JPS6154234B2

JPS6154234B2 -

Info

Publication number: JPS6154234B2
Application number: JP55182230A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Ishida
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1980-12-22
Filing date: 1980-12-22
Publication date: 1986-11-21
Also published as: JPS57104994A

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

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.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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

【特許請求の範囲】１複数の鍵を備えた電子楽器に於て、各鍵に対
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.