JP3700427B2 - 鍵盤装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は鍵盤装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子ピアノなどの鍵盤装置においては、複数の鍵が上下方向に回動自在に配置された鍵盤シャーシ上に光源を各鍵の前部下方に対応させて設け、これら光源を予め記憶部に記憶された演奏曲に応じて選択的に点灯させ、各鍵の前部側を選択的に照明して光らせることにより、押鍵すべき鍵を指示するナビゲート機能を備えたものが開発されている。
この場合、複数の鍵は、複数の白鍵および複数の黒鍵からなり、そのいずれもが透光性を有する合成樹脂からなり、各鍵の下方に配置された光源により各鍵の前部側が下方から照明された際、その照明光の一部が鍵を透過して上方に出射することにより、鍵そのものが光って見えるように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような鍵盤装置では、光源から発光した光が放射状に発散し、この発散光が鍵の前部側に下方から照射されるため、この照射された光の一部が鍵を透過して全方向に放射状に出射されることになる。このため、鍵盤装置の前側で演奏する演奏者にとって、鍵の前側に向けて出射された光は観察できても、鍵の後側および側方に向けて出射された光は観察できないため、その分、鍵の輝度が低下して見えるという問題がある。
【０００４】
この発明の課題は、光源による鍵の照度が同じであっても、演奏者側から見た鍵の輝度を高めるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、透光性を有する複数の鍵と、この複数の鍵が上下方向に回動自在に配置された鍵盤シャーシと、前記複数の鍵にそれぞれ対応して配置され、これら対応する各鍵をそれぞれ下方から照明する複数の光源と、この複数の光源にそれぞれ対応して配置され、前記光源から放射状に発散する光を平行光に集光する集光レンズを備え、この集光レンズで集光された光を前記演奏者側である前記鍵の前側上方に向けて出射すべく、前記集光レンズが傾いて配置されている複数の光学系とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
この場合、請求項２に記載のごとく、前記光学系は、前記集光レンズで集光された平行光を更に前記鍵の配列方向における中央寄りに屈折させるフレネルレンズを備えていれば、集光レンズで演奏者側である鍵の前側上方に向けて集光された平行光をフレネルレンズにより更に鍵の配列方向における中央寄りにも屈折させるので、光源からの光を鍵盤装置の前側中央に位置する演奏者に向けて効率良く出射することができ、これにより演奏者側から見た鍵の輝度を更に高めることができる。
また、請求項３に記載のごとく、前記光学系は、前記光源が内部に設けられ、前記集光レンズが上部に設けられる光源ホルダを備え、この光源ホルダが前記鍵の所定位置を中心とする曲率半径で湾曲した支持板に位置調整可能に取り付けられていれば、演奏者に対する光源および集光レンズの向きを調節することができ、これにより光源からの光を演奏者の位置や高さに応じた最適な状態で出射させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、図１および図２を参照して、この発明の鍵盤装置の第１実施形態について説明する。
図１は鍵盤装置の平面図である。この鍵盤装置は、楽器ケース１上に、複数の鍵（白鍵および黒鍵）２が配列されてなる鍵盤部３と、楽音を放音するスピーカ部４と、ＲＯＭパックなどの外部記憶素子が装着する外部記憶部５と、各種のスイッチが設けられたスイッチ部６とを備えている。このスイッチ部６には、モード選択スイッチ、音色選択スイッチ、リズム選択スイッチ、音量選択スイッチ、自動演奏選択スイッチ、ステップ選択スイッチなどの各種のスイッチが設けられている。この場合、自動演奏選択スイッチは、自動演奏曲を選択し、その自動演奏曲に応じて鍵を光らせるスイッチである。また、ステップ選択スイッチは、演奏曲に応じて鍵を光らせるナビゲート機能により演奏者が演奏練習をする際、初級、中級、上級などの段階に応じたステップを選択するスイッチである。
【０００８】
鍵盤部３は、図２に示すように、合成樹脂製の楽器ケース１に一体に形成された鍵盤シャーシ７と、この鍵盤シャーシ７上に上下方向に回動自在に配置された複数の鍵（以下、白鍵について説明する。）２と、これら鍵２にそれぞれ対応して配置され、押鍵時に各鍵２に形成された各押圧部８により押圧されるゴムスイッチ部９と、各鍵２の前部の下方にそれぞれ対応して配置された光源ユニット１０とを備えている。
複数の鍵２は、その後部（図２では右側部）に薄肉部１１がそれぞれ形成され、これら各薄肉部１１の後端部が鍵配列方向に沿う共通の連結部１２に並列に連結形成され、これにより複数の白鍵と複数の黒鍵ごとにそれぞれ一体に成形されている。そして、これら複数の鍵２は、連結部１１が鍵盤シャーシ７の後端部の鍵取付部１３上に重ね合わされて取り付けられ、この状態で各薄肉部１１を中心に上下方向に回動するように構成されている。
【０００９】
この場合、各鍵２は、透光性を有する材料で形成されている。すなわち、鍵２の材料は、透明性を有するベース樹脂に、このベース樹脂を着色する顔料と、光拡散性を有する光拡散剤とを含有させたものである。この場合、ベース樹脂としては、例えば、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂などであるが、特にポリスチレンにスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）などの合成ゴムを添加して耐衝撃性を改良したＨＩポリスチレンが好ましい。顔料としては、白鍵では白を発色する酸化チタンを用い、黒鍵では黒を発色するカーボンブラックを用いている。光拡散剤としては、有機系のつや消し剤を用いている。
【００１０】
ゴムスイッチ部９は、鍵盤シャーシ７の中間部分の下面に設けられた回路基板１４上に配置されている。すなわち、ゴムスイッチ部９は、各鍵２の中間部分に形成された押圧部８にそれぞれ対応する弾性変形可能な膨出ゴム１５を有し、これら膨出ゴム１５が鍵盤シャーシ７の開口部７ａを通して回路基板１４上に設けられている。この場合、各膨出ゴム１５内には、それぞれ固定接点と可動接点とが接離可能に設けられている。また、各膨出ゴム１５は、鍵盤シャーシ７の開口部７ａを通して上方に突出した上端部が各鍵２の押圧部８の下面に当接し、各膨出ゴム１５の弾性復帰力により各押圧部８を介して各鍵２を押し上げている。
また、鍵盤シャーシ７の中間部分の上面には、鍵２をガイドする鍵ガイド１６が各鍵２に対応してそれぞれ形成されており、これら鍵ガイド１６に対応する鍵盤シャーシ７の下面には、フェルトなどの上限ストッパ１７が設けられている。この上限ストッパ１７は、各膨出ゴム１５の弾性復帰力および各薄肉部１１の弾性復帰力により各鍵２が押し上げられることにより、各鍵２に形成されたＬ字状の各ストッパ片１８が当接し、これにより各鍵２を所定の上限位置（初期位置）に位置規制している。また、Ｌ字状の各ストッパ片１８の下方に位置する鍵盤シャーシ７の上面には、フェルトなどの下限ストッパ１９が設けられている。
【００１１】
一方、光源ユニット１０は、鍵盤シャーシ７の下面に形成されたボス７ｂに取り付けられた取付金具２０を備えている。この取付金具２０には、光源基板２１がビス２２により前下がり（図２では左下がり）に傾いた状態で取り付けられており、この光源基板２１には、光源２３が各鍵２の前部（同図では左側部）に対応してそれぞれ取り付けられている。これら光源２３は、それぞれ高輝度の発光ダイオードからなり、リード線２３ａにより電気的に接続された状態で光源基板２１に取り付けられ、これにより鍵盤装置の前側で演奏する演奏者側に相当する鍵２の前側斜め上方（同図では左側斜め上方）に傾いた状態で配置されている。また、これら光源２３の下側には、各光源２３からの光のうち、下方に向かう光を反射するリフレクタ２４が演奏者側である鍵２の前側斜め上方に向けて傾いて配置されている。そして、これら光源２３に対応する箇所の鍵盤シャーシ７は、光源基板２１とほぼ平行に前下がりに傾斜して形成されており、この鍵盤シャーシ７の傾斜した部分には、集光レンズ２５が各光源２３に対応してそれぞれ設けられている。これら集光レンズ２５は、各光源２３から放射状に発散された光を平行光として集光する凹レンズであり、その焦点が光源２３の中心に位置し、かつ鍵盤シャーシ７の傾斜した部分と同様に前下がりに傾いて配置され、これにより平行光を演奏者側である鍵２の前側斜め上方に向けて出射するように構成されている。
【００１２】
さらに、各集光レンズ２５により光源２３からの光が照射される各鍵２の前部側の下面には、照射された光を更に鍵２の配列方向における中央寄りに向けて屈折させるフレネルレンズ２６がそれぞれ一体に形成されている。これらフレネルレンズ２６は、プリズム状の微小な屈折ラインを鍵幅方向に沿って配列形成したものであり、照射された光を各鍵２ごとにそれぞれ異なる角度で鍵配列方向の中央寄りに屈折させるように構成されている。すなわち、図１に示すように、鍵盤装置の前側中央に位置する演奏者が対応する鍵２の配列方向における中央付近の鍵２を境にして、その左側の低音側に配列された各鍵２のフレネルレンズ２６は、照射された光を演奏者と対応する鍵配列方向の中央寄り（図１では右側）に向けて屈折させるとともに、その屈折角が中央付近の鍵２から左側の低音側の鍵２に向かうに従って次第に大きくなるように形成されている。また、右側の高音側に配列された各鍵２のフレネルレンズ２６は、照射された光を演奏者と対応する鍵配列方向の中央寄り（同図では左側）に向けて屈折させるとともに、その屈折角が中央付近の鍵２から右側の高音側の鍵２に向かうに従って次第に大きくなるように形成されている。
【００１３】
このような鍵盤装置では、光源ユニット１０の光源２３が点灯すると、光源２３から放射状に発散した光のうち、上方に向けて発散した光は集光レンズ２５により平行光として集光されて鍵２の前部側の下面に照射され、また下方に向けて発散した光はリフレクタ２４により反射された後、集光レンズ２５を介して鍵２の前部側の下面に照射される。このときには、光源２３およびリフレクタ２４が演奏者側に傾いており、また集光レンズ２５は鍵盤シャーシ７の傾斜した部分と同様に前下がりに傾いて配置されているので、集光レンズ２５により集光された光は、演奏者側である鍵２の前側上方に向けて鍵２の前部側の下面に照射される。
このように照射された光は、その一部が鍵２を透過して演奏者側である鍵２の前側上方に向けて出射されるのであるが、これら鍵２のうち、鍵２の配列方向における中央付近の鍵２を境にして、その左側に位置する低音側の各鍵２では、その下面に形成されたフレネルレンズ２６により照射された光が鍵配列方向における中央寄りにも屈折され、この屈折された光が演奏者に向けて出射されることになる。同様に、右側に位置する高音側の各鍵２では、その下面に形成されたフレネルレンズ２６により照射された光が鍵配列方向における中央寄りにも屈折され、この屈折された光が演奏者に向けて出射されることになる。
【００１４】
このように、この鍵盤装置では、光源２３から放射状に発散した光が集光レンズ２５により集光され、これにより演奏者側である鍵２の前側上方に向けて鍵２の前部側の下面に照射され、この照射された光が更に各鍵２のフレネルレンズ２６によりそれぞれ異なる角度で鍵配列方向における中央寄りにも屈折され、これにより光源２３からの光が鍵盤装置の前側中央に位置する演奏者に向けて出射されるので、光源２３から光が放射状に発散しても、その発散光を効率良く演奏者に向けて出射することができ、これにより光源２３による鍵２の照度が同じであっても、演奏者側から見た鍵２の輝度を高めることができる。
したがって、ナビゲータ機能により演奏者が演奏練習をする際、演奏曲に応じて光源２３を選択的に点灯させることにより、演奏者が光っている鍵２を確実に視認することができ、これにより押鍵すべき鍵２を確実かつ良好に指示することができる。また、自動演奏の際には、自動演奏曲に応じて光源２３を選択的に点灯させることにより、演奏者が自動演奏曲に応じて光っている鍵２を良好に視認することができる。
【００１５】
［第２実施形態］
次に、図３および図４を参照して、この発明の鍵盤装置の第２実施形態について説明する。なお、図１および図２に示された第１実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
この鍵盤装置は、光源ユニット３０および鍵２の前部側の下面の構成が第１実施形態と異なり、これら以外は第１実施形態と同じ構成になっている。
すなわち、この光源ユニット３０は、それぞれ各鍵２に対応する光源ホルダ３１を備え、これら光源ホルダ３１がそれぞれ支持板３２に位置調整可能に取り付けられた構成になっている。光源ホルダ３１は、それぞれ円筒状に形成されており、その内部には光源２３が設けられ、その上部には集光レンズ２５が設けられている。
【００１６】
支持板３２は、図４に示すように、帯状に形成され、その中心部分に長孔３２ａが長手方向に沿って形成され、この長孔３２ａに光源２３の下面に設けられたねじ部３５が挿入してナット３３によりスライド可能に取り付けられた構成になっている。また、この支持板３２は、図３に示すように、光源２３および集光レンズ２５の光軸Ｏが鍵２の前部の下面に位置する付近を中心とする曲率半径で湾曲形成され、鍵盤シャーシ７上に固定されている。
一方、光源ユニット３０に対応する鍵２の前部の下面には、第１実施形態のフレネルレンズ２６と同じ機能を有するフレネルレンズ３４が、その中心を光源２３および集光レンズ２５の光軸Ｏ上にほぼ一致させた状態で貼り付けられている。すなわち、このフレネルレンズ３４は、鍵２の配列方向における中央付近の鍵２を境にして、その左側の低音側と右側の高音側とに配列された各鍵２の前部側の下面に照射される光をそれぞれ異なる角度で更に鍵配列方向における中央寄りに向けて屈折させるように構成されている。
【００１７】
このような鍵盤装置では、図３に実線で示すように、光源２３および集光レンズ２５の光軸Ｏがフレネルレンズ３４に対してほぼ垂直となるように、光源ホルダ３１を支持板３２に取り付けた状態で、光源２３からの光が集光レンズ２５により平行光としてフレネルレンズ３４に集光されると、その平行光がフレネルレンズ３４にほぼ垂直に入射するため、フレネルレンズ３４により鍵２の配列方向における中央寄りに屈折されるが、鍵２を透過した光は鍵２の上方に向けて出射されることになる。この状態では、演奏者が鍵２の配列方向における中央付近の真上から見たときに、各鍵２の輝度が最も高くなる。
【００１８】
また、この状態で、ナット３３を緩めて、図３に点線で示すように、光源ホルダ３１を支持板３２の長孔３２ａに沿って移動させると、支持板３２がフレネルレンズ３４のほぼ光軸Ｏを中心とする曲率半径で湾曲形成されているので、光源２３および集光レンズ２５の光軸Ｏがフレネルレンズ３４に対して傾くことになる。そして、光軸Ｏの傾き角度が所定角度になるように、光源ホルダ３１を位置調整して支持板３２に固定すると、光源ホルダ３１が演奏者側に傾き、これに伴って光源２３および集光レンズ２５も傾く。この状態では、光源２３からの光が集光レンズ２５により平行光としてフレネルレンズ３４に集光される際、集光レンズ２５の傾きにより平行光が演奏者側である鍵２の前側上方に向けてフレネルレンズ３４に入射するため、鍵２を透過した光は、演奏者側である鍵２の前側上方に向けて出射されるとともに、フレネルレンズ３４により鍵２の配列方向における中央寄りにも屈折される。このため、演奏者が鍵盤装置の前側中央に位置して見たときに、各鍵２の輝度が最も高くなる。
【００１９】
このように、この鍵盤装置では、第１実施形態と同様、光源２３からの光を効率良く演奏者に向けて出射することができ、これにより光源２３による鍵２の照度が同じであっても、演奏者側から見た鍵２の輝度を高めることができるほか、特に、支持板３２がフレネルレンズ３４のほぼ光軸Ｏを中心とする曲率半径で湾曲形成されているので、支持板３２に対する光源ホルダ３１の取付位置を調整することにより、光源ホルダ３１と共に集光レンズ２５を所定角度に傾けることができ、このため集光レンズ２５により集光された平行光を演奏者の位置や高さに応じた最適な状態で出射させることができる。
【００２０】
なお、上記第２実施形態では、フレネルレンズ３４が第１実施形態のフレネルレンズ２６と同じ機能を有するように構成されているが、これに限らず、例えば、集光レンズ２５で集光された平行光を演奏者側である鍵２の前側斜め上方に向けて屈折させるように構成しても良い。このようにすれば、集光レンズ２５を傾けなくても、集光レンズ２５で集光された平行光をフレネルレンズ３４により演奏者側である鍵２の前側上方に向けて出射させることができる。
また、上記第１、第２実施形態では、集光レンズ２５として、凹レンズを用いた場合について述べたが、これに限らず、例えば、光源側に平面を向けた平凸レンズ、あるいはフレネルレンズなどを用いても良いことは言うまでもない。
【００２１】
さらに、上記第１、第２実施形態では、鍵２の各後部に薄肉部１１を形成し、これら薄肉部１１を各共通の連結部１２に連結形成することにより、複数の鍵２を一体に成形した簡易型の一体鍵構造の鍵盤装置について述べたが、これに限らず、例えば、各鍵２の後端部をそれぞれ鍵盤シャーシ上に設けられた鍵支持軸に回動自在に取り付け、各鍵２に対応する箇所の鍵盤シャーシにハンマーアームをそれぞれ回動自在に取り付け、これら各ハンマーアームによって各鍵２にアクション荷重を付与することにより、押鍵時にアコースティックピアノの鍵タッチ感に近似した鍵タッチ感が得られるようにした鍵盤装置にも適用することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、複数の光源にそれぞれ対応して配置された複数の光学系により、各光源からの光をそれぞれ演奏者側に出射するので、光源からの光が放射状に発散しても、その発散光を光学系により効率良く演奏者側に出射することができ、これにより光源による鍵の照度が同じであっても、演奏者側から見た鍵の輝度を高めることができる。
この場合、光学系は、光源から放射状に発散する光を平行光に集光する集光レンズを備え、この集光レンズで集光された光を演奏者側である鍵の前側上方に向けて出射すべく、集光レンズが傾いて配置されていることにより、光源から放射状に発散した光を集光レンズにより平行光に集光し、この平行光を集光レンズの傾きにより演奏者側である鍵の前側上方に向けて出射するので、光源からの光を効率良く演奏者側に向けて出射することができ、これにより演奏者側から見た鍵の輝度を高めることができる。
【００２３】
さらに、この光学系は、集光レンズで集光された平行光を更に鍵の配列方向における中央寄りに屈折させるフレネルレンズを備えていることにより、集光レンズで演奏者側である鍵の前側上方に向けて集光された平行光をフレネルレンズにより更に鍵の配列方向における中央寄りにも屈折させるので、光源からの光を鍵盤装置の前側中央に位置する演奏者に向けて効率良く出射することができ、これにより演奏者側から見た鍵の輝度を更に高めることができる。
また、この光学系は、光源が内部に設けられ、集光レンズが上部に設けられる光源ホルダを備え、この光源ホルダが鍵の所定位置を中心とする曲率半径で湾曲した支持板に位置調整可能に取り付けられていることにより、演奏者に対する光源および集光レンズの向きを調節することができ、これにより光源からの光を演奏者の位置や高さに応じた最適な状態で出射させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の鍵盤装置の第１実施形態を示した平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ拡大断面図。
【図３】この発明の鍵盤装置の第２実施形態における要部の構成図。
【図４】図３の光源ユニットの平面図。
【符号の説明】
２ 鍵
７ 鍵盤シャーシ
２３ 光源
２５ 集光レンズ
２６、３４ フレネルレンズ
３１ 光源ホルダ
３２ 支持板
Ｏ 光軸

Claims (3)

1. 透光性を有する複数の鍵と、
   この複数の鍵が上下方向に回動自在に配置された鍵盤シャーシと、
   前記複数の鍵にそれぞれ対応して配置され、これら対応する各鍵をそれぞれ下方から照明する複数の光源と、
   この複数の光源にそれぞれ対応して配置され、前記光源から放射状に発散する光を平行光に集光する集光レンズを備え、この集光レンズで集光された光を前記演奏者側である前記鍵の前側上方に向けて出射すべく、前記集光レンズが傾いて配置されている複数の光学系と
   を備えたことを特徴とする鍵盤装置。
2. 前記光学系は、前記集光レンズで集光された平行光を更に前記鍵の配列方向における中央寄りに屈折させるフレネルレンズを備えていることを特徴とする請求項１記載の鍵盤装置。
3. 前記光学系は、前記光源が内部に設けられ、前記集光レンズが上部に設けられる光源ホルダを備え、この光源ホルダが前記鍵の所定位置を中心とする曲率半径で湾曲した支持板に位置調整可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の鍵盤装置。

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