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公開番号2024050932
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-10
出願番号2024021773,2020139332
出願日2024-02-16,2020-08-20
発明の名称変位量検出装置、変位量検出方法および操作情報出力装置
出願人ヤマハ株式会社
代理人弁理士法人旺知国際特許事務所
主分類G01B 7/00 20060101AFI20240403BHJP(測定;試験)
要約【課題】可動部材の変位量の検出に際し、長期的な信頼性を得られやすくする。
【解決手段】変位量検出装置は、可動部材の変位量を検出する変位量検出装置であって、可動部材に設置された第1コイルを含む第1回路と、電流の供給により磁界を発生する第2コイルを含み、第1コイルに対向する第2コイルとの相対位置に応じたレベルの検出信号を出力する第2回路と、第1コイルおよび第2コイルの距離が第1値である状態のもとで電流が第2コイルに供給されたときに第2回路から出力されるべき検出信号の第1レベルと、距離が第1値とは異なる第2値である状態のもとで電流が第2コイルに供給されたときに第2回路から出力されるべき検出信号の第2レベルとに基づいて検出信号を補正し、当該補正した検出信号に基づいて変位量を算出する情報処理装置とを具備する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
可動部材の変位量を検出する変位量検出装置であって、
前記可動部材に設置された第１コイルを含む第１回路と、
電流の供給により磁界を発生する第２コイルを含み、前記第１コイルに対向する前記第２コイルとの相対位置に応じたレベルの検出信号を出力する第２回路と、
前記第１コイルおよび前記第２コイルの距離が第１値である状態のもとで前記電流が前記第２コイルに供給されたときに前記第２回路から出力されるべき前記検出信号の第１レベルと、前記距離が前記第１値とは異なる第２値である状態のもとで前記電流が前記第２コイルに供給されたときに前記第２回路から出力されるべき前記検出信号の第２レベルとに基づいて前記検出信号を補正し、当該補正した検出信号に基づいて前記変位量を算出する情報処理装置と
を具備する変位量検出装置。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記情報処理装置は、
前記距離と前記検出信号のレベルとの間の特性を、前記第１値と前記第１レベルとが対応し、かつ、前記第２値と前記第２レベルとが対応するように設定し、
前記第２回路から出力された前記検出信号のレベルに前記特性のもとで対応する前記距離を特定し、前記距離に応じて前記変位量を算出する
請求項１の変位量検出装置。
【請求項３】
前記可動部材は、第１位置と第２位置との間で移動可能であり、
前記特性において、
前記第１位置に対応する距離は、前記第１値と前記第２値との間の第３値であり、
前記第２位置に対応する距離は、前記第３値と前記第２値との間の第４値である
請求項２の変位量検出装置。
【請求項４】
前記第１コイルおよび前記第２コイルの距離が前記第１値である状態における前記第２回路の等価回路をさらに有し、
前記第１レベルは、
前記第１回路が存在しない状態において前記電流が前記第２コイルに供給されたときに前記第２回路から出力される前記検出信号のレベルと、
当該変位量検出装置が使用される装置の電源が投入された直後の初期状態において前記電流が前記等価回路に供給されたときに当該等価回路から出力される信号のレベルと、
前記装置の使用状態において前記電流が前記等価回路に供給されたときに当該等価回路から出力される信号のレベルと
に応じて設定される
請求項１から請求項３の何れかの変位量検出装置。
【請求項５】
前記可動部材は、複数であり、
前記複数の可動部材の各々に、一の第１回路が設置され、
当該一の第１回路に対応して、一の第２回路が設置され、
前記情報処理装置は、前記複数の可動部材の変位量を、時分割で算出する
請求項１の変位量検出装置。
【請求項６】
前記電流を、２以上の第２回路に時分割で分配するデマルチプレクサと、
前記デマルチプレクサにより電流が供給された第２回路から検出信号を集約して、前記情報処理装置に出力するマルチプレクサと
を含む請求項５の変位量検出装置。
【請求項７】
前記デマルチプレクサおよび前記マルチプレクサは、１組以上であり、
前記第１等価回路および前記第２等価回路の１組は、
前記デマルチプレクサおよび前記マルチプレクサの１組に対して、または、
前記デマルチプレクサおよび前記マルチプレクサの複数組に対して、設けられる
請求項６の変位量検出装置。
【請求項８】
前記マルチプレクサで集約された検出信号を、整流および平滑化して、前記情報処理装置に供給する整流平滑化回路
を含む請求項６または請求項７の変位量検出装置。
【請求項９】
可動部材の変位を、
前記可動部材に設置された第１コイルを含む第１回路と、
電流の供給により磁界を発生する第２コイルを含み、前記第１コイルに対向する前記第２コイルとの相対位置に応じたレベルの検出信号を出力する第２回路と、
を用いて検出する変位量検出方法であって、
前記第１コイルおよび前記第２コイルの距離が第１値である状態のもとで前記電流が前記第２コイルに供給されたときに前記第２回路から出力されるべき前記検出信号の第１レベルと、前記距離が前記第１値とは異なる第２値である状態のもとで前記電流が前記第２コイルに供給されたときに前記第２回路から出力されるべき前記検出信号の第２レベルとに基づいて前記検出信号を補正するステップと、
当該補正した検出信号に基づいて前記変位量を算出するステップと
を含む変位量検出方法。
【請求項１０】
操作子と、
前記操作子に設置された第１コイルを含む第１回路と、
電流の供給により磁界を発生する第２コイルを含み、前記第１コイルに対向する前記第２コイルとの相対位置に応じたレベルの検出信号を出力する第２回路と、
前記第１コイルおよび前記第２コイルの距離が第１値である状態のもとで前記電流が前記第２コイルに供給されたときに前記第２回路から出力されるべき前記検出信号の第１レベルと、前記距離が前記第１値とは異なる第２値である状態のもとで前記電流が前記第２コイルに供給されたときに前記第２回路から出力されるべき前記検出信号の第２レベルとに基づいて前記検出信号を補正し、当該補正した検出信号に基づいて前記操作子の操作情報を出力する情報処理装置と
を具備する操作情報出力装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、変位量検出装置、変位量検出方法および操作情報出力装置に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、可動部材の変位量を検出するための各種の技術が提案されている。例えば、可動部材を鍵盤楽器の鍵とした場合に、当該鍵の変位量、すなわち押下量に応じて透過量が変化する光学要素（例えばグレースケール）を設置し、センサーにより透過量を測定することで、鍵の押下量などの情報を得る技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００５－１９５６１８号公報
【発明の概要】
【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に記載された技術では、グレースケールのような繊細な光学要素が必要となるので、衝撃や、振動、汚損に敏感となり、長期的な信頼性が得られにくい。このような事情を考慮して、本開示のひとつの態様は、長期的な信頼性が得られやすい変位量検出装置等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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本開示の一態様に係る変位量検出装置は、可動部材の変位量を検出する変位量検出装置であって、前記可動部材に設置された第１コイルを含む第１回路と、電流の供給により磁界を発生する第２コイルを含み、前記第１コイルに対向する前記第２コイルとの相対位置に応じたレベルの検出信号を出力する第２回路と、前記第１コイルおよび前記第２コイルの距離が第１値である状態のもとで前記電流が前記第２コイルに供給されたときに前記第２回路から出力されるべき前記検出信号の第１レベルと、前記距離が前記第１値とは異なる第２値である状態のもとで前記電流が前記第２コイルに供給されたときに前記第２回路から出力されるべき前記検出信号の第２レベルとに基づいて前記検出信号を補正し、当該補正した検出信号に基づいて前記変位量を算出する情報処理装置とを具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
実施形態に係る変位量検出装置を適用した鍵盤楽器の構成を示す図である。
鍵盤楽器における第１基板回路と第２基板回路とによる検出回路を示す図である。
検出信号の出力特性の一例を示す図である。
正規化した検出信号の出力特性の一例を示す図である。
鍵盤楽器において検出回路を含む回路全体の構成を示すブロック図である。
鍵盤楽器における情報処理装置の構成を示すブロック図である。
情報処理装置の動作を示すフローチャートである。
情報処理装置の動作を示すフローチャートである。
第１等価回路の一例を示す図である。
第２等価回路を説明するための図である。
第２等価回路を説明するための図である。
第２等価回路を説明するための図である。
第２等価回路を説明するための図である。
第２等価回路を説明するための図である。
第２等価回路を説明するための図である。
第２等価回路を説明するための図である。
第２等価回路の一例を示す図である。
第２等価回路の別例を示す図である
変位量検出装置を鍵盤楽器の打弦機構に適用した例を示す図である。
変位量検出装置を鍵盤楽器のペダル機構に適用した例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本開示の実施形態に係る変位量検出装置を適用した鍵盤楽器について説明する。鍵盤楽器は、例えば白鍵と黒鍵とを含む複数（例えば８８個）の鍵を有し、各鍵の変位量を検出して、当該変位量に基づいて各鍵の操作情報を出力する。
【０００８】
図１は、鍵盤楽器１０における鍵盤の構成の一例を示す図である。鍵盤における１つの鍵１２は、支点部１３を支点として支持部材１４に、揺動自在に支持される。具体的には、鍵１２の端部１２１は、利用者による鍵１２の操作により図において鉛直方向に変位する。支持部材１４は、鍵盤の各要素を支持する固定の構造体である。鍵１２は、図示省略されたバネ等の弾性により図において支点部１３を中心に反時計回りに付勢されている。利用者が鍵１２を操作しない状態であれば、当該鍵１２はストッパーＳrにより図において実線のレスト位置で静止し、押鍵時には、ストッパーＳeにより図において破線のエンド位置まで変位する。
【０００９】
鍵１２の底面１２２において、支点部１３を基準として端部１２１の反対側には、第１基板回路５０が設置される。第１基板回路５０には、平面状の第１コイル５０１が含まれる。
支持部材１４には、第２基板回路６０が設置される。第２基板回路６０には、平面状の第２コイル６０１が含まれる。第１基板回路５０および第２基板回路６０は、第１コイル５０１および第２コイル６０１が互いに対向する位置に設置される。なお、第１基板回路５０および第２基板回路６０によって、後述する検出回路が構成される。
また、図１は、鍵１２の一例として白鍵を挙げて説明しているが、黒鍵についても、第１基板回路５０および第２基板回路６０が同様に設置される。
【００１０】
鍵１２の端部１２１において、始点のレスト位置Ｒstから終点のエンド位置Ｅndまでの変位量をｄとする。また、第１コイル５０１の中心と第２コイル６０１の中心との距離をＺとする。変位量ｄおよび距離Ｚは、変位量ｄが大きくなるにつれて距離Ｚも大きくなる関係にある。
なお、変位量ｄは、レスト位置Ｒstにおける最小値のゼロからエンド位置Ｅndにおける有限値までの値をとり得るが、距離Ｚは、レスト位置Ｒstに相当する値（Ｚrst）から、エンド位置Ｅndに相当する値（Ｚend）までの値をとり得る。
また、支点部１３を基準として端部１２１と同じ側に、第１基板回路５０および第２基板回路６０を設置してもよい。このように設置した場合には、変位量ｄおよび距離Ｚは、変位量ｄが大きくなるにつれて距離Ｚが小さくなる関係になる。
（【００１１】以降は省略されています）

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