[发明专利]压力传感器和数据输入设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够输入操作信息和适合应用于用于输入演奏信息(performance information)的演奏信息输入设备的压力传感器和数据输入设备。

背景技术

图25是示出例如在日本专利2944042中公开的传统上已知的电子打击乐器中采用的压力传感器的例子的剖面图。图25中示出的压力传感器200包括以圆形的、如绝缘膜等绝缘体210的形式的最下层。例如由碳形成的圆形的阻抗面211附接至绝缘体210的上表面。在阻抗面211上并且沿阻抗面211的周边设置环形的电极213，并在阻抗面211的中心处设置另一电极212。以两者之间设置有预定间隔的方式在阻抗面211上设置压敏电阻元件215。为了提供这种预定间隔，在阻抗面211和压敏电阻元件215之间插入环形间隔物214。圆形的电极216附接至压敏电阻元件215的上表面。此外，由挠性膜形成的圆形击打面217附接至电极216的上表面。在利用棒击打以上述方式构成的压力传感器200的击打面217时，击打面217、电极216和压敏电阻元件215中与击打位置相对应的位置弯曲，使得压敏电阻元件215接触阻抗面211。

图26示出电极212、213和216之间的等效电路，其中R1表示压敏电阻元件215的电阻值。此外，R2和R3表示阻抗面211的电阻值。电阻值R2和电阻值R3之间的接点d是压敏电阻元件215弯曲以接触阻抗面211的击打位置。即，压敏电阻元件215的电阻值R1根据棒的击打强度而变化，并且电极212与213之间的电阻值R2和R3之间的比率根据击打位置而变化。为了检测这些电阻值R1、R2和R3的变化，将电极212、213和216连接至强度/位置分离电路220。在强度/位置分离电路220中，将电阻值固定的电阻连接至电极212和213以构建桥接电路，并且在桥接电路和电极216之间连接恒定电流源。这样，通过测量电极213两端的电压来检测击打位置，并且通过测量桥接电路和电极216之间的电压来检测击打强度。

然后，基于检测出的击打强度和击打位置的信息来控制未示出的发音器(tone generator)，从而生成与击打强度和击打位置相对应的音。通过扬声器来放大和可听见地发出由此生成的音。

然而，在通过电阻变化来输入演奏信息的传统已知的压力传感器中，由于不容易使阻抗面211具有均匀的导电率，因此不能提高击打位置的检测精确度。此外，由于需要花费大量的时间来根据多个电极的电压值检测包括击打强度和击打位置的信息的演奏信息，这将从而导致慢的响应速度。因此，在利用棒高速地反复击打该击打面217时，压力传感器200的检测能力可能不能适当地跟随高速的击打。此外，由于需要大面积的昂贵的压敏电阻元件215，因此可能增加必需的制造费用。此外，在向击打面217的两个或更多个位置同时施加击打力时，传统的压力传感器200不能够适当地响应或反应。

代替电阻变化，还可以想到使用电容变化来输入演奏信息的压力传感器。这种使用电容变化的压力传感器(即，基于电容变化的压力传感器)可以省略阻抗面和压敏电阻元件。此外，对于检测击打强度和击打位置的信息的方式，基于电容变化的压力传感器在原理上不同于使用电阻变化的传统的压力传感器(即，基于电阻变化的压力传感器)，并由此能够避免传统的压力传感器的不便性。注意，基于电容变化的压力传感器所使用的电容是通过相对电极产生的电容；即，电容由于相对电极之间的间隔响应于演奏信息的输入的变化而发生变化。然而，由于在人体的某些部位或金属等接近电极时电容变化，因此这种基于电容变化的压力传感器趋于不可避免地易于受外部干扰影响。因此，必须将基于电容变化的压力传感器保持为相对低的灵敏度。此外，利用这种电容变化在不同的击打位置之间无差异的基于电容变化的压力传感器，难以检测不同的击打位置。

发明内容

考虑到前述问题，本发明的目的在于提供一种可靠地抵抗外部干扰的使用电容变化的改进型压力传感器，以及使用这种改进型压力传感器来输入操作信息、演奏信息等的数据输入设备。

本发明的另一目的在于提供一种能够容易地检测施压位置的使用电容变化的改进型压力传感器，以及使用这种改进型压力传感器来输入操作信息、演奏信息等的数据输入设备。