JPS59218496A - 電子式楽器の鍵盤の動的制御方法及びその鍵盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 及びその方法により改良された鍵６１に関する。

従来の機械式楽器の場合、その鍵盤の操作方式には、明
確に区別される次の２方式がある。

第１の方式においては、鍵を押下すると、音が発生する
。この音の強度及び音度は、操作される鍵に対応するが
、音の強度は、一定であるか、もしくは、足鍵盤、音栓
、送風装置等の別個の手段により制御される。このよう
な楽器としては、オルガン、アコーディオン、ハープ７
コード等がある。

第２の方式によれば、音の強度は、一定の限度内におい
て、鍵を動かす力に比例して制御される。

これは、通例、「動的制御」と呼ばれている。この第２
の方式による楽器の典型的な＆ｊｌとして、ピアノがあ
る。

周知の電子式鍵盤楽器の場合には、前記第１の方式とほ
ぼ同一の操作方式を使用するのが、通例である。また、
第１の方式に動的制御を施した鍵盤は、周知である。こ
のような楽器について、様様な装置を用いることにより
、謎が予め設定された２極点間を動く速度を計測し、又
は、鍵にかかる押圧力全測定するための試みが、数多く
なされている。

例えば、西ドイノ国第３０００６４６号公開公報に開示
された鍵は、所定の形状及び重量を有する部材が、端部
に固着されており、一体となって、２極限位置の間を動
く。この鍵装置の運動機構は、機械式ピアノの鍵に使用
されている、周知の運動機構とは、全く相異なるもので
ある。

この鍵装置の場合、鍵を操作すると、ｍＩ記鍵及びそれ
に固着きれた前記部材が、演従者の指、手及び腕と同様
に、同時にかつ一体となって作動する。しかし、この型
式の楽器は、費用かがかることに加えて、さらに、機械
式ピアノから得られるのと同様の、生理的かつ機械的な
感覚を再現することはできない。従って、その演奏手法
も、従来のものとは全く相異なるものとなる。

本発明の目的は、例えばピアノのような、機械式楽器を
操作して得られる感覚と対応するような生理的感覚が、
得られるように、鍵を操作する際の触鍵に差異が得られ
、かつ、鍵にかかる操作力に比例して、音響信号の振幅
を最適に制御する出力電圧値全決定するととが出来る、
電子式楽器の鍵盤のための動的制御方法及びその鍵盤装
置を提供することにある。

本発明の第２の目的は、多数の使用者が購入しうる、適
正な価格の装置を提供することにある。

上述の目的は、各錘が、相異なる態様を示す２極限位置
の開示作動する鍵盤に訃いて、各錘に取付けられた可動
部材が、予め設定されている２照準点間を動く速度を計
測し、前記速度を、適当に処理することにより電気信号
に変換して、発音発振装置に伝達することにより、所望
の音の強度を決定する出力電圧を制御する方法であって
、前記可動部材が、第１に、鍵の操作によって移動し、
次に、鍵と分離して、予め設定されｒｔｌｌｆｌ路に清
って自由Ｖこ移動するとともに、鍵が、前記可動部材全
打撃した後は、その位置とは無関係に、元の位置に移動
することを特徴とする方法によって、達成される。

上述の方法により改良された鍵盤は、それぞれに所定の
位置に枢着された多数の鍵と、鍵の移動速度を電気量に
変換する変換器と、情報処理装置と、発音発振装置とか
らなり、前記変換器が、機械的には、通常のピアノに使
用されるような前記合釘に対応して設けられる可動部・
（」を備えており、前記可動部材が、予め設定さ）′１
．ｔｉｕ路に清って、２極限位置間を移動可能であり、
かつ、開閉器が、前記両極限位置に配置きれて、前記「
げ動部刊が、前記開閉器と接触する毎に、それに対応し
て、電気信号が前記情報処理装置に伝達されるようにな
っている。

前記鍵盤の製造費用を低減させるために、前記情報処理
装置は、前記可動部材の１行程の両極限位置に配置され
ている前記開閉器の状態を、周期的に走査する装置を備
えている。

静止状態、又は打鍵されていない状態にある鍵。金、定
位置に係止するための係上部材を、各賞毎に設けること
により、鍵を改良することができる。

きらに、前記可動部材の２極限／、ｒＪに、常時開放型
の接点を有する第１の開閉器と、常時閉鎖型の接点を有
する第２の開閉器とを設けることもできる。

また、別の実施例においては、前記可動部材は伝導性金
属材料で形成きれ、前記両極限位置にある開閉器に対す
る可動接点としてもよい。

前記係止部材は、磁性ゴムで形成することもできる。

１．た、真直の通路、又は予め設定された角度の範囲で
回動するピンからなる前記可動部材のための案内装置を
設けることもできる。

本発明の目的は、機械的には、従来の型式のピアノに使
用されている伝統的な機構の作動に対応する一連の運動
装置を提供することにあり、かつ電子的には、周知の発
振装置から発生する音の振幅全制御するために、必要な
情報を供給する計測装置を提供することにある。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明について詳細に説
明する。

第１図は、従来の型式のピアノに使用されている伝統的
な機構を示す概略図である。

第１図に示されるように、支点（１１１中心として枢動
する鍵１０１　ｋ　、操作すると、）・ンマー（１２）
が、枢軸０３１ヲ中心に回転して、弦（１４）を衝打す
る。具体的には、鍵Ｌ１０１が操作されると、鍵（１０
１の動きが、軸［１６ｉ全中心として振動又は揺動する
エスケープｌｌ５１’ｌｉ＝介して、ハンマー＋］２）
　Ｋ　伝達サレ、ハンマーｆ１２１ハ、エスケープ（１
５）から離れて、弦旧）に達する。

鍵を操作する際に、指が鍵から受ける力は、一定ではな
い。すなわち、最初に、鍵（１０）のエスケープ（１５
１が、ハンマー（Ｉ２）の突出部Ｄ′こ吠１−るまでの
、あそびの行程の段階があり、次に、慣性力が生じてエ
ースケープ（１５）が解除きれるまでの、実質的な力が
作用する段階があり、最終的に、指が鍵ｆ１０１から受
ける力は、消失するが、ハンマー（１２）は、最高速度
にまで加速きれ、慣性力により、弦（１４１に達するま
で回転し続ける。

第２図及び第６図は、上述のような従来の楽器と同様の
効果を再現するための、本発明による鍵盤の実施例の鍵
の機械的構成及び電気的構成を示している。鍵（２０）
が、支点（２ｕｒ中心として回転することにより、その
延長部＋２２）は、例えば鉄のような伝導性金属で形成
された小シリンダ（２３）を衝打する。

この小シリンダ（２３）が、従来の畦盛楽器におけるエ
スケープ及びハンマーに相当する作用をなすものである
。

第２図に示すように、鍵ＱＯ）が静止位置にあるとき、
すなわち操作されていない状態において、小シリンダ＋
２：（＋は、鍵（２０）に担持されている。さらに、小
シリンダ＋２３１は、磁性ゴムからなる棒状部材（２）
の磁性作用により、静止位置又は操作されない状態に保
持される。この棒状部材（２４１は、従来の鍵盤楽器に
おける慣性作用を再現するための、保持部拐及び価撃緩
働部材に相当するものである。″また、小シリンダ（２
３）は、電気接点（２５）に当接されており、静止時又
は休止時における常時閉路型接点を有する開閉器を構成
している。

小シリンダｆ２３＋は、延長部（２２）に応動して、ガ
イド（２６）に清って上方に自由に移動し、常時開路型
接点を有する別の開閉器の電気接点（２７）に接触する
。ガイド（２１ｉ１は、小シリンダ＋２３１のための直
線状の通路を備えている。

鍵（２０）は、小シリンダ（２３）を押動すると、それ
から分離して、ストッパー（図示せず）に当接して停止
され、元の位置に戻り、磁性棒状部材（２４）及び小シ
リンダ（２３）により、静止状性に保持される。

鍵を操作する指及び腕の質ｆｔｔ　ｋ　Ｍとし、かつそ
の速度１ｖとするとともに、ハンマーの質量及び速度を
、それぞれｍ、　　ｖとすると、次式の関係が存在する
。すなわち、 ＭＶ＝ｍＶ である。小シリンダρ３）の質量ｍは、Ｍｉ己エスケー
プ及びハンマーの質量に相当するので、上記関係式によ
り、第２回、第６回及び第４図を説明することができる
。従って、通常のピアノによるものと同様の生理的感覚
を、得ることができる。

第４図に、第２の実施例を示す。この実施例に分いても
、鍵の操作により、前記鍵の動作に応動して、予め設定
された通路に清って自由に可動する部材が、設けられて
いる。この実施例において、＠（１２０）は、支点（１
２１）ｋ中心として回転し、その延長部（１２２）を介
して、軸（１２６）に枢着されている可動部材（１２３
）を衝打する。

可動部材（ｉ　２３）は、例えば鉄のような伝導性金属
で形成され、かつ、従来の鍵盤楽器に使用されるエスケ
ープ及びハンマーに相等するものである。

磁性ゴムで形成きれる磁性部拐（１２４）は、可動部材
（１２ろ）を、静止位置又は休止状態に保持するととも
に、回転する可動部材（１２３）を停止させるための、
緩衝停止部材ともなっている。

可動部材（１２３）の延長部（１２６りは、電気接点（
１２５）に当接して、常時閉路型接点を■する開閉器を
構成する。可動部材（１２３）は、延長部（１２２）の
動作に応じて、軸（１２６）ｋ中心として回転し、極限
位置に達すると、常時開路型開閉器の接点（１２７）に
接触する。

この実施例においても、可動部材（１２３）を衝打後、
鍵（１２０）は、可動部口（１２ろ）から離脱して、そ
の回転可能な行程の終端部に到達すると、元の静止位置
に戻る。

上述の両実施例において、前記小シリンダー又は可動部
材は、質量が同一であるので、音の強さは、操作される
鍵の速度に対応して、前記小シリンダー又は可動部材の
速度の測定値に比例することになる。

本発明の第２の部分は、前記速度を、電気的制御信号に
変換する方法に関する。

第２図又は第４図において、鍵（２０１Ｌは（１２０）
と、それと相関する可動部材（２３）又は（１２３）’
を併せて考應する。前記鍵が、静止位置又は休止状態に
あると、前記可動部材も、静止位置にあるので、接点（
２５）又は（１’２５）、可動部材１２３）又は（１２
３）本体、及び導電材料からなるガイド（２６）又は軸
（１２６）を連結する電気回路か完成する。また、前記
可動部材が、前記鍵に押動されて、その運動行程の終端
である極限位置に到達すると、接点（潤又は（１２７）
、及び伝導性のガイド（２６）又は軸（１２６）を連結
する電気回路か、完成する。

これらの２電気回路から発生する２信号は、デジタル電
子計数器（２９）又は（１２９）により感知され、かつ
、デジタル・アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）　（２９
ａ）又は（１２９ａ）を介して、電圧信号に変換される
。

同時に鍵盤を操作することができる指の数は、１０本、
又は連弾の場合に、２０本である。従って、１０音、又
は２０音の多重音演奏が、可能である。

以下、多音性については、１０音を基準として、電気回
路を１押明するが、同一回路に、２０音を用いることも
、明らかに可能である。

第５図は、上述の電気回路の実施例を、簡略化したブロ
ック＃ｉ！図で示すものである。この実施例によれば、
ＣＫ及びＰ、０Ｒ８ｉ入力とするマイクロプロセッサ（
３０）が、使用される。これは、共通の信号を選択する
ためのデコーダＣ３３とダイオードマトリックスＣ３４
１を介して、可動部拐（２３）又は（１２ろ）、及び接
点（２５）又は（１２５）からなる常時閉路型開閉器と
協同する常時閉路型接点の７トリツクス＜３１１と、可
動部材Ｃ２３）又は（１２３）、及び接点（２カ又は（
１２７）とからなる常時開路型接点のマ）　ＩＪノクス
！３′；３とを、高速で走査する。

連続する２信号を、２００分の１秒以下の時間内に処理
することは、電気的かつ電子的手段によって始めて可能
であり、かつ、鍵盤は、８８鍵を備えているのが通例で
あるので、通常市販されているマイクロプロセッサは、
上述の条件を充足しうる走査速度を備えている。

次に、マイクロプロセッサ田は、鍵盤に関する情・ｌ（
を読取り、適当に処理した後に、複数の出力端子に伝達
する。前記出力端子の一部は、共通路、すなわちブス（
３５）ｋ介して、周辺機器の１つてあり、タイマー（３
７）及びＴ、０．Ｓ、（３８）によって制御される発振
装置ｔ３６）に、接続きれている。

前記出力端子の他の部分（−ｔ、適当なデコーダ（詣を
介して、前記鍵盤の多音性通路である、ｎ個の計数器（
４００〜（４０ｎ）に接続されている。詳細には、デコ
ーダ（３９）の各出力は、各計数器（４０ａ）〜（４０
ｎ）の位置制御（セット及びリセット）の条件設定を行
なうためのものであり、マイクロプロセンサ＋３ｉ’１
１に走査される常時閉路：’：！　’Ｉ’ｊｆ”、　／
、Ｊ、が開くと、通路が開かれ、かつ、対応実る可動部
材の可動行程の終端位置にある常時開路型接点が閉じる
と、計数動作が停止する。

前記可動部材の可動行程の終端位置にある接点が閉じる
時に、クロック装置（４１ａ）〜（４，Ｉ　ｎ）に接続
された各計数器における数又は桁は、適当に反転さγし
ているが、前記可動部材が、２極限位置１ｉ−ｉ１を移
動する時間に対応す薊岨１αであり、従って、前記接点
の開閉時間に、正比例する。

この数値は、城の操作中に消失しないように、レジスタ
ー（４２ａ）〜（４２すに記憶され、次に、適当なデジ
タル・アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）　（４３ａ）〜
（４３ｎ）により変換される。前記デジタル・アナログ
変換器から出力される各出力電圧は、それぞれ対応する
電圧制御増幅器（Ｖ　、Ｃ、Ａ　、　）　（４４ａ）　
〜（４４ｎ）と、電圧側？ＭＩ　７　イｋ　タ（Ｖ、　
Ｃ，Ｆ、　）（４５ａ）　〜（４５ｎ）に入力され、ミ
キサ（４６）及び増幅器＋４７１１　’に介して、周辺
に配置されている発振装置の音響チャネルに接続される
。

上述のように、本発明によれば、従来の機械式ピアノか
ら得られる感覚と、概ね同一の触覚的かつ視覚的感覚を
得ることが出来、か２経済的な動的振幅制御方法及び装
置を、提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の機械ピアノが備えている機械的部分を
示す概略図である。 第２図は、本発明による鍵盤の第１の実施例において、
鍵が静止位置にある時の、機械的及び電気的構成部分金
示す概略図である。 第３図は、第２図の実施例において、鍵が操作式れてい
る状態を示す概ｉ賂スである。 第４図は、本発明による鍵盤の第２の実施例を示す断面
図である。 第５図は、本発明による電気回路のブロック線図である
。 （１０）鍵　　　　　　　（ＩＩＪ　　支点０２）ハン
マ〜　　　　　（１３）枢軸（１４Ｊ　　弦　　　　　
　　　（１５ｊ　　エスケープ（１６）　　軸　　　　
　　　　　　　　　　（２（〕）　　噛Ｗ（２■）　　
支点　　　　　　　（２２）延長部（２３）小／リンダ
　　　　（２４）棒状部材（２５）接点　　　　　　　
（２６１ガイド（２７）　　接点　　　　　　　　Ｃ２
９）　　テジタル電子計数器（２９ａ）デジタル・アナ
ログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）（３０）マイクロプロセッ
サ ｏｎｃＪノマトリックス　　　Ｃ３３デコーダ１３４）
　　ダイオードマトリックス （：伺　共通路、ブス　　　（列　発振装置田）　タイ
マー　　　　　（３８）　　Ｔ・０・８・（刻　デコー
ダ　　　　　（４Ｄａ）　−（４ｏｎ）計数器（４１ａ
）〜（４ｉｎ）クロック装＠　　（４２ａ）〜（４２ｎ
）レジスタ（４３ａ）　〜（４３ｎ）デジタル・アナロ
グ変換器（Ｄ／Ａ変’Ｊ実器）（４４ａ）〜（４４ｎ）
電圧制御増幅器（４５ａ）〜（４５１１）電圧制御フィ
ルタ（４６）　　ミキサ　　　　　　（４７）増幅Ｒ；
÷（１２０）鍵　　　　　　　（１２り支点（１２２）
延長部　　　　　　（１２３）可動部材（１２列延長部
　　　　　　（１２４）磁性部材（１２５）接点　　　
　　　　（１２６）軸（１２７）接点　　　　　　　　
（１２９）テゾタル電子計数器（１２９ａ）デジタル・
アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）％許出願人代理人　弁
理士　竹　訳註　−手続補正書動幻 昭和５９年６月１４日 特許庁長官　若杉和夫　殿 １、事件の表示 昭和５９年特許願第０２７９５３号 ２、発明の名称 電子式楽器の鍵盤の動的制御方法及びその鍵盤３、補正
をする者 事件との関係　　　特許出願人 名　称　　ファルフイサ　ソチェタ　ペルアツイオ一二 ４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）合鍵が、相異なる２の状態を両足する２憧限位置
   間にある、予め設定された行程を移動可能な鍵盤におい
   て、 前記鍵の操作により、予め設定された２照準点間を移動
   する可動部材の速度を計測し、前記速度を、その速度に
   相関する電圧を出力しつる電気信号に変換し、かつ Ｒｊｔ記電気信号を、発音発振装置に伝達することによ
   り、電子式楽器の鍵盤の動的制御方法であって、 前記可動部材が、第１に、前記鍵の操作により、移動し
   、第２Ｋ、前記鍵から分離して、予め設定された通路に
   清って、自由に移動するとともに１ 、、；、Ｉ　ｉｉｇ鍵が、前記可動部材を衝打し、かつ
   前記行程の終端部に到達後、その時点における前記可動
   部材の位置とは無関係に、静止位置に戻ることを特徴と
   する電子式楽器の鍵盤の動的制御方法。 （２）合鍵が、所定の位置に枢着さゎている複数の鍵と
   、 前記鍵の移動速度を、電気量に変換する変換器と、 情報処理装置と、 発音発振装置とからなる鍵盤において、前記変換器が、
   ２極限位置間を移動可能な可動部材からなり、 前記各極限位置に、前記可動部材が接触すると、それに
   対応して発生する電気信号を、処理装置に伝達するため
   の開閉器が、設けられて１．、−リ、かつ、 前記可動部口が、通常の機械式ピアノに使用される機械
   的構成要素と、概ね同一の質量を有するとともに、前記
   鍵の動作により移動し、　＠ｂ記鍵から分離後、案内装
   置により、予め設定きれている通路に清って、自由に移
   動することを特徴とする電子式楽器の鍵盤。 （３）処理装置が、開閉器から伝達される電気信号を、
   入フＤ丁子で受容するために、少なくとも１個の電子計
   数器を備えていることにより、可動部材の移動速度に相
   関するデジタル情報を、処理することを特徴とする特許
   請求の範囲第（２）項に記載の鍵盤。 （４）処理装置が、可動部材の行程の両極限位置に配置
   されている開閉器の状態を、周期的に走査する装置を備
   えていることにより、合鍵に協動する検知回路を構成す
   ること全特徴とする特許請求の範囲第（２）項に記載の
   鍵盤。 （５）　　合鍵を、静止位置に保持するための保持部拐
   を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第（２）
   項に記載の鍵盤。 １Ｇ）可動部材の行程の両極限位置に配置されている開
   閉器が、それぞれ常時閉路型接点と常時開路型接点とか
   らなり、それらの開閉状態が、鮭の静止時と操作時とに
   おいて、逆転すること全特徴とする特許請求の範囲第（
   ２）項に記載の鍵盤。 （７）可動部材が、導電性金属材料で形成されることに
   より、行程の両極１七位１女にある開閉器に対する可動
   接点となることを特徴とする特許請求の範囲第（５）項
   に記載の鍵盤。 （８）保持部材が、磁性ゴムからなることを特徴とする
   特許請求のｍｌ囲第（５）項に記載の鍵盤。 （９）案内装置号が、可動部材が、直線状に移動しうる
   ようにするための、座体を備えていることを特徴とする
   特許請求の範囲第（２）項に記載の鍵盤。 （１０）案内装置が、可動部材が、予め設定されている
   角度の範囲内を、回動しうるようにするための枢軸を備
   えていることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項に
   記載の鍵盤。