JPH0734468Y2 - 電子鍵盤楽器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （ａ）産業上の利用分野 この考案は、電子ピアノや鍵盤型シンセサイザなどの電
子鍵盤楽器に関し、特にその表現力の向上に関する。

（ｂ）考案の背景 音楽の演奏は、単に発生する楽音が楽譜の指示通りの音
高になっていればよいものではなく、一音毎の音色はも
とより微妙なレベル（音量），ピッチ（音程）のゆらぎ
や消えてゆく楽音の余韻の処理など、楽音の細部まで気
を使って初めて美しい演奏が可能になる。したがって、
楽器は演奏者のこのような意図を受け付けてそれを反映
した楽音を発生するものでなければならない。

（ｃ）従来の技術 現在、電子ピアノや鍵盤型シンセサイザに代表される電
子鍵盤楽器が広く実用化されている。この種の電子鍵盤
楽器の鍵盤は、演奏者の音高指示を受け付ける他、イニ
シャル強度によって発音レベルを決定することができ
る。また、キーオン中の押下強度（アフタータッチ）に
よって発音レベルの変化やビブラートなどの効果をつけ
ることもできる。しかし、これでも鍵盤のみでは演奏者
の意図を十分に受け付けることができないため、一部の
電子鍵盤楽器には付加的な演奏用操作子としてペダルや
ホイール（特公昭61-47433号公報第11図参照）が設けら
れている。このペダルやホイールを操作することによっ
てビブラートなどの効果やピッチ変位などを制御するこ
とができる。

（ｄ）考案が解決しようとする課題 しかし、ペダルやホイールは楽音の一音一音に対して微
妙な表情をつける操作子ではなく、そのとき発音されて
いる全ての楽音のレベルやビブラートなどをトータルに
制御するための操作子である。さらに、ホイールは鍵盤
操作とは別に手で操作しなければならないため、その分
鍵盤による表現が不十分になる欠点があった。このた
め、従来の鍵盤のみでは一音一音に対する表現が十分で
なく、ペダルやホイールを使用してもその表現力が十分
に向上しない欠点があった。さらに、平均率と純正調と
の音階の変更や音量，ピッチ，音色など各種の楽音制御
パラメータの変更を行うには鍵盤とは別に設けられたス
イッチなどの操作子を操作する必要があるが、演奏中に
これらの操作子を操作することは極めて困難であり、多
様な音楽表現を行うのに限界があった。

そこで、上記問題を解決するために本出願人は特開平1-
170992号「電子楽器」において、キー表面（楽音演奏用
操作子の表面）にセンサを設け、このセンサの検出情報
に応じて楽音制御する電子楽器を提案した。この提案に
係る電子楽器では、キーの表面上の指の位置によって楽
音制御パラメータを設定することができるために、操作
性を良くするとともに音楽の表現内容を従来の電子楽器
に比べて大きく高めることができる。

この考案は、上記の電子鍵盤楽器において、さらに多様
な楽音表現を可能にすることを目的とする。

（ｅ）課題を解決するための手段 この考案は、複数の鍵からなる鍵盤と、 この鍵盤の各鍵毎に設けられ各鍵のオンおよびオフを検
出するオン／オフ検出手段と、 このオン／オフ検出手段が検出した各鍵のオンおよびオ
フに応じて楽音信号を発生する楽音発生手段とを設けた
電子鍵盤楽器において、 前記鍵盤の各鍵の表面に設けられ指の接触位置を検出す
る第１のセンサおよび第２のセンサが前記鍵盤の鍵の並
び方向に並設され、各センサは鍵の長手方向において指
の接触位置に対応した値を出力する指位置検出手段と、 前記指位置検出手段の第１のセンサの出力に応じて楽音
信号の第１の特性を制御するとともに、前記指位置検出
手段の第２のセンサの出力に応じて前記楽音信号の第２
の特性を制御する楽音制御手段と、 を設けたことを特徴とするキー表面に楽音制御パラメー
タ設定用の相互に独立した接触センサを複数個設け、個
々のセンサは鍵の長手方向において接触位置に対応した
値を出力し、それぞれセンサの出力に応じて楽音の対応
する特性を制御することを特徴とする。

（ｆ）作用 この考案では、演奏者が鍵を押下するときにまず鍵表面
の何れかの位置に触れることから、指位置検出手段の第
１のセンサまたは第２のセンサから鍵の長手方向におい
て指が接触する位置に関する信号が出力される。この出
力に基づいて楽音信号の第１の特性または第２の特性が
制御される。したがって、鍵を押下するときに、鍵のど
の位置を指で押すかにより発生する楽音の特性を制御す
ることができる。

（ｇ）実施例 第２図はこの考案の実施例である電子鍵盤楽器のブロッ
ク図である。鍵盤１は４〜５オクターブ程度の音域を有
し、音源15にはそれぞれ独立して発音可能なチャンネル
が８個設けられている。楽器外面部には鍵盤１の他音色
選択スイッチを含むスイッチ群２、スピーカなどのサウ
ンドシステム４が設けられている。楽器の動作はCPU10
によって制御され、メモリや各動作部はバス11を介して
CPU10に接続されている。バス11にはタッチ強度検出回
路12,キーオン検出回路13,スイッチインターフェイス1
4,音源回路15,キータッチ検出回路16,ROM17,RAM18,タイ
マ19が接続されている。タッチ強度検出回路12,キーオ
ン検出回路13は鍵盤１の各キー（鍵）のオン・オフやタ
ッチ強度（イニシャル強度，アフタータッチ強度）を検
出する。また、キータッチ検出回路16はキー表面に設け
られている２つの接触センサより、指がキー表面に触っ
ているか否か、および触っている場合にはその接触位置
を検出する。この接触センサについては後述する。

スイッチインターフェイス14はスイッチ群２の各スイッ
チのオン・オフを検出する。音源回路15には独立した８
チャンネルの音源が設けられており、CPU10から受け取
った波形信号などに基づいて、同時に８音まで発音する
ことができる。

第１図はキーおよび接触センサを含むキータッチ検出回
路16の構成図を示している。同図（Ａ）は１つのキーの
平面図，同図（Ｂ）は側面図を示している。キーベース
20の表面にキーベースの長手方向に沿って２つの抵抗体
R1,R2が設けられ、さらにこの上にスペーサ21を介して
導電性フィルム22がキーベース20の表面全体を被うよう
に設けられている。また、導電性フィルム22には直流電
源Ｅが接続され、抵抗体R1,R2の端部には端子が設けら
れ、ここから信号を取り出せるようにしている。各信号
はアンプとA/D変換器でデジタル化されてキータッチ信
号KT1,KT2としてそれぞれCPU10に送られる。なお、図示
はしていないが、キーオン状態やタッチ強度を検出する
ための公知のスイッチ部がキーベース20の下方に設けら
れている。

上記の構成で、キーの横方向、すなわちＹ方向のＡ領域
の範囲を指で押せばキータッチ信号KT1が出力され、Ｂ
領域を押せば、キータッチ信号KT2が出力される。ま
た、Ｘ方向のキーの前方を押すに従って、信号KT1また
はKT2の大きさが小さくなり、後方を押すに従って逆に
大きくなっていく。従って、この実施例では導電性フィ
ルム22と抵抗体R1とで第１の接触センサを構成し、導電
性フィルム22と抵抗体R2とで第２の接触センサを構成す
ることになるから、この２種類の接触センサをそれぞれ
異なった楽音制御パラメータ設定用に使用することがで
きるようになる。例えば、抵抗体R1と導電性フィルム22
とからなる接触センサを楽音の音量制御パラメータ設定
用に使用し、抵抗体R2と導電性フィルム22からなる第２
の接触センサをピッチ設定用に使用することが可能であ
る。

前記ROM17,RAM18には第３図に示すメモリエリアが設定
されている。まずROM17にはシステムプログラム（M
1），音色データ（M2）が記憶されており、RAM18には音
色データレジスタM3,キーコードレジスタM4,イニシャル
強度レジスタM5,キーオンフラグM6,キータッチフラグM
7,M8および音量データレジスタM9,ピッチデータレジス
タM10の各エリアが設定されている。音色データレジス
タM3は、スイッチによって選択された音色データをROM1
7（M2）から読み出して音源回路15に即座に送信可能な
状態にしておくためのメモリエリアである。キーオンフ
ラグM6はキーオンされているか否かを記憶するためのフ
ラグである。キーコードレジスタM4,イニシャル強度レ
ジスタM5はキーオン時に検出したキーコード，イニシャ
ル強度を記憶するレジスタである。このレジスタの内容
は音色データとともに音源回路15に送信される。キータ
ッチフラグM7,M8は、それぞれ、キータッチデータKT1,K
T2を検出したときにセットされるフラグである。KT1が
検出されたときにはフラグFKT1がセットされ、KT2が検
出されたときにはFKT2がセットされる。M9,M10はそれぞ
れ音量データレジスタ，ピッチデータレジスタを構成
し、音量データレジスタはキータッチデータKT1の大き
さに対応したデータを音量データとして記憶し、ピッチ
データレジスタは、キータッチデータKT2に対応したデ
ータをピッチデータとして記憶する。なお、KT1,KT2の
それぞれのデータに対応する音量データ，ピッチデータ
については図外のテーブルに設定されている。

第４図は前記CPU10の動作を示すフローチャートであ
る。同図（Ａ）はメインルーチン，（Ｂ）〜（Ｅ）はサ
ブルーチンである。

先ず同図（Ａ）において、この電子鍵盤楽器の電源がオ
ンされると、各レジスタをリセットするなどのイニシャ
ル処理が実行される（n1）。この処理によって演奏可能
となり音色スイッチ処理動作（n2），キー処理動作（n
3），キータッチセンサ処理動作（n4）が繰り返し実行
される。各動作（サブルーチン）では、キーやスイッチ
のオン・オフイベントを検出した時、対応する動作が行
われる。同図（Ｂ）は音色スイッチ処理動作を示すフロ
ーチャートである。音色スイッチが押下されるとこの動
作がスタートし、押下された音色スイッチに対応する音
色データをROM17の音色データ記憶エリアM2から読みだ
して（n5）音色データレジスタM3に設定する（n6）。こ
の動作の後リターンする。

同図（Ｃ）はキーオンイベント処理ルーチンである。キ
ーオンイベントがあるとこの動作が実行される。先ず、
n7でオンされたキーのキーコードとそのイニシャル強度
を検出してキーコードレジスタM4,イニシャル強度レジ
スタM5に記憶する。なお、この段階では、後述のように
キーオンイベントが発生する前にキータッチイベントが
発生している（キータッチフラグFKT1またはFKT2の何れ
かがセットされている。）ために、音量データ（M9）ま
たはピッチデータ（M10）がすでに設定されている。そ
して、これらの音量データまたはピッチデータを音色デ
ータ等とともに音源回路15に対して送信する（n8）。キ
ーオンフラグM6をセットして（n9）リターンする。

同図（Ｄ）はキーオフイベント処理ルーチンである。キ
ーオフイベントを検出すると、先ずキーフラグM6および
キータッチフラグM7,M8をリセットし（n10）、音源回路
15にキーオフデータを送信して（n11）、リターンす
る。

同図（Ｅ）はキータッチイベント処理ルーチンである。
キータッチイベントは、鍵盤上の何れかのキーに演奏者
の指が接触したときに発生する。このキータッチイベン
トが発生すると、キータッチデータKT1とKT2のどちらの
データが発生しているかを検出し（n13）、KT1であれ
ば、FKT1をセットするとともに、そのときの検出データ
に対応する音量データを図外のテーブルから検索してM9
にセットする（n15）。また、検出データがKT2であれ
ば、FKT2をセットし（n16）、そのときの検出データに
対応するピッチデータを図外のテーブルから検索してM1
0にセットする（n17）。そして、n15,n17でセットされ
た音量データまたはピッチデータは、第４図（Ｃ）のn8
において音色データなどとともに音源回路に対して送信
される。

以上の動作によって、演奏者は押鍵しようとするキーの
表面に指を接触させるだけでそのキーに対応したピッチ
データと音量データを決めることができる。それらのデ
ータの種類（音量データからピッチデータ）およびその
パラメータ量は指の先端の接触位置で決まる。すなわち
第２図（Ａ）に示すように、Ｙ方向のＡの領域のキー表
面に接触している時には楽音制御パラメータとして音量
データを指定することなり、Ｂの領域のキー表面を接触
しているときにはピッチデータを指定することになる。
さらに、その接触位置をＸ方向のどの位置にするかによ
ってパラメータ量を決めることができる。したがって、
例えば、キーの押圧位置が後部になればなるほど予め定
めた一定値に対しての音量が大きくなるようにし、また
ピッチについてもキーの後部を押すに従って一定のピッ
チから少しづつピッチが高くなるようにしておけば、演
奏中にある音高に対して音量を大きくしたい場合や、ピ
ッチを少し上げたい場合に、他のスイッチ類を操作しな
くても簡単に対応することができる。

第５図はこの考案の他の実施例を示している。同図に示
すものでは、櫛歯状の接点群ＣとＤを配置し、各接点群
C,Dの共通電極を抵抗R3,R4で構成し、さらにこの接点群
C,Dの上に内側に導電ペーストを塗布したラバーシート
などを取り付けて構成される。抵抗R3,R4には電源Ｅが
供給され、接触センサの検出信号および電圧検出信号を
a,bの端子から得るようにしている。キーベース上に設
けられているラバーキーに接触するとその位置の櫛歯電
極がオンしてその位置に対応する電圧が端子ａまたはｂ
に出力される。これを利用してキー表面の指の接触位置
を検出する。この例でも、櫛歯上の電極群C,Dをそれぞ
れ独立した楽音制御パラメータ設定用の接触センサとし
て利用することが可能である。

第６図は第５図に示す構成の電極群C,Dの接点のオン検
出をマトリックス方式によって行うものである。すなわ
ち、電極群C,Dの各接点部から引出線E1,E2を延ばすとと
もに、コモン線C1,C2を延ばし、これらの引出線とコモ
ン線を図外の入力部コントローラに導くようにする。接
点検出は、引出線E1,E2に走査パルスを流すことによっ
て検出する。

第７図は第６図に示す接触センサの電極群の構造を変え
た例を示している。同図（Ｂ）に示すように、各接点は
センター電極F1とこの電極F1の上部を被う椀状の電極パ
ターンF2とで構成され、電極パターンF2がコモン線C1ま
たはC2に接続され、センター電極F1が引出線E1またはE2
に接続されるようになっている。

以上の実施例においては、楽音制御パラメータを設定す
るための接触センサとして、キー表面上に２種類配置す
るようにしたが、もちろんこれ以上であっても良く、さ
らに、複数のこれらの接触センサを前後方向に配置する
ようにしても良い。また、楽音制御パラメータとしては
上記実施例に示したピッチや音量に限らず音色や効果で
あっても良いし、接触センサの方向に指をなぞったとき
にポルタメント効果やグリッサンド効果を出すようにす
ることも可能である。

（ｈ）考案の効果 以上のようにこの考案によれば、鍵表面に第１のセン
サ，第２のセンサからなる指位置検出手段を設けたこと
により、１音１音に対する微妙な音楽的な表情付けが可
能になり、しかも、そのための操作は押鍵時の指の接触
位置を移動させることのみであるため極めて容易な操作
で表現力を高めることができる。また、オン／オフ検出
手段の作動前後において接触センサにより、例えば鍵オ
ン前，鍵オフ後の指の動きによるアタック（楽音の立ち
上がり）やリリース（余韻）を検出できるなど、鍵オン
／オフ前後の演奏者の指の動きを検出できるようになる
ために、この検出内容を利用することによって演奏者の
意図を十分に反映した楽音の発生が可能になる利点があ
る。

さらに、鍵表面に指の接触位置を検出する２つのセンサ
を設けることによって、２種類の楽音特性を制御でき、
また、単に鍵表面に２つのセンサを設けるようにしただ
けではなく、２つのセンサを鍵盤の鍵の並び方向に並設
したことにより、指の押す向きに応じて楽音特性を異な
らせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ），（Ｂ）はこの考案の実施例である電子鍵
盤楽器の鍵盤とキータッチ検出回路の構成を示す図、第
２図は同電子鍵盤楽器の制御部のブロック図、第３図は
同電子鍵盤楽器のメモリの一部構成図、第４図（Ａ）〜
（Ｅ）は同電子鍵盤楽器のCPUの動作を示すフローチャ
ート、第５図〜第７図は本考案の他の実施例を示してい
る。 16……キータッチ検出回路、20……キーベース、22……
導体性フィルム、R1,R2……抵抗体、KT1,KT2……キータ
ッチ検出データ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の鍵からなる鍵盤と、 この鍵盤の各鍵毎に設けられ各鍵のオンおよびオフを検
   出するオン／オフ検出手段と、 このオン／オフ検出手段が検出した各鍵のオンおよびオ
   フに応じて楽音信号を発生する楽音発生手段とを設けた
   電子鍵盤楽器において、 前記鍵盤の各鍵の表面に設けられ指の接触位置を検出す
   る第１のセンサおよび第２のセンサが前記鍵盤の鍵の並
   び方向に並設され、各センサは鍵の長手方向において指
   の接触位置に対応した値を出力する指位置検出手段と、 前記指位置検出手段の第１のセンサの出力に応じて楽音
   信号の第１の特性を制御するとともに、前記指位置検出
   手段の第２のセンサの出力に応じて前記楽音信号の第２
   の特性を制御する楽音制御手段と、 を設けたことを特徴とする電子鍵盤楽器。