CN108604442A - 检测装置、键盘乐器、检测方法以及程序 - Google Patents

检测装置、键盘乐器、检测方法以及程序 Download PDF

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Abstract

检测装置具备：动作检测部，包含多个发光部和多个受光部，并根据与所述多个发光部的任一个和所述多个受光部的任一个的不同的组合对应的移动体的动作，改变与该移动体对应的组合所涉及的受光部的受光等级；发光控制部，通过驱动信号的供给而使所述多个发光部的各个按每发光期间依次发光，并在该发光期间内的多个单位期间的各个中使所述驱动信号的信号等级不同；以及检测值选择部，关于所述多个受光部的各个，按每个所述发光期间选择所述发光期间内的所述多个单位期间的任一个中的受光等级作为检测值。

Description

检测装置、键盘乐器、检测方法以及程序
技术领域
本发明涉及用于检测键盘乐器的按键等多个移动体的动作的技术。
背景技术
在用于以光学方式检测键盘乐器的按键等移动体的动作的检测装置中，制造误差或者常年变化引起的受光元件或者发光元件的特性误差成为问题。在专利文献1中，公开了基于通过多个发光部的各个和多个受光部的各个的组合来检测多个操作件的动作的结构，而调整每个发光部的发光等级和每个受光部的受光等级的技术。在专利文献1的技术中，决定各发光部的发光等级使得多个受光部中的任一个的输出信号都不超过规定的阈值，另一方面，从将对应于受光部的受光等级的电压进行了分压的多个受光信号中，基于特定的发光等级来选择低于阈值的最大的受光信号作为输出信号。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2005-195794号公报
发明内容
发明所要解决的课题
如专利文献1的技术所示，即使按每个发光部将发光等级调整为特定的数值，也不能够补偿1个发光部发光时的每个受光部的受光等级的误差。从降低每个受光部的受光等级的误差的角度出发，在专利文献1的技术中，采用选择根据各受光部的受光等级而并行地生成的多个受光信号中的任一个的结构。但是，在以上的结构中，由于需要通过与受光部的受光等级对应的电压的分压而生成多个受光信号的分压电路(多个电阻元件的阵列)和用于从多个受光信号中按每次发光部发光而依次选择1个受光信号的集成电路(多路扫描器(Multiplexer))，所以存在装置结构复杂化的问题。考虑以上情况，本发明的目的在于，抑制装置结构的复杂化，并且高精度地检测多个移动体的动作。
用于解决课题的手段
为了解决以上课题，本发明的优选的方式的检测装置，具备：动作检测部，包含多个发光部和多个受光部，并根据与所述多个发光部的任一个和所述多个受光部的任一个的不同的组合对应的移动体的动作，改变与该移动体对应的组合所涉及的受光部的受光等级；发光控制部，通过驱动信号的供给而使所述多个发光部的各个按每发光期间依次发光，并在该发光期间内的多个单位期间的各个中使所述驱动信号的信号等级不同；以及检测值选择部，关于所述多个受光部的各个，按每个所述发光期间选择所述发光期间内的所述多个单位期间的任一个中的受光等级作为检测值。
本发明的优选的方式的键盘乐器，具备多个按键和检测所述多个按键的各个的动作的检测装置，所述检测装置包含：动作检测部，包含多个发光部和多个受光部，并根据与所述多个发光部的任一个和所述多个受光部的任一个的不同的组合对应的所述按键的动作，改变与该按键对应的组合所涉及的受光部的受光等级；发光控制部，通过驱动信号的供给而使所述多个发光部的各个按每发光期间依次发光，并在该发光期间内的多个单位期间的各个中使所述驱动信号的信号等级互不相同；以及检测值选择部，关于所述多个受光部的各个，按每个所述发光期间选择所述发光期间内的所述多个单位期间的任一个中的受光等级作为检测值。
本发明的优选的方式的程序，使能够控制动作检测部的计算机执行处理，所述动作检测部包含多个发光部和多个受光部，并根据与所述多个发光部的任一个和所述多个受光部的任一个的不同的组合对应的移动体的动作，改变与该移动体对应的组合所涉及的受光部的受光等级，所述处理是：发光控制处理，通过驱动信号的供给而使所述多个发光部的各个按每发光期间依次发光，并在该发光期间内的多个单位期间的各个中使所述驱动信号的信号等级互不相同；以及检测值选择处理，关于所述多个受光部的各个，按每个所述发光期间选择所述发光期间内的所述多个单位期间的任一个中的受光等级作为检测值。
本发明的优选的方式所涉及的检测方法，在能够控制包含多个发光部和多个受光部，并根据与所述多个发光部的任一个和所述多个受光部的任一个的不同的组合对应的移动体的动作，改变与该移动体对应的组合所涉及的受光部的受光等级的动作检测部的计算机中，通过驱动信号的供给而使所述多个发光部的各个按每发光期间依次发光，并在该发光期间内的多个单位期间的各个中使所述驱动信号的信号等级互不相同，关于所述多个受光部的各个，按每个所述发光期间选择所述发光期间内的所述多个单位期间的任一个中的受光等级作为检测值。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式中的键盘乐器的结构图。
图2是本发明的第一实施方式中的检测装置的结构图。
图3是检测部的示意图。
图4是着眼于控制装置的功能的检测装置的结构图。
图5是发光控制部的动作的说明图。
图6是检测控制处理的流程图。
图7是检测控制处理中的信号等级的设定的说明图。
图8是动作检测处理的流程图。
图9是第二实施方式中的受光等级的生成的说明图。
图10是第三实施方式中的检测装置的结构图。
具体实施方式
<第一实施方式>
图1是本发明的第一实施方式所涉及的键盘乐器200的结构图。如图1所例示，第一实施方式的键盘乐器200具备键盘210和检测装置100。键盘210包含具有白键以及黑键的多个(例如88个)按键30而构成。
图2是本发明的第一实施方式的检测装置100的结构图。第一实施方式的检测装置100是用于键盘乐器200并以光学方式检测多个按键30的各个的动作的传感器。如图2所例示，第一实施方式的检测装置100具备控制装置12、存储装置14、动作检测部16、A/D变换器18、音源电路20、以及放音设备22。
控制装置12例如由CPU(中央处理单元(Central Processing Unit))或者FPGA(现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array))等处理电路实现，统筹地控制检测装置100的各要素。存储装置14存储控制装置12执行的程序和控制装置12使用的各种数据。例如可以使用半导体记录介质或者磁记录介质等公知的记录介质，或者多种记录介质的组合作为存储装置14。
动作检测部16是检测键盘乐器200的各按键30的动作(具体而言是演奏者按键时的各按键30的位移)的要素，具备多个(M个)发光部E1～EM和多个(N个)受光部R1～RN(M以及N为2以上的自然数)。任意1个发光部Em(m＝1～M)包含例如LED(发光二极管(LightEmitting Diode))等发光元件而构成，并通过驱动信号Zm的供给而发射光(以下称为“检测光”)。任意1个受光部Rn(n＝1～N)包含例如光电二极管等受光元件而构成，并生成与受光等级对应的检测信号Qn。
M个发光部E1～EM和N个受光部R1～RN构成纵向M行×横向N列(例如纵向12行×横向8列)的传感器矩阵，并且与任意1个发光部Em和任意1个受光部Rn的组合对应地配置检测部Dm,n。各检测部Dm,n与键盘210的不同的按键30对应。另外，各检测部Dm,n和各按键30的对应关系是任意的。此外，在图2中，关于各发光部Em和各受光部Rn的全部组合都简便地图示了检测部Dm,n，但实际上也存在没有配置检测部Dm,n的组合。
图3是例示了任意1个检测部Dm,n的示意图。如图3所例示，任意1个检测部Dm,n是具备发光路径162、导光体164、导光体166、受光路径168、以及遮光体32的传感头(sensorhead)。发光路径162以及受光路径168是检测光传播的路径，例如包含光纤而构成。从发光部Em出射的检测光，在发光路径162上传播而到达导光体164，通过在导光体164内部的反射而出射至导光体166侧。从导光体164入射到导光体166的检测光，通过在导光体166内部的反射而入射至受光路径168，并在受光路径168上传播而到达受光部Rn。遮光体32例如是被固定在键盘乐器200的各按键30的底面上的遮光性的挡板(shutter)，与使用者的按键动作联动而在导光体164和导光体166之间移动。因此，各受光部Rn的受光等级(检测信号QN的信号等级)根据各按键30的位置(即按键状态)而变动。
在与动作检测部16的第m行对应的N个检测部Dm,1～Dm,n的各个的发光路径162，从第m个的1个发光部Em出射的检测光共通地被供给，并且通过了与动作检测部16的第n列对应的M个检测部D1,n～Dm,n的各个的受光路径168的检测光通过第n个的1个受光部Rn而被受光。因此，通过检测任意1个发光部Em发光时的N个受光部R1～RN的各个的受光等级，能够检测与发光部Em和各受光部Rn的组合对应的各按键30的动作(检测部Dm,n的状态)。另外，例如特开平9-152871号公报所公开的，也可以采用由多个受光部Rn接受从1个发光部Em出射的检测光的结构、或者由1个受光部Rn接受从多个发光部Em出射的检测光的结构。
图2的A/D变换器18将N个受光部R1～RN的各个生成的模拟的检测信号Qn变换为数字数据(以下称为“受光等级”)L。控制装置12根据由A/D变换器18变换后的受光等级L的时间序列来解析各按键30的状态，并根据受光等级L的解析结果而生成在时间序列中指定与各按键30对应的乐音的放音/消音和强度的演奏数据。将演奏数据存储到存储装置14。即，存储使用者进行的键盘乐器200的演奏。图2的音源电路20生成由演奏数据指定的演奏音的声音信号。通过向放音设备22(扬声器或者耳机)供给音源电路20生成的声音信号，再生由演奏数据指定的演奏音。另外，驱动机构(例如螺线管(solenoid))还能够通过根据演奏数据来驱动各按键30从而实现键盘乐器200的自动演奏。此外，控制装置12也能够实现音源电路20的功能。
图4是着眼于控制装置12的功能的检测装置100的结构图。如图4所例示，第一实施方式的控制装置12通过执行被存储在存储装置14中的程序，从而作为用于控制动作检测部16的多个要素(发光控制部42、检测值选择部44、以及检测控制部46)而发挥功能。另外，还采用将控制装置12的功能分散在多个装置中的结构或者由专用的电子电路来实现控制装置12的功能的一部分的结构。
发光控制部42使动作检测部16的M个发光部E1～EM的各个依次发光。图5是发光控制部42进行的各发光部Em的控制的说明图。如图5所例示，在检测键盘乐器200的各按键30的动作的处理(以下称为“动作检测处理”)SB中，发光控制部42使M个发光部E1～EM的各个按每发光期间PEm依次发光。使M个发光部E1～EM的各个依次发光的动作按每规定的周期(以下称为“检测周期”)P反复进行。检测周期P的时长约为1msec，发光期间PEm的时长约为80μsec(≈1/M)。第一实施方式的发光控制部42通过在各检测周期P内的M个发光期间PE1～PEM中的第m个发光期间PEm向发光部Em供给驱动信号Zm而使该发光部Em发光。驱动信号Zm是使发光部Em发光的电流信号。
如图5所例示，任意1个发光期间PEm包含单位期间U1和单位期间U2。例如，单位期间U1为发光期间PEm的前半期间，单位期间U2为发光期间PEm的后半期间。第一实施方式的发光控制部42在各发光期间PEm的单位期间U1和单位期间U2使发光部Em的发光等级不同。具体而言，发光控制部42通过使供给至发光部Em的驱动信号Zm的信号等级(具体而言是电流量)在单位期间U1和单位期间U2不同而使发光部Em的发光等级在发光期间PEm内变动。如图5所例示，单位期间U1中的驱动信号Zm的信号等级X1m低于单位期间U2中的驱动信号Zm的信号等级X2m。因此，在发光期间PEm内发光部Em的发光等级阶段性地增加。
如以上所例示，在第一实施方式中，由于在各发光期间PEm内发光部Em的发光等级变动，N个受光部R1～RN的各个的受光等级在各发光期间PEm内的单位期间U1和单位期间U2中不同。A/D变换器18通过将N个受光部R1～RN的各个生成的检测信号Qn在各发光期间PEm内的单位期间U1以及单位期间U2中分别进行A/D变换从而生成受光等级L。即，关于N个受光部R1～RN的各个，按每发光期间PEm生成单位期间U1中的受光部Rn的受光等级L1和单位期间U2中的受光部Rn的受光等级L2。
图4的检测值选择部44关于N个受光部R1～RN的各个，选择发光期间PEm内的单位期间U1以及单位期间U2的任一个中的受光等级L(即，单位期间U1中的受光等级L1和单位期间U2中的受光等级L2的任一个)作为检测值dm,n。由于检测值dm,n是发光部Em发光的发光期间PEm中的受光部Rn的受光等级L，相当于表示与检测部Dm,n对应的按键30的位置(按键状态)的数值。
从发光部Em到受光部Rn为止的路径长度(在发光路径162以及受光路径168中的光损耗)在N个受光部R1～RN的各个中可以不同。构成发光路径162或者受光路径168的光纤的端面的表面状态在N个受光部R1～RN的各个中也可以不同。此外，采用在发光面的面内检测光的强度不同的发光部Em的结构中，根据对于发光面的发光路径162的位置，从发光部Em向各发光路径162入射的检测光的光量可以不同。制造误差或者常年变化引起的受光部Rn的特性(例如受光量和检测信号Qn的信号等级的关系)也可能按每受光部Rn而不同。以上所例示的各种不同会引起在使任意1个发光部Em发光时的受光等级L在N个受光部R1～RN之间不同。
在第一实施方式中，通过使被供给到各发光部Em的驱动信号Zm的信号等级按每单位期间U(U1或者U2)不同而使各发光部Em的发光等级在发光期间PEm内变动，另一方面，按每受光部Rn选择发光期间PEm内的任一个单位期间U中的各受光部Rn的受光等级L作为检测值dm,n。即，按每受光部Rn选择使发光部Em以不同的发光等级发光时的多个受光等级L(L1以及L2)的任一个作为检测值dm,n。因此，能够补偿每个受光部Rn的受光等级L的误差(进而高精度地检测各按键30的动作)。此外，由于从原理上不需要将与各受光部Rn的受光等级L对应的电压进行分压而生成多个受光信号的分压电路(多个电阻元件的阵列)和用于从多个受光信号中按每次发光部的发光依次选择1个受光信号的集成电路(多路扫描器(Multiplexer))，所以与专利文献1的技术相比能够抑制装置结构的复杂化。如以上所述，根据第一实施方式，具有抑制装置结构的复杂化，并能够高精度地检测各按键30的动作的优点。
图4的检测控制部46控制以上所例示的动作检测处理SB。具体而言，检测控制部46按每个发光部Em(即每发光期间PEm)设定单位期间U1中的信号等级X1m和单位期间U2中的信号等级X2m。第一实施方式的检测控制部46按每个发光部Em设定信号等级X1m以及信号等级X2m的组合，使得在向发光部Em供给了信号等级X1m以及信号等级X2m的任一个的驱动信号Zm的情况下的N个受光部R1～RN的各个的受光等级L低于阈值(上限值)LTH。检测控制部46从事先被选定的多个信号等级A中设定信号等级X1m以及信号等级X2m。此外，第一实施方式的检测控制部46按每个发光部Em和受光部Rn的组合(每个检测部Dm,n)来设定检测值选择部44是否应选择单位期间U1中的受光等级L1和单位期间U2中的受光等级L2的任一个作为检测值dm,n(以下称为“选择对象等级”)。
图6是按每个发光部Em设定信号等级X1m以及信号等级X2m并且按每个检测部Dm,n设定选择对象等级的处理(以下称为“检测控制处理”)SA的流程图。例如以检测装置100的启动或者来自使用者的指示为契机而开始图6的检测控制处理SA，并在执行检测控制处理SA后开始动作检测处理SB。在检测控制处理SA的执行中全部的按键30维持为释放状态。即，从各发光部Em出射的检测光不被遮光体32遮光而到达N个受光部R1～RN的各个。
若开始检测控制处理SA，则检测控制部46选择M个发光部E1～EM的任一个(以下称为“选择发光部Em”)(SA1)。然后，检测控制部46将成为信号等级X1m以及信号等级X2m的候选的信号等级A设定为初始值(SA2)。信号等级A的初始值是事先被选定的多个信号等级A中的最小值。
检测控制部46通过向选择发光部Em供给现阶段的信号等级A的驱动信号Zm而使选择发光部Em发光(SA3)。从选择发光部Em出射的检测光到达N个受光部R1～RN的各个，并且各受光部Rn的受光等级L从A/D变换器18被输出。检测控制部46从A/D变换器18获取N个受光部R1～RN的各个的受光等级L(SA4)。由于例如各受光部Rn的特性(例如实际上到达受光部Rn的光量和作为测量值的受光等级L的关系)会有误差，所以检测控制部46在步骤SA4中获取的受光等级L会按每个受光部Rn而不同。
检测控制部46判定N个受光部R1～RN的任一个的受光等级L是否超过阈值LTH(有无溢出(overflow))(SA5)。在N个受光部R1～RN的全部受光等级L低于阈值LTH的情况下(SA5：否)，检测控制部46使信号等级A增加1阶段(SA6)，并将处理转移至步骤SA3。即，在N个中任一个受光部Rn的受光等级L超过阈值LTH之前(SA5：是)，关于使信号等级A从初始值阶段性地增加的各种情况，反复进行对于选择发光部Em的驱动信号Zm的供给(SA3)以及各受光部Rn的受光等级L的获取(SA4)。
在N个受光部R1～RN的任一个受光等级L超过阈值LTH的情况下(SA5：是)，检测控制部46根据当前时点的信号等级A来设定与选择发光部Em有关的信号等级X1m以及信号等级X2m(SA7)。具体而言，单位期间U1的信号等级X1m被设定为将当前时点的信号等级A下降1阶段的信号等级A，单位期间U2的信号等级X2m被设定为当前时点的信号等级A。将通过以上步骤而被设定的信号等级X1m以及信号等级X2m按每个发光部Em存储到存储装置14。
图7是信号等级X1m以及信号等级X2m的设定的说明图。在图7中，关于使信号等级A变化的多个情况(阶段1、阶段2以及阶段3)的各个，图示了N个受光部R1～RN的各个的受光等级L和阈值LTH的关系。阶段2中的信号等级A2超过阶段1中的信号等级A1，阶段3中的信号等级A3超过阶段2中的信号等级A2(A1<A2<A3)。
在阶段1中，由于N个受光部R1～RN的全部受光等级L低于阈值LTH(SA5：否)，所以进行至使用将信号等级A1提高1阶段的信号等级A2的阶段2。在阶段2中也同样地，由于N个受光部R1～RN的全部受光等级L低于阈值LTH(SA5：否)，所以进行至使用将信号等级A2提高1阶段的信号等级A3的阶段3。在阶段3中，在N个中3个受光部R1～R3的受光等级L超过阈值LTH(SA5：是)。因此，采用在紧前的阶段2中的信号等级A2作为单位期间U1中的信号等级X1m，并且采用阶段3中的信号等级A3作为单位期间U2中的信号等级X2m(SA7)。
若通过以上步骤设定与选择发光部Em有关的信号等级X1m以及信号等级X2m，则检测控制部46按选择发光部Em和N个受光部R1～RN的各个的每个组合，设定在执行动作检测处理SB时应该选择单位期间U1中的受光等级L1和单位期间U2中的受光等级L2的哪一个(单位期间U1以及单位期间U2的哪一个)(SA8)。具体而言，第一实施方式的检测控制部46在信号等级X1m以及信号等级X2m中，采纳将供给至选择发光部Em时的受光部Rn的受光等级L在低于阈值LTH的范围内成为最大的一方作为动作检测处理SB中的选择对象等级。例如，若设想图7所例示的状况，则关于受光部R1～R3指定信号等级X1m(＝A2)作为选择对象等级，关于剩下的受光部R4～RN，指定信号等级X2m(＝A3)作为选择对象等级。
选择信号等级X1m意味着选择单位期间U1的受光等级L1，并且选择信号等级X2m意味着选择单位期间U2的受光等级L2。因此，指定信号等级X1m以及信号等级X2m的任一个作为选择对象等级的步骤SA8的处理，换言之是指定单位期间U1以及单位期间U2的任一个作为选择对象等级的处理或者指定受光等级L1以及受光等级L2的任一个作为选择对象等级的处理。将通过以上步骤而被设定的选择对象等级按发光部Em和受光部Rn的每个组合存储到存储装置14。另外，还能够调换步骤SA7和步骤SA8的先后顺序。
关于动作检测部16的M个发光部E1～EM的全部，检测控制部46判定是否完成了以上处理(SA1～SA8)(SA9)。在判定结果为否定的情况下(SA9：否)，检测控制部46从M个发光部E1～EM中选择未处理的发光部Em作为选择发光部Em(SA1)，并关于更新后的选择发光部Em执行之后的处理(SA2～SA9)。关于M个发光部E1～EM，在信号等级X1m以及信号等级X2m的设定(SA7)和选择对象等级的设定(SA8)完成了的阶段(SA9：是)，结束图6的检测控制处理SA。
图8是依据以上所例示的检测控制处理SA的结果而执行的动作检测处理SB的流程图。以检测控制处理SA的完成或者来自使用者的指示为契机，在各检测周期P的M个发光期间PE1～PEM的各个中执行图8的动作检测处理SB。若关于任意1个发光期间PEm开始动作检测处理SB，则发光控制部42选择M个发光部E1～EM中与该发光期间PEm对应的发光部Em(以下称为“驱动发光部Em”)(SB1)。
发光控制部42关于驱动发光部Em确定由检测控制处理SA设定的信号等级X1m以及信号等级X2m(SB2)。具体而言，发光控制部42从存储装置14获取驱动发光部Em的信号等级X1m以及信号等级X2m。
若发光期间PEm的单位期间U1到来，则发光控制部42通过将在步骤SB2中确定出的信号等级X1m的驱动信号Zm供给至驱动发光部Em来使驱动发光部Em发光(SB3)。另一方面，A/D变换器18通过单位期间U1中的驱动发光部Em的发光中N个受光部R1～RN的各个输出的检测信号Qn的A/D变换来确定N个受光等级L1。检测值选择部44从A/D变换器18获取各受光部Rn的N个受光等级L1(SB4)。
此外，若发光期间PEm的单位期间U2到来，则发光控制部42关于单位期间U2通过向驱动发光部Em供给在步骤SB2中确定出的信号等级X2m的驱动信号Zm来使驱动发光部Em发光(SB5)。A/D变换器18通过单位期间U2中的驱动发光部Em的发光中N个受光部R1～RN的各个输出的检测信号Qn的A/D变换来确定N个受光等级L2。检测值选择部44从A/D变换器18获取各受光部Rn的N个受光等级L2(SB6)。
如以上所例示，关于N个受光部R1～RN的各个测量单位期间U1中的受光等级L1和单位期间U2中的受光等级L2。检测值选择部44关于N个受光部R1～RN的各个选择受光等级L1以及受光等级L2的任一个作为检测值dm,n(SB7)。具体而言，检测值选择部44选择发光期间PEm的单位期间U1以及单位期间U2中，关于驱动发光部Em和该受光部Rn的组合向驱动发光部Em供给在检测控制处理SA中被指定为选择对象等级的信号等级(X1m或者X2m)的驱动信号Zm的单位期间U中的受光等级L作为检测值dm,n。若设想例如图7的状况，则关于受光部R1～R3，选择在驱动信号Zm被设定为信号等级X1m(＝A2)的单位期间U1中获取到的受光等级L1作为检测值dm,n，并且关于剩下的受光部R4～RN，选择在驱动信号Zm被设定为信号等级X2m(＝A3)的单位期间U2中获取到的受光等级L2作为检测值dm,n。即，将在各受光部Rn的受光等级L低于阈值LTH的范围内最大的信号等级的驱动信号Zm供给至受光部Rn时的受光等级L采纳作为该受光部Rn的检测值dm,n。
通过按每发光期间PEm反复进行以上所例示的动作检测处理SB，从而按每检测周期P依次生成对应于与各发光部Em和各受光部Rn的组合对应的各检测部Dm,n的状态(各按键30的动作)的检测值dm,n。控制装置12通过解析各按键30的检测值dm,n的时间序列(各按键30的位移随时间的变化)而生成演奏数据。
如上所述，在第一实施方式中，按发光部Em和受光部Rn的每个组合来设定受光部Rn的受光等级L低于阈值LTH的范围内的信号等级，并选择发光期间PEm内的单位期间U1以及单位期间U2中该信号等级的驱动信号Zm被供给至发光部Em的单位期间U中的受光部Rn的受光等级L作为检测值dm,n。因此，具有能够生成低于阈值LTH的适当范围内的检测值dm,n的优点。
<第二实施方式>
说明本发明的第二实施方式。关于在以下所例示的各方式中作用或者功能与第一实施方式相同的要素，沿用在第一实施方式的说明中使用的标号并适当地省略各自的详细说明。
图9是任意1个受光部Rn输出的检测信号Qn的波形图。由于例如受光部Rn所附带的电容分量等引起的瞬态响应，实际的检测信号Qn的信号等级(例如电流量)可能不稳定地变动。例如，如图9所例示，检测信号Qn的信号等级可能在单位期间U(U1或者U2)的起点t1发光部Em的发光等级变动后紧接着不稳定地变动。
考虑上述情况，在第二实施方式中，在各单位期间U中检测信号Qn的信号等级稳定的期间(以下称为“稳定期间”)PS内执行A/D变换器18进行的检测信号Qn的A/D变换(受光等级L的生成)。稳定期间PS例如是从各单位期间U的起点t1到经过了规定的时长TA(例如约18μsec)的时点t2和该单位期间U的终点t3之间的期间。稳定期间PS的时长TB例如约为20μsec～23μsec。A/D变换器18在对单位期间U的起点t1延迟了时长TA的时点t2之后开始检测信号Qn的A/D变换并生成受光等级L。在从各单位期间U的起点t1开始到时点t2为止的时长TA的整个期间(即检测信号Qn的信号等级不稳定地变动的期间)内不执行A/D变换。
第二实施方式的检测值选择部44按发光期间PEm内的每单位期间U获取稳定期间PS内的受光等级L(L1以及L2)。检测值选择部44选择单位期间U1的受光等级L1和单位期间U2的受光等级L2的任一个作为检测值dm,n的动作与第一实施方式相同。
第二实施方式也实现与第一实施方式同样的效果。此外，在第二实施方式中，检测值选择部44获取各单位期间U中受光等级(检测信号Qn的信号等级)稳定的稳定期间PS内的受光等级L。因此，与检测值选择部44获取各单位期间U中检测信号Qn的信号等级不稳定地变动的期间(例如从单位期间U的起点t1到时点t2为止的期间)内的受光等级L的结构相比，具有能够生成准确的检测值dm,n(进而能够高精度地检测各按键30的动作)的优点。
从单位期间U的起点t1开始A/D变换器18进行的检测信号Qn的A/D变换，另一方面，检测值选择部44也能够从单位期间U内生成的多个受光等级L中选出稳定期间PS内的受光等级L。
<第三实施方式>
在第一实施方式以及第二实施方式中例示了各发光期间PEm包含2个单位期间U(U1或者U2)的情况，但发光期间PEm内的单位期间U的总数K并不限定于2个。即，也能够使各发光期间PEm包含3个以上的单位期间U。
图10是着眼于第三实施方式中的检测装置100的控制装置12的功能的结构图。如图10所例示，第三实施方式的控制装置12除作为与第一实施方式相同的要素(发光控制部42、检测值选择部44以及检测控制部46)发挥功能以外，还作为期间控制部48发挥功能。期间控制部48控制各发光期间PEm内的单位期间U的总数K和各单位期间U的时长T。具体而言，第三实施方式的期间控制部48根据从各单位期间U的起点开始到检测信号Qn的信号等级稳定的时点t2为止的时长TA，控制发光期间PEm内的单位期间U的总数K和各单位期间U的时长T。单位期间U的时长T是从该单位期间U的起点t1开始到时点t2为止的时长TA和稳定期间PS的时长TB的合计。A/D变换器18在单位期间U内的时点t2(稳定期间PS的起点)开始检测信号Qn的A/D变换这一点与第二实施方式相同。
具体而言，期间控制部48在检测控制处理SA中，通过驱动信号Zm的供给使任意1个发光部Em发光，另一方面，通过在该发光部Em发光时解析各受光部Rn生成的检测信号Qn，从而测量从发光部Em的发光开始到检测信号Qn的信号等级稳定为止的时长TA(例如N个检测信号Q1～QN中的最大值)。然后，期间控制部48设定时长TA和规定的时长TB的合计作为单位期间U的时长T。由于稳定期间PS的时长TB例如被固定为A/D变换器18进行的受光等级L的生成所需的时长，所以单位期间U的整体的时长T是与时长TA相应的可变长度。
此外，期间控制部48根据通过以上步骤决定出的单位期间U的时长T，设定发光期间PEm内的单位期间U的总数K。具体而言，期间控制部48将可以被内包于规定长度的发光期间PEm中的单位期间U(时长T)的最大个数设定为总数K。因此，检测信号Qn的信号等级的稳定所需的时长TA越短，发光期间PEm内的单位期间U的总数K越增加。另外，发光期间PEm以及检测周期P的时长被固定为规定值。
在检测控制处理SA中，第三实施方式的检测控制部46关于期间控制部48设定的总数K的单位期间U1～UK的各个，按每个发光部Em来设定信号等级(X1m～XKm)。具体而言，检测控制部46设定信号等级X1m～XKm，使得在向发光部Em供给了信号等级X1m～XKm的任一个驱动信号Zm的情况下的N个受光部R1～RN的各个的受光等级L低于阈值LTH。此外，检测控制部46按发光部Em和受光部Rn的每个组合来设定应该选择发光期间PEm内的K个单位期间U1～UK中的哪一个单位期间U中的受光等级L作为检测值dm,n(选择对象等级)。
另一方面，在动作检测处理SB中，发光控制部42在各发光期间PEm内的K个单位期间U1～UK的各个中通过信号等级Xkm(k＝1～K)的驱动信号Zm的供给而使发光部Em发光(SB3以及SB5)。此外，检测值选择部44按每发光期间PEm选择K个单位期间U1～UK中在检测控制处理SA中被设定为选择对象等级的信号等级Xkm的单位期间Uk中的受光等级Lk作为检测值dm,n(SB7)。
在第三实施方式中也实现与第一实施方式或者第二实施方式同样的效果。此外，在第三实施方式中，根据检测信号Qn的信号等级稳定之前的时长TA来变更各发光期间PEm内的单位期间U的总数K和各单位期间U的时长T。因此，如前述所例示的那样例如通过时长TA越短则越增加单位期间U的总数K的结构，能够高精度地补偿每个受光部Rn的受光等级L的误差(进一步高精度地检测各按键30的动作)。
<变形例>
以上各方式可以进行多种变形。在以下例示具体的变形方式。可以将从以下的例示中任意选择出的2个以上的方式适当地结合。
(1)发光期间PEm内的多个单位期间U中的驱动信号Zm的信号等级的大小是任意的。例如，在前述的各方式中，例示了单位期间U1内的信号等级X1m低于单位期间U2中的信号等级X2m的结构，但也可以采用信号等级X1m高于信号等级X2m的结构(在发光期间PEm内发光部Em的发光等级阶段性地减小的结构)。
(2)在所述各方式中的检测控制处理SA中，使驱动信号Zm的信号等级A从初始值开始阶段性地增加，但也能够使驱动信号Zm的信号等级A从最大值开始阶段性地减小，并且执行对于选择发光部Em的驱动信号Zm的供给(SA3)和各受光部Rn的受光等级L的获取(SA4)。在使信号等级A逐渐减小的情况下，检测控制部46判定N个受光部R1～RN的任一个的受光等级L是否低于阈值LTH。此外，也能够利用在过去(典型的是紧前)的检测控制处理SA中被设定的信号等级X1m或者信号等级X2m作为检测控制处理SA中的信号等级A的初始值(SA2)。
(3)在第一实施方式中，按每个发光部Em设定了信号等级X1m以及信号等级X2m的组合，使得在向发光部Em供给信号等级X1m以及信号等级X2m的任一个的驱动信号Zm的情况下的受光等级L低于阈值LTH。也能够对以上结构进行变形，按每个发光部Em设定信号等级X1m以及信号等级X2m的组合，使得在向发光部Em供给信号等级X1m以及信号等级X2m的任一个的驱动信号Zm的情况下的受光等级L高于阈值(下限值)LTH。从以上例示中可以理解，检测控制部46总括性地表示多个信号等级作为按发光部Em和受光部Rn的每个组合来设定的要素，所述多个信号等级是在对发光部Em供给驱动信号Zm时，N个受光部R1～RN的受光等级L成为规定的范围内(低于上限值的范围内或者高于下限值的范围内)的多个信号等级。
(4)在所述各方式中，例示了检测键盘乐器200的各按键30的动作的检测装置100，但检测装置100的检测对象不限定于按键30。例如，也可以将与前述各方式相同的检测装置100利用于在键盘乐器200中打击弦的多个小锤(hammer)的各个的动作的检测、或者使用者任意地操作的多个操作件(例如按钮或者把手)的各个的动作的检测。从以上例示中可以理解，将检测装置100进行检测的对象总括性地表示为能够移动的移动体。
(5)如前述，在所述各方式中例示的检测装置100由控制装置12和程序的协作来实现。本发明的优选的方式所涉及的程序使能够控制动作检测部16的计算机作为发光控制部42以及检测值选择部44发挥功能，所述动作检测部16包含M个发光部E1～EM和N个受光部R1～RN，并根据与各发光部Em和各受光部Rn的不同的组合对应的移动体(例如按键30)的动作，改变与该移动体对应的组合所涉及的受光部Rn的受光等级L，所述发光控制部42通过驱动信号Zm的供给而使M个发光部E1～EM的各个按每发光期间PEm依次发光，并在该发光期间PEm内的多个单位期间U的各个中使驱动信号Zm的信号等级不同，所述检测值选择部44关于N个受光部R1～RN的各个，按每发光期间PEm选择发光期间PEm内的多个单位期间U的任一个中的受光等级L作为检测值dm,n。以上所例示的程序可以存储在计算机可读取的记录介质中的方式来提供并安装到计算机中。记录介质例如是非暂时性(non-transitory)的记录介质，CD-ROM等光学式记录介质(光盘)为优选例，但也可以包含半导体记录介质或者磁记录介质等公知的任意形式的记录介质。另外，非暂时性的记录介质包含除暂时性的传输信号(transitory、propagating signal)之外的任意的记录介质，并且不排除易失性的记录介质。此外，也能够以经由通信网络分发的方式向计算机提供程序。此外，也能够以经由通信网络分发的方式向计算机分发程序。
(6)本发明的优选的方式也可以被确定为在前述各方式中所例示的检测装置100的动作方法(检测方法)。本发明的优选的方式所涉及的检测方法(动作检测处理SB)是：使能够控制动作检测部16的计算机通过驱动信号Zm的供给而使M个发光部E1～EM的各个按每发光期间PEm依次发光，并在该发光期间PEm内的多个单位期间U的各个中使驱动信号Zm的信号等级不同，并且关于N个受光部R1～RN的各个，按每发光期间PEm选择发光期间PEm内的多个单位期间U的任一个中的受光等级L作为检测值dm,n，其中，该动作检测部16包含M个发光部E1～EM和N个受光部R1～RN，并根据与各发光部Em和各受光部Rn的不同组合对应的移动体(例如按键30)的动作，改变与该移动体对应的组合所涉及的受光部Rn的受光等级L。
(7)根据以上所例示的方式，例如掌握以下的结构。
<方式1>
本发明的优选的方式(方式1)所涉及的检测装置具备：动作检测部，包含多个发光部和多个受光部，并根据与所述多个发光部的任一个和所述多个受光部的任一个的不同的组合对应的移动体的动作，改变与该移动体对应的组合所涉及的受光部的受光等级；发光控制部，通过驱动信号的供给而使所述多个发光部的各个按每发光期间依次发光，并在该发光期间内的多个单位期间的各个中使所述驱动信号的信号等级不同；以及检测值选择部，关于所述多个受光部的各个，按每个所述发光期间选择所述发光期间内的所述多个单位期间的任一个中的受光等级作为检测值。在以上的结构中，通过使被供给至各发光部的驱动信号的信号等级(例如电流值)按每单位期间而不同来使各发光部的发光等级在发光期间内变动，另一方面，按每个受光部选择发光期间内的任一个单位期间中的各受光部的受光等级作为检测值。因此，能够补偿每个受光部的受光等级的误差(进一步高精度地检测移动体的动作)。此外，由于在原理上不需要将与各受光部的受光等级对应的电压进行分压而生成多个受光信号的分压电路(多个电阻元件的阵列)、以及用于按发光部的每次发光而从多个受光信号中依次选择1个受光信号的集成电路(多路扫描器(Multiplexer))，所以与专利文献1的技术相比能够控制装置结构的复杂化。
<方式2>
方式1的优选例(方式2)所涉及的检测装置具备检测控制部，该检测控制部按所述多个发光部的任一个和所述多个受光部的任一个的每个组合，设定对该发光部供给驱动信号时的该受光部的受光等级成为规定的范围内的多个信号等级，所述发光控制部在所述发光期间内的多个单位期间的各个中，以所述多个信号等级的任一个使所述多个发光部的各个发光，所述检测值选择部选择所述发光期间内的所述多个单位期间中的、关于所述发光部和所述受光部的组合向所述发光部供给所述检测控制部所设定的信号等级的驱动信号的单位期间中的该受光部的受光等级作为检测值。在以上方式中，按发光部和受光部的每个组合来设定受光部的受光等级成为规定的范围内的信号等级(例如受光等级低于阈值的信号等级)，并且选择发光期间内的多个单位期间中的、该信号等级的驱动信号被供给至发光部的单位期间中的受光部的受光等级作为检测值。因此，能够生成适当的范围内的检测值。
<方式3>
在方式1或者方式2的优选例(方式3)中，所述检测值选择部在所述发光期间内的多个单位期间的各个中，获取该单位期间中受光等级稳定的稳定期间内的受光等级，并选择所述多个单位期间的任一个中的受光等级作为检测值。在以上方式中，由于检测值选择部获取单位期间中受光等级稳定的稳定期间内的受光等级，所以与检测值选择部获取单位期间中受光等级不稳定地变动的期间(例如紧接着单位期间的起点后的期间)内的受光等级的结构相比，能够生成准确的检测值(进一步高精度地检测各移动体的动作)。
<方式4>
方式3的优选例(方式4)所涉及的检测装置具备期间控制部，该期间控制部根据从所述单位期间的起点到受光等级稳定的时点为止的时长，控制所述发光期间内的单位期间的总数以及各单位期间的时长。在以上方式中，根据从单位期间的起点到受光等级稳定的时点为止的时长来控制发光期间内的单位期间的总数和各单位期间的时长。因此，通过例如受光等级稳定的时点之前的时长越短则越缩短各单位期间的时长从而增加总数，能够高精度地补偿每个受光部的受光等级的误差。
<方式5>
在从方式1到方式4的任一个的优选例(方式5)中，所述移动体为键盘乐器的按键。根据以上方式，能够高精度地检测键盘乐器的各按键的动作。
<方式6>
本发明的优选的方式(方式6)所涉及的键盘乐器具备：多个按键；以及检测装置，检测所述多个按键的各个的动作，所述检测装置包含：动作检测部，包含多个发光部和多个受光部，根据与所述多个发光部的任一个和所述多个受光部的任一个的不同的组合对应的所述按键的动作，改变与该按键对应的组合所涉及的受光部的受光等级；发光控制部，通过驱动信号的供给而使所述多个发光部的各个按每发光期间依次发光，并在该发光期间内的多个单位期间的各个中使所述驱动信号的信号等级不同；以及检测值选择部，关于所述多个受光部的各个，按每个所述发光期间选择所述发光期间内的所述多个单位期间的任一个中的受光等级作为检测值。
<方式7>
本发明的优选的方式(方式7)所涉及的程序使能够控制动作检测部的计算机执行处理，所述动作检测部包含多个发光部和多个受光部，并根据与所述多个发光部的各个和所述多个受光部的各个的不同的组合对应的移动体的动作，改变与该移动体对应的组合所涉及的受光部的受光等级，所述处理是：发光控制处理，通过驱动信号的供给而使所述多个发光部的各个按每发光期间依次发光，并在该发光期间内的多个单位期间的各个中使所述驱动信号的信号等级互不相同；以及检测值选择处理，关于所述多个受光部的各个，按每个所述发光期间选择所述发光期间内的所述多个单位期间的任一个中的受光等级作为检测值。
<方式8>
本发明的优选的方式(方式8)所涉及的检测方法是：使能够控制动作检测部的计算机通过驱动信号的供给而使所述多个发光部的各个按每发光期间依次发光，并在该发光期间内的多个单位期间的各个中使所述驱动信号的信号等级不同，并且关于所述多个受光部的各个，按每个所述发光期间选择所述发光期间内的所述多个单位期间的任一个中的受光等级作为检测值，其中，所述动作检测部包含多个发光部和多个受光部，并根据与所述多个发光部的各个和所述多个受光部的各个的不同组合对应的移动体的动作，改变与该移动体对应的组合所涉及的受光部的受光等级。
标号说明
100……检测装置，12……控制装置，14……存储装置，16……动作检测部，162……发光路径，164……导光体，166……导光体，168……受光路径，18……A/D变换器，20……音源电路，22……放音设备，30……按键(移动体)，32……遮光体，42……发光控制部，44……检测值选择部，46……检测控制部，48……期间控制部，200……键盘乐器，210……键盘。

Claims (8)

1.一种检测装置，具备：
动作检测部，包含多个发光部和多个受光部，并根据与所述多个发光部的任一个和所述多个受光部的任一个的不同的组合对应的移动体的动作，改变与该移动体对应的组合所涉及的受光部的受光等级；
发光控制部，通过驱动信号的供给而使所述多个发光部的各个按每发光期间依次发光，并在该发光期间内的多个单位期间的各个中使所述驱动信号的信号等级不同；以及
检测值选择部，关于所述多个受光部的各个，按每个所述发光期间选择所述发光期间内的所述多个单位期间的任一个中的受光等级作为检测值。
2.如权利要求1所述的检测装置，
具备检测控制部，所述检测控制部按所述多个发光部的任一个和所述多个受光部的任一个的每个组合，设定对该发光部供给驱动信号时的该受光部的受光等级成为规定的范围内的多个信号等级，
所述发光控制部在所述发光期间内的多个单位期间的各个中，以所述多个信号等级的任一个使所述多个发光部的各个发光，
所述检测值选择部选择在所述发光期间内的所述多个单位期间中的、关于所述发光部和所述受光部的组合向所述发光部供给所述检测控制部所设定的信号等级的驱动信号的单位期间中的该受光部的受光等级作为检测值。
3.如权利要求1或权利要求2所述的检测装置，
所述检测值选择部在所述发光期间内的多个单位期间的各个中，获取该单位期间中受光等级稳定的稳定期间内的受光等级，并选择所述多个单位期间的任一个中的受光等级作为检测值。
4.如权利要求3所述的检测装置，
具备期间控制部，所述期间控制部根据从所述单位期间的起点到受光等级稳定的时点为止的时长，控制所述发光期间内的单位期间的总数以及各单位期间的时长。
5.如权利要求1至权利要求4中的任一项所述的检测装置，
所述移动体为键盘乐器的按键。
6.一种键盘乐器，具备：
多个按键；以及
检测装置，检测所述多个按键的各个的动作，
所述检测装置包含：
动作检测部，包含多个发光部和多个受光部，根据与所述多个发光部的任一个和所述多个受光部的任一个的不同的组合对应的所述按键的动作，改变与该按键对应的组合所涉及的受光部的受光等级；
发光控制部，通过驱动信号的供给而使所述多个发光部的各个按每发光期间依次发光，并在该发光期间内的多个单位期间的各个中使所述驱动信号的信号等级不同；以及
检测值选择部，关于所述多个受光部的各个，按每个所述发光期间选择所述发光期间内的所述多个单位期间的任一个中的受光等级作为检测值。
7.一种程序，使能够对动作检测部进行控制的计算机执行处理，其中，所述动作检测部包含多个发光部和多个受光部，并根据与所述多个发光部的任一个和所述多个受光部的任一个的不同的组合对应的移动体的动作，改变与该移动体对应的组合所涉及的受光部的受光等级，
所述处理是：
发光控制处理，通过驱动信号的供给而使所述多个发光部的各个按每发光期间依次发光，并在该发光期间内的多个单位期间的各个中使所述驱动信号的信号等级不同；以及
检测值选择处理，关于所述多个受光部的各个，按每个所述发光期间选择所述发光期间内的所述多个单位期间的任一个中的受光等级作为检测值。
8.一种检测方法，在能够对动作检测部进行控制的计算机中执行处理，其中，所述动作检测部包含多个发光部和多个受光部，并根据与所述多个发光部的任一个和所述多个受光部的任一个的不同的组合对应的移动体的动作，改变与该移动体对应的组合所涉及的受光部的受光等级，
所述处理是：
通过驱动信号的供给而使所述多个发光部的各个按每发光期间依次发光，并在该发光期间内的多个单位期间的各个中使所述驱动信号的信号等级不同，
关于所述多个受光部的各个，按每个所述发光期间选择所述发光期间内的所述多个单位期间的任一个中的受光等级作为检测值。
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