(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍵盤に設けられた複数の鍵への操作開始後に得られる押圧情報により、前記操作開始後に発音中の楽音の演奏表現を変更する電子楽器において、
前記複数の鍵における白鍵群と黒鍵群との各鍵群毎に共通に押圧される感圧素子を有し、各鍵毎の前記操作開始後の当該鍵による前記押圧の度合いに対応した押圧情報を前記感圧素子から検出する押圧検出回路と、
前記感圧素子の特性のバラツキの度合いを各鍵毎に対応するバラツキランクデータとして記憶するバラツキデータメモリと、
前記複数の鍵における各鍵の操作時に押圧検出回路で検出した押圧情報を、当該鍵に対応する感圧素子について記憶された前記バラツキランクデータに基づいて、そのバラツキランクと対応関係にある補正係数により補正し、その補正された押圧情報を当該鍵操作時の前記演奏表現の変更のための押圧情報として出力する押圧補正手段とを備えた電子楽器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鍵盤操作により楽音を発音する電子楽器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子楽器は、その音源技術および音源制御技術の進歩により、様々な演奏表現が可能となり、それにともなって演奏表現を行うための操作子も各種考案され、これらの操作子が電子楽器に広く使われている。
【０００３】
感圧素子を用いた操作子もその中の一つであり、電子楽器の中でも特に鍵盤操作により楽音を発音する鍵盤楽器においては、操作子として鍵盤と感圧素子とを組み合わせ、鍵盤を押さえた際の位置情報、速度情報とともにその後の押圧情報をも取り込むことによって、一つの鍵盤からなる操作子による複数の演奏表現が可能となった。なかでも押圧情報は、さらに、発音が開始した後に演奏表現を変化させることも可能にしている。
【０００４】
鍵盤と感圧素子とを組み合わせる場合、２通りの方法がある。その一つは、鍵盤を構成する各鍵に対応させて感圧素子を具備し各鍵毎に独立の押圧情報（これは、独立アフタータッチ情報と呼ばれる）を得るものである。もう一つは、鍵盤を構成する各鍵毎には感圧素子を持たず、複数の鍵で共用する感圧素子を設け、それら複数の鍵に共通の押圧情報（以下、共通アフタータッチ情報と呼ぶ）を得るものである。
【０００５】
複数の鍵で感圧素子を共用する場合においては、複数の鍵に対して、全ての鍵に共通の単一の感圧素子のみを具備し、全ての鍵に共通の押鍵情報を得るものが一般的であるが、形状の異なる白鍵群と黒鍵群で、その各鍵群毎に共用すべく設けられた２つの感圧素子を具備し、全ての白鍵に共通の押鍵情報と全ての黒鍵に共通の押鍵情報をそれぞれ得るものもある。
【０００６】
以下、共通アフタータッチ情報が得られる感圧素子を備えた従来の電子楽器について説明する。
図４は鍵盤と共通アフタータッチ情報が得られる感圧素子とを備えた従来の電子楽器の構成図である。図４において、１は複数の白鍵及び黒鍵よりなる鍵盤、２は、鍵盤１の各鍵毎に対応して設けられた複数のスイッチを有し、鍵盤１上の各鍵を押鍵した際どの鍵が押鍵されたか検出するとともに、その押鍵速度も検出することにより、押鍵位置情報と押鍵速度情報を生成するキータッチ検出回路、３はキータッチ検出回路２で生成された押鍵位置情報と押鍵速度情報とを押鍵情報として格納すべきメモリを割り当てるキーアサイナ、４は鍵盤１上の全ての鍵に対し単一で共通の感圧素子を有し共通アフタータッチ情報を得る押圧検出回路、５は押鍵した際に発音すべき音色を指定するための音色指定手段、６はキーアサイナ３と押圧検出回路４及び音色指定手段５の出力により音源７を制御する音源制御手段、８は音源７からの出力を増幅してスピーカ９を駆動する増幅器である。
【０００７】
以上のように構成された電子楽器について、その動作を以下に説明する。
まず、鍵盤１の鍵が押鍵されると、キータッチ検出回路２がどの鍵がどの位の速度で押鍵されたかを検出し、押鍵情報としてキーアサイナ３に出力する。この押鍵情報をうけキーアサイナ３はそれを格納するメモリを割り当てる。音源制御手段６はメモリ内の押鍵情報及び音色指定手段５により指定された音色情報に基づき音源７を制御し、音源７から出力された信号は増幅器８を介してスピーカ９から発音される。
【０００８】
その後、鍵盤１上の押鍵中の鍵がさらに押下されると、押圧検出回路４が全ての鍵に共通に設けられた感圧素子を用いて押圧の度合いを検出し、共通アフタータッチ情報として音源制御手段６に出力する。音源制御手段６は共通アフタータッチ情報、メモリ内の押鍵情報及び音色指定手段５により指定された音色情報に基づき音源７を再制御し、音源７から出力された信号は増幅器８を介してスピーカ９から発音される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような従来の電子楽器では、押圧検出回路４の感圧素子の個体差によるバラツキ、及び各鍵の全てに対してそれらの下に配置される場合の感圧素子の長手方向のバラツキをなくすために、極めて多くの労力が払われていた。すなわち、押鍵後ひとつあるいは複数の鍵が同じ強さで押下された時に、押圧量に応じてあらかじめ定められた共通アフタータッチ情報が、できるだけ期待値どおりに均一に得られるように、押鍵毎に押圧検出回路４において感圧素子の感度を調整しなければならないという問題点を有していた。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、感圧素子の感度調節を簡略化することができるとともに、共通アフタータッチ情報のバラツキを減少することができる電子楽器を提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の電子楽器は、鍵盤に設けられた複数の鍵への操作開始後に得られる押圧情報により、前記操作開始後に発音中の楽音の演奏表現を変更する電子楽器において、前記複数の鍵における白鍵群と黒鍵群との各鍵群毎に共通に押圧される感圧素子を有し、各鍵毎の前記操作開始後の当該鍵による前記押圧の度合いに対応した押圧情報を前記感圧素子から検出する押圧検出回路と、前記感圧素子の特性のバラツキの度合いを各鍵毎に対応するバラツキランクデータとして記憶するバラツキデータメモリと、前記複数の鍵における各鍵の操作時に押圧検出回路で検出した押圧情報を、当該鍵に対応する感圧素子について記憶された前記バラツキランクデータに基づいて、そのバラツキランクと対応関係にある補正係数により補正し、その補正された押圧情報を当該鍵操作時の前記演奏表現の変更のための押圧情報として出力する押圧補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
以上により、感圧素子の感度調節を簡略化することができるとともに、押圧情報のバラツキを減少することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の電子楽器は、鍵盤に設けられた複数の鍵への操作開始後に得られる押圧情報により、前記操作開始後に発音中の楽音の演奏表現を変更する電子楽器において、前記複数の鍵における白鍵群と黒鍵群との各鍵群毎に共通に押圧される感圧素子を有し、各鍵毎の前記操作開始後の当該鍵による前記押圧の度合いに対応した押圧情報を前記感圧素子から検出する押圧検出回路と、前記感圧素子の特性のバラツキの度合いを各鍵毎に対応するバラツキランクデータとして記憶するバラツキデータメモリと、前記複数の鍵における各鍵の操作時に押圧検出回路で検出した押圧情報を、当該鍵に対応する感圧素子について記憶された前記バラツキランクデータに基づいて、そのバラツキランクと対応関係にある補正係数により補正し、その補正された押圧情報を当該鍵操作時の前記演奏表現の変更のための押圧情報として出力する押圧補正手段とを備えた構成とする。
【００１５】
これらの構成によると、感圧素子のバラツキをバラツキデータメモリに記憶させておき、このバラツキデータによって押圧発生の都度押圧情報を補正し、正しい押圧情報を出力する。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を示す電子楽器について、図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は本実施の形態における電子楽器の構成を示すブロック図である。図１において、１１は複数の白鍵及び黒鍵よりなる鍵盤、１２は、鍵盤１１の各鍵毎に対応して設けられた複数のスイッチを有し、鍵盤１１を押鍵した際どの鍵が押鍵されたかを検出するとともに押鍵の速度も検出することにより、押鍵位置情報と押鍵速度情報を生成するキータッチ検出回路、１３はキータッチ検出回路１２で生成された押鍵位置情報と押鍵速度情報とを押鍵情報として格納すべきメモリを割り当てるキーアサイナ、１４は、鍵盤１１上の全ての鍵に対して単一で共通の感圧素子を有し、この感圧素子から押圧情報である共通アフタータッチ情報を得る押圧検出回路、１５は、押圧検出回路１４で使用する感圧素子のバラツキをランク分けしたバラツキデータを、バラツキランクデータとして記憶するバラツキデータメモリ、１６は、押圧検出回路１４で検出された共通アフタータッチ情報から、バラツキデータメモリ１５に記憶されているバラツキランクデータを基に、正しい押圧値を表す「標準化された共通アフタータッチ情報」を求める押圧補正手段、１７は押鍵した際に発音すべき音色を指定するための音色指定手段、１８はキーアサイナ１３と押圧補正手段１６及び音色指定手段１７の各出力に基づいて音源１９を制御する音源制御手段、２０は音源１９からの出力を増幅してスピーカ２１を駆動する増幅器である。
【００１７】
次に、押圧検出回路１４に設けられた感圧素子の構成について説明する。
図２は本実施の形態の電子楽器を構成する押圧検出回路１４に用いられる共通の感圧素子の構成および特性の説明図である。
【００１８】
図２（ａ）は感圧素子の構成および鍵盤１１との関係を示す断面図である。図２（ａ）において、２１ａは鍵盤１１のうちの一つの鍵を示し、フエルト２２ａ、補強板２３ａ、電極２４ａ、感圧誘電層２５ａ、絶縁スペーサ２６ａからなる一組の感圧素子が、鍵盤１１のすべての鍵に対して共用されるように設けられている。
【００１９】
ここで、鍵２１ａを押下すると、フエルト２２ａを介して補強板２３ａが押し下げられ、弾性を持った絶縁スペーサ２６ａが押し縮められることによって、電極２４ａと感圧誘電層２５ａが接触する。さらに、鍵２１ａに対して押圧が加えられると、電極２４ａは感圧誘電層２５ａにさらに押しつけられ、感圧素子としての抵抗値が減少する。
【００２０】
図２（ｂ）は感圧素子の抵抗値の変化を検出する回路の構成例である。図２（ｂ）において、Ｒ１とＲ３は固定抵抗器、Ｒ２は感圧素子の抵抗を示す可変抵抗器、Ｒ４はバラツキ調整用の可変抵抗器である。
【００２１】
可変抵抗器Ｒ２の抵抗値の変化は、電圧Ｖ１が固定抵抗器Ｒ１，Ｒ３と可変抵抗器Ｒ２とにより分圧された結果の電圧Ｖ２として検出される。押圧がないときは可変抵抗器Ｒ２の値は固定抵抗器Ｒ１，Ｒ３の値に対して十分大きく、その結果、電圧Ｖ２はほぼ０である。ここで、押圧が加えられると、可変抵抗器Ｒ２の抵抗値は減少し電圧Ｖ２は増加する。可変抵抗器Ｒ２の抵抗値が固定抵抗器Ｒ１，Ｒ３の抵抗値に対し十分小さくなった時点で、電圧Ｖ２は固定抵抗器Ｒ１，Ｒ３の抵抗値のみで決定される分圧値となり、可変抵抗器Ｒ２におけるそれ以上の抵抗値の変化は検出できなくなる。
【００２２】
一方、フエルト２２ａ、補強板２３ａ、電極２４ａ、感圧誘電層２５ａ、絶縁スペーサ２６ａは、ともに材質および厚みにバラツキがあり、その結果、感圧素子から得られる共通アフタータッチ情報には、感圧素子の個体差によるバラツキ、および感圧素子が各鍵により押さえられる位置の違いによるバラツキが含まれる。
【００２３】
これら共通アフタータッチ情報のバラツキを回路的に補正するために設けられているのが、可変抵抗器Ｒ４である。可変抵抗器Ｒ４は電圧Ｖ２を増幅制御するための抵抗であり、一定の圧力を加えたときの電圧Ｖ２の期待値と、実際に感圧素子を組み込んだ回路で一定の圧力を加えたときの電圧Ｖ２の値が一致するように、あらかじめ調整が行われる。
【００２４】
従来は図４に示す押圧検出回路４における可変抵抗器Ｒ４による補正のみを行っていたが、本実施の形態の電子楽器では、図１に示すように、バラツキデータメモリ１５と押圧補正手段１６を設けることにより、以下のように、共通アフタータッチ情報のバラツキの補正を行う。なお図２（ｂ）に示す回路例の可変抵抗器Ｒ４を用いた増幅制御に関する部分は、下記の補正を行うことにより削除してもよい。
【００２５】
まず、共通アフタータッチ情報の決定要因である感圧素子のバラツキを、図２（ｃ）に示すように±２５％の範囲において５つに区切り、図２（ｄ）に示すように０〜４までのバラツキランクに分けた。
【００２６】
また、図２（ｅ）は押圧のバラツキを感圧素子バラツキ＋２５％すなわちバラツキランク０に補正するための係数を示したものであり、図２（ｆ）は、感圧素子のバラツキが押圧検出回路１４で検出される共通アフタータッチ情報に与える影響をあらわしたもので、感圧素子バラツキランクが大きいものほど、実際の押圧よりも小さく検出され、従って共通アフタータッチ情報も小さく出力されることを示している。
【００２７】
図２（ｇ）はバラツキデータメモリ１５の内部構造を示すもので、ここではすべての鍵からの押圧に対し共通に使用する３ビット（ビットｂ０〜ｂ２）のデータ容量を持たせてある。
【００２８】
以上のように構成された電子楽器について、その動作を図３を用いて以下に説明する。なお、鍵盤１１上の鍵が押鍵されてから、キータッチ検出回路１２、キーアサイナ１３、音色指定手段１７、音源制御手段１８、音源１９、増幅器２０を経て、スピーカ２１から発音されるまでの動作については、従来例と同様であるので、それらの説明についてはここでは省略する。
【００２９】
図３は押圧検出およびバラツキデータメモリ１５を用いた押圧補正の各動作を示すフローチャートである。
まず、使用者である演奏者が鍵盤１１の押鍵中である鍵をさらに押下すると、押圧検出回路１４により、鍵の下に配置された感圧素子が圧迫されることにより発生する抵抗値の変化が電圧の変化として検出され、押圧の度合いを表す共通アフタータッチ情報が得られる（ステップ＃１）。そのとき得られる共通アフタータッチ情報は前述したようにバラツキを有するものである。
【００３０】
次の押圧補正手段１６によって、図２（ｇ）で示したバラツキランクデータを参照し（ステップ＃２）、このバラツキランクデータを基に、図２（ｅ）に示した補正係数を求める（ステップ＃３）。ここで補正係数とバラツキランクは一対一に対応しているので、この対応関係を記憶させておけば、バラツキランクに対する補正係数は即座に求められる。
【００３１】
次に、ステップ＃３で求めた補正係数をステップ＃１で得た共通アフタータッチ情報に掛け算して「標準化された共通アフタータッチ情報」を得る（ステップ＃４）。このようにして得られた「標準化された共通アフタータッチ情報」は正しい押圧度合いを表す情報として音源制御手段１８に出力される。
【００３２】
音源制御手段１８では、すでに得られているキーアサイナ１３からの押鍵情報及び音色指定手段１７により指定された音色情報と、新たに入力された「標準化された共通アフタータッチ情報」に基づき、音源１９を再制御し、音量、音の明るさ、変調の深さなどを変更する。
【００３３】
そして増幅器２０を介してスピーカ２１から発音中の音は、音源１９から出力された信号の変化により変化する。なお、図２（ｇ）に示すバラツキランクデータは、あらかじめ押圧検出回路１４に対して定められた押圧を与えその出力結果から逆算して求め、バラツキデータメモリ１５に書きこんでおく。
【００３４】
以上のようにして、鍵盤１１に対し共通に用いるべく押圧検出回路１４に設けられた単一の感圧素子のバラツキを、バラツキデータメモリ１５にバラツキランクデータとして記憶しておき、鍵が操作された際に押圧検出回路１４によって得られる共通アフタータッチ情報を押圧補正手段１６にて補正し、「標準化された共通アフタータッチ情報」を得ることができ、感圧素子の個体差のバラツキに応じて押圧検出回路１４の出力を調整する必要はない。
【００３５】
また、押圧補正手段１６は感圧素子のバラツキランクに対応して補正係数を記憶させておけば、即座に補正係数を求めることができ、これを共通アフタータッチ情報に掛け算するだけで極めて簡単に「標準化された共通アフタータッチ情報」を得ることができる。
【００３６】
なお、上記の実施の形態の電子楽器においては、バラツキランクデータは図２（ｇ）に示されたような１種類のデータであるが、そのデータはあらかじめ押圧検出回路１４に対して一つの鍵から定められた押圧を与えた出力結果から逆算してもよいし、複数の鍵盤から定められた押圧をそれぞれ別々に与えた場合の複数の出力結果をもとに計算あるいは変換テーブル参照によって求めてもよい。
【００３７】
また、複数の鍵の各々に対し定められた押圧をそれぞれ別々に与えることにより、得られる複数の出力結果を、そのまま複数種類のデータとして図２（ｇ）と同様の書式で書き込み、押圧発生時に計算あるいは変換テーブル参照によって１種類のバラツキランクデータを求めてもよい。一つの鍵のみへの押圧により定めたバラツキランクデータを使用する場合は、感圧素子の個体差のバラツキを簡単に補正することができ、一方、複数の鍵への押圧により定めたバラツキランクデータを使用する場合は、感圧素子の個体差のバラツキとともにその感圧素子の鍵盤方向（長手方向）のバラツキも含めて補正することにより、より精度の高い補正が可能である。
【００３８】
また、上記の実施の形態の電子楽器においては、押圧検出回路１４に単一の感圧素子を設け、その感圧素子に対して鍵盤１１を白鍵あるいは黒鍵の区別無く共通に用いるように構成したが、押圧検出回路１４を、鍵盤１１上の複数の鍵として複数の白鍵からなる白鍵群と複数の黒鍵からなる黒鍵群との各鍵群毎に感圧素子を設け、それらの感圧素子に対して白鍵群および黒鍵群が独立して用いられるように構成してもよい。
【００３９】
また、上記の各実施の形態の電子楽器における押圧補正方式は、感圧素子を鍵盤と組み合わせた電子楽器だけでなく、鍵盤と無関係に手や足などで押すための感圧操作子を具備した電子楽器に対しても、同様の効果を発揮する。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、鍵盤に設けられた複数の鍵への操作開始後に得られる押圧情報により、前記操作開始後に発音中の楽音の演奏表現を変更する電子楽器において、前記複数の鍵における白鍵群と黒鍵群との各鍵群毎に共通に押圧される感圧素子を有し、各鍵毎の前記操作開始後の当該鍵による前記押圧の度合いに対応した押圧情報を前記感圧素子から検出する押圧検出回路と、前記感圧素子の特性のバラツキの度合いを各鍵毎に対応するバラツキランクデータとして記憶するバラツキデータメモリと、前記複数の鍵における各鍵の操作時に押圧検出回路で検出した押圧情報を、当該鍵に対応する感圧素子について記憶された前記バラツキランクデータに基づいて、そのバラツキランクと対応関係にある補正係数により補正し、その補正された押圧情報を当該鍵操作時の前記演奏表現の変更のための押圧情報として出力する押圧補正手段とを備えた構成としたので、白鍵群及び黒鍵群の各鍵群毎の複数の鍵に対応する共通の感圧素子のバラツキを各鍵に対応するバラツキランクデータとしてバラツキデータメモリに記憶させておき、このバラツキデータによって、各鍵の操作による押圧発生の都度、当該鍵の押圧情報を補正し、正しい押圧情報を出力することができるため、白鍵群と黒鍵群の各鍵群毎に共通に押圧される感圧素子の感度調節を簡略化することができるとともに、各鍵群の押圧情報のバラツキを減少させることができる。
【００４１】
その結果、感圧素子のバラツキに対する調整を不要として、極めて容易に電子楽器を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における電子楽器のブロック図
【図２】同実施の形態における感圧素子の構成および特性の説明図
【図３】同実施の形態における動作を示すフローチャート
【図４】従来の電子楽器のブロック図
【符号の説明】
１４    押圧検出回路
１５    バラツキデータメモリ
１６    押圧補正手段
【図１】
0003727111.tif 000002
【図２】
0003727111.tif 000003
【図３】
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【図４】
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