JPH0659674A - 電子楽器用入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２次元面内で演奏操作を行なうための電子楽
器用入力装置に関し、新規な構成を有する電子楽器用入
力装置を提供することを目的とする。 【構成】 面状の表示面を有するプレート（１、２）
と、表示面とほぼ平行な第１の面内で、２次元方向の少
なくとも一方の第１の方向について直進性を有する複数
の第１の信号を発進させる第１の信号発進体（５ａ）
と、前記第１の信号を受ける複数の第１の受信体（５
ｂ）と、表示面とほぼ平行な第２の面内で、２次元方向
の少なくとも前記第１の方向とは異なる第２の方向につ
いて直進性を有する複数の第２の信号を発進させる第２
の信号発進体（６ａ）と、前記第２の信号を受ける複数
の第２の受信体（６ｂ）と、前記第１の受信体と前記第
２の受信体からの信号により、前記第１の信号と前記第
２の信号を遮る物体の面内位置を検出する手段（３１）
と、 前記第１の受信体と前記第２の受信体からの信号
により、前記物体の移動速度を検出する手段（３１）
と、前記面内位置と前記移動速度により楽音パラメータ
を制御する手段（３１）とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子楽器用入力装置に
関し、特に２次元面内で演奏操作を行なうための電子楽
器用入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子楽器は、電子的に種々の楽音信号を
形成することができる。演奏操作を行なうための入力装
置としては、自然楽器同様の外観を有する鍵盤等が最も
よく用いられるが、必要な楽音形成パラメータを発生す
ることができれば入力装置の外観は自由に選択できる。

【０００３】楽音形成パラメータとして主要なものは、
ピアノ型楽音においては、音高（ピッチ）とタッチであ
り、打楽器型楽音においては、楽器の種類（音色）とタ
ッチである。このように、タッチは楽音形成パラメータ
として重要なものである。

【０００４】鍵盤以外にも、電子楽器用入力装置として
種々のものが知られている。たとえば、実開昭６０−７
４１９２号公報は透明な接触位置検知シートを有する入
力装置を提案している。楽器本体の上に画像表示装置が
配置され、画像表示面上に透明性指タッチ位置検知シー
トが配置されている。

【０００５】ただし、ここでいう「タッチ」は接触の意
味であり、操作速度等のいわゆるタッチではない。画像
表示装置は鍵盤やスイッチパネル等の画像を表示する。
演奏者が指でシートの一部を触ると、その位置が検出さ
れる。

【０００６】また、光を利用した入力装置も知られてい
る。たとえば、複数の光ビームを平行に進行させ、指等
でそのいずれかを遮ると、その位置が検出される入力装
置が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
電子楽器用入力装置として種々のものが提案されてい
る。電子楽器は、１つの楽器で種々の自然楽器に対応す
る楽音を発生させることができる。各種自然楽器は、そ
れぞれ特有の演奏形態に基づいて楽音を発生させる。

【０００８】電子楽器において、各種自然楽器の入力装
置と同等の入力装置をそれぞれ備えることとすると、電
子楽器全体の構成が複雑化してしまう。しかしながら、
たとえば鍵盤入力装置のみを用いて各種の自然楽器の楽
音を発生させようとすると、演奏形態の差により、鍵盤
楽器以外の楽器に対応した忠実な楽音を発生させること
が難しくなる。

【０００９】本発明の目的は、新規な構成を有する電子
楽器用入力装置を提供することである。本発明の他の目
的は、１つの入力装置で複数の入力装置と同等の機能を
果たすことのできる電子楽器用入力装置を提供すること
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の電子楽器用入力
装置は、面状の表示面を有するプレートと、表示面とほ
ぼ平行な第１の面内で、２次元方向の少なくとも一方の
第１の方向について直進性を有する複数の第１の信号を
発進させる第１の信号発進体と、前記第１の信号を受け
る複数の第１の受信体と、表示面とほぼ平行な第２の面
内で、２次元方向の少なくとも前記第１の方向とは異な
る第２の方向について直進性を有する複数の第２の信号
を発進させる第２の信号発進体と、前記第２の信号を受
ける複数の第２の受信体と、前記第１の受信体と前記第
２の受信体からの信号により、前記第１の信号と前記第
２の信号を遮る物体の面内位置を検出する手段と、前記
第１の受信体と前記第２の受信体からの信号により、前
記物体の移動速度を検出する手段と、前記面内位置と前
記移動速度により楽音パラメータを制御する手段とを有
する。

【００１１】

【作用】面状の表示面を有するプレートは、表示面に種
々の表示を行なうことができる。たとえば、鍵盤楽器の
演奏時には表示面に鍵盤を表示し、打楽器の演奏時には
打楽器の演奏部を表示面に表示することができる。

【００１２】各種楽器の演奏においては、入力装置のど
の部分を操作したかと共に、どのようなタッチ（速度、
強さ）で操作したかによって発生する楽音が変化する。
表示面の上に指やスティック等の物体の存在を検出する
ことのできる第１の面と第２の面が形成されることによ
り、演奏面内の位置と、演奏動作の速度を検出すること
ができる。これらの情報に基づいて発生する楽音を制御
することにより、より忠実な楽音形成が可能となる。

【００１３】

【実施例】図１に、本発明の実施例による電子楽器用入
力装置１０の基本構成を示す。図１（Ａ）は、概念的基
本構成を示す。表示器１上に弾性体２が配置され、弾性
体２の上に演奏面を取り囲むように枠体４が配置されて
いる。表示器１は、液晶表示装置等の表示部８とその上
に配置されたガラス等の透明な保護体９を含む。弾性体
２は透明な樹脂等の弾性体で形成される。

【００１４】枠体４中には、下段検出器５および上段検
出器６が配置され、弾性体２上の空間に、表示器１表面
とほぼ平行な２つの平面を画定する。これら２つの平面
には、複数の光ビーム３が発進され、スティック７等の
物体がこれら光ビーム３のいずれかを横切ると、その遮
蔽部分を検出することができる。

【００１５】たとえば、スティック７が振り下ろされる
とき、上段検出器６の光ビーム３を時間ｔ＝ｔ１で遮蔽
し、続いて下段検出器５の光ビーム３を時間ｔ＝ｔ２で
遮蔽すると、これらの時刻およびスティック７が振り下
ろされた位置を検出し、対応する信号を発生させる。

【００１６】下段検出器５は、たとえば半導体レーザ等
の複数の光源５ａとそれぞれ対応する半導体ホトダイオ
ード、半導体ホトトランジスタ等の複数の光検出器５ｂ
を有し、上段検出器６は、同様に複数の光源６ａとそれ
ぞれ対応する複数の光検出器６ｂを含む。これらの検出
器５、６の少なくとも一方は平面内の交差する２方向に
光ビームを進行させ、光遮蔽物の面内位置を検出でき
る。

【００１７】図１（Ｂ）は、表示器１の表示例を概略的
に示す。たとえば、打楽器の演奏においては表示器１の
表示面は４つの部分に区分され、各部分に打楽器１とし
てボンゴ、打楽器２としてバスドラム、打楽器３として
タムタム、打楽器４としてシンバルが表示される。表示
器の表示は透明な弾性体２を通して上方から視認でき
る。

【００１８】演奏者がスティック７等で打楽器１の部分
を叩くと、その演奏操作に対応してボンゴの音が発生す
る。同様、スティック７で打楽器４の領域を叩くと、シ
ンバルの音が発生する。発生する楽音はスティック７を
振り下ろす速度（タッチ）に応じて変化する。

【００１９】なお、図１（Ｂ）に示した表示は表示の一
例であり、その他種々の表示を行なうことができる。た
とえば鍵盤楽器の演奏においては、表示面１に鍵盤楽器
の鍵盤が表示され、演奏者が指でいずれかの鍵を押鍵す
ると対応する楽音が発生する。

【００２０】図２は、下段検出器５および上段検出器６
の構成例を示す。以下、表示面内に直交座標系ＸＹを想
定する。下段検出器５は、複数の光源がコリメータ（co
llimator）１１を介して平行なＹ方向の光ビームを発生
するＸ方向に長い第１Ｘ枠５ａｘと、発生した複数のＹ
方向の光ビームをそれぞれ受けるための光検出器を有す
るＸ方向に長い第２Ｘ枠５ｂｘ、および複数のＸ方向光
ビームがコリメータ１１を介して平行に発生するＹ方向
に長い第１Ｙ枠５ａｙ、およびこれらのＸ方向光ビーム
を検出する複数の光検出器を含むＹ方向に長い第２Ｙ枠
５ｂｙを含み、矩形枠体を形成している。

【００２１】これらＸ方向およびＹ方向の複数の光ビー
ムは、ほぼ１つの平面を画定し、スティック、指等の物
体がこの面内に入り込むと、遮蔽された光の位置から物
体の面内位置を検出することができる。

【００２２】上段検知器６は、複数の光源を含むＹ方向
に長い第１Ｙ枠６ａｙおよび、これらの光ビームを検出
する複数の光検出器を含むＹ方向に長い第２Ｙ枠６ｂｙ
を含む。上段検出器６においても、複数の光ビームがほ
ぼ１つの平面を画定し、物体がこの面内に入り込むとき
その物体の存在とＹ方向位置を検出することができる。

【００２３】たとえば、スティックや指が上部から振り
下ろされるとき、物体が上段検出器６の面に入り込む時
刻を上段検出器６が検出し、物体が下段検出器５の面内
に入り込む時間を下段検出器５が検出する。これらの時
間から、物体の移動速度を算出することができる。

【００２４】また、下段検出器５から物体の面内位置を
検出することができる。上段検出器６から得られるＹ方
向位置は下段検出器５から得られるＸ、Ｙ位置と比較し
て２つの事象の対応関係の判断等に用いることができ
る。

【００２５】複数の光源としては、赤外光源を用いるこ
とが外光による外乱ノイズを低減するために好ましい。
たとえば、赤外光を発光することのできる半導体レーザ
や発光ダイオードを用いることができる。

【００２６】また、光検出器としては、対象とする波長
の光を優先的に受光する半導体受光素子を用いることが
好ましい。たとえば、ホトダイオードやホトトランジス
タを用いることができる。この場合、赤外線用のものが
望ましい。また、これら受光素子の前面に、他の方向か
ら入射する光を遮蔽するためのコリメータ１１や波長選
択用フィルタを設けることが好ましい。

【００２７】光源は、所望の光ビームに対応してそれぞ
れ半導体レーザダイオードや発光ダイオードとレンズを
用いることもできるが、１つの半導体レーザダイオード
からの光を複数の光ビームに分割して用いること等もで
きる。

【００２８】図３は、１つの光源からの光を分割して複
数の光ビームを形成する光源の構成例を示す。光源ＬＳ
から発した光ビームは、ハーフミラーＨＭおよびミラー
Ｍによって８本の光ビームＬＢ１〜ＬＢ８に分割されて
いる。なお、ハーフミラーＨＭ１〜ＨＭ７は、それぞれ
入射する光を半分ずつ透過および反射させるミラーであ
る。

【００２９】また、ミラーＭ１〜Ｍ４は、入射する光を
全て反射するミラーである。なお、各光ビームＬＢ１〜
ＬＢ８の出射部分には、２枚の平行スリット１１ａ、１
１ｂで形成されたコリメータ１１が配置されている。

【００３０】なお、１つの光源から８本の光ビームを形
成する場合を説明したが、光ビームの分割の方法および
最終的に得る光ビームの数は任意に変更することができ
る。透過光と反射光の強度が１：１でないパーシャルミ
ラーを用いてもよい。

【００３１】また、これらのハーフミラーおよびミラー
を一体化した構成で作成することも可能である。また、
発生した光ビームが固定された位置を進行する場合を説
明したが、光ビームを回転反射鏡等によって面内で走査
することも可能である。

【００３２】また、１つの光源から８本の光ビームを形
成するのに代えて、各光ビーム毎にそれぞれ光源素子
（半導体レーザやコリメータ付光源素子）を設けるよう
にしてもよい。

【００３３】この場合、半導体レーザ等の光源素子は、
現在の技術では直径１ｃｍ程度のものが限界のため、隣
接する光ビームの間隔も１ｃｍ程度に制限されてそれ以
上狭くすることは難しいが、上記図３の実施例のよう
に、ハーフミラーとミラーを用いて各光ビームを形成す
るようにすれば、ハーフミラーやミラーを、ガラス等を
Ｖカット後ミラー該当部分のスパッタリングや蒸着加工
等で形成することにより、各光ビームの間隔を１０分の
１ｃｍ程度以下にすることも可能となり、位置検出分解
能を上げるのに効果的である。

【００３４】図４は、検出器の他の構成を示す。下段検
出器５および上段検出器６はそれぞれが２つの枠体に形
成されている。下段検出器５の下部分に配置される枠体
５−１においては、１つのＹ方向枠５ａｙに複数の光源
が配置され、対向するＹ方向枠５ｂｙに対応する数の光
検出器が配置されている。下段検出器５の上部枠体５−
２には、１つのＸ方向枠５ａｘに複数の光源が配置さ
れ、対向するＸ方向枠５ｂｘに対応する複数の光検出器
が配置される。

【００３５】同様、上部検出器６は２つの枠体６−１、
６−２で構成され、枠体６−１の対向するＹ方向枠６ａ
ｙ、６ｂｙには複数の光源と光検出器が配置され、他の
枠体６−２の対向するＸ方向枠６ａｘ、６ｂｘには、複
数の光源および対応する複数の光検出器が配置される。

【００３６】下部検出器５内のＸ方向光ビームおよびＹ
方向光ビームは、垂直方向に近接して配置され、実質的
に同一面内を進行すると見なせる。同様、上部検出器６
内のＸ方向光ビームとＹ方向光ビームも垂直方向に関し
て近接して配置され、実質的に同一面を画定する。

【００３７】本構成においては、下部検出器５および上
部検出器６でそれぞれ物体が光ビームのいずれかを遮光
する時間および面内Ｘ、Ｙ位置を検出することができ
る。図５は、上述のような構成を含む入力装置を備えた
電子楽器の構成例を示す。図５（Ａ）は電子楽器の外観
を示す斜視図であり、図５（Ｂ）は背面の構成例を示す
背面図である。

【００３８】図５（Ａ）において、電子楽器の上面に
は、演奏操作やパラメータ設定操作等の操作を行なうた
めの操作面兼表示面１８が形成され、この操作面兼表示
面１８を囲むように下段検出器５および上段検出器６が
配置されている。

【００３９】電子楽器の上面には、さらに電源のオン／
オフを行なうためのパワースイッチ１２、後述するモー
ド変更等を行なうためのダイヤル１４、および楽音を発
生させるためのスピーカ１６が配置されている。

【００４０】図５（Ｂ）に示すように、電子楽器の背面
にはＡＣ電力を供給するための電源コード２１、入力
用、出力用、スルー用のＭＩＤＩ端子２３ａ、２３ｂ、
２３ｃ、およびパソコン等との接続端子２５が配置され
ている。

【００４１】図６は、電子楽器のハードウエア構成を示
す。入力操作装置２０は、前記の下段検出器５、上段検
出器６、ダイヤル１４および操作面兼表示面（表示装
置）１８等を有するものであり、後述するマイコン３１
により制御されて各検出器５、６における光検出器（受
光素子）の検出信号やダイヤル１４の操作位置に関する
信号等のデータをバス３０に送出する。

【００４２】なお、本構成においては、図４に示すよう
に、下段検出器５および上段検出器６の両方において物
体が検出面内を横切るＸ、Ｙ位置を検出することができ
るものとする。

【００４３】バス３０には、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、
ＣＰＵ３４を含むマイコン３１が接続されている。ＲＯ
Ｍ３２は、入力操作装置２０における各光検出器の検出
状態やダイヤル１４の操作状態の検出処理および同装置
２０における表示内容の制御処理、同装置２０からのデ
ータに基づき楽音形成用パラメータを作成する処理等の
各種処理を実行するためのプログラム、およびこれらの
各種処理を実行する際に用いられる各種テーブルのデー
タを記憶している。

【００４４】ＲＡＭ３３は、これらの処理において必要
となる変数、フラグ等のデータを記憶するためのレジス
タを内蔵する。ＣＰＵ３４は、ＲＯＭ３２に記憶された
プログラムに従って、ＲＡＭ３３内のレジスタを使用し
て上記の各種処理を実行する。

【００４５】この場合、ＣＰＵ３４は、特に入力操作装
置２０の各光検出器の検出信号に基づき、物体が上段検
出器６から下段検出器５まで移動する時間（移動速度）
および下段検出器５、上段検出器６における物体の面内
位置を検出して楽音形成用パラメータを作成する。

【００４６】また、バス３０には、音階音用の音源回路
３６ａおよび打楽器用の音源回路３６ｂが接続されてお
り、これらの音源回路３６ａ、３６ｂはバス３０を介し
てＣＰＵ３４から供給される楽音形成用パラメータに基
づき、所定の音階音または打楽器音の楽音信号を形成出
力する。この楽音信号はアンプ３８を介してスピーカ３
９に供給されて可聴楽音として発音される。

【００４７】さらに、バス３０には、自動演奏用の自動
演奏用メモリ４０や、他の電子楽器、またはパソコン等
との双方向データ通信用のＭＩＤＩ装置２９等が接続さ
れているが、これらの構成部分は省略することもでき
る。

【００４８】図７は、マイコン３１が実行するプログラ
ムのメインルーチンを示す。このメインルーチンは、Ｃ
ＰＵ３４がＲＯＭ３２に記憶されたプログラムに従って
行なう。

【００４９】メインルーチンの処理がスタートすると、
ステップＭ１において、ＲＡＭ３３内のレジスタ等の初
期設定が行なわれる。続いて、ステップＭ２において、
図５（Ａ）に示すモード選択指定用のダイヤル１４の操
作状態を調べ、操作イベントがあったか否かが判断され
る。

【００５０】ダイヤル操作イベントがあると、ステップ
Ｍ３に進み、モード変更設定処理を行なう。このモード
変更設定処理では、この電子楽器の動作をダイヤル１４
の操作により新たに指定されたモードに設定するもので
あり、この新たなモード設定に対応して入力操作装置２
０の操作面兼表示面１８の表示内容を変更する。

【００５１】ここで、モードとしては、「鍵盤演奏モー
ド」、「打楽器演奏モード」、「音階音音色等設定モー
ド」、「打楽器音音色等設定モード」が設定されてい
る。図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に、これら
の各モードにおける入力操作装置２０における表示面上
の表示例を概略的に示す。

【００５２】図１１（Ａ）は、鍵盤演奏モードにおける
表示例を示す。表示面には、鍵盤の形態を示す表示がな
され、演奏者が指等によって鍵盤上のある鍵を操作する
と、該鍵に対応する音階音の楽音が発生する。

【００５３】図１１（Ｂ）は、打楽器演奏モードにおけ
る表示例を示す。表示面は８つの領域に区分され、各領
域が所定の打楽器に対応している。演奏者がスティック
や指等でこれらの領域の１つを操作すると、その領域に
割り当てられている打楽器音が発生する。

【００５４】図１１（Ｃ）は、音階音音色等設定モード
における表示例を示す。表示面の各所定部分には、スト
リングス、ピアノ、オルガン等の各音色名が表示され、
さらに、各音色名表示の下には、当該音色の音量レベル
を設定するスライドボリュームの絵が表示される。

【００５５】演奏者が指等によって所望の音色名表示領
域を操作すると、音階音の音色として当該音色が設定さ
れ、さらにその音色に対応するスライドボリュームの表
示における所望の位置を指等によって操作すると、その
操作位置に対応して当該音色の音量レベルが設定され
る。

【００５６】図１１（Ｄ）は、打楽器音音色等設定モー
ドにおける表示例を示す。表示面の上の領域には、上記
打楽器演奏モードにおける８つの領域に対応して「１」
〜「８」の数字が表示され、中央の領域には、シンバ
ル、ドラム、タムタム等の打楽器音音色名が表示され、
さらにこの各打楽器音音色名表示の下には、当該音色の
音量レベルを設定するスライドボリュームの絵が表示さ
れる。

【００５７】打楽器演奏モードにおける８つの各領域
に、それぞれ所望の打楽器音音色を割り当てるために、
演奏者は、まず８つの領域の中のある領域番号に対応す
る数字表示部を操作し、次にその領域に割り当てるべき
打楽器音音色に対応する打楽器音音色名表示部分を操作
する。

【００５８】さらに、その打楽器音音色の音量レベルを
対応するスライドボリューム表示部分を操作して設定す
る。これにより、打楽器演奏モードにおける８つの各領
域にそれぞれ所望の打楽器音音色が割り当てられると共
に、各打楽器音音色の音量レベルが設定される。

【００５９】なお、鍵盤演奏モードおよび打楽器演奏モ
ードにおける表示（図１１（Ａ）、（Ｂ））において
は、上記音階音音色等設定モードまたは打楽器音音色等
設定モードで設定された音色名や音量レベルも表示され
る。

【００６０】また、音階音音色等設定モードや打楽器音
音色等設定モードに関連して音色や音量レベル以外の他
のパラメータ（たとえば、効果に関するパラメータやエ
ンベロープのアタック時間、ディケイ時間に関するパラ
メータ等）も設定できるようにしてもよい。

【００６１】図７のメインルーチンに戻って説明を続け
ると、上記のモード変更設定処理Ｍ３の実行後、または
ステップＭ２の判定結果がＮＯの場合はステップＭ４に
進み、入力操作装置２０内の下段検出器５および上段検
出器６における各光検出器（受光素子）の出力信号に変
化（イベント）が生じたか否かを調べる。

【００６２】すなわち、このステップＭ４では、下段検
出器５および上段検出器６の各光検出器の出力信号を取
り込み、この取り込んだ各光検出器の出力信号と、前回
このステップＭ４を実行したときに取り込んでＲＡＭ３
３内のレジスタに記憶されている前回の各光検出器の出
力信号とを、各光検出器毎にそれぞれ比較することによ
ってイベントがあった光検出器を検出する。

【００６３】なお、今回取り込んだ各光検出器の出力信
号は上記レジスタに記憶され、次回のステップＭ４の実
行時に前回の光検出器の出力信号として使用される。こ
のステップＭ４においては、全ての光検出器について変
化が検出されなければステップＭ２に戻る。

【００６４】入力操作を行なうために、指、スティック
等の物体が上段検出器６または下段検出器５の検出面内
を横切ると、光ビームが物体によって遮られて物体の位
置Ｘｍ・Ｙｎに対応した光検出器に光ビームが入力され
ず、該光検出器の出力が変化するので、この変化がステ
ップＭ４で検出される。

【００６５】このように、何らかの入力操作が行なわれ
て、上段検出器６、下段検出器５の出力に変化がある
と、ステップＭ４からステップＭ５に進み、現在設定さ
れているモードに応じた処理が実行される。

【００６６】すなわち、現在のモードが「音階音音色等
設定モード」であれば、ステップＭ５からステップＭ６
の音階音音色等のパラメータ設定処理に進み、また、現
在のモードが「打楽器音音色等設定モード」であれば、
ステップＭ７の打楽器音音色等のパラメータ設定処理に
進む。

【００６７】また、現在のモードが「鍵盤演奏モード」
または「打楽器演奏モード」であれば、ステップＭ８の
鍵盤押鍵処理またはＭ９の打楽器押鍵処理に進む。な
お、現在のモードが上記の４つのモード以外の時には、
ステップＭ１０に進んでその他の処理を実行する。

【００６８】ステップＭ６の音階音音色等のパラメータ
設定処理の一例を、図８のフローチャート（サブルーチ
ン）に示す。この処理では、まずステップＰ１にて、上
記ステップＭ４で検出したイベントが下段検出器５のオ
ンイベント、すなわち下段検出器５に物体が侵入したこ
とによるイベントであるか否かが判断され、ＮＯの場合
はそのままリターンするが、ＹＥＳのときはステップＰ
２に進む。

【００６９】なお、オンイベントとは、指等の物体が操
作面兼表示面１８に向かって操作されるときの上段検出
面または下段検出面を横切るときのことを言う。オフイ
ベントとは、オンイベントとは逆に物体が操作面兼表示
面１８から離れるように操作されるときの上段検出面ま
たは下段検出面を横切るときのことを言う。

【００７０】この音階音音色等設定モードでは、前記の
図１１（Ｃ）の表示面の所望位置を上から押圧操作して
音色等を設定するものであるため、下段検出器５のオン
イベントがあったときだけ、ステップＰ２、Ｐ３で押圧
操作位置に対応したパラメータ設定処理を行なうように
している。

【００７１】ステップＰ２では、下段検出器５のＸ方向
およびＹ方向の各光検出器の出力に基づき、オンイベン
トのあった表示面内位置（押圧操作位置）Ｘｍ・Ｙｎを
求め、その位置Ｘｍ・ＹｎからＲＯＭ３２内の音階音音
色等設定モードに関するテーブルを参照して、どのパラ
メータが指定されたのかを解析する。

【００７２】このテーブルには、下段検出器５において
検出可能な各面内位置について、操作面兼表示面１８で
表示される各音色、スライドボリューム等のパラメータ
のどれに対応するのかのデータが記憶されている。

【００７３】この場合、それぞれの音色名表示等はある
面積があるので、複数の面内位置が同一の音色等のパラ
メータに対応している。こうして操作された面内位置Ｘ
ｍ・Ｙｎに対応する音色等のパラメータを求めて、それ
をＲＡＭ３３内の対応するパラメータレジスタに書き込
む。

【００７４】この場合、図１１（Ｃ）の表示面におい
て、各音色面表示の部分を操作する毎に当該音色のオン
・オフが交互に反転する。また、スライドボリューム表
示においては、その操作位置に対応した値の音量レベル
が設定される。

【００７５】次のステップＰ３では、この音階音に関す
るパラメータレジスタ内のデータに従って入力操作装置
２０の表示状態（図１１（Ｃ））を制御することによ
り、音階音音色等のパラメータの現在の設定状態を表示
する。

【００７６】選択された音色に対応する音色名表示の部
分が他の選択されていない音色名表示とは異なる態様で
表示され、またスライドボリューム表示部分では設定値
に対応する位置につまみの表示が行なわれる。

【００７７】このようにして、入力操作装置２０の操作
面兼表示面１８を指等で適宜操作することによって、音
階音に対する音色等のパラメータが設定される。また、
ステップＭ７の打楽器音音色等のパラメータ設定処理に
ついては、上記の音階音音色等のパラメータ設定処理と
同様であるので、その詳細な説明は省略する。

【００７８】なお、この打楽器音音色等のパラメータ設
定処理においては、音色や音量レベル等のパラメータ
は、図１１（Ｂ）に示す８つの各領域毎にそれぞれ設定
されるので、パラメータも各領域毎にパラメータレジス
タに記憶される。

【００７９】このモードに関してＲＯＭ３２に記憶され
ているテーブルは、前記の音階音音色等設定モードに関
するテーブルと同様に、下段検出器５で検出可能な各位
置を、表示面上に現れた音色名、スライドボリューム等
の表示パターンに従って対応するパラメータに変換す
る。

【００８０】次に、図９に示す前記ステップＭ８の鍵盤
押鍵処理に関するフローチャート（サブルーチン）につ
いて説明する。まず、ステップＫＢ１では、下段検出器
５、上段検出器６の各光検出器の出力に基づき、前記ス
テップＭ４で検出したイベントの内容が下段検出器５／
上段検出器６に関するものか、オンイベント／オフイベ
ントか、表示面内のどの位置Ｘｍ・Ｙｎに関するものか
等を解析する。

【００８１】その後、ステップＫＢ２に進み、上記イベ
ントが上段検出器６でかつオンイベントに関するもので
あるか否かを判断する。イベントが上段検出器６のオン
イベントに関するものであれば、それは新たな押鍵であ
るので、ステップＫＢ３に進み、この新たな押鍵に対し
て発音チャンネルを割り当てる作業を行なう。

【００８２】すなわち、所定数の発音チャンネルの中か
ら空きチャンネルをサーチし、該チャンネルに対応する
ＲＡＭ３３内の上段検出面の位置データを記憶する上段
用位置データレジスタＰＬＣ１（チャンネル毎に設けら
れている）に上段検出器６で検出した操作位置Ｘｍ・Ｙ
ｎのデータを書き込むことによってチャンネル割り当て
を行なう。

【００８３】続いて、ステップＫＢ４に進み、この新た
な押鍵の押鍵速度を検出するために、各チャンネル毎に
設けられた移動時間レジスタＴ（ＣＨ）およびカウント
フラグＦ（ＣＨ）のうち該割り当てチャンネルに対応す
るレジスタをクリアすると共にフラグを“１”に設定し
た後リターンする。

【００８４】また、前記イベントが下段検出器５のオン
イベントに関するものであれば、ステップＫＢ２→ステ
ップＫＢ５→ステップＫＢ６に進む。ステップＫＢ６で
は、下段検出器５で検出されたオンイベントのあった位
置Ｘｍ・Ｙｎのデータと同じデータが記憶されている上
段用位置データレジスタＰＬＣ１をサーチする。

【００８５】まず、当該位置データが割り当てられてい
るチャンネルをサーチし、サーチの結果同じデータが割
り当てられているチャンネルがみつからなければリター
ンし、みつかればステップＫＢ８に進む（ステップＫＢ
７）。

【００８６】ステップＫＢ８では、該チャンネルのレジ
スタＰＬＣ１（ＣＨ）のデータを下段検出面の位置デー
タを記憶する下段用位置データレジスタＰＬＣ２（チャ
ンネル数分設けられている）に転送する。

【００８７】次のステップＫＢ９では、レジスタＰＬＣ
２内の位置データをＲＯＭ３２内の音高変換テーブルを
参照して音高データ（または鍵情報）に変換し、また該
チャンネルの移動時間レジスタＴ（ＣＨ）の値（物体が
上段検出面から下段検出面まで移動するのに要した時間
を示している）をＲＯＭ３２内のタッチデータ変換用テ
ーブルを参照してタッチデータに変換する。

【００８８】この変換したデータをキーオンデータおよ
びパラメータレジスタに記憶されている音階音に関する
音色等のパラメータと共に音階音用音源回路３６ａの該
チャンネルに対して送出する。また、該チャンネルのフ
ラグＦ（ＣＨ）をクリアする。

【００８９】この鍵盤演奏モードに関してＲＯＭ３２に
記憶されているテーブルは、下段検出器５、上段検出器
６で検出可能な各位置を、表示面上に現れた鍵盤のパタ
ーンに従って対応する音高データ（鍵情報）に変換する
ためのもので、このテーブルによって操作された位置デ
ータが音高データに変換される。

【００９０】この場合、同じ鍵内の位置データは全て同
一の音高データに変換される。なお、この音高データも
楽音形成用パラメータの１つである。これにより、該チ
ャンネルでは、そのチャンネルに割り当てられた操作位
置に対応した音高で、かつタッチデータにより音量や音
色が制御された楽音信号が発生される。なお、この場合
の基本的音色や音量は前述の音階音音色等設定モード
（図８）で設定されたものとなる。

【００９１】また、前記ステップＭ４で検出したイベン
トが上段検出器６のオフイベントに関するものであれ
ば、ステップＫＢ２→ステップＫＢ５→ステップＫＢ１
０→ステップＫＢ１１に進む。

【００９２】ステップＫＢ１１では、このオフイベント
に関する位置データと同一の位置データを記憶している
レジスタＰＬＣ２をサーチすることによって、オフイベ
ントに係わる位置データが割り当られているチャンネル
をサーチし、音源回路３６ａの該チャンネルに対して消
音データを送出すると共に、該チャンネルに関する各種
レジスタをクリアする。こうして消音処理がなされる。

【００９３】このようにして、鍵盤演奏モードでは、図
１１（Ａ）のように表示される鍵盤上を指等で押鍵操作
することによって、操作位置に対応する音高の音階音を
発生することができ、鍵盤演奏が可能となる。

【００９４】ところで、図９の鍵盤押鍵処理において、
ほぼ同時に複数の位置が操作された場合に、次のような
不都合が生じる恐れがある。すなわち、上段検出器６ま
たは下段検出器５のＸ・Ｙの２次元マトリクスにおい
て、たとえば位置「Ｘ２・Ｙ３」が操作されている状態
で、さらに位置「Ｘ３・Ｙ２」が操作されると、検出結
果は次のようになる。

【００９５】Ｘ方向については、Ｘ２とＸ３に対応する
光検出器が、Ｙ方向についてはＹ２とＹ３に対応する光
検出器がそれを検出するが、このＸ２、Ｘ３とＹ２、Ｙ
３に対応する光検出器の出力に基づき検出される操作位
置としては、位置「Ｘ２・Ｙ３」と「Ｘ３・Ｙ２」の外
に位置「Ｘ２・Ｙ２」と「Ｘ３・Ｙ３」も該当してしま
う。

【００９６】これにより、実際には操作されていない位
置があたかも操作されているかのように処理される事態
になる。このような事態を解消するには、一例として、
既にいずれかの位置で操作が行なわれている状態で、新
たにオンイベントが検出された場合は、この新オンイベ
ントに関する位置データのＸ方向およびＹ方向の各位置
がそれぞれ既に各チャンネルに割り当てられている位置
データ（レジスタＰＬＣ１、ＰＬＣ２に記憶されてい
る）の中に存在するときは、その新オンイベントに関す
る位置データの偽のものとして無視し、ステップＫＢ２
以降の処理を行なわないようにすればよく、このような
判断処理ステップを図９のステップＫＢ２の前に挿入す
ればよい。

【００９７】たとえば、位置「Ｘ２・Ｙ３」がまず操作
されてその位置データ（Ｘ２・Ｙ３）が既にあるチャン
ネルに割り当てられているときに、位置「Ｘ３・Ｙ２」
が操作された場合、この位置「Ｘ３・Ｙ２」について
は、「Ｘ３」および「Ｙ２」の両方が共に割り当て済み
の位置データの中には存在しないので、ステップＫＢ２
以降の処理が行なわれるが、偽の位置「Ｘ２・Ｙ２」お
よび「Ｘ３・Ｙ３」については、「Ｘ２」および「Ｙ
３」の両方がそれぞれ割り当て済みの位置データの中に
存在するので、これらの位置「Ｘ２・Ｙ２」、「Ｘ３・
Ｙ３」については処理しないようにする。

【００９８】なお、２つの位置を同時に操作するような
場合も考えられるが、人間が操作する以上、２つの位置
をマイコンの処理スピードの時間単位で完全に同時に操
作することはありえず、順次操作されることになるの
で、特に問題はない。

【００９９】また、上記の例において、偽の位置「Ｘ２
・Ｙ２」または「Ｘ３・Ｙ３」が実際に操作される可能
性も考えられるが、図１１（Ａ）の鍵盤演奏モードにお
ける表示例からも判るように、位置「Ｘ２・Ｙ２」と
「Ｘ２・Ｙ３」（「Ｘ３・Ｙ３」と「Ｘ３・Ｙ２」）は
同一鍵の領域に属するものであるから、同じ鍵を同時に
２つの位置で操作することは実際上はあり得ないし、た
とえそのように操作したとしても同じ鍵に関するもので
あるから、位置「Ｘ２・Ｙ２」や「Ｘ３・Ｙ３」のデー
タを無視しても特に支障はない。

【０１００】以上のようにして、鍵盤演奏モードにおい
ては、図１１（Ａ）のように表示された鍵盤上を指等で
操作することによって、タッチレスポンス付きの音階音
演奏を行なうことができる。

【０１０１】一方、打楽器演奏モードに関する前記ステ
ップＭ９の打楽器押鍵処理（図７）については、上述の
図９に示した鍵盤押鍵処理とほぼ同様なので、その詳細
な説明は省略する。

【０１０２】ただし、この打楽器押鍵処理の場合、図９
のステップＫＢ９に対応する処理では、音高データ等を
音階音用音源回路３６ａに送出する代わりに、検出され
た位置の属する領域（図１１（Ｂ）の８つの領域のいず
れか）に割り当てられている打楽器音音色に関するデー
タ等を打楽器用音源回路３６ｂに送出する。

【０１０３】次に、上記の物体が上段検出面から下段検
出面まで移動するのに要した時間を測定する処理につい
て説明する。この測定は、図１０に示すタイマ割り込み
ルーチンによって実行される。図示しないクロック発生
回路からのクロックによってＣＰＵ３２に割り込みがか
かると、まずステップＴ１にて、チャンネル番号ＣＨと
して第１チャンネルを指示する「１」を設定する。

【０１０４】そして、ステップＴ２において、チャンネ
ル番号ＣＨで指示される第ｉチャンネルのフラグＦ（Ｃ
Ｈ）が“１”か否かが判断され、判断結果がＹＥＳの時
はステップＴ３に進み、第ｉチャンネルの移動時間レジ
スタＴ（ＣＨ）の値を１インクリメントする。

【０１０５】その後、ステップＴ４において、レジスタ
Ｔ（ＣＨ）の値が所定の長い時間に対応した所定値ＥＱ
に達したか否かが判断される。ＥＱに達しているとき
は、物体が上段検出器６を横切ってから下段検出器５を
横切るまでに余りにも長い時間が経過していることにな
るので、上段検出器６で検出した押鍵操作をキャンセル
するため、ステップＴ５に進む。

【０１０６】このステップＴ５では、第ｉチャンネルの
上段用位置データレジスタＰＬＣ１、移動時間レジスタ
Ｔ（ＣＨ）およびフラグＦ（ＣＨ）をクリアして、第ｉ
チャンネルの割り当てを解除してしまう。

【０１０７】一方、ステップＴ４において、レジスタＴ
（ＣＨ）の値が所定値ＥＱに達していないときには、ス
テップＴ６に進んでチャンネル番号ＣＨを１インクリメ
ントして次の第（ｉ＋１）チャンネルを指示する。

【０１０８】その後、ステップＴ７にてインクリメント
したチャンネル番号ＣＨが全チャンネルの数を越えたか
否かが判断され、越えていればリターンし、越えていな
ければステップＴ２に戻って次のチャンネルについて同
様の処理を行なう。

【０１０９】このようにして、タイマインタラプトがか
かるごとに、フラグＦ（ＣＨ）が“１”のチャンネルに
関して移動時間レジスタＴ（ＣＨ）の値を１だけインク
リメントしていく。

【０１１０】この場合、フラグＦ（ＣＨ）は、前述のよ
うに、上段検出器６でオンイベントが検出されたときに
“１”に設定され（図９のステップＫＢ４参照）、下段
検出器５のオンイベントが検出されたときに“０”にク
リアされるので（図９のステップＫＢ９参照）、物体が
上段検出器６を横切ってから下段検出器５を横切るまで
の時間が移動時間レジスタＴ（ＣＨ）でカウントされる
ことになる。

【０１１１】なお、ステップＴ２において、該当チャン
ネルのフラグＦ（ＣＨ）が“０”のときは、そのチャン
ネルについては時間測定を行なう必要がないので、ステ
ップＴ３〜Ｔ５の処理を行なうことなく、ステップＴ６
に進んで次の第（ｉ＋１）チャンネルを指定する。

【０１１２】なお、このようにして検出された移動時間
に対応した移動時間レジスタＴ（ＣＨ）の内容は、移動
時間が短ければ（移動速度が遅ければ）大きな値にな
る。このため、図９のステップＫＢ９において、このレ
ジスタＴ（ＣＨ）の値を、タッチデータ変換用テーブル
によって移動時間が短い（移動速度が速い）ほど大きな
値となるようなタッチデータに変換して音源回路に送出
するようにしている。

【０１１３】このようにして、鍵盤または打楽器の演奏
操作が行なわれて、スティックや指等の物体が上段検出
器６を横切ってから下段検出器５を横切るまでの時間を
検出するタイマ処理が実行される。

【０１１４】以上のように、操作面の上に２段の光検出
面を設け、演奏操作の位置と移動速度を検出することに
より、イニシャルタッチと操作位置に対応した音色、音
高等を指定し、所望の演奏操作を行なうことができる。
たとえば、電子打楽器として使用すれば、イニシャルタ
ッチ制御により切味のよい打楽器を発生させることがで
きる。

【０１１５】また、可変表示を伴う２次元操作面での入
力を行なうため、多機能選択により音色の設定と共にそ
れに相応しい入力装置、たとえばインストルメントキ
ー、鍵盤、音色効果等の各種選択スイッチを表示し、そ
の入力装置で入力を行なうことができる。

【０１１６】なお、上段検出器および下段検出器に関し
て、図２の実施例においては、上段検出器はＸ方向だけ
の位置検出を行い、下段検出器はＸとＹの両方向の位置
検出を行なうようになっている。また、図４の実施例で
は、上段検出器と下段検出器の両方がＸとＹの両方向の
位置検出を行なうようになっている。

【０１１７】しかし、この発明は、これらのものに限定
されるものではなく、上段検出器においてＸとＹの両方
向の位置検出を行なうようにし、一方、下段検出器にお
いてはＸまたはＹの一方向だけの位置検出を行なうよう
にしてもよく、さらには、上段検出器および下段検出器
がそれぞれＸとＹのうち互いに異なる一方向だけの位置
検出を行なうようにしてもよいものである。

【０１１８】たとえば、上段検出器はＸ方向（またはＹ
方向）だけの位置検出を行い、下段検出器はＹ方向（ま
たはＸ方向）だけの位置検出を行なうようにしてもよ
い。ただし、このようにした場合には、常に１つの物体
（指等）のみが移動するように操作し、同時に２以上の
入力操作をしないものとする。

【０１１９】これに伴い、このようにした場合には、単
音演奏となり、音源回路３６ａ、３６ｂやチャンネルに
対応するレジスタ、フラグは１チャンネル分でよく、ま
た図９のステップＫＢ３、ＫＢ７、ＫＢ８、ＫＢ１１に
おけるチャンネルサーチの処理等も不要となる。

【０１２０】また、図８の音階音音色等のパラメータ設
定処理においては、入力操作の操作位置のみを検出して
パラメータ設定を行なうようにし、入力操作時の移動速
度は特に検出しなかったが、パラメータ入力操作時の移
動時の移動速度を鍵盤押鍵処理（図９）の場合と同様に
検出して、検出した移動速度に応じてパラメータを設定
するようにしてもよい。

【０１２１】たとえば、図１１（Ｂ）、（Ｃ）のスライ
ドボリューム部分の操作による音量レベルの設定に代え
て、音色名表示部分の操作による音色設定時の物体移動
速度を検出し、この検出した移動速度によりその音色の
音量レベルを設定するようにしてもよい。

【０１２２】また、上段検出面、下段検出面で共に光ビ
ームを用いる場合を説明したが、物体が上段検出面、下
段検出面を横切るとき、その時間と位置を検出できる信
号であれば光ビーム以外を用いてもよい。たとえば、超
音波等を用いることもできる。

【０１２３】また、モードとして各種パラメータ設定モ
ード、押鍵処理モード、その他処理モードを例示した
が、その他処理モードにどのような処理を含ませるかは
任意である。

【０１２４】さらに、操作面上の演奏操作に基づいてそ
の位置を検出し、音高、音色等を制御する場合を説明し
たが、操作面上でスティック等を移動させ、その移動速
度を検出し、移動速度に応じた楽音制御パラメータを発
生させることもできる。たとえば、擦弦楽器等の楽音を
発生させる場合は、移動速度に応じて弓速度等の情報を
発生させることもできる。

【０１２５】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。

【０１２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
２次元平面を有する表示面の上に２段以上の検出面を設
定することにより、入力操作の速度を検出し、タッチデ
ータを形成することができる。

【０１２７】検出面内の位置を検出することにより、表
示面上の表示に対応した楽音形成パラメータを発生させ
ることができる。表示面には種々の表示を行なうことが
できるため、種々の演奏形態が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例による電子楽器用入力装置の
基本構成を示す。

【図２】 図１の構成における検出器の構成例を示す。

【図３】 図１の構成における光源の構成例を示す。

【図４】 図１の構成における検出器の他の構成例を示
す。

【図５】 図１に示す入力装置を備えた電子楽器の構成
例を示す。

【図６】 図５に示す電子楽器の回路構成の例を示す。

【図７】 本発明の実施例による電子楽器のメインルー
チンのフローチャートである。

【図８】 本発明の実施例による電子楽器の音階音音色
等のパラメータ設定処理ルーチンのフローチャートであ
る。

【図９】 本発明の実施例による電子楽器の鍵盤押鍵処
理ルーチンのフローチャートである。

【図１０】 本発明の実施例による電子楽器のタイマ処
理ルーチンのフローチャートである。

【図１１】 本発明の実施例による電子楽器の各種モー
ドにおける入力装置の表示例を示す図である。

【符号の説明】

１ 表示器、 ２ 弾性体、 ３ 光ビーム、
５ 下段検出器、６ 上段検出器、 ７ スティッ
ク、 ８ 表示部、 ９ 保護体、１０ 入力装
置、 １２ 電源スイッチ、 １４ ダイヤル、
１８操作面、 ２０ 入力操作装置、 ３０ バ
ス、 ３１ マイコン、３２ ＲＯＭ、 ３３ Ｒ
ＡＭ、 ３４ ＣＰＵ、 ３６ 音源回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 面状の表示面を有するプレートと、 表示面とほぼ平行な第１の面内で、２次元方向の少なく
   とも一方の第１の方向について直進性を有する複数の第
   １の信号を発進させる第１の信号発進体と、 前記第１の信号を受ける複数の第１の受信体と、 表示面とほぼ平行な第２の面内で、２次元方向の少なく
   とも前記第１の方向とは異なる第２の方向について直進
   性を有する複数の第２の信号を発進させる第２の信号発
   進体と、 前記第２の信号を受ける複数の第２の受信体と、 前記第１の受信体と前記第２の受信体からの信号によ
   り、前記第１の信号と前記第２の信号を遮る物体の面内
   位置を検出する手段と、 前記第１の受信体と前記第２の受信体からの信号によ
   り、前記物体の移動速度を検出する手段と、 前記面内位置と前記移動速度により楽音パラメータを制
   御する手段とを有する電子楽器用入力装置。
2. 【請求項２】 前記プレートは複数の機能を表示するこ
   とのできる表示体であり、前記制御手段は前記面内位置
   に基づいて表示体のその位置に表示された機能に対応す
   る楽音パラメータを制御する請求項１記載の電子楽器用
   入力装置。