JPS581795B2 - 電子楽器 - Google Patents

電子楽器

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JPS581795B2
JPS581795B2 JP51090918A JP9091876A JPS581795B2 JP S581795 B2 JPS581795 B2 JP S581795B2 JP 51090918 A JP51090918 A JP 51090918A JP 9091876 A JP9091876 A JP 9091876A JP S581795 B2 JPS581795 B2 JP S581795B2
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欣士 河本
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子楽器に関し、とくに、複数の鍵とキースイ
ッチのような音階選択用の操作部の操作状態によって楽
音の制御を行なうようにした電子楽器に関するものであ
る。
従来の電子オルガンでは、押鍵のパターンによつて、主
として、楽音の音階の選択を行なっていた。
たとえば、どの音名の鍵を押さえたかによって、出てく
る音の高さを指定していた。
また、スタッカート的に弾いた場合には、アタックバー
カツシブ効果のように楽音の立上り部分の振幅を大きく
したり、ワウワウ効果のように楽音の音色をかえたり、
デイレイビブラート効果のようにビブラートをいったん
切って徐々に深さを深くするようにし、一方レガート的
に弾いた場合には、上述のような効果をかけないように
するものであった。
また別の従来例として、鍵盤に、押鍵の強さや押鍵後の
鍵の運動を検出して、その検出出力信号にしたがって楽
音の音高、音色、音量などを制御するようにした、いわ
ゆる、タッチレスボンシプな電子楽器がある。
この場合、鍵盤にタッチを検出するための機構を設けな
ければならないため高価になり、また鍵の手ざわりを悪
化させ、信頼性の点 も十分でないなどの欠点があった
本発明は上記、第1の従来例よりも自由度に富み、かつ
第2の従来例のように、押鍵のし方によって、音音の性
質を変化させることのできる電子楽器を提供するもので
ある。
第1図は本発明の一実施例のブロック図である。
第1図において、鍵盤1の出力は音高情報検出器2に加
えられる。
音高情報検出器2は、鍵盤1の出力より、発音すべき楽
音の音高情報Aを抽出して音源信号発生器3を制御する
音源信号発生器3′は音高情報Aにしたがって、所望の
ピッチの音源信号を発生する。
音源信号は、音色制御器4に加えられて、所望のスペク
トルをもつ信号になり、さらに、振幅制御器5によって
、楽音にふさわしいエンペローブが付与されて、出力端
子6に出力される。
一方、音高情報検出器2は、押鍵の有無を示す押鍵情報
Bをも出力する。
押鍵情報Bは、変調信号や、時間的に変化する制御信号
を出力する制御信号発生器8,9.10に印加される。
制御信号発生器8,9.10はその出力する制御信号で
上記の音源信号発生器3の音源信号のピッチや、音色制
研器4によって決まるスペクトルや、振幅割御器5によ
って決まるエンベローブを時間的に変化させる。
なお、上記2,3,4,5,8,9,10によって楽音
発生装置100が構成されている。
以上のような構成は、すでに、ミュージックシンセサイ
ザとして電子楽器の分野で公知のものである。
本発明は、さらに鍵盤1の出力を押鍵パターン検出器7
に加えて、押鍵された鍵の数や、鍵間隔、押鍵の時間の
長さ、押鍵の時間関係などの押鍵パターンによって異な
った、押鍵パターン信号Cを出力し、この押鍵パターン
信号によって、制御信号発生器8,9,10の出力する
制御信号変化させるようにしたものである。
第2図は上記実施例の要部を示すものである。
鍵盤の複数の鍵(図示せず)のそれぞれに対応した1〜
n番目のキースイッチの可動接片P1〜Pnの隣接する
ものの間にはそれぞれ抵抗Rが接続されている。
可動接片P1は抵抗Rを介して接地され、可動接片Pn
には、定電流1を流出する定電流源■が接続されている
キースイッチに共通の固定接片であるバスパー11は、
バツファ12の入力端子と比較器13の正入力端子に接
続されている。
また、バスパー13は高抵抗RL(RL>>R)によっ
て接地点と接続されている。
比較器13の負入力端子には、電圧V1を出力ずる電圧
源14が基準電圧源として接続されている。
なお、バツファ12と比較器13の入力インピーダンス
は十分大きいものとする。
つぎに、可動接片Pnには高入力インピーダンスのバツ
ファ19が接続されている。
バツファ19の出力は、演算増幅器23、入力抵抗R1
、帰還抵抗R2、電圧源22よりなる図のような演算回
路に印加されている。
演算回路の出力Vcは、ランプ25を点灯させる。
バツファ12の出力ハCdSのような感光性の可変抵抗
26の一端に印加される。
そして可変抵抗26の他端は、電界効果トランジスタを
用いたスイッチ15を介してバツファ17に接続されて
いる。
バツファ17の入力端子には積分および記憶用のキャパ
シタ16が接続されている。
そしてバツファ17は出力電圧Voを出力する。
スイッチ15のゲートには比較器13の出力が印加され
ている。
上記可変抵抗26とランプ25はホトカブラ24を構成
し、ランブ25の光量により可変抵抗26の抵抗値が変
化する。
なお、第2図において、定電流源■、抵抗R、キースイ
ッチの可動接片R1〜Rn、バスパー11、抵抗RL、
バツファ12、比較器13、電圧源14は、第1図の音
高情報検出器2に対応し、かつ押鍵パターン検出器7の
一部を構成している。
そして電圧Vcは押鍵パターンを表わすアナログ的な情
報になる。
つぎに第1図の実施例の動作について説明する。
まず、非押鍵状態ではバスパー11の電圧は0Vである
定電圧V1を0<V,<RIとすると、比較器13の出
力は「LOW」になる。
このときスイッチ15はOFFになるようにする。
このようにすると、キャパシタ16はそれ以前の電圧を
保持し、その電圧が出力端子18から出力される。
つぎに、i番目の鍵を押さえて、可動接片Riをバスパ
ー11に接続する古、バスパー11には鍵電圧vK=i
R■(i=1,2,3・・・・・・)が現われる。
VK(=iRI)>V1であるから、比比較器13の出
力は「HIGH」になりスイッチ15はONになる。
このため、鍵電比VKは可変抵抗26とキャパシタ16
によって決まる時定数でキャパシタ16を充電もしくは
放電し、出力電圧Voは徐々に鍵電圧vKに近づく。
つぎに時定数について述べる。
i番目の鍵を押えた状態では、可動接片Pnの電圧Vn
は、非押鍵状態と同じ、nRIである。
電圧Vnはパツファ19の出力より抵抗R1に印加され
る。
演算回路の出力電圧Vcは次式のようになる。
電圧V2を、V2 =− n RI aとすると、i
番目の謎を押えているときは、Vn=nRIであるから
、になる。
aとして小さい電圧を選んで、Vcが小さくなるように
する。
このようにすると、ランプ25の光量は小さいので、可
変抵抗26の抵抗値は大きい。
したがって、鍵電圧VKの変化は、非常にゆっくり出力
電圧Voを変化させる。
このような出力電圧Voを電王制御発振器(図示せず)
に印加すれば、押鍵に即応せず徐々に楽音のピンチが変
わる、いわゆるポルタメント効果が実現できる。
つぎに、j番目と(j+k)番目(j,k=1,2,3
・・・・・)の鍵を押さえた場合について説明する。
この場合にはバスパー11の鍵電圧Vkは、kの値にか
かわらず、VK=jR■である。
また、電圧Vnは、可動接片Pj〜PKの電圧がすべて
VK=jRIになるので、Vn=(n−k)RIになる
すなわち、電圧Vnは、押鍵の間隔kの分だけ、小さく
なる。
したがって演算回路の出力電圧Vcは、(1)式より になる。
すなわち、電圧Voは、押鍵間隔kに比例して大きくな
る。
したがってランプ25の光量も、同様に大きくなる。
その結果、充放電の時定数は逆に小さくなる。
すなわち、押鍵数を複数にし、鍵盤間隔を大きくするこ
とにより、ポルタメント効果の速さが速くなる。
所望の音高をj番目の鍵で選択し、徐々にポルタメント
がかかっている途中で、さらにk番目の鍵を押さえると
、その時点から、ポルタメント効果の速度が増大し、k
の値を増やして、さらにポルタメント効果の速度を増大
させるような演奏ができるようになる。
なお、演算回路の出力電圧Vcを、非線形特性をもった
回路に加え、その出力によりランプ26の光量を制御す
るようにすれば、押鍵間隔kと時定数、いいかえると、
ポルタメント効果の速度を所望の関係に設計できる。
とくに、kが所定値を越えて出力電圧Vcが一定値を越
えると、ランプ26の光量を非常に大きくして、時定数
を非常に小さくして、ポルタメント効果をかからなくす
るようにしてもよい。
また、演算回路の特性を変えて、kの増大とともにVc
が減少して、kが大きいときにポルタメント効果がかか
るようにすることも可能である。
第3図は本発明の他の実施例である。
第1図の実施例と同一の部分を同一の番号で示し、その
説明を省略する。
第3図において、電圧Vnを比較器31の正入力端子に
印加し、負入力端子に印加された電圧源30の電圧V3
と比較される。
比較器31の出力パルスは可変抵抗器32の制御端子3
7に印加される。
可変抵抗器32は、可変抵抗器36からなる系路、スイ
ッチ35からなる系路、および、抵抗34と電界効果ト
ランジスタを用いたスイッチ33を直列に接続した系路
の37の系路を並列に接続したものである。
スイッチ35がONのときは可変抵抗36の両端の間の
全抵抗値はOである。
スイッチ35がOFFの場合、スイッチ33がONのと
きは、全抵抗値は可変抵抗36と抵抗34の並列抵抗値
になる。
なお、抵抗34の抵抗値は小さいものとする。
スイッチ33,35がOFFのときには、全抵抗値は可
変抵抗36の抵抗値になる。
非押鍵状態では、VK=OV,Vn=nRIである。
(n−1)RI<V3<nRI とする。
このようにすると、比較器13の出力は「LOW」、比
較器31の出力は「HIGH」である。
したがって、スイッチ33はONであるがスイッチ15
はOFFKなり、キャパシタ16の電圧は記憶されてい
る。
つぎに、i番目の鍵を1鍵のみ押さえると、VK=IR
,Vn=nRIであるから、比較器13の出力も「HI
GHjになり、スイッチ15がONになる。
したがって、鍵電圧vKは、抵抗34とススイッチ33
を介して比較的急速にキャパシタ16を充電する。
つぎにj番目と(j+1)番目の鍵を同時に押さえると
、鍵電圧VK=jRI、電圧VnはVn=(n−1)R
Iになる。
したがって、比較器13の出力は「HIGH」である。
一方、Vn(=(nー1)RI)<V3 であるから、比較器31の出力は「LOW」になる。
このとき、スイッチ33はOFFであるから、鍵電圧V
Kは、可変抵抗36を介してキャパシタ16に充電され
る。
可変抵抗36の値は大きいので、出力電圧Voは、前の
鍵電圧iRIから、新しい鍵電圧jRIに徐々に変化し
てゆく。
したがって、押鍵数が1かあるいは2以上かによって、
充放電速度を切り換えることができる。
また、まず2鍵以上押鍵して徐々に充放電している程度
で、押鍵している鍵のうち番号の一番若いものを除いて
、他を離鍵すると、スイッチ330Nになって、急速に
最終の電圧にまで充放電される。
したがって、ポルタメント効果の速度の選択や、途中で
の切換えができることになる。
第4図は本発明の第3の実施例の要部を示すものであり
、第5図はそのタイミングチャートである。
第4図において、可動接片Pnの電圧Vnは比較器31
の正入力端子に接続されている。
その負入力端子には電圧Vsの電源30が接続されてい
る。
比較器31の出力パルスDはRSフリツブフロツプのリ
セット端子REに接続され、出力パルスDの立下りに応
答する。
バスパー11の鍵電圧vKは比較器13の正入力端子に
印加さね、負入力端子には電圧V1の電源14が接続さ
れている。
比較器13の出力パルスGは、RSフリツプフロツプ4
5のセット端子Sに印加され、その立上りに応答する。
RSフリツプフロツプ45の出力Qは可変抵抗器32の
制御端子37に印加される。
電圧V1,V3は第4図の場合と同様である。
第4図において、まず、時刻T1において1鍵だけ押鍵
すると、VK>V1になるので第5図Gのように、比較
器13の出力パルスGは立上がる。
このためRSフリツプフロツプ45はセットされ出力Q
は「LOW」になる。
その結果、可変抵抗器32の抵抗値は大きくなるので、
ポルタメント効果の速度は遅い。
その後、時刻T2においてさらに1鍵を押さえると、V
n<V3になるのでDは立下り、RSフリツプフロツプ
はリセットされ、Qは「HIGH」になり、スイッチ3
3がONになり、ポルタメント効果の速度が速くなる。
時刻T3において後で押さ た1鍵を離鍵してもQは「
HIGH」のままである。
したがって、時刻T2において1鍵をほんの一瞬押すだ
けで、ポルタメント効果の速度の切り換えができる。
また、押鍵が重なる、いわゆる、レガート奏法をすれば
、第1鍵目のみポルタメント効果がかかり、以後音高の
変り目でポルタメント効果がかかる。
また、スタッカート奏法にすれば、常にポルタメント効
果がかかる。
第4図においてQの代りにQを用いると、第1鍵目はポ
ルタメント効果がかからない。
レガート奏法では、それ以後ポルタメント効果がかかる
スタッカート奏法では、ポルタメント効果なしの演奏が
できる。
また、RSフリツプフロツブ45のリセットとセットと
がほぼ同時に起ったときには、リセットが優先的にかか
るようにすれば、始めに2鍵以上同時に押さえればポル
タメント効果がかかるようにできる。
第1図では、押鍵パターン検出器として、アナログ電圧
を発生するものを示したが、電圧Vnをデイジタル符号
に変換すべく、複数個の弁別電圧源と電圧Vnとを比較
するようにした複数個の電圧比較器を設け、その出力コ
ードによって、積分器の時定数を制御することもできる
また、電圧比較器を1つだけ設け、その弁別電圧として
、1鍵押鍵時の電圧Vnよりわずかに低い電圧に設定し
、上記電圧比較器の出力信号が、1鍵押鍵時と複数鍵押
鍵時とで相異なるようにしてもよい。
さらに進んで、鍵盤1よりデイジタルの並列符号や時分
割時系列の符号を出力し、押鍵された鍵の数、鍵間隔、
押鍵時間の長さ、押鍵順序などによって、異った符号を
出力するようにして、そのディジタル符号によって楽音
を制御することもできる。
楽音の制御方式として、上記説明では、ポルタメント効
果を取り上げたが、この他に、音色制御器4として電圧
制御r波器(VCF)を用い、そのカットオフ周波数を
出力電圧Voで制御すれば、音色の変化における変化の
速度制御ができる。
また、上記実施例のように、押鍵に対応した鍵電圧Vk
を積分せずに、第6図〜第9図のような制御信号を発生
させるようにすることもできる。
第6図は、急峻に立上り、徐々に立下る、いわゆるアタ
ック波形である。
この立下りの時定数を第1図の可変抵抗26の如きもの
を活用して可変にして、第6図のように、a,b,cの
如く各種の波形をつくることを可能にし、この時定数を
、押鍵パターンによって変化させる。
このようなアタック波形は、一時的にピッチを上げてそ
のあと徐々に下げるグライド効果や、その他音色、音量
の立上り時の変化を与えるのに用いることができる。
第7図は、制御信号の立上りの時定数を変化させて、a
,b,eの如き波形を出すものである。
これは、ビブラート効果のような変調効果の深さや速さ
を、徐々に大きくする。
いわゆる、デイレイ効果用の制御信号として活用できる
その他、第8図や第9図のように、時定数でなく、制御
信号の振幅そのものをa,b,cの如く制御することも
できる。
このように、押鍵パターンによって異なる信号で、音量
、音色、ビブラートなどの変調効果の深さや速さ、ある
いはそれらの変化の大きさなどを制御することもできる
なお、第6〜9図の制御信号は通常のダイオード、トラ
ンジスタ、抵抗、キャパシタなどを用いて作ることがで
きるので、詳細な説明は省略する。
押鍵数を検出するものとしては、たとえば特願昭48−
3636号、特願昭48−3637号、特願昭48−1
8803号に記載したものの一部を活用することもでき
る。
なお、上記実施例では、楽音発生装置として単一の音を
発生するものを想定した。
一般に単音楽器では押さえられた複数の鍵のうち最も高
いあるぃは低いピッチの鍵に対応する音を発生する。
その他の数の数やパターンを問わない。
したがって、上記実施例では、ピッチの選択を押鍵した
鍵のもつとも端の鍵で行ない、他の鍵のパターン、楽音
の制御をピッチの選択とは独立に制御できる。
複音楽器の場合、ピッチの選択と押鍵パターンとを完全
に独立にすることはできないが、その制約の下で、本願
の押鍵パターン検出を活用することができる。
以上のように本発明は、複数の鍵を備えた鍵盤と、押鍵
された鍵やその鍵の組み合わせにしたがって単一の楽音
を発生する楽音発生装置と、押鍵された鍵の数、鍵間の
間隔、押鍵時間の長さ、押鍵される複数の鍵の位置や時
間関係などの押鍵パターンによって異なった電気信号を
出力する押鍵パターン検出部とを備え、上記押鍵パター
ン検出器の出力信号にしたがって上記単一の楽音の音高
,音色、音量または音高の変更の速さ、音色の変更の速
さ、音量の変更の速さ、変調効果の深さの時間変動の大
きさ、変調効果の速さの時間変動の大きさのうちの少な
くとも1つを制御するようにしたものであるから、押鍵
間隔に応じて単に変調の深さや速さのみを制御するもの
に比べて、微妙な音色の設定ができるなどの優れた効果
が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における電子楽器のブロック
図、第2図は上記実施例の要部を示す回路図、第3図は
本発明の第2の実施例の要部を示す回路図、第4図は本
発明の第3の実施例の要部を示す回路図、第5図はその
タイミングチャート、第6図〜第9図は本発明で楽音の
制御に用いる制御信号の波形の例を示す図である。 1……鍵盤、2……音高情報検出器、3……音源信号発
生器、4……音色制御器、5……振幅制御器、6……出
力端子、7……押鍵パターン検出器、8〜10……制御
信号発生器、100……楽音発生装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数の鍵を備えた鍵盤と、押鍵された鍵やその鍵の
    組み合わせにしたがって単一の楽音を発生する楽音発生
    装置と、押鍵された鍵の数、鍵間の間隔、押鍵時間の長
    さ、押鍵される複数の鍵の位置や時間関係などの押鍵パ
    ターンによって異なった電気信号を出力する押鍵パター
    ン検出器とを備え、上記押鍵パターン検出器の出力信号
    にしたがって上記単一の楽高、音色、音量または音高の
    変更の速さ、音色の変更の速さ、音量の変更の速さ、変
    調効果の深さの時間変動の大きさ、変調効果の速さの時
    間変動の大きさのうちの少なくとも1つを制御するよう
    にしたことを特徴とする電子楽器。 2 押鍵された複数鍵の最外2鍵の間隔に対応した電気
    信号を出力する押鍵パターン検出器を用いたことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の電子楽器。 3 各鍵に対応した複数の可動接片と全鍵に共通の固定
    接片よりなるキースイッチの隣接する可動接片間を抵抗
    を介して結合し、全鍵のうち最外2鍵に対応する可動接
    片のうち一方の可動接片に電源を接続し、上記一方の可
    動接片に発生する電圧と別個に設けた電源の出力する固
    定電圧との差電圧を検出してこの差電圧を出力する押鍵
    パターン検出器を用いたことを特徴とする特許請求の範
    囲第2項記載の電子楽器。 4 固定電圧を、1鍵押鍵時に一方の可動接片に発生す
    る電圧にほぼ等しく設定したことを特徴とする特許請求
    の範囲第3項記載の電子楽器。 5 各鍵に対応した複数の可動接片と全鍵に共通の固定
    接点よりなるキースイッチの、隣接する可動接片間を抵
    抗を介して結合し、全鍵中最外の2鍵に対応する可動接
    片のうち一方の可動接片に電源を接続し、上記一方の可
    動接片に発生する電圧を、少なくとも1個の電圧比較器
    に加え、上記電圧比較器の出力信号を出力コードとして
    出力する押鍵パターン検出器を用いたことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の電子楽器。 6 電圧比較器の弁別電圧を、1鍵押鍵時に一方の可動
    接片に発生する電圧よりわずかに低い電圧に設定し、上
    記電圧比較器の出力信号が、1鍵押鍵時と2鍵以上押鍵
    時とで相異なるようにした押鍵パターン検出器を用いた
    ことを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の電子楽器
    。 7 複数の弁別電圧源と入力電圧を比較する複数の電圧
    比較器をもち、かつ上記複数の電圧比較器の出力信号を
    出力コードとする押鍵パターン検出器を用いたことを特
    徴とする特許請求の範囲第5項記載の電子楽器。 8 押鍵パターン検出器が、1鍵押鍵時と2鍵押鍵時の
    間に弁別限界をもつ第1の押鍵検出器と、非押鍵時と1
    鍵押鍵時の間に弁別限界をもつ第2の押鍵検出部と、上
    記第1、第2の押鍵検出器の出力により制御されるRS
    フリツプフロツプとを備え、楽音発生装置が、押鍵され
    た鍵に応じた出力信号を発生する押鍵電圧発生器と、こ
    の押鍵電圧発生器の出力信号を積分する積分器とを備え
    、上記積分器の出力信号で楽音信号を制御するように構
    成するとともに、上記第1、第2の押鍵検出器の出力信
    号をそれぞれ上記RSフリツプフロツブのリセット端子
    およびセット端子に印加し、このRSフリツプフロツプ
    の出力信号により上記積分器の積分時定数を制御するよ
    うにしたことを特徴とする特許詰求の範囲第1項記載の
    電子楽器。 9 楽音発生装置が押鍵された鍵に応じた出力信号を発
    生する押鍵電圧発生器き、この押鍵電圧発生器の出力信
    号を積分する積分器とを備え、上記積分器の積分時定数
    の値を、押鍵パターン検出器の出力信号の時間的変動に
    したがって、上記ビブラートの深さ、速さ、楽音の音高
    、音色、音量、およびそれらの変動の深さと速さのうち
    少なくとも1つの時間的な変動を制御するようにした特
    許請求の範囲第1項記載の電子楽器。 10積分器の出力信号に応じて楽音の音高を制御し、積
    分時定数の制御によってポルタメント効果の速さを変化
    させるようにした特許請求の範囲第9項記載の電子楽器
    。 11 押鍵パターン検出器を1鍵押鍵時と2鍵押鍵時の
    間に弁別限界をもつように構成し、押鍵された鍵に応じ
    た電圧を楽音発生装置を構成する積分器に印加し、この
    積分器の出力で楽音を制御するように構成し、1鍵押鍵
    時には積分器の積分時定数を小さく、2鍵押鍵時には積
    分時定数を大きくするようにしたことを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の電子楽器。 12楽音発生装置が、押鍵された鍵に応じた出力信号を
    発生する押鍵電圧発生器と、この押鍵電圧発生器の出力
    信号を積分する積分器とを備え、上記積分器の出力信号
    で楽音を制御するように構成するとともに、押鍵された
    複数鍵の最外2鍵の間隔に対応した電気信号を出力する
    押鍵パターン検出器の出力信号により上記積分器の積分
    時定数を制御するようにしたことを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の電子楽器。 13押鍵間隔が小さいときほど、積分時定数を大きくす
    るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第12項
    記載の電子楽器。
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