(57)【要約】   【課題】鍵の左右方向への力を検出することができる鍵盤装置を提供する。  【解決手段】左感圧用共通電極２２は、鍵の並び方向に平行に配置される直線状の帯（連結部）であり、各鍵の左端下部に形成される左押圧部２ｄに対向する位置では、鍵の長手方向に突出する左感圧部（左突出部）２４Ｌを形成している。同様に、右感圧用共通電極２１は、鍵の並び方向に平行に配置される直線状の帯であり、各鍵の右端下部に形成される右押圧部２ｅに対向する位置では、鍵の長手方向に突出する右感圧部（右突出部）２４Ｒを形成している。  【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍵が押下された場合に、鍵の押圧力に応じて電気的特性が変化する圧力センサ部を有する鍵盤装置において、
鍵下部の左端、右端にそれぞれ左押圧部および右押圧部を有する複数の鍵と、
鍵が押下された場合に、前記鍵の左押圧部により押圧され、隣り合う複数の鍵に渡り一体に形成されている左感圧部と、
前記鍵の右押圧部により押圧され、隣り合う複数の鍵に渡り一体に形成されている右感圧部と、
その左感圧部および右感圧部に対向して配置されるとともに、左感圧部または右感圧部が鍵により押圧された場合に接触し、電気的に導通する共通電極とを備えていることを特徴とする鍵盤装置。
【請求項２】
前記左感圧部または右感圧部は、各鍵の左押圧部または右押圧部にそれぞれ対向して配置される突出部と、その突出部を連結する連結部とにより構成され、前記共通電極は、前記突出部に対向して配置されていることを特徴とする請求項１記載の鍵盤装置。
【請求項３】
前記連結部は、複数の鍵の並び方向と平行に配置され、前記突出部は、鍵の長手方向に平行に連結部から突出し、且つ、鍵の回動支点から略等しい距離に左右の突出部が配置されていることを特徴とする請求項２記載の鍵盤装置。
【請求項４】
前記左感圧部および右感圧部は複数の鍵の並び方向と平行な直線状に形成され、且つ、鍵の支点から異なる距離に配置されるものであって、前記鍵の左押圧部は、前記左感圧部に対向し、前記鍵の右押圧部は、前記右感圧部に対向するように配置されていることを特徴とする請求項１記載の鍵盤装置。
【請求項５】
前記左感圧部および右感圧部は、帯状の１枚のフィルム上に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の鍵盤装置。
【請求項６】
前記左押圧部と右押圧部とは、鍵に作用する押圧力により単位面積当たりの押圧力が略同一となるように、押圧部の、幅または長さが異なるように形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の鍵盤装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子楽器に用いられる左右の押圧力を検出できる鍵盤装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各鍵の左側および右側に対する押圧力を検出し、その押圧力に応じて電子楽器により発生される楽音の特性を制御することができる電子楽器が知られている。特開平３−１２６０９２号公報（特許文献１）には、鍵の下方に、鍵の左側および右側それぞれに対向して圧力センサを備え、それぞれの圧力センサの出力を検出して発生する楽音の特性を制御する鍵盤装置が開示されている。
【０００３】
特開平６−８３３５３号公報（特許文献２）には、各鍵に鍵が押下されると鍵に当接する片持ち梁構造の弾性変形可能なストッパ部材が設けられ、このストッパ部材に上下および左右方向の応力若しくは変位を検出する歪みゲージが設けられて、上下および左右方向の圧力が検出される鍵盤装置が開示されている。
【特許文献１】特開平３−１２６０９２号公報
【特許文献２】特開平６−８３３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示された鍵盤装置では、鍵毎にセンサを配置しなければならず、製造コストが高くなるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、簡単な構成で製造コストを安くすることができる左右の押圧力を検出する鍵盤装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために、請求項１記載の鍵盤装置は、鍵が押下された場合に、鍵の押圧力に応じて電気的特性が変化する圧力センサ部を有するものであって、鍵下部の左端、右端にそれぞれ左押圧部および右押圧部を有する複数の鍵と、鍵が押下された場合に、前記鍵の左押圧部により押圧され、隣り合う複数の鍵に渡り一体に形成されている左感圧部と、前記鍵の右押圧部により押圧され、隣り合う複数の鍵に渡り一体に形成されている右感圧部と、その左感圧部および右感圧部に対向して配置されるとともに、左感圧部または右感圧部が鍵により押圧された場合に接触し、電気的に導通する共通電極とを備えている。
【０００７】
請求項２記載の鍵盤装置は、請求項１記載の鍵盤装置において、前記左感圧部または右感圧部は、各鍵の左押圧部または右押圧部にそれぞれ対向して配置される突出部と、その突出部を連結する連結部とにより構成され、前記共通電極は、前記突出部に対向して配置されているものである。
【０００８】
請求項３記載の鍵盤装置は、請求項２記載の鍵盤装置において、前記連結部は、複数の鍵の並び方向と平行に配置され、前記突出部は、鍵の長手方向に平行に連結部から突出し、且つ、鍵の回動支点から略等しい距離に左右の突出部が配置されているものである。
【０００９】
請求項４記載の鍵盤装置は、請求項１記載の鍵盤装置において、前記左感圧部および右感圧部は複数の鍵の並び方向と平行な直線状に形成され、且つ、鍵の支点から異なる距離に配置されるものであって、前記鍵の左押圧部は、前記左感圧部に対向し、前記鍵の右押圧部は、前記右感圧部に対向するように配置されている。
【００１０】
請求項５記載の鍵盤装置は、請求項１から４のいずれかに記載の鍵盤装置において、前記左感圧部および右感圧部は、帯状の１枚のフィルム上に形成されているものである。
【００１１】
請求項６記載の鍵盤装置は、請求項１から５のいずれかに記載の鍵盤装置において、前記左押圧部と右押圧部とは、鍵に作用する押圧力により単位面積当たりの押圧力が略同一となるように、押圧部の、幅または長さが異なるように形成されているものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の鍵盤装置によれば、鍵は、鍵下部の左端、右端にそれぞれ左押圧部および右押圧部を有し、鍵の左押圧部により押圧される左感圧部と、右押圧部により押圧される右感圧部と、その左感圧部および右感圧部に対向して配置される共通電極とを備えているので、鍵に左方向または右方向へ回転するような力を加えると、左感圧部と右感圧部は、それぞれ、押圧力に応じた電気信号を得ることができる。また、各鍵に対応する左感圧部および右感圧部は、それぞれ一体に形成されているので、各鍵毎に左感圧部と右感圧部とを設ける場合に比べ構成が簡単であり鍵盤装置に感圧部を容易に設置することができる。よって製造コストを低くすることができるという効果がある。
【００１３】
請求項２および３記載の鍵盤装置によれば、請求項１記載の鍵盤装置の奏する効果に加え、左感圧部または右感圧部は、各鍵の左押圧部または右押圧部にそれぞれ対向して配置される突出部と、その突出部を連結する連結部とにより構成され、前記共通電極は、前記突出部に対向する位置に配置されているので、鍵の押圧部に突起などを設ける必要がなく、平面に形成することができる。よって鍵の構造が簡単であり製造コストを低くすることができるという効果がある。
【００１４】
請求項４記載の鍵盤装置によれば、請求項１記載の鍵盤装置の奏する効果に加え、左感圧部および右感圧部は複数の鍵の並び方向と平行な直線状に形成され、且つ、鍵の支点から異なる距離に配置されるものであって、鍵の左押圧部は、左感圧部に対向し、鍵の右押圧部は、右感圧部に対向するように配置されているので、左感圧部および右感圧部は、突出部を有さず構造が簡単であるという効果がある。
【００１５】
請求項５記載の鍵盤装置によれば、請求項１から４のいずれかに記載の鍵盤装置の奏する効果に加え、左感圧部および右感圧部は、帯状の１枚のフィルム上に形成されているものであるので、左感圧部および右感圧部を鍵盤装置に固着する場合に、これらの感圧部が形成されてるフィルムを固着するだけでよく、容易に設置できるという効果がある。
【００１６】
請求項６記載の鍵盤装置によれば、請求項１から５のいずれかに記載の鍵盤装置の奏する効果に加え、左押圧部と右押圧部とは、鍵に作用する押圧力により単位面積当たりの押圧力が略同一となるように、押圧部の、幅または長さが異なるように形成されているので、鍵の形状により、左右の感圧部に加えられる力に差がある場合にも、均等に感圧部からの出力を得ることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施例による鍵盤装置１の構成を示す図である。白鍵２は、軸孔２ａが、シャシー４に固着された回動軸７を中心として回動するように形成され、常態ではコイルバネ８により、上方に付勢され、白鍵２のストッパ２ｂがシャシー４に設けられたクッション１０に当接して静止している。
【００１８】
白鍵２が上方から押圧されると、回動軸７を中心に下方に回動し、白鍵２のほぼ中央下部に設けられたアクチュエータ２ｃがスイッチ５を押下する。スイッチ５は、ゴムにより形成され、内部に押圧の初期の段階で導通する第１の接点と、押圧の後期段階で導通する第２の接点を有し、これらの二つの接点が導通する時間差を計測することにより、押鍵速度、または離鍵速度が得られる。このスイッチ５は、プリント配線基板６に固着され、プリント配線基板６に、接点が形成されている。
【００１９】
白鍵２が最下位置まで押下されると、ストッパ２ｂの近傍に設けられた圧力センサ部１１に白鍵２の下部２ｄ、２ｅ（図２参照）が当接する。圧力センサ部１１の近傍には、鍵が上下にスムーズに移動するように、鍵ガイド９が設けられ、鍵の内側に形成された側壁に沿って鍵が移動する。
【００２０】
白鍵２および黒鍵３は、ＡＢＳなどの樹脂により形成され、回動軸７から前方に延設されているため、左右方向や、時計方向または反時計方向へのねじれが発生するが、鍵ガイド９は、鍵が垂直方向に円滑に回動するように、鍵をガイドしている。この鍵ガイド９は、その外周をゴムなどの弾性体により形成しているので、鍵に左右方向の力が作用した場合に、この弾性体が撓み、左右方向への鍵のねじれ変形を所定の範囲で許容する。
【００２１】
圧力センサ部１１は、鍵の左側および右側それぞれの押圧力を検出する構造を有するものであり、図２および図３にその詳細を示す。
【００２２】
図２は、シャシー４の上に形成された圧力センサ部１１を示す平面図であって、一部の白鍵２と黒鍵３およびクッション２７、ベースフィルム２３を取り除き、感圧シートの形状を示している。図３は、図２におけるＡ−Ａ線断面図である。なお、図３では、白鍵２または黒鍵３を省略しているが、クッション２７の上方に位置し、鍵が押下されるとクッション２７に接触する。
【００２３】
図２に示すように、左感圧用共通電極２２は、鍵の並び方向に平行に配置される直線状の帯（連結部）であり、各鍵の左端下部に形成される左押圧部２ｄに対向する位置では、鍵の長手方向に突出する左感圧部（左突出部）２４Ｌを形成している。同様に、右感圧用共通電極２１は、鍵の並び方向に平行に配置される直線状の帯であり、各鍵の右端下部に形成される右押圧部２ｅに対向する位置では、鍵の長手方向に突出する右感圧部（右突出部）２４Ｒを形成している。左感圧用共通電極２２の連結部は、右感圧部２１の連結部より鍵の回動軸７より遠い位置に配置され、左感圧用共通電極２２の左感圧部２４Ｌは、回動軸７に近づく方向へ、右感圧用共通電極２１の右感圧部２４Ｒは、回動軸７から遠ざかる方向へ突出し、左感圧部２４Ｌと右感圧部２４Ｒとは、回動軸７からほぼ同一の距離に形成されている。なお、左感圧部２４Ｌと右感圧部２４Ｒは、感圧インクにより形成され、ベースフィルム２３上の左感圧用共通電極２１の突出部に印刷されることにより形成されるものである。
【００２４】
これらの左感圧部２４Ｌ、右感圧部２４Ｒの下方には、共通電極２６が配設され、常態では、スペーサ２５により、左感圧部２４Ｌ、右感圧部２４Ｒは、共通電極２６とは、間隔をおいて位置しているが、鍵が押圧されて、鍵の下部（押圧部）２ｄ、２ｅが左感圧部２４Ｌ、右感圧部２４Ｒが押下すると、左感圧部２４Ｌ、右感圧部２４Ｒは、この共通電極２６に接触する。鍵の押圧部２ｄ、２ｅは、図４にその断面を示すように逆Ｕ字型に形成され、図２において二点鎖線により鍵の下部２ｄ、２ｅの位置を示している。
【００２５】
図３の断面図に示すように、圧力センサ部１１は、鍵下部の左押圧部２ｄまたは右押圧部２ｅに当接するクッション２７と、そのクッション２７の下部に、左感圧用共通電極２２および右感圧用共通電極２１と、この左感圧用共通電極２２および右感圧用共通電極２１に左感圧部２４Ｌと右感圧部２４Ｒを形成する感圧インクが印刷されたベースフィルム２３と、そのベースフィルム２３とスペーサ２５により間隔を空けて配置されるベースフィルム２８とにより構成され、ベースフィルム２８には、共通電極２６が銀パターン等により形成されている。ベースフィルム２３、２８は、ＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート）フィルムなどが使用され、スペーサ２５は、シリコンインクなどがベースフィルム２３または２８に印刷すことにより形成される。したがって、鍵を押下するとベースフィルム２３が撓み、左感圧部２４Ｌと右感圧部２４Ｒとは共通電極２６と接触し、更に押圧力を増すと、感圧インクの電気抵抗が低下し、この抵抗値を測定することにより押圧力を検出することができる。なお、クッション２７は、ウレタン、フェルトなどの材質により形成されている。
【００２６】
上記のようにして構成された圧力センサ部１１は、ベースフィルム２８の下面とシャシー４との間に粘着材２９を介してシャシー４に固着される。したがって、ベースフィルム２３に感圧部２２および２１を印刷し、ベースフィルム２８に共通電極２６とスペーサを印刷して圧力センサを形成することができるので、圧力センサ部１１を簡単に製造することができる。さらに、製造された圧力センサ部１１は、シャシー４に粘着材２９により貼付するだけでよいので、少ない工程で製造することができる。よって製造コストを低くすることができる。
【００２７】
次に、鍵の押圧部の詳細について説明する。図４は、第１の実施例における白鍵２の押圧部の詳細を説明するための図であって、白鍵２の平面図が示すように、白鍵２は、隣り合う黒鍵３が、左側にあるもの、両側にあるもの、右側にあるものがあるために、鍵の先端の中央位置と、押圧部の中央位置とが異なる。図４に示す白鍵２は、黒鍵３が右隣りにのみある白鍵２であって、白鍵２の先端の中央線は、押圧部の中央線の左側に位置する。したがって、鍵の先端部を操作する場合には、右方向（時計回りに）傾斜しやすく、左方向に傾斜しにくい。一方、感圧部は、単位面積当たりの圧力により抵抗値が変化するため、右押圧部２ｅの厚さに比べ、左押圧部２ｄは、厚さを２ｆの部分を取り除いて薄く形成している。このことにより、左右均等に出力電圧を得ることができる。
【００２８】
次に、図５、６、７、８を参照して第２の実施例について説明する。図５は、鍵の側面図であって、図１と同じ構成には、同じ符号を付している。第１の実施例では、鍵下部に設けられた押圧部は、左用、右用とも同一の平面であったが、この第２実施例では、左押圧部４０および右押圧部４１は、鍵の回動軸７からの距離が異なる位置に、下方に突出して形成されている。
【００２９】
図６および図７に圧力センサ部１１の詳細を示す。この第２の実施例では、左感圧部３８および右感圧部３９は、突出部を有さない帯状に形成され、右感圧部３９は、鍵の回動軸７に近い側に配置され、左感圧部３８は、鍵の回動軸７から遠い側に、互いに平行に配置されている。鍵の左押圧部４０および右押圧部４１は、図６において二点鎖線で示すようにそれぞれ左感圧部３８、右感圧部３９に対向する位置に配置されている。
【００３０】
図７（ａ）の断面図に示すように、圧力センサ部１１は、鍵下部の左押圧部４０および右押圧部４１に当接するクッション３１と、そのクッション３１の下部に、左感圧部３８および右感圧部３９が印刷されたベースフィルム３２と、そのベースフィルム３２とスペーサ３４、３５により間隔を空けて配置されるベースフィルム３３とにより構成され、ベースフィルム３３には、共通電極３７が銀パターン等により形成されている。左感圧部３８および右感圧部３９は、ベースフィルム３２に電極３８ａ、３９ａを印刷し、その電極３８ａ、３９ａに感圧インク３８ｂ、３９ｂを印刷することにより形成されている。
【００３１】
図７（ｂ）は、クッション３１の変形例を示す図であって、左右それぞれ左クッション３１ａと右クッション３１ｂとにより形成され、それぞれのクッションは、左感圧部３８、右感圧部３９の上方に対応して配置されている。このことにより、左右に異なる大きさの力が作用した場合に、クッションによりそれぞれの力が伝搬することを防止することができるので、より正確に、左右それぞれの圧力を検出することができる。
【００３２】
図８は、第２の実施例における左押圧部４０および右押圧部４１を示すもので、左押圧部４０の回動軸からの距離Ｌ２と、右押圧部４１の回動軸７からの距離Ｌ１とが異なるために、鍵を押圧した時に、回動軸７からの距離が短い右押圧部４１に、回動軸７からの距離が遠い左押圧部４０より大きい力が作用する。従って、上記と同様に単位面積当たりの押圧力を均等にするために、右押圧部４１の長さＷ１を、左押圧部４０の長さＷ２より長く設定し、感圧部を押圧する面積を大きくしている。ただし、右押圧部４１の幅と左押圧部４０の幅とは同じものとする。
【００３３】
次に、以上のように構成した鍵盤装置において、鍵を操作することにより得られる左右の感圧部の出力について説明する。図９は、第２の実施例における白鍵２が操作される様子を模式的に示す図であって、一つの白鍵２の押圧部４０，４１の回動軸７から遠い位置での断面と、その白鍵２の右隣りに位置する黒鍵３とその黒鍵３の右隣りに位置する白鍵２の一部と、シャシー４と、クッション１０および圧力センサ部１１とを示している。（ａ）は、押圧される前の状態を示し（ｂ）は、鍵が押圧されて、鍵の押圧部４０、４１が圧力センサ部１１にほぼ平行に接触した状態を示している。
【００３４】
（ｃ）は、白鍵２に右方向（時計回り）への力が加えられ、右押圧部４１に加えられる力が、左押圧部４０に加えられる力より大きい場合を示している。また、（ｄ）は、（ｃ）とは逆に、白鍵２に左方向（反時計回り）への力が加えられ、左押圧部４０に加えられる力が、右押圧部４１に加えられる力より大きい場合を示している。
【００３５】
図１０（ａ）は、図９に示すような操作が行われた場合に、左感圧部３８および右感圧部３９により得られる電圧を示すもので、（ｂ）は、その電圧を検出する回路を示す。（ｂ）において、抵抗ａが左感圧部（または右感圧部）と共通電極との間の抵抗を示し、ｂは、固定抵抗器であって、ＯＵＴで示される端子と接地との間の電圧が出力され、（ａ）は、この出力電圧を示すものである。
【００３６】
鍵が、押下されていない状態では、共通電極と感圧部とは接触していないので、出力電圧は０であり、鍵が押下されて、共通電極と感圧部とが接触すると、抵抗値ａと抵抗値ｂにより分圧される電圧が出力される。押圧力が小さいと、抵抗値ａが大きく、低い電圧が出力され、押圧力が大きいと抵抗値ａ小さく、高い電圧が出力される。
（ａ）は、所定の周期で鍵に左右に回転する力を加えた場合の左右の感圧部により変化される電圧値を示している。この図から分かるように、左センサによる出力と右センサによる出力が、周期的に増減し、位相がほぼ逆になっている。したがって、この出力電圧を検出して、楽音の特性を変化させることができる。
【００３７】
以上のように、本発明の鍵盤装置は、鍵が押下されて左右方向に揺動するように操作された場合に、鍵の左側および右側にそれぞれ設けられた感圧部により押圧力を検出することができる。また、左感圧部および右感圧部は、それぞれ隣り合う複数の鍵に渡り一体に形成されているので鍵盤に設置する場合に、容易に設置することができる。
【００３８】
さらに、左感圧部および右感圧部は、一枚のベースフィルムに印刷により形成されているので、そのベースフィルムを鍵に対応して設置するだけでよく、鍵盤装置を容易に製造することができる。
【００３９】
以上、上記実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００４０】
例えば、上記実施例では、共通電極として、ベースフィルムに銀パターンを印刷するものとしたが、フレキシブル基板に電極パターンを貼付することにより形成したものでもよい。
【００４１】
また、上記実施例では、鍵の押圧部の断面は逆Ｕの字型として、Ｕの字の内部は空洞としたが、内部に空間を有さない長方形の断面としてもよい。
【００４２】
また、上記実施例では、鍵盤装置に複数の鍵域を設けることは言及していないが、鍵盤装置を複数の鍵域に分割し、鍵域毎にそれぞれ圧力センサ部を設けるようにしてもよい。また、白鍵および黒鍵それぞれに圧力センサ部を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による第１の実施例の鍵盤装置の構成を示す図である。
【図２】第１の実施例の圧力センサ部の構成を示す平面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】第１の実施例における鍵の押圧部の詳細を示す図である。
【図５】第２の実施例の鍵盤装置の構成を示す図である。
【図６】第２の実施例の圧力センサ部の構成を示す平面図である。
【図７】（ａ）は図５におけるＢ−Ｂ線断面図、（ｂ）はその変形例を示す図である。
【図８】第２の実施例における鍵の押圧部の詳細を示す図である。
【図９】鍵が圧力センサ部を押圧する様子を示す図である。
【図１０】（ａ）は、鍵が操作され圧力センサ部により検出される電圧の変化を示す図であり、（ｂ）は検出回路図である
【符号の説明】
【００４４】
１                  鍵盤装置
２                  白鍵
２ｄ                左押圧部
２ｅ                右押圧部
３                  黒鍵
１１                圧力センサ部
２１                右感圧用共通電極
２２                左感圧用共通電極
２４Ｌ              左感圧部
２４Ｒ              右感圧部
２３、２８、３２、３３  ベースフィルム
２５、３４、３５    スペーサ
２６、３７          共通電極
３８                左感圧部
３９                右感圧部
４０                左押圧部
４１                右押圧部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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