JPH0715034Y2

JPH0715034Y2 - 電子鍵盤楽器

Info

Publication number: JPH0715034Y2
Application number: JP3878389U
Authority: JP
Inventors: 保彦旭; 晧中田
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1989-03-31
Filing date: 1989-03-31
Publication date: 1995-04-10
Anticipated expiration: 2004-03-31
Also published as: JPH02131799U

Description

【考案の詳細な説明】（ａ）産業上の利用分野この考案は、電子ピアノや鍵盤型シンセサイザ等の電子
鍵盤楽器に関し、特にその表現力の向上に関する。

（ｂ）考案の背景音楽の演奏は、単に発生する楽音が楽譜の指示どおりの
音高になっていればよいものではなく、一音毎の音色は
もとより微妙なレベル（音量），ピッチ（音程）のゆら
ぎや消えてゆく楽音の余韻の処理等、楽音の細部まで気
をつかって初めて美しい演奏が可能になる。したがっ
て、楽器は演奏者のこのような意図を受け付けてそれを
反映した楽音を発生するものでなければならない。

（ｃ）従来の技術現在、電子ピアノや鍵盤型シンセサイザに代表される電
子鍵盤楽器が広く実用化されている。この種の電子鍵盤
楽器の鍵盤には一般的に各キー毎にオン・オフを検出す
るスイッチと、打鍵強度（イニシャル強度）を検出する
センサが設けられている。オンされたキーを検出するこ
とにより、音高を決定し、イニシャル強度を検出するこ
とにより、発音レベルやレベル変位特性（エンベロー
プ）等を決定するようにしている。また、一部の電子鍵
盤楽器においては、キーオン中の押圧強度（アフタータ
ッチ）を検出してレベルやビブラート等の効果を制御す
るようにしているものもある（特開昭62-187393号公報
参照）。また、鍵の表面に指の接触面積あるいは接触位
置を検出するセンサを設け、このセンサによって検出さ
れる接触面積あるいは接触位置に応じて楽音信号の特性
を制御するものがある。

（ｄ）考案が解決しようとする課題このように、従来の鍵盤ではキーのオン・オフ，キーオ
ン時のイニシャル強度，キーオン中のアフタータッチを
検出して楽音に反映することができるが、キーオン直前
やキーオフ直後の指と鍵盤との接触状態を検出すること
ができなかった。

また、実際のピアノ（アコースティックピアノ）におい
て、キーを叩いたときの音色は単に打鍵強度や打鍵速度
のみで決定されるものではなく、その叩き方やキーから
の指の離し方によって微妙に変化する。たとえば、指を
キーの上に置いた状態から打鍵するのと、キーの上方か
ら指を落として打鍵するのとでは同じ打鍵強度でも音色
（特に音の太さ）が異なる。また、オンしていたキーを
静かにオフするのと撥ね上げるようにオフするのとでは
余韻が異なる。このことは音響学的には十分に解明され
ていないが、実際の演奏により経験的に事実が証明され
ている。しかし従来の電子鍵盤楽器ではこのようなアコ
ースティックピアノの特性を再現することができなかっ
た。

この考案はこのような従来の課題に鑑み、指のキーへの
接触時（キータッチ時）や指がキーから離れる時（キー
リリース時）を検出して楽音の立ち上がりや余韻時にお
ける音楽的な微妙な表現を可能にする電子鍵盤楽器を提
供することにある。

（ｅ）課題を解決するための手段この考案は、鍵盤の各鍵を支点部に支持されたベースキ
ーと、このベースキーの上面に演奏押下時に前記ベース
キーに対し変位可能に設けられたサブキーとで構成し、前記ベースキーの揺動により鍵のオン／オフを検出する
オン／オフ検出手段と、オン／オフ検出手段の検出結果
に応じて楽音を発生する楽音発生手段と、前記ベースキ
ーと前記サブキーとの間に設けられ前記サブキーの操作
を検出する操作検出手段と、この操作検出手段の検出結
果に応じて前記楽音の特性を制御する楽音制御手段と、
を設けたことを特徴とする。

（ｆ）作用この考案の電子鍵盤楽器では、演奏者が鍵をオンする場
合には鍵上面のサブキーを指で押しさげる。これによ
り、ベースキーが揺動して鍵オンする（オン／オフ検出
手段がオンを検出する）とともに、サブキーがベースキ
ーに対して変位し操作検出手段がサブキーの操作を検出
する。鍵オンに応じて楽音が発生されるが、操作検出手
段の検出結果に応じてこの楽音の特性を制御する。

（ｇ）実施例第２図はこの考案の実施例である電子鍵盤楽器のブロッ
ク図である。鍵盤１は４〜５オクターブ程度の音域を有
し、音源15にはそれぞれ独立して発音可能なチャンネル
が８個設けられている。楽器外面部には鍵盤１のほか音
色選択スイッチを含むスイッチ群2,スピーカ等のサウン
ドシステム４が設けられている。楽器の動作はCPU10に
よって制御され、メモリや各動作部はバス11を介してCP
U10に接続されている。バス11にはタッチ強度検出回路1
2,キーオン検出回路13,スイッチインターフェイス14,音
源回路15,キータッチ検出回路16,ROM17,RAM18,タイマ19
が接続されている。タッチ強度検出回路12,キーオン検
出回路13は鍵盤１の各キー（鍵）のオン・オフやタッチ
強度（イニシャル強度，アフタータッチ強度）を検出す
る。また、キータッチ検出回路16は後述するように、ベ
ースキーとサブキー間に設けられているコンタクト部が
接触しているか否かを検出する。スイッチインターフェ
イス14はスイッチ群２の各スイッチのオン・オフを検出
する。音源回路15には独立した８チャンネルの音源が設
けられておりCPU10から受け取った波形信号等に基づい
て同時に８音まで発音することができる。

第１図に鍵盤１を構成する１個のキーとキータッチ検出
回路16の構成図を示す。ベースキー30は図の矢印方向に
揺動可能となるように支点30aで支持され、このベース
キー30は、その底面を除く周囲をサブキー31で被われて
いる。サブキー31は前記支点30aに近接した位置に設け
られている支点31aで図の矢印方向に揺動可能に支持さ
れている。ベースキー30の略中央部下方にはベースキー
30が押下されたときのイニシャルタッチ強度およびキー
オン状態を検出する、公知のスイッチ部32が配置されて
いる。また、キーの前部にはベースキー30の上面とサブ
キー31の内面とに相互に対向するように導電薄膜等から
なるコンタクト部33が形成され、サブキー表面に演奏者
の指が触れていないときにはこのコンタクト部33が非接
触状態にあり、演奏者の指がサブキー表面に触れるとこ
のコンタクト部33が接触するようになっている。そし
て、コンタクト部33の一方の電極には電源V_Bが接続さ
れ、他方の電極はキータッチ検出回路16に接続されてい
る。

以上の構成で、演奏者の指がサブキー31表面に触れてい
ないときには、コンタクト部33は非接触状態であるため
にキータッチ検出回路16の出力は“H"（オフ状態）であ
る。すなわち、キータッチ状態が検出されていない。サ
ブキー表面に演奏者の指が触れると、サブキー31は支点
31a中心に僅かに下方向に揺動する。すると、コンタク
ト部33が接触し、キータッチ検出回路16の出力が“L"
（オン状態）となる。演奏者の指がさらにキーを押し込
んでいくと、通常のキーと同様に、スイッチ部32が動作
し、イニシャルタッチ強度とキーオン状態が検出され
る。すなわち、演奏者が押鍵するときには、先ずキータ
ッチが検出され、次いでイニシャルタッチ強度とキーオ
ン状態が検出されることになる。一方、演奏者の指がキ
ーから離れるときには、通常はスイッチ部32がオフした
後にキータッチ検出回路16がオフする。この場合、演奏
者がスタッカート演奏を行っているときには、最初にス
イッチ部32がオフし、その後ごく短い時間内にキータッ
チ検出回路16がオフする。テヌート演奏やレガート演奏
を行っているときには、スイッチ部32がオフしてからキ
ータッチ検出回路16がオフするまでの時間が相対的に長
い。このことを利用してスタッカート奏法が行われてい
るか否かを判定するようにしている。

前記ROM17,RAM18には第３図に示すメモリエリアが設定
されている。先ずROM17にはシステムプログラム（M
1），音色データ（M2）が記憶されており、RAM18には音
色データレジスタM3,キーコードレジスタM4,イニシャル
強度レジスタM5,キーオンフラグM6,キータッチフラグM7
およびキーオフタイマM8の記憶エリアが設定されてい
る。音色データレジスタM3は選択された音色データをRO
M17（M2）から読みだして音源回路15に即座に送信可能
な状態にしておくためのメモリエリアである。キーオン
フラグ６はキーオンされているか否かを記憶するための
フラグである。キーコードレジスタM4,イニシャル強度
レジスタM5はキーオン時に検出したキーコード，イニシ
ャル強度を記憶するレジスタである。このレジスタの内
容は音色データとともに音源回路15に送信される。キー
タッチフラグM7はキータッチされているか否かを記憶す
るためのフラグである。キーオフタイマM8はキーオフ
（キーオンフラグリセット）から一定時間（50ms程度）
動作するタイマである。この間にキーリリースが行われ
るとスタッカート奏法であると判断することができる。
以上のレジスタのうちM4〜M8はキーオン，キータッチさ
れたキー数分設定される。

第４図は前記CPU10の動作を示すフローチャートであ
る。同図（Ａ）はメインルーチン，（Ｂ）〜（Ｇ）はサ
ブルーチンである。

先ず同図（Ａ）において、この電子鍵盤楽器の電源がオ
ンされると各レジスタをリセットするなどのイニシャル
処理が実行される（n1）。この処理によって演奏可能と
なり、音色スイッチ処理動作（n2），キー処理動作（n
3），キータッチセンサ処理動作（n4）が繰り返し実行
される。各動作（サブルーチン）ではキーやスイッチの
オン・オフイベントを検出したとき対応する動作が行わ
れる。

同図（Ｂ）は音色スイッチ処理動作を示すフローチャー
トである。音色スイッチが押下されると、この動作がス
タートし、押下された音色スイッチに対応する音色デー
タをROM17の音色データ記憶エリアM2から読み出して（n
5）音色データレジスタM3に設定する（n6）。この動作
ののちリターンする。

同図（Ｃ）はキーオンイベント処理ルーチンである。キ
ーオンイベントがあるとこの動作が実行される。先ず、
n7でオンされたキーのキーコードとそのイニシャル強度
を検出してキーコードレジスタM4,イニシャル強度レジ
スタM5に記憶する。これらのデータを音色データととも
に音源回路15に送信する（n8）。キーオンフラグM6をセ
ットして（n9）リターンする。

同図（Ｄ）はキーオフイベント処理ルーチンである。キ
ーオフイベントを検出すると、先ずキーオンフラグM6を
リセットし（n10）、音源回路15にキーオフデータを送
信する（n11）。この後、キーオフタイマM8をスタート
させて（n12）リターンする。

同図（Ｅ）はキータッチイベント処理ルーチンである。
キータッチイベントが発生すると、キータッチフラグM7
をセットして（n13）リターンする。

同図（Ｆ）はキーリリースイベント処理ルーチンであ
る。キーリリースイベントが発生すると、n14でキーオ
フタイマM8を参照し、タイマが動作中であればスタッカ
ート奏法であるとして音源回路15にリリースレート（キ
ーオフ以後の残響の減衰率）を変更すべきデータを送信
する（n15→n16）。スタッカート奏法では鋭い消音と微
妙な余韻が要求されるため、通常は第５図（Ａ）に示す
ような波形で減衰するのに対し、スタッカート奏法の場
合には同図（Ｂ）に示すような波形に切り換えられる。
この後キータッチフラグM7をリセットして（n17）リタ
ーンする。キーリリースイベント発生時にキーオフタイ
マがすでに停止しているときには通常の（レガート）奏
法であるため、キータッチフラグM7のリセット（n17）
のみを行ってリターンする。

同図（Ｇ）はタイマ割込み動作である。タイマ19の所定
カウント毎にこの動作が実行される。先ず動作中のタイ
マがあるか否かをn18で判断し、なければそのままリタ
ーンする。動作中のタイマがあるときには、そのタイマ
をカウントアップする。カウントアップの結果タイムア
ップした場合にはそのタイマをクリアして動作を停止す
る（n20→n21）。こののちリターンする。

以上の動作のように、ベースキーとサブキーとを組み合
わせることによって、キーオフ直後の指の動きを検出す
ることができ、それによってスタッカート奏法と通常の
奏法とを正しく判定することができる。

上記の実施例では、コンタクト部を単なる接点としてい
るが、このコンタクト部の電極に圧電素子を使用してプ
レッシャーコンタクト部とすれば、キータッチ時または
キーリリース時の指の接触状態を検出することができる
ために、この情報（指の接触圧情報やその微分値等））
を使用することよってさらに微妙な楽音制御パラメータ
のコントロールを行うことができる。第６図は、プレッ
シャーコンタクト部40を使用したキーの構成図とキータ
ッチ検出回路を示している。この例では、キータッチ検
出回路16がプレッシャーコンタクト部40の検出電圧を適
当なレベルにまで増幅するアンプ41とA/D変換器42とで
構成される。

第７図はさらに他の実施例を示している。この実施例で
は、プレッシャーコンタクト部40を、キーの前部の左右
位置とキーの後部位置の合計３箇所に設けている。各プ
レッシャーコンタクト部40a〜40cの出力はそれぞれ独立
にA/D変換されてCPUに取り込まれる。このようにする
と、キータッチ時においてのプレッシャー部40a-40b
間、40b-40c間、および40a-40c間の出力差を検出し、そ
の大きさに基づいて押鍵位置や指の接触圧力の大小など
を知ることができ、それによって音色，音量，ピッチや
エンベロープなどの各種楽音制御パラメータをコントロ
ールすることが可能になる。また、各プレッシャーコン
タクト部の出力の立ち上がり時間を微分して加速度を検
出することにより指の微妙なタッチの状態を知ることも
可能である。

第８図はさらに他の実施例を示している。この実施例で
はベースキー30の前部の左右側壁にプレッシャーコンタ
クト部40a,40bを設けている。またベースキー30の上面
部中央位置にサブキー31を支える支点30bを設けてい
る。このような構成であると、サブキー31が支点30bを
中心に図の矢印に示すように左右回転が可能になる。そ
して、演奏者の指がキーの右側に接触すると、サブキー
31は時計方向に回転するから、プレッシャーコンタクト
部40bがオン状態となり、キーの左側に接触すればプレ
ッシャーコンタクト部40aが接触状態となる。したがっ
て、どちらのプレッシャーコンタクト部が接触したかを
検出することでキー表面の左右のどの領域が演奏者によ
って押鍵されたかを知ることができるとともに、その接
触圧を検出することで指の接触状態を知ることができ
る。この場合も第７図の場合と同様に音量，音色，ピッ
チなどの楽音制御パラメータをコントロールすることが
できる。

なお、第１図に示す実施例では、キーオフからキーリリ
ースまでの時間でスタッカート奏法かレガート奏法かを
判断するようにしたが、キータッチ時からキーオンまで
の時間を計測し、この時間でスタッカート奏法かレガー
ト奏法かを判断することも可能である。

（ｈ）考案の効果以上のようにこの考案によれば、鍵オン直前の演奏者の
指の操作状態，接触タイミングや鍵オフ直後の演奏者の
指の操作状態，リリースタイミングなどを操作検出手段
によって検出することができ、これに応じて楽音の特性
を制御するようにしたことにより、楽音の立ち上がりや
余韻の音楽的な微妙な表現が可能になる。また、この考
案によれば、操作検出手段をサブキー内部に設けること
ができるため、演奏者の指に触れたりすることがないた
めに、安定した確実な動作を期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ），（Ｂ）はこの考案の実施例である電子鍵
盤楽器のキーの側断面図，正面断面図である。第２図は
同電子鍵盤楽器の制御部のブロック図、第３図はメモリ
の一部構成図、第４図（Ａ）〜（Ｇ）はCPUの動作を示
すフローチャート、第５図（Ａ）は一般的な楽音の減衰
波形を示す図、同図（Ｂ）はスタッカート奏法時の楽音
の減衰波形を示す図である。また第６図〜第８図はこの
考案の他の実施例を示す図である。 30……ベースキー、31……サブキー、33……コンタクト
部、40……プレッシャーコンタクト部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】鍵盤の各鍵を、支点部に支持されたベース
キーと、このベースキーの上面に、演奏押下時に前記ベ
ースキーに対し変位可能に設けられたサブキーと、で構
成し、前記ベースキーの揺動により鍵のオン／オフを検出する
オン／オフ検出手段と、オン／オフ検出手段の検出結果に応じて楽音を発生する
楽音発生手段と、前記ベースキーと前記サブキーとの間に設けられ、前記
サブキーの操作を検出する操作検出手段と、この操作検出手段の検出結果に応じて前記楽音の特性を
制御する楽音制御手段と、を設けたことを特徴とする電子鍵盤楽器。