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公開番号2025013574
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2024195183,2023522649
出願日2024-11-07,2022-05-16
発明の名称操作位置出力装置、操作位置出力方法およびプログラム
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G10H 1/34 20060101AFI20250117BHJP(楽器;音響)
要約【課題】可動部材の位置検出の精度を高める。
【解決手段】固定部材と、ユーザの操作に応じて可動範囲内で前記固定部材に対して変位する可動部材と、可動部材に設置される被検出部材と、固定部材に配置され、可動範囲内における前記可動部材の位置に応じた値の検出信号を出力する検出回路と、検出信号の値と前記可動部材の位置との対応関係に基づいて、前記検出信号の値に応じた前記可動部材の位置を示す位置データを生成する生成部と、可動部材の位置が可動範囲内の所定位置である場合の検出信号の値と、可動部材がない状態の検出信号の値とに基づいて、対応関係を校正する校正部と、を備える。
【選択図】図13
特許請求の範囲【請求項１】
固定部材と、
ユーザの操作に応じて可動範囲内で前記固定部材に対して変位する可動部材と、
前記可動部材に設置される被検出部材と、
前記固定部材に配置され、前記可動範囲内における前記可動部材の位置に応じた値の検出信号を出力する検出回路と、
前記検出信号の値と前記可動部材の位置との対応関係に基づいて、前記検出信号の値に応じた前記可動部材の位置を示す位置データを生成する生成部と、
前記可動部材の位置が前記可動範囲内の所定位置である場合の前記検出信号の値と、前記可動部材がない状態の前記検出信号の値とに基づいて、前記対応関係を校正する校正部と、
を備える操作位置出力装置。
続きを表示（約 2,300 文字）【請求項２】
ユーザの操作に応じて可動範囲内で変位する可動部材に設置される被検出部材と、
前記被検出部材の変位を検出するための検出回路であって、前記可動範囲内における前記被検出部材の位置に応じた値の検出信号を出力する磁気誘導型の検出回路と、
前記被検出部材の位置が変位範囲内の所定位置である場合の前記検出信号の値と、前記被検出部材がない状態の前記検出信号の値とに基づいて、前記検出信号の値と前記被検出部材の位置との対応関係を校正する校正部と、
を備える操作位置出力装置。
【請求項３】
前記検出回路はコイルを含み、
前記所定位置は、前記可動範囲内において前記被検出部材と前記コイルとの距離が最小となる位置である請求項１または２に記載の操作位置出力装置。
【請求項４】
前記可動部材は、前記ユーザの操作に応じて可動範囲内で変位するＫ（Ｋは２以上の整数）個の可動部材のうちの一つであり、
前記被検出部材は、前記Ｋ個の可動部材と１対１に対応するＫ個の被検出部材のうち一つであり、
前記Ｋ個の被検出部材は１対１に対応する前記Ｋ個の可動部材に設置され、
前記検出回路は、前記Ｋ個の被検出部材と１対１に対応する前記Ｋ個の検出回路のうちの一つであり、
前記校正部は、前記Ｋ個の可動部材の各々の位置が前記可動範囲内の前記所定位置である状態において前記Ｋ個の検出回路から出力されるＫ個の検出信号の値に基づいて、前記Ｋ個の可動部材の各々について前記対応関係を校正する、
請求項１または２に記載の操作位置出力装置。
【請求項５】
前記可動部材は、前記ユーザの操作に応じて可動範囲内で変位するＫ（Ｋは２以上の整数）個の可動部材のうちの一つであり、
前記被検出部材は、前記Ｋ個の可動部材と１対１に対応するＫ個の被検出部材のうち一つであり、
前記Ｋ個の被検出部材は１対１に対応する前記Ｋ個の可動部材に設置され、
前記検出回路は、前記Ｋ個の被検出部材と１対１に対応する前記Ｋ個の検出回路のうちの一つであり、
前記校正部は、前記Ｋ個の可動部材の各々の位置が前記可動範囲内の前記所定位置である状態において前記Ｋ個の検出回路から出力されるＫ個の検出信号について、前記値の平均値を算出し、算出された平均値に基づいて対応関係を校正する、
請求項１または２に記載の操作位置出力装置。
【請求項６】
固定部材と、
ユーザの操作に応じて可動範囲内で前記固定部材に対して変位する可動部材と、
前記可動部材に設置される被検出部材と、
を備える操作装置の操作位置出力方法であって、
前記固定部材に配置され、前記可動範囲内における前記可動部材の位置に応じた値の検出信号を検出回路が出力し、
前記検出信号の値と前記可動部材の位置との対応関係に基づいて、前記検出信号の値に応じた前記可動部材の位置を示す位置データを生成し、
前記可動部材の位置が前記可動範囲内の所定位置である場合の前記検出信号の値と、前記可動部材がない状態の前記検出信号の値とに基づいて、前記対応関係を校正する、
操作位置出力方法。
【請求項７】
ユーザの操作に応じて可動範囲内で変位する可動部材に設置される被検出部材、
を備える操作装置の操作位置出力方法であって、
前記被検出部材の変位を検出するための検出回路であって、磁気誘導型の検出回路が、
前記可動範囲内における前記被検出部材の位置に応じた値の検出信号を出力し、
前記被検出部材の位置が変位範囲内の所定位置である場合の前記検出信号の値と、前記被検出部材がない状態の前記検出信号の値とに基づいて、前記検出信号の値と前記被検出部材の位置との対応関係を校正する、
を備える操作位置出力方法。
【請求項８】
固定部材と、
ユーザの操作に応じて可動範囲内で前記固定部材に対して変位する可動部材と、
前記可動部材に設置される被検出部材と、
前記固定部材に配置され、前記可動範囲内における前記可動部材の位置に応じた値の検出信号を出力する検出回路と、
を備える操作装置の操作位置を出力するコンピューターを、
前記検出信号の値と前記可動部材の位置との対応関係に基づいて、前記検出信号の値に応じた前記可動部材の位置を示す位置データを生成する生成部、および、
前記可動部材の位置が前記可動範囲内の所定位置である場合の前記検出信号の値と、前記可動部材がない状態の前記検出信号の値とに基づいて、前記対応関係を校正する校正部、
として機能させるプログラム。
【請求項９】
ユーザの操作に応じて可動範囲内で変位する可動部材に設置される被検出部材と、
前記被検出部材の変位を検出するための検出回路であって、前記可動範囲内における前記被検出部材の位置に応じた値の検出信号を出力する磁気誘導型の検出回路と、
を備える操作装置の操作位置を出力するコンピューターを、
前記被検出部材の位置が変位範囲内の所定位置である場合の前記検出信号の値と、前記被検出部材がない状態の前記検出信号の値とに基づいて、前記検出信号の値と前記被検出部材の位置との対応関係を校正する校正部、
として機能させるプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、操作位置を出力する技術に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば鍵盤楽器における鍵等の可動部材の変位を検出するための各種の技術が従来から提案されている。特許文献１には、固定部材に設置された励磁コイル及び位置検出コイルと、固定部材に対して移動する可動部材に設置された被励磁コイルとを利用して、可動部材の位置を検出する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０２１－５０８３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の構成において、励磁コイル及び位置検出コイルは固定部材に配置され、被励磁コイルは可動部材に配置される。励磁コイル及び位置検出コイルと、被励磁コイルとの相対的な位置は、取付位置によってばらつく。位置検出コイルと被励磁コイルとの相対的な位置にばらつきがあると、可動部材の位置を正確に検出できないといった問題があった。
本開示は、コイル等の位置のばらつきを吸収することによって、可動部材の位置の検出精度を向上することを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するために、本開示のひとつの態様に係る楽器は、固定部材と、楽器の演奏動作に応じて可動範囲内で前記固定部材に対して変位する可動部材と、前記可動部材に設置され、磁性体又は導体を有する被検出回路と、前記固定部材に配置されたコイルを有し、前記被検出回路と前記コイルとの距離に応じた電圧となる検出信号を出力する検出回路と、前記検出信号の電圧と前記可動部材の位置との対応関係に基づいて、前記可動部材の位置を示す位置データを生成する生成部と、前記可動部材の位置が前記可動範囲内の所定位置である場合の前記電圧の値に基づいて、前記対応関係を校正する校正部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
第１実施形態における鍵盤楽器の構成を例示するブロック図である。
鍵盤楽器の構成を例示するブロック図である。
検出回路及び被検出回路の回路図である。
駆動回路の構成を例示するブロック図である。
信号変換部の平面図である。
図５におけるａ線の断面図である。
信号変換部に発生する磁界の説明図である。
被検出回路における共振回路の具体的な構成を例示する回路図である。
被検出回路の平面図である。
図９におけるｂ－ｂ線の断面図である。
コイルＬａの法線方向からの平面視において、コイルＬａの中心軸Ｃ１とコイルＬｂの中心軸Ｃ２との間のズレ量Δｒを説明するための説明図である。
距離Ｄと電圧Ｅとの関係を示す特性Ｎ０、Ｎ１、及びＮ２を示すグラフである。
正規化特性Ｎを示すグラフである。
制御装置３１の機能を示す機能ブロック図である。
電圧Ｅと正規化電圧Ｅｎとの関係を示すグラフである。
制御装置３１の校正モードにおける動作を示すフローチャートである。
制御装置３１の演奏モードにおける動作を示すフローチャートである。
コイルＬａとコイルＬｂとの距離Ｄが１ｍｍである場合の、ズレ量Δｒと電圧Ｅとの関係を示すグラフである。
ズレ量Δｒと電圧値Ｅ６との関係を示す曲線Ｃ６、ズレ量Δｒと電圧値Ｅ１との関係を示す曲線Ｃ１とを示す。打弦機構の模式図である。
距離Ｄに対する電圧Ｅの正規化した傾きを示すグラフである。
鍵盤楽器１００の鍵盤機構４Ａに検出システム２０を適用した構成の模式図である。
鍵盤楽器１００の打弦機構２Ａに検出システム２０を適用した構成の模式図である。
鍵盤楽器１００のペダル機構３Ａに検出システム２０を適用した構成の模式図である。
鍵盤楽器１００の鍵盤１０Ｂに検出システム２０を適用した構成の模式図である。
変形例に係る距離Ｄと電圧Ｅとの関係を示す特性Ｎ０、Ｎ１、及びＮ２を示すグラフである。
変形例に係る正規化特性Ｎを示すグラフである。
変形例に係る電圧Ｅと正規化電圧Ｅｎとの関係を示すグラフである。
鍵盤楽器１００の打弦機構２Ｂに検出システム２０を適用した構成の模式図である。
、鍵盤楽器１００のペダル機構３Ｂに検出システム２０を適用した構成の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
Ａ：第１実施形態
図１は、本開示の第１実施形態に係る鍵盤楽器１００の構成を例示するブロック図である。鍵盤楽器１００は、鍵盤１０Ａと検出システム２０と情報処理装置３０と放音装置４０とを具備する。鍵盤楽器１００は、楽器の一例である。鍵盤１０Ａは、白鍵と黒鍵とを含むＫ個の鍵１２で構成される。但し、Ｋは２以上の整数である。Ｋは、例えば「８８」である。
【０００８】
Ｋ個の鍵１２の各々は可動範囲内で変位する。Ｋ個の鍵１２の各々は、利用者による演奏動作に応じて変位する可動部材の一例である。検出システム２０は、各鍵１２の位置を検出する。情報処理装置３０は、検出システム２０による検出の結果に応じた音響信号Ｖを生成する。音響信号Ｖは、利用者が操作した鍵１２に対応する音高の楽音を表す信号である。放音装置４０は、音響信号Ｖが表す音響を放音する。例えばスピーカ又はヘッドホンが放音装置４０として利用される。
【０００９】
図２は、鍵盤１０Ａの任意の１個の鍵１２に着目して鍵盤楽器１００の具体的な構成を例示するブロック図である。鍵盤１０Ａの各鍵１２は、支点部（バランスピン）１３を支点として支持部材１４に支持される。支持部材１４は、鍵盤楽器１００の各要素を支持する構造体（フレーム）である。支持部材１４は、演奏動作に応じて変位しない。支持部材１４は、固定部材の一例である。各鍵１２の端部１２１は、利用者による押鍵及び離鍵により鉛直方向に変位する。以下の説明では、鍵１２の端部１２１の位置を、鍵１２の位置Ｚと称する。また、演奏動作による力が鍵１２に作用しない初期的な状態を第１状態と称し、演奏動作あるいは校正のための静的荷重による力が鍵１２に作用する状態を第２状態と称する。また、第１状態における鍵１２の位置Ｚをレスト位置Ｚｒと称する。また、第２状態において、鍵１２を最も押し込んだ状態における鍵１２の位置Ｚをエンド位置Ｚｅと称する。各鍵１２の可動範囲は、レスト位置Ｚｒからエンド位置Ｚｅまでの範囲である。第１状態は、鍵１２が変位していない状態（non-displaced state）に相当し、第２状態は、鍵１２が変位した状態（displaced state）に相当する。
【００１０】
検出システム２０は、Ｋ個の鍵１２の各々について、鉛直方向における位置Ｚに応じたレベルの振幅信号Ａを生成する。位置Ｚは、鍵１２に荷重が作用しない第１状態における端部１２１の位置（レスト位置Ｚｒ）を基準とした当該端部１２１の変位量である。
（【００１１】以降は省略されています）

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