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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-04
(45)【発行日】2024-04-12
(54)【発明の名称】圧電デバイス、力センサー、及び生体情報取得デバイス
(51)【国際特許分類】
H10N 30/60 20230101AFI20240405BHJP
H10N 30/30 20230101ALI20240405BHJP
H10N 30/20 20230101ALI20240405BHJP
H10N 30/853 20230101ALI20240405BHJP
H10N 30/06 20230101ALI20240405BHJP
H10N 30/857 20230101ALI20240405BHJP
H10N 30/85 20230101ALI20240405BHJP
【ＦＩ】
H10N30/60
H10N30/30
H10N30/20
H10N30/853
H10N30/06
H10N30/857
H10N30/85
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2022552083
(86)(22)【出願日】2021-09-24
(86)【国際出願番号】 JP2021035189
(87)【国際公開番号】W WO2022065454
(87)【国際公開日】2022-03-31
【審査請求日】2022-11-07
(31)【優先権主張番号】P 2020161350
(32)【優先日】2020-09-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000005887
【氏名又は名称】三井化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】丸子 展弘
(72)【発明者】
【氏名】吉田 光伸
(72)【発明者】
【氏名】尾崎 勝敏
【審査官】宮本 博司
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１９／１２６４７７（ＷＯ，Ａ２）
【文献】国際公開第２０１７／１１１１０８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開昭５６－００２８００（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ１０Ｎ ３０／６０
Ｈ１０Ｎ ３０／３０
Ｈ１０Ｎ ３０／２０
Ｈ１０Ｎ ３０／８５３
Ｈ１０Ｎ ３０／０６
Ｈ１０Ｎ ３０／８５７
Ｈ１０Ｎ ３０／８５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１方向に向けて真っすぐに延在する第１内部導体と、前記第１内部導体の少なくとも一部を覆う第１圧電体と、前記第１圧電体の外周に配置された第１外部導体とを有し、外力が前記第１圧電体に作用すると、前記外力による前記第１圧電体の変位に応じて、前記第１外部導体に対して前記第１内部導体に第１電圧を発生させる第１圧電センサと、第２方向に向けて真っすぐに延在する第２内部導体と、前記第２内部導体の少なくとも一部を覆う第２圧電体と、前記第２圧電体の外周に配置された第２外部導体とを有し、前記外力が前記第２圧電体に作用すると、前記外力による前記第２圧電体の変位に応じて、前記第２外部導体に対して前記第２内部導体に前記第１電圧と電圧の正負が異なる第２電圧を発生させる第２圧電センサと、
前記第１内部導体が電気的に接続された一方の差動入力端子、及び前記第２内部導体が電気的に接続された他方の差動入力端子を有し、前記一方の差動入力端子に入力された第１信号及び前記他方の差動入力端子の入力された第２信号に基づいて、差動信号を形成する差動信号形成部とを備え、
前記第１方向と前記第２方向とは、略平行であり、
前記第１外部導体と、前記第２外部導体とが物理的に接触しており、
前記第１圧電体は、圧電定数ｄ １４ を有する有機圧電材料を含む長尺状有機圧電体が前記第１方向に向けて第１螺旋方向に螺旋状に巻回されてなり、
前記第２圧電体は、前記長尺状有機圧電体が前記第２方向に向けて前記第１螺旋方向とは異なる第２螺旋方向に螺旋状に巻回されてなる、圧電デバイス。
【請求項2】
前記有機圧電材料は、光学活性を有するヘリカルキラル高分子を含む、請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項3】
前記ヘリカルキラル高分子は、ポリ乳酸を含む、請求項２に記載の圧電デバイス。
【請求項4】
前記有機圧電材料は、光学活性ポリペプチドからなる長繊維を含む、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
【請求項5】
第１方向に向けて延在する第１内部導体と、前記第１内部導体の少なくとも一部を覆う第１圧電体と、前記第１圧電体の外周に配置された第１外部導体とを有し、外力が前記第１圧電体に作用すると、前記外力による前記第１圧電体の変位に応じて、前記第１外部導体に対して前記第１内部導体に第１電圧を発生させる第１圧電センサと、
第２方向に向けて延在する第２内部導体と、前記第２内部導体の少なくとも一部を覆う第２圧電体と、前記第２圧電体の外周に配置された第２外部導体とを有し、前記外力が前記第２圧電体に作用すると、前記外力による前記第２圧電体の変位に応じて、前記第２外部導体に対して前記第２内部導体に前記第１電圧と電圧の正負が異なる第２電圧を発生させる第２圧電センサと、
前記第１内部導体が電気的に接続された一方の差動入力端子、及び前記第２内部導体が電気的に接続された他方の差動入力端子を有し、前記一方の差動入力端子に入力された第１信号及び前記他方の差動入力端子の入力された第２信号に基づいて、差動信号を形成する差動信号形成部とを備え、
前記第１圧電体は、圧電定数ｄ３３及び圧電定数ｄ３１を有し、圧電定数ｄ１４を有しない圧電材料を含むシート状圧電体の一方の面が前記第１内部導体の側となるように、前記シート状圧電体が巻回されてなり、
前記第２圧電体は、前記シート状圧電体の他方の面が前記第２内部導体の側となるように、前記シート状圧電体が巻回されてなる、圧電デバイス。
【請求項6】
前記シート状圧電体は、ポリフッ化ビニリデンを含む、請求項５に記載の圧電デバイス。
【請求項7】
前記第１方向と前記第２方向とは、略平行である、請求項５又は請求項６に記載の圧電デバイス。
【請求項8】
前記第１外部導体と、前記第２外部導体とが物理的に接触している、請求項７に記載の圧電デバイス。
【請求項9】
前記差動信号形成部は、差動増幅回路を含む、請求項１～請求項８のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
【請求項10】
請求項１～請求項９のいずれか１項に記載の圧電デバイスを備える、力センサー。
【請求項11】
請求項１～請求項１０のいずれか１項に記載の圧電デバイスを備える、生体情報取得デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、圧電デバイス、力センサー、及び生体情報取得デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、圧電性を有する材料は、導体に被覆して利用されている。
【0003】
特許文献１は、ワイヤーハーネスを開示している。特許文献１に開示のワイヤーハーネスは、ピエゾケーブルと、電気コネクタとからなる。ピエゾケーブルは、中心導体、圧電材料層、外側導体及び外被を有する。中心導体、圧電材料層、外側導体及び外被は、この順に中心から外側に向って同軸状に配置されている。圧電材料層は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）の共重合体が用いられる。電気コネクタは、Ａ／Ｄ変換回路を内蔵する。
【0004】
特許文献１：特開平１０－１３２６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に開示のピエゾケーブルでは、外来の電磁ノイズ等によって外側導体にノイズが重畳するおそれがあった。そのため、中心導体と外側導体との間に生じる電圧にもノイズが重畳するおそれがあった。その結果、特許文献１に開示のピエゾケーブルは、微細な振動等の外力を感度良く検出することができないおそれがあった。
【0006】
本開示は、上記事情に鑑み、外力を感度良く検出することができる圧電デバイス、力センサー、及び生体情報取得デバイスを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するための手段には、以下の実施態様が含まれる。
【0008】
＜１＞ 第１方向に向けて延在する第１内部導体と、前記第１内部導体の少なくとも一部を覆う第１圧電体と、前記第１圧電体の外周に配置された第１外部導体とを有し、外力が前記第１圧電体に作用すると、前記外力による前記第１圧電体の変位に応じて、前記第１外部導体に対して前記第１内部導体に第１電圧を発生させる第１圧電センサと、
第２方向に向けて延在する第２内部導体と、前記第２内部導体の少なくとも一部を覆う第２圧電体と、前記第２圧電体の外周に配置された第２外部導体とを有し、前記外力が前記第２圧電体に作用すると、前記外力による前記第２圧電体の変位に応じて、前記第２外部導体に対して前記第２内部導体に前記第１電圧と電圧の正負が異なる第２電圧を発生させる第２圧電センサと、
前記第１内部導体が電気的に接続された一方の差動入力端子、及び前記第２内部導体が電気的に接続された他方の差動入力端子を有し、前記一方の差動入力端子に入力された第１信号及び前記他方の差動入力端子の入力された第２信号に基づいて、差動信号を形成する差動信号形成部とを備える圧電デバイス。
＜２＞ 前記差動信号形成部は、差動増幅回路を含む、前記＜１＞に記載の圧電デバイス。
＜３＞ 前記第１方向と前記第２方向とは、略平行である、前記＜１＞又は＜２＞に記載の圧電デバイス。
＜４＞ 前記第１外部導体と、前記第２外部導体とが物理的に接触している、前記＜３＞に記載の圧電デバイス。
＜５＞ 前記第１圧電体は、圧電定数ｄ１４を有する有機圧電材料を含む長尺状有機圧電体が前記第１方向に向けて第１螺旋方向に螺旋状に巻回されてなり、
前記第２圧電体は、前記長尺状有機圧電体が前記第２方向に向けて前記第１螺旋方向とは異なる第２螺旋方向に螺旋状に巻回されてなる、前記＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の圧電デバイス。
＜６＞ 前記有機圧電材料は、光学活性を有するヘリカルキラル高分子を含む、前記＜５＞に記載の圧電デバイス。
＜７＞ 前記ヘリカルキラル高分子は、ポリ乳酸を含む、前記＜６＞に記載の圧電デバイス。
＜８＞ 前記有機圧電材料は、光学活性ポリペプチドからなる長繊維を含む、前記＜５＞に記載の圧電デバイス。
＜９＞ 前記第１圧電体は、圧電定数ｄ３３及び圧電定数ｄ３１を有し、圧電定数ｄ１４を有しない圧電材料を含むシート状圧電体の一方の面が前記第１内部導体の側となるように、前記シート状圧電体が巻回されてなり、
前記第２圧電体は、前記シート状圧電体の他方の面が前記第２内部導体の側となるように、前記シート状圧電体が巻回されてなる、前記＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の圧電デバイス。
＜１０＞ 前記シート状圧電体は、ポリフッ化ビニリデンを含む、前記＜９＞に記載の圧電デバイス。
＜１１＞ 第１方向に向けて延在する第１内部導体と、前記第１内部導体の少なくとも一部を覆う第１圧電体と、前記第１圧電体の外周に配置された第１外部導体とを有し、外力が前記第１圧電体に作用すると、前記外力による前記第１圧電体の変位に応じて、前記第１外部導体に対して前記第１内部導体に第１電圧を発生させる第１圧電センサと、
第２方向に向けて延在する第２内部導体と、前記第２内部導体の少なくとも一部を覆う第２圧電体と、前記第２圧電体の外周に配置された第２外部導体とを有し、前記外力が前記第２圧電体に作用すると、前記外力による前記第２圧電体の変位に応じて、前記第２外部導体に対して前記第２内部導体に前記第１電圧と電圧の正負が異なる第２電圧を発生させる第２圧電センサと、
前記第１内部導体が電気的に接続された一方の差動入力端子、前記第２内部導体が電気的に接続された他方の差動入力端子、並びに前記第１外部導体及び前記第２外部導体の各々と電気的に接続された基準端子を有する計装アンプと、を備える、圧電デバイス。
＜１２＞ 前記＜１＞～＜１１＞のいずれか１つに記載の圧電デバイスを備える、力センサー。
＜１３＞ 前記＜１＞～＜１１＞のいずれか１つに記載の圧電デバイスを備える、生体情報取得デバイス。
第２方向に向けて延在する第２内部導体と、前記第２内部導体の少なくとも一部を覆う第２圧電体と、前記第２圧電体の外周に配置された第２外部導体とを有し、前記外力が前記第２圧電体に作用すると、前記外力による前記第２圧電体の変位に応じて、前記第２外部導体に対して前記第２内部導体に前記第１電圧と電圧の正負が異なる第２電圧を発生させる第２圧電センサと、
前記第１内部導体が電気的に接続された一方の差動入力端子、及び前記第２内部導体が電気的に接続された他方の差動入力端子を有し、前記一方の差動入力端子に入力された第１信号及び前記他方の差動入力端子の入力された第２信号に基づいて、差動信号を形成する差動信号形成部とを備える圧電デバイス。
＜２＞ 前記差動信号形成部は、差動増幅回路を含む、前記＜１＞に記載の圧電デバイス。
＜３＞ 前記第１方向と前記第２方向とは、略平行である、前記＜１＞又は＜２＞に記載の圧電デバイス。
＜４＞ 前記第１外部導体と、前記第２外部導体とが物理的に接触している、前記＜３＞に記載の圧電デバイス。
＜５＞ 前記第１圧電体は、圧電定数ｄ１４を有する有機圧電材料を含む長尺状有機圧電体が前記第１方向に向けて第１螺旋方向に螺旋状に巻回されてなり、
前記第２圧電体は、前記長尺状有機圧電体が前記第２方向に向けて前記第１螺旋方向とは異なる第２螺旋方向に螺旋状に巻回されてなる、前記＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の圧電デバイス。
＜６＞ 前記有機圧電材料は、光学活性を有するヘリカルキラル高分子を含む、前記＜５＞に記載の圧電デバイス。
＜７＞ 前記ヘリカルキラル高分子は、ポリ乳酸を含む、前記＜６＞に記載の圧電デバイス。
＜８＞ 前記有機圧電材料は、光学活性ポリペプチドからなる長繊維を含む、前記＜５＞に記載の圧電デバイス。
＜９＞ 前記第１圧電体は、圧電定数ｄ３３及び圧電定数ｄ３１を有し、圧電定数ｄ１４を有しない圧電材料を含むシート状圧電体の一方の面が前記第１内部導体の側となるように、前記シート状圧電体が巻回されてなり、
前記第２圧電体は、前記シート状圧電体の他方の面が前記第２内部導体の側となるように、前記シート状圧電体が巻回されてなる、前記＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の圧電デバイス。
＜１０＞ 前記シート状圧電体は、ポリフッ化ビニリデンを含む、前記＜９＞に記載の圧電デバイス。
＜１１＞ 第１方向に向けて延在する第１内部導体と、前記第１内部導体の少なくとも一部を覆う第１圧電体と、前記第１圧電体の外周に配置された第１外部導体とを有し、外力が前記第１圧電体に作用すると、前記外力による前記第１圧電体の変位に応じて、前記第１外部導体に対して前記第１内部導体に第１電圧を発生させる第１圧電センサと、
第２方向に向けて延在する第２内部導体と、前記第２内部導体の少なくとも一部を覆う第２圧電体と、前記第２圧電体の外周に配置された第２外部導体とを有し、前記外力が前記第２圧電体に作用すると、前記外力による前記第２圧電体の変位に応じて、前記第２外部導体に対して前記第２内部導体に前記第１電圧と電圧の正負が異なる第２電圧を発生させる第２圧電センサと、
前記第１内部導体が電気的に接続された一方の差動入力端子、前記第２内部導体が電気的に接続された他方の差動入力端子、並びに前記第１外部導体及び前記第２外部導体の各々と電気的に接続された基準端子を有する計装アンプと、を備える、圧電デバイス。
＜１２＞ 前記＜１＞～＜１１＞のいずれか１つに記載の圧電デバイスを備える、力センサー。
＜１３＞ 前記＜１＞～＜１１＞のいずれか１つに記載の圧電デバイスを備える、生体情報取得デバイス。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、外力を感度良く検出することができる圧電デバイス、力センサー、及び生体情報取得デバイスが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本実施形態に係る圧電デバイスの概略構成図である。
【図2】本実施形態に係る計装アンプのブロック回路図である。
【図3】本実施形態に係る情報処理ユニットのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図4】本実施形態に係るＣＰＵの機能構成の例を示すブロック図である。
【図5】本実施形態に係る第１圧電センサの一態様を示す正面図である。
【図7】本実施形態に係る第１圧電センサの他の態様を示す正面図である。
【図8】本実施形態に係る第１圧電センサのさらの他の態様を示す正面図である。
【図9】本実施形態に係る第１圧電センサ及び第２圧電センサの一態様の一部切欠き斜視図である。
【図10】本実施形態に係る第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂの他の態様の一部切欠き斜視図である。
【図11】本実施形態に係る力センサーの概念図である。
【図12】実施例１の測定用装置及び振動発生装置の上面図である。
【図16】実施例１のＦＦＴ（Fast Fourier Transform）解析の測定結果である。
【図17】比較例１のＦＦＴ解析の測定結果である。
【図18】比較例２のＦＦＴ解析の測定結果である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本開示について、好ましい実施形態の一例について詳細に説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、実施形態の範囲を制限するものではない。
本開示において、２以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本開示に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において、２以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本開示に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
【0012】
本開示の第１態様に係る圧電デバイスは、第１圧電センサと、第２圧電センサと、差動信号形成部とを備える。
第１圧電センサは、第１方向に向けて延在する第１内部導体と、前記第１内部導体の少なくとも一部を覆う第１圧電体と、前記第１圧電体の外周に配置された第１外部導体とを有する。外力が前記第１圧電体に作用すると、前記外力による前記第１圧電体の変位に応じて、前記第１外部導体に対して前記第１内部導体に第１電圧を発生させる。
第２圧電センサは、第２方向に向けて延在する第２内部導体と、前記第２内部導体の少なくとも一部を覆う第２圧電体と、前記第２圧電体の外周に配置された第２外部導体とを有する。前記外力が前記第２圧電体に作用すると、前記外力による前記第２圧電体の変位に応じて、前記第２外部導体に対して前記第２内部導体に前記第１電圧と電圧の正負が異なる第２電圧を発生させる。
差動信号形成部は、前記第１内部導体が電気的に接続された一方の差動入力端子、及び前記第２内部導体が電気的に接続された他方の差動入力端子を有する。差動信号形成部は、前記一方の差動入力端子に入力された第１信号及び前記他方の差動入力端子の入力された第２信号に基づいて、差動信号を形成する。
第１圧電センサは、第１方向に向けて延在する第１内部導体と、前記第１内部導体の少なくとも一部を覆う第１圧電体と、前記第１圧電体の外周に配置された第１外部導体とを有する。外力が前記第１圧電体に作用すると、前記外力による前記第１圧電体の変位に応じて、前記第１外部導体に対して前記第１内部導体に第１電圧を発生させる。
第２圧電センサは、第２方向に向けて延在する第２内部導体と、前記第２内部導体の少なくとも一部を覆う第２圧電体と、前記第２圧電体の外周に配置された第２外部導体とを有する。前記外力が前記第２圧電体に作用すると、前記外力による前記第２圧電体の変位に応じて、前記第２外部導体に対して前記第２内部導体に前記第１電圧と電圧の正負が異なる第２電圧を発生させる。
差動信号形成部は、前記第１内部導体が電気的に接続された一方の差動入力端子、及び前記第２内部導体が電気的に接続された他方の差動入力端子を有する。差動信号形成部は、前記一方の差動入力端子に入力された第１信号及び前記他方の差動入力端子の入力された第２信号に基づいて、差動信号を形成する。
【0013】
第１態様において、第１信号、第２信号及び差動信号の各々の種類は、同一であり、例えば、電圧、電流、又は電荷量であってもよい。
【0014】
第１電圧及び第２電圧の各々は、外来の電磁ノイズ等によって同相モードのノイズを含みやすい。同相モードのノイズは、第１態様に係る圧電デバイスが検出する外力の感度を低くする要因となり得る。
差動信号形成部は、第１信号と第２信号を差動して得られる差動信号を形成する。つまり、差動信号では、第１信号及び第２信号の同相モードのノイズが低減される。その結果、第１態様に係る圧電デバイスは、差動信号に基づいて外力を感度良く検出することができる。
差動信号形成部は、第１信号と第２信号を差動して得られる差動信号を形成する。つまり、差動信号では、第１信号及び第２信号の同相モードのノイズが低減される。その結果、第１態様に係る圧電デバイスは、差動信号に基づいて外力を感度良く検出することができる。
【0015】
第１態様において、第１圧電センサとしては、後述する第１圧電センサ１０Ａとして例示されたものと同様のものが挙げられる。第２圧電センサとしては、後述する第２圧電センサ１０Ｂとして例示されたものと同様のものが挙げられる。
以下、第１態様における第１圧電センサの構成部材、及び第２圧電センサの構成部材等の詳細な説明は省略する。
以下、第１態様における第１圧電センサの構成部材、及び第２圧電センサの構成部材等の詳細な説明は省略する。
【0016】
差動信号形成部は、第１信号及び第２信号に基づいて差動信号を形成する。差動信号は、差動回路（ハードウェア）及びデジタル演算処理のソフトウェアの少なくとも１つによって形成されてもよい。差動信号形成部は、公知の構成である。
【0017】
差動信号が差動回路によって形成される場合、差動信号形成部としては、一対の差動入力端子に加えて、例えば、オペアンプを有してもよい。具体的に、差動信号形成部としては、オペアンプを用いた差動増幅回路、複数のオペアンプ及びバッファーアンプを用いた差動増幅回路、計装アンプ等が挙げられる。
【0018】
差動信号がデジタル演算処理のソフトウェアによって形成される場合、差動信号形成部は、一対の差動入力端子に加えて、例えば、デジタルアナログ（ＡＤ）変換器、及び情報処理装置を有する。情報処理装置は、ＡＤ変換器の後段に配置される。
ＡＤ変換器は、入力された第１信号及び第２信号の各々をデジタル信号に変換し、情報処理装置に出力する。情報処理装置は、入力された一対のデジタル信号にデジタル演算処理を施して、差動信号を形成する。
情報処理装置は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行する。情報処理装置は、記憶部と、制御部とを備える。
記憶部は、各種のデータを記憶する。記憶部は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）のような主記憶部、及び補助記憶部を含む。主記憶部は、半導体メモリーを含む。補助記憶部は、ＳＳＤ（Solid State Drive）を含む。記憶部は、制御部によって実行される種々のプログラムを記憶する。プログラムは、一対のデジタル信号にデジタル演算処理を施すためのプログラム、ファームウェア、及び制御プログラムを含む。
制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサーを含むハードウェア回路である。制御部は、記憶部に格納されたプログラムを実行することにより、デジタル演算処理等を実行する。
ＡＤ変換器は、入力された第１信号及び第２信号の各々をデジタル信号に変換し、情報処理装置に出力する。情報処理装置は、入力された一対のデジタル信号にデジタル演算処理を施して、差動信号を形成する。
情報処理装置は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行する。情報処理装置は、記憶部と、制御部とを備える。
記憶部は、各種のデータを記憶する。記憶部は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）のような主記憶部、及び補助記憶部を含む。主記憶部は、半導体メモリーを含む。補助記憶部は、ＳＳＤ（Solid State Drive）を含む。記憶部は、制御部によって実行される種々のプログラムを記憶する。プログラムは、一対のデジタル信号にデジタル演算処理を施すためのプログラム、ファームウェア、及び制御プログラムを含む。
制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサーを含むハードウェア回路である。制御部は、記憶部に格納されたプログラムを実行することにより、デジタル演算処理等を実行する。
【0019】
第１態様では、差動信号形成部は、差動増幅回路を含むことが好ましい。この場合、第１信号及び第２信号の各々は、アナログ信号である。これにより、差動増幅回路は、第１圧電センサ及び第２圧電センサの各々からの出力を、アナログ信号として、増幅し、かつ差動信号を形成することができる。そのため、外来ノイズは、回路ノイズ等の影響を受けにくい。その結果、差動増幅回路は、第１圧電センサ及び第２圧電センサの各々が検知した信号をより正確に信号処理することができる。
【0020】
第１態様では、前記第１方向と前記第２方向とは、略平行であることが好ましい。換言すると、第１圧電センサと第２圧電センサとは略平行に配置されることが好ましい。
本開示において、「略平行」とは、第１圧電センサと第２圧電センサとが一見して平行にみなせる関係である。具体的に、略平行とは、第１圧電センサと第２圧電センサとのなす角度が１０度未満である。
これにより、圧電デバイスに外力が作用した際に、第１圧電体及び第２圧電体の各々に、略同一の外力が、第１圧電センサと第２圧電センサとが略平行に配置されていない場合よりも作用しやすくなる。その結果、第１態様に係る圧電デバイスは、より感度良く外力を検出することができる。
本開示において、「略平行」とは、第１圧電センサと第２圧電センサとが一見して平行にみなせる関係である。具体的に、略平行とは、第１圧電センサと第２圧電センサとのなす角度が１０度未満である。
これにより、圧電デバイスに外力が作用した際に、第１圧電体及び第２圧電体の各々に、略同一の外力が、第１圧電センサと第２圧電センサとが略平行に配置されていない場合よりも作用しやすくなる。その結果、第１態様に係る圧電デバイスは、より感度良く外力を検出することができる。
【0021】
第１態様では、前記第１外部導体と、前記第２外部導体とが物理的に接触していることが好ましい。
これにより、圧電デバイスに外力が作用した際に、第１圧電体及び第２圧電体の各々に、略同一の外力が、第１外部導体と、第２外部導体とが物理的に接触していない場合よりも作用しやすくなる。第１外部導体と、第２外部導体とは、短絡する。その結果、第１態様に係る圧電デバイスは、外力を更に感度良く検出することができる。
これにより、圧電デバイスに外力が作用した際に、第１圧電体及び第２圧電体の各々に、略同一の外力が、第１外部導体と、第２外部導体とが物理的に接触していない場合よりも作用しやすくなる。第１外部導体と、第２外部導体とは、短絡する。その結果、第１態様に係る圧電デバイスは、外力を更に感度良く検出することができる。
【0022】
第１態様では、前記第１圧電体は、圧電定数ｄ１４を有する有機圧電材料を含む長尺状有機圧電体が前記第１方向に向けて第１螺旋方向に螺旋状に巻回されてなり、前記第２圧電体は、前記長尺状有機圧電体が前記第２方向に向けて前記第１螺旋方向とは異なる第２螺旋方向に螺旋状に巻回されてなることが好ましい。
これにより、第１圧電センサの第１圧電体及び第２圧電センサの第２圧電体の各々の材料として、圧電性等に優れる光学活性高分子（Ａ）を用いることができる。
圧電性（ピエゾ）とは、応力を加えると電荷を生じる性質を示す。
光学活性高分子（Ａ）の詳細については、後述する。
これにより、第１圧電センサの第１圧電体及び第２圧電センサの第２圧電体の各々の材料として、圧電性等に優れる光学活性高分子（Ａ）を用いることができる。
圧電性（ピエゾ）とは、応力を加えると電荷を生じる性質を示す。
光学活性高分子（Ａ）の詳細については、後述する。
【0023】
第１態様では、前記有機圧電材料は、光学活性を有するヘリカルキラル高分子を含むことが好ましい。
これにより、有機圧電材料の加工性及び入手容易性等はより優れるとともに、第１圧電センサ及び第２圧電センサの各々の圧電性はより優れる。
これにより、有機圧電材料の加工性及び入手容易性等はより優れるとともに、第１圧電センサ及び第２圧電センサの各々の圧電性はより優れる。
【0024】
第１態様では、前記ヘリカルキラル高分子は、ポリ乳酸を含むことが好ましい。
これにより、有機圧電材料の加工性及び入手容易性等はさらに優れるとともに、第１圧電センサ及び第２圧電センサの各々の圧電性はさらに優れる。
これにより、有機圧電材料の加工性及び入手容易性等はさらに優れるとともに、第１圧電センサ及び第２圧電センサの各々の圧電性はさらに優れる。
【0025】
第１態様では、有機圧電材料は、光学活性ポリペプチドからなる長繊維を含むことが好ましい。
これにより、第１圧電センサ及び第２圧電センサの各々の圧電性は特に優れる。
これにより、第１圧電センサ及び第２圧電センサの各々の圧電性は特に優れる。
【0026】
第１態様では、前記第１圧電体は、圧電定数ｄ３３及び圧電定数ｄ３１を有し、圧電定数ｄ１４を有しない圧電材料を含むシート状圧電体の一方の面が前記第１内部導体の側となるように、前記シート状圧電体が巻回されてなり、前記第２圧電体は、前記シート状圧電体の他方の面が前記第２内部導体の側となるように、前記シート状圧電体が巻回されてなることが好ましい。
これにより、第１圧電センサの第１圧電体及び第２圧電センサの第２圧電体の各々の材料として、圧電性等に優れる、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）のような有機圧電材料及びチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のような無機圧電材料を用いることができる。
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）のような有機圧電材料及びチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のような無機圧電材料の詳細については、後述する。
これにより、第１圧電センサの第１圧電体及び第２圧電センサの第２圧電体の各々の材料として、圧電性等に優れる、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）のような有機圧電材料及びチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のような無機圧電材料を用いることができる。
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）のような有機圧電材料及びチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のような無機圧電材料の詳細については、後述する。
【0027】
第１態様では、前記シート状圧電体は、ポリフッ化ビニリデンを含むことが好ましい。これにより、シート状圧電体は、軽量で柔軟性に富み、加工性等に優れる。
【0028】
本開示の第２態様に係る圧電デバイスは、第１圧電センサと、第２圧電センサと、計装アンプと、を備えてもよい。
第１圧電センサは、第１方向に向けて延在する第１内部導体と、前記第１内部導体の少なくとも一部を覆う第１圧電体と、前記第１圧電体の外周に配置された第１外部導体とを有する。外力が前記第１圧電体に作用すると、前記外力による前記第１圧電体の変位に応じて、前記第１外部導体に対して前記第１内部導体に第１電圧を発生させる。
第２圧電センサは、第２方向に向けて延在する第２内部導体と、前記第２内部導体の少なくとも一部を覆う第２圧電体と、前記第２圧電体の外周に配置された第２外部導体とを有する。前記外力が前記第２圧電体に作用すると、前記外力による前記第２圧電体の変位に応じて、前記第２外部導体に対して前記第２内部導体に前記第１電圧と電圧の正負が異なる第２電圧を発生させる。
計装アンプは、前記第１内部導体が電気的に接続された一方の差動入力端子、前記第２内部導体が電気的に接続された他方の差動入力端子、並びに前記第１外部導体及び前記第２外部導体の各々と電気的に接続された基準端子を有する。
第１圧電センサは、第１方向に向けて延在する第１内部導体と、前記第１内部導体の少なくとも一部を覆う第１圧電体と、前記第１圧電体の外周に配置された第１外部導体とを有する。外力が前記第１圧電体に作用すると、前記外力による前記第１圧電体の変位に応じて、前記第１外部導体に対して前記第１内部導体に第１電圧を発生させる。
第２圧電センサは、第２方向に向けて延在する第２内部導体と、前記第２内部導体の少なくとも一部を覆う第２圧電体と、前記第２圧電体の外周に配置された第２外部導体とを有する。前記外力が前記第２圧電体に作用すると、前記外力による前記第２圧電体の変位に応じて、前記第２外部導体に対して前記第２内部導体に前記第１電圧と電圧の正負が異なる第２電圧を発生させる。
計装アンプは、前記第１内部導体が電気的に接続された一方の差動入力端子、前記第２内部導体が電気的に接続された他方の差動入力端子、並びに前記第１外部導体及び前記第２外部導体の各々と電気的に接続された基準端子を有する。
【0029】
第１電圧及び第２電圧の各々は、外来の電磁ノイズ等によって同相モード電圧を含みやすい。同相モード電圧は、第２態様に係る圧電デバイスが検出する外力の感度を低くする要因となり得る。計装アンプは、基準端子の電圧を基準として、第１電圧と第２電圧を差動増幅して得られる差動電圧を出力する。つまり、計装アンプから出力される差動電圧は、第１電圧及び第２電圧の同相モード電圧が低減され、かつ増幅される。換言すると、差動電圧は、ＳＮ比に優れる。その結果、第２態様に係る圧電デバイスは、差動電圧に基づいて外力を感度良く検出することができる。
【0030】
【0031】
【0032】
【0033】
以下、図面を参照して、計装アンプを用いた本開示の実施形態に係る圧電デバイス、力センサー、及び生体情報取得デバイスの実施形態について説明する。また、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
【0034】
【0035】
圧電デバイス１は、図１に示すように、第１圧電センサ１０Ａと、第２圧電センサ１０Ｂと、第１同軸ケーブル２０Ａと、第２同軸ケーブル２０Ｂと、計装アンプ３０と、情報処理ユニット４０とを備える。第１圧電センサ１０Ａは、第１同軸ケーブル２０Ａを介して、計装アンプ３０と電気的に接続されている。第２圧電センサ１０Ｂは、第２同軸ケーブル２０Ｂを介して、計装アンプ３０と電気的に接続されている。計装アンプ３０は、情報処理ユニット４０と電気的に接続されている。
【0036】
第１圧電センサ１０Ａは、第１内部導体１１Ａと、第１圧電体１２Ａと、第１外部導体１３Ａとを有する。第１圧電体１２Ａは、第１内部導体１１Ａと第１外部導体１３Ａとの間に位置する。第１内部導体１１Ａと第１外部導体１３Ａとは物理的に接触していない。第１圧電センサ１０Ａの構成の詳細については、図５～図８を参照して後述する。
【0037】
第１圧電センサ１０Ａは、外力が第１圧電体１２Ａに作用すると、外力による第１圧電体１２Ａの変位によって、第１内部導体１１Ａと第１外部導体１３Ａとの間に、第１電圧を発生させる。第１電圧は、第１外部導体１３Ａに対する第１内部導体１１Ａの電位差を示す。
【0038】
外力は、引張、加圧及び屈曲を含む。第１圧電体１２Ａの変位は、外力に応じた第１圧電体１２Ａの復帰可能な変形（以下、「非塑性変形」という。）を含む。第１圧電体１２Ａの非塑性変形は、第１圧電体１２Ａの部分的又は全体的な伸長、及び圧縮を含む。
【0039】
第２圧電センサ１０Ｂは、第２内部導体１１Ｂと、第２圧電体１２Ｂと、第２外部導体１３Ｂとを有する。第２圧電体１２Ｂは、第２内部導体１１Ｂと第２外部導体１３Ｂとの間に位置する。第２内部導体１１Ｂと第２外部導体１３Ｂとは物理的に接触していない。第２圧電センサ１０Ｂの構成の詳細については、後述する。
【0040】
第２圧電センサ１０Ｂは、外力が第２圧電体１２Ｂに作用すると、外力による第２圧電体１２Ｂの変位によって、第２内部導体１１Ｂと第２外部導体１３Ｂとの間に、第２電圧を発生させる。第２電圧は、第２外部導体１３Ｂに対する第２内部導体１１Ｂの電位差を示す。第２電圧と、第１電圧とは電圧の正負が異なる。
【0041】
第２圧電体１２Ｂの変位は、外力に応じた第２圧電体１２Ｂの非塑性変形を含む。第２圧電体１２Ｂの非塑性変形は、第２圧電体１２Ｂの部分的又は全体的な伸長、及び圧縮を含む。
【0042】
本実施形態では、第１内部導体１１Ａ及び第２内部導体１１Ｂの各々は、方向Ｄ１に向けて延在している。つまり、第１内部導体１１Ａと、第２内部導体１１Ｂとは略平行である。換言すると、第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂは、略平行に配置されている。第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂは、物理的に接触していることが好ましい。方向Ｄ１は、第１方向及び第２方向の一例である。
【0043】
略平行とは、第１圧電センサ１０Ａと第２圧電センサ１０Ｂとが一見して平行にみなせる関係である。具体的に、略平行とは、第１圧電センサ１０Ａと第２圧電センサ１０Ｂとのなす角度が１０度未満である。
【0044】
計装アンプ３０は、入力される第１電圧及び第２電圧の電位差を増幅し、得られる差動電圧をシングル出力する。計装アンプ３０は、第１差動入力端子ＶＩＮ
－と、第２差動入力端子ＶＩＮ
＋と、基準端子Ｖｒｅｆと、出力端子Ｖｏｕｔとを有する。計装アンプ３０の構成の詳細については、図２を参照して後述する。第１差動入力端子ＶＩＮ
－は、一方の差動入力端子の一例である。第２差動入力端子ＶＩＮ
＋は、他方の差動入力端子の一例である。
【0045】
第１同軸ケーブル２０Ａは、第１導線２１Ａと、第１絶縁層２２Ａと、第１導体層２３Ａとを有する。第１導線２１Ａは、第１圧電センサ１０Ａの第１内部導体１１Ａと計装アンプ３０の第１差動入力端子ＶＩＮ
－とを電気的に接続する。第１絶縁層２２Ａは、第１導線２１Ａを覆う。つまり、第１導線２１Ａと第１導体層２３Ａとは物理的に接触していない。第１導体層２３Ａは、第１圧電センサ１０Ａの第１外部導体１３Ａと、計装アンプ３０の基準端子Ｖｒｅｆとを電気的に接続する。第１導体層２３Ａは、第１絶縁層２２Ａを覆う。
【0046】
第１導線２１Ａの材質としては、銅等が挙げられる。第１絶縁層２２Ａの材料は、電気的絶縁性を有する材料であればよく、例えば、フッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、アモルファスポリオレフィン樹脂、ポリエチレンナフタレート等が挙げられる。第１導体層２３Ａの材質は、例えば、銅、アルミニウム等が挙げられる。第１導体層２３Ａは、編組線であってもよい。第１導体層２３Ａは、保護被膜で覆われていてもよい。保護被膜の材質としては、例えば、塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド等が挙げられる。
【0047】
第２同軸ケーブル２０Ｂは、第２導線２１Ｂと、第２絶縁層２２Ｂと、第２導体層２３Ｂとを有する。第２導線２１Ｂは、第２圧電センサ１０Ｂの第２内部導体１１Ｂと計装アンプ３０の第２差動入力端子ＶＩＮ
＋とを電気的に接続する。第２絶縁層２２Ｂは、第２導線２１Ｂを覆う。つまり、第２導線２１Ｂと第２導体層２３Ｂとは物理的に接続していない。第２導体層２３Ｂは、第２圧電センサ１０Ｂの第２外部導体１３Ｂと、計装アンプ３０の基準端子Ｖｒｅｆとを電気的に接続する。第２導体層２３Ｂは、第２絶縁層２２Ｂを覆う。
【0048】
第２導線２１Ｂの材質としては、第１導線２１Ｂの材質として例示した材質と同一の材質が挙げられる。第２絶縁層２２Ｂの材料としては、第１絶縁層２２Ａの材質として例示した材質と同一の材質が挙げられる。第２導体層２３Ｂの材質は、第１導体層２３Ａの材質として例示した材質と同一の材質が挙げられる。第２導体層２３Ｂは、保護被膜で覆われていてもよい。第２同軸ケーブル２０Ｂの構成は、第１同軸ケーブル２０Ａと同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0049】
情報処理ユニット４０は、計装アンプ３０から出力された差動電圧をデジタル信号に変換し、データ処理を行う。データ処理は、差動電圧の表示、外力の検知、差動電圧の記録等を含む。情報処理ユニット４０の詳細については、図３及び図４を参照して後述する。
【0050】
本実施形態では、第１内部導体１１Ａと、第２内部導体１１Ｂとは略平行であるが、本開示はこれに限定されず、第１内部導体１１Ａと、第２内部導体１１Ｂとは略平行でなくてもよい。本実施形態では、圧電デバイス１は、第１同軸ケーブル２０Ａ及び第２同軸ケーブル２０Ｂを備えるが、本開示はこれに限定されず、圧電デバイス１は、第１同軸ケーブル２０Ａ及び第２同軸ケーブル２０Ｂを備えていなくてもよい。本実施形態では、圧電デバイス１は、情報処理ユニット４０を備えるが、本開示はこれに限定されず、圧電デバイス１は、情報処理ユニット４０を備えていなくてもよい。
【0051】
【0052】
計装アンプ３０は、図２に示すように、第１アンプ３１、第２アンプ３２、第３アンプ３３、及び抵抗器Ｒ１～Ｒ７を有する。第１アンプ３１及び第２アンプ３２は、一対の入力段を構成する。第３アンプ３３は、第１アンプ３１及び第２アンプ３２の各々から出力される電圧の差を増幅する。
【0053】
第１アンプ３１は、第１非反転差動入力端子Ｉ１と、第１反転差動入力端子Ｉ２と、第１出力端子Ｏ１とを有する。第１非反転差動入力端子Ｉ１は、計装アンプ３０の第１差動入力端子ＶＩＮ
－に接続されている。そのため、第１非反転差動入力端子Ｉ１には、第１圧電センサ１０Ａの第１内部導体１１Ａが電気的に接続されている。そのため、第１非反転差動入力端子Ｉ１には、第１電圧が入力される。
【0054】
第２アンプ３２は、第２非反転差動入力端子Ｉ３と、第２反転差動入力端子Ｉ４と、第２出力端子Ｏ２とを有する。第２非反転差動入力端子Ｉ３は、計装アンプ３０の第２差動入力端子ＶＩＮ
＋に接続されている。そのため、第２非反転差動入力端子Ｉ３には、第２圧電センサ１０Ｂの第２内部導体１１Ｂが電気的に接続されている。そのため、第２非反転差動入力端子Ｉ３には、第２電圧が入力される。
【0055】
第１アンプ３１の出力端子Ｏ１と、第２アンプ３２の出力端子Ｏ２とは、抵抗器Ｒ２、Ｒ１、Ｒ３の各々を介して接続されている。第１アンプ３１の反転差動入力端子Ｉ２は、抵抗器Ｒ２と抵抗器Ｒ１との間に接続されている。第２アンプ３２の反転差動入力端子Ｉ４は、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ３との間に接続されている。
【0056】
第３アンプ３３は、非反転差動入力端子Ｉ５と、反転差動入力端子Ｉ６と、出力端子Ｏ３とを有する。非反転差動入力端子Ｉ５は、抵抗器Ｒ４を介して第１アンプ３１の出力端子Ｏ１に接続され、かつ、抵抗器Ｒ６を介して出力端子Ｏ３に接続されている。反転差動入力端子Ｉ６は、抵抗器Ｒ５を介して第２アンプ３２の出力端子Ｏ２に接続され、かつ、抵抗器Ｒ７を介して計装アンプ３０の基準端子Ｖｒｅｆに接続されている。つまり、基準端子Ｖｒｅｆは、第１圧電センサ１０Ａの第１外部導体１３Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂの第２外部導体１３Ｂの各々と電気的に接続され、かつ接地されている。基準端子Ｖｒｅｆの電圧は、好ましくは０Ｖである。出力端子Ｏ３は、計装アンプ３０の出力端子ＶＯＵＴに接続されている。
【0057】
図２において、第１差動入力端子ＶＩＮ
－、第２差動入力端子ＶＩＮ
＋、及び出力端子ＶＯＵＴの各々の電圧は、基準端子Ｖｒｅｆの電圧を基準とする。
【0058】
このようにして、計装アンプ３０では、第１アンプ３１及び第２アンプ３２は、第１電圧と第２電圧との電圧差をとる。次いで、第３アンプ３３は、第１電圧と第２電圧との電圧差を増幅して、得られる差動電圧を出力する。
【0059】
（情報処理ユニット）
次に、図３を参照して、情報処理ユニット４０について説明する。図３は、本実施形態に係る情報処理ユニット４０のハードウェア構成を示すブロック図である。図４は、本実施形態に係るＣＰＵ４２１の機能構成の例を示すブロック図である。
次に、図３を参照して、情報処理ユニット４０について説明する。図３は、本実施形態に係る情報処理ユニット４０のハードウェア構成を示すブロック図である。図４は、本実施形態に係るＣＰＵ４２１の機能構成の例を示すブロック図である。
【0060】
情報処理ユニット４０は、図３に示すように、ＡＤ変換器４１と、ＰＣ４２と、モニタ４３と、スピーカー４４とを有する。ＡＤ変換器４１、モニタ４３、及びスピーカー４４の各々は、ＰＣ４２と電気的に接続されている。ＡＤ変換器４１は、アナログ信号である差動電圧をデジタル信号に変換する。ＰＣ４２は、ＡＤ変換器４１によって変換されたデジタル信号を検出する。
【0061】
ＰＣ４２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４２１、ＲＯＭ（Read Only Memory）４２２、ＲＡＭ（Random Access Memory）４２３、ストレージ４２４、通信Ｉ／Ｆ（Inter Face）４２５、及び入出力Ｉ／Ｆ４２６を有する。ＣＰＵ４２１、ＲＯＭ４２２、ＲＡＭ４２３、ストレージ４２４、通信Ｉ／Ｆ４２５、及び入出力Ｉ／Ｆ４２６の各々は、バス４２７を介して相互に通信可能に接続されている。
【0062】
ＣＰＵ４２１は、中央演算処理ユニットである。ＣＰＵ４２１は、各種プログラムを実行する。ＣＰＵ４２１は、各部を制御する。すなわち、ＣＰＵ４２１は、ＲＯＭ４２２又はストレージ４２４からプログラムを読み出し、ＲＡＭ４２３を作業領域としてプログラムを実行する。本実施形態では、ストレージ４２４に各種処理を実行するための実行プログラムが記憶されている。ＣＰＵ４２１は、実行プログラムを実行することで、図４に示す検出部４２１１、判定部４２１２、及び報知部４２１３として機能する。
【0063】
ＲＯＭ４２２は、各種プログラム及び各種データを記憶している。ＲＡＭ４２２は、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する。記憶部としてのストレージ４２４は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）等により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、及び各種データを記憶している。
【0064】
通信Ｉ／Ｆ４２５は、スマートフォン等の携帯端末と通信するためのインタフェースである。通信Ｉ／Ｆ４２５は、例えば、イーサネット（登録商標）、ＦＤＤＩ（Fiber-distributed data interface）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等の規格が用いられる。
【0065】
入出力Ｉ／Ｆ４２６は、情報処理ユニット４０を構成する各装置と通信するためのインタフェースである。本実施形態のＰＣ４２には、入出力Ｉ／Ｆ４２６を介してＡＤ変換器４１、モニタ４３及びスピーカー４４が接続されている。
【0066】
図４に示すように、ＣＰＵ４２１は、検出部４２１１、判定部４２１２、及び報知部４２１３を有している。各機能構成は、ＣＰＵ４２１がストレージ４２４に記憶された実行プログラムを読み出し、これを実行することによって実現される。
【0067】
検出部４２１１は、通信Ｉ／Ｆ４２５を介してＡＤ変換器４１から出力されたデジタル信号を検出する機能を有する。検出部４２１１は、検出されたデジタル信号を数値化する。これにより、ユーザーは、どの程度の外力が第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂに作用したかを知ることができる。
【0068】
判定部４２１２は、所定値と、数値化されたデジタル信号とを比較することで、第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂに所定の外力が作用したか否かを判定する機能を有する。所定値は、ＲＯＭ４２２は記憶されている。例えば、判定部４２１２は、数値化されたデジタル信号が所定値以上であるか否かを判定する。判定部４２１２は、数値化されたデジタル信号が所定値以上であると判定した場合、第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂに所定の外力が作用したと判定する。判定部４２１２は、数値化されたデジタル信号が所定値以上ではないと判定した場合、第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂに所定の外力が作用していないと判定する。
【0069】
報知部４２１３は、検出されたデジタル信号を報知する機能を有する。例えば、報知部５７は、通信Ｉ／Ｆ４２５を介してモニタ４３に判定結果に係る文字情報を出力する。報知部４２１３は、スピーカー４４に判定結果に係る音声情報を出力する。
【0070】
（圧電デバイスの作用）
図１～図４を参照して説明したように、本実施形態に係る圧電デバイス１は、第１圧電センサ１０Ａと、第２圧電センサ１０Ｂと、計装アンプ３０とを備える。第１圧電センサ１０Ａは、第１内部導体１１Ａと、第１圧電体１２Ａと、第１外部導体１３Ａとを有する。第１圧電センサ１０Ａは、外力が第１圧電体１２Ａに作用すると、第１電圧を発生させる。第２圧電センサ１０Ｂは、第２内部導体１１Ｂと、第２圧電体１２Ｂと、第２外部導体１３Ｂとを有する。第２圧電センサ１０Ｂは、外力が第２圧電体１２Ｂに作用すると、第１電圧と電圧の正負が異なる第２電圧を発生させる。計装アンプ３０は、一対の差動入力端子ＶＩＮ －，ＶＩＮ ＋と、基準端子ＶＲＥＦとを有する。一方の差動入力端子ＶＩＮ －には、第１内部導体１１Ａが電気的に接続されている。他方の差動入力端子ＶＩＮ ＋には、第２内部導体１１Ｂが電気的に接続されている。基準端子ＶＲＥＦには、第１外部導体１３Ａ及び第２外部導体１３Ｂの各々と電気的に接続されている。
第１電圧及び第２電圧の各々は、外来の電磁ノイズ等によって同相モード電圧を含みやすい。同相モード電圧は、圧電デバイス１が検出する外力の感度を低くする要因となり得る。計装アンプ３０は、基準端子ＶＲＥＦの電圧を基準として、第１電圧と第２電圧を差動増幅して得られる差動電圧を出力する。つまり、計装アンプ３０から出力される差動電圧は、第１電圧及び第２電圧の同相モード電圧が低減され、かつ増幅される。換言すると、差動電圧は、ＳＮ比に優れる。その結果、圧電デバイス１は、差動電圧に基づいて外力を感度良く検出することができる。
図１～図４を参照して説明したように、本実施形態に係る圧電デバイス１は、第１圧電センサ１０Ａと、第２圧電センサ１０Ｂと、計装アンプ３０とを備える。第１圧電センサ１０Ａは、第１内部導体１１Ａと、第１圧電体１２Ａと、第１外部導体１３Ａとを有する。第１圧電センサ１０Ａは、外力が第１圧電体１２Ａに作用すると、第１電圧を発生させる。第２圧電センサ１０Ｂは、第２内部導体１１Ｂと、第２圧電体１２Ｂと、第２外部導体１３Ｂとを有する。第２圧電センサ１０Ｂは、外力が第２圧電体１２Ｂに作用すると、第１電圧と電圧の正負が異なる第２電圧を発生させる。計装アンプ３０は、一対の差動入力端子ＶＩＮ －，ＶＩＮ ＋と、基準端子ＶＲＥＦとを有する。一方の差動入力端子ＶＩＮ －には、第１内部導体１１Ａが電気的に接続されている。他方の差動入力端子ＶＩＮ ＋には、第２内部導体１１Ｂが電気的に接続されている。基準端子ＶＲＥＦには、第１外部導体１３Ａ及び第２外部導体１３Ｂの各々と電気的に接続されている。
第１電圧及び第２電圧の各々は、外来の電磁ノイズ等によって同相モード電圧を含みやすい。同相モード電圧は、圧電デバイス１が検出する外力の感度を低くする要因となり得る。計装アンプ３０は、基準端子ＶＲＥＦの電圧を基準として、第１電圧と第２電圧を差動増幅して得られる差動電圧を出力する。つまり、計装アンプ３０から出力される差動電圧は、第１電圧及び第２電圧の同相モード電圧が低減され、かつ増幅される。換言すると、差動電圧は、ＳＮ比に優れる。その結果、圧電デバイス１は、差動電圧に基づいて外力を感度良く検出することができる。
【0071】
図１～図４を参照して説明したように、本実施形態では、第１内部導体１１Ａは方向Ｄ１に向けて延在し、第２内部導体１１Ｂは方向Ｄ１に向けて延在している。そのため、第１内部導体１１Ａと、第２内部導体１１Ｂとは略平行である。
換言すると、第１圧電センサ１０Ａと第２圧電センサ１０Ｂとは略平行に配置される。これにより、圧電デバイス１に外力が作用した際に、第１圧電体１２Ａ及び第２圧電体１２Ｂの各々に、略同一の外力が、第１圧電センサ１０Ａと第２圧電センサ１０Ｂとが略平行に配置されていない場合よりも作用しやすくなる。その結果、圧電デバイス１は、感度良く外力を検出することができる。
換言すると、第１圧電センサ１０Ａと第２圧電センサ１０Ｂとは略平行に配置される。これにより、圧電デバイス１に外力が作用した際に、第１圧電体１２Ａ及び第２圧電体１２Ｂの各々に、略同一の外力が、第１圧電センサ１０Ａと第２圧電センサ１０Ｂとが略平行に配置されていない場合よりも作用しやすくなる。その結果、圧電デバイス１は、感度良く外力を検出することができる。
【0072】
図１～図４を参照して説明したように、本実施形態では、第１外部導体１３Ａと、第２外部導体１３Ｂとは物理的に接触していることが好ましい。
これにより、圧電デバイス１に外力が作用した際に、第１圧電体１２Ａ及び第２圧電体１２Ｂの各々に、略同一の外力が、第１外部導体１３Ａと、第２外部導体１３Ｂとが物理的に接触していない場合よりも作用しやすくなる。第１外部導体１３Ａと、第２外部導体１３Ｂとは、短絡する。その結果、圧電デバイス１は、外力に更に感度良く検出することができる。
これにより、圧電デバイス１に外力が作用した際に、第１圧電体１２Ａ及び第２圧電体１２Ｂの各々に、略同一の外力が、第１外部導体１３Ａと、第２外部導体１３Ｂとが物理的に接触していない場合よりも作用しやすくなる。第１外部導体１３Ａと、第２外部導体１３Ｂとは、短絡する。その結果、圧電デバイス１は、外力に更に感度良く検出することができる。
【0073】
（第１圧電センサ）
次に、図１、及び図５～図８を参照して、第１圧電センサ１０Ａの詳細について説明する。図５は、本実施形態に係る第１圧電センサ１０Ａの一態様を示す正面図である。図６は、図５のＶＩ－ＶＩ線断面図である。図７は、本実施形態に係る第１圧電センサ１０Ａの他の態様を示す正面図である。図８は、本実施形態に係る第１圧電センサ１０Ａのさらの他の態様を示す正面図である。図５、図７及び図８中、第１外部導体１３Ａは省略されている。
次に、図１、及び図５～図８を参照して、第１圧電センサ１０Ａの詳細について説明する。図５は、本実施形態に係る第１圧電センサ１０Ａの一態様を示す正面図である。図６は、図５のＶＩ－ＶＩ線断面図である。図７は、本実施形態に係る第１圧電センサ１０Ａの他の態様を示す正面図である。図８は、本実施形態に係る第１圧電センサ１０Ａのさらの他の態様を示す正面図である。図５、図７及び図８中、第１外部導体１３Ａは省略されている。
【0074】
第１圧電センサ１０Ａは、図１に示すように、第１内部導体１１Ａと、第１圧電体１２Ａと、第１外部導体１３Ａとを有する。第１内部導体１１Ａは、方向Ｄ１に向けて延在している。第１圧電体１２Ａは、第１内部導体１１Ａの少なくとも一部を覆う。第１外部導体１３Ａは、第１圧電体１２Ａの外周に配置されている。
【0075】
第１圧電センサ１０Ａは、線状物である。第１圧電センサ１０Ａの方向Ｄ１に直交する面における断面形状は、圧電デバイス１の用途等に応じて適宜調整され、例えば、円形状、楕円形状、矩形状、繭形状、４つ葉形状、星形状、異形状等が挙げられる。第１圧電センサ１０Ａの断面形状が円形状である場合、第１圧電センサ１０Ａの直径は、好ましくは０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。第１圧電センサ１０Ａの方向Ｄ１における長さは、圧電デバイス１の用途等に応じて適宜調整され、例えば、１ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。
【0076】
＜第１内部導体＞
第１内部導体１１Ａは、第１圧電センサ１０Ａから効率的に電気的信号を検出するための導体である。
第１内部導体１１Ａとしては、電気的な良導体であることが好ましく、例えば、銅線、アルミ線、ＳＵＳ（Steel Use Stainless）線、絶縁皮膜被覆された金属線、カーボンファイバー、カーボンファイバーと一体化した樹脂繊維、錦糸線、有機導電材料等が挙げられる。錦糸線は、繊維に銅箔がスパイラルに巻回されてなる。繊維の外径は、第１圧電センサ１０Ａの所望の特性に応じて適宜調整され、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好ましい。中でも、第１内部導体１１Ａは、圧電感度、及び圧電出力の安定性を向上し、高い屈曲性を付与する観点から、錦糸線、又はカーボンファイバーであることが好ましく、電気的抵抗が低い観点から、錦糸線であることがより好ましい。
第１内部導体１１Ａは、第１圧電センサ１０Ａから効率的に電気的信号を検出するための導体である。
第１内部導体１１Ａとしては、電気的な良導体であることが好ましく、例えば、銅線、アルミ線、ＳＵＳ（Steel Use Stainless）線、絶縁皮膜被覆された金属線、カーボンファイバー、カーボンファイバーと一体化した樹脂繊維、錦糸線、有機導電材料等が挙げられる。錦糸線は、繊維に銅箔がスパイラルに巻回されてなる。繊維の外径は、第１圧電センサ１０Ａの所望の特性に応じて適宜調整され、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好ましい。中でも、第１内部導体１１Ａは、圧電感度、及び圧電出力の安定性を向上し、高い屈曲性を付与する観点から、錦糸線、又はカーボンファイバーであることが好ましく、電気的抵抗が低い観点から、錦糸線であることがより好ましい。
【0077】
＜第１外部導体＞
第１外部導体１３Ａは、第１圧電センサ１０Ａから電気的信号を検出するために、第１内部導体１１Ａの対となる導体である。
第１外部導体１３Ａは、第１圧電体１２Ａの外周に配置されていればよく、第１圧電体１２Ａの少なくとも一部を覆っていてもよい。詳しくは、第１外部導体１３Ａは、第１圧電体１２Ａの外周面の一部を覆っていてもよいし、第１圧電体１２Ａの外周面の全面を覆っていてもよい。
第１外部導体１３Ａは、例えば、長尺状導体を巻回してなる。
長尺状導体の断面形状は、例えば、円形状、楕円形状、矩形状、異形状等が挙げられる。中でも、第１圧電体１２Ａに平面で密着し、第１電圧を効率的に発生させる観点から、長尺状導体の断面形状は、矩形状が好ましい。
長尺状導体の材料は特に限定されず、断面形状によって、主に以下のものが挙げられる。
矩形断面を有する長尺状導体としては、円形断面の銅線を圧延して平板状に加工した銅箔リボン、アルミニウム箔リボン等が挙げられる。
円形断面を有する長尺状導体としては、銅線、アルミニウム線、ＳＵＳ線、絶縁皮膜被覆された金属線、カーボンファイバー、カーボンファイバーと一体化した樹脂繊維、繊維に銅箔がスパイラルに巻回された錦糸線等が挙げられる。
長尺状導体として、有機導電材料を絶縁材料でコーティングしたものを用いてもよい。
長尺状導体の巻回方法は、例えば、第１圧電体１２Ａに対して銅箔などを螺旋状に巻回する方法、銅線などを筒状の組紐にして、第１圧電体１２Ａを包みこむ方法、第１圧電体１２Ａを円筒状に包接する方法等が挙げられる。
第１外部導体１３Ａは、第１圧電センサ１０Ａから電気的信号を検出するために、第１内部導体１１Ａの対となる導体である。
第１外部導体１３Ａは、第１圧電体１２Ａの外周に配置されていればよく、第１圧電体１２Ａの少なくとも一部を覆っていてもよい。詳しくは、第１外部導体１３Ａは、第１圧電体１２Ａの外周面の一部を覆っていてもよいし、第１圧電体１２Ａの外周面の全面を覆っていてもよい。
第１外部導体１３Ａは、例えば、長尺状導体を巻回してなる。
長尺状導体の断面形状は、例えば、円形状、楕円形状、矩形状、異形状等が挙げられる。中でも、第１圧電体１２Ａに平面で密着し、第１電圧を効率的に発生させる観点から、長尺状導体の断面形状は、矩形状が好ましい。
長尺状導体の材料は特に限定されず、断面形状によって、主に以下のものが挙げられる。
矩形断面を有する長尺状導体としては、円形断面の銅線を圧延して平板状に加工した銅箔リボン、アルミニウム箔リボン等が挙げられる。
円形断面を有する長尺状導体としては、銅線、アルミニウム線、ＳＵＳ線、絶縁皮膜被覆された金属線、カーボンファイバー、カーボンファイバーと一体化した樹脂繊維、繊維に銅箔がスパイラルに巻回された錦糸線等が挙げられる。
長尺状導体として、有機導電材料を絶縁材料でコーティングしたものを用いてもよい。
長尺状導体の巻回方法は、例えば、第１圧電体１２Ａに対して銅箔などを螺旋状に巻回する方法、銅線などを筒状の組紐にして、第１圧電体１２Ａを包みこむ方法、第１圧電体１２Ａを円筒状に包接する方法等が挙げられる。
【0078】
＜第１圧電体＞
第１圧電体１２Ａでは、外力が作用すると、第１内部導体１１Ａと第１外部導体１３Ａとの間に、第１電圧が発生する。
第１圧電体１２Ａは、第１内部導体１１Ａの少なくとも一部を覆っていればよく、第１内部導体１１Ａの外周面の一部を覆っていてもよいし、第１内部導体１１Ａの外周面の全面を覆っていてもよい。
第１圧電体１２Ａでは、外力が作用すると、第１内部導体１１Ａと第１外部導体１３Ａとの間に、第１電圧が発生する。
第１圧電体１２Ａは、第１内部導体１１Ａの少なくとも一部を覆っていればよく、第１内部導体１１Ａの外周面の一部を覆っていてもよいし、第１内部導体１１Ａの外周面の全面を覆っていてもよい。
【0079】
第１圧電体１２Ａの構成は、例えば、下記の第１構成Ａ、第２構成Ａ、第３構成Ａ、又は第４構成Ａであってもよい。
第１構成Ａでは、第１圧電体１２Ａは、図５に示すように、第１長尺状有機圧電体１２１を巻回してなる。第１長尺状有機圧電体１２１については、後述する。
第２構成Ａでは、第１圧電体１２Ａは、図７に示すように、第１長尺状有機圧電体１２１及び第２長尺状有機圧電体１２２を巻回してなる。第２長尺状有機圧電体１２２については、後述する。
第３構成Ａでは、第１圧電体１２Ａは、図８に示すように、組紐構造を巻回してなる。組紐構造は、第１長尺状有機圧電体１２１と第２長尺状有機圧電体１２２とを交互に交差させてなる。
第４構成Ａでは、シート状圧電体を巻回してなる。シート状圧電体については、後述する。
第１構成Ａでは、第１圧電体１２Ａは、図５に示すように、第１長尺状有機圧電体１２１を巻回してなる。第１長尺状有機圧電体１２１については、後述する。
第２構成Ａでは、第１圧電体１２Ａは、図７に示すように、第１長尺状有機圧電体１２１及び第２長尺状有機圧電体１２２を巻回してなる。第２長尺状有機圧電体１２２については、後述する。
第３構成Ａでは、第１圧電体１２Ａは、図８に示すように、組紐構造を巻回してなる。組紐構造は、第１長尺状有機圧電体１２１と第２長尺状有機圧電体１２２とを交互に交差させてなる。
第４構成Ａでは、シート状圧電体を巻回してなる。シート状圧電体については、後述する。
【0080】
以下、第１長尺状有機圧電体１２１、第１構成Ａ、第２長尺状有機圧電体１２２、第２構成Ａ、第３構成Ａ、シート状圧電体、及び第４構成Ａについて、この順で説明する。
【0081】
（第１長尺状有機圧電体）
第１長尺状有機圧電体１２１は、有機圧電材料からなり、圧電定数ｄ１４を有する。
第１長尺状有機圧電体１２１は、有機圧電材料からなり、圧電定数ｄ１４を有する。
【0082】
「第１長尺状有機圧電体１２１が圧電定数ｄ１４を有する」に該当するか否かは、下記の第１判定方法によって判定する。
第１判定方法では、後述する実施例１に準拠して作製した第１圧電センサ１０Ａ及び第１圧電センサ１０Ｂと、電圧計とを用いる。
第１判定方法では、後述する実施例１に準拠して作製した第１圧電センサ１０Ａ及び第１圧電センサ１０Ｂと、電圧計とを用いる。
【0083】
詳しくは、第１判定方法では、後述する実施例１に準拠して、第１圧電センサ１０Ａ及び第１圧電センサ１０Ｂを作製する。
第１圧電センサ１０Ａの第１内部導体１１Ａの後側（図１２参照）の端部と、第１圧電センサ１０Ａの第１外部導体１３Ａの後側（図１２参照）の端部とを電圧計に電気的に接続する。次いで、第１圧電センサ１０Ａに所定の外力を加えて、判定用電圧を検出する。
同様に、第２圧電センサ１０Ｂの第１内部導体１１Ａの後側（図１２参照）の端部と、第２圧電センサ１０Ｂの第１外部導体１３Ａの後側（図１２参照）の端部とを電圧計に電気的に接続する。次いで、第１圧電センサ１０Ａに加えた外力と同じ外力を第２圧電センサ１０Ｂに加えて、判定用電圧を検出する。
第１圧電センサ１０Ａの第１内部導体１１Ａの後側（図１２参照）の端部と、第１圧電センサ１０Ａの第１外部導体１３Ａの後側（図１２参照）の端部とを電圧計に電気的に接続する。次いで、第１圧電センサ１０Ａに所定の外力を加えて、判定用電圧を検出する。
同様に、第２圧電センサ１０Ｂの第１内部導体１１Ａの後側（図１２参照）の端部と、第２圧電センサ１０Ｂの第１外部導体１３Ａの後側（図１２参照）の端部とを電圧計に電気的に接続する。次いで、第１圧電センサ１０Ａに加えた外力と同じ外力を第２圧電センサ１０Ｂに加えて、判定用電圧を検出する。
【0084】
第１判定方法では、下記の条件（Ｙ１）を満たす場合、「第１長尺状有機圧電体１２１が圧電定数ｄ１４を有する」に該当すると判断する。一方、下記の条件（Ｙ１）を満たさない場合、「第１長尺状有機圧電体１２１が圧電定数ｄ１４を有する」に該当しないと判断する。
（Ｙ１）第１圧電センサ１０Ａの判定用電圧の極性と、第２圧電センサ１０Ｂの判定用電圧の極性とが反対であること
（Ｙ１）第１圧電センサ１０Ａの判定用電圧の極性と、第２圧電センサ１０Ｂの判定用電圧の極性とが反対であること
【0085】
第１長尺状有機圧電体１２１は、長尺状物である。
第１長尺状有機圧電体１２１の形状としては、例えば、リボン形状、繊維形状等が挙げられる。リボン形状は、平たく細長い形状である。繊維の構造は、モノフィラメント又はマルチフィラメントであってもよい。
第１長尺状有機圧電体１２１の形状としては、例えば、リボン形状、繊維形状等が挙げられる。リボン形状は、平たく細長い形状である。繊維の構造は、モノフィラメント又はマルチフィラメントであってもよい。
【0086】
第１長尺状有機圧電体１２１がリボン形状である場合、第１長尺状有機圧電体１２１の幅は、好ましくは０．１ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。幅が０．１ｍｍ以上であることにより、第１長尺状有機圧電体１２１の強度が確保される。更に、第１長尺状有機圧電体１２１の製造適性（例えば、後述するスリット工程における製造適性）にも優れる。幅が３０ｍｍ以下であることにより、第１長尺状有機圧電体１２１の非塑性変形の自由度（柔軟性）が向上する。
第１長尺状有機圧電体１２１がリボン形状である場合、第１長尺状有機圧電体１２１の厚さは、好ましくは０．００１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である。厚さが０．００１ｍｍ以上であることにより、第１長尺状有機圧電体１２１の強度が確保される。更に、第１長尺状有機圧電体１２１の製造適性にも優れる。厚さが０．２ｍｍ以下であることにより、第１長尺状有機圧電体１２１の厚さ方向の非塑性変形の自由度（柔軟性）が向上する。
第１長尺状有機圧電体１２１がリボン形状である場合、第１長尺状有機圧電体１２１の厚さに対する第１長尺状有機圧電体１２１の幅の比（以下、「比〔幅／厚さ〕」という。）は２以上であることが好ましい。比〔幅／厚さ〕が２以上であることにより、第１長尺状有機圧電体１２１の主面が明確となる。そのため、第１長尺状有機圧電体１２１は、第１長尺状有機圧電体１２１の長さ方向に渡って向きを揃えて第１外部導体１３Ａに巻回され易い。このため、第１圧電センサ１０Ａは、圧電感度に優れ、圧電感度の安定性にも優れる。
第１長尺状有機圧電体１２１がリボン形状である場合、第１長尺状有機圧電体１２１の厚さは、好ましくは０．００１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である。厚さが０．００１ｍｍ以上であることにより、第１長尺状有機圧電体１２１の強度が確保される。更に、第１長尺状有機圧電体１２１の製造適性にも優れる。厚さが０．２ｍｍ以下であることにより、第１長尺状有機圧電体１２１の厚さ方向の非塑性変形の自由度（柔軟性）が向上する。
第１長尺状有機圧電体１２１がリボン形状である場合、第１長尺状有機圧電体１２１の厚さに対する第１長尺状有機圧電体１２１の幅の比（以下、「比〔幅／厚さ〕」という。）は２以上であることが好ましい。比〔幅／厚さ〕が２以上であることにより、第１長尺状有機圧電体１２１の主面が明確となる。そのため、第１長尺状有機圧電体１２１は、第１長尺状有機圧電体１２１の長さ方向に渡って向きを揃えて第１外部導体１３Ａに巻回され易い。このため、第１圧電センサ１０Ａは、圧電感度に優れ、圧電感度の安定性にも優れる。
【0087】
第１長尺状有機圧電体１２１が繊維形状である場合、第１長尺状有機圧電体１２１の断面形状としては、例えば、円形状、楕円形状、矩形状、繭形状、４つ葉形状、星形状、異形状等が挙げられる。第１長尺状有機圧電体１２１の断面の長軸径は、第１長尺状有機圧電体１２１の断面の長軸径は、好ましくは０．０００１ｍｍ～１０ｍｍ、より好ましくは０．００１ｍｍ～５ｍｍ、更に好ましくは０．００２ｍｍ～１ｍｍである。
「断面の長軸径」は、第１長尺状有機圧電体１２１の断面形状が円形状である場合、「直径」に相当し、第１長尺状有機圧電体１２１の断面形状が円形状でない場合、断面の幅の中で、最も長い幅とする。
繊維形状がマルチフィラメントからなる場合、「断面の長軸径」とは、マルチフィラメントの断面の長軸径とする。
「断面の長軸径」は、第１長尺状有機圧電体１２１の断面形状が円形状である場合、「直径」に相当し、第１長尺状有機圧電体１２１の断面形状が円形状でない場合、断面の幅の中で、最も長い幅とする。
繊維形状がマルチフィラメントからなる場合、「断面の長軸径」とは、マルチフィラメントの断面の長軸径とする。
【0088】
有機圧電材料は、第１長尺状有機圧電体１２１が圧電定数ｄ１４を有するようにする材料であればよく、例えば、光学活性高分子（Ａ）等が挙げられる。
光学活性高分子（Ａ）としては、例えば、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ１）（以下、「ヘリカルキラル高分子（Ａ１）」という場合がある。）、光学活性を有するポリペプチド（Ａ２）（以下、「光学活性ポリペプチド（Ａ２）」という場合がある。）等が挙げられる。
光学活性高分子（Ａ）としては、例えば、光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ１）（以下、「ヘリカルキラル高分子（Ａ１）」という場合がある。）、光学活性を有するポリペプチド（Ａ２）（以下、「光学活性ポリペプチド（Ａ２）」という場合がある。）等が挙げられる。
【0089】
「光学活性を有するヘリカルキラル高分子（Ａ１）」とは、分子構造が螺旋構造であり分子光学活性を有する高分子を指す。ヘリカルキラル高分子（Ａ１）としては、例えば、ポリ乳酸系高分子、合成ポリペプチド、セルロース誘導体、ポリプロピレンオキシド、ポリ（β―ヒドロキシ酪酸）等が挙げられる。
ポリ乳酸系高分子は、Ｌ－乳酸のホモポリマー（以下、「ＰＬＬＡ」という。）、Ｄ－乳酸のホモポリマー（以下、「ＰＤＬＡ」という。）等が挙げられる。ＰＬＬＡの分子構造は、左巻き螺旋構造からなる。ＰＤＬＡの分子構造は、右巻き螺旋構造からなる。
合成ポリペプチドとしては、例えば、ポリ（グルタル酸γ－ベンジル）、ポリ（グルタル酸γ－メチル）等が挙げられる。
セルロース誘導体としては、例えば、酢酸セルロース、シアノエチルセルロース等が挙げられる。
ポリ乳酸系高分子、及びヘリカルキラル高分子（Ａ１）の各々の詳細については、後述する。
ポリ乳酸系高分子は、Ｌ－乳酸のホモポリマー（以下、「ＰＬＬＡ」という。）、Ｄ－乳酸のホモポリマー（以下、「ＰＤＬＡ」という。）等が挙げられる。ＰＬＬＡの分子構造は、左巻き螺旋構造からなる。ＰＤＬＡの分子構造は、右巻き螺旋構造からなる。
合成ポリペプチドとしては、例えば、ポリ（グルタル酸γ－ベンジル）、ポリ（グルタル酸γ－メチル）等が挙げられる。
セルロース誘導体としては、例えば、酢酸セルロース、シアノエチルセルロース等が挙げられる。
ポリ乳酸系高分子、及びヘリカルキラル高分子（Ａ１）の各々の詳細については、後述する。
【0090】
「光学活性ポリペプチド（Ａ２）」とは、不斉炭素原子を有し、かつ、光学異性体の存在量に偏りがあるポリペプチドを指す。光学活性ポリペプチド（Ａ２）は、圧電性及び強度の観点から、βシート構造を有することが好ましい。光学活性ポリペプチド（Ａ２）としては、光学活性を有する動物性タンパク質等が挙げられる。動物性タンパク質としては、フィブロイン、クモ糸タンパク質等が挙げられる。動物性タンパク質からなる繊維は、シルク、クモ糸等が挙げられる。
動物性タンパク質の詳細については、後述する。
動物性タンパク質の詳細については、後述する。
【0091】
なかでも、有機圧電材料は、良好な圧電性、加工性、入手容易性等の観点から、光学活性高分子（Ａ）、特にヘリカルキラル高分子（Ａ１）又は光学活性ポリペプチド（Ａ２）を含むことが好ましい。ヘリカルキラル高分子（Ａ１）は、ポリ乳酸系高分子を含むことが好ましい。光学活性ポリペプチド（Ａ２）は、動物性タンパク質を含むことが好ましい。
ポリ乳酸系高分子及び光学活性ポリペプチド（Ａ２）の各々は、非焦電性である。有機圧電材料がポリ乳酸系高分子又は光学活性ポリペプチド（Ａ２）を含むことで、第１圧電センサ１０Ａは、焦電性のＰＶＤＦを用いた圧電センサに比べ、圧電感度の安定性、及び圧電出力の安定性（経時又は温度変化に対する安定性）がより向上する。
光学活性ポリペプチド（Ａ２）は、高温高湿環境での耐加水分解性に優れる。光学活性ポリペプチド（Ａ２）を含む第１圧電センサ１０Ａは、例えば、ポリ乳酸系高分子を含む第１圧電センサ１０Ａと比較して、特に高温高湿環境下において、第１電圧の低下が抑制される。
ヘリカルキラル高分子（Ａ）の詳細については後述する。
ポリ乳酸系高分子及び光学活性ポリペプチド（Ａ２）の各々は、非焦電性である。有機圧電材料がポリ乳酸系高分子又は光学活性ポリペプチド（Ａ２）を含むことで、第１圧電センサ１０Ａは、焦電性のＰＶＤＦを用いた圧電センサに比べ、圧電感度の安定性、及び圧電出力の安定性（経時又は温度変化に対する安定性）がより向上する。
光学活性ポリペプチド（Ａ２）は、高温高湿環境での耐加水分解性に優れる。光学活性ポリペプチド（Ａ２）を含む第１圧電センサ１０Ａは、例えば、ポリ乳酸系高分子を含む第１圧電センサ１０Ａと比較して、特に高温高湿環境下において、第１電圧の低下が抑制される。
ヘリカルキラル高分子（Ａ）の詳細については後述する。
【0092】
光学活性高分子（Ａ）が繊維形状である場合、第１長尺状有機圧電体１２１の形状は、繊維形状であってもよいし、リボン形状であってもよい。
光学活性高分子（Ａ）が繊維形状で、かつ第１長尺状有機圧電体１２１の形状が繊維形状である場合、有機圧電材料は、光学活性高分子（Ａ）のみからなってもよい。
光学活性高分子（Ａ）が繊維形状で、かつ第１長尺状有機圧電体１２１の形状がリボン形状である場合、有機圧電材料は、光学活性高分子（Ａ）及び樹脂を含有してもよい。この場合、有機圧電材料は、樹脂によってリボン形状に成形され得る。有機圧電材料が複数の繊維形状の高分子材料（Ａ）を含有する場合、複数の光学活性高分子（Ａ）の各々は、樹脂によって接合されていてもよい。
樹脂としては、熱可塑性樹脂、及び熱硬化性樹脂の少なくとも一方を含む。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリメタクリル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、芳香族ポリエーテルケトン、ポリアリーレン系樹脂等が挙げられる。ポリメタクリル系樹脂としては、ポリメタクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂等が挙げられる。ポリアクリル系樹脂としては、ポリアクリル酸メチル樹脂等が挙げられる。芳香族ポリエーテルケトンとしては、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂等が挙げられる。ポリアリーレン系樹脂としては、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂等が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は一種単独で使用してもよいし、二種以上組み合わせて使用してもよい。
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ベンゾオキサジン樹脂等が挙げられる。これらの熱硬化性樹脂は一種単独で使用してもよいし、二種以上組み合わせて使用してもよい。
光学活性高分子（Ａ）が繊維形状で、かつ第１長尺状有機圧電体１２１の形状が繊維形状である場合、有機圧電材料は、光学活性高分子（Ａ）のみからなってもよい。
光学活性高分子（Ａ）が繊維形状で、かつ第１長尺状有機圧電体１２１の形状がリボン形状である場合、有機圧電材料は、光学活性高分子（Ａ）及び樹脂を含有してもよい。この場合、有機圧電材料は、樹脂によってリボン形状に成形され得る。有機圧電材料が複数の繊維形状の高分子材料（Ａ）を含有する場合、複数の光学活性高分子（Ａ）の各々は、樹脂によって接合されていてもよい。
樹脂としては、熱可塑性樹脂、及び熱硬化性樹脂の少なくとも一方を含む。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリメタクリル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、芳香族ポリエーテルケトン、ポリアリーレン系樹脂等が挙げられる。ポリメタクリル系樹脂としては、ポリメタクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂等が挙げられる。ポリアクリル系樹脂としては、ポリアクリル酸メチル樹脂等が挙げられる。芳香族ポリエーテルケトンとしては、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂等が挙げられる。ポリアリーレン系樹脂としては、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂等が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は一種単独で使用してもよいし、二種以上組み合わせて使用してもよい。
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ベンゾオキサジン樹脂等が挙げられる。これらの熱硬化性樹脂は一種単独で使用してもよいし、二種以上組み合わせて使用してもよい。
【0093】
第１長尺状有機圧電体１２１は、第１組成であることが好ましい。
第１組成では、
有機圧電材料は、光学活性高分子（Ａ）を含み、
第１長尺状有機圧電体１２１の長さ方向と、第１長尺状有機圧電体１２１に含まれる光学活性高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行（図５の両矢印Ｄ２に平行な方向）であり、
Ｘ線回折測定から下記式（ａ）によって求められる第１長尺状有機圧電体１２１の配向度Ｆが０．５以上１．０未満である。
配向度Ｆ＝（１８０°―α）／１８０°・・（ａ）
ただし、αは配向由来のピークの半値幅を表す。αの単位は、°である。
第１組成では、
有機圧電材料は、光学活性高分子（Ａ）を含み、
第１長尺状有機圧電体１２１の長さ方向と、第１長尺状有機圧電体１２１に含まれる光学活性高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行（図５の両矢印Ｄ２に平行な方向）であり、
Ｘ線回折測定から下記式（ａ）によって求められる第１長尺状有機圧電体１２１の配向度Ｆが０．５以上１．０未満である。
配向度Ｆ＝（１８０°―α）／１８０°・・（ａ）
ただし、αは配向由来のピークの半値幅を表す。αの単位は、°である。
【0094】
第１長尺状有機圧電体１２１の配向度Ｆは、第１長尺状有機圧電体１２１に含まれる光学活性高分子（Ａ）の配向の度合いを示す指標である。
第１長尺状有機圧電体１２１の配向度Ｆは、例えば、広角Ｘ線回折装置（リガク社製 ＲＩＮＴ２５５０、付属装置：回転試料台、Ｘ線源：ＣｕＫα、出力：４０ｋＶ ３７０ｍＡ、検出器：シンチレーションカウンター）により測定されるｃ軸配向度である。
第１長尺状有機圧電体１２１の配向度Ｆは、０．５０以上０．９９以下であることが好ましく、０．７０以上０．９８以下であることが更に好ましく、０．８０以上０．９７以下であることが特に好ましい。
第１長尺状有機圧電体１２１において、第１長尺状有機圧電体１２１の長さ方向と、第１長尺状有機圧電体１２１に含まれる光学活性高分子（Ａ）の主配向方向とが略平行であることも、圧電性の発現に寄与する。
第１長尺状有機圧電体１２１の長さ方向と、第１長尺状有機圧電体１２１に含まれる光学活性高分子（Ａ）の主配向方向とが略平行であることは、第１長尺状有機圧電体１２１がその長さ方向への引張強度に優れるという利点も有する。従って、第１長尺状有機圧電体１２１を第１内部導体１１Ａに螺旋状に巻回する際に、第１長尺状有機圧電体１２１が破断しにくい。
第１長尺状有機圧電体１２１の配向度Ｆは、例えば、広角Ｘ線回折装置（リガク社製 ＲＩＮＴ２５５０、付属装置：回転試料台、Ｘ線源：ＣｕＫα、出力：４０ｋＶ ３７０ｍＡ、検出器：シンチレーションカウンター）により測定されるｃ軸配向度である。
第１長尺状有機圧電体１２１の配向度Ｆは、０．５０以上０．９９以下であることが好ましく、０．７０以上０．９８以下であることが更に好ましく、０．８０以上０．９７以下であることが特に好ましい。
第１長尺状有機圧電体１２１において、第１長尺状有機圧電体１２１の長さ方向と、第１長尺状有機圧電体１２１に含まれる光学活性高分子（Ａ）の主配向方向とが略平行であることも、圧電性の発現に寄与する。
第１長尺状有機圧電体１２１の長さ方向と、第１長尺状有機圧電体１２１に含まれる光学活性高分子（Ａ）の主配向方向とが略平行であることは、第１長尺状有機圧電体１２１がその長さ方向への引張強度に優れるという利点も有する。従って、第１長尺状有機圧電体１２１を第１内部導体１１Ａに螺旋状に巻回する際に、第１長尺状有機圧電体１２１が破断しにくい。
【0095】
「略平行」とは、２つの線分のなす角度が、０°以上３０°未満であることを示す。２つの線分のなす角度は、好ましくは０°以上２２．５°以下、より好ましくは０°以上１０°以下、更に好ましくは０°以上５°以下、特に好ましくは０°以上３°以下である。
例えば、有機圧電材料が動物性タンパク質からなる繊維の一例であるシルク又はクモ糸を含む場合、シルク又はクモ糸の生成の過程で、シルク又はクモ糸の長さ方向と、光学活性ポリペプチド（Ａ２）（例えば、動物性タンパク質の一例であるフィブロイン又はクモ糸タンパク質）の主配向方向と、が略平行となっている。
例えば、有機圧電材料が動物性タンパク質からなる繊維の一例であるシルク又はクモ糸を含む場合、シルク又はクモ糸の生成の過程で、シルク又はクモ糸の長さ方向と、光学活性ポリペプチド（Ａ２）（例えば、動物性タンパク質の一例であるフィブロイン又はクモ糸タンパク質）の主配向方向と、が略平行となっている。
【0096】
光学活性高分子（Ａ）の主配向方向とは、光学活性高分子（Ａ）の主たる配向方向を意味する。光学活性高分子（Ａ）の主配向方向は、例えば、第１長尺状有機圧電体１２１の配向度Ｆを測定することによって確認できる。
第１長尺状有機圧電体１２１がフィルムの延伸及び延伸されたフィルムのスリットを形成して製造される場合、第１長尺状有機圧電体１２１における光学活性高分子（Ａ）の主配向方向は、主延伸方向を意味する。ここで、主延伸方向とは、一軸延伸の場合には延伸方向を指し、二軸延伸の場合には、延伸倍率が高い方の延伸方向を指す。
第１長尺状有機圧電体１２１がフィルムの延伸及び延伸されたフィルムのスリットを形成して製造される場合、第１長尺状有機圧電体１２１における光学活性高分子（Ａ）の主配向方向は、主延伸方向を意味する。ここで、主延伸方向とは、一軸延伸の場合には延伸方向を指し、二軸延伸の場合には、延伸倍率が高い方の延伸方向を指す。
【0097】
以下、第１長尺状有機圧電体１２１が第１組成で、かつ光学活性高分子（Ａ）がヘリカルキラル高分子（Ａ１）である場合について説明する。
【0098】
第１長尺状有機圧電体１２１の製造方法は、例えば、原料（例えば、光学活性高分子（Ａ））をフィルム状に成形して未延伸フィルムを得、得られた未延伸フィルムに対し、延伸及び結晶化を施し、得られた有機圧電フィルムをスリットする方法等が挙げられる。
ここで、「スリットする」とは、有機圧電フィルムを長尺状にカットすることを意味する。
なお、延伸及び結晶化は、いずれが先であってもよい。未延伸フィルムに対し、予備結晶化、延伸、及び結晶化（アニール）は、この順に施されてもよい。延伸は、一軸延伸であっても二軸延伸であってもよい。延伸が二軸延伸の場合には、好ましくは一方（主延伸方向）の延伸倍率を高くする。
有機圧電フィルムの製造方法については、特許第４９３４２３５号公報、国際公開第２０１０／１０４１９６号、国際公開第２０１３／０５４９１８号、国際公開第２０１３／０８９１４８号、等の公知文献を適宜参照できる。
第１長尺状有機圧電体１２１については、後述する。
ここで、「スリットする」とは、有機圧電フィルムを長尺状にカットすることを意味する。
なお、延伸及び結晶化は、いずれが先であってもよい。未延伸フィルムに対し、予備結晶化、延伸、及び結晶化（アニール）は、この順に施されてもよい。延伸は、一軸延伸であっても二軸延伸であってもよい。延伸が二軸延伸の場合には、好ましくは一方（主延伸方向）の延伸倍率を高くする。
有機圧電フィルムの製造方法については、特許第４９３４２３５号公報、国際公開第２０１０／１０４１９６号、国際公開第２０１３／０５４９１８号、国際公開第２０１３／０８９１４８号、等の公知文献を適宜参照できる。
第１長尺状有機圧電体１２１については、後述する。
【0099】
【0100】
第１構成Ａでは、図５に示すように、第１長尺状有機圧電体１２１は、方向Ｄ１に向けて左方向（左巻き、即ち反時計周り）に巻回されている。詳しくは、第１内部導体１１Ａの外周面に沿って、第１螺旋角度β１で方向Ｄ１に向けて、隙間がないように第１螺旋方向Ｄ２に螺旋状に巻回されている。この巻回された第１長尺状有機圧電体１２１は、第１圧電体１２Ａを構成する。
「螺旋角度β１」とは、第１内部導体１１Ａの軸方向ＡＸと、第１内部導体１１Ａの軸方向ＡＸに対する第１長尺状有機圧電体１２１の配置方向とがなす角度を意味する。
螺旋角度β１は、好ましくは１５°以上７５°以下（４５°±３０°）、より好ましくは３５°以上５５°以下（４５°±１０°）である。
「第１螺旋方向Ｄ２」とは、第１長尺状有機圧電体１２１が方向Ｄ１に向かって巻回されている方向をいう。
「螺旋角度β１」とは、第１内部導体１１Ａの軸方向ＡＸと、第１内部導体１１Ａの軸方向ＡＸに対する第１長尺状有機圧電体１２１の配置方向とがなす角度を意味する。
螺旋角度β１は、好ましくは１５°以上７５°以下（４５°±３０°）、より好ましくは３５°以上５５°以下（４５°±１０°）である。
「第１螺旋方向Ｄ２」とは、第１長尺状有機圧電体１２１が方向Ｄ１に向かって巻回されている方向をいう。
【0101】
次に、第１構成Ａの作用について説明する。
例えば、第１圧電センサ１０Ａは、軸方向ＡＸと平行な方向に張力（応力）が作用されたときに、第１長尺状有機圧電体１２１に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）にずり歪が加えられると、第１圧電センサ１０Ａの径方向にヘリカルキラル高分子（Ａ１）の分極が生じる。この分極方向は、圧電定数ｄ１４に起因して発生する電界の方向と略一致する。詳しくは、第１長尺状有機圧電体１２１が螺旋状に巻回された第１構成Ａの第１圧電体１２Ａを、軸方向ＡＸに対して平面と見做せる程度の微小領域の集合体とみなした場合、その構成する微小領域の平面に、張力（応力）に起因したずり力がヘリカルキラル高分子（Ａ１）に作用された際、圧電定数ｄ１４に起因して発生する電界の方向と、分極方向とは、略一致する。具体的に、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）の分極は、図６中、矢印で示されるように、第１圧電センサ１０Ａの径方向に生じ、その分極方向は位相が揃えられて生じると考えられる。これにより、第１圧電センサ１０Ａは、外力に比例した第１電圧を効果的に発生しやすくなる。
以上のことから、第１圧電体１２Ａが第１構成Ａである場合、第１圧電センサ１０Ａの圧電感度及び圧電出力の安定性は、優れる。
例えば、第１圧電センサ１０Ａは、軸方向ＡＸと平行な方向に張力（応力）が作用されたときに、第１長尺状有機圧電体１２１に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）にずり歪が加えられると、第１圧電センサ１０Ａの径方向にヘリカルキラル高分子（Ａ１）の分極が生じる。この分極方向は、圧電定数ｄ１４に起因して発生する電界の方向と略一致する。詳しくは、第１長尺状有機圧電体１２１が螺旋状に巻回された第１構成Ａの第１圧電体１２Ａを、軸方向ＡＸに対して平面と見做せる程度の微小領域の集合体とみなした場合、その構成する微小領域の平面に、張力（応力）に起因したずり力がヘリカルキラル高分子（Ａ１）に作用された際、圧電定数ｄ１４に起因して発生する電界の方向と、分極方向とは、略一致する。具体的に、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）の分極は、図６中、矢印で示されるように、第１圧電センサ１０Ａの径方向に生じ、その分極方向は位相が揃えられて生じると考えられる。これにより、第１圧電センサ１０Ａは、外力に比例した第１電圧を効果的に発生しやすくなる。
以上のことから、第１圧電体１２Ａが第１構成Ａである場合、第１圧電センサ１０Ａの圧電感度及び圧電出力の安定性は、優れる。
【0102】
第１構成Ａにおいて、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）がＰＬＬＡの場合、軸方向ＡＸと平行な方向において、第１圧電センサ１０Ａに張力が作用すると、径方向に平行に、張力と垂直な円状断面の円の中心から外側方向への電界（分極）が発生する。つまり、第１電圧の正負は、正になる。
第１構成Ａにおいて、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）がＰＬＬＡの場合、軸方向ＡＸと平行な方向において、第１圧電センサ１０Ａに加圧が作用すると、径方向に平行に、加圧と垂直な円状断面の円の外側から中心方向への電界（分極）が発生する。つまり、第１電圧の正負は、負になる。
第１構成Ａにおいて、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）がＰＬＬＡの場合、軸方向ＡＸと平行な方向において、第１圧電センサ１０Ａに加圧が作用すると、径方向に平行に、加圧と垂直な円状断面の円の外側から中心方向への電界（分極）が発生する。つまり、第１電圧の正負は、負になる。
【0103】
第１構成Ａにおいて、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）がＰＤＬＡの場合、第１電圧の正負は、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）がＰＬＬＡの場合とは逆になる。
具体的に、第１構成Ａにおいて、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）がＰＤＬＡの場合、軸方向ＡＸと平行な方向に第１圧電センサ１０Ａに張力が作用すると、径方向に平行に、張力と垂直な円状断面の円の外側から中心方向への電界（分極）が発生する。つまり、第１電圧の正負は、負になる。
第１構成Ａにおいて、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）がＰＤＬＡの場合、軸方向ＡＸと平行な方向において、第１圧電センサ１０Ａに加圧が作用すると、径方向に平行に、加圧と垂直な円状断面の円の中心から外側方向への電界（分極）が発生する。つまり、第１電圧の正負は、正になる。
具体的に、第１構成Ａにおいて、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）がＰＤＬＡの場合、軸方向ＡＸと平行な方向に第１圧電センサ１０Ａに張力が作用すると、径方向に平行に、張力と垂直な円状断面の円の外側から中心方向への電界（分極）が発生する。つまり、第１電圧の正負は、負になる。
第１構成Ａにおいて、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）がＰＤＬＡの場合、軸方向ＡＸと平行な方向において、第１圧電センサ１０Ａに加圧が作用すると、径方向に平行に、加圧と垂直な円状断面の円の中心から外側方向への電界（分極）が発生する。つまり、第１電圧の正負は、正になる。
【0104】
第１構成Ａでは、第１長尺状有機圧電体１２１が方向Ｄ１に向けて左巻きに巻回されているが、第１圧電体１２Ａの構成は、第１長尺状有機圧電体１２１が方向Ｄ１に向けて右巻きに巻回されている構成（以下、「第１構成Ａ’」という）であってもよい。
【0105】
第１構成Ａ’において、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）がＰＬＬＡの場合、第１電圧の正負は、第１構成Ａのヘリカルキラル高分子（Ａ１）がＰＬＬＡの場合とは逆になる。
具体的に、第１構成Ａ’において、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）がＰＬＬＡの場合、軸方向ＡＸと平行な方向において、第１圧電センサ１０Ａに張力が作用すると、径方向に平行に、張力と垂直な円状断面の円の外側から中心方向への電界（分極）が発生する。つまり、第１電圧の正負は、負になる。
第１構成Ａ’において、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）がＰＬＬＡの場合、軸方向ＡＸと平行な方向において、第１圧電センサ１０Ａに加圧が作用すると、径方向に平行に、加圧と垂直な円状断面の円の中心から外側方向への電界（分極）が発生する。つまり、第１電圧の正負は、正になる。
具体的に、第１構成Ａ’において、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）がＰＬＬＡの場合、軸方向ＡＸと平行な方向において、第１圧電センサ１０Ａに張力が作用すると、径方向に平行に、張力と垂直な円状断面の円の外側から中心方向への電界（分極）が発生する。つまり、第１電圧の正負は、負になる。
第１構成Ａ’において、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）がＰＬＬＡの場合、軸方向ＡＸと平行な方向において、第１圧電センサ１０Ａに加圧が作用すると、径方向に平行に、加圧と垂直な円状断面の円の中心から外側方向への電界（分極）が発生する。つまり、第１電圧の正負は、正になる。
【0106】
第１構成Ａ’において、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）がＰＤＬＡの場合、第１電圧の正負は、第１構成Ａのヘリカルキラル高分子（Ａ１）がＰＤＬＡの場合とは逆になる。
具体的に、第１構成Ａ’において、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）がＰＤＬＡの場合、第１圧電センサ１０Ａに張力が作用すると、径方向に平行に、張力と垂直な円状断面の円の中心から外側方向への電界（分極）が発生する。つまり、第１電圧の正負は、正になる。
第１構成Ａ’において、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）がＰＤＬＡの場合、第１圧電センサ１０Ａに加圧が作用すると、径方向に平行に、加圧と垂直な円状断面の円の外側から中心方向への電界（分極）が発生する。つまり、第１電圧の正負は、負になる。
具体的に、第１構成Ａ’において、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）がＰＤＬＡの場合、第１圧電センサ１０Ａに張力が作用すると、径方向に平行に、張力と垂直な円状断面の円の中心から外側方向への電界（分極）が発生する。つまり、第１電圧の正負は、正になる。
第１構成Ａ’において、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）がＰＤＬＡの場合、第１圧電センサ１０Ａに加圧が作用すると、径方向に平行に、加圧と垂直な円状断面の円の外側から中心方向への電界（分極）が発生する。つまり、第１電圧の正負は、負になる。
【0107】
（第２長尺状有機圧電体）
第２長尺状有機圧電体１２２は、有機圧電材料からなり、圧電定数ｄ１４を有する。
第２長尺状有機圧電体１２２は、有機圧電材料からなり、圧電定数ｄ１４を有する。
【0108】
「第２長尺状有機圧電体１２２が圧電定数ｄ１４を有する」に該当するか否かは、例えば、上述した第１判定方法によって判定する。
【0109】
第２長尺状有機圧電体１２２は、長尺状物である。
第２長尺状有機圧電体１２２の形状、幅、厚さ、比〔幅／厚さ〕、断面形状、及び長軸径の各々は、第１長尺状有機圧電体１２１で例示したものと同様である。第２長尺状有機圧電体１２２の幅、厚さ、及び比〔幅／厚さ〕の各々は、第１長尺状有機圧電体１２１の幅、厚さ、及び比〔幅／厚さ〕と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
第２長尺状有機圧電体１２２の形状、幅、厚さ、比〔幅／厚さ〕、断面形状、及び長軸径の各々は、第１長尺状有機圧電体１２１で例示したものと同様である。第２長尺状有機圧電体１２２の幅、厚さ、及び比〔幅／厚さ〕の各々は、第１長尺状有機圧電体１２１の幅、厚さ、及び比〔幅／厚さ〕と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0110】
第２長尺状有機圧電体１２２の有機圧電材料としては、第１長尺状有機圧電体１２１の有機圧電材料として例示した材料と同様の材料が挙げられる。第２長尺状有機圧電体１２２の有機圧電材料は、第１長尺状有機圧電体１２１の有機圧電材料と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0111】
第２長尺状有機圧電体１２２は、下記の第２組成であることが好ましい。
第２組成物では、
有機圧電材料は、光学活性高分子（Ａ）を含み、
第２長尺状有機圧電体１２２の長さ方向と、第２長尺状有機圧電体１２２に含まれる光学活性高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であり、
Ｘ線回折測定から上記式（ａ）によって求められる第２長尺状有機圧電体１２２の配向度Ｆは０．５以上１．０未満である。
第２組成物では、
有機圧電材料は、光学活性高分子（Ａ）を含み、
第２長尺状有機圧電体１２２の長さ方向と、第２長尺状有機圧電体１２２に含まれる光学活性高分子（Ａ）の主配向方向と、が略平行であり、
Ｘ線回折測定から上記式（ａ）によって求められる第２長尺状有機圧電体１２２の配向度Ｆは０．５以上１．０未満である。
【0112】
第２長尺状有機圧電体１２２の配向度Ｆは、第２長尺状有機圧電体１２２に含まれる光学活性高分子（Ａ）の配向の度合いを示す指標である。
「略平行」とは、２つの線分のなす角度が、０°以上３０°未満であることを示す。２つの線分のなす角度は、好ましくは０°以上２２．５°以下、より好ましくは０°以上１０°以下、更に好ましくは０°以上５°以下、特に好ましくは０°以上３°以下である。
「略平行」とは、２つの線分のなす角度が、０°以上３０°未満であることを示す。２つの線分のなす角度は、好ましくは０°以上２２．５°以下、より好ましくは０°以上１０°以下、更に好ましくは０°以上５°以下、特に好ましくは０°以上３°以下である。
【0113】
以下、第２長尺状有機圧電体１２２の有機圧電材料が第２組成で、かつ光学活性高分子（Ａ）がヘリカルキラル高分子（Ａ１）である場合について説明する。
【0114】
第２長尺状有機圧電体１２２の製造方法は、第１長尺状有機圧電体１２１の製造方法として例示した製造方法と同様の製造方法が挙げられる。
第２長尺状有機圧電体１２２については、後述する。
第２長尺状有機圧電体１２２については、後述する。
【0115】
［第１圧電体の第２構成］
次に、図７を参照して、第１圧電体１２Ａの第２構成Ａについて説明する。
次に、図７を参照して、第１圧電体１２Ａの第２構成Ａについて説明する。
【0116】
第１圧電体１２Ａの第２構成Ａは、第２長尺状有機圧電体１２２を備えている点で、第１圧電体１２Ａの第１構成Ａと異なる。
詳しくは、第１圧電体１２Ａの第２構成Ａは、図７に示すように、第１長尺状有機圧電体１２１と、第２長尺状有機圧電体１２２とを備える。
第２構成Ａでは、第１長尺状有機圧電体１２１は、第１構成Ａと同様に、第１内部導体１１Ａの外周面に沿って、螺旋角度β１で方向Ｄ１に向けて、隙間がないように第１螺旋方向Ｄ２に螺旋状に巻回されている。つまり、第１長尺状有機圧電体１２１は、方向Ｄ１に向けて左方向（左巻き、即ち反時計周り）に巻回されている。
第２構成Ａでは、第２長尺状有機圧電体１２２は、図７に示すように、第１長尺状有機圧電体１２１の外周面に沿って、螺旋角度β２で第１長尺状有機圧電体１２１の巻回方向とは逆の方向で螺旋状に巻回されている。
「螺旋角度β２」とは、前述の螺旋角度β１と同義である。螺旋角度β２は、螺旋角度β１と略同一角度である。
ここで、第２構成Ａにおける「第１長尺状有機圧電体１２１の巻回方向と逆の方向」とは、右巻きのことである。即ち、第２長尺状有機圧電体１２２は、方向Ｄ１に向かって右巻きで巻回している。
図７中、第２長尺状有機圧電体１２２に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）の主配向方向は、両矢印Ｄ３で示されている。即ち、第２長尺状有機圧電体１２２に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）の主配向方向と、第２長尺状有機圧電体１２２の配置方向（第２長尺状有機圧電体１２２の長さ方向）とは、略平行となっている。
第１長尺状有機圧電体１２１に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）のキラリティと、第２長尺状有機圧電体１２２に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）のキラリティとは、互いに異なっていることが好ましい。これにより、例えば、第１圧電センサ１０Ａに軸方向ＡＸの張力が作用されたときに、第１長尺状有機圧電体１２１に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）と、第２長尺状有機圧電体１２２に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）との両方に分極が生じる。分極方向はいずれも第１圧電センサ１０Ａの径方向である。この結果、より効果的に張力に比例した電圧信号（電荷信号）が検出される。従って、圧電感度、及び圧電出力の安定性がより向上する。
詳しくは、第１圧電体１２Ａの第２構成Ａは、図７に示すように、第１長尺状有機圧電体１２１と、第２長尺状有機圧電体１２２とを備える。
第２構成Ａでは、第１長尺状有機圧電体１２１は、第１構成Ａと同様に、第１内部導体１１Ａの外周面に沿って、螺旋角度β１で方向Ｄ１に向けて、隙間がないように第１螺旋方向Ｄ２に螺旋状に巻回されている。つまり、第１長尺状有機圧電体１２１は、方向Ｄ１に向けて左方向（左巻き、即ち反時計周り）に巻回されている。
第２構成Ａでは、第２長尺状有機圧電体１２２は、図７に示すように、第１長尺状有機圧電体１２１の外周面に沿って、螺旋角度β２で第１長尺状有機圧電体１２１の巻回方向とは逆の方向で螺旋状に巻回されている。
「螺旋角度β２」とは、前述の螺旋角度β１と同義である。螺旋角度β２は、螺旋角度β１と略同一角度である。
ここで、第２構成Ａにおける「第１長尺状有機圧電体１２１の巻回方向と逆の方向」とは、右巻きのことである。即ち、第２長尺状有機圧電体１２２は、方向Ｄ１に向かって右巻きで巻回している。
図７中、第２長尺状有機圧電体１２２に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）の主配向方向は、両矢印Ｄ３で示されている。即ち、第２長尺状有機圧電体１２２に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）の主配向方向と、第２長尺状有機圧電体１２２の配置方向（第２長尺状有機圧電体１２２の長さ方向）とは、略平行となっている。
第１長尺状有機圧電体１２１に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）のキラリティと、第２長尺状有機圧電体１２２に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）のキラリティとは、互いに異なっていることが好ましい。これにより、例えば、第１圧電センサ１０Ａに軸方向ＡＸの張力が作用されたときに、第１長尺状有機圧電体１２１に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）と、第２長尺状有機圧電体１２２に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）との両方に分極が生じる。分極方向はいずれも第１圧電センサ１０Ａの径方向である。この結果、より効果的に張力に比例した電圧信号（電荷信号）が検出される。従って、圧電感度、及び圧電出力の安定性がより向上する。
【0117】
以下、第２構成Ａの第１圧電センサ１０Ａの作用について説明する。
例えば、第１圧電センサ１０Ａの方向Ｄ１と平行な方向に張力が作用されると、第１長尺状有機圧電体１２１に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）、及び第２長尺状有機圧電体１２２に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）との両方にずり応力が作用され、分極が生じる。分極方向はいずれも第１圧電センサ１０Ａの径方向である。これにより、効果的に張力に比例した電圧信号が検出される。
以上のことから、第２構成Ａの第１圧電センサ１０Ａによれば、圧電感度、及び圧電出力の安定性が第１構成Ａの第１圧電センサ１０Ａよりも向上する。
特に、第１圧電体１２Ａは、第１長尺状有機圧電体１２１及び第２長尺状有機圧電体１２２を備え、かつ二層構造をなす。そのため、第１内部導体１１Ａや第１外部導体１３Ａに対して、第１長尺状有機圧電体１２１及び第２長尺状有機圧電体１２２の各々は、空隙が少なく密着し得る。これにより、張力によって発生した電界が効率良く第１内部導体１１Ａに伝達されやすい。
従って、第２構成Ａの第１圧電センサ１０Ａは、外力をより感度良く検出することができる。
例えば、第１圧電センサ１０Ａの方向Ｄ１と平行な方向に張力が作用されると、第１長尺状有機圧電体１２１に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）、及び第２長尺状有機圧電体１２２に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）との両方にずり応力が作用され、分極が生じる。分極方向はいずれも第１圧電センサ１０Ａの径方向である。これにより、効果的に張力に比例した電圧信号が検出される。
以上のことから、第２構成Ａの第１圧電センサ１０Ａによれば、圧電感度、及び圧電出力の安定性が第１構成Ａの第１圧電センサ１０Ａよりも向上する。
特に、第１圧電体１２Ａは、第１長尺状有機圧電体１２１及び第２長尺状有機圧電体１２２を備え、かつ二層構造をなす。そのため、第１内部導体１１Ａや第１外部導体１３Ａに対して、第１長尺状有機圧電体１２１及び第２長尺状有機圧電体１２２の各々は、空隙が少なく密着し得る。これにより、張力によって発生した電界が効率良く第１内部導体１１Ａに伝達されやすい。
従って、第２構成Ａの第１圧電センサ１０Ａは、外力をより感度良く検出することができる。
【0118】
［第１圧電体の第３構成］
次に、図８を参照して、第１圧電体１２Ａの第３構成Ａについて説明する。
次に、図８を参照して、第１圧電体１２Ａの第３構成Ａについて説明する。
【0119】
第１圧電体１２Ａの第３構成Ａは、組紐構造をなしている点で、第１圧電体１２Ａの第２構成Ａの第１圧電センサ１０Ａと異なる。
具体的に、第１圧電体１２Ａの第３構成Ａは、図８に示すように、第１長尺状有機圧電体１２１と、第２長尺状有機圧電体１２２とを備える。
第３構成Ａでは、第１長尺状有機圧電体１２１が、第１内部導体１１Ａの軸方向ＡＸに対し、螺旋角度β１で左巻きで螺旋状に巻回され、第２長尺状有機圧電体１２２が、螺旋角度β２で右巻きで螺旋状に巻回されると共に、第１長尺状有機圧電体１２１及び第２長尺状有機圧電体１２２が交互に交差されている。第１内部導体１１Ａの軸方向ＡＸと、方向Ｄ１とは略平行な関係にある。
具体的に、第１圧電体１２Ａの第３構成Ａは、図８に示すように、第１長尺状有機圧電体１２１と、第２長尺状有機圧電体１２２とを備える。
第３構成Ａでは、第１長尺状有機圧電体１２１が、第１内部導体１１Ａの軸方向ＡＸに対し、螺旋角度β１で左巻きで螺旋状に巻回され、第２長尺状有機圧電体１２２が、螺旋角度β２で右巻きで螺旋状に巻回されると共に、第１長尺状有機圧電体１２１及び第２長尺状有機圧電体１２２が交互に交差されている。第１内部導体１１Ａの軸方向ＡＸと、方向Ｄ１とは略平行な関係にある。
【0120】
「略平行」とは、２つの線分のなす角度が、０°以上３０°未満であることを示す。２つの線分のなす角度は、好ましくは０°以上２２．５°以下、より好ましくは０°以上１０°以下、更に好ましくは０°以上５°以下、特に好ましくは０°以上３°以下である。
図８に示す組紐構造において、第１長尺状有機圧電体１２１に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）の主配向方向（両矢印Ｄ２）と、第１長尺状有機圧電体１２１の配置方向とは、略平行となっている。同様に、第２長尺状有機圧電体１２２に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）の主配向方向（両矢印Ｄ２）と、第２長尺状有機圧電体１２２の配置方向とは、略平行となっている。
第１長尺状有機圧電体１２１に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）のキラリティと、第２長尺状有機圧電体１２２に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）のキラリティとは、互いに異なっていることが好ましい。これにより、例えば、第１圧電センサ１０Ａに軸方向ＡＸの張力が作用されたときに、第１長尺状有機圧電体１２１に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）と、第２長尺状有機圧電体１２２に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）との両方に分極が生じる。分極方向はいずれも第１圧電センサ１０Ａの径方向である。これにより、より効果的に張力に比例した電圧信号が検出される。この結果、圧電感度、及び圧電出力の安定性がより向上する。
図８に示す組紐構造において、第１長尺状有機圧電体１２１に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）の主配向方向（両矢印Ｄ２）と、第１長尺状有機圧電体１２１の配置方向とは、略平行となっている。同様に、第２長尺状有機圧電体１２２に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）の主配向方向（両矢印Ｄ２）と、第２長尺状有機圧電体１２２の配置方向とは、略平行となっている。
第１長尺状有機圧電体１２１に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）のキラリティと、第２長尺状有機圧電体１２２に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）のキラリティとは、互いに異なっていることが好ましい。これにより、例えば、第１圧電センサ１０Ａに軸方向ＡＸの張力が作用されたときに、第１長尺状有機圧電体１２１に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）と、第２長尺状有機圧電体１２２に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）との両方に分極が生じる。分極方向はいずれも第１圧電センサ１０Ａの径方向である。これにより、より効果的に張力に比例した電圧信号が検出される。この結果、圧電感度、及び圧電出力の安定性がより向上する。
【0121】
以下、第３構成Ａの第１圧電センサ１０Ａの作用について説明する。
例えば、第１圧電センサ１０Ａに軸方向ＡＸの張力が作用されると、第１長尺状有機圧電体１２１に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）と、第２長尺状有機圧電体１２２に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）との両方に分極が生じる。分極方向はいずれも第１圧電センサ１０Ａの径方向である。これにより、効果的に張力に比例した電圧信号が検出される
以上のことから、第３構成Ａの第１圧電センサ１０Ａは、第１圧電体１２Ａにかかる外力をより感度良く検出することができる。
特に、第１圧電センサ１０Ａの長さ方向に張力が作用されたときに、組紐構造を形成する左巻きの第１長尺状有機圧電体１２１と右巻きの第２長尺状有機圧電体１２２とに、ずり応力が作用する。これら分極の方向は一致し、第１内部導体１１Ａと第１外部導体１３Ａの間の絶縁体（即ち、第１圧電体１２Ａ及び第２圧電体１２Ｂ）における圧電性能に寄与する体積分率が増える。そのため、圧電性能がより向上する。
例えば、第１圧電センサ１０Ａに軸方向ＡＸの張力が作用されると、第１長尺状有機圧電体１２１に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）と、第２長尺状有機圧電体１２２に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）との両方に分極が生じる。分極方向はいずれも第１圧電センサ１０Ａの径方向である。これにより、効果的に張力に比例した電圧信号が検出される
以上のことから、第３構成Ａの第１圧電センサ１０Ａは、第１圧電体１２Ａにかかる外力をより感度良く検出することができる。
特に、第１圧電センサ１０Ａの長さ方向に張力が作用されたときに、組紐構造を形成する左巻きの第１長尺状有機圧電体１２１と右巻きの第２長尺状有機圧電体１２２とに、ずり応力が作用する。これら分極の方向は一致し、第１内部導体１１Ａと第１外部導体１３Ａの間の絶縁体（即ち、第１圧電体１２Ａ及び第２圧電体１２Ｂ）における圧電性能に寄与する体積分率が増える。そのため、圧電性能がより向上する。
【0122】
（シート状圧電体）
シート状圧電体は、圧電材料からなり、圧電定数ｄ３３及び圧電定数ｄ３１を有し、圧電定数ｄ１４を有しない。
シート状圧電体は、圧電材料からなり、圧電定数ｄ３３及び圧電定数ｄ３１を有し、圧電定数ｄ１４を有しない。
【0123】
「シート状圧電体が、圧電定数ｄ３３及び圧電定数ｄ３１を有し、圧電定数ｄ１４を有しない」か否かは、下記の第２判定方法によって判定する。
第２判定方法では、第１圧電体１２Ａが後述する第４構成Ａである第１圧電センサ１０Ａ（以下、「第４構成Ａの第１圧電センサ１０Ａ」という場合がある。）と、後述する第２圧電体１２Ｂが後述する第４構成Ｂである第２圧電センサ１０Ｂ（以下、「第４構成Ｂの第２圧電センサ１０Ｂ」という場合がある。）と、電圧計とを用いる。
第２判定方法では、第１圧電体１２Ａが後述する第４構成Ａである第１圧電センサ１０Ａ（以下、「第４構成Ａの第１圧電センサ１０Ａ」という場合がある。）と、後述する第２圧電体１２Ｂが後述する第４構成Ｂである第２圧電センサ１０Ｂ（以下、「第４構成Ｂの第２圧電センサ１０Ｂ」という場合がある。）と、電圧計とを用いる。
【0124】
詳しくは、第２判定方法では、第４構成Ａの第１圧電センサ１０Ａ及び第４構成Ｂの第２圧電センサ１０Ｂを作製する。
第４構成Ａの第１圧電センサ１０Ａの第１内部導体１１Ａと、第４構成Ａの第１圧電センサ１０Ａの第１外部導体１３Ａとを電圧計に電気的に接続する。次いで、第４構成Ａの第１圧電センサ１０Ａに所定の外力を加えて、判定用電圧を検出する。
同様に、第４構成Ｂの第２圧電センサ１０Ｂの第１内部導体１１Ａと、第４構成Ｂの第２圧電センサ１０Ｂの第１外部導体１３Ａとを電圧計に電気的に接続する。次いで、第４構成Ａの第１圧電センサ１０Ａに加えた外力と同じ外力を、第４構成Ｂの第２圧電センサ１０Ｂに加えて、判定用電圧を検出する。
第４構成Ａの第１圧電センサ１０Ａの第１内部導体１１Ａと、第４構成Ａの第１圧電センサ１０Ａの第１外部導体１３Ａとを電圧計に電気的に接続する。次いで、第４構成Ａの第１圧電センサ１０Ａに所定の外力を加えて、判定用電圧を検出する。
同様に、第４構成Ｂの第２圧電センサ１０Ｂの第１内部導体１１Ａと、第４構成Ｂの第２圧電センサ１０Ｂの第１外部導体１３Ａとを電圧計に電気的に接続する。次いで、第４構成Ａの第１圧電センサ１０Ａに加えた外力と同じ外力を、第４構成Ｂの第２圧電センサ１０Ｂに加えて、判定用電圧を検出する。
【0125】
第２判定方法では、下記の条件（Ｙ２）を満たす場合、「シート状圧電体が、圧電定数ｄ３３及び圧電定数ｄ３１を有し、圧電定数ｄ１４を有しない」に該当すると判断する。一方、下記の条件（Ｙ２）を満たさない場合、「シート状圧電体が、圧電定数ｄ３３及び圧電定数ｄ３１を有し、圧電定数ｄ１４を有しない」に該当しないと判断する。
（Ｙ２）第４構成Ａの第１圧電センサ１０Ａの判定用電圧の極性と、第４構成Ｂの第２圧電センサ１０Ｂの判定用電圧の極性とが反対であること
（Ｙ２）第４構成Ａの第１圧電センサ１０Ａの判定用電圧の極性と、第４構成Ｂの第２圧電センサ１０Ｂの判定用電圧の極性とが反対であること
【0126】
シート状圧電体は、シート状である。
シート状圧電体の厚さは、好ましくは０．００１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である。厚さが０．００１ｍｍ以上であることにより、シート状圧電体の強度が確保される。更に、厚さが０．２ｍｍ以下であることにより、シート状圧電体の厚さ方向の非塑性変形の自由度（柔軟性）が向上する。
シート状圧電体の厚さは、好ましくは０．００１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である。厚さが０．００１ｍｍ以上であることにより、シート状圧電体の強度が確保される。更に、厚さが０．２ｍｍ以下であることにより、シート状圧電体の厚さ方向の非塑性変形の自由度（柔軟性）が向上する。
【0127】
圧電材料は、シート状圧電体が圧電定数ｄ３３及び圧電定数ｄ３１を有し、圧電定数ｄ１４を有しないようにする材料であればよく、有機圧電材料、無機圧電材料等が挙げられる。有機圧電材料は、低分子材料であってもよいし、高分子材料であってもよい。
有機圧電材料は、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、トリフルオロ酢酸エチル（ＥＦＡ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、クロロトリフルオエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリ（フッ化ビニリデン／ヘキサフルオロプロピレン）共重合体（ＰＶＤＦ－ＨＦＰ）、及びポリ（フッ化ビニリデン／トリフルオロエチレン）からなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
無機圧電材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系等の無機セラミックス圧電材料の粉末をシート状にポリマーを用いて成型した材料等が挙げられる。
なかでも、圧電材料は、軽量で柔軟性に富み、加工性等に優れる観点から、ＰＶＤＦを含むことが好ましい。
有機圧電材料は、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、トリフルオロ酢酸エチル（ＥＦＡ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、クロロトリフルオエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリ（フッ化ビニリデン／ヘキサフルオロプロピレン）共重合体（ＰＶＤＦ－ＨＦＰ）、及びポリ（フッ化ビニリデン／トリフルオロエチレン）からなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
無機圧電材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系等の無機セラミックス圧電材料の粉末をシート状にポリマーを用いて成型した材料等が挙げられる。
なかでも、圧電材料は、軽量で柔軟性に富み、加工性等に優れる観点から、ＰＶＤＦを含むことが好ましい。
【0128】
以下、圧電材料がＰＶＤＦからなる場合について説明する。
【0129】
シート状圧電体の製造方法は、原料（ＰＶＤＦ）をシート状に成形し、延伸処理して延伸シートを得、得られた延伸シートに対しポーリング処理を施す方法等が挙げられる。
ポーリング処理では、例えば、延伸シートを加熱しながら、延伸シートの一方の面にプラスの電圧を印加するとともに、延伸シートの他方の面にマイナスの電圧を印加する。これにより、延伸シートの膜厚方向において、延伸シートの一方の面から他方に面にむかって、フッ素原子と炭素原子の電気引性度の差に起因する双極子モーメントが形成される。つまり、シート状圧電体は、自発分極を有する。
ポーリング処理では、例えば、延伸シートを加熱しながら、延伸シートの一方の面にプラスの電圧を印加するとともに、延伸シートの他方の面にマイナスの電圧を印加する。これにより、延伸シートの膜厚方向において、延伸シートの一方の面から他方に面にむかって、フッ素原子と炭素原子の電気引性度の差に起因する双極子モーメントが形成される。つまり、シート状圧電体は、自発分極を有する。
【0130】
［第１圧電体の第４構成］
次に、第１圧電体１２Ａの第４構成Ａについて説明する。
次に、第１圧電体１２Ａの第４構成Ａについて説明する。
【0131】
第４構成Ａでは、シート状圧電体は、第１内部導体１１Ａの外周面に沿って、ＰＶＤＦの高分子鎖が軸方向ＡＸに沿って配向されるように、円筒状に巻回されている。シート状圧電体の一方の面は、第１内部導体１１Ａ側である。この巻回されたシート状圧電体は、第１圧電体１２Ａを構成する。
「ＰＶＤＦの高分子鎖が軸方向ＡＸに沿って配向される」とは、シート状圧電体の製造工程の延伸処理における延伸方向と、軸方向ＡＸとが平行な関係であることを意味する。
「ＰＶＤＦの高分子鎖が軸方向ＡＸに沿って配向される」とは、シート状圧電体の製造工程の延伸処理における延伸方向と、軸方向ＡＸとが平行な関係であることを意味する。
【0132】
次に、第４構成Ａの作用について説明する。
例えば、第１圧電センサ１０Ａでは、外力が作用されたときに、第１圧電体１２Ａが縮むと、径方向に平行に、円状断面の円の中心から外側方向への電界（分極）が発生する。つまり、第１電圧の正負は、正になる。
例えば、第１圧電センサ１０Ａでは、外力が作用されたときに、第１圧電体１２Ａが伸びると、径方向に平行に、円状断面の円の外側から中心方向への電界（分極）が発生する。つまり、第１電圧の正負は、負になる。
例えば、第１圧電センサ１０Ａでは、外力が作用されたときに、第１圧電体１２Ａが縮むと、径方向に平行に、円状断面の円の中心から外側方向への電界（分極）が発生する。つまり、第１電圧の正負は、正になる。
例えば、第１圧電センサ１０Ａでは、外力が作用されたときに、第１圧電体１２Ａが伸びると、径方向に平行に、円状断面の円の外側から中心方向への電界（分極）が発生する。つまり、第１電圧の正負は、負になる。
【0133】
＜接着剤層＞
第１圧電センサ１０Ａは、接着層を有してもよい。接着層は、例えば、第１内部導体１１Ａと第１圧電体１２Ａとの間に配置される。これにより、内部導体１１Ａの軸方向ＡＸにおいて、例えば、外力に起因する張力が第１圧電センサ１０Ａに作用しても、第１圧電体１２Ａと第１内部導体１１Ａとの相対位置のずれの発生は抑制され得る。軸方向ＡＸと方向Ｄ１とは平行である。さらに、第１長尺状有機圧電体１２１は、外力に起因する張力がより作用されやすくなる。
接着層を形成する接着剤の材料としては、例えば、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、酢酸ビニル樹脂系エマルション形接着剤、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）系エマルション形接着剤、アクリル樹脂系エマルション形接着剤、スチレン・ブタジエンゴム系ラテックス形接着剤、シリコーン樹脂系接着剤、α－オレフィン（イソブテン－無水マレイン酸樹脂）系接着剤、塩化ビニル樹脂系溶剤形接着剤、ゴム系接着剤、弾性接着剤、クロロプレンゴム系溶剤形接着剤、ニトリルゴム系溶剤形接着剤等、シアノアクリレート系接着剤等が挙げられる。
第１圧電センサ１０Ａは、接着層を有してもよい。接着層は、例えば、第１内部導体１１Ａと第１圧電体１２Ａとの間に配置される。これにより、内部導体１１Ａの軸方向ＡＸにおいて、例えば、外力に起因する張力が第１圧電センサ１０Ａに作用しても、第１圧電体１２Ａと第１内部導体１１Ａとの相対位置のずれの発生は抑制され得る。軸方向ＡＸと方向Ｄ１とは平行である。さらに、第１長尺状有機圧電体１２１は、外力に起因する張力がより作用されやすくなる。
接着層を形成する接着剤の材料としては、例えば、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、酢酸ビニル樹脂系エマルション形接着剤、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）系エマルション形接着剤、アクリル樹脂系エマルション形接着剤、スチレン・ブタジエンゴム系ラテックス形接着剤、シリコーン樹脂系接着剤、α－オレフィン（イソブテン－無水マレイン酸樹脂）系接着剤、塩化ビニル樹脂系溶剤形接着剤、ゴム系接着剤、弾性接着剤、クロロプレンゴム系溶剤形接着剤、ニトリルゴム系溶剤形接着剤等、シアノアクリレート系接着剤等が挙げられる。
【0134】
＜第１絶縁体＞
第１圧電センサ１０Ａは、第１絶縁体を有してもよい。第１絶縁体は、例えば、第１圧電体１２Ａと第１内部導体１１Ａとの間、及び第１圧電体１２Ａと第１外部導体１３Ａとの間の少なくとも一方に配置される。これにより、第１内部導体１１Ａと第１外部導体１３Ａとの短絡の発生をより抑制することができる。
第１絶縁体は、例えば、長尺状物が、第１内部導体１１Ａの外周面に沿って螺旋状に巻回されてなる。
第１絶縁体の材料としては、電気的絶縁性を有する材料であればよく、例えば、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン・四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・パーフロロプロピルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、フッ素ゴム、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ゴム（エラストマーを含む）等が挙げられる。
第１圧電センサ１０Ａは、第１絶縁体を有してもよい。第１絶縁体は、例えば、第１圧電体１２Ａと第１内部導体１１Ａとの間、及び第１圧電体１２Ａと第１外部導体１３Ａとの間の少なくとも一方に配置される。これにより、第１内部導体１１Ａと第１外部導体１３Ａとの短絡の発生をより抑制することができる。
第１絶縁体は、例えば、長尺状物が、第１内部導体１１Ａの外周面に沿って螺旋状に巻回されてなる。
第１絶縁体の材料としては、電気的絶縁性を有する材料であればよく、例えば、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン・四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・パーフロロプロピルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、フッ素ゴム、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ゴム（エラストマーを含む）等が挙げられる。
【0135】
＜第２絶縁体＞
第１圧電センサ１０Ａは、第２絶縁体を有してもよい。第２絶縁体は、第１外部導体１３Ａの外周に配置される。第２絶縁体は、第１外部導体１３Ａの外周の全面を覆っていてもよい。これにより、第１内部導体１１Ａを静電シールドすることが可能となり、外部の静電気の影響による、第１電圧の電圧変化を抑制することができる。
第２絶縁体の材質は、電気的絶縁性を有する材料であればよく、第１絶縁体の材料として例示した材料と同一の材料が挙げられる。
第１圧電センサ１０Ａは、第２絶縁体を有してもよい。第２絶縁体は、第１外部導体１３Ａの外周に配置される。第２絶縁体は、第１外部導体１３Ａの外周の全面を覆っていてもよい。これにより、第１内部導体１１Ａを静電シールドすることが可能となり、外部の静電気の影響による、第１電圧の電圧変化を抑制することができる。
第２絶縁体の材質は、電気的絶縁性を有する材料であればよく、第１絶縁体の材料として例示した材料と同一の材料が挙げられる。
【0136】
＜機能層＞
第１圧電センサ１０Ａは、機能層を有してもよい。機能層は、例えば、第１圧電体１２Ａと第１内部導体１１Ａとの間、及び第１圧電体１２Ａと第１外部導体１３Ａとの間の少なくとも一方に配置される。
機能層を構成する層（以下、「構成層」という。）として、例えば、易接着層、ハードコート層、屈折率調整層、アンチリフレクション層、アンチグレア層、易滑層、アンチブロック層、保護層、接着層、帯電防止層、放熱層、紫外線吸収層、アンチニュートンリング層、光散乱層、偏光層、ガスバリア層、色相調整層、電極層などが挙げられる。
機能層は、構成層の単層からなる単層構造であってもよいし、２層以上の構成層からなる複数構造であってもよい。機能層が複数構造で場合、複数の構成層の各々は、同じ構成層であってもよいし、異なる構成層であってもよい。第１圧電センサ１０Ａが第１圧電体１２Ａと第１内部導体１１Ａとの間、及び第１圧電体１２Ａと第１外部導体１３Ａとの間に機能層を有する場合、第１圧電体１２Ａと第１内部導体１１Ａとの間の機能層と、第１圧電体１２Ａと第１外部導体１３Ａとの間に機能層とは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
機能層の膜厚は、特に限定されず、０．０１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。
機能層の材料は、機能層に要求される機能に応じて適宜選択され、例えば、金属、金属酸化物等の無機物；樹脂等の有機物；樹脂と微粒子とを含む複合組成物；などが挙げられる。樹脂としては、例えば、温度や活性エネルギー線で硬化させることで得られる硬化物が挙げられる。
第１圧電センサ１０Ａは、機能層を有してもよい。機能層は、例えば、第１圧電体１２Ａと第１内部導体１１Ａとの間、及び第１圧電体１２Ａと第１外部導体１３Ａとの間の少なくとも一方に配置される。
機能層を構成する層（以下、「構成層」という。）として、例えば、易接着層、ハードコート層、屈折率調整層、アンチリフレクション層、アンチグレア層、易滑層、アンチブロック層、保護層、接着層、帯電防止層、放熱層、紫外線吸収層、アンチニュートンリング層、光散乱層、偏光層、ガスバリア層、色相調整層、電極層などが挙げられる。
機能層は、構成層の単層からなる単層構造であってもよいし、２層以上の構成層からなる複数構造であってもよい。機能層が複数構造で場合、複数の構成層の各々は、同じ構成層であってもよいし、異なる構成層であってもよい。第１圧電センサ１０Ａが第１圧電体１２Ａと第１内部導体１１Ａとの間、及び第１圧電体１２Ａと第１外部導体１３Ａとの間に機能層を有する場合、第１圧電体１２Ａと第１内部導体１１Ａとの間の機能層と、第１圧電体１２Ａと第１外部導体１３Ａとの間に機能層とは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
機能層の膜厚は、特に限定されず、０．０１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。
機能層の材料は、機能層に要求される機能に応じて適宜選択され、例えば、金属、金属酸化物等の無機物；樹脂等の有機物；樹脂と微粒子とを含む複合組成物；などが挙げられる。樹脂としては、例えば、温度や活性エネルギー線で硬化させることで得られる硬化物が挙げられる。
【0137】
（第２圧電センサ）
次に、第２圧電センサ１０Ｂの詳細について説明する。
次に、第２圧電センサ１０Ｂの詳細について説明する。
【0138】
第２圧電センサ１０Ｂは、図１に示すように、第２内部導体１１Ｂと、第２圧電体１２Ｂと、第２外部導体１３Ｂとを有する。第２内部導体１１Ｂは、方向Ｄ１に向けて延在している。第２圧電体１２Ｂは、第２内部導体１１Ｂの少なくとも一部を覆う。第２外部導体１３Ｂは、第２圧電体１２Ｂの外周に配置されている。
【0139】
第２圧電センサ１０Ｂの構成は、第２圧電体１２Ｂと第１圧電体１２Ａとが異なる他は、第１圧電センサ１０Ａの構成と同一であってもよい。圧電デバイスが外力をより感度良く検出する観点から、第２圧電センサ１０Ｂにおいて、第２圧電体１２Ｂの他の構成は、第１圧電センサ１０Ａの構成と同一であることが好ましい。
【0140】
第２圧電センサ１０Ｂは、線状物である。第２圧電センサ１０Ｂの方向Ｄ１に直交する面における断面形状は、第１圧電センサ１０Ａの断面形状として例示したものと同様のものが挙げられる。第２圧電センサ１０Ｂの断面形状等は、第１圧電センサ１０Ａの断面形状等と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0141】
＜第２内部導体＞
第２内部導体１１Ｂは、第１圧電センサ１０Ａの第１内部導体１１Ａとして例示したものと同様のものが挙げられる。第２内部導体１１Ｂは、第１内部導体１１Ａと同一であってもよいし、異なっていてもよい。
第２内部導体１１Ｂは、第１圧電センサ１０Ａの第１内部導体１１Ａとして例示したものと同様のものが挙げられる。第２内部導体１１Ｂは、第１内部導体１１Ａと同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0142】
＜第２外部導体＞
第２外部導体１３Ｂは、第１圧電センサ１０Ａの第２外部導体１３Ａとして例示したものと同様のものが挙げられる。第２外部導体１３Ｂは、第２外部導体１３Ａと同一であってもよいし、異なっていてもよい。
第２外部導体１３Ｂは、第１圧電センサ１０Ａの第２外部導体１３Ａとして例示したものと同様のものが挙げられる。第２外部導体１３Ｂは、第２外部導体１３Ａと同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0143】
（第２圧電体）
第２圧電体１２Ｂは、外力が作用すると、第２内部導体１１Ｂと第２外部導体１３Ｂとの間に、第２電圧を発生させる。
第２圧電体１２Ｂは、外力が作用すると、第２内部導体１１Ｂと第２外部導体１３Ｂとの間に、第２電圧を発生させる。
【0144】
第２圧電体１２Ｂは、第２内部導体１１Ｂの少なくとも一部を覆っていればよく、第２内部導体１１Ｂの外周面の一部を覆っていてもよいし、第２内部導体１１Ｂの外周面の全面を覆っていてもよい。
【0145】
第２圧電体１２Ｂの構成は、第１電圧とは電圧の正負が異なる第２電圧を発生させる構成であればよく、第１圧電体１２Ａの構成に応じて適宜調整される。
第１圧電体１２Ａの構成が第１構成Ａである場合、第２圧電体１２Ｂの構成は、第１構成Ｂであることが好ましい。第１構成Ｂでは、第１長尺状有機圧電体１２１を巻回してなる。第２圧電体１２Ｂの第１構成Ｂの詳細については、後述する。
第１圧電体１２Ａの構成が第２構成Ａである場合、第２圧電体１２Ｂの構成は、第２構成Ｂであることが好ましい。第２構成Ｂでは、第１長尺状有機圧電体１２１及び第２長尺状有機圧電体１２２を巻回してなる。第２圧電体１２Ｂの第２構成Ｂの詳細については、後述する。
第１圧電体１２Ａの構成が第３構成Ａである場合、第２圧電体１２Ｂの構成は、第３構成Ｂであることが好ましい。第３構成Ｂでは、組紐構造を巻回してなる。組紐構造は、第１長尺状有機圧電体１２１と第２長尺状有機圧電体１２２とを交互に交差させてなる。第２圧電体１２Ｂの第３構成Ｂの詳細については、後述する。
第１圧電体１２Ａの構成が第４構成Ａである場合、第２圧電体１２Ｂの構成は、第４構成Ｂであることが好ましい。第４構成Ｂでは、シート状圧電体を巻回してなる。第２圧電体１２Ｂの第４構成Ｂの詳細については、後述する。
第１圧電体１２Ａの構成が第１構成Ａである場合、第２圧電体１２Ｂの構成は、第１構成Ｂであることが好ましい。第１構成Ｂでは、第１長尺状有機圧電体１２１を巻回してなる。第２圧電体１２Ｂの第１構成Ｂの詳細については、後述する。
第１圧電体１２Ａの構成が第２構成Ａである場合、第２圧電体１２Ｂの構成は、第２構成Ｂであることが好ましい。第２構成Ｂでは、第１長尺状有機圧電体１２１及び第２長尺状有機圧電体１２２を巻回してなる。第２圧電体１２Ｂの第２構成Ｂの詳細については、後述する。
第１圧電体１２Ａの構成が第３構成Ａである場合、第２圧電体１２Ｂの構成は、第３構成Ｂであることが好ましい。第３構成Ｂでは、組紐構造を巻回してなる。組紐構造は、第１長尺状有機圧電体１２１と第２長尺状有機圧電体１２２とを交互に交差させてなる。第２圧電体１２Ｂの第３構成Ｂの詳細については、後述する。
第１圧電体１２Ａの構成が第４構成Ａである場合、第２圧電体１２Ｂの構成は、第４構成Ｂであることが好ましい。第４構成Ｂでは、シート状圧電体を巻回してなる。第２圧電体１２Ｂの第４構成Ｂの詳細については、後述する。
【0146】
＜第２圧電体の第１構成＞
第２圧電体の第１構成Ｂは、第１構成Ａと同様に、第１長尺状有機圧電体１２１を巻回してなる。この際、第１構成Ｂでは、第１長尺状有機圧電体１２１は、第１構成Ａの巻回方向とは逆の方向で螺旋状に巻回される。具体的に、第２圧電体１２Ｂでは、第１長尺状有機圧電体１２１は、第１内部導体１１Ａに対して方向Ｄ１に向けて第２螺旋方向Ｄ３に巻回されている。つまり、第１構成Ｂでは、第１長尺状有機圧電体１２１は、方向Ｄ１に向けて右巻きで巻回される。これにより、第２圧電体Ｂに第１圧電体１２Ａと同じ外力が作用した際、第２圧電体１２Ｂに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）の分極方向と、第１圧電体１２Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）の分極方向とは異なる。つまり、第２内部導体１１Ｂと第２外部導体１３Ｂとの間に、第１電圧とは電圧の正負が異なる第２電圧を発生する。
第２圧電体の第１構成Ｂは、第１構成Ａと同様に、第１長尺状有機圧電体１２１を巻回してなる。この際、第１構成Ｂでは、第１長尺状有機圧電体１２１は、第１構成Ａの巻回方向とは逆の方向で螺旋状に巻回される。具体的に、第２圧電体１２Ｂでは、第１長尺状有機圧電体１２１は、第１内部導体１１Ａに対して方向Ｄ１に向けて第２螺旋方向Ｄ３に巻回されている。つまり、第１構成Ｂでは、第１長尺状有機圧電体１２１は、方向Ｄ１に向けて右巻きで巻回される。これにより、第２圧電体Ｂに第１圧電体１２Ａと同じ外力が作用した際、第２圧電体１２Ｂに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）の分極方向と、第１圧電体１２Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）の分極方向とは異なる。つまり、第２内部導体１１Ｂと第２外部導体１３Ｂとの間に、第１電圧とは電圧の正負が異なる第２電圧を発生する。
【0147】
図９及び図１０を参照して、第１構成Ａ及び第１構成Ｂについて更に説明する。図９は、本実施形態に係る第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂの一態様の一部切欠き斜視図である。図１０は、本実施形態に係る第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂの他の態様の一部切欠き斜視図である。
【0148】
図９に示す第１圧電センサ１０Ａの第１圧電体１２Ａは、第１構成Ａである。図９に示す第２圧電センサ１０Ｂの第２圧電体１２Ｂは、第１構成Ｂである。図９に示す第１構成Ａ及び第１構成Ｂの各々のヘリカルキラル高分子（Ａ１）は、ＰＬＬＡである。
【0149】
圧電デバイス１に外力が作用し、第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂに対し、第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂに軸方向ＡＸに張力Ｆ１が作用した場合、又は螺旋軸を中心軸として時計周り方向Ｆ２のねじり力が作用した場合について説明する。
この場合、図９に示すように、第１圧電センサ１０Ａの第１長尺状有機圧電体１２１にずり応力ＳＦが作用され、円形断面の中心方向から外側方向にＰＬＬＡの分極が生じる。そのため、第１圧電センサ１０Ａには、第１電圧が発生する。
一方、第２圧電センサ１０Ｂの第１長尺状有機圧電体１２２にずり応力ＳＦが作用され、円形断面の外側方向から内側方向にＰＬＬＡの分極が生じる。そのため、第１圧電センサ１０Ａには、第１電圧が発生する。
したがって、第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂにおいて、張力Ｆ１及びねじり力に比例した電荷（電界）が発生し、発生した電荷は電圧信号（電荷信号）として検出される。
この場合、図９に示すように、第１圧電センサ１０Ａの第１長尺状有機圧電体１２１にずり応力ＳＦが作用され、円形断面の中心方向から外側方向にＰＬＬＡの分極が生じる。そのため、第１圧電センサ１０Ａには、第１電圧が発生する。
一方、第２圧電センサ１０Ｂの第１長尺状有機圧電体１２２にずり応力ＳＦが作用され、円形断面の外側方向から内側方向にＰＬＬＡの分極が生じる。そのため、第１圧電センサ１０Ａには、第１電圧が発生する。
したがって、第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂにおいて、張力Ｆ１及びねじり力に比例した電荷（電界）が発生し、発生した電荷は電圧信号（電荷信号）として検出される。
【0150】
圧電デバイス１に外力が作用し、第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂに対し、第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂに軸方向ＡＸに加圧Ｆ３が作用した場合、又は螺旋軸を中心軸として反時計周り方向Ｆ４のねじり力が作用した場合について説明する。
この場合、図１０に示すように、第１圧電センサ１０Ａの第１長尺状有機圧電体１２１にずり応力ＳＦが作用され、円形断面の外側方向から内側方向にＰＬＬＡの分極が生じる。そのため、第１圧電センサ１０Ａには、第１電圧が発生する。
一方、第２圧電センサ１０Ｂの第１長尺状有機圧電体１２２にずり応力ＳＦが作用され、円形断面の中心方向から外側方向にＰＬＬＡの分極が生じる。そのため、第１圧電センサ１０Ａには、第２電圧が発生する。
したがって、第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂにおいて、加圧Ｆ３及びねじり力に比例した電荷（電界）が発生し、発生した電荷は電圧信号（電荷信号）として検出される。
この場合、図１０に示すように、第１圧電センサ１０Ａの第１長尺状有機圧電体１２１にずり応力ＳＦが作用され、円形断面の外側方向から内側方向にＰＬＬＡの分極が生じる。そのため、第１圧電センサ１０Ａには、第１電圧が発生する。
一方、第２圧電センサ１０Ｂの第１長尺状有機圧電体１２２にずり応力ＳＦが作用され、円形断面の中心方向から外側方向にＰＬＬＡの分極が生じる。そのため、第１圧電センサ１０Ａには、第２電圧が発生する。
したがって、第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂにおいて、加圧Ｆ３及びねじり力に比例した電荷（電界）が発生し、発生した電荷は電圧信号（電荷信号）として検出される。
【0151】
第１圧電体１２Ａが第１構成Ａであり、第２圧電体１２Ａが第１構成Ｂであり、第１構成Ａ及び第１構成Ｂの各々のヘリカルキラル高分子（Ａ１）がＰＤＬＡである場合、ＰＤＬＡの分極方向は、ＰＬＬＡの分極方向の逆になる。
【0152】
第１構成Ｂでは、第１長尺状有機圧電体１２１は、第１構成Ａの巻回方向とは逆の方向で螺旋状に巻回されるが、本開示はこれに限定されない。例えば、第２圧電体１２Ｂの構成は、第１構成Ｂ’であってもよい。
第１構成Ｂ’では、第１長尺状有機圧電体１２１は、第１構成Ａの巻回方向と同じ方向で螺旋状に巻回される。ヘリカルキラル高分子（Ａ１）について、第１構成ＡがＰＬＬＡである場合、第１構成Ｂ’はＰＤＬＡであり、第１構成ＡがＰＤＬＡである場合、第１構成Ｂ’はＰＬＬＡである。これにより、第２内部導体１１Ｂと第２外部導体１３Ｂとの間に、第１電圧とは電圧の正負が異なる第２電圧を発生する。
第１構成Ｂ’では、第１長尺状有機圧電体１２１は、第１構成Ａの巻回方向と同じ方向で螺旋状に巻回される。ヘリカルキラル高分子（Ａ１）について、第１構成ＡがＰＬＬＡである場合、第１構成Ｂ’はＰＤＬＡであり、第１構成ＡがＰＤＬＡである場合、第１構成Ｂ’はＰＬＬＡである。これにより、第２内部導体１１Ｂと第２外部導体１３Ｂとの間に、第１電圧とは電圧の正負が異なる第２電圧を発生する。
【0153】
＜第２圧電体の第２構成＞
第２圧電体１２Ｂの第２構成Ｂは、第１圧電体１２Ａの第２構成Ａと同様に、第１長尺状有機圧電体１２１及び第２長尺状有機圧電体１２２を巻回してなる。この際、第２構成Ｂでは、第１長尺状有機圧電体１２１及び第２長尺状有機圧電体１２２の各々は、第２構成Ａの巻回方向とは逆の方向で螺旋状に巻回される。これにより、第２内部導体１１Ｂと第２外部導体１３Ｂとの間に、第１電圧とは電圧の正負が異なる第２電圧を発生する。
第２圧電体１２Ｂの第２構成Ｂは、第１圧電体１２Ａの第２構成Ａと同様に、第１長尺状有機圧電体１２１及び第２長尺状有機圧電体１２２を巻回してなる。この際、第２構成Ｂでは、第１長尺状有機圧電体１２１及び第２長尺状有機圧電体１２２の各々は、第２構成Ａの巻回方向とは逆の方向で螺旋状に巻回される。これにより、第２内部導体１１Ｂと第２外部導体１３Ｂとの間に、第１電圧とは電圧の正負が異なる第２電圧を発生する。
【0154】
第２構成Ｂでは、第１長尺状有機圧電体１２１及び第２長尺状有機圧電体１２２の各々は、第２構成Ａの巻回方向とは逆の方向で螺旋状に巻回されるが、本開示はこれに限定されない。例えば、第２圧電体１２Ｂの構成は、第２構成Ｂ’であってもよい。
第２構成Ｂ’では、第１長尺状有機圧電体１２１及び第２長尺状有機圧電体１２２の各々は、第２構成Ａの巻回方向と同じ方向で螺旋状に巻回される。第１長尺状有機圧電体１２１のヘリカルキラル高分子（Ａ１）について、第２構成ＡがＰＬＬＡである場合、第２構成Ｂ’はＰＤＬＡであり、第２構成ＡがＰＤＬＡである場合、第２構成Ｂ’はＰＬＬＡである。第２長尺状有機圧電体１２２のヘリカルキラル高分子（Ａ１）について、第２構成ＡがＰＬＬＡである場合、第２構成Ｂ’はＰＤＬＡであり、第２構成ＡがＰＤＬＡである場合、第２構成Ｂ’はＰＬＬＡである。これにより、第２内部導体１１Ｂと第２外部導体１３Ｂとの間に、第１電圧とは電圧の正負が異なる第２電圧を発生する。
第２構成Ｂ’では、第１長尺状有機圧電体１２１及び第２長尺状有機圧電体１２２の各々は、第２構成Ａの巻回方向と同じ方向で螺旋状に巻回される。第１長尺状有機圧電体１２１のヘリカルキラル高分子（Ａ１）について、第２構成ＡがＰＬＬＡである場合、第２構成Ｂ’はＰＤＬＡであり、第２構成ＡがＰＤＬＡである場合、第２構成Ｂ’はＰＬＬＡである。第２長尺状有機圧電体１２２のヘリカルキラル高分子（Ａ１）について、第２構成ＡがＰＬＬＡである場合、第２構成Ｂ’はＰＤＬＡであり、第２構成ＡがＰＤＬＡである場合、第２構成Ｂ’はＰＬＬＡである。これにより、第２内部導体１１Ｂと第２外部導体１３Ｂとの間に、第１電圧とは電圧の正負が異なる第２電圧を発生する。
【0155】
＜第２圧電体の第３構成＞
第２圧電体１２Ｂの第３構成Ｂは、第１圧電体１２Ａの第３構成Ａと同様に、組紐構造を巻回してなることが好ましい。この際、第３構成Ｂでは、第１長尺状有機圧電体１２１及び第２長尺状有機圧電体１２２の各々は、第３構成Ａの巻回方向とは逆の方向で螺旋状に巻回される。これにより、第２内部導体１１Ｂと第２外部導体１３Ｂとの間に、第１電圧とは電圧の正負が異なる第２電圧を発生する。
第２圧電体１２Ｂの第３構成Ｂは、第１圧電体１２Ａの第３構成Ａと同様に、組紐構造を巻回してなることが好ましい。この際、第３構成Ｂでは、第１長尺状有機圧電体１２１及び第２長尺状有機圧電体１２２の各々は、第３構成Ａの巻回方向とは逆の方向で螺旋状に巻回される。これにより、第２内部導体１１Ｂと第２外部導体１３Ｂとの間に、第１電圧とは電圧の正負が異なる第２電圧を発生する。
【0156】
第３構成Ｂでは、第１長尺状有機圧電体１２１及び第２長尺状有機圧電体１２２の各々は、第３構成Ａの巻回方向とは逆の方向で螺旋状に巻回されるが、本開示はこれに限定されない。例えば、第３圧電体１２Ｂの構成は、第３構成Ｂ’であってもよい。
第３構成Ｂ’では、第１長尺状有機圧電体１２１及び第２長尺状有機圧電体１２２の各々は、第３構成Ａの巻回方向と同じ方向で螺旋状に巻回される。第１長尺状有機圧電体１２１のヘリカルキラル高分子（Ａ１）について、第２構成ＡがＰＬＬＡである場合、第２構成Ｂ’はＰＤＬＡであり、第２構成ＡがＰＤＬＡである場合、第２構成Ｂ’はＰＬＬＡである。第２長尺状有機圧電体１２２のヘリカルキラル高分子（Ａ１）について、第２構成ＡがＰＬＬＡである場合、第２構成Ｂ’はＰＤＬＡであり、第２構成ＡがＰＤＬＡである場合、第２構成Ｂ’はＰＬＬＡである。これにより、第２内部導体１１Ｂと第２外部導体１３Ｂとの間に、第１電圧とは電圧の正負が異なる第２電圧を発生する。
第３構成Ｂ’では、第１長尺状有機圧電体１２１及び第２長尺状有機圧電体１２２の各々は、第３構成Ａの巻回方向と同じ方向で螺旋状に巻回される。第１長尺状有機圧電体１２１のヘリカルキラル高分子（Ａ１）について、第２構成ＡがＰＬＬＡである場合、第２構成Ｂ’はＰＤＬＡであり、第２構成ＡがＰＤＬＡである場合、第２構成Ｂ’はＰＬＬＡである。第２長尺状有機圧電体１２２のヘリカルキラル高分子（Ａ１）について、第２構成ＡがＰＬＬＡである場合、第２構成Ｂ’はＰＤＬＡであり、第２構成ＡがＰＤＬＡである場合、第２構成Ｂ’はＰＬＬＡである。これにより、第２内部導体１１Ｂと第２外部導体１３Ｂとの間に、第１電圧とは電圧の正負が異なる第２電圧を発生する。
【0157】
＜第２圧電体の第４構成＞
第２圧電体１２Ｂの第４構成Ｂは、第１圧電体１２Ａの第４構成Ａと同様に、シート状圧電体を巻回してなることが好ましい。この際、第４構成Ｂでは、シート状圧電体の面の向きが第１圧電体１２Ａとは逆である。具体的に、第１圧電体１２Ａにおいてシート状圧電体の一方の面は第１内部導体１１Ａ側であるため、第２圧電体１２Ｂでは、シート状の他方の面は第２内部導体１１Ｂ側である。これにより、第２内部導体１１Ｂと第２外部導体１３Ｂとの間に、第１電圧とは電圧の正負が異なる第２電圧を発生する。
第２圧電体１２Ｂの第４構成Ｂは、第１圧電体１２Ａの第４構成Ａと同様に、シート状圧電体を巻回してなることが好ましい。この際、第４構成Ｂでは、シート状圧電体の面の向きが第１圧電体１２Ａとは逆である。具体的に、第１圧電体１２Ａにおいてシート状圧電体の一方の面は第１内部導体１１Ａ側であるため、第２圧電体１２Ｂでは、シート状の他方の面は第２内部導体１１Ｂ側である。これにより、第２内部導体１１Ｂと第２外部導体１３Ｂとの間に、第１電圧とは電圧の正負が異なる第２電圧を発生する。
【0158】
＜接着層＞
第２圧電センサ１０Ｂは、接着層を有してもよい。第２圧電センサ１０Ｂの接着層は、第２内部導体１１Ｂと第２圧電体１２Ｂとの間に配置される。
第２圧電センサ１０Ｂの接着層としては、第１圧電センサ１０Ａの接着層として例示したものと同様のものが挙げられる。
第２圧電センサ１０Ｂは、接着層を有してもよい。第２圧電センサ１０Ｂの接着層は、第２内部導体１１Ｂと第２圧電体１２Ｂとの間に配置される。
第２圧電センサ１０Ｂの接着層としては、第１圧電センサ１０Ａの接着層として例示したものと同様のものが挙げられる。
【0159】
＜第１絶縁体＞
第２圧電センサ１０Ｂは、第１絶縁体を有してもよい。第１絶縁体は、例えば、第２圧電体１２Ｂと第２内部導体１１Ｂとの間、及び第２圧電体１２Ｂと第２外部導体１３Ｂとの間の少なくとも一方に配置される。
第２圧電センサ１０Ｂの第１絶縁体としては、第１圧電センサ１０Ａの第１絶縁体として例示したものと同様のものが挙げられる。
第２圧電センサ１０Ｂは、第１絶縁体を有してもよい。第１絶縁体は、例えば、第２圧電体１２Ｂと第２内部導体１１Ｂとの間、及び第２圧電体１２Ｂと第２外部導体１３Ｂとの間の少なくとも一方に配置される。
第２圧電センサ１０Ｂの第１絶縁体としては、第１圧電センサ１０Ａの第１絶縁体として例示したものと同様のものが挙げられる。
【0160】
＜第２絶縁体＞
第２圧電センサ１０Ｂは、第２絶縁体を有してもよい。第２絶縁体は、第２外部導体１３Ｂの外周に配置される。第２絶縁体は、第２外部導体１３Ｂの外周の全面を覆っていてもよい。
第２圧電センサ１０Ｂの第２絶縁体としては、第１圧電センサ１０Ａの第２絶縁体として例示したものと同様のものが挙げられる。
第２圧電センサ１０Ｂは、第２絶縁体を有してもよい。第２絶縁体は、第２外部導体１３Ｂの外周に配置される。第２絶縁体は、第２外部導体１３Ｂの外周の全面を覆っていてもよい。
第２圧電センサ１０Ｂの第２絶縁体としては、第１圧電センサ１０Ａの第２絶縁体として例示したものと同様のものが挙げられる。
【0161】
＜機能層＞
第２圧電センサ１０Ｂは、機能層を有してもよい。第２圧電センサ１０Ｂは、例えば、第２圧電体１２Ｂと第２内部導体１１Ｂとの間、及び第２圧電体１２Ｂと第２外部導体１３Ｂとの間の少なくとも一方に配置される。
第２圧電センサ１０Ｂの機能層としては、第１圧電センサ１０Ａの機能層として例示したものと同様のものが挙げられる。
第２圧電センサ１０Ｂは、機能層を有してもよい。第２圧電センサ１０Ｂは、例えば、第２圧電体１２Ｂと第２内部導体１１Ｂとの間、及び第２圧電体１２Ｂと第２外部導体１３Ｂとの間の少なくとも一方に配置される。
第２圧電センサ１０Ｂの機能層としては、第１圧電センサ１０Ａの機能層として例示したものと同様のものが挙げられる。
【0162】
（ヘリカルキラル高分子（Ａ１））
次に、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）について説明する。
次に、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）について説明する。
【0163】
ヘリカルキラル高分子（Ａ１）は、圧電性をより向上させる観点から、光学純度が９５．００％ｅｅ以上であることが好ましい。ヘリカルキラル高分子（Ａ１）は、圧電性をより向上させる観点から、Ｄ体又はＬ体からなることが好ましい。ヘリカルキラル高分子（Ａ１）の含有量は、圧電性をより向上させる観点から、第１長尺状有機圧電体１２１の全量に対し、８０質量％以上であることが好ましい。
【0164】
ヘリカルキラル高分子（Ａ１）の光学純度は、第１長尺状有機圧電体１２１の圧電性を向上する観点から、好ましくは９５．００％ｅｅ以上、より好ましくは９６．００％ｅｅ以上、さらに好ましくは９９．００％ｅｅ以上、特に好ましくは９９．９９％ｅｅ以上、望ましくは１００．００％ｅｅである。ヘリカルキラル高分子（Ａ１）の光学純度を上記範囲とすることで、圧電性を発現する高分子結晶のパッキング性が高くなり、その結果、圧電性が高くなるものと考えられる。
【0165】
ヘリカルキラル高分子（Ａ１）の光学純度は、下記式にて算出した値である。
光学純度（％ｅｅ）＝１００×｜Ｌ体量－Ｄ体量｜／（Ｌ体量＋Ｄ体量）
即ち、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）の光学純度は、
『「ヘリカルキラル高分子（Ａ１）のＬ体の量〔質量％〕とヘリカルキラル高分子（Ａ１）のＤ体の量〔質量％〕との量差（絶対値）」を「ヘリカルキラル高分子（Ａ１）のＬ体の量〔質量％〕とヘリカルキラル高分子（Ａ１）のＤ体の量〔質量％〕との合計量」で割った（除した）数値』に、『１００』をかけた（乗じた）値である。
光学純度（％ｅｅ）＝１００×｜Ｌ体量－Ｄ体量｜／（Ｌ体量＋Ｄ体量）
即ち、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）の光学純度は、
『「ヘリカルキラル高分子（Ａ１）のＬ体の量〔質量％〕とヘリカルキラル高分子（Ａ１）のＤ体の量〔質量％〕との量差（絶対値）」を「ヘリカルキラル高分子（Ａ１）のＬ体の量〔質量％〕とヘリカルキラル高分子（Ａ１）のＤ体の量〔質量％〕との合計量」で割った（除した）数値』に、『１００』をかけた（乗じた）値である。
【0166】
なお、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）のＬ体の量〔質量％〕とヘリカルキラル高分子（Ａ１）のＤ体の量〔質量％〕は、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いた方法により得られる値を用いる。具体的な測定の詳細については後述する。
【0167】
－重量平均分子量－
ヘリカルキラル高分子（Ａ１）の重量平均分子量（Ｍｗ）は、５万以上１００万以下であることが好ましい。
ヘリカルキラル高分子（Ａ１）のＭｗが５万以上であることにより、第１長尺状有機圧電体１２１及び第２長尺状有機圧電体１２２（以下、まとめて「第１長尺状有機圧電体１２１等」という場合がある。）の機械的強度が向上する。上記Ｍｗは、より好ましくは１０万以上、さらに好ましくは２０万以上である。
ヘリカルキラル高分子（Ａ１）のＭｗが１００万以下であることにより、成形（例えば押出成形、溶融紡糸）によって第１長尺状有機圧電体１２１等を得る際の成形性が向上する。ヘリカルキラル高分子（Ａ１）のＭｗは、より好ましくは８０万以下、さらに好ましくは３０万以下である。
ヘリカルキラル高分子（Ａ１）の重量平均分子量（Ｍｗ）は、５万以上１００万以下であることが好ましい。
ヘリカルキラル高分子（Ａ１）のＭｗが５万以上であることにより、第１長尺状有機圧電体１２１及び第２長尺状有機圧電体１２２（以下、まとめて「第１長尺状有機圧電体１２１等」という場合がある。）の機械的強度が向上する。上記Ｍｗは、より好ましくは１０万以上、さらに好ましくは２０万以上である。
ヘリカルキラル高分子（Ａ１）のＭｗが１００万以下であることにより、成形（例えば押出成形、溶融紡糸）によって第１長尺状有機圧電体１２１等を得る際の成形性が向上する。ヘリカルキラル高分子（Ａ１）のＭｗは、より好ましくは８０万以下、さらに好ましくは３０万以下である。
【0168】
ヘリカルキラル高分子（Ａ１）の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、第１長尺状有機圧電体１２１等の強度の観点から、好ましくは１．１以上５以下、より好ましくは１．２以上４以下、さらに好ましくは１．４以上３以下である。
【0169】
ヘリカルキラル高分子（Ａ１）の重量平均分子量（Ｍｗ）及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、ゲル浸透クロマトグラフ（ＧＰＣ）を用いて測定された値を指す。ここで、Ｍｎは、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）の数平均分子量である。
以下、ＧＰＣによるヘリカルキラル高分子（Ａ１）のＭｗ及びＭｗ／Ｍｎの測定方法の一例を示す。
以下、ＧＰＣによるヘリカルキラル高分子（Ａ１）のＭｗ及びＭｗ／Ｍｎの測定方法の一例を示す。
【0170】
－ＧＰＣ測定装置－
Ｗａｔｅｒｓ社製ＧＰＣ－１００
－カラム－
昭和電工社製、Ｓｈｏｄｅｘ ＬＦ－８０４
－サンプルの調製－
第１長尺状有機圧電体１２１等を４０℃で溶媒（例えば、クロロホルム）へ溶解させ、濃度１ｍｇ／ｍｌのサンプル溶液を準備する。
－測定条件－
サンプル溶液０．１ｍｌを溶媒〔クロロホルム〕、温度４０℃、１ｍｌ／分の流速でカラムに導入する。
Ｗａｔｅｒｓ社製ＧＰＣ－１００
－カラム－
昭和電工社製、Ｓｈｏｄｅｘ ＬＦ－８０４
－サンプルの調製－
第１長尺状有機圧電体１２１等を４０℃で溶媒（例えば、クロロホルム）へ溶解させ、濃度１ｍｇ／ｍｌのサンプル溶液を準備する。
－測定条件－
サンプル溶液０．１ｍｌを溶媒〔クロロホルム〕、温度４０℃、１ｍｌ／分の流速でカラムに導入する。
【0171】
カラムで分離されたサンプル溶液中のサンプル濃度を示差屈折計で測定する。
ポリスチレン標準試料にてユニバーサル検量線を作製し、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）の重量平均分子量（Ｍｗ）及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）を算出する。
ポリスチレン標準試料にてユニバーサル検量線を作製し、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）の重量平均分子量（Ｍｗ）及び分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）を算出する。
【0172】
ヘリカルキラル高分子（Ａ１）の例であるポリ乳酸系高分子としては、市販のポリ乳酸を用いることができる。
市販品としては、例えば、ＰＵＲＡＣ社製のＰＵＲＡＳＯＲＢ（ＰＤ、ＰＬ）、三井化学社製のＬＡＣＥＡ（Ｈ－１００、Ｈ－４００）、ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ ＬＬＣ社製のＩｎｇｅｏＴＭ ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒ、等が挙げられる。
ヘリカルキラル高分子（Ａ１）としてポリ乳酸系高分子を用いるときに、ポリ乳酸系高分子の重量平均分子量（Ｍｗ）を５万以上とするためには、ラクチド法、又は直接重合法によりポリ乳酸系高分子を製造することが好ましい。
市販品としては、例えば、ＰＵＲＡＣ社製のＰＵＲＡＳＯＲＢ（ＰＤ、ＰＬ）、三井化学社製のＬＡＣＥＡ（Ｈ－１００、Ｈ－４００）、ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ ＬＬＣ社製のＩｎｇｅｏＴＭ ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒ、等が挙げられる。
ヘリカルキラル高分子（Ａ１）としてポリ乳酸系高分子を用いるときに、ポリ乳酸系高分子の重量平均分子量（Ｍｗ）を５万以上とするためには、ラクチド法、又は直接重合法によりポリ乳酸系高分子を製造することが好ましい。
【0173】
第１長尺状有機圧電体１２１等は、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）を、１種のみ含有していてもよいし、２種以上含有していてもよい。
第１長尺状有機圧電体１２１等中におけるヘリカルキラル高分子（Ａ１）の含有量（２種以上である場合には総含有量）は、第１長尺状有機圧電体１２１の全量に対し、８０質量％以上が好ましい。
第１長尺状有機圧電体１２１等中におけるヘリカルキラル高分子（Ａ１）の含有量（２種以上である場合には総含有量）は、第１長尺状有機圧電体１２１の全量に対し、８０質量％以上が好ましい。
【0174】
（ポリ乳酸系高分子）
次に、ポリ乳酸系高分子について説明する。
次に、ポリ乳酸系高分子について説明する。
【0175】
ポリ乳酸系高分子としては、光学純度を上げ、圧電性を向上させる観点から、下記式（１）で表される繰り返し単位を含む主鎖を有することが好ましい。
【0176】
【化1】
【0177】
ポリ乳酸系高分子は、「ポリ乳酸（Ｌ－乳酸及びＤ－乳酸から選ばれるモノマー由来の繰り返し単位のみからなる高分子）」、「Ｌ－乳酸又はＤ－乳酸と、該Ｌ－乳酸又はＤ－乳酸と共重合可能な化合物とのコポリマー」、又は、両者の混合物をいう。
ポリ乳酸系高分子の中でも、ポリ乳酸が好ましく、ＰＬＬＡ又はＰＤＬＡが最も好ましい。
ポリ乳酸系高分子の中でも、ポリ乳酸が好ましく、ＰＬＬＡ又はＰＤＬＡが最も好ましい。
【0178】
ポリ乳酸は、乳酸がエステル結合によって重合し、長く繋がった高分子である。
ポリ乳酸の製造方法としては、ラクチドを経由するラクチド法；溶媒中で乳酸を減圧下加熱し、水を取り除きながら重合させる直接重合法等が挙げられる。
ポリ乳酸としては、ブロックコポリマー、グラフトコポリマーが挙げられる。ブロックコポリマーは、Ｌ－乳酸のホモポリマー、Ｄ－乳酸のホモポリマー、Ｌ－乳酸及びＤ－乳酸の少なくとも一方の重合体を含む。グラフトコポリマーは、Ｌ－乳酸及びＤ－乳酸の少なくとも一方の重合体を含む。
ポリ乳酸の製造方法としては、ラクチドを経由するラクチド法；溶媒中で乳酸を減圧下加熱し、水を取り除きながら重合させる直接重合法等が挙げられる。
ポリ乳酸としては、ブロックコポリマー、グラフトコポリマーが挙げられる。ブロックコポリマーは、Ｌ－乳酸のホモポリマー、Ｄ－乳酸のホモポリマー、Ｌ－乳酸及びＤ－乳酸の少なくとも一方の重合体を含む。グラフトコポリマーは、Ｌ－乳酸及びＤ－乳酸の少なくとも一方の重合体を含む。
【0179】
「Ｌ－乳酸又はＤ－乳酸と共重合可能な化合物」としては、グリコール酸、ジメチルグリコール酸、３－ヒドロキシ酪酸、４－ヒドロキシ酪酸、２－ヒドロキシプロパン酸、３－ヒドロキシプロパン酸、２－ヒドロキシ吉草酸、３－ヒドロキシ吉草酸、４－ヒドロキシ吉草酸、５－ヒドロキシ吉草酸、２－ヒドロキシカプロン酸、３－ヒドロキシカプロン酸、４－ヒドロキシカプロン酸、５－ヒドロキシカプロン酸、６－ヒドロキシカプロン酸、６－ヒドロキシメチルカプロン酸、マンデル酸等のヒドロキシカルボン酸；グリコリド、β－メチル－δ－バレロラクトン、γ－バレロラクトン、ε－カプロラクトン等の環状エステル；シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、テレフタル酸等の多価カルボン酸及びこれらの無水物；エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２－プロパンジオール、１，３－プロパンジオール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、２，３－ブタンジオール、１，５－ペンタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、１，９－ノナンジオール、３－メチル－１，５－ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、テトラメチレングリコール、１，４－ヘキサンジメタノール等の多価アルコール；セルロース等の多糖類；α－アミノ酸等のアミノカルボン酸；等を挙げられる。
【0180】
「Ｌ－乳酸又はＤ－乳酸と、該Ｌ－乳酸又はＤ－乳酸と共重合可能な化合物とのコポリマー」としては、らせん結晶を生成可能なポリ乳酸シーケンスを有する、ブロックコポリマー又はグラフトコポリマーが挙げられる。
【0181】
ポリ乳酸系高分子中におけるコポリマー成分に由来する構造の濃度は２０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
例えば、ポリ乳酸系高分子中における、乳酸に由来する構造と、乳酸と共重合可能な化合物（コポリマー成分）に由来する構造と、のモル数の合計に対して、コポリマー成分に由来する構造の濃度が２０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
例えば、ポリ乳酸系高分子中における、乳酸に由来する構造と、乳酸と共重合可能な化合物（コポリマー成分）に由来する構造と、のモル数の合計に対して、コポリマー成分に由来する構造の濃度が２０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【0182】
ポリ乳酸系高分子の製造方法としては、例えば、特開昭５９－０９６１２３号公報、及び特開平７－０３３８６１号公報に記載されている乳酸を直接脱水縮合して得る方法；米国特許２，６６８，１８２号等に記載されている乳酸の環状二量体であるラクチドを用いて開環重合させる方法；等が挙げられる。
【0183】
さらに、上記各製造方法により得られたポリ乳酸系高分子は、光学純度を９５．００％ｅｅ以上とするために、例えば、ポリ乳酸をラクチド法で製造する場合、晶析操作により光学純度を９５．００％ｅｅ以上の光学純度に向上させたラクチドを、重合することが好ましい。
【0184】
（動物性タンパク質）
以下、光学活性ポリペプチド（Ａ２）の一例である動物性タンパク質について説明する。
以下、光学活性ポリペプチド（Ａ２）の一例である動物性タンパク質について説明する。
【0185】
動物性タンパクとしては、上述したフィブロイン及びクモ糸タンパク質の他に、セリシン、コラーゲン、ケラチン、エラスチン等が挙げられる。
なかでも、光学活性ポリペプチド（Ａ２）は、フィブロイン及びクモ糸タンパク質の少なくとも一方を含むことが好ましく、フィブロイン及びクモ糸タンパク質の少なくとも一方からなることがより特に好ましい。
なかでも、光学活性ポリペプチド（Ａ２）は、フィブロイン及びクモ糸タンパク質の少なくとも一方を含むことが好ましく、フィブロイン及びクモ糸タンパク質の少なくとも一方からなることがより特に好ましい。
【0186】
クモ糸タンパク質は、天然クモ糸タンパク質、又は、天然クモ糸タンパク質に由来又は類似（以下、これらをまとめて「由来」という。）するものであればよく、特に限定されない。
「天然クモ糸タンパク質に由来するもの」とは、天然クモ糸タンパク質が有するアミノ酸の反復配列と同様又は類似のアミノ酸配列を有するものである。「天然クモ糸タンパク質に由来するもの」として、例えば、組換えクモ糸タンパク質、天然クモ糸タンパク質の変異体、天然クモ糸タンパク質の類似体、天然クモ糸タンパク質の誘導体などが挙げられる。
「天然クモ糸タンパク質に由来するもの」とは、天然クモ糸タンパク質が有するアミノ酸の反復配列と同様又は類似のアミノ酸配列を有するものである。「天然クモ糸タンパク質に由来するもの」として、例えば、組換えクモ糸タンパク質、天然クモ糸タンパク質の変異体、天然クモ糸タンパク質の類似体、天然クモ糸タンパク質の誘導体などが挙げられる。
【0187】
クモ糸タンパク質としては、強靭性に優れるという観点から、クモの大瓶状腺で産生される大吐糸管しおり糸タンパク質、又は、大吐糸管しおり糸タンパク質に由来するクモ糸タンパク質が好ましい。
大吐糸管しおり糸タンパク質としては、アメリカジョロウグモ（Ｎｅｐｈｉｌａ ｃｌａｖｉｐｅｓ）に由来する大瓶状腺スピドロインである、ＭａＳｐ１又はＭａＳｐ２、ニワオニグモ（Ａｒａｎｅｕｓ ｄｉａｄｅｍａｔｕｓ）に由来する、ＡＤＦ３又はＡＤＦ４などが挙げられる。
大吐糸管しおり糸タンパク質としては、アメリカジョロウグモ（Ｎｅｐｈｉｌａ ｃｌａｖｉｐｅｓ）に由来する大瓶状腺スピドロインである、ＭａＳｐ１又はＭａＳｐ２、ニワオニグモ（Ａｒａｎｅｕｓ ｄｉａｄｅｍａｔｕｓ）に由来する、ＡＤＦ３又はＡＤＦ４などが挙げられる。
【0188】
クモ糸タンパク質は、クモの小瓶状腺で産生される小吐糸管しおり糸タンパク、又は、小吐糸管しおり糸タンパクに由来するクモ糸タンパク質であってもよい。
小吐糸管しおり糸タンパク質としては、アメリカジョロウグモ（Ｎｅｐｈｉｌａ ｃｌａｖｉｐｅｓ）に由来する小瓶状腺スピドロインである、ＭｉＳｐ１、ＭｉＳｐ２が挙げられる。
小吐糸管しおり糸タンパク質としては、アメリカジョロウグモ（Ｎｅｐｈｉｌａ ｃｌａｖｉｐｅｓ）に由来する小瓶状腺スピドロインである、ＭｉＳｐ１、ＭｉＳｐ２が挙げられる。
【0189】
その他にも、クモ糸タンパク質は、クモの鞭毛状腺（ｆｌａｇｅｌｌｉｆｏｒｍ ｇｌａｎｄ）で産生される横糸タンパク質、又は、この横糸タンパク質に由来するクモ糸タンパク質であってもよい。
横糸タンパク質としては、例えば、アメリカジョロウグモ（Ｎｅｐｈｉｌａ ｃｌａｖｉｐｅｓ）に由来する鞭毛状絹タンパク質（ｆｌａｇｅｌｌｉｆｏｒｍ ｓｉｌｋ ｐｒｏｔｅｉｎ）などが挙げられる。
横糸タンパク質としては、例えば、アメリカジョロウグモ（Ｎｅｐｈｉｌａ ｃｌａｖｉｐｅｓ）に由来する鞭毛状絹タンパク質（ｆｌａｇｅｌｌｉｆｏｒｍ ｓｉｌｋ ｐｒｏｔｅｉｎ）などが挙げられる。
【0190】
上述した大吐糸管しおり糸タンパク質に由来するクモ糸タンパク質としては、例えば、下記式（２）で示されるアミノ酸配列の単位を含む組換えクモ糸タンパク質が挙げられる。
組換えクモ糸タンパク質は、下記式（２）で示されるアミノ酸配列の単位を２以上含んでもよい。アミノ酸配列の単位数は、好ましくは４以上、より好ましくは６以上である。
組換えクモ糸タンパク質が下記式（２）で示されるアミノ酸配列の単位を２以上含む場合、２以上のアミノ酸配列の単位は、同一であっても異なっていてもよい。
組換えクモ糸タンパク質は、下記式（２）で示されるアミノ酸配列の単位を２以上含んでもよい。アミノ酸配列の単位数は、好ましくは４以上、より好ましくは６以上である。
組換えクモ糸タンパク質が下記式（２）で示されるアミノ酸配列の単位を２以上含む場合、２以上のアミノ酸配列の単位は、同一であっても異なっていてもよい。
【0191】
ＲＥＰ１－ＲＥＰ２ … 式（２）
〔式（２）中、ＲＥＰ１は、主としてアラニンにより構成され（Ｘ１）ｐで表されるポリアラニン領域であり、ＲＥＰ２は、１０～２００残基のアミノ酸からなるアミノ酸配列である。〕
〔式（２）中、ＲＥＰ１は、主としてアラニンにより構成され（Ｘ１）ｐで表されるポリアラニン領域であり、ＲＥＰ２は、１０～２００残基のアミノ酸からなるアミノ酸配列である。〕
【0192】
式（２）において、ＲＥＰ１は、主としてアラニンにより構成され（Ｘ１）ｐで表されるポリアラニン領域である。ＲＥＰ１として、好ましくはポリアラニンである。
（Ｘ１）ｐにおいて、ｐは、整数であり、特に限定されず、好ましくは２～２０、より好ましくは４～１２である。
（Ｘ１）ｐにおいて、Ｘ１は、アラニン（Ａｌａ）、セリン（Ｓｅｒ）、又はグリシン（Ｇｌｙ）を示す。
（Ｘ１）ｐで表されるポリアラニン領域において、アラニンの合計残基数が、上記ポリアラニン領域のアミノ酸の合計残基数の８０％以上（より好ましくは８５％以上）であることが好ましい。
式（２）中のＲＥＰ１において、連続して並んでいるアラニンは、好ましくは２残基以上、より好ましくは３残基以上、さらに好ましくは４残基以上、特に好ましくは５残基以上である。
式（２）中のＲＥＰ１において、連続して並んでいるアラニンは、好ましくは２０残基以下、より好ましくは１６残基以下、さらに好ましくは１２残基以下、特に好ましくは１０残基以下である。
（Ｘ１）ｐにおいて、ｐは、整数であり、特に限定されず、好ましくは２～２０、より好ましくは４～１２である。
（Ｘ１）ｐにおいて、Ｘ１は、アラニン（Ａｌａ）、セリン（Ｓｅｒ）、又はグリシン（Ｇｌｙ）を示す。
（Ｘ１）ｐで表されるポリアラニン領域において、アラニンの合計残基数が、上記ポリアラニン領域のアミノ酸の合計残基数の８０％以上（より好ましくは８５％以上）であることが好ましい。
式（２）中のＲＥＰ１において、連続して並んでいるアラニンは、好ましくは２残基以上、より好ましくは３残基以上、さらに好ましくは４残基以上、特に好ましくは５残基以上である。
式（２）中のＲＥＰ１において、連続して並んでいるアラニンは、好ましくは２０残基以下、より好ましくは１６残基以下、さらに好ましくは１２残基以下、特に好ましくは１０残基以下である。
【0193】
式（２）において、ＲＥＰ２は、１０～２００残基のアミノ酸からなるアミノ酸配列である。このアミノ酸配列中に含まれる、グリシン、セリン、グルタミン、プロリン及びアラニンの合計残基数は、上記アミノ酸残基数全体に対し、好ましくは４０％以上、より好ましくは５０％以上、特に好ましくは６０％以上である。
【0194】
上記小吐糸管しおり糸タンパク質に由来するクモ糸タンパク質としては、例えば、下記式（３）で示されるアミノ酸配列を含む組換えクモ糸タンパク質が挙げられる。
【0195】
ＲＥＰ３－ＲＥＰ４－ＲＥＰ５ … 式（３）
〔式（３）中、ＲＥＰ３は、（Ｇｌｙ－Ｇｌｙ－Ｚ）ｍで表されるアミノ酸配列であり、ＲＥＰ４は、（Ｇｌｙ－Ａｌａ）ｌで表されるアミノ酸配列であり、ＲＥＰ５は（Ａｌａ）ｒで表されるアミノ酸配列である。
ＲＥＰ３において、Ｚは任意の一つのアミノ酸を意味する。
ＲＥＰ３において、ｍは１～４であり、ＲＥＰ４において、ｌは、０～４であり、ＲＥＰ５において、ｒは、１～６である。〕
〔式（３）中、ＲＥＰ３は、（Ｇｌｙ－Ｇｌｙ－Ｚ）ｍで表されるアミノ酸配列であり、ＲＥＰ４は、（Ｇｌｙ－Ａｌａ）ｌで表されるアミノ酸配列であり、ＲＥＰ５は（Ａｌａ）ｒで表されるアミノ酸配列である。
ＲＥＰ３において、Ｚは任意の一つのアミノ酸を意味する。
ＲＥＰ３において、ｍは１～４であり、ＲＥＰ４において、ｌは、０～４であり、ＲＥＰ５において、ｒは、１～６である。〕
【0196】
ＲＥＰ３において、Ｚは任意の一つのアミノ酸を意味するが、特にＡｌａ、Ｔｙｒ及びＧｌｎからなる群から選ばれる一つのアミノ酸であることが好ましい。
【0197】
上述した組換えクモ糸タンパク質（例えば、式（２）で示されるアミノ酸配列の単位を含む組換えクモ糸タンパク質、式（３）で示されるアミノ酸配列を含む組換えクモ糸タンパク質、等）は、組換えの対象となる天然型クモ糸タンパク質をコードする遺伝子を含有する発現ベクターで形質転換した宿主を用いて製造することができる。
【0198】
第１長尺状有機圧電体１２１等は、圧電性の観点から、光学活性ポリペプチド（Ａ２）からなる繊維を含むことが好ましい。
光学活性ポリペプチド（Ａ２）からなる繊維としては、光学活性を有する動物性タンパク質からなる繊維が挙げられる。光学活性を有する動物性タンパク質からなる繊維としては、例えば、シルク、ウール、モヘヤ、カシミア、キャメル、ラマ、アルパカ、ビキューナ、アンゴラ、クモ糸、等が挙げられる。
光学活性ポリペプチド（Ａ２）からなる繊維は、圧電性の観点から、シルク及びクモ糸の少なくとも一方を含むことが好ましく、シルク及びクモ糸の少なくとも一方からなることがより好ましい。
光学活性ポリペプチド（Ａ２）からなる繊維としては、光学活性を有する動物性タンパク質からなる繊維が挙げられる。光学活性を有する動物性タンパク質からなる繊維としては、例えば、シルク、ウール、モヘヤ、カシミア、キャメル、ラマ、アルパカ、ビキューナ、アンゴラ、クモ糸、等が挙げられる。
光学活性ポリペプチド（Ａ２）からなる繊維は、圧電性の観点から、シルク及びクモ糸の少なくとも一方を含むことが好ましく、シルク及びクモ糸の少なくとも一方からなることがより好ましい。
【0199】
シルクとしては、生糸（raw silk）、精錬シルク、再生シルク、蛍光シルク等が挙げられる。
シルクとしては、生糸又は精錬シルクが好ましく、精製シルクが特に好ましい。
精錬シルクとは、セリシンとフィブロインとの２重構造である生糸からセリシンを取り除いたシルクを意味し、精錬とは、生糸からセリシンを取り除く操作を意味する。生糸の色は艶の無い白色であるが、生糸からセリシンを取り除くこと（即ち、精錬）により、艶の無い白色から光沢がある白銀色へと変化する。精錬により、柔らかい風合いが増す。
シルクとしては、生糸又は精錬シルクが好ましく、精製シルクが特に好ましい。
精錬シルクとは、セリシンとフィブロインとの２重構造である生糸からセリシンを取り除いたシルクを意味し、精錬とは、生糸からセリシンを取り除く操作を意味する。生糸の色は艶の無い白色であるが、生糸からセリシンを取り除くこと（即ち、精錬）により、艶の無い白色から光沢がある白銀色へと変化する。精錬により、柔らかい風合いが増す。
【0200】
第１長尺状有機圧電体１２１等は、圧電性の観点から、光学活性ポリペプチド（Ａ２）からなる長繊維（以下、「光学活性ポリペプチド繊維」という場合がある。）を含むことが好ましい。この理由は、短繊維に比べて長繊維の方が、第１圧電センサ１０Ａに印加された応力が第１圧電体１２Ａへ伝わり易いためと考えられる。
「長繊維」とは、第１圧電センサ１０Ａの長尺方向の一端から他端まで連続して巻回できる長さを有する繊維を意味する。
シルク、ウール、モヘヤ、カシミア、キャメル、ラマ、アルパカ、ビキューナ、アンゴラ、及びクモ糸は、いずれも長繊維に該当する。長繊維の中でも、シルク及びクモ糸が、圧電性の観点から、好ましい。
「長繊維」とは、第１圧電センサ１０Ａの長尺方向の一端から他端まで連続して巻回できる長さを有する繊維を意味する。
シルク、ウール、モヘヤ、カシミア、キャメル、ラマ、アルパカ、ビキューナ、アンゴラ、及びクモ糸は、いずれも長繊維に該当する。長繊維の中でも、シルク及びクモ糸が、圧電性の観点から、好ましい。
【0201】
第１長尺状有機圧電体１２１が上記繊維を含む場合、第１長尺状有機圧電体１２１は、少なくとも１本の上記繊維からなる糸を少なくとも１本含むことが好ましい。
第１長尺状有機圧電体１２１が上記糸を含む場合の態様としては、第１長尺状有機圧電体１２１が１本の上記糸からなる態様、第１長尺状有機圧電体１２１が複数の上記糸の集合体である態様、等が挙げられる。
上記糸は、撚糸であっても無撚糸であってもよいが、圧電性の観点から、撚数が５００Ｔ／ｍ以下である糸（即ち、撚数５００Ｔ／ｍ以下の撚糸又は無撚糸（撚数０Ｔ／ｍ））であることが好ましい。
無撚糸としては、１本の原糸、複数本の原糸の集合体、等が挙げられる。
第１長尺状有機圧電体１２１が上記糸を含む場合の態様としては、第１長尺状有機圧電体１２１が１本の上記糸からなる態様、第１長尺状有機圧電体１２１が複数の上記糸の集合体である態様、等が挙げられる。
上記糸は、撚糸であっても無撚糸であってもよいが、圧電性の観点から、撚数が５００Ｔ／ｍ以下である糸（即ち、撚数５００Ｔ／ｍ以下の撚糸又は無撚糸（撚数０Ｔ／ｍ））であることが好ましい。
無撚糸としては、１本の原糸、複数本の原糸の集合体、等が挙げられる。
【0202】
（第１長尺状有機圧電体、及び第２長尺状有機圧電体）
次に、第１長尺状有機圧電体１２１等について、更に説明する。
次に、第１長尺状有機圧電体１２１等について、更に説明する。
【0203】
＜安定化剤＞
第１長尺状有機圧電体１２１等は、更に、一分子中に、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群より選ばれる１種類以上の官能基を有する重量平均分子量が２００以上６００００以下の安定化剤（Ｂ）を含有することが好ましい。これにより、耐湿熱性をより向上させることができる。
第１長尺状有機圧電体１２１等は、更に、一分子中に、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群より選ばれる１種類以上の官能基を有する重量平均分子量が２００以上６００００以下の安定化剤（Ｂ）を含有することが好ましい。これにより、耐湿熱性をより向上させることができる。
【0204】
安定化剤（Ｂ）としては、国際公開第２０１３／０５４９１８号の段落００３９～００５５に記載された「安定化剤（Ｂ）」を用いることができる。
【0205】
安定化剤（Ｂ）として用い得る、一分子中にカルボジイミド基を含む化合物（カルボジイミド化合物）としては、モノカルボジイミド化合物、ポリカルボジイミド化合物、環状カルボジイミド化合物が挙げられる。
モノカルボジイミド化合物としては、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ビス－２，６－ジイソプロピルフェニルカルボジイミド、等が好適である。
ポリカルボジイミド化合物としては、種々の方法で製造したものを使用することができる。従来のポリカルボジイミドの製造方法（例えば、米国特許第２９４１９５６号明細書、特公昭４７－３３２７９号公報、Ｊ．０ｒｇ．Ｃｈｅｍ．２８，２０６９－２０７５（１９６３）、Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ １９８１，Ｖｏｌ．８１ Ｎｏ．４、ｐ６１９－６２１）により、製造されたものを用いることができる。具体的には特許４０８４９５３号公報に記載のカルボジイミド化合物を用いることもできる。
ポリカルボジイミド化合物としては、ポリ（４，４’－ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド）、ポリ（Ｎ，Ｎ’－ジ－２，６－ジイソプロピルフェニルカルボジイミド）、ポリ（１，３，５－トリイソプロピルフェニレン－２，４－カルボジイミド、等が挙げられる。
環状カルボジイミド化合物は、特開２０１１－２５６３３７号公報に記載の方法などに基づいて合成することができる。
カルボジイミド化合物としては、市販品を用いてもよく、例えば、東京化成社製、Ｂ２７５６（商品名）、日清紡ケミカル社製、カルボジライト（登録商標）ＬＡ－１（商品名）、ラインケミー社製、Ｓｔａｂａｘｏｌ Ｐ、Ｓｔａｂａｘｏｌ Ｐ４００、Ｓｔａｂａｘｏｌ I（いずれも商品名）等が挙げられる。
モノカルボジイミド化合物としては、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ビス－２，６－ジイソプロピルフェニルカルボジイミド、等が好適である。
ポリカルボジイミド化合物としては、種々の方法で製造したものを使用することができる。従来のポリカルボジイミドの製造方法（例えば、米国特許第２９４１９５６号明細書、特公昭４７－３３２７９号公報、Ｊ．０ｒｇ．Ｃｈｅｍ．２８，２０６９－２０７５（１９６３）、Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ １９８１，Ｖｏｌ．８１ Ｎｏ．４、ｐ６１９－６２１）により、製造されたものを用いることができる。具体的には特許４０８４９５３号公報に記載のカルボジイミド化合物を用いることもできる。
ポリカルボジイミド化合物としては、ポリ（４，４’－ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド）、ポリ（Ｎ，Ｎ’－ジ－２，６－ジイソプロピルフェニルカルボジイミド）、ポリ（１，３，５－トリイソプロピルフェニレン－２，４－カルボジイミド、等が挙げられる。
環状カルボジイミド化合物は、特開２０１１－２５６３３７号公報に記載の方法などに基づいて合成することができる。
カルボジイミド化合物としては、市販品を用いてもよく、例えば、東京化成社製、Ｂ２７５６（商品名）、日清紡ケミカル社製、カルボジライト（登録商標）ＬＡ－１（商品名）、ラインケミー社製、Ｓｔａｂａｘｏｌ Ｐ、Ｓｔａｂａｘｏｌ Ｐ４００、Ｓｔａｂａｘｏｌ I（いずれも商品名）等が挙げられる。
【0206】
安定化剤（Ｂ）として用い得る、一分子中にイソシアネート基を含む化合物（イソシアネート化合物）としては、イソシアン酸３－（トリエトキシシリル）プロピル、２，４－トリレンジイソシアネート、２，６－トリレンジイソシアネート、ｍ－フェニレンジイソシアネート、ｐ－フェニレンジイソシアネート、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート、２，２’－ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、等が挙げられる。
【0207】
安定化剤（Ｂ）として用い得る、一分子中にエポキシ基を含む化合物（エポキシ化合物）としては、フェニルグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡ－ジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールＡ－ジグリシジルエーテル、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ化ポリブタジエン等が挙げられる。
【0208】
安定化剤（Ｂ）の重量平均分子量は、２００以上６００００以下であり、好ましくは２００以上３００００以下、より好ましくは３００以上１８０００以下であり、特に好ましくは２００以上９００以下である。
る。
分子量が上記範囲内であれば、安定化剤（Ｂ）がより移動しやすくなり、耐湿熱性が向上する。
なお、重量平均分子量２００以上９００以下は、数平均分子量２００以上９００以下とほぼ一致する。重量平均分子量２００以上９００以下の場合、分子量分布が１．０である場合があり、この場合には、「重量平均分子量２００以上９００以下」を、単に「分子量２００以上９００以下」と言い換えることもできる。
る。
分子量が上記範囲内であれば、安定化剤（Ｂ）がより移動しやすくなり、耐湿熱性が向上する。
なお、重量平均分子量２００以上９００以下は、数平均分子量２００以上９００以下とほぼ一致する。重量平均分子量２００以上９００以下の場合、分子量分布が１．０である場合があり、この場合には、「重量平均分子量２００以上９００以下」を、単に「分子量２００以上９００以下」と言い換えることもできる。
【0209】
第１長尺状有機圧電体１２１等が安定化剤（Ｂ）を含有する場合、第１長尺状有機圧電体１２１等は、安定化剤を１種のみ含有してもよいし、２種以上含有してもよい。
第１長尺状有機圧電体１２１等が安定化剤（Ｂ）を含む場合、安定化剤（Ｂ）の含有量は、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）１００質量部に対し、好ましくは０．０１質量部以上１０質量部以下、より好ましくは０．０１質量部以上５質量部以下、さらに好ましくは０．１質量部以上３質量部以下、特に好ましくは０．５質量部以上２質量部以下である。
安定化剤（Ｂ）の含有量が０．０１質量部以上であると、耐湿熱性がより向上する。
上記含有量が１０質量部以下であると、透明性の低下がより抑制される。
第１長尺状有機圧電体１２１等が安定化剤（Ｂ）を含む場合、安定化剤（Ｂ）の含有量は、ヘリカルキラル高分子（Ａ１）１００質量部に対し、好ましくは０．０１質量部以上１０質量部以下、より好ましくは０．０１質量部以上５質量部以下、さらに好ましくは０．１質量部以上３質量部以下、特に好ましくは０．５質量部以上２質量部以下である。
安定化剤（Ｂ）の含有量が０．０１質量部以上であると、耐湿熱性がより向上する。
上記含有量が１０質量部以下であると、透明性の低下がより抑制される。
【0210】
安定化剤（Ｂ）の好ましい態様としては、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群より選ばれる１種類以上の官能基を有し、且つ、数平均分子量が２００以上９００以下の安定化剤（Ｂ１）と、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群より選ばれる１種類以上の官能基を１分子内に２以上有し、且つ、重量平均分子量が１０００以上６００００以下の安定化剤（Ｂ２）とを併用するという態様が挙げられる。なお、数平均分子量が２００以上９００以下の安定化剤（Ｂ１）の重量平均分子量は、大凡２００以上９００以下であり、安定化剤（Ｂ１）の数平均分子量と重量平均分子量とはほぼ同じ値となる。
安定化剤として安定化剤（Ｂ１）と安定化剤（Ｂ２）とを併用する場合、安定化剤（Ｂ１）を多く含むことが透明性向上の観点から好ましい。
具体的には、安定化剤（Ｂ１）１００質量部に対して、安定化剤（Ｂ２）が１０質量部以上１５０質量部以下の範囲であることが、透明性と耐湿熱性の両立という観点から好ましく、５０質量部以上１００質量部以下の範囲であることがより好ましい。
安定化剤として安定化剤（Ｂ１）と安定化剤（Ｂ２）とを併用する場合、安定化剤（Ｂ１）を多く含むことが透明性向上の観点から好ましい。
具体的には、安定化剤（Ｂ１）１００質量部に対して、安定化剤（Ｂ２）が１０質量部以上１５０質量部以下の範囲であることが、透明性と耐湿熱性の両立という観点から好ましく、５０質量部以上１００質量部以下の範囲であることがより好ましい。
【0211】
以下、安定化剤（Ｂ）の具体例（安定化剤（Ｂ－１）～（Ｂ－３））を示す。
【0212】
【化2】
【0213】
以下、安定化剤（Ｂ－１）～（Ｂ－３）について、化合物名、市販品等を示す。
・安定化剤（Ｂ－１）… 化合物名は、ビス－２，６－ジイソプロピルフェニルカルボジイミドである。重量平均分子量（この例では、単なる「分子量」に等しい）は、３６３である。市販品としては、ラインケミー社製「Ｓｔａｂａｘｏｌ Ｉ」、東京化成社製「Ｂ２７５６」が挙げられる。
・安定化剤（Ｂ－２）… 化合物名は、ポリ（４，４’－ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド）である。市販品としては、重量平均分子量約２０００のものとして、日清紡ケミカル社製「カルボジライト（登録商標）ＬＡ－１」が挙げられる。
・安定化剤（Ｂ－３）… 化合物名は、ポリ（１，３，５－トリイソプロピルフェニレン－２，４－カルボジイミド）である。市販品としては、重量平均分子量約３０００のものとして、ラインケミー社製「Ｓｔａｂａｘｏｌ Ｐ」が挙げられる。重量平均分子量２００００のものとして、ラインケミー社製「Ｓｔａｂａｘｏｌ Ｐ４００」が挙げられる。
・安定化剤（Ｂ－１）… 化合物名は、ビス－２，６－ジイソプロピルフェニルカルボジイミドである。重量平均分子量（この例では、単なる「分子量」に等しい）は、３６３である。市販品としては、ラインケミー社製「Ｓｔａｂａｘｏｌ Ｉ」、東京化成社製「Ｂ２７５６」が挙げられる。
・安定化剤（Ｂ－２）… 化合物名は、ポリ（４，４’－ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド）である。市販品としては、重量平均分子量約２０００のものとして、日清紡ケミカル社製「カルボジライト（登録商標）ＬＡ－１」が挙げられる。
・安定化剤（Ｂ－３）… 化合物名は、ポリ（１，３，５－トリイソプロピルフェニレン－２，４－カルボジイミド）である。市販品としては、重量平均分子量約３０００のものとして、ラインケミー社製「Ｓｔａｂａｘｏｌ Ｐ」が挙げられる。重量平均分子量２００００のものとして、ラインケミー社製「Ｓｔａｂａｘｏｌ Ｐ４００」が挙げられる。
【0214】
＜その他の成分＞
第１長尺状有機圧電体１２１等は、必要に応じ、その他の成分を含有してもよい。
その他の成分としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂等の公知の樹脂；シリカ、ヒドロキシアパタイト、モンモリロナイト等の公知の無機フィラー；フタロシアニン等の公知の結晶核剤；安定化剤（Ｂ）以外の安定化剤；等が挙げられる。
無機フィラー及び結晶核剤としては、国際公開第２０１３／０５４９１８号の段落００５７～００５８に記載された成分を挙げることもできる。
第１長尺状有機圧電体１２１等は、必要に応じ、その他の成分を含有してもよい。
その他の成分としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂等の公知の樹脂；シリカ、ヒドロキシアパタイト、モンモリロナイト等の公知の無機フィラー；フタロシアニン等の公知の結晶核剤；安定化剤（Ｂ）以外の安定化剤；等が挙げられる。
無機フィラー及び結晶核剤としては、国際公開第２０１３／０５４９１８号の段落００５７～００５８に記載された成分を挙げることもできる。
【0215】
（配向度Ｆ）
第１長尺状有機圧電体１２１等の配向度Ｆは、好ましくは０．５以上１．０未満、より好ましくは０．７以上１．０未満、さらに好ましくは０．８以上１．０未満である。
第１長尺状有機圧電体１２１等の配向度Ｆが０．５以上であれば、延伸方向に配列するヘリカルキラル高分子（Ａ１）の分子鎖（例えばポリ乳酸分子鎖）が多い。その結果、配向結晶の生成する率が高くなり、圧電性が向上する。
第１長尺状有機圧電体１２１等の配向度Ｆが１．０未満であれば、縦裂強度が更に向上する。
第１長尺状有機圧電体１２１等の配向度Ｆは、好ましくは０．５以上１．０未満、より好ましくは０．７以上１．０未満、さらに好ましくは０．８以上１．０未満である。
第１長尺状有機圧電体１２１等の配向度Ｆが０．５以上であれば、延伸方向に配列するヘリカルキラル高分子（Ａ１）の分子鎖（例えばポリ乳酸分子鎖）が多い。その結果、配向結晶の生成する率が高くなり、圧電性が向上する。
第１長尺状有機圧電体１２１等の配向度Ｆが１．０未満であれば、縦裂強度が更に向上する。
【0216】
（結晶化度）
第１長尺状有機圧電体１２１等の結晶化度は、上述のＸ線回折測定（広角Ｘ線回折測定）によって測定される値である。
第１長尺状有機圧電体１２１等の結晶化度は、好ましくは２０％以上８０％以下、より好ましくは２５％以上７０％以下、更に好ましくは３０％以上６０％以下である。
結晶化度が２０％以上であることにより、圧電性が高く維持される。結晶化度が８０％以下であることにより、第１長尺状有機圧電体１２１等の透明性が高く維持される。
結晶化度が８０％以下であることにより、例えば、第１長尺状有機圧電体１２１等の原料となる有機圧電フィルムを延伸によって製造する際に白化や破断がおきにくい。そのため、第１長尺状有機圧電体１２１等を製造しやすい。結晶化度が８０％以下であることにより、例えば、第１長尺状有機圧電体１２１等の原料（例えばポリ乳酸）を溶融紡糸後に延伸によって製造する際に屈曲性が高く、しなやかな性質を有する繊維となる。そのため第１長尺状有機圧電体１２１等を製造しやすい。
第１長尺状有機圧電体１２１等の結晶化度は、上述のＸ線回折測定（広角Ｘ線回折測定）によって測定される値である。
第１長尺状有機圧電体１２１等の結晶化度は、好ましくは２０％以上８０％以下、より好ましくは２５％以上７０％以下、更に好ましくは３０％以上６０％以下である。
結晶化度が２０％以上であることにより、圧電性が高く維持される。結晶化度が８０％以下であることにより、第１長尺状有機圧電体１２１等の透明性が高く維持される。
結晶化度が８０％以下であることにより、例えば、第１長尺状有機圧電体１２１等の原料となる有機圧電フィルムを延伸によって製造する際に白化や破断がおきにくい。そのため、第１長尺状有機圧電体１２１等を製造しやすい。結晶化度が８０％以下であることにより、例えば、第１長尺状有機圧電体１２１等の原料（例えばポリ乳酸）を溶融紡糸後に延伸によって製造する際に屈曲性が高く、しなやかな性質を有する繊維となる。そのため第１長尺状有機圧電体１２１等を製造しやすい。
【0217】
＜圧電デバイスの用途＞
本実施形態の圧電デバイス１は、例えば、センサー用途（着座センサー等の力センサー、圧力センサー、変位センサー、変形センサー、振動センサー、超音波センサー、生体センサー、ラケット、ゴルフクラブ、バット等の各種球技用スポーツ用具の打撃時の加速度センサーやインパクトセンサー等、ぬいぐるみのタッチ・衝撃センサー、ベッドの見守りセンサー、ガラスや窓枠等のセキュリティセンサー等）、アクチュエータ用途（シート搬送用デバイス等）、エネルギーハーベスティング用途（発電ウェア、発電靴等）、ヘルスケア関連用途（Ｔシャツ、スポーツウェア、スパッツ、靴下等の各種衣類、サポーター、ギプス、おむつ、乳幼児用手押し車のシート、車いす用シート、医療用保育器のマット、靴、靴の中敷、時計等に本センサーを設けた、ウェアラブルセンサー等）などとして利用することができる。
配設方法としては、例えば、第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂを対象物で挟み込む、対象物に粘接着剤で固定する等の各種方法が挙げられる。
上記用途の中でも、本実施形態の圧電デバイス１は、センサー用途として利用することが好ましい。
具体的に、本実施形態の圧電デバイス１は、力センサーに搭載して利用されることが好ましい。
圧電デバイス１は、応力によって発生する電圧を電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のゲート・ソース間に加えることでＦＥＴのスイッチングが可能であり、応力によってＯＮ－ＯＦＦが可能なスイッチとして利用することもできる。
本実施形態の第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂは、例えば、車載用途；振動・音響センシングを利用した自動車ハンドル把持検出用途、振動・音響センシングを利用した共振スペクトラムによる車載機器操作システム用途、車載ディスプレイのタッチセンサー用途、振動体用途、自動車ドア及び自動車ウィンドウの挟まれ検知センサー用途、車体振動センサー用途等に特に適している。
本実施形態の圧電デバイス１は、例えば、センサー用途（着座センサー等の力センサー、圧力センサー、変位センサー、変形センサー、振動センサー、超音波センサー、生体センサー、ラケット、ゴルフクラブ、バット等の各種球技用スポーツ用具の打撃時の加速度センサーやインパクトセンサー等、ぬいぐるみのタッチ・衝撃センサー、ベッドの見守りセンサー、ガラスや窓枠等のセキュリティセンサー等）、アクチュエータ用途（シート搬送用デバイス等）、エネルギーハーベスティング用途（発電ウェア、発電靴等）、ヘルスケア関連用途（Ｔシャツ、スポーツウェア、スパッツ、靴下等の各種衣類、サポーター、ギプス、おむつ、乳幼児用手押し車のシート、車いす用シート、医療用保育器のマット、靴、靴の中敷、時計等に本センサーを設けた、ウェアラブルセンサー等）などとして利用することができる。
配設方法としては、例えば、第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂを対象物で挟み込む、対象物に粘接着剤で固定する等の各種方法が挙げられる。
上記用途の中でも、本実施形態の圧電デバイス１は、センサー用途として利用することが好ましい。
具体的に、本実施形態の圧電デバイス１は、力センサーに搭載して利用されることが好ましい。
圧電デバイス１は、応力によって発生する電圧を電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のゲート・ソース間に加えることでＦＥＴのスイッチングが可能であり、応力によってＯＮ－ＯＦＦが可能なスイッチとして利用することもできる。
本実施形態の第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂは、例えば、車載用途；振動・音響センシングを利用した自動車ハンドル把持検出用途、振動・音響センシングを利用した共振スペクトラムによる車載機器操作システム用途、車載ディスプレイのタッチセンサー用途、振動体用途、自動車ドア及び自動車ウィンドウの挟まれ検知センサー用途、車体振動センサー用途等に特に適している。
【0218】
以下、本実施形態に係る圧電デバイス１を備えた力センサーの構成について、図面を参照しながら説明する。
図１１は、本実施形態に係る力センサーの概念図である。なお、図１１中、後述する第２ユニットは、省略されている。
本実施形態に係る力センサー５０は、第１ユニットと、第２ユニットとを有する。第１ユニットと第２ユニットとは並列に配置される。第１ユニットは、第１圧電センサ１０Ａを有する。第２ユニットは、第２圧電センサ１０Ｂを有する。
第１ユニットは、第２の絶縁体としての円筒形状のゴム系熱収縮チューブ（以下、単に「収縮チューブ」とも称する）５１と、収縮チューブ５１の内部に配置された第１圧電センサ１０Ａと、収縮チューブ５１の両端部に配置された一対の圧着端子（取出し電極）５２と、を備える。一対の圧着端子５２は、本体部５２１と、圧着部５２２とからなり、中央部に貫通孔５２３を有する。第１圧電センサ１０Ａは、第１内部導体１１Ａと、第１内部導体１１Ａの周りに一方向に螺旋状に巻回された第２圧電体１２Ａと、第１圧電体１２Ａの外周面に一方向に螺旋状に巻回された第１外部導体１３Ａと、を備える。
第１圧電センサ１０Ａにおいては、第１内部導体１１Ａの一端（図１１の右端）が、収縮チューブ５１の外側に延在して、圧着部５２２で圧着されて圧着端子５２に電気的に接続されている。一方、第１外部導体１３Ａは、第１内部導体１１Ａの一端側から他端側に向かって巻回された後、第１内部導体１１Ａの他端（図１１の左端）を越えて延在し、その延在部分が収縮チューブ５１内で応力緩和部５３を形成している。
第１外部導体１３Ａは、この応力緩和部５３を経た後、収縮チューブ５１のさらに外側（図１１の左端）に延在して、圧着部５２２で圧着されて圧着端子５２に電気的に接続されている。
応力緩和部５３は、図７に示すように、たるんだ第１外部導体１３Ａからなる。応力緩和部５３においては、力センサー５０に張力（応力）が作用されたときに、たるんだ部分が延びることで第１圧電体１２Ａに過度な力が負荷されるのを抑制する。
第１圧電体１２Ａは、長尺状有機圧電体１２１からなり、両面には機能層としてアルミ蒸着膜（不図示）が蒸着されている。なお、一対の圧着端子５２は、力センサー５０の出力信号を処理する外部回路等（不図示）に接続されている。
なお、図１１で示した実施形態では、応力緩和部５３として、たるんだ第１外部導体１３Ａが配置されているが、本開示の実施形態はこれに限定されず、第１圧電センサ１０Ａの少なくともいずれか一方の端部、或いは両端部に、線状の応力緩和部を接着、糸結び目等の方法等により張力が伝達するように配置することにより応力を緩和する機能を力センサー５０に付与してもよい。
このとき線状の応力緩和部には電気的な接続の機能は存在しないが、電気的接続機能は、応力緩和部とは独立に、第１圧電センサ１０Ａの端部から第１内部導体１１Ａ及び第１外部導体１３Ｂを同軸ケーブル等に接続することにより、応力や歪の電圧信号を検出することが可能となる。
このとき応力緩和部の材料及び形態は特に限定されず、例えば、天然ゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム等の伸縮性のある弾性材料からなる糸、紐、チューブ等；リン青銅等の金属材料、線状のポリマー等からなるスプリング；等が挙げられる。応力緩和部と電気的接続部とをそれぞれ独立に別の部位に配置することにより、電気的接続部の最大伸長量に起因する応力緩和部の歪量の制限が無くなり、張力センサーとしての最大歪量を増大させることが可能となる。
図１１は、本実施形態に係る力センサーの概念図である。なお、図１１中、後述する第２ユニットは、省略されている。
本実施形態に係る力センサー５０は、第１ユニットと、第２ユニットとを有する。第１ユニットと第２ユニットとは並列に配置される。第１ユニットは、第１圧電センサ１０Ａを有する。第２ユニットは、第２圧電センサ１０Ｂを有する。
第１ユニットは、第２の絶縁体としての円筒形状のゴム系熱収縮チューブ（以下、単に「収縮チューブ」とも称する）５１と、収縮チューブ５１の内部に配置された第１圧電センサ１０Ａと、収縮チューブ５１の両端部に配置された一対の圧着端子（取出し電極）５２と、を備える。一対の圧着端子５２は、本体部５２１と、圧着部５２２とからなり、中央部に貫通孔５２３を有する。第１圧電センサ１０Ａは、第１内部導体１１Ａと、第１内部導体１１Ａの周りに一方向に螺旋状に巻回された第２圧電体１２Ａと、第１圧電体１２Ａの外周面に一方向に螺旋状に巻回された第１外部導体１３Ａと、を備える。
第１圧電センサ１０Ａにおいては、第１内部導体１１Ａの一端（図１１の右端）が、収縮チューブ５１の外側に延在して、圧着部５２２で圧着されて圧着端子５２に電気的に接続されている。一方、第１外部導体１３Ａは、第１内部導体１１Ａの一端側から他端側に向かって巻回された後、第１内部導体１１Ａの他端（図１１の左端）を越えて延在し、その延在部分が収縮チューブ５１内で応力緩和部５３を形成している。
第１外部導体１３Ａは、この応力緩和部５３を経た後、収縮チューブ５１のさらに外側（図１１の左端）に延在して、圧着部５２２で圧着されて圧着端子５２に電気的に接続されている。
応力緩和部５３は、図７に示すように、たるんだ第１外部導体１３Ａからなる。応力緩和部５３においては、力センサー５０に張力（応力）が作用されたときに、たるんだ部分が延びることで第１圧電体１２Ａに過度な力が負荷されるのを抑制する。
第１圧電体１２Ａは、長尺状有機圧電体１２１からなり、両面には機能層としてアルミ蒸着膜（不図示）が蒸着されている。なお、一対の圧着端子５２は、力センサー５０の出力信号を処理する外部回路等（不図示）に接続されている。
なお、図１１で示した実施形態では、応力緩和部５３として、たるんだ第１外部導体１３Ａが配置されているが、本開示の実施形態はこれに限定されず、第１圧電センサ１０Ａの少なくともいずれか一方の端部、或いは両端部に、線状の応力緩和部を接着、糸結び目等の方法等により張力が伝達するように配置することにより応力を緩和する機能を力センサー５０に付与してもよい。
このとき線状の応力緩和部には電気的な接続の機能は存在しないが、電気的接続機能は、応力緩和部とは独立に、第１圧電センサ１０Ａの端部から第１内部導体１１Ａ及び第１外部導体１３Ｂを同軸ケーブル等に接続することにより、応力や歪の電圧信号を検出することが可能となる。
このとき応力緩和部の材料及び形態は特に限定されず、例えば、天然ゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム等の伸縮性のある弾性材料からなる糸、紐、チューブ等；リン青銅等の金属材料、線状のポリマー等からなるスプリング；等が挙げられる。応力緩和部と電気的接続部とをそれぞれ独立に別の部位に配置することにより、電気的接続部の最大伸長量に起因する応力緩和部の歪量の制限が無くなり、張力センサーとしての最大歪量を増大させることが可能となる。
【0219】
以下、本実施形態の力センサー５０の作用について説明する。
力センサー５０に張力（応力）が作用されると、第１圧電センサ１０Ａに張力が作用され、第１圧電センサ１０Ａの第１圧電体１２Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）にずり力が加わり、このずり力により第１圧電センサ１０Ａの径方向にヘリカルキラル高分子（Ａ１）の分極が生じる。分極方向は第１圧電センサ１０Ａの径方向である。これにより、張力に比例した電荷（電界）が発生し、発生した電荷は電圧信号（電荷信号）として検出される。なお、電圧信号は、圧着端子５２に接続される外部回路等（不図示）で検出される。
本実施形態の力センサー５０は、同軸ケーブルに備えられる内部構造と同一構造をなす第１圧電センサ１０Ａを備えるため、電磁シールド性が高く、ノイズに強い構造となり得る。加えて、構造が簡易であるため、例えばウェアラブルセンサーとして、身体の一部に装着して用いることができる。
第２ユニットは、第１圧電体１２Ａの代わりに、第２圧電体１２Ａを用いた他は、第１ユニットと同様の構成である。
力センサー５０に張力（応力）が作用されると、第１圧電センサ１０Ａに張力が作用され、第１圧電センサ１０Ａの第１圧電体１２Ａに含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）にずり力が加わり、このずり力により第１圧電センサ１０Ａの径方向にヘリカルキラル高分子（Ａ１）の分極が生じる。分極方向は第１圧電センサ１０Ａの径方向である。これにより、張力に比例した電荷（電界）が発生し、発生した電荷は電圧信号（電荷信号）として検出される。なお、電圧信号は、圧着端子５２に接続される外部回路等（不図示）で検出される。
本実施形態の力センサー５０は、同軸ケーブルに備えられる内部構造と同一構造をなす第１圧電センサ１０Ａを備えるため、電磁シールド性が高く、ノイズに強い構造となり得る。加えて、構造が簡易であるため、例えばウェアラブルセンサーとして、身体の一部に装着して用いることができる。
第２ユニットは、第１圧電体１２Ａの代わりに、第２圧電体１２Ａを用いた他は、第１ユニットと同様の構成である。
【0220】
本実施形態の力センサーとしては、第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂに張力が作用されたときに生じる電荷（電界）を電圧信号として取り出す構成に限定されず、例えば、第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂにねじり力が作用されたときに生じる電荷（電界）を電圧信号として取り出す構成であってもよい。
【0221】
本実施形態の圧電デバイス１の用途としては、生体情報取得デバイスも好ましい。
即ち、本実施形態の生体情報取得デバイスは、本実施形態の圧電デバイス１を含む。
本実施形態の生体情報取得デバイスは、圧電デバイス１によって、被験者又は被験動物（以下、これらをまとめて「被験体」ともいう）の生体信号を検出することにより、被験体の生体情報を取得するためのデバイスである。
ここでいう生体信号としては、脈波信号（心拍信号）、呼吸信号、体動信号、心弾動、生体振戦、等が挙げられる。
生体振戦とは、身体部位（手指、手、前腕、上肢など）の律動的な不随意運動のことである。
即ち、本実施形態の生体情報取得デバイスは、本実施形態の圧電デバイス１を含む。
本実施形態の生体情報取得デバイスは、圧電デバイス１によって、被験者又は被験動物（以下、これらをまとめて「被験体」ともいう）の生体信号を検出することにより、被験体の生体情報を取得するためのデバイスである。
ここでいう生体信号としては、脈波信号（心拍信号）、呼吸信号、体動信号、心弾動、生体振戦、等が挙げられる。
生体振戦とは、身体部位（手指、手、前腕、上肢など）の律動的な不随意運動のことである。
【0222】
上記心弾動の検出には、身体の心機能による力の効果の検出も含まれる。
即ち、心臓が大動脈及び肺動脈に血液をポンピングする場合、体は、血流と反対の方向に反動力を受ける。この反動力の大きさ及び方向は、心臓の機能的な段階とともに変化する。この反動力は、身体の外側の心弾動をセンシングすることによって検出される。
即ち、心臓が大動脈及び肺動脈に血液をポンピングする場合、体は、血流と反対の方向に反動力を受ける。この反動力の大きさ及び方向は、心臓の機能的な段階とともに変化する。この反動力は、身体の外側の心弾動をセンシングすることによって検出される。
【0223】
生体情報取得デバイスは、各種衣料（シャツ、スーツ、ブレザー、ブラウス、コート、ジャケット、ブルゾン、ジャンパー、ベスト、ワンピース、ズボン、パンツ、下着（スリップ、ペチコート、キャミソール、ブラジャー）、靴下、手袋、和服、帯地、金襴、冷感衣料、ネクタイ、ハンカチーフ、マフラー、スカーフ、ストール、アイマスク）、サポーター（首用サポーター、肩用サポーター、胸用サポーター、腹用サポーター、腰用サポーター、腕用サポーター、足用サポーター、肘用サポーター、膝用サポーター、手首用サポーター、足首用サポーター）、履物（スニーカー、ブーツ、サンダル、パンプス、ミュール、スリッパ、バレエシューズ、カンフーシューズ）、インソール、タオル、リュックサック、帽子（ハット、キャップ、キャスケット、ハンチング帽、テンガロンハット、チューリップハット、サンバイザー、ベレー帽）、ヘルメット、ヘルメット顎紐、頭巾、ベルト、シートカバー、シーツ、座布団、クッション、布団、布団カバー、毛布、枕、枕カバー、ソファー、イス、デスク、テーブル、シート、座席、便座、マッサージチェア、ベッド、ベッドパット、カーペット、かご、マスク、包帯、ロープ、各種ネット、バスタブ、床材、壁材、パソコン、マウス等の各種物品に配設されて使用される。
生体情報取得デバイスが配設される物品としては、履物、インソール、シーツ、座布団、クッション、布団、布団カバー、枕、枕カバー、ソファー、イス、シート、座席、便座、ベッド、カーペット、バスタブ、床材等、被験体の体重がかかる物品が好ましい。より具体的には、乳幼児用手押し車のシート、座席部、車輪、乳幼児の転落を防止するためのストッパー等；車いす用のシート、座席部等；医療用保育器のマット；等が好ましい。
生体情報取得デバイスが配設される物品としては、履物、インソール、シーツ、座布団、クッション、布団、布団カバー、枕、枕カバー、ソファー、イス、シート、座席、便座、ベッド、カーペット、バスタブ、床材等、被験体の体重がかかる物品が好ましい。より具体的には、乳幼児用手押し車のシート、座席部、車輪、乳幼児の転落を防止するためのストッパー等；車いす用のシート、座席部等；医療用保育器のマット；等が好ましい。
【0224】
以下、生体情報取得デバイスの動作の一例を説明する。
生体情報取得デバイスは、例えばベッド上又はイスの座面上などに配設される。この生体情報取得デバイス上に被験体が、横臥、着座、又は起立する。この状態で、被験体から発せられる生体信号（体動、周期的な振動（脈、呼吸など）、人間の「かわいい」、「怖い」などの感性が原因で変化した心拍数等）によって、生体情報取得デバイスの圧電デバイス１に張力が付与されると、圧電デバイス１に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）に分極が生じ、張力に比例した電位が発生する。この電位は被験体から発せられる生体信号に伴って経時的に変化する。例えば、被験体から発せられる生体信号が、脈、呼吸などの周期的な振動である場合には、圧電デバイス１にて発生する電位も、周期的に変化する。
圧電デバイス１への張力の付与に伴って発生した電位の経時的な変化を、電圧信号として測定モジュールにより取得する。取得される電位の経時的な変化（圧電信号）は、複数の生体信号（脈波信号（心拍信号）、呼吸信号、体動信号）の合成波である。この合成波をフーリエ変換によって周波数ごとに分離し、分離信号を生成する。生成した分離信号の各々を逆フーリエ変換することにより、分離信号の各々に対応する生体信号をそれぞれ得る。
生体情報取得デバイスは、例えばベッド上又はイスの座面上などに配設される。この生体情報取得デバイス上に被験体が、横臥、着座、又は起立する。この状態で、被験体から発せられる生体信号（体動、周期的な振動（脈、呼吸など）、人間の「かわいい」、「怖い」などの感性が原因で変化した心拍数等）によって、生体情報取得デバイスの圧電デバイス１に張力が付与されると、圧電デバイス１に含まれるヘリカルキラル高分子（Ａ１）に分極が生じ、張力に比例した電位が発生する。この電位は被験体から発せられる生体信号に伴って経時的に変化する。例えば、被験体から発せられる生体信号が、脈、呼吸などの周期的な振動である場合には、圧電デバイス１にて発生する電位も、周期的に変化する。
圧電デバイス１への張力の付与に伴って発生した電位の経時的な変化を、電圧信号として測定モジュールにより取得する。取得される電位の経時的な変化（圧電信号）は、複数の生体信号（脈波信号（心拍信号）、呼吸信号、体動信号）の合成波である。この合成波をフーリエ変換によって周波数ごとに分離し、分離信号を生成する。生成した分離信号の各々を逆フーリエ変換することにより、分離信号の各々に対応する生体信号をそれぞれ得る。
【0225】
例えば、被験体から発せられる生体信号が心拍信号と呼吸信号との合成波である場合、生体情報取得デバイスの圧電デバイス１への張力の付与に伴って発生する電位は、経時的に周期的に変化する。
一般に、人の脈は一分間当たり５０回以上９０回以下であって周期としては０．６Ｈｚ以上３Ｈｚ以下である。一般に、人の呼吸は一分間当たり１６回以上１８回以下であって周期としては０．１Ｈｚ以上１Ｈｚ以下である。一般に、人の体動は１０Ｈｚ以上である。
これらの目安に基づき、複数の生体信号の合成波を、それぞれの生体信号に分離することができる。さらに心拍信号から速度脈波の信号を得ることもできる。
複数の生体信号の合成波のそれぞれの生体信号への分離は、例えば生体信号報知プログラムを用い、上記フーリエ変換及び上記逆フーリエ変換によって行う。
一般に、人の脈は一分間当たり５０回以上９０回以下であって周期としては０．６Ｈｚ以上３Ｈｚ以下である。一般に、人の呼吸は一分間当たり１６回以上１８回以下であって周期としては０．１Ｈｚ以上１Ｈｚ以下である。一般に、人の体動は１０Ｈｚ以上である。
これらの目安に基づき、複数の生体信号の合成波を、それぞれの生体信号に分離することができる。さらに心拍信号から速度脈波の信号を得ることもできる。
複数の生体信号の合成波のそれぞれの生体信号への分離は、例えば生体信号報知プログラムを用い、上記フーリエ変換及び上記逆フーリエ変換によって行う。
【0226】
以上のようにして、複数の生体信号の合成波を、複数の生体信号の各々に分離することができる。
【0227】
更に、上記のようにして分離された生体信号の少なくとも１つに基づき、生体信号データを生成してもよい。
生体信号データは、生体信号に基づいて算出されたものであれば、特に限定されない。 生体信号データとしては、例えば、単位時間当たりの生体信号数、過去の生体信号数の平均値などが挙げられる。
生体信号データは、生体信号に基づいて算出されたものであれば、特に限定されない。 生体信号データとしては、例えば、単位時間当たりの生体信号数、過去の生体信号数の平均値などが挙げられる。
【実施例】
【0228】
以下、本開示に係る実施形態を、実施例を参照して詳細に説明する。なお、本開示は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。
【0229】
［実施例１］
（第１圧電センサの作製）
１０質量部の下記の安定化剤Ａと、７０質量部の下記の安定化剤Ｂと、２０質量部の下記の安定化剤Ｃとを混合して、安定化剤Ｄを得た。次いで、１００質量部の下記のポリ乳酸に、１．０質量部の安定化剤Ｄを添加し、ドライブレンドして原料を作製した。
（第１圧電センサの作製）
１０質量部の下記の安定化剤Ａと、７０質量部の下記の安定化剤Ｂと、２０質量部の下記の安定化剤Ｃとを混合して、安定化剤Ｄを得た。次いで、１００質量部の下記のポリ乳酸に、１．０質量部の安定化剤Ｄを添加し、ドライブレンドして原料を作製した。
【0230】
ポリ乳酸、安定化剤Ａ、安定化剤Ｂ、及び安定化剤Ｃは、下記の製品を用いた。
ポリ乳酸：「ＩｎｇｅｏＴＭ ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒ ４０３２Ｄ」（ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ ＬＬＣ社製、ヘリカルキラル高分子（Ａ１））
安定化剤Ａ：「Ｓｔａｂａｘｏｌ Ｐ４００」（ラインケミー社製、重量平均分子量：２００００）
安定化剤Ｂ：「Ｓｔａｂａｘｏｌ Ｉ」（ラインケミー社製、重量平均分子量：３６３）
安定化剤Ｃ：「カルボジライト（登録商標）ＬＡ－１」（日清紡ケミカル社製、重量平均分子量：２０００）
ポリ乳酸：「ＩｎｇｅｏＴＭ ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒ ４０３２Ｄ」（ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ ＬＬＣ社製、ヘリカルキラル高分子（Ａ１））
安定化剤Ａ：「Ｓｔａｂａｘｏｌ Ｐ４００」（ラインケミー社製、重量平均分子量：２００００）
安定化剤Ｂ：「Ｓｔａｂａｘｏｌ Ｉ」（ラインケミー社製、重量平均分子量：３６３）
安定化剤Ｃ：「カルボジライト（登録商標）ＬＡ－１」（日清紡ケミカル社製、重量平均分子量：２０００）
【0231】
作製した原料を押出成形機ホッパーに入れて、２１０℃に加熱しながらＴダイから押し出し、５０℃のキャストロールに０．３分間接触させて、厚さ１５０μｍの予備結晶化シートを製膜した（予備結晶化工程）。得られた予備結晶化シートを７０℃に加熱しながらロールツーロールで、延伸速度１０ｍ／分で延伸を開始し、３．５倍までシートの流れ方向（ＭＤ：Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に一軸延伸した（延伸工程）。
【0232】
その後、一軸延伸フィルムを、ロールツーロールで、１４５℃に加熱したロール上に１５秒間接触させアニール処理し、急冷を行って、有機圧電フィルムを作製した（アニール処理工程）。
【0233】
次いで、スリット加工機を用いて、有機圧電フィルムをスリットする方向と有機圧電フィルムの延伸方向とが略平行となるようにスリットして、幅０．６ｍｍ、平均厚さ５０μｍの有機圧電フィルムのスリットリボン（第１長尺状有機圧電体１２１）を得た。
【0234】
得られたスリットリボンが「圧電定数ｄ１４を有する」ものであるか否かを、上述した第１判定方法により判定したところ、スリットリボンは圧電定数ｄ１４を有することがわかった。
【0235】
（第１長尺状有機圧電体１２１の配向度Ｆの測定）
広角Ｘ線回折装置（リガク社製ＲＩＮＴ２５５０、付属装置：回転試料台、Ｘ線源：ＣｕＫα、出力：４０ｋＶ ３７０ｍＡ、検出器：シンチレーションカウンター）を用いて、第１長尺状有機圧電体１２１をホルダーに固定し、結晶面ピーク［（１１０）面／（２００）面］の方位角分布強度を測定した。
得られた方位角分布曲線（Ｘ線干渉図）において、結晶化度、及びピークの半値幅（α）から下記の式より第１長尺状有機圧電体１２１の配向度Ｆ（Ｃ軸配向度）を算出して評価した。第１長尺状有機圧電体１２１の配向度Ｆは、０．９７であった。
配向度（Ｆ）＝（１８０°－α）／１８０°
（αは配向由来のピークの半値幅）
広角Ｘ線回折装置（リガク社製ＲＩＮＴ２５５０、付属装置：回転試料台、Ｘ線源：ＣｕＫα、出力：４０ｋＶ ３７０ｍＡ、検出器：シンチレーションカウンター）を用いて、第１長尺状有機圧電体１２１をホルダーに固定し、結晶面ピーク［（１１０）面／（２００）面］の方位角分布強度を測定した。
得られた方位角分布曲線（Ｘ線干渉図）において、結晶化度、及びピークの半値幅（α）から下記の式より第１長尺状有機圧電体１２１の配向度Ｆ（Ｃ軸配向度）を算出して評価した。第１長尺状有機圧電体１２１の配向度Ｆは、０．９７であった。
配向度（Ｆ）＝（１８０°－α）／１８０°
（αは配向由来のピークの半値幅）
【0236】
有機圧電フィルムのスリットリボンの巻き方向が左巻きの第１圧電センサ１０Ａと、有機圧電フィルムのスリットリボンの巻き方向が右巻きの第２圧電センサ１０Ｂとを、以下のようにして準備した。
【0237】
第１内部導体１１Ａとして、半径が０．１３５ｍｍ、長さ８５０ｍｍの錦糸線を準備した。錦糸線は、ポリエステルの糸に銅箔が右巻きに巻かれたものを用いた。得られた有機圧電フィルムのスリットリボンを、錦糸線の外周面上に、左巻きに、錦糸線の長軸方向に対して４５°の角度（螺旋角度）で、錦糸線が露出しないように隙間なく、螺旋状に巻回した。これにより、錦糸線及びスリットリボン（第１圧電体１２Ａ）からなる同軸線構造体を得た。このときの錦糸線へのスリットリボンの巻回数は１７回／ｃｍであった。
【0238】
次に、第１外部導体１３Ａとして、幅０．６ｍｍにスリットカットされた銅箔リボンを準備した。この銅箔リボンを、上述した有機圧電フィルムのスリットリボンと同様の方法により、同軸線構造体の外周面上に、有機圧電フィルムのスリットリボン（第１圧電体１２Ａ）が露出しないよう隙間なく巻回した。このようにして、長さ８００ｍｍの第１圧電センサ１０Ａを得た。
【0239】
（第２圧電センサの作製）
錦糸線の銅箔の巻方向、有機圧電フィルムのスリットリボンの巻方向、及び銅箔リボンの巻方向を、第１圧電センサ１０Ａとは逆にした他は、第１圧電センサ１０Ａと同様にして、長さ８００ｍｍの第２圧電センサ１０Ｂを得た。詳しくは、第２圧電センサ１０Ｂにおいて、錦糸線の銅箔の巻方向は左巻き、有機圧電フィルムのスリットリボンの巻方向は右巻き、銅箔リボンの巻方向は左巻きである。
錦糸線の銅箔の巻方向、有機圧電フィルムのスリットリボンの巻方向、及び銅箔リボンの巻方向を、第１圧電センサ１０Ａとは逆にした他は、第１圧電センサ１０Ａと同様にして、長さ８００ｍｍの第２圧電センサ１０Ｂを得た。詳しくは、第２圧電センサ１０Ｂにおいて、錦糸線の銅箔の巻方向は左巻き、有機圧電フィルムのスリットリボンの巻方向は右巻き、銅箔リボンの巻方向は左巻きである。
【0240】
以上のようにして、第１圧電センサ１０Ａ、及び第２圧電センサ１０Ｂを得た。
【0241】
第１圧電センサ１０Ａでは、有機圧電フィルムのスリットリボンは、第１方向Ｄ１に向けて左巻きに巻回されていた。第２圧電センサ１０Ｂでは、有機圧電フィルムのスリットリボンは、第１方向Ｄ１に向けて右巻きに巻回されていた。
【0242】
第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂの各々の錦糸線の平均半径及びスリットリボンの平均厚さを既述の方法で測定した。第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂのどちらも、錦糸線の平均半径は０．１３５ｍｍであり、スリットリボンの平均厚さは０．０５ｍｍであった。
【0243】
＜測定用装置の作製＞
第１圧電センサ１０Ａ及び第１圧電センサ１０Ｂを用いて測定用装置１００を作製した。図１２は、実施例１の測定用装置１００及び振動発生装置２００の上面図である。図１３は、図１２の切断線ＸＩＩＩの断面図である。図１４は、図１２の切断線ＸＩＶの断面図である。図１５は、図１２の方向Ｄ４から観た実施例１の測定用装置１００及び振動発生装置２００の側面図である。
第１圧電センサ１０Ａ及び第１圧電センサ１０Ｂを用いて測定用装置１００を作製した。図１２は、実施例１の測定用装置１００及び振動発生装置２００の上面図である。図１３は、図１２の切断線ＸＩＩＩの断面図である。図１４は、図１２の切断線ＸＩＶの断面図である。図１５は、図１２の方向Ｄ４から観た実施例１の測定用装置１００及び振動発生装置２００の側面図である。
【0244】
【0245】
図１３に示すように、まず、長さ８５０ｍｍ、幅３０ｍｍ、厚さ５ｍｍのアルミニウム製の支持板１１０の上面に、両面テープ１０１が貼り付けられた長さ８００ｍｍ、幅２０ｍｍ、厚さ５ｍｍの発泡樹脂製の下部緩衝層１２０を貼り付けた。次いで、上面及び下面の両面に両面テープ１０１が貼り付けられた長さ８００ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ５ｍｍの発泡樹脂製の上部緩衝層１３０を下部緩衝層１２０の上面に貼り付けた。次いで、上部緩衝層１３０の上面に、両面テープ１０１を介して、厚さ２５μｍのポリイミドテープからなる下部絶縁層１４０を貼り付けた。下部絶縁層１４０の上面の幅方向（図１３の左右方向）の中央部に、第１圧電センサ１０Ａの第１外部導体１３Ａと第２圧電センサ１０Ｂの第２外部導体１３Ｂとを接触させた状態で、横に添わせた。次いで、第１圧電センサ１０Ａ、第２圧電センサ１０Ｂ、及び下部絶縁層１４０の上部に厚さ２５μｍのポリイミドテープからなる上部絶縁層１５０を貼り付けた。これにより、測定用装置１００が得られた。
【0246】
第１圧電センサ１０Ａをジャックコネクタ付きの２ｍの第１同軸ケーブル２０Ａに電気的に接続した。第２圧電センサ１０Ｂをジャックコネクタ付きの２ｍの第２同軸ケーブル２０Ｂに電気的に接続した。
【0247】
詳しくは、第１同軸ケーブル２０Ａのメス型コネクタの中心軸側と、第１圧電センサ１０Ａの第１内部導体１１Ａの後側（図１２参照）の端部とを半田付けし、第１同軸ケーブル２０Ａのメス型コネクタの外側のラインと、第１圧電センサ１０Ａの第１外部導体１３Ａの後側（図１２参照）の端部とを半田付けした。同様に、第２同軸ケーブルのメス型コネクタの中心軸側と、第２圧電センサ１０Ｂの第１内部導体１１Ａの後側（図１２参照）の端部とを半田付けし、第２同軸ケーブルのメス型コネクタの外側のラインと、第２圧電センサ１０Ｂの第２外部導体１３Ｂの後側（図１２参照）の端部とを半田付けした。
【0248】
次に、第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂの各々を、金属筐体（ＧＮＤ）に収容された計装アンプ３０に電気的に接続した。計装アンプ３０には、「ＩＮＡ１２８」（ＴＩ社製）を用いた。「ＩＮＡ１２８」は、図４において、抵抗器Ｒ２及び抵抗器Ｒ３は２５ｋΩ、抵抗器Ｒ４～Ｒ８は４０ｋΩである。抵抗器Ｒ１に５０ｋΩを接続して、増幅率２倍の回路とした。
【0249】
計装アンプ３０の第１差動入力端子ＶＩＮ
－に第１同軸ケーブル２０Ａの第１導線２１Ａを接続した。計装アンプ３０の第２差動入力端子ＶＩＮ
＋に第２同軸ケーブル２０Ｂの第２導線２１Ｂを接続した。計装アンプ３０の基準端子Ｖｒｅｆに、第１同軸ケーブル２０Ａの第１導体層２３Ａ、及び第２同軸ケーブル２０Ｂの第２導体層２３Ｂを、計装アンプ３０を収容する金属筐体（ＧＮＤ）に接続した。
【0250】
つまり、第１圧電センサ１０Ａの第１内部導体１１Ａを、計装アンプ３０の第１差動入力端子ＶＩＮ
－に電気的に接続した。第２圧電センサ１０Ｂの第２内部導体１１Ｂを、計装アンプ３０の第２差動入力端子ＶＩＮ
＋に電気的に接続した。第１圧電センサ１０Ａの第１外部導体１３Ａ、及び第２圧電センサ１０Ｂの第２外部導体１３Ｂを、計装アンプ３０の基準端子Ｖｒｅｆに電気的に接続した。
【0251】
次に、計装アンプ３０の出力端子ＶＯＵＴを電圧計に接続し、振動発生装置２００を用いて、測定用装置１００からの差動電圧を検知した。
【0252】
センサ感度及びノイズ測定は、回転モータ２１０の回転軸２１１を、真鍮製の円柱状回転子２２０の中心軸ＢＸからずらした位置に固定して、円柱状回転子２２０の偏心回転に起因する振動を測定用装置１００に与えることで測定を行った。
【0253】
具体的には、外径１５ｍｍ、長さ３１．２ｍｍの円柱状回転子２２０の中心軸ＢＸから４．５ｍｍずらした位置に穴あけ加工をし、この穴に回転モータ２１０（日本電産(株)製、「ＳＹＮＣＨＲＯＮＯＵＳ ＭＯＴＥＲ ＴＹＰＥ-Ｄ-５」）の回転軸２１１を差し込んで固定した。回転モータ２１０を固定用治具２３０にねじ止め固定した。
【0254】
固定用治具２３０は、コの字型で、厚さ１０ｍのアクリル製のアクリル板３枚で構成されている。７５ｍｍ×７５ｍｍのアクリル板２３１は固定用治具２３０の上下に配置し、縦に用いる７５ｍｍ×５５ｍｍのアクリル板２３２の中央部分をくり抜いて、回転モータ２１０を固定し、上下の２枚のアクリル板２３１の端とアクリル板２３２の端とを合わせてコの字型にねじ止め固定した。測定用装置１００の左右方向（図１２参照）のほぼ中央部付近の上部に円柱状回転子２２０の長手方向が第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂの各々と垂直になるように置き、固定用治具２３０の回転モータ２１０を固定した側のアクリル板２３１の下に測定用装置１００の第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂに沿うように載せ、下部のアクリル板２３２の回転モータ２１０を固定していない側の下側に足２３３をつけて、アクリル板２３１が下面と平行になるように高さ調節して固定した。さらに、固定用治具２３０の上側に金属重り２４０を載せて荷重を掛けて測定した。金属重り２４０は、外径１００ｍｍ、内径４０ｍｍ、厚さ１７ｍｍのドーナツ状で、重量は８６５ｇであった。
【0255】
セッティング終了後、商用電源が６０Ｈｚの地域のため、回転モータ２１０を回転させることで生じる１．２Ｈｚのブレ振動を測定用装置１００に伝えて、第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂの各々から得られる信号を計装アンプ３０に入力し、計装アンプ３０の出力をＮａｔｈｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製の「ＵＳＢ-６００１」を用いて電圧計測を行い、ＰＣ（Personal Computer）にデータを取り込み、電圧信号をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）解析し、周波数特性を評価した。
【0256】
ＦＦＴ解析は、ＬａｂＶｉｅｗのスペクトル計測構成ＥｘｐｒｅｓｓＶＩを用い、振幅計測、ハニング窓、サンプル数：３２７６８、レート：１ｋＨｚの条件で行った。実施例１のＦＦＴ解析した測定結果を図１６に示す。
【0257】
ノイズレベルの評価対象は、商用電源周波数（６０Ｈｚ）のハムノイズとした。６０Ｈｚの信号電圧レベルは、図１６に示すように、０．０２７Ｖであった。
【0258】
センサ感度の評価対象は、振動を加えた１．２Ｈｚ近傍のピークの電圧信号レベルとした。１．２Ｈｚ近傍のピークの電圧信号レベルは、図１６に示すように、０．０２１Ｖであった。
【0259】
［実施例２］
下部絶縁層１４０の上面の幅方向（図１３の左右方向）の中央部において、第１圧電センサ１０Ａの第１外部導体１３Ａと第２圧電センサ１０Ｂの第２外部導体１３Ｂとの間隔を２ｍｍ程度離して横に添わせた他は、実施例１と同様に測定用装置１００を作製した。
実施例１と同様にして、６０Ｈｚのハムノイズ及びセンサ感度を測定した。測定結果を表１に示す。
下部絶縁層１４０の上面の幅方向（図１３の左右方向）の中央部において、第１圧電センサ１０Ａの第１外部導体１３Ａと第２圧電センサ１０Ｂの第２外部導体１３Ｂとの間隔を２ｍｍ程度離して横に添わせた他は、実施例１と同様に測定用装置１００を作製した。
実施例１と同様にして、６０Ｈｚのハムノイズ及びセンサ感度を測定した。測定結果を表１に示す。
【0260】
［比較例１］
第１圧電センサ１０Ａの替りに実施例１の第２圧電センサ１０Ｂを用いた他は、実施例１と同様にして測定用装置１００を作製した。つまり、比較例１の測定用装置１００には、２本の第２圧電センサ１０Ｂが配置されている。
比較例１において、実施例１と同様にしてＦＦＴ解析した測定結果を図１７に示す。６０Ｈｚのハムノイズ及びセンサ感度の比較例１の測定結果を表１に示す。
第１圧電センサ１０Ａの替りに実施例１の第２圧電センサ１０Ｂを用いた他は、実施例１と同様にして測定用装置１００を作製した。つまり、比較例１の測定用装置１００には、２本の第２圧電センサ１０Ｂが配置されている。
比較例１において、実施例１と同様にしてＦＦＴ解析した測定結果を図１７に示す。６０Ｈｚのハムノイズ及びセンサ感度の比較例１の測定結果を表１に示す。
【0261】
［比較例２］
第２圧電センサ１０Ｂの第２内部導体１１Ｂを計装アンプ３０の第２差動入力端子ＶＩＮ ＋に電気的に接続しなかったことの他は、実施例１と同様に測定用装置１００を作製した。詳しくは、計装アンプ３０の第１差動入力端子ＶＩＮ －に第１圧電センサ１０Ａの第１内部導体１１Ａを電気的に接続し、計装アンプ３０の第２差動入力端子ＶＩＮ ＋に、計装アンプ３０を収容する金属筐体（ＧＮＤ）を接続した。
比較例２において、実施例１と同様にしてＦＦＴ解析した測定結果を図１８に示す。６０Ｈｚのハムノイズ及びセンサ感度の比較例２の測定結果を表１に示す。
第２圧電センサ１０Ｂの第２内部導体１１Ｂを計装アンプ３０の第２差動入力端子ＶＩＮ ＋に電気的に接続しなかったことの他は、実施例１と同様に測定用装置１００を作製した。詳しくは、計装アンプ３０の第１差動入力端子ＶＩＮ －に第１圧電センサ１０Ａの第１内部導体１１Ａを電気的に接続し、計装アンプ３０の第２差動入力端子ＶＩＮ ＋に、計装アンプ３０を収容する金属筐体（ＧＮＤ）を接続した。
比較例２において、実施例１と同様にしてＦＦＴ解析した測定結果を図１８に示す。６０Ｈｚのハムノイズ及びセンサ感度の比較例２の測定結果を表１に示す。
【0262】
［比較例３］
第２圧電センサ１０Ｂの構成を実施例１の第１圧電センサ１０Ａの構成に変更したこと、第１同軸ケーブル２０Ａの第１導線２１Ａを金属筐体（ＧＮＤ）に接続し、かつ第１同軸ケーブル２０Ａの第１導体層２３Ａを計装アンプ３０の第１差動入力端子ＶＩＮ －に接続したことの他は、実施例１と同様にして、６０Ｈｚのハムノイズ及びセンサ感度を測定した。測定結果を表１に示す。
比較例３では、第１圧電センサ１０Ａの第１内部導体１１Ａは金属筐体（ＧＮＤ）に電気的に接続され、第１圧電センサ１０Ａの第１外部導体１３Ａは計装アンプ３０の第１差動入力端子ＶＩＮ －に電気的に接続されている。
第２圧電センサ１０Ｂの構成を実施例１の第１圧電センサ１０Ａの構成に変更したこと、第１同軸ケーブル２０Ａの第１導線２１Ａを金属筐体（ＧＮＤ）に接続し、かつ第１同軸ケーブル２０Ａの第１導体層２３Ａを計装アンプ３０の第１差動入力端子ＶＩＮ －に接続したことの他は、実施例１と同様にして、６０Ｈｚのハムノイズ及びセンサ感度を測定した。測定結果を表１に示す。
比較例３では、第１圧電センサ１０Ａの第１内部導体１１Ａは金属筐体（ＧＮＤ）に電気的に接続され、第１圧電センサ１０Ａの第１外部導体１３Ａは計装アンプ３０の第１差動入力端子ＶＩＮ －に電気的に接続されている。
【0263】
[実施例３]
＜第１長尺状有機圧電体１２１の準備＞
第１長尺状有機圧電体１２１の有機圧電材料として、生糸シルクを準備した。生糸シルクは、光学活性ポリペプチドからなる長繊維である。生糸シルクは、２１デニールであった。生糸シルクの太さは０．０６ｍｍ～０．０４ｍｍであった。
＜第１長尺状有機圧電体１２１の準備＞
第１長尺状有機圧電体１２１の有機圧電材料として、生糸シルクを準備した。生糸シルクは、光学活性ポリペプチドからなる長繊維である。生糸シルクは、２１デニールであった。生糸シルクの太さは０．０６ｍｍ～０．０４ｍｍであった。
【0264】
生糸シルクが「圧電定数ｄ１４を有する」ものであるか否かを、リボン状の生糸シルク硬化物を用いて、上述した第１判定方法により判定したところ、生糸シルクは圧電定数ｄ１４を有することがわかった。
生糸シルク硬化物は、リボン状物であり、４本の生糸シルクにシアノアクリレート系接着剤（東亞合成株式会社製の「２０１」）を含侵させて、シアノアクリレート系接着剤を硬化して得られた。４本の生糸シルクは、生糸シルクの長さ方向に直交する方向において並列され、かつ隣接する生糸シルク同士が接触するように配置されている。
生糸シルク硬化物は、リボン状物であり、４本の生糸シルクにシアノアクリレート系接着剤（東亞合成株式会社製の「２０１」）を含侵させて、シアノアクリレート系接着剤を硬化して得られた。４本の生糸シルクは、生糸シルクの長さ方向に直交する方向において並列され、かつ隣接する生糸シルク同士が接触するように配置されている。
【0265】
（光学活性ポリペプチド繊維の配向度Ｆの測定）
広角Ｘ線回折装置（リガク社製の「ＲＩＮＴ２５５０」、付属装置：回転試料台、Ｘ線源：ＣｕＫα、出力：４０ｋＶ ３７０ｍＡ、検出器：シンチレーションカウンター）を用い、生糸シルク（光学活性ポリペプチド繊維）をホルダーに固定し、結晶面ピーク［２θ＝２０°］の方位角分布強度を測定した。
得られた方位角分布曲線（Ｘ線干渉図）において、ピークの半値幅（α）から、下記式（ａ）により、生糸シルク（光学活性ポリペプチド繊維）の配向度Ｆ（ｃ軸配向度）を算出した。
光学活性ポリペプチド繊維の配向度Ｆは、０．９１であった。
配向度（Ｆ）＝（１８０°－α）／１８０° … （ａ）
（αは配向由来のピークの半値幅）
広角Ｘ線回折装置（リガク社製の「ＲＩＮＴ２５５０」、付属装置：回転試料台、Ｘ線源：ＣｕＫα、出力：４０ｋＶ ３７０ｍＡ、検出器：シンチレーションカウンター）を用い、生糸シルク（光学活性ポリペプチド繊維）をホルダーに固定し、結晶面ピーク［２θ＝２０°］の方位角分布強度を測定した。
得られた方位角分布曲線（Ｘ線干渉図）において、ピークの半値幅（α）から、下記式（ａ）により、生糸シルク（光学活性ポリペプチド繊維）の配向度Ｆ（ｃ軸配向度）を算出した。
光学活性ポリペプチド繊維の配向度Ｆは、０．９１であった。
配向度（Ｆ）＝（１８０°－α）／１８０° … （ａ）
（αは配向由来のピークの半値幅）
【0266】
＜圧電基材の作製＞
第１内部導体１１Ａとして、株式会社明清産業製の錦糸線「Ｕ２４－０１－００」（線径０．２６ｍｍ、長さ２００ｍｍ）を準備した。
生糸シルク（第１長尺状有機圧電体１２１）を第１内部導体１１Ａの外周面上に、螺旋角度が約４５°となるように、左巻きで極力隙間なく、巻きつけた。これにより、第１内部導体１１Ａの外周面上に層（以下、「生糸シルク層」という。）を形成し、第１圧電体前駆体を得た。生糸シルク層は、第１内部導体１１Ａの外周面の全面を覆っていた。つまり、第１内部導体１１Ａの外周面は露出していなかった。
なお、「左巻き」とは、第１内部導体１１Ａ（錦糸線）の軸方向の一端から見たときに、内部導体の手前側から奥側に向かって生糸シルクが左巻きで巻回していることを示す。「螺旋角度」とは、第１内部導体１１Ａの軸方向に対する、生糸シルクの長さ方向とがなす角度を示す。
第１内部導体１１Ａとして、株式会社明清産業製の錦糸線「Ｕ２４－０１－００」（線径０．２６ｍｍ、長さ２００ｍｍ）を準備した。
生糸シルク（第１長尺状有機圧電体１２１）を第１内部導体１１Ａの外周面上に、螺旋角度が約４５°となるように、左巻きで極力隙間なく、巻きつけた。これにより、第１内部導体１１Ａの外周面上に層（以下、「生糸シルク層」という。）を形成し、第１圧電体前駆体を得た。生糸シルク層は、第１内部導体１１Ａの外周面の全面を覆っていた。つまり、第１内部導体１１Ａの外周面は露出していなかった。
なお、「左巻き」とは、第１内部導体１１Ａ（錦糸線）の軸方向の一端から見たときに、内部導体の手前側から奥側に向かって生糸シルクが左巻きで巻回していることを示す。「螺旋角度」とは、第１内部導体１１Ａの軸方向に対する、生糸シルクの長さ方向とがなす角度を示す。
【0267】
収束剤として、東亞合成株式会社製の「２０１」（シアノアクリレート系接着剤）を準備した。
第１圧電体前駆体の生糸シルク層の外周面上に収束剤（シアノアクリレート系接着剤）を滴下し、生糸シルクの内部に染み込ませた。その後、すぐにキムワイプで余剰分の収束剤を生糸シルクの外周面からふき取り、室温で放置し、収束剤を硬化させた。これにより、圧電糸層から第１圧電体１２Ａを形成した。
第１圧電体前駆体の生糸シルク層の外周面上に収束剤（シアノアクリレート系接着剤）を滴下し、生糸シルクの内部に染み込ませた。その後、すぐにキムワイプで余剰分の収束剤を生糸シルクの外周面からふき取り、室温で放置し、収束剤を硬化させた。これにより、圧電糸層から第１圧電体１２Ａを形成した。
【0268】
ジャックコネクタ付きの２ｍの第１同軸ケーブル２０Ａを準備した。この第１圧電体１２Ａの両端部の圧電層の一部を取り除いて第１内部導体１１Ａを露出させた。第１内部導体１１Ａが露出した状態にて、第１同軸ケーブル２０Ａのメス型コネクタの中心軸側と、２層圧電基材の第１内部導体１１Ａの後側（図１２参照）の端部とを半田付けして、２層圧電基材を得た。
第１外部導体１３Ａの長尺状導体として、平角断面の圧延銅箔リボンを準備した。圧延銅箔リボンの幅は、０．３ｍｍであった。圧延銅箔リボンの厚さは３０μｍであった。
この圧延銅箔リボンを、第１圧電体１２Ａの外周面上に、第１圧電体１２Ａが露出しないように隙間なく右巻きに巻回した。これにより、第１圧電体１２Ａの外周に配置された第１外部導体１３Ａを形成した。
第１同軸ケーブル２０Ａのメス型コネクタの外側のラインと、第１圧電センサ１０Ａの第１外部導体１３Ａの後側（図１２参照）の端部とを半田付けした。
以上のようにして、第１同軸ケーブル２０Ａと電気的に接続された、長さ１５０ｍｍの第１圧電センサ１０Ａを作製した。
第１外部導体１３Ａの長尺状導体として、平角断面の圧延銅箔リボンを準備した。圧延銅箔リボンの幅は、０．３ｍｍであった。圧延銅箔リボンの厚さは３０μｍであった。
この圧延銅箔リボンを、第１圧電体１２Ａの外周面上に、第１圧電体１２Ａが露出しないように隙間なく右巻きに巻回した。これにより、第１圧電体１２Ａの外周に配置された第１外部導体１３Ａを形成した。
第１同軸ケーブル２０Ａのメス型コネクタの外側のラインと、第１圧電センサ１０Ａの第１外部導体１３Ａの後側（図１２参照）の端部とを半田付けした。
以上のようにして、第１同軸ケーブル２０Ａと電気的に接続された、長さ１５０ｍｍの第１圧電センサ１０Ａを作製した。
【0269】
第１圧電センサ１０Ａと同様にして、第２同軸ケーブル２０Ｂと電気的に接続された、長さ１５０ｍｍの第２圧電センサ１０Ｂを作製した。第２圧電センサ１０Ｂでは、生糸シルクの巻方向は右巻き、圧延銅箔リボンの巻方向は左巻きである。
【0270】
長さ１５０ｍｍの第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂの各々を下部絶縁層１４０（図１３）の上面に載せて貼り付けたこと、下部絶縁層１４０の上面の幅方向（図１３の左右方向）の中央部において、第１圧電センサ１０Ａの第１外部導体１３Ａと第２圧電センサ１０Ｂの第２外部導体１３Ｂとの間隔を１ｍｍ程度離して横に添わせたことの他は、実施例１と同様に測定用装置１００を作製した。
第１同軸ケーブル２０Ａの第１導線２１Ａを、オペアンプを用いたバッファ回路、及び１０倍増幅回路をこの順で経由して、計装アンプ３０の第１差動入力端子ＶＩＮ －に接続したこと、第２同軸ケーブル２０Ｂの第２導線２１Ｂを、オペアンプを用いたバッファ回路、及び１０倍増幅回路をこの順で経由して、計装アンプ３０の第２差動入力端子ＶＩＮ ＋に接続したことの他は、実施例１と同様にして、６０Ｈｚのハムノイズ及びセンサ感度を測定した。測定結果を表２に示す。
第１同軸ケーブル２０Ａの第１導線２１Ａを、オペアンプを用いたバッファ回路、及び１０倍増幅回路をこの順で経由して、計装アンプ３０の第１差動入力端子ＶＩＮ －に接続したこと、第２同軸ケーブル２０Ｂの第２導線２１Ｂを、オペアンプを用いたバッファ回路、及び１０倍増幅回路をこの順で経由して、計装アンプ３０の第２差動入力端子ＶＩＮ ＋に接続したことの他は、実施例１と同様にして、６０Ｈｚのハムノイズ及びセンサ感度を測定した。測定結果を表２に示す。
【0271】
［比較例４］
実施例３の第１圧電センサ１０Ａを用いなかったこと（すなわち、第２圧電センサ１０Ｂを一本のみ用いたこと）、支持板１１０（図１３参照）と第１両面テープ１０１（図１３参照）との間に、固定のためにカプトンテープを貼り付けたことの他は、実施例３と同様にして測定用装置１００を作製した。
計装アンプ３０の第１差動入力端子ＶＩＮ －と、計装アンプ３０を収容する金属筐体（ＧＮＤ）とを電気的に接続した。
実施例３と同様にして、６０Ｈｚのハムノイズ及びセンサ感度を測定した。測定結果を表１に示す。
実施例３の第１圧電センサ１０Ａを用いなかったこと（すなわち、第２圧電センサ１０Ｂを一本のみ用いたこと）、支持板１１０（図１３参照）と第１両面テープ１０１（図１３参照）との間に、固定のためにカプトンテープを貼り付けたことの他は、実施例３と同様にして測定用装置１００を作製した。
計装アンプ３０の第１差動入力端子ＶＩＮ －と、計装アンプ３０を収容する金属筐体（ＧＮＤ）とを電気的に接続した。
実施例３と同様にして、６０Ｈｚのハムノイズ及びセンサ感度を測定した。測定結果を表１に示す。
【0272】
（実施例４）
シート状圧電体として、ＰＶＤＦの分極済みシートを約０．６ｍｍ幅にスリットしてテープ状に加工された、ＰＶＤＦテープを準備した。
ＰＶＤＦの分極済みシートは、株式会社和貴研究所製の「ピエゾフィルムシート」（厚み：５０μｍ）である。
シート状圧電体として、ＰＶＤＦの分極済みシートを約０．６ｍｍ幅にスリットしてテープ状に加工された、ＰＶＤＦテープを準備した。
ＰＶＤＦの分極済みシートは、株式会社和貴研究所製の「ピエゾフィルムシート」（厚み：５０μｍ）である。
【0273】
ＰＶＤＦテープが圧電定数ｄ３３及び圧電定数ｄ３１を有するものであるか否かを、上述した第２判定方法により判定したところ、ＰＶＤＦテープは圧電定数ｄ３３及び圧電定数ｄ３１を有することがわかった。
【0274】
第１内部導体１１Ａ、第１外部導体１３Ａ、第２内部導体１１Ｂ、及び第２外部導体１３Ｂとして、第１内部導体１１Ａ及び第２外部導体１３Ｂの長さを１５０ｍｍとしたことの他は、実施例１と同様の材料を準備した。
スリットリボンの替りにＰＶＤＦテープを用いたこと、及びＰＶＤＦテープの巻回方法が異なることの他は、実施例１と同様にして、長さ１５０ｍｍの第１圧電センサ１０Ａを作製した。第１圧電センサ１０Ａの作製方法と同様にして、長さ１５０ｍｍの第２圧電センサ１０Ｂを作製した。
ここで、第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂの各々に加圧した際に逆特性の電圧を発生させるように（すなわち、ＰＶＤＦテープを巻く際に、ＰＶＤＦテープの分極方向が逆面になるように）、圧電体Ｐ＋（第１圧電体１２Ａ）と圧電体Ｐ－（第１圧電体１２Ｂ）とを作製した。
具体的には、第１圧電センサ１０Ａに加圧した際にプラス電圧が発生する側が内側（第１内部導体１１Ａ側）となるように、ＰＶＤＦテープを第１内部導体１１Ａの外周面上に右巻き（Ｓ巻）して、圧電体Ｐ＋（第１圧電体１２Ａ）を形成した。第２圧電センサ１０Ｂに上記の加圧と同様の加圧した際にプラス電圧が発生する側が外側（第２内部導体１１Ｂ側とは反対側）となるように、右巻き（Ｓ巻）し、圧電体Ｐ－（第２圧電体１２Ｂ）を形成した。
実施例３と同様にして、６０Ｈｚのハムノイズ及びセンサ感度を測定した。測定結果を表２に示す。
スリットリボンの替りにＰＶＤＦテープを用いたこと、及びＰＶＤＦテープの巻回方法が異なることの他は、実施例１と同様にして、長さ１５０ｍｍの第１圧電センサ１０Ａを作製した。第１圧電センサ１０Ａの作製方法と同様にして、長さ１５０ｍｍの第２圧電センサ１０Ｂを作製した。
ここで、第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂの各々に加圧した際に逆特性の電圧を発生させるように（すなわち、ＰＶＤＦテープを巻く際に、ＰＶＤＦテープの分極方向が逆面になるように）、圧電体Ｐ＋（第１圧電体１２Ａ）と圧電体Ｐ－（第１圧電体１２Ｂ）とを作製した。
具体的には、第１圧電センサ１０Ａに加圧した際にプラス電圧が発生する側が内側（第１内部導体１１Ａ側）となるように、ＰＶＤＦテープを第１内部導体１１Ａの外周面上に右巻き（Ｓ巻）して、圧電体Ｐ＋（第１圧電体１２Ａ）を形成した。第２圧電センサ１０Ｂに上記の加圧と同様の加圧した際にプラス電圧が発生する側が外側（第２内部導体１１Ｂ側とは反対側）となるように、右巻き（Ｓ巻）し、圧電体Ｐ－（第２圧電体１２Ｂ）を形成した。
実施例３と同様にして、６０Ｈｚのハムノイズ及びセンサ感度を測定した。測定結果を表２に示す。
【0275】
［比較例５］
実施例４の第１圧電センサ１０Ａを用いなかったこと（すなわち、実施例４の第２圧電センサ１０Ｂのみを一本用いたこと）、支持板１１０（図１３参照）と第１両面テープ１０１（図１３参照）との間にカプトンテープで貼り付けたことの他は、実施例４と同様にして測定用装置１００を作製した。
計装アンプ３０の第１差動入力端子ＶＩＮ－と、計装アンプ３０を収容する金属筐体（ＧＮＤ）とを電気的に接続した。
実施例３と同様にして、６０Ｈｚのハムノイズ及びセンサ感度を測定した。測定結果を表２に示す
実施例４の第１圧電センサ１０Ａを用いなかったこと（すなわち、実施例４の第２圧電センサ１０Ｂのみを一本用いたこと）、支持板１１０（図１３参照）と第１両面テープ１０１（図１３参照）との間にカプトンテープで貼り付けたことの他は、実施例４と同様にして測定用装置１００を作製した。
計装アンプ３０の第１差動入力端子ＶＩＮ－と、計装アンプ３０を収容する金属筐体（ＧＮＤ）とを電気的に接続した。
実施例３と同様にして、６０Ｈｚのハムノイズ及びセンサ感度を測定した。測定結果を表２に示す
【0276】
【表1】
【0277】
【表2】
【0278】
実施例１、実施例２、比較例１～比較例３のセンサの長さは、表１に示すように８００ｍｍであった。実施例３、実施例４、比較例４及び比較例５のセンサの長さは、表２に示すように２００ｍｍであった。
【0279】
比較例１の圧電デバイスは、第１圧電センサ１０Ａと、第２圧電センサ１０Ｂと、計装アンプ３０とを備える。第１内部導体１１Ａは、計装アンプ３０の第１差動入力端子ＶＩＮ
－に電気的に接続されていた。第２内部導体１１Ｂは、計装アンプ３０の第２差動入力端子ＶＩＮ
＋に電気的に接続されていた。
しかしながら、第２電圧の正負は、第１電圧と同一である。そのため、表１に示すように、センサ感度が低かった。
以上から、比較例１の圧電デバイスは、外力を感度良く検出することができないことがわかった。
しかしながら、第２電圧の正負は、第１電圧と同一である。そのため、表１に示すように、センサ感度が低かった。
以上から、比較例１の圧電デバイスは、外力を感度良く検出することができないことがわかった。
【0280】
比較例２の圧電デバイスは、第１圧電センサ１０Ａと、第２圧電センサ１０Ｂと、計装アンプ３０とを備える。第２電圧の正負は、第１電圧と異なる。第１内部導体１１Ａは、計装アンプ３０の第１差動入力端子ＶＩＮ
－に電気的に接続されていた。
しかしながら、比較例２では、第２内部導体１１Ｂは、金属筐体（ＧＮＤ）に電気的に接続されていた。そのため、表１に示すように、センサ感度は低く、６０Ｈｚのハムノイズが非常に高かった。
以上から、比較例２の圧電デバイスは、外力を感度良く検出することができないことがわかった。
しかしながら、比較例２では、第２内部導体１１Ｂは、金属筐体（ＧＮＤ）に電気的に接続されていた。そのため、表１に示すように、センサ感度は低く、６０Ｈｚのハムノイズが非常に高かった。
以上から、比較例２の圧電デバイスは、外力を感度良く検出することができないことがわかった。
【0281】
比較例３の圧電デバイスは、第１圧電センサ１０Ａと、第２圧電センサ１０Ｂと、計装アンプ３０とを備える。第２電圧の正負は、第１電圧と異なる。第２内部導体１１Ｂは、計装アンプ３０の第２差動入力端子ＶＩＮ
＋に電気的に接続されていた。
しかしながら、比較例３では、第１内部導体１１Ａは、金属筐体（ＧＮＤ）に電気的に接続されていた。そのため、表１に示すように、６０Ｈｚのハムノイズが非常に高かった。
以上から、比較例３の圧電デバイスは、外力を感度良く検出することができないことがわかった。
しかしながら、比較例３では、第１内部導体１１Ａは、金属筐体（ＧＮＤ）に電気的に接続されていた。そのため、表１に示すように、６０Ｈｚのハムノイズが非常に高かった。
以上から、比較例３の圧電デバイスは、外力を感度良く検出することができないことがわかった。
【0282】
これに対し、実施例１及び実施例２の圧電デバイスは、第１圧電センサ１０Ａと、第２圧電センサ１０Ｂと、計装アンプ３０とを備える。第２電圧の正負は、第１電圧と異なる。第１内部導体１１Ａは、計装アンプ３０の第１差動入力端子ＶＩＮ
－に電気的に接続されていた。第２内部導体１１Ｂは、計装アンプ３０の第２差動入力端子ＶＩＮ
＋に電気的に接続されていた。
そのため、表１に示すように、６０Ｈｚのハムノイズのレベルは比較例２及び比較例３より低かった。つまり、実施例１及び実施例２の圧電デバイスが外来の電磁ノイズを低減できる効果を確認できた。
さらに、第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂの各々の出力電圧を差動増幅することで、外来の電磁ノイズは低減され、センサ感度は比較例１及び比較例２より高かった。つまり、実施例１及び実施例２の圧電デバイスは、高感度かつ低ノイズでの高ＳＮ比のセンシングが可能であることがわかった。
以上より、実施例１及び実施例２の圧電デバイスは、外力を感度良く検出することができることがわかった。
そのため、表１に示すように、６０Ｈｚのハムノイズのレベルは比較例２及び比較例３より低かった。つまり、実施例１及び実施例２の圧電デバイスが外来の電磁ノイズを低減できる効果を確認できた。
さらに、第１圧電センサ１０Ａ及び第２圧電センサ１０Ｂの各々の出力電圧を差動増幅することで、外来の電磁ノイズは低減され、センサ感度は比較例１及び比較例２より高かった。つまり、実施例１及び実施例２の圧電デバイスは、高感度かつ低ノイズでの高ＳＮ比のセンシングが可能であることがわかった。
以上より、実施例１及び実施例２の圧電デバイスは、外力を感度良く検出することができることがわかった。
【0283】
比較例４の圧電デバイスは、第２圧電センサ１０Ｂと、計装アンプ３０とを備える。第２内部導体１１Ｂは、計装アンプ３０の第２差動入力端子ＶＩＮ
＋に電気的に接続されていた。
しかしながら、比較例４では、圧電デバイスは、第１圧電センサ１０Ａを備えなかった。そのため、表２に示すように、センサ感度は低く、６０Ｈｚのハムノイズは高かった。
以上から、比較例４の圧電デバイスは、外力を感度良く検出することができないことがわかった。
しかしながら、比較例４では、圧電デバイスは、第１圧電センサ１０Ａを備えなかった。そのため、表２に示すように、センサ感度は低く、６０Ｈｚのハムノイズは高かった。
以上から、比較例４の圧電デバイスは、外力を感度良く検出することができないことがわかった。
【0284】
これに対し、実施例３の圧電デバイスは、第１圧電センサ１０Ａと、第２圧電センサ１０Ｂと、計装アンプ３０とを備える。第２電圧の正負は、第１電圧と異なる。第１内部導体１１Ａは、計装アンプ３０の第１差動入力端子ＶＩＮ
－に電気的に接続されていた。第２内部導体１１Ｂは、計装アンプ３０の第２差動入力端子ＶＩＮ
＋に電気的に接続されていた。
そのため、表２に示すように、６０Ｈｚのハムノイズのレベルは比較例４より低く、センサ感度は比較例４より高かった。
以上より、実施例３の圧電デバイスは、外力を感度良く検出することができることがわかった。
そのため、表２に示すように、６０Ｈｚのハムノイズのレベルは比較例４より低く、センサ感度は比較例４より高かった。
以上より、実施例３の圧電デバイスは、外力を感度良く検出することができることがわかった。
【0285】
比較例５の圧電デバイスは、第２圧電センサ１０Ｂと、計装アンプ３０とを備える。第２内部導体１１Ｂは、計装アンプ３０の第２差動入力端子ＶＩＮ
＋に電気的に接続されていた。
しかしながら、比較例５では、圧電デバイスは、第１圧電センサ１０Ａを備えなかった。そのため、表２に示すように、センサ感度は低く、６０Ｈｚのハムノイズは高かった。
以上から、比較例５の圧電デバイスは、外力を感度良く検出することができないことがわかった。
しかしながら、比較例５では、圧電デバイスは、第１圧電センサ１０Ａを備えなかった。そのため、表２に示すように、センサ感度は低く、６０Ｈｚのハムノイズは高かった。
以上から、比較例５の圧電デバイスは、外力を感度良く検出することができないことがわかった。
【0286】
これに対し実施例４の圧電デバイスは、第１圧電センサ１０Ａと、第２圧電センサ１０Ｂと、計装アンプ３０とを備える。第２電圧の正負は、第１電圧と異なる。第１内部導体１１Ａは、計装アンプ３０の第１差動入力端子ＶＩＮ
－に電気的に接続されていた。第２内部導体１１Ｂは、計装アンプ３０の第２差動入力端子ＶＩＮ
＋に電気的に接続されていた。
そのため、表２に示すように、６０Ｈｚのハムノイズのレベルは比較例５より低く、センサ感度は比較例５より高かった。
以上より、実施例４の圧電デバイスは、外力を感度良く検出することができることがわかった。
そのため、表２に示すように、６０Ｈｚのハムノイズのレベルは比較例５より低く、センサ感度は比較例５より高かった。
以上より、実施例４の圧電デバイスは、外力を感度良く検出することができることがわかった。
【0287】
２０２０年９月２５日に出願された日本国特許出願２０２０－１６１３５０の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
