JP6139917B2 - Contact sensor, contact input device, and electronic device - Google Patents

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Description

この発明は、接触センサ、接触入力装置および電子機器に関する。   The present invention relates to a contact sensor, a contact input device, and an electronic apparatus.

従来、平面状の感圧センサ上に可撓性を有するタッチパネルを互いに密着するように重ねて構成した入力装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、従来、タッチパネルの下面に複数の圧力センサを配置し、タッチパネルに対する接触を検出した場合に、この接触の位置から所定範囲内の圧力センサの出力を用いて、動作モードを設定する入力装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, an input device is known in which a flexible touch panel is stacked on a planar pressure sensor so as to be in close contact with each other (see, for example, Patent Document 1).
Also, conventionally, when a plurality of pressure sensors are arranged on the lower surface of the touch panel and contact with the touch panel is detected, an input device that sets an operation mode using the output of the pressure sensor within a predetermined range from the position of the contact is provided. It is known (see, for example, Patent Document 2).

特開平5−61592号公報JP-A-5-61592 特許第5043641号公報Japanese Patent No. 5043641

ところで、上記従来技術に係る入力装置においては、抵抗感圧型または静電容量検出型などの圧力センサを用いており、タッチパネルに対する接触位置を検出するための電極や電気配線をタッチパネル近傍に設ける必要が生じる。これによって、タッチパネル近傍の構造が複雑になるとともに、構造上の制約が増大するという問題が生じる。さらに、タッチパネルに対する接触圧の強度を検出するために必要とされる構造が複雑化することによって、各種の形状や大きさを有するようにして汎用性を向上させることが困難である。   By the way, in the input device according to the above-described prior art, a pressure sensor such as a resistance pressure-sensitive type or a capacitance detection type is used, and it is necessary to provide an electrode and electric wiring for detecting a contact position with respect to the touch panel in the vicinity of the touch panel. Arise. As a result, the structure in the vicinity of the touch panel becomes complicated, and there is a problem that structural restrictions increase. Furthermore, since the structure required for detecting the strength of the contact pressure on the touch panel is complicated, it is difficult to improve versatility by having various shapes and sizes.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、構造が複雑化することを防止しつつ接触位置および接触圧を検出することが可能な接触センサ、接触入力装置および電子機器を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a contact sensor, a contact input device, and an electronic apparatus that can detect a contact position and a contact pressure while preventing the structure from becoming complicated. It is said.

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第1の発明に係る接触センサは、圧力伝達媒体を内部に有し、物体の接触による圧力変動を前記圧力伝達媒体に伝達可能な中空部材(例えば、実施形態での中空部材101)と、前記中空部材または前記中空部材の内部に配置され、前記圧力変動に応じた検出信号を出力する少なくとも1つの圧力変動検出部(例えば、実施形態での圧力センサ1)と、前記圧力変動検出部から出力された前記検出信号に基づいて前記物体の接触位置および接触圧を検出する接触検出手段(例えば、実施形態での信号処理回路103)と、を備え、前記圧力変動検出部は、前記圧力伝達媒体が流通可能な開口(例えば、実施形態での連通開口11)を有する本体部(例えば、実施形態での本体部3)と、先端部(例えば、実施形態での先端部4b)が自由端かつ基端部(例えば、実施形態での基端部4a)が前記本体部に片持ち状に支持された状態で前記開口を塞ぐように配置され、前記圧力変動に応じて撓み変形するカンチレバー(例えば、実施形態でのカンチレバー4)と、前記カンチレバーの撓み変形に応じた変位を検出する変位検出部(例えば、実施形態での変位測定部5)と、を備え、前記接触検出手段は、少なくとも1つの前記圧力変動検出部の前記変位検出部によって検出された前記カンチレバーの複数の前記変位の大きさおよびタイミングの差に基づいて、前記物体の接触位置および接触圧を検出し、前記中空部材の内部に配置された複数の前記圧力変動検出部を備え、前記圧力変動検出部の前記本体部は、キャビティ(例えば、実施形態でのキャビティ10)を備え、前記本体部の前記開口は、前記キャビティの内部と外部とを連通し、前記カンチレバーは、前記キャビティの内部と外部との圧力差に応じて撓み変形し、前記接触検出手段は、複数の前記変位検出部によって検出された複数の前記カンチレバーの前記変位の大きさと、複数の前記変位検出部によって検出された複数の前記カンチレバー間の前記変位のタイミングの差と、に基づいて前記物体の接触位置および接触圧を検出し、前記中空部材は、板状に形成され、前記中空部材の表面に沿って設けられ、接触操作に応じて前記圧力変動を発生可能な平面状の接触操作部(例えば、実施形態での接触操作部211)を備え、配置位置が異なる少なくとも3つの前記圧力変動検出部を備え、前記接触検出手段は、前記3つの前記圧力変動検出部の前記変位検出部によって検出された3つの前記カンチレバーの前記変位の大きさと、前記3つの前記カンチレバー間の前記変位のタイミングの差と、に基づいて、前記接触操作部における前記接触位置の2次元座標位置を検出する。 In order to solve the above problems and achieve the object, the contact sensor according to the first aspect of the present invention has a pressure transmission medium inside, and can transmit pressure fluctuation due to contact of an object to the pressure transmission medium. A hollow member (for example, the hollow member 101 in the embodiment), and at least one pressure fluctuation detection unit (for example, the inside of the hollow member or the hollow member that outputs a detection signal corresponding to the pressure fluctuation) Contact detection means (for example, the signal processing circuit 103 in the embodiment) that detects the contact position and the contact pressure of the object based on the pressure sensor 1) in the embodiment and the detection signal output from the pressure fluctuation detection unit. ), And the pressure fluctuation detection unit includes a main body (for example, main body 3 in the embodiment) having an opening (for example, the communication opening 11 in the embodiment) through which the pressure transmission medium can flow. The distal end portion (for example, the distal end portion 4b in the embodiment) is a free end and the base end portion (for example, the proximal end portion 4a in the embodiment) is supported by the main body portion in a cantilevered manner to block the opening. The cantilever (e.g., cantilever 4 in the embodiment) that is flexibly deformed according to the pressure fluctuation, and a displacement detection unit (e.g., displacement in the embodiment) that detects displacement according to the bending deformation of the cantilever Measuring means 5), and the contact detection means is based on a plurality of displacement magnitudes and timing differences of the cantilever detected by the displacement detection part of at least one of the pressure fluctuation detection parts, detecting a contact position and contact pressure of the object, comprising a plurality of the pressure fluctuation detecting unit disposed in the interior of the hollow member, the body portion of the pressure fluctuation detecting part, the cavity (eg For example, the cavity 10) according to the embodiment includes the opening of the main body portion that communicates the inside and the outside of the cavity, and the cantilever is bent and deformed according to a pressure difference between the inside and the outside of the cavity. The contact detection means is configured to detect the magnitude of the displacement of the plurality of cantilevers detected by the plurality of displacement detectors and the timing of the displacement between the plurality of cantilevers detected by the plurality of displacement detectors. The contact position and the contact pressure of the object are detected based on the difference, and the hollow member is formed in a plate shape and provided along the surface of the hollow member, and generates the pressure fluctuation according to the contact operation. The contact detection unit includes a possible flat contact operation unit (for example, the contact operation unit 211 in the embodiment), and includes at least three pressure fluctuation detection units having different arrangement positions. The means is based on the magnitude of the displacement of the three cantilevers detected by the displacement detector of the three pressure fluctuation detectors and the difference in timing of the displacement between the three cantilevers. A two-dimensional coordinate position of the contact position in the contact operation unit is detected.

さらに、本発明の第の発明に係る接触センサは、圧力伝達媒体を内部に有し、物体の接触による圧力変動を前記圧力伝達媒体に伝達可能な中空部材(例えば、実施形態での中空部材101)と、前記中空部材または前記中空部材の内部に配置され、前記圧力変動に応じた検出信号を出力する少なくとも1つの圧力変動検出部(例えば、実施形態での圧力センサ1)と、前記圧力変動検出部から出力された前記検出信号に基づいて前記物体の接触位置および接触圧を検出する接触検出手段(例えば、実施形態での信号処理回路103)と、を備え、前記圧力変動検出部は、前記圧力伝達媒体が流通可能な開口(例えば、実施形態での連通開口11)を有する本体部(例えば、実施形態での本体部3)と、先端部(例えば、実施形態での先端部4b)が自由端かつ基端部(例えば、実施形態での基端部4a)が前記本体部に片持ち状に支持された状態で前記開口を塞ぐように配置され、前記圧力変動に応じて撓み変形するカンチレバー(例えば、実施形態でのカンチレバー4)と、前記カンチレバーの撓み変形に応じた変位を検出する変位検出部(例えば、実施形態での変位測定部5)と、を備え、前記接触検出手段は、少なくとも1つの前記圧力変動検出部の前記変位検出部によって検出された前記カンチレバーの複数の前記変位の大きさおよびタイミングの差に基づいて、前記物体の接触位置および接触圧を検出し、前記中空部材に形成された開口部(例えば、実施形態での開口部111)に配置された複数の前記圧力変動検出部を備え、前記本体部の前記開口は、前記中空部材の内部と外部とを連通し、前記カンチレバーは、前記中空部材の内部と外部との圧力差に応じて撓み変形し、前記接触検出手段は、複数の前記変位検出部によって検出された複数の前記カンチレバーの前記変位の大きさと、複数の前記変位検出部によって検出された複数の前記カンチレバー間の前記変位のタイミングの差と、に基づいて前記物体の接触位置および接触圧を検出し、前記中空部材は、板状に形成され、前記中空部材の表面に沿って設けられ、接触操作に応じて前記圧力変動を発生可能な平面状の接触操作部(例えば、実施形態での接触操作部211)を備え、配置位置が異なる少なくとも3つの前記圧力変動検出部を備え、前記接触検出手段は、前記3つの前記圧力変動検出部の前記変位検出部によって検出された3つの前記カンチレバーの前記変位の大きさと、前記3つの前記カンチレバー間の前記変位のタイミングの差と、に基づいて、前記接触操作部における前記接触位置の2次元座標位置を検出する。 Furthermore, a contact sensor according to a second aspect of the present invention includes a hollow member (for example, a hollow member in the embodiment) that has a pressure transmission medium therein and can transmit pressure fluctuation due to contact with an object to the pressure transmission medium. 101), at least one pressure fluctuation detection unit (for example, pressure sensor 1 in the embodiment) that is disposed inside the hollow member or inside the hollow member and outputs a detection signal corresponding to the pressure fluctuation, and the pressure Contact detection means (for example, the signal processing circuit 103 in the embodiment) that detects the contact position and the contact pressure of the object based on the detection signal output from the fluctuation detection unit, and the pressure fluctuation detection unit A body part (for example, body part 3 in the embodiment) having an opening (for example, the communication opening 11 in the embodiment) through which the pressure transmission medium can flow, and a tip part (for example, the tip part in the embodiment) b) is a free end and a base end portion (for example, the base end portion 4a in the embodiment) is arranged so as to close the opening in a state where it is supported in a cantilevered manner by the main body portion, and according to the pressure fluctuation A cantilever that bends and deforms (for example, the cantilever 4 in the embodiment), and a displacement detector that detects a displacement corresponding to the bending deformation of the cantilever (for example, the displacement measurement unit 5 in the embodiment). The detection means detects a contact position and a contact pressure of the object based on a difference in magnitude and timing of the plurality of displacements of the cantilever detected by the displacement detection unit of at least one of the pressure fluctuation detection units. , the hollow member which is formed in the opening (e.g., opening 111 in the embodiment) provided with a plurality of the pressure fluctuation detecting part disposed in said opening of said body portion, said hollow member The inside and the outside communicate with each other, the cantilever bends and deforms according to the pressure difference between the inside and the outside of the hollow member, and the contact detection means includes a plurality of the cantilevers detected by the plurality of displacement detection units. Detecting the contact position and the contact pressure of the object based on the magnitude of the displacement and the difference in timing of the displacement between the plurality of cantilevers detected by the plurality of displacement detectors , A planar contact operation part (for example, the contact operation part 211 in the embodiment) that is formed in a plate shape and is provided along the surface of the hollow member and capable of generating the pressure fluctuation according to the contact operation. , At least three pressure fluctuation detection units having different arrangement positions, and the contact detection means includes the three pressure detection units detected by the displacement detection units of the three pressure fluctuation detection units. Based on the magnitude of the displacement of the cantilever and the difference in timing of the displacement between the three cantilevers, a two-dimensional coordinate position of the contact position in the contact operation unit is detected.

さらに、本発明の第の発明に係る接触センサでは、前記圧力変動検出部の前記本体部は、前記中空部材の外部に配置されたキャビティ(例えば、実施形態でのキャビティ10)を備え、前記本体部の前記開口は、前記キャビティの内部と前記中空部材の内部とを連通し、前記カンチレバーは、前記キャビティの内部と前記中空部材の内部との圧力差に応じて撓み変形する。 Furthermore, in the contact sensor according to a third aspect of the present invention, the main body portion of the pressure fluctuation detection unit includes a cavity (for example, the cavity 10 in the embodiment) disposed outside the hollow member, The opening of the main body part communicates the inside of the cavity and the inside of the hollow member, and the cantilever is bent and deformed according to a pressure difference between the inside of the cavity and the inside of the hollow member.

さらに、本発明の第の発明に係る接触センサでは、前記接触検出手段は、前記変位検出部によって検出された複数の前記カンチレバーの前記変位のうち、前記変位が最も大きい前記カンチレバーの位置または前記変位の応答が最も早い前記カンチレバーの位置に基づいて、前記物体の接触位置を検出する。 Furthermore, in the contact sensor according to a fourth aspect of the present invention, the contact detection means includes the position of the cantilever having the largest displacement among the displacements of the plurality of cantilevers detected by the displacement detector or the The contact position of the object is detected based on the position of the cantilever with the earliest displacement response.

さらに、本発明の第の発明に係る接触センサでは、圧力伝達媒体を内部に有し、物体の接触による圧力変動を前記圧力伝達媒体に伝達可能な中空部材(例えば、実施形態での中空部材101)と、前記中空部材または前記中空部材の内部に配置され、前記圧力変動に応じた検出信号を出力する少なくとも1つの圧力変動検出部(例えば、実施形態での圧力センサ1)と、前記圧力変動検出部から出力された前記検出信号に基づいて前記物体の接触位置および接触圧を検出する接触検出手段(例えば、実施形態での信号処理回路103)と、を備え、前記圧力変動検出部は、前記圧力伝達媒体が流通可能な開口(例えば、実施形態での連通開口11)を有する本体部(例えば、実施形態での本体部3)と、先端部(例えば、実施形態での先端部4b)が自由端かつ基端部(例えば、実施形態での基端部4a)が前記本体部に片持ち状に支持された状態で前記開口を塞ぐように配置され、前記圧力変動に応じて撓み変形するカンチレバー(例えば、実施形態でのカンチレバー4)と、前記カンチレバーの撓み変形に応じた変位を検出する変位検出部(例えば、実施形態での変位測定部5)と、を備え、前記接触検出手段は、少なくとも1つの前記圧力変動検出部の前記変位検出部によって検出された前記カンチレバーの複数の前記変位の大きさおよびタイミングの差に基づいて、前記物体の接触位置および接触圧を検出し、前記中空部材は、環状に形成され、前記中空部材の内部に周方向を塞ぐように配置された1つの前記圧力変動検出部を備え、前記本体部の前記開口は、前記圧力伝達媒体の流通方向である周方向の第1方向側の第1方向部(例えば、実施形態での第1方向部113a)と第2方向側の第2方向部(例えば、実施形態での第2方向部113b)とを連通し、前記カンチレバーは、前記第1方向部と前記第2方向部との圧力差に応じて撓み変形し、前記変位検出部は、前記第1方向および前記第2方向に伝達された前記圧力変動による前記カンチレバーの2回の撓み変形に応じた2つの変位を検出し、前記接触検出手段は、前記変位検出部によって検出された前記カンチレバーの前記2つの変位の大きさおよびタイミングの差に基づいて、前記物体の接触位置および接触圧を検出する。 Furthermore, in the contact sensor according to the fifth aspect of the present invention, a hollow member (for example, the hollow member in the embodiment) that has a pressure transmission medium therein and can transmit pressure fluctuation due to contact of an object to the pressure transmission medium. 101), at least one pressure fluctuation detection unit (for example, pressure sensor 1 in the embodiment) that is disposed inside the hollow member or inside the hollow member and outputs a detection signal corresponding to the pressure fluctuation, and the pressure Contact detection means (for example, the signal processing circuit 103 in the embodiment) that detects the contact position and the contact pressure of the object based on the detection signal output from the fluctuation detection unit, and the pressure fluctuation detection unit A body part (for example, body part 3 in the embodiment) having an opening (for example, the communication opening 11 in the embodiment) through which the pressure transmission medium can flow, and a tip part (for example, the tip in the embodiment) 4b) is a free end and a base end portion (for example, the base end portion 4a in the embodiment) is disposed so as to close the opening in a cantilevered manner on the main body portion, and according to the pressure fluctuation A cantilever that bends and deforms (for example, the cantilever 4 in the embodiment), and a displacement detector that detects a displacement corresponding to the bending deformation of the cantilever (for example, the displacement measurement unit 5 in the embodiment). The detection means detects a contact position and a contact pressure of the object based on a difference in magnitude and timing of the plurality of displacements of the cantilever detected by the displacement detection unit of at least one of the pressure fluctuation detection units. , the hollow member is formed in an annular shape, provided with one of the pressure fluctuation detecting part arranged so as to close the circumferential direction inside the hollow member, the opening of the body portion, the pressure The first direction portion (for example, the first direction portion 113a in the embodiment) on the first direction side in the circumferential direction that is the distribution direction of the delivery medium and the second direction portion (for example, the first direction portion in the embodiment) The two-direction portion 113b), the cantilever bends and deforms according to the pressure difference between the first direction portion and the second direction portion, and the displacement detection portion includes the first direction and the second direction. Two displacements corresponding to two bending deformations of the cantilever due to the pressure fluctuation transmitted in the direction are detected, and the contact detection means detects the magnitude of the two displacements of the cantilever detected by the displacement detector. The contact position and the contact pressure of the object are detected based on the difference in height and timing.

さらに、本発明の第の発明に係る接触センサでは、前記中空部材は、前記圧力変動を前記圧力伝達媒体に伝達不能な不感領域(例えば、実施形態での不感領域112)を備え、前記変位検出部は、前記不感領域を跨いだ前記中空部材に対する前記物体の接触移動に起因した複数回の前記圧力変動による前記カンチレバーの複数回の撓み変形に応じた複数の変位を検出し、前記接触検出手段は、前記変位検出部によって検出された前記カンチレバーの前記複数の変位のタイミングに基づいて、前記不感領域を跨いだ前記物体の接触移動の方向および接触位置を検出する。 Furthermore, in the contact sensor according to a sixth aspect of the present invention, the hollow member includes a dead area (for example, the dead area 112 in the embodiment) incapable of transmitting the pressure fluctuation to the pressure transmission medium, and the displacement The detection unit detects a plurality of displacements according to a plurality of bending deformations of the cantilever due to a plurality of pressure fluctuations caused by a plurality of pressure fluctuations caused by the contact movement of the object with respect to the hollow member across the insensitive region, and the contact detection The means detects the contact movement direction and the contact position of the object across the dead area based on the timings of the plurality of displacements of the cantilever detected by the displacement detector.

また、本発明の第の発明に係る接触入力装置は、圧力伝達媒体を内部に有し、物体の接触による圧力変動を前記圧力伝達媒体に伝達可能な中空部材(例えば、実施形態での中空部材101)と、前記中空部材または前記中空部材の内部に配置され、前記圧力変動に応じた検出信号を出力する少なくとも1つの圧力変動検出部(例えば、実施形態での圧力センサ1)と、前記圧力変動検出部から出力された前記検出信号に基づいて前記物体の接触位置および接触圧を検出する接触検出手段(例えば、実施形態での信号処理回路103)と、を備え、前記圧力変動検出部は、前記圧力伝達媒体が流通可能な開口(例えば、実施形態での連通開口11)を有する本体部(例えば、実施形態での本体部3)と、先端部(例えば、実施形態での先端部4b)が自由端かつ基端部(例えば、実施形態での基端部4a)が前記本体部に片持ち状に支持された状態で前記開口を塞ぐように配置され、前記圧力変動に応じて撓み変形するカンチレバー(例えば、実施形態でのカンチレバー4)と、前記カンチレバーの撓み変形に応じた変位を検出する変位検出部(例えば、実施形態での変位測定部5)と、を備え、前記接触検出手段は、少なくとも1つの前記圧力変動検出部の前記変位検出部によって検出された前記カンチレバーの複数の前記変位の大きさおよびタイミングの差に基づいて、前記物体の接触位置および接触圧を検出し、前記中空部材の内部に配置された複数の前記圧力変動検出部を備え、前記圧力変動検出部の前記本体部は、キャビティ(例えば、実施形態でのキャビティ10)を備え、前記本体部の前記開口は、前記キャビティの内部と外部とを連通し、前記カンチレバーは、前記キャビティの内部と外部との圧力差に応じて撓み変形し、前記接触検出手段は、複数の前記変位検出部によって検出された複数の前記カンチレバーの前記変位の大きさと、複数の前記変位検出部によって検出された複数の前記カンチレバー間の前記変位のタイミングの差と、に基づいて前記物体の接触位置および接触圧を検出し、前記中空部材は、管状に形成され、前記中空部材の長手方向に沿って設けられ、押圧操作によって弾性変形可能かつ前記押圧操作に応じて前記圧力変動を発生可能な複数の押圧操作部(例えば、実施形態でのキーパッド201のキー)を備え、前記中空部材の長手方向の第1端部および第2端部に第1および第2の前記圧力変動検出部を備え、前記接触検出手段は、前記第1および第2の前記圧力変動検出部の前記変位検出部によって検出された第1および第2の前記カンチレバーの前記変位の大きさと、前記第1および第2の前記カンチレバー間の前記変位のタイミングの差と、に基づいて、前記複数の押圧操作部のうち何れの前記押圧操作部が押圧操作されたかを検出する接触センサと、前記接触検出手段によって検出された前記押圧部に応じた入力信号を出力する入力信号出力部(例えば、実施形態での信号処理回路103)と、を備える。
また、本発明の第8の発明に係る接触入力装置は、圧力伝達媒体を内部に有し、物体の接触による圧力変動を前記圧力伝達媒体に伝達可能な中空部材(例えば、実施形態での中空部材101)と、前記中空部材または前記中空部材の内部に配置され、前記圧力変動に応じた検出信号を出力する少なくとも1つの圧力変動検出部(例えば、実施形態での圧力センサ1)と、前記圧力変動検出部から出力された前記検出信号に基づいて前記物体の接触位置および接触圧を検出する接触検出手段(例えば、実施形態での信号処理回路103)と、を備え、前記圧力変動検出部は、前記圧力伝達媒体が流通可能な開口(例えば、実施形態での連通開口11)を有する本体部(例えば、実施形態での本体部3)と、先端部(例えば、実施形態での先端部4b)が自由端かつ基端部(例えば、実施形態での基端部4a)が前記本体部に片持ち状に支持された状態で前記開口を塞ぐように配置され、前記圧力変動に応じて撓み変形するカンチレバー(例えば、実施形態でのカンチレバー4)と、前記カンチレバーの撓み変形に応じた変位を検出する変位検出部(例えば、実施形態での変位測定部5)と、を備え、前記接触検出手段は、少なくとも1つの前記圧力変動検出部の前記変位検出部によって検出された前記カンチレバーの複数の前記変位の大きさおよびタイミングの差に基づいて、前記物体の接触位置および接触圧を検出し、前記中空部材に形成された開口部(例えば、実施形態での開口部111)に配置された複数の前記圧力変動検出部を備え、前記本体部の前記開口は、前記中空部材の内部と外部とを連通し、前記カンチレバーは、前記中空部材の内部と外部との圧力差に応じて撓み変形し、前記接触検出手段は、複数の前記変位検出部によって検出された複数の前記カンチレバーの前記変位の大きさと、複数の前記変位検出部によって検出された複数の前記カンチレバー間の前記変位のタイミングの差と、に基づいて前記物体の接触位置および接触圧を検出し、前記中空部材は、管状に形成され、前記中空部材の長手方向に沿って設けられ、押圧操作によって弾性変形可能かつ前記押圧操作に応じて前記圧力変動を発生可能な複数の押圧操作部(例えば、実施形態でのキーパッド201のキー)を備え、前記中空部材の長手方向の第1端部および第2端部に第1および第2の前記圧力変動検出部を備え、前記接触検出手段は、前記第1および第2の前記圧力変動検出部の前記変位検出部によって検出された第1および第2の前記カンチレバーの前記変位の大きさと、前記第1および第2の前記カンチレバー間の前記変位のタイミングの差と、に基づいて、前記複数の押圧操作部のうち何れの前記押圧操作部が押圧操作されたかを検出する接触センサと、前記接触検出手段によって検出された前記押圧部に応じた入力信号を出力する入力信号出力部(例えば、実施形態での信号処理回路103)と、を備える。
また、本発明の第9の発明に係る接触入力装置は、前記圧力変動検出部の前記本体部は、前記中空部材の外部に配置されたキャビティ(例えば、実施形態でのキャビティ10)を備え、前記本体部の前記開口は、前記キャビティの内部と前記中空部材の内部とを連通し、前記カンチレバーは、前記キャビティの内部と前記中空部材の内部との圧力差に応じて撓み変形する。
A contact input device according to a seventh aspect of the present invention includes a hollow member (for example, a hollow member in the embodiment) that has a pressure transmission medium therein and can transmit pressure fluctuation due to contact with an object to the pressure transmission medium. Member 101), at least one pressure fluctuation detection unit (for example, pressure sensor 1 in the embodiment) that is disposed inside the hollow member or inside the hollow member and outputs a detection signal corresponding to the pressure fluctuation; Contact detection means (for example, the signal processing circuit 103 in the embodiment) that detects the contact position and the contact pressure of the object based on the detection signal output from the pressure fluctuation detection unit, and the pressure fluctuation detection unit A main body (for example, main body 3 in the embodiment) having an opening (for example, the communication opening 11 in the embodiment) through which the pressure transmission medium can flow, and a tip (for example, the tip in the embodiment). b) is a free end and a base end portion (for example, the base end portion 4a in the embodiment) is arranged so as to close the opening in a state where it is supported in a cantilevered manner by the main body portion, and according to the pressure fluctuation A cantilever that bends and deforms (for example, the cantilever 4 in the embodiment), and a displacement detector that detects a displacement corresponding to the bending deformation of the cantilever (for example, the displacement measurement unit 5 in the embodiment). The detection means detects a contact position and a contact pressure of the object based on a difference in magnitude and timing of the plurality of displacements of the cantilever detected by the displacement detection unit of at least one of the pressure fluctuation detection units. A plurality of the pressure fluctuation detection units disposed inside the hollow member, and the main body of the pressure fluctuation detection unit includes a cavity (for example, the cavity 10 in the embodiment). The opening of the main body communicates the inside and the outside of the cavity, the cantilever bends and deforms according to a pressure difference between the inside and the outside of the cavity, and the contact detection means includes a plurality of contact detecting means. The contact of the object based on the magnitude of the displacement of the plurality of cantilevers detected by the displacement detector and the difference in timing of the displacement between the plurality of cantilevers detected by the plurality of displacement detectors The position and contact pressure are detected, and the hollow member is formed in a tubular shape, is provided along the longitudinal direction of the hollow member, can be elastically deformed by a pressing operation, and can generate the pressure fluctuation according to the pressing operation. A plurality of pressing operation portions (for example, keys of the keypad 201 in the embodiment) are provided, and the first and second end portions in the longitudinal direction of the hollow member are first and second ends. The pressure fluctuation detection unit, wherein the contact detection means has a magnitude of the displacement of the first and second cantilevers detected by the displacement detection unit of the first and second pressure fluctuation detection units. A contact sensor that detects which one of the plurality of pressing operation units is pressed based on the difference in timing of the displacement between the first and second cantilevers; An input signal output unit (for example, the signal processing circuit 103 in the embodiment) that outputs an input signal corresponding to the pressing unit detected by the contact detection unit.
A contact input device according to an eighth aspect of the present invention includes a hollow member (for example, a hollow member in the embodiment) that has a pressure transmission medium therein and can transmit pressure fluctuation due to contact with an object to the pressure transmission medium. Member 101), at least one pressure fluctuation detection unit (for example, pressure sensor 1 in the embodiment) that is disposed inside the hollow member or inside the hollow member and outputs a detection signal corresponding to the pressure fluctuation; Contact detection means (for example, the signal processing circuit 103 in the embodiment) that detects the contact position and the contact pressure of the object based on the detection signal output from the pressure fluctuation detection unit, and the pressure fluctuation detection unit A main body (for example, main body 3 in the embodiment) having an opening (for example, the communication opening 11 in the embodiment) through which the pressure transmission medium can flow, and a tip (for example, the tip in the embodiment). b) is a free end and a base end portion (for example, the base end portion 4a in the embodiment) is arranged so as to close the opening in a state where it is supported in a cantilevered manner by the main body portion, and according to the pressure fluctuation A cantilever that bends and deforms (for example, the cantilever 4 in the embodiment), and a displacement detector that detects a displacement corresponding to the bending deformation of the cantilever (for example, the displacement measurement unit 5 in the embodiment). The detection means detects a contact position and a contact pressure of the object based on a difference in magnitude and timing of the plurality of displacements of the cantilever detected by the displacement detection unit of at least one of the pressure fluctuation detection units. A plurality of the pressure fluctuation detection units disposed in an opening formed in the hollow member (for example, the opening 111 in the embodiment), and the opening of the main body portion includes the hollow member The inside and the outside communicate with each other, the cantilever bends and deforms according to the pressure difference between the inside and the outside of the hollow member, and the contact detection means includes a plurality of the cantilevers detected by the plurality of displacement detection units. Detecting the contact position and the contact pressure of the object based on the magnitude of the displacement and the difference in timing of the displacement between the plurality of cantilevers detected by the plurality of displacement detectors, A plurality of pressing operation parts (for example, in the embodiment) that are formed along the longitudinal direction of the hollow member, can be elastically deformed by a pressing operation, and can generate the pressure fluctuation according to the pressing operation. A key of the keypad 201), the first end portion and the second end portion in the longitudinal direction of the hollow member, the first and second pressure fluctuation detection units, , The magnitude of the displacement of the first and second cantilevers detected by the displacement detector of the first and second pressure fluctuation detectors, and the displacement between the first and second cantilevers And a contact sensor for detecting which one of the plurality of pressing operation units is pressed, and the pressing unit detected by the contact detection unit based on the timing difference between An input signal output unit that outputs an input signal (for example, the signal processing circuit 103 in the embodiment).
In the contact input device according to the ninth aspect of the present invention, the main body of the pressure fluctuation detection unit includes a cavity (for example, the cavity 10 in the embodiment) disposed outside the hollow member. The opening of the main body communicates the inside of the cavity and the inside of the hollow member, and the cantilever is bent and deformed according to a pressure difference between the inside of the cavity and the inside of the hollow member.

また、本発明の第10の発明に係る接触入力装置は、第1の発明から第3の発明のいずれか1つに記載の接触センサと、前記接触検出手段によって検出された前記接触位置に応じた入力信号を出力する入力信号出力部(例えば、実施形態での信号処理回路103)と、を備える。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a contact input device according to the contact sensor according to any one of the first to third aspects and the contact position detected by the contact detection means. An input signal output unit (for example, the signal processing circuit 103 in the embodiment) that outputs the input signal.

また、本発明の第11の発明に係る電子機器は、第7の発明から第10の発明のいずれか1つに記載の接触入力装置を備える。 An electronic apparatus according to an eleventh aspect of the present invention includes the contact input device according to any one of the seventh to tenth aspects .

本発明の接触センサによれば、中空部材を各種の形状や大きさを有するように形成することができ、軽量化および薄型化などが容易に可能であり、汎用性を向上させることができる。さらに、物体の接触位置の近傍に電極や電気配線を設ける必要が無く、液体などに対する特別なシール構造を設ける必要が無く、構造が複雑化することを防止することができる。さらに、中空部材を形成する材料および圧力伝達媒体を成す物質の光透過率を適宜に設定することができ、所望の光透過率を容易に確保することができる。さらに、付加的な特別な構造または構成要素を設ける必要無しに接触位置および接触圧を同時に検出することができる。さらに、外部からの電圧印加が不要であり、消費電力の増大を防止することができる。   According to the contact sensor of the present invention, the hollow member can be formed to have various shapes and sizes, and it is possible to easily reduce the weight and the thickness, and to improve versatility. Furthermore, it is not necessary to provide an electrode or electrical wiring in the vicinity of the contact position of the object, and it is not necessary to provide a special seal structure for liquid or the like, so that the structure can be prevented from becoming complicated. Furthermore, the light transmittance of the material forming the hollow member and the substance constituting the pressure transmission medium can be appropriately set, and a desired light transmittance can be easily ensured. Furthermore, the contact position and the contact pressure can be detected at the same time without the need to provide additional special structures or components. Furthermore, no voltage application from the outside is required, and an increase in power consumption can be prevented.

本発明の接触入力装置によれば、構造が複雑化することを防止しつつ軽量化および薄型化などが容易に可能であり、汎用性を向上させることができる。
さらに、第10の発明に係る接触入力装置によれば、1つの管状の中空部材によって複数の押圧操作部に対する操作を区別して検出することができ、例えば複数の押圧操作部のそれぞれに個別にセンサを設ける場合に比べて、構造を単純化することができる。
さらに、第11の発明に係る接触入力装置によれば、板状の中空部材の大きさにかかわらずに2次元座標位置を精度良く検出することができ、各種の大きさの中空部材によって汎用性を向上させることができる。
According to the contact input device of the present invention, it is possible to easily reduce the weight and thickness while preventing the structure from becoming complicated, and to improve versatility.
Furthermore, according to the contact input device according to the tenth aspect of the present invention, it is possible to distinguish and detect operations on the plurality of pressing operation units with one tubular hollow member, and for example, a sensor is individually provided for each of the plurality of pressing operation units. The structure can be simplified as compared with the case of providing.
Further, according to the contact input device according to the eleventh aspect of the present invention, the two-dimensional coordinate position can be detected with high accuracy regardless of the size of the plate-like hollow member, and versatility is achieved by the hollow members having various sizes. Can be improved.

本発明の電子機器によれば、構造が複雑化することを防止しつつ軽量化および薄型化などが容易に可能であり、汎用性を向上させることができる。
さらに、第7の発明から第9の発明に係る接触入力装置を備える電子機器によれば、1つの管状の中空部材によって複数の押圧操作部に対する操作を区別して検出することができ、例えば複数の押圧操作部のそれぞれに個別にセンサを設ける場合に比べて、構造を単純化することができる。
さらに、第10の発明に係る接触入力装置を備える電子機器によれば、板状の中空部材の大きさにかかわらずに2次元座標位置を精度良く検出することができ、各種の大きさの電子機器を容易に形成することができ、汎用性を向上させることができる。
According to the electronic device of the present invention, it is possible to easily reduce the weight and thickness while preventing the structure from becoming complicated, and to improve versatility.
Furthermore, according to the electronic apparatus including the contact input device according to the seventh to ninth inventions , it is possible to distinguish and detect operations on a plurality of pressing operation portions by one tubular hollow member, for example, a plurality of The structure can be simplified as compared with the case where a sensor is provided for each of the pressing operation units.
Furthermore, according to the electronic apparatus including the contact input device according to the tenth aspect of the invention, the two-dimensional coordinate position can be accurately detected regardless of the size of the plate-like hollow member, and various sizes of electronic devices can be detected. A device can be easily formed, and versatility can be improved.

本発明の実施形態に係る接触センサの構成図である。It is a block diagram of the contact sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る圧力センサの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the pressure sensor which concerns on embodiment of this invention. 図2に示すA−A線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the AA line shown in FIG. 本発明の実施形態に係る圧力センサに入力される圧力変動とセンサ出力との一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the pressure fluctuation input into the pressure sensor which concerns on embodiment of this invention, and a sensor output. 本発明の実施形態に係る圧力センサの動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of operation | movement of the pressure sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る接触センサの2つの圧力センサのセンサ出力(出力信号)の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the sensor output (output signal) of two pressure sensors of the contact sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態の第1変形例に係る接触センサの構成図である。It is a block diagram of the contact sensor which concerns on the 1st modification of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の第2変形例に係る接触センサの構成図である。It is a block diagram of the contact sensor which concerns on the 2nd modification of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の第3変形例に係る接触センサの構成図である。It is a block diagram of the contact sensor which concerns on the 3rd modification of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の第4変形例に係る接触センサの構成図である。It is a block diagram of the contact sensor which concerns on the 4th modification of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の第4変形例に係る接触センサの2つの圧力センサのセンサ出力(出力信号)の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the sensor output (output signal) of two pressure sensors of the contact sensor which concerns on the 4th modification of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の第5変形例に係る接触センサの構成図である。It is a block diagram of the contact sensor which concerns on the 5th modification of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の第5変形例に係る接触センサの3つの圧力センサのセンサ出力(出力信号)の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the sensor output (output signal) of three pressure sensors of the contact sensor which concerns on the 5th modification of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の第6変形例に係る接触センサの構成図である。It is a block diagram of the contact sensor which concerns on the 6th modification of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の第6変形例に係る接触センサの圧力センサのセンサ出力(出力信号)と第1および第2のコンパレータの出力との一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the sensor output (output signal) of the pressure sensor of the contact sensor which concerns on the 6th modification of embodiment of this invention, and the output of a 1st and 2nd comparator. 本発明の実施形態の第6変形例に係る接触センサの圧力センサのセンサ出力(出力信号)と第1および第2のコンパレータの出力との一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the sensor output (output signal) of the pressure sensor of the contact sensor which concerns on the 6th modification of embodiment of this invention, and the output of a 1st and 2nd comparator. 本発明の実施形態の第7変形例に係る接触センサの構成図である。It is a block diagram of the contact sensor which concerns on the 7th modification of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の第7変形例に係る接触センサの構成図である。It is a block diagram of the contact sensor which concerns on the 7th modification of embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る接触入力装置の構成図である。It is a block diagram of the contact input device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る接触入力装置の構成図である。It is a block diagram of the contact input device which concerns on embodiment of this invention.

(接触センサ)
以下、本発明の実施形態に係る接触センサについて添付図面を参照しながら説明する。
図1は本発明の実施形態に係る接触センサ100の構成図である。図2は本発明の第1の実施形態に係る圧力センサ1の構成を示す平面図である。図3は、図2中に示すA−A線に沿った断面図である。
(Contact sensor)
Hereinafter, a contact sensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a contact sensor 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the pressure sensor 1 according to the first embodiment of the present invention. 3 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG.

図1に示すように、本実施形態の接触センサ100は、物体の接触位置および接触圧を検出するセンサである。接触センサ100は、例えば、少なくとも2つの第1の圧力センサ1(1a)および第2の圧力センサ1(1b)と、中空部材101と、検出回路102と、信号処理回路103と、を備えている。   As shown in FIG. 1, the contact sensor 100 of this embodiment is a sensor which detects the contact position and contact pressure of an object. The contact sensor 100 includes, for example, at least two first pressure sensors 1 (1a) and second pressure sensors 1 (1b), a hollow member 101, a detection circuit 102, and a signal processing circuit 103. Yes.

(圧力センサの構成)
図2及び図3に示すように、本実施形態の圧力センサ1は、所定の周波数帯域の圧力変動を検出するセンサである。圧力センサ1は、例えば、SOI基板2と本体部3とを一体的に固定した形状からなり、SOI基板2に形成されたカンチレバー4と、カンチレバー4に接続されてカンチレバー4の変位を測定する変位測定部5と、を備えている。
(Configuration of pressure sensor)
As shown in FIGS. 2 and 3, the pressure sensor 1 of the present embodiment is a sensor that detects pressure fluctuations in a predetermined frequency band. The pressure sensor 1 has, for example, a shape in which the SOI substrate 2 and the main body 3 are integrally fixed, a cantilever 4 formed on the SOI substrate 2, and a displacement that is connected to the cantilever 4 and measures the displacement of the cantilever 4. And a measurement unit 5.

SOI基板2は、シリコン支持層2a、シリコン酸化膜等の酸化層2bおよびシリコン活性層2cを熱的に張り合わせて形成されている。
本体部3は、例えば樹脂材で構成され、キャビティ10として機能する箱型の凹部10a、つまりキャビティ10の内部と外部とを連通する連通開口11が設けられた箱型の凹部10aを備えている。これに伴い、例えば、SOI基板2の酸化層2bおよびシリコン活性層2cには、本体部3の連通開口11に臨んで連通する連通開口2Aが形成されている。
The SOI substrate 2 is formed by thermally bonding a silicon support layer 2a, an oxide layer 2b such as a silicon oxide film, and a silicon active layer 2c.
The main body 3 is made of, for example, a resin material, and includes a box-shaped recess 10 a that functions as the cavity 10, that is, a box-shaped recess 10 a provided with a communication opening 11 that communicates the inside and the outside of the cavity 10. . Accordingly, for example, in the oxide layer 2b and the silicon active layer 2c of the SOI substrate 2, a communication opening 2A that communicates with the communication opening 11 of the main body 3 is formed.

カンチレバー4は、SOI基板2のシリコン活性層2cからなり、平板状のシリコン活性層2cからカンチレバー4と枠部12とを形成するようにギャップ13を切り出すことによって形成されている。カンチレバー4は、基端部4aを固定端とし、先端部4bを自由端とした片持ち梁構造を形成し、基端部4aを中心としてキャビティ10の内部と外部との圧力差に応じて撓み変形可能とされている。
カンチレバー4の基端部4aには、該カンチレバー4が撓み変形し易くなるようにして、貫通孔15が形成されている。
The cantilever 4 is composed of the silicon active layer 2c of the SOI substrate 2, and is formed by cutting out the gap 13 so as to form the cantilever 4 and the frame portion 12 from the flat silicon active layer 2c. The cantilever 4 forms a cantilever structure having a base end 4a as a fixed end and a tip 4b as a free end, and bends according to a pressure difference between the inside and the outside of the cavity 10 around the base end 4a. It can be deformed.
A through hole 15 is formed in the base end portion 4a of the cantilever 4 so that the cantilever 4 is easily bent and deformed.

変位測定部5は、カンチレバー4の基端部4aの表面上に設けられたピエゾ抵抗20と、ピエゾ抵抗20に接続された配線部21と、カンチレバー4の変位を検出する検出回路102と、を備えている。
ピエゾ抵抗20は、カンチレバー4の撓み量(変位量)に応じて電気抵抗値が変化する抵抗素子であり、図2におけるカンチレバー4の短手方向において、貫通孔15を挟んだ両側に対となって配置されている。これら一対のピエゾ抵抗20は、導電性材料からなる配線部21を介して相互に電気的に接続されている。検出回路102は一対のピエゾ抵抗20に接続され、ピエゾ抵抗20の電気抵抗値変化に基づいてカンチレバー4の変位を検出する。
The displacement measuring unit 5 includes a piezoresistor 20 provided on the surface of the base end 4 a of the cantilever 4, a wiring unit 21 connected to the piezoresistor 20, and a detection circuit 102 that detects the displacement of the cantilever 4. I have.
The piezoresistors 20 are resistance elements whose electric resistance values change according to the amount of deflection (displacement) of the cantilever 4 and are paired on both sides of the through hole 15 in the short direction of the cantilever 4 in FIG. Are arranged. The pair of piezoresistors 20 are electrically connected to each other via a wiring portion 21 made of a conductive material. The detection circuit 102 is connected to the pair of piezoresistors 20 and detects the displacement of the cantilever 4 based on the change in the electric resistance value of the piezoresistors 20.

この変位測定部5において、検出回路102を通じてピエゾ抵抗20に所定電圧が印加されると、この電圧印加に起因する電流は、貫通孔15を回り込むようにして、一方のピエゾ抵抗20から配線部21を経由して他方のピエゾ抵抗20に流れる。これによって、検出回路102は、カンチレバー4の変位(撓み変形)に応じて変化するピエゾ抵抗20の電気抵抗値変化を電気的な出力信号として取り出すことが可能である。変位測定部5は、この出力信号(センサ出力)に基づいて、カンチレバー4の変位を測定可能であり、キャビティ10の内部と外部との間に発生した圧力差を検出する。   In this displacement measuring unit 5, when a predetermined voltage is applied to the piezoresistor 20 through the detection circuit 102, the current resulting from this voltage application wraps around the through-hole 15 so that the one piezoresistor 20 passes through the wiring unit 21. To the other piezoresistor 20 via. As a result, the detection circuit 102 can extract the change in the electric resistance value of the piezoresistor 20 that changes according to the displacement (flexure deformation) of the cantilever 4 as an electrical output signal. The displacement measuring unit 5 can measure the displacement of the cantilever 4 based on this output signal (sensor output), and detects a pressure difference generated between the inside and the outside of the cavity 10.

なお、ピエゾ抵抗20は、例えばリンなどのドープ剤(不純物)がイオン注入法や拡散法などの各種の方法によりドーピングされることで形成される。また、双方のピエゾ抵抗20は配線部21のみで電気的に導通するように形成されている。これによって、カンチレバー4周囲のシリコン活性層2cは、配線部21以外でピエゾ抵抗20双方が導通しないよう、エッチングされている。
また、ピエゾ抵抗20は、圧電薄膜であってもよい。この場合、カンチレバー4の基端部4aに加わる応力に応じて、起電力が発生する。検出回路102は、この起電力を検出することで、カンチレバー4の変位を検出する。
The piezoresistor 20 is formed by doping a dopant (impurity) such as phosphorus by various methods such as an ion implantation method and a diffusion method. Further, both piezoresistors 20 are formed so as to be electrically connected only by the wiring portion 21. Thus, the silicon active layer 2 c around the cantilever 4 is etched so that both the piezoresistors 20 other than the wiring portion 21 do not conduct.
The piezoresistor 20 may be a piezoelectric thin film. In this case, an electromotive force is generated according to the stress applied to the base end portion 4 a of the cantilever 4. The detection circuit 102 detects the displacement of the cantilever 4 by detecting this electromotive force.

(圧力センサの動作)
まず、上述した圧力センサ1を用いて、微小な圧力変動を検出する場合について、図4及び図5を用いて説明する。
初めに、図4(A)に示す期間Aのように、キャビティ10の外部の圧力(以下、外圧Pout)と、キャビティ10内部の圧力(以下、内圧Pin)との圧力差がゼロである場合には、図5(A)に示すように、カンチレバー4は撓み変形しない。
ここで、図4(A)に示す時刻t1以降の期間Bのように、外圧Poutがステップ状に上昇すると、キャビティ10の外部と内部との間に圧力差が生じるので、図5(B)に示すように、カンチレバー4はキャビティ10内部に向けて撓み変形する。
すると、カンチレバー4の撓み変形に応じてピエゾ抵抗20に歪みが生じ、電気抵抗値が変化するので、図4(B)に示すように、圧力センサ1の出力信号が増大する。
(Pressure sensor operation)
First, the case where minute pressure fluctuations are detected using the pressure sensor 1 described above will be described with reference to FIGS.
First, as in period A shown in FIG. 4A, when the pressure difference between the pressure outside the cavity 10 (hereinafter, external pressure Pout) and the pressure inside the cavity 10 (hereinafter, internal pressure Pin) is zero. As shown in FIG. 5A, the cantilever 4 is not bent and deformed.
Here, when the external pressure Pout rises stepwise as in the period B after time t1 shown in FIG. 4A, a pressure difference is generated between the outside and the inside of the cavity 10, so that FIG. As shown, the cantilever 4 is bent and deformed toward the inside of the cavity 10.
Then, the piezoresistor 20 is distorted in accordance with the bending deformation of the cantilever 4 and the electric resistance value changes, so that the output signal of the pressure sensor 1 increases as shown in FIG.

また、外圧Poutの上昇以降、ギャップ13を介してキャビティ10の外部から内部へと圧力伝達媒体が流動する。そのため、図4(A)に示すように、内圧Pinは時間の経過とともに、外圧Poutよりも遅れながら、かつ外圧Poutの変動よりも緩やかな応答で上昇する。
その結果、内圧Pinが外圧Poutに徐々に近づくので、キャビティ10の外部と内部との圧力が均衡状態になり始め、カンチレバー4の撓みが徐々に小さくなり、図4(B)に示すように上記出力信号が徐々に低下する。
そして、図4(A)に示す時刻t2以降の期間Cのように、内圧Pinが外圧Poutに等しくなると、図5(C)に示すように、カンチレバー4の撓み変形が解消されて元の状態に復帰し、図4(B)に示すように、圧力センサ1の出力信号が再びゼロになる。
Further, after the increase of the external pressure Pout, the pressure transmission medium flows from the outside to the inside of the cavity 10 through the gap 13. For this reason, as shown in FIG. 4A, the internal pressure Pin rises with time and with a response that is slower than the external pressure Pout and slower than the fluctuation of the external pressure Pout.
As a result, the internal pressure Pin gradually approaches the external pressure Pout, so that the pressure between the outside and the inside of the cavity 10 starts to be in an equilibrium state, and the deflection of the cantilever 4 gradually decreases. As shown in FIG. The output signal gradually decreases.
When the internal pressure Pin becomes equal to the external pressure Pout as in the period C after time t2 shown in FIG. 4A, the bending deformation of the cantilever 4 is eliminated and the original state is obtained as shown in FIG. 5C. Then, as shown in FIG. 4B, the output signal of the pressure sensor 1 becomes zero again.

このように、カンチレバー4の変位に基づいた出力信号の変動をモニタすることで、キャビティ10の外部の圧力変動を検出することができる。
特に、SOI基板2のシリコン活性層2cを用いて半導体プロセス技術によりカンチレバー4を形成できるので、従来の圧電素子に比べて薄型化(例えば、数十〜数百nm)し易い。したがって、微小な圧力変動の検出を精度よく行うことができる。
Thus, by monitoring the fluctuation of the output signal based on the displacement of the cantilever 4, the pressure fluctuation outside the cavity 10 can be detected.
In particular, since the cantilever 4 can be formed by a semiconductor process technique using the silicon active layer 2c of the SOI substrate 2, it is easy to make the cantilever thinner (for example, several tens to several hundreds nm) than the conventional piezoelectric element. Therefore, it is possible to detect minute pressure fluctuations with high accuracy.

(接触センサの構成)
2つの第1および第2の圧力センサ1(1a,1b)は、中空部材101の内部の異なる位置に配置されている。
中空部材101は、物体の接触の押圧によって接触部分が変形可能、かつ押圧の解除によって変形前の形状に復帰可能な材料、例えば樹脂材などによって形成されている。中空部材101は、各種の気体や液体からなる圧力伝達媒体を内部に有し、外表面に対する物体の接触の押圧による接触部分の圧力変動を内部の圧力伝達媒体に伝達可能である。
中空部材101の内部に配置された各圧力センサ1において、キャビティ10の内部および外部には圧力伝達媒体が存在しており、物体の接触の押圧によって中空部材101の外表面の接触部分から圧力伝達媒体に伝達された圧力変動に応じて各圧力センサ1のカンチレバー4が撓み変形可能である。
(Configuration of contact sensor)
The two first and second pressure sensors 1 (1 a, 1 b) are arranged at different positions inside the hollow member 101.
The hollow member 101 is formed of a material, such as a resin material, whose contact portion can be deformed by pressing of contact with an object and which can be restored to its original shape by releasing the pressing. The hollow member 101 has a pressure transmission medium made of various gases and liquids inside, and can transmit pressure fluctuations at the contact portion due to pressing of the contact of the object to the outer surface to the internal pressure transmission medium.
In each pressure sensor 1 arranged inside the hollow member 101, a pressure transmission medium exists inside and outside the cavity 10, and pressure is transmitted from a contact portion on the outer surface of the hollow member 101 by pressing of contact with an object. The cantilever 4 of each pressure sensor 1 can be bent and deformed in accordance with the pressure fluctuation transmitted to the medium.

なお、例えば、中空部材101が透明または光透過率が所定値より高い材料により形成され、かつ圧力伝達媒体が空気などの透明または光透過率が所定値より高い物質とされた場合には、接触センサ100は所定値より高い光透過率を有する。   For example, when the hollow member 101 is formed of a material that is transparent or has a light transmittance higher than a predetermined value, and the pressure transmission medium is a substance such as air that is transparent or has a light transmittance higher than a predetermined value, contact The sensor 100 has a light transmittance higher than a predetermined value.

検出回路102は、各圧力センサ1に対して、圧力伝達媒体の圧力変動に起因するカンチレバー4の撓み変形に応じた変位を検出し、この変位の検出信号を出力する。
信号処理回路103は、検出回路102から出力された検出信号を用いて、第1の圧力センサ1(1a)に対して検出された変位と第2の圧力センサ1(1b)に対して検出された変位との大きさおよびタイミングの差に基づいて、中空部材101の外表面に対する物体の接触位置および接触圧を検出する。
The detection circuit 102 detects a displacement corresponding to the bending deformation of the cantilever 4 caused by the pressure fluctuation of the pressure transmission medium, and outputs a detection signal of this displacement.
The signal processing circuit 103 uses the detection signal output from the detection circuit 102 to detect the displacement detected with respect to the first pressure sensor 1 (1a) and the displacement detected with respect to the second pressure sensor 1 (1b). The contact position and contact pressure of the object with respect to the outer surface of the hollow member 101 are detected based on the difference in magnitude and timing from the displacement.

例えば図6に示すように、中空部材101の外表面に対する物体の接触の押圧に対し、第1および第2の圧力センサ1(1a,1b)に対して検出された変位の大きさ(センサ出力Fa,Fb)は、圧力伝達媒体の圧力変動の大きさ、つまり中空部材101の外表面に対する物体の接触の押圧強度(接触圧)を示している。したがって、信号処理回路103は、第1および第2の圧力センサ1(1a,1b)に対して検出された変位の大きさを用いて、物体の接触の押圧強度(接触圧)を検出する。
さらに、図6に示すように、第1および第2の圧力センサ1(1a,1b)に対して検出された変位のタイミング(つまり、センサ出力Fa,Fbに対応する時刻ta,tb)の差t(=tb−ta)は、第1および第2の圧力センサ1(1a,1b)の位置と接触位置との距離差dに対応している。この距離差dは、圧力伝達媒体における圧力変動の伝達速度vと、第1および第2の圧力センサ1(1a,1b)に対して検出された変位のタイミングの差t(=tb−ta)との積(d=t×v)によって記述可能である。したがって、信号処理回路103は、中空部材101の内部における第1および第2の圧力センサ1(1a,1b)間の所定の圧力伝達経路に対し、距離差dに応じて圧力伝達経路上の接触位置を検出する。
For example, as shown in FIG. 6, the magnitude of the displacement detected by the first and second pressure sensors 1 (1a, 1b) in response to the pressing of the object contact with the outer surface of the hollow member 101 (sensor output) Fa and Fb) indicate the magnitude of the pressure fluctuation of the pressure transmission medium, that is, the pressing strength (contact pressure) of the contact of the object with the outer surface of the hollow member 101. Therefore, the signal processing circuit 103 detects the pressing strength (contact pressure) of the contact of the object using the magnitude of the displacement detected with respect to the first and second pressure sensors 1 (1a, 1b).
Furthermore, as shown in FIG. 6, the difference between the displacement timings detected for the first and second pressure sensors 1 (1a, 1b) (that is, the times ta, tb corresponding to the sensor outputs Fa, Fb). t (= tb−ta) corresponds to the distance difference d between the position of the first and second pressure sensors 1 (1a, 1b) and the contact position. This distance difference d is a difference t (= tb−ta) between the transmission speed v of the pressure fluctuation in the pressure transmission medium and the displacement timing detected with respect to the first and second pressure sensors 1 (1a, 1b). And the product (d = t × v). Therefore, the signal processing circuit 103 makes contact with the predetermined pressure transmission path between the first and second pressure sensors 1 (1a, 1b) inside the hollow member 101 according to the distance difference d. Detect position.

(接触センサの動作)
以下に、本実施形態において、例えば図1に示すように、接触センサ100の中空部材101が管状に形成され、この管状の中空部材101の延在方向(例えば、中空部材101が伸びる方向である長手方向など)の第1端部101Lに第1の圧力センサ1(1a)が配置され、第2端部101Rに第2の圧力センサ1(1b)が配置された場合の接触センサ100の動作について説明する。
(Operation of contact sensor)
Hereinafter, in the present embodiment, for example, as shown in FIG. 1, the hollow member 101 of the contact sensor 100 is formed in a tubular shape, and the extending direction of the tubular hollow member 101 (for example, the direction in which the hollow member 101 extends). Operation of the contact sensor 100 when the first pressure sensor 1 (1a) is disposed at the first end 101L in the longitudinal direction and the second pressure sensor 1 (1b) is disposed at the second end 101R. Will be described.

この管状の中空部材101の延在方向の第1端部101Lおよび第2端部101R間の適宜の位置に物体の接触による押圧Fが作用すると、この接触に起因する圧力変動は、圧力伝達媒体によって中空部材101の延在方向に沿って第1端部101Lおよび第2端部101Rに向かい伝達される。したがって、中空部材101の延在方向に沿って伝達された圧力変動は、第1端部101Lの第1の圧力センサ1(1a)と、第2端部101Rの第2の圧力センサ1(1b)とによって検出される。   When a pressure F due to the contact of an object acts on an appropriate position between the first end 101L and the second end 101R in the extending direction of the tubular hollow member 101, the pressure fluctuation caused by the contact is caused by the pressure transmission medium. Thus, the first member 101L and the second member 101R are transmitted along the extending direction of the hollow member 101. Accordingly, the pressure fluctuation transmitted along the extending direction of the hollow member 101 is generated by the first pressure sensor 1 (1a) at the first end 101L and the second pressure sensor 1 (1b at the second end 101R). ) And detected.

信号処理回路103は、第1および第2の圧力センサ1(1a,1b)に対して検出回路102によって検出された変位の大きさを用いて、物体の接触の押圧強度(接触圧)を検出する。さらに、信号処理回路103は、第1および第2の圧力センサ1(1a,1b)に対して検出回路102によって検出された変位のタイミングの差を用いて、第1および第2の圧力センサ1(1a,1b)の位置と物体の接触位置との距離差を検出する。そして、検出した距離差に応じて中空部材101の延在方向に沿った圧力伝達経路上の接触位置を検出する。   The signal processing circuit 103 detects the pressing strength (contact pressure) of the object contact using the magnitude of the displacement detected by the detection circuit 102 with respect to the first and second pressure sensors 1 (1a, 1b). To do. Further, the signal processing circuit 103 uses the difference in the timing of displacement detected by the detection circuit 102 with respect to the first and second pressure sensors 1 (1a, 1b) to use the first and second pressure sensors 1. A distance difference between the position (1a, 1b) and the contact position of the object is detected. Then, a contact position on the pressure transmission path along the extending direction of the hollow member 101 is detected according to the detected distance difference.

上述したように本実施形態の接触センサ100によれば、中空部材101を各種の形状や大きさを有するように形成することができ、軽量化および薄型化などが容易に可能であり、汎用性を向上させることができる。さらに、物体の接触位置の近傍に電極や電気配線を設ける必要が無く、液体などに対する特別なシール構造を設ける必要が無く、構造が複雑化することを防止することができる。さらに、中空部材101を形成する材料および圧力伝達媒体を成す物質の光透過率を適宜に設定することができ、所望の光透過率を容易に確保することができる。さらに、付加的な特別な構造または構成要素を設ける必要無しに接触位置および接触圧を同時に検出することができる。さらに、外部からの電圧印加が不要であり、消費電力の増大を防止することができる。   As described above, according to the contact sensor 100 of the present embodiment, the hollow member 101 can be formed to have various shapes and sizes, and can be easily reduced in weight and thinned. Can be improved. Furthermore, it is not necessary to provide an electrode or electrical wiring in the vicinity of the contact position of the object, and it is not necessary to provide a special seal structure for liquid or the like, so that the structure can be prevented from becoming complicated. Furthermore, the light transmittance of the material forming the hollow member 101 and the substance constituting the pressure transmission medium can be set as appropriate, and a desired light transmittance can be easily ensured. Furthermore, the contact position and the contact pressure can be detected at the same time without the need to provide additional special structures or components. Furthermore, no voltage application from the outside is required, and an increase in power consumption can be prevented.

(第1変形例)
なお、上述した実施形態においては、例えば中空部材101の内部の圧力伝達媒体と同一の圧力伝達媒体が中空部材101の外部に存在する場合などにおいて、図7に示す第1変形例に係る接触センサ100のように、中空部材101は内部と外部とを連通する連通開口部101aを備えてもよい。
この第1変形例によれば、中空部材101の内部の圧力は、連通開口部101aを通じて外部の圧力と同一になることから、外部圧力の変化による中空部材101の変形を抑制することができ、中空部材101の劣化や破損などの発生を防止することができる。
(First modification)
In the above-described embodiment, for example, when the same pressure transmission medium as the pressure transmission medium inside the hollow member 101 exists outside the hollow member 101, the contact sensor according to the first modification shown in FIG. As in 100, the hollow member 101 may include a communication opening 101 a that communicates the inside and the outside.
According to the first modification, the internal pressure of the hollow member 101 becomes the same as the external pressure through the communication opening 101a, so that deformation of the hollow member 101 due to a change in external pressure can be suppressed, It is possible to prevent the hollow member 101 from being deteriorated or damaged.

(第2変形例)
なお、上述した実施形態においては、図8に示す第2変形例に係る接触センサ100のように、圧力センサ1は中空部材101に形成された開口部111に配置されてもよい。
この第2変形例においては、管状の中空部材101の延在方向(例えば、中空部材101が伸びる方向である長手方向など)の第1端部101Lおよび第2端部101Rに開口部111が設けられている。そして、開口部111の内壁面と圧力センサ1の外面(例えば、SOI基板2や本体部3の端面など)とが接触し、開口部111によって圧力センサ1が支持されるようにして、開口部111に圧力センサ1が装着されている。本体部3およびキャビティ10は、中空部材101の外部に配置され、本体部3の連通開口11は、キャビティ10の内部と中空部材101の内部とを連通している。カンチレバー4は、キャビティ10の内部と中空部材101の内部との圧力差に応じて撓み変形する。
(Second modification)
In the above-described embodiment, the pressure sensor 1 may be disposed in the opening 111 formed in the hollow member 101 as in the contact sensor 100 according to the second modification shown in FIG.
In the second modification, openings 111 are provided at the first end 101L and the second end 101R in the extending direction of the tubular hollow member 101 (for example, the longitudinal direction in which the hollow member 101 extends). It has been. Then, the inner wall surface of the opening 111 and the outer surface of the pressure sensor 1 (for example, the end surface of the SOI substrate 2 or the main body 3) are in contact with each other so that the pressure sensor 1 is supported by the opening 111. A pressure sensor 1 is attached to 111. The main body 3 and the cavity 10 are arranged outside the hollow member 101, and the communication opening 11 of the main body 3 communicates the inside of the cavity 10 and the inside of the hollow member 101. The cantilever 4 is bent and deformed according to the pressure difference between the inside of the cavity 10 and the inside of the hollow member 101.

(第3変形例)
なお、上述した第2変形例においては、例えば中空部材101の内部の圧力伝達媒体と同一の圧力伝達媒体が中空部材101の外部に存在する場合などにおいて、図9に示す第3変形例に係る接触センサ100のように、圧力センサ1の本体部3はSOI基板2の酸化層2bおよびシリコン活性層2cと同一の形状、例えば環板状に形成され、キャビティ10は省略されてもよい。
この第3変形例においては、本体部3の連通開口11は、中空部材101の内部と外部とを連通している。カンチレバー4は、中空部材101の内部と外部との圧力差に応じて撓み変形する。
(Third Modification)
In the second modification described above, for example, when the same pressure transmission medium as the pressure transmission medium inside the hollow member 101 exists outside the hollow member 101, the third modification shown in FIG. Like the contact sensor 100, the main body 3 of the pressure sensor 1 is formed in the same shape as the oxide layer 2b and the silicon active layer 2c of the SOI substrate 2, for example, an annular plate shape, and the cavity 10 may be omitted.
In the third modification, the communication opening 11 of the main body 3 communicates the inside and the outside of the hollow member 101. The cantilever 4 bends and deforms according to the pressure difference between the inside and the outside of the hollow member 101.

(第4変形例)
なお、上述した実施形態においては、図10に示す第4変形例に係る接触センサ100のように、中空部材101は、中空部材101の外表面に対する物体の接触の押圧に対して、圧力変動を圧力伝達媒体に伝達不能な不感領域112を備えてもよい。
不感領域112は、例えば、物体の接触の押圧によって接触部分が変形不能な領域であって、物体の接触の押圧によって変形可能な領域に比べて、より厚く形成されたり、より硬質な材料によって形成されている。
(Fourth modification)
In the above-described embodiment, like the contact sensor 100 according to the fourth modified example shown in FIG. 10, the hollow member 101 exhibits pressure fluctuation with respect to the pressing of the object contact against the outer surface of the hollow member 101. An insensitive area 112 that cannot be transmitted to the pressure transmission medium may be provided.
The insensitive area 112 is, for example, an area in which a contact portion cannot be deformed by pressing of an object contact, and is formed thicker or made of a harder material than an area that can be deformed by pressing of an object contact. Has been.

この第4変形例において、検出回路102は、各圧力センサ1に対して、不感領域112を跨いだ中空部材101に対する物体の接触移動に起因した複数回(例えば、図10に示す2回など)の圧力変動によるカンチレバー4の複数回の撓み変形に応じた複数の変位を検出する。信号処理回路103は、第1および第2の圧力センサ1(1a,1b)に対して検出回路102によって検出された複数回の変位の大きさを用いて、物体の接触の押圧強度(接触圧)を検出する。さらに、信号処理回路103は、第1および第2の圧力センサ1(1a,1b)に対して検出回路102によって検出された複数の変位のタイミングの差を用いて、不感領域112を跨いだ物体の接触移動の方向と、接触移動の始点位置および終点位置を検出する。   In the fourth modified example, the detection circuit 102 performs a plurality of times (for example, twice shown in FIG. 10) due to the contact movement of the object with respect to the hollow member 101 across the insensitive region 112 with respect to each pressure sensor 1. A plurality of displacements corresponding to a plurality of bending deformations of the cantilever 4 due to the pressure fluctuations are detected. The signal processing circuit 103 uses the magnitude of the plurality of displacements detected by the detection circuit 102 with respect to the first and second pressure sensors 1 (1a, 1b) to use the pressure intensity (contact pressure) of the contact of the object. ) Is detected. Further, the signal processing circuit 103 uses the difference between the timings of the plurality of displacements detected by the detection circuit 102 with respect to the first and second pressure sensors 1 (1a, 1b) to cross the dead area 112. The direction of contact movement and the starting point position and end point position of the contact movement are detected.

例えば図11に示すように、不感領域112を跨いだ物体の接触移動に起因して第1の圧力センサ1(1a)に対して、検出回路102によって、不感領域112を跨ぐ前後の2つの変位のタイミング(つまり、センサ出力Faに対応する2つの時刻ta1,ta2)が検出される。また、不感領域112を跨いだ物体の接触移動に起因して第2の圧力センサ1(1b)に対して、検出回路102によって、不感領域112を跨ぐ前後の2つの変位のタイミング(つまり、センサ出力Fbに対応する2つの時刻tb1,tb2)が検出される。   For example, as shown in FIG. 11, two displacements before and after straddling the insensitive area 112 are detected by the detection circuit 102 with respect to the first pressure sensor 1 (1 a) due to the contact movement of the object straddling the insensitive area 112. (That is, two times ta1 and ta2 corresponding to the sensor output Fa) are detected. Further, due to the contact movement of the object straddling the insensitive area 112, the detection circuit 102 causes the two displacement timings before and after straddling the insensitive area 112 (that is, the sensor) to the second pressure sensor 1 (1b). Two times tb1, tb2) corresponding to the output Fb are detected.

ここで、不感領域112を跨ぐ前の第1および第2の圧力センサ1(1a,1b)に対して検出された変位のタイミング(つまり、センサ出力Fa,Fbに対応する時刻ta1,tb1)の差T1(=tb1−ta1)は、第1および第2の圧力センサ1(1a,1b)の位置と接触移動の始点位置との距離差に対応している。また、不感領域112を跨いだ後の第1および第2の圧力センサ1(1a,1b)に対して検出された変位のタイミング(つまり、センサ出力Fa,Fbに対応する時刻ta2,tb2)の差T2(=tb2−ta2)は、第1および第2の圧力センサ1(1a,1b)の位置と接触移動の終点位置との距離差に対応している。そして、不感領域112を跨ぐ前のタイミングの差T1と、不感領域112を跨いだ後のタイミングの差T2と、に対して、T1>T2の場合は、接触移動の方向が第1の圧力センサ1(1a)から第2の圧力センサ1(1b)に向かう方向である場合に対応している。また、T1<T2の場合は、接触移動の方向が第2の圧力センサ1(1b)から第1の圧力センサ1(1a)に向かう方向である場合に対応している。   Here, the displacement timing detected with respect to the first and second pressure sensors 1 (1a, 1b) before straddling the insensitive region 112 (that is, times ta1, tb1 corresponding to the sensor outputs Fa, Fb). The difference T1 (= tb1-ta1) corresponds to the distance difference between the position of the first and second pressure sensors 1 (1a, 1b) and the starting point position of the contact movement. Further, the displacement timings detected with respect to the first and second pressure sensors 1 (1a, 1b) after straddling the insensitive region 112 (that is, times ta2, tb2 corresponding to the sensor outputs Fa, Fb). The difference T2 (= tb2-ta2) corresponds to the distance difference between the position of the first and second pressure sensors 1 (1a, 1b) and the end point position of the contact movement. When T1> T2, the difference in timing T1 before straddling the insensitive area 112 and the difference in timing T2 after straddling the insensitive area 112 are such that the direction of contact movement is the first pressure sensor. This corresponds to the direction from 1 (1a) to the second pressure sensor 1 (1b). The case of T1 <T2 corresponds to the case where the direction of contact movement is the direction from the second pressure sensor 1 (1b) toward the first pressure sensor 1 (1a).

したがって、信号処理回路103は、先ず、第1および第2の圧力センサ1(1a,1b)に対して検出された変位の大きさ(センサ出力Fa,Fb)を用いて、物体の接触の押圧強度(接触圧)を検出する。
さらに、信号処理回路103は、不感領域112を跨ぐ前の第1および第2の圧力センサ1(1a,1b)に対して検出された変位のタイミングの差T1を用いて、接触移動の始点位置を検出する。さらに、不感領域112を跨いだ後の第1および第2の圧力センサ1(1a,1b)に対して検出された変位のタイミングの差T2を用いて、接触移動の終点位置を検出する。さらに、これらのタイミングの差T1,T2を用いて、接触移動の方向を検出する。
Therefore, the signal processing circuit 103 first presses the contact of the object using the magnitudes of the displacement (sensor outputs Fa and Fb) detected with respect to the first and second pressure sensors 1 (1a and 1b). The strength (contact pressure) is detected.
Further, the signal processing circuit 103 uses the difference T1 of the displacement timing detected with respect to the first and second pressure sensors 1 (1a, 1b) before straddling the insensitive area 112, and thereby the starting position of the contact movement. Is detected. Furthermore, the end point position of the contact movement is detected by using the difference T2 between the displacement timings detected for the first and second pressure sensors 1 (1a, 1b) after straddling the dead area 112. Further, the direction of contact movement is detected using the timing differences T1 and T2.

(第5変形例)
なお、上述した実施形態においては、図12に示す第5変形例に係る接触センサ100のように、少なくとも3つの第1、第2および第3の圧力センサ1(1a,1b,1c)を備えてもよい。
この第5変形例においては、中空部材101は薄板状に形成され、3つの第1、第2および第3の圧力センサ1(1a,1b,1c)は、中空部材101に形成された3つの開口部111(111a,111b,111c)に配置されている。そして、開口部111の内壁面と圧力センサ1の外面(例えば、SOI基板2や本体部3の端面など)とが接触し、開口部111によって圧力センサ1が支持されるようにして、開口部111に圧力センサ1が装着されている。本体部3およびキャビティ10は、中空部材101の外部に配置され、本体部3の連通開口11は、キャビティ10の内部と中空部材101の内部とを連通している。カンチレバー4は、キャビティ10の内部と中空部材101の内部との圧力差に応じて撓み変形する。
(5th modification)
In the above-described embodiment, at least three first, second, and third pressure sensors 1 (1a, 1b, 1c) are provided as in the contact sensor 100 according to the fifth modification shown in FIG. May be.
In the fifth modification, the hollow member 101 is formed in a thin plate shape, and the three first, second, and third pressure sensors 1 (1a, 1b, 1c) are formed in the three members formed in the hollow member 101. It arrange | positions at the opening part 111 (111a, 111b, 111c). Then, the inner wall surface of the opening 111 and the outer surface of the pressure sensor 1 (for example, the end surface of the SOI substrate 2 or the main body 3) are in contact with each other so that the pressure sensor 1 is supported by the opening 111. A pressure sensor 1 is attached to 111. The main body 3 and the cavity 10 are arranged outside the hollow member 101, and the communication opening 11 of the main body 3 communicates the inside of the cavity 10 and the inside of the hollow member 101. The cantilever 4 is bent and deformed according to the pressure difference between the inside of the cavity 10 and the inside of the hollow member 101.

この第5変形例においては、信号処理回路103は、検出回路102から出力された3つの第1、第2および第3の圧力センサ1(1a,1b,1c)に対する検出信号を用いて、物体の接触の押圧強度(接触圧)に加えて、中空部材101の外表面上に設定された2次元座標系において中空部材101の外表面に対する物体の接触位置の2次元座標位置を検出する。   In this fifth modification, the signal processing circuit 103 uses the detection signals for the three first, second and third pressure sensors 1 (1a, 1b, 1c) output from the detection circuit 102 to In addition to the contact pressing strength (contact pressure), the two-dimensional coordinate position of the contact position of the object with the outer surface of the hollow member 101 is detected in a two-dimensional coordinate system set on the outer surface of the hollow member 101.

例えば図13に示すように、信号処理回路103は、第1、第2および第3の圧力センサ1(1a,1b,1c)に対して検出された変位の大きさ(センサ出力Fa,Fb,Fc)を用いて、物体の接触の押圧強度(接触圧)を検出する。
さらに、例えば図13に示すように、第1および第2の圧力センサ1(1a,1b)に対して検出回路102によって検出された変位のタイミング(つまり、センサ出力Fa,Fbに対応する時刻ta,tb)の差tab(=tb−ta)は、第1および第2の圧力センサ1(1a,1b)の位置と接触位置との距離差dabに対応している。また、第1および第3の圧力センサ1(1a,1c)に対して検出回路102によって検出された変位のタイミング(つまり、センサ出力Fa,Fcに対応する時刻ta,tc)の差tac(=tc−ta)は、第1および第3の圧力センサ1(1a,1c)の位置と接触位置との距離差dacに対応している。したがって、信号処理回路103は、中空部材101の外表面上に設定された2次元座標系において、距離差dab,dacに応じて2次元座標の接触位置を検出する。
For example, as shown in FIG. 13, the signal processing circuit 103 includes magnitudes of displacements detected by the first, second, and third pressure sensors 1 (1a, 1b, 1c) (sensor outputs Fa, Fb, Fc) is used to detect the pressing strength (contact pressure) of the object contact.
Further, for example, as shown in FIG. 13, the displacement timing detected by the detection circuit 102 with respect to the first and second pressure sensors 1 (1a, 1b) (that is, the time ta corresponding to the sensor outputs Fa, Fb). , Tb) corresponds to the distance difference dab between the positions of the first and second pressure sensors 1 (1a, 1b) and the contact position. Further, the difference tac (= the timing of displacement detected by the detection circuit 102 with respect to the first and third pressure sensors 1 (1a, 1c) (that is, the times ta, tc corresponding to the sensor outputs Fa, Fc). tc−ta) corresponds to the distance difference dac between the position of the first and third pressure sensors 1 (1a, 1c) and the contact position. Therefore, the signal processing circuit 103 detects the contact position of the two-dimensional coordinate in the two-dimensional coordinate system set on the outer surface of the hollow member 101 according to the distance difference dab, dac.

(第6変形例)
なお、上述した実施形態においては、図14に示す第6変形例に係る接触センサ100のように、中空部材101が環状に形成されている場合には、中空部材101の内部に周方向を塞ぐように配置された1つの圧力センサ1を備えてもよい。
この第6変形例においては、圧力センサ1の本体部3はSOI基板2の酸化層2bおよびシリコン活性層2cと同一の形状、例えば環板状に形成され、キャビティ10は省略されている。本体部3の連通開口11は、中空部材101の内部における圧力伝達媒体の流通方向である周方向の第1方向側の第1方向部113aと第2方向側の第2方向部113bとを連通し、カンチレバー4は、第1方向部113aと第2方向部113bとの圧力差に応じて撓み変形する。
(Sixth Modification)
In addition, in embodiment mentioned above, when the hollow member 101 is cyclically formed like the contact sensor 100 which concerns on the 6th modification shown in FIG. 14, the inside of the hollow member 101 is plugged in the circumferential direction. One pressure sensor 1 arranged in this manner may be provided.
In the sixth modification, the main body 3 of the pressure sensor 1 is formed in the same shape as the oxide layer 2b and the silicon active layer 2c of the SOI substrate 2, for example, an annular plate shape, and the cavity 10 is omitted. The communication opening 11 of the main body 3 communicates the first direction portion 113a on the first direction side in the circumferential direction that is the flow direction of the pressure transmission medium inside the hollow member 101 and the second direction portion 113b on the second direction side. The cantilever 4 bends and deforms according to the pressure difference between the first direction portion 113a and the second direction portion 113b.

この第6変形例に係る接触センサ100は、検出回路102から出力される検出信号と所定の第1閾値Vth1とを比較して比較結果の信号を出力する第1のコンパレータ114(114a)と、検出回路102から出力される検出信号と所定の第2閾値Vth2とを比較して比較結果の信号を出力する第2のコンパレータ114(114b)とを備えている。
この第6変形例においては、中空部材101の外表面に対する物体の接触の押圧に対して、周方向の第1方向および第2方向に圧力変動が伝達される。これによって、物体の接触位置から第1方向側に圧力センサ1へ向かう圧力伝達経路の距離と、物体の接触位置から第2方向側に圧力センサ1へ向かう圧力伝達経路の距離と、が異なる場合には、カンチレバー4に互いに逆方向の2回の撓み変形が生じる。したがって、検出回路102は、カンチレバー4の互いに逆方向の2回の撓み変形に応じた2つの変位を検出し、これら2つの変位の検出信号、例えば正の値を有する検出信号と負の値を有する検出信号とを出力する。
The contact sensor 100 according to the sixth modified example compares a detection signal output from the detection circuit 102 with a predetermined first threshold value Vth1 and outputs a comparison result signal, and a first comparator 114 (114a). A second comparator 114 (114b) that compares the detection signal output from the detection circuit 102 with a predetermined second threshold value Vth2 and outputs a comparison result signal is provided.
In the sixth modification, pressure fluctuation is transmitted in the first direction and the second direction in the circumferential direction in response to the pressing of the contact of the object with the outer surface of the hollow member 101. Accordingly, the distance of the pressure transmission path from the object contact position toward the pressure sensor 1 in the first direction side is different from the distance of the pressure transmission path from the object contact position toward the pressure sensor 1 in the second direction side. In this case, the cantilever 4 is bent twice in opposite directions. Therefore, the detection circuit 102 detects two displacements corresponding to two bending deformations of the cantilever 4 in opposite directions, and detects a detection signal of these two displacements, for example, a detection signal having a positive value and a negative value. And a detection signal having the same.

第1および第2のコンパレータ114(114a,114b)の第1閾値Vth1および第2閾値Vth2は、圧力センサ1のカンチレバー4に生じる互いに逆方向の2回の撓み変形に対応して設定されている。例えば、検出回路102から出力された正の値を有する検出信号が所定の正の値の第1閾値Vth1よりも大きい値を有する場合に第1のコンパレータ114(114a)から出力されるON信号は、周方向の第1方向に伝達された圧力変動に応じてカンチレバー4に撓み変形が生じたことを示す。また、検出回路102から出力された負の値を有する検出信号が所定の負の値の第2閾値Vth2よりも小さい値を有する場合に第2のコンパレータ114(114b)から出力されるON信号は、周方向の第2方向に伝達された圧力変動に応じてカンチレバー4に撓み変形が生じたことを示す。   The first threshold value Vth1 and the second threshold value Vth2 of the first and second comparators 114 (114a, 114b) are set corresponding to two bending deformations in the opposite directions that occur in the cantilever 4 of the pressure sensor 1. . For example, when the detection signal having a positive value output from the detection circuit 102 has a value larger than the first threshold value Vth1 having a predetermined positive value, the ON signal output from the first comparator 114 (114a) is This shows that the cantilever 4 is bent and deformed in response to the pressure fluctuation transmitted in the first circumferential direction. The ON signal output from the second comparator 114 (114b) when the detection signal having a negative value output from the detection circuit 102 has a value smaller than the second threshold value Vth2 having a predetermined negative value is This shows that the cantilever 4 is bent and deformed in response to the pressure fluctuation transmitted in the second circumferential direction.

信号処理回路103は、検出回路102から出力される2つの検出信号を用いて、物体の接触の押圧強度(接触圧)を検出することに加えて、第1および第2のコンパレータ114(114a,114b)から出力されるON信号のタイミングに基づいて、中空部材101の周方向における物体の接触位置を検出する。
例えば図14に示す第1の押圧F1のように、物体の接触位置から第1方向側に圧力センサ1へ向かう圧力伝達経路の距離が、物体の接触位置から第2方向側に圧力センサ1へ向かう圧力伝達経路の距離よりも短い場合には、図15に示すように、第1のコンパレータ114(114a)からON信号が出力された時刻t1の後の時刻t2に第2のコンパレータ114(114b)からON信号が出力される。また、例えば図14に示す第2の押圧F2のように、物体の接触位置から第1方向側に圧力センサ1へ向かう圧力伝達経路の距離が、物体の接触位置から第2方向側に圧力センサ1へ向かう圧力伝達経路の距離よりも長い場合には、図16に示すように、第2のコンパレータ114(114b)からON信号が出力された時刻t1の後の時刻t2に第1のコンパレータ114(114a)からON信号が出力される。したがって、信号処理回路103は、第1および第2のコンパレータ114(114a,114b)から出力されるON信号の順序と、これらのON信号のタイミングの差T(=t2−t1)とに応じて、中空部材101の周方向における物体の接触位置を検出する。
The signal processing circuit 103 uses the two detection signals output from the detection circuit 102 to detect the pressing intensity (contact pressure) of the contact of the object, and in addition, the first and second comparators 114 (114a, The contact position of the object in the circumferential direction of the hollow member 101 is detected based on the timing of the ON signal output from 114b).
For example, like the first pressing F1 shown in FIG. 14, the distance of the pressure transmission path from the contact position of the object toward the pressure sensor 1 in the first direction side is the pressure sensor 1 from the contact position of the object in the second direction side. When the distance is shorter than the distance of the pressure transmission path toward the second comparator 114 (114b) at time t2 after time t1 when the ON signal is output from the first comparator 114 (114a), as shown in FIG. ) Is output from the ON signal. Further, for example, as in the second press F2 shown in FIG. 14, the distance of the pressure transmission path from the contact position of the object toward the pressure sensor 1 in the first direction side is the pressure sensor in the second direction side from the contact position of the object. When the distance is longer than the distance of the pressure transmission path toward 1, the first comparator 114 at time t2 after time t1 when the ON signal is output from the second comparator 114 (114b), as shown in FIG. An ON signal is output from (114a). Therefore, the signal processing circuit 103 depends on the order of the ON signals output from the first and second comparators 114 (114a, 114b) and the timing difference T (= t2−t1) of these ON signals. The contact position of the object in the circumferential direction of the hollow member 101 is detected.

なお、物体の接触位置から第1方向側に圧力センサ1へ向かう圧力伝達経路の距離と、物体の接触位置から第2方向側に圧力センサ1へ向かう圧力伝達経路の距離とが等しい場合には、カンチレバー4に生じる互いに逆方向の撓み変形が相殺する。したがって、中空部材101の周方向の第1方向および第2方向で圧力センサ1からの距離がほぼ等しくなる所定領域113cは、物体の接触に対する不感領域とされている。   When the distance of the pressure transmission path from the object contact position toward the pressure sensor 1 in the first direction is equal to the distance of the pressure transmission path from the object contact position toward the pressure sensor 1 in the second direction. The bending deformations in the opposite directions generated in the cantilever 4 cancel each other. Therefore, the predetermined region 113c in which the distance from the pressure sensor 1 is substantially equal in the first direction and the second direction in the circumferential direction of the hollow member 101 is a region insensitive to contact with an object.

(第7変形例)
なお、上述した実施形態においては、図17に示す第7変形例に係る接触センサ100のように、所定の配列線に沿って複数の圧力センサ1を配列してもよいし、所定の網目状に複数の圧力センサ1を配置してもよい。
この第7変形例においては、複数の圧力センサ1は中空部材101に形成された複数の開口部111に配置されてもよいし、複数のカンチレバー4が形成されたSOI基板2によって複数の圧力センサ1が構成され、このSOI基板2が中空部材101に形成された開口部111に配置されてもよい。そして、開口部111の内壁面と圧力センサ1の外面(例えば、SOI基板2や本体部3の端面など)とが接触し、開口部111によって圧力センサ1が支持されるようにして、開口部111に圧力センサ1が装着されている。圧力センサ1の本体部3はSOI基板2の酸化層2bおよびシリコン活性層2cと同一の形状、例えば環板状に形成され、キャビティ10は省略されている。本体部3の連通開口11は、中空部材101の内部と外部とを連通している。カンチレバー4は、中空部材101の内部と外部との圧力差に応じて撓み変形する。
この第7変形例においては、信号処理回路103は、複数の圧力センサ1に対して検出回路102から出力された複数の検出信号のうち、カンチレバー4の変位が最も大きい検出信号またはカンチレバー4の変位の応答が最も早い検出信号を用いて、この検出信号に対応する圧力センサ1の位置またはこの位置の近傍を、物体の接触位置であると検出する。
(Seventh Modification)
In the embodiment described above, a plurality of pressure sensors 1 may be arranged along a predetermined arrangement line as in the contact sensor 100 according to the seventh modification shown in FIG. A plurality of pressure sensors 1 may be arranged on the front panel.
In the seventh modified example, the plurality of pressure sensors 1 may be disposed in the plurality of openings 111 formed in the hollow member 101, or the plurality of pressure sensors are formed by the SOI substrate 2 on which the plurality of cantilevers 4 are formed. 1 may be configured, and the SOI substrate 2 may be disposed in the opening 111 formed in the hollow member 101. Then, the inner wall surface of the opening 111 and the outer surface of the pressure sensor 1 (for example, the end surface of the SOI substrate 2 or the main body 3) are in contact with each other so that the pressure sensor 1 is supported by the opening 111. A pressure sensor 1 is attached to 111. The main body 3 of the pressure sensor 1 is formed in the same shape as the oxide layer 2b and the silicon active layer 2c of the SOI substrate 2, for example, an annular plate shape, and the cavity 10 is omitted. The communication opening 11 of the main body 3 communicates the inside and the outside of the hollow member 101. The cantilever 4 bends and deforms according to the pressure difference between the inside and the outside of the hollow member 101.
In the seventh modification, the signal processing circuit 103 detects the displacement of the cantilever 4 or the displacement of the cantilever 4 having the largest displacement of the cantilever 4 among the plurality of detection signals output from the detection circuit 102 to the plurality of pressure sensors 1. Using the detection signal with the earliest response, the position of the pressure sensor 1 corresponding to this detection signal or the vicinity of this position is detected as the contact position of the object.

なお、この第7変形例においては、例えば図18(A),(B)に示すように、圧力センサ1に直接的に物体が接触して、この接触の押圧による接触部分の圧力変動が圧力センサ1によって検出されてもよい。この場合、さらに、例えば図18(C)に示すように、複数の圧力センサ1を覆うカバー115などを備え、このカバー115を介して圧力センサ1に物体が接触するように構成してもよい。   In the seventh modification, for example, as shown in FIGS. 18A and 18B, an object directly contacts the pressure sensor 1, and the pressure fluctuation at the contact portion due to the pressing of the contact is a pressure. It may be detected by the sensor 1. In this case, for example, as shown in FIG. 18C, a cover 115 that covers the plurality of pressure sensors 1 may be provided, and an object may contact the pressure sensor 1 through the cover 115. .

(接触入力装置)
以下、本発明の第1の実施形態に係る接触入力装置について添付図面を参照しながら説明する。
本実施形態の接触入力装置200は、例えばキーボードなどの入力装置であって、図19に示すように、各種の文字、記号および機能の信号の出力が割り当てられた押圧操作可能な複数のキー201aを備えるキーパッド201と、上述した実施形態の接触センサ100と、を備えている。
(Contact input device)
Hereinafter, a contact input device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
The contact input device 200 of the present embodiment is an input device such as a keyboard, for example, and as shown in FIG. 19, a plurality of keys 201a that can be pressed and assigned output of signals of various characters, symbols, and functions. A keypad 201, and the contact sensor 100 of the above-described embodiment.

接触センサ100はキーパッド201の裏面側に配置され、操作者の押圧操作によって弾性変形可能なキーパッド201の各キー201aの接触の押圧による圧力変動を検出する。
接触センサ100の中空部材101は管状に形成され、キーパッド201の各キー201aの配列に対応して複数箇所で湾曲した形状を有している。この管状の中空部材101の延在方向の第1端部101Lには第1の圧力センサ1(1a)が配置され、第2端部101Rには第2の圧力センサ1(1b)が配置されている。
The contact sensor 100 is disposed on the back side of the keypad 201, and detects pressure fluctuation caused by pressing of each key 201a of the keypad 201 that can be elastically deformed by an operator's pressing operation.
The hollow member 101 of the contact sensor 100 is formed in a tubular shape and has a curved shape at a plurality of locations corresponding to the arrangement of the keys 201 a of the keypad 201. The first pressure sensor 1 (1a) is disposed at the first end 101L in the extending direction of the tubular hollow member 101, and the second pressure sensor 1 (1b) is disposed at the second end 101R. ing.

接触センサ100の信号処理回路103は、予め、管状の中空部材101の延在方向に沿った圧力伝達経路上の位置と、キーパッド201の各キー201aの位置との対応関係のデータを記憶している。これによって、信号処理回路103は、第1および第2の圧力センサ1(1a,1b)に対して検出回路102から出力された検出信号を用いて、中空部材101の延在方向に沿った圧力伝達経路上における物体(つまりキーパッド201の各キー201a)の接触位置を検出する。そして、検出した接触位置に応じてキーパッド201上で押圧操作されたキー201aを検出し、検出したキー201aに対して予め割り当てられている信号を外部に出力する。   The signal processing circuit 103 of the contact sensor 100 stores in advance data on the correspondence relationship between the position on the pressure transmission path along the extending direction of the tubular hollow member 101 and the position of each key 201a of the keypad 201. ing. As a result, the signal processing circuit 103 uses the detection signal output from the detection circuit 102 to the first and second pressure sensors 1 (1a, 1b) to use the pressure along the extending direction of the hollow member 101. A contact position of an object (that is, each key 201a of the keypad 201) on the transmission path is detected. Then, the key 201a pressed on the keypad 201 is detected according to the detected contact position, and a signal assigned in advance to the detected key 201a is output to the outside.

以下、本発明の第2の実施形態に係る接触入力装置について添付図面を参照しながら説明する。
本実施形態の接触入力装置210は、例えばタッチパネルなどの入力装置であって、図20に示すように、平板状の接触操作部211と、上述した実施形態の第5変形例に係る接触センサ100と、を備えている。
接触操作部211は、操作者の押圧操作によって弾性変形可能かつ押圧操作に応じて圧力変動を発生可能である。
接触センサ100は接触操作部211の裏面側に配置され、操作者の押圧操作によって弾性変形可能な接触操作部211の圧力変動を検出する。
Hereinafter, a contact input device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
The contact input device 210 according to the present embodiment is an input device such as a touch panel, for example, and as illustrated in FIG. 20, the flat contact operation unit 211 and the contact sensor 100 according to the fifth modification of the embodiment described above. And.
The contact operation unit 211 can be elastically deformed by an operator's pressing operation and can generate pressure fluctuations according to the pressing operation.
The contact sensor 100 is disposed on the back side of the contact operation unit 211 and detects a pressure fluctuation of the contact operation unit 211 that can be elastically deformed by an operator's pressing operation.

接触センサ100の信号処理回路103は、第1、第2および第3の圧力センサ1(1a,1b,1c)に対して検出回路102から出力された検出信号を用いて、接触操作部211に対する押圧操作の押圧強度(接触圧)を検出する。さらに、信号処理回路103は、接触操作部211の表面上に予め設定された2次元座標系での接触位置の2次元座標を検出する。そして、検出した接触位置および接触圧の信号を外部に出力する。   The signal processing circuit 103 of the contact sensor 100 uses the detection signal output from the detection circuit 102 for the first, second, and third pressure sensors 1 (1a, 1b, 1c) to the contact operation unit 211. The pressing strength (contact pressure) of the pressing operation is detected. Further, the signal processing circuit 103 detects the two-dimensional coordinates of the contact position in the two-dimensional coordinate system preset on the surface of the contact operation unit 211. And the signal of the detected contact position and contact pressure is output outside.

上述した第1または第2の実施形態の接触入力装置200,210によれば、構造が複雑化することを防止しつつ軽量化および薄型化などが容易に可能であり、汎用性を向上させることができる。
さらに、第1の実施形態に係る接触入力装置200によれば、1つの管状の中空部材101によって複数のキー201aに対する操作を区別して検出することができ、例えば複数のキー201aのそれぞれに個別にセンサを設ける場合に比べて、構造を単純化することができる。
さらに、第2の実施形態に係る接触入力装置210によれば、板状の接触操作部211の大きさにかかわらずに接触位置の2次元座標位置を精度良く検出することができ、各種の大きさの接触操作部211によって汎用性を向上させることができる。
According to the contact input devices 200 and 210 of the first or second embodiment described above, it is possible to easily reduce the weight and the thickness while preventing the structure from becoming complicated, and improve versatility. Can do.
Furthermore, according to the contact input device 200 according to the first embodiment, the operation on the plurality of keys 201a can be distinguished and detected by one tubular hollow member 101, for example, individually for each of the plurality of keys 201a. Compared with the case where a sensor is provided, the structure can be simplified.
Furthermore, according to the contact input device 210 according to the second embodiment, the two-dimensional coordinate position of the contact position can be detected with high accuracy regardless of the size of the plate-like contact operation unit 211, and various sizes. The versatility can be improved by the contact operation unit 211.

(電子機器)
上述した第1および第2の実施形態に係る接触入力装置200,210は、例えばコンピュータ装置や電子楽器などの各種の電子機器に備えることができる。
例えば、上述した第1の実施形態に係る接触入力装置200を備える電子鍵盤楽器においては、接触センサ100の中空部材101は管状に形成され、押圧操作可能な電子鍵盤楽器の複数の白鍵および黒鍵の配列に対応した形状を有している。接触センサ100の信号処理回路103は、予め、管状の中空部材101の延在方向に沿った圧力伝達経路上の位置と、電子鍵盤楽器の複数の白鍵および黒鍵の位置との対応関係のデータを記憶している。これによって、信号処理回路103は、第1および第2の圧力センサ1(1a,1b)に対して検出回路102から出力された検出信号を用いて、押圧操作された白鍵または黒鍵を検出し、検出した白鍵または黒鍵に対して予め割り当てられている音色の音出力信号を外部に出力する。
(Electronics)
The contact input devices 200 and 210 according to the first and second embodiments described above can be provided in various electronic devices such as a computer device and an electronic musical instrument.
For example, in the electronic keyboard instrument including the contact input device 200 according to the first embodiment described above, the hollow member 101 of the contact sensor 100 is formed in a tubular shape, and a plurality of white keys and black of the electronic keyboard instrument that can be pressed. It has a shape corresponding to the key arrangement. The signal processing circuit 103 of the contact sensor 100 has a correspondence relationship between the position on the pressure transmission path along the extending direction of the tubular hollow member 101 and the positions of a plurality of white keys and black keys of the electronic keyboard instrument. I remember the data. As a result, the signal processing circuit 103 detects the white key or the black key that is pressed by using the detection signal output from the detection circuit 102 to the first and second pressure sensors 1 (1a, 1b). Then, a tone output signal having a tone color assigned in advance to the detected white key or black key is output to the outside.

また、例えば、上述した第2の実施形態に係る接触入力装置210を備える電子打楽器においては、接触センサ100の信号処理回路103は、予め、接触操作部211の表面上の2次元座標系での接触位置と、接触圧と、音色との対応関係のデータを記憶している。これによって、信号処理回路103は、第1、第2および第3の圧力センサ1(1a,1b,1c)に対して検出回路102から出力された検出信号を用いて、接触圧および接触位置を検出し、検出した接触圧および接触位置に対して予め割り当てられている音色の音出力信号を外部に出力する。   Further, for example, in the electronic percussion instrument including the contact input device 210 according to the second embodiment described above, the signal processing circuit 103 of the contact sensor 100 is preliminarily stored in a two-dimensional coordinate system on the surface of the contact operation unit 211. Data on the correspondence relationship between the contact position, the contact pressure, and the timbre is stored. As a result, the signal processing circuit 103 uses the detection signals output from the detection circuit 102 to the first, second, and third pressure sensors 1 (1a, 1b, 1c) to determine the contact pressure and the contact position. Detecting and outputting a sound output signal of a tone color assigned in advance to the detected contact pressure and contact position.

上述した実施形態の電子機器によれば、構造が複雑化することを防止しつつ軽量化および薄型化などが容易に可能であり、汎用性を向上させることができる。
さらに、第1の実施形態に係る接触入力装置200を備える電子鍵盤楽器によれば、1つの管状の中空部材101によって複数の白鍵および黒鍵に対する操作を区別して検出することができ、例えば複数の白鍵および黒鍵のそれぞれに個別にセンサを設ける場合に比べて、構造を単純化することができる。
さらに、第2の実施形態に係る接触入力装置210を備える電子打楽器によれば、板状の接触操作部211の大きさにかかわらずに接触位置の2次元座標位置を精度良く検出することができ、各種の大きさの電子打楽器を容易に形成することができ、汎用性を向上させることができる。
According to the electronic device of the above-described embodiment, it is possible to easily reduce the weight and the thickness while preventing the structure from becoming complicated, and to improve versatility.
Furthermore, according to the electronic keyboard instrument including the contact input device 200 according to the first embodiment, it is possible to distinguish and detect operations on a plurality of white keys and black keys with one tubular hollow member 101, for example, a plurality of The structure can be simplified as compared with the case where a sensor is provided for each of the white key and the black key.
Furthermore, according to the electronic percussion instrument including the contact input device 210 according to the second embodiment, it is possible to accurately detect the two-dimensional coordinate position of the contact position regardless of the size of the plate-like contact operation unit 211. Therefore, electronic percussion instruments of various sizes can be easily formed, and versatility can be improved.

1…圧力センサ(圧力変動検出部) 3…本体部 4…カンチレバー 10…キャビティ 11…連通開口(開口) 100…接触センサ 101…中空部材 102…検出回路 103…信号処理回路(接触検出手段、入力信号出力部) 111…開口部 113a…第1方向部 113b…第2方向部 211…接触操作部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pressure sensor (pressure fluctuation detection part) 3 ... Main-body part 4 ... Cantilever 10 ... Cavity 11 ... Communication opening (opening) 100 ... Contact sensor 101 ... Hollow member 102 ... Detection circuit 103 ... Signal processing circuit (contact detection means, input) (Signal output unit) 111 ... opening 113a ... first direction part 113b ... second direction part 211 ... contact operation part

Claims (11)

圧力伝達媒体を内部に有し、物体の接触による圧力変動を前記圧力伝達媒体に伝達可能な中空部材と、
前記中空部材または前記中空部材の内部に配置され、前記圧力変動に応じた検出信号を出力する少なくとも1つの圧力変動検出部と、
前記圧力変動検出部から出力された前記検出信号に基づいて前記物体の接触位置および接触圧を検出する接触検出手段と、
を備え、
前記圧力変動検出部は、
前記圧力伝達媒体が流通可能な開口を有する本体部と、
先端部が自由端かつ基端部が前記本体部に片持ち状に支持された状態で前記開口を塞ぐように配置され、前記圧力変動に応じて撓み変形するカンチレバーと、
前記カンチレバーの撓み変形に応じた変位を検出する変位検出部と、を備え、
前記接触検出手段は、少なくとも1つの前記圧力変動検出部の前記変位検出部によって検出された前記カンチレバーの複数の前記変位の大きさおよびタイミングの差に基づいて、前記物体の接触位置および接触圧を検出し、
前記中空部材の内部に配置された複数の前記圧力変動検出部を備え、
前記圧力変動検出部の前記本体部は、キャビティを備え、
前記本体部の前記開口は、前記キャビティの内部と外部とを連通し、
前記カンチレバーは、前記キャビティの内部と外部との圧力差に応じて撓み変形し、
前記接触検出手段は、複数の前記変位検出部によって検出された複数の前記カンチレバーの前記変位の大きさと、複数の前記変位検出部によって検出された複数の前記カンチレバー間の前記変位のタイミングの差と、に基づいて前記物体の接触位置および接触圧を検出し、
前記中空部材は、板状に形成され、
前記中空部材の表面に沿って設けられ、接触操作に応じて前記圧力変動を発生可能な平面状の接触操作部を備え、
配置位置が異なる少なくとも3つの前記圧力変動検出部を備え、
前記接触検出手段は、前記3つの前記圧力変動検出部の前記変位検出部によって検出された3つの前記カンチレバーの前記変位の大きさと、前記3つの前記カンチレバー間の前記変位のタイミングの差と、に基づいて、前記接触操作部における前記接触位置の2次元座標位置を検出する、
ことを特徴とする接触センサ。
A hollow member having a pressure transmission medium therein and capable of transmitting pressure fluctuation due to contact with an object to the pressure transmission medium;
At least one pressure fluctuation detecting unit arranged inside the hollow member or the hollow member and outputting a detection signal corresponding to the pressure fluctuation;
Contact detection means for detecting a contact position and a contact pressure of the object based on the detection signal output from the pressure fluctuation detection unit;
With
The pressure fluctuation detector is
A main body having an opening through which the pressure transmission medium can flow;
A cantilever that is disposed so as to close the opening in a state where a distal end is a free end and a base end is supported in a cantilevered manner by the main body, and bends and deforms in response to the pressure fluctuation;
A displacement detector that detects displacement according to the bending deformation of the cantilever,
The contact detection means determines the contact position and the contact pressure of the object based on a plurality of displacement magnitudes and timing differences of the cantilever detected by the displacement detector of at least one of the pressure fluctuation detectors. Detect
A plurality of the pressure fluctuation detection units disposed inside the hollow member;
The main body of the pressure fluctuation detection unit includes a cavity,
The opening of the main body communicates the inside and the outside of the cavity,
The cantilever bends and deforms according to the pressure difference between the inside and the outside of the cavity,
The contact detection means includes a magnitude of the displacement of the plurality of cantilevers detected by the plurality of displacement detection units, and a difference in timing of the displacement between the plurality of cantilevers detected by the plurality of displacement detection units. , To detect the contact position and the contact pressure of the object based on
The hollow member is formed in a plate shape,
A flat contact operation part provided along the surface of the hollow member and capable of generating the pressure fluctuation according to a contact operation,
Comprising at least three pressure fluctuation detectors having different arrangement positions;
The contact detection means includes the magnitude of the displacement of the three cantilevers detected by the displacement detector of the three pressure fluctuation detectors and the difference in timing of the displacement between the three cantilevers. Based on the two-dimensional coordinate position of the contact position in the contact operation unit,
The contact sensor characterized by the above-mentioned.
圧力伝達媒体を内部に有し、物体の接触による圧力変動を前記圧力伝達媒体に伝達可能な中空部材と、
前記中空部材または前記中空部材の内部に配置され、前記圧力変動に応じた検出信号を出力する少なくとも1つの圧力変動検出部と、
前記圧力変動検出部から出力された前記検出信号に基づいて前記物体の接触位置および接触圧を検出する接触検出手段と、
を備え、
前記圧力変動検出部は、
前記圧力伝達媒体が流通可能な開口を有する本体部と、
先端部が自由端かつ基端部が前記本体部に片持ち状に支持された状態で前記開口を塞ぐように配置され、前記圧力変動に応じて撓み変形するカンチレバーと、
前記カンチレバーの撓み変形に応じた変位を検出する変位検出部と、を備え、
前記接触検出手段は、少なくとも1つの前記圧力変動検出部の前記変位検出部によって検出された前記カンチレバーの複数の前記変位の大きさおよびタイミングの差に基づいて、前記物体の接触位置および接触圧を検出し、
前記中空部材に形成された開口部に配置された複数の前記圧力変動検出部を備え、
前記本体部の前記開口は、前記中空部材の内部と外部とを連通し、
前記カンチレバーは、前記中空部材の内部と外部との圧力差に応じて撓み変形し、
前記接触検出手段は、複数の前記変位検出部によって検出された複数の前記カンチレバーの前記変位の大きさと、複数の前記変位検出部によって検出された複数の前記カンチレバー間の前記変位のタイミングの差と、に基づいて前記物体の接触位置および接触圧を検出し、
前記中空部材は、板状に形成され、
前記中空部材の表面に沿って設けられ、接触操作に応じて前記圧力変動を発生可能な平面状の接触操作部を備え、
配置位置が異なる少なくとも3つの前記圧力変動検出部を備え、
前記接触検出手段は、前記3つの前記圧力変動検出部の前記変位検出部によって検出された3つの前記カンチレバーの前記変位の大きさと、前記3つの前記カンチレバー間の前記変位のタイミングの差と、に基づいて、前記接触操作部における前記接触位置の2次元座標位置を検出する、
ことを特徴とする接触センサ。
A hollow member having a pressure transmission medium therein and capable of transmitting pressure fluctuation due to contact with an object to the pressure transmission medium;
At least one pressure fluctuation detecting unit arranged inside the hollow member or the hollow member and outputting a detection signal corresponding to the pressure fluctuation;
Contact detection means for detecting a contact position and a contact pressure of the object based on the detection signal output from the pressure fluctuation detection unit;
With
The pressure fluctuation detector is
A main body having an opening through which the pressure transmission medium can flow;
A cantilever that is disposed so as to close the opening in a state where a distal end is a free end and a base end is supported in a cantilevered manner by the main body, and bends and deforms in response to the pressure fluctuation;
A displacement detector that detects displacement according to the bending deformation of the cantilever,
The contact detection means determines the contact position and the contact pressure of the object based on a plurality of displacement magnitudes and timing differences of the cantilever detected by the displacement detector of at least one of the pressure fluctuation detectors. Detect
A plurality of the pressure fluctuation detection units disposed in the opening formed in the hollow member;
The opening of the main body communicates the inside and the outside of the hollow member,
The cantilever bends and deforms according to the pressure difference between the inside and the outside of the hollow member,
The contact detection means includes a magnitude of the displacement of the plurality of cantilevers detected by the plurality of displacement detection units, and a difference in timing of the displacement between the plurality of cantilevers detected by the plurality of displacement detection units. , To detect the contact position and the contact pressure of the object based on
The hollow member is formed in a plate shape,
A flat contact operation part provided along the surface of the hollow member and capable of generating the pressure fluctuation according to a contact operation,
Comprising at least three pressure fluctuation detectors having different arrangement positions;
The contact detection means includes the magnitude of the displacement of the three cantilevers detected by the displacement detector of the three pressure fluctuation detectors and the difference in timing of the displacement between the three cantilevers. Based on the two-dimensional coordinate position of the contact position in the contact operation unit,
The contact sensor characterized by the above-mentioned.
前記圧力変動検出部の前記本体部は、前記中空部材の外部に配置されたキャビティを備え、
前記本体部の前記開口は、前記キャビティの内部と前記中空部材の内部とを連通し、
前記カンチレバーは、前記キャビティの内部と前記中空部材の内部との圧力差に応じて撓み変形する、
ことを特徴とする請求項2に記載の接触センサ。
The main body of the pressure fluctuation detection unit includes a cavity disposed outside the hollow member,
The opening of the main body communicates the inside of the cavity and the inside of the hollow member,
The cantilever is bent and deformed according to a pressure difference between the inside of the cavity and the inside of the hollow member.
The contact sensor according to claim 2.
前記接触検出手段は、前記変位検出部によって検出された複数の前記カンチレバーの前記変位のうち、前記変位が最も大きい前記カンチレバーの位置または前記変位の応答が最も早い前記カンチレバーの位置に基づいて、前記物体の接触位置を検出する、
ことを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1つに記載の接触センサ。
The contact detection means, based on the position of the cantilever with the largest displacement among the displacements of the plurality of cantilevers detected by the displacement detector, or the position of the cantilever with the earliest response to the displacement, Detect the contact position of the object,
The contact sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the contact sensor is characterized in that
圧力伝達媒体を内部に有し、物体の接触による圧力変動を前記圧力伝達媒体に伝達可能な中空部材と、
前記中空部材または前記中空部材の内部に配置され、前記圧力変動に応じた検出信号を出力する少なくとも1つの圧力変動検出部と、
前記圧力変動検出部から出力された前記検出信号に基づいて前記物体の接触位置および接触圧を検出する接触検出手段と、
を備え、
前記圧力変動検出部は、
前記圧力伝達媒体が流通可能な開口を有する本体部と、
先端部が自由端かつ基端部が前記本体部に片持ち状に支持された状態で前記開口を塞ぐように配置され、前記圧力変動に応じて撓み変形するカンチレバーと、
前記カンチレバーの撓み変形に応じた変位を検出する変位検出部と、を備え、
前記接触検出手段は、少なくとも1つの前記圧力変動検出部の前記変位検出部によって検出された前記カンチレバーの複数の前記変位の大きさおよびタイミングの差に基づいて、前記物体の接触位置および接触圧を検出し、
前記中空部材は、環状に形成され、
前記中空部材の内部に周方向を塞ぐように配置された1つの前記圧力変動検出部を備え、
前記本体部の前記開口は、前記圧力伝達媒体の流通方向である周方向の第1方向側の第1方向部と第2方向側の第2方向部とを連通し、
前記カンチレバーは、前記第1方向部と前記第2方向部との圧力差に応じて撓み変形し、
前記変位検出部は、前記第1方向および前記第2方向に伝達された前記圧力変動による前記カンチレバーの2回の撓み変形に応じた2つの変位を検出し、
前記接触検出手段は、前記変位検出部によって検出された前記カンチレバーの前記2つの変位の大きさおよびタイミングの差に基づいて、前記物体の接触位置および接触圧を検出する、
ことを特徴とする接触センサ。
A hollow member having a pressure transmission medium therein and capable of transmitting pressure fluctuation due to contact with an object to the pressure transmission medium;
At least one pressure fluctuation detecting unit arranged inside the hollow member or the hollow member and outputting a detection signal corresponding to the pressure fluctuation;
Contact detection means for detecting a contact position and a contact pressure of the object based on the detection signal output from the pressure fluctuation detection unit;
With
The pressure fluctuation detector is
A main body having an opening through which the pressure transmission medium can flow;
A cantilever that is disposed so as to close the opening in a state where a distal end is a free end and a base end is supported in a cantilevered manner by the main body, and bends and deforms in response to the pressure fluctuation;
A displacement detector that detects displacement according to the bending deformation of the cantilever,
The contact detection means determines the contact position and the contact pressure of the object based on a plurality of displacement magnitudes and timing differences of the cantilever detected by the displacement detector of at least one of the pressure fluctuation detectors. Detect
The hollow member is formed in an annular shape,
One pressure fluctuation detector arranged so as to close the circumferential direction inside the hollow member,
The opening of the main body communicates the first direction portion on the first direction side in the circumferential direction that is the flow direction of the pressure transmission medium and the second direction portion on the second direction side,
The cantilever bends and deforms according to the pressure difference between the first direction part and the second direction part,
The displacement detection unit detects two displacements corresponding to two bending deformations of the cantilever due to the pressure fluctuation transmitted in the first direction and the second direction,
The contact detection means detects a contact position and a contact pressure of the object based on a difference between the magnitude and timing of the two displacements of the cantilever detected by the displacement detector.
The contact sensor characterized by the above-mentioned.
前記中空部材は、前記圧力変動を前記圧力伝達媒体に伝達不能な不感領域を備え、
前記変位検出部は、前記不感領域を跨いだ前記中空部材に対する前記物体の接触移動に起因した複数回の前記圧力変動による前記カンチレバーの複数回の撓み変形に応じた複数の変位を検出し、
前記接触検出手段は、前記変位検出部によって検出された前記カンチレバーの前記複数の変位のタイミングに基づいて、前記不感領域を跨いだ前記物体の接触移動の方向および接触位置を検出する、
ことを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1つに記載の接触センサ。
The hollow member includes a dead area where the pressure fluctuation cannot be transmitted to the pressure transmission medium,
The displacement detector detects a plurality of displacements according to a plurality of times of bending deformation of the cantilever due to a plurality of times of the pressure fluctuation caused by the contact movement of the object with respect to the hollow member across the insensitive region,
The contact detection means detects a contact movement direction and a contact position of the object across the dead area based on the timings of the plurality of displacements of the cantilever detected by the displacement detection unit.
The contact sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the contact sensor is characterized in that
圧力伝達媒体を内部に有し、物体の接触による圧力変動を前記圧力伝達媒体に伝達可能な中空部材と、
前記中空部材または前記中空部材の内部に配置され、前記圧力変動に応じた検出信号を出力する少なくとも1つの圧力変動検出部と、
前記圧力変動検出部から出力された前記検出信号に基づいて前記物体の接触位置および接触圧を検出する接触検出手段と、
を備え、
前記圧力変動検出部は、
前記圧力伝達媒体が流通可能な開口を有する本体部と、
先端部が自由端かつ基端部が前記本体部に片持ち状に支持された状態で前記開口を塞ぐように配置され、前記圧力変動に応じて撓み変形するカンチレバーと、
前記カンチレバーの撓み変形に応じた変位を検出する変位検出部と、を備え、
前記接触検出手段は、少なくとも1つの前記圧力変動検出部の前記変位検出部によって検出された前記カンチレバーの複数の前記変位の大きさおよびタイミングの差に基づいて、前記物体の接触位置および接触圧を検出し、
前記中空部材の内部に配置された複数の前記圧力変動検出部を備え、
前記圧力変動検出部の前記本体部は、キャビティを備え、
前記本体部の前記開口は、前記キャビティの内部と外部とを連通し、
前記カンチレバーは、前記キャビティの内部と外部との圧力差に応じて撓み変形し、
前記接触検出手段は、複数の前記変位検出部によって検出された複数の前記カンチレバーの前記変位の大きさと、複数の前記変位検出部によって検出された複数の前記カンチレバー間の前記変位のタイミングの差と、に基づいて前記物体の接触位置および接触圧を検出し、
前記中空部材は、管状に形成され、
前記中空部材の長手方向に沿って設けられ、押圧操作によって弾性変形可能かつ前記押圧操作に応じて前記圧力変動を発生可能な複数の押圧操作部を備え、
前記中空部材の長手方向の第1端部および第2端部に第1および第2の前記圧力変動検出部を備え、
前記接触検出手段は、前記第1および第2の前記圧力変動検出部の前記変位検出部によって検出された第1および第2の前記カンチレバーの前記変位の大きさと、前記第1および第2の前記カンチレバー間の前記変位のタイミングの差と、に基づいて、前記複数の押圧操作部のうち何れの前記押圧操作部が押圧操作されたかを検出する接触センサと、
前記接触検出手段によって検出された前記押圧操作部に応じた入力信号を出力する入力信号出力部と、を備える、
ことを特徴とする接触入力装置。
A hollow member having a pressure transmission medium therein and capable of transmitting pressure fluctuation due to contact with an object to the pressure transmission medium;
At least one pressure fluctuation detecting unit arranged inside the hollow member or the hollow member and outputting a detection signal corresponding to the pressure fluctuation;
Contact detection means for detecting a contact position and a contact pressure of the object based on the detection signal output from the pressure fluctuation detection unit;
With
The pressure fluctuation detector is
A main body having an opening through which the pressure transmission medium can flow;
A cantilever that is disposed so as to close the opening in a state where a distal end is a free end and a base end is supported in a cantilevered manner by the main body, and bends and deforms in response to the pressure fluctuation;
A displacement detector that detects displacement according to the bending deformation of the cantilever,
The contact detection means determines the contact position and the contact pressure of the object based on a plurality of displacement magnitudes and timing differences of the cantilever detected by the displacement detector of at least one of the pressure fluctuation detectors. Detect
A plurality of the pressure fluctuation detection units disposed inside the hollow member;
The main body of the pressure fluctuation detection unit includes a cavity,
The opening of the main body communicates the inside and the outside of the cavity,
The cantilever bends and deforms according to the pressure difference between the inside and the outside of the cavity,
The contact detection means includes a magnitude of the displacement of the plurality of cantilevers detected by the plurality of displacement detection units, and a difference in timing of the displacement between the plurality of cantilevers detected by the plurality of displacement detection units. , To detect the contact position and the contact pressure of the object based on
The hollow member is formed in a tubular shape,
Provided along the longitudinal direction of the hollow member, comprising a plurality of pressing operation portions that can be elastically deformed by a pressing operation and can generate the pressure fluctuation according to the pressing operation,
The first and second pressure fluctuation detectors are provided at the first end and the second end in the longitudinal direction of the hollow member,
The contact detection means includes the magnitude of the displacement of the first and second cantilevers detected by the displacement detector of the first and second pressure fluctuation detectors, and the first and second A contact sensor that detects which one of the plurality of pressing operation units is pressed based on the difference in timing of the displacement between the cantilevers;
An input signal output unit that outputs an input signal corresponding to the pressing operation unit detected by the contact detection unit,
A contact input device characterized by that.
圧力伝達媒体を内部に有し、物体の接触による圧力変動を前記圧力伝達媒体に伝達可能な中空部材と、
前記中空部材または前記中空部材の内部に配置され、前記圧力変動に応じた検出信号を出力する少なくとも1つの圧力変動検出部と、
前記圧力変動検出部から出力された前記検出信号に基づいて前記物体の接触位置および接触圧を検出する接触検出手段と、
を備え、
前記圧力変動検出部は、
前記圧力伝達媒体が流通可能な開口を有する本体部と、
先端部が自由端かつ基端部が前記本体部に片持ち状に支持された状態で前記開口を塞ぐように配置され、前記圧力変動に応じて撓み変形するカンチレバーと、
前記カンチレバーの撓み変形に応じた変位を検出する変位検出部と、を備え、
前記接触検出手段は、少なくとも1つの前記圧力変動検出部の前記変位検出部によって検出された前記カンチレバーの複数の前記変位の大きさおよびタイミングの差に基づいて、前記物体の接触位置および接触圧を検出し、
前記中空部材に形成された開口部に配置された複数の前記圧力変動検出部を備え、
前記本体部の前記開口は、前記中空部材の内部と外部とを連通し、
前記カンチレバーは、前記中空部材の内部と外部との圧力差に応じて撓み変形し、
前記接触検出手段は、複数の前記変位検出部によって検出された複数の前記カンチレバーの前記変位の大きさと、複数の前記変位検出部によって検出された複数の前記カンチレバー間の前記変位のタイミングの差と、に基づいて前記物体の接触位置および接触圧を検出し、
前記中空部材は、管状に形成され、
前記中空部材の長手方向に沿って設けられ、押圧操作によって弾性変形可能かつ前記押圧操作に応じて前記圧力変動を発生可能な複数の押圧操作部を備え、
前記中空部材の長手方向の第1端部および第2端部に第1および第2の前記圧力変動検出部を備え、
前記接触検出手段は、前記第1および第2の前記圧力変動検出部の前記変位検出部によって検出された第1および第2の前記カンチレバーの前記変位の大きさと、前記第1および第2の前記カンチレバー間の前記変位のタイミングの差と、に基づいて、前記複数の押圧操作部のうち何れの前記押圧操作部が押圧操作されたかを検出する接触センサと、
前記接触検出手段によって検出された前記押圧操作部に応じた入力信号を出力する入力信号出力部と、を備える、
ことを特徴とする接触入力装置。
A hollow member having a pressure transmission medium therein and capable of transmitting pressure fluctuation due to contact with an object to the pressure transmission medium;
At least one pressure fluctuation detecting unit arranged inside the hollow member or the hollow member and outputting a detection signal corresponding to the pressure fluctuation;
Contact detection means for detecting a contact position and a contact pressure of the object based on the detection signal output from the pressure fluctuation detection unit;
With
The pressure fluctuation detector is
A main body having an opening through which the pressure transmission medium can flow;
A cantilever that is disposed so as to close the opening in a state where a distal end is a free end and a base end is supported in a cantilevered manner by the main body, and bends and deforms in response to the pressure fluctuation;
A displacement detector that detects displacement according to the bending deformation of the cantilever,
The contact detection means determines the contact position and the contact pressure of the object based on a plurality of displacement magnitudes and timing differences of the cantilever detected by the displacement detector of at least one of the pressure fluctuation detectors. Detect
A plurality of the pressure fluctuation detection units disposed in the opening formed in the hollow member;
The opening of the main body communicates the inside and the outside of the hollow member,
The cantilever bends and deforms according to the pressure difference between the inside and the outside of the hollow member,
The contact detection means includes a magnitude of the displacement of the plurality of cantilevers detected by the plurality of displacement detection units, and a difference in timing of the displacement between the plurality of cantilevers detected by the plurality of displacement detection units. , To detect the contact position and the contact pressure of the object based on
The hollow member is formed in a tubular shape,
Provided along the longitudinal direction of the hollow member, comprising a plurality of pressing operation portions that can be elastically deformed by a pressing operation and can generate the pressure fluctuation according to the pressing operation,
The first and second pressure fluctuation detectors are provided at the first end and the second end in the longitudinal direction of the hollow member,
The contact detection means includes the magnitude of the displacement of the first and second cantilevers detected by the displacement detector of the first and second pressure fluctuation detectors, and the first and second A contact sensor that detects which one of the plurality of pressing operation units is pressed based on the difference in timing of the displacement between the cantilevers;
An input signal output unit that outputs an input signal corresponding to the pressing operation unit detected by the contact detection unit,
A contact input device characterized by that.
前記圧力変動検出部の前記本体部は、前記中空部材の外部に配置されたキャビティを備え、
前記本体部の前記開口は、前記キャビティの内部と前記中空部材の内部とを連通し、
前記カンチレバーは、前記キャビティの内部と前記中空部材の内部との圧力差に応じて撓み変形する、
ことを特徴とする請求項8に記載の接触入力装置。
The main body of the pressure fluctuation detection unit includes a cavity disposed outside the hollow member,
The opening of the main body communicates the inside of the cavity and the inside of the hollow member,
The cantilever is bent and deformed according to a pressure difference between the inside of the cavity and the inside of the hollow member.
The contact input device according to claim 8.
請求項1から請求項3の何れか1つに記載の接触センサと、
前記接触検出手段によって検出された前記接触位置に応じた入力信号を出力する入力信号出力部と、を備える、ことを特徴とする接触入力装置。
The contact sensor according to any one of claims 1 to 3,
An input signal output unit that outputs an input signal corresponding to the contact position detected by the contact detection means.
請求項7から請求項10の何れか1つに記載の接触入力装置を備える電子機器。   An electronic device comprising the contact input device according to any one of claims 7 to 10.
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