JP5716480B2 - 楽音制御装置 - Google Patents
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Description
図10は、この従来の電子ドラム用パッドの操作説明図である。ボトムケース71の上部開口端に面状のヘッド(狭義のパッド)72が被せられ、その周囲がリング状のリム73で囲まれている。ボトムケース71の側方張り出し部にコントローラ74を備えるものもある。75はスティックである。
図10(a)に「ヘッドショット」を示す。スティック75の先端部でヘッド72(ハッチングを付けている)を叩く。リム73は破線で示している。
図10(b)に「オープンリムショット」を示す。スティック75の中間部で、演奏者側に位置するオープンリム領域73a(ハッチングを付けている)を叩く。一方、演奏者と反対の側はクローズドリム領域73b(破線)である。
図10(c)に「クローズドリムショット」を示す。演奏者の手首を打面に近付け、スティック75の先端近傍で、クローズドリム領域73b(ハッチングを付けている)を叩く。その際、演奏者の手首がオープンリム領域73a(破線)に当たる場合がある。
上述した従来の技術では、「オープンリムショット」のスイッチ信号と「クローズドリムショット」のスイッチ信号とを、異なる直流電圧を用いて第1出力ラインで出力し、「ヘッドショット」の操作信号を第2出力ラインで出力している。そのため、電子ドラム用パッドを音源本体(トリガモジュール)に接続するケーブルとして、2本の出力ラインを有するステレオフォーンケーブルが使用できる。
しかし、圧電素子のように出力電圧が連続的に変化する信号が、スイッチ信号に重なってしまうと、スイッチ信号の識別が不安定になったり識別できなくなったりするという問題がある。
従って、操作部における操作に応じて変化する第2の操作信号を、複数の各スイッチのスイッチ動作を識別するための出力ラインを介して出力させて、楽音の制御に用いることができる。複数の各スイッチがいずれも非動作状態のときに限り、第2の操作信号が第1出力ラインに供給されることから、スイッチ動作の誤識別を防止することができる。
従って、上述した供給制御回路により、複数の各スイッチがいずれも非動作状態のときに限り第2の操作信号が第1出力ラインに供給することが実現できる。
従って、連動スイッチを用いて上述した供給制御回路が容易に実現できる。前記少なくとも1つのスイッチが動作状態であるとき、連動スイッチも動作状態となることから、これらを機械式の連動スイッチを用いて簡単に実現できる。
上述した連動スイッチは、複数の連動スイッチ(82,412,422)により構成される場合と、1個の連動スイッチ(82,63)により構成される場合とがある。
従って、連動スイッチを用いて上述した供給制御回路が容易に実現できる。
上述した連動スイッチは、複数の連動スイッチにより構成される場合と、1個の連動スイッチにより構成される場合とがある。
従って、電子打楽器に適した楽音制御装置が得られる。すなわち、枠体の異なる領域への打撃を識別できると共に、第1の操作信号と第2の操作信号に基づいて、被打撃体への打撃レベルと打撃位置の検出が、従来と同様の第1出力ライン及び第2出力ラインを介して楽音制御手段において可能となる。
また、本発明における楽音制御手段に代えて、従来の3ゾーンパッド用の楽音制御手段を使用しても、本発明の複数のスイッチと第1の操作信号に応じて、従来の3ゾーンパッドと同等の楽音制御ができるという上位互換性がある。
ドラムパッド(操作部、スイッチ)1と、音源内蔵ドラムトリガモジュールと呼ばれる音源本体(識別手段、楽音制御手段、音源部)2とが、ステレオフォーンケーブル(出力ライン)3により接続され、電子打楽器(楽音制御装置)が構成される。
ドラムパッド1は、その打撃操作について図10を参照して説明したが、図1では、その回路構成を示す。この回路構成は、発明の一部でもある。ステレオフォーンケーブル(出力ライン)3は、第1出力ライン31、第2出力ライン32、アースライン33を有し、背景技術において引用した特許文献1と同様のものであり、2芯シールドケーブル、3芯ケーブルでもよい。音源本体2の内部構成は、図6を参照して後述する。
4は、音量検出用圧電素子(第1の操作検出手段)であり、ヘッド(操作部)(図4の21)に対する打撃操作に応じて変化する、図2(4-2)に示す第1の操作信号を、第2出力ライン32(ステレオフォーンケーブル3のLch)、アースライン33を介して、音源本体2のアンプ(増幅器)5を経て音量検出用A/D変換器6に出力する。
7は、クローズドリムスイッチであり、クローズドリム領域を叩いたときに動作し、第1出力ライン31(ステレオフォーンケーブル3のRch)、アースライン33間に(抵抗値がゼロの図示されない抵抗器を介して)並列接続される。
81は、オープンリムスイッチであり、オープンリム領域を叩いたときに動作し、抵抗器9(抵抗値R1)を介し、第1出力ライン31、アースライン33間に並列接続される。
この第1出力ライン31は、音源本体2において、プルアップ抵抗器(抵抗値R0)11を介して正電源(+V)に接続されると共に、スイッチ検出用A/D変換器12に接続される。この正電源(+V)は、プルアップ抵抗器11と可変抵抗回路10とにより分圧されるので、第1出力ライン31の分圧電圧がスイッチ信号となる。
第1出力ライン31には、クローズドリムスイッチ7のスイッチ信号と、オープンリムスイッチ81のスイッチ信号とが多重化されているともいえる。また、可変抵抗回路10は、D/A変換器の一種ともいえる。
ここで、図10においても触れたように、打撃操作の特徴から、クローズドリムスイッチ7がオンのとき、オープンリムスイッチ81もオンとなる場合がある。しかし、このような場合でも、スイッチ信号は、図2(3)と同様に0となるため、クローズドリムスイッチ7がオンであることは、確実に識別できる。
本発明の実施形態においては、上述した従来構成に加えて、ドラムパッド1のヘッド(操作部)(図4の21)における操作に応じて変化する、図2(4-2)に示す第2の操作信号を出力する位置検出用圧電素子(第2の操作検出手段)13(図4の131〜134)をヘッドに配置する。
この位置検出用圧電素子13は、第1出力ライン31、アースライン33間に接続し、図2(4-2)に示す第2の操作信号は、図2(1)〜図2(3)に示すスイッチ信号が出力される第1出力ライン31に供給し、この第1出力ライン31を介して音源本体2に出力したい。
そのため、クローズドリムスイッチ7、オープンリムスイッチ81がいずれもオフ(非動作状態)のときに第2の操作信号が発生するのであれば、第2の操作信号は連続的に変化し、直流信号としては検出されないものであるため、第2の操作信号がスイッチ信号として検出されることはない。
また、クローズドリムスイッチ7のように、そのオンにおいて、可変抵抗回路10の抵抗値をゼロにし、スイッチ信号電圧が0になるものであれば、第2の操作信号が第1出力ライン31に供給されても影響がない。
しかし、オープンリムスイッチ81のように、そのオンにおいて、可変抵抗回路10の抵抗値をゼロにしないものであれば、第2の操作信号が第1出力ライン31に供給されると、電圧が安定しないので、スイッチ動作の識別が不安定になったり誤識別されたりする。例えば、図2(5)に示すように、オープンリムショット中に打撃操作を検出したり、打撃操作中にオープンリムショットがあったりすると、第2の操作信号とスイッチ信号の変化とが重なってしまう。
ただし、第1出力ライン31、アースライン33間を直流的に短絡すると、オープンリムスイッチ81のオンと、クローズドリムスイッチ7のオンとが区別できなくなる。そのため、位置検出用圧電素子13は、コンデンサ(静電容量C1、例えば、C1=0.01[μF])14を介し、交流結合によって第1出力ライン31に供給すれば、交流的に短絡されるので、クローズドリムスイッチ7のオンと区別できる。
その結果、第1出力ライン31のスイッチ信号は、ほぼ、図2(2)となり、オープンリムショットが検出される。
以上の通り、本発明の実施形態においては、スイッチ信号が出力される第1出力ライン31に第2の操作信号が供給されるため、スイッチ信号は、位置検出用A/D変換器17を有しない従来の音源本体においても識別可能である。一方、音量検出用圧電素子4が出力される第2出力ライン32は、従来のドラムパッド1と変わらないから、第1の操作信号は、従来の音源本体においても検出可能である。
図3(a)はドラムパッド1の平面図である。図中、21はドラムパッド1のヘッド(操作部、被打撃体)である。22はヘッドの外周に配設されたリム(枠体)であり、そのオープンリム領域には、オープンリムスイッチ81及び連動オープンリムスイッチ82が2連シートスイッチ(2連フィルムスイッチ)として配置され、クローズドリム領域には、クローズドリムスイッチ7がシートスイッチ(フィルムスイッチ)として配置される。クローズドリムスイッチ7については従来と同じものであるため、説明を省略する。
23aは基板シートであり、その上面に、第1の固定接点24(オープンリムスイッチ81のアノード側)と、アース固定接点25と、第2の固定接点26(連動オープンリムスイッチ82のアノード側)とが、短い距離を隔てて、かつ、ジグザグに、リム22の周方向に形成されている。図示の例では、第1の固定接点24がリム22の中心側に配置され、第2の固定接点26がリム22の外側に配置されているが、逆の配置でもよい。
スティック28により、保護膜23bを叩くと、第1の固定接点24とアース固定接点25の間、及び、第2の固定接点26とアース固定接点25の間が、いずれも可動接点27により導通し、オープンリムスイッチ81と同時に、連動オープンリムスイッチ82がオンとなる。スティック28による保護膜23bの押圧が解除されると、保護膜23bの復元力により、オープンリムスイッチ81と連動オープンリムスイッチ82とが、共に非動作(オフ)状態に復帰する。
図示の例は、概要構造であり、より具体的には、従来技術の特許文献1の図3に示されたリムショットスイッチのように、上述した2連シートスイッチがリムクッションに埋設されるように設置し、スティック28はリムクッションを叩く。
図4(a)において、音量検出用圧電素子(打撃センサ)4は、ヘッド21の中心位置の下面に貼着されている。
一方、位置検出用圧電素子13は、この具体例では4個の圧電素子131〜134が並列接続されたものであり、各出力電圧が並列合成された第2の操作信号を出力する。
各圧電素子131〜134は、ヘッド21の周辺部に90°の等角度で、かつ、その中心位置に対して対称となる位置の下面に貼着され、上述した音量検出用圧電素子4とともに打撃位置を検出する。
図5(b)は、打撃位置が周辺に近いときを示し、打撃位置が位置検出用圧電素子131〜134のいずれか1個に近いため、位置検出用信号の方が音量検出用信号よりも早く発生する。
従って、音量検出用信号、位置検出用信号のそれぞれのピークタイミング(傾きが0になったタイミング)の時間差tdに基づいて、ヘッド21の中心からの距離として打撃位置が検出される。
なお、音量検出用信号、位置検出用信号のそれぞれの立ち上がりタイミング(ゼロレベルから正に立ち上がったタイミング)同士の時間差を検出してもよい。
また、特許第311087号公報、特公昭07−049920号公報には、4個の圧電センサを使用して、2次元平面上の打撃位置を検出する技術が記載されている。この技術では、4個の圧電センサの出力信号を、個別に独立して検出することを前提とするものである。従って、本願発明の実施形態においても、位置検出用圧電素子131〜134が出力する操作信号を、個別に独立して検出できるように、各操作信号を時分割多重化し、フレーム同期信号とともに、第1出力ライン31に供給すれば、同様の原理によって、ヘッド21の2次元平面上の打撃位置を検出することができる。
しかし、本発明者の知見によれば、特に各操作信号を時分割多重化しなくても、図4(b)に示した通りの並列接続された位置検出用圧電素子131〜134が出力する第2の操作信号によっても、同様にヘッド21の2次元平面上の打撃位置を検出できる。
図中、図1と同様な部分には同じ符号を付している。
31はCPUであり、ROM32に格納された制御プログラムに基づいて動作し、RAM33のワーキングエリアを使用して楽音制御機能を実現する。
CPU31は、図5に示した音量検出用信号、位置検出用信号のうち、遅い方のピークタイミングから若干遅延したタイミングにおいて、音源部34に対し発音(ノートオン)を指示し、打楽器音を発音させる。
また、上述した3個のA/D変換器は、A/D変換機能を時分割で実行するようにすれば、1個のA/D変換器で実現可能である。
図10において触れたように、電子ドラム用パッドには、パッドコントローラ74を備えるものがある。このパッドコントローラ74は、「ヘッドショット」に割り当てられた音色を調整するなど、種々の楽音制御パラメータを、ドラムパッド1の側で設定する操作子である。このパッドコントローラ74は、従来技術の非特許文献の図14、図15において採用されており、インクリメンタル方式のロータリエンコーダである。
A相エンコーダスイッチ411には抵抗器(抵抗値R2)43が直列に接続され、B相エンコーダスイッチ421には抵抗器(抵抗値R3)44が直列に接続され、これらの直列接続は、第1出力ライン31とアースライン33に対して並列接続されている。
音源本体2におけるスイッチ検出用A/D変換器12は、この異なるスイッチ信号電圧を識別することにより、CPU31は、各スイッチの動作状態を識別する。
オープンリムスイッチ81又はA相エンコーダスイッチ411又はB相エンコーダスイッチ421がオンとなったとき、対応する連動オープンリムスイッチ82又は連動A相エンコーダスイッチ412又は連動B相エンコーダスイッチ422は、位置検出用圧電素子13を短絡し、第2の操作信号を第1出力ライン31に供給しない。
従って、コンデンサ14、連動オープンリムスイッチ82、連動A相エンコーダスイッチ412、連動B相エンコーダスイッチ422は、位置検出用圧電素子13の出力を第1出力ライン31に供給するための供給制御回路46である。
この実施形態における供給制御回路51は、位置検出用圧電素子13と第1出力ライン31との結合を開放することにより、第2の操作信号が第1出力ライン31に供給されないようにする。
521は、オープンリムスイッチであり、図1のオープンリムスイッチ81と同様である。53は、図1の可変抵抗回路10と同様の可変抵抗回路である。522は、連動オープンリムスイッチであり、位置検出用圧電素子13に対し直列接続され、この直列接続回路が、第1出力ライン31とアースライン33に対し並列接続されている。
オープンリムスイッチ521がオンのとき、連動オープンリムスイッチ522は、オフとなるように連動する。その結果、オープンリムスイッチ521がオンのとき、位置検出用圧電素子13から第2の操作信号が出力されている場合でも、この第2の操作信号は、第1出力ライン31に供給されない。
上述したオープンリムスイッチ521と連動オープンリムスイッチ522との連動は、動作状態と非動作状態が逆転する関係の連動であるため、機械式スイッチによって実現するには構造が複雑になる。しかし、例えば、特許第2903931号公報の図9(B)、図9(E)に示される2状態をとる機械式スイッチを作成することにより実現可能である。
上述した開放型の供給制御回路は、図7に示したような、連動させる必要のある2以上のスイッチを有する場合にも適用できる。この場合、複数のスイッチと、各スイッチに連動するスイッチとは、動作状態と非動作状態が逆転する連動関係のものとし、複数の連動スイッチを、位置検出用圧電素子13に対して直列接続すればよい。
論理ゲート62は、オープンリムスイッチ81、A相エンコーダスイッチ411、B相エンコーダスイッチ421の各アノード側の端子電圧を入力し、いずれかの端子電圧がゼロである(2以上の端子電圧がゼロでもよい)とき、すなわち、いずれかのスイッチがオン(2以上のスイッチがオンでもよい)のとき、電子制御式のスイッチ63をオンとし、位置検出用圧電素子13を短絡する。それ以外の論理条件では、電子制御式のスイッチ63をオフとする。
また、この実施の形態は、図8に示した開放型の供給制御回路51を用いた実施形態にも適用できる。
以下には、図7に示した実施の形態の供給制御回路46を、図8に示したような開放型に置き換えた場合に、これを論理ゲート62及び電子制御式のスイッチ63で実現する場合を説明する。
電子制御式のスイッチ63は、位置検出用圧電素子13に対して直列接続し、論理ゲート62は、オープンリムスイッチ81、A相エンコーダスイッチ411、B相エンコーダスイッチ421の各アノード側の端子電圧を入力し、オープンリムスイッチ81、A相エンコーダスイッチ411、B相エンコーダスイッチ421のいずれかがオン(2以上のスイッチがオンでもよい)のとき、電子制御式のスイッチ63をオフとし、位置検出用圧電素子13と第1出力ライン31との結合を開放する。それ以外の入力条件では、電子制御式のスイッチ63をオンとする。
また、図4を参照した説明では、ヘッド21の中心に音量検出用圧電素子4を配置し、ヘッド21の周辺に位置検出用圧電素子131〜134を配置していた。これに代えて、ヘッド21の中心(図4における4の位置)に配置した圧電素子を1個の位置検出用圧電素子とし、ヘッド21の周辺に配置した4個の圧電素子を音量検出用圧電素子としてもよい。この場合、4個の圧電素子の操作信号のピークホールド電圧の最大値又は平均値を音量レベルとして処理すればよい。この場合、特開昭2009−186886号公報で知られているように、ヘッド21の周辺に配置する4個の圧電素子は、1個のリングセンサに置き換えることも可能である。
上述した説明では、音量検出用、位置検出用に圧電素子を使用していたが、打撃を検出するセンサであれば、圧電素子でなくてもよい。
上述した説明では、電子ドラム用の楽音制御装置を前提に説明したが、従来技術の特許文献1の図18と同様に、電子鍵盤楽器用の楽音制御装置や、また、電子ゲーム装置や娯楽施設等の楽音制御装置に本願発明を適用することもできる。
Claims (5)
- 操作部における操作に応じて変化する第1の操作信号を出力する第1の操作検出手段と、複数のスイッチを含み、該複数の各スイッチの動作状態及び非動作状態に対応して異なる抵抗値となる可変抵抗回路と、該可変抵抗回路に接続される第1出力ラインと、前記第1の操作信号が入力される第2出力ラインと、前記第1出力ラインを介して前記可変抵抗回路に接続され、前記可変抵抗回路の抵抗値に応じて、前記複数の各スイッチのスイッチ動作を識別する識別手段と、前記第2出力ラインを介して出力される前記第1の操作信号と前記識別手段により識別された前記複数の各スイッチのスイッチ動作とに基づいて楽音を制御する楽音制御手段と、を備えた楽音制御装置であって、
前記操作部における操作に応じて変化する第2の操作信号を出力する第2の操作検出手段を備え、
前記複数の各スイッチがいずれも非動作状態のときに限り、前記第2の操作信号が前記第1出力ラインに供給されるようにすると共に、前記楽音制御手段に対し、前記第2の操作信号によっても前記楽音を制御させるようにした、
ことを特徴とする楽音制御装置。 - 前記複数のスイッチのうち少なくとも1つのスイッチは、当該スイッチの動作状態において前記可変抵抗回路の抵抗値をゼロにしないスイッチであり、
前記少なくとも1つのスイッチがいずれも非動作状態のとき、前記第2の操作信号を前記第1出力ラインに供給すると共に、前記少なくとも1つのスイッチが動作状態のとき、前記第2の操作信号を前記第1出力ラインに供給しないようにする供給制御回路を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の楽音制御装置。 - 前記供給制御回路は、前記第2の操作信号を、コンデンサを介して前記第1出力ラインに供給すると共に、前記少なくとも1つのスイッチの動作に連動する連動スイッチを有し、
該連動スイッチは、前記少なくとも1つのスイッチのいずれかが動作状態のとき、前記第2の操作信号を短絡するものである、
ことを特徴とする請求項2に記載の楽音制御装置。 - 前記供給制御回路は、前記少なくとも1つのスイッチの動作に連動する連動スイッチを有し、
該連動スイッチは、前記少なくとも1つのスイッチがいずれも非動作状態のとき、前記第2の操作信号を前記第1出力ラインに供給すると共に、前記少なくとも1つのスイッチのいずれかが動作状態のとき、前記第2の操作信号を前記第1出力ラインに供給しないようにするものである、
ことを特徴とする請求項2に記載の楽音制御装置。 - 前記操作部は被打撃体であり、
前記複数のスイッチは、少なくとも、前記被打撃体の外周に配設された枠体にそれぞれ配置され該枠体の異なる領域への打撃を検出する第1スイッチ及び第2スイッチであり、
前記第1の操作検出手段は、前記被打撃体の下面に貼着された打撃レベル検出用の打撃センサであり、前記第2の操作検出手段は、前記被打撃体の下面に貼着され、前記打撃レベル検出用の打撃センサとともに打撃位置を検出するための打撃センサである、
ことを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項に記載の楽音制御装置。
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