專利名稱：壓力傳感器和數(shù)據(jù)輸入設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠輸入操作信息和適合應(yīng)用于用于輸入
演奏信息(performance information)的演奏信息專俞入i殳備的壓力傳感器和數(shù)據(jù)輸入設(shè)備。
背景技術(shù)：
圖25是示出例如在日本專利2944042中公開(kāi)的傳統(tǒng)上已知的電子打擊樂(lè)器中采用的壓力傳感器的例子的剖面圖。圖25中示出的壓力傳感器20 0包括以圓形的、如絕緣膜等絕緣體210的形式的最下層。例如由碳形成的圓形的阻抗面211附接至絕緣體210的上表面。在阻抗面211上并且沿阻抗面211的周邊設(shè)置環(huán)形的電才及213,并在阻抗面211的中心處i殳置另一電才及212。以兩者之間設(shè)置有預(yù)定間隔的方式在阻抗面211上設(shè)置壓敏電阻元件215。為了4是供這種預(yù)定間隔，在阻抗面211和壓壽丈電阻元件215之間插入環(huán)形間隔物214。圓形的電極216附4妻至壓敏電阻元件215的上表面。此外，由撓性膜形成的圓形擊打面217附接至電極216的上表面。在利用棒擊打以上述方式構(gòu)成的壓力傳感器200的擊打面217時(shí)，擊打面217、電才及216和壓壽丈電阻元件215中與擊打位置相對(duì)應(yīng)的位置彎曲，使得壓敏電阻元件215接觸阻抗面211。
圖26示出電才及212、 213和216之間的等效電路，其中R1表示壓每文電阻元件215的電阻值。此外，R2和R3表示阻抗面211的電阻值。電阻值R2和電阻值R3之間的4妄點(diǎn)d是壓敏電阻元件215彎曲以^接觸阻抗面211的擊打位置。即，壓壽1電阻元件215的電阻值R1根據(jù)棒的擊打強(qiáng)度而變化，并且電極212與213之間的電阻值R2和R3之間的比率根據(jù)擊打位置而變化。為了檢測(cè)這 些電阻值R1、 R2和R3的變化，將電極212、 213和216連接至強(qiáng) 度/位置分離電路220。在強(qiáng)度/位置分離電路220中，將電阻值 固定的電阻連接至電極212和213以構(gòu)建橋接電路，并且在橋接 電路和電才及216之間連4妄恒定電流源。這樣，通過(guò)測(cè)量電極213 兩端的電壓來(lái)檢測(cè)擊打位置，并且通過(guò)測(cè)量橋接電路和電極216 之間的電壓來(lái)檢測(cè)擊打強(qiáng)度。
然后，基于檢測(cè)出的擊打強(qiáng)度和擊打位置的信息來(lái)控制未 示出的發(fā)音器(tone generator), /人而生成與擊打強(qiáng)度和擊打4立 置相對(duì)應(yīng)的音。通過(guò)揚(yáng)聲器來(lái)放大和可聽(tīng)見(jiàn)地發(fā)出由此生成的 音。
然而，在通過(guò)電阻變化來(lái)輸入演奏信息的傳統(tǒng)已知的壓力 傳感器中，由于不容易使阻抗面211具有均勻的導(dǎo)電率，因此不 能提高擊打位置的檢測(cè)精確度。此外，由于需要花費(fèi)大量的時(shí) 間來(lái)根據(jù)多個(gè)電極的電壓值檢測(cè)包括擊打強(qiáng)度和擊打位置的信 息的演奏信息，這將從而導(dǎo)致慢的響應(yīng)速度。因此，在利用棒
高速地反復(fù)擊打該擊打面217時(shí)，壓力傳感器200的檢測(cè)能力可 能不能適當(dāng)?shù)馗S高速的擊打。此外，由于需要大面積的昂貴 的壓敏電阻元件215，因此可能增加必需的制造費(fèi)用。此外，在 向擊打面217的兩個(gè)或更多個(gè)位置同時(shí)施加擊打力時(shí)，傳統(tǒng)的壓 力傳感器200不能夠適當(dāng)?shù)仨憫?yīng)或反應(yīng)。
代替電阻變化，還可以想到使用電容變化來(lái)輸入演奏信息 的壓力傳感器。這種使用電容變化的壓力傳感器(即，基于電容 變化的壓力傳感器)可以省略阻抗面和壓每丈電阻元件。此外，對(duì) 于檢測(cè)擊打強(qiáng)度和擊打位置的信息的方式，基于電容變化的壓 力傳感器在原理上不同于使用電阻變化的傳統(tǒng)的壓力傳感器 (即，基于電阻變化的壓力傳感器)，并由此能夠避免傳統(tǒng)的壓
9力傳感器的不便性。注意，基于電容變化的壓力傳感器所使用
的電容是通過(guò)相對(duì)電纟及產(chǎn)生的電容；即，電容由于相對(duì)電極之 間的間隔響應(yīng)于演奏信息的輸入的變化而發(fā)生變化。然而，由 于在人體的某些部位或金屬等接近電極時(shí)電容變化，因此這種
靈敏度。此外，利用這種電容變化在不同的擊打位置之間無(wú)差 異的基于電容變化的壓力傳感器，難以檢測(cè)不同的擊打位置。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到前述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種可靠地抵抗 外部干擾的使用電容變化的改進(jìn)型壓力傳感器，以及使用這種 改進(jìn)型壓力傳感器來(lái)輸入操作信息、演奏信息等的數(shù)據(jù)輸入設(shè) 備。
本發(fā)明的另 一 目的在于提供一種能夠容易地檢測(cè)施壓位置 的使用電容變化的改進(jìn)型壓力傳感器，以及使用這種改進(jìn)型壓 力傳感器來(lái)輸入操作信息、演奏信息等的數(shù)據(jù)輸入設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種改進(jìn)型壓力傳感器， 包括接地的、平面狀的可移動(dòng)電極；平面狀的固定電極，其 具有以與所述可移動(dòng)電極隔開(kāi)預(yù)定間隔的方式與所述可移動(dòng)電 極相對(duì)的一個(gè)表面，所述可移動(dòng)電才及和所述固定電極一起構(gòu)成 電容元件；以及接地的屏蔽導(dǎo)體，其以與所述固定電極的另一 表面隔開(kāi)預(yù)定間隔的方式與所述固定電極的另 一表面相對(duì)。在 此，在向所述可移動(dòng)電極施加壓力時(shí)，所述電容元件的電容隨 著所述可移動(dòng)電;f及的移位而改變，并且基于所述電容元件的電 容，從所述固定電極輸出與所述壓力相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。
通過(guò)提供接地的、平面狀的可移動(dòng)電極，具有以與可移動(dòng)電^L隔開(kāi)預(yù)定間隔的方式與可移動(dòng)電才及相對(duì)的一個(gè)表面的固定 電極，以及以與固定電才及的另 一表面隔開(kāi)預(yù)定間隔的方式與固 定電極的另 一表面相對(duì)的接地的屏蔽導(dǎo)體，被配置為輸出表示 在向可移動(dòng)電才及施加壓力以部分地移位可移動(dòng)電才及時(shí)產(chǎn)生的電 容部的電容變化的電容變化信息的固定電極夾在接地的可移動(dòng) 電極和接地的屏蔽導(dǎo)體之間。固定電極能夠適當(dāng)?shù)氐挚雇獠扛?擾并由此能夠以提高的靈敏度工作。此外，通過(guò)構(gòu)造具有多個(gè) 分割電極的固定電極，能夠以提高的精確度和速度來(lái)檢測(cè)擊打 位置，從而本發(fā)明的壓力傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)提高的響應(yīng)速度并由 此適當(dāng)?shù)馗S高速重復(fù)的輸入。此外，本發(fā)明的壓力傳感器在 結(jié)構(gòu)上非常簡(jiǎn)單，并從而能夠以低成本進(jìn)行制造。此外，即使 在向兩個(gè)或更多個(gè)位置同時(shí)施加擊打力時(shí)，本發(fā)明的壓力傳感 器也能夠適當(dāng)?shù)仨憫?yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種改進(jìn)型壓力傳感器， 包括平面狀的可移動(dòng)電極；以及平面狀的固定電極，其以與 所述可移動(dòng)電才及隔開(kāi)預(yù)定間隔的方式與所述可移動(dòng)電才及相對(duì)， 并且具有多個(gè)分割電才及，所述可移動(dòng)電極和所述多個(gè)分割電極
中的各個(gè)分割電極一起構(gòu)成電容元件，其中，在向所述可移動(dòng) 電極施加壓力以使所述可移動(dòng)電極移位時(shí)，將基于所述電容元 件的電容而從所述多個(gè)分割電極輸出的信號(hào)相加，從而輸出所 述信號(hào)的總和，作為表示所述壓力的強(qiáng)度的傳感器輸出信號(hào)， 并且輸出表示所述分割電極中輸出了在從所述多個(gè)分割電極輸 出的信號(hào)中具有最大電平的信號(hào)的特定分割電極的位置的位置 信息，作為表示所述可移動(dòng)電極中施加了所述壓力的位置的施 壓位置信息。
通過(guò)提供平面狀的可移動(dòng)電極和以與可移動(dòng)電極隔開(kāi)預(yù)定 間隔的方式與可移動(dòng)電極相對(duì)的并具有多個(gè)分割電極的平面狀的固定電才及，在向可移動(dòng)電才及施加壓力時(shí)，可以通過(guò)將從多個(gè) 分割電極輸出的信號(hào)相加來(lái)提供傳感器輸出信號(hào)。并且，可以 通過(guò)檢測(cè)分割電極中輸出了在從多個(gè)分割電極輸出的信號(hào)中具 有最大電平的信號(hào)的特定分割電極來(lái)檢測(cè)可移動(dòng)電極中施加了 壓力的施壓位置。此外，當(dāng)從分割電才及中的兩個(gè)鄰近分割電相_ 輸出兩個(gè)信號(hào)時(shí)，根據(jù)這兩個(gè)信號(hào)各自的電平來(lái)計(jì)算兩個(gè)鄰近 分割電極之間的邊界部位中的位置。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種改進(jìn)型壓力傳感器，
包括接地的、平面狀的第一可移動(dòng)電極；平面狀的第二可移 動(dòng)電極，其具有經(jīng)由撓性的第一間隔物與所述第一可移動(dòng)電極 相對(duì)的一個(gè)表面，所述第一可移動(dòng)電^f及和所述第二可移動(dòng)電極 一起構(gòu)成第一電容元件；以及接地的屏蔽導(dǎo)體，其經(jīng)由撓性的 第二間隔物與所述第二可移動(dòng)電極的另 一表面相對(duì)，所述第二
可移動(dòng)電極和所述屏蔽導(dǎo)體一起構(gòu)成第二電容元件，其中，在 向所述第一可移動(dòng)電極施加壓力時(shí)，僅所述第一可移動(dòng)電極移 位從而僅改變所述第一電容元件的電容，或者所述第一可移動(dòng) 電極和所述第二可移動(dòng)電極兩者都移位從而改變所述第 一電容 元件和所述第二電容元件兩者的電容，并且基于所述第一電容 元件和所述第二電容元件的電容，從所述第二可移動(dòng)電極輸出 與施加至所述第 一可移動(dòng)電^l的壓力相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種改進(jìn)型壓力傳感器， 包括接地的、平面狀的第一可移動(dòng)電極；第二可移動(dòng)電極， 其設(shè)置在平面狀的、撓性的絕緣構(gòu)件的表面上，并且經(jīng)由撓性 的第一間隔物與所述第一可移動(dòng)電^l相對(duì)，所述第一可移動(dòng)電 極和所述第二可移動(dòng)電極一起構(gòu)成第 一 電容元件；第三可移動(dòng) 電極，其設(shè)置在所述絕緣構(gòu)件的下表面上；以及接地的屏蔽導(dǎo) 體，其經(jīng)由撓性的第二間隔物與所述第三可移動(dòng)電極相對(duì)，所迷第三可移動(dòng)電極和所述屏蔽導(dǎo)體一起構(gòu)成第二電容元件，其 中，在向所述第一可移動(dòng)電極施加壓力時(shí)，僅所述第一可移動(dòng) 電極移位從而僅改變所述第一電容元件的電容，或者所述第一 可移動(dòng)電極、所述第二可移動(dòng)電極和所述第三可移動(dòng)電極都移 位從而改變所述第 一 電容元件和所述第二電容元件兩者的電 容，并且基于所述第一電容元件的電容從所述第二可移動(dòng)電極 輸出第一信號(hào)，并基于所述第二電容元件的電容從所述第三可 移動(dòng)電極輸出第二信號(hào)，將所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)相加 從而輸出所述第 一 信號(hào)和所述第二信號(hào)的總和。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了 一種改進(jìn)型壓力傳感器，
包括平面狀的第一可移動(dòng)電極；平面狀的第二可移動(dòng)電極， 其具有經(jīng)由撓性的第 一 間隔物與所述第 一 可移動(dòng)電極相對(duì)的一 個(gè)表面，并且具有多個(gè)塊電極，所述第一可移動(dòng)電極和所述多 個(gè)塊電極中的各個(gè)塊電極一起構(gòu)成第一電容元件；以及導(dǎo)體， 其經(jīng)由撓性的第二間隔物與所述第二可移動(dòng)電極的另 一表面相 對(duì)，并且與所述第一可移動(dòng)電極相連接，所述第二可移動(dòng)電極 的所述多個(gè)塊電極中的各個(gè)塊電極和所述導(dǎo)體一起構(gòu)成第二電 容元件，其中，在向所述第一可移動(dòng)電極施加壓力時(shí)，僅所述 第一可移動(dòng)電極移位從而僅改變所述第 一電容元件的電容，或 者所述第一可移動(dòng)電極和所述第二可移動(dòng)電4及兩者都移位從而 改變所述第一電容元件和所述第二電容元件兩者的電容，以及 將與所述第 一 電容元件和所述第二電容元件的電容相對(duì)應(yīng)地從 所述多個(gè)塊電極輸出的信號(hào)相加，從而輸出所述信號(hào)的總和， 作為傳感器輸出信號(hào)，并且輸出表示所述塊電極中輸出了在從 所述多個(gè)塊電極輸出的信號(hào)中具有最大電平的信號(hào)的特定塊電 極的位置的位置信息，作為表示所述第一可移動(dòng)電極中施加了 所述壓力的位置的施壓位置信息。
13根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種數(shù)據(jù)輸入設(shè)備，其被 配置為響應(yīng)于根據(jù)如上所述的壓力傳感器的操作而輸入操作信 自、
如下將說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明不限 于所說(shuō)明的實(shí)施例，并且在不背離基本原理的情況下本發(fā)明的 各種變形都是可以的。因此，僅由所附權(quán)利要求書(shū)來(lái)確定本發(fā) 明的范圍。


為了更好地理解本發(fā)明的目的和其它特征，在下文參考附
圖將更詳細(xì)地i兌明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中
圖l是示出本發(fā)明第 一 實(shí)施例的壓力傳感器的結(jié)構(gòu)的剖面 正視圖2是第一實(shí)施例的壓力傳感器的立體圖3是第一實(shí)施例的壓力傳感器的分解圖4是示出在第 一 實(shí)施例的壓力傳感器中采用的雙面膠帶 的結(jié)構(gòu)的俯;現(xiàn)平面圖5是示出應(yīng)用了第 一 實(shí)施例的壓力傳感器的電子打擊樂(lè) 器的結(jié)構(gòu)的框圖6是示出在圖5中示出的電子打擊樂(lè)器的等效電路的圖7是在圖5中示出的電子打擊樂(lè)器的剖面圖8是示出如何檢測(cè)第 一 實(shí)施例的壓力傳感器的擊打位置 和擊打強(qiáng)度的圖9是示出本發(fā)明第二實(shí)施例的壓力傳感器的結(jié)構(gòu)的剖面 正視圖IO是示出在第二實(shí)施例的壓力傳感器中釆用的印刷膜 (print film)的結(jié)構(gòu)的俯:規(guī)平面圖；圖ll是示出在第二實(shí)施例的壓力傳感器中采用的印刷膜的
結(jié)構(gòu)的仰視平面圖12是示出在第二實(shí)施例的壓力傳感器中采用的印刷膜的 結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖13是示出在第二實(shí)施例的壓力傳感器中采用的印刷膜的 變形例的俯:枧平面圖14是圖13的變形印刷膜的仰視平面圖； 圖15是圖13的變形印刷膜的側(cè)視圖16是示出本發(fā)明第三實(shí)施例的壓力傳感器的結(jié)構(gòu)的剖面 正視圖17是說(shuō)明在向第 時(shí)其如何反應(yīng)的圖18是說(shuō)明在向第 其如何反應(yīng)的圖19是說(shuō)明在向第 其如何反應(yīng)的圖20是說(shuō)明在向第 時(shí)其如何反應(yīng)的圖21是示出第三實(shí)施例的壓力傳感器的輸出特性的圖22是示出第三實(shí)施例的壓力傳感器的變形例的結(jié)構(gòu)的剖 面正^L圖23是示出本發(fā)明第四實(shí)施例的壓力傳感器的剖面正視
圖2 4是示出在第四實(shí)施例的壓力傳感器中采用的印刷膜的 結(jié)構(gòu)的俯—見(jiàn)平面圖2 5是在傳統(tǒng)已知的電子打擊樂(lè)器中采用的壓力傳感器的 例子的剖面圖；以及
三實(shí)施例的壓力傳感器施加極小的壓力 三實(shí)施例的壓力傳感器施加小的壓力時(shí) 三實(shí)施例的壓力傳感器施加大的壓力時(shí) 三實(shí)施例的壓力傳感器施加極大的壓力圖26是示出圖25的壓力傳感器的等效電路的圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的壓力傳感器不僅可以應(yīng)用于用于輸入操作信息的 如游戲機(jī)或連接至游戲機(jī)的控制器等輸入設(shè)備，而且可以應(yīng)用 于用于如電子鼓等電子打擊樂(lè)器的演奏信息輸入設(shè)備。應(yīng)用了 本發(fā)明的壓力傳感器的輸入設(shè)備和演奏信息輸入設(shè)備均是本發(fā) 明的數(shù)據(jù)輸入設(shè)備。在下文，將給出關(guān)于可應(yīng)用于演奏信息輸 入設(shè)備的本發(fā)明的壓力傳感器的詳細(xì)說(shuō)明。圖l是示出本發(fā)明第 一實(shí)施例的壓力傳感器l的結(jié)構(gòu)的剖面正視圖，圖2是示出壓力 傳感器的結(jié)構(gòu)的立體圖，并且圖3是壓力傳感器1的分解圖。
圖1至圖3中示出的第一實(shí)施例的壓力傳感器1是適合應(yīng)用 于如電子鼓等電子打擊樂(lè)器的演奏信息輸入設(shè)備。第 一 實(shí)施例 的壓力傳感器1的外側(cè)或上表面上配置有盤(pán)狀的墊10,該塾IO 提供用于利用棒100等進(jìn)行擊打的擊打面。優(yōu)選地，由如具有閉 孔(closed cells)的樹(shù)脂泡沫等彈性材料形成該墊10,使得演奏者 能夠獲得與在擊打聲學(xué)鼓(acoustic drum)時(shí)的大致相同的感覺(jué)。 墊10下方或下表面附接有薄的、圓形的、平面狀的樹(shù)脂膜12, 在該樹(shù)脂膜12的上表面上形成有可移動(dòng)電極11。樹(shù)脂膜12由如 PET(聚對(duì)苯二曱酸乙二醇酯)等絕緣材料形成，并且通過(guò)氣相沉 積等方式在樹(shù)脂膜12的整個(gè)上表面上形成可移動(dòng)電極U。
樹(shù)脂膜12和其上形成有固定電極15的圓形、平面狀的印刷 電路板14借助于薄的、圓形的雙面膠帶13相互附接。如在圖4 中例示，圓形的雙面膠帶13具有按垂直和水平陣列以預(yù)定間距 形成在其中的大量矩形凹槽13a?？蛇x擇地，矩形凹槽13a可以 按大致的同心結(jié)構(gòu)以預(yù)定間距形成在圓形的雙面月交帶13中。雙 面膠帶13以其上表面附接至樹(shù)脂膜12的下表面，并以其下表面附接至印刷電路板14的形成有固定電極15的上表面。印刷電路 板14是如玻璃環(huán)氧板等電絕緣板。如在圖3和圖5中所示，通過(guò) 印刷或蝕刻的方式將固定電才及15形成在印刷電贈(zèng)4反14的一個(gè)表 面上，并且該固定電極15包括同心布置的四個(gè)環(huán)狀的分割電極 15a 15d。在印刷電路壽反14上設(shè)置用于輸出來(lái)自第 一分割電極 15a至第四分割電極15d的信號(hào)的端子部14a。設(shè)置在印刷電路板 14上的固定電才及15可以包4舌5個(gè)或更多個(gè)環(huán)狀的分割電才及而不 限于僅4個(gè)環(huán)狀的分割電極。
此夕卜，將例如由金屬形成的導(dǎo)電屏蔽電極(conductive shield electrode)16附接至印刷電鴻^反14的下表面。由于固定電 極15夾在屏蔽電極16和可移動(dòng)電極ll之間并且屏蔽電極16和可 移動(dòng)電極11兩者都4妻地，因此固定電才及15#皮兩個(gè)電極16和11所 屏蔽。這樣，即使當(dāng)用戶或操作人員的手接近壓力傳感器l時(shí)， 也不會(huì)從包括第一分割電極15a至第四分割電才及15d的固定電極 15輸出信號(hào)；以這種方式，壓力傳感器l能夠可靠地抵抗外部干 擾。此外，雙面膠帶13還用作間隔物，以使可移動(dòng)電極ll和固 定電才及15以孩i小的間隙或間隔;波此相對(duì)。此外，在可移動(dòng)電極 11與固定電才及15的各個(gè)分割電極15a至15d之間產(chǎn)生電容。例如， 壓力傳感器l具有約為240nm的外部直徑，樹(shù)脂膜12具有約為 10^im的厚度，并且雙面膠帶13具有約為170inm的厚度。此外， 形成每個(gè)大小約為8mmx8mm的矩形凹槽13a，其中，每對(duì)鄰近 凹槽的中心之間的間距約為10mm。即，形成雙面膠帶13,從而 在各個(gè)矩形凹槽13a的周?chē)粲忻總€(gè)約為2mm的膠帶13的行。注 意，在示出第一實(shí)施例l的各個(gè)附圖中，為了便于理解，與它們 實(shí)際厚度(高度)相比，將各個(gè)組件的厚度(高度)顯示為放大或夸 大。
在以上述方式構(gòu)造的第 一 實(shí)施例的壓力傳感器1中利用棒
17100來(lái)?yè)舸驂|10時(shí)，墊10的擊打部位向下移位或彎曲，由此形成 在撓性樹(shù)脂膜12上的可移動(dòng)電極11也向下移位或彎曲?？梢苿?dòng) 電極ll中因此彎曲的部位陷入矩形凹槽13a中的某一凹槽中，佳_ 得可移動(dòng)電極ll的彎曲部位與固定電極15的第 一分割電極15a 至第四分割電極15d中的相應(yīng)一個(gè)之間的間隔縮小。在這種情況 下，可移動(dòng)電才及l(fā)l的彎曲部位與固定電才及15之間的間隔可以縮 小至約10nm，這與撓性樹(shù)脂膜12的厚度相等。但是，即使當(dāng)可 移動(dòng)電極11的彎曲部位與固定電極15之間的間隔縮小至約 lO(im時(shí)，也能夠依靠置于可移動(dòng)電才及l(fā)l的彎曲部位與固定電極 15之間的撓性樹(shù)脂膜12來(lái)維持可移動(dòng)電極11的彎曲部位與固定 電極15之間的適當(dāng)?shù)慕^纟彖。即，由于可移動(dòng)電才及l(fā)l與分割電極 15a 15d之間的間隔縮小或變窄，因此可移動(dòng)電極ll與分割電極 15a 15d之間的電容變化，使得經(jīng)由端子部14a中與分割電極 15a 15d相對(duì)應(yīng)的端子輸出與變化的電容相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。
在這種情況下，可移動(dòng)電極11的彎曲量與利用棒10 0擊打墊 10的擊打強(qiáng)度大致成比例，并且可移動(dòng)電極11與相應(yīng)的分割電 極15a 15d之間的間隔根據(jù)彎曲量而縮小。這樣，分割電極 15a 15d的輸出信號(hào)具有與利用棒100擊打墊10的擊打強(qiáng)度相對(duì) 應(yīng)的電平。由于可移動(dòng)電4及11的彎曲部位與分割電極15a 15d 之間的間隔可以縮小至約10pm并且固定電4及15^皮屏蔽以4氐抗 外部干擾，因此可以增加壓力傳感器的動(dòng)態(tài)范圍。此外，僅從 第 一分割電極15a至第四分割電極15d中與墊10的被棒100擊打 的部位相對(duì)應(yīng)的分割電極輸出與擊打強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)， 還可以通過(guò)沖企測(cè)第一分割電極15a至第四分割電才及15d中輸出了 表示擊打的輸出信號(hào)的分割電極來(lái)檢測(cè)擊打位置，該輸出信號(hào) 例如是表示從分割電極15a 15d輸出的信號(hào)中具有最大電平的 輸出信號(hào)。圖5是示出應(yīng)用了第一實(shí)施例的壓力傳感器l的電子打擊樂(lè)
器的結(jié)構(gòu)的框圖，其中針對(duì)壓力傳感器l僅示出了印刷電路板14。
電引線從印刷電路板14的一個(gè)表面上以同心環(huán)結(jié)構(gòu)形成的 固定電極15的第一分割電極15a至第四分割電極15d中的各個(gè)分 割電極延伸至端子部14a。更具體地，在端子部14a中，從第一 分割電極15a延伸出的電引線經(jīng)由電阻器R1連接至電源+V并連 接至第一放大器Al,從第二分割電極15b延伸出的電引線經(jīng)由 電阻器R2連接至電源十V并連接至第二放大器A2 ，從第三分割 電極15c延伸出的電引線經(jīng)由電阻器R3連接至電源+V并連接至 第三放大器A3，并且從第四分割電極15d延伸出的電引線經(jīng)由 電阻器R4連接至電源+V并連接至第四放大器A4。即，經(jīng)由電 阻器R1 R4將第一分割電極15a至第四分割電極15d上拉至電源 +V,并且由此，當(dāng)?shù)谝环指铍姌O15a至第四分割電極15d與可移 動(dòng)電極ll之間的電容變化時(shí)，乂人固定電才及15輸出與變化的電容 相對(duì)應(yīng)的電4言號(hào)。
經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器20將從第 一分割電極15a至第四分割電極 15d輸出的信號(hào)均轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。CPU(中央處理單元)21對(duì)從 A/D轉(zhuǎn)換器20輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，以檢測(cè)利用棒10擊打 壓力傳感器l時(shí)的擊打強(qiáng)度和擊打位置。優(yōu)選地，環(huán)狀的第一分 割電極15a至第四分割電極15d均具有相等面積；然而，在不能 夠?qū)⑦@些分割電極形成為具有相等面積的情況下，為CPU21設(shè) 置用于補(bǔ)償分割電極15a 15d的不同面積的補(bǔ)償表21a。即，在 第 一 分割電極15 a至第四分割電極15 d的面積不相等的情況下， 即使施加了相同的擊打力，具有小面積的各個(gè)分割電極將呈現(xiàn) 大的電容變化率而具有大面積的各個(gè)分割電極將呈現(xiàn)小的電容 變化率；即，在這種情況下，即使對(duì)于相同的擊打力，在分割電極15a 15d之間輸出信號(hào)電平也有所差異。因此，在第一分割 電極15a至第四分割電極15d的面積不相等的情況下，使用補(bǔ)償 表21a來(lái)補(bǔ)償不同的面積，使得盡管面積不同也可以將相同的擊 打力檢測(cè)為相同的擊打強(qiáng)度。此外，CPU21檢測(cè)或識(shí)別第一分 割電極15a至第四分割電極15d中輸出了在從分割電極15a 15d 輸出的信號(hào)中具有最大電平的信號(hào)的分割電極，以由此檢測(cè)擊 打位置。并且，可以通過(guò)將/人第一分割電才及15a至第四分割電極 15d輸出的信號(hào)相加來(lái)獲得擊打強(qiáng)度。
然后，C P U 21將檢測(cè)出的擊打位置和擊打強(qiáng)度的信,包、給送 至發(fā)音器22。發(fā)音器22從存儲(chǔ)器22a中依次讀出與檢測(cè)出的擊打 位置相對(duì)應(yīng)的音色的音波形數(shù)據(jù)，并對(duì)所讀出的音波形數(shù)據(jù)賦 予與檢測(cè)出的擊打強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的包絡(luò)，從而生成音。在發(fā)音器 22的存儲(chǔ)器22a中，預(yù)存儲(chǔ)了與不同類型的音和音高相對(duì)應(yīng)的各 種音波形數(shù)據(jù)。注意，可以根據(jù)需要將與如樂(lè)音類型、音量、 音高和樂(lè)音質(zhì)量等音因素至少之一有關(guān)的參數(shù)分配給作用在墊 IO上的多個(gè)擊打位置和/或多個(gè)擊打強(qiáng)度的范圍。在這種情況 下，可以根據(jù)在已擊打墊10時(shí)檢測(cè)出的擊打位置和/或擊打強(qiáng)度 并根據(jù)分配給所檢測(cè)出的擊打位置和/或擊打強(qiáng)度的音因素參 數(shù)來(lái)生成音。以這種方式，可以獲得與通過(guò)擊打聲學(xué)鼓而生成 的音類似的音。在經(jīng)由放大器23放大之后通過(guò)揚(yáng)聲器(SP)24可 聽(tīng)見(jiàn)地放出由此獲得的音。
圖6是示出在圖5中示出的電子打擊樂(lè)器2的等效電路的圖。 在圖6中，由虛線圍繞的部分表示印刷電路板14的等效電路， Cl表示可移動(dòng)電極ll和第一分割電路15a之間的電容器，C2表 示可移動(dòng)電極ll和第二分割電路15b之間的電容器，C3表示可 移動(dòng)電極ll和第三分割電路15c之間的電容器，并且C4表示可 移動(dòng)電極ll和第四分割電路15d之間的電容器。在平穩(wěn)狀態(tài)下，電容器C1 C4經(jīng)由與其串聯(lián)的各個(gè)電阻器R1 R4通過(guò)電源+V保
變化，則電阻器R1和電容器C1之間的連接點(diǎn)處的電位降低，由 此將經(jīng)由電阻器R1對(duì)電容器C1進(jìn)行充電。將電阻器R1和電容器 Cl之間的連接點(diǎn)處的這種電位變化經(jīng)由第 一放大器A1放大為 電信號(hào)，然后將其供給至A/D轉(zhuǎn)換器20。信號(hào)的電平與電容器 Cl的電容變化率大致成比例，并且利用棒100對(duì)墊10的擊打越 猛烈，從A/D轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)的電平越大。
圖7是示出電子打擊樂(lè)器2的結(jié)構(gòu)的例子的剖面圖。在所示 出的例子中，電子打擊樂(lè)器2是電子鼓，其中在由木頭或金屬形 成的圓柱形主體30的上端部分設(shè)置壓力傳感器1,并將圓柱形底 板31固定至主體30的下端部分。將幾個(gè)L形裝配構(gòu)件(配件)33 以倒置的方向固定于主體30的上端內(nèi)側(cè)表面部分，其中各個(gè)L 形裝配構(gòu)件33的橫向上端部分向內(nèi)突出以配合在由橡膠等形成 的環(huán)形減震構(gòu)件32中形成的溝槽。在這種情況下，該溝槽形成 于環(huán)形減震構(gòu)件32的外表面的大致垂直中間區(qū)域處。此外，形 成壓力傳感器1的最下層的屏蔽電極16優(yōu)選為幾毫米的金屬板， 并且，與L形裝配構(gòu)件33相對(duì)應(yīng)地，將幾個(gè)Z形裝配構(gòu)件(配件)34 固定至屏蔽電才及16的下方或下表面。通過(guò)Z形裝配構(gòu)件34的向 外突出的下方橫向部分來(lái)在減震構(gòu)件32的下側(cè)支撐減震構(gòu)件 32，并將該減震構(gòu)件32保持或夾在L形裝配構(gòu)件33與Z形裝配構(gòu) 件34之間。以使主體30的上端邊緣和壓力傳感器1的下側(cè)邊緣以 微小的間隔彼此相對(duì)的方式來(lái)支撐主體30和壓力傳感器1。這 樣，即使在利用棒100擊打壓力傳感器1時(shí)，也可通過(guò)減震構(gòu)件 32防止主體30和壓力傳感器1相互接觸。換句話說(shuō)，通過(guò)減震構(gòu) 件32的作用，任何施加至主體30的沖擊都不會(huì)傳遞至壓力傳感 器l。底板31可以安裝在如鼓支撐三角支架等的鼓支撐腿上。接著，參考圖8，將給出關(guān)于CPU 21檢測(cè)擊打位置和擊打 強(qiáng)度的方式的說(shuō)明。圖8是壓力傳感器1的局部放大圖，其特別 示出在利用棒100擊打第一分割電極15a和第二分割電極15b之 間的邊界部位時(shí)壓力傳感器l的反應(yīng)。這里，假設(shè)利用棒100在 位于鄰近的第一分割電極15a和第二分割電極15b之間的邊界部 位中的位置A、 B、 C、 D和E處擊打壓力傳感器l的墊lO。 "a"、 "b"、 "c"、 "d"和"e"表示可移動(dòng)電極ll中位于第一分割電極15a 和第二分割電極15b上方的、經(jīng)利用棒100的擊打而變形的部位。 由于利用具有圓(通常為半球形)頭的棒100擊打這些部位a、 b、 c、 d和e,因此這些部位均變形為大致的圓形。當(dāng)利用棒100在 位置A和B處擊打墊10時(shí)，由于可移動(dòng)電才及l(fā)l的變形部位a和b僅 位于第二分割電極15b上方(對(duì)應(yīng)于第二分割電極15b)，因此僅 從第二分割電極15b輸出信號(hào)，并且這些輸出信號(hào)的電平均與相 應(yīng)的擊打強(qiáng)度成比例。
此外，當(dāng)利用纟奉100在位置C處擊打墊10時(shí)，由于可移動(dòng)電 極ll的變形部位c位于第 一分割電極15a和第二分割電極15b之 間的大致中心處，因此從第 一分割電極15a和第二分割電極15b 輸出信號(hào)。由于變形部位c的面積的兩個(gè)大致一半對(duì)應(yīng)于第 一分 割電極15a和第二分割電極15b,因此來(lái)自各個(gè)電極15a 15b的輸 出信號(hào)的電平是與相應(yīng)的擊打強(qiáng)度成比例的輸出的大致一半。 此外，當(dāng)利用才奉100在位置D和E處擊打墊10時(shí)，由于可移動(dòng)電 極11的變形部位d和e僅位于第 一 分割電極15 a上方(對(duì)應(yīng)于第一 分割電才及15a),因此j又從第一分割電才及15a輸出信號(hào)，并且這些 輸出信號(hào)的電平均與相應(yīng)的擊打強(qiáng)度成比例。在圖8的最下部中 示出橫軸表示擊打位置的圖，根據(jù)該圖可以看出來(lái)自第一分 割電極15a和第二分割電極15b的輸出信號(hào)根據(jù)擊打位置在電平 上改變。假定擊打強(qiáng)度在各個(gè)擊打位置之間沒(méi)有差異。如在該圖中所示，當(dāng)在位置B和D之間的位置處擊打墊IO 時(shí)，從第一分割電極15a和第二分割電極15b輸出具有與該位置 相對(duì)應(yīng)的電平的信號(hào)。即，通過(guò)檢測(cè)從第一分割電極15a和第二 分割電極15b輸出的信號(hào)的各個(gè)電平，可以精確地^r測(cè)出擊打了 第一分割電極15a和第二分割電極15b的什么位置。此時(shí)，可以 通過(guò)將來(lái)自第一分割電極15a和第二分割電極15b的輸出相加來(lái) 獲得具有與擊打強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的電平的傳感器輸出信號(hào)；這樣， 即使在第一分割電極15a和第二分割電極15b之間存在間隔的情 況下，也不會(huì)產(chǎn)生盲區(qū)(dead zone)。
由于包括第一分割電極15a至第四分割電極15d的固定電極 15在垂直方向上夾在接地的可移動(dòng)電極11與接地的屏蔽電極16 之間，因此可以防止上述的第一實(shí)施例的壓力傳感器l遭受外部 干擾(受其影響)。這樣，壓力傳感器l可以實(shí)現(xiàn)增加的靈敏度和 動(dòng)態(tài)范圍，從而允許提高的演奏表現(xiàn)力。此外，由于對(duì)于塾IO 上的各個(gè)不同的擊打位置，施加至墊10的上表面的擊打力的強(qiáng) 度與墊10的下表面響應(yīng)于所施加的擊打力的變形量之間的關(guān)系 是恒定的，因此對(duì)于墊10上的各個(gè)不同的擊打位置，擊打力的 強(qiáng)度與電容變化量之間的關(guān)系也是恒定的。此外，可以通過(guò)檢 測(cè)或識(shí)別分割電極中輸出了在從第 一分割電極15a至第四分割 電極15d輸出的信號(hào)中具有最大電平的信號(hào)的特定分割電極來(lái) 檢測(cè)擊打位置，并且可以通過(guò)將從第 一 分割電極15 a至第四分割 電極15d輸出的信號(hào)相加來(lái)獲得擊打強(qiáng)度。因此，本實(shí)施例使得 用于獲得擊打位置和擊打強(qiáng)度的必要步驟能夠簡(jiǎn)化。因此，壓 力傳感器1能夠?qū)崿F(xiàn)增加的響應(yīng)速度，并從而提供適當(dāng)?shù)馗S通 過(guò)高速地反復(fù)擊打墊10而進(jìn)行的輸入的傳感器輸出。此外，即 使當(dāng)同時(shí)在不同的位置擊打墊10時(shí)，也可以/人第一分割電極15a 至第四分割電極15d適當(dāng)?shù)孬@得與擊打位置相對(duì)應(yīng)的輸出。此外，可以通過(guò)增加固定電極15中分割電極的數(shù)量來(lái)提高擊打位
置的檢測(cè)精確度。
圖9是示出本發(fā)明第二實(shí)施例的壓力傳感器的結(jié)構(gòu)的剖面 正視圖，圖IO是示出在第二實(shí)施例的壓力傳感器中采用的印刷 膜的結(jié)構(gòu)的俯視平面圖，并且圖ll是示出在第二實(shí)施例的壓力 傳感器中采用的印刷膜的結(jié)構(gòu)的仰視平面圖。
將圖9至圖ll中示出的第二實(shí)施例的壓力傳感器3應(yīng)用于適 合用于如電子鼓等電子打擊樂(lè)器的演奏信息輸入設(shè)備。在第二 實(shí)施例的壓力傳感器3的上表面上布置有盤(pán)狀的墊40,該墊40 提供利用棒100等進(jìn)行擊打的擊打面。優(yōu)選地，墊40由如具有閉 孔的樹(shù)脂泡沫等彈性材料形成，使得演奏者能夠獲得與在擊打 聲學(xué)鼓時(shí)的大致相同的感覺(jué)。墊40的下表面附接有薄的、圓形 的、平面狀的樹(shù)脂膜42，在該樹(shù)脂膜42的上表面上形成有第一 可移動(dòng)電極41。樹(shù)脂膜42由如PET等絕緣材料形成，并且通過(guò) 氣相沉積等方式在樹(shù)脂膜42的整個(gè)上表面上形成第一可移動(dòng)電 極41。
經(jīng)由薄的、圓形的第 一雙面膠帶43將樹(shù)脂膜42附接至其上 表面上形成有第二可移動(dòng)電極47且其下側(cè)表面上附接有第三可 移動(dòng)電極48的大致為圓形的平面印刷膜44。第二可移動(dòng)電極47 和第三可移動(dòng)電才及48二者均可與平面印刷力莫44一起移動(dòng)。類似 于第一實(shí)施例中的雙面膠帶13,第一雙面膠帶43具有按垂直和 水平陣列以預(yù)定間距形成在其中的大量矩形凹槽；可選擇地， 矩形凹槽可以按大致的同心結(jié)構(gòu)以預(yù)定間距形成在第一雙面膠 帶43中。第一雙面膠帶43以其上表面附接至樹(shù)脂膜42的下表面， 并且以其下表面附接至其上形成有第二可移動(dòng)電極47的印刷膜 44的上表面。印刷膜44包括能夠氣相沉積金屬的膜基板49。如 在圖IO中所示，通過(guò)氣相沉積或印刷的方式將第二可移動(dòng)電極47形成在膜基板49的正面或上表面上，并且如在圖ll中所示， 通過(guò)氣相沉積或印刷的方式將第三可移動(dòng)電極4 8形成在膜基板 49的下方或下表面上。第二可移動(dòng)電極47包括相互偏移約90度 角的四個(gè)分割電才及47-l、 47-2、 47-3和47-4,并且第三可移動(dòng)電 才及48包4舌相互偏移約90度角的四個(gè)分割電才及48-l、 48-2、 48-3 和48-4。
構(gòu)成第二可移動(dòng)電極47的分割電極47-l、 47-2、 47-3和47-4 均包括多個(gè)相互連接的矩形塊(rectangular patch)。類似地，構(gòu) 成第三可移動(dòng)電才及48的分割電才及48-l、 48-2、 48-3和48-4均包括 多個(gè)相互連接的矩形塊。構(gòu)成第二可移動(dòng)電極47的矩形塊和構(gòu) 成第三可移動(dòng)電極4 8的矩形塊在大小和布置間距上彼此不同； 即，構(gòu)成第三可移動(dòng)電極48的矩形塊在大小和布置間距上大于 構(gòu)成第二可移動(dòng)電才及47的矩形塊。在端子部44a的上表面和下表 面上分別設(shè)置用于輸出來(lái)自分割電極47-l、 47-2、 47-3和47-4 的信號(hào)的端子以及用于輸出來(lái)自分割電才及48-l、 48-2、 48-3和 48-4的信號(hào)的端子。第二可移動(dòng)電極47和第三可移動(dòng)電極48中 相應(yīng)位置的分割電纟及相互電連接。更具體地，分割電極47-l、 47-2、 47-3和47-4分別與分割電極48-l、 48-2、 48-3和48-4電連 接。例如，可以通過(guò)相互連接端子部44a中的相應(yīng)端子或者通過(guò) 在膜基板49中形成通孔來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的分割電極之間的這種連 接。借助于圓形的、薄的第二雙面膠帶45將印刷膜44的下表面 附接至盤(pán)狀的屏蔽電極46。在示出的該例子中，類似于在第一 實(shí)施例中采用的雙面膠帶13,第二雙面膠帶45具有按垂直和水 平陣列以預(yù)定間距形成在其中的大量矩形凹槽。形成在第二雙 面膠帶45中的矩形凹槽在大小和間距上小于形成在第一雙面膠 帶43中的矩形凹槽。可選擇地，可以按大致的同心結(jié)構(gòu)以預(yù)定 間距來(lái)形成矩形凹槽。在屏蔽電極46的上表面上設(shè)置用于防止與第三可移動(dòng)電才及48發(fā)生短路的絕緣層46a。可以通過(guò)絕緣涂 覆、噴涂或其它方式來(lái)形成該絕緣層46a。
由于其上表面上形成有第二可移動(dòng)電極47且其下表面上形 成有第三可移動(dòng)電極48的印刷膜44夾在屏蔽電才及46和第一可移 動(dòng)電極41之間，并且由于屏蔽電才及46和第一可移動(dòng)電極41均接 地，因此能夠屏蔽第二可移動(dòng)電極47和第三可移動(dòng)電極48。以 這種方式，即使當(dāng)手等接近壓力傳感器3時(shí)，也不會(huì)從第二可移 動(dòng)電極47和第三可移動(dòng)電極48輸出信號(hào)，使得壓力傳感器3能夠 可靠地抵抗外部干擾。此外，第三雙面膠帶43還用作在第一可 移動(dòng)電極41和第二可移動(dòng)電極47之間才是供間隙或間隔的間隔 物，從而提供第一電容元件；由此，在第一可移動(dòng)電極41和第 二可移動(dòng)電極47的各個(gè)分割電極47-l 47-4之間產(chǎn)生電容。此 外，第二雙面力交帶45還用作在第三可移動(dòng)電極48和屏蔽電極46 之間提供間隔的間隔物，從而提供第二電容元件；由此，在屏 蔽電極46和第三可移動(dòng)電極48的各個(gè)分割電極48-l 48-4之間 產(chǎn)生電容。
第 一雙面膠帶43和第二雙面膠帶45均具有約170jim的厚 度，并且形成在第一雙面膠帶43中的矩形凹槽在大小上大于形 成在第二雙面膠帶45中的矩形凹槽。此外，構(gòu)成第二可移動(dòng)電 極47的矩形塊均具有約8mmx8mm的大小，并且設(shè)置成每對(duì)鄰 近矩形塊的中心之間的間距約為10mm。構(gòu)成第三可移動(dòng)電極48 的矩形塊均具有約18 m m x 18 m m的大小，并且設(shè)置成每對(duì)鄰近 矩形塊的中心之間的間距約為20mm。即，第一電容元件中的第 一雙面膠帶43的矩形凹槽在大小上相對(duì)大，并且第二可移動(dòng)電 極47的矩形塊在大小上相對(duì)小，使得第一電容元件相對(duì)所施加 的壓力具有相對(duì)小的剛性。此外，第二電容元件中的第二雙面 膠帶45的矩形凹槽在大小上相對(duì)小，并且第三可移動(dòng)電極48的矩形塊在大小上相對(duì)大，使得第二電容元件相對(duì)所施加的壓力 具有相對(duì)大的剛性。即，由于后面要說(shuō)明的原因，相比于第二 電容元件，第一電容元件具有較小的剛性。注意，在示出第二
實(shí)施例的壓力傳感器3的各個(gè)附圖中，為了便于理解，與它們的 實(shí)際厚度(高度)相比，將各個(gè)組件的厚度(高度)表示為放大或夸 大。
圖13至圖15示出在第二實(shí)施例的壓力傳感器3中采用的印 刷膜44的變形例。更具體地，圖13是示出變形印刷膜54的上表 面的俯視平面圖，圖14是示出變形印刷膜54的下表面的仰視平 面圖，并且圖15是變形印刷膜54的側(cè)視圖。
如在這些圖中所示，通過(guò)印刷或蝕刻的方式將包括四個(gè)環(huán) 狀的分割電極57-l、 57-2、 57-3和57-4的第二可移動(dòng)電極57形成 在膜基板59的上表面上，并且通過(guò)印刷或蝕刻的方式將包括四 個(gè)環(huán)狀的分割電極58-l、 58-2、 58-3和58-4的第三可移動(dòng)電極58 形成在膜基板59的下表面上。以相同的形狀和相同的大小形成 第二可移動(dòng)電才及57和第三可移動(dòng)電才及58中相應(yīng)位置的環(huán)狀的分 割電極；即，第二可移動(dòng)電極57的環(huán)狀的分割電極57-l、 57-2、
57- 3和57-4在形狀和大小上分別與第三可移動(dòng)電極58的環(huán)狀的 分割電極58-l、 58-2、 58-3和58-4相同。如在圖13的it大部分 AA中所示，每個(gè)電極均包括多個(gè)相互連接的矩形塊。在端子部 54a的上表面和下表面上分別設(shè)置用于輸出來(lái)自環(huán)狀的分割電 極57-1-57-4的信號(hào)的端子和用于輸出來(lái)自環(huán)狀的分割電極
58- 1 58-4的信號(hào)的端子。第二可移動(dòng)電極57和第三可移動(dòng)電極 58中相應(yīng)位置的環(huán)狀的分割電^l相互電連"l妄。更具體地，分割 電極57-l、 57-2、 57-3和57-4分別與分割電才及58-l、 58-2、 58-3 和58-4連接。例如，可以通過(guò)相互連接端子部54a中的相應(yīng)端子 或者通過(guò)在膜基板5 9中形成通孔來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的分割電極之間的這種連接。如上所述，優(yōu)選地，環(huán)狀的分割電極57-l、 57-2、 57-3和57-4和環(huán)狀的分割電才及58-l、 58-2、 58-3和58-4的相應(yīng)對(duì) 在大小或面積上相等，但是，如果不能以相等的大小來(lái)形成相 應(yīng)對(duì)，則使用補(bǔ)償表來(lái)補(bǔ)償分割電極的不同面積。
圖16是示出本發(fā)明的第三實(shí)施例的壓力傳感器的結(jié)構(gòu)的剖 面正視圖。第三實(shí)施例的壓力傳感器4具有圓形或矩形的外形， 并且接地的第一可移動(dòng)電極61布置在壓力傳感器4的上表面上。 更具體地，通過(guò)粘合、氣相沉積或其它方式在第一間隔物62的 整個(gè)上表面上形成第一可移動(dòng)電極61。通過(guò)粘合、氣相沉積或 其它方式將用作輸出電極的第二可移動(dòng)電極63布置在第一間隔 物62的下表面上并形成在第二間隔物64的整個(gè)上表面上。將例 如由金屬形成的導(dǎo)電屏蔽電極65附接至第二間隔物64的下表 面，并且與第一可移動(dòng)電極61類似，該屏蔽電才及65接地。其上 表面上形成有第 一 可移動(dòng)電極61的第 一 間隔物6 2以其下表面附 接至第二可移動(dòng)電極63的上表面。此外，由撓性合成橡膠、多 孔的柔軟海綿等形成的第 一 間隔物62和第二間隔物64可以被配 置為具有不同的硬度。在第三實(shí)施例的壓力傳感器4中，第一間 隔物62是軟質(zhì)間隔物，而第二間隔物64比第一間隔物62硬。此 外，在第三實(shí)施例的壓力傳感器4中，第一電容元件包括經(jīng)由第 一間隔物62彼此相對(duì)的第一可移動(dòng)電極61和第二可移動(dòng)電極 63,并且第二電容元件包括經(jīng)由第二間隔物644皮此相對(duì)的第二 可移動(dòng)電極63和屏蔽電極65。還用作軟質(zhì)間隔物的第一電容元 件具有相對(duì)小的剛性，而還用作硬質(zhì)間隔物的第二電容元件具 有相對(duì)大的剛性。
如在圖17中所示，當(dāng)向第三實(shí)施例的壓力傳感器4的上表面 施加極小的壓力(例如，與音符"ppp"相對(duì)應(yīng)的壓力)時(shí)，第一可 移動(dòng)電極61中已施加了壓力的部位略纟敬向下彎曲，響應(yīng)于此，軟質(zhì)第一間隔物62也向下彎曲。結(jié)果，向下彎曲的第一可移動(dòng) 電極61與第二可移動(dòng)電極6 3之間的間隙或間隔縮小，使得第一 可移動(dòng)電 一及61和第二可移動(dòng)電才及63之間的第 一 電容元件的電容 變化，并由此從第二可移動(dòng)電極63輸出具有與第 一 電容元件的 電容變化率相對(duì)應(yīng)的電平的輸出信號(hào)。在這種情況下，第二電 容元件的電容保持不變，并且由此，沒(méi)有輸出與第二電容元件 的電容變化相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。
此外，如在圖18中所示，當(dāng)向第三實(shí)施例的壓力傳感器4 的上表面施加小的壓力(例如，與音符"p"相對(duì)應(yīng)的壓力)時(shí)，第 一可移動(dòng)電才及61中已施加了壓力的部位與圖17中的情況相比較 大程度地向下彎曲，響應(yīng)于此，第一間隔物62也向下彎曲。結(jié) 果，向下彎曲的第 一 可移動(dòng)電極61和第二可移動(dòng)電極6 3之間的 間隔縮減至最小，使得第一電容元件的電容變化率為最大，并 由此從第二可移動(dòng)電極63輸出具有與第一電容元件的電容變化 率相對(duì)應(yīng)的最大電平的輸出信號(hào)；即，第一電容元件的輸出將 飽和。在這種情況下，第二電容元件的電容保持不變，并且因 此，沒(méi)有輸出與第二電容元件的電容變化相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。
此外，如在圖19中所示，當(dāng)向第三實(shí)施例的壓力傳感器4 的上表面施加大的壓力(例如，與音符"f，相對(duì)應(yīng)的壓力)時(shí)，第 一可移動(dòng)電極61中已施加了壓力的部位更大程度地向下彎曲， 響應(yīng)于此，第一間隔物62也向下彎曲。在這種情況下，即使在 第一可移動(dòng)電才及61和第二可移動(dòng)電極63之間的間隔縮減至最小 之后，第一可移動(dòng)電才及61和第一間隔物62也進(jìn)一步向下彎曲， 使得第二可移動(dòng)電極63的一部分也向下彎曲。因此，硬質(zhì)第二 間隔物64也向下彎曲。結(jié)果，從第二可移動(dòng)電極63輸出具有與 第 一 電容元件的電容變化率相對(duì)應(yīng)的最大電平的輸出信號(hào)。然 而，在這種情況下，將具有與由于彎曲的第二可移動(dòng)電極63與屏蔽電極6 5之間的間隔縮小而導(dǎo)致的第二電容元件的電容變化
率相對(duì)應(yīng)的電平的輸出信號(hào)與對(duì)應(yīng)于第 一 電容元件的電容變化
率的輸出信號(hào)相加，并且從第二可移動(dòng)電極6 3輸出所獲得的輸 出信號(hào)的總和。
此外，如在圖20中所示，當(dāng)向第三實(shí)施例的壓力傳感器4 的上表面施加極大的壓力(例如，與音符"fff ，相對(duì)應(yīng)的壓力)時(shí)， 第 一可移動(dòng)電極61中已施加了壓力的部位更大程度地向下彎 曲，響應(yīng)于此，第一間隔物62也更大程度地向下彎曲。在這種 情況下，即使在第一可移動(dòng)電極61與第二可移動(dòng)電極63之間的 間隔縮減至最小之后，第一可移動(dòng)電極61和第一間隔物62也進(jìn) 一步向下彎曲，使得第二可移動(dòng)電極63的一部分也向下彎曲。 因此，硬質(zhì)第二間隔物64也更大程度地向下彎曲。在這種情況 下，彎曲的第二可移動(dòng)電才及63與屏蔽電才及65之間的間隔縮減至 最小。結(jié)果，第二電容元件的電容變化率為最大，從而從第二 可移動(dòng)電極63輸出具有與第二電容元件的電容變化率相對(duì)應(yīng)的 最大電平的輸出信號(hào)。即，來(lái)自第二電容元件的輸出將飽和。 在這種情況下，由于第一電容元件的輸出已經(jīng)飽和，因此將具 有與第二電容元件的電容變化率相對(duì)應(yīng)的最大電平的輸出信號(hào) 與具有與第 一 電容元件的電容變化率相對(duì)應(yīng)的最大電平的輸出 信號(hào)相加，并且從第二可移動(dòng)電極63輸出所獲得的輸出信號(hào)的 總和。
圖21示出第三實(shí)施例的壓力傳感器4響應(yīng)于所施加的壓力 的輸出特性。在圖21中，虛線表示第一電容元件的輸出特性， 根據(jù)該虛線可以看出，即使在施加極小的壓力時(shí)，由于第一間 隔物6 2是剛性小的軟質(zhì)間隔物，因此第 一 電容元件也能夠提供 相對(duì)大的輸出并實(shí)現(xiàn)增加的靈敏度。然而，在這種情況下，盡 管所施加的壓力小，但輸出將不期望地飽和。此外，點(diǎn)劃線表示第二電容元件的輸出特性，根據(jù)該點(diǎn)劃線可以看出，即使在施加從極小的壓力到極大的壓力的各種不同的壓力時(shí)，由于第
二間隔物64是剛性大的硬質(zhì)間隔物，因此第二電容元件也能夠響應(yīng)于所施加的壓力而提供大致的線性輸出。然而，在這種情況下，第二電容元件僅能夠?qū)崿F(xiàn)低的靈敏度。此外，實(shí)線表示第三實(shí)施例的配置有第 一 和第二電容元件的壓力傳感器4的輸出特性；即，壓力傳感器4呈現(xiàn)第一和第二電容元件的輸出特性的組合。更具體地，壓力傳感器4不僅在所施加的壓力極小時(shí)能夠提供相對(duì)大的輸出并實(shí)現(xiàn)增加的靈敏度，而且即使在所施加的壓力在極小的壓力到極大的壓力的范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)也能夠提供與所施加的壓力相對(duì)應(yīng)的輸出而不會(huì)4吏輸出々包和。換句話說(shuō)，壓力傳感器4可以用作具有進(jìn)一步增加的動(dòng)態(tài)范圍的高靈敏度壓力傳感器。此外，由于作為輸出電極的第二可移動(dòng)電極63夾在接地的第一可移動(dòng)電極61和接地的屏蔽電才及65之間，因此盡管靈敏度得以提高，也能夠防止壓力傳感器4受到外部干擾影響。
由于在第二實(shí)施例的壓力傳感器3中，第 一 電容元件具有比第二電容元件小的剛性，因此第二實(shí)施例的壓力傳感器3能夠提供與第三實(shí)施例的壓力傳感器4所提供的壓力-輸出特性類似的壓力-輸出特性。即，在第二實(shí)施例的壓力傳感器3中，如果向第 一可移動(dòng)電極41施加小的壓力，則利用該小的壓力僅使第一可移動(dòng)電4及41移位，而如果向第一可移動(dòng)電才及41施加了大的壓力，則利用該大的壓力使第一可移動(dòng)電極41、第二可移動(dòng)電極47和第三可移動(dòng)電才及48全部移位。因此，才艮據(jù)第二實(shí)施例的壓力傳感器3同樣不僅在所施加的壓力極小時(shí)能夠提供相對(duì)大的輸出并實(shí)現(xiàn)增加的靈敏度，而且即使在所施加的壓力在極小的壓力到極大的壓力的范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)也能夠提供與所施加的壓力相對(duì)應(yīng)的輸出而不會(huì)使輸出飽和。因而，壓力傳感器3也可以用作具有進(jìn)一 步增加的動(dòng)態(tài)范圍的高靈敏度壓力傳感器。此外，由于作為輸出電極的第二可移動(dòng)電極47夾在接地的第一可移動(dòng)電極41和接地的屏蔽電極46之間，因此盡管靈敏度得以提高，也能夠防止壓力傳感器3受到外部干擾影響。
注意，在將第二實(shí)施例的壓力傳感器3或第三實(shí)施例的壓力傳感器4應(yīng)用于用于如電子鼓等電子打擊樂(lè)器的演奏信息輸入設(shè)備的情況下，由于在實(shí)施例中使用第 一和第二電容元件響應(yīng)于擊打強(qiáng)度的電容變化，因此能夠進(jìn)一步增加輸出信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍并且能夠進(jìn)一步提高演奏表現(xiàn)力。
在將第二實(shí)施例的壓力傳感器3應(yīng)用于電子打擊樂(lè)器的情況下，以基本與如在圖5中示出的方式相同的方式來(lái)構(gòu)造該電子打擊樂(lè)器。在端子部44a的上表面和下表面上各自設(shè)置有四個(gè)輸出端子的壓力傳感器3中，由于第二可移動(dòng)電極47和第三可移動(dòng)電極48中相應(yīng)位置的分割電極并聯(lián)連接，因此僅需要設(shè)置四個(gè)放大器和四個(gè)上拉電阻器(pull-up resistor)。此外，A/D轉(zhuǎn)換器4將四個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，以檢測(cè)從并聯(lián)連接的分割電極47國(guó)1 47 4和48-1 48 4輸出的信號(hào)中具有最大電平的信號(hào)，并從而檢測(cè)墊上的擊打位置。在這種情況下，即使當(dāng)擊打位置位于兩個(gè)分割電才及之間的邊界部位時(shí)，也能夠以如在圖8中示出和所述的方式精確地檢測(cè)出擊打位置。此外，可以通過(guò)將從第二可移動(dòng)電極47和第三可移動(dòng)電極48的所有分割電極輸出的信號(hào)相加來(lái)提供具有與擊打強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的電平的信號(hào)。
此外，在將第二實(shí)施例的壓力傳感器3應(yīng)用于電子打擊樂(lè)器的情況下，除壓力傳感器3代替圖7的壓力傳感器1以外，可以以與如在圖7中示出的方式基本相同的方式來(lái)4幾械地構(gòu)造電子打擊樂(lè)器。此外，可以將不同的樂(lè)器分配給第二可移動(dòng)電極47和第三可移動(dòng)電極4 8中的各個(gè)分割電極，從而可以經(jīng)由壓力傳感器3輸入多個(gè)樂(lè)器的演奏信息。
作為變形例，與第二實(shí)施例的壓力傳感器3類似，第三實(shí)施例的壓力傳感器4可以配置有兩個(gè)輸出電極。圖22是示出配置有兩個(gè)輸出電極的這種變形壓力傳感器5的結(jié)構(gòu)的剖面正視圖。變形壓力傳感器5包括設(shè)置在其上表面上的接地的第 一可移動(dòng)電極61。更具體地，通過(guò)粘合、氣相沉積或其它方式在第一間隔物62的整個(gè)上表面上形成第一可移動(dòng)電極61。將用作輸出電極的、布置在第一間隔物62的下表面上的第二可移動(dòng)電極63通過(guò)粘合、氣相沉積或其它方式形成在印刷膜66的整個(gè)上表面上。印刷膜66是由PET等形成的樹(shù)脂膜，并且經(jīng)由粘合、氣相沉積或其它方式將第三可移動(dòng)電極67形成在印刷膜66的整個(gè)下表面上。第二間隔物64以其上表面附接至第三可移動(dòng)電極67的下表面，并且例如由金屬形成的導(dǎo)電屏蔽電極65附接至第二間隔物64的下表面。與第一可移動(dòng)電極61類似，屏蔽電極65接地。
此外，在變形壓力傳感器5中，由撓性合成樹(shù)脂、多孔的柔軟海綿等形成的第一間隔物62和第二間隔物64可以被配置為具有不同的硬度。同樣在第三實(shí)施例的變形例5中，第一間隔物62是軟質(zhì)間隔物，而第二間隔物64比第一間隔物62^^更。此外，在變形壓力傳感器5中，第一電容元件包括經(jīng)由第 一 間隔物62彼此相對(duì)的第一可移動(dòng)電才及61和第二可移動(dòng)電才及63，并且第二電容元件包括經(jīng)由第二間隔物6 4彼此相對(duì)的第三可移動(dòng)電極6 7和屏蔽電極65。還用作軟質(zhì)間隔物的第一電容元件具有相對(duì)小的剛性，而還用作硬質(zhì)間隔物的第二電容元件具有相對(duì)大的剛性。
以上述方式構(gòu)造的變形壓力傳感器5也可以提供與由第三實(shí)施例的壓力傳感器4提供的壓力-輸出特性(參見(jiàn)圖21的實(shí)線)類似的壓力-輸出特性。即，變形壓力傳感器5也可以是具有進(jìn)一步增加的動(dòng)態(tài)范圍的高靈敏度壓力傳感器。此外，由于均作
為輸出電極的第二可移動(dòng)電極63和第三可移動(dòng)電極67都夾在接地的第一可移動(dòng)電極61和接地的屏蔽電極65之間，因此盡管靈敏度得以提高，也能夠防止變形壓力傳感器5受到外部干擾影響。
圖23是示出以與第三實(shí)施例的壓力傳感器4基本類似的方式構(gòu)造的并且能夠檢測(cè)施壓位置的本發(fā)明第四實(shí)施例的壓力傳感器6的剖面正視圖，并且圖24是示出在第四實(shí)施例的壓力傳感器6中采用的第二間隔物74的構(gòu)造的俯視平面圖。
在這些附圖中示出的第四實(shí)施例的壓力傳感器6具有設(shè)置在其上表面上的接地的第一可移動(dòng)電極71,并且通過(guò)粘合、氣相沉積或其它方式在第 一間隔物72的整個(gè)上表面上形成第一可移動(dòng)電極71。用作輸出電極的第二可移動(dòng)電極73布置在第一間隔物72的下表面上。第二可移動(dòng)電極73是包括通過(guò)粘合、氣相沉積或其它方式以矩陣結(jié)構(gòu)形成在第二間隔物74的整個(gè)上表面上的大量塊電才及的塊電極(patch electrode)。例如，第二可移動(dòng)
電極73包括16(4x4)個(gè)塊電極m11、 m12、 m13..... m44，并且
從第二間隔物74引出16個(gè)塊電極mll m44的各個(gè)端子，其中，從第二間隔物74的左側(cè)和右側(cè)各自引出8個(gè)端子。即，如在圖24
中所示，端子cll、 c12、 c21..... c42設(shè)置在第二間隔物74的
左側(cè)，而端子cl4、 c13、 c24..... c43設(shè)置在第二間隔物74的右側(cè)。
將例如由金屬形成的導(dǎo)電屏蔽電極75附接至第二間隔物74的下表面。與第一可移動(dòng)電極71類似，屏蔽電極75接地。其上表面上形成有第一可移動(dòng)電極71的第一間隔物72以其下表面附接至第二可移動(dòng)電極73的上表面。此外，由撓性合成樹(shù)脂、多孔的柔軟海綿等形成的第一間隔物72和第二間隔物74可以具有不同的硬度。在第四實(shí)施例的壓力傳感器6中，第一間隔物72是軟質(zhì)間隔物，而第二間隔物74比第一間隔物72^^更。此外，在第四實(shí)施例的壓力傳感器6中，第一電容元件包括經(jīng)由第 一 間隔物72彼此相對(duì)的第一可移動(dòng)電極71和第二可移動(dòng)電極73的各個(gè)
塊電極mll、 m12、 m13..... m44，并且第二電容元件包括經(jīng)
由第二間隔物744皮此相對(duì)的第二可移動(dòng)電才及73的各個(gè)塊電極
mll、 m12、 m13..... m44和屏蔽電才及75。還用作軟質(zhì)間隔物
的第 一 電容元件組具有相對(duì)小的剛性，而還用作石更質(zhì)間隔物的第二電容元件組具有相對(duì)大的剛性。
當(dāng)操作以上述方式構(gòu)造的第四實(shí)施例的壓力傳感器6以向墊的預(yù)定位置施加壓力時(shí)，從輸出塊電極mll m44的各個(gè)信號(hào)的端子cll c44中檢測(cè)輸出具有最大電平的信號(hào)的端子。在這種情況下，由于塊電才及mll m44中布置在與施壓位置相對(duì)應(yīng)的位置處的塊電極輸出具有比其它塊電極大的電平的信號(hào)，因此可以根據(jù)檢測(cè)出的塊電極來(lái)^r測(cè)施壓位置。此外，可以通過(guò)將所有端子cll c44的輸出相加來(lái)提供具有與擊打強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的電平的信號(hào)。此外，可以使用以上參考圖8所述的方案來(lái)精確地檢測(cè)壓力施加至塊電才及之間的什么位置。此外，第四實(shí)施例的壓力傳感器6也可以提供與由第三實(shí)施例的壓力傳感器4所提供的壓力-輸出特性(參見(jiàn)圖21的實(shí)線)類似的壓力-輸出特性。即，壓力傳感器6也可以是具有進(jìn)一 步增加的動(dòng)態(tài)范圍的高靈敏度壓力傳感器。此外，由于作為輸出電極的第二可移動(dòng)電極73夾在接地的第一可移動(dòng)電極71和接地的屏蔽電才及75之間，因此盡管靈敏度得以提高，也可以防止壓力傳感器6受到外部干擾影響。注意，在將第四實(shí)施例的壓力傳感器6應(yīng)用于用于如電子鼓等電子打擊樂(lè)器的演奏信息輸入設(shè)備的情況下，不僅可以檢測(cè)擊打位置而且可以提供與擊打力相對(duì)應(yīng)的輸出。盡管如上已經(jīng)說(shuō)明了配置有一個(gè)或兩個(gè)電容元件的本發(fā)明 的壓力傳感器，但是還可以通過(guò)增加可移動(dòng)電極的數(shù)量將本發(fā) 明構(gòu)造為具有三個(gè)或更多個(gè)電容元件的壓力傳感器。此外，由 于各個(gè)電容元件均具有響應(yīng)于所施加的壓力而彎曲的可移動(dòng)電 極，因此在將采用本發(fā)明的壓力傳感器的本發(fā)明的數(shù)據(jù)輸入設(shè) 備用作用于游戲機(jī)或連接至游戲機(jī)的控制器的輸入設(shè)備的情況 下，能夠提供與用戶的手指等按壓可移動(dòng)電極的力相對(duì)應(yīng)的操 作輸出。此外，在將采用本發(fā)明的壓力傳感器的本發(fā)明的數(shù)據(jù) 輸入設(shè)備應(yīng)用于如電子鼓等電子打擊樂(lè)器的演奏信息輸入設(shè)備 的情況下，能夠提供與擊打可移動(dòng)電極的擊打力相對(duì)應(yīng)的演奏 操作輸出。注意，可以設(shè)置罩或墊以保護(hù)本發(fā)明的壓力傳感器 的上表面。
此外，在分割電極是環(huán)狀的分割電極的情況下，可以根據(jù) 期望選擇環(huán)狀的分割電極的數(shù)量?？梢酝ㄟ^(guò)增加環(huán)狀的分割電 極的數(shù)量來(lái)提高擊打位置的檢測(cè)精確度。此外，在分割電極是 繞傳感器的中心成角度地偏移的分割電極情況下，這些分割電 極相互偏移期望角度，并且可以根據(jù)期望選擇分割電極的數(shù)量。
此外，在本發(fā)明的壓力傳感器和數(shù)據(jù)輸入設(shè)備中，可以將 不同的樂(lè)器分配給各個(gè)分割電極，從而實(shí)現(xiàn)多功能鍵組布置。
此外，可以將本發(fā)明的壓力傳感器和數(shù)據(jù)輸入設(shè)備構(gòu)造成 矩形形狀而不限于圓形形狀。如果以矩形形狀來(lái)構(gòu)造本發(fā)明的 壓力傳感器，則更容易應(yīng)用于游戲機(jī)、游戲機(jī)的控制器以及多 功能鍵組型等的數(shù)據(jù)輸入設(shè)備。
權(quán)利要求
1. 一種壓力傳感器，包括接地的、平面狀的可移動(dòng)電極；平面狀的固定電極，其具有以與所述可移動(dòng)電極隔開(kāi)預(yù)定間隔的方式與所述可移動(dòng)電極相對(duì)的一個(gè)表面，所述可移動(dòng)電極和所述固定電極一起構(gòu)成電容元件；以及接地的屏蔽導(dǎo)體，其以與所述固定電極的另一表面隔開(kāi)預(yù)定間隔的方式與所述固定電極的另一表面相對(duì)，其中，在向所述可移動(dòng)電極施加壓力時(shí)，所述電容元件的電容隨著所述可移動(dòng)電極的移位而改變，并且基于所述電容元件的電容，從所述固定電極輸出與所述壓力相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓力傳感器，其特征在于，所述 固定電極包括多個(gè)分割電極，并且從所述分割電極至少之一輸 出信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓力傳感器，其特征在于，還包 括彈性的墊，所述墊布置在所述可移動(dòng)電極的外側(cè)，并且利用 演奏操作構(gòu)件向所述墊施加壓力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓力傳感器，其特征在于，所述 可移動(dòng)電極設(shè)置在撓性的絕緣構(gòu)件的上表面上，并且所述壓力 傳感器還包括布置在所述絕緣構(gòu)件的下表面和所述固定電極之 間的間隔物，所述間隔物具有以預(yù)定間距形成在其中的多個(gè)凹槽。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓力傳感器，其特征在于，所述 多個(gè)分割電極設(shè)置在絕緣板的上表面上，并且所述屏蔽導(dǎo)體設(shè) 置在所述絕緣板的下表面上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓力傳感器，其特征在于，所述 多個(gè)分割電極均經(jīng)由無(wú)源元件進(jìn)行上拉。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓力傳感器，其特征在于，設(shè)置在所述絕緣板的上表面上的所述多個(gè)分割電極是按同心結(jié)構(gòu)布 置的環(huán)狀電極。
8. —種數(shù)據(jù)輸入設(shè)備，其被配置為響應(yīng)于根據(jù)權(quán)利要求l 至7中任 一 項(xiàng)所述的壓力傳感器的操作而輸入操作信息。
9. 一種壓力傳感器，包括 接地的、平面狀的第一可移動(dòng)電極；平面狀的第二可移動(dòng)電極，其具有經(jīng)由撓性的第一間隔物 與所述第一可移動(dòng)電極相對(duì)的一個(gè)表面，所述第一可移動(dòng)電極 和所述第二可移動(dòng)電極一起構(gòu)成第 一電容元件；以及接地的屏蔽導(dǎo)體，其經(jīng)由撓性的第二間隔物與所述第二可 移動(dòng)電極的另 一表面相對(duì)，所述第二可移動(dòng)電極和所述屏蔽導(dǎo) 體一起構(gòu)成第二電容元件，其中，在向所述第一可移動(dòng)電極施加壓力時(shí)，僅所述第一 可移動(dòng)電極移位從而僅改變所述第一電容元件的電容，或者所 述第一可移動(dòng)電極和所述第二可移動(dòng)電極兩者都移位從而改變 所述第一電容元件和所述第二電容元件兩者的電容，并且基于 所述第一電容元件和所述第二電容元件的電容，從所述第二可 移動(dòng)電極輸出與施加至所述第一可移動(dòng)電極的壓力相對(duì)應(yīng)的信 號(hào)。
10. —種壓力傳感器，包括 接地的、平面狀的第一可移動(dòng)電極；第二可移動(dòng)電極，其設(shè)置在平面狀的、撓性的絕緣構(gòu)件的 表面上，并且經(jīng)由撓性的第一間隔物與所述第一可移動(dòng)電極相 對(duì)，所述第一可移動(dòng)電極和所述第二可移動(dòng)電極一起構(gòu)成第一 電容元件；第三可移動(dòng)電極，其設(shè)置在所述絕緣構(gòu)件的下表面上；以及接地的屏蔽導(dǎo)體，其經(jīng)由撓性的第二間隔物與所述第三可 移動(dòng)電極相對(duì)，所述第三可移動(dòng)電極和所述屏蔽導(dǎo)體一起構(gòu)成 第二電容元件，其中，在向所述第一可移動(dòng)電極施加壓力時(shí)，僅所述第一 可移動(dòng)電極移位從而僅改變所述第一電容元件的電容，或者所 述第一可移動(dòng)電才及、所述第二可移動(dòng)電才及和所述第三可移動(dòng)電 極都移位從而改變所述第一電容元件和所述第二電容元件兩者 的電容，并且基于所述第一電容元件的電容從所述第二可移動(dòng) 電極輸出第一信號(hào)，并基于所述第二電容元件的電容從所述第 三可移動(dòng)電極輸出第二信號(hào)，將所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào) 相加從而輸出所述第 一信號(hào)和所述第二信號(hào)的總和。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的壓力傳感器，其特征在于，所述第一電容元件和所述第二電容元件被配置為在相對(duì)所施加的壓力的剛性方面;f皮此不同。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的壓力傳感器，其特征在于，通 過(guò)將所述第 一 間隔物和所述第二間隔物形成為具有不同硬度， 所述第一電容元件和所述第二電容元件被配置為在相對(duì)所施加 的壓力的剛性方面彼此不同。
13. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的壓力傳感器，其特征在于，撓 性的所述第 一 間隔物和撓性的所述第二間隔物均具有以預(yù)定間 距形成在其中的多個(gè)凹槽，并且通過(guò)使所述凹槽的間距在撓性 的所述第一間隔物和撓性的所述第二間隔物之間不同，所述第 一電容元件和所述第二電容元件被配置為在相對(duì)所施加的壓力 的剛性方面《皮此不同。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的壓力傳感器，其特征在于，所 述第一電容元件的相對(duì)所施加的壓力的剛性小于所述第二電容 元件的相對(duì)所施加的壓力的剛性。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的壓力傳感器，其特征在于，所 述第 一 電容元件的相對(duì)所施加的壓力的剛性小于所述第二電容 元件的相對(duì)所施加的壓力的剛性。
16. —種數(shù)據(jù)輸入設(shè)備，其被配置為響應(yīng)于根據(jù)權(quán)利要求9 至15中任一項(xiàng)所述的壓力傳感器的操作而輸入操作信息。
17. —種壓力傳感器，包括 平面狀的可移動(dòng)電才及；以及平面狀的固定電;f及，其以與所述可移動(dòng)電^J鬲開(kāi)預(yù)定間隔 的方式與所述可移動(dòng)電極相對(duì)，并且具有多個(gè)分割電極，所述 可移動(dòng)電極和所述多個(gè)分割電極中的各個(gè)分割電極一起構(gòu)成電 容元件，其中，在向所述可移動(dòng)電極施加壓力以使所述可移動(dòng)電極 移位時(shí)，將基于所述電容元件的電容而從所述多個(gè)分割電極輸 出的信號(hào)相加，從而輸出所述信號(hào)的總和，作為表示所述壓力 的強(qiáng)度的傳感器輸出信號(hào)，并且輸出表示所述分割電極中輸出 了在從所述多個(gè)分割電極輸出的信號(hào)中具有最大電平的信號(hào)的 特定分割電極的位置的位置信息，作為表示所述可移動(dòng)電極中 施加了所述壓力的位置的施壓位置信息。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的壓力傳感器，其特征在于，在 從所述分割電極中的兩個(gè)鄰近分割電極輸出兩個(gè)信號(hào)時(shí)，根據(jù) 所述兩個(gè)信號(hào)各自的電平來(lái)計(jì)算所述兩個(gè)鄰近分割電極之間的 邊界部位中的位置，并且輸出所計(jì)算出的所述邊界部位中的位 置，作為表示所述可移動(dòng)電極中施加了所述壓力的位置的施壓 位置信息。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的壓力傳感器，其特征在于， 在由發(fā)音部生成與所述傳感器輸出信號(hào)和所述施壓位置信息相 對(duì)應(yīng)的音的情況下，與所述多個(gè)分割電極各自的位置信息相對(duì)應(yīng)地，由所述發(fā)音部生成不同樂(lè)器的音。
20. —種壓力傳感器，包括平面狀的第 一可移動(dòng)電極；平面狀的第二可移動(dòng)電極，其具有經(jīng)由撓性的第 一 間隔物與所述第一可移動(dòng)電極相對(duì)的一個(gè)表面，并且具有多個(gè)塊電極，所述第一可移動(dòng)電極和所述多個(gè)塊電極中的各個(gè)塊電極一起構(gòu)成第一電容元件；以及導(dǎo)體，其經(jīng)由撓性的第二間隔物與所述第二可移動(dòng)電極的另一表面相對(duì)，并且與所述第一可移動(dòng)電極相連接，所述第二可移動(dòng)電極的所述多個(gè)塊電極中的各個(gè)塊電極和所述導(dǎo)體一起構(gòu)成第二電容元件，其中，在向所述第一可移動(dòng)電極施加壓力時(shí)，僅所述第一可移動(dòng)電才及移位乂人而 <又改變所述第 一 電容元件的電容，或者所述第一可移動(dòng)電極和所述第二可移動(dòng)電極兩者都移位從而改變所述第一電容元件和所述第二電容元件兩者的電容，以及將與所述第 一 電容元件和所述第二電容元件的電容相對(duì)應(yīng)地從所述多個(gè)塊電極輸出的信號(hào)相加，從而輸出所述信號(hào)的總和，作為傳感器輸出信號(hào)，并且輸出表示所述塊電極中輸出了在從所述多個(gè)塊電極輸出的信號(hào)中具有最大電平的信號(hào)的特定塊電極的位置的位置信息，作為表示所述第一可移動(dòng)電極中施加了所述壓力的位置的施壓位置信息。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的壓力傳感器，其特征在于，在從所述塊電極中的兩個(gè)鄰近塊電極輸出兩個(gè)信號(hào)時(shí)，根據(jù)所述兩個(gè)信號(hào)各自的電平來(lái)計(jì)算所述兩個(gè)鄰近塊電極之間的邊界部位中的位置，并且輸出所計(jì)算出的所述邊界部位中的位置，作為表示所述第一可移動(dòng)電極中施加了所述壓力的位置的施壓位置信息。
22.—種數(shù)據(jù)輸入設(shè)備，其被配置為響應(yīng)于根據(jù)權(quán)利要求1 7至2 1中任 一 項(xiàng)所述的壓力傳感器的操作而輸入操作信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種壓力傳感器和數(shù)據(jù)輸入設(shè)備。接地的、圓形的可移動(dòng)電極(11)和形成在圓形的印刷電路板(14)的表面上的分割電極(15a～15d)經(jīng)由還用作間隔物的雙面膠帶(13)以微小間隙彼此相對(duì)。在利用棒擊打墊(10)時(shí)，可移動(dòng)電極和分割電極之間的間隙變化，使得可移動(dòng)電極和分割電極之間的電容變化，響應(yīng)于此，從分割電極輸出信號(hào)。分割電極夾在接地的可移動(dòng)電極和接地的屏蔽電極(16)之間，因此不受外部干擾影響。在利用棒擊打墊時(shí)，在擊打位置處可移動(dòng)電極和某一分割電極之間的間隙以及由此電容變化，響應(yīng)于此，從分割電極輸出信號(hào)。輸出分割電極中輸出了在來(lái)自分割電極的輸出信號(hào)中具有最大電平的信號(hào)的特定分割電極的位置作為表示可移動(dòng)電極上的擊打位置的信息。
文檔編號(hào)G01L1/14GK101458133SQ20081018328
公開(kāi)日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月13日
發(fā)明者政木一雄, 澤田修一, 田中奏 申請(qǐng)人:雅馬哈株式會(huì)社