JPH0720713Y2 - タッチデータ生成装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の技術分野］ 本考案は、電子楽器等に用いられるタッチデータの生成
装置に関する。

［従来技術とその問題点］ 鍵の押鍵速度（タッチ速度）ないし押鍵力を楽音に反映
させる機能、いわゆるタッチレスポンス機能をもった電
子楽器が知られている。このようなタッチレスポンス機
能を実現するには、何らかの方法で演奏入力操作子であ
る鍵に対する押鍵速度ないし押鍵力を検出してタッチデ
ータを生成し、それを楽音発生装置側に引き渡すタッチ
データ生成装置が必要となる。

この種のタッチデータ生成装置の一例として、特公昭53
-4418、特公昭53-5545に示されるものがある。

第５図はこれらの特許公報より引用した図である。この
方式は、鍵盤上の鍵と連動して動作する有接点スイッチ
１を設け、押鍵速度に反比例するこのスイッチ１の移動
時間だけ、カウンタ６においてクロック２を計数し、計
数（測定）したものをデコーダ７とメモリ９を介してタ
ッチデータに変換する、というものである。

図示のものは、説明の便宜上、カウンタ６を４ビットと
いう非常に限られた長さにしている。

スイッチ１の移動時間の分解能の実用値として例えば50
マイクロ秒、最長計時時間の実際的な値として例えば20
0ミリ秒を選んだとすると、この場合、カウンタは4000
の状態を取る能力を必要し、したがって、12ビットで構
成する必要がある。

これが各鍵に配置されると、例えば76鍵の鍵盤に対して
は合計76×12＝912ビット相当のカウンタが必要とな
り、さらにその出力を変換するためのデコーダ７、メモ
リ９の容量もこれに従って大きくなり、回路全体の規模
が非常に大きくなってしまう。これをもたらす主因は、
時間分解能（クロック２の速度）が一定であり鍵タッチ
とは無関係になっていることにあると考えられる。

人間の感覚と鍵タッチとの関係を調べると、速く鍵を叩
くときと、普通に叩くとき、遅く叩くときとでは有効と
考えられる時間分解能に差があり、従来の例はこのこと
を全く無視しており、これが回路の無駄を招いていると
思われる。

従来技術の第２の問題は、個々のユーザー間のタッチ感
覚に関する個人差、タッチレスポンス機能をもつ楽器間
のタッチレスポンス特性に関するばらつき等と関係して
いる。例えば、ある楽器に慣れた者は、その楽器のもつ
タッチレスポンス特性を好む場合が少なくない。このよ
うな場合において、その者がタッチレスポンス特性の異
なる楽器を演奏しようとするとき、自分の期待していた
楽音が得られないといったことが起こる。前の楽器の経
験からこの程度の強さで鍵を叩けばあの楽音が出るはず
だ、と期待していたのに、期待はずれの楽音が出る（こ
うなる理由のひとつは、今回の楽器はそのタッチ速度に
対して前の楽器と異なる値のタッチデータをつくってし
まうことによる）。

したがって、同一のタッチ速度に対して発生するタッチ
データの大きさを調整できる機能、すなわちタッチの感
度を変更、調整できる機能が要望される。

上述した従来例にこのタッチ感度調整機能を盛り込むや
り方として （ａ） ユーザーの設定した選択データ（感度データ）
で、発振器２の発振周波数（クロック）が変わるように
する。

（ｂ） 変換特性の異なる変換メモリ９を多数設けて、
どの変換メモリを使用するかをユーザーの選択した感度
データによって切り換える。

が考えられる。しかし、（ａ）の方式では、時間分解能
が変わるだけであり、すなわちタッチ速度の入力範囲全
体に対する応答特性の曲線が特性平面上を平行移動する
だけで、その形に変化は生じない。要するに、ユーザー
の希望するタッチレスポンス特性を得ることができな
い。一方、（ｂ）の方式の場合、変換メモリの特性曲線
を豊富化することで（ａ）の方式の欠点はなくなる。し
かし、このことはメモリ容量の大きな犠牲があって始め
て成り立つことであり、容認できない記憶容量の増大を
もたらす。

［考案の目的］ この考案は上記のような実情に鑑みてなされたもので、
その主目的はユーザーが希望するタッチレスポンス特性
が得られるようにした新規なタッチデータ生成装置を提
供することにある。

さらに、この考案によれば、この主目的達成のために必
要な回路構成、規模も簡素化することが可能になる。

［考案の要点］ この考案は操作子の操作に連動して動作するスイッチ手
段と、このスイッチ手段の動作開始時点と動作終了時点
までの間の時間を計数する計数手段と、外部より感度デ
ータを設定する設定手段と、この設定手段にて設定され
た感度データ及び上記計数手段の計数内容に基づいて上
記計数手段の計数レートを可変する可変手段と、この計
数手段の計数値に基づいてタッチデータを生成するタッ
チデータ生成手段と、を有することを要点とする。

［展開］ この考案の発展形態、実施態様として以下にそのいくつ
かを列記する。

（２） 実用新案登録請求の範囲に記載のタッチデータ
生成装置において、上記制御手段は、複数の異なるレー
トのクロックを発生するクロック発生手段と、このクロ
ック発生手段からのいずれかのクロックを選択して、上
記計数手段へのクロックとして与える選択手段とで構成
したことを特徴とするタッチデータ生成装置。

（３） 上記第２項記載のタッチデータ生成装置におい
て、上記制御手段は上記クロック発生手段より、上記選
択手段に与えられる複数のクロックのレート組合せを上
記選択データによって変更または切り換える手段を有す
ることを特徴とするタッチデータ生成装置。

（４） 第２項記載のタッチデータ生成装置において、
上記選択手段は上記計数手段に供給するクロックの選択
を上記外部選択データと計数手段の出力値の組合せに従
って決定することを特徴とするタッチデータ生成装置。

（５） 第２項記載のタッチデータ生成装置において、
上記クロック発生手段より上記選択手段に与えられる複
数のクロックのレートの組合せが上記選択データにより
切換または変更され、上記選択手段の選択するクロック
が上記選択データと計数手段の出力との組合せに従って
選択されることを特徴とするタッチデータ生成装置。

（６） 第２項記載のタッチデータ生成装置において、
上記クロック発生手段より上記選択手段に与えられる複
数のクロックのレートの組合せが上記計数手段の出力に
よって切換または変更されることを特徴とするタッチデ
ータ生成装置。

（７） 第２項記載のタッチデータ生成装置において、
上記クロック発生手段より上記選択手段に与えられる複
数のクロックのレートの組合せが上記計数手段の出力と
上記選択データとの組合せによって切換または変更され
ることを特徴とするタッチデータ生成装置。

（８） 第２項記載のタッチデータ生成装置において、
上記選択手段によるクロックの選択が上記選択データに
よって決定されることを特徴とするタッチデータ生成装
置。

（９） 第２項記載のタッチデータ生成装置において、
上記選択手段によるクロックの選択が上記計数手段の出
力によって決定されることを特徴とするタッチデータ生
成装置。

（10） 実用新案登録請求の範囲に記載のタッチデータ
生成装置において、上記制御手段は上記計数手段に与え
るクロックのレートを外部より設定可能な選択データと
この計数手段の出力データの一部との組合せに従って可
変に制御することを特徴とするタッチデータ生成装置。

（11） 上記第５項記載のタッチデータ生成装置におい
て、上記クロック手段より上記選択手段に与えられる複
数のクロックのレートの組合せが上記選択データの一部
によって切換または変更され、上記選択手段によるクロ
ックの選択が上記選択データの他の一部と上記計数手段
の出力データの一部との組合せによって決定されること
を特徴とするタッチデータ生成装置。

［実施例］ 以下この考案の実施例について説明する。

〈実施例の概要〉 以下説明する実施例においては、タッチデータ生成用の
計数手段に与えるクロックのレート、周期を、同計数手
段の出力データの一部と外部より設定可能な選択データ
ないしタッチ感度データとの組合せに従って選択する。
詳しくいうと、多数の異なるレートのクロックを発生可
能なクロック発生器と、このクロック発生器より複数の
レートのクロックが与えられるクロック選択手段ないし
クロックセレクタが使用される。クロック発生器の出力
する複数のクロックのレートの組合せ、言い換えればク
ロック選択手段に入力されるクロックのレート組合せ
は、タッチ感度データの一部ないし第１のタッチ感度デ
ータの値によって切換もしくは変更される。また、クロ
ックセレクタによるクロックの選択は、タッチ感度デー
タのその他の一部ないし第２のタッチ感度データと計数
出力データの一部との組合せによって決定される。計数
手段として、例えば図示実施例のように８ビットダウン
カウンタを用いた場合、このカウンタの計数出力の一部
（例えば上位３ビット）と２ビットのタッチ感度データ
との組合せによって、クロックセレクタはクロックを選
択する。

クロックセレクタの選択したクロックは計数手段のクロ
ック入力に加えられる。

したがって、回路規模が小さくなるとともに、ユーザー
は種々のタッチ速度応答特性のなかから希望するものを
自由に選択することができる。

〈構成〉 第１図は実施例に従い、鍵盤電子楽器におけるタッチデ
ータ生成装置の回路構成を示したものである。１で代表
して示す鍵スイッチは鍵盤の各鍵の下に配されており、
通常は図に示すようにその可動アームが端子1aに接続さ
れる位置にあり、押鍵に連動して端子1aから離れて、端
子1bの方へ移動する構造となっている。端子1aと1bは共
に電源＋Ｖにプルアップされており、鍵スイッチの可動
アームと非接触のときはハイレベル（論理“1"）とな
り、接触時には設置された可動アームを介してロウレベ
ル（論理“0"）になる。したがって、押鍵のない通常状
態では端子1aが“0"、端子1bが“1"を保ち、押鍵に伴っ
て一旦、共に“1"となり、鍵スイッチ１が押しきられた
状態で端子1bが“0"に変化する。本実施例では、スイッ
チ１の可動アームが端子1aから離れ端子1bに達するまで
の時間、つまり押の押鍵速度にほぼ反比例する時間を表
わす信号をタッチデータの生成源として使用、測定す
る。

第１図の残りの回路構成は、上記鍵スイッチ１からの時
間信号を本考案に従い、可変のクロックで計数する計数
手段と、計数手段に与えるクロックの速度、周期を計数
手段の出力と外部より可変に設定可能なタッチ感度デー
タとの組合せに従って可変に制御する制御手段の構成例
である。

まず、２は基本クロックφ（例えば周期50μsec）より
多数の分周クロックを発生可能なクロック発生器であ
り、外部へ出力する複数（ここでは５つ）の分周クロッ
クの組合せをタッチ感度データの値に従って選択する内
部選択論理をもっている。特に、本例では図示のよう
に、５つの分周クロック1/2、1/3、1/A、1/B、1/Cのう
ち、３つの分周クロック1/A、1/B、1/Cのレートが２ビ
ットのタッチ８感度データの値によって切り換えられ
る。この内部選択論理の一例を第２図に示す。

３は基本クロック及びクロック発生器２から出力された
各分周出力のうちのひとつをカウンタ６からの出力（こ
こでは上位３ビットのデータ）とタッチ感度データ（こ
こでは下位２ビットのデータ）との組合せによって選択
するクロックセレクタであり、その選択論理の一例を第
３図に示す。

６は可変のクロックを計数するカウンタであり、ここで
は８ビット構成となっていて、鍵スイッチ１からの時間
信号をクロックセレクタ３の選択した可変クロックで計
測するダウンカウンタとして使用される。カウンタ６の
測定値はタッチデータとして図示しない楽音生成回路に
おいて利用される。

この楽音生成回路は鍵盤電子楽器本体の内部にあっても
よいし、あるいは、MIDIその他の通信手段を介して通信
可能な外部楽器側にあってもよい（例えば、リモートキ
ーボードのような場合）。

ゲート回路４、５、７、８は上記カウンタ６の動作を制
御する回路である。

〈動作〉 次に、以上のように構成した上記実施例の動作を説明す
る。

ユーザーは図示しないタッチ感度データ選択入力手段に
より、タッチ感度データを選定する。この選定は、いろ
いろなタッチ速度で鍵を押下しては、その応答（楽音）
を耳等で確認する、という過程を繰り返すことによって
行なわれる。つまり、選定作業はユーザーの希望するタ
ッチ応答特性が得られたところで完了する。

以下、説明の便宜上、あるタッチ感度データが選択され
ているものとして話を進める。

まず、鍵スイッチ１が端子1aに接触しているとき、すな
わち通常状態である無押鍵時には、端子1aは論理“0"の
レベルにある。したがってインバータ７の出力は“1"で
あり、カウンタ６を初期状態のオール１にセットする。

押鍵開始に伴って、両端子1a,1bとも“1"となり、アン
ド回路４はクロックセレクタ３からのクロックを通過さ
せる。また、端子1aが論理“1"に変化すると同時に、イ
ンバータ７の出力も“0"となり、カウンタ６のセット入
力は“0"となってカウンタ６はダウンカウンタとして計
数可能な状態になる。なお、この段階ではアンド回路８
の出力は“0"であるため、アンド回路５はイネーブル状
態に置かれている。したがってクロック発生器２が出力
し、クロックセレクタ３が選択したクロックがアンド回
路４、５を経てカウンタ６のクロック入力に供給される
ことになる。

第２図と第３図に例示するクロック発生器２の選択論理
（出力クロック切換論理）と、クロックセレクタ３のク
ロック選択論理に従うとすると、最初の段階でカウンタ
６に入力されるクロックは基本クロックφすなわち最高
速のクロックである。しかし、この最高速のクロックφ
がカウンタ６に供給される時間の長さはタッチ感度デー
タの値に依存する（第４図参照）。例えばタッチ感度デ
ータ（ここでは４ビット構成）b₁、b₂、b₃、b₄が“0000"の
ときには、2⁵×３＝96φの間、この最高速のクロックφ
が選択されてカウンタ６に入力される。一方、タッチ感
度データの４ビットがb₁、b₂、b₃、b₄＝0011のときは、カ
ウンタ６の上位３ビットが“111"をもつ間だけ、すなわ
ち2⁵＝36φの間だけクロックφが選択される。

タッチ感度データの２ビット（第２図では上位２ビット
としているが、本例ではこのことに特別の意味はない）
に依存する５つの出力クロック（1/2、1/3、1/A、1/B、
1/C）がクロック発生器２によって出力され、クロック
セレクタ３に入力され、クロックセレクタにおいては、
タッチ感度データの残りの２ビットとカウンタ６の上位
３ビットの出力データとの組合せに従って、クロックが
選択され、カウンタ６のクロック入力に供給される。

したがって、最初の段階以降、鍵スイッチ１のアームが
端子1bに向って動いていく押鍵時間の経過に伴い、第２
図、第３図に例示する選択論理に従うレート、周期のク
ロックが選択され、そのレートに従ってカウンタ６の内
容が減少していく。

鍵スイッチ１が端子1bに接した時点で、アンド回路４は
禁止され、カウンタ６へのクロック供給を遮断する。こ
れによりカウンタ６は計数停止となり、押鍵時間の計測
が完了する。上記の端子1bの“0"レベルへの変化は図示
しない楽音発生回路へのKey on信号であるため、楽音発
生回路側では時点におけるカウンタ６の出力をタッチデ
ータとして読み込んで対応する楽音を発生させることが
できる。

なお、アンド回路８は通常は“0"を出力するが、カウン
タの出力がオール“0"まで進んだときには“1"を出力す
るように構成されており、押鍵時に鍵スイッチ１が端子
1aから1bへ移動するのに極端に長い時間がかかっててし
まった場合に、つまり、余りにゆっくりと押鍵された場
合に、カウンタ６が再びオール“1"に戻って計数に続行
しないよう、最低レベルのオール“0"のところでカウン
タ６の計測を強制的に停止、完了させる役目を担ってい
る。

第４図は外部より選択可能なタッチ感度データをパラメ
ータとする押鍵時間対カウンタ出力の特性曲線（タッチ
応答特性曲線）の例を示したものである。

本例ではタッチ感度データを４ビット構成としているの
で合計16種類のタッチ応答特性を得ることができ、ユー
ザーはそのうちで希望するものを自由に（好み、曲想等
々に合わせて）選択することができる。

［変形例］ 以上、実施例を通じて本考案を説明したが本考案はこれ
に限られるものでなくその趣旨を逸脱しない限りにおい
て種々の変形、変更が可能である。

例えば上記実施例では、タッチデータ計測用のカウンタ
６をダウンカウンタとして用いているが、アップカウン
タであっても一向に差しつかえない。

また、カウンタの長さについても、実施例のものは、８
ビット長であるが、これも例示にすぎず、適用する電子
楽器の楽音生成機能のレベル、範囲に従って決めること
ができる。この意味からすれば、本考案においては、同
程度の楽音生成機能の条件下で、従来に比べビット数の
少ない最適長のカウンタを構成、使用することができ
る。

また、上記実施例では、外部より選択可能なタッチ感度
データ（選択データ）とカウンタ（計数手段）の計数出
力データとの組合せから、計数手段に供給するクロック
のレート、周期を可変に制御する制御手段に関し、クロ
ックの選択論理を、クロック発生器上で選択データの一
部から決定し、クロックセレクタ（選択手段）上で選択
データの他の一部と計数手段の計数出力データの一部と
の組合せから決定する、という方式を採用しているが、
これは好適な例示にすぎない。

２段階のクロック選択論理を採用する場合に、他のさま
ざまな変形例が容易に考えられる。紙面の節約上、その
すべてを列挙することはできないが、選択データの第１
部分をFS、第２部分をSS、計数手段の全出力データをA
D、その部分データをPDと呼ぶとすると、この４種類の
任意の組合せ（FSだけ、FS＋SS、FS＋SS＋AD等々）をク
ロック発生器の出力クロック選択論理ないし真理値表の
入力条件として採用でき、同様にこの４種類の任意の組
合せをクロックセレクタの選択論理ないし真理値表の入
力条件として採用することができる。

同様に、１段階のクロック選択論理を採用することがで
きる。本質的な意味において、段階の数は重要でない。

また、上記実施例では外部より選定可能な選択データを
４ビット構成にしているが、これも例示にすぎない。

選択データの選択手段については、明記しなかったが、
これは当業者の容易に実施し得ることからである。例え
ば、単純な例でいえば、VALUEキーのような選択スイッ
チないしキーを設け、ユーザーが、このキー入力を行う
ことにより、タッチ感度データが設定されるようにす
る。別の例をあげると、例えば、メモリに複数の種類の
タッチ感度データを用意し、かつ、タッチ応答特性曲線
が少しずつ異なる順序で繰り返し取り出せるようにし、
タッチ応答特性の選択モードをモードスイッチのような
ものでユーザーが選択し、このモードにおいて感度デー
タ＃１〜＃16までを例えば所定の時間ごとに装置側で切
り換え（感度メモリを順次アクセスすることにより）、
これに対し、ユーザーが鍵をいろいろなタッチ速度で打
鍵してみて、スピーカより出力される楽音を確認し、一
番気に入ったところでOKキー（ひとつのキーでもよい
し、あるいは鍵盤上の所定の押鍵の組合せ、例えばドミ
ソの和音の押鍵）を操作することにより、そのときのタ
ッチ感度データが選択、選定されるようにすることがで
きる。また、NOキー（例えば不協和音、例えばＣとＣ＃
の押鍵）を押すことで次々とタッチ感度データが切り換
えられるようにしてもよい。

さらに、鍵盤上の鍵例えば音域によってタッチ感度デー
タが切り換わるようにしてもよい。

また、タッチ感度データを例えば第１のタッチ感度デー
タ（上位ビット側）と第２のタッチ感度データ（下位ビ
ット側）に分け、第１のタッチ感度データによってタッ
チ応答特性が大きく変化するようにし（COARSE用）、第
２のタッチ感度データによってタッチ感度特性が細かく
変化するようにしてもよい（FINE用）。

タッチ感度データの選択に関してはその他種々の変形が
考えられる。

本考案によるタッチデータ生成装置はプログラムをマイ
クロコンピュータにおいて実行させることによって、容
易に実現することができる。例えば、鍵盤の鍵数分のメ
モリセルをタッチデータ用のカウンタとして使用し、キ
ースキャナにより各鍵に設けられた押鍵時間信号を発生
する鍵スイッチの状態を操作し、サンプルした信号の論
理レベルの変化に従って対応するメモリセルの内容を検
査し、押鍵中においては、その値とタッチ感度データの
値との組合せに従って、クロック発生器の分周出力を選
択して参照し、その論理レベルによって（分周出力が
“H"か“L"かにより）“H"ならばメモリセルの内容を−
１し、“L"ならば変更しない、といった処理を行い、押
鍵完了（実施例において鍵スイッチ１のアームが端子1b
まで押しきられたことに相当する）を検出したときに
は、発音コマンド（キーオン命令）、キー名とともにそ
のときの対応するメモリセルの内容をタッチデータとし
て楽音生成回路側に送って発音処理を行い、無押鍵状態
（鍵スイッチ１が端子1bに接触している状態）に戻った
ことを検出したときには発音終了コマンド（キーオフ命
令）を楽音生成回路側に送って発音終了処理を行うとと
もに対応するメモリセルの内容をリセットする、といっ
た方式を採用することによって実現できる。

さらには、動的記憶域割振（DYNAMICSTORAGE ALLOCATIO
N）の技術を利用して、演奏者が現在、操作している鍵
の数だけのメモリセルないし記憶域をタッチデータ生成
エリアとして作成するようにしてもよい。

その他、種々の変形、変更が可能である。

［考案の効果］ 以上詳述したように、本考案は、従来とは全く別の方式
によって、タッチデータを生成しているものである。す
なわち、スイッチ手段からの信号によって示される押鍵
時間をクロックで計数、評価する計数手段に対し、その
クロックのレート、周期を計数手段の出力値と外部より
自由に設定可能なタッチ感度データ（選択データ）の値
との組合せによって可変に制御している。したがって、
この考案はタッチデータ生成に関し、技術の豊富化をも
たらすとともに、ユーザーにとって最も望ましいタッチ
応答特性をユーザーサイドで自由に選ぶことを保証し、
さらにはタッチデータ生成装置を実現する上での回路規
模をも小さくすることを可能にするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例を示す回路構成図、第２図は
クロック発生器の出力クロック組合せ選択論理図、第３
図はクロックセレクタのクロック選択論理図、第４図は
外部より可変に選択可能なタッチ感度データをパラメー
タとする押鍵時間対カウンタ出力の特性を例示した図、
第５図は従来例の説明に用いた図である。 １……鍵スイッチ、２……クロック発生器、３……クロ
ックセレクタ、６……カウンタ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】操作子の操作に連動して動作するスイッチ
   手段と、 このスイッチ手段の動作開始時点と動作終了時点までの
   間の時間を計数する計数手段と、 外部より感度データを設定する設定手段と、 この設定手段にて設定された感度データ及び上記計数手
   段の計数内容に基づいて上記計数手段の計数レートを可
   変する可変手段と、 この計数手段の計数値に基づいてタッチデータを生成す
   るタッチデータ生成手段と、 を有することを特徴とするタッチデータ生成装置。