JP2551066B2 - 楽音発生制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、従来の演奏形態のように演奏者の体の動
きが楽器に拘束されることが全くなく、手足を自由に動
かしながら演奏することができる楽音発生制御装置に関
するものである。

「従来の技術」 例えば、電子鍵盤楽器等においては、演奏者が鍵盤や
各種操作スイッチを手足で操作することにより、必要な
音高や音色を発生させて音楽を演奏するようになってい
る。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、従来の電子鍵盤楽器においては、演奏時に
手足で鍵盤等を操作しなければならず、これにより、演
奏者の体の動きが常に楽器に拘束されることになり、例
えば、踊りながら演奏するようなことは到底不可能であ
った。

そこでこの発明は、手足を自由に動かしながら演奏す
ることができる楽音発生制御装置を提供することを目的
としている。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、片手で把持し得る形状を有し、指先によ
って加えられる押圧力を検出して、該検出した押圧力に
対応する信号を出力する押圧力検出素子を複数組み込ん
だ押圧力検出手段と、演奏者の複数の部位の動作をそれ
ぞれ検出し、検出した動作に応じた信号を各々出力する
複数の検出手段を有する動作検出手段と、前記動作検出
手段の各検出手段が出力する信号の組合せに基づいて楽
音の音高を指定する音高指定手段と、前記押圧力検出手
段の少なくとも一部の押圧力検出素子が出力する信号に
基づいて、前記音高指定手段が指定する音高に対して所
定ピッチ分の増減および発音タイミングを制御する発音
制御手段と、前記音高指定手段が指定する音高、前記発
音制御手段が制御する所定ピッチ分の増減および発音タ
イミングに基づいて楽音発生装置を制御するための楽音
制御データを発生する楽音制御データ発生手段とを具備
することを特徴としている。

「作用」 上記の構成によれば、演奏者の動作や、片手で把持し
得る部材を握った手の各指先の押圧力により、音高の指
定や、指定した音高に対する所定ピッチ分の上げ下げお
よび発音タイミングを制御することができるので、手足
を自由に動かしながら演奏することが可能となり、か
つ、発生する楽音が多彩となる。

「実施例」 以下、図面を参照し、この発明の実施例について説明
する。

第１図はこの発明の一実施例の全体構成を示すブロッ
ク図、第２図は同実施例において用いられるグリップ1
R,1Lの外観構成を示す図、第３図は同実施例の使用例を
示す正面図である。

まず、グリップ1R,1Lの構成について、第２図を参照
して説明する。グリップ1Rは右手用、グリップ1Lは左手
用であり、これらは互いに左右対称となるように構成さ
れているので、以下、右手用のグリップ1Rについてのみ
説明し、各部の符号ＲをＬと読み替えることにより、左
手用のグリップ1Lの説明に代えるものとする。

右手用のグリップ1Rにおいて、2Rは右手で把持し得る
形状のケースであり、このケース2Rには、右手で握られ
た場合に、その手になじむように親指と人差し指の間の
付け根部分と密着する曲面2Raが形成され、また、握っ
た手から外れないように、薬指と中指の間に挟まれる係
止部2Rbが形成されている（第３図参照）。また、ケー
ス2Rには７個の圧力センサSR₁〜SR₇が組み込まれてい
る。これらの各圧力センサSR₁〜SR₇は、ケース2Rに突没
自在に設けられた押しボタンと、この押ボタンを介して
加えられる押圧力に応じて固有抵抗値が変化する圧電素
子とから各々構成されている。

ここで、圧力センサSR₁〜SR₇の配置について説明す
る。圧力センサSR₁〜SR₇は、グリップ1Rを右手で握った
場合に、その５本の指先によって容易に押圧可能な位置
に各々配置されており、圧力センサSR₁,SR₂は親指で押
圧可能な位置に横方向に並べて配置され、圧力センサSR
₃,SR₄は人差し指で押圧可能な位置に縦方向に並べて配
置され、さらに、圧力センサSR₅,SR₆,SR₇は中指、薬
指、小指によって各々押圧可能な位置に縦方向に並べて
配置されている。このような配置としたことにより、片
手の５本指で、７個の圧力センサSR₁〜SR₇を無理なく操
作することができる。

そして、各圧力センサSR₁〜SR₇が指先よって押し込ま
れると、内部の圧電素子に押圧力が作用して、その抵抗
値が変化するようになっている。これらの各圧力センサ
SR₁〜SR₇は、ケーブル3Rおよびコネクタ4Rを介して、第
３図に示すように、演奏者の腰に装着されたベルト型の
本体（楽音制御データ発生手段）５に接続される。この
ベルト型の本体５の外観構成を第４図に示す。

次に、第１図において、各圧電素子SR₁〜SR₇の一端は
共通接続され、ケーブル3Rを介して本体５に導かれた上
で接地されている。一方、各圧力センサSR₁〜SR₇の他端
はケーブル3Rを介して本体５に導かれ、プルアップ抵抗
ｒによって各々プルアップされると共に、キーオン／タ
ッチ検出回路6R₁〜6R₇に各々接続されている。

キーオン／タッチ検出回路6R₁〜6R₇は、各圧力センサ
SR₁〜SR₇から各々供給される検出電圧に基づいて、キー
オン信号KON、イニシャルタッチデータITD、およびアフ
タータッチデータAFDを出力する回路である。ここで、
キーオン信号KONは、各圧力センサSR₁〜SR₇に対する押
圧力が所定の強さ以上となった時点で出力され、また、
イニシャルタッチデータITDは、各圧力センサSR₁〜SR₇
の押し始めのタッチ、すなわち押された瞬間における押
圧力の変化速度に対応して得られるデータであり、さら
に、アフタータッチデータATDは、各圧力センサSR₁〜SR
₇の押し終わりまでの押圧力の連続的な変化に対応した
データである。

キーオン／タッチ検出回路6R₁〜6R₇は、A/Dコンバー
タ７、比較回路８、遅延回路８、遅延回路９、アンドゲ
ート10、およびレジスタ11によって構成されている。A/
Dコンバータ７は、各圧力センサSR₁〜SR₇から各々供給
される検出電圧を所定ビットのデジタルの検出電圧デー
タVDに変換するものであり、これにより得られた検出電
圧データVDをアフタータッチデータAFDとして出力す
る。比較回路８は、A/Dコンバータ７から出力される検
出電圧データVDと基準電圧データVrefとを比較し、VD＞
Vrefとなった場合に、その出力を“H"レベルとする。比
較回路８の出力は、アンドゲート10の一方の入力端に供
給されると共に、遅延回路９を介して所定時間Ｔだけ遅
延された後、アンドゲート10の他方の入力端に供給され
る。したがって、VD＞Vrefとなってから所定時間Ｔが経
過した時点で、アンドゲート10の出力が“H"レベルとな
り、この“H"レベルの出力がキーオン信号KONとして出
力される。また、遅延回路９の出力はレジスタ11のロー
ド端子Ｌにも供給されており、このレジスタ11は、遅延
回路９の出力が“H"レベルに立ち上がった時点で、A/D
コンバータ７から出力される検出電圧データVDをラッチ
し、このラッチしたデータをイニシャルタッチデータIT
Dとして出力する。

ここで、VD＞Vrefとなってから所定時間Ｔが経過した
時点で、レジスタ11によってラッチされたデータが、イ
ニシャルタッチデータITDとなる理由について、第５図
を参照して説明する。

第５図は、圧力センサSR₁〜SR₇の圧電素子に加えられ
る押圧力と、その抵抗値との関係を示すグラフである。
この図において、押圧力がP₀となった時点で、抵抗値が
Rrefとなり、上述した検出電圧VDが基準電圧Vrefと等し
くなるものとする。そして、比較的弱いタッチで押圧力
が加えられた場合、すなわち押圧力の変化速度が遅い場
合、所定時間Ｔが経過した時点において、押圧力はP₁と
なり、抵抗値はRinit₁となる。逆に、比較的強いタッチ
で押圧力が加えられた場合、すなわち押圧力の変化速度
が速い場合、所定時間Ｔが経過した時点において、押圧
力はP₂（＞P₁）となり、抵抗値はRinit₂（＜Rinit₁）と
なる。このように、押圧力がP₀を超えてから所定時間Ｔ
が経過した時点における圧電素子の抵抗値は、タッチの
強弱の度合に応じて決まり、タッチが強ければ抵抗値は
Rinit₂となり、タッチが弱ければ抵抗値はRinit₁とな
る。そして、A/Dコンバータ７から出力される検出電圧
データVDは、各圧力センサSR₁〜SR₇内の圧電素子の抵抗
値に対応しているので、この検出電圧データVDをレジス
タ11でラッチすることにより、イニシャルタッチデータ
ITDが得られる。

上述した構成のキーオン／タッチ検出回路6R₁〜6R
₇は、右手用のグリップ1Rの各圧力センサSR₁〜SR₇に対
応して各々設けられているが、これらと全く同様の構成
のキーオン／タッチ検出回路6L₁〜6L₇が、左手用のグリ
ップ1Lの各圧力センサSL₁〜SL₇に対応して各々設けられ
ている。これらの、キーオン／タッチ検出回路6R₁〜6
R₇,6L₁〜6L₇から各々出力されるキーオン信号KON、イニ
シャルタッチデータITD、およびアフタータッチデータA
TDは、マルチプレクサ12へ供給される。

マルチプレクサ12は、そのセレクト端子に供給される
チャンネル・セレクト信号CSに基づいて、キーオン／タ
ッチ検出回路6R₁〜6R₇,6L₁〜6L₇から各々出力されるキ
ーオン信号KONとイニシャルタッチデータITDとアフター
タッチデータATDとから成るデータのいずれか一組を択
一選択して出力する。また、14はCPU（中央処理装
置）、16はCPU14で用いられるプログラムが記憶されたR
OM（リードオンリメモリ）、17はワークエリアとして用
いられるRAM（ランダムアクセスメモリ）である。CPU14
は、マルチプレクサ12に供給するチャンネル・セレクト
信号CSを順次変化させ、キーオン／タッチ検出回路6R₁
〜6R₇,6L₁〜6L₇の出力データを高速でスキャンし、これ
により得られたキーオン信号KON、イニシャルタッチデ
ータITD、およびアフタータッチデータATDを逐次RAM17
へ転送し、この転送したデータに基づいて、音高を指定
するためのキーコードデータKCと、音量を指定するため
の音量データVOLと、音色を指定するための音色指定デ
ータTDとを作成する。なお、上記キーオン信号KONと、
キーコードデータKCと、音量データVOLと、音色指定デ
ータTDをまとめて楽音制御データMCDと呼ぶ。

また、18は操作部であり、プッシュスイッチ（第４図
参照）と、操作されたプッシュスイッチの出力をコード
化してCPU14へ出力するコーダとから構成されている。1
9はLCD（液晶）表示器（第４図参照）、20はCPU14から
供給される楽音制御データMCDを搬送波に乗せ、アンテ
ナ20aから発信するトラッスミッタ、21はCPU14から供給
される楽音制御データMCDをミディ（MIDI;Musical Inst
rument Digital Interface）規格のデータに変換し、出
力端子21aを介して外部へ出力するミディ回路である。

次に、上述した構成による楽音発生制御装置の動作に
ついて説明する。

まず、演奏を行う場合、演奏者は第３図に示すように
ベルト型の本体５を腰に装着し、グリップ1R,1Lから延
びているケーブル3R,3Lの先端のコネクタ4R,4Lを本体５
のコネクタ5R,5L（第４図参照）に接続し、さらに、有
線によって楽音発生装置を駆動する場合は、出力端子21
aと楽音発生装置との間を接続ケーブルによって接続す
る。そして、腰に装着した本体５と、楽音発生装置の電
源をオンとする。次いで、操作部18のプッシュスイッチ
を操作して、有線／無線の別（楽音発生装置へのデータ
伝送方法）を指定し、また、グリップ1R,1Lの各圧力セ
ンサSR₁〜SR₇,SL₁〜SL₇に対する機能割り当てを行う。

ここでは、第６図に示すように、右手用のグリップ1R
内の圧力センサSR₁〜SR₄の出力に基づいて、第１オクタ
ーブ〜第４オクターブが指定され、圧力センサSR₅〜SR₇
の出力（“1"がキーオン、“0"がキーオフを示す）の組
み合わせに基づいて、音階Cⁿ,Dⁿ……,Bⁿ,Cⁿ⁺¹が指定さ
れ、また、左手用のグリップ1L内の圧力センサSL₁〜SL₄
の出力に基づいて、キーオンおよびタッチの強弱が指定
され、圧力センサSL₅〜SL₇の出力に基づいて音色が指定
されるように、各圧力センサの機能を割り当てるものと
する。

次いで、演奏者は、グリップ1Rを右手で、グリップ1L
を左手で握り、操作部18のスタートを指示するプッシュ
スイッチを操作し、演奏を開始する。以降、CPU14は、
キーオン／タッチ検出回路6R₁〜6R₇,6L₁〜6L₇から得ら
れるキーオン信号KON、イニシャルタッチデータITD、お
よびアフタータッチデータATDを逐次RAM58へ転送し、こ
の転送したデータに基づいて、楽音制御データMCDを作
成し、作成した楽音制御データMCDをミディ回路21へ出
力する。ミディ回路21は供給された楽音制御データMCD
をミディ規格のデータに変換して出力端子21aへ供給
し、この出力端子21aから出力されたデータは、接続ケ
ーブルを介して外部の楽音発生装置へ供給される。これ
により楽音発生装置において、供給されたミディ規格の
データに基づく楽音が形成され、そのスピーカから楽音
として発せられる。

この場合、グリップ1R,1Lの各圧力センサSR₁〜SR₇,SL
₁〜SL₇には、第６図に示すように各機能が割り当てられ
ているので、例えば、右手親指で圧力センサSR₁を押し
て“第１オクターブ”を指定し、右手中指で圧力センサ
SR₅を押して音階“Gⁿ"を指定し、左手小指で圧力センサ
SL₇を押して“フルート”を指定し、さらに、この状態
で、左手親指で圧力センサSL₁を押すと、その押し具合
（強弱）に対応したタッチで、かつ、フルートの音色
で、音階G¹の楽音が楽音発生装置から発せられる。続け
て、左手人差し指で圧力センサSL₃を押すと、その押し
具合に対応したタッチで、音階G¹よりも半音高い楽音が
発せされ、また、左手人差し指で圧力センサSL₄を押す
と、それに対応したタッチで、音階G¹よりも半音低い楽
音が発せられる。

この場合、CPU14は、オクターブ指定のための圧力セ
ンサSR₁〜SR₄や、音色指定のための圧力センサSL₅〜SL₇
が押された場合、これらが押されている期間中、その指
定を有効と判断する。なお、圧力センサSR₁〜SR₄および
SL₅〜SL₇一度押されると、この指定が保持されるように
してもよく、また、第７図に示すように、左手用のグリ
ップ1L内の圧力センサSL₅〜SL₇の出力に基づいて、音量
の大小、ビブラートの強弱、ワウワウの有無等、各種効
果が指定されるように各機能を割り当ててもよく、これ
らは、操作部18のプッシュスイッチを操作することによ
って、演奏者が任意に設定できるようになっている。

ここで、楽音発生装置への伝送方法として“無線”が
選択された場合は、楽音制御データMCDがトランスミッ
タ20へ供給される。また、LCD表示器19には、操作部18
の操作内容等が表示される。

上述した一実施例によれば、比較的繊細に動かすこと
が可能な親指と人差し指によって４個の圧力センサSR₁
〜SR₄（SL₁〜SL₄）を２個づつ操作し、残りの中指と薬
指と小指によって圧力センサSR₅〜SR₇（SL₅〜SL₇）を１
個づつ操作できるように各圧力センサの配置を決定した
ので、両手10本の指で、合計14個の圧力センサSR₁〜S
R₇,SL₁〜SL₇を無理なく操作することができる。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明による楽音発生制御装
置は、演奏者の動作や、片手で把持し得る部材を握った
手の各指先の押圧力により、音高の指定や、指定した音
高に対する所定ピッチ分の上げ下げおよび発音タイミン
グを制御することができるので、従来の演奏形態のよう
に演奏者の体の動きが楽器等に拘束されることなく、手
足を自由に動かしながら多彩な楽音により演奏すること
ができる。したがって、従来の電子楽器では到底不可能
であった全く新規の演奏方法により楽曲を演奏すること
ができ、かつ、演奏形態及び発音態様が多彩になるばか
りでなく、指定した音高に対する所定ピッチ分（例えば
半音）の上げ下げが容易となり、シャープやフラットを
伴う楽音の演奏を容易に行うことができるという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の全体構成を示すブロック
図、第２図は同実施例のグリップ1Rと1Lの外観構成を示
す斜視図、第３図は同実施例の使用例を示す正面図、第
４図は同実施例のベルト型の本体の外観構成を示す斜視
図、第５図は同実施例において用いられる圧電素子の特
性を示すグラフ、第６図は同実施例における各圧力セン
サSR₁〜SR₇,SL₁〜SL₇に対する機能割り当て例を示す
図、第７図は機能割り当ての変形例を示す図である。 1R……右手用のグリップ、 1L……左手用のグリップ、 SR₁〜SR₇……圧力センサ（押圧力検出手段）、 SL₁〜SL₇……圧力センサ（押圧力検出手段）、 2R,2L……ケース（部材）、 2Ra,2La……曲面、 2Rb,2Lb……係止部、 ５……本体（楽音制御データ発生手段）。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】片手で把持し得る形状を有し、指先によっ
   て加えられる押圧力を検出して、該検出した押圧力に対
   応する信号を出力する押圧力検出素子を複数組み込んだ
   押圧力検出手段と、 演奏者の複数の部位の動作をそれぞれ検出し、検出した
   動作に応じた信号を各々出力する複数の検出手段を有す
   る動作検出手段と、 前記動作検出手段の各検出手段が出力する信号の組合せ
   に基づいて楽音の音高を指定する音高指定手段と、 前記押圧力検出手段の少なくとも一部の押圧力検出素子
   が出力する信号に基づいて、前記音高指定手段が指定す
   る音高に対して所定ピッチ分の増減および発音タイミン
   グを制御する発音制御手段と、 前記高音指定手段が指定する音高、前記発音制御手段が
   制御する所定ピッチ分の増減および発音タイミングに基
   づいて楽音発生装置を制御するための楽音制御データを
   発生する楽音制御データ発生手段と、 を具備することを特徴とする楽音発生制御装置。