WO2021256252A1 - 曲げセンサおよび電子機器 - Google Patents

曲げセンサおよび電子機器 Download PDF

Info

Publication number
WO2021256252A1
WO2021256252A1 PCT/JP2021/020899 JP2021020899W WO2021256252A1 WO 2021256252 A1 WO2021256252 A1 WO 2021256252A1 JP 2021020899 W JP2021020899 W JP 2021020899W WO 2021256252 A1 WO2021256252 A1 WO 2021256252A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
value
voltage
integrated value
integral value
bending
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/020899
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
勇希 橘
しおり 長森
Original Assignee
株式会社村田製作所
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
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
Priority to JP2022506802A priority Critical patent/JP7078199B1/ja
Priority to CN202180006837.5A priority patent/CN114787578B/zh
Publication of WO2021256252A1 publication Critical patent/WO2021256252A1/ja
Priority to US17/660,106 priority patent/US20220244114A1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L25/00—Testing or calibrating of apparatus for measuring force, torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G09F9/301—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements flexible foldable or roll-able electronic displays, e.g. thin LCD, OLED
    • 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
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D1/00—Measuring arrangements giving results other than momentary value of variable, of general application
    • G01D1/04—Measuring arrangements giving results other than momentary value of variable, of general application giving integrated values
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D1/00—Measuring arrangements giving results other than momentary value of variable, of general application
    • G01D1/16—Measuring arrangements giving results other than momentary value of variable, of general application giving a value which is a function of two or more values, e.g. product or ratio

Definitions

  • the present invention relates to a bending sensor and an electronic device.
  • Patent Document 1 discloses a touch-type input device in which an operation plate (glass plate or the like) and a piezoelectric sensor are laminated.
  • the operation plate has an operation surface and a back surface facing the operation surface.
  • the piezoelectric sensor is attached to the back surface of the operation plate via an adhesive or an adhesive.
  • the piezoelectric sensor has a piezoelectric film and a first electrode and a second electrode provided on both sides of the piezoelectric film.
  • the operation plate bends so as to be convex in the pressed direction.
  • the piezoelectric sensor also bends so as to be convex in the pressed direction. This distorts the piezoelectric film.
  • the piezoelectric film is distorted, a voltage is generated between the first electrode and the second electrode. Therefore, the piezoelectric sensor can detect the load (pressing) applied by the user from the voltage generated between the first electrode and the second electrode.
  • the adhesive or the adhesive when the operation plate and the piezoelectric sensor bend in the pressed direction, the adhesive or the adhesive also bends in the pressed direction. Then, the adhesive or the adhesive tries to restore the deformed shape to the original shape.
  • the adhesive or the adhesive produces a stress relaxation action in the direction opposite to the direction in which the load changes.
  • the load is relaxed by the adhesive or adhesive immediately after the user begins to change the load, but the stress relaxation action continues even after the load change is over.
  • the piezoelectric sensor outputs a voltage in the direction opposite to the voltage corresponding to the change in the load after the change in the load is completed.
  • the integrated value decreases by the output of the stress relaxation action after the load change is completed. That is, after the change in the load is completed, the integrated value is reduced by the output of the stress relaxation action even though the force applied by the user does not change.
  • Patent Document 2 it is determined whether or not the difference between the output voltage of the piezoelectric sensor and the reference voltage exceeds the threshold value, and when the difference exceeds the threshold value, the detection value of the section exceeding the threshold value is integrated.
  • a configuration for increasing the absolute value of the threshold is disclosed. Therefore, the configuration of Patent Document 2 does not integrate the detected values in the reverse direction due to the stress relaxation action.
  • Patent Document 3 discloses a foldable display and a mobile terminal device.
  • Patent Document 2 Since the configuration of Patent Document 2 is applied to a pressing sensor that has small deformation and is not maintained for a long time, the influence of error due to exclusion of the detected value due to stress relaxation action is small. However, since a bendable device such as Patent Document 3 has a large deformation and is maintained for a long time, if a threshold control method for a pressing sensor as in Patent Document 2 is adopted, a detection value due to stress relaxation action is adopted. The error due to the elimination of is not negligible.
  • an object of the present invention is to provide a bending sensor and an electronic device capable of suppressing an error while suppressing the influence of stress relaxation action in a bendable device.
  • the bending sensor according to the present invention integrates a piezoelectric element arranged on a bendable base material, a voltage detection circuit that detects a voltage generated in the piezoelectric element, and a voltage detected by the voltage detection circuit to obtain an integrated value.
  • a calculation unit for calculating and associating the integrated value with the bent state of the base material is provided, and the calculation unit calculates in advance a corrected integrated value obtained by correcting the maximum value of the integrated value with a decrease value due to a stress relaxation action. Then, the corrected integral value is associated with the first bent state of the base material, and the calculated integral value is normalized based on the corrected integral value.
  • the calculation unit obtains in advance a corrected integral value obtained by subtracting the decrease value ( ⁇ S) due to stress relaxation action from the maximum value of integration (the maximum value before the integrated value decreases due to stress relaxation action), and obtains the corrected integral value. Corresponds to the first state (for example, opening / closing angle 180 °). Then, the arithmetic unit normalizes each obtained integral value based on the corrected integral value (for example, normalizes to 0 to 180 °). As a result, the bending sensor can accurately detect the bending state while considering the decrease in the integrated value due to the stress relaxation action.
  • FIG. 1A is a perspective view of an electronic device 100 provided with a bending sensor 1
  • FIG. 1B is a perspective view of the electronic device 100 in a bent state. It is sectional drawing of the electronic device 100.
  • It is a block diagram which shows the electric structure of a bending sensor 1.
  • FIG. 4A is a partial cross-sectional view showing a bent state at an opening / closing angle of 0 °
  • FIG. 4B is a partial cross-sectional view showing a bent state at an opening / closing angle of 15 °
  • FIG. 4C. Is a partial cross-sectional view showing a bent state with an opening / closing angle of 180 °.
  • It is a flowchart which shows the operation of the arithmetic unit 17.
  • FIG. 1A is a perspective view of an electronic device 100 provided with a bending sensor 1.
  • FIG. 1B is a perspective view of the electronic device 100 in a bent state.
  • the electronic device 100 is an information processing device such as a smartphone.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the electronic device 100 shown in FIG. 1 (A) cut along the line II shown in FIG. 1 (A). Note that FIG. 2 shows the bending sensor 1 in a large size for the sake of explanation, and omits other electronic components and the like.
  • the electronic device 100 includes a substantially rectangular parallelepiped housing 102.
  • the electronic device 100 includes a flat plate-shaped surface panel 103 arranged in the housing 102.
  • the surface panel 103 functions as an operation surface on which the user performs a touch operation using a finger, a pen, or the like.
  • the width direction (horizontal direction) of the housing 102 will be the X direction
  • the length direction (vertical direction) will be the Y direction
  • the thickness direction will be the Z direction.
  • the electronic device 100 includes a display 104 and a bending sensor 1 inside the housing 102.
  • the display 104 and the bending sensor 1 are formed on the inner surface of the housing 102 of the surface panel 103.
  • the surface panel 103 is translucent.
  • the lower surface of the front panel 103 and the upper surface of the display 104 are attached with, for example, an adhesive or an adhesive. Further, the lower surface of the display 104 and the upper surface of the bending sensor 1 are attached with, for example, an adhesive or an adhesive.
  • the bending sensor 1 When the bending sensor 1 is transparent, the bending sensor 1 may be arranged closer to the surface panel 103 than the display 104.
  • the housing 102, the surface panel 103, the display 104, and the bending sensor 1 have flexibility. As a result, the electronic device 100 can be bent. In this example, the folding position L along the X direction can be bent as a bending line. Further, in this example, the surface panel 103 is bent inside, but the surface panel 103 may be bent outside.
  • the electronic device 100 can be opened and closed from 0 ° to 180 ° about the folding position L as an axis.
  • the bending sensor 1 detects the bending state (current opening / closing angle) of the electronic device 100.
  • the electronic device 100 may be opened and closed by providing a hinge, a bellows structure, or the like at the bent portion.
  • the bending sensor 1 includes a piezoelectric element 10, a first electrode 11, and a second electrode 12.
  • the piezoelectric element 10 is formed in a rectangular shape in a plan view.
  • the first electrode 11 and the second electrode 12 have a flat film shape, and are formed in a rectangular shape in a plan view like the piezoelectric element 10.
  • the shapes of the piezoelectric element 10, the first electrode 11, and the second electrode 12 are not limited to a rectangular shape.
  • the piezoelectric element 10 is made of a chiral polymer such as PVDF (polyvinylidene fluoride) or polylactic acid.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • polylactic acid either L-type polylactic acid (PLLA) or D-type polylactic acid (PDLA) may be used.
  • the piezoelectric element 10 is polarized by expansion and contraction in the plane direction, and a potential difference is generated between the first main surface and the second main surface.
  • the first electrode 11 is a ground electrode
  • the second electrode 12 is a detection electrode.
  • the first electrode 11 also functions as a noise shield for the display 104.
  • the second electrode 12 may be a ground electrode.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the electrical configuration of the bending sensor 1.
  • the first electrode 11 and the second electrode 12 are connected to the voltage detection circuit 15.
  • the voltage detection circuit 15 detects the potential difference between the first electrode 11 and the second electrode 12, that is, the voltage generated by the piezoelectric element 10.
  • the voltage detection circuit 15 outputs the detected voltage value to the calculation unit 17.
  • the calculation unit 17 integrates the voltage values detected by the voltage detection circuit 15 to calculate the integrated value.
  • the calculation unit 17 associates the calculated integral value with the bent state (opening / closing angle) of the surface panel 103 which is the base material.
  • the calculation unit 17 detects the bent state (opening / closing angle) of the electronic device 100.
  • the calculation unit 17 outputs information on the detected opening / closing angle.
  • FIG. 4A is a partial cross-sectional view showing a bent state at an opening / closing angle of 0 °
  • FIG. 4B is a partial cross-sectional view showing a bent state at an opening / closing angle of 15 °
  • FIG. 4C. Is a partial cross-sectional view showing a bent state with an opening / closing angle of 180 °.
  • 4 (A) to 4 (C) show only the piezoelectric element 10 and the surface panel 103 which is a base material.
  • the state in which the electronic device 100 is not bent is defined as an opening / closing angle of 0 °
  • the maximum bending state of the electronic device 100 is defined as an opening / closing angle of 180 °.
  • the state in which the electronic device 100 is not bent may be defined as an opening / closing angle of 180 °
  • the maximum bent state of the electronic device 100 may be defined as an opening / closing angle of 0 °.
  • the piezoelectric element 10 when the opening / closing angle of the surface panel 103 is 0 °, the piezoelectric element 10 is in a reference state where it does not expand or contract.
  • the piezoelectric element 10 is stretched.
  • FIG. 4C when the surface panel 103 is bent by 180 °, the amount of expansion of the piezoelectric element 10 becomes maximum.
  • the piezoelectric element 10 generates a voltage according to the expansion / contraction speed. For example, when the surface panel 103 is bent by about 15 ° as shown in FIG. 4B from a state where the opening / closing angle of the surface panel 103 is 0 °, the piezoelectric element 10 generates a voltage corresponding to the bending speed. In the state where the opening / closing angle is maintained, the piezoelectric element 10 does not generate a voltage. Therefore, the calculation unit 17 integrates the voltage value (difference from the reference voltage) and associates the integrated value with the opening / closing angle.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the calculation unit 17.
  • the calculation unit 17 first acquires a voltage value (S11).
  • the arithmetic unit 17 performs a low-pass filter (LPF) process to remove a noise component (S12).
  • LPF low-pass filter
  • the calculation unit 17 calculates the online average of the voltage values (S13).
  • the online average is expressed by the following formula.
  • Ave n + 1 (Ave n + Data n ) / n
  • Data n is the current voltage value input to the n-th
  • Ave n is the current online average.
  • the arithmetic unit 17 sequentially holds an online average in a memory (not shown).
  • the memory does not hold past voltage values. As a result, it is not necessary to increase the capacity of the memory for holding the past data.
  • the online average calculated in this way becomes the reference voltage. By setting the online average to the reference voltage, the calculation unit 17 can reduce the measurement error of the sensor due to the fluctuation of the reference voltage update.
  • the calculation unit 17 determines whether or not the reference voltage has not been set (S14). If the reference voltage has already been set, the process of S17 is passed through (S14 ⁇ S17). At startup, the reference voltage is not set. Therefore, when the calculation unit 17 determines that the reference voltage has not been set, the calculation unit 17 sets the reference voltage. However, the calculation unit 17 determines whether or not the reference voltage setting condition is satisfied (S15). For example, in the calculation unit 17, a predetermined time (for example, 500 msec) has elapsed after the start, and the fluctuation of the voltage value is less than the predetermined value (for example, the difference between the current voltage value and the online average is 0.1% with respect to the online average.
  • a predetermined time for example, 500 msec
  • the calculation unit 17 determines that the reference voltage setting condition is not satisfied, the calculation unit 17 ends the operation (S15 ⁇ END).
  • the calculation unit 17 sets the online average as the reference voltage (S16).
  • the calculation unit 17 determines whether or not a voltage value equal to or higher than the dead zone has been input (S17).
  • the dead zone is, for example, a case where the voltage value is less than a predetermined value (for example, the difference between the current voltage value and the reference voltage is less than 0.5% with respect to the reference voltage).
  • the calculation unit 17 considers that there is no input as an error and ends the operation (S17 ⁇ END). If the voltage value is equal to or higher than the predetermined value, the calculation unit 17 calculates the integrated value (S18).
  • the calculation unit 17 can output information on the opening / closing angle according to the integrated value.
  • the surface panel 103, the display 104, and the bending sensor 1 are attached with an adhesive or an adhesive as described above.
  • the adhesive or adhesive produces a stress relaxation action that attempts to restore the deformed shape to its original shape.
  • the stress relaxation action produces a voltage having the opposite polarity to the voltage for bending deformation.
  • the stress relaxation action continues even after the bending deformation disappears. Therefore, the integrated value fluctuates even after the bending deformation has stopped.
  • JP-A-2017-33505 the detected value due to stress relaxation action is excluded. Since the configuration of JP-A-2017-33505 is applied to a pressing sensor having small deformation and not maintained for a long time, the influence of an error due to the exclusion of the detected value due to the stress relaxation action is small. However, the bending sensor 1 of the present embodiment is applied to the electronic device 100 that bends to about 180 °. Such a bendable device has a large deformation and is maintained for a long time. Therefore, if the detected value due to the stress relaxation action is excluded, the magnitude of the error becomes a value that cannot be ignored.
  • the detected opening / closing angle becomes smaller than the actual opening / closing angle due to the stress relaxation action. For example, when the actual opening / closing angle is 180 °, the integrated value decreases due to the stress relaxation action, so that the detected opening / closing angle decreases to about 178 °.
  • the bending sensor 1 of the present embodiment associates the corrected integral value corrected in consideration of the voltage decrease value due to the stress relaxation action from the maximum integrated value with the angle of the maximum bending state (180 °) and calculates it. Normalize the integrated value with an angle. As a result, the bending sensor 1 can accurately detect the bending state while considering the decrease in the integrated value due to the stress relaxation action.
  • the operation of the calculation unit 17 will be described with reference to the flowchart.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the calculation unit 17.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the integrated value and the opening / closing angle.
  • the calculation unit 17 determines whether or not the integrated value is larger than the maximum value (MAX) (S21).
  • the maximum value is the integrated value immediately after bending the electronic device 100 by 180 ° (the maximum value before the integrated value decreases due to stress relaxation action). The maximum value is obtained in advance. Ideally, the integrated value will never exceed this maximum value. Therefore, when the integrated value is larger than the maximum value, the arithmetic unit 17 sets the integrated value to the maximum value (S22). Further, the arithmetic unit 17 determines that the reference voltage is affected by the error due to some influence, and turns on the dynamic calibration mode (S23). The dynamic calibration mode will be described later.
  • the arithmetic unit 17 determines whether or not the integrated value is smaller than 0 (S24).
  • the integral value is ideally never less than zero. Therefore, when the integrated value is less than 0, the arithmetic unit 17 sets the integrated value to 0 (S25). Further, the arithmetic unit 17 turns on the dynamic calibration mode (S23).
  • the calculation unit 17 determines whether or not the integrated value is larger than the difference value between the maximum value and the decrease value ( ⁇ S) due to the stress relaxation action (S26).
  • the decrease value ( ⁇ S) due to stress relaxation action is obtained in advance.
  • the calculation unit 17 determines that the integrated value is larger than MAX- ⁇ S
  • the calculation unit 17 corrects the integrated value to "integral value + (MAX- ⁇ S-integral value) x attenuation factor (for example, 0.002)" (S27). ..
  • the attenuation factor is obtained in advance so that all integral values larger than MAX- ⁇ S correspond to an angle of 180 °. As a result, even if the integrated value exceeds MaX ⁇ S, all the angles are normalized to 180 °.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the integrated value and the opening / closing angle conversion.
  • the bending sensor 1 can accurately detect the bending state while considering the decrease in the integrated value due to the stress relaxation action.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the calibration mode.
  • the arithmetic unit 17 determines whether or not the dynamic calibration mode is on (S41).
  • the arithmetic unit 17 ends the operation when the dynamic calibration mode is off.
  • the arithmetic unit 17 determines whether the differential value of the voltage is less than a predetermined value (for example, 0.0003) and the state continues for a predetermined time (for example, 10 msec) or more. (S42).
  • the calculation unit 17 updates the reference voltage only when the differential value of the voltage is less than a predetermined value and the state continues for a predetermined time or longer (S43). That is, the calculation unit 17 sets the online average as the reference voltage.
  • the arithmetic unit 17 can sequentially calibrate the reference voltage even during operation and suppress the error.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a method for correcting an integrated value using the housing characteristics of the electronic device 100.
  • the electronic device 100 of the present embodiment has an opening / closing angle of 0 ° shown in FIG. 4A, an opening / closing angle of 15 ° shown in FIG. 4B, and an opening / closing angle of 180 shown in FIG. 4C, respectively. It is possible to maintain the open / closed state of.
  • the housing 102 of the electronic device 100 has a urging function such as a spring (not shown). With this urging function, when the housing 102 is further opened from the state where the opening / closing angle is 15 °, the housing 102 automatically and promptly changes to the opening / closing angle of 0 °.
  • the housing 102 when the housing 102 is closed from the state where the opening / closing angle is 0 °, the housing 102 automatically and quickly changes to the opening / closing angle of 15 °. Further, the housing 102 of the electronic device 100 is provided with an attraction function such as a magnet (not shown). With the suction function, when the housing 102 is further closed from the opening / closing angle of about 165 °, the housing 102 automatically and promptly changes to the opening / closing angle of 180 °.
  • an attraction function such as a magnet (not shown).
  • the arithmetic unit 17 may correct the integrated value by utilizing these housing characteristics. That is, when the opening / closing angle is close to 0 ° or 180 °, the calculation unit 17 performs a process of bringing the detection angle close to 0 ° or 180 °. As shown in FIG. 10, the calculation unit 17 determines whether or not the opening / closing angle is larger than 162 ° (S51). When the calculation unit 17 determines that the opening / closing angle is larger than 162 °, the calculation unit 17 corrects the integrated value to the integrated value + (MAX- ⁇ S-integrated value) ⁇ a predetermined value (for example, 0.002) (S52). As a result, the integrated value is gradually brought closer to MAX- ⁇ S.
  • the calculation unit 17 determines whether or not the opening / closing angle is smaller than 18 ° (S53). When the calculation unit 17 determines that the opening / closing angle is smaller than 18 °, the calculation unit 17 corrects the integrated value to the integrated value ⁇ (integrated value) ⁇ a predetermined value (for example, 0.002) (S54). As a result, the integrated value is gradually approached to 0.
  • the bending sensor 1 utilizes the feature that the housing 102 stably holds the opening / closing angles of 0 °, 15 °, and 180 °, and the opening / closing angle is less than 18 ° or larger than 162 °. In this case, stable correction is realized by making corrections that bring the integrated value closer to MAX- ⁇ S or 0.
  • FIG. 11 is a flowchart showing another correction method using the housing characteristics of the electronic device 100.
  • the calculation unit 17 determines whether or not the opening / closing angle is less than 15 ° (S61). When the calculation unit 17 determines that the opening / closing angle is less than 15 °, whether or not the difference between the detected voltage value and the reference voltage is less than 0.5 mV (S62), and larger than 0.8 mV. Whether or not (S63) is determined.
  • the opening / closing angle changes from 15 ° to 0 °, the housing 102 opens at a constant speed, so that the difference between the voltage value and the reference voltage is within a predetermined range (0.5 mV to 0.8 mV in this example). Become. Therefore, when the difference between the voltage value and the reference voltage is within a predetermined range (0.5 mV to 0.8 mV in this example), the calculation unit 17 sets the opening / closing angle to 1/4 (0.25 ⁇ S) of ⁇ S. (S64).
  • the bending sensor 1 utilizes the feature that a stable voltage value is output when the housing 102 opens from the opening / closing angle of 15 ° to 0 °, and the opening / closing angle is set to 1/4 (0. By performing the correction to reset to 25 ⁇ S), stable correction is realized.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Telephone Function (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

曲げセンサ（１）は、折り曲げ可能な基材（１０３）に配置される圧電素子（１０）と、前記圧電素子（１０）に生じる電圧を検知する電圧検出回路（１５）と、前記電圧検出回路（１５）で検出した電圧を積分して積分値を算出し、前記積分値と前記基材（１０３）の折り曲げ状態とを対応付ける演算部（１７）と、を備え、前記演算部（１７）は、前記積分値の最大値を応力緩和作用による減少値で補正した補正積分値を予め算出し、前記補正積分値を前記基材（１０３）の第１折り曲げ状態に対応付け、算出した積分値を前記補正積分値に基づいて正規化する。

Description

曲げセンサおよび電子機器
　本発明は、曲げセンサおよび電子機器に関する。
　近年、操作面に対する押圧を検出する圧電センサを備えるタッチ式入力装置が各種考案されている。例えば、特許文献１は、操作板（ガラス板など）と圧電センサとが積層したタッチ式入力装置を開示している。
　操作板は、操作面と操作面に対向する裏面とを有する。圧電センサは、接着剤または粘着剤を介して操作板の裏面に貼付されている。圧電センサは、圧電フィルムと、圧電フィルムの両面に設けられた第１電極および第２電極と、を有する。
　以上の構成において、ユーザが操作板を押圧すると、操作板は押圧された方向に凸となるように撓む。圧電センサも、押圧された方向に凸となるように撓む。これにより圧電フィルムが歪む。圧電フィルムが歪むことによって第１電極と第２電極との間に電圧が発生する。そのため、圧電センサは、第１電極と第２電極との間に発生した電圧から、ユーザが加えた荷重（押圧）を検出することができる。
　しかしながら、操作板及び圧電センサが押圧された方向に凸となるように撓むと、接着剤または粘着剤も押圧された方向に凸となるように撓む。そして、接着剤または粘着剤は、変形した形状から、元の形状に復元しようとする。
　そのため、接着剤または粘着剤は、荷重が変化する方向とは逆方向へ応力緩和作用を生じる。ユーザが荷重を変化させ始めた直後から荷重が接着剤または粘着剤によって緩和されるが、応力緩和作用は、荷重の変化が終わった後も続く。これにより、圧電センサは、荷重の変化が終わった後、荷重の変化に対応する電圧とは逆方向の電圧を出力する。
　よって、従来のタッチ式入力装置が圧電センサの出力電圧を積分した場合、荷重の変化が終わった後、積分値が応力緩和作用の出力分、減少してしまう。すなわち、荷重の変化が終わった後、ユーザが加えている力は変わらないにも係らず、積分値が応力緩和作用の出力分、減少してしまう。
　そこで、特許文献２には、圧電センサの出力電圧と基準電圧との差分が閾値を超えるか否かを判定し、差分が閾値を超えたとき、閾値を超えた区間の検出値を積分し、閾値の絶対値を大きくする構成が開示されている。そのため、特許文献２の構成は、応力緩和作用による逆方向の検出値を積分しない。
　一方で、特許文献３には、折り曲げ可能なディスプレイおよび携帯端末機器が開示されている。
特開２０１５－６９２６４号公報 特開２０１７－３３５０５号公報 特開２０１８－７２６６３号公報
　特許文献２の構成は、変形が小さく、かつ長時間維持されない押圧センサに適用しているため、応力緩和作用による検出値を排除したことによる誤差の影響は少ない。しかし、特許文献３のような折り曲げ可能な装置は、変形が大きく、かつ長時間維持されるため、仮に特許文献２の様な押圧センサにおける閾値の制御手法を採用すると、応力緩和作用による検出値を排除したことによる誤差が無視できない程度になる。
　そこで、本発明の目的は、折り曲げ可能な機器において応力緩和作用の影響を抑えながらも誤差を抑えることができる曲げセンサおよび電子機器を提供することにある。
　本発明に係る曲げセンサは、折り曲げ可能な基材に配置される圧電素子と、前記圧電素子に生じる電圧を検知する電圧検出回路と、前記電圧検出回路で検出した電圧を積分して積分値を算出し、前記積分値と前記基材の折り曲げ状態とを対応付ける演算部と、を備え、前記演算部は、前記積分値の最大値を応力緩和作用による減少値で補正した補正積分値を予め算出し、前記補正積分値を前記基材の第１折り曲げ状態に対応付け、算出した積分値を前記補正積分値に基づいて正規化する。
　演算部は、積分の最大値（応力緩和作用により積分値が減少するよりも前の最大値）から応力緩和作用による減少値（ΔＳ）を差分した補正積分値を予め求め、当該補正積分値を第１状態（例えば開閉角度１８０°）に対応付ける。そして、演算部は、求めた各積分値を補正積分値に基づき、正規化する（例えば０～１８０°に正規化する）。これにより、曲げセンサは、応力緩和作用による積分値の低下を考慮しつつも折り曲げ状態を正確に検出することができる。
　本発明によれば、折り曲げ可能な機器において応力緩和作用の影響を抑えながらも誤差を抑えることができる。
図１（Ａ）は曲げセンサ１を備えた電子機器１００の斜視図であり、（Ｂ）は折り曲げた状態の電子機器１００の斜視図である。 電子機器１００の断面模式図である。 曲げセンサ１の電気的構成を示すブロック図である。 図４（Ａ）は、開閉角度０°の折り曲げ状態を示す一部断面図であり、図４（Ｂ）は、開閉角度１５°の折り曲げ状態を示す一部断面図であり、図４（Ｃ）は、開閉角度１８０°の折り曲げ状態を示す一部断面図である。 演算部１７の動作を示すフローチャートである。 演算部１７の動作を示すフローチャートである。 積分値と開閉角度の関係を示す図である。 積分値と開閉角度変換の動作を示すフローチャートである。 校正モードの動作を示すフローチャートである。 電子機器１００の筐体的特徴を用いた積分値の補正手法を示すフローチャートである。 電子機器１００の筐体的特徴を用いた別の補正手法を示すフローチャートである。
　以下、本発明の実施形態に係る曲げセンサ１よび当該曲げセンサ１を備えた電子機器１００について、図を参照しながら説明する。なお、各図面において、説明の都合上、配線等は省略している。
　図１（Ａ）は曲げセンサ１を備えた電子機器１００の斜視図である。図１（Ｂ）は折り曲げた状態の電子機器１００の斜視図である。電子機器１００は、スマートフォン等の情報処理装置である。
　図２は、図１（Ａ）に示す電子機器１００を図１（Ａ）に示すＩ－Ｉ線で切断した断面模式図である。なお、図２は、説明のために曲げセンサ１を大きく表示し、他の電子部品等は省略している。
　図１（Ａ）に示すように、電子機器１００は、略直方体形状の筐体１０２を備える。電子機器１００は、筐体１０２に配置された平板状の表面パネル１０３を備える。表面パネル１０３は、ユーザが指またはペンなどを用いてタッチ操作を行う操作面として機能する。以下、筐体１０２の幅方向（横方向）をＸ方向とし、長さ方向（縦方向）をＹ方向とし、厚み方向をＺ方向として説明する。
　図２に示すように、電子機器１００は、筐体１０２の内側に表示器１０４および曲げセンサ１を備える。表示器１０４および曲げセンサ１は、表面パネル１０３の筐体１０２内側の面に形成されている。表面パネル１０３は透光性を有する。
　表面パネル１０３の下面と表示器１０４の上面は、例えば粘着剤または接着剤で貼り付けられる。また、表示器１０４の下面と曲げセンサ１の上面は、例えば粘着剤または接着剤で貼り付けられる。
　なお、曲げセンサ１が透明である場合、曲げセンサ１は表示器１０４よりも表面パネル１０３側に配置してもよい。
　筐体１０２、表面パネル１０３、表示器１０４、および曲げセンサ１は、可撓性を有する。これにより、電子機器１００は、折り曲げることができる。この例では、Ｘ方向に沿った折り畳み位置Ｌを折れ曲がり線として折り曲げることができる。また、この例では、表面パネル１０３を内側にして折り曲げるが、表面パネル１０３を外側にして折り曲げてもよい。
　電子機器１００は、折り畳み位置Ｌを軸として０°～１８０°まで開閉することができる。曲げセンサ１は、電子機器１００の折り曲げ状態（現在の開閉角度）を検出する。なお、電子機器１００は、屈曲部にヒンジまたは蛇腹構造等を設けることにより開閉可能としてもよい。
　曲げセンサ１は、圧電素子１０、第１電極１１、および第２電極１２を備える。圧電素子１０は平面視して矩形状に形成されている。第１電極１１および第２電極１２は平膜状であり、圧電素子１０と同様に平面視して矩形状に形成されている。なお、圧電素子１０、第１電極１１、および第２電極１２の形状は、矩形状に限らない。
　圧電素子１０は、例えばＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）またはポリ乳酸等のキラル高分子からなる。ポリ乳酸（ＰＬＡ）は、Ｌ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）またはＤ型ポリ乳酸（ＰＤＬＡ）のいずれを用いてもよい。圧電素子１０は、平面方向の伸縮により分極し、第１主面および第２主面に電位差を生じる。
　第１電極１１は、グランド電極であり、第２電極１２は、検出用電極である。第１電極１１は、表示器１０４に対するノイズシールドとしても機能する。ただし、第２電極１２がグランド電極であってもよい。
　図３は、曲げセンサ１の電気的構成を示すブロック図である。第１電極１１および第２電極１２は、電圧検出回路１５に接続される。電圧検出回路１５は、第１電極１１および第２電極１２の電位差、すなわち圧電素子１０で生じる電圧を検出する。電圧検出回路１５は、検出した電圧値を演算部１７に出力する。
　演算部１７は、電圧検出回路１５で検出した電圧値を積分して積分値を算出する。演算部１７は、算出した積分値と、基材である表面パネル１０３の折り曲げ状態（開閉角度）を対応付ける。これにより、演算部１７は、電子機器１００の折り曲げ状態（開閉角度）を検出する。演算部１７は、検出した開閉角度の情報を出力する。
　図４（Ａ）は、開閉角度０°の折り曲げ状態を示す一部断面図であり、図４（Ｂ）は、開閉角度１５°の折り曲げ状態を示す一部断面図であり、図４（Ｃ）は、開閉角度１８０°の折り曲げ状態を示す一部断面図である。図４（Ａ）～図４（Ｃ）は、圧電素子１０および基材である表面パネル１０３のみ表示している。なお、本実施形態では、電子機器１００を折り曲げていない状態を開閉角度０°と定義し、電子機器１００の最大の折り曲げ状態を開閉角度１８０°と定義している。ただし、電子機器１００を折り曲げていない状態を開閉角度１８０°と定義し、電子機器１００の最大の折り曲げ状態を開閉角度０°と定義してもよい。
　図４（Ａ）に示す様に、表面パネル１０３の開閉角度が０°の状態では、圧電素子１０は、伸縮しない基準状態である。図４（Ｂ）に示す様に表面パネル１０３を折り曲げると、圧電素子１０が伸張する。また、図４（Ｃ）に示す様に、表面パネル１０３を１８０°折り曲げると、圧電素子１０の伸張量は、最大になる。
　圧電素子１０は、伸縮速度に応じた電圧を生じる。例えば、表面パネル１０３の開閉角度が０°の状態から図４（Ｂ）に示す様に表面パネル１０３を１５°程度折り曲げると、圧電素子１０は、折り曲げの速度に応じた電圧を生じる。開閉角度を維持した状態では、圧電素子１０は、電圧を生じない。したがって、演算部１７は、電圧値（基準電圧との差分）を積分し、積分値を開閉角度に対応付ける。
　図５は、演算部１７の動作を示すフローチャートである。演算部１７は、まず電圧値を取得する（Ｓ１１）。演算部１７は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理を行ない、ノイズ成分を除去する（Ｓ１２）。そして、演算部１７は、電圧値のオンライン平均を算出する（Ｓ１３）。オンライン平均は、以下の数式で表される。
　Ａｖｅｎ＋１＝（Ａｖｅｎ＋Ｄａｔａｎ）／ｎ
　Ｄａｔａｎは、ｎ番目に入力した現在の電圧値であり、Ａｖｅｎは、現在のオンライン平均である。演算部１７は、メモリ（不図示）にオンライン平均を逐次保持する。メモリには、過去の電圧値は保持しない。これにより、過去のデータを保持するメモリを大容量にする必要が無い。この様に算出したオンライン平均が基準電圧になる。演算部１７は、オンライン平均を基準電圧に設定することで、基準電圧更新の変動によるセンサの測定誤差を減少することができる。
　次に、演算部１７は、基準電圧が未設定であるか否かを判断する（Ｓ１４）。基準電圧が設定済の場合、Ｓ１７の処理にスルーする（Ｓ１４→Ｓ１７）。起動時には、基準電圧は未設定である。したがって、演算部１７は、基準電圧が未設定であると判断した場合、基準電圧を設定する。ただし、演算部１７は、基準電圧設定条件を満たすか否かを判断する（Ｓ１５）。例えば、演算部１７は、起動後に所定時間（例えば５００ｍｓｅｃ）経過し、かつ電圧値の変動が所定値未満（例えば、現在の電圧値とオンライン平均の差分が、オンライン平均に対して０．１％未満）である場合に、基準電圧設定条件を満たしたと判断する。演算部１７は、基準電圧設定条件を満たしていないと判断した場合、動作を終える（Ｓ１５→ＥＮＤ）。演算部１７は、基準電圧設定条件を満たしていると判断した場合に、オンライン平均を基準電圧に設定する（Ｓ１６）。
　次に、演算部１７は、不感帯以上の電圧値が入力されたか否かを判断する（Ｓ１７）。不感帯とは、例えば、電圧値が所定値未満（例えば、現在の電圧値と基準電圧の差分が、基準電圧に対して０．５％未満）の場合である。演算部１７は、電圧値が所定値未満の場合、誤差であるとして入力が無いものとみなし、動作を終える（Ｓ１７→ＥＮＤ）。演算部１７は、電圧値が所定値以上であれば、積分値を算出する（Ｓ１８）。
　これにより、演算部１７は、積分値に応じた開閉角度の情報を出力できる。
　一方、表面パネル１０３、表示器１０４、および曲げセンサ１は、上述した様に接着剤または粘着剤で貼り付けられる。接着剤または粘着剤は、変形した形状から、元の形状に復元しようとする応力緩和作用を生じる。応力緩和作用は、曲げ変形に対する電圧とは逆極性の電圧を生じる。応力緩和作用は、曲げ変形が無くなった後も続く。そのため、曲げ変形が止まった後も、積分値が変動してしまう。
　特開２０１７－３３５０５号公報の構成では、応力緩和作用による検出値を排除している。特開２０１７－３３５０５号公報の構成は、変形が小さく、かつ長時間維持されない押圧センサに適用しているため、応力緩和作用による検出値を排除したことによる誤差の影響は少ない。しかし、本実施形態の曲げセンサ１は、１８０°程度に折り曲げる電子機器１００に適用する。この様な折り曲げ可能な装置は、変形が大きく、かつ長時間維持される。したがって、応力緩和作用による検出値を排除すると誤差の大きさが無視できない値になる。ここで、仮に積分値の最大値を最大の折り曲げ状態（１８０°）に対応付けると、応力緩和作用により、検出される開閉角度が実際の開閉角度よりも小さくなる。例えば、実際の開閉角度が１８０°の場合では、応力緩和作用により積分値が低下するため、検出される開閉角度が１７８°程度に低下する。
　そこで、本実施形態の曲げセンサ１は、積分値の最大値から応力緩和作用による電圧の減少値を考慮して補正した補正積分値を最大の折り曲げ状態の角度（１８０°）に対応付け、算出した積分値を角度で正規化する。これにより、曲げセンサ１は、応力緩和作用による積分値の低下を考慮しつつも折り曲げ状態を正確に検出することができる。以下、フローチャートを参照して演算部１７の動作を説明する。
　図６は、演算部１７の動作を示すフローチャートである。図７は、積分値と開閉角度の関係を示す図である。
　まず、演算部１７は、積分値が最大値（ＭＡＸ）よりも大きいか否かを判断する（Ｓ２１）。最大値とは、電子機器１００を１８０°折り曲げた直後の積分値（応力緩和作用により積分値が減少するよりも前の最大値）である。最大値は予め求めておく。積分値は、理想的にはこの最大値以上になることはない。したがって、演算部１７は、積分値が最大値よりも大きい場合、積分値を最大値にセットする（Ｓ２２）。また、演算部１７は、何らかの影響により基準電圧が誤差の影響を受けていると判断して、動的校正モードをオンする（Ｓ２３）。動的校正モードについては後述する。
　演算部１７は、積分値が最大値以下である場合、さらに、積分値が０よりも小さいか否かを判断する（Ｓ２４）。積分値は、理想的には０未満になることはない。したがって、演算部１７は、積分値が０未満である場合、積分値を０にセットする（Ｓ２５）。また、演算部１７は、動的校正モードをオンする（Ｓ２３）。
　次に、演算部１７は、積分値が、最大値と応力緩和作用による減少値（ΔＳ）の差分値よりも大きいか否かを判断する（Ｓ２６）。応力緩和作用による減少値（ΔＳ）は、予め求めておく。演算部１７は、積分値がＭＡＸ－ΔＳよりも大きいと判断した場合、積分値を「積分値 ＋（ＭＡＸ－ΔＳ－積分値）×減衰率（例えば０．００２）」に補正する（Ｓ２７）。減衰率は、ＭＡＸ－ΔＳよりも大きい積分値が全て１８０°の角度に対応する様に、予め求めておく。これにより、積分値がＭａＸ－ΔＳを超えても、角度は全て１８０°に規格化される。
　図８は、積分値と開閉角度変換の動作を示すフローチャートである。演算部１７は、図６のフローチャートで補正された積分値を開閉角度に変換する。すなわち、演算部１７は、開閉角度を、角度＝｛積分値／（ＭＡＸ－ΔＳ）｝×１８０の数式で求める（Ｓ３１）。ここで、演算部１７は、求めた角度が１８０を超える場合には、角度を１８０°にセットする（Ｓ３２→Ｓ３３）。また、演算部１７は、求めた角度が０未満となる場合には、角度を０°にセットする（Ｓ３４→Ｓ３５）。
　以上の様にして、演算部１７は、積分値＝ＭＡＸ－ΔＳを１８０°に対応付けて、求めた各積分値を角度で正規化する。これにより、曲げセンサ１は、応力緩和作用による積分値の低下を考慮しつつも折り曲げ状態を正確に検出することができる。
　図９は、校正モードの動作を示すフローチャートである。演算部１７は、動的校正モードがオンであるか否かを判断する（Ｓ４１）。演算部１７は、動的校正モードがオフの場合、動作を終える。
　演算部１７は、動的校正モードがオンの場合、電圧の微分値が所定値（例えば０．０００３）未満であり、かつその状態が所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）以上継続しているか否かを判断する（Ｓ４２）。演算部１７は、電圧の微分値が所定値未満であり、かつその状態が所定時間以上継続している場合に限り、基準電圧を更新する（Ｓ４３）。すなわち、演算部１７は、オンライン平均を基準電圧に設定する。これにより、演算部１７は、動作中にも逐次的に基準電圧を校正し、誤差を抑えることができる。
　次に、図１０は、電子機器１００の筐体的特徴を用いた積分値の補正手法を示すフローチャートである。本実施形態の電子機器１００は、図４（Ａ）に示した開閉角度０°、図４（Ｂ）に示した開閉角度１５°、および図４（Ｃ）に示した開閉角度１８０で、それぞれの開閉状態を保持することができる。電子機器１００の筐体１０２は、不図示のバネ等の付勢機能を備える。この付勢機能により、筐体１０２は、開閉角度１５°の状態からさらに開けると、自動的かつ速やかに開閉角度０°に変化する。また、筐体１０２は、開閉角度０°の状態から筐体１０２を閉じると、自動的かつ速やかに開閉角度１５°に変化する。また、電子機器１００の筐体１０２には、不図示の磁石等の吸着機能を備える。当該吸着機能により、筐体１０２は、開閉角度１６５°程度からさらに筐体１０２を閉じると、筐体１０２は自動的かつ速やかに開閉角度１８０°に変化する。
　演算部１７は、これらの筐体的特徴を利用して、積分値を補正してもよい。すなわち、演算部１７は、開閉角度が０°または１８０°に近い場合には、検出角度を０°または１８０°に近づける処理を行なう。図１０に示す様に、演算部１７は、開閉角度が１６２°よりも大きいか否かを判断する（Ｓ５１）。演算部１７は、開閉角度が１６２°よりも大きいと判断した場合、積分値を、積分値＋（ＭＡＸ－ΔＳ－積分値）×所定値（例えば０．００２）に補正する（Ｓ５２）。これにより、積分値を緩やかにＭＡＸ－ΔＳに近づける。
　また、演算部１７は、開閉角度が１８°よりも小さい否かを判断する（Ｓ５３）。演算部１７は、開閉角度が１８°よりも小さいと判断した場合、積分値を、積分値－（積分値）×所定値（例えば０．００２）に補正する（Ｓ５４）。これにより、積分値を緩やかに０に近づける。
　そして、演算部１７は、開閉角度を、角度＝｛積分値／（ＭＡＸ－ΔＳ）｝×１８０の数式で求める（Ｓ３１）。
　この様に、曲げセンサ１は、筐体１０２が開閉角度０°、１５°、および１８０°の状態を安定的に保持する特徴を利用し、開閉角度が１８°未満、あるいは１６２°よりも大きい場合に、積分値をＭＡＸ－ΔＳまたは０に近づける補正を行うことで、安定的な補正を実現する。
　図１１は、電子機器１００の筐体的特徴を用いた別の補正手法を示すフローチャートである。演算部１７は、開閉角度が１５°未満であるか否かを判断する（Ｓ６１）。演算部１７は、開閉角度が１５°未満であると判断した場合、さらに、検出した電圧値と基準電圧の差が０．５ｍＶ未満であるか否か（Ｓ６２）、および０．８ｍＶよりも大きいか否か（Ｓ６３）を判断する。開閉角度１５°の状態から０°の変化時には、筐体１０２は、一定の速度で開くため、電圧値と基準電圧の差が所定の範囲（この例では、０．５ｍＶ～０．８ｍＶ）になる。したがって、演算部１７は、電圧値と基準電圧の差が所定の範囲（この例では、０．５ｍＶ～０．８ｍＶ）である場合、開閉角度をΔＳの１／４（０．２５ΔＳ）に設定する（Ｓ６４）。
　この様に、曲げセンサ１は、筐体１０２が開閉角度１５°から０°まで開く際に、安定的な電圧値が出力される特徴を利用し、開閉角度をΔＳの１／４（０．２５ΔＳ）にリセットする補正を行うことで、安定的な補正を実現する。
　最後に、前記実施形態の説明は、すべての点で例示であり、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲は、特許請求の範囲と均等の範囲を含む。
１…曲げセンサ
１０…圧電素子
１１…第１電極
１２…第２電極
１５…電圧検出回路
１７…演算部
１００…電子機器
１０２…筐体
１０３…表面パネル
１０４…表示器

Claims (8)

  1. 　折り曲げ可能な基材に配置される圧電素子と、
    　前記圧電素子に生じる電圧を検知する電圧検出回路と、
    　前記電圧検出回路で検出した電圧を積分して積分値を算出し、前記積分値と前記基材の折り曲げ角度とを対応付ける演算部と、
    　を備え、
    　前記演算部は、前記積分値の最大値を応力緩和作用による減少値で補正した補正積分値を予め算出し、
    　前記補正積分値を前記基材の第１折り曲げ角度に対応付け、
    　算出した積分値を前記補正積分値に基づいて正規化する、
    　曲げセンサ。
  2. 　前記演算部は、前記積分値が前記補正積分値を超えた場合に、前記積分値を前記補正積分値との差分に基づいて変更する、
    　請求項１に記載の曲げセンサ。
  3. 　前記演算部は、正規化した前記積分値が前記第１折り曲げ角度を超えた場合に、前記正規化した前記積分値を前記第１折り曲げ角度に変更する、
    　請求項１または請求項２に記載の曲げセンサ。
  4. 　前記演算部は、正規化した前記積分値が第２折り曲げ角度を超える、または第３折り曲げ角度未満となる場合に、前記積分値を所定値に補正する、
    　請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の曲げセンサ。
  5. 　前記演算部は、正規化した前記積分値が第４折り曲げ角度未満となり、かつ前記電圧が所定の条件を満たす場合に、前記正規化した積分値をリセットする、
    　請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の曲げセンサ。
  6. 　前記演算部は、前記電圧値のオンライン平均を求め、
    　所定時間以上電圧の変動がない場合に、前記オンライン平均に基づいて基準電圧を設定する、
    　請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の曲げセンサ。
  7. 　前記演算部は、前記積分値が第２所定値を超える場合に前記積分値を前記第２所定値に設定して前記基準電圧を更新する、
    　請求項６に記載の曲げセンサ。
  8. 　請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の曲げセンサを備える電子機器。
PCT/JP2021/020899 2020-06-17 2021-06-01 曲げセンサおよび電子機器 WO2021256252A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022506802A JP7078199B1 (ja) 2020-06-17 2021-06-01 曲げセンサおよび電子機器
CN202180006837.5A CN114787578B (zh) 2020-06-17 2021-06-01 弯曲传感器以及电子设备
US17/660,106 US20220244114A1 (en) 2020-06-17 2022-04-21 Bending sensor and electronic apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020104439 2020-06-17
JP2020-104439 2020-06-17

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US17/660,106 Continuation US20220244114A1 (en) 2020-06-17 2022-04-21 Bending sensor and electronic apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021256252A1 true WO2021256252A1 (ja) 2021-12-23

Family

ID=79267849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/020899 WO2021256252A1 (ja) 2020-06-17 2021-06-01 曲げセンサおよび電子機器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220244114A1 (ja)
JP (1) JP7078199B1 (ja)
CN (1) CN114787578B (ja)
WO (1) WO2021256252A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006038710A (ja) * 2004-07-28 2006-02-09 Hiroshima Univ 曲げ変形センサおよび変形測定装置
US20150169091A1 (en) * 2013-12-17 2015-06-18 Industrial Technology Research Institute Bend sensor, bend sensing method and bend sensing system for flexible display panel
JP2017033505A (ja) * 2015-08-06 2017-02-09 株式会社村田製作所 タッチ式入力装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8729887B2 (en) * 2009-11-09 2014-05-20 Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha Rotation angle sensor
JP2011242386A (ja) * 2010-04-23 2011-12-01 Immersion Corp 接触センサと触覚アクチュエータとの透明複合圧電材結合体
KR102056898B1 (ko) * 2013-01-22 2019-12-18 삼성디스플레이 주식회사 플렉서블 디스플레이 및 이의 각도 측정 방법
KR102118403B1 (ko) * 2013-05-08 2020-06-03 삼성전자주식회사 연성 기기, 연성 기기의 형상 감지 장치, 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
JP6104721B2 (ja) * 2013-06-06 2017-03-29 日本写真印刷株式会社 圧電センサおよび圧力検出装置
WO2016002460A1 (ja) * 2014-07-02 2016-01-07 株式会社村田製作所 入力端末
CN110462358B (zh) * 2017-07-26 2021-05-28 株式会社村田制作所 电子设备

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006038710A (ja) * 2004-07-28 2006-02-09 Hiroshima Univ 曲げ変形センサおよび変形測定装置
US20150169091A1 (en) * 2013-12-17 2015-06-18 Industrial Technology Research Institute Bend sensor, bend sensing method and bend sensing system for flexible display panel
JP2017033505A (ja) * 2015-08-06 2017-02-09 株式会社村田製作所 タッチ式入力装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20220244114A1 (en) 2022-08-04
JPWO2021256252A1 (ja) 2021-12-23
CN114787578A (zh) 2022-07-22
CN114787578B (zh) 2024-04-19
JP7078199B1 (ja) 2022-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10352786B2 (en) Pressing sensor and electronic device
US9557862B2 (en) Bend sensor, bend sensing method and bend sensing system for flexible display panel
TWI515615B (zh) 觸控裝置及其觸控感測方法
US20180035208A1 (en) Display device
JP6406461B2 (ja) 電子機器
US8981834B2 (en) Circuit and method for dynamic offset compensation in a MEMS sensor device
KR102319464B1 (ko) 터치 장치 및 이를 포함하는 표시 장치
JP6635237B2 (ja) 折り畳み構造に用いられる押圧センサ及び電子機器
JP6497264B2 (ja) タッチ式入力装置
WO2016059935A1 (ja) 圧力検出装置、圧力検出装置の制御方法、及びプログラム
WO2021256252A1 (ja) 曲げセンサおよび電子機器
JP6988486B2 (ja) バスタブ型筐体に用いるセンサ及び電子機器
US10656729B2 (en) Pressing detector and electronic device
JP6624343B2 (ja) センサ、タッチパネル、及び電子機器
US20180024685A1 (en) Touch-sensitive input apparatus, electronic apparatus and touch-sensitive input method
US20150138106A1 (en) Information apparatus
JP6791456B2 (ja) 変位検出センサおよびフレキシブルデバイス
JP6638560B2 (ja) 変形検知センサおよび電子機器
JP7473084B2 (ja) 曲げセンサ
JP6973654B2 (ja) タッチパネル
JP3481147B2 (ja) 座標検出装置
JP2015152549A (ja) 物理量センサの制御方法、および、この制御方法を用いた物理量センサ、電子機器
JP2010124592A (ja) 駆動装置及び撮像装置並びに携帯端末
JP2003259666A (ja) 圧電素子制御装置
JP2010035269A (ja) 圧電素子の駆動装置、超音波アクチュエータ装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21826076

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022506802

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21826076

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1