JP2014238269A - 圧電センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】圧電センサ内で位置検出と荷重検出ができる圧電センサを提供する。【解決手段】圧電センサ10は、可撓性を有し荷重が与えられたときに電荷を発生する圧電シート11と、前記圧電シート11の第1主面に配置され前記圧電シート11に荷重が与えられたとき前記圧電シート11を撓ませて前記圧電シート11に凸面と凹面を形成する撓ませ部材14と、前記第1主面の前記凸面に配置される第1電極12と、前記圧電シートの前記第1主面とは反対側の第2主面の前記凸面に配置される第2電極13とを備えるように構成した。【選択図】図1
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。
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。
しかし、特許文献1の透明圧電センサでは、与えられた荷重を検出するのが困難である。
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。
本発明の圧電センサは、圧電シートと、撓ませ部材と、第1電極と、第2電極を備える。圧電シートは可撓性を有している。撓ませ部材は、圧電シートの第1主面に配置され、圧電シートに荷重が与えられたとき、圧電シートを撓ませて圧電シートに凸面と凹面を形成する。第1電極は、圧電シートの第1主面に配置されている。第2電極は、圧電シートの第1主面とは反対側の第2主面に配置されている。なお、第1電極と第2電極は、圧電シートに荷重が加えられたときに、荷重面と撓ませ部材とで形成される圧電シートの凸面上に配置されている。
上記構成によれば、圧電シートに荷重が与えられたとき、撓み部材によって圧電シートには凸面が形成される。圧電シートに凸面が形成されると、圧電シートに圧縮応力が働き効率的に圧電シートから電荷が発生する。なお、電荷が発生する凸面には第1電極と第2電極が配置されているので、発生した電荷は第1電極と第2電極を経由して容易に検出される。
本発明の圧電センサは、圧電シートと、撓ませ部材と、第1電極と、第2電極を備える。圧電シートは可撓性を有している。撓ませ部材は、圧電シートの第1主面に配置され、圧電シートに荷重が与えられたとき、圧電シートを撓ませて圧電シートに凸面と凹面を形成する。第1電極は、圧電シートの第1主面に配置されている。第2電極は、圧電シートの第1主面とは反対側の第2主面に配置されている。なお、第1電極と第2電極は、圧電シートに荷重が加えられたときに、荷重面と撓ませ部材とで形成される圧電シートの凹面に配置されている。
上記構成によれば、圧電シートに荷重が与えられたとき、撓み部材によって圧電シートには凹面が形成される。圧電シートに凹面が形成されると、圧電シートに引張り応力が働き効率的に圧電シートから電荷が発生する。なお、凹面には第1電極と第2電極が配置されているので、上記で発生した電荷は第1電極と第2電極を経由して容易に検出される。
上記撓ませ部材は、圧電シートの周縁部に設けられていてもよい。
圧電シートが活性圧電部と不活性圧電部とからなり、活性圧電部は、第1電極と第2電極によって挟まれていてもよい。そうすると、クロストーク現象の発生を防止できる。その結果、圧電センサにかかった位置と荷重の検出精度が向上する。
基準電極が、第1電極と第2電極の間に設けられていてもよい。かかる場合、第1電極と基準電極の間には第1圧電シートが設けられてもよく、第2電極と基準電極の間には第2圧電シートが設けられていてもよい。
そうすると、第1圧電シートや第2圧電シートで発生した電荷を第1電極と第2電極とで独立して検出できる。
そうすると、第1圧電シートや第2圧電シートで発生した電荷を第1電極と第2電極とで独立して検出できる。
第1電極は、酸化インジウム錫、またはポリエチルジオキソチオフェンを含んでいてもよい。
そうすると、第1電極の透明性が高くなるので、液晶や有機ELなどの表示装置の上に圧電センサを配置できる。
そうすると、第1電極の透明性が高くなるので、液晶や有機ELなどの表示装置の上に圧電センサを配置できる。
第2電極は、酸化インジウム錫、またはポリエチルジオキソチオフェンを含んでいてもよい。
そうすると、第2電極の透明性が高くなるので、液晶や有機ELなどの表示装置の上に圧電センサを配置できる。
そうすると、第2電極の透明性が高くなるので、液晶や有機ELなどの表示装置の上に圧電センサを配置できる。
圧電シートは、有機圧電材料から構成されていてもよい。
そうすると、圧電シートの柔軟性が大きくなるので、圧電センサの耐屈曲性が向上する。その結果、上記圧電センサをR曲面などに配置できる。
そうすると、圧電シートの柔軟性が大きくなるので、圧電センサの耐屈曲性が向上する。その結果、上記圧電センサをR曲面などに配置できる。
有機圧電材料は、ポリフッ化ビニリデンまたはポリ乳酸を含んでいてもよい。
そうすると、圧電シートの透明性が高くなるので、液晶や有機ELなどの表示装置の上に圧電センサを配置できる。
そうすると、圧電シートの透明性が高くなるので、液晶や有機ELなどの表示装置の上に圧電センサを配置できる。
圧力検出装置は、圧電センサとタッチパネルを備えていてもよい。そうすると、圧電センサに対し荷重がほとんどかからないような場合でも、荷重の位置検出ができる。
上記タッチパネルが静電容量型のタッチパネルであってもよい。そうすると、圧力検出装置全体の透明性が向上する。
本発明に係る圧電センサでは、与えられた荷重を検出することができる。
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。
1. 第1実施形態
(1)圧力検出装置の全体構造
図1、図2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。図2は圧電センサのA-A’断面図である。
(1)圧力検出装置の全体構造
図1、図2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。図2は圧電センサのA-A’断面図である。
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、検出部20と、制御部30を有している。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。検出部20は、圧電センサ10で発生した電荷を検出する装置である。制御部30は、圧電センサ10に設置されたスイッチSを制御する装置である。以下で、圧力検出装置1の構成を詳細に説明する。
図1に示すように、圧力検出装置1は、圧電センサ10と、検出部20と、制御部30を有している。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。検出部20は、圧電センサ10で発生した電荷を検出する装置である。制御部30は、圧電センサ10に設置されたスイッチSを制御する装置である。以下で、圧力検出装置1の構成を詳細に説明する。
(2)圧電センサ
図2に示すように、圧電センサ10は、圧電シート11と、第1電極12と、第2電極13と、撓ませ部材14と、基板15と、接着部材16からなる。撓ませ部材14は、圧電シート11の第1主面の周縁部に枠状に配置されている。第1電極12は、圧電シート11の第1主面に配置され、第2主面は、圧電シート11の第2主面に配置されている。なお、第1電極12と第2電極13は、圧電センサ10の断面視において、圧電シート11の周縁部から撓ませ部材14をオーバーラップして、撓ませ部材14より内側の圧電シート11の中央部分にかけて配置されている。
図2に示すように、圧電センサ10は、圧電シート11と、第1電極12と、第2電極13と、撓ませ部材14と、基板15と、接着部材16からなる。撓ませ部材14は、圧電シート11の第1主面の周縁部に枠状に配置されている。第1電極12は、圧電シート11の第1主面に配置され、第2主面は、圧電シート11の第2主面に配置されている。なお、第1電極12と第2電極13は、圧電センサ10の断面視において、圧電シート11の周縁部から撓ませ部材14をオーバーラップして、撓ませ部材14より内側の圧電シート11の中央部分にかけて配置されている。
(3)圧電シート
圧電シート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。
圧電シート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。
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。
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、R型ポリ乳酸などが挙げられる。
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。
(3)電極
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。
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。
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。
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。
(4)撓ませ部材
撓ませ部材14は、圧電シート11の第1主面に配置され圧電シート11に荷重が与えられたとき、圧電シート11を撓ませて圧電シート11に凸面と凹面を形成する部材である。撓ませ部材14を構成する材料としては、剛性を有し他の基材と圧電センサ10を接着する材料が挙げられる。
撓ませ部材14は、圧電シート11の第1主面に配置され圧電シート11に荷重が与えられたとき、圧電シート11を撓ませて圧電シート11に凸面と凹面を形成する部材である。撓ませ部材14を構成する材料としては、剛性を有し他の基材と圧電センサ10を接着する材料が挙げられる。
接着材料としては、両面テープやクッション素材、または両面テープとクッション素材を組合せたものを用いることができる。両面テープを構成する材料をしては、アクリル系樹脂やシリコーン系樹脂などを挙げることができる。クッション素材としては、発泡性ポリウレタンやポリエチレンなどの樹脂を挙げることができる。
(5)基板
基板15は、圧電センサ10を保護するための部材である。基板15の材料としては、有機材料、無機材料、有機−無機ハイブリッド材料が挙げられる。有機材料としては、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートを挙げることができる。無機材料としては、ガラス板などが挙げられる。有機−無機ハイブリッド材料としては、樹脂の中にガラス繊維を含有させた材料を挙げることができる。
基板15は、圧電センサ10を保護するための部材である。基板15の材料としては、有機材料、無機材料、有機−無機ハイブリッド材料が挙げられる。有機材料としては、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレートを挙げることができる。無機材料としては、ガラス板などが挙げられる。有機−無機ハイブリッド材料としては、樹脂の中にガラス繊維を含有させた材料を挙げることができる。
(6)接着材料
接着材料16は、圧電層11と基板15を接着する部材である。
接着材料16は、圧電層11と基板15を接着する部材である。
(7)検出部
図1に示すように、第2電極13は検出部20と接続されている。図示しないが、第1電極12はアースされている。上記のように構成すると、検出部20は、圧電シート11が押圧されたときに、圧電シート11で発生する電荷を検出できる。なお、検出部20は、ADコンバータなどの検出機器を用いることができる。
図1に示すように、第2電極13は検出部20と接続されている。図示しないが、第1電極12はアースされている。上記のように構成すると、検出部20は、圧電シート11が押圧されたときに、圧電シート11で発生する電荷を検出できる。なお、検出部20は、ADコンバータなどの検出機器を用いることができる。
(8)制御部
制御部30は、第2電極13と検出部20を接続するスイッチSに接続されている。制御部30は、上記スイッチSについて、ON-OFFの切替信号を出力できる機能を備えている。
制御部30は、第2電極13と検出部20を接続するスイッチSに接続されている。制御部30は、上記スイッチSについて、ON-OFFの切替信号を出力できる機能を備えている。
制御部30は、例えば、圧力検出装置1のドライブシステムに含めることができる。当該ドライブシステムは、CPU(Central Processing Unit)、記憶部、及び圧電センサをドライブするためのインターフェースなどを備えたマイコンであってもよい。又は、当該ドライブシステムは、カスタムICなどにより1つのICに集約されていてもよい。
また、制御部の上記機能は、上記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やカスタムICなどに実行させることにより実現してもよい。
上記のように、圧力検出装置1を構成すると、図3に示すように、圧電センサ10に荷重が与えられたとき、圧電シート11は撓み、荷重のかかった箇所には、水平面に対して凹向きの凹面が形成される。反対に、撓ませ部材14が配置された付近には、水平面に対して凸向きの凸面が形成される。このとき、圧電シート11の上記凸面には、曲げモーメント(圧縮応力)が働き、圧電シート11内で電荷が発生する。なお、上記凸面には、第1電極12と第2電極13が配置されているので、上記で発生した電荷を、検出部20で検出することができる。その結果、検出した電荷を測定することによって、荷重のかかった場所と荷重量を測定できる。
なお、検出した電荷から荷重量を測定するには、検出部20に所定の演算式を入力しておけばよい。また、検出した電荷から荷重位置を特定するには、各コーナー部で検出された電荷の電荷量から重心位置を特定すればよい。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る。
2.第2実施形態
第1実施態様では、撓ませ部材14が、圧電シート11の周縁部に枠状に配置されていた。第1電極12と第2電極13は、圧電シート11のコーナー部に配置され、第1電極12と第2電極13は、断面視において、圧電シート11の周縁部から撓ませ部材14をオーバーラップして圧電シート11の中央付近にまで配置されていた。しかし、第1電極12と第2電極13は、圧電シート11の断面視において、撓ませ部材14より圧電シート11の中央部付近に配置されてる限りにおいては、上記態様に限定されない。
第1実施態様では、撓ませ部材14が、圧電シート11の周縁部に枠状に配置されていた。第1電極12と第2電極13は、圧電シート11のコーナー部に配置され、第1電極12と第2電極13は、断面視において、圧電シート11の周縁部から撓ませ部材14をオーバーラップして圧電シート11の中央付近にまで配置されていた。しかし、第1電極12と第2電極13は、圧電シート11の断面視において、撓ませ部材14より圧電シート11の中央部付近に配置されてる限りにおいては、上記態様に限定されない。
図4(a)〜図4(e)は、第3実施形態にかかる圧電センサの断面図である。
図4(a)に示すように、圧電センサ10において、撓ませ部材14は、圧電シート11の第1主面の周縁部に枠状に配置されている。第1電極12は圧電シート11の第1主面の周縁部に配置され、第2電極13は圧電シート11の第2主面の周縁部に配置されている。なお、第1電極12と第2電極13は、圧電シート11の断面視において、圧電シート11の端部から撓ませ部材14をオーバーラップし圧電シート11の中央部付近にまで部分的に設けられている。
上記態様において、図4(b)に示すように、第1電極12と第2電極13は、帯状であってもよい。
図4(c)に示すように、圧電センサ10において、撓ませ部材14は、圧電シート11の一の辺の周辺と、その一の辺と反対側の辺の周辺に帯状に配置されている。第1電極12は圧電シート11の第1主面の周縁部に配置され、第2電極13は圧電シート11の第2主面の周縁部に配置されている。なお、第1電極12と第2電極13は、圧電シート11の断面視において、圧電シート11の端部から撓ませ部材14をオーバーラップし圧電シート11の中央部付近まで部分的に設けられている。
上記態様において、図4(d)に示すように、第1電極12と第2電極13は、帯状であってもよい。
図4(e)に示すように、圧電センサ10において、撓ませ部材14は、圧電シート11のコーナ部に部分的に配置され、第1電極12は圧電シート11の第1主面のコーナー部に配置され、第2電極13は圧電シート11の第2主面のコーナー部に配置されている。なお、第1電極12と第2電極13は、圧電シート11の断面視において、撓ませ部材14とオーバーラップするよう、圧電シート11の端部から撓ませ部材14を越えて圧電シート11の中央部付近まで部分的に設けられている。
図示しないが、圧電センサにおいて、撓ませ部材は、圧電シートの周縁部に部分的に配置されていてもよい。第1電極は圧電シート11の第1主面のコーナー部に配置され、第2電極は圧電シートの第2主面のコーナー部に配置されていてもよい。なお、第1電極と第2電極は、圧電シートの断面視において、圧電シートの端部から撓ませ部材をオーバーラップし圧電シートの中央部付近まで部分的に設けられていてもよい。
上記態様において、第1電極と第2電極は、枠状であってもよい。
3.第3実施形態
第1実施形態,第2実施形態では、圧電シート11の断面視において、第1電極12や第2電極13は、圧電シート11の端部から撓ませ部材14をオーバーラップし圧電シート11の中央部付近にかけて配置されていた。しかし、第1電極12と第2電極13が配置される場所は、圧電シート11が撓んだとき凸面を形成する面(圧電シートに圧縮応力がかかる面)に配置されていれば、上記に限定されない。下記で、第1電極12と第2電極13の他の配置場所について説明する。
第1実施形態,第2実施形態では、圧電シート11の断面視において、第1電極12や第2電極13は、圧電シート11の端部から撓ませ部材14をオーバーラップし圧電シート11の中央部付近にかけて配置されていた。しかし、第1電極12と第2電極13が配置される場所は、圧電シート11が撓んだとき凸面を形成する面(圧電シートに圧縮応力がかかる面)に配置されていれば、上記に限定されない。下記で、第1電極12と第2電極13の他の配置場所について説明する。
図5(a)〜図5(d)は、第3実施形態にかかる圧電センサの断面図である。
図5(a)に示すように、圧電シート11の断面視において、第1電極12や第2電極13は、撓ませ部材14から圧電シート11の中央部付近まで配置されていてもよい。
図5(b)に示すように、図5(a)の態様において、第2電極13が圧電シート11の一面に配置されていてもよい。
図5(c)に示すように、圧電シート11の断面視において、第1電極12や第2電極13は、撓ませ部材14と隣接する限りにおいて撓ませ部材14より圧電シート11の中央部に配置されていてもよい。
図5(d)に示すように、圧電シート11の断面視において、第1電極12や第2電極13は、撓ませ部材14の形状に沿うように撓ませ部材14上に配置されていてもよい。
4.第4実施形態
第1〜3実施態様では、第1電極12と第2電極13は、圧電シート11に荷重がかかったときに、撓ませ部材14と荷重によって形成される圧電シート11の凸面上に配置されていた。しかし、図6に示すように、第1電極12と第2電極13は、圧電シート11に荷重がかかったときに、撓ませ部材14によって形成される圧電シート11の凹面上に配置されていてもよい。
第1〜3実施態様では、第1電極12と第2電極13は、圧電シート11に荷重がかかったときに、撓ませ部材14と荷重によって形成される圧電シート11の凸面上に配置されていた。しかし、図6に示すように、第1電極12と第2電極13は、圧電シート11に荷重がかかったときに、撓ませ部材14によって形成される圧電シート11の凹面上に配置されていてもよい。
図7(a)〜図7(e)は、第3実施形態にかかる圧電センサの断面図である。
図7(a)に示すように、圧電センサ10において、撓ませ部材14は、圧電シート11の第1主面の周縁部に枠状に配置されている。第1電極12は、圧電シート11の第1主面に配置され、第2電極13は圧電シート11の第2主面に配置されている。また、第1電極12と第2電極13は、撓ませ部材14より圧電センサ10の中央部に配置されている。なお、圧電センサ10の中央部とは、外部から荷重が直接与えられたとき、撓ませ部材14との間で圧電シート11が凹面を形成する箇所である。
上記のように、圧電センサ10を構成すると、図6に示すように、圧電センサ10に荷重が与えられたとき、圧電シート11は撓み、荷重のかかった箇所には凹向きの凹面が形成される。このとき、圧電シート11の上記凹面には、曲げモーメント(引張り応力)が働き、圧電シート11内で電荷が発生する。なお、電荷が発生する凹面には、第1電極12と第2電極13が配置されているので、発生した電荷を検出部20で検出することができる。その結果、検出した電荷を測定することによって、荷重のかかった場所と荷重量を測定できるものとなっている。
上記態様において、図7(b)に示すように、第1電極12と第2電極13は、帯状であってもよい。
図7(c)に示すように、圧電センサ10において、撓ませ部材14が、圧電シート11の一の辺の周辺と、その一の辺と反対側の辺の周辺に帯状に配置されていてもよい。この場合において、第1電極12は、圧電シート11の第1主面に配置され、第2電極13は、圧電シート11の第2主面に配置されている。なお、第1電極12と第2電極13は、圧電シート11の平面視において、撓ませ部材14より圧電センサ10の中央部に部分的に配置されている。
上記態おいて、図7(d)に示すように、第1電極12と第2電極13は、帯状であってもよい。
図7(e)に示すように、圧電センサ10において、撓ませ部材14は、圧電シート11の第1主面のコーナー部に部分的に配置されていてもよい。この場合において、第1電極12は圧電シート11の第1主面に配置され、第2電極13は圧電シート11の第2主面に配置されている。なお、第1電極12と第2電極13は、圧電シート11の平面視において、撓ませ部材14より圧電センサ10の中央部に部分的に配置されている。
図示しないが、圧電センサは、撓ませ部材が、圧電シートの周縁部に部分的に配置されていてもよい。この場合において、第1電極は圧電シートの第1主面に配置され、第2電極は圧電シートの第2主面に配置されている。なお、第1電極と第2電極は、圧電シートの平面視において、撓ませ部材より圧電センサの中央部に部分的に配置されていてもよい。
5.第5実施形態
圧電シート11は、活性圧電部110と不活性圧電部111を備えていてもよい。
圧電シート11は、活性圧電部110と不活性圧電部111を備えていてもよい。
図8は、第5実施形態にかかる圧電センサの断面図である。
図8に示すように、圧電シート11は、活性圧電部110と不活性圧電部111からなる。
活性圧電部110は、圧電センサ10に荷重が与えられたときに電荷が発生する部分である。不活性圧電部111は、荷重が与えられても電荷が発生しない部分である。
活性圧電部110は、圧電センサ10に荷重が与えられたときに電荷が発生する部分である。不活性圧電部111は、荷重が与えられても電荷が発生しない部分である。
図8の例では、圧電センサ10は、第1電極12と第2電極13に活性圧電部110が挟まれている。このように構成されていると、圧電シート11の第1電極12や第2電極13が積層されていない箇所で発生した電荷が漏れ出して、第1電極12や第2電極13で検出されるのを防止できる(クロストーク現象を防止できる)。その結果、位置検出精度と荷重検出精度が向上する。なお、図8では、第1電極12と第2電極13が活性圧電部110の上下に直接積層されていたが、接着層やフィルムなどの絶縁材料を介して、第1電極12や第2電極13が活性圧電部110の上下に積層されていてもよい。
6.第6実施形態
上記では、第1電極12と第2電極13に圧電シート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40が設けられていてもよい。
上記では、第1電極12と第2電極13に圧電シート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40が設けられていてもよい。
図9は、第6実施形態にかかる圧電センサの断面図である。
図9に示すように、第6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40が設けられている。第1電極12と基準電極40の間には第1圧電シート11aが設けられている。第2電極13と基準電極40の間には第2圧電シート11bが設けられている。第1圧電シート11aと第2圧電シート11bの材質は、圧電シート11と同じである。基準電極40の材質も、第1電極12や第1電極12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11aや第2圧電シート11b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。
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11aや第2圧電シート11b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。
7.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、図10に示すように、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。
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、図10に示すように、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。
1:圧力検出装置
10:圧電センサ
11:圧電シート
12:第1電極
13:第2電極
13a :第1圧電シート
13b:第2圧電シート
14:撓ませ部材
20:検出部
30:制御部
40:基準電極
50:タッチパネル
110:活性圧電部
111:不活性圧電部
S:スイッチ
10:圧電センサ
11:圧電シート
12:第1電極
13:第2電極
13a :第1圧電シート
13b:第2圧電シート
14:撓ませ部材
20:検出部
30:制御部
40:基準電極
50:タッチパネル
110:活性圧電部
111:不活性圧電部
S:スイッチ
Claims (11)
- 可撓性を有し荷重が与えられたときに電荷を発生する圧電シートと、
前記圧電シートの第1主面に配置され前記圧電シートに荷重が与えられたとき前記圧電シートを撓ませて前記圧電シートに凸面と凹面を形成する撓ませ部材と、
前記第1主面の前記凸面に配置される第1電極と、
前記圧電シートの前記第1主面とは反対側の第2主面の前記凸面に配置される第2電極と、を備える 圧電センサ。 - 可撓性を有し荷重が与えられたときに電荷を発生する圧電シートと、
前記圧電シートの第1主面に積層され前記圧電シートに荷重が与えられたとき前記圧電シートを撓ませて前記圧電シートに凸面と凹面を形成する撓ませ部材と、
前記第1主面の前記凹面に配置される第1電極と、
前記圧電シートの前記第1主面とは反対側の第2主面の前記凹面に配置される第2電極と、を備える圧電センサ。 - 前記撓ませ部材は、前記圧電シートの周縁部に配置された請求項1〜2の圧電センサ。
- 前記圧電シートが、活性圧電部と不活性圧電部とからなり、前記活性圧電部は前記第1電極と前記第2電極で挟持されている請求項1〜3の圧電センサ。
- 前記圧電シートが、
前記第1電極と接する第1圧電シートと、
前記第2電極と接する第2圧電シートとを備え、
前記第1圧電シートと前記第2圧電シートの間に基準電極を備える請求項1〜4の圧電センサ。 - 前記第1電極が、酸化インジウム錫、またはポリエチルジオキソチオフェンを含む請求項1〜5の圧電センサ。
- 前記第2電極が、酸化インジウム錫、またはポリエチルジオキソチオフェンを含む請求項1〜5の圧電センサ。
- 前記圧電シートが、有機圧電材料からなる請求項1〜7の圧電センサ。
- 前記有機圧電材料が、ポリフッ化ビニリデンまたはポリ乳酸を含む請求項8の圧電センサ。
- 請求項1〜9の圧電センサとタッチパネルを備える圧力検出装置。
- 前記タッチパネルが静電容量型タッチパネルである請求項10の圧力検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013119346A JP2014238269A (ja) | 2013-06-06 | 2013-06-06 | 圧電センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013119346A JP2014238269A (ja) | 2013-06-06 | 2013-06-06 | 圧電センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014238269A true JP2014238269A (ja) | 2014-12-18 |
Family
ID=52135535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013119346A Pending JP2014238269A (ja) | 2013-06-06 | 2013-06-06 | 圧電センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2014238269A (ja) |
-
2013
- 2013-06-06 JP JP2013119346A patent/JP2014238269A/ja active Pending
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