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CN106716310A - 保持状态检测装置 - Google Patents

保持状态检测装置 Download PDF

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CN106716310A
CN106716310A CN201580048822.XA CN201580048822A CN106716310A CN 106716310 A CN106716310 A CN 106716310A CN 201580048822 A CN201580048822 A CN 201580048822A CN 106716310 A CN106716310 A CN 106716310A
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CN
China
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test section
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Application number
CN201580048822.XA
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English (en)
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木原尚志
安藤正道
北田宏明
远藤润
山口喜弘
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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.)
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Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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Abstract

本发明的保持状态检测装置(10)具备：形成为操作者能够保持的形状的壳体(101)、安装于壳体(101)的压电传感器(20)、以及使用压电传感器(20)的输出电压的变动量来检测壳体的保持状态的检测部(30)。壳体(101)形成为具有中空的形状。压电传感器(20)为平膜状。压电传感器(20)配置为与壳体(101)的内壁面抵接。压电传感器(20)由压电薄膜和检测用导体构成。压电薄膜根据壳体(101)的位移进行伸缩，从而产生电荷。该电荷由检测用导体作为电压输出到检测部(30)。检测部(30)若检测出压电传感器(20)的输出电压的变动大，则识别为壳体(101)被保持。

Description

保持状态检测装置
技术领域
本发明涉及对人保持检测对象的物体进行检测的保持状态检测装置。
背景技术
现在，各种电子笔(数码笔)已经实用化。例如，专利文献1所述的电子笔具备配置于壳体内的轻触开关和向壳体外部突出的操作按钮。如果操作者按入操作按钮，则操作按钮的底面按压轻触开关。轻触开关因该按压而成为导通状态。由此，对操作者操作电子笔的情况进行检测。
专利文献1：日本特开2009-211552号公报。
然而，在专利文献1所述的电子笔中，因为使用机械式开关(机械开关)，因此会产生因破损、老化所引发的接触不良的故障。另外，如果不将操作按钮可靠地压入使之与轻触开关接触，则无法对保持状态进行检测。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供能够对保持状态进行检测而使操作者意识不到的可靠性高的保持状态检测装置。
本发明的保持状态检测装置的特征在于，具备：壳体，其形成为操作者能够保持的形状；压电传感器，其安装于壳体；检测部，其利用压电传感器的输出电压的变动量来检测壳体的保持状态。
在该结构中，操作者保持壳体时施加于壳体的力的变动会作为压电传感器的输出电压的变动而直接且即时地显现。因此，通过检测该输出电压的变动，能够直接且即时地检测壳体的保持状态。另外，因为是使用压电薄膜进行检测，因此无需机构性的动作部。
另外，在本发明的保持状态检测装置中，压电传感器优选具备平膜的压电薄膜和取出压电薄膜所产生的电荷的导体膜。
在该结构中，能够将压电传感器设为薄型，并能够容易地安装于壳体。
另外，在本发明的保持状态检测装置中，优选压电薄膜作为主要成分而含有聚乳酸，并沿单轴方向延伸。
在该结构中，能够不受热电性的影响，从而正确地检测保持状态。
另外，在本发明的保持状态检测装置中，优选壳体为筒状或者箱状，压电传感器安装于壳体的内壁面。
在该结构中，操作者不直接接触压电传感器，并且能够正确地检测保持状态。
另外，在本发明的保持状态检测装置中，优选当检测部检测出变动量大于预先设定的阈值时，则识别为壳体被保持。
在该结构中，能够正确地检测壳体被保持的情况。
另外，在本发明的保持状态检测装置中，优选检测部在变动量大于阈值后若检测出变动量变为阈值以下，则识别为壳体的保持被解除。
在该结构中，能够正确地检测壳体的保持被解除的情况。
另外，在本发明的保持状态检测装置中，检测部若检测出输出电压大于预先设定的动作控制用阈值，则可以进行对由保持状态检测装置所执行的动作的开始控制。
在该结构中，能够实施对保持状态的检测，并且能够接受对保持状态检测装置的除保持状态检测以外的操作输入。
另外，在本发明的保持状态检测装置中，检测部在检测出输出电压大于预先设定的第一动作控制用阈值之后，若检测出输出电压小于预先设定的第二动作控制用阈值，则可以进行对由保持状态检测装置所执行的动作的开始控制。
在该结构中，能够实施对保持状态的检测，并且能够接受对保持状态检测装置的除保持状态检测以外的操作输入。
另外，本发明的保持状态检测装置可以形成为结构。检测部检测输出电压变为极大的时间，且检测之后的输出电压变为极小的时间，并计算两者的时间间隔。检测部若检测出时间间隔长于动作控制用时间阈值，则进行对由保持状态检测装置所执行的动作的开始控制。
在该结构中，能够实施对保持状态的检测，并且能够接受对保持状态检测装置的除保持状态检测以外的操作输入。
根据本发明，能够实现对保持状态进行检测而使操作者意识不到的可靠性高的保持状态检测装置。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式所涉及的保持状态检测装置的立体图和剖视图。
图2是本发明的第一实施方式所涉及的保持状态检测装置的功能框图。
图3是示出本发明的第一实施方式所涉及的保持状态检测装置的压电传感器的输出电压的图表。
图4是示出本发明的第一实施方式所涉及的保持状态检测装置的对保持的检测流程的流程图。
图5是示出本发明的第一实施方式所涉及的保持状态检测装置的对保持状态的检测流程的流程图。
图6是本发明的第二实施方式所涉及的保持状态检测装置的立体图。
图7是本发明的第三实施方式所涉及的保持状态检测装置的立体图。
图8是本发明的第四实施方式所涉及的保持状态检测装置的立体图。
图9是示出在本发明的第五实施方式所涉及的保持状态检测装置所使用的压电薄膜安装夹具安装有压电薄膜的状态的侧视图。
图10是示出本发明的第六实施方式所涉及的保持状态检测装置的压电传感器和检测部的结构的分解立体图。
图11是示出本发明的第六实施方式所涉及的保持状态检测装置的压电传感器和检测部的结构的分解状态下的侧视剖视图。
图12是示出本发明的第六实施方式所涉及的保持状态检测装置的部件配置状态的剖视图。
图13是用于说明本发明的第七实施方式所涉及的保持状态检测装置的检测概念的电压波形图。
图14是示出本实施方式所涉及的保持状态检测装置的检测部的第一操作输入检测流程的流程图。
图15是示出本实施方式所涉及的保持状态检测装置的检测部的第二操作输入检测流程的流程图。
图16是示出本实施方式所涉及的保持状态检测装置的检测部的第三操作输入检测流程的流程图。
图17是本发明的第八实施方式所涉及的保持状态检测装置的功能框图。
图18是本发明的第九实施方式所涉及的保持状态检测装置的外观立体图。
图19是本发明的第十实施方式所涉及的保持状态检测装置的外观立体图。
图20是本发明的第十一实施方式所涉及的保持状态检测装置的外观立体图。
图21是本发明的第十二实施方式所涉及的保持状态检测装置的外观立体图。
图22是本发明的第十三实施方式所涉及的保持状态检测装置的外观立体图。
具体实施方式
参照附图说明本发明的第一实施方式所涉及的保持状态检测装置。图1中的(A)是本发明的第一实施方式所涉及的保持状态检测装置的立体图。图1中的(B)是本发明的第一实施方式所涉及的保持状态检测装置的剖视图。图1中的(B)是保持状态检测装置的安装有压电传感器的区域的剖视图。图2是本发明的第一实施方式所涉及的保持状态检测装置的功能框图。在本实施方式中，以由电子笔的形状所构成的保持状态检测装置为例进行说明。
如图1所示，保持状态检测装置10具备压电传感器20和壳体101。另外，如图2所示，保持状态检测装置10具备压电传感器20和检测部30。压电传感器20和检测部30连接。检测部30检测压电传感器20的输出电压，检测壳体101是否由操作者保持。此外，图1中虽未图示，检测部30可以安装于壳体101的内部，也可以配置于壳体101的外部。对于配置于壳体101的外部的方式，只要以有线或者无线方式连接压电传感器20和检测部30即可。
壳体101为圆筒状，具有中空的结构。壳体101由绝缘性材料构成。在壳体101的纵长方向(与圆周方向正交的方向)的一端具备尖细形状的端部102。
在作为电子笔而使用该保持状态检测装置10的情况下，操作者对保持状态检测装置10实施如下操作。操作者保持壳体101的圆筒部分，使尖细形状的端部102与其它电子设备(例如电子黑板等)接触。如果操作者移动保持状态检测装置10，则尖细形状的端部102的顶端部也移动。其它电子设备通过传感检测该动作，由此接受操作者的操作输入。
压电传感器20为具有挠性的平膜，如图1中的(B)所示，配置于壳体101的内面壁。此时，压电传感器20在内壁面沿着圆周方向配置。
压电传感器20具备平膜的压电薄膜和检测用导体。检测用导体形成于压电薄膜的对置的二个平膜面。检测用导体与检测部30连接。
压电薄膜是通过伸缩而在对置的平膜面上产生电荷的压电材料。例如，压电薄膜是单轴拉伸的聚乳酸(PLA)，更具体而言，是L型聚乳酸(PLLA)。聚乳酸的单轴拉伸方向是相对于压电薄膜的长度方向成大致45°的方向。此外，最优选该所成的角为45°，但只要在±10°左右的范围内即可。此外，这里，压电薄膜的长度方向在图1的例子中为沿壳体101的内面壁的圆周方向。
这里，对形成压电性片材21的PLLA的特性进行说明。
PLLA由手性高分子构成。PLLA的主链具有螺旋构造。PLLA的分子在单轴拉伸的方向上取向，并因该分子的取向而具有压电性。而且，单轴拉伸的PLLA因压电薄膜伸长而产生电荷。所产生的电荷量由压电薄膜的伸长量决定。单轴拉伸的PLLA的压电常数在高分子中属于非常高的部类。例如，PLLA的压电应变常量d14通过满足延伸条件、热处理条件、添加物的配合等条件，能够获得10～20pC/N这一较高的值。
而且，在压电薄膜的伸长方向与单轴拉伸方向成45°的角度的方式下，能够有效地产生电荷。
此外，压电薄膜的延伸倍率优选为3～8倍左右。在延伸后实施热处理，由此促进聚乳酸的延长链晶体的结晶化，从而提高压电常数。另外，在双轴延伸的情况下，通过使各轴的延伸倍率不同，能够获得与单轴拉伸相同的效果。例如，将某方向作为X轴，在该方向上延伸8倍，在与该轴正交的Y轴方向上延伸2倍，在该情况下，有关压电常数，能够获得与在X轴方向上实施了4倍的单轴拉伸的情况几乎同等的效果。由于单纯地进行单轴拉伸的压电薄膜容易沿延伸轴方向断裂，因此实施如上所述的双轴延伸，由此能够些许增加强度。
另外，PLLA利用基于延伸等的分子的取向处理产生压电性，因此无需如PVDF等其它聚合物、压电陶瓷那样，实施极化处理。即，不属于强电介质的PLLA的压电性并不是如PVDF、PZT等强电介质那样通过阴离子的极化显现，而是出自作为分子的特征结构的螺旋结构。因此，在PLLA不产生其它强价电性的压电体所产生的热电性。并且，PVDF等随着时间经过显现压电常数的变动。根据情况，有时压电常数显著降低，但PLLA的压电常数却随着时间经过极其稳定。因此，输出电荷量能够不被使用时间的长短及周围环境影响。
通过对这样将单轴拉伸的PLLA用于压电薄膜，由此能够实现不受操作者持有壳体101时所产生的温度变化的影响而可靠性高的压电传感器20。另外，因为即使因操作者保持壳体101而致使壳体101少许位移，也会产生电荷，因此能够高灵敏度地检测操作者对壳体101的保持，即壳体101的保持状态。
图3是示出本发明的第一实施方式所涉及的保持状态检测装置的压电传感器的输出电压的图表。如图3所示，在未保持壳体101期间，几乎没有电压的变动，变动量极小。另一方面，在保持壳体101的期间，电压的变动剧烈，变动量大。
因此，检测部30能够通过执行下面所示的流程，对壳体101被保持的情况进行检测。图4是示出本发明的第一实施方式所涉及的保持状态检测装置的保持的检测流程的流程图。
检测部30观测压电传感器20的输出电压(S101)。检测部30计算预先设定的每单位计测时间的输出电压的变动量(S102)。变动量例如是单位计测时间内的最大电压与最小电压之差。
检测部30将变动量与阈值电压(保持检测用阈值)Vw进行比较。当检测部30检测出变动量大于阈值电压Vw时(S103：是)，则识别为壳体101被保持(被拿起)(S104)。检测部30如果检测出变动量在阈值电压Vw以下(S103：否)，则识别为壳体101未被保持。进而，检测部30继续计测输出电压，针对每个单位时间计算变动量，并与阈值进行比较。
由此，保持状态检测装置10能够对壳体101被保持的情况进行检测。
另外，检测部30通过执行下面所示的流程，能够检测壳体101的保持状态。图5是示出本发明的第一实施方式所涉及的保持状态检测装置的保持状态的检测流程的流程图。此外，图5中的直至对保持进行检测的步骤S104为止与上述相同，因此省略说明。
检测部30继续比较变动量和阈值Vw，在变动量没达到阈值Vw以下的期间(S105：否)，继续识别为壳体101被保持。
检测部30如果检测出变动量在阈值Vw以下(S105：是)，则开始计时。检测部30以检测出变动量在阈值Vw以下的时点为基准，作为经过时间，将变动量在阈值Vw以下的状态所继续的时间作为经过时间进行计测。检测部30在经过时间比阈值时间短的期间(S106：否)，继续识别为壳体101被保持。
检测部30在经过时间达到阈值时间时，识别为壳体101的保持(拿起)被解除(S107)。
由此，检测部30能够检测壳体101的保持状态(是否被保持)。
此外，检测部30可以将未保持的期间(初始状态)的平均电压作为基准电压，将计测单位时间内的最大电压或最小电压与基准电压之差设定为变动量。在该情况下，只要使用由基于基准电压的电位差所规定的图3阈值Va即可。
通过设定为这样的结构，能够正确且可靠地检测壳体101被操作者保持的情况。另外，因为对压电传感器20的位移的灵敏度高，因此能够即时检测出壳体101被保持的情况。另外，因为不使用机械式开关，因此不产生因破损、老化而导致的接触不良，从而可靠性高。
另外，通过使用这样的结构和处理，能够正确且可靠地检测被保持还是未被保持，能够不产生时滞地检测保持状态的变化。
另外，通过使用这样的结构，即使操作者不进行对开关等的操作，而仅是单纯地保持壳体101，也能够检测出保持壳体101的情况。即，能够在使操作者意识不到的情况下对保持状态进行检测。
此外，在本实施方式中，示出了在壳体101的与尖细形状的端部102的连接部附近安装压电传感器20的方式。然而，也可以在壳体101的其它位置安装压电传感器20。但是，如本实施方式所示，在操作者最容易把持的位置安装压电传感器20，由此能够正确且可靠地检测保持状态。
接下来，参照附图说明本发明的第二实施方式所涉及的保持状态检测装置。图6是本发明的第二实施方式所涉及的保持状态检测装置的立体图。
本实施方式所涉及的保持状态检测装置10A相对于第一实施方式所涉及的保持状态检测装置10而言，其压电传感器20A的形状以及在壳体101的安装方式不同。其它结构都与第一实施方式所涉及的保持状态检测装置10相同。
压电传感器20A形成为不仅遍布壳体101的圆周方向的整周，且在壳体101的长度方向上展开的形状。通过设置为这样的结构，能够不受壳体101的把持位置的影响，从而能够正确且可靠地检测保持状态。
接下来，参照附图说明本发明的第三实施方式所涉及的保持状态检测装置。图7是本发明的第三实施方式所涉及的保持状态检测装置的立体图。
本实施方式所涉及的保持状态检测装置10B相对于第一实施方式所涉及的保持状态检测装置10而言，其压电传感器20B的形状以及在壳体101的安装方式不同。其它结构都与第一实施方式所涉及的保持状态检测装置10相同。
压电传感器20B以壳体101的长度方向与压电传感器20B的长度方向平行的方式安装于壳体101。即使是这样的结构，也与第一、第二实施方式相同，能够正确且可靠地检测保持状态。并且，通过使用本实施方式的结构，能够不受把持位置的影响来检测保持状态，并能够缩小压电薄膜的面积。由此，价格低廉，且便于将压电传感器20B粘贴于壳体101。
接下来，参照附图说明本发明的第四实施方式所涉及的保持状态检测装置。图8是本发明的第四实施方式所涉及的保持状态检测装置10的立体图。
本实施方式所涉及的保持状态检测装置10C相对于第一实施方式所涉及的保持状态检测装置10而言，其压电传感器20C的形状以及在壳体101的安装方式不同。其它结构都与第一实施方式所涉及的保持状态检测装置10相同。
压电传感器20C为纵长状。压电传感器20C沿壳体101的圆周面以螺旋状的方式安装。在该情况下，压电薄膜的单轴拉伸方向可以与压电传感器20C的纵长方向平行，或者是同与纵长方向正交的短边平行。
即使是这样的结构，也与第二实施方式相同，能够不受把持位置的影响，正确且可靠地检测保持状态。并且，在本实施方式的结构中，能够缩小压电薄膜的面积。
接下来，参照附图说明本发明的第五实施方式所涉及的保持状态检测装置。图9是示出在本发明的第五实施方式所涉及的保持状态检测装置所使用的压电薄膜安装夹具安装有压电薄膜的状态的侧视图。
本实施方式所涉及的保持状态检测装置的基本构造与第一实施方式所涉及的保持状态检测装置相同，但压电传感器20的安装构造不同。
压电传感器20粘贴于具有高弹性的安装夹具40的表面。安装夹具40是根据壳体101的内壁面的形状而弯曲的形状。压电传感器20粘贴于安装夹具40的外周面。
在将压电传感器20安装于壳体101的内部时，以比正常状态弯曲的状态将安装夹具40插嵌于壳体101内。所插嵌的安装夹具40欲恢复正常状态，而向朝向壳体101的内壁面的方向按压压电传感器20。由此，能够以使压电传感器20与壳体101的内壁面抵接的状态保持压电传感器20。
使用这样的结构，与使用粘合剂等将压电传感器20直接粘贴在壳体101的内壁面的情况相比，能够容易地将压电传感器20安装于壳体101的内壁面。
接下来，参照附图说明本发明的第六实施方式所涉及的保持状态检测装置。图10是示出本发明的第六实施方式所涉及的保持状态检测装置的压电传感器和检测部的结构的分解立体图。图11是示出本发明的第六实施方式所涉及的保持状态检测装置的压电传感器和检测部的结构的分解状态下的侧面剖视图。
本实施方式所涉及的保持状态检测装置10D具备压电传感器20D和检测部30D。压电传感器20D的功能与第一实施方式所涉及的压电传感器20的功能相同。检测部30D的功能与第一实施方式所涉及的检测部30相同。
压电传感器20D具备基底膜201、检测用导体202、压电性片材203、第一接地导体204、第二接地导体205以及保护膜206、207。
基底膜201具有绝缘性，例如由PET构成。基底膜201在俯视下大致为矩形，形成为纵长状。在基底膜201的表面形成有检测用导体202。检测用导体202形成于基底膜201的长度方向的一端侧的规定范围。在基底膜201的表面形成有端子导体2081、2082、接地用导体209及布线导体2101、2102。端子导体2081、2082形成于基底膜201的长度方向的另一端附近。接地用导体209在基底膜201的长度方向上配置于端子导体2082和检测用导体202之间。布线导体2101连接端子导体2081和检测用导体202。布线导体2102连接端子导体2082和接地用导体209。在基底膜201的检测用导体202的形成区域与端子导体2081、2082以及接地用导体209的形成区域之间，形成有切口211。
压电性片材203配置于检测用导体202的表面。压电性片材203的平面形状与检测用导体202的平面形状大致相同。
第一接地导体204配置于基底膜201的表面侧。由此，压电性片材203被夹入检测用导体202与第一接地导体204的长度方向的一端侧的区域之间。第一接地导体204的长度方向上的另一端侧的区域与接地用导体209抵接。此外，在第一接地导体204与布线导体2101重叠的部分配置有绝缘性薄膜。如图11所示，第一接地导体204由导体膜2041和在导体膜2041的两面配置的导电性粘合材料2042构成。
保护膜206配置于第一接地导体204的表面侧。保护膜206是绝缘性薄膜，例如由PET构成。保护膜206是与基底膜201大致相同的形状。
第二接地导体205配置于基底膜202的表面。如图11所示，第二接地导体205由导体膜2051和在导体膜2051的两面配置的导电性粘合材料2052构成。第二接地导体205在切口211的区域与第一接地导体204导通。
保护膜207配置于第二接地导体205的背面侧。保护膜207为绝缘性薄膜，例如由PET构成。保护膜207的长度比基底膜201短。保护膜207与第二接地导体205的长度方向的另一端侧的区域重叠，且不与另一端侧的区域重叠。
检测部30D具备基底基板301和电子部件302。在基底基板301形成有电路图案。电子部件302安装于基底基板301。基底基板301的电路图案的外部连接用端子经由向异性导电膜310与端子导体2081、2082连接。
如图12所示，由这样的结构构成的压电传感器20D和检测部30D的复合模块安装于壳体101。图12是示出本发明的第六实施方式所涉及的保持状态检测装置的部件配置状态的剖视图。
壳体101为圆筒形，在壳体101内安装有电子部件ASSYbi。压电传感器20D沿壳体101的内壁面配置。压电传感器20D的长度方向上的除了供检测部30D连接的端部之外的大致整个面与壳体101的内壁面抵接。此时，如图10、图11所示，第二接地导体205的局部不被保护膜207覆盖而处于暴露状态，因此压电传感器20D通过该暴露部的导电性粘合材料2052粘合于壳体101的内壁面。由此，压电传感器20D固定于壳体101。
压电传感器20D的长度方向上的靠检测部30D侧的端部向壳体101的内侧弯曲。由此，检测部30D配置于壳体101的内部空间的大致中央。检测部30D被固定于电子部件ASSYbi。
通过设定为这样的结构，能够将压电传感器20D与检测部30D一体化，从而能够设置于壳体101内。
接下来，参照附图说明本发明的第七实施方式所涉及的保持状态检测装置。图13是用于说明本发明的第七实施方式所涉及的保持状态检测装置的检测概念的电压波形图。
本实施方式所涉及的保持状态检测装置的构造使用上述各实施方式所示的任一构造。本实施方式所涉及的保持状态检测装置所执行的动作因压电传感器的输出电压而异。
图13示出了在保持壳体后，长按壳体的状态下的输出电压波形。此外，长按是指持续规定时间地从外部连续向壳体施加按压力的状态。
如上述所示，在壳体被保持的期间，电压的变动量大于壳体未被保持的期间的电压的变动量。进而，如果对壳体施加按压力，则电压比单纯被保持的状态变动得大。另外，在长按壳体的情况下，开始按压时，电压值高于基准电压，在按压结束时，电压值低于基准电压。
检测部预先存储有动作检测用高电压侧阈值THH和低电压侧阈值THL。高电压侧阈值THH被设定为高于单纯的保持状态下的电压值。高电压侧阈值THH被设定为在有意地施加按压时，输出电压高于高电压侧阈值THH。低电压侧阈值THL被设定为低于单纯的保持状态下的电压值。高电压侧阈值THH是本发明的动作控制用阈值以及第一动作控制用阈值。低电压侧阈值THL被设定为在有意地实施长按并释放了按压时，输出电压小于低电压侧阈值THL。低电压侧阈值THL是本发明的第二动作控制用阈值。
图14是示出本实施方式所涉及的保持状态检测装置的检测部的第一操作输入检测流程的流程图。
检测部使用上述实施方式的方法检测保持状态(S201)。检测部随着时间经过来计测输出电压(S202)。检测部依次比较输出电压与高电压侧阈值THH，当检测出输出电压高于高电压侧阈值THH时(S203：是)，实施动作开始控制(S204)。动作开始控制是开始预先设定的动作的控制，例如，在为电子笔的情况下，是开始变更描绘的线的粗细、变更描绘的线的颜色等动作的控制。另外，在预先设定有多个动作模式的情况下，能够通过动作开始控制实施模式的切换。
此外，如果输出电压在高电压侧阈值THH以下(S203：否)，则检测部继续实施对输出电压的计测以及对输出电压与高电压侧阈值THH的比较。
通过实施这样的处理，不仅是单纯的保持检测，还能检测基于有意的按压而引起的在保持状态下的其它动作的操作输入，并能够执行该动作控制。此时，不另外需要用于执行其它动作的开关、操作件。
图15是示出本实施方式所涉及的保持状态检测装置的检测部的第二操作输入检测流程的流程图。
检测部使用上述实施方式的方法来检测保持状态(S211)。检测部随着时间经过计测输出电压(S212)。检测部依次比较输出电压和高电压侧阈值THH，当检测出输出电压大于高电压侧阈值THH时(S213：是)，则将对其进行存储。接下来，检测部依次比较输出电压和低电压侧阈值THL，当检测出输出电压小于低电压侧阈值THL时(S214：是)，实施动作开始控制(S215)。
此外，检测部在输出电压为高电压侧阈值THH以下的情况下(S213：否)，以及在输出电压为低电压侧阈值THL以上的情况下(S214：否)，继续实施对输出电压的计测以及对输出电压与高电压侧阈值THH、输出电压与低电压侧阈值THL的比较。
通过实施这样的处理，不仅是单纯的保持检测，还能检测基于有意的长按所引起的在保持状态下的其它动作的操作输入，能够执行该动作控制。此时，并不另外需要用于执行其它动作的开关、操作件。
此外，在上述方法中，示出了根据输出电压值检测长按的方式。然而，也能够根据时间来检测长按的情况。图16是示出本实施方式所涉及的保持状态检测装置的检测部的第三操作输入检测流程的流程图。
检测部使用上述实施方式的方法，检测保持状态(S221)。检测部随着时间经过计测输出电压(S222)。检测部实施输出电压的峰值检测，检测极大值的时间t(MX)(S223)。检测部在检测极大值后，继续实施输出电压的峰值检测，检测极小值的时间t(MN)(S224)。
在实施了长按的情况下，如上述所示，在开始按压时，电压高于基准电压而变得极大，在按压结束时，电压低于基准电压而变得极小。因此，这些极大的时间与极小的时间之差与所按压的时间成比例。
检测部计算极大值的时间t(MX)与极小值的时间t(MN)的时间间隔T(S225)。检测部预先存储长按检测用阈值时间THt。长按检测用阈值时间THt相当于本发明的动作控制用时间阈值。检测部对时间间隔T和阈值时间THt进行比较，当检测出时间间隔T长于阈值时间THt时(S226：是)，实施动作开始控制(S227)。
此外，如果时间间隔T不长于阈值时间THt(S226：否)，则检测部继续实施对输出电压的计测、时间间隔T的计算、以及对时间间隔T与阈值时间THt的比较。
此外，在图16中，示出了使用极大值和极小值的方式，但也可以将上述输出电压超过按压检测用阈值的时间用于时间间隔的计算。
即使是这样的处理，不仅能实施单纯的保持检测，还能够检测基于有意的长按所引起的在保持状态下的其它动作的操作输入。
此外，能够将上述单次按压的检测和长按的检测组合起来执行。由此，无需使用专用开关便能开始对多个动作的控制。
接下来，参照附图说明本发明的第八实施方式所涉及的保持状态检测装置。图17是本发明的第八实施方式所涉及的保持状态检测装置的功能框图。
本实施方式所涉及的保持状态检测装置10E相对于上述实施方式所涉及的保持状态检测装置而言，在追加了低通滤波器50这一点上是不同的。其它结构都与实施方式所涉及的保持状态检测装置相同。
低通滤波器50将压电传感器20和检测部30之间连接起来。低通滤波器50是以约100[kHz]为截止频率的低域通过滤波器。
通过人的按压而产生的压电传感器的位移的频率从数[Hz]到数十[Hz]。另一方面，因来自外部的振动、冲击所产生的频率从数百[Hz]到数千[Hz]。因此，通过使用该低通滤波器50，仅向检测部30输入基于按压的位移所引起的频率的输出信号。
由此，能够更加正确地检测保持状态以及按压。
在上述实施方式中，示出了圆筒形的壳体的方式，即示出了保持状态检测装置为电子笔一类的方式，但是也能用于鼠标、平板终端、移动电话等的其它形状的壳体。此时，安装本发明所涉及的保持状态检测装置的设备优选是由操作者把持装置的一部分来进行使用的设备。下面图示各种方式的一部分来进行说明。
参照附图说明本发明的第九实施方式所涉及的保持状态检测装置。图18是本发明的第九实施方式所涉及的保持状态检测装置的外观立体图。
保持状态检测装置10F是喷水装置。保持状态检测装置10F具备喷头111F和把持部112F。把持部112F为筒状，且与喷头111F物理连接。在把持部112F安装有压电传感器20。压电传感器20既可以配置于把持部112F的内部的表面附近，也可以粘贴于表面。但是，在粘贴于表面的情况下，由防水薄膜等覆盖。
当使用者把持把持部112F时，通过压电传感器20和检测部30(未图示)检测把持状态(保持状态)。能够将对该把持状态的检测作为触发，向喷头111F供给冷水、热水。此时，如上述所示，能够检测按压力以及长按的情况，从而也能够利用按压力或长按时间来对水量(热水量)的调整、水温的调整、供给的停止等进行控制。
此外，有关PLLA，如上述所示，压电特性的温度依存性低，因此在这样的方式中更加有效。
参照附图说明本发明的第十实施方式所涉及的保持状态检测装置。图19是本发明的第十实施方式所涉及的保持状态检测装置的外观立体图。
保持状态检测装置10G是手电。保持状态检测装置10G具备发光体部121G和把持部122G。把持部122G是筒状，与发光体部121G物理连接。在把持部122G安装有压电传感器20。压电传感器20既可以设置于把持部122G的内部的表面附近，也可以粘贴于表面。
当使用者把持把持部122G时，通过压电传感器20和检测部30(未图示)检测把持状态(保持状态)。能够将对该把持状态的检测作为触发，点亮发光体部121G。此时，如上述所示，能够检测按压力以及长按的情况，由此也能够使用按压力或长按时间来控制调光以及发光体的熄灭。
参照附图说明本发明的第十一实施方式所涉及的保持状态检测装置。图20是本发明的第十一实施方式所涉及的保持状态检测装置的外观立体图。
保持状态检测装置10H是计算机用无线式鼠标。保持状态检测装置10H具备壳体131H。壳体131H是将椭圆球体切断为一半的形状。在壳体131H安装有压电传感器20。压电传感器20既可以配置于壳体131H的内部的表面附近，也可以粘贴于表面。此时，压电传感器20配置于在通常的点击处理中不使用的区域，配置于使用者在把持时施加按压的位置。
当使用者把持壳体131H时，通过压电传感器20和检测部30(未图示)检测把持状态(保持状态)。能够将对该把持状态的检测作为触发，使鼠标的电源成为导通状态。相反地，当检测出把持的释放，能够将该把持的释放状态的检测作为触发，将鼠标的电源变为切断状态。此时，如上述所示，能够检测按压力以及长按的情况，从而也能够实施其它各种控制(功能控制等)。
此外，这里例示了计算机用无线式鼠标，也能够用于桌上游戏的无线式控制器、便携式游戏机等使用电池驱动的设备。
参照附图说明本发明的第十二实施方式所涉及的保持状态检测装置。图21是本发明的第十二实施方式所涉及的保持状态检测装置的外观立体图。
保持状态检测装置10J是平板式终端。保持状态检测装置10J具备壳体141J。壳体141J是平板形状。在壳体141J安装有压电传感器20。压电传感器20既可以配置于壳体141J的内部的表面附近，也能够粘贴于表面。此时，压电传感器20配置于使用者把持平板式终端的位置。
当使用者把持壳体141J时，通过压电传感器20和检测部30(未图示)检测把持状态(保持状态)。能够将对该把持状态的检测作为触发，使显示器的图像显示成为导通状态。相反地，当检测出把持的释放时，能够将对该把持的释放状态的检测作为触发，将显示器的图像显示变为切断状态。由此，能够抑制平板式终端的电池的不必要的消耗。另外，如上述所示，能够检测按压力以及长按的情况，从而也能够实施其它各种控制(特定的操作输入控制等)。
参照附图说明本发明的第十三实施方式所涉及的保持状态检测装置。图22是本发明的第十三实施方式所涉及的保持状态检测装置的外观立体图。
保持状态检测装置10K是台车。保持状态检测装置10K具备基座部151K、把持部(臂)152K及车轮153K。把持部152K为筒状，与基座部151K物理连接。在把持部152K安装有压电传感器20。压电传感器20既可以配置于把持部152K的内部的表面附近，也可以粘贴于表面。
当使用者把持把持部152K时，通过压电传感器20和检测部30(未图示)检测把持状态(保持状态)。能够将对该把持状态的检测作为触发，解除施加于车轮153K的制动。相反地，当检测出把持的释放时，能够将对该把持的释放状态的检测作为触发而施加制动。由此，在没有使用者期间，能够防止台车擅自移动，且无需使用仅用于解除制动的开关等，就能解除制动。
另外，如上述所示，能够检测按压力以及长按的情况，从而也能够使用按压力或长按时间来控制制动的效果等。由此，能够根据使用状况调整制动效果。例如，在沿坡道下行的情况下，能够进行适当强化制动效果等调整。
此外，在上述实施方式中，示出了对压电传感器使用聚乳酸的压电薄膜的示例，但也能够根据状况使用PVDF等的其它压电薄膜。但是，通过使用聚乳酸，如上述所示，能够实现无热电性且可靠性高的保持状态检测装置。另外，也可以将聚乳酸的压电传感器和PVDF等的具有热电性的压电传感器组合。由此，能够更加正确地检测人的保持。另外，还能够将压电陶瓷用于压电传感器。然而，通过将挠性高的聚乳酸的压电薄膜用于压电传感器，能够容易地配置于壳体，难以产生破损，从而提高可靠性。
另外，在上述实施方式中，示出了使用对壳体所涉及的按压进行检测的压电传感器的方式，但也能够使用检测肌肉电信号的压电传感器。在该情况下，即使施加按压，也能够检测在把持时所产生的肌肉电信号，能够检测保持状态，因此也能够检测对更加自然的动作的保持状态。
附图标记说明
10、10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G、10H、10J、10K…保持状态检测装置；20、20A、20B、20C、20D…压电传感器；30、30D…检测部；40…安装部件；50…低通滤波器；101…壳体；102…尖细形状的端部；111F…喷头；112F…把持部；121G…发光体部；122G…把持部；131H、141J…壳体；151K…基座部；152K…把持部(臂)；153K…车轮；201…基底膜；202…检测用导体；203…压电性片材；204…第一接地导体；205…第二接地导体；206、207…保护膜；301…基底基板；302…电子部件；2041、2051…导体膜；2042、2052…导电性粘合材料。

Claims (9)

1.一种保持状态检测装置，其中，
所述保持状态检测装置具备：
壳体，其形成为操作者能够保持的形状；
压电传感器，其安装于所述壳体；以及
检测部，其利用所述压电传感器的输出电压的变动量来检测所述壳体的保持状态。
2.根据权利要求1所述的保持状态检测装置，其中，
所述压电传感器具备平膜的压电薄膜和取出该压电薄膜所产生的电荷的导体膜。
3.根据权利要求2所述的保持状态检测装置，其中，
所述压电薄膜作为主要成分含有聚乳酸，且沿单轴方向延伸。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的保持状态检测装置，其中，
所述壳体为筒状或者箱状，
所述压电传感器安装于所述壳体的内壁面。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的保持状态检测装置，其中，
所述检测部当检测出所述变动量比预先设定的保持检测用阈值大时，则识别为所述壳体被保持。
6.根据权利要求5所述的保持状态检测装置，其中，
所述检测部在所述变动量变得比所述保持检测用阈值大之后，若检测出所述变动量变为所述保持检测用阈值以下，则识别为所述壳体的保持被解除。
7.根据权利要求5或6所述的保持状态检测装置，其中，
所述检测部当检测出所述输出电压比预先设定的动作控制用阈值大时，则进行由保持状态检测装置所执行的动作的开始控制。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的保持状态检测装置，其中，
所述检测部若检测出所述输出电压大于预先设定的第一动作控制用阈值，并且检测出之后的所述输出电压小于预先设定的第二动作控制用阈值，则进行由保持状态检测装置所执行的动作的开始控制。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的保持状态检测装置，其中，
所述检测部检测所述输出电压变为极大的时间，且检测之后的所述输出电压变为极小的时间，并计算两者的时间间隔，
若检测出所述时间间隔比动作控制用时间阈值长，则进行由保持状态检测装置所执行的动作的开始控制。
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Application publication date: 20170524