CN114730555A - 检测系统、演奏操作装置及键盘乐器 - Google Patents

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Abstract

检测系统利用于具有与演奏动作相对应地位移的键的键盘乐器。检测系统具有：被检测部，其设置于键，包含第1线圈；信号生成部，其包含通过电流的供给而发生磁场的第2线圈，生成与被检测部和第2线圈之间的距离相对应的电平的检测信号；以及磁性体，其设置于键。

Description

检测系统、演奏操作装置及键盘乐器
技术领域
本发明涉及一种对可动部件的移动进行检测的技术。
背景技术
以往，例如提出由用于对键盘乐器的键等可动部件的位移进行检测的各种技术。在专利文献1中公开有如下结构，即，利用在固定部件设置的励磁线圈及位置检测线圈、在相对于固定部件而移动的可动部件设置的被励磁线圈，对可动部件的位移进行检测。励磁线圈、位置检测线圈和被励磁线圈分别在可动部件移动的方向以平行的环状形成。在以上的结构中，通过周期信号的供给而使励磁线圈发生磁场，由此在被励磁线圈发生由电磁感应产生的磁场。与被励磁线圈的磁场相对应地在位置检测线圈发生的感应电压被作为表示可动部件的位置的检测信号而生成。
专利文献1：日本特开平6－323803号公报
发明内容
但是，在专利文献1的技术中，使被励磁线圈产生充分强度的磁场实际上并不容易。因此，充分地确保能够使检测信号的电平有效地变化的可动部件的位移的范围是困难的。考虑到以上的情况，本发明的一个方式的目的在于，容易地确保能够使检测信号的电平有效地变化的可动部件的位移的范围。
为了解决以上的课题，本发明的一个方式涉及的检测系统对与演奏动作相对应的可动部件的位移进行检测，该检测系统具有：被检测部，其设置于所述可动部件，包含第1线圈；信号生成部，其包含通过电流的供给而发生磁场的第2线圈，生成与所述被检测部和所述第2线圈之间的距离相对应的电平的检测信号；以及磁性体，其设置于所述可动部件及所述信号生成部中的至少一者。
本发明的一个方式涉及的演奏操作装置具有：可动部件，其与演奏动作相对应地位移；被检测部，其设置于所述可动部件，包含第1线圈；信号生成部，其包含通过电流的供给而发生磁场的第2线圈，生成与所述被检测部和所述第2线圈之间的距离相对应的电平的检测信号；以及磁性体，其设置于所述可动部件及所述信号生成部中的至少一者。
本发明的一个方式涉及的键盘乐器具有：键，其与演奏动作相对应地位移；被检测部，其设置于所述键，包含第1线圈；信号生成部，其包含通过电流的供给而发生磁场的第2线圈，生成与所述被检测部和所述第2线圈之间的距离相对应的电平的检测信号；磁性体，其设置于所述键及所述信号生成部中的至少一者；以及声音生成部，其生成与所述检测信号相对应的声音。
附图说明
图1是例示出第1实施方式的键盘乐器的结构的框图。
图2是例示出键盘乐器的结构的框图。
图3是信号生成部的电路图。
图4是被检测部的电路图。
图5是例示出信号处理电路的结构的框图。
图6是例示出被检测部的具体结构的俯视图。
图7是图6的a－a线的剖视图。
图8是在被检测部的第1线圈发生的磁场的说明图。
图9是例示出信号生成部的具体结构的俯视图。
图10是图9的b－b线的剖视图。
图11是在信号生成部的第2线圈发生的磁场的说明图。
图12是例示出第2实施方式的被检测部的结构的分解斜视图。
图13是第2实施方式的被检测部的俯视图。
图14是第2实施方式的被检测部的俯视图。
图15是图14的c－c线的剖视图。
图16是第3实施方式的被检测部的俯视图。
图17是第3实施方式的被检测部的俯视图。
图18是第4实施方式的被检测部的俯视图。
图19是第5实施方式的被检测部的俯视图。
图20是图19的d－d线的剖视图。
图21是变形例的检测系统的结构图。
图22是变形例的检测系统的结构图。
图23是例示出变形例的支撑体及固定部件的结构的斜视图。
图24是变形例的被检测部的俯视图。
图25是变形例的被检测部的俯视图。
图26是变形例的被检测部的俯视图。
具体实施方式
A：第1实施方式
图1是例示出本发明的第1实施方式涉及的键盘乐器100的结构的框图。键盘乐器100是具有键盘10、检测系统20、信息处理装置30及放音装置40的电子乐器。键盘10由包含多个白键和多个黑键的多个键12构成。多个键12各自是与利用者的演奏动作相对应地位移的可动部件。检测系统20对各键12的位置进行检测。信息处理装置30生成与检测系统20的检测的结果相对应的音响信号V。音响信号V是表示与利用者所操作的键12对应的音高的乐音的信号。放音装置40对音响信号V表示的音响进行放音。例如扬声器或耳机作为放音装置40而利用。
图2是着眼于键盘10的1个键12而例示出键盘乐器100的具体结构的框图。键盘10的各键12以支点部(平衡销)13作为支点而支撑于支撑部件14。支撑部件14是对键盘乐器100的各要素进行支撑的构造体(框架)。各键12的端部121通过利用者的按键及放键而沿铅锤方向位移。检测系统20针对多个键12的每一者生成与铅锤方向的端部121的位置Z相对应的电平的检测信号D。位置Z由以载荷未作用于键12的释放状态的端部121的位置作为基准的该端部121的位移量表现。
检测系统20具有被检测部50、信号生成部60及信号处理电路21。被检测部50及信号生成部60针对每个键12而设置。信号生成部60设置于支撑部件14。被检测部50设置于键12。具体而言，被检测部50设置于键12的底面(以下，称为“设置面”)122。被检测部50包含第1线圈51。信号生成部60包含第2线圈61。第1线圈51和第2线圈61在铅锤方向相互隔开间隔而相对。信号生成部60和被检测部50之间的距离(第1线圈51和第2线圈61之间的距离)与键12的端部121的位置Z相对应地变化。
图3是例示出信号生成部60的电结构的电路图。信号生成部60具有谐振电路，该谐振电路包含输入端子T1、输出端子T2、第2线圈61、电容元件62及电容元件63。第2线圈61连接于输入端子T1和输出端子T2之间。电容元件62连接于输入端子T1和接地线之间，电容元件63连接于输出端子T2和接地线之间。信号生成部60作为对向输入端子T1供给的信号中的低频成分进行抑制的低频去除滤波器起作用。
图4是例示出被检测部50的电气结构的电路图。被检测部50具有谐振电路，该谐振电路包含第1线圈51及电容元件52。第1线圈51的两端和电容元件52的两端相互连接。被检测部50的谐振频率和信号生成部60的谐振频率共通。但是，被检测部50的谐振频率和信号生成部60的谐振频率也可以不同。
图2的信号处理电路21生成与第1线圈51和第2线圈61之间的距离相对应的电平的检测信号D。图5是例示出信号处理电路21的具体结构的框图。信号处理电路21具有供给电路22及输出电路23。供给电路22向多个信号生成部60的每一者供给基准信号R。基准信号R是电平周期性变动的电流信号或电压信号。例如，正弦波等任意波形的周期信号作为基准信号R而利用。供给电路22将基准信号R以时分方式对各信号生成部60进行供给。具体而言，供给电路22是依次选择多个信号生成部60的每一者，对选择状态的信号生成部60供给基准信号R的解复用器。即，对多个信号生成部60的每一者以时分方式供给基准信号R。此外，基准信号R的周期与供给电路22选择1个信号生成部60的期间的时间长度相比充分短。另外，基准信号R的频率与信号生成部60及被检测部50的谐振频率大致相同。但是，基准信号R的频率和信号生成部60及被检测部50的谐振频率也可以不同。
如图3所例示的那样，基准信号R被供给至信号生成部60的输入端子T1。通过将与基准信号R相对应的电流供给至第2线圈61而在第2线圈61发生磁场。通过由在第2线圈61发生的磁场引起的电磁感应，在第1线圈51发生感应电流。因此，在第1线圈51发生将第2线圈61的磁场的变化抵消的方向的磁场。在第1线圈51发生的磁场与第1线圈51和第2线圈61之间的距离相对应地变化。因此，从信号生成部60的输出端子T2输出与第1线圈51和第2线圈61之间的距离相对应的振幅电平δ的检测信号d。检测信号d是电平以与基准信号R相同的周期变动的周期信号。
图5的输出电路23通过将从多个信号生成部60的每一者依次输出的检测信号d在时间轴上排列而生成检测信号D。即，检测信号D是各键12的与第1线圈51和第2线圈61之间的距离相对应的振幅电平δ的电压信号。如前述，第1线圈51和第2线圈61之间的距离与各键12的位置Z联动，因此检测信号D表现为与多个键12各自的位置Z相对应的信号。输出电路23生成的检测信号D被供给至信息处理装置30。
图2的信息处理装置30通过对从信号处理电路21供给的检测信号D进行解析而对各键12的位置Z进行解析。信息处理装置30由具有控制装置31、存储装置32、A/D变换器33及声源电路34的计算机系统实现。A/D变换器33将从信号处理电路21供给的检测信号D从模拟变换为数字。
控制装置31由对键盘乐器100的各要素进行控制的单个或多个处理器构成。例如，控制装置31由CPU(Central Processing Unit)、SPU(Sound Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、或ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等1种以上的处理器构成。
存储装置32是对控制装置31执行的程序和控制装置31使用的数据进行存储的单个或多个存储器。存储装置32例如由磁记录介质或半导体记录介质等公知的记录介质构成。此外，也可以由多种记录介质的组合构成存储装置32。另外，也可以将相对于键盘乐器100能够装卸的移动型的记录介质、或者能够与键盘乐器100通信的外部记录介质(例如网络硬盘)作为存储装置32而利用。
控制装置31通过对由A/D变换器33变换后的检测信号D进行解析而对各键12的位置Z进行解析。另外，控制装置31将与各键12的位置Z相对应的乐音的发音指示给声源电路34。声源电路34生成表示从控制装置31指示的乐音的音响信号V。即，声源电路34生成与检测信号D的振幅电平δ相对应的音响信号V。例如，与振幅电平δ相对应地对音响信号V的音量进行控制。通过将音响信号V从声源电路34供给至放音装置40，从放音装置40对与利用者的演奏动作(各键12的按键或放键)相对应的乐音进行放音。此外，也可以通过控制装置31执行在存储装置32存储的程序而实现声源电路34的功能。
图6是例示出被检测部50的具体结构的俯视图。在图6中示出从信号生成部60侧观察被检测部50的俯视图。另外，图7是图6的a－a线的剖视图。
第1实施方式的被检测部50由包含基材55和配线图案56的配线基板54构成。基材55是包含表面F1和表面F2的矩形形状的板状部件。表面F2是与键12的设置面122相对的表面。表面F1是与表面F2相反侧的表面。因此，表面F1与信号生成部60相对。基材55的宽度小于1个键12的宽度。
在基材55形成多个贯通孔57(57a、57b)。各贯通孔57是将基材55贯通的圆形状的开口。配线基板54通过将各贯通孔57贯通的固定部件71(71a、71b)而固定于键12的设置面122。各固定部件71是插入于设置面122的螺钉。具体而言，固定部件71a插入于贯通孔57a，固定部件71b插入于贯通孔57b。各固定部件71是由例如铁或铁素体等磁性材料形成的磁性体。
配线图案56是在基材55的表面(表面F1及表面F2)形成的导电膜。具体而言，通过选择性地去除将基材55的整个面覆盖的导电膜的图案化而形成配线图案56。被检测部50的第1线圈51由配线图案56构成。因此，与例如通过导线的卷绕而形成第1线圈51的结构相比较，存在第1线圈51的制造及处理容易的优点。
第1线圈51包含第1部分511和第2部分512。第1部分511和第2部分512形成于表面F1。第1部分511和第2部分512在从垂直于表面F1的方向俯视观察时形成于不同的区域。具体而言，第1部分511和第2部分512沿着键12的长度方向而相互相邻。
第1部分511形成为将贯通孔57a包围的形状。具体而言，第1部分511是位于贯通孔57a的周围的、从内周侧的端部Ea1至外周侧的端部Ea2为止顺时针旋转的螺旋状的部分。固定部件71a与第1部分511的中心轴在俯视观察时重叠。即，第1部分511在俯视观察时将固定部件71a的周围包围。因此，固定部件71a作为第1部分511的芯(core)起作用。此外，第1部分511与插入于贯通孔57a的固定部件71a的头部在俯视观察时不重叠。
第2部分512形成为将贯通孔57b包围的形状。具体而言，第2部分512是位于贯通孔57b的周围的、从内周侧的端部Eb1至外周侧的端部Eb2为止顺时针旋转的螺旋状的部分。固定部件71b与第2部分512的中心轴在俯视观察时重叠。即，第2部分512在俯视观察时将固定部件71b的周围包围。因此，固定部件71b作为第2部分512的芯起作用。此外，第2部分512与插入于贯通孔57b的固定部件71b的头部在俯视观察时不重叠。
配线图案56包含有在基材55的表面F2形成的连结配线514。端部Ea1和端部Eb1经由连结配线514而相互连接。另外，安装于表面F1的电容元件52夹装在端部Ea2和端部Eb2之间。
如根据以上说明所理解的那样，在第1部分511流动的电流的方向和在第2部分512流动的电流的方向是相反方向。具体而言，在第1部分511流过方向Q1的电流的状态下，与方向Q1相反的方向Q2的电流流过第2部分512。因此，如图8所例示的那样，在第1部分511和第2部分512发生相反方向的磁场。即，形成从第1部分511及第2部分512的一者朝向另一者的磁场。根据以上的结构，能够降低横跨相互相邻的各键12之间的磁场的扩散。因此，能够生成高精度地反映出多个键12各自的位置Z的检测信号D。
如以上所说明的那样，在第1实施方式中，由磁性体形成的固定部件71设置于各键12，因此与不设置磁性体的结构相比较，能够增强在第1线圈51发生的磁场。即，第1线圈51的磁场对第2线圈61的磁场产生有意影响的键12的位移的范围得到扩展。因此，具有如下优点，即，容易确保能够使检测信号D的振幅电平δ有效地变化的键12的位移的范围(检测行程)。在第1实施方式中，特别是用于将配线基板54固定于键12的固定部件71由磁性体形成。因此，比较于通过与用于增强第1线圈51的磁场的磁性体分体的部件将配线基板54固定于键12的结构，具有简化检测系统20的结构的优点。另外，将固定部件71插入于配线基板54的贯通孔57，因此能够通过简单的结构将配线基板54固定于键12。
另外，在第1实施方式中，固定部件71与第1线圈51的中心轴重叠。具体而言，固定部件71a与第1部分511的中心轴重叠，固定部件71b与第2部分512的中心轴重叠。因此，与固定部件71从第1线圈51充分远离的结构相比较，增强在第1线圈51发生的磁场这样的效果显著。
图9是例示出信号生成部60的具体结构的俯视图。在图9中示出从被检测部50侧观察信号生成部60的俯视图。另外，图10是图9的b－b线的剖视图。
如图9所例示的那样，信号生成部60由包含基材65和配线图案66的配线基板64构成。基材65是遍布多个键12而连续的长条状的板状部件。基材65是包含表面F3和表面F4的板状部件。表面F4与支撑部件14相对。表面F3是与表面F4相反侧的表面。因此，表面F3与被检测部50相对。
配线图案66是在基材65的表面(表面F3及表面F4)形成的导电膜。具体而言，通过选择性地去除将基材65的整个面覆盖的导电膜的图案化而形成配线图案66。信号生成部60的第2线圈61由配线图案66构成。因此，例如，与通过导线的卷绕而形成第2线圈61的结构相比较，具有第2线圈61的制造及处理容易的优点。
第2线圈61包含第3部分611和第4部分612。第3部分611和第4部分612形成于表面F3。第3部分611和第4部分612在从垂直于表面F3的方向俯视观察时形成于不同的区域。具体而言，第3部分611和第4部分612沿着键12的长度方向而相互相邻。
第3部分611是从内周侧的端部Ec1至外周侧的端部Ec2为止逆时针旋转的螺旋状的部分。另一方面，第4部分612是从内周侧的端部Ed1至外周侧的端部Ed2为止逆时针旋转的螺旋状的部分。第2线圈61的中心轴的方向(即，垂直于表面F3的方向)的第1线圈51和第2线圈61之间的距离与键12的位置Z相对应地变化。
配线图案66包含有在基材65的表面F4形成的连结配线614。端部Ec1和端部Ed1经由连结配线614而相互连接。另外，在表面F3形成输入端子T1和输出端子T2。电容元件62连接于输入端子T1和第3部分611的端部Ec2之间。电容元件63连接于输出端子T2和第4部分612的端部Ed2之间。将电容元件62和电容元件63相互连接的配线与设定为接地电位的接地点G连接。
如根据以上说明所理解的那样，在第3部分611流动的电流的方向和在第4部分612流动的电流的方向是相反方向。具体而言，在方向Q3的电流流过第3部分611的状态下，与方向Q3相反的方向Q4的电流流过第4部分612。因此，如图11所例示的那样，在第3部分611和第4部分612发生相反方向的磁场。即，形成从第3部分611及第4部分612的一者朝向另一者的磁场。根据以上的结构，能够降低横跨相互相邻的各键12之间的磁场的扩散。因此，能够生成高精度地反映出键12各自的位置Z的检测信号D。
另外，在第1实施方式中，第2线圈61的中心轴的方向的第1线圈51和第2线圈61之间的距离与键12的位移相对应地变化。因此，与例如在第2线圈61的垂直于中心轴的面内第1线圈51和第2线圈61相对地移动的结构相比较，能够使检测信号D的电平相对于键12的位移大幅地变化。
B：第2实施方式
以下对第2实施方式进行说明。此外，在以下例示的各方式中，针对功能与第1实施方式相同的要素，沿用在第1实施方式的说明中使用的标号，适当省略各自的详细说明。
图12是例示出第2实施方式的被检测部50的结构的斜视图。在第1实施方式中，将构成被检测部50的配线基板54通过固定部件71而直接固定于设置面122。第2实施方式的被检测部50具有配线基板54和支撑体80。支撑体80固定于键12的设置面122。配线基板54支撑于支撑体80。
图13是例示出将配线基板54从支撑体80拆下的状态的俯视图。图14是例示出将配线基板54支撑于支撑体80的状态的俯视图。另外，图15是图14的c－c线的剖视图。
如图12至图14所例示的那样，支撑体80是对配线基板54进行支撑的扁平的箱状构造体。支撑体80的材料及制造方法是任意的，例如通过树脂材料的注塑成型而形成支撑体80。具体而言，支撑体80具有底面部81、侧壁部82a及侧壁部82b、和后壁部83。
底面部81是包含保持面Fa和安装面Fb的平板状的部分。底面部81形成为与配线基板54的外形对应的矩形形状。安装面Fb是与设置面122相对的表面，保持面Fa是与安装面Fb相反侧的表面。侧壁部82a、侧壁部82b和后壁部83是沿底面部81的周缘从保持面Fa凸出的壁状的部分。侧壁部82a和侧壁部82b相互相对，后壁部83在侧壁部82a和侧壁部82b范围延伸。在将底面部81的保持面Fa作为底面而由侧壁部82a、侧壁部82b和后壁部83将三方包围得到的空间收容配线基板54。如图15所例示的那样，在配线基板54收容于支撑体80的状态下，表面F2与保持面Fa相对。
在侧壁部82a及侧壁部82b分别形成多个凸起部84。各凸起部84是从侧壁部82a或侧壁部82b的内壁面凸出的部分。各凸起部84隔开稍微大于配线基板54(基材55)的板厚的间隔而与底面部81的保持面Fa相对。如图15所例示的那样，配线基板54保持于各凸起部84和保持面Fa之间。
在底面部81，在与后壁部83相反侧的周缘形成保持凸起85。保持凸起85是从保持面Fa凸出的部分。配线基板54从侧壁部82a和侧壁部82b之间的开口插入，移动至使得配线基板54的一个端面到达后壁部83的内壁面为止。在配线基板54的一个端面与后壁部83的内壁面抵接的状态下，保持凸起85与配线基板54的另一个端面相对。即，配线基板54保持于保持凸起85和后壁部83之间。如根据以上说明所理解的那样，保持凸起85是卡挂于配线基板54的端面而对该配线基板54进行保持的爪状的部分。配线基板54相对于支撑体80能够装卸。因此，与将配线基板54直接固定于设置面122的结构相比较，具有配线基板54的更换容易的优点。
在支撑体80的底面部81形成多个贯通孔87(87a、87b)。各贯通孔87是将底面部81贯通的圆形状的开口。如图15所例示的那样，支撑体80通过将各贯通孔87贯通的固定部件71(71a、71b)而固定于键12的设置面122。各固定部件71是插入于设置面122的螺钉。具体而言，固定部件71a插入于贯通孔87a，固定部件71b插入于贯通孔87b。各固定部件71与第1实施方式相同地，是由例如铁或铁素体等磁性材料形成的磁性体。在各固定部件71插入于贯通孔87的状态下，该固定部件71的顶面和底面部81的保持面Fa位于大致相同面内。
与第1实施方式相同地，在第2实施方式的配线基板54形成第1线圈51。但是，在第2实施方式的配线基板54不形成贯通孔57。因此，在第2实施方式中，与在配线基板54形成贯通孔57的第1实施方式相比较，容易确保形成第1线圈51的区域的面积。即，能够容易确保第1线圈51的配线宽度及匝数。
第1线圈51与第1实施方式相同地，包含第1部分511和第2部分512。如图14所例示的那样，插入于贯通孔87a的固定部件71a与第1线圈51的第1部分511的中心轴在俯视观察时重叠。因此，固定部件71a作为第1部分511的芯起作用。相同地，插入于贯通孔87b的固定部件71b与第1线圈51的第2部分512的中心轴在俯视观察时重叠。因此，固定部件71b作为第2部分512的芯起作用。
在第2实施方式中，也实现与第1实施方式相同的效果。另外，在第2实施方式中，用于将对配线基板54进行支撑的支撑体80固定于键12的固定部件71由磁性体形成。因此，比较于通过与用于增强第1线圈51的磁场的磁性体分体的部件将支撑体80固定于键12的结构，具有简化检测系统20的结构的优点。另外，将固定部件71插入于支撑体80的贯通孔87，因此能够通过简单的结构将支撑体80固定于键12。
C：第3实施方式
在第1实施方式及第2实施方式中，例示出第1线圈51在基材55的表面F1形成的结构。在第3实施方式中，第1线圈51由多个配线图案56的叠层构成。
图16及图17是例示出第3实施方式的配线基板54的结构的俯视图。在图16中示出在表面F1形成的配线，在图17中示出在表面F2形成的配线。但是，对于图17的表面F2的配线，为了方便而示出从表面F1侧透视的外形。
第1线圈51的第1部分511由第1层La1和第2层La2的叠层构成。第1层La1形成于表面F1，第2层La2形成于表面F2。第1层La1是从内周侧的端部Ea1至外周侧的端部Ea2为止旋转的螺旋状的部分。第2层La2是从内周侧的端部Ea3至外周侧的端部Ea4为止旋转的螺旋状的部分。端部Ea1和端部Ea3经由在基材55形成的导通孔而相互连接。
第1线圈51的第2部分512由第1层Lb1和第2层Lb2的叠层构成。第1层Lb1形成于表面F1，第2层Lb2形成于表面F2。第1层Lb1是从内周侧的端部Eb1至外周侧的端部Eb2为止旋转的螺旋状的部分。第2层Lb2是从内周侧的端部Eb3至外周侧的端部Eb4为止旋转的螺旋状的部分。端部Eb1和端部Eb3经由在基材55形成的导通孔而相互连接。第1层La1的端部Ea2和第1层Lb1的端部Eb2与电容元件52连接的结构与第1实施方式相同。
在表面F1形成中继配线516。中继配线516是从端部e1至端部e2为止的直线状的配线。第1部分511的第2层La2的端部Ea4与中继配线516的端部e1连接，第2部分512的第2层Lb2的端部Eb4与中继配线516的端部e2连接。
根据以上的结构，在第1部分511的第1层La1和第2层La2流过相同方向的电流，在第2部分512的第1层Lb1和第2层Lb2流过形同方向的电流。另外，在第1部分511流动的电流的方向和在第2部分512流动的电流的方向是相反方向。
在第3实施方式中，也实现与第1实施方式相同的效果。此外，在图16及图17中，例示出将形成贯通孔57的第1实施方式的配线基板54作为基础的方式，但对于不形成贯通孔57的第2实施方式的配线基板54也能应用相同的结构。此外，在以上的说明中，将第1线圈51由2层的叠层构成，第1线圈51的叠层数量也可以为3层以上。
D：第4实施方式
图18是例示出第4实施方式的被检测部50的结构的俯视图。第4实施方式的被检测部50与第1实施方式相同地由配线基板54构成。在第1实施方式中，例示出固定部件71与第1线圈51的中心轴重叠的结构。在第4实施方式中，固定部件71(71a、71b)与第1线圈51的中心轴不重叠。固定部件71由磁性体形成的结构与第1实施方式相同。
具体而言，贯通孔57a及固定部件71a隔着第1部分511而位于第2部分512的相反侧。相同地，贯通孔57b及固定部件71b隔着第2部分512而位于第1部分511的相反侧。即，在隔着第1线圈51的各位置处设置固定部件71a及固定部件71b。
在第4实施方式中，由磁性体形成的固定部件71设置于键12，因此与第1实施方式相同地，与不设置磁性体的结构相比较，增强在第1线圈51发生的磁场。因此，具有如下优点，即，容易确保能够使检测信号D的振幅电平δ有效地变化的键12的位移的范围(检测行程)。
E：第5实施方式
图19是例示出第5实施方式的被检测部50的结构的俯视图。图20是图19的d－d线的剖视图。在第5实施方式中，利用多个固定部件72(72a、72b)将配线基板54相对于设置面122进行固定。
固定部件72是将直线状的部件在2个部位向相同方向弯折的形状的夹具(订书钉)。具体而言，固定部件72包含第1针部721、第2针部722和连结部723。第1针部721和第2针部722相互隔开间隔而平行地延伸。连结部723将第1针部721的端部和第2针部722的端部相互连结。固定部件72是由例如铁或铁素体等磁性材料形成的磁性体。
在基材55形成多个安装孔58(58a1、58a2、58b1及58b2)。各安装孔58是将基材55贯通的开口。安装孔58a1及安装孔58b1在俯视观察时以圆形状形成，安装孔58a2及安装孔58b2是在基材55的周缘形成的半圆状的切口。安装孔58a1及安装孔58a2隔着第1部分511而位于第2部分512的相反侧。另一方面，安装孔58b1及安装孔58b2隔着第2部分512而位于第1部分511的相反侧。
通过将固定部件72经由安装孔58打入至设置面122而将配线基板54固定于设置面122。具体而言，将固定部件72a的第1针部721经由安装孔58a1打入至设置面122，并且将固定部件72a的第2针部722经由安装孔58a2打入至设置面122。另外，将固定部件72b的第1针部721经由安装孔58b1打入至设置面122，并且，将固定部件72b的第2针部722经由安装孔58b2打入至设置面122。
在第5实施方式中，在由磁性体形成的固定部件72设置于键12，因此与第1实施方式相同地，与不设置磁性体的结构相比较，增强在第1线圈51发生的磁场。因此，具有如下优点，即，容易确保能够使检测信号D的振幅电平δ有效地变化的键12的位移的范围(检测行程)。
第1实施方式(图6)、第2实施方式(图14)及第3实施方式(图16)表现为固定部件71在俯视观察时位于第1线圈51的内侧的方式。第1线圈51的内侧是由第1线圈51的外周包围的封闭区域的内侧。另一方面，第4实施方式(图18)及第5实施方式(图19)表现为固定部件(71、72)在俯视观察时位于第1线圈51的外侧的方式。第1线圈51的外侧是由第1线圈51的外周包围的封闭区域的外侧。
F：变形例
以下，例示出向以上例示的各方式附加的具体变形的方式。可以在彼此不矛盾的范围，适当将从以下例示任意选择出的2个以上方式合并。
(1)在前述的各方式中，例示出对键盘乐器100的键12的位移进行检测的结构，但通过检测系统20对位移进行检测的可动部件不限定于键12。以下例示出可动部件的具体方式。
[方式A]
图21是在键盘乐器100的击弦机构91应用检测系统20的结构的示意图。击弦机构91与原声钢琴相同地，是与键盘10的各键12的位移联动地对弦(省略图示)进行击打的动作机构。具体而言，击弦机构91针对每个键12而具有：弦槌(hammer)911，其能够通过转动而打弦；以及与键12的位移联动地使弦槌911转动的传递机构912(例如，联动杆(wippen)，顶杆(jack)、复动杠杆(repetition lever)等)。在以上的结构中，检测系统20对弦槌911的位移进行检测。具体而言，被检测部50设置于弦槌911(例如弦槌杆(hammer shank))。例如，构成被检测部50的配线基板54通过作为磁性体的固定部件71而固定于弦槌911。另一方面，信号生成部60设置于支撑部件913。支撑部件913是例如对击弦机构91进行支撑的构造体。此外，与第2实施方式相同地，也可以经由支撑体80将配线基板54设置于弦槌911。另外，也可以在击弦机构91的弦槌911以外的部件设置被检测部50。
[方式B]
图22是在键盘乐器100的踏板机构92应用了检测系统20的结构的示意图。踏板机构92具有：踏板921，利用者用脚对该踏板921进行操作；支撑部件922，其对踏板921进行支撑；以及弹性体923，其对踏板921向铅锤方向的上方施力。在以上的结构中，检测系统20对踏板921的位移进行检测。具体而言，被检测部50设置于踏板921的底面。即，构成被检测部50的配线基板54通过作为磁性体的固定部件71而固定于踏板921。另一方面，信号生成部60以与被检测部50相对的方式设置于支撑部件922。此外，与第2实施方式相同地，也可以经由支撑体80将配线基板54设置于踏板921。另外，利用踏板机构92的乐器不限定于键盘乐器100。例如，对于打击乐器等任意的乐器也可以利用相同的结构的踏板机构92。
如根据以上的例示所理解的那样，由检测系统20检测的对象总括地表现为与演奏动作相对应地位移的可动部件。可动部件除了利用者直接操作的键12或踏板921等演奏操作件以外，包含与针对演奏操作件的操作联动地位移的弦槌911等构造体。但是，本发明的可动部件不限定于与演奏动作相对应地位移的部件。即，可动部件总括地表现为能够位移的部件，与发生位移的契机无关。
(2)在前述的各方式中，作为固定部件71而例示出螺钉，但固定部件71的方式不限定于以上的例示。例如也可以将钉或螺栓等作为固定部件71而利用。另外，也可以将在图23中例示的固定部件71(即订书钉(Staples))利用于支撑体80的固定。图23的固定部件71具有插入部711、插入部712和连结部713。连结部713将插入部711和插入部712连结。插入部711经由贯通孔87a而插入于键12的设置面122。插入部712经由贯通孔87b而插入于设置面122。此外，在图23中例示出对支撑体80进行固定的结构，但也可以利用在图23中例示的固定部件71将配线基板54直接固定于设置面122。
(3)在前述的各方式中，将用于对被检测部50进行固定的固定部件71作为用于增强第1线圈51的磁场的磁性体而利用，但也可以独立于固定部件71而单独设置磁性体。即，针对用于增强第1线圈51的磁场的磁性体，对被检测部50进行固定的功能并非是必须的。
(4)在前述的各方式中，例示出键盘乐器100具有声源电路34的结构，但例如在键盘乐器100具有击弦机构91等发音机构的结构中，也可以省略声源电路34。检测系统20是为了对键盘乐器100的演奏内容进行记录而利用的。发音机构及声源电路34总括地表现为与检测系统20的检测的结果相对应地生成声音的声音生成部。
如根据以上说明所理解的那样，本发明还可以特定为，通过向声源电路34或发音机构输出与演奏动作相对应的操作信号而对乐音进行控制的装置(演奏操作装置)。如前述的各方式所例示的那样，除了具有声源电路34或发音机构的乐器(键盘乐器100)以外，不具有声源电路34或发音机构的设备(例如MIDI控制器或前述的踏板机构92)包含于演奏操作装置(instrument playing apparatus)的概念。即，本发明的演奏操作装置总括地表现为演奏者(操作者)为了演奏而操作的装置。
(5)在前述的各方式中，例示出第1线圈51包含第1部分511和第2部分512的结构，但第1线圈51由2个线圈形成的结构不是必须的。例如，如图24所例示的那样，也可以将第1线圈51由1个线圈(例如，仅是第1部分511及第2部分512中的一者)形成。在图24的结构中，以在俯视观察时将插入于贯通孔57的固定部件71包围的方式形成第1线圈51。此外，如图25所例示的那样，也可以以在俯视观察时将用于固定配线基板54的多个固定部件71包围的方式沿键12的长度方向设置长条的1个第1线圈51。另外，如图26所例示的那样，也可以将第5实施方式的固定部件72在俯视观察时设置于第1线圈51的内侧。第1线圈51为1个线圈的结构也同样可以应用于第2实施方式至第4实施方式。另外，对于第2线圈61，也相同地，由2个线圈(第3部分611及第4部分612)形成的结构并不是必须的。
(6)在前述的各方式中，例示出第1线圈51和第2线圈61之间的距离与演奏动作相对应地变化的结构，但还设想到取代以上的结构而第1线圈51和第2线圈61之间的相互相对的面积(以下，称为“相对面积”)与演奏动作相对应地变化的结构。从信号生成部60输出的检测信号d的振幅电平δ与相对面积相对应地变化。如以上所例示的那样，在本发明中，只要是第1线圈51和第2线圈61之间的距离或相对面积与演奏动作相对应地变化的结构即可。
(7)在前述的各方式中，在可动部件的一个例子即键12设置了磁性体(固定部件71)，但也可以在信号生成部60设置磁性体。例如，用于将信号生成部60(特别是，基材65)固定于支撑部件14的螺钉等固定部件作为磁性体而利用。根据在信号生成部60设置磁性体的结构，在第2线圈61发生的磁场得到增强。因此，实现容易确保能够使检测信号D的电平有效地变化的键12的位移的范围(检测行程)这样的与前述的各方式相同的效果。针对在键12设置的磁性体的前述的结构，也可以同样地应用于在信号生成部60设置的磁性体。
此外，除了在键12设置磁性体的结构以外，还可以在信号生成部60设置磁性体，也可以取代键12的磁性体而在信号生成部60设置磁性体。即，固定部件等磁性体设置于键12(可动部件)及信号生成部60中的至少一者。
G：附录
根据以上所例示的方式，例如能够掌握以下的结构。
本发明的一个方式(方式1)涉及的检测系统对与演奏动作相对应的可动部件的位移进行检测，该检测系统具有：被检测部，其设置于所述可动部件，包含第1线圈；信号生成部，其包含通过电流的供给而发生磁场的第2线圈，生成与所述被检测部和所述第2线圈之间的距离相对应的电平的检测信号；以及磁性体，其设置于所述可动部件及所述信号生成部中的至少一者。根据以上的结构，通过由第2线圈的磁场产生的电磁感应而在第1线圈发生电流，因此，在第1线圈发生将第2线圈的磁场抵消的方向的磁场。因此，由信号生成部生成与被检测部和第2线圈之间的距离相对应的电平的检测信号。即，生成与可动部件的位移相对应的检测信号。在可动部件及信号生成部中的至少一者设置磁性体，因此与不设置磁性体的结构相比较，增强在第1线圈或第2线圈发生的磁场。因此，具有如下优点，即，容易确保能够使检测信号的电平有效地变化的可动部件的位移的范围(检测行程)。
在方式1的具体例(方式2)中，所述第2线圈的中心轴的方向的所述被检测部和所述第2线圈之间的距离与所述可动部件的位移相对应地变化。根据以上的方式，与在第2线圈的垂直于中心轴的面内被检测部和第2线圈相对地移动的结构(即，第2线圈的中心轴的方向的被检测部和第2线圈之间的距离不变化的结构)相比较，能够使检测信号的电平相对于可动部件的位移而大幅地变化。
在方式1或方式2的具体例(方式3)中，所述被检测部包含形成有所述第1线圈的配线基板，所述磁性体包含用于将所述配线基板固定于所述可动部件的固定部件。根据以上的结构，用于将配线基板固定于可动部件的固定部件被作为磁性体而利用，因此与通过与磁性体不同的其他部件将配线基板固定于可动部件的结构相比较，具有简化检测系统的结构的优点。
在方式3的具体例(方式4)中，所述固定部件插入于在所述配线基板形成的贯通孔。在以上的方式中，固定部件插入于配线基板的贯通孔，因此能够通过简单的结构将配线基板固定于可动部件。
在方式1或方式2的具体例(方式5)中，所述被检测部包含：配线基板，其形成有所述第1线圈；以及支撑体，其对所述配线基板进行支撑，所述磁性体包含用于将所述支撑体固定于所述可动部件的固定部件。根据以上的结构，用于将支撑配线基板的支撑体固定于可动部件的固定部件被作为磁性体而利用，因此与通过与磁性体不同的其他部件将支撑体固定于可动部件的结构相比较，具有简化检测系统的结构的优点。
在方式5的具体例(方式6)中，所述固定部件插入于在所述支撑体形成的贯通孔。在以上的方式中，固定部件插入于支撑体的贯通孔，因此能够通过简单的结构将支撑体固定于可动部件。
在方式3至方式6任意者的具体例(方式7)中，所述第1线圈是在所述配线基板的表面形成的配线图案。在以上的方式中，构成第1线圈的配线图案形成于配线基板，因此具有第1线圈的制造及处理容易的优点。
在方式1至方式7任意者的具体例(方式8)中，所述第1线圈包含第1部分和第2部分，在所述第1部分流动的电流的方向和在所述第2部分流动的电流的方向是相反方向。根据以上的方式，在第1部分和第2部分发生相反方向的磁场，因此减小从第1线圈向周围的磁场扩散。因此，在与不同的可动部件对应的多个第1线圈相互接近的结构中，能够生成高精度地反映出多个可动部件各自的位移的检测信号。
在方式1至方式8任意者的具体例(方式9)中，所述第2线圈包含第3部分和第4部分，在所述第3部分流动的电流的方向和在所述第4部分流动的电流的方向是相反方向。根据以上的方式，在第3部分和第4部分发生相反方向的磁场，因此降低从第2线圈向周围的磁场扩散。因此，在与不同的可动部件对应的多个第2线圈相互接近的结构中，能够生成高精度地反映出多个可动部件各自的位移的检测信号。
在方式1至方式9任意者的具体例(方式10)中，所述磁性体与所述第1线圈的中心轴重叠。根据以上的方式，磁性体接近第1线圈，因此与磁性体从第1线圈充分地分离的结构相比较，将第1线圈发生的磁场有效地增强。
在方式1至方式9任意者的具体例(方式11)中，所述磁性体从所述第1线圈的中心轴的方向观察(即在俯视观察时)而位于该第1线圈的外侧。根据以上的方式，磁性体位于第1线圈的外侧，因此缓和第1线圈的形状限制。
本发明的一个方式(方式12)涉及的演奏操作装置具有：可动部件，其与演奏动作相对应地位移；被检测部，其设置于所述可动部件，包含第1线圈；信号生成部，其包含通过电流的供给而发生磁场的第2线圈，生成与所述被检测部和所述第2线圈之间的距离相对应的电平的检测信号；以及磁性体，其设置于所述可动部件及所述信号生成部中的至少一者。
本发明的一个方式(方式13)涉及的键盘乐器具有：键，其与演奏动作相对应地位移；被检测部，其设置于所述键，包含第1线圈；信号生成部，其包含通过电流的供给而发生磁场的第2线圈，生成与所述被检测部和所述第2线圈之间的距离相对应的电平的检测信号；磁性体，其设置于所述键及所述信号生成部中的至少一者；以及声音生成部，其生成与所述检测信号相对应的声音。
标号的说明
100…键盘乐器(演奏操作装置)，10…键盘，12…键，20…检测系统，21…信号处理电路，22…供给电路，23…输出电路，30…信息处理装置，31…控制装置，32…存储装置，33…A/D变换器，34…声源电路，40…放音装置，50…被检测部，51…第1线圈，511…第1部分，512…第2部分，52…电容元件，54…配线基板，55…基材，56…配线图案，57(57a、57b)…贯通孔，58(58a1、58a2、58b1、58b2)…安装孔，60…信号生成部，61…第2线圈，62、63…电容元件，64…配线基板，65…基材，66…配线图案，71(71a、71b)，72(72a、72b)…固定部件，80…支撑体，81…底面部，82a、82b…侧壁部，83…后壁部，84…凸起部，85…保持凸起，87(87a、87b)…贯通孔，91…击弦机构，911…弦槌，912…传递机构，913…支撑部件，92…踏板机构，921…踏板，922…支撑部件，923…弹性体。

Claims (13)

1.一种检测系统，其对与演奏动作相对应的可动部件的位移进行检测，
该检测系统具有：
被检测部，其设置于所述可动部件，包含第1线圈；
信号生成部，其包含通过电流的供给而发生磁场的第2线圈，生成与所述被检测部和所述第2线圈之间的距离相对应的电平的检测信号；以及
磁性体，其设置于所述可动部件及所述信号生成部中的至少一者。
2.根据权利要求1所述的检测系统，其中，
所述第2线圈的中心轴的方向的所述被检测部和所述第2线圈之间的距离与所述可动部件的位移相对应地变化。
3.根据权利要求1或2所述的检测系统，其中，
所述被检测部包含形成有所述第1线圈的配线基板，
所述磁性体包含用于将所述配线基板固定于所述可动部件的固定部件。
4.根据权利要求3所述的检测系统，其中，
所述固定部件插入于在所述配线基板形成的贯通孔。
5.根据权利要求1或2所述的检测系统，其中，
所述被检测部包含：
配线基板，其形成有所述第1线圈；以及
支撑体，其对所述配线基板进行支撑，
所述磁性体包含用于将所述支撑体固定于所述可动部件的固定部件。
6.根据权利要求5所述的检测系统，其中，
所述固定部件插入于在所述支撑体形成的贯通孔。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的检测系统，其中，
所述第1线圈是在所述配线基板的表面形成的配线图案。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的检测系统，其中，
所述第1线圈包含第1部分和第2部分，
在所述第1部分流动的电流的方向和在所述第2部分流动的电流的方向是相反方向。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的检测系统，其中，
所述第2线圈包含第3部分和第4部分，
在所述第3部分流动的电流的方向和在所述第4部分流动的电流的方向是相反方向。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的检测系统，其中，
所述磁性体与所述第1线圈的中心轴重叠。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的检测系统，其中，
所述磁性体从所述第1线圈的中心轴的方向观察而位于该第1线圈的外侧。
12.一种演奏操作装置，其具有：
可动部件，其与演奏动作相对应地位移；
被检测部，其设置于所述可动部件，包含第1线圈；
信号生成部，其包含通过电流的供给而发生磁场的第2线圈，生成与所述被检测部和所述第2线圈之间的距离相对应的电平的检测信号；以及
磁性体，其设置于所述可动部件及所述信号生成部中的至少一者。
13.一种键盘乐器，其具有：
键，其与演奏动作相对应地位移；
被检测部，其设置于所述键，包含第1线圈；
信号生成部，其包含通过电流的供给而发生磁场的第2线圈，生成与所述被检测部和所述第2线圈之间的距离相对应的电平的检测信号；
磁性体，其设置于所述键及所述信号生成部中的至少一者；以及
声音生成部，其生成与所述检测信号相对应的声音。
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