JP4341844B2 - 押圧位置検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、一次元での押圧位置を検出する押圧位置検出装置に関する。

１次元の或る方向において、押圧を行った押圧位置を検出するための装置として、例えば、基台の長手方向の溝の上に長手状の抵抗体を形成すると共に、この溝の上方を可撓性のあるシートで覆い、このシートの裏面に抵抗体に対向するように導体を形成し、更に、この抵抗体の一端に固定電圧を供給すると共に他端を接地したものが提案されていた（例えば、特許文献１参照）。この押圧位置検出装置によれば、シートを押すとその位置で抵抗体と導体が接触するので、長手方向に押圧位置を変化させるとこれに応じた電圧出力が得ることができるため、導体の出力電圧に基づいて押圧位置を検出することができる。ところで、このような押圧位置検出装置を、例えば、電子楽器等の音高指定操作装置として応用する場合、指の第１関節程度まで押圧位置検出装置に触れることになるため、抵抗体の幅がある程度広い方が使い易い。抵抗体の幅（奥行き方向）を長くすると、抵抗体の等価回路は、図８に示すように抵抗が格子状に分布したようになる。図８の例では、最も右側の抵抗が接地されていると共に、最も左側の抵抗には基準電圧Ｖｒを供給して、抵抗体の両端に電圧を供給しており、各抵抗回路の対称性から、各交点において図面左右方向（押圧位置検出方向）における押圧位置に応じた均等な電圧が出現されるはずである。図８に示すように導体の１点（ＰＡ）を押圧した場合、この押圧点に対応する電圧は図面左右方向の位置に応じたものでこれが導体から取り出せる。

特開昭５２−１０４２２１号公報（第１−３頁、第３図）

しかしながら、図９に示すように２点（ＰＢ、ＰＣ）を押圧した場合には、この２点間は導体によって短絡されてしまい、図面左右方向における位置に応じた電圧を導体から取り出すことができなくなってしまう。つまり、各抵抗回路の対称性が崩れ、もはや、各交点において図面左右方向における押圧位置に応じた均等な電圧が出現されなくなってしまうという問題があった。

本発明は、かかる従来の課題を解決するためになされたもので、２点が押圧されても押圧位置の位置情報が得られるようにした押圧位置検出装置を提供することを目的とする。また、本発明は、このような押圧位置検出装置において、製造容易且つ検査容易としたものを提供することを他の目的とする。

本願発明者等は、図９にて説明した不具合を解消するため、鋭意研究を重ねた結果、図８や図９において縦方向（図面上下方向）となっている抵抗を総て０（Ω）とすることを考えた。すると、等価回路は図５のようになり、たとえ２点（ＰＢ、ＰＣ）が押下されてもその間は導体によって短絡するので、出力電圧と押下位置との関係が全く分からなくなるのではなく、押下位置に応じた電圧出力が導体から得ることができる。図５の等価回路は、結局、図６に示すような等価回路となる。即ち、基準電圧Ｖｒが、図５における点ＰＢから図面左側を見た合成抵抗Ｒ１と点ＰＣから図面左側を見た合成抵抗Ｒ２の比で基準電圧Ｖｒを分圧した電圧「Ｖ＝（Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２））×Ｖｒ」が両点に出現する。これを実現するには、図７（ａ）の平面図、図７（ｂ）の右側面図（図７（ａ）の符号Ａ方向から見た図）に示すように、押圧位置検出方向に長い抵抗体１１０の短手方向に平行に複数の導電体１２０を櫛歯状に形成すれば良い。なお、図中の符号ＬＷは１つの導線を示している。

したがって、上記目的を達成するために、本発明は、一次元での押圧位置を検出する押圧位置検出装置において、
片面に導電体を形成した可撓性のある第１のフィルムと、片面に、位置検出方向に長い抵抗体を形成すると共にこの抵抗体の短手方向と平行に複数の導電体を櫛歯状にこの抵抗体に設けた第２のフィルムとを備え、前記第１のフィルムに形成された導電体と前記第２のフィルムの櫛歯状導電体および抵抗体が形成された面とが対向するように配置する構成とし、更に、
前記第１のフィルムにおける押圧位置に対応した情報出力を行う押圧位置情報出力手段を備え、
前記押圧位置情報出力手段は、
入力端子が抵抗（ＲＬ）を介して接地されている第１のボルテージフォロアと、入力端子が前記抵抗体の低電圧側端に接続された第２のボルテージフォロアと、前記第１のフィルムの導電体と前記第１のボルテージフォロアの入力端子を接続する第１の接続、又は、前記抵抗体の低電圧側端と前記第１のボルテージフォロアの入力端子を接続する第２の接続のいずれかの接続態様を選択するスイッチング部と、このスイッチング部による接続態様の選択を制御すると共に、前記第１のボルテージフォロアおよび前記第２のボルテージフォロアから出力される電圧に基づいて押圧位置に応じた値を出力する制御演算部と、を含んで成ることを特徴とするようにした。

さらに、一次元での押圧位置を検出する押圧位置検出装置において、片面に導電体を形成した可撓性のある第１のフィルムと、片面に、位置検出方向に長い抵抗体を形成すると共にこの抵抗体の短手方向と平行に複数の導電体を櫛歯状にこの抵抗体に設けた第２のフィルムとを備え、前記第１のフィルムに形成された導電体と前記第２のフィルムの櫛歯状導電体および抵抗体が形成された面とが対向するように配置する構成とし、更に、前記第１のフィルムにおける押圧位置に対応した情報出力を行う押圧位置情報出力手段を備え、前記押圧位置情報出力手段は、入力端子が抵抗（ＲＬ）を介して接地され且つ前記第１のフィルムに形成された導電体に接続された第１のボルテージフォロアと、第２のボルテージフォロアと、前記第２のフィルムに形成された抵抗体の一方側の端子を最高電位にすると共に他方側の端子と前記第２のボルテージフォロアの入力端子を接続する第１の接続、又は、逆に、この他方側の端子を最高電位にすると共にこの一方側の端子と前記第２のボルテージフォロアの入力端子を接続する第２の接続のいずれかの接続態様を選択するスイッチング部と、このスイッチング部による接続態様の選択を制御すると共に、前記第１のボルテージフォロアおよび前記第２のボルテージフォロアから出力される電圧に基づいて押圧位置に応じた値を出力する制御演算部と、を含んで成ることを特徴とする構成とすることもできる。

さらに、櫛歯状導電体は正確に製造されているか否かの検査に工数がかかるので、検査容易に櫛歯状導電体を製造する必要がある。そこで、本発明の他の態様によれば、一次元での押圧位置を検出する押圧位置検出装置において、
片面に導電体を形成した可撓性のある第１のフィルムと、これに対向するように配置された第２のフィルムとを備え、
前記第２のフィルムにおける前記第１のフィルム側の片面に、位置検出方向と垂直な方向に延びる複数の導電体から成る２個の櫛歯状導電体を、一方の櫛歯状導電体の各導電体間の隙間に他方の櫛歯状導電体の各導電体が存在するように配置し、
２個の櫛歯状導電体の夫々の一端に電極を設け、更に、一方の櫛歯状導電体の各導電体の端部であって他の櫛歯状電極体の各導電体の隙間に存在するように配置する側の反対側の端部を、位置検出方向に延びる抵抗体で接続したことを特徴とする押圧位置検出装置も提供される。この発明によれば、位置検出方向に延びる抵抗体で接続した櫛歯状導電体をセンサ部として利用し、他の櫛歯状電極体をセンサ用の櫛歯状導電体の検査として用いることができる。即ち、２個の櫛歯状導電体の夫々の一端に設けた両電極間の電圧を調べることによって、櫛歯状導電体の不良、例えば導電体間短絡等を調べることが可能になる。

本発明によれば、２点が押圧されても押圧位置の位置情報が得られるようにすることが可能になるという効果が得られる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しつつ説明する。

（構成）
図２は押圧位置検出装置１の構成図、図１はこの押圧位置検出装置１に用いられるセンサ部１００の断面の模式的説明図である。図１に示すように、センサ部１００は、平面視長方形状で、その下面に例えば銀を溶融した塗料を塗付して形成した導電体１２２が設けられた可撓性のあるフィルム１０４と、同じく、平面子長方形状で、その上面に図面左右方向（押圧位置検出方向）に長い抵抗体１１０をカーボン等で形成すると共にこの抵抗体１１０の短手方向と平行に複数の導電体１２０を櫛歯状にこの抵抗体１１０に設けたフィルム１０２とを備え、フィルム１０４に形成された導電体１２２とフィルム１０２に形成された櫛歯状導電体１２０とが対向するように配置すると共に、両フィルム１０２、１０４間の左右の端部にはスペーサー１０６、１０８を設けている。なお、抵抗体１１０の端手方向に平行に櫛歯状に導電体１２０を抵抗体１１０上に設けた構成は、先に図６を参照して説明した通りである。また、図１および図７（ｂ）では抵抗体１１０の上に導電体１２０を形成した例を示しているが、抵抗体１１０の厚み方向の抵抗値は小さいため、導電体１２０の上に抵抗体１１０を形成した構成としても良い。

スペーサー１０６、１０８は、例えばＰＥＴ等の材料を用いて形成されていて、押圧（符号ＰＳで図示）時にのみ、フィルム１０４の可撓性によって、対応する位置（符号Ｓで図示）の導電体１２２の部分が導電体１２０に接触する一方、押圧を止めると導電体１２２と導電体１２０との位置関係が元に戻るようにするための部材となっている。なお、図１でスペーサーは説明のため、左右に描かれているが、フィルムの長手方向の縁に沿って配置することによりスペーサー間の間隔を狭くすることができる。

また、平面視長方形で押圧位置検出方向に長い抵抗体１１０の両端には夫々、電極１４２、電極１４０が設けられていて、図２の例では、電極１４２側に基準電圧Ｖｒ（Ｖ）を供給した構成としている。

次に、図２を参照して装置全体の構成を説明する。図２の例では、抵抗体１１０の図面左側の電極１４２に基準電圧「Ｖｒ」が供給されている。また、自身の出力を反転端子に入力する負帰還でバッファ構成とすると共にその非反転端子が抵抗ＲＬを介して接地されている演算増幅器１２（第１のボルテージフォロア）と、自身の出力を反転端子に入力する負帰還でバッファ構成とすると共にその非反転端子が抵抗体１１０の電極１４０に接続された演算増幅器１０（第２のボルテージフォロア）と、演算増幅器１２の出力電圧Ｖ１と演算増幅器１０の出力電圧Ｖ２とを入力して押圧位置情報となる値を演算で求めて出力したり、スイッチング部２０のスイッチ切り替えを制御したりする制御演算部３０とを備えている。なお、バッファ構成の演算増幅器１２、演算増幅器１０の入力はそれぞれ抵抗ＲＬ、ＲＳ（センサの抵抗）で終端されているため、オープンにはならず動作安定化が図られている。

また、スイッチング部２０は、Ａ側にスイッチが切り替えられると、導電体１２２の電極１３０と演算増幅器１２の非反転端子を接続する一方、Ｂ側にスイッチが切り替えられると、抵抗体１１０の低電圧側端の電極１４０と演算増幅器１２の非反転端子を接続するようになっていて、いずれの接続態様を選択するかは制御演算部３０によって動作制御されるように構成されている。

（動作）
次に動作を説明する。なお、図３は回路動作の説明図である。図３（ａ）は、センサ部１００の抵抗体１１０（ＲＳ）、スイッチング部２０、演算増幅器１０、演算増幅器１２の部分の回路図を示したものである。装置１の起動に際して制御演算部３０は、スイッチング部２０を制御し、この結果、スイッチング部２０のスイッチはＢ側に切り替わる。すると、図３（ｂ）に示す回路構成となり、「Ｖ１＝Ｖ２＝（ＲＬ／（ＲＳ＋ＲＬ））×Ｖｒ」となる。この時のＶ１、Ｖ２をＶ０としてＲＳを計算すると、「ＲＳ＝（（Ｖｒ−Ｖ０）×ＲＬ）／Ｖ０…（１）」となる。

次いで、制御演算部３０は、スイッチング部２０を制御し、この結果、スイッチング部２０のスイッチはＡ側に切り替わる。すると、図３（ｃ）に示す回路構成となる。なお、Ｒｏｎはセンサ内での接触抵抗であり、また、Ｒ２とＲ１は、フィルム１０４が押圧されたことにより分割された抵抗である。バッファ構成された演算増幅器１０が十分な性能を持っていればＲ２に電流は流れないので、ＲＬに流れる電流は、Ｒ１、Ｒｏｎ（センサ内での接触抵抗）、ＲＬだけで決まり、「ｉ＝Ｖｒ／（Ｒ１＋ＲＬ＋Ｒｏｎ）」となる。

また、Ｒ２に電流が流れないのであれば、Ｒ１、ＲＬに流れる電流もｉであるため、「Ｖ１／ＲＬ＝（Ｖｒ−Ｖ２）／Ｒ１」なる式が成立するので、「Ｒ１＝（（Ｖｒ−Ｖ２）／Ｖ１）×ＲＬ…（２）」となる。これらの式にＲｏｎは存在しない。式（１）、式（２）より、「Ｒ１／ＲＳ＝（（Ｖｒ−Ｖ２）／Ｖ１）／（（Ｖｒ−Ｖ０）／Ｖ０）」となる。制御演算部３０はこの式の値を求めこれを押圧位置に対応する値として出力する。この式の右辺は、基準電圧と測定可能な電圧からなっているため、ＲＬ、ＲＳなど各素子のばらつきに対しても安定した性能を得ることができる。したがって、図２に示す回路構成によれば、抵抗ＲＬで接地された演算増幅器１２の出力電圧Ｖ１は、無押圧時には「０（Ｖ）」、押圧時には押圧位置に応じて「（ＲＬ／（ＲＳ＋ＲＬ））×Ｖｒ以上、Ｖｒ以下」となるため、フィルム１０４を押圧したことの判断が容易に行えるという利点も有する。

そして、押圧位置検出装置１によれば、図５乃至図７を参照して説明したように、センサ部１００は、下面に導電体１２２を形成した可撓性のあるフィルム１０４と、上面に位置検出方向に長い抵抗体１１０を形成すると共にこの抵抗体１１０の短手方向と平行に複数の導電体１２０を櫛歯状にこの抵抗体１１０に設けたフィルム１０２とを備え、フィルム１０４に形成された導電体１２２とフィルム１０２の櫛歯状導電体１２０および抵抗体１１０が形成された面とが対向するように配置する構成にすると共に、両フィルム１０２、１０４間の左右端部にスペーサー１０６、１０８を設けており、非押圧時は開放状態となり、押圧時はフィルム１０２に形成された抵抗体１１０の電圧が、その一端側から他端側に向けて高くなるように電源を供給する構成としている。そのため、たとえ、２箇所の点でフィルム１０４が押圧されても、２つの押圧位置に対応する抵抗体１１０の部分は短絡するので、出力電圧と押下位置との関係が全く分からなくなるのではなく、押下位置に応じた電圧出力が導体から得ることができ、この結果、最終的に押圧位置に応じた値が求まる。

（他の装置の構成）
図４は他の押圧位置検出装置２の構成図であり、この装置２は２つ以上の押圧位置がある場合、左側押圧位置を優先することと右側押圧位置を優先することとを交互に切り替えて、２つの押圧位置情報を正確に出力するようにした点に特徴がある。

センサ部１００は上述したものと変わる点がないため重複説明を省略する。この押圧位置検出装置２は、自身の出力を反転端子に入力する負帰還でバッファ構成とすると共にその非反転端子が、抵抗ＲＬを介して接地され且つフィルム１０４に設けられた導電体１２２の電極１３０に接続された演算増幅器１３０（第１のボルテージフォロア）と、自身の出力を反転端子に入力する負帰還でバッファ構成とされた演算増幅器１０（第２のボルテージフォロア）と、スイッチング部２００によるスイッチ切り替え制御や、演算増幅器１２の出力電圧Ｖ１および演算増幅器１０の出力電圧Ｖ２等に基づいて押圧位置に応じた値を出力する制御演算部２１０とを備えている。

なお、スイッチング部２００のスイッチがＣ側に切り替えられると、フィルム１０２に形成された抵抗体１１０の一方側の電極１４２を最高電位である基準電圧Ｖｒにすると共に他方側の電極１４０と演算増幅器１０の非反転端子を接続する。一方、スイッチング２００のスイッチがＤ側に切り替えられると、今度は、逆に、前記他方側の電極１４０を最高電位である基準電圧Ｖｒにすると共に前記一方側の電極１４２と演算増幅器１０の非反転端子を接続する。したがって、電極１４０、電極１４２は基準電圧Ｖｒが供給されているか、又は、ボルテージフォロアの入力端子、即ち、演算増幅器１０の非反転端子、に接続されていることになり、かくして、フィルム１０４が押圧された時にはセンサ部１００の長手方向における押圧位置に応じて、電極１３０を介して抵抗ＲＬの両端に単調に変化（より具体的には単調に増加又は減少）する電圧が現れるように構成されている。

（動作）
先ず、制御演算部２１０は、所定時間Ｔだけ、スイッチング部２００のスイッチがＣ側に切り替わるようにスイッチング部２００を動作制御する。これによって、フィルム１０２に形成された抵抗体１１０の電極１４２を基準電圧Ｖｒにすると共に、電極１４０をボルテージフォロアの入力端子である、演算増幅器１０の非反転端子に接続する。図面左右方向における押圧位置を検出することを想定すると、押圧することによって抵抗体１１０と導電体１２２が接触することで回路が構成され、これらを通じて電極１４２からの電流が抵抗ＲＬに流れ込む。この時、ボルテージフォロアとして機能する演算増幅器１０の入力インピーダンスが十分に高いことによって、電極１４２から流れ込む電流は、電極１４０側に流れることはない。したがって、センサ部１００上、即ちフィルム１０４上の２点以上の位置を押圧したとしても、電極１３０には、電極１４２から抵抗体１１０と導電体１２２が接触している、最も左側（電源Ｖｒ側）の位置までの抵抗値Ｒ１とＲＬとの抵抗値で基準電圧Ｖｒを分圧した電圧が現れる。電極１３０の電位は左側の電極１４２に近い側を押圧した時には基準電圧Ｖｒに近い値となり、押圧位置が右側になって行くにつれて低い電圧となる。２点以上押圧した場合であっても、ボルテージフォロアーとして機能する演算増幅器１２の出力電圧Ｖ１とボルテージフォロアーとして機能する演算増幅器１０の出力電圧Ｖ２は、最も左側の位置に応じたものとなるため、制御演算部２１０は、Ｖ１、Ｖ２の電圧、基準電圧Ｖｒ、ＲＬの抵抗値から、電極１４２と押圧位置間の抵抗値Ｒ１を測定でき、その値は「Ｒ１＝（（Ｖｒ−Ｖ２）／Ｖ１）×ＲＬ」として求まる。制御演算部２１０は、押圧しない時の電極１４２、電極１４０間の抵抗値ＲＳを予め測定、記憶しておけば、押圧位置情報をＲ１、ＲＳの比として演算して求めることができる。

次に、上記所定時間Ｔが終了すると、制御演算部２１０は、次の所定時間Ｔだけ、スイッチング部２００のスイッチがＤ側に切り替わるようにスイッチング部２００を動作制御する。これによって、フィルム１０２に形成された抵抗体１１０の電極１４０を基準電圧Ｖｒにすると共に、電極１４２をボルテージフォロアの入力端子である、演算増幅器１０の非反転端子に接続する。図面左右方向における押圧位置を検出することを想定すると、押圧することによって抵抗体１１０と導電体１２２が接触することで回路が構成され、これらを通じて電極１４０からの電流が抵抗ＲＬに流れ込む。この時、ボルテージフォロアとして機能する演算増幅器１０の入力インピーダンスが十分に高いことによって、電極１４０から流れ込む電流は、電極１４２側に流れることはない。したがって、センサ部１００上、即ちフィルム１０４上の２点以上の位置を押圧したとしても、電極１３０には、電極１４０から抵抗体１１０と導電体１２２が接触している、最も右側（電源Ｖｒ側）の位置までの抵抗値Ｒ１とＲＬとの抵抗値で基準電圧Ｖｒを分圧した電圧が現れる。電極１３０の電位は右側の電極１４０に近い側を押圧した時には基準電圧Ｖｒに近い値となり、押圧位置が左側になって行くにつれて低い電圧となる。２点以上押圧した場合であっても、ボルテージフォロアーとして機能する演算増幅器１２の出力電圧Ｖ１とボルテージフォロアーとして機能する演算増幅器１０の出力電圧Ｖ２は、最も右側の位置に応じたものとなるため、制御演算部２１０は、Ｖ１、Ｖ２の電圧、基準電圧Ｖｒ、ＲＬの抵抗値から、電極１４０と押圧位置間の抵抗値Ｒ１を測定でき、その値は「Ｒ１＝（（Ｖｒ−Ｖ２）／Ｖ１）×ＲＬ」として求まる。制御演算部２１０は、押圧しない時の電極１４２、電極１４０間の抵抗値ＲＳを予め測定、記憶しておけば、押圧位置情報をＲ１、ＲＳの比として演算して求めることができる。

このような動作を時間Ｔ毎に繰り返し行えば、２箇所以上で押圧を行った場合、左側押圧位置を優先してその位置情報を出力することと、右側押圧位置を優先してその位置情報を出力することとが交互に行われて、２箇所以上での押圧位置情報の出力を正確に行うことが可能となる。

なお、図２や図４の装置ではフィルム１０４を直接押圧する構成としているが、薄いフィルムと狭い隙間の組み合わせであるため操作の感触が悪い場合がある。その場合にフィルム１０４上をクッション性（弾力性）のある素材で覆い、その上から押圧操作する構成とすることで操作感を改善できる。また、電子楽器の音高指定装置として用いる場合等には、操作する指の動きがクッション部によって緩衝されると共に拡大した動きとしてセンサ部に伝わるためビブラート等の音響効果を付加する目的で押圧しつつ左右に揺するような操作をした場合、きれいな位置情報の変位が出力されることになる。なお、上述してきた押圧位置検出装置１、２は、例えば、電子楽器の音高指定操作用の装置に応用可能であるが、応用例はこれに限られず、１次元での押圧位置に対応した情報出力を利用可能な産業機器であれば、いかなるものでも適用し得る。

（センサ部構成の改良）
図１０（ａ）に示されたものは、図１のセンサ部１００のフィルム１０２側に対応する部分の模式的平面図である。この例では、フィルム３００の片面に、位置検出方向（図面左右方向）と垂直な方向に延びる複数の導電体（ＬＷは１個の導電体）から成る櫛歯状導電体を形成し、更に、複数の導電体の夫々の一端部に対して、押圧位置方向に延びる抵抗体３１０を印刷技術で形成したものである。

さて、図１０（ａ）に示すフィルム３００における櫛歯状導電体が正確に製造されているか否かを検査する必要があるが、その場合、図１０（ａ）においては、何処かで導電体同士が接続されて短絡されているか等の不良を検査する場合には相当工数が必要であった。そこで、センサ部１００を改良して不良を簡単に見つけ出せるセンサ部の構成を考えた。図１０（ｂ）にその構成（フィルム３００側）の平面図を示す。

フィルム３００の片面に、位置検出方向（図面左右方向）と垂直な方向に延びる複数の導電体（ＬＷ、ＲＷは１個の導電体）から成る２個の櫛歯状導電体を、一方の櫛歯状導電体の各導電体間の隙間に他方の櫛歯状導電体の各導電体が存在するように配置している。例えば、２個の導電体ＬＷの隙間に１個の導電体ＲＷが存在するように２個１対の櫛歯状電極を形成する。かくして、２個の櫛歯状導電体を平面視すると、すだれ状の導電体群が形成される。また、２個の櫛歯状導電体の夫々の一端に電極３０５、３０６を設ける。そして、一方の櫛歯状導電体（１個の導電体がＬＷの方）の各導電体（ＬＷ）の端部であって他の櫛歯状電極体の各導電体（ＲＷ）の隙間に存在するように配置する側と反対側の端部（図面上方の端部）を、印刷技術を利用して位置検出方向に延びる抵抗体３１０で接続した。導電体ＲＷを複数配置して成る櫛歯状導電体は対となる電極３２０として図示されている。

そして、押圧していない状態で電極３０５と電極３０６の端子間電圧をテスター等で検出し、テスターでの検出結果、端子間に何らかの電流が流れている場合（端子間がオープンでない場合）には、いずれかの場所で短絡が発生している不良品であると即座に分かる。即ち、テスターでの計測結果が所定値でない場合には即座に、不良品か否かを簡単に検査できるという利点を有する。

（センサ部構成の更なる改良）
図１０（ｂ）に示すセンサ部は確かにセンサ部の検査性には優れているが、対となる電極３２０を設ける分だけ、各導電体間の距離は、図１０（ａ）に示すものの２倍となり、逆に位置検出精度が半分となってしまう。そこで、対となる電極３２０自体も位置検出に寄与させて位置検出精度を改良する構成を提案する。図１１は、図１のセンサ部１００のフィルム１０２側に対応する部分の模式的平面図である。この例では、フィルム４００の片面に、位置検出方向と垂直な方向に延びる複数の導電体（１個の導電体はＬＷ）から成る櫛歯状導電体を設けると共に、同じく位置検出方向と垂直な方向に延びる複数の導電体（１個の導電体はＲＷ）から成る櫛歯状導電体を設ける。この際、一方の櫛歯状導電体の各導電体間の隙間に他方の櫛歯状導電体の各導電体が存在するように配置する。例えば、２個の導電体ＬＷの隙間に１個の導電体ＲＷが存在するように２個１対の櫛歯状電極を形成する。図７および図１０（ａ）の構造では、読み取り回路に接続するための端子部（電極１３０、１４０）が異なるフィルム上にしかも異なる向きの面に配置せざるを得ない。それに対して、図１０（ｂ）の電極３０５、３０６は同一フィルム上の同一面に配置できるため、端子部を形成する工程が一度で済み、接続されるコネクタ（不図示）の構造も簡素化できる利点がある。

また、２個の櫛歯状導電体の夫々の一端に電極４０５、４０６を設け、更に、双方の櫛歯状導電体の各導電体の端部であって他の櫛歯状電極体の各導電体の隙間に存在するように配置する側と反対側の端部（即ちＲＷなら図面下側、ＬＷなら図面上側）を、印刷技術を利用して、位置検出方向に延びる抵抗体４５０、４５１で接続した。そして、図１２に示す回路で、双方の電極４０５、４０６からの電圧信号に基づいて、押圧位置に対応した情報出力を行うことが可能になる。

図１２に示すように、演算増幅器４１０の出力部は端子４０６と接続され、演算増幅器４１０の非反転端子は短絡されていると共に、反転端子には抵抗Ｒ１を介して基準電圧Ｖｒｅｆが供給されていて更に電極４０５からの出力も供給される構成になっている。図中左上側の点線で囲った部分はセンサ部を模式的に表現したもので、Ｒ２は一方の櫛歯状導電体、Ｒ３は他方の櫛歯状導電体を示しており、いずれかの点が押圧されるとスイッチ４３０がＲ２とＲ３とを接続する。そして、押圧位置に応じた信号が電極４０５、４０６に供給され、演算増幅器４１０が押圧位置に応じた出力するので、制御部４２０はこれを受け付けて数値等で押圧位置情報を出力する。

したがって、このセンサ部の構成によれば、検出精度を劣化させることなく押圧位置検出を行えると共に、電極４０５、４０６間の電圧を調べることによって即座に不良品か否かを検査することも可能になる。

以上説明してきたように、本発明は、電子楽器の音高指定操作装置等に適用可能な押圧位置検出装置を提供することができる。

センサ部１００の断面構造の説明図である。 押圧位置検出装置１の構成図である。 動作の説明図である。 押圧位置検出装置２の構成図である。 本願発明の原理の説明図である。 本願発明の原理の説明図である。 本願発明の主要部の説明図である。 従来技術の説明図である。 従来技術の説明図である。 他のセンサ部の説明図である。 他のセンサ部の説明図である。 押圧位置検出用の回路の構成図である。

符号の説明

１ 押圧位置検出装置
２ 押圧位置検出装置
１０ 演算増幅器
１２ 演算増幅器
２０ スイッチング部
３０ 制御演算部
１００ センサ部
１０２ フィルム
１０４ フィルム
１０６ スペーサー
１０８ スペーサー
１１０ 抵抗体
１２０ 導電体
１２２ 導電体
１３０ 電極
１４０ 電極
１４２ 電極
２００ スイッチング部
３００ フィルム
３０５ 電極
３０６ 電極
３１０ 抵抗体
２１０ 制御演算部
４００ フィルム
４０５ 電極
４０６ 電極
４１０ 演算増幅器
４５０ 抵抗体
４５１ 抵抗体
４２０ 制御部

Claims (3)

1. 一次元での押圧位置を検出する押圧位置検出装置において、
   片面に導電体を形成した可撓性のある第１のフィルムと、片面に、位置検出方向に長い抵抗体を形成すると共にこの抵抗体の短手方向と平行に複数の導電体を櫛歯状にこの抵抗体に設けた第２のフィルムとを備え、前記第１のフィルムに形成された導電体と前記第２のフィルムの櫛歯状導電体および抵抗体が形成された面とが対向するように配置する構成とし、更に、
   前記第１のフィルムにおける押圧位置に対応した情報出力を行う押圧位置情報出力手段を備え、
   前記押圧位置情報出力手段は、
   入力端子が抵抗（ＲＬ）を介して接地されている第１のボルテージフォロアと、入力端子が前記抵抗体の低電圧側端に接続された第２のボルテージフォロアと、前記第１のフィルムの導電体と前記第１のボルテージフォロアの入力端子を接続する第１の接続、又は、前記抵抗体の低電圧側端と前記第１のボルテージフォロアの入力端子を接続する第２の接続のいずれかの接続態様を選択するスイッチング部と、このスイッチング部による接続態様の選択を制御すると共に、前記第１のボルテージフォロアおよび前記第２のボルテージフォロアから出力される電圧に基づいて押圧位置に応じた値を出力する制御演算部と、を含んで成ることを特徴とする押圧位置検出装置。
2. 一次元での押圧位置を検出する押圧位置検出装置において、
   片面に導電体を形成した可撓性のある第１のフィルムと、片面に、位置検出方向に長い抵抗体を形成すると共にこの抵抗体の短手方向と平行に複数の導電体を櫛歯状にこの抵抗体に設けた第２のフィルムとを備え、前記第１のフィルムに形成された導電体と前記第２のフィルムの櫛歯状導電体および抵抗体が形成された面とが対向するように配置する構成とし、更に、
   前記第１のフィルムにおける押圧位置に対応した情報出力を行う押圧位置情報出力手段を備え、
   前記押圧位置情報出力手段は、
   入力端子が抵抗（ＲＬ）を介して接地され且つ前記第１のフィルムに形成された導電体に接続された第１のボルテージフォロアと、第２のボルテージフォロアと、前記第２のフィルムに形成された抵抗体の一方側の端子を最高電位にすると共に他方側の端子と前記第２のボルテージフォロアの入力端子を接続する第１の接続、又は、逆に、この他方側の端子を最高電位にすると共にこの一方側の端子と前記第２のボルテージフォロアの入力端子を接続する第２の接続のいずれかの接続態様を選択するスイッチング部と、このスイッチング部による接続態様の選択を制御すると共に、前記第１のボルテージフォロアおよび前記第２のボルテージフォロアから出力される電圧に基づいて押圧位置に応じた値を出力する制御演算部と、を含んで成ることを特徴とする押圧位置検出装置。
3. 一次元での押圧位置を検出する押圧位置検出装置において、
   片面に導電体を形成した可撓性のある第１のフィルムと、これに対向するように配置された第２のフィルムとを備え、
   前記第２のフィルムにおける前記第１のフィルム側の片面に、位置検出方向と垂直な方向に延びる複数の導電体から成る２個の櫛歯状導電体を、一方の櫛歯状導電体の各導電体間の隙間に他方の櫛歯状導電体の各導電体が存在するように配置し、
   ２個の櫛歯状導電体の夫々の一端に電極を設け、更に、一方の櫛歯状導電体の各導電体の端部であって他の櫛歯状電極体の各導電体の隙間に存在するように配置する側の反対側の端部を、位置検出方向に延びる抵抗体で接続したことを特徴とする押圧位置検出装置。

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