壓電傳感器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種可抑制壓敏層對通過電極傳遞的電信號的影響的壓電傳感器。一種壓電傳感器(1)，其用于檢測在一定地點(diǎn)由活體產(chǎn)生的壓力變化，其具備：一對電極(3a、3b)，其彼此間隔一定距離設(shè)置，并形成為呈面狀擴(kuò)展；壓敏層(4)，其設(shè)置于一對電極(3a、3b)之間，并相應(yīng)于壓力變化產(chǎn)生電荷；以及一對端子(5a、5b)，其分別與一對電極(3a、3b)連接，用于輸出相應(yīng)于活體的壓力變化而從一對電極(3a、3b)給出的電信號，其中，一對電極(3a、3b)中的至少一個(gè)電極被設(shè)置為其向一對端子(5a、5b)延伸的邊緣部(6a～6d)相對于壓敏層(4)向外側(cè)伸出，電信號通過邊緣部(6a～6d)傳遞并從一對端子(5a、5b)輸出。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】壓電傳感器
本專利技術(shù)涉及一種壓電傳感器，尤其涉及一種用于檢測在一定地點(diǎn)，由活體的心跳和呼吸而所產(chǎn)生的壓力變化的壓電傳感器。
技術(shù)介紹
以往，用于檢測由活體的心跳和呼吸等而所產(chǎn)生的壓力變化的壓電傳感器已經(jīng)投入實(shí)際應(yīng)用。例如，通過將壓電傳感器設(shè)置在醫(yī)院的病床上，來隨時(shí)間檢測由活體所產(chǎn)生的壓力變化，由此可易于掌握活體的狀態(tài)。這種壓電傳感器，已被提出的有，例如設(shè)置有多個(gè)壓電元件的壓電傳感器。通過設(shè)置多個(gè)壓電元件，來檢測活體局部的壓力變化，由此可精確地掌握活體的狀態(tài)。然而，其存在著諸如需要通過不同的運(yùn)算電路對來自各個(gè)壓電元件的電信號進(jìn)行分析等，裝置構(gòu)造復(fù)雜化的問題。鑒于此，作為簡化其構(gòu)造的技術(shù)，例如，在專利文獻(xiàn)1中提出了在任何位置都能夠非常精確地測定活體信號的壓電傳感器結(jié)構(gòu)體。該壓電傳感器結(jié)構(gòu)體形成為電極在床的寬度方向上呈面狀擴(kuò)展，因此能夠以簡易的構(gòu)造對較大面積上的壓力變化進(jìn)行檢測。[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)]專利文獻(xiàn)1：日本特開2018－33497號公報(bào)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[專利技術(shù)所要解決的問題]然而，專利文獻(xiàn)1所述的壓電傳感器結(jié)構(gòu)體，是將壓敏層設(shè)置為遍及電極的整個(gè)面，因此在相應(yīng)于活體的壓力變化而產(chǎn)生的電信號通過電極而被傳遞到端子期間，有可能會與壓敏層發(fā)生靜電耦合等，而使其波形發(fā)生變化。本專利技術(shù)是為了解決這樣的以往的問題而完成的，其目的在于提供一種可抑制壓敏層對通過電極傳遞的電信號的影響的壓電傳感器。[解決問題的手段]本專利技術(shù)所涉及的壓電傳感器，其用于檢測在一定地點(diǎn)由活體產(chǎn)生的壓力變化，其具備：一對電極，其彼此間隔一定距離設(shè)置，并形成為呈面狀擴(kuò)展；壓敏層，其設(shè)置于一對電極之間，并相應(yīng)于壓力變化而產(chǎn)生電荷；以及一對端子，其分別與一對電極連接，用于輸出相應(yīng)于活體的壓力變化而從一對電極給出的電信號，其中，一對電極中的至少一個(gè)電極被設(shè)置為其向一對端子延伸的邊緣部相對于壓敏層向外側(cè)伸出，電信號通過邊緣部傳遞并從一對端子輸出。其中，優(yōu)選地，一對電極分別被設(shè)置為邊緣部相對于壓敏層向外側(cè)伸出。此外，優(yōu)選地，至少一個(gè)電極被設(shè)置為其整個(gè)外周邊緣部都相對于壓敏層向外側(cè)伸出。此外，優(yōu)選地，一對電極，具有長條形狀，其中至少一個(gè)電極具有多個(gè)檢測部，其通過在電極與壓敏層的重疊部分，沿與該電極的長邊方向交叉的方向延伸而設(shè)的切口而被劃分出來。此外，多個(gè)檢測部可通過沿長邊方向延伸而設(shè)的切口進(jìn)一步劃分而設(shè)置。此外，一對端子可與一對電極上沿短邊方向延伸的邊緣部連接。[專利技術(shù)效果]本專利技術(shù)中，一對電極中的至少一個(gè)電極被設(shè)置為其向一對端子延伸的邊緣部相對于壓敏層向外側(cè)伸出，電信號通過邊緣部傳遞并從一對端子輸出，因此，能夠提供一種可抑制壓敏層對通過電極傳遞的電信號的影響的壓電傳感器。附圖說明圖1示出了具備本專利技術(shù)的實(shí)施方式1所涉及的壓電傳感器的活體信息分析裝置的構(gòu)造，(a)是俯視圖，(b)是圖1(a)的A－A線剖視圖。圖2是示出了在睡鋪上設(shè)置了壓電傳感器的情況下的圖。圖3示出了實(shí)施方式2所涉及的壓電傳感器的構(gòu)造，(a)是俯視圖，(b)是圖3(a)的B－B線剖視圖。圖4示出了實(shí)施方式3所涉及的壓電傳感器的構(gòu)造，(a)是俯視圖，(b)是圖4(a)的C－C線剖視圖。圖5是示出了實(shí)施方式4所涉及的壓電傳感器的構(gòu)造的圖。圖6是示出了實(shí)施方式5所涉及的壓電傳感器的構(gòu)造的圖。圖7是示出了按壓實(shí)施例1的壓電傳感器時(shí)的電信號的強(qiáng)度變化的散點(diǎn)圖。圖8是示出了按壓比較例1的壓電傳感器時(shí)的電信號的強(qiáng)度變化的散點(diǎn)圖。具體實(shí)施方式下面，基于附圖對本專利技術(shù)的實(shí)施方式進(jìn)行說明。實(shí)施方式1圖1(a)和(b)示出了具備本專利技術(shù)的實(shí)施方式1所涉及的壓電傳感器的活體信息分析裝置的構(gòu)造。該活體信息分析裝置具有壓電傳感器1和分析部2。壓電傳感器1，其用于檢測在一定地點(diǎn)由活體產(chǎn)生的壓力變化，具有一對電極3a和3b、壓敏層4、以及一對端子5a和5b。其中，壓力變化不僅包括由活體整體施加的較大的壓力變化，還包括活體表面的振動等較小的壓力變化。電極3a和3b，其彼此間隔一定距離設(shè)置，并形成為相同形狀的長條狀的矩形。電極3a和3b，例如可以由金屬材料和有機(jī)導(dǎo)電性材料等導(dǎo)電性材料構(gòu)成。壓敏層4，其相應(yīng)于壓力變化產(chǎn)生電荷，并被設(shè)置在電極3a與3b之間。壓敏層4，例如可以由聚偏氟乙烯(PVDF)和聚(偏氟乙烯－三氟乙烯)共聚物(P(VDF－TrFE))等具有強(qiáng)介電性的材料構(gòu)成。另外，壓敏層4也可以由聚乳酸和聚脲等材料、以及使多孔膜帶電而成的駐極體材料等構(gòu)成。其中，壓敏層4以比電極3a和3b小的面積形成。具體而言，電極3a和3b上，沿長邊方向延伸的兩個(gè)邊緣部6a和6b以及沿短邊方向延伸的兩個(gè)邊緣部6c和6d被設(shè)置為相對于壓敏層4向外側(cè)伸出，即，電極3a和3b被設(shè)置為其整個(gè)外周邊緣部6a～6d都相對于壓敏層4向外側(cè)伸出。由此可知，在電極3a和3b上，在電極3a和3b的層疊方向上與壓敏層4重疊之處設(shè)置與壓敏層4電連接的檢測部7，且邊緣部6a～6d被設(shè)置為包圍在該檢測部7的周圍，不與壓敏層4重疊。另外，優(yōu)選地，檢測部7形成為，其形成得最寬的部分具有10cm以上的寬度并呈面狀擴(kuò)展。端子5a和5b，其分別與電極3a和3b連接，并將相應(yīng)于活體的壓力變化而從電極3a和3b給出的電信號依次輸出到分析部2。分析部2，其用于基于從端子5a和5b輸出的電信號來分析活體的活體信息。分析部2，例如可基于電信號的頻率來計(jì)算心率、呼吸數(shù)和體動等活體信息。下面，對實(shí)施方式1的操作進(jìn)行說明。首先，如圖2所示，在活體S躺下的一定地點(diǎn)、例如床等睡鋪L上設(shè)置有壓電傳感器1。壓電傳感器1形成為在寬度方向上橫跨睡鋪L的長條形狀，因此能夠確保對由活體S產(chǎn)生的壓力變化進(jìn)行檢測。如圖1(a)和(b)所示，當(dāng)由活體S產(chǎn)生的壓力變化施加于壓電傳感器1時(shí)，檢測部7給出與由活體S產(chǎn)生的壓力變化相應(yīng)的電信號。該電信號將通過電極3a和3b，從施加了由活體S產(chǎn)生的壓力變化的按壓位置傳遞到端子5a和5b。但是，在電極3a和3b上通過檢測部7傳遞的電信號，由于受到檢測部7與壓敏層4之間產(chǎn)生的靜電耦合的影響，其強(qiáng)度有可能會大幅衰減。尤其，當(dāng)檢測部7上遠(yuǎn)離端子5a和5b的按壓位置P2被按壓時(shí)，與接近端子5a和5b的按壓位置P1被按壓時(shí)的情況相比，電信號的傳遞距離長，因此在這種情況下所受到的與壓敏層4之間產(chǎn)生的靜電耦合的影響會更大。鑒于此，在電極3a和3b上形成有從按壓位置P2向端子5a和5b延伸的邊緣部6a～6d。該邊緣部6a～6d被設(shè)置為相對于壓敏層4向外側(cè)伸出，即，被設(shè)置為在層疊方向上不與壓敏層4重疊，因此通過邊緣部6a～6d傳遞的電信號，能夠在不受到檢測部7與壓敏層4之間產(chǎn)生的靜電耦合的影響的情況下傳遞到端子5a和5b。尤其，由于能夠?qū)υ谶h(yuǎn)離端子5a和5b的按壓位置P2上產(chǎn)生的電信號受到靜本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種壓電傳感器，其用于檢測在一定地點(diǎn)由活體產(chǎn)生的壓力變化，其具備：/n一對電極，其彼此間隔一定距離設(shè)置，并形成為呈面狀擴(kuò)展；/n壓敏層，其設(shè)置于所述一對電極之間，并相應(yīng)于壓力變化而產(chǎn)生電荷；以及/n一對端子，其分別與所述一對電極連接，用于輸出相應(yīng)于活體的壓力變化而從所述一對電極給出的電信號，/n其中，所述一對電極中的至少一個(gè)電極被設(shè)置為，其向所述一對端子延伸的邊緣部相對于所述壓敏層向外側(cè)伸出，所述電信號通過所述邊緣部傳遞并從所述一對端子輸出。/n

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】20190329 JP 2019-0680251.一種壓電傳感器，其用于檢測在一定地點(diǎn)由活體產(chǎn)生的壓力變化，其具備：
一對電極，其彼此間隔一定距離設(shè)置，并形成為呈面狀擴(kuò)展；
壓敏層，其設(shè)置于所述一對電極之間，并相應(yīng)于壓力變化而產(chǎn)生電荷；以及
一對端子，其分別與所述一對電極連接，用于輸出相應(yīng)于活體的壓力變化而從所述一對電極給出的電信號，
其中，所述一對電極中的至少一個(gè)電極被設(shè)置為，其向所述一對端子延伸的邊緣部相對于所述壓敏層向外側(cè)伸出，所述電信號通過所述邊緣部傳遞并從所述一對端子輸出。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電傳感器，其中，所述一對電極分別被設(shè)置為所述邊緣部相對于所述...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：熊木大介，東海林純一，時(shí)任靜士，
申請(專利權(quán))人：國立大學(xué)法人山形大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：日本;JP