JP2017198573A - 圧力検出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
+ ガラスを取り付けたバイモルフ構造では、応力σuと応力σlはどちらも引張応力となる。この場合、応力σuより応力σlの方が大きくなるので、その差を用いて押圧力を測定することが提案されていた。
一対の第1辺は、長手方向に延びる縁であってもよい。
(1)圧力検出器の概要
図1及び図2を用いて、本発明の一実施形態としての圧力検出器100を説明する。図1は、電子機器の斜視図である。図2は、図1におけるII−II断面の断面図である。なお、以下の説明では、「直交」、「平行」とは、誤差の範囲及び説明された効果が得られる範囲を許容している。
(2)支持基板
図3を用いて、支持基板1を詳細に説明する。図3は、支持基板の平面図である。
(3)圧電シート
図4及び図5を用いて、圧電シートを詳細に説明する。図4は、第1圧電シートの平面図である。図5は、第2圧電シートの平面図である。
(4)検出電極
検出電極4は、第1検出電極4aと、第2検出電極4bとからなる。第1検出電極4aは支持基板1(具体的には、接着層2)と第1圧電シート3aの間(つまり、第1圧電シート3aの第2圧電シート3bと反対側)に配置され、第2検出電極4bは第1圧電シート3aの背面側(つまり、第2圧電シート3bの第1圧電シート3aと反対側)に配置される。
(5)検出器
第2検出電極4bは、図2に示すように、チャージアンプ51に接続されている。チャージアンプ51は、検出回路53に接続されている。検出回路53は、検出電極4が検出した電圧信号から押圧量を検出する装置である。検出回路53は、例えば、A/Dコンバータ及び押圧力算出回路を有している。
(6)押圧手段
なお、圧力検出器100に押圧を加える押圧手段としては、押圧を加えることができるものであれば、特に限定されない。押圧手段としては、例えば指やスタイラスベンなどを挙げることができる。
(7)圧電シートの詳細説明
第1圧電シート3a及び第2圧電シート3bの材料は、強誘電体材料をシート状に成形したのちに厚み方向に分極させたシートを用いることができる。強誘電体材料としては、PVDFや、PVDFとTrFEやETFEなどの共重合体、PZTがある。第1圧電シート3aと第2圧電シート3bは互いに分極方向が上下逆になるように積層される。
2.第2実施形態
図8を用いて、支持基板1の変形例を説明する。図8は、第2実施形態の支持基板の平面図である。
3.第3実施形態
図9を用いて、支持基板1の変形例を説明する。図9は、第3実施形態の支持基板の平面図である。
4.第4実施形態
図10を用いて、支持基板1の変形例を説明する。図10は、第4実施形態の支持基板の平面図である。
5.第5実施形態
図11を用いて、支持基板1の変形例を説明する。図11は、第5実施形態の支持基板の平面図である。
6.第6実施形態
図12を用いて、支持基板1の変形例を説明する。図12は、第6実施形態の支持基板の平面図である。
なお、第1圧電シート及び第2圧電シート(図示せず)の形状も正方形である。
7.第7実施形態
上記実施形態の装置の層構成は一実施形態であって、本発明はこれに限定されない。例えば、バイモルフは直列型であったが、並列型であってもよい。
8.他の実施形態
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合わせ可能である。
(1)支持基板及び圧電シートの平面形状は前記実施形態のものに限定されない。例えば、台形、平行四辺形、曲線を有する異形形状であってもよい。
(2)支持基板及び圧電シートの平面形状は互いに異なっていてもよい。
(3)上記の実施形態では、圧力検出器のバイモルフは支持基板1に固定されていたが、本発明はそれら実施形態に限定されない。圧力検出器のバイモルフはタッチパネルの背面に固定されてもよい。その場合、押圧力だけでなく、押圧の位置も検出できる。タッチパネルとしては、静電容量方式、抵抗膜方式、光学方式が挙げられる。
1a :入力面
1b :背面
3 :圧電シート
3a :第1圧電シート
3b :第2圧電シート
4 :検出電極
4a :第1検出電極
4b :第2検出電極
6 :筐体
8 :接着剤
100 :圧力検出器
110 :電子機器
Claims (7)
- 開口と前記開口の周りの支持部とを有する筐体の前記開口を閉じるように設けられ、外部から加えられた圧力によって電荷を発生する2枚の圧電シートを用いて前記圧力を検出するための圧力検出装置であって、
前記圧力が作用する第1面と、縁部の一部又は全部が接着層によって前記支持部に固定及び支持される第2面とを有するシート部材と、
前記シート部材の第2面の中央部に配置され、互いに直交しており伸びに対して発生する電荷量が大きな軸と小さな軸とを有する異方性の第1圧電シートと、
前記第1圧電シートの前記シート部材と反対側において前記第1圧電シートに対向して配置され、互いに直交しており伸びに対して発生する電荷量が大きな軸と小さな軸とを有する異方性の第2圧電シートと、を備え、
前記縁部の固定部分の配置が2回対称以下の対称性を有しており、
前記第1圧電シートと前記第2圧電シートは、前記電荷量が大きな軸同士が直交するように配置されている、
圧力検出装置。 - 前記縁部の固定部分は、第1方向に延びる一対の第1辺を有する、請求項1に記載の圧力検出装置。
- 前記一対の第1辺は互いに平行な直線である、請求項2に記載の圧力検出装置。
- 前記縁部の固定部分は平面視で一方向に長く
前記一対の第1辺は、長手方向に延びる縁である、請求項2又は3に記載の圧力検出装置。 - 前記縁部の固定部分は、前記一対の第1辺の端部同士を連結する一対の第2辺を有する、請求項3又は4に記載の圧力検出装置。
- 前記第2辺は前記第1辺に比べて剛性が低い、請求項5に記載の圧力検出装置。
- 前記一対の第1辺の端部同士は互いに離れて配置されており、不連続である、請求項2〜4のいずれかに記載の圧力検出装置。
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