タッチセンサー
【課題】 タッチされたことを検出する電極の数が少なくても分解能を上げられる。
【解決手段】 電極Ｐ２と上に隣接する電極Ｐ３とはＭ字状の境界線１１ｂで区切られており、電極Ｐ２の上部は電極Ｐ３の下部の頂部間に喰い込んでいる。また、電極Ｐ２と下に隣接する電極Ｐ１とはＭ字状の境界線１１ａで区切られており、電極Ｐ２の下部は電極Ｐ１の上部の頂部間に喰い込んでいる。このように、電極Ｐ２は、電極Ｐ３および電極Ｐ１と横方向において重なるように形成されている。これにより、フェーダーセンサーＦｄに指１０をタッチさせると、３つの電極Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５にタッチするようになり、タッチ状態に応じたレベル信号が検出回路１２ａ〜１２ｆから出力される。この出力の加重平均値を演算回路１３において算出することにより、タッチした指１０の位置情報を高分解能で得ることができる。
【解決手段】 電極Ｐ２と上に隣接する電極Ｐ３とはＭ字状の境界線１１ｂで区切られており、電極Ｐ２の上部は電極Ｐ３の下部の頂部間に喰い込んでいる。また、電極Ｐ２と下に隣接する電極Ｐ１とはＭ字状の境界線１１ａで区切られており、電極Ｐ２の下部は電極Ｐ１の上部の頂部間に喰い込んでいる。このように、電極Ｐ２は、電極Ｐ３および電極Ｐ１と横方向において重なるように形成されている。これにより、フェーダーセンサーＦｄに指１０をタッチさせると、３つの電極Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５にタッチするようになり、タッチ状態に応じたレベル信号が検出回路１２ａ〜１２ｆから出力される。この出力の加重平均値を演算回路１３において算出することにより、タッチした指１０の位置情報を高分解能で得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音響信号処理にかかるパラメーターを操作するコントローラーに備えられるタッチセンサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、コンピューターを用いる音響信号処理装置において、ディジタル信号処理により演奏データの録音や編集、ミキシング等の音響処理作業を行うことが知られている。音響信号処理装置で使用するコンピューターは、ＰＣ（パーソナルコンピューター）等の汎用のコンピューターとされ、音響信号処理装置に必要なオーディオインターフェースやＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）インターフェースなどの各種ハードウェア装置を備えている。また、コンピューターには音響信号処理機能を実行させるためのアプリケーションプログラムが実装されている。これにより、コンピューターにおいて、音響信号の録音や編集、あるいはエフェクト付与やミキシング等の音響信号処理機能が実現される。このような音響信号処理装置は、デジタルオーディオワークステーション（Digital Audio Workstation：ＤＡＷ）と呼ばれている。このＤＡＷ機能をコンピューターに実行させるアプリケーションプログラムを、以下の説明においては「ＤＡＷソフト」という。
【０００３】
ＰＣで動作するＤＡＷソフトは充実しており、ＰＣにＤＡＷソフトをインストールすることで個人でも簡単に音楽制作ができるようになる。また、ＤＡＷソフトの機能も増えてパラメーターが増加しており、マウス操作のみで全てのパラメーターを操作することは困難になってきている。このため、ＤＡＷソフトがインストールされたＰＣに、ＤＡＷ操作のための専用のコントローラーを接続して、このコントローラーに備えられているタッチセンサーを使用してＤＡＷのパラメーターをリモートコントロールすることが行われている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Steinberg Media Technologies GmbH CC121オペレーションマニュアル，［online］, ［平成２３年２月１０日検索］，インターネット<ftp://ftp.steinberg.net/Download/Hardware/CC121/CC121_OperationManual_ja.pdf>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＤＡＷソフトがインストールされたＰＣに外部接続されるコントローラーは、片手に持ってもう一方の手で操作できる程度の大きさの小型コントローラーとされており、コントローラーのパネルには、各種の操作子が設けられている。操作子には、縦に細長いタッチセンサーからなる複数本（例えば、４本）のフェーダーセンサーが含まれている。このフェーダーセンサー上で指をスライドさせることにより、フェーダーセンサーにそれぞれアサインされているチャンネルのフェーダーレベルを調整することができる。フェーダーセンサーによる調整では、細かなフェーダーレベルを調整することが望まれているが、細かなレベルで調整するにはフェーダーセンサーの分解能を上げる必要がある。フェーダーセンサーの分解能は、フェーダーセンサーに形成されているタッチされたことを検出する電極の数で決定されるが、コントローラーが小型とされていることからフェーダーセンサーも小型になってしまい、上記した電極の数を多く形成することができないことになる。従って、タッチセンサーの分解能を上げられないと云う問題点があった。
そこで、本発明は、タッチされたことを検出する電極の数が少なくても分解能を上げることができるコントローラーに備えられるタッチセンサーを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明のタッチセンサーは、音響信号処理にかかるパラメーターを操作するコントローラーに備えられるタッチセンサーであって、絶縁性の基板の一面に形成され、タッチされた際に３つ以上の電極パターンに同時にタッチされるように、隣接する電極パターンとの境界線が斜め方向に形成されて、隣接する電極パターンと横方向において重なるように形成されている複数の電極と、前記電極パターンのそれぞれのタッチ状態に応じて、対応する前記電極から出力されるレベル信号に、当該電極の並び順に応じた重み係数を乗算して全ての前記電極から出力される前記レベル信号の加重平均値を算出することにより、タッチした位置に対応するセンサー出力を得る演算手段とを備えることを最も主要な特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、タッチされた際に３つ以上の電極に同時にタッチされる電極パターンの形状とされており、複数の電極パターンのそれぞれのタッチ状態に応じて、複数の電極からそれぞれ出力されるレベル信号に、当該電極の並び順の重み係数を乗算して加重平均値を算出することにより、タッチした位置に対応するセンサー出力を得ていることから、電極の数以上の分解能を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーを備えるコントローラーをＰＣに接続した構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例にかかるフェーダーセンサーを備えるコントローラーが接続されたＰＣ上で動作中のＤＡＷソフトのＧＵＩ画面の一例を示す図である。
【図３】本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーとセンサー回路の構成を示す図である。
【図４】本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーの検出回路の回路図の一例である。
【図５】発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーの検出回路の各部の信号波形を示す波形図である。
【図６】本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーの電極の構成を示す図である。
【図７】本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーのタッチ位置を検出する概要を示す図である。
【図８】本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーの具体的な構成を示す図である。
【図９】本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーのタッチ位置を検出する他の概要を示す図である。
【図１０】本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーの電極の他の構成を示す図である。
【図１１】本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーの電極のさらに他の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーを備えるコントローラーをＰＣに接続した構成を示す図を図１に示す。
図１において、ＰＣ１には演奏データの録音や編集、あるいはエフェクト付与やミキシング等の音響処理機能を実現するためのＤＡＷ（Digital Audio Workstation）と呼ばれるアプリケーションソフトであるＤＡＷソフトがインストールされている。ＤＡＷソフトを操作するための専用のコントローラーである２台の外部リモートコントローラー２と外部リモートコントローラー３とがＰＣ１に接続されている。ＰＣ１には周辺機器とＰＣ１とを結ぶシリアルインタフェース規格のひとつであるＵＳＢ（Universal Serial Bus）インタフェースの複数のＵＳＢ端子が装備されており、外部リモートコントローラー２，３にもＵＳＢ端子が装備されている。ＰＣ１と外部リモートコントローラー２，３とは、それぞれのＵＳＢ端子間をＵＳＢケーブルで接続することにより、相互に通信可能に接続されている。外部リモートコントローラー２，３は、ＤＡＷソフトにおける入力チャンネルや出力チャンネルのパラメーターをリモートコントロールすることができる。
【００１０】
図１に示す例ではＰＣ１には２台の外部リモートコントローラー２，３が接続されているが、ｎ台（ｎは、例えば４とされる。）までの外部リモートコントローラーが接続可能とされている。外部リモートコントローラー２，３は同じ構成とされており、外部リモートコントローラー２を例に挙げて、その構成を以下に説明する。
図１に示すように外部リモートコントローラー２は、４本のフェーダーセンサーＦｄ２ａ，Ｆｄ２ｂ，Ｆｄ２ｃ，Ｆｄ２ｄを備えている。４本のフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄは、縦に細長いタッチセンサーからなり、タッチセンサー上において指をタッチした位置により、フェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにそれぞれアサインされているチャンネルのフェーダーレベルを設定することができる。フェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄでカバーされた内側には、長軸に沿ってほぼ等間隔で配置された複数個のＬＥＤからなる表示部Ｌｖ２ａ，Ｌｖ２ｂ，Ｌｖ２ｃ，Ｌｖ２ｄが設けられている。表示部Ｌｖ２ａ〜Ｌｖ２ｄでは、アサインされた各チャンネルのフェーダーの位置（フェーダーレベル）に相当するＬＥＤが点灯される。そして、フェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄ上に指をタッチすると、タッチした位置にフェーダーの位置が移動されることから、移動されたフェーダーの位置に連動して表示部Ｌｖ２ａ〜Ｌｖ２ｄで点灯されるＬＥＤが移動するようになる。この場合、フェーダーの位置はフェーダーレベルに相当することから、フェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄ上に指をタッチすることでフェーダーレベルを調整できるようになる。
外部リモートコントローラー３は、外部リモートコントローラー２と同様の構成とされていることから説明は省略するが、フェーダーセンサーＦｄ３ａ〜Ｆｄ３ｄ上に指をタッチすることで、フェーダーセンサーＦｄ３ａ〜Ｆｄ３ｄにそれぞれアサインされているチャンネルのフェーダーレベルを調整できる。
【００１１】
次に、図１に示すように外部リモートコントローラー２，３が接続されていると共にＤＡＷソフトが起動されているＰＣ１におけるＤＡＷのＧＵＩ（Graphical User Interface）画面４の一例を図２に示す。図示する例では、ＤＡＷのＧＵＩ画面４にはシーケンサーのウィンドウ４ａとミキサーのウィンドウ４ｂとが表示されている。ウィンドウ４ａは、楽曲を制作できるＧＵＩとされ演奏データの複数トラックの情報、および、トラック毎の演奏データが時系列的に細長い矩形状で表示されている。再生ボタンを押すと、カーソル４ｃがテンポに応じた速度で右側に移動していき、カーソル位置の各トラックにおける演奏データが再生される。また、ＤＡＷソフトではミキサー機能が実現され、再生される際には、各トラックの音響信号がミキサーにより混合されて出力されるようになる。ウィンドウ４ｂには、各トラックの音響信号を混合するミキサーのＧＵＩであり、各トラックの混合レベルを調整するための複数チャンネル分のフェーダーが少なくとも表示されており、そのフェーダーを画面上でドラッグして移動することにより、当該フェーダーにアサインされたチャンネル（トラック）のフェーダーレベルを調整して、混合されるレベルを調整することができる。
ウィンドウ４ｂには、例えば１２チャンネル分のフェーダーが表示されており、ウィンドウ４ａに表示されている各トラックからなるチャンネルを各フェーダーにアサインすることができる。
【００１２】
外部リモートコントローラー２では、ウィンドウ４ｂに表示されているフェーダーに替えて、フェーダーの位置をリモートコントロールすることができる。この場合、外部リモートコントローラー２の４本のフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにそれぞれアサインされたチャンネルのフェーダーの位置がリモートコントロールされる。フェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄには、任意の連続する昇順の４チャンネルをアサインすることができ、連続しないランダムなチャンネルはアサインすることができない。アサインされた４チャンネルは、外部リモートコントローラー２上の「Channel」に設けられているチャンネル移動ボタンや「Bank」に設けられているバンク移動ボタンを押すことにより変更することができる。ここで、「Channel」のボタンＣｄ２（「＜」）を押すと、フェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにアサインされているチャンネルが１つづつチャンネル番号が減少する方向に移動される。例えば、ｃｈ３〜ｃｈ６がフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにアサインされていた場合に、ボタンＣｄ２（「＜」）を押すとフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにはｃｈ２〜ｃｈ５がアサインされるようになる。また、「Channel」のボタンＣｕ２（「＞」）を押すと、フェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにアサインされているチャンネルが１つづつチャンネル番号が増加する方向に移動される。例えば、ｃｈ３〜ｃｈ６がフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにアサインされていた場合に、ボタンＣｕ２を押すとフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにはｃｈ４〜ｃｈ７がアサインされるようになる。ウィンドウ４ｂに表示されているチャンネルは左側から右側に向かって順次チャンネル番号が増加していることから、ボタンＣｄ２（「＜」）はチャンネルレフトボタン、ボタンＣｕ２（「＞」）はチャンネルライトボタンとなる。
【００１３】
また、「Bank」のボタンＢｄ２（「＜」）を押すと、フェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにアサインされているチャンネルが１バンクとされる４チャンネル分づつチャンネル番号が減少する方向に移動する。例えば、ｃｈ６〜ｃｈ９がフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにアサインされていた場合に、ボタンＢｄ２を押すとフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにはｃｈ２〜ｃｈ５がアサインされるようになる。また、「Bank」のボタンＢｕ２（「＞」）を押すと、フェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにアサインされているチャンネルが１バンクとされる４チャンネル分ずつチャンネル番号が増加する方向に移動する。例えば、ｃｈ６〜ｃｈ９がフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにアサインされていた場合に、ボタンＢｕ２を押すとフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにはｃｈ１０〜ｃｈ１３がアサインされるようになる。すなわち、ボタンＢｄ２（「＜」）はバンクレフトボタン、ボタンＢｕ２（「＞」）はバンクライトボタンとなる。
このように、チャンネル移動ボタンであるＣｄ２，Ｃｕ２あるいはバンク移動ボタンであるＢｄ２，Ｂｕ２を押すことにより、フェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄに任意の連続する４チャンネルをアサインすることができる。
【００１４】
上記したように、フェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄには、ＰＣ１のウィンドウ４ｂで選択されているチャンネルとは独立して連続する昇順の４チャンネルをアサインすることができるが、ボタンＣｄ２（「＜」）とボタンＳｈ２（「Shift」）とを押した場合はボタンＣｄ２の機能が「Select 」に変更されて、ＰＣ１のウィンドウ４ｂで選択中のチャンネルを先頭にした連続する昇順の４チャンネルがフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにそれぞれアサインされる。例えば、ｃｈ３がウィンドウ４ｂで選択中の場合はｃｈ３〜ｃｈ６がフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにアサインされるようになる。また、ボタンＣｕ２（「＜」）とボタンＳｈ２（「Shift」）とを押した場合はボタンＣｕ２の機能が「Meter 」に変更されて、フェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにアサインされているチャンネルの入力レベルが各表示部Ｌｖ２ａ〜Ｌｖ２ｄに表示される。なお、ボタンＣｕ２（「＜」）とボタンＳｈ２（「Shift」）とを押したレベルメーター表示中に任意のフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄ上で指をスライド操作すると、操作されたフェーダーの表示部は一定時間フェーダーの位置を表示した後、再びレベルメーター表示となる。なお、外部リモートコントローラー２が起動された時は、上記レベルメーター表示機能はオフされている。
外部リモートコントローラー３においても、上記した外部リモートコントローラー２と同様の機能を有しており外部リモートコントローラー２，３は同様の動作を行う。
【００１５】
ここで、本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーＦｄとセンサー回路の構成を図３に示す。フェーダーセンサーＦｄは、外部リモートコントローラー２、外部リモートコントローラー３・・・に備えられているフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄ，Ｆｄ３ａ〜Ｆｄ３ｄ・・・である。
フェーダーセンサーＦｄは、図３に示すように絶縁性の細長い矩形状の基板１１からなり、基板１１の一面に複数の電極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６の電極パターンが形成されている。基板１１は、ガラスエポキシ基板やテフロン基板とされる。図示する例では、６つの電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンが下から上に向かって順次配列されて形成されており、若干の電極数は増減することができる。電極Ｐ１と上に隣接する電極Ｐ２とは境界線１１ａで電気的に絶縁されており、境界線１１ａはＭ字状の形状に形成されており、電極Ｐ１の上部の尖った頂部は電極Ｐ２の下部の尖った頂部間に喰い込んでいる。このように、電極Ｐ１の上部の頂部と電極Ｐ２の下部の頂部とは横方向において重なるように形成されている。
【００１６】
また、電極Ｐ２と上に隣接する電極Ｐ３とを電気的に絶縁している境界線１１ｂもＭ字状の形状とされて、電極Ｐ２の上部の頂部と電極Ｐ３の下部の頂部とは横方向において重なるように形成されている。さらに、電極Ｐ３と上に隣接する電極Ｐ４とを電気的に絶縁している境界線１１ｃもＭ字状の形状とされて、電極Ｐ３の上部の頂部と電極Ｐ４の下部の頂部とは横方向において重なるように形成されている。さらにまた、電極Ｐ４と上に隣接する電極Ｐ５とを電気的に絶縁している境界線１１ｄもＭ字状の形状とされて、電極Ｐ４の上部の頂部と電極Ｐ５の下部の頂部とは横方向において重なるように形成されている。さらにまた、電極Ｐ５と上に隣接する電極Ｐ６とを電気的に絶縁している境界線１１ｅもＭ字状の形状とされて、電極Ｐ５の上部の頂部と電極Ｐ６の下部の頂部とは横方向において重なるように形成されている。上記した境界線１１ａ〜１１ｅは中心線に対して左右対称に形成されていることから、電極Ｐ１〜Ｐ６も中心線に対して左右対称に形成されている。そして、上下に隣接する電極同士が重なるように、かつ、中心線に対して左右対称の形状に形成されていることから、指でフェーダーセンサーＦｄにタッチした場合に、どの部位にタッチしても少なくとも３つの電極に指がタッチするようになる。そして、タッチした３つの電極を含む全ての電極における指のタッチ状態を検出して、検出されたタッチ状態から指がタッチしたフェーダーセンサーＦｄ上の位置を後述するように算出することにより、フェーダーセンサーＦｄの電極数以上の分解能とされた位置情報を得るようにしている。
【００１７】
電極Ｐ１には検出回路１２ａが接続され、検出回路１２ａからは電極Ｐ１への指のタッチ状態に応じたレベル信号が出力される。また、電極Ｐ２には検出回路１２ｂが接続され、電極Ｐ３には検出回路１２ｃが接続され、電極Ｐ４には検出回路１２ｄが接続され、電極Ｐ５には検出回路１２ｅが接続され、電極Ｐ６には検出回路１２ｆが接続され、検出回路１２ｂ〜１２ｆからは電極Ｐ２〜Ｐ６へのそれぞれの指のタッチ状態に応じたレベル信号がそれぞれ出力される。検出回路１２ａ〜１２ｆには、指のタッチ状態を検出するために発振器（ＯＳＣ）１４からのパルス信号がそれぞれ供給されており、検出回路１２ａ〜１２ｆから出力される電極Ｐ１〜Ｐ６へのタッチ状態に応じたそれぞれのレベル信号は演算回路１３に供給されて、演算回路１３においてフェーダーセンサーＦｄにタッチされた指の位置が算出されて、センサー出力として出力される。具体的には、図３に示すように指１０がフェーダーセンサーＦｄ上にタッチされた場合は、指１０が電極Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の３つの電極にタッチされる。この場合、指１０が電極Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５にタッチしている面積の大きさに対応するレベルのレベル信号が、電極Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５に接続されている検出回路１２ｃ、１２ｄ、１２ｅからそれぞれ出力される。また、指１０がタッチされなかった電極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ６に接続されている検出回路１２ａ、１２ｂ、１２ｆからはほぼ０レベルのレベル信号が出力される。検出回路１２ａ〜１２ｆからのレベル信号は演算回路１３に供給されて、全てのレベル信号を用いて加重平均値が算出される。この加重平均値の算出においては、電極Ｐ１〜Ｐ６の並び順に応じた重み係数がそれぞれのレベル信号に乗算されることから、演算回路１３において算出された加重平均値は、フェーダーセンサーＦｄのどの位置に指がタッチされたかを示すセンサー出力となる。
【００１８】
検出回路１２ａ〜１２ｆは同様の回路とされており、これらの検出回路１２の回路例を図４に示し、この回路図における検出回路１２の各部の信号波形を図５に示す。
図４に示す回路図の検出回路１２には、発振器（ＯＳＣ）１４で発振された図５のＡに示す周期Ｔの矩形波とされたパルスＡが供給される。このパルスＡは、排他的論理和ゲート（EX-OR）２１の第１入力に入力されると共に、抵抗Ｒ１を介してEX-OR２１の第２入力に入力される。また、パルスＡは他の検出回路にも共通して供給される。抵抗Ｒ１とEX-OR２１の第２入力との接続点には、フェーダーセンサーＦｄのいずれかの電極Ｐが接続される。電極Ｐに指１０がタッチされると、電極Ｐは指１０の等価的な静電容量Ｃｏを介してアースされることになる。すると、抵抗Ｒ１の経路を通るパルスＡは抵抗Ｒ１と静電容量Ｃｏとの時定数により立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジが、図５のＢに示すように遅れて立ち上がりあるいは立ち下がるようになる。すなわち、パルスＡは抵抗Ｒ１と静電容量Ｃｏとの時定数に応じて遅延されて、遅延したパルスＢがEX-OR２１の第２入力に入力されるようになる。
【００１９】
これにより、パルスＢの遅延時間に相当した図５のＣに示すパルス幅ＰｗのパルスＣが、EX-OR２１から出力されるようになる。このパルスＣは、パルスＡの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジのタイミングで発生されることから、パルスＡの２倍の周期で発生され、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２２により直流化されてＡ／Ｄ変換器２３に供給される。すなわち、ＬＰＦ２２は抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２とから構成されるが、抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２との時定数は、周期Ｔよりかなり大きくされているため、図５のＤに示すようにパルスＣのパルス幅Ｐｗに対応して直流化されたレベル信号ＶｄｃがＬＰＦ２２から出力される。このレベル信号Ｖｄｃは、上記した電極Ｐへのタッチ状態に応じたレベル信号であり、その値は、電極Ｐにタッチしている指１０の面積の大きさに対応する。
【００２０】
ここで、指１０の電極Ｐへの押圧力等が変化して指１０が電極Ｐにタッチしている面積が大きくなったとすると、指１０の等価的な静電容量Ｃｏが大きくなりEX-OR２１の第２入力に入力されるパルスＢが図５のＢの破線で示すようにより遅延するようになる。これにより、パルスＢの遅延時間に相当したパルスＣのパルス幅が図５のＣの破線で示すようにＰｗ’と広くなって、EX-OR２１から出力されるようになる。パルス幅Ｐｗ’のパルスＣはＬＰＦ２２により直流化されるが、パルス幅Ｐｗより広いことからそのレベル信号Ｖｄｃ’はレベル信号Ｖｄｃより高くなる。また、指１０の電極Ｐへの押圧力等が変化して指１０が電極Ｐにタッチしている面積が小さくなった場合は、指１０の等価的な静電容量Ｃｏが小さくなりEX-OR２１の第２入力に入力されるパルスＢの遅延量は小さくなる。これにより、パルスＢの遅延時間に相当したパルスＣのパルス幅が狭くなって、EX-OR２１から出力されるようになる。この狭くなったパルス幅のパルスＣはＬＰＦ２２により直流化されるが、パルス幅Ｐｗより狭いことからそのレベル信号はレベル信号Ｖｄｃより低くなる。このように、指１０が電極Ｐにタッチしている面積に対応するレベルのレベル信号がＬＰＦ２２から出力されるようになる。
ＬＰＦ２２から出力されるアナログのレベル信号が入力されるＡ／Ｄ変換器２３では、入力されたレベル信号を、例えば符号ビットを含んで１６ビットのデジタルのレベル信号に変換して出力している。検出回路１２から出力されるデジタルのレベル信号は、演算回路１３に供給される。
【００２１】
フェーダーセンサーＦｄについてより詳細に図６を参照して説明する。図６には本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーＦｄの電極の構成が詳細に示されている。
６つの電極Ｐ１〜Ｐ６の各電極パターンは細長い矩形状の基板１１の一面に形成されており、それぞれの電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンは、指１０でフェーダーセンサーＦｄにタッチした場合に、少なくとも３つの電極パターンに指１０がタッチするようにＭ字状で中心線に対して左右対称の形状に形成され、上下の両側に隣接する２つの電極パターンと横方向において重なるように形成されている。例えば、図示する領域ａにおいて電極Ｐ５の電極パターンに隣接する電極Ｐ４の電極パターンの上側の頂部と電極Ｐ６の電極パターンの下側の頂部とが横方向において電極Ｐ５の電極パターンに重なるように形成されている。電極Ｐ２〜Ｐ４の電極パターンも同様とされ、上下の両側に隣接する２つの電極パターンと横方向において重なるようにＭ字状に形成されている。この場合、領域ａの下側および／または上側の領域ｂにおいては、横方向において重なる電極パターンは２つとされているが、図３に示すように指１０がフェーダーセンサーＦｄにタッチする面積は領域ｂの高さ方向の幅を超えている。これにより、指１０でフェーダーセンサーＦｄにタッチした場合に、少なくとも３つの電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンに指１０がタッチするようになる。
なお、両端の電極Ｐ１，Ｐ６の電極パターンでは隣接する電極パターンが片側にしかないため、電極Ｐ１，Ｐ６の電極パターンでは隣接する片側の電極パターンとだけ重なるように形成されている。このため、フェーダーセンサーＦｄの上端側あるいは下端側に指１０をタッチした場合は、２つの電極パターンにしかタッチしない場合もある。
【００２２】
このような電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンが形成されているフェーダーセンサーＦｄにおいて、図７に示すように指１０がタッチしたものとする。この場合は、３つの電極Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５に指１０がタッチするようになり、３つの電極Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５がそれぞれ接続されている検出回路１２ｃ〜１２ｅから、指１０のタッチ状態に応じた大きさのレベル信号Vdc3，Vdc4，Vdc5がそれぞれ出力される。そして、電極Ｐ４の電極パターンに指１０がタッチしている面積が一番大きいことから、電極Ｐ４の検出回路１２ｄから出力されるレベル信号Vdc4のレベルが一番大きくなる。次いで、電極Ｐ５の電極パターンに指１０がタッチしている面積が大きいことから、電極Ｐ５の検出回路１２ｅから出力されるレベル信号Vdc5のレベルが次に大きくなり、電極Ｐ３の電極パターンに指１０がタッチしている面積が一番小さいことから、電極Ｐ３の検出回路１２ｃから出力されるレベル信号Vdc3のレベルが一番小さくなる。また、指１０がタッチしていない電極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ６の検出回路１２ａ，１２ｂ，１２ｆからはほぼ０レベルのレベル信号が出力される。
【００２３】
全ての検出回路１２ａ〜１２ｆからのレベル信号Vdc1〜Vdc6が入力される演算回路１３は、次式（１）に示す加重平均算出法によりフェーダーセンサーＦｄにタッチした指１０の位置ＰＳを算出する。
ＰＳ＝（ｍ１×Vdc1＋ｍ２×Vdc2＋ｍ３×Vdc3＋ｍ４×Vdc4＋ｍ５×Vdc5＋ｍ６×Vdc6）／（Vdc1＋Vdc2＋Vdc3＋Vdc4＋Vdc5＋Vdc6） （１）
（１）式において、Vdc1〜Vdc6は、検出回路１２ａ〜１２ｆからそれぞれ出力されるレベル信号であり、ｍ１〜ｍ６はレベル信号Vdc1〜Vdc6にそれぞれ乗算される電極の並び順に応じた重み係数である。重み係数ｍ１〜ｍ６は、例えば０，１，２，３，４，５とされるが、この重み係数に限るものではない。
ここで、レベル信号Vdc1〜Vdc6が符号ビットを含んで１６ビットとされていると、演算回路１３では１６ビットの演算が行われるが、演算回路１３から出力されるフェーダーセンサーＦｄに指がタッチされた位置ＰＳを示すセンサー出力は０〜１２７（７ビット）に丸められる。これにより、電極数がＰ１〜Ｐ６の６電極数とされた時に、タッチした指１０の位置ＰＳの分解能は１２８／６倍となり、高分解能のセンサー出力を得ることができるようになる。なお、０〜１２７のセンサー出力において、最小値「０」は最下段の電極Ｐ１の位置に対応し、最大値「１２７」は最上段の電極Ｐ６の位置に対応しており、最下段の電極Ｐ１から最上段の電極Ｐ６までの位置を０〜１２７の値で示すことができる。また、電極Ｐ１〜Ｐ６は中心線に対して左右対称に形成されていることから、電極Ｐ１からの位置が変わらなければタッチした指が中心線から横方向へずれてもセンサー出力はほぼ同じ値を示すようになる。
【００２４】
次に、図３に示すフェーダーセンサーＦｄとセンサー回路とを基板上に設けるようにした具体的な構成を図８（ａ）（ｂ）に示す。図８（ａ）は基板３０の表面の構成を示す図であり、図８（ｂ）は基板３０の裏面の構成を示す図である。
図８（ａ）に示すように基板３０の表面には、その周囲の縁部を残して図３に示す電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンが形成されている。電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンは、上記したようにＭ字状に形成された中心線に対して左右対称の形状の境界線で、上下に隣接する電極パターンと区切られた電極パターンとされている。これにより、電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンは、中心線に対して左右対称の形状に形成されている。電極Ｐ１の電極パターンの紙面上の右側にスルーホール１５ａが形成されており、同様にして電極Ｐ２〜Ｐ６の電極パターンの紙面上の右側にスルーホール１５ｂ〜１５ｆがそれぞれ形成されている。また、基板３０の裏面には集積回路とされた検出回路１２ａ〜１２ｆが、表面に形成された電極Ｐ１〜Ｐ６に対応して配置されており、検出回路１２ａ〜１２ｆのそれぞれの入力端子は裏面に形成されたパターンとスルーホール１５ａ〜１５ｆを介して、それぞれ対応する電極Ｐ１〜Ｐ６に接続されている。
【００２５】
さらに、基板３０の裏面には集積回路とされたＯＳＣ１４が配置されており、ＯＳＣ１４の出力は裏面に形成されたパターンにより検出回路１２ａ〜１２ｆのパルス入力端子に接続されている。これにより、ＯＳＣ１４からのパルスが検出回路１２ａ〜１２ｆにそれぞれ供給されると共に、検出回路１２ａ〜１２ｆの入力端子には、それぞれ電極Ｐ１〜Ｐ６が接続されるようになる。そして、検出回路１２ａ〜１２ｆのそれぞれの出力端子は、基板３０の裏面に配置された集積回路とされた演算回路１３の入力端子と、裏面に形成されたパターンによりそれぞれ接続されている。これにより、演算回路１３に検出回路１２ａ〜１２ｆから出力されるレベル信号Vdc1〜Vdc6がそれぞれ入力されて、上記（１）式による加重平均値算出法が実行され、フェーダーセンサーＦｄにタッチした指１０の位置ＰＳが高分解能で検出されるようになる。
上記したように、基板３０の表面と裏面とにフェーダーセンサーＦｄと、検出回路、ＯＳＣおよび演算回路からなるセンサー回路とを設けることにより、コンパクトな構成とすることができ、小型の外部リモートコントローラに内蔵するに好適な構成とすることができる。
【００２６】
次に、本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーＦｄのタッチ位置を検出する他の概要を図９に示す。本発明にかかるフェーダーセンサーＦｄは、２本の指が同時にフェーダーセンサーＦｄにタッチされた際に、２本の指がフェーダーセンサーＦｄにタッチされたことを検出して、それぞれの指がタッチされた位置のセンサー出力を出力することができる。以下に、図９を参照しながら２本の指がフェーダーセンサーＦｄにタッチされたことの検出、および、それぞれの指がタッチされた位置のセンサー出力を出力することについて説明する。
図９に示すように、指１０ａと指１０ｂとがフェーダーセンサーＦｄに同時にタッチされたとする。この場合は、３つの電極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に指１０ａがタッチするようになり、３つの電極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３がそれぞれ接続されている検出回路１２ａ〜１２ｃから、指１０ａのタッチ状態に応じたレベル信号Vdc1，Vdc2，Vdc3がそれぞれ出力される。また、指１０ｂが３つの電極Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６にタッチするようになり、３つの電極Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６がそれぞれ接続されている検出回路１２ｄ〜１２ｆから、指１０ｂのタッチ状態に応じたレベル信号Vdc4，Vdc5，Vdc6がそれぞれ出力される。
【００２７】
そして、電極Ｐ２の電極パターンに指１０ａがタッチしている面積は大きいことから、電極Ｐ２の検出回路１２ｂから出力されるレベル信号Vdc2の出力レベルは大きくなる。また、電極Ｐ５の電極パターンに指１０ｂがタッチしている面積も大きいことから、電極Ｐ５の検出回路１２ｅから出力されるレベル信号Vdc5の出力レベルも大きくなる。さらに、電極Ｐ３の電極パターンに指１０ａがタッチしている面積および電極Ｐ４に指１０ｂがタッチしている面積もかなり大きいことから、電極Ｐ３の検出回路１２ｃから出力されるレベル信号Vdc3の出力レベルがかなり大きくなると共に、電極Ｐ４の検出回路１２ｄから出力されるレベル信号Vdc4の出力レベルもかなり大きくなる。さらにまた、電極Ｐ１の電極パターンに指１０ａがタッチしている面積および電極６の電極パターンに指１０ｂがタッチしている面積が小さいことから、電極Ｐ１の検出回路１２ａから出力されるレベル信号Vdc1および電極Ｐ６の検出回路１２ｆから出力されるレベル信号Vdc6の出力レベルは小さくなる。
このように、２本の指１０ｂ，１２がフェーダーセンサーＦｄに同時にタッチされている場合は、１本の指がフェーダーセンサーＦｄにタッチされている場合に比べてレベル信号が出力される電極の数が増加することになる。そこで、演算回路１３において検出回路１２ａ〜１２ｆからのレベル信号Vdc1〜Vdc6の分散値を算出すると、図３に示すように１本の指１０がフェーダーセンサーＦｄにタッチしている場合に算出される分散値に比べて、図９に示すように指１０ｂと指１０ａとの２本がフェーダーセンサーＦｄにタッチしている場合に算出される分散値が大きい値となることがわかる。
【００２８】
これを利用すると、演算回路１３において分散値を算出することにより、フェーダーセンサーＦｄに１本の指がタッチされたのか２本の指がタッチされたのかを判定することができる。すなわち、演算回路１３において検出回路１２ａ〜１２ｆからのレベル信号Vdc1〜Vdc6の分散値を算出して、算出した分散値が所定の値より小さい場合は１本の指がフェーダーセンサーＦｄにタッチされたと演算回路１３において判定することができ、算出された分散値が所定の値より大きい場合には２本の指がフェーダーセンサーＦｄにタッチされたと演算回路１３において判定することができる。なお、分散値ＳＣは
ＳＣ＝｛（レベル信号−レベル信号平均値）の２乗｝の総和÷レベル信号の数
で算出できる。
【００２９】
そして、演算回路１３において１本の指がフェーダーセンサーＦｄにタッチされたと判定された場合は、上記（１）式を用いた加重平均算出法によりフェーダーセンサーＦｄにタッチされた１本の指の位置ＰＳを算出する。
また、演算回路１３において２本の指がフェーダーセンサーＦｄにタッチされたと判定された場合は、図９に示すようにフェーダーセンサーＦｄの領域を下側の領域である第１領域と上側の領域である第２領域に等分に分割して、それぞれの領域において加重平均算出法によりフェーダーセンサーＦｄにタッチした指の位置を演算回路１３で算出する。この場合、演算回路１３は次の（２）式を用いた加重平均算出法により第１領域にタッチした指１０ａの位置ＰＳ１を算出する。
ＰＳ１＝（ｍ１×Vdc1＋ｍ２×Vdc2＋ｍ３×Vdc3）／（Vdc1＋Vdc2＋Vdc3） （２）
（２）式において、Vdc1〜Vdc3は、電極Ｐ１〜Ｐ３に接続されている検出回路１２ａ〜１２ｃからそれぞれ出力されるレベル信号であり、ｍ１〜ｍ３はレベル信号Vdc1〜Vdc3にそれぞれ乗算される電極Ｐ１〜Ｐ３の並び順に応じた重み係数である。重み係数ｍ１〜ｍ３は、例えば０，１，２とされるが、この重み係数に限るものではない。
【００３０】
また、演算回路１３は次の（３）式を用いた加重平均算出法により第２領域にタッチした指１０ｂの位置ＰＳ２を算出する。
ＰＳ２＝（ｍ４×Vdc4＋ｍ５×Vdc5＋ｍ６×Vdc6）／（Vdc4＋Vdc5＋Vdc6） （３）
（３）式において、Vdc4〜Vdc6は、電極Ｐ４〜Ｐ６に接続されている検出回路１２ｄ〜１２ｆからそれぞれ出力されるレベル信号であり、ｍ４〜ｍ６はレベル信号Vdc4〜Vdc6にそれぞれ乗算される電極Ｐ４〜Ｐ６の並び順に応じた重み係数である。重み係数ｍ４〜ｍ６は、例えば０，１，２とされるが、この重み係数に限るものではない。
ここで、レベル信号Vdc1〜Vdc6が符号ビットを含んで１６ビットとされていると、演算回路１３では１６ビットの演算が行われるが、演算回路１３から出力されるフェーダーセンサーＦｄに指がタッチされた位置ＰＳ１，ＰＳ２を示すそれぞれのセンサー出力は０〜１２７（７ビット）に丸められる。これにより、電極数がＰ１〜Ｐ６の６つの電極数とされた時に、タッチした指１０ａ，１０ｂの位置ＰＳ１，ＰＳ２の分解能は１２８／６倍となり、高分解能のセンサー出力を得ることができるようになる。
上記したように、本発明にかかるフェーダーセンサーＦｄにおいては、まず、演算回路１３において分散値を算出して、フェーダーセンサーＦｄに１本の指がタッチされているか２本の指がタッチされているかを判定し、次いで、電極の領域を等分してそれぞれの領域において加重平均算出法の演算を行って、それぞれの領域において指がタッチされた位置を算出している。
【００３１】
次に、フェーダーセンサーＦｄが備える電極の他の構成例を図１０（ａ）（ｂ）に、電極のさらに他の構成例を図１１（ａ）（ｂ）に示す。
図１０（ａ）に示す電極の構成例では、フェーダーセンサーＦｄの基板３１に６つの電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンが形成されており、電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターン同士を区切る境界線３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅが正弦波状で中心線に対して左右対称の形状とされている。これにより、６つの電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンも中心線に対して左右対称の正弦波状とされ、電極パターンの上部の頂部は上側に隣接する電極パターンの下部の頂部間に喰い込んでおり、電極パターンの下部の頂部は下側に隣接する電極パターンの上部の頂部間に喰い込んでいる。このように、正弦波状とされた電極パターンは横方向の領域ａにおいて３つの電極の電極パターンが重なるように形成されていることを特徴としている。
また、図１０（ｂ）に示す電極の構成例では、フェーダーセンサーＦｄの基板３２に６つの電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンが形成されており、電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターン同士を区切る境界線３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅが台形状で中心線に対して左右対称の形状とされている。これにより、６つの電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンも中心線に対して左右対称の台形状とされ、電極パターンの上部の頂部は上側に隣接する電極パターンの下部の頂部間に喰い込んでおり、電極パターンの下部の頂部は下側に隣接する電極パターンの上部の頂部間に喰い込んでいる。このように、台形状とされた電極パターンは横方向の領域ａにおいて３つの電極の電極パターンが重なるように形成されていることを特徴としている。
【００３２】
さらに、図１１（ａ）に示す電極の構成例では、フェーダーセンサーＦｄの基板３３に６つの電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンが形成されており、電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターン同士を区切る境界線３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅが階段状で中心線に対して左右対称の形状とされている。これにより、６つの電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンも中心線に対して左右対称の階段状とされ、電極パターンの上部は上側に隣接する電極パターンの下部の間に喰い込んでおり、電極パターンの下部は下側に隣接する電極パターンの上部の間に喰い込んでいる。このように、階段状とされた電極パターンは、横方向の領域ａにおいて３つの電極の電極パターンが重なるように形成されていることを特徴としている。
さらにまた、図１１（ｂ）に示す電極の構成例では、フェーダーセンサーＦｄの基板３４に６つの電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンが形成されており、電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターン同士を区切る境界線３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅが三角状で中心線に対して左右対称の形状とされている。この場合、電極パターンの上部は上側に隣接する電極パターンの下部の間に喰い込んでいる。これにより、６つの電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンも中心線に対して左右対称の三角状とされ、三角状とされた電極パターンは、横方向の領域ａにおいて３つの電極の電極パターンが重なるように形成されていることを特徴としている。
【００３３】
上記した図１０（ａ）（ｂ）および図１１（ａ）（ｂ）に示す中心線に対して左右対称の電極パターンとされた電極のフェーダーセンサーＦｄにおいては、指がフェーダーセンサーＦｄにタッチした場合に、少なくとも電極Ｐ１〜Ｐ６の３つの電極パターンに指がタッチするようになる。なお、フェーダーセンサーＦｄにおける領域ａの下側および／または上側の領域ｂにおいては、横方向において重なる電極のパターンは２つとされているが、指がフェーダーセンサーＦｄにタッチする面積は領域ｂの高さ方向の幅を超えている。これにより、指でフェーダーセンサーＦｄにタッチした場合に、少なくとも電極Ｐ１〜Ｐ６の３つの電極パターンに指がタッチするようになる。また、電極Ｐ１〜Ｐ６は中心線に対して左右対称に形成されていることから、電極Ｐ１からの位置が変わらなければタッチした指が中心線から横方向へずれてもセンサー出力はほぼ同じ値を示すようになる。
なお、両端の電極Ｐ１，Ｐ６のパターンには隣接する電極パターンが片側にしかないため、電極Ｐ１，Ｐ６のパターンでは片側にだけ隣接する電極パターンと重なるように形成されている。このため、フェーダーセンサーＦｄの上端側あるいは下端側に指をタッチした場合は、２つの電極パターンにしかタッチしない場合もある。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
上記の説明では、演算回路１３において検出回路１２ａ〜１２ｆからのレベル信号Vdc1〜Vdc6の分散値を算出して、算出した分散値の大きさに応じて１本の指がフェーダーセンサーＦｄにタッチされたか、２本の指がフェーダーセンサーにタッチされたかを判断していたが、分散値に代えて標準偏差値の大きさに応じて１本の指がフェーダーセンサーＦｄにタッチされたか、２本の指がフェーダーセンサーにタッチされたかを判断してもよい。この場合は、標準偏差値が所定の値より小さい場合は１本の指がフェーダーセンサーＦｄにタッチされたと判定することができ、算出された分散値が所定の値より大きい場合には２本の指がフェーダーセンサーＦｄにタッチされたと判定することができる。
以上説明した本発明のタッチセンサの実施例であるフェーダーセンサーＦｄにおいては、フェーダーセンサーＦｄ上に指をタッチすることで、そのフェーダーセンサーＦｄにアサインされているチャンネルのフェーダーレベルを調整していたが、これに替えて、フェーダーセンサーＦｄ上で指をスライドすることで、スライド量に応じてフェーダーセンサーＦｄにアサインされているチャンネルのフェーダーレベルを調整するようにしてもよい。この場合、フェーダーセンサーＦｄ上のスライド操作の始点の位置と終点の位置とを検出して、始点の位置と終点の位置との差分でスライド量を算出すればよい。
また、本発明のタッチセンサーはフェーダーセンサーに適用できるだけでなく、分解能を向上したい一般的に用いられているタッチセンサーに適用することもできる。
【符号の説明】
【００３５】
１ ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、２，３ 外部リモートコントローラー、４ ＧＵＩ画面、４ａ ウィンドウ、４ｂ ウィンドウ、４ｃ カーソル、１０，１０ａ，１０ｂ 指、１１ 基板、１１ａ〜１１ｅ 境界線、１２ 検出回路、１２ａ〜１２ｆ 検出回路、１３ 演算回路、１４ ＯＳＣ、１５ａ〜１５ｆ スルーホール、２３ Ａ／Ｄ変換器、３０ 基板、３１ 基板、３１ａ〜３１ｅ 境界線、３２ 基板、３２ａ〜３２ｅ 境界線、３３ 基板、３３ａ〜３３ｅ 境界線、３４ 基板、３４ａ〜３４ｅ 境界線、Ｆｄ フェーダーセンサー、Ｆｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄ フェーダーセンサー、Ｆｄ３ａ〜Ｆｄ３ｄ フェーダーセンサー、Ｐ 電極、Ｐ１〜Ｐ６ 電極、Ｂｄ２，Ｂｕ２，Ｃｄ２，Ｃｕ２ ボタン、Ｌｖ２ａ，Ｌｖ２ｂ，Ｌｖ２ｃ，Ｌｖ２ｄ 表示部、Ｂｄ３，Ｂｕ３，Ｃｄ３，Ｃｕ３ ボタン、Ｌｖ３ａ，Ｌｖ３ｂ，Ｌｖ３ｃ，Ｌｖ３ｄ 表示部、Ｓｈ２、Ｓｈ３ ボタン
【技術分野】
【０００１】
この発明は、音響信号処理にかかるパラメーターを操作するコントローラーに備えられるタッチセンサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、コンピューターを用いる音響信号処理装置において、ディジタル信号処理により演奏データの録音や編集、ミキシング等の音響処理作業を行うことが知られている。音響信号処理装置で使用するコンピューターは、ＰＣ（パーソナルコンピューター）等の汎用のコンピューターとされ、音響信号処理装置に必要なオーディオインターフェースやＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）インターフェースなどの各種ハードウェア装置を備えている。また、コンピューターには音響信号処理機能を実行させるためのアプリケーションプログラムが実装されている。これにより、コンピューターにおいて、音響信号の録音や編集、あるいはエフェクト付与やミキシング等の音響信号処理機能が実現される。このような音響信号処理装置は、デジタルオーディオワークステーション（Digital Audio Workstation：ＤＡＷ）と呼ばれている。このＤＡＷ機能をコンピューターに実行させるアプリケーションプログラムを、以下の説明においては「ＤＡＷソフト」という。
【０００３】
ＰＣで動作するＤＡＷソフトは充実しており、ＰＣにＤＡＷソフトをインストールすることで個人でも簡単に音楽制作ができるようになる。また、ＤＡＷソフトの機能も増えてパラメーターが増加しており、マウス操作のみで全てのパラメーターを操作することは困難になってきている。このため、ＤＡＷソフトがインストールされたＰＣに、ＤＡＷ操作のための専用のコントローラーを接続して、このコントローラーに備えられているタッチセンサーを使用してＤＡＷのパラメーターをリモートコントロールすることが行われている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Steinberg Media Technologies GmbH CC121オペレーションマニュアル，［online］, ［平成２３年２月１０日検索］，インターネット<ftp://ftp.steinberg.net/Download/Hardware/CC121/CC121_OperationManual_ja.pdf>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＤＡＷソフトがインストールされたＰＣに外部接続されるコントローラーは、片手に持ってもう一方の手で操作できる程度の大きさの小型コントローラーとされており、コントローラーのパネルには、各種の操作子が設けられている。操作子には、縦に細長いタッチセンサーからなる複数本（例えば、４本）のフェーダーセンサーが含まれている。このフェーダーセンサー上で指をスライドさせることにより、フェーダーセンサーにそれぞれアサインされているチャンネルのフェーダーレベルを調整することができる。フェーダーセンサーによる調整では、細かなフェーダーレベルを調整することが望まれているが、細かなレベルで調整するにはフェーダーセンサーの分解能を上げる必要がある。フェーダーセンサーの分解能は、フェーダーセンサーに形成されているタッチされたことを検出する電極の数で決定されるが、コントローラーが小型とされていることからフェーダーセンサーも小型になってしまい、上記した電極の数を多く形成することができないことになる。従って、タッチセンサーの分解能を上げられないと云う問題点があった。
そこで、本発明は、タッチされたことを検出する電極の数が少なくても分解能を上げることができるコントローラーに備えられるタッチセンサーを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明のタッチセンサーは、音響信号処理にかかるパラメーターを操作するコントローラーに備えられるタッチセンサーであって、絶縁性の基板の一面に形成され、タッチされた際に３つ以上の電極パターンに同時にタッチされるように、隣接する電極パターンとの境界線が斜め方向に形成されて、隣接する電極パターンと横方向において重なるように形成されている複数の電極と、前記電極パターンのそれぞれのタッチ状態に応じて、対応する前記電極から出力されるレベル信号に、当該電極の並び順に応じた重み係数を乗算して全ての前記電極から出力される前記レベル信号の加重平均値を算出することにより、タッチした位置に対応するセンサー出力を得る演算手段とを備えることを最も主要な特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、タッチされた際に３つ以上の電極に同時にタッチされる電極パターンの形状とされており、複数の電極パターンのそれぞれのタッチ状態に応じて、複数の電極からそれぞれ出力されるレベル信号に、当該電極の並び順の重み係数を乗算して加重平均値を算出することにより、タッチした位置に対応するセンサー出力を得ていることから、電極の数以上の分解能を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーを備えるコントローラーをＰＣに接続した構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例にかかるフェーダーセンサーを備えるコントローラーが接続されたＰＣ上で動作中のＤＡＷソフトのＧＵＩ画面の一例を示す図である。
【図３】本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーとセンサー回路の構成を示す図である。
【図４】本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーの検出回路の回路図の一例である。
【図５】発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーの検出回路の各部の信号波形を示す波形図である。
【図６】本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーの電極の構成を示す図である。
【図７】本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーのタッチ位置を検出する概要を示す図である。
【図８】本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーの具体的な構成を示す図である。
【図９】本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーのタッチ位置を検出する他の概要を示す図である。
【図１０】本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーの電極の他の構成を示す図である。
【図１１】本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーの電極のさらに他の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーを備えるコントローラーをＰＣに接続した構成を示す図を図１に示す。
図１において、ＰＣ１には演奏データの録音や編集、あるいはエフェクト付与やミキシング等の音響処理機能を実現するためのＤＡＷ（Digital Audio Workstation）と呼ばれるアプリケーションソフトであるＤＡＷソフトがインストールされている。ＤＡＷソフトを操作するための専用のコントローラーである２台の外部リモートコントローラー２と外部リモートコントローラー３とがＰＣ１に接続されている。ＰＣ１には周辺機器とＰＣ１とを結ぶシリアルインタフェース規格のひとつであるＵＳＢ（Universal Serial Bus）インタフェースの複数のＵＳＢ端子が装備されており、外部リモートコントローラー２，３にもＵＳＢ端子が装備されている。ＰＣ１と外部リモートコントローラー２，３とは、それぞれのＵＳＢ端子間をＵＳＢケーブルで接続することにより、相互に通信可能に接続されている。外部リモートコントローラー２，３は、ＤＡＷソフトにおける入力チャンネルや出力チャンネルのパラメーターをリモートコントロールすることができる。
【００１０】
図１に示す例ではＰＣ１には２台の外部リモートコントローラー２，３が接続されているが、ｎ台（ｎは、例えば４とされる。）までの外部リモートコントローラーが接続可能とされている。外部リモートコントローラー２，３は同じ構成とされており、外部リモートコントローラー２を例に挙げて、その構成を以下に説明する。
図１に示すように外部リモートコントローラー２は、４本のフェーダーセンサーＦｄ２ａ，Ｆｄ２ｂ，Ｆｄ２ｃ，Ｆｄ２ｄを備えている。４本のフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄは、縦に細長いタッチセンサーからなり、タッチセンサー上において指をタッチした位置により、フェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにそれぞれアサインされているチャンネルのフェーダーレベルを設定することができる。フェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄでカバーされた内側には、長軸に沿ってほぼ等間隔で配置された複数個のＬＥＤからなる表示部Ｌｖ２ａ，Ｌｖ２ｂ，Ｌｖ２ｃ，Ｌｖ２ｄが設けられている。表示部Ｌｖ２ａ〜Ｌｖ２ｄでは、アサインされた各チャンネルのフェーダーの位置（フェーダーレベル）に相当するＬＥＤが点灯される。そして、フェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄ上に指をタッチすると、タッチした位置にフェーダーの位置が移動されることから、移動されたフェーダーの位置に連動して表示部Ｌｖ２ａ〜Ｌｖ２ｄで点灯されるＬＥＤが移動するようになる。この場合、フェーダーの位置はフェーダーレベルに相当することから、フェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄ上に指をタッチすることでフェーダーレベルを調整できるようになる。
外部リモートコントローラー３は、外部リモートコントローラー２と同様の構成とされていることから説明は省略するが、フェーダーセンサーＦｄ３ａ〜Ｆｄ３ｄ上に指をタッチすることで、フェーダーセンサーＦｄ３ａ〜Ｆｄ３ｄにそれぞれアサインされているチャンネルのフェーダーレベルを調整できる。
【００１１】
次に、図１に示すように外部リモートコントローラー２，３が接続されていると共にＤＡＷソフトが起動されているＰＣ１におけるＤＡＷのＧＵＩ（Graphical User Interface）画面４の一例を図２に示す。図示する例では、ＤＡＷのＧＵＩ画面４にはシーケンサーのウィンドウ４ａとミキサーのウィンドウ４ｂとが表示されている。ウィンドウ４ａは、楽曲を制作できるＧＵＩとされ演奏データの複数トラックの情報、および、トラック毎の演奏データが時系列的に細長い矩形状で表示されている。再生ボタンを押すと、カーソル４ｃがテンポに応じた速度で右側に移動していき、カーソル位置の各トラックにおける演奏データが再生される。また、ＤＡＷソフトではミキサー機能が実現され、再生される際には、各トラックの音響信号がミキサーにより混合されて出力されるようになる。ウィンドウ４ｂには、各トラックの音響信号を混合するミキサーのＧＵＩであり、各トラックの混合レベルを調整するための複数チャンネル分のフェーダーが少なくとも表示されており、そのフェーダーを画面上でドラッグして移動することにより、当該フェーダーにアサインされたチャンネル（トラック）のフェーダーレベルを調整して、混合されるレベルを調整することができる。
ウィンドウ４ｂには、例えば１２チャンネル分のフェーダーが表示されており、ウィンドウ４ａに表示されている各トラックからなるチャンネルを各フェーダーにアサインすることができる。
【００１２】
外部リモートコントローラー２では、ウィンドウ４ｂに表示されているフェーダーに替えて、フェーダーの位置をリモートコントロールすることができる。この場合、外部リモートコントローラー２の４本のフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにそれぞれアサインされたチャンネルのフェーダーの位置がリモートコントロールされる。フェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄには、任意の連続する昇順の４チャンネルをアサインすることができ、連続しないランダムなチャンネルはアサインすることができない。アサインされた４チャンネルは、外部リモートコントローラー２上の「Channel」に設けられているチャンネル移動ボタンや「Bank」に設けられているバンク移動ボタンを押すことにより変更することができる。ここで、「Channel」のボタンＣｄ２（「＜」）を押すと、フェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにアサインされているチャンネルが１つづつチャンネル番号が減少する方向に移動される。例えば、ｃｈ３〜ｃｈ６がフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにアサインされていた場合に、ボタンＣｄ２（「＜」）を押すとフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにはｃｈ２〜ｃｈ５がアサインされるようになる。また、「Channel」のボタンＣｕ２（「＞」）を押すと、フェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにアサインされているチャンネルが１つづつチャンネル番号が増加する方向に移動される。例えば、ｃｈ３〜ｃｈ６がフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにアサインされていた場合に、ボタンＣｕ２を押すとフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにはｃｈ４〜ｃｈ７がアサインされるようになる。ウィンドウ４ｂに表示されているチャンネルは左側から右側に向かって順次チャンネル番号が増加していることから、ボタンＣｄ２（「＜」）はチャンネルレフトボタン、ボタンＣｕ２（「＞」）はチャンネルライトボタンとなる。
【００１３】
また、「Bank」のボタンＢｄ２（「＜」）を押すと、フェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにアサインされているチャンネルが１バンクとされる４チャンネル分づつチャンネル番号が減少する方向に移動する。例えば、ｃｈ６〜ｃｈ９がフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにアサインされていた場合に、ボタンＢｄ２を押すとフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにはｃｈ２〜ｃｈ５がアサインされるようになる。また、「Bank」のボタンＢｕ２（「＞」）を押すと、フェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにアサインされているチャンネルが１バンクとされる４チャンネル分ずつチャンネル番号が増加する方向に移動する。例えば、ｃｈ６〜ｃｈ９がフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにアサインされていた場合に、ボタンＢｕ２を押すとフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにはｃｈ１０〜ｃｈ１３がアサインされるようになる。すなわち、ボタンＢｄ２（「＜」）はバンクレフトボタン、ボタンＢｕ２（「＞」）はバンクライトボタンとなる。
このように、チャンネル移動ボタンであるＣｄ２，Ｃｕ２あるいはバンク移動ボタンであるＢｄ２，Ｂｕ２を押すことにより、フェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄに任意の連続する４チャンネルをアサインすることができる。
【００１４】
上記したように、フェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄには、ＰＣ１のウィンドウ４ｂで選択されているチャンネルとは独立して連続する昇順の４チャンネルをアサインすることができるが、ボタンＣｄ２（「＜」）とボタンＳｈ２（「Shift」）とを押した場合はボタンＣｄ２の機能が「Select 」に変更されて、ＰＣ１のウィンドウ４ｂで選択中のチャンネルを先頭にした連続する昇順の４チャンネルがフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにそれぞれアサインされる。例えば、ｃｈ３がウィンドウ４ｂで選択中の場合はｃｈ３〜ｃｈ６がフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにアサインされるようになる。また、ボタンＣｕ２（「＜」）とボタンＳｈ２（「Shift」）とを押した場合はボタンＣｕ２の機能が「Meter 」に変更されて、フェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄにアサインされているチャンネルの入力レベルが各表示部Ｌｖ２ａ〜Ｌｖ２ｄに表示される。なお、ボタンＣｕ２（「＜」）とボタンＳｈ２（「Shift」）とを押したレベルメーター表示中に任意のフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄ上で指をスライド操作すると、操作されたフェーダーの表示部は一定時間フェーダーの位置を表示した後、再びレベルメーター表示となる。なお、外部リモートコントローラー２が起動された時は、上記レベルメーター表示機能はオフされている。
外部リモートコントローラー３においても、上記した外部リモートコントローラー２と同様の機能を有しており外部リモートコントローラー２，３は同様の動作を行う。
【００１５】
ここで、本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーＦｄとセンサー回路の構成を図３に示す。フェーダーセンサーＦｄは、外部リモートコントローラー２、外部リモートコントローラー３・・・に備えられているフェーダーセンサーＦｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄ，Ｆｄ３ａ〜Ｆｄ３ｄ・・・である。
フェーダーセンサーＦｄは、図３に示すように絶縁性の細長い矩形状の基板１１からなり、基板１１の一面に複数の電極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６の電極パターンが形成されている。基板１１は、ガラスエポキシ基板やテフロン基板とされる。図示する例では、６つの電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンが下から上に向かって順次配列されて形成されており、若干の電極数は増減することができる。電極Ｐ１と上に隣接する電極Ｐ２とは境界線１１ａで電気的に絶縁されており、境界線１１ａはＭ字状の形状に形成されており、電極Ｐ１の上部の尖った頂部は電極Ｐ２の下部の尖った頂部間に喰い込んでいる。このように、電極Ｐ１の上部の頂部と電極Ｐ２の下部の頂部とは横方向において重なるように形成されている。
【００１６】
また、電極Ｐ２と上に隣接する電極Ｐ３とを電気的に絶縁している境界線１１ｂもＭ字状の形状とされて、電極Ｐ２の上部の頂部と電極Ｐ３の下部の頂部とは横方向において重なるように形成されている。さらに、電極Ｐ３と上に隣接する電極Ｐ４とを電気的に絶縁している境界線１１ｃもＭ字状の形状とされて、電極Ｐ３の上部の頂部と電極Ｐ４の下部の頂部とは横方向において重なるように形成されている。さらにまた、電極Ｐ４と上に隣接する電極Ｐ５とを電気的に絶縁している境界線１１ｄもＭ字状の形状とされて、電極Ｐ４の上部の頂部と電極Ｐ５の下部の頂部とは横方向において重なるように形成されている。さらにまた、電極Ｐ５と上に隣接する電極Ｐ６とを電気的に絶縁している境界線１１ｅもＭ字状の形状とされて、電極Ｐ５の上部の頂部と電極Ｐ６の下部の頂部とは横方向において重なるように形成されている。上記した境界線１１ａ〜１１ｅは中心線に対して左右対称に形成されていることから、電極Ｐ１〜Ｐ６も中心線に対して左右対称に形成されている。そして、上下に隣接する電極同士が重なるように、かつ、中心線に対して左右対称の形状に形成されていることから、指でフェーダーセンサーＦｄにタッチした場合に、どの部位にタッチしても少なくとも３つの電極に指がタッチするようになる。そして、タッチした３つの電極を含む全ての電極における指のタッチ状態を検出して、検出されたタッチ状態から指がタッチしたフェーダーセンサーＦｄ上の位置を後述するように算出することにより、フェーダーセンサーＦｄの電極数以上の分解能とされた位置情報を得るようにしている。
【００１７】
電極Ｐ１には検出回路１２ａが接続され、検出回路１２ａからは電極Ｐ１への指のタッチ状態に応じたレベル信号が出力される。また、電極Ｐ２には検出回路１２ｂが接続され、電極Ｐ３には検出回路１２ｃが接続され、電極Ｐ４には検出回路１２ｄが接続され、電極Ｐ５には検出回路１２ｅが接続され、電極Ｐ６には検出回路１２ｆが接続され、検出回路１２ｂ〜１２ｆからは電極Ｐ２〜Ｐ６へのそれぞれの指のタッチ状態に応じたレベル信号がそれぞれ出力される。検出回路１２ａ〜１２ｆには、指のタッチ状態を検出するために発振器（ＯＳＣ）１４からのパルス信号がそれぞれ供給されており、検出回路１２ａ〜１２ｆから出力される電極Ｐ１〜Ｐ６へのタッチ状態に応じたそれぞれのレベル信号は演算回路１３に供給されて、演算回路１３においてフェーダーセンサーＦｄにタッチされた指の位置が算出されて、センサー出力として出力される。具体的には、図３に示すように指１０がフェーダーセンサーＦｄ上にタッチされた場合は、指１０が電極Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の３つの電極にタッチされる。この場合、指１０が電極Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５にタッチしている面積の大きさに対応するレベルのレベル信号が、電極Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５に接続されている検出回路１２ｃ、１２ｄ、１２ｅからそれぞれ出力される。また、指１０がタッチされなかった電極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ６に接続されている検出回路１２ａ、１２ｂ、１２ｆからはほぼ０レベルのレベル信号が出力される。検出回路１２ａ〜１２ｆからのレベル信号は演算回路１３に供給されて、全てのレベル信号を用いて加重平均値が算出される。この加重平均値の算出においては、電極Ｐ１〜Ｐ６の並び順に応じた重み係数がそれぞれのレベル信号に乗算されることから、演算回路１３において算出された加重平均値は、フェーダーセンサーＦｄのどの位置に指がタッチされたかを示すセンサー出力となる。
【００１８】
検出回路１２ａ〜１２ｆは同様の回路とされており、これらの検出回路１２の回路例を図４に示し、この回路図における検出回路１２の各部の信号波形を図５に示す。
図４に示す回路図の検出回路１２には、発振器（ＯＳＣ）１４で発振された図５のＡに示す周期Ｔの矩形波とされたパルスＡが供給される。このパルスＡは、排他的論理和ゲート（EX-OR）２１の第１入力に入力されると共に、抵抗Ｒ１を介してEX-OR２１の第２入力に入力される。また、パルスＡは他の検出回路にも共通して供給される。抵抗Ｒ１とEX-OR２１の第２入力との接続点には、フェーダーセンサーＦｄのいずれかの電極Ｐが接続される。電極Ｐに指１０がタッチされると、電極Ｐは指１０の等価的な静電容量Ｃｏを介してアースされることになる。すると、抵抗Ｒ１の経路を通るパルスＡは抵抗Ｒ１と静電容量Ｃｏとの時定数により立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジが、図５のＢに示すように遅れて立ち上がりあるいは立ち下がるようになる。すなわち、パルスＡは抵抗Ｒ１と静電容量Ｃｏとの時定数に応じて遅延されて、遅延したパルスＢがEX-OR２１の第２入力に入力されるようになる。
【００１９】
これにより、パルスＢの遅延時間に相当した図５のＣに示すパルス幅ＰｗのパルスＣが、EX-OR２１から出力されるようになる。このパルスＣは、パルスＡの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジのタイミングで発生されることから、パルスＡの２倍の周期で発生され、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２２により直流化されてＡ／Ｄ変換器２３に供給される。すなわち、ＬＰＦ２２は抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２とから構成されるが、抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２との時定数は、周期Ｔよりかなり大きくされているため、図５のＤに示すようにパルスＣのパルス幅Ｐｗに対応して直流化されたレベル信号ＶｄｃがＬＰＦ２２から出力される。このレベル信号Ｖｄｃは、上記した電極Ｐへのタッチ状態に応じたレベル信号であり、その値は、電極Ｐにタッチしている指１０の面積の大きさに対応する。
【００２０】
ここで、指１０の電極Ｐへの押圧力等が変化して指１０が電極Ｐにタッチしている面積が大きくなったとすると、指１０の等価的な静電容量Ｃｏが大きくなりEX-OR２１の第２入力に入力されるパルスＢが図５のＢの破線で示すようにより遅延するようになる。これにより、パルスＢの遅延時間に相当したパルスＣのパルス幅が図５のＣの破線で示すようにＰｗ’と広くなって、EX-OR２１から出力されるようになる。パルス幅Ｐｗ’のパルスＣはＬＰＦ２２により直流化されるが、パルス幅Ｐｗより広いことからそのレベル信号Ｖｄｃ’はレベル信号Ｖｄｃより高くなる。また、指１０の電極Ｐへの押圧力等が変化して指１０が電極Ｐにタッチしている面積が小さくなった場合は、指１０の等価的な静電容量Ｃｏが小さくなりEX-OR２１の第２入力に入力されるパルスＢの遅延量は小さくなる。これにより、パルスＢの遅延時間に相当したパルスＣのパルス幅が狭くなって、EX-OR２１から出力されるようになる。この狭くなったパルス幅のパルスＣはＬＰＦ２２により直流化されるが、パルス幅Ｐｗより狭いことからそのレベル信号はレベル信号Ｖｄｃより低くなる。このように、指１０が電極Ｐにタッチしている面積に対応するレベルのレベル信号がＬＰＦ２２から出力されるようになる。
ＬＰＦ２２から出力されるアナログのレベル信号が入力されるＡ／Ｄ変換器２３では、入力されたレベル信号を、例えば符号ビットを含んで１６ビットのデジタルのレベル信号に変換して出力している。検出回路１２から出力されるデジタルのレベル信号は、演算回路１３に供給される。
【００２１】
フェーダーセンサーＦｄについてより詳細に図６を参照して説明する。図６には本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーＦｄの電極の構成が詳細に示されている。
６つの電極Ｐ１〜Ｐ６の各電極パターンは細長い矩形状の基板１１の一面に形成されており、それぞれの電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンは、指１０でフェーダーセンサーＦｄにタッチした場合に、少なくとも３つの電極パターンに指１０がタッチするようにＭ字状で中心線に対して左右対称の形状に形成され、上下の両側に隣接する２つの電極パターンと横方向において重なるように形成されている。例えば、図示する領域ａにおいて電極Ｐ５の電極パターンに隣接する電極Ｐ４の電極パターンの上側の頂部と電極Ｐ６の電極パターンの下側の頂部とが横方向において電極Ｐ５の電極パターンに重なるように形成されている。電極Ｐ２〜Ｐ４の電極パターンも同様とされ、上下の両側に隣接する２つの電極パターンと横方向において重なるようにＭ字状に形成されている。この場合、領域ａの下側および／または上側の領域ｂにおいては、横方向において重なる電極パターンは２つとされているが、図３に示すように指１０がフェーダーセンサーＦｄにタッチする面積は領域ｂの高さ方向の幅を超えている。これにより、指１０でフェーダーセンサーＦｄにタッチした場合に、少なくとも３つの電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンに指１０がタッチするようになる。
なお、両端の電極Ｐ１，Ｐ６の電極パターンでは隣接する電極パターンが片側にしかないため、電極Ｐ１，Ｐ６の電極パターンでは隣接する片側の電極パターンとだけ重なるように形成されている。このため、フェーダーセンサーＦｄの上端側あるいは下端側に指１０をタッチした場合は、２つの電極パターンにしかタッチしない場合もある。
【００２２】
このような電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンが形成されているフェーダーセンサーＦｄにおいて、図７に示すように指１０がタッチしたものとする。この場合は、３つの電極Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５に指１０がタッチするようになり、３つの電極Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５がそれぞれ接続されている検出回路１２ｃ〜１２ｅから、指１０のタッチ状態に応じた大きさのレベル信号Vdc3，Vdc4，Vdc5がそれぞれ出力される。そして、電極Ｐ４の電極パターンに指１０がタッチしている面積が一番大きいことから、電極Ｐ４の検出回路１２ｄから出力されるレベル信号Vdc4のレベルが一番大きくなる。次いで、電極Ｐ５の電極パターンに指１０がタッチしている面積が大きいことから、電極Ｐ５の検出回路１２ｅから出力されるレベル信号Vdc5のレベルが次に大きくなり、電極Ｐ３の電極パターンに指１０がタッチしている面積が一番小さいことから、電極Ｐ３の検出回路１２ｃから出力されるレベル信号Vdc3のレベルが一番小さくなる。また、指１０がタッチしていない電極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ６の検出回路１２ａ，１２ｂ，１２ｆからはほぼ０レベルのレベル信号が出力される。
【００２３】
全ての検出回路１２ａ〜１２ｆからのレベル信号Vdc1〜Vdc6が入力される演算回路１３は、次式（１）に示す加重平均算出法によりフェーダーセンサーＦｄにタッチした指１０の位置ＰＳを算出する。
ＰＳ＝（ｍ１×Vdc1＋ｍ２×Vdc2＋ｍ３×Vdc3＋ｍ４×Vdc4＋ｍ５×Vdc5＋ｍ６×Vdc6）／（Vdc1＋Vdc2＋Vdc3＋Vdc4＋Vdc5＋Vdc6） （１）
（１）式において、Vdc1〜Vdc6は、検出回路１２ａ〜１２ｆからそれぞれ出力されるレベル信号であり、ｍ１〜ｍ６はレベル信号Vdc1〜Vdc6にそれぞれ乗算される電極の並び順に応じた重み係数である。重み係数ｍ１〜ｍ６は、例えば０，１，２，３，４，５とされるが、この重み係数に限るものではない。
ここで、レベル信号Vdc1〜Vdc6が符号ビットを含んで１６ビットとされていると、演算回路１３では１６ビットの演算が行われるが、演算回路１３から出力されるフェーダーセンサーＦｄに指がタッチされた位置ＰＳを示すセンサー出力は０〜１２７（７ビット）に丸められる。これにより、電極数がＰ１〜Ｐ６の６電極数とされた時に、タッチした指１０の位置ＰＳの分解能は１２８／６倍となり、高分解能のセンサー出力を得ることができるようになる。なお、０〜１２７のセンサー出力において、最小値「０」は最下段の電極Ｐ１の位置に対応し、最大値「１２７」は最上段の電極Ｐ６の位置に対応しており、最下段の電極Ｐ１から最上段の電極Ｐ６までの位置を０〜１２７の値で示すことができる。また、電極Ｐ１〜Ｐ６は中心線に対して左右対称に形成されていることから、電極Ｐ１からの位置が変わらなければタッチした指が中心線から横方向へずれてもセンサー出力はほぼ同じ値を示すようになる。
【００２４】
次に、図３に示すフェーダーセンサーＦｄとセンサー回路とを基板上に設けるようにした具体的な構成を図８（ａ）（ｂ）に示す。図８（ａ）は基板３０の表面の構成を示す図であり、図８（ｂ）は基板３０の裏面の構成を示す図である。
図８（ａ）に示すように基板３０の表面には、その周囲の縁部を残して図３に示す電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンが形成されている。電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンは、上記したようにＭ字状に形成された中心線に対して左右対称の形状の境界線で、上下に隣接する電極パターンと区切られた電極パターンとされている。これにより、電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンは、中心線に対して左右対称の形状に形成されている。電極Ｐ１の電極パターンの紙面上の右側にスルーホール１５ａが形成されており、同様にして電極Ｐ２〜Ｐ６の電極パターンの紙面上の右側にスルーホール１５ｂ〜１５ｆがそれぞれ形成されている。また、基板３０の裏面には集積回路とされた検出回路１２ａ〜１２ｆが、表面に形成された電極Ｐ１〜Ｐ６に対応して配置されており、検出回路１２ａ〜１２ｆのそれぞれの入力端子は裏面に形成されたパターンとスルーホール１５ａ〜１５ｆを介して、それぞれ対応する電極Ｐ１〜Ｐ６に接続されている。
【００２５】
さらに、基板３０の裏面には集積回路とされたＯＳＣ１４が配置されており、ＯＳＣ１４の出力は裏面に形成されたパターンにより検出回路１２ａ〜１２ｆのパルス入力端子に接続されている。これにより、ＯＳＣ１４からのパルスが検出回路１２ａ〜１２ｆにそれぞれ供給されると共に、検出回路１２ａ〜１２ｆの入力端子には、それぞれ電極Ｐ１〜Ｐ６が接続されるようになる。そして、検出回路１２ａ〜１２ｆのそれぞれの出力端子は、基板３０の裏面に配置された集積回路とされた演算回路１３の入力端子と、裏面に形成されたパターンによりそれぞれ接続されている。これにより、演算回路１３に検出回路１２ａ〜１２ｆから出力されるレベル信号Vdc1〜Vdc6がそれぞれ入力されて、上記（１）式による加重平均値算出法が実行され、フェーダーセンサーＦｄにタッチした指１０の位置ＰＳが高分解能で検出されるようになる。
上記したように、基板３０の表面と裏面とにフェーダーセンサーＦｄと、検出回路、ＯＳＣおよび演算回路からなるセンサー回路とを設けることにより、コンパクトな構成とすることができ、小型の外部リモートコントローラに内蔵するに好適な構成とすることができる。
【００２６】
次に、本発明のタッチセンサーの実施例であるフェーダーセンサーＦｄのタッチ位置を検出する他の概要を図９に示す。本発明にかかるフェーダーセンサーＦｄは、２本の指が同時にフェーダーセンサーＦｄにタッチされた際に、２本の指がフェーダーセンサーＦｄにタッチされたことを検出して、それぞれの指がタッチされた位置のセンサー出力を出力することができる。以下に、図９を参照しながら２本の指がフェーダーセンサーＦｄにタッチされたことの検出、および、それぞれの指がタッチされた位置のセンサー出力を出力することについて説明する。
図９に示すように、指１０ａと指１０ｂとがフェーダーセンサーＦｄに同時にタッチされたとする。この場合は、３つの電極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に指１０ａがタッチするようになり、３つの電極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３がそれぞれ接続されている検出回路１２ａ〜１２ｃから、指１０ａのタッチ状態に応じたレベル信号Vdc1，Vdc2，Vdc3がそれぞれ出力される。また、指１０ｂが３つの電極Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６にタッチするようになり、３つの電極Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６がそれぞれ接続されている検出回路１２ｄ〜１２ｆから、指１０ｂのタッチ状態に応じたレベル信号Vdc4，Vdc5，Vdc6がそれぞれ出力される。
【００２７】
そして、電極Ｐ２の電極パターンに指１０ａがタッチしている面積は大きいことから、電極Ｐ２の検出回路１２ｂから出力されるレベル信号Vdc2の出力レベルは大きくなる。また、電極Ｐ５の電極パターンに指１０ｂがタッチしている面積も大きいことから、電極Ｐ５の検出回路１２ｅから出力されるレベル信号Vdc5の出力レベルも大きくなる。さらに、電極Ｐ３の電極パターンに指１０ａがタッチしている面積および電極Ｐ４に指１０ｂがタッチしている面積もかなり大きいことから、電極Ｐ３の検出回路１２ｃから出力されるレベル信号Vdc3の出力レベルがかなり大きくなると共に、電極Ｐ４の検出回路１２ｄから出力されるレベル信号Vdc4の出力レベルもかなり大きくなる。さらにまた、電極Ｐ１の電極パターンに指１０ａがタッチしている面積および電極６の電極パターンに指１０ｂがタッチしている面積が小さいことから、電極Ｐ１の検出回路１２ａから出力されるレベル信号Vdc1および電極Ｐ６の検出回路１２ｆから出力されるレベル信号Vdc6の出力レベルは小さくなる。
このように、２本の指１０ｂ，１２がフェーダーセンサーＦｄに同時にタッチされている場合は、１本の指がフェーダーセンサーＦｄにタッチされている場合に比べてレベル信号が出力される電極の数が増加することになる。そこで、演算回路１３において検出回路１２ａ〜１２ｆからのレベル信号Vdc1〜Vdc6の分散値を算出すると、図３に示すように１本の指１０がフェーダーセンサーＦｄにタッチしている場合に算出される分散値に比べて、図９に示すように指１０ｂと指１０ａとの２本がフェーダーセンサーＦｄにタッチしている場合に算出される分散値が大きい値となることがわかる。
【００２８】
これを利用すると、演算回路１３において分散値を算出することにより、フェーダーセンサーＦｄに１本の指がタッチされたのか２本の指がタッチされたのかを判定することができる。すなわち、演算回路１３において検出回路１２ａ〜１２ｆからのレベル信号Vdc1〜Vdc6の分散値を算出して、算出した分散値が所定の値より小さい場合は１本の指がフェーダーセンサーＦｄにタッチされたと演算回路１３において判定することができ、算出された分散値が所定の値より大きい場合には２本の指がフェーダーセンサーＦｄにタッチされたと演算回路１３において判定することができる。なお、分散値ＳＣは
ＳＣ＝｛（レベル信号−レベル信号平均値）の２乗｝の総和÷レベル信号の数
で算出できる。
【００２９】
そして、演算回路１３において１本の指がフェーダーセンサーＦｄにタッチされたと判定された場合は、上記（１）式を用いた加重平均算出法によりフェーダーセンサーＦｄにタッチされた１本の指の位置ＰＳを算出する。
また、演算回路１３において２本の指がフェーダーセンサーＦｄにタッチされたと判定された場合は、図９に示すようにフェーダーセンサーＦｄの領域を下側の領域である第１領域と上側の領域である第２領域に等分に分割して、それぞれの領域において加重平均算出法によりフェーダーセンサーＦｄにタッチした指の位置を演算回路１３で算出する。この場合、演算回路１３は次の（２）式を用いた加重平均算出法により第１領域にタッチした指１０ａの位置ＰＳ１を算出する。
ＰＳ１＝（ｍ１×Vdc1＋ｍ２×Vdc2＋ｍ３×Vdc3）／（Vdc1＋Vdc2＋Vdc3） （２）
（２）式において、Vdc1〜Vdc3は、電極Ｐ１〜Ｐ３に接続されている検出回路１２ａ〜１２ｃからそれぞれ出力されるレベル信号であり、ｍ１〜ｍ３はレベル信号Vdc1〜Vdc3にそれぞれ乗算される電極Ｐ１〜Ｐ３の並び順に応じた重み係数である。重み係数ｍ１〜ｍ３は、例えば０，１，２とされるが、この重み係数に限るものではない。
【００３０】
また、演算回路１３は次の（３）式を用いた加重平均算出法により第２領域にタッチした指１０ｂの位置ＰＳ２を算出する。
ＰＳ２＝（ｍ４×Vdc4＋ｍ５×Vdc5＋ｍ６×Vdc6）／（Vdc4＋Vdc5＋Vdc6） （３）
（３）式において、Vdc4〜Vdc6は、電極Ｐ４〜Ｐ６に接続されている検出回路１２ｄ〜１２ｆからそれぞれ出力されるレベル信号であり、ｍ４〜ｍ６はレベル信号Vdc4〜Vdc6にそれぞれ乗算される電極Ｐ４〜Ｐ６の並び順に応じた重み係数である。重み係数ｍ４〜ｍ６は、例えば０，１，２とされるが、この重み係数に限るものではない。
ここで、レベル信号Vdc1〜Vdc6が符号ビットを含んで１６ビットとされていると、演算回路１３では１６ビットの演算が行われるが、演算回路１３から出力されるフェーダーセンサーＦｄに指がタッチされた位置ＰＳ１，ＰＳ２を示すそれぞれのセンサー出力は０〜１２７（７ビット）に丸められる。これにより、電極数がＰ１〜Ｐ６の６つの電極数とされた時に、タッチした指１０ａ，１０ｂの位置ＰＳ１，ＰＳ２の分解能は１２８／６倍となり、高分解能のセンサー出力を得ることができるようになる。
上記したように、本発明にかかるフェーダーセンサーＦｄにおいては、まず、演算回路１３において分散値を算出して、フェーダーセンサーＦｄに１本の指がタッチされているか２本の指がタッチされているかを判定し、次いで、電極の領域を等分してそれぞれの領域において加重平均算出法の演算を行って、それぞれの領域において指がタッチされた位置を算出している。
【００３１】
次に、フェーダーセンサーＦｄが備える電極の他の構成例を図１０（ａ）（ｂ）に、電極のさらに他の構成例を図１１（ａ）（ｂ）に示す。
図１０（ａ）に示す電極の構成例では、フェーダーセンサーＦｄの基板３１に６つの電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンが形成されており、電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターン同士を区切る境界線３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅが正弦波状で中心線に対して左右対称の形状とされている。これにより、６つの電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンも中心線に対して左右対称の正弦波状とされ、電極パターンの上部の頂部は上側に隣接する電極パターンの下部の頂部間に喰い込んでおり、電極パターンの下部の頂部は下側に隣接する電極パターンの上部の頂部間に喰い込んでいる。このように、正弦波状とされた電極パターンは横方向の領域ａにおいて３つの電極の電極パターンが重なるように形成されていることを特徴としている。
また、図１０（ｂ）に示す電極の構成例では、フェーダーセンサーＦｄの基板３２に６つの電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンが形成されており、電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターン同士を区切る境界線３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅが台形状で中心線に対して左右対称の形状とされている。これにより、６つの電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンも中心線に対して左右対称の台形状とされ、電極パターンの上部の頂部は上側に隣接する電極パターンの下部の頂部間に喰い込んでおり、電極パターンの下部の頂部は下側に隣接する電極パターンの上部の頂部間に喰い込んでいる。このように、台形状とされた電極パターンは横方向の領域ａにおいて３つの電極の電極パターンが重なるように形成されていることを特徴としている。
【００３２】
さらに、図１１（ａ）に示す電極の構成例では、フェーダーセンサーＦｄの基板３３に６つの電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンが形成されており、電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターン同士を区切る境界線３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅが階段状で中心線に対して左右対称の形状とされている。これにより、６つの電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンも中心線に対して左右対称の階段状とされ、電極パターンの上部は上側に隣接する電極パターンの下部の間に喰い込んでおり、電極パターンの下部は下側に隣接する電極パターンの上部の間に喰い込んでいる。このように、階段状とされた電極パターンは、横方向の領域ａにおいて３つの電極の電極パターンが重なるように形成されていることを特徴としている。
さらにまた、図１１（ｂ）に示す電極の構成例では、フェーダーセンサーＦｄの基板３４に６つの電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンが形成されており、電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターン同士を区切る境界線３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅが三角状で中心線に対して左右対称の形状とされている。この場合、電極パターンの上部は上側に隣接する電極パターンの下部の間に喰い込んでいる。これにより、６つの電極Ｐ１〜Ｐ６の電極パターンも中心線に対して左右対称の三角状とされ、三角状とされた電極パターンは、横方向の領域ａにおいて３つの電極の電極パターンが重なるように形成されていることを特徴としている。
【００３３】
上記した図１０（ａ）（ｂ）および図１１（ａ）（ｂ）に示す中心線に対して左右対称の電極パターンとされた電極のフェーダーセンサーＦｄにおいては、指がフェーダーセンサーＦｄにタッチした場合に、少なくとも電極Ｐ１〜Ｐ６の３つの電極パターンに指がタッチするようになる。なお、フェーダーセンサーＦｄにおける領域ａの下側および／または上側の領域ｂにおいては、横方向において重なる電極のパターンは２つとされているが、指がフェーダーセンサーＦｄにタッチする面積は領域ｂの高さ方向の幅を超えている。これにより、指でフェーダーセンサーＦｄにタッチした場合に、少なくとも電極Ｐ１〜Ｐ６の３つの電極パターンに指がタッチするようになる。また、電極Ｐ１〜Ｐ６は中心線に対して左右対称に形成されていることから、電極Ｐ１からの位置が変わらなければタッチした指が中心線から横方向へずれてもセンサー出力はほぼ同じ値を示すようになる。
なお、両端の電極Ｐ１，Ｐ６のパターンには隣接する電極パターンが片側にしかないため、電極Ｐ１，Ｐ６のパターンでは片側にだけ隣接する電極パターンと重なるように形成されている。このため、フェーダーセンサーＦｄの上端側あるいは下端側に指をタッチした場合は、２つの電極パターンにしかタッチしない場合もある。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
上記の説明では、演算回路１３において検出回路１２ａ〜１２ｆからのレベル信号Vdc1〜Vdc6の分散値を算出して、算出した分散値の大きさに応じて１本の指がフェーダーセンサーＦｄにタッチされたか、２本の指がフェーダーセンサーにタッチされたかを判断していたが、分散値に代えて標準偏差値の大きさに応じて１本の指がフェーダーセンサーＦｄにタッチされたか、２本の指がフェーダーセンサーにタッチされたかを判断してもよい。この場合は、標準偏差値が所定の値より小さい場合は１本の指がフェーダーセンサーＦｄにタッチされたと判定することができ、算出された分散値が所定の値より大きい場合には２本の指がフェーダーセンサーＦｄにタッチされたと判定することができる。
以上説明した本発明のタッチセンサの実施例であるフェーダーセンサーＦｄにおいては、フェーダーセンサーＦｄ上に指をタッチすることで、そのフェーダーセンサーＦｄにアサインされているチャンネルのフェーダーレベルを調整していたが、これに替えて、フェーダーセンサーＦｄ上で指をスライドすることで、スライド量に応じてフェーダーセンサーＦｄにアサインされているチャンネルのフェーダーレベルを調整するようにしてもよい。この場合、フェーダーセンサーＦｄ上のスライド操作の始点の位置と終点の位置とを検出して、始点の位置と終点の位置との差分でスライド量を算出すればよい。
また、本発明のタッチセンサーはフェーダーセンサーに適用できるだけでなく、分解能を向上したい一般的に用いられているタッチセンサーに適用することもできる。
【符号の説明】
【００３５】
１ ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、２，３ 外部リモートコントローラー、４ ＧＵＩ画面、４ａ ウィンドウ、４ｂ ウィンドウ、４ｃ カーソル、１０，１０ａ，１０ｂ 指、１１ 基板、１１ａ〜１１ｅ 境界線、１２ 検出回路、１２ａ〜１２ｆ 検出回路、１３ 演算回路、１４ ＯＳＣ、１５ａ〜１５ｆ スルーホール、２３ Ａ／Ｄ変換器、３０ 基板、３１ 基板、３１ａ〜３１ｅ 境界線、３２ 基板、３２ａ〜３２ｅ 境界線、３３ 基板、３３ａ〜３３ｅ 境界線、３４ 基板、３４ａ〜３４ｅ 境界線、Ｆｄ フェーダーセンサー、Ｆｄ２ａ〜Ｆｄ２ｄ フェーダーセンサー、Ｆｄ３ａ〜Ｆｄ３ｄ フェーダーセンサー、Ｐ 電極、Ｐ１〜Ｐ６ 電極、Ｂｄ２，Ｂｕ２，Ｃｄ２，Ｃｕ２ ボタン、Ｌｖ２ａ，Ｌｖ２ｂ，Ｌｖ２ｃ，Ｌｖ２ｄ 表示部、Ｂｄ３，Ｂｕ３，Ｃｄ３，Ｃｕ３ ボタン、Ｌｖ３ａ，Ｌｖ３ｂ，Ｌｖ３ｃ，Ｌｖ３ｄ 表示部、Ｓｈ２、Ｓｈ３ ボタン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響信号処理にかかるパラメーターを操作するコントローラーに備えられるタッチセンサーであって、
絶縁性の基板の一面に形成され、タッチされた際に３つ以上の電極パターンに同時にタッチされるように、隣接する電極パターンとの境界線が斜め方向に、かつ、中心線に対して左右対称に形成されて、隣接する電極パターンと横方向において重なるように形成されている複数の電極と、
前記電極パターンのそれぞれのタッチ状態に応じて、対応する前記電極から出力されるレベル信号に、当該電極の並び順に応じた重み係数を乗算して全ての前記電極から出力される前記レベル信号の加重平均値を算出することにより、タッチした位置に対応するセンサー出力を得る演算手段と、
を備えることを特徴とするタッチセンサー。
【請求項２】
斜め方向に、かつ、中心線に対して左右対称に形成されている前記境界線の頂部が、隣接する前記電極パターンにおける頂部間に喰い込んで形成されることにより、隣接する前記電極パターンと横方向において重なるように形成されていることを特徴とする請求項１記載のタッチセンサー。
【請求項３】
前記演算手段は、前記複数の電極から出力されるレベル信号の分散値を演算し、その分散値の大きさに応じて１本の指がタッチされたか２本の指がタッチされたかを判定し、
指が１本タッチされたと判定された場合は、前記演算手段において、前記電極パターンのそれぞれのタッチ状態に応じて、対応する前記電極から出力されるレベル信号に、当該電極の並び順に応じた重み係数を乗算して全ての前記電極から出力される前記レベル信号の加重平均値を算出することにより、タッチした位置に対応するセンサー出力を得るようにし、
指が２本タッチされたと判定された場合は、前記演算手段において、前記複数の電極を第１領域と第２領域とに分割して、前記第１領域における複数の前記電極パターンのそれぞれのタッチ状態に応じて、対応する前記電極から出力されるレベル信号に、当該電極の並び順に応じた重み係数を乗算して前記第１領域における前記電極から出力される前記レベル信号の加重平均値を算出することにより、前記第１領域においてタッチした位置に対応する第１センサー出力を得ると共に、前記第２領域における複数の前記電極パターンのそれぞれのタッチ状態に応じて、対応する前記電極から出力されるレベル信号に、当該電極の並び順に応じた重み係数を乗算して前記第２領域における前記電極から出力される前記レベル信号の加重平均値を算出することにより、前記第２領域においてタッチした位置に対応する第２センサー出力を得ることを特徴とする請求項１または２記載のタッチセンサー。
【請求項１】
音響信号処理にかかるパラメーターを操作するコントローラーに備えられるタッチセンサーであって、
絶縁性の基板の一面に形成され、タッチされた際に３つ以上の電極パターンに同時にタッチされるように、隣接する電極パターンとの境界線が斜め方向に、かつ、中心線に対して左右対称に形成されて、隣接する電極パターンと横方向において重なるように形成されている複数の電極と、
前記電極パターンのそれぞれのタッチ状態に応じて、対応する前記電極から出力されるレベル信号に、当該電極の並び順に応じた重み係数を乗算して全ての前記電極から出力される前記レベル信号の加重平均値を算出することにより、タッチした位置に対応するセンサー出力を得る演算手段と、
を備えることを特徴とするタッチセンサー。
【請求項２】
斜め方向に、かつ、中心線に対して左右対称に形成されている前記境界線の頂部が、隣接する前記電極パターンにおける頂部間に喰い込んで形成されることにより、隣接する前記電極パターンと横方向において重なるように形成されていることを特徴とする請求項１記載のタッチセンサー。
【請求項３】
前記演算手段は、前記複数の電極から出力されるレベル信号の分散値を演算し、その分散値の大きさに応じて１本の指がタッチされたか２本の指がタッチされたかを判定し、
指が１本タッチされたと判定された場合は、前記演算手段において、前記電極パターンのそれぞれのタッチ状態に応じて、対応する前記電極から出力されるレベル信号に、当該電極の並び順に応じた重み係数を乗算して全ての前記電極から出力される前記レベル信号の加重平均値を算出することにより、タッチした位置に対応するセンサー出力を得るようにし、
指が２本タッチされたと判定された場合は、前記演算手段において、前記複数の電極を第１領域と第２領域とに分割して、前記第１領域における複数の前記電極パターンのそれぞれのタッチ状態に応じて、対応する前記電極から出力されるレベル信号に、当該電極の並び順に応じた重み係数を乗算して前記第１領域における前記電極から出力される前記レベル信号の加重平均値を算出することにより、前記第１領域においてタッチした位置に対応する第１センサー出力を得ると共に、前記第２領域における複数の前記電極パターンのそれぞれのタッチ状態に応じて、対応する前記電極から出力されるレベル信号に、当該電極の並び順に応じた重み係数を乗算して前記第２領域における前記電極から出力される前記レベル信号の加重平均値を算出することにより、前記第２領域においてタッチした位置に対応する第２センサー出力を得ることを特徴とする請求項１または２記載のタッチセンサー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−５０８６６（Ｐ２０１３−５０８６６Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８８８０５（Ｐ２０１１−１８８８０５）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
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