JP2906861B2 - 電子楽器用操作装置 - Google Patents
電子楽器用操作装置Info
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- JP2906861B2 JP2906861B2 JP4255623A JP25562392A JP2906861B2 JP 2906861 B2 JP2906861 B2 JP 2906861B2 JP 4255623 A JP4255623 A JP 4255623A JP 25562392 A JP25562392 A JP 25562392A JP 2906861 B2 JP2906861 B2 JP 2906861B2
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- Japan
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子楽器用操作装置に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】自然楽器としてのピアノの鍵盤は、ハン
マ駆動方式である。この鍵盤のタッチを電子楽器の操作
子で再現するため、操作子の押下時のタッチ（イニシャ
ルタッチ）を検出して楽音を制御すること、操作子を押
している状態で、更に操作子を強く／深く押す等のタッ
チ（アフタタッチ）を検出して楽音制御を行なうこと等
が行なわれている。
マ駆動方式である。この鍵盤のタッチを電子楽器の操作
子で再現するため、操作子の押下時のタッチ（イニシャ
ルタッチ）を検出して楽音を制御すること、操作子を押
している状態で、更に操作子を強く／深く押す等のタッ
チ（アフタタッチ）を検出して楽音制御を行なうこと等
が行なわれている。
【０００３】この操作子のイニシャルタッチの検出は、
たとえば操作子の下方に設けられた２メイクスイッチに
より押下速度を検出することにより行なわれる。また、
アフタタッチの検出は、たとえば操作子の下方回転を規
制するストッパ上に設けた圧力センサにより検出してい
る。
たとえば操作子の下方に設けられた２メイクスイッチに
より押下速度を検出することにより行なわれる。また、
アフタタッチの検出は、たとえば操作子の下方回転を規
制するストッパ上に設けた圧力センサにより検出してい
る。
【０００４】この場合、イニシャルタッチを検出した
後、アフタタッチを検出するまでの間、演奏者により操
作子に与えられる力等の演奏表現は楽音形成に用いられ
ていない。
後、アフタタッチを検出するまでの間、演奏者により操
作子に与えられる力等の演奏表現は楽音形成に用いられ
ていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】特に擦弦楽器等から発
生する持続音に関して、演奏者の表現をより細かに楽音
形成に用いるためには、たとえば、操作子の上下方向の
押下位置を検出する方法により、押鍵の全行程を検出可
能とすることが好ましい。
生する持続音に関して、演奏者の表現をより細かに楽音
形成に用いるためには、たとえば、操作子の上下方向の
押下位置を検出する方法により、押鍵の全行程を検出可
能とすることが好ましい。
【０００６】本発明の目的は、演奏操作の力そのものに
よって楽音を制御することにある。
よって楽音を制御することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による電子楽器用
操作装置は、 弾性変形可能な材料から形成され、一端
付近が回転可能に支持され、他端が自由端である所定長
さの操作部材と、一部が前記操作部材に当接可能であ
り、前記操作部材にタッチ感触を付与するために前記操
作部材の操作に応じて変位する質量部材と、前記操作部
材上において、前記質量部材が当接する位置より自由端
側に設けられ、かつ該操作部材の長手方向の異なった２
個所に設けられ、操作部材の歪量に比例する信号を発生
するセンサと、上記２つのセンサの信号の差分を求め、
該差分に応じて楽音を制御する制御信号を発生する楽音
制御手段と、を備えることを特徴とする。
操作装置は、 弾性変形可能な材料から形成され、一端
付近が回転可能に支持され、他端が自由端である所定長
さの操作部材と、一部が前記操作部材に当接可能であ
り、前記操作部材にタッチ感触を付与するために前記操
作部材の操作に応じて変位する質量部材と、前記操作部
材上において、前記質量部材が当接する位置より自由端
側に設けられ、かつ該操作部材の長手方向の異なった２
個所に設けられ、操作部材の歪量に比例する信号を発生
するセンサと、上記２つのセンサの信号の差分を求め、
該差分に応じて楽音を制御する制御信号を発生する楽音
制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
【作用】演奏者が指で操作部材を押圧すると、各センサ
が歪む。このセンサの出力から、各センサの受けたモー
メントＭ1 ，Ｍ2 を知ることができる。
が歪む。このセンサの出力から、各センサの受けたモー
メントＭ1 ，Ｍ2 を知ることができる。
【０００９】また、操作部材の受ける力Ｆ、モーメント
Ｍ1 ，Ｍ2 の釣合条件から、力Ｆは、演奏者の押圧した
操作部材上の位置とは無関係に、（Ｍ2 −Ｍ1 ）と比例
することが分る。
Ｍ1 ，Ｍ2 の釣合条件から、力Ｆは、演奏者の押圧した
操作部材上の位置とは無関係に、（Ｍ2 −Ｍ1 ）と比例
することが分る。
【００１０】このように、２つのセンサを用いることに
より、押圧位置に依存せずに操作部材の受ける押圧力を
得ることができる。したがって、楽音制御手段により、
各センサの信号の差分に応じて楽音を制御すると、常に
正確な押圧力に応じた楽音制御を行なうことができる。
より、押圧位置に依存せずに操作部材の受ける押圧力を
得ることができる。したがって、楽音制御手段により、
各センサの信号の差分に応じて楽音を制御すると、常に
正確な押圧力に応じた楽音制御を行なうことができる。
【００１１】演奏者が電子楽器用操作装置の鍵盤型操作
子へ加えた力を検出し、その力に応じた楽音制御を行な
うことにより、感覚にマッチした楽音発生を実現するこ
とができる。
子へ加えた力を検出し、その力に応じた楽音制御を行な
うことにより、感覚にマッチした楽音発生を実現するこ
とができる。
【００１２】この目的のため、操作部材へ歪みゲージを
貼り付け、この歪みゲージの発生する信号を楽音信号発
生手段へ入力して楽音信号を発生させることが可能であ
る。この場合、歪みゲージの出力を操作子へ加えられた
力に対応させて楽音信号を発生させる。
貼り付け、この歪みゲージの発生する信号を楽音信号発
生手段へ入力して楽音信号を発生させることが可能であ
る。この場合、歪みゲージの出力を操作子へ加えられた
力に対応させて楽音信号を発生させる。
【００１３】参考技術として図４に、このような歪みゲ
ージを貼り付けた操作部材の例を模式的に示す。図にお
いて、操作体２は支点４を中心として回転可能とされた
操作部材３と、支点１０を中心として回転可能とされ、
常態においては右端が操作部材３と当接する質量体８と
を有する。操作部材３の上面には抵抗線歪みゲージＧが
貼り付けられている。
ージを貼り付けた操作部材の例を模式的に示す。図にお
いて、操作体２は支点４を中心として回転可能とされた
操作部材３と、支点１０を中心として回転可能とされ、
常態においては右端が操作部材３と当接する質量体８と
を有する。操作部材３の上面には抵抗線歪みゲージＧが
貼り付けられている。
【００１４】外力が作用しないとき、質量体８は自重で
左下がりとなり、右端が操作部材３を持ち上げる。演奏
者が力Ｆで操作部材３を押すと、操作部材３には歪みが
生じ、また、応力および曲げモーメントが発生する。こ
の歪みにより、歪みゲージＧの抵抗が変化する。
左下がりとなり、右端が操作部材３を持ち上げる。演奏
者が力Ｆで操作部材３を押すと、操作部材３には歪みが
生じ、また、応力および曲げモーメントが発生する。こ
の歪みにより、歪みゲージＧの抵抗が変化する。
【００１５】一般的に曲げモーメントＭは断面係数ｚ×
応力σに比例し、歪みゲージＧの抵抗変化△Ｒと応力σ
とは比例する。すなわち、 Ｍ＝ｚ×σ σ＝ｋ×△Ｒ ただし、ｋは定数である。
応力σに比例し、歪みゲージＧの抵抗変化△Ｒと応力σ
とは比例する。すなわち、 Ｍ＝ｚ×σ σ＝ｋ×△Ｒ ただし、ｋは定数である。
【００１６】したがって、歪みゲージＧが受ける曲げモ
ーメントをＭとすると、この曲げモーメントは歪みゲー
ジＧの抵抗変化△Ｒから次のように求めることができ
る。 Ｍ＝ｚ×ｋ×△Ｒ・・・式１ ただし、ｚは歪みゲージＧの設けられている点における
操作部材３の材料の断面係数、ｋは定数である。
ーメントをＭとすると、この曲げモーメントは歪みゲー
ジＧの抵抗変化△Ｒから次のように求めることができ
る。 Ｍ＝ｚ×ｋ×△Ｒ・・・式１ ただし、ｚは歪みゲージＧの設けられている点における
操作部材３の材料の断面係数、ｋは定数である。
【００１７】ところで、操作部材３上の演奏者の指の位
置と歪みゲージＧ間の距離をｘとすると、力の釣合条件
より、Ｍ＝Ｆ×ｘとなる。このように、同一の力Ｆで操
作部材３を押しても、長手方向の押す位置ｘによって、
モーメントＭの大きさが異なってしまう。式１より、歪
みゲージの抵抗変化△ＲとモーメントＭとは比例するの
で、上述の従来例の電子楽器用操作装置の場合、同一の
力Ｆで押しても、押す位置によって発生する楽音信号が
異なることとなる。
置と歪みゲージＧ間の距離をｘとすると、力の釣合条件
より、Ｍ＝Ｆ×ｘとなる。このように、同一の力Ｆで操
作部材３を押しても、長手方向の押す位置ｘによって、
モーメントＭの大きさが異なってしまう。式１より、歪
みゲージの抵抗変化△ＲとモーメントＭとは比例するの
で、上述の従来例の電子楽器用操作装置の場合、同一の
力Ｆで押しても、押す位置によって発生する楽音信号が
異なることとなる。
【００１８】したがって、操作体を押す位置に依存せず
にその力を検出可能とすることが望まれる。
にその力を検出可能とすることが望まれる。
【００１９】
【実施例】図１は本発明の電子楽器用操作装置の一実施
例を示す図である。図において、電子楽器用操作装置
は、支持フレーム１に取付けられた回転支点４を中心と
して回転可能な操作部材３と、同じく支持フレーム１に
取付けられた支点１０を中心として回転可能な質量体８
とを有する。常態においては質量体８の右端が操作部材
３と当接している。
例を示す図である。図において、電子楽器用操作装置
は、支持フレーム１に取付けられた回転支点４を中心と
して回転可能な操作部材３と、同じく支持フレーム１に
取付けられた支点１０を中心として回転可能な質量体８
とを有する。常態においては質量体８の右端が操作部材
３と当接している。
【００２０】操作部材３は、弾性変形可能な材料から形
成される。この質量体８は、演奏者が操作部材３を押し
た時のタッチ感触に質感を与えて、自然楽器のピアノの
キーのタッチ感触に近付けるためのものである。
成される。この質量体８は、演奏者が操作部材３を押し
た時のタッチ感触に質感を与えて、自然楽器のピアノの
キーのタッチ感触に近付けるためのものである。
【００２１】支持フレーム１の左端には第１のストッパ
１２および第２のストッパ１４が設けられている。操作
部材３は左端をコの字状に切り欠いて上当接面１６およ
び下当接面１８とを形成されている。上当接面１６は第
１のストッパ１２と当接することにより操作部材３の下
方回転量を制限し、下当接面１８は第２のストッパ１４
と当接することにより、操作部材３の上方回転量を制限
している。
１２および第２のストッパ１４が設けられている。操作
部材３は左端をコの字状に切り欠いて上当接面１６およ
び下当接面１８とを形成されている。上当接面１６は第
１のストッパ１２と当接することにより操作部材３の下
方回転量を制限し、下当接面１８は第２のストッパ１４
と当接することにより、操作部材３の上方回転量を制限
している。
【００２２】操作部材３上には、該操作部材３と質量体
８との当接点の左方に、２個の抵抗線歪みゲージＧ1 ，
Ｇ2 が長手方向に間隔をおいて貼り付けられている。図
２は図１に示した実施例の模式図である。
８との当接点の左方に、２個の抵抗線歪みゲージＧ1 ，
Ｇ2 が長手方向に間隔をおいて貼り付けられている。図
２は図１に示した実施例の模式図である。
【００２３】モーメントの釣合条件より、各歪みゲージ
Ｇ1 ，Ｇ2 が受けるモーメントＭ1，Ｍ2 は、 Ｍ1 ＝Ｆ×ｘ・・・式２ Ｍ2 ＝Ｆ（ｘ＋ａ）・・・式３ と表される。
Ｇ1 ，Ｇ2 が受けるモーメントＭ1，Ｍ2 は、 Ｍ1 ＝Ｆ×ｘ・・・式２ Ｍ2 ＝Ｆ（ｘ＋ａ）・・・式３ と表される。
【００２４】式２、３を連立して、右辺、左辺をそれぞ
れ引くと、 Ｍ2 −Ｍ1 ＝Ｆ×ａ・・・式４ Ｆ＝（Ｍ2 −Ｍ1 ）（１／ａ）・・・式５ が得られる。
れ引くと、 Ｍ2 −Ｍ1 ＝Ｆ×ａ・・・式４ Ｆ＝（Ｍ2 −Ｍ1 ）（１／ａ）・・・式５ が得られる。
【００２５】また、前述の式１より、モーメントＭ1 ，
Ｍ2 は、 Ｍ1 ＝ｚ1 ×ｋ1 ×△Ｒ1 ・・・式６ Ｍ2 ＝ｚ2 ×ｋ2 ×△Ｒ2 ・・・式７ と表される。
Ｍ2 は、 Ｍ1 ＝ｚ1 ×ｋ1 ×△Ｒ1 ・・・式６ Ｍ2 ＝ｚ2 ×ｋ2 ×△Ｒ2 ・・・式７ と表される。
【００２６】ただし、ｚ1 ，ｚ2 は歪みゲージＧ1 ，Ｇ
2 の設けられている点における操作部材３の材料の断面
係数、△Ｒ1 ，△Ｒ2 は歪みゲージＧ1 ，Ｇ2 の抵抗変
化ｋ1 ，ｋ2 は定数である。
2 の設けられている点における操作部材３の材料の断面
係数、△Ｒ1 ，△Ｒ2 は歪みゲージＧ1 ，Ｇ2 の抵抗変
化ｋ1 ，ｋ2 は定数である。
【００２７】式５〜式７より Ｆ＝（ｚ2 ×ｋ2 ×△Ｒ2 −ｚ1 ×ｋ1 ×△Ｒ1 ）（１／ａ）・・・式８ が得られる。
【００２８】歪みゲージＧ1 ，Ｇ2 として、特性が同一
のものを用いると、ｋ1 ＝ｋ2 、断面形状を同一とする
と、ｚ1 ＝ｚ2 とおける。したがって、ｚ1 ×ｋ1 ＝ｚ
2 ×ｋ2 ＝ｃとおくことができる。この場合、式８は、 Ｆ＝ｃ×（△Ｒ2 −△Ｒ1 ）（１／ａ）・・・式９ となる。
のものを用いると、ｋ1 ＝ｋ2 、断面形状を同一とする
と、ｚ1 ＝ｚ2 とおける。したがって、ｚ1 ×ｋ1 ＝ｚ
2 ×ｋ2 ＝ｃとおくことができる。この場合、式８は、 Ｆ＝ｃ×（△Ｒ2 −△Ｒ1 ）（１／ａ）・・・式９ となる。
【００２９】したがって、歪みゲージＧ1 ，Ｇ2の出力
△Ｒ1 ，△Ｒ2 を得ることにより、ｘに依存しないＦを
求めることができる。なお、図中Ｐは操作部材３が質量
体８から受ける反力である。
△Ｒ1 ，△Ｒ2 を得ることにより、ｘに依存しないＦを
求めることができる。なお、図中Ｐは操作部材３が質量
体８から受ける反力である。
【００３０】図３はＦを表す信号を求めるための差動増
幅器（楽音制御手段）を示す図である。図において、差
動増幅器２０は並列回路２２とオペアンプ２４から構成
される。並列回路２２は抵抗ｒ1 と歪みゲージＧ1 との
直列接続および抵抗ｒ2 と歪みゲージＧ2 との直列接続
によりより構成されている。歪みゲージＧ1 と抵抗ｒ1
間および歪みゲージＧ2 と抵抗ｒ2 間がそれぞれオペア
ンプ２４の負端子および正端子へ接続され、全体として
ブリッジ回路を構成している。
幅器（楽音制御手段）を示す図である。図において、差
動増幅器２０は並列回路２２とオペアンプ２４から構成
される。並列回路２２は抵抗ｒ1 と歪みゲージＧ1 との
直列接続および抵抗ｒ2 と歪みゲージＧ2 との直列接続
によりより構成されている。歪みゲージＧ1 と抵抗ｒ1
間および歪みゲージＧ2 と抵抗ｒ2 間がそれぞれオペア
ンプ２４の負端子および正端子へ接続され、全体として
ブリッジ回路を構成している。
【００３１】オペアンプ２４の出力が差動増幅器２０の
出力となる。この出力は、（△Ｒ2−△Ｒ1 ）であり、
式９より、これをｃ／ａ倍することによりＦが得られ
る。したがって本実施例を用いると、非常に簡単な構成
により、操作体を押す位置に依存せずにその力を検出可
能である。
出力となる。この出力は、（△Ｒ2−△Ｒ1 ）であり、
式９より、これをｃ／ａ倍することによりＦが得られ
る。したがって本実施例を用いると、非常に簡単な構成
により、操作体を押す位置に依存せずにその力を検出可
能である。
【００３２】差動増幅器２０からの信号は、図示しない
楽音信号発生手段へ入力され、該楽音発生手段で発生し
た楽音は、アンプおよびマイクを介して出力される。な
お、力Ｆを求める手段（楽音制御手段）は上述のように
差動増幅器を用いる場合に限らず、マイクロコンピュー
タを利用することもできる。この場合、各歪みゲージＧ
1 ，Ｇ2 の出力をＡ／Ｄ変換し、マイクロコンピュータ
へ入力して演算処理によりＦを求めることもできる。
楽音信号発生手段へ入力され、該楽音発生手段で発生し
た楽音は、アンプおよびマイクを介して出力される。な
お、力Ｆを求める手段（楽音制御手段）は上述のように
差動増幅器を用いる場合に限らず、マイクロコンピュー
タを利用することもできる。この場合、各歪みゲージＧ
1 ，Ｇ2 の出力をＡ／Ｄ変換し、マイクロコンピュータ
へ入力して演算処理によりＦを求めることもできる。
【００３３】以上、本発明を図面に示した実施例に基づ
いて説明したが、本発明はこの実施例には限定されず、
例えば、図５に示すように、操作部材の上下に各々歪み
ゲージを設けて、ノイズ対策を行なう等、種々変形可能
である。
いて説明したが、本発明はこの実施例には限定されず、
例えば、図５に示すように、操作部材の上下に各々歪み
ゲージを設けて、ノイズ対策を行なう等、種々変形可能
である。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、演奏操作の力そのもの
によって楽音を制御することができる電子楽器用操作装
置が提供される。
によって楽音を制御することができる電子楽器用操作装
置が提供される。
【００３５】また、本発明によれば、操作体を押す位置
に依存せずにその力を検出可能な電子楽器用操作装置を
提供することができる。また、質量部材を設けることに
より、演奏者が操作部材を操作した時のタッチ感触に質
感を与えて、自然楽器のピアノのキーのタッチ感触に近
付けることができる。
に依存せずにその力を検出可能な電子楽器用操作装置を
提供することができる。また、質量部材を設けることに
より、演奏者が操作部材を操作した時のタッチ感触に質
感を与えて、自然楽器のピアノのキーのタッチ感触に近
付けることができる。
【図１】 本発明の電子楽器用操作装置の一実施例を示
す図である。
す図である。
【図２】 図１に示した実施例の模式図である。
【図３】 Ｆを求めるための差動増幅器を示す図であ
る。
る。
【図４】 従来例の電子楽器用操作装置の模式図であ
る。
る。
【図５】 本発明の電子楽器用操作装置の他の実施例を
示す図である。
示す図である。
Ｇ，Ｇ1 〜Ｇ4 歪みゲージ １ 支持フレーム
３ 操作部材 ４ 回転支点 ８ 質量体 １０
支点 １２ 第１のストッパ １４ 第２のストッ
パ １６ 上当接面 １８ 下当接面 ２０ 差
動増幅器（楽音制御手段） ２２ 並列回路 ２４
オペアンプ
３ 操作部材 ４ 回転支点 ８ 質量体 １０
支点 １２ 第１のストッパ １４ 第２のストッ
パ １６ 上当接面 １８ 下当接面 ２０ 差
動増幅器（楽音制御手段） ２２ 並列回路 ２４
オペアンプ
Claims (1)
- 【請求項１】 弾性変形可能な材料から形成され、一端
付近が回転可能に支持され、他端が自由端である所定長
さの操作部材と、 一部が前記操作部材に当接可能であり、前記操作部材に
タッチ感触を付与するために前記操作部材の操作に応じ
て変位する質量部材と、 前記操作部材上において、前記質量部材が当接する位置
より自由端側に設けられ、かつ該操作部材の長手方向の
異なった２個所に設けられ、操作部材の歪量に比例する
信号を発生するセンサと、 上記２つのセンサの信号の差分を求め、該差分に応じて
楽音を制御する制御信号を発生する楽音制御手段と、 を備えることを特徴とする、電子楽器用操作装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4255623A JP2906861B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 電子楽器用操作装置 |
| US08/113,720 US5571982A (en) | 1992-08-31 | 1993-08-27 | Keyboard for electronic musical instrument |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4255623A JP2906861B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 電子楽器用操作装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0683351A JPH0683351A (ja) | 1994-03-25 |
| JP2906861B2 true JP2906861B2 (ja) | 1999-06-21 |
Family
ID=17281327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4255623A Expired - Fee Related JP2906861B2 (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 電子楽器用操作装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2906861B2 (ja) |
-
1992
- 1992-08-31 JP JP4255623A patent/JP2906861B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0683351A (ja) | 1994-03-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990302 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313532 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090402 Year of fee payment: 10 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |