CN105283743A - 压力检测装置及输入装置 - Google Patents

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CN105283743A CN201480029100.5A CN201480029100A CN105283743A CN 105283743 A CN105283743 A CN 105283743A CN 201480029100 A CN201480029100 A CN 201480029100A CN 105283743 A CN105283743 A CN 105283743A
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Abstract

本发明提供一种能够利用压电传感器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)包括：压电层(11)，当被输入部件按压时，产生电荷；第一电极(12)，配置于所述压电层的第一主表面；第二电极(13)，配置于所述压电层(11)的与所述第一主表面相反一侧的第二主表面；第一电容器(C1)或第一谐振电路(RC1)，与所述第一电极(12)连接；以及第一检测部(20)，与所述第一电极(12)连接。

Description

压力检测装置及输入装置
技术领域
本发明涉及产生与负荷相应的压电信号的压电传感器，尤其涉及能够检测被施加负荷的位置的压电传感器。
背景技术
已知有为了检测所施加的负荷而使用压电片的压电传感器。例如，在专利文献1中已公开有一种由透明压敏层和一对透明导电层构成的透明压电传感器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-125571号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是，在专利文献1的透明压电传感器中，由压电片产生的电荷非常小，因此难以检测由压电片产生的电荷。
用于解决技术问题的方案
为了解决上述问题，本发明如下构成。
本发明的压力检测装置构包括：
压电层，当被输入部件按压时，产生电荷；
第一电极，配置于所述压电层的第一主表面；
第二电极，配置于所述压电层的与所述第一主表面相反一侧的第二主表面；
第一电容器，与所述第一电极连接；以及
第一检测部，连接于所述第一电极和所述第一电容器。
本发明的压力检测装置包括：
压电层，当被输入部件按压时，产生电荷；第一电极，配置于所述压电层的第一主表面；
第二电极，配置于所述压电层的与所述第一主表面相反一侧的第二主表面；
第一电容器，与所述第一电极连接；
第一多路复用器，连接于所述第一电极和所述第一电容器；以及
第一检测部，与所述第一多路复用器连接，
所述第一电极具备多个与所述第一电容器连接的第一电极部，
所述第一多路复用器对所述第一检测部切换连接多个所述第一电极部。
本发明的压力检测装置包括：
压电层，当被输入部件按压时，产生电荷；
第一电极，配置于所述压电层的第一主表面；
第一电容器，与所述第一电极连接；
第一多路复用器，连接于所述第一电极和所述第一电容器；
第一检测部，与所述第一多路复用器连接；
第二电极，配置于所述压电层的与所述第一主表面相反一侧的第二主表面；
第二电容器，与所述第二电极连接；
第二多路复用器，连接于所述第二电极和所述第二电容器；以及
第二检测部，与所述第二多路复用器连接，
所述第一电极具有多个与所述第一电容器连接的第一电极部，
所述第一多路复用器对所述第一检测部切换连接多个所述第一电极部，
所述第二电极具有多个与所述第二电容器连接的第二电极部，
所述第二多路复用器对所述第二检测部切换连接多个所述第二电极部。
根据本发明的一方面，可构成为，
所述第一电极部配置于与一方向平行的方向，
所述第二电极部配置于相对于一方向垂直的方向。
根据本发明的一方面，可构成为，
所述第一检测部包括：
放大部，与所述第一多路复用器连接；以及
第一电压检测器，与所述第一放大部连接。
根据本发明的一方面，可构成为，
所述第一检测部具备第一带通滤波器，该第一带通滤波器连接在所述第一放大部与所述第一电压检测器之间并具有利用下述式(1)表示的频率f1：
式(1)：f1＝1/(T1×2)
T1＝从使第一检测部与一个第一电极部连接开始至使该第一检测部与另外的第一电极部连接所需要的时间。
根据本发明的一方面，可构成为，
所述第二检测部包括：
第二放大部，与所述第二多路复用器连接；以及
第二电压检测器，与所述第二放大部连接。
根据本发明的一方面，可构成为，
所述第二检测部具备第二带通滤波器，该第二带通滤波器连接在所述第二放大部与所述第二电压检测器之间并具有利用下述式(2)表示的频率f2：
式(2)：f2＝1/(T2×2)
T2＝从使第二检测部与一个第二电极部连接开始至使该第二检测部与另外的第二电极部连接所需的时间。
本发明的压力检测装置包括：
压电层，当被输入部件按压时，产生电荷；
第一电极，配置于所述压电层的第一主表面；
第二电极，配置于所述压电层的与所述第一主表面相反一侧的第二主表面；
第一谐振电路，与所述第一电极连接；以及
第一检测部，连接于所述第一电极和所述第一谐振电路。
本发明的压力检测装置包括：
压电层，当被输入部件按压时，产生电荷；
第一电极，配置于所述压电层的第一主表面；
第二电极，配置于所述压电层的与所述第一主表面相反一侧的第二主表面；
第一谐振电路，与所述第一电极连接；
第一多路复用器，连接于所述第一电极和所述第一谐振电路；以及
第一检测部，与所述第一多路复用器连接，
所述第一电极具备多个与所述第一谐振电路连接的第一电极部，
所述第一多路复用器对所述第一检测部切换连接多个所述第一电极部。
本发明的压力检测装置包括：
压电层，当被输入部件按压时，产生电荷；
第一电极，配置于所述压电层的第一主表面；
第一谐振电路，与所述第一电极连接；
第一多路复用器，连接于所述第一电极和所述第一谐振电路；
第一检测部，与所述第一多路复用器连接；
第二电极，配置于所述压电层的与所述第一主表面相反一侧的第二主表面；
第二谐振电路，与所述第二电极连接；
第二多路复用器，连接于所述第二电极和所述第二谐振电路；以及
第二检测部，与所述第二多路复用器连接，
所述第一电极具有多个与所述第一谐振电路连接的第一电极部，
所述第一多路复用器对所述第一检测部切换连接多个所述第一电极部，
所述第二电极具有多个与所述第二谐振电路连接的第二电极部，
所述第二多路复用器对所述第二检测部切换连接多个所述第二电极部。
根据本发明的具备所述谐振电路的一方面，可构成为，
所述第一电极部配置于与一方向平行的方向，
所述第二电极部配置于相对于一方向垂直的方向。
根据本发明的具备所述谐振电路的一方面，可构成为，
所述谐振电路具备变容二极管。
根据本发明的一方面，可包括触摸面板和上述压力检测装置。
发明效果
在本发明的压电传感器中，即使由压电片产生的电荷非常小，也能够检测出由压电片产生的电荷。
附图说明
图1是压力检测装置的示意图。
图2是压力检测装置的示意图。
图3是图2(图8)的A-A’截面图。
图4是压力检测装置的示意图。
图5是压力检测装置的示意图。
图6是压力检测装置的示意图。
图7是压力检测装置的示意图。
图8是压力检测装置的示意图。
图9是压力检测装置的示意图。
图10是压电传感器的变形例中的截面图。
具体实施方式
在下述中，根据附图来更详细地说明本发明的实施方式。此外，除非具有特别指定的说明，否则本发明的实施例中所记载的部位或部分的尺寸、材质、形状及其相对位置等均不是旨在将本发明的范围只限定于那些，只不过是说明例。
1.第一实施方式
(1)压力检测装置的整体结构
使用图1来说明本发明的第一实施方式的压力检测装置的整体结构。图1是压力检测装置的示意图。
压力检测装置具有检测所施加的负荷的量和位置的功能。
如图1所示，第一实施方式的压力检测装置1具有：压电传感器10、第一检测部20以及第一电容器C1。压电传感器10具有：压电层11、第一电极12以及第二电极13。第一电极12配置于压电层11的第一主表面，与第一电容器C1电连接。第二电极13配置于压电层11的与第一主表面相反一侧的第二主表面，与地线E连接。此外，第一电极12和第二电极13分别配置在压电层11的一整个表面上。
以下，对压力检测装置1的各结构进行详细说明。
(2)压电传感器
压电传感器10是根据所施加的负荷而产生电荷的装置。如图1所示，压电传感器10具有：压电层11、第一电极12以及第二电极13。
(3)压电层
作为构成压电层11的材料，可列举无机压电材料和有机压电材料。
作为无机压电材料，可列举钛酸钡、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，可列举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，可列举聚偏氟乙烯、偏氟乙烯－四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯－三氟乙烯共聚物等。作为具有手性的高分子材料，可列举L型聚乳酸、R型聚乳酸等。
另外，在将压力检测装置1配置于液晶显示器等显示装置上的情况下，优选由透明的材料构成压电片、或者以光能够充分地透过的程度薄薄地构成压电片。
(4)电极
这样的第一电极12、第二电极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)等这样的透明导电氧化物；聚3,4-乙撑二氧噻吩(Polyethylenedioxythiophene，PEDOT)等导电性高分子；等等。在这种情况下，上述的电极能够使用蒸镀或丝网印刷等来形成。
另外，作为具有导电性的材料，可以使用铜、银等导电性的金属。在这种情况下，上述的电极可以通过蒸镀来形成，并可以使用铜浆、银浆等金属浆来形成。
并且，作为具有导电性的材料，可以使用在粘合剂中分散有碳纳米管、金属粒子、金属纳米纤维等导电材料。
(5)第一电容器
第一电容器C1由电容器接地的结构构成。第一电容器C1是通过静电电容而储存或放出电荷的器件。作为那样的部件，能够列举：陶瓷电容器、钽电容器、薄膜电容器。
此外，优选的是，在向压电传感器10未施加有负荷时，从第一电容器C1去除已充电于第一电容器C1中的电荷。要从第一电容器C1去除电荷，将放电开关配置于压电传感器10与第一检测部20之间即可。
(6)检测部
第一检测部20是检测在压电传感器10中产生的电荷的装置。第一检测部20具有第一放大部21和第一电位检测部22。第一放大部21是对通过电荷的充电而产生的第一电容器C1的电压进行放大的设备，连接于第一电极12和第一电容器C1。第一电位检测部22是测量由第一放大部21放大后的电荷的电位的设备，与第一放大部21连接。
(7)效果
根据本发明的结构，在压力检测装置1中，第一电极12与第一电容器C1连接。因此，在压电层11中所产生的电荷经由第一电极12而充电给第一电容器C1。那样的话，即使在按压压电层11时产生的电荷微弱，通过利用第一检测部20测量第一电容器C1的电压，也能够利用第一检测部20检测出上述中产生的电荷。
并且，第一检测部20具备第一放大部21和第一电位检测部22。因此，即使在第一电容器C1的电压小的情况下，也能够利用第一放大部21将上述电压放大之后，再利用第一电位检测部22检测出。
2.第二实施方式
接下来，对本发明的第二实施方式进行说明。基本结构与第一实施方式相同，因而针对不同点进行说明。
(1)压力检测装置的整体结构
使用图2来说明本发明的第二实施方式的压力检测装置的整体结构。图2是压力检测装置的示意图。图3是图2的A－A’截面图。图4是第二实施方式的变形例。
如图2所示，第二实施方式的压力检测装置1具有：压电传感器10、第一检测部20、第一电容器C1以及第一多路复用器M1。
如图3所示，压电传感器10具备：压电层11、第一电极12以及第二电极13。第一电极12配置于压电层11的第一主表面，具备多个第一电极部120。上述第一电极部120以与压电层11的Y轴方向平行的方式排列，分别与第一电容器C1连接。
此外，第一电极部120和第一电容器C1经由第一多路复用器M1而与第一检测部20连接。
第二电极13配置于压电层11的与第一主表面相反一侧的第二主表面。第二电极13配置于第二主表面的整面上，并与地线E连接。
(2)多路复用器
第一多路复用器M1是从多个第一电极部120中选择一个第一电极部120并连接所选择的第一电极部120与第一检测部20的装置。
另外，上述第一电极部120的切换也可以通过使CPU等执行微型计算机、定制IC等的存储部中所存储的程序来实现。
(3)检测部
第一检测部20具有第一放大部21和第一电位检测部22。第一放大部21、第一电位检测部22的结构与上述相同，故而省略。
(4)效果
根据本发明的结构，在压力检测装置1中，第一电极12与第一电容器C1连接。因此，在压电层11中所产生的电荷经由第一电极12而充电给第一电容器C1。那样的话，即使在按压压电层11时所产生的电荷微弱，通过利用第一检测部20测量第一电容器C1的电压，也能够利用第一检测部20检测出由压电层11产生的电荷。
并且，第一检测部20具备第一放大部21和第一电位检测部22。因此，即使在第一电容器C1的电压小的情况下，也能够利用第一放大部21将上述电压放大之后，再利用第一电位检测部22检测出。
并且，第一电极12具有多个以与Y轴方向平行的方式配置的第一电极部120。另外，上述第一电极部120经由第一多路复用器M1而与第一检测部20连接。
因此，能够利用第一多路复用器M1检测由第一检测部20检测到的电荷经由存在多个的第一电极部120中的哪一个第一电极部120。其结果，对于施加于压电传感器10的负荷，能够确定Y轴方向的负荷位置。
(5)变形例
如图4所示，压力检测装置1可以在第一检测部20中具有第一带通滤波器23。第一带通滤波器23配置于第一放大部21与第一电位检测部22之间。第一带通滤波器23可以由只使所需范围的频率通过的RLC电路构成。
此外，第一带通滤波器23的频率f1设定为1/(T1×2)。上述T1是在第一多路复用器M1中从使第一检测部20与一个第一电极部120连接开始至使其与另外的第一电极部120连接为止的时间。
如果如上所述那样构成第一检测部20，则当操作第一多路复用器M1而将与第一检测部20连接的第一电极部120接连不断地切换下去时，由第一电位检测部22检测的电压会接连不断地变化下去。该电压变化中的、频率f1(f1＝1/(T1×2))的成分较多地包含各第一电容器C1的电压信息，其以外的成分较多地包含噪声信号。噪声信号是来自存在于压电传感器10周围的电磁波的噪声等。因此，通过利用第一带通滤波器23而只检测频率f1，能够有效地除去噪声。
3.第三实施方式
接下来，对本发明的第三实施方式进行说明。基本结构与第一～第二实施方式相同，因而针对不同点进行说明。
(1)压力检测装置的整体结构
使用图5来说明本发明的第三实施方式的压力检测装置的整体结构。图5是压力检测装置的示意图。图6是第三实施方式的变形例。
如图5所示，第三实施方式的压力检测装置1具有：压电传感器10、第一检测部20、第一电容器C1、第二电容器C2、第一多路复用器M1以及第二多路复用器M2。
压电传感器10具备：压电层11、第一电极12以及第二电极13。第一电极12配置于压电层11的第一主表面，具备多个第一电极部120。上述第一电极部120以与压电层11的Y轴方向平行的方式排列，分别与第一电容器C1连接。此外，第一电极部120和第一电容器C1经由第一多路复用器M1而与第一检测部20连接。
第二电极13配置于压电层11的与第一主表面相反一侧的第二主表面。第二电极13具备多个第二电极部130。上述第二电极部130以与压电层11的X轴方向平行的方式排列，分别与第二电容器C2连接。此外，第二电极部130和第二电容器C2经由第二多路复用器M2而与第二检测部25连接。
(2)多路复用器
第一多路复用器M1是从多个第一电极部120中选择一个第一电极部120并连接所选择的第一电极部120与第一检测部20的装置。第二多路复用器M2是从多个第二电极部130中选择一个第二电极部130并连接所选择的第二电极部130与第二检测部25的装置。
另外，上述切换功能也可以通过使CPU等执行上述微型计算机、定制IC等的存储部中所存储的程序来实现。
(3)检测部
第一检测部20具有第一放大部21和第一电位检测部22。第二检测部25具有第二放大部26和第二电位检测部28。这些部件与上述相同，故而省略。
(4)效果
根据本发明的结构，在压力检测装置1中，第一电极部120与第一电容器C1连接，第二电极部130与第二电容器C2连接。因此，在压电层11中所产生的电荷经由第一电极部120和第二电极部130而充电给第一电容器C1、第二电容器C2。
那样的话，即使在按压压电层11时产生的电荷微弱，也能够利用第一检测部20、第二检测部25测量第一电容器C1、第二电容器C2的电压。由此，能够利用第一检测部20、第二检测部25检测在压电层11中产生的电荷。
并且，第一检测部20具备第一放大部21和第一电位检测部22。第二检测部25具备第二放大部26和第二电位检测部28。因此，即使在第一电容器C1的电压、第二电容器C2的电压小的情况下，也能够利用第一放大部21、第二放大部26将上述电压放大。其结果，能够利用第一电位检测部22、第二电位检测部28检测在压电层11产生的电荷。
并且，第一电极12具有多个以与Y轴方向平行的方式配置的第一电极部120，第一电极部120与第一多路复用器M1连接。
因此，能够利用第一多路复用器M1检测由第一检测部20检测到的电荷经由存在多个的第一电极部120中的哪一个第一电极部120。其结果，对于施加于压电传感器10的负荷，能够确定Y轴方向的负荷位置。
并且，第二电极13具有多个以平行于与Y轴方向垂直的X轴方向的方式配置的第二电极部130，第二电极部130与第二多路复用器M2连接。
因此，能够利用第二多路复用器M2检测由第二检测部25检测到的电荷经由存在多个的第二电极部120中的哪一个第二电极部120。其结果，对于施加于压电传感器10的负荷，能够确定X轴方向的负荷位置。
因此，通过组合由上述第一多路复用器M1、第二多路复用器M2得到的检测结果，能够检测施加于压电传感器10的负荷位置。此外，施加有负荷的地方涉及多个的情况也是同样的。即，根据上述压力检测装置1，多种负荷检测(multiple-forcedetection)成为可能。
(5)变形例
如图6所示，压力检测装置1也可以在第一检测部20中具有第一带通滤波器23。第一带通滤波器23配置于第一放大部21与第一电位检测部22之间。
另外，也可以在第二检测部25中具有第二带通滤波器27。第二带通滤波器27配置于第二放大部26与第二电位检测部28之间。第一带通滤波器23和第二带通滤波器27也可以由只使所需范围的频率通过的RLC电路构成。
此外，第一带通滤波器23的频率f1设定为1/(T1×2)。上述T1是在第一多路复用器M1中从使第一检测部20与一个第一电极部120连接开始至使其与另外的第一电极部120连接为止的时间。
另外，第二带通滤波器27的频率f2设定为1/(T2×2)。上述T2是在第二多路复用器M2中从使第二检测部25与一个第二电极部130连接开始至使其与另外的第二电极部130连接为止的时间。
如果如上所述那样构成第一检测部20，则当操作第一多路复用器M1而将与第一检测部20连接的第一电极部120接连不断地切换下去时，由第一电位检测部22检测的电压就会接连不断地变化下去。该电压变化中的、频率f1(f1＝1/(T1×2))的成分较多地包含各第一电容器C1的电压信息，其以外的成分较多地包含噪声信号。噪声信号是来自存在于压电传感器10周围的电磁波的噪声等。因此，通过利用第一带通滤波器23而只检测频率f1，能够有效地除去噪声。
如果如上所述那样构成第二检测部25，则当操作第二多路复用器M2而将与第二检测部25连接的第二电极部130接连不断地切换下去时，由第二电位检测部28检测的电压就会接连不断地变化下去。该电压变化中的、频率f2(f2＝1/(T2×2))的成分较多地包含各第二电容器C2的电压信息，其以外的成分较多地包含噪声信号。噪声信号是来自存在于压电传感器10周围的电磁波的噪声等。因此，通过利用第二带通滤波器27而只检测频率f2，能够有效地除去噪声。
4.第四实施方式
在上述第一～第三实施方式中，对具有电容器的结构进行了说明，但也可以取代电容器而设有谐振电路。
(1)压力检测装置的整体结构
使用图7来说明本发明的第四实施方式的压力检测装置的整体结构。图7是压力检测装置的示意图。
压力检测装置具有检测所施加的负荷的量和位置的功能。
如图7所示，第四实施方式的压力检测装置1具有：压电传感器10、第一检测部20以及第一谐振电路RC1。压电传感器10包括压电层11、第一电极12以及第二电极13。第一电极12配置于压电层11的第一主表面，经由第一谐振电路RC1而与第一检测部20电连接。第二电极13配置于压电层11的与第一主表面相反一侧的第二主表面，与地线E连接。此外，第一电极12和第二电极13分别配置在压电层11的一整面上。以下，详细地说明压力检测装置1的结构。
(2)压电传感器
压电传感器10是根据所施加的负荷而产生电荷的装置。如图7所示，压电传感器10包括压电层11、第一电极12以及第二电极13。
(3)压电层
作为构成压电层11的材料，可列举无机压电材料和有机压电材料。
作为无机压电材料，可列举钛酸钡、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，可列举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，可列举聚偏氟乙烯、偏氟乙烯－四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯－三氟乙烯共聚物等。作为具有手性的高分子材料，可列举L型聚乳酸、RC型聚乳酸等。
另外，在将压力检测装置1适用于具备触摸面板的显示装置的情况下，优选由透明的材料构成压电片、或者以光能够充分地透过的程度薄薄地构成压电片。
(4)电极
这样的第一电极12、第二电极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)等这样的透明导电氧化物；聚3,4-乙撑二氧噻吩(Polyethylenedioxythiophene，PEDOT)等导电性高分子；等等。在这种情况下，上述的电极能够使用蒸镀或丝网印刷等来形成。
另外，作为具有导电性的材料，可以使用铜、银等导电性的金属。在这种情况下，上述的电极可以通过蒸镀来形成，并可以使用铜浆、银浆等金属浆来形成。
并且，作为具有导电性的材料，可以使用在粘合剂中分散有碳纳米管、金属粒子、金属纳米纤维等导电材料的材料。
(5)谐振电路
第一谐振电路RC1是一种基于从外部施加的能量而产生振动、共振等现象的电路，由RLC电路、LC电路构成。此外，第一谐振电路RC1具备变容二极管。
(6)检测部
第一检测部20是检测第一谐振电路RC1中的频率变化的设备。即，第一检测部20检测第一谐振电路RC1的谐振频率变化。
如果如上所述那样构成压力检测装置1，则由于第一电极12与第一谐振电路RC1连接，因此由压电层11产生的电荷经由第一电极12而流入第一谐振电路RC1。于是，通过所流入的电荷而向变容二极管施加偏压，第一谐振电路RC1的频率变化。其结果，即使在按压压电层11时所产生的电荷微弱，只要利用第一检测部20检测第一谐振电路RC1的变化，就能够容易地检测上述电荷。
5.第五实施方式
接下来，对本发明的第五实施方式进行说明。基本结构与第四实施方式相同，因而针对不同点进行说明。
(1)压力检测装置的整体结构
使用图8来说明本发明的第五实施方式的压力检测装置的整体结构。图8是压力检测装置1的示意图。图8的A-A’截面图与在“2.第二实施方式”中示出的图3相同。
如图8所示，压力检测装置1具有：压电传感器10、第一检测部20、第一谐振电路RC1以及第一多路复用器M1。
如图3所示，压电传感器10具备压电层11、第一电极12以及第二电极13。第一电极12配置于压电层11的第一主表面，具备多个第一电极部120。上述第一电极部120以与压电层11的Y轴方向平行的方式排列，分别与第一谐振电路RC1连接。此外，第一电极12和第一谐振电路RC1经由第一多路复用器M1而与第一检测部20连接。
第二电极13配置于压电层11的与第一主表面相反一侧的第二主表面。虽然未图示，但第二电极13配置于第二主表面的整面，并与地线E连接。
(2)多路复用器
第一多路复用器M1是将多个输入作为一个信号而输出的装置。具体而言，是从多个第一电极部120中选择一个第一电极部120并连接所选择的第一电极部120与第一检测部20的装置。
另外，第一电极部120的切换可以通过使CPU等执行微型计算机、定制IC等的存储部中所存储的程序来实现。
如果如上所述那样构成压力检测装置1，则由于第一电极部120与第一谐振电路RC1连接，因此由压电层11产生的电荷经由第一电极部120而流入第一谐振电路RC1。于是，通过所流入的电荷而向变容二极管施加电压，第一谐振电路RC1的频率发生变化。其结果，即使在按压压电层11时所产生的电荷微弱，只要利用第一检测部20检测第一谐振电路RC1的变化，就能够容易地检测上述电荷。
并且，第一检测部20以与Y轴方向平行的方式配置有多个。另外，上述第一电极部120经由第一多路复用器M1而与第一检测部20连接。
因此，能够利用第一多路复用器M1检测由第一检测部20检测到的电荷经由存在多个的第一电极部120中的哪一个第一电极部120。其结果，对于施加于压电传感器10的负荷，能够确定X轴方向的负荷位置。
6.第六实施方式
接下来，对本发明的第六实施方式进行说明。基本结构与第四～第五实施方式相同，因而针对不同点进行说明。
(1)压力检测装置的整体结构
使用图9来说明本发明的第六实施方式的压力检测装置的整体结构。图9是压力检测装置的示意图。
如图9所示，第六实施方式的压力检测装置1具有压电传感器10、第一检测部20、第二检测部21、第一谐振电路RC1、第二谐振电路RC2、第一多路复用器M1以及第二多路复用器M2。
压电传感器10具有压电层11、第一电极12以及第二电极13。第一电极12配置于压电层11的第一主表面，具有多个第一电极部120。多个第一电极部120以与压电层11的Y轴方向平行的方式排列，分别与第一谐振电路RC1连接。此外，第一电极部120和第一谐振电路RC1经由第一多路复用器M1而与第一检测部20连接。
第二电极13配置于压电层11的与第一主表面相反一侧的第二主表面，具备多个第二电极部130。多个第二电极部130以与压电层11的X轴方向平行的方式排列，分别与第二谐振电路RC2连接。此外，第二电极部130和第二谐振电路RC2经由第二多路复用器M2而与第二检测部31连接。
(2)多路复用器
第一多路复用器M1、第二多路复用器M2是将多个输入作为一个信号而输出的装置。第一多路复用器M1是从多个第一电极部120中选择一个第一电极部120并连接所选择的第一电极部120与第一检测部20的装置。第二多路复用器M2是从多个第二电极部130中选择一个第二电极部130并连接所选择的第二电极部130与第二检测部25的装置。
(3)检测部
第一检测部20和第二检测部21是分别检测第一谐振电路RC1和第二谐振电路RC2中的频率变化的设备。即，在电荷流入第一谐振电路RC1、第二谐振电路RC2时，第一检测部20和第二检测部21检测第一谐振电路RC1、第二谐振电路RC2的谐振频率变化。
(4)谐振电路
第一谐振电路RC1和第二谐振电路RC2是一种基于从外部施加的能量而产生振动、共振等现象的电路，由RLC电路、LC电路构成。此外，优选的是，第一谐振电路RC1和第二谐振电路RC2具备变容二极管。
如果如上所述那样构成压力检测装置1，则第一电极部120与第一谐振电路RC1连接，第二电极部130与第二谐振电路RC2连接。因此，由压电层11产生的电荷经由第一电极部120、第二电极部130而流入第一谐振电路RC1、第二谐振电路RC2。于是，通过所流入的电荷而向变容二极管施加偏压，第一谐振电路RC1和第二谐振电路RC2的频率发生变化。
其结果，即使在按压压电层11时所产生的电荷微弱，也能够容易地检测上述电荷。
并且，第一电极12具有多个以与Y轴方向平行的方式配置的第一电极部120，第一电极部120与第一多路复用器M1连接。
因此，能够利用第一多路复用器M1检测由第一检测部20检测到的电荷经由存在多个的第一电极部120中的哪一个第一电极部120。其结果，对于施加于压电传感器10的负荷，能够确定X轴方向的负荷位置。
另外，第二电极13具有多个以平行于与Y轴方向垂直的X轴方向的方式配置的第二电极部130，第二电极部130与第二多路复用器M2连接。
因此，能够利用第二多路复用器M2检测由第二检测部21检测到的电荷经由存在多个的第二电极部120中的哪一个第二电极部120。其结果，对于施加于压电传感器10的负荷，能够确定Y轴方向的负荷位置。
因此，通过组合由上述第一多路复用器M1、第二多路复用器M2得到的检测结果，能够检测施加于压电传感器10的负荷位置。此外，施加有负荷的地方涉及多个的情况也是同样的。即，根据上述压力检测装置1，多种负荷检测(multiple-forcedetection)成为可能。
7.第七实施方式
在上述第一～第六实施方式中，对在第一电极12和第二电极13之间夹设有压电层11的结构进行了说明，但也可以在第一电极12与第二电极13之间设有基准电极114。
图10是第七实施方式的压电传感器的截面图。
如图10所示，第七实施方式的压电传感器10在第一电极12与第二电极13之间设有基准电极114。在第一电极12与基准电极114之间设有第一压电层110。在第二电极13与基准电极114之间设有第二压电层111。第一压电片110和第二压电片111的材质与压电层11相同。基准电极114的材质也与第一电极12、第二电极13相同。
如果这样在第一电极12与第二电极13之间设置基准电极40，则就能够在第一电极12和第二电极13中独立地检测由第一压电片110、第二压电片111产生的电荷。其结果，检测电路的设计变得简单。
8.其他实施方式
在上述中，示出了利用压电传感器10检测所施加的负荷的位置和量的例子。但是，也可以通过将触摸面板50层叠于压电传感器10之上来检测所施加的负荷的位置和量。
通过将触摸面板50层叠于压电传感器10之上，即使在所施加的负荷利用压电传感器10无法检测到的程度那样小的情况(轻触的情况)下，也能够使用触摸面板50来检测所施加的负荷的位置。
附图标记说明
1：压力检测装置10：压电传感器11：压电层12：第一电极13：第二电极20：第一检测部C1：第一电容器RC1：第一谐振电路

Claims (14)

1.一种压力检测装置，包括：
压电层，当被输入部件按压时，产生电荷；
第一电极，配置于所述压电层的第一主表面；
第二电极，配置于所述压电层的与所述第一主表面相反一侧的第二主表面；
第一电容器，与所述第一电极连接；以及
第一检测部，连接于所述第一电极和所述第一电容器。
2.一种压力检测装置，包括：
压电层，当被输入部件按压时，产生电荷；
第一电极，配置于所述压电层的第一主表面；
第二电极，配置于所述压电层的与所述第一主表面相反一侧的第二主表面；
第一电容器，与所述第一电极连接；
第一多路复用器，连接于所述第一电极和所述第一电容器；以及
第一检测部，与所述第一多路复用器连接，
所述第一电极具备多个与所述第一电容器连接的第一电极部，
所述第一多路复用器对所述第一检测部切换连接多个所述第一电极部。
3.一种压力检测装置，包括：
压电层，当被输入部件按压时，产生电荷；
第一电极，配置于所述压电层的第一主表面；
第一电容器，与所述第一电极连接；
第一多路复用器，连接于所述第一电极和所述第一电容器；
第一检测部，与所述第一多路复用器连接；
第二电极，配置于所述压电层的与所述第一主表面相反一侧的第二主表面；
第二电容器，与所述第二电极连接；
第二多路复用器，连接于所述第二电极和所述第二电容器；以及
第二检测部，与所述第二多路复用器连接，
所述第一电极具有多个与所述第一电容器连接的第一电极部，
所述第一多路复用器对所述第一检测部切换连接多个所述第一电极部，
所述第二电极具有多个与所述第二电容器连接的第二电极部，
所述第二多路复用器对所述第二检测部切换连接多个所述第二电极部。
4.根据权利要求3所述的压力检测装置，其中，
所述第一电极部配置于与一方向平行的方向，
所述第二电极部配置于与一方向交叉的方向。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的压力检测装置，其中，
所述第一检测部包括：
放大部，与所述第一多路复用器连接；以及
第一电压检测器，与所述第一放大部连接。
6.根据权利要求5所述的压力检测装置，其中，
所述第一检测部具备第一带通滤波器，该第一带通滤波器连接在所述第一放大部与所述第一电压检测器之间并具有利用下述式(1)表示的频率f1：
式(1)：f1＝1/(T1×2)
T1＝从使第一检测部与一个第一电极部连接开始至使该第一检测部与另外的第一电极部连接所需的时间。
7.根据权利要求3或4所述的压力检测装置，其中，
所述第二检测部包括：
第二放大部，与所述第二多路复用器连接；以及
第二电压检测器，与所述第二放大部连接。
8.根据权利要求7所述的压力检测装置，其中，
所述第二检测部具备第二带通滤波器，该第二带通滤波器连接在所述第二放大部与所述第二电压检测器之间并具有利用下述式(2)表示的频率f2：
式(2)：f2＝1/(T2×2)
T2＝从使第二检测部与一个第二电极部连接开始至使该第二检测部与另外的第二电极部连接所需的时间。
9.一种压力检测装置，包括：
压电层，当被输入部件按压时，产生电荷；
第一电极，配置于所述压电层的第一主表面；
第二电极，配置于所述压电层的与所述第一主表面相反一侧的第二主表面；
第一谐振电路，与所述第一电极连接；以及
第一检测部，连接于所述第一电极和所述第一谐振电路。
10.一种压力检测装置，包括：
压电层，当被输入部件按压时，产生电荷；
第一电极，配置于所述压电层的第一主表面；
第二电极，配置于所述压电层的与所述第一主表面相反一侧的第二主表面；
第一谐振电路，与所述第一电极连接；
第一多路复用器，连接于所述第一电极和所述第一谐振电路；以及
第一检测部，与所述第一多路复用器连接，
所述第一电极具备多个与所述第一谐振电路连接的第一电极部，
所述第一多路复用器对所述第一检测部切换连接多个所述第一电极部。
11.一种压力检测装置，包括：
压电层，当被输入部件按压时，产生电荷；
第一电极，配置于所述压电层的第一主表面；
第一谐振电路，与所述第一电极连接；
第一多路复用器，连接于所述第一电极和所述第一谐振电路；
第一检测部，与所述第一多路复用器连接；
第二电极，配置于所述压电层的与所述第一主表面相反一侧的第二主表面；
第二谐振电路，与所述第二电极连接；
第二多路复用器，连接于所述第二电极和所述第二谐振电路；以及
第二检测部，与所述第二多路复用器连接，
所述第一电极具有多个与所述第一谐振电路连接的第一电极部，
所述第一多路复用器对所述第一检测部切换连接多个所述第一电极部，
所述第二电极具有多个与所述第二谐振电路连接的第二电极部，
所述第二多路复用器对所述第二检测部切换连接多个所述第二电极部。
12.根据权利要求11所述的压力检测装置，其中，
所述第一电极部配置于与一方向平行的方向，
所述第二电极部配置于与一方向交叉的方向。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的压力检测装置，其中，
所述谐振电路具备变容二极管。
14.一种输入装置，包括触摸面板和权利要求1至13中任一项所述的压力检测装置。
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