JPH0457093A - 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、電子楽器に関し、特に鍵盤等の演奏操作子の
演奏感覚を制御した電子楽器に関する。

［従来の技術］ 自然楽器のピアノの鍵盤は、鍵操作によってハンマを駆
動し、弦を叩いて表情豊かな楽音を発生させる。鍵盤の
各錘の裏側にはかなり複雑な機構が備えられている。

これに対して鍵盤を有する電子楽器の鍵盤は、ハンマ等
の機構的要素を駆動する必要はなく、簡単な構成で作ら
れている。

鍵盤の構造が大きく異なるなめ、電子楽器の鍵盤のタッ
チ感は通常ピアノの鍵盤のタッチ感とはかなり異なった
ものになってしまう。

そこで電子楽器の鍵盤のタッチ感を自然楽器の鍵盤のタ
ッチ感に近付けるため、鍵盤の運動を制御しようとした
提案がある。

たとえば鍵盤の押鍵速度を検出し、鍵制動装置によって
鍵盤を制御する提案や電磁石とばねを対抗させて鍵を制
御する提案がなされている。

ところが、たとえばピアノの鍵盤は演奏操作の態様に応
じて複雑なタッチ感を有しており、簡単な電気的制御で
そのタッチ感を再現することは難しい。

［発明が解決しようとする課題］ 以上説明したように、従来の技術によれば、鍵盤等の演
奏操作子に所望の演奏感覚を付与することが困難であっ
た。

本発明の目的は、演奏操作子を所望の演奏感覚に制御し
やすい電子楽器を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の電子楽器は、演奏操作を行なうための演奏操作
子と、前記演奏操作子に外力を作用させるためのアクチ
ュエータと、前記演奏操作子の位置、速度、加速度およ
び操作力のうち少なくとも２つの変数をモニタする手段
と、前記少なくとも２つの変数に基づき前記アクチュエ
ータに制御した電力を供給し、前記必要な外力を生じさ
せる制御手段とを有する。　また本発明による電子楽器
は、演奏操作を行なうための複数の演奏操作子と、制御
用外力を印加しない状態での前記各演奏操作子の現実の
運動方程式を記憶する第１のメモリと、前記各演奏操作
子の理想運動方程式を記憶する第２のメモリと、前記各
演奏操作子の運動をモニタするモニタ手段と、前記モニ
タ手段のモニタ結果に基づき、前記第１のメモリと前記
第２のメモリの情報を用いて前記理想運動方程式に従う
運動を実現するための外力を演算する手段と、前記演算
結果に基づき、前記演奏操作子に力を作用させる外力手
段とを有する。

［作用］ 複雑な特性を有する鍵盤等の演奏操作子の演奏感覚は、
演奏操作子の位置、速度、加速度等によって記述される
運動方程式に支配されて変化する。

すなわち、このように複雑に変化する演奏感覚を１つの
変数に基づいて制御するのでなく、少くとも２つの変数
に基づいて制御することにより、より望ましい演奏感覚
を再現することができる。

演奏操作子の運動を記述する運動方程式として望ましい
係数を持つ理想運動方程式を設定し、これと対比して演
奏操作子の現実の運動方程式を確立し、その差を求める
ことによって演奏操作子を制御すれば、所望の特性を得
ることができる。

「実施例］ まず、鍵盤の鍵の動特性を検討する。全実際の電子楽器
の鍵盤の各錘の動特性が、以下の式で与えられたとする
。

ｆ−ｋＤ　ｘ＋ｋＶ　　（ｄｘ／ｄｔ）＋ｍｒ　　（ｄ
２ｘ／ｄｔ２）　　　　　”１１）ここでｆは力、Ｘは
位置、ｄ　ｘ　／　ｄ　ｔは位置Ｘの時間ｔに対する一
次微分（すなわち遠さ）、ｄ２　ｘ　／　ｄ　ｔ　２は
位置Ｘの時間ｔに対する二次微分（すなわち加速度）、
ｋＤは位置Ｘの項の係数、ｋｖはＸの一次微分の項の係
数、ｍｒはＸの二次微分の項の係数である。

すなわち、（１）式は、ばねと係合し、粘性流体中を外
力を受けて動く物体のニュートンの力学に従う運動方程
式と同様の運動方程式である。鍵盤の運動が（１）式で
近似できた場合、ｍａは鍵盤の鍵の質ＪＬ　ｋｖは粘性
に相当する係数、ｋｌｌはばね定数に相当する係数、ｆ
は外力に相当するものとなる。

ところで、たとえば、自然楽器のピアノの鍵盤の鍵の運
動方程式が、以下の式で表わされたとする。

Ｆ＝ｋＤｄｘ＋ｋＶｄ（ｄｘ／ｄｔ） ＋ｍｄ　　（ｄ２ｘ／ｄｔ２＞　　　　　”１２＞ここ
で、Ｆは外力、Ｘは（１）弐同様位置、ｋｐｄはＸの項
の係数、ｋＶｄはＸの一次微分の項の係数、ｍｄはＸの
二次微分の項の係数である。

一般に、電子楽器の鍵の運動を記述する（１）式におけ
る各項の係数ｋｐ　、ｋＶ　、ｍｒは、自然楽器のピア
ノ鍵の運動を記述する（２）式のｋｉｄ、ｋＶｄ、ｍｄ
とは異なる。したがって、両者は異なる係数からなる運
動方程式で記述されているため、電子楽器の鍵盤のタッ
チはピアノの鍵盤のタッチとは異なるものとなっている
。

ここで、タッチ感を調整するなめに電子楽器の鍵盤の鍵
にアクチュエータを設け、鍵に外方を働かせることを考
える。すなわち、各錘には演奏者の演奏操作による外方
と、アクチュエータによる外力の２つが印加されること
になる。第１図上段にこのようにアクチュエータを備え
た鍵の動作特性を示す。演奏者の演奏操作による外方を
（２）式と同様Ｆで表わし、アクチュエータの与える外
力をｆｕで表わすこととする６ｍ１は質量ｍｒを有し、
固定されたベース４に対して、ばね係数にρを有するば
ね２と、粘性係数ｋＶを有するダンパ３によって結合さ
れ、外力としてＦとｆｕとを受ける。これらの外力の結
果、鍵１の位置Ｘが変化する。

アクチュエータの与える外力ｆＬＩを（１）式に加える
ことによって、鍵１のタッチ感が（２）式で表わされる
ピアノの鍵と同様のタッチ感となるように鍵１の運動を
調整することを考える。

すなわち、第１図下段に示すように質量ｍｄを有する鍵
６がばね係数ｋｉｄのばね７でベース４に結合され、粘
性係数ｋＶｄのダンパ８と結合され、力Ｆを受けて鍵６
の位置Ｘを変化させる時と、鍵１が同じ運動をするよう
に外力ｆｕで補正する。

第１図上段に示す鍵１に外力Ｆとｆｕとが印加される場
合の運動方程式を以下に表わす。

ｆｕ　十Ｆ＝ｋ１１ｘ＋ｋｖ　　（ｄｘ／ｄｔ）十ｍｒ
　　（ｄ２ｘ／ｄｔ２）　　　　　”−（３）（３）式
のＦに、（２）式のＦを代入し、変数Ｘ、（ｄｘ／ｄｔ
）、（ｄ２ｘ／ｄｔ２）で整理すれば、以下のようにな
る。

ｆｕ　−（ｋｐ　−ｋｐｄ）　ｘ＋　（ｋｖ　−ｋｖｄ
）（ｄｘ／ｄｔ　）　＋（ｍｒ　−ｍ＋ｊ　）　（ｄ　
２　ｘ／ｄｔ２＞　　　　　　　　　　　　　　　　・
・・（４）同様に、（３）式の（ｄ２ｘ／ｄｔ２）の項
を（２）式を用いて消去すれば、以下のようになる。

ｆ　ｕ＝　（ｋＤ−（ｍｒ　／ｍｄ　）　ｋｏｄｌ　ｘ
＋（ｋＶ　−（ｎｎｒ　／ｍｄ　）　ｋｖｄ）　’（ｄ
ｘ／ｄｔ）−（１−（ｍｒ／ｍｄ　））Ｆ ・・（５） すなわち、（４）式または（５）式を満足する力ｆｕを
アクチュエータによって与えれば、第１図上段に示す鍵
１の動特性は、第１図下段に示すような定数を備えた鍵
の動特性と同等となる。このようにして、電子楽器の鍵
盤に、所望のタッチ感を付与することが可能となる。

なお、以上の検討において用いた係数ｍｒ、ｋＶ　、　
ｋＤ　、　ｍｄ　、　ｋｖｄ、　ｋｐｄ等はそれぞれ定
数とは限らない。すなわち、鍵盤の鍵は質点てはなく、
いろいろの機構を僅えた剛体であるので、種々に変化す
る。したがって、鍵盤の鍵の動特性を（１）式、（２）
式のように近似したとしても、それぞれの係数はたとえ
ば位置、速度、加速度等に依存して変化する変数と考え
るほうがより正確である。

なお、（２）式における係数ｍｄ　、　ｋｖｄ、　ｋＤ
ｄをターゲットインピーダンスと呼び、それぞれを仮想
質量、仮想ばね係数、仮想粘性係数ともいう。

たとえば、鍵は押鍵すると、鍵背後に備えられた機構が
動き、鍵の押込んだ深さに応じて、鍵に対する抵抗が変
化する。このような場合のタッチ感を実現する制御機構
を第２図に示す。

第２図において、鍵１は圧力センサ１１を備え、押鍵す
る力を検出する。また、鍵１の位置は、位置センサ１２
で検出される。位置センサ１２の検出した位置信号は微
分回路１３にも送られ、微分されて速度信号を発生する
。速度信号は微分回路１４にも送られて加速度信号を発
生する。これらの力、加速度、速度、位置を表わす信号
は、それぞれ制御回路１７に供給される。また、位置セ
ンサ１２から得られる位置信号、速度信号、加速度信号
は、パラメータテーブルメモリ１５に供給され、各信号
に依存して変化する係数ｍｒ　、ｋｖ、ｋｐおよびｍｄ
　、ｋｖｄ、ｋｐｄを読み出して、制御回路１７に供給
する。

なお、各パラメータは予め実測等により得られたデータ
に基づいて、パラメータテーブル１５に記憶されている
。

制御回路１７では、減算回路２１で、たとえば（４）式
の係数の減算を行ない、得た係数を演算回路２２に送る
。演算回路２２では、減算回路２１から供給された係数
および、圧力センサ１１、位置センサ１２、微分回路１
３、微分回路１４から供給される力信号、位置信号、速
度信号、加速度信号を用いて、（４）または（５）式に
示す演算を行ない、アクチュエータの発生すべき力ｆｕ
を得る。得られた力ｆｕに基づく制御信号がドライバ回
路１８に供給される。ドライバ回路１８はアクチュエー
タが発揮すべき力ｆｕに基づき、アクチュエータ１９に
電流を供給し、所望の力ｆｕを発生させ、鍵１に作用さ
せる。

このようにして、（１）式に示す動特性を有する鍵が（
２）式に示す動特性を有するかのようにタッチ感が制御
される。

なお、以上の説明においては、係数ｍｒ　、ｋｖ、ｋｐ
、ｍｄ　、　ｋｖｄ、　ｋＤｄが運動方程式の係数であ
り、それぞれが鍵１の位置によって変化すると考えたが
、これらの係数は鍵１の位置の他、速度や加速度によっ
ても変化してよい。このような制御を行なう場合には、
図中−点鎖線で示すように、位置信号と共に速度信号、
加速度信号をパラメータテーブルメモリ１５に供給する
。

簡単な場合には、式の係数は定数とおくこともできる。

この場合には、第２図に示す破線および一点鎖線結線は
省略することができる。

なお、以上に説明した実施例のモデルは、鍵１の動特性
がリニアな運動方程式で近似できるもの、もしくはその
各項の係数が位置、時間、加速度によって変化するもの
であった。鍵の運動方程式としては、このようなものに
限らず、たとえば位置と速度の積に比例する項や、速度
の二乗に比例する項等、その他の項を取入れることもで
きる。

また、たとえば（２）式の係数ｍｄ　、　ｋｐｄ、　ｋ
ｖｄをＸ、　（ｄ　ｘ　／　ｄ　ｔ　）、　（ｄ２ｘ／
ｄｔ２）の任意の関数として設定して、電子楽器の鍵盤
に、自然楽器にはないタッチ感を与えることもできる。

このような各種の制御、調整が可能な鍵盤の実施例を第
３図に示す。

第３図において、鍵１に圧力センサ１１が設けられ、ま
た、鍵１の位置を検出する位置センサ１２、微分回路１
３．１４が設けられて力、位置、速度、加速度の信号が
提供されることは第２図の実施例と同様である。これら
のモニタ信号はパラメータテーブルメモリ１５に供給さ
れると共に制御回路１７にも供給される。パラメータテ
ーブルメモリ１５には、パラメータ調節手段２１、およ
びパラメータ入力手段２２が接続されている。パラメー
タ調節手段２１は、登録された運動方程式の係数等の絶
対値を変化させなり、変数に対する依存性を変化させた
りする調整を行なう手段である。また、パラメータ入力
手段２２は、全く新たにパラメータを設定するためにデ
ータを入力する手段である６パラメータテーブルメモリ
１５から出力されたパラメータ出力は、制御回路１７に
送ちれる。制御回路１７では、モニタ信号とパラメータ
とを入力とし、制御信号をドライバ回路１８に供給する
。ドライバ回路１８は所望の特性を達成すべく、アクチ
ュエータ１９に駆動電力を供給する。アクチュエータ１
９は鍵１に力を作用させ、所望の動特性を実現する。な
お、図中９は支点を表わす。

第３図に示す実施例を構成する各部分を以下に説明する
。

第４図は、鍵盤の鍵、圧力センサ、位置センサ、アクチ
ュエータの例を示す斜視図である。鍵盤１は上部材１ａ
、下部材１ｂを含み、その間に感圧ゴム圧力センサｌｌ
’ａを挾んでいる。感圧ゴム圧力センサｌｌａからは、
押圧力に応じた電圧信号が供給される。鍵１の上下運動
は、透過型ホトセンサ１２ａのグレイスケール２４を上
下させる。

グレイスケール２４が上下すると、透過型ホトセンサ１
２ａの発光源２５から受光素子２６に伝わる光量が変化
し、位置信号が発生する。鍵１のタッチ感を制御する制
御信号は、両方向ソレノイド型アクチュエータ１９ａに
印加され、両方向ソレノイド型アチュエータが上または
下に所望の力を作用させ、鍵１を上から押圧する指に反
力または引力を与える。

なお、両方向ソレノイド型アクチュエータとしては、永
久磁石と励磁コイルとを含み、励磁コイルに２方向の電
流を流すことによって、２方向に力を作用させることの
できるアクチュエータや、さらにばねやスプリング等を
備え、中央、両端の三位置で安定状態をとることのでき
るアクチュエータや、共通軸上に２つの鉄心を有し、各
鉄心の周囲に励磁コイルを備え、それぞれ鉄心を駆動す
ることのできる２方向性アクチユエータ等、ないしはそ
れらの組み合わせ等を用いることができる。

アクチュエータの作動部材３０と鍵１との結合形態の例
を第５図に示す。

鍵１は支点を中心に枢動運動を行なう場合を考える。鍵
１が円弧状に枢動する時、アクチュエータの作動部材３
０が直線運動を行なうとすれば、結合部分に無理が発生
する。そのなめ、第５図に示すような構造をとる。第５
図において、作動部材３０は、中間部材２８に対して軸
２７の周りに回動自在に取り付けられている。さらに、
この中間部材２８は鍵１に設けた溝２９内を摺動自在に
結合されている。このため、作動部材３０が軸方向に変
位すると、鍵１は円弧上に変位することができる。

なお、鍵１として、円弧上運動を行なうものの他、上下
に平行移動する鍵を用いてもよい。この場合には第５図
に示すような構造をあえてとる必要がなくなる。

第４図においては位置センサがグレイスケールとそれを
挾んだ光源、受光素子で構成される場合を示したが、位
置センサは他の形態でもよい。

第６図に位置センサの他の例を示す。ＬＥＤ等の光源２
５とホトダイオード等の受光素子２６が開口付遮光板３
１を挾んで対向配置されており、光源２５から発した光
の内、開口付遮光板３１の開口３２を通った光か受光素
子２６に入射している。受光素子２６からの信号は、ア
ンプ３３によって増幅され、位置信号として供給される
。

なお、位置センサは光を用いたものに限らず、どのよう
なものであってもかまわない。

第７図に、パラメータテーブルメモリと制御回路の例を
示す。センサ等から送られる位置信号、速度信号、加速
度信号、力信号は、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ
）３５に送られ、デジタル信号となって、バス３７に供
給される。バス３７には、演算処理を行なうことのでき
るＣＰＵ３９、演算プログラムを記憶するプログラムＲ
ＯＭ４１、データ等の情報を記録するデータＲＯＭ４３
、ワークレジスタ等の一時メモリを有するワークＲＡＭ
４５等が接続され、プログラムＲＯＭ４１に記憶された
プログラムに従って、演算処理を行なう。

また、バス３７にはパラメータテーブルメモリ１５が接
続され、パラメータをバス３７に供給する。

また、バス３７にはデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ
）４７が接続され、バス３７から出力されるデジタル信
号をアナログ信号に変換して、ドライバ１８に制御信号
を供給する。この制御信号に従ってドライバ１８はアク
チュエータ１９に所望の電流等を供給する。

なお、バス３７にはパラメータ入力調節装置５１も接続
され、パラメータテーブルメモリ１５に任意のパラメー
タを入力したり、−旦入力したパラメータを調節するこ
とができる。すなわち、第２図、第３図に示す制御回路
１７は、第７図においては、ＡＤＣ３５、バス３７、Ｃ
ＰＵ３９、プログラムＲＯＭ４１　、データＲＯＭ４３
、ワークＲＡＭ４５、ＤＡＣ４７から構成される。

パラメータテーブルメモリ１５に収納されるパラメータ
の例を第８図に示す。

第８図（Ａ）は、仮想質量ｍｄの位置Ｘに対する変化の
例を示す４図示の場合、鍵盤の鍵の質量ｍｄが押鍵の途
中で減る状態を生じる。つまり、鍵盤を押下げていくと
、途中でカクッと抜けるような感じが生じる。これはピ
アノ等の鍵においては、鍵の後側に設けられたカム的な
機構によって抵抗が変化することを再現するのに適して
いる。

第８図（Ｂ）は、仮想ばね係数ｋＤｄの位置Ｘに対する
変化の例を示す６図示の場合、鍵を押込むに従って、ば
ねが次第に弱くなるタッチ感を発生する。なお、変位Ｘ
に対して変化しないばね係数を有するようにすること等
も当然できる。

第８図（Ｃ）は、変位の時間微分すなわち速度に対して
、粘性係数に相当する係数ｋｖｃｌが変化する例を示す
。図示の場合、鍵盤を弾く速さ・が遅い時は重量感を有
するが、速く弾くに従ってその抵抗感がなくなっていく
タッチ感が発生する。このように粘性係数に相当するｋ
Ｖｄを変化させることによって、弾きごたえがあってか
つ、速く弾き易い鍵盤が実現できる。

以上、ｍｄ　、　ｋｌｌｄ、　ｋｖｄについて、それぞ
れ１つの変数に対して変化する例を示したが、実際には
２つ以上の変数に対して変化してもよく、それぞれが相
関連して変化してもよいので、非常にバリエーション豊
かな特性が実現可能である。

第９図（Ａ）〜（Ｄ）は、パラメータ調節装置を示す。

第９図（Ａ＞は、構成を示す、パラメータ調節１つ 装置２１は、前面に操作パネルを有し、各パラメータを
調節するためのボリューム５５およびパラメータの変化
の態様（大きさ、勾配等）を指定するためのスイッチ５
９を備え、パラメータの変化を表示するための表示器５
７を有する。

第９図（Ｂ）は、パラメータ調節装置の回路を示す、第
９図（Ａ）のボリューム５５で形成される可変抵抗５５
が各パラメータに対応して設けられ、出力を増幅器６１
に供給する。増幅器６１の出力はアナログ／デジタル変
換器（ＡＤＣ）６３に供給され、デジタル信号として出
力される。また、増幅器６１の出力はパラメータ表示器
５７に送られ、表示される。

第９図（Ｃ）、（Ｄ）は、パラメータの調節を示すグラ
フである。第９図（Ｃ）は、パラメータの大きさを調節
する場合のモードを示す。横軸が力、位置等の変数を表
わし、縦軸がパラメータの大きさを示す、パラメータ調
節装置のボリューム５５を調節することにより、パラメ
ータの強度が上下に変化する。

第９図（Ｄ＞は、パラメータの変化の勾配を調節するモ
ードを示す。横軸、縦軸は第９図（Ｃ）と同様である。

ボリューム５５を調節すると、パラメータの変数に対す
る変化率が調節される。

第１０図（Ａ）〜（Ｃ）はパラメータ入力装置を示す。

第１０図（Ａ）は構成を示す概略図である。パラメータ
入力装置２２は前面に操作パネルを有し、操作パネルに
はパラメータの種類を選択するスイッチ６５、変数の種
類を選択するスイッチ６６およびパラメータの大きさを
調節するための一連のボリューム６７、表示器６９を有
する。すなわち、パラメータ選択スイッチ６５でパラメ
ータの種類を選択し、どの変数に対してパラメータを変
化させるかを変数スイッチ６６で選択し、どのように変
化させるかを一連のボリューム６７で指定することによ
り、パラメータの変化の態様を入力する。

パラメータの変化の態様は表示器６９に表示される。第
１０図（Ｂ）、（Ｃ）は、このように入力されるパラメ
ータの変化の態様の例を示す、第１０図（Ｂ）は、各点
で入力された値に従い、パラメータが折線グラフの如く
変化する対応を示す。

ただしこのような変化とすると、各屈曲点でパラメータ
の変化（微分）が不連続となるため、不自然な印象とな
りやすい。この点を改良したものが第１０図（Ｃ）に示
すものである。第１０図（Ｃ）の態様においては、各入
力値を滑かな曲線で接続するように平滑化処理がなされ
ている。

第１１図は、タッチ感制御のプログラムを示すフローチ
ャートである。このフローチャートは鍵盤のタッチ感制
御処理部分を示し、通常の鍵盤の鍵操作処理フローチャ
ートと並行に実行される。

まず処理がスタートすると、ステップＳ１において、セ
ンサ情報を取得する。このセンサ情報取得ステップはタ
イマインタラブドに基づいて行なってもよいし、別個の
ＣＰＵを設け、独立のクロック信号に基づいて行なって
もよい。センサ情報を取得した後、ステップＳ２におい
てパラメータテーブルメモリからパラメータを読み出す
、さらにステップＳ３においてパラメータ調節装置で調
節値が入力されている時は、その調節値を読み出す。パ
ラメータの値を調節する場合は、次のステップＳ４にお
いて、パラメータテーブルの値をパラメータ調節値に基
づいて変換する。つづいてステラ７”Ｓ５においてその
他データを読み出す。

この状態で、センサから得た力、位置、速度、加速度等
の変数情報と、パラメータテーブル等から得たパラメー
タが準備される。これらの変数およびパラメータに基づ
き、予め設定しな運動方程式の演算を行なって求める力
ｆｕを求める。ステップＳ６がこの指令値ｆｕを計算す
るステップを示す。ステップＳ７で得られた指令値ｆｕ
をＤＡＣに出力し、アナログ信号に変換する。このアナ
ログ信号が、第２図および第３図に示すドライバ回路１
８に送られ、アクチュエータ１９を作動させることによ
り、鍵に所望の力が作用し、所望のタッチ感が得られる
。

なお、上述の実施例においては、制御回路をソフトウェ
アで構成する場合を説明したが、専用のハードウェアで
構成してもよい。この場合は、変数データからメモリ番
地を指定する手段を設置する。

位置信号を微分して速度、加速度を得る代わりに、位置
センサの他、速度センサ、加速度センサを独立に設ける
こともできる。

ターゲットインピーダンスのパラメータはメモリ格納式
の他、演算式で求めることもできる。たとえば、 ｎｄ　＝Ｍ１（０＜ｘ＜ｘｉ） Ｍ２　（Ｘｌ＜Ｘ） ｋｐｄ＝に１／　（ｘ＋ａ）（０＜ａ＞ｋｖｄ＝に２ 等のように、パラメータを式によって定義することがで
きる。

また、上述の実施例においては運動方程式として、質点
の運動方程式に相当するものを用いたが、より一般的な
運動方程式を用いてもよい。たとえば、変数の組み合わ
せとして位置と加速度の積に比例する項、速度の二乗に
比例する項等の項を設けそれぞれに係数を設定してもよ
い。また、現実には存在しない運動方程式を設定するこ
とにより、より独創的な楽音を発生することもできる。

　また、上述の実施例においては、ばね係数が変位ゼロ
かち変位量の変化に従って変化する場合を説明したが、
一定のオフセットを有するばねを用いてもよい。すなわ
ち、ば゛ねによる力をｋｌｌｄ（ｘ＋ａ）のように設定
してもよい４ アクチュエータとしては、ソレノイドの他リニアモータ
等を用いることもできる。また、低回転高トルクのダイ
レクトドライブモータが得られれば、鍵盤の支点部にこ
のようなダイレクトドライブモータを用いることもでき
る。

また、重力による力の項を運動方程式に加え、より現実
に近い運動方程式に基づいて制御することもできる。

パラメータ入力調節手段も前述のものに限らない。たと
えばデイスプレィ、キーボード、マウスを備えたパソコ
ンで構成してもよい。

以−上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこ
れらに制限されるものではない。たとえば、種々の変更
、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であ
ろう。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、電子楽器の演奏
操作子の操作感覚がより適切に制御できるため、所望の
操作感覚を得ることが容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例による鍵動作特性の制御を示
す概念図、 第２図は、本発明の実施例による電子楽器のタッチ感制
御回路を示すブロック図、 第３図は、本発明の他の実施例による電子楽器の鍵タッ
チ感の制御回路を示すブロック図、第４図は、鍵とその
周辺の構造例を示す斜視図、第５図は、アクチュエータ
と鍵の結合状態を示す側面図、 第６図は、位置センサの例を示す概略斜視図、第７図は
、制御回路とパラメータテーブルを示すブロック図、 第８図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、パラメータの変化の
例を示すグラフ、 第９図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、パラメータ
調節装置を示し、第９図（Ａ）は構成を示す斜視図、第
９図（Ｂ）は回路を示すブロック図、第９図（Ｃ）、（
Ｄ＞はパラメータの調節の態様を示すグラフ、 第１０図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、パラメータ入力装
置を示し、第１０図（Ａ）は構成を示す前面図、第１０
図（Ｂ）、（Ｃ）はパラメータの入力態様を示すグラフ
、 第１１図は、電子楽器におけるタッチ感制御のフローチ
ャートである。 図において、 １．６　鍵 ３．８　ダンパ Ｘ　位置 ｋ　　　　　係　　数 ２．７ばね ９　支点 ｍ　　　　　質　　量 １１　　　圧力センサ 位置センサ　１３．１４　　微分回路 パラメータテーブルメモリ 制御回路　　１８　　　ドライバ アクチュエータ パラメータ調節手段 パラメータ入力手段 グレイスケール 光　源　　　２６　　　受光素子 作動部材　　３１　　　開口付遮光微 開　口　　　３３　　　増幅器 アナログ／デジタル変換器 バ　　ス　　　　　３９　　　　　　ＣＰＵプログラム
ＲＯＭ データＲＯＭ ワークＲＡＭ デジタル／アナログ変換器 パラメータ入力調節装置 ボリューム　５７　　　表示器 スイッチ　　６１　　　増幅器 アナログ／デジタル変換器 パラメータスイッチ 変数スイッチ ボリューム　６９ 表示器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）、演奏操作を行なうための演奏操作子と、前記演
   奏操作子に外力を作用させるためのアクチュエータと、 前記演奏操作子の位置、速度、加速度および操作力のう
   ち少なくとも２つの変数をモニタする手段と、 前記少なくとも２つの変数に基づき前記アクチュエータ
   に制御した電力を供給し、前記必要な外力を生じさせる
   制御手段と を有する電子楽器。
2. （２）、前記制御手段は、 前記２つの変数のモニタ結果に基づき、前記演奏操作子
   の運動方程式の係数を選択する手段と、 選択した係数を持つ運動方程式に従い、前記演奏操作に
   所望の運動特性を付与するのに必要な外力を演算する手
   段と を含む請求項１記載の電子楽器。
3. （３）、演奏操作を行なうための複数の演奏操作子と、
   制御用外力を印加しない状態での前記各演奏操作子の現
   実の運動方程式を記憶する第１のメモリと、 前記各演奏操作子の理想運動方程式を記憶する第２のメ
   モリと、 前記各演奏操作子の運動をモニタするモニタ手段と、 前記モニタ手段のモニタ結果に基づき、前記第１のメモ
   リと前記第２のメモリの情報を用いて前記理想運動方程
   式に従う運動を実現するための外力を演算する手段と、 前記演算結果に基づき、前記演奏操作子に力を作用させ
   る外力手段と を有する電子楽器。
4. （４）、前記モニタ手段は演奏操作子の位置、速度、加
   速度および操作力のうちの少なくとも２つの変数をモニ
   タし、 前記第１のメモリと前記第２のメモリに記憶された運動
   方程式は前記変数に依存して変化する係数を有する請求
   項１記載の電子楽器。