JP2001306239A

JP2001306239A - 入力装置及びそれを用いた電子装置

Info

Publication number: JP2001306239A
Application number: JP2000123463A
Authority: JP
Inventors: Katsuji Komaki; 克次小牧; Tomoharu Nakahara; 智治中原; Hidekazu Araki; 秀和荒木
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2000-04-25
Filing date: 2000-04-25
Publication date: 2001-11-02
Anticipated expiration: 2020-04-25
Also published as: JP4196041B2

Abstract

(57)【要約】【課題】広範囲に高信頼性の押下位置と押下強度の検
出を同時に行える圧電フィルムを使用した、デジタル機
器への入力装置及びそれを用いた電子装置を提供する。【解決手段】お互いに異なった電極パターンを持つセ
ンサーユニットＡ１、Ａ２、Ａ３を積層したセンサー部
Ｂ１と、センサー部Ｂ１の出力信号を入力して位置信号
と強度信号とを出力する信号処理部Ｇと、信号処理部Ｇ
の出力信号を利用して動作する信号利用部Ｈとから構成
される。信号処理部Ｇは、センサ部Ｂ１を構成している
センサユニットＡ１〜Ａ３からの各出力を増幅するアン
プＣ１〜Ｃ３と、アンプＣ１〜Ｃ３の出力信号と入力有
り判定しきい値とを比較する比較器Ｄ１〜Ｄ３と、位置
信号を出力するデコーダＥと、強度信号を出力するアナ
ログ−デジタル変換器Ｆとから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ、携
帯電話、ゲーム機、電子楽器等のデジタル機器への入力
装置及びそれを用いた電子装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】特開平３３３９９０号に記載されている
従来例を図２１に示す。この従来例では、変形すると電
圧が発生する圧電フィルム３の上面および下面に導電層
２，４を設け、該各導電層表面の四囲の各辺部に辺部に
沿って延びる独立した電極６〜９等を設け、前記圧電フ
ィルムの下面に設けられた導電層の下部に弾性体層５を
設け、該弾性体層５の下部に支持板１０を設けた構成と
している。位置検出装置は、位置検出用部材の各辺部の
対をなす電極同士を電流検出回路を介して接続し、各電
流検出回路が検出した電流値を入力とする位置検出手段
を設けた構成としている

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来例で
は、各電極に接続された電流検出回路で検出された各電
流値をもとに位置検出をする方法であるので、圧電フィ
ルムの押下方法により検出位置の再現性が安定しない。
また、広い範囲での位置検出は感度が不足して信頼性が
低下することとなる。

【０００４】また、押下位置の検出に加えて、押下強度
の検出を同時に行うことはできない。

【０００５】本発明は、上記事由に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、広範囲に高信頼性の押下位置と押
下強度の検出を同時に行える圧電フィルムを使用した、
デジタル機器への入力装置及びそれを用いた電子装置を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、圧電
フィルムの上面と下面とに電極を配置して、前記電極の
うち少なくともいずれかがパターン化した電極である一
つのセンサーユニットを構成し、電極パターンの異なる
前記複数のセンサーユニットを積層し、前記積層したセ
ンサーユニットが押下された時、前記各センサーユニッ
トからの出力信号の組合せにより、前記圧電フィルム上
の押下位置に対応する信号を出力することを特徴とし、
この構成によれば広範囲に高信頼性の押下位置と押下強
度の検出を同時に行える圧電フィルムを使用した、デジ
タル機器への入力装置を提供することができる。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、積層した前記複数のセンサーユニットを押下した時
に、最も分割数の多い電極を配置した前記センサユニッ
ト上の前記電極を配置した各々の箇所と前記電極を配置
していない各々の箇所とに対応する前記信号の組合せを
出力するように前記各センサユニットの電極をパターン
化したことを特徴とし、圧電フィルムをｎ枚以上積層す
ることで、（２ⁿ−１）分割した位置検出をｎ個の信号
で行うことができ、配線及び電極配置を簡略化できる。

【０００８】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、複数箇所の位置を識別するために、２を正の整数で
累乗した数から１を引いた数が、識別する箇所の数より
大きいことを満たす前記正の整数をセンサーユニットの
数とし、前記センサーユニットの電極は２を前記センサ
ーユニットの数を最大とする正の整数で累乗した数に分
割され、前記電極の分割数は前記全てのセンサーユニッ
トにおいて異なることを特徴とし、圧電フィルムをｎ枚
以上積層することで、（２ⁿ−１）分割した位置検出を
ｎ個の信号で行うことができ、配線及び電極配置を簡略
化できる。

【０００９】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、複数箇所の位置を識別するために、２を正の整数で
累乗した数から１を引いた数が、識別する箇所の数より
大きいことを満たす前記正の整数の内最小の整数をセン
サーユニットの数とし、前記センサーユニットの電極は
２を前記センサーユニットの数を最大とする正の整数で
累乗した数に分割され、前記電極の分割数は前記全ての
センサーユニットにおいて異なることを特徴とし、圧電
フィルムをｎ枚積層することで、（２ⁿ−１）分割した
位置検出をｎ個の信号で行うことができ、配線及び電極
配置を簡略化できる。

【００１０】請求項５の発明は、請求項１の発明におい
て、各センサーユニットからの出力信号と予め設定され
た入力有り判定しきい値とを比較して、前記出力信号が
前記しきい値を超える時入力有りと判断し、前記出力信
号が前記しきい値を超えない時入力無しと判断して前記
比較結果を２値化する比較手段と、前記各センサーユニ
ットに対応した複数の前記比較手段の比較結果の内一つ
以上の比較結果が入力有りとなった時、入力有効と判定
する判定手段と、予め複数の前記比較手段からの２値化
した信号の組合せと圧電フィルム上の押下位置に対応す
る位置信号との関係を表した対応表を記憶した記憶手段
と、前記判定手段による判定結果が有効と判定された
時、前記複数の比較手段からの２値化した信号の組合せ
と前記記憶手段が記憶している前記対応表とを参照して
前記位置信号を求める検索手段とから構成されることを
特徴とし、センサーユニットからの出力信号を２値化し
て処理すること及び、あらかじめ前記２値化した信号の
組合せと前記位置信号との関係を記憶することで後段の
信号処理部の構成を簡略化することができる。

【００１１】請求項６の発明は、請求項５の発明におい
て、圧電フィルムは発泡ポリプロピレンからなり、前記
圧電フィルムよりなる各センサーユニットからの出力信
号の内一つの出力信号が予め設定した入力有り判定しき
い値を超えてから、前記出力信号が前記しきい値より下
がるまでの時間を計測し、前記時間を押下の強度とする
強度信号を出力することを特徴とし、アナログ−デジタ
ル変換部を設けることなく簡易な構成で押下の強度に応
じた出力を得ることができる。

【００１２】請求項７の発明は、請求項５の発明におい
て、圧電フィルムは発泡ポリプロピレンからなり、前記
圧電フィルムよりなる各センサーユニットからの出力信
号の内一つの出力信号が予め設定した入力有り判定しき
い値を超えてから、前記出力信号が前記しきい値より下
がるまでの間だけ、圧着フィルム上の押下位置に対応す
る位置信号を出力することを特徴とし、押下している間
だけ位置出力を得られるようにすることができる。

【００１３】請求項８の発明は、請求項１の発明におい
て、各センサーユニットからの出力信号のピーク値を多
値にデジタル化した値に変換して出力するアナログ−デ
ジタル変換部と、前記アナログ−デジタル変換部で多値
にデジタル化した出力と予め設定された入力有りを判定
するしきい値とを比較して、前記多値にデジタル化した
出力が前記しきい値を超える時入力有りと判定し、前記
多値にデジタル化した出力が前記しきい値を超えないと
き入力無しと判定する比較手段と、前記各センサーユニ
ットに対応した複数の前記比較手段の比較結果の内一つ
以上の比較結果が入力有りとなった時入力有効と判定す
る判定手段と、予め各センサーユニットからの出力信号
の組合せと圧電フィルム上の押下位置に対応する位置信
号との関係を表した対応表を記憶した記憶手段と、前記
判定手段による判定結果が入力有効となった時、前記各
センサーユニットからの出力信号の組合せと前記記憶手
段にて記憶している対応表とを参照して前記押下位置に
対応する位置信号を求める検索手段と、前記判定手段に
よる判定結果が入力有効となった時、前記各センサーユ
ニットからの出力信号のピーク値の内最大のピーク値を
押下の強度とする強度信号を出力する強度信号出力手段
とから構成されることを特徴とし、押下の強度に応じた
出力を得ることができ、またあらかじめ前記出力信号の
組合せと前記位置信号との関係を記憶することで後段の
信号処理部の構成を簡略化することができる。

【００１４】請求項９の発明は、請求項５又は８の発明
において、前記位置信号は、圧電フィルム上の押下位置
に割り当てる機能に対応するコードであることを特徴と
し、押下位置に応じた機能信号を出力することができ
る。

【００１５】請求項１０の発明は、請求項６又は８の発
明において、予め各出力信号に対して入力を受け付ける
ための出力強度しきい値を記憶させたしきい値表を設定
し、前記入力発生時、前記しきい値表より前記入力に対
応した出力強度しきい値と前記入力の強度信号とを比較
し、前記比較結果に応じて前記出力信号を出力するかど
うかを判定することを特徴とし、押下位置によって前記
しきい値を変えることで、押下位置によるセンサーの感
度を変えることができる。

【００１６】請求項１１の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記パターン化した電極の配置を一次元方向に並
べてセンサーユニットを構成し、前記一次元方向の電極
配置を持ち、前記センサーユニットと電極パターンが異
なるセンサーユニットを電極パターン方向を揃えて積層
したことを特徴とし、圧電フィルムをｎ枚積層すること
で、（２ⁿ−１）分割した位置検出をｎ個の信号で行う
ことができ、配線及び電極配置を簡略化できる。

【００１７】請求項１２の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記パターン化した電極の配置を一次元方向に並
べてセンサーユニットを構成し、前記一次元方向の電極
配置を持ち、前記センサーユニットと電極パターンが異
なるセンサーユニットを前記センサーユニットに対して
電極パターン方向を略９０度異なるように積層したこと
を特徴とし、圧電フィルムをｎ枚積層することで、（２
ⁿ−１）分割した位置検出をｎ個の信号で行うことがで
き、配線及び電極配置を簡略化できる。

【００１８】請求項１３の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記パターン化した電極の配置を同心円状に並べ
てセンサーユニットを構成し、前記同心円状の電極配置
を持ち、前記センサーユニットと電極パターンが異なる
センサーユニットを積層したことを特徴とし、押下した
位置の中心からの距離を検出することができる。

【００１９】請求項１４の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記パターン化した電極の配置を放射状に並べて
センサーユニットを構成し、前記放射状の電極配置を持
ち、前記センサーユニットと電極パターンが異なるセン
サーユニットを積層したことを特徴とし、押下した位置
の中心からの方向を検出することができる。

【００２０】請求項１５の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記パターン化した電極の配置を同心円状に並べ
て構成されたセンサーユニットと、前記パターン化した
電極の配置を放射状に並べて構成されたセンサーユニッ
トとを積層したことを特徴とし、押下した位置の中心か
らの極座標情報を検出することができる。

【００２１】請求項１６の発明は、請求項１の発明にお
いて、任意に前記パターン化した電極を任意に配置して
センサーユニットを構成し、前記任意の電極配置を持
ち、前記センサーユニットと電極パターンが異なるセン
サーユニットを積層したことを特徴とし、圧電フィルム
をｎ枚積層することで、（２ⁿ−１）分割した位置検出
をｎ個の信号で行うことができ、配線及び電極配置を簡
略化できる。

【００２２】請求項１７の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記パターン化した電極を配置して一つのセンサ
ーユニットを構成し、電極パターンの異なる前記複数の
センサーユニットを積層する時、前記各電極パターンの
境界が積層方向に重ならないように積層したことを特徴
とし、電極パターンの境界位置がずれた場合又は、電極
パターンの境界付近に圧力を加えて出力がずれて出た場
合でも誤差±１での検出ができる。

【００２３】請求項１８の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記パターン化した電極を配置して一つのセンサ
ーユニットを構成し、電極パターンの異なる前記複数の
センサーユニットを積層する時、最小幅の電極パターン
の次に前記最小幅の電極パターンを前記電極パターン幅
の１／２ずらして積層したことを特徴とし、細かい電極
パターンを生成することなく位置分解能を上げることが
できる。

【００２４】請求項１９の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記パターン化した電極を配置して一つのセンサ
ーユニットを構成し、電極パターンの異なる前記複数の
センサーユニットを積層し、前記積層されたセンサーユ
ニットを平板上に設置したことを特徴とし、平板上にセ
ンサーを設置して位置検出を行うことができる。

【００２５】請求項２０の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記パターン化した電極を配置して一つのセンサ
ーユニットを構成し、電極パターンの異なる前記複数の
センサーユニットを積層し、前記積層されたセンサーユ
ニットを曲面上に設置したことを特徴とし、曲面上にセ
ンサーを設置して位置検出を行うことができる。

【００２６】請求項２１の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記パターン化した電極を配置して一つのセンサ
ーユニットを構成し、電極パターンの異なる前記複数の
センサーユニットを積層し、前記積層されたセンサーユ
ニットを可とう性を持つ面上に設置したことを特徴と
し、可とう性を持つ面上にセンサーを設置して位置検出
を行うことができ、センサー自体も可とう性を持ってい
るので丸めたりしてコンパクトにできる。

【００２７】請求項２２の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記パターン化した電極を配置して一つのセンサ
ーユニットを構成し、電極パターンの異なる前記複数の
センサーユニットを積層し、前記積層されたセンサーユ
ニットの下に柔軟部材を介して支持材を設置したことを
特徴とし、押下時に柔軟な感触を得ることができる。

【００２８】請求項２３の発明は、請求項１の発明にお
いて、立体形状に成形した圧電フィルムに前記パターン
化した電極を配置して一つのセンサーユニットを構成
し、電極パターンの異なる前記複数のセンサーユニット
を積層したことを特徴とし、センサーを設置しにくい形
状の面でも１枚のセンサーで位置検出を行うことができ
る。

【００２９】請求項２４の発明は、請求項１〜２３のい
ずれかの入力装置を入力手段として用い、前記入力装置
からの入力に対応した出力を行うことを特徴とし、押下
位置や押下強度等の入力に対応した出力を行うことがで
きる。

【００３０】請求項２５の発明は、請求項２４の発明に
おいて、前記出力は、前記入力の押下強度の大きさによ
り選択される出力モードまたは可変される出力レベルで
あることを特徴とし、入力される押下強度の大きさによ
って、出力モードを選択したり出力レベルを可変でき
る。

【００３１】請求項２６の発明は、請求項２５の発明に
おいて、前記出力は、前記入力の押下強度の大きさによ
り現物感を持たせるよう選択される出力モードまたは可
変される出力レベルであり、前記出力により現物模擬動
作を行うことを特徴とし、電子装置に違和感の少ない反
応動作を行わせることがでできる。

【００３２】請求項２７の発明は、請求項２４乃至２６
いずれかの発明において、押下位置によって出力の異な
るセンサー部からなるパッドを入力手段として用い、前
記パッドからの押下位置と押下強度とに対応した信号を
入力して前記押下位置に応じた音色を前記押下強度に応
じた音量で出力する電子楽器であることを特徴とし、前
記パッドを押下する際の押下位置及び押下強度によって
電子楽器の音色及び音量を制御できる。

【００３３】請求項２８の発明は、請求項２４乃至２６
いずれかの発明において、押下位置によって出力の異な
るセンサー部からなるパッドを入力手段として用い、前
記パッドからの押下位置と押下強度とに対応した信号を
入力して前記押下位置に応じた音階を前記押下強度に応
じた音量で出力する電子楽器であることを特徴とし、前
記パッドを押下する際の押下位置及び押下強度によって
電子楽器の音階及び音量を制御できる。

【００３４】請求項２９の発明は、請求項２４乃至２６
いずれかの発明において、押下位置によって出力の異な
るセンサー部からなるパッドを入力手段として用い、前
記パッドからの押下位置と押下強度とに対応した信号を
入力して前記押下位置に応じた音色及び音階を前記押下
強度に応じた音量で出力する電子楽器であることを特徴
とし、前記パッドを押下する際の押下位置及び押下強度
によって電子楽器の音色、音階及び音量を制御できる。

【００３５】請求項３０の発明は、請求項２４の発明に
おいて、前記入力手段の押下位置に応じた反応動作を行
うぬいぐるみ又はロボットであることを特徴とし、前記
押下位置に応じて声、表情、動き等の反応動作を行うこ
とができる。

【００３６】請求項３１の発明は、請求項２４乃至２６
いずれかの発明において、前記入力手段の押下強度に応
じた反応動作を行うぬいぐるみ又はロボットであること
を特徴とし、前記押下強度に応じて声、表情、動き等の
反応動作を行うことができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００３８】（実施形態１）図1は実施形態１の構成図
を示し、お互いに異なった電極パターンを持つセンサー
ユニットＡ１、Ａ２，Ａ３を積層したセンサー部Ｂ１
と、センサー部Ｂ１の出力信号を入力して位置信号と強
度信号とを出力する信号処理部Ｇと、信号処理部Ｇの出
力信号を利用して動作する信号利用部Ｈとから構成され
る。

【００３９】まず、センサーユニットＡ１〜Ａ３及びセ
ンサー部Ｂ１の構成、動作を説明する。図２はセンサー
ユニットＡ２の断面図であり、センサーユニットＡ２
は、圧電フィルムＪ２を４分割し、交互に電極Ｉ２を配
置し、電極Ｉ２は上面と下面が同じ位置で対応したもの
から構成される。電極Ｉ２を配置した部分を押下すると
圧電フィルムＪ２は押下した力に応じた量のたわみが生
じる。この圧電フィルムＪ２のたわみにより押下箇所近
傍に分極が起こり、上下面の電極Ｉ２間にたわみ量に応
じた電圧が生じて、この電圧がセンサーユニットＡ２の
出力となる。電極Ｉ２を配置していない部分を押下して
も上下面の電極Ｉ２間には電圧は発生せず、センサーユ
ニットＡ２は出力しない。なお本実施形態１では、圧電
フィルムＪ２の上面と下面ともにパターン化した電極Ｉ
２を各々配置しているが、上面あるいは下面のいずれか
のみにパターン化した電極を配置しても同様の効果が得
られる。センサーユニットＡ１，Ａ３についてはセンサ
ーユニットＡ２と電極パターンが異なるだけで、電極パ
ターン以外の構成は図２と同様である。

【００４０】図３は図１におけるセンサー部Ｂ１の電極
パターン配置図を示し、１層目に設置するセンサユニッ
トＡ１は圧電フィルムＪ１を４：４に２分割し、一方の
分割部分に電極Ｉ１を設置した構成からなり、２層目に
積層するセンサユニットＡ２は圧電フィルムＪ２を２：
２：２：２に４分割して交互に電極Ｉ２を設置した構成
からなり、３層目に積層するセンサユニットＡ３は圧電
フィルムＪ３を１ずつ８分割して交互に電極Ｉ３を設置
した構成となっている。

【００４１】センサーユニットＡ１〜Ａ３を積層してセ
ンサー部Ｂ１を構成すると、センサーユニットＡ１〜Ａ
３の出力の組合せで構成されるセンサー部Ｂ１の出力信
号は押下位置に応じて図４の出力組合せ表に示すように
変化する。図４では位置「０」〜「７」の８分割された位置
の検出に対応しているが、位置「０」の分割位置を押下し
たときのセンサ部Ｂ１の出力信号と、どこも押下してい
ない時のセンサ部Ｂ１の出力信号とが同一となるため、
位置「０」は位置検出には使えず、本実施形態１では位置
「１」〜「７」の７箇所の押下位置が検出できる。例えば図
３において、星印の箇所を押下すると、センサーユニッ
トＡ１の出力は「０」、センサーユニットＡ２の出力は
「１」、センサーユニットＡ３の出力は「０」となり「２」の
位置が押下されたことが検出できる。

【００４２】このようにセンサーユニットの電極を１層
目は２分割、２層目は４分割、３層目は８分割というよ
うにｎ層目のセンサーユニットの電極を２ⁿに分割する
とｎ層のセンサーユニットで（２ⁿ−１）個に分割した
位置を検出でき、配線、電極配置を簡略化できる。

【００４３】例えば、７分割された位置の検出をしよう
とすると、通常であればセンサーを７分割して７個の位
置検出信号を使わなければならない。しかし、本実施形
態１のように電極パターンの異なる複数のセンサーユニ
ットを積層することで位置検出信号３個で７分割された
位置の検出を行うことができる。

【００４４】次に図１の信号処理部Ｇの構成、動作につ
いて説明する。信号処理部Ｇは、センサ部Ｂ１を構成し
ているセンサユニットＡ１〜Ａ３からの各出力を増幅す
るアンプＣ１〜Ｃ３と、アンプＣ１〜Ｃ３の出力信号と
入力有り判定しきい値とを比較する比較器Ｄ１〜Ｄ３
と、位置信号を出力するデコーダＥと、強度信号を出力
するアナログ−デジタル変換器Ｆとから構成される。

【００４５】アンプＣ１〜Ｃ３は、センサユニットＡ１
〜Ａ３からの各出力を増幅する。

【００４６】比較器Ｄ１〜Ｄ３は、アンプＣ１〜Ｃ３で
増幅された各信号と入力有り判定しきい値とを比較し
て、前記増幅された信号が前記しきい値より大きければ
センサー部Ｂ１の電極部分を押下したと判断し、小さけ
ればセンサー部Ｂ１の電極部分を押下していないと判断
して、比較結果を２値化する比較手段を構成する。

【００４７】デコーダＥは、比較器Ｄ１〜Ｄ３が出力し
た各比較結果の内一つ以上の比較結果がセンサー部Ｂ１
の電極部分を押下したと判断すると入力有効と判定し、
前記判定結果が入力有効と判定すると、比較器Ｄ１〜Ｄ
３からの２値化した信号の組合せに対応した位置信号を
検索して、前記位置信号を出力する。

【００４８】アナログ−デジタル変換器Ｆは、増幅器Ｃ
１〜Ｃ３で増幅されたセンサーユニットＡ１、Ａ２、Ａ
３からの各信号のピーク値を多値なデジタル値にアナロ
グ−デジタル変換し、前記多値なデジタル値に変換され
た各値のうち最大の値をセンサー部Ｂ１を押下した時の
押下強度として検出して、前記押下強度に応じた強度信
号を出力する。

【００４９】信号利用部Ｈは、信号処理部Ｇから出力さ
れる位置信号と強度信号とを入力して動作するパソコ
ン、携帯電話、ゲーム機、電子楽器などのデジタル機器
である。

【００５０】（実施形態２）実施形態２は、圧電フィル
ムの材質が発泡ポリプロピレンからなるものである。

【００５１】図５は圧電フィルムの材質が発泡ポリプロ
ピレンであるセンサーユニットとポリフッ化ビニリデン
（ＰＶＤＦ）からなるセンサーユニットとの押下後の出
力減衰特性を示している。圧電フィルムの材質がＰＶＤ
Ｆの場合の出力減衰特性は曲線Ｙ１で示され、押下した
瞬間のみ出力されるのに対し、圧電フィルムの材質が発
泡ポリプロピレンの場合の出力減衰特性は曲線Ｙ２で示
され、内部にバブルを有するために押下後も出力は押下
する力に応じてある程度持続する。

【００５２】したがって、圧電フィルムの材質が発泡ポ
リプロピレンであるセンサーユニットを用いる場合は、
センサーユニットからの出力が入力された時に、曲線Ｙ
２が入力有り判定しきい値Ｋを超えた時間ｔ１と、入力
有り判定しきい値Ｋを超えた後入力有り判定しきい値以
下になった時間ｔ２とを検出し、（ｔ２−ｔ１）を計測
して、その計測結果に応じて押下の強度信号を出力すれ
ば、実施形態１のようにアナログ−デジタル変換を用い
ずに簡単な構成で押下の強度信号を得ることができる。

【００５３】また、図５において、時間ｔ１〜ｔ２の間
だけ位置信号を出力するようにすれば、押下した時間に
対応した位置情報を得ることができる。

【００５４】（実施形態３）図６に示すように、各楽器
の押下範囲Ｌ１〜Ｌ４に４分割された押下場所により音
出力の異なるパッドを構成する場合を考えると、出力し
ようとする楽器の種類に応じて任意の形状に押下範囲Ｌ
１〜Ｌ４を設定し、出力する音量についても押下範囲Ｌ
１〜Ｌ４に応じて強度入力を設定しないといけない。

【００５５】本実施形態３では、図６に示す３枚のセン
サーユニットＡ４〜Ａ６の出力信号の組合せを、押下位
置Ｌ１〜Ｌ４に対応した楽器の種類に応じて図７に示す
ように設定し、センサーユニットＡ４〜Ａ６の出力有り
・無しを判定する入力有り判定しきい値を各楽器の押下
範囲Ｌ１〜Ｌ４に応じた値に設定することで上記仕様を
実現できる。図７に示すセンサーユニットＡ４〜Ａ６の
しきい値設定では、トライアングルの押下範囲Ｌ１では
入力有り判定しきい値を低く設定しているので弱い押下
力でも出力し、バスドラムの押下範囲Ｌ４では入力有り
判定しきい値を高く設定しているので強い押下力でない
と出力しない。

【００５６】このように、押下位置により入力有り判定
しきい値を設定することで、押下位置によるセンサーユ
ニットの感度を変えることができる。

【００５７】次に、図８のようなキーボードの場合は、
図９に示すセンサーユニットＡ７〜Ａ９の出力信号の組
合せのように、押下位置Ｌ５〜Ｌ１１に対応したセンサ
ーユニットＡ７〜Ａ９の出力信号の組合せと押下位置Ｌ
５〜Ｌ１１に対応した出力である音階とをあらかじめ記
憶装置に記憶させておけば、信号処理部を簡略化でき
る。

【００５８】また、図１０に示す押下力−音量の出力特
性のように押下力により音量を可変してやれば、電子楽
器としてリアルな操作感を持たせることができる。図１
０に示す設定では押下力が弱ければ小さな音量で出力
し、押下力が強ければ大きな音量で出力する。

【００５９】（実施形態４）実施形態４は、図１２に示
す６枚のセンサユニットＡ１０〜Ａ１５を積層して構成
される。１層目に設置するセンサユニットＡ１０は圧電
フィルムＪ１０を４：３に縦に２分割し、比率４の分割
部分に電極Ｉ１０を圧電フィルムＪ１０の上下面共に設
置した構成からなり、２層目に積層するセンサユニット
Ａ１１は圧電フィルムＪ１１を２：２：２：１に縦に４
分割して交互に電極Ｉ１１を圧電フィルムＪ１１の上下
面共に設置した構成からなり、３層目に積層するセンサ
ユニットＡ１２は圧電フィルムＪ１２を１ずつ縦に７分
割して交互に電極Ｉ１２を圧電フィルムＪ１２の上下面
共に設置した構成からなり、４層目に設置するセンサユ
ニットＡ１３は圧電フィルムＪ１３を４：３に横に２分
割し、比率４の分割部分に電極Ｉ１３を圧電フィルムＪ
１３の上下面共に設置した構成からなり、５層目に積層
するセンサユニットＡ１４は圧電フィルムＪ１４を２：
２：２：１に横に４分割して交互に電極Ｉ１４を圧電フ
ィルムＪ１４の上下面共に設置した構成からなり、６層
目に積層するセンサユニットＡ１５は圧電フィルムＪ１
５を１ずつ横に７分割して交互に電極Ｉ１５を圧電フィ
ルムＪ１５の上下面共に設置した構成からなっている。

【００６０】この構成によると、センサーユニットＡ１
０〜Ａ１５において電極を配置している箇所を押下した
時のみセンサーユニットＡ１０〜Ａ１５からの出力が発
生するので、６枚のセンサーユニットＡ１０〜Ａ１５か
らの出力の組合せを検出することで４９分割の位置検出
ができる。つまり、６個の検出信号で４９分割された位
置の検出を行うことができる。

【００６１】例えば、図１１に示すセンサーユニットＡ
１０〜Ａ１５を積層したセンサー部Ｂ３の星印の箇所に
圧力を加えると、センサーユニットＡ１０〜Ａ１２から
は各々「０，１，０」、センサーユニットＡ１３〜Ａ１５
からは各々「０，１，１」の出力が得られ、「横３、縦２」
の位置に圧力が加えられたことを検出できる。

【００６２】このようにセンサーユニットを何層かに積
層して、各センサーユニットからの出力の組合せを検出
することで、分割された検出位置の数よりも少ない検出
信号で分割された位置を検出することができる。

【００６３】（実施形態５）図１３、図１４は実施形態
５のセンサーユニットの電極配置パターンを示す。図１
３において、１層目に設置するセンサーユニットＡ１６
は、圧電フィルムＪ１６を同心円状に２分割し、その中
心Ｐ側に電極Ｉ１６を圧電フィルムＪ１６の上下面共に
設置した構成からなり、２層目に積層するセンサーユニ
ットＡ１７は、圧電フィルムＪ１７を同心円状に４分割
し、交互に電極Ｉ１７を圧電フィルムＪ１７の上下面共
に設置した構成からなり、３層目に積層するセンサーユ
ニットＡ１８は、圧電フィルムＪ１８を同心円状に８分
割し、交互に電極Ｉ１８を圧電フィルムＪ１８の上下面
共に設置した構成からなる。前記のように同心円状に電
極を配置したセンサーユニットＡ１６〜Ａ１８を積層す
ることで、圧力を加えた位置の同心円中心位置Ｐからの
距離情報を検出できる。

【００６４】次に図１４において、１層目に設置するセ
ンサーユニットＡ１９は、圧電フィルムＪ１９を放射状
に２分割し、その一方の側に電極Ｉ１９を圧電フィルム
Ｊ１９の上下面共に設置した構成からなり、２層目に積
層するセンサーユニットＡ２０は、圧電フィルムＪ２０
を放射状に４分割し、交互に電極Ｉ２０を圧電フィルム
Ｊ２０の上下面共に設置した構成からなり、３層目に積
層するセンサーユニットＡ２１は、圧電フィルムＪ２１
を放射状に８分割し、交互に電極Ｉ２１を圧電フィルム
Ｊ２１の上下面共に設置した構成からなる。前記のよう
に放射状に電極を配置したセンサーユニットＡ１９〜Ａ
２１を積層することで、圧力を加えた位置の中心Ｐから
の方向を検出できる。

【００６５】また、図１３のように同心円状に電極を配
置したセンサーユニットＡ１６〜Ａ１８と図１４のよう
に放射状に電極を配置したセンサーユニットＡ１９〜Ａ
２１とを積層して１個のセンサー部を構成することで、
圧力を加えた位置の中心Ｐからの極座標を検出できる。

【００６６】（実施形態６）図１５は、実施形態６にお
ける積層された３枚のセンサーユニットＡ２２〜Ａ２４
の電極Ｉ２２〜Ｉ２４の配置パターンを示す。積層する
順番は、１層目にセンサーユニットＡ２２、２層目にセ
ンサーユニットＡ２３、３層目にセンサーユニットＡ２
４が積層される。センサーユニットＡ２２〜Ａ２４の電
極Ｉ２２〜Ｉ２４の配置パターンは、上の層の電極の境
界線が下の層の電極の境界線と重ならないように配置
（交番２値化パターン）したもので、実施形態１と同様
にｎ枚のセンサーユニットを積層して、各センサーユニ
ットからの計６個の出力の組合せで（２ⁿ−１）の分解
能を得ることができる。

【００６７】図１６及び図１７は、前記実施形態１及び
本実施形態６において、電極の位置がずれた場合、ある
いは電極の境界付近に圧力を加えて出力がずれた場合
の、出力の変化について各々示している。図１６は実施
形態１の場合を示しており、実施形態１において電極Ｉ
１の位置がずれた場合、あるいは電極Ｉ１の境界付近に
圧力を加えて出力がずれた場合は、出力が３から７とな
り４ずれる。しかし図１７に示すように本実施形態６で
は、電極Ｉ２２の位置がずれた場合、あるいは電極Ｉ２
２の境界付近に圧力を加えて出力がずれた場合は、出力
は３から４となり１ずれるだけである。このように本実
施形態６では、電極Ｉ２２〜Ｉ２４の位置がずれた場合
や電極Ｉ２２〜Ｉ２４の境界付近に圧力を加えて出力が
ずれた場合などでも、出力は正しい値から±１しかずれ
ず、精度の良い位置検出を行うことができる。

【００６８】（実施形態７）実施形態７では、図１８に
示すように最小幅Ｎの電極Ｉ２５がパターン化されて配
置されるセンサーユニットＡ２５の下に、センサーユニ
ットＡ２５と同一の最小幅Ｎの電極Ｉ２６がパターン化
されて配置されるセンサーユニットＡ２６を電極Ｉ２５
のパターン境界位置と電極Ｉ２６のパターン境界位置と
をＮ／２ずらして積層させることにより、位置検出分解
能が２倍になり、幅がＮ／２の電極Ｉ２７がパターン化
されて配置されたセンサーユニットＡ２７と同等の位置
検出分解能を得ることができる。このように、実施形態
７では電極パターンを小さくすることなく、位置検出分
解能を上げることができる。

【００６９】（実施形態８）図１９は実施形態８を示
し、実施形態８は、センサーユニットを積層して構成さ
れているキーボードＲと、キーボードＲからの信号を入
力して、入力信号に応じた信号処理を行った信号を出力
する信号処理部Ｇと、信号処理部Ｇの出力信号を利用し
て動作する信号利用部Ｈとから構成される。

【００７０】キーボードＲは、操作する人間の手にフィ
ットするように曲面上にセンサーユニットを積層して構
成される。また、前記センサーユニットは可とう性を有
するので、丸めて小さくできる。

【００７１】このように、実施形態８では平板だけでな
く、曲面形状や可とう性のある面上にもセンサーユニッ
トを積層して位置検出を行うことができる。

【００７２】（実施形態９）図２０は実施形態９を示
し、ぬいぐるみＸは、頭部に電極を持ったセンサーユニ
ットＡ２８と、背中部に電極を持ったセンサーユニット
Ａ２９と、腹部に電極を持ったセンサーユニットＡ３０
とを積層して１枚のセンサー部Ｂ２を構成し、センサー
部Ｂ２は取り付け形状に応じて成形加工され、１枚のセ
ンサー部Ｂ２だけでぬいぐるみＸの全面を覆うことがで
き、センサーユニットＡ２８〜Ａ３０に対する押下力に
応じた声、表情、動き等の反応動作を行う。

【００７３】また、前記センサーユニットＡ２８〜Ａ３
０は、各々圧電フィルムＪ２８〜Ｊ３０の上面と下面と
にパターン化した電極Ｉ２８〜３０から構成されてお
り、センサーユニットＡ２８〜Ａ３０は積層され１枚の
センサー部Ｂ２を構成し、センサー部Ｂ２は柔軟部材Ｓ
を介して支持材Ｔに設置されるため、柔軟な感触が得ら
れる。

【００７４】通常ぬいぐるみやペットロボットの形状は
曲面や凹凸形状で構成されているため、センサーは取り
付けにくく、従来は複数のセンサーを設置していた。

【００７５】しかし、本実施形態９では、センサー部Ｂ
２をぬいぐるみＸに取り付けるのに適した形状に成形加
工し、１枚のセンサー部Ｂ２で各設置箇所全面を覆って
押下位置を検出でき、押下の強度によって声、表情、動
き等の反応動作の動作量を可変にできる。また、センサ
ー部Ｂ２からの入力有りを判定するための入力有り判定
しきい値を設置箇所に応じて設定することで、電極Ｉ２
８〜Ｉ３０の設置箇所に応じた各々のセンサー感度を設
定することができる。つまり、外部との接触の多い部分
は前記しきい値を高くして外乱に強くできる。

【００７６】また、本実施例９では、頭部センサー、背
中部センサー、腹部センサーを実施例として挙げている
が、任意の位置にセンサーを設置することにより、同様
の効果を得ることができる。

【００７７】

【発明の効果】請求項１の発明は、圧電フィルムの上面
と下面とに電極を配置して、前記電極のうち少なくとも
いずれかがパターン化した電極である一つのセンサーユ
ニットを構成し、電極パターンの異なる前記複数のセン
サーユニットを積層し、前記積層したセンサーユニット
が押下された時、前記各センサーユニットからの出力信
号の組合せにより、前記圧電フィルム上の押下位置に対
応する信号を出力することを特徴とし、この構成によれ
ば広範囲に高信頼性の押下位置と押下強度の検出を同時
に行える圧電フィルムを使用した、デジタル機器への入
力装置を提供することができるという効果がある。

【００７８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、積層した前記複数のセンサーユニットを押下した時
に、最も分割数の多い電極を配置した前記センサユニッ
ト上の前記電極を配置した各々の箇所と前記電極を配置
していない各々の箇所とに対応する前記信号の組合せを
出力するように前記各センサユニットの電極をパターン
化したことを特徴とし、圧電フィルムをｎ枚以上積層す
ることで、（２ⁿ−１）分割した位置検出をｎ個の信号
で行うことができ、配線及び電極配置を簡略化できると
いう効果がある。

【００７９】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、複数箇所の位置を識別するために、２を正の整数で
累乗した数から１を引いた数が、識別する箇所の数より
大きいことを満たす前記正の整数をセンサーユニットの
数とし、前記センサーユニットの電極は２を前記センサ
ーユニットの数を最大とする正の整数で累乗した数に分
割され、前記電極の分割数は前記全てのセンサーユニッ
トにおいて異なることを特徴とし、圧電フィルムをｎ枚
以上積層することで、（２ⁿ−１）分割した位置検出を
ｎ個の信号で行うことができ、配線及び電極配置を簡略
化できるという効果がある。

【００８０】請求項４の発明は、請求項３の発明におい
て、複数箇所の位置を識別するために、２を正の整数で
累乗した数から１を引いた数が、識別する箇所の数より
大きいことを満たす前記正の整数の内最小の整数をセン
サーユニットの数とし、前記センサーユニットの電極は
２を前記センサーユニットの数を最大とする正の整数で
累乗した数に分割され、前記電極の分割数は前記全ての
センサーユニットにおいて異なることを特徴とし、圧電
フィルムをｎ枚積層することで、（２ⁿ−１）分割した
位置検出をｎ個の信号で行うことができ、配線及び電極
配置を簡略化できるという効果がある。

【００８１】請求項５の発明は、請求項１の発明におい
て、各センサーユニットからの出力信号と予め設定され
た入力有り判定しきい値とを比較して、前記出力信号が
前記しきい値を超える時入力有りと判断し、前記出力信
号が前記しきい値を超えない時入力無しと判断して前記
比較結果を２値化する比較手段と、前記各センサーユニ
ットに対応した複数の前記比較手段の比較結果の内一つ
以上の比較結果が入力有りとなった時、入力有効と判定
する判定手段と、予め複数の前記比較手段からの２値化
した信号の組合せと圧電フィルム上の押下位置に対応す
る位置信号との関係を表した対応表を記憶した記憶手段
と、前記判定手段による判定結果が有効と判定された
時、前記複数の比較手段からの２値化した信号の組合せ
と前記記憶手段が記憶している前記対応表とを参照して
前記位置信号を求める検索手段とから構成されることを
特徴とし、センサーユニットからの出力信号を２値化し
て処理すること及び、あらかじめ前記２値化した信号の
組合せと前記位置信号との関係を記憶することで後段の
信号処理部の構成を簡略化することができるという効果
がある。

【００８２】請求項６の発明は、請求項５の発明におい
て、圧電フィルムは発泡ポリプロピレンからなり、前記
圧電フィルムよりなる各センサーユニットからの出力信
号の内一つの出力信号が予め設定した入力有り判定しき
い値を超えてから、前記出力信号が前記しきい値より下
がるまでの時間を計測し、前記時間を押下の強度とする
強度信号を出力することを特徴とし、アナログ−デジタ
ル変換部を設けることなく簡易な構成で押下の強度に応
じた出力を得ることができるという効果がある。

【００８３】請求項７の発明は、請求項５の発明におい
て、圧電フィルムは発泡ポリプロピレンからなり、前記
圧電フィルムよりなる各センサーユニットからの出力信
号の内一つの出力信号が予め設定した入力有り判定しき
い値を超えてから、前記出力信号が前記しきい値より下
がるまでの間だけ、圧着フィルム上の押下位置に対応す
る位置信号を出力することを特徴とし、押下している間
だけ位置出力を得られるようにすることができるという
効果がある。

【００８４】請求項８の発明は、請求項１の発明におい
て、各センサーユニットからの出力信号のピーク値を多
値にデジタル化した値に変換して出力するアナログ−デ
ジタル変換部と、前記アナログ−デジタル変換部で多値
にデジタル化した出力と予め設定された入力有りを判定
するしきい値とを比較して、前記多値にデジタル化した
出力が前記しきい値を超える時入力有りと判定し、前記
多値にデジタル化した出力が前記しきい値を超えないと
き入力無しと判定する比較手段と、前記各センサーユニ
ットに対応した複数の前記比較手段の比較結果の内一つ
以上の比較結果が入力有りとなった時入力有効と判定す
る判定手段と、予め各センサーユニットからの出力信号
の組合せと圧電フィルム上の押下位置に対応する位置信
号との関係を表した対応表を記憶した記憶手段と、前記
判定手段による判定結果が入力有効となった時、前記各
センサーユニットからの出力信号の組合せと前記記憶手
段にて記憶している対応表とを参照して前記押下位置に
対応する位置信号を求める検索手段と、前記判定手段に
よる判定結果が入力有効となった時、前記各センサーユ
ニットからの出力信号のピーク値の内最大のピーク値を
押下の強度とする強度信号を出力する強度信号出力手段
とから構成されることを特徴とし、押下の強度に応じた
出力を得ることができ、またあらかじめ前記出力信号の
組合せと前記位置信号との関係を記憶することで後段の
信号処理部の構成を簡略化することができるという効果
がある。

【００８５】請求項９の発明は、請求項５又は８の発明
において、前記位置信号は、圧電フィルム上の押下位置
に割り当てる機能に対応するコードであることを特徴と
し、押下位置に応じた機能信号を出力することができる
という効果がある。

【００８６】請求項１０の発明は、請求項６又は８の発
明において、予め各出力信号に対して入力を受け付ける
ための出力強度しきい値を記憶させたしきい値表を設定
し、前記入力発生時、前記しきい値表より前記入力に対
応した出力強度しきい値と前記入力の強度信号とを比較
し、前記比較結果に応じて前記出力信号を出力するかど
うかを判定することを特徴とし、押下位置によって前記
しきい値を変えることで、押下位置によるセンサーの感
度を変えることができるという効果がある。

【００８７】請求項１１の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記パターン化した電極の配置を一次元方向に並
べてセンサーユニットを構成し、前記一次元方向の電極
配置を持ち、前記センサーユニットと電極パターンが異
なるセンサーユニットを電極パターン方向を揃えて積層
したことを特徴とし、圧電フィルムをｎ枚積層すること
で、（２ⁿ−１）分割した位置検出をｎ個の信号で行う
ことができ、配線及び電極配置を簡略化できるという効
果がある。

【００８８】請求項１２の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記パターン化した電極の配置を一次元方向に並
べてセンサーユニットを構成し、前記一次元方向の電極
配置を持ち、前記センサーユニットと電極パターンが異
なるセンサーユニットを前記センサーユニットに対して
電極パターン方向を略９０度異なるように積層したこと
を特徴とし、圧電フィルムをｎ枚積層することで、（２
ⁿ−１）分割した位置検出をｎ個の信号で行うことがで
き、配線及び電極配置を簡略化できるという効果があ
る。

【００８９】請求項１３の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記パターン化した電極の配置を同心円状に並べ
てセンサーユニットを構成し、前記同心円状の電極配置
を持ち、前記センサーユニットと電極パターンが異なる
センサーユニットを積層したことを特徴とし、押下した
位置の中心からの距離を検出することができるという効
果がある。

【００９０】請求項１４の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記パターン化した電極の配置を放射状に並べて
センサーユニットを構成し、前記放射状の電極配置を持
ち、前記センサーユニットと電極パターンが異なるセン
サーユニットを積層したことを特徴とし、押下した位置
の中心からの方向を検出することができるという効果が
ある。

【００９１】請求項１５の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記パターン化した電極の配置を同心円状に並べ
て構成されたセンサーユニットと、前記パターン化した
電極の配置を放射状に並べて構成されたセンサーユニッ
トとを積層したことを特徴とし、押下した位置の中心か
らの極座標情報を検出することができるという効果があ
る。

【００９２】請求項１６の発明は、請求項１の発明にお
いて、任意に前記パターン化した電極を任意に配置して
センサーユニットを構成し、前記任意の電極配置を持
ち、前記センサーユニットと電極パターンが異なるセン
サーユニットを積層したことを特徴とし、圧電フィルム
をｎ枚積層することで、（２ⁿ−１）分割した位置検出
をｎ個の信号で行うことができ、配線及び電極配置を簡
略化できるという効果がある。

【００９３】請求項１７の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記パターン化した電極を配置して一つのセンサ
ーユニットを構成し、電極パターンの異なる前記複数の
センサーユニットを積層する時、前記各電極パターンの
境界が積層方向に重ならないように積層したことを特徴
とし、電極パターンの境界位置がずれた場合又は、電極
パターンの境界付近に圧力を加えて出力がずれて出た場
合でも誤差±１での検出ができるという効果がある。

【００９４】請求項１８の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記パターン化した電極を配置して一つのセンサ
ーユニットを構成し、電極パターンの異なる前記複数の
センサーユニットを積層する時、最小幅の電極パターン
の次に前記最小幅の電極パターンを前記電極パターン幅
の１／２ずらして積層したことを特徴とし、細かい電極
パターンを生成することなく位置分解能を上げることが
できるという効果がある。

【００９５】請求項１９の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記パターン化した電極を配置して一つのセンサ
ーユニットを構成し、電極パターンの異なる前記複数の
センサーユニットを積層し、前記積層されたセンサーユ
ニットを平板上に設置したことを特徴とし、平板上にセ
ンサーを設置して位置検出を行うことができるという効
果がある。

【００９６】請求項２０の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記パターン化した電極を配置して一つのセンサ
ーユニットを構成し、電極パターンの異なる前記複数の
センサーユニットを積層し、前記積層されたセンサーユ
ニットを曲面上に設置したことを特徴とし、曲面上にセ
ンサーを設置して位置検出を行うことができるという効
果がある。

【００９７】請求項２１の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記パターン化した電極を配置して一つのセンサ
ーユニットを構成し、電極パターンの異なる前記複数の
センサーユニットを積層し、前記積層されたセンサーユ
ニットを可とう性を持つ面上に設置したことを特徴と
し、可とう性を持つ面上にセンサーを設置して位置検出
を行うことができ、センサー自体も可とう性を持ってい
るので丸めたりしてコンパクトにできるという効果があ
る。

【００９８】請求項２２の発明は、請求項１の発明にお
いて、前記パターン化した電極を配置して一つのセンサ
ーユニットを構成し、電極パターンの異なる前記複数の
センサーユニットを積層し、前記積層されたセンサーユ
ニットの下に柔軟部材を介して支持材を設置したことを
特徴とし、押下時に柔軟な感触を得ることができるとい
う効果がある。

【００９９】請求項２３の発明は、請求項１の発明にお
いて、立体形状に成形した圧電フィルムに前記パターン
化した電極を配置して一つのセンサーユニットを構成
し、電極パターンの異なる前記複数のセンサーユニット
を積層したことを特徴とし、センサーを設置しにくい形
状の面でも１枚のセンサーで位置検出を行うことができ
るという効果がある。

【０１００】請求項２４の発明は、請求項１〜２３のい
ずれかの入力装置を入力手段として用い、前記入力装置
からの入力に対応した出力を行うことを特徴とし、押下
位置や押下強度等の入力に対応した出力を行うことがで
きるという効果がある。

【０１０１】請求項２５の発明は、請求項２４の発明に
おいて、前記出力は、前記入力の押下強度の大きさによ
り選択される出力モードまたは可変される出力レベルで
あることを特徴とし、入力される押下強度の大きさによ
って、出力モードを選択したり出力レベルを可変できる
という効果がある。

【０１０２】請求項２６の発明は、請求項２５の発明に
おいて、前記出力は、前記入力の押下強度の大きさによ
り現物感を持たせるよう選択される出力モードまたは可
変される出力レベルであり、前記出力により現物模擬動
作を行うことを特徴とし、電子装置に違和感の少ない反
応動作を行わせることがでできるという効果がある。

【０１０３】請求項２７の発明は、請求項２４乃至２６
いずれかの発明において、押下位置によって出力の異な
るセンサー部からなるパッドを入力手段として用い、前
記パッドからの押下位置と押下強度とに対応した信号を
入力して前記押下位置に応じた音色を前記押下強度に応
じた音量で出力する電子楽器であることを特徴とし、前
記パッドを押下する際の押下位置及び押下強度によって
電子楽器の音色及び音量を制御できるという効果があ
る。

【０１０４】請求項２８の発明は、請求項２４乃至２６
いずれかの発明において、押下位置によって出力の異な
るセンサー部からなるパッドを入力手段として用い、前
記パッドからの押下位置と押下強度とに対応した信号を
入力して前記押下位置に応じた音階を前記押下強度に応
じた音量で出力する電子楽器であることを特徴とし、前
記パッドを押下する際の押下位置及び押下強度によって
電子楽器の音階及び音量を制御できるという効果があ
る。

【０１０５】請求項２９の発明は、請求項２４乃至２６
いずれかの発明において、押下位置によって出力の異な
るセンサー部からなるパッドを入力手段として用い、前
記パッドからの押下位置と押下強度とに対応した信号を
入力して前記押下位置に応じた音色及び音階を前記押下
強度に応じた音量で出力する電子楽器であることを特徴
とし、前記パッドを押下する際の押下位置及び押下強度
によって電子楽器の音色、音階及び音量を制御できると
いう効果がある。

【０１０６】請求項３０の発明は、請求項２４の発明に
おいて、前記入力手段の押下位置に応じた反応動作を行
うぬいぐるみ又はロボットであることを特徴とし、前記
押下位置に応じて声、表情、動き等の反応動作を行うこ
とができるという効果がある。

【０１０７】請求項３１の発明は、請求項２４乃至２６
いずれかの発明において、前記入力手段の押下強度に応
じた反応動作を行うぬいぐるみ又はロボットであること
を特徴とし、前記押下強度に応じて声、表情、動き等の
反応動作を行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１を示す構成図である。

【図２】本発明の実施形態１のセンサーユニットの詳細
を示す断面図である。

【図３】本発明の実施形態１のセンサー部を示す電極パ
ターン配置図である。

【図４】本発明の実施形態１のセンサー出力信号の組合
せを示す図である。

【図５】本発明の実施形態２の圧電素子の出力減衰特性
を示す図である。

【図６】本発明の実施形態３のセンサー部詳細を示す構
成図である。

【図７】本発明の実施形態３のセンサー出力信号の組合
せを示す図である。

【図８】本発明の実施形態３のセンサー部詳細を示す構
成図である。

【図９】本発明の実施形態３のセンサー出力信号の組合
せを示す図である。

【図１０】本発明の実施形態３の押下力−音量出力特性
の例を示す図である。

【図１１】本発明の実施形態４のセンサー部を示す構成
図である。

【図１２】本発明の実施形態４のセンサー部を示す電極
配置パターン図である。

【図１３】本発明の実施形態５のセンサー部を示す電極
配置パターン図である。

【図１４】本発明の実施形態５のセンサー部を示す電極
配置パターン図である。

【図１５】本発明の実施形態６のセンサー部を示す電極
配置パターン図である。

【図１６】本発明の実施形態１における出力ずれを示す
出力信号図である。

【図１７】本発明の実施形態６における出力ずれを示す
出力信号図である。

【図１８】本発明の実施形態７のセンサー部を示す電極
配置パターン図である。

【図１９】本発明の実施形態８を示す構成図である。

【図２０】本発明の実施形態９を示す構成図である。

【図２１】従来例の位置検出用部材を示す断面図であ
る。

【符号の説明】Ａ１センサーユニットＡ２センサーユニットＡ３センサーユニットＢ１センサー部Ｃ１アンプＣ２アンプＣ３アンプＤ１比較器Ｄ２比較器Ｄ３比較器ＥデコーダＦアナログ−デジタル変換器Ｇ信号処理部Ｈ信号利用部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者荒木秀和大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 2C150 BA07 BC06 CA01 CA02 FA42 5B068 AA04 AA11 BC11 BD13 5D378 GG17 HB38 KK19 KK50 SD06 SD18 SE02 SF06 SF09 UU03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電フィルムの上面と下面とに電極を配
置して、前記電極のうち少なくともいずれかがパターン
化した電極である一つのセンサーユニットを構成し、電
極パターンの異なる前記複数のセンサーユニットを積層
し、前記積層したセンサーユニットが押下された時、前
記各センサーユニットからの出力信号の組合せにより、
前記圧電フィルム上の押下位置に対応する信号を出力す
ることを特徴とする入力装置。
【請求項２】積層した前記複数のセンサーユニットを
押下した時に、最も分割数の多い電極を配置した前記セ
ンサユニット上の前記電極を配置した各々の箇所と前記
電極を配置していない各々の箇所とに対応する前記信号
の組合せを出力するように前記各センサユニットの電極
をパターン化したことを特徴とする請求項１記載の入力
装置。
【請求項３】複数箇所の位置を識別するために、２を
正の整数で累乗した数から１を引いた数が、識別する箇
所の数より大きいことを満たす前記正の整数をセンサー
ユニットの数とし、前記センサーユニットの電極は２を
前記センサーユニットの数を最大とする正の整数で累乗
した数に分割され、前記電極の分割数は前記全てのセン
サーユニットにおいて異なることを特徴とする請求項２
記載の入力装置。
【請求項４】複数箇所の位置を識別するために、２を
正の整数で累乗した数から１を引いた数が、識別する箇
所の数より大きいことを満たす前記正の整数の内最小の
整数をセンサーユニットの数とし、前記センサーユニッ
トの電極は２を前記センサーユニットの数を最大とする
正の整数で累乗した数に分割され、前記電極の分割数は
前記全てのセンサーユニットにおいて異なることを特徴
とする請求項３記載の入力装置。
【請求項５】各センサーユニットからの出力信号と予
め設定された入力有り判定しきい値とを比較して、前記
出力信号が前記しきい値を超える時入力有りと判断し、
前記出力信号が前記しきい値を超えない時入力無しと判
断して前記比較結果を２値化する比較手段と、前記各セ
ンサーユニットに対応した複数の前記比較手段の比較結
果の内一つ以上の比較結果が入力有りとなった時、入力
有効と判定する判定手段と、予め複数の前記比較手段か
らの２値化した信号の組合せと圧電フィルム上の押下位
置に対応する位置信号との関係を表した対応表を記憶し
た記憶手段と、前記判定手段による判定結果が有効と判
定された時、前記複数の比較手段からの２値化した信号
の組合せと前記記憶手段が記憶している前記対応表とを
参照して前記位置信号を求める検索手段とから構成され
ることを特徴とする請求項１記載の入力装置。
【請求項６】圧電フィルムは発泡ポリプロピレンから
なり、前記圧電フィルムよりなる各センサーユニットか
らの出力信号の内一つの出力信号が予め設定した入力有
り判定しきい値を超えてから、前記出力信号が前記しき
い値より下がるまでの時間を計測し、前記時間を押下の
強度とする強度信号を出力することを特徴とする請求項
５記載の入力装置。
【請求項７】圧電フィルムは発泡ポリプロピレンから
なり、前記圧電フィルムよりなる各センサーユニットか
らの出力信号の内一つの出力信号が予め設定した入力有
り判定しきい値を超えてから、前記出力信号が前記しき
い値より下がるまでの間だけ、圧着フィルム上の押下位
置に対応する位置信号を出力することを特徴とする請求
項５記載の入力装置。
【請求項８】各センサーユニットからの出力信号のピ
ーク値を多値にデジタル化した値に変換して出力するア
ナログ−デジタル変換部と、前記アナログ−デジタル変
換部で多値にデジタル化した出力と予め設定された入力
有りを判定するしきい値とを比較して、前記多値にデジ
タル化した出力が前記しきい値を超える時入力有りと判
定し、前記多値にデジタル化した出力が前記しきい値を
超えないとき入力無しと判定する比較手段と、前記各セ
ンサーユニットに対応した複数の前記比較手段の比較結
果の内一つ以上の比較結果が入力有りとなった時入力有
効と判定する判定手段と、予め各センサーユニットから
の出力信号の組合せと圧電フィルム上の押下位置に対応
する位置信号との関係を表した対応表を記憶した記憶手
段と、前記判定手段による判定結果が入力有効となった
時、前記各センサーユニットからの出力信号の組合せと
前記記憶手段にて記憶している対応表とを参照して前記
押下位置に対応する位置信号を求める検索手段と、前記
判定手段による判定結果が入力有効となった時、前記各
センサーユニットからの出力信号のピーク値の内最大の
ピーク値を押下の強度とする強度信号を出力する強度信
号出力手段とから構成されることを特徴とする請求項１
記載の入力装置。
【請求項９】前記位置信号は、圧電フィルム上の押下
位置に割り当てる機能に対応するコードであることを特
徴とする請求項５又は８記載の入力装置。
【請求項１０】予め各出力信号に対して入力を受け付
けるための出力強度しきい値を記憶させたしきい値表を
設定し、前記入力発生時、前記しきい値表より前記入力
に対応した出力強度しきい値と前記入力の強度信号とを
比較し、前記比較結果に応じて前記出力信号を出力する
かどうかを判定することを特徴とする請求項６又は８記
載の入力装置。
【請求項１１】前記パターン化した電極の配置を一次
元方向に並べてセンサーユニットを構成し、前記一次元
方向の電極配置を持ち、前記センサーユニットと電極パ
ターンが異なるセンサーユニットを電極パターン方向を
揃えて積層したことを特徴とする請求項１記載の入力装
置。
【請求項１２】前記パターン化した電極の配置を一次
元方向に並べてセンサーユニットを構成し、前記一次元
方向の電極配置を持ち、前記センサーユニットと電極パ
ターンが異なるセンサーユニットを前記センサーユニッ
トに対して電極パターン方向を略９０度異なるように積
層したことを特徴とする請求項１記載の入力装置。
【請求項１３】前記パターン化した電極の配置を同心
円状に並べてセンサーユニットを構成し、前記同心円状
の電極配置を持ち、前記センサーユニットと電極パター
ンが異なるセンサーユニットを積層したことを特徴とす
る請求項１記載の入力装置。
【請求項１４】前記パターン化した電極の配置を放射
状に並べてセンサーユニットを構成し、前記放射状の電
極配置を持ち、前記センサーユニットと電極パターンが
異なるセンサーユニットを積層したことを特徴とする請
求項１記載の入力装置。
【請求項１５】前記パターン化した電極の配置を同心
円状に並べて構成されたセンサーユニットと、前記パタ
ーン化した電極の配置を放射状に並べて構成されたセン
サーユニットとを積層したことを特徴とする請求項１記
載の入力装置。
【請求項１６】任意に前記パターン化した電極を任意
に配置してセンサーユニットを構成し、前記任意の電極
配置を持ち、前記センサーユニットと電極パターンが異
なるセンサーユニットを積層したことを特徴とする請求
項１記載の入力装置。
【請求項１７】前記パターン化した電極を配置して一
つのセンサーユニットを構成し、電極パターンの異なる
前記複数のセンサーユニットを積層する時、前記各電極
パターンの境界が積層方向に重ならないように積層した
ことを特徴とする請求項１記載の入力装置。
【請求項１８】前記パターン化した電極を配置して一
つのセンサーユニットを構成し、電極パターンの異なる
前記複数のセンサーユニットを積層する時、最小幅の電
極パターンの次に前記最小幅の電極パターンを前記電極
パターン幅の１／２ずらして積層したことを特徴とする
請求項１記載の入力装置。
【請求項１９】前記パターン化した電極を配置して一
つのセンサーユニットを構成し、電極パターンの異なる
前記複数のセンサーユニットを積層し、前記積層された
センサーユニットを平板上に設置したことを特徴とする
請求項１記載の入力装置。
【請求項２０】前記パターン化した電極を配置して一
つのセンサーユニットを構成し、電極パターンの異なる
前記複数のセンサーユニットを積層し、前記積層された
センサーユニットを曲面上に設置したことを特徴とする
請求項１記載の入力装置。
【請求項２１】前記パターン化した電極を配置して一
つのセンサーユニットを構成し、電極パターンの異なる
前記複数のセンサーユニットを積層し、前記積層された
センサーユニットを可とう性を持つ面上に設置したこと
を特徴とする請求項１記載の入力装置。
【請求項２２】前記パターン化した電極を配置して一
つのセンサーユニットを構成し、電極パターンの異なる
前記複数のセンサーユニットを積層し、前記積層された
センサーユニットの下に柔軟部材を介して支持材を設置
したことを特徴とする請求項１記載の入力装置。
【請求項２３】立体形状に成形した圧電フィルムに前
記パターン化した電極を配置して一つのセンサーユニッ
トを構成し、電極パターンの異なる前記複数のセンサー
ユニットを積層したことを特徴とする請求項１記載の入
力装置。
【請求項２４】請求項１〜２３のいずれかの入力装置
を入力手段として用い、前記入力装置からの入力に対応
した出力を行うことを特徴とする電子装置。
【請求項２５】前記出力は、前記入力の押下強度の大
きさにより選択される出力モードまたは可変される出力
レベルであることを特徴とする請求項２４記載の電子装
置。
【請求項２６】前記出力は、前記入力の押下強度の大
きさにより現物感を持たせるよう選択される出力モード
または可変される出力レベルであり、前記出力により現
物模擬動作を行うことを特徴とする請求項２５記載の電
子装置。
【請求項２７】押下位置によって出力の異なるセンサ
ー部からなるパッドを入力手段として用い、前記パッド
からの押下位置と押下強度とに対応した信号を入力して
前記押下位置に応じた音色を前記押下強度に応じた音量
で出力する電子楽器であることを特徴とする請求項２４
乃至２６いずれか記載の電子装置。
【請求項２８】押下位置によって出力の異なるセンサ
ー部からなるパッドを入力手段として用い、前記パッド
からの押下位置と押下強度とに対応した信号を入力して
前記押下位置に応じた音階を前記押下強度に応じた音量
で出力する電子楽器であることを特徴とする請求項２４
乃至２６いずれか記載の電子装置。
【請求項２９】押下位置によって出力の異なるセンサ
ー部からなるパッドを入力手段として用い、前記パッド
からの押下位置と押下強度とに対応した信号を入力して
前記押下位置に応じた音色及び音階を前記押下強度に応
じた音量で出力する電子楽器であることを特徴とする請
求項２４乃至２６いずれか記載の電子装置。
【請求項３０】前記入力手段の押下位置に応じた反応
動作を行うぬいぐるみ又はロボットであることを特徴と
する請求項２４記載の電子装置。
【請求項３１】前記入力手段の押下強度に応じた反応
動作を行うぬいぐるみ又はロボットであることを特徴と
する請求項２４乃至２６いずれか記載の電子装置。