电子设备、床传感器以及货架用传感器的制作方法

allin2026-09-21  27


本发明涉及电子设备、床传感器以及货架用传感器。本申请基于在2022年3月18日在日本申请的日本特愿2022-044701号主张优先权,在此引用其内容。


背景技术:

1、将与压力相关的信息转换为电信号的所谓的压力传感器的种类多种多样,正在研究使用光、磁致伸缩、弦振动、静电电容、电感等物理量来进行各种各样的感测。

2、例如,在专利文献1~3中,提出了一种使用pvdf膜、多孔性聚丙烯驻极体膜等压电膜来检测呼吸、脉搏、身体活动等的技术。

3、使用了pvdf膜、多孔性聚丙烯驻极体膜等压电膜的传感器也被称为压电元件型传感器,检测由于施加于传感器的压力而产生的电压。压电元件型传感器一般在发生压力变化的时刻输出脉冲状的信号,因此能够得到与压力、载荷变化那样的刺激相关的信息(以下也称为“动态信息”),但认为难以得到与恒定的压力、载荷持续施加的刺激相关的信息(以下也称为“静态信息”)。

4、另一方面,在专利文献4中,提出了一种使用静加速度传感器来测定体位的技术,作为该静加速度传感器,例示了压电电阻型传感器。

5、压电电阻型传感器对由压力引起的传感器内部的电阻变化进行检测,能够取得静态信息而对压力、载荷进行定量化,但难以取得动态信息、或高精度地响应于瞬间的压力变化或载荷变化。

6、另外,作为对压力、载荷进行定量化的技术,在专利文献5中,提出了一种通过测力传感器检测施加于床的载荷的变化的技术。

7、现有技术文献

8、专利文献

9、专利文献1:日本特开2001-187030号公报

10、专利文献2:日本特开2008-93395号公报

11、专利文献3:日本特开2010-51588号公报

12、专利文献4:日本特开2006-271501号公报

13、专利文献5:国际公开第2015/008677号


技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、另外,在面向保健领域、机器人领域以及触觉领域的传感器中,有时要求动态信息和静态信息双方。例如,在面向保健领域的传感器中,要求取得呼吸、脉搏、身体活动等动态信息和睡眠时的姿势、睡着的位置等静态信息双方。

3、以往,为了取得动态信息和静态信息双方,需要将得到动态信息的压电元件型传感器和得到静态信息的压电电阻型传感器组合或者使用测力传感器等,根据想要取得的信号来配置传感器。

4、但是,在各领域中要求传感器的低成本化及省空间化,存在避免由多个传感器引起的混合化的倾向,因此寻求比测力传感器廉价且即使不使用多种传感器也能够取得动态信息和静态信息双方的技术。

5、因此,本发明的目的在于提供一种通过比测力传感器廉价的一个压电元件型传感器也能够取得静态信息的电子设备、具备该电子设备的床传感器以及货架用传感器。

6、用于解决课题的手段

7、本发明人进行了深入研究,结果发现,通过对检测压电元件型传感器的输出电压的检测电路进行改进,能够使用压电元件型传感器取得静态信息。即,本发明的主旨如下。

8、本发明的第一方式是一种电子设备,具备:压电元件型传感器,该压电元件型传感器输出与被施加的压力相应的电压;以及第一检测电路,该第一检测电路根据所述压电元件型传感器的输出电压来检测施加于所述压电元件型传感器的持续的压力,所述第一检测电路具有:电容器,该电容器与所述压电元件型传感器并联连接;以及高输入阻抗电路,该高输入阻抗电路与所述压电元件型传感器串联连接。

9、根据第一方式,在本发明的第二方式中,所述高输入阻抗电路的输入阻抗为0.1tω以上且10tω以下。

10、根据第一或第二方式,在本发明的第三方式中,还具备微分电路,该微分电路与所述第一检测电路串联连接,通过对所述第一检测电路的检测结果进行微分来检测施加于所述压电元件型传感器的压力的变化。

11、根据第一或第二方式,在本发明的第四方式中,还具备第二检测电路,该第二检测电路根据所述压电元件型传感器的输出电压来检测施加于所述压电元件型传感器的压力的变化。

12、根据第四方式,在本发明的第五方式中,所述第一检测电路所具备的所述高输入阻抗电路的输入阻抗比所述第二检测电路的输入阻抗高。

13、根据第五方式,在本发明的第六方式中,所述第一检测电路所具备的所述高输入阻抗电路的输入阻抗为所述第二检测电路的输入阻抗的104倍以上且108倍以下。

14、根据第四至第六方式中的任一方式,在本发明的第七方式中,所述第二检测电路的输入阻抗为0.1mω以上且10mω以下。

15、根据第四至第七方式中的任一方式,在本发明的第八方式中,具有切换电路,该切换电路对将所述第一检测电路连接于所述压电元件型传感器还是将所述第二检测电路连接于所述压电元件型传感器进行切换。

16、根据第一至第八方式中的任一方式,在本发明的第九方式中,所述电容器的静电电容为100pf以上且5000pf以下。

17、根据第一至第九方式中的任一方式,在本发明的第十方式中,所述压电元件型传感器具备驻极体膜。

18、根据第十方式,在本发明的第十一方式中,所述驻极体膜含有聚烯烃系树脂。

19、本发明的第十二方式是一种床传感器,具备第一至第十一方式中的任一方式所述的电子设备。

20、本发明的第十三方式是一种货架用传感器,具备第一至第十一方式中的任一方式所述的电子设备。

21、发明效果

22、根据本发明,通过比测力传感器廉价的一个压电元件型传感器也能够取得静态信息,因此能够实现传感器的低成本化及省空间化。



技术特征:

1.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备具备:

2.根据权利要求1所述的电子设备,其中,

3.根据权利要求1或2所述的电子设备,其还具备微分电路,该微分电路与所述第一检测电路串联连接,通过对所述第一检测电路的检测结果进行微分来检测施加于所述压电元件型传感器的压力的变化。

4.根据权利要求1或2所述的电子设备,其还具备第二检测电路,该第二检测电路根据所述压电元件型传感器的输出电压来检测施加于所述压电元件型传感器的压力的变化。

5.根据权利要求4所述的电子设备,其中,

6.根据权利要求5所述的电子设备,其中,

7.根据权利要求4~6中任一项所述的电子设备,其中,

8.根据权利要求4~7中任一项所述的电子设备,其具有切换电路,该切换电路对将所述第一检测电路连接于所述压电元件型传感器还是将所述第二检测电路连接于所述压电元件型传感器进行切换。

9.根据权利要求1~8中任一项所述的电子设备,其中,

10.根据权利要求1~9中任一项所述的电子设备,其中,

11.根据权利要求10所述的电子设备,其中,

12.一种床传感器,其特征在于,所述床传感器具备权利要求1~11中任一项所述的电子设备。

13.一种货架用传感器,其特征在于,所述货架用传感器具备权利要求1~11中任一项所述的电子设备。

14.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备具备:

15.根据权利要求14所述的电子设备,其中,

16.根据权利要求14或15所述的电子设备,其还具备微分电路,该微分电路与所述第一检测电路串联连接,通过对所述第一检测电路的检测结果进行微分来检测施加于所述压电元件型传感器的压力的变化。

17.根据权利要求14或15所述的电子设备,其


技术总结
电子设备(1)具备:作为压电元件型传感器的传感器(10),其输出与被施加的压力相应的电压;以及第一检测电路(20),其根据传感器(10)的输出电压来检测施加于传感器(10)的持续的压力,第一检测电路(20)具有与传感器(10)并联连接的电容器(21)和与传感器(10)串联连接的高输入阻抗电路(22)。

技术研发人员:渡边至
受保护的技术使用者:三菱化学株式会社
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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