JP5347387B2 - 電子管楽器 - Google Patents

Description

本発明は、電子管楽器に対する操作を検出する技術に関する。

電子管楽器における音高の指定用の操作子（キー）の押圧を検出する技術が従来から提案されている。例えば特許文献１には、操作子に連動するプッシュロッドの先端にシート状のスイッチを配置し、操作子の操作時にプッシュロッドの先端がスイッチを押圧することで操作子に対する操作を検出する技術が開示されている。また、特許文献２に開示された技術では、操作子に設置された磁石と電子管楽器の本体に設置されたホール素子との距離に応じてホール素子から出力される電気信号を操作の検出に利用する。さらに、特許文献３には、発光素子からの出射光を操作子の表面で反射させ、反射光の光量に応じて受光素子から出力される電気信号を操作の検出に利用する技術が開示されている。
実開平４−８９９９９号公報 特開平８−３０５３６２号公報 特開２００７−３５７６号公報

自然楽器の管楽器（以下では電子管楽器と区別するために「自然管楽器」と表記する）を演奏しながら操作子を押圧していくと、操作子の操作による楽音の変化後にも操作子は移動する。しかし、特許文献１の技術においては、プッシュロッドによるスイッチの投入で操作子の押圧が検出されて楽音に反映される時点で操作子は停止する（操作子が移動の範囲の端点に到達した段階でスイッチが投入される）。したがって、自然管楽器の操作感を忠実に再現できないという問題がある。

また、特許文献２や特許文献３の技術においては、操作子が操作されていない状態でもホール素子（特許文献２）や発光素子（特許文献３）に継続的に電気エネルギを供給する必要があるから、消費電力の低減が困難であるという問題がある。さらに、特許文献３の構成では、管楽器の内部に浸入した外光が受光素子に到達することで操作子の押圧が誤検出されるという問題もある。以上の事情に鑑みて、本発明は、消費電力を低減しながら自然管楽器と同等の操作感を実現することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明に係る電子管楽器は、管楽器の管体と、管体に配置されるとともに利用者による操作に応じて第１位置（例えば図５の位置ＰA1）から第２位置（例えば図７の位置ＰA2）まで移動する音高の指定用の操作子と、操作子に連動して回転する可動部と第１端子および第２端子とを含み、操作子が第１位置から第２位置までの途中の位置を通過した時点で可動部が所定の角度（例えば図６の位置（角度）ＰB_ON）となることで第１端子と第２端子とが導通する検出体とを具備する。以上の態様においては、操作子が第１位置から第２位置までの途中の位置に到達すると検出体の第１端子と第２端子との導通／非導通が切替わるから、音高の変化後にも操作子を押圧できる自然管楽器と同等の操作感が実現される。また、可動部が移動することで第１端子と第２端子との導通／非導通が切替わるから、操作子の押圧の検出にホール素子（特許文献２）や発光素子（特許文献３）を利用した場合と比較して、操作子が押圧されていないときの消費電力を低減できる。

本発明の好適な態様に係る電子管楽器は、管楽器の管体と、管体に配置されるとともに利用者による操作に応じて第１位置（例えば図２や図５の位置ＰA1）から第２位置（例えば図４や図７の位置ＰA2）まで移動する音高の指定用の操作子と、操作子に連動して移動する可動部と第１端子および第２端子とを含み、操作子が第１位置から第２位置までの途中の位置を通過することで第１端子と第２端子との導通／非導通が切替わる検出体と、操作子のうち可動部との対向面に配置されて可動部に接触する調整体とを具備し、対向面に対する調整体の高さは可変である。以上の態様においては、第１端子と第２端子との導通／非導通が切替わるときの操作子の位置を調整体の高さに応じて調整することが可能である。

本発明は、電子管楽器の操作検出装置としても特定される。本発明に係る操作検出装置は、管楽器の管体に配置されるとともに利用者による操作に応じて第１位置から第２位置まで移動する音高の指定用の操作子と、操作子に連動して移動する可動部と第１端子および第２端子とを含み、操作子が第１位置から第２位置までの途中の位置を通過することで第１端子と第２端子との導通／非導通が切替わる検出体とを具備する。以上の操作検出装置によっても、本発明に係る電子管楽器と同様の効果が実現される。

＜Ａ：第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子管楽器１００の模式図である。図１に示すように、電子管楽器１００は、管楽器の管体１０と複数の操作子２０（キー）とを具備する。管体１０は、自然管楽器（クラリネットやサックスやフルート）を模擬した形状に成形された長尺状の部材である。複数の操作子２０は管体１０に配置される。利用者は、所望の音高に対応する組合わせの操作子２０を操作する。

図２は電子管楽器１００の横断面図である。複数の操作子２０の各々について図２と同様の要素が配置される。図２に示すように、管体１０の内部には操作子２０毎に検出体３０が配置される。検出体３０は、操作子２０の下方（裏側）に配置されて操作子２０の操作を検出する電気部品（スイッチ）であり、本体部３２と可動部３４と端子３６Aおよび端子３６Bとを含んで構成される。

本体部３２は、操作子２０側が開口した中空の部材である。可動部３４は、端部３４Aが本体部３２に収容されるとともに端部３４Bが本体部３２の開口から操作子２０側に突出する棒状の部材であり、外力の作用に応じて上下に直線的に移動する。図２に示すように、可動部３４は、本体部３２の内部に収容された弾性体４４（バネ）によって操作子２０側（図２の上方）に付勢される。

本体部３２の内壁面には端子４２Aと端子４２Bとが相互に離間して配置される。端子４２Aは端子３６Aに電気的に接続され、端子４２Bは端子３６Bに電気的に接続される。一方、可動部３４のうち本体部３２内の端部３４A側の部位には導電体３４２が形成される。可動部３４が下方に移動して導電体３４２が端子４２Aおよび端子４２Bの双方に接触することで端子３６Aと端子３６Bとが電気的に導通する。端子３６Aと端子３６Bとの導通／非導通に応じた検出信号が操作子２０の押圧の検出のために出力される。

図２に示すように、操作子２０は、連結部２２と支持部１２とを介して管体１０に配置される。支持部１２は、管体１０の表面から突出する。連結部２２は、操作子２０と支持部１２とを連結する棒状の部分である。連結部２２の基端は支持部１２に軸支される。操作子２０は、連結部２２の先端（支持部１２とは反対側）に固定される。したがって、操作子２０は支持部１２（管体１０）に対して回転する。

図２に示すように、連結部２２の下面（管体１０側）には緩衝体２４が固定される。緩衝体２４は、衝撃や振動を吸収する材料（例えばゴムやフエルトや革）で形成される。管体１０には、緩衝体２４に対向する停止部１４が設置される。操作子２０が下方に移動すると、緩衝体２４が停止部１４に接触することで操作子２０の移動が制限される。

図２に示すように、操作子２０のうち可動部３４との対向面２１（下面）には調整体２６が設置される。調整体２６は可動部３４の先端に接触する。操作子２０の対向面２１に対する調整体２６の高さＨは可変である。例えば、操作子２０の対向面２１に形成された円形の凹部（有底孔）の内周に形成された螺子と調整体２６の外周に形成された螺子とが噛合うように調整体２６が操作子２０に固定され、調整体２６の回転角に応じて高さＨが可変に設定される。

以上の構成において、操作子２０は、利用者による操作（押圧）に応じて図２の位置ＰA1から図４の位置ＰA2まで移動する。可動部３４は、操作子２０によって押圧されることで、操作子２０の移動に連動して図２の位置ＰB1から図４の位置ＰB2まで移動する。操作子２０および可動部３４の移動について以下に詳述する。

利用者が操作子２０を押圧していない場合、可動部３４は、図２に示すように、弾性体４４からの付勢で位置ＰB1に静止し、操作子２０は、可動部３４の端部３４Bに載置された状態で位置ＰA1に静止する。可動部３４が位置ＰB1にある場合、可動部３４の導電体３４２は端子４２Aおよび端子４２Bに接触しない。したがって、端子３６Aと端子３６Bとは非導通の状態（オフ状態）にある。

利用者による押圧で操作子２０が下方に移動すると、可動部３４は、操作子２０（調整体２６）からの押圧力によって、弾性体４４からの付勢に抗して下方に移動していく。そして、可動部３４が図３の位置ＰB_ONに到達した時点で、導電体３４２は端子４２Aおよび端子４２Bに導通する。したがって、端子３６Aと端子３６Bとが電気的に導通した状態（オン状態）となる。端子３６Aと端子３６Bとが導通し始めた時点（可動部３４が位置ＰB_ONに到達した時点）で操作子２０は図３の位置ＰA_ONにある。操作子２０が位置ＰA_ONに到達した段階では、緩衝体２４は停止部１４に接触していない。したがって、操作子２０は位置ＰA_ONからさらに下方に移動できる。

利用者による押圧で操作子２０が位置ＰA_ONから下方に移動すると、可動部３４も図３の位置ＰB_ONからさらに下方に移動する。そして、操作子２０が図４の位置ＰA2に到達すると、緩衝体２４が停止部１４に接触することで操作子２０は停止する。操作子２０が位置ＰA2に到達すると、可動部３４は、位置ＰA_ONよりも下方の位置ＰB2に到達する。可動部３４が位置ＰA_ONから位置ＰB2までの範囲内にある状態では、端子４２Aと端子４２Bとが導電体３４２を介して導通するから、端子３６Aと端子３６Bとが導通した状態（オン状態）は維持される。

一方、利用者による押圧が解除されると、弾性体４４による付勢で可動部３４が図４の位置ＰB2から図２の位置ＰB1に移動し、操作子２０は可動部３４に連動して位置ＰA2から位置ＰA1に移動する。可動部３４が位置ＰB_ONを通過した時点（操作子２０が位置ＰA_ONを通過した時点）で端子３６Aと端子３６Bとは非導通の状態（オフ状態）に変化する。

以上のように各操作子２０に対する操作の有無（端子３６Aと端子３６Bとの導通／非導通）に応じた検出信号が各検出体３０から出力される。各検出体３０から出力された検出信号に応じた音高の楽音が楽音合成装置（図示略）にて生成および再生される。

以上の形態においては、操作子２０が位置ＰA1から位置ＰA2までの途中の位置ＰA_ONを通過することで端子３６Aと端子３６Bとの導通／非導通が切替わる。すなわち、操作子２０は、位置ＰA_ONに到達した以後も利用者による押圧に応じて位置ＰA2まで押込まれる。したがって、音高の変化後にも操作子２０を押込むことが可能な自然管楽器と同等の操作感を実現できる。端子３６Aと端子３６Bとの導通／非導通が切替わる時点において操作子２０の押圧に対する抵抗感が発生しないという操作感も自然管楽器と同等である。

しかも、端子３６Aと端子３６Bとの導通／非導通が可動部３４の位置に応じて切替わることで操作子２０の押圧の有無が検出されるから、操作子２０の操作の検出にホール素子（特許文献２）や発光素子（特許文献３）を利用した場合と比較して、操作子２０が押圧されていないときに消費される電力を低減できるという利点もある。また、受光素子を利用しないから、外光に起因した誤検出という特許文献３の問題も発生しない。

また、本形態においては調整体２６の高さＨが可変であるから、端子３６Aと端子３６Bとが導通し始めるときの操作子２０の位置ＰA_ONを、調整体２６の高さＨに応じて適宜に調整できる。例えば、端子３６Aと端子３６Bとが導通し始めるときの操作子２０の位置ＰA_ONは、調整体２６の高さＨが大きいほど上方となる。したがって、利用者の好みに応じた操作感を実現することが可能である。

＜Ｂ：第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本形態において機能が第１実施形態と同等である要素については、以上と同じ符号を付して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

図５は、第２実施形態に係る電子管楽器１００の断面図である。図５に示すように、各操作子２０の下方（裏側）には検出体３０が配置される。操作子２０は、第１実施形態と同様に連結部２２と支持部１２とを介して管体１０に支持され（図５では図示略）、操作子２０は、利用者による操作（押圧）に応じてＸ方向に移動する。

操作子２０のうち可動部３４との対向面２１には調整体２６が設置される。図５に矢印で示すように、Ｘ方向に交差するＹ方向における調整体２６の位置は可変である。例えば、操作子２０の対向面２１にはＹ方向に延在する溝部が形成され、調整体２６は、基端が溝部の任意の位置に嵌合した状態で操作子２０に固定される。調整体２６の先端には緩衝体２４が配置される。管体１０には、緩衝体２４に対向する停止部１４が設置される。

検出体３０は、第１実施形態と同様に、本体部３２と可動部３４と端子３６Aおよび端子３６Bとを含んで構成される。本体部３２は、側面が開口した中空の部材である。可動部３４は、平面視で扇形状に成形された部材である。可動部３４は、側面３４４側の部分が本体部３２の内側に位置するとともに側面３４６側の部分が本体部３２の開口から突出するように扇形の中心にて本体部３２に軸支され、弾性体４４（図５から図７では図示略）によって反時計回りの方向に付勢される。第１実施形態と同様に、本体部３２の内部には端子４２Aおよび端子４２Bが配置され、可動部３４には、自身の位置（角度）に応じて端子４２Aと端子４２Bとを導通させる導電体３４２が形成される（何れも図５から図７では図示略）。したがって、可動部３４が本体部３２に対して回転することで、第１実施形態と同様に端子３６Aと端子３６Bとの導通／非導通が切替わる。

以上の構成において、操作子２０は、利用者による操作（押圧）に応じて図５の位置ＰA1から図７の位置ＰA2まで移動する。可動部３４は、操作子２０の移動に連動して図５の位置（角度）ＰB1から図７の位置ＰB2まで回転する。操作子２０および可動部３４の移動について以下に詳述する。

利用者が操作子２０を押圧していない場合、可動部３４は、図５に示すように、弾性体４４による付勢で位置ＰB1に静止し、操作子２０は、緩衝体２４を側面３４６に接触させた状態で静止する。可動部３４が位置ＰB1にある状態では端子３６Aと端子３６Bとは非導通の状態（オフ状態）にある。

利用者による押圧で操作子２０が下方に移動すると、可動部３４は、側面３４６に対する調整体２６（緩衝体２４）からの押圧力によって時計回りに回転する。そして、操作子２０が位置ＰA_ONに到達した時点にて可動部３４が図６の位置ＰB_ONに到達することで、端子３６Aと端子３６Bとが可動部３４の導電体３４２を介して電気的に導通した状態（オン状態）となる。操作子２０が位置ＰA_ONに到達した段階では、緩衝体２４は停止部１４に接触していない。したがって、操作子２０は位置ＰA_ONからさらに下方に移動できる。

利用者による押圧が継続されることで操作子２０が図７の位置ＰA2に到達すると、緩衝体２４が停止部１４に接触することで操作子２０は停止する。操作子２０が位置ＰA2に到達した時点で可動部３４は位置ＰB2にある。可動部３４が位置ＰB_ONから位置ＰB2に移動するまで端子３６Aと端子３６Bとの導通は維持される。

利用者による押圧が解除されると、可動部３４は弾性体４４による付勢で位置ＰB2から反時計回りに回転して位置ＰB1に到達し、操作子２０は可動部３４の側面３４６に押圧されることで位置ＰA2から位置ＰA1に移動する。可動部３４が位置ＰB_ONを通過した時点で端子３６Aと端子３６Bとは非導通の状態（オフ状態）に変化する。

以上の形態においても、第１実施形態と同様に、消費電力を低減しながら自然管楽器と同等の操作感を実現することが可能である。また、端子３６Aと端子３６Bとが導通し始めるときの操作子２０の位置ＰA_ONを調整体２６のＹ方向の位置に応じて調整できるという利点もある。例えば、端子３６Aと端子３６Bとが導通し始めるときの操作子２０の位置ＰA_ONは、調整体２６が図５の左方に位置するほど上方となる。したがって、利用者の好みに応じた操作感を実現できるという利点がある。なお、以上においては調整体２６のＹ方向の位置を調整したが、第１実施形態と同様に、操作子２０のうち可動部３４との対向面２１に対する調整体２６の高さＨを可変とした構成でも、端子３６Aと端子３６Bとが導通し始めるときの操作子２０の位置ＰA_ONを任意に調整できるという効果は実現される。

また、第１実施形態においては調整体２６の高さＨが可変である構成を例示したが、この構成に代えて、またはこの構成とともに、可動部３４の高さを可変とした構成も採用される。また、第２実施形態においては調整体２６のＹ方向の位置が可変である構成を例示したが、この構成に代えて、またはこの構成とともに、操作子２０が押圧されていないときの可動部３４の位置（角度）を可変とした構成も採用される。以上のように可動部３４を調整した場合でも、第１実施形態や第２実施形態と同様に、端子３６Aと端子３６Bとが導通し始めるときの操作子２０の位置ＰA_ONを適宜に調整することが可能である。もっとも、調整体２６は省略され得る。

本発明の第１実施形態に係る電子管楽器の平面図である。 操作子が押圧されていない状態の断面図である。 操作子が押圧されている状態の断面図である。 操作子が完全に押圧された状態の断面図である。 第２実施形態の電子管楽器にて操作子が押圧されていない状態の断面図である。 操作子が押圧されている状態の断面図である。 操作子が完全に押圧された状態の断面図である。

符号の説明

１００……電子管楽器、１０……管体、１２……支持部、１４……停止部、２０……操作子、２２……連結部、２４……緩衝体、２６……調整体、３０……検出体、３２……本体部、３４……可動部、３４２……導電体、３６（３６A，３６B）……端子、４２（４２A，４２B）……端子、４４……弾性体。

Claims (3)

1. 管楽器の管体と、
   前記管体に配置されるとともに利用者による操作に応じて第１位置から第２位置まで移動する音高の指定用の操作子と、
   前記操作子に連動して回転する可動部と第１端子および第２端子とを含み、前記操作子が前記第１位置から前記第２位置までの途中の位置を通過した時点で前記可動部が所定の角度となることで前記第１端子と前記第２端子とが導通する検出体と
   を具備する電子管楽器。
2. 前記可動部は、前記操作子の第１方向の移動に連動して回転し、
   前記操作子のうち前記可動部との対向面に配置されて前記可動部に接触する調整体を具備し、
   前記第１方向に交差する第２方向における前記調整体の位置は可変である
   請求項１の電子管楽器。
3. 管楽器の管体と、
   前記管体に配置されるとともに利用者による操作に応じて第１位置から第２位置まで移動する音高の指定用の操作子と、
   前記操作子に連動して移動する可動部と第１端子および第２端子とを含み、前記操作子が前記第１位置から前記第２位置までの途中の位置を通過することで前記第１端子と前記第２端子との導通／非導通が切替わる検出体と、
   前記操作子のうち前記可動部との対向面に配置されて前記可動部に接触する調整体とを具備し、
   前記対向面に対する前記調整体の高さは可変である
   電子管楽器。

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