JP2009063741A - Keyboard device - Google Patents

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Soichi Takigawa
宗一 瀧川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To adjust key-touch feeling to optional touch feeling with simple and light structure. <P>SOLUTION: A keyboard device 1 provided with swingably supported keys 10 and a reactive force generating means, which generates reactive force to key 10 pressing operations, is provided with an electrically active polymer 20 composed of an elastic material which is deformed by the application of a voltage as the reactive force generating means. By this, the reactive force-generating means is remarkably simplified, compared with an ordinary mechanical structure, to lighten the keyboard 1. In addition, a voltage applied to the electrically active polymer 20 is controlled to optionally set the reactive force (performance resistance feeling) to the key-pressing operations, and key 10 touch feeling can freely be adjusted. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子ピアノや電子オルガンなどの電子鍵盤楽器に用いて好適な鍵盤装置に関する。   The present invention relates to a keyboard device suitable for use in an electronic keyboard instrument such as an electronic piano or an electronic organ.

従来のアコースティックピアノでは、ハンマやダンパなどを含むアクションの構造によって、演奏時の鍵のタッチ感、すなわち鍵の演奏抵抗感が生じるようになっている。また、電子ピアノや電子オルガンなどの電子鍵盤楽器では、鍵に重りを取り付けたり、鍵の動作に連動して押鍵に対する反力を付与する質量体を設けたりすることで、従来のアコースティックピアノなどの鍵盤楽器と近似した演奏抵抗感を鍵に付与することが行われている。   In a conventional acoustic piano, a touch feeling of a key during performance, that is, a feeling of performance resistance of a key is generated by an action structure including a hammer and a damper. In addition, in electronic keyboard instruments such as electronic pianos and electronic organs, conventional acoustic pianos, etc. can be provided by attaching weights to the keys or by providing mass bodies that provide reaction force against key presses in conjunction with key movements. It is performed to give a feeling of performance resistance similar to that of a keyboard instrument.

これらの鍵盤楽器では、鍵の演奏抵抗感は、アクションの構造や鍵に取り付けた重りあるいは質量体の重さなどによって一義的に決まるものであった。そのため、鍵盤楽器において設定されている鍵のタッチ感を任意のタッチ感に変更することはできなかった。しかしながら、鍵盤楽器の演奏者は、幼児から老人までその年齢層が広く、かつ、初心者から熟練した演奏家までその鍵盤楽器に対する習熟度も様々である。そのため、各演奏者が個人の適正や好みなどに応じて、鍵のタッチ感を自由に変更できることが望まれている。また、電子楽器が発生する楽音の種類や音色(例えば、ピアノ音色やオルガン音色など)によっても鍵のタッチ感を変更できるとよい。この点を考慮して、特許文献1あるいは特許文献2では、鍵のタッチ感を変更することが可能な鍵盤装置が開示されている。   In these keyboard instruments, the performance resistance of the key is uniquely determined by the structure of the action, the weight attached to the key, or the weight of the mass body. Therefore, the touch feeling of the key set in the keyboard instrument cannot be changed to an arbitrary touch feeling. However, performers of keyboard instruments have a wide range of ages, from infants to the elderly, and varying degrees of proficiency with keyboard instruments from beginners to skilled performers. Therefore, it is desired that each player can freely change the touch feeling of the key according to the personal suitability and preference. It is also preferable that the touch feeling of the key can be changed depending on the type and tone color of the musical sound generated by the electronic musical instrument (for example, piano tone color, organ tone color, etc.). Considering this point, Patent Document 1 or Patent Document 2 discloses a keyboard device that can change the touch feeling of a key.

特許文献1の鍵盤装置は、機械的な機構によって鍵のタッチ感を調整する構造を備えている。この鍵盤装置は、鍵と、押鍵に対する演奏抵抗感を生じさせる重りとを備え、押鍵のストローク内にて鍵と重りの係合位置を任意の位置に設定可能となっている。具体的には、重りの自由端に当接するレールの位置をレバーあるいはソレノイドなどの位置設定手段によって調整することで、鍵に対する重りの係合位置を調整可能としている。これにより、押鍵の際に鍵が重りから反力を受ける範囲を押鍵のストローク内における任意の範囲に設定できるようになっている。   The keyboard device of Patent Document 1 has a structure for adjusting a touch feeling of a key by a mechanical mechanism. This keyboard device includes a key and a weight that produces a feeling of performance resistance against the key depression, and the engagement position between the key and the weight can be set to an arbitrary position within the stroke of the key depression. Specifically, the position of the rail contacting the free end of the weight is adjusted by a position setting means such as a lever or a solenoid, so that the engagement position of the weight with respect to the key can be adjusted. Thereby, the range in which the key receives a reaction force from the weight when the key is pressed can be set to an arbitrary range within the stroke of the key press.

特許文献2の鍵盤装置は、鍵のタッチ感を電気的に制御する機構を備えている。この鍵盤装置では、押鍵に対する演奏抵抗感を生じさせる手段として、磁石及びコイルを用いている。具体的には、各鍵に設けたセンサで鍵の動作を検出することによってフィードバック補正が成され、これに基づいて磁石及びコイルで発生する演奏抵抗感が調整されるようになっている。
特許3480749号公報 特許2748616号公報
The keyboard device of Patent Document 2 includes a mechanism for electrically controlling the touch feeling of a key. In this keyboard device, a magnet and a coil are used as means for generating a feeling of performance resistance against key depression. Specifically, feedback correction is performed by detecting the operation of the key with a sensor provided for each key, and based on this, performance resistance generated by the magnet and the coil is adjusted.
Japanese Patent No. 3480749 Japanese Patent No. 2748616

特許文献1に記載の鍵盤装置では、機械的な機構によって鍵のタッチ感を調整するように構成しているので、鍵盤装置の部品点数が多くなり構造が複雑になる。また、この鍵盤装置では、鍵が重りから反力を受ける範囲を変えることだけで鍵のタッチ感を変更するので、鍵のストローク範囲における決められた一部のみでしかタッチ感の変更が行えない。したがって、鍵のストロークの全体でタッチ感を変化させたり、その中で範囲を決めてタッチ感を変化させるなど、きめ細かいタッチ感の調節ができない。   Since the keyboard device described in Patent Document 1 is configured to adjust the touch feeling of the key by a mechanical mechanism, the number of parts of the keyboard device increases and the structure becomes complicated. Also, with this keyboard device, the touch feeling of the key is changed only by changing the range in which the key receives the reaction force from the weight, so the touch feeling can be changed only with a predetermined part of the key stroke range. . Therefore, it is not possible to finely adjust the touch feeling, such as changing the touch feeling in the entire key stroke, or changing the touch feeling by determining the range within the key stroke.

これに対して特許文献2に記載の鍵盤装置では、センサによる鍵動作の検出結果に基づくフィードバック制御により鍵のタッチ感を調整するため、特許文献1の鍵盤装置と比較してきめ細かいタッチ感の調節を行うことが可能となる。しかしながら、この鍵盤装置では、各鍵に対応して磁石及びコイルを設置する必要があるため、特許文献1の鍵盤装置と同様、鍵盤装置の部品点数が増加して構造が複雑になる。また、部品点数の増加に伴い鍵盤装置の重量が重くなってしまう。さらに、多数のコイルを備えるため、鍵盤装置の消費電力が大きくなるという問題もある。   On the other hand, in the keyboard device described in Patent Document 2, the touch feeling of the key is adjusted by feedback control based on the detection result of the key operation by the sensor. Can be performed. However, in this keyboard apparatus, since it is necessary to install a magnet and a coil corresponding to each key, the number of parts of the keyboard apparatus increases and the structure becomes complicated, as in the keyboard apparatus of Patent Document 1. In addition, the weight of the keyboard device increases as the number of parts increases. Furthermore, since many coils are provided, there is a problem that the power consumption of the keyboard device is increased.

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、簡単かつ軽量な構造で鍵のタッチ感を任意のタッチ感に調節することが可能な鍵盤装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a keyboard device capable of adjusting the touch feeling of a key to an arbitrary touch feeling with a simple and lightweight structure.

上記課題を解決するため本発明の鍵盤装置は、揺動自在に支持された鍵と、鍵の押鍵操作に対する反力を発生する反力発生手段と、を備え、反力発生手段は、電圧の印加によって変形する弾性材からなる電気活性ポリマを含んで構成されることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a keyboard device of the present invention includes a key that is swingably supported, and a reaction force generation unit that generates a reaction force against a key pressing operation. It is characterized by comprising an electroactive polymer made of an elastic material that is deformed by the application of.

この構成によれば、簡単かつ軽量な構造で、押鍵に対する反力を生じさせることができるとともに、鍵のタッチ感を任意のタッチ感に調節することができる鍵盤装置となる。すなわち、反力発生手段に電気活性ポリマを用いたことで、特許文献1あるいは特許文献2に記載の鍵盤装置のような反力発生手段としての機械的な構成部品が不要となるので、反力発生手段の構造を簡単にすることができ、その軽量化を図ることができる。一方、電圧の印加によって電気活性ポリマを変形させることで、電気活性ポリマにて発生する反力の大きさを変えて押鍵操作に対する反力(演奏抵抗感)を任意の反力に設定することができるようになる。なお、電気活性ポリマに電圧を印加しない場合は、電気活性ポリマは通常の弾性体として機能するので、その場合でも押鍵に対して一定の反力を発生させることが可能となる。   According to this configuration, a keyboard device that can generate a reaction force against the key press with a simple and lightweight structure and can adjust the touch feeling of the key to an arbitrary touch feeling. That is, since the electroactive polymer is used for the reaction force generating means, mechanical components as the reaction force generating means such as the keyboard device described in Patent Document 1 or Patent Document 2 are not required. The structure of the generating means can be simplified and the weight can be reduced. On the other hand, by deforming the electroactive polymer by applying a voltage, the reaction force generated by the electroactive polymer is changed to set the reaction force (feeling of resistance to playing) to an arbitrary reaction force. Will be able to. When no voltage is applied to the electroactive polymer, the electroactive polymer functions as a normal elastic body. Even in this case, it is possible to generate a constant reaction force against the key depression.

また、上記の鍵盤装置では、電気活性ポリマは、鍵が非押鍵位置にあるときに物理的に変形された状態となるように設けられていてもよい。   In the above keyboard device, the electroactive polymer may be provided so as to be physically deformed when the key is in the non-pressed position.

この構成によれば、鍵が非押鍵位置にあるときに電気活性ポリマに物理的な変形による与圧(荷重)がかかった状態になる。したがって、電気活性ポリマから鍵に対してこの与圧に対する反力がかかるので、鍵を非押鍵位置において安定した状態で支持することが可能となる。   According to this configuration, when the key is in the non-pressed position, the electroactive polymer is subjected to a pressure (load) due to physical deformation. Therefore, since the reaction force against this pressure is applied to the key from the electroactive polymer, it is possible to support the key in a stable state at the non-pressed position.

また、この構成によれば、鍵が非押鍵位置にあるときに電気活性ポリマにかかる物理的な変形による与圧を適当な与圧に設定しておくことで、電気活性ポリマに電圧を印加する際あるいは電圧の印加を停止する際に電気活性ポリマの変形によって鍵が移動することを防止でき、非押鍵位置における鍵の位置ずれを効果的に防止できる。   Further, according to this configuration, a voltage is applied to the electroactive polymer by setting the pressurization due to physical deformation applied to the electroactive polymer to an appropriate pressure when the key is in the non-key-pressing position. It is possible to prevent the key from being moved due to the deformation of the electroactive polymer when the voltage is applied or when the application of the voltage is stopped, and it is possible to effectively prevent the key from being displaced at the non-key pressed position.

また、上記の鍵盤装置では、電気活性ポリマに印加する電圧の指令値を出力する指令値出力手段と、指令値出力手段から出力された指令値に基づいて電気活性ポリマに電圧を印加して電気活性ポリマにて発生する反力を制御する反力制御手段と、を備えてもよい。   In the keyboard device, the command value output means for outputting the command value of the voltage applied to the electroactive polymer, and the voltage is applied to the electroactive polymer based on the command value output from the command value output means. Reaction force control means for controlling the reaction force generated in the active polymer.

この構成によれば、指令値出力手段と反力制御手段とによって電気活性ポリマにて発生する反力を任意に設定できるので、鍵のタッチ感を任意のタッチ感に調節することが可能となる。   According to this configuration, since the reaction force generated in the electroactive polymer can be arbitrarily set by the command value output means and the reaction force control means, the touch feeling of the key can be adjusted to any touch feeling. .

また、上記の鍵盤装置では、鍵の動作を検出する鍵動作検出手段を備えるとともに、指令値出力手段は、鍵動作検出手段で検出された鍵の動作に基づいて電気活性ポリマに印加する電圧の指令値を出力するようにしてもよい。   Further, the keyboard device includes a key operation detecting unit that detects a key operation, and the command value output unit is configured to detect a voltage applied to the electroactive polymer based on the key operation detected by the key operation detecting unit. The command value may be output.

この構成によれば、鍵動作検出手段で検出された鍵の動作に基づいて電気活性ポリマにて発生する反力を設定できるので、実際の鍵の動作に応じて鍵のタッチ感を調節することが可能となる。   According to this configuration, the reaction force generated in the electroactive polymer can be set based on the key motion detected by the key motion detecting means, so that the touch feeling of the key can be adjusted according to the actual key motion. Is possible.

また、上記の鍵盤装置では、鍵の動作制御に関する複数の制御パターンを格納した制御パターンテーブルを有し、鍵動作検出手段で検出された鍵の動作に基づいて、制御パターンテーブルからいずれかの制御パターンを選択し、該選択した制御パターンに基づいて、電気活性ポリマにて発生させる反力の情報を出力する反力情報出力手段を備えるとともに、指令値出力手段は、電気活性ポリマにて発生させる複数の反力に対応する複数の電圧指令値を格納した電圧指令値テーブルを有し、反力情報出力手段の出力に基づいて電圧指令値テーブルからいずれかの電圧指令値を選択し、該選択した電圧指令値を反力制御手段に出力するようにしてもよい。   In addition, the above keyboard device has a control pattern table storing a plurality of control patterns related to key operation control, and based on the key operation detected by the key operation detecting means, any control is performed from the control pattern table. A reaction force information output means for selecting a pattern and outputting reaction force information generated by the electroactive polymer based on the selected control pattern is provided, and the command value output means is generated by the electroactive polymer. It has a voltage command value table storing a plurality of voltage command values corresponding to a plurality of reaction forces, selects one of the voltage command values from the voltage command value table based on the output of the reaction force information output means, and selects the voltage command value table. The voltage command value thus output may be output to the reaction force control means.

この構成によれば、鍵の動作に関する制御パターンをあらかじめ複数用意しておき、その中から選択した制御パターンに基づいて鍵の動作を制御することが可能となる。したがって、電子楽器が発生する楽音の種類や音色などの要素や、電子楽器の操作パネルから入力された情報などに基づいて、多様な鍵のタッチ感を実現することが可能となる。   According to this configuration, it is possible to prepare a plurality of control patterns related to the key operation in advance and control the key operation based on the control pattern selected from them. Therefore, various key touch feelings can be realized based on factors such as the type and tone color of musical sound generated by the electronic musical instrument and information input from the operation panel of the electronic musical instrument.

本発明の鍵盤装置によれば、簡単かつ軽量な構造で、鍵のタッチ感を任意のタッチ感に調節することが可能となる。   According to the keyboard device of the present invention, the touch feeling of the key can be adjusted to an arbitrary touch feeling with a simple and lightweight structure.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明では、鍵盤装置が備える鍵の長手方向における両側のうち、鍵盤を演奏する演奏者の側を手前あるいは前といい、その反対側を奥あるいは後という。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, among the two sides in the longitudinal direction of the keys provided in the keyboard device, the player side playing the keyboard is referred to as the front or the front, and the opposite side is referred to as the back or the rear.

〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態にかかる鍵盤装置1が備える鍵10の構成例を示す図であり、鍵10及びその周辺の構成部品を示す概略側断面図である。なお、同図では、鍵盤装置1が備える1個の鍵10及びその周辺の構成部品を示している。鍵盤装置1は、底板2と、底板2に取り付けられたフレーム3と、フレーム3に対して揺動自在に支持された鍵10と、鍵10とフレーム3の間に設けられた電気活性ポリマ20とを備えて構成されている。なお、図1では、鍵10が白鍵である場合を示しているが、黒鍵の場合も同様の構成になっている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a key 10 provided in the keyboard device 1 according to the first embodiment of the present invention, and is a schematic side sectional view showing the key 10 and its surrounding components. In the figure, one key 10 provided in the keyboard device 1 and its peripheral components are shown. The keyboard device 1 includes a bottom plate 2, a frame 3 attached to the bottom plate 2, a key 10 supported to be swingable with respect to the frame 3, and an electroactive polymer 20 provided between the key 10 and the frame 3. And is configured. Although FIG. 1 shows a case where the key 10 is a white key, the configuration is the same in the case of a black key.

底板2は、鍵10を配列する棚板やケースの底部を構成する略平板状の部材である。フレーム3は、底板2の上面側に設置されており、鍵盤装置1の後部近傍で上下方向に延びる後面部3aと、後面部3aから前方に向かって水平に突出して鍵10の前後方向の途中位置まで延びる平面部3bと、平面部3bの前端近傍の下面から下方に伸びる前面部3cとを一体に備えて形成され、後面部3aの下端と前面部3cの下端とが底板2上に固定されている。なお、底板2及びフレーム3は、鍵盤装置1のスケール方向(図1の紙面に直交する方向)に延びており、複数の鍵10に対応する位置に跨って配置されている。   The bottom plate 2 is a substantially flat plate member that constitutes a shelf plate on which the keys 10 are arranged and a bottom portion of the case. The frame 3 is installed on the upper surface side of the bottom plate 2, and includes a rear surface portion 3 a extending in the vertical direction in the vicinity of the rear portion of the keyboard device 1, and horizontally protruding forward from the rear surface portion 3 a in the middle of the key 10 in the front-rear direction. The flat surface portion 3b extending to the position and the front surface portion 3c extending downward from the lower surface near the front end of the flat surface portion 3b are integrally formed, and the lower end of the rear surface portion 3a and the lower end of the front surface portion 3c are fixed on the bottom plate 2. Has been. The bottom plate 2 and the frame 3 extend in the scale direction of the keyboard device 1 (a direction orthogonal to the paper surface of FIG. 1) and are disposed across positions corresponding to the plurality of keys 10.

鍵10は、フレーム3の後面部3aにおける上部の前面側に設けた鍵支持片4に支持されている。鍵10は、長手方向の後端が鍵支持片4に設けた鍵支点5に軸支されており、鍵支点5を中心に前側が上下に揺動自在になっている。鍵10の後側の上方には、平板状のパネル6が取り付けられている。パネル6は、フレーム3の後面部3aの上端、及び鍵盤装置1の両端部を構成する図示されない側板の上端に支持されて前側に水平に張り出している。パネル6も鍵盤装置1のスケール方向に延びて複数の鍵10に対応する位置に跨って配置されている。パネル6の前端の下面側には、ストッパー7が設けられている。ストッパー7は、図1に示す非押鍵位置にある鍵10の上面に当接し、鍵10が非押鍵位置より上方へ回動することを規制する。   The key 10 is supported by a key support piece 4 provided on the upper front side of the rear surface portion 3 a of the frame 3. The rear end of the key 10 is pivotally supported by a key fulcrum 5 provided on the key support piece 4, and the front side is swingable up and down around the key fulcrum 5. A flat panel 6 is attached above the rear side of the key 10. The panel 6 is supported by the upper end of the rear surface portion 3a of the frame 3 and the upper end of a side plate (not shown) that constitutes both ends of the keyboard device 1, and projects horizontally to the front side. The panel 6 also extends in the scale direction of the keyboard device 1 and is disposed across positions corresponding to the plurality of keys 10. A stopper 7 is provided on the lower surface side of the front end of the panel 6. The stopper 7 abuts on the upper surface of the key 10 at the non-key-pressing position shown in FIG. 1, and restricts the key 10 from rotating upward from the non-key-pressing position.

底板2の前端は、鍵10の前端の真下位置まで延びており、その位置には、鍵10に向かって上方に張り出した張出部2aが設けられている。張出部2aの上面には、鍵スイッチ8が設置されている。鍵スイッチ8は、押鍵によって鍵10が下降すると鍵10の下面で押圧されてオンするようになっている。また、鍵10の下面における鍵スイッチ8よりも後側の位置には、下方に突出する駆動片11が形成されている。駆動片11は、フレーム3の前面部3cと底板2の張出部2aとの隙間に配置されている。駆動片11の下端には、後側に向かって水平に突出する突起状の固定部11aが形成されている。一方、フレーム3の平面部3bの前端は、前面部3cから前側に向かって水平に突出する突起状の固定部3dになっている。フレーム3の固定部3dと鍵10の固定部11aとは、上下方向に所定間隔を有して対向する位置に配置されている。   The front end of the bottom plate 2 extends to a position directly below the front end of the key 10, and a protruding portion 2 a that protrudes upward toward the key 10 is provided at that position. A key switch 8 is installed on the upper surface of the overhang portion 2a. The key switch 8 is turned on by being pressed by the lower surface of the key 10 when the key 10 is lowered by pressing the key. Further, a drive piece 11 projecting downward is formed at a position behind the key switch 8 on the lower surface of the key 10. The drive piece 11 is disposed in the gap between the front surface portion 3 c of the frame 3 and the protruding portion 2 a of the bottom plate 2. At the lower end of the drive piece 11, a projecting fixing portion 11 a that protrudes horizontally toward the rear side is formed. On the other hand, the front end of the flat surface portion 3b of the frame 3 is a protruding fixing portion 3d that protrudes horizontally from the front surface portion 3c toward the front side. The fixing part 3d of the frame 3 and the fixing part 11a of the key 10 are arranged at positions facing each other with a predetermined interval in the vertical direction.

そして、固定部3dと固定部11aとの間には、電気活性ポリマ20が取り付けられている。電気活性ポリマ20は、鍵10の押鍵操作に対する反力を発生する反力発生手段として機能する部材である。さらに、この鍵盤装置1には、電気活性ポリマ20に電圧を印加するための手段として、いずれも図示は省略するが、電源と、該電源からの電圧を電気活性ポリマ20に印加して電気活性ポリマ20を駆動するコントローラとが設けられている。   An electroactive polymer 20 is attached between the fixed portion 3d and the fixed portion 11a. The electroactive polymer 20 is a member that functions as a reaction force generating unit that generates a reaction force against a key pressing operation of the key 10. Further, in the keyboard device 1, as a means for applying a voltage to the electroactive polymer 20, although not shown in the drawings, a power source and a voltage from the power source are applied to the electroactive polymer 20 to be electrically activated. A controller for driving the polymer 20 is provided.

電気活性ポリマ20は、後述する構造を有する弾性材からなり、長方形の薄板状(フィルム状)に形成されていて、その長手方向の一端がフレーム3の固定部3dに固定され、他端が鍵10の固定部11aに固定されている。電気活性ポリマ20を固定部3dあるいは固定部11aに固定する手段としては、接着剤による接着あるいはカシメ(熱カシメを含む)などが用いられる。   The electroactive polymer 20 is made of an elastic material having a structure to be described later, and is formed in a rectangular thin plate shape (film shape). One end in the longitudinal direction is fixed to the fixing portion 3d of the frame 3, and the other end is a key. 10 fixed portions 11a. As means for fixing the electroactive polymer 20 to the fixing portion 3d or the fixing portion 11a, adhesion by an adhesive or caulking (including heat caulking) is used.

鍵10にはその自重によって鍵支点5を中心に図1に示す時計回り方向にモーメント(回転モーメント)がかかっている。このモーメントによって下方に移動しようとする鍵10が電気活性ポリマ20で支えられているので、図1に示す非押鍵位置では、電気活性ポリマ20は、引っ張られて伸びた状態になっている。したがって、非押鍵位置では、電気活性ポリマ20に引っ張りによる与圧(荷重)がかかった状態になっており、鍵10の自重と電気活性ポリマ20から鍵10に与えられる反力(与圧に対する反力)、及びストッパー7からの反力との釣り合いによって、鍵10が静止状態で支持されている。このように、電気活性ポリマ20は、鍵10が非押鍵位置にあるときに、鍵10から加えられる力によって物理的に変形された状態で設けられている。   A moment (rotational moment) is applied to the key 10 in the clockwise direction shown in FIG. Since the key 10 to be moved downward by this moment is supported by the electroactive polymer 20, the electroactive polymer 20 is stretched by being pulled at the non-key-pressing position shown in FIG. Therefore, at the non-key-pressing position, the electroactive polymer 20 is under a pressure (load) applied by pulling, and the self-weight of the key 10 and the reaction force applied to the key 10 from the electroactive polymer 20 (with respect to the pressure) The key 10 is supported in a stationary state by a balance between the reaction force and the reaction force from the stopper 7. As described above, the electroactive polymer 20 is provided in a state of being physically deformed by the force applied from the key 10 when the key 10 is in the non-key-pressed position.

図2は、電気活性ポリマ20の構造を説明するための図で、(a)は、電気活性ポリマ20に電圧を印加していないときの状態を示す図、(b)は、電圧を印加したときの状態を示す図である。電気活性ポリマ20は、二枚の電極膜21,21の間に絶縁膜22を挟んだ構造を有している。電極膜21には、一例として厚さ数10μmの導電性シリコン樹脂からなる膜が用いられ、絶縁膜22には、一例として厚さ数10μmの絶縁性シリコン樹脂からなる膜が用いられる。この電気活性ポリマ20では、二枚の電極膜21,21に電位差を与えると、静電力により両電極膜21,21が近づくことで、絶縁膜22が厚さ方向に圧縮される。これにより、電極膜21,21及び絶縁膜22が縦横方向に伸びてその面積が広がる。また、電極膜21,21及び絶縁膜22は弾性を有する素材からなるため、電気活性ポリマ20に電圧を印加していない状態でも、電気活性ポリマ20は通常の弾性体として機能する。   2A and 2B are diagrams for explaining the structure of the electroactive polymer 20, wherein FIG. 2A shows a state when no voltage is applied to the electroactive polymer 20, and FIG. 2B shows a state where voltage is applied. It is a figure which shows the state at the time. The electroactive polymer 20 has a structure in which an insulating film 22 is sandwiched between two electrode films 21 and 21. For example, a film made of conductive silicon resin having a thickness of several tens of μm is used for the electrode film 21, and a film made of insulating silicon resin having a thickness of several tens of μm is used for the insulating film 22, for example. In this electroactive polymer 20, when a potential difference is applied to the two electrode films 21, 21, the insulating films 22 are compressed in the thickness direction by bringing both electrode films 21, 21 closer by electrostatic force. As a result, the electrode films 21 and 21 and the insulating film 22 extend in the vertical and horizontal directions, and the area thereof is increased. Since the electrode films 21 and 21 and the insulating film 22 are made of an elastic material, the electroactive polymer 20 functions as a normal elastic body even when no voltage is applied to the electroactive polymer 20.

ここで、電気活性ポリマ20が以下に示す構造及び寸法を備えている場合に電気活性ポリマ20から鍵10に与えられる反力について検討する。なお、以下では、電気活性ポリマ20の公称応力が線形に変化する場合について考える。
積層数:1層
弾性係数:E=0.5GPa
幅:h=10mm 厚さ:t=0.05mm 初期長さ(自然長):l0=30mm
この場合、電気活性ポリマ20の断面積A、応力σ、ひずみεとすると、電気活性ポリマ20にかかる与圧Fと全長l(または伸びl−l0)関係は(式1)のようになる。

Figure 2009063741
Here, the reaction force applied to the key 10 from the electroactive polymer 20 when the electroactive polymer 20 has the following structure and dimensions will be considered. Hereinafter, a case where the nominal stress of the electroactive polymer 20 changes linearly will be considered.
Number of layers: 1 layer Elastic modulus: E = 0.5 GPa
Width: h = 10 mm Thickness: t = 0.05 mm Initial length (natural length): l 0 = 30 mm
In this case, if the cross-sectional area A, stress σ, and strain ε of the electroactive polymer 20 are given, the relationship between the pressurizing force F applied to the electroactive polymer 20 and the total length l (or elongation l−l 0 ) is as shown in (Equation 1). .
Figure 2009063741

非押鍵位置における電気活性ポリマ20の長手方向の自然長に対する変形量(伸び量)を20mmとすると、その状態で電気活性ポリマ20にかかる与圧は、(式1)より、0.170kgとなる。この与圧から鍵10の自重分を指し引いたものは、電気活性ポリマ20に電圧を印加していない状態で鍵10を押し始めるときの鍵10から指に与えられる反力となる。   If the deformation amount (elongation amount) with respect to the natural length in the longitudinal direction of the electroactive polymer 20 at the non-key-pressing position is 20 mm, the pressure applied to the electroactive polymer 20 in this state is 0.170 kg from (Equation 1). Become. The pressure obtained by subtracting the weight of the key 10 from this pressure is a reaction force applied to the finger from the key 10 when the key 10 is started to be pressed in a state where no voltage is applied to the electroactive polymer 20.

一方、非押鍵位置において、電気活性ポリマ20に電圧を印加することで、電気活性ポリマ20が長手方向に10mm変形(伸張)する場合、非押鍵位置での電気活性ポリマ20の全体の伸び量が20mmのまま変わらないとすると、鍵10からかかる与圧による電気活性ポリマ20の変形量(伸び量)は10mmとなる。この状態で電気活性ポリマ20にかかる与圧は、0.085kgとなる。この与圧から鍵10の自重分を指し引いたものは、電気活性ポリマ20に電圧を印加した状態で鍵10を押し始めるときの鍵10から指に与えられる反力となる。   On the other hand, when the electroactive polymer 20 is deformed (extended) by 10 mm in the longitudinal direction by applying a voltage to the electroactive polymer 20 at the non-key-pressing position, the entire elongation of the electro-active polymer 20 at the non-key-pressing position. If the amount remains 20 mm, the amount of deformation (elongation) of the electroactive polymer 20 due to the pressure applied from the key 10 is 10 mm. In this state, the pressure applied to the electroactive polymer 20 is 0.085 kg. A value obtained by subtracting the weight of the key 10 from this pressure is a reaction force applied to the finger from the key 10 when the key 10 is started to be pressed in a state where a voltage is applied to the electroactive polymer 20.

このように、電圧の印加によって電気活性ポリマ20が伸びることで、電気活性ポリマ20にかかる与圧が小さくなるので、その分、鍵10を押し始めるときの鍵10から指に与えられる反力を小さくすることができる。つまり、電気活性ポリマ20に電圧を印加することによって、鍵10のタッチ感を軽くすることができる。したがって、本実施形態の鍵盤装置1では、演奏時に電気活性ポリマ20に電圧を印加しておくことで、鍵10のタッチ感を任意に設定することが可能となる。なお、ここで電気活性ポリマ20にかける与圧は、非押鍵位置において電気活性ポリマ20に電圧を印加して電気活性ポリマ20を伸張させた場合でも、鍵10とフレーム3の間の電気活性ポリマ20の長さが変化せず、鍵10が動かない(鍵10の支持が不安定な状態にならない)程度の与圧とする。   In this way, since the electroactive polymer 20 is stretched by application of a voltage, the pressure applied to the electroactive polymer 20 is reduced, and accordingly, the reaction force applied to the finger from the key 10 when the key 10 is started to be pressed is increased. Can be small. That is, the touch feeling of the key 10 can be reduced by applying a voltage to the electroactive polymer 20. Therefore, in the keyboard device 1 of the present embodiment, it is possible to arbitrarily set the touch feeling of the key 10 by applying a voltage to the electroactive polymer 20 during performance. It should be noted that the pressure applied to the electroactive polymer 20 here is the electric activity between the key 10 and the frame 3 even when the electroactive polymer 20 is stretched by applying a voltage to the electroactive polymer 20 at the non-key-pressed position. The pressure is set such that the length of the polymer 20 does not change and the key 10 does not move (the support of the key 10 does not become unstable).

なお、仮に、非押鍵位置において電気活性ポリマ20に与圧をかけていないとすると、鍵10を押す力を解除したときに鍵10が非押鍵位置に戻る力が弱くなる。あるいは、非押鍵位置への鍵10の戻りの速度が遅くなる。また、電気活性ポリマ20に電圧を印加した際に電気活性ポリマ20が伸びて弛みが生じ、鍵10の支持が不安定になったり、鍵10が非押鍵位置から移動してその位置がずれたりする。したがって、上記のように、鍵10が非押鍵位置にある状態で電気活性ポリマ20を伸ばした状態で設置して、電気活性ポリマ20に与圧をかけておくことが望ましい。   Assuming that no pressure is applied to the electroactive polymer 20 at the non-key-pressed position, the force for returning the key 10 to the non-key-pressed position when the key 10 is released is weakened. Alternatively, the speed of returning the key 10 to the non-key-pressed position is slow. Further, when a voltage is applied to the electroactive polymer 20, the electroactive polymer 20 stretches and loosens, and the support of the key 10 becomes unstable, or the key 10 moves from a non-key-pressed position and the position is shifted. Or Therefore, as described above, it is desirable to install the electroactive polymer 20 in a state where the key 10 is in the non-key-pressed position and apply pressure to the electroactive polymer 20.

本実施形態では、押鍵操作に対する反力を発生するための反力発生手段として、電気活性ポリマ20のみを備える場合を説明したが、本発明の鍵盤装置が備える反力発生手段としては、上記の電気活性ポリマ20に他の反力発生手段を併設することも可能である。一例として、図示は省略するが、鍵10とフレーム3の間に電気活性ポリマ20を取り付け、さらにバネやゴムなどの他の弾性体を取り付けることができる。これにより、電気活性ポリマ20と他の弾性体とを併用して押鍵に対する反力を発生させることができる。この場合でも、電気活性ポリマ20に電圧を印加することで、押鍵に対する反力の大きさを変えて鍵10のタッチ感を変更することが可能である。   In the present embodiment, the case where only the electroactive polymer 20 is provided as the reaction force generating means for generating the reaction force against the key pressing operation has been described. However, as the reaction force generating means provided in the keyboard device of the present invention, It is possible to add another reaction force generating means to the electroactive polymer 20. As an example, although not shown, the electroactive polymer 20 can be attached between the key 10 and the frame 3, and another elastic body such as a spring or rubber can be attached. Thereby, the reaction force with respect to the key depression can be generated by using the electroactive polymer 20 and another elastic body in combination. Even in this case, the touch feeling of the key 10 can be changed by applying a voltage to the electroactive polymer 20 to change the magnitude of the reaction force against the key depression.

また、本実施形態では、電気活性ポリマ20を細長いフィルム状(薄板状)に形成した場合を示したが、電気活性ポリマ20は、フィルム状以外の形状とすることも可能である。一例として、棒状あるいは紐状、または円筒状などの筒状に形成してもよい。また、電気活性ポリマ20の積層数も一層には限らず、電気活性ポリマ20にて発生させる反力の大きさに応じて二層以上の積層構造とすることも可能である。   Further, in the present embodiment, the case where the electroactive polymer 20 is formed in an elongated film shape (thin plate shape) is shown, but the electroactive polymer 20 can be formed in a shape other than the film shape. As an example, it may be formed in a cylindrical shape such as a rod shape, a string shape, or a cylindrical shape. Further, the number of layers of the electroactive polymer 20 is not limited to one layer, and a laminated structure of two or more layers can be formed according to the magnitude of the reaction force generated in the electroactive polymer 20.

ここで、図3及び図4を参照して本実施形態の鍵盤装置1における鍵を押す力(押鍵力)について考察する。図3及び図4は、それぞれ電気活性ポリマ20に電圧を印加しないときと電圧を印加するときの鍵10の動作を示す模式図である。まず、図3に示す電気活性ポリマ20に電圧を印加しない場合について考える。同図において、(a)は、電気活性ポリマ20に外力が作用していない自然長の状態を示し、(b)は、電気活性ポリマ20に与圧をかけて(引き伸ばして)鍵10に取り付けた状態を示し、(c)は、鍵10を押し下げた状態を示している。ここで、F:押鍵力(押鍵に対する反力)、I:鍵の慣性モーメント、M:鍵の質量、a:鍵支点と重心との距離、b:鍵支点と電気活性ポリマの固定位置との距離、c:鍵支点と押鍵位置との距離、g:重力加速度、k:電気活性ポリマの弾性係数、x:押鍵による電気活性ポリマの変形量、x0:与圧による電気活性ポリマの変形量、θ:押鍵による鍵の回転量、θ0:与圧による鍵の回転量、とすると、この場合の鍵10の運動方程式は下記の(式2)になり、この運動方程式から求まる押鍵力Fは下記の(式3)になる。

Figure 2009063741
Here, with reference to FIG.3 and FIG.4, the key pressing force (key pressing force) in the keyboard apparatus 1 of this embodiment is considered. FIGS. 3 and 4 are schematic diagrams showing the operation of the key 10 when no voltage is applied to the electroactive polymer 20 and when a voltage is applied, respectively. First, consider the case where no voltage is applied to the electroactive polymer 20 shown in FIG. In the same figure, (a) shows a natural length state in which no external force acts on the electroactive polymer 20, and (b) shows that the electroactive polymer 20 is pressurized (stretched) and attached to the key 10. (C) shows a state in which the key 10 is pressed down. Where, F: key pressing force (reaction force against key pressing), I: key moment of inertia, M: key mass, a: distance between key fulcrum and center of gravity, b: key fulcrum and fixed position of electroactive polymer , C: distance between the key fulcrum and the key pressing position, g: gravitational acceleration, k: elastic modulus of the electroactive polymer, x: deformation amount of the electroactive polymer due to key pressing, x 0 : electric activity due to pressure The amount of deformation of the polymer, θ: the amount of rotation of the key by pressing the key, θ 0 : the amount of rotation of the key by pressing, and the equation of motion of the key 10 in this case is given by the following (Equation 2). The key pressing force F obtained from the equation (3) is as follows.
Figure 2009063741

次に、図4に示す電気活性ポリマ20に電圧を印加する場合について考える。同図において、(a)は、電気活性ポリマ20に外力が作用していない自然長の状態で、かつ、電気活性ポリマ20に電圧を印加していない状態を示し、(b)は、自然長の電気活性ポリマ20に電圧を印加した状態を示し、(c)は、電圧を印加した電気活性ポリマ20に与圧をかけて(引き伸ばして)鍵10に取り付けた状態を示し、(d)は、電気活性ポリマ20に電圧を印加した状態で鍵10を押し下げた状態を示している。ここで、xe:電圧印加による電気活性ポリマの変形量、x0' :電圧印加時の与圧による電気活性ポリマの変形量、θ0' :電圧印加時の与圧による鍵の回転量、とすると、この場合の鍵10の運動方程式は下記の(式4)になり、この運動方程式から求まる押鍵力F' は下記の(式5)になる。

Figure 2009063741
Next, consider the case where a voltage is applied to the electroactive polymer 20 shown in FIG. In the figure, (a) shows a state of natural length in which no external force is applied to the electroactive polymer 20 and a state in which no voltage is applied to the electroactive polymer 20, and (b) shows a natural length. (C) shows a state in which a voltage is applied to the electroactive polymer 20, and (c) shows a state where the electroactive polymer 20 to which a voltage is applied is pressurized (stretched) and attached to the key 10. The state in which the key 10 is pressed down while a voltage is applied to the electroactive polymer 20 is shown. Where x e is the deformation amount of the electroactive polymer due to voltage application, x 0 ′ is the deformation amount of the electroactive polymer due to pressurization during voltage application, θ 0 ′ is the key rotation amount due to pressurization during voltage application, Then, the equation of motion of the key 10 in this case becomes (Equation 4) below, and the key pressing force F ′ obtained from this equation of motion becomes (Equation 5) below.
Figure 2009063741

(式3)及び(式5)から、下記の(式6)が導かれる。

Figure 2009063741
(式6)から明らかなように、電気活性ポリマ20に電圧を印加すると、電圧を印加しない場合よりも鍵10を押す力(鍵10から指にかかる反力)が小さくなる。 From (Expression 3) and (Expression 5), the following (Expression 6) is derived.
Figure 2009063741
As apparent from (Equation 6), when a voltage is applied to the electroactive polymer 20, the force pressing the key 10 (reaction force applied from the key 10 to the finger) is smaller than when no voltage is applied.

〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態にかかる鍵盤装置について説明する。なお、第2実施形態の説明及び対応する図面においては、第1実施形態と同一又は相当する構成部分には同一の符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明は省略する。また、以下で説明する事項以外の事項については、第1実施形態と同じである。これらの点は他の実施形態についても同様とする。
[Second Embodiment]
Next, a keyboard apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. In the description of the second embodiment and the corresponding drawings, the same or corresponding components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted below. In addition, matters other than those described below are the same as those in the first embodiment. The same applies to other embodiments.

図5は、本発明の第2実施形態にかかる鍵盤装置1−2が備える鍵10及びその周辺の構成部品を示す概略側面図で、(a)は、鍵10が非押鍵位置にある状態を示す図、(b)は、鍵10が押された状態を示す図である。第1実施形態の鍵盤装置1では、電気活性ポリマ20を鍵10とフレーム3の間に取り付けて、押鍵により電気活性ポリマ20が長手方向に引っ張られるように構成していたが、本実施形態の鍵盤装置1−2では、電気活性ポリマ20の取付構造を変更して、押鍵によって電気活性ポリマ20の面が押圧されるようにしている。   FIG. 5: is a schematic side view which shows the key 10 with which the keyboard apparatus 1-2 concerning 2nd Embodiment of this invention is provided, and its surrounding component parts, (a) is the state which has the key 10 in a non-key-pressing position. FIG. 5B is a diagram illustrating a state where the key 10 is pressed. In the keyboard device 1 of the first embodiment, the electroactive polymer 20 is attached between the key 10 and the frame 3, and the electroactive polymer 20 is pulled in the longitudinal direction by pressing the key. In the keyboard device 1-2, the mounting structure of the electroactive polymer 20 is changed so that the surface of the electroactive polymer 20 is pressed by the key.

すなわち、鍵盤装置1−2では、鍵10の下面に電気活性ポリマ20を押圧するための駆動片12が形成されている。駆動片12は、下方に突出する軸状の突起として形成されている。電気活性ポリマ20は、駆動片12の下側においてその外周がフレーム3あるいは底板2に固定されて膜状(ダイアフラム状)に配置されており、上面が駆動片12の下端に対向して設置されている。なお、本実施形態においても鍵10が非押鍵位置にあるときに、鍵10の自重によって駆動片12が電気活性ポリマ20に当接してこれを押圧した状態になる。したがって、電気活性ポリマ20は鍵10によって与圧をかけられた状態(押圧されて伸ばされた状態)で設置されている。   That is, in the keyboard device 1-2, the drive piece 12 for pressing the electroactive polymer 20 is formed on the lower surface of the key 10. The drive piece 12 is formed as a shaft-like protrusion that protrudes downward. The electroactive polymer 20 is arranged in a film shape (diaphragm shape) with its outer periphery fixed to the frame 3 or the bottom plate 2 on the lower side of the driving piece 12, and the upper surface is installed facing the lower end of the driving piece 12. ing. In this embodiment as well, when the key 10 is in the non-key-pressing position, the driving piece 12 comes into contact with and presses the electroactive polymer 20 due to its own weight. Therefore, the electroactive polymer 20 is installed in a state where it is pressurized by the key 10 (a state where it is pressed and stretched).

図5(b)に示すように、押鍵による鍵10の移動に伴って、電気活性ポリマ20が駆動片12で押し伸ばされるようになっている。この際、電気活性ポリマ20に電圧を印加しておくことで、第1実施形態と同様、鍵10を押し始めるときに鍵10から指に与えられる反力を小さくして、鍵10のタッチ感を軽くすることができる。   As shown in FIG. 5B, the electroactive polymer 20 is stretched by the driving piece 12 as the key 10 is moved by pressing the key. At this time, by applying a voltage to the electroactive polymer 20, the reaction force applied to the finger from the key 10 when the key 10 is started to be pressed is reduced as in the first embodiment, and the touch feeling of the key 10 is reduced. Can be lightened.

〔第3実施形態〕
次に、本発明の第3実施形態にかかる鍵盤装置について説明する。第1実施形態の鍵盤装置1あるいは第2実施形態の鍵盤装置1−2では、演奏時に電気活性ポリマ20に印加する電圧は一定であり、押鍵操作の途中で鍵10のタッチ感を変化させることはなかった。これに対して、第3実施形態では、押鍵操作の途中で鍵10の動作を検出し、検出した動作に基づいて電気活性ポリマ20に印加する電圧を変化させ、鍵10のタッチ感を変更できるように構成している。
[Third Embodiment]
Next, a keyboard apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. In the keyboard device 1 of the first embodiment or the keyboard device 1-2 of the second embodiment, the voltage applied to the electroactive polymer 20 during performance is constant, and the touch feeling of the key 10 is changed during the key pressing operation. It never happened. On the other hand, in the third embodiment, the operation of the key 10 is detected during the key pressing operation, and the voltage applied to the electroactive polymer 20 is changed based on the detected operation to change the touch feeling of the key 10. It is configured so that it can.

図6は、本実施形態の鍵盤装置1−3が備える制御機構30の構成を示すブロック図である。制御機構30は、主制御部(CPU)31、RAM32、ROM33、操作部34、表示部35を備えている。操作部34は、この鍵盤装置1−3を備えた電子楽器の操作パネル(図示せず)などで構成されている。また、表示部35は、この鍵盤装置1−3を備えた電子楽器の表示パネル(図示せず)などで構成されている。   FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the control mechanism 30 provided in the keyboard device 1-3 according to the present embodiment. The control mechanism 30 includes a main control unit (CPU) 31, a RAM 32, a ROM 33, an operation unit 34, and a display unit 35. The operation unit 34 includes an operation panel (not shown) of an electronic musical instrument provided with the keyboard device 1-3. The display unit 35 is composed of a display panel (not shown) of an electronic musical instrument provided with the keyboard device 1-3.

また、制御機構30は、押鍵による鍵10の動作を検出する鍵動作検出手段40を備えている。鍵動作検出手段40は、鍵10の変位を検出する鍵変位検出部41、鍵10の速度を検出する鍵速度検出部42、鍵10の加速度を検出する鍵加速度検出部43によって構成されている。鍵変位検出部41、鍵速度検出部42、鍵加速度検出部43による検出信号は、それぞれA/D変換部44,45,46でデジタル信号に変換されてCPU31に入力されるようになっている。なお、図6では、鍵動作検出手段40として鍵変位検出部41、鍵速度検出部42、鍵加速度検出部43を備える場合を示したが、鍵10の変位のみ、あるいは鍵10の変位と速度のみを検出するのであれば、鍵速度検出部42や鍵加速度検出部43は必ずしも設けなくてもよい。   In addition, the control mechanism 30 includes key operation detection means 40 that detects the operation of the key 10 by pressing the key. The key motion detection means 40 includes a key displacement detector 41 that detects the displacement of the key 10, a key speed detector 42 that detects the speed of the key 10, and a key acceleration detector 43 that detects the acceleration of the key 10. . Detection signals from the key displacement detection unit 41, the key speed detection unit 42, and the key acceleration detection unit 43 are converted into digital signals by the A / D conversion units 44, 45, and 46, respectively, and input to the CPU 31. . 6 shows a case where the key movement detecting means 40 includes a key displacement detecting unit 41, a key speed detecting unit 42, and a key acceleration detecting unit 43. However, only the displacement of the key 10 or the displacement and speed of the key 10 are shown. However, the key speed detector 42 and the key acceleration detector 43 are not necessarily provided.

鍵変位検出部41には、ホール素子を備える変位センサを用いることができる。この変位センサは、図示は省略するが、鍵10に取り付ける磁石と、フレーム3における磁石に対向する位置に取り付けるホール素子とを備えて構成される。この変位センサでは、鍵10の移動による磁石とホール素子の距離の変化によって、磁石からホール素子に入射する磁気が変化し、ホール素子の出力が変化する。したがって、ホール素子の出力を測定することで、磁石とホール素子の距離を算出して鍵10の変位を検出することができる。   For the key displacement detection unit 41, a displacement sensor including a Hall element can be used. Although not shown, the displacement sensor includes a magnet attached to the key 10 and a hall element attached to the frame 3 at a position facing the magnet. In this displacement sensor, the magnetism incident on the Hall element from the magnet changes due to the change in the distance between the magnet and the Hall element due to the movement of the key 10, and the output of the Hall element changes. Therefore, by measuring the output of the hall element, the distance between the magnet and the hall element can be calculated and the displacement of the key 10 can be detected.

また、鍵変位検出部41の他の例として、グレースケールを備える変位センサを用いることができる。この変位センサは、図示は省略するが、鍵10に取り付けるグレースケールと、フレーム3におけるグレースケールに面する位置に設置する発光素子及び受光素子を備えて構成される。この変位センサでは、発光素子から出てグレースケールを透過あるいは反射した光が受光素子で受光される。その際、押鍵による鍵10の移動によって受光素子で受光される光の光量が変化するので、受光素子の出力に基づいて鍵10の変位を検出することができる。なお、発光素子及び受光素子は、グレースケールに面する位置に設置する以外にも、他の位置に設置した発光素子及び受光素子から光ファイバを延ばし、この光ファイバの先端をグレースケールに向けて配置してもよい。   Further, as another example of the key displacement detection unit 41, a displacement sensor having a gray scale can be used. Although not shown, the displacement sensor includes a gray scale attached to the key 10, and a light emitting element and a light receiving element installed at a position facing the gray scale in the frame 3. In this displacement sensor, light that is emitted from the light emitting element and transmitted or reflected through the gray scale is received by the light receiving element. At this time, since the amount of light received by the light receiving element is changed by the movement of the key 10 by pressing the key, the displacement of the key 10 can be detected based on the output of the light receiving element. In addition to installing the light emitting element and the light receiving element at a position facing the gray scale, the optical fiber is extended from the light emitting element and the light receiving element installed at other positions, and the tip of the optical fiber is directed to the gray scale. You may arrange.

鍵速度検出部42としては、コイル及び磁石を備える速度センサを用いることができる。この速度センサは、図示は省略するが、鍵10に取り付ける磁石と、フレーム3における磁石に対向する位置に取り付けるコイルとを備えて構成される。この速度センサでは、押鍵による鍵10の移動によってコイル内部を通過する磁束が変化して、コイルに起電力が発生する。コイルの起電力を測定することで鍵10の速度を検出することができる。   As the key speed detection unit 42, a speed sensor including a coil and a magnet can be used. Although not shown, the speed sensor includes a magnet attached to the key 10 and a coil attached to the frame 3 at a position facing the magnet. In this speed sensor, the magnetic flux passing through the inside of the coil is changed by the movement of the key 10 by pressing the key, and an electromotive force is generated in the coil. The speed of the key 10 can be detected by measuring the electromotive force of the coil.

また、鍵速度検出部42の他の例として、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ジャイロスコープを備える角速度センサを用いることができる。この角速度センサは、図示は省略するが、鍵10にMEMSジャイロスコープを取り付けて構成される。このMEMSジャイロスコープによって、鍵支点5を中心に回転運動する鍵10の角速度を計測することで、鍵10の瞬間速度を検出することができる。   Further, as another example of the key speed detection unit 42, an angular speed sensor including a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) gyroscope can be used. Although not shown, this angular velocity sensor is configured by attaching a MEMS gyroscope to the key 10. By measuring the angular velocity of the key 10 that rotates around the key fulcrum 5 with this MEMS gyroscope, the instantaneous velocity of the key 10 can be detected.

鍵加速度検出部43としては、MEMS角加速度センサを用いることができる。MEMS角加速度センサは、図示は省略するが、鍵10に取り付けて使用することができる。このMEMS角加速度センサによって、鍵支点5を中心に回転運動する鍵10の角加速度を計測することで、鍵10の加速度を検出することができる。   As the key acceleration detection unit 43, a MEMS angular acceleration sensor can be used. Although not shown, the MEMS angular acceleration sensor can be used by being attached to the key 10. By measuring the angular acceleration of the key 10 that rotates about the key fulcrum 5 with this MEMS angular acceleration sensor, the acceleration of the key 10 can be detected.

一方、ROM33には、制御パターンテーブル36とアクチュエータ出力テーブル(電圧指令値テーブル)37とが格納されている。図7は、制御パターンテーブル36とアクチュエータ出力テーブル37の概念図である。同図(a)に示す制御パターンテーブル36は、鍵動作(変位、速度、加速度)に応じた鍵10のタッチ感を生じさせるための制御パターンを格納したテーブルであり、鍵動作に対応して電気活性ポリマ20にて発生させる反力(アクチュエータ出力)のパターンを多数格納している。また、同図(b)に示すアクチュエータ出力テーブル37は、アクチュエータ出力に対応する電気活性ポリマ20への印加電圧の指令値(PWM駆動におけるPWM信号のデューティ比)のパターンを多数格納したテーブルである。   On the other hand, the ROM 33 stores a control pattern table 36 and an actuator output table (voltage command value table) 37. FIG. 7 is a conceptual diagram of the control pattern table 36 and the actuator output table 37. The control pattern table 36 shown in FIG. 6A is a table storing a control pattern for generating a touch feeling of the key 10 according to the key operation (displacement, speed, acceleration), and corresponds to the key operation. Many patterns of reaction force (actuator output) generated by the electroactive polymer 20 are stored. The actuator output table 37 shown in FIG. 5B is a table that stores a large number of patterns of command values (voltage ratios of PWM signals in PWM drive) applied to the electroactive polymer 20 corresponding to actuator outputs. .

制御パターンテーブル36とCPU31とで、電気活性ポリマ20にて発生させる反力の情報を出力する反力情報出力手段60が構成されている。また、アクチュエータ出力テーブル37とCPU31とで、反力情報出力手段60からの反力の情報に基づいて電圧指令値を出力する指令値出力手段70が構成されている。   The control pattern table 36 and the CPU 31 constitute reaction force information output means 60 that outputs information of reaction force generated by the electroactive polymer 20. The actuator output table 37 and the CPU 31 constitute command value output means 70 that outputs a voltage command value based on the reaction force information from the reaction force information output means 60.

操作部34は、制御パターンテーブル36から参照する制御パターンの設定を入力するために用いられる。表示部35は、設定された制御パターンを表示するために用いられる。なお、操作部34及び表示部35は、鍵盤装置1−3を備える電子楽器が発生する楽音の種類や音色などの設定及び表示を含む他の設定及び表示を行うためにも用いられる。   The operation unit 34 is used to input control pattern settings to be referred to from the control pattern table 36. The display unit 35 is used for displaying the set control pattern. Note that the operation unit 34 and the display unit 35 are also used to perform other settings and display including settings and display of types and tone colors of musical sounds generated by the electronic musical instrument including the keyboard device 1-3.

また、鍵盤装置1−3は、電気活性ポリマ20に電圧を印加して電気活性ポリマ20を駆動するコントローラ50を備えている。コントローラ50は、アクチュエータ出力テーブル37から参照された電圧の指令値(PWM駆動におけるPWM信号のデューティ比)に基づいて、電気活性ポリマ20に電圧を印加して、電気活性ポリマ20にて発生する反力を制御するもので、反力制御手段として機能する。   Further, the keyboard device 1-3 includes a controller 50 that drives the electroactive polymer 20 by applying a voltage to the electroactive polymer 20. The controller 50 applies a voltage to the electroactive polymer 20 based on the command value of the voltage referred from the actuator output table 37 (the duty ratio of the PWM signal in the PWM drive), and generates a reaction in the electroactive polymer 20. It controls force and functions as reaction force control means.

上記構成の鍵盤装置1−3において鍵10のタッチ感を調節する手順を説明する。図8は、この手順を説明するためのフローチャートである。まず、操作部34から鍵10のタッチ感の設定が入力されたか否かを判定する(ステップST1)。鍵10のタッチ感の設定が入力された場合には、押鍵操作による鍵10の移動に応じて、鍵変位検出部41で鍵10の変位(x)を検出する(ステップST2)。また、鍵速度検出部42で鍵10の移動速度(v)を検出する(ステップST3)。また、鍵速度検出部42で鍵10の加速度(a)を検出する(ステップST4)。なお、鍵10の変位(x)のみ、あるいは鍵10の変位(x)と速度(v)のみを検出する場合は、ステップST3やステップST4の手順は省略することが可能である。   A procedure for adjusting the touch feeling of the key 10 in the keyboard device 1-3 having the above configuration will be described. FIG. 8 is a flowchart for explaining this procedure. First, it is determined whether or not the touch setting of the key 10 is input from the operation unit 34 (step ST1). When the setting of the touch feeling of the key 10 is input, the displacement (x) of the key 10 is detected by the key displacement detection unit 41 according to the movement of the key 10 by the key pressing operation (step ST2). Further, the key speed detector 42 detects the moving speed (v) of the key 10 (step ST3). Further, the key speed detection unit 42 detects the acceleration (a) of the key 10 (step ST4). If only the displacement (x) of the key 10 or only the displacement (x) and speed (v) of the key 10 is detected, the steps ST3 and ST4 can be omitted.

続いて、反力情報出力手段60は、操作部34から入力されたタッチ感の設定とステップST2〜ステップST4で検出された鍵10の動作とに基づいて、制御パターンテーブル36から参照したいずれかの制御パターンを選択し、この選択した制御パターンに基づいて、電気活性ポリマ20にて発生させる反力(アクチュエータ出力)の情報を出力する(ステップST5)。指令値出力手段70は、反力情報出力手段60からの反力の情報に基づいて、アクチュエータ出力テーブル37から参照したいずれかの電圧指令値(PWM信号のデューティ比)を選択し(ステップST6)、この選択した電圧指令値をコントローラ50に出力する。(ステップST7)。コントローラ50は、この電圧指令値に基づいて、電気活性ポリマ20に電圧を印加して、電気活性ポリマ20にて発生する反力を制御する(ステップST8)。こうして、電圧の印加によって電気活性ポリマ20が変形することで、電気活性ポリマ20から鍵10にかかる反力が変化し、鍵10のタッチ感が変更される。その後、操作部34で入力されたタッチ感の設定に基づいて、引き続き鍵10の動作を検出してタッチ感を調節する必要がある場合は、ステップST2に戻り、ステップST2以降の手順を行う(ステップST9)。   Subsequently, the reaction force information output unit 60 is referred to from the control pattern table 36 based on the touch feeling input from the operation unit 34 and the operation of the key 10 detected in steps ST2 to ST4. Is selected, and based on the selected control pattern, information on the reaction force (actuator output) generated by the electroactive polymer 20 is output (step ST5). The command value output means 70 selects any voltage command value (PWM signal duty ratio) referenced from the actuator output table 37 based on the reaction force information from the reaction force information output means 60 (step ST6). The selected voltage command value is output to the controller 50. (Step ST7). Based on this voltage command value, the controller 50 applies a voltage to the electroactive polymer 20 to control the reaction force generated in the electroactive polymer 20 (step ST8). In this way, when the electroactive polymer 20 is deformed by the application of voltage, the reaction force applied to the key 10 from the electroactive polymer 20 changes, and the touch feeling of the key 10 is changed. Thereafter, when it is necessary to continuously detect the operation of the key 10 and adjust the touch feeling based on the touch feeling setting input from the operation unit 34, the process returns to step ST2 and the procedure after step ST2 is performed ( Step ST9).

本実施形態の鍵盤装置1−3によれば、鍵動作検出手段40により鍵10の動作を検出し、検出した動作に基づいて電気活性ポリマ20に電圧を印加することで、押鍵操作の途中で鍵10のタッチ感を様々なパターンで変化させることが可能となる。例えば、鍵10が押し下られる間は、電気活性ポリマ20に電圧を印加して鍵10を軽い力で押せるようにし、鍵10が非押鍵位置へ戻るときは、電気活性ポリマ20に印加する電圧をオフにして鍵10を非押鍵位置へ迅速に戻すようにすることができる。また、鍵10が押し下げられる途中で電気活性ポリマ20に印加する電圧を変えれば、鍵10が押し下げられる途中にも鍵10から指にかかる反力を変化させることが可能となる。   According to the keyboard device 1-3 of the present embodiment, the operation of the key 10 is detected by the key operation detecting means 40, and a voltage is applied to the electroactive polymer 20 based on the detected operation, so that the key pressing operation is in progress. Thus, the touch feeling of the key 10 can be changed in various patterns. For example, while the key 10 is depressed, a voltage is applied to the electroactive polymer 20 so that the key 10 can be pressed with a light force, and when the key 10 returns to the non-pressed position, it is applied to the electroactive polymer 20. The voltage can be turned off to quickly return the key 10 to the non-key pressed position. Further, if the voltage applied to the electroactive polymer 20 is changed while the key 10 is depressed, the reaction force applied from the key 10 to the finger can be changed even while the key 10 is depressed.

ここで、本実施形態の鍵盤装置1−3における電気活性ポリマ20への電圧の印加による演奏抵抗感の変化について考察する。ここでも、先の図3及び図4に示すモデルを基に考えると、上記の(式3)及び(式5)より、下記の(式7)が導かれる。

Figure 2009063741
また、電気活性ポリマへの印加電圧をVとすると、(式8)に示すようになる。
Figure 2009063741
(式7)及び(式8)から明らかなように、電気活性ポリマ20への印加電圧を変化させることで、押鍵に対する反力(演奏抵抗感)を任意に設定することが可能となる。 Here, a change in the resistance to performance due to the application of voltage to the electroactive polymer 20 in the keyboard device 1-3 of the present embodiment will be considered. Again, considering the model shown in FIGS. 3 and 4, the following (Expression 7) is derived from the above (Expression 3) and (Expression 5).
Figure 2009063741
Further, assuming that the voltage applied to the electroactive polymer is V, it is as shown in (Equation 8).
Figure 2009063741
As is clear from (Equation 7) and (Equation 8), it is possible to arbitrarily set the reaction force (performance resistance) against the key depression by changing the voltage applied to the electroactive polymer 20.

次に、本実施形態の鍵盤装置1−3におけるタッチ感(演奏抵抗感)の設定の一例を説明する。図9は、従来のグランドピアノにおける押鍵時及び離鍵時の鍵の変位と鍵を押す指にかかる反力との関係を示すグラフである。同図のグラフでは、横軸に非押鍵位置からの鍵の変位を取り、縦軸に指にかかる反力を取っている。なお、同図に示す例では、鍵を等速でゆっくりと移動させた場合に指にかかる反力を測定し、その測定点を曲線状に結んだものを示している。グランドピアノは、移動する鍵によってダンパやハンマなどが順次動かされる構造であるため、同図に示すように、鍵から指にかかる反力は一定ではなく、鍵の移動に伴って変化する。したがって、押鍵操作の途中で鍵のタッチ感が大きく変化する。   Next, an example of setting a touch feeling (performance resistance feeling) in the keyboard device 1-3 according to the present embodiment will be described. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the displacement of the key during key depression and key release and the reaction force applied to the finger pushing the key in a conventional grand piano. In the graph of the figure, the horizontal axis represents the key displacement from the non-key-pressed position, and the vertical axis represents the reaction force applied to the finger. In the example shown in the figure, the reaction force applied to the finger when the key is moved slowly at a constant speed is measured, and the measurement points are connected in a curved line. Since a grand piano has a structure in which a damper, a hammer, and the like are sequentially moved by a moving key, as shown in the figure, the reaction force applied from the key to the finger is not constant, and changes as the key moves. Therefore, the touch feeling of the key greatly changes during the key pressing operation.

そこで、本実施形態の鍵盤装置1−3において、図9のグラフに従って電気活性ポリマ20にて発生する反力を変化させるように設定すれば、グランドピアノに近似するタッチ感を得ることが可能となる。このタッチ感の制御パターンを制御パターンテーブル36に格納しておけば、演奏者が操作部34において当該制御パターンを選択することで、グランドピアノに近似した鍵10のタッチ感を簡単に実現できるようになる。   Therefore, in the keyboard device 1-3 of the present embodiment, if the reaction force generated in the electroactive polymer 20 is changed according to the graph of FIG. 9, it is possible to obtain a touch feeling similar to that of a grand piano. Become. If this touch feeling control pattern is stored in the control pattern table 36, the player can easily realize the touch feeling of the key 10 similar to a grand piano by selecting the control pattern on the operation unit 34. become.

図9に示す例では、グランドピアノにおいて鍵をゆっくりと等速で移動させた場合の反力分布を示しているが、鍵を速く移動させたり、速度を変化させて移動させる場合には、図9に示す例とは異なる反力分布となる。したがって、同じグランドピアノのタッチ感を模したタッチ感の設定でも、押鍵による鍵の速度に応じて反力の制御パターンは異なるものとなる。このため、制御パターンテーブル36には、鍵の動作に基づく多数の制御パターンを格納しておく必要がある。   In the example shown in FIG. 9, the reaction force distribution when the key is slowly moved at a constant speed on the grand piano is shown. However, when the key is moved fast or the speed is changed, The reaction force distribution is different from the example shown in FIG. Therefore, even when setting the touch feeling imitating the touch feeling of the same grand piano, the reaction force control pattern differs depending on the key speed by the key depression. Therefore, it is necessary to store a large number of control patterns based on key operations in the control pattern table 36.

なお、上記の鍵10のタッチ感の設定は一例であり、本実施形態の鍵盤装置1−3では、上記以外にも様々な設定で鍵10のタッチ感を変化させることが可能である。例えば、グランドピアノ以外にも、オルガンなど他の鍵盤装置の演奏抵抗感を模したタッチ感を設定することもできる。また、操作部で操作入力された演奏者の年齢や鍵盤楽器に対する熟練度の情報などに応じて、制御パターンテーブルから制御パターンを参照し、当該演奏者の年齢や熟練度に適応する鍵のタッチ感を実現することも可能である。   Note that the setting of the touch feeling of the key 10 is merely an example, and the keyboard device 1-3 according to the present embodiment can change the touch feeling of the key 10 with various settings other than the above. For example, in addition to the grand piano, it is possible to set a touch feeling imitating the performance resistance of other keyboard devices such as an organ. In addition, the control pattern table is referred to according to the age of the performer input by the operation unit or the skill level information of the keyboard instrument, and the key touch adapted to the player's age and skill level is referred to. It is also possible to realize a feeling.

以上説明したように、本発明の実施形態にかかる鍵盤装置1乃至1−3によれば、押鍵操作に対する反力を発生する反力発生手段として電気活性ポリマ20を用いたので、簡単かつ軽量な構造で鍵10のタッチ感を任意のタッチ感に調節することが可能となる。特に、電気活性ポリマ20は、ソレノイドなどと比較して重量が軽く構造が簡単なので、従来と比較して鍵盤装置の大幅な軽量化、簡素化を図ることが可能となる。   As described above, according to the keyboard devices 1 to 1-3 according to the embodiments of the present invention, since the electroactive polymer 20 is used as the reaction force generating means for generating the reaction force against the key pressing operation, it is simple and lightweight. The touch feeling of the key 10 can be adjusted to an arbitrary touch feeling with a simple structure. In particular, since the electroactive polymer 20 is lighter in weight and simpler in structure than a solenoid or the like, the keyboard device can be significantly reduced in weight and simplified as compared with the conventional one.

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims and the specification and drawings. Is possible. It should be noted that any shape, structure, or material not directly described in the specification and drawings is within the scope of the technical idea of the present invention as long as the effects and advantages of the present invention are exhibited.

例えば、反力発生手段である電気活性ポリマ20の設置数や設置位置は、上記実施形態に示すものには限定されず、電気活性ポリマ20は、複数を設置することもできるし、上記以外の位置に設置することもできる。また、上記実施形態で示した電気活性ポリマ20の具体的な形状や構造は一例であり、電気活性ポリマ20は、上記以外の形状や構造とすることも可能である。   For example, the number and positions of the electroactive polymers 20 that are the reaction force generating means are not limited to those shown in the above embodiment, and a plurality of electroactive polymers 20 can be installed. It can also be installed in a position. In addition, the specific shape and structure of the electroactive polymer 20 shown in the above embodiment are merely examples, and the electroactive polymer 20 may have other shapes and structures.

また、第3実施形態の鍵盤装置1−3では、鍵動作検出手段40として、変位センサと速度センサと加速度センサを備える場合を説明したが、鍵動作検出手段40としては、これ以外にも、押鍵による鍵10の移動に伴って段階的にオンあるいはオフされる複数のスイッチを設置することも可能である。この構成によれば、押鍵あるいは離鍵の際に複数のスイッチのオン・オフ状態を検知することで鍵の変位を検出し、複数のスイッチが順番にオンあるいはオフするタイミング(時間)を検出することで鍵10の速度を検出することができるようになる。   Moreover, in the keyboard apparatus 1-3 of 3rd Embodiment, although the case where a displacement sensor, a speed sensor, and an acceleration sensor were provided as the key motion detection means 40 was demonstrated, as the key motion detection means 40, besides this, It is also possible to install a plurality of switches that are turned on or off in stages as the key 10 is moved by pressing the key. According to this configuration, the key displacement is detected by detecting the on / off state of a plurality of switches when a key is pressed or released, and the timing (time) at which the plurality of switches are sequentially turned on or off is detected. By doing so, the speed of the key 10 can be detected.

本発明の第1実施形態にかかる鍵盤装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the keyboard apparatus concerning 1st Embodiment of this invention. 電気活性ポリマの構造を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of an electroactive polymer. 電気活性ポリマに電圧を印加しない場合の鍵の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the key when not applying a voltage to an electroactive polymer. 電気活性ポリマに電圧を印加する場合の鍵の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the key in the case of applying a voltage to an electroactive polymer. 本発明の第2実施形態にかかる鍵盤装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the keyboard apparatus concerning 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態にかかる鍵盤装置が備える制御機構の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control mechanism with which the keyboard apparatus concerning 3rd Embodiment of this invention is provided. 制御パターンテーブルとアクチュエータ出力テーブルの概念図である。It is a conceptual diagram of a control pattern table and an actuator output table. 鍵のタッチ感を調節する手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the procedure which adjusts the touch feeling of a key. 従来のグランドピアノにおける鍵の変位と鍵を押す指にかかる反力との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the displacement of the key in the conventional grand piano, and the reaction force applied to the finger which pushes a key.

符号の説明Explanation of symbols

1 鍵盤装置
2 底板
3 フレーム
4 鍵支持片
5 鍵支点
6 パネル
7 ストッパー
8 鍵スイッチ
10 鍵
11 駆動片
12 駆動片
20 電気活性ポリマ(反力発生手段)
21 電極膜
22 絶縁膜
30 制御機構
34 操作部
35 表示部
36 制御パターンテーブル
37 アクチュエータ出力テーブル(電圧指令値テーブル)
40 鍵動作検出手段
41 鍵変位検出部
42 鍵速度検出部
43 鍵加速度検出部
44 A/D変換部
45 A/D変換部
46 A/D変換部
50 コントローラ(反力制御手段)
60 反力情報出力手段
70 指令値出力手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Keyboard apparatus 2 Bottom plate 3 Frame 4 Key support piece 5 Key fulcrum 6 Panel 7 Stopper 8 Key switch 10 Key 11 Drive piece 12 Drive piece 20 Electroactive polymer (reaction force generating means)
21 Electrode film 22 Insulating film 30 Control mechanism 34 Operation unit 35 Display unit 36 Control pattern table 37 Actuator output table (voltage command value table)
40 Key Movement Detection Unit 41 Key Displacement Detection Unit 42 Key Speed Detection Unit 43 Key Acceleration Detection Unit 44 A / D Conversion Unit 45 A / D Conversion Unit 46 A / D Conversion Unit 50 Controller (Reaction Force Control Unit)
60 Reaction force information output means 70 Command value output means

Claims (5)

揺動自在に支持された鍵と、
前記鍵の押鍵操作に対する反力を発生する反力発生手段と、を備え、
前記反力発生手段は、電圧の印加によって変形する弾性材からなる電気活性ポリマを含んで構成されることを特徴とする鍵盤装置。
A key that is pivotably supported;
Reaction force generating means for generating a reaction force against the key pressing operation of the key,
The keyboard device, wherein the reaction force generating means includes an electroactive polymer made of an elastic material that is deformed by application of a voltage.
前記電気活性ポリマは、前記鍵が非押鍵位置にあるときに物理的に変形された状態となるように設けられていることを特徴とする請求項1に記載の鍵盤装置。   The keyboard device according to claim 1, wherein the electroactive polymer is provided so as to be physically deformed when the key is in a non-key-pressed position. 前記電気活性ポリマに印加する電圧の指令値を出力する指令値出力手段と、
前記指令値出力手段から出力された指令値に基づいて前記電気活性ポリマに電圧を印加して前記電気活性ポリマにて発生する反力を制御する反力制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の鍵盤装置。
Command value output means for outputting a command value of a voltage applied to the electroactive polymer;
Reaction force control means for controlling a reaction force generated in the electroactive polymer by applying a voltage to the electroactive polymer based on the command value output from the command value output means;
The keyboard device according to claim 1, further comprising:
前記鍵の動作を検出する鍵動作検出手段を備えるとともに、
前記指令値出力手段は、前記鍵動作検出手段で検出された前記鍵の動作に基づいて前記電気活性ポリマに印加する電圧の指令値を出力することを特徴とする請求項3に記載の鍵盤装置。
A key operation detecting means for detecting the operation of the key;
4. The keyboard apparatus according to claim 3, wherein the command value output means outputs a command value of a voltage to be applied to the electroactive polymer based on the operation of the key detected by the key action detection means. .
前記鍵の動作制御に関する複数の制御パターンを格納した制御パターンテーブルを有し、前記鍵動作検出手段で検出された前記鍵の動作に基づいて、前記制御パターンテーブルからいずれかの制御パターンを選択し、該選択した制御パターンに基づいて前記電気活性ポリマにて発生させる反力の情報を出力する反力情報出力手段を備えるとともに、
前記指令値出力手段は、前記電気活性ポリマにて発生させる複数の反力に対応する複数の電圧指令値を格納した電圧指令値テーブルを有し、前記反力情報出力手段の出力に基づいて前記電圧指令値テーブルからいずれかの電圧指令値を選択し、該選択した電圧指令値を前記反力制御手段に出力することを特徴とする請求項4に記載の鍵盤装置。
A control pattern table storing a plurality of control patterns relating to the operation control of the key, and selecting one of the control patterns from the control pattern table based on the operation of the key detected by the key operation detecting means; And a reaction force information output means for outputting information of reaction force generated in the electroactive polymer based on the selected control pattern,
The command value output means has a voltage command value table storing a plurality of voltage command values corresponding to a plurality of reaction forces generated by the electroactive polymer, and based on the output of the reaction force information output means 5. The keyboard apparatus according to claim 4, wherein one of the voltage command values is selected from a voltage command value table, and the selected voltage command value is output to the reaction force control means.
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