[发明专利]键盘装置

说明书

技术领域

本发明一般涉及一种设置在电子键盘乐器等中的键盘装置，尤其涉及一种设置有用于控制键的操作感和行为的力觉控制和操作控制功能的键盘装置。

背景技术

诸如产生原音(raw tone)的声学钢琴之类的自然键盘乐器的键盘单元构造为通过响应于键的按压而枢转的音锤敲击弦来产生乐音。在这些键盘单元中，在每个键与对应的音锤之间均设置有包括起重件(jack)和摇杆(wippen)的动作机构。这种动作机构允许从键向演奏者的手指施加特有的反作用力。因此，在自然键盘乐器的键盘单元中，可获得键盘乐器的键触感特性或者键盘乐器特有的键触感特性。

另一方面，除了别的以外，产生电子音调的电子键盘乐器的键盘单元包括用于将按压的键返回至初始位置的弹簧和质量构件(伪音锤(pseudohammer))，并且这些键盘单元通过由弹簧和质量构件提供的反作用力来模拟自然键盘乐器的键触感。然而，在响应于键的按压产生电子音调的电子键盘乐器中，并未提供实际敲击弦以产生电子音调的机构，因此不存在如自然键盘乐器中的复杂的动作机构。因此，电子键盘乐器的键盘单元不能够如实地再现通过自然键盘乐器的动作机构所提供的键触感，因此，严格地讲，由电子键盘乐器提供的键触感不同于由自然键盘乐器所提供的键触感。

因此，在电子键盘乐器领域中，已提出了键驱动和控制设备(力觉控制装置)，用于响应于键的按压改变反作用力，从而实现近似于由自然键盘乐器所提供的键行为和键触感。例如，在日本专利No.2956180(以下称为“专利文献1”)中公开的键盘单元包括用于驱动键的致动器(螺线管)和用于控制该致动器的控制装置。因此，在专利文献1中公开的键盘单元可通过适当地调整键触感来模拟自然键盘乐器的演奏感。

此外，在日本专利No.3644136(以下称为“专利文献2”)中公开的键盘装置中，通常通过分别作用在键按压和键释放方向上的弹簧，在键按压和键释放两个方向上偏置键，从而键在其静止位置处平衡。通过双向致动器来驱动键，从而所公开的键盘装置可实现对键按压的力觉控制和自动演奏。

此外，在日本专利申请公报No.2005-195619(以下称为“专利文献3”)中公开的键盘装置包括质量构件，其模拟声学钢琴的音锤构件，并且给予质量构件的惯性负荷作为对应键的操作的反作用力。公开的键盘装置具有力觉控制功能，其中通过致动器(螺线管)产生其他必要的粘性、弹性和摩擦负荷等。专利文献3中公开的键盘装置可通过质量构件和致动器之间的协作生成近似于声学钢琴的键触感。

利用专利文献1中公开的键盘单元(其中键的行为仅由螺线管来控制)，难以高精度地复制或再现声学钢琴的键触感。此外，专利文献2中公开的键盘装置包括键偏置弹簧，该键偏置弹簧作为用于控制键行为的主要元件。然而，在通过弹簧控制键的行为的情况下，即使通过致动器的驱动来执行键的辅助力觉控制，专利文献2中公开的键盘装置也不能够如实地再现诸如声学钢琴之类的自然键盘乐器的键行为的惯性质量感特性。反之，特别地，在声学钢琴中，键的运动必须在键按压的开始处逆着弦敲击音锤的静负荷而开始，所以对于专利文献2中的键盘装置而言，难以在声学钢琴的键按压的开始处适当地再现操作感。此外，即使采用以与键的运动连动的关系产生惯性力的质量构件来代替专利文献2中公开的键盘装置中设置的弹簧，由于质量构件与致动器分开设置，并且由于质量构件和致动器在操作系统方面不同，所以通过致动器的驱动适当地控制从质量构件向键施加的负荷的可能性也将受到限制。因此，必须进一步改进键盘装置，以生成更加近似于自然键盘乐器的键触感的键触感，并且允许采用键的平滑运动来自动演奏。

此外，在专利文献3中公开的键盘装置中，致动器与键相邻设置，以直接将反作用力给予至键。此外，尽管质量构件也与键相邻设置，以与键的运动连动，但是质量构件不与致动器相邻；即，质量构件和致动器彼此分开设置。因此，质量构件和致动器具有不同的操作系统，从而通过致动器的驱动来适当控制从质量构件向键施加的负荷存在限制。