特開 2024-27956 検出装置及び検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024027956

(43)【公開日】2024-03-01

(54)【発明の名称】検出装置及び検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01L 1/16 20060101AFI20240222BHJP

【ＦＩ】

G01L1/16 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022131187

(22)【出願日】2022-08-19

(71)【出願人】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(72)【発明者】

【氏名】加藤 隆志

(57)【要約】

【課題】押圧力の加わり方に依らずにリリース判定を精度良く実施できる検出装置及び検出方法を提供する。
【解決手段】検出装置１は、押圧力に応じた起電力を発生する圧電素子３と、起電力に基づいてタップ及びリリースの判定を行う判定部７と、を備え、圧電素子３は、タップに対応する正のタップ電圧Ｖｔを発生させた後、リリースに対応する負のリリース電圧Ｖｒを発生させ、判定部７は、リリース電圧Ｖｒの時間積分値Ｖｉを算出し、当該時間積分値Ｖｉとリリース判定閾値Ｓｉとの比較に基づいてリリース判定を行う。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

押圧力に応じた起電力を発生する圧電素子と、
前記起電力に基づいてタップ及びリリースの判定を行う判定部と、を備え、
前記圧電素子は、タップに対応する正のタップ電圧を発生させた後、リリースに対応する負のリリース電圧を発生させ、
前記判定部は、前記リリース電圧の時間積分値を算出し、当該時間積分値とリリース判定閾値との比較に基づいてリリース判定を行う検出装置。

【請求項2】

前記リリース電圧の正負を反転させる電圧反転回路を更に備え、
前記判定部は、前記電圧反転回路によって正負を反転させた後の正のリリース電圧の時間積分値を算出し、当該時間積分値とリリース判定閾値との比較に基づいてリリース判定を行う請求項１記載の検出装置。

【請求項3】

前記判定部は、前記タップ電圧の電圧値とタップ判定閾値との比較に基づいてタップ判定を行う請求項１又は２記載の検出装置。

【請求項4】

前記判定部は、前記タップ電圧のピーク電圧値に基づいて前記タップの強さを判定する請求項１又は２記載の検出装置。

【請求項5】

押圧力に応じた起電力を圧電素子によって発生させる発生ステップと、
前記起電力に基づいてタップ及びリリースの判定を行う判定ステップと、を備え、
前記発生ステップでは、タップに対応する正のタップ電圧を発生させた後、リリースに対応する負のリリース電圧を発生させ、
前記判定ステップでは、前記リリース電圧の時間積分値を算出し、当該時間積分値とリリース判定閾値との比較に基づいてリリース判定を行う検出方法。

【請求項6】

前記リリース電圧の正負を反転させる反転ステップを更に備え、
前記判定ステップでは、前記反転ステップによって正負を反転させた後の正のリリース電圧の時間積分値を算出し、当該時間積分値とリリース判定閾値との比較に基づいてリリース判定を行う請求項５記載の検出方法。

【請求項7】

前記判定ステップでは、前記タップ電圧の電圧値とタップ判定閾値との比較に基づいてタップ判定を行う請求項５又は６記載の検出方法。

【請求項8】

前記判定ステップでは、前記タップ電圧のピーク電圧値に基づいて前記タップの強さを判定する請求項５又は６記載の検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、検出装置及び検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の検出装置として、例えば特許文献１に記載の電子機器がある。この電子機器は、操作者からの入力を受け付ける操作部と、操作部に対する接触を検出する接触検出部と、操作部に対する押圧荷重の変化を検出する圧電素子と、圧電素子が第１押圧荷重の変化を検出したときに第１処理を実行する制御部とを備えている。制御部は、圧電素子が第２押圧荷重の変化を検出し、且つ、第１押圧荷重が検出されてから第２押圧荷重が検出されるまでの間に接触検出部が接触を検出し続けたとき、第２処理を実行する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第ＷＯ２０１７／１２２４６６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述のような検出装置は、圧電素子に押圧力が加わることによる歪みに応じて起電力が生じる、いわゆる圧電効果現象を利用している。すなわち、検出装置は、圧電素子が押圧力に応じた起電力を発生させ、発生した起電力と閾値とに基づいて、操作部に対する操作者の指などのタップ及びリリースを判定する。圧電素子を用いた検出装置では、タップの有無の判定に加え、タップの強さの判定が可能である。

【0005】

一方、圧電素子に加わる押圧力の態様は、タップ及びリリースの仕方によって様々である。例えば指が長押しされた場合に、圧電素子は、弱い押圧力に応じた弱い起電力を比較的長い期間にわたって発生させる。このため、押圧力の加わり方によっては起電力が閾値に届かず、リリース判定の精度が十分に得られないことが考えられる。

【0006】

本開示は、上記課題の解決のためになされたものであり、押圧力の加わり方に依らずにリリース判定を精度良く実施できる検出装置及び検出方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一側面に係る検出装置は、押圧力に応じた起電力を発生する圧電素子と、起電力に基づいてタップ及びリリースの判定を行う判定部と、を備え、圧電素子は、タップに対応する正のタップ電圧を発生させた後、リリースに対応する負のリリース電圧を発生させ、判定部は、リリース電圧の時間積分値を算出し、当該時間積分値とリリース判定閾値との比較に基づいてリリース判定を行う。

【0008】

この検出装置では、押圧力に応じて圧電素子で発生するリリース電圧の時間積分値を算出し、当該時間積分値とリリース判定閾値との比較に基づいてリリース判定を実施する。リリース電圧の時間積分値は、指が長押しされたか否かに関わらず、最終的に一定の値に到達する。したがって、この検出装置では、リリース電圧の時間積分値の最終的な到達値よりも低い値にリリース判定閾値を設定することで、押圧力の加わり方に依らずにリリース判定を精度良く実施できる。

【0009】

検出装置は、リリース電圧の正負を反転させる電圧反転回路を更に備え、判定部は、電圧反転回路によって正負を反転させた後の正のリリース電圧の時間積分値を算出し、当該時間積分値とリリース判定閾値との比較に基づいてリリース判定を行ってもよい。例えばマイクロコントローラで判定部を構成する場合、マイクロコントローラには正の電圧を入力することが好ましい。したがって、電圧反転回路によって負のリリース電圧を正のリリース電圧に変換することで、リリース電圧の時間積分値をマイクロコントローラで好適に演算することができる。

【0010】

判定部は、タップ電圧の電圧値とタップ判定閾値との比較に基づいてタップ判定を行ってもよい。この場合、判定部は、タップ電圧の時間積分値の算出を行わず、タップ電圧の電圧値とタップ判定閾値との比較に基づいてタップ判定を実施する。これにより、タップ判定を簡易な処理で実施でき、且つリリース判定を精度良く実施できる。

【0011】

判定部は、タップ電圧のピーク電圧値に基づいてタップの強さを判定してもよい。この場合、判定部は、タップ電圧の時間積分値の算出を行わず、タップ電圧のピーク電圧値に基づいてタップの強さの判定を実施する。これにより、タップの強弱を簡単な処理で実施でき、且つリリース判定を精度良く実施できる。

【0012】

本開示の一側面に係る検出方法は、押圧力に応じた起電力を圧電素子によって発生させる発生ステップと、起電力に基づいてタップ及びリリースの判定を行う判定ステップと、を備え、発生ステップでは、タップに対応する正のタップ電圧を発生させた後、リリースに対応する負のリリース電圧を発生させ、判定ステップでは、リリース電圧の時間積分値を算出し、当該時間積分値とリリース判定閾値との比較に基づいてリリース判定を行う。

【0013】

この検出方法では、押圧力に応じて圧電素子で発生するリリース電圧の時間積分値を算出し、当該時間積分値とリリース判定閾値との比較に基づいてリリース判定を実施する。リリース電圧の時間積分値は、指が長押しされたか否かに関わらず、最終的に一定の値に到達する。したがって、この検出方法では、リリース電圧の時間積分値の最終的な到達値よりも低い値にリリース判定閾値を設定することで、押圧力の加わり方に依らずにリリース判定を精度良く実施できる。

【0014】

検出方法は、リリース電圧の正負を反転させる反転ステップを更に備え、判定ステップでは、反転ステップによって正負を反転させた後の正のリリース電圧の時間積分値を算出し、当該時間積分値とリリース判定閾値との比較に基づいてリリース判定を行ってもよい。例えばマイクロコントローラを用いて判定ステップを実施する場合、マイクロコントローラには正の電圧を入力することが好ましい。したがって、負のリリース電圧を正のリリース電圧に変換することで、リリース電圧の時間積分値をマイクロコントローラで好適に演算することができる。

【0015】

判定ステップでは、タップ電圧の電圧値とタップ判定閾値との比較に基づいてタップ判定を行ってもよい。この場合、判定ステップでは、タップ電圧の時間積分値の算出を行わず、タップ電圧の電圧値とタップ判定閾値との比較に基づいてタップ判定を実施する。これにより、タップ判定を簡易な処理で実施でき、且つリリース判定を精度良く実施できる。

【0016】

判定ステップでは、タップ電圧のピーク電圧値に基づいてタップの強さを判定してもよい。この場合、判定部は、タップ電圧の時間積分値の算出を行わず、タップ電圧のピーク電圧値に基づいてタップの強さの判定を実施する。これにより、タップの強弱を簡単な処理で実施でき、且つリリース判定を精度良く実施できる。

【発明の効果】

【0017】

本開示によれば、押圧力の加わり方に依らずにリリース判定を精度良く実施できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本開示の一実施形態に係る検出装置を示す概略図である。

【図2】タップ及びリリースに対して圧電素子で発生する起電力の典型例を示す図である。

【図3】長押し入力がなされた場合に圧電素子で発生する起電力の典型例を示す図である。

【図4】図１に示した検出装置におけるタップ判定を示す図である。

【図5】リリース電圧の事前処理を示す図である。

【図6】図１に示した検出装置におけるリリース判定を示す図である。

【図7】図１に示した検出装置の動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照しながら、本開示の一側面に係る検出装置及び検出方法の好適な実施形態について詳細に説明する。

【0020】

図１は、本開示の一実施形態に係る検出装置を示す概略図である。図１に示すように、検出装置１は、ベース板２と、ベース板２の一面側に配置された圧電素子３と、圧電素子３に電気的に接続された配線部材４と、検出装置１の動作を制御する制御部５とを備えて構成されている。検出装置１では、例えば指などの接触等によってベース板２に付加される応力（ベース板２の歪み）に基づき、圧電素子３からの起電力が得られるようになっている。圧電素子３からの起電力は、配線部材４を介して制御部５に出力される。

【0021】

図１の例では、検出装置１は、外部装置（不図示）の筐体Ｋの裏面に取り付けられている。筐体Ｋは、金属製であってもよく、樹脂製であってもよい。検出装置１と筐体Ｋとの接合には、例えば両面テープ、接着剤などを用いることができる。検出装置１と筐体Ｋとの接合にあたっては、ベース板２の全面を筐体Ｋの裏面に接合してもよい。また、筐体Ｋの裏面に凹部を設け、当該凹部をベース板２で塞いた状態でベース板２の周縁部を凹部の開口縁部に接合してもよい。筐体Ｋへの接合状態において、ベース板２は、必ずしも平坦となっていなくてもよく、湾曲した状態となっていてもよい。

【0022】

ベース板２は、例えば導電性を有する金属材料によって矩形状に形成されている。ベース板２の平面形状は、例えば正方形状となっている。ベース板２は、振動板として構成されていてもよい。ベース板２の構成材料としては、例えばＮｉ－Ｆｅ合金、Ｎｉ、黄銅、ステンレス鋼などが挙げられる。ベース板２は、互いに対向する一対の主面を有している。主面の一方は、筐体Ｋの裏面に接合される面である。主面の他方は、圧電素子３が配置される面である。

【0023】

圧電素子３は、圧電素体と、一対の外部電極とを備えている。圧電素体は、厚さ方向に扁平な直方体形状をなしている。直方体形状には、角部及び稜線部が面取りされている形状、角部及び稜線部が丸められている形状も含まれる。圧電素子３は、例えば圧電素体の中心とベース板２の中心とを一致させた状態で、ベース板２の主面の他方に接合されている。圧電素子３とベース板２との接合には、例えば両面テープ、接着剤などを用いることができる。

【0024】

圧電素体は、一対の主面を有している。主面の一方は、ベース板２側を向く面である。主面の他方は、ベース板２と反対側を向く面である。一対の主面は、圧電素子３の平面視において、互いに同形状となっている。ここでは、一対の主面は、例えばベース板２よりも一辺の長さが小さい正方形状となっている。圧電素体の厚さは、例えばベース板２の厚さよりも大きくなっている。圧電素子３の平面視において、圧電素体の中心は、ベース板２の中心と一致している。また、圧電素子３の平面視において、圧電素体の各辺は、ベース板２の各辺とそれぞれ平行になっている。

【0025】

圧電素体は、内部電極を有しておらず、単層の圧電体層によって構成されている。圧電体層は、圧電材料によって構成されている。本実施形態では、圧電体層は、圧電セラミック材料によって構成されている。圧電セラミック材料としては、例えばＰＺＴ［Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３］、ＰＴ（ＰｂＴｉＯ_３）、ＰＬＺＴ［（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３］、チタン酸バリウムなどが挙げられる。圧電体層は、例えば上述した圧電セラミック材料を含むセラミックグリーンシートの焼結体によって構成されている。

【0026】

一対の外部電極は、厚さ方向に扁平な直方体形状をなしている。直方体形状には、角部及び稜線部が面取りされている形状、角部及び稜線部が丸められている形状も含まれる。一対の外部電極の厚さは、互いに同程度となっており、いずれも圧電素体の厚さに比べて十分小さくなっている。外部電極は、導電性材料によって構成されている。導電性材料としては、例えばＡｇ、Ｐｄ、Ａｇ－Ｐｄ合金などが挙げられる。外部電極は、例えば上述した導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体によって構成されている。

【0027】

配線部材４は、例えばフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）によって構成されている。配線部材４は、導体をカバー材で覆った構造を有している。導体は、例えば銅などの導電性に優れた材料によって形成されている。カバー材は、例えばポリイミド樹脂などの非導電性の樹脂によって形成されている。配線部材４の一端は、圧電素子３の一対の外部電極に対して電気的に接続されている。配線部材４の他端は、ベース板２の面内方向に引き出され、圧電素子３で生じる起電力の出力先となる制御部５に対して電気的に接続されている。

【0028】

制御部５は、物理的には、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリ、ＣＰＵ等のプロセッサ（演算回路）、通信インターフェイス、ハードディスク等の格納部を備えたコンピュータシステムによって構成されている。制御部５は、メモリに格納されるプログラムをコンピュータシステムのＣＰＵで実行することにより機能する。制御部５は、マイクロコントローラ、集積回路などによって構成されていてもよい。本実施形態では、制御部５は、マイクロコントローラによって構成されている。

【0029】

図２は、タップ及びリリースに対して圧電素子で発生する起電力の典型例を示す図である。同図に示すように、操作者の指などによって筐体Ｋのおもて面に対してタップ及びリリースがなされると、圧電素子３において押圧力に応じた起電力が発生する。典型的には、圧電素子３は、タップに対応する正のタップ電圧Ｖｔを発生させた後、リリースに対応する負のリリース電圧Ｖｒを発生させる。タップ電圧Ｖｔ及びリリース電圧Ｖｒは、例えば時間軸に対して正弦波状の波形を有している。

【0030】

このような圧電素子３からの起電力に対し、従来の手法では、図２に示すように、タップ判定に用いるタップ判定閾値Ｓｔ及びリリース判定に用いるリリース判定閾値Ｓｒを予め設定する。タップ判定閾値Ｓｔは、リリース判定閾値Ｓｒよりも大きい値に設定される場合もある。タップ電圧Ｖｔがタップ判定閾値Ｓｔを超えたタイミングでタップ判定（筐体Ｋへの指などの接触の判定）がなされ、その後、リリース電圧Ｖｒがリリース判定閾値Ｓｒを超えたタイミングでリリース判定（筐体Ｋからの指などの離間の判定）がなされる。

【0031】

一方、圧電素子３に加わる押圧力の態様は、タップ及びリリースの仕方によって様々である。例えば指が長押しされた場合、圧電素子３は、例えば図３に示すように、弱い押圧力に応じた弱いリリース電圧Ｖｒを比較的長い期間にわたって発生させる。この場合、実際には筐体Ｋから指などが離間しているにも関わらず、リリース電圧Ｖｒがリリース判定閾値Ｓｒを超えず、リリース判定が正しくなされないことが考えられる。長押しを想定してリリース判定閾値Ｓｒを単純に小さい値に設定すると、ノイズなどによってリリース電圧Ｖｒがリリース判定閾値Ｓｒを超えたと判断され、リリース判定の精度が低下してしまうことも考えられる。

【0032】

上記課題を鑑み、制御部５は、リリース電圧Ｖｒの電圧値に対してリリース判定閾値Ｓｒを設定するのではなく、リリース電圧Ｖｒの時間積分値Ｖｉ（図６参照）に対してリリース判定閾値Ｓｉを設定することで、押圧力の加わり方に依らずにリリース判定を精度良く実施できるように構成されている。以下、制御部５の構成について詳述する。

【0033】

制御部５は、図１に示すように、電圧反転回路６と、判定部７とを含んで構成されている。電圧反転回路６は、圧電素子３から出力される起電力に事前処理を施す部分である。電圧反転回路６は、例えばブリッジ回路によって構成されている。電圧反転回路６は、正の電圧が入力された場合には、そのまま正の電圧を出力し、負の電圧が入力された場合には、正負を反転させて正の電圧を出力する。すなわち、電圧反転回路６は、圧電素子３から入力される正のタップ電圧Ｖｔをそのまま判定部７に出力し（図４参照）、圧電素子３から入力される負のリリース電圧Ｖｒを正のリリース電圧Ｖｒに変換して判定部７に出力する（図５参照）。

【0034】

判定部７は、圧電素子３で発生した起電力に基づいてタップ及びリリースの判定を行う部分である。タップがなされた際、判定部７には、図４に示すように、電圧反転回路６からの正のタップ電圧Ｖｔが入力される。判定部７は、タップ判定に用いるタップ判定閾値Ｓｔを保有し、電圧反転回路６から入力される正のタップ電圧Ｖｔの電圧値とタップ判定閾値Ｓｔとの比較に基づいてタップ判定を行う。判定部７は、タップ電圧Ｖｔの電圧値がタップ判定閾値Ｓｔを超えたタイミングでタップ判定を行う。

【0035】

また、判定部７は、タップ判定の後、タップ電圧Ｖｔのピーク電圧値Ｖｔｐを取得する。判定部７は、取得したタップ電圧Ｖｔのピーク電圧値Ｖｔｐに基づいてタップの強さを判定する。ピーク電圧値Ｖｔｐは、例えばタップ電圧Ｖｔの現在値と前回検出値とを比較によって取得できる。具体的には、タップ電圧Ｖｔの現在値が前回検出値を下回ったときに、当該前回検出値をピーク電圧値Ｖｔｐとすることができる。

【0036】

リリースがなされた際、判定部７には、図５に示すように、電圧反転回路６からの正のリリース電圧Ｖｒが入力される。判定部７は、図６に示すように、リリース電圧Ｖｒの時間積分値Ｖｉを算出する。リリース電圧Ｖｒの時間積分値Ｖｉは、リリース電圧Ｖｒの入力時点から緩やかに増加し、その後、増加の傾きが大きくなる立ち上がり部分Ｖｉｋを経て再び緩やかに増加し、一定の値に到達する。指が早押しされた場合（図６のグラフＡ）は、増加の立ち上がり部分Ｖｉｋが時間的に早く出現し、指が長押しされた場合（図６のグラフＢ）は、増加の立ち上がり部分Ｖｉｋが時間的に遅く出現する。つまり、リリース電圧Ｖｒの時間積分値Ｖｉは、指が長押しされたか否かに関わらず、リリースの開始から終了までの期間の全体にわたって増加する。

【0037】

判定部７は、リリース判定に用いるリリース判定閾値Ｓｉを保有している。リリース判定閾値Ｓｉは、リリース電圧Ｖｒの時間積分値Ｖｉに対して設定された値であり、リリース電圧Ｖｒの時間積分値Ｖｉの最終的な到達値よりも低い値に設定されている。時間積分値Ｖｉの最終的な到達値は、例えば図２に示したようなリリース判定閾値Ｓｒを超えるリリース電圧Ｖｒの時間積分値Ｖｉに基づいて予め算出される。判定部７は、時間積分値Ｖｉとリリース判定閾値Ｓｉとの比較に基づいてリリース判定を行う。判定部７は、時間積分値Ｖｉがリリース判定閾値Ｓｉを超えたタイミングでリリース判定を行う。

【0038】

判定部７は、タップ判定、タップの強さの判定、及びリリース判定の結果を示す情報をそれぞれ生成し、外部装置に出力する。外部装置では、受け取った各情報に基づく処理が実行される。

【0039】

図７は、図１に示した検出装置の動作を示すフローチャートである。図７に示すように、検出装置１では、まず、タップ電圧Ｖｔの検出がなされる（ステップＳ０１）。次に、タップ電圧Ｖｔがタップ判定閾値Ｓｔを超えたか否かの判断がなされる（ステップＳ０２）。ステップＳ０２においてタップ電圧Ｖｔがタップ判定閾値Ｓｔを超えていないと判断された場合、ステップＳ０１に戻り、タップ電圧Ｖｔの検出が継続される。ステップＳ０２においてタップ電圧Ｖｔがタップ判定閾値Ｓｔを超えていないと判断された場合、タップ判定がなされる（ステップＳ０３）。

【0040】

タップ判定の後、タップ電圧Ｖｔの現在値と前回検出値との比較がなされ（ステップＳ０４）、タップ電圧Ｖｔの現在値が前回検出値を下回ったか否かの判断がなされる（ステップＳ０５）。ステップＳ０５において、タップ電圧Ｖｔの現在値が前回検出値以上であると判断された場合、タップ電圧Ｖｔがピークを迎えていないと見做され、ステップＳ０４及びステップＳ０５の処理が繰り返し実行される。ステップＳ０５において、タップ電圧Ｖｔの現在値が前回検出値を下回ったと判断された場合、タップ電圧Ｖｔがピークを迎えたと見做され、前回検出値がタップ時のピーク電圧値Ｖｔｐとして取得される（ステップＳ０６）。

【0041】

ピーク電圧値Ｖｔｐの取得の後、リリース電圧Ｖｒの検出がなされる（ステップＳ０７）。次に、リリース電圧Ｖｒの電圧の正負の反転がなされる（ステップＳ０８）。ステップＳ０８では、圧電素子３から出力された負のリリース電圧Ｖｒが正のリリース電圧Ｖｒに変換される。電圧の変換後、リリース電圧Ｖｒの時間積分値Ｖｉの演算が行われ（ステップＳ０９）、当該時間積分値Ｖｉがリリース判定閾値Ｓｒを超えたか否かの判断がなされる（ステップＳ１０）。

【0042】

ステップＳ１０において、時間積分値Ｖｉがリリース判定閾値Ｓｒを超えていないと判断された場合、ステップＳ０７に戻り、リリース電圧Ｖｒの検出が継続される。ステップＳ１０において、時間積分値Ｖｉがリリース判定閾値Ｓｒを超えたと判断された場合、リリース判定がなされ（ステップＳ１１）、処理が終了する。

【0043】

以上説明したように、検出装置１では、押圧力に応じて圧電素子３で発生するリリース電圧Ｖｒの時間積分値Ｖｉを算出し、当該時間積分値Ｖｉとリリース判定閾値Ｓｉとの比較に基づいてリリース判定を実施する。リリース電圧Ｖｒの時間積分値Ｖｉは、指が長押しされたか否かに関わらず、最終的に一定の値に到達する。したがって、検出装置１では、リリース電圧Ｖｒの時間積分値Ｖｉの最終的な到達値よりも低い値にリリース判定閾値Ｓｉを設定することで、押圧力の加わり方に依らずにリリース判定を精度良く実施できる。

【0044】

本実施形態では、検出装置１は、リリース電圧Ｖｒの正負を反転させる電圧反転回路６を備えている。そして、判定部７は、電圧反転回路６によって正負を反転させた後の正のリリース電圧Ｖｒの時間積分値Ｖｉを算出し、当該時間積分値Ｖｉとリリース判定閾値Ｓｉとの比較に基づいてリリース判定を行っている。例えばマイクロコントローラで判定部７を構成する場合、マイクロコントローラには正の電圧を入力することが好ましい。したがって、電圧反転回路６によって負のリリース電圧Ｖｒを正のリリース電圧Ｖｒに変換することで、リリース電圧Ｖｒの時間積分値Ｖｉをマイクロコントローラで好適に演算することができる。

【0045】

本実施形態では、判定部７は、タップ電圧Ｖｔの電圧値とタップ判定閾値Ｓｔとの比較に基づいてタップ判定を行っている。すなわち、判定部７は、タップ電圧Ｖｔの時間積分値の算出を行わず、タップ電圧Ｖｔの電圧値とタップ判定閾値Ｓｔとの比較に基づいてタップ判定を実施する。これにより、タップ判定を簡易な処理で実施でき、且つリリース判定を精度良く実施できる。

【0046】

本実施形態では、判定部７は、タップ電圧Ｖｔのピーク電圧値Ｖｔｐに基づいてタップの強さを判定している。すなわち、判定部７は、タップ電圧Ｖｔの時間積分値の算出を行わず、タップ電圧Ｖｔのピーク電圧値Ｖｔｐに基づいてタップの強さの判定を実施する。これにより、タップの強弱を簡単な処理で実施でき、且つリリース判定を精度良く実施できる。

【0047】

本開示は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上記実施形態では、負のリリース電圧Ｖｒを電圧反転回路６によって正のリリース電圧Ｖｒに変換した後に時間積分値Ｖｉを算出しているが、判定部７をマイクロコントローラ以外の他の演算装置で構成する場合には、電圧反転回路６の配置を省略し、負のリリース電圧Ｖｒから直接に時間積分値Ｖｉを算出してもよい。

【0048】

本開示の要旨は、以下の［１］～［８］のとおりである。
［１］押圧力に応じた起電力を発生する圧電素子と、前記起電力に基づいてタップ及びリリースの判定を行う判定部と、を備え、前記圧電素子は、タップに対応する正のタップ電圧を発生させた後、リリースに対応する負のリリース電圧を発生させ、前記判定部は、前記リリース電圧の時間積分値を算出し、当該時間積分値とリリース判定閾値との比較に基づいてリリース判定を行う検出装置。
［２］前記リリース電圧の正負を反転させる電圧反転回路を更に備え、前記判定部は、前記電圧反転回路によって正負を反転させた後の正のリリース電圧の時間積分値を算出し、当該時間積分値とリリース判定閾値との比較に基づいてリリース判定を行う［１］記載の検出装置。
［３］前記判定部は、前記タップ電圧の電圧値とタップ判定閾値との比較に基づいてタップ判定を行う［１］又は［２］記載の検出装置。
［４］前記判定部は、前記タップ電圧のピーク電圧値に基づいて前記タップの強さを判定する［１］～［３］のいずれか記載の検出装置。
［５］押圧力に応じた起電力を発生させる発生ステップと、前記起電力に基づいてタップ及びリリースの判定を行う判定ステップと、を備え、前記発生ステップでは、タップに対応する正のタップ電圧を発生させた後、リリースに対応する負のリリース電圧を発生させ、前記判定ステップでは、前記リリース電圧の時間積分値を算出し、当該時間積分値とリリース判定閾値との比較に基づいてリリース判定を行う検出方法。
［６］前記リリース電圧の正負を反転させる反転ステップを更に備え、前記判定ステップでは、前記反転ステップによって正負を反転させた後の正のリリース電圧の時間積分値を算出し、当該時間積分値とリリース判定閾値との比較に基づいてリリース判定を行う［５］記載の検出方法。
［７］前記判定ステップでは、前記タップ電圧の電圧値とタップ判定閾値との比較に基づいてタップ判定を行う［５］又は［６］記載の検出方法。
［８］前記判定ステップでは、前記タップ電圧のピーク電圧値に基づいて前記タップの強さを判定する［５］～［７］のいずれか記載の検出方法。

【符号の説明】

【0049】

１…検出装置、３…圧電素子、６…電圧反転回路、７…判定部、Ｖｔ…タップ電圧、Ｖｒ…リリース電圧、Ｖｉ…リリース電圧の時間積分値、Ｓｔ…タップ判定閾値、Ｓｉ…リリース判定閾値。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】