JPH07199945A - 電子楽器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子楽器の鍵盤上の鍵操作に応じて楽音を制
御することができる電子楽器に関し、鍵盤の鍵への接触
を正確に検出して楽音の制御を行う電子楽器を提供する
ことを目的とする。 【構成】 鍵を複数含み、鍵操作に応じた信号を生成す
る鍵盤（１３）と、鍵盤にて生成される信号に基づいて
楽音を生成する楽音発生手段（２０）と、演奏者が演奏
姿勢を取るとき、演奏者と電気的に結合される高周波発
振器（１１）と、鍵盤の鍵表面部に形成された導電体
（Ｓ）を含み、演奏者が鍵に接触するとき、高周波発振
器から導電体を介して与えられるハムノイズを検出する
タッチ検出手段と、タッチ検出手段より検出された信号
に基づいて楽音発生手段に供給する楽音制御信号を制御
する楽音制御手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子楽器に関し、特に電
子楽器の鍵盤上の鍵操作に応じて楽音を制御することが
できる電子楽器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子楽器において、演奏の際に演
奏者が指を鍵盤に触れたことを検出するスイッチ構造を
備えた接触センサを有するものがある。しかし、その接
触センサは、電極の構造が複雑であり、高価なものにな
ってしまう。

【０００３】また、その他に６０Ｈｚのハムを利用した
接触センサがある。６０Ｈｚのハムを半波整流して積分
を行うと、１周期が約１６ｍｓであるために、半周期で
も約８ｍｓの遅延が生じる。鍵盤の演奏において、８ｍ
ｓ以上の遅れは無視できないものであり、鍵盤の操作か
ら楽音が発せられるまでの遅れが感覚的に認識されてし
まう。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の電子楽器は、接
触センサの電極の構造が複雑である。また、６０Ｈｚの
ハムを用いた接触センサでは、高速度の検出は難しく、
その後の発音に遅延が生じてしまう。

【０００５】本発明の目的は、鍵盤の鍵への接触を正確
に検出して楽音の制御を行う電子楽器を提供することで
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の電子楽器は、鍵
を複数含み、鍵操作に応じた信号を生成する鍵盤と、鍵
盤にて生成される信号に基づいて楽音を生成する楽音発
生手段と、演奏者が演奏姿勢を取るとき、演奏者と電気
的に結合される高周波発振器と、鍵盤の鍵表面部に形成
された導電体を含み、演奏者が鍵に接触するとき、高周
波発振器から導電体を介して与えられるハムノイズを検
出するタッチ検出手段と、タッチ検出手段より検出され
た信号に基づいて楽音発生手段に供給する楽音制御信号
を制御する楽音制御手段とを有する。

【０００７】

【作用】鍵盤の鍵表面部に形成されている導電体を有す
るタッチ検出手段に演奏者が触れることにより、高周波
発振器によるハムノイズを検出することができる。高周
波発振器によるハムノイズを使用することにより、演奏
者の鍵への接触タイミングを高精度に検出することがで
きるので、鍵接触に対して感度のよい楽音制御を行うこ
とが可能である。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の実施例による電子楽器を演
奏者が演奏する例を示す。図１（Ａ）に示すように、演
奏者１は、椅子２に座って電子楽器４の演奏を行う。電
子楽器４は鍵盤５上の鍵を操作することにより演奏を行
う。

【０００９】図１（Ｂ）に示すように、鍵盤５の鍵表面
には、金属メッキ等により導電体Ｓが形成されている。
導電体Ｓは、電子楽器４内の制御回路ＣＴＬに接続され
る。高周波発振源ＨＦは、電子楽器４の本体内部に設け
られ、導線３を介して椅子２の座面上の電極Ｔに接続さ
れる。高周波発振原ＨＦの他端は接地されている。鍵表
面上の導電体Ｓは抵抗Ｒ等の負荷を介して接地すること
が好ましい。高周波発振源ＨＦは、電子楽器４の本体内
に設ける代わりに、椅子２の内部に設けてもよい。

【００１０】鍵盤５表面の導電体Ｓは、導線３が引かれ
た椅子２の座面とは接続されていないが、演奏者１が椅
子２に座り鍵盤５上の鍵表面に触れると、高周波発振源
ＨＦから導線３を通じて、演奏者１の体内に高周波信号
が流れ、鍵表面上の導電体Ｓを介して制御回路ＣＴＬに
接続される。つまり、導電体Ｓが抵抗Ｒを介して接地さ
れている場合、演奏者１が鍵盤５に指で触れれば電気的
に閉回路を形成し、高周波発振源ＨＦから抵抗Ｒに電流
が流れ、鍵盤から指を離せば回路は開く。以上のよう
に、鍵盤表面に演奏者が触れることにより、スイッチの
開閉が行われる接触センサが構成される。

【００１１】なお、鍵板５の構造は、鍵表面に１層の導
電体を形成する構造に限定されない。例えば、プラスチ
ックにより形成された鍵本体の表面に金属メッキ等の導
電体を形成し、さらにその上に導電性プラスチックを形
成して２層構造にしてもよい。もちろん３層以上でもよ
い。また、高周波成分を伝達できればよいので、プラス
チック製鍵の表面から浅い部分に導電体の電極を埋めこ
んだり、導電体を誘電体で覆ってもよい。鍵表面部に形
成する導電体の電極や導電性プラスチックは、透明電極
にしてもよい。

【００１２】図２は、電子楽器４の構成例を示す。演奏
者１は椅子２に座り、電子楽器４の演奏を行う。電子楽
器４は、鍵盤５、接触検出回路６、楽音コントロール回
路７および音源８を有する。接触検出回路６と楽音コン
トロール回路７とは、併せて図１（Ａ）の制御回路ＣＴ
Ｌを構成する。鍵盤５の各鍵には、押鍵によって閉成す
るキースイッチが設けられている。

【００１３】演奏者１が鍵盤５に触れると、接触検出回
路６は演奏者の接触を感知する。接触から演奏者がさら
に鍵を押し込むとキースイッチがオンする。接触検出回
路６は、演奏者の鍵接触からキースイッチオンまでの時
間を計測する。その時間に応じて楽音コントロール回路
７は、楽音の音色、立上りまたは効果等の制御を行う。
キースイッチが２メイクスイッチの場合、接触検出回路
６は各鍵の接触、第１接点のオン、第２接点のオンを検
出する。これらの検出信号に基づき、楽音コントロール
回路７は、楽音パラメータを生成する。生成された楽音
パラメータは音源８に供給され、楽音信号を生成させ
る。

【００１４】図３は、電子楽器を構成する回路図を示
す。鍵盤１３は、白鍵１４、黒鍵１５を有する。各鍵の
表面には導電体で形成された接触センサＳが設けられて
いる。各鍵には１メイクスイッチや２メイクスイッチの
キースイッチも設けられている。

【００１５】鍵盤１３の鍵を演奏者が操作し、押鍵や離
鍵等の操作を行うことにより、音高情報や押鍵速度、押
鍵圧力等の鍵操作情報等の信号が、バス１６を介してＣ
ＰＵ１９に供給される。操作子２１は、音量調整、音色
選択、各種効果付与、変調等を行うための指示を与える
ことができ、操作子の情報はＣＰＵ１９に供給される。
ＣＰＵ１９は、鍵盤１３や操作子２１の操作に応じて音
源２０に楽音パラメータを出力する。

【００１６】ＲＯＭ１７は演算プログラムを記憶してい
る。ＣＰＵ１９はこの演算プログラムに従って、ＲＡＭ
１８に備えられたレジスタやバッファメモリ等のワーキ
ングメモリを用いて各種演算処理を行う。

【００１７】音源２０は、ＣＰＵ１９から供給された楽
音パラメータに基づき、発音するために必要な楽音信号
を形成し出力する。出力された楽音信号は、増幅器２３
Ｒと増幅器２３Ｌで増幅された後に、それぞれスピーカ
２４Ｒと２４Ｌから発音される。スピーカ２４Ｒ，２４
Ｌは、それぞれ左右のサウンドシステムに対応し、ステ
レオ効果を発揮できる。

【００１８】ＣＰＵ１９は、バス１６を介してＲＯＭ１
７、ＲＡＭ１８、鍵盤１３、操作子２１、音源２０に接
続され、ＲＯＭ１７に記憶されたプログラムに従って、
楽音信号形成の制御を行う。

【００１９】次に、鍵盤の接触センサに関する回路構成
を述べる。高周波発振器１１は、椅子の座面１２に電気
的に接続されている。鍵盤１３は、白鍵１４と黒鍵１５
を含む複数の鍵を有する。鍵の表面には導電体Ｓが形成
されている。白鍵１４上の導電体Ｓは抵抗Ｒ１，Ｒ２に
接続され、黒鍵１５上の導電体Ｓは抵抗Ｒ４，Ｒ５に接
続されている。

【００２０】抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点、抵抗Ｒ４，Ｒ５
の接続点は抵抗Ｒ３，Ｒ６を介して、抵抗Ｒ１１，Ｒ１
２，Ｒ１３で形成された電圧分割回路に接続されてい
る。抵抗Ｒ１２は摺動抵抗であり、その摺動端子に各抵
抗対の相互接続点が接続されている。

【００２１】抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３の直列接続は
正電位電源Ｖｃと接地電位ＧＮＤ間に接続され、抵抗Ｒ
１２の摺動端子が抵抗Ｒ１，Ｒ２の相互接続点、抵抗Ｒ
４，Ｒ５の相互接続点等へ抵抗Ｒ３，Ｒ６等を介して接
続されている。

【００２２】演奏者が鍵盤１５の鍵に触れていない状態
では、抵抗Ｒ１２の分圧電圧が抵抗Ｒ２，Ｒ５，・・・
を介して伝達される。演奏者が白鍵１４に触れた際には
抵抗Ｒ１を介してノードＮ１に高周波発振源１１の電圧
が伝達され、黒鍵１５に触れた際には抵抗Ｒ４を介して
ノードＮ２に高周波発振源１１の電圧が伝達される。

【００２３】白鍵１４からノードＮ１に伝達された電圧
は、正電位電源Ｖｃと接地電位ＧＮＤ間に接続されたダ
イオードＤ１，Ｄ２によりリミッタがかけられ、コンデ
ンサＣ１により平滑化され、オペアンプＯＰ１により増
幅されてバスライン１６に供給される。

【００２４】黒鍵１５からノードＮ１に伝達された電圧
は、正電位電源Ｖｃと接地電位ＧＮＤ間に接続されたダ
イオードＤ３，Ｄ４によりリミッタがかけられ、コンデ
ンサＣ２により平滑化され、オペアンプＯＰ２により増
幅されてバスライン１６に供給される。他の鍵について
も同様に構成される。以上が鍵盤表面の接触センサであ
る。

【００２５】なお、各鍵には通常の２メイクスイッチが
備えられている。鍵を押し下げていくと、まず第１接点
がオンし、やがて第２接点がオンする。離鍵に際して
は、第２接点、第１接点の順にオフする。

【００２６】鍵への接触によりバスライン１６に供給さ
れた信号を用いて、ＣＰＵ１９は接触センサのオンイベ
ントの発生を検出する。タイマ用発振器２２は、所定時
間毎に割り込み信号ＴＩＮＴを出力する。ＣＰＵ１９
は、割り込み信号ＴＩＮＴを用いて、接触センサのオン
イベントが発生してからの経過時間の計測を行う。

【００２７】高周波発振器１１は、例えば１００ｋＨｚ
の高周波発振を行う。１００ｋＨｚの高周波信号は、１
周期が１０μｓであるので、接触センサが検知する際の
最大遅延時間は半波整流で１０μｓ、全波整流で５μｓ
で済む。したがって、接触センサは、ほとんど遅延を感
じさせないで鍵盤の鍵への接触を検出することができ
る。

【００２８】ＣＰＵ１９は、接触センサのオンイベント
から第１接点オン、第２接点オンまでの経過時間に応じ
て楽音の音色、音量、立上りまたは効果を変化させる楽
音パラメータを生成する。ＣＰＵ１９は、音源２０の楽
音パラメータを制御して音色、音量、立上り、効果等を
制御すると共に増幅器２３Ｒ，２３Ｌにエンベロープ信
号を供給し、音量の制御を行うことができる。

【００２９】鍵盤１３は接触センサと第１接点と第２接
点を有する。鍵盤１３の鍵が押下されると、接触センサ
からオンイベントが検出され、次に第１接点がオンとな
り、その後に第２接点がオンとなる。その後に鍵が離さ
れると、第２接点、第１接点、接触センサの順にオフと
なる。

【００３０】鍵盤１３は、例えば８８の鍵を有する。そ
の中のｉ番目の鍵が押下され、接触センサからオンイベ
ントが検出された時の時間をＴＴ（ｉ）とする。その後
に第１接点がオンとなった時間をＴ（ｉ）とする。そし
て、現在の時間ｔ（ｉ)に第２接点がオンとなったとす
る。第２接点がオンとなった時点で、鍵盤の奏法を検出
して楽音の制御を行う。

【００３１】鍵盤の奏法には、テヌートやレガート等の
ように滑らかな鍵タッチによる奏法やスタッカート等の
ように鋭い鍵タッチによる奏法等がある。これらの奏法
の違いを、鍵の接触センサ、第１接点、第２接点を用い
て検出する。そして、検出された奏法により音色や効果
等の制御を行う。

【００３２】図４は、接触センサのオンイベントが検出
されてから第２接点がオンするまでの時間に応ずる楽音
制御量の例を示す。ＴＴ（ｉ）は接触センサのオンイベ
ントが検出された時間であり、ｔ（ｉ)は第２接点がオ
ンになった時間に相当する。

【００３３】図４（Ａ）は、楽音制御量例１を示す。横
軸は、接触センサのオンイベントが検出されてから第２
接点がオンするまでの時間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）を示
す。縦軸は、時間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）に対応する楽音
制御量ＴＢＬ［ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）］を示す。楽音制
御量ＴＢＬ［ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）］は、それぞれの時
間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）に対応してテーブルに予め設定
されている。

【００３４】楽音制御量ＴＢＬ［ｔ（ｉ）−ＴＴ
（ｉ）］は、楽音の制御を行うかまたは行わないかの２
値をとる。時間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）が小さいときには
制御を行わず、時間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）が所定値以上
であれば制御を行う楽音制御の設定例を表す。

【００３５】図４（Ｂ）は、楽音制御量例２を示す。横
軸は接触センサのオンイベントが検出されてから第２接
点がオンするまでの時間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）を示し、
縦軸は時間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）に対応する楽音制御量
ＴＢＬ［ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）］を示す。

【００３６】楽音制御量ＴＢＬ［ｔ（ｉ）−ＴＴ
（ｉ）］は、図４（Ａ）と同様に楽音の制御を行うかま
たは行わないかの２値をとる。時間ｔ（ｉ）−ＴＴ
（ｉ）が小さいときには制御を行い、時間ｔ（ｉ）−Ｔ
Ｔ（ｉ）が所定値以上であれば制御を行わない楽音制御
の設定例を表す。

【００３７】図４（Ｃ）は、楽音制御量例３を示す。横
軸は接触センサのオンイベントが検出されてから第２接
点がオンするまでの時間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）を示し、
縦軸は時間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）に対応する楽音制御量
ＴＢＬ［ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）］を示す。

【００３８】楽音制御量ＴＢＬ［ｔ（ｉ）−ＴＴ
（ｉ）］は、時間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）に対してリニア
に変化し、時間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）が大きくなるほど
制御量を大きくする楽音制御の設定例を表す。

【００３９】図４（Ｄ）は、楽音制御量例４を示す。横
軸は接触センサのオンイベントが検出されてから第２接
点がオンするまでの時間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）を示し、
縦軸は時間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）に対応する楽音制御量
ＴＢＬ［ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）］を示す。

【００４０】楽音制御量ＴＢＬ［ｔ（ｉ）−ＴＴ
（ｉ）］は、時間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）に対して反比例
し、時間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）が大きくなるほど制御量
を小さくする楽音制御の設定例を表す。

【００４１】以上のように、接触センサのオンイベント
が検出されてから第２接点がオンするまでの時間ｔ
（ｉ）−ＴＴ（ｉ）に応じて様々な楽音の制御量を設定
することが可能である。また、接触センサのオンイベン
トが検出されてから第１接点がオンするまでの時間Ｔ
（ｉ）−ＴＴ（ｉ）に応じて楽音制御量を設定してもよ
い。

【００４２】上述により決定される楽音制御量を用いて
行う楽音制御の例を次に示す。１つ目の楽音制御は、音
色制御である。図５は、フィルタを用いた音色制御の例
を示す。フィルタのカットオフ周波数を変化させること
により、発音される音色を変えることができる。

【００４３】図５（Ａ）は、ローパスフィルタ（ＬＰ
Ｆ）の特性の例を示す。横軸は周波数を示し、縦軸は入
力信号を通過させる率（透過率）を示す。カットオフ周
波数を境として、低周波数領域のみの信号を通過させ、
高周波数領域の信号は通過させない特性を有する。

【００４４】図５（Ｂ）は、バンドパスフィルタ（ＢＰ
Ｆ）の特性の例を示す。横軸は周波数を示し、縦軸は入
力信号を通過させる率（透過率）を示す。カットオフ周
波数を２つ有し、２つのカットオフ周波数の間の周波数
帯域の信号を通過させる。

【００４５】図５（Ｃ）は、ハイパスフィルタ（ＨＰ
Ｆ）の特性の例を示す。横軸は周波数を示し、縦軸は入
力信号を通過させる率（透過率）を示す。カットオフ周
波数を境として、高周波数領域のみの信号を通過させ、
低周波数領域の信号は通過させない特性を有する。

【００４６】接触センサのオンイベントが検出されてか
ら第２接点がオンするまでの時間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）
を用いて、奏法を検出することができる。例えば、時間
ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）が大きいときには、テヌート等の
滑らかな鍵タッチの奏法であり、時間ｔ（ｉ）−ＴＴ
（ｉ）が小さいときには、スタッカート等の鋭い鍵タッ
チの奏法である。

【００４７】図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の３種類のフ
ィルタは、それぞれカットオフ周波数を低く設定すれば
丸っこい音色となり、カットオフ周波数を高く設定すれ
ば明るい音色となる。そこで、時間ｔ（ｉ）−ＴＴ
（ｉ）が大きいときにはカットオフ周波数を低く設定
し、時間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）が小さいときにはカット
オフ周波数を高く設定する。これにより、テヌート奏法
では丸っこい音色として、スタッカート奏法では明るい
音色とすることができる。

【００４８】２つ目の楽音制御として様々な効果を付与
することもできる。例えば、時間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）
が大きいときにはリバーブを深く設定し、時間ｔ（ｉ）
−ＴＴ（ｉ）が小さいときにはリバーブを浅く設定す
る。これにより、テヌート奏法では深いリバーブとし
て、スタッカート奏法では浅いリバーブとすることがで
きる。

【００４９】３つ目の楽音制御としてパンを変更するこ
とができる。例えば、楽音がステレオとして左右２つの
楽音信号が生成され、左のスピーカと右のスピーカに別
れて楽音が発せられるときに、時間ｔ（ｉ）−ＴＴ
（ｉ）が小さいときには音像を左よりに設定し、時間ｔ
（ｉ）−ＴＴ（ｉ）が大きくなるほど音像を右よりに設
定することができる。

【００５０】また、鍵盤をスプリットして使用する場合
に、時間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）が小さいときにはスプリ
ット位置を左よりに設定し、時間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）
が大きくなるほどスプリット位置を右よりに設定するこ
ともできる。

【００５１】４つ目の楽音制御として音量制御をするこ
とができる。第１接点がオンしてから第２接点がオフす
るまでの時間差をｔ（ｉ）−Ｔ（ｉ）とすると、ｉ番目
の鍵の押下により検出されるベロシティＶＥＬ（ｉ）は
１／［ｔ（ｉ）−Ｔ（ｉ）］で表される。例えば、ベロ
シティＶＥＬ（ｉ）が同じであれば、時間ｔ（ｉ）−Ｔ
Ｔ（ｉ）が大きいときには音量を小さく設定し、時間ｔ
（ｉ）−ＴＴ（ｉ）が小さいときには音量を大きく設定
する。これにより、テヌート奏法では小さい音量とな
り、スタッカート奏法では大きい音量となる。つまり、
基本的にはベロシティＶＥＬ（ｉ）により音量が決定さ
れるが、それに対してさらに時間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）
によって付加的制御が行われる。

【００５２】音量制御は、奏法を検出した後に音源に対
して指示信号を与えて、楽音信号の全体エンベロープを
大きくすることにより行う。また、スピーカに接続され
る増幅器に対して指示信号を与えて、音量を制御しても
よい。

【００５３】５つ目の楽音制御として楽音のエンベロー
プ波形を制御することができる。例えば、時間ｔ（ｉ）
−ＴＴ（ｉ）が大きいときにはエンベロープ波形のサス
テインを長く設定し、時間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）が小さ
いときにはサステインを短く設定する。これにより、テ
ヌート奏法では長いサステインとなり、スタッカート奏
法では短いサステインとなる。

【００５４】図６は、ＣＰＵが処理するメインルーチン
を示すフローチャートである。ステップＰ１から処理は
スタートし、ステップＰ２においてレジスタ類の初期化
や接触センサの初期化等を行う。詳細は後述する。

【００５５】ステップＰ３において、鍵盤上の鍵の接触
センサ、第１接点、第２接点の情報を検出し、検出され
た情報に応じて楽音の制御を行い、音源に楽音パラメー
タを送出する。詳細は後述する。ステップＰ４では、操
作子の操作に応じたパラメータの設定処理を行い、音色
や効果等の楽音制御を行う。また、メインルーチンの終
了処理等の演奏に必要なその他の処理を行う。そして、
ステップＰ３へと進み、処理を繰り返す。

【００５６】図７は、タイマインタラプトの処理ルーチ
ンを示すフローチャートである。ＣＰＵは、タイマ用発
振器から所定時間毎に割り込み信号ＴＩＮＴを受ける。
そして、割り込み信号ＴＩＮＴが供給される度にタイマ
インタラプトの処理が行われる。つまり、所定時間間隔
で以下の処理が行われる。

【００５７】ステップＱ１から処理がスタートし、ステ
ップＱ２において時間カウンタｔがインクリメントされ
る。時間カウンタｔは、割り込み信号ＴＩＮＴが発生す
る度にインクリメントされる時間カウンタのレジスタで
ある。

【００５８】ステップＱ３では、時間カウンタｔが所定
値ｔ_max に達したか否かを調べる。所定値ｔ_max は、時
間カウンタｔがカウントされる最大値を示し、この値を
越えてカウントされることはない。

【００５９】時間カウンタｔが所定値ｔ_max に達してい
れば、ステップＱ４へ進み時間カウンタｔを０にリセッ
トして、次回からは０からカウントし直す。その後、ス
テップＱ５へ進み、割り込み前の処理を再開する。一
方、時間カウンタｔが所定値ｔ _max に達していなけれ
ば、ステップＱ４をバイパスしてステップＱ５へ進み、
割り込み前の処理を再開する。

【００６０】図８は、図６のステップＰ２の初期設定処
理の詳細を示すフローチャートである。レジスタ類の初
期化や接触センサの初期化等を行う。接触センサには、
高周波発振器を用いているためにノイズが発生する。そ
こで、ノイズによる接触センサの誤動作を防止するため
に以下の接触センサの初期設定処理を行う。

【００６１】ステップＳ１から処理がスタートし、ステ
ップＳ２においてＲＡＭ内のレジスタ類の初期化を行
う。そして、レジスタＬＶｐに０、カウンタｉに０、カ
ウンタＮに０をそれぞれセットする。レジスタＬＶｐ
は、接触センサから検出されるノイズの最大値を格納す
るレジスタである。カウンタｉは、処理の対象となる鍵
盤上の鍵の番号を格納するレジスタである。カウンタＮ
は、鍵盤上の全ての鍵について処理を行った回数を格納
するレジスタである。

【００６２】ステップＳ３では、鍵盤上のｉ番目の鍵に
対応する接触センサの信号を入力する。この時の入力信
号は、鍵に演奏者が触れていないときの信号であるので
多少のノイズが混じった信号が得られる。その後、カウ
ンタｉをインクリメントする。ステップＳ４では、ｉ番
目の接触センサからの入力値をレジスタＬＶｎに格納す
る。

【００６３】ステップＳ５では、レジスタＬＶｎがレジ
スタＬＶｐより大きいか否かを調べる。レジスタＬＶｎ
がレジスタＬＶｐより大きければ、ステップＳ６へ進み
レジスタＬＶｐにレジスタＬＶｎの値を格納し、レジス
タＬＶｐの最大値を更新する。その後、ステップＳ７に
進む。一方、ステップＳ５においてレジスタＬＶｎがレ
ジスタＬＶｐより大きくなければ、ステップＳ６をバイ
パスしてステップＳ６へ進む。

【００６４】ステップＳ７において、カウンタｉが８８
より大きいか否かを調べる。カウンタｉが８８より大き
くなければ、ステップＳ３へ戻り次の鍵について同様の
処理を繰り返す。一方、カウンタｉが８８より大きけれ
ば、鍵盤上の全ての鍵について処理が終了したのでステ
ップＳ８へ進む。

【００６５】ステップＳ８では、カウンタｉに０をセッ
トし、カウンタＮをインクリメントする。そして、ステ
ップＳ９において、カウンタＮが１０００か否かを調べ
る。カウンタＮが１０００でなければ、ステップＳ３へ
戻り、全ての鍵についての処理を繰り返す。一方、カウ
ンタＮが１０００であれば、全ての鍵の接触センサにつ
いて１０００回の処理を終了したことになり、ステップ
Ｓ１０へ進み図６のメインルーチン中の処理に戻る。

【００６６】以上の初期設定により、鍵盤上の全ての鍵
の接触センサから得られるオフ信号の中で最大のノイズ
レベルを検出し、その処理を１０００回繰返し、最大ノ
イズレベルをレジスタＬＶｐに格納する。

【００６７】図９は、図６のステップＰ３の鍵盤処理の
詳細を示すフローチャートである。ステップＲ１から処
理はスタートし、ステップＲ２においてカウンタｉを０
から８８まで変化させて全ての鍵について接触センサ、
第１接点、第２接点の変化をウォッチする。

【００６８】ステップＲ３では、今回ウォッチ中の接点
データにおいて接触センサにオンイベントが発生してお
り、かつノイズレベルレジスタＬＶｐより大きいか否か
を調べる。接触センサ信号がＬＶｐより大きければ、接
触センサがオンとなったことを示すので、ステップＲ４
へ進みレジスタＴＴ（ｉ）に現在の時間を示すｔ（ｉ）
の値を格納する。その後、処理端子Ａに進む。一方、ス
テップＲ３において接触センサ信号がノイズレベルＬＶ
ｐより大でない場合には、未だ接触とは認めずステップ
Ｒ４をバイパスして処理端子Ａに進む。

【００６９】レジスタＴＴ（ｉ）は、ｉ番目の鍵の接触
センサにオンイベントが発生した時間を格納するレジス
タである。また、ｔ（ｉ）は、図７に示すタイマインタ
ラプトによりカウントされる現在の時間を示す。

【００７０】図１０は、鍵盤処理の処理端子Ａに続く処
理を示すフローチャートである。処理端子Ａからステッ
プＲ５へ進む。ステップＲ５において、今回ウォッチ中
の接点データにおいて第１接点がオン中であるか否かを
調べる。オン中であればステップＲ６へ進み、オン中で
なければステップＲ１２へ進む。

【００７１】ステップＲ６において、今回ウォッチ中の
接点データにおいて第１接点にオンイベントが発生して
いるか否かを調べる。オンイベントが発生していれば、
現在第１接点がオフからオンに切り替わったことを示す
ので、ステップＲ７へ進みフラグＰＲＥＰ（ｉ）に１を
セットして、レジスタＴ（ｉ）に現在の時間を示すｔ
（ｉ）の値を格納する。その後、ステップＲ８へ進む。
一方、ステップＲ６で第１接点にオンイベントが発生し
ていなければ、ステップＲ７をバイパスしてステップＲ
８へ進む。

【００７２】フラグＰＲＥＰ（ｉ）は、ｉ番目の鍵の第
１接点にオンイベントが発生した際１にセットされ、そ
の後に楽音パラメータが楽音発生回路（音源）に送出さ
れた際０にリセットされる。レジスタＴ（ｉ）は、ｉ番
目の鍵の第１接点にオンイベントが発生した時間を格納
するレジスタである。

【００７３】ステップＲ８では、今回ウォッチ中の接点
データにおいて第２接点がオン中であるか否かを調べ
る。第２接点がオン中でなければ、バイパスしてステッ
プＲ１５へ進む。一方、第２接点がオン中であれば、ス
テップＲ９へ進む。

【００７４】ステップＲ９では、フラグＰＲＥＰ（ｉ）
が１であるか否かを調べる。フラグＰＲＥＰ（ｉ）が１
でなければ、すでに楽音パラメータを楽音発生回路（音
源）に送出済みであるので、バイパスしてステップＲ１
５へ進む。一方、フラグＰＲＥＰ（ｉ）が１であればス
テップＲ１０へ進む。

【００７５】ステップＲ１０では、鍵盤から検出された
キーオンデータ、キーデータ（キーコード）および速度
データを楽音発生回路（音源）のｉチャンネルに送出す
る。速度データＶＥＬ（ｉ）は、次式により表される。

【００７６】 ＶＥＬ（ｉ）＝１／［ｔ（ｉ）−Ｔ（ｉ）］ これは、第１接点にオンイベントが発生してから第２接
点がオンになるまでの時間に相当する速度である。

【００７７】ステップＲ１１では、接触センサにオンイ
ベントが発生してからの時間ＴＴ（ｉ）を現時間ｔ
（ｉ）から引いて、時間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）を算出す
る。算出された時間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）を用いて、図
４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示すようなテーブ
ルから楽音制御量ＴＢＬ［ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）］を求
める。求められた楽音制御量ＴＢＬ［ｔ（ｉ）−ＴＴ
（ｉ）］を楽音発生回路（音源）のｉチャンネルに送出
し、時間ｔ（ｉ）−ＴＴ（ｉ）に応じた楽音の制御を行
う。その後、ステップＲ１４へ進む。

【００７８】ステップＲ１２では、ステップＲ５におい
て第１接点がオンでないときに行う処理である。今回ウ
ォッチ中の接点データにおいて第１接点にオフイベント
が発生しているか否かを調べる。オフイベントが発生し
ていなければ、バイパスしてステップＲ１５へ進む。一
方、第１接点にオフイベントが発生していれば、ステッ
プＲ１３へ進む。

【００７９】ステップＲ１３では、キーオフイベントを
楽音発生回路（音源）のｉチャンネルに送出する。その
後、ステップＲ１４へ進む。ステップＲ１４では、フラ
グＰＲＥＰ（ｉ）を０にリセットし、ステップＲ１５へ
進む。

【００８０】ステップＲ１５では、他のキーデータがあ
るか否かを調べる。他のキーデータがあれば、処理端子
Ｂへ進み、処理端子Ｂから図９のステップＲ２へ進み他
の鍵について同様な処理を繰り返す。一方、他のキーデ
ータがなければ、ステップＲ１６へ進み図６のメインル
ーチンの処理に戻る。

【００８１】なお、ステップＲ１１をステップＲ１０の
キーオンデータ送出の後に行わず、ステップＲ１３のキ
ーオフデータ送出の後に行ってもよい。これにより、タ
ッチの際の楽音を制御するのではなく、リリースの際の
楽音を制御することができる。例えば、テヌート奏法で
はエンベロープ波形のサステインを長くし、スタッカー
ト奏法ではサステインを短くすれば演奏の表現力を増加
させることができる。

【００８２】また、ステップＲ１０のキーオンデータ送
出後とステップＲ１３のキーオフデータ送出後の両方で
ステップＲ１１の楽音制御量送出を行ってもよい。例え
ば、キーオンデータ送出後には音色制御の制御量を送出
し、キーオフデータ送出後はリバーブの制御量を送出し
てもよい。

【００８３】以上のように、鍵盤の鍵表面部に導電体を
形成することにより演奏者の鍵への接触を検出する接触
センサを構成することができる。そして、鍵に触れてか
ら押鍵する間の時間を計測し、計測された時間に応じて
音色やエンベロープ波形や効果等の楽音の制御を行うこ
とにより、表現力豊かな演奏を実現できる。また、高周
波発振器を用いることにより、接触センサはほとんど時
間的遅れを感じさせずに正確な接触時間を検出すること
ができる。

【００８４】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。例えば、種
々の変更、改良、組合わせ等が可能なことは当業者に自
明であろう。

【００８５】

【発明の効果】高周波発振器によるハムノイズを使用す
ることにより、演奏者の鍵への接触タイミングを高精度
に検出することができる。これにより、繊細な楽音制御
を行うことが可能である。また、鍵表面部を導電性とす
ることにより、簡単な構成で鍵への接触を検出すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例による電子楽器を演奏者が演
奏する例を示す概略図である。

【図２】 電子楽器の構成例を示すブロック図である。

【図３】 電子楽器の構成を示す回路図である。

【図４】 接触センサのオンイベントが検出されてから
第２接点がオンするまでの時間に応ずる楽音制御量の例
を示す。図４（Ａ）は楽音制御量例１を示すグラフであ
り、図４（Ｂ）は楽音制御量例２を示すグラフであり、
図４（Ｃ）は楽音制御量例３を示すグラフであり、図４
（Ｄ）は楽音制御量例４を示すグラフである。

【図５】 音色制御に用いるフィルタの例を示す。図５
（Ａ）はローパスフィルタ（ＬＰＦ）の周波数特性、図
５（Ｂ）はバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）の周波数特
性、図５（Ｃ）はハイパスフィルタ（ＨＰＦ）の周波数
特性を示すグラフである。

【図６】 ＣＰＵが処理するメインルーチンを示すフロ
ーチャートである。

【図７】 タイマインタラプトの処理ルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図８】 図６のステップＰ２の初期設定処理の詳細を
示すフローチャートである。

【図９】 図６のステップＰ３の鍵盤処理の詳細を示す
フローチャートである。

【図１０】 図６の鍵盤処理の続きの処理を示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

１ 演奏者、 ２ 椅子、 ３ 導線、 ４ 電
子楽器、 ５ 鍵盤、 ６ 接触検出回路、 ７
楽音コントロール回路、 ８ 音源、１１ 高周波
発振器、 １２ 椅子の座面、 １３ 鍵盤、
１４ 白鍵、 １５ 黒鍵、 １６ バス、 １
７ ＲＯＭ、 １８ ＲＡＭ、１９ ＣＰＵ、 ２
０ 音源、 ２１ 操作子、 ２２ タイマ用発振
器、 ２３ 増幅器、 ２４ スピーカ、 Ｒ
抵抗、 Ｄ ダイオード、 Ｃ コンデンサ、
ＯＰ オペアンプ、 Ｖｃ 正電位電源、ＧＮＤ 接
地電位、 Ｓ 導電体、 Ｔ 電極、 ＨＦ 高
周波電源、ＣＴＬ 制御回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鍵を複数含み、鍵操作に応じた信号を生
   成する鍵盤（１３）と、 前記鍵盤にて生成される信号に基づいて楽音を生成する
   楽音発生手段（２０）と、 演奏者が演奏姿勢を取るとき、演奏者と電気的に結合さ
   れる高周波発振器（１１）と、 前記鍵盤の鍵表面部に形成された導電体（Ｓ）を含み、
   演奏者が鍵に接触するとき、前記高周波発振器から前記
   導電体を介して与えられるハムノイズを検出するタッチ
   検出手段と、 前記タッチ検出手段より検出された信号に基づいて前記
   楽音発生手段に供給する楽音制御信号を制御する楽音制
   御手段とを有する電子楽器。
2. 【請求項２】 鍵を複数含み、鍵操作に応じて発音タイ
   ミング信号と音高信号を生成する鍵盤（１３）と、 前記鍵盤にて生成される信号に基づいて楽音を生成する
   楽音発生手段（２０）と、 前記鍵盤の鍵表面に演奏者が接触することを検出するタ
   ッチ検出手段と、 前記鍵盤にて生成される発音タイミング信号と音高信号
   と前記タッチ検出手段より検出される信号に基づいて鍵
   の奏法を検出する奏法検出手段と、 前記奏法検出手段より検出された奏法に応じて前記楽音
   発生手段に供給する楽音制御信号を制御する楽音制御手
   段とを有する電子楽器。
3. 【請求項３】 さらに、前記鍵盤に演奏者が接触してい
   ないときの前記タッチ検出手段から検出されるノイズを
   検出するノイズ検出手段を有し、 前記タッチ検出手段は検出した信号が前記ノイズ検出手
   段から検出されるノイズ信号よりも大きい信号か否かを
   判断して接触を検出する請求項１または２記載の電子楽
   器。