JP2930160B2 - 鍵盤装置および制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電子楽器の鍵盤装置に
関し、特に押鍵動作時の楽音制御手段に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子楽器の鍵盤装置においては、
各鍵の下側に鍵スイッチを設け、押鍵動作時にキーオン
信号を発するとともに、押鍵ストロークの終端近傍に感
圧センサを設け押鍵後のアフタータッチ領域での楽音制
御を行っていた。例えばビブラートを付与する場合に
は、押鍵ストローク終了後に鍵を細かく揺らし、この揺
動運動による押圧力の変化を感圧センサで検出して楽音
を制御し周波数変調を行って音高を規則的に変化させて
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
鍵盤装置においては、押鍵ストローク終了後のアフター
タッチ領域に入ってからのみビブラート等の楽音制御を
行なっていたため、演奏の操作性の点で問題がありまた
制御範囲が狭くなり演奏表現力が充分発揮できなかっ
た。

【０００４】この発明は、上記従来技術の欠点に鑑みな
されたものであって、広い範囲で楽音パラメータの制御
を可能とし、演奏表現力の向上を図った電子楽器の鍵盤
装置の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、この発明では、鍵フレームに揺動自在に支持された
鍵と、該鍵フレームに固定され押鍵時に前記鍵をガイド
する鍵ガイド部とを有する鍵盤装置において、前記鍵ガ
イド部のガイド面にこのガイド面に対し直角方向の圧力
を検出する圧力センサーを設け、この圧力センサーは、
前記ガイド面の押鍵方向に沿って設けた一対の帯状電極
と、この電極間を接続して前記ガイド面の押鍵方向に沿
って設けた感圧ゴムまたは感圧インクとからなることを
特徴とする鍵盤装置を提供する。好ましい構成例では、
前記鍵ガイド部のガイド面は、テーパ状に形成されたこ
とを特徴としている。

【０００６】またこの発明における鍵盤装置の制御方法
においては、押鍵ストロークの途中で該鍵の押鍵方向と
直角方向に作用する力を圧力センサーによって検出し、
この圧力センサーは、前記鍵を押鍵方向にガイドするガ
イド面の押鍵方向に沿って設けた一対の帯状電極と、こ
の電極間を接続して前記ガイド面の押鍵方向に沿って設
けた感圧ゴムまたは感圧インクとからなり、この検出値
に基づいて楽音を制御する。

【０００７】

【作用】押鍵ストロークの途中で鍵を押鍵方向と直角方
向に横揺れさせ、鍵ガイド部のガイド面を押圧する。こ
の押圧力を検出して楽音を制御する。ここで、押鍵スト
ローク中の早い時点でキーオン信号を出力する鍵スイッ
チ部を設けることによって、より効果的に動作する。

【０００８】

【実施例】図１は、この発明の実施例に係る電子楽器の
鍵盤装置の断面構成図である。鍵（白鍵）１は後端部の
支持材４を介して鍵フレーム３に対し回動自在に装着さ
れる。鍵フレーム３の先端には鍵ガイド５が装着され
る。この鍵ガイド５は、鍵フレーム３の先端を屈曲させ
てこの屈曲部を覆ってアウトサート成形したもの、ある
いは別の芯材を有する成形体を別体として作成しこれを
鍵フレーム３の先端に装着したものである。鍵１の両側
の側壁がこの鍵ガイド５の両側面を挟んで摺動可能に装
着され、鍵１は押鍵動作時にこの鍵ガイド５の両側の案
内面に摺接しながら回転動作を行う。これにより、押鍵
ストローク中における鍵１の横振れやねじれが防止され
る。

【０００９】鍵１は、その前端部寄り下面に垂設され、
下端が後方に向って折曲された略鈎型の係止片８を一体
に有する。この係止片８の下端部は、鍵フレーム３の前
面部の逆Ｌ字状の部分に設けられた透孔３ａに上下動自
在に係入される。鍵フレーム３の前面部の透孔３ａの上
方近傍および下方近傍には、上限ストッパ６および下限
ストッパ７が設けられる。この係止片８が、上限ストッ
パ６および下限ストッパ７に当接することにより、鍵１
の押鍵ストローク範囲が定まる。図は係止片８が上限ス
トッパ６に当接している状態を示す。鍵１は図示しない
スプリングにより常に上方に付勢され、押鍵終了後はこ
の上限ストッパ６に当接した位置に復帰する。

【００１０】鍵１の下面にはアクチュエータ１０が一体
的に形成される。このアクチュエータ１０に対応して、
鍵フレーム３に逆Ｌ字状の突出部２が形成される。この
突出部２のアクチュエータ１０に対応する位置にキース
イッチ部９が形成される。キースイッチ部９は、突出部
２上に形成された固定接点９ａと両端が突出部に固定さ
れ中央部が円筒状に形成された弾性体からなる可動接点
９ｂとからなる。キースイッチ部９は、押鍵時に鍵１の
押鍵ストロークに伴ってアクチュエータ１０が下降して
可動接点９ｂが押し下げられ、可動接点９ｂの中央部の
円筒状に形成された部分が固定接点９ａに当接されるこ
とによってオンされる。この実施例では、例えば全スト
ロークの１／３またはそれ以前にスイッチをオンにして
キーオン信号を出力するとともに、可動接点９ｂの中央
部に形成された円筒状の部分によってスイッチがオンさ
れた以降のストロークを吸収する。

【００１１】なお、キースイッチ部の構成は、これに限
らず、例えば、押鍵ストローク中の所定位置でスイッチ
片を第１接点から第２接点に切り替えるトランスファス
イッチを用いるようにしてもよい。この場合、押鍵スト
ローク中の早い時点でキーオン信号を発生するように構
成することが望ましい。

【００１２】トランスファスイッチはアクチュエータ１
０の作用により、押鍵ストローク中の所定位置でスイッ
チ片を第１接点から第２接点に切換えるものである。従
来は一般にスイッチ片が第２接点に達したときにキーオ
ン信号を出力していたが、この実施例ではスイッチ片が
第１接点から離れたときにキーオン信号を出力してキー
オン信号の発生タイミングを早めている。

【００１３】図２は、この発明に係る鍵ガイド５の詳細
説明図である。この鍵ガイド５は、鍵フレーム３の先端
部または他の部材を芯材１２とするアウトサート成形体
１３と、その両側面に設けた感圧ゴム１４と、表面フィ
ルム１５とにより構成される。アウトサート成形体１３
は、鍵フレーム３の先端にモールド成形により一体形成
してもよいし、あるいは別体として形成し形成後に鍵フ
レーム３の先端に装着してもよい。

【００１４】このモールド成形体１３の両側の側面には
一対の電極１１が設けられる。感圧ゴム１４が押圧され
ると、その部分の抵抗が押圧力に応じて減少し電極１１
同士が導通する。これによりこの感圧ゴム１４に付与さ
れた圧力が検出できる。このような感圧ゴムの構成に代
えて、感圧インクを用いてもよい。この場合には、感圧
インク層を挟んでその両面に電極を設ける。これによ
り、感圧インク層が押圧されたとき、その部分の抵抗が
押圧力に応じて減少し、両面の電極同士が導通する。こ
れにより、感圧インク層に付与された圧力が検出でき
る。

【００１５】表面フィルム１５は、ポリフッ化エチレン
系樹脂（例えばテフロン（商品名、du Pont アメリ
カ））等の表面が滑らかな材料で構成する。これは、鍵
ガイド５の両側の案内面に沿って押鍵動作する鍵１を円
滑に摺動させるためである。

【００１６】上記構成の鍵ガイド５の作用を図３を用い
て説明する。前述のように、鍵ガイド５の左右両側面に
は感圧ゴム１４等からなる圧力検出用感圧手段１６Ｌお
よび１６Ｒが設けられガイド面を形成する。このガイド
面に沿って鍵１が、矢印Ａで示すように、押鍵動作を行
う。押鍵時の下降ストローク中に鍵１を押圧しながらそ
の指で鍵１を、矢印Ｂ，Ｃのように、案内面と直角方向
に揺らせるように力を加える。矢印Ｂ方向の力を加える
と、鍵１により右側の感圧手段１６Ｒが出力信号を発生
し、逆に矢印Ｃ方向の力を加えると、鍵１により左側の
感圧手段１６Ｌが出力信号を発生する。この様子を図３
（Ｂ）に示す。このように、鍵１を横方向に振動させる
ことにより、左右の感圧手段１６Ｌ，１６Ｒから交互に
検出信号が得られる。

【００１７】各感圧手段１６Ｌ，１６Ｒの出力は、図３
（Ｃ）に示すように、ピッチ（横軸方向の間隔）や大き
さ（縦軸方向の高さ）が指の操作により自由に調整でき
る。これにより、例えばビブラートのスピード変化や深
さの変化を押鍵途中で自由に制御することが可能にな
る。

【００１８】図４は、この発明の別の実施例の構成図で
ある。図４（Ａ）に示すように、この実施例において
は、鍵１の内面に被ガイド部材となる摺動片１７を一体
形成する。この摺動片１７に対応して、鍵フレーム３上
にガイドブロック１８が設けられる。ガイドブロック１
８には摺動片１７が挿入されるガイド溝５０が設けられ
る。このガイド溝５０の内面に感圧手段１９が装着され
る。押鍵動作により摺動片１７がガイド溝５０内で上下
に摺動し、鍵１の横方向の動きを規制して、横振れやね
じれが防止される。

【００１９】この鍵ガイド手段は、図４（Ｂ）に示すよ
うに、摺動片１７およびガイド溝５０をテーパ状に形成
してもよい。これにより、鍵１の横揺れ操作だけでなく
押鍵深さ（ストローク）によっても楽音制御ができる。
また、ストローク途中での圧力検出精度の向上が図られ
る。

【００２０】感圧手段１９は、図４（Ｃ）に示すよう
に、例えばポリエステルフィルム上に感圧材料２１を塗
布して感圧シート２０を形成し、この上に同じくポリエ
ステルフィルム上に電極２４（例えば銀電極）を設けた
電極シート２３を、感圧材料２１と電極２４とを対向配
置して積層したものである。点線２２は各シート２０，
２３の折目を示す。このような感圧手段１９をガイドブ
ロック１８のガイド溝５０内に装着することにより、前
述の実施例と同様に、鍵１の押鍵ストロークの途中で鍵
１の横揺れ圧力を検出することができる。

【００２１】図５は、この発明に係る鍵盤装置を備えた
電子楽器の回路構成図である。キーボード２５と前記感
圧手段を含む横揺れ検出回路２６がマイコン２７に連結
され、マイコン２７に対しそれぞれキーオン信号、キー
コードおよび時分割の横揺れ検出信号が送られる。マイ
コン２７は、ピッチ変換テーブル２８および音色選択テ
ーブル２９に連結される。ピッチ変換テーブル２８は、
検出した横揺れ信号に基づいてピッチ変化量を示すピッ
チ変化量データを出力するテーブルであり、例えば、横
揺れ信号とピッチ変化量データは比例の関係を有する。
音色選択テーブル２９は、検出した横揺れ信号に基づい
て後述するフィルタのカットオフ周波数を示すカットオ
フ周波数データを出力するテーブルであり、例えば、横
揺れ信号とカットオフ周波数データは比例の関係を有す
る。各テーブル２８，２９の出力はセレクタ３０，３１
を介して演算回路３２およびフィルタ３４に入力され
る。セレクタ３０，３１は、選択スイッチの操作状態に
応じてピッチ変換テーブル２８あるいは音色選択テーブ
ル２９の出力を選択的に演算回路３２あるいはフィルタ
３４に入力する。演算回路３２は乗算器または加算器に
より構成され、マイコン２７から出力されるキーコード
とピッチ変換テーブルから出力されるビッチ変化量デー
タを乗算または加算することにより、発生すべき楽音信
号の音高（ｆナンバ）を楽音発生手段３３に供給する。

【００２２】楽音発生手段３３は、時分割で動作する複
数の発音チャンネルを有し、同時に複数の楽音信号を発
生することができる。マイコン２７は、キーボード２５
からキーオン信号を受信すると、キーボード２５の押圧
された鍵に対応する楽音信号を発生すべき発音チャンネ
ルを決定し、この発音チャンネルに対応するタイムスロ
ットにおいて押圧された鍵のキーコードを演算回路３２
に送出する。また、マイコン２７は、押圧された鍵に対
応するピッチ変化量データが該鍵の割り当てられた発音
チャンネルに対応するタイムスロットに同期して演算回
路３２に供給されるように、横揺れ検出手段２６から出
力される横揺れ検出信号のうち押圧された鍵に対応する
横揺れ検出信号をテーブル２８に送出する。横揺れ検出
信号は、鍵が押圧されている間、継続的に出力され、横
揺れ信号の変化に応じて発生される楽音信号の音高が変
化する。

【００２３】楽音発生回路３３で発生された楽音信号は
フィルタ３４に供給される。フィルタ３４は、楽音発生
回路３３と同様に時分割で動作し、ローパスフィルタ、
ハイパスフィルタあるいはバンドパスフィルタからな
り、入力された楽音信号をフィルタリングすることによ
って音色を制御する。フィルタのカットオフ周波数は、
セレクタ３０，３１を介して音色設定テーブル２９から
供給されるカットオフ周波数データに基づき決定され
る。また、マイコン２７は、押圧された鍵に対応するカ
ットオフ周波数データが該鍵の割り当てられた発音チャ
ンネルに対応するタイムスロットに同期してフィルタ３
４に供給されるように、横揺れ検出手段２６から出力さ
れる横揺れ検出信号のうち押圧された鍵に対応する横揺
れ検出信号をテーブル２９に送出する。横揺れ検出信号
は、鍵が押圧されている間、継続的に出力され、横揺れ
信号の変化に応じて発生される楽音信号の音色が変化す
る。

【００２４】フィルタ３４から出力される各発音チャン
ネルの楽音信号はアキュムレートされてサウンドシステ
ムＳＳから外部に放音される。

【００２５】横揺れ検出回路２６の一例を図６に示す。
この回路は前述の鍵ガイドの左右の感圧手段からの信号
を検出するとともにアフタータッチを検出する。マイコ
ンから３ビットおよび５ビットの制御信号がデマルチプ
レクサ回路３５，３６，３７にそれぞれ送られる。回路
３５，３６はそれぞれ各鍵ガイドの左および右側の感圧
素子（感圧ゴムまたは感圧インク等）群に接続されてい
る。回路３５が例えば左側の感圧手段に対応し、回路３
６が右側の感圧手段に対応する。これらの回路３５，３
６と回路３７との交点に、図示したように、各感圧素子
４０が抵抗体として接続される。従ってこれらの交点は
鍵盤装置の鍵数に対応して形成され、この実施例では各
鍵が左右２つの感圧素子を有するため鍵数の２倍の交点
が形成される。これらのマトリクス状回路の交点の感圧
素子４０が所定方向に時分割的に走査され、押鍵時の横
揺れ圧力を検出する。検出出力は、それぞれ左側および
右側の感圧素子群に対応したマルチプレクサ回路３８，
３９を介して、増幅器４１，４２，４３からなる出力側
回路に送られる。増幅器４１，４２は、左側感圧素子群
からの検出出力Ａと右側感圧素子群からの検出出力Ｂと
を合成して差分出力Ａ−Ｂとして出力端子Ｏｘより取り
出される。一方、増幅器４３は、左右の検出出力Ａ，Ｂ
の和をとってＡ＋Ｂのアフタータッチ出力として端子Ｏ
ｙより取り出される。

【００２６】これらの出力端子Ｏｘ，Ｏｙからの出力信
号はマイコン２７（図５）に送られ、例えばビブラート
の制御信号として用いられる。このような出力信号は、
電子楽器に適用した場合、さらに各種楽音パラメータ
（音高、音色、トレモロの深さや速さ、リバーブの深
さ、ＰＡＮ、ＰＣＭとＦＭの重み付け、音量バランス、
および音量、ピッチ等のキースケーリング等）を制御す
るために用いることができる。

【００２７】なお、前記マルチプレクサ回路３８，３９
からの検出信号を処理する増幅器４１，４２，４３から
なる出力側回路は、図示した構成以外にも各種の構成が
可能である。例えば、左右検出値Ａ，Ｂの変調用差信号
を取り出すとともに、感圧素子の圧力に比例した信号を
取り出すように構成してもよい。また、左右感圧素子の
一方の検出圧力のみを選択的に取り出すように構成して
もよい。さらに、左右感圧素子の各々の検出出力で異な
る楽音パラメータ（音高、音色、音量等）を制御するよ
うにしてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明において
は、鍵ガイドの案内面に直角方向に加わる圧力を検出す
る感圧手段を設けているため、押鍵時の押鍵ストローク
の途中で鍵を横揺れさせて各種楽音を制御することがで
き、演奏の操作性が良好になるとともに演奏表現力の向
上を図ることができる。

【００２９】特にビブラートの制御を行うように構成す
れば、押鍵途中で鍵を横揺れさせその横揺れ圧力や振動
速度を自由に変えられるため、ビブラートの深さや速度
を幅広く変えることができ、音楽表現力が豊で高度な演
奏技術を容易に達成することが可能になる。また、鍵に
対し横方向の圧力がかかるグリッサンド演奏方法と通常
のレガートその他の演奏方法とで音色を異ならせるよう
に楽音制御することができ、演奏表現力をさらに広げる
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例に係る鍵盤装置の断面図で
ある。

【図２】 図１に示す鍵ガイド部の詳細説明図である。

【図３】 この発明に係る感圧手段の作用説明図であ
る。

【図４】 この発明の別の実施例の説明図である。

【図５】 この発明に係る電子楽器の回路構成図であ
る。

【図６】 図５に示す横揺れ検出回路の一例の構成図で
ある。

【符号の説明】

１；鍵、３；鍵フレーム、５；鍵ガイド、６；上限スト
ッパ、７；下限ストッパ、８；係止片、１１；電極、１
２；芯材、１３；アウトサート成形体、１４；感圧ゴ
ム、１５；表面フィルム。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鍵フレームに揺動自在に支持された鍵と、
   該鍵フレームに固定され押鍵時に前記鍵をガイドする鍵
   ガイド部とを有する鍵盤装置において、前記鍵ガイド部
   のガイド面にこのガイド面に対し直角方向の圧力を検出
   する圧力センサーを設け、この圧力センサーは、前記ガ
   イド面の押鍵方向に沿って設けた一対の帯状電極と、こ
   の電極間を接続して前記ガイド面の押鍵方向に沿って設
   けた感圧ゴムまたは感圧インクとからなることを特徴と
   する鍵盤装置。
2. 【請求項２】前記鍵ガイド部のガイド面は、テーパ状に
   形成されたことを特徴とする請求項１に記載の鍵盤装
   置。
3. 【請求項３】押鍵ストロークの途中で該鍵の押鍵方向と
   直角方向に作用する力を圧力センサーによって検出し、
   この圧力センサーは、前記鍵を押鍵方向にガイドするガ
   イド面の押鍵方向に沿って設けた一対の帯状電極と、こ
   の電極間を接続して前記ガイド面の押鍵方向に沿って設
   けた感圧ゴムまたは感圧インクとからなり、この検出値
   に基づいて楽音を制御することを特徴とする鍵盤装置の
   制御方法。