CN1901032A

CN1901032A - 电子键盘乐器

Info

Publication number: CN1901032A
Application number: CNA2006100993912A
Authority: CN
Inventors: 国贞庆; 加藤崇士; 富士田隆志
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2005-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2026-07-19
Also published as: JP2007025364A; JP4609219B2; CN200972768Y; CN1901032B; US20070017353A1; US7432428B2

Abstract

一种电子键盘乐器，其能够基于分别为各个变换器产生的输出来执行精细的音板振动控制，从而实现具有足够音量的自然音的再现和容易的音质调节。音板固定在框上，变换器彼此隔开地装在音板上。根据响应于键盘的键操作和制音踏板操作而产生的第一和第二演奏信号，考虑到变换器的特性和安装位置来分别生成变换器的驱动信号，并且将该驱动信号提供给变换器。从而引起音板以根据音高而变化的频率振动，由此产生乐音和/或制音器音。

Description

电子键盘乐器

技术领域

本发明涉及一种具有被振动以产生乐音的音板的电子键盘乐器。

背景技术

为了能够忠实地再现由声学乐器产生的具有扩散感的自然乐音，已经对电子键盘乐器进行了改进。然而，电子键盘乐器和声学乐器听起来仍然存在一些不同。

具体来说，当驱动操作器例如键时，声学乐器不但产生由例如琴弦的振动构件的振动而发出的乐音，而且还产生由彼此接触的乐器组件产生的声音。音板和其它乐器组件的共鸣也产生声音。而且，前述各种声音彼此复杂地相互作用又进一步产生声音。另一方面，现有电子键盘乐器不能完全地表达这样复杂的声音。

例如，已知一种电子键盘乐器，根据该乐器的演奏操作产生乐音，并且所生成的乐音听起来好像是来自扬声器的演奏音。然而，乐音有时是声学乐器在乐器的键盘和踏板的工作状态和操作定时影响乐音的复杂环境里发出的，然而已知的电子键盘乐器在再现像这样复杂环境下发出的乐音时受到限制。这导致不充分的表现。

此外，在另外一种已知的电子键盘乐器中，在该乐器的音板上装配了变换器(transducer)(振动装置)以引起音板振动从而输出复杂的共鸣音(日本2917609号专利公报，及日本特开平05-80748号公报)。

然而，在上述日本专利公报中公开的使用变换器的电子键盘乐器还在开发中，在需要的变换器的数量以及变换器的特性和安装设置方面需要进一步的改进，以允许以足够的音量发出乐音并自由地进行音质控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电子键盘乐器，其能够基于按振动装置产生的输出进行精细的音板振动控制，从而实现具有足够音量的自然音的产生和容易的音质调节。

为了实现该目的，根据本发明，提供一种电子键盘乐器，在该电子键盘乐器中使由板状构件制成的音板振动以产生乐音。该电子键盘乐器包括：多个演奏操作器；多个振动装置，各自由驱动信号驱动以引起该音板振动，该振动装置被安装在该音板上且彼此间隔开，并且具有彼此不同的特性；以及信号产生和输出装置，其响应于至少任一个该演奏操作器的被操作，对各该振动装置分别产生驱动信号，并输出所产生的驱动信号。

根据本发明，可基于信号产生和输出装置按振动装置产生的输出进行精细的音板振动控制，从而实现具有足够音量的自然音的产生和简单的音质调节。

优选地，该振动装置安装到该音板上根据该振动装置的特性确定的位置，以及该信号产生和输出装置依据该振动装置的特性和安装位置产生该驱动信号，并输出所产生的驱动信号。

根据本发明的优选形式，适当进行驱动信号的输出分配，这使得可以实现具有充足音量的自然音的产生。

优选地，该多个演奏操作器包括具有多个键的键盘和至少一个制音踏板，以及该信号产生和输出装置包括：第一演奏信号发生器，用于响应该键盘的键操作产生第一演奏信号；以及第二演奏信号发生器，用于响应该制音踏板的操作产生第二演奏信号。

更优选地，该信号产生和输出装置包括：第一处理部，在其中对该第一演奏信号进行第一处理；第二处理部，在其中对该第二演奏信号进行第二处理；以及输出分配部，用于基于进行了该第一处理的该第一演奏信号和进行了该第二处理的该第二演奏信号的混合信号，将输出分配到该振动装置。

更优选地，在该第一处理部中对该第一演奏信号进行效果处理，在该第二处理部中对该第二演奏信号进行延迟处理，该输出分配部基于进行了该效果处理的该第一演奏信号和进行了该延迟处理的该第二演奏信号的相加信号将输出分配到该振动装置。

优选地，该信号产生和输出装置包括：第一演奏数据存储器，用于存储表示当不按下钢琴制音踏板操作钢琴键时由声学钢琴发出的乐音的第一演奏数据；以及第二演奏数据存储器，用于存储表示当按下钢琴制音踏板操作钢琴键时由声学钢琴发出的乐音的第二演奏数据；该第一演奏信号发生器利用该第一演奏数据产生该第一演奏信号；以及该第二演奏信号发生器利用该第二演奏数据产生该第二演奏信号。

优选地，该电子键盘乐器包括至少一个腿构件和安装在该腿构件上的框，该制音踏板安装在该腿构件上，该音板和该键盘由该框支撑，以及该音板被形成为钢琴音板的形状。

更优选地，该框的尺寸小于该音板的尺寸，形状与该音板的形状类似。

优选地，使用多个固定物将该音板固定到该框上。

优选地，该电子键盘乐器包括至少一个腿构件和固定到该腿构件上的框，以及使用多个固定物将该音板固定到该框上。

优选地，该振动装置包括：安装在该音板低音侧用于产生低音的第一振动装置，以及安装在该音板高音侧用于产生高音的第二振动装置。

优选地，该振动装置安装在该音板上当使该音板以其固有频率振动时产生的波节线的密度低的位置。

优选地，该振动装置安装在该音板上避开该固定物和该框的位置。

更优选地，该振动装置安装在该音板上避开如下特定位置的位置，所述特定位置位于每一对所述固定物间将该对固定物之间的距离除以整数所得到的位置处。

通过下面结合附图的详细说明，本发明的上述及其它目的、特征、及优点将更加明显。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的电子键盘乐器的整体配置的框图；

图2是该电子键盘乐器的平面图；

图3A是该电子键盘乐器的主视图；

图3B是示出该电子键盘乐器中将音板安装到框的安装部分的局部图；

图4是示出该电子键盘乐器的功能的框图；

图5A是主处理流程图的一部分；

图5B是主处理流程图的剩余部分；

图6A是示出当使音板以其50Hz的固有频率振动时产生的波节线(node line)的图；

图6B是示出当使音板以其140Hz的固有频率振动时产生的波节线的图；

图6C是示出当使音板以其260Hz的固有频率振动时产生的波节线的图；

图6D是示出当使音板以其360Hz的固有频率振动时产生的波节线的图；

图7是示出在监视屏上重叠显示通过使音板在多种固有频率振动而产生的波节线的图；

图8A是示出螺钉装配位置和波节线通过的点的图；以及

图8B是示出框上的位置和波节线通过的点的图。

具体实施方式

下面，参考示出本发明优选实施例的附图详细描述本发明。

图1是示出根据本发明实施例的电子键盘乐器的整体配置的框图。图2是该电子键盘乐器的平面图。图3A是该电子键盘乐器的主视图。图3B是示出将音板装配到框的安装部分的局部图。

如图1所示，该电子键盘乐器包括：第一检测电路3，第二检测电路4，ROM 6，RAM 7，计时器8，显示装置9，存储装置10，外部接口(外部I/F)11，声源电路13，及效果电路14。上述装置通过总线16与CPU 5连接。

演奏操作器15与检测电路3连接，演奏操作器15包括带有用来输入音高(pitch)信息的多个键的键盘17。制音踏板(damperpedal，下文中称为“踏板”)用脚来操作以进行演奏。面板操作器2与检测电路4连接，面板操作器2包括多个用于输入各种信息的开关。显示装置9包括液晶显示器(LCD)等，用来显示各种信息，如乐谱和乐符。计时器8与CPU 5相连。外部演奏装置与外部I/F 11相连。此外，声音产生部件20通过包括DAC(数模转换器)、放大器等的声音系统19与效果电路14相连。

第一检测电路3检测演奏操作器15的操作状态，而第二检测电路4检测面板操作器2的操作状态。CPU 5控制整个电子键盘乐器。ROM 6存储由CPU 5执行的控制程序、各种表格数据等。RAM 7临时存储各种输入信息，如演奏数据、文本数据、标志、缓冲数据、和计算结果。计时器8测量计时器中断处理中的中断时间及各种时间。存储装置10存储包括控制程序、各种音乐组成数据和各种其它数据的应用程序。

外部I/F 11包括MIDI I/F和通信I/F，从外部装置例如外部演奏装置100输入MIDI(Musical Instrument Digital Interface，乐器数字接口)信号，并且将MIDI信号输出到例如外部装置。声源电路13将从演奏操作器15输入的演奏数据和预设的演奏数据转换为乐音信号。效果电路14对从声源电路13输入的乐音信号施加各种效果。

存储装置10包括例如硬盘驱动器(HDD)。存储装置10可以从外部存储介质12读取数据或者向外部存储介质12写入数据，存储介质12例如为软盘驱动器(FDD)、CD-ROM驱动器、以及磁光盘(MO)驱动器。

声音产生部件20包括多个(例如：三个)变换器21(变换器21A、21B、21C)。声音产生部件20根据演奏数据和演奏操作器15的操作引起图2所示的音板振动。换句话说，该电子键盘乐器没有扬声器，因此只通过使音板33振动来产生声音。

如图3A所示，踏板18安装在上部固定到框31上的腿构件30前部较低处。如图2所示，与在三角钢琴(grand piano)上一样，键盘17设置在该电子键盘乐器靠近演奏者的一侧(前侧)。音板33设置在键盘17后面。如图2所示，音板33被做成与三角钢琴的音板类似的形状。音板33由厚约1cm的木板制成，且厚度均匀。音板33的深度在高音侧(图2右侧)的长度小于低音侧(图2左侧)的长度。制作音板33的材料没有限制，只要适合声音产生即可，其厚度也可以根据需要自由确定。

如平面图所示，框被形成为大体沿音板33外围的框形。具体来说，框31的外尺寸比音板33的外尺寸略小且与音板33形状类似。如图2和图3B所示，音板33用多个彼此隔开的螺钉34(更一般地，固定物)通过橡胶片构件32固定在框31上并由框31上表面支撑。

变换器21A、21B、和21C放置在音板33的上表面且彼此隔开。变换器21A被放置在音板33的低音侧，而变换器21B放置在音板33的中音范围。变换器21C放置在音板33深度尺寸小的高音侧。至于深度方向上的位置关系，变换器21C被放置在该电子键盘乐器的最前边，而变换器21B被放置在其最后边。确定变换器21A、21B、21C的放置位置，使得音板33可以有效地振动，下面对此进行详细说明。

变换器21直接安装在音板33上。安装变换器的方式没有限制。例如可以采用螺纹连接、粘接或者任何其它方法。变换器21具有已知的结构，如1971年三月在日本出版的“Radio Technology”第226页中图1或2所示。具体来说，在施加电信号(演奏信号或驱动信号)时变换器振动，由于变换器自身重量产生的反作用力引起音板33振动。变换器21的结构不限于此，只要能引起音板33振动以产生声音，变换器可以是任何结构。

本发明中采用的变换器21A和21B具有相同的结构。变换器21A和21B尺寸大，以便能够响应较低的频率。它们有极好的振动效率，尤其在频率250Hz左右，而且可以产生强烈的振动。因此，它们主要用于在低音范围产生声音。在高于大约250Hz的频率上，产生的振动强度小。

变换器21C的特性与变换器21A和21B不同。更具体地说，在关于对变换器提供的输入信号的振动效率上，变换器21C与21A和21B不同。变换器21C比变换器21A和21B的尺寸小，且响应比变换器21A和21B响应的频率更高的频率。变换器21C可以有效地在1000Hz或更高的频率上实施振动。变换器21C可以产生的振动没有变换器21A和21B产生的振动强烈。变换器21C主要用于在高音范围产生声音。

图4是示出该电子键盘乐器功能的框图。图4所示信号处理单元40包括各种功能组件，即：第一和第二演奏信号发生器22、23；第一和第二演奏数据存储器24、25；效果处理部件26；延迟处理部件27；加法器28；输出分配部件29。信号处理单元40的这些功能组件的功能是通过图1所示的组件，如CPU 5、ROM 6、RAM 7、计时器8、存储装置10、外部接口11、声源电路13、效果电路14以及声音系统19的协作实现的。

第一演奏数据存储器24存储作为第一演奏数据的波数据(第一演奏数据)，该波数据是通过对每个都是在不按下钢琴制音踏板的情况下操作声学三角钢琴的相应钢琴键而产生的各乐音按音高进行采样得到的。另一方面，第二演奏数据存储器25存储作为第二演奏数据的波数据，该波数据是通过从对每个都是在按下钢琴制音踏板的情况下操作相应钢琴键而产生的各乐音按音高进行采样而得到的波数据中，减去与第一演奏数据相同的数据得到的。换句话说，第一演奏数据是要用于再现声学钢琴演奏中产生的普通音。第二演奏数据是要用于再现在按下钢琴制音踏板的情况下声学钢琴演奏中由被敲击的弦以外的弦的共鸣而呈现的具有扩散感的制音器音(damper tone)。第一和第二演奏数据存储在例如用作第一和第二演奏数据存储器24和25的ROM 6中。

响应键盘17任意键的按下/释放操作，第一演奏信号发生器22利用相关的第一演奏数据产生第一演奏信号，然后将产生的第一演奏信号交付给效果处理器26。另一方面，响应踏板18和键盘17的操作，第二演奏信号发生器23利用相关的第二演奏数据产生第二演奏信号，并将产生的信号送到延迟处理器27。送到效果处理器26的第一演奏信号在其中进行预设的效果处理，而送到延迟处理器27的第二演奏信号在延迟处理器27中进行预定的延迟处理。经这样处理的第一和第二演奏信号在加法器28中被相加混合在一起，然后送到输出分配部件29。

响应混合信号的供给，输出分配部件29分配对变换器21的输出。具体说来，输出分配部件29产生变换器21A、21B、21C的模拟驱动信号，放大所产生的信号，并将得到的结果信号输出到变换器。更具体地，输出分配部件29产生并输出使音板33在对应于由混合信号表示的音高(tone pitch)的频率、以对应于同样由混合信号表示的速率的强度振动的模拟驱动信号。同时，为了调整三个变换器21之间的输出平衡，使变换器21C对于高音高的混合信号的输出水平高，而使变换器21A和21B对于低和中音高的混合信号的输出水平高，使得音域的定位尽可能近地符合被操作的键。

根据操作任意键时产生的第一和第二演奏信号而产生的驱动信号的输出平衡在变换器21之间是相同的。可选地，驱动信号输出平衡在变换器21之间可以不同。

图5A和5B是从接通电源开始的主处理的流程图。

首先执行初始化。具体说来，开始执行预定的程序以将RAM 7等的寄存器设置为它们的初始值，从而完成初始设置(步骤S101)。接下来，判断是否有来自任意面板操作器2的输入(步骤S102)，并且响应该输入，执行相关的装置设置，例如音量设置、音色设置、以及效果设置(步骤S103)。随后，判断是否有来自任意演奏操作器15的输入(步骤S104)。如果判定没有输入，则流程进入步骤S105。另一方面，如果有输入，则判断该输入是否表示键按下指令(按下键盘17的任意键)(步骤S106)。

如果判断结果表示该指令不代表键按下指令，则判断该输入是否代表键释放指令(步骤S110)。如果判定出该输入不代表键释放指令，则进一步判断该输入是否表示踏板18的ON操作(步骤S113)。如果该输入不表示踏板18的ON操作，则流程进入步骤S115，判定该输入表示踏板18的OFF操作。

这样，当来自任意演奏操作器15的输入代表键按下指令时，执行步骤S107到S109。当该指令代表键释放指令时，执行步骤S111和S112。如果该输入表示踏板18的ON操作，则执行步骤S114，而另一方面，如果该输入表示踏板18的OFF操作，则执行步骤S115。在每种情况下，流程然后都进入步骤S105。

在步骤S107中，判断踏板18当前是否处于ON状态。如果踏板18不处于ON状态，则流程进入步骤S109，在步骤S109中从ROM 6中读出在音高上对应于按下的键的第一演奏数据。然后，基于第一演奏数据24，产生带有根据按下的键的速率而变化的包络(envelope)的第一演奏信号。另一方面，如果踏板18处于ON状态，则流程进入步骤S108，在步骤S108中依照对应于按下的键的音高读出第二演奏数据，并且产生带有依照按下的键的速率而变化的包络的第二演奏信号。然后，执行步骤S109。

在步骤S111中，判断踏板18当前是否处于ON状态。如果踏板18不处于ON状态，则流程进入步骤S112，在步骤S112中，停止与释放的键相关的演奏信号。具体说来，为了对当前发声的音进行制音处理，产生制音信号。在制音处理中，产生带有根据键释放操作而变化的包络的第一演奏数据。另一方面，如果踏板18处于ON状态，流程进入步骤S105，而演奏信号不停止。

在步骤S114中，当任意键处于按下状态，使得存在当前发声的音时，依据踏板18的ON操作产生对应于按下的键的第二演奏信号。具体来说，对应于处于按下状态的键的音高的第二演奏数据被读出，然后产生第二演奏信号，其包络与被进行发声处理的声音的衰减状态一致。

在步骤S115中，当存在当前以对应于处于按下状态的键以外的键的音高发声的任何音时，对应于该音的演奏信号被停止。具体来说，为了对当前发声的乐音进行制音处理，产生用于制音的信号。在制音处理中，与不对应于处于按下状态的键的当前发声的音的音高相关联的第一和第二演奏数据被读出，并且产生带有对应于踏板18的OFF操作而变化的包络的用于制音的第一和第二演奏信号。

在步骤S105中，基于如上所述产生的第一和第二演奏信号，分别产生驱动信号，以便在考虑变换器21的特性和位置的同时提供对应于音高的发音定位。输出所产生的驱动信号。结果，使音板33在对应于音高的频率振动，从而产生演奏音或产生演奏音和制音器音两者。然后，流程回到步骤S102。

与扬声器产生的乐音相比，基于上述键盘17和踏板18的操作状态和操作定时通过音板33的振动产生的乐音可以更加忠实地再现在乐音受钢琴键盘和钢琴踏板的操作状态和操作定时影响的复杂作用的环境下发出的乐音。这样，作为结果得到的乐音音质令人满意，并提供自然的声音。尤其是，因为音板33的形状与三角钢琴音板的形状类似，所以音板33的振动产生的声音与现场钢琴演奏的声音类似。而且，如平面图所示，以沿音板33外轮廓的框状形成框31，因此，音板33可以大振幅振动(在相当低的频率)，这样在较低音范围良好地再现发声的音和制音器音。另外，变换器21放置在变换器21能够有效地引起音板33振动的位置，从而可以得到足够大音量的发声。

至于音质控制，即使对于以相同音高和相同音量发声的乐音，也可以通过改变供应到变换器21的驱动信号在一定程度上改变音质。可以在如图5所示的步骤S102中通过面板操作器2输入音质的设置。

接下来，描述确定变换器21放置的位置的方法。

图6A到6D是示出监视屏的图，当使音板33以不同的固有频率振动时所观察到的波节线与对应于音板33外轮廓的外轮廓线33x一起显示在该监视屏上。

根据下列步骤(i)到(v)确定放置变换器21的位置。

(i)在将例如沙子的细粒状材料分散在音板33上之后，使音板33自由地振动，同时逐渐改变提供给它的频率。

(ii)基于音板33上粒状材料的聚集状态确定各个固有频率的波节线的位置，当变化的频率变得与音板33的固有频率之一相等时，粒状材料在波节线上聚集到一起。

(iii)在对应于音板33的平面上，一个在另一个之上地重叠在各个固有频率确定的波节线。

(iv)确定平面上重叠的波节线的密度较小的位置。

(v)将波节线密度较小的位置确定为放置变换器21的位置。

在步骤(i)中，在例如从大约50Hz到400Hz的范围内阶梯式逐渐改变提供给音板33的频率，从而引起音板33振动。在这个时候，音板33的结构和固定状态保持不变，以使除了提供给音板的频率之外的条件不改变。在步骤(i)到(iii)，如上所述，在实际使音板33振动的同时，通过视觉观察或其它检测方法确定波节线。然而，在本实例中，通过计算机分析而不是通过实际振动音板33来实现步骤(i)到(iii)。

对于由计算机分析执行的步骤(i)，预先输入音板33的尺寸、形状、厚度、材料种类、材料密度、杨氏模量、泊松比以及螺钉34的安装位置。接下来，在步骤(ii)中，外轮廓线33x和由计算机分析而确定的在给出的各固有频率的波节线被显示在作为前面提到的对应于音板33的平面的计算机监视屏上。在图6A到6D，通过例子的方式部分示出所显示的屏幕，振动的固有频率例如为50Hz、140Hz、260Hz、及360Hz。

在步骤(iii)中，在计算机监视屏上显示一个在另一个之上重叠的各固有频率的波节线，如图7所示。在步骤(iv)中，从视觉上检查图7所示的重叠的波节线，以找到波节线密度较低的低密集部分和波节线密集的密集部分，然后标识低密集部分(如图7中白色双环所示)。在下一个步骤(v)中，在音板33上标出与监视屏上低密集部分的位置相对应的位置，在音板33上标出的低密集部分被确定作为放置变换器21的候选位置。这里认为所确定的变换器候选安装位置在数量上远大于三个。这样，其后，利用放置在从候选变换器安装位置中暂时选中的位置上的变换器21，使音板33实际振动。这样边更改暂时的变换器安装位置边重复，以找到最优的变换器安装位置的组合。

在确定变换器21安装位置的过程中，有几点需要考虑。必需将每个变换器21放置在匹配其特性的位置。具体来说，像用于低音的变换器21A这样的大尺寸变换器优选放在音板33左半边的位置上，而像用于高音的变换器21C这样的小尺寸变换器优选放在音板33右半边的位置上。为了适当地控制声域的定位，必需将变换器21中的至少两个在音板33的左右方向上互相分开。

至于变换器在音板33的深度方向的安装位置，用于中/低音的变换器不应该被放置在靠近音板33前侧的位置上。具体来说，用于中/低音的变换器以大振幅振动，而这样大振幅的振动可产生痒的感觉，当它被传递给用户例如演奏者时，对用户是一种不舒服的感觉。另一方面，从用于高音的变换器的振动发生这种不舒服的可能性较小。从得到清楚的声音定位的观点看，优选将用于高音的变换器放置得靠近演奏者。简而言之，在多个变换器21之中，最前面一个优选放置在音板33的最高音侧(右侧)。

根据上述各点确定如图2所示的变换器21的排列方式。如平面图所示，确定变换器21的安装位置以避开框31和螺钉34。为了使音板33以其固有频率中任何一个的频率或该频率附近的频率振动，在当以任何一个固有频率使音板33振动时出现的波节线的位置或其附近激励音板33的振动是低效率的。通过在多个频率使音板33振动而确定的波节线密度低的低密集位置代表与施加到音板的频率无关的能够引起相对高效振动的位置。在这个例子中，选择这样的位置安装变换器21。

可以利用几何确定技术代替计算机分析，在该技术中，为了简化确定音板33上波节线出现密度低的低密集部分，主要考虑螺钉34和框31的安装位置。

图8A是示出螺钉34的安装位置和波节线穿过的特殊点的示意图，而图8B是示出框31的安装位置和波节线穿过的特殊点的示意图。

在图8A所示例子中，首先确定特殊点Q1、Q2和Q3。点Q1是第一螺钉34-1和第二螺钉34-2的中点。点Q2位于距螺钉34-1的距离为螺钉34-1和34-2之间距离的三分之一处。点Q3位于距螺钉34-1的距离为上述距离的三分之二处。这些点Q1、Q2和Q3位于用整数2或3除螺钉34-1和34-2之间的距离得到的各个位置上。

类似地，在第一螺钉34-1和第三螺钉34-3之间确定点Q4、Q5、Q6。注意：还确定在其它各对螺钉间与点Q1、Q2、Q3类似的点。可以通过计算机处理执行点的确定处理。

在音板33上沿着音板的振动激励时出现波节线的位置，音板33在垂直方向上几乎不振动。换句话说，即使试图通过向音板这样的位置提供激励输入以引起音板33振动，也不可能有效地振动音板33。不考虑在音板33上用于振动激励的激励输入所提供到的位置和激励输入的频率，各得到的作为结果的波节线至少经过螺钉34的安装位置中对应的一个。而且，认为在给定频率的振动激励上出现的波节线可能穿过位于等于每一对螺钉34之间的距离除以整数的商的距离的点Q。这样，认为在音板33上避开点Q和螺钉34的特殊位置处波节线密度低，这样的特殊位置被确定为安装变换器21的候选位置。注意：波节线可能穿过框31的各种位置，因为许多螺钉34被拧在框31中以将音板33固定到框31上，因此在相邻的螺钉34之间有大量的特殊点Q。

图8B示出框31的整个上端面与音板33紧密接触的例子，即，橡胶构件32(参考图3B)被设置在框31的整个上端面上。在这样的情况下，在图8A所示的例子中，框31上的特殊点Q(例如Q7、Q8、Q9)确定如下：它们被定位在与任意两点P(例如P1、P2)之间的距离除以整数的商相等的距离的位置上，其中，点P1是框31上的任意点，而点P2是在框31上与P1相对的点。点P1和P2选定如下：例如，连接它们的线将定义在框31内的整个区域分为两半。类似地，在另外的任意点P3和与P3相对的点P4之间确定点Q(Q10、Q11、Q12)。以这种方式，在框上的数量尽可能多的任意点和各面对对应的任意点的点之间确定特殊点Q。然后，将避开这些点Q的位置确定为变换器21的候选安装位置。

在图8A和图8B所示的例子中，特殊点Q被确定在位于距离等于框上任意两个点P之间距离的二分之一、三分之一、和三分之二处。为了提高候选位置选择的精确性，可以确定附加特殊点Q的位置如下：它们位于两任意点P之间的距离被四等分或更多等分之处(例如，在两点之间的距离的四分之一、四分之三等位置处)。

在低音范围，在音板33上发生类似于活塞振动的振动。当振动激励被输入到对应于在振动激励时出现在音板33上的任何波节线的音板部分时，在音板33中仅发生弱振动。另一方面，在高音范围，以点加重的方式发生复杂振动。即使当振动激励输入提供到的位置与变换器的候选安装位置稍微有点偏移，振动效率也不会发生实质的减少。以上表明，尤其对于用于低音的变换器，优选地将每个变换器安装位置严格地设置为与安装候选位置中的任何一个相符。

为了允许在宽频带上发出乐音，一个或更多的变换器21必需避开或绕开螺钉34的安装位置和音板33及框31上的螺钉之间的特殊位置来放置。更优选地，在波节线的密度低的位置放置多个变换器21是重要的。

根据本实例，变换器21放置在螺钉安装位置和螺钉之间的特殊点之外的位置上，如音板33的平面图所示。尤其是，变换器21被放置在当音板33以各固有频率自由振动时产生的波节线低密集的位置上，由此能够实现音板33的有效振动，因此在宽频带上得到具有令人满意的音质的自然音。

此外，变换器21A、21B以及与前二者特性不同的变换器21C被放置在根据它们的特性确定的位置上。另外，根据变换器21的特性和安装位置并响应于被操作的演奏操作器15，独立地产生变换器21的驱动信号，并且输出所产生的驱动信号。使用各个变换器的这些输出可以实现对音板振动的精细控制，从而可以在宽频带上产生自然音并且可以容易地进行音质控制。

此外，音板33被做成与三角钢琴音板相似的形状。因此，在这个方面来说，音板33可以实现产生接近于三角钢琴发出的自然音。尤其当通过使例如音板33这样的板状构件振动来发出低音时，与产生高音时相比需要更大的振动区域，出于这个原因，音板33的形状在再现钢琴音上是理想的。

在本实例中，音板33的形状类似于钢琴音板的形状，以便执行更适当的钢琴音再现。从简单地允许乐音发声的观点看，音板33可以做成任何形状，但是优选做成适合要发出的声音种类的形状。例如，为了再现小提琴音，优选将音板33做成小提琴的形状。在这种情况下，可以预期产生理想的乐音。

根据本发明的驱动信号的产生中，首先产生第一和第二演奏信号(图5中的步骤S109、S112、S114、及S115)，然后在效果处理部件26和延迟处理部件27中处理所产生的演奏信号。随后，在输出分配部件中产生要输出到变换器21A、21B、和21C的三个驱动信号(图5中步骤S105)。这不是必需的要求。可以在效果处理部件26和延迟处理部件27之前的阶段实现输出分配功能，并且可以对变换器21A、21B和21C分别产生响应键盘17的键操作的驱动信号和响应踏板18的操作的驱动信号。

注意：在本实例中，变换器21安装在音板33的上表面，但也可以安装在其下表面。另外，变换器21A、21B可以具有不同的特性。变换器21的数量最小可以是一个，使得仅允许发音而不执行音域定位控制。然而，从获得令人满意的音质的观点看，优选使用两个或更多的变换器，当然，在适当的情况下可以使用四个或更多的变换器。

Claims

1.一种电子键盘乐器，在该电子键盘乐器中使由板状构件制成的音板振动以产生乐音，该电子键盘乐器包括：

多个演奏操作器；

多个振动装置，各自由驱动信号驱动以引起所述音板振动，所述振动装置被安装在所述音板上且彼此间隔开，并且具有彼此不同的特性；以及

信号产生和输出装置，其响应于至少任一个所述演奏操作器的被操作，对各所述振动装置分别产生驱动信号，并输出所产生的驱动信号。

2.根据权利要求1所述的电子键盘乐器，其特征在于，所述振动装置安装到所述音板上根据所述振动装置的特性确定的位置，以及

所述信号产生和输出装置依据所述振动装置的特性和安装位置产生所述驱动信号，并输出所产生的驱动信号。

3.根据权利要求1所述的电子键盘乐器，其特征在于，所述多个演奏操作器包括具有多个键的键盘和至少一个制音踏板，以及

所述信号产生和输出装置包括：第一演奏信号发生器，用于响应所述键盘的键操作产生第一演奏信号；以及第二演奏信号发生器，用于响应所述制音踏板的操作产生第二演奏信号。

4.根据权利要求3所述的电子键盘乐器，其特征在于，所述信号产生和输出装置包括：第一处理部，在其中对所述第一演奏信号进行第一处理；第二处理部，在其中对所述第二演奏信号进行第二处理；以及输出分配部，用于基于进行了所述第一处理的所述第一演奏信号和进行了所述第二处理的所述第二演奏信号的混合信号，将输出分配到所述振动装置。

5.根据权利要求4所述的电子键盘乐器，其特征在于，在所述第一处理部中对所述第一演奏信号进行效果处理，在所述第二处理部中对所述第二演奏信号进行延迟处理，所述输出分配部基于进行了所述效果处理的所述第一演奏信号和进行了所述延迟处理的所述第二演奏信号的相加信号将输出分配到所述振动装置。

6.根据权利要求3所述的电子键盘乐器，其特征在于，所述信号产生和输出装置包括：第一演奏数据存储器，用于存储表示当不按下钢琴制音踏板操作钢琴键时由声学钢琴发出的乐音的第一演奏数据；以及第二演奏数据存储器，用于存储表示当按下钢琴制音踏板操作钢琴键时由声学钢琴发出的乐音的第二演奏数据；

所述第一演奏信号发生器利用所述第一演奏数据产生所述第一演奏信号；以及

所述第二演奏信号发生器利用所述第二演奏数据产生所述第二演奏信号。

7.根据权利要求3所述的电子键盘乐器，其特征在于，所述电子键盘乐器包括至少一个腿构件和安装在该腿构件上的框，

所述制音踏板安装在该腿构件上，

所述音板和所述键盘由该框支撑，以及

所述音板被形成为钢琴音板的形状。

8.根据权利要求7所述的电子键盘乐器，其特征在于，所述框的尺寸小于所述音板的尺寸，形状与所述音板的形状类似。

9.根据权利要求7所述的电子键盘乐器，其特征在于，使用多个固定物将所述音板固定到所述框上。

10.根据权利要求1所述的电子键盘乐器，其特征在于，所述电子键盘乐器包括至少一个腿构件和固定到该腿构件上的框，以及

使用多个固定物将所述音板固定到该框上。

11.根据权利要求1所述的电子键盘乐器，其特征在于，所述振动装置包括：安装在所述音板低音侧用于产生低音的第一振动装置，以及安装在所述音板高音侧用于产生高音的第二振动装置。

12.根据权利要求1所述的电子键盘乐器，其特征在于，所述振动装置安装在所述音板上当使所述音板以其固有频率振动时产生的波节线的密度低的位置。

13.根据权利要求10所述的电子键盘乐器，其特征在于，所述振动装置安装在所述音板上避开所述固定物和所述框的位置。

14.根据权利要求13所述的电子键盘乐器，其特征在于，所述振动装置安装在所述音板上避开如下特定位置的位置，所述特定位置位于每一对所述固定物间将该对固定物之间的距离除以整数所得到的位置处。