JP2010066371A - Performance operator device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鍵盤楽器の鍵やペダルといった演奏操作子に、押下操作とは逆方向の反力を与えることにより、力覚制御と自動演奏とを、同一の装置で選択的に実行できる演奏操作子装置に関するものである。 The present invention provides a performance operation in which force control and automatic performance can be selectively executed by the same device by applying a reaction force in the opposite direction to the pressing operation to performance operators such as keys and pedals of a keyboard instrument. It relates to a child device.
鍵盤楽器において、鍵駆動機構を付加することにより、演奏者が演奏時に感じるタッチ感(力覚)を制御したり、演奏者の操作によらないで鍵を自動操作(自動演奏)したりすることが行われている。
1つの鍵盤電子楽器において、上述した力覚制御と自動演奏の双方を実現する装置として次のような従来技術が知られている。
In keyboard instruments, by adding a key drive mechanism, the player can control the feeling of touch (force) that the player feels during performance, or automatically operate keys (automatic performance) without the player's operation. Has been done.
The following prior art is known as an apparatus for realizing both the above-described force control and automatic performance in one keyboard electronic musical instrument.
例えば、特許文献1においては、鍵の往動ソレノイドコイル及びヨークと、鍵の復動ソレノイドコイル及びヨークとを直列配置し、これらのソレノイドコイルの中心を1個のプランジャの通路としたソレノイドを用いる。
このプランジャは、相反する方向に付勢されたスプリングによりバランスがとられた状態で静止位置にある。
駆動電流を供給するソレノイドコイルを選択切換えすることにより、鍵に力覚制御用の反力が与えられたり自動演奏用の駆動力が与えられたりする。
しかし、2つのヨーク、2つのソレノイドコイルを設ける必要があるため、装置の重量増、大型化を招くという問題がある。また、2つのソレノイドコイルがあるために、駆動回路も2つ必要になるという問題がある。
For example, in
The plunger is in a stationary position in a balanced state by springs biased in opposite directions.
By selectively switching the solenoid coil that supplies the driving current, a reaction force for force sense control or a driving force for automatic performance is given to the key.
However, since it is necessary to provide two yokes and two solenoid coils, there is a problem that the weight of the apparatus is increased and the size is increased. Moreover, since there are two solenoid coils, there is a problem that two drive circuits are required.
また、特許文献2においては、コイル中心のプランジャ通路に対し、ヨークの上面と下面にエッジがあるソレノイドを用いる。
プランジャの底面がコイル内に入り込み、プランジャの天面がヨークの上面のエッジから突出する位置関係と、逆に、プランジャの天面がコイル内に入り込み、プランジャの底面がヨークの下面のエッジから突出する位置関係がある。カムを使って、ヨークの位置を上下動させてプランジャとコイルとの位置関係を変えることにより、駆動方向を双方向化する。
しかし、カムを駆動する機構が必要となるから、装置高さが大きくなるだけでなく、装置の複雑化を招くという問題がある。
In contrast to the positional relationship where the bottom surface of the plunger enters the coil and the top surface of the plunger protrudes from the edge of the top surface of the yoke, the top surface of the plunger enters the coil, and the bottom surface of the plunger protrudes from the edge of the bottom surface of the yoke There is a positional relationship. By using a cam, the position of the yoke is moved up and down to change the positional relationship between the plunger and the coil, thereby making the drive direction bidirectional.
However, since a mechanism for driving the cam is required, there is a problem that not only the height of the apparatus is increased, but also the apparatus is complicated.
本発明は、押下操作とは逆方向となる反力の制御を、単純な駆動制御で実現できる演奏操作子装置を提供することを目的とするものである。 It is an object of the present invention to provide a performance operator device capable of realizing reaction force control in the direction opposite to the pressing operation by simple drive control.
本発明は、請求項1に記載の発明においては、演奏操作子装置において、演奏操作子に対応して設けられ、該演奏操作子を押下方向に回動させる付勢力を発生する付勢手段を有し、駆動制御手段は、演奏操作子に対する、駆動手段による反力と付勢手段による付勢力との合力が、押下方向及び反押下方向のいずれにもなるように前記駆動手段を駆動制御するものである。
従って、演奏操作子に対する合力の方向を反押下方向にすることにより、簡単に力覚制御ができ、この合力の方向を押下方向にすることにより、簡単に自動演奏ができる。
In the invention according to the first aspect, the present invention provides the performance operator device according to
Therefore, force control can be easily performed by setting the direction of the resultant force with respect to the performance operator to the counter-pressing direction, and automatic performance can be easily performed by setting the direction of the resultant force to the pressing direction.
請求項2に記載の発明においては、請求項1に記載の演奏操作子装置において、力覚制御モードと自動演奏モードの一方を選択するモード選択手段と、前記演奏操作子の動作状態を検出する動作状態検出手段と、演奏データを供給する演奏データ供給手段を有し、前記駆動制御手段は、前記力覚制御モードが選択されているときは、前記演奏操作子の動作状態に応じて、前記合力が前記演奏者による前記演奏操作子の操作に対する反力となるように、前記駆動手段を駆動制御し、前記自動演奏モードが選択されているときは、演奏データに応じて、前記合力が前記演奏操作子を押下する駆動力となるように、前記駆動手段を駆動制御するものである。
従って、力覚制御モード、自動演奏モードを選択でき、力覚制御モードにおいては、演奏者により操作される演奏操作子の動作状態に応じたタッチ感が創出され、自動演奏モードにおいては、演奏データに応じて演奏操作子が自動操作される。
According to a second aspect of the present invention, in the performance operator device according to the first aspect, mode selection means for selecting one of a force sense control mode and an automatic performance mode, and an operation state of the performance operator are detected. An operation state detection unit; and a performance data supply unit configured to supply performance data, and the drive control unit is configured to perform the operation according to the operation state of the performance operator when the haptic control mode is selected. The driving means is driven and controlled so that the resultant force is a reaction force against the operation of the performance operator by the performer, and when the automatic performance mode is selected, the resultant force is determined according to performance data. The driving means is driven and controlled so as to have a driving force for pressing the performance operator.
Therefore, the force sense control mode and the automatic performance mode can be selected. In the force sense control mode, a touch feeling is created according to the operating state of the performance operator operated by the performer. The performance operator is automatically operated in response to this.
請求項3に記載の発明においては、請求項1又は2に記載の演奏操作子装置において、前記駆動制御手段は、前記駆動手段に電流を供給することにより、前記駆動手段を駆動制御するものであり、前記駆動手段は、固定子と可動子を有し、前記固定子は、電流が供給されていないときに、前記可動子に対し、前記付勢手段による付勢力よりも大きな初期値の磁気的反力を前記反押下方向に与えるとともに、電流が供給されることにより、前記磁気的反力の初期値を発生させる磁束分布を打ち消す方向の磁束を発生し、前記駆動制御手段から供給される電流の増加に伴い、前記磁気的反力の初期値から減少した後に再度増加する特性の磁気的反力を、前記可動子に対し、前記反押下方向に与え、前記可動子は、前記固定子により与えられる磁気的反力を前記演奏操作子に伝達することにより、前記合力が前記押下方向及び前記反押下方向のいずれにもなるようにするものである。
従って、駆動手段に供給される電流値を増減するという簡単な駆動制御により、演奏操作子に対する合力の方向を制御することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the performance operator device according to the first or second aspect, the drive control means drives and controls the drive means by supplying current to the drive means. And the driving means has a stator and a mover, and the stator has a magnetic value with an initial value larger than the urging force of the urging means when the current is not supplied to the mover. A magnetic reaction force is applied in the counter-pressing direction and a current is supplied to generate a magnetic flux in a direction that cancels a magnetic flux distribution that generates an initial value of the magnetic reaction force, which is supplied from the drive control means. As the current increases, a magnetic reaction force having a characteristic of increasing again after decreasing from the initial value of the magnetic reaction force is applied to the mover in the counter-pressing direction. Magnetism given by By transmitting the reaction force to the performance operator, in which the resultant force is to be made in any of the pressing direction and the counter-pressing direction.
Therefore, the direction of the resultant force with respect to the performance operator can be controlled by simple drive control of increasing or decreasing the current value supplied to the drive means.
請求項4に記載の発明においては、請求項3に記載の演奏操作子装置において、前記駆動手段はソレノイドであり、前記固定子は前記ソレノイドのコイル、ヨーク、及び、永久磁石を有し、前記可動子は前記ソレノイドのプランジャを有し、前記永久磁石は、前記ソレノイドのコイルに供給される電流により発生する磁束により打ち消される方向の磁束分布を発生することにより、前記プランジャに対し、前記磁気的反力の初期値を前記反押下方向に与えるものである。
従って、駆動手段を簡単な構成で実現できる。また、ソレノイドのコイルに電流を供給しない状態では電力消費がないため、本演奏操作子装置の平均消費電力が節減される。
According to a fourth aspect of the present invention, in the performance operator device according to the third aspect, the drive means is a solenoid, and the stator includes a coil, a yoke, and a permanent magnet of the solenoid, The mover has a plunger of the solenoid, and the permanent magnet generates a magnetic flux distribution in a direction that is canceled by a magnetic flux generated by a current supplied to the solenoid coil, thereby causing the magnetic force to the plunger. An initial value of the reaction force is given in the counter-pressing direction.
Therefore, the driving means can be realized with a simple configuration. Further, since no power is consumed when no current is supplied to the solenoid coil, the average power consumption of the performance operator device is reduced.
本願の発明は、押下操作とは逆方向の反力の制御を、単純な駆動制御で実現できるという効果がある。この反力を制御することにより、自動演奏と力覚制御とを選択的に実行できる。
駆動手段は、演奏操作子を一方向(反押下方向)に回動させる反力を発生すればよいので、装置の複雑化や重量増、大型化を招かない。すなわち、従来技術のように、ヨーク及びコイルを2つ設けたり、カム機構を設けたりして、双方向に駆動力を発生するための機構が不要となる。
The invention of the present application has an effect that control of the reaction force in the direction opposite to the pressing operation can be realized by simple drive control. By controlling this reaction force, automatic performance and force sense control can be selectively executed.
Since the drive means only needs to generate a reaction force that rotates the performance operator in one direction (counter-pressing direction), the apparatus is not complicated, increased in weight, or increased in size. That is, as in the prior art, a mechanism for generating a driving force in both directions by providing two yokes and coils or a cam mechanism becomes unnecessary.
図1は、本発明の実施の一形態の説明図である。この実施形態は、電子鍵盤楽器の鍵盤に配列された複数の鍵1に本発明を適用したものである。白鍵と黒鍵とは基本的な構造が同じであるため、1つの白鍵について説明する。
鍵1は、その支点部1aを鍵フレーム2の鍵支持部2aに支持され、この支点部1aを中心に、上限ストッパ5及び下限ストッパ6により規制される所定のストローク範囲を、押下方向及び反押下方向に回動して変位する。
図示の例では、上限ストッパ5は鍵フレーム2の後部に、下限ストッパ6は段差部2bから一段低い前方部の鍵フレーム2に取り付けられている。
FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention. In this embodiment, the present invention is applied to a plurality of
The fulcrum portion 1a of the
In the illustrated example, the
3はソレノイド(駆動手段)であり、複数の各鍵1に対応して個別に設けられ、鍵1を反押下方向(反押鍵方向)に回動させる駆動力(以下、この駆動力がいつも反押下方向であることに着目して反力という)を発生し、その反力を鍵1に伝達する。図示の例では、支点部1aよりも鍵長手方向後方となる位置において、鍵上面部1bにソレノイド3のプランジャヘッド14c(図3参照)が当接し、反力を鍵1に与える。ソレノイド3の構成については図3を参照して後述する。
一方、4はバネ(付勢手段)であって、複数の各鍵1に対応して設けられ、鍵1を押下方向に回動させる付勢力を発生する。
図示の例では、バネ4は、鍵1と鍵フレーム2との間に設けられた圧縮コイルバネであって、支点部1aよりも鍵長手方向後方となる位置において鍵1に取り付けられ、鍵1を挟んで、プランジャヘッド14cとは反対方向から、押下方向の付勢力を与える。
静止(離鍵)状態において、鍵1は、後端部1cが上限ストッパ5に当接する。
On the other hand, 4 is a spring (biasing means) provided corresponding to each of the plurality of
In the illustrated example, the spring 4 is a compression coil spring provided between the
In the stationary (key-released) state, the
7はセンサ(動作状態検出手段)であって、センサの固定子7aは鍵フレーム2に固定されている。センサの可動子7bは、センサの固定子7aに対向するように鍵1に取り付けられ、鍵1の押下操作に連動して変位する。センサの固定子7aは、例えば、センサの可動子7bの回動位置を検出する。
図示の例では、センサの固定子7aは、鍵フレーム2の段差部2bの前方と下限ストッパ6との間に配置しているが、この位置に限らない。例えば、ソレノイド3のプランジャ14にセンサの可動子7bを設け、これに対応する位置にセンサの固定子7aを配置してもよい。
演奏者が演奏する場合、鍵1の押鍵及び離鍵を検出する必要がある。そのため、図示しない鍵スイッチを鍵フレーム2上に配置し、これを鍵1の回動に応じてオンオフさせてもよい。しかし、押鍵及び離鍵は、上述したセンサ7の出力に基づいても検出できる。
Reference numeral 7 denotes a sensor (operation state detection means), and a
In the illustrated example, the
When the performer performs, it is necessary to detect the key press and release of the
図示の演奏操作子装置は、力覚制御モード(通常演奏モード)、自動演奏モードという2つの演奏モードを備える。ソレノイド3の、反押下方向に加わる1方向の反力と、押下方向に加わるバネ4の付勢力を加えた合力を制御することにより、自動演奏と力覚制御の両者が可能となる。
The performance operator device shown in the figure has two performance modes: a force sense control mode (normal performance mode) and an automatic performance mode. By controlling the resultant force of the
力覚制御モードでは、ソレノイド3により鍵1に与えられる反力(反押下方向)とバネ4により鍵1に与えられる付勢力(押下方向)との合力の方向を、反押下方向にする。その際、センサ7の動作状態検出出力を用いることにより、演奏者による鍵1の操作に対し、鍵1の動作状態、例えば、押鍵深さに応じた大きさの反力を発生する。
図示しない鍵スイッチ又はセンサ7が押鍵操作を検出し、検出された押鍵検出信号に応じて、鍵1に対応した音高の楽音信号が生成されて発音される。
In the force sense control mode, the direction of the resultant force of the reaction force (counter-pressing direction) applied to the
A key switch or sensor 7 (not shown) detects a key pressing operation, and a musical tone signal having a pitch corresponding to the
一方、自動演奏モードでは、上述した合力の方向を押下方向にすることにより、演奏データに応じて、鍵1を自動的に押下操作する。
一般的な電子ピアノの場合、自動演奏モードにおける楽音信号の生成は、押鍵操作の検出によることなく、演奏データに応じて直接的に行われる。
しかし、演奏データに応じて自動的に押下操作された鍵1の押鍵操作を、図示しない鍵スイッチ又はセンサ7で検出し、鍵1に対応した音高の楽音信号を発音してもよい。
On the other hand, in the automatic performance mode, the
In the case of a general electronic piano, the generation of a musical tone signal in the automatic performance mode is directly performed according to performance data without detecting the key pressing operation.
However, the key pressing operation of the key 1 that is automatically pressed according to the performance data may be detected by a key switch or sensor 7 (not shown), and a musical tone signal having a pitch corresponding to the
図2は、図1に示したソレノイド3が発生する反力の特性を模式的に示す説明図である。横軸は、ソレノイド3のコイル13(図3参照)に流す電流iであり、縦軸はソレノイドが発生する反力fである。図示の特性は実測に基づいたものではない。
ソレノイド3が発生する反力fは、コイルに流す電流iの増加に伴い、最初は減少し、減少の後に再度増加する。すなわち、反力fは、電流iの増加に伴い、反力fが減少する領域(ib以下)と、再び反力fが増加する領域(ib以上)を有する。
ソレノイド3は、電流がia=0であるA点においても反力fa(磁気的反力の初期値)を発生している。反力faの絶対値は、バネ4の付勢力の絶対値(力の方向は逆方向である)よりもわずかに大きくしておく。その結果、コイルに電流iを流さない無通電状態において、鍵1は、その後端部1cが上限ストッパ5に当接して位置規制され、鍵1は静止(離鍵)状態にある。
FIG. 2 is an explanatory view schematically showing the characteristics of the reaction force generated by the
The reaction force f generated by the
The
電流がibとなるB点で、反力fb=0となる。電流がicとなるC点は、その反力がfc=faとなる点である。電流が増加してidとなるD点では反力がfdとなる。
ここで、反力fの大きさ(絶対値)が、バネ4の付勢力(絶対値)よりも大きいときは、反力fとバネ4の付勢力の合力の方向は、反押下方向となる。逆に、反力fの大きさ(絶対値)が、バネ4の付勢力(絶対値)よりも小さいときは、反力fとバネ4の付勢力の合力の方向は、押下方向となる。
At the point B where the current becomes ib, the reaction force fb = 0. The point C where the current becomes ic is the point where the reaction force becomes fc = fa. The reaction force is fd at point D where the current increases and becomes id.
Here, when the magnitude (absolute value) of the reaction force f is greater than the biasing force (absolute value) of the spring 4, the direction of the resultant force of the reaction force f and the biasing force of the spring 4 is the counter-pressing direction. . Conversely, when the magnitude (absolute value) of the reaction force f is smaller than the urging force (absolute value) of the spring 4, the resultant force direction of the reaction force f and the urging force of the spring 4 is the pressing direction.
図3は、図1に示したソレノイド3の概要構成図である。図3(a)は平面図、図3(b)は、図3(a)において矢視X−X方向を見たときの断面図である。
11はヨークであり、図示の例では、上面部(上面後部11a1,上面前部11a2)、後面部11b1、下面部(下面後部11b2,下面前部11b3)、前面部11b4を有した矩形の筒体であり、軟磁性材料で形成されている。
上面部と下面部には、それぞれ、コイルボビン嵌合孔11c,11dが形成され、コイルボビン12が嵌め込まれる。
図示の例では、上面部を平板11aで形成し、後面部、下面部、前面部は、コの字状に折り曲げられた板状体11bで形成している。平板11aと板状体11bとは、図示しない係合凹部と係合突部を形成しておくことにより一体化したり、溶接により一体化したりする。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the
Coil bobbin
In the illustrated example, the upper surface portion is formed of a flat plate 11a, and the rear surface portion, the lower surface portion, and the front surface portion are formed of a plate-
コイルボビン12は、円筒状であり、中心にプランジャ挿通孔12aを有し、上端近傍と下端近傍に円板状のフランジ12b,12cが形成されている。
フランジ12bから上端に突出する突出筒部12dが、上述したコイルボビン嵌合孔11cに嵌合され、コイルボビン嵌合孔11cよりも上に出る。一方、フランジ12cから下端に突出する突出筒部12eが、上述したコイルボビン嵌合孔11dに嵌合される。
コイル13は、コイルボビン12に巻回され、ヨーク11に囲まれている。
以上が、ソレノイド3の固定子側の構成である。
The
The projecting
The
The above is the configuration of the
これに対し、プランジャ14は、ソレノイド3の可動子側の構成であって、軟磁性材料で形成された大径のプランジャ胴部14aの下端面に、小径のプランジャロッド14bが同芯で結合され、プランジャ胴部14aは、プランジャ挿通孔12eに摺動自在に挿通されている。
プランジャ胴部14aの軸方向長さは、ヨーク11の下端面から上端面までの高さよりも短い。プランジャロッド14bの下端は、常に、ヨーク11の下端面から下に突出しており、ここにプランジャヘッド14cが固定されている。
On the other hand, the plunger 14 is configured on the mover side of the
The axial length of the
ここまで説明したソレノイド3の構造は、従来の貫通型ソレノイドの構造と基本的に変わらない。
従来の貫通型ソレノイドでは、コイル13に直流電流が供給されると、磁束線21で示す磁気回路がヨーク11及びプランジャ胴部14aをつないで形成される。その際、ヨーク11の下面後部11b2と下面前部11a3とにおけるコイルボビン嵌合孔11dの縁部(エッジ)から、プランジャ胴部14aの下端面との間の空隙(ギャップ)に磁束線21が集中する。このような磁束分布により、空隙(ギャップ)を短縮する方向にプランジャ胴部14aが移動しようとする磁気的吸引力が働く。従って、図1において、プランジャヘッド14cが、鍵1の後方上面を押し下げる反力を発生する。
The structure of the
In the conventional penetrating solenoid, when a direct current is supplied to the
図示のソレノイド3においては、一対の板状の永久磁石15,16が、それぞれ、ヨーク11の外周における、後面部11b1と前面部11b4に配置されて固着されている。
永久磁石15、16は、上述した磁気回路のギャップにおいて、上述した磁束線21とは逆方向の磁束線22を発生させるような磁気的なバイアスをかける。
すなわち、ソレノイド3は、コイル13に流す電流により発生する磁束とは逆方向の磁束を発生する磁気的なバイアスがかかった磁気回路を備えている。この磁気的なバイアスを打ち消す方向に磁束が発生するように、コイル13に電流を流す。
In the illustrated
The
That is, the
従って、ヨーク11におけるコイルボビン嵌合孔11dの縁部から、プランジャ胴部14aの下端面との間の空隙において、永久磁石15,16による磁束と、コイル13に流れる電流による磁束とが合成された磁束が集中することになる。その結果、磁気的吸引力の方向は変化しないが、磁気的吸引力の大きさは、合成された磁束に応じて変化する。
その結果、図2に示したようなV字状の反力特性が得られる。
なお、図示の例では、永久磁石15,16の上部をN極、下部をS極としているが、上部をS極、下部をN極とした場合は、コイル13に流す電流の向きを逆にする。
Therefore, the magnetic flux generated by the
As a result, a V-shaped reaction force characteristic as shown in FIG. 2 is obtained.
In the illustrated example, the upper portions of the
図2において、A点で示される無通電状態では、永久磁石15,16により発生する磁束線22により、プランジャ胴部14aがコイルボビン嵌合孔11dの縁部に磁気的吸引される。
コイル13に流す電流を徐々に増やして行くと、永久磁石15,16により発生する磁束線22がコイル13に流す電流による磁束線21により打ち消されて行き、磁気的吸引力も弱まる。B点に至ると、磁気的吸引力がなくなり、バネ4の付勢力のみとなる。
In FIG. 2, in the non-energized state indicated by point A, the
When the current flowing through the
さらに、コイル13に流す電流を増やすと、コイル13に流す電流による磁束線21により、プランジャ胴部14aがコイルボビン嵌合孔11dの縁部に磁気的吸引される力が大きくなる。
従って、永久磁石15,16により発生する磁束線22と、コイル13に流れる電流により発生する磁束線21とは方向が相反するが、いずれも、プランジャ14に対し、同じ方向の磁気的吸引力を発生する。
なお、組立工程においては、プランジャ14が飛び出ないようにするストッパを、コイルボビン12のプランジャ挿通孔12eに差し込んでおけばよい。
Further, when the current flowing through the
Accordingly, the magnetic flux lines 22 generated by the
In the assembly process, a stopper that prevents the plunger 14 from popping out may be inserted into the
図4は、図1〜図3に示した実施形態において、力覚制御モード、自動演奏モードの別に、鍵1の動作状態を示す説明図である。
力覚制御モードにおいては、コイル13に流す電流iを、例えば、ic以上の範囲で変化するように制御する。バネ4の付勢力よりも大きな反力を鍵1に与えるとともに、センサ7の動作状態検出出力に応じて、電流iの値を制御する。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the operating state of the key 1 in the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 separately from the force sense control mode and the automatic performance mode.
In the haptic control mode, the current i flowing through the
図4(a)は、力覚制御モードにおけるキーオフ状態を示す説明図である。図2のC点に対応し、コイル13を流れる電流により発生する磁束線21が永久磁石15,16による発生する磁束線22を打ち消すと共に、磁気的吸引力による反力がバネ4による付勢力をわずかに上回り、鍵1に与えられる合力がわずかに反押下方向となる。その結果、鍵1の後端部1cが上限ストッパ5に当接して静止(離鍵)状態にある。
FIG. 4A is an explanatory diagram showing a key-off state in the haptic control mode. Corresponding to the point C in FIG. 2, the magnetic flux line 21 generated by the current flowing through the
図4(b)は、力覚制御モードにおけるキーオン状態を示す説明図である。図2のD点に対応する。磁気的吸引力による反力がバネ4による付勢力を大きく上回り、鍵1に与えられる合力が反押下方向となり、演奏者の指31に反力を与える。
反力は、センサ7による鍵1の動作状態に応じて制御されるから、鍵1の操作に応じて反力の大きさを制御することができる。
演奏者が鍵1を離すと、鍵1は、反力により図4(a)に示した静止状態に復帰する。
FIG. 4B is an explanatory diagram showing a key-on state in the haptic control mode. This corresponds to point D in FIG. The reaction force due to the magnetic attractive force greatly exceeds the urging force by the spring 4, and the resultant force applied to the
Since the reaction force is controlled according to the operation state of the key 1 by the sensor 7, the magnitude of the reaction force can be controlled according to the operation of the
When the performer releases the
一方、自動演奏モードにおいては、コイル13に流す電流iを、例えば、ia〜ibの範囲で変化するように制御する。バネ4の付勢力よりも小さな反力を鍵1に与えるとともに、演奏データに応じて電流iの値を制御する。
図4(c)は、自動演奏モードにおけるキーオフ状態を示す説明図である。図2のA点に対応し、ソレノイド3の永久磁石15,16による磁気的吸引力がバネ4による付勢力をわずかに上回り、反押下方向の合力が鍵1に与えられて、鍵1の後端部1cが上限ストッパ5に当接し、静止(離鍵)状態にある。
On the other hand, in the automatic performance mode, the current i flowing through the
FIG. 4C is an explanatory diagram showing a key-off state in the automatic performance mode. Corresponding to point A in FIG. 2, the magnetic attraction force by the
図4(d)は、自動演奏モードにおけるキーオンの最終状態を示す説明図である。図2のB点に対応し、バネ4による付勢力のみが、鍵1に印加されて、キーオンとなり、最終的には、鍵1が下限ストッパ6に当接する。
この自動演奏モードにおいて、電流値iは、ia=0とibのオン/オフ制御をすればよい。しかし、演奏データとして、MIDIデータを用いる場合、ノートオンメッセージのベロシティ値に応じて、電流値iをia=0とibとの中間値をとるようにすれば、図4(c)から図4(d)に至る過程における鍵1の動作状態を制御することもできる。
FIG. 4D is an explanatory diagram showing the final state of key-on in the automatic performance mode. Corresponding to point B in FIG. 2, only the urging force by the spring 4 is applied to the key 1 to turn on the key, and finally the key 1 contacts the
In this automatic performance mode, the current value i may be controlled on / off of ia = 0 and ib. However, when MIDI data is used as performance data, if the current value i is set to an intermediate value between ia = 0 and ib in accordance with the velocity value of the note-on message, FIG. It is also possible to control the operating state of the key 1 in the process leading to (d).
なお、図2のC点では、A点と同じ大きさの反力fa(磁気的反力の初期値)が発生することから、電流値をC点とB点との間において制御することによっても、自動演奏モードが可能である。しかし、この場合は、静止(離鍵)状態(C点)においても電力が消費される。
これに対し、上述したA点−B点間で自動演奏をする場合、静止(離鍵)状態(A点)において電力が消費されない利点がある。
また、力覚制御モードにおいて、図2のC点−B点間の電流値を指令する制御をしてもよい。この場合、バネ4により、演奏者の指31による押下操作力と同じ方向に付勢力が与えられるから、鍵1が沈み込むような特殊な鍵タッチ感を与えることができる。
At point C in FIG. 2, a reaction force fa (initial value of the magnetic reaction force) having the same magnitude as point A is generated, so that the current value is controlled between point C and point B. Also, an automatic performance mode is possible. However, in this case, power is consumed even in a stationary (key release) state (point C).
On the other hand, when performing an automatic performance between the points A and B described above, there is an advantage that power is not consumed in a stationary (key release) state (point A).
In the force sense control mode, control for instructing a current value between points C and B in FIG. 2 may be performed. In this case, since the urging force is applied by the spring 4 in the same direction as the pressing operation force by the performer's
図5は、図1〜図4に示したソレノイド3に代わる他のソレノイド40の構造図である。図3(b)と同じ方向から見た断面図である。図中、図3と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。41〜44は永久磁石である。
この具体例では、永久磁石41,42を、その上端面がヨーク11の上端面と同一面となるようにして、ヨーク11の後端面及び前端面に固着し、永久磁石43,44を、その下端面がヨーク11の下端面と同一面となるようにして、ヨーク11の後端面及び前端面に固着したものである。
FIG. 5 is a structural diagram of another solenoid 40 in place of the
In this specific example, the
永久磁石41〜44の極性は、ヨーク11におけるコイルボビン嵌合孔11dの縁部(エッジ)から、プランジャ胴部14aの下端面との間の空隙(ギャップ)において、永久磁石により発生する磁束線22がコイル13を流れる電流により発生する磁束線21を打ち消す方向に設定されている。
従って、ソレノイド40は、図3に示したソレノイド3と同様に、図2に示した反力特性が得られるから、図1に示したソレノイド3に代えて使用することができる。
The polarities of the
Accordingly, the solenoid 40 can be used in place of the
図1〜図3、図5を参照して説明したソレノイド3,40は、そのヨーク11が平板及び板状体で構成された矩形の筒状体であり、筒の軸方向は紙面に垂直であった。
これに代えて、コイルボビン12やコイル13と同様にソレノイドの軸に対して回転対象な形状である、茶筒形状(上底と下底を有する円筒体)であってもよい。
この場合、図3における永久磁石15,16は一体化された円筒体となり、図5における永久磁石41,42、永久磁石43,44は、それぞれ、一体化された輪状体(リング)となる。
The
Instead, it may be a brown tube shape (cylindrical body having an upper base and a lower base) that is a shape to be rotated with respect to the axis of the solenoid, similarly to the
In this case, the
図6は、図1に示した実施形態の制御機能を説明するためのブロック図である。
演奏操作子65は、演奏者の操作による操作力を受けるとともに、付勢部材66による付勢力と駆動部64による反力を受けることにより、押下方向又は反押下方向に変位し、一般的には支点を中心にして回動する。
演奏操作子65は、図7を参照して後述するように、手指で操作する複数の白鍵、黒鍵、足操作するペダル鍵等、各種の鍵である場合の他、ペダル操作子の場合もある。
演奏操作子65が鍵の場合、通常は、押下操作されたときに演奏操作子65に対応する音高の発音を指示する信号を出力する。演奏操作子65がペダルの場合、押下操作されたときに、このペダルに割り当てられた演奏制御機能に対するオン/オフ又は押下深さに応じた制御値を指示する。
以下の説明では、演奏操作子65が鍵の場合を説明する。
FIG. 6 is a block diagram for explaining the control function of the embodiment shown in FIG.
The
As will be described later with reference to FIG. 7, the
When the
In the following description, the case where the
モード選択部61は、演奏者によるモード選択操作子75に対する操作に応じて、力覚制御モードと自動演奏モードの一方を選択し、駆動制御部63に指示する。
演奏データ供給部62は、演奏データ記憶部76から読み出した演奏データ、又は、外部装置77から転送された演奏データを駆動制御部63に供給する。
The
The performance
駆動制御部63は、演奏操作子65に対する、駆動部64による反力と付勢部材66による付勢力との合力の方向が、押下方向及び反押下方向のいずれにもなるように駆動部64を駆動制御する。
駆動制御部63は、モード選択部61により力覚制御モードが選択されているときは、動作状態検出部67により検出された演奏操作子65の動作状態に応じて、上述した合力が演奏者による演奏操作子65の操作に対する反力となるように、駆動部64を駆動制御する。上述した合力の方向は反押下方向になる。
また、駆動制御部63は、自動演奏モードが選択されているとき、演奏データ供給部62により供給された演奏データに応じて、上述した合力が演奏操作子65を押下する駆動力となるように、駆動部64を駆動制御する。上述した合力の方向は押下方向になる。
The drive control unit 63 controls the
When the haptic control mode is selected by the
Further, when the automatic performance mode is selected, the drive control unit 63 is configured so that the above-described resultant force becomes a driving force for pressing the
駆動部64は、演奏操作子65に対応して設けられ、これを反押下方向に回動させる反力を発生し、演奏操作子65に伝達する。
駆動部64は、例えば、図1〜図4に示したソレノイド3、図5のソレノイド40に対応する。駆動部64は、固定子側にヨーク、コイル、磁気的なバイアスを与える部材(永久磁石)を有し、可動子側にプランジャを有する。
The
The
固定子は、図2に示したような反力特性を有する。
固定子は、磁気的なバイアスを与える部材により、駆動制御部63から電流が供給されていないときに、可動子に対し、付勢部材66による付勢力よりも大きな初期値の磁気的反力を反押下方向に与える。
固定子は、駆動制御部63から電流が供給されることにより、磁気的反力の初期値を発生させる磁束分布を打ち消す方向の磁束を発生し、駆動制御部63から供給される電流の増加に伴い、上述した磁気的駆動力の初期値から減少した後に再度増加する特性の磁気的反力を、可動子に対し、反押下方向に与える。
可動子は、固定子により与えられる磁気的反力を演奏操作子65に伝達することにより、演奏操作子65に対する上述した合力の方向が、押下方向及び反押下方向のいずれにもなるようにする。
The stator has a reaction force characteristic as shown in FIG.
The stator gives a magnetic reaction force having an initial value larger than the urging force of the urging
The stator generates a magnetic flux in a direction that cancels the magnetic flux distribution that generates the initial value of the magnetic reaction force when current is supplied from the drive control unit 63, and increases the current supplied from the drive control unit 63. Accordingly, a magnetic reaction force having a characteristic of increasing again after decreasing from the initial value of the magnetic driving force described above is applied to the mover in the counter-pressing direction.
The mover transmits the magnetic reaction force applied by the stator to the
付勢部材66は、例えば、図1に示したバネ4であり、演奏操作子65に対応して設けられ、これを押下方向に変位(回動)させる付勢力を発生する。
しかし、付勢部材66は、演奏操作子65を押下方向に付勢するものであれば、バネに限らない。例えば、図1において、鍵1の支点部1aの前方端1d側を後方端1c側よりも長くしたり、前方端1d側に錘を付けて重くしたりするなどして、鍵(演奏操作子)1の自重により押下方向に付勢することが可能である。
The biasing
However, the biasing
動作状態検出部67は、演奏操作子65に対応して設けられ、その動作状態を検出する。動作状態検出部67は、図1に示したセンサ7に対応する。動作状態とは、演奏操作子65の特定箇所の変位位置(図1においては、回動位置、回動角度)、演奏操作子65の特定箇所の移動速度(角速度)、加速度(角加速度)等である。
動作状態検出部67は、複数の動作状態を検出して、これらに応じた反力を発生させてもよいが、少なくとも、演奏操作子65の特定箇所の変位位置(回動位置、回動角度)を検出するようにする。
The operation
The operation
次に、駆動制御部63の内部構成例を説明する。
駆動制御部63は、反力情報出力部68を有し、力覚制御モードが選択されているとき、演奏者が押下操作をしているときの演奏操作子65の動作状態の検出出力を動作状態検出部67から入力し、演奏操作子65に対し駆動部64が伝達すべき反力の情報として、動作状態の検出出力に対応した反力情報を、力覚制御用制御パターンテーブル69を参照して出力する。
この力覚制御用制御パターンテーブル69は、力覚制御のための制御パターン(タッチカーブ)を格納したものであり、動作状態の値、例えば、複数の回動位置を表す各数値、に対して、反力情報の数値を対応させたものである。反力情報は、反力の値と1対1で対応する値であれば、反力の値そのものである必要はない。
Next, an example of the internal configuration of the drive control unit 63 will be described.
The drive control unit 63 has a reaction force
The force sense control pattern table 69 stores a control pattern (touch curve) for force sense control. For the value of the operation state, for example, each numerical value representing a plurality of rotation positions. This corresponds to the numerical value of the reaction force information. If the reaction force information has a one-to-one correspondence with the reaction force value, the reaction force value need not be the reaction force value itself.
一方、自動演奏モードが選択されているとき、反力情報出力部68は、演奏データ供給部62から演奏データを供給され、演奏操作子65に割り当てられた音高の発音を指定する演奏データが入力されたとき、駆動部64が発生すべき反力の情報として、この演奏データにより指定される、例えば、押下操作強度(ベロシティ)に対応する反力情報を、自動演奏用制御パターンテーブル70を参照して決定する。
この自動演奏用制御パターンテーブル69は、自動演奏のための制御パターンを格納したものであり、演奏データにより指定される押下操作強度(ベロシティ)の各数値に対して、反力情報の数値を対応させたものである。
On the other hand, when the automatic performance mode is selected, the reaction force
The automatic performance control pattern table 69 stores control patterns for automatic performance, and the numerical value of the reaction force information corresponds to each numerical value of the pressing operation intensity (velocity) designated by the performance data. It has been made.
上述した演奏操作子65に対する反力情報は、指令値出力部71に入力される。指令値出力部71は、力覚制御モードが選択されているとき、反力情報に応じて力覚制御用指令値出力テーブル72を参照し、駆動電流の指令値を駆動電流出力部74に出力する。駆動電流の指令値は、電流値と1対1で対応する値であれば、電流値そのものである必要はない。
力覚制御用指令値出力テーブル72は、図2に示した反力特性に基づいて、力覚制御で使用する範囲の各反力情報の値に対する駆動電流値を格納したものである。
The reaction force information for the
The haptic control command value output table 72 stores the drive current values for the values of the reaction force information in the range used in the haptic control based on the reaction force characteristics shown in FIG.
指令値出力部71は、自動演奏モードが選択されているとき、反力情報に応じて自動演奏用指令値出力テーブル73を参照し、駆動電流の指令値を駆動電流出力部74に出力する。
自動演奏用指令値出力テーブル73は、図2に示した反力特性に基づいて、自動演奏で使用する範囲の各反力情報の値に対する駆動電流値を格納したものである。
When the automatic performance mode is selected, the command
The automatic performance command value output table 73 stores drive current values for each reaction force information value within a range used in automatic performance, based on the reaction force characteristics shown in FIG.
上述した力覚制御用制御パターンテーブル69、自動演奏用制御パターンテーブル70、自動演奏用指令値出力テーブル72、力覚制御用指令値出力テーブル73の格納内容は、演奏操作子65の種類によって異なるだけでなく、同じ鍵盤上の鍵であっても、鍵の音高や鍵の音域等によっても異なるようにすることが望ましい。
なお、駆動部64も、演奏操作子65の種類や、鍵の音高、音域等によって、最大定格値が異なるものを用いる場合がある。
The stored contents of the force pattern control pattern table 69, the automatic performance control pattern table 70, the automatic performance command value output table 72, and the force sense command value output table 73 described above vary depending on the type of the
The
また、上述した各テーブルは、格納内容の異なる複数のテーブルを用意しておき、図示を省略した選択操作により、いずれのテーブルを用いるかをユーザが選択してもよい。
例えば、複数種類の力覚制御用制御パターンテーブル69の中から1つを選択し、アコースティックピアノ特有のタッチ感を得たり、チェンバロ特有のタッチ感を得たりするなど、多様なタッチ感を創出することができる。
In addition, each table described above may prepare a plurality of tables having different stored contents, and the user may select which table to use by a selection operation not shown.
For example, one of a plurality of types of force control control pattern tables 69 is selected, and various touch feelings such as obtaining a touch feeling peculiar to an acoustic piano or a touch feeling peculiar to a harpsichord are created. be able to.
なお、自動演奏モードにおいて、供給される演奏データに、押下操作強度の情報が含まれていない場合、又は、押下操作強度を、自動演奏に反映させない場合は、演奏操作子65が付勢部材66の付勢力で押下操作されるに十分な一定値、例えば、fb=0を反力情報としてもよい。
また、自動演奏モードにおいても、演奏操作子65の動作状態を検出することにより、動作状態を駆動制御にフィードバックしつつ、演奏操作子65を自動駆動するようにしてもよい。
In the automatic performance mode, when the performance data supplied does not include information on the pressing operation intensity, or when the pressing operation intensity is not reflected in the automatic performance, the
In the automatic performance mode, the
上述した説明では、力覚制御用制御パターンテーブル69と自動演奏用制御パターンテーブル70とを異なるものとした。しかし、演奏データを、動作状態検出部67から出力される動作状態を示すデータと同じものとすれば、力覚制御用制御パターンテーブル69と自動演奏用制御パターンテーブル70とを共通化して1つにすることができる。
In the above description, the force control control pattern table 69 and the automatic performance control pattern table 70 are different. However, if the performance data is the same as the data indicating the operation state output from the operation
駆動電流出力部74は、駆動電流の指令値に応じた電流を駆動部64に出力する。例えば、一定周期のパルス波形のデューティ比を、駆動電流の指令値に応じて制御するPWM(パルス幅制御)により、パルス波形の平均電流が駆動電流の指令値に対応するように制御する。
上述した説明では、反力情報出力部68は、テーブルを参照することにより、反力情報や指令値を出力していた。これに代えて、反力情報出力部68は、各選択されたモードにおいて、演奏データに含まれる押下操作強度の値、又は、動作状態検出出力の値に基づいて、所定の計算式を用いて演算することにより反力情報を出力してもよい。同様に、指令値出力部71は、各選択されたモードにおいて、反力情報の値に基づいて、所定の計算式を用いて演算することにより指令値を出力してもよい。
The drive
In the above description, the reaction force
図6においては、演奏操作子65には、駆動部64による反力と付勢部材66による付勢力が与えられている。
従来の電子鍵盤楽器には、鍵と連動して鍵の回動を制御する質量体(ハンマー)を備えたものがある。また、従来の自動演奏ピアノには、ハンマーアクション機構を備えたものがある。このような質量体やハンマーアクション機構等の付加機構を備えていてもよい。
これら従来の付加機構は、演奏操作子65を反操作方向に付勢するものであるから、バネ4の付勢力は、付加機構の付勢力を考慮して設計する必要がある。
これらの付加機構を演奏操作子65が備える場合、駆動部64による力覚制御は、付加機構による力覚制御を補うことができる。また、付加機構による力覚制御では得られない新たな鍵タッチ感触を創出することができる。
In FIG. 6, a reaction force by the
Some conventional electronic keyboard instruments include a mass body (hammer) that controls the rotation of the key in conjunction with the key. Some conventional automatic performance pianos have a hammer action mechanism. You may provide additional mechanisms, such as such a mass body and a hammer action mechanism.
Since these conventional additional mechanisms bias the
When the
図7は、図6に示した機能ブロックにおける駆動制御部を、主としてCPUを用いて実現する場合のハードウエアブロック図である。
バス81は、CPU(Central Processing Unit)82をはじめ、複数のハードウエアブロックを相互接続し、CPU82の制御下でデータやプログラムを、複数のハードウエアブロック間で転送する。
CPU82は、RAM(Random Access Memory)84に作業領域を設けてプログラムを実行することにより、複数のハードウエアブロック間の転送、各ハードウエアブロックの機能が統一的に実行されるための全体制御を実行する。
CPU82は、図6に示した演奏操作子装置において、駆動制御部63のうち、反力情報出力部68、指令値出力部71の機能を実現する。
FIG. 7 is a hardware block diagram in the case where the drive control unit in the functional block shown in FIG. 6 is realized mainly using a CPU.
A
The
The
プログラムは、例えば、フラッシュメモリ(Electrically Erasable and Programmable ROM)83に記憶されている。曲のテンポに応じた処理など、時間割り込み処理は、タイマ85により指示される割り込みタイミングで実行される。
プログラムは、HDD(ハード磁気ディスク駆動装置)86、ROM(Read Only Memory)96、USB(Universal Serial Bus)メモリ等の外部記憶装置87に記憶しておくこともできる。
自動演奏用の、曲データや伴奏データは、HDD86、フラッシュメモリ83、HDD86、外部記憶装置87等の記憶装置に記憶しておくことができる。従って、これらの記憶装置は、図6に示した演奏データ記憶部76に対応する。
The program is stored in a flash memory (Electrically Erasable and Programmable ROM) 83, for example. Time interrupt processing such as processing according to the tempo of the music is executed at the interrupt timing indicated by the
The program may be stored in an
The music data and accompaniment data for automatic performance can be stored in a storage device such as the
図示の例では、ROM86に、制御パターンテーブル86a1,86a2,86a3,…、指令値出力テーブル86b1,86b2,86b3,…が記憶される。
従って、図6に示した自動演奏用制御パターンテーブル69、力覚制御用制御用パターンテーブル70、自動演奏用指令値出力テーブル72、力覚制御用指令値出力テーブル73は、ROM86に記憶される。これらは、フラッシュメモリ83に記憶させてもよい。
In the illustrated example, the
Therefore, the automatic performance control pattern table 69, the force sense control pattern table 70, the automatic performance command value output table 72, and the force sense control command value output table 73 shown in FIG. . These may be stored in the
上述したフラッシュメモリ83、HDD86、外部記憶装置87が記憶するプログラム、データファイル、テーブルは、サーバ装置88にデータベースとして保存しておき、通信ネットワーク89、通信インタフェース90を経由して、ダウンロードすることができる。従って、プログラムやテーブルのアップデートを行ったり、ネットワークサービスを利用して、所望の曲データを購入したりすることができる。
また、LANに接続された外部装置91から、通信インタフェース90を経由して、また、他のMIDI機器92からMIDIインタフェース93を経由して、上述したサーバ装置88と同様に、プログラム、データファイル、テーブルをダウンロードすることもできる。
The programs, data files, and tables stored in the
Similarly to the
また、他のMIDI機器92で再生又は演奏されることによりリアルタイムで転送されたMIDI信号をMIDIインタフェース93を介して入力し、自動演奏することができる。
さらにまた、サーバ装置88、外部装置91から、演奏データの転送を受け、RAM84に一時記憶しつつ、リアルタイムでストリーミング再生することができる。
従って、図6に示した外部装置77は、他のMIDI機器92、サーバ装置88、外部装置91に対応する。
In addition, a MIDI signal transferred in real time by being played or played by another
Furthermore, performance data can be transferred from the
Accordingly, the
設定操作子部94は、操作パネルに配置され、演奏者により選択あるいは設定をするためのスイッチ類、音量レベル等の可変調整をするためのノブ類である。従って、図6に示したモード選択操作子75も含まれる。
表示制御回路95は、操作パネルに配置された液晶ディスプレイ、LEDインジケータ等の表示装置96を制御し、設定操作入力のための表示画像データの転送、点灯制御データの転送をする。
音源回路97は、一般に音源LSIであって、その仕様に応じて、演奏データ、又は、演奏データに基づいて作成された音源制御パラメータを入力し、入力された演奏データ又は音源制御パラメータに基づいて楽音波形信号を生成し、楽音出力部98に出力する。楽音出力部98は、楽音波形信号にリバーブ等の効果を付与して増幅し、スピーカやヘッドホン等に出力する。
The setting
The
The
演奏操作子100として、鍵盤装置101とペダル操作子102とを図示しているが、ペダル操作子102のないものもある。
鍵盤装置101は、複数の白鍵、黒鍵を備え、ペダル鍵盤を備えるものもある。
ペダル操作子102は、足操作で制御する、ダンパーペダル、ソステヌートペダル、ソフトペダル等の演奏操作子である。
Although the keyboard device 101 and the pedal operator 102 are illustrated as the performance operator 100, there are some that do not have the pedal operator 102.
The keyboard device 101 includes a plurality of white keys and black keys, and some includes a pedal keyboard.
The pedal operator 102 is a performance operator such as a damper pedal, a sostenuto pedal, or a soft pedal, which is controlled by a foot operation.
鍵盤装置101及びペダル装置102のブロックにおいて、駆動電流出力部103,107、駆動装置104,108、動作状態及び押鍵検出部106,動作状態及び押ペダル検出部110は、それぞれ、図6に示した、駆動電流出力部74、駆動部64、動作状態検出部67に対応する。これらは、鍵盤101、ペダル102の本来の押鍵検出、押ペダル検出もする。しかし、本来の押鍵検出、押ペダル検出を別のスイッチ、センサ等で行ってもよい。
In the block of the keyboard device 101 and the pedal device 102, the drive
力覚制御モードを含む通常演奏時において、動作状態及び押鍵検出部106は、使用者による押鍵操作を検出して得た情報(例えば、キーオン、キーオフ検出した鍵の番号、その鍵のベロシティ値等)に基づいて、演奏データ(専用形式のデータ、又は、MIDIメッセージ)を作成し、RAM84に転送する。CPUはこの演奏データを音源回路97に出力するか、この演奏データに基づいて作成した音源制御パラメータを音源回路97に出力する。
一方、鍵を自動押下操作する自動演奏モード、あるいは、鍵を自動押下操作することなく、曲データを自動再生する場合において、HDD86等の曲データ記憶装置から再生されたり、MIDIインタフェース93等を介して入力されたりした演奏データ(一般的には、MIDIメッセージ)は、RAM84に転送され、CPU82は、この演奏データを音源回路97に出力するか、この演奏データに基づいて音源パラメータを作成し、この音源パラメータを音源回路97に出力する。
During normal performance including the haptic control mode, the operation state and key
On the other hand, in the automatic performance mode in which the key is automatically pressed, or in the case of automatically reproducing the song data without automatically pressing the key, it is played from a song data storage device such as the
本発明を適用する演奏操作子65としては、鍵盤装置101とペダル操作子102のいずれか一方でもよいし、複数の鍵の一部のもの、複数のペダル操作子の一部のものでもよい。
また、全ての演奏操作子に一律に同じモードを選択する必要はない。例えば、メロディー演奏領域の鍵は力覚制御モードとし、伴奏領域の鍵は自動演奏モードとすることができる。
本発明を適用する装置は、図7に示したような電子鍵盤楽器に限られない。鍵盤の押鍵操作、離鍵操作の情報を外部に出力するだけの鍵盤装置であってもよい。
The
Also, it is not necessary to select the same mode for all performance operators. For example, the key of the melody performance area can be set to the force sense control mode, and the key of the accompaniment area can be set to the automatic performance mode.
The apparatus to which the present invention is applied is not limited to the electronic keyboard instrument as shown in FIG. It may be a keyboard device that only outputs information on the key pressing operation and key releasing operation to the outside.
1…鍵(演奏操作子)、1a…支点部、1b…鍵上面部、1c…後端部、1d…前端部、1e…前方下端、2…鍵フレーム、2a…鍵支持部、2b…段差部、3…ソレノイド(駆動手段)、4…バネ(付勢手段)、5…上限ストッパ、6…下限ストッパ、7…センサ(動作状態検出手段)、7a…センサの固定子、7b…センサの可動子、
11…ヨーク(固定子側)、11a…平板、11a1…上面後部、11a2…上面前部、11b…板状体、11b1…後面部、11b2…下面後部、11b3…下面前部、11b4…前面部、11c,11d…コイルボビン嵌合孔、12…コイルボビン(固定子側)、12a…プランジャ挿通孔、12b,12c…フランジ、12d,12e…突出筒部、13…コイル(固定子側)、14…プランジャ(可動子)、14a…プランジャ胴部、14b…プランジャロッド、14c…プランジャヘッド、15,16…永久磁石(固定子側)、21,22…磁束線、
31…指、40…ソレノイド(駆動手段)、41〜44…永久磁石(固定子側)、
61…モード選択部、62…演奏データ供給部、63…駆動制御部、64…駆動部、65…演奏操作子、66…付勢部材、67…動作状態検出部、75…モード選択操作子、76…演奏データ記憶部、77…外部装置、
82…CPU(駆動制御部の主要部)、94…設定操作子部(モード選択手段)、101…鍵盤(演奏操作子)、102…ペダル操作子(演奏操作子)、103,107…駆動電流出力部、104,108…駆動装置(駆動手段)、106,110…動作状態検出部(動作状態検出手段)
DESCRIPTION OF
11 ... yoke (stator side), 11a ... flat, 11a 1 ... top rear, 11a 2 ... top front, 11b ... plate-like body, 11b 1 ... rear portion, 11b 2 ... lower surface rear, 11b 3 ... bottom
31 ... finger, 40 ... solenoid (driving means), 41-44 ... permanent magnet (stator side),
DESCRIPTION OF
82: CPU (main part of drive control unit), 94: Setting operation unit (mode selection means), 101: Keyboard (performance operation unit), 102: Pedal operation unit (performance operation unit), 103, 107: Drive current Output unit, 104, 108 ... driving device (driving means), 106, 110 ... operating state detecting unit (operating state detecting unit)
Claims (4)
該演奏操作子に対応して設けられ、該演奏操作子を前記反押下方向に回動させる反力を発生し、該反力を前記演奏操作子に伝達する駆動手段と、
前記駆動手段を駆動制御する駆動制御手段、を有する演奏操作子装置において、
前記演奏操作子に対応して設けられ、該演奏操作子を前記押下方向に回動させる付勢力を発生する付勢手段を有し、
前記駆動制御手段は、前記演奏操作子に対する、前記駆動手段による反力と前記付勢手段による付勢力との合力が、前記押下方向及び前記反押下方向のいずれにもなるように前記駆動手段を駆動制御する、
ことを特徴とする演奏操作子装置。 A performance operator that rotates a predetermined stroke range in a pressing direction and a counter-pressing direction around a fulcrum according to a player's operation,
Drive means provided corresponding to the performance operator, generating a reaction force for rotating the performance operator in the counter-pressing direction, and transmitting the reaction force to the performance operator;
In a performance operator device having drive control means for driving and controlling the drive means,
An urging means that is provided corresponding to the performance operator and generates an urging force that rotates the performance operator in the pressing direction;
The drive control means controls the drive means so that the resultant force of the reaction force by the drive means and the urging force by the urging means on the performance operator is in either the pressing direction or the counter-pressing direction. Drive control,
A performance operator device characterized by that.
前記演奏操作子の動作状態を検出する動作状態検出手段と、
演奏データを供給する演奏データ供給手段を有し、
前記駆動制御手段は、
前記モード選択手段により前記力覚制御モードが選択されているときは、前記動作状態検出手段により検出された前記演奏操作子の動作状態に応じて、前記合力が前記演奏者による前記演奏操作子の操作に対する反力となるように、前記駆動手段を駆動制御し、
前記モード選択手段により前記自動演奏モードが選択されているときは、前記演奏データ供給手段により供給された演奏データに応じて、前記合力が前記演奏操作子を押下する駆動力となるように、前記駆動手段を駆動制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載の演奏操作子装置。 Mode selection means for selecting one of force sense control mode and automatic performance mode;
An operation state detecting means for detecting an operation state of the performance operator;
Having performance data supply means for supplying performance data;
The drive control means includes
When the haptic control mode is selected by the mode selection means, the resultant force is determined by the performer according to the operation state of the performance operator detected by the operation state detection means. Drive control of the drive means so as to be a reaction force to the operation,
When the automatic performance mode is selected by the mode selection means, the resultant force is a driving force for pressing the performance operator according to the performance data supplied by the performance data supply means. Driving and controlling the driving means;
The performance operator device according to claim 1.
前記駆動手段は、固定子と可動子を有し、
前記固定子は、前記駆動制御手段から電流が供給されていないときに、前記可動子に対し、前記付勢手段による付勢力よりも大きな初期値の磁気的反力を前記反押下方向に与えるとともに、前記駆動制御手段から電流が供給されることにより、前記磁気的反力の初期値を発生させる磁束分布を打ち消す方向の磁束を発生し、前記駆動制御手段から供給される電流の増加に伴い、前記磁気的反力の初期値から減少した後に再度増加する特性の磁気的反力を、前記可動子に対し、前記反押下方向に与え、
前記可動子は、前記固定子により与えられる磁気的反力を前記演奏操作子に伝達することにより、前記合力が前記押下方向及び前記反押下方向のいずれにもなるようにする、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の演奏操作子装置。 The drive control means controls the drive means by supplying current to the drive means,
The drive means has a stator and a mover,
When the stator is not supplied with current from the drive control means, the stator gives a magnetic reaction force having an initial value larger than the urging force by the urging means to the movable element in the counter-pressing direction. In addition, by supplying a current from the drive control means, a magnetic flux in a direction that cancels a magnetic flux distribution that generates the initial value of the magnetic reaction force is generated, and with an increase in the current supplied from the drive control means, A magnetic reaction force having a characteristic of increasing again after decreasing from an initial value of the magnetic reaction force is given to the mover in the counter-pressing direction,
The mover transmits a magnetic reaction force applied by the stator to the performance operator so that the resultant force is in either the pressing direction or the counter-pressing direction.
The performance operator device according to claim 1 or 2, characterized in that
前記固定子は前記ソレノイドのコイル、ヨーク、及び、永久磁石を有し、
前記可動子は前記ソレノイドのプランジャを有し、
前記永久磁石は、前記駆動制御手段から前記ソレノイドのコイルに供給される電流により発生する磁束により打ち消される方向の磁束分布を発生することにより、前記プランジャに対し、前記磁気的反力の初期値を前記反押下方向に与えるものである、
ことを特徴とする請求項3に記載の演奏操作子装置。 The driving means is a solenoid;
The stator has a coil, a yoke, and a permanent magnet of the solenoid,
The mover has a plunger of the solenoid;
The permanent magnet generates an initial value of the magnetic reaction force with respect to the plunger by generating a magnetic flux distribution in a direction canceled by the magnetic flux generated by the current supplied from the drive control means to the coil of the solenoid. Giving in the counter-pressing direction,
The performance operator device according to claim 3.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2021021956A (en) * | 2020-10-29 | 2021-02-18 | ヤマハ株式会社 | Electronic keyboard musical instrument, control method of electronic keyboard musical instrument and program |
Citations (2)
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JPH04204697A (en) * | 1990-11-30 | 1992-07-27 | Casio Comput Co Ltd | Electronic musical instrument |
JPH10161652A (en) * | 1996-12-05 | 1998-06-19 | Yamaha Corp | Keyed device |
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2008
- 2008-09-09 JP JP2008230828A patent/JP2010066371A/en active Pending
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