JPH03145695A

JPH03145695A - 制御装置

Info

Publication number: JPH03145695A
Application number: JP1282941A
Authority: JP
Inventors: Eiichiro Aoki; 栄一郎青木
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1989-11-01
Filing date: 1989-11-01
Publication date: 1991-06-20

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］この発明は電子楽器その他の各種電子または電気装置の
入力制御装置に関し、特にその機械的構造に関するもの
である。

［従来技術］電子装置、特に電子楽器等におりる制御用入力は、スイ
ッチ操作や鍵盤上の押鍵離鍵操作により行なわれている
。従って、鍵盤や操作パネル上の各スイッチや押し釦か
入力装置を構成していた。

［発明が解決しようとする課題］従来の鍵盤や押し釦あるいは各種スイッチからなる入力
装置は操作部が各々別に分離しているため操作性や操作
感覚が悪くなる場合あるいは誤操作の原因となる場合が
あった。

この発明は上記の点に鑑みなされたものであって、操作
性を向上させ１つの操作子の操作により複数の制御対象
に制御信号を入力できる制御装置の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］前記目的を達成するため、この発明に係る制御装置は、
先端に把持部を有する棒状体と、該棒状体を支持する支
持体とからなり、前記把持部は棒状体の軸方向に沿って
移動可能な構造とし、該把持部の移動量検出手段を具備
し、該移動量検出手段の検出値に基づいて制御対象に対
し制御信号を入力する。

前記棒状体は、例えば支持体を貫通して軸方向に摺動可
能な構造あるいは前記支持体の一方の側に設けたテレス
コープ式に伸縮可能な多段管からなる。

前記把持部は好ましくは前記支持体に対し棒状体の軸回
りに回転可能であって、支持体に対する把持部の回転量
検出手段を具備している。

前記把持部に好ましくは握り圧力検出手段を設りている
。

また、この握り圧力検出手段に代えて、またはこれとと
もに支持体を装置設置面に対し垂直方向に押圧する押し
付は圧力の検出手段を設けている。

前記支持体は好まし５くは棒状体を装置設置面に対し自
在回転可能に支持するとともに、該棒状体の水平面内回
転角度および垂直面内回転角度を各別に検出する２つの
角度検出手段を具備している。

［作　用］入力操作子の把持部の操作により、把持部の軸方向への
移動、軸回りの回転、把持圧力、操作子支持体の自在回
転による水平面内および垂直面内の回転角度の変化を検
出して制御入力として用いることができる。

［実施例］以下、添付図面を参照してこの発明の実施例について説
明する。

第１図はこの発明に係る入力操作子の一例の斜視図であ
る。細長い棒状体からなる操作棒１は支持体２を貫通し
て装着される。支持体２は装置本体（図示しない）上に
固定されたジョイスティック筐体３に自在回転可能に支
持される。操作棒１の先端には操作用取手である把持部
４が設けられる。

操作棒１−は支持体２に対し、長袖に沿って矢印Ａのよ
うに移動し抜き差し動作が可能であり、また長軸口りに
矢印Ｂのように回転可能である。操作棒１の支持体挿通
部には、後述する操作棒の回転量および移動量（抜き差
し量）検出用リング５が設けられる。

操作棒１は筐体３内のジョイスティック機構（図示しな
い）により、水平面内で矢印Ｃのようにアジマス（方位
角）方向に回転可能であり、また、垂直面内で矢印りの
ようにエレベーション角（迎角）方向に回転可能である
。水平面内角度であるアジマス角（以下角度１という）
は角度１検出器６により検出され、垂直面内角度である
エレベーション角（以下角度２という）は角度２検出器
７により検出される。

操作棒１の把持部４には握り圧力を検出する圧力センサ
（図示しない）が設けられる。

操作棒１の回転量、移動量、立体角（角度１および角度
２）、握り圧力の各検出値は制御回路８に入力され所定
の演算処理を施された後電子駆動装置（例えば電子楽器
の電子音源回路）９に入力される。

操作棒１の詳細を第２図（ａ）および（ｂ）に示す。操
作棒１には長軸に沿ってキー溝１０が形成される。また
操作棒１の表面には繰り返しパターン化されたバーコー
ド１１が形成される。このバーコード１１は、例えば第
２図（ｂ）に示すように、１対の太いパターンと細いパ
ターンとを連続させて形成したものであって、操作棒１
の移動方向が識別可能でありまたパターンのカウントに
より操作棒１の位置か検出可能である。このバーコード
１１は、反射光量により検出するための黒白パターンで
構成してもよいしまた磁気により検出するための磁気パ
ターンで構成してもよい。

このような操作棒１の抜き差し動作の検出は、発光ダイ
オードおよび受光ダイオードを用いて光学的パターンを
検出する光学的リニアエンコーダ手段または磁気ヘッド
を用いて磁気的パターンを検出する磁気的リニアエンコ
ーダ手段の他、２種類の位相を発生して正逆回転方向を
識別可能なロタリーエンコーダを用いてもよい。この場
合、操作棒の軸方向の運動に伴いロータリーエンコーダ
を操作棒との間の摩擦により回転させてもよいし、ある
いは操作棒側にラック、エンコーダ側にピニオンを設け
てラックピニオン形式の歯車機構により回転させてもよ
い。

第３図（ａ）および（ｂ）は操作棒１の支持体２の中央
に設けた挿通孔部分の詳細を示す図である。中央の挿通
孔にはキー１３を有するリング１２が装着される。この
リング１２のキー１３に操作棒１のキー溝１０を装着す
ることにより、操作棒１はリング１２に対し軸方向に摺
動可能でかつ軸回りに相互に回転不能に装着される。

リング１２の表面には、リング１２の回転角を検出する
ための磁気パターンが形成される。支持体２内には、リ
ング１２の磁気パターンを検出するための磁気センサ１
４および支持棒１のバーコード１１を検出するためのバ
ーコードセンサ１５が設けられる。リング１２の回転角
は、磁気パターンを用いずに反射光量の異なる黒白パタ
ーンを用いて発光ダイオードおよび受光ダイオードによ
り光学的に検出してもよい。

第４図（ａ）および（ｂ）は、リング１２の回転角、即
ち操作棒１の回転角の検知手段の別の例を示す。（ａ）
図はリング１２上に透孔２６を連続的に設け、発光ダイ
オードおよび受光ダイオドを用いて透孔パルスをカウン
トして回転角度を検出する構成である。（ｂ）図はリン
グ１２上に歯車を形成しロータリーボリュウム２８の歯
車と噛み合わせてロータリーボリュウム２８を回転させ
て抵抗変化により回転角度を検出する構成である。

操作棒１の軸方向に移動を検出する手段の別の例を第５
図および第６図に示す。

第５図（ａ）は操作棒１をテーパ状に形成し、第５図（
ｂ）は操作棒１の太さを段階的に変化させて形成したも
のである。このような操作棒１を、第６図（ａ）および
（ｂ）に示すように、支持体２内に装着された一対の検
知片２９ａ、２９ｂ間を挿通させることにより、スプリ
ング３１により操作棒側に圧接する両検知片２９ａ、２
９ｂが操作棒１の外径に応じて回転し、角度センサ３０
がこれを検出して操作棒の移動が検出される。角度セン
サ３０に代えて、操作棒外面に圧接する圧力センサを用
い操作棒の移動を圧力変化として検出してもよい。

第７図はこの発明で用いるジョイスティック機構の一例
を示す。前述のように支持体２を貫通する操作棒１は、
筐体３に自在回転可能に装着されたパイプ１６に挿通さ
れこのパイプ１６により保持される。パイプ１６は、前
述の角度１および角度２の方向の各々一方について回転
可能な支持片１７．１８の長孔の交差部内に装着され、
これらの支持片１７．１８を介してロータリーボリュウ
ムからなる角度１検出器６および角度２検出器７を回転
させ、操作棒１の角度１および角度２を検出する。

第８図はこの発明に係る入力操作子の別の例の斜視図で
ある。この例では、操作棒１の支持体２は支持アーム１
９を介してロータリーボリュウムからなる角度２センサ
７に取付けられ、この角度２センサ７は角度１センサ６
の検出軸２０上に固定される。２１．２２は各々抵抗変
化に基づく角度１および角度２の検知信号を送出するた
めの信号ケーブルである。その他の構成、作用効果は前
記実施例と同様である。

第９図はこの発明に係る入力操作子のさらに別の例の斜
視図である。この例では、操作棒１の支持体２に直接角
度２センサ７が取付けられ、このセンサ７を支持アーム
１９が支持し、さらにこの支持アーム１９が角度１セン
サ６の検出軸上に固定されている。その他の構成、作用
効果は前記実施例と同様である。

第１０図はこの発明に係る入力操作子の操作用取手であ
る把持部４の構成の一例を示す。

操作棒１の先端部に、第１０図（ａ）に示すように、握
り片２３が固定される。この握り片２３は、同図（ｂ）
に示すように、スプリング２４により、操作棒１の外周
面にある程度近づくとこの外周面から離れる方向に付勢
される。この握り片２３の内面には、圧力センサ２５が
設けられる。

図示したように、この把持部４を手で握ると、握り強さ
に応じて握り片２３が内側に変形し、この変形量に応じ
て圧力センサ２５が検知出力を発生させる。これにより
、操作棒１の握り強さが検出される。

第１１図はこの発明に係る入力操作子のさらに別の例の
斜視図である。

この例においては、操作棒１はジャバラ式またはテレス
コープ式に伸縮可能な構造であり、支持体２を貫通する
ことなくその板木部が支持体２に装着される。支持体２
は角度２検出器７に装着され、この角度２検出器７は角
度１検出器６に固定される。支持体２は、角度２検出器
７に対し矢印Ｅのように水平軸回りに回転可能であり、
また角度１検出器６に対し矢印Ｆのように垂直軸回りに
回転可能である。このような構成においては、操作棒１
の先端の把持部４は、テレスコープ式操作棒１の伸縮に
より、矢印Ａで示すように、支持体２に対し操作棒１の
長袖方向に往復移動可能となる。また、操作棒１の各伸
縮管をスプラインあるいはキーとキー溝を介して相互に
回転不能に連結することにより、把持部４を支持体２に
対し、矢印Ｂのように、回転可能としかつ支持体２内に
設けた前述の回転検出手段により把持部４の回転動作を
検出することができる。また、前記実施例と同様に、水
平面内アジマス方向（矢印Ｃ）および垂直面内エレベー
ション角方向（矢印Ｄ）に自在回転可能である。

また、この実施例の操作棒１の把持部４内には前述の実
施例と同様に握り圧力を検出するための圧力センサ（図
示しない）が設けられている。

この実施例の操作棒１の伸縮量の検出は、例えば各伸縮
管の接触部分の抵抗値を操作棒の長さ全１体にわたって検出することにより伸縮量に応じた抵抗変
化として検知可能である。

上記実施例においては、前述のように操作棒１の握り圧
力を検出する構成が用いられている（第１０図（ａ）、
（ｂ））。この発明はこのような握り圧力検出手段に代
えて、またはこれとともに操作棒支持体を装置設置面に
対し垂直方向に押圧する押付は圧力の検出手段を設けて
もよい。

第１２図はこのような垂直方向の押し付は圧力検出手段
の構成の一例を示す。

操作棒１は前述のように回転自在な支持体２００に装着
されている。支持体２００は支持台２０１上に設置され
る。支持台２０１は圧力検出器２０２に固定される。圧
力検出器２０２は支持台２０１とともにガイドレール２
０３に沿って上下に、即ち設置面２０６に対し垂直方向
に摺動可能である。ガイドレール２０３は固定支柱２０
５に対し固定された基台２０４に取付けられている。圧
力検出器２０２は、例えば上下の直線変化を抵抗値の変
化として検出する可変抵抗式のポリ　２ュウム検知器により構成する。シャフト２０９の下端か
基台２０４に当接した状態でこのシャフト２０９が圧力
検出器２０２に対し上下にスライドし内部の抵抗を変化
させる。支持台２０１にはガイド棒２０７およびこのガ
イド棒２０７の周囲に配設されたコイルスプリング２０
８が備わる。コイルスプリング２０８は押し下げられた
支持台２０１を元の位置に復帰させるためのものである
。

上記構成の圧力検出手段において、操作棒１を矢印Ｅの
ように上下方向に回転操作すると、支持体２００はその
支持台２０１とともに矢印Ｆのように上下移動する。即
ち、圧力検出器２０２がガイドレール２０３に沿って上
下動し、従ってシャフト２０９はこの圧力検出器２０２
に対し矢印Ｇのように上下動して内部の抵抗を変化させ
る。上下の移動量は操作棒１の押圧力に対応するため、
抵抗値の変化量を検出することにより操作棒の垂直方向
の押し付は圧力が検出される。

なお、抵抗検出器の取り付は位置、抵抗変化用シャフト
２０９の構成や連結位置等は適宜変更可能である。また
上下動の検出手段は抵抗変化手段に限らず、磁気変化、
容量変化等の検出手段あるいは光学的手段その他の位置
変化検出手段を用いることができる。

次に、上記各実施例で示した構成の入力操作子を鍵盤と
ともに電子音発生用音源への入力装置として用いた場合
の電子楽器について説明する。

第１３図はこのような電子楽器の全体構成を示すブロッ
ク図である。前述の入力操作子からなる演奏操作子３０
は検出器３１を介してマイコン（ＣＰＵ）３２に接続さ
れる。マイコン３２にはさらにキーボード（鍵盤）３３
が押鍵検出器３４を介して接続される。マイコン３２の
出力側は音源３５に接続される。この音源３５はスピー
カからなるサウンドシステム３６に接続される。

前述の演奏操作子３０の回転、抜き差し動作等の各演奏
機能は各々の検出器（図では全体として検出器３１とし
て示す。）により検出される。図の信号ラインａ、ｂ、
ｃ、ｄ、ｅは各々、操作棒の抜き差し穆動量、角度１、
角度２、握り圧力（または前記垂直方向の押し付は圧力
）および操作棒軸回りの回転量の検出信号を示す。各検
出信号ハマイコン（ＣＰＵ）３２に入力される。マイコ
ン３２にはさらにキーボード（鍵盤）３３の押鍵された
鍵の検出信号が押鍵検出器３４を介して入力される。信
号ラインｆは押鍵された鍵のキーコードの検出信号を示
す。

各検出信号に基づきマイコン３２が所定の演算処理を行
い、擦弦楽器の弓に対応した弓速信号ｇ、弓圧信号ｈ、
遅延信号ｉおよび減衰係数等その他のパラメータｊを算
出し音源３５に入力する。演奏操作子の操作により制御
された各パラメータに基づき音源３５内で物理音が合成
され、この合成音はサウンドシステム３６よりバイオリ
ン等の擦弦楽器の演奏音として出力される。

この発明の入力操作子は電子楽器の他に各種電子装置、
例えば残響装置、効果装置、フィルタ回路、遊戯用ケー
ム装置等の入力装置として適用できる。

５６［発明の効果］以上説明したように、この発明においては、１つの操作
子を軸方向に移動させて制御信号を得るとともに多数の
制御パラメータを同時に入力させることができ入力操作
の操作性および使用感覚が向上する。

また、電子楽器の楽音パラメータ制御用の入力装置とし
て用いれば、鍵盤の他に擦弦楽器の弓の動きに近似した
動作が可能な演奏操作子として使用できるため、実際の
擦弦楽器に近似した演奏感覚か得られるとともに、演奏
操作子の各演奏機能（動作）を検出して擦弦楽器の弦お
よび弓の擦弦動作に対応したパラメータを作成して音源
に入力させることができ実際の擦弦楽器の演奏音に近似
した合成音を作成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る入力制御装置の外観図、第２図（ａ）および（ｂ）は、第１図の入力操作子の操
作棒の斜視図および表面パターンの説明図、第３図（ａ）および（ｂ）は、第１図の入力操作子の操
作棒支持体の正面図および断面図、第４図（ａ）および
（ｂ）は、操作棒の回転検出手段の各別の例の説明図、第５図（ａ）および（ｂ）は、操作棒の各別の例の断面
図、第６図（ａ）および（ｂ）は、第５図（ａ）の操作棒を
用いた場合の位置検出手段の説明図、第７図は、この発
明に係る入力操作子のジョイスティック機構の説明図、第８図および第９図は、各々この発明に係るジョイステ
ィック機構の各別の例の斜視図、第１０図（ａ）および
（ｂ）は、操作棒把持部の説明図、第１１図は、入力操作子の別の実施例の斜視図、第１２図は、操作棒の押し付は圧力検出手段の例を示す
構成図、第１３図は、この発明に係る入力操作子を用いた電子楽
器のブロック構成図である。１：操作棒、２：支持体、４：把持部、１１：バーコード。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）先端に把持部を有する棒状体と、該棒状体を支持
する支持体とからなり、前記把持部は棒状体の軸方向に
沿って移動可能な構造とし、該把持部の移動量検出手段
を具備し、該移動量検出手段の検出値に基づいて制御対
象に対し制御信号を入力することを特徴とする制御装置
。
（２）前記棒状体は、支持体を貫通して軸方向に摺動可
能な構造としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の制御装置。
（３）前記棒状体は、前記支持体の一方の側に設けたテ
レスコープ式に伸縮可能な多段管からなることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の制御装置。
（４）前記把持部は前記支持体に対し棒状体の軸回りに
回転可能であって、支持体に対する把持部の回転量検出
手段を具備したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の制御装置。
（５）前記把持部に握り圧力検出手段を設けたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の制御装置。
（６）前記支持体に垂直方向の押し付け圧力検出手段を
設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の制
御装置。
（７）前記支持体は棒状体を装置設置面に対し自在回転
可能に支持するとともに、該棒状体の水平面内回転角度
および垂直面内回転角度を各別に検出する２つの角度検
出手段を具備したことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の制御装置。