CN110021282A - 操作状态检测装置、操作状态检测用片以及电子乐器 - Google Patents

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Abstract

提供操作状态检测装置、操作状态检测用片以及电子乐器。操作状态检测装置具有：电子设备，具有操作面，并且能够在上述操作面上的多个位置检测由操作带来的接触的有无；以及片部件，能够对上述电子设备的上述操作面进行拆装；上述片部件具有在安装到上述操作面上的状态下、对应于被施加的外力的强度而变形从而向上述操作面的接触状况变化的突出部；上述电子设备的处理器在由于上述突出部的变形而接触状况变化的上述操作面上的独立检测区域内的多个位置检测接触的有无，基于在上述多个位置检测到的接触的有无的检测结果，执行确定被施加在上述突出部上的操作的强度或操作的速度的处理。

Description

操作状态检测装置、操作状态检测用片以及电子乐器
技术领域
本发明涉及对操作的强度及操作的速度等操作状态进行检测的操作状态检测装置、操作状态检测用片以及电子乐器。
背景技术
以往，已知有使具备触摸面板的便携终端装置等的显示部对模拟了声学乐器的图像等进行显示、通过在触摸面板上触摸而能够进行模拟的乐器演奏的应用程序等。
使用这样的程序等，即使不拥有例如组合鼓等，也能够利用便携终端装置等轻松地享受鼓的演奏等。
但是，在通常的便携终端装置等电子设备上设置的触摸面板，能够检测是否触摸了触摸面板、触摸面板上的接触位置，但不能检测将触摸面板敲击(按压)的强度及速度等。因此，不论采取怎样的敲击方式，输出的声音都相同，不能得到根据敲击强度及速度等而声音的大小等发生变化的声学乐器(例如鼓)那样的演奏感觉。
此外，触摸面板在表面上没有凹凸等，当进行模拟的乐器演奏时，必须一边用眼睛观看显示部而确认触摸的位置一边进行演奏。关于这一点，演奏感觉也与即使不总是用眼睛观看乐器也能够一边用手来掌握乐器的位置及击打位置一边进行演奏的声学乐器较大地不同。
对于这一点，在专利文献1中，公开了一种电子打击乐器的操作输入装置，其构成为：在膜片上设置具有弹性的多个击打垫板部，当用户叩打击打垫板部，则将分配给各击打垫板部的音素进行再现。
在专利文献1所记载的技术中，预先设计了触摸面板及检测电路以用于电子打击乐器。因此，能够检测对应于施加在击打垫板部上的击打强度而变化的电极的接触面积的变化来作为击打的强度，并与其相对应地进行输出。
专利文献1：日本特开2012－37856号公报
但是，专利文献1所记载的技术如上述那样以预先设计触摸面板及检测电路以用于电子打击乐器为前提。因此，不能对通用智能电话等便携终端装置或平板终端装置等通常的电子设备直接应用专利文献1所记载的技术。
将触摸面板及检测电路从最初起就进行定制以用于电子打击乐器还会带来成本增加，难以实现不论是谁都轻松地进行乐器演奏的模拟体验。
发明内容
本发明是鉴于以上这样的情况而做出的，目的在于使得能够利用通常的电子设备来检测操作的强度及操作的速度等操作状态。
本发明提供操作状态检测装置，其特征在于，具有：
电子设备，具有操作面，并且能够检测上述操作面上的多个位置的操作所带来的接触的有无；以及片部件，能够对上述电子设备的上述操作面进行拆装；上述片部件具有在安装到上述操作面上的状态下、对应于被施加的外力的强度而变形从而向上述操作面的接触状况变化的突出部；在将上述片部件安装在上述操作面上的状态下，上述电子设备的处理器在由于上述突出部的变形而接触状况变化的上述操作面上的独立检测区域内的多个位置检测接触的有无，执行基于在上述多个位置检测到的接触的有无的检测结果而判断的与施加在上述突出部上的操作的强度或操作的速度相对应的确定处理。
本发明提供操作状态检测用片，是能够对电子设备的操作面进行拆装的片部件，上述电子设备具有操作面并且在设置于上述操作面上的独立检测区域内的多个位置检测接触的有无，上述电子设备基于在上述多个位置检测出的接触的有无的检测结果，能够确定施加在上述操作面的与上述独立检测区域对应的部分上的操作的强度或操作的速度，该操作状态检测用片的特征在于，构成为，在安装在上述操作面上的状态下与上述独立检测区域对应的位置设有突出部，对应于施加在上述突出部上的外力的强度而上述突出部变形，以使对于上述独立检测区域内的多个位置的接触状况变化。
本发明提供电子乐器，其特征在于，具备如上所述的操作状态检测装置；上述电子设备根据在上述独立检测区域中检测出的对于上述操作面的操作的强度或操作的速度来控制乐音的输出。
附图说明
图1是表示本实施方式的操作输入系统的一例的平面图。
图2是图1中的沿着II－II的操作输入系统的主要部分剖视图。
图3是表示本实施方式的电子设备的一例的平面图。
图4A是将本实施方式的垫板片从表面侧观察的平面图，图4B是将本实施方式的垫板片从背面侧观察的平面图。
图5是表示模拟地演奏的乐器是钢琴的情况下的操作输入系统的一例的平面图。
图6是表示模拟地演奏的乐器是鼓的情况下的操作输入系统的一例的平面图。
图7A～图7D是表示垫板部的接触凸部的一例的平面图。
图8是在垫板部上设置有1个接触凸部的垫板片的示意性剖视图。
图9A是表示将图8所示的垫板部用较小的力推压的情况下的接触凸部的变形状况的主要部分剖视图，图9B是表示将图8所示的垫板部用较大的力推压的情况下的接触凸部的变形状况的主要部分剖视图。
图10是在垫板部上设置有多个接触凸部的垫板片的示意性剖视图。
图11A是表示将图10所示的垫板部用较小的力推压的情况下的接触凸部的变形状况的主要部分剖视图，图11B是表示将图10所示的垫板部用较大的力推压的情况下的接触凸部的变形状况的主要部分剖视图。
图12A是图5所示的垫板部的沿着XII－XII线的主要部分剖视图，图12B是表示将图5所示的垫板部用较小的力推压的情况下的接触凸部的变形状况的主要部分剖视图，图12C是表示将图5所示的垫板部用较大的力推压的情况下的接触凸部的变形状况的主要部分剖视图。
图13是表示本实施方式的操作输入系统的处理的流程图。
图14是本实施方式的电子设备的系统结构图。
具体实施方式
参照图1至图13，对本发明的操作输入系统、和构成操作输入系统的垫板片(片部件)的一实施方式进行说明。另外，对于以下所述的实施方式，附加有为了实施本发明而在技术上优选的各种限定，但并不是将本发明的范围限定于以下的实施方式及图示例。
<<整体结构>>
图1是表示本实施方式的操作输入系统的一例的平面图，图2是沿着图1中的II－II线的操作输入系统的主要部分示意性剖视图。
如图1及图2所示，在本实施方式中，操作输入系统1具备：具有操作面31的电子设备3、和配置在该电子设备3的操作面31的表面上的垫板片5。
图3是表示本实施方式的电子设备的一例的平面图，图4A是将垫板片从表面侧(图2中的上侧)观察的平面图，图4B是将垫板片从背面侧(图2中的下侧)观察的平面图。
另外，如图1等所示，在本实施方式中，将垫板片5做成比电子设备3的操作面31小的大小，能够将没有载置垫板片5的部分作为通常的操作面31(即，如后述那样作为触摸面板)来使用。另外，垫板片5的配置位置及配置范围是一例，并不限定于图示例。
<<电子设备的结构>>
如图1至图3所示，本实施方式的电子设备3具有在表面配置垫板片5的操作面31、和根据与该操作面31的接触的有无及接触状况的变化而输出操作信号的操作检测部31a。
作为电子设备3，例如设想在智能电话等便携终端装置或平板终端装置、电子钢琴、键盘等电子乐器中搭载的操作面板装置等。
另外，构成操作输入系统1的电子设备3并不限定于在这里例示的情况。电子设备3只要具有操作面31和操作检测部31a就可以，能够广泛地应用各种设备。
如图2所示，操作面31配置在电子设备3的壳体30的表面侧，例如是由液晶显示器(LCD：Liquid Crystal Display)、有机电致发光显示器或其他平板显示器等构成的显示面板。在本实施方式中，在作为该显示面板的操作面31上，一体地构成了用来进行各种输入的触摸垫板等位置输入装置(操作检测部31a)，构成了触摸面板。
操作面31当指尖等接触到其表面，则根据向该操作面31的接触的有无及接触状况的变化，操作检测部31a输出操作信号。
在本实施方式中，操作检测部31a在后述的垫板部51(垫板部51的接触凸部511等)接触到操作面31的情况下，检测其接触部分的范围、接触部分的数量、接触定时等垫板部51(突出部)向操作面31的接触状况，与其对应地输出操作信号。
从操作检测部31a输出的操作信号在电子设备3的控制装置33中被受理。控制装置33例如如图14所示，是具备CPU711(处理器)、ROM713、RAM712、显示器714、触摸面板715、按键716(操作按钮)、扬声器717(或包括各种音频端子的声音输出部)等的计算机，通过由CPU711执行在ROM713、RAM712中存储的控制程序，进行从扬声器717(或各种音频端子)输出与从操作检测部31a输出的操作信号对应的乐音等的控制。
在本实施方式中，操作面31例如与具备未图示的电阻膜的操作检测部31a一起，构成感压式(电阻膜式)的触摸面板。
具备感压式(电阻膜式)的操作检测部31a的触摸面板7715构成为，在例如LCD等显示面板的跟前侧设置感知压力的膜，当对该膜施加外力则检测作用有压力的部分。
另外，作为操作面31的触摸面板的检测方式没有特别限定，也能够采用感压方式以外的方式。
例如，也可以应用具备静电电容方式的操作检测部31a的触摸面板等作为操作面31。在静电电容方式的触摸面板中，捕捉指尖等与导电膜之间的静电电容的变化来检测位置。另外，在静电电容方式的触摸面板中，在为了这样检测静电电容的变化而使用静电电容方式的触摸面板作为操作面31的情况下，作为形成后述的垫板片5的材料而需要应用能够用导电膜检测的具有导电性的材料。
另外，具备操作检测部31a的触摸面板优选的是多触摸方式的触摸面板。在此情况下，还能够识别多个垫板部51的同时按压、将垫板部51按压的强度的强弱等，还能够具有几bit的分辨率而进行更精密的控制。
在操作面31上，能够显示各种消息及操作按钮311等。
本实施方式的电子设备3(电子设备3的控制装置33，参照图2)通过使专用的程序(应用程序)起动，能够使操作面31上显示图1及图3所示那样的演奏模式画面，能够执行使用电子设备3作为模拟乐器进行演奏的演奏模式。
在该演奏模式中，例如如图1及图3所示，在操作面31的端部等显示各种操作按钮311。
在图1及图3中，在执行演奏模式的过程中，显示能够选择各种菜单(例如在演奏中进行导引等的练习模式等)的菜单按钮311a、能够进行关于演奏的各种选择(例如作为模拟乐器进行演奏的乐器的种类的选择)的主选择按钮311b、使演奏模式结束的结束按钮311c等，用户操作这些操作按钮311从而能够输入演奏模式下的各种指示。
此外，在演奏模式中，在操作面31上，也可以显示作为配置垫板片5时的标识的定位标识312。
定位标识312成为用来进行将垫板片5向电子设备3安装时的对位的标记，以使得通过配置垫板部51而向操作面31的接触状况变化的垫板片5上的区域(多个独立检测区域314)、与操作检测部31a检测向该操作面31的接触状况的操作面31上的区域(多个独立检测区域314)重叠。
定位标识312只要能够表示用户将垫板片5配置到操作面31上时的位置基准就可以，其形状等没有特别限定。
此外，操作检测部31a也可以具备调整机构，该调整机构检测垫板片5的配置状况(垫板片5的位置及朝向等)，调整各区域的位置以使操作面31中的独立检测区域314(即，操作检测部31a能够独立地检测接触状况的操作面31上的多个区域)的位置与配置在垫板片5上的多个垫板部51各自的位置相对应。
在这样构成的情况下，在假设定位标识312不被显示的情况、或将定位标识312忽视而配置了垫板片5那样的情况下，操作检测部31a也检测垫板片5的配置状况，适当调整操作面31上的独立检测区域314的位置，从而操作检测部31a能够适当地检测垫板部51向操作面31的接触状况。
此外，在演奏模式中，优选的是，在操作面31中的配置垫板片5的垫板部51(参照后述的图4A及图4B)的部分，进行与各垫板部51对应的显示。
例如，在图1及图3中，表示了如下例子，即：在将垫板片5配置在操作面31上时在与垫板部51对应的位置上，分别显示与垫板部51对应的框(例如在图3中用双点划线显示)及与各垫板部51对应的字符、图形等垫板标识313。此外，假设显示有该垫板标识313的各个区域与设置在操作面31上的独立检测区域314的区域(位置和尺寸)一致(另外，独立检测区域314与垫板标识313的尺寸也可以不必须一致。
另外，并不必须使垫板标识313显示。此外，作为垫板标识313而显示的内容并不限定于图示例。
例如，垫板标识313既可以仅表示框以成为配置垫板片5时的各垫板部51的位置的基准，也可以不进行框的显示而仅显示被分配给各垫板部51的功能。例如，在图1及图3中，表示了以下例子，即：在分配给各垫板部51的功能是“音阶”的情况下，作为垫板标识313，在与各垫板部51对应的位置，分别显示与从“哆(Do)”到高1个八度的“哆”对应的“CDEFGABC”的字母。
另外，作为被分配给各垫板部51的功能，除了这样的音阶以外，还可以设想乐器及声音的种类等，在此情况下，作为垫板标识313，也可以在操作面31上显示鼓或长笛、各种打击乐器(手鼓、牛铃等)等乐器的名称(字符)或图解等。此外，也可以与乐器无关地显示例如几何学图样等作为垫板标识313。此外，也可以按每个垫板部51而发声不同的动物的叫声，在此情况下，也可以将动物的名称(字符)或图解等作为垫板标识313显示。
<<垫板片的结构>>
垫板片5配置在电子设备3的操作面31上，优选的是当配置在操作面31上时、至少其背面侧柔和地匹配，例如可以适当地采用硅酮橡胶等具有某种程度的柔软性的树脂。
另外，形成垫板片5的材料并不限定于硅酮橡胶。例如，能够使用天然橡胶、聚氨酯橡胶、异戊橡胶、丁腈橡胶(NBR)等各种弹性体材料等。
此外，垫板片5通过使用例如硅酮橡胶等树脂材料一体成型而形成。另外，将垫板片5通过1种材料一体成型并不是必须的，也可以将由不同的材料形成的部件贴合而形成为片状。
例如，在上述的操作面31是具备静电电容方式的操作检测部31a的触摸面板的情况下，如果不是具有导电性的部件，则不能在操作检测部31a中检测向操作面31的接触。关于这一点，由于仅将与操作面31接触的部分用具有导电性的材料形成就可以，所以例如也可以在垫板片5的表面侧和与操作面31接触的背面侧改变材料、仅将背面侧用具有导电性的材料形成。此外，在垫板片5的背面侧中，也可以仅将作为与操作面31接触的部分的接触凸部511等(参照图4B、图7等，后述。)的端面(与操作面31的接触面)用具有导电性的材料形成。
进而，优选的是，垫板片5的表面侧接近于利用该垫板片演奏的模拟乐器的触感，能够使演奏者(用户)感到真实的演奏感觉。
因此，例如，在模拟乐器是钢琴的情况那样、操作部分(即在钢琴的情况下是键盘)具有某种程度的硬度的情况下，也可以在垫板片5的表面侧使用例如ABS树脂等具有某种程度的硬度的树脂，在垫板片5的背面侧使用能够柔软地变形的硅酮橡胶等，将由不同的材料形成的部件贴合而形成垫板片5。
此外，垫板片5优选的是由透明或半透明的材料形成。
在垫板片5由透明或半透明的材料形成、能够使配置在下方的结构(在图1中是电子设备3的操作面31)透过的情况下，通过如上述那样在电子设备3的操作面31上显示表示音阶或乐器种类等的字符或图解来作为垫板标识313，用户容易理解各垫板部51的功能。此外，通过在操作面31中进行带有颜色的各种显示，能够隔着垫板片5欣赏多彩的表现。
另一方面，在将垫板片5用不怎么使在下方配置的结构透过的材料等形成的情况下，使电子设备3的操作面31显示垫板标识313的必要性较低。在此情况下，也可以代替使操作面31显示垫板标识313等、或与垫板标识313的显示一起，在垫板片5的表面等上通过印刷等而显示表示与各垫板部51对应的功能的字符、图解等。此外，也可以在垫板片5的表面上形成表示与各垫板部51对应的功能的凹凸等(例如使鼓的形状立体地浮起等)。
垫板片5可变形地构成，具有配置在电子设备3的操作面31上的垫板部51。
在图4A等中，例示了垫板片5具备大致正方形的8个垫板部51的情况。另外，垫板部51的数量、形状、配置等并不限于图4A等所示的例子。
例如，在模拟地演奏的乐器是钢琴的情况下，如图5所示，也可以在垫板片5上设置模拟了钢琴的键盘的垫板部51。此外，在模拟地演奏的乐器是鼓的情况下，如图6所示，也可以在垫板片5上在模拟了组合鼓的配置处分别设置圆形的垫板部51。
垫板片5具有各种形状的垫板部51，优选的是可对电子设备3替换地准备多个。在此情况下，例如，如在配置了图1等所示的垫板片5的情况下能够进行木琴或马林巴琴等的模拟演奏、在配置了图5所示的垫板片5的情况下能够进行钢琴的模拟演奏、在配置了图6所示的垫板片5的情况下能够进行鼓的模拟演奏那样，能够通过将垫板片5更换而将1个电子设备3作为各种模拟乐器来享受演奏的乐趣。
垫板部51构成为，如果被施加外力则变形，能够对应于该外力的强度(另外，以下，在“强度”的情况下也可以一并考虑外力的施加速度、势头)使向操作面31的接触状况变化。
即，垫板部51如果从其表面侧(图2中的上侧)用手指敲击、按压从而被施加了外力，则对应于该外力的强度，垫板部51的背面侧(图2中的下侧)与操作面31接触。
本实施方式中，垫板部51向操作面31的“接触状况”是垫板部51接触到操作面31的接触部分的范围、接触部分的数量、接触定时。另外，作为“接触状况”，也可以考虑这里举出的以外的事项。
另外，本实施方式中，在配置垫板片5的操作面31上，设置有操作检测部31a能够独立地检测接触状况的多个区域(独立检测区域314)。
多个垫板部51以如下方式配置：当垫板片5被配置在操作面31上时，向操作面31的接触状况独立地变化的部分的位置和尺寸分别与操作面31上的独立检测区域314的位置和尺寸相对应。由此，操作检测部31a能够分别地适当检测各个垫板部51向操作面31的接触状况。
作为垫板部51的结构，可以考虑各种结构，根据被模拟演奏的乐器的种类等而适当选择垫板部51的形状等。
例如，图4B所示的垫板部51中的左端的2个垫板部51成为垫板部51的背面侧整体朝向操作面31突出的1个接触凸部511。
此外，图4B所示的垫板部51中的从左起第2列的2个垫板部51在垫板部51的背面侧形成有朝向操作面31突出的2个接触凸部512。接触凸部512由在垫板部51的背面侧形成为环状的第1接触凸部512a、和配置在第1接触凸部512a的大致中央部分的第2接触凸部512b构成。在本实施方式中，如后述那样，与第2接触凸部512b相比，第1接触凸部512a的突出方向的高度(长度)变高(长)。
此外，图4B所示的垫板部51中的从左起第3列的2个垫板部51在垫板部51的背面侧形成有朝向操作面31突出的大致圆柱状的9个接触凸部513。接触凸部513由在垫板部51的背面侧沿着外周配置的8个第1接触凸部513a、和配置在第1接触凸部513a的大致中央部分的第2接触凸部513b构成。在本实施方式中，如后述那样，与第2接触凸部513b相比，第1接触凸部513a的突出方向的高度(长度)变高(长)。
此外，图4B所示的垫板部51中的右端的2个垫板部51在垫板部51的背面侧形成有朝向操作面31突出的大致四角柱状的9个接触凸部514。接触凸部514由在垫板部51的背面侧沿着外周配置的8个第1接触凸部514a、和配置在第1接触凸部514a的大致中央部分的第2接触凸部514b构成。在本实施方式中，如后述那样，与第2接触凸部514b相比，第1接触凸部514a的突出方向的高度(长度)变高(长)。
另外，图4B所示的垫板部51的结构是一例。
在1个垫板片5中，可以将全部的垫板部51做成相同的结构，设置相同结构的接触凸部，也可以如图4B所示那样，具有各种结构的接触凸部的垫板部51混合存在于1个垫板片5内。
此外，例如也可以如图7A至图7D所示那样将垫板部51做成圆形。在模拟地设想的乐器是鼓等情况下(例如参照图6)，将垫板部51也做成圆形能够使氛围更接近于现实的乐器。
此外，设置在1个垫板片5中的垫板部51的大小及形状也可以不相同，也可以是图4B等所示的四边形的垫板部51和图6所示的圆形的垫板部51混合存在于1个垫板片5中。进而，也可以如图6所示那样在1个垫板片5中混合存在各种大小的垫板部51。
此外，关于接触凸部511的配置也能够有各种变形。
例如也可以如图7A所示，在垫板部51的大致中央设置1个大致圆柱状的接触凸部515，以将该接触凸部515包围的方式配置多个接触凸部515。在此情况下，可以使全部的接触凸部515的突出方向的高度(长度)相同，也可以根据部位而使高度改变2级以上。
此外，例如也可以如图7B所示那样，在垫板部51的大致中央设置1个大致圆柱状的接触凸部516(516a)，以将该接触凸部516a包围的方式将环状的接触凸部516(516b)以同心圆状配置多个。在此情况下，接触凸部516a与接触凸部516b的突出方向的高度(长度)可以相同，也可以根据部位而以2级以上改变高度。此外，各接触凸部516b也可以大致等间隔配置，也可以将间隔错开而配置。
进而，例如也可以如图7C所示那样，设置从垫板部51的周缘部朝向中央部卷成旋涡的连成一体的旋涡形状的接触凸部517。在此情况下，接触凸部517的突出方向的高度(长度)可以固定，也可以根据部位而以2级以上改变高度。
此外，例如也可以如图7D所示那样，利用垫板部51的背面侧整体设置较多的接触凸部518。在此情况下，接触凸部518可以大致等间隔地配置，也可以随机配置。此外，既可以使全部的接触凸部518的突出方向的高度(长度)相同，也可以根据部位而以2级以上改变高度。
通过将设置于垫板部51的接触凸部518的数量增多、或在其突出方向的高度(长度)上设置差异，能够更多级地检测当击打了垫板部51时的接触凸部518与操作面31的接触状况，能够使击打的强度及速度的差异更细致地反映到乐音的输出中。
图8是表示仅将图4B所示的垫板部51中的具有接触凸部511的垫板部51排列了4个的情况的垫板片的主要部分剖视图。图9A及图9B是图8中用IX表示的区域(即，1个垫板部的区域)的放大图，图9A表示施加于垫板部51的按压力较小的情况，图9B表示施加于垫板部51的按压力较大的情况。
如图9A所示，在用较小的力将垫板部51按下或敲击的情况下(在图9A中“按压力小”)，垫板部51的沉入较少，接触凸部511的变形量也较少。因此，接触凸部511与操作面31接触的接触宽度(接触面积)也变小。在此情况下，操作面31的操作检测部31a将与接触在操作面31上的接触凸部511(与接触凸部511对应的垫板部51)的位置、以及接触凸部511接触在操作面31上的面积相对应的操作信号输出。在图9A及图9B中，在能够进行独立检测区域314内的接触的检测的多个位置之中，示出了处于中央的位置612、从中央稍稍离开的位置613、进一步离开的位置614。在按压力较小的情况下，如图9A所示，仅位置612接触，位置613、位置614不接触。
此外，如图9B所示，在以较大的力将垫板部51按下或敲击的情况下(在图9B中“按压力大”)，垫板部51的沉入较大，接触凸部511的变形量也较多。因此，接触凸部511与操作面31接触的接触宽度(接触面积)也变大。在此情况下，操作面31的操作检测部31a将与接触在操作面31上的接触凸部511(与接触凸部511对应的垫板部51)的位置、以及接触凸部511接触在操作面31上的面积相对应的操作信号输出。在按压力较大的情况下(接近于可检测的最大按压力的情况下)，如图9B所示，位置612、位置613接触(如果连位置614也接触则检测出最大的按压力)。
图10是表示将图4B所示的垫板部51中的具有接触凸部512、513、514的某个的垫板部51排列了4个的情况下的垫板片的主要部分剖视图。图11A及图11B是图10中用XI表示的区域(即，1个垫板部的区域)的放大图，图11A表示施加于垫板部51的按压力较小的情况，图11B表示施加于垫板部51的按压力较大的情况。另外，在图10、图11A及图11B中，例示了配置在垫板部51的大致中央的接触凸部512b、513b、514b比配置在其周围的接触凸部512a、513a、514a突出方向的高度(长度)低的情况。
如图11A所示，在以较小的力将垫板部51按下或敲击的情况下(在图11A中“按压力小”)，垫板部51的沉入较少，接触凸部512、513、514的变形量也较少。因此，接触凸部512、513、514中的仅突出方向的高度(长度)较高的接触凸部512a、513a、514a与操作面31接触。在此情况下，操作面31的操作检测部31a输出与接触在操作面31上的接触凸部512、513、514(与接触凸部512、513、514对应的垫板部51)的位置、以及接触凸部512、513、514中的接触在操作面31上的接触凸部512a、513a、514a的个数相对应的操作信号。
此外，如图11B所示，在以较大的力将垫板部51按下或敲击的情况下(在图11B中“按压力大”)，垫板部51的沉入较大，接触凸部512、513、514的变形量也较多。因此，还包括突出方向的高度(长度)较低的接触凸部512b、513b、514b的全部的接触凸部512、513、514与操作面31接触。在此情况下，操作面31的操作检测部31a输出与接触在操作面31上的接触凸部512、513、514(与接触凸部512、513、514对应的垫板部51)的位置、以及接触在操作面31上的接触凸部512、513、514的全部个数相对应的操作信号。
另外，接触凸部的形状及配置根据模拟的乐器的种类等适当决定。
例如，图12A至图12C是沿着图5中的XII－XII线的主要部分剖视图，表示模拟乐器是钢琴的情况下的垫板部51的结构例。
在使用垫板片5进行钢琴的模拟演奏的情况下，为了接近于敲击钢琴的键盘的感觉，优选的是如图12A至图12C所示那样，将垫板部51做成沿着钢琴的键延伸的形状，并将垫板部51构成为，使得越靠键的基端侧(即，向钢琴底盘固定的一侧、离演奏者远的一侧)越是如果不以较强的力按压则接触凸部就不与操作面31接触，越靠键的前端侧(即，相对于钢琴底盘而言的自由端侧、距演奏者近的一侧)越是在较弱的力下接触凸部也与操作面31接触。
例如，在图12A至图12C中，垫板部51中的越是与键的前端侧对应的部分则配置突出方向的高度(长度)越高的接触凸部519(在图12A至图12C中是接触凸部519a)，垫板部51中的越是与键的基端侧对应的部分则配置突出方向的高度(长度)越低的接触凸部519(在图12A至图12C中是接触凸部519d)，以4级来调整接触凸部519向操作面31的接触容易度。
由此，如图12B所示，在以较小的力将垫板部51按下或敲击的情况下(图12B中“按压力小”)，垫板部51的沉入较少，接触凸部519的变形量也较少。因此，接触凸部519中的、仅突出方向的高度(长度)最高的接触凸部519a与操作面31接触。在此情况下，操作面31的操作检测部31a输出与接触在操作面31上的接触凸部519a(与接触凸部519a对应的垫板部51)的位置、以及接触凸部519中的接触在操作面31上的接触凸部519a的个数相对应的操作信号。
此外，如图12C所示，在以较大的力将垫板部51按下或敲击的情况下(图12C中“按压力大”)，垫板部51的沉入较大，接触凸部519的变形量也较多。因此，连突出方向的高度(长度)最低的接触凸部519d也包含在内的全部的接触凸部519与操作面31接触。在此情况下，操作面31的操作检测部31a输出与接触在操作面31上的接触凸部519(与接触凸部519对应的垫板部51)的位置、以及接触在操作面31上的接触凸部519的全部的个数相对应的操作信号。
从操作检测部31a接受了操作信号的控制装置33判断从接触凸部(与接触凸部对应的垫板部51)的位置使什么种类的声音(音阶、乐器的种类等)输出。
即，如上述那样，对各垫板部51分别分配了音阶、乐器的种类等功能，各垫板部51与功能之间的对应被应用程序等规定。控制装置33能够通过参照该对应，决定使什么种类的声音输出。
此外，在本实施方式中，控制装置33根据与操作信号对应的垫板部51与操作面31的接触状况来判断以怎样的强度(速率)输出(发音)，使得对应的音源的声音以与操作信号对应的强度(速率)输出(发音)。
即，本实施方式的垫板部51如果被施加了外力则根据该外力的强度使与操作面31的接触状况变化，操作检测部31a根据该接触状况来输出操作信号。垫板部51与操作面31的接触状况是根据将垫板部51按下或敲击的力的强度及速度(势头)而变化的，在本实施方式中是指垫板部51(在本实施方式中是垫板部51的接触凸部)在操作面31上接触的接触部分的范围、接触部分的数量、接触定时等。
在按下或敲击的力的强度较强的情况或速度较快(势头猛)的情况下，作为垫板部51的变化，以对应于力的强度及势头、垫板部51(垫板部51的接触凸部)在操作面31上接触的接触部分的范围变大、接触部分的数量变多的形式来表现。
因此，控制装置33在垫板部51(垫板部51的接触凸部)接触在操作面31上的接触部分的范围较大的情况、或接触部分的数量较多的情况下，判断为垫板部51被较强地敲击，使得输出较大的声音。
相反，在垫板部51(垫板部51的接触凸部)接触在操作面31上的接触部分的范围较小的情况、或接触部分的数量较少的情况下，控制装置33判断为垫板部51被较弱地敲击，使得输出较小的声音。
此外，也可以是，在垫板部51(垫板部51的接触凸部)接触在操作面31上的接触部分的范围随着时间推移而逐渐扩大的情况、或接触部分的数量随着时间推移而逐渐增加的情况下，控制装置33判断为逐渐作用了较弱的力(接触定时较晚)，进行使输出的声音从较小的声音逐渐变大等输出控制。
此外，优选的是，在垫板部51与操作面31相面对的面的相反的表面侧(在图2中是上侧)，形成有与垫板部51高度不同的阶差部。
例如，在图1及图2中，垫板片5的表面侧(在图2中是上侧)仅垫板部51向上方突出而变高，垫板部51以外的部分成为高度比其低的阶差部52。
通过这样设置阶差部52，演奏者(用户)仅通过触碰垫板片5的表面就能够掌握垫板部51的位置。
因此，在演奏中即使不观看垫板片5也知道应敲击(按下)的位置，所以能够如演奏通常的乐器的情况那样，一边观看乐谱等一边凭手指的感觉来进行演奏。
另外，阶差部52只要与垫板部51高度不同、仅通过用手触碰就能够掌握垫板部51的位置就可以，并不限定于这里例示的结构。例如，也可以在垫板部51的周围设置槽作为阶差部52，也可以在垫板部51的周围设置比垫板部51向上方较高地立起设置的立设部等作为阶差部52。
<<垫板片及具备它的操作输入系统的作用>>
接着，参照图13对本实施方式的垫板片及具备它的操作输入系统的作用进行说明。
如图13所示，构成操作输入系统1的电子设备3的电源接通(步骤S1)，控制装置33(CPU711)根据用户的选择操作等而使执行模拟演奏模式的应用程序起动(步骤S2)，接着，控制装置33使电子设备3的操作面31的显示向演奏模式画面(例如参照图3)转移(步骤S3)。在该演奏模式画面中，控制装置33使画面上显示对垫板片5的配置位置进行指示的定位标识312(步骤S4)。并且，控制装置33使在操作面31之上显示敦促用户的消息以使得对应于该定位标识312而将垫板片5配置在操作面31之上(步骤S5)。另外，此时，也可以与消息的显示一起或代替消息的显示而通过声音进行引导，以使得对应于定位标识312而将垫板片5配置到操作面31之上。
控制装置33基于来自操作检测部31a的检测信息等，判断是否检测出垫板片5已被配置到操作面31上(步骤S6)。在没有检测出垫板片5的配置的情况下(步骤S6的否)，控制装置33反复进行步骤S6的判断。
另一方面，在检测到垫板片5的配置的情况下(步骤S6的是)，控制装置33检测垫板片5的种类(步骤S7)。例如，在垫板部51以外的部分的、由操作检测部31a检测的位置设置有与垫板片5的种类对应的数量及形状的凸部等，操作检测部31a对其进行检测，从而控制装置33掌握垫板片5的种类。另外，检测垫板片5的种类的方法并不限定于此，例如也可以是，用户从操作面31之上的操作按钮311进行输入或从选项中进行选择，从而控制装置33掌握垫板片5的种类。在此情况下，也可以在操作面31上显示请选择使用的垫板片的种类等消息而敦促用户进行输入。
当控制装置33检测到垫板片5的种类(步骤S7)，则控制装置33使操作面31上显示与该垫板片5的种类对应的画面(步骤S8)。所谓与垫板片5的种类对应的画面，例如，在将垫板片5配置在操作面31上时与各垫板部51对应的位置，分别显示与垫板部51对应的框或与各垫板部51对应的字符、图形等垫板标识313。另外，在演奏模式下显示与垫板片5的种类对应的画面不是必须的。例如，在垫板片5的透明性较低、不能将显示在操作面31上的显示内容从垫板片5之上读取那样的情况下，也可以不特别显示与垫板片5的种类对应的画面。此外，也可以使得用户能够通过来自操作按钮311等的输入来选择是否进行这样的画面显示。
从演奏模式的开始起，控制装置33始终判断是否检测到向垫板部51的击打(按压等)，即是否从操作检测部31a输入了表示某个垫板部51与操作面31的接触状况的操作信号(步骤S9)，在没有检测到向垫板部51的击打(按压等)的情况下(步骤S9的否)，重复步骤S8的判断。
另一方面，在检测到向垫板部51的击打(按压等)的情况下(步骤S9的是)，控制装置33基于从操作检测部31a输出的操作信号，检测该垫板部51(垫板部51的接触凸部511等)在设置在操作面31上的与该垫板部51对应的独立检测区域314内接触的接触位置、接触部分的范围、接触部分的数量、接触定时等接触状况(步骤S10)。并且，控制装置33使与检测出的接触位置、接触部分的范围、接触部分的数量、接触定时等接触状况对应的强度(速率)的乐音从未图示的扬声器或音频端子等输出(步骤S11)。
例如，控制装置33在独立检测区域314内检测到接触的多个位置之中，确定距独立检测区域314的中心最远的位置，在从上述中心到所确定的上述位置的距离是2mm以下的情况下判断为以与100g以下的力对应的强度进行了操作，在上述距离是2～4mm的情况下判断为以与100～200g的力对应的强度进行了操作，在上述距离是4～6mm的情况下判断为以与200～500g的力对应的强度进行了操作，在上述距离是6～8mm的情况下判断为以与500～1000g的力对应的强度进行了操作。或者，控制装置33在独立检测区域314内检测到接触的多个位置之中，依次确定距独立检测区域314的中心最远的位置，在从上述中心到依次确定的位置的距离的变化速度是1m/s的情况下判断为以1m/s的速度进行了操作，在2m/s的情况下判断为以4m/s的速度进行了操作，在3m/s的情况下判断为以8m/s的速度进行了操作。与该检测的距离对应的操作的力的增加关系可以是线性增加，也可以是指数性地增加。关于与检测到的距离的变化速度对应的操作的速度的增加关系也是同样的。
并且，控制装置33根据这些检测到的操作的强度及操作的速度，决定发出的乐音的强度(音量)(参照预先规定了操作越强或操作越快则音量越大那样的对应关系的变换表，变换为MIDI信号中的速率等)。
由此，用户仅通过将垫板片5配置到具备作为触摸面板的操作面31的便携终端装置等电子设备3上并将垫板部51用手指敲击或按压，就能够简单地享受模拟的乐器演奏。
<<垫板片及具备它的操作输入系统的效果>>
如以上这样，根据本实施方式，垫板片5能够安装到具有作为触摸面板的操作面31、和根据向操作面31的接触的有无及接触范围而输出操作信号的操作检测部31a的电子设备3上而使用，可变形地构成，具有配置在操作面31上的垫板部51，垫板部51构成为，如果被施加外力则能够对应于该外力的强度而使向操作面31的接触状况变化。
本实施方式的垫板片5在其自身中完全不具备电极、电路等，能够由树脂等便宜地生产。
进而，本实施方式的垫板片5能够广泛地应用到具备触摸面板的通常的电子设备中，对于通常仅用触摸面板无法检测的击打的强度、速度等，通过变换为由垫板部51的变形带来的向操作面31的接触范围的变化而能够对其进行检测。并且，在通常的电子设备中，与演奏实际的乐器的情况同样，能够输出与用户向垫板部51的击打动作(按压)等对应的强度(速率)的乐音。
由此，谁都能够使用并非按专用标准定制出的通常的智能电话等普通电子设备，轻松地享受与演奏声学乐器接近的模拟乐器演奏。
此外，在本实施方式中，在设置有定位标识312的情况下，在将垫板片5向电子设备3安装时，通过将该定位标识312作为标记来配置垫板部51，能够使得向操作面31的接触状况变化的垫板片5上的区域、与操作检测部31a检测向该操作面31的接触状况的操作面31上的区域可靠地重叠。
由此，在敲击或按压被安装在电子设备3上的垫板片5的垫板部51时，操作检测部31a能够可靠地检测其接触状况，能够进行用户希望的输出。
此外，本实施方式中，垫板部51向操作面31的接触状况是垫板部51在操作面31上接触的接触部分的范围、接触部分的数量、接触定时。
接触部分的范围、接触部分的数量、接触定时即使是构成通常的触摸面板的操作检测部31a也能够容易地检测，在本实施方式中，能够将击打的强度及速度等进行乐音输出时的乐器特有的指标替换为这样的接触状况来检测。
由此，只要具备通常的触摸面板，就谁都能够使用智能电话等通常的电子设备轻松地享受模拟的乐器演奏。
此外，在本实施方式中，多个垫板部51被配置为：使操作检测部31a能够独立地检测接触状况的操作面31上的多个区域(独立检测区域)各自的位置和尺寸，与配置多个垫板部51且向操作面31的接触状况独立地变化的垫板片5上的多个区域各自的位置和尺寸相对应。
由此，操作检测部31a能够分别适当地检测各个垫板部51向操作面31的接触状况，能够进行用户希望的乐音的输出。
此外，在本实施方式中，也可以是，在垫板片5上设置向操作面31的接触状况独立地变化的多个垫板部51，操作检测部31a具备调整机构，该调整机构进行调整以使能够独立地检测接触状况的操作面31上的多个区域(独立检测区域)的位置，与配置在操作面31上的垫板片5的多个垫板部51各自的位置相对应。
在这样构成的情况下，假如在操作面31上不显示定位标识312的情况、或用户忽视定位标识312等而配置了垫板片5的情况下，操作检测部31a也能够可靠地检测垫板部51向操作面31的接触状况，能够更轻松地享受演奏的乐趣。
此外，在本实施方式中，垫板部51在与操作面31接触的一侧具有接触凸部511，当在垫板部51上施加了外力时，与该外力的强度对应地，接触凸部511向操作面31的接触状况变化。
由此，能够将施加在垫板部上的外力(击打力、按压力)经由接触凸部511传递给操作面31的操作检测部31a。并且，通过根据模拟地进行再现的乐器的种类等(即，例如根据乐器的操作件的形状、演奏时的力的施加方式的特征等)来改变接触凸部511的形状、配置，还能够调整接触状况(垫板部51在操作面31上接触的接触部分的范围、接触部分的数量、接触定时)，能够进行适合于模拟地进行再现的乐器的乐音的输出控制。
此外，在本实施方式中，接触凸部512、513、514等在各垫板部51上设置有多个，施加在垫板部51上的外力越强，与操作面31接触的接触凸部512、513、514等的数量越增加。
因此，操作检测部31a通过检测与操作面31接触的接触凸部512、513、514等的数量，能够容易地检测将垫板部51按压或敲击的力的强度。由此，与演奏实际的乐器的情况同样，能够输出与用户向垫板部51的击打动作(按压)等对应的强度(速率)的乐音。
此外，在本实施方式中，在垫板部51与操作面31相面对的面的相反的表面侧，形成有高度与垫板部51不同的阶差部52。
在使通常的电子设备的触摸面板显示在演奏时成为击打目标的垫板等而进行演奏的情况下，垫板等的位置不用眼睛观看就无法确认，在演奏期间中必须观看显示画面。
对于这一点，通过在电子设备的操作面31上设置本实施方式那样的垫板片5，用户即使不观看垫板部51，也能够仅通过手的触碰来掌握垫板部51的位置。由此，与演奏实际的乐器的情况同样，能够不观看手边的情况而一边看乐谱等一边进行演奏。
此外，在本实施方式中，电子设备3的操作面31是感压式(电阻膜式)的触摸面板。
因此，仅通过从外部施加压力就能够检测向操作面31的操作，形成配置在操作面31上的垫板片5的材料没有制约。因此，形成垫板片5的材料选择的自由度高，能够制造希望的触感及硬度等的垫板片5。
<<变形例>>
另外，以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于该实施方式，当然在不脱离其主旨的范围内能够各种各样地变形。
例如，在本实施方式中，做成了将垫板片5载置到电子设备3的操作面31上的结构，但垫板片5的形状及结构并不限定于此。
例如，也可以在垫板片5的外周端缘处设置朝向安装目标的电子设备3垂直设置的垂设部等，在将垫板片5向电子设备3的操作面31上载置时，使垂设部覆盖电子设备3的壳体的侧面部。
在这样设置了垂设部的情况下，能够防止垫板片5错位或从操作面31脱离。
此外，也可以是，为了防止在反复进行击打动作的过程中垫板片5错位或从操作面31脱离，另行具备将垫板片5和电子设备3固定的带状的卡止部件等。
此外，在图1等中，表示了垫板片5比电子设备3的操作面31小而仅被载置在操作面31的一部分上的例子，但垫板片5的大小及形状并不限定于图示例，也可以将操作面31的整面覆盖。在此情况下，能够将更大的范围用作乐器演奏用的空间。
此外，也可以将垫板片5形成得较大而能够应用于尺寸不同的多个电子设备3，在应用于较小的电子设备3的情况下仅使用其一部分。
在此情况下，可以在垫板片5上设置表示便携终端装置或平板终端装置等的主要既定尺寸的标识。由此，在将垫板片5应用于较小的电子设备3的情况下，优选的是，使与使用的电子设备3对应的标识与电子设备3的四角等对其从而能够配置到适当的位置。

Claims (18)

1.一种操作状态检测装置，其特征在于，
具有：
电子设备，具有操作面，并且能够检测上述操作面上的多个位置的操作所带来的接触的有无；以及
片部件，能够对上述电子设备的上述操作面进行拆装；
上述片部件具有在安装到上述操作面上的状态下、对应于被施加的外力的强度而变形从而向上述操作面的接触状况变化的突出部；
在将上述片部件安装在上述操作面上的状态下，上述电子设备的处理器在由于上述突出部的变形而接触状况变化的上述操作面上的独立检测区域内的多个位置检测接触的有无，执行基于在上述多个位置检测到的接触的有无的检测结果而判断的与施加在上述突出部上的操作的强度或操作的速度相对应的确定处理。
2.如权利要求1所述的操作状态检测装置，其特征在于，
上述片部件具有多个上述突出部；
在上述电子设备的上述操作面上，以与上述多个上述突出部各自的位置对应的方式设置有多个上述独立检测区域，上述电子设备的处理器基于各个上述独立检测区域内的检测结果，判断施加在各个上述突出部上的操作的强度或操作的速度。
3.如权利要求2所述的操作状态检测装置，其特征在于，
上述电子设备的处理器具有控制部，在将上述片部件向上述操作面安装时，上述控制部进行如下控制，即：对设置在上述操作面上的上述多个上述独立检测区域的位置进行设定、以使其与设置在上述片部件上的上述多个上述突出部的位置一致。
4.如权利要求2所述的操作状态检测装置，其特征在于，
在上述片部件和上述操作面上设置有标记，该标记用于：在将上述片部件向上述操作面安装时，使设置在上述片部件上的上述多个上述突出部的位置与设置在上述操作面上的上述多个上述独立检测区域的位置一致。
5.如权利要求1所述的操作状态检测装置，其特征在于，
以使上述多个上述独立检测区域各自的位置和尺寸与上述多个上述突出部各自的位置和尺寸相对应的方式，配置有上述多个上述独立检测区域和上述多个上述突出部。
6.如权利要求1所述的操作状态检测装置，其特征在于，
上述接触状况的变化是上述突出部在上述独立检测区域内接触的接触部分的范围、接触部分的数量、接触定时中的至少1个的变化。
7.如权利要求1所述的操作状态检测装置，其特征在于，
上述接触状况的变化是上述突出部与上述独立检测区域内的多个位置分别接触的定时的变化，根据多个位置的接触定时的差，判断被施加在上述突出部上的操作的速度。
8.如权利要求1所述的操作状态检测装置，其特征在于，
上述操作面是感压式的触摸面板。
9.一种操作状态检测用片，是能够对电子设备的操作面进行拆装的片部件，上述电子设备具有上述操作面并且在设置于上述操作面上的独立检测区域内的多个位置检测接触的有无，上述电子设备基于在上述多个位置检测出的接触的有无的检测结果，能够确定施加在与上述操作面的上述独立检测区域对应的部分上的操作的强度或操作的速度，
该操作状态检测用片的特征在于，
构成为，在安装在上述操作面上的状态下，在与上述独立检测区域对应的位置设有突出部，对应于施加在上述突出部上的外力的强度而上述突出部变形，以使对于上述独立检测区域内的多个位置的接触状况变化。
10.如权利要求9所述的操作状态检测用片，其特征在于，
在与设置在上述电子设备的上述操作面上的多个上述独立检测区域分别对应的位置，设有多个上述突出部；
设置有标记，该标记用于：在将上述操作状态检测用片向上述操作面安装时，使设置在上述操作状态检测用片上的上述多个上述突出部的位置与设置在上述操作面上的上述多个上述独立检测区域的位置一致。
11.如权利要求9所述的操作状态检测用片，其特征在于，
以使上述多个上述独立检测区域各自的位置和尺寸与上述多个上述突出部各自的位置和尺寸相对应的方式，配置上述多个上述突出部。
12.如权利要求9所述的操作状态检测用片，其特征在于，
上述接触状况的变化是上述突出部在上述独立检测区域内接触的接触部分的范围、接触部分的数量、接触定时中的至少1个的变化。
13.如权利要求9所述的操作状态检测用片，其特征在于，
上述突出部被形成为这样的形状，即，在该形状下，上述突出部的与上述独立检测区域接触的位置不同的多个部位分别对应于上述突出部的变形而与上述独立检测区域接触的定时不同。
14.如权利要求9所述的操作状态检测用片，其特征在于，
在上述片部件中的、上述突出部和上述操作面相面对的面的相反的表面侧，形成有高度与上述突出部不同的阶差部。
15.一种电子乐器，其特征在于，
具备权利要求1所述的操作状态检测装置；
上述电子设备根据在上述独立检测区域中检测的对于上述操作面的操作的强度或操作的速度来控制乐音的输出。
16.如权利要求15所述的电子乐器，其特征在于，
上述电子设备根据在上述独立检测区域中检测的对于上述操作面的操作的强度或操作的速度来控制输出的乐音的强度。
17.如权利要求15所述的电子乐器，其特征在于，
上述片部件具有各自的形状不同的多个上述突出部；
上述电子设备根据在与上述多个上述突出部对应的多个上述独立检测区域的哪个中检测到操作，来进行控制以输出不同音色的乐音。
18.如权利要求17所述的电子乐器，其特征在于，
上述电子设备根据在上述多个上述独立检测区域的哪个中检测到操作，来进行控制以输出不同种类的乐器音。
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