CN101140755A - 琴键作动装置和琴键作动控制系统 - Google Patents
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Abstract
为了实现小而且轻的用于作动琴键的琴键作动装置，该琴键是相对于框架被可转动地支承的，本发明提供一种琴键作动控制系统(7)，其包括聚合物换能器(9)，该换能器用于通过使用该换能器的变形来可转动地移动琴键(3)，其中被实质上形成为板状的所述换能器包括：聚合物膜(15)，其为绝缘体且由可弹性变形的聚合物材料制成；以及一对电极(17)，其被布置于聚合物膜的两侧表面，且换能器相应于在所述电极之间施加电压和不施加电压两种状态之间的切换而变形。
Description
技术领域
本发明涉及一种琴键作动装置和琴键作动控制系统。
本申请要求2006年9月6日提交的日本专利申请No.2006-241791的优先权，其内容在此引入作为参考。
背景技术
通常，例如声学钢琴这样的自然键盘乐器具有这样一种结构，其中，例如，当推动琴键时，通过用可旋转移动的弦槌敲击琴弦而产生自然的声音。这样的自然键盘乐器具有在琴键和弦槌之间的击弦机。击弦机经由琴键对演奏者作用特殊的反作用力(琴键的制动力)。换句话说，说自然键盘乐器具有其自身的琴键触感。
另一方面，诸如能产生电声的电键盘(electric keyboard)这样的常规的电键盘乐器具有用于使琴键返回初始位置的弹簧。常规的电键盘乐器具有这样的结构，其中演奏者操作琴键，同时在推动琴键时要抵抗弹簧的反作用力。因此，电键盘乐器的琴键的阻力通过使用弹簧的简单返回力获得且与自然键盘乐器的琴键的阻力有很大不同。
现有技术(例如，专利文献1(日本未审查专利申请，第一次公开号No.H04-204697)和专利文献2(日本已审查专利申请，第二次公开号No.H07-111631))的目的是，即使使用电键盘乐器也可以获得与具有击弦机的自然键盘乐器相同的琴键阻力。在现有技术中，提出了一种琴键作动装置，其能够通过作动琴键而在琴键上施加抵抗推力的反作用力。在现有技术中，使用一种琴键作动装置，其是螺线管式的电磁作动器。除了施加反作用力的功能外，现有技术中的键盘乐器具有自动演奏功能，其中根据与构成音乐的一系列声音相应的操作信息、通过琴键作动装置来操作琴键。
在专利文献1和2中，琴键作动装置具有螺线管式的电磁作动器。因此，具有琴键作动装置大而且重的问题。这个问题特别的重要，因为如电键盘这样的电键盘乐器具有关于便携性的强烈要求。
发明内容
本发明的构思是为了解决上述问题，且具有的目的是提供一种小而且轻的琴键作动装置和包括琴键作动装置的琴键作动控制系统。
为了解决上述问题，例如，本发明具有以下方面。
第一方面是一种琴键作动装置，其能使相对于框架被可转动地支承的琴键作动，该琴键作动装置包括聚合物换能器，用于通过使用聚合物换能器的变形来可转动地移动琴键，其中聚合物换能器实质上形成为平板状且包括：聚合物膜，其是绝缘的并由可弹性变形的聚合物材料制成；及一对电极，布置在聚合物膜的两侧表面；及换能器相应于在电极之间施加电压和不施加电压两种状态之间的转换而被变形。
通过使用上述的第一方面的琴键作动装置，如果电压被施加于起初没有施加电压的一对电极上，则聚合物换能器由于电极之间引起的静电吸引而弹性变形，而聚合物膜沿着表面方向延伸。另一方面，如果电压的施加被停止，则聚合物膜由于它本身的弹力而沿表面方向收缩。
聚合物换能器由于聚合物膜的延伸和收缩而变形或弯曲，而琴键由于这种聚合物换能器的变形和弯曲而被可转动地移动。就是说，通过使用上述琴键作动装置，可以相应于一对电极之间施加的电压的状态可转动地移动琴键。应该注意的是，用以可转动地移动琴键的作动力因一对电极之间引起的静电吸引、聚合物薄膜的弹力等而产生。
第二方面优选地是上述的琴键作动装置，进一步包括：层叠体，包括聚合物膜和电极；及平板状构件，具有比聚合物膜的弹性更高的弹性，其中层叠体被固定于平板状构件的前表面和后表面中的至少一个上。
通过使用上述的第二方面的琴键作动装置，即使聚合物薄膜具有低的弹性模量也可以保持聚合物换能器的形状，因为层叠体被固定到具有比聚合物膜的弹性模量更高的弹性模量的板状构件上。
而且，如果层叠体的电极之间施加的电压的状态被改变，其中层叠体被布置于板状构件的前侧和后侧中的一个上，则只有板状构件的前表面沿表面方向随着聚合物膜的延伸和收缩而一起延伸和收缩。换句话说，板状构件变形。因此，可以可靠地引起聚合物换能器的变形。
第三方面优选地是上述的琴键作动装置，其中聚合物膜被形成为圆柱状，在聚合物薄膜位于一对电极之间时，其中一个电极面向另一个电极，所述其中一个电极被布置在圆柱状地形成的聚合物膜的内表面上，及另一个电极被布置在圆柱状地形成的聚合物膜的外表面上且覆盖了外侧周边的一部分。
通过使用上述的第三方面的琴键作动装置，如果一对相对电极之间施加的电压的状态改变，其中这对相对电极被布置为覆盖聚合物膜的圆形边缘的一部分(例如，如图8所示，一个电极沿长度方向覆盖圆柱状聚合物膜的一部分外表面，以便覆盖该聚合物膜的圆形截面的一部分外侧边缘，而另一电极被布置于圆柱状膜的中心孔)，则只有聚合物膜的一部分圆形边缘(例如，图8中沿着箭头C方向的曲线)变形。因此，可以可靠地在形成为圆柱状的聚合物换能器上引起变形。
第四方面优选地是一种琴键作动控制系统，包括：上述的琴键作动装置；位置检测单元，检测可转动地移动中的琴键的位置；控制单元，通过控制电极之间的施加电压来使琴键作动，以便当位置检测单元检测到由于手动操作而产生的琴键的可转动移动时，在琴键的可转动移动操作的相反方向上造成换能器的反作用力。
通过使用上述的第四方面的琴键作动控制系统，如果检测到通过演奏者手指(琴键上的推动操作)作用于琴键的可转动移动操作，则琴键被作动以便通过换能器沿与琴键推动方向相反的方向可转动地移动琴键，施加逆着琴键的推动操作的反作用力。因此，甚至通过使用电子键盘乐器，也可以获得与配备有击弦机的自然键盘乐器相同的阻力。
而且，依照施加于一对电极之间的电压来控制反作用力。因此，可以精确地控制反作用力。
第五方面优选地是上述的琴键作动控制系统，其中位置检测单元包括：聚合物换能器；及测量电极之间电容的电容测量部，且控制单元基于测得的电容控制电极之间的施加电压。
在上述的琴键作动控制系统中，当琴键可转动地移动时，聚合物换能器变形且一对电极之间的间隔改变，因为聚合物膜沿表面方向的延伸或收缩。正作可转动移动的琴键的位置和电极间的间隔之间具有一定的关系。因此，可以检测可转动地移动的琴键的位置。
依照上述第一方面，可以通过使用具有简单结构的聚合物换能器可以使琴键作动，在该换能器中一对电极布置于聚合物膜的两个表面。因此，可以提供具有琴键作动装置的小而且轻的电子键盘乐器。
而且，与常规的产品相比，因为琴键作动装置由具有简单结构的聚合物换能器构成，所以用以作动琴键的琴键作动装置的结构是简单的且可以容易地降低生产琴键作动装置的成本。
依照上述的第二方面和第三方面，可以可靠地引起聚合物换能器的变形。
依照上述的第四方面，可以依照施加于一对电极之间的电压来控制逆着琴键推动操作的反作用力。因此可以精确地控制反作用力，且甚至在演奏电子键盘乐器时也可以获得与自然键盘乐器相同的阻力。
依照上述的第五方面，同一个聚合物换能器即具有琴键作动装置的功能又具有位置检测单元的功能。因此，可以减少琴键作动控制系统的构成元件的数量，且进一步降低生产琴键作动控制系统的成本。
附图说明
图1是示出本发明一实施例的琴键作动控制系统结构的结构简图。
图2是构成图1所示的琴键作动系统的聚合物换能器的截面简图。
图3是构成图2所示的聚合物换能器的聚合物膜截面图、作动控制电路和电容测量部分视图。
图4是图3所示聚合物膜的截面简图，电压施加于该聚合物膜。
图5是示出构成图1所示的琴键作动控制系统的电容测量部分的具体例子的结构简图。
图6是通过使用图1所示的琴键作动控制系统的琴键作动控制的流程图。
图7是示出本发明另一实施例的琴键作动系统的聚合物膜的结构简图。
图8是示出本发明另一实施例的琴键作动系统的聚合物换能器的结构简图。
图9是示出本发明另一实施例的琴键作动控制系统的电容测量部分的具体例子的结构简图。
图10是示出本发明另一实施例的琴键作动控制系统结构的结构简图。
图11是示出本发明另一实施例的琴键作动控制系统结构的结构简图。
图12是示出本发明另一实施例的琴键作动控制系统结构的结构简图。
图13是示出本发明另一实施例的琴键作动控制系统结构的结构简图。
具体实施例
以下，参考图1-6，对本发明的一实施例的琴键予以说明。如图1所示，琴键作动控制系统1具有当演奏者手动演奏键盘乐器时施加反作用力的功能。键盘作动控制系统1分别连接到键盘乐器的琴键3上。
键盘乐器的琴键3的后侧3b经由聚合物换能器9连接到框架5并在特定角度范围内绕一轴线可转动地移动。琴键3连接到框架5以便通过使聚合物换能器9变形、使琴键3靠着框架5沿方向A和B可转动地移动或枢转。而且，弹簧连接到琴键3以通过沿箭头A方向对琴键3施加力而使琴键3返回初始位置。应该注意的是，可以通过使用聚合物换能器9的返回力使琴键3返回初始位置。
换句话说，键盘乐器具有这样的结构：根据演奏者而在其中产生声音，演奏者推动琴键3的前侧3a的表面以使琴键3沿与方向A相反的方向(即，方向B)可转动地移动。
琴键作动控制系统1具有琴键作动装置7，用于沿可转动移动的方向作动琴键3。如图2所示，琴键作动装置7由聚合物换能器9构成，通过将聚合物膜(层叠体)11固定于板状构件13的前侧表面13a和后侧表面13b两者上而制成该换能器9。
板状构件13例如由不锈钢板制成且被构成为可以被弹性变形弯曲。板状构件13具有沿表面方向的两个端部13c和13d。端部13c被固定到键盘乐器的框架5，而端部13d被固定到琴键3。应该注意的是，板状构件13的弹性模量高于后文所述的弹性体膜(聚合物膜)15的弹性模量，该弹性体膜15构成聚合物膜11。
聚合物膜11通过交替层叠电极17和弹性体膜15形成为大致板状形状，其形成方式为一对电极17布置于弹性体膜(聚合物膜)15的两表面上，该弹性体膜(聚合物膜)15为绝缘体，经弹性变形(可弹性变形)且由聚合物材料制成。
弹性体膜15例如由诸如硅树脂和丙烯酸聚合物这样的聚合物材料成形而获得，通过使用旋转涂覆机(spin-coater)其具有大体为50μm的厚度。而且，电极17例如由通过在弹性体膜15的两表面上喷射包括碳微粒的溶剂而形成。
如图3所示，作动控制电路19连接到聚合物膜11，该作动控制电路19在与弹性体膜15结合的一对电极17之间施加电压。作动控制电路19操作，以便在一对电极17之间实现施加电压和不施加电压两种状态之间的切换。
当没有电压施加于一对电极17之间时，由上述方式构成的聚合物膜11处于初始状态，在这种状态下弹性体膜15沿它的表面方向收缩。在该初始状态下，如图4所示，如果电压施加于一对电极17之间，则因为弹性体膜15由于一对电极17之间的静电吸引而沿厚度方向受到挤压，所以弹性体膜15弹性地变形并沿表面方向延伸。而且，在这种延伸状态下，如图3所示，如果施加在一对电极17之间的电压停止，则弹性体膜15沿表面方向收缩，也就是说，弹性体膜15回到了初始状态。
应该注意的是，如果施加于一对电极17之间的电压较大，则上述弹性体膜15沿表面方向的延伸量也较大。而且，聚合物膜11具有这样的特性：聚合物膜11对于一对电极17之间电压的施加和停止之间的切换相应的延伸和收缩具有快响应速度。
如图2所示，具有上述结构的聚合物膜11被固定于板状构件13的前侧表面13a和/或后侧表面13b上同时是电绝缘的。应该注意的是，如图中所述的例子，可以将聚合物膜11固定到被形成为平板状的板状构件13上。而且，可以预先将板状构件13形成为弯曲形状并将聚合物膜11固定到板状构件13上。此外，可以以弹性体膜15沿从边缘13c到端部13d的方向弹性延伸的方式将聚合物膜11固定到前侧表面13a和后侧表面13b两者之一上。
关于具有上述结构的聚合物换能器9，例如，如果电压只施加于布置在板状构件13后侧表面13b上的一对电极17之间，则只有板状构件13的后侧表面13b随着弹性体膜15的延伸而沿着表面方向延伸。因此，在板状构件13上产生弹性变形，且端部13d相对于板状构件13的端部13c沿方向A可转动地移动。当施加于电极17之间的电压停止时，板状构件13的端部13d由于弹性体膜15和板状构件13的弹力而沿方向B可转动地移动。
而且，例如，如果电压只施加于布置在板状构件13前侧表面13a的一对电极17之间，则只有板状构件13的前侧表面13a随着弹性体膜15的延伸而沿着表面方向延伸。因此，板状构件13上产生变形，且端部13d相对于板状构件13的端部13c沿方向B可转动地移动。当施加于电极17之间的电压停止时，板状构件13的端部13d由于弹性体膜15和板状构件13的弹力而沿方向A可转动地移动。
换句话说，聚合物换能器9具有这样的结构：聚合物换能器9根据弹性体膜15的延伸和收缩而变形，所述延伸和收缩是响应一对电极17之间施加的电压的切换而引起的。这种变形可以使琴键3沿方向A和方向B可转动地移动。应该注意的是，如果施加于电极17之间的电压较大，则用于可转动移动琴键3的作动力也较大。而且，如果施加于电极17之间的电压较小，则用于可转动移动琴键3的作动力也较小。
而且，如图1和3所示，琴键作动控制系统具有电容测量部分21，用以测量一对电极17之间的电容。
例如，如图5所示，电容测量部分21这样构成，其包括：产生100kHz交流电流的振荡器23；只能通过100kHz电流的带通滤波器25；串联到一对电极17上的电抗27；以及电压测量部分29，其当交流电流施加于电抗27时测量电抗27的电压。应该注意的是，一对上述电极17连接到用于施加电压的作动控制电路19。为了防止由于振荡器23的交流电流而对作动控制电路19的操作造成的负面影响，在作动控制电路19和一对电极17之间设置能消除100kHz交流电流的线圈31。而且，通过使用带通滤波器25，可防止作动控制电路19的电流施加到电容测量部分21内部的电路。
换句话说，电容测量部分21被构成为测量一对电极17之间的电容作为电压。
如上所述，聚合物换能器9响应琴键3的可转动移动而变形。当聚合物换能器9变形时，由于弹性体膜15沿表面方向延伸或收缩，所以一对电极17之间的间隙被改变。因此，正作可转动移动的琴键3的位置与一对电极17间的间隙之间存在一定关系，且可以根据使用电容测量部分21得到的电极17之间的电容测量结果来检测正作可转动移动的琴键3的位置。也就是说，用于检测可转动移动琴键3的位置的位置检测单元33由聚合物换能器9和电容测量部分21构成。
而且，如图1所示，琴键作动系统1包括：存储器35，用以记录位置检测单元33的检测结果和存储通过使琴键3的阻力模式化而获得的多个阻力表；及阻力选择器37，用于选择存储在存储器35中的阻力表。
在每一个阻力表中，琴键3的可转动移动操作与施加到琴键3的反作用力对应。存储在阻力表中的反作用力相关于聚合物换能器9和弹簧的弹力来确定和设置。在这里，由作动控制电路19基于琴键3的位置来计算出的琴键3的速度、琴键3的加速度等表示琴键3的可转动移动操作。
反作用力被设置在阻力表中，以便获得诸如声学钢琴和管风琴这样的自然键盘乐器的阻力，除了上述阻力表，应该注意的是可以提供各种类型的阻力表，如设置施加到琴键的较小的反作用力的表。
应该注意的是，阻力选择器37选择对应于琴键3的阻力表。换句话说，例如，如果两个或者更多的演奏者同时演奏同一个键盘乐器，就是说，例如，四只手，则可以通过使用阻力选择器37、根据每一个演奏者的喜好选择适当的阻力表。
而且，上述作动控制电路19以这样的方式构成：当位置检测单元33检测到琴键3被手动地且可转动地移动时，作动控制电路19计算琴键3的可转动地移动操作，基于记录在预先确定的阻力表中与琴键3的可转动移动操作相对应的反作用力在聚合物换能器9中的电极17之间施加电压，以及控制所施加的电压以调整作动力至上述反作用力。
换句话说，上述作动电路19和存储器构成控制单元39，当位置检测单元33检测到琴键3的可转动移动时，该控制单元39基于正作可转动移动的琴键3的位置控制施加于电极17之间的电压，以便产生与琴键3的可转动移动操作方向相反的聚合物换能器的反作用力。应该注意的是，在本实施例中，控制单元39基于电容测量部分21测量的电容控制上述被施加的电压。
接下来，对如上述构成的琴键作动控制系统的操作进行说明。
首先，演奏者通过操作阻力选择器37选择表示优选阻力模式的阻力表。在这种状态下，如图6所示，控制单元39基于位置检测单元33的检测结果来检测琴键3是否手动地且可转动地沿方向B移动(琴键的推动操作)(步骤S1)。
如果在步骤S1检测到琴键被推动，则控制单元39基于正作可转动移动的琴键3的位置计算琴键3的可转动地移动操作，如速度和加速度(步骤S2)。接下来，控制单元39参考阻力表并计算适于琴键3的可转动移动操作的反作用力(步骤S3)。此后，控制单元39控制施加于聚合物换能器9的电极17之间的电压，以便调整依照作动控制电路19引起的琴键3的作动力，以使其与上述的反作用力相同(步骤S4)。琴键3因所施加的电压而沿方向A被作动。
步骤S4之后，基于位置检测单元33的检测结果，判断琴键上的手动推动操作是否结束(步骤5)。这里，琴键上的推动操作的结束是通过检查琴键3是否已经回到初始位置来判断的，在推动操作之前琴键3处于该初始位置。如果在步骤S5确定琴键上的推动操作没有结束，则重复步骤S2的操作且继续琴键3的作动控制。如果在步骤5判断琴键上的推动操作已经结束，则通过琴键作动控制系统1的琴键3的作动控制完成。
应该注意的是，根据上述实施例可以获得较优的效果。
通过使用上述琴键作动控制系统1所包括的琴键作动装置7，琴键3被聚合物换能器9作动，该聚合物换能器9具有一种简单的结构，其中一对电极17布置于弹性体膜15的两面。因此，可以使琴键作动装置7轻而小。
而且，琴键作动装置7由具有简单结构的聚合物换能器9构成。因此，与现有的琴键作动装置相比，可以将更简单的结构应用于琴键作动装置7，且可以降低生产琴键作动装置7的生产成本。
而且，聚合物换能器9通过将聚合物膜11固定于板状构件13上而构成，其中板状构件13的弹性模量高于弹性体膜15的弹性模量。因此，即使弹性体膜15的弹性模量较低，也可以保持聚合物换能器9的形状。
而且，聚合物换能器9由聚合物膜11和板状构件13构成。因此，可以可靠地引起聚合物换能器9的变形。
而且，通过使用上述的琴键作动控制系统1，当检测到琴键上的推动操时，琴键3被聚合物换能器9作动，以便沿与推动方向(方向B)相反的方向(方向A)可转动地移动，以及施加与在琴键上的推动操作相反的反作用力。因此，甚至通过使用电子键盘乐器，也可以获得与设置有击弦机的自然键盘乐器相同的触感。
而且，依照电极17之间施加的电压，对与琴键上的推动操作相反的反作用力进行控制。因此，可以准确地控制反作用力，甚至当演奏电子键盘乐器时也可以获得与自然键盘乐器相同的触感。
而且，同一个聚合物换能器9具有琴键作动装置7和位置检测单元33两种功能。因此，可以减少琴键作动控制系统1的构成元件的数量和进一步降低生产琴键作动控制系统1的成本。
而且，依照上述琴键作动控制系统1，可以通过使用阻力选择器37选择各种类型的阻力表。因此，例如，从不能以足够的力量操作琴键的儿童到熟练的演奏者，对于每个演奏者来说都可以在应用优选阻力的同时来演奏电子键盘乐器。
应该注意的是，上述实施例并非是一种限制而可以进行如下修改和改变。
应该注意的是，除了在手动操作时施加反作用之外，例如，还可以将上述实施例的琴键作动控制系统1用于自动操作。在该情况下，例如，可以将用于自动操作的音乐数据存储于储存器35中。这里，表示演奏信息的上述音乐数据包括构成音乐的一系列音乐声音。当进行自动演奏时，音乐数据被读取并输出到作动控制电路19，且通过琴键作动装置7、依照音乐来作动琴键。在该情况下，琴键作动装置7引起的琴键3的作动方向与琴键的推动方向(方向B)相同。
在上面的描述中，构成聚合物换能器9的聚合物膜11被固定到板状构件13的前侧表面13a和后侧表面13b。然而，不局限于此。根据被琴键作动装置7所作动的琴键3的方向，可以将聚合物膜11固定到板状构件13的前侧表面13a和后侧表面13b中的至少一个之上。
而且，在上述描述中，固定到板状构件13的前侧表面13a和/或后侧表面13b上的聚合物膜11可通过交替层叠多个弹性体膜15和多个电极17来构成。然而，并不局限于此。例如，如图7所示，聚合物膜(层叠体)41可以通过在单元43之间布置由绝缘材料制成的绝缘膜45而构成，其中单元43是通过在一个弹性体膜15的两侧布置一对电极17而制成的。
而且，聚合物膜11和41的构成不局限于包括多个弹性体膜15和多个电极17的结构。聚合物膜11和41可以最少由一个两侧设置有一对电极17的弹性体膜15构成。应该注意的是，为了获得足够的力量用于使板状构件13变形和用于可转动地移动琴键3，优选的是应用如上述实施例和构成所示的、包含多个弹性体膜15和电极17的结构。举具体例子来说，优选的是层叠30-40层弹性体膜15。
而且，在上述实施例中，聚合物换能器9由聚合物膜11和板状构件13两者构成。然而，不局限于此。例如，如图8所示，聚合物换能器51可以只由聚合物膜53构成。至于聚合物膜53，弹性体膜(聚合物膜)55形成为圆柱形，而作为阳极或阴极之一的电极57布置于弹性体膜55的整个内表面55a上。而且，作为电极57的相反端的多个(如图所示例子中为3个)电极59A-59C布置在外表面55b上。换句话说，作为阳极/阴极的电极57和作为电极57的相反端的电极59A-59C是对面的，同时弹性体膜55在宽度方向上处于两种电极之间。应该注意的是，作为电极57的相反端的电极59A-59C布置于外表面55b上以便获得沿弹性体膜55周缘方向的间隙。
至于具有上述构成的聚合物换能器51，例如，如果在作为阳极/阴极的电极57和相反电极59A之间切换电压(在施加电压和停止施加电压之间的切换)，则只有沿着弹性体膜55周缘的一部分延伸或收缩，其中该相反电极59A布置于沿弹性体膜55周缘的一部分上以便与电极57面对。因此，可以在形成为圆柱状的聚合物换能器51上引起沿方向C的变形。
至于具有上述结构的聚合物换能器51，作为电极57的相反端的三个电极59A-59C被布置于外表面55b的周缘上，且三个电极59A-59C之间具有间隙。然而，应该注意的是并不局限于此。例如，可以设置作为电极57的相反端的两个电极，以将弹性体膜55置于电极57和所述两个电极之间，或可以只在弹性体膜55的周缘的一部分上设置作为电极57的相反端的一个电极。
而且，在上述结构中，电容测量部分21提供振荡器23、带通滤波器25、电抗27和电压测量部分29。然而，不局限于此。可以应用任何其他结构，只要可以测量构成聚合物换能器9的一对电极17之间的电容即可。
例如，如图9所示，电容测量部分61可以具有这样的结构，包括：连接到一对电极17上的LC振荡器63；和用于测量由LC振荡器63产生的频率的频率计数器65。这里，LC振荡器63被构成为产生谐振频率，其中该谐振频率是依照LC振荡器63内部设置的线圈的电感和一对电极17之间的电容而确定。在应用这个结构的情况下，一对电极17之间的电容根据正作可转动移动的琴键3的位置而改变。因此，可以基于通过使用频率计数器65测得的上述谐振频率来检测正作可转动移动的琴键3的位置。
而且，聚合物换能器9设置于琴键3和框架5之间，以便连接琴键3和框架5。然而，不局限于此。可以将聚合物换能器9设置于任何一个位置，只要琴键3依照聚合物换能器9的变形而被可转动地移动即可。因此，例如，如图10所示，可以将聚合物换能器71设置为具有固定于框架5的一个端部71a和与琴键3的后侧接触的另一个端部71b。在上述结构中，如图中的例子所示，可以相对于框架5可转动地连接琴键3，同时具有作为支轴F1的后端3b。另一方面，可以将琴键3的后端3b直接连接到框架5，以便根据琴键3的后端3b的变形可转动地移动琴键3。
应该注意的是，在应用这种结构的情况下，如果键盘乐器自动地操作，优选的是将聚合物换能器71的端部71b固定到琴键3的后侧表面上，因为需要通过使用聚合物换能器71沿方向B拉动琴键3。
而且，在上述实施例中，琴键作动装置7和位置检测单元33两者都由同一聚合物换能器9构成。然而，并不局限于此。例如，如图11所示，可以通过应用聚合物换能器9和聚合物换能器71分别构成琴键作动装置7和位置检测单元33。
换句话说，如图中的例子所示，可以在通过接触琴键3后侧表面的聚合物换能器71使琴键3可转动地移动的同时，通过使用将琴键3连接于框架5的聚合物换能器9来检测可转动移动的琴键3的位置。相反地，可以在通过使用聚合物换能器71来检测可转动地移动的琴键3的位置的同时，通过使用聚合物换能器9来作动琴键3。
而且，在上述实施例中，位置检测单元33由聚合物换能器9和电容测量部分21构成。然而，并不局限于此，可以应用任何一种结构，只要可以测量正作可转动移动的琴键3的位置即可。因此，可以由诸如光学传感器、磁性(magneto-metric)传感器和应变计构成位置检测单元33。
如果使用应变计，例如，如图12所示，则可以将应变计(位置检测单元)81固定于将琴键3连接到框架5的聚合物换能器9上。而且，例如，如图13所示，在琴键3的后端3b被直接固定到框架5以便根据琴键3的后端3b的变形使琴键3可转动地移动的情况下，可以将应变计81固定于琴键3的后端3b。
虽然上文描述和说明了本发明的优选实施例，应该理解的是这些实施例是本发明的示范而不应视为限制。在不背离本发明的精神和范围内，可以进行增加、省略和代替等修改。据此，本发明不应视为受限于前面的描述，而仅由所附的权利要求的范围限制。
Claims (5)
1.一种琴键作动装置，其能使相对于框架被可转动地支承的琴键作动，该琴键作动装置包括聚合物换能器，用于通过使用聚合物换能器的变形来可转动地移动琴键，其中
聚合物换能器实质上形成为平板状且包括：
聚合物膜，其是绝缘的并由可弹性变形的聚合物材料制成；及
一对电极，布置在聚合物膜的两侧表面；及
换能器相应于在电极之间施加电压和不施加电压两种状态之间的转换而被变形。
2.如权利要求1所述的琴键作动装置，进一步包括：
层叠体，包括聚合物膜和电极；及
平板状构件，具有比聚合物膜的弹性更高的弹性，其中
层叠体被固定于平板状构件的前表面和后表面中的至少一个上。
3.如权利要求1所述的琴键作动装置，其中
聚合物膜被形成为圆柱状，
在聚合物薄膜位于一对电极之间时，其中一个电极面向另一个电极，所述其中一个电极被布置在圆柱状地形成的聚合物膜的内表面上，及
另一个电极被布置在圆柱状地形成的聚合物膜的外表面上且覆盖了外侧周边的一部分。
4.一种琴键作动控制系统，包括：
如权利要求1所述的琴键作动装置；
位置检测单元，检测可转动地移动中的琴键的位置；
控制单元，通过控制电极之间的施加电压来使琴键作动，以便当位置检测单元检测到由于手动操作而产生的琴键的可转动移动时，在琴键的可转动移动操作的相反方向上造成换能器的反作用力。
5.如权利要求4所述的琴键作动控制系统，其中
位置检测单元包括：
聚合物换能器；及
测量电极之间的电容的电容测量部，且
控制单元基于测得的电容控制电极之间的施加电压。
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