JPS6098491A - 鍵盤操作式音生成装置 - 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】 音色を含む）変更及びその他の関連した効果を作り出す
装置に関し、更に詳しく述べれば、縦に延伸する鍵盤の
個々の鍵を押すことにより音が作られ、その音を鍵の表
面での前後縦方向の変位及び、ピッチ曲げの可変範囲や
鍵を押す個個の奏者の特徴のだめの中央補正といったよ
うな楽器のある拡大された融通性によって変化させるこ
とができ、そして鍵のさらなる抑圧により第２の打鍵を
可能にする鍵盤楽器に向けられている。

〔従来技術とその問題点〕

鍵盤楽器の現在の最高技術水準は、例えば米国特許第１
　、８５５　、６３０号及び第１，９１４，８３１号に
開示されたように、一定のピッチが各個の鍵によって作
られる楽器やビブラート効果が鍵のブロックを水平方向
に振動させることによって作られる楽器から、米国特許
第４，０６８，５５２号に開示されたように、ピッチ変
化又は音曲げが押した鍵の縦方向変位により達成される
楽器に至るまでの範囲にわたっている。これらの各シス
テム及び他のシステムは、奏者にとって実質的に耳と手
による帰還制御を要求するとともに、いろいろな効果の
制御範囲の個人的セツティングがほとんど又は全く与え
られガいことから、演奏する間１つ以上の事前に設定さ
れた効果を使用且つ作成されるべきピンチ曲けのような
いろいろな範囲の効果を与える新しい装置を提供するこ
とである。

他の目的は、鍵を押す個々の奏者の特性に応じ中央補正
を行なう新しい装置を提供することである。

他の目的は、「曲げ」又はピンチ変形前の打ち直しのよ
うな、１つ以上の発生効果の継続中に追加の効果を生か
したシ殺したりする新しい装置を提供することである。

他の目的は、無意識な鍵変位に関する個々の奏者の特性
を変位補正する新しい装置を提供することである。

他の追加の目的は、あとで説明され、特に特つからして
、装置内でトーンを作るために下方に押され且つトーン
を変えたり曲げるように縦方向にすべるように取り付け
られる鍵を持つ鍵盤装置と；電子ディジタル信号処理装
置と；トーン発生装置と；鍵の押下げに応動して前記デ
ィジタル信号処理装置に印加する信号を発生し。

それによってディジタル信号処理装置からディジタル信
号を発生させトーン発生装置からトーンを発生させる圧
力センサ装置と；鍵の縦方向のすべりの道筋に沿う圧力
点にかかわらず、鍵の押下げと同時に同じ信号基準を圧
力センサ装置に起こさせる装置と；最後に挙げた装置に
応じて制御される装置であって、トーン発生装置を制御
するＫつれて信号処理装置と共動してトーンの可変範囲
曲げ、錘弁下げの異なる奏者のテクニックの中央補正、
及び第２トーン発生のために押し下げられる間の鍵の第
２打撃、の１つ又は全部を作る前記制御される装置と；
を組み合わせて有する新しい鍵盤操作式トーン発生装置
を企図している。好適な詳細及び構造は後第１図の実施
例において、１は縦方向の変位及びそこに取り付けられ
た圧力センサと共に鍵２を含んでなるトーン発生装置の
鍵装置を表わす。鍵２は、圧力センサの上にｌＩｌ！１
！２を押し下げ且つ鍵２を縦方向に変位するのに用いら
れる演奏表面３を備えている。鍵２は、ロッカ本体６の
中に置かれるコイルばね５からなるロッカ機構４によっ
て中央に支持されている。ロッカ本体はローリング即ち
ロッカ運動を提供する上方わん曲部分と、鍵盤トーン発
生装置のフレーム（図示されていない）に固定されてい
る板ばね９の穴８と整合される、鍵２から最も遠い点の
穴７を持つ下方先細部分とを備えている。穴７と穴８が
同軸に合わされると、ピン部材（図示されていない）は
合わされた穴７及び８を通して挿入され、ロッカ機構４
を板ばね９に、したがって装置のフレームに固定する。

鍵２Ｖｉロッカ機構４の一部を受容する内部のスロット
１０、及びロッカ機構４のコイルばねに取り付けるため
スロット１０を通して横方向に延ひるピン１１を備えて
いる０コイルばね５の他端は１合わされた穴７及び８を
通してロッカ４を板ばね９に接続するビン部材（図示さ
れていない）に取シ付けられ、したがって縦方向に変位
されていない鍵２の位置では、穴７及び線状に整列する
。ここで点Ｔは、コイルばね５とピン１１との接点のす
ぐ上にある。コイルばね５はロッカ本体６の上方部分の
曲率半径よシも小さい長さを有するので、鍵２が縦方向
に変位されると、３つの直線状に整合した点（点Ｔ、及
びピン１１と穴７及び８でのコイルばね５の２つの接点
）は合わないように変位され、それによってコイルばね
５は鍵２を縦方向に変位されてい力い位置に合わせ直す
復帰力を作る。

鍵２は一端で第２０ツカ機ｇ１２により更に支持される
が、このロッカ機構１２は鍵２の穴１５に挿入される一
体構造のピン部分１４を一端に持つ、全体として垂直に
延伸する同筒部材１３から成る。円筒部４１１３の他端
は、鍵盤トーン発生装置のフレーム（図示されていない
）に固定されるブラケット１８の穴１７に挿入される一
体構造のピン部分１６を備えている。ビン部材１４及び
１６は全体として相互に平行な、曲がりのないピンとし
て作られ、各々はそれぞ？＋ｔｒ＋山古−７’　Ｏｎ’
／７″１４ＦＩＩＦ−Ｆ田ｍｍ＋）　４　Ｚ　１ｆｆＬ
＋ｉ７　ｋ付けられる。ブラケット１８は、鍵２が縦方
向に変位されていない位置にあるとき、第２０ツカ４ｉ
１ｉ１＃１２の縦方向に延伸する円筒部材１３が基本的
に梶２に垂直であシ且つピン部材１４及び１６が鍵の縦
変位の方向に垂直にピン止めされるようにフレームに取
着される。

更に、鍵２の縦変位は、基部材２２に固定され、従って
トーン発生装置のフレーム（図示されていない）に固定
される、鍵２のスロット２１に挿入される垂直に延びた
ビン部材２０を有する止め部材１９によって制限される
。したがって、説明された配列によって、ロッカ機構４
及び第２のロッカ機構１２は、鍵２を鍵盤トーン発生装
置のフレームに固定する一方、鍵２の制限された縦変位
を提供する。

鍵装置１は、全体が２３で表わされる圧力センサ装置を
有し、＃１２が一旦押し下げられると。

鍵２の縦変位の道筋の任意な点で基準信号を供給する。

圧力センサ装置は導電性の板ばね９に接続されるロッカ
機構４を備えている。板ばね９はテキサス州ダラス市の
サーマロイ社製「サーマルフィルム」の厚さ２ミルのよ
うな誘電材料の層を有し、それは例えば鍵２から最も離
れた板はね９の表面２４に固定されるとともに。

導電ゴム・パッド２５のような導電性変形材料の種々の
厚さ及び傾斜から導電性の板はね９を分離する。板ばね
９及び導電ゴム・パッド２５はコンデンサの２個のプレ
ートのように働き、これは信号基準回路（図示されてい
ない）の一部となる。従って、ばね９とパッド２５との
間の十分な接近は、限界キャパシタンスを越えて鍵２の
打撃とみなされる。更に、十分な下向きの力が鍵２に加
えられると、その力はばね９及び誘電材料の表面２４に
伝えられ、傾斜した導電ゴム・パッド２５を押す。可変
幅即ち傾斜したゴム・パッド２５が押されるにつれて、
該導電ゴム・パッドのより大きな表面がはね９と接近す
るようになり、従ってより大きなキャノ（シタンス効果
は鍵２の上の圧力に比例する異なる信号を作る。更に、
圧力センサ装置２３がロッカ機構４を備え、且つセンサ
・コンデンサ（ばね９とパッド２５）のプレートは鍵２
の縦の移動にかかわらず同じ位置に固定されているので
、圧力センサは一旦鍵が押し下けられると、鍵の縦変位
の道筋内の任意な点で圧力に同じ信号基準を供給する。

鍵装置１は、２６によって全体として表わされる縦変位
センサをも備えている。縦変位センサ２６は第２０ツカ
機構１２の縦方向に延伸する円筒部材１５に堅く接続さ
れる非導電性の円筒形の押ロッド２７を含むので、押ロ
ッド２７は鍵２０本体と略平行に、且つ円筒部材１３と
垂直に廷びている。押ロッド２７の回りに同心に配置さ
れる非導電の円筒形スリーブ２８は、内部を詳しく見せ
るために一部切シ取って示されているが、それは周知の
形の信号基準回路（図示されていない）の部分を構成す
る同一直線の、線形配置された大きさの等しい２個の誘
導子即ちインダクタ■１及び工、を構成するように。

道臂錠９９　Ｖ　１つて釦寸れている。円筒形スリーブ
２８の内側で、押ロッド２７は円筒形フェライト製スラ
グ３０のような導電部材と同心に接続されているので、
押ロッド２７及びスラグ３０はスリーブ２８の中を縦方
向に移動できる。

鍵２が縦方向に変位していない位置にあるとき、スラグ
３０は２個のインダクタ■１及び工。

の間の位置で第２０ツカ機構１２に関して押ロッド２７
により支持されている。インダクタエ、及び工、は同じ
ベース・インダクタンスを持つので、インダクタエ１及
び工、を通る信号、従って信号基準回路に進む信号は、
鍵２が変位されていないときは平衡している。しかし鍵
２が縦方向に変位されると、フェライトのスラグ３０は
スリーブ２８の中で比例的に縦変位され且つフェライト
のスラグ５０が置かれるインダクタエ。

又は工、のインダクタンスを増加させる０インダクタエ
１及び工、のうち１つのインダクタンスが増加されると
、それは影響を受けたインダクタエ、又は工、を通る信
号を比例的に減少させ、又反対のインダクタエ、又は工
１では信号を比例的に増加させ、かかる不平衡な信号は
信号基準回路によって検出される。従つ−Ｃ第２０ツカ
機構１２と組み合わされる縦変位センサ２６は、鍵２の
縦変位に比例する信号を作る可変磁気抵抗装置を提供す
る。

次に第２図を参照すると、各センサ用の信号基準回路を
作るだけの回路を含む圧力センサ２３及び縦変位センサ
２６は、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）のよう
な電子ディジタル処理装置３１に接続されている。ＭＰ
Ｕは各錘用の圧力及び変位センサから信号基準を受ける
とともに、基準信号をトーン（音）発生回路３２に供給
する。鍵の縦変位に関する信号を受ける電子ディジタル
処理装置３１と組み合わされる鍵の縦変位の道筋内の任
意な点で圧力に同じ信号基準を供給する新しい圧力セン
サの性質により。

位で生じるピッチ曲げの範囲が、楽器を作シ直しせずに
変えられることである。第３図及び第４図は、鍵が縦方
向に移動するときの距離りと、音楽ピッチＰその他の制
御される変数の対応する変化との間の関係を例として説
明する。第３図において、曲線Ａとして示される最初の
漸進的比例関係はハードウェアの変形、電子あるいは機
械部品の変換なしにリセットされることができ、鍵２の
同じ縦変位がより低い程度のピッチ変化や音曲げを与え
る曲線Ｂで示されるような順進的比例音符曲げを供給す
ることができる。

更に第４図に示される通シ、複合関係が含まれたり、簡
単な変位−音曲げ関係に置き換えられる０ 第２の利点は、鍵を押し下げる個々の奏者の特性を中央
で補正することである。特に、鍵は通常は縦の変位なし
に下向きの力で打たれたり作動されるように設計されて
いるが（最も奏者は独自の曲げ音を作るために予め鍵を
置き換えることがあるが）１個々の奏者は鍵を不注意な
打鍵により縦変位及びそれに伴う不注意な音曲げを生せ
しめることがある。しかし本発明の新しい構造によれば
、使用者はその個人的な不注意の変位特性を測定するた
めに１通常の演奏の前に鍵を打つことができる。従って
１本装置は変位−音曲けの関係を使用者に最も適するよ
うに調節する。例えば第５図において、奏者は各最大変
位について特有の最大ピッチ変化を有する、直線Ｆとし
て示される直接線形変位−音曲は関係を選択した。奏者
が縦変位なしに鍵を打つならば、音発生の接点は点Ｅと
なり、変位−音曲げ関係は曲線Ｆに示される通りである
。しかし奏者はその鍵を若干自分の方に引く傾向があり
、これは不注意な曲は音の発生を常時作る。

従ってこの不注意な変位を補正するために、奏者は楽器
を演奏する前に鍵を打ち１通常の下向き打鍵が点Ｇで示
されるような変位を作ることを見いだす。本装置は、所
要の最大−最小及び比例−変位一ピツチ変化基準に曲線
を合わせることによってこの不注意な変位を補正すると
ともに、実際の演奏用に合わされた曲線Ｈを作る。

この時点で、曲線Ｈが既存の変位−音曲げ関係を表わす
とき、鍵が点Ｊで示される通り少しの縦変位もなしに打
たれるならば、より低いピッチの曲げ音が作られるであ
ろう。ＭＰＨの表示出力と共に使用する鍵オフセット及
び範囲を初期設定する手順を示すフロー・チャートが第
６図として示されている。

第３の利点は、例えば演奏中に、鍵２の上から圧力を取
り除く必要なしに、！！２を作動し直したり打ち直す、
鍵２の二次（再）トリガ動作を可能にすることである。

特に、静電容量の第２限界レベルは、圧力センサ２３が
鍵を再トリガーするように定められるので、十分な下向
きの力がバッド２５を押し、それによって圧力センサ２
３の静電容量即ちキャパシタンスを増加させ且つ指定さ
れた第２限界レベルを上回る信号を供給する。

更に、ＭＰＵ３１はあらかじめ選択された間隔で圧力セ
ンサによって供給される信号を抜取るので、圧力増減の
相対速度によシ別の効果が得られる。例えば鍵の圧力の
高速解除は、適当な命令コーティングにより、鍵２を放
したことだと解釈することができる。前に定められた通
り。

圧力の所期の解除は、ロッカ機構４によって供給される
復帰力が鍵２を中央の縦変位がない位置に戻すとしても
、所望のトーン（音）は高速の圧力解除（放すこと）の
前に作られたトーンであることを示す。従って、高速鍵
解除は減衰中に、解除の前に作られたと同じトーンを供
給するであろうが、低速圧力解除は縦変位の間に連続的
な音曲げ特性を依然として与えるであろう。又、最初の
圧力の速度は、初度接触圧力の速度に正比例する初度音
アタックの量を与えるような、追加的なトーン特性を供
給するようにサンプリングされうる。

圧力センサとＭＰＵとの間の新しい相互関係によって得
られるもう１つの特徴は、制御としての縦変位信号と共
に、不注意な鍵運動又は不適当な縦方向の保持という問
題を解決する。このような状況は、例えば所望のトーン
が作られてから、鍵運動の小さな変化−他の鍵が動かさ
れるとき奏者の指によって無意識に作られるような変化
−が出力トーンを所望のトーンから変えるときに存在す
る。相互に両立し得る２つの解決は、信号処理装置とし
てのＭＰＵに、所定の固定ピンチのような最も近い半ト
ーン又は他の〃「定のトーン仕様に達する企てとして特
定の縦変位を解釈させ、従って最も近い半トーンを供給
する信号をトーン発生器に提供する。上述のピッチ固定
動作と共に使用される第２の解決は、デッドバンド即ち
トーン変化が起きない縦運動の区域を提供することであ
る。デッドバンド解法において、区域が縦位置の回シに
形成されるのは、既存の縦位置が所望の位置であってピ
ンチの活性移動における単なる１つの位置ではなく、そ
の場合にわずかな縦変位が同じトーンを作ることを保証
する十分な時間（例えば１秒）がその場所で経過した後
である。第７図をよく見ると１曲線には第３図から第５
図までに示された通りピッチ変化に対する鍵変位の距離
の関係を表わす。曲線にの点りは、規定の時間後の装置
のトーン−変位位置を表わす。曲線の部分Ｍは、鍵の小
変位がトーン又はピッチ変化を住じないように点りを支
えるＭＰＵに作られた可動デッドバンド区域を表わす。

鍵がデッドバンド領域から変位されたシ、デッドバンド
・パラメータがターンオフされる−例えば錠の増加圧力
再トリガ動作により−ならば、曲線はデッドバンドを押
しつけられずに円滑な比例関係にもどるであろう。

それ以上の変讐も当業者にとって起こるであろうが、そ
れらは特許請求の範囲に定められた本発明の主旨及び範
囲内に入るものと考えられる０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による縦変位可能な鍵に組み合わされた
圧力及び縦センサ配列の分解図、第２図はセンサ、電子
処理装置、及びトーン発生器の関係を示すブロック図、
第３図、第４図。 第５図及び第７図は本発明による鍵運動の距離鍵を押し
下げる個々の奏者の特性を中央で補正する初期設定の手
順を説明するフロー・チャートである。 １・・・鍵装置、２・・・鍵、３・・・演奏表面、４・
・・ロッカ機構、５・・・コイルばね、６・・・ロッカ
本体、７，８・・・穴、９・・・板ばね、１０・・−ス
ロット、１１・・・ピン、１２・・・ロッカ機構、１３
・・・円筒部材、１４・・・ピン部分、１５−１穴、１
６ｍ−ピン部分、１７・・壷穴。 １８・・・ブラケット、１９・・・止め部材、２０・・
・ピン部材、２１・−書スロット、２２・・・基部材、
２５・・・圧力センサ装置、２４・・・表面、２５・・
・導電ゴム・パッド、２６・・・縦変位センサ、２７・
・・押ロツド％　２８・・・円筒形スリーブ、２９−１
導電線、３０働・・スラグ、３１・・・電子ディジタル
処理装置、３２・・・トーン発生回路。 出願人代理人　古　谷　馨 ＦＩＧ　２゜ Ｆ／θ４゜ Ｆ／θ３゜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　装置内でトーンを作るために下方に押され且つトー
   ンを変えた多曲げるように縦方向にすべるように取り付
   けられる鍵を持つ鍵盤装置と；電子ディジタル信号処理
   装置と；トーン発生装置と；鍵の押し下げに応動して、
   前記ディジタル信号処理装置からディジタル信号を発生
   させるため該装置に印加する信号を発生し、トーン発生
   装置からトーンを発生させる圧力センサ装置と；鍵の縦
   方向のすベシの道筋に沿う圧力点にかかわらず、鍵の押
   下けと同時に同じ信号基準を圧力センサ装置に提供させ
   る装置と；該最後に挙げた装置に応じて制御される装置
   であって、トーン発生装ｆｔを制御中ふにつれて償冊机
   理紡晋シ北動１゜てトーンの可変範囲曲げ、鍵押下けの
   異なる奏者のテクニックの中央補正、及び第２トーン発
   生のために押し下けられる間の鍵の第２打撃、の中の１
   つ又は全部を作る前記制御される装置と；を組み合わせ
   て有することを特徴とする鍵盤操作式トーン発生装置。 ２　圧力センサ装置は鍵の圧力ＶＣ比例する基準信号を
   提供することを特徴とする特許請求の範Ｆ１Ｂ第１項記
   載の装置。 ３　圧力センサ装置は鍵の押下けに応じて変化し得るコ
   ンデンサ装置と、鍵の打撃を表わす押下げの所定の限界
   値に応動する装置とを含むことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の装置。 ４　前記第２の打撃を表わす第２信号を作るようにコン
   デンサ装置のキャパシタンスを変えるため鍵の第２圧力
   即ちより大きな圧力に応動する装置が具備されることを
   特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置。 ５　鍵押下ケ機構及びコンデンサ防着は儲め簸方向運動
   ｙｃかかわらず同じ位置に固定されることを特徴とする
   特許請求の範囲第５項記載の装置。 ６　圧力センサ装置は前記コンデンサ装置の電極の１つ
   として働く導電性の板ばねに接続され且つその間の銹導
   体から分離されるがそれによって別の電極に対する錘弁
   下げによって動き得るロッカ機構を含むことを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項記載の装置。 ７　他の電極は弾性であり且つ前記１つの電極に而して
   可変の幅を有し、鍵の増加圧力によってキャパシタンス
   の面積を変えさせることを特徴とする特許請求の範囲第
   ６項記載の装置。 ８　鍵はその縦変位に対応する追加の信号を作る縦変位
   センサ装置と、同じ信号を前記信号処理装置に更に加え
   て、鍵の縦すべり運動が奏者に向ったり奏者から離れて
   作られ、その結果トーンの前記音曲げ（ｎｏｔｅ　−ｂ
   ｅｎａｔｎｇ）を生じるような立上り又は立下シ法で所
   定の範囲内のトーンのピッチを変えるようにトーン発生
   装置を制御する装置と、を更に備えることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の装置。 ９　奏者の鍵接触の鳴動な中央位置を調節することによ
   って、異なる奏者の錘弁下げ特性に適応するように変位
   センサ装置を調節する装置が具備されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の装置。 １０　錘弁下げの間に鍵の不注意な縦方向のすベシを補
   正する装置が具備されることを特徴とする特許請求の範
   囲第８項記載の装置。 １１　鍵が押し下げられたままになっている場合のよう
   に押し下けられた鍵の比較的速い解除によりトーン発生
   装置から同じトーンを発生させる一方、押し下げられた
   鍵の比較的遅い解除の際に鍵の縦方向すべり音−曲げ変
   位を作る装置が具備されることを特徴とする特許請求の
   範囲第一１項記載の装置。 １２　鍵の縦方向すベシ変位のある特定の程度に応動し
   て、トーン発生装置に最も近い所定の固定ピッチを作ら
   せ続ける信号処理装置と組み合わされる装置が具備され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の装置。 １３　鍵の縦方向すベシ変位の制限範囲でトーン発生装
   置によシトーン変化のデッドバンドを提供する装置が具
   備されることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の
   装置。