特許 6643924 電子機器、ストローク検出器、プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6643924

(24)【登録日】2020年1月9日

(45)【発行日】2020年2月12日

(54)【発明の名称】電子機器、ストローク検出器、プログラム

(51)【国際特許分類】

   G10H 1/32 20060101AFI20200130BHJP

   G10H 1/00 20060101ALI20200130BHJP

   G10H 1/053 20060101ALI20200130BHJP

【ＦＩ】

   G10H1/32 A

   G10H1/00 A

   G10H1/053 C

【請求項の数】9

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-52468(P2016-52468)

(22)【出願日】2016年3月16日

(65)【公開番号】特開2017-167335(P2017-167335A)

(43)【公開日】2017年9月21日

【審査請求日】2019年1月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000130329

【氏名又は名称】株式会社コルグ

(74)【代理人】

【識別番号】100121706

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128705

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 幸雄

(74)【代理人】

【識別番号】100147773

【弁理士】

【氏名又は名称】義村 宗洋

(72)【発明者】

【氏名】本橋 春彦

(72)【発明者】

【氏名】西川 達也

(72)【発明者】

【氏名】丸山 孝之

【審査官】 岩田 淳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−０９４０３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１２８８０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０５７７２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ１０Ｇ １／００−７／０２

Ｇ１０Ｈ １／００−７／１２

Ｇ０１Ｂ ７／００−７／３４

Ｈ０１Ｈ ３６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

操作子の変位の程度に応じて異なる操作結果を生じさせる機器を電気的に模擬する電子機器であって、
前記操作子に直接または間接に連結され、前記操作子を基準位置に復帰させる操作子ばねと連動して収縮および伸長する計測用ばねと、
前記計測用ばねのばね長を所定の比率で内分する位置に接続されるターゲットと、
前記計測用ばねの一端側に設けられ、前記ターゲットまでの距離を計測する非接触センサと、
前記距離に応じて前記操作結果を模擬するシミュレーション部と、
を含む電子機器。

【請求項2】

請求項１に記載の電子機器であって、
前記ターゲットの可動範囲の長さが前記非接触センサの線形応答区間の長さ以下となるように、前記所定の比率を決定した
電子機器。

【請求項3】

請求項１または２に記載の電子機器であって、
前記ターゲットに前記非接触センサに近接する方向に突出する突出部を設け、
前記非接触センサは、前記突出部の先端までの距離を計測する位置に設けられ、
前記突出部の先端と前記非接触センサの距離の最大値が、前記非接触センサが線形応答する最大の距離以下となるように、前記突出部の突出高さを決定した
電子機器。

【請求項4】

請求項１または２に記載の電子機器であって、
前記ターゲットに前記非接触センサから離隔する方向に窪む凹部を設け、
前記非接触センサは、前記凹部の最深部までの距離を計測する位置に設けられ、
前記凹部の最深部と前記非接触センサの距離の最小値が、前記非接触センサが線形応答する最小の距離以上となるように、前記凹部の深さを決定した
電子機器。

【請求項5】

請求項１から４の何れかに記載の電子機器であって、
前記操作子の操作に連動するケースと、
前記操作子の操作に連動しないばね固定部材とを含み、
前記計測用ばねの一端は前記ケースに固定され、
前記計測用ばねの他端は前記ばね固定部材に固定され、
前記非接触センサは、前記ケースに固定された
電子機器。

【請求項6】

操作子の変位の程度に応じて異なる操作結果を生じさせる機器を電気的に模擬する電子機器であって、
前記操作子に直接または間接に連結され、前記操作子を基準位置に復帰させる操作子ばねと、
前記操作子ばねのばね長を所定の比率で内分する位置に接続されるターゲットと、
前記操作子ばねの一端側に設けられ、前記ターゲットまでの距離を計測する非接触センサと、
前記距離に応じて前記操作結果を模擬するシミュレーション部と、
を含む電子機器。

【請求項7】

操作子の変位の程度に応じて異なる操作結果を生じさせる機器の、前記操作子の変位を検出するストローク検出器であって、
前記操作子に直接または間接に連結され、前記操作子を基準位置に復帰させる操作子ばねと連動して収縮および伸長する計測用ばねと、
前記計測用ばねのばね長を所定の比率で内分する位置に接続されるターゲットと、
前記計測用ばねの一端側に設けられ、前記ターゲットまでの距離を計測する非接触センサと、
を含むストローク検出器。

【請求項8】

操作子の変位の程度に応じて異なる操作結果を生じさせる機器の、前記操作子の変位を検出するストローク検出器であって、
前記操作子に直接または間接に連結され、前記操作子を基準位置に復帰させる操作子ばねと、
前記操作子ばねのばね長を所定の比率で内分する位置に接続されるターゲットと、
前記操作子ばねの一端側に設けられ、前記ターゲットまでの距離を計測する非接触センサと、
を含むストローク検出器。

【請求項9】

コンピュータを、請求項１から６の何れかに記載の電子機器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】

本発明は、電子機器、ストローク検出器、プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

電子楽器の従来例として、特許文献１が開示されている。特許文献１のハイハット形電子パッドは、アコースティックハイハットのトップシンバルと同じような動作をする可動パッド体で、スティック打撃とペダル打撃をそれぞれリアルに検出すると共に、信号出力に関連する外部出力部や配線を可動パッド体に集約して、管理を容易にしている。

【0003】

特許文献１のハイハット形電子パッドにおいて、ペダル操作によりＨＨパッド体が下降すると、その下部に設けた動作検出ユニットがボトム台座に押圧されてペダル打撃操作が検出される。ＨＨパッド体には、信号出力部とスティックによる打撃を検出するピエゾセンサとが配設される。ピエゾセンサが信号線を通じて信号出力部に接続され、動作検出ユニットのシートスイッチがセンサ導出部を通じて信号出力部に接続される。従って、動作検出ユニット、ピエゾセンサ、信号出力部は、いずれもＨＨパッド体に集約される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５０９８５９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１のハイハット形電子パッドにおいては、ペダル操作のストロークの長さを複数段階に分けて検出するために、複数個所に感圧センサを設けている。これは感圧センサの検出範囲が狭いことが原因している。同文献のハイハット形電子パッドでは、ペダル操作のストロークの大きさに応じて順次信号を検出できるように、シートスイッチ６１Ａ〜６１Ｅが略同心円状に配置されている（同文献図１１参照）。同図に示すように複数個所に感圧センサを設けた場合、構造が複雑になり、製品コストが増大する。また感圧センサは、繰り返しの接触により摩耗、劣化する場合がある。

【0006】

ペダル操作のストローク検出に非接触センサを用いた場合、前述の摩耗、劣化の問題は少なくなる。しかし、例えば非接触センサを光学センサとした場合、外乱の影響を受けやすくなる。光学センサを頻繁に振動する機器に用いた場合、光線の角度が振動により頻繁に変更されて、不安定な動作となってしまう。一方、非接触センサを静電容量センサとした場合、応答速度が遅くなる。静電容量センサをリアルタイム性が要求される機器に用いた場合、積分処理の時間などが影響して十分に追従することができない。

【0007】

なおペダル操作のストローク検出に磁気センサを用いた場合、磁気センサも感圧センサ同様に検出範囲が狭いため、前述同様の問題が生じる。

【0008】

そこで本発明では、検出範囲が狭い非接触センサを用いて、ストロークの長い操作子を有する機器の操作結果を模擬することができる電子機器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】

【0009】

本発明の電子機器は、操作子の変位の程度に応じて異なる操作結果を生じさせる機器を電気的に模擬する電子機器であって、計測用ばねと、ターゲットと、非接触センサと、シミュレーション部を含む。

【0010】

計測用ばねは、操作子に直接または間接に連結され、操作子を基準位置に復帰させる操作子ばねと連動して収縮および伸長する。ターゲットは、計測用ばねのばね長を所定の比率で内分する位置に接続される。非接触センサは、計測用ばねの一端側に設けられ、ターゲットまでの距離を計測する。シミュレーション部は、距離に応じて操作結果を模擬する。

【発明の効果】

【0011】

本発明の電子機器によれば、検出範囲が狭い非接触センサを用いて、ストロークの長い操作子を有する機器の操作結果を模擬することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施例１のシンセサイザーの外観を示す図。

【図2】実施例１のシンセサイザーのストローク検出器の構成を表す模式図。

【図3】実施例２の電子ハイハットの分解斜視図。

【図4】実施例２の電子ハイハットの開放状態の断面図。

【図5】実施例２の電子ハイハットの閉鎖状態の断面図。

【図6】実施例２の電子ハイハットが台座から分離した状態を示す断面図。

【図7】計測用ばね、ターゲット、非接触センサの関係を表す模式図（突出部有）。

【図8】計測用ばね、ターゲット、非接触センサの関係を表す模式図（突出部無）。

【図9】非接触センサの線形応答範囲とターゲットの可動範囲の関係１を例示する図。

【図10】非接触センサの線形応答範囲とターゲットの可動範囲の関係２を例示する図。

【図11】非接触センサの線形応答範囲とターゲットの可動範囲の関係３を例示する図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。

【実施例1】

【0014】

以下、図１を参照して実施例１のシンセサイザーの構成を説明する。図１は、本実施例のシンセサイザー２の外観を示す図である。本実施例のシンセサイザー２の特徴部分は、ピッチベンドレバー２１０のストロークを検出するストローク検出器２１である。シンセサイザーにおいては、演奏者はピッチベンドレバーを上下、または左右に操作することによって演奏音の音程を操作することができる。図１の例では、演奏者は、ピッチベンドレバー２１０を左やや上方向から右やや下方向まで、決められた一次元の軸上を操作することができる。ピッチベンドレバー２１０は常に操作子ばねの力で中点（基準位置）に復帰するように設定されている。ピッチベンドレバー２１０には、操作子ばね以外に摺動子などが取り付けられており、これらによりピッチベンドレバー２１０特有の感触を実現している。例えば、ピッチベンドレバー２１０を操作して高音を出そうとするとき、演奏者はピッチベンドレバー２１０を強い力で抑えて傾ける必要があるが、この感触は、ギターのチョーキングの際の指の力の入れ具合とも類似する。このような操作の感触が演奏者の感覚や経験と一致するため、演奏者は直感に従った演奏を行うことができる。なお、ピッチベンドレバー２１０はこの実施例において操作子ともいう。

【0015】

以下、図２を参照してピッチベンドレバー２１０のストロークを検出するストローク検出器２１の構成を説明する。図２は、本実施例のシンセサイザー２のストローク検出器２１の構成を表す模式図である。

【0016】

図２は模式図とし、各構成要件は簡略化した形状で表現した。図２に示すように、ストローク検出器２１は、ピッチベンドレバー２１０と、第１の側壁２１１と、第１の側壁２１１に設けられた非接触センシング部２１２と、ピッチベンドレバー２１０と第１の側壁２１１を接続する第１の操作子ばね２１４と、第１の操作子ばね２１４を所定の比率に内分する位置に接続されたターゲット２１５と、ターゲット２１５の非接触センシング部２１２に対向する面に設けられ、両者の距離を調整する突出部２１３と、第２の側壁２１７と、ピッチベンドレバー２１０と第２の側壁２１７を接続する第２の操作子ばね２１６を含む構成である。非接触センシング部２１２は、図示しない非接触センサ本体に収められた状態で、第１の側壁２１１に固定されているが、簡略化のため第１の側壁２１１の側面と同じ面内に非接触センシング部２１２が存在するものと近似して取り扱う（同図の破線部参照）。同図に示すように、ピッチベンドレバー２１０が基準位置にある場合（図２（ａ））における第１の操作子ばね２１４の全長をＭ、同状態におけるピッチベンドレバー２１０からターゲット２１５までの長さをＭ１、同状態における第１の側壁２１１からターゲット２１５までの長さをＭ２とする。

【0017】

同様に、ピッチベンドレバー２１０が向かって右側に偏った状態（図２（ｂ））における、第１の操作子ばね２１４の全長をＬ、ピッチベンドレバー２１０からターゲット２１５までの長さをＬ１、第１の側壁２１１からターゲット２１５までの長さをＬ２とする。

【0018】

同様に、ピッチベンドレバー２１０が向かって左側に偏った状態（図２（ｃ））における、第１の操作子ばね２１４の全長をＳ、ピッチベンドレバー２１０からターゲット２１５までの長さをＳ１、第１の側壁２１１からターゲット２１５までの長さをＳ２とする。また突出部２１３の高さをＲと表す。

【0019】

このとき、Ｍ１／Ｍ２＝Ｌ１／Ｌ２＝Ｓ１／Ｓ２、すなわち、ターゲット２１５による第１の操作子ばね２１４の内分比は保存される。例えば図２（ｂ）の状態において、Ｌ２−Ｒは非接触センシング部２１２の出力により求められ、Ｒは既知の値であることから、Ｌ２が求められる。求めたＬ２に前述の内分比（Ｌ１／Ｌ２）を掛け合わせれば、Ｌ１が求まり、Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２により、全長Ｌが求められる。全長Ｌは、ピッチベンドレバー２１０の位置座標を表す値である。従って、非接触センシング部２１２の出力からピッチベンドレバー２１０の位置座標を知ることができる。

【0020】

計測された位置座標は、シミュレーション部（図示略）に送信される。シミュレーション部は、計測された位置座標に応じてピッチベンドレバー２１０の操作結果を模擬する。

【0021】

通常ピッチベンダーは、ピッチベンドレバーの操作に連動する摺動子により、その変位が検出される。本実施例のストローク検出器２１においては、上述のようなストローク検出を行っているため、摺動子などは必須の構成要件ではなくなる。ただし、操作の感触を従来のものと同じにするため、摺動子を残しておいてもよい。摺動子を残しておいた場合、摺動子は摩耗により徐々に劣化するが、非接触センシング部２１２や、ターゲット２１５、突出部２１３などは非接触状態を保持したまま動作するため、摩耗劣化の影響を受けない。

【0022】

なお、上述の突出部２１３は必須の構成要件ではなく、適宜省略できる。突出部２１３を設けた理由、および突出部２１３を省略した場合については実施例２において説明する。

【0023】

このように、本実施例のシンセサイザー２によれば、検出範囲が狭い非接触センサを用いて、ストロークの長い操作子（ピッチベンドレバー２１０）を有する機器の操作結果（従来の摺動子の変位から検出される操作結果）を模擬することができる。

【実施例2】

【0024】

以下、図３を参照して実施例２の電子ハイハットの構成を説明する。図３は、本実施例の電子ハイハット１の分解斜視図である。本実施例の電子ハイハット１は、別体であるハイハットスタンドに接続可能に構成されている。ハイハットスタンドは、シャフト、台座、フットペダルを含む構成である。

【0025】

図３に示すように、本実施例の電子ハイハット１は、ハイハットのトップシンバルを模した円盤形状であって中心にシャフト挿通用の孔を設けたパッド１０と、略円筒形状かつ下面が開放され上面中心にシャフト挿通用の孔が設けられ当該上面がパッド１０の裏面（下面）に固定されるケース１１と、ケース１１内に収容される非接触センサ１２、突出部（ボタン）１３、第１計測用ばね１４、ターゲット１５、第２計測用ばね１６、および、ばね固定部材１７と、ケース１１の下面を蓋する蓋１８を含む構成である。ケース１１はシャフトに固定される。突出部（ボタン）１３は必須の構成要件ではない。なお、ケース１１と、ケース１１内に収容される構成要件を、ストローク検出器と呼んでもよい。

【0026】

非接触センサ１２はその下面に孔を設けた筐体形状であって、ケース１１上面の裏面（内面）に固定される。突出部（ボタン）１３は筒形状であってその上端が非接触センサ１２の下面の孔に挿通されている。ターゲット１５は、略円盤形状かつ中心にシャフト挿通用の孔を設け、その上面に当該孔を取り囲む円筒形状の筒部１５ａを有している。筒部１５ａにはシャフトが挿通される。第１計測用ばね１４はその上端がケース１１上面の裏面（内面）に固定され、下端が筒部１５ａに接続される。第１計測用ばね１４内にはシャフトが挿通される。前述の突出部（ボタン）１３の下面は、ターゲット１５の盤面と接触しており、突出部（ボタン）１３はターゲット１５の上下の振動に連動する。直方体形状の非接触センサ１２の上面の裏面（内面）には、非接触センシング部（図示せず）が設けられており、突出部（ボタン）１３の上面との距離を非接触センシングにより計測する。なお、突出部（ボタン）１３を省略した場合、非接触センシング部は、突出部（ボタン）１３の上面までの距離の代わりに、ターゲット１５の盤面までの距離を計測すればよい。

【0027】

計測された距離は、シミュレーション部（図示略）に送信される。シミュレーション部は、計測された距離に応じてフットペダルの操作結果を模擬する。

【0028】

ばね固定部材１７は円筒形状の本体１７ｃと、その上部に本体１７ｃよりも大きな径となる円盤形状であって中心にシャフト挿通用の孔を設けたばね受け部１７ｂと、ばね受け部１７ｂの孔を取り囲むように形成した、ばね受け部１７ｂの盤面に形成した円筒形状の筒部１７ａを含む構成である。本体１７ｃの内部、ばね受け部１７ｂの孔、筒部１７ａの内部をシャフトが挿通される。第２計測用ばね１６はその上端がターゲット１５の裏面に固定され、下端が筒部１７ａに接続される。第２計測用ばね１６内にはシャフトが挿通される。蓋１８の中心には、ばね固定部材１７の本体１７ｃを挿通可能な孔１８ａが設けられている。なお本実施例においては、ターゲット１５を接続するために第１計測用ばね１４と、第２計測用ばね１６を別のばねとして構成したが、これに限らず計測用ばねを一本のばねとし、ターゲット１５を計測用ばねの長さを所定の比率に内分する位置に接続してもよい。力学的には第１、第２計測用ばね１４、１６は一本の計測用ばねとして取り扱うことができるため、以下の説明では、計測用ばねが一本であるものと単純化して説明する場合がある。なお計測用ばねは、フットペダル（操作子）に間接的に連結されているものとする。計測用ばねは、フットペダル（操作子）を基準位置に復帰させる操作子ばねと連動して収縮および伸長するものとする。

【0029】

以下、図４、図５、図６を参照してフットペダルの操作に伴う本実施例の電子ハイハット１の状態の遷移について説明する。図４は、本実施例の電子ハイハット１の開放状態の断面図である。図５は、本実施例の電子ハイハット１の閉鎖状態の断面図である。図６は、本実施例の電子ハイハット１が台座から分離した状態を示す断面図である。

【0030】

図４に示すように、電子ハイハット１が開放状態（フットペダルが踏みこまれていない状態）にあるとき、第１計測用ばね１４、第２計測用ばね１６は最も伸長されており、これに伴って、突出部（ボタン）１３は、非接触センサ１２の非接触センシング部と最も離れた状態となる。

【0031】

なお、ケース１１、およびケース１１に固定された部品（非接触センサ１２、第１計測用ばね１４の上端、蓋１８）は、ハイハットスタンド９のシャフト９１に固定される。このため、ケース１１、およびケース１１に固定された部品（非接触センサ１２、第１計測用ばね１４の上端、蓋１８）は、フットペダルの操作に合わせ、シャフト９１と連動して上下に振動する。

【0032】

なお、ばね固定部材１７は、ハイハットスタンド９の台座９２に固定されていないため、シャフト９１が上方向に変位した場合、図６に示すように、台座９２から浮き上がる場合がある。

【0033】

図５に示すように、電子ハイハット１が閉鎖状態（フットペダルがもっとも踏みこまれている状態）にあるとき、第１計測用ばね１４、第２計測用ばね１６は最も収縮されており、これに伴って、突出部（ボタン）１３は、非接触センサ１２の非接触センシング部と最も近接した状態となる。

【0034】

次に、図７、図８を参照して計測用ばね（１４、１６）、ターゲット１５、非接触センサ１２の関係について考察する。図７は、計測用ばね（１４、１６）、ターゲット１５、非接触センサ１２の関係を表す模式図である。図８は同様の模式図であって、突出部１３を省略した図である。

【0035】

図７は模式図であるため、ケース１１、ターゲット１５、突出部１３、ばね固定部材１７は、簡略化した形状で表現した。また、非接触センサ１２本体の表示は省略し、非接触センシング部１２ａのみを表した。上述したように、非接触センシング部１２ａは、非接触センサ１２本体に収められた状態で、ケース１１の上面裏面に固定されているが、簡略化のためケース１１の裏面と同じ高さに非接触センシング部１２ａが存在するものと近似して取り扱う（同図の破線部参照）。同図に示すように、開放状態における計測用ばね（１４、１６）の全長をＬ、同状態における計測用ばね（１４、１６）の下端からターゲット１５までの長さをＬ１、同状態における計測用ばね（１４、１６）の上端からターゲット１５までの長さをＬ２とする。同様に、閉鎖状態における計測用ばね（１４、１６）の全長をＳ、同状態における計測用ばね（１４、１６）の下端からターゲット１５までの長さをＳ１、同状態における計測用ばね（１４、１６）の上端からターゲット１５までの長さをＳ２とする。また突出部１３の高さをＲと表す。

【0036】

このとき、開放状態のばね全長Ｌと閉鎖状態のばね全長Ｓの差を
Ｌ−Ｓ＝ΔＨ …（式１）
とする。また開放状態におけるばね上端からターゲット１５までの長さＬ２と閉鎖状態におけるばね上端からターゲット１５までの長さＳ２との差を
Ｌ２−Ｓ２＝ΔＤ …（式２）
とする。また、
Ｌ／Ｌ２＝Ｓ／Ｓ２＝ΔＨ／ΔＤ …（式３）
が成り立つ。従ってターゲット１５の位置を調整することで、パラメータＬ１、Ｌ２、Ｓ１、Ｓ２、ΔＤを調整することができる。ただし、ΔＨは不変である。また、突出部１３の高さＲも任意に調整可能なパラメータである。

【0037】

前述したように図８は突出部１３を省略した模式図である。この場合でも（式１）〜（式３）は同様に成り立つ。

【0038】

以下、図９、図１０、図１１を参照して非接触センサ１２の線形応答区間と、上述の各パラメータの関係について説明する。なお、以下では、実施例２の構成要件を用いて説明するが、同様の関係が実施例１においても成り立つ。図９、図１０、図１１は、非接触センサの線形応答範囲とターゲットの可動範囲の関係を例示する図である。図９の例では突出部１３を省略した構成で他のパラメータを調整した。図９に示すように、非接触センサ１２の線形応答区間の最小値をＸｍｉｎとし、最大値をＸｍａｘとし、最小値と最大値の差分、すなわち線形応答区間の長さをＺとする。ここではパラメータＲ（突出部１３の高さ）を調整することができないため、調整できるのは、ターゲット１５の位置のみである。ターゲット１５の可動範囲が非接触センサ１２の線形応答区間内に収まることが好適であるため、
Ｓ２＞Ｘｍｉｎ …（式４）
Ｌ２＜Ｘｍａｘ …（式５）
となる条件が好適である。ここで（式３）よりＬ２＝Ｓ２×（Ｌ／Ｓ）と表される。従って上述の不等式は以下の（式６）、（式７）に変形される。
Ｓ２＞Ｘｍｉｎ …（式６）
Ｓ２×（Ｌ／Ｓ）＜Ｘｍａｘ …（式７）
Ｌ／Ｓは予め計測しておくことができるため、定数扱いとすることができる。なお、Ｌ＞Ｓ、すなわちＬ／Ｓ＞１である。（式６）、（式７）からわかることは、パラメータＳ２を調整するだけで、ターゲット１５の可動範囲を非接触センサ１２の線形応答区間内に導くことができるということである。すなわち、ターゲット１５の可動範囲の最小値Ｓ２を単位長さｋだけ大きくすれば（Ｓ２＋ｋ）、その最大値は単位長さよりも長い、ｋ×（Ｌ／Ｓ）だけ大きくなる（Ｌ２＋ｋ×（Ｌ／Ｓ））。

【0039】

なお上述の不等式はＬ２について解くこともできる。この場合は、
Ｌ２×（Ｓ／Ｌ）＞Ｘｍｉｎ …（式８）
Ｌ２＜Ｘｍａｘ …（式９）
となる。

【0040】

パラメータＳ２（Ｌ２）を調整して決定することは、計測用ばねのばね長を内分するターゲット１５の内分比率（Ｓ１：Ｓ２、あるいはＬ１：Ｌ２）を定めることと等しい。

【0041】

図１０の例では、図９と同様、突出部１３を省略した構成で他のパラメータを調整した。ただし同図では、線形応答区間の長さＺとターゲット１５の可動範囲の長さΔＤがほぼ等しくなるように、各パラメータを調整した。ターゲット１５の可動範囲の長さΔＤは線形応答区間の長さＺ以下となる（Ｚ≧ΔＤ）ことが好ましいが、この条件を充たしたうえで、ＺとΔＤの値をなるべく近似させることで、非接触センサ１２のダイナミックレンジを最大限に生かすことができ、計測の精度が向上する。図１０の例では、パラメータの調整によりＺ≒ΔＤとすることに成功したものの、ターゲット１５の可動範囲が線形応答区間内に収まっていないため別の調整が必要となる。このような場合に突出部１３の高さＲを用いる事で調整を行うことができる。突出部１３が非接触センサ１２に近接する方向に突出している場合、可動範囲の最小値はＳ２−Ｒ、最大値は、Ｌ２−Ｒと表すことができる。図１０に示すように、ターゲット１５の可動範囲が正方向にずれている場合には、非接触センサ１２に近接する方向の突出部１３の高さＲの調整により、図１１の例に示すように、ターゲット１５の可動範囲を線形応答区間内に導くことができる。図１１の例では、突出部１３の先端と非接触センサ１２の距離の最大値（Ｌ２−Ｒ）が、非接触センサ１２が線形応答する最大の距離Ｘｍａｘと等しく（あるいは小さく）なるように、突出部１３の突出高さが決定されている。

【0042】

なお、図示は省略したが、ターゲット１５の可動範囲が負方向にずれている場合には、ターゲット１５に非接触センサ１２から離隔する方向に窪む凹部を設け、凹部の深さＲを調整することで、同様にターゲット１５の可動範囲を線形応答区間内に導くことができる。この場合、凹部の最深部と非接触センサ１２の距離の最小値が、非接触センサ１２が線形応答する最小の距離Ｘｍｉｎと等しく（あるいは大きく）なるように、凹部の深さが決定されればよい。

【0043】

＜効果＞
上述したように、本実施例の電子ハイハット１は、フットペダル（操作子）を基準位置に復帰させる操作子ばねと連動して収縮および伸長する計測用ばねを所定の比率で内分する位置にターゲット１５を接続し、計測用ばねの一端側に設けた非接触センサ１２により、ターゲット１５までの距離を計測する構成としたため、非接触センサ１２の検出範囲が狭い場合であっても、ストロークの長いフットペダルの操作結果を十分に模擬することができる。

【0044】

また通常、ハイハットスタンドはユーザの好みに応じて選択されるもので、ユーザが選択したハイハットスタンドは、通常のハイハットを接続して使用することも可能であるし、本実施例の電子ハイハット１を接続して使用することも可能である。ユーザは自分が選択したハイハットスタンドのフットペダルを使い慣れているため、フットペダルの操作の感触（踏み心地、フットペダルの固さなど）が変化することを嫌う場合がある。この点において、本実施例の電子ハイハット１では、フットペダルの操作子ばねと連動して収縮および伸長する計測用ばね（１４、１６）を追加する構成としたため、フットペダルの操作子ばねのばね定数が大きくなったように体感される。通常、ハイハットスタンドのフットペダルのばねの強さは、ユーザによる微調整が可能であるから、ユーザは計測用ばね（１４、１６）のばね定数の分だけ、フットペダルの操作子ばねの強さを弱めることで、フットペダルの操作の感触を従前とほとんど変わらず保持することができる。

【0045】

仮にシャフトの変位をギアなどにより検出する構成を採用した場合、ユーザはフットペダル操作時に、操作子ばねの弾性力以外に、ギアにおける摩擦力を体感するため、フットペダルの操作の感触が変化する場合がある。摩擦力はばねの弾性力のように変位の位置に応じた反発力（Ｆ＝ｋｘ）を生じさせるものではなく、接触面に加えられる力に比例して変化する。また、動摩擦係数と静止摩擦係数が異なることから、ユーザはばねの弾性力とは異なる操作の感触を体感することになる。ストローク検出のためにギアなどを採用した場合、ギアにおいて生じた摩擦力を操作子ばねのばね定数の調整により補償することは難しいため、ユーザが違和感を感じる要因となる。

【0046】

上記の実施例では、シンセサイザー、電子ハイハットを例示したが、本発明はこれらに限らず、ユーザが操作する操作子の変位の程度に応じて異なる操作結果を生じさせる機器（機械、器械、器具）であって、当該操作子を基準位置に復帰させる操作子ばねを備える機器を模擬（シミュレーション）する電子機器の類であれば、どんな機器にも応用可能である。計測用ばねの配置は、機器の種類に応じて様々なバリエーションが考えられるものの、計測用ばねの必須の要件は（１）操作子に直接または間接に連結されていること、（２）計測用ばね＝操作子ばねであること、あるいは計測用ばねが操作子ばねと連動して収縮および伸長することである。これらの条件を充たすことにより、操作子の操作の感触を損なうことなく、操作子の操作結果を模擬（シミュレーション）することができる。

【0047】

＜補記＞
本発明の装置は、例えば単一のハードウェアエンティティとして、キーボードなどが接続可能な入力部、液晶ディスプレイなどが接続可能な出力部、ハードウェアエンティティの外部に通信可能な通信装置（例えば通信ケーブル）が接続可能な通信部、ＣＰＵ（Central Processing Unit、キャッシュメモリやレジスタなどを備えていてもよい）、メモリであるＲＡＭやＲＯＭ、ハードディスクである外部記憶装置並びにこれらの入力部、出力部、通信部、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、外部記憶装置の間のデータのやり取りが可能なように接続するバスを有している。また必要に応じて、ハードウェアエンティティに、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体を読み書きできる装置（ドライブ）などを設けることとしてもよい。このようなハードウェア資源を備えた物理的実体としては、汎用コンピュータなどがある。

【0048】

ハードウェアエンティティの外部記憶装置には、上述の機能を実現するために必要となるプログラムおよびこのプログラムの処理において必要となるデータなどが記憶されている（外部記憶装置に限らず、例えばプログラムを読み出し専用記憶装置であるＲＯＭに記憶させておくこととしてもよい）。また、これらのプログラムの処理によって得られるデータなどは、ＲＡＭや外部記憶装置などに適宜に記憶される。

【0049】

ハードウェアエンティティでは、外部記憶装置（あるいはＲＯＭなど）に記憶された各プログラムとこの各プログラムの処理に必要なデータが必要に応じてメモリに読み込まれて、適宜にＣＰＵで解釈実行・処理される。その結果、ＣＰＵが所定の機能（上記、…部、…手段などと表した各構成要件）を実現する。

【0050】

本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。また、上記実施形態において説明した処理は、記載の順に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されるとしてもよい。

【0051】

既述のように、上記実施形態において説明したハードウェアエンティティ（本発明の装置）における処理機能をコンピュータによって実現する場合、ハードウェアエンティティが有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記ハードウェアエンティティにおける処理機能がコンピュータ上で実現される。

【0052】

この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよい。具体的には、例えば、磁気記録装置として、ハードディスク装置、フレキシブルディスク、磁気テープ等を、光ディスクとして、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）／ＲＷ（ReWritable）等を、光磁気記録媒体として、ＭＯ（Magneto-Optical disc）等を、半導体メモリとしてＥＥＰ−ＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable-Read Only Memory）等を用いることができる。

【0053】

また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としてもよい。

【0054】

このようなプログラムを実行するコンピュータは、例えば、まず、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、一旦、自己の記憶装置に格納する。そして、処理の実行時、このコンピュータは、自己の記録媒体に格納されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従った処理を実行する。また、このプログラムの別の実行形態として、コンピュータが可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することとしてもよく、さらに、このコンピュータにサーバコンピュータからプログラムが転送されるたびに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することとしてもよい。また、サーバコンピュータから、このコンピュータへのプログラムの転送は行わず、その実行指示と結果取得のみによって処理機能を実現する、いわゆるＡＳＰ（Application Service Provider）型のサービスによって、上述の処理を実行する構成としてもよい。なお、本形態におけるプログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるもの（コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータ等）を含むものとする。

【0055】

また、この形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、ハードウェアエンティティを構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。

【符号の説明】

【0056】

２ シンセサイザー
２１ ストローク検出器
２１０ ピッチベンドレバー
２１１ 第１の側壁
２１２ 非接触センシング部
２１３ 突出部
２１４ 第１の操作子ばね
２１５ ターゲット
２１６ 第２の操作子ばね
２１７ 第２の側壁
１ 電子ハイハット
１０ パッド
１１ ケース
１２ 非接触センサ
１２ａ 非接触センシング部
１３ 突出部（ボタン）
１４ 第１計測用ばね
１５ ターゲット
１５ａ 筒部
１６ 第２計測用ばね
１７ ばね固定部材
１７ａ 筒部
１７ｂ ばね受け部
１７ｃ 本体
１８ 蓋
１８ａ 孔
９ ハイハットスタンド
９１ シャフト
９２ 台座

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】