JPS6154234B2 - - Google Patents
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- JPS6154234B2 JPS6154234B2 JP55182230A JP18223080A JPS6154234B2 JP S6154234 B2 JPS6154234 B2 JP S6154234B2 JP 55182230 A JP55182230 A JP 55182230A JP 18223080 A JP18223080 A JP 18223080A JP S6154234 B2 JPS6154234 B2 JP S6154234B2
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- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
Description
本発明は押鍵操作に応じて音量、音色等の楽音
特性を可変制御するようにしたタツチレスポンス
付加装置に関する。
従来より、押鍵速度に応じて音量あるいは音量
と音色の同一的変化(例えば音量が大で鋭い音あ
るいは音量が小でソフトな音)をもたらすような
タツチレスポンス機能を有する電子鍵盤楽器が開
発されている。しかして、これらの電子鍵盤楽器
は、アナログ的手法によりタツチレスポンスを付
加するものが大半であり、そのような場合は、電
子楽器のハードウエアが非常に増大し、コストア
ツプにつながるほか、安定した動作を行わせるこ
とは一般に困難となる。
そこで、上述したタツチレスポンス機能をデイ
ジタル的手法により実現することが考えられてい
る。例えば、2つの接点を各鍵に対応して配設
し、可動接点がこの2接点間を通過する時間をデ
イジタル的にカウントして、このカウント値に応
じてタツチレスポンスを出力楽音に付加するよう
にするものである。
しかし、自然楽器の出力楽音は、音量と音色と
が完全な相関関係をもたないと考えられている
が、上記手法によればこれら2つの量を同一視し
て音量と音色とを同一的に可変制御するものしか
実現出来ず、やはり音楽的に満足のゆく電子楽器
を提供することは困難であつた。
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、
各鍵に対して少なくとも3個のスイツチを設け、
各スイツチが対応する鍵の操作により動作状態と
される時間間隔に応じて、当該楽音の音量、音色
等少なくとも2つの特性を可変制御するようにし
たタツチレスポンス付加装置を提供することを目
的とする。
以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。
第1図は、本実施例の鍵構造を示すもので、図
中1は鍵盤シヤーシであり、この鍵盤シヤーシ1
の垂直部には係止窓1a、平担部には透孔1bが
夫々形成され、上記透孔1bに対応する鍵盤シヤ
ーシ1の裏面側には可動接点2a,2c部分が上
方に膨出成形された膨出部3を有する弾性体4
と、この可動接点2a,2b,2cに対応して一
対の固定接点5a,5b,5cが形成され、所定
の配線が施されているプリント基板6が積層され
て、上記膨出部3が透孔1bより突出している。
上記膨出部3に設けられた可動接点2a,2b,
2cは、鍵盤シヤーシ1の手前側(第1図左側)
になるにつれてより下方へ突出形成されるように
なつており、この可動接点2aと2b、2bと2
cとを連結する部分は肉薄になつていて、上方よ
りの押圧で変形可能とされている。
また、7は鍵で、長手方向一端部に形成された
係止部8が上記係止窓1aによつて係止され、こ
の鍵7は通常はバネ9により上方に弾持された状
態となつている。
そして上記鍵7には、上記透孔1bより突出し
ている膨出部3と対向する位置に押圧部10が形
成され、押鍵時にこの押圧部10により膨出部3
が押圧され、順次可動接点2a,2b,2cによ
つて一対の固定接点5a,5b,5cが導通され
る。
一方、離鍵時には、この押圧部10が上方へ移
動することにより、可動接点2c,2b,2a
は、この順に、固定接点5c,5b,5aと離れ
ることになる。
第2図は、上記プリント基板6を示すもので、
このプリント基板6上には、上記固定接点5a〜
5cが各鍵毎に配設されている。即ち、この固定
接点5a〜5cは、コモン電極KC1(KC2〜KC4
は後述する。)と、独立の電極KI1〜KI3あるいは
KI4〜KI6(その他の電極は後述する。)とにより
構成されており、上記可動接点2a〜2cによ
り、固定接点5a〜5cが各々オン、オフ制御さ
れる。なお、このプリント基板6の下面には、各
電極KI1〜KI3(他の電極も全く同様)の信号を
順方向に流す為のダイオードD1(他のダイオー
ドD2〜D144も全く同様)が設けられている。
第3図は、上述した鍵盤の回路構成を示すもの
で、本実施例の鍵盤を4オクターブ、即ち48盤と
した場合につき示してある。
CPU11は、例えばマイクロプロセツサより
成り、このCPU11からは、上述したコモン電
極C1〜KC4に順序パルスが与えられている。この
電極はKC1が最高オクターブ、KC4が最低オクタ
ーブに対応し電極KC2、KC3はその中間のオクタ
ーブに対応する。第3図中12はキーマトリクス
回路であり、このキーマトリクス回路12の各交
点には、円Aで示す如く可動接点(図では2
c)、固定接点(図では5c)及びダイオード
(図ではD36)とにより成るスイツチ回路が設けら
れており、このうち、同一のコモン電極KCi(i
=1〜4)に連続して設けられている3個スイツ
チ回路が同一鍵に対応するものである。例えば、
図中Bは、最高オクターブの音階Bに対応する3
個のスイツチ回路を示すものである。
そして、このキーマトリクス回路12からは、
36本の電極ラインが出力し、CPU1に与えられ
る。即ち、電極KI1〜KI3が音階Bに対応し、電
極KI4〜KI6が音階A#に対応し、以下同様にし
て、各電極が12音階のいずれかに対応するように
なつている。
第4図は、第3図に示したCPU11内部の
入、出ドライバの構成を示すもので、コモン電極
KCi(i=1〜4)に接続され、順序パルスを供
給するドライバの構成は同図(A)の如くなつてい
る。即ち、このドライバは、Pチヤンネル
MOSFETTr1とNチヤンネルMOSFETTr2が接
続されたCMOS構成となつており、端子OUTに
グランドレベル信号を与えるとPチヤンネル
MOSFETTr1がオンして、+Vレベル信号が出力
し、逆に端子OUTに+Vレベル信号を与えると
NチヤンネルMOSFETTr2がオンしてグランド
レベル信号が出力する。
一方、入力ドライバは同図(B)に示す如くNチヤ
ンネルMOSFETTr3とMOS抵抗ra,rbより成る
インバータ構成であり、電極KIj(j=1〜36)
の出力信号が+Vレベル信号であれば端子INに
グランドレベル信号が出力し、逆に電極KIjの出
力信号がグランドレベル信号があれば端子INに
+Vレベル信号が出力することになる。
そして、このCPU11は、第5図に示す如
く、ラツチ13に音量情報f(tr2)(後述)、ラ
ツチ14にフイルタ(音色)情報g(T)(後
述)、ラツチ15に音階情報を供給する。
しかして、上記ラツチ15に記憶された音階情
報に基づき、音階信号発生器16は動作し、対応
する周波数の所定波形を表現するデイジタル信号
をデイジタルフイルタ17へ供給する。
デイジタルフイルタ17には、上記音階信号発
生器16出力のほか、上記ラツチ14に記憶され
たフイルタ情報g(T)が与えられ、デイジタル
的にフイルタリングが行われることになる。例え
ば、このデイジタルフイルタ17とは、本出願人
が先に出願した特願昭55−53179号「デイジタル
フイルタ装置」の如きものである。
そして、このデイジタルフイルタ17の出力
は、乗算器18に与えられ、上記ラツチ13にラ
ツチされた音量情報と乗算して、D/A変換器1
9へ与えられる。そして、このD/A変換器19
に於て、D/A変換して得られるアナログ信号が
パワーアンプ20を介し、スピーカ21に供給さ
れ、当該楽音が放音されることになる。
次に、本実施例の動作を説明する。即ち、第3
図に示す上記コモン電極KC1〜KC4には、第6図
a〜dに示す順序パルスが供給され、上記キーマ
トリクス回路12のスイツチ回路をスキヤンす
る。即ち、この場合、第4図Aに示す端子OUT
には第6図a〜dの各信号レベルが反転された信
号が印加されることになる。
従つて、鍵盤上の各鍵のオン、オフ状態の検出
は第6図a〜dに示す順序パルスに同期して検出
されることになる。例えば、いま、最高オクター
ブ(コモン電極KC1に該当する。)の音階Bの鍵
を押圧操作する。即ち、第1図に示すように、鍵
7を押圧すると、可動接点2a,2b,2cはこ
の順に連続して固定接点5a,5b,5cと接触
接続することになる。
第7図a〜cはその様子を示すもので、電極
KI1〜KI3には、チヤタリングをともなう押鍵信
号が出力する。その結果、CPU11には、第4
図Bに示すドライバを介し、これらの信号が反転
されて与えられることになる。
しかして、第8図を参照して、CPU11の動
作を説明する。このフローチヤートにおいて、
「A」とは可動接点2aと固定接点5aとが接触
しているか否かを示すもので、A=1ならばオン
状態、A=0はオフ状態である。同様に、「B」、
「C」も可動接点2bと固定接点5b、可動接点
2cと固定接点5cとの接触接続状態を示すもの
である。
しかして、いま、最高オクターブの音階Bに対
応する鍵7を操作した場合につき説明する。先ず
ステツプS1にて、可動接点2aと固定接点5aと
がオンしているか否かを検出する。そして、オン
状態が検出されると、ステツプS2に進み、タイマ
ーをスタートさせる。即ち、CPU11の内部に
おいて、例えばレジスタとアダーとを用い、この
タイマーは構成され、順次カウント処理してゆ
く。
しかして、次にステツプS3に進む。ステツプS8
において、可動接点2bと固定接点5bとが接触
接続してないことが検出されれば、次にステツプ
S4に進み、上記可動接点2aと固定接点5aとが
接続状態にあるか判断する。この結果、可動接点
2aと固定接点5aとがチヤタリングを生じてい
て、オフ状態であると検出されれば、ステツプS5
に進む。一方、上記ステツプS4に於て、可動接点
2aと固定接点5aとがオン状態であると判断し
た場合は再びステツプS3にもどる。
そして、ステツプS5に進めば、チヤタリング時
間、例えば4ミリ秒間スイツチのオン、オフ状態
の検出を中止し、4ミリ秒後にステツプS6に進
む。ステツプS6では、再び上記可動接点2aと固
定接点5aとがオン状態であるか否かが検出さ
れ、もし、可動接点2aと固定接点5aとがオフ
状態であれば、鍵操作がなかつたものとし、ステ
ツプS7に進み、タイマをクリアして、ステツプS1
にもどる。
しかして、いまの場合、鍵7を押圧すると、可
動接点2aと固定接点5aとが接触接続している
ため、ステツプS6の実行後、ステツプS3にもど
る。このようにして、可動接点2bと固定接点5
bとが接触接続するまで、上記同様にステツプ
S3,S4の処理をCPU11はくりかえす。
そして、ステツプS8にて、上記可動接点2bと
固定接点5bとがオン状態にあることが検出され
ると、次にステツプS8に進む。ステツプS8では、
上記タイマの計数内容を所定レジスタ(いまXレ
ジスタと称する。)に記憶させる。いま、Xレジ
スタに記憶されるデータtr1とする(第7図参
照)。そして、その後、ステツプS9に進み、上記
タイマをクリアし、再び計数動作を開始させる。
次にステツプS10にて、可動接点2cと固定接
点5cとがオンしているか否かを検出する。しか
して、今の場合、まだ可動接点2cと固定接点5
cとはオンしていない為、次にステツプS11に移
行する。
ステツプS11にて、上記可動接点2bと固定接
点5bとがオン状態となつているか否か検出す
る。しかして、上記可動接点2bと固定接点5b
とがチヤタリングを生じていて、オフ状態が検出
されるとステツプS12に進み、4ミリ秒間スイツ
チのオン、オフ状態の検出を中止し、4ミリ秒後
ステツプS13に進み、再び上記可動接点2bと固
定接点5bとがオン状態であるか否かを検出す
る。しかして、例えば鍵7を固定接点5bと可動
接点2aとが接触する位置までしか押下しなかつ
た場合は、このステツプS18の検出果の後、ステ
ツプS4に進み、以下可動接点2aと固定接点5a
とのオン、オフ状態の検出処理に進む。しかし、
今の場合、上記可動接点2bと固定接点5bとが
チヤタリングを生じた後、オン状態となり、ステ
ツプS10に進む。
このように、可動接点2bと固定接点5bとが
オン状態となつた後は、上記ステツプS10,S11の
処理をCPU11はくり返す。
そして、ステツプS10にて、可動接点2cと固
定接点5cとがオン状態であることが検出される
と、ステツプS14に進む。ステツプS14では、上記
タイマの計数内容を所定レジスタ(いまYレジス
タと称する。)に記憶させる。いま、Yレジスタ
Yレジスタに記憶されるデータをtr2とする(第
7図参照)。そして、その後、ステツプS15に進
み、上記Yレジスタに記憶されたデータtr2に応
じて、音量情報f(tr2)を演算処理により求め、
第5図に示すラツチ13に送出する。
そして、次にステツプS16に進み上記Xレジス
タに記憶されたデータtr1と上記Yレジスタに記
憶されたデータtr2とから比T=tr2/tr1を求め
る。この比のデータTに基づき、ステツプS17に
て、フイルタ情報g(T)を求め、第5図に示す
ラツチ14に送出する。このフイルタ情報g
(T)としては、例えばローパスフイルタのカツ
トオフ周波数を設定する情報である。
次に、ステツプS18に進み、今の場合、最高オ
クターブの音階Bの情報をラツチ15へ送り、音
階信号発生器16を動作させる。その結果、この
楽音信号発生器6からの出力に対し上記データ
tr2に応じた音量が、乗算器18により設定さ
れ、上記データT(=tr2/tr1)に応じたカツトオ
フ周波数のフイルタが、デイジタルフイルタ17
にてかけられる。
その結果、D/A変換器19を介して得られる
楽音信号は、操作鍵(いまの場合、最高オクター
ブの音階Bの鍵)の押圧操作の速度に応じた音
量、音色をもつ楽音が発生することになる。な
お、第5図には示していないが、該楽音信号に対
し、エンベロープ制御を行うエンベロープジエネ
レータを設け、例えば、アタツク、デイケイ、サ
ステイン、リリースの各状態(そのほかアタツ
ク、サステイン、リリースのエンベロープ状態を
もつものでもよい。)の制御を行うようにするこ
とも出来る。
しかして、このステツプS18の処理につづき、
ステツプS19の処理を実行する。即ち、このステ
ツプS19では、上記可動接点2cと固定接点5c
とがオン状態であるか否かを検出する。そして、
いま、第7図cに示すように、オン時のチヤタリ
ングが生じると、ステツプS19の次にステツプS20
に進み、4ミリ秒間スイツチのオン、オフ状態の
検出を中止し、4ミリ秒後ステツプS21に進む。
しかして今の場合、可動接点2cと固定接点5
cとがオン状態を継続していると、ステツプS19
にもどる。従つて、可動接点2cと固定接点5c
とがオン状態であれば、ステツプS19の状態を保
持する。
そして、操作鍵7(今の場合最高オクターブの
音階Bの鍵)の押圧を解除すると、ステツプS19
の処理にひきつづき、ステツプS20に移行する。
そして、このステツプS20にて可動接点2cと
固定接点5cとがオフした際に生ずるチヤタリン
グ期間は、スイツチのオン、オフ状態の検出を停
止し、4ミリ秒後ステツプS21に進む。その結
果、ステツプS21において、可動接点2cと固定
接点5cとがオフ状態となつたことを検出する
と、ステツプS22に進み、楽音の発音を停止する
よう、上記ラツチ15に供給しているデータをク
リアし、音階信号発生器16の動作を停止させ
る。
従つて、今の場合、最高オクターブの音階Bの
楽音の発音が停止される。尚、この場合もエンベ
ロープジエネレータによりエンベロープ制御する
ようにすれば、より好ましい楽音が得られる。
そして、次にステツプS7に進み、CPU11内
部のタイマをクリアし、ステツプS1にもどること
になる。
従つて、本実施例のタツチレスポンスは、上記
鍵7の初期の押圧力により音色を可変制御し、上
記鍵7の押圧の最終的な押圧力により音量を制御
する。即ち、第7図に示す時間tr1,tr2の比tr2/
tr1により音色を制御し、時間tr2に基づき音量を
制御する。
従つて、出力楽音は、当初速く押鍵された場
合、高調波成分を多く含む鋭い音となり、逆にゆ
るやかに押鍵された場合は高調波成分をあまり含
まないソフトな音が得られ、しかも、最終的な押
圧力が強ければ、音量が大で、逆に最終的な押圧
力が弱ければ出力楽音の音量が小となる。
例えば、次表に、その組合せの代表的な例を示
す。
The present invention relates to a touch response adding device that variably controls musical tone characteristics such as volume and timbre in response to key press operations. Conventionally, electronic keyboard instruments have been developed that have a touch response function that produces the same change in volume or volume and tone (for example, a loud and sharp sound or a low volume and soft sound) depending on the speed at which the keys are pressed. ing. However, in most of these electronic keyboard instruments, touch response is added using analog methods, and in such cases, the hardware of the electronic musical instrument increases significantly, leading to increased costs and stable operation. It is generally difficult to make this happen. Therefore, it has been considered to realize the touch response function described above using a digital method. For example, it is possible to arrange two contacts corresponding to each key, digitally count the time that the movable contact passes between these two contacts, and add a touch response to the output musical tone according to this count value. It is meant to be. However, in the output musical sounds of natural instruments, it is thought that the volume and timbre do not have a perfect correlation, but according to the above method, these two quantities are equated and the volume and timbre are equated. However, it has been difficult to provide an electronic musical instrument that is musically satisfying. This invention was made in view of the above circumstances,
Provide at least three switches for each key,
An object of the present invention is to provide a touch response adding device that variably controls at least two characteristics such as volume and timbre of a musical tone in accordance with the time interval at which each switch is activated by operating a corresponding key. . Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows the key structure of this embodiment. In the figure, 1 is a keyboard chassis.
A locking window 1a is formed in the vertical part, and a through hole 1b is formed in the flat part, and movable contacts 2a and 2c are formed to bulge upward on the back side of the keyboard chassis 1 corresponding to the through hole 1b. Elastic body 4 having a bulged portion 3
Then, a pair of fixed contacts 5a, 5b, 5c are formed corresponding to the movable contacts 2a, 2b, 2c, and a printed circuit board 6 on which predetermined wiring is applied is laminated so that the bulged portion 3 is transparent. It protrudes from the hole 1b.
Movable contacts 2a, 2b provided on the bulge 3,
2c is the front side of keyboard chassis 1 (left side in Figure 1)
As the movable contacts 2a and 2b and 2b and 2
The part that connects to c is thin and can be deformed by pressure from above. Further, 7 is a key, and a locking portion 8 formed at one end in the longitudinal direction is locked by the locking window 1a, and this key 7 is normally held upwardly by a spring 9. ing. A pressing portion 10 is formed on the key 7 at a position facing the bulging portion 3 protruding from the through hole 1b, and the pressing portion 10 presses the bulging portion 3 when the key is pressed.
is pressed, and the pair of fixed contacts 5a, 5b, 5c are sequentially brought into conduction by the movable contacts 2a, 2b, 2c. On the other hand, when the key is released, this pressing part 10 moves upward, so that the movable contacts 2c, 2b, 2a
are separated from the fixed contacts 5c, 5b, and 5a in this order. FIG. 2 shows the printed circuit board 6.
On this printed circuit board 6, the fixed contacts 5a to
5c is arranged for each key. That is, the fixed contacts 5a to 5c are connected to the common electrode KC 1 (KC 2 to KC 4
will be described later. ) and independent electrodes KI 1 to KI 3 or
KI4 to KI6 (other electrodes will be described later), and the fixed contacts 5a to 5c are controlled to be turned on and off by the movable contacts 2a to 2c, respectively. In addition, on the bottom surface of this printed circuit board 6, there is a diode D 1 (the other diodes D 2 to D 144 are also in the same way) for passing the signals of each electrode KI 1 to KI 3 (the other electrodes are exactly the same). ) is provided. FIG. 3 shows the circuit configuration of the above-mentioned keyboard, and is shown in the case where the keyboard of this embodiment has four octaves, that is, 48 keys. The CPU 11 is composed of, for example, a microprocessor, and sequential pulses are applied from the CPU 11 to the common electrodes C 1 to KC 4 described above. Among these electrodes, KC 1 corresponds to the highest octave, KC 4 corresponds to the lowest octave, and electrodes KC 2 and KC 3 correspond to the intermediate octave. Reference numeral 12 in FIG. 3 is a key matrix circuit, and at each intersection of this key matrix circuit 12 there is a movable contact (2 in the figure) as shown by circle A.
c), a switch circuit consisting of a fixed contact (5c in the figure) and a diode (D 36 in the figure), of which the same common electrode KCi (i
The three switch circuits consecutively provided in keys 1 to 4) correspond to the same key. for example,
B in the diagram corresponds to scale B of the highest octave.
This figure shows several switch circuits. From this key matrix circuit 12,
36 electrode lines are outputted and given to CPU1. That is, electrodes KI 1 to KI 3 correspond to scale B, electrodes KI 4 to KI 6 correspond to scale A#, and in the same manner, each electrode corresponds to one of the 12 scales. . Figure 4 shows the configuration of the input and output drivers inside the CPU 11 shown in Figure 3.
The configuration of the driver connected to KCi (i=1 to 4) and supplying sequential pulses is as shown in FIG. That is, this driver
It has a CMOS configuration in which MOSFETTr 1 and N-channel MOSFETTr 2 are connected, and when a ground level signal is applied to the terminal OUT, it becomes P-channel.
MOSFETTr 1 is turned on and a +V level signal is output, and conversely, when a +V level signal is applied to the terminal OUT, N-channel MOSFETTr 2 is turned on and a ground level signal is output. On the other hand, the input driver has an inverter configuration consisting of an N-channel MOSFETTr 3 and MOS resistors ra and rb, as shown in the same figure (B), and the electrode KIj (j = 1 to 36)
If the output signal of the electrode KIj is a +V level signal, a ground level signal is output to the terminal IN, and conversely, if the output signal of the electrode KIj is a ground level signal, a +V level signal is output to the terminal IN. As shown in FIG. 5, this CPU 11 supplies volume information f(tr 2 ) (described later) to the latch 13, filter (timbre) information g(T) (described later) to the latch 14, and scale information to the latch 15. do. Based on the scale information stored in the latch 15, the scale signal generator 16 operates and supplies a digital signal representing a predetermined waveform of the corresponding frequency to the digital filter 17. The digital filter 17 is supplied with the output of the scale signal generator 16 as well as the filter information g(T) stored in the latch 14, and digital filtering is performed. For example, the digital filter 17 is as disclosed in Japanese Patent Application No. 55-53179 "Digital Filter Apparatus" previously filed by the present applicant. Then, the output of this digital filter 17 is given to a multiplier 18, multiplied by the volume information latched in the latch 13, and outputted to the D/A converter 1.
given to 9. And this D/A converter 19
At this point, the analog signal obtained by D/A conversion is supplied to the speaker 21 via the power amplifier 20, and the musical tone is emitted. Next, the operation of this embodiment will be explained. That is, the third
The sequential pulses shown in FIGS. 6a to 6d are supplied to the common electrodes KC 1 to KC 4 shown in the figure, and scan the switch circuits of the key matrix circuit 12. That is, in this case, the terminal OUT shown in FIG.
The signals in which the respective signal levels of FIGS. 6a to 6d are inverted are applied. Therefore, the on/off state of each key on the keyboard is detected in synchronization with the sequential pulses shown in FIGS. 6a to 6d. For example, now the key of scale B in the highest octave (corresponding to common electrode KC 1 ) is pressed. That is, as shown in FIG. 1, when the key 7 is pressed, the movable contacts 2a, 2b, 2c successively contact the fixed contacts 5a, 5b, 5c in this order. Figures 7a to 7c show this situation, and the electrodes
Key press signals accompanied by chattering are output to KI 1 to KI 3 . As a result, CPU 11 has the fourth
These signals are inverted and applied via the driver shown in FIG. B. The operation of the CPU 11 will now be described with reference to FIG. In this flowchart,
"A" indicates whether or not the movable contact 2a and the fixed contact 5a are in contact with each other; if A=1, it is an on state, and when A=0, it is an off state. Similarly, "B",
"C" also indicates the contact connection state between the movable contact 2b and the fixed contact 5b, and between the movable contact 2c and the fixed contact 5c. Now, a case will be explained in which the key 7 corresponding to scale B of the highest octave is operated. First, in step S1 , it is detected whether the movable contact 2a and the fixed contact 5a are on. When the on state is detected, the process proceeds to step S2 and starts the timer. That is, this timer is configured inside the CPU 11 using, for example, a register and an adder, and sequentially performs counting processing. Then, proceed to step S3 . Step S 8
In the step, if it is detected that the movable contact 2b and the fixed contact 5b are not in contact connection, the next step is performed.
Proceeding to S4 , it is determined whether the movable contact 2a and the fixed contact 5a are in a connected state. As a result, if it is detected that the movable contact 2a and the fixed contact 5a are chattering and are in the OFF state, step S5 is performed.
Proceed to. On the other hand, if it is determined in step S4 that the movable contact 2a and fixed contact 5a are in the on state, the process returns to step S3 . Then, if the process proceeds to step S5 , detection of the on/off state of the switch is stopped for a chattering time, for example, 4 milliseconds, and after 4 milliseconds, the process proceeds to step S6 . In step S6 , it is detected again whether or not the movable contact 2a and the fixed contact 5a are in the on state, and if the movable contact 2a and the fixed contact 5a are in the off state, it is determined that no key operation was performed. , proceed to step S 7 , clear the timer, and proceed to step S 1 .
Return to In this case, when the key 7 is pressed, the movable contact 2a and the fixed contact 5a are brought into contact with each other, so after step S6 is executed, the process returns to step S3 . In this way, the movable contact 2b and the fixed contact 5
Repeat the same steps as above until contact is made with b.
The CPU 11 repeats the processing of S 3 and S 4 . Then, in step S8 , when it is detected that the movable contact 2b and the fixed contact 5b are in the on state, the process proceeds to step S8 . In step S 8 ,
The count contents of the timer are stored in a predetermined register (hereinafter referred to as the X register). Let us now assume that the data stored in the X register is tr1 (see FIG. 7). Thereafter, the process proceeds to step S9 , where the timer is cleared and the counting operation is started again. Next, in step S10 , it is detected whether the movable contact 2c and the fixed contact 5c are on. However, in this case, there is still a movable contact 2c and a fixed contact 5.
Since c is not on, the process moves to step S11 . In step S11 , it is detected whether the movable contact 2b and the fixed contact 5b are in the on state. Therefore, the movable contact 2b and the fixed contact 5b
If the switch is chattering and an OFF state is detected, the process proceeds to step S12 , where detection of the on/off state of the switch is stopped for 4 milliseconds, and after 4 milliseconds, the process proceeds to step S13 , where the movable contact is switched on again. 2b and the fixed contact 5b are in the on state. For example, if the key 7 is pressed down only to the position where the fixed contact 5b and the movable contact 2a come into contact, then after the detection result in step S18 , the process proceeds to step S4 , where the movable contact 2a and the fixed contact 2a are pressed down. Contact 5a
The process proceeds to the on/off state detection process. but,
In this case, after the movable contact 2b and the fixed contact 5b chatter, they turn on, and the process proceeds to step S10 . After the movable contact 2b and the fixed contact 5b are turned on in this way, the CPU 11 repeats the processing of steps S10 and S11 . If it is detected in step S10 that the movable contact 2c and the fixed contact 5c are in the on state, the process advances to step S14 . In step S14 , the count contents of the timer are stored in a predetermined register (hereinafter referred to as Y register). Now, assume that the data stored in the Y register is tr2 (see FIG. 7). Thereafter, the process proceeds to step S15 , in which volume information f(tr 2 ) is obtained by arithmetic processing according to the data tr 2 stored in the Y register, and
The signal is sent to latch 13 shown in FIG. Then, proceeding to step S16 , the ratio T=tr 2 /tr 1 is calculated from the data tr 1 stored in the X register and the data tr 2 stored in the Y register. Based on this ratio data T, filter information g(T) is determined in step S17 and sent to the latch 14 shown in FIG. This filter informationg
(T) is information for setting the cutoff frequency of a low-pass filter, for example. Next, the process proceeds to step S18 , in which information on the scale B of the highest octave is sent to the latch 15, and the scale signal generator 16 is operated. As a result, the above-mentioned data is output from the musical tone signal generator 6.
A volume corresponding to tr 2 is set by the multiplier 18, and a filter with a cutoff frequency corresponding to the above data T (=tr 2 /tr 1 ) is set by the digital filter 17.
Can be hung at. As a result, the musical tone signal obtained via the D/A converter 19 generates a musical tone with a volume and tone corresponding to the speed of pressing the operation key (in this case, the key of scale B in the highest octave). It turns out. Although not shown in FIG. 5, an envelope generator is provided to perform envelope control on the musical tone signal, for example, to control the attack, decay, sustain, and release states (in addition to the attack, sustain, and release envelope states). ) can also be controlled. Therefore, following the processing in step S18 ,
Execute the process in step S19 . That is, in this step S19 , the movable contact 2c and the fixed contact 5c
is in the on state. and,
Now, as shown in FIG. 7c, when chattering occurs when the switch is on, step S19 is followed by step S20.
Step S21 stops detecting the on/off state of the switch for 4 milliseconds. However, in this case, the movable contact 2c and the fixed contact 5
If c continues to be on, step S19
Return to Therefore, the movable contact 2c and the fixed contact 5c
If it is on, the state of step S19 is maintained. Then, when you release the pressure on operation key 7 (in this case, the key of scale B in the highest octave), step S19
Following the processing, the process moves to step S20 . During the chattering period that occurs when the movable contact 2c and the fixed contact 5c are turned off in step S20 , detection of the on/off state of the switch is stopped, and the process proceeds to step S21 after 4 milliseconds. As a result, when it is detected in step S21 that the movable contact 2c and the fixed contact 5c are in the OFF state, the process proceeds to step S22 , and the data supplied to the latch 15 is changed to stop the sound generation. is cleared and the operation of the scale signal generator 16 is stopped. Therefore, in this case, the sound generation of the musical tone of scale B in the highest octave is stopped. In this case as well, if envelope control is performed using an envelope generator, a more preferable musical tone can be obtained. Then, the process proceeds to step S7 , where the timer inside the CPU 11 is cleared, and the process returns to step S1 . Therefore, in the touch response of this embodiment, the tone color is variably controlled by the initial pressing force of the key 7, and the volume is controlled by the final pressing force of the key 7. That is, the ratio tr 2 / of the times tr 1 and tr 2 shown in FIG.
Tone is controlled by tr 1 , and volume is controlled based on time tr 2 . Therefore, if the key is initially pressed quickly, the output musical tone will be a sharp sound containing many harmonic components, whereas if the key is pressed slowly, a soft sound will be obtained that does not contain many harmonic components. If the final pressing force is strong, the volume of the output musical tone will be large, and conversely, if the final pressing force is weak, the volume of the output musical tone will be low. For example, the following table shows typical examples of such combinations.
【表】
このように、鍵盤の鍵操作に応じて、楽音の音
量及び音色を可変制御し得るようにしたが、楽音
を発生する回路を複数個設けるか、あるいは1個
の楽音発生回路を時分割動作させるようにすれ
ば、和音演奏を行つた場合も、各鍵のそれぞれに
対応する楽音の音量、音色を独立して可変制御出
来る。その場合CPU11の処理フロー(第8
図)は適宜変更すれば良い。
なお、上記実施例に於ては、タツチセンシテイ
ブ機能を付加する為に、第1図に示す如き鍵構造
のものを用いたが、第9図に示す如き鍵構造のも
のを用いることも可能である。なお、この第9図
に於て、第1図と同一箇所には同一符号を付し、
その説明を省略する。即ち、第9図に於て、各鍵
7に対応して弾性体4を有し、この弾性体4に
は、3個の膨出部3a,3b,3cが設けられて
いる。そして、この膨出部3a,3b,3cの裏
面には、同じ高さの可動接点2a,2b,2cが
配設されこの可動接点2a〜2cに対応してプリ
ント基板6上に、固定接点5a〜5cが設けられ
ている。
そして、この膨出部3a〜3cの上端平面部を
押圧する押圧部10は、鍵盤シヤーシ1の手前側
から段階的に高くなる段部10a,10b,10
cを有する。従つて、鍵7を押下すると、可動接
点2aと固定接点5aが接続し、次に可動接点2
bと固定接点5bとが接続し、最後に、可動接点
2cと固定接点5cとが接続することになり、上
記実施例同様、各時間tr1,tr2がCPU11に於て
検出出来、タツチレスポンス機能を付加すること
が可能となる。
このように、本発明に適用し得る鍵盤の鍵構造
は第1図、第9図に示す如きものに限定されるも
のではなく、種々変形応用可能である。
また、上記実施例では、第3図に示した如く、
各鍵の3個の固定接点5a〜5cの一端は、コモ
ン電極KC1〜KC4のいずれかに接続され、他端が
独立して電極KIj(j=1〜36のいずれか)に接
続されたが、第10図に示す如く、各鍵の3個の
固定接点5a〜5cの一端が別個の3本のコモン
電極KCl(l=1〜36のいずれか)に接続され、
他端が、共通の電極KIm(m=1〜4のいずれ
か)に接続されるようにしても良い。この場合
は、CPU11において、押鍵操作の検出処理を
若干変更するのみで、上記第3図に示した場合と
全く同様にタツチレスポンス機能を付加すること
が出来る。
同様にして、キーマトリクス回路12の走査方
法は種々変更し得るものであり、本発明の鍵操作
の検出方法は上記実施例に限定されるものではな
い。
加えて、上記実施例に於ては、1つの鍵に3個
の接点を対応して設け、この3個の接点がオンさ
れていく時間間隔、即ちtr1,tr2のデータに基づ
き出力楽音の音量、音色の制御を行うようにした
が、3個以上の複数の接点を各鍵に対応して配設
し、各接点がオンされていく時間間隔に応じて複
数の特性を可変制御するようにするとも出来る。
また、本発明に適用可能な楽音発生回路は、第
5図に示したもののほか、第11図に示すものも
適用可能である。
即ち、CPU11からは、音階情報がD/A変
換器22を介し電圧信号に変換され、VCO(電
圧制御型発振器)23に供給されることにより、
所定周波数信号がこのVCO23から出力する。
そして、このVCO23出力はVCF(電圧制御型
フイルタ)24に与えられる。このVCF24に
は、CPU11から与えられるフイルタ情報g
(T)(カツトオフ周波数情報)が、D/A変換器
25にてアナログ電圧信号に変換されて供給され
る。
従つて、上記VCO23から与えられる信号に
対しVCF24にてフイルタがかけられ、その結
果得られる信号がVCA(電圧制御型増幅器)2
6に印加される。
そして、このVCA26には、D/A変換器2
7にてアナログ信号に変換された音量情報f
(tr2)が与えられ、上記VCF24を介して供給さ
れる信号が上記音量情報f(tr2)に基づき増幅さ
れて、パワーアンプ20、スピーカ21を介して
出力されることになる。
従つて、CPU11の制御に応じて楽音信号に
対し、タツチレスポンスが付加されることにな
る。なお、この場合も、D/A変換器22,2
5,27、VCO23、VCF24、VCA26を、
複数チヤンネル分もたし、CPU11にて割当処
理を行うようにすれば、和音演奏を行つた場合
も、各楽音に対し、各々異なるタツチレスポンス
が付加され、変化に富む演奏が行えることにな
る。
この発明は、以上詳細に説明した如く、各鍵に
対応して少なくとも3個のスイツチを配設し、こ
のスイツチの動作、非動作状態を検出し、各スイ
ツチの出力に従つて、各スイツチ間の時間間隔を
計数し、その計数出力に応じて楽音の少なくとも
2つの特性を可変制御するようにしたタツチレス
ポンス付加装置を提供したことにより、出力楽音
の音量、音色等の少なくとも2つの特性が略独立
的に可変制御出来るものであるから従来の電子楽
器とは全く異なり音楽性に富む演奏が出来るとい
う優れた利点を有するものである。
また、上記少なくとも3個のスイツチのうち、
少なくとも1個のスイツチを当該楽音の発音制御
に用いるようにした場合は、タツチレスポンスの
付加と発音制御が同一接点の出力情報に基づき行
えるという利点を有する。
このように、本発明は各種利点を有するもので
あり特に演奏者が、この発明を適用した電子楽器
を弾くことを繰り返し練習すればするほど、音楽
的な表現力が豊かになつてくるものであり、従来
の電子楽器の如く単調で、「電気くさい」音しか
出力出来なかつたものから、自然楽器の如く、変
化に富み、演奏者の練習程度に応じて富かな楽音
が生成出来るものとなり、全く、新規で、これま
での電子楽器の歴史を一変するような電子楽器を
提供し得るものである。[Table] In this way, the volume and timbre of musical tones can be variably controlled according to the key operations on the keyboard, but it is necessary to provide multiple circuits that generate musical tones, or to operate one musical tone generating circuit at different times. If the split operation is used, even when playing chords, the volume and tone of the musical tones corresponding to each key can be independently and variably controlled. In that case, the processing flow of CPU 11 (8th
Figure) may be changed as appropriate. In the above embodiment, a key structure as shown in FIG. 1 was used in order to add the Tatsuchi sensitive function, but a key structure as shown in FIG. 9 may also be used. It is possible. In addition, in this Fig. 9, the same parts as in Fig. 1 are given the same symbols,
The explanation will be omitted. That is, in FIG. 9, an elastic body 4 is provided corresponding to each key 7, and this elastic body 4 is provided with three bulges 3a, 3b, and 3c. Then, movable contacts 2a, 2b, 2c of the same height are arranged on the back surfaces of these bulging parts 3a, 3b, 3c, and fixed contacts 5a are placed on the printed circuit board 6 corresponding to the movable contacts 2a to 2c. -5c are provided. The pressing portion 10 that presses the upper end flat portion of the bulging portions 3a to 3c includes step portions 10a, 10b, 10 that are raised stepwise from the front side of the keyboard chassis 1.
It has c. Therefore, when the key 7 is pressed, the movable contact 2a and the fixed contact 5a are connected, and then the movable contact 2a is connected to the fixed contact 5a.
b and the fixed contact 5b are connected, and finally, the movable contact 2c and the fixed contact 5c are connected, and as in the above embodiment, each time tr 1 and tr 2 can be detected by the CPU 11 and the touch response It becomes possible to add functions. As described above, the key structure of the keyboard applicable to the present invention is not limited to those shown in FIGS. 1 and 9, but can be modified and applied in various ways. In addition, in the above embodiment, as shown in FIG.
One end of the three fixed contacts 5a to 5c of each key is connected to one of the common electrodes KC 1 to KC 4 , and the other end is independently connected to the electrode KIj (j = one of 1 to 36). However, as shown in FIG. 10, one end of the three fixed contacts 5a to 5c of each key is connected to three separate common electrodes KCl (l = 1 to 36),
The other end may be connected to a common electrode KIm (m=any one of 1 to 4). In this case, the touch response function can be added in exactly the same way as the case shown in FIG. 3 above by only slightly changing the key press operation detection process in the CPU 11. Similarly, the scanning method of the key matrix circuit 12 can be changed in various ways, and the key operation detection method of the present invention is not limited to the above embodiment. In addition, in the above embodiment, three contacts are provided corresponding to one key, and the output musical tone is determined based on the time interval at which these three contacts are turned on, that is, the data of tr 1 and tr 2 . In order to control the volume and tone of the keys, three or more contacts are arranged corresponding to each key, and multiple characteristics are variably controlled according to the time interval at which each contact is turned on. You can also do it like this. In addition to the musical tone generating circuit shown in FIG. 5, the one shown in FIG. 11 is also applicable to the present invention. That is, the scale information is converted from the CPU 11 to a voltage signal via the D/A converter 22, and is supplied to the VCO (voltage controlled oscillator) 23.
A predetermined frequency signal is output from this VCO 23.
The output of this VCO 23 is then given to a VCF (voltage controlled filter) 24. This VCF 24 contains filter information g given from the CPU 11.
(T) (cutoff frequency information) is converted into an analog voltage signal by the D/A converter 25 and supplied. Therefore, the signal given from the VCO 23 is filtered by the VCF 24, and the resulting signal is sent to the VCA (voltage controlled amplifier) 2.
6. This VCA 26 includes a D/A converter 2.
Volume information f converted into an analog signal in step 7
(tr 2 ) is given, and the signal supplied via the VCF 24 is amplified based on the volume information f(tr 2 ) and output via the power amplifier 20 and the speaker 21. Therefore, a touch response is added to the musical tone signal under the control of the CPU 11. Note that in this case as well, the D/A converters 22, 2
5, 27, VCO23, VCF24, VCA26,
If multiple channels are provided and the allocation processing is performed by the CPU 11, even when playing a chord, a different touch response is added to each musical tone, making it possible to perform a performance rich in variety. As explained in detail above, the present invention provides at least three switches corresponding to each key, detects the operation or non-operation state of the switches, and switches between each switch according to the output of each switch. By providing a touch response adding device that counts the time interval of , and variably controls at least two characteristics of a musical tone in accordance with the counted output, at least two characteristics such as volume and timbre of the output musical tone can be roughly controlled. Since it can be independently and variably controlled, it has the excellent advantage of being able to perform with rich musicality, which is completely different from conventional electronic musical instruments. Furthermore, among the at least three switches mentioned above,
When at least one switch is used to control the sound production of the musical tone, there is an advantage that the addition of a touch response and the sound production control can be performed based on the output information of the same contact. As described above, the present invention has various advantages, and in particular, the more a performer repeatedly practices playing an electronic musical instrument to which the present invention is applied, the richer the musical expressiveness will become. Instead of being monotonous and only able to output "electrical" sounds like traditional electronic musical instruments, they have evolved into ones that are rich in variety and can generate rich musical sounds like natural instruments, depending on the level of practice of the performer. It is possible to provide a completely new electronic musical instrument that completely changes the history of electronic musical instruments.
第1図は本発明の一実施例の鍵盤の断面図、第
2図は同実施例のプリント基板の外観斜視図、第
3図は同実施例のキー入力部の回路構成図、第4
図は第3図に示すCPUの入出力ドライバの回路
図、第5図は同実施例の楽音発生部の回路構成
図、第6図は同実施例のキーマトリクスを走査す
る信号のタイムチヤート、第7図は同実施例の鍵
操作出力信号を示す図、第8図は同実施例の動作
を説明する為のフローチヤート、第9図は、本発
明に適用し得る他の鍵盤の断面図、第10図は本
発明に適用し得る他のキー入力部の回路構成図、
第11図は本発明に適用し得る他の楽音発生部の
回路構成図である。
2a,2b,2c……可動接点、5a,5b,
5c……固定接点、10……押圧部、11……
CPU、12……キーマトリクス回路、16……
音階信号発生器、17……デイジタルフイルタ、
18……乗算器、21……スピーカ、23……
VCO、24……VCF、26……VCA。
FIG. 1 is a sectional view of a keyboard according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an external perspective view of a printed circuit board of the same embodiment, FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a key input section of the same embodiment, and FIG.
The figure is a circuit diagram of the input/output driver of the CPU shown in FIG. 3, FIG. 5 is a circuit diagram of the musical tone generator of the same embodiment, and FIG. 6 is a time chart of the signal that scans the key matrix of the same embodiment. FIG. 7 is a diagram showing a key operation output signal of the same embodiment, FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the same embodiment, and FIG. 9 is a sectional view of another keyboard that can be applied to the present invention. , FIG. 10 is a circuit diagram of another key input section applicable to the present invention,
FIG. 11 is a circuit configuration diagram of another musical tone generator applicable to the present invention. 2a, 2b, 2c...movable contacts, 5a, 5b,
5c... Fixed contact, 10... Pressing part, 11...
CPU, 12...Key matrix circuit, 16...
Scale signal generator, 17...digital filter,
18... Multiplier, 21... Speaker, 23...
VCO, 24...VCF, 26...VCA.
Claims (1)
応配設された少なくとも3個のスイツチと、該少
なくとも3個のスイツチが対応する鍵により時間
差をもつて連続して動作状態とされる際、各スイ
ツチが動作状態とされる時間間隔を計数する計数
手段と、該計数手段の計数出力に基づき押圧操作
鍵に対応する出力楽音の少なくとも2つの特性を
可変制御する可変制御手段とを具備したことを特
徴とするタツチレスポンス付加装置。 2 上記少なくとも3個のスイツチのうち、所定
の1個のスイツチが対応する鍵により動作状態と
されたとき、押圧操作鍵に対応する楽音の発音を
開始することを指示し、且つ上記所定の1個のス
イツチが対応する鍵により非動作状態とされたと
き、押圧操作鍵に対応する楽音の発音を停止する
ことを指示するようにしたことを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載のタツチレスポンス付加装
置。 3 上記可変制御手段は、上記計数手段の計出力
に基づき出力楽音の音量と音色とを制御するよう
にしたことを特徴とする特許請求の範囲第1項ま
たは第2項記載のタツチレスポンス付加装置。 4 上記可変制御手段は、所定の2個のスイツチ
が動作状態とされる時間間隔に従つて上記出力楽
音の音量を制御し、所定の2個のスイツチが動作
状態とされる時間間隔とこの所定の2個のスイツ
チとは異なる所定の2個のスイツチが動作状態と
される時間間隔との比の値に従つて上記出力楽音
の音色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3項記載のタツチレスポンス付加
装置。[Scope of Claims] 1. In an electronic musical instrument equipped with a plurality of keys, at least three switches are arranged corresponding to each key, and the at least three switches are connected to the corresponding keys in a continuous manner with a time difference. and a counting means for counting the time interval at which each switch is put into the operating state, and variable control of at least two characteristics of the output musical tone corresponding to the pressed operation key based on the counting output of the counting means. A touch response adding device characterized by comprising variable control means for controlling the touch response. 2. When a predetermined switch among the at least three switches is activated by a corresponding key, an instruction is given to start producing a musical tone corresponding to the pressed operation key, and the predetermined one The touch switch according to claim 1, characterized in that when a switch is put into a non-operating state by a corresponding key, an instruction is given to stop producing a musical tone corresponding to a pressed operation key. Response addition device. 3. The touch response adding device according to claim 1 or 2, wherein the variable control means controls the volume and timbre of the output musical tone based on the measured output of the counting means. . 4. The variable control means controls the volume of the output musical tone according to the time interval at which the two predetermined switches are activated, and controls the volume of the output musical tone according to the time interval at which the two predetermined switches are activated. Claims characterized in that the timbre of the output musical tone is controlled according to the value of the ratio to the time interval at which two predetermined switches different from the two switches are activated. The touch response adding device described in Section 3.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55182230A JPS57104994A (en) | 1980-12-22 | 1980-12-22 | Touch response adder |
US06/330,843 US4416178A (en) | 1980-12-22 | 1981-12-15 | Touch response providing apparatus |
DE3150853A DE3150853C2 (en) | 1980-12-22 | 1981-12-22 | Device for recognizing the type of keystroke on a game key and correspondingly changing the characteristic features of a musical sound in an electric musical instrument (touch sensor) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55182230A JPS57104994A (en) | 1980-12-22 | 1980-12-22 | Touch response adder |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPS57104994A JPS57104994A (en) | 1982-06-30 |
JPS6154234B2 true JPS6154234B2 (en) | 1986-11-21 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP55182230A Granted JPS57104994A (en) | 1980-12-22 | 1980-12-22 | Touch response adder |
Country Status (1)
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Families Citing this family (9)
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