JP2015212708A - Piezoelectric sensor and pressure detector - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric sensor capable of performing position detection and load detection in a piezoelectric sensor.SOLUTION: A piezoelectric sensor 10 has a piezoelectric layer sandwiched between an upper electrode 12 and a bottom electrode 13. The upper electrode 12 includes a plurality of first pattern electrodes 14 extending in one direction. The bottom electrode 13 includes a plurality of second pattern electrodes 15 extending in the same direction as the first pattern electrodes 14. The piezoelectric sensor is formed so that sizes of the first pattern electrodes 14 and the second pattern electrodes 15 in width directions increase as they approach peripheral parts of the piezoelectric layer.

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、圧電層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。   In order to detect a given load, a piezoelectric sensor using a piezoelectric layer is known. 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、与えられた荷重を検出できるものの、透明圧電センサ内において荷重がかかった位置を検出することはできない。   However, the transparent piezoelectric sensor of Patent Document 1 can detect the applied load, but cannot detect the position where the load is applied in the transparent piezoelectric sensor.

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.

本発明の圧電センサは、圧電層が上部電極と下部電極に挟まれている。上部電極または下部電極の少なくとも一方の電極はパターン電極を複数備えている。   In the piezoelectric sensor of the present invention, the piezoelectric layer is sandwiched between the upper electrode and the lower electrode. At least one of the upper electrode and the lower electrode includes a plurality of pattern electrodes.

上記構成によると、圧電センサに荷重が与えられ、圧電層から電荷が発生したとき、複数あるパターン電極のうち、どの電極を経由して上記電荷を検出したか特定することによって、荷重のかかった位置を特定できる。   According to the above configuration, when a load is applied to the piezoelectric sensor and a charge is generated from the piezoelectric layer, the load is applied by specifying which electrode among the plurality of pattern electrodes has detected the charge. The position can be specified.

基準電極が、上部電極と下部電極の間に設けられていてもよい。かかる場合、上部電極と基準電極の間には第1圧電層が設けられてもよく、下部電極と基準電極の間には第2圧電層が設けられていてもよい。   A reference electrode may be provided between the upper electrode and the lower electrode. In such a case, a first piezoelectric layer may be provided between the upper electrode and the reference electrode, and a second piezoelectric layer may be provided between the lower electrode and the reference electrode.

そうすると、第1圧電層や第2圧電層で発生した電荷を上部電極と下部電極とで独立して検出できる。   Then, the electric charges generated in the first piezoelectric layer and the second piezoelectric layer can be detected independently by the upper electrode and the lower electrode.

第1パターン電極は、第1電極部と第1電極部どうしを電気的に接続する第1接続部を備えていてもよい。第2パターン電極も、第2電極部と第2接続部を備えていてもよい。また、第1電極部は第2電極部と重なるように圧電層の上に設けられていてもよい。   The first pattern electrode may include a first connection part that electrically connects the first electrode part and the first electrode part. The second pattern electrode may also include a second electrode part and a second connection part. Further, the first electrode part may be provided on the piezoelectric layer so as to overlap the second electrode part.

そうすると、圧電層から発生した電荷を第1電極部と第2電極部で検出が可能となり、荷重がかかった位置と荷重量の検出が可能となる。   If it does so, it will become possible to detect the electric charge which generate | occur | produced from the piezoelectric layer by the 1st electrode part and the 2nd electrode part, and the detection of the position and load amount to which the load was applied will be attained.

第1電極部は圧電層を介して複数の第2電極部と重なるように配置されていてもよい。   The 1st electrode part may be arranged so that it may overlap with a plurality of 2nd electrode parts via a piezoelectric layer.

そうすると、第1電極部と第2電極部が重畳する箇所の数が、上述の場合よりも増える。その結果、圧電センサ内の位置検出精度が向上する。   If it does so, the number of the location where a 1st electrode part and a 2nd electrode part overlap will increase more than the above-mentioned case. As a result, the position detection accuracy in the piezoelectric sensor is improved.

第1パターン電極は、電極の形状が帯状であってもよい。   The first pattern electrode may have a strip shape.

第2パターン電極は、電極の形状が帯状であってもよい。   The second pattern electrode may have a strip shape.

第1パターン電極の幅方向の大きさは、圧電層の周縁部に近づくにつれて大きくなっていてもよい。   The size of the first pattern electrode in the width direction may increase as it approaches the periphery of the piezoelectric layer.

そうすると、荷重が掛かったときの撓み量が少なく、荷重の検出感度が悪い圧電層の周縁部について、荷重の検出感度が向上する。   In this case, the load detection sensitivity is improved for the peripheral portion of the piezoelectric layer having a small amount of deflection when a load is applied and the load detection sensitivity is poor.

第2パターン電極の幅方向の大きさは、圧電層の周縁部に近づくにつれて大きくなっていてもよい。   The size of the second pattern electrode in the width direction may increase as it approaches the periphery of the piezoelectric layer.

そうすると、荷重が掛かったときの撓み量が少なく、荷重の検出感度が悪い圧電層の周縁部について、荷重の検出感度が向上する。   In this case, the load detection sensitivity is improved for the peripheral portion of the piezoelectric layer having a small amount of deflection when a load is applied and the load detection sensitivity is poor.

第1パターン電極のピッチ間隔は、一定であってもよい。   The pitch interval of the first pattern electrodes may be constant.

そうすると、周縁部の感度を一定に保ったまま、与えられた荷重に対して位置の検出精度が向上する。   As a result, the position detection accuracy with respect to a given load is improved while maintaining the sensitivity of the peripheral edge portion constant.

第2パターン電極のピッチ間隔は、一定であってもよい。   The pitch interval of the second pattern electrodes may be constant.

そうすると、周縁部の感度を一定に保ったまま、与えられた荷重に対して位置の検出精度が向上する。   As a result, the position detection accuracy with respect to a given load is improved while maintaining the sensitivity of the peripheral edge portion constant.

第1パターン電極は、凸部分と凹部分からなる凹凸形状を有し、第1パターン電極のピッチ間隔は、入力手段が前記圧電センサと接触したときに形成される接触面の短径の長さより短く設計されていてもよい。さらに、第1パターン電極の隣接する電極間は、上記凸部分と凹部分とが噛み合うように構成されていてもよい。   The first pattern electrode has a concavo-convex shape composed of a convex portion and a concave portion, and the pitch interval of the first pattern electrodes is shorter than the length of the short diameter of the contact surface formed when the input means contacts the piezoelectric sensor. It may be designed. Furthermore, between the adjacent electrodes of the first pattern electrode, the convex portion and the concave portion may be engaged with each other.

そうすると、圧電センサと対象物が接触したときに、第1パターン電極が対象物と接触する個数が増える。その結果、上記の場合よりも高い精度で荷重のかかった位置と荷重量を検出できる。   If it does so, when a piezoelectric sensor and a target object will contact, the number in which a 1st pattern electrode will contact a target object will increase. As a result, it is possible to detect the load position and the load amount with higher accuracy than in the above case.

第2パターン電極は、凸部分と凹部分からなる凹凸形状を有し、第2パターン電極のピッチ間隔は、入力手段が前記圧電センサと接触したときに形成される接触面の短径の長さより短く設計されていてもよい。さらに、第2パターン電極の隣接する電極間は、上記凸部分と凹部分とが噛み合うように構成されていてもよい。   The second pattern electrode has a concavo-convex shape composed of a convex portion and a concave portion, and the pitch interval of the second pattern electrode is shorter than the length of the minor axis of the contact surface formed when the input means contacts the piezoelectric sensor. It may be designed. Furthermore, between the adjacent electrodes of the second pattern electrode, the convex portion and the concave portion may be configured to mesh with each other.

そうすると、圧電センサと対象物が接触したときに、対象物と第2パターン電極とが接触する個数が増える。その結果、上記の場合よりも高い精度で荷重のかかった位置と荷重量を検出できる。   If it does so, when a piezoelectric sensor and a target object will contact, the number which a target object and a 2nd pattern electrode will contact increases. As a result, it is possible to detect the load position and the load amount with higher accuracy than in the above case.

圧電層は、活性圧電部と不活性圧電部を有し、活性圧電部の上には第1パターン電極が積層されていてもよい。   The piezoelectric layer has an active piezoelectric portion and an inactive piezoelectric portion, and a first pattern electrode may be laminated on the active piezoelectric portion.

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。   Then, the occurrence of the crosstalk phenomenon can be prevented. As a result, the detection accuracy of the position applied to the piezoelectric sensor and the load is improved.

圧電層は、活性圧電部と不活性圧電部を有し、活性圧電部の上には第2パターン電極が積層されていてもよい。   The piezoelectric layer has an active piezoelectric part and an inactive piezoelectric part, and a second pattern electrode may be laminated on the active piezoelectric part.

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、圧電センサの位置検出精度が向上する。   Then, the occurrence of the crosstalk phenomenon can be prevented. As a result, the position detection accuracy of the piezoelectric sensor is improved.

上部電極は、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。     The upper electrode may contain indium tin oxide or polyethyldioxothiophene.

そうすると、上部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。
Then, since the transparency of the upper electrode is increased, the piezoelectric sensor can be disposed on a display device such as a liquid crystal or an organic EL.

下部電極は、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。   The lower electrode may contain indium tin oxide or polyethyldioxothiophene.

そうすると、下部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。   Then, since the transparency of the lower electrode is increased, a piezoelectric sensor can be disposed on a display device such as a liquid crystal or an organic EL.

圧電層は、有機圧電材料から構成されていてもよい。   The piezoelectric layer may be composed of an organic piezoelectric material.

そうすると、圧電層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。   Then, since the flexibility of the piezoelectric layer is increased, the bending resistance of the piezoelectric sensor is improved. As a result, the piezoelectric sensor can be arranged on an R curved surface.

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。   The organic piezoelectric material may contain polyvinylidene fluoride or polylactic acid.

そうすると、圧電層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。   Then, since the transparency of the piezoelectric layer is increased, the piezoelectric sensor can be disposed on a display device such as a liquid crystal or an organic EL.

圧電層は、無機材料から構成されていてもよい。   The piezoelectric layer may be made of an inorganic material.

そうすると、圧電定数が向上するため、荷重の検出感度が向上する。   Then, since the piezoelectric constant is improved, the load detection sensitivity is improved.

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。   The pressure detection device may include a piezoelectric sensor and a touch panel.

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。   As a result, even when a load is hardly applied to the piezoelectric sensor, the position of the load can be detected.

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。   The touch panel may be a capacitive touch panel.

そうすると、圧力検出装置全体の透明性が向上する。   If it does so, the transparency of the whole pressure detection apparatus will improve.

圧力検出装置の概念図である。It is a conceptual diagram of a pressure detection apparatus. 図1のA-A’断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. 1. 圧電センサの平面図である。It is a top view of a piezoelectric sensor. 図3のB-B’断面図である。FIG. 4 is a B-B ′ sectional view of FIG. 3. 圧電センサの平面図である。It is a top view of a piezoelectric sensor. 図5のC-C’断面図である。FIG. 6 is a C-C ′ sectional view of FIG. 5. 圧電センサの平面図である。It is a top view of a piezoelectric sensor. 圧電センサの平面図である。It is a top view of a piezoelectric sensor. 圧電センサの平面図である。It is a top view of a piezoelectric sensor. 圧電センサの平面図である。It is a top view of a piezoelectric sensor. 圧電センサの平面図である。It is a top view of a piezoelectric sensor. 図7のD-D’断面図である。It is D-D 'sectional drawing of FIG. 圧電センサの平面図である。It is a top view of a piezoelectric sensor. 図7のE-E’断面図である。It is E-E 'sectional drawing of FIG. 圧電センサの平面図である。It is a top view of a piezoelectric sensor. 圧電センサの断面図である。It is sectional drawing of a piezoelectric sensor. 圧電センサと静電型タッチパネルを組合わせた圧力検出装置の断面図である。It is sectional drawing of the pressure detection apparatus which combined the piezoelectric sensor and the electrostatic touch panel.

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、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は圧電センサの断面図である。
1. First Embodiment (1) Overall Structure of Pressure Detection Device The overall structure of a pressure detection device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic view of a pressure detection device. FIG. 2 is a sectional view of the piezoelectric sensor.

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。
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 detection unit 20, and a control unit 30. The piezoelectric sensor 10 is a device that generates an electric charge according to a given load. The detection unit 20 is a device that detects charges generated by the piezoelectric sensor 10. The control unit 30 is a device that controls the switch S installed in the piezoelectric sensor 10. Below, the structure of the pressure detection apparatus 1 is demonstrated in detail.

(2)圧電センサ
図2に示すように、圧電センサ10は、圧電層11が上部電極12と下部電極13に挟まれた構成からなる。上部電極12は圧電層11の上面に積層され、下部電極13は圧電層11の下面に積層されている。
(2) Piezoelectric Sensor As shown in FIG. 2, the piezoelectric sensor 10 has a configuration in which a piezoelectric layer 11 is sandwiched between an upper electrode 12 and a lower electrode 13. The upper electrode 12 is laminated on the upper surface of the piezoelectric layer 11, and the lower electrode 13 is laminated on the lower surface of the piezoelectric layer 11.

再び図1に示すように、上部電極12は、帯状の第1パターン電極14を備えている。なお、第1パターン電極14は、Y軸方向に複数配列されている。なお、下部電極13は、平面状である。   As shown in FIG. 1 again, the upper electrode 12 includes a strip-shaped first pattern electrode 14. A plurality of first pattern electrodes 14 are arranged in the Y-axis direction. The lower electrode 13 is planar.

このような圧電センサ10に荷重がかかると、かかった荷重に応じた電荷が圧電層11に発生する。発生した電荷は、荷重が負荷された付近に存在する第1パターン電極14や下部電極13を経由して検出部20で検出される。このとき、検出部20で検出された電荷量を測定することにより圧電センサ10に与えられた荷重量を特定できる。なお、荷重位置については、検出部20で検出された電荷が、複数存在する第1パターン電極14のうち、どの第1パターン電極14を経由して、検出部20で検出されたかを制御部30で検出することにより、特定できる。   When a load is applied to such a piezoelectric sensor 10, a charge corresponding to the applied load is generated in the piezoelectric layer 11. The generated charges are detected by the detection unit 20 via the first pattern electrode 14 and the lower electrode 13 existing in the vicinity of the load. At this time, the amount of load applied to the piezoelectric sensor 10 can be specified by measuring the amount of charge detected by the detection unit 20. As for the load position, the control unit 30 determines which of the first pattern electrodes 14 among the plurality of first pattern electrodes 14 the charges detected by the detection unit 20 are detected by the detection unit 20. It can be specified by detecting with.

(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、R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 R-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、圧電部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 part with a transparent material, or to thinly so that light can fully permeate | transmit.

(4)電極
上部電極12、下部電極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) Electrode The upper electrode 12 and the lower electrode 13 can be comprised with the material which has electroconductivity. Examples of the conductive material include transparent conductive oxides such as indium-tin oxide (ITO), tin-zinc oxide (TZO), and polyethylenedioxythiophene. A conductive polymer such as (Polyethylenedioxythiophene, 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)検出部
図1に示すように、検出部20は2つの入力を有している。1つの入力は、上部電極1
2に接続されている。もう1つの入力は、下部電極13に接続されている。
(5) Detection Unit As shown in FIG. 1, the detection unit 20 has two inputs. One input is the top electrode 1
2 is connected. The other input is connected to the lower electrode 13.

以上の構成により、検出部20は、圧電層11が押圧されたときに、上部電極12と下部電極13との間(すなわち、圧電層11の両主面間)に発生する電荷を検出できる。なお、検出部20は、ADコンバータとアンプを組み合わせた検出機器を用いることができる。   With the above configuration, the detection unit 20 can detect charges generated between the upper electrode 12 and the lower electrode 13 (that is, between both main surfaces of the piezoelectric layer 11) when the piezoelectric layer 11 is pressed. The detection unit 20 can use a detection device that combines an AD converter and an amplifier.

(6)制御部
制御部30は、上部電極12と検出部20を接続するスイッチS、および下部電極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。
(6) Control Unit The control unit 30 is connected to the switch S that connects the upper electrode 12 and the detection unit 20 and the switch S that connects the lower electrode 13 and the detection unit 20. The control unit 30 has a function of outputting an ON / OFF switching signal for the switch S.

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。   The control unit 30 can be included in the drive system of the pressure detection device 1, for example. The drive system may be a microcomputer including a CPU (Central Processing Unit), a storage unit, and an interface for driving a piezoelectric sensor. Alternatively, the drive system may be integrated into one IC by a custom IC or the like.

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。   Moreover, you may implement | achieve the said function of a control part by making a CPU, custom IC, etc. execute the program memorize | stored in memory | storage parts, such as the said microcomputer and custom IC.

上記のように、圧力検出装置1を構成すると、制御部30を用いて上部電極12と下部電極13の間で発生した電荷を検出できる。そうすると、検出した電荷から荷重のかかった位置と量を計算することができる。荷重のかかった箇所が複数に及んだ場合も同様に、各箇所の位置と荷重のかかった量を検出できる。すなわち、圧力検出装置1は、マルチフォース検出が可能な構成をとっている。   As described above, when the pressure detection device 1 is configured, the electric charge generated between the upper electrode 12 and the lower electrode 13 can be detected using the control unit 30. Then, it is possible to calculate the position and amount where the load is applied from the detected electric charge. Similarly, when there are a plurality of places where the load is applied, the position of each place and the amount of the load can be detected. That is, the pressure detection device 1 has a configuration capable of multi-force detection.

2. 第2実施形態
第1実施形態では、下部電極13は平面形状を有し、パターン形状を有していなかったが、下部電極13は第2パターン電極15を有していてもよい。
2. Second Embodiment In the first embodiment, the lower electrode 13 has a planar shape and does not have a pattern shape, but the lower electrode 13 may have a second pattern electrode 15.

図3は、第2実施形態にかかる圧電センサの平面図である。図4は図3のB-B’断面図である。   FIG. 3 is a plan view of the piezoelectric sensor according to the second embodiment. 4 is a cross-sectional view taken along the line B-B 'of FIG.

図3に示すように、上記に加え、下部電極13は、帯状の第2パターン電極15を備えている。第1パターン電極14と第2パターン電極15は、Y軸方向に複数配列されている。第1パターン電極14は、圧電層11を介して第2パターン電極15の上に積層されている。なお、図3、図4に示すように第1パターン電極14は、第2パターン電極15の形状に沿うように圧電層11の上に積層されている。   As shown in FIG. 3, in addition to the above, the lower electrode 13 includes a strip-shaped second pattern electrode 15. A plurality of first pattern electrodes 14 and second pattern electrodes 15 are arranged in the Y-axis direction. The first pattern electrode 14 is stacked on the second pattern electrode 15 via the piezoelectric layer 11. As shown in FIGS. 3 and 4, the first pattern electrode 14 is laminated on the piezoelectric layer 11 so as to follow the shape of the second pattern electrode 15.

このような圧電センサ10に荷重がかかると、かかった荷重に応じた電荷が圧電層11に発生する。発生した電荷は、荷重が負荷された付近に存在する第1パターン電極14や第2パターン電極15を経由して検出部20で検出される。このとき、検出部20で検出された電荷量を測定することにより圧電センサ10に与えられた荷重量を特定できる。なお、荷重位置については、検出部20で検出された電荷が、複数存在する第1パターン電極14と第2パターン電極15のうち、どの第1パターン電極14と第2パターン電極15を経由して、検出部20で検出されたかを制御部30で検出することにより、特定できる。これにより、荷重が負荷された箇所の位置と負荷された荷重の荷重量を検出できる。   When a load is applied to such a piezoelectric sensor 10, a charge corresponding to the applied load is generated in the piezoelectric layer 11. The generated charges are detected by the detection unit 20 via the first pattern electrode 14 and the second pattern electrode 15 existing in the vicinity of the load. At this time, the amount of load applied to the piezoelectric sensor 10 can be specified by measuring the amount of charge detected by the detection unit 20. As for the load position, the charge detected by the detection unit 20 passes through the first pattern electrode 14 and the second pattern electrode 15 among the plurality of first pattern electrodes 14 and second pattern electrodes 15. It can be specified by detecting by the control unit 30 whether it has been detected by the detection unit 20. Thereby, the position of the place where the load was loaded and the load amount of the loaded load can be detected.

上記のように構成すると、上部電極12に加え、下部電極13もパターン化されているので、上記より精度の高い位置検出と荷重検出が可能となる。   If comprised as mentioned above, since the lower electrode 13 is also patterned in addition to the upper electrode 12, position detection and load detection with higher accuracy than the above can be performed.

上記では、第1パターン電極14と第2パターン電極15が圧電層11のY軸方向に、配列された例を示したが、第1パターン電極14と第2パターン電極15はX軸方向に配列されていてもよい。   In the above example, the first pattern electrode 14 and the second pattern electrode 15 are arranged in the Y-axis direction of the piezoelectric layer 11. However, the first pattern electrode 14 and the second pattern electrode 15 are arranged in the X-axis direction. May be.

3.第3実施形態
第1パターン電極14と第2パターン電極15の積層方法は、第1パターン電極14が第2電極部18の形状に沿うように圧電層11の上に積層する場合に限定されない。以下で、他の配列方法について説明する。
3. Third Embodiment The method of laminating the first pattern electrode 14 and the second pattern electrode 15 is not limited to the case where the first pattern electrode 14 is laminated on the piezoelectric layer 11 so as to follow the shape of the second electrode portion 18. Hereinafter, other arrangement methods will be described.

図5は、第3実施形態にかかる圧電センサの平面図である。図6は、図5のC-C’断面図である。   FIG. 5 is a plan view of the piezoelectric sensor according to the third embodiment. 6 is a cross-sectional view taken along the line C-C ′ of FIG. 5.

図5に示すように、第1パターン電極14は、複数の第2パターン電極15に跨って圧電層11上に積層されている。上記のように構成することで、図6に示すように、圧電層11を介して第2パターン電極15の上に積層されている第1パターン電極14の数が増える(第2実施形態の場合、図4に示すように第1パターン電極14と第2パターン電極15の重なり部分の数は4つである。それに対し、第2実施形態の場合、図6に示すように第1パターン電極14と第2パターン電極15の重なり部分の数は8つとなる。)。その結果、入力手段を検出する検出箇所の個数が増えるので、入力手段が圧電センサ10に接触した場合の位置検出精度と荷重検出精度が向上する。   As shown in FIG. 5, the first pattern electrode 14 is stacked on the piezoelectric layer 11 across the plurality of second pattern electrodes 15. By configuring as described above, the number of first pattern electrodes 14 stacked on the second pattern electrode 15 via the piezoelectric layer 11 is increased as shown in FIG. 6 (in the case of the second embodiment). 4, the number of overlapping portions of the first pattern electrode 14 and the second pattern electrode 15 is 4. On the other hand, in the case of the second embodiment, as shown in FIG. And the number of overlapping portions of the second pattern electrode 15 is eight). As a result, the number of detection points for detecting the input means increases, so that the position detection accuracy and load detection accuracy when the input means contacts the piezoelectric sensor 10 are improved.

4.第4実施形態
第1、2実施形態では、第1パターン電極14や第2パターン電極15の幅方向の長さは一定であったが、上記長さは圧電層11の周縁部に近づくにつれて、長くなるように構成されていてもよい。
4). Fourth Embodiment In the first and second embodiments, the length in the width direction of the first pattern electrode 14 and the second pattern electrode 15 is constant, but as the length approaches the peripheral edge of the piezoelectric layer 11, You may be comprised so that it may become long.

図7、図8、図9は、第3実施形態にかかる圧電センサの平面図である。   7, 8, and 9 are plan views of the piezoelectric sensor according to the third embodiment.

図7に示すように、上部電極12は、Y軸方向に複数配列された第1パターン電極14を備えている。圧電センサ10のY軸方向の両端部には、圧電センサ10を固定するための固定部材Wが設けられている。固定部材Wは、接着材料や固定枠から構成される。かかる場合、上部電極12は、上記両端部に近づくほど、電極の幅が広い第1パターン電極14が配置されるように構成されている。これは、下部電極13の第2パターン電極15(図7における点線部分)についても同様である。   As shown in FIG. 7, the upper electrode 12 includes first pattern electrodes 14 arranged in a plurality in the Y-axis direction. Fixing members W for fixing the piezoelectric sensor 10 are provided at both ends of the piezoelectric sensor 10 in the Y-axis direction. The fixing member W is composed of an adhesive material or a fixing frame. In this case, the upper electrode 12 is configured such that the first pattern electrode 14 having a wider electrode width is disposed closer to the both end portions. The same applies to the second pattern electrode 15 of the lower electrode 13 (dotted line portion in FIG. 7).

図8に示すように、圧電センサ10のX軸方向の両端部は、圧電センサ10を固定するための固定部材Wが設けられていてもよい。かかる場合、上部電極12は、上記両端部に近づくにつれて電極の幅が広くなるクビレ形状の第1電極パターン14を備えている。これは、下部電極13の第2パターン電極15(図8における点線部分)についても同様である。   As shown in FIG. 8, fixing members W for fixing the piezoelectric sensor 10 may be provided at both ends in the X-axis direction of the piezoelectric sensor 10. In such a case, the upper electrode 12 includes a first electrode pattern 14 having a neck shape in which the width of the electrode becomes wider as it approaches the both end portions. The same applies to the second pattern electrode 15 of the lower electrode 13 (dotted line portion in FIG. 8).

図9に示すように、圧電センサ10の周縁部には、圧電センサ10を固定するための固定部材Wが設けられていてもよい。かかる場合、上部電極12は、上記を組合わせた構造を備えていてもよい。すなわち、上部電極12は、X軸方向の両端部に近づくにつれて電極幅が広くなるクビレ形状の第1電極パターン14を備え、上記第1電極パターン電極14は、Y軸方向の両端部に近づくにつれて、電極の幅が広いものが配置された構成されていてもよい。これは、第2パターン電極15(図9における点線部分)についても同様である。   As shown in FIG. 9, a fixing member W for fixing the piezoelectric sensor 10 may be provided on the periphery of the piezoelectric sensor 10. In such a case, the upper electrode 12 may have a structure combining the above. That is, the upper electrode 12 includes a first electrode pattern 14 having a neck shape that increases in width as it approaches both ends in the X-axis direction. The first electrode pattern electrode 14 approaches the both ends in the Y-axis direction. The electrode may have a wide width. The same applies to the second pattern electrode 15 (dotted line portion in FIG. 9).

上記のように、圧電センサ10が固定部材Wなどで固定されていると、圧電センサ10に荷重が与えられたとき、固定部材Wが設けられた箇所、またはその付近の箇所には、撓みの力が伝わりにくくなる。そのため、上記のような箇所において荷重の検出は困難となる。   As described above, when the piezoelectric sensor 10 is fixed by the fixing member W or the like, when a load is applied to the piezoelectric sensor 10, the portion where the fixing member W is provided or a portion in the vicinity thereof is not bent. It becomes difficult to transmit power. For this reason, it is difficult to detect the load at the above-described places.

第4実施形態では、圧電センサ10のY軸方向の両端に固定部材Wが設けられた場合には、上部電極1は、Y軸方向の両端部に近づくにつれて電極幅の大きな第1電極パターン14を有するよう構成され、圧電センサ10のX軸方向の両端に固定部材Wが設けられた場合には、上部電極12は、X軸方向の両端部に近づくにつれて電極幅の大きくなるクビレ形状の第1電極パターン14を有するように構成されることで、電極の物理的な検出感度を向上させて、荷重の検出が難しい固定部材W付近の検出を可能にしている。   In the fourth embodiment, when the fixing members W are provided at both ends of the piezoelectric sensor 10 in the Y-axis direction, the upper electrode 1 has a first electrode pattern 14 having a larger electrode width as it approaches both ends in the Y-axis direction. When the fixing members W are provided at both ends of the piezoelectric sensor 10 in the X-axis direction, the upper electrode 12 has a wedge-shaped first shape in which the electrode width increases as it approaches both ends in the X-axis direction. By being configured to have one electrode pattern 14, the physical detection sensitivity of the electrode is improved, and the detection of the vicinity of the fixed member W where it is difficult to detect the load is made possible.

また、第4実施形態において、第1パターン電極14は、第1パターン電極14どうしのピッチ間隔Lが一定になるよう圧電層11の上に配列されていてもよい。なお、第2パターン電極15も、第2パターン電極15どうしのピッチ間隔lが一定になるよう圧電層11の上に配列されてもよい。このように構成すると、第1パターン電極14や第2パターン電極15は、等間隔に圧電層11の上に配置されるので、上記に加え正確な位置検出が可能となる。なお、ピッチ間隔とは、電極の中心部分から隣接する電極の中心部分までの距離のことである。   In the fourth embodiment, the first pattern electrodes 14 may be arranged on the piezoelectric layer 11 so that the pitch interval L between the first pattern electrodes 14 is constant. The second pattern electrodes 15 may also be arranged on the piezoelectric layer 11 so that the pitch interval l between the second pattern electrodes 15 is constant. If comprised in this way, since the 1st pattern electrode 14 and the 2nd pattern electrode 15 are arrange | positioned on the piezoelectric layer 11 at equal intervals, in addition to the above, an exact position detection is attained. The pitch interval is a distance from the center portion of the electrode to the center portion of the adjacent electrode.

5.第5実施形態
第1パターン電極14と第2パターン電極15は、同一の方向に延在していれば、他に限定されない。よって、第1パターン電極14と第2パターン電極15の形状は、帯状には特に限定されない。以下、電極の形状について説明する。
5. Fifth Embodiment The first pattern electrode 14 and the second pattern electrode 15 are not limited to other ones as long as they extend in the same direction. Therefore, the shape of the first pattern electrode 14 and the second pattern electrode 15 is not particularly limited to a belt shape. Hereinafter, the shape of the electrode will be described.

図10は、第4実施形態にかかる圧電センサの平面図である。   FIG. 10 is a plan view of the piezoelectric sensor according to the fourth embodiment.

図10に示すように、第1パターン電極14は、凹凸形状を有している。この凹凸形状は、凸部分と凹部分の繰返し形状からなる。凸部分と凹部分は、第1パターン電極14において、隣接する電極の間で噛み合うように、それぞれの第1パターン電極14が圧電層11上に配列されている。   As shown in FIG. 10, the first pattern electrode 14 has an uneven shape. This concavo-convex shape is a repetitive shape corresponding to a convex portion and a concave portion. The first pattern electrode 14 is arranged on the piezoelectric layer 11 so that the convex portion and the concave portion are engaged with each other in the first pattern electrode 14.

なお、第1パターン電極のピッチ長さLは、入力手段(例えば、指やスタイラスペン)と圧力センサ10が接触した場合、その接触面の短径の長さよりも短くなるように設計されている。入力手段が指の場合、凸部分のピッチ長さLは1mm〜16mmであり、スタイラスペンの場合、0.5mm〜4mmである。   The pitch length L of the first pattern electrode is designed to be shorter than the length of the short diameter of the contact surface when the input means (for example, a finger or a stylus pen) and the pressure sensor 10 are in contact. . When the input means is a finger, the pitch length L of the convex portion is 1 mm to 16 mm, and when the input means is a stylus pen, the pitch length is 0.5 mm to 4 mm.

そうすると、入力手段と圧力センサ10が接触したとき、第1パターン電極14の形状が帯状である場合と比べて、入力手段はたくさんの第1パターン電極14と接触する。その結果、より正確な位置検出と荷重検出が可能となる。   Then, when the input unit and the pressure sensor 10 are in contact with each other, the input unit is in contact with many first pattern electrodes 14 as compared with the case where the shape of the first pattern electrode 14 is a band shape. As a result, more accurate position detection and load detection are possible.

なお、第2パターン電極15も同様に、凹凸形状を有していてもよい。かかる場合、第2パターン電極15の凸部分のピッチ長さlは、入力手段と圧力センサ10が接触した場合の接触面の短径の長さよりも短くなるように設計されていることが好ましい。   Similarly, the second pattern electrode 15 may have an uneven shape. In such a case, it is preferable that the pitch length l of the convex portion of the second pattern electrode 15 is designed to be shorter than the length of the short diameter of the contact surface when the input means and the pressure sensor 10 are in contact.

上記のように構成されていると、入力手段と圧力センサ10が接触した場合、入力手段がより多くの第1パターン電極14や第2パターン電極15と接触する。そのため、より正確な位置検出と荷重検出が可能となる。   If comprised as mentioned above, when an input means and the pressure sensor 10 will contact, an input means will contact the 1st pattern electrode 14 and the 2nd pattern electrode 15 of more. Therefore, more accurate position detection and load detection are possible.

6.第6実施形態
第1パターン電極14と第2パターン電極15の他のパターン形状について、以下で説明する。
6). Sixth Embodiment Other pattern shapes of the first pattern electrode 14 and the second pattern electrode 15 will be described below.

図11は、第6実施形態にかかる圧電センサの平面図である。図12は、図11のD-D’断面図である。   FIG. 11 is a plan view of the piezoelectric sensor according to the sixth embodiment. 12 is a cross-sectional view taken along the line D-D ′ of FIG. 11.

図11に示すように、第1パターン電極14は、X軸方向に複数配置される第1電極部16と、第1電極部16どうしを電気的に接続する第1接続部17を備えている。
第2パターン電極15は、X軸方向に複数配置される第2電極部18(図11:ひし形点線部分)と、第2電極部18どうしを電気的に接続する第2接続部19(図11:点線部分)を備えている。なお、第1電極部16と第1電極部18の形状は、図9ではひし形形状で示したが、三角形や四角形などの多角形状や、円や楕円形状であってもよい。
As shown in FIG. 11, the first pattern electrode 14 includes a plurality of first electrode portions 16 arranged in the X-axis direction and a first connection portion 17 that electrically connects the first electrode portions 16 to each other. .
The second pattern electrode 15 includes a plurality of second electrode portions 18 (FIG. 11: diamond dotted line portions) arranged in the X-axis direction and a second connection portion 19 (FIG. 11) that electrically connects the second electrode portions 18 to each other. : Dotted line part). In addition, although the shape of the 1st electrode part 16 and the 1st electrode part 18 was shown by the rhombus shape in FIG. 9, polygonal shapes, such as a triangle and a quadrangle | tetragon, a circle | round | yen, and an ellipse shape may be sufficient.

また、図11、図12に示すように、第1電極部16は、第2電極部18の形状に沿うように圧電層11の上に積層されている。そうすると、第1電極部16に入力手段(例えば、指やスタイラスペン)が接触した場合、圧電層11で発生した電荷が第1電極部16と第2電極部18を経由して検出部20で検出される。このとき、検出部20で検出された電荷量を測定することにより圧電センサ10に与えられた荷重量を特定できる。なお、荷重位置については、検出部20で検出された電荷が、複数存在する第1パターン電極14と第2パターン電極15のうち、どの第1パターン電極14と第2パターン電極15を経由して、検出部20で検出されたかを制御部30で検出することにより、特定できる。   As shown in FIGS. 11 and 12, the first electrode portion 16 is stacked on the piezoelectric layer 11 so as to follow the shape of the second electrode portion 18. Then, when an input means (for example, a finger or a stylus pen) comes into contact with the first electrode unit 16, the charge generated in the piezoelectric layer 11 passes through the first electrode unit 16 and the second electrode unit 18 and is detected by the detection unit 20. Detected. At this time, the amount of load applied to the piezoelectric sensor 10 can be specified by measuring the amount of charge detected by the detection unit 20. As for the load position, the charge detected by the detection unit 20 passes through the first pattern electrode 14 and the second pattern electrode 15 among the plurality of first pattern electrodes 14 and second pattern electrodes 15. It can be specified by detecting by the control unit 30 whether it has been detected by the detection unit 20.

7.第7実施形態
第1パターン電極14と第2パターン電極15の積層方法は、第1電極部16が第2電極部18の形状に沿うように圧電層11の上に積層する場合に限定されない。以下で、他の配列方法について説明する。なお、基本的な構成については、第6実施形態と同様であるので、相違点のみ説明する。
7). Seventh Embodiment The method of laminating the first pattern electrode 14 and the second pattern electrode 15 is not limited to the case where the first electrode portion 16 is laminated on the piezoelectric layer 11 so as to follow the shape of the second electrode portion 18. Hereinafter, other arrangement methods will be described. Since the basic configuration is the same as that of the sixth embodiment, only the differences will be described.

図13は、第7実施形態にかかる圧電センサの平面図である。図14は、図13のE-E’断面図である。   FIG. 13 is a plan view of the piezoelectric sensor according to the seventh embodiment. 14 is a cross-sectional view taken along the line E-E 'of FIG.

図13に示すように、第1パターン電極14は、Y軸方向に複数配列されている。また、第1パターン電極14は、第1パターン電極14どうしで噛み合うように圧電層11上に配置されている。第2パターン電極も、隣接する第2パターン電極15どうしで噛み合うように圧電層11上に配置されている。   As shown in FIG. 13, a plurality of first pattern electrodes 14 are arranged in the Y-axis direction. Further, the first pattern electrode 14 is disposed on the piezoelectric layer 11 so as to mesh with each other. The second pattern electrode is also disposed on the piezoelectric layer 11 so as to be engaged with each other between the adjacent second pattern electrodes 15.

なお、上記において第1電極部16は、四方に配置された4つの第2電極部18上に跨るように配置されている。   In addition, in the above, the 1st electrode part 16 is arrange | positioned so that it may straddle on the four 2nd electrode parts 18 arrange | positioned at four directions.

上記のように圧電センサ10が構成されると、第2電極部18の上に積層される第1電極部16の数が増える(第6実施形態の場合、図12に示すように、第1電極部16と第2電極部18との重なり部分の個数は、3つであったのに対し、第7実施形態の場合、図14に示すように、6つとなっている)。その結果、検出箇所の個数が増えるので、入力手段が圧電センサ10に接触した場合の位置検出精度と荷重検出精度が向上する。   When the piezoelectric sensor 10 is configured as described above, the number of the first electrode portions 16 stacked on the second electrode portion 18 is increased (in the case of the sixth embodiment, as shown in FIG. The number of overlapping portions of the electrode portion 16 and the second electrode portion 18 is three, whereas in the case of the seventh embodiment, it is six as shown in FIG. As a result, since the number of detection points increases, the position detection accuracy and load detection accuracy when the input means contacts the piezoelectric sensor 10 are improved.

さらに、上記のように、第1パターン電極14が噛み合うように配置されることで、圧電層10の上に電極が隙間無く敷き詰められる。これは、第2パターン電極15が噛み合うように配置された場合も同じである。その結果、第1パターン電極14や第2パターン電極15パターン電極のパターン形状が見えにくい圧電センサ10となっている。   Furthermore, as described above, the first pattern electrodes 14 are arranged so as to mesh with each other, so that the electrodes are spread on the piezoelectric layer 10 without any gaps. This is the same when the second pattern electrodes 15 are arranged so as to mesh with each other. As a result, the piezoelectric sensor 10 is difficult to see the pattern shapes of the first pattern electrode 14 and the second pattern electrode 15 pattern electrode.

8.第8実施形態
上部電極12や下部電極13だけでなく、圧電層11は活性な部分と不活性な部分を有するようにパターニングされていてもよい。
8). Eighth Embodiment In addition to the upper electrode 12 and the lower electrode 13, the piezoelectric layer 11 may be patterned so as to have an active portion and an inactive portion.

図15は、第8実施形態にかかる圧電センサの断面図である。   FIG. 15 is a cross-sectional view of the piezoelectric sensor according to the eighth embodiment.

図15に示すように、圧電層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。反対に不活性圧電部111は、荷重が与えられても電荷が発生しない部分である。   As shown in FIG. 15, the piezoelectric layer 11 includes an active piezoelectric portion 110 and an inactive piezoelectric portion 111. The active piezoelectric portion 110 is a portion where electric charges are generated when a load is applied to the piezoelectric sensor 10. On the other hand, the inactive piezoelectric portion 111 is a portion where no charge is generated even when a load is applied.

図15の例では、活性圧電部110の上下に第1パターン電極14と第2パターン電極15が配置されている。このように構成されていると、第1パターン電極14付近で発生した電荷が漏れて、他の第1パターン電極14に混入するのを防止できる(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。また上記では、活性圧電部110の上に第1パターン電極14や第2パターン電極15が直接積層された例を示したが、活性圧電部110と第1パターン電極14の間、または活性圧電部110と第2パターン電極15の間には、接着剤やフィルムなどの絶縁材料が積層されていてもよい。   In the example of FIG. 15, the first pattern electrode 14 and the second pattern electrode 15 are disposed above and below the active piezoelectric portion 110. With such a configuration, it is possible to prevent electric charges generated near the first pattern electrode 14 from leaking and mixing into other first pattern electrodes 14 (a crosstalk phenomenon can be prevented). As a result, position detection accuracy and load detection accuracy are improved. In the above description, an example in which the first pattern electrode 14 and the second pattern electrode 15 are directly laminated on the active piezoelectric portion 110 has been described. However, the active piezoelectric portion 110 or the active piezoelectric portion is interposed between the active piezoelectric portion 110 and the first pattern electrode 14. Between 110 and the 2nd pattern electrode 15, insulating materials, such as an adhesive agent and a film, may be laminated | stacked.

9.第9実施形態
上記では、上部電極と下部電極に圧電層が挟まれた構成について説明してきたが、上部電極と下部電極の間に基準電極が設けられていてもよい。
9. Ninth Embodiment In the above description, the configuration in which the piezoelectric layer is sandwiched between the upper electrode and the lower electrode has been described. However, a reference electrode may be provided between the upper electrode and the lower electrode.

図16は、第9実施形態にかかる圧電センサの断面図である。   FIG. 16 is a cross-sectional view of the piezoelectric sensor according to the ninth embodiment.

図16に示すように、第9実施形態の圧電センサ10は、上部電極12と下部電極13の間に基準電極40を備えている。上部電極12と基準電極40の間には、第1圧電層11aが設けられている。下部電極13と基準電極40の間には、第2圧電層11bが設けられている。第1圧電層11aと第2圧電層11bの材質は、圧電層11と同じである。基準電極40の材質も、上部電極12や下部電極13と同じである。
このように、上部電極12と下部電極13との間に基準電極40が設けられると、第1圧電層11aや第2圧電層11bで発生した電荷を上部電極12と下部電極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. 16, the piezoelectric sensor 10 of the ninth embodiment includes a reference electrode 40 between the upper electrode 12 and the lower electrode 13. A first piezoelectric layer 11 a is provided between the upper electrode 12 and the reference electrode 40. Between the lower electrode 13 and the reference electrode 40, the second piezoelectric layer 11b is provided. The material of the first piezoelectric layer 11 a and the second piezoelectric layer 11 b is the same as that of the piezoelectric layer 11. The material of the reference electrode 40 is also the same as that of the upper electrode 12 and the lower electrode 13.
As described above, when the reference electrode 40 is provided between the upper electrode 12 and the lower electrode 13, the charges generated in the first piezoelectric layer 11 a and the second piezoelectric layer 11 b are independently generated by the upper electrode 12 and the lower electrode 13. Can be detected. As a result, the design of the detection circuit is simplified.

10.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17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、圧電センサ10の上にタッチパネル50を積層することで荷重が与えられた箇所を検出できる。なお、タッチパネルの中でも、静電容量型タッチパネルを用いることが特に好ましい。
10. 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, as shown in FIG. 17, 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, even if the applied load is so small that it cannot be detected by the piezoelectric sensor 10 (in the case of feather touch), the load is obtained by laminating the touch panel 50 on the piezoelectric sensor 10. Can be detected. Of the touch panels, it is particularly preferable to use a capacitive touch panel.

1:圧力検出装置
10:圧電センサ
11:圧電層
11a :第1圧電層
11b:第2圧電層
12:上部電極
13:下部電極
14:第1パターン電極
15:第2パターン電極
16:第1電極部
17:第1接続部
18:第1電極部
19:第2接続部
20:検出部
30:制御部
40:基準電極
50:静電型タッチパネル
110:活性圧電部
111:不活性圧電部
S:スイッチ
L:第1パターン電極のピッチ間隔
l:第1パターン電極のピッチ間隔
1: Pressure detection device 10: Piezoelectric sensor 11: Piezoelectric layer 11a: First piezoelectric layer 11b: Second piezoelectric layer 12: Upper electrode 13: Lower electrode 14: First pattern electrode 15: Second pattern electrode 16: First electrode Unit 17: First connection unit 18: First electrode unit 19: Second connection unit 20: Detection unit 30: Control unit 40: Reference electrode 50: Electrostatic touch panel 110: Active piezoelectric unit 111: Inactive piezoelectric unit S: Switch L: Pitch interval between first pattern electrodes l: Pitch interval between first pattern electrodes

Claims (8)

圧電層が上部電極と下部電極に挟まれた圧電センサであって、
前記上部電極が、
一の方向に延在する第1パターン電極を複数備え、
前記下部電極が、
前記第1パターン電極と同一方向に延在する第2パターン電極を複数備え、
前記第1パターン電極の幅方向の大きさが、前記圧電層の周縁部に近づくにつれて大きさが大きくなる圧電センサ。
A piezoelectric sensor in which a piezoelectric layer is sandwiched between an upper electrode and a lower electrode,
The upper electrode is
A plurality of first pattern electrodes extending in one direction;
The lower electrode is
A plurality of second pattern electrodes extending in the same direction as the first pattern electrodes;
A piezoelectric sensor in which the size of the first pattern electrode in the width direction increases as it approaches the peripheral edge of the piezoelectric layer.
圧電層が上部電極と下部電極に挟まれた圧電センサであって、
前記上部電極が、
一の方向に延在する第1パターン電極を複数備え、
前記下部電極が、
前記第1パターン電極と同一方向に延在する第2パターン電極を複数備え、
前記第2パターン電極の幅方向の大きさが、前記圧電層の周縁部に近づくにつれて大きさが大きくなる圧電センサ。
A piezoelectric sensor in which a piezoelectric layer is sandwiched between an upper electrode and a lower electrode,
The upper electrode is
A plurality of first pattern electrodes extending in one direction;
The lower electrode is
A plurality of second pattern electrodes extending in the same direction as the first pattern electrodes;
A piezoelectric sensor in which the size of the second pattern electrode in the width direction increases as it approaches the peripheral edge of the piezoelectric layer.
前記第2パターン電極の幅方向の大きさが、前記圧電層の周縁部に近づくにつれて大きさが大きくなる請求項1の圧電センサ。   2. The piezoelectric sensor according to claim 1, wherein the size of the second pattern electrode in the width direction increases as it approaches the peripheral edge of the piezoelectric layer. 前記圧電層が、
前記上部電極と接する第1圧電層と、
前記下部電極と接する第2圧電層とを備え、
前記第1圧電層と前記第2圧電層の間に基準電極を備える請求項1〜3のいずれかの圧電センサ。
The piezoelectric layer is
A first piezoelectric layer in contact with the upper electrode;
A second piezoelectric layer in contact with the lower electrode,
The piezoelectric sensor according to claim 1, further comprising a reference electrode between the first piezoelectric layer and the second piezoelectric layer.
前記圧電層が活性圧電部と不活性圧電部とからなり、前記第1パターン電極は前記活性圧電部の上に積層された請求項1〜4のいずれかの圧電センサ。   The piezoelectric sensor according to claim 1, wherein the piezoelectric layer includes an active piezoelectric portion and an inactive piezoelectric portion, and the first pattern electrode is stacked on the active piezoelectric portion. 前記圧電層が活性圧電部と不活性圧電部とからなり、前記第2パターン電極は前記活性圧電部の上に積層された請求項1〜4のいずれかの圧電センサ。   The piezoelectric sensor according to claim 1, wherein the piezoelectric layer includes an active piezoelectric portion and an inactive piezoelectric portion, and the second pattern electrode is stacked on the active piezoelectric portion. 請求項1〜6のいずれかの圧電センサとタッチパネルを備える圧力検出装置。   A pressure detection apparatus comprising the piezoelectric sensor according to claim 1 and a touch panel. 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7の圧力検出装置。   The pressure detection device according to claim 7, wherein the touch panel is a capacitive touch panel.
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