JPS5843756B2 - 単音電子楽器のタッチレスポンス回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は単音電子楽器のタッチレスポンス回路に関す
る。

従来、単音電子楽器のタッチレスポンス回路に関する発
明と、して特開昭５０−３４２２２号に開示されたもの
がある。

この特開昭５０−３４２２２号は、コンデンサの充放電
時間を利用して鍵タツチ速度により音高、音色、音量等
の楽音を制御しようとするものであるが、そのための構
成として、速度信号を得るためのスイッチと音高信号を
得るためのスイッチあるいはキーイング（キーオン）信
号を得るためのスイッチとを別系列に設けなげればなら
ず、部品数が多くなってしまった。

また、スイッチの接点位置調整を必要とし、生産性が悪
かった。

この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、一系列の
キースイッチ群により音高電圧信号、キーイング信号お
よび鍵タツチ速度信号を夫々取出せるようにした単音電
子楽器のタッチレスポンス回路を提供しようとするもの
である。

この発明によれば、鍵音高に対応する様々な音高電圧を
発生し、単音優先接続した一系列のキースイッチ回路に
よって上記様々な音高電圧のうち押圧鍵に対応した音高
電圧を取出して発音するようにした単音電子楽器におい
て、上記キースイッチ回路の最も優先順位の低いスイッ
チの常閉接点から前記音高電圧とは異なる所定電圧を加
えて、離鍵時に該所定電圧がキースイッチ回路から取出
されるようにしておき、押鍵した際にキースイッチ回路
の出力が上記所定電圧から前記音高電圧に切換わるまで
の時間を計測することによってキースイッチの可動接点
が常閉接点を離れて常開接点に接続されるまでの時間に
対応した鍵タツチ速度信号を得ろようにしている。

また、キーイング（キーオン）信号としては音高電圧を
利用するようにしている。

以下この発明を添付図面の一実施例にもとづいて詳しく
説明する。

第１図において音高電圧発生器１は抵抗分圧回路であり
、入力電圧＋■を単音電子楽器の各鍵の音高に対応した
電圧に夫々分圧する。

キースイッチ回路２は合鍵に対応して設けられたスイッ
チ群で、鍵が押圧されることによって上記音高電圧発生
器１からの音高電圧ＫＶを後の回路に導く。

このキースイッチ回路２は高音優先接続されており、ま
た、その最低音側の常閉接点からは一■の電圧が供給さ
れている。

従って、鍵を押圧していないときは一■の電圧がキース
イッチ回路２から出力される。

また、鍵を押しはじめたときはその鍵に対応するキース
イッチは常閉接点から切離され、しかも未だ常開接点（
音高電圧発生器１側の接点）にも接続されていない状態
となる。

ここで、この状態となっている時間は鍵タツチ速度に比
例する。

押鍵を開始してまもなくするとキースイッチは常開接点
に接続され、キースイッチ回路２からは押１モ鍵に対応
した音高電圧ＫＶが出力される。

キースイッチ回路２の出力側は押鍵時検知回路３に接続
されてＬ・る。

この押鍵時検知回路３は押鍵されたタイミングを検出す
る回路であり、リレー４とダイオード５とで構成されて
いる。

ここで、リレー４は励磁コイルに電流が流されるとリレ
ー接点を接点すに接続し、また電流が遮断されるとリレ
ー接点を接点ａに接続する。

従って、未だ押鍵されていなＬ・ときは前記−■の電圧
がダイオード５に順方向に加わるので、リレー４は励磁
されて接点すに接続され、当該接点すの電位は一■とな
っている。

そして、押鍵後キースイッチ回路２が音高電圧発生器１
に接続されると、音高電圧ＫＶが押鍵時検知回路３に導
かれ、この電圧ＫＶは十であるためダイオード５には逆
方向電圧が加わることになり、リレーコイル４には電流
は流れない。

従って、リレー接点ａを介して音高電圧ＫＶが出力され
る。

押鍵時検知回路３のリレー接点すは抵抗Ｒ１を介して鍵
タツチ速度検出回路６に接続されている。

鍵タツチ速度検出回路６は押鍵する速度を検出するもの
で、抵抗Ｒ６とコンデンサＣ６の積分回路で構成される
。

従って、前記リレー４のリレー接点が接点すに接続され
ているとき（すなわち離鍵されているとき）はコンデン
サＣ６は−■に充電されるので、鍵タツチ速度検出回路
６の出力は−Ｖとなり、押鍵が開始されるとコンデンサ
Ｃ６は充電した電荷を抵抗Ｒ６を介して放電するので、
鍵タツチ速度検出回路６の出力電圧は時間の経過ととも
にＯに近づいていく（第３図ｅ参照）。

鍵タツチ速度検出回路６の出力はインバータ７で第３図
ｆに示すようにその増減関係が逆転されてサンプルホー
ルド回路８に加わる。

前記押鍵時検知回路３のリレー接点ａの出力は増幅器９
を介してトリガ信号発生回路１０へ入力される。

トリガ信号発生回路１０は入力電圧の立上りに同期して
（すなわち、押鍵時に前記キースイッチ回路２が音高電
圧発生器１に接続されたことに同期して）トリガパルス
Ｔｒを発生するものであり、かつ、押鍵されていること
を示すキーオン信号ＫＯＮを出力するものである。

トリガ信号発生回路１０は例えば第２図に示すように構
成される。

すなわち、第２図に示すようにトリガ信号発生回路１０
は、コンデンサＣ１ｏと抵抗ＲＩＯとで構成される微分
回路とダイオード１１を有している。

従ってダイオード１１からは増幅器９からの人力の立上
がりに同期した第３図すに示すようなパルスが発生され
、このパルスが前記トリガ信号Ｔｒとして利用される。

また、このパルスはワンショット回路１２で波形整形さ
れた後インバータ１３で反転されて第３図Ｃに示すよう
な信号になりアンド回路１４の一方入力端に加えられる
。

また、前記増幅器９からの音高電圧に■（第３図ａに示
す）はシュミット回路１５で波形整形されて上記アンド
回路１５の他方入力端に加わる。

従って、アンド回路１４からは第３図ａに示す信号と第
３図Ｃに示す信号との論理積をとった信号（第３図ｄに
示す）が出力される。

このように論理積をとるようにしたのはチャタリングを
防止して安定したキーオン信号ＫＯＮを得るためである
。

アンド回路１４の出力は前記キーオン信号ＫＯＮとして
トリガ信号発生回路１０かも出力される。

尚、前記トリガ信号Ｔｒを取出す方法としては上述した
ダイオード１１の出力から取出す以外に、第２図に点線
で示すようにアンド回路１４の出力キーオン信号ＫＯＮ
をワンショット回路１６に加えて取出すようにしてもよ
い。

ところで、トリガ信号発生回路１０から出力されたトリ
ガ信号Ｔｒは前記サンプルホールド回路８に加わり、そ
の時点におけるインバータ７からの出力電圧をサンプル
ホールド回路８にサンプルホールドする。

前述のようにインバータ７の出力は押鍵開始時からしだ
いに低くなっていく電圧であり、また、トリガ信号Ｔｒ
は押鍵開始後キースイッチ回路２の可動接点が常開接点
接続されたとき発生される信号であるため、サンプルホ
ールドされる電圧は鍵タツチ速度（すなわち、キースイ
ッチ回路２の可動接点が常閉接点から切離されて常開接
点に接続されるまでの時間）に対応した値となる（速度
が速いほど大きな値となる）。

サンプルホールド回路１７は押圧鍵の音高電圧ＫＶをサ
ンプルホールドする回路である。

すなわちサンプルホールド回路１１は前記増幅器９から
の音高電圧ＫＶをトリガ信号発生回路１０の出力キーオ
ン信号ＫＯＨの立上りでサンプルホールドするサンプル
ホールド回路１７でサンプルホールドされた音高電圧Ｋ
Ｖは電圧制御型発振器（■Ｃ０）１８に加わり、当該Ｖ
Ｃ０１８からは音高電圧ＫＶに応じた周波数を持つ音源
信号が発生される。

そして、この音源信号は電圧制御型フィルタ（ＶＣＦ）
１９で音色制御され、更に電圧制御型増幅器（ＶＣＡ）
２０でエンベロープ制御され、更にＶＣＡ２１で音量制
御されてサウンドシステム２２で発音される。

この場合、制御電圧発生器２３からのエンベロープ要素
（アタックタイム、アタックレベル等）の設定情報によ
りエンベロープジェネレータ２４および２５から所定の
形状のエンベロープ信号が出力され、これらエンベロー
プ信号によりＶＣＦ１９およびＶＣＡ２０を制御する。

すなわち、ＶＣＦ１９ではエンベロープ信号に応じてカ
ットオフ周波数を変化し、ＶＣＡ２０ではエンベロープ
信号に応じてゲインを変化するところで、上記ＶＣＯ１
８、ＶＣＦ１９、ＶＣＡ２０および２１は押鍵速度に応
じても制御される。

すなわち、押鍵速度に応じて音高、音色音量を変化させ
て音楽性豊かな演奏音を得られるようにしているのであ
る。

上述の機能を得るため前記サンプルホールド回路８にサ
ンプルホールドされている鍵タツチ速度情報が利用され
る。

すなわちサンプルホールド回路８の出力は波形形成回路
２６−１乃至２６−５に加わり、該波形形成回路２６−
１乃至２６−５からは入力電圧に応じた（すなわち、鍵
タツチ速度に応じた）電圧を適宜出力する。

この波形形成回路２６’−１乃至２６５の出力電圧は前
記ＶＣＯ１８、ＶＣＦ１９、ＶＣＡ２１．％ンベロープ
ジエネレータ２４および２５０制御入力に加わる。

従って、鍵タツチ速度に応じてＶＣ０１８の発振周波数
、ＶＣＦ１９のカットオフ周波数、ＶＣＡ２１のゲイン
が多少変動し、またエンベロープジェネレータ２４およ
び２５のエンベロープ波形も多少変動（例えばアタック
タイム、アタックレベルが変動）して、サウンドシステ
ムからは非常に表現力豊かな楽音が発生されるようにな
る。

つぎにこの発明の他の実施例を第４図を参照して説明す
る。

尚、第４図においては第１図と共通の回路には同一番号
を付しである。

第４図において音高電圧発生器１およびキースイッチ回
路２は第１図の実施例と同様に構成されている。

キースイッチ回路２の出力はバッファ増幅器３０を介し
て押鍵時検知回路３１に入力される。

押鍵時検知回路３１はコンパレータ３２で構成される回
路で、上記増幅器３０の出力は当該コンパレータ３２の
反転入力（＠に、また非反転入力（−＋）には電源３３
から基準電圧として直流電圧△Ｅが夫々供給されている
。

このコンパレータ３２は反転側（−ウの入力電圧が非反
転側（−＋）の人力よりも低い（負方向に高い）場合に
８１“を出力する。

ここで上記基準電圧−△Ｅは前記キースイッチ回路２に
加えられる電圧−Ｖよりも絶対値が小さく設定されてい
る（−■〈−△Ｅ）。

従って、コンパレータ３２は離鍵されているときは１１
“を出力し、押鍵が開始されると（反転入力の電圧が−
ＶからＯに立上がると）ゝ Ｏ“を出力する。

押鍵時検知回路３１の出力は鍵タツチ速度検出回路３４
に導かれる。

鍵タツチ速度検出回路３４はコンデンサＣ３４と抵抗Ｒ
３４とから成る積分回路を有し、また入力側にはゲート
Ｇ３４を有し、該ゲートＧ３４の一方からは電圧Ｖｒｅ
ｆが供給されている。

従って、離鍵されているときは押鍵時検知回路３１から
の出力ＸＸ １“によってゲートＧ３４はオンされてコ
ンデンサＣ３４は電圧Ｖ ｒｅｆに充電されている。

そして押鍵が開始されると押鍵時検知回路３１の出力は
ゝ０“に立下り、ゲートＧ３４はオフしてコンデンサＣ
３４の電荷は抵抗Ｒ３４を介して放電していく。

従って、鍵タツチ検知回路３４の出力電圧は時間の経過
とともにしだいに低下していく。

トリガ信号発生回路１０は前記第２図に示すように構成
され、増幅器３０の出力が＋になったのに同期して（す
なわちキースイッチ回路の可動接点が常開接点に接続さ
れたのに同期して） ｌ−リガ信号丁ｒが発生し、また
キーオン信号ＫＯＮを発生する。

サンプルホールド回路Ｓはこのトリガ信号Ｔｒで前記鍵
タツチ速度検出回路３４の出力電圧をサンプルホールド
する。

従って、サンプルホールドされる電圧は鍵タツチ速度に
対応した値となる（速度が速いほど大きな値となる）。

サンプルホールド回路８の出力電圧は第１図の波形形成
回路２６−１乃至２６−５に導かれる。

サンプルホールド回路１７は増幅器３０からの音高電圧
ＫＶをキーオン信号ＫＯＨの立−Ｅりでサンプルホール
ドして第１図のＶＣ０１８に加える。

以下、第１図の実施例と同様にして鍵タツチ速度に応じ
て変化のある楽音が発生される。

第５図はこの発明の更に別の実施例を示したものである
。

この第５図においても第１図と共通の回路には同一の番
号を付しである。

第５図におＬ・て音高電圧発生器１およびキースイッチ
回路２は第１図の実施例と同様に構成されて℃・る。

キースイッチ回路２の出力はバッファ増幅器３５を介し
て押鍵時検知回路３６に入力される。

押鍵時検知回路３６はコンパレータ３７を有する回路で
、上記増幅器３５の出力は当該コンパレータ３７の非反
転入力（力に、また反転入力（→には電源３８から基準
電圧として直流電圧−△Ｅが夫々供給されている。

このコンパレータ３７は非反転側田）の入力が反転側（
→の入力より高い場合に′ １“を出力する。

ここで、上記基準電圧−△Ｅは前記キースイッチ回路２
に加えられる電圧−■よりも絶対値が小さく設定されて
いる（−Ｖ＜△Ｅ）。

従って、コンパレータ３２は離鍵されて（・るときは″
Ｏ“を出力し、押鍵が開始されると（非反転入力の電圧
が−ＶからＯに立上がると：５１“を出力する。

コンパレータ３７の出力はコンデンサＣ３６と抵抗Ｒ３
６とで構成される微分回路を介してダイオード３９に導
かれる。

従ってダイオード３９からは押鍵開始に同期して１つの
パルスが発生される。

このパルスは押鍵時検出回路３６から取出されてリセッ
ト信号としてカウンタ４０に加わる。

カウンタ４０は前記リセット信号によって一旦リセット
され、その後発振器４１からのクロックパルスを１から
計数スル。

ｌ・リガ信号発生回路１０は前記第２図に示すように構
成され、増幅器３５の出力が十になったのに同期して（
すなわち、キースイッチ回路２の可動接点が固定接点に
接続されたのに同期して）トリガ信号Ｔｒを発生し、ま
たキーオン信号ＫＯＮを発生する。

ラッチ回路４１はこのｌ・リガ信号Ｔｒによって前記カ
ウンタ４０の計数値をラッチする。

前述のようにカウンタ４０は押鍵開始から（キースイッ
チ回路２の可動接点が常閉接点を離れてから）計数を始
めるものであり、また、トリガ信号Ｔｒはキースイッチ
回路２の可動接点が常開接点に接続された時点で発生さ
れるため、ラッチ回路４１にラッチされる値は鍵タツチ
速度が速いほど小さく、遅（・はど大きくなる。

ラッチ回路４１にラッチされた値はテジタルーアナログ
変換器４２を介して波形形成回路２６−１乃至２６５へ
導かれる。

サンプルホールド回路１７は増幅器３５かもの音高電圧
ＫＶをキーオン信号ＫＯＮの立上りでサンプルホールド
して第１図のＶＣｏｌ Ｂに加える。

以下、第１図の実施例と同様にして鍵タツチ速度に応じ
て変化のある楽音が発生される。

尚、第１図の実施例においてはサンプルホールド回路８
を設けて鍵タツチ速度に応じた電圧を得るようにしたが
、この回路８を削除して刻刻変化する鍵タツチ速度検出
回路６の出力をインバータ７を介して直接波形形成回路
２６−１乃至２６−５に加えるようにしても鍵タツチ速
度による効果が得られる。

例えば、波形形成回路２６−４および２６−５の出力を
エンベロープジェネレータ２４および２５から発生され
ろエンベロープ信号に加算するものとし、このとき鍵タ
ツチ速度検出回路６の出力がインバータ７を介して第７
図ａに示すように発生されたとする。

ここで、例えば波形形成回路２６−４および２６−５の
出力をエンベロープジェネレータ２４および２５から発
生されるエンベロープ信号（第６図に示す）に加算する
ものとする。

エンベロープ信号はキーオン信号ＫＯＨの立上りに同期
して（すなわちキースイッチ回路２の可動接点が常開接
点に接続されることによって）発生されるのであるから
、鍵タツチ速度が速い場合は鍵タツチ速度検出回路６の
出力があまり減衰してないうちからエンベロープ波形に
加算されることに八ろ。

従って、鍵タツチ速度が速いほどエンベロープ波形（％
にアタックレベル）が強調されることになる（第７図す
参照）。

反対に、鍵タツチ速度が遅ければ加算される電圧はかな
り減衰してしまっているので、エンベロープ波形はあま
り強調されなくなる（第７図Ｃ参照）。

以上のようにサンプルホールド回路８を削除して減衰す
る電圧を直接波形形成回路２６−１乃至２６−５に加え
るようにしても、エンベロープジェネレータ２４および
２５はキーオン信号ＫＯＮによって駆動されることには
変りはないので、楽音発生には悪い影響はない。

尚、−上記の説明では第１図の実施例の場合について説
明したが、第４図の実施例においても同様の理由からサ
ンプルホールド回路８を削除することができる。

また、第５図の実施例においてもラッチ回路４１を削除
してカウンタ４０の計数値を直接デジタル−アナログ変
換器４２に加え、当該変換器４２の出力電圧の増減関係
を逆転した後に波形形成回路２６−１乃至２６５に加え
るようにすれば同様の結果が得られる３以上説明したよ
うにこの発明によれば、一系列のスイッチ群により音高
電圧、キーオン信号、鍵タツチ速度信号を夫々取出すこ
とができるようにしたので、構成が簡単になり、スイッ
チの接点位置調整の必要がな（なるという効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は第１図のトリガ信号発生回路の詳細例を示すブロック
図、第３図は第１図の実施例の動作説明図、第４図はこ
の発明の他の実施例を示すブロック図、第５図はこの発
明の更に他の実施例を示すブロック図、第６図は第１図
においてエンベロープジェネレータから発生されるエン
ベロープ波形の一例を示すタイミングチャート、第７図
は第１図においてサンプルホールド回路を削除して波形
形成回路の出力を上記第６図のエンベロープ波形に加算
した場合のエンベロープ波形を示すタイミングチャート
である。 １・・・・・・音高電圧発生回路、２・・・・・・キー
スイッチ回路、３，３１，３６・・・・・・押鍵時検知
回路、６゜３４・・・・・・鍵タツチ速度検出回路、４
１・・・・・・発振器、４２・・・・・・デジタル−ア
ナログ変換器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鍵音高に対応する様々な音高電圧を発生する音高電
   圧発生器と、各鍵に対応した複数のスイッチを単音優先
   接続して成り、当該複数のスイッチの常開接点は前記音
   高電圧発生器の各出力端に夫々接続され、かつ、最も優
   先順位の低いスイッチの常閉接点からは前記音高電圧と
   は異なる所定電圧が加えられるキースイッチ回路と押鍵
   時に、上記キースイッチ回路から上記所定電圧が出力さ
   れなくなったことにもとづいて当該キースイッチのいず
   れかの可動接点が常閉接点から離れたことを検出し、更
   に、前記キースイッチ回路から前記音高電圧が出力され
   るようになったことにもとづいて当該、（・ずれかの可
   動接点が常開接点に接続されたことを検出する押鍵時検
   知回路と、上記押鍵時検知回路の検知にもとづいて前記
   可動接点が常閉接点を離れて常開接点に接続されるまで
   の時間を検出する鍵タツチ速度検出回路とを具え、当該
   鍵タツチ速度検出回路の検出値を楽音制御に利用するよ
   うにした単音電子楽器のタッチレスポンス回路。