CN114667564A - 键盘装置的键操作的检测装置、键操作的检测方法及键盘装置 - Google Patents

Abstract

提供键盘装置的键操作的检测装置(101)，其具有：键侧导电部(20)，其设置于多个键(13)的每一者；基板(15)，其以在多个键(13)的按压方向与多个键(13)相对的方式设置；至少2个信号输出部(31、32)，其以针对多个键(13)中的一个键而对应至少2个信号输出部(31、32)的方式设置于基板(15)，所述至少2个信号输出部各自具有线圈，输出与和在对应的键(13)设置的导电部(20)相距的距离相对应的信号；以及检测部(50)，其在按键行程中，基于从至少2个信号输出部(31、32)输出的信号，检测对应的键(13)的横摆方向或滚转方向的至少一者的位移。

Description

键盘装置的键操作的检测装置、键操作的检测方法及键盘 装置

技术领域

本发明涉及一种键盘装置的键操作的检测装置、键操作的检测方法及具有检测装置的键盘装置。

背景技术

以往，已知在框架针对每个键而将2个感圧传感器配置于键排列方向，基于这2个传感器的输出的差或和而控制声音的键盘乐器(专利文献1)。该键盘乐器将2个传感器作为水平传感器而使用，例如基于两者的差值而进行转音(pitchbend)、延音(portamento)等音控制，并且基于两者的和值而控制音量。此外，按键操作通过键开关进行检测。

专利文献1：日本专利第4375302号公报

专利文献2：国际公开专利公报“WO2019/122867A1”

发明内容

但是，在专利文献1中，使用接触式的传感器，对于键的侧倾(横摆、滚转)，如果不是按键结束阶段则无法检测。

另一方面，作为非接触式的传感器，已知将具有线圈的谐振电路设置于键和基板，基于从设置于基板的谐振电路输出的信号对键的位置、速度进行检测的键盘装置(专利文献2)。专利文献2的谐振电路能够检测按键方向的键的位置、速度。但是，无法检测键的侧倾(横摆方向或滚转方向的位移)。

本发明的一个目的在于，提供一种即使在键的按键行程的中途，也能够对键的横摆方向或滚转方向的位移进行检测的键盘装置的键操作的检测装置。

根据本发明的一个方式，提供一种键盘装置的键操作的检测装置，其具有：导电部，其设置于多个键的每一者；基板，其以在所述多个键的按压方向与所述多个键相对的方式设置；至少2个信号输出部，其以针对所述多个键中的一个键而对应至少2个信号输出部的方式设置于所述基板，所述至少2个信号输出部各自具有线圈，输出与和在对应的键设置的所述导电部相距的距离相对应的信号；以及检测部，其在按键行程中，基于从所述至少2个信号输出部输出的信号，检测所述对应的键的横摆方向或滚转方向的至少一者的位移。

根据本发明的一个方式，即使在按键中途，也能够对键的横摆方向或滚转方向的位移进行检测。

附图说明

图1是键盘装置的示意性侧视图。

图2是键盘装置的键盘部分的局部正面图。

图3是操作检测装置的要部的示意图。

图4是表示键侧导电部及传感器部的结构例的示意性俯视图。

图5是俯视观察时的第1导电部的放大图。

图6是俯视观察时的第1信号输出部的放大图。

图7是第1导电部的电路图。

图8是第1信号输出部的电路图。

图9是1个键和与其对应的传感器部的示意性正面图。

图10是1个键和与其对应的传感器部的示意性正面图。

图11是表示键侧导电部及传感器部的结构例的示意性俯视图。

图12是表示键侧导电部及传感器部的第1变形例的结构例的示意性俯视图。

图13是表示键侧导电部及传感器部的第2变形例的结构例的示意性俯视图。

图14是表示键侧导电部及传感器部的第3变形例的结构例的示意性俯视图。

图15是表示键侧导电部及传感器部的第4变形例的结构例的示意性俯视图。

图16是表示键侧导电部及传感器部的第5的变形例的结构例的示意性俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是应用本发明的一个实施方式涉及的键的操作检测装置的键盘装置的示意性侧视图。图1是着眼于键盘装置100的多个键13中的1个键13的图。在图1中，键13的长度方向的前端侧为前方，按键面(表面)侧为上方。从演奏者所处的键13的正面侧观察的方向称为左右方向。因此，键排列方向与左右方向相同。键盘装置100适于向电子键盘乐器应用，但也适于作为不发生音响而输出声音信号的装置。

键13能够将固定于框架11的支点12作为中心而沿上下方向转动。键13具有凸出部16及凸出部17。在凸出部16的前端(下端)设置有后述的键侧导电部20。在框架11上设置有电路基板15。电路基板15在多个键13的按压方向与各键13相对设置。在电路基板15上，与键侧导电部20分别对应地配置有后述的多个传感器部30。

在键13和框架11之间以压缩状态安装有螺旋弹簧14。螺旋弹簧14始终将键13向上方推压。在框架11上设置有与凸出部17相对的下限止动器18。非操作状态的键13通过与未图示的上限止动器抵接而被限制于图1所示的初始位置(非按键位置)。如果由演奏者将键13按下，则螺旋弹簧14被压缩，并且凸出部17与下限止动器18抵接。凸出部17的按键行程的下限位置由下限止动器18限制。下限止动器18能够在规定的范围进行弹性变形，被凸出部17按压而弹性变形。下限止动器18在规定的范围内发生了弹性变形的位置成为凸出部17的按键行程的最下限位置。也可以将用于规定最下限位置的止动器与下限止动器18分开而单独设置。如果从凸出部17按压了下限止动器18的按键结束状态起演奏者进行键13的放开操作，则由于螺旋弹簧14的力而键13返回至初始位置。

在键13的按键行程中，键侧导电部20靠近传感器部30，在键13的放开行程中，键侧导电部20远离传感器部30。这里，即使凸出部17到达最下限位置，键侧导电部20也不与传感器部30接触。因此，键侧导电部20与传感器部30始终是非接触的。详细内容将后述，键侧导电部20具有一对导电部21、22(图3)。传感器部30例如具有2个(一对)信号输出部31、32(图3)，作为输出与对应的键13的键侧导电部20相距的距离相对应的信号的多个信号输出部。

图2是键盘装置100的键盘部分的局部正面图。多个键13具有多个白键13W及多个黑键13B。多个键13从演奏者观察时在左右方向(键排列方向)排列。各键13和与其对应的键侧导电部20、传感器部30的结构是共通的。如图2所示、键13的前端部通过按下操作、放开操作而沿行程方向即俯仰方向摆动。键13主要沿俯仰方向位移，但严格来讲也沿横摆方向及滚转方向位移。即，键13由于受到向左右方向的力而还能够向横摆方向位移。并且，由于键13受到向左右方向的力、或者将键13在宽度方向的端位置附近按下，从而键13能够向将沿长度方向的轴作为中心而旋转的方向(滚转方向)位移。向横摆方向及滚转方向的位移(所谓侧倾)是由于复合的力而产生的。

以往，将通过在键的按键结束阶段进一步对键进行操作而产生的键后距离(aftertouch)利用于声音的控制，能够进行扩展声音的表现。在典型情况下，作为键后距离而检测在按键结束阶段向行程方向的力的增减。除此以外，有时在按键结束阶段，在凸出部17与下限止动器18抵接之后演奏者有意地产生侧倾，由此产生键后距离。详细内容如后述，在本实施方式中，通过键侧导电部20和传感器部30的组合，能够以非接触式不仅对键13的行程位置进行检测，还对横摆方向或滚转方向的位移进行检测。而且，上述位移不仅在按键结束阶段，在按键中途或放开中途也能够检测。

此外，键13主要沿俯仰方向位移，但如日本专利第4375302号公报等所公开的那样，也可以将键13的构造设为在设计上还向滚转方向、横摆方向位移的构造。

图3是操作检测装置101的要部的示意图。操作检测装置101除了键侧导电部20和传感器部30意外，还包含加法运算部51、减法运算部52及控制部50。本发明的检测部主要包含加法运算部51、减法运算部52及控制部50。虽然未图示，但控制部50包含CPU、RAM、ROM、计时器等。声音发生部53包含声源电路及效果电路。控制部50基于由传感器部30检测到的各键13的操作的检测结果而控制由声音发生部53进行的声音的发生。例如，控制部50基于俯仰方向的检测结果，对声音的发生和消音进行控制，基于与横摆方向或滚转方向的位移相关的检测结果，对所要发出的的声音的效果进行控制。效果赋予的详细内容将后述。

图4是表示键侧导电部20及传感器部30的结构例的示意性俯视图。在图4中，键侧导电部20作为俯视观察(平面观察)得到的投影图而示出。图4的左方是具有支点12的键盘装置100的后方。此外，在图4中，省略电容器、电阻的图示。键侧导电部20包含一对导电部(第1导电部21、第2导电部22)。第1导电部21、第2导电部22在键排列方向排列配置。第1导电部21是具有2个螺旋状的部分(绕组部23、24)相连的线圈的电路。第2导电部22也是具有2个螺旋状的部分(绕组部25、26)相连的线圈的电路。

传感器部30与各键13对应地设置，包含一对信号输出部(第1信号输出部31、第2信号输出部32)。第1信号输出部31是具有2个螺旋状的部分(绕组部33、34)相连的线圈的电路。第2信号输出部32也是具有2个螺旋状的部分(绕组部35、36)相连的线圈的电路。第1导电部21和第2导电部22的结构是共通的。第1信号输出部31和第2信号输出部32的结构是共通的。在图5～8中，作为代表而对第1导电部21、第1信号输出部31的详细结构进行说明。

图5是俯视观察时的第1导电部21的放大图。第1导电部21作为整体而具有8字形状的线圈C21。线圈C21在键13的凸出部16的前端以平面状配置。线圈C21经由电容器29而从通路孔27至通路孔28为止地连续。并且，通路孔(via)27和通路孔28在基板背面直接耦合。绕组部23和绕组部24相互相邻。将绕组部23、24各自的重心位置设为重心G1、G2。此外，重心G1、G2被定义为绕组部23、24的具有大致圆形的轮廓形状的图形的重心位置。或者，重心G1、G2也可以被定义为绕组部23、24各自的着眼于质量的重心位置。穿过重心G1、G2的直线L1与键13的长度方向大致平行。穿过第2导电部22的绕组部25、26的重心G1、G2的直线L2(图4)也与键13的长度方向大致平行。因此，第1导电部21和第2导电部22以直线L1、L2大致平行的方式配置。

图6是俯视观察时的第1信号输出部31的放大图。第1信号输出部31作为整体而具有8字形状的线圈C31。线圈C31在电路基板15上以平面状配置。线圈C31经由电容器39、40而从通路孔37至通路孔38为止地连续。并且，通路孔37和通路孔38在基板背面直接耦合。在电容器39连接有电阻41，在电容器40连接有电阻42。不是必须设置电阻41、42。绕组部33和绕组部34相互相邻。将绕组部33、34各自的重心位置设为重心G3、G4。此外，重心G3、G4的定义与重心G1、G2相同。穿过重心G3、G4的直线L3与键13的长度方向大致平行。穿过第2信号输出部32的绕组部35、36的重心G1、G2的直线L4(图4)也与键13的长度方向大致平行。因此，第1信号输出部31和第2信号输出部32以直线L3、L4大致平行的方式配置。另外，如图4所示，与直线L1、L2的间隔相比，直线L3、L4的间隔更大。

如图5所示，绕组部23、24各自的以中心作为基点的螺旋方向相互相同。即，将靠近重心G1的通路孔28视作起点的情况的绕组部23的螺旋方向是向右旋转(顺时针)方向。将靠近重心G2的通路孔27视作起点的情况的绕组部24的螺旋方向也是向右旋转方向。根据这样的关系，在线圈C21流过某个方向的电流的情况的磁通的方向在绕组部23和绕组部24中变得相反。与此相同地，如图6所示，绕组部33、34各自的以中心作为基点的螺旋方向相互相同。在线圈C31流过某个方向的电流的情况的磁通的方向在绕组部33和绕组部34中变得相反。

图7是第1导电部21的电路图。图8是第1信号输出部31的电路图。第1导电部21构成为无源侧的谐振电路。第1导电部21是闭电路。第1信号输出部31构成为有源侧的谐振电路。这些谐振电路与WO2019/122867A1所公开的结构基本上相同。

在第1信号输出部31，输入侧的端子44与未图示的驱动电路连接。从输出侧的端子43取出检测信号。如图3所示，来自第2信号输出部32的检测信号被输入至加法运算部51的+端子和减法运算部52的+端子。来自第1信号输出部31的检测信号被输入至加法运算部51的另一个+端子和减法运算部52的－端子。此外，为了对来自第1信号输出部31的检测信号和来自第2信号输出部32的检测信号的相位偏差进行修正，各自的输出也可以经由平滑电路(未图示)而输入至加法运算部51、减法运算部52。加法运算部51将来自第1信号输出部31及第2信号输出部32的检测信号之和向控制部50输出。减法运算部52将来自第1信号输出部31的检测信号和来自第2信号输出部32的检测信号之差向控制部50输出。这些检测信号是连续量。

信号输出部31、32的输出例如是电压值。在信号输出部31、32在规定的谐振频率下被驱动的状态下，如果第1导电部21靠近第1信号输出部31，则在第1导电部21中，电流向将在第1信号输出部31发生的磁通抵消的方向流动。其结果，第1信号输出部31的磁通发生变化，电压发生变化。因此，能够将检测信号作为电压值而取出。与第1导电部21靠近第1信号输出部31相对应地，第1信号输出部31的输出变小。相同地，如果第2导电部22靠近第2信号输出部32，则与此相对应地，第2信号输出部32的输出变小。即，信号输出部31、32的输出(电压)与和对应的导电部21、22相距的距离相对应地变化，距离越短则其输出(电压)越小。此外，作为信号输出部31、32的输出，也可以采用谐振信号的变化或电流值。

特别是，如上述那样，线圈C21和线圈C31都是8字形状。因此，第1信号输出部31和第1导电部21的关系如下所述。首先，在从第1信号输出部31的绕组部33发生朝上的磁通，从绕组部34发生朝下的磁通的状态下，如果第1导电部21靠近第1信号输出部31，则在第1导电部21的绕组部23流动将来自绕组部33的朝上的磁通抵消的方向的电流。其结果，在第1导电部21的绕组部24发生朝上的磁通，因此，第1信号输出部31的绕组部34的朝下的磁通变弱。因此，与绕组部33和绕组部34的卷绕方向相反的结构相比，第1信号输出部31的输出的变化变大。其结果，作为传感器的灵敏度变高。

此外，从抑制串扰的观点出发，也可以在第1信号输出部31和第2信号输出部32使谐振频率不同。另外，如WO2019/122867A1所公开的那样，也可以在多个传感器部30之间使谐振频率不同。特别是，也可以在与相邻的键13对应的传感器部30之间使谐振频率不同。另外，如WO2019/122867A1、日本专利第4375302号公报所公开的那样，在对各个传感器部30进行驱动时，可以利用多路复用器及解复用器而执行时分处理。例如，将多个传感器部30按键域分组，使得物理上相邻的传感器部30彼此不会同时被驱动。例如，也可以在各分组中从低域的传感器部30起按顺序在各分组中1个1个地同时进行驱动。

图9、图10是1个键13和与其对应的传感器部30的示意性正面图。键13的行程位置、侧倾(横摆方向或滚转方向的位移)以如下方式进行检测。

首先，在通过按键操作而键侧导电部20相对于传感器部30靠近的情况下，如图3所示，信号输出部31、32的检测信号被输入至加法运算部51及减法运算部52。控制部50基于从加法运算部51输入的、信号输出部31、32的检测信号之和，对键13的行程位置进行检测。此时，例如信号输出部31、32的检测信号之和越小，则行程位置被检测为越深的位置。

与此并行地，控制部50基于从减法运算部52输入的、信号输出部31、32的检测信号之差，对键13的侧倾的大小进行检测。此时，信号输出部31、32的检测信号之差越大，则侧倾被检测为越大的值。如图9所示，如果键13的按键面中的右部被按下，则键13向右方滚转。在该情况下，第1导电部21和第1信号输出部31的距离变得短于第2导电部22和第2信号输出部32的距离。因此，与第2信号输出部32相比，第1信号输出部31输出更小的检测信号，因此检测信号之差变大。其结果，控制部50能够对键13的滚转方向及滚转位移的大小进行检测。

如上所述，如图4所示，与直线L1、L2的间隔相比，直线L3、L4的间隔更大。即，第1信号输出部31相对于第1导电部21在键排列方向上向右侧移位而配置，第2信号输出部32相对于第2导电部22在键排列方向上向左侧(与第1信号输出部31相反的方向)移位而配置。如图10所示，如果键13受到向右方的力，则键13向水平方向右侧位移。在该情况下，在俯视观察的投影上，第1导电部21和第1信号输出部31的重叠面积大于第2导电部22和第2信号输出部32的重叠面积。因此，第1导电部21作用于第1信号输出部31的磁通强于第2导电部22作用于第2信号输出部32的磁通。这样，与第2信号输出部32相比，第1信号输出部31输出更小的检测信号，因此检测信号之差变大。其结果，控制部50能够对键13的横摆方向的位移的大小进行检测。

通过这样的移位配置，键13在水平方向位移时的信号输出部31、32的检测信号之差变大，因此与横摆方向相关的检测的灵敏度变高。滚转位移和横摆位移是复合地产生的位移，演奏者也难以意识到两者地进行演奏，因此，在位移的检测中区分滚转位移和横摆位移也没有大的意义。因此，控制部50将滚转位移和横摆位移复合地作为侧倾而进行检测，有利于效果控制。

此外，第1信号输出部31相对于第1导电部21的移位方向、第2信号输出部32相对于第2导电部22的移位方向也可以与图4所例示的构造相反。另外，移位配置并非必须的，也可以使直线L1、L2的间隔和直线L3、L4的间隔相同，以直线L1、L2和直线L3、L4分别重叠的方式配置第1导电部21及第2导电部22、和第1信号输出部31及第2信号输出部32。在该情况下，从抑制串扰的观点出发，优选以重心G1和重心G3一致、重心G2和重心G4一致的方式配置键侧导电部20和传感器部30。

控制部50在按键中途、放开中途也随时对键13的行程位置进行检测。控制部50在键13的行程位置变得比第1规定位置深时，使音符开事件发生，使声音发生部53开始发音。发音开始后，控制部50实施基于检测到的侧倾的大小而赋予颤音等效果的键后距离控制。例如，键13的侧倾越大，控制部50越增大所赋予的效果的程度，或者越缩短周期。此外，不仅在按键结束阶段，在按键中途、放开中途也可以将检测结果利用于效果赋予的控制。

另外，控制部50在发音过程中，在放开行程的键13的行程位置变得比第2规定位置(浅于第1规定位置)浅时，使声音发生部53开始消音。此外，控制部50也可以根据键13从第3规定位置(比第1规定位置浅)达到第1规定位置为止所需的时间，对按键速度进行检测并利用于音量等声音控制。相同地，也可以在放开操作时对放开速度进行检测并利用于声音控制。此外，对于控制的效果参数，没有限定。

图4所示的配置可以应用于白键13W、黑键13B的任意者，但如果键宽度窄，则难以实现。图4所示的配置适于白键13W。对于适于键宽度窄的黑键13B的配置，在图11中进行说明。

图11是表示键侧导电部20及传感器部30的结构例的示意性俯视图。在图11中，键侧导电部20作为俯视观察时的投影图而示出。此外，在图11中，省略电容器、电阻的图示。第1导电部21、第2导电部22、第1信号输出部31、第2信号输出部32各自的结构与图4中说明的结构相同。

如图11所示，直线L1、L2位于一条直线上，导电部21、22在键长度方向排列地配置于一条直线上。图11的键长度方向的左方具有支点12的键盘装置100的后方。另一方面，信号输出部31、32也在键长度方向排列配置，但不位于一条直线上。即，直线L3位于比直线L1更靠右的位置，第1信号输出部31相对于第1导电部21在键排列方向上向右侧移位而配置。直线L4位于比直线L2更靠左的位置，第2信号输出部32相对于第2导电部22在键排列方向上向左侧(与第1信号输出部31相反的方向)移位而配置。通过这样的移位配置，关于提高与横摆方向相关的检测灵敏度，能够起到与图4所示的配置相同的效果。此外，在白键13W中，也可以采用图11所示的配置。此外，在图11的信号输出部31、32为了比较而追记了直接L1及直线L2。

根据本实施方式，针对多个键13的每一者，作为一对导电部而设置键侧导电部20。在电路基板15上与各键13对应地设置传感器部30(一对信号输出部31、32)。传感器部30输出与所对应的键13的键侧导电部20相距的距离相对应的信号。控制部50在按键行程中，基于从传感器部30输出的信号而检测所对应的键13的横摆方向或滚转方向的至少一者的位移。因而，在按键中途也能够对键的横摆方向或滚转方向的位移进行检测。

特别是，在按键行程、放开行程的中途也能够对键13的侧倾进行检测，因此不限于键后距离控制，在键操作的中途中，也能够使检测结果有助于声音控制，能够应用于丰富的声音表现。

另外，控制部50基于从信号输出部31、32输出的信号而检测对应的键13的行程位置。例如，控制部50基于从信号输出部31、32分别输出的信号之和对行程进行检测，基于分别输出的信号之差对横摆方向或滚转方向的位移进行检测。因此，使用相同的传感器部30，不仅对键的横摆方向或滚转方向进行检测，还能够对键的行程位置进行检测。

特别是，一对信号输出部31、32在键排列方向排列配置，因此能够对键13的滚转方向的位移进行检测。而且，通过图4、图11所示的移位配置，能够更高精度地对横摆方向的位移进行检测。

另外，在键侧导电部20、传感器部30各自中，在键长度方向相互相邻的2个螺旋状的部分的以中心作为基点的螺旋方向相互相同，因此能够抑制串扰。

此外，在本实施方式中，能够通过共通的传感器部而实现键13的行程位置的检测和侧倾的检测，因此能够简化结构。无需为了键13的行程位置的检测、侧倾的检测而另外设置光学传感器。但是，也可以为了检测行程位置或按键速度而另外设置光学式或接触式的位置传感器或速度传感器。此外，并非必须根据一对信号输出部31、32的检测信号而对行程位置进行检测。

以下，在图12～图16中，对各种的变形例进行说明。图12是表示键侧导电部20及传感器部30的第1变形例的结构例的示意性俯视图。在图12的例子中，相对于图4的例子而第1导电部21的绕组部23、24的卷绕方向相反。因此，在键排列方向相互相邻的绕组部彼此、即第1导电部21的绕组部23和第2导电部22的绕组部25的以中心作为基点的螺旋方向相互相反。相同地，在键排列方向相互相邻的绕组部24和绕组部26的以中心作为基点的螺旋方向也相互相反。

另外，相同地，在图12的例子中，相对于图4的例子而在与键排列方向正交的方向相互相邻的绕组部彼此即第1信号输出部31的绕组部33、34的卷绕方向相反。因此，在键排列方向相互相邻的绕组部33和绕组部35的以中心作为基点的螺旋方向相互相反。相同地，在与键排列方向正交的方向相互相邻的绕组部34和绕组部36的以中心作为基点的螺旋方向也相互相反。如上所述，在键侧导电部20及传感器部30各自，在键排列方向相互相邻的绕组部之间，以中心作为基点的螺旋方向相互相反。根据该结构，不仅在键长度方向，在键排列方向相互相邻的绕组部之间发生的磁通的方向也相反，因此进一步有利于串扰的抑制。

图13是表示键侧导电部20及传感器部30的第2变形例的结构例的示意性俯视图。在图4的例子中，导电部21、22、信号输出部31、32都与键长度方向大致平行。与此相对，在图13的例子中，信号输出部31、32相对于键长度方向倾斜地配置。此外，键侧导电部20的结构与图4的例子相同。

如图13所示，绕组部23和绕组部33重叠，绕组部25和绕组部35重叠。另一方面，绕组部34、36相对于绕组部24、26位于键宽度方向外侧。因此，穿过第1信号输出部31的绕组部33、34的重心G3、G4的直线L3和穿过第2信号输出部32的绕组部35、36的重心G3、G4的直线L4的间隔随着趋向键13的前端侧而扩大。因此，在俯视观察时，相对于直线L1，直线L3位于越是前方则越靠右方的位置，两者的间隔随着趋向键13的前端侧而扩大。在俯视观察时，相对于直线L2，直线L4位于越是前方则越靠左方的位置，两者的间隔随着趋向键13的前端侧而扩大。此外，在图13的信号输出部31、32为了比较而追记直接L1及直线L2。

通过以这样的锥形形状配置一对信号输出部31、32，从而即使不采用上述移位配置，也可以检测横摆位移及滚转位移。即，在键13向滚转方向发生了位移(图9)的情况下，相对的绕组部间产生距离差，因此信号输出部31、32间的输出差变大。其结果，能够与图4的例子相同地对滚转位移进行检测。另一方面，在键13向横摆方向位移(图10)的情况下，伴随着以支点12作为中心的键前端部的转动位移(虽然不太大)。例如，如果导电部21、22向右方转动位移，则在俯视观察时直线L1和直线L3所成的角度变小，另一方面直线L2和直线L4所成的角度变大。在导电部21、22向左方发生了转动位移的情况下，产生与上述相反的作用。其结果，信号输出部31、32间的输出差变大，能够与图4的例子相同地对横摆位移进行检测。

图14是表示将导电部21、22及信号输出部31、32分别配置于键长度方向的、键侧导电部20及传感器部30的第3变形例的示意图。图13中说明的锥形形状的配置也可以应用于如黑键13B那样宽度窄的键。在图14中，着眼于俯视观察时的倾斜，因此将各绕组部的配置利用重心位置表示。直线L1～L4的意义与图11相同。

直线L1、L2位于一条直线上，导电部21、22在键长度方向配置于相同直线上。在俯视观察时，相对于直线L1，直线L3位于越是前方则越靠左方的位置，两者的间隔随着趋向键13的前端侧而扩大。在俯视观察时，相对于直线L2，直线L4位于越是前方则越靠右方的位置，两者的间隔随着趋向键13的前端侧而扩大。通过这样的锥形配置，对于黑键13B也可以与图13的例子相同地对横摆位移及滚转位移进行检测。

图15是表示将导电部21、22及信号输出部31、32配置于键长度方向的、键侧导电部20及传感器部30的第4变形例的示意图。在图15中，与图14相同地，将各绕组部的配置利用重心位置表示。重心G1和重心G3无需一致。即，如图15所示，直线L1～L4全部可以在俯视观察时相对于键长度方向而倾斜。在重心G1和重心G2之间的范围，直线L1和直线L3相交。在重心G1和重心G2之间的范围，直线L2和直线L4相交。通过这样的锥形配置，也可以对横摆位移及滚转位移进行检测。此外，如图15所示的相交的锥形配置也可以应用于白键13W。

此外，如图13、图14、图15中例示的那样，为了通过锥形配置而可以对滚转位移及横摆位移进行检测，只要满足如下条件即可。在俯视观察时，第1信号输出部31相对于第1导电部21的相对倾斜方向、和第2信号输出部32相对于第2导电部22的相对倾斜方向相反即可。此时，通过锥形形状而间隔扩大的侧可以不是键长度方向的前方，也可以是后方。

此外，也可以应用在图4、图11示出的移位配置、和在图13～图15示出的锥形配置这两者。

图16是表示键侧导电部20及传感器部30的第5的变形例的结构例的示意性俯视图。如图16所示，也可以将导电部21、22、信号输出部31、32各自通过不是由2个螺旋而是由单个螺旋组成的线圈构成。另外，也可以仅将导电部21和信号输出部31的组、或导电部22和信号输出部32的组的任一组构成为由单一的螺旋组成的线圈的组。

此外，键侧导电部优选为电抗元件，但不限定于感应线圈，也可以在键侧导电部使用导电部件。例如，关于键侧导电部，也可以如键侧导电部20－2所示，取代导电部21、22而设置导电性的金属板54、55。金属板54、55由铁等构成。金属板54、55是与按键面大致平行的板部件。如果金属板54、55相对于信号输出部31、32的距离发生变化，则信号输出部31、32的电容变化，由此能够取出与距离相对应的大小的信号。

或者，也可以如键侧导电部20－3所示，取代导电部21、22而设置与金属板54、55相同的导电性的1个金属板56。此外，在采用了键侧导电部20－2或键侧导电部20－3的情况下，信号输出部31、32的线圈形状可以为2个螺旋，也可以为单个螺旋。

此外，对于行程位置的检测，并非必须使用信号之和，也可以仅根据一对信号输出部31、32的任一者而对行程位置进行检测。

此外，在包含上述变形例的各例中，关于输出与和对应的键侧导电部20相距的距离相对应的信号的信号输出部，设置为使得2个以上的信号输出部与多个各键13相对应即可，不限定于2个。例如，也可以设置2对以上的信号输出部，使用来自各对的信号而对位移进行检测。或者，也可以在键排列方向排列3个信号输出部，正中间的信号输出部专用于行程位置的检测。

此外，本发明的键的操作检测装置并非必须能够对键盘装置100的全部键13的操作进行检测，也可以仅将一部分的键13作为检测对象。

此外，构成导电部21、22、信号输出部31、32的线圈C21、C31的螺旋形状部分各自的轮廓形状不限于圆形，也可以是椭圆或矩形。此外，线圈C21、C31为平面型，但如果配置空间允许，则无需限定于平面型。

此外，本发明不限于键盘装置100，还可以应用于踏板、计算机用的键盘等。

此外，在本实施方式中，标注了“大致”的用语并不是将完全排除的含义。例如，“大致平行”、“大致圆形”是分别包含完全的平行、圆形的含义。

以下，摘要出本发明的键盘装置的键操作的检测方法的方式。

(1)根据本发明的一个方式，提供一种键操作的检测方法，其是键盘装置的键操作的检测方法，该键盘装置具有：导电部，其设置于多个键的每一者；基板，其以在所述多个键的放开方向与所述多个键相对的方式设置；以及至少2个信号输出部，其以针对所述多个键中的一个键而对应至少2个信号输出部的方式设置于所述基板，所述至少2个信号输出部各自具有线圈，输出与和在对应的键设置的所述导电部相距的距离相对应的信号，

所述键操作的检测方法具有如下工序：

在按键行程中，基于从所述至少2个信号输出部输出的信号，检测所述对应的键的横摆方向或滚转方向的至少一者的位移。

(2)提供一种键操作的检测装置，其在上述(1)的基础上，还具有如下工序：基于从所述至少2个信号输出部的至少1个输出的信号，检测所述对应的键的行程位置。

(3)提供一种键操作的检测装置，其在上述(1)或(2)的基础上，所述至少2个信号输出部是与所述多个键各自对应的一对信号输出部，

还具有如下工序：基于从所述一对信号输出部分别输出的信号之和，检测所述对应的键的行程，基于从所述一对信号输出部分别输出的信号之差，检测所述对应的键的横摆方向或滚转方向的位移。

以上，对于本发明基于其优选的实施方式进行了详细说明，但本发明不限定于上述特定的实施方式，在不脱离该发明的范围的各种方式也包含于本发明。

本申请要求2019年11月20日申请的日本申请(特愿2019-209549)的优先权，在此作为参照而引入其内容。

工业实用性

本发明的键盘装置的键操作的检测装置、键操作的检测方法、及键盘装置即使在按键中途，也能够对键的横摆方向或滚转方向的位移进行检测。

标号的说明

13 键

15 电路基板

20 键侧导电部

21、22 导电部

31、32 信号输出部

30 传感器部

50 控制部

101 操作检测装置

Claims (15)

1.一种键盘装置的键操作的检测装置，其具有：

导电部，其设置于多个键的每一者；

基板，其以在所述多个键的按压方向与所述多个键相对的方式设置；

至少2个信号输出部，其以针对所述多个键中的一个键而对应至少2个信号输出部的方式设置于所述基板，所述至少2个信号输出部各自具有线圈，输出与和在对应的键设置的所述导电部相距的距离相对应的信号；以及

检测部，其在按键行程中，基于从所述至少2个信号输出部输出的信号，检测所述对应的键的横摆方向或滚转方向的至少一者的位移。

2.根据权利要求1所述的键操作的检测装置，其中，

所述检测部基于从所述至少2个信号输出部的至少1个输出的信号，检测所述对应的键的行程位置。

3.根据权利要求1或2所述的键操作的检测装置，其中，

所述至少2个信号输出部是与所述多个键各自对应的一对信号输出部，

所述检测部基于从所述一对信号输出部分别输出的信号之和，检测所述对应的键的行程，基于从所述一对信号输出部分别输出的信号之差，检测所述对应的键的横摆方向或滚转方向的位移。

4.根据权利要求3所述的键操作的检测装置，其中，

所述一对信号输出部在配置所述多个键的键排列方向配置。

5.根据权利要求4所述的键操作的检测装置，其中，

所述一对信号输出部中的第1信号输出部相对于所述导电部向键排列方向的第1方向移位而配置，所述一对信号输出部中的第2信号输出部相对于所述导电部向键排列方向的与所述第1方向相反的第2方向移位而配置。

6.根据权利要求4所述的键操作的检测装置，其中，

所述导电部具有与所述一对信号输出部对应的一对导电部，所述一对导电部配置于键排列方向，

在俯视观察时，所述一对信号输出部中的第1信号输出部相对于所述一对导电部中的第1导电部的相对倾斜方向、和所述一对信号输出部中的第2信号输出部相对于所述一对导电部中的第2导电部的相对倾斜方向相反。

7.根据权利要求3所述的键操作的检测装置，其中，

所述一对信号输出部在所述对应的键的长度方向排列配置。

8.根据权利要求7所述的键操作的检测装置，其中，

所述一对信号输出部中的第1信号输出部相对于所述导电部向键排列方向的第1方向移位而配置，所述一对信号输出部中的第2信号输出部相对于所述导电部向键排列方向的与所述第1方向相反的第2方向移位而配置。

9.根据权利要求7所述的键操作的检测装置，其中，

所述导电部具有与所述一对信号输出部对应的一对导电部，所述一对导电部配置于所述对应的键的长度方向，

在俯视观察时，所述一对信号输出部中的第1信号输出部相对于所述一对导电部中的第1导电部的相对倾斜方向、和所述一对信号输出部中的第2信号输出部相对于所述一对导电部中的第2导电部的相对倾斜方向相反。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的键操作的检测装置，其中，

所述至少2个信号输出部各自所具有线圈具有相互相邻且相连的2个螺旋状的部分，

所述2个螺旋状的部分的以各自的中心作为基点的螺旋方向相互相同。

11.根据权利要求4所述的键操作的检测装置，其中，

所述一对信号输出部各自所具有的线圈具有相互相邻且相连的2个螺旋状的部分，

所述2个螺旋状的部分的以各自的中心作为基点的螺旋方向相互相同，

在所述一对信号输出部中的第1信号输出部和第2信号输出部的线圈中，在所述键排列方向相互相邻的螺旋状的部分彼此的以各自的中心作为基点的螺旋方向相互相反。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的键操作的检测装置，其中，

所述导电部是与所述对应的键的表面大致平行的金属板。

13.根据权利要求1至11中任一项所述的键操作的检测装置，其中，

所述导电部是具有2个螺旋状的部分相连而形成的线圈的电路，

所述导电部的所述2个螺旋状的部分的以各自的中心作为基点的螺旋方向相互相同。

14.一种键盘装置，其具有：

权利要求1至13中任一项所述的键操作的检测装置；以及

所述多个键。

15.一种键操作的检测方法，其是键盘装置的键操作的检测方法，该键盘装置具有：导电部，其设置于多个键的每一者；基板，其以在所述多个键的放开方向与所述多个键相对的方式设置；以及至少2个信号输出部，其以针对所述多个键中的一个键而对应至少2个信号输出部的方式设置于所述基板，所述至少2个信号输出部各自具有线圈，输出与和在对应的键设置的所述导电部相距的距离相对应的信号，

在该键操作的检测方法中，

在按键行程中，基于从所述至少2个信号输出部输出的信号，检测所述对应的键的横摆方向或滚转方向的至少一者的位移。

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