JPS59232396A - 電子楽器のタツチレスポンス装置 - Google Patents

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】 技術分野 この発明は電子楽器のタッチレスポンス装置に関し、特
に鍵の押下時のタッチを検出し、楽音制御に利用するも
のに関する。

従来技術 鍵の押下時のタッチ（イニシャルタッチ）を検出するた
めの代表例古して、鍵の押下開始時に作動する第１の接
点と鍵の押下完了時に作動する第２の接点を各鍵毎に夫
々設け、両接点の作動時間差を測定し、押下速度に対応
したタッチデータを得る。ようにしたものがある。従来
は、この接点時間差測定のためのカウンタを各鍵毎にあ
るいは各発音チャンネル毎に夫々独立に設けるようにし
ていたため、回路スペース及びコストの点で好ましくな
かった。この点に鑑みて特願昭５３−４１９４９号（特
開昭５４−１３４４１４号）では、全鍵に共通の計時用
カウンタ（タイマ）を用い、このカウント値を各鍵の押
下開始時及び押下完了時において夫々サンプリングして
記憶し、同一鍵に関する２つのカウント値（記憶データ
）の差を求めることにより該鍵のタッチデータを得るよ
うにしている。しかし、この先願明細書に示されたもの
では、鍵の押下開始時と押下完了時との時間差が計時用
カウンタのカウント値−巡周期よりも長い場合はタッチ
検出不可能となり、タッチレスポンス効果をイ」与する
ことができないことから、そのような場合は当該鍵の発
音を中止せざるを得なかった。

発明の目的 この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、鍵の押下
開始時と押下完了時との時間差が計時用カウンタのカウ
ント値−巡周期よりも長い場合でもタッチ検出が可能な
タッチレスポンス装置を提供しようとするものである。

発明の概要 この発明によれば、第１図の概念図に示すように、一定
周期内での計時動作を繰返し行ない、瞬時瞬時の計時値
データＴＣを出力すると共に該一定周期毎にオーバフロ
ー信号ＯＶＦを出力するタイマ１が設けられる。鍵盤２
は鎚の押下開始時に第１のキーデータに１を出力し、押
下完了時に第２のキーデータに２を出力する。記憶手段
６では第１及び第２のキーデータに１．に２に応じてタ
イマ１の計時値データＴＣを夫々サンプリングし記憶す
る。オーバフローカウント手段４では、鍵の押下開始時
から押下完了時までの間でタイマ１から生じたオーバフ
ロー信号ＯＶＦの数をカウントする。タッチデータ形成
手段５では、記憶手段６に記憶した同一鍵に関する押下
開始時の計時値（以下第１の計時値きいう）ＴＣＰと押
十完了時の計時値（以下第２の計時値という）’ｒｃＮ
Ｏ差ＴＣＮ−ＴＣＰを求め、この差と前記カウント手段
４で求めたオーバフロー回数とにもとづき当該鍵の押下
時のタッチに関連するタッチデータを形成する。このタ
ッチデータ形成手段５では、オーバフロー回数を判定し
、その回数に応じて差ＴＣＮ−ＴＣＰに対応するデータ
または所定のデータをタッチデータとする。例えば、オ
ーバフロー回数が零であれば差ＴＣＮ−ＴＣＰをそのま
まタッチデータとして用い、１以上であれば所定の条件
に従って差’ｒｃＮ−’ｒｃｐをそのまままたは適宜修
正変更してタッチデータさして用いるかあるいは予め準
備された所定のデータをタッチデータとして用いる。

実施例 第２図には、マイクロコンビーータを用いてこの発明を
実施した電子楽器のハード構成が示されている。キース
イッチマトリクス１０は各鍵に対応するキースイッチか
ら成り、前述の通り１鍵につき２つの接点（またはスイ
ッチ）を含んでいる。

キースキャナ１１はキースイッチマトリクス１０の各接
点（スイッチ）を順次走査し、鍵の押下開始あるいは押
下完了あるいは離鍵を検出する。キ−スキャナ１１は、
上述のような鍵の状態変化が検出されたときイベント割
込要求信号ＥＩと共にその状態変化が押下開始であるの
か押下完了であるのか離鍵であるのかを示すイベントコ
ードＥＣ及びその状態変化に係る鍵を識別するキーコー
ドＫＣを出力し、共通バス１６に供給する。

タイマ１２は、一定のクロックパルスを逐次カウントす
る所定モジュロのカウンタ１２Ａから成り、そのカウン
ト値が所定モジュロ数に達する毎に（一定周期で）オー
バフロー信号ＯＶＦを出力する。カウンタ１２Ａのカウ
ント値ＴＣは共通バス１６に与えられる。またオーバフ
ロー信号ＯＶＦも割込要求信号として共通バス１３に与
えられる。

マイクロコンピー−・夕部は、中央処理ユニット（ＣＰ
Ｕ）１４、プログラムあるいはデータを予め記憶したリ
ードオンリメモリ（ＲＯＭ）１５、及びランダムアクセ
スメモリ（ＲＡＭ）１６から成り、鍵りノチデータ形成
処理及び発音割当処理等を実行する。前述のキースキャ
ナ１１及びタイマ１２の出力は共通バス１３を介してマ
イクロコンビーータ部に送られる。

マイクロコンビーータ部では、イベント割込要求信号Ｅ
Ｉまたはオーバフロー信号ＯＶＦによる割込要求信号が
与えられたさき第３図に示すような割込ルーチンを実行
する。まず、割込要求がイベン］・割込要求信号ＥＩに
よるものかオーバフロー信号ＯＶＦによるものかを判断
し、信号ＥＩによる場合はＲＡＭ１／）内のリングバッ
ファ１７にそのイベント割込要求に対応するイ・＼シト
コードＥＣ、キーコードＫＣ及びタイマカウント値ＴＣ
を書込む。オーバフロー信号ＯＶＦによる場合は該リン
クバッファ１７にオーバフローコードＱＶＦＣを書込む
。

リングバッファ１７はＲＡ１１６内の所定の記憶エリア
を用いて等測的に構成されている。つまり、この所定の
記憶エリアがリングバッファとして機能するように書込
み及び読出しのアドレス指定が制御される。リングバッ
ファ１７の記憶形式は例えば第４図のようになっている
。つまりイベントコードエリア、キーコードエリア、タ
イマカウントエリアから成り、夫々のエリアにイベント
コードＥＣ，キーコードＫ　Ｃ、タイマカウント値ＴＣ
が書込まれる。オーバフローコードＯＶ、Ｆ　Ｃはイベ
ントコードエリアに書込まれるが、このときキーコード
エリア及びタイマカウントエリアには何も書込まれない
。リングバッファ１７では、割込要求の発生順に従って
上記データが順次記憶される。例えば、（１）キーコー
ドＫＣの内容がＫＣ（Ｃ）で特定される鍵の離鍵イベン
ト、（２）キーコードＫＣの内容がＫＣ（Ｄ　）で特定
される鍵の押下開始イベント、（３）タイマ１２のオー
バフロー、（４）キーコードＫＣの内容かに、Ｃ（Ｄ）
で特定される鍵の押下完了イベント、の順で割込要求が
発生したとすると、第４図のアドレスＮ−６乃至Ｎに示
すようにデータが記憶される。尚、離鍵イベント、鍵押
下開始イベント、鍵押下完了イベントのときのイベント
コードＥＣの各内容をＫＯＦ、ＫＯＮｌ、ＲＯＭ２で示
す。また、鍵押下開始イベント時にサンプリングされた
タイマカウント値ＴＣ（つまり第１の計時値）を’ｒｃ
ｐて示し、鍵押下完了イベント時にサンプリングされた
タイマカウント値ＴＣ（つまり第２の計時値）をＴＣＮ
で示す。

マイクロコンビーータ部のメインルーチジは第５図のよ
うであり、まずリングバッファ１７のイベントコードエ
リアの内容を調べてイベントコードＥＣ（ＫＯＦ、ＫＯ
Ｎｌ、ＲＯＭ２のいずれか）が記憶されたかどうかを判
断する。イベントコードＥ’Ｃか記憶されたならばその
種類を見分け、ＫＱＮｉなら何の処理も行なわないが、
ＲＯＭ２なラハ二＝−クレームルーチン（新たな押圧鍵
の発音割当てを行なうためのルーチン）を実行し、ＫＯ
Ｆならばニューレリースルーチン（離鍵にもとづく処理
を行なうためのルーチン）を実行する。

第６図はニュークレームルーチンを示したものであり、
まずアベイラブルバッファに利用可能な発音チャンネル
があるかどうかを調べ、利用可能なチャンネルがなけれ
ば直ちにこのルーチンを終了するが、利用可能なチャン
ネルがあればこのル−チンを続行する。アベイラブルバ
ッファはＲＡＭ１６内に含まれており、各発音チャンネ
ルに対応する記憶位置を有し、楽音発生のために現在使
用されている（つまり新たな押圧鍵にとっては利用不可
能な）チャンネルに対応する記憶位置ではそのチャンネ
ル番号データさフラッグがクリアされているが、楽音発
生のために現在使用されていない（つまり新たな押圧鍵
にとって利用可能な）チャンネルに対応する記憶位置で
はそのチャンネル番号データとフラッグが七ソトされて
いる。利用可能であるか否かはフラッグを調べることに
より判明する。

ニュークレームルーチンでは、利用可能なチャンネルが
あればアベイラブルバッファからそのうち１つのチャン
ネル番号データを読み出し、その後そのチャンネル番号
データ及びフラッグをクリアする。読み出されたチャン
ネル番号データが、新たな押圧鍵を割当てるべきチャン
ネルを特定する。次に、今回のニー−クレームルーチン
に係る鍵つまり鍵押下完了イベン１−ＫＯＮ２に係る鍵
のキーコードＫＣをリングバッファ１７がら読み出し、
これを上述の如く新割当てのために特定されたチャンネ
ル？こ対応してキーバッファに書込む。

キルバッファはＲＡＭ１６内に含まれており、各発音チ
ャンネルに対応する記憶位置を°有し、各チャンネル？
ことの鍵が割当てられたかを記憶するものである。

次にブロック１８ては、リングバッファ１７から今回の
鍵押下完了イベ７ｌ−ＫＯＮ２に対応するタイマカウン
ト値ＴｃＮを読み出し、レジスタ？こストアしておく。

ブロック１９では、リングバッファ１７を逆方向に読み
出す。つまり、リングバッファ１７の読み出しアドレス
を１ステツプた゛け逆戻りさせる。こうして１ルグバノ
フア１７から読み出されたイベントコードがオーバフロ
ーコード０ＶＦＣであるが否かを判断し、オーバフロー
コード０ＶＦＣであればブロック２ｏでオーバフロー回
数をカウントし、ブロック２１でオーバフロー回数が１
１」か「２」かを調べる。オーバフロー信号をまだ１回
しかカウントしていない場合はブロック１９に戻り、リ
ングバッファ１７の読み出しアドレスを更に１ステップ
逆戻りさせる。

こうしてリングバラシア１７から読み出されたイベント
コードがオーバフローコード０ＶＦＣであるかを再び判
断し、Ｎ’Ｏならば、そのイベントコードが鍵押下開始
イベンＩ”ＫＯＮｌを示しかつその牛−コードＫｃがキ
ーパソファ？こ刈・アしたキーコード（つまり今回の鍵
押下完了イベンＨこ係るキーコード）に一致しているか
をブロック２２で調べる。ブロック２２がＮｏならば再
びブロック１９に戻り、リングバッファ１７の読み出し
アドレスを更に１ステップ逆戻りさせる。

こうして、ブロック１９から２１のループまたは１９か
ら２２のループを何回か繰返し、望みのキーコードが読
み出されたときブロック２２がＹＥＳとなり、リングバ
ッファ１７の該当アドレスカラタイマカウント値ＴＣＰ
を読み出してレジスタｌζストアする。次にブロック２
３ではそれまでブロック２ｏのルートでカウントされた
オーバフロー回数が０回が１回かを調べ、０回ならばブ
ロック２４１Ｃ通み、鍵押下完了時のタイマカウント値
（第２の計時値）’ｒｃＮから当該鍵の押下開始時のタ
イマカウント値（第１の計時値）ＴＣＰを引算し、その
引算結果をタッチデータＴＤとする。

１回ならばブｏ、７り２５で「ＴｃＮ＞ＴｃＰ」がを調
べ、ＮＱならばブロック２４に進み、タッチデータＴＤ
を［ＴｃＮ−ＴＣｐＪによって計算する。ＹＥＳならば
ブロック２６に進み、タッチデータＴＤを最弱タッチに
対応する所定の最大値に設定する。また、ブロック２２
で希望キーコードが検出される前にオーバフロー回数が
２回になった場合は（つまり鍵押下開始時き押下完了時
の間に２回以上のタイマオーバフローが生じた場合）、
直ちにブロック２６に進み、タソチテ゛−タＴＤを最大
値（最弱タッチ）とする。

以上のようにして求められたタッチデータＴＤは、キー
コードＫＣ、イベントコードＥＣ１割当てたチャンネル
のチャンネル番号データと共ζこトーンジェネレータ２
７（第２図）ｌζ送出される。

トーンジェネレータ２７では割当てられたチャンネル（
チャンネル番号データによって指定された一チャンネル
）においてタノチデータＴＤ、キーコードＫＣ、イベン
トコードＥＣにもとづきタッチコントロールされた楽音
信号を発生し、これを→ノーランドシステム２８に与え
る。

−例として、第４図のアドレスＮに記憶された鍵押下完
了イベントコードＫＯＮ２に対応して第６図のニューク
レームルーチンが実行される場合について説明する。ブ
ロック１８の処理により、アドレスＮのタイマカウント
エリアに記憶された第２のタイマカウント値ＴＣＮが読
み出され、レジスタにストアされる。次にフロック１９
の処理によりリングバッファ１７の読み出しアドレスが
Ｎ−１に戻される。そこにはオーバフローコードＱＶＦ
Ｃが記憶されているので、ブロック２０てオーバフロー
回数を１カウントする。オーバフロー回数はまた゛１１
層目のでブロック２１からブロック１９に戻り、リング
バッファ１７の読み出しアドレスかＮ−２に戻される。

そこには鍵押下開始イベントコードＫＯＮ１と鍵押下完
了イベントコードＫＯＮ２に対応する′キーコードＫ　
Ｃ（Ｄ　）と同じキーコードＫＣ（Ｄ）が記憶されてい
るのでブロック２２がＹＥＳとなり、該アドレスＮ−２
に記憶された第１のタイマカウント値ＴＣＰが読み出さ
れてレジスタにスト□アされる。オーバフロー回数は１
回であるためフロック２５に進み、レジスタにストアし
たＴＣＮとＴＣＰを用いてＴｃ　Ｎ＞　Ｔ　Ｃ、ｓかを
判断する。そしてその判断結果に応じてブロック２４ま
たは２６が実行され、タッチデータＴＤか決定される。

第６図のプログラムによれは′、タッチデータＴＤは、
タイマ１２のオーバフロー回数及び第１、第２のタイマ
カウント値ＴＣＰ、ＴＣＮの大小関係に応じて、次表の
ように決定される。たて軸と横軸の条件１，２の交点が
、決定されるタッチデータＴＤの内容を示す。

タイマ１２のカウント値ＴＣが第７図（ａ）に示すよう
に一部周期Ｔて繰返し変化すると、オーバフロー信号Ｏ
ＶＦは同図（１〕ノのように発生する。ここで、タイマ
１２の同−周期内で同一鍵の押下開始第１表 イベントＫＯＮ１と押下完了イベンｌ−Ｋ’Ｏ’　Ｎ　
２が発生した場合、オーバフロー回数は０回であり、典
型的には第７図（Ｃ）のように各イベントに’ＯＮｊ、
。

Ｋ　ＯＮ　２が発生する。つまり、普通はＴ　ＣＮ　＞
　ＴＣＰであり、その差ＴＣＮ−ＴＣＰは押下速度に正
確に対応している（反比例している）。従って、ＴＣＮ
−ＴＣＰをタッチデータＴＤとして用いる。

尚、タイマ１２０１カウント当りの時間よりも接点時間
差が短かい場合はＴ　ＣＮ＝Ｔ　ＣＰであり、その差Ｔ
ＣＮ−ＴＣＰ＝ＯがタッチデータＴＤとなる。また、こ
の場合はＴＣＮ＜ＴＣＰはあり得ない。

次に、オーバフローか１回有り、ＴＣＮ＜ＴＣＰである
場合きは、典型的には第７図（ｄ）のようであり、両イ
ベント間の時間差ＴＡはタイマ１２０１周期Ｔよりも短
かい。この場合はタイマカウンタ１２Ａのモジ−口数の
範囲で時間差ＴＡを表現することができる。つまり、Ｔ
ＣＮ＜ＴＣＰではあるか、「ＴＣＮ＋モジュロ数−ＴＣ
Ｐ」の演算によってＴＡに正確に対応するタッチデータ
ＴＤを求めることができる。ところで、２の補数を用い
た引算によれば上述のようなモジ−口数の加算は不要で
あり、−ＴＣＰを２の補数で表現して「ＴＣＮ−ＴＣｐ
Ｊなる演算を行ない、その引算結果のサインビットを無
視すれば、それだけでＴＡに正確に対応するタッチデー
タＴＤを得ることができる。

次に、オーバフローが１回有り、ＴＣＮ＞ＴＣＰである
場合とは第７図（ｅ）のようであり、両イベン１−間の
時間差ＴＢはタイマ１２の１周期Ｔより長い。この場合
はタイマカウンタ１２Ａのモジ−口数の範囲内で時間差
ＴＢを正確に表現することができない。そこで、所定の
最大値（最弱タッチを示す）をタッチデータＴＤとして
用いるのである。オ−バフローが２回有る場合とは°第
７図（ｆ）のようであり、同様の理由により、所定の最
大値をタッチデータＴＤとする。オーバフローが３回以
上有る場合も同様である。また、オーバフロ〜が１回有
り、ＴＣＮ＝ＴＣＰの場合は第７図（ｅ）の時間差ＴＢ
がＴに等しいときであり、この場合はＴｃＮ−’ｒａｐ
はＯとなってしまうので所定の最大値をタッチデータＴ
Ｄとする。

上記実施例では、オーバフロー回数が１回でＴｃＮ≧Ｔ
ＣＰの場合またはオニバフロー回数が２回以上の場合は
、タッチデータＴＤを所定の最大＼ 値に設定しているが、これに限らず、オーバフロー回数
をカウント値に換算してｌ’−Ｔ　ＣＮ−ＴＣｐＪに加
算する、あるいは所定値を段階的に設定する、等任意の
計算法を採用してよい。

発明の詳細 な説明したようにこの発明によれば、鍵押下開始時と完
了時の時間差がタイマの１周期より長い場合でもタッチ
検出が可能であり、如何なるタッチに対してもタッチコ
ントロールを付与した楽音を発生することができるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の概念図、第２図はこの発明に係る電
子楽器の一実施例のハード構成ブロック図、第３図は同
実施例のマイクロコンビーータ部によって実行される割
込ルーチンプログラムのフローチャート、第４図は同実
施例のリングバッファにおける記憶形式を例示する図、
第５図は同実郡 施例のマイクロコンピュータ館によって実行されるメイ
ンルーチンプログラムのフローチャート、第６図は第５
図におけるニー−クレームルーチンプログラムのフロー
チャート、第７図は第６図のニュークレームルーチンに
よって実行されるタッチデータ形成処理の典型例を示す
タイミングチャー　１−１である。 １．１２・・・タイマ、２・・・鍵盤、６・・・記憶手
段、４・・・オーバフローカウント手段、５・・・タッ
チデータ形成手段、１０・・・キースイッチマトリクス
、１１・・キースキャナ、１６・・・リングバッファ、
Ｋ　Ｃ・・キーコード、ＥＣ・イベントコード、ＥＩ・
イヘント割込要求信号、ＯＶＦ・９．オーバフロー信号
、ＴＣ・・・タイマカウント値、ＴＣＰ・・第１の計時
値（タイマカウント値）、ＴＣＮ・第２の計時値（タイ
マカウント値）、ＫＯＮｌ・・・鍵押下開始イベントコ
ード、ＫＯＮ２・・・鍵押下完了イベントコード、Ｋ　
ＯＦ・離鍵イベントコード、０ＶＦＣ・・オーバフロー
コード。 特許出願人　日本楽器製造株式会社 代理人飯塚義仁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一定周期内での計時動作を繰返し行なうと共に該一
   定周期毎にオーバフロー信号を出力するタイマと、鍵の
   押下開始時における前記タイマの計時値（第１の計時値
   ）及び鍵の押下完了時における前記タイマの計時値（第
   ２の計時値）を夫々サンプリンクして記憶する記憶手段
   と、鍵の押下開始時から押下完了時までに生じた前記オ
   ーバフロー信号の数をカウントするオーバーフローカウ
   ント手段と、前記記憶手段に記憶した同一鍵に関する前
   記第１の計数値と第２の計数値の差及び前記オーバフロ
   ー信号の数にもとづき当該鍵の押下時のクノチに関連す
   るタッチデータを形成するタッチデータ形成手段とを具
   えた電子楽器のタッチレスポンス装置。 ２、前記記憶手段は、前記第１の計時値及び第２の計時
   値及び前記タイマから出力されたオーバフロー信号を発
   生順に記憶するリングバッファの一部を成すものであり
   、前記オーバフローカウント手段は、前記リングバッフ
   ァ内において同一鍵に関する前記第１の計時値記憶位置
   き第２の計時値記憶位置との間で記憶されている前記オ
   ーバフロー信号の数をカウントするものである特許請求
   の範囲第１項記載の電子楽器のタッチレスポンス装置。 ３、前記オーバフローカウント手段は、前記リンクバッ
   ファに任意の鍵の前記第２の計時値が記憶されたときか
   ら該リングバッファの逆方向読み出しを開始し、同じ鍵
   の第１の計時値が読み出されるまでに読み出された前記
   オーバフロー信号数をカウントするものである特許請求
   の範囲第２項記載の電子楽器のタッチレスポンス装置。 ４、前記オーバフローカウント手段は、前記オーバフロ
   ー信号のカウント値が所定値に成ったとき前記逆方向読
   み出しを中止し、前記タッチデータ形成手段は、前記逆
   ・方向読み出しが中止されたとき最弱タッチを示す所定
   のタッチデータを形成するものである特許請求の範囲第
   ３項記載の電子楽器のタッチレスポンス装置。