JPH11108776A

JPH11108776A - 圧力検出装置

Info

Publication number: JPH11108776A
Application number: JP26956797A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nagai; 彪長井; Hiroyuki Ogino; 弘之荻野; Takahiro Umeda; 孝裕梅田; Katsuhiko Yamamoto; 克彦山本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-10-02
Filing date: 1997-10-02
Publication date: 1999-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のこの種のバイモルフ型の圧力検出装置
は物体の接触の有無を検出することはできたが、物体の
接触による圧力レベルを検出することができないという
課題があった。【解決手段】振動発生手段１２と振動検出手段１３を
集積した一つの面状振動体１１に圧力を印加すると前記
圧力に応じて変化する前記面状振動体１１の振動特性を
前記振動検出手段１３により検出し圧力算出手段１５で
圧力を算出している。従って、簡単な構成で圧力レベル
を検出することができるという効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧力検出装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の圧力検出装置は以下のよ
うなものであった。

【０００３】先ず、IEEE Transaction on Electron Dev
ices, vol.ED-26, No.5,p815〜p817, 1979（以下、参考
文献１とする）では図１１のようなバイモルフ型の圧力
検出装置が提案された。これは、同図に示すように、圧
電フィルム１ａ及び２ａの両面に電極１ｂ、１ｃ及び２
ｂ、２ｃを設けた帯状の圧電フィルム１、２を２枚貼り
あわせ、その一端を支持部３により片持ち梁型に支持
し、圧電フィルム１に発信部４から電圧を印加して振動
させ、圧電フィルム２から前記振動による出力を取り出
す構成であった。そしてこの構成により、物体５が圧電
フィルム２に接触すると圧電フィルム２の出力信号が変
化することに基づき物体の接触を検出していた。図１２
はこの際の物体５の接触位置Ｌ、発信部４の印加電圧の
周波数ｆをパラメータにして、圧電フィルム２の出力信
号Ｖと接触位置Ｌの関係を示したものである。同図か
ら、適切な周波数ｆを選択して、出力信号Ｖを監視する
ことにより、接触位置Ｌが検出されることは明らかであ
る。

【０００４】また、特開平８−６２０６８号公報（以
下、参考文献２とする）では指紋のような微細な山と谷
の分布を検出する圧力検出装置が開示された。これは図
１３のように圧電フィルム６の表面と裏面に複数の走査
電極６ａ、６ｂをマトリクス状に形成し、それに絶縁保
護フィルム７、絶縁フィルム８、高周波振動体９を積層
したものであった。そして上記構成により絶縁保護フィ
ルム７上に物体が接触するとその物体の山と谷による起
伏を圧電センサの多数の圧力検出ポイントで受け、マト
リクス状の走査電極６ａ、６ｂで走査することによって
前記の山と谷の分布を検出していた。一例として図１４
に指１０で絶縁保護フィルム７を触れた際に指紋の山と
谷の分布を検出する様子を示した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、参考文
献１の圧力検出装置では、図１１のような特性に基づき
物体５の圧電フィルム２への接触の有無や接触位置を検
出することはできるが、物体５の接触による圧力レベル
を検出することはできなという課題を有していた。ま
た、片持ち梁型の構造のため物体が繰り返し接触すると
圧電フィルムにへたりが生じて検出感度が低下してしま
うといった課題を有していた。

【０００６】また、参考文献２の圧力検出装置では、上
記のような片持ち梁型の構造による耐久性の課題は無い
が、圧電センサの多数の圧力検出ポイントで検出できる
のは、例えば図１４のように各交点に指紋パターンの山
の部分が当たっているのか谷の部分が当たっているのか
ということでしかない。すなわち、参考文献２は上記各
ポイントにおける物体の接触の有無を検出するものであ
り、各ポイントで物体の圧力レベルを検出することはで
きないという課題を有していた。

【０００７】また、種々の用途で、圧力と振動を同時に
検出することが、望まれているが、両引例ともこの種要
望に応えることができないという課題を有していた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、面状振動体の一端に設けられた振動発生
手段と前記振動発生手段と分離して他端に設けられた振
動検出手段と、前記面状振動体に印加する圧力を算出す
る圧力算出手段を備え、前記振動発生手段により前記面
状振動体の前記一端を振動させ、前記面状振動体に圧力
を印加すると前記圧力に応じて変化する前記面状振動体
の振動特性を前記振動検出手段により検出し、前記振動
検出手段の出力信号に基づき前記圧力を前記圧力算出手
段により算出する圧力検出装置である。

【０００９】上記発明によれば、面状振動体に圧力を印
加すると前記圧力に応じて変化する前記面状振動体の振
動特性を前記振動検出手段により算出するため、簡単な
構成で圧力レベルを検出することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１にかかる圧力検
出装置は、面状振動体の一端に設けられた振動発生手段
と前記振動発生手段と分離して他端に設けられた振動検
出手段と、前記面状振動体に印加する圧力を算出する圧
力算出手段を備え、前記振動発生手段により前記面状振
動体の前記一端を振動させ、前記面状振動体に圧力を印
加すると前記圧力に応じて変化する前記面状振動体の振
動特性を前記振動検出手段により検出し、前記振動検出
手段の出力信号に基づき前記圧力を前記圧力算出手段に
より算出する。

【００１１】そして、前記面状振動体に圧力を印加する
と前記圧力に応じて変化する前記面状振動体の振動特性
を前記振動検出手段により算出するため、簡単な構成で
圧力レベルを検出することができる。

【００１２】本発明の請求項２にかかる圧力検出装置
は、振動発生手段、振動発生手段と振動検出手段を分離
する分離部および振動検出手段の少なくとも１箇所以上
に圧力を印加して、振動検出手段により圧力を算出す
る。

【００１３】そして、圧力印加部の位置を種々選択でき
るので、用途に応じて簡単な構成で圧力を検出すること
ができる。

【００１４】本発明の請求項３にかかる圧力検出装置
は、振動検出手段の出力信号から振動発生手段が発生す
る振動周波数成分のみを分離する第１の濾波部と、前記
振動検出手段の出力信号から前記振動周波数以外の成分
を分離する第２の濾波部とを備え、分離したこれらの成
分に基づき面状振動体に印加する圧力を算出するととも
に前記面状振動体に印加する前記振動周波数以外の振動
成分を検出する。

【００１５】そして、前記第１の濾波部の出力信号に基
づき前記面状振動体に印加する圧力を算出し、前記第２
の濾波部の出力信号に基づき前記面状振動体に印加する
前記振動周波数以外の振動成分を検出するので、一つの
面状振動体を用いて圧力と振動、すなわち静的な圧力と
動的な圧力の双方を同時に検出することができる。

【００１６】本発明の請求項４にかかる圧力検出装置
は、振動発生手段が振動を発生している時は面状振動体
に印加する圧力を算出し、前記振動発生手段が振動を発
生していない時は前記面状振動体に印加する前記振動の
周波数以外の振動成分を検出する。

【００１７】そして、一つの面状振動体を用いて圧力と
振動、すなわち静的な圧力と動的な圧力の双方を検出す
ることができる。

【００１８】本発明の請求項５にかかる圧力検出装置
は、振動検出手段により検出される面状振動体の振動特
性のうち振動の振幅、位相、周波数の少なくとも１つを
用いるものである。

【００１９】そして、面状振動体の振動特性として振動
の振幅、位相、周波数の少なくとも１つを検出して面状
振動体に印加する圧力を算出するので、簡便でかつ実用
的に圧力を算出できる。

【００２０】本発明の請求項６にかかる圧力検出装置
は、両面に電極を有する高分子圧電体からなる面状振動
体を用いている。

【００２１】そして、高分子圧電体は可撓性があるの
で、例えば接触する物体の圧力を検出する場合に物体に
沿って装着することができるといった装着の自由度があ
る上、薄型化が可能となる。

【００２２】本発明の請求項７にかかる圧力検出装置
は、両面に電極を有するセラミック圧電体からなる面状
振動体を用いている。

【００２３】そして、セラミック圧電体は高分子圧電体
よりも圧電定数が大きいので、同じ印加電圧でより大き
な振動を発生することができ、圧力検出の際のダイナミ
ックレンジをより大きくすることができ、検出性能が向
上する。また、高分子圧電体よりも高温耐久性がよいの
で、より高温領域での圧力検出が可能となり、信頼性が
向上する。

【００２４】本発明の請求項８にかかる圧力検出装置
は、電極を保護する保護層を備えた面状振動体を用いて
いる。

【００２５】そして、面状振動体は電極を保護する保護
層を備えているので、例えば物体が接触した際の電極の
損傷を保護することができ信頼性が向上する。

【００２６】本発明の請求項９にかかる圧力検出装置
は、保護層上に電気的シールドのためのシールド電極を
備えた面状振動体を用いている。

【００２７】そして、面状振動体が保護層上に電気的シ
ールドのためのシールド電極を備えているので、電気的
なノイズをシールド電極により低減することができ、信
頼性が向上する。

【００２８】

【実施例】以下、本本発明の実施例について図面を用い
て説明する。

【００２９】（実施例１）図１は本発明の実施例１の圧
力検出装置の構成図である。面状振動体１１の一端に電
極１２ａと１２ｂが形成されている。また、面状振動体
１１の他端には、電極１３ａと１３ｂが形成される。電
極１２ａと１２ｂに信号発生部１４が接続され、また、
電極１３ａと１３ｂに圧力算出手段１５が接続される。
振動発生手段１２は、電極１２ａと１２ｂおよびこれら
電極に挟さまれた面状振動体１１ａとから構成される。
また、振動検出手段１３は、電極１３ａと１３ｂおよび
これら電極に挟さまれた面状振動体１１ｃとから構成さ
れる。面状振動体１１として、例えばポリフッ化ビニリ
デン等（ＰＶＤＦ）のフィルム状の高分子圧電材料が用
いられる。また、振動発生手段の電極１２ａと１２ｂお
よび振動検出手段の電極１３ａと１３ｂを含む高分子圧
電体を用いた面状振動体１１をＰＥＴ等の高分子フィル
ムからなる保護層１６で被覆することが望ましい。これ
により、外部からの機械的な衝撃や結露などから面状振
動体１１を保護できるからである。電極１２ａ，１２
ｂ，１３ａ，１３ｂは、例えば銀ペーストを印刷して形
成するが、銅箔を使用したり、アルミ等の金属材料を蒸
着して形成してもよい。

【００３０】次に動作、作用について説明する。振動発
生手段１２では信号発生部１４で発生する発振信号に応
じて、電極１２ａと１２ｂに挟まれた面状振動体１１ａ
が振動する。ここで、前記発振信号の周波数をｆ₁とす
る。この振動は、電極１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ
の形成されていない部分の面状振動体１１ｂ（以下、単
に分離部１１ｂと記す）を経て、振動検出手段１３に伝
播し、面状振動体１１ｃ全体がある特性をもって振動す
る。そしてその振動に応じて振動検出手段１３では圧電
起電力が発生する。このとき、図１に示すように、振動
発生手段１２に圧力Ｐ₁、分離部１１ｂの圧力Ｐ₂、ま
た、振動検出手段１３に圧力Ｐ₃の中の一つ以上の圧力
を印加したとき、後述で詳述するように、その圧力に応
じた圧電起電力が振動検出手段１３に発生する。

【００３１】図２はこの際の上記発振信号Ｖ₀と上記圧
電起電力Ｖ₁の信号波形を示した特性図である。同図に
おいて縦軸はＶ₀とＶ₁、横軸は時間ｔである。電極１２
ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂを含め面状振動体１１に圧
力を印加していない場合（ｔ＜ｔ₁）、Ｖ₀に同期してＶ
₁が出力される。また、振動発生手段１２から振動検出
手段１３への振動伝播による位相差Ｌ₀が生じる。次
に、時刻ｔ₁で振動発生手段１２、分離部１１ｂおよび
振動検出手段１３の少なくとも１箇所以上にある物体
が、搭載されたり、周囲の気体や液体の圧力により圧力
Ｗ₁がかかると、圧力印加により振動検出手段１３の振
動が阻害されてＶ₁の振幅はＤ₀からＤ₁へと変化し、位
相もＬ₀からＬ₁へと変化する。また、時刻ｔ₁前後では
Ｖ₁の周波数にも一時的な変化が生じる。これらの変化
の度合いは、振動発生手段１２、分離部１１ｂや振動検
出手段１３を構成する部材の振動特性に依存する。これ
らの部材の振動特性は用途によって最適化すればよい。
上記のような圧力印加時の振動特性の変化に基づいて圧
力算出手段１５では印加した圧力を算出する。圧力算出
のための圧力Ｗと振動特性との関係を図３〜図６に示
す。図３は振幅Ｄと圧力Ｗとの関係を示す特性図で、圧
力印加後のＤ₁を検出することによりＷ₁が算出できる。
図４は位相差Ｌと圧力Ｗとの関係を示す特性図で、圧力
印加後のＬ₁を検出することによりＷ₁が算出できる。図
５は時刻ｔ₁前後でのＶ₁の周波数変化Ｆと圧力Ｗとの関
係を示す特性図で、圧力印加前後のＦ₁を検出すること
によりＷ₁が算出できる。上記はいずれも圧力算出を一
つの振動特性に基づいて算出するものであるが、複数の
振動特性を用いて圧力を算出するようにしてもよい。例
えば、図６は振幅Ｄと位相差Ｌの関係を圧力Ｗをパラメ
ータにして示した特性図である。同図よりある圧力Ｗの
とき、Ｄ₁とＬ₁は一定関係を示すので、この関係を用い
て、圧力Ｗをより精度よく算出できる。上記作用から明
らかなように、本発明の圧力装置は、簡単な構成で圧力
レベルを検出することができる。また、電極１２ａ，１
２ｂ，１３ａ，１３ｂを含めた面状振動体１１の振動特
性として振動の振幅、位相、周波数の少なくとも１つを
検出してこの面状振動体１１に印加する圧力を算出する
ので、簡便でかつ実用的に圧力を算出できる。

【００３２】また、振動発生手段１２、分離部１１ｂお
よび振動検出手段１３が一つの面状振動体１１上に集積
されており、面状振動体１１に高分子圧電体を用いた場
合は可撓性があるので、例えば接触する物体の圧力を検
出する場合に物体に沿って装着することができるといっ
た装着の自由度があるうえ、薄型化が可能となる。

【００３３】さらに、高分子圧電体からなる面状振動体
１１は高インピーダンスで電気的ノイズの影響を受けや
すいため、図７に示すように、保護層１６の周囲にさら
にシールド電極１７を被覆し、シールド電極１７を接地
する構成としてもよい。この構成によれば、保護層１６
の周囲に電気的シールドのためのシールド電極１７を備
えているので、電気的なノイズをシールド電極により低
減することができ、信頼性が向上する。尚、このシール
ド電極１７は、保護層１６の全体または図７のように部
分的に設けてもよい。

【００３４】尚、上記構成では面状振動体１１として、
高分子圧電体を使用したが、セラミック圧電体を使用し
てもよい。この構成によれば、セラミック圧電体は高分
子圧電体よりも圧電定数が大きいので、同じ印加電圧で
より大きな振動を発生することができ、圧力検出の際の
ダイナミックレンジをより大きくすることができ、検出
性能が向上する。また、高分子圧電体よりも高温耐久性
がよいので、より高温領域での圧力検出が可能となり、
信頼性が向上する。また、高分子中に圧電セラミック粉
末を分散した混合体を用いてもよい。この場合、高分子
圧電体よりも高温耐久性がよいので、より高温領域での
圧力検出が可能となり、信頼性が向上する。

【００３５】また、前記保護層１６およびシールド電極
１７は面状振動体１１にセラミック圧電体を用いた場合
にも適用できる。

【００３６】（実施例２）図８は本発明の実施例２の圧
力検出装置のブロック図である。

【００３７】実施例１と異なる点は圧力算出手段１５
が、振動検出手段１３の出力信号から振動発生手段１２
が発生する振動周波数の成分のみを分離する第１の濾波
部１５ａと、振動検出手段１３の出力信号から振動発生
手段１２が発生する振動周波数以外の成分を分離する第
２の濾波部１５ｂと、分離したこれらの成分に基づき電
極１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂを含めた面状振動体
１１に印加する圧力を算出するとともに面状振動体１１
に印加する前記振動周波数以外の振動成分を検出する算
出部１５ｃとを備えた点にある。

【００３８】図９は第１の濾波部１５ａと第２の濾波部
１５ｂの濾波特性を示した特性図で、縦軸が透過度Ｑ、
横軸が周波数ｆである。同図より第１の濾波部１５ａと
第２の濾波部１５ｂは共にバンドパスフィルターであ
り、透過特性の中心周波数はそれぞれｆ₁、ｆ₂である。
また信号発生部１４で発生する信号の周波数はｆ₁であ
る。尚、実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、
説明は省略する。

【００３９】次に動作、作用について説明する。ここで
は図１に示した圧力Ｐ₁の替わりに、重量Ｗ₁の物体が振
動発生手段１２上に置かれる場合について述べる。物体
は外部から周波数ｆ₂の振動が印加されるか、又は内部
に周波数ｆ₂の振動体を有し、物体の全体が周波数ｆ₂で
振動しているものとする。実施例１と同様に、振動発生
手段１２では信号発生部１４で発生する発振信号に応じ
て面状振動体１１ａが振動する。この発振信号の周波数
はｆ₁である。上記より、振動発生手段１２による周波
数ｆ₁の振動と物体の周波数ｆ₂の振動とが合成され、電
極１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂを含めた面状振動体
１１全体がある特性をもって振動する。そしてその振動
に応じて振動検出手段１３では圧電起電力が発生する。
発生した出力信号は第１の濾波部１５ａと第２の濾波部
１５ｂで図９の濾波特性に基づき濾波される。すなわ
ち、第１の濾波部１５ａでは振動検出手段１３の出力信
号のうちｆ₁成分が濾波され、第２の濾波部１５ｂでは
振動検出手段１３の出力信号のうちｆ₂成分が濾波され
る。この時の信号発生部１４の発振信号Ｖ₀、第１の濾
波部１５ａの出力Ｖ₁、第２の濾波部１５ｂの出力Ｖ₂の
信号波形は、それぞれ図１０（ａ）〜（ｃ）のようにな
る。同図より振動発生手段１２に物体が置かれていない
状態（ｔ＜ｔ₁）では、Ｖ₁とＶ₂の振幅はそれぞれＤ₀と
０である。そして時刻ｔ₁で物体振動発生手段１２上に
置かれるとすると、Ｖ₁とＶ₂の振幅はＤ₁とＤ₂に変化す
る。算出部１５ｃでは物体の重量については実施例１と
同様に図３に基づいてＷ₁と算出される。物体の周波数
ｆ₂の振動については例えば、算出部１５ｃでその振幅
Ｄ₂の大きさを検出して振動の強度を算出する。

【００４０】上記作用により、圧力算出手段１５が、振
動検出手段１３の出力信号から振動発生手段１２が発生
する振動周波数の成分のみを分離する第１の濾波部１５
ａと、振動検出手段１３の出力信号から振動発生手段１
２が発生する振動周波数以外の成分を分離する第２の濾
波部１５ｂとを有し、第１の濾波部１５ａの出力信号に
基づき振動発生手段１２に印加する圧力を算出し、第２
の濾波部１５ｂの出力信号に基づき物体に印加する前記
振動周波数以外の振動成分を検出するので、電極１２
ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂを含めた面状振動体１１を
用いて圧力と振動、すなわち静的な圧力と動的な圧力の
双方を同時に検出することができる。尚、上記実施例で
は、物体が振動発生手段１２に置かれたが、分離部１１
ｂや振動検出手段１３に置かれてもよいし、また、これ
らの中の１箇所以上に置かれてもよい。

【００４１】また、重量と歪みとを同時に検出したが、
振動発生手段１２が振動を発生している時は振動発生手
段１２に印加する圧力を算出し、振動発生手段１１が振
動を発生していない時は振動発生手段１２や振動検出手
段１３に生じる振動を算出するようにしてもよく、上記
と同様に、電極１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂを含め
た面状振動体１１を用いて圧力と振動、すなわち静的な
圧力と動的な圧力の双方を同時に検出することができ
る。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
かかる圧力検出装置は、振動発生手段と振動検出手段を
集積した一つの面状振動体に圧力を印加すると前記圧力
に応じて変化する前記面状振動体の振動特性を前記振動
検出手段により検出し、圧力算出手段により圧力を算出
しているため、簡単な構成で圧力レベルを検出すること
ができるという効果がある。

【００４３】また、本発明の請求項２にかかる圧力検出
装置は、振動発生手段、振動発生手段と振動検出手段を
分離する分離部および振動検出部の少なくとも１箇所以
上に圧力を印加して、振動検出手段により圧力を検出す
るため、圧力印加部の位置を種々選択でき、用途に応じ
て簡単な構成で圧力を検出することができる。

【００４４】また、本発明の請求項３にかかる圧力検出
装置は、振動検出手段の出力信号から振動発生手段が発
生する振動周波数成分のみを分離する第１の濾波部と、
前記振動検出手段の出力信号から前記振動周波数以外の
成分を分離する第２の濾波部とを備え、分離したこれら
の成分に基づき面状振動体に印加する圧力を算出すると
ともに前記面状振動体に印加される前記振動周波数以外
の振動成分を検出するため、一つの面状振動体を用いて
圧力と振動、すなわち静的な圧力と動的な圧力の双方を
同時に検出することができる。

【００４５】また、本発明の請求項４にかかる圧力検出
装置は、振動発生手段が振動を発生している時は面状振
動体に印加する圧力を算出し、前記振動発生手段が振動
を発生していない時は前記面状振動体に印加する前記振
動の周波数以外の振動成分を検出するため、一つの面状
振動体を用いて圧力と振動、すなわち静的な圧力と動的
な圧力の双方を検出することができる。

【００４６】また、本発明の請求項５にかかる圧力検出
装置は、振動検出手段により検出される面状振動体の振
動特性が振動の振幅、位相、周波数の少なくとも１つを
検出して面状振動体に印加する圧力を算出するため、簡
便でかつ実用的に圧力を算出できる。

【００４７】また、本発明の請求項６にかかる圧力検出
装置は、両面に電極を有する可撓性の高分子圧電体から
なる面状振動体を用いているため、例えば接触する物体
の圧力を検出する場合に物体に沿って装着することがで
きるという装着の自由度があるうえ、薄型化が可能とな
る。

【００４８】また、本発明の請求項７にかかる圧力検出
装置は、両面に電極を有するセラミック圧電体からなる
面状振動体を用いているため、セラミック圧電体は高分
子圧電体よりも圧電定数が大きいので、同じ印加電圧で
より大きな振動を発生することができ、圧力検出の際の
ダイナミックレンジをより大きくすることができ、検出
性能が向上する。また、高分子圧電体よりも高温耐久性
がよいので、より高温領域での圧力検出が可能となり、
信頼性が向上する。

【００４９】また、本発明の請求項８にかかる圧力検出
装置は、面状振動体とその電極を保護する保護層を備え
ているため、例えば物体が接触した際の電極の損傷を保
護することができ信頼性が向上する。

【００５０】また、本発明の請求項９にかかる圧力検出
装置は、保護層上に電気的シールドのためのシールド電
極を備えているため、電気的なノイズをシールド電極に
より低減することができ、信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における圧力検出装置の構成
図

【図２】同圧力検出装置の信号発生部と振動検出手段の
出力信号の特性図

【図３】同圧力検出装置の振動検出手段の出力信号の振
幅Ｄと圧力Ｗとの関係を示す特性図

【図４】同圧力検出装置の振動検出手段の出力信号の位
相Ｌと圧力Ｗとの関係を示す特性図

【図５】同圧力検出装置の振動検出手段の出力信号の周
波数変化Ｆと圧力Ｗとの関係を示す特性図

【図６】同圧力検出装置の振動検出手段の出力信号の振
幅Ｄと位相Ｌの関係を圧力Ｗをパラメータにして示した
特性図

【図７】同圧力検出装置のシールド電極を備えた構成図

【図８】本発明の実施例２における圧力検出装置の構成
図

【図９】同圧力検出装置の第１の濾波部と第２の濾波部
との濾波特性を示す特性図

【図１０】（ａ）同圧力検出装置の信号発生部の発振信
号の特性図（ｂ）同圧力検出装置の第１の濾波部の出力の特性図（ｃ）同圧力検出装置の第２の濾波部の出力の特性図

【図１１】従来の圧力検出装置のブロック図

【図１２】同圧力検出装置における物体の接触位置Ｌ、
発信部の印加電圧の周波数ｆ、及び圧電フィルムの出力
信号Ｖとの関係を示した特性図

【図１３】従来の圧力検出装置の外観図

【図１４】同圧力検出装置において指で絶縁保護フィル
ムを触れた際の様子を示した外観図

【符号の説明】

１１面状振動体１１ｂ分離部１２振動発生手段１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ電極１３振動検出手段１４信号発生手段１５圧力算出手段１５ａ第１の濾波部１５ｂ第２の濾波部１６保護層１７シールド電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本克彦大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】面状振動体の一端に設けられた振動発生
手段と前記振動発生手段と分離して他端に設けられた振
動検出手段と、前記面状振動体に印加される圧力を算出
する圧力算出手段を備え、前記振動発生手段により前記
面状振動体の前記一端を振動させ、前記面状振動体に圧
力を印加すると前記圧力に応じて変化する前記面状振動
体の振動特性を前記振動検出手段により検出し、前記振
動検出手段の出力信号に基づき前記圧力を前記圧力算出
手段により算出する圧力検出装置。
【請求項２】振動発生手段、振動発生手段と振動検出
手段を分離する分離部および振動検出手段の少なくとも
１箇所以上に圧力を印加する請求項１記載の圧力検出装
置。
【請求項３】圧力算出手段は、振動検出手段の出力信
号から振動発生手段が発生する振動周波数成分のみを分
離する第１の濾波部と、前記振動検出手段の出力信号か
ら前記振動周波数以外の成分を分離する第２の濾波部と
を備え、分離したこれらの成分に基づき面状振動体に印
加する圧力を算出するとともに前記面状振動体に印加す
る前記振動周波数以外の振動成分を検出する請求項１ま
たは２記載の圧力検出装置。
【請求項４】圧力算出手段は、振動発生手段が振動を
発生している時は面状振動体に印加する圧力を算出し、
前記振動発生手段が振動を発生していない時は前記面状
振動体に印加する前記振動の周波数以外の振動成分を検
出する請求項１または３記載の圧力検出装置。
【請求項５】振動特性は振動の振幅、位相、周波数の
少なくとも１つである請求項１または２記載の圧力検出
装置。
【請求項６】面状振動体は両面に電極を有する高分子
圧電体からなる請求項１乃至５のいずれか１項記載の圧
力検出装置。
【請求項７】面状振動体は両面に電極を有するセラミ
ック圧電体からなる請求項１乃至５のいずれか１項記載
の圧力検出装置。
【請求項８】電極を含む面状振動体を保護する保護層
を備えた請求項６または７記載の圧力検出装置。
【請求項９】保護層上に電気的シールドのためのシー
ルド電極を備えた請求項８記載の圧力検出装置。