JP2007052339A - Electronic keyboard musical instrument - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a musical performance which is rich in expressing power by an electronic keyboard musical instrument by accurately detecting a playing style by using an inexpensive sensor which detects some three depression positions in a key track and generating a musical sound signal corresponding to the playing style. <P>SOLUTION: A keyboard structure is so constituted that a static load needed to press a key increases in steps or a maximum value of the static load appears. The sensor is so arranged that first and second contacts are turned ON before or after the static load increases in steps or the maximum value appears and a third contact is turned ON when the key is further pressed deep. A parameter etc., of a musical sound signal is controlled based upon a time T1 as a difference in ON timing between the first and the second contacts and a time T2 as a difference in ON timing between the second and the third contacts. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子ピアノに用いて好適な電子鍵盤楽器に関する。   The present invention relates to an electronic keyboard instrument suitable for use in an electronic piano.

アコースティックピアノの鍵を初期位置から徐々に押下してゆくと、ある押下位置において鍵が重くなるように感じられる。換言すれば、鍵を押下するために必要な静荷重が大きくなる。これは、その押下位置において鍵がハンマーアクションおよびダンパアクションの駆動を開始するため、駆動のための運動エネルギーが必要になるからである。この押下位置を駆動開始位置Pと呼ぶ。かかる挙動を電子鍵盤楽器においてもシミュレートするため、駆動開始位置Pにおいて鍵の静荷重をステップ状に上昇させる技術が特許文献1に開示されている。また、電子鍵盤楽器の鍵速度を測定する際、鍵が初期位置からフルストローク位置に向かうまでの複数の区間において鍵速度を測定し、これら複数の鍵速度に応じて「ソフトな音」、「鋭い音」などの音色を選択し、あるいは非線形成分を増減させて音色を変化させる技術が特許文献2,3に開示されている。   When the key of the acoustic piano is gradually pressed from the initial position, the key feels heavier at a certain pressed position. In other words, the static load necessary to press the key increases. This is because the kinetic energy for driving is required because the key starts driving the hammer action and the damper action at the pressed position. This pressed position is called a drive start position P. In order to simulate this behavior even in an electronic keyboard instrument, Patent Document 1 discloses a technique for increasing the static load of a key in a step shape at the drive start position P. Also, when measuring the key speed of the electronic keyboard instrument, the key speed is measured in a plurality of sections from the initial position to the full stroke position, and “soft sound”, “ Patent Documents 2 and 3 disclose techniques for changing a timbre by selecting a timbre such as “sharp sound” or increasing or decreasing a non-linear component.

特開2001−312279号公報JP 2001-31279 A 特公昭61−54234号公報Japanese Patent Publication No. 61-54234 特許第3355743号公報Japanese Patent No. 3355743

ところで、鍵の静荷重をステップ状に上昇させる技術と、複数の区間の鍵速度を測定する技術とを併用する場合は、鍵速度を測定する「複数の区間」は、必ず、駆動開始位置Pよりも深い押下位置に設けられていた。その理由は、アコースティックピアノの発音構造に鑑みれば明らかである。すなわち、アコースティックピアノの発生する楽音は、弦を叩くハンマの運動状態と、弦を消音するダンパの運動状態とによって決定される。そして、ハンマおよびダンパの運動状態は、駆動開始位置P以降の鍵の運動状態によって支配されるものであるから、駆動開始位置Pよりも浅い位置における鍵の運動状態が軽視されるのは、当然のことであろう。現実に、駆動開始位置P以降の鍵の運動状態を精密に測定できれば、ハンマおよびダンパの運動状態をほぼ正確に求めることができるのである。   By the way, when the technique for increasing the static load of the key in steps and the technique for measuring the key speed of a plurality of sections are used in combination, the “plurality of sections” for measuring the key speed is always the drive start position P. It was provided at a deeper pressing position. The reason is clear in view of the sound structure of the acoustic piano. That is, the musical sound generated by the acoustic piano is determined by the movement state of the hammer that strikes the string and the movement state of the damper that silences the string. Since the movement state of the hammer and the damper is governed by the movement state of the key after the drive start position P, it is natural that the movement state of the key at a position shallower than the drive start position P is neglected. It will be. Actually, if the movement state of the key after the driving start position P can be accurately measured, the movement state of the hammer and the damper can be obtained almost accurately.

しかし、普及品の電子鍵盤楽器に対して精密な(高価な)センサを装備することは価格面から実現性に乏しく、鍵軌道中の3箇所程度の押下位置を検出することによって、これら3箇所の相互間である2区間の鍵速度を求める程度のセンサが普及品には一般的に使用されている。このようなセンサを用いて駆動開始位置P以降の鍵の正確な運動状態を求めることは困難であり、結果的には、演奏者が意図するような表現を電子鍵盤楽器において実現することが困難になっていた。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、安価なセンサを用いながらも、表現力豊かな演奏を実現できる電子鍵盤楽器を提供することを目的としている。
However, mounting precise (expensive) sensors on popular electronic keyboard instruments is not feasible from a price standpoint, and these three locations can be detected by detecting about 3 pressed positions in the key orbit. Sensors that can obtain the key speed of two sections between each other are generally used for popular products. It is difficult to obtain an accurate movement state of the key after the driving start position P using such a sensor, and as a result, it is difficult to realize an expression intended by the player on the electronic keyboard instrument. It was.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide an electronic keyboard instrument that can realize an expressive performance while using an inexpensive sensor.

上記課題を解決するため本発明にあっては、下記構成を具備することを特徴とする。なお、括弧内は例示である。
請求項1記載の電子鍵盤楽器にあっては、押下されると、初期位置から第1,第2および第3の位置を順次介してフルストローク位置に移動する鍵(10)と、前記鍵が前記第1の位置から前記第2の位置に移動する際の鍵速度である第1の鍵速度(時間T1またはベロシティV1)と、前記鍵が前記第2の位置から前記第3の位置に移動する際の鍵速度である第2の鍵速度(時間T2またはベロシティV2)とを検出する速度検出手段と、前記第1および第2の鍵速度の組み合わせに基づいて楽音信号を生成する楽音信号生成手段(106,118)と、前記第1および第2の位置の中間における所定位置において前記鍵を押下するために必要な静荷重がステップ状に上昇し、または該静荷重の極大値が現れるように、前記鍵を初期位置方向に付勢する付勢手段とを有することを特徴とする。
さらに、請求項2記載の構成にあっては、請求項1記載の電子鍵盤楽器において、前記速度検出手段は、前記第1,第2および第3の位置に対応して設けられた第1,第2および第3のスイッチ(基板上のスイッチ部30の第1,第2,第3接点)と、第1,第2および第3の押下部(21,22,23)を有し前記鍵が押下されると前記第1,第2および第3の押下部(21,22,23)が前記第1,第2および第3のスイッチを順次押下するように変形する弾性部材(20)とから成るものであり、前記付勢手段は、前記弾性部材(20)によって構成されることを特徴とする。
さらに、請求項3記載の構成にあっては、請求項1記載の電子鍵盤楽器において、前記付勢手段は、前記鍵(10)に連動して移動する凸部(44a)と、前記鍵(10)が前記第1および第2の位置の中間における所定位置に移動したとき、前記凸部(44a)を弾く爪部(60)とから成ることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention is characterized by having the following configuration. The parentheses are examples.
The electronic keyboard instrument according to claim 1, wherein when the key is pressed, the key (10) which moves from the initial position to the full stroke position sequentially through the first, second and third positions, and the key A first key speed (time T1 or velocity V1) that is a key speed when moving from the first position to the second position, and the key moves from the second position to the third position. Generating a tone signal based on a combination of speed detecting means for detecting a second key speed (time T2 or velocity V2), which is a key speed at the time of playing, and the first and second key speeds The static load required to press the key at a predetermined position between the means (106, 118) and the first and second positions increases stepwise, or the maximum value of the static load appears. The key is attached in the direction of the initial position. Biasing means for biasing.
Furthermore, in the configuration according to claim 2, in the electronic keyboard instrument according to claim 1, the speed detection means is provided in first and second positions corresponding to the first, second and third positions. The key having the second and third switches (first, second and third contacts of the switch unit 30 on the board) and the first, second and third pressing units (21, 22, 23). An elastic member (20) that is deformed so that the first, second, and third pressing portions (21, 22, 23) sequentially press the first, second, and third switches when the is pressed. The urging means is constituted by the elastic member (20).
Furthermore, in the configuration according to claim 3, in the electronic keyboard instrument according to claim 1, the biasing means includes a convex portion (44 a) that moves in conjunction with the key (10), and the key ( 10) comprises a claw portion (60) that flips the convex portion (44a) when moved to a predetermined position between the first and second positions.

このように、本発明によれば、第1および第2の鍵速度の組み合わせに基づいて楽音信号を生成するとともに、第1および第2の位置の中間における所定位置において鍵を押下するために必要な静荷重がステップ状に上昇し、または該静荷重の極大値が現れるように、鍵を初期位置方向に付勢するから、奏法をきわめて検出しやすくなり、表現力豊かな演奏を実現できる。   As described above, according to the present invention, a musical tone signal is generated based on a combination of the first and second key speeds, and is necessary for pressing a key at a predetermined position between the first and second positions. Since the key is urged toward the initial position so that the static load increases stepwise or the maximum value of the static load appears, it is very easy to detect the performance method and a performance with rich expressiveness can be realized.

1.実施例の原理
アコースティックピアノにおいて、ハンマおよびダンパの運動状態は、鍵がハンマーアクションおよびダンパアクションの駆動を開始する駆動開始位置P以降の鍵の運動状態によって支配され、駆動開始位置Pよりも浅い位置における鍵の運動状態は、一般的にはアコースティックピアノの楽音には無関係であるといえる。しかし、人間である演奏者が楽曲を演奏するときに現れる運動は、鍵が一般的に(物理的に)可能な運動の全範囲に及ぶわけではない。
1. Principle of Embodiment In an acoustic piano, the movement state of the hammer and the damper is governed by the movement state of the key after the driving start position P at which the key starts driving the hammer action and the damper action, and is shallower than the driving start position P. In general, it can be said that the state of movement of the keys in is not related to the sound of an acoustic piano. However, the movements that appear when a human performer plays a piece of music do not cover the full range of movements in which keys are generally (physically) possible.

例えば、ほぼ等速度で鍵を「ポン」と叩くような奏法、加速度を加えながら鍵を抑え付けるような奏法等、いくつかの限られた奏法のパターンに従って、アコースティックピアノは演奏されるのである。そして、駆動開始位置Pよりも浅い位置における鍵の運動状態は、「奏法」と密接な関係を有することが判明した。これは、演奏者が初期位置から鍵を押下してゆくとき、駆動開始位置Pにおいて静荷重が大きくなったことを指先で感じた後に、意図する奏法に基づく操作の切換、すなわちそのままの速度で押下を続けるのか、加速度を加えるのかの選択をする傾向が強いことによるものである。   For example, an acoustic piano is played in accordance with a limited number of patterns of performance, such as playing a key “pong” at almost the same speed, or playing a key while suppressing acceleration. It has been found that the movement state of the key at a position shallower than the drive start position P has a close relationship with the “playing style”. This is because, when the player presses the key from the initial position, he feels that the static load has increased at the driving start position P, and then switches the operation based on the intended performance, that is, at the same speed. This is because there is a strong tendency to select whether to continue pressing or to apply acceleration.

さらに、本発明者が検討したところでは、3箇所程度の押下位置を検出する安価なセンサにおいては、駆動開始位置Pよりも浅い位置における鍵の運動状態を加味したほうが、駆動開始位置Pよりも深い位置のみの運動状態を測定するよりも、より正確に奏法を区別することができる。これは、速度を検出する区間数が少ない場合には、より広いストロークの範囲に渡る鍵速度を検出したほうが、鍵速度と奏法との対応関係が明確になりやすいからである。そして、かかるアコースティックピアノをシミュレートする電子鍵盤楽器においては、区別した「奏法」に応じて音色を選択したり、あるいは非線形成分を増減する等の処理を実行すると、演奏者が意図するような表現を楽音上に表すことが可能になるのである。   Furthermore, as a result of the study by the present inventor, in an inexpensive sensor that detects approximately three pressed positions, it is preferable to consider the movement state of the key at a position shallower than the drive start position P rather than the drive start position P. It is possible to distinguish the playing style more accurately than measuring the motion state only at a deep position. This is because when the number of sections for detecting the speed is small, it is easier to clarify the correspondence between the key speed and the playing style if the key speed is detected over a wider stroke range. In an electronic keyboard instrument that simulates such an acoustic piano, an expression that the player intends can be obtained by selecting a timbre according to the distinctive “playing method” or by performing a process such as increasing or decreasing a non-linear component. Can be expressed on the musical tone.

2.第1実施例
2.1.第1実施例の構成
以下、この発明の第1実施例による電子鍵盤楽器の構成を図1を参照し説明する。
図において、106はCPUであり、ROM102に記憶されたプログラムに従って、バス108を介して他の構成要素を制御する。また、ROM102には、奏法に応じた複数種類の波形データ、エンベロープ信号を生成するためのエンベロープ・パラメータ、フィルタリング処理の内容を特定するフィルタリング係数等が記憶されている。104はRAMであり、CPU106のワークメモリとして使用される。110は通信インタフェースであり、MIDI信号等の入出力を行う。112は表示部であり、ユーザに対して各種情報を表示する。114は操作部であり、各種スイッチおよびノブ等から構成されている。116は演奏操作子であり、演奏用キーボード等から構成されている。118は音源・エフェクト部であり、CPU106から供給された制御信号に基づいて楽音信号を合成するとともに、該楽音信号に対して必要なエフェクトを付与する。120はサウンドシステムであり、生成された楽音信号を放音する。
2. First embodiment
2.1. Configuration of First Embodiment Hereinafter, the configuration of an electronic keyboard instrument according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the figure, reference numeral 106 denotes a CPU which controls other components via a bus 108 in accordance with a program stored in the ROM 102. The ROM 102 stores a plurality of types of waveform data according to the performance style, envelope parameters for generating an envelope signal, filtering coefficients for specifying the content of filtering processing, and the like. A RAM 104 is used as a work memory for the CPU 106. A communication interface 110 inputs and outputs MIDI signals and the like. A display unit 112 displays various information to the user. Reference numeral 114 denotes an operation unit, which includes various switches and knobs. Reference numeral 116 denotes a performance operator, which includes a performance keyboard and the like. A sound source / effect unit 118 synthesizes a musical sound signal based on a control signal supplied from the CPU 106 and applies a necessary effect to the musical sound signal. A sound system 120 emits the generated musical sound signal.

次に、演奏操作子116における鍵盤構造を図2を参照し説明する。図2において10は鍵であり、鍵支持部12を中心として揺動自在に支持されている。鍵10の下面には、ゴムをドーム状に形成したラバードーム20が固着されている。そして、ラバードーム20の内面上部から下方に向かって、順次短い円柱状に形成された押下部21,22,23が突出している。30は基板上のスイッチ部であり、パターン形成によって構成される。このスイッチ部30は、図示せぬフレームに載置されたメンブレンスイッチであってもよい。そして、スイッチ部30には、押下部21,22,23の下方に第1〜第3接点が各々形成されている。また、押下部22,23の上方には、ラバードーム20内に円柱状の空洞26,28が形成されているが、押下部21の上方においては、ラバードーム20はゴムによって充填されている。なお、演奏操作子116には以上のような鍵10が複数設けられており、各鍵に対するスイッチ部30の第1〜第3接点の状態は、CPU106によって常時監視されている。   Next, the keyboard structure of the performance operator 116 will be described with reference to FIG. In FIG. 2, reference numeral 10 denotes a key, which is supported so as to be swingable around a key support portion 12. A rubber dome 20 in which rubber is formed in a dome shape is fixed to the lower surface of the key 10. And the pressing parts 21, 22, and 23 formed in the shape of a short column protrude from the upper surface of the inner surface of the rubber dome 20 downward. Reference numeral 30 denotes a switch unit on the substrate, which is configured by pattern formation. The switch unit 30 may be a membrane switch placed on a frame (not shown). The switch portion 30 has first to third contacts formed below the pressing portions 21, 22, and 23, respectively. Also, columnar cavities 26 and 28 are formed in the rubber dome 20 above the pressing portions 22 and 23, but the rubber dome 20 is filled with rubber above the pressing portion 21. The performance operator 116 is provided with a plurality of keys 10 as described above, and the CPU 106 constantly monitors the state of the first to third contacts of the switch unit 30 for each key.

上記構成において鍵10を初期位置からフルストローク位置に向かって押下すると、ラバードーム20が徐々に潰されるように撓み、押下部21,22,23がスイッチ部30を順次押下するため、スイッチ部30の第1〜第3接点が順次オン状態になる。ここで、押下部21の上方において、ラバードーム20はゴムによって充填されているから、押下部21がスイッチ部30に接触した後は、押下部21が押圧され、その反発力が鍵10に印加される。一方、押下部22,23がスイッチ部30に押圧されると、押下部22,23の上方の円柱状の空洞26,28が潰れるようにラバードーム20が変形するため、押下部22,23によって鍵10に印加される反発力は、最初の段階ではきわめて小さなものにとどまる。但し、空洞26,28が完全に潰れると、さらに鍵10を深く押下しようとしたときの反発力は再び大きくなる。   In the above configuration, when the key 10 is pressed from the initial position toward the full stroke position, the rubber dome 20 is bent so as to be gradually crushed, and the pressing portions 21, 22, and 23 sequentially press the switch portion 30. The first to third contacts are sequentially turned on. Here, since the rubber dome 20 is filled with rubber above the pressing part 21, after the pressing part 21 contacts the switch part 30, the pressing part 21 is pressed and the repulsive force is applied to the key 10. Is done. On the other hand, when the pressing portions 22 and 23 are pressed by the switch portion 30, the rubber dome 20 is deformed so that the cylindrical cavities 26 and 28 above the pressing portions 22 and 23 are crushed. The repulsive force applied to the key 10 remains very small in the first stage. However, when the cavities 26 and 28 are completely crushed, the repulsive force when the key 10 is further pressed down is increased again.

従って、鍵10を押下するための静荷重は、鍵のストロークに応じて、図4(a)に示すように変化する。すなわち、スイッチ部30において第1接点がオン状態になった後、押下部21による反発力が印加されるため、鍵10を押下するための静荷重はステップ状に高くなる。その後、第2,第3接点が順次オンされる間は、静荷重にはほとんど変化がなく、空洞26,28が完全に潰れた後に静荷重は再び大きくなるのである。ここで、第1,第2,第3接点がオンされた時刻を各々t1,t2,t3とし、時間T1=t2−t1,時間T2=t3−t2とする。なお、第1,第2,第3接点のオンタイミング相互間に対する鍵のストロークはラバードーム20の構造に基づいて既知であるから、時間T1およびT2は、第1,第2接点間のベロシティV1および第2,第3接点間のベロシティV2に各々対応している。   Accordingly, the static load for pressing the key 10 changes as shown in FIG. 4A according to the stroke of the key. That is, after the first contact is turned on in the switch unit 30, the repulsive force by the pressing unit 21 is applied, so that the static load for pressing the key 10 increases stepwise. Thereafter, while the second and third contacts are sequentially turned on, there is almost no change in the static load, and the static load is increased again after the cavities 26 and 28 are completely crushed. Here, the times when the first, second, and third contacts are turned on are t1, t2, and t3, respectively, and time T1 = t2-t1 and time T2 = t3-t2. Since the key stroke between the ON timings of the first, second and third contacts is known based on the structure of the rubber dome 20, the times T1 and T2 are the velocity V1 between the first and second contacts. And the velocity V2 between the second and third contacts, respectively.

次に、CPU106および音源・エフェクト部118において実行されるアルゴリズムを図3を参照し説明する。
図3において202−1〜202−mは波形メモリであり、様々な奏法に基づいたm種類の波形データを記憶する。204はセレクタであり、時間T1,T2に基づいて、何れかの波形データを選択する。また、206−1〜206−nはエンベロープ・パラメータメモリであり、エンベロープを生成するためのn組のエンベロープ・パラメータを記憶する。208はセレクタであり、時間T1,T2に基づいて、何れかのエンベロープ・パラメータを選択する。210はエンベロープジェネレータであり、セレクタ208を介して供給されたエンベロープ・パラメータに基づいてエンベロープ信号を生成する。212は乗算器であり、該エンベロープ信号と、セレクタ204を介して出力された波形データとを乗算することにより、該波形データに対してエンベロープを付与し、その結果を楽音信号として出力する。
Next, an algorithm executed in the CPU 106 and the sound source / effect unit 118 will be described with reference to FIG.
In FIG. 3, 202-1 to 202-m are waveform memories, which store m types of waveform data based on various performance methods. A selector 204 selects any waveform data based on the times T1 and T2. Reference numerals 206-1 to 206-n denote envelope parameter memories, which store n sets of envelope parameters for generating an envelope. A selector 208 selects any envelope parameter based on the times T1 and T2. An envelope generator 210 generates an envelope signal based on the envelope parameters supplied via the selector 208. A multiplier 212 multiplies the envelope signal by the waveform data output via the selector 204 to give an envelope to the waveform data, and outputs the result as a musical sound signal.

214−1〜214−pは係数メモリであり、フィルタリング処理を行うためのp組のフィルタリング係数を記憶する。216はセレクタであり、時間T1,T2に基づいて、何れかのフィルタリング係数を選択する。218はデジタルフィルタであり、選択されたフィルタリング係数に基づいて、乗算器212から出力された楽音信号をフィルタリングする。   Reference numerals 214-1 to 214-p denote coefficient memories, which store p sets of filtering coefficients for performing filtering processing. Reference numeral 216 denotes a selector that selects one of the filtering coefficients based on the times T1 and T2. Reference numeral 218 denotes a digital filter, which filters the musical tone signal output from the multiplier 212 based on the selected filtering coefficient.

2.2.実施例の動作
次に、本実施例の動作を図5を参照し説明する。まず、時刻t0において何れかの鍵10の押下が開始されると、時刻t1,t2において第1,第2接点が順次オン状態になる。CPU106においては、全ての鍵に対するスイッチ部30の接点状態が監視されており、当該鍵10に対応して時刻t1,t2がRAM104に記憶される。次に、時刻t3において第3接点がオン状態になると、時間T1,T2が演算によって求められるとともに、音源・エフェクト部118において発音チャンネルが確保される。そして、時間T1,T2に基づいて、使用すべき波形データ、エンベロープ・パラメータおよびフィルタリング係数がCPU106によって指定される。これにより、音源・エフェクト部118においては、指定された各パラメータに基づいて楽音信号の合成が開始される。その後、鍵10がリリースされると、鍵10が初期位置に戻るため、スイッチ部30の第3,第2接点が順次オフ状態になる。鍵10がさらにリリースされると、時刻t5において第1接点がオフ状態になる。この第1接点のオフ状態が検出されると、CPU106から音源・エフェクト部118に対して、当該鍵10に係る発音チャンネルの消音が指示され、これによって当該発音チャンネルの楽音信号が消音される。
2.2. Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. First, when pressing of any key 10 is started at time t0, the first and second contacts are sequentially turned on at times t1 and t2. In the CPU 106, the contact state of the switch unit 30 with respect to all keys is monitored, and times t 1 and t 2 are stored in the RAM 104 corresponding to the key 10. Next, when the third contact is turned on at time t 3, times T 1 and T 2 are obtained by calculation, and a sound source channel is secured in the sound source / effect unit 118. Based on the times T1 and T2, the waveform data, envelope parameters, and filtering coefficients to be used are designated by the CPU 106. As a result, the tone generator / effect unit 118 starts synthesizing a musical sound signal based on each designated parameter. Thereafter, when the key 10 is released, the key 10 returns to the initial position, so that the third and second contacts of the switch unit 30 are sequentially turned off. When the key 10 is further released, the first contact is turned off at time t5. When the off state of the first contact point is detected, the CPU 106 instructs the sound source / effect unit 118 to mute the sounding channel related to the key 10, thereby muting the musical sound signal of the sounding channel.

3.第2実施例
次に、本発明の第2実施例について説明する。第2実施例の構成および動作は第1実施例のものと同様であるが、第2実施例における鍵盤構造は第1実施例のものとは異なるため、その相違点を図6(a),(b)を参照し説明する。図6(a)において鍵10は、第1実施例のものと同様に、鍵支持部12を中心として揺動自在に支持されている。鍵10の下面には下方に向かう凸部14が突出している。40は質量体であり、金属棒状の質量集中部46と、該質量集中部46に固着された樹脂部44とから構成されている。質量体40は質量体支持部42を中心として回動自在に軸支されており、樹脂部44よりも質量集中部46の重量が大きいため、質量集中部46を下方向に回動させる方向に質量体40は付勢される。
3. Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. The configuration and operation of the second embodiment are the same as those of the first embodiment, but the keyboard structure in the second embodiment is different from that of the first embodiment, so the differences are shown in FIG. A description will be given with reference to (b). In FIG. 6A, the key 10 is supported so as to be swingable around the key support portion 12 as in the first embodiment. On the lower surface of the key 10, a convex portion 14 projecting downward is projected. Reference numeral 40 denotes a mass body, which includes a metal rod-like mass concentration portion 46 and a resin portion 44 fixed to the mass concentration portion 46. Since the mass body 40 is pivotally supported around the mass body support portion 42 and the mass concentration portion 46 is heavier than the resin portion 44, the mass concentration portion 46 is rotated in the downward direction. The mass body 40 is energized.

樹脂部44においては、質量集中部46方向に向かって、断面三角形状の凸部44aが形成されており、この凸部44aと質量集中部46との間に電子鍵盤楽器のフレームに固定された爪部60の先端部が遊挿されている。樹脂部44の下面には、スイッチ部30と、該スイッチ部30に固着されたラバードーム50とが配置されている。ラバードーム50は第1実施例のラバードーム20と同様に構成され、その内面上部から下方に向かって、順次短い円柱状に形成された押下部51,52,53が突出している。但し、押下部51,52,53の上方には、全て空洞部が形成されており、ラバードーム50自体による反発力はほとんど生じないようになっている。   In the resin portion 44, a convex portion 44a having a triangular section is formed toward the mass concentration portion 46, and the resin portion 44 is fixed to the frame of the electronic keyboard instrument between the convex portion 44a and the mass concentration portion 46. The tip of the claw portion 60 is loosely inserted. On the lower surface of the resin portion 44, a switch portion 30 and a rubber dome 50 fixed to the switch portion 30 are disposed. The rubber dome 50 is configured in the same manner as the rubber dome 20 of the first embodiment, and push-down portions 51, 52, and 53 that are sequentially formed in a short columnar shape protrude downward from the upper part of the inner surface thereof. However, a hollow portion is formed above the pressing portions 51, 52, and 53 so that almost no repulsive force is generated by the rubber dome 50 itself.

上記構成において鍵10を初期位置からフルストローク位置に向かって押下すると、凸部14が樹脂部44を上方から押下することによって質量体40が反時計方向に回動し、樹脂部44によってラバードーム50が下方に押下される。これによって、押下部51,52,53がスイッチ部30を順次押下するため、スイッチ部30の第1〜第3接点が順次オン状態になる。ここで、押下部51がスイッチ部30を押下した後に押下部52がスイッチ部30を押下する間に、爪部60の先端部が凸部44aによって上方向に押圧され、やがて爪部60の先端部が凸部44aから外れる。このように、爪部60の先端部が外れた状態を図6(b)に示す。従って、鍵10を押下するための静荷重は、鍵のストロークに応じて、図4(b)に示すように変化する。すなわち、スイッチ部30において第1接点がオン状態になった後、爪部60による反発力が印加されるため、鍵10を押下するための静荷重は急激に高くなる。その後、爪部60が凸部44aから外れると、爪部60による力が鍵に印加されなくなるため、静荷重は再び低下するのである。   In the above configuration, when the key 10 is pressed from the initial position toward the full stroke position, the convex portion 14 presses the resin portion 44 from above to rotate the mass body 40 counterclockwise, and the resin portion 44 causes the rubber dome to rotate. 50 is pressed downward. As a result, the pressing units 51, 52, and 53 sequentially press the switch unit 30, so that the first to third contacts of the switch unit 30 are sequentially turned on. Here, while the pressing part 51 presses the switch part 30 after the pressing part 51 presses the switch part 30, the tip of the claw part 60 is pressed upward by the convex part 44 a, and eventually the tip of the claw part 60 is pressed. The part deviates from the convex part 44a. Thus, the state which the front-end | tip part of the nail | claw part 60 removed is shown in FIG.6 (b). Therefore, the static load for pressing the key 10 changes as shown in FIG. 4B according to the key stroke. That is, since the repulsive force by the claw portion 60 is applied after the first contact is turned on in the switch portion 30, the static load for pressing the key 10 is rapidly increased. Thereafter, when the claw portion 60 is detached from the convex portion 44a, the force by the claw portion 60 is not applied to the key, so that the static load is reduced again.

4.第3実施例
次に、本発明の第3実施例について説明する。第3実施例の構成および動作も第1実施例のものと同様であるが、第3実施例における鍵盤構造は第1実施例のものとは異なるため、その相違点を図7(a),(b)を参照し説明する。図7(a)において鍵10は、第1実施例のものと同様に、鍵支持部12を中心として揺動自在に支持されている。鍵10の下面には下方に向かうアクチュエータ14が突出している。70は質量体であり、図6(a)の質量体40と同様に、質量集中部76と樹脂部74とから構成されている。
Four. Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described. The configuration and operation of the third embodiment are the same as those of the first embodiment, but the keyboard structure in the third embodiment is different from that of the first embodiment, so the differences are shown in FIG. A description will be given with reference to (b). In FIG. 7 (a), the key 10 is supported so as to be swingable around the key support portion 12 as in the first embodiment. An actuator 14 that protrudes downward protrudes from the lower surface of the key 10. Reference numeral 70 denotes a mass body, which is composed of a mass concentration portion 76 and a resin portion 74 as in the mass body 40 of FIG.

樹脂部74は、略長方形板状の樹脂をへの字状に折り曲げて成るものであり、質量集中部76に対してほぼ平行になるように形成された平板部74bと、平板部74bに対して時計回り方向に傾斜した傾斜平板部74aとから構成されている。そして、鍵10が初期位置にある場合には、傾斜平板部74aがアクチュエータ14の端部14aに当接するようになっている。また、樹脂部74の下方には、第2実施例と同様に、スイッチ部30と、これに固着されたラバードーム50とが配置されている。   The resin portion 74 is formed by bending a substantially rectangular plate-like resin into a U-shape, and is formed with a flat plate portion 74b formed so as to be substantially parallel to the mass concentration portion 76, and the flat plate portion 74b. And an inclined flat plate portion 74a inclined in the clockwise direction. When the key 10 is in the initial position, the inclined flat plate portion 74 a comes into contact with the end portion 14 a of the actuator 14. Further, below the resin portion 74, as in the second embodiment, the switch portion 30 and the rubber dome 50 fixed to the switch portion 30 are disposed.

上記構成において鍵10を初期位置からフルストローク位置に向かって押下すると、アクチュエータ14の端部14aが樹脂部74の上面を摺動しつつ、樹脂部74が反時計方向に回動し、樹脂部74によってラバードーム50が下方に押下される。これによって、押下部51,52,53がスイッチ部30を順次押下するため、スイッチ部30の第1〜第3接点が順次オン状態になる。ここで、押下部51がスイッチ部30を押下した後に押下部52がスイッチ部30を押下する間に、端部14aが傾斜平板部74aと平板部74bの境界線に達する。   In the above configuration, when the key 10 is pressed from the initial position toward the full stroke position, the end portion 14a of the actuator 14 slides on the upper surface of the resin portion 74, and the resin portion 74 rotates counterclockwise. The rubber dome 50 is pushed downward by 74. As a result, the pressing units 51, 52, and 53 sequentially press the switch unit 30, so that the first to third contacts of the switch unit 30 are sequentially turned on. Here, while the pressing part 52 presses the switch part 30 after the pressing part 51 presses the switch part 30, the end part 14a reaches the boundary line between the inclined flat plate part 74a and the flat plate part 74b.

ここで、端部14aが傾斜平板部74aを押下している状態と比較すると、端部14aが平板部74bを押下している状態にあっては、鍵10の単位ストロークあたりの質量集中部76の回転角度が大きくなるため、端部14aが傾斜平板部74aと平板部74bの境界線に達したときに、押下に要する静荷重がステップ状に上昇する。すなわち、この静荷重は、鍵のストロークに応じて、図4(a)に示すように変化することになる。この第3実施例は原理的な構成を示したものであるため、押鍵時のラバードーム50の水平方向の変形を防止することが考慮されていない。この水平方向の変形によってスイッチ動作が不安定になる場合には、垂直方向のみの変形が可能になるように、不図示のガイド機構(スイッチカバー体)を設け、このカバー体のコーナーを傾斜平板部74a、平板部74bが押下するように構成すればよい。   Here, as compared with the state where the end portion 14a is pressing the inclined flat plate portion 74a, the mass concentration portion 76 per unit stroke of the key 10 is when the end portion 14a is pressing the flat plate portion 74b. Therefore, when the end portion 14a reaches the boundary line between the inclined flat plate portion 74a and the flat plate portion 74b, the static load required for pressing increases stepwise. That is, this static load changes as shown in FIG. 4A according to the key stroke. Since the third embodiment shows a basic configuration, it is not considered to prevent the rubber dome 50 from being deformed in the horizontal direction when the key is depressed. When the switch operation becomes unstable due to this horizontal deformation, a guide mechanism (switch cover body) (not shown) is provided so that only the vertical direction can be deformed, and the corner of this cover body is inclined on a flat plate. What is necessary is just to comprise so that the part 74a and the flat plate part 74b may be pressed down.

5.変形例
本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、例えば以下のように種々の変形が可能である。
(1)上記各実施例においては、静荷重をステップ状に上昇させ、または該静荷重の極大値が現れるように各種鍵盤構造の例を示したが、静荷重を変化させるための鍵盤構造はこれらの例に限られるものではなく、例えば特許文献1に示したものを適用することができる。また、スイッチ部30を介して検出した時間T1,T2、またはベロシティV1,V2に基づいて、楽音信号に様々な変化を付与する技術は、図3のアルゴリズムに示したものに限定されるものではなく、特許文献2,3に示されたものなどを適用してもよい。
Five. Modifications The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as follows, for example.
(1) In each of the above embodiments, examples of various keyboard structures have been shown so that the static load is increased stepwise, or the maximum value of the static load appears, but the keyboard structure for changing the static load is It is not restricted to these examples, For example, what was shown in patent documents 1 is applicable. Further, the technique for applying various changes to the tone signal based on the times T1 and T2 or the velocities V1 and V2 detected via the switch unit 30 is not limited to that shown in the algorithm of FIG. Instead, those disclosed in Patent Documents 2 and 3 may be applied.

本発明の第1実施例の電子鍵盤楽器のブロック図である。It is a block diagram of the electronic keyboard musical instrument of 1st Example of this invention. 第1実施例の鍵盤構造を示す側面図である。It is a side view which shows the keyboard structure of 1st Example. 第1実施例のアルゴリズムのブロック図である。It is a block diagram of the algorithm of 1st Example. 鍵ストロークと静荷重の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a keystroke and a static load. 第1実施例の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of 1st Example. 第2実施例の鍵盤構造を示す側面図である。It is a side view which shows the keyboard structure of 2nd Example. 第3実施例の鍵盤構造を示す側面図である。It is a side view which shows the keyboard structure of 3rd Example.

符号の説明Explanation of symbols

10:鍵、12:鍵支持部、14:アクチュエータ、14a:端部、20:ラバードーム、21,22,23:押下部、26,28:空洞、30:スイッチ部、40:質量体、42:質量体支持部、44:樹脂部、44a:凸部、46:質量集中部、50:ラバードーム、51,52,53:押下部、60:爪部、70:質量体、72:質量体支持部、74:樹脂部、74a:傾斜平板部、74b:平板部、76:質量集中部、102:ROM、104:RAM、106:CPU、108:バス、110:通信インタフェース、112:表示部、114:操作部、116:演奏操作子、118:音源・エフェクト部、120:サウンドシステム、202−1〜202−m:波形メモリ、204:セレクタ、206−1〜206−n:エンベロープ・パラメータメモリ、208:セレクタ、210:エンベロープジェネレータ、212:乗算器、214−1〜214−p:係数メモリ、216:セレクタ、218:デジタルフィルタ。   10: Key, 12: Key support part, 14: Actuator, 14a: End part, 20: Rubber dome, 21, 22, 23: Press part, 26, 28: Cavity, 30: Switch part, 40: Mass body, 42 : Mass body support part, 44: Resin part, 44a: Convex part, 46: Mass concentrated part, 50: Rubber dome, 51, 52, 53: Press part, 60: Claw part, 70: Mass body, 72: Mass body Support part, 74: Resin part, 74a: Inclined flat plate part, 74b: Flat plate part, 76: Mass concentration part, 102: ROM, 104: RAM, 106: CPU, 108: Bus, 110: Communication interface, 112: Display part , 114: operation unit, 116: performance operator, 118: sound source / effect unit, 120: sound system, 202-1 to 202-m: waveform memory, 204: selector, 206-1 to 206-n: envelope Flop parameter memory, 208: Selector, 210: envelope generator, 212: multipliers, 214-1 to 214-p: coefficient memory, 216: Selector, 218: digital filter.

Claims (3)

押下されると、初期位置から第1,第2および第3の位置を順次介してフルストローク位置に移動する鍵と、
前記鍵が前記第1の位置から前記第2の位置に移動する際の鍵速度である第1の鍵速度と、前記鍵が前記第2の位置から前記第3の位置に移動する際の鍵速度である第2の鍵速度とを検出する速度検出手段と、
前記第1および第2の鍵速度の組み合わせに基づいて楽音信号を生成する楽音信号生成手段と、
前記第1および第2の位置の中間における所定位置において前記鍵を押下するために必要な静荷重がステップ状に上昇し、または該静荷重の極大値が現れるように、前記鍵を初期位置方向に付勢する付勢手段と
を有することを特徴とする電子鍵盤楽器。
A key that, when pressed, moves from the initial position to the full stroke position sequentially through the first, second and third positions;
A first key speed, which is a key speed when the key moves from the first position to the second position, and a key when the key moves from the second position to the third position; Speed detecting means for detecting a second key speed which is a speed;
A tone signal generating means for generating a tone signal based on a combination of the first and second key speeds;
The key is moved to the initial position direction so that a static load required to press the key at a predetermined position between the first and second positions increases stepwise, or a maximum value of the static load appears. And an urging means for urging the electronic keyboard instrument.
前記速度検出手段は、前記第1,第2および第3の位置に対応して設けられた第1,第2および第3のスイッチと、第1,第2および第3の押下部を有し前記鍵が押下されると前記第1,第2および第3の押下部が前記第1,第2および第3のスイッチを順次押下するように変形する弾性部材とから成るものであり、
前記付勢手段は、前記弾性部材によって構成されることを特徴とする請求項1記載の電子鍵盤楽器。
The speed detecting means has first, second and third switches provided corresponding to the first, second and third positions, and first, second and third pressing parts. When the key is pressed, the first, second and third pressing portions are composed of elastic members which are deformed so as to sequentially press the first, second and third switches,
2. The electronic keyboard instrument according to claim 1, wherein the urging means is constituted by the elastic member.
前記付勢手段は、前記鍵に連動して移動する凸部と、前記鍵が前記第1および第2の位置の中間における所定位置に移動したとき、前記凸部を弾く爪部とから成ることを特徴とする請求項1記載の電子鍵盤楽器。   The biasing means includes a convex portion that moves in conjunction with the key, and a claw portion that flips the convex portion when the key moves to a predetermined position between the first and second positions. The electronic keyboard instrument according to claim 1.
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