JPH02234197A - 電子楽器のタッチ検出回路 - Google Patents

電子楽器のタッチ検出回路

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JPH02234197A
JPH02234197A JP1053983A JP5398389A JPH02234197A JP H02234197 A JPH02234197 A JP H02234197A JP 1053983 A JP1053983 A JP 1053983A JP 5398389 A JP5398389 A JP 5398389A JP H02234197 A JPH02234197 A JP H02234197A
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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、電子楽器のタッチ検出回路に係り、特に、
鍵のイニシャルタッチの時間的な経過、即ち、その押鍵
から*siまでの押鍵状態の検出に用いられるタッチ検
出回路に関する。
〔従来の技術〕
従来、電子鍵盤,楽器においては、鍵のイニシャルタッ
チの検出について、実開昭61−135394号[電子
楽器の鍵盤スイッチ」、実開昭63−66897号「電
子楽器のスイッチ装置」、特開昭64−11300号「
鍵盤楽器のタッチレスポンス装置」等がある. 実開昭61−135394号「電子楽器の鍵盤スイッチ
」や実開昭63−66897号「電子楽器のスイッチ装
置」では、押鍵により開閉される二つのスイッチを押鍵
の深さに応じて前後して閉じられるように設置し、各ス
イッチの閉じられる時間差により鍵のタッチを検出して
いる.〔発明が解決しようとする課題〕 ところで、二つのスイッチを用いたタッチ検出では、押
鍵の深さによって前後して閉じられた各スイッチの時間
差を利用しているため、押鍵状態が二つのスイッチのオ
ン情報のみの画一的なものとなり、押鍵途上の状態を定
量的に知ることができない.このため、各スイッチによ
って得られたオン信号を用いてタッチコントロールを行
う場合、その立上りコントロールがオン情報に応じた仮
想データによって設定する等、押鍵状態に無関係に単純
なものとなる。また、二つのスイッチのオン情報によっ
て押鍵状態が検出されるため、最初のスイッチのオン情
報から次のスイッチのオン情報が到来するまで、押鍵状
態が確定しないために発音することができない。
そこで、この発明は、押鍵から離鍵までの連続的な押鍵
状態を実時間で検出可能にした電子楽器のタッチ検出回
路の提供を目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明の電子楽器のタッチ検出回路は、複数の鍵に対
応して設けられ、押鍵からM鍵に至る鍵の移動速度を検
出する速度検出手段と、この速度検出手段で得られた前
記各鍵の押鍵データを時分割で取り込み、押鍵から離鍵
に至る前記各鍵の連続的なタッチ状態を検出するタッチ
検出手段とを備えたものである。
また、この発明の電子楽器のタッチ検出回路においては
、前記速度検出手段は、押鍵ないしM鍵によって移動す
る磁石による磁界の変化から鍵の移動速度を表す起電力
を発生する磁電変換手段と、この磁電変換手段で得られ
た起電力により前記鍵の移動速度を表す電圧変化を取り
出す時定数回路とから構成することができる。
〔作  用〕
この発明の電子楽器のタッチ検出回路においては、複数
の鍵に対応して設置された速度検出手段では押鍵による
鍵の移動速度が検出される。そして、タッチ検出手段に
は、時分割で各鍵ごとにその押鍵から離鍵に至る移動速
度の変化が押鍵データとして取り込まれ、その押鍵デー
タによって各鍵のタッチ状態が検出される。
また、各鍵の押鍵に応じて移動する磁石の移動に伴う磁
界の変化を硼電変換手段で検出するようにすれば、磁電
変換手段には押鍵に応じた起電力が得られ、この起電力
により時定数回路から押鍵データを表す電圧変化が取り
出される。
〔実 施 例〕
以下、この発明の実施例をV面を参照して説明する. m盤2には音名に応じて複数のvl14が支点6を中心
にして上下方向に移動可能に設置されており、押鍵によ
って移動する鍵4の移動速度を検出するための速度検出
手段として磁電変換部8が設置されている.即ち、wI
4の中途部には棒状を成す磁石10が設置されており、
押鍵によって移動する磁石10による磁界の変化を電気
信号に変換する磁電変換部8が設置されている。この磁
電変換部8は、連続的な磁界の作用を電気的な変化に変
換するものであれば良く、ホール素子やコイル等で構成
でき、この実施例では、コイル12が各@4に対応して
設置されている.このコイル12には、移動する磁石1
0を出入れ可能な導体や曜伝導体で形成された例えば円
筒状コイルが用いられている。
このコイル12の両端には、コイル12と閉回路を成す
スイッチ16が並列に接続されているとともに、該スイ
ッチ16が開いているとき、コイルl2に閉回路を成す
ようにキャバシクl8及び抵抗20の直列回路からなる
時定数回路22が接続されている。スイッチ16は各鍵
4ごとに設置されており、また、時定数回路22はコイ
ルl2ごとに又は各コイルl2に共通に設置してもよい
。
また、スイッチ16は、押鍵からMWに至る押鍵状態に
応じてコイル12に発生する起電力から押鍵データを時
分割によって取り込むため、データ取込信号g0によっ
て選択的に開閉するように構成され、このスイッチ16
を開閉するためのデータ取込信号g0の発生手段として
データ取込信号発生部24が設置されている。データ取
込信号goは、例えば、高(H)低(L)2レベルのス
イッチング信号で与えられる. そして、押鍵に応じてコイル12に発生した起電力によ
り、抵抗20に発生する電圧V,が押鍵データとして取
り込まれるタッチ検出部26が設置されている. このように構成すれば、押鍵によってコイル12の内部
に磁石10が挿入され、コイルl2に磁界が作用すると
、コイル12には電磁誘導によって起電力が発生する.
この起電力は、作用する磁界の大きさ、磁界の変化速度
等に比例するので、押鍵状態、即ち、押鍵によるI!4
の移動速度に応じた起電力がコイルl2に発生すること
になる.ここで、データ取込信号g0がLレベルになる
と、第2図の(A)に示すように、スイッチl6が閉じ
られ、この場合、押鍵に応じて磁石10が矢印Xで示す
ようにコイル12側に移動すると、コイル12に作用す
る磁界が変化し、コイル・l2にはその磁界の変化に応
じた起電力が発生して電流iがスイッチl6を通して流
れる。
次に、データ取込信号g。がHレベルになると、第2図
の(B)に示すように、スイッチ16が開かれ、この瞬
間、コイル12に発生した起電力がキャパシタl8及び
抵抗20に加わり、電流iが流れる.この電流lによっ
てキャパシタ18が充電されるとともに、抵抗20には
コイルl2に発生した起電力に応じて鍵4の移動速度を
表す電圧V,が発生する. 次に、第2図の(C)に示すように、スイッチl6が開
かれた瞬間において、離鍵に応じて磁石10が矢印Yで
示すようにコイルl2側から離れると、コイルl2に作
用する磁界が押鍵の場合とは逆方向に変化し、その磁界
に応じた起電力が発生して電流一iがキャパシタl8及
び抵抗20に流れる.この電流一iによってキャパシタ
l8が充電されるとともに、抵抗20にはコイルl2に
発生した起電力に応じて離鍵によるi!4の移動速度を
表す電圧−■、が発生する. したがって、抵抗20には押鍵から離鍵に至るまでの間
、電圧v..〜一vrの変化が得られ、その電圧変化は
、押鍵から離鍵に至るまでの[4の連続的な移動状態に
応じたレベル変化を生じる.そして、この電圧v..〜
−■,は、データ取込信号g0に同期してタッチ検出部
26に速度情報として取り込まれ、押鍵から離鍵までの
押鍵状態を連続的に表す押鍵データD0が得られる.即
ち、この押鍵データD0は、鍵4ごとに応じて時分割で
取り込まれる.そして、この押鍵データD0は各鍵4ご
とに得られるので、この押鍵データD0から押鍵された
各鍵4を表すキーコードKC、押鍵中か否かを表すキー
オン信号KON、押鍵から離鍵までの時間的変化を連続
的に表すタッチデータTDが演算によって求められる. このような押鍵から離鍵までの状態を連続的に表す押鍵
データD0によれば、押鍵途上の状態を知ることができ
、奏法に応じた微妙な14の操作やその立上り状態等を
繊細に表現できる等、表現性を高めることができ、奏法
や奏者の好みに応じた演奏が得られるとともに、その途
上のデータに基づいて発音させることができ、発音のレ
スポンスを速くすることができるのである. 次に、第3図は、この発明の電子楽器のタッチ検出回路
の実施例である電子楽器を示す.鍵盤2に対応して各鍵
の押鍵状態を検出するタッチ検出回路30が設置され、
各鍵盤2の押鍵によってキーコードKC、キーオン信号
KON及びタッチデータTDがタッチ検出回路30から
得られる。これらキーコードKC,キーオン信号KON
及びタッチデータTDが各鍵ごとに時分割的に発生する
. そして、楽音形成回路32は、タッチ検出回路30から
与えられたキーコードKCに基づき、そのキーコードK
Cに応じて定まる音名及びオクターブを持ち、かつ、キ
ーオン信号KONに従って制御された楽音信号を形成し
、必要な音色を付与するとともに、タフチデータTDに
よって音量、音高等の楽音構成要素が制御された楽音信
号を発生する. この楽音信号は、サウンドシステムに設置されている増
幅器34で増幅された後、スピーカ36に加えられ、楽
音として発音される. そして、第4図は、第3図に示した電子楽器におけるタ
ッチ検出回路30の具体的な回路構成例を示す。
鍵盤2に設置された複数の鍵41、42・・・に対応し
て複数チャネルのコイル121、122・・・が設置さ
れ、各コイル121、122・・・にはW141、42
・・・に取り付けられた磁石】Oが出入れ可能に設置さ
れる。即ち、この実施例では、各コイル121、122
・・・にはスイッチ161、162・・・が並列に接続
されているとともに、各コイル121、122・・・に
共通にキャパシタ18及び抵抗20からなる時定数回路
22が並列に接続されている。したがって、スイッチ1
61、162・・・が選択的に開かれた場合、各コイル
121,122・・・に発生した起電力に応じた電圧v
r〜−V1が抵抗20を通して取り出される。
データ取込信号発生部24は、各スイッチ161、16
2・・・を一定の時分割タイムスロ7トで開閉するため
のデータ取込信号g+ 、gz・・・gsを、カウンタ
38からの出力信号を基準にして発生する.カウンタ3
8は、クロック信号発生回路50でデータ処理の基準信
号として発生させたクロック信号φを分周する分周手段
を成している。
アナログ・ディジタル変換器(A/D)52は、抵抗2
0の両端に発生した各鍵41、42・・・の押鍵状態、
即ち、押鍵ないし離鍵を表す電圧vr〜一■1がアナロ
グ信号であるため、データ処理の便宜から該電圧vP〜
一■,の変化をクロック信号φを基準にしてディジタル
信号に変換する。
そして、キーオン信号形成回路60は、各鍵41、42
・・・ごとに得られるディジタル化された電圧v,.〜
一vrから各鍵41、42・・・が押鍵中であるか否か
を表すキーオン信号KONを発生する。
即ち、キーオン信号形成回路60には、第1及び第2の
比較器602、604が設置され、比較器602には押
鍵を表す押鍵基準レベルR,が設定され、また、比較器
604には離鍵を表す離鍵基準レベルR!が設定されて
いる。押m基準レベルR,は押鍵状態として判定する最
低レベル、離鍵基準レベルR2は離鍵状態として判定す
る最低レベルを表し、例えば、第5図に示すように、0
レベルを基準にして正負側に設定される。したがって、
押鍵時に得られる電圧■,が押鍵基準レベルR.を越え
ると、比較器602は押鍵中を表すH出力を発生し、離
鍵時に得られる電圧一■,がam基準レベルR2を下回
ると、比較器604は離鍵を表すH出力を発生する。
比較器602の出力は、AND回路606に加えられて
データ取込信号g1と、また、AND回路60Bに加え
られてデータ取込信号g2と論理積が取られる.そして
、各コイル121、122・・・に対応して複数のSR
フリップフロップ回路(SR−FF)6 2 1、62
2・・・が設置され、AND回路606の出力はSR−
FF621のセット人力S,AND回路608の出力は
SR−FF622のセット人力Sに加えられている。
比較器604の出力は、AND回路610に加えられて
データ取込信号g+ と、また、AND回路612に加
えられてデータ取込信号g2と論理積が取られる。AN
D回路610の出力はSR−FF621のリセット人力
R,AND回路612の出力はSR−FF622のリセ
ット人力Rに加えられている.そして、各SR−FF6
21、622・・・の出力Qは、各鍵41、42・・・
の押鍵中を表すキーオン信号KONとして得られ、OR
回路614を通して取り出される。
また、このキーオン信号KONは、カウンタ38で得ら
れた出力とAND回路70によって論理積が取られるこ
とにより、キーコードKCが得られる. そして、タッチデータ形成回路80は、押鍵ないし離鍵
を表す電圧■,〜一■、から連続した押鍵状態を表すタ
フチデータTDを形成する。即ち、タッチデータ形成回
路80には、コイル121、122・・・に対応して複
数のAND回路801、802・・・が設けられ、AN
D回路801、802・・・ではA/D52から電圧■
,〜一■..とデータ取込信号g+、gz  ・・・g
Mとの論理積が取られる.各AND回路801、802
・・・の出力は、各累算器811、812・・・によっ
て加算され、その加算出力が各ラッチ回路821、82
2・・・に保持される.したがって、各累算器811、
812・・・では、各ラッチ回路821、822・・・
に保持されている最終加算データと到来してきたデータ
とが加算され、各ラッチ回路821,822・・・には
その加算データが保持される。また、各AND回路80
1、802・・・の出力は、各OR回路831、832
・・・を介して分周手段として設置された各カウンタ8
41、842・・・に加えられ、各カウンタ84184
2・・・の出力は時間データを表す.各割算回路851
、852・・・では、ラッチ回路821、822・・・
に保持されている最終加算データを分子、各カウンタ8
41、842・・・からの時間データを分母として割算
が行われ、単位時間当りの電圧変化が得られる。そして
、各累算器811、812・・・及び各カウンタ841
、842・・・には、各SR−FF621、622・・
・の出力Qで得られる出力K.、Kオ ・・・がリセッ
ト信号として加えられ、各累算器811、812・・・
及び各カウンタ841、842・・・がリセットされ、
各累算器811、812・・・及び各カウンタ84L8
42・・・の各動作は、押鍵された鍵41、42・・・
のキーオン信号KONの到来から開始されることになる
. そして、各割算回路851、852・・・で得られた各
鍵41、42・・・ごとのタッチデータTDはOR回路
860を通して取り出される.このように構成したので
、クロック信号発生回路50は、第6図のAに示すクロ
ック信号φを発生し、カウンタ38には、このクロック
信号φの1周期をパルス幅とする分周バルスが発生する
.そして、データ取込信号発生部24では、カウンタ3
8の出力パルスに同期して第6図のBに示すように、特
定の時分割タイムスロットを設定し、各鍵4142・・
・の操作に基づくデータを取り込むため、第6図のC,
D,Eに示すように、?i!41、42・・・に対応し
て設定された時分割タイムスロットをパルス幅とするデ
ータ取込信号g1、g■ ・・・gsが得られる.ここ
で、鍵盤2の例えば、鍵41が押鍵された場合、コイル
121に鍵41の移動に応じて磁石10が挿入される.
この結果、コイル121には起電力が発生し、データ取
込信号g,によってスイッチ161が時分割タイムスロ
ットで開かれると、その起電力によってキャパシタ18
及び抵抗20に電流lが決れ、抵抗20に電圧v..が
発生する.この電圧V,はA/D 5 2によってディ
ジタル信号に変換される.この電圧veが、押鍵基準レ
ベルR1を越えると、比較器602はH出力を発生する
,AND回路606では、この比較器602の出力とデ
ータ取込信号g1との論理積が取られ、その論理積の成
立によって得られるAND回路606のH出力がSR−
FF621のセット人力Sに加えられ、SR−FF62
1の出力QがHレベルに移行する.このHレベルが!1
41の押鍵を表すキーオン信号KONの立上りを表す。
このとき、比較器602の出力は、AND回路608に
も加わるが、データ取込信号g!が無いため、AND回
路608での論理積は成立しない.したがって、SR−
FF622は、リセット状態を維持し、出力QはLレベ
ルとなっている.なお、同時に1141、42が押鍵さ
れている場合には、当然、AND回路608の論理積が
成立するので、SR−FF622の出力QもHレベルに
移行する。
そして、鍵4lがllli!されると、抵抗20には、
逆極性の電圧−■1が発生するので、この電圧一V,が
同様にA/D52でA/D変換され、比較器604で比
較される.この電圧−■,がam基準レベルRtより高
くなると、比較器604がH出力を発生し、AND回路
610ではデータ取込信号gS′との論理積が成立し、
SR−FF621がリセッ゜ト状態になる.この結果、
SR−FF621の出力Qは、Lレベルに移行し、これ
が、キーオン信号KONの立下りを表す.したがって、
キーオン信号KONは、各鍵41、42・・゛・の押鍵
から離鍵までの連続的な電圧変化に応じてSR−FF6
21、622・・・がセットされた時点からリセットさ
れた時点までの時間幅をHレベルとするパルスで与えら
れる. また、AND回路70では、キーオン信号KONとカウ
ンタ38の出力とで論理積が取られ、押鍵された各鍵4
l、42・・・を表すキーコードKCが形成される。
一方、電圧■1は、タッチデータ形成回路80の各AN
D回路801、802・・・に加えられてデータ取込信
号g+ 、gz  ・・・g,4との間で論理積が取ら
れ、電圧■、が存在している間、押鍵された各w141
、42・・・及びデータ取込信号gr、gz  ・・・
gHに対応して論理積が成立した各AND回路801、
802・・・からH出力が得られる。各累算器811、
812・・・及び各カウンタ841、842・・・のリ
セット入力には、各SR−FF621、622・・・で
得られた出力K+、Kg  ・・・が加えられるので、
キーオン信号KONの立上りによって各累算器811、
812・・・及び各カウンタ841、842・・・かリ
セットされ、押鍵時、従前のデータが消去される。そし
て、各AND回路801、802・・・の出力は、各累
算器811、812・・・に加えられ、各累算器811
、812・・・の加算出力が各ラッチ回路821、82
2・・・に保持されるので、各累算器811、812・
・・では、到来する各AND回路801、802・・・
の出力と各ラッチ回路821、822・・・に保持され
ている最終累算データ七が加算され、その加算出力が累
算データとして各ラッチ回路821、822・・・に保
持される。この累算動作は、時分割タイムスロット区間
で連続的に行われ、電圧■1の変化に対応して増加する
.各AND回路801、802・・・の出力は、各OR
回1B31832・・・を介して各カウンタ841、8
42・・・で計数される。各割算回路851、852・
・・では、各ラッチ回路821、822・・・に保持さ
れている累算データが各カウンタ841、842・・・
の計数値によって割算され、電圧vrの時間的な変化を
表すタッチデ一タTDが算出される. 各鍵4l、42・・・ごとに各割算回路851、852
・・・からタッチデータTDが得られ、OR回路860
を通して取り出される。そして、タフチデータTDはキ
ーオン信号KONに同期して得られ、押鍵開始から離鍵
までの間の押鍵状態を表すものである。
このようにキーオン信号KON,キーコードKC及びタ
ッチデ7タTDは、時分割タイムスロットごとに各14
1、42・・・に対応して第6図のFSG,Hに示す押
鍵データD1、D! ・・・Dうによって得られ、それ
ぞれ楽音形成回路32において、発音制御や音量、音色
等の楽音構成要素の制御に用いられるのである.この楽
音形成回路32で得られた楽音信号は、増幅器34によ
って増幅された後、スビーカ36から楽音として発音さ
れる。
そして、タッチデータTDは、押鍵から離鍵に至るまで
の連続的な押鍵状態を表しているので、このタッチデー
タTDのパターンによって楽音信号の立上り形状を制御
することができるので、奏法や奏者の好みに応じた繊細
なタッチ表現を行うことができ、しかも、押鍵の途上に
おけるデータを以て発音させることができるので、発音
へのレスポンスを速めることができる。
また、タッチデータTDの基礎となる押鍵データDO−
から押鍵ないし離鍵を表すキーオン信号KONを得てい
るので、タッチデータTDとキーオン信号KONとが一
義的に決定され、押鍵から発音に至るレスポンス性が高
められる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明によれば、次のような効
果が得られる. (a)  押鍵開始から離鍵までの連続的な移動速度か
ら実時間でタッヂ検出が可能になり、各鍵の押鍵データ
を時分割で取り出すことができ、各鍵の押鍵データに応
じて楽音の制御を行うことができ、奏法や奏者の好み等
に応じた繊細なタッチ表現を実現できるとともに、押鍵
途上の押鍵状態に応じた発音制御を行うことができ、発
音へのレスポンスを速くすることができる。
(b)  各鍵の押鍵に応じて移動する磁石の移動に伴
う磁界の変化を磁電変換手段で検出し、磁電変換手段で
押鍵に応じて得られた起電力を時定数回路を通して取り
出すので、押鍵速度を表す電圧変化を得ることができ、
押鍵から離鍵までの連続した押鍵状態を確実に検出でき
、奏法や奏者の好み等による繊細なタッチ表現を表す押
鍵データを取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の電子楽器のタッチ検出回路の一実施
例の概略を示す回路図、 第2図は第1図に示した電子楽器のタッチ検出回路の動
作を示す回路図、 第3図は第1図に示した電子楽器のタッチ検出回路を用
いた電子楽器の一実施例を示すブロック図、 第4図は第3図に示した電子楽器におけるタッチ検出回
路の具体的な回路構成例を示す回路図、第5図は第4図
に示したタッチ検出回路の比較器に設定される押鍵又は
離鍵基準レベルを示す図、第6図は第4図に示したタッ
チ検出回路の動作を示す図である. 2・・・鍵盤 4、41,42・・・・・・鍵 8・・・磁電変換部(速度検出手段) 10・・・磁石 12、121 122・・・・・・コイル22・・・時
定数回路 24・・・データ取込信号発生部 26・・・タッチ検出部 30・・・タッチ検出回路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複数の鍵に対応して設けられ、押鍵から離鍵に至る
    鍵の移動速度を検出する速度検出手段と、この速度検出
    手段で得られた前記各鍵の押鍵データを時分割で取り込
    み、押鍵から離鍵に至る前記各鍵の連続的なタッチ状態
    を検出するタッチ検出手段とを備えたことを特徴とする
    電子楽器のタッチ検出回路。 2、前記速度検出手段は、押鍵ないし離鍵によって移動
    する磁石による磁界の変化から鍵の移動速度を表す起電
    力を発生する磁電変換手段と、この磁電変換手段で得ら
    れた起電力により前記鍵の移動速度を表す電圧変化を取
    り出す時定数回路とから構成したことを特徴とする請求
    項1記載の電子楽器のタッチ検出回路。
JP1053983A 1989-03-07 1989-03-07 電子楽器のタッチ検出回路 Expired - Fee Related JP2952880B2 (ja)

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JPS5347686A (en) * 1976-10-13 1978-04-28 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd Pneumatic transport system
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JPS5825434U (ja) * 1981-08-12 1983-02-18 ナショナル住宅産業株式会社 樋付軒先化粧材

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