JP3692952B2 - Electronic instrument touch response device - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の鍵と、押鍵操作によってアフタタッチ出力を発生するアフタタッチセンサとを備えた鍵盤入力手段を有する電子楽器のタッチレスポンス装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子鍵盤楽器において、押鍵時の押鍵圧力に応じたアフタタッチ信号をアフタタッチセンサで検出し、このアフタタッチ信号により音量等の各種の楽音要素を制御することが行われている。このアフタタッチセンサとしては、例えば複数鍵の鍵下に鍵の並び方向に布設した帯状センサが用いられ、押鍵操作に応じて鍵で帯状センサを押圧する力を検出するものである。なお、帯状センサとしては、2枚の電極間に導電性ゴムを挟んだもの(以後、「ゴム状センサ」という。)や、2枚の導電性シートを重ねたもの(以後、「フィルム状センサ」という。)などがあり、前者は鍵で押圧される導電性ゴムの体積変化(抵抗値変化)を検出するものであり、後者は鍵で押圧される導電性シートの接触面積変化(抵抗値変化)を検出するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記アフタタッチセンサ(帯状センサ)は全鍵共通のセンサであり、例えば、同じ指圧で押鍵しても、一つの鍵を押鍵している場合と複数鍵を同時に押鍵している場合とでは、センサに与えるアフタタッチ力(指圧の総和)が異なり、異なるアフタタッチ信号となる。このため、アフタタッチを効かせたくないのにアフタタッチが効いてしまったり、必要以上にアフタタッチが効いてしまう場合があり、演奏形態や奏法の違いあるいは演奏曲の変化に応じてアフタタッチ操作性に問題がある。
【0004】
本発明は、複数の鍵と、押鍵操作によってアフタタッチ出力を発生するアフタタッチセンサとを備えた鍵盤入力手段を有する電子楽器のタッチレスポンス装置において、アフタタッチ操作性を良くすることを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1の電子楽器のタッチレスポンス装置は、複数の鍵と、押鍵操作によってアフタタッチ出力を発生するアフタタッチセンサとを備えた鍵盤入力手段を有する電子楽器のタッチレスポンス装置において、前記複数の鍵の押鍵数に基づいて、押鍵数が大になるにつれて前記アフタタッチセンサにおけるアフタタッチ力に対する不感帯幅を大に設定する不感帯幅設定手段と、前記押鍵数と前記設定した不感帯幅とに基づいて、前記押鍵数が大になるにつれて前記アフタタッチセンサのセンシング感度を小にするよう前記センシング感度の特性を設定するセンシング感度設定手段と、を備えたことを特徴とする。
【0006】
請求項1の電子楽器のタッチレスポンス装置において、「アフタタッチ力」はアフタタッチセンサに加えられる総重量(センサ入力)であり、アフタタッチセンサの出力信号(例えば電圧)がこのアフタタッチ力に応じたものとなる。そして、この出力信号をアフタタッチ信号(アフタタッチデータ)に変換する手段(例えば演算式)において、出力信号について、ゼロの値から所定幅の不感帯幅が設定されており、この不感帯幅が押鍵数が大になるにつれて大になる。また、「センシング感度」はアフタタッチセンサの出力信号をアフタタッチ信号に変換する手段におけるゲインであり、このセンシング感度が押鍵数が大になるにつれて小になる。したがって、複数鍵を同時に押鍵している場合でも、一つの鍵を押鍵している場合と同様に、不必要なアフタタッチが効いてしまうことを抑さえることができ、かつ、この複数の押鍵操作で一つの鍵を押鍵している場合と同様なアフタタッチ信号を得ることができ、アフタタッチ操作性が良くなる。
【0011】
なお、請求項1において、アフタタッチセンサとしては、鍵の複数に亘って張設され、前記鍵の夫々について張設偏倚される張設手段の偏倚を検出するセンサ手段(例えばピエゾ素子)によって前記タッチ信号を生成するように構成されたものでもよい。このような構成を採用すると、張設手段は、鍵の複数に亘って張設されていて鍵の夫々について張設偏倚され、この偏倚がセンサ手段で検出されてタッチ信号が生成される。また、前記張設手段を、前記鍵の操作により、該鍵に対応する部位が張設方向と直角な方向に偏倚されるひも状部材とすることもできる。このよな構成にすると、次のような作用効果も得られる。ひも状部材は、鍵の操作により該鍵に対応する部位が張設方向(複数鍵の並び方向)と直角な方向に偏倚するので、該ひも状部位の端部は(張力により)張設方向に移動する。この端部の移動量は、上記鍵に対応する部位の偏倚量に比べて微少量となるので、請求項1の構成に係るセンサ手段としてピエゾセンサを用いるのに適している。すなわち、鍵に対応する部位の偏倚量を端部の微少な移動量で検出できるので、広いダイナミックレンジが得られ、検出精度も高くなる。なお、前記センサ手段は感圧センサで構成することもできる。さらに、ひも状部材の端部の移動量が微少なので省スペースとなる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。先ず、実施形態における「鍵盤入力手段」としての鍵盤装置について説明する。なお、以下の図においては、鍵盤装置の演奏者側を前方、その反対側を後方と称する。
【0013】
図9、図10、図11は、各々本発明の一実施形態に係る電子ピアノ用鍵盤装置の平面図、右側面図、左側面図である。この鍵盤装置は、鍵全体が、鍵盤フレーム100に支持され、鍵盤フレーム100は、棚板101に支持されている。鍵40は、白鍵及び黒鍵からなっており、各鍵は、鍵盤フレーム100の中央よりやや後方で間口方向に延びる支持部41により、該支持部との接触点付近の回動中心R40の回りに上下方向に回動可能に支持されている。鍵40の下側では、質量体50が鍵盤フレーム100により支持されている。この質量体50は、全体として前後方向にほぼ水平に延びており、鍵盤フレーム100の前寄りの位置に立設された支持片102及びこれを受け入れる凹部51により、該支持片102の先端部を回動中心R50として回動する。
【0014】
これら支持片102の先端部及び凹部51の係合状態を保持するために、S字状ばね42の一端部が質量体50における凹部51の背面側に設けられた両面に形成した凹部からなるばね係止部52を押圧している。このばね係止部52は、質量体50の厚さ方向に一定幅を有したリブで形成され、ばね係止部52内における該リブの幅方向中央部に薄板部が鉛直に延びている。該ばね係止部52に係合するS字状ばね42の端部は中央にスリットを有した二股になっており、そのスリットに前記薄板部を挿入させて係合している。
【0015】
S字状ばね42の中間部は鍵盤フレーム100上部の前後方向ほぼ中央のばね通し孔103の縁部を押圧して接しており、S字状ばね42の他端部は、鍵後方下部のばね受け部43を押圧するように構成されている。これにより、S字状ばね42は、凹部52の位置で、質量体50を支持片102の先端部に押しつけるとともに質量体50における回動中心R50より後方部分を押し下げるように作用している。
【0016】
質量体50は、前端部が鍵40の垂下片44の下端部に接しており、鍵40の押鍵により該鍵と連動して回動する。質量体50の前端下方付近には、スイッチ基板60が鍵盤フレーム100により支持され、該スイッチ基板60上にはドーム型のゴムで形成された鍵スイッチ61が固定されている。質量体50の前部下面には、この鍵スイッチ61に対応する位置で下方に延びる一対の脚部を備えたスイッチ駆動部53が設けられている。これらスイッチ駆動部53、スイッチ基板60及び鍵スイッチ61は、鍵スイッチ61内の2つの接点距離の相違による押鍵時の導通開始時間差を利用して押鍵速度を感知する押鍵スイッチを構成している。
【0017】
質量体50は、鍵盤フレーム100の後部まで延び、休止位置(非押鍵状態)において、鍵盤フレーム100上に固定されたフェルト製ストッパ部材104により、後端部付近を支持されている。鍵40が押鍵されたとき、質量体50は、図10,11に実線で示す休止位置から一点鎖線で示す押鍵位置に移動する。鍵盤フレーム100における鍵40の直ぐ後方には、ストッパ部材105が保持されており、押鍵位置に至った質量体50をストップさせる役割を果たす。このストッパ部材105は、緩衝用フェルト105aを保護シート105bで覆い、質量体50の後端部の当接部54が、保護シート105bを介して緩衝用フェルト105aを押圧するようにされている。緩衝用フェルト105aは、質量体50後端部の衝突に対する緩衝作用と、奏者の手指に対する確実な停止感とを与えるように、通常は堅さの異なるフェルトを重ねて構成される。質量体50は、前部から回動中心R50付近までをプラスチック製とされ、その後部から金属棒が延びるように形成されており、後方へ長く延びた金属棒の質量により、押鍵時の慣性抵抗を生じさせる。
【0018】
鍵盤フレーム100の後部には、センサ装置70が装着されている。このセンサ装置70は、全体的には、2本の張設部材を鍵盤の両側で支持した構造となっている。2本の張設部材中、一方の張設部材71は、センシング用のものであり、ストッパ部材105の緩衝用フェルト105aと保護シート105bとの間に保持されて鍵盤装置の間口方向に延びている。他方の張設部材72は、外乱要因によるセンシング用張設部材71の感度低下を防止するために設けられた補償用のためのものである。この補償用張設部材72は、質量体50に接しないように、ストッパ部材105から僅かに離れた位置で、センシング用張設部材71と平行に延びている。
【0019】
鍵盤列の左端外側には、鍵盤フレーム100に支持された張設部70Aが設けられている。張設部70Aは、鍵盤フレーム100に固定された保持部材73と、該保持部材73に取り付けられた張設用板ばね74とを備えている。この板ばね74は、保持部材73から後方へ延びた後、折り返されてV字状をなし、その自由端に小溝が形成され、センシング用張設部材71及び補償用張設部材72の各一端部を引っ張るように支持している。
【0020】
鍵盤列の右端外側には、鍵盤フレーム100に支持された検出部80が設けられている。検出部80は、検出用回路基板81から検出用板ばね82が延びた構造を有している。検出用板ばね82は、板ばねの形態をなし基端部を検出用回路基板81にネジ88,88で固定され、先端部は小溝が形成されてセンシング用張設部材71の端部を引っ張るように支持している。検出用板ばね82の基端部寄りには歪みセンサ83が貼着されている。この例では、歪みセンサ83は、ピエゾ素子を用いて構成されている。検出用回路基板81には、歪みセンサ83からの出力信号を検出する回路(図示を省略)及びその微調整のための調整素子84が設けられている。該回路はさらに、後述の回路(電子鍵盤楽器のマイクロコンピュータ)に接続されている。また、鍵盤列右側における補償用張設部材72の端部は、鍵盤フレーム100に固定的に支持されている。
【0021】
センサ装置70においては、さらに以下のような設定がなされている。張設用板ばね74は、検出用板ばね82よりばね力を強くされている。また、補償用張設部材72は、センシング用張設部材71より引張り剛性を高くされている。すなわち、補償用張設部材72は、右端を鍵盤フレーム100に固定的に支持され、左端を張設用板ばね74により引っ張られて、所定の延び状態となる。これに対し、センシング用張設部材71は、図9において左端の位置が補償用張設部材72と共に張設用板ばね74を共同保持部として保持される。さらにその右端は検出用板ばね82を撓ませるように該検出用板ばね82の自由端に保持される。したがって、補償用張設部材72を引っ張った状態で左端の位置を安定にするために、張設用板ばね74のばね力を強くし、検出用板ばね82が大きく撓まないように、補償用張設部材72の引っ張り剛性が高くされる。
【0022】
次に、この鍵盤装置の作動について説明する。図10,11は、押鍵前の休止状態を示している。この状態から押鍵をすると、鍵40が回動中心R40を中心として下方へ回動し、垂下片44が質量体50を押し下げる。これにより、質量体50は、回動中心R50を中心に回動し、スイッチ駆動部53は、鍵スイッチ61に向かって下降して行く。そして、質量体50のスイッチ駆動部53は、鍵スイッチ61と接し、押鍵スイッチをオンにし、発音機構を動作させて発音がなされる。この間、質量体50は、回動中心R50より後方部分を上昇させる。そして、スイッチ駆動部53が鍵スイッチ61に接した直後に質量体50の後端部の当接部54がストッパ部材105に当接し、これにより質量体50及び鍵40の回動が停止される。
【0023】
センサ装置70は、次のように作用する。押鍵状態で鍵の押圧力を増減させると、質量体50の後端部の当接部54はストッパ部材105、特にその緩衝用フェルト105aの撓み量を変化させる。センシング用張設部材71は、ストッパ部材105の緩衝用フェルト105aと保護シート105bとの間に保持されている。したがって、緩衝用フェルト105aの撓み量が変化すると、その撓みに伴うセンシング用張設部材71の蛇行量も変化する。蛇行量が増加すると、センシング用張設部材71の端部間の距離は縮まり、これに伴って、検出用板ばね82の撓みが増す。したがって、歪みセンサ83の出力が増加する。この出力変化をピックアップすることにより、押鍵後の鍵への押圧力の変化を検出することができ、これに応じて音量、音質等を変化させれば、アフタタッチコントロールを行なうことができる。ストッパ部材105の緩衝用フェルト105a及び保護シート105bの撓み性を適度に選択することにより、複数の鍵が押された状態であっても、各押鍵によるストッパ部材105の撓みをセンシング用張設部材71の蛇行に反映させて、正確なアフタタッチコントロールを行なうことができる。
【0024】
ところが、センサ装置に用いられている張設部材は、鍵盤列の両端に跨る長いものとなっている。したがって、鍵盤装置への取付け後の温度や湿度等の外乱要因による長さの変化も大きくなる。センシング用の張設部材の端部を鍵盤フレームに固定してしまうと、外乱要因によって、張設部材それ自身の線膨張率と鍵盤フレームそのものの膨張率とが歪みセンサの歪み量を乱してしまう。したがって、精度のよいアフタタッチコントロールのためには、これらの外乱要因への対処が必要である。
【0025】
この実施形態のセンサ装置70は、2本の張設部材を用い、補償用張設部材72に並行してセンシング用張設部材71を設けている。そして、補償用張設部材72に張設用板ばね74のばね力を作用させて張設し、センシング用張設部材71は、張設用板ばね74上で補償用張設部材72と同一の位置に一端を支持された状態で、センシング用張設部材71自体は検出用板ばね82のばね力を受ける。したがって、外乱要因が作用しても、その影響は、補償用張設部材72が吸収し、センシング用張設部材71への波及が防止される。すなわち、鍵盤装置への取付け後に温度上昇による膨張熱が生じても、張設部材が伸びた分だけ、張設用板ばね74による支持点が移動する。熱膨張量は、補償用張設部材72とセンシング用張設部材71とで同じであるので、補償用張設部材72の伸びにより移動した張設用板ばね74の位置で一端を支持されるセンシング用張設部材71は、他端に熱膨張の影響を与えない。これの補償作用は、湿度による伸び率を揃えた補償用張設部材72とセンシング用張設部材71との間で、湿度の影響に対して同様に行なわれる。取付け時の外力によって、張設部材の張設長さが変化することがある。これに対しては、補償用張設部材72の引張り剛性を高くしておくことにより、その影響を減少させることができる。
【0026】
また、センシング用張設部材71は、鍵の操作により該鍵に対応する部位が張設方向(複数鍵の並び方向)と直角な方向に偏倚するので、該センシング用張設部材71の端部は(張力により)張設方向に移動する。この端部の移動量すなわち検出用板ばね82の撓み量は、上記鍵に対応する部位の偏倚量に比べて微少量となるので、歪みセンサ83としてピエゾ素子を用いるのに適している。すなわち、センシング用張設部材71の鍵に対応する部位の偏倚量を検出用板ばね82の微少な撓み量で検出できるので、広いダイナミックレンジが得られ、検出精度も高くなる。さらに、検出用板ばね82の撓み量が微少なので省スペースとなる。
【0027】
次に、本発明を適用した電子鍵盤楽器の実施形態について説明する。
図3は実施形態の電子鍵盤楽器のブロック図である。CPU1、RAM2及びROM3はマイクロコンピュータを構成しており、CPU1はROM3に格納されている制御プログラムに基づいてRAM2のワーキングエリア等を使用して楽器全体の制御を行う。鍵盤装置4は前記図9〜11の鍵盤装置であり、鍵40、鍵スイッチ61、前記歪みセンサ83及び検出用回路基板81で構成されたアフタタッチセンサ5を備えている。
【0028】
CPU1はアフタタッチセンサ5の出力データから後述のようにアフタタッチデータを演算し、このアフタタッチデータがセレクタに出力され、セレクタ6はアフタタッチデータに応じて、音色、音量、ビブラート深さ等の各種効果制御用の効果制御信号を音源7に出力するが、この効果制御信号は、各種操作子8の例えばデジタルボリュームの操作により選択される。そして、音源7は効果回路を含んでおり、この効果制御信号に応じて各種効果を付与した楽音信号を発生する。この楽音信号はD/A変換回路9でアナログ信号に変換されアンプ10で増幅され、スピーカ11で楽音が発生される。
【0029】
なお、鍵スイッチ61は2つの接点(以後、第1スイッチ及び第2スイッチという。)を備えた接点時間差タイプの2メイク式のスイッチであり、押鍵ストロークにおいて、先ず第1スイッチが閉成(オン)し、次に第2スイッチが閉成する。このときの接点時間差(後述のタイマカウンタTC(n)の値)をイニシャルタッチデータとしてキーコード及びキーオン信号とともに音源7に出力する。また、離鍵ストロークでは第2スイッチが開成(オフ)し、次に第1スイッチが開成する。これらの第1スイッチ及び第2スイッチの閉成/開成のイベントはキーイベントとしてCPU1で検出される。また、アフタタッチセンサ5の出力が所定のスレショルドを越えるとアフタセンサオンとし、アフタタッチセンサ5の出力が所定のスレショルド未満になるとアフタセンサオフとし、このアフタセンサオン/オフもキーイベントとしてCPU1で検出される。
【0030】
図4はRAM2に設定されたキーバッファの一例を示す図である。この実施形態では音源7の発音チャンネルは16チャンネルであり、チャンネル番号nが“0〜15”の16チャンネル分のキーバッファが設けられている。各チャンネルのキーバッファは、キーコードデータ(KCD)を格納するレジスタ、キーイベント種類のデータを格納するレジスタ、タイマカウンタ値TC(n)またはアフタタッチデータaf(n)を格納するレジスタ、鍵ストロークの各種状態を示すステートのデータを格納するレジスタで構成されている。そして、このキーバッファに対して、CPU1により各種データの書き込み及び読み出し(参照)が行われる。
【0031】
キーイベント種類のデータは、第1スイッチオン、第2スイッチオン、アフタセンサオン、アフタセンサオフ、第2スイッチオフ及び第1スイッチオフの6種類あり、各イベントに対応する3ビットの数値データとして記憶される。また、ステートのデータは、図5に示したように、鍵ストロークに応じて「00」、「01」、「10」、「11」の4種類の数値データとして記憶される。なお、アフタタッチセンサ5の出力が所定のスレショルドを越えて、このアフタタッチセンサ5から得られるアフタタッチデータaf(n)を「AFセンサ値」ともいう。
【0032】
次に、フローチャートに基づいて実施形態の動作について説明する。
図6は、CPU1が実行するメイン処理のフローチャートであり、先ず、ステップS1で初期化処理を行い、ステップS2で音色の選択処理や楽音パラメータの設定処理等を行い、ステップS3で、図7の押離鍵処理を行う。次に、ステップS4で、各種操作子7の操作に応じて、セレクタ5の効果制御信号を選択する処理、すなわちアフタタッチ(AF)の制御対象を変更する処理を行う。そして、ステップS2に戻る。
【0033】
図7の押離鍵処理では、ステップS11で、いずれかのキーイベントがあるか否かを判定し、キーイベントがなければいきなりリターンされて元のルーチンに復帰し、キーイベントがあればステップS12で、キーバッファを参照して該キーイベントが発生したキーコード(KC)のチャンネルが既にあるか否かを判定し、同キーコードのチャンネルがあればステップS14に進む。同キーコードのチャンネルがなければ、ステップS13で、キーバッファ(あるいは音源)を参照して空きチャンネルがあるか否かを判定し、空きチャンネルがなければそのまま元のルーチンに復帰し、空きチャンネルがあればステップS14に進む。ステップS14では、現在発生したキーイベントのキーコードについて処理するチャンネルを決定し、ステップS15に進む。
【0034】
ステップS15では、キーバッファのnチャンネル(nは決定したチャンネルのチャンネル番号)に、現在のキーイベントに対応するキーコードとキーイベントの種類とを書き込み、ステップS16に進む。ステップS16では、現在のキーイベントの種類を判定し、各キーイベントの種類に応じて、ステップS17〜ステップS21の処理を行って元のルーチンに復帰する。なお、第2スイッチオフの場合にはそのまま元のルーチンに復帰する。
【0035】
第1スイッチオンの場合は、ステップS17で、キーバッファの「n」チャンネル部のステートのレジスタに、タイマカウント開始を示すステート「01」をセットし、タイマカウンタTC(n)の値をリセットする。なお、タイマカウンタTC(n)は後述図8のタイマインタラプト処理によりカウントされる。第2スイッチオンの場合は、ステップS18で、キーバッファの「n」チャンネル部にあるTC(n)の値とキーオンとを音源7に送出し、ステートを「10」にセットし、TC(n)をリセットする。第2スイッチオフの場合にはそのまま元のルーチンに復帰し、第1スイッチオフの場合は、ステップS19で、音源7に「n」(チャンネル番号)と共にキーオフを出力し、キーバッファの「n」チャンネル部のステートを「00」に設定し、さらにキーバッファの「n」チャンネル部の全てのデータをチャンネル番号「n」と共にクリアする。
【0036】
以上の処理により、第2スイッチがオンした時点(ステップS18)で、音源7に対して、キーコード及びキーオンと共にTC(n)がイニシャルタッチデータとして出力され、楽音発生が開始される。また、第1スイッチがオフした時点(ステップS19)で、音源7に対してキーオフが出力され、消音される。なお、音源7ではキーオフの入力により消音を開始するが、消音開始により楽音波形のエンベロープを減衰させ、所定レベル以下になった時点で完全に消音する。
【0037】
押鍵時にアフタタッチ操作をすると、第1スイッチのオンから第1スイッチのオフまでの間に、アフタセンサオンのキーイベントが発生する。このアフタセンサオン場合は、ステップS20で、キーバッファの「n」チャンネル部にあるTC(n)の代わりにアフタタッチセンサ5から得られるAFセンサ値を取り込み、ステートを「11」に設定する。また、アフタセンサオフの場合は、ステップS21で、キーバッファの「n」チャンネル部にあるTC(n)の代わりのAFセンサ値をリセットする。
【0038】
図8のタイマインタラプト処理は、タイマカウンタTC(n)のカウント処理とAFセンサ値の取り込み及び音源へのアフタタッチデータの送出処理を行なうものであり、この処理において、押鍵数に応じてアフタタッチデータが演算される。
【0039】
先ず、ステップS31では、キーバッファのチャンネルスキャンのためのレジスタnに“0”をセットし、ステップS32で、キーバッファのnチャンネルのステートデータをサーチする。次に、ステップS33で、キーバッファのnチャンネル中にステップS「x1」があるか否かを判定する。なお、ステート中の「x」は「0または1」を表す。ステート「x1」がなければステップS36に進み、ステート「x1」があれば、ステップS34でステート「x1」のチャンネルの「x1」は「11」であるか否かを判定する。「x1」が「11」であればステップS38に進み、「x1」が「11」でなければステップS35に進む。ステップS35では、キーバッファの「n」におけるステート「01」に対応したレジスタTC(n)の値をを“1”増加させて、レジスタTC(n)に格納し(カウントアップし)、ステップS36に進む。ステップS36では、nは最大値であるか否かを判定し、最大値でなければステップS37でチャンネル番号nを“1”増加させてステップS32に戻り、nが最大値であればステップS41に進む。ステップS41では、キー^バッファの全てのチャンネルをサーチして、その結果、ステート「11」のチャンネルがあるか否かを判定し、ステート「11」のチャンネルがなければ元のルーチンに復帰し、ステート「11」のチャンネルがあればステップS42に進む。
【0040】
ステップS34で、ステート「x1」のチャンネルの「x1」が「11」であれば、ステップS38で、キーバッファの「n」チャンネルのTC(n)/afのレジスタに、アフタタッチセンサの値(AFセンサ値)を取り込み、ステップS39で、nは最大値であるか否かを判定し、最大値でなければステップS40でチャンネル番号nを“1”増加させてステップS32に戻り、nが最大値であればステップS42に進む。
【0041】
ステップS42では、全チャンネル中の最後着のAFセンサ値(af値)をレジスタafに取り込み、ステップS43に進む。すなわち、AFセンサ値は、複数鍵が押鍵されたとき、各押鍵毎にアフタタッチセンサ5から得られるが、これらの値(AFセンサ値)は、押鍵毎に更新されるので、最後着のAFセンサ値を取り込む。次に、ステップS43で、キーバッファの全チャンネルにつき、ステート「11」のものの個数K(押鍵数)を抽出する。そして、ステップS44で、個数K、所定の定数C1及びC2から(K−1)×C1+C2を演算し、この演算結果をレジスタWに格納する。次に、ステップS45で、レジスタWの値(W)、AFセンサ値af、個数K、定数a及びbから(1−a×(K−1))×af−b×Wを演算し、この演算値をレジスタAFに格納する。ただし、0<AF≦0xff(0xff:上限設定値)の範囲とする。そして、ステップS46で、レジスタAFの値をアフタタッチデータとして音源7に出力し、元のルーチンに復帰する。なお、上記の各式の意味については後述する。
【0042】
次に、以上の処理を押鍵時の代表的な動作フローに基づいて説明する。押鍵により第1スイッチオンとなると、ステップS17でタイマカウンタTC(n)がリセットされるとともにステートが「01」になるので、図8のインタラプト処理において、ステップS33、S34を経てステップS35で、TC(n)がインクリメントされる。この処置は複数鍵が押鍵されれば、各鍵(チャンネル)に対応して同様に行われる。そして、ステップS41でステートが「11」となっていないことから、次回のインタラプト処理でTC(n)が順次カウントアップする。
【0043】
押鍵が進んで第2スイッチオンとなると、ステップS18で音源7に対する発音処理が実行されるとともに、ステートが「10」となるので、図8のインタラプト処理において実質的な処理は行われない(ステップS33→S36→S41→リターン)。
【0044】
アフタタッチ操作をしてアフタセンサオンとなると、ステップS20でAFセンサ値が取り込まれるとともにステートが「11」となるので、図8のインタラプト処理において、ステップS33、S34を経て、ステップS38で再度AFセンサ値がキーバッファに取り込まれる。この処置は複数鍵が押鍵されれば、各鍵(チャンネル)に対応して同様に行われる。そして、ステップS42で、全チャンネル中の最後着のAFセンサ値が演算対象のAFセンサ値afとして取り込まれ、ステップS43でキーバッファ中のステート「11」となっているチャンネルの数、すなわち押鍵数Kが得られ、ステップS44、S45でアフタタッチデータが演算される。
【0045】
また、離鍵されて第1スイッチオフとなると、ステップS19で消音処理が実行されるとともにステートが「00」となり、図8のインタラプト処理において実質的な処理は行われない(ステップS33→S36→S41→リターン)。なお、この実施形態では、アフタセンサオフとなった時点で、ステップS21においてステートは「11」のまま維持される。すなわち、アフタセンサオフとなっても、その後、第1スイッチオフとなるまでは、ステート「11」が維持される。したがって、一旦アフタタッチ操作を中断しても、離鍵するまで(第1スイッチオフとなるまで)は、直ぐに再度アフタタッチ操作を行うことができ。アフタタッチ操作性が良くなる。
【0046】
次に、ステップS44及びステップS45における次式(1),(2)の演算式について説明する。
W=(K−1)×C1+C2 ……(1)
ただし、K:押鍵数(個数)、C1及びC2:所定の定数
AF=(1−a×(K−1))×af−b×W ……(2)
(0<AF≦0xff)
ただし、af:AFセンサ値、a及びb:定数
【0047】
式(1)の「W」はAFセンサ値に対するゼロ近傍の不感帯幅であり、押鍵数Kと不感帯幅Wの関係をグラフで示すと図2(A) のようになる。この式(1)の演算は押鍵数Kが“1”以上の場合(“16”以下)の場合に実行され、押鍵数Kが増加すると不感帯幅Wも増加する。すなわち、複数の鍵の押鍵数が大になるにつれて不感帯幅が大になる。
【0048】
式(2)の(1−a×(K−1))はゲインGであり、押鍵数KとゲインGの関係をグラフで示すと図2(B) のようになる。このこの式(1)の演算も押鍵数Kが“1”以上の場合(“16”以下)の場合に実行され、押鍵数Kが“1”でゲインGも“1”となる。そして、押鍵数Kが増加するとゲインGは減少する。なお、押鍵数Kの最大値は“16”であり、K=16のときゲインGが正の所定値(一定値)となるように、定数aが設定されている。すなわち、複数の鍵の押鍵数が大になるにつれてゲイン(センシング感度)が小になる。
【0049】
また、式(2)の「AF」は、音源7に出力するアフタタッチデータであり、この式(2)のAFセンサ値afとアフタタッチデータAFの関係をグラフで示すと図2(C) のようになる。そして、この式(2)によりAFセンサ値afから演算されるアフタタッチデータAFを、0<AF≦0xffの範囲にすることにより、アフタタッチセンサ5に加えられる重量に対応するAFセンサ値afに対するアフタタッチデータAFの出力特性は、図1に示したようになる。図1は、押鍵数Kが小の場合を実線で示し、押鍵数K′が大の場合を破線で示しており、押鍵数が大の場合、不感帯幅W′は不感帯Wよりきくなるとともに、傾きに対応するゲインG′はゲインGより小さくなっている。
【0050】
以上のように、押鍵数Kが増大すると不感帯幅Wも増大するので、複数鍵を同時に押鍵している場合でも、一つの鍵を押鍵している場合と同様に、不必要なアフタタッチが効いてしまうことを抑さえることができる。また、押鍵数Kが増大するとゲインGが減少するので、複数鍵を同時に押鍵している場合でも、この複数の押鍵操作で一つの鍵を押鍵している場合と同様なアフタタッチデータを得ることができる。
【0051】
以上の実施形態では、アフタタッチセンサとして、ひも状部材(センシング用張設部材)の偏倚によりアフタタッチ信号を生成するものについて説明したが、アフタタッチセンサとしては、前述のゴム状センサやフィルム状センサでもよい。
【0052】
また、以上の実施形態では、押鍵数Kに応じて不感帯幅WとゲインGの両方を変化させるようにしているが、押鍵数Kに応じて不感帯幅W及びゲインGの何れか一方のみを変化させるようにしてもよい。この場合は、両方を変化させる場合ほど操作性が良くならないが、不感帯幅とゲインを何れも固定にしている場合よりも操作性が良くなる。
【0053】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1の電子楽器のタッチレスポンス装置によれば、複数鍵を同時に押鍵している場合でも、一つの鍵を押鍵している場合と同様に、不必要なアフタタッチが効いてしまうことを抑さえることができ、かつ、この複数の押鍵操作で一つの鍵を押鍵している場合と同様なアフタタッチ信号を得ることができ、アフタタッチ操作性が良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態におけるアフタタッチセンサのAFセンサ値に対するアフタタッチデータの出力特性を示す図である。
【図2】本発明の実施形態における演算時の押鍵数と不感帯幅の関係のグラフ、押鍵数とゲインの関係のグラフ、AFセンサ値とアフタタッチデータAFの関係のグラフを示す図である。
【図3】本発明の実施形態の電子鍵盤楽器のブロック図である。
【図4】本発明の実施形態におけるキーバッファの一例を示す図である。
【図5】本発明の実施形態における鍵ストロークとステートの関係を示す図である。
【図6】本発明の実施形態に係るメイン処理のフローチャートである。
【図7】本発明の実施形態に係る押離鍵処理のフローチャートである。
【図8】本発明の実施形態に係るタイマインタラプト処理のフローチャートである。
【図9】本発明の実施形態に係る電子ピアノ用鍵盤装置の平面図である。
【図10】同電子ピアノ用鍵盤装置の右側面図である。
【図11】同電子ピアノ用鍵盤装置の左側面図である。
【符号の説明】
1…CPU、2…RAM、3…ROM、4…鍵盤装置(鍵盤入力手段)、5…アフタタッチセンサ、7…音源
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a touch response device for an electronic musical instrument having a keyboard input means including a plurality of keys and an aftertouch sensor that generates an aftertouch output by a key pressing operation.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an electronic keyboard instrument, an after touch signal corresponding to a key pressing pressure at the time of key pressing is detected by an after touch sensor, and various musical tone elements such as a sound volume are controlled by the after touch signal. As this after-touch sensor, for example, a band-shaped sensor laid in the key arrangement direction under a plurality of keys is used to detect a force of pressing the band-shaped sensor with a key in response to a key pressing operation. In addition, as a belt-shaped sensor, a conductive rubber sandwiched between two electrodes (hereinafter referred to as “rubber-shaped sensor”) or a stack of two conductive sheets (hereinafter referred to as a “film-shaped sensor”). The former detects the volume change (resistance value change) of the conductive rubber pressed by the key, and the latter detects the contact area change (resistance value) of the conductive sheet pressed by the key. Change).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the after-touch sensor (band sensor) is a sensor common to all keys. For example, even when a key is pressed with the same finger pressure, a single key is pressed and a plurality of keys are pressed simultaneously. Depending on the case, the aftertouch force (sum of the finger pressures) applied to the sensor is different, resulting in different aftertouch signals. For this reason, aftertouch may work even if you do not want to use aftertouch, or aftertouch may work more than necessary. There is a problem with sex.
[0004]
An object of the present invention is to improve aftertouch operability in a touch response device for an electronic musical instrument having a keyboard input means including a plurality of keys and an aftertouch sensor that generates an aftertouch output by a key pressing operation. To do.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
An electronic musical instrument touch response device according to claim 1 of the present invention is an electronic musical instrument touch response device having a keyboard input means including a plurality of keys and an after touch sensor that generates an after touch output by a key pressing operation. based on the key depression speed of the plurality of keys, said a dead zone width setting means for setting a non-sensitive band width against the after touch force large in after-touch sensor, the number of the depressed as the number of key pressing is larger Sensing sensitivity setting means for setting the characteristics of the sensing sensitivity so as to reduce the sensing sensitivity of the after-touch sensor as the number of key presses increases, based on the set dead band width. It is characterized by.
[0006]
2. The touch response device for an electronic musical instrument according to claim 1, wherein “after-touch force” is a total weight (sensor input) applied to the after-touch sensor, and an output signal (for example, voltage) of the after-touch sensor depends on the after-touch force. It will be. Then, in a means (for example, an arithmetic expression) for converting the output signal into an after touch signal (after touch data), a dead band width of a predetermined width is set for the output signal from a value of zero. As the number increases, it increases. “Sensing sensitivity” is a gain in the means for converting the output signal of the after-touch sensor into an after-touch signal, and this sensing sensitivity decreases as the number of key depressions increases. Therefore, even when a plurality of keys are pressed at the same time, it is possible to suppress unnecessary aftertouch from being effective, as in the case where a single key is pressed . An aftertouch signal similar to that when one key is pressed by a key pressing operation can be obtained, and the aftertouch operability is improved.
[0011]
Incidentally, Oite to claim 1, the after-touch sensor, is stretched over a plurality of keys, sensor means (e.g., piezoelectric element) for detecting the bias of the tensioning means which is for each tensioned biasing of the key May be configured to generate the touch signal. When such a configuration is adopted, the tensioning means is stretched across a plurality of keys, and each of the keys is tensioned and biased, and this bias is detected by the sensor means and a touch signal is generated. Further, the tensioning means may be a string-like member in which a portion corresponding to the key is biased in a direction perpendicular to the tensioning direction by the operation of the key. With such a configuration, the following effects can be obtained. As for the string-like member, the part corresponding to the key is biased in the direction perpendicular to the tensioning direction (the arrangement direction of the plurality of keys) by the operation of the key, so the end of the string-like part is in the tensioning direction (due to the tension) Move to. Since the amount of movement of this end is very small compared to the amount of deviation of the part corresponding to the key, it is suitable to use a piezo sensor as the sensor means according to the configuration of claim 1. That is, since the amount of deviation of the part corresponding to the key can be detected with a small amount of movement of the end, a wide dynamic range can be obtained and the detection accuracy can be improved. The sensor means may be a pressure sensor. Furthermore, since the amount of movement of the end of the string-like member is very small, space is saved.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a keyboard device as “keyboard input means” in the embodiment will be described. In the following drawings, the player side of the keyboard device is referred to as the front, and the opposite side is referred to as the rear.
[0013]
FIGS. 9, 10, and 11 are a plan view, a right side view, and a left side view, respectively, of an electronic piano keyboard device according to an embodiment of the present invention. In this keyboard apparatus, the entire key is supported by the keyboard frame 100, and the keyboard frame 100 is supported by the shelf board 101. The key 40 is composed of a white key and a black key. Each key has a rotation center R40 in the vicinity of the contact point with the support portion by a support portion 41 extending in the front direction slightly behind the center of the keyboard frame 100. It is supported so that it can rotate in the vertical direction. The mass body 50 is supported by the keyboard frame 100 below the key 40. The mass body 50 extends substantially horizontally in the front-rear direction as a whole, and the tip of the support piece 102 is formed by a support piece 102 erected at a position near the front of the keyboard frame 100 and a recess 51 for receiving the support piece 102. It rotates as a rotation center R50.
[0014]
In order to maintain the engagement state between the distal end portion of the support piece 102 and the recess 51, a spring composed of a recess formed on one side of the mass body 50 on the back side of the recess 51 in the mass body 50. The locking part 52 is pressed. The spring locking portion 52 is formed by a rib having a constant width in the thickness direction of the mass body 50, and a thin plate portion extends vertically in the center portion of the rib in the width direction in the spring locking portion 52. The end portion of the S-shaped spring 42 that engages with the spring locking portion 52 has a bifurcated shape having a slit in the center, and the thin plate portion is inserted into the slit for engagement.
[0015]
The middle portion of the S-shaped spring 42 is in contact with the edge of the spring through hole 103 at the approximately center in the front-rear direction of the upper part of the keyboard frame 100, and the other end of the S-shaped spring 42 is a spring at the lower rear of the key. It is comprised so that the receiving part 43 may be pressed. As a result, the S-shaped spring 42 acts to press the mass body 50 against the distal end portion of the support piece 102 at the position of the recess 52 and to push down the rear portion of the mass body 50 from the rotation center R50.
[0016]
The front end portion of the mass body 50 is in contact with the lower end portion of the hanging piece 44 of the key 40, and is rotated in conjunction with the key when the key 40 is pressed. A switch board 60 is supported by the keyboard frame 100 near the lower part of the front end of the mass body 50, and a key switch 61 formed of dome-shaped rubber is fixed on the switch board 60. On the lower surface of the front portion of the mass body 50, a switch drive unit 53 having a pair of legs extending downward at a position corresponding to the key switch 61 is provided. The switch driving unit 53, the switch board 60, and the key switch 61 constitute a key pressing switch that senses the key pressing speed by using a conduction start time difference at the time of key pressing due to a difference between two contact distances in the key switch 61. ing.
[0017]
The mass body 50 extends to the rear portion of the keyboard frame 100 and is supported in the vicinity of the rear end portion by a felt stopper member 104 fixed on the keyboard frame 100 in the rest position (non-key-pressed state). When the key 40 is depressed, the mass body 50 moves from the rest position indicated by the solid line in FIGS. 10 and 11 to the key depression position indicated by the alternate long and short dash line. A stopper member 105 is held immediately behind the key 40 in the keyboard frame 100 and serves to stop the mass body 50 that has reached the key pressing position. The stopper member 105 covers the cushioning felt 105a with a protective sheet 105b, and the contact portion 54 at the rear end of the mass body 50 presses the buffering felt 105a through the protective sheet 105b. The cushioning felt 105a is usually configured by overlapping felts having different stiffnesses so as to provide a buffering action against a collision of the rear end portion of the mass body 50 and a reliable stop feeling with respect to the player's fingers. The mass body 50 is made of plastic from the front part to the vicinity of the rotation center R50, and is formed so that a metal bar extends from the rear part. The mass of the metal bar extending backwards causes inertia at the time of key depression. Causes resistance.
[0018]
A sensor device 70 is attached to the rear part of the keyboard frame 100. The sensor device 70 generally has a structure in which two tension members are supported on both sides of the keyboard. Of the two tension members, one tension member 71 is used for sensing, and is held between the cushioning felt 105a of the stopper member 105 and the protective sheet 105b and extends toward the front of the keyboard device. Yes. The other tension member 72 is for compensation provided in order to prevent a decrease in sensitivity of the tension member 71 for sensing due to a disturbance factor. The compensation tension member 72 extends in parallel with the sensing tension member 71 at a position slightly away from the stopper member 105 so as not to contact the mass body 50.
[0019]
A tension portion 70A supported by the keyboard frame 100 is provided outside the left end of the keyboard row. The tension portion 70 </ b> A includes a holding member 73 fixed to the keyboard frame 100 and a tension plate spring 74 attached to the holding member 73. The leaf spring 74 extends rearward from the holding member 73 and is then folded back to form a V shape. A small groove is formed at the free end of each leaf spring 74, and one end of each of the sensing tension member 71 and the compensation tension member 72. It supports to pull the part.
[0020]
A detection unit 80 supported by the keyboard frame 100 is provided outside the right end of the keyboard row. The detection unit 80 has a structure in which a detection leaf spring 82 extends from the detection circuit board 81. The detection leaf spring 82 is in the form of a leaf spring, the base end portion is fixed to the detection circuit board 81 with screws 88, 88, and the distal end portion is formed with a small groove to pull the end portion of the sensing tension member 71. I support it. A strain sensor 83 is attached near the base end of the detection leaf spring 82. In this example, the strain sensor 83 is configured using a piezo element. The detection circuit board 81 is provided with a circuit (not shown) for detecting an output signal from the strain sensor 83 and an adjustment element 84 for fine adjustment thereof. The circuit is further connected to a circuit to be described later (electronic keyboard musical instrument microcomputer). Further, the end of the compensation tension member 72 on the right side of the keyboard row is fixedly supported by the keyboard frame 100.
[0021]
In the sensor device 70, the following settings are further made. The tension plate spring 74 is stronger than the detection plate spring 82. Further, the tension member 72 for compensation has a higher tensile rigidity than the tension member 71 for sensing. That is, the compensation tension member 72 is fixedly supported at the right end by the keyboard frame 100 and pulled at the left end by the tension leaf spring 74 to be in a predetermined extended state. On the other hand, the sensing tension member 71 is held at the left end position in FIG. 9 together with the compensation tension member 72 and the tension plate spring 74 as a joint holding portion. Further, the right end is held at the free end of the detection leaf spring 82 so as to bend the detection leaf spring 82. Therefore, in order to stabilize the position of the left end in a state where the compensation tension member 72 is pulled, the tension force of the tension leaf spring 74 is increased so that the detection leaf spring 82 is not greatly bent. The tensile rigidity of the tension member 72 is increased.
[0022]
Next, the operation of this keyboard apparatus will be described. 10 and 11 show a pause state before key depression. When the key is pressed from this state, the key 40 rotates downward about the rotation center R40, and the hanging piece 44 pushes down the mass body 50. Accordingly, the mass body 50 rotates about the rotation center R50, and the switch driving unit 53 moves downward toward the key switch 61. The switch driving unit 53 of the mass body 50 is in contact with the key switch 61, turns on the key pressing switch, and operates the sound generation mechanism to generate sound. During this time, the mass body 50 raises the rear part from the rotation center R50. Immediately after the switch drive unit 53 comes into contact with the key switch 61, the abutment portion 54 at the rear end of the mass body 50 abuts against the stopper member 105, whereby the rotation of the mass body 50 and the key 40 is stopped. .
[0023]
The sensor device 70 operates as follows. When the key pressing force is increased or decreased in the key pressing state, the abutting portion 54 at the rear end of the mass body 50 changes the amount of bending of the stopper member 105, particularly the buffer felt 105a. The sensing tension member 71 is held between the buffer felt 105a of the stopper member 105 and the protective sheet 105b. Therefore, when the bending amount of the buffer felt 105a changes, the meandering amount of the sensing tension member 71 accompanying the bending also changes. When the amount of meandering increases, the distance between the ends of the sensing tension member 71 decreases, and accordingly, the bending of the detection leaf spring 82 increases. Therefore, the output of the strain sensor 83 increases. By picking up this output change, it is possible to detect a change in the pressing force applied to the key after the key is pressed. If the volume, sound quality, etc. are changed accordingly, after-touch control can be performed. By appropriately selecting the flexibility of the buffer felt 105a and the protective sheet 105b of the stopper member 105, the bending of the stopper member 105 due to each key pressing can be extended for sensing even when a plurality of keys are pressed. Reflecting on the meandering of the member 71, accurate aftertouch control can be performed.
[0024]
However, the extending member used in the sensor device is a long member straddling both ends of the keyboard row. Therefore, the change in length due to disturbance factors such as temperature and humidity after being attached to the keyboard device also becomes large. If the end of the tension member for sensing is fixed to the keyboard frame, the linear expansion coefficient of the tension member itself and the expansion coefficient of the keyboard frame itself disturb the distortion amount of the strain sensor due to disturbance factors. End up. Therefore, it is necessary to deal with these disturbance factors for accurate aftertouch control.
[0025]
The sensor device 70 of this embodiment uses two tension members, and a sensing tension member 71 is provided in parallel to the compensation tension member 72. The tension member 72 is stretched by applying the spring force of the tension plate spring 74 to the compensation tension member 72, and the sensing tension member 71 is the same as the compensation tension member 72 on the tension plate spring 74. In a state where one end is supported at the position, the sensing tension member 71 itself receives the spring force of the detection leaf spring 82. Therefore, even if a disturbance factor acts, the influence is absorbed by the compensating tension member 72, and the spreading to the sensing tension member 71 is prevented. That is, even if expansion heat is generated due to a temperature rise after being attached to the keyboard device, the support point by the tension plate spring 74 is moved by the amount of extension of the tension member. Since the amount of thermal expansion is the same between the compensation tension member 72 and the sensing tension member 71, one end is supported at the position of the tension leaf spring 74 moved by the extension of the compensation tension member 72. The sensing tension member 71 does not affect the other end of thermal expansion. This compensation action is similarly performed with respect to the influence of humidity between the compensation tension member 72 and the sensing tension member 71 having the same elongation rate due to humidity. Depending on the external force at the time of attachment, the tension length of the tension member may change. On the other hand, the influence can be reduced by increasing the tensile rigidity of the compensating tension member 72.
[0026]
Further, the sensing tension member 71 has a portion corresponding to the key that is biased in a direction perpendicular to the tension direction (a direction in which a plurality of keys are arranged) by operating the key. Moves in the tensioning direction (due to tension). Since the amount of movement of the end portion, that is, the amount of bending of the detection leaf spring 82 is very small compared to the amount of deviation of the portion corresponding to the key, it is suitable to use a piezo element as the strain sensor 83. That is, since the amount of deviation of the part corresponding to the key of the sensing tension member 71 can be detected by the slight amount of deflection of the detection leaf spring 82, a wide dynamic range can be obtained and the detection accuracy can be improved. Furthermore, since the amount of bending of the detection leaf spring 82 is very small, the space is saved.
[0027]
Next, an embodiment of an electronic keyboard instrument to which the present invention is applied will be described.
FIG. 3 is a block diagram of the electronic keyboard instrument of the embodiment. The CPU 1, RAM 2 and ROM 3 constitute a microcomputer, and the CPU 1 controls the entire instrument using the working area of the RAM 2 based on a control program stored in the ROM 3. The keyboard device 4 is the keyboard device shown in FIGS. 9 to 11, and includes an aftertouch sensor 5 including a key 40, a key switch 61, the distortion sensor 83, and a detection circuit board 81.
[0028]
CPU1 calculates a after-touch data as described below from the output data of the after-touch sensor 5, the after-touch data is output to the selector 6, the selector 6 in accordance with the after-touch data, tone color, sound volume, vibrato depth, etc. The effect control signal for various effect control is output to the sound source 7, and this effect control signal is selected by, for example, operating a digital volume of the various controls 8. The sound source 7 includes an effect circuit, and generates a tone signal with various effects according to the effect control signal. The musical sound signal is converted into an analog signal by the D / A conversion circuit 9 and amplified by the amplifier 10, and a musical sound is generated by the speaker 11.
[0029]
The key switch 61 is a contact time difference type two-make switch having two contacts (hereinafter referred to as a first switch and a second switch), and first the first switch is closed ( ON) and then the second switch is closed. A contact time difference at this time (a value of a timer counter TC (n) described later) is output to the sound source 7 together with a key code and a key-on signal as initial touch data. In the key release stroke, the second switch is opened (off), and then the first switch is opened. The closing / opening events of the first switch and the second switch are detected by the CPU 1 as key events. Further, when the output of the after touch sensor 5 exceeds a predetermined threshold, the after sensor is turned on. When the output of the after touch sensor 5 becomes less than the predetermined threshold, the after sensor is turned off. Detected.
[0030]
FIG. 4 is a diagram showing an example of the key buffer set in the RAM 2. In this embodiment, the sound source 7 has 16 sound generation channels, and 16 channel key buffers having channel numbers n of “0 to 15” are provided. The key buffer for each channel includes a register for storing key code data (KCD), a register for storing key event type data, a register for storing timer counter value TC (n) or aftertouch data af (n), and keystrokes These registers are configured to store state data indicating various states. Then, the CPU 1 writes and reads (references) various data to the key buffer.
[0031]
There are six types of key event type data: first switch on, second switch on, after sensor on, after sensor off, second switch off, and first switch off, as 3-bit numeric data corresponding to each event. Remembered. Further, as shown in FIG. 5, the state data is stored as four types of numerical data “00”, “01”, “10”, and “11” according to the key stroke. Note that the aftertouch data af (n) obtained from the aftertouch sensor 5 when the output of the aftertouch sensor 5 exceeds a predetermined threshold is also referred to as an “AF sensor value”.
[0032]
Next, the operation of the embodiment will be described based on a flowchart.
FIG. 6 is a flowchart of main processing executed by the CPU 1. First, initialization processing is performed in step S1, timbre selection processing, musical tone parameter setting processing, and the like are performed in step S2. In step S3, FIG. Performs key release processing. Next, in step S4, processing for selecting the effect control signal of the selector 5, that is, processing for changing the control target of aftertouch (AF), is performed according to the operation of the various operators 7. Then, the process returns to step S2.
[0033]
In the key pressing / releasing process of FIG. 7, it is determined in step S11 whether there is any key event. If there is no key event, the process returns to the original routine and returns to the original routine. If there is a key event, step S12 is performed. Then, it is determined by referring to the key buffer whether there is already a channel of the key code (KC) in which the key event has occurred, and if there is a channel of the same key code, the process proceeds to step S14. If there is no channel with the same key code, in step S13, it is determined whether or not there is an empty channel by referring to the key buffer (or sound source). If there is, the process proceeds to step S14. In step S14, a channel to be processed for the key code of the currently generated key event is determined, and the process proceeds to step S15.
[0034]
In step S15, the key code corresponding to the current key event and the type of key event are written in the n channel (n is the channel number of the determined channel) of the key buffer, and the process proceeds to step S16. In step S16, the type of the current key event is determined, and processing in steps S17 to S21 is performed according to the type of each key event to return to the original routine. If the second switch is off, the original routine is restored.
[0035]
If the first switch is on, in step S17, the state “01” indicating the start of the timer count is set in the register of the state of the “n” channel portion of the key buffer, and the value of the timer counter TC (n) is reset. . The timer counter TC (n) is counted by a timer interrupt process shown in FIG. If the second switch is on, in step S18, the value of TC (n) and the key-on in the “n” channel portion of the key buffer are sent to the sound source 7, the state is set to “10”, and TC (n ) Is reset. If the second switch is off, the process returns to the original routine as it is. If the first switch is off, the key off is output to the sound source 7 together with “n” (channel number) in step S19, and “n” in the key buffer is output. The state of the channel part is set to “00”, and all the data of the “n” channel part of the key buffer is cleared together with the channel number “n”.
[0036]
With the above processing, when the second switch is turned on (step S18), TC (n) is output as initial touch data together with the key code and key-on to the sound source 7, and the generation of the musical tone is started. Further, when the first switch is turned off (step S19), a key-off is output to the sound source 7 and the sound is muted. Note that the sound source 7 starts mute by key-off input, but the sound waveform envelope is attenuated by the start of mute and is completely muffled when the level falls below a predetermined level.
[0037]
When an after touch operation is performed when a key is pressed, an after sensor on key event occurs between the time when the first switch is turned on and the time when the first switch is turned off. When the after sensor is ON, in step S20, the AF sensor value obtained from the after touch sensor 5 is taken in place of TC (n) in the “n” channel portion of the key buffer, and the state is set to “11”. If the after sensor is off, the AF sensor value in place of TC (n) in the “n” channel portion of the key buffer is reset in step S21.
[0038]
The timer interrupt process of FIG. 8 performs a count process of the timer counter TC (n), an AF sensor value fetching process, and a sending process of aftertouch data to the sound source. Touch data is calculated.
[0039]
First, in step S31, "0" is set in the register n for key buffer channel scan, and in step S32, the n channel state data in the key buffer is searched. Next, in step S33, it is determined whether or not there is step S “x1” in the n channels of the key buffer. Note that “x” in the state represents “0 or 1”. If the state “x1” does not exist, the process proceeds to step S36. If the state “x1” exists, it is determined in step S34 whether “x1” of the channel of the state “x1” is “11”. If “x1” is “11”, the process proceeds to step S38, and if “x1” is not “11”, the process proceeds to step S35. In step S35, the value of the register TC (n) corresponding to the state “01” in “n” of the key buffer is incremented by “1” and stored in the register TC (n) (counting up), and step S36. Proceed to In step S36, it is determined whether or not n is the maximum value. If it is not the maximum value, the channel number n is incremented by "1" in step S37 and the process returns to step S32. If n is the maximum value, the process proceeds to step S41. move on. In step S41, all the channels in the key buffer are searched, and as a result, it is determined whether or not there is a channel of state “11”. If there is no channel of state “11”, the process returns to the original routine. If there is a channel of state "11", the process proceeds to step S42.
[0040]
If “x1” of the channel in the state “x1” is “11” in step S34, the value of the after-touch sensor (in the TC (n) / af register of the “n” channel of the key buffer in step S38 ( AF sensor value) is captured, and it is determined in step S39 whether n is the maximum value. If not, the channel number n is incremented by "1" in step S40 and the process returns to step S32, where n is the maximum. If it is a value, the process proceeds to step S42.
[0041]
In Step S42, the last AF sensor value (af value) in all channels is taken into the register af, and the process proceeds to Step S43. That is, when a plurality of keys are pressed, the AF sensor value is obtained from the after touch sensor 5 for each key press, but since these values (AF sensor values) are updated for each key press, The incoming AF sensor value is captured. Next, in step S43, the number K (number of key presses) of the state "11" is extracted for all the channels of the key buffer. In step S44, (K−1) × C1 + C2 is calculated from the number K and predetermined constants C1 and C2, and the calculation result is stored in the register W. Next, in step S45, (1-a * (K-1)) * af-b * W is calculated from the value (W) of the register W, the AF sensor value af, the number K, and the constants a and b. The calculated value is stored in the register AF. However, the range is 0 <AF ≦ 0xff (0xff: upper limit set value). In step S46, the value of the register AF is output as aftertouch data to the sound source 7, and the process returns to the original routine. In addition, the meaning of each said formula is mentioned later.
[0042]
Next, the above process will be described based on a typical operation flow at the time of key depression. When the first switch is turned on by pressing the key, the timer counter TC (n) is reset in step S17 and the state becomes “01”. Therefore, in the interrupt process of FIG. 8, the process goes through steps S33 and S34 in step S35. TC (n) is incremented. If a plurality of keys are pressed, this procedure is similarly performed corresponding to each key (channel). Since the state is not “11” in step S41, TC (n) is sequentially counted up in the next interrupt process.
[0043]
When the key is depressed and the second switch is turned on, the sound generation process for the sound source 7 is executed in step S18 and the state becomes “10”, so that no substantial process is performed in the interrupt process of FIG. Steps S33 → S36 → S41 → Return).
[0044]
When the after sensor is turned on and the after sensor is turned on, the AF sensor value is fetched in step S20 and the state becomes "11". Therefore, in the interrupt processing of FIG. 8, after steps S33 and S34, AF is performed again in step S38. The sensor value is taken into the key buffer. If a plurality of keys are pressed, this procedure is similarly performed corresponding to each key (channel). In step S42, the last AF sensor value in all the channels is fetched as the AF sensor value af to be calculated, and in step S43, the number of channels in the state “11” in the key buffer, that is, the key depression. A number K is obtained, and aftertouch data is calculated in steps S44 and S45.
[0045]
If the key is released and the first switch is turned off, the mute process is executed in step S19 and the state becomes “00”, and no substantial process is performed in the interrupt process of FIG. 8 (steps S33 → S36 → S41 → Return). In this embodiment, when the after sensor is turned off, the state remains “11” in step S21. That is, even after the after sensor is turned off, the state “11” is maintained until the first switch is turned off thereafter. Therefore, even after the after touch operation is interrupted, the after touch operation can be performed again immediately until the key is released (until the first switch is turned off). Aftertouch operability is improved.
[0046]
Next, the following formulas (1) and (2) will be described in step S44 and step S45.
W = (K−1) × C1 + C2 (1)
However, K: Number of key presses (number), C1 and C2: Predetermined constant AF = (1−a × (K−1)) × af−b × W (2)
(0 <AF ≦ 0xff)
Where af: AF sensor value, a and b: constants
“W” in Expression (1) is a dead band width near zero with respect to the AF sensor value, and the relationship between the number of key presses K and the dead band width W is shown in FIG. 2A. The calculation of the expression (1) is executed when the key pressing number K is “1” or more (“16” or less), and the dead zone width W increases as the key pressing number K increases. That is, the dead zone width increases as the number of pressed keys increases.
[0048]
(1−a × (K−1)) in the equation (2) is the gain G, and the relationship between the number of key presses K and the gain G is shown in a graph as shown in FIG. The calculation of this equation (1) is also executed when the key pressing number K is “1” or more (“16” or less), and the key pressing number K is “1” and the gain G is also “1”. When the number K of key presses increases, the gain G decreases. Note that the maximum value of the number K of key presses is “16”, and the constant a is set so that the gain G becomes a predetermined positive value (a constant value) when K = 16. In other words, the gain (sensing sensitivity) decreases as the number of pressed keys increases.
[0049]
In addition, “AF” in Expression (2) is aftertouch data output to the sound source 7, and the relationship between the AF sensor value af in Expression (2) and the aftertouch data AF is shown in a graph in FIG. become that way. Then, by setting the aftertouch data AF calculated from the AF sensor value af according to the expression (2) within a range of 0 <AF ≦ 0xff, the AF sensor value af corresponding to the weight applied to the aftertouch sensor 5 is obtained. The output characteristics of the aftertouch data AF are as shown in FIG. FIG. 1 shows the case where the key depression number K is small by a solid line, and the case where the key depression number K ′ is large by a broken line. When the key depression number is large, the dead band width W ′ is larger than the dead band W. In addition, the gain G ′ corresponding to the inclination is smaller than the gain G.
[0050]
As described above, the dead band width W increases as the number of key presses K increases. Therefore, even when a plurality of keys are pressed at the same time, as in the case where a single key is pressed, unnecessary after-sales are performed. It is possible to suppress the touch from working. Further, since the gain G decreases as the number K of key presses increases, even when a plurality of keys are pressed at the same time, the same aftertouch as when a single key is pressed by a plurality of key press operations. Data can be obtained.
[0051]
In the above embodiment, the after-touch sensor has been described as generating an after-touch signal by biasing a string-like member (sensing tension member). However, as the after-touch sensor, the above-described rubber-like sensor or film-like sensor is used. It may be a sensor.
[0052]
In the above embodiment, both the dead band width W and the gain G are changed according to the key depression number K. However, only one of the dead band width W and the gain G is varied according to the key depression number K. May be changed. In this case, the operability is not as good as when both are changed, but the operability is better than when both the dead zone width and the gain are fixed.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the touch response device for an electronic musical instrument according to the first aspect, even when a plurality of keys are simultaneously pressed, an unnecessary aftertouch is performed as in the case where a single key is pressed. Can be suppressed, and aftertouch signals similar to those obtained when a single key is depressed by a plurality of key depression operations can be obtained, and the aftertouch operability is improved. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an output characteristic of aftertouch data with respect to an AF sensor value of an aftertouch sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the number of key presses and dead band width, the graph between the number of key presses and gain, and the graph between the AF sensor value and aftertouch data AF in the embodiment of the present invention. is there.
FIG. 3 is a block diagram of an electronic keyboard instrument according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a key buffer in the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a key stroke and a state in the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart of main processing according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart of key press / release processing according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart of a timer interrupt process according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view of a keyboard device for an electronic piano according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a right side view of the electronic piano keyboard device.
FIG. 11 is a left side view of the electronic piano keyboard device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... CPU, 2 ... RAM, 3 ... ROM, 4 ... Keyboard apparatus (keyboard input means), 5 ... After touch sensor, 7 ... Sound source

Claims (1)

複数の鍵と、押鍵操作によってアフタタッチ出力を発生するアフタタッチセンサとを備えた鍵盤入力手段を有する電子楽器のタッチレスポンス装置において、
前記複数の鍵の押鍵数に基づいて、押鍵数が大になるにつれて前記アフタタッチセンサにおけるアフタタッチ力に対する不感帯幅を大に設定する不感帯幅設定手段と、
前記押鍵数と前記設定した不感帯幅とに基づいて、前記押鍵数が大になるにつれて前記アフタタッチセンサのセンシング感度を小にするよう前記センシング感度の特性を設定するセンシング感度設定手段と、
を備えたことを特徴とする電子楽器のタッチレスポンス装置。
In an electronic musical instrument touch response device having a keyboard input means comprising a plurality of keys and an aftertouch sensor that generates an aftertouch output by a key pressing operation,
Based on the number of key presses of the plurality of keys, a dead band width setting unit that sets a large dead band width for the after touch force in the after touch sensor as the number of key presses increases ,
Sensing sensitivity setting means for setting the characteristics of the sensing sensitivity so as to reduce the sensing sensitivity of the after-touch sensor as the number of key presses increases based on the number of key presses and the set dead band width;
Touch response apparatus of an electronic musical instrument characterized by comprising a.
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