JP3687170B2

JP3687170B2 - 照光式操作子装置

Info

Publication number: JP3687170B2
Application number: JP03224596A
Authority: JP
Inventors: 茂寿桑原
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1996-02-20
Filing date: 1996-02-20
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2016-02-20
Also published as: JPH09231887A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、照光式操作子装置に関し、例えば電子楽器における各種機能の選択スイッチや楽音パラメータや効果の制御等に使用される電子ドローバ（電子ボリュームの操作子）などに適した照光式操作子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
照光式操作子装置は、キーを押して接点をオンにすると、そのキーの内部あるいは近傍に設けられた照光用素子（ランプ，ＬＥＤ等）が点灯してオンになったことを表示するものであり、キーの変位量が少なくても、あるいはキーが復帰しても接点のオン／オフ状態が明確に表示されるで、各種電子機器における機能選択スイッチに使用されたり、多数箇列設して電子ドローバとして電子ボリュームの操作に使用されるなど、多用されている。
【０００３】
電子オルガン等の電子楽器においても、各種効果等の機能選択スイッチや、音量，音色，音高の楽音パラメータあるいはビブラート等の効果制御用の電子ドローバなどに使用されている。
【０００４】
このような照光式操作子装置の従来例としては、例えば図７に示すように、パネル１００の開口１００ａから突出するようにキートップ１０１を嵌装し、このキートップ１０１を押下すると、基板１０２上に設けられたラバースイッチ１０３が押圧されて内部の接点がオンになり、それによって照光用のＬＥＤ１０４が点灯し、その光をライトガイド１０５によってパネル１００の上面まで導いて外部から視認できるようにしたものがある。ＬＥＤ１０４を接点オンの時のみ点灯させるか、接点がオフした後再びオンする時まで点灯させるようにするかは、図示しない制御回路のあるなしによるものであり、いずれのものもある。
【０００５】
また、パネル上にキートップが突出しないフラット状のものとしては、図８に示すように、保持用板１１０上に２枚のフイルム基板１１１，１１２をスペーサ１１３を挟んで配設し、そのスペーサ１１３の窓孔１１３ａ内で対向するフイルム基板１１１と１１２の内面に導電材により接点ａ〜ｃを形成し、これに近接する窓孔１１３ｂ内に照光用のチップ状ＬＥＤ１１４を配設し、上側のフイルム基板１１２上に操作子部１１５ａを若干膨出させた可撓性シート１１５を重ねて設け、そのシート１１５及びフイルム基板１１２の少なくともＬＥＤ１１４と対向する部分を透明又は半透明にしたものがある。
【０００６】
この照光式操作子装置は、操作子部１１５ａ押すとフイルム基板１１２が押し下げられてフイルム基板１１１と接触し、互いの内面に形成された接点ａ，ｂとｃが接触してオンになり、それによってＬＥＤ１１４が点灯され、その発光による表示をフイルム基板１１２及びシート１１５を通して外部から視認できる。
【０００７】
また、図９に示すように、パネル１２０上に半透明の可撓性シート１２１を貼着し、その裏面に筒状のキートップ１２２の透明キャップ１２３を貼着して、シート１２１上からこの透明キャップ１２３を押すとキートップ１２２が下降して、その側面に突設したアクチュエータ部１２２ａによって、基板１２４上に配設されたスイッチ１２５オンにするようにしたものもある。
スイッチ１２５がオンになると、基板１２４上にキートップ１２２の中心部に入り込むように設けた照光用のＬＥＤ１２６が点灯され、その発光による表示を透明キャップ１２３及びシート１２１を通して外部から視認できる。
【０００８】
さらに簡単な構造のものとして、図１０に示すように透明パネル１３０の下方の基板１３４上にフォトリフレクタ１３１を配設したものもある。この照光式操作子装置は、その透明パネル１３０のフォトリフレクタ１３１と対向する部位に指１３２を置くと、フォトリフレクタ１３１の発光素子１３１ａから発せられる光が指１３２の下面で反射されて受光素子１３１ｂに入射して検出され、フォトリフレクタ１３１の出力がオンになる。それによって、図示しない照光用の発光素子が点灯する。
【０００９】
これらのを照光式操作子装置は、いずれも多数個列設して電子ボリュームの抵抗値を可変させる電子ドローバを構成することもできる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の照光式操作子装置にはそれぞれ問題がある。図７乃至図９に示したものは、いずれもスイッチあるいは接点をオンにするには確実に押す必要があり、特に電子スライドボリュームを構成した場合に、多数列設された個々の操作子を確実に押していく操作に時間がかかり、迅速に所望の状態に変化させることができないという問題がある。また、いずれも可動部と離接する接点を有するため、耐久性の点でも懸念がある。
さらに、図７及び図９に示したものは、キートップを成形するために特別な金型が必要になり、コスト高になるという問題もある。
【００１１】
また、図１０に示したものは、上記のような問題は解決されるが、指の色やその置き方によって反射光量が大きく左右されるため、指を置いてもフォトリフレクタが反応しないこともあるという問題がある。また、外乱光に弱いという問題点もある。さらに、電子スライドボリュームを構成する場合には、発光素子と受光素子を備えたフォトリフレクタを多数列設する必要があるため、コスト高になるという問題もある。
【００１２】
この発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、可動部がなく操作子部の上面に軽く触れるだけで、指の色などに左右されることなく確実にスイッチ動作するを照光式操作子装置を、安価に提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明による照光式操作子装置は、上記の目的を達成するため、パネルと、該パネルに設けた操作子用透明パネル部と、その透明パネル部の上方に該透明パネル部の上面を照射するように配設した光源と、その透明パネル部の下面側に設けた操作子部とからなる。
【００１４】
そして、その操作子部は、隔壁によって形成された凹部を有し、該凹部の中央に光検出用素子を、その周囲に選択されたことを表示する照光用素子をそれぞれ配設し、その光検出用素子と照光用素子との間に上記凹部の底面から透明パネルの下面付近まで延びる遮光用筒状体を突設してなる。
その操作子部の光検出用素子は、常時上方の光源からの照射光を受光してオン状態になっており、透明パネル上に指が置かれて上記遮光用筒状体の上部が覆われて上記照射光が遮られたときにオフ状態になる光スイッチを構成している。
なお、上記照光用素子は、上記凹部の周囲に１〜４個程度設けるのが望ましい。
【００１５】
また、上記透明パネル部を細長く設け、その透明パネル部の下面側に上記操作子部を複数個ライン状に連設して設け、全体として１つの電子ドローバを構成した照光式操作子装置も提供する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１はこの発明の一実施形態を示す照光式操作子装置の断面図である。
この照光式操作子装置は、パネル１と、そのパネル１とほぼ面一に設けた透明アクリル板による操作子用透明パネル部２と、その透明パネル部２の上方に透明パネル部２の上面を照射するように配設した光源である赤外発光ダイオード（赤外ＬＥＤ）３と、その透明パネル部２の下面側に設けた操作子部１０とからなる。この透明パネル部２は、パネル１と別体の透明パネルを貼着する場合の例を示したが、パネル１の一部を透明に形成して、この透明パネル部２としてもよい。
【００１７】
そして、その操作子部１０は、隔壁１１によって形成された図２にも示すような凹部１２を有し、その凹部１２の中央に光検出用素子であるフォトトランジスタ１３を、その周囲に選択されたことを表示する照光用素子である複数のＬＥＤ１４をそれぞれ配設し、そのフォトトランジスタ１３とＬＥＤ１４との間に、凹部１２の底面を形成する基板１５の上面からから透明パネル部２の下面付近まで延びる遮光用筒状体１６を突設している。
なお、隔壁１１はパネル１又は基板１５と一体に形成することができる。あるいは、パネル１又は基板１５に接着するか嵌合して一体にすることもできる。
【００１８】
この照光式操作子装置は、常時は上方に設けた赤外ＬＥＤ３から照射される赤外光を操作子部１０のフォトトランジスタ１３が受光してオン状態になっている。そして、図１に仮想線で示すように指５を透明パネル部２の上に軽く触れて、遮光用筒状体１６の上部を覆うようにすると、赤外ＬＥＤ３からフォトトランジスタ１３に入射する赤外光が遮られ、フォトトランジスタ１３がオフ状態になる。
このオフ状態を図１０に示したフォトリフレクタ１３１のオン状態と同様に扱えばよい。
【００１９】
例えば図３に示すように、電源ライン（＋５Ｖ）とアース間に抵抗値の大きい抵抗１７（１０ＫΩ〜１２０ＫΩ）と直列にフォトトランジスタ１３を接続し、その抵抗１７とフォトトランジスタ１３との接続点ａの電圧を出力ＯＵＴとすれば、常時はフォトトランジスタ１３が赤外ＬＥＤ３からの赤外光を受光してオン状態になっているので、出力ＯＵＴはローレベル“Ｌ”であり、指でその赤外光が遮られるとフォトトランジスタ１３がオフ状態になり、出力ＯＵＴがハイレベル“Ｈ”になる。
【００２０】
この出力ＯＵＴをＳ−Ｒ型フリップフロップ回路（以下「ＦＦ」と略称する）１８のセット端子Ｓに入力させると、そのＱ出力がハイレベル“Ｈ”になり、各ＬＥＤ１４に電流が流れて発光（点灯）する。したがって、操作子部１０の隔壁１１と遮光用筒状体１６との間の部分が照光し、スイッチが作動したことを明瞭に表示し続ける。
【００２１】
図３に示す例では、各種禁止条件信号をＯＲ回路１９を介してＦＦ１８のリセット端子Ｒに入力させて、出力ＯＵＴによってセットされたＦＦ１８をリセットさせるようにしている。
この禁止条件信号について説明すると、例えば、この照光式操作子装置が電子楽器のビブラートの付加を選択するスイッチに使用された場合、別スイッチである「ピアノ」の音色スイッチが選択されたらこの禁止条件信号を“Ｈ”にし、ＦＦ１８（ビブラート付加用）をリセットして出力ＯＵＴをキャンセルし、ＬＥＤ１４を消灯させる。すなわち、ピアノの音色ではビブラートがかからないようにすることができ、かつその表示も、このビブラートスイッチのＬＥＤを強制的にオフさせるような制御がなされる。
【００２２】
あるいは、この照光式操作子装置によって後述する電子ドローバを構成した場合、列設された各操作子部１０の一端側からその上の透明パネル部２′を順次操作してその各ＬＥＤ１４を順次点灯させた後、その点灯済の操作子部１０のいずれかが再度操作される（指が触れられる）と、この禁止条件信号を“Ｈ”にして、一旦全ての操作子部１０のＦＦ１８をリセットして各ＬＥＤ１４を消灯させ、再度操作された操作子部１０のＦＦ１８のみを出力ＯＵＴによって再セットして、そのＬＥＤ１４のみを再点灯させる。または、一端から再度操作された操作子部１０までの各ＦＦ１８を再セットして、その各ＬＥＤ１４を再点灯するようにしてもよい。
【００２３】
この照光式操作子装置には可動部が全くないので耐久性に優れ、透明パネル部２の操作子部１０に対応する上面に軽く触れる程度で、確実にフォトトランジスタ１３の状態が反転してスイッチ動作する。
操作子用透明パネル部２は、操作子部１０のフォトトランジスタ１３及びＬＥＤ１４を保護する役目も果している。
【００２４】
なお、図１０に示したフォトリフレクタ１３１のように、受光素子が光を受光することによってスイッチングするようにすると、その光の強弱の状況は様々であり、そのスレッショルドレベルが極めてあいまいで設定しにくい。それに対して、この実施例のように受光素子であるフォトトランジスタ１３が遮光されることによってスイッチングするようにすると、スレッショルドレベルを決め易い。そのため誤動作が少なくなり、操作意志に極めて忠実に動作する。
【００２５】
次に、この発明の照光式操作子装置を電子楽器の電子ドローバに適用した実施形態を、図４乃至図６によって説明する。
図４は、この発明による電子ドローバを設けた電子楽器のパネル部付近の斜視図、図５は同じくその電子ドローバの長手方向に沿う断面斜視図である。
【００２６】
これらの図において、２０は屋根板であり、電子オルガン等の鍵盤電子楽器のケースの上部に設けられる。この屋根板２０に垂直な支持板２１を介してパネル板２２が略水平に支持されている。このパネル板２２の手前側下部に、図５に示すように多数の白鍵と黒鍵を備えた鍵盤２３が配設されている。
【００２７】
そして、このパネル板２２に、鍵の長手方向（演奏者から見て前後方向）に沿って図５に明示するように多数（この例では８個）の操作子部１０をライン状に連設して構成した電子ドローバ２５を、鍵配列方向（演奏者から見て左右方向）に間隔を置いて多数配設している。その各操作子部１０の構成は図１によって説明したものと同様である。そして、各電子ドローバを構成する一連の操作子部１０上にその全体を覆うように、操作子用透明パネル部２′を細長く設けている。
【００２８】
一方、屋根板２０の下面に、複数の電子ドローバ２５に共通の光源として赤外ＬＥＤ３を、その発光する赤外光によって各電子ドローバの透明パネル部２′の上面を照射するように配設している。この赤外ＬＥＤ３は、鍵盤２３の鍵並び方向に適宜間隔を置いて複数個配設するのが望ましい。
【００２９】
このような電子ドローバ２５を操作する際には、図５に示すように演奏者が指を透明パネル部２′上に軽く触れながら矢示のように移動するだけでよく、指を止めた位置の操作子部１０のドローバ値を設定できる。
例えば、図６に示すように、Ｎｏ．１〜８まで８個の操作子部１０をライン状に連設した電子ドローバ２５Ａにおいて、そのＮｏ．５の操作子部に指を触れると、Ｎｏ．１〜５までの操作子部が照光し（図６では斜線を施して示す）、そのまま指を手前にすべらせると、Ｎｏ．６→７→８と照光していく。指を右隣の電子ドローバ２５Ｂ上にすべらせると、その電子ドローバの操作子部１０も、Ｎｏ．１から指が触れたところまで照光する。
【００３０】
逆に、照光している操作子部１０に指を触れながら、後方（Ｎｏ．１側）へすべらせていくと、指を止めた位置の操作子部まで消灯するようにすることもできる。この各操作子部１０の照光／消灯状態に応じて電子ボリュームの出力値を変化させ、それによって音量，音色，音高の各楽音パラメータやビブラート等の各種効果の深さや速さ等を任意に制御することが可能である。
【００３１】
なお、各操作子部１０には遮光用筒状体１６が設けられ、その中にフォトトランジスタ１３が配置されているので、指で遮光用筒状体１６の開口部が略完全に覆われて、赤外ＬＥＤ３からの赤外光が略完全に遮られたときにのみフォトトランジスタ１３がオフになって、前述した図３の出力ＯＵＴが“Ｈ”になり、それ以外の手のかげになった程度ではオフ（出力ＯＵＴが“Ｈ”）にはならず、誤動作しない。
【００３２】
また、多数のそれぞれフォトトランジスタ１３を有する操作子部１０に対して、図４に示すように共通の赤外ＬＥＤを少数設ければよいので、このような電子ドローバを多数使用する場合に、赤外ＬＥＤの数がわずかで済み、かなりのコストダウンを計ることができる。
さらに、キートップが不要であるから、その成形のための特殊な金型なども不要である。
なお、この発明による照光式操作子装置は、電子楽器に限らず、各種電子機器における選択スイッチや電子ドローバとして使用し得ることは勿論である。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、可動部がなく操作子部の上面に軽く触れるだけで、指の色などに左右されることなく確実にスイッチ動作するを照光式操作子装置を、安価に提供することができる。
また、操作性がよく、誤動作のない電子ドローバも安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態を示す照光式操作子装置の断面図である。
【図２】同じくその凹部を斜め上方から見た斜視図である。
【図３】同じくその回路構成例を示す回路図である。
【図４】この発明による照光式操作子装置を電子楽器の電子ドローバに適用した実施形態を示す電子楽器のパネル部付近の斜視図である。
【図５】同じくその電子ドローバの長手方向に沿う断面斜視図である。
【図６】同じくその電子ドローバの各操作子部の点灯状況の例を示す斜視図である。
【図７】従来の照光式操作子装置の一例を示す断面図である。
【図８】従来のフラットタイプの照光式操作子装置の一例を示す断面図である。
【図９】同じくその他の例を示す断面図である。
【図１０】同じくそのさらに他の例を示す概略図である。
【符号の説明】
１…パネル、２，２′…操作子用透明パネル部、３…赤外ＬＥＤ、１０…操作子部、１１…隔壁、１２…凹部、１３…フォトトランジスタ、１４…ＬＥＤ、１５…基板、１６…遮光用筒状体、１７…抵抗、１８…フリップフロップ回路（ＦＦ）、１９…ＯＲ回路、２０…屋根板、２１…支持板、２２…パネル板、２３…鍵盤、２５…電子ドローバ

Claims

パネルと、該パネルに設けた操作子用透明パネル部と、その透明パネル部の上方に該透明パネル部の上面を照射するように配設した光源と、前記透明パネル部の下面側に設けた操作子部とからなり、
その操作子部は、隔壁によって形成された凹部を有し、該凹部の中央に光検出用素子を、その周囲に選択されたことを表示する照光用素子をそれぞれ配設し、その光検出用素子と照光用素子との間に前記凹部の底面から前記透明パネルの下面付近まで延びる遮光用筒状体を突設してなり、
前記操作子部の光検出用素子は、常時上方の前記光源からの照射光を受光してオン状態になっており、前記透明パネル上に指が置かれて前記遮光用筒状体の上部が覆われて前記照射光が遮られたときにオフ状態になる光スイッチを構成していることを特徴とする照光式操作子装置。
請求項１記載の照光式操作子装置であって、前記操作子用透明パネル部を細長く設け、その透明パネル部の下面側に前記操作子部を複数個ライン状に連設して設け、全体として１つの電子ドローバを構成したことを特徴とする照光式操作子装置。