JPH01167895A

JPH01167895A - 楽音制御装置

Info

Publication number: JPH01167895A
Application number: JP62328069A
Authority: JP
Inventors: Hideo Suzuki; 秀雄鈴木; Shunichi Matsushima; 松島　俊一; Masahiko Obata; 小幡　雅彦; Masao Sakama; 真雄坂間
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1987-12-24
Filing date: 1987-12-24
Publication date: 1989-07-03
Anticipated expiration: 2010-07-31
Also published as: JPH0769691B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、電子楽器に用いられ、演奏用の鍵盤もしく
は操作ボタンのイニシャルタッチおよびアフタータッチ
を検出するタッチ検出回路に関するものである。

「従来の技術」例えば、オルガンにおいては、その鍵盤と連動して開閉
弁が動作するだけであるから、鍵盤を一度押さえてしま
えば、その後、いくら強く押さえても音には何の変化も
現れないが、ピアノにおいては、鍵盤を押す強さ、いわ
ゆるタッチに応じて音の強弱が変化する。一方、電子鍵
盤楽器において、鍵盤のイニシャルタッチやアフタータ
ッチを検出し、これにより音を変化させるようにしたも
のが知られている。

ここで、イニシャルタッチとは、打鍵の瞬間の押圧力の
変化速度に対応するものであり、またアフタータッチと
は、打鍵の後、その鍵盤を押し続けている間の押圧力の
連続的な変化に対応するものである。

そして、従来の電子鍵盤楽器において、イニシャルタッ
チを検出する方法としては、鍵盤が押されていない状態
で“オン“となるブレイク接点（常閉接点）と、鍵盤が
押し込まれた状態で、“オン”となるメーク接点（常閉
接点）とを設け、鍵盤が押されブレイク接点が“オフ”
となった時点からメーク接点が“オン”となるまでの時
間間隔を計数することにより、打鍵の瞬間の押圧力の変
化速度に対応したイニシャルタッチ信号を得る方法が用
いられていた。また、アフタータッチを検出する方法と
しては、鍵盤に加えられる押圧力を検出する圧力センサ
を設け、この圧力センサから押圧力の連続的な変化に対
応したアフタータッチ信号を得る方法が用いられていた
。

「発明が解決しようとする問題点」ところで、従来の電子鍵盤楽器においては、イニシャル
タッチを検出するために、１個の鍵盤について、ブレイ
ク接点とメータ接点、および時間を測定するための計数
回路を各々設けなければならず、また、アフタータッチ
を検出するために別途圧力センサを設けなければならな
かった。このように、イニシャルタッチとアフタータッ
チが別々の検出手段によって検出されるようになってい
るので、構成が複雑となり、さらに、接点を有する構造
であるため、チャタリングが生じるという問題もあった
。

そこでこの発明は、イニシャルタッチとアフタータッチ
を単一の無接点の検出手段によって検出することができ
るタッチ検出回路を提供することを目的としている。

「問題点を解決するための手段」この発明は、演奏用の鍵盤もしくは操作ボタンを介して
加えられる押圧力に対応した信号を出力する圧力検出手
段と、前記圧力検出手段の出力が基準値以上となってか
ら所定時間が経過した時点でタイミング信号を出力する
タイミング発生手段と、前記タイミング信号が供給され
る毎に、前記圧力検出手段の出力を取り込んで保持し、
その保持内容を出力する保持手段とを設け、前記保持手
段の出力をイニシャルタッチに対応した信号として出力
するとともに、前記圧力検出手段の出力をアフタータッ
チに対応した信号として出力することを特徴としている
。

「作用」′ 上記の構成によれば、演奏用の鍵盤もしくは操作ボタン
のイニシャルタッチとアフタータッチを、単一の圧力検
出手段によって同時に検出することができるので、従来
のように、イニシャルタッチ検出用の接点と、アフター
タッチ検出用の圧力センサを別々に設ける必要がなくな
り、構成が簡素化され、さらに、接点を有しない構造で
あるため、チャタリングが生じることもない。

「実施例」以下、図面を参照し、この発明の実施例について説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例の全体構成を示すブロック
図、第２図は同実施例において用いられるグリップＩＲ
，ＩＬの外観構成を示す図、第３図は同実施例の使用例
を示す正面図である。

まず、グリップＩ　Ｒ，Ｉ　Ｌの構成について、第２図
を参照して説明する。グリップＩＲは右手用、グリップ
ＩＩ、は左手用であり、これらは互いに左右対称となる
ように構成されているので、以下、右手用のグリップｌ
Ｒについてのみ説明し、各部の符号ＲをＬと読み替える
ことに゛より、左手用のグリップＩＬの説明に代えるの
もとする。

右手用のグリップｌＲにおいて、２Ｒは右手で把持し得
る形状のケースであり、このケース２Ｒには、右手で握
られた場合に、その手になじむように親指と人差し指の
間の付は根部分と密着する曲面２Ｒａが形成され、また
、握った手から外れないように、薬指と中指の間に挾ま
れる係止部２Ｒｂが形成されている（第３図参照）。ま
た、ケー　　゛ス２Ｒには７個の圧力センサＳｎｌ〜Ｓ
Ｒ７が組み込まれている。これらの各圧カセンザＳＲ１
〜ＳＲ１は、ケース２Ｒに突没自在に設けられた押しボ
タンと、この押ボタンを介して加えられる押圧力に応じ
て固有抵抗値が変化する圧電素子とから各々構成されて
いる。

ここで、圧力センサＳＲ，〜Ｓ　Ｒ７の配置について説
明する。圧カセンザＳＲ，〜ＳＲ，は、グリソブＩＲを
右手で握った場合に、その５本の指先によって容易に押
圧可能な位置に各々配置されており、圧力センサＳＲ，
，ＳＲ，は親指で抑圧可能な位置に横方向に並べて配置
され、圧力センサＳＲ１，Ｓｒｔ、は人差し指で抑圧可
能な位置に縦方向に並べて配置され、さらに、圧力セン
サＳＲｓ、ＳＲｅ　、Ｓ　Ｒ７は中指、薬指、小指によ
って各々抑圧可能な位置に縦方向に並べて配置されてい
る。このような配置としたことにより、片手の５本指で
、７個の圧力センサＳＲ，〜Ｓ　Ｒ７を無理なく操作す
ることができる。

そして、各圧力センサＳＲ，〜ＳＲ？が指先よって押し
込まれると、内部の圧電素子に押圧力が作用して、その
抵抗値が変化するようになっている。

これらの各圧力センサＳＲ，〜ＳＲ，は、ケーブル３Ｒ
およびコネクタ４Ｒを介して、第３図に示すように、演
奏者の腰に装着されたベルト型の本体５に接続される。

このベルト型の本体５の外観構成を第４図に示す。

次に、第１図において、各圧電素子ＳＲ，〜ＳＲ７の一
端は共通接続され、ケーブル３Ｒを介して本体５に導か
れた上で接地されている。一方、各圧力センサＳＲ１〜
Ｓ　Ｒ７の他端はケーブル３Ｒを介して本体５に導かれ
、プルアップ抵抗ｒによって各々プルアップされると共
に、キーオン／タッチ検出回路６Ｒ，〜６　Ｒ７に各々
接続されている。

キーオン／タッチ検出回路６Ｒ，〜６Ｒ，は、各圧力セ
ンサＳ　Ｒｌ−Ｓ　Ｒ？から各々供給される検出電圧に
基づいて、キーオン信号ＫＯＮ、イニシャルタッヂデー
夕ＩＴＤ、およびアフタータッチデータＡＦＤを出力す
る回路である。ここで、キーオン信号ＫＯＮは、各圧力
センサＳＲ３〜ＳＲ７に対する押圧力が所定の強さ以上
となった時点で出力され、また、イニシャルタッチデー
タＩＴＤは、各圧力センサＳＲ，〜Ｓ　Ｒ’ｒの押し始
めのタッチ、すなわち押された瞬間における押圧力の変
化速度に対応して得られるデータであり、さらに、アフ
タータッチデータＡＦＤは、各圧力センサＳＲ１〜ＳＲ
，の押し終わりまでの押圧力の連続的な変化に対応した
データである。

キーオン／タッチ検出回路６Ｒ，〜６Ｒ７は、Ａ／Ｄコ
ンバータ７、比較回路８、遅延回路９、アンドゲート１
０、およびレジスタｌｌによって構成されている。Ａ／
Ｄコンバータ７は、各圧力センサＳＲ，〜Ｓ　Ｒ７から
各々供給される検出電圧を所定ビットのデジタルの検出
電圧データＶＤに変換するものであり、これにより得ら
れた検出電圧データＶＤをアフタータッチデータＡＦＤ
として出力する！比較回路８は、Ａ／Ｄコンバータ７か
ら出力される検出電圧データＶＤと基争電圧データＶ　
ｒｅｆとを比較し、Ｖ　Ｄ　＞　Ｖ　ｒｅｆとなった場
合に、その出力を“■］”レベルとする。比較回路８の
出力は、アンドゲートｌＯの一方の入力端に供給されろ
と共に、遅延回路９を介して所定時間Ｔだけ遅延された
後、アンドゲートｌＯの他方の入力端に供給される。し
たがって、Ｖ　Ｄ　＞　Ｖ　ｒｅｆとなってから所定時
間Ｔが経過した時点で、アンドゲートｌＯの出力が“Ｉ
］”レベルとなり、この“Ｈ”レベルの出力がキーオン
信号ＫＯＮとして出力される。

また、遅延回路９の出力はレジスタ１１のロード端子り
にら供給されており、このレジスタ１１は、遅延回路９
の出力が“■−ルベルに立ち上がった時点で、Ａ／Ｄコ
ンバータ７から出力される検出電圧データＶＤをラッチ
し、このランチしたデータをイニシャルタッチデータＩ
ＴＤとして出力する。

ここで、Ｖ　Ｄ　＞　Ｖ　ｒｅｆとなってから所定時間
Ｔが経過した時点で、レジスタ１１によってラッチされ
たデータが、イニシャルタッチデータｒ　’Ｉ’　Ｄと
なる理由について、第５図を参照して説明する。

第５図は、圧力センサＳＲ，〜Ｓ　Ｒ？の圧電素子に加
えられる抑圧力と、その抵抗値との関係を示すグラフで
ある。この図において、押圧力がＰｏとなった時点で、
抵抗値がＲｒｅｆとなり、上述した検出電圧ＶＤが基準
電圧Ｖｒｅｆと等しくなるものとする。そして、比較的
弱いタッチで押圧力が加えられた場合、すなわち押圧力
の変化速度が遅い場合、所定時間Ｔが経過した時点にお
いて、押圧力はＰｌとなり、抵抗値はｎ　１ｎｉｔ＋と
なろ。逆に、比較的強いタッチで押圧力が加えられた場
合、すなわち押圧力の変化速度が速い場合、所定時１ｓ
Ｉ　Ｔが経過した時点において、押圧力はｐ　１（＞　
Ｐ　Ｉ）となり、抵抗値はＲ１ｎｉｔｔ（＜　Ｒ１ｎｉ
ｔ＋）となる。このように、押圧力がＰｏを超えてから
所定時間Ｔが経過した時点における圧電素子の抵抗値は
、タッチの強弱の度合に応じて決まり、タッチが強けれ
ば抵抗値はＲ１ｎｉＬｔとなり、タッチが弱ければ抵抗
値はＲ１ｎ１Ｌとなる。そして、Ａ／Ｄコンバータ７か
ら出力される検出電圧データＶＤは、各圧カセンサＳＲ
，〜ＳＲ７内の圧電素子の抵抗値に対応しているので、
この検出電圧データＶＤをレジスタ１１でラッチするこ
とにより、イニシャルタッチデータＩＴＤが得られる。

上述した構成のキーオン／タッチ検出回路６Ｒ５〜６１
１？は、右手用のグリップＩＲの各圧力センサＳ　ｎ　
ｌ　””　Ｓ　Ｒ？に対応して各々設けられているが、
これらと全く同様の構成のキーオン／タッチ検出回路６
Ｌ、〜６Ｌ、が、左手用のグリップ１１．の各圧力セン
サＳＬ、〜Ｓ　Ｌ　？に対応して各々設けられている。

これらの、キーオン／タッチ検出回路６Ｒ，〜６Ｒ７，
６Ｌ、〜６Ｌ７から各々出力されるキーオン信号ＫＯＮ
、イニシャルタッチデータ！ＴＤ１およびアフタータッ
チデータＡＴＤは、マルチプレクサ１２へ供給される。

マルチプレクサ１２は、そのセレクト端子に供給される
チャンネル・セレクト信号Ｃ８に基づいて、キーオン／
タッチ検出回路６Ｒ，〜６ｒｔ７，６Ｌ１〜６Ｌ？から
各々出力されるキーオン信号ＫＯ１Ｎとイニシャルタッ
チデータＩＴＤとアフタータッチデータＡＴＤとから成
るデータのいずれか一組を択一選択して出力する。また
、１４はＣＰＵ（中央処理装置）、１６はＣＰＵ１４で
用いられるプログラムが記憶されたＲＯＭ（リードオン
リメモリ）、１７はワークエリアとして用いられろＲＡ
Ｍ（ランダムアクセスメモリ）である。ＣＰＵ　ｌ　４
は、マルチプレクサＩ２に供給するチャンネル・セレク
ト信号Ｃ８を順次変化さＵ゛、キーオン／タッチ検出回
路６Ｒ，〜６Ｒ７，６Ｌ、〜６Ｌ、の出力データを高速
でスキャンし、これにより得られたキーオン信号ＫＯＮ
、イニシャルタッチデータＩＴＤ１およびアフタータッ
チデータＡＴＤを逐次ＲＡＭ１７へ転送し、この転送し
たデータに基づいて、音高を指定するためのキーコード
データＫＣと、音量を指定するための音量データＶＯＬ
と、音色を指定するための音色指定データＴＤとを作成
する。なお、上記キーオン信号ＫＯＮと、キーコードデ
ータＫＣと、音量データＶＯＬと、音色指定データＴＤ
をまとめて楽音制御データＭＣＤと呼ぶ。

また、１８は操作部であり、ブツシュスイッチ（第４図
参照）と、操作されたブツシュスイッチの出力をコード
化してＣＰＵ１４へ出力するコーグとから構成されてい
る。１９はＬＣＤ（液晶）表示器（第４図参照）、２０
はｃｐｕ　ｔ　４から供給される楽音制御データＭＣＤ
を搬送波に乗せ、アンテナ２０ａから発信するトララス
ミッタ、２１はＣＰＵ１４から供給される楽音制御デー
タＭＣＤをミディ（Ｍ　Ｉ　Ｄ　Ｉ　；　Ｍｕｓｉｃａ
ｌ　　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　ＤｉｇｉｔａｌＩｎｔｅ
ｒｆａｃｅ）規格のデータに変換し、出力端子２１ａを
介して外部へ出力するミディ回路である。

次に、上述、した一実施例の動作について説明する。

まず、演奏を行う場合、演奏者は第３図に示すようにベ
ルト型の本体５を腰に装着し、グリップ１１Ｎ、Ｉ　Ｌ
から延びているケーブル３　Ｒ，３Ｌの先端のコネクタ
４Ｒ，４Ｌを本体５のコネクタ５Ｒ１５■、（第４図参
照）に接続し、さらに、有線によって楽音発生装置を駆
動する場合は、出力端子２１ａと楽音発生装置との間を
接続ケーブルによって接続する。そして、腰に装着した
本体５と、楽音発生装置の電源をオンとする。次いて、
操作部１８のブツシュスイッチを操作して、ｎ線／無線
の別（楽音発生装置へのデータ伝送方法）を指定し、ま
た、グリップｔＲ，ｉｔ、の各圧力センサＳＲ，〜ＳＲ
，，ＳＬ、〜ＳＬ？に対する機能割り当てを行う。

ここでは、第６図に示すように、右手用のグリップｌＲ
内の圧力センサＳＲ３〜ＳＲ４の出力に基づいて、第１
オクターブ〜第４オクターブか指定され、圧力センサＳ
　Ｒｓ〜ＳＲ７の出力（“１”がキーオン、“０”がキ
ーオフを示す）の組み合わせに３．１゜づいて、音階ｃ
　ｎ　、　Ｄｎ、・・・・・・、Ｉ３ｎ、Ｃ”’が指定
され、また、左手用のグリップＩＬ内の圧力センサＳＬ
１〜ＳＬ、の出力に基づいて、キーオンおよびタッチの
強弱が指定され、圧力センサＳ　Ｌ　ｓ〜Ｓ　Ｌ　７の
出力に基づいて音色が指定されるように、各圧力センサ
の機能を割り当てるものとする。

次いで、演奏者は、グリップＩＲを右手で、グリップＩ
Ｌを左手で握り、操作部１８のスタートを指示するブツ
シュスイッチを操作し、演奏を開始する。以降、ＣＰＵ
１４は、キーオン／タッチ検出回路６Ｒ，〜６Ｒ７，６
ｔ、、〜６　Ｌ　７から得られるキーオン信号ＫＯＮ、
イニシャルタッチデータＩＴＤ、およびアフタータッチ
データＡＴＤを逐次ＲＡＭ５８へ転送し、この転送した
データに基づいて、楽音制御データＭＣＤを作成し、作
成した楽音制御データＭＣＤをミディ回路２１へ出力す
る。ミディ回路２１は供給された楽音制御データＭＣＤ
をミディ規格のデータに変換して出力端子２１ａへ供給
し、この出力端子２１ａから出力されたデータは、接続
ケーブルを介して外部の楽音発生装置へ供給される。こ
れにより楽音発生装置において、供給されたミディ規格
のデータに基づく楽音が形成され、そのスピーカから楽
音として発せられる。

この場合、グリップＩＲ，ＩＬの各圧力センサＳ　ＩＮ
　ｔ〜Ｓｌ’？、、ＳＬ、〜Ｓ　Ｌ　？には、第６図に
示すように各機能が割り当てられているので、例えば、
右手親指で圧力センサＳＲ１を押して“第１オクターブ
を指定し、右手中指で圧力センサＳ　Ｒｓを押して音階
“Ｇｎ”を指定し、左手小舟で圧力センサＳ　Ｌ　、を
押して“フルート”を指定し、さらに、この状態で、左
手親指で圧力センサＳＬｌを押すと、その押し具合（強
弱）に対応したタッチで、かつ、フルートの音色で、音
階Ｇ′の楽音が楽音発生装置から発せられる。続けて、
左手人差し指で圧力センサＳＬ３を押すと、その押し具
合に対応したタッチで、音階Ｇ１よりも半音高い楽音が
発せられ、また、左手人差し指で圧力センサＳＬ、を押
すと、それに対応したタッチで、音階Ｇ１よりも半音低
い楽音が発せられる。

この場合、ＣＰＵ１４は、オクターブ指定のための圧力
センサＳＲ１〜ＳＲ，や、音色指定のための圧力センサ
ＳＬ５〜ＳＬ７が押された場合、これらが押されている
期間中、その指定を有効と判断する。なお、圧力センサ
ＳＲ，〜ＳＲ，およびＳＬ５〜Ｓｒ、７か一度押される
と、この指定が保持されるようにしてらよく、また、第
７図に示すように、左手用のグリップＩＬ内の圧力セン
サＳＬ、〜ＳＬ　７の出力に基づいて、音量の大小、ビ
ブラートの強弱、ワウワウの有無等、各種効果が指定さ
れるように各機能を割り当ててもよく、これらは１、操
作部１８のブツシュスイッチを操作することによって、
演奏者が任意に設定できるようになっている。

ここで、楽音発生装置への伝送方法として“無線“か選
択された場合は、楽音制御データＭＣＤがトランスミッ
タ２０へ供給される。また、ＬＣＤ表示器１９には、操
作部１８の操作内容等が表示される。

上述した一実施例によれば、単一の圧力センサＳｒｔ、
〜５Ｒ７（ＳＬ、、〜ＳＬ、）の出力信号に基づいて、
イニシャルタッチとアフタータッチの両方を検出するこ
とができる。

なお、上述した一実施例においては、グリップＩＲ，Ｉ
Ｌを握った手の各指先の押し具合や、押す指の組み合わ
せによって楽音発生装置を制御する特殊な電子楽器に適
用した場合を例に説明したが、通常の電子鍵盤楽器に適
用し、鍵盤のイニシャルタッチとアフタータッチを検出
するようにしても構わない。また、各圧力センサＳ　Ｒ
＋〜５ｎ７（ＳＬ、〜５Ｌｆｆ）の出力信号を、Ａ／Ｄ
コンバータ７でデジタル信号に変換せずに、アナログ信
号のまま処理するように構成しても勿論構わない。

「発明の効果」以上説明したように、この発明によれば、演奏用の鍵盤
もしくは操作ボタンを介して加えられる押圧力に対応し
た信号を出力する圧力検出手段と、前記圧力検出手段の
出力が基準値以上となってから所定時間が経過した時点
でタイミング信号を出力するタイミング発生手段と、前
記タイミング信号が供給される毎に、前記圧力検出手段
の出力を取り込んで保持し、その保持内容を出力する保
持手段とを設け、前記保持手段の出力をイニシャルタッ
チに対応した信号として出力するとともに、前記圧力検
出手段の出力をアフタータッチに対応した信号としそ出
力するようにしたので、演奏用の鍵盤もしくは操作ボタ
ンのイニシャルタッチとアフタータッチを、弔−の圧力
検出手段によって同時に検出することができ、従来のよ
うに、イニシャルタッチ検出用の接点と、アフタータッ
チ検出用の圧力センサを別々に設ける必要がなくなり、
構成が簡素化され、さらに、接点を有しない構造とする
ことができるため、チャタリングが生じないという効果
ら得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の全体構成を示すブロック
図、第２図は同実施例のグリップＩＲとＩＬの外観構成
を示す斜視図、第３図は同実施例の使用例を示す正面図
、第４図は同実施例のベルト型の本体の外観構成を示す
斜視図、第５図は同実施例において用いられる圧電素子
の特性を示すグラフ、第６図は同実施例における各圧力
センサＳＲ，〜Ｓ　ＩＮ７．Ｓ　Ｌ　、−９Ｌ？に対す
る機能割り当て例を示す図、第７図は機能割り当ての変
形例を示す図である。ｔＲ，ｔｔ、・・・・・・グリップ、ＳＲ１〜ＳＲ？、ＳＬ、〜ＳＬ？・・・・・・圧力センサ（圧力検出手段）、６Ｒ，〜６
Ｒ７，６Ｌｌ〜６Ｒ。・・・・・・キーオン／タッチ検出回路、７・・・・・
・Ａ／Ｄコンバータ、８・・・・・・比較回路、９・・・・・・遅延回路（８，９がタイミング発生手段
）、１１・・・・・・レジスタ（保持手段）。

Claims

【特許請求の範囲】演奏用の鍵盤もしくは操作ボタンを介して加えられる押
圧力に対応した信号を出力する圧力検出手段と、前記圧力検出手段の出力が基準値以上となってから所定
時間が経過した時点でタイミング信号を出力するタイミ
ング発生手段と、前記タイミング信号が供給される毎に、前記圧力検出手
段の出力を取り込んで保持し、その保持内容を出力する
保持手段とを設け、前記保持手段の出力をイニシャルタッチに対応した信号
として出力するとともに、前記圧力検出手段の出力をア
フタータッチに対応した信号として出力することを特徴
とするタッチ検出回路。