JPH0755597Y2

JPH0755597Y2 - 楽音発生制御装置

Info

Publication number: JPH0755597Y2
Application number: JP1987196199U
Authority: JP
Inventors: 秀雄鈴木; 俊一松島; 雅彦小幡; 真雄坂間
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1987-12-24
Filing date: 1987-12-24
Publication date: 1995-12-20
Anticipated expiration: 2002-12-24
Also published as: JPH01100192U

Description

【考案の詳細な説明】「産業上の利用分野」この考案は、演奏者の腕の振り上げ動作と指先の押圧動
作に応じて、楽音の発生を制御することができる楽音発
生制御装置に関するものである。

「従来の技術」周知のように、電子鍵盤楽音においては、演奏者が鍵盤
や各種操作スイッチを手足で操作することにより、必要
な音高や音色を発生させて音楽を演奏するようになって
いる。

「考案が解決しようとする問題点」ところで、上述した従来の電子鍵盤楽器においては、手
や足で鍵を押下する以外に、音高等を指定することがで
きず、音楽の演奏方法が限られていた。

そこでこの考案は、演奏者の腕の振り上げ動作と指先の
押圧動作によって楽音を制御することができる楽音発生
制御装置を提供することを目的としている。

「問題点を解決するための手段」この考案は、片手で把持し得る形状の部材に組み込ま
れ、前記部材を握った手での各指先によって加えられる
押圧力に対応した信号を出力する押圧力検出手段と、腕
の振り上げ角度に対応した信号を出力する角度検出手段
と、前記押圧力検出手段が押圧力を検出したときに前記
角度検出手段から出力される出力信号に対応した音高の
楽音を、前記押圧力検出手段の出力信号に基づいた態様
で発音させるよう楽音発生装置を制御するための楽音制
御データを発生する楽音制御データ発生手段とを具備す
ることを特徴としている。

「作用」上記の構成によれば、部材を握った手の各指先の押し具
合や押す指の組み合わせと、腕の振り上げ角度とによっ
て楽音発生装置を制御することができるので、例えば、
演奏者の腕の振り上げ動作によって音高等を指定し、指
先の押圧動作によって音色、オクターブまたは発音タイ
ミング等を指定することにより、多種多様な楽音を発生
させることができ、高度な演奏が可能となる。

「実施例」以下、図面を参照し、この考案の実施例について説明す
る。

第１図はこの考案の一実施例の全体構成を示すブロック
図、第２図は同実施例において用いられるグリップ1R,1
Lと角度検出器30R,30Lの外観構成を示す図である。

まず、グリップ1R,1Lの構成について、第２図を参照し
て説明する。グリップ1Rは右手用、グリップ1Lは左手用
であり、これらは互いに左右対称となるように構成され
ているので、以下、右手用のグリップ1Rについてのみ説
明し、各部の符号ＲをＬと読み替えることにより、左手
用のグリップ1Lの説明に代えるものとする。

右手用のグリップ1Rにおいて、2Rは右手で把持し得る形
状のケースであり、このケース2Rには、右手で握られた
場合に、その手になじぬように親指と人差し指の間の付
け根部分と密着する曲面2Raが形成され、また、握った
手から外れないように、薬指と中指の間に挾まれる係止
部2Rbが形成されている（第６図参照）。また、ケース2
Rには７個の圧力センサSR₁〜SR₇が組み込まれている。
これらの各圧力センサSR₁〜SR₇は、ケース2Rに突没自在
に設けられた押しボタンと、この押ボタンを介して加え
られる押圧力に応じて固有抵抗値が変化する圧電素子と
から各々構成されている。

ここで、圧力センサSR₁〜SR₇の配置について説明する。
圧力センサSR₁〜SR₇は、グリップ1Rを右手で握った場合
に、その５本の指先によって容易に押圧可能な位置に各
々配置されており、圧力センサSR₁，SR₂は親指で押圧可
能な位置に横方向に並べて配置され、圧力センサSR₃，S
R₄は人指し指で押圧可能な位置に縦方向に並べて配置さ
れ、さらに、圧力センサSR₅，SR₆，SR₇は中指、薬指、
小指によって各々押圧可能な位置に縦方向に並べて配置
されている。このような配置としたことにより、片手の
５本指で、７個の圧力センサSR₁〜SR₇を無理なく操作す
ることができる。

そして、各圧力センサSR₁〜SR₇が指先よって押し込まれ
ると、内部の圧電素子に押圧力が作用して、その抵抗値
が変化するようになっている。これらの各圧力センサSR
₁〜SR₇は、ケーブル3Rおよびコネクタ4Rを介して、第６
図に示すように、演奏者の腰に装着されたベルト型の本
体（楽音制御データ発生手段）５に接続される。このベ
ルト型の本体５の外観構成を第７図に示す。

一方、第２図において、30Rは右腕用の角度検出器、30L
は左腕用の角度検出器である。これらも、グリップ1R,1
Lと同様に、互いに左右対称となるように構成されてい
るので、以下、右腕用の角度検出器30Rについてのみ説
明し、各部の符号ＲをＬと読み替えることにより、左腕
用の角度検出器1Lの説明に代えるのもとする。

角度検出器30Rは、第３図に示すように、演奏者の右腕
に装着されるサポータ状の装着具33に、面ファスナ31お
よび32を介して取り付けられている。すなわち、角度検
出器30Rには雄型の面ファスナ31が接着され、また装着
具33には雌型の面ファスナ32が接着され、これにより、
角度検出器30Rが、装着具33に着脱自在となっている。
また、角度検出器30Rは、第４図に示すように、ケース3
5と、このケース35内に取り付けられた２個の水銀スイ
ッチRa,Rbとから構成されており、各水銀スイッチRa,Rb
は、基準線SLに対して45度の角度をなすように配置され
ている。各水銀スイッチRa,Rbは、第５図に示すように
両端が塞がれたガラス・チューブ36内に、水銀37を封入
し、このガラス・チューブ36の一端から一対の電極38a,
38bを内部に挿入してなるもので、図示する状態では電
極38a,38bの間が非電通状態となっており、この状態か
ら矢印方向へ回すと、電極38a,38bの間が導通状態とな
る。このような構成の角度検出器30Rを、第４図に示す
状態から、その基準点Ｏを中心として矢印ＡまたはＢ方
向に（上下方向に）回動させると、各水銀スイッチRa,R
bが順次オン／オフする。すなわち、基準線SLが地面と
平行の状態（第４図に示す状態）において、水銀スイッ
チRaがオン、水銀スイッチRbがオフとなっており、この
状態から、基準点Ｏを中心に矢印Ａ方向へ45度以上回動
すると、水銀スイッチRa,Rbが共にオンとなる。逆に、
矢印Ｂ方向へ45度以上回動すると、水銀スイッチRa,Rb
が共にオフとなる。そして、これら水銀スイッチRa,Rb
のオン／オフ信号は、ケーブル39Rを介して一旦グリッ
プ1R内へ導かれた後、ケーブル3Rを介して本体５内へ導
かれる。

次に、第１図において、角度検出器30Rの水銀スイッチR
a,Rbの各一端は共通接続され、ケーブル39Rを介してグ
リップ1Rに導かれ、このグリップ1R内の圧電素子SR₁〜S
R₇の各一端と共に共通接続させ、さらにケーブル3Rを介
して本体５に導かれた上で接地されている。一方、圧力
センサSR₁〜SR₇の各他端はケーブル3Rを介して本体５に
導かれ、プルアップ抵抗ｒによって各々プルアップされ
ると共に、キーオン／タッチ検出回路6R₁〜6R₇に各々接
続されている。また、水銀スイッチRa,Rbの各他端はケ
ーブル39Rを介してグリップ1R内に導かれ、さらに、ケ
ーブル3Rを介して本体５に導かれ、プルアップ抵抗ｒに
よって各々プルアップされた上で、後述するマルチプレ
クサ12に各々接続されている。

キーオン／タッチ検出回路6R₁〜6R₇は、各圧力センサSR
₁〜SR₇から各々供給される検出電圧に基づいて、キーオ
ン信号KON、イニシャルタッチデータITD、およびアフタ
ータッチデータATDを出力する回路である。ここで、キ
ーオン信号KONは、各圧力センサSR₁〜SR₇に対する押圧
力が所定の強さ以上となった時点で出力され、また、イ
ニシャルタッチデータITDは、各圧力センサSR₁〜SR₇の
押し始めのタッチ、すなわち押された瞬間における押圧
力の変化速度に対応して得られるデータであり、さら
に、アフタータッチデータATDは、各圧力センサSR₁〜SR
₇の押し終わりまでの押圧力の連続的な変化に対応した
データである。

キーオン／タッチ検出回路6R₁〜6R₇は、A/Dコンバータ
７、比較回路８、遅延回路９、アンドゲート10、および
レジスタ11によって構成されている。A/Dコンバータ７
は、各圧力センサSR₁〜SR₇から各々供給される検出電圧
を所定ビットのデジタルの検出電圧データVDに変換する
ものであり、これにより得られた送出電圧データVDをア
フタータッチデータATDとして出力する。比較回路８
は、A/Dコンバータ７から出力される検出電圧データVD
と基準電圧データVrefとを比較し、VD/Vrefとなった場
合に、その出力を“H"レベルとする。比較回路８の出力
は、アンドゲート10の一方の入力端に供給されると共
に、遅延回路９を介して所定時間Ｔだけ遅延された後、
アンドゲート10の他方の入力端に供給される。したがっ
て、VD/Vrefとなってから所定時間Ｔが経過した時点
で、アンドゲート10の出力が“H"レベルとなり、この
“H"レベルの出力がキーオン信号KONとして出力され
る。また、遅延回路９の出力はレジスタ11のロード端子
Ｌにも供給されており、このレジスタ11は、遅延回路９
の出力が“H"レベルに立ち上がった時点で、A/Dコンバ
ータ７から出力される検出電圧データVDをラッチし、こ
のラッチしたデータをイニシャルタッチデータITDとし
て出力する。

ここで、VD/Vrefとなってから所定時間Ｔが経過した時
点で、レジスタ11によってラッチされたデータが、イニ
シャルタッチデータITDとなる理由について、第８図を
参照して説明する。

第８図は、圧力センサSR₁〜SR₇の圧電素子に加えられる
押圧力と、その抵抗値との関係を示すグラフである。こ
の図において、押圧力がP₀となった時点で、抵抗値がRr
efとなり、上述した検出電圧VDが基準電圧Vrefと等しく
なるものとする。そして、比較的弱いタッチで押圧力が
加えられた場合、すなわち押圧力の変化速度が遅い場
合、所定時間Ｔが経過した時点において、押圧力はP₁と
なり、抵抗値はRinit₁となる。逆に、比較的強いタッチ
で押圧力が加えられた場合、すなわち押圧力の変化速度
が速い場合、所定時間Ｔが経過した時点において、押圧
力はP₂（＞P₁）となり、抵抗値はRinit₂（＜Rinit₁）と
なる。このように、押圧力がP₀を超えてから所定時間Ｔ
が経過した時点における圧電素子の抵抗値は、タッチの
強弱の度合に応じて決まり、タッチが強ければ抵抗値は
Rinit₂となり、タッチが弱ければ抵抗値はRinit₁とな
る。そして、A/Dコンバータ７から出力される検出電圧
データVDは、各圧力センサSR₁〜SR₇内の圧電素子の抵抗
値に対応しているので、この検出電圧データVDをレジス
タ11でラッチすることにより、イニシャルタッチデータ
ITDが得られる。

上述した構成のキーオン／タッチ検出回路6R₁〜6R₇は、
右手用のグリップ1Rの各圧力センサSR₁〜SR₇に対応して
各々設けられているが、これらと全く同様の構成のキー
オン／タッチ検出回路6L₁〜6L₇が、左手用のグリップ1L
の各圧力センサSL₁〜SL₇に対応して各々設けられてい
る。これらの、キーオン／タッチ検出回路6R₁〜6R₇，6L
₁〜6L₇から各々出力されるキーオン信号KON、イニシャ
ルタッチデータITD、およびアフタータッチデータATD
は、マルチプレクサ12へ供給される。

マルチプレクサ12は、そのセレクト端子に供給されるチ
ャンネル・セレクト信号CSに基づいて、キーオン／タッ
チ検出回路6R₁〜6R₇，6L₁〜6L₇から各々出力されるキー
オン信号KONとイニシャルタッチデータITDとアフタータ
ッチデータATDとから成るデータのいずれか一組もしく
は角度検出器30R,30L内の水銀スイッチRa,Rb,La,Lbから
出力されるオン／オフ信号（以下、角度データと呼ぶ）
を択一選択して出力する。また、14はCPU（中央処理装
置）、16はCPU14で用いられるプログラムが記憶されたR
OM（リードオンリメモリ）、17はワークエリアとして用
いられるRAM（ランダムアクセスメモリ）である。CPU14
は、マルチプレクサ12に供給するチャンネル・セレクト
信号CSを順次変化させ、キーオン／タッチ検出回路6R₁
〜6R₇，6L₁〜6L₇の出力データおよび水銀スイッチRa,R
b,La,Lbから出力される角度データを高速でスキャン
し、これにより得られたキーオン信号KON、イニシャル
タッチデータITD、アフタータッチデータATD、および角
度データを逐次RAM17へ転送し、この転送したデータに
基づいて、音高を指定するためのキーコードデータKC
と、音量を指定するための音量データVOLと、音色を指
定するための音色指定データTDとを作成する。なお、上
記キーオン信号KONと、キーコードデータKCと、音量デ
ータVOLと、音色指定データTDをまとめて楽音制御デー
タMCDと呼ぶ。

また、18は操作部であり、プッシュスイッチ（第７図参
照）と、操作されたプッシュスイッチの出力をコード化
してCPU14へ出力するコーダとから構成されている。19
はLCD（液晶）表示器（第７図参照）、20はCPU14から供
給される楽音制御データMCDを搬送波に乗せ、アンテナ2
0aから発信するトラッスミッタ、21はCPU14から供給さ
れる楽音制御データMCDをミディ（MIDI;Musical Instru
ment Digital Interface）規格のデータに変換し、出力
端子21aを介して外部へ出力するミディ回路である。

次に、上述した構成による楽音発生制御装置の動作につ
いて説明する。

まず、演奏を行う場合、演奏者は第６図に示すようにベ
ルト型の本体５を腰に装着し、グリップ1R,1Lから延び
ているケーブル3R,3Lの先端のコネクタ4R,4Lを本体５の
コネクタ5R,5L（第７図参照）に接続し、さらに、有線
によって楽音発生装置を駆動する場合は、出力端子21a
と楽音発生装置との間を接続ケーブルによって接続す
る。そして、腰に装着した本体５と、楽音発生装置の電
源をオンとする。次いで、操作部18のプッシュスイッチ
を操作して、有線／無線の別（楽音発生装置へのデータ
伝送方法）を指定し、また、グリップ1R,1Lの各圧力セ
ンサSR₁〜SR₇，SL₁〜SL₇と、角度検出器30R,30Lの各水
銀スイッチRa,Rb,La,Lbに対する機能割り当てを行う。

ここでは、第９図に示すように、右手用のフリップ1R内
の圧力センサSR₁〜SR₄の出力に基づいて、キーオンおよ
びタッチの強弱が指定され、圧力センサSR₅〜SR₇の出力
に基づいて、音量の大小と、ビブラートの強弱と、ワウ
ワウの有無が指定され、また、左手用のグリップ1L内の
圧力センサSL₁〜SL₄の出力に基づいて、第１オクターブ
〜第４オクターブが指定され、圧力センサSL₅〜SL₇の出
力に基づいて音色が指定され、さらに、角度検出器30R,
30L内の水銀スイッチRa,Rb,La,Lbのオン／オフの組み合
わせに基づいて、音階Cⁿ，Dⁿ，……，Bⁿ，Cⁿ⁺¹，Dⁿ⁺¹が
指定されるように、各機能を割り当てるものとする。こ
れら各機能の割り当ては、操作部18のプッシュスイッチ
を操作することによって、演奏者が任意に設定できるよ
うになっている。

次いで、演奏者は、左右の腕に装着具33を介して角度検
出器30R,30Lを各々装着し、また、グリップ1Rを右手
で、グリップ1Lを左手で握り、操作部18のスタートを指
示するプッシュスイッチを操作し、演奏を開始する。以
後、CPU14は、キーオン／タッチ検出回路6R₁〜6R₇，6L₁
〜6L₇から得られるキーオン信号KON、イニシャルタッチ
データITD、アフタータッチデータATD、および角度検出
器30R,30Lから得られる角度データを逐次RAM17へ転送
し、この転送したデータに基づいて、楽音制御データMC
Dを作成し、作成した楽音制御データMCDをミディ回路21
へ出力する。ミディ回路21は供給された楽音制御データ
MCDをミディ規格のデータに変換して出力端子21aへ供給
し、この出力端子21aから出力されたデータは、接続ケ
ーブルを介して外部の楽音発生装置へ供給される。これ
により楽音発生装置において、供給されたミディ規格の
データに基づく楽音が形成され、そのスピーカから楽音
として発せられる。

この場合、グリップ1R,1Lの各圧力センサSR₁〜SR₇，SL₁
〜SL₇と角度検出器30R,30Lの各水銀スイッチRa,Rb,La,L
bには、第９図に示すように各機能が割り当てられてい
るので、例えば、両腕を水平に広げた状態（第４図に示
すように水銀スイッチRaおよびLaがオンとなる状態）と
して音階“Gⁿ”を指定し、左手親指で圧力センサSL₁を
押して“第１オクターブ”を指定し、左手小指で圧力セ
ンサSL₇を押して“サックス”を指定し、さらに、この
状態で、右手親指で圧力センサSR₁を押すと、その押し
具合（強弱）に対応したタッチで、かつ、サックスの音
色で、音階G¹の楽音が楽音発生装置から発せられる。続
けて、右手人差し指で圧力センサSR₃を押すと、その押
し具合に対応したタッチで、音階G¹よりも半音高い楽音
が発せられ、また、右手人差し指で圧力センサSL₄を押
すと、それに対応したタッチで、音階G¹よりも半音低い
楽音が発せられる。また、右手中指で圧力センサSR₅を
押すと、その押し具合によって音量が変化し、右手薬指
で圧力センサSR₆を押すとビブラートの強弱が変化し、
さらに、右手小指で圧力センサSR₇を押すとワウワウ効
果が付けられる。

この場合、CPU14は、オクターブ指定のための圧力セン
サSL₁〜SL₄や、音色指定のための圧力センサSL₅〜SL₇が
押された場合、これらが押されている期間中、その指定
を有効と判断する。なお、圧力センサSL₁〜SL₄およびSL
₅〜SL₇が一度押されると、この指定が保持されるように
してもよい。

ここで、楽音発生装置への伝送方法として“無線”が選
択された場合は、楽音制御データMCDがトランスミッタ2
0へ供給される。また、LCD表示器19には、操作部18の操
作内容等が表示される。

「考案の効果」以上説明したように、この考案による楽音発生制御装置
は、部材を握った手の各指先の押圧力や、押す指の組み
合わせと、腕の振り上げ角度によって楽音発生装置を制
御することができるので、従来の演奏形態とは全く異な
る新規な演奏方法により、音楽演奏を行うことができる
という効果が得られる。また、人体部位の動作角度（例
えば腕の振り上げ角度）に対応した音高の楽音を、各指
先の押圧力を検出したときに検出した押圧力に基づいた
態様で発音させるので、発生する楽音が多彩となり、ま
た正確な演奏が行い易くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の全体構成を示すブロック
図、第２図は同実施例のグリップ1R,1Lと角度検出器30
R,30Lの外観構成を示す斜視図、第３図は同実施例の角
度検出器の装着例を示す斜視図、第４図は同実施例の角
度検出器の内部構成を示す正断面図、第５図は同実施例
の角度検出器を構成する水銀スイッチの構成を示す正面
図、第６図は同実施例の使用例を示す正面図、第７図は
同実施例のベルト型の本体の外観構成を示す斜視図、第
８図は同実施例において用いられる圧力センサの特性を
示すグラフ、第９図は同実施例における各圧力センサSR
₁〜SR₇，SL₁〜SL₇と各水銀スイッチRa,Rb,La,Lbに対す
る機能割り当て例を示す図である。 1R……右手用のグリップ、1L……左手用のグリップ、SR
₁〜SR₇……圧力センサ（押圧力検出手段）、SL₁〜SL₇…
…圧力センサ（押圧力検出手段）、５……本体（楽音制
御データ発生手段）。30R……右腕用の角度検出器、30L
……左腕用の角度検出器、Ra,Rb……水銀スイッチ（角
度検出手段）、La,Lb……水銀スイッチ（角度検出手
段）。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】片手で把持し得る形状の部材に組み込ま
れ、前記部材を握った手の各指先によって加えられる押
圧力に対応した信号を出力する押圧力検出手段と、腕の振り上げ角度に対応した信号を出力する角度検出手
段と、前記押圧力検出手段が押圧力を検出したときに前記角度
検出手段から出力される出力信号に対応した音高の楽音
を、前記押圧力検出手段の出力信号に基づいた態様で発
音させるよう楽音発生装置を制御するための楽音制御デ
ータを発生する楽音制御データ発生手段と、を具備することを特徴とする楽音発生制御装置。