JPH03160496A - 電子楽器 - Google Patents

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〕 本発明は電子ハープ、電子ギター等の電子楽器に係り、
更に詳しくは複数の発光、受光素子を演奏操作を入力す
るための入カセンサとして用い、時分割で入カセンサを
制御する電子楽器に関する．〔従来の技術〕 楽器における演奏操作の入力装置は、演奏者が直接入力
装置に接する接触型の鍵盤、弦などが一般的であるが、
それに対し、複数の発光素子と受光素子の対のような非
接触型の入力装置を用いた電子楽器がある（例えば、実
願昭６１−３４１８０号、特開昭６３−１２７７７５号
、特開昭６３−１１７７７３号、特開昭５７−１１８２
９５号、特表昭６３−５０３１６７号、米国特許第４．
４２９．６０７号）。

このような非接触型の入力装置の基本的な従来例の構戒
を第４図に示す。同図に示されるように複数の発光素子
４０１と受光素子４０２の対がアレイ状に配置されてお
り、各々の発光素子４０１の発する光ビームが同図矢印
の如く対応する受光素子４０２に入射するようになって
いる．演奏者はこの光ビームを第５図のように指等の遮
へい物５０１により遮断することにより楽器への入力操
作を行い、遮断された光ビームに対応した楽音が得られ
るようになっている。

このような入力装置において問題となることは、ある発
光素子が発した光ビームが対応する受光素子以外の隣接
する受光素子にも入射し、誤動作を誘因することである
。そのため、誤動作を生じないようにするには、受光素
子間の距離を大きくする必要がある。

このような問題に対処するため、第６図に示した構或が
考えられる。同図の如く、発光素子６０１と受光素子６
０２の対を交互に逆方向に配置することにより隣接発光
素子からの光ビームの影響を低減させている。この構威
では、ある受光素子６０２の両隣には発光素子６０１が
配置され、さらにその隣に受光素子６０２が配置される
ので、光ビーム漏れの影響を受ける最も近い発光素子と
の距離は、前記第４図の場合の２倍になる。このような
従来例により、誤動作を生じないようにするために必要
な素子間の距離を前記第４図の場合のＡにする事が可能
となる。

（発明が解決しようとする課題〕 しかしながら実際は、演奏上の都合により、楽音入力手
段の大きさが限られているため、素子間の間隔は狭く取
る必要があり、前記第６図のような構成でも第７図のよ
うな誤動作を生じる。

すなわち、依然として他の発光素子からの光ビームが対
応していない受光素子に入射してしまうという問題点を
有している。

この問題に対処するために、発光素子の指向性を上げる
事が考えられるが、使用する発光素子数が多いため、か
なりのコスト上昇を招くという問題点を有している。

本発明の課題は、隣接する受光素子間の間隔を狭くして
も、近隣の発光素子からの光ビーム漏れによる誤動作が
生じないようにすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、まず、楽音を発生する楽音発生手段を有する
。同手段は、例えばデジタル音源、アナログ音源等、各
種の音源が採用可能である。例えばデジタル音源の場合
、デジタル楽音波形を記憶するメモリと、後述する発音
制御手段からの発音開始時期や音高等の情報に基づいて
、該音高に対応するアドレス間隔で上述のメモリよりデ
ジタル楽音波形を読み出す波形読み出し部と、読み出さ
れた波形をアナログ波形に変換して増幅を行った後、放
音する出力部等から構成される。勿論、変調方式による
デジタル音源を構或することも可能である。

次に、複数の入力センス手段を並設した構戒を含む演奏
操作手段を有する。ここで、入力センス手段は、発光素
子と受光素子の対からなり該発光素子から発せられた光
ビームを該受光素子で感知する構戒を有する。そして、
演奏者に該各入力センス手段の光ビームを任意に遮断さ
せることにより演奏を行わせる。

続いて、演奏操作手段における入力センス手段を１個ず
つ時分割で繰り返し駆動する駆動手段を有する。同手段
は、例えば発光素子駆動用のキャリア信号を発生するキ
ャリア信号発生器と、各発光素子の発光タイミングを示
すスイッチ信号を発生するスイッチ信号発生器と、該ス
イッチ信号に基づいてキャリア信号を選択的に出力する
各発光素子に対応する変調器と、該各変調器の出力を増
幅して各発光素子に供給する各発光素子に対応する増幅
器とを有し、更に、各受光素子において検出された光ビ
ーム信号を各々検波する検波器と、上述のスイッチ信号
に同期し、各検波器の出力をラッチするためのラッチ信
号を発生するラッチ信号発生器と、該ラッチ信号に基づ
いて各検波器の出力をセンス信号として各々ラッチする
ラッチとを有する。ここで、上述のスイッチ信号及びラ
ンチ信号が、入力センス手段の各発光素子及び受光素子
を１対ずつ時分割で繰り返し選択する。

更に、上述の繰り返し駆動動作により得られる各入力セ
ンス手段の出力に基づいて楽音発生手段を制御し対応す
る楽音を発生させる発音制御手段を有する．同手段は、
例えば上述の各ラッチに格納されたセンス信号を検出す
ることにより、そのセンス信号がどの受光素子で検知さ
れたものかを判別し、対応する音高情報を生成して楽音
発生手段に供給する制御回路により構成される。

〔作　　用〕

本発明の作用は次の通りである。

まず、駆動手段が、各駆動タイミング毎に、アクティブ
にすべき入力センス手段を決定する。すなわち、例えば
、アレイ状に並設された入力センス手段の端から順に、
対応する変調器がスイッチ信号発生器からのスイッチ信
号によってアクティブにされてゆく。

アクティブにされた入力センス手段において、例えばキ
ャリア信号が変調器を通って増幅器で増幅され、発光素
子に供給される。これにより、発光素子は光ビームを発
生する。同時に各発光素子からの光ビーム信号は検波器
で検波されるが、そのうち、上述のアクティブにされた
入力センス手段に対応するもののみが、ラッチ信号発生
器からのラッチ信号によって、センス信号として選択的
に対応するラッチに格納される。

駆動手段は、順次、別の入力センス手段をアクティブに
し、以上の動作を高速に繰り返す。この状態が、演奏操
作待ちの状態となる。

演奏操作待ちの状態において、演奏者が指等により、或
る入力センス手段の受光素子に入力する光ビームを遮断
すると、当該入力センス手段から光ビームが入射しなか
った事を示す出力（センス信号）が出力される。発音制
・御手段はその出力がどの入力センス手段から出力され
たものかを判別し、例えば対応する音高情報を生成する
。この音高情報等の発音パラメータ指定データは楽音発
生手段に入力され、そこで対応する楽音が発音される。

ここで、各入力センス手段は、択一的に時分割動作する
ため、あるタイミングにおいては、いずれかの入力セン
ス手段のみが動作することになる。

従って、現在のアクティブとなっている入力センス手段
の受光素子に、他の入力センス手段の発光素子から光ビ
ームが入射するとことはない。これにより、素子間の相
互干渉を除去することができ、誤動作を防止できる。

〔実　　施　　例〕

以下、本発明の実施例に基づき詳細に説明を行う。

第ｌ図は、本発明の実施例の全体構戒である。

まず、センサ部１には８対からなる光センサ１０１が設
けられ、その対はそれぞれ第２図で後述する発光素子、
受光素子により構戒され、発音すべき特定の音高に対応
している。各々の発光素子には発光を行うために必要な
信号を与える信号発生回路１０２　（後述する）が接続
されている。また各々の受光素子には受光素子が検知し
た信号を解析しセンス信号を出力するセンス信号発生回
路１０３　（後述する）が接続されている。該信号発生
回路１０２、センス信号発生回路１゛０３は、後述する
センサ制御部２の出力する制御信号により、各々、発光
のタイミングと受光信号を解析するタイミングが制御さ
れる。

このように、あるタイミング毎に、異なるセンス信号発
生回路１０３から出力されたセンス信号は、全て発音制
御部３に入力される。該発音制御部３は、特には図示し
ないセンス信号判断回路と、特には図示しない発音部制
御回路とからなっており、センス部から入力される前記
センス信号を判断し、どのような音高の楽音を出力する
のかを示す発音部制御信号を出力する。

この発音部制御信号は発音部４に入力され、該発音部制
御信号に応じた音高をもつ楽音が特には図示しない楽音
発生回路により生成され、特には図示しない信号増幅回
路を経た後、スピーカ等の出力装置から楽音が放音され
る。

以上の構戒からなる第１図の電子楽器につき、各部の詳
細の構戒を説明しつつ、動作を説明していく。

第２図は前記センサ部１、センサ制御部２の詳細な構戊
を示してしる。

光センサ１０１は８対の発光素子１０１Ａ１〜１０１Ａ
８、受光素子１０１Ｂ１〜１０１８８により構威され、
それぞれの発光素子と受光素子は演奏者の指等が通過す
るのに十分な間隔をもって対向して取り付けられている
。発光素子を発光するための信号を与える第１図の信号
発生回路１０２は、第２図の如く、キャリア信号発生器
１０２Ａ、変調器１０２Ｂ１〜１０２８８、電流増幅器
１０２Ｃ１〜１０２Ｃ８、から構威されている。

また、受光素子の検知した信号を解析しセンス信号を出
力する第１図のセンス信号発生回路１０３は、第２図の
如く、検波器１０３Ａ１〜ｌ０３Ａ８、ラッチ１０３Ｂ
１〜１０３８８により構威されている。さらに、第１図
のセンサ制御部２は、第２図の如く、変調器１０２Ｂへ
の入力信号を生戒するスイッチ信号発生器２０１と、ラ
ッチ１０３Ｂへの入力信号を生戊するラッチ信号発生器
２０２から構威されている。このセンサ制御部２と変調
器１０２Ｂ、ラッチ１０３Ｂからなる構威が本実施例の
構威上の大きな特徴である。

次に実際の動作を前記センサ部１、センサ制御部２の部
分を中心に第２図、第３図を用いて説明していく。

まずキャリア信号発生器１０２Ａが、５　０　ＫＨｚの
変調用キャリア信号Ｓ１０２Ａを発生する。

またこれとは別に、スイッチ信号発生器２０１が発光素
子１０１Ｂ１〜１０１８８に対応した８種類のスイッチ
信号３２０１１〜３２０１ｇを生成する。該スイッチ信
号はそれぞれ周期８ｍｓ　ｅＣ１デューティ比ｌ：７の
パルス信号であり、ある時刻においては、常に８種類の
内の１信号のみが立ち上がっている。どの信号をどのタ
イミングで立ち上げるかは任意であるが、本実施例では
Ｓ２０１＋　から順にＳ２０１ｇへ立ち上げていき、こ
れを１周期として繰り返すスイッチ信号を用いている。

なお、上述の各スイッチ信号３２０１〜Ｓ２０１ｌｌは
、第３図の如きクロック信号ＣＬＫに同期して生或され
る。

またラッチ信号発生器２０２は、該スインチ信号と同期
した８種類のラッチ信号Ｓ２０１＋−Ｓ２０２ｌを生威
する。該ラッチ信号は、それぞれ前記各スイッチ信号Ｓ
２０　１＋　−３２０　１ｇの立ち上がり区間のほぼ中
央で生或されるインパルス信号である。なお、第３図で
はＳ２０２＋のみ例示してある． 次に、前゛記キャリア信号Ｓ１０２Ａは各発光素子と対
応した変調器１０２Ｂ１〜１０２Ｂ８に入力され、前記
スイッチ信号Ｓ２０１＋”Ｓ２０１●により変調される
。変調器１０２Ｂ１についての例を示すと、キャリア信
号Ｓ１０２Ａは変調器１０２Ｂ１に入力され、スイッチ
信号Ｓ２０　Ｉｔによって、信号Ｓｌ０２Ｂ１のように
変調される。

このように変調された信号は、電流増幅器１０２ＣＩ−
１０２Ｃ８によりそれぞれ増幅され、発光素子をドライ
ブするのに十分なパワーを得た後、発光素子１０１Ａ１
〜１０１Ａ８に入力され、入力信号に応じてそれぞれ発
光素子が動作する．一方、受光素子ｌＯＩＢ１〜１０１
８８は常にアクティブな状態にあり、信号を検出する。

例えば、受光素子１０１ＢＩで検出された信号３１０１
ＢＩのようになり、基本的には、発光素子への入力信号
３１０２Ｂ１と同様のものである。

検出された信号は、検波器１０３Ａ１〜１０３Ａ８に入
力され、検波される。その結果、信号Ｓ１０１ＢＩは信
号Ｓ１０３Ａ１のように変換される。

このようにして検出、検波された信号はラッチ１０３Ｂ
１〜１０３８８に入力され、前記ラッチ信号Ｓ２０２＋
〜Ｓ２０１Ｉ＋によりラッチされる。

ラッチ１０３Ｂ１を例に取ると、信号Ｓ１０３Ａ１はラ
ッチ信号Ｓ２０２＋によりラッチされセンス信号３１０
３Ｂ１を出力する． 上述のように本実施例においては、発光素子１０１Ａと
受光素子１０１Ｂは、スイッチ信号Ｓ２０１＋〜Ｓ２０
１ｓ及びラッチ信号Ｓ２０２＋〜Ｓ２０２ｓによって、
各々の対が時分割動作される。すなわち、あるタイミン
グにおいては、発光素子１　０　１ＡＩ〜１０１Ａ８及
び受光素子１０１Ｂ１〜１０１８８のうち、いずれか１
対の素子のみが有効となる。このため、検出される信号
３１０３Ａ１〜Ｓ　１　０　３Ａ８は、他の発光素子の
影響を受けない信号となる。従って、本実施例において
は、第１図の光センサ１０１の構威を第４図の従来例に
対して何ら変更することなく、素子間の干渉を除去する
ことができ、誤動作を防止できる。

以上のようにしてセンス信号は生成されるが、ある時点
で、ある箇所の光ビームが演奏者により遮断されると受
光器は光ビームを受光できなくなり、検波された信号は
第３図■のようになる。その信号をラッチすると第３図
■のようになり、センス信号３１０３Ｂ１は立ち下がる
。その結果、遮断が生じた事がセンスされ、その信号は
発音制御部３に入力される。遮断が解除されると、第３
図■のように再び信号が検出され、センス信号は第３図
■のように立ち上がる。

なお、スイッチ信号３２０　１＋　−３２０　１ｇ及び
ラッチ信号Ｓ２０２＋〜Ｓ２０２ｇの周期は、前述した
如く、８ｍｓ　ｅ　ｃ程度である。従って、演奏者が指
等によりかなり速く光ビームの遮断動作を行っても、そ
の動作に十分良く追従して遮断位置を検出できる。

このように、演奏者が入力を行ったか否かを示す８種類
のセンス信号が生戒され、これら８種類のセンス信号は
全て発音制御部３に入力される．発音制御部３では、前
記光センサ１０１が１通りアクティブになり、センス信
号が８種類得られた時点で（例えば５２０２ｍがアクテ
ィブになった直後で）、ラッチ１０３Ｂ１〜１０３８８
にラッチされている情報を取り込み、各々のセンス信号
に対応した音高をもつ楽音を発音するか否かの判断を行
う．この情報は発音部４に入力され、入力情報に応じた
楽音を生威する． 〔発明の効果〕 本発明によれば、複数の発光素子と受光素子の対のよう
な非接触型の入力装置を用いた電子楽器において、複数
の発光素子を時分割で駆動し、それに対応した受光素子
の信号を解析することにより、対をなさない素子間の相
互干渉を皆無にすることが可能となる． 本発明では、ある時点において常に１対の発光素子、受
光素子のみがアクティブになるので、隣接するセンサ間
との距離に影響されることはなく、入力装置の大きさが
限られており、受光素子間の距離を小さくする必要があ
る場合においても発光素子の指向特性を考慮する事なく
、入力装置の集積度を上げることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の全体構成図、第２図は、セ
ンサ部、センサ制御部の詳細な構威図、 第３図は、センサ部、センサ制御部の動作タイミングチ
ャート、 第４図は、第１の従来例の構或図、 第５図は、第１の従来例の動作説明図、第６図は、第２
の従来例の構戒図、 第７図は、第２の従来例の問題点の説明図である。 ｌ １０１　　・　・　・　・ １０１Ａ１〜１ １０１Ｂ１〜１ １０２　・　・　・　・ １０２Ａ・　・　・ １０２Ｂ１〜１ １０２ｃ１〜１ １　０３　・　・　・　・ １０３Ａ１−１ ・・・・・・センサ部、 ・・・・・・光センサ、 ＩＡ８・・・発光素子、 ｌＢ８・・・受光素子、 ・・・・信号発生回路、 ・キャリア信号発生器、 ２８８・・・・変調器、 ２Ｃ８・・電流増幅器、 ・センス信号発生回路、 ３Ａ８・・・・検波器、 １０３Ｂ１〜１０３ＢＢ・・・・ランチ、２・・・・・
・・・・・・センサ制御部、２０１・・川・・スイッチ
信号発生器、２０２・・・・・・・ラッチ信号発生器、
３・・・・川・・川・・発音制御部、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 楽音を発生する楽音発生手段と、 複数並設した発光素子と受光素子との対からなり、該発
   光素子から発せられた光ビームを対応する前記受光素子
   で感知する入力センス手段と、該各入力センス手段を１
   個ずつ時分割で繰り返し駆動する駆動手段と、 該駆動手段の繰り返し駆動動作により得られる前記各入
   力センス手段の出力に基づいて前記楽音発生手段を制御
   し対応する楽音を発生させる発音制御手段と、 を有することを特徴とする電子楽器。