JP7347535B2 - 入力装置および音信号生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、入力装置および音信号生成装置に関する。

電子鍵盤楽器などにおいては、鍵の押下を検出し、検出結果に基づいて音信号を生成する。押鍵の検出は、接触式のセンサまたは非接触式のセンサによって実現される。非接触式のセンサは、例えば、磁気誘導型センサを含む（例えば、特許文献１）。

米国特許第４５８０４７８号明細書

磁場を用いたセンサは、距離センサとして用いることができるため、鍵の押下量を連続的に測定することもできる。一方、磁場はコイルを中心にして様々な方向に拡がるため、ＥＭＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）対策が必要となる。また、鍵盤楽器のように複数の鍵が並んでいるような構造を有する場合、隣接する複数の鍵に対応するセンサが互いに干渉し、測定精度が低下することがあった。そのため、磁気誘導型センサを用いる場合には、コイルによって形成される磁場を、使用目的に応じて制御する必要があった。

本発明の目的の一つは、磁気誘導型センサのコイルによって形成される磁場を制御することにある。

本発明の一実施形態によれば、第１操作子と、第１センサと、を備える入力装置が提供される。前記第１センサは、第１導電体、第１コイル、および前記第１コイルとともに開磁路を形成する第１磁性体を含む。前記第１コイルと前記第１磁性体との位置関係が固定されている。前記第１磁性体の第１端部と前記第１導電体との第１距離が前記第１操作子への操作量に応じて変化する。前記第１センサは、前記第１距離に応じた第１信号を出力する。

前記入力装置は、第２操作子と、第２センサと、をさらに備えてもよい。前記第２操作子は、前記第１操作子に対して第１方向に隣接する。前記第２センサは、第２導電体、第２コイルおよび前記第２コイルとともに開磁路を形成する第２磁性体を含む。前記第２磁性体が前記第２コイルに対して前記第１方向とは異なる第２方向に延在する第２部分を有する。前記第２コイルと前記第２磁性体との位置関係が固定されている。前記第２磁性体が前記第１磁性体から分離されている。前記第２磁性体における前記第２部分側の第２端部と前記第２導電体との第２距離が前記第２操作子への操作量に応じて変化する。前記第２センサは、前記第２距離に応じた第２信号を出力する。前記第１磁性体は、前記第１コイルに対して前記第２方向に延在する第１部分を有する。前記第１端部は、前記第１磁性体における前記第１部分側の端部であってもよい。

前記第１導電体は、前記第１操作子と連動してもよい。

前記第１導電体は、第３コイルを含んでもよい。

前記第１磁性体の一部は、前記第１コイルの内部空間を通過してもよい。

前記第１コイルは、基板上に形成され、前記第１操作子の移動範囲の少なくともいずれかの位置において前記第１コイルが前記第１磁性体の少なくとも一部と前記第１導電体との間に配置されてもよい。

本発明の一実施形態によれば、第１操作子と、第１センサと、を備える入力装置が提供される。前記第１センサは、第１コイル、第３コイル、および第３磁性体を含む。前記第１操作子の移動範囲の少なくともいずれかの位置において前記第３コイルが前記第１コイルと前記第３磁性体との間に配置されている。前記第３コイルと前記第３磁性体との位置関係が固定されている。前記第１コイルと前記第３コイルとの第１距離が前記第１操作子への操作量に応じて変化する。前記第１センサは、前記第１距離に応じた第１信号を出力する。

前記入力装置は、第２操作子と、第２センサと、をさらに備えてもよい。前記第２操作子は、前記第１操作子に対して第１方向に隣接する。前記第２センサは、巻回方向が互いに逆方向になる部分を有する第２コイル、第４コイル、および第４磁性体を含む。前記第２操作子の移動範囲の少なくともいずれかの位置において前記第４コイルが前記第２コイルと前記第４磁性体との間に配置される。前記第４コイルと前記第４磁性体との位置関係が固定されている。前記第４磁性体が前記第３磁性体から分離されている。前記第２コイルと前記第４コイルとの第１距離が前記第２操作子への操作量に応じて変化する。前記第２センサは、前記第２距離に応じた第２信号を出力する。前記第１コイルは、巻回方向が互いに逆方向になる部分を有してもよい。

前記第１コイルおよび前記第２コイルは、巻回方向が互いに逆方向になる部分が前記第１方向とは異なる第２方向に並んでいてもよい。

前記第１操作子および前記第２操作子は、前記第２方向に長手を有してもよい。

本発明の一実施形態によれば、上記記載の入力装置と、前記第１信号および前記第２信号に基づいて、音信号を生成する生成部と、を備える音信号生成装置が提供される。

本発明の一実施形態によれば、磁気誘導型センサのコイルによって形成される磁場を制御することができる。

本発明の第１実施形態における鍵盤装置を説明する図である。 本発明の第１実施形態における鍵盤装置の内部構造（離鍵時）を説明する図である。 本発明の第１実施形態における鍵盤装置の内部構造（白鍵の押鍵時）を説明する図である。 本発明の第１実施形態におけるパッシブ回路基板を説明する図である。 本発明の第１実施形態におけるアクティブ回路基板を説明する図である。 本発明の第１実施形態におけるアクティブコイルと磁性体との位置関係を説明する図である。 本発明の第１実施形態におけるアクティブコイルが形成する開磁路とパッシブコイルとの位置関係を説明する図である。 本発明の第２実施形態における鍵盤装置の内部構造（離鍵時）を説明する図である。 本発明の第２実施形態におけるパッシブコイルと磁性体との位置関係を説明する図である。 本発明の第３実施形態におけるアクティブ回路基板を説明する図である。 本発明の第３実施形態におけるアクティブコイルが形成する開磁路とパッシブコイルとの位置関係を説明する図である。 本発明の第４実施形態における鍵盤装置の内部構造（離鍵時）を説明する図である。 本発明の第４実施形態におけるアクティブ回路基板を説明する図である。 本発明の第４実施形態におけるアクティブコイルが形成する開磁路とパッシブコイルとの位置関係を説明する図である。 本発明の第５実施形態における鍵盤装置の内部構造（離鍵時）を説明する図である。 本発明の第５実施形態におけるアクティブコイルが形成する開磁路とパッシブコイルとの位置関係を説明する図である。 本発明の第６実施形態における鍵盤装置の内部構造（離鍵時）を説明する図である。 本発明の第６実施形態における鍵盤装置の内部構造（白鍵の押鍵時）を説明する図である。 本発明の第７実施形態におけるアクティブ回路基板を説明する図である。

以下、本発明の一実施形態における鍵盤装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下に示す実施形態は本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号（数字の後にＡ、Ｂ等を付しただけの符号）を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なったり、構成の一部が図面から省略されたりする場合がある。

＜第１実施形態＞
第１実施形態では、電子鍵盤楽器として用いられる鍵盤装置について説明する。この鍵盤装置によれば、磁気誘導型センサによって押鍵を検出することができる。以下、鍵盤装置について詳細を説明する。

［１．鍵盤装置の概要］
図１は、本発明の第１実施形態における鍵盤装置を説明する図である。鍵盤装置１は、電子鍵盤楽器であって、この例では電子ピアノである。鍵盤装置１は、鍵１０、筐体５０、スピーカ６０、音源部８０および操作部９０を備える。以下の説明においては、説明の便宜上、鍵盤装置１に対して、演奏者がいる側（筐体５０に対して鍵１０が存在する側）を前側、演奏者とは反対側を後側として定義する。また、左右、上下についても、演奏者から見た場合の方向として定義する。

複数の鍵１０（第１操作子、第２操作子）は、一方向に並んで配置されている。ここで、複数の鍵１０が並ぶスケール方向を左右方向Ｄ１（第１方向）という。左右方向Ｄ１に対して直交する方向を前後方向Ｄ２（第２方向）という。鍵盤装置１を上方から見た場合には、鍵１０の長手方向は、前後方向Ｄ２と同じである。左右方向Ｄ１と前後方向Ｄ２との双方に直交する方向を上下方向Ｄ３（第３方向）という（図２参照）。上下方向Ｄ３は、鍵盤装置１が平置きされた場合に、概ね鉛直方向に対応する。すなわち、鍵盤装置１が水平に平置きされた状態では、左右方向Ｄ１および前後方向Ｄ２は、水平面内の方向である。

鍵１０は、筐体５０に対して回動することができる。鍵１０の長手方向と前後方向Ｄ２とが一致する状態が、鍵１０の回動範囲に含まれる。筐体５０には、スピーカ６０、押鍵量測定部７０、音源部８０および操作部９０が配置されている。ユーザが鍵１０を操作すると、鍵盤装置１における発音機能によってスピーカ６０から音が発生する。操作部９０は、操作ボタン、タッチセンサおよびスライダなどの装置であり、発生する音の種類（音色）および音量の変更ための指示を受け付け、入力操作に応じた信号を音源部８０に出力する。なお、鍵盤装置１は、外部装置と信号の入出力をするためのインターフェイスを含んでいてもよい。インターフェイスとしては、例えば、外部装置に音信号を出力する端子、ＭＩＤＩデータの送受信をするためのケーブル接続端子などである。

押鍵量測定部７０は、複数の鍵１０のそれぞれに対して配置された磁気誘導型のセンサを含む。各鍵１０に対応するセンサは、それぞれ、鍵１０の回動範囲における位置（押下量）を検出する。押鍵量測定部７０は、複数の鍵１０のいずれかを特定する鍵情報と、特定された鍵１０の押下量に対応する押下量情報とを音源部８０に出力する。押下量情報は、鍵１０の押下量そのものの値を示してもよいし、押下量の変化から算出した速度など、押下量から算出される値であればよく、さらに、これらを組み合わせた情報であってもよい。この押鍵量測定部７０と鍵１０との組み合わせは、入力装置の一例となる。押鍵量測定部７０における詳細の構成については後述する。

音源部８０（生成部）は、鍵１０への演奏操作に応じて音信号を生成する信号処理回路である。具体的には、音源部８０は、押鍵量測定部７０から出力された情報に基づいて音信号を生成し、生成した音信号をスピーカ６０に出力する。スピーカ６０は、音源部８０から出力された音信号を増幅して出力することによって、音信号に応じた音を発生する。

［２．鍵盤装置１の内部構造］
続いて、鍵盤装置１の内部構造について説明する。ここでは、左右方向Ｄ１を法線に有する面（前後方向Ｄ２および上下方向Ｄ３を含む面）で鍵盤装置１を切断した場合の断面を模式的に示す図２および図３を用いて説明する。

図２は、本発明の第１実施形態における鍵盤装置の内部構造（離鍵時）を説明する図である。図３は、本発明の第１実施形態における鍵盤装置の内部構造（白鍵の押鍵時）を説明する図である。鍵１０のうち、白鍵１０ｗに対応する構成について示し、黒鍵１０ｂに対応する構成については、白鍵１０ｗに対応する構成と同様であるため、黒鍵１０ｂの位置のみ示し、その他の構成を省略している。

フレーム２０は、筐体５０に固定され、左右方向Ｄ１に並んだ複数の鍵１０を支持する。フレーム２０は、この例では樹脂材料で形成されている。フレーム２０は、鍵ガイド部２０１、鍵支持部２０３、リブ部２０５および基板保持部２０７を含む。

鍵ガイド部２０１は、鍵１０の前端部下方において、鍵１０と摺動する部材によって鍵１０の左右方向Ｄ１への移動を規制する。鍵支持部２０３は、鍵１０の後端部分に配置された可撓部１０５を支持する。可撓部１０５が上下方向に変形することにより、鍵１０の自由端側が鍵支持部２０３を中心に回動する。このとき、鍵１０は、鍵ガイド部２０１によって左右方向Ｄ１への移動を規制されているため、左右方向Ｄ１を軸に回動する。リブ部２０５は、前後方向Ｄ２および上下方向Ｄ３を含む面（左右方向Ｄ１を法線に有する面）を持つ板状の部材である。複数のリブ部２０５が、左右方向Ｄ１に並んで配置されている。複数のリブ部２０５の各々は、鍵ガイド部２０１、鍵支持部２０３、基板保持部２０７のそれぞれに接続されている。

基板保持部２０７は、アクティブ回路基板７００および磁性体７８０を保持する板状部材である。この例では、基板保持部２０７の上面側（鍵１０側）には、アクティブ回路基板７００が配置され、基板保持部２０７の下面側（鍵１０とは反対側）には、磁性体７８０が配置されている。鍵１０の下面側（基板保持部２０７側）には、パッシブ回路基板７５０が配置されている。パッシブ回路基板７５０は、ホルダなどによって鍵１０の下面側に保持される。

アクティブ回路基板７００とパッシブ回路基板７５０とは、後述するように、磁気誘導型センサを構成する要素であって、磁性体７８０とともに押鍵量測定部７０に含まれる構成要素である。パッシブ回路基板７５０と磁性体７８０とは各鍵１０に対応して設けられている。アクティブ回路基板７００は、この例では、複数の鍵１０に対応して設けられていているが、各鍵１０に対応して設けられていてもよい。

図２の状態において鍵１０が押下されると、図３に示すようにアクティブ回路基板７００とパッシブ回路基板７５０とが近づく。上述した押鍵量測定部７０が出力する押下量情報は、アクティブ回路基板７００とパッシブ回路基板７５０との距離に応じた情報である。

［３．押鍵量測定部７０の構造］
押鍵量測定部７０（第１センサ、第２センサ）は、上述したように、アクティブ回路基板７００、パッシブ回路基板７５０および磁性体７８０を含む。アクティブ回路基板７００は、供給された電力により磁場を形成するためのコイル（以下、アクティブコイルという）を含む。コイル（以下、パッシブコイルという）を含むパッシブ回路基板７５０がこの磁場を移動すると、磁気結合によりパッシブコイルの位置に応じてアクティブ回路７７０（図５参照）が反共振し、すなわちアクティブ回路７７０の回路特性が変化し、アクティブ回路基板７００から得られる信号の出力が変化する。したがって、アクティブ回路基板７００から得られた信号によれば、アクティブ回路基板７００とパッシブ回路基板７５０との距離を測定することができる。以下、押鍵量測定部７０の各構成について詳述する。

［３－１．パッシブ回路基板７５０の構造］
図４は、本発明の第１実施形態におけるパッシブ回路基板を説明する図である。図４は、下方から見たパッシブ回路基板７５０を示している。パッシブ回路基板７５０は、パッシブコイル７５１およびキャパシタ７５６を含むプリント基板である。パッシブコイル７５１（第１導電体、第２導電体、第３コイル、第４コイル）は、基板上に形成され、基板の下面側（アクティブ回路基板７００側）に形成された配線７５１ａと、基板の上面側（鍵１０側）に設けられた配線７５１ｂとを含み、両端が接続されている。パッシブコイル７５１の両端の間には、キャパシタ７５６が直列に接続されている。この例では、パッシブ回路基板７５０の表面（パッシブコイル７５１が形成されている面）は、概ね、鍵１０の上面（操作面）と平行である。

［３－２．アクティブ回路基板７００の構造］
図５は、本発明の第１実施形態におけるアクティブ回路基板を説明する図である。図５は、上方から見たアクティブ回路基板７００を示している。アクティブ回路基板７００は、複数のアクティブ回路７７０、マルチプレクサ７０９および各種配線（接地配線７０８のほか、クロック信号線、選択信号線、入力信号線、出力信号線等）を含むプリント基板である。また、アクティブ回路基板７００は、図示しない信号処理回路を含む。複数のアクティブ回路７７０のそれぞれは、各鍵１０に対応して設けられている。アクティブ回路７７０とマルチプレクサ７０９とを接続する２本の配線は、信号入力部７０３ａおよび信号出力部７０３ｂに相当する。

アクティブ回路７７０は、アクティブコイル７０１、キャパシタ７０６ａ、７０６ｂ、抵抗体７０７ａ、７０７ｂを含む。アクティブコイル７０１（第１コイル、第２コイル）は、基板上に形成され、基板の上面側（鍵１０側）に形成された配線７０１ａと、基板の下面側（基板保持部２０７側）に設けられた配線７０１ｂとを含み、両端が接続されている。図５においては、基板の下面側に配置された構成が破線で示されている。アクティブコイル７０１の両端の間には、キャパシタ７０６ａ、７０６ｂが直列に接続されている。キャパシタ７０６ａとキャパシタ７０６ｂとの間には、接地配線７０８が接続されている。接地配線７０８は、各アクティブ回路７７０に対して共通に設けられている。キャパシタ７０６ａと信号入力部７０３ａとの間には、抵抗体７０７ａが接続され、キャパシタ７０６ｂと信号出力部７０３ｂとの間には、抵抗体７０７ｂが接続されている。

マルチプレクサ７０９を介して信号入力部７０３ａに交流信号が入力されると、アクティブコイル７０１が入力信号に応じた磁場を形成し、アクティブコイル７０１とパッシブコイル７５１とが磁気結合をすることによって、信号出力部７０３ｂから出力される信号（第１信号、第２信号）が変調される。変調された信号は、マルチプレクサ７０９を介して図示しない信号処理回路に出力されて、押下量情報に変換される。信号処理回路は、マルチプレクサ７０９が取得した信号に対応する鍵１０の鍵情報および押下量情報を出力する。

［３－３．アクティブ回路７７０と磁性体７８０との位置関係］
図６は、本発明の第１実施形態におけるアクティブコイルと磁性体との位置関係を説明する図である。図６は、上方から見たアクティブ回路基板７００におけるアクティブコイル７０１と磁性体７８０との位置関係を示している。位置関係をわかりやすく示すため、その他の構成については図示を省略している。

図６に示すように、磁性体７８０（第１磁性体、第２磁性体）は、前後方向Ｄ２に延びる棒形状を有し、アクティブコイル７０１との位置関係が固定されている。隣接する磁性体７８０は互いに分離されている。磁性体７８０は、アクティブコイル７０１と重畳する部分（以下、重畳部分ＯＡ１という）と、重畳部分ＯＡ１からアクティブコイル７０１に対して前後方向Ｄ２に延在する部分とを含む。この例では、磁性体７８０は、重畳部分ＯＡ１から前方向（鍵の前端方向に対応）および後方向（鍵の後端方向に対応）のいずれにも延在しているが、いずれか一方向のみに延在していてもよい。

磁性体７８０の左右方向Ｄ１に沿った長さは、アクティブコイル７０１の左右方向Ｄ１に沿った長さと同じか、さらに小さいことが望ましく、この例では、アクティブコイル７０１は、磁性体７８０との重畳部分ＯＡ１と、重畳部分ＯＡ１に対して左右方向Ｄ１に拡がった部分とを含む。

アクティブコイル７０１と磁性体７８０とが図６に示すような位置関係を有するため、アクティブコイル７０１が形成した磁場は、磁性体７８０の影響を受けて左右方向Ｄ１には拡がりにくくなっている。したがって、磁性体７８０を配置しない場合に比べて、左右方向Ｄ１に隣接するそれぞれのアクティブコイル７０１が形成する磁場の干渉を低減することができる。

図７は、本発明の第１実施形態におけるアクティブコイルが形成する開磁路とパッシブコイルとの位置関係を説明する図である。図７は、図２および図３に示すアクティブコイル７０１と磁性体７８０との位置関係をより明確にし、さらに、アクティブコイル７０１が形成した磁場に対応する磁束ＭＦを模式的に示している。破線で示したパッシブコイル７５１は離鍵時における位置（図２に対応）であり、実線で示したパッシブコイル７５１は押鍵時における位置（図３に対応）である。磁束ＭＦは、磁性体７８０を磁路として通過し、磁性体７８０の端部７８０ａ、７８０ｂ近傍から空間を介してアクティブコイル７０１に戻る経路を有する。このように、磁性体７８０はアクティブコイル７０１とともに開磁路を形成する。

パッシブコイル７５１が磁束ＭＦを移動すると、その位置においてパッシブコイル７５１を通過する磁束ＭＦの密度に応じた誘導電流がパッシブコイル７５１に生じ、アクティブコイル７０１を介して得られるアクティブ回路基板７００からの出力信号が変化する。言い換えると、この出力信号は、アクティブコイル７０１とパッシブコイル７５１との距離に応じて変化するともいえ、また、磁性体７８０の端部７８０ａとパッシブコイル７５１との距離に応じて変化するともいえる。また、この例では、アクティブコイル７０１がパッシブコイル７５１と磁性体７８０の少なくとも一部との間に配置され、アクティブコイル７０１とパッシブコイル７５１との間に磁性体７８０が配置されないという位置関係が実現されている。鍵１０がその移動範囲における少なくともいずれかの範囲に存在するときに、この位置関係が実現されればよい。以上が押鍵量測定部７０の構造についての説明である。

以上のとおり、本発明の第１実施形態における鍵盤装置１によれば、押鍵量測定部７０において磁気誘導型センサを用いて鍵１０の押下量を測定することができる。このとき、磁性体７８０を配置することによってアクティブコイル７０１が形成する磁場の範囲を制御し、隣接する鍵１０に対応するセンサ間の干渉を低減することができる。したがって、磁性体７８０を用いない場合に比べて、押鍵量の測定精度を向上させた鍵盤装置１を実現することができる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態では、第１実施形態においてパッシブ回路基板７５０に対応した磁性体をさらに設ける例について説明する。

図８は、本発明の第２実施形態における鍵盤装置の内部構造（離鍵時）を説明する図である。図９は、本発明の第２実施形態におけるパッシブコイルと磁性体との位置関係を説明する図である。図８は、図２に対応する図であり、鍵１０の近傍を拡大して示している。図９は、図４に対応する図である。第２実施形態における磁性体７９０（第３磁性体、第４磁性体）は、前後方向Ｄ２に延びる棒形状を有し、鍵１０に埋め込まれて配置されている。磁性体７９０は、アクティブコイル７０１と重畳する部分（以下、重畳部分ＯＡ２という）と、重畳部分ＯＡ２からパッシブコイル７５１に対して前後方向Ｄ２に延在する部分とを含む。この例では、磁性体７９０は、重畳部分ＯＡ２から前方向（鍵の前端方向に対応）および後方向（鍵の後端方向に対応）のいずれにも延在しているが、いずれか一方向のみに延在していてもよい。

また、磁性体７９０の左右方向Ｄ１に沿った長さは、パッシブコイル７５１の左右方向Ｄ１に沿った長さと同じか、さらに小さいことが望ましく、この例では、パッシブコイル７５１は、磁性体７９０との重畳部分ＯＡ２と、重畳部分ＯＡ２に対して左右方向Ｄ１に拡がった部分とを含む。

このように、パッシブコイル７５１側にも磁性体７９０を設けることにより、パッシブコイル７５１がアクティブコイル７０１に近づいた時に磁性体７９０を磁路とするように磁束ＭＦが形成されやすくなる。これによって、磁性体７９０を用いない場合よりもパッシブコイル７５１を通過する磁束ＭＦが増加し、パッシブコイル７５１とアクティブコイル７０１との磁気結合をより効率的に実現することができる。そのため、第１実施形態の場合に比べて、パッシブコイル７５１がアクティブコイル７０１の直上に位置するようにしても、磁束ＭＦを有効に利用することができる。鍵１０の上方への磁束ＭＦの漏れを低減することもできる。また、磁性体７９０の大きさ、重さを調整することにより、鍵１０に対する物理的なタッチ感の調整に用いることもできる。

＜第３実施形態＞
第３実施形態では、第１実施形態の磁性体７８０に代えて、磁性体７８０とは異なる形状を有する磁性体７８０Ａを用いた例について説明する。

図１０は、本発明の第３実施形態におけるアクティブ回路基板を説明する図である。図１１は、本発明の第３実施形態におけるアクティブコイルが形成する開磁路とパッシブコイルとの位置関係を説明する図である。図１０は、図６に対応する図であり、鍵１０の近傍を拡大して示している。図１１は、図７に対応する図である。

第３実施形態における磁性体７８０Ａは、平板部７８０Ａｒ、突出部７８０Ａｔａ、７８０Ａｔｂ、および中央部７８０Ａｃを含む。平板部７８０Ａｒは、直方体形状を有しアクティブ回路基板７００Ａに配置されている。突出部７８０Ａｔａ、７８０Ａｔｂは、平板部７８０Ａｒの両端部において上方（鍵１０側）に突出した部分であり、直方体形状を有する。磁性体７８０Ａの端部７８０Ａａ、７８０Ａｂは、突出部７８０Ａｔａ、７８０Ａｔｂの上方側に対応する。中央部７８０Ａｃは、平板部７８０Ａｒの中央部において上方（鍵１０側）に突出した部分であり、円柱形状を有する。

中央部７８０Ａｃには、アクティブコイル７０１Ａが巻き付けられている。言い換えると、アクティブコイル７０１Ａの内部空間を磁性体７８０Ａの一部（中央部７８０Ａｃ）が通過している。アクティブコイル７０１Ａは、アクティブ回路基板７００Ａ上に形成された配線とは別の導電体によって形成され、アクティブ回路基板７００Ａ上の配線を介してマルチプレクサ７０９（図５参照）と接続されている。図１１に示すように、アクティブコイル７０１Ａにおいて形成される磁場に対応する磁束ＭＦは、磁性体７８０Ａを磁路として通過し、端部７８０Ａａ、７８０Ａｂ近傍から空間を介してアクティブコイル７０１Ａ（中央部７８０Ａｃ）に戻る経路を有する。この例においても、磁性体７８０Ａはアクティブコイル７０１Ａとともに開磁路を形成する。

＜第４実施形態＞
第４実施形態では、第３実施形態の磁性体７８０Ａに代えて、磁性体７８０Ａとは異なる形状を有する磁性体７８０Ｂを用いた例について説明する。第４実施形態であっても、アクティブコイルの内部空間に磁性体の一部が配置されている点では、第３実施形態と同じである。この例では、また、第３実施形態とは異なり、アクティブコイル７０１とパッシブコイル７５１との間に磁性体の一部が配置されていても実現可能な構成である。

図１２は、本発明の第４実施形態における鍵盤装置の内部構造（離鍵時）を説明する図である。図１３は、本発明の第４実施形態におけるアクティブ回路基板を説明する図である。図１４は、本発明の第４実施形態におけるアクティブコイルが形成する開磁路とパッシブコイルとの位置関係を説明する図である。図１２は、図２に対応する図であり、鍵１０の近傍を拡大して示している。図１３は、図６に対応する図である。図１４は、図７に対応する図である。

第４実施形態におけるパッシブ回路基板７５０は、鍵１０から下方に突出するように配置されている。すなわち、パッシブ回路基板７５０は、その一部が鍵１０に埋め込まれることによって、鍵１０によって支持されている。この例では、パッシブ回路基板７５０は、鍵１０の表面に対して垂直に突出するように配置され、さらに、パッシブコイル７５１の中心軸が鍵１０の長手方向を向くように配置されている。

第４実施形態における磁性体７８０Ｂは、平板部７８０Ｂｒ、柱部７８０Ｂｐａ、７８０Ｂｐｂ、および上板部７８０Ｂｕａ、７８０Ｂｕｂを含む。平板部７８０Ｂｒは、直方体形状を有しアクティブ回路基板７００Ｂに配置されている。柱部７８０Ｂｐａ、７８０Ｂｐｂは、平板部７８０Ｂｒの両端部において上方（鍵１０側）に突出した部分であり、直方体形状を有する。上板部７８０Ｂｕａは、柱部７８０Ｂｐａの上端から延びた部分であり、直方体形状を有する。上板部７８０Ｂｕｂは、柱部７８０Ｂｐｂの上端から延びた部分であり、直方体形状を有する。

磁性体７８０Ｂの端部７８０Ｂａは、上板部７８０Ｂｕａの端部うち柱部７８０Ｂｐａとは反対側の端部である。磁性体７８０Ｂの端部７８０Ｂｂは、上板部７８０Ｂｕｂの端部うち柱部７８０Ｂｐｂとは反対側の端部である。端部７８０Ｂａと端部７８０Ｂｂとは対向して、それぞれの間に所定の空間を形成する。

柱部７８０Ｂｐｂには、アクティブコイル７０１Ｂが巻き付けられている。言い換えると、アクティブコイル７０１Ｂの内部空間を磁性体７８０Ｂの一部（柱部７８０Ｂｐｂ）が通過している。アクティブコイル７０１Ｂは、アクティブ回路基板７００Ｂ上に形成された配線とは別の導電体によって形成され、アクティブ回路基板７００Ｂ上の配線を介してマルチプレクサ７０９（図５参照）と接続されている。図１４に示すように、アクティブコイル７０１Ｂにおいて形成される磁場に対応する磁束ＭＦは、磁性体７８０Ｂを磁路として通過し、端部７８０Ｂａ近傍から上記の所定の空間を介して端部７８０Ｂｂに戻る経路を有する。この例においても、磁性体７８０Ｂはアクティブコイル７０１Ｂとともに開磁路を形成する。アクティブコイル７０１Ｂは、磁性体７８０Ｂのうち柱部７８０Ｂｐａ以外の部分に巻き付けられていてもよい。

図１４に示すように離鍵時においては、パッシブコイル７５１（破線）は、端部７８０Ｂａと端部７８０Ｂｂとの間の空間に対して上下方向Ｄ３にずれた位置に配置されている。押鍵時にはパッシブコイル７５１が下方に移動するため、端部７８０Ｂａと端部７８０Ｂｂとの間の位置に移動する。すなわち、端部７８０Ｂａ（端部７８０Ｂｂ）とパッシブコイル７５１との距離が変化する。このように押鍵時にパッシブコイル７５１は、離鍵時より押鍵時の方が強い磁場に侵入することになる。なお、パッシブコイル７５１が端部７８０Ｂａと端部７８０Ｂｂとの間の位置に侵入した後においては、端部７８０Ｂａ（端部７８０Ｂｂ）とパッシブコイル７５１との距離がどの部分に対応するか明確ではないともいえる。ここでは、端部７８０Ｂａ（端部７８０Ｂｂ）とパッシブコイル７５１との距離は、端部７８０Ｂａと端部７８０Ｂｂとの間の空間に侵入しているパッシブコイル７５１の面積が大きくなるほど、小さくなっているものとして定義する。

＜第５実施形態＞
第５実施形態では、第３実施形態における磁性体７８０Ａを９０度倒して、磁性体７８０Ａの側面が基板の表面と平行になるように配置した例について説明する。

図１５は、本発明の第５実施形態における鍵盤装置の内部構造（離鍵時）を説明する図である。図１６は、本発明の第５実施形態におけるアクティブコイルが形成する開磁路とパッシブコイルとの位置関係を説明する図である。図１５は、図２に対応する図であり、鍵１０の近傍を拡大して示している。図１６は、図６に対応する図である。なお、図６に破線で示したパッシブコイル７５１は、押鍵時におけるパッシブコイル７５１の位置を示している。

第５実施形態におけるパッシブ回路基板７５０は、鍵１０から下方に突出するように配置されている。すなわち、パッシブ回路基板７５０は、その一部が鍵１０に埋め込まれることによって、鍵１０によって支持されている。この例では、パッシブ回路基板７５０は、鍵１０の表面に対して垂直に突出するように配置され、さらに、パッシブコイル７５１の中心軸がスケール方向（左右方向Ｄ１）を向くように配置されている。

図１６に示すように、磁性体７８０Ｃに対して左右方向Ｄ１（図１６の左側）に磁場が形成される。また、上述したように、磁性体７８０Ｃによって磁路が制限されるため、上下方向Ｄ３には磁束ＭＦが拡がらない。離鍵時においては、図１５に示すように、パッシブコイル７５１は、磁性体７８０Ｃに対して上下方向Ｄ３にずれた位置に配置されている。押鍵時にはパッシブコイル７５１が下方に移動するため、磁性体７８０Ｃと対向する位置に移動する。すなわち、磁性体７８０Ｃの端部７８０Ｃａとパッシブコイル７５１との距離が変化する。したがって、パッシブコイル７５１は、離鍵時より押鍵時の方が強い磁場に侵入することになる。

＜第６実施形態＞
第６実施形態では、パッシブ回路基板７５０が鍵１０に連動する部材に配置されている例について説明する。

図１７は、本発明の第６実施形態における鍵盤装置の内部構造（離鍵時）を説明する図である。図１８は、本発明の第６実施形態における鍵盤装置の内部構造（白鍵の押鍵時）を説明する図である。図１７は、図２に対応する図である。図１８は、図３に対応する図である。第６実施形態における鍵盤装置１Ｄは、それぞれの鍵１０Ｄに対応して配置された負荷部３０を含む。鍵１０Ｄは、負荷部３０と接続されている。これによって、鍵１０Ｄと負荷部３０とは、負荷部３０の鍵接続部３０１（摺動部３０７）において結合して互いに接続されることによって連動する。

負荷部３０は、鍵接続部３０１、軸受３０３および錘部３０５を含む。軸受３０３は、フレーム２０に設けられた軸部に対応して設けられている。鍵接続部３０１は、軸受３０３に対して錘部３０５とは反対側に配置されている。鍵接続部３０１の一端に設けられた摺動部３０７は、鍵１０Ｄの下方に設けられた負荷接続部１０３に対して摺動する。負荷部３０は、軸受３０３よりも錘部３０５側に存在する重心を有する。そのため、負荷部３０は、鍵１０Ｄが押下されていないときには、錘部３０５が下部ストッパ３５１に載置され、鍵１０をレスト位置に保持する（離鍵時に相当）。鍵１０Ｄが押下されると、負荷部３０が軸受３０３を中心に回動することで錘部３０５が上方に移動し、上部ストッパ３５３に衝突してさらなる移動が規制される。下部ストッパ３５１および上部ストッパ３５３は、フレーム２０に支持されている。

この例では、パッシブ回路基板７５０は、鍵１０Ｄではなく鍵１０Ｄと連動する負荷部３０に配置されている。具体的には、パッシブ回路基板７５０は、負荷部３０のうち、鍵接続部３０１の下面に配置されている。そのため、アクティブ回路基板７００が配置される基板保持部２０７Ｄが鍵接続部３０１の下方に配置されている。図１７の状態において鍵１０が押下されると、図１８に示すように鍵接続部３０１が下方に移動し、アクティブ回路基板７００とパッシブ回路基板７５０とが近づく。このように、パッシブ回路基板７５０は、押鍵操作に対応して動く部材であれば、様々な部材に取り付けることができる。

なお、パッシブ回路基板７５０はアクティブ回路基板７００との角度に関し、離鍵時と押鍵時との差は、パッシブ回路基板７５０を鍵１０に取り付けた第１実施形態よりも大きくなる。この角度の変化が大きくても、パッシブコイル７５１を通過する磁束の量が変わるため、パッシブコイル７５１とアクティブコイル７０１との位置関係が第６実施形態のようになっていても問題はない。

＜第７実施形態＞
第７実施形態においては、磁性体７８０を用いずにアクティブコイル７０１の構成を変更したアクティブ回路基板７００Ｅについて説明する。

図１９は、本発明の第７実施形態におけるアクティブ回路基板を説明する図である。第７実施形態におけるアクティブ回路基板７００Ｅは、アクティブコイル７０１Ｅを含む。アクティブコイル７０１Ｅは、第１アクティブコイル７０１Ｅｘおよび第２アクティブコイル７０１Ｅｙを含む。第１アクティブコイル７０１Ｅｘと第２アクティブコイル７０１Ｅｙとは、前後方向Ｄ２に沿って並んで配置され、巻回方向が互いに逆方向になっている。巻回方向が逆方向であることは、構造上として配線が逆方向に巻かれていることを意味するのではなく、互いに電流が逆方向に流れるように巻かれていることをいう。そのため、アクティブコイル７０１Ｅによって形成される磁束は、第１アクティブコイル７０１Ｅｘから出てすぐに第２アクティブコイル７０１Ｅｙを通過するように形成される。

このようにして、隣接するアクティブコイル７０１Ｅによって形成される磁場が干渉しないようにすることもできる。したがって、この場合には、磁性体７８０に相当する構成はなくてもよい。この例では、パッシブ回路基板７５０側については、第２実施形態のように磁性体７９０を用いた構成を採用することが望ましい。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の一実施形態は、以下のように様々な形態に変形することもできる。また、上述した実施形態および以下に説明する変形例は、それぞれ互いに組み合わせて適用することもできる。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。以下の説明では第１実施形態を変形した例として説明するが、他の実施形態を変形する例として適用することもできる。

（１）パッシブ回路基板７５０にはパッシブコイル７５１が設けられていたが、パッシブコイル７５１の代わりに金属板が設けられてもよい。この構成であっても、金属板に生じる渦電流によってパッシブコイル７５１と同様にアクティブ回路７７０の出力信号を変調することが実現される。すなわち、パッシブ回路基板７５０において、コイルに代えて、金属板等、磁場を介してエネルギを吸収できる導電体が配置されていてもよい。

（２）第１実施形態では、アクティブコイル７０１がフレーム２０側に配置され、パッシブコイル７５１が鍵１０側に配置されていた。パッシブコイル７５１は、電力供給等を不要とするため、可動部分を有する構造の方に設けられることが設計上容易であるが、逆の関係で配置されても実現可能である。すなわち、アクティブコイル７０１が鍵１０側に配置され、パッシブコイル７５１がフレーム２０側に配置されてもよい。

（３）磁性体７８０は、後方向Ｄ２に延在していたが、左右方向Ｄ１と異なる方向に延在していれば、前後方向Ｄ２に対して上下方向および左右方向の少なくとも一方に傾いた方向に延在していてもよい。

（４）アクティブコイル７０１（または磁性体７８０の端部７８０ａ）と、パッシブコイル７５１との距離は、離鍵時よりも押鍵時の方が近くなっていたが、離鍵時の方が近くなっていてもよい。この構成は、鍵１０に連動する部材を介して実現してもよいし、鍵１０の上面側にアクティブ回路基板７００が配置されるようにしてもよい。

（５）アクティブ回路７７０とパッシブ回路基板７５０との組は、各鍵１０に対して１つずつ設けられていたが、各鍵１０に対して複数の組が設けられていてもよい。例えば、第１実施形態のように鍵１０の押下量を測定するセンサと、第６実施形態のように、鍵１０に連動する部材の移動量を測定するセンサとによって、複数の部材の移動量を測定できるようにしてもよい。また、鍵１０に複数のセンサが設けられてもよい。この場合には、それぞれのセンサにおいて押下量の測定可能な範囲が異なるようにしてもよい。

（６）アクティブコイル７０１のコイル形状は、上述した様々な形態以外にも様々な形態を取り得る。また、アクティブコイル７０１は、複数のコイルを用いて実現されてもよい。パッシブコイル７５１についても同様である。アクティブコイル７０１において磁場を形成し、パッシブコイル７５１において磁場を介してアクティブ回路７７０に反共振を起こさせることができる構成であれば、アクティブコイル７０１およびパッシブコイル７５１に様々な形態が採用可能である。

（７）押鍵量測定部７０は電子鍵盤楽器に設けられる例を説明したが、アコースティックピアノの鍵に設けられてもよい。また、アコースティックピアノの鍵以外にも、ペダル等の可動部分に設けられ、その部分の移動量が測定されるようにしてもよい。

（８）押鍵量測定部７０は、鍵１０の押下量を測定するために電子鍵盤楽器に設けられていたが、鍵１０以外の可動部分（例えば、ペダル装置）の移動量を測定するために電子鍵盤楽器に設けられてもよい。また、押鍵量測定部７０に相当する構成は、鍵盤楽器に限らず、管楽器、ギター形状の弦楽器など他の形態の楽器にも適用可能である。これによって、管楽器のキーへの操作、電子弦楽器におけるトレモロアームへの操作などの検出ができる。これらの形態の楽器は、演奏操作装置の概念に包含される。

また、演奏操作装置は、音源部８０を備えて音信号を出力する楽器（鍵盤装置１）、および発音機構を備えて発音する楽器を含むが、これらの楽器以外にも、音信号を出力しない装置（例えばＭＩＤＩコントローラ）および自身では発音しない装置（例えば、ペダル機構）も含んでもよい。この場合、鍵およびペダルは、演奏操作のための操作子として特定される。このように、演奏操作装置は、演奏者（操作者）が手または足で操作子を操作することに応じて、音の発生およびその発生態様を変更するように制御したり、音信号を出力したりする装置を含む。

さらに、押鍵量測定部７０は、ユーザの指示を入力するためのボタン、スライダ等の操作子を有する入力装置に設けられてもよい。この場合には、アクティブ回路基板７００とパッシブ回路基板７５０とによって、操作子に対する操作量が測定されるようにすればよい。このような入力装置は、操作子への操作によって音信号を生成する音信号生成装置に設けられてもよいし、音信号を生成しない装置に設けられてもよい。すなわち、鍵１０はユーザの指示を入力するための操作子の一例であり、鍵１０と押鍵量測定部７０との組み合わせは入力装置の一例であり、鍵盤装置１は音信号生成装置の一例であるともいえる。

１，１Ｄ…鍵盤装置、１０，１０Ｄ…鍵、１０ｂ…黒鍵、１０ｗ…白鍵、２０…フレーム、３０…負荷部、５０…筐体、６０…スピーカ、７０…押鍵量測定部、８０…音源部、９０…操作部、１０３…負荷接続部、１０５…可撓部、２０１…鍵ガイド部、２０３…鍵支持部、２０５…リブ部、２０７，２０７Ｄ…基板保持部、３０１…鍵接続部、３０３…軸受、３０５…錘部、３５１…下部ストッパ、３５３…上部ストッパ、７００，７００Ａ，７００Ｂ，７００Ｅ…アクティブ回路基板、７０１，７０１Ａ，７０１Ｂ，７０１Ｅ…アクティブコイル、７０１ａ，７０１ｂ…配線、７０１Ｅｘ…第１アクティブコイル、７０１Ｅｙ…第２アクティブコイル、７０３ａ…信号入力部、７０３ｂ…信号出力部、７０６ａ，７０６ｂ…キャパシタ、７０７ａ，７０７ｂ…抵抗体、７０８…接地配線、７０９…マルチプレクサ、７５０…パッシブ回路基板、７５１…パッシブコイル、７５１ａ，７５１ｂ…配線、７５６…キャパシタ、７７０…アクティブ回路、７８０，７８０Ａ，７８０Ｂ，７８０Ｃ，７９０…磁性体、７８０ａ，７８０ｂ，７８０Ａａ，７８０Ａｂ，７８０Ｂａ，７８０Ｂｂ，７８０Ｃａ…端部、７８０Ａｃ…中央部、７８０Ｂｐａ，７８０Ｂｐｂ…柱部、７８０Ａｒ，７８０Ｂｒ…平板部、７８０Ａｔａ，７８０Ａｔｂ…突出部、７８０Ｂｕａ，７８０Ｂｕｂ…上板部

Claims (11)

1. 第１操作子と、
   第１導電体、第１コイル、および前記第１コイルとともに開磁路を形成する第１磁性体を含み、前記第１コイルと前記第１磁性体との位置関係が固定され、前記第１磁性体の第１端部と前記第１導電体との第１距離が前記第１操作子への操作量に応じて変化し、前記第１距離に応じた第１信号を出力する第１センサと、
   を備え、
   前記第１操作子は、一方向に長手を有し、
   前記第１磁性体は、前記第１操作子の短手方向と異なる方向に延びる棒形状を有する入力装置。
2. 第１操作子と、
   第１導電体、第１コイル、および前記第１コイルとともに開磁路を形成する第１磁性体を含み、前記第１コイルと前記第１磁性体との位置関係が固定され、前記第１磁性体の第１端部と前記第１導電体との第１距離が前記第１操作子への操作量に応じて変化し、前記第１距離に応じた第１信号を出力する第１センサと、
   前記第１操作子に対して第１方向に隣接する第２操作子と、
   第２導電体、第２コイルおよび前記第２コイルとともに開磁路を形成する第２磁性体を含み、前記第２磁性体が前記第２コイルに対して前記第１方向とは異なる第２方向に延在する第２部分を有し、前記第２コイルと前記第２磁性体との位置関係が固定され、前記第２磁性体が前記第１磁性体から分離され、前記第２磁性体における前記第２部分側の第２端部と前記第２導電体との第２距離が前記第２操作子への操作量に応じて変化し、前記第２距離に応じた第２信号を出力する第２センサと、
   を備え、
   前記第１磁性体は、前記第１コイルに対して前記第２方向に延在する第１部分を有し、
   前記第１端部は、前記第１磁性体における前記第１部分側の端部である、入力装置。
3. 前記第１導電体は、前記第１操作子と連動する、請求項１または請求項２に記載の入力装置。
4. 前記第１導電体は、第３コイルを含む、請求項１から請求項３のいずれかに記載の入力装置。
5. 前記第１磁性体の一部は、前記第１コイルの内部空間を通過する、請求項１から請求項４のいずれかに記載の入力装置。
6. 前記第１コイルは、基板上に形成され、
   前記第１操作子の移動範囲の少なくともいずれかの位置において前記第１コイルが前記第１磁性体の少なくとも一部と前記第１導電体との間に配置される、請求項１から請求項４のいずれかに記載の入力装置。
7. 第１操作子と、
   第１コイル、第３コイル、および第３磁性体を含み、前記第１操作子の移動範囲の少なくともいずれかの位置において前記第３コイルが前記第１コイルと前記第３磁性体との間に配置され、前記第３コイルと前記第３磁性体との位置関係が固定され、前記第１コイルと前記第３コイルとの第１距離が前記第１操作子への操作量に応じて変化し、前記第１距離に応じた第１信号を出力する第１センサと、
   を備え、
   前記第１操作子は、一方向に長手を有し、
   前記第３磁性体は、前記第１操作子の短手方向と異なる方向に延びる棒形状を有する入力装置。
8. 第１操作子と、
   第１コイル、第３コイル、および第３磁性体を含み、前記第１操作子の移動範囲の少なくともいずれかの位置において前記第３コイルが前記第１コイルと前記第３磁性体との間に配置され、前記第３コイルと前記第３磁性体との位置関係が固定され、前記第１コイルと前記第３コイルとの第１距離が前記第１操作子への操作量に応じて変化し、前記第１距離に応じた第１信号を出力する第１センサと、
   前記第１操作子に対して第１方向に隣接する第２操作子と、
   巻回方向が互いに逆方向になる部分を有する第２コイル、第４コイル、および第４磁性体を含み、前記第２操作子の移動範囲の少なくともいずれかの位置において前記第４コイルが前記第２コイルと前記第４磁性体との間に配置され、前記第４コイルと前記第４磁性体との位置関係が固定され、前記第４磁性体が前記第３磁性体から分離され、前記第２コイルと前記第４コイルとの第２距離が前記第２操作子への操作量に応じて変化し、前記第２距離に応じた第２信号を出力する第２センサと、
   を備え、
   前記第１コイルは、巻回方向が互いに逆方向になる部分を有する、入力装置。
9. 前記第１コイルおよび前記第２コイルは、巻回方向が互いに逆方向になる部分が前記第１方向とは異なる第２方向に並んでいる、請求項８に記載の入力装置。
10. 前記第１操作子および前記第２操作子は、前記第２方向に長手を有する、請求項２または請求項９に記載の入力装置。
11. 請求項２または請求項８に記載の入力装置と、
    前記第１信号および前記第２信号に基づいて、音信号を生成する生成部と、
    を備える音信号生成装置。

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