルチプレクサは、前記第１検出部に対して複数の前記第１電極部を切替えて接続し、
前記第２電極は、前記第２共振回路に接続される第２電極部を複数有し、
前記第２マルチプレクサは、前記第２検出部に対して複数の前記第２電極部を切替えて接続するように構成した。 The pressure detection device of the present invention is
A piezoelectric layer that generates an electric charge when pressed by the input means;
A first electrode disposed on a first main surface of the piezoelectric layer;
A first resonant circuit connected to the first electrode;
A first multiplexer connected to the first electrode and the first resonant circuit;
A first detector connected to the first multiplexer;
A second electrode disposed on a second main surface opposite to the first main surface of the piezoelectric layer;
A second resonant circuit connected to the second electrode;
A second multiplexer connected to the second electrode and the second resonant circuit;
A second detection unit connected to the second multiplexer,
The first electrode has a plurality of first electrode portions connected to the first resonance circuit,
The first multiplexer switches and connects the plurality of first electrode units to the first detection unit,
The second electrode has a plurality of second electrode portions connected to the second resonance circuit,
The second multiplexer is configured to switch and connect the plurality of second electrode units to the second detection unit.

本発明の一態様によれば、
前記第１電極部は、一の方向に平行な方向に配置され、
前記第２電極部は、一の方向に対して垂直な方向に配置されるように構成してもよい。 According to one aspect of the invention,
The first electrode part is disposed in a direction parallel to one direction,
The second electrode unit may be arranged in a direction perpendicular to one direction.

本発明の一態様によれば、
前記共振回路は、バラクタを備えていてもよい。 According to one aspect of the invention,
The resonant circuit may include a varactor.

本発明の一態様によれば、上記圧力検出装置とタッチパネルを備えていてもよい。 According to one embodiment of the present invention, the pressure detection device and the touch panel may be provided.

本発明に係る圧電センサでは、圧電シートから発生する電荷が非常に小さくても、圧電シートから発生した電荷を検出することができる。 In the piezoelectric sensor according to the present invention, even if the charge generated from the piezoelectric sheet is very small, the charge generated from the piezoelectric sheet can be detected.

圧力検出装置の概念図である。It is a conceptual diagram of a pressure detection apparatus. 圧力検出装置の概念図である。It is a conceptual diagram of a pressure detection apparatus. 図２のＡ-Ａ’断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. 2. 圧力検出装置の概念図である。It is a conceptual diagram of a pressure detection apparatus. 圧電センサの変形例である。It is a modification of a piezoelectric sensor.

下記で、本発明に係る実施形態を図面に基づいてさらに詳細に説明する。なお、本発明の実施例に記載した部位や部分の寸法、材質、形状、その相対位置などは、とくに特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. It should be noted that the dimensions, materials, shapes, relative positions, etc. of the parts and portions described in the embodiments of the present invention are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. This is just an illustrative example.

１．第１実施形態
（１）圧力検出装置の全体構造
図１を用いて、本発明の第１実施形態に係る圧力検出装置の全体構造を説明する。図１は圧力検出装置の概略図である。 1. First Embodiment (1) Overall Structure of Pressure Detection Device The overall structure of a pressure detection device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view of a pressure detection device.

圧力検出装置は、与えられた荷重の量と位置を検出する機能を有している。
図１に示すように、圧力検出装置１は、圧電センサ１０と、第１検出部２０と、第１共振回路ＲＣ１を有している。圧電センサ１０は、圧電層１１と、第１電極１２と、第２電極１３からなる。第１電極１２は、圧電層１１の第１主面に配置され、第１共振回路ＲＣ１を介して第１検出部２０と電気的に接続されている。第２電極１３は、圧電シート１１の第１主面とは反対側の第２主面に配置され、アースＥと接続されている。なお、第１電極１２と第２電極１３は、それぞれ圧電層１１の一面にわたって配置されている。以下で、圧力検出装置１の構成を詳細に説明する。 The pressure detection device has a function of detecting the amount and position of a given load.
As shown in FIG. 1, the pressure detection device 1 includes a piezoelectric sensor 10, a first detection unit 20, and a first resonance circuit RC1. The piezoelectric sensor 10 includes a piezoelectric layer 11, a first electrode 12, and a second electrode 13. The first electrode 12 is disposed on the first main surface of the piezoelectric layer 11 and is electrically connected to the first detection unit 20 via the first resonance circuit RC1. The second electrode 13 is disposed on the second main surface opposite to the first main surface of the piezoelectric sheet 11 and is connected to the ground E. Note that the first electrode 12 and the second electrode 13 are each disposed over one surface of the piezoelectric layer 11. Below, the structure of the pressure detection apparatus 1 is demonstrated in detail.

（２）圧電センサ
圧電センサ１０は、与えられた荷重に応じて電荷を発生させる装置である。図１に示すように、圧電センサ１０は、圧電層１１と、第１電極１２と、第２電極１３からなる。 (2) Piezoelectric sensor The piezoelectric sensor 10 is a device that generates electric charge according to a given load. As shown in FIG. 1, the piezoelectric sensor 10 includes a piezoelectric layer 11, a first electrode 12, and a second electrode 13.

（３）圧電層
圧電層１１を構成する材料としては、無機圧電材料や有機圧電材料が挙げられる。 (3) Piezoelectric layer Examples of the material constituting the piezoelectric layer 11 include inorganic piezoelectric materials and organic piezoelectric materials.

無機圧電材料としては、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムなどが挙げられる。 Examples of the inorganic piezoelectric material include barium titanate, lead titanate, lead zirconate titanate, potassium niobate, lithium niobate, and lithium tantalate.

有機圧電材料としては、フッ化物重合体又はその共重合体、キラリティーを有する高分子材料などが挙げられる。フッ化物重合体又はその共重合体としては、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体などが挙げられる。キラリティーを有する高分子材料としては、Ｌ型ポリ乳酸や、ＲＣ型ポリ乳酸などが挙げられる。 Examples of the organic piezoelectric material include a fluoride polymer or a copolymer thereof, and a polymer material having chirality. Examples of the fluoride polymer or copolymer thereof include polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, and vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer. Examples of the polymer material having chirality include L-type polylactic acid and RC-type polylactic acid.

また、圧力検出装置１を、タッチパネルを備えた表示装置に適用する場合には、圧電シートを透明な材料により構成するか、又は、光が十分に透過できる程度に薄く構成することが好ましい。 Moreover, when applying the pressure detection apparatus 1 to the display apparatus provided with the touch panel, it is preferable to comprise a piezoelectric sheet with a transparent material, or to thinly so that light can fully permeate | transmit.

（４）電極
このような第１電極１２、第２電極１３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、インジウム−スズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）、スズ−亜鉛酸化物（Ｔｉｎ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ、ＴＺＯ）などのような透明導電酸化物、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰｏｌｙｅＴｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙＴｈｉｏｐｈｅｎｅ、ＰＥＤＯＴ）などの導電性高分子、などを用いることができる。この場合、上記の電極は、蒸着やスクリーン印刷などを用いて形成できる。 (4) Electrodes The first electrode 12 and the second electrode 13 can be made of a conductive material. Examples of the conductive material include transparent conductive oxides such as indium-tin oxide (ITO), tin-zinc oxide (TZO), and polyethylenedioxythiophene. For example, a conductive polymer such as (Polyethylenedithiothiophene, PEDOT) can be used. In this case, the electrode can be formed by using vapor deposition or screen printing.

また、導電性を有する材料として、銅、銀などの導電性の金属を用いてもよい。この場合、上記の電極は、蒸着により形成してもよく、銅ペースト、銀ペーストなどの金属ペーストを用いて形成してもよい。 Alternatively, a conductive metal such as copper or silver may be used as the conductive material. In this case, the electrode may be formed by vapor deposition, or may be formed using a metal paste such as a copper paste or a silver paste.

さらに、導電性を有する材料として、バインダー中に、カーボンナノチューブ、金属粒子、金属ナノファイバーなどの導電材料が分散したものを用いてもよい。 Furthermore, a conductive material in which conductive materials such as carbon nanotubes, metal particles, and metal nanofibers are dispersed may be used as the conductive material.

（５）共振回路
第１共振回路ＲＣ１は、外部から加わったエネルギーに反応して振動や共鳴などの現象を生じる電気回路であり、ＲＬＣ回路、ＬＣ回路からなる。なお、第１共振回路ＲＣ１は、バラクタを備えている。 (5) Resonant circuit The first resonant circuit RC1 is an electric circuit that generates a phenomenon such as vibration or resonance in response to energy applied from the outside, and includes an RLC circuit and an LC circuit. The first resonant circuit RC1 includes a varactor.

（６）検出部
第１検出部２０は、第１共振回路ＲＣ１における周波数の変化を検出する機器である。すなわち、第１検出部２０は、第１共振回路ＲＣ１の共振周波数の変化を検出するものである。 (6) Detection Unit The first detection unit 20 is a device that detects a change in frequency in the first resonance circuit RC1. That is, the first detection unit 20 detects a change in the resonance frequency of the first resonance circuit RC1.

上記のように、圧力検出装置１が構成されていると、第１電極１２は、第１共振回路ＲＣ１に接続されているため、圧電層１１で発生した電荷は、第１電極１２を経由して第１共振回路ＲＣ１に流れ込む。すると、流れ込んだ電荷によって、バラクタにバイアス電圧が加わり第１共振回路ＲＣ１の周波数は変化する。その結果、圧電層１１が押圧されたとき発生する電荷が微弱であっても、第１共振回路ＲＣ１の変化を第１検出部２０で検出すれば、上記電荷を容易に検出できるものとなっている。 As described above, when the pressure detection device 1 is configured, the first electrode 12 is connected to the first resonance circuit RC1, so that the charge generated in the piezoelectric layer 11 passes through the first electrode 12. Into the first resonance circuit RC1. Then, a bias voltage is applied to the varactor due to the flowed-in electric charge, and the frequency of the first resonance circuit RC1 changes. As a result, even if the electric charge generated when the piezoelectric layer 11 is pressed is weak, if the change of the first resonance circuit RC1 is detected by the first detection unit 20, the electric charge can be easily detected. Yes.

２．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。基本的な構造は、第１実施形態と同じであるので、相違点について説明する。 2. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. Since the basic structure is the same as in the first embodiment, the differences will be described.

（１）圧力検出装置の全体構造
図２を用いて、本発明の第２実施形態に係る圧力検出装置の全体構造を説明する。図２は圧力検出装置１の概略図である。図３は、図２のＡ‐Ａ’断面図である。 (1) Overall Structure of Pressure Detection Device The overall structure of the pressure detection device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic diagram of the pressure detection device 1. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.

図２に示すように、圧力検出装置１は、圧電センサ１０と、第１検出部２０と、第１共振回路ＲＣ１と、第１マルチプレクサＭ１を有している。
As shown in FIG. 2, the pressure detection device 1 includes a piezoelectric sensor 10, a first detection unit 20, a first resonance circuit RC1, and a first multiplexer M1.

図３に示すように、圧電センサ１０は、圧電層１１と、第１電極１２と、第２電極１３を備えている。第１電極１２は圧電層１１の第１主面に配置され、第１電極部１２０を複数備えている。上記第１電極部１２０は、圧電層１１のＹ軸方向に平行に配列され、それぞれ第１共振回路ＲＣ１と接続されている。なお、第１電極１２と第１共振回路ＲＣ１は、第１マルチプレクサＭ１を介して第１検出部２０と接続されている
第２電極１３は、圧電層１１の第１主面とは反対側の第２主面に配置されている。図示しないが、第２電極１３は、第２主面の一面に配置され、アースＥと接続されている。 As shown in FIG. 3, the piezoelectric sensor 10 includes a piezoelectric layer 11, a first electrode 12, and a second electrode 13. The first electrode 12 is disposed on the first main surface of the piezoelectric layer 11 and includes a plurality of first electrode portions 120. The first electrode portions 120 are arranged in parallel to the Y-axis direction of the piezoelectric layer 11 and are connected to the first resonance circuit RC1. The first electrode 12 and the first resonance circuit RC1 are connected to the first detection unit 20 via the first multiplexer M1. The second electrode 13 is opposite to the first main surface of the piezoelectric layer 11. It arrange | positions at the 2nd main surface. Although not shown, the second electrode 13 is disposed on one surface of the second main surface and connected to the ground E.

（２）マルチプレクサ
第１マルチプレクサＭ１は、複数の入力をひとつの信号として出力する装置である。具体的には、複数の第１電極部１２０の中から１つの第１電極部１２０を選択し、選択された第１電極部１２０と第１検出部２０と接続する装置である。 (2) Multiplexer The first multiplexer M1 is a device that outputs a plurality of inputs as one signal. Specifically, the first electrode unit 120 is selected from the plurality of first electrode units 120 and is connected to the selected first electrode unit 120 and the first detection unit 20.

また、第１電極部１２０の切替は、マイコンやカスタムＩＣなどの記憶部に記憶されたプログラムを、ＣＰＵなどに実行させることにより実現してもよい。 The switching of the first electrode unit 120 may be realized by causing a CPU or the like to execute a program stored in a storage unit such as a microcomputer or a custom IC.

上記のように、圧力検出装置１が構成されると、第１電極部１２０は、第１共振回路ＲＣ１に接続されているため、圧電層１１で発生した電荷は、第１電極部１２０を経由して第１共振回路ＲＣ１に流れ込む。すると、流れ込んだ電荷によってバラクタにバイアス電圧が加わり、第１共振回路ＲＣ１の周波数は変化する。その結果、圧電層１１が押圧されたとき発生する電荷が微弱であっても、第１共振回路ＲＣ１の変化を第１検出部２０で検出すれば、上記電荷を容易に検出できるものとなっている。 As described above, since the first electrode unit 120 is connected to the first resonance circuit RC1 when the pressure detection device 1 is configured, the charge generated in the piezoelectric layer 11 passes through the first electrode unit 120. And flows into the first resonance circuit RC1. Then, a bias voltage is applied to the varactor by the flowed electric charge, and the frequency of the first resonance circuit RC1 changes. As a result, even if the electric charge generated when the piezoelectric layer 11 is pressed is weak, if the change of the first resonance circuit RC1 is detected by the first detection unit 20, the electric charge can be easily detected. Yes.

さらに、第１電極部１２０は、Ｙ軸方向に平行に複数配置されている。また、上記第１電極部１２０は、第１マルチプレクサＭ１を介して第１検出部２０と接続されている。
そのため、第１検出部２０で検出された電荷が、複数存在する第１電極部１２０のうち、いずれの第１電極部１２０を経由したかを第１マルチプレクサＭ１で検出することができる。その結果、圧電センサ１０にかけられた荷重について、Ｘ軸方向の荷重位置を特定することができるものとなっている。 Furthermore, a plurality of first electrode portions 120 are arranged in parallel to the Y-axis direction. The first electrode unit 120 is connected to the first detection unit 20 via the first multiplexer M1.
For this reason, the first multiplexer M1 can detect which of the plurality of first electrode sections 120 through which the charges detected by the first detection section 20 have passed. As a result, the load position in the X-axis direction can be specified for the load applied to the piezoelectric sensor 10.

３．第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について説明する。基本的な構造は、第１〜第２実施形態と同じであるので、相違点について説明する。 3. Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described. Since the basic structure is the same as in the first and second embodiments, differences will be described.

（１）圧力検出装置の全体構造
図４を用いて、本発明の第３実施形態に係る圧力検出装置の全体構造を説明する。図４は圧力検出装置の概略図である。 (1) Overall Structure of Pressure Detection Device The overall structure of the pressure detection device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic diagram of the pressure detection device.

図４に示すように、圧力検出装置１は、圧電センサ１０と、第１検出部２０と、第２検出部２１と、第１共振回路ＲＣ１と、第２共振回路ＲＣ２と、第１マルチプレクサＭ１と、第２マルチプレクサＭ２を有している。 As shown in FIG. 4, the pressure detection device 1 includes a piezoelectric sensor 10, a first detection unit 20, a second detection unit 21, a first resonance circuit RC1, a second resonance circuit RC2, and a first multiplexer M1. And a second multiplexer M2.

圧電センサ１０は、圧電層１１と、第１電極１２と、第２電極１３を有している。第１電極１２は、圧電層１１の第１主面に配置され、第１電極部１２０を複数有している。複数の第１電極部１２０は、圧電層１１のＹ軸方向に平行に配列され、第１共振回路ＲＣ１にそれぞれ接続されている。なお、第１電極部１２０と第１共振回路ＲＣ１は、第１マルチプレクサＭ１を介して第１検出部２０と接続されている。 The piezoelectric sensor 10 includes a piezoelectric layer 11, a first electrode 12, and a second electrode 13. The first electrode 12 is disposed on the first main surface of the piezoelectric layer 11 and has a plurality of first electrode portions 120. The plurality of first electrode portions 120 are arranged in parallel to the Y-axis direction of the piezoelectric layer 11 and are connected to the first resonance circuit RC1. The first electrode unit 120 and the first resonance circuit RC1 are connected to the first detection unit 20 via the first multiplexer M1.

第２電極１３は、圧電層１１の第１主面とは反対側の第２主面に配置され、第２電極部１３０を複数備えている。複数の第２電極部１３０は、圧電層１１のＸ軸方向に平行に配列され、第２共振回路ＲＣ２にそれぞれ接続されている。なお、第２電極部１３０と第２共振回路ＲＣ２は、第２マルチプレクサＭ２を介して第２検出部３１と接続されている。 The second electrode 13 is disposed on the second main surface opposite to the first main surface of the piezoelectric layer 11, and includes a plurality of second electrode portions 130. The plurality of second electrode portions 130 are arranged in parallel to the X-axis direction of the piezoelectric layer 11 and are connected to the second resonance circuit RC2, respectively. The second electrode unit 130 and the second resonance circuit RC2 are connected to the second detection unit 31 via the second multiplexer M2.

（２）マルチプレクサ
第１マルチプレクサＭ１、第２マルチプレクサＭ２は、複数の入力をひとつの信号として出力する装置である。第１マルチプレクサＭ１は、複数の第１電極部１２０の中から１つの第１電極部１２０を選択し、選択された第１電極部１２０と第１検出部２０と接続する装置である。第２マルチプレクサＭ２は、複数の第２電極部１３０の中から１つの第２電極部１３０を選択し、選択された第２電極部１３０と第２検出部２５と接続する装置である。 (2) Multiplexer The first multiplexer M1 and the second multiplexer M2 are devices that output a plurality of inputs as one signal. The first multiplexer M1 is a device that selects one first electrode unit 120 from the plurality of first electrode units 120 and connects the selected first electrode unit 120 and the first detection unit 20 to each other. The second multiplexer M2 is a device that selects one second electrode unit 130 from among the plurality of second electrode units 130 and connects the selected second electrode unit 130 and the second detection unit 25 to each other.

（３）検出部
第１検出部２０と第２検出部２１は、第１共振回路ＲＣ１と第２共振回路ＲＣ２における周波数の変化をそれぞれ検出する機器である。すなわち、第１検出部２０と第２検出部２１は、第１共振回路ＲＣ１や第２共振回路ＲＣ２に流れ込んだとき、第１共振回路ＲＣ１や第２共振回路ＲＣ２の共振周波数の変化を検出するものである (3) Detection Unit The first detection unit 20 and the second detection unit 21 are devices that detect frequency changes in the first resonance circuit RC1 and the second resonance circuit RC2, respectively. That is, the first detection unit 20 and the second detection unit 21 detect a change in the resonance frequency of the first resonance circuit RC1 or the second resonance circuit RC2 when flowing into the first resonance circuit RC1 or the second resonance circuit RC2. Is a thing

（４）共振回路
第１共振回路ＲＣ１と第２共振回路ＲＣ２は、外部から加わったエネルギーに反応して振動や共鳴などの現象を生じる電気回路であり、ＲＬＣ回路、ＬＣ回路からなる。なお、第１共振回路ＲＣ１と第２共振回路ＲＣ２は、バラクタを備えていることが好ましい。 (4) Resonant circuit The first resonant circuit RC1 and the second resonant circuit RC2 are electrical circuits that generate phenomena such as vibration and resonance in response to energy applied from the outside, and are composed of an RLC circuit and an LC circuit. Note that the first resonance circuit RC1 and the second resonance circuit RC2 preferably include varactors.

上記のように、圧力検出装置１が構成されていると、第１電極部１２０は第１共振回路ＲＣ１と接続され、第２電極部１３０は第２共振回路ＲＣ２と接続される。そのため、圧電層１１で発生した電荷は、第１電極部１２０や第２電極部１３０を経由して、第１共振回路ＲＣ１、第２共振回路ＲＣ２に流れ込む。すると、流れ込んだ電荷によって、バラクタにバイアス電圧が加わり第１共振回路ＲＣ１や第２共振回路ＲＣ２の周波数は変化する。
その結果、圧電層１１が押圧されたとき発生する電荷が微弱であっても、上記電荷を容易に検出できるものとなっている。 As described above, when the pressure detection device 1 is configured, the first electrode unit 120 is connected to the first resonance circuit RC1, and the second electrode unit 130 is connected to the second resonance circuit RC2. Therefore, the charges generated in the piezoelectric layer 11 flow into the first resonance circuit RC1 and the second resonance circuit RC2 via the first electrode unit 120 and the second electrode unit 130. Then, a bias voltage is applied to the varactor due to the flowed-in electric charge, and the frequencies of the first resonance circuit RC1 and the second resonance circuit RC2 change.
As a result, even if the charge generated when the piezoelectric layer 11 is pressed is weak, the charge can be easily detected.

さらに、第１電極１２は、Ｙ軸方向に平行に配置された第１電極部１２０を複数有し、第１電極部１２０は、第１マルチプレクサＭ１と接続されている。
そのため、第１検出部２０で検出された電荷が、複数存在する第１電極部１２０のうち、いずれの第１電極部１２０を経由したかを第１マルチプレクサＭ１で検出できる。その結果、圧電センサ１０にかけられた荷重について、Ｘ軸方向の荷重位置を特定することができる。 Furthermore, the first electrode 12 has a plurality of first electrode portions 120 arranged in parallel to the Y-axis direction, and the first electrode portion 120 is connected to the first multiplexer M1.
For this reason, the first multiplexer M1 can detect which of the plurality of first electrode portions 120 through which the charges detected by the first detection portion 20 have passed. As a result, the load position in the X-axis direction can be specified for the load applied to the piezoelectric sensor 10.

また、第２電極１３は、Ｙ軸方向とは垂直なＸ軸方向に平行に配置された第２電極部１３０を複数有し、第２電極部１３０は、第２マルチプレクサＭ２と接続されている。
そのため、第２検出部２１で検出された電荷が、複数存在する第２電極部１２０のうち、いずれの第２電極部１２０を経由したかを第２マルチプレクサＭ２で検出できる。その結果、圧電センサ１０にかけられた荷重について、Ｙ軸方向の荷重位置を特定することができる。 The second electrode 13 has a plurality of second electrode portions 130 arranged in parallel to the X-axis direction perpendicular to the Y-axis direction, and the second electrode portion 130 is connected to the second multiplexer M2. .
For this reason, the second multiplexer M2 can detect which of the plurality of second electrode units 120 through which the charges detected by the second detection unit 21 have passed. As a result, the load position in the Y-axis direction can be specified for the load applied to the piezoelectric sensor 10.

従って、上記第１マルチプレクサＭ１、第２マルチプレクサＭ２で得られた検出結果を組合せることにより、圧電センサ１０にかけられた荷重位置を検出できるようになっている。なお、荷重のかかった箇所が複数に及んだ場合も同様である。すなわち、上記圧力検出装置１によれば、マルチフォースが可能となっている。 Therefore, the load position applied to the piezoelectric sensor 10 can be detected by combining the detection results obtained by the first multiplexer M1 and the second multiplexer M2. The same applies to a case where a plurality of places are loaded. That is, according to the pressure detection device 1, multi-force is possible.

４．第４実施形態
上記では、第１電極１２と第２電極１３に圧電層１１が挟まれた構成について説明してきたが、第１電極１２と第２電極１３の間に基準電極１１４が設けられていてもよい。 4). Fourth Embodiment In the above description, the configuration in which the piezoelectric layer 11 is sandwiched between the first electrode 12 and the second electrode 13 has been described. However, the reference electrode 114 is provided between the first electrode 12 and the second electrode 13. May be.

図５は、第４実施形態にかかる圧電センサの断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view of the piezoelectric sensor according to the fourth embodiment.

図５に示すように、第４実施形態の圧電センサ１０は、第１電極１２と第２電極１３の間に基準電極１１４が設けられている。第１電極１２と基準電極１１４の間には第１圧電層１１０が設けられている。第２電極１３と基準電極１１４の間には第２圧電層１１１が設けられている。第１圧電シート１１０と第２圧電シート１１１の材質は、圧電層１１と同じである。基準電極１１４の材質も、第１電極１２や第２電極１３と同じである。
このように、第１電極１２と第２電極１３との間に基準電極４０が設けられると、第１圧電シート１１０や第２圧電シート１１１で発生した電荷を第１電極１２と第２電極１３とで独立して検出できる。その結果、検出回路の設計が簡易になる。 As shown in FIG. 5, in the piezoelectric sensor 10 of the fourth embodiment, a reference electrode 114 is provided between the first electrode 12 and the second electrode 13. A first piezoelectric layer 110 is provided between the first electrode 12 and the reference electrode 114. A second piezoelectric layer 111 is provided between the second electrode 13 and the reference electrode 114. The material of the first piezoelectric sheet 110 and the second piezoelectric sheet 111 is the same as that of the piezoelectric layer 11. The material of the reference electrode 114 is also the same as that of the first electrode 12 and the second electrode 13.
As described above, when the reference electrode 40 is provided between the first electrode 12 and the second electrode 13, charges generated in the first piezoelectric sheet 110 and the second piezoelectric sheet 111 are transferred to the first electrode 12 and the second electrode 13. And can be detected independently. As a result, the design of the detection circuit is simplified.

５．その他の実施形態
上記では、与えられた荷重の位置と量を圧電センサ１０で検出する例を示した。しかし、圧電センサ１０の上にタッチパネル５０を積層することで、与えられた荷重の位置と量を検出してもよい。
圧電センサ１０の上にタッチパネル５０を積層することにより、与えられた荷重が圧電センサ１０で検出できないほど小さい場合（フェザータッチの場合）でも、タッチパネル５０を用いて与えられた荷重の位置を検出できる。 5. Other Embodiments In the above, the example in which the position and amount of the applied load are detected by the piezoelectric sensor 10 has been described. However, the position and amount of the applied load may be detected by laminating the touch panel 50 on the piezoelectric sensor 10.
By laminating the touch panel 50 on the piezoelectric sensor 10, the position of the applied load can be detected using the touch panel 50 even when the applied load is so small that it cannot be detected by the piezoelectric sensor 10 (in the case of feather touch). .

１：圧力検出装置
１０：圧電センサ
１１：圧電層
１２：第１電極
１３：第２電極
２０：第１検出部
ＲＣ１：第１共振回路 1: Pressure detection device 10: Piezoelectric sensor 11: Piezoelectric layer 12: First electrode 13: Second electrode 20: First detection unit RC1: First resonance circuit

Claims

A piezoelectric layer that generates an electric charge when pressed by the input means;
A first electrode disposed on a first main surface of the piezoelectric layer;
A second electrode disposed on a second main surface opposite to the first main surface of the piezoelectric layer;
A first resonant circuit connected to the first electrode;
A first detector connected to the first electrode and the first resonant circuit;
A pressure detection device comprising:

A piezoelectric layer that generates an electric charge when pressed by the input means;
A first electrode disposed on a first main surface of the piezoelectric layer;
A second electrode disposed on a second main surface opposite to the first main surface of the piezoelectric layer;
A first resonant circuit connected to the first electrode;
A first multiplexer connected to the first electrode and the first resonant circuit;
A first detector connected to the first multiplexer,
The first electrode includes a plurality of first electrode portions connected to the first resonance circuit,
The first multiplexer is a pressure detection device that switches and connects a plurality of the first electrode units to the first detection unit.

A piezoelectric layer that generates an electric charge when pressed by the input means;
A first electrode disposed on a first main surface of the piezoelectric layer;
A first resonant circuit connected to the first electrode;
A first multiplexer connected to the first electrode and the first resonant circuit;
A first detector connected to the first multiplexer;
A second electrode disposed on a second main surface opposite to the first main surface of the piezoelectric layer;
A second resonant circuit connected to the second electrode;
A second multiplexer connected to the second electrode and the second resonant circuit;
A second detection unit connected to the second multiplexer,
The first electrode has a plurality of first electrode portions connected to the first resonance circuit,
The first multiplexer switches and connects the plurality of first electrode units to the first detection unit,
The second electrode has a plurality of second electrode portions connected to the second resonance circuit,
The second multiplexer is a pressure detection device that switches and connects a plurality of the second electrode units to the second detection unit.

The first electrode part is disposed in a direction parallel to one direction,
The pressure detection device according to claim 3, wherein the second electrode portion is disposed in a direction intersecting with one direction.

The pressure detection device according to claim 1, wherein the resonance circuit includes a varactor.

An input device comprising the pressure detection device according to claim 1 and a touch panel.