(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷配線基板と、
前記印刷配線基板の上面に形成されたタッチ検出用の固定接点パターンと、
前記印刷配線基板の前記上面側に設置された操作用部材と、
前記操作用部材に形成された可動接点パターンと、を備え、
前記操作用部材は、前記印刷配線基板上に固定的に設置される基部と、その下面に設けた前記可動接点パターンが前記固定接点パターンに対して所定の離間寸法を隔てて対向してなる可動部と、前記基部に対して前記可動部を相対移動可能に連結してなる可撓性を有する連結部とからなり、
前記可動部の移動に伴い前記可動接点パターンが前記固定接点パターンに接触することでタッチ検出が行われるタッチ検出装置であって、
前記印刷配線基板上の前記固定接点パターンは、その中心部に配設された発光体部品の側部から径方向の外側に向かって渦巻状に延びる接点パターンであって、
前記可動部の前記下面は、前記固定接点パターンの径方向に沿って前記中心部に向かって該固定接点パターンとの距離が次第に大きくなるように傾斜していると共に、
前記可動部の前記下面における前記発光体部品に対向する位置には、該発光体部品を配置するためのドーム型の窪みが形成され、
前記可動部は、前記発光体部品の発光を該可動部の上面側へ導くように光透過性を有している
ことを特徴とするタッチ検出装置。
【請求項２】
前記発光体部品は、複数個の発光体を備えて構成されており、
前記操作用部材は、光透過性を有する合成樹脂材で構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のタッチ検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷配線基板上に形成した固定接点パターンに対して可動接点パターンが接触することでタッチ検出が行われるように構成したタッチ検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、パーソナルコンピュータなどの電子機器に、デジタル信号での楽音の録音・編集・ミキシング等の楽曲制作機能を実現するアプリケーションプログラムをインストールしておき、コンピュータ上で該プログラムを動作させることにより曲作り（詳しくは、例えばMIDI等の楽曲データの生成）を行うようになっている。こうしたプログラムを利用しての楽曲制作過程におけるドラムなど打楽器パートの楽曲データ入力用の操作子として、パッド状（押下型）操作子を複数有してなる専用のコントローラが用意されている。ユーザは、このコントローラをコンピュータに接続し、該コントローラのパッドを必要に応じて押下操作する（叩く）ことによって、打楽器パートの楽曲データ入力を行うようになっている。
【０００３】
ところで、上記のようなコントローラでは、パッド状の操作子に対する押下操作（タッチ操作）を検出するためのタッチ検出装置が必要である。このようなパッド状の操作子をはじめとする各種の操作子に対するタッチ検出を行うためのタッチ検出装置の一例として、特許文献１に記載のタッチ検出装置（感圧変化装置）がある。特許文献１に記載のタッチ検出装置は、スペーサ部材を介して所定間隔で対向配置された２枚の柔軟性を有する支持部材を備え、該２枚の支持部材の互いに対向する面に導体パターンを形成したものである。そして、支持部材の面にかかる圧力（荷重）によって支持部材が撓むことで導体パターンが接触してタッチ検出信号が出力されるように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平０２−４９０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に示すタッチ検出装置の構造では、所定間隔で配置した２枚の支持部材はそれらの対向する面が互いに平行であって、かつ、当該面に形成した導体パターンは直線状に形成されているものである。この構成では、支持部材の面にかかる圧力（荷重）によって２枚の支持部材に形成した導体パターンが接触する際、その圧力の大きさに応じた接触領域の面積の変化量をあまり大きくすることができない。そのため、タッチ操作に応じて出力されるタッチ検出信号のダイナミックレンジが小さく、タッチ操作の強さを精度良く詳細に検出することが十分に行えないという課題がある。
【０００６】
また、上記のようなタッチ検出装置では、ユーザの操作強度に応じて当該装置の近傍に配置された表示器の輝度や表示色を変化させることで、ユーザに意図どおりの強さの操作入力が行われたか否かを判断させるように構成したものがある。この場合、タッチ操作を行うユーザが当該タッチ操作の強さをより直感的に把握できるようにするためには、パッドの直下など、タッチ検出装置の内側（内部）に表示器を備えることが望ましい。しかしながら、特許文献１に記載のようなセンサ構造では、タッチ検出装置の内部に表示器を設けるためのスペースを確保し難いため、表示器を設ける場合には、タッチ検出装置の外部に設けざるを得ない。
【０００７】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構造で、タッチ検出信号のダイナミックレンジを高めてタッチ操作の強度を高精度に検出でき、かつ、装置の内部に表示器を配置可能なタッチ検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明は、印刷配線基板（３０）と、前記印刷配線基板（３０）の上面（３０ａ）に形成されたタッチ検出用の固定接点パターン（ＰＴ１）と、前記印刷配線基板（３０）の前記上面（３０ａ）側に設置された操作用部材（２０）と、前記操作用部材（２０）に形成された可動接点パターン（ＰＴ２）と、を備え、前記操作用部材（２０）は、前記印刷配線基板（３０）上に固定的に設置される基部（２３）と、その下面（２１ｂ）に設けた前記可動接点パターン（ＰＴ２）が前記固定接点パターン（ＰＴ１）に対して所定の離間寸法を隔てて対向してなる可動部（２１）と、前記基部（２３）に対して前記可動部（２１）を相対移動可能に連結してなる可撓性を有する連結部（２５）とからなり、前記可動部（２１）の移動に伴い前記可動接点パターン（ＰＴ２）が前記固定接点パターン（ＰＴ１）に接触することでタッチ検出が行われるタッチ検出装置（４０）であって、前記印刷配線基板（３０）上の前記固定接点パターン（ＰＴ１）は、その中心部（Ｍ）に配設された発光体部品（３５）の側部から径方向の外側に向かって渦巻状に延びる接点パターンであって、前記可動部（２１）の前記下面（２１ｂ）は、前記固定接点パターン（ＰＴ１）の径方向に沿って前記中心部（Ｍ）に向かって該固定接点パターン（ＰＴ１）との距離が次第に大きくなるように傾斜しており、前記可動部（２１）は、前記発光体部品（３５）の発光を該可動部（２１）の上面（３１ａ）側へ導くように光透過性を有していることを特徴とする。
【０００９】
本発明にかかるタッチ検出装置によれば、印刷配線基板上の固定接点パターンをその中心部から外径側に向かって渦巻状に延びる接点パターンとしたことで、接点パターンの長手方向の延伸寸法を十分に長い寸法に設定できる。そのうえ、可動接点パターンが形成された可動部の下面を渦巻状の固定接点パターンの径方向に沿って傾斜した状態としたことで、可動部の押下操作の強さに応じて、可動接点パターンを渦巻状の固定接点パターンに対してその外径側から内径側へ順次に接触させることが可能となる。これらによって、固定接点パターンと可動接点パターンの接触の強さに応じた接触領域の面積の変化量を大きくすることができ、タッチ操作の検出値のダイナミックレンジを大きくすることができる。したがって、タッチ操作の強さを高い精度で検出可能なタッチ検出装置を構成できる。
【００１０】
また、本発明にかかるタッチ検出装置では、固定接点パターンを渦巻状の接点パターンとしたことで、同じ強さのタッチ操作であれば、可動部に対する操作位置や操作方向によらず、常に略一定の出力値を得ることが可能となる。したがって、押釦型のパッド状操作子に対するタッチ操作を検出するのに好適なタッチ検出装置を構成できる。さらに、渦巻状の固定接点パターンの中心部に発光体部品を配設し、かつ、発光体部品の発光を可動部の上面側に導くように可動部に光透過性を持たせたことで、タッチ操作に対するレスポンス状態の表示を行うための表示器をタッチ検出装置の内部である可動部の直下位置に配置することが可能となる。これにより、タッチ操作を行うユーザが当該タッチ操作の強さなどの情報をより直感的に把握できるようになる。
【００１１】
また、上記のタッチ検出装置では、発光体部品（３５）は、複数個の発光体（３５ａ，３５ｂ）を備えて構成されており、操作用部材（２０）は、光透過性を有する合成樹脂材で構成されていてよい。さらにこの場合、上記複数個の発光体として、互いの発色が異なる複数個の発光体を備えるとよい。
【００１２】
この構成によれば、複数個の発光体の発光状態を切り換えることによって、タッチ操作に対するレスポンス状態をより適切に表示することが可能となる。すなわち、例えば、検出されたタッチ操作の強さに応じて発光する発光体の個数を可変させることで、発光の強さを切り換えることができる。また、互いの発色が異なる複数の発光体を備えている場合には、検出されたタッチ操作の強さに応じて複数個の発光体の点灯を切り換えることで、発光する光の発色を可変させることができる。
【００１３】
また、上記のタッチ検出装置では、可動部（２１）の下面（２１ｂ）における発光体部品（３５）に対向する位置に形成された凹部（２１ｃ）をさらに備えるとよい。この構成によれば、可動部の下面に形成した凹部によって、操作された可動部が変位（下降）した際に発光体と干渉することを防止できるので、可動部のスムーズな動作を確保できる。また、可動部に凹部を設けたことで、可動部のフレキシビリティを高めることができるので、可動部の下面に形成した可動接点パターンの固定接点パターンに対する良好な接触状態を確保できるようになる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明にかかるタッチ検出装置によれば、簡単な構造で、タッチ検出信号のダイナミックレンジを効果的に高めることができ、かつ、装置の内部である可動部の直下位置に表示器用の発光体部品を配置できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態にかかるタッチ検出装置を備えた楽曲データ入力装置の外観構成を示す斜視図である。
【図２】楽曲データ入力装置の構成部品を示す分解斜視図である。
【図３】タッチ検出装置が備えるタッチ検出部の詳細構成を示す図で、（ａ）は、タッチ検出部の側断面図（（ｂ）のＡ−Ａ矢視に対応する断面図）、（ｂ）は、タッチ検出部における印刷配線基板の上面を示す平面図である。
【図４】可動部材の可動部をその下面側から見た斜視図である。
【図５】（ａ）は、タッチ検出部に対する操作を検出するためのタッチ検出回路の構成例を示す回路図、（ｂ）は、固定接点パターンにおける回路図中の各点及び各抵抗との対応を示す図、（ｃ）は、パッド部のストローク量（下降量）に対する出力電圧の変化を示す概略のグラフである。
【図６】タッチ操作の検出に基づいてＬＥＤ素子を発光させる手順を説明するためのフローチャートである。
【図７】楽曲データ入力装置の制御回路の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかるタッチ検出装置４０を備えた楽曲データ入力装置１の外観構成を示す斜視図である。また、図２は、楽曲データ入力装置１の構成部品を示す分解斜視図である。なお、図２では、楽曲データ入力装置１の構成部品の一部分のみを図示していると共に、各部品同士を固定するための固定構造などの図示も省略していることで、全体を簡略化した状態で図示している。図１及び図２に示す楽曲データ入力装置１は、上ケース１１及び下ケース１５からなる外装ケース１０と、外装ケース１０の内部に設置した操作用部材２０及び印刷配線基板（以下、「基板」と記す。）３０からなるタッチ検出装置４０と、補強板５０とを備えて構成されている。以下、各構成部品について詳細に説明する。
【００１７】
外装ケース１０を構成する上ケース１１及び下ケース１５は、合成樹脂材などで形成された周囲壁（外縁）を有する略長方形の平板状部材である。下ケース１５の外縁１５ａは上方に折曲形成されており、上ケース１１（枠体１２）の外縁１２ａは下方に折曲形成されている。上ケース１１と下ケース１５を上下に重ね合わせ、それらの外縁１２ａ，１５ａ同士を接合して一体化するようになっており、その内部に楽曲データ入力装置１の構成部品である操作用部材２０、基板３０、補強板５０を収容するようになっている。
【００１８】
また、図１に示すように、下ケース１５の下面側にはスタンド１７が取り付けられている。スタンド１７は、下ケース１５の下面に対して支点（図示せず）を中心に回動可能に取り付けられている。同図に示すように、スタンド１７を回動させて下ケース１５の下面に対して起こした状態とすることで、スタンド１７で下ケース１５を斜めに支持し、楽曲データ入力装置１を傾斜させた状態で設置することができる。
【００１９】
また、図２に示すように、下ケース１５の内面には、基板３０上の後述する固定接点パターンＰＴ１に対応する位置に、略円柱状の小突起１５ｂが複数形成されている。小突起１５ｂは、操作用部材２０のパッド部２１を介して指などで押圧又は打撃操作される基板３０上の固定接点パターンＰＴ１をその下面側から支持するもので、パッド部２１の打撃による基板３０の変形を防止する機能、及びタッチ出力の検出精度低下を防止するための機能を有している。
【００２０】
上ケース１１は、その外縁１２ａが下ケース１５の外縁１５ａと重なる枠体（第１上ケース）１２と、枠体１２に設けた開口部１２ｅ内に設置される略平板状のパネル板（第２上ケース）１３との２部品で構成されている。パネル板１３は、その外形が枠体１２の外形よりも一回り小さい長方形状で、枠体１２の開口部１２ｅに嵌め込んで取り付けるようになっている。また、パネル板１３には、操作用部材２０に設けた後述する各パッド部２１のパッド面２１ａを露出させるための複数の透孔（開口部）１３ｆが形成されている。
【００２１】
操作用部材２０は、合成樹脂ラバー、シリコン樹脂など合成樹脂製の凹凸を有する可撓性板状部材（弾性部材）で、基板３０上の各固定接点パターンＰＴ１の外側を囲む位置に設置される基部２３と、複数の固定接点パターンＰＴ１それぞれに対応する複数の突起状のパッド部（可動部）２１と、基部２３に対してパッド部２１を相対移動可能に連結してなる連結部２５（図３参照）とを備えている。各パッド部２１は、各固定接点パターンＰＴ１に対応する寸法及び形状の小突起からなり、その上面が指などで操作するパッド面（操作面）２１ａになっている。なお、操作用部材２０の構成については、下記のタッチ検出装置４０の説明で詳述する。
【００２２】
基板３０は、下ケース１５内に収容可能な略長方形状の外形を有する平板状の硬質基板である。基板３０上には、タッチ検出装置４０の各タッチ検出部４１用の固定接点パターンＰＴ１が形成されている。固定接点パターンＰＴ１は、基板３０上に複数が所定間隔でマトリクス状に整列配置されている。基板３０上の各固定接点パターンＰＴ１の中心部には、ＬＥＤ素子３５が実装されている。また、基板３０上の各固定接点パターンＰＴ１の外側を囲む位置には、格子状のスペーサ用パターンＰＴ３が形成されている。なお、基板３０の構成についても、下記のタッチ検出装置４０の説明で詳述する。
【００２３】
補強板５０は、下ケース１５内で基板３０の下面側に設置されている。この補強板５０は、下ケース１５内に収容可能な略長方形状の外形を有する金属製の平板状部材である。補強板５０の長手方向の両端辺５０ａ，５０ａは、上方に折り曲げられた補強部になっている。また、補強板５０における基板３０上の固定接点パターンＰＴ１及び下ケース１５の小突起１５ｂに対応する位置には、小突起１５ｂを挿通させて基板３０の各固定接点パターンＰＴ１の下面側に当接させるための透孔５３が形成されている。透孔５３は、概略Ｔ字状の外形を有している。
【００２４】
タッチ検出装置４０は、基板３０と、基板３０の上面３０ａに形成された固定接点パターンＰＴ１と、基板３０の上面３０ａ側に設置された操作用部材２０と、操作用部材２０に形成された可動接点パターンＰＴ２などを備えて構成されている。なお、本実施形態の楽音データ入力装置１には、図１に示すように、タッチ検出装置４０の各タッチ検出部４１の他に、操作スイッチ４５やロータリーエンコーダ４７など他の操作子も設けられているが、これらは、本発明とは直接関連しないので、ここではそれらの説明を省略する。
【００２５】
図３は、タッチ検出装置４０が備えるタッチ検出部４１の詳細構成を示す図で、（ａ）は、タッチ検出部４１の側断面図（（ｂ）のＡ−Ａ矢視に対応する断面図）、（ｂ）は、タッチ検出部４１における基板３０の上面３０ａを示す平面図である。また、図４は、操作用部材２０のパッド部２１をその下面２１ｂ側から見た斜視図である。以下、タッチ検出装置４０の構成について詳細に説明する。
【００２６】
図３（ａ）に示すように、操作用部材２０は、基板３０上に固定的に設置される基部２３と、基板３０の各固定接点パターンＰＴ１の上方に対向して配置されるパッド部２１と、基部２３に対してパッド部２１を相対移動可能に連結してなる可撓性を有する連結部（スカート部）２５とからなる。基部２３は、図２に示すように、略長方形状の外形を有する操作用部材２０及び基板３０の縦横辺に沿って伸びる格子状に形成されており、その下面２３ｂがスペーサ用パターンＰＴ３を介して基板３０上に載置（固定）されるようになっている。なお、基板３０上に載置された操作用部材２０の基部２３は、基板３０と上ケース１１（パネル板１３）とに挟持された状態で固定されるようになっている。また、パッド部２１は、格子状の基部２３の間（格子間の略正方形状の隙間）に収まる略立方体型の突起状で、図３（ａ）に示すように、その上面に設けた操作面２１ａが基部２３の上面２３ａよりも上方に突出した状態で設置されている。
【００２７】
また、図４に示すように、パッド部２１の下面２１ｂは、基板３０に設けた固定接点パターンＰＴ１に対応する円形に近似した形状の面になっている。そして、当該下面２１ｂには、基板３０の固定接点パターンＰＴ１に接触させるための可動接点パターンＰＴ２が形成されている。可動接点パターンＰＴ２は、導電性を有する接点パターンからなる。この可動接点パターンＰＴ２は、パッド部２１の下面２１ｂに当該可動接点パターンＰＴ２の材料である導体塗料の塗布などによって形成したものである。また、パッド部２１の下面２１ｂの中央には、基板３０上のＬＥＤ素子３５を配置するための凹部２１ｃが形成されている。凹部２１ｃは、ＬＥＤ素子３５の高さ寸法よりも大きな高さ寸法を有する略円形のドーム型の窪みからなる。また、図３（ａ）に示すように、パッド部２１の下面２１ｂ及び該下面２１ｂに形成した可動接点パターンＰＴ２は、パッド部２１の外周縁から中央の凹部２１ｃに向かってその高さ位置が次第に高くなるように、基板３０の上面３０ａに対して略円錐状に若干傾斜した状態になっている。これにより、固定接点パターンＰＴ１と可動接点パターンＰＴ２との離間寸法は、パッド部２１の下面２１ｂの径方向に沿って一定ではなく、外径側から内径側に向かって次第に増加する寸法になっている。また、基板３０上のＬＥＤ素子３５の発光がパッド部２１を透過して操作面２１ａ側に導かれるように、操作用部材２０は、透光性を有する半透明の材料で構成されている。なお、パッド部２１における凹部２１ｃと操作面２１ａとの間の位置に透光性が確保されていれば、操作面２１ａの他の部分には、表示用の塗装などが施されていてもよい。
【００２８】
操作用部材２０の連結部２５は、パッド部２１の下端近傍の外周とそれに対向する基部２３の側面とを連結している薄板状の部分である。この薄板状の連結部２５は伸縮変形が可能であって、連結部２５の伸縮変形によって、基部２３に対するパッド部２１の相対的な上下動が許容されるようになっている。
【００２９】
基板３０の上面３０ａに設けた固定接点パターンＰＴ１は、抵抗性カーボンパターン又は低抵抗導電パターンなどからなる。固定接点パターンＰＴ１は、ＬＥＤ素子３５を配置した中心部Ｍが接点パターンの無いスペースになっており、該中心部Ｍの両側それぞれから互いに逆巻きの渦巻状に延伸する第１接点パターンＰＴ１−１と第２接点パターンＰＴ１−２の２本の渦巻状接点パターンを備えて構成されている。第１接点パターンＰＴ１−１と第２接点パターンＰＴ１−２は、互いが逆向きに巻かれた渦巻状であって、中心部Ｍから径方向に沿って交互に位置するように所定間隔で並べて配置されている。
【００３０】
固定接点パターンＰＴ１の中心部Ｍのスペースに配置したＬＥＤ素子（発光体部品）３５は、緑色のＬＥＤ素子（発光体）３５ａと赤色のＬＥＤ素子（発光体）３５ｂの２個が並べて設置されている。これにより、タッチ検出部４１で検出したタッチ操作の強さに応じて、緑色のＬＥＤ素子３５ａのみ発光、緑色のＬＥＤ素子３５ａと赤色のＬＥＤ素子３５ｂの両方を発光、赤色のＬＥＤ素子３５ｂのみを発光の三段階に発光状態を切り換えることができる。なお、緑色のＬＥＤ素子３５ａと赤色のＬＥＤ素子３５ｂの両方を発光させたときは、橙色の発色となる。
【００３１】
上記の固定接点パターンＰＴ１は、基板３０の上面３０ａに導体性ペーストからなる塗料を塗布することで形成するか、あるいは、基板３０の上面３０ａにおける固定接点パターンＰＴ１を形成する部分以外の部分にマスキングを施した状態で、該基板３０を導体塗料の液中に浸漬させることで、該基板３０の上面３０ａに導体塗料を付着させて形成されている。
【００３２】
また、基板３０の上面３０ａに設けたスペーサ用パターンＰＴ３は、各固定接点パターンＰＴ１の外側を囲む複数の直線からなる格子状に形成されている。スペーサ用パターンＰＴ３は、操作用部材２０の格子状の基部２３に対応する形状及び配置になっている。このスペーサ用パターンＰＴ３は、各固定接点パターンＰＴ１の外側において、各固定接点パターンＰＴ１を囲む完全な矩形状の枠線ではなく、その一部が不規則に省かれた間欠的な状態で形成されている。
【００３３】
基板３０の上面３０ａにおける固定接点パターンＰＴ１の周囲には、図示は省略するが、固定接点パターンＰＴ１を他の回路に接続するための引出用パターン（引出配線）が配設されている。そのため、スペーサ用パターンＰＴ３は、引出用パターンを避けた位置に形成する必要がある。したがって、スペーサ用パターンＰＴ３は、上記のように矩形状の枠線に対して不規則に省かれて間欠的な状態で形成されている。
【００３４】
すなわち、図３（ｂ）に示すように、スペーサ用パターンＰＴ３は、固定接点パターンＰＴ１の外周を囲む位置において、四角（四個の角部）を有する四角形状（多角形状）に沿って形成されている。そして、四角のうち一の角部（図３（ｂ）に示す右下の角部）に対応する位置は、スペーサ用パターンＰＴ３が形成されていない間欠部になっている。この間欠部に上記の引出用パターンが配設されている。
【００３５】
ここで、上記構成のタッチ検出装置４０の動作について簡単に説明する。タッチ検出装置４０では、非動作位置（初期位置）にあるパッド部２１の操作面（タッチパッド面）２１ａが指などで押圧又は打撃操作されると、連結部２５の撓み変形によってパッド部２１が下降する。それにより、パッド部２１の下面２１ｂに設けた可動接点パターンＰＴ２が基板３０の固定接点パターンＰＴ１に接触し、固定接点パターンＰＴ１の第１接点パターンＰＴ１−１と第２接点パターンＰＴ１−２とが導通する。ここで、既述のように、固定接点パターンＰＴ１と可動接点パターンＰＴ２との離間寸法は、固定接点パターンＰＴ１の外径側から内径側に向かって次第に増加する寸法になっていることで、操作面２１ａに対する押圧操作又は打撃操作の強さに応じたパッド部２１の高さ位置の変化に伴い、可動接点パターンＰＴ２が渦巻状の固定接点パターンＰＴ１に対してその外径側から内径側へ順次に接触していくようになっている。すなわち、押圧操作又は打撃操作の強さに応じて可動接点パターンＰＴ２が固定接点パターンＰＴ１に接触する領域の大きさが変化し、固定接点パターンＰＴ１の抵抗値が変化するようになっている。
【００３６】
図５（ａ）は、タッチ検出部４１に対するタッチ操作を検出するための検出回路の構成例を示す回路図であり、同図（ｂ）は、固定接点パターンＰＴ１における回路図中の各点及び各抵抗との対応を示す図である。なお、図５（ａ）に示す検出回路は、本実施形態のタッチ検出部４１に対するタッチ操作の強さを検出可能な回路の一例であって、検出回路の構成は、同図に示すものに限定される訳ではない。図５に示すタッチ検出回路２００は、固定接点パターンＰＴ１及び可動接点パターンＰＴ２で構成されるタッチ検出部４１の回路構成と等価であるセンサ等価回路２０１を備えている。センサ等価回路２０１は、固定接点パターンＰＴ１の一方である第１接点パターンＰＴ１−１に対応する抵抗Ｒ２１と、他方である第２接点パターンＰＴ１−２に対応する抵抗Ｒ２２とを備えている。そして、固定接点パターンＰＴ１と可動接点パターンＰＴ２との接触面積及び接触圧の変化に応じて、抵抗値Ｒ２＝Ｒ２１+Ｒ２２の値が変化する。なお、図５（ａ）では、パッド部２１に対する押圧操作の強さに応じて抵抗Ｒ２１及び抵抗Ｒ２２に接触する針２０１ａ，２０１ａが移動し、該針２０１ａ，２０１ａの接触位置によって抵抗値Ｒ２１及びＲ２２が変化するように構成したものをセンサ等価回路２０１として示している。
【００３７】
このような可動接点パターンＰＴ２と固定接点パターンＰＴ１との接触面積（あるいは接触圧）の変化によって、Ｐ２の電圧Ｖ１が変化するようになっている。そして、入力電圧Ｖに対して、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２（＝Ｒ２１＋Ｒ２２）による抵抗値Ｒ＝Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）に応じた出力電圧Ｖ１が得られる。
【００３８】
なお上記では、抵抗値Ｒ２（＝Ｒ２１＋Ｒ２２）が固定接点パターンＰＴ１と可動接点パターンＰＴ２との接触面積及び接触圧に応じて変化すると記したが、それ以外にも、抵抗値Ｒ２が固定接点パターンＰＴ１と可動接点パターンＰＴ２との接触面積のみに応じて変化するようにも構成できる。そのためには、Ｒ２１及びＲ２２を高抵抗値（例えば、Ｒ２１及びＲ２２の抵抗値＝１０KΩ〜１００KΩとし、かつ、Ｒ２１＝Ｒ２２とすることが望ましい。）とし、接地側の抵抗Ｒ１をその値がＲ１≦Ｒ２１となるように設定し、さらに、可動接点パターンＰＴ２の抵抗値（図５（ａ）の回路図では、該抵抗値＝０とみなしている。）を固定接点パターンＰＴ１と比べて非常に低い抵抗値（例えば、パッド部２１が一杯にストロークする強さで押圧されたときの抵抗値＝０．１〜１００Ω程度）に設定するようにすればよい。
【００３９】
図５（ｃ）は、パッド部２１のストローク量（下降量）に対する出力電圧Ｖ１の変化を示す概略のグラフである。タッチ検出部４１では、固定接点パターンＰＴ１と可動接点パターンＰＴ２との接触が開始されるＣ点から、パッド部２１のストローク量が増加するに連れて、渦巻状の固定接点パターンＰＴ１に対する可動接点パターンＰＴ２の接触領域が順に増加してゆく。これにより、Ｐ１とＰ２の間の抵抗値Ｒ２＝Ｒ２１＋Ｒ２２が次第に小さくなってゆき、Ｖ１＝{Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）}×Ｖで表される出力電圧Ｖ１が増加してゆく。そして、固定接点パターンＰＴ１の全体に可動接点パターンＰＴ２が接触するＤ点以降は、出力電圧Ｖ１＝Ｖ（最大値）となる。
【００４０】
タッチ検出回路２００では、上記の出力電圧Ｖ１をピークホールド回路（Ｐ／Ｈ回路）２０３に入力して、ピークホールド電圧ＶＬを得る。このピークホールド電圧ＶＬを後述するＲＡＭ１０３などに取り込むことで、後述するＣＰＵ１０１がピークホールド電圧ＶＬを用いてタッチ検出部４１に対するタッチ操作の強さを判断する。また、ピークホールド電圧ＶＬが取り込まれることで、ピークホールド回路２０３には、ＣＰＵ１０１から取込終了シグナルＳＧが入力される。この取込終了シグナルＳＧの入力によってピークホールド回路２０３がリセットされる。
【００４１】
また、タッチ検出装置４０の各タッチ検出部４１では、上記のタッチ検出回路２００で検出したタッチ操作の強さに応じて、ＬＥＤ素子３５の発光状態を切り換えるように構成されている。以下、このＬＥＤ素子３５の発光状態を切り換える手順について説明する。図６は、当該手順を説明するためのフローチャートである。同図に示すフローチャートでは、まず、タッチ検出装置４０の各タッチ検出部４１に対するタッチ操作が有るか否かを判断する（ステップＳＴ１）。その結果、タッチ操作が無い場合（ＮＯ）には、タッチ操作が有るまで待機し、タッチ操作が有る場合（ＹＥＳ）には、続けて、上記のタッチ検出回路２００で検出したタッチ操作の検出電圧（ピークホールド電圧）ＶＬの値と、予め設定された電圧の三段階の閾値Ｖ０，Ｖ１，Ｖ２（ここではＶ０＜Ｖ１＜Ｖ２である。）との比較を行う（ステップＳＴ２）。
【００４２】
その結果、検出電圧ＶＬが閾値Ｖ０よりも小さい場合（ＶＬ＜Ｖ０）は、ＬＥＤ素子３５の点灯は行わない。また、検出電圧ＶＬが閾値Ｖ０以上閾値Ｖ１未満（Ｖ０≦ＶＬ＜Ｖ１）であれば、弱いタッチ操作と判断し、緑色のＬＥＤ素子３５ａのみを所定時間点灯させる（ステップＳＴ３）。これにより、パッド部２１の操作面２１ａが緑色に点灯する。また、検出電圧ＶＬが閾値Ｖ１以上閾値Ｖ２未満（Ｖ１≦ＶＬ＜Ｖ２）であれば、中程度の強さのタッチ操作であると判断し、緑色のＬＥＤ素子３５ａと赤色のＬＥＤ素子３５ｂの両方を所定時間点灯させる（ステップＳＴ４）。これにより、パッド部２１の操作面２１ａが橙色に点灯する。また、検出電圧ＶＬが閾値Ｖ２以上（Ｖ２≦ＶＬ）であれば、強いタッチ操作であると判断し、赤色のＬＥＤ素子３５ｂのみを所定時間点灯させる（ステップＳＴ５）。これにより、パッド部２１の操作面２１ａが赤色に点灯する。このようにすることで、タッチ検出部４１の操作面２１ａに対するタッチ操作の強さに応じて、該操作面２１ａの点灯色を緑色、橙色、赤色の三段階に切り換えることができる。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態のタッチ検出装置４０では、基板３０上の固定接点パターンＰＴ１をその中心部Ｍから外径側に向かって渦巻状に延びる接点パターンとしたことで、固定接点パターンＰＴ１の長手方向の延伸寸法を十分に長い寸法に設定できる。そのうえ、可動接点パターンＰＴ２が形成されたパッド部２１の下面２１ｂを渦巻状の固定接点パターンＰＴ１の径方向（隣接する固定接点パターンＰＴ１同士の離間方向）に沿って傾斜した状態としたことで、パッド部２１の押下操作の強さに応じて、可動接点パターンＰＴ２を渦巻状の固定接点パターンＰＴ１に対してその外径側から内径側へ順次に接触させることが可能となる。これらによって、固定接点パターンＰＴ１と可動接点パターンＰＴ２の接触によるタッチ操作の検出値のダイナミックレンジを大きくすることが可能となる。したがって、タッチ操作の強さを高い精度で検出可能なタッチ検出装置４０となる。
【００４４】
また、本実施形態のタッチ検出装置４０では、同じ強さのタッチ操作であれば、パッド部２１に対する操作位置や操作方向によらず、常に略一定の出力値を得ることが可能となる。したがって、押釦型のパッド状操作子に対するタッチ操作を検出するのに好適なタッチ検出装置４０を構成できる。さらに、渦巻状の固定接点パターンＰＴ１の中心部Ｍに発光体部品であるＬＥＤ素子３５を配設し、かつ、このＬＥＤ素子３５の発光をパッド面２１ａ側に導くようにパッド部２１に光透過性を持たせたことで、タッチ操作に対するレスポンス状態の表示を行うための表示器用のＬＥＤ素子３５をパッド部２１の直下に配置した構成としている。これにより、表示器用のＬＥＤ素子３５を省スペースにて効果的に配置することができる。さらに、タッチ操作を行うユーザが当該タッチ操作の強さなどの情報をより直感的に把握できるようになる。また、本実施形態のタッチ検出装置４０では、緑色のＬＥＤ素子３５ａと赤色のＬＥＤ素子３５ｂの発光状態の切り換えによってＬＥＤ素子３５の発色を可変させるようにしたことで、タッチ操作に対するレスポンス状態をより適切に表示することが可能となる。
【００４５】
また、本実施形態のタッチ検出装置４０では、パッド部２１の下面２１ｂに形成した凹部２１ｃによって、操作されたパッド部２１が下降する際に基板３０上のＬＥＤ素子３５と干渉することを防止でき、パッド部２１のスムーズな動作を確保できる。また、凹部２１ｃによってＬＥＤ素子３５の光を拡散させることができるので、パッド面２１ａの輝度を高める効果も期待できる。さらに、パッド部２１に凹部２１ｃを設けたことで、パッド部２１のフレキシビリティ（柔軟性）を高めることができるので、パッド部２１の下面２１ｂに形成した可動接点パターンＰＴ２の固定接点パターンＰＴ１に対する良好な接触状態を確保できる。
【００４６】
次に、楽曲データ入力装置１が備える制御回路の構成について説明する。図７は、楽曲データ入力装置１の制御回路の構成を示すブロック図である。同図に示すように、楽曲データ入力装置１は、マイクロプロセッサユニット（ＣＰＵ）１０１、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）１０２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３からなるマイクロコンピュータによって制御される。ＣＰＵ１０１は、楽曲データ入力装置１全体の動作を制御するものである。このＣＰＵ１０１に対して、バス１０９介してＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、検出回路１０４、表示回路１０６、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１０８がそれぞれ接続されている。
【００４７】
ＲＯＭ１０２は、ＣＰＵ１０１により実行あるいは参照される各種制御プログラムや各種データ等を格納する。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１が所定のプログラムを実行する際に発生する各種データなどを一時的に記憶するワーキングメモリとして、あるいは現在実行中のプログラムやそれに関連するデータを一時的に記憶するメモリ等として使用される。ＲＡＭ１０３の所定のアドレス領域がそれぞれの機能に割り当てられ、レジスタやフラグ、テーブル、メモリなどとして利用される。
【００４８】
操作子１０５は、各種機能付加や不付加又は設定パラメータの設定を行うもので、本実施形態の楽音データ入力装置１では、上記のタッチ検出装置４０が備える各タッチ検出部４１がこれに該当する。タッチ検出部４１はパッド状のスイッチであって、叩く操作の検出に応じて楽曲データを生成するものである。また、検出回路１０４には、図５に示すタッチ検出回路２００が含まれる。
【００４９】
通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１０８は、例えば汎用又は専用の通信ケーブル、あるいはＬＡＮやインターネット、電話回線等の有線あるいは無線の通信ネットワークに接続されており、該通信ケーブルや通信ネットワーク等を介して他のコンピュータ（図示せず）と接続され、当該コンピュータとの間で楽曲データや各種信号さらには各種情報を送受信するためのインタフェースである。こうした通信インタフェース１０８は、有線あるいは無線のものいずれかでなく双方を備えていてよい。そして、楽曲データ入力装置１のタッチ検出部４１（パッド状のスイッチ）を叩くといった押下操作をすることによって、楽曲制作ソフトウェアプログラムを起動中のコンピュータに対してドラム音色の楽曲データを入力することができる。
【００５０】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、固定接点パターンＰＴ１の中心部Ｍに設けた発光体部品であるＬＥＤ素子３５として、互いに異なる発光色のＬＥＤ素子３５ａ，３５ｂを備えた場合を示したが、これ以外にも、本発明にかかる発光体部品が備える複数の発光体としては、同色の複数個のＬＥＤ素子を備えるようにして、それらの発光する数を可変させることで、光の強さを変えるように構成することなども可能である。
【００５１】
また、上記実施形態に示したタッチ検出装置４０では、パッド部２１の下面２１ｂをその外周縁から中央の凹部２１ｃに向かってその高さ位置が次第に高くなるように傾斜させている。これに対して、パッド部の下面を傾斜させる態様としては、これ以外にもパッド部の下面が中心から外周縁に向かって径方向に沿って次第に高くなるように傾斜させることも考えられる。すなわちその場合、パッド部の下降に伴い可動接点パターンが固定接点パターンの中心側から外径側に向かって順に接触するようになる。しかしながら、そのような構成では、弱タッチのとき（パッド部の下降量が少ないとき）に固定接点パターンに対する可動接点パターンの接触が点接触状態となってしまい、接触状態が不安定で検出信号の出力にバラつきが生じ易いという問題がある。これに対して、本願発明及び上記実施形態のようにパッド部の下面をその外周縁から中央に向かって次第に高くなるように傾斜させていれば、弱タッチのときの固定接点パターンに対する可動接点パターンの接触を、可動接点パターンの外周全周での面接触状態とすることが可能となる。これにより、固定接点パターンに対する可動接点パターンの接触状態を安定させることができ、検出信号の出力にバラつきが生じることを効果的に抑制できる。
【符号の説明】
【００５２】
１・・・楽曲データ入力装置，１０・・・外装ケース，１１・・・上ケース，１２・・・枠体，１３・・・パネル板，１５・・・下ケース，２０・・・操作用部品，２１・・・パッド部（可動部），２１ａ・・・パッド面（操作面），２１ｂ・・・下面，２１ｃ・・・凹部，２３・・・基部，２５・・・連結部，３０・・・印刷配線基板（基板），３０ａ・・・上面，３５・・・ＬＥＤ素子（発光体部品），３５ａ・・・ＬＥＤ素子（緑色），３５ｂ・・・ＬＥＤ素子（赤色），４０・・・タッチ検出装置，４１・・・タッチ検出部，４５・・・操作スイッチ，４７・・・ロータリーエンコーダ，５０・・・補強板，ＰＴ１・・・固定接点パターン，ＰＴ２・・・可動接点パターン，ＰＴ３・・・スペーサ用パターン，１０４・・・検出回路，１０５・・・操作子，１０６・・・表示回路，１０８・・・通信インタフェース，１０９・・・バス，２００・・・タッチ検出回路，２０１・・・センサ等価回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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