JPH01253624A - 圧電型圧力センサ - Google Patents
圧電型圧力センサInfo
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- JPH01253624A JPH01253624A JP8186988A JP8186988A JPH01253624A JP H01253624 A JPH01253624 A JP H01253624A JP 8186988 A JP8186988 A JP 8186988A JP 8186988 A JP8186988 A JP 8186988A JP H01253624 A JPH01253624 A JP H01253624A
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- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 3
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、圧−型圧力センサ、特に、マトリクス状に配
置された複数個のセンサ素子により接触圧力分布を検出
する圧電型圧力センサに関する。
置された複数個のセンサ素子により接触圧力分布を検出
する圧電型圧力センサに関する。
［従来の技術］
圧電素子をマトリクス状に配置して接触圧力分布を検出
する圧電型圧力分布センサの構成として、たとえば特開
昭６２−２９７７３５号には、第５図に示すような構成
が示されている。
する圧電型圧力分布センサの構成として、たとえば特開
昭６２−２９７７３５号には、第５図に示すような構成
が示されている。
第５図では、圧電素子２ａ、２ｂ、・・・が５行５列の
マトリクス状に配置されている。圧電素子２ａ、２ｂ、
・・・の一方の電極には、行ごとに接続線Ａ４．Ａ２．
・・・が接続されている。また、圧電素子２ａ、２ｂ、
・・・の他方の電極には、列ごとに接続線Ｂ１．Ｂ２．
・・・が電気的に接続されているこの第５図の構成によ
れば、各行あるいは各列ごとに１本の配線が必要となる
たけであ乞ので、リード線の数を減らし、後段の切換回
路の簡略化を図ることができるようになる。
マトリクス状に配置されている。圧電素子２ａ、２ｂ、
・・・の一方の電極には、行ごとに接続線Ａ４．Ａ２．
・・・が接続されている。また、圧電素子２ａ、２ｂ、
・・・の他方の電極には、列ごとに接続線Ｂ１．Ｂ２．
・・・が電気的に接続されているこの第５図の構成によ
れば、各行あるいは各列ごとに１本の配線が必要となる
たけであ乞ので、リード線の数を減らし、後段の切換回
路の簡略化を図ることができるようになる。
［発明が解戻しようとする課題］
前記従来の圧電型圧力分布センサでは、たとえば圧電素
子２ａにおける圧力を測定筆る場合には、圧電素子２ａ
に生じた歪に基づく電位差を、接続線Ａ、と接続線Ｂ、
との間で測定する。
子２ａにおける圧力を測定筆る場合には、圧電素子２ａ
に生じた歪に基づく電位差を、接続線Ａ、と接続線Ｂ、
との間で測定する。
ところがこの構成では、たとえば、接続線Ａ１−圧電素
子２ｂ−接続線Ｂ２−圧電素子２ｃ−接続線Ａ２−圧電
素子２ｄ−接続線Ｂ１のような閉回路も同時に形成され
ている。したがって、圧電素子２ａにおける電位差を測
定する場合に、他の閉回路を形成する素子２ｂ、２ｃ、
２ｄなどがｉ’１ｌ１１定結果に影響を及ぼすことにな
る。
子２ｂ−接続線Ｂ２−圧電素子２ｃ−接続線Ａ２−圧電
素子２ｄ−接続線Ｂ１のような閉回路も同時に形成され
ている。したがって、圧電素子２ａにおける電位差を測
定する場合に、他の閉回路を形成する素子２ｂ、２ｃ、
２ｄなどがｉ’１ｌ１１定結果に影響を及ぼすことにな
る。
このため、前記従来の構成では、測定しようとする圧電
素子以外の圧電素子が干渉することになり、正確な圧力
を検出することができない。
素子以外の圧電素子が干渉することになり、正確な圧力
を検出することができない。
本発明の目的は、リード線の数を増やすことなくかつ後
段の切換回路を複雑化することなく、測定しようする圧
電素子以外の圧電素子の干渉を防止し、正確に圧力を検
出することのできる圧電型圧カセンザを提供することに
ある。
段の切換回路を複雑化することなく、測定しようする圧
電素子以外の圧電素子の干渉を防止し、正確に圧力を検
出することのできる圧電型圧カセンザを提供することに
ある。
［課題を解決するための手段］
本発明に係る圧電型圧カセンザは、マトリクス状に配置
された複数個のセンサ素子により、接触圧力分布を検出
する圧電型圧カセンザである。そして、本発明では、各
センサ素子は、圧電素子と圧電素子に接続されたスイッ
チング手段とをそれぞれ有している。さらに、本発明に
係る圧電型圧力センサは、マトリクス状の行・列方向の
うちの一方向に延びる、スイッチング手段を切換えるた
めの複数本の制御線と、行・列方向のうちの他方向に延
び、圧電素子への接続がスイッチング手段により切換え
られる複数本の読取線とを含んでいる。
された複数個のセンサ素子により、接触圧力分布を検出
する圧電型圧カセンザである。そして、本発明では、各
センサ素子は、圧電素子と圧電素子に接続されたスイッ
チング手段とをそれぞれ有している。さらに、本発明に
係る圧電型圧力センサは、マトリクス状の行・列方向の
うちの一方向に延びる、スイッチング手段を切換えるた
めの複数本の制御線と、行・列方向のうちの他方向に延
び、圧電素子への接続がスイッチング手段により切換え
られる複数本の読取線とを含んでいる。
［作用］
マトリクス状に配置された複数個のセンサ素子中の成る
センサ素子における接触圧力を検出する場合には、その
センサ素子のスイッチング手段を切換えるための制御線
を用いて、そのセンサ素子の圧電素子に対し対応する読
取線を接続状態とする。これによって、その読取線から
圧電素子に生じた電荷量を検出する。
センサ素子における接触圧力を検出する場合には、その
センサ素子のスイッチング手段を切換えるための制御線
を用いて、そのセンサ素子の圧電素子に対し対応する読
取線を接続状態とする。これによって、その読取線から
圧電素子に生じた電荷量を検出する。
その検出動作において、他のセンサ素子におけるスイッ
チング手段を切断状態としておけば、他のセンサ素子の
圧電素子が圧力測定に干渉することはない。したがって
、マトリクス状に配置された各センサ素子において、そ
れぞれ正確に圧力が検出できるようになる。
チング手段を切断状態としておけば、他のセンサ素子の
圧電素子が圧力測定に干渉することはない。したがって
、マトリクス状に配置された各センサ素子において、そ
れぞれ正確に圧力が検出できるようになる。
制御線および読取線を順次切換えることにより、任意の
圧電素子における圧力を、他の圧電素子の干渉を受ける
ことなく次々と測定することかできる。これによって、
各圧電素子における圧力を順次検出し、正確な圧力分布
を知ることができる。
圧電素子における圧力を、他の圧電素子の干渉を受ける
ことなく次々と測定することかできる。これによって、
各圧電素子における圧力を順次検出し、正確な圧力分布
を知ることができる。
一方、外部接続のための配線の数は、行・列方向に配置
された制御線と読取線とに対応する数が必要とされるだ
けであるので、前記第５図の従来例と同様にリード線の
数は少なくて済み、後段の切換回路を簡略化することが
できる。
された制御線と読取線とに対応する数が必要とされるだ
けであるので、前記第５図の従来例と同様にリード線の
数は少なくて済み、後段の切換回路を簡略化することが
できる。
［実施例］
第１図は、本発明の一実施例の構成を示す斜視概略図で
ある。ここでは、圧電型圧力センサ１０は、５行５列の
マトリクス状に配置されたセンサ素子１１ ａ、 １
ｌ ｂ、 １１ ｃ、・・・を有している。
ある。ここでは、圧電型圧力センサ１０は、５行５列の
マトリクス状に配置されたセンサ素子１１ ａ、 １
ｌ ｂ、 １１ ｃ、・・・を有している。
第２図に示すように、各センサ素子１１ａ、１１ｂ、・
・はそれぞれ、圧電素子１２と、電界効果トランジスタ
１３と、コンデンサ１４とを有している。また、マトリ
クス状に配置された各センサ素子１１ａ、ｌｌｂ、
の配置に沿って、各行方向に、それぞれ制御線Ｃ，，Ｃ
，，，・・・が配設されている。また、各列方向には、
読取線Ｒ，，Ｒ，，。
・はそれぞれ、圧電素子１２と、電界効果トランジスタ
１３と、コンデンサ１４とを有している。また、マトリ
クス状に配置された各センサ素子１１ａ、ｌｌｂ、
の配置に沿って、各行方向に、それぞれ制御線Ｃ，，Ｃ
，，，・・・が配設されている。また、各列方向には、
読取線Ｒ，，Ｒ，，。
・・・が配設さている。さらに、各列方向には、アース
１５に接続される２条ずつの配線１６．１７が配設され
ている。
１５に接続される２条ずつの配線１６．１７が配設され
ている。
第３図に、１つのセンサ素子１１の等価回路を示す。第
３図において、電界効果トランジスタ１３のゲート電極
は、制御線Ｃに接続されている。
３図において、電界効果トランジスタ１３のゲート電極
は、制御線Ｃに接続されている。
また、トランジスタ］３のソースあるいはドレイン電極
の一方は、読取線Ｒに接続されている。ソースあるいは
ドレイン電極の他方は、圧電素子１２の下端面に形成さ
れた電極１８に接続されている。圧電素子１２の上端面
に形成された電極１９は、アース１５に連続する配線１
７に接続されている。また、圧電素子１２の下端面の電
極１８とアース１５に連続する配線１６との間には、コ
ンデンサ１４か接続されている。すなわち、このコンデ
ンサ１４は圧電素子１２に対し並列に接続されているこ
とになる。なお、圧電素子１２としては、圧電セラミッ
クスや圧電性単結晶などの剛性の高い圧電材料よりなる
素子が使用される。
の一方は、読取線Ｒに接続されている。ソースあるいは
ドレイン電極の他方は、圧電素子１２の下端面に形成さ
れた電極１８に接続されている。圧電素子１２の上端面
に形成された電極１９は、アース１５に連続する配線１
７に接続されている。また、圧電素子１２の下端面の電
極１８とアース１５に連続する配線１６との間には、コ
ンデンサ１４か接続されている。すなわち、このコンデ
ンサ１４は圧電素子１２に対し並列に接続されているこ
とになる。なお、圧電素子１２としては、圧電セラミッ
クスや圧電性単結晶などの剛性の高い圧電材料よりなる
素子が使用される。
上述の圧電型圧力センサ１０は、たとえば第４図に示す
ような圧力分布検出装置に組込まれる。
ような圧力分布検出装置に組込まれる。
第４図において、圧電型圧力センサ１０の制御線Ｃ，，
Ｃ２，・・・は、制御線切換回路２１に接続されている
。また、読取線Ｒ，，Ｒ２，・・・は、読取線切換回路
２２に接続されている。読取線切換回路は積分回路２３
に接続され、積分回路２３はピークホールド回路２４に
接続されている。ピークホールド回路２４は、Ａ／Ｄコ
ンバータ２５を介してデータ処理装置２６に接続されて
いる。さらに、第４図の検出装置は、マトリクス制御回
路２７を備えている。マトリクス制御回路２７は、制御
線切換回路２１、読取線切換回路２２を制御するととも
に、ピークホールド回路２４に所定タイミングでリセッ
ト信号を送り、さらにデータ処理装置に素子切換情報信
号を送るようになっている。また、データ処理装置２６
は、Ａ／Ｄコンバータ２５を制御するための制御信号を
Ａ／Ｄコンバータ２５に送るようになっている。
Ｃ２，・・・は、制御線切換回路２１に接続されている
。また、読取線Ｒ，，Ｒ２，・・・は、読取線切換回路
２２に接続されている。読取線切換回路は積分回路２３
に接続され、積分回路２３はピークホールド回路２４に
接続されている。ピークホールド回路２４は、Ａ／Ｄコ
ンバータ２５を介してデータ処理装置２６に接続されて
いる。さらに、第４図の検出装置は、マトリクス制御回
路２７を備えている。マトリクス制御回路２７は、制御
線切換回路２１、読取線切換回路２２を制御するととも
に、ピークホールド回路２４に所定タイミングでリセッ
ト信号を送り、さらにデータ処理装置に素子切換情報信
号を送るようになっている。また、データ処理装置２６
は、Ａ／Ｄコンバータ２５を制御するための制御信号を
Ａ／Ｄコンバータ２５に送るようになっている。
次に、第４図の圧力分布検出装置に組込まれた圧電型圧
力センサの作動を説明する。
力センサの作動を説明する。
マトリクス制御回路２７により、制御線切換回路２１を
通して、まず制御線Ｃ１に接続されているトランジスタ
１３を導通状態にする。このとき他の制御線Ｃ２＋
ｃ３＋ ・・・は、非導通状態にある。
通して、まず制御線Ｃ１に接続されているトランジスタ
１３を導通状態にする。このとき他の制御線Ｃ２＋
ｃ３＋ ・・・は、非導通状態にある。
これにより、制御線Ｃ１に対応する行のセンサ素子の情
報が、読取線Ｒ，，Ｒ２，・・・を通して読取可能な状
態となる。
報が、読取線Ｒ，，Ｒ２，・・・を通して読取可能な状
態となる。
この状態において、読取線切換回路２２を通して、まず
読取線Ｒ１のみを積分回路２３に接続する。このとき、
残りの読取線Ｒ２，Ｒ３’、・・・は、回路的に開放状
態になっているため、対応するセンサ素子内の情報は保
持されている。
読取線Ｒ１のみを積分回路２３に接続する。このとき、
残りの読取線Ｒ２，Ｒ３’、・・・は、回路的に開放状
態になっているため、対応するセンサ素子内の情報は保
持されている。
読取線Ｒ１を積分回路２３に接続すると、対応する圧電
素子に加圧により蓄積された電荷が、積分回路２３側に
放電される。この電荷を積分回路２３において時間的に
積分すれば、対応するセンサ素子が加圧されることによ
り蓄積していた電荷量が測定できることになる。これは
、後段のピークホールド回路２４、Ａ／Ｄコンバータ２
５を通じてデータ処理装置２６に入力される。
素子に加圧により蓄積された電荷が、積分回路２３側に
放電される。この電荷を積分回路２３において時間的に
積分すれば、対応するセンサ素子が加圧されることによ
り蓄積していた電荷量が測定できることになる。これは
、後段のピークホールド回路２４、Ａ／Ｄコンバータ２
５を通じてデータ処理装置２６に入力される。
以後、読取線Ｒ２、Ｒ３、・・・と読取線の切換を行な
い、すべての読取線からの検出を終えると、次に制御線
Ｃ２のみを導通状態とする。これによって、上述の動作
と同様に、制御線Ｃ２に対応する行に配置された各セン
サ素子の情報を読取線Ｒ１＋ Ｒ２＋ ・・・から読取
り、その情報をデータ処理装置に蓄積する。
い、すべての読取線からの検出を終えると、次に制御線
Ｃ２のみを導通状態とする。これによって、上述の動作
と同様に、制御線Ｃ２に対応する行に配置された各セン
サ素子の情報を読取線Ｒ１＋ Ｒ２＋ ・・・から読取
り、その情報をデータ処理装置に蓄積する。
すなわち、上述の圧力分布検出装置では、各圧電素子１
２に上方から未知物体が当接されると、その物体の加圧
力により、対応する圧電素子１２において圧電効果が生
じ、制御線Ｃ，，Ｃ２，・・・と読取線Ｒ，，Ｒ２，・
・・とを順次切換えることにより、各センサ素子におけ
る圧力を検出することができる。たがって、圧電型圧力
センサ１０の上に接触している未知物体に基づく圧力分
布を知ることができる。
２に上方から未知物体が当接されると、その物体の加圧
力により、対応する圧電素子１２において圧電効果が生
じ、制御線Ｃ，，Ｃ２，・・・と読取線Ｒ，，Ｒ２，・
・・とを順次切換えることにより、各センサ素子におけ
る圧力を検出することができる。たがって、圧電型圧力
センサ１０の上に接触している未知物体に基づく圧力分
布を知ることができる。
なお、制御線および読取線の切換順序は、上述のような
順序に制限されることはなく、任意な順序で行なうこと
ができる。また、読取線の数がそれほど多くない場合に
は、積分回路やピークホールド回路を各読取線ごとに設
ける構成としてもよい。
順序に制限されることはなく、任意な順序で行なうこと
ができる。また、読取線の数がそれほど多くない場合に
は、積分回路やピークホールド回路を各読取線ごとに設
ける構成としてもよい。
［発明の効果］
本発明に係る圧電型圧力センサによれば、上述のような
制御線と読取線とを設け、各センサ素子に圧電素子とス
イッチング手段とをそれぞれ設けたことから、圧力測定
を行なおうとする素子以外の圧電素子の干渉を防止する
ことができるようになり、正確な圧力分布を検出するこ
とができるようになる。しかも、リード線の数は、第５
図に示す従来例と同様に減少させることができるので、
後段の切換回路などの簡略化を図ることができるように
なる。
制御線と読取線とを設け、各センサ素子に圧電素子とス
イッチング手段とをそれぞれ設けたことから、圧力測定
を行なおうとする素子以外の圧電素子の干渉を防止する
ことができるようになり、正確な圧力分布を検出するこ
とができるようになる。しかも、リード線の数は、第５
図に示す従来例と同様に減少させることができるので、
後段の切換回路などの簡略化を図ることができるように
なる。
第１図は、本発明に係る一実施例の斜視概略図である。
第２図は、その実施例の斜視部分図である。第３図は、
センサ索子の等価回路図である。 第４図は、その実施例に係る圧電型圧力センサを圧力分
布検出装置に組込んだ場合を示すブロック図である。第
５図は、従来例の第１図に相当する図である。 １０は圧電型圧力センサ、１１はセンサ素子、１２は圧
電素子、１３は電界効果トランジスタ、Ｃは制御線、Ｒ
は読取線である。
センサ索子の等価回路図である。 第４図は、その実施例に係る圧電型圧力センサを圧力分
布検出装置に組込んだ場合を示すブロック図である。第
５図は、従来例の第１図に相当する図である。 １０は圧電型圧力センサ、１１はセンサ素子、１２は圧
電素子、１３は電界効果トランジスタ、Ｃは制御線、Ｒ
は読取線である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 マトリクス状に配置された複数個のセンサ素子により、
接触圧力分布を検出する圧電型圧力センサであって、 前記各センサ素子は、圧電素子と圧電素子に接続された
スイッチング手段とをそれぞれ有し、さらに、 前記マトリクスの行・列方向のうちの一方向に延びる、
前記スイッチング手段を切換えるための複数本の制御線
と、 前記行・列方向のうちの他方向に延び、前記圧電素子へ
の接続が前記スイッチング手段により切換えられる複数
本の読取線とを含む 圧電型圧力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63081869A JPH06103233B2 (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 圧電型圧力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63081869A JPH06103233B2 (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 圧電型圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01253624A true JPH01253624A (ja) | 1989-10-09 |
| JPH06103233B2 JPH06103233B2 (ja) | 1994-12-14 |
Family
ID=13758473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63081869A Expired - Lifetime JPH06103233B2 (ja) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | 圧電型圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06103233B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003527906A (ja) * | 2000-03-23 | 2003-09-24 | クロス マッチ テクノロジーズ， インコーポレイテッド | 圧電識別デバイスおよびそのアプリケーション |
| WO2020017323A1 (ja) * | 2018-07-20 | 2020-01-23 | ミネベアミツミ株式会社 | 姿勢制御装置 |
| JP2020078577A (ja) * | 2020-02-07 | 2020-05-28 | ミネベアミツミ株式会社 | 姿勢制御装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62102127A (ja) * | 1985-10-30 | 1987-05-12 | Agency Of Ind Science & Technol | 圧理分布センサ |
| JPS62297735A (ja) * | 1986-06-16 | 1987-12-24 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電型圧力分布センサ |
-
1988
- 1988-04-01 JP JP63081869A patent/JPH06103233B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62102127A (ja) * | 1985-10-30 | 1987-05-12 | Agency Of Ind Science & Technol | 圧理分布センサ |
| JPS62297735A (ja) * | 1986-06-16 | 1987-12-24 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電型圧力分布センサ |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003527906A (ja) * | 2000-03-23 | 2003-09-24 | クロス マッチ テクノロジーズ， インコーポレイテッド | 圧電識別デバイスおよびそのアプリケーション |
| WO2020017323A1 (ja) * | 2018-07-20 | 2020-01-23 | ミネベアミツミ株式会社 | 姿勢制御装置 |
| JP2020010995A (ja) * | 2018-07-20 | 2020-01-23 | ミネベアミツミ株式会社 | 姿勢制御装置 |
| US11262218B2 (en) | 2018-07-20 | 2022-03-01 | Minebea Mitsumi Inc. | Posture adjusting device |
| JP2020078577A (ja) * | 2020-02-07 | 2020-05-28 | ミネベアミツミ株式会社 | 姿勢制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06103233B2 (ja) | 1994-12-14 |
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