CN105264350A - 压电传感器和压力检测装置 - Google Patents

压电传感器和压力检测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105264350A
CN105264350A CN201480031750.3A CN201480031750A CN105264350A CN 105264350 A CN105264350 A CN 105264350A CN 201480031750 A CN201480031750 A CN 201480031750A CN 105264350 A CN105264350 A CN 105264350A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
piezoelectric
piezoelectric sensor
pattern electrodes
piezoelectric layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201480031750.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105264350B (zh
Inventor
渡津裕次
末富喜子
角谷荣二
尾崎啓佑
柴田淳一
德野胜己
奥村秀三
面了明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissha Printing Co Ltd
Original Assignee
Nissha Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2013118298A external-priority patent/JP5797694B2/ja
Priority claimed from JP2013118296A external-priority patent/JP5797692B2/ja
Priority claimed from JP2013118297A external-priority patent/JP5797693B2/ja
Application filed by Nissha Printing Co Ltd filed Critical Nissha Printing Co Ltd
Publication of CN105264350A publication Critical patent/CN105264350A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105264350B publication Critical patent/CN105264350B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0414—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position
    • G06F3/04144—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position using an array of force sensing means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/16—Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/047—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using sets of wires, e.g. crossed wires
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • H10N30/302—Sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
    • H10N30/857—Macromolecular compositions
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/877—Conductive materials
    • H10N30/878—Conductive materials the principal material being non-metallic, e.g. oxide or carbon based

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

本发明提供一种在压电传感器内能够进行位置检测和负荷检测的压电传感器。本发明的压电传感器(10)为压电层(11)由上部电极(12)和下部电极(13)加以夹持而得到的压电传感器(10)，构成为所述上部电极(12)和所述下部电极(13)中的至少一个电极具备多个电极图形的压电传感器(10)。

Description

压电传感器和压力检测装置
技术领域
本发明涉及产生与负荷对应的压电信号的压电传感器，特别是涉及能够检测出施加负荷的位置的压电传感器。
背景技术
已知有为了检测施加的负荷而使用压电层的压电传感器。例如，专利文献1中公开了包括透明压敏层和一对透明导电层的透明压电传感器。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2004-125571号公报
发明内容
但是，专利文献1的透明压电传感器，虽然能够检测出施加的负荷，但是在透明压电传感器内无法检测出负荷施加的位置。
为了达到上述目的，本发明如下构成。
本发明的压电传感器，压电层由上部电极和下部电极加以夹持。上部电极或下部电极的至少一个电极具备多个图形电极。也可以上部电极具备多个第一图形电极，下部电极具备多个与第一图形电极在同一方向延伸的第二图形电极。此外，也可以上部电极具备多个第一图形电极，下部电极具备多个与第一图形电极交叉的第二图形电极。
根据上述结构，在向压电传感器施加负荷，从压电层产生电荷时，通过确定(明确)经由多个图形电极中哪个电极检测出的上述电荷，从而能够确定负荷的施加位置。
基准电极可以设置于上部电极和下部电极之间。这样的情况下，可以在上部电极和基准电极之间设置第一压电层，也可以在下部电极和基准电极之间设置第二压电层。
如此，能够由上部电极和下部电极独立地检测出在第一压电层和第二压电层产生的电荷。
第一图形电极可以具备第一电极部和将第一电极部彼此之间电连接的第一连接部。第二图形电极也可以具备第二电极部和第二连接部。此外，第一电极部可以以与第二电极部重叠的方式设置于压电层上。
如此，能够由第一电极部和第二电极部检测出从压电层产生的电荷，并且能够进行负荷施加的位置和负荷量的检测。
第一电极部可以配置为隔着压电层与多个第二电极部重叠。
如此，第一电极部和第二电极部重叠处的数量比上述情况下增加。其结果，提高了压电传感器内的位置检测精度。
第一图形电极的电极形状可以为带状。
第二图形电极的电极形状可以为带状。
第一图形电极的宽度方向的尺寸可以随着接近压电层的周边部变大。
如此，负荷施加时的挠曲量减少，对于负荷的检测灵敏度差的压电层的周边部，提高了负荷的检测灵敏度。
第二图形电极的宽度方向的尺寸可以随着接近压电层的周边部变大。
如此，负荷施加时的挠曲量减少，对于负荷的检测灵敏度差的压电层的周边部，提高了负荷的检测灵敏度。
第一图形电极的间距间隔可以为一定(固定值)。
如此，在周边部的灵敏度保持一定的情况下，对于被施加的负荷，提高了位置的检测精度。
第二图形电极的间距间隔可以为一定。
如此，在周边部的灵敏度保持一定的情况下，对于被施加的负荷，提高了位置的检测精度。
第一图形电极具有包括凸部分和凹部分的凹凸形状，第一图形电极的间距间隔可以设计得比输入单元与上述压电传感器接触时形成的接触面的短径的长度短。并且，第一图形电极的邻接的电极间可以以上述凸部分和凹部分啮合的方式构成。
如此，压电传感器与对象物接触时，第一图形电极与对象物接触的个数增加。其结果，能够以比上述情况高的精度检测负荷的施加位置和负荷量。
第二图形电极具有包括凸部分和凹部分的凹凸形状，第二图形电极的间距间隔可以设计得比输入单元与上述压电传感器接触时形成的接触面的短径长度短。并且，第二图形电极的邻接的电极间可以以上述凸部分和凹部分啮合的方式构成。
如此，压电传感器与对象物接触时，对象物与第二图形电极接触的个数增加。其结果，能够以比上述情况高的精度检测负荷的施加位置和负荷量。
本发明的压力检测装置具备：压电层、第一电极、第二电极、第一检测部和第二检测部。第一电极叠层于压电层的第一主面侧。第一电极具备图形电极。图形电极具备L型基准电极和L型电极。L型基准电极为两条边组合成的L字型的电极。L型电极为从L型基准电极的两条边向内侧的一方向隔开间隔而多个配置的L字型的电极，L型电极的端边配置于L型基准电极的端边的延长线上。
如此，L型基准电极和L型电极的配置个数随着上述的一个方向的位置不同而不同。此外，L型基准电极和L型电极，与第一电极的L型基准电极检测部和L型电极连接。因此，向压电层施加负荷时，根据施加了负荷的上述一个方向的位置，检测电荷的L型基准电极检测部和L型电极检测部的个数不同。因此，通过确定检测有电荷的检测部的个数，能够确定施加了负荷的一个方向的位置。
此外，第二电极叠层于压电层的第二主面侧。第二电极具备多个在与上述一个方向垂直的方向配置的且覆盖上述图形电极的带状电极。其中，第二检测部具备与上述带状电极分别独立连接的带状电极检测部。
如此，向压电层施加负荷时，通过确定检测电荷的带状电极检测部的种类，能够确定与施加了负荷的上述一方向垂直的方向的位置。
由此，通过组合第一电极检测部和第二电极检测部得到的位置信息，能够进行施加了负荷的位置的确定。
本发明的压力检测装置具备：压电层、第一电极、二电极、第一检测部和第二检测部。第一电极叠层于压电层的第一主面侧。
第一电极具备包括在一个方向配置多个带状电极的带状图形电极。
第二电极具备平台部、台阶部和连接部。平台部配置于带状电极间。台阶部将平台部彼此之间连接。此外，台阶部与带状电极一对一对应交叉。连接部连接平台部的始点和台阶部的终点。
其中，第一检测部具备与带状图形电极的各带状电极连接的带状电极检测部。第二检测部具备分别与多个阶梯电极连接的多个带状电极检测部。
如此，带状电极和阶梯电极的重叠个数根据上述一个方向的位置的不同而不同。此外，带状电极与带状电极检测部连接。因此，向压电层赋予负荷时，检测电荷的带状电极检测部的数量根据上述一方向的位置不同而不同。由此，通过确定检测出电荷的检测部的个数，能够确定施加了负荷的一个方向的位置。
此外，第二电极叠层于压电层的第二主面侧。第二电极具备阶梯电极。其中，第二检测部具备与上述阶梯电极分别独立连接的阶梯电极检测部。
如此，向压电层施加负荷时，通过确定检测出从压电层产生的电荷的阶梯电极检测部的种类，由此，能够确定与施加了负荷的上述一方向垂直的方向的位置。
因此，通过组合第一电极检测部和第二电极检测部得到的位置信息，能够进行施加了负荷的位置的确定。
压电层具有活性(活泼)压电部和非活性压电部，活性压电部上可以叠层第一图形电极。
如此，能够防止串扰(crosstalk)现象的产生。其结果，提高了在压电传感器施加负荷的位置和负荷的检测精度。
压电层具有活性压电部和非活性压电部，活性压电部上可以叠层第二图形电极。
如此，能够防止串扰现象的产生。其结果，提高了压电传感器的位置检测精度。
上部电极可以含有氧化铟锡或者聚乙撑二氧噻吩(又称为聚乙烯二氧噻吩)。
如此，上部电极的透明性提高，因此，能够在液晶或者有机EL等的显示装置上配置压电传感器。
下部电极可以含有氧化铟锡或者聚乙撑二氧噻吩。
如此，下部电极的透明性提高，能够在液晶或有机EL等的显示装置上配置压电传感器。
压电层可以含有有机压电材料。
如此，压电层的柔软性增大，压电传感器的耐弯曲性提高。其结果，上述压电传感器能够配置于R曲面(过渡曲面)等。
有机压电材料可以含有聚偏二氟乙烯或聚乳酸。
如此，压电层的透明性提高，因此，能够在液晶或有机EL等的显示装置上配置压电传感器。
压电层可以含有无机材料。
如此，压电恒量提高，因此能够提高负荷的检测灵敏度。
压电检测装置，可以在压电传感器上叠层触摸屏(触控面板)。
如此，即使在对压电传感器几乎没有施加负荷的情况下，也能够检测出负荷的位置。
上述触摸屏可以为静电电容型触摸屏。
如此，提高了压力检测装置整体的透明性。
发明效果
本发明涉及的压电传感器，在压电传感器内能够进行位置检测。
附图说明
图1为压力检测装置的概念图。
图2为图1的A-A’截面图。
图3为压电传感器的俯视图。
图4为图3的B-B’截面图。
图5为压电传感器的俯视图。
图6为图5的C-C’截面图。
图7为压电传感器的俯视图。
图8为压电传感器的俯视图。
图9为压电传感器的俯视图。
图10为压电传感器的俯视图。
图11为压电传感器的俯视图。
图12为图11的D-D’截面图。
图13为压电传感器的俯视图。
图14为图13的E-E’截面图。
图15为压电传感器的俯视图。
图16为压电传感器的截面图。
图17为压力检测装置的概念图。
图18为图17的A-A’截面图。
图19为压电传感器的俯视图。
图20为压电传感器的俯视图。
图21为压电传感器的俯视图。
图22为图21的B-B’截面图。
图23为压电传感器的俯视图。
图24为图23的C-C’截面图。
图25为压电传感器的截面图。
图26为压电传感器的截面图。
图27为压电传感器的截面图。
图28为压力检测装置的概念图。
图29为图28的A-A’截面图。
图30为压力检测装置的概念图。
图31为压力检测装置的概念图。
图32为压力检测装置的概念图。
图33为图32的B-B’截面图。
图34为压力检测装置的概念图。
图35为压力检测装置的概念图。
图36为压电传感器的截面图。
图37为组合有压电传感器和触摸屏的压力检测装置的截面图。
符号说明
1：压力检测装置
10：压电传感器
11：压电层
11a：第一压电层
11b：第二压电层
12：上部电极(第一电极)
13：下部电极(第二电极)
14：第一图形电极
15：第二图形电极
16：第一电极部
17：第一连接部
18：第二电极部
19：第二连接部
20：检测部
30：控制部
40：基准电极
50：静电电容型触摸屏
110：活性压电部
111：非活性压电部
S：开关
L：第一图形电极的间距间隔
l：第二图形电极的间距间隔
W：固定部件
21：第一检测部
22：第二检测部
120：第一图形电极
121：第二图形电极
122：第三图形电极
123：L型基准电极
124：L型电极
125：第一L型电极
126：第二L型电极
127：第三L型电极
130：第一带状电极
131：第二带状电极
132：第三带状电极
150：第一带状电极
151：第二带状电极
152：第三带状电极
160：第一阶梯电极
161：第二阶梯电极
162：第三阶梯电极
163：平台部
164：台阶部
165：L型部
200：第一带状图形电极
201：第二带状图形电极
202：第三带状图形电极
210：L型基准电极检测部
211：第一L型电极检测部
212：第二L型电极检测部
213：第三L型电极检测部
220：第一带状电极检测部
221：第二带状电极检测部
222：第三带状电极检测部
250：第一带状电极检测部
251：第二带状电极检测部
252：第三带状电极检测部
260：第一阶梯电极检测部
261：第二阶梯电极检测部
262：第三阶梯电极检测部
具体实施方式
下述，基于附图对本发明涉及的实施方式进一步详细说明。其中，本发明的实施例所记载的部位和部分(局部)的尺寸、材质、形状、其相对位置等只要没有特定的记载，则并不是将该发明的范围只限定在这些范围，只不过是简单的说明例。
1.第一实施方式
(1)压力检测装置的整体构造
使用图1、图2，说明本发明的第一实施方式涉及的压力检测装置的整体构造。图1为压力检测装置的概略图。图2为压电传感器的截面图。
压力检测装置具有检测出施加的负荷的大小和位置的功能。
如图1所示，压力检测装置1具有压电传感器10、检测部20和控制部30。压电传感器10为对应于施加的负荷而产生电荷的装置。检测部20为检测出压电传感器10产生的电荷的装置。控制部30为控制设置于压电传感器10的开关S的装置。以下，详细说明压力检测装置1的结构。
(2)压电传感器
如图2所示，压电传感器10为上部电极12和下部电极13夹持压电层11而构成。上部电极12叠层于压电层11的上表面，下部电极13叠层于压电层11的下表面。
再如图1所示，上部电极12具备带状的第一图形电极14。其中，第一图形电极14在Y轴方向排列有多个。并且，下部电极13为平面状。
向这样的压电传感器10施加负荷，在压电层11产生对应于施加负荷的电荷。产生的电荷经由承受负荷的位置附近存在的第一图形电极14、下部电极13而在检测部20被检测出。此时，通过测定在检测部20检测出的电荷量，能够确定施加于压电传感器10的负荷量。此外，就负荷位置而言，能够通过如下方式得到确定：控制部30对于被检测部20检测到的电荷是经由存在多个的第一图形电极14中的哪个第一图形电极14而被检测部20检测到的进行检测。
(3)压电层
作为构成压电层11的材料，可以举出无机压电材料或有机压电材料。
作为无机压电材料，可以举出钛酸钡、钛酸铅、锆钛酸铅、铌酸钾、铌酸锂、钽酸锂等。
作为有机压电材料，可以举出氟化物聚合物或其共聚物、具有手性的高分子材料等。作为氟化物聚合物或其共聚物，可以举出聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物、偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物等。作为具有手性的高分子材料，可以举出L型聚乳酸、R型聚乳酸等。
此外，压力检测装置1适用于具备触摸屏的显示装置的情况下，优选压电部由透明的材料构成或者构成为薄到能够充分透过光的程度。
(4)电极
上部电极12、下部电极13能够由具有导电性的材料构成。作为具有导电性的材料，能够使用铟-锡氧化物(Indium-Tin-Oxide、ITO)、锡-锌氧化物(Tin-Zinc-Oxide、TZO)等的透明导电氧化物、聚乙撑二氧噻吩(Polyethylenedioxythiophene、PEDOT)等的导电性高分子等。这种情况下，上述的电极能够使用蒸镀或者丝网印刷等形成。
此外，作为具有导电性的材料，可以使用铜、银等的导电性金属。这种情况下，上述电极可以通过蒸镀形成，也可以通过使用铜浆料、银浆料等的金属浆料形成。
还有，作为具有导电性的材料，可以使用在粘合剂中分散碳纳米管、金属颗粒、金属纳米纤维等的导电材料得到的物质。
(5)检测部
如图1所示，检测部20具有2个输入。1个输入连接至上部电极12。另一个输入连接至下部电极13。
根据以上的结构，检测部20能够检测出压电层11被按压时在上部电极12和下部电极13之间(即，压电层11的两主表面间)产生的电荷。其中，检测部20能够使用组合着AD转换器和放大器的检测机器。
(6)控制部
控制部30与连接上部电极12和检测部20的开关S以及连接下部电极13和检测部20的开关S连接。控制部30具备能够对上述开关S输出ON-OFF(接通-断开)切换信号的功能。
控制部30例如能够包含于压力检测装置1的驱动系统。该驱动系统可以为对CPU(中央处理器，CentralProcessingUnit)、存储部和压电传感器进行驱动用的具备用户界面等的微型电子计算机。或者，该驱动系统可以利用定制的IC等集成于1个IC。
此外，控制部的上述功能可以通过在CPU或定制IC等中执行存储于上述微型电子计算机或定制IC等的存储部的程序而实现。
如上所述，构成压力检测装置1，则能够使用控制部30检测出在上部电极12和下部电极13之间产生的电荷。如此，从检测出的电荷能够计算负荷的施加位置和大小。负荷的施加位置遍及多处的情况下也同样，能够检测出各处的位置和负荷的施加量。即，压力检测装置1成为能够进行多焦点(multiforce、多力点)检测的结构。
2.第二实施方式
第一实施方式中，下部电极13具有平面形状，没有图形形状，但下部电极13也可以具有第二图形电极15。
图3为第二实施方式涉及的压电传感器的俯视图。图4为图3的B-B’截面图。
如图3所示，除了上述以外，下部电极13具备带状的第二图形电极15。第一图形电极14和第二图形电极15在Y轴方向排列有多个。第一图形电极14隔着压电层11叠层于第二图形电极15上。其中，如图3、图4所示，第一图形电极14以沿着第二图形电极15的形状的方式叠层于压电层11之上。
若向这样的压电传感器10施加负荷，则会在压电层11产生对应于施加的负荷的电荷。产生的电荷经由在承受着负荷的位置附近存在的第一图形电极14或第二图形电极15，在检测部20被检测出。此时，通过测定检测部20检测出的电荷量，能够确定向压电传感器10施加的负荷量。此外，就负荷位置而言，能够通过如下方式得到确定：控制部30对于被检测部20检测到的电荷是经由存在多个的第一图形电极14和第二图形电极15中的哪个第一图形电极14和第二图形电极15而被检测部20检测到的进行检测。由此，能够检测出承受着负荷的位置和所承受的负荷的负荷量。
若按上述方式构成，则除了上部电极12外，下部电极13也被图案化，能够进行比上述精度高的位置检测和负荷检测。
上述中，显示了第一图形电极14和第二图形电极15在压电层11的Y轴方向排列的示例，但是，第一图形电极14和第二图形电极15也可以排列于X轴方向。
3.第三实施方式
第一图形电极14和第二图形电极15的叠层方法，不限于以第一图形电极14沿着第二电极部18的形状的方式叠层于压电层11上的情况。以下，说明其他的排列方法。
图5为第三实施方式涉及的压电传感器的俯视图。图6为图5的C-C’截面图。
如图5所示，第一图形电极14跨过多个第二图形电极15叠层于压电层11上。根据上述结构，如图6所示，隔着压电层11叠层于第二图形电极15之上的第一图形电极14的数量增加(第二实施方式的情况下，如图4所示第一图形电极14和第二图形电极15的重叠部分的数量为4个。与此相对，第二实施方式的情况下，如图6所示，第一图形电极14和第二图形电极15的重叠部分的数量为8个)。其结果，检测出输入单元的检测位置的个数增加，因此，提高了输入单元接触到压电传感器10的情况下的位置检测精度和负荷检测精度。
4.第四实施方式
第一～第三实施方式，第一图形电极14和第二图形电极15的宽度方向的长度一定，但是，上述长度可以构成为随着接近压电层11的周边部而变得越长。
图7、图8、图9为第三实施方式涉及的压电传感器的俯视图。
如图7所示，上部电极12具备在Y轴方向排列的多个第一图形电极14。压电传感器10的Y轴方向的两端部设置有用于固定压电传感器10的固定部件W。固定部件W为粘合材料或固定框。这样的情况下，上部电极12构成为：按照越接近上述两端部则电极的宽度越宽的方式配置第一图形电极14。这一点，对于下部电极13的第二图形电极15(图7中的点线部分)来说也是同样。
如图8所示，压电传感器10的X轴方向的两端部可以设置用于固定压电传感器10的固定部件W。这样的情况下，上部电极12具备电极的宽度随着接近上述两端部而变宽的中间变细形状的第一电极14。这一点，对于下部电极13的第二图形电极15(图8中的点线部分)来说也是同样。
如图9所示，压电传感器10的周边部可以设置用于固定压电传感器10的固定部件W。这样的情况下，上部电极12可以具备组合上述结构的构造。即，上部电极12具备电极宽度随着接近X轴方向的两端部而变宽的中间变细形状的第一电极图形14，上述第一电极图形电极14，可以构成为配置电极宽度随着接近Y轴方向的两端部而越宽的部件。这一点，对于第二图形电极15(图9中的点线部分)来说也是同样。
如上所述，压电传感器10被固定部件W等固定，在向压电传感器10施加负荷时，设置有固定部件W的地方或者其附近的地方难以传递挠曲力。因此，上述这样地方的负荷检测很困难。
第四实施方式中，压电传感器10的Y轴方向的两端设置有固定部件W的情况下，上述电极1构成为具有电极宽度随着接近Y轴方向的两端部而越大的第一电极图形14，压电传感器10的X轴方向的两端设置有固定部件W的情况下，上部电极12构成为具有电极宽度随着接近X轴方向的两端部而越大的中间变细形状的第一电极图形14，由此能够提高电极的物理检测灵敏度，使得负荷的检测困难的固定部件W附近的检测变得可能。
此外，第四实施方式中，第一图形电极14可以以第一图形电极14彼此之间的间距间隔L成为一定的方式排列于压电层11上。其中，第二图形电极15也可以以第二图形电极15之间的间距间隔1成为一定的方式排列于压电层11上。若成为这样的结构，则第一图形电极14和第二图形电极15等间隔配置于压电层11上，因此，不仅仅是上述，还能够进行正确的位置检测。其中，间距间隔是指从电极的中心部分到邻接的电极的中心部分为止的距离。
5.第五实施方式
第一图形电极14和第二图形电极15只要在同一方向延伸，就没有其他限定。因此，第一图形电极14和第二图形电极15的形状没有特别限定为带状。以下。对电极的形状进行说明。
图10为第五实施方式涉及的压电传感器的俯视图。
如图10所示，第一图形电极14具有凹凸形状。该凹凸形状包括凸部分和凹部分的反复形状。在第一图形电极14中，以凸部分和凹部分在邻接的电极间啮合的方式，在压电层11上排列各个的第一图形电极14。
其中，在输入单元(例如手指或者手写笔(styluspen))和压力传感器10接触的情况下，第一图形电极的间距长度L设计为比其接触面的短径的长度短。输入单元为手指的情况下，凸部分的间距长度L为1mm～16mm，为手写笔的情况下，为0.5mm～4mm。
如此，输入单元和压力传感器10接触时，与第一图形电极14的形状为带状的情况相比，输入单元接触很多第一图形电极14。其结果，能够进行更正确的位置检测和负荷检测。
此外，第二图形电极15同样也可以具有凹凸形状。这样的情况下，第二图形电极15的凸部分的间距长度1优选设定为比输入单元和压力传感器10接触的情况下的接触面的短径的长度更短。
如成为上述结构，在输入单元和压力传感器10接触的情况下，输入单元能够与更多的第一图形电极14和第二图形电极15接触。因此，能够进行更正确的位置检测和负荷检测。
6.第六实施方式
下面，针对第一图形电极14和第二图形电极15的其他的图形形状进行说明。
图11为第六实施方式涉及的压电传感器的俯视图。图12为图11的D-D’截面图。
如图11所示，第一图形电极14具备：在X轴方向配置多个的第一电极部16和将第一电极部16彼此之间电连接的第一连接部17。
第二图形电极15具备：在X轴方向配置多个的第二电极部18(图11：菱形虚线部分)和将第二电极部18彼此之间电连接的第二连接部19(图11：虚线部分)。其中，第一电极部16和第一电极部18的形状在图9中以菱形形状表示，但是也可以为三角形、四边形等的多边形、圆或者椭圆形状。
此外，如图11、图12所示，第一电极部16以沿着第二电极部18的形状的方式叠层于压电层11上。如此，输入单元(例如，手指或者手写笔)与第一电极部16接触的情况下，压电层11产生的电荷经由第一电极部16和第二电极部18在检测部20被检测出。此时，通过测定检测部20检测出的电荷量，能够确定向压电传感器10施加的负荷量。此外，就负荷位置而言，能够通过如下方式得到确定：控制部30对被检测部20检测到的电荷是经由存在多个的第一图形电极14和第二图形电极15中的哪个第一图形电极14和第二图形电极15而被检测部20检测到的进行检测。
7.第七实施方式
第一图形电极14和第二图形电极15的叠层方法不限于第一电极部16以沿着第二电极部18的形状的方式叠层于压电层11之上的这种情况。以下，说明其他的排列方法。此外，基本结构与第六实施方式同样，只说明不同点。
图13为第七实施方式涉及的压电传感器的俯视图。图14为图13的E-E’截面图。
如图13所示，第一图形电极14在Y轴方向排列有多个。此外，第一图形电极14以第一图形电极14彼此之间啮合的方式配置于压电层11上。第二图形电极，以邻接的第二图形电极15彼此之间啮合的方式配置于压电层11上。
此外，上述中，第一电极部16以跨过配置于四方的4个第二电极部18上的方式配置。
若如上所述构成压电传感器10，则第二电极部18上叠层的第一电极部16的数量增加(第六实施方式的情况下，如图12所示，第一电极部16和第二电极部18重叠的部分的个数为3个，与此相对，第七实施方式的情况下，如图14所示，为6个)。其结果，检测位置的个数增加，因此，提高了输入单元与压电传感器10接触的情况下的位置检测精度和负荷检测精度。
再者，如上所述，以第一图形电极14啮合的方式配置，能够在压电层10上无缝隙地铺满电极。这与以第二图形电极15啮合的方式配置的情况同样。其结果，成为第一图形电极14和第二图形电极15图形电极的图形形状难以看到的压电传感器10。
8.第八实施方式
不仅是上部电极12和下部电极13，压电层11也可以以具有活性部分和非活性部分的方式被图案化。
图15为第八实施方式涉及的压电传感器的截面图。
如图15所示，压电层11包括活性压电部110和非活性压电部111。活性压电部110为向压电传感器10施加负荷时产生电荷的部分。相反的，非活性压电部111为即使施加负荷也不会产生电荷的部分。
在图15的示例中，在活性压电部110的上下配置有第一图形电极14和第二图形电极15。如此构成，能够防止第一图形电极14附近产生的电荷泄漏，混入其他的第一图形电极14(能够防止串扰现象)。其结果，提高了位置检测精度和负荷检测精度。此外，在上述内容中，示例了活性压电部110上直接叠层第一图形电极14、第二图形电极15的例子，但是，也可以在活性压电部110和第一图形电极14之间、或者在活性压电部110和第二图形电极15之间叠层有粘合剂或者膜等的绝缘材料。
9.第九实施方式
上述，说明了上部电极和下部电极夹持有压电层的结构，但是，也可以在上部电极和下部电极之间设置有基准电极。
图16为第九实施方式涉及的压电传感器的截面图。
如图16所示，第九实施方式的压电传感器10在上部电极12和下部电极13之间具备基准电极40。上部电极12和基准电极40之间设置有第一压电层11a。下部电极13和基准电极40之间设置有第二压电层11b。第一压电层11a和第二压电层11b的材质与压电层11相同。基准电极40的材质也与上部电极12或下部电极13相同。
如此，若上部电极12和下部电极13之间设置有基准电极40，则上部电极12和下部电极13能够独立检测第一压电层11a和第二压电层11b产生的电荷。其结果，检测电路的设计变得简单。
10.第十实施方式
第二实施方式中，排列多个第一图形电极14的方向和排列多个第二图形电极15的方向为同一方向，但是也可以排列多个第一图形电极14的方向和排列多个第二图形电极15的方向交叉。
图17为第十实施方式中压力检测装置的概略图。图18为图17的A-A’截面图。
如图17所示，第十实施方式的压力检测装置1也具有压电传感器10、检测部20和控制部30。压电传感器10为对应于施加的负荷而产生电荷的装置。检测部20为检测出压电传感器10产生的电荷的装置。控制部30为控制设置于压电传感器10的开关S的装置。
如图17所示，第十实施方式中的上部电极12具备带状的第一图形电极14。其中，第一图形电极14在Y轴方向排列有多个。第十实施方式中下部电极13也具备带状的第二图形电极15。与第二实施方式不同的点在于，第十实施方式中的第二图形电极15在X轴方向排列有多个。
如向这样的压电传感器10施加负荷，则产生对应于施加的负荷的电荷。产生的电荷经由在负荷施加的位置附近存在的第一图形电极14、第二图形电极15在检测部20被检测出。此时，通过测定在检测部20被检测出的电荷量，能够确定向压电传感器10施加的负荷量。此外，就负荷位置而言，能够通过如下方式得到确定：控制部30对被检测部20检测到的电荷是经由了存在多个的第一图形电极14和第二图形电极15中的哪个第一图形电极14和第二图形电极15进行检测。
上述第十实施方式，表示了第一图形电极14排列于压电层11的Y轴方向，第二图形电极15排列于X轴方向的示例，但是，第一图形电极14和第二图形电极15的排列位置可以替换。
11.第十一实施方式
在第十实施方式中，排列方向交叉的第一图形电极14和第二图形电极15的宽度方向的长度一定，但是上述长度也可以构成为随着接近压电层11的周边部而变长。
图19为第十一实施方式涉及的压电传感器的俯视图。
如图19所示，在压电传感器10的周边部上设置有用于固定压电传感器10的固定部件W。固定部件W为粘合材料或固定框。这样的情况下，可以配置随着接近压电传感器10的周边部而电极宽度变宽的第一图形电极14。这一点即使对于第二图形电极15也是同样。
若通过固定部件W等固定压电传感器10，则向感压传感器10施加负荷时，设置有固定部件W的地方或者其附近的地方难以传递挠曲力。因此，在上述这样的地方，负荷的检测变得困难。
第十一实施方式中，配置有随着接近设置有固定部件W的地方而电极宽度更宽的电极，使得物理检测灵敏度提高，使得负荷的检测困难的固定部件W的附近的检测成为可能。
此外，第一图形电极14以第一图形电极14的间距间隔L成为一定的方式排列于压电层11上。此外，第二图形电极15以第二图形电极15的间距间隔1成为一定的方式排列于压电层11下。若为这样的结构，则第一图形电极14和第二图形电极15等间隔排列于压电层11上，因此，除了上述之外，正确的位置检测也成为可能。
12.第十二实施方式
排列方向交叉的第一图形电极14和第二图形电极15只要有隔着压电层11的重叠部分即可，因此，第一图形电极14和第二图形电极15的形状没有特别限定为带状。
图20为第十二实施方式涉及的压电传感器的俯视图。
如图20所示，第一图形电极14具有凹凸形状。该凹凸形状包括凸部分和凹部分的反复形状。凸部分和凹部分以在邻接的第一图形电极14彼此之间啮合的方式排列。
此外，在输入单元(例如手指或者手写笔)与压力传感器10接触的情况下，第一图形电极14的间距长度L设计得比该接触面的短径的长度短。输入单元为手指的情况下，凸部分的间距长度L为1mm～16mm，为手写笔的情况下，为0.5mm～4mm。
如此，输入单元与压力传感器接触时，与第一图形电极14的形状为带状的情况相比，输入单元接触更多的第一图形电极14。其结果，比起上述情况，能够进行更正确的位置检测和负荷检测。
此外，上述情况中，第二图形电极15可以以沿着第一图形电极14形状的方式隔着压电层11配置于第一图形电极14下。
根据上述结构，输入单元和压力传感器10接触的情况下，输入单元接触更多的第一图形电极14和第二图形电极15。因此，能够进行更正确的位置检测和负荷检测。
13.第十三实施方式
针对排列方向交叉的第一图形电极14和第二图形电极15的其他图形形状，以下进行说明。
图21为第十三实施方式涉及的压电传感器的俯视图。图22为图21的B-B’截面图。
如图21所示，第一图形电极14具备：在X轴方向配置有多个的第一电极部16和将第一电极部16彼此之间电连接的第一连接部17。
第二图形电极15具备：在Y轴方向配置有多个的第二电极部18(图21：菱形虚线部分)和将第二电极部18彼此之间电连接的第二连接部19(图21：虚线部分)。此外，第一电极部16和第一电极部18的形状，在图21中以菱形形状表示，但是也可以为三角形、四边形等的多边形、圆或椭圆形状。
此外，如图21、图22所示，第一电极部16以沿着第二电极部18的形状的方式叠层于压电层11上。如此，输入单元(例如手指或者手写笔)接触第一电极部16的情况下，在电压层11产生的电荷通过第一电极部16和第二电极部18在检测器20被检测出。对于接触的位置的检测，能够通过如下方式得到确定：控制部20对被检测出的电荷是经由哪个第一图形电极14和第二图形电极15而来的进行检测。就负荷量而言，能够通过确定被检测部20检测出的电荷量而得到检测。
14.第十四实施方式
排列方向交叉的第一图形电极14和第二图形电极15的叠层方法，不限于第一电极部16以沿着第二电极部18的形状的方式叠层于压电层11之上的情况。以下，说明其他的排列方法。
图23为第十四实施方式涉及的压电传感器的俯视图。图24为图23的C-C’截面图。
如图23所示，第一电极部16跨过多个第二电极部18叠层于压电层11之上。如上所述构成，则第一电极部16和第二电极部18的重叠部分的个数比第十三实施方式的情况增加。其结果，提高了输入单元接触压电传感器10的情况下的位置检测精度和负荷检测精度。
15.第十五实施方式
即使在排列方向交叉的状态中，也可以不只是上部电极12、下部电极13，压电层11也可以以具有活性部分和非活性部分的方式被图案化。
图25、图26为第十五实施方式涉及的压电传感器的截面图。
如图25所示，压电层11包括活性压电部110和非活性压电部111。
活性压电部110为向压电传感器10施加负荷时产生电荷的部分。相反，非活性压电部111为即使施加负荷也不产生电荷的部分。
图25的示例中，第一图形电极14叠层于活性压电部110之上，第二图形电极15叠层于活性压电部110和非活性压电部111之下。若成为如此构成，则能够防止在第一图形电极14附近产生的电荷泄漏并混入其他的第一图形电极14(能够防止串扰现象)。其结果，提高了位置检测精度和负荷检测精度。
此外，如图26所示，也可以第二图形电极15叠层于活性压电部110之下，第一图形电极14叠层于活性压电部110和非活性压电部111之上。此外，上述中，示例了活性压电部110上直接叠层第一图形电极14、第二图形电极15的例子，但是，也可以在活性压电部110和第一图形电极14之间、或者活性压电部110和第二图形电极15之间叠层粘合剂或膜等的绝缘材料。
16.第十六实施方式
上述第十～第十五实施方式，对压电层11由上部电极12和下部电极13夹持的结构进行了说明，但是，也可以在上部电极12和下部电极13之间设置基准电极40。
图27图为第十六实施方式涉及的压电传感器的截面图。
如图27所示，第十六实施方式的压电传感器10，在上部电极12和下部电极13之间设置有基准电极40。在上部电极12和基准电极40之间设置有第一压电层11a。在下部电极13和基准电极40之间设置有第二压电层11b。第一压电层11a和第二压电层11b的材质与压电层11相同。基准电极40的材质也与上部电极12和下部电极13相同。
如此，若在上部电极12和下部电极13之间设置基准电极40，在第一压电层11a、第二压电层11b产生的电荷在上部电极12和下部电极13能独立被检测出。其结果，检测电路的设计能够变得简单。
17.第十七实施方式
(1)压力检测装置的整体结构
使用图28，说明本发明第十七实施方式涉及的压力检测装置的整体结构。图28为压力检测装置的概略图。图29为图28中A-A’截面的截面图。
如图28所示，压力检测装置1具备压电传感器10和检测部20。压电传感器10为对应于施加的负荷而产生电荷的装置。检测部20为检测压电层11产生的电荷的装置。以下，详细说明压力检测装置1的结构。
(2)压电传感器
如图29所示，压电传感器10包括：压电层11、夹持其的上部电极(第一电极)12和下部电极(第二电极)13。第一电极12配置于压电层11的第一主面侧，第二电极13配置于压电层11的第一主面侧的相反侧的第二主面侧。其中，虽然未图示，但是可以在第一电极12和第二电极13之间设置基准电极。
如图30所示，第一电极12具备：第一图形电极120、第二图形电极121和第三图形电极122。上述电极图形配置于Y轴方向。其中，上述图形电极分别具备L型基准电极123和L型电极124。
L型基准电极123配置于L型电极124的外侧，包括两条边。两条边中短边配置于Y轴方向，长边配置于与Y轴方向正交的X轴方向。
多个L型电极124配置于L型基准电极123的内侧。L型电极124具备：第一L型电极125、第二L型电极126和第三L型电极127。
第一L型电极125到第三L型电极127的短边配置于Y轴方向，长边配置于X轴方向。此外，L型电极124中短边的端部配置于L型基准电极123中短边的端部的延长线上，长边的端部配置于L型基准电极123中长边的端部的延长线上。
此外，第一L型电极125配置于L型基准电极123的内侧。第二L型电极126配置于第一L型电极125的内侧。第三L型电极127配置于第二L型电极126的内侧。
如图31所示，第二电极13具备多个带状电极。带状电极包括：在Y轴方向排列的第一带状电极130、第二带状电极131、第三带状电极132。带状电极隔着压电层11覆盖第一电极部12的电极图形。即，第一带状电极130覆盖第一图形电极120，第二带状电极131覆盖第二图形电极121，第三带状电极132覆盖第三图形电极122。
此外，上述说明了第一电极12具备第一图形电极120到第三图形电极122的三个图形电极的示例，但是不限于此。即，第一电极可以具备n个(n＝1、2、3……)的图形电极。这一点对于L型电极、带状电极来说也是同样。
(3)电极
第一电极12、第二电极13由与“1.第一实施方式”所示的内容同样的具有导电性的材料构成。
(4)压电层
作为构成压电层11的材料，可以举出与“1.第一实施方式”所示的同样的无机压电材料或有机压电材料。
此外，压力检测装置1配置于液晶装置或有机EL装置这样的显示装置上的情况下，为了使得显示装置的显示屏可见，优选由透明的材料构成压电层或者构成为薄到光能够充分透过的程度。
(5)检测部
如图28所示，检测部20包括第一检测部21和第二检测部22。再如图30所示，第一检测部21包括：L型基准电极检测部210、第一L型电极检测部211、第二L型电极检测部212、第三L型电极检测部213。L型基准电极检测部210与各L型基准电极123连接。同样，第一L型电极检测部211与各第一L型电极125连接，第二L型电极检测部212与各第二L型电极126连接，第三L型电极检测部213与各第三L型电极127连接。
根据上述结构，按压压电层11时，在配置于L型基准电极123下的压电层11产生的电荷，在L型基准电极检测部210被检测出。配置于第一L型电极125、第二L型电极126、第三L型电极127下的压电层11产生的电荷，分别在第一L型电极检测部211、第二L型电极检测部212、第三L型电极检测部213被检测出。
再者，如图31所示，第二检测部22具备第一带状电极检测部220、第二带状电极检测部221和第三带状电极检测部222。第一带状电极检测部220与第一带状电极130连接。同样的，第二带状电极检测部221与第二带状电极131连接，第三带状电极检测部222与第三带状电极132连接。
根据上述的结构，按压压电层11时，配置于第一带状电极130下的压电层11产生的电荷，能够在第一带状电极检测部220被检测出。配置于第二带状电极131、第三带状电极132下的压电层11产生的电荷，能够分别在第二带状电极检测部221、第三带状电极检测部222被检测出。
如上所述，若构成压力检测装置1，再次如图30所示，在X轴方向的X1区域配置有L型基准电极123、第一L型电极125、第二L型电极126和第三L型电极127。在X2区域配置有L型基准电极123、第一L型电极125和第二L型电极126。在X3区域配置有L型基准电极123和第一L型电极125。在X4区域配置有L型基准电极123。其中，L型基准电极123与L型基准电极检测部210连接，第一L型电极125与第一L型电极检测部210连接，第二L型电极126与第二L型电极检测部221连接，第三L型电极127与第二L型电极检测部222连接。
因此，向X1区域施加负荷的情况下，因负荷而产生的电荷经由L型基准电极123、第一L型电极125、第二L型电极126和第三L型电极127，在L型基准电极检测部210、第一L型电极检测部211、第二L型电极检测部212、第三L型电极213这四个检测部被检测出。
向X2区域施加负荷的情况下，经由L型基准电极123、第一L型电极125、第二L型电极126，在L型基准电极检测部210、第一L型电极检测部211、第二L型电极检测部212这三个检测部检测出电荷。
向X3区域施加负荷的情况下，经由L型基准电极123、第一L型电极125，在L型基准电极检测部210、第一L型电极检测部211这两个检测部检测出电荷。
向X4区域施加负荷的情况下，经由L型基准电极123，在L型基准电极检测部210这一个检测部检测出电荷。
即，在X轴方向，根据负荷施加位置不同，检测电荷的检测部的个数不同。利用这种差异，变得能够确定负荷的施加位置中的X轴方向的位置。
此外，通过如上的构成，如图31所示，在Y轴方向的Y1区域配置有第一带状电极130，在Y2区域配置有第二带状电极131，在Y3区域配置有第三带状电极132。其中，第一带状电极130、第二带状电极131、第三带状电极132分别与第一带状电极检测部220、第二带状电极检测部221、第三带状电极检测部222连接。
因此，向Y1区域施加负荷的情况下，因负荷而产生的电荷经由第一带状电极130，在第一带状电极检测部220被检测出。向Y2区域施加负荷的情况下，经由第二带状电极131，在第二带状电极检测部221被检测出，向Y3区域施加负荷的情况下，经由第三带状电极132，在第三带状电极检测部222被检测出。
即，在Y轴方向，根据负荷施加位置不同，检测电荷的检测部的种类不同，利用该差异，变得能够确定负荷的施加位置中Y轴方向的位置。
最后，通过组合上述检测出的X轴方向和Y轴方向的位置信息，变得能够确定负荷的施加位置。
此外，负荷量的检测从检测出的电荷的总量求出。从电荷量求出负荷量的方法，通过在检测中预先将转换方法程序化而达成。因此，压电传感器能够确定负荷的施加位置和负荷量。
如此，构成压电传感器10的第一电极11具备L型基准电极123和L型电极124，L型电极124从L型基准电极123的两条边向内侧隔开间隔配置多个，L型基准电极123的端边的延长线上具有端边，L型基准电极123和L型电极124配置的个数根据X轴方向的位置而不同。
即，向压电传感器10的任意地方施加负荷的情况下，检测出电荷的第一检测部21的个数根据被施加负荷的X轴方向的位置为固有的数目，通过对此加以检测，变得能够确定施加的负荷的X轴方向的位置。
此外，构成压电传感器10的第二电极12，具备多个覆盖L型基准电极123和L型电极124的带状电极，该带状电极独立且与各个的带状电极检测部连接。由此，被施加负荷的Y轴方向的位置能够由检测出电荷的带状电极检测部的种类进行确定。
由此，组合上述第一电极和第二电极的检测结果，能够进行负荷的施加位置的确定。
此外，施加的负荷量的检测，从检测出的电荷的合计求出施加的负荷。从电荷量求出负荷量的方法，通过在检测中预先将转换方法程序化而达成。
因此，根据上述结构，本申请的压力检测装置，为在施加负荷时，能够检测出施加的负荷的位置和负荷量的装置。
18.第十八实施方式
第十七实施方式中，压电传感器具备压电层、第一电极和第二电极，第一电极具备L型基准电极和L型电极，第二电极具备带状电极。但是，也可以为第一电极具备带状电极，第二电极具备阶梯电极。以下，对第一电极具备的带状电极和第二电极具备的阶梯电极进行说明。
图32为第十八实施方式的压力检测装置1的俯视图。图33为图32中B-B’截面的截面图。
如图32所示，压力检测装置1具备压电传感器10、第一检测部21、第二检测部22。压电传感器10具备压电层11、第一电极12和第二电极13。第一电极12配置于压电层11的第一主面侧，第二电极13配置于压电层11的处于第一主面侧相反侧的第二主面侧。第一检测部21具备：第一带状电极检测部250、第二带状电极检测部251、第三带状电极检测部252。第二检测部22具备：第一阶梯电极检测部260、第二阶梯电极检测部261、第三阶梯电极检测部262。
如图34所示，第一电极12具备：配置于Y轴方向的第一带状图形电极200、第二带状图形电极201、第三带状图形电极202。上述带状图形电极具备：配置于Y轴方向的第一带状电极150、第二带状电极151、第三带状电极152。各带状图形电极的第一带状电极150与第一带状电极检测部250连接。各带状图形电极的第二带状电极151、第三带状电极152分别与第二带状电极检测部251、第三带状电极检测部252连接。
如图35所示，第二电极13具备：排列于Y轴方向的阶梯状的阶梯电极。阶梯电极具备：第一阶梯电极160、第二阶梯电极161、第三阶梯电极162。各阶梯电极具备：平台部(踏入部)163、台阶部164、L型部165。俯视图中，平台部163配置于与上述带状电极平行的方向。即，平台部163隔开间隔配置于第一带状电极150的上方、第一带状电极150和第二带状电极151之间、第二带状电极151和第三带状电极152之间、第三带状电极152的下方。台阶部164配置于与带状电极交叉的方向，将平台部163彼此之间加以连接。L型部165包括连接平台部163的始点和台阶部164的终点的L型形状。其中，第一阶梯电极160与第一阶梯电极检测部260、第二带状电极161与第二阶梯电极检测部261，第三带状电极162与第三阶梯电极检测部262，分别独立连接。
此外，带状电极和阶梯电极以带状电极的第一带状电极150、第二带状电极151、第三带状电极152与阶梯电极的台阶部164交叉的方式配置。
如图34所示，若成为上述的结构，则在X轴方向的X1区域，各带状图形电极的第一带状电极150、第二带状电极151、第三带状电极152与第一阶梯电极160、第二阶梯电极161、第三阶梯电极162重叠。
在X2区域，各带状图形电极的第二带状电极151、第三带状电极152与第一阶梯电极160、第二阶梯电极161、第三阶梯电极162重叠。
在X3区域，各带状图形电极的第三带状电极152与第一阶梯电极160、第二阶梯电极161、第三阶梯电极162重叠。
因此，向X1区域施加负荷的情况下，因负荷而产生的电荷经由各带状图形电极的第一带状电极150、第二带状电极151、第三带状电极152，在第一带状电极检测部250、第二带状电极检测部251、第三带状电极检测部252被检测出。
向X2区域施加负荷的情况下，电荷经由各带状图形电极的第二带状电极151、第三带状电极152，在第二带状电极检测部251、第三带状电极检测部252被检测出。
向X3区域施加负荷的情况下，经由各带状图形电极的第三带状电极152，在第三带状电极检测部252被检测出。
即，在X轴方向，根据负荷施加位置不同，检测电荷的检测部的个数不同。利用该不同，变得能够确定负荷的施加位置中X轴方向的位置。
此外，如图35所示，在Y轴方向的Y1区域配置有第一阶梯电极160，在Y2区域配置有第二阶梯电极161，在Y3区域配置有第三阶梯电极162。
因此，向Y1区域施加负荷的情况下，因负荷而产生的电荷经由第一阶梯电极160在第一阶梯电极检测部260被检测出。向Y2区域施加负荷的情况下，经由第二阶梯电极161在第二阶梯电极检测部261被检测出，向Y3区域施加负荷的情况下，经由第三阶梯电极162在第三阶梯电极检测部262被检测出。
即，在Y轴方向，根据负荷施加位置不同，检测电荷的检测部的种类不同。利用该不同，变得能够确定负荷的施加位置的Y轴方向的位置。
最后，通过组合上述检测出的X轴方向和Y轴方向的位置信息，能够确定负荷的施加位置。
如此，压电传感器10具备压电层11、第一电极12和第二电极13，第一电极12、第二电极13配置于压电层11的第一主面侧和第二主面侧，第一电极12具备包括在Y轴方向排列的多个带状电极(第一带状电极150、第二带状电极151、第三带状电极152)的带状图形电极，第二电极13具备包括：多个平台部163；将平台部163彼此之间加以连接、与上述带状电极(第一带状电极150、第二带状电极151、第三带状电极152)一对一对应交叉的多个台阶部164；连接平台部163的始点和台阶部164的终点的L型连接部165的阶梯状的阶梯电极(第一阶梯电极160、第二阶梯电极161、第三阶梯电极162)，由此，成为根据X轴方向的位置，隔着压电层11重叠的带状电极(第一带状电极150、第二带状电极151、第三带状电极152)和阶梯电极(第一阶梯电极160、第二阶梯电极161、第三阶梯电极162)的数目不同的部件。
即，向压电传感器10的特定地方施加负荷的情况下，检测电荷的第一检测部21的个数根据被施加了负荷的X轴方向的位置而成为固有的数目，通过对此加以检测，能够确定施加的负荷的X轴方向的位置。
此外，根据上述结构，多个阶梯电极配置于Y轴方向，上述阶梯电极与各自的阶梯电极检测部独立连接。
由此，负荷施加的Y轴方向的位置，通过检测电荷的带状电极检测部的种类而能够确定。
由此，组合上述第一电极和第二电极的检测结果，能够确定负荷施加的位置。
此外，施加的负荷量的检测，从检测出的电荷的合计求出施加的负荷。从电荷量求出负荷量的方法，通过在检测时预先将转换方法程序化而达成。
因此，根据上述结构，本申请的压力检测装置，为在负荷施加时，能检测出施加的负荷的位置和负荷量的装置。
19.第十九实施方式
压电层11也可以以具有活性部分和非活性部分的方式被图案化。
图36为第十九实施方式涉及的压电传感器的截面图。
如图36所示，压电层11包括活性压电部110和非活性压电部111。
活性压电部110为向压电传感器10施加负荷时产生电荷的部分。相反，非活性压电部111为即使施加负荷也不产生电荷的部分。
图36的示例中，在活性压电部110的上面配置有L型基准电极123、L型电极124(第一L型电极125、第二L型电极126、第三L型电极127)。在活性压电部110和非活性压电部111的下面配置有第一带状电极130。若成为如此结构，则能够防止在L型基准电极123附近产生的电荷泄漏并混入L型电极124(能够防止串扰现象)。其结果，提高了位置检测精度和负荷检测精度。此外，图36中，示例了在活性压电部110上直接叠层L型基准电极123、L型电极124的例子，但是，也可以在活性压电部110和L型基准电极123之间、或者活性压电部110和L型电极124之间叠层粘合剂或膜等的绝缘材料。
20.其他实施方式
在上述第一～第十九实施方式中，示例了在压电传感器10检测出施加的负荷的位置和大小的例子。但是，如图37所示，也可以通过在压电传感器10上叠层触摸屏50，检测施加的负荷的位置和大小。
在压电传感器10上叠层触摸屏50，即使在施加的负荷小到不能被压电传感器10检测出的情况下(羽毛触感(feathertouch)的情况下)，通过在压电传感器10上叠层触摸屏50也能检测出负荷施加处。此外，触摸屏中，特别优选使用静电电容型触摸屏。

Claims (25)

1.一种压电传感器，为压电层由上部电极和下部电极加以夹持而得到的压电传感器，其特征在于，
所述上部电极和所述下部电极中的至少一个电极具备多个电极图形。
2.根据权利要求1所述的压电传感器，其特征在于，
所述上部电极具备多个在一个方向延伸的第一图形电极，
所述下部电极具备多个在与所述第一图形电极相同的方向延伸的第二图形电极。
3.一种压电传感器，为压电层由上部电极和下部电极加以夹持而得到的压电传感器，其特征在于，
所述上部电极具备多个在一个方向延伸的第一图形电极，
所述下部电极具备多个在与所述一个方向交叉的其他方向延伸的第二图形电极。
4.根据权利要求2～3所述的压电传感器，其特征在于，
所述第一图形电极具备：
隔开间隔层叠于所述压电层上的多个第一电极部；和
形成于邻接的所述第一电极部之间，将所述第一电极部彼此之间加以电连接的第一连接部，
所述第二图形电极具备：
以与所述第一电极部重叠的方式叠层于所述压电层下的多个第二电极部；和，
将所述第二电极部彼此之间加以电连接的第二连接部。
5.根据权利要求4所述的压电传感器，其特征在于，
所述第一电极部以隔着所述压电层与多个所述第二电极部重叠的方式配置。
6.根据权利要求2～5所述的压电传感器，其特征在于，
所述第一图形电极为带状。
7.根据权利要求2～6所述的压电传感器，其特征在于，
所述第二图形电极为带状。
8.根据权利要求2～7所述的压电传感器，其特征在于，
所述第一图形电极的宽度方向的尺寸，随着接近所述压电层的周边部尺寸而变大。
9.根据权利要求2～8所述的压电传感器，其特征在于，
所述第二图形电极的宽度方向的尺寸，随着接近所述压电层的周边部尺寸而变大。
10.根据权利要求2～9所述的压电传感器，其特征在于，
所述第一图形电极的间距间隔为一定。
11.根据权利要求2～10所述的压电传感器，其特征在于，
所述第二图形电极的间距间隔为一定。
12.根据权利要求2～11所述的压电传感器，其特征在于，
所述第一图形电极为凹凸形状，以所述凹凸形状的凸部分和凹部分在所述第一图形电极彼此之间啮合的方式配置所述第一图形电极，并且，所述第一图形电极的间距间隔，比输入单元与所述压电传感器接触时形成的接触面的短径的长度短。
13.根据权利要求2～12所述的压电传感器，其特征在于，
所述第二图形电极为凹凸形状，以所述凹凸形状的凸部分和凹部分在所述第二图形电极彼此之间啮合的方式配置所述第二图形电极，并且，所述第二图形电极的间距间隔，比输入单元与所述压电传感器接触时形成的接触面的短径的长度短。
14.根据权利要求2～13所述的压电传感器，其特征在于，
所述压电层包括活性压电部和非活性压电部，
所述第一图形电极叠层于所述活性压电部上。
15.根据权利要求2～13所述的压电传感器，其特征在于，
所述压电层包括活性压电部和非活性压电部，
所述第二图形电极叠层于所述活性压电部上。
16.根据权利要求1～15所述的压电传感器，其特征在于，
所述压电层具备：
与所述上部电极接触的第一压电层；和，
与所述下部电极接触的第二压电层，
所述第一压电层和所述第二压电层之间具备基准电极。
17.根据权利要求1～16所述的压电传感器，其特征在于，
所述上部电极包括氧化铟锡或者聚乙撑二氧噻吩。
18.根据权利要求1～17所述的压电传感器，其特征在于，
所述下部电极包括氧化铟锡或者聚乙撑二氧噻吩。
19.根据权利要求1～18所述的压电传感器，其特征在于，
所述压电层包括有机压电材料。
20.根据权利要求19所述的压电传感器，其特征在于，
所述有机压电材料包括聚偏二氟乙烯或者聚乳酸。
21.根据权利要求1～18所述的压电传感器，其特征在于，
所述压电层包括无机材料。
22.一种压力检测装置，具备：压电层由第一电极和第二电极加以夹持而得到的压电传感器、与所述第一电极连接的第一检测部、以及与所述第二电极连接的第二检测部，
所述第一电极具备：图形电极，所述图形电极在一个方向配置有两条边组合成的L字型的L型基准电极和L字型的L型电极，其中，所述L型电极从所述L型基准电极的所述两条边在内侧隔开间隔而配置有多个，所述L字型的L型电极在所述L型基准电极的端边的延长线上具有端边，
所述第二电极具备：覆盖所述图形电极的带状电极，
所述第一检测部具备：
与所述图形电极的L型基准电极连接的L型基准电极检测部；和，
与所述图形电极的L型电极连接的L型电极检测部，
所述第二检测部具备：与所述带状电极连接的带状电极检测部。
23.一种压力检测装置，为具备压电层由第一电极和第二电极加以夹持而得到的压电传感器、与所述第一电极连接的第一检测部和与所述第二电极连接的第二检测部的压力检测装置，其特征在于，
所述第一电极具备包括排列在一个方向的多个带状电极的带状图形电极，
所述第二电极具备：
多个平台部；
多个台阶部，所述台阶部将所述平台部彼此之间加以连接，与所述多个所述带状电极一对一对应地交叉；和
L型连接部，所述L型连接部连接所述平台部的始点和所述台阶部的终点，
第一检测部具备：与所述带状图形电极的各所述带状电极连接的带状电极检测部，
第二检测部具备：与多个所述阶梯电极分别连接的多个带状电极检测部。
24.一种压力检测装置，其特征在于，
在权利要求1～23所述的压电传感器上叠层有触摸屏。
25.根据权利要求24所述的压力检测装置，其特征在于，
所述触摸屏为静电电容型。
CN201480031750.3A 2013-06-04 2014-05-21 压电传感器和压力检测装置 Expired - Fee Related CN105264350B (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-118297 2013-06-04
JP2013-118298 2013-06-04
JP2013118298A JP5797694B2 (ja) 2013-06-04 2013-06-04 圧力検出装置および電子機器
JP2013-118296 2013-06-04
JP2013118296A JP5797692B2 (ja) 2013-06-04 2013-06-04 圧電センサおよび圧力検出装置
JP2013118297A JP5797693B2 (ja) 2013-06-04 2013-06-04 圧電センサおよび圧力検出装置
PCT/JP2014/063444 WO2014196359A1 (ja) 2013-06-04 2014-05-21 圧電センサおよび圧力検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105264350A true CN105264350A (zh) 2016-01-20
CN105264350B CN105264350B (zh) 2017-07-18

Family

ID=52008011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480031750.3A Expired - Fee Related CN105264350B (zh) 2013-06-04 2014-05-21 压电传感器和压力检测装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9864450B2 (zh)
KR (1) KR101789905B1 (zh)
CN (1) CN105264350B (zh)
WO (1) WO2014196359A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018014463A1 (zh) * 2016-07-20 2018-01-25 中兴通讯股份有限公司 压力的识别方法及装置，触摸屏和终端
CN109213362A (zh) * 2017-06-30 2019-01-15 三星显示有限公司 触摸传感器以及包括触摸传感器的显示装置
CN109791081A (zh) * 2016-09-21 2019-05-21 株式会社村田制作所 压电传感器、触摸式输入装置

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10088937B2 (en) 2012-05-03 2018-10-02 Apple Inc. Touch input device including a moment compensated bending sensor for load measurement on platform supported by bending beams
WO2014149023A1 (en) 2013-03-15 2014-09-25 Rinand Solutions Llc Force sensing of inputs through strain analysis
WO2015005238A1 (ja) * 2013-07-10 2015-01-15 積水化学工業株式会社 圧電センサ
CN105684177B (zh) * 2013-10-28 2019-05-21 苹果公司 基于压电的力感测
AU2015100011B4 (en) 2014-01-13 2015-07-16 Apple Inc. Temperature compensating transparent force sensor
CN104699318B (zh) * 2015-04-01 2017-12-19 上海天马微电子有限公司 阵列基板、触控显示面板和触控显示装置
US9612170B2 (en) 2015-07-21 2017-04-04 Apple Inc. Transparent strain sensors in an electronic device
JP6447735B2 (ja) * 2015-08-07 2019-01-09 株式会社村田製作所 表示装置
CN108700613B (zh) * 2016-02-22 2021-02-09 株式会社村田制作所 压电器件
US10209830B2 (en) 2016-03-31 2019-02-19 Apple Inc. Electronic device having direction-dependent strain elements
US10133418B2 (en) 2016-09-07 2018-11-20 Apple Inc. Force sensing in an electronic device using a single layer of strain-sensitive structures
JP6982953B2 (ja) * 2016-09-21 2021-12-17 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド センサ装置
KR102568386B1 (ko) * 2016-09-30 2023-08-21 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서를 포함하는 표시 장치
JP6842331B2 (ja) * 2017-03-27 2021-03-17 日東電工株式会社 圧電積層体
US10444091B2 (en) 2017-04-11 2019-10-15 Apple Inc. Row column architecture for strain sensing
JP2019007749A (ja) * 2017-06-20 2019-01-17 ヤマハ株式会社 圧力センサー
US10309846B2 (en) 2017-07-24 2019-06-04 Apple Inc. Magnetic field cancellation for strain sensors
US10782818B2 (en) 2018-08-29 2020-09-22 Apple Inc. Load cell array for detection of force input to an electronic device enclosure
CN109829419B (zh) 2019-01-28 2021-08-24 京东方科技集团股份有限公司 指纹识别模组及其驱动方法和制作方法、显示装置
WO2020172853A1 (zh) * 2019-02-28 2020-09-03 京东方科技集团股份有限公司 触控面板及其驱动方法、以及显示装置
GB2582037B (en) * 2019-08-30 2021-12-08 Kymira Ltd Movement sensor and garment

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05248971A (ja) * 1992-03-06 1993-09-28 Nitta Ind Corp 圧力分布測定用センサ
JP2000321013A (ja) * 1999-05-13 2000-11-24 Sony Corp 圧力検出による形状認識装置及びこれを用いたモーションキャプチャー装置
CN1419895A (zh) * 2001-11-16 2003-05-28 精工电子有限公司 压电传感器，压电传感器的制造方法和脉波检测器
CN101194376A (zh) * 2005-06-10 2008-06-04 压电公司 压电复合传感器
CN101784874A (zh) * 2007-08-28 2010-07-21 爱信精机株式会社 压电薄膜传感器
WO2010095581A1 (ja) * 2009-02-18 2010-08-26 株式会社クラレ マルチ積層変形センサ

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004125571A (ja) 2002-10-01 2004-04-22 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 透明圧電センサおよびそれを備えた入力装置
US20040263483A1 (en) * 2003-06-24 2004-12-30 Aufderheide Brian E Sensing device
KR20100022748A (ko) 2008-08-20 2010-03-03 주식회사 센플러스 터치센서 및 이를 이용한 접촉력 감지 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05248971A (ja) * 1992-03-06 1993-09-28 Nitta Ind Corp 圧力分布測定用センサ
JP2000321013A (ja) * 1999-05-13 2000-11-24 Sony Corp 圧力検出による形状認識装置及びこれを用いたモーションキャプチャー装置
CN1419895A (zh) * 2001-11-16 2003-05-28 精工电子有限公司 压电传感器，压电传感器的制造方法和脉波检测器
CN101194376A (zh) * 2005-06-10 2008-06-04 压电公司 压电复合传感器
CN101784874A (zh) * 2007-08-28 2010-07-21 爱信精机株式会社 压电薄膜传感器
WO2010095581A1 (ja) * 2009-02-18 2010-08-26 株式会社クラレ マルチ積層変形センサ

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018014463A1 (zh) * 2016-07-20 2018-01-25 中兴通讯股份有限公司 压力的识别方法及装置，触摸屏和终端
CN107643843A (zh) * 2016-07-20 2018-01-30 中兴通讯股份有限公司 压力的识别方法及装置，触摸屏和终端
CN109791081A (zh) * 2016-09-21 2019-05-21 株式会社村田制作所 压电传感器、触摸式输入装置
CN109213362A (zh) * 2017-06-30 2019-01-15 三星显示有限公司 触摸传感器以及包括触摸传感器的显示装置
CN109213362B (zh) * 2017-06-30 2023-08-15 三星显示有限公司 触摸传感器以及包括触摸传感器的显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR101789905B1 (ko) 2017-10-25
US20160124560A1 (en) 2016-05-05
KR20160008637A (ko) 2016-01-22
US9864450B2 (en) 2018-01-09
WO2014196359A1 (ja) 2014-12-11
CN105264350B (zh) 2017-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105264350A (zh) 压电传感器和压力检测装置
JP5797692B2 (ja) 圧電センサおよび圧力検出装置
JP5722954B2 (ja) 押圧検出機能付タッチパネル
CN110134283B (zh) 基于压电的力感测
KR102056110B1 (ko) 터치 패널
US8749519B2 (en) Touch panel device
US20110242017A1 (en) Touch screen panel
KR20120041529A (ko) 정전용량식 터치스크린 및 그 제조방법
KR101386306B1 (ko) 정전 용량 방식의 터치 패널, 및 표시 장치
CN107704134B (zh) 一种显示面板及显示装置
CN107179851A (zh) 电容式触控面板
WO2014196360A1 (ja) 圧電センサおよび電子機器
CN102591541A (zh) 一种单层ito的布线结构
JP6104721B2 (ja) 圧電センサおよび圧力検出装置
KR20120027693A (ko) 정전용량식 터치스크린 및 그 제조방법
US20140292698A1 (en) Touch device
JP5797866B1 (ja) 圧電センサおよび圧力検出装置
JP5797693B2 (ja) 圧電センサおよび圧力検出装置
CN104380232A (zh) 电阻膜式触摸面板以及触摸面板装置
KR101693698B1 (ko) 접촉 감지 패널 및 접촉 감지 장치
JP5797865B1 (ja) 圧電センサおよび圧力検出装置
US20170177112A1 (en) Capacitive touch sensor with z-shaped electrode pattern
TWI596524B (zh) 觸控結構及觸控顯示面板
JP5797694B2 (ja) 圧力検出装置および電子機器
CN106557211B (zh) 一种三维触控总成

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170718

Termination date: 20200521