JPH04190392A - 電子鍵盤楽器の鍵タッチ制御装置 - Google Patents

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、鍵の移動を光学的に検出して鍵タッチを制
御する電子鍵盤楽器のタッチ制御装置に関する。

【従来の技術】

電子鍵盤楽器には、鍵タッチ感触を向上させるため、鍵
毎に電磁石等のアクチュエータを用いて鍵盤に任意の鍵
タッチ感触を得られるようにしたものが考案されている
。即ち、所望の鍵タッチを得るため、押鍵の位置、速度
、加速度等を検出し、この検出結果に基づいて適当な反
力を鍵に与えている。例えば、速い押鍵では実際の鍵の
慣性力を模倣するために強い反力が与えられ、遅い押鍵
では弱い反力が与えられる等、押鍵状態に対応したタッ
チ感触が得られるように複雑なタッチ制御を行い、より
自然楽器のタッチ感触に近づけることが提案されている
。そして、このようなタッチ制御において、押鍵位置の
検出には、光を検出媒体とした位置センサを用いること
も提案されている。 第４図は、この位置センサを用いた従来従案されている
電子鍵盤楽器の鍵タッチ制御装置の一般的な構成を示す
。即ち、鍵２には電磁石機構４とともに、鍵２の押鍵位
置、速度、加速度を検出する位置センサ６が設置されて
いる。電磁石機構４にはソレノイド４１が設置され、そ
の内部には鍵２によって上下動する可動鉄心４２が設け
られている。ソレノイド４１には、押鍵に応したタッチ
感触、即ち、反力となる電磁力を可動鉄心４２に生じさ
せるために制御回路側から駆動電流Ｉ。が供給されてい
る。 そして、位置センサ６は、可動鉄心４の移動位置を表す
グレイスケール６１を取り付け、このグレイスケール６
１を挟んで発光ダイオード６２及び受光ダイオード６３
を設置したものである。グレイスケール６１は、移動方
向に光の透過度、即ち、透明度を連続的に異ならせたも
のであり、その移動位置が透明度によって表されている
。したがって、この位置センサ６では、発光ダイオード
６２からの光をグレイスケール６１に当て、グレイスケ
ール６１を通過した光が受光ダイオード６３に受光され
る。その場合、受光ダイオード６３に検出されるグレイ
スケール６１の透過光量は、グレイスケール６１の透過
位置によって異なるので、受光ダイオード６３にはグレ
イスケール６１の位置、即ち、可動鉄心４２の移動位置
に応したレベルを持つ受光信号が得られる。また、この
受光信号のレベル変化からは、グレイスケール６１の移
動位置だけでなく、その移動速度やその加速度を求める
こともできるので、この位置センサ６によって押鍵状態
が検出されるのである。 この位置センサ６によって得られた押鍵状態を表す位置
、速度或いは加速度情報は、制御回路側の制御情報とな
り、押鍵状態に応じた駆動電流Ｔ、がソレノイド４１に
供給される。したがって、この鍵タッチ制御装置では、
この駆動電流■、がソレノイド４１に流れると、可動鉄
心４２には押鍵運動を制御する反力を生じ、例えば速い
押鍵では大きな反力、遅い押鍵では小さい反力を可動鉄
心４２を通して鍵２に作用させるので、押鍵状態に応じ
たタッチ感触が得られる。

【発明が解決しようとする課題】

ところで、このような鍵タッチ制御装置では、発光ダイ
オード６２が鍵２ごとに設置されているために位置セン
サ６が構造的に複雑化しており、しかも、その光量調節
を発光ダイオード６２毎に行う必要があり、鍵タッチ制
御機構部分が大損がりなものとなる欠点がある。 また、発光ダイオード６２及び受光ダイオード６３と制
御回路部とを接続するリード線６４．６５やその半田付
は部分（図示しない）がソレノイド４１の近傍部分に設
置されている。そして、ソレノイド４１の駆動電流Ｉ０
には相当大きな反力を生じさせるためにパルス波大電流
が用いられており、このようなパルス波大電流をスイッ
チングさせると、その電磁誘導で受光ダイオード６３の
受光信号に大量のノイズが乗り、このようなノイズの重
畳した受光信号をタッチ制御に用いると、ノイズの影響
でタッチ制御が不安定となり、タッチ感触が損なわれる
ことになる。また、リード線６４．６５にシールド線を
用いることは可能であるが、このようなシールド線を用
いたとしても、パルス大電流によるノイズは防ぎ切れる
ものではなく、仮に、リード線６４．６５部分からのノ
イズが軽減できたとしても、半田付は部分は剥き出しに
なるので、依然として大量のノイズが受光信号に乗り、
これがタッチ制御を不安定なものにするおそれがある。 そこで、この発明は、鍵ごとに設置された発光素子を除
いて位置検出機構を簡略化するとともに、ソレノイドの
駆動によるノイズの影響を除き、安定したタッチ制御が
できるようにした電子鍵盤楽器の鍵タッチ制御装置の提
供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

即ち、この発明の電子鍵盤楽器の鍵タッチ制御装置は、
鍵（２）の移動を光学的に検出し、その検出信号に基づ
いて押鍵に対応する鍵の反力を制御する電子鍵盤楽器の
鍵タッチ制御装置において、前記鍵と共に移動する光透
過／反射スケール（グレイスケール６１）を設け、前記
光透過／反射スケールに対して光を照射する発光部（発
光面６８ａ）と、前記光透過／反射スケールを透過／反
射した光を受光する受光部（受光面６８ｂ）とのそれぞ
れに光ファイバ（６６，６７）を用いたことを特徴とす
るものである。

【作　　　用】

この鍵タッチ制御装置では、光透過／反射スケールへの
光照射手段及び受光手段に光ファイバを用いたので、光
源からの光は光ファイバによって導かれ、他方の光ファ
イバで受光された光は光ファイバを通じて受光素子に導
かれる。したがって、鍵の位置検出機構を光ファイバを
用いて構成したことにより、鍵ごとに設置されていた発
光ダイオード等の発光素子、受光ダイオード等の受光素
子が不要になり、位置検出機構が簡略化される。しかも
、光ファイバを用いて光を検出媒体として位置検出が行
われるため、ソレノイドのパルス性の大電流によるノイ
ズの影響を皆無にすることができ、タッチ制御の安定化
が図られる。

【実　施　例】

以下、この発明を図面に示した実施例を参照して詳細に
説明する。 第１図は、この発明の電子鍵盤楽器の鍵タッチ制御装置
の一実施例を示す。 鍵２にはその下面側に電磁力によって反力を生じさせる
電磁石機構４とともに、鍵２の押鍵位置、速度、加速度
等の移動状態を検出する位置検出手段として位置センサ
６が設置されている。 電磁石機構４には、ソレノイド４１が設置され、このソ
レノイド４１の内部には鍵２によって上下動可能な可動
鉄心４２が設けられている。この可動鉄心４２の頭頂部
には鍵２と弾性的に接触させるため、弾性部材４３が取
り付けられ、また、可動鉄心４２の下端部に取り付けた
受板４４と、電子鍵盤楽器の支持フレーム８との間には
可動鉄心４２を上下動可能に保持するとともに、押鍵に
対して適当な反力を可動鉄心４２を通して鍵２に作用さ
せる弾性部材としてコイル状を成すばね１０が挿入され
ている。可動鉄心４２は、Ｗ１２が操作されていない場
合、ばね１０の弾性保持力によって一定の高さに維持さ
れている。 この電磁石機構４の下側には、押鍵状態の検出手段とし
ての位置センサ６が設置されている。この実施例では、
第２図に示すように、可動鉄心４２の下端面には可動鉄
心４２の移動位置を検出する光透過スケールとしてのグ
レイスケール６１が取り付けられており、このグレイス
ケール６１を挟んで発光部としての光ファイバ６６、グ
レイスケール６１を透過した光を受光する受光部として
の光ファイバ６７が設置され、各端面が発光面６８ａ、
受光面６８ｂに設定されてグレイスケール６１に対向さ
せである。グレイスケール６１は、光透過度を連続的に
異ならせたものであり、その光透過度で位置を表してい
る。 そして、光ファイバ６６はグレイスケール６１側に光Ｌ
１を照射するための光源としての発光ダイオード６８に
導かれており、また、光ファイバ６７はグレイスケール
６１からの光Ｌ２を電気信号に変換する受光素子として
の受光ダイオード６９に導かれている。発光ダイオード
６８にはＬＥＤ駆動回路１２が接続されて輝度を一定に
保つ駆動電流■、が供給されている。 受光ダイオード６９の出力側には、受光ダイオード６９
の受光信号Ｖｉから押鍵位置を検出する位置検出回路１
４が設置されているとともに、受光信号Ｖｉから押鍵速
度を検出する速度検出回路１６が設置されている。位置
検出回路１４は、受光信号■】が持つレベルから鍵２の
移動した位置を検出し、位置情報として位置信号Ｖｍを
発生する。また、速度検出回路１６は受光信号Ｖｉの単
位時間あたりのレベル変化から鍵２の移動速度を検出し
、速度情報として速度信号Ｖｎを発生する。 これらの位置信号Ｖｍ及び速度信号Ｖｎは、タッチ制御
を行うための制御入力としてタッチ制御回路１日に加え
られる。このタッチ制御回路１８は、マイクロコンピュ
ータ等で構成されており、位置信号Ｖｍから得られる位
置情報、速度信号■ｎから得られる速度情報によって鍵
２の位置及びその押鍵速度に対応した電磁力を発生させ
るのに必要なパルス波を成す駆動電流ＩＩｌを発生し、
ソレノイド４１に供給する。 このような構成によれば、ＬＥＤ駆動回路１２の駆動電
流■、によって発光ダイオード６８が駆動されると、発
光ダイオード６８を出た光は光ファイバ６６を通して導
かれ、その発光面６８ａから出た光Ｌ＋がグレイスケー
ル６１に照射される。 グレイスケール６１を通過した光Ｌ２は光ファイバ６７
の受光面６８ｂで受光され、光ファイバ６７を通じて受
光ダイオード６９に導かれて受光信号Ｖｉに変換される
。 そこで、鍵２が矢印ｐで示す方向に押鍵されると、可動
鉄心４２は鍵２の下陣によって移動し、その移動はグレ
イスケール６１を通じて受光ダイオード６９の受光信号
Ｖｉの増加として検出される。グレイスケール６１は、
光透過度が鍵に近いほど大きくなるよう連続的に異なっ
ているので、グレイスケール６１を経た光Ｌ２の光量は
その位置によって変化し、その変化の度合いが移動速度
や加速度に応じたものとなり、受光ダイオード６９には
可動鉄心４２の移動、即ち、位置、速度等を表すレベル
を持つ受光信号Ｖｉが得られる。 この受光信号Ｖｉが位置検出回路１４及び速度検出回路
１６に加えられると、位置検出回路１４には鍵２の移動
位置を表す位置信号Ｖｍ、速度検出回路１６には鍵２の
移動速度を表す速度信号Ｖｎが得られる。 タッチ制御回路１８では、位置信号Ｖｍ及び速度信号Ｖ
ｎから鍵２の位置及びその速度に応じた反力、即ち、電
磁力を得るに必要なパルス状の駆動電流■。が得られる
。この駆動電流Ｉ。がソレノイド４１に流れると、ソレ
ノイド４１にはその駆動電流Ｉ、に応じた電磁力が可動
鉄心４２に作用し、この電磁力による反力が鍵２に与え
られる。 この結果、演奏者の指には、押鍵による鍵の移動位置及
びその速度に応した制動力または吸引力としてのタッチ
感触が得られるのである。 そして、この鍵タッチ制御装置では、ｉ！２ごとに設置
される位置センサ６は光ファイバ６６．６７を以て構成
されており、発光ダイオード６８及び受光ダイオード６
９をソレノイド４１から遠避け、しかも、ソレノイド４
１と隔離できるので、位置検出機構の簡略化を図ること
ができるとともに、ソレノイド４１に流れるパルス状の
駆動電流Ｉ、による影響、即ちノイズが受光信号Ｖｉに
乗ることがなく、タッチ制御の安定化が得られる。 次に、第３図は、この発明の電子鍵盤楽器の鍵タッチ制
御装置の他の実施例を示す。 鍵２ごとに設置された光ファイバ６６のそれぞれに光源
としての発光ダイオード６８を設置してもよいが、第３
図に示すように、各鍵２の位置センサ６に導く光ファイ
バ６６を束ねて共通の光源を成す単一又は複数の発光ダ
イオード６８を設置してもよい。このようにすれば、発
光ダイオード６８が少なくて済み、しかも、発光ダイオ
ード６日の光量調節及び調節回路を単一化ないし簡略化
でき、鍵２ごとに発光ダイオードを設置した場合に比較
して装置の簡略化とともに低コスト化を回ることができ
る。 なお、実施例では、発光素子に発光ダイオード、受光素
子に受光ダイオードを用いた場合について説明したが、
発光素子には、発光ダイオード以外の発光手段を用いて
もよく、受光素子には、光を電気信号等に変換できる受
光ダイオード以外の光電気信号変換手段を用いてもよい
。 また、位置センサには、グレイスケールを用いた光透過
スケールに限らず、発光部からの光を反射する光反射ス
ケール（反射率が位置により変わるもの）を用いてもよ
く、また、アナログ出力が出るもの以外にパルスが出る
ようなセンサを用いてもよい。 また、実施例では、電磁力を以て鍵に押鍵に対する反力
を作用させる場合について説明したが、可動鉄心を磁石
で構成し、この磁石の磁力に対して電磁石で発生させた
磁力により鍵に反力を作用させるようにしてもよい。

【発明の効果】

以上説明したように、この発明によれば、位置検出機構
が光ファイバで構成されるので、その簡略化を図ること
ができるとともに、ノイズによる影響がなく、タッチ制
御の安定化を図って、安定した自然なタッチ感触を実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の電子鍵盤楽器の鍵タッチ制御装置の
一実施例を示す図、 第２図は第１図に示した電子鍵盤楽器の鍵タッチ制御装
置における位置検出機構を示す図、第３図は第１図に示
した電子鍵盤楽器の鍵タッチ制御装置における位置検出
機構の他の実施例を示す図、 第４図は電子鍵盤楽器の鍵タッチ制御装置における従来
の位置検出機構を示す図である。 ２・・・鍵 ６１・・・グレイスケール（光透過／反射スケール） ６６．６７・・・光ファイバ ６８ａ・・・発光面（発光部） ６８ｂ・・・受光面（受光部） （′ＩＩ！子鍵盤楽器の鍵タッチ制？８装置における位
置検出機横９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　鍵の移動を光学的に検出し、その検出信号に基づいて
   押鍵に対応する鍵の反力を制御する電子鍵盤楽器の鍵タ
   ッチ制御装置において、 前記鍵と共に移動する光透過／反射スケールを設け、前
   記光透過／反射スケールに対して光を照射する発光部と
   、前記光透過／反射スケールを透過／反射した光を受光
   する受光部とのそれぞれに光ファイバを用いたことを特
   徴とする電子鍵盤楽器の鍵タッチ制御装置。