JPH04229900A

JPH04229900A - 電子楽器

Info

Publication number: JPH04229900A
Application number: JP2414999A
Authority: JP
Inventors: Toshihisa Nakamura; 利久中村
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1990-12-27
Filing date: 1990-12-27
Publication date: 1992-08-19

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子楽器に係り、特に
、演奏者の感情表現による微妙な操作子の操作を正確に
演奏楽音に現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、ピアノのような
演奏者の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。

【０００３】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２−２１４８９
７号公報に示されるような電子楽器によって、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。

【０００４】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。

【０００５】

【発明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
作子の操作により、その操作子の移動量に対する多数の
パルスをそのパルス数より極めて少ない出力ラインから
発生し、その発生パルス数に対応して楽音制御パラメー
タを多段階に変化させるようになっている。

【０００６】したがって、演奏者による操作子の操作の
仕方（操作位置）によって、パルス数が増減するので、
その増減の変化に応じた木目細かなタッチコントロール
をデジタル信号処理によって処理することができ、この
ため、ハードウェアの増加は少なくてすむ。

【０００７】しかしながら、この従来の特開平２−２１
４８９７号公報に示される電子楽器にあっては、操作子
の移動量を示す絶対位置を知るためには、操作子の移動
操作量を記憶する手段が操作子ごとに操作子の個数分必
要となりコストが高くなってしまうという問題点を有し
ていた。

【０００８】また、従来の特開平２−２１４８９７号公
報に示される電子楽器にあっては、操作子の移動量の絶
対位置を示すパルスをカウントするセンサにフラットコ
イルを用いているため、実装面積或いは実装体積を小さ
くすることができないという問題点を有して．いた。

【０００９】本発明は、演奏者の感情表現による微妙な
操作子操作を、操作子の絶対位置を正確に検出すること
により演奏楽音に現わす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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る電子楽器は、操作子を有する電子楽器
において、前記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絶対位置情報に基づいて、発生す
べき楽音パラメータを多数段階に変化させるように制御
する制御手段とを備えたものである。

【００１１】そして、絶対位置情報発生手段を、操作子
に固定された積層マグネットと、この積層マグネットと
対向した位置に固定された磁気抵抗素子とによって構成
したなお、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。

【００１２】

【作用】本発明の場合、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絶対位置情報に基づいて
、発生すべき楽音パラメータを多数段階に変化させるよ
うに制御する制御手段とを備えているため、演奏者の感
情表現による微妙な操作子操作を操作子の絶対位置を正
確に検出して演奏楽音に現わすことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１〜図８には、本発明に係る電子楽器の一実施例が示さ
れている。

【００１４】図において、鍵１は、例えば合成樹脂によ
って一体に成形し、押鍵部１ａ付近の下面に突片１ｂ，
１ｃを、長手方向中間部の下面に突片１ｄを、基端部に
係合突部１ｅをそれぞれ設け、突片１ｃの下部には後方
に突出して鍵１の上限ストッパ１ｆを形成している。な
お、鍵１が白鍵の場合の構造を示したが、黒鍵１Ａの場
合も押鍵部が手前に延びずに上方に突出している以外は
略同様に構成されているので、ここでは総称して鍵１と
いう。鍵１の押鍵によって突片１ｄがフォトセンサ１０
を遮りＯＮ状態になる。このフォトセンサ１０は，　プ
リント基板９上に配置されている。

【００１５】一方、鍵支持部材である鍵盤フレーム（以
下、単にフレームという）２は、鉄等の磁性体からなり
、鍵１の係合突起１ｅ及び上限ストッパ１ｆがそれぞれ
嵌入する透孔２ａ，２ｂを有する。そして、鍵１の係合
突起１ｅを透孔２ａに嵌合させ、クリップ状の板ばね３
によってフレーム２の後端立上がり部２ｃを挟持させる
ことにより、鍵１がフレーム２に離脱不能に枢着されて
、支点Ｃを中心として回動可能になる。

【００１６】さらにこの鍵１とフレーム２との間に係着
した板ばね４によって、鍵１の押鍵部１ａ側を上方に付
勢し、上限ストッパ１ｆがフレーム２の下面に貼着した
フェルト等によるストッパ５に当接することによりその
上限位置が設定される。

【００１７】フレーム２の前側に折り曲げ形成された低
段部２ｄには、押鍵時に突片１ｂが当接するフェルト等
のストッパ６を貼着してあり、その後方には、鉄等の磁
性体からなる立上がり片７を各鍵１に対応させて、その
各突片１ｃからそれぞれ前方に僅かに離間するようにね
じ止め等によって固設している。そして、鍵１の突片１
ｃの裏面には、板状の永久磁石を積層してなる積層マグ
ネット８の一方の磁極面８ｂを固着し、その積層マグネ
ット８の他方の磁極面８ａを鍵１の支点Ｃを中心とする
円弧面に沿って形成している。

【００１８】この積層マグネット８に形成された他方の
磁極面８ａの着磁状態は、図２に示す如く構成されてい
る。すなわち、積層マグネット８は、４列の着磁列とな
っており、この４列の着磁列は、４ビットコードで表す
ように構成されている。図２の左側が側面図を、右側が
正面図を表している。この正面図における永久磁石の４
列の内、右端の列が上位ビットを、左端が下位ビットを
表している。

【００１９】右から第１列目は、上下２段にＮ極、Ｓ極
が現れるように積層されている。

【００２０】右から第２列目は、第１列目の上段のＮ極
のバンド幅にＮ極、Ｓ極が現れるように上下２段に積層
されており、第１列目の下段のＳ極のバンド幅にＮ極、
Ｓ極が現れるように上下２段に積層されている。すなわ
ち、この右から第２列目は、板状の永久磁石を垂直方向
にＮ極、Ｓ極が交互に４段現れるように積層されている
。

【００２１】右から第３列目は、第２列目の第１段のＮ
極のバンド幅にＮ極、Ｓ極が現れるように上下２段に積
層されており、第２列目の第２段のＳ極のバンド幅にＮ
極、Ｓ極が現れるように上下２段に積層されており、第
２列目の第３段のＮ極のバンド幅にＮ極、Ｓ極が現れる
ように上下２段に積層されており、さらに第２列目の第
４段のＳ極のバンド幅にＮ極、Ｓ極が現れるように上下
２段に積層されている。すなわち、この右から第３列目
は、板状の永久磁石を垂直方向にＮ極、Ｓ極が交互に８
段現れるように積層されている。

【００２２】右から第４列目（左端部の列）は、第３列
目の第１段のＮ極のバンド幅にＮ極、Ｓ極が現れるよう
に上下２段に積層されており、第３列目の第２段のＳ極
のバンド幅にＮ極、Ｓ極が現れるように上下２段に積層
されており、第３列目の第３段のＮ極のバンド幅にＮ極
、Ｓ極が現れるように上下２段に積層されており、第３
列目の第４段のＳ極のバンド幅にＮ極、Ｓ極が現れるよ
うに上下２段に積層されている。さらに、第２列目の第
５段のＮ極のバンド幅にＮ極、Ｓ極が現れるように上下
２段に積層されており、第２列目の第６段のＳ極のバン
ド幅にＮ極、Ｓ極が現れるように上下２段に積層されて
おり、第２列目の第７段のＮ極のバンド幅にＮ極、Ｓ極
が現れるように上下２段に積層されており、さらに第２
列目の第８段のＳ極のバンド幅にＮ極、Ｓ極が現れるよ
うに上下２段に積層されている。すなわち、この右から
第４列目（左端部の列）は、板状の永久磁石を垂直方向
にＮ極、Ｓ極が交互に１６段現れるように積層されてい
る。

【００２３】また、フレーム２の表面には、プリント基
板９を貼着し、このプリント基板９の図１の左端部に、
積層マグネット８の４列の着磁列のそれぞれに対向した
位置に磁気抵抗素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄが
設けられている。この磁気抵抗素子１３ａ，１３ｂ，１
３ｃ，１３ｄと積層マグネット８との相対位置関係は、
図３に示されている。すなわち、積層マグネット８の４
列の着磁列ごとに磁気抵抗素子１３が設けられている。

【００２４】このようにして、鍵１に固定された積層マ
グネット８と、この積層マグネット８と対向する位置に
固定された各磁気抵抗素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１
３ｄとにより絶対位置情報発生手段を構成する。

【００２５】磁気抵抗素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１
３ｄは、磁界の変化に対応して抵抗値を変化させる素子
であり、Ｎ極で抵抗値が小さくなり、Ｓ極で抵抗値が大
きくなる。そこで、図４に示す絶対位置情報発生回路に
よって近接する磁石がＮ極かＳ極かで出力レベルを変化
させることができる。すなわち、抵抗Ｒ１と磁気抵抗素
子１３とを直列に接続し、この直列回路に一定電圧ＶＤ
を印加し、磁気抵抗素子１３の一端を接地しておく。そ
の直列回路の中点から取り出されるａ点に示す如き信号
を波形整形回路１７でｂ点に示す如き矩形波に波形整形
して出力する。

【００２６】磁気抵抗素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１
３ｄによって検出される積層マグネット８の４列の着磁
列に相対する位置の絶対位置情報は、図５に示されてい
る。すなわち、磁気抵抗素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，
１３ｄの出力は、ＣＰＵ８により前述の如く、４ビット
の鍵１の絶対位置データに変換される。この図５に示さ
れる鍵１の絶対位置データは、磁気抵抗素子１３ａを下
位、磁気抵抗素子１３ｄを上位としたときの２進数で表
す『００００』から『１１１１』までの１６段階の絶対
位置に対応した絶対位置データである。『００００』は
、鍵１が押されていない状態を示し、鍵１が押されて行
くと、この『００００』から『０００１』、『００１０
』、『００１１』、・・・と絶対位置データが変化して
いく。したがって、この４ビットデータ『００１０』、
『００１１』等によって鍵１の押鍵状態が検出される。

【００２７】なお、本実施例においては、絶対位置デー
タを４ビットデータの構成としたが、１つの鍵について
８列の磁気抵抗素子１３を用いれば８ビット構成となり
２５６段階の絶対位置の検出ができ、遥かに簡単な構成
で検出精度を飛躍的に向上することができる。

【００２８】また、本実施例においては、鍵１の絶対位
置の検出に積層マグネット８と磁気抵抗素子１３とを用
いているが、この積層マグネット８の代わりに、図６に
示す如き複数列の反射面１１ａおよび非反射面１１ｂを
もつ反射板１１を用い、磁気抵抗素子１３の代わりに反
射型フォトカプラー（図示せず）を用いても同様の効果
を得ることができる。また、このような反射板１１の代
わりにスリットを、反射型フォトカプラの代わりに透過
型フォトカプラーを用いても良い。

【００２９】図７には、絶対位置情報発生手段が発生す
る絶対位置情報に基づいて楽音パラメータを多数段階に
変化させる手段の構成が示されている。図において、磁
気抵抗素子１３ａ〜１３ｄの出力は、波形成形回路１７
ａ〜１７ｄを介してＣＰＵ１８に接続されている。また
フォトセンサー１０の出力もＣＰＵ１８に入力されてい
る。

【００３０】１４は、絶対位置データに対応した楽音を
記憶してあるＲＯＭで、１５は、磁気抵抗素子１３ａ〜
１３ｄから出力される絶対位置データに基づく楽音デー
タを演算するＲＡＭである。１６は、ＣＰＵ１８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、１９は、音源１
６から出力される楽音信号を増幅するアンプで、２０は
、アンプ１９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。

【００３１】図８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、ＣＰＵ８は
、鍵１の押鍵によって突片１ｄがフォトセンサ１０を遮
断したか否かを判定する。このステップ１００において
、鍵１の押鍵によって突片１ｄがフォトセンサ１０を遮
断するまで検出動作を繰り返す。このステップ１００に
おいて、鍵１の押鍵によって突片１ｄがフォトセンサ１
０を遮断したと判定すると、ステップ１１０において、
鍵１の押鍵動作に基づいて発音処理を行う。

【００３２】次に、ステップ１２０において、ＣＰＵ８
は、磁気抵抗素子１３ａ〜１３ｄから出力される各矩形
波信号に対応した絶対位置データ（４ビットのデータコ
ード）を読み込み、ステップ１３０において、絶対位置
データに基づき、対応する音量や音色等の変化を制御す
るための楽音変化命令信号を発生し、この信号に基づい
た音量や音色等をもつ楽音信号を出力する。そして、ス
テップ１４０において、鍵１の押鍵によって突片１ｄが
フォトセンサ１０を遮断した状態か否かを判定し、突片
１ｄがフォトセンサ１０の遮断を解除するまで続けられ
る。このステップ１４０において、突片１ｄがフォトセ
ンサ１０の遮断を解除したと判定すると、ステップ１５
０において、スピーカ２０からの発音を停止する。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、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絶対位置情報に
基づいて、発生すべき楽音パラメータを多数段階に変化
させるように制御する制御手段とを備えているため、演
奏者の感情表現による微妙な操作子の操作の絶対位置を
正確に検出し、この絶対位置に基づいて、発生すべき楽
音の楽音パラメータを制御することができ、したがって
、操作子の操作状態を演奏楽音の楽音パラメータに適確
に現わすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子楽器の鍵盤機構の断面図であ
る。

【図２】本発明に係る電子楽器の鍵盤機構の図１に図示
の積層マグネットの全体構成図である。

【図３】本発明に係る電子楽器の鍵盤機構の図１に図示
の積層マグネットと磁気抵抗素子との相対位置関係を示
す図である。

【図４】本発明に係る電子楽器の鍵盤機構の図１に図示
の磁気抵抗素子による絶対位置情報発生回路の全体構成
図である。

【図５】本発明に係る電子楽器の鍵盤機構の図１に図示
の積層マグネットと磁気抵抗素子との相対位置関係を２
進数で表した図である。

【図６】本発明に係る電子楽器の鍵盤機構の絶対位置デ
ータ検出手段の別な実施例を示す図である。

【図７】本発明に係る電子楽器の絶対位置情報発生手段
が発生する絶対位置情報に基づいて楽音パラメータを多
数段階に変化させる回路構成図である。

【図８】本発明に係る電子楽器の鍵盤機構の図７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　　　　鍵２　　　　鍵盤フレーム３　　　　板ばね４　　　　板ばね５　　　　ストッパ６　　　　ストッパ７　　　　立上がり片８　　　　積層マグネット９　　　　プリント基板１０　　フォトセンサ１３　　磁気抵抗素子１４　　ＲＯＭ１５　　ＲＡＭ１６　　音源１７　　波形成形回路１８　　ＣＰＵ１９　　アンプ２０　　スピーカ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　操作子を有する電子楽器において、前
記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
発生する絶対位置情報に基づいて、発生すべき楽音パラ
メータを多数段階に変化させるように制御する制御手段
とを備えたことを特徴とする電子楽器。
【請求項２】　　前記絶対位置情報発生手段は、前記操
作子に固定された積層マグネットと、この積層マグネッ
トと対向した位置に固定された磁気抵抗素子と備えたこ
とを特徴とする請求項１記載の電子楽器。