JPH0367299A - 鍵盤装置 - 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〕 この発明は、電子オルガン、電子ピアノｒｔｊＡ帯用鍵
盤電子楽器、各種キーボード等に使用される鍵盤装置に
関し、特に演奏者の感情表現による微妙な鍵操作を正確
に演奏楽音に現わせるようにする手段を備えた鍵盤装置
に関する。

〔発明の概要〕

この発明は、各種電子楽器の鍵盤装置において、複数の
鍵をそれぞれ鍵支持部材に上下方向及び前後左右方向に
も移動可能に支持させ、対向する二部材の相対変位によ
って楽音制御パラメータを変化させるための電気的特性
の変化を生ずるタッチセンサの一方の部材と他方の部材
を、それぞれ各鍵と鍵支持部材側にその対向面が押鍵方
向に沿い且つ鍵の長手方向に対して傾斜するように配設
することによって、押鍵方向だけでなく、鍵を前後ある
いは左右方向に動かしてもセンシングして。

発生楽音のアフタコントロール等をなし得るようにした
ものである。

〔従来の技術〕

電子オルガン等の電子楽器は、基本的には押鍵によるキ
ースイッチの開閉によって発音を制御するようになって
いたが、それだけでは発音特性が単調で、ピアノのよう
な演奏者の感情を表現したず寅奏ができない。

そこで、押鍵時の力の相違によって発音特性に変化を与
えて感情表現を可能にするため、いわゆるタッチレスポ
ンス機能を持たせる技術が種々開発されている。

このタッチレスポンス機能は、押鍵時の立上り及び押鍵
後の音の持続状態における演奏者の指の動きに応じて、
発生する楽音の音量、音高、音色等を制御してタッチコ
ントロールをかけることである。

二のようなタッチレスポンス機能を付加するために、例
えば実開昭５８−４２８９０号公報に見られるように、
各鍵に導電板を取り付け、それに対向して鍵支持部材側
に２つのコイルを配設して、押鍵操作によってそれらの
コイルと導電板とが接近又は離間することによって前記
両コイルの結合係数（相互コンダクタンス）が変化し、
その変化をタッチ出力として取り出して楽音を制御し得
るようにした鍵タツチセンサを備えた鍵盤装置がある。

また、実開昭４９−４６２１号公報等に見られるように
、鍵を前後方向にも移動可能に支持して。

その前後方向の移動を検出するタッチセンサを備えたり
、実公昭５４−２０９９０号公報に見られるように、鍵
の左右方向の振動をセンシングするセンサを設けた鍵盤
装置も知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の鍵盤装置における鍵タ
ツチセンサは、鍵の上下方向２前後方向。

あるいは左右方向のうちのいずれか■つの方向の移動を
センシングするだけであったので、その検出信号によっ
て感情を注入しようとする楽音制御パラメータは単一で
あり、感情表現に乏しいという問題があった。

そこで、鍵の異なる方向の移動をもセンシングできるよ
うに各鍵ごとに複数のタッチセンサを設けることも考え
られるが、そのようにすると構成が複雑になり、コスト
高になるばかりかスペース上の問題も生じる。

この発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
ものであり、各鍵について１個のタッチセンサで、押鍵
時のイニシャルタッチのセンシングはもとより、押鍵後
の鍵の上下２前後、左右のあらゆる方向の動きをセンシ
ングして、異なる楽音制御パラメータの制御に利用でき
るようにし、指→タッチセンサ→楽音制御パラメータの
情報伝達系路の中で、演奏者の感情表現をよりリアルに
かつ豊かにするため、鍵の押し始め（鍵に指が触れて沈
み始めた瞬間）から鍵の押し終り、さらにはその後のア
フタコントロールの領域にわたり、押鍵方向のみならず
離鍵方向の微妙な鍵の動きをも検出するのに無理がなく
、鍵を通じて確実に演奏者の意思を楽音システムに伝え
ることができる鍵盤装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明による鍵盤装置は、上記の目的を達成するため
、複数の鍵をそれぞれ鍵支持部材に上下方向及び前後左
右方向にも移動可能に支持させ、対向する二部材の相対
変位によって楽音制御パラメータを変化させるための電
気的特性の変化を生ずるタッチセンサの一方の部材と他
方の部材を、それぞれ前記各鍵と鍵支持部材側にその対
向面が押鍵方向に沿い且つ鍵の長手方向に対して傾斜す
るように配設したものである。

そして、上記タッチセンサの一方の部材をＧ４Ａｍ体面
に形成した面コイルパターンとし、他方の部材を少なく
とも上記面コイルパターンと対向する面が導電体の部材
として、両部材の相対変位によって上記面コイルパター
ンのインダクタンスが変化するようにするとよい。

さらに、上記タッチセンサの一方の部材が鍵の長手方向
に対して互いに反対方向に傾斜してハの字状に２面を形
成し、他方の部材が前記一方の部材の２面に平行に対向
する２面を形成するようにするのが望ましい。

〔作　用〕

この発明によるＩ盤装置は、姦淫が鍵支持部材に対して
上下方向のみでなく前後及び左右方向にも移動できる。

そして、タッチセンサを構成する二部材が姦淫と鍵支持
部材側にその対向面が押鍵方向に沿い且つ鍵の長手方向
に対して傾斜するように配設されているので、鍵の押鍵
方向（上下方向）の移動によって上記二部材の対向面積
が変化し、前後方向（鍵の長手方向）あるいは左右方向
（鍵の幅方向）の移動によって上記二部材の対向間隔が
変化する。

それによって、このタッチセンサの電気的特性。

例えばインダクタンスやキャパシタンス、インピーダン
スなどに異なる変化が生ずる。

これを利用して、各種の楽音制御パラメータを変化させ
て、イニシャル制御と複数のアフタ制御（アフタトレモ
ロ、アフタピッチ、ビブラート等の制御）を行なうこと
ができる。

また、上記タッチセンサを面コイルパターンと導電体面
によって構成し、両部材の相対変位によって面コイルパ
ターンのインダクタンスが変化するようにすれば、セン
サの構成が簡単で、その面コイルパターンを発振器の発
振コイルとして使用することにより、鍵の動きを発振周
波数の変化として容易に検出することができる。

さらに、上記タッチセンサを構成する二部材の対向面を
鍵の長手方向に対して互いに反対方向にハの字状に傾斜
させるようにすれば、鍵の各方向の移動をより感度よく
検出でき、且つ鍵ガイドとしての機能も高まる。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照してこの発明の詳細な説明する。

監且五五思 第１図乃至第４図によって、この発明の一実施例である
電子オルガン等に使用されるｔａ盤装置の構造を説明す
る。

第１図はその鍵盤機構の一部破断した側断面図、第２図
はその分解斜視図である。

１０は白鍵であり、例えば合成樹脂によって後部の自在
ヒンジ部１１　（その詳細は第３図によって後述する）
と一体に成形され、押鍵部付近の下面にＬ字形のストッ
パ片１０ａを、その後方にロンド部１０ｂをそれぞれ下
方へ突設している。

自在ヒンジ部１１は、第３図にも明示するように、垂直
方向に可撓性を有する第１．第２水平片１１ａ、ｌｌｂ
と、この２片を接続し水平方向に可撓性を有する垂直片
１１ｃを含むＨ形部分と、複数個の鍵１０を連結して支
持する連結支持片１１ｄからなる。さらに、この連結支
持辺ｌｉｄの後端面には複数個の係合突部１１ｅを後方
に突。

設し、第１水平片１１ａの前部下面には、鍵１０の幅方
向に沿って下端を半円柱状に面取りした支点突部ｉｆｆ
を設けている。

なお、１０’は黒鍵であるが、これも押鍵部が手前に延
びずに上方に突出している以外は白鍵１０と略同様に構
成されているので、以下の説明では、特に区別する必要
がない場合はこれらを総称して鍵１０という。

但し、第１図において、１１′は黒鍵１０’の自在ヒン
ジ部、１１″は白＠１０の他の群の自在ヒンジ部である
。

一方、２０は鍵支持部材である鍵盤フレーム（以下単に
「フレーム」という）であり、鉄板等によって姦淫に対
して一体に折り曲げ形成され、各鍵１０の自在ヒンジ部
１１の係合突部１１ｅ及びストッパ片１０ａがそれぞれ
嵌入する透孔２０ａ、　２Ｑｂを、姦淫の取付位置に対
応して列設している。

そして、各自在ヒンジ部１１の係合突部１１ｅを透孔２
０ａに嵌合させて各鍵１０を支持し、上面にプリント基
板２１を取付け、プリント基板２１上に設けたカップ状
の弾性部材２２にロッド部１０ｂを当接させて、ａｌｏ
を上方へ付勢し。

そのストッパ片１０８がフレーム２０の下面に貼着した
フェルト等の上限ストッパ２３に当接して、各鍵１０が
常時は水平状態に保持されるように構成されている。

このようにして、多数の白鍵１０と黒鍵１０′とが所定
の配列で、フレーム２０上にそれぞれ上面を揃えて支持
される。

さらに、プリント基板２１上には各１１０のストッパ片
１０ａとロッド部１０ｂの間の位置に対応して、三角柱
状のコイルブロック１を第２図に明示するように直立さ
せて、上方から見て二等辺三角形の頂点となる陵線を鍵
の後方に向けて固設している。

このコイルブロック１は合成樹脂等の！！縁材によって
成形され、第４図及び第５図に明示するように、その二
等辺面が１１０の長手方向に対して反対方向に等角度で
ハの字状に傾斜した第１面１ａと第２面１ｂとなり、そ
の各面に面コイルパターンＬａとＬｂがそれぞれプリン
ト形成されている。

一方、各燵１０の内面には、このコイルブロック１の各
面ｉａ、ｌｂと対向する２面を形成する導電片２ａ、　
２ｂを一体に逆Ｖ字状に折り曲げ形成した金属板２を垂
下して固設している。

この金属板２と上述したコイルブロック１とが、タッチ
センサを構成する一方の部材と他方の部材をなし、コイ
ルブロック１の二面ｉａ、ｉｂと金属板２の各導電片２
ａ、　２ｂの内面とが、それぞれ押鍵方向に沿い且つ鍵
１０の長芋方向に対して傾斜して対向し、常時は第５図
（イ）に示すように所定の均一な間隔を保っている。

金属板２としては、鉄（Ｆｅ）やニッケル（Ｎｉ）等の
磁性金属板、あるいはアルミニウム（Ａｌｌｔ）等の非
磁性金属板を用いることができる。

また、この金属板２とコイルブロック１は、押鍵時に鍵
１０の横振れを規制する鍵ガイドに兼用できる。

去遣ｊ駐ｕＬ皿 次に、このように構成した鍵盤装置の作用を第６図も参
照して説明する。

常時は第１図に示すように、この鍵ガイドブロック１の
上部半部のみが金属板２と対向している。

そして、！１０の前方部を指で矢示２方向に押すと、鍵
１０は自在ヒンジ部１１の主として第１水平片１１ａを
撓ませて、支点突部１１ｆを軸として弾性部材２２の弾
性力に抗して仮想線で示すように回動する。

その回動半径に対して回動角度は小さいので。

金属板２は酩第４図に矢示２で示す垂直方向に移動し、
その導電片２ａ、２ｂとガイドブロック１の二面ｉａ、
ｉｂに形成された面コイルパターンＬａ、Ｌｂとの対向
面積がそのストロークに応じて増加し、各面コイルパタ
ーンＬａ、Ｌｂのコイルとしてのインダクタンスが同様
に変化する。

そのインダクタンスの変化は、金属板２が鉄（Ｆｅ）の
場合は第６図（イ）に実線で示すように押鍵ストローク
に応じて略直線的に増加し、アルミニウム（ＡＱ）の場
合には同図に一点鎖線で示すように押鍵ストロークに応
じて略直線的に減少する。

このように、金属板２が鉄の場合とアルミニウムの場合
で反対の特性を示すのは、鉄の場合にはコイルパターン
に対する磁界の透磁率の変化によってインダクタンスが
変化し、アルミニウムの場合には渦電流の発生によって
インダクタンスが変化するためである。

いずれにしても、この場合には押鍵ストロークとインダ
クタンスの変化との関係が略直線的であるから、単位時
間内の押鍵速度に比例した検出信号が得られる。

また、押鍵後さらに鍵１０に対して第１図に矢示Ｙで示
す前後方向に指の力を加えると、鍵１０は自在ヒンジ部
１１の主として第Ｉ水平片１１ａの波状部１１ｇを撓ま
せて前後方向に移動し、金属板２も第５図（ロ）の矢示
Ｙ方向に移動する６それによって、面コイルパターンＬ
ａ、Ｌｂと金属板２の導電片２ａ、２ｂとの対向面の間
隔が変化し、金属板２が鉄の場合には各面コイルパター
ンＬａ、Ｌｂのコイルとしてのインダクタンスが、いず
れも第６図（ロ）に実線で示すように高次曲線的に変化
する。

金属板２がアルミニウムの場合には、同図に−点鎖線で
示すように逆の変化曲線になる。

さらに、ｓｉｏに対して第３図に矢示Ｘで示す左右方向
（鍵幅方向）に力を加えると、鍵１０は自在ヒンジ部１
１の主として垂直辺１１ｃを撓ませて左右方向に移動し
、金属板２も第５図（ハ）に矢示Ｘで示す方向に移動す
る。

それによって５面コイルパターンＬａ、Ｌｂと金属板２
の導電片２ａ、２ｂとの対向面の一方の間隔が増加し他
方の間隔が減少するように変化し、面コイルパターンＬ
ａとＬｂのコイルとしてのインダクタンスが、それぞれ
第６図（ハ）に示すように互いに逆方向に高次曲線的に
変化する。

これは、金属板２が鉄の場合であり、アルミニウムの場
合には面コイルパターンＬａとＬｂのインダクタンス変
化特性が逆になる。

又−１Ｌ−漿 そこで、この各面コイルパターンＬａとＬｂを。

プリント基板２１上に設けられるＬＣ回路を用いた発振
器にその発振コイルの少なくとも一部として接続して、
インダクタンスの変化によってその発振周波数を変化さ
せるようにすれば、この各コイルのインダクタンスの変
化を楽音の制御パラメータを変化させるために利用でき
る。

第７図はその発振器の一例を示す回ｇ図であり、ＮＰＮ
型トランジスタＴＲとコンデンサＣ１＋０２とコイルＬ
ｔ　＋　Ｌ２と抵抗Ｒ１、Ｒ２＋　Ｒ３とによって、エ
ミッタ同調形ハートレー発振器を構成している。

なお、この回路では電源端子ａをアースしてｂに負電圧
（−■）を印加しているが、全体回路のバランス上電源
端子ａに正電圧（＋Ｖ）を印加してｂをアースしても差
し支えない。

この発振器の発振周波数、すなわち出力端子ＯＵＴから
の出力される信号の周波数ｆは、ｆ＝１／２πｆてて−
〔染〕 （Ｌ：Ｌｌ　＋Ｌ２　＋２Ｍ、　　Ｍ：ｆ「１１了）と
なる（上式におけるＬ　１＋　Ｌ　２はコイルＬ１＋Ｌ
２のインダクタンスを表わすものとする）。

したがって、コイルＬ　１１　Ｌ　ｚのインダクタンす
が増加すれば発振周波数は低下し、インダクタンスが減
少すれば発振周波数は上昇する。

そこで、このコイルＬ　１　ｐ　Ｌ　２として前述した
コイルブロック１の面コイルパターンＬａ、Ｌｂを接続
すれば、そのインダクタンスが増加あるいは減少すると
、発振周波数ｆが低下あるいは上昇する。

この出力信号の周波数変化の度合いによって、複数の楽
音制御パラメータを変化させることができる。その場合
、前述したｉ！１０のＺ方向の移動とＹ方向もしくはＸ
方向の移動によるインダクタンス変化を、例えば押鍵開
始から略停止するまでの変化が２方向の移動によるもの
、その後の変化がＹ方向もしくはＸ方向の移動によるも
のとして区別して、前者でイニシャルタッチ・コントロ
ールを、後者で７フタタツチ・コントロールそれぞれ行
なうことができる。

あるいは、第１図に示したカップ状弾性部材にスイッチ
を内蔵させて、そのスイッチがオフの間の変化がＺ方向
の移動によるもの、オンになった後の変化がＹ方向の移
動によるものとして区別することもできる。

また、コイルブロック１０上の面コイルパターンＬａ、
Ｌｂをいずれも中点タップ付にして、それぞれ別の発振
器のコイルＬｌ　、Ｌ２として接続すれば、その各発振
器の発振周波数の変化が互いに逆になったら、その変化
を前述の鍵１０のＸ方向の移動によるものとして、別の
楽音制御パラメータのアフタタッチ・コントロールに使
用することができる。

タッチセンサの也の合 上述した第４図及び第５図の実施例では、鍵の変位がＸ
方向の場合インダクタンスの変化が面コイルパターンＬ
ａとＬｂとで互いに相殺され、変位量が出力されにくい
。

そこで、この点を電気的に解決したものとして、第８図
に他の実施例の発振器の回路を挙げる。

この実施例は１面コイルパターンＬａをコイルＬｌｌと
Ｌ１２２面コイ面コイルパターンＬａルＬ２１とＬ２２
とし、金属板との関係は第５図の例と同様にしたもので
ある。

このようにすれば、どちらかのパターン面が金属板２に
極めて離れた時に僅かにインダクタンスの変化を検出で
きる。その理由は全体のインダクタンスを求める式は並
列抵抗を求める式と同じだからである。

すなわち、Ｌ＝（Ｌ　ａ−Ｌ　ｂ）／（Ｌ　ａ　＋Ｌ　
ｂ）の式において、Ｌａ、Ｌｂのいずれか一方が小さく
なればＬはＬａ＝Ｌｂの場合よりもわずかに小となる。

楽音制御の話にたちもどると、アフタコントロールで、
例えばトレモロ制御やビブラート制御にあっては、わず
かな変位で十分であるから、この第８図の回路構成でも
十分実用的である。

さらに、第９図に示すように、三角柱状のコイルブロッ
ク１の２面にわたって１つの面コイルパターンＬ　ｓを
形成して５中点タップＴｓを設けるようにしてもよい。

このようにすれば、第７図の回路構成にしてもＸ方向の
変位も十分検出できる。

さらにまた、第１０図に示すように面コイルパターンＬ
ａ、Ｌｂと導電片２ａ、２ｂとをＸ方向に交互に配設す
るようにしてもよい。

上述した各実施例において、タッチセンサを構成するコ
イルブロック１と金属板２の取付は位置を逆にして、コ
イルブロック１を鍵１０側に、金属板２をフレーム２０
側に取付けるようにしてもよい。

また、コイルブロック１を三角筒状等の中空状に形成し
てもよい。一方、金属板２に変えてコイルブロック１の
二面ｉａ、ｌｂに対向する三角溝を形成したブロックを
合成樹脂で鍵１０に一体に成形して、その溝の内面に金
属片を貼り付けるか、鉄またはアルミを多量に含んだ導
電性塗料を塗布するなどによって、面コイルパターンＬ
ａ、Ｌｂと対向する面のみを導電性部材とするようにし
てもよい。

さらにまた、タッチセンサを構成する二部材の対向面を
いずれも金属板等の導電体面として、その対向面積又は
対向間隔の変化によって、両面間のキャパシタンスが変
化するようにしてもよい。

あるいは、タッチセンサを三角柱状の永久磁石と、その
二面に対向する面にそれぞれホール素子を取付けた部材
とによって構成し、その対向面積又は対向間隔の変化に
よってホール素子の抵抗値が変化するようにしてもよい
。

利用回路例 次に、前述した実施例の鍵盤装置によって押鍵操作に応
じて発生するコイルのインダクタンスの変化によって、
各種の楽音制御パラメータを変化させるための利用回路
（信号処理回路）について説明する。

第１１図はその一回路例を示すブロック図である。

この回路例の第１の特徴は、押鍵速度もしくは押鍵加速
度に対応して異なるタッチデータを出力し、このタッチ
データにより楽音信号発生回路の各種楽音制御パラメー
タのうちの２種類を単一のタッチデータ作成手段（発振
器１００．押鍵検出回路１１０．タッチデータ形成回路
１３０）にてコントロールし得るようにした点である。

また、この回路例の第２の特徴は、押鍵後あるいは押鍵
途中に押鍵速度もしくは押鍵加速度あるいは離鍵速度も
しくは離鍵加速度が所定値（後述の変化検出＠路２３７
のＣ（Ｉｆｆ　）を超えた時の押鍵速度もしくは押鍵加
速度あるいは離鍵速度もしくは離鍵加速度を検出してタ
ッチデータとすると共に、押鍵中もしくは押鍵途中の任
意の位置で一旦押鍵を停止し、再押鍵または離鍵もしく
は再離鍵を繰り返した場合、その時の押／離鍵速度もし
くは押／離鍵加速度を検出してタッチデータとしている
点である。

これにより、例えば金属板と面コイルパターンとの対向
面積を変化させ、その変化量を速度または加速度の形で
検出する１個のセンサのみでも、音量のイニシャルコン
トロールとアフタコントロールとを可能にすることがで
きる。

さらに、金属板と面コイルパターンとの対向面積の変化
によって音量のイニシャルコントロールを行ない、その
後前述した鍵の前後方向あるいは左右方向の移動によっ
て金属板と面コイルパターンとの対向間隔を変化させ、
その変化量を速度または加速度の形で検出することによ
って音量のアフタコントロールを行なうこともできる。

さらに、この回路例の第３の特徴は、鍵盤音の各種パラ
メータ（音量、音色、ビブラート、ピンチ等）をコント
ロール可能にするにとどまらず。

前記タッチデータ作成手段の出力としてのタッチデータ
により、リズム音の音量等をコントロールすることもで
きる点である。

この回路は大別して、発振器１００．押鍵（キーイング
）検出回路１１０．タッチデータ形成回路１３０．マル
チ回路１４０．楽音信号発生回路１５０、リズム音信号
発生回路１５２．データセレクタ１５４．セレクトスイ
ッチ１５Ｂ、及びサウンドシステム１６０によって構成
されている。

これらの回路のうち、発振器Ｔｏｏ、押鍵検出回路１１
０．及びタッチデータ形成回路１３０は、鍵盤装置の姦
淫に対応してそれぞれ設けられている。

発振器１０口は第７図示した発振器であり、その出力信
号ＣＫＩを押鍵検出回路１１０及びタッチデータ形成回
路１３０のカウンタ２３１に入力させる。

なお、以下の説明では前述した鍵盤装置の金属板２がア
ルミニウム製で、コイルブロック１に形成した面コイル
パターンのインダクタンスが、第６図（イ）のＡｆｌの
特性曲線に示されるように押鍵ストロークに応じてほぼ
直線的に減少し、発振器１００から出力されるパルス信
号ＣＫＩの周波数がそれに応じて上昇する場合の例につ
いて説明する。

例えば、パルス信号ＣＫｉの周期が常時は比較的長い一
定値であるとすると、押鍵が進むにつれてそのストロー
クに応じてこのパルス信号ＣＫ１の周期が短くなる。

押鍵検出回路１１０は、常時発振している高速発振回路
１１１と、これによって発生される高速のグロックパル
スφをカウントするカウンタ１１２と、そのカウント値
をラッチするラッチ回路１１３と、カウンタ１１２のリ
セット信号を発生させるためのＤ型フリップフロップ回
路（以下単にｒＦＦＪ　とｑ称する）１１４と、ボリュ
ームＶＲＩによって手動で任意にプリセット値Ｐ１を設
定するプリセット値設定回路１１５と、そのプリセット
値Ｐ１を入力するへ入力とラッチ回路１１３にラッチさ
れたカウント値を入力するＢ入力とを比較して、Ａ＞Ｂ
の時に出力を１°にし、押鍵（キーイング；鍵の押し始
め）信号ＫＯＮ。

を発生するコンパレータ（ＣＭＰ）１１Ｂとからなる。

タッチデータ形成回路２３０は１発振器１００から入力
される鍵操作パルスＣＫ１をカウントするカウンタ２３
１と、ラッチ回路２３２．及びＮＯＴ回路２３３の他に
、低速の発振器２３４．その出力を微分する微分回路２
７１１５．その微分出力とＮＯＴＯＲ回路２３８力のオ
アをとるＯＲ回路２３８、カウンタ２３１のカウント値
を一時的に格納する２ステージのシフトレジスタ２３６
．カウンタ２３１のカウント値の一定時間毎の変化を検
出する変化検出回路２３７．及び２個のＤタイプのフリ
ップ・フロップ回路（以下単にｒＦ　ＦＪと略称する）
２３９Ａ、２”＋９Ｂとを備えている。

その変化検出回路２３７は、シフトレジスタ２３６の前
段２３６ａからの入力Ａ（今回のカウント値）と後段２
３６ｂからの入力Ｂ（前回のカウント値）の差ＩＡ−Ｂ
ｌが、所定値Ｃ（Ｃは誤動作防止のための小さな値で、
例えば１〜３程度）を越えたときに出力を°１゛にする
。すなわち、鍵の位置変化（動き）を検出する。

さらに、シフトレジスタ２３６の各段２３ｓａ。

２３６ｂからの入力データの比Ａ／Ｂを算出する除算器
２４０と、その出力データとラッチ回路２３２のラッチ
データとを乗算をする乗算器２４１と、その乗算出力と
シフト−ジス２３６の前段２３６ａの出力データのいず
れかを選択して出力するデータセレクタ２４２をも備え
ている。

なお、この回路では３個の発振器を使用しているが１発
振器１００の発振周波数をｆｌｒ発振器１１１の発振周
波数をｆｚ＋発振器２３４の発振周波数をｆ３とすると
、ｆｚ　＞ｆｌ＞Ｂの大小関係があり、ｆｌは１Ｍ也＋
　ｆｘはＩＯＫ止（例えば押鍵の最押下位置で）、ｆ３
は１００Ｈｚ程度のそれぞれオーダである。

次に、この回路の作用を第１２図も参照して説明する。

プリセット値設定回路１１５に設定されるプリセット値
Ｐ１は、通常は非押鍵時のパルス信号ＣＫＩの周期でリ
セットされる時のカウンタ１１２のカウント値、すなわ
ちラッチ回路１１３にラッチされる最大値をＣＭＡＩ　
とすると、それより若干小さい値（例えば、Ｃ４ＡＩ＝
　ｌ　ＯＯのとき、Ｐ１＝９０〜９５程度）にセットす
る。

そして、この押鍵検出回路１１０は、高速発振回路１１
１からの周期の短かいクロックパルスφをカウンタ１１
２がカウントし、発振器１００からのパルス信号ＣＫＩ
が入力すると、′その時のカウント値ＣＮをラッチ回路
１１３がラッチして出力し、クロックパルスφの１周期
分だけ遅延されてＦＦ１１４の出力であるリセット信号
が１゛になるため、カウンタ１１２がリセットされて再
び「Ｏ」からクロックパルスφのカウントを開始する。

したがって、非押鍵時にはラッチ回路１１３の出力はず
っと最大値ＣＭＡＩに近い値であり、プリセット値設定
回路１１５によるプリセット値Ｐ１より大きいので、コ
ンパレータ１１６の入力はＡ＜Ｂになるため、その出力
は°０°になっている。

このコンパレータ１１６の出力が°０°の間は、ＮＯＴ
回路１３３の出力が１°になっているため、ＯＲ回路２
３５を介してカウンタ２３１をリセットし続ける。した
がって、タッチデータ形成回路１３０からタッチデータ
が出力されることはない。

そこで押鍵が開始されると、発振器１００から入力する
パルス信号ＣＫ１の周期が次第に短くなるため、カウン
タ１１２のカウント値ＣＮが最大値ＣＭＡＩにならない
うちにランチ回路１１３にラッチされた後、カウンタ１
１２はリセットされるようになる。

そして、カウンタ１１２のカウント値ＣＮがプリセット
値Ｐ１より小さいうちにラッチ回路１１３にラッチされ
るようになると、コンパレータ１１６の入力がＡ＞Ｂに
なってその出力が第１２図（ａ）に示すように゛上゛に
なる。この立上りが押鍵信号あるいは鍵押し始め信号Ｋ
ＯＮＯとなる。

それによって、タッチデータ形成回路１３０のＮＯＴ回
路２３３の出力が同図（ｂ）に示すようにＯ°に立下が
ってカウンタ２３１のリセットを解除するため、カウン
タ２３１はイネーブル状態になってパルス信号ＣＫ１の
カウントを開始する。

なお１図中、ＫＯＮＩは第２番目の鍵に対する押鍵検出
回路による鍵の押し始め信号、ＫＯＮｎは第ｎ番目の鍵
に対する押鍵検出回路による鍵の押し始め信号を示して
いる。

ＮＯＴ回路２３３の出力が１゛から°Ｏ°に立下がると
、発振器２３４のリセット状態も解除するので、発振器
２３４が第１２図（ｃ）に示すような一定周期のパルス
信号を出力する。

そのパルス信号の各立上りをクロックとして。

シフトレジスタ２３６が先ずその前段２３６ａにカウン
タ２３１のカウント値（第１２図（ｅ）に示すように変
化する）をストアして、それを出力する。

この時、このシフトレジスタ２３６の後段２３６ｂは、
以前にクリアされたままになっているのでその出力はｒ
ＱＪである。

また、この発振器２３４からのパルス信号の立上りを微
分回路２３５で微分して、第１２図（ｄ）に示す微分パ
ルスをＯＲ回路２３８を介してカウンタ２３１のリセッ
ト端子に入力させ、このカウンタ２３１をリセットする
。

この時、変化検出回路２３７はその人力ＡとＢが　ＩＡ
−Ｂｌ＞Ｃの条件を満たすため、第１２図（ｆ）に示す
ように出力を°ｌ°にする。

これが、ラッチ回路２３２のラッチ信号となると同時に
、ＦＦ２３９Ａ、２”；９Ｂのクロック信号となり、Ｆ
Ｆ２”１９ＡはそのＤ入力が１°になっているのでＱ出
力がｔ°になるが、ＦＦ２３９ＢはＤ入力がＯ°になっ
ていたので、そのＱ出力すなわちセレクトコントロール
信号は、第１２図（ｇ）に示すように°Ｏ°のままであ
る。

そのため、データセレクタ２４２は入力Ｏをセレクトし
てラッチ回路２３２へ出力するため、ランチ回路２３２
は、シフトレジスタ２３６の前段２３６ａにストアされ
たカウント値のデータをそのままラッチして、第１２図
（ｂ）に示すようなレベルデータ（イニシャルタッチデ
ータ）を出力する。

その後１発振器２３４の出力信号の次の立上りタイミン
グで、シフトレジスタ２３６の前段２３６ａにストアさ
れていたカウント値が後段２３６ｂにシフトされ、前段
２３６ａにカウンタ２３１の新たなカウント値がストア
される。

この時も鍵の押下方向に鍵が移動中であれば、新たなカ
ウント値の方が大きくなっている筈なので、変化検出回
路２３７の入力ＡとＢはＡ−Ｂｌ＞Ｃとなるが、その出
力は１°のままなので、ラッチ回路２３２のラッチデー
タは変わらず、ＦＦ２”）９Ａ、２”５９Ｂの状態も変
わらない。

このような状態が、押鍵ストロークの終期まで継続し、
押鍵が終ると発振器２３４の出力信号の周期毎のカウン
タ２７１１１のカウント値に殆ど変化がなくなるため、
シフトレジスタ２３６の前段２３６ａと後段２３６ｂか
らの出力データがほぼ同じになり、変化検出回路２３７
の入力ＡとＢがＡ−Ｂｌ＞Ｃの条件を満たさなくなるの
で、その出力が第１２図（ｆ）に示すように０°に戻る
。

そして、鍵が通常の最押鍵位置にある間はこの状態が続
くが、鍵１０が演奏者によってさらに強く押され、例え
ば第１図のカップ状弾性部材２２をさらにを圧縮して若
干押し下げられるか１前後方向（矢示Ｙ方向）に移動さ
れると、再びカウンタ２３１の一定時間内のカウント値
が増加（後方へ移動させた場合は減少）して、変化検出
回路２３７の入力ＡとＢがＩＡ−Ｂｌ＞Ｃの条件を満た
し、その出力が第１２図（ｆ）に示すように再び”ｌ−
になる。

また、前述の面コイルパターンＬａかＬｂの一方のみを
発振コイルとした発振器１００を使用した場合には、鍵
を通常の最押鍵位置から左右方向（第３図のＸ方向）に
動かすと、第５図（ハ）に示したように金属板２と面コ
イルパターンＬａ又はＬｂとの対向間隔が変化し、面コ
イルパターンＬａ又はＬｂのインダクタンスの変化によ
って発振器１００からのパルス信号ＣＫ１の周波数が変
化する。

それによって、カウンタ２３１の一定時間内のカウント
値が増加もしくは減少しで、変化検出回路２３７の入力
ＡとＢとがＩＡ−Ｂｌ＞Ｃの条件を再び満たすようにな
る。

そのため、ＦＦ２３９Ａ、２５９Ｂにクロック信号が与
えられるが、この時２３９ＢのＤ入力が↓°になってい
るので、Ｑ出力すなわちセレクタコントロール信号が第
１２図（ｇ）に示すように１°になり、データセレクタ
２４２のセレクト状態を入力１に切り換える。

この時、除算器２４０がシフ（−レジスタ２３日の前段
２３６ａと後段２３６ｂからの入力データＡとＢの比Ａ
／Ｂを算出して乗算器２４１の一方の入力にしているの
で、乗算器２４１によってラッチ回路２３２から出力さ
れているレベルデータにＡ／Ｂを乗算したデータがデー
タセレクタ２４２を介して出力され、ラッチ回路２３２
にラッチされる。

それによって、ラッチ回路２３２から出力されるレベル
データが第１２図（ｈ）に示すようにカウント値の変化
率に応じた割合で増加（あるいは減少）する。これをア
フタタッチデータとして楽音制御に利用する。

その後、鍵が離されて上昇復帰すると、コンパレータ１
１６の出力がＯ゛に立下がり戻り（キーオフ信号）、Ｎ
ＯＴＯ路２３３の出力が１゜に立上がるため、カウンタ
２３１及び発振器２３２をリセットすると共にシフトレ
ジスタ２３６及びラッチ回路２３２をクリアする。した
がって、全て初期状態に復帰する。

このような回路を姦淫に対応して設け、その各タッチデ
ータ形成回路１３０から出力されるレベルデータ（イニ
シャルタッチデータとアフタタッチデータを含む）をそ
れぞれマルチ回路１４０に入力させて、各鍵毎に時分割
で楽音信号発生回路１５０へ送る。

そのイニシャルタッチデータによって、発生する楽音信
号のアタックレベル（音量）をはじめ、各種の楽音制御
パラメータを多段階に制御することができる。

また、アフタタッチデータによって、楽音発生後のアフ
タコントロール、例えばデイレイビブラートやトレモロ
、ピッチ変化、音色変化、サスティン波形１等の各種の
パラメータによる多数段階の楽音制御を行うことができ
る。

この回路によれば、イニシャルタッチデータとアフタタ
ッチデータとを共通の回路で検出することができる。

また、この回路例によると、楽音信号発生回路１５０に
並列的にリズム音信号発生回路１５２が付加されている
が、これは最近脚光を浴びてきたキーボー・ドパ−カッ
ジョン機能に対応するもので。

姦淫に対応してＣ】にはバスドラ、Ｃ１＃にはタム■等
々リズム音源が割当てられ、姦淫の１つを押すとリズム
音の１つが発生されるようになっている。

このようにパーカッションモートを選択するには、モー
ド選択スイッチ１５６によって「２」を選択する。また
ｒｌ」を選択すると鍵盤音が楽音信号発生回路１５０か
ら出力され、「３」を選択すると楽音信号発生回路１５
０とリズム音信号発生回路１５２の両音源から信号が出
力されるように、データセレクタ１５４がデータの出力
を切り換えるが、１押鍵で鍵盤音とリズム音とを出力さ
せるのでなく、例えば鍵盤の左半分が鍵盤音、右半分が
リズム音というようにスプリットされて発音されるよう
になっている。

このように、この実施例では鍵による制御はリズム音の
楽音制御パラメータをもその対象とするもので、押鍵強
さによりリズム音のタッチを変えたり（タッチ強→音量
大）、音色を変えたり（タッチ強→高調波を多く含むよ
うに移行）、さらにその両方を１つの鍵におさめられた
同一のタッチセンサの検出信号によってコントロールす
ることも可能である。

また、アフタコントロール作用を大きくすると、パーカ
ッション音（２＃Ｊ衰音）を減衰時にゲインを上げるよ
うにコントロールして類似残響効果を得ることも可能で
ある。

ところで、上述した実施例では同類の楽音制御パラメー
タを制御するものを主に想定して説明したが、異類の楽
音制御パラメータを制御する例として具体的な説明を加
える。

データセレクタ２４２へのセレクタコントロール信号を
マルチ回路１４０の入力として１ｂｉｔ追加し、この入
力タイミングでマルチ回路１４０の後に設けられるセレ
クト手段（図示せず）をセレクトして、ラッチ手段（図
示せず）によってそのデータをランチし、イニシャルデ
ータ及びアフタデータを使い分けるようにすれば、全く
異なる２つの楽音制御パラメータをも制御できる。

そのラッチデータをクリアするタイミングは。

押鍵検出回路１１０の出力ＫＯＮｏ〜ＫＯＮｎが立下る
タイミング（ｂの出力）でよい。

このような構成にすれば、例えばイニシャルタッチで音
量をコントロールし、アフタタッチでその後の音色をコ
ントロールできる。またイニシャルタッチで本来のピッ
チより高い方で発音させ、その後本来のピッチに移るい
わゆるアタックピッチ効果付与（タッチデータに応じて
初期ピッチを変える）をコントロールし、アフタタッチ
でビブラート深さをコントロールすることもできる。

その場合、１をアフタコントロールする周期でもってビ
ブラート速さをもコントロールできることは言うまでも
ない。

また１以上説明した利用回路例あるいはその応用回路と
同等の機能を、全てマイクロコンピュータを用いてプロ
グラム処理によって実現することも可能である。

なお、この発明は通常のｓｉｔ子楽器のみでむく、各種
携帯用電子楽器のキーボードや押釦式鍵盤、あるいはペ
ダル鍵盤にも勿論適用でき、さらにエクスプレッション
ペダル装置やニーレバー装置等にも応用できる。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明によれば。

各部をそれぞれ鍵支持部材に上下方向及び前後左右方向
にも移動可能に支持させ、タッチセンサを構成する・一
方の部材と他方の部材を、それぞれ各部と鍵支持部材側
にその対向面が押鍵方向に沿い且つ鍵の長手方向に対し
て傾斜するように配置したので、押鍵速度（タッチの強
さ）を直線性よくセンシングできると共に、押鍵後に鍵
を前後方向あるいは左右方向の動かしても、それを共通
のタッチセンサでセンシングできる。

したがって、それを例えばインシャルタッチデータとア
フタタッチデータとして利用して、楽音の異なる制御パ
ラメータを任意に変化させてインシャル制御やアフタ制
御を行なうことができ、それによって演奏者の感情表現
をリアルで豊かに注入した演奏が可能になる。

しかも、タッチセンサの構造が簡単で、安価に提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の鍵盤機構を一部破断して
示す側断面図、 第２図は同じくその分解斜視図、 第３図は同じくその鍵の自在ヒンジ部付近の拡大斜視図
、 第４図は同じくコイルブロックと金属板の斜視図。 第５図（イ）〜（ハ）は鍵操作時におけるコイルブロッ
クと金属板のそれぞれ異なる方向の相対変位の説明図、 第６図（イ）〜（ハ）はそれぞれコイルブロックと金属
板のＺ、Ｙ、Ｘの各方向の相対変位による面コイルパタ
ーンＬａ、Ｌｂのインダクタンスの変化特性例を示す曲
線図。 第７図は面コイルパターンのインダクタンスの変化検出
するための発振器の一例を示す回路図、 第８図はこの発明の他の実施例を示す発振器の回路図、 第９図はこの発明に使用するコイルブロックの他の例を
示す斜視図、 第１０図は同じく面コイルパターンと導電片の他の配置
例を示す図、 第１１図はこの発明による鍵盤装置を利用するための回
路の一例を示すブロック図、 第１２図は同じくその作用を説明するための各部の出力
信号のタイミング図、 １・・・コイルブロック １ａ・・・面コイルパターンＬａの形成面１ｂ・・・面
コイルパターンＬｂの形成面２・・・金属板　　　　　
　　　２ａ、２ｂ・・導電片１０．１０’　・・・白鍵
と黒鍵（鍵）１１．１１’　、１１’　　・・自在ヒン
ジ部２０・・・鍵盤フレーム　　　　２１・・プリント
基板２２・・・・・・カップ状弾性部材 １００・・・発振器　　　　　１１０・・・押鍵映出回
路１３０・・・タッチデータ形成回路 １４０・・・マルチ回路 １５０・・・楽音信号発生回路 １５２・・・リズム音信号発生回路 １５４・・・データセレクタ １６０・・サウントシステム 第４図 第５図 第６図 ！８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　複数の鍵をそれぞれ鍵支持部材に上下方向及び前後
   左右方向にも移動可能に支持させ、 対向する二部材の相対変位によつて楽音制御パラメータ
   を変化させるための電気的特性の変化を生ずるタッチセ
   ンサの一方の部材と他方の部材を、それぞれ前記各鍵と
   鍵支持部材側にその対向面が押鍵方向に沿い且つ鍵の長
   手方向に対して傾斜するように配設したことを特徴とす
   る鍵盤装置。 ２　請求項１記載の鍵盤装置において、タッチセンサの
   一方の部材が絶縁体面に形成した面コイルパターンであ
   り、他方の部材が少なくとも前記面コイルパターンと対
   向する面が導電体の部材であり、両部材の相対変位によ
   つて前記面コイルパターンのインダクタンスが変化する
   ようにしたことを特徴とする鍵盤装置。 ３　請求項１又は２記載の鍵盤装置において、タッチセ
   ンサの一方の部材が鍵の長手方向に対して互いに反対方
   向にハの字状に傾斜した２面を形成し、他方の部材が前
   記一方の部材の２面に平行に対向する２面を形成するよ
   うにしたことを特徴とする鍵盤装置。