專利名稱：鍵盤樂器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍵盤樂器。
背景技術(shù)：
常規(guī)地，已有具有簡(jiǎn)單的作用機(jī)制的電子鋼琴，該機(jī)制使用彈簧或重塊 以使電子鋼琴的鍵觸感接近于聲學(xué)鋼琴的鍵觸感。而且，已有不是通過設(shè)置 簡(jiǎn)單的作用機(jī)制，而是通過感測(cè)鍵的被按壓速度和力、由此通過使用致動(dòng)器 從鍵的下方將外力施加于鍵上從而實(shí)現(xiàn)聲學(xué)鋼琴的鍵觸感的公知技術(shù)(例如，日本專利第3772491號(hào)公報(bào)，日本已審査專利第07-111631號(hào)公報(bào)和日 本專利第3191327號(hào)公報(bào))。在聲學(xué)鋼琴中，琴弦的粗度根據(jù)音高(pitch)而變化，而音錘的尺寸和 質(zhì)量也根據(jù)音高而變化。通常，低音鍵具有質(zhì)量較重的音錘以撞擊較粗的琴 弦，從而產(chǎn)生較重的鍵觸感。另一方面，高音鍵的鍵觸感較輕。當(dāng)鍵彈奏極 強(qiáng)的樂段的情況與該鍵彈奏極弱的樂段的情況相比時(shí)，鍵彈奏極強(qiáng)的樂段的 情況為演奏者提供了較重的鍵觸感。常規(guī)技術(shù)感測(cè)在演奏者的手指按壓鍵之后鍵的位置、鍵的速度、鍵的加 速度、施加到鍵上的力等，以根據(jù)感測(cè)到的物理量從鍵的下方將外力施加到 鍵上。更具體地說，在使用常規(guī)技術(shù)的情況下，在演奏者開始按壓鍵之后感 測(cè)物理量，以根據(jù)這些物理量得到待施加在鍵上的外力，從而驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器。 因此，當(dāng)演奏者開始按壓鍵時(shí)，常規(guī)技術(shù)會(huì)導(dǎo)致將外力實(shí)際延遲地施加到鍵 上。直到在開始按壓鍵之后外力被施加時(shí)，處于鍵彈奏極強(qiáng)的樂段情況下的 鍵觸感與鍵彈奏極弱的樂段情況下的鍵觸感是相同的。由此，常規(guī)技術(shù)導(dǎo)致 了一個(gè)問題，即，熟練的演奏者辨認(rèn)出在剛剛按壓鍵之后所感覺到的鍵觸感 是陌生的。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在解決上述問題，并且本發(fā)明的目的是提供了用于實(shí)現(xiàn)聲學(xué)鋼 琴的鍵觸感的技術(shù)，該觸感能夠正好在演奏者按壓鍵之后被演奏者感知。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用這樣的構(gòu)造感測(cè)演奏者的手指靠近鍵， 并在被感測(cè)的手指接觸鍵之前在鍵上施加外力。在該構(gòu)造中，至少在演奏者 開始按壓鍵時(shí)外力已經(jīng)及時(shí)地施加在鍵上。由此，演奏者一旦按壓鍵盤樂器 的鍵便感知到接近于聲學(xué)鋼琴的鍵觸感的鍵觸感。在手指接觸鍵之前便在鍵h施加外力的這一構(gòu)造可以包括手指接觸鍵時(shí)的瞬間。在本發(fā)明中，靠近感測(cè)裝置感測(cè)與演奏者的手指的靠近相關(guān)的各種物理 量。與演奏者的手指的靠近相關(guān)的各種物理量包括例如手指和鍵之間的距 離、手指靠近鍵的速度、該速度的加速度。直接被感測(cè)的對(duì)象不限于上面引 用的這些。舉例說，諸如位置和加速度之類的物理量可以被感測(cè)以根據(jù)所感 測(cè)的物理量得到速度。可以通過感測(cè)例如由手指本身發(fā)射的波動(dòng)、由手指反射的波動(dòng)或由手指 截?cái)嗟牟▌?dòng)來感測(cè)與手指的靠近相關(guān)的物理量。例如，可以通過感測(cè)對(duì)象之 間的電容來感測(cè)物理量。本發(fā)明中所指的波動(dòng)為電磁波、超聲波等。并沒有 特別地限定電磁波的波長(zhǎng)和頻率?？梢允褂脧拈L(zhǎng)波長(zhǎng)到短波長(zhǎng)的各種類型的 電磁波以及例如紅外線和可見光之類的各種光。當(dāng)然，可以根據(jù)允許感測(cè)的 手指靠近的范圍來確定波長(zhǎng)和頻率。設(shè)置傳感器的位置可以是鍵的內(nèi)部或是 鍵的外部。而且，可以采用這樣的構(gòu)造用于感測(cè)的機(jī)制設(shè)置在鍵的內(nèi)部和 外部。在一些感測(cè)方法和傳感器的特性中，傳感器可以暴露于鍵的表面。作為傳感器設(shè)置在鍵的外部這一構(gòu)造的實(shí)例，可以包括這樣的構(gòu)造，艮P， 圖像傳感器設(shè)置在可以拍攝靠近鍵的手指的位置處，以通過分析圖像和比較 幀之間的分析結(jié)果而得到手指的靠近速度。作為傳感器設(shè)置在鍵的內(nèi)部這一 構(gòu)造的實(shí)例，可以包括這樣的構(gòu)造，即，具有紅外線發(fā)射部和紅外線接收部 的反射式光敏傳感器設(shè)置在鍵的內(nèi)部，以根據(jù)由紅外線發(fā)射部發(fā)射、被手指 反射、接著被紅外線接收部接收的紅外線而得到手指的靠近速度。而且，可 以使用這樣的構(gòu)造，S卩，電容傳感器設(shè)置在鍵的表面上，以根據(jù)電容傳感器 的探針與手指之間的電容而得到手指的靠近速度。另外，可以應(yīng)用熱傳感器 或使用多普勒效應(yīng)的多普勒傳感器。感測(cè)機(jī)制設(shè)置在鍵的內(nèi)部和外部這一構(gòu) 造的實(shí)例可以包括這樣的構(gòu)造，即，例如發(fā)射紅外線的光發(fā)射元件設(shè)置在鍵第一柵信號(hào)線102和第二柵信號(hào)線103控制以接通和斷開。在完成信 號(hào)寫入后EL元件立刻發(fā)射光的情況下，接通和斷開控制可同時(shí)進(jìn)行。 對(duì)于開關(guān)TFT 155和存儲(chǔ)TFT 156具有相同極性的情況，通過將開關(guān) TFT 155和存儲(chǔ)TFT 156的柵極連接到同 一柵信號(hào)線并進(jìn)行控制，柵 信號(hào)線的數(shù)目可因此被減少。注意，雖然在假設(shè)EL元件110被用做由驅(qū)動(dòng)TFT 107和轉(zhuǎn)換和驅(qū) 動(dòng)TFT 108驅(qū)動(dòng)的負(fù)栽，并且這是應(yīng)用于發(fā)光器件的象素的情況下， 在此提出解釋，但本發(fā)明不限于此用途。即，也可能驅(qū)動(dòng)諸如二極管、 晶體管、電容器、電阻器的負(fù)載或其中組合這些負(fù)載的電路。這與其 它實(shí)施例模式和實(shí)施例相似。實(shí)施例模式2圖28A示出本發(fā)明的實(shí)施例模式2。圖28A的象素具有源信號(hào)線 2801、第一和第二柵信號(hào)線2802和2803、電流饋電線2804、第一開 關(guān)元件2805、第二開關(guān)元件2806、驅(qū)動(dòng)TFT 2807、轉(zhuǎn)換和驅(qū)動(dòng)TFT 2808、存儲(chǔ)電容器2809以及EL元件2810。每個(gè)源信號(hào)線具有用于輸 入信號(hào)電流的電流源2811。注意，借助使用導(dǎo)線、有源層、柵材料等存儲(chǔ)電容器2809可被形 成為具有位于中間的絕緣層的電容性元件，該存儲(chǔ)電容器可通過使用 晶體管柵電容器替代而被刪去。即，假若在所希望的時(shí)間周期內(nèi)具有 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換和驅(qū)動(dòng)TFT 2808的柵和源之間的電壓的能力，則任何結(jié)構(gòu)可 被使用。第一開關(guān)元件2805由第一柵信號(hào)線2802控制。笫一開關(guān)元件 2805的第一電極被連接到源信號(hào)線2801，第一開關(guān)元件2805的第二 電極被連接到轉(zhuǎn)換和驅(qū)動(dòng)TFT 2808的第一電極和驅(qū)動(dòng)TFT 2807的第 一電極。第二開關(guān)元件2806由第二柵信號(hào)線2803控制。第二開關(guān)元 件2806的第一電極被連接到源信號(hào)線2801，而第二開關(guān)元件2806的 第二電極被連接到轉(zhuǎn)換和驅(qū)動(dòng)TFT 2807的柵極和驅(qū)動(dòng)TFT 2807的柵 極。驅(qū)動(dòng)TFT 2807的第二電極被連接到電流饋電線2804，而轉(zhuǎn)換和 驅(qū)動(dòng)TFT 2808的第二電極被連接到EL元件2810的一個(gè)電極。存儲(chǔ)電 容器2809被連接在轉(zhuǎn)換和驅(qū)動(dòng)TFT 2808的柵極和第二電極之間，并 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換和驅(qū)動(dòng)TFT 2808的柵和源之間的電壓。預(yù)定的電位被輸入到 電流饋電線2804和EL元件2810的另一電極，這于是具有相互的電位可以隨著手指的靠近速度的增加而增加外力的大小?？拷俣群屯饬Φ拇笮?之間的關(guān)系可以是線性或非線性的?？刂蒲b置可以隨著手指質(zhì)量的增加而增 加外力的大小。在這種情況下，手指的質(zhì)量和外力的大小之間的關(guān)系可以是 線性或非線性的。通過根據(jù)手指的靠近速度和手指的質(zhì)量來控制外力的大 小，本發(fā)明使鍵觸感與聲學(xué)鋼琴的鍵觸感類似。由控制裝置確定的外力的大小可以根據(jù)鍵的類型或鍵的音高而變化。例 如待施加在黑鍵上的外力可以比待施加在其相鄰的白鍵上的外力更小。另 外，例如，待施加在高音鍵上的外力可以比待施加在低音鍵上的外力更小。 外力的大小可以根據(jù)音高不同而變化。例如，外力的大小可以在八度音階之 間變化。而且，如果演奏者的手指與鍵之間的距離小于一定距離，則控制裝置可 以允許外力施加裝置將外力施加到鍵上。該情況與即使在手指和鍵之間的距 離大于一定距離的狀態(tài)下仍產(chǎn)生外力的情況相比，節(jié)省了能量消耗。另外，本發(fā)明還可以具有輸入裝置，其用于輸入與手指的質(zhì)量相對(duì)應(yīng)的 參數(shù)。例如，輸入裝置可以具有控制盤，該控制盤允許演奏者在從"重"到 "輕"的幾個(gè)級(jí)別中選擇其期望的鍵觸感的程度。在本實(shí)例中，在小孩為演 奏者的情況下，允許演奏者選擇"輕"，而在大人為演奏者的情況下，允許 演奏者選擇"重"。通常，小孩手指的質(zhì)量輕于大人手指的質(zhì)量。當(dāng)選擇"輕" 時(shí)，盡管以同樣的速度按壓鍵，控制裝置確定的外力比選擇"重"的情況下 確定的外力弱。如上所述，本發(fā)明允許控制外力的大小，由此允許演奏者做 出細(xì)微的調(diào)整以實(shí)現(xiàn)聲學(xué)鋼琴的觸感。另外，本發(fā)明還具有用于感測(cè)鍵的位置的鍵位置感測(cè)裝置。在該構(gòu)造中， 在手指接觸鍵之后，控制裝置允許施加根據(jù)鍵的位置確定的外力。至于鍵位 置感測(cè)裝置，可以使用能夠感測(cè)出被按壓的鍵的位置變化的各種構(gòu)造。例如， 可以在鍵的下方設(shè)置柱塞螺線管，以根據(jù)隨著柱塞的移動(dòng)而變化的電壓而感 測(cè)鍵的位置。作為另一實(shí)例，可以這樣的方式感測(cè)鍵的位置，S卩，將光施加 于柱塞的邊緣附近，通過利用根據(jù)柱塞的移動(dòng)而被柱塞截?cái)嗟墓饬康淖兓瘉?感測(cè)鍵的位置。在本發(fā)明中，得到演奏者的手指靠近鍵的速度以及在手指接觸鍵之前在 鍵上施加阻止鍵被按壓的外力技術(shù)可以應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的程序。而且該技術(shù)可以多個(gè)方式實(shí)現(xiàn)，例如利用軟件實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的一部分，同時(shí)利用硬件實(shí) 現(xiàn)該技術(shù)的其余部分。而且，本發(fā)明可視為存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的程序的存儲(chǔ)介 質(zhì)的發(fā)明。當(dāng)然，存儲(chǔ)軟件的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是磁存儲(chǔ)介質(zhì)或磁光存儲(chǔ)介質(zhì)。 或者，可以類似地應(yīng)用將來開發(fā)的任何存儲(chǔ)介質(zhì)。


圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的電子鋼琴的方塊圖； 圖2A至圖2C是示出根據(jù)第一實(shí)施例的電子鋼琴的鍵的示意圖； 圖3是示出根據(jù)第一實(shí)施例的外力控制過程的流程圖； 圖4A是示出根據(jù)第一實(shí)施例的傳感器的特性的曲線圖； 圖4B和圖4C是示出根據(jù)第一實(shí)施例的傳感器和被感測(cè)對(duì)象的示意圖； 圖5A是示出根據(jù)第一實(shí)施例在手指接觸到鍵之前對(duì)待施加的外力進(jìn)行 控制的曲線圖；圖5B是示出在手指接觸到鍵之后對(duì)待施加的外力進(jìn)行控制的曲線圖； 圖6A是示出根據(jù)第二實(shí)施例的傳感器的特性的曲線圖； 圖6B至圖6D是示出根據(jù)其他實(shí)施例的傳感器的特性的曲線圖； 圖7是示出根據(jù)其他實(shí)施例的電子鋼琴的鍵的示意圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將說明本發(fā)明的實(shí)施例。 (1)第一實(shí)施例 (1-1)構(gòu)造圖1是示出根據(jù)本實(shí)施例的、用作鍵盤樂器的電子鋼琴10的基本部件 的構(gòu)造的方塊圖。電子鋼琴IO具有構(gòu)成鍵盤的多個(gè)鍵1。電子鋼琴10還具 有外力施加部14、鍵位置感測(cè)部12和用于每個(gè)鍵1的靠近感測(cè)部13。而且， 電子鋼琴10還具有控制部15，執(zhí)行后面所述的、對(duì)將施加在鍵l上的外 力的控制；音調(diào)生成器17;音響系統(tǒng)18;和輸入部16。各個(gè)靠近感測(cè)部13、 外力施加部14、鍵位置感測(cè)部12、輸入部16、音調(diào)生成器17通過未示出的 界面將各種信號(hào)傳輸至控制部15并接收來自控制部15的各種信號(hào)。每個(gè)外力施加部14均具有致動(dòng)器14a和驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路使致動(dòng)器14a在鍵1上施加阻止鍵被按壓的外力。根據(jù)來自控制部15的方向施加 外力。驅(qū)動(dòng)電路未示出。如圖2A所示，致動(dòng)器14a設(shè)置在鍵1的下方。致 動(dòng)器14a由例如螺線管構(gòu)成。每個(gè)靠近感測(cè)部13均具有設(shè)置在鍵1內(nèi)的多個(gè)反射式光敏傳感器13a。 圖2B是從側(cè)面觀察鍵1的示意截面圖。圖2C是移除了鍵1的蓋構(gòu)件11、 從上方觀察鍵1的示意俯視圖。每個(gè)反射式光敏傳感器13a均具有容置在殼 體內(nèi)的紅外線發(fā)射部13b和紅外線接收部13c。被感測(cè)對(duì)象反射由紅外線發(fā) 射部13b發(fā)射的光，由此根據(jù)被紅外線接收部13c接收的反射光量得出作為 被感測(cè)對(duì)象的手指與鍵之間的距離。另外，根據(jù)手指和鍵之間的距離變化， 靠近感測(cè)部13還得出手指靠近鍵的速度。蓋構(gòu)件11允許紅外線穿過，且該 蓋構(gòu)件11是由聚乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯等制成的白色或黑色帶色彩的 塑料板。如圖2B和圖2C所示，反射式光敏傳感器13a設(shè)置成平行于鍵1的、待 被演奏者按壓的表面。由于演奏者并不總是按壓鍵的相同位置，故設(shè)置多個(gè) 光敏傳感器，從而無論按壓鍵的任何位置，均可以感測(cè)手指的靠近。在沒有 將多個(gè)傳感器設(shè)置成平行于鍵的表面的情況下，優(yōu)選的是將傳感器設(shè)置在演 奏者最可能按壓的區(qū)域內(nèi)。本實(shí)施例描述了靠近感測(cè)部13感測(cè)靠近速度的情況。然而，靠近感測(cè) 部13也可以輸出顯示手指和鍵之間的距離的數(shù)據(jù)，由此控制部15在該數(shù)據(jù) 的基礎(chǔ)上得到靠近速度。由于只要感測(cè)出手指和鍵之間的距離，就可得到速 度和加速度，因而得到速度和加速度的方式可以為任何期望的方式。每個(gè)鍵位置感測(cè)部12均具有位置傳感器12a。圖2A是示出鍵1的側(cè)視 圖。位置傳感器12a設(shè)置在鍵l的下方，如圖2A所示。位置傳感器12a感 測(cè)根據(jù)鍵被按壓或釋放而變化的鍵的位置，同時(shí)，鍵位置感測(cè)部12輸出顯 示鍵的位置的數(shù)據(jù)。當(dāng)手指2按壓鍵1時(shí)，鍵1圍繞樞轉(zhuǎn)軸9樞轉(zhuǎn)。鍵位置 感測(cè)部12輸出顯示根據(jù)鍵的樞轉(zhuǎn)而變化的鍵的位置的數(shù)據(jù)?？梢栽陲@示鍵 位置的輸出數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得到鍵1被按壓的速度和加速度。另外，根據(jù)鍵1 的移動(dòng)方向和移動(dòng)速度，還可以感測(cè)出鍵被按壓和釋放的時(shí)機(jī)(timing)。 至于位置傳感器12a，可以使用柱塞螺線管(plunger solenoid)，以根據(jù)隨 著柱塞的移動(dòng)而變化的電壓來感測(cè)鍵的位置。作為另一實(shí)例，可以這種方式感測(cè)鍵的位置，即，將光施加于柱塞的邊緣附近，通過利用根據(jù)柱塞的移動(dòng) 而被柱塞截?cái)嗟墓饬孔兓瘉砀袦y(cè)鍵的位置。為每個(gè)鍵設(shè)置鍵位置感測(cè)部12、靠近感測(cè)部13和外力施加部14?？刂?部15具有CPU、 RAM、 ROM等以執(zhí)行儲(chǔ)存在ROM和未示出的存儲(chǔ)介質(zhì)中 的程序。在未示出的存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)了后面將要描述的各種類型的參數(shù)。控 制部15反復(fù)掃描由各個(gè)鍵的鍵位置感測(cè)部12輸出的數(shù)據(jù)，以感測(cè)演奏者的 手指當(dāng)前接觸的鍵。另外，控制部15將顯示已感測(cè)出被按壓的鍵的音高的 數(shù)據(jù)輸出到音調(diào)生成器17。音調(diào)生成器17產(chǎn)生相應(yīng)的樂音信號(hào)。所產(chǎn)生的樂音信號(hào)被傳送至包括 未示出的放大器和揚(yáng)聲器的音響系統(tǒng)18，以發(fā)出樂音。輸入部16由調(diào)節(jié)盤 等構(gòu)成，用于輸入演奏者選定的鍵觸感。電子鋼琴10的構(gòu)造先描述到此。 (1-2)外力控制過程圖3是示出在本實(shí)施例中執(zhí)行的外力控制過程的流程圖。該流程圖示出 了這樣的過程在鍵被按壓之前開始，且繼續(xù)到鍵被釋放以返回至其初始位 置為止?？刂撇?5在一定的時(shí)間段或在一定的工序內(nèi)順序地改變被控制的 鍵，由此為每個(gè)鍵執(zhí)行該過程。鍵的各種狀態(tài)(例如按壓前、按壓、按壓后) 以及各種類型的處理數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在用于每個(gè)鍵的RAM中。首先，反射式光敏傳感器13a測(cè)量接收的光量(歩驟S105)。更具體地 說，紅外線發(fā)射部13b開始發(fā)射紅外線，同時(shí)紅外線接收部13c開始接收紅 外線。所接收的光量以例如大約O.lms的間隔被測(cè)量。圖4A是示出反射式光敏傳感器13a的特性的曲線圖，其示出了與被感 測(cè)對(duì)象的距離和接收的光量之間的關(guān)系。圖4B示出了這樣的狀態(tài)，即，與 被感測(cè)對(duì)象20的距離為圖4A中示出的距離P(能得到最大接收光量的距離)。 接收的光量隨著對(duì)象20更加接近位置P或?qū)ο?0更加遠(yuǎn)離位置P而減小。 圖4C示出了這樣的狀態(tài)，即，對(duì)象20位于比圖4B中的情況距離反射式光 敏傳感器13a更近的位置處，從而導(dǎo)致從紅外線接收部13c的位置施加的反 射光的區(qū)域移位。在步驟S110中，靠近感測(cè)部13根據(jù)接收的光量得到手指 和處于該過程中的鍵之間的距離。在步驟S115中，根據(jù)得到的距離量的變化，靠近感測(cè)部13得到手指靠 近鍵的速度。在步驟S120中，控制部15根據(jù)該速度確定待施加在鍵上的外(TaN)形成，而第二導(dǎo)電膜5009由Cu形成的組合。接著，掩模501t)由光致抗蝕劑形成，并進(jìn)行用于形成電極和布線 的第一刻蝕處理。在該實(shí)施例中，使用ICP (感應(yīng)耦合等離子體)刻蝕 方法，C民和CL與氣體混合用于腐蝕。在lPa的壓力下，500 W的RF (13.56 MHz)功率施加到線圈型電極上產(chǎn)生等離子體。100 W的RF (13.56MHz)功率也施加到襯底側(cè)(樣品臺(tái))，并施加基本上負(fù)的自 偏壓。當(dāng)CF4和CL混合時(shí)，W膜和Ta膜被腐蝕到相同的程度。在上述刻蝕條件下，通過將由光致抗蝕劑形成的掩模形成為適當(dāng) 的形狀，借助施加到襯底側(cè)的偏壓的作用，笫一導(dǎo)電層和笫二導(dǎo)電層 的端部被形成為楔形。楔形部分的角度被設(shè)定為15°-45。。優(yōu)選，增加 約10-20%比例的腐蝕時(shí)間，以便進(jìn)行在柵絕緣膜上不留下剩余物的腐 蝕。由于氮氧化硅膜與W膜的選擇比例范圍為2-4 (通常為3)，氮氧 化硅膜露出的面用過腐蝕處理腐蝕約20-50 nm。于是，通過第一刻蝕 處理形成由第一和第二導(dǎo)電層形成的第一形狀(第一導(dǎo)電層5011a-5016a和第二導(dǎo)電層5t)llb-5016b)的導(dǎo)電層5011-5016。柵絕緣膜 5007中沒有覆有第一形狀的導(dǎo)電層5011-5016的區(qū)域被腐蝕約20-50 nm，使得形成減薄的區(qū)域(圖21B)。隨后，通過進(jìn)行笫一摻雜處理添加用于給出n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元 素。摻雜方法可以或者是離子摻雜方法或者是離子注入方法。離子摻 雜方法在劑量被設(shè)為1 x 10'3-5 x 10"原子/cm2，加速電壓被設(shè)為60-100 keV的條件下進(jìn)行。屬于15族的元素，通常為磷(P)或砷(As) 被用作給出n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素。但在此用磷(P)。在這種情況下， 導(dǎo)電層5011-5014用作相對(duì)于給出n型導(dǎo)電性的雜質(zhì)元素的掩模，并 且第一雜質(zhì)區(qū)域5017-5024以自對(duì)準(zhǔn)方式形成。用于給出n型導(dǎo)電性 的雜質(zhì)元素以1 x 102°-1 x io21原子/cm3的濃度添加到笫一雜質(zhì)區(qū)域 5017-5024 (圖21B)。隨后如圖21C所示，在不去除光致抗蝕劑掩模的情況下進(jìn)行第二 腐蝕處理。用CF" CL和02作為腐蝕氣體對(duì)W膜進(jìn)行選擇性腐蝕。通 過第二腐蝕處理形成第二形狀(第一導(dǎo)電層5026a-5031a和第二導(dǎo)電 層5 026b-5 031b)的導(dǎo)電層5 026-5031。柵絕緣膜5007中沒有覆有第 二形狀的導(dǎo)電層5026-5031的區(qū)域被進(jìn)一步腐蝕約20-50 nm，使得形 成減薄的區(qū)域。所示借助使用到存儲(chǔ)TFT 1402的連接，由使 用數(shù)字圖像信號(hào)的時(shí)間灰度等級(jí)方法驅(qū)動(dòng)的半導(dǎo)體器件可將存儲(chǔ)TFT 1402用作復(fù)位TFT。驅(qū)動(dòng)TFT 1403的柵和源之間的電壓可被設(shè)置為 零，通過在完成光發(fā)射周期后將存儲(chǔ)TFT 1402接通，將驅(qū)動(dòng)TFT1403 關(guān)斷。結(jié)果從EL元件的光發(fā)射停止。注意，雖然在此省略有關(guān)時(shí)間灰度等級(jí)方法的詳細(xì)解釋，但可以 參考在JP 2001-5426 B和JP 2000-86968A中公開的方法。圖34A和34B中示出該結(jié)構(gòu)應(yīng)用于有源矩陣顯示器件的實(shí)例。圖 34B是實(shí)際元件和布線布局的實(shí)例，而圖34A是反映各個(gè)元件之間位置 關(guān)系的等效電路圖。圖中的參考數(shù)字基于圖14A-14D。注意，相似的操作也可以使用不同于圖14A-14D的結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)而言 之，當(dāng)信號(hào)電流被輸入時(shí)可以建立與圖38A相似的路徑。在光發(fā)射期 間可以建立與圖38B相似的路徑。開關(guān)元件等因此可被如此排列，使 得它們的位置不與前述的路徑不一致，并也可能為諸如圖38C的連接。實(shí)施例5在該實(shí)施例中，描述半導(dǎo)體器件的制造方法。典型地，描述組成 驅(qū)動(dòng)電路的n溝道TFT和p溝道TFT以及提供在象素部分中的TFT。 對(duì)于組成象素的部分TFT沒有具體說明，它可以按照本實(shí)施例形成。首先，如圖21A所示，由諸如氧化硅膜、氮化硅膜或氮氧化硅膜 的絕緣膜形成的基底膜5002形成在由玻璃形成的襯底5001上，該玻 璃為諸如由Coning公司的由#7059玻璃和#1737玻璃表示的硼硅酸鋇 玻璃或硼硅酸鋁玻璃。例如，由SiH" NH3和N20用等離子體CVD方法 形成且厚度為10-200 nm的氮氧化硅膜5002a被形成。類似地，其上 層疊由Si&和化0形成且厚度為10-2 00 nm (優(yōu)選5 0-100 nm)的氫 化的(hydrogenerated)氮氧化硅膜。在該實(shí)施例中，基底膜5002 具有兩層的結(jié)構(gòu)，但也可形成為上述絕緣膜之一的單層膜，或具有多 于上述絕緣膜兩層的疊層膜。小島狀半導(dǎo)體層5003-5006由結(jié)晶半導(dǎo)體膜形成，該結(jié)晶半導(dǎo)體 膜通過在具有非晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體膜上進(jìn)行激光結(jié)晶方法或已知的熱結(jié) 晶方法獲得。這些小島狀半導(dǎo)體層5003-5006厚度分別為25-80 nm(優(yōu) 選30-60 nm)。對(duì)結(jié)晶半導(dǎo)體膜的材料沒有限制，但結(jié)晶半導(dǎo)體膜優(yōu) 選由硅、硅鍺(SiGe)合金等制成?？刂撇?5控制外力施加部14以允許致動(dòng)器14a產(chǎn)生外力。在步驟S175中， 鍵位置感測(cè)部12感測(cè)鍵的位置。在步驟S180中，控制部15確定鍵是否返 回到其初始位置。如果已經(jīng)確定鍵返回到初始位置，則該過程返回到步驟 S105。(2) 第二實(shí)施例第二實(shí)施例與其他實(shí)施例的不同之處在于靠近感測(cè)部13的構(gòu)造。第二實(shí)施例采用這樣的構(gòu)造使用電容傳感器來感測(cè)手指的速度。電容傳感器設(shè)置在鍵的表面。電容傳感器可以設(shè)置在鍵的內(nèi)部或下方。圖6A是示出電容傳感器的特性的曲線圖，該圖表示了電容和距離之間 的關(guān)系。該距離表示了電容傳感器的探針和被感測(cè)對(duì)象之間的距離。該距離 和電容成反比。該靠近感測(cè)部13根據(jù)由電容傳感器輸出的電容得到該探針 和被看作是被感測(cè)對(duì)象的手指之間的距離。該靠近感測(cè)部13可以根據(jù)該探 針和手指之間的距離變化得到手指的靠近速度。設(shè)置用于鍵的傳感器的數(shù)量 可以是一個(gè)或多個(gè)。在應(yīng)用電容傳感器的探針作為傳感器，且該傳感器覆蓋 鍵表面的、假定演奏者按壓的范圍內(nèi)的盡可能大的區(qū)域的情況下，傳感器的 數(shù)量可以為一個(gè)。(3) 其他實(shí)施例作為用于感測(cè)靠近的裝置，不僅可以采用上述實(shí)施例的構(gòu)造，還可以采 用下述的構(gòu)造。根據(jù)感測(cè)方法或波動(dòng)感測(cè)的類型，靠近感測(cè)裝置的傳感器可 以設(shè)置用于每個(gè)鍵或用于多個(gè)鍵。 反射式光敏傳感器在上述實(shí)施例中，反射式光敏傳感器設(shè)置在鍵的內(nèi)部。然而，反射式光 敏傳感器不必須設(shè)置在鍵的內(nèi)部。光發(fā)射部或者光接收部可以設(shè)置在鍵的外 部?；蛘?，光發(fā)射部和光接收部可以都設(shè)置在鍵的外部。更具體地說，只要 是通過手指移動(dòng)來按壓鍵的區(qū)域包含在光從光發(fā)射部延伸的路徑內(nèi)，并且光 接收部設(shè)置于光接收部可以接收被手指反射的光的位置處，則這種反射式光 敏傳感器是可接受的。 獨(dú)立的光敏傳感器圖7是示出采用獨(dú)立的光敏傳感器的構(gòu)造的示意圖。在圖7中，與第一 實(shí)施例中采用的元件類似的元件的編號(hào)與第一實(shí)施例類似。在圖7中，紅外線發(fā)射部13b設(shè)置在鍵1的外部，而紅外線接收部13c設(shè)置在鍵1的內(nèi)部。紅外線發(fā)射部13b和紅外線接收部13c設(shè)置成使紅外線發(fā)射部13b和紅外線 接收部13c各自的光軸對(duì)齊。圖6B是示出與被感測(cè)對(duì)象的距離和由紅外線 接收部13c接收的光量之間的關(guān)系的曲線圖。如果手指2放置在由紅外線發(fā) 射部13b施加光的范圍內(nèi)，則由紅外線發(fā)射部13b發(fā)射的紅外線被手指2截 斷，由此由紅外線接收部13c接收的光量隨著手指2不斷靠近鍵1而減少， 如圖6B所示。如上所述，獨(dú)立的光敏傳感器可以用于得到手指的靠近速度。 熱傳感器作為熱傳感器的一種類型的熱電紅外傳感器是一種用于感測(cè)由人體發(fā) 射的弱紅外線輻射的傳感器。圖6C是示出由熱電紅外傳感器感測(cè)的對(duì)象與 該熱電紅外傳感器之間的距離和紅外線輻射量之間的關(guān)系的曲線圖。如圖6C所示，所感測(cè)的紅外線輻射量隨著與對(duì)象的距離的減小而增加。如上所述， 熱電紅外傳感器可以用于得到手指的靠近速度，熱電紅外傳感器設(shè)置于鍵的 內(nèi)部或鍵的表面，由此熱電紅外傳感器暴露于表面。 多普勒傳感器作為多普勒傳感器的一種類型的微波多普勒傳感器是通過使用多普勒 效應(yīng)而用于感測(cè)對(duì)象的移動(dòng)速度或與移動(dòng)對(duì)象的距離的傳感器。該傳感器具 有微波發(fā)射部和微波接收部。由發(fā)射部發(fā)射的微波的頻率不同于由移動(dòng)對(duì)象 反射、隨后由接收部接收的微波的頻率。圖6D是示出被看作是移動(dòng)對(duì)象的 手指的速度和接收頻率(沿著手指靠近鍵的方向的速度向量被視為正的)之 間的關(guān)系的曲線圖。與由發(fā)射部發(fā)射的頻率相比，由接收部接收的頻率隨著 手指靠近鍵的速度的增加而增加。如上所述，多普勒傳感器可以用于得到手 指的靠近速度和手指與鍵之間的距離，該多普勒傳感器例如設(shè)置于鍵的表面 或鍵的內(nèi)部。 圖像傳感器作為圖像傳感器的一種類型的距離圖像傳感器是用于為每個(gè)像素測(cè)量 由傳感器輻射的光進(jìn)行反射并返回所花費(fèi)的時(shí)間、以及輸出與對(duì)象的距離的 傳感器，由此允許像素-像素分辨。距離圖像傳感器設(shè)置在可以拍攝靠近鍵的 手指的位置處?？梢酝ㄟ^分析以一定的時(shí)間間隔由距離圖像傳感器輸出的圖 像數(shù)據(jù)并比較幀之間的分析結(jié)果，從而得到待感測(cè)的手指與鍵之間的距離以及手指的靠近速度。可以每隔幾個(gè)鍵設(shè)置距離圖像傳感器。與距離圖像傳感 器設(shè)置用于每個(gè)鍵相比，這樣可以減少構(gòu)成本實(shí)施例的部件的數(shù)量。本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，可以在脫離本發(fā)明的范圍的情況下進(jìn)行各種變型。
權(quán)利要求
1.一種鍵盤樂器，包括鍵，用于進(jìn)行演奏音樂的操作；靠近感測(cè)裝置，用于感測(cè)演奏者的手指靠近所述鍵；外力施加裝置，用于在所述鍵上施加阻止所述鍵被按壓的外力；以及控制裝置，用于在已被感測(cè)出靠近的手指接觸所述鍵之前，允許所述外力施加裝置在所述鍵上施加外力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍵盤樂器，其中 所述靠近感測(cè)裝置感測(cè)演奏者的手指靠近所述鍵的速度；以及 所述控制裝置允許所述外力施加裝置施加根據(jù)所述速度確定的外力。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鍵盤樂器，其中所述靠近感測(cè)裝置具有反射式電磁波傳感器，以根據(jù)被演奏者的手指反 射的電磁波來感測(cè)所述手指和所述鍵之間的距離，從而根據(jù)所述距離的時(shí)間 變化得出所述速度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鍵盤樂器，其中在所述鍵的內(nèi)部設(shè)置多個(gè)反射式電磁波傳感器，并且所述反射式電磁波 傳感器設(shè)置成平行于所述鍵的、待被按壓的表面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鍵盤樂器，其中所述靠近感測(cè)裝置具有反射式光敏傳感器，以根據(jù)被演奏者的手指反射 的光來感測(cè)所述手指和所述鍵之間的距離，從而根據(jù)所述距離的時(shí)間變化得出所述速度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鍵盤樂器，其中在所述鍵的內(nèi)部設(shè)置多個(gè)反射式光敏傳感器，并且所述反射式光敏傳感 器設(shè)置成平行于所述鍵的、待被按壓的表面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鍵盤樂器，其中所述靠近感測(cè)裝置在所述鍵的表面上具有電容傳感器，以根據(jù)演奏者的 手指和所述電容傳感器的探針之間的電容來感測(cè)所述手指和所述鍵之間的 距離，從而根據(jù)所述距離的時(shí)間變化得出所述速度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鍵盤樂器，其中所述靠近感測(cè)裝置具有獨(dú)立的光傳感器，以根據(jù)被演奏者的手指截?cái)嗟?光來感測(cè)所述手指和所述鍵之間的距離，從而根據(jù)所述距離的時(shí)間變化得出 所述速度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鍵盤樂器，其中所述靠近感測(cè)裝置具有熱傳感器，以感測(cè)所述手指和所述鍵之間的距 離，從而根據(jù)所述距離的時(shí)間變化得出所述速度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鍵盤樂器，其中 所述靠近感測(cè)裝置具有多普勒傳感器以感測(cè)所述速度。
11. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鍵盤樂器，其中 所述靠近感測(cè)裝置具有圖像傳感器以感測(cè)所述速度。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍵盤樂器，其中所述控制裝置允許所述外力施加裝置施加根據(jù)演奏者的手指的質(zhì)量確 定的外力。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的鍵盤樂器，還包括 輸入裝置，用于輸入與手指的質(zhì)量相對(duì)應(yīng)的參數(shù)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1-13中的任意一項(xiàng)所述的鍵盤樂器，其中 如果演奏者的手指和所述鍵之間的距離為一特定距離以下，則所述控制裝置允許所述外力施加裝置施加外力。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1-13中的任意一項(xiàng)所述的鍵盤樂器，其中 當(dāng)演奏者的手指接觸所述鍵之后，所述控制裝置允許所述外力施加裝置在所述鍵上施加根據(jù)所述鍵的位置確定的所述外力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鍵盤樂器，包括鍵，用于進(jìn)行演奏音樂的操作；靠近感測(cè)裝置，用于感測(cè)演奏者的手指靠近所述鍵；外力施加裝置，用于在所述鍵上施加阻止所述鍵被按壓的外力；以及控制裝置，用于在已被感測(cè)出靠近的手指接觸所述鍵之前，允許所述外力施加裝置在所述鍵上施加外力。在本發(fā)明中，感測(cè)演奏者的手指所靠近的、用于進(jìn)行演奏音樂操作的鍵，在已被感測(cè)出靠近的手指接觸鍵之前施加阻止鍵被按壓的外力。由此，實(shí)現(xiàn)了演奏者正好在按壓鍵之后感知到聲學(xué)鋼琴的鍵觸感。
文檔編號(hào)G01P3/68GK101231842SQ20071016034
公開日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月19日
發(fā)明者小松昭彥, 谷口成泰 申請(qǐng)人:雅馬哈株式會(huì)社