JPH0769691B2

JPH0769691B2 - 楽音制御装置

Info

Publication number: JPH0769691B2
Application number: JP62328069A
Authority: JP
Inventors: 秀雄鈴木; 俊一松島; 雅彦小幡; 真雄坂間
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1987-12-24
Filing date: 1987-12-24
Publication date: 1995-07-31
Anticipated expiration: 2010-07-31
Also published as: JPH01167895A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、電子楽器に用いられ、演奏用の操作ボタン
のイニシャルタッチおよびアフタータッチを検出する楽
音制御装置に関するものである。

「従来の技術」例えば、オルガンにおいては、その鍵盤と連動して開閉
弁が動作するだけであるから、鍵盤を一度押さえてしま
えば、その後、いくら強く押さえても音には何の変化も
現れないが、ピアノにおいては、鍵盤を押す強さ、いわ
ゆるタッチに応じて音の強弱が変化する。一方、電子鍵
盤楽器において、鍵盤のイニシャルタッチやアフタータ
ッチを検出し、これにより音を変化させるようにしたも
のが知られている。

ここで、イニシャルタッチとは、打鍵の瞬間の押圧力の
変化速度に対応するものであり、またアフタータッチと
は、打鍵の後、その鍵盤を押し続けている間の押圧力の
連続的な変化に対応するものである。

そして、従来の電子鍵盤楽器において、イニシャルタッ
チを検出する方法としては、鍵盤が押されていない状態
で“オン”となるブレイク接点（常閉接点）と、鍵盤が
押し込まれた状態で、“オン”となるメーク接点（常開
接点）とを設け、鍵盤が押されブレイク接点が“オフ”
となった時点からメーク接点が“オン”となるまでの時
間間隔を計数することにより、打鍵の瞬間の押圧力の変
化速度に対応したイニシャルタッチ信号を得る方法が用
いられていた。また、アフタータッチを検出する方法と
しては、鍵盤に加えられる押圧力を検出する圧力センサ
を設け、この圧力センサから押圧力の連続的な変化に対
応したアフタータッチ信号を得る方法が用いられてい
た。

「発明が解決しようとする問題点」ところで、従来の電子鍵盤楽器においては、イニシャル
タッチを検出するために、１個の鍵盤について、ブレイ
ク接点とメーク接点、および時間を測定するための計数
回路を各々設けなければならず、また、アフタータッチ
を検出するために別途圧力センサを設けなければならな
かった。このように、イニシャルタッチとアフタータッ
チが別々の検出手段によって検出されるようになってい
るので、構成が複雑となり、さらに、接点を有する構造
であるため、チャタリングが生じやすくなり、これらは
特に演奏用の操作ボタンなどを手に持って演奏するよう
な場合に問題となる。

そこでこの発明は、イニシャルタッチとアフタータッチ
を単一の無接点の検出手段によって検出することができ
る楽音制御装置を提供することを目的としている。

「問題点を解決するための手段」この発明は、手に持って操作されるグリップ型の操作ボ
タンと、前記操作ボタンに加えられる押圧力に応じて変
化する信号を出力する押圧力検出手段と、前記押圧力検
出手段の出力が所定の基準値以上となったことを判別す
る判別手段と、前記判別手段が基準値以上となったこと
を判別してから所定時間経過した時点で押圧力検出手段
の出力を取り込んで保持する保持手段と、前記判別手段
が基準値以上となったことを判別してから前記所定時間
経過後においても、前記判別手段が基準値以上となって
いることを判別していることを条件にボタン操作信号を
出力する操作信号出力手段とを設け、前記保持手段の出
力をイニシャルタッチに対応した信号として、前記押圧
力検出手段の出力をアフタタッチに対応した信号として
それぞれ出力すると共に、前記操作信号出力手段からボ
タン操作信号を出力し、これら３種類の信号に基づき楽
音制御を行うことを特徴としている。

「作用」上記構成によれば、操作ボタンに加えられる押圧力は押
圧力検出手段において検出され、その検出結果に基づく
信号がアフタタッチに対応する信号として出力される。
そして、その出力信号が基準値以上であることが判別手
段において判別された場合には、所定時間後に保持手段
が上記出力信号を保持し、その保持結果に基づいてイニ
シャルタッチに対応する信号が出力される。さらに、上
記所定時間後にまだ判別手段において基準値以上の判別
が行われている場合に、操作信号出力手段からボタン操
作信号が出力される。

このため、１つの押圧力検出手段の出力から上記３種類
の楽音制御のための信号を生成することができ、装置構
成を簡素化することができるとともに、押圧力検出手段
は接点を有しない構造であるため、チャタリングが生じ
ることもない。

「実施例」以下、図面を参照し、この発明の実施例について説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例の全体構成を示すブロック
図、第２図は同実施例において用いられるグリップ1R,1
Lの外観構成を示す図、第３図は同実施例の使用例を示
す正面図である。

まず、グリップ1R,1Lの構成について、第２図を参照し
て説明する。グリップ1Rは右手用、グリップ1Lは左手用
であり、これらは互いに左右対称となるように構成され
ているので、以下、右手用のグリップ1Rについてのみ説
明し、各部の符号ＲをＬと読み替えることにより、左手
用のグリップ1Lの説明に代えるものとする。

右手用のグリップ1Rにおいて、2Rは右手で把持し得る形
状のケースであり、このケース2Rには、右手で握られた
場合に、その手になじむように親指と人差し指の間の付
け根部分と密着する曲面2Raが形成され、また、握った
手から外れないように、薬指と中指の間に挟まれる係止
部2Rbが形成されている（第３図参照）。また、ケース2
Rには７個の圧力センサSR₁〜SR₇が組み込まれている。
これらの各圧力センサSR₁〜SR₇は、ケース2Rに突没自在
に設けられた押しボタンと、この押ボタンを介して加え
られる押圧力に応じて固有抵抗値が変化する圧電素子と
から各々構成されている。

ここで、圧力センサSR₁〜SR₇の配置について説明する。
圧力センサSR₁〜SR₇は、グリップ1Rを右手で握った場合
に、その５本の指先によって容易に押圧可能な位置に各
々配置されており、圧力センサSR₁,SR₂は親指で押圧可
能な位置に横方向に並べて配置され、圧力センサSR₃,SR
₄は人差し指で押圧可能な位置に縦方向に並べて配置さ
れ、さらに、圧力センサSR₅,SR₆,SR₇は中指、薬指、小
指によって各々押圧可能な位置に縦方向に並べて配置さ
れている。このような配置としたことにより、片手の５
本指で、７個の圧力センサSR₁〜SR₇を無理なく操作する
ことができる。

そして、各圧力センサSR₁〜SR₇が指先よって押し込まれ
ると、内部の圧電素子に押圧力が作用して、その抵抗値
が変化するようになっている。これらの各圧力センサSR
₁〜SR₇は、ケーブル3Rおよびコネクタ4Rを介して、第３
図に示すように、演奏者の腰に装着されたベルト型の本
体５に接続される。このベルト型の本体５の外観構成を
第４図に示す。

次に、第１図において、各圧電素子SR₁〜SR₇の一端は共
通接続され、ケーブル3Rを介して本体５に導かれた上で
接地されている。一方、各圧力センサSR₁〜SR₇の他端は
ケーブル3Rを介して本体５に導かれ、プルアップ抵抗ｒ
によって各々プルアップされると共に、キーオン／タッ
チ検出回路6R₁〜6R₇に各々接続されている。

キーオン／タッチ検出回路6R₁〜6R₇は、各圧力センサSR
₁〜SR₇から各々供給される検出電圧に基づいて、キーオ
ン信号KON、イニシャルタッチデータITD、およびアフタ
ータッチデータAFDを出力する回路である。ここで、キ
ーオン信号KONは、各圧力センサSR₁〜SR₇に対する押圧
力が所定の強さ以上となった時点で出力され、また、イ
ニシャルタッチデータITDは、各圧力センサSR₁〜SR₇の
押し始めのタッチ、すなわち押された瞬間における押圧
力の変化速度に対応して得られるデータであり、さら
に、アフタータッチデータAFDは、各圧力センサSR₁〜SR
₇の押し終わりまでの押圧力の連続的な変化に対応した
データである。

キーオン／タッチ検出回路6R₁〜6R₇は、A/Dコンバータ
７、比較回路８、遅延回路９、アンドゲート10、および
レジスタ11によって構成されている。A/Dコンバータ７
は、各圧力センサSR₁〜SR₇から各々供給される検出電圧
を所定ビットのデジタルの検出電圧データVDに変換する
ものであり、これにより得られた検出電圧データVDをア
フタータッチデータAFDとして出力する。比較回路８
は、A/Dコンバータ７から出力される検出電圧データVD
と基準電圧データVrefとを比較し、VD＞Vrefとなった場
合に、その出力を“H"レベルとする。比較回路８の出力
は、アンドゲート10の一方の入力端に供給されると共
に、遅延回路９を介して所定時間Ｔだけ遅延された後、
アンドゲート10の他方の入力端に供給される。したがっ
て、VD＞Vrefとなってから所定時間Ｔが経過した時点
で、アンドゲート10の出力が“H"レベルとなり、この
“H"レベルの出力がキーオン信号KONとして出力され
る。また、遅延回路９の出力はレジスタ11のロード端子
Ｌにも供給されており、このレジスタ11は、遅延回路９
の出力が“H"レベルに立ち上がった時点で、A/Dコンバ
ータ７から出力される検出電圧データVDをラッチし、こ
のラッチしたデータをイニシャルタッチデータITDとし
て出力する。

ここで、VD＞Vrefとなってから所定時間Ｔが経過した時
点で、レジスタ11によってラッチされたデータが、イニ
シャルタッチデータITDとなる理由について、第５図を
参照して説明する。

第５図は、圧力センサSR₁〜SR₇の圧電素子に加えられる
押圧力と、その抵抗値との関係を示すグラフである。こ
の図において、押圧力がP₀となった時点で、抵抗値がRr
efとなり、上述した検出電圧VDが基準電圧Vrefと等しく
なるものとする。そして、比較的弱いタッチで押圧力が
加えられた場合、すなわち押圧力の変化速度が遅い場
合、所定時間Ｔが経過した時点において、押圧力はP₁と
なり、抵抗値はRinit₁となる。逆に、比較的強いタッチ
で押圧力が加えられた場合、すなわち押圧力の変化速度
が速い場合、所定時間Ｔが経過した時点において、押圧
力はP₂（＞P₁）となり、抵抗値はRinit₂（＜Rinit₁）と
なる。このように、押圧力がP₀を超えてから所定時間Ｔ
が経過した時点における圧電素子の抵抗値は、タッチの
強弱の度合に応じて決まり、タッチが強ければ抵抗値は
Rinit₂となり、タッチが弱ければ抵抗値はRinit₁とな
る。そして、A/Dコンバータ７から出力される検出電圧
データVDは、各圧力センサSR₁〜SR₇内の圧電素子の抵抗
値に対応しているので、この検出電圧データVDをレジス
タ11でラッチすることにより、イニシャルタッチデータ
ITDが得られる。

上述した構成のキーオン／タッチ検出回路6R₁〜6R₇は、
右手用のグリップ1Rの各圧力センサSR₁〜SR₇に対応して
各々設けられているが、これらと全く同様の構成のキー
オン／タッチ検出回路6L₁〜6L₇が、左手用のグリップ1L
の各圧力センサSL₁〜SL₇に対応して各々設けられてい
る。これらの、キーオン／タッチ検出回路6R₁〜6R₇,6L₁
〜6L₇から各々出力されるキーオン信号KON、イニシャル
タッチデータITD、およびアフタータッチデータATDは、
マルチプレクサ12へ供給される。

マルチプレクサ12は、そのセレクト端子に供給されるチ
ャンネル・セレクト信号CSに基づいて、キーオン／タッ
チ検出回路6R₁〜6R₇,6L₁〜6L₇から各々出力されるキー
オン信号KONとイニシャルタッチデータITDとアフタータ
ッチデータATDとから成るデータのいずれか一組を択一
選択して出力する。また、14はCPU（中央処理装置）、1
6はCPU14で用いられるプログラムが記憶されたROM（リ
ードオンリメモリ）、17はワークエリアとして用いられ
るRAM（ランダムアクセスメモリ）である。CPU14は、マ
ルチプレクサ12に供給するチャンネル・セレクト信号CS
を順次変化させ、キーオン／タッチ検出回路6R₁〜6R₇,6
L₁〜6L₇の出力データを高速でスキャンし、これにより
得られたキーオン信号KON、イニシャルタッチデータIT
D、およびアフタータッチデータATDを逐次RAM17へ転送
し、この転送したデータに基づいて、音高を指定するた
めのキーコードデータKCと、音量を指定するための音量
データVOLと、音色を指定するための音色指定データTD
とを作成する。なお、上記キーオン信号KONと、キーコ
ードデータKCと、音量データVOLと、音色指定データTD
をまとめて楽音制御データMCDと呼ぶ。

また、18は操作部であり、プッシュスイッチ（第４図参
照）と、操作されたプッシュスイッチの出力をコード化
してCPU14へ出力するコーダとから構成されている。19
はLCD（液晶）表示器（第４図参照）、20はCPU14から供
給される楽音制御データMCDを搬送波に乗せ、アンテナ2
0aから発信するトラッスミッタ、21はCPU14から供給さ
れる楽音制御データMCDをミディ（MIDI;Musical Instru
ment Digital Interface）規格のデータに変換し、出力
端子21aを介して外部へ出力するミディ回路である。

次に、上述した一実施例の動作について説明する。

まず、演奏を行う場合、演奏者は第３図に示すようにベ
ルト型の本体５を腰に装着し、グリップ1R,1Lから延び
ているケーブル3R,3Lの先端のコネクタ4R,4Lを本体５の
コネクタ5R,5L（第４図参照）に接続し、さらに、有線
によって楽音発生装置を駆動する場合は、出力端子21a
と楽音発生装置との間を接続ケーブルによって接続す
る。そして、腰に装着した本体５と、楽音発生装置の電
源をオンとする。次いで、操作部18のプッシュスイッチ
を操作して、有線／無線の別（楽音発生装置への、デー
タ伝送方法）を指定し、また、グリップ1R,1Lの各圧力
センサSR₁〜SR₇,SL₁〜SL₇に対する機能割り当てを行
う。

ここでは、第６図に示すように、右手用のグリップ1R内
の圧力センサSR₁〜SR₄の出力に基づいて、第１オクター
ブ〜第４オクターブが指定され、圧力センサSR₅〜SR₇の
出力（“1"がキーオン、“0"がキーオフを示す）の組み
合わせに基づいて、音階Cⁿ,Dⁿ……,Bⁿ,Cⁿ⁺¹が指定さ
れ、また、左手用のグリップ1L内の圧力センサSL₁〜SL₄
の出力に基づいて、キーオンおよびタッチの強弱が指定
され、圧力センサSL₅〜SL₇の出力に基づいて音色が指定
されるように、各圧力センサの機能を割り当てるものと
する。

次いで、演奏者は、グリップ1Rを右手で、グリップ1Lを
左手で握り、操作部18のスタートを指示するプッシュス
イッチを操作し、演奏を開始する。以降、CPU14は、キ
ーオン／タッチ検出回路6R₁〜6R₇,6L₁〜6L₇から得られ
るキーオン信号KON、イニシャルタッチデータITD、およ
びアフタータッチデータATDを逐次RAM58へ転送し、この
転送したデータに基づいて、楽音制御データMCDを作成
し、作成した楽音制御データMCDをミディ回路21へ出力
する。ミディ回路21は供給された楽音制御データMCDを
ミディ規格のデータに変換して出力端子21aへ供給し、
この出力端子21aから出力されたデータは、接続ケーブ
ルを介して外部の楽音発生装置へ供給される。これによ
り楽音発生装置において、供給されたミディ規格のデー
タに基づく楽音が形成され、そのスピーカから楽音とし
て発せられる。

この場合、グリップ1R,1Lの各圧力センサSR₁〜SR₇,SL₁
〜SL₇には、第６図に示すように各機能が割り当てられ
ているので、例えば、右手親指で圧力センサSR₁を押し
て“第１オクターブ”を指定し、右手中指で圧力センサ
SR₅を押して音階“Gⁿ"を指定し、左手小指で圧力センサ
SL₇を押して“フルート”を指定し、さらに、この状態
で、左手親指で圧力センサSL₁を押すと、その押し具合
（強弱）に対応したタッチで、かつ、フルートの音色
で、音階G¹の楽音が楽音発生装置から発せられる。続け
て、左手人差し指で圧力センサSL₃を押すと、その押し
具合に対応したタッチで、音階G¹よりも半音高い楽音が
発せられ、また、左手人差し指で圧力センサSL₄を押す
と、それに対応したタッチで、音階G¹よりも半音低い楽
音が発せられる。

この場合、CPU14は、オクターブ指定のための圧力セン
サSR₁〜SR₄や、音色指定のための圧力センサSL₅〜SL₇が
押された場合、これらが押されている期間中、その指定
を有効と判断する。なお、圧力センサSR₁〜SR₄およびSL
₅〜SL₇が一度押されると、この指定が保持されるように
してもよく、また、第７図に示すように、左手用のグリ
ップ1L内の圧力センサSL₅〜SL₇の出力に基づいて、音量
の大小、ビブラートの強弱、ワウワウの有無等、各種効
果が指定されるように各機能を割り当ててもよく、これ
らは、操作部18のプッシュスイッチを操作することによ
って、演奏者が任意に設定できるようになっている。

ここで、楽音発生装置への伝送方法として“無線”が選
択された場合は、楽音制御データMCDがトランスミッタ2
0へ供給される。また、LCD表示器19には、操作部18の操
作内容等が表示される。

上述した一実施例によれば、単一の圧力センサSR₁〜SR₇
（SL₁〜SL₇）の出力信号に基づいて、イニシャルタッチ
とアフタータッチの両方を検出することができる。

なお、上述した一実施例においては、A/Dコンバータ７
を用いてデジタル信号への変換を行っているが、各圧力
センサSR₁〜SR₇（SL₁〜SL₇）の出力信号を、A/Dコンバ
ータ７でデジタル信号に変換せずに、アナログ信号のま
ま処理するように構成しても勿論構わない。

「発明の効果」以上説明したように、この発明によれば、１つの押圧力
検出手段の検出結果から３種類の楽音制御のための信号
を生成するため、装置構成が簡素化され、さらに、その
押圧力検出手段が接点を有しない構成を有するため、チ
ャタリングを防止することができるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の全体構成を示すブロック
図、第２図は同実施例のグリップ1Rと1Lの外観構成を示
す斜視図、第３図は同実施例の使用例を示す正面図、第
４図は同実施例のベルト型の本体の外観構成を示す斜視
図、第５図は同実施例において用いられる圧電素子の特
性を示すグラフ、第６図は同実施例における各圧力セン
サSR₁〜SR₇,SL₁〜SL₇に対する機能割り当て例を示す
図、第７図は機能割り当ての変形例を示す図である。 1R,1L……グリップ、 SR₁〜SR₇,SL₁〜SL₇……圧力センサ（圧力検出手段）、 6R₁〜6R₇,6L₁〜6R₇……キーオン／タッチ検出回路、７……A/Dコンバータ、８……比較回路、９……遅延回路（8,9がタイミング発生手段）、 11……レジスタ（保持手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂間真雄静岡県浜松市中沢町10番１号ヤマハ株式会社内 (56)参考文献特開昭58−65488（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−119587（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−60492（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−196297（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】手に持って操作されるグリップ型の操作ボ
タンと、前記操作ボタンに加えられる押圧力に応じて変化する信
号を出力する押圧力検出手段と、前記押圧力検出手段の出力が所定の基準値以上となった
ことを判別する判別手段と、前記判別手段が基準値以上となったことを判別してから
所定時間経過した時点で押圧力検出手段の出力を取り込
んで保持する保持手段と、前記判別手段が基準値以上となったことを判別してから
前記所定時間経過後においても、前記判別手段が基準値
以上となっていることを判別していることを条件にボタ
ン操作信号を出力する操作信号出力手段とを設け、前記保持手段の出力をイニシャルタッチに対応した信号
として、前記押圧力検出手段の出力をアフタタッチに対
応した信号としてそれぞれ出力すると共に、前記操作信
号出力手段からボタン操作信号を出力し、これら３種類
の信号に基づき楽音制御を行うことを特徴とする楽音制
御装置。