JP3319190B2 - 電子楽器の楽音制御信号発生装置 - 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
に設けられ、押鍵時におけるイニシャルタッチあるいは
アフタタッチを高感度で検出して楽音制御を行い、高い
表現力を得るようにした電子楽器の楽音制御信号発生装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電子楽器の楽音制御信号
発生装置として、例えば実公昭５５−４３４３８号公報
に示されるように、多数の鍵を搖動自在に支持した鍵盤
フレームの上下及び左右の搖動に連動する一対のシャッ
タ板を有するシャッタ機構と、このシャッタ機構の一対
のシャッタ板によりそれぞれ照射光量を調節されて鍵盤
フレームの搖動変位に応じた電気信号を発生する一対の
検出器に対する共通の光源とからなり、上記一対の検出
器からの検出出力を制御信号として電子楽器における任
意の効果を制御するようにしたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電子楽器の楽音制御信号発生装置にあって
は、板ばねで支持している鍵盤フレーム全体を搖動させ
る構造であったため、可動部が複数の鍵とそれらの鍵を
支持する鍵支持部材との質量を合計したものとなり、そ
の大きな質量に起因して応答性が悪く鍵に作用する微妙
な動きを検出してそれに応じた楽音制御を行うことはで
きなかった。

【０００４】さらに、押鍵後のアフタタッチを検出する
ことは可能であるが、鍵の動き始めの様子を検出するこ
とができず、左右動検出の場合には左右いずれの方向の
力かを検出することはできなかった。この発明は上記の
点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で応答性を
良好にし、鍵の動き始めからアフタタッチに至るまでの
押鍵力を検出して木目細かな楽音制御を行うことを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、支持部材と、この支持部材に上下方向を
搖動自在に支持された鍵と、この鍵を上方へ付勢する付
勢手段と、基部が上記支持部材に固定され非固定部が垂
直方向に変位可能な垂直方向可撓部と、この可撓部材の
非固定部に設けられた上限ストッパ部及び中間ストッパ
部と、上記支持部材に設けられ上記中間ストッパ部の下
降限を規制する下限ストッパ部と、上記付勢手段の付勢
力によって上記上限ストッパ部に加えられる上方向の力
による変位及び押鍵により上記中間ストッパ部に加えら
れる下方向の力による変位を検出して電気信号に変換す
るセンサと、このセンサからの検出信号によって楽音を
制御する手段とを備え、押鍵操作により上記鍵がその復
帰位置から上記中間ストッパ部に当接するまでのストロ
ークによる第１のあがき部と、この第１のあがき部を超
えて上記下限ストッパ部に当接するまでのストロークに
よる第２のあがき部とを有する電子楽器の楽音制御信号
発生装置を提供するものである。

【０００６】そして、上記の装置において、第１のあが
き部における鍵変位が１００ｇｆ以下の力で５mm以下で
あり、第２のあがき部における鍵変位が単位荷重１ｋｇ
当り１.５ 乃至５mmであるようにするのがよく、上限ス
トッパ部に加えられる上方向の力による変位及び中間ス
トッパ部に加えられる下方向の力による変位を検出する
センサが上記変位に対する光量変化を検出するフォトセ
ンサであるようにするとよい。また、上記の装置におい
て上記第１のあがき部を鍵操作全ストロークの半分以下
とするのが好ましい。

【０００７】

【作用】この発明による電子楽器の楽音制御信号発生装
置は上記のように構成することにより、離鍵時で押鍵力
が作用しない状態では、上限ストッパ部には付勢手段の
付勢力により所定の上向きの力がかかっており、可撓部
材はそれに応じて上方に変位している。

【０００８】この状態から押鍵により上記付勢力に抗し
て下向きの力が作用すると、可撓部材にかかる上向きの
力が除去され、可撓部材には自重による下向きの力が作
用する。鍵が中間ストッパ部に当接した後は、可撓部材
にその自重に加えて押鍵力が作用する。この時、可撓部
材に加えられる上下方向の力あるいは変位と時間との関
係は押鍵力や押鍵速度によって変化するので、センサか
らの出力信号によりこれらを検出して楽音制御を行うこ
とができる。

【０００９】そして、鍵がその復帰位置から押鍵操作に
より上限ストッパ部から離脱するまでの第１のあがき部
によりイニシャルタッチを、鍵が中間ストッパ部を押圧
して下限ストッパ部に当接するまでの第２のあがき部に
よりアフタタッチをそれぞれ高感度で検出することが可
能になる。

【００１０】上記の装置において、第１のあがき部にお
ける鍵変位が１００ｇｆ以下の力で５mm以下とすると、
押鍵操作初期においてトラディショナルな荷重対応スト
ロークを発生させることができて一般の鍵盤奏者に違和
感を与えることがなく、その後の第２のあがき部におけ
る鍵変位が単位荷重１ｋｇｆ当り１.５〜５mm とする
と、さらなる押鍵により指に適度の反力を感じながらそ
の反力に対応する情報を得ることができる。

【００１１】また、そのセンサをフォトセンサとする
と、比較的低価格のセンサを用いて正確に押鍵力を検出
することが可能となり、第１のあがき部を鍵操作全スト
ロークの半分以下とすることにより、あがきのない鍵盤
の操作性の良さを加味させることが可能になる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて具
体的に説明する。図１はこの発明の第１実施例の鍵盤の
一部を断面で示す側面図、図２はその可撓部材を示す斜
視図である。なおこれらの図において楽音制御信号発生
装置に関連しない部分は省略してある。

【００１３】図１において、白鍵１Ａ及び黒鍵１Ｂ（以
下共に「鍵１」という）を、下面が開放された横断面コ
の字状に樹脂により一体に成形し、鍵１の後端部に鍵支
点部を形成する突起１ａを下方に突出して一体に設け
る。

【００１４】そして、複数の鍵１の突起１ａの前側に設
けた凹部１ｂを支持部材２の第１の支持部材２ａの鍵配
列方向に列設形成した透孔２ｅの前端縁に係合させるこ
とにより、鍵１を上下方向に搖動自在で左右方向にも所
定範囲搖動可能に支持する。各鍵１と支持部材２との間
にそれぞれ介装した付勢手段である板ばねからなる鍵復
帰ばね３により鍵１を常時復帰方向である上方へ付勢
し、鍵１の両側壁の前端部寄りの下面に、Ｌ字状のスト
ッパ片１ｃを垂設している。

【００１５】一方、支持部材２の第１の支持部材２ａの
先端付近に剛体の第２の支持部材２ｂを介して剛性の高
い全鍵共通の第３の支持部材２ｃを固設すると共に、第
２の支持部材２ｂに、弾性樹脂の一体成形品からなる可
撓部材４の基部４ａを固定し、この可撓部材４の非固定
部４ｂに鍵配列方向に可撓性を有する水平方向可撓部４
ｃと、押鍵方向に可撓性を有する垂直方向可撓部４ｄと
を連続して形成する。なお、可撓部材４と第２の支持部
材２ｂとは同一の弾性樹脂により一体に形成することも
できる。

【００１６】そして、各鍵の長手方向に延びる非固定部
２ｂを二股に形成して、垂直方向可撓部４ｄの延長上に
中間ストッパ部４ｅを、その上部に上限ストッパ部４ｆ
を互いに平行となるように設けている。さらに、上限ス
トッパ部４ｆの上面に鍵ガイド部５を立設し、それを鍵
１の両側壁間に嵌入させて、鍵１の鍵配列方向の動き
（横振れ）を防止するようにしている。なお、この可撓
部材４は、全体として第２の支持部材２ｂに固定した片
持ちの梁を構成するようにしている。

【００１７】そして、中間ストッパ部４ｅの上面と上限
ストッパ部４ｆの下面に、それぞれフェルト等の緩衝材
からなる中間ストッパ６Ａ及び上限ストッパ６Ｂを貼着
し、鍵１のストッパ片１ｃを中間ストッパ６Ａ及び上限
ストッパ６Ｂに当接させることにより、鍵１の上下方向
の第１のストロークを規制する。また、第２の支持部材
２ｂの下面に剛性の高い全鍵共通の下限ストッパ部２ｄ
を有する第３の支持部材２ｃを固設し、この第３の支持
部材２ｃと水平方向可撓部４ｃ，垂直方向可撓部４ｄ及
び中間ストッパ部４ｅとの間に間隙Ｃが形成されるよう
にし、ストッパ片１ｃが中間ストッパ６Ａを介して中間
ストッパ部４ｅを下限ストッパ部２ｄに当接するまで移
動させることにより鍵１の上下方向の全ストロークを規
制する。

【００１８】さらに、水平方向可撓部４ｃの基部４ａ寄
りの垂直面に、この可撓部材４に加わる水平方向（鍵配
列方向）の力を検出して電気信号に変換するセンサであ
る歪ゲージ８Ａを配設すると共に、垂直方向可撓部４ｄ
の基部４ａ寄りの水平面に、このストッパ部材４に加わ
る垂直方向の力を検出して電気信号に変換するセンサで
ある歪ゲージ８Ｂを配設し、その出力信号をそれぞれ図
示しない増幅器に入力させる。

【００１９】したがって、この第１実施例の鍵盤では、
鍵１が鍵復帰ばね３の付勢力により復帰状態にあり、そ
のストッパ片１ｃが上限ストッパ６Ｂを介して可撓部材
４の垂直方向可撓部４ｄを上方に持ち上げている図１に
示す状態から、押鍵操作によりストッパ片１ｃが中間ス
トッパ６Ａに当接するまでの第１のあがき部ｄ１と、ス
トッパ片１ｃが中間ストッパ６Ａを押下して垂直方向可
撓部４ｄが第３の支持部材２ｃの下限ストッパ部２ｄに
当接して停止するまでの第２のあがき部ｄ２とを有する
ことになる。

【００２０】ここで、上記のような構成からなるこの実
施例の作用を説明するに先立ち、この実施例が高度の演
奏表現力を備えている理由を鍵を操作する人間の手や指
等を含めた操作系との関連において述べる。

【００２１】一般に、筋肉が動きながら外部に発生する
力は、この筋肉が発生する力から筋肉自体が動くために
必要な力を引いたものになり、筋肉が動くために必要な
力は筋肉の粘弾性と質量に起因する。この粘弾性は筋肉
の発生張力，長さ，短縮速度に依存して変化し、主動
筋，拮抗筋の同時活動によっても粘弾性は制御される。
このような感覚は、例えば搖動しているブランコを押そ
うとした時、意図したほどの力を加えることができない
という現象からも自覚される。

【００２２】また、筋肉が外部に発生する力は、骨格に
よって形成されるリンクを通じて作用点に現れるので、
リンクの変形に伴って作用点に現れる力が変化する。あ
がきのある鍵盤を演奏する場合は、まさしく筋肉が動き
ながらリンクの変形も伴いつつ指先に力を発生している
ことになるので、筋肉のリラックスや指の形等の多くの
修練を積んで始めて指先に発生する力を制御できる。

【００２３】これに対し、あがきのない鍵盤は、押鍵過
程で筋肉の動きやリンクの変形が殆んどなく、筋肉の粘
弾性や質量の影響を受けにくく、等尺性筋収縮といわれ
ているものに近い。したがって、指先に発生する力に対
する制御性は、あがきのある鍵盤より高いはずである。
端的にいうなら、この実施例では骨等のリンクの変形が
発生しないので、押鍵力を支える鍵に対し、意図したタ
ッチを容易に伝えることができ、鍵に伝達されたタッチ
はセンサを介して楽音に反映されることになる。

【００２４】次に、この第１実施例において、押鍵によ
って可撓部材４に作用する力と押鍵開始からの経過時間
との関係を、図３に示す特性曲線を参照して説明する。
鍵１に押鍵力が作用しない非押鍵状態においては、鍵１
は図１に示す鍵復帰ばね３の付勢力により、押鍵部にお
いて例えば６０ｇｆ程度の力で上方に付勢されており、
可撓部材４の上限ストッパ部４ｆにもストッパ片１ｃを
介して同等の上向きの力が作用している。

【００２５】この状態から鍵１を押下すると、押鍵開始
（０）から時間ｔ１で鍵１の第１のストッパ片１ｃの上
縁部が上限ストッパ６Ｂから離脱し始め、時間ｔ３で完
全に離脱する。この間に可撓部材４の上限ストッパ部４
ｆにかかる上方向の力は徐々に小さくなって、押鍵力が
６０ｇｆになる時間ｔ３以後はゼロとなり、可撓部材４
にはその自重に相当する下向きの力が作用して中間スト
ッパ部４ｅが下方に変位し、垂直方向可撓部４ｄの先端
側が下方に湾曲する。

【００２６】時間ｔ４になって鍵１のストッパ片１ｃの
下縁部が中間ストッパ６Ａに当接すると、鍵をたたくよ
うに押鍵した場合には、図３の（ａ）に示すように、可
撓部材４に作用する下向きの力は時間ｔ４から急上昇
し、時間ｔ６で一瞬最大値を示した後、やや下ってアフ
タタッチによる力に対応する値に落ちつく。

【００２７】これに対し、鍵をなでるように押鍵した場
合には、同図の（ｂ）に示すように、時間ｔ４から徐々
に上昇して時間ｔ６でアフタタッチによる力に対応する
値となる。この（ｂ）における時間ｔ１〜ｔ６は、
（ａ）における時間ｔ１〜ｔ６とはそれぞれ異なる。

【００２８】また、時間ｔ１から時間ｔ３に至る第１の
あがき部ｄ１の立上り部の傾斜も、前者の場合は急激で
後者の場合はなだらかであり、時間ｔ１，ｔ３間の所定
の力レベルＦ２の時の時間ｔ２と、第２のあがき部ｄ２
である時間ｔ４，ｔ６間の所定の力レベルＦ５の時の時
間ｔ５との間の経過時間Ｔ１，Ｔ２も前者は短かく後者
は長くなり、この経過時間から押鍵速度を検出すること
ができる。

【００２９】なお、押鍵時又は押鍵後の押鍵力に左右方
向の成分が含まれている場合には、その力が鍵ガイド部
５を介してそれと一体の可撓部材４に伝えられ、水平方
向可撓部４ｃを介して可撓部材４が鍵配列方向へ湾曲す
る。その時に可撓部材４に作用する力は、自重には無関
係である点を除けば、図３の(ａ)，(ｂ)に示した特性曲
線とほぼ同様である。すなわち、図３の(ａ)，(ｂ）に
おいて、時間ｔ１〜ｔ３間の立上り部を除去したものと
ほぼ同様となる。

【００３０】一般に、可撓部材４の垂直方向可撓部４ｄ
のような片持ちの梁の先端部近傍の定点に作用する力Ｆ
と、梁の曲げモーメントＭとは比例関係にあり、その曲
げモーメントＭは梁の断面係数Ｚと応力σの積に比例
し、梁の湾曲面に配設した歪ゲージの抵抗変化ΔＲは応
力σに比例する。

【００３１】すなわち、梁を構成する材料の縦弾性係数
及びポアソン比によって定まる定数をｋとすると、次式
となる。 Ｍ＝Ｚ×σ σ＝ｋ×ΔＲ

【００３２】したがって、図１及び図２に示した歪ゲー
ジ８Ｂが受けた曲げモーメントをＭ、歪ゲージ８Ｂの抵
抗変化をΔＲとすると、次式の関係が得られる。 Ｍ＝Ｚ×ｋ×ΔＲ

【００３３】また、押鍵により垂直方向可撓部４ｄに伝
達される上下方向の力をＦ、鍵１のストッパ片１ｃと可
撓部材４との当接位置と歪ゲージ８Ｂ間の距離をＤとす
ると、力Ｆは押鍵力に比例する。さらに、力の釣合条件
により次式が得られる。 Ｍ＝Ｆ×Ｄ

【００３４】上記の各式から Ｚ×ｋ×ΔＲ＝Ｆ×Ｄ
となり、 Ｆ＝（Ｚ×ｋ×ΔＲ）／Ｄ となる。この式から歪ゲージＢの抵抗変化ΔＲと押鍵に
より垂直方向可撓部４ｄに作用する上下方向の力Ｆとは
比例することが分る。

【００３５】なお、一般に片持ちの梁の自由端に力Ｆが
加えられた時、梁が力Ｆが加えられた方向に変位する変
位量は加えられた力Ｆに比例する。したがって、垂直方
向可撓部４ｄの上下方向の変位は力Ｆに比例し、この力
Ｆは歪ゲージ８Ｂの抵抗変化ΔＲに比例するので、歪ゲ
ージ８Ｂの出力信号は、押鍵力に比例する力Ｆ及び垂直
方向可撓部４ｄの上下方向の変位のいずれにも比例する
ことになる。

【００３６】同様にして、歪ゲージ８Ａの出力も、押鍵
により水平方向可撓部４ｃに鍵配列方向である左右方向
に加えられる力及び水平方向可撓部４ｃの左右方向の変
位のいずれにも比例すると共に、歪ゲージ８Ａの出力信
号の正負により、水平方向可撓部４ｃに左右いずれの方
向に力が加えられたかを検出することができる。

【００３７】これらの歪ゲージ８Ａ，８Ｂの出力信号
は、図示しない増幅器に入力された後、Ａ／Ｄ変換器に
よりディジタル値に変換されて楽音信号制御手段へ入力
される。楽音信号制御手段は入力された信号に応じて、
発生中の楽音の音量，音高，音色等に関して各種の制御
を行う。

【００３８】例えば、図３の（ａ）に示したように押鍵
初期の第１のあがき部ｄ１の立上り部の傾斜が急な時に
は、ローパスフィルタのカットオフ周波数を高くして明
るい音色とし、同図の（ｂ）に示したように上記立上り
部の傾斜がなだらかな時には、ローパスフィルタのカッ
トオフ周波数を低くして暗い音色にするような、音色制
御を行なうことができる。

【００３９】また、強く速く押鍵されて、中間ストッパ
６Ａへの衝撃が大きい図３の（ａ）に示すような時には
リバーブを深くし、衝撃が小さい同図の（ｂ）に示すよ
うな時にはリバーブを浅くするような楽音制御も可能で
ある。なお、押鍵時又は押鍵後に鍵１に左右方向の力を
加えた場合には歪ゲージ８Ａの抵抗値が鍵１に加えられ
た左右力の大きさに比例して変化し、応答性良好な浅く
て速いビブラート等の微妙な音の変化を得ることができ
る。

【００４０】この第１実施例によれば、可撓部材４の垂
直方向可撓部４ｄに配設した１個の歪ゲージ８Ｂによ
り、押鍵当初と押鍵終期及びその後のアフタタッチ時に
鍵の上下方向に加えられる力をすべて検出することがで
きる。また、水平方向可撓部４ｃに配設した１個の歪ゲ
ージ８Ａにより、押鍵中及び押鍵後のすべての時点で鍵
の左右方向に加えられる力を検出することができ、さら
にそれが左方向の力か右方向の力かも容易に検出可能で
ある。

【００４１】次に、図４は上記第１実施例の一部を変更
したこの発明の第２実施例を示すものであり、図１と同
一の部分には同一の符号を付して示し、その部分の詳細
な説明は省略する。

【００４２】この第２実施例では、可撓部材４の垂直方
向可撓部４ｄの先端側に形成した中間ストッパ部４ｅの
下面に例えばアルミニウム板等の反射板１８Ｃを配設す
ると共に、第３の支持部材２ｃの上記反射板１８Ｃに対
向する部位に例えば発光素子と受光素子とが一組になっ
たフォトセンサ１８Ｄを配設したものであり、その他の
構成は前述した第１実施例と同様である。

【００４３】以上の構成で、押鍵により鍵ストッパ片１
ｃの上縁部が上限ストッパ６Ｂから離脱し始めると、上
限ストッパ部４ｆにかかっていた鍵復帰ばね３による上
方向の力が次第に小さくなり、完全に離脱した状態でそ
の力がゼロになる。これにより可撓部材４の中間ストッ
パ部４ｅは自重により僅かに下方に変位してフォトセン
サ１８Ｄの出力信号が変化する。さらに、鍵ストッパ片
１ｃが中間ストッパ６Ａに当接した後は、可撓部材４に
下向きの力が作用してフォトセンサ１８Ｄの出力信号が
さらに変化する。

【００４４】この場合も、前述したように押鍵力は可撓
部材４の変位に比例し、鍵をたたくように押鍵した時と
なでるように押鍵した時とでのフォトセンサ１８Ｄの出
力変化も前第１実施例と同様であり、また、鍵配列方向
の力を検出するセンサである歪ゲージ８Ａについても前
第１実施例と同様である。

【００４５】なお、上記第２実施例では可撓部材４の変
位を検出するセンサとしてフォトセンサを用いたが、磁
気格子センサや磁気抵抗センサ、あるいはホール効果セ
ンサ等の磁気センサを用いてもよく、静電容量センサ等
の利用も考えられる。また、第２実施例において、歪ゲ
ージ８Ａに代えて可撓部材４と支持部材２の固定部との
間に上記のような各種センサを配設して、鍵の左右方向
の力を検出するようにすることも可能である。

【００４６】この第２実施例によれば、可撓部材４の最
も変位量の大きい先端部でその変位を検出することがで
きるので、センサの検出精度を一段と向上させることが
できる。

【００４７】次に、図５はこの発明の第３実施例を示す
鍵盤の一部を断面にした側面図である。この第３実施例
は、可撓部材２４の基部２４ａの前面の非固定部２４ｂ
に押鍵方向に可撓性を有する垂直方向可撓部２４ｄを一
体に形成し、その二股に分離した自由端側に、中間スト
ッパ部２４ｅ及び上限ストッパ部２４ｆを設け、垂直方
向可撓部２４ｄの基部２４ａ寄りに歪ゲージ８Ｂを配設
したものである。なお、この実施例では支持部材２を鍵
先端方向へ延長して鍵ガイド部２５を立設しているが、
その他の構成は図１に示した第１実施例と同様である。

【００４８】すなわち、この第３実施例では、前述した
第１実施例から鍵に加えられる左右方向の力を検出する
部分の構成を省略したものであり、簡単な構成で押鍵方
向の力を検出して楽音制御を行うことができる。なお、
この第３実施例でも、押鍵時の可撓部材２４の垂直方向
可撓部２４ｄの変位を第２実施例と同様な方法で検出す
ることも可能である。

【００４９】図６は、この発明の第４実施例の側断面図
である。この第４実施例では、鍵１の突起１ａを支持す
る支持部材２２の先端付近に鍵ガイド部５を立設すると
共に、鍵１とその支持部材２２の第１の支持部材２２ａ
との間にコイルばねからなる鍵復帰ばね３を係着して鍵
１を上方へ付勢し、押鍵部付近においてほぼ５５ｇｆの
上方への復帰力を与える。

【００５０】また、支持部材２２上の鍵ガイド部５に近
接した位置に各鍵１に対応して椀状の膨出部３０ａを有
する可撓性の周知のラバー接点部材３０を設け、押鍵操
作によってこのラバー接点部材３０を鍵１の下面が押圧
することにより、可動接点３０ｂが基板３０ｃ側に形成
した非導通の固定接点対３０ｄを導通させて鍵スイッチ
閉成させるようにする。

【００５１】支持部材２２の第１の支持部２２ａのほぼ
中央の下面に、剛体ブロックからなる第２の支持部材２
２ｂ，２２ｂ′を介して第１の支持部材２２ａに平行な
全鍵共通の高剛性の第３の支持部材２２ｃを固設し、そ
の先端部に押鍵時に鍵１のストッパ片１ｃの下面が押鍵
操作の最後に当接する下限ストッパ部２２ｄを形成す
る。第２の支持部材２２ｂ，２２ｂ′間に各鍵１にそれ
ぞれ対応して板ばねからなる垂直方向に可撓性を有する
可撓部材３４の基部３４ａを挾持して設け、この可撓部
材３４の非固定部３４ｂを支持部材２２の第１の支持部
材２２ａ及び第３の支持部材２２ｃにほぼ平行に保持す
る。

【００５２】さらに、可撓部材３４の先端部の上下両面
に中間ストッパ６Ａ，上限ストッパ６Ｂをそれぞれ貼着
し、中間ストッパ６Ａをストッパ片１ｃのコの字状の溝
１ｄの上面に、上限ストッパ６Ｂを溝１ｄの下面にそれ
ぞれ当接し得るようにする。また、第３の支持部材２２
ｃ上に各可撓部材３４に対応して、椀状の膨出部３８ａ
を有する可撓性のラバーセンサ部材３８を設け、その基
板３８ｂ上に発光ダイオード３８ｃとフォトトランジス
タ３８ｄとが隣接して埋め込まれたフォトセンサ３８ｅ
を形成し、それに対向して押圧部３８ｆに反射面３８ｇ
を形成する。

【００５３】そして、図６に示す非押鍵状態でラバーセ
ンサ部材３８の押圧部３８ｆが可撓部材３４に押圧され
て膨出部３８ａを僅かに弾性変形させるようにする。そ
して、中間ストッパ６Ａと鍵１のストッパ片１ｃの溝１
ｄの上面との距離により第１のあがき部ｄ１を形成し、
引き続きストッパ片１ｃの下面が下限ストッパ２２ｄに
当接するまでの距離により第２のあがき部ｄ２を形成す
る。

【００５４】この第４実施例は、前第１〜第３実施例が
第１のあがき部ｄ１を第２のあがき部ｄ２より大きくと
っていたのに対し、第１のあがき部ｄ１を第２のあがき
部ｄ２より小さくしてある。例えばｄ_１ ＝１mm，ｄ₂
＝３mmとすると、鍵１をストッパ片１ｃの位置で１mm押
下することにより可撓部材３４が下方へ駆動され、その
後の押鍵力がフォトセンサ３８ｅによって検出される。

【００５５】さらに正確には、可撓部材３４には鍵復帰
ばね３により初期テンションがかかっているので、それ
が押鍵によりなくなるまでに０.３ 〜１mm程度の鍵スト
ロークが必要となり、実際の第１のあがき部ｄ１は１.
３ 〜２mmとなる。上記の差分０.３ 〜１mmは可撓部材
３４を構成する板ばねの長さ及び厚さによって変化し、
それらを変えることにより所要の差分を得ることができ
る。

【００５６】この第４実施例によれば、前第１〜第３実
施例に比して、図３に示したｔ４，ｔ１間の長さがかな
り小さいものとなる。このように、浅い押鍵ストローク
において、あえてあがきを発生させるようにした理由
は、鍵盤奏者が過去において全ストロークがほぼ１０mm
というあがき部のある鍵盤で修練を積んでいるという事
実に対して配慮したためである。

【００５７】また、鍵盤の歴史においアコースティック
ピアノでは５０〜６０ｇｆ程度で押鍵可能であり、オル
ガン等の押鍵力も大体この程度であった。これらの例に
ならって、電子楽器の鍵盤も押鍵位置において最低静荷
重がその程度の力で押鍵し得るようにしてある。したが
って、この第４実施例はトラディショナルな鍵盤あがき
構造を残しながら上記の人間工学的考察からくるあがき
なし構成の良さを加味させるようにしたものということ
ができる。

【００５８】すなわち、第４実施例では、押鍵初期にお
いてトラディショナルな荷重対応ストローク（例えば５
０〜１００ｇｆの荷重で１mm沈む）である第１のあがき
部ｄ１を得るようにし、その後の第２のあがき部ｄ２の
鍵ストロークにおいて、指に反力（例えば単位荷重１ｋ
ｇｆ当り１.５ 〜５mmの割合）を感じながら、その反力
に対応する情報（信号）が力センサから得られるように
してある。

【００５９】このように、第２のあがき部ｄ２において
単位荷重１ｋｇ当り１.５ 〜５mmのあがきを有するよう
にした理由は、試作実験試弾を繰り返した結果、フォル
テッシモ（ｆｆｆ）の強押鍵を荷重に直すと２ｋｇｆ程
度であり、残りのストロークが３〜１０mmになるからで
ある。この２ｋｇｆ及び３〜１０mmという数値は、適度
な柔らかさという意味をもっている。つまり、これ以上
堅いと押鍵時に指が痛くなると共に振られやすくなり、
これ以上柔らかいと、指に力を入れた時にタイムラグが
大きくなって遅れて楽音コントロールされる結果となり
演奏に適しない。

【００６０】また、第２のあがき部の３mmという数値
は、従来の鍵盤のアフタセンサの沈み量より大きく、現
に動かしていることを実感できる最小値であり、１０mm
という数値は、大きめの鍵ストロークを有する鍵盤を構
成した場合でも、全ストロークが１１mmなら標準鍵盤の
許容範囲となるからである。

【００６１】次に、図７はこの発明の第５実施例を示す
側断面図であり、前第４実施例との相違点は、支持部材
２２の第３の支持部材２２ｃを第２の下限ストッパ部２
２ｄよりも鍵先端方向に延長し、先端部を逆コの字状に
折り曲げて上限ストッパ部２２ｅを形成し、その内面に
鍵１のストッパ片１ｃが当接する上限ストッパ６Ｂを設
けた点にあり、その他の構成は前第４実施例と同様であ
る。

【００６２】この第５実施例は、上限ストッパ６Ｂを可
撓部材３４から第３の支持部材２２ｃ側に移したので、
可撓部材３４にかかる初期テンションは、可撓部材３４
の自重とそれを支持するラバーセンサ部材３８のきわめ
て弱い上方への付勢力のみとなる。したがって、この場
合は第１のあがき部ｄ１は前第４実施例のように押鍵操
作に伴って変化することはない。

【００６３】すなわち、この第５実施例では、図３に示
した線図において、ｔ４の値がきわめて小さく、ｔ４以
前の第１のあがき部がない場合に相当し、イニシャルタ
ッチは検出できないが構成が簡略化されて押鍵当初の指
先に発生する力に対する制御性は高くなる。

【００６４】

【発明の効果】以上述べたように、この発明の請求項１
に係る電子楽器の楽音制御信号発生装置は、片持ちの可
撓部材の上限ストッパ部及び中間ストッパ部に加えられ
る第１，第２のあがき部の上下方向の力による変位を検
出するセンサを設けたので、押鍵操作初期の第１のあが
き部において、トラディショナルな荷重対応ストローク
を発生させることができ、その後の第２のあがき部にお
いて、指に反力を感じながら、その反力に対応する情報
をセンサから得ることができ、押鍵初期から楽音（パラ
メータ）を定めた木目細かな制御が可能になる。

【００６５】また、請求項２に係る電子楽器の楽音制御
信号発生装置は、第１のあがき部における鍵変位を１０
０ｇｆ以下の力で５mm以下とすることにより、押鍵操作
初期においてトラディショナルな荷重対応ストロークを
発生させることができて一般の演奏者に違和感を与える
ことがなく、その後の第２のあがき部における鍵変位を
単位荷重１ｋｇ当り１.５ 〜５mmとすることにより、指
に適度の反力を感じながら、その反力に対応する情報を
確実に得ることができる。

【００６６】さらに、請求項３に係る電子楽器の楽音制
御信号発生装置は、押鍵力を検出するセンサをフォトセ
ンサとすることにより、比較的低価格のセンサを用いて
大きなストロークの押鍵力を高感度で正確に検出するこ
とが可能になる。

【００６７】請求項４に係る電子楽器の楽音制御信号発
生装置は、第１のあがき部を鍵操作全ストロークの半分
以下とすることにより、あがき部を有しながらあがきの
ない鍵盤の操作性の良さを加味させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例の鍵盤の一部を断面にし
た側面図である。

【図２】同じくその可撓部材を示す斜視図である。

【図３】同じくその可撓部材に作用する上下方向の力と
押鍵開始からの経過時間との関係を示す線図である。

【図４】この発明の第２実施例の鍵盤の一部を断面にし
た側面図である。

【図５】この発明の第３実施例の鍵盤の一部を断面にし
た側面図である。

【図６】この発明の第４実施例の側断面図である。

【図７】この発明の第５実施例の側断面図である。

【符号の説明】

１…鍵、２，２２…支持部材、２ｄ，２２ｄ…下限スト
ッパ部、３…鍵復帰ばね、４，２４，３４…可撓部材、
４ａ，２４ａ，３４ａ…基部、４ｂ，２４ｂ，３４ｂ…
非固定部、４ｃ…水平方向可撓部、４ｄ，２４ｄ，…垂
直方向可撓部、４ｅ，２４ｅ…中間ストッパ部、４ｆ，
２２ｅ…上限ストッパ部、５，２５…鍵ガイド部、６Ａ
…中間ストッパ、６Ｂ…上限ストッパ、８Ａ，８Ｂ…歪
ゲージ、１８Ｃ…反射板、１８Ｄ…フォトセンサ、３０
…ラバー接点部材、３８…ラバーセンサ部材

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持部材と、 該支持部材に上下方向を搖動自在に支持された複数の鍵
   と、 該複数の鍵を上方へ付勢する付勢手段と、 基部が前記支持部材に固定され非固定部が垂直方向に変
   位可能な垂直方向可撓部を有する可撓部材と、 該可撓部材の非固定部に設けられた上限ストッパ部及び
   中間ストッパ部と、 前記支持部材に設けられ前記中間ストッパ部の下降限を
   規制する下限ストッパ部と、 前記付勢手段の付勢力によって前記上限ストッパ部に加
   えられる上方向の力による変位及び押鍵により前記中間
   ストッパ部に加えられる下方向の力による変位を検出し
   て電気信号に変換するセンサと、 該センサからの検出信号によって楽音を制御する手段と
   を備え、 押鍵操作により前記鍵がその復帰位置から前記中間スト
   ッパ部に当接するまでのストロークによる第１のあがき
   部と、 該第１のあがき部を超えて前記下限ストッパ部に当接す
   るまでのストロークによる第２のあがき部とを有するこ
   とを特徴とする電子楽器の楽音制御信号発生装置。
2. 【請求項２】 第１のあがき部における鍵変位が１００
   ｇｆ以下の力で５mm以下であり、第２のあがき部におけ
   る鍵変位が単位荷重１ｋｇｆ当り１.５ 乃至５mmである
   ことを特徴とする請求項１記載の電子楽器の楽音制御信
   号発生装置。
3. 【請求項３】 上限ストッパ部に加えられる上方向の力
   による変位及び中間ストッパ部に加えられる下方向の力
   による変位を検出するセンサが、前記変位に対する光量
   変化を検出するフォトセンサであることを特徴とする請
   求項１記載の電子楽器の楽音制御信号発生装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の電子楽器の楽音制御信号
   発生装置において、前記第１のあがき部を鍵操作全スト
   ロークの半分以下としたことを特徴とする電子楽器の楽
   音制御信号発生装置。