JPH04109799U - 電子楽器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 操作子の上下、左右、または斜めの方向への
移動操作位置変位を正確に検出し、この位置変位に従っ
て、楽音のパラメータを変化させ、演奏者の微妙な感情
表現を木目細かく行うことを目的とする。 【構成】 操作子である鍵２を移動すると、所定のパタ
ーンでマトリックス状に着磁された非検出器２０の積層
マグネットに対向しながら、４個の磁気抵抗素子を田型
状に取り付けられたセンサ１４〜１７が移動するので、
操作子（鍵２）の移動した絶対位置が検出される。この
検出された操作子（鍵２）の移動変位に応じて発生すべ
き楽音のパラメータを変化させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電子楽器に係り、特に、演奏者の微妙な感情表現を操作子の操作に よって正確に演奏楽音に表わすことのできる電子楽器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

電子楽器は、基本的には押鍵によるキースイッチの開閉によって発音を制御す るようになっていたが、それだけでは発音特性が単調で、演奏者の微妙な感情を 表現した演奏ができない。 そこで、押鍵時の力の相違によって発音特性に変化を与えて感情表現を可能に するため、いわゆるタッチレスポンス機能を持たせる技術が種々開発されている 。このタッチレスポンス機能は、押鍵時の立上がり及び押鍵後の音の持続状態に おける演奏者の指の動きに応じて、発生する楽音の音量、音高、音色等を制御し てタッチコントロールをかけることである。 このような演奏者による押鍵操作の仕方による木目細かなタッチコントロール は、従来、例えば特開平２−２１４８９７号公報に示される電子楽器のように、 デジタル信号処理を行うことによって、ハードウェアの増加が少ない簡単な構成 で安価に実現できるものが開発されている。 この従来の電子楽器の場合、演奏者の指の動きに応じて変位する押鍵位置を押 鍵によって磁石とコイルとを相対変位させて、押鍵操作された鍵の押鍵位置に応 じた多数の誘導起電力を発生させ、その出力に対応した多数のパルス数に基づい てタッチレスポンスデータを発生し、このタッチレスポンスデータにより．発生 すべき楽音の音量、音高、音色等の楽音パラメータを決定している。 しかし、演奏者の感情表現の要求は、鍵の上下方向の押鍵・離鍵によるタッチ コントロールに止まらず、特公昭５５−１５８９号公報に示される電子楽器のよ うに、演奏者が鍵盤上で鍵を左右に動かすことにより音に何等かの変調、例えば 「ビヨョーン」といったビブラート効果、あるいは、トレモロ効果といったもの にまで及んでいる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このように、従来の特開平２−２１４８９７号公報に示される電子楽器は、操 作子（鍵）の上下方向の操作に対してのみ、その操作子の移動量に対応して楽音 の音量、音高を多数段階に変化させることにより、演奏者の意図する（微妙な鍵 タッチの）楽音を任意に発生させるもので、演奏者が鍵を鍵盤（操作子）上で左 右に動かすことによる演奏効果を得るという構成にはなっていない。このため、 演奏上の変化性に乏しいという問題点を有していた。

【０００４】 また、特公昭５５−１５８９号公報に示される電子楽器の場合には、鍵の垂直 方向の押圧を検出し、ランプとフォトセルによって鍵上の左右方向の検出を行っ ている。このため、操作子の上下左右の動きに対する木目細かな絶対位置の検出 ができないという問題点を有していた。

【０００５】 本考案は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、 その目的とするところは、操作子の上下、左右、または斜め方向への移動操作に よって検出される操作子の位置変位を正確に検出し、検出された位置変位に従っ て、楽音の音調を変化させることができ、演奏者の微妙な感情表現を木目細かく 行うことのできる電子楽器を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案に係る電子楽器は、楽音を発音させるため に操作される操作子と、この操作子の絶対位置に対応した絶対位置情報を発生す る絶対位置情報発生手段と、この絶対位置情報発生手段が発生する操作子の位置 情報に基づいて発生すべき楽音のパラメータを多数段階に変化させるように制御 する楽音パラメータ制御手段とを備えた電子楽器において、前記絶対位置情報発 生手段を、マトリックス状に所定のパターンで着磁された磁極面を有する被検出 器と、前記磁極面に対し相対的に移動し、当該磁極面における前記操作子の絶対 位置に対応した絶対位置情報を示す電気信号を出力する複数のセンサと、によっ て構成したものである。

【０００７】 そして、センサを、操作子に固定し、被検出器を、電子楽器本体に固定したも のである。

【０００８】 さらに、被検出器を、電子楽器本体に固定された積層マグネットから構成し、 センサを、この積層マグネットと対向するように、操作子に固定された複数個の 磁気抵抗素子から構成するのが好ましい。

【０００９】 なお、この明細書中でいう「操作子」とは、いわゆる鍵盤電子楽器における鍵 盤の白鍵と黒鍵からなる鍵のみではなく、押釦キー、エクスプレッションペダル 装置の踏板、ニーレバー、ジョイスティック操作子等も含む。また、「楽音のパ ラメータ」とは、音量、音色、音高（ピッチ）、テンポ、ビブラートやトレモロ の深さ及び速さ等のあらゆる楽音パラメータを含むものである。

【００１０】

【作用】

操作子を移動すると、所定のパターンでマトリックス状に着磁された被検出器 の磁極面を前記操作子に設けられたセンサによって、操作子の移動した絶対位置 が検出され、この検出した絶対位置に応じて発生すべき楽音のパラメータを変化 させる。このように、操作子の上下左右方向等への移動操作によって検出された 操作子の位置変位を正確に検出し、この位置変位に従って楽音の音調を変化させ 、演奏者の微妙な感情表現を木目細かく行う。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の実施例について説明する。 図１〜図１０には、本考案に係る電子楽器の一実施例が示されている。

【００１２】 図１において、１は、電子楽器本体である。２は、操作子である鍵で、この鍵 ２は、例えば合成樹脂によって一体に成形し、押鍵部２ａ付近の下面に突片２ｂ が設けられている。 なお、鍵２が白鍵の場合の構造を示したが、黒鍵の場合も同様に構成すること ができるので、ここでは総称して鍵２という。 ３は、電子回路で、５は、操作子の絶対位置情報発生手段である。この操作子 の絶対位置情報発生手段によって検出した鍵２（操作子）の絶対位置に対応した 楽音パラメータで、楽音をスピーカ４から発することになる。

【００１３】 図２には、鍵２の電子楽器本体１への装着状態が示されている。 図において、６は、電子楽器本体１の上ケースで、７は、電子楽器本体１の下 ケースである。鍵２は、図示されていない下ケース７のリブに回動軸８を中心に 回動自在に設けられている。また、上ケース６には、押圧スプリング９が設けら れており、この押圧スプリング９によって、鍵２の取付け側端部２ｃが常時矢印 Ａに示す方向に押圧されている。 鍵２の下面には、リブ１０が設けられており、このリブ１０には、図３に示す 如く、略中央部に電子楽器本体１の内部に向かって突出する凸部１１が設けられ ている。このリブ１０は、厚みが、１ｍｍ前後で矢印Ｂに示す方向にある程度撓 むようになっている。 １２は、リブ１０の上面に貼付されているユニット形のフィルム基板である。 このフィルム基板１２は、ポリイミド樹脂１３の上に田型状に取り付けられてい る４個のセンサ１４、１５、１６、１７と、このセンサ１４、１５、１６、１７ に接続されポリイミド樹脂の上に配線された銅箔１８と、このセンサ１４、１５ 、１６、１７の上面に塗布された耐磨耗性の高い塗料１９とによって構成されて いる。このユニット形のフィルム基板１２は、図２に示す如く、鍵２の内部を通 り、鍵２の下面に引き出されており、この銅箔１８には、リード線が接続されて おり、このリード線は、電子回路３に接続されている。このセンサ１４、１５、 １６、１７は、Ｎ極の場合に「１」を示す電気信号を出力し、Ｓ極の場合に「０ 」を示す電気信号を出力する磁気抵抗素子によって構成されている。

【００１４】 ２０は、下ケース７に着脱自在に取り付けられた操作子絶対位置情報発生手段 ５の被検出器である。この被検出器２０は、図４に示す如く、板状の永久磁石を 積層してなる積層マグネットによって構成されている。そして、被検出器２０を 構成する積層マグネットの磁極面の各磁極部の着磁状態は、図５に示す如くなっ ている。図で○がＮ極であり、他はＳ極である。 また、この積層マグネットの磁極面は、例えば図５に示す如く、特定の手法に したがって着磁されており、田型状に配置された４個のセンサ１４、１５、１６ 、１７によって、当該各センサ１４、１５、１６、１７に対向する積層マグネッ トの磁極面の着磁状態が検出される。この積層マグネットの磁極面の着磁状態を 、４個のセンサ１４、１５、１６、１７により検出することによって鍵２の絶対 位置が検出される。

【００１５】 この被検出器２０を構成する積層マグネットの磁極面と対向した位置に、セン サ１４、１５、１６、１７が摺接して移動するように構成されている。センサ１ ４、１５、１６、１７のそれぞれは、被検出器２０の積層マグネット磁極面の１ 個の磁極部の着磁状態を検出するようになっている。すなわち、センサ１４、１ ５、１６、１７のそれぞれは、被検出器２０の積層マグネットの１個の着磁部に 対応する大きさに形成されている。そして、このセンサ１４、１５、１６、１７ は、被検出器２０の積層マグネット磁極面の１つの着磁部がＮ極の場合は、「１ 」（ＨＩＧＨ）と検出し、Ｓ極の場合は、「０」（ＬＯＷ）と検出する。したが って、図５の一点鎖線Ａに示す所にセンサ１４、１５、１６、１７が位置すると 、図６の一点鎖線Ａに示す如く、センサ１４、１５、１６、１７からは、（１， １，０，１）なる信号が出力される。 このように、センサ１４、１５、１６、１７は、被検出器２０の積層マグネッ トの４個の着磁部を一単位として検出することができるようになっている。また 、センサ１４、１５、１６、１７による検出は、被検出器２０の積層マグネット 上を嘗めるように移動して行っている。

【００１６】 押鍵による演奏方法には、鍵２を図７の矢印Ｃに示す如く上下方向に移動する 演奏方法だけでなく、図８の矢印Ｄに示す如く発音後、鍵２を左右方向に移動す る演奏方法がある。さらには、鍵２を図７の矢印Ｃに示す如く上下方向に移動し ながら図８の矢印Ｄに示す如く左右方向に移動する演奏方法がある。 そこで、いま、図５の一点鎖線Ａから一点鎖線Ｂに示す所にセンサ１４、１５ 、１６、１７が、被検出器２０の積層マグネット磁極面の着磁部１個分、右上４ ５゜の方向の位置に移動したとする。すると、センサ１４、１５、１６、１７か らの信号は、図６の一点鎖線Ａに示す如き（１，１，０，１）なる信号から、図 ６の一点鎖線Ｂに示す如き（０，０，１，０）なる信号が出力される。したがっ て、センサ１４、１５、１６、１７から（０，０，１，０）なる信号が出力され ることによって、センサ１４、１５、１６、１７が、図５の一点鎖線Ａの位置か ら被検出器２０の積層マグネット磁極面の着磁部１個分、右上４５゜の方向の一 点鎖線Ｂに示す位置に移動したことを検出する。さらにセンサ１４、１５、１６ 、１７が、被検出器２０の積層マグネット磁極面の着磁部１個分、右上４５゜の 方向の位置に移動すると、同様に図６の対応する信号を検出する。 また、図５の一点鎖線Ａから一点鎖線Ｃに示す所にセンサ１４、１５、１６、 １７が、被検出器２０の積層マグネット磁極面の着磁部１個分、左下４５゜の方 向の位置に移動したとする。すると、センサ１４、１５、１６、１７からの信号 は、図６の一点鎖線Ａに示す如き（１，１，０，１）なる信号から、図６の一点 鎖線Ｃに示す如き（１，０，０，０）なる信号が出力される。したがって、セン サ１４、１５、１６、１７から（１，０，０，０）なる信号が出力されることに よって、センサ１４、１５、１６、１７が、図５の一点鎖線Ａの位置から被検出 器２０の積層マグネット磁極面の着磁部１個分、左下４５゜の方向の一点鎖線Ｃ に示す位置に移動したことを検出する。さらにセンサ１４、１５、１６、１７が 、被検出器２０の積層マグネット磁極面の着磁部１個分、左下４５゜の方向の位 置に移動すると、同様に図６の対応する信号を検出する。 このセンサ１４、１５、１６、１７によるセンサ位置の上下方向移動、左右方 向移動のそれぞれの移動量を検出する場合も同様である。

【００１７】 図９には、図１の電子回路３の詳細回路が示されている。 図において、センサ１４、１５、１６、１７から出力される信号は、操作子絶 対位置情報発生手段５を構成する波形成形回路（図示されていない）において波 形成形され、ＣＰＵ２１に入力される。このＣＰＵ２１は、鍵２の操作に基づい て、操作子絶対位置情報発生手段５によって出力された操作子位置情報を操作子 の絶対位置として解読する機能を有するものである。２２は、前記積層マグネッ ト磁極面の各着磁部に対応した各操作子位置データを記憶してあるＲＯＭで、２ ３は、センサ１４、１５、１６、１７から出力される操作子位置情報を記憶する ＲＡＭである。２４は、ＣＰＵ２１からの制御指令によって動作し、発音、音色 変化等が行われた楽音信号を出力する音源である。また、２５は、音源２４から 出力される楽音信号を増幅するアンプで、４は、アンプ２５で増幅された楽音信 号によって放音するスピーカである。

【００１８】 図１０には、動作フローチャートが示されている。 すなわち、ステップ１００において、ＣＰＵ２１は、押鍵開始か否かを判定す る。すなわち、鍵２が押鍵されたか否かを判定する。この鍵２の押鍵は、センサ １４、１５、１６、１７の検出信号によって判断される。すなわち、鍵２の押鍵 があると、センサ１４、１５、１６、１７から出力されている信号（１，１，０ ，１）（図６中の一点鎖線Ａを参照）に、たとえば、（０，０，１，０）、（０ ，０，０，１）、あるいは（０，０，１，１）というように変化が生じる。この ように、センサ１４、１５、１６、１７の検出信号が変化すると、鍵２が押鍵さ れたと判断される。したがって、このステップ１００において、センサ１４、１ ５、１６、１７から出力される信号が変化し鍵２の押鍵開始が行われたか否かが 検出されるまで検出動作を繰り返す。 このステップ１００において、鍵２の押鍵が検出されると、ステップ１１０に おいて、ＣＰＵ２１は、音源２４に発音指令信号を出力し、このため、音源２４ は、押鍵された鍵２に対応する音階の音をアンプ２５に出力してスピーカ４から 放音する。 そして、ステップ１２０において、所定時間（例えば、１ｍｓｅｃ）毎にセン サ１４、１５、１６、１７から出力される絶対位置情報の読み込みを行う。この ステップ１２０においてセンサ１４、１５、１６、１７から出力される絶対位置 情報がＲＡＭ２３に書き込まれた後、この絶対位置情報とＲＯＭ２２に記憶され ている操作子位置情報とが比較され、互いに一致したら、一致に係るステップ１ ３０において、絶対位置情報を音源２４に出力し、この絶対位置情報に基づいて 、発音後の楽音に変調を掛ける。すなわち、放音中の音に変調を掛ける。 このステップ１３０において、絶対位置情報を送出後は、ステップ１４０にお いて、離鍵したか否かを判定する。離鍵したか否かの判定は、センサ１４、１５ 、１６、１７から出力された絶対位置情報が鍵２の押鍵前の静止位置においてＲ ＯＭ２２から得られる操作子位置情報と一致したか否かによって行う。このステ ップ１４０において、離鍵していないと判定すると、ステップ１２０に戻る。 またステップ１４０において、離鍵したと判定すると、ステップ１５０におい て、ＣＰＵ２１は、音源２４に出力している発音指令信号を停止し、押鍵された 鍵２に対応する音階でアンプ２５を介してスピーカ４から出力されていた音の発 音を停止する。そして、ステップ１００に戻る。

【００１９】

【考案の効果】

本考案によれば、楽音を発音させるために操作される操作子と、この操作子の 絶対位置に対応した絶対位置情報を発生する絶対位置情報発生手段と、この絶対 位置情報発生手段が発生する操作子の位置情報に基づいて発生すべき楽音のパラ メータを多数段階に変化させるように制御する楽音パラメータ制御手段とを備え た電子楽器において、前記絶対位置情報発生手段を、マトリックス状に所定のパ ターンで着磁された磁極面を有する被検出器と、前記磁極面に対し相対的に移動 し、当該磁極面における前記操作子の絶対位置に対応した絶対位置情報を示す電 気信号を出力する複数のセンサと、によって構成しているため、操作子の上下、 左右、または斜め方向への移動操作位置変位を正確に検出し、この位置変位に従 って、楽音のパラメータを変化させねことができ、演奏者の微妙な感情表現を木 目細かく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る電子楽器の実施例を示す全体構成
図である。

【図２】図１の鍵盤部の断面図である。

【図３】図１の検出部の全体構成図である。

【図４】図１に図示の被検出部の全体構成図である。

【図５】図４に図示の積層マグネットの着磁石状態の一
部を拡大した図である。

【図６】図５の被検出部をセンサで検出した際の信号状
態を示す図である。

【図７】鍵の上下方向移動を示す図である。

【図８】鍵の左右方向移動を示す図である。

【図９】操作子絶対位置情報発生手段が発生する操作子
位置情報に基づいて楽音のパラメータを多数段階に変化
させる電子回路構成図である。

【図１０】図９に図示の回路の動作フローチャートであ
る。

【符号の説明】

１…………………………………………電子楽器 ２…………………………………………鍵 ３…………………………………………電子回路 ４…………………………………………スピーカ ５…………………………………………操作子絶対位置情
報発生手段 １０………………………………………リブ １２………………………………………フィルム基板 １４，１５，１６，１７………………センサ ２０………………………………………被検出器 ２１………………………………………ＣＰＵ ２４………………………………………音源

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 楽音を発音させるために操作される操作
   子と、この操作子の絶対位置に対応した絶対位置情報を
   発生する絶対位置情報発生手段と、この絶対位置情報発
   生手段が発生する操作子の位置情報に基づいて発生すべ
   き楽音のパラメータを多数段階に変化させるように制御
   する楽音パラメータ制御手段とを備えた電子楽器におい
   て、前記絶対位置情報発生手段を、マトリックス状に所
   定のパターンで着磁された磁極面を有する被検出器と、
   前記磁極面に対し相対的に移動し、当該磁極面における
   前記操作子の絶対位置に対応した絶対位置情報を示す電
   気信号を出力する複数のセンサと、によって構成したこ
   とを特徴とする電子楽器。
2. 【請求項２】 前記センサは、前記操作子に固定されて
   おり、前記被検出器は、電子楽器本体に固定されている
   ものである請求項１記載の電子楽器。
3. 【請求項３】 前記被検出器は、前記電子楽器本体に固
   定された積層マグネットから構成し、前記センサは、こ
   の積層マグネットと対向するように、前記操作子に固定
   された複数個の磁気抵抗素子から構成したことを特徴と
   する請求項２記載の電子楽器。