JPH02232691A

JPH02232691A - 電子楽器用鍵盤

Info

Publication number: JPH02232691A
Application number: JP1053520A
Authority: JP
Inventors: Hideo Yamada; 秀夫山田
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1989-03-06
Filing date: 1989-03-06
Publication date: 1990-09-14
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: JP2827257B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、音色、奏法又は奏者の好み等に応じて鍵の
タッチ特性を制御する電子楽器用鍵盤に関する．〔従来の技術〕従来、電子鍵盤楽器の鍵盤においては、例えば、第６図
の（Ａ）に示すように、鍵２が支点４を中心にして回動
可能に支持され、このＩＳ！２のタッチ側の背面におも
り６を取り付けるとともに、その反対側をスプリング８
によって引張ることにより、おもり６とスプリング８と
で１１２を平衡状態に保持させている．このような鍵盤
では、押鍵及び打鍵（以下単に打鍵という）の深さに応
じてスプリング８が伸びるが、そのスプリング８が持つ
復元力が鍵２に反力として作用するので、タッチ感が得
られる．また、第６図の（Ｂ）に示すように、鍵２の非タッチ側
の上面におもり６を設置することにより、このおもり６
と９！２とによって鍵２を平衡状態に保持させており、
打鍵時、おもり６の質量を反力として作用し、タッチ感
が得られる。

このように、従来の電子鍵盤楽器の鍵盤では、ピアノの
ようなアクション機構を以て質量による反力を作用させ
ることにより、奏者にタッチ感を与えているのである．〔発明が解決しようとする課題］ところで、このような鍵盤では、反力を質量によって得
ているので、各鍵２が質量を伴い、鍵２の全体の重量が
重くなるとともに、一定の質量やスプリング８の復元力
によって設定された反力を変更することは困難であり、
このため、音色、奏法又は奏者の好み等に応じてタッチ
感を制御することは不可能であった。

そこで、この発明は、鍵の軽量化を実現するとともに、
任意のタッチ感が得られる電子楽器用鍵盤の提供を第１
の目的とする。

また、この発明は、打鍵態様に応した夕７チ感が得られ
る電子楽器用鍵盤の提供を第２の目的とする。

また、この発明は、任意のタッチ感を選定可能にした電
子楽器用鍵盤の提供を第３の目的とする。

〔課題を解決するための手段］この発明の電子楽器用鍵盤は、第ｌの目的を達成するた
め、鍵に取り付けらだ磁石に対応して電磁石が設置され
、該ａｍ石を駆動して前記磁石との間に磁力を作用させ
、前記鍵に反力を付与する駆動部と、打鍵に応じて前記
鍵の位置を検出する位置センサと、この位置センサで検
出された前記鍵の位置に応じて前記鍵に付与すべき反力
を求めて前記駆動部の前記電磁石の駆動を制御する制御
手段（タッチ制御部２４）とを備えたものである。

また、この発明の電子楽器用鍵盤は、第２の目的を達成
するため、前記制御手段は、前記位置センサによって検
出された鍵の位置から該鍵の速度又は加速度を演算する
とともに、これら鍵の位置、速度又は加速度を参照して
前記鍵に付与すべき前記反力を演算するようにしたもの
である．さらに、この発明の電子楽器用鍵盤は、第３の
目的を達成するため、打鍵ＬＭ　ｍに対応する任意のタ
ッチデータを記憶する記憶手段を設置し、前記制御手段
において、該記憶手段から演奏条件に応じて読み出した
前記タッチデータを参照して前記反力を演算するように
したものである。

〔作　　用〕

この発明の電子楽器用鍵盤では、位置センサによって打
鍵による鍵の位置が検出され、制御手段でその位置に応
じて鍵に付与すべき反力を表す制御出力が得られる．こ
の制御出力によって駆動部のｉｔ磁石が駆動され、電磁
石と磁石との間に作用する磁力によって鍵に反力が付与
される．例えば、強く打鍵すれば電磁石の磁力が増加し
て鍵に対する反力が大きくなり、また、弱く打鍵すれば
電磁石の磁力が減少して鍵に対する反力が小さくなるの
で、打鍵に応じたタッチ感が得られるのである，そして
、鍵の位置的変化に応じて任意の反力を演算し、設定で
きるので、押鍵と鍵に加える反力との関係を任意に変更
でき、音色、奏法又は奏者の好み等に応じたタッチ感に
変更することができる。

また、位置センサによって検出された鍵の位置から該鍵
の速度又は加速度を演算し、これら鍵の位置、速度又は
加速度を参照して鍵に付与すべき反力を演算すれば、鍵
の位置、速度又は加速度の打鍵状態が把握でき、音色、
奏法又は奏者の好みや奏者の打鍵態様等に応じたタッチ
感が得られる。

そして、打ｍｔｑ祿に対応するタンチデータを記憶する
記憶手段から打鍵ｌ様に応じて読み出したタッチデータ
を参照して反力を演算すれば、音色、奏法又は奏者の好
み等に応じてタノチデータを選択することにより、その
タフチデー夕を参照して音色、奏法又は奏者の好みや奏
者の打鍵態様等に応じたタッチ感が得られる。

〔実　施　例〕

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する．第ｌ図は、この発明の電子楽器用鍵盤の一実施例を示す
．鍵盤には複数の鍵２が設けられ、各鍵２は支点４を中心
にして打鍵に応じて回動するように支持され、この鍵２
の非タッチ側の端部には例えば、上面側をＮ極、その下
面側をＳ極とする磁石１０が取り付けられている．この鍵２の磁石１０に磁力を作用させ、鍵２を水平に維
持するとともに、打鍵時必要な反力を作用させて奏者に
タッチ感を与える駆動部ｌ２が設置されている．この駆
動部１２には、磁石１０の極面との間に一定の間隙をお
いてＣ字状を成す一組又は複数組の電磁石ｌ４が設置さ
れ、この電磁石１４のヨークには一組又は複数組のコイ
ル１６が巻回され、このコイルｌ６は導体又は超伝導体
で構成される。この実施例では、コイルｌ６に駆動回路
１８から駆動電流を流すことにより、磁石１０の磁極Ｎ
側に磁極Ｎ、その磁極Ｓ側に磁極Ｓを往じさせ、磁石１
０と電磁石１４との間に互いに反発力を作用させるよう
にしている。

そして、楽器本体２０には打鍵の深さを表す鍵２の位置
を検出する位置センサ２２が設置され、位置センサ２２
は例えば、鍵２と非接触で鍵２の位置を電気的に検出し
、位置センサ２２には、打鍵状態としての打鍵の深さを
表す鍵２の位置データＸｉが得られる。

この位置データＸｉ　は、所望のタッチ感を実現するた
めの反力を演算して制御出力を発生ずる制御手段として
設置されたタッチ制御部２４に制御入力として加えられ
る。このタッチ制御部２４には微分回路２６、２８が設
置され、微分回路２６では、位置データＸ．を微分して
単位時間当りの位置の変化量である鍵２の速度データ■
．が求められ、また、微分回路２８では、その速度デー
タ■１を微分し、速度データ■，の単位時間当りの変化
量である鍵２の加速度データα１が求められる．これら位置データＸｉ、速度データ■、及び加速度デー
タα，は、Ｉ！２に与えるべき反力を演算するために設
置された演算回路３０に打鍵態様を表す演算入力データ
として加えられる．そこで、演算回路３０では、位置デ
ータＸｉ、速度データ■，又は加速度データα．から成
る鍵人力データの一部又は全部と、打鍵態様に対応する
任意のタッチデータを記憶する記憶手段として設置され
たタッチカーブメモリ３２のタッチカーブ上のデータと
を参照して、鍵２のイニシャルタッチに対応して鍵２に
与えるべき反カデータＦ０とともに、タッチデータＴゆ
を演算する。

また、タッチカーブメモリ３２は、音色等の演奏条件に
対応して複数のタッチカーブを記憶し、マニュアルによ
って指定される音色Ｐ．．等の選択入力に応じて奏者の
希望するものが選択できるようになっており、第２図及
び第３図は、タッチカーブメモリ３２に記憶された一般
的なタッチカーブの一例を示す．第２図に示すタッチカ
ーブは、打鍵の速度をパラメータとした打鍵の位置（深
さ）Ｘに応じて指に感じる反力Ｆを表し、また、第３図
に示すタッチカーブは、鍵２を位置Ｘ０まで押した後、
その位置Ｘ。から加速して打鍵したときに感じる反力Ｆ
を表している。この場合、パラメータの打鍵の速度は、
タッチカーブａが最も遅く一タッチカーブａ，ｂ，ｃ，
ｄの順で速くなっている。

そして、駆動回路１８は、駆動入力として演算回路３０
で得られた反カデータＦ０が加えられてその反カデータ
Ｆ０に応じた駆動電流を発生し、この駆動電流がコイル
１６に供給される．このように構成したことにより、電
磁石１４が駆動されると、磁石１０及び電磁石１４の磁
極間に反発力が作用し、鍵２が水平に保持される。

そして、奏者が鍵２を指で一点鎖線で示すように打鍵す
ると、打鍵による鍵２の深さ即ち、その位置の変化が位
置センサ２２によって検出され、位置データＸ．が得ら
れる。

この位置データＸ１に基づいて微分回路２６から速度デ
ータＶ．が求められ、また、この速度デ一タ■門に基づ
いて微分回路２８から加速度データαｉが求められる。

ところで、このタッチカーブメモリ３２に記憶されてい
るタッチカーブの中、外部からの音色Ｐ１の指定に応じ
たタッチカーブが選択され、例えば、第２図又は第３図
に示すタッチカーブが選択された場合、速度データ■．
に応じてタッチカーブａ−ｄが選択され、その選択され
たタッチカーブａ　％　ｄ上の反力Ｆが位置データＸ．
に応じて読み出される。

そして、演算回路３０では、位置データＸ．、速度デー
タ■．及び加速度データα．と、タッチカーブメモリ３
２から読み出された反力Ｆとから鍵２に与えるべき反カ
データＦ０が演算によって求められる．この反カデータＦ０を表す演算出力が駆動回路１８に加
えられると、駆動回路ｌ８からその反力データＦ０に応
じた駆動電流がコイルｌ６に供給され、電磁石１４は打
鍵に応じて駆動される．この場合、磁極面には、磁石１
０のＮ，Ｓ極に対向してＮ，Ｓ極が発生することにより
磁石１０と電磁石工４との各磁極間で反発力が作用し、
打鍵によって磁石１０のＮ極が電磁石１４側のＮ極に近
付くため、より反発力が大きくなる。例えば、鍵２を強
くかつ速く打鍵すれば、強い反カデータＦｏが得られ、
また、鍵２を弱くかつ緩やかに操作すれば弱い反カデー
タＦ０が得られ、その打鍵に対応するとともに、タッチ
カーブメモリ３２から読み出された反力Ｆに基づいたタ
ッチ感が得られる。

そして、超伝導磁石によって電磁石ｌ４を構成すれば、
電磁石１４の小型化が図れるとともに、強力な磁力を発
生させることができ、ｖｊ！２の位置制御とともに必要
なタッチ感を実現することができる。

ところで、タッチ怒は確定的なものではなく、打鍵の速
さ、加速度、加速する位置によっても、また、音色、奏
法又は奏者の好み等によっても異なり、さらには、電子
楽器でシミュレートする楽器の鍵盤構造によっても異な
る．そこで、タッチ制御部２４では、タッチカーブメモ
リ３２や他の記憶テーブルに記憶し、それを演奏条件に
よって読み出し、必要に応じて補間演算を施すことによ
り、最も適した反カデータＦ０を求めるようにすればよ
い．そして、前記実施例では、駆動部ｌ２に単一のヨークか
らなる電磁石１４について示したが、第４図に示すよう
に、Ｌ字型の２つのヨークを持つ電磁石１４ａ、１４ｂ
を以てＥ字型の電磁石とし、各コイル１６ａ，１６ｂに
個別に駆動電流を流すことにより、電磁石１４ａで磁石
１０のＮ極の上面側にＮ極、磁石１０の端面側にＳ極を
作用させ、また、電磁石１４ｂで磁石１０のＳ極の上面
側にＳ極、その端面側にＮ極を作用させるようにしても
よい。このようにすれば、磁石１０と電磁石１４ａ，１
４ｂとの間で反発力及び吸引力を作用させて鍵２を水平
に保持することができるとともに、打鍵状態に応じて電
磁石１４ａ、１４ｂの相互的な作用により、微妙なタッ
チ感を実現することができる．このように、駆動部１２には、１組又は複数組の電磁石
を設置し、磁石ｌＯに対して必要な反発力又は吸引力を
作用させて鍵２の位置を制御できるようにすればよく、
その個数及び設置位置はどのようにしてもよい．例えば
、第５図に示すように、５ｍの１ｌ磁石１４Ａ、１４Ｂ
、１４Ｃ、１４Ｄ、１４Ｅにおいて、鍵２の磁石１０に
電磁石１４Ａ，１４Ｅで吸引力と反発力とを作用させる
位置制御としてもよく、また、磁石１０の端面倒の電磁
石１４Ｂ，１４ｃ，１４Ｄによるリニアモータ構造とし
てもよく、電磁石１４Ａ．−１４Ｅを用いて両者を併用
した構成としてもよい。

また、実施例では、鍵２に取り付ける磁石１０を磁極面
を上下面側にして設置したが、その磁橿面を鍵２の軸方
向に設置してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、次のような効
果が得られる。

（ａ）　　磁力によって鍵を水平に位置制御できるので
、鍵の軽量化が図れるとともに、打鍵に応じた反力を磁
力によって制御することで任意のタッチ感を得ることが
でき、音色、奏法、奏者の好み、鍵盤構造等に対応した
タッチ惑を実現でき、また、奏法による微妙なタッチ表
現をも実現できる。

（ｂ）　　！ｌの位置、速度又は加速度の打鍵状態を把
握でき、その奏者の打鍵態様等に応じたタッチ感を実現
できる．（Ｃ）　　音色、奏法又は奏者の好み等に応じたタッチ
データを選択でき、任意のタッチ感を実現することがで
きる．

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の電子楽器用鍵盤の一実施例を示すブ
ロック図、第２図及び第３図は第１図に示した電子楽器用鍵盤にお
けるタッチカーブメモリに記憶されたタッチカーブを示
す図、第４図及び第５図は第１図に示した電子楽器用鍵盤にお
ける駆動部の変形例を示す図、第６図は従来の電子楽器
用鍵盤を示す図である．２・・・鍵１０・・・磁石１２・・・駆動部１　４、　１４ａ，　　１４ｂ，　　１４Ａ　〜１４Ｅ
−−−−・・・電磁石２２・・・位置センサ２４・・・タッチ制御部（制御手段）３２・・・タッチカーブメモリ（記憶手段）−Ｘ　（位
置）第図タッチカーブｘｏ −Ｘ　（位１）第図タッチカーブ第図鍵盤の従来例

Claims

【特許請求の範囲】１、鍵に取り付けられた磁石に対応して電磁石が設置さ
れ、該電磁石を駆動して前記磁石との間に磁力を作用さ
せ、前記鍵に反力を付与する駆動部と、打鍵に応じて前記鍵の位置を検出する位置センサと、この位置センサで検出された前記鍵の位置に応じて前記
鍵に付与すべき反力を求めて前記駆動部の前記電磁石の
駆動を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする電
子楽器用鍵盤。２、前記制御手段は、前記位置センサによって検出され
た鍵の位置から該鍵の速度又は加速度を演算するととも
に、これら鍵の位置、速度又は加速度を参照して前記鍵
に付与すべき前記反力を演算するようにしたことを特徴
とする請求項１記載の電子楽器用鍵盤。３、打鍵態様に対応する任意のタッチデータを記憶する
記憶手段を設置し、前記制御手段において、該記憶手段
から演奏条件に応じて読み出した前記タッチデータを参
照して前記反力を演算するようにしたことを特徴とする
請求項１記載の電子楽器用鍵盤。