演奏操作装置转让专利
申请号 : CN202011229004.9
文献号 : CN112825246A
文献日 : 2021-05-21
发明人 : 田之上美智子 , 奥山福太郎
申请人 : 雅马哈株式会社
摘要 :
权利要求 :
1.一种演奏操作装置,其具有:可动部件,其与演奏动作相应地位移;
被检测部,其由磁体或者导体形成,设置于所述可动部件;以及信号生成部,其通过利用了线圈的滤波器根据基准信号而生成检测信号,且所述滤波器的频率响应与所述被检测部和所述线圈之间的距离相应地变化。
2.根据权利要求1所述的演奏操作装置,其中,所述线圈的中心轴的方向上的所述被检测部和所述线圈之间的距离,与所述可动部件的位移相应地变化。
3.根据权利要求1或2所述的演奏操作装置,其中,所述可动部件为由利用者进行操作的演奏操作件,所述被检测部是用于对所述利用者所感受的所述演奏操作件的操作感进行调整的调整锤。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的演奏操作装置,其中,所述线圈包含第1部分和第2部分,在所述第1部分中流动的电流的方向和在所述第2部分中流动的电流的方向为反方向。
5.根据权利要求4所述的演奏操作装置,其中,所述被检测部与所述第1部分及所述第2部分这两者相对。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的演奏操作装置,其中,所述滤波器是在所述基准信号中对超过截止频率的成分进行抑制的低通滤波器,所述截止频率与所述被检测部和所述线圈之间的距离相应地变化。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的演奏操作装置,其中,所述滤波器是在所述基准信号中对低于截止频率的成分进行抑制的高通滤波器,所述截止频率与所述被检测部和所述线圈之间的距离相应地变化。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的演奏操作装置,其中,所述滤波器是对所述基准信号中的阻带的成分进行抑制的带阻滤波器,所述阻带与所述被检测部和所述线圈之间的距离相应地变化。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的演奏操作装置,其中,具有生成声响信号的音控制部,该声响信号表示与所述检测信号的电平相对应的音。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的演奏操作装置,其中,所述被检测部包含线圈。
说明书 :
演奏操作装置
技术领域
背景技术
属板,对各键的位置进行检测。在以上的结构中,如果通过按键而金属板位移,则在线圈中
流动的电流变化。通过对在线圈中流动的电流进行检测,从而生成表示有无按键的检测信
号。
信号。考虑以上的情况,本发明的一个方式的目的在于,生成高精度地反映出在演奏中利用
的可动部件的微小位移的检测信号。
发明内容
信号生成部,其通过利用了线圈的滤波器根据基准信号而生成检测信号,且所述滤波器的
频率响应与所述被检测部和所述线圈之间的距离相应地变化。
附图说明
33…A/D变换器,34…音源电路,40…放音装置,50…调整锤,51…转动部,52…载荷部,60…
信号生成部,61、61A、61B…线圈,62、62A、62B…电容元件,63、63A、63B…电阻元件,91…击
弦机构,911…琴锤,912…传递机构,913…支撑部件,92…踏板机构,921…踏板,922…支撑
部件,923…弹性体。
具体实施方式
白键和黑键的多个键12构成。多个键12各自是与通过利用者进行的演奏动作相应地位移的
可动部件。检测系统20对各键12的位移进行检测。信息处理装置30生成与通过检测系统20
进行检测的结果相对应的声响信号V。声响信号V是表示与由利用者操作的键12相对应的音
高的乐音的信号。放音装置40对声响信号V所表示的声响进行放音。例如扬声器或者耳机被
利用为放音装置40。
支撑部件14包含第1面141和第2面142。第1面141是与键盘10相对的表面。第2面142是与第1
面141相反侧的表面。键盘10的各键12以在第1面141设置的支撑部13为支点而支撑于支撑
部件14。在键12的底面和支撑部件14的第1面141之间设置弹性体15。弹性体15对键12向铅
垂方向的上方施力。各键12的端部121通过由利用者进行的按键及放键而在铅垂方向位移。
部件14的第2面142向铅垂方向的下方凸出。另外,在支撑部件14的第2面142设置支撑部
144。支撑部144从第2面142向铅垂方向的下方凸出。
体)或者导体形成。具体地说,调整锤50例如由铁或者铁氧体(Ferrite)等磁性材料形成。
的锤状的部分,设置于转动部51的第1端部e1。第2端部e2支撑于连结部件123。调整锤50在
第1端部e1和第2端部e2之间能够旋转地支撑于支撑部144。通过以上的结构,调整锤50与键
12的位移相应地以支撑部144为支点进行旋转。即,铅垂方向上的载荷部52的位置与键12的
位移联动地变化。具体地说,载荷部52通过按键向铅垂方向的上方移动,通过放键向铅垂方
向的下方移动。通过如以上所述那样与键12的位移联动地使载荷部52移动,利用者在按键
时会察觉到适当的阻力感。
端部121的位移量。
荷部52在铅垂方向上相互隔开间隔而相对。信号生成部60和载荷部52之间的距离(线圈61
和载荷部52之间的距离)与键12中的端部121的位置Z相应地变化。
电容元件62连接于输出端子T2和接地线之间。信号生成部60是在向输入端子T1供给的信号
中对超过截止频率Fc的频带成分进行抑制的低通滤波器(LPF:Low-pass filter)。截止频
率Fc设定为与线圈61的电感系数L和电容元件62的电容系数C相对应的数值(Fc=1/(2π√
LC))。
和输出电路23。供给电路22向多个信号生成部60各自供给基准信号Q。基准信号Q是电平以
频率Fref变动的电压信号。例如正弦波等任意的波形的周期信号被利用为基准信号Q。基准
信号Q的频率Fref例如为1MHz左右。供给电路22针对各信号生成部60分时地供给基准信号
Q。具体地说,供给电路22是依次对多个信号生成部60分别进行选择,针对选择状态的信号
生成部60供给基准信号Q的解复用器。即,针对多个信号生成部60分别分时地供给基准信号
Q。此外,基准信号Q的周期与由供给电路22对1个信号生成部60进行选择的期间的时间长度
相比充分短。
准信号Q相同的周期变动的周期信号。
载荷部52从线圈61最远离的状态(以下称为“远离状态”)下的信号生成部60的频率响应X。
和线圈61之间的距离相应地变化。例如,载荷部52越接近线圈61,截止频率Fc越上升。因此,
与载荷部52和线圈61之间的距离相应地,相对于基准信号Q的频率Fref的增益G变化。例如,
在接近状态下相对于频率Fref的增益G为数值g1,与此相对,远离状态下的相对于频率Fref
的增益G为低于数值g1的数值g2。
20进行检测的被检测部。
频带B的下限值,相当于频率响应X2的截止频率Fc。频率fH是接近状态的频率响应X1的频带
B的上限值,相当于在频率响应X1中增益G成为0的频率。
信号Q的频率Fref位于范围W中的、频率响应X1的频带B和频率响应X2的频带B相互地重复的
范围wM内。但是,还设想下述结构,即,频率Fref位于范围W中的在频率响应X1下增益G恒定
(G=1)的范围wL内的结构,或者频率Fref位于范围W中的在频率响应X2下增益G恒定(G=0)
的范围wH内的结构。
对应的振幅电平δ的电压信号。如前所述,载荷部52和线圈61之间的距离与各键12的位置Z
联动,因此检测信号D表现为与多个键12各自的位置Z相对应的信号。由输出电路23生成的
检测信号D供给至信息处理装置30。
器33和音源电路34的计算机系统而实现的。A/D变换器33将从信号处理电路21供给的检测
信号D从模拟变换为数字。
(Digital Signal Processor)、FPGA(Field Programmable Gate Array)或者ASIC
(Application Specific Integrated Circuit)等大于或等于1种处理器构成。
介质构成。此外,也可以通过多种记录介质的组合而构成存储装置32。另外,也可以将能够
在键盘乐器100装卸的移动型的记录介质、或者键盘乐器100能够通信的外部记录介质(例
如在线储存器)利用为存储装置32。
进行指示。音源电路34生成表示从控制装置31指示的乐音的声响信号V。即,音源电路34生
成与检测信号D的振幅电平δ相对应的声响信号V。例如与振幅电平δ相应地对声响信号V的
音量进行控制。声响信号V从音源电路34供给至放音装置40,由此从放音装置40放音与由利
用者进行的演奏动作(各键12的按键或者放键)相对应的乐音。
部分612。第1部分611和第2部分612在俯视观察时形成于不同的区域。具体地说,第1部分
611和第2部分612沿键12的长度方向相互地相邻。
输入端子T1连接,端部Eb2与输出端子T2连接。另外,端部Ea1和端部Eb1经由中继配线614相
互地连接。
方向C1相反的方向C2的电流在第2部分612流动。因此,如图7所例示那样,在第1部分611和
第2部分612产生反方向的磁场。即,形成从第1部分611及第2部分612的一者朝向另一者的
磁场。根据以上的结构,遍及相互地相邻的各键12之间的磁场的扩散减少。因此,生成高精
度地反映出多个键12各自的位置Z的检测信号D。
对由第1部分611形成的磁场和由第2部分612形成的磁场这两者产生影响。因此,能够对高
精度地反映出键12的微小位移的检测信号D进行检测这样的前述的效果是显著的。
与各键12的位置Z相对应的检测信号D。在以上的结构中,检测信号D的振幅电平δ与信号生
成部60的频率响应X相应地变化,因此能够相对于键12的位移而使检测信号D的电平大幅地
变化。因此,具有能够生成高精度地反映出各键12的微小位移的检测信号D的优点。
圈61相对地移动的结构(即,线圈61的中心轴的方向上的载荷部52和线圈61之间的距离不
变化的结构)相比较,能够相对于各键12的位移而使检测信号D的振幅电平δ大幅地变化。
而另外设置被检测部的结构相比较,还具有键盘乐器100的结构简化的优点。
说明。
于输入端子T1和输出端子T2之间。与图6的例示同样地,线圈61包含电流的方向相互为反方
向的第1部分611和第2部分612。电阻元件63连接于输出端子T2和接地线之间。
电阻元件63的电阻R相对应的数值(Fc=R/(2πL))。在第2实施方式中也能实现与第1实施方
式相同的效果。
连接于输入端子T1和输出端子T2之间。线圈61连接于输出端子T2和接地线之间。与图6的例
示同样地,线圈61包含电流的方向相互为反方向的第1部分611和第2部分612。
的基准信号Q中对低于截止频率Fc的频带成分进行抑制的高通滤波器(HPF:High-pass
filter)。截止频率Fc设定为与线圈61的自感系数L和电容元件62的电容系数C相对应的数
值(Fc=1/(2π√LC))。
的距离相应地,相对于基准信号Q的频率Fref的增益G变化。例如,在接近状态下相对于频率
Fref的增益G为数值g1,与此相对,远离状态下的相对于频率Fref的增益G为超过数值g1的
数值g2。因此,从信号生成部60的输出端子T2输出与载荷部52和线圈61之间的距离相对应
的振幅电平δ的检测信号d。在第3实施方式中也能实现与第1实施方式相同的效果。
频带B的下限值,相当于在频率响应X2中增益G成为0的频率。频率fH是接近状态的频率响应
X1的频带B的上限值,相当于频率响应X1中的截止频率Fc。
信号Q的频率Fref位于范围W中的、频率响应X1的频带B和频率响应X2中的频带B相互地重叠
的范围wM内。但是,还设想下述结构,即,频率Fref位于范围W中的在频率响应X1中增益G恒
定(G=0)的范围wL内的结构,或者频率Fref位于范围W中的在频率响应X2中增益G恒定(G=
1)的范围wH内的结构。
件63B的滤波器。电阻元件63A连接于输入端子T1和输出端子T2之间。线圈61、电容元件62和
电阻元件63B连接于输出端子T2和接地线之间。与图6的例示同样地,线圈61包含电流的方
向相互为反方向的第1部分611和第2部分612。
准信号Q中的频带(阻带)B的成分进行抑制的带阻滤波器(BEF:band elimination
filter)。具体地说,信号生成部60是频带B充分窄的陷波滤波器。
部60的频带B向越高频率侧移动。因此,与载荷部52和线圈61之间的距离相应地,相对于基
准信号Q的频率Fref的增益G变化。例如,在接近状态下相对于频率Fref的增益G为数值g1,
与此相对,远离状态下的相对于频率Fref的增益G为超过数值g1的数值g2。因此,与第1实施
方式同样地,从信号生成部60的输出端子T2输出与载荷部52和线圈61之间的距离相对应的
振幅电平δ的检测信号d。此外,对该频率Fref、线圈61的自感系数L和电容元件62的电容系
数C进行设定,以使得在接近状态及远离状态的任意状态下基准信号Q的频率Fref都内含于
频带b。频带b是在频带B内增益G相对于频率而增加的范围。此外,也可以将相对于频率而增
益G减小的范围作为频带b。另外,也可以在频率响应X1及频率响应X2的一者中在增益G恒定
的范围内设定基准信号Q的频率Fref。
与第1实施方式相比较,根据第4实施方式容易确保接近状态和远离状态之间的增益G的变
化量(进而是振幅电平δ的变化量)。即,具有能够生成高精度地反映出各键12的微小位移的
检测信号D的优点。
62B的低通滤波器。具体地说,第5实施方式的信号生成部60是将在第1实施方式中例示出的
低通滤波器的多级(具体地说为2级)相互地连接的结构。
中例示出的第1部分611,线圈61B是在图6中例示出的第2部分612。即,在线圈61A中流动的
电流的方向和在线圈61B中流动的电流的方向相互为反方向。如以上例示那样,线圈61A及
线圈61B相当于在第1实施方式中例示出的1个线圈61。电容元件62A连接于连接点N和接地
线之间,电容元件62B连接于输出端子T2和接地线之间。
急剧。因此,与第1实施方式相比较,根据第5实施方式容易确保接近状态和远离状态之间的
增益G的变化量ΔG(进而是振幅电平δ的变化量)。根据以上的结构,具有能够生成高精度地
反映出各键12的微小位移的检测信号D的优点。
62B的高通滤波器。具体地说,第6实施方式的信号生成部60是将在第3实施方式中例示出的
高通滤波器的多级(具体地说为2级)相互地连接的结构。
间。线圈61A连接于连接点N和接地线之间。线圈61B连接于输出端子T2和接地线之间。线圈
61A是在图6中例示出的第1部分611,线圈61B是在图6中例示出的第2部分612。即,在线圈
61A中流动的电流的方向和在线圈61B中流动的电流的方向相互为反方向。如以上例示那
样,线圈61A及线圈61B相当于在第1实施方式中例示出的1个线圈61。
是急剧的。因此,与第3实施方式相比较,根据第6实施方式容易确保接近状态和远离状态之
间的增益G的变化量(进而是振幅电平δ的变化量)。根据以上的结构,具有能够生成高精度
地反映出各键12的微小位移的检测信号D的优点。
612的线圈61构成。
于键12的配重(Counter weight)利用为调整锤50。调整锤50例如由磁体或者导体形成。在
图17的结构中,在支撑部件14的第1面141设置信号生成部60。调整锤50和信号生成部60之
间的距离与键12的位置Z相应地变化。因此,与前述的各方式同样地,由信号处理电路21生
成与各键12的位置Z相对应的检测信号D。
构,这并不是必须的。即,也可以独立于键盘乐器100所需的要素而另外设置被检测部。
面。线圈55例如由在配线基板的表面由磁体或者导体形成的配线图案构成,构成通过与线
圈61的相互感应而共振的共振电路。
沿键12的长度方向相互地相邻。
端部Ed2相互连接。另外,端部Ec1和端部Ed1经由中继配线553相互连接。
场。在线圈61产生的磁场与线圈55和线圈61之间的距离相应地变化。因此,从信号生成部60
的输出端子T2输出与线圈55和线圈61之间的距离相对应的振幅电平δ的检测信号d。即,与
前述的各方式同样地,生成与键12的位置Z相对应的检测信号D。
场。即,形成从第1部分551及第2部分552的一者朝向另一者的磁场。根据以上的结构,遍及
相互地相邻的各键12之间的磁场的扩散减少。因此,生成高精度地反映出多个键12各自的
位置Z的检测信号D。
方式。
构。具体地说,击弦机构91针对每个键12具有:琴锤911,其通过转动而能够击弦;以及传递
机构912(例如联动器(Wippen)、升降器(Jack)、震奏杆(Repetition lever)等),其与键12
的位移联动地使琴锤911转动。在以上的结构中,检测系统20对琴锤911的位移进行检测。具
体地说,由磁体或者导体形成的被检测部54设置于琴锤911(例如琴锤柄)。另一方面,信号
生成部60设置于支撑部件913。支撑部件913例如是对击弦机构91进行支撑的构造体。另外,
也可以在击弦机构91中的琴锤911以外的部件设置被检测部54。
行支撑;以及弹性体923,其向铅垂方向的上方对踏板921进行施力。在以上的结构中,检测
系统20对踏板921的位移进行检测。具体地说,被检测部54设置于踏板921的底面。另一方
面,信号生成部60以与被检测部54相对的方式设置于支撑部件922。此外,利用踏板机构92
的乐器并不限定于键盘乐器100。例如在打击乐器等任意的乐器中也能利用相同结构的踏
板机构92。
操作件以外,还包含与针对演奏操作件的操作联动地位移的琴锤911等构造体。但是,本发
明中的可动部件并不限定于与演奏动作相应地位移的部件。即,可动部件统括地表现为与
产生位移的触发无关而能够位移的部件。
对键盘乐器100的演奏内容进行记录而利用。
各方式的例示那样具有音源电路34或者发音机构的乐器(键盘乐器100)以外,不具有音源
电路34或者发音机构的设备(例如MIDI控制器或者前述的踏板机构92)也包含于演奏操作
装置的概念。即,本发明中的演奏操作装置统括地表现为演奏者(操作者)为了演奏而进行
操作的装置。
及第2部分612的一者)形成。
31实现音源电路34的功能。生成表示与检测信号D的电平相对应的音的声响信号V的要素
(音源电路34或者控制装置31)统括地表现为“音控制部”。
基体设置由磁性材料或者导电材料形成的被检测部而构成调整锤50。被检测部例如可以与
基体一体成型,也可以通过粘接剂等固定于基体。
的面积(以下称为“相对面积”)与演奏动作相应地变化。即,在本发明中,只要是线圈61和被
检测部之间的距离或者相对面积与演奏动作相应地变化,由于该变化而使滤波器的频率响
应变化的结构即可。
通过利用了线圈的滤波器根据基准信号而生成检测信号,且所述滤波器的频率响应与所述
被检测部和所述线圈之间的距离相应地变化。根据以上的方式,滤波器相对于基准信号的
频率响应与被检测部和线圈之间的距离相应地变化,因此生成与该距离相对应的电平的检
测信号。即,生成与可动部件的位置相对应的检测信号。在以上的结构中,检测信号的电平
与滤波器的频率响应相应地变化,因此能够使检测信号的电平相对于可动部件的位移而大
幅度变化。因此,具有能够生成高精度地反映出可动部件的微小位移的检测信号的优点。
典型情况下是指被检测部和线圈之间的最短距离。因此,在被检测部以固定的中心轴为中
心进行旋转的结构(即中心轴不移动的结构)中,被检测部和线圈之间的距离也能变化。
轴垂直的面内被检测部和线圈相对地移动的结构(即,线圈的中心轴的方向上的被检测部
和线圈之间的距离不变化的结构)相比较,能够使检测信号的电平相对于可动部件的位移
而大幅地变化。
的调整锤。根据以上的方式,将用于对演奏操作件的操作感进行调整的调整锤兼用为被检
测部,因此与独立于调整锤而另外设置被检测部的结构相比较,简化演奏操作装置的结构。
根据以上的方式,在第1部分和第2部分产生反方向的磁场,因此从线圈相对于周围的磁场
扩散减少。因此,在与不同的可动部件相对应的多个线圈相互地接近的结构中,能够生成高
精度地反映出多个可动部件各自的位移的检测信号。
精度地反映出可动部件的微小位移的检测信号这样的前述的效果特别地显著。此外,无需
在可动部件进行位移的整个范围,被检测部与第1部分及第2部分这两者相对。即,只要在可
动部件处于特定的位置(例如被检测部与线圈最接近的位置)的状态下被检测部与第1部分
及第2部分这两者相对即可。
圈之间的距离相应地变化。
圈之间的距离相应地变化。
相应地变化。
生成高精度地反映出可动部件的微小位移的检测信号,因此能够生成反映出可动部件的微
小位移的声响信号。