JP2004294833A - Electronic piano - Google Patents
Electronic piano Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004294833A JP2004294833A JP2003087829A JP2003087829A JP2004294833A JP 2004294833 A JP2004294833 A JP 2004294833A JP 2003087829 A JP2003087829 A JP 2003087829A JP 2003087829 A JP2003087829 A JP 2003087829A JP 2004294833 A JP2004294833 A JP 2004294833A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pedal
- sound
- envelope
- waveform data
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ピアノに関し、特に、アコースティックピアノでダンパペダルやソステヌートペダルを使用して打鍵したときに生ずる音を再現するのに好適な電子ピアノに関する。
【0002】
【従来の技術】
アコースティックピアノでは、打弦の振動を持続させるとともに、他の弦を振動させる効果を与えるために、ダンパペダルが設けられる。ダンパペダルを踏むことによって、すべての弦からダンパが強制的に離されるので、離鍵後も弦の振動が停止されず、音が持続する。電子ピアノにおいても、ダンパペダルを踏んだときの発音を再現することは知られている。電子ピアノにおいては、波形メモリから読み出した楽音データに対して、ペダル装置の操作に応答して制御信号を供給し、デジタル・シグナル・プロセッサ(DSP)でペダル効果用の信号処理を行っている。ペダル効果を付与することができる電子ピアノは、例えば、特開平7−219530号公報に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ダンパペダルは打鍵に先だって踏み込まれる。打鍵に応答してアクションが動作し、それによって打弦されるので、ダンパペダルが踏み込まれてから打鍵に対応する弦が振動して発音に至るまでに間がある。本発明者の実験によると、ダンパペダルを踏んだ場合、打弦が弦振動を開始するより前に、打弦以外の他の多数の弦が振動を開始していることが観測された。アクションが動作してハンマが弦に衝突するより先に、打鍵の衝撃やアクションの動作による振動が打弦以外の、ダンパが外れている他の弦に伝播して、この振動が生じるものと考えられる。以下、本明細書では、打鍵の衝撃によって生ずる振動なので衝撃振動と呼ぶ。
【0004】
図10(a)は、ダンパペダルを使用したときの打弦の振動波形、図10(b)は打弦とは違う他の弦の振動波形を示す図である。打弦はE4弦であり、他の弦はC4弦である。両図において、ポイントP0がE4弦の振動開始位置である。図示のように、E4弦の打弦開始位置P0からE4弦の振動に共鳴してC4弦も振動をしている。さらに、打弦振動開始位置P0より前の時点、つまりE4弦が振動していないうちから他の弦であるC4弦は振動を開始している。
【0005】
上記衝撃振動は、ほぼ同時にすべての弦によって、各弦が張られている位置で発生するので広い方向角を有する。また、衝撃振動に続き、打弦の振動が他の弦に伝わって生ずる弦共鳴による振動は個々の弦の位置を中心とした「聴こえ」を生じさせる。この弦共鳴による振動は、駒、フレーム、筐体を通じて段々に増幅され、響板によって最も共鳴する。そして、前記各弦を中心とした「聴こえ」に対応する音像を含めて、複数の音像が一個の響板による音像を形成させる。複数の音像が合成されていく過程において、音像が、変調感を伴う「聴こえ」を生じさせる。複数の音像は1つにまとまりながら減衰し、「聴こえ」は消滅していく。
【0006】
ソステヌートペダルを使用した演奏でも、打鍵前にダンパが外れるのでこの衝撃振動は存在する。このように、ペダルを使用したときには、打弦振動開始以前に衝撃振動を生じる。しかし、従来の電子ピアノには、この打弦振動開始以前の振動が考慮されておらず、打鍵前の衝撃振動による「聴こえ」が再現できていない。
【0007】
本発明は、上記課題に鑑み、打鍵前の衝撃振動を配慮して楽音を発生させることができる電子ピアノのペダル効果生成装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決し、目的を達成するための本発明は、楽音波形にエンベロープを付加するエンベロープ制御手段を具備し、ペダルが踏み込まれているときと、前記ペダルが踏み込まれていないときとで、前記エンベロープ制御手段で付加されるエンベロープを異ならせた点に第1の特徴がある。
【0009】
また、本発明は、前記ペダルが踏み込まれているときに前記エンベロープ制御手段で付加されるエンベロープが、緩い立ち上がり部分と、その後の急な立ち上がり部分とからなる2段アタックを有する点に第2の特徴がある。
【0010】
また、本発明は、前記ペダルが踏み込まれているときに、前記ペダルが踏み込まれていないときより早くエンベロープの立ち上げを開始させる手段を具備した点に第3の特徴がある。
【0011】
また、本発明は、前記ペダルの踏み込み量を検出する踏み込み量検出手段を備え、前記ペダルの踏み込み量に応じて、前記エンベロープの立ち上げ開始を早める程度を大きくする点に第4の特徴がある。
【0012】
第1〜第4の特徴によれば、ペダルを踏んだときと踏まないときとで、波形データに互いに異なるエンベロープを付加することができる。特に、第2の特徴によればエンベロープの緩く立ち上がるアタック部分により、打弦の振動に先立って発生する他弦の衝撃振動音を擬似させることができる。また、第3,4の特徴によれば、打弦音より前に他弦の衝撃振動音を発生させることができるので、より一層、アコースティックピアノの演奏に似せることができる。
【0013】
また、本発明は、打弦音の波形データを記憶する第1波形データ記憶手段と、打弦音に先立って発生する他弦の衝撃振動音の波形データを記憶する第2波形データ記憶手段と、前記ペダルが踏み込まれていないときは、打鍵に応答して前記打弦音の波形データを読み出して楽音信号を形成する一方、前記ペダルが踏み込まれているときは、打鍵に応答して前記打弦音の波形データおよび前記衝撃振動音の波形データを読み出して楽音信号を形成する手段とを具備した点に第5の特徴がある。
【0014】
さらに、本発明は、前記ペダルが踏み込まれているとき、前記衝撃振動音の波形データは前記打弦音の波形データに先立って読み出される点に第6の特徴がある。
【0015】
第5および第6の特徴によれば、打弦音および打弦音に先立って発生する他弦の衝撃振動音をそれぞれ形成するための波形データを予め記憶し、ペダルが踏み込まれたときには、これら両方の波形データを読み出して楽音信号が形成される。特に第6の特徴によれば、打弦音より前に他弦の衝撃振動音を発生させることができるので、より一層、アコースティックピアノの演奏に似せることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図2は本発明の一実施形態に係る電子ピアノのハード構成を示すブロック図である。同図において、バスライン40には、CPU1、RAM2、ROM3、プログラムメモリ4、楽音波形メモリ5、音源装置61、信号処理装置62,鍵盤インタフェース7、ペダルインタフェース8、パネルインタフェース9およびDAC(デジタル/アナログ変換器)10が接続される。信号処理装置62は、DSPによって構成することができる。
【0017】
鍵盤インタフェース7には鍵盤装置11が、ペダルインタフェース8にはペダル装置11が、パネルインタフェース9には操作パネル13がそれぞれ接続される。鍵盤装置11は、複数(例えば88鍵)の鍵(キー)と、各鍵のオン・オフやオン操作の速度を検出するためのキーセンサとを備える。鍵盤インタフェース7は、キーセンサの出力信号に基づいてキーイベント情報やタッチ情報を生成し、これらの情報はキーナンバに対応づけられてRAM2に記憶される。
【0018】
ペダル装置12は、ダンパペダルやソステヌートペダル、およびこれらペダルの踏み込み量に対応した出力を生ずるボリュームを有するペダルセンサからなる。ペダル装置12は、アコースティックピアノにおけるペダル踏み込みによる効果を該電子ピアノで再現させるために設けられる。DAC10にはアンプやスピーカを含むサウンドシステム14が接続される。スピーカは左右用にそれぞれ設けられる。
【0019】
CPU1は、プログラムメモリ4に格納されている制御プログラムに従って、前記各構成要素を制御する。楽音波形メモリ5には、複数の音色に対応した波形データが記憶され、ROM3には、楽音波形データを処理して楽音を発生させるためのパラメータが記憶される。RAM2はCPU1がプログラムを実行する際の各種データを一時記憶するワークエリアとして使用される。操作パネル13はLCDスクリーンや各種スイッチおよびボリューム、ならびにLED等の表示灯からなり、例えば、鍵盤装置11に隣接して設けられるコントロールパネル上に配置される。
【0020】
演奏時、音源装置61は打鍵に応答して楽音波形メモリ5から楽音波形データを信号処理装置62に読み出す。信号処理装置62は、読み出された楽音波形データに対して、エンベロープ制御および効果の付加等の処理を施し、楽音信号を形成する。楽音信号はDAC10でアナログ楽音信号に変換された後、サウンドシステム14に供給される。サウンドシステム14では、アナログ楽音信号をアンプで増幅した後、スピーカで発音する。
【0021】
CPU1は、さらに、ペダル装置12から入力される制御信号(ペダルセンサによるペダル踏み込み信号)から判断されるペダル使用の有無によって、後述するように楽音発生指示時期を変えるとともに、ペダル装置12のペダルを使用した場合と、使用しない場合とでエンベロープ制御を異ならせる。詳細は後述する。
【0022】
図3は、電子ピアノの鍵盤装置の構造を示す断面側面図である。鍵盤装置11の各鍵15は、支点となるバランスピン16で支持されていて、バランスピン16の右側つまり鍵15の奥方向の端部近くに上方に突出したキャプスタンねじ17が設けられる。フレーム18には、ほぼ水平に延びて、該フレーム18近くに設けられた軸19の周りで上下に揺動自在なハンマ20が設けられる。ハンマ20の先端寄りにはアクションウェイト21が設けられる。一方、鍵15の、バランスピン16から左寄りの位置つまり鍵15の手前方向端部近くには、カウンタウェイト22が吊り下げ状態で設けられる。さらに、フレーム18には、前記アクションウェイト21が上方に跳ね上がりすぎるのを抑止するストッパ23が設けられる。鍵15は、押鍵されていないときは、カウンタウェイト22が設けられた側が持ち上がった位置にある。
【0023】
演奏時に鍵15が押されると、鍵15の前端部は、バランスピン16を中心に下がり、逆に鍵15の奥側端部は持ち上げられる。そのとき、キャプスタンねじ17はアクションウェイト21が設けられたハンマ20を押し上げるので、演奏者はこの押し上げ力の反力をタッチとして感じる。
【0024】
フレーム18の底板181には、鍵15の上下方向における変位量を検出するためのキーセンサとしての位置検出センサ24が設けられる。鍵15の下面に設けられた前記カウンタウェイト22を鉄等の磁性体で構成し、磁性体を感知して出力を生ずる磁気センサを位置検出センサ24として使用するのがよい。磁気センサは感知部と磁性体との距離に応じて出力が変化するので、この出力に基づいてカウンタウェイト22と位置検出センサ24との距離、つまり底板181、ないしは底板181の前端にあって、その上面が鍵15の前端下面と対向する棚板182と鍵15との間隔を検出することができる。
【0025】
なお、位置検出センサ24は磁気センサに限らず、光センサや振動センサ等、各種位置検出センサであってもよい。そして、選択するセンサによってカウンタウェイト22の、少なくとも位置検出センサ24との対向面の形状や材質を変形するのはもちろんである。
【0026】
図4は、楽音発生処理の系統を示すブロック図である。楽音波形メモリ5には、ピアノ音の楽音波形データが格納されている。位置検出センサ24の出力に基づいてキーオン信号(キーオンナンバを含む)と打鍵強さつまりベロシティとが形成される。キーオン信号とベロシティの形成については後述する。楽音波形メモリ5は、キーオン信号に従って信号処理装置62の機能としてのエンベロープ制御部63へ楽音波形データを出力する。楽音波形データはキーオン信号に含まれるキーオンナンバで決定される周波数に従って読み出される。キーオンナンバは、各鍵15毎に設けられる位置検出センサ24のうちのどれが出力しているかを各センサからCPU1への入力ポートをスキャンして判別される。エンベロープ制御部63は、エンベロープ制御パラメータとベロシティによって、読み出された楽音波形データのエンベロープを決定する。ベロシティによって、エンベロープのアタック部の最大振幅が決定される。
【0027】
ペダルセンサ121は、ペダル装置12に含まれるダンパペダルおよびソステヌートペダルにそれぞれ設けられる。踏み込み検出部64は、各ペダルの踏み込み量が踏み込み判断の基準値に達しているときに、エンベロープ制御部63に検出信号を出力する。エンベロープ制御部63は、この検出信号が入力されたときに、エンベロープをペダル使用時用に切り替える。
【0028】
ペダル使用時には、上述のように、打弦以外の弦による衝撃振動音が打弦の振動開始時より以前に発生する。そこで、ペダル使用時とペダルを使用しない時とに応じてそれぞれ異なるエンベロープを予め設定しておき、ペダル使用時には、衝撃振動音を考慮して設定されているエンベロープを形成するためのエンベロープ制御パラメータを選択する。例えば、ペダル使用時用のエンベロープとしてアタック部が緩やかに立ち上がる第1アタック部と、その後に続く、立ち上がりが急な第2アタック部とを有するものを設定する(図5、図6に関して後述)。こうしてエンベロープが付加された楽音信号はDAC10を経てサウンドシステム14から発音される。
【0029】
図5は、ペダル使用時とペダルを使用しない時のエンベロープを示すピアノ音の楽音信号を示す図である。同図(a)はペダルを使用しないときのエンベロープを示す図である。ペダル不使用時のエンベロープは、アタック部ATに段が設けられていないで、直線的に振幅が増大している。図5(b)はペダル使用時のエンベロープを示す図である。ペダル使用時のエンベロープのアタック部は、第1アタック部AT1と第2アタック部AT2とからなる。第1アタック部AT1が、衝撃振動音に相当する。この例では、エンベロープの立ち上がりは、ペダル使用時およびペダル不使用時ともに同じである。このように、エンベロープの立ち上がり時が同じでも、つまり楽音発生時期が変わらないでも、衝撃振動音に擬似させて「聴こえ」を改善する効果はある。
【0030】
さらに、エンベロープの立ち上がり時期を、ペダル使用時においてペダル不使用時よりも早めると、より「聴こえ」をペダル使用時のものに擬似させることができる。
【0031】
図6は、ペダル使用時においてペダル不使用時よりも立ち上がり開始時期を早めたエンベロープを示す図である。同図において、ペダル使用時のエンベロープは、第1アタック部AT1の分だけ、つまり時間Tの分だけ、ペダル不使用時よりもエンベロープの立ち上がり時期が早められている。
【0032】
キーオン信号を出力するためのトリガは位置検出センサ24の出力によって得ることができる。例えば、位置検出センサ24の出力に対応する3つの基準値(第1基準値、第2基準値、第3基準値)を設定する。第1基準値は打鍵時に鍵が下降を開始する位置に対応する位置検出センサ24の出力に相当し、第3基準値は鍵の最下点位置に対応する位置検出センサ24の出力に相当し、第2基準値は、第1基準値と第3基準値との間に設定される。
【0033】
ペダル使用時とペダル不使用時とでエンベロープの立ち上がり開始時期を変えない場合は、位置検出センサ24の出力が第3基準値に達した時に楽音発生指示としてのキーオン信号を出力する。一方、ペダル使用時にアタック時期を早めるためには、位置検出センサ24の出力が第2基準値に達したときに楽音発生指示としてのキーオン信号を出力する。楽音発生指示に応答して楽音波形メモリ5から楽音波形データが読み出されて楽音信号が形成されるので、エンベロープの立ち上がり時期は早まる。なお、上記第2基準値は固定された値でなく、ペダルの踏み込み量に応じて第1基準値に近づくように変化させてもよい。アコースティックピアノでは、ペダル使用時にダンパが弦から離れてキータッチが軽くなるので、同じ打鍵強さで演奏してもベロシティが大きくなりがちだからである。
【0034】
図1は、エンベロープ切り替えのための機能を示すブロック図である。基準値記憶部25には、位置検出センサ24の出力と比較される基準値が記憶される。基準値は、鍵15の押し下げ位置を判断するための第1基準値α1、第2基準値α2、および第3基準値α3(α3>α2>α1)である。第2基準値α2はダンパペダル用およびソステヌートペダル用に共通の値であってもよいし、それぞれに個別の値であってもよい。ペダル信号発生部26は、ペダルセンサ121の出力が予定の値である場合に、ペダル信号を出力する。
【0035】
基準値記憶部25はペダル信号がオフのときは第1基準値α1および第3基準値α3を出力し、ペダル信号がオンのときは第3基準値α3に代えて第2基準値α3を出力する。キーオン信号発生部27は、第2基準値α2および第3基準値α3と位置検出センサ24の出力とを比較し、位置検出センサ24の出力が第2基準値α2に達した時および第3基準値α3に達した時にそれぞれキーオン信号(キーオンナンバを含む)を出力する。楽音波形メモリ5は、キーオン信号に応答して楽音波形データをエンベロープ付加部28に出力する。
【0036】
ベロシティ算出部29は、ペダル信号がオンかオフかによって位置検出センサ24の出力が第1基準値α1から第2基準値α2もしくは第3基準値α3に変化するまでの時間に基づき、ベロシティを算出する。算出されたベロシティはエンベロープ付加部28に入力される。
【0037】
エンベロープ発生部30には、ペダル使用時とペダル不使用時とにそれぞれ対応したエンベロープ制御パラメータが記憶される。エンベロープ発生部30は、ペダル信号がオフのときはペダル不使用時用のエンベロープ制御パラメータを選択し、ペダル信号がオンのときにはペダル使用時用のエンベロープ制御パラメータを選択する。選択されたエンベロープ制御パラメータはエンベロープ付加部28に入力される。エンベロープ付加部28では、入力されたベロシティおよびエンベロープ制御パラメータに従って、楽音波形データにエンベロープを付加し、DAC10へ出力する。
【0038】
なお、検出されたベロシティを、ペダルの押し下げ量に応じて大きくすることができる。ペダルの踏み込み量によって、弦に対するダンパの押し付け量が小さくなり、それに伴ってキータッチが軽くなり、実質的にベロシティが大きくなるからである。例えば、ペダルの踏み込み量に対応して、エンベロープ算出部29で算出されたベロシティを大きする演算(補正値を加算もしくは補正係数を乗算)することで実現できる。
【0039】
次に、本発明の第2実施形態を説明する。図7は、第2実施形態に係る楽音発生処理の系統を示すブロック図である。楽音波形メモリ5には、打弦波形データを記憶する第1波形データ記憶部51と、他弦の衝撃振動音の波形データ(以下、単に「衝撃音波形データ」という)を記憶する第2波形データ記憶部52とを含む。打弦波形データは、打弦により生じる振動の波形データであり、衝撃音波形データは、打弦前に打弦以外の他の弦の振動によって生じる音の波形データである。
【0040】
方向制御部31は、音の方向感を形成する波形データの処理部であり、音像制御部32は、音の方向と距離とを形成する波形データの処理部である。方向制御部31および音像制御部32は、ペダル信号発生部26、キーオン信号発生部27およびベロシティ算出部29からそれぞれ入力されるペダル信号、キーオン信号およびベロシティに従って楽音波形メモリ5から打弦波形データや衝撃音波形データを読み出して処理をする。ペダル信号発生部26、キーオン信号発生部27およびベロシティ算出部29は、第1実施例と同様に構成できる。
【0041】
ペダル信号がオフの場合は、キーオン信号に従って打弦波形データのみが音像制御部32に読み出される。また、ペダル信号がオンの場合は、キーオン信号に従って、衝撃音波形データが方向制御部31に読み出され、打弦波形データが音像制御部32に読み出される。
【0042】
衝撃音波形データおよび打弦波形データは、先に衝撃音波形データを方向制御部31に読み出し、所定の遅延時間後に、打弦波形データを音像制御部32に読み出すようにしてもよい。つまり、打鍵に応答してまず他弦の衝撃振動音が発生し、次いで打弦音が発生するようにすることができる。
【0043】
衝撃振動音を発生させる時期や打弦音を発生させる指示のためのトリガ信号は、位置検出センサ24の出力によって得ることができる。例えば、位置検出センサ24の出力が前記第2基準値α2に達したときに衝撃音発生指示を出力し、位置検出センサ24の出力が前記第3基準値α3に達したときに打弦音発生指示を出力するようにすればよい。それぞれの指示に応答して第1波形データメモリ51、第2波形データメモリ52から波形データが読み出されて楽音信号が形成される。
【0044】
一般的に、音に関しては、発音時から時間の経過に従って、まずその方向が認識され、続いて音像が認識される。衝撃振動音は発音から短時間のみ認識される音であるため、衝撃音波形データには方向制御が施される。一方、打弦音は、長く続く打弦の振動や他の弦並びに響板等の共鳴振動を含むため、打弦波形データの処理には、音の方向と距離とを含む音像の生成が加わる。方向制御部31および音像制御部32で処理された波形データは楽音信号としてDAC10に入力される。
【0045】
図8は、方向感を得るための方向制御部31の要部を示すブロック図である。同図において、方向制御部31は、頭部音響伝達関数(H.R.T.F)をシミュレートし、左耳および右耳で認識される音の伝達時間差と音量差とをたたみ込むことで擬似的に音の到来方向を制御する。遅延器33は、入力された衝撃音波形データに基づき、サウンドシステム14の左側スピーカおよび右側スピーカにそれぞれ出力される楽音信号を形成する。左右の各楽音信号は演奏者が音の到来方向を認識できるように、音源方向つまり想定されるピアノの弦の方向によって決定される両耳時間差に相当する遅延時間を有して出力される。また、レベル設定器34は、入力される衝撃音波形データのレベル(音量)を、想定されるピアノの弦の位置に応じて設定する。遅延器33は高次のフィルタで構成でき、レベル設定器34は乗算器で構成できる。なお、頭部音響伝達関数をシミュレートして音像を定位させる制御装置は、例えば、特許第3090416号公報や特許第3255348号公報等に開示されている。
【0046】
遅延処理とレベル設定処理がなされた衝撃音波形データは、それぞれ、左側スピーカ用および右側スピーカ用の楽音信号として出力され、ADC10に入力される。
【0047】
図9は、音像感を得るための音像制御部32の要部を示すブロック図である。同図において、音像制御部32は、室内空間を想定し、想定された室内空間における発音源つまりハンマで叩かれた弦からの直接音および反射音の方向制御をそれぞれ行って音像感を形成する。第1遅延器35は、入力される打弦波形データを、直接音および反射音に分けて遅延させる。直接音か反射音かによって演奏者との距離が異なり、音が聞こえるまでの時間が該距離に対応して異なるからである。第1レベル設定器36は入力される打弦波形データのレベルを、直接音および反射音に分けて設定する。直接音か反射音かによって演奏者との距離が異なり、聞こえる音量が該距離に対応して異なるからである。反射音の数nは想定する反射面の数に対応する。第1遅延器35および第1レベル設定器36の出力信号はそれぞれ第1,第2,第3,…,第n方向制御部37−1,37−2,37−3,…,37−nに入力される。
【0048】
第1〜第n方向制御部37−1〜37−nは、図8に関して説明した方向制御部31と同様に構成される。例えば、第1方向制御部37−1において、第2遅延器38および第2レベル設定器39を備え、2チャネル分の楽音信号を出力する。第1〜第n方向制御部37−1〜37−nからそれぞれ出力される2チャネル分の楽音信号は加算されて、それぞれ右側用楽音信号および左側楽音信号を形成する。両楽音信号はDAC10を介してサウンドシステム14に入力される。
【0049】
なお、ペダル使用時にエンベロープの立ち上がりを早めるために、位置検出センサ24の出力レベルを判断する基準値を設定する手法を採用したが、これは、種々変形できる。例えば、前記第1〜第3基準値を設けるのに代えて、出力時期が異なるように鍵15との距離を違えた三つのセンサを設け、各センサの出力時にキーオン信号を出力するようにすることができる。
【0050】
また、キーオン信号を発生させるセンサを鍵15に近づけることができる機構を設け、ペダル使用時に該センサを鍵に近づける。そうすることによって、ペダル使用時にはキーオン信号の発生タイミングを早めることができる。
【0051】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項1〜4の発明によれば、ペダルを踏んで打鍵したときと、ペダルを踏まないで打鍵したときとで、波形データに異なるエンベロープを付加できる。特に、請求項2の発明では、アタック部の立ち上がりを緩くしたので、打弦の振動に先立って発生する、打弦の振動より弱い他弦の衝撃振動を擬似できる。また、請求項3および請求項4の発明では、打弦の振動より早く開始する他弦の衝撃振動音を、より忠実に再現することができる。
【0052】
また、請求項5および請求項6の発明によれば、打弦音および衝撃振動音の波形データを個別に有しているので、打弦音および打弦音とは別に生じる他弦の衝撃振動音を擬似することができる。特に請求項6の発明によれば、打弦の振動より早く開始する他弦の衝撃振動音を、より忠実に再現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る電子ピアノの要部機能を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る電子ピアノの要部構成を示すブロック図である。
【図3】鍵盤装置の断面図である。
【図4】楽音発生処理の系統を示すブロック図である。
【図5】エンベロープの第1例を示す図である。
【図6】エンベロープの第2例を示す図である。
【図7】本発明の第2実施形態に係る楽音発生処理の系統を示すブロック図である。
【図8】方向制御部の構成を示すブロック図である。
【図9】音像制御部の構成を示すブロック図である。
【図10】打弦および打弦以外の弦の振動波形を示す図である。
【符号の説明】
1…CPU、 5…楽音波形メモリ、 11…鍵盤装置、 12…ペダル装置、15…鍵、 24…位置検出センサ、 26…ペダル信号発生部、 28…エンベロープ付加部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic piano, and more particularly, to an electronic piano suitable for reproducing a sound generated when a user hits a key using an acoustic piano using a damper pedal or a sostenuto pedal.
[0002]
[Prior art]
In an acoustic piano, a damper pedal is provided in order to maintain the vibration of a struck string and to provide an effect of vibrating another string. When the damper pedal is depressed, the dampers are forcibly released from all the strings, so that the vibration of the strings is not stopped even after the key is released, and the sound continues. It is known that an electronic piano reproduces a sound generated when a damper pedal is depressed. In an electronic piano, a control signal is supplied to musical tone data read from a waveform memory in response to operation of a pedal device, and signal processing for a pedal effect is performed by a digital signal processor (DSP). An electronic piano that can provide a pedal effect is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-219530.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The damper pedal is depressed prior to keying. Since the action is performed in response to a keystroke and the string is struck thereby, there is a period from when the damper pedal is depressed until the string corresponding to the keystroke vibrates to sound. According to the experiment of the inventor, when the damper pedal is depressed, it is observed that many strings other than the striking string start to vibrate before the striking string starts to vibrate. It is thought that before the hammer hits the string due to the action, the impact of the key stroke or the vibration caused by the action propagates to the other strings, other than the stringed string, where the damper is off, causing this vibration. Can be Hereinafter, in this specification, the vibration caused by the impact of a keystroke is referred to as an impact vibration.
[0004]
FIG. 10A is a diagram illustrating a vibration waveform of a string striking when a damper pedal is used, and FIG. 10B is a diagram illustrating a vibration waveform of another string different from the string striking. The striking string is an E4 string, and the other strings are C4 strings. In both figures, the point P0 is the vibration start position of the E4 string. As shown in the drawing, the C4 string also vibrates in resonance with the vibration of the E4 string from the striking start position P0 of the E4 string. Further, the C4 string, which is another string, starts to vibrate before the string vibration start position P0, that is, while the E4 string is not vibrating.
[0005]
The impact vibration has a wide directional angle because it is generated almost simultaneously by all the strings at the position where each string is stretched. Further, following the impact vibration, the vibration due to the string resonance that occurs when the vibration of the struck string is transmitted to another string causes “hearing” around the position of each string. The vibration due to the string resonance is gradually amplified through the pieces, the frame, and the housing, and is most resonated by the soundboard. Then, a plurality of sound images including a sound image corresponding to “hearing” around each of the strings form a sound image by one soundboard. In the process of synthesizing a plurality of sound images, the sound images cause "hearing" with a sense of modulation. The plurality of sound images attenuate while being united into one, and the “hearing” disappears.
[0006]
Even when playing with a sostenuto pedal, the shock vibration exists because the damper comes off before the key is hit. As described above, when the pedal is used, an impact vibration occurs before the start of the stringing vibration. However, the conventional electronic piano does not consider the vibration before the start of the stringing vibration, and cannot reproduce the "hearing" due to the impact vibration before the keying.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a pedal effect generation device for an electronic piano, which can generate a musical sound in consideration of impact vibration before a keystroke.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention for solving the above problems and achieving the object is provided with envelope control means for adding an envelope to a musical sound waveform, and includes a case where a pedal is depressed and a case where the pedal is not depressed. The first characteristic lies in that the envelope added by the envelope control means is made different.
[0009]
Further, the present invention is characterized in that the envelope added by the envelope control means when the pedal is depressed has a two-stage attack consisting of a gentle rising portion and a sudden rising portion thereafter. There are features.
[0010]
Further, the present invention has a third feature in that a means is provided for starting the envelope rising earlier when the pedal is depressed than when the pedal is not depressed.
[0011]
Further, the present invention has a fourth feature in that the present invention includes a depression amount detecting means for detecting the depression amount of the pedal, and the degree to which the start of the envelope is started earlier is increased in accordance with the depression amount of the pedal. .
[0012]
According to the first to fourth features, different envelopes can be added to the waveform data when the pedal is depressed and when the pedal is not depressed. In particular, according to the second feature, the impact portion of the envelope that rises slowly can simulate the impact vibration sound of another string that occurs prior to the vibration of the striking string. Further, according to the third and fourth features, since the impact vibration sound of the other string can be generated before the striking sound, it is possible to further resemble the performance of an acoustic piano.
[0013]
The present invention also provides a first waveform data storage means for storing waveform data of a striking sound, a second waveform data storage means for storing waveform data of an impact vibration sound of another string generated prior to the striking sound, When the pedal is not depressed, the waveform data of the stringing sound is read out in response to a keystroke to form a musical tone signal. On the other hand, when the pedal is depressed, the waveform of the stringing sound is generated in response to a keystroke. A fifth feature of the present invention is that it comprises means for reading out the data and the waveform data of the impact vibration sound to form a tone signal.
[0014]
Further, the present invention has a sixth feature in that when the pedal is depressed, the waveform data of the shock vibration sound is read out before the waveform data of the striking sound.
[0015]
According to the fifth and sixth features, the waveform data for forming the stringing sound and the impact vibration sound of the other strings generated prior to the stringing sound are stored in advance, and when the pedal is depressed, both of these are stored. By reading the waveform data, a tone signal is formed. In particular, according to the sixth feature, since the impact vibration sound of another string can be generated before the striking sound, it is possible to further resemble the performance of an acoustic piano.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration of the electronic piano according to one embodiment of the present invention. In FIG. 2, a
[0017]
A keyboard device 11 is connected to the keyboard interface 7, a pedal device 11 is connected to the pedal interface 8, and an
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
At the time of performance, the tone generator 61 reads out tone waveform data from the
[0021]
The
[0022]
FIG. 3 is a sectional side view showing the structure of the keyboard device of the electronic piano. Each key 15 of the keyboard device 11 is supported by a
[0023]
When the key 15 is pressed during a performance, the front end of the key 15 is lowered around the
[0024]
The
[0025]
Note that the
[0026]
FIG. 4 is a block diagram showing a system of the tone generation process. The musical
[0027]
The
[0028]
When the pedal is used, as described above, an impact vibration sound due to a string other than the striking string is generated before the vibration of the striking string starts. Therefore, different envelopes are set in advance according to when the pedal is used and when the pedal is not used. select. For example, an envelope having a first attack portion where the attack portion rises gently and a second attack portion following the second attack portion which rises sharply are set as envelopes for use of the pedal (described later with reference to FIGS. 5 and 6). The tone signal to which the envelope has been added in this way is output from the
[0029]
FIG. 5 is a diagram showing a musical tone signal of a piano sound showing an envelope when the pedal is used and when the pedal is not used. FIG. 6A is a diagram showing an envelope when a pedal is not used. The amplitude of the envelope when the pedal is not used increases linearly because no step is provided in the attack portion AT. FIG. 5B is a diagram illustrating an envelope when the pedal is used. The attack portion of the envelope when the pedal is used includes a first attack portion AT1 and a second attack portion AT2. The first attack part AT1 corresponds to an impact vibration sound. In this example, the rising of the envelope is the same both when the pedal is used and when the pedal is not used. As described above, even when the envelope rises at the same time, that is, even when the musical sound generation time does not change, there is an effect of imitating an impulsive vibration sound to improve "hearing".
[0030]
Further, when the rising timing of the envelope is advanced when the pedal is used, compared to when the pedal is not used, the "hearing" can be more simulated as when using the pedal.
[0031]
FIG. 6 is a diagram illustrating an envelope in which the rising start timing is earlier when the pedal is used than when the pedal is not used. In the figure, when the pedal is used, the envelope rises earlier than the time when the pedal is not used by the amount of the first attack part AT1, that is, by the time T.
[0032]
A trigger for outputting the key-on signal can be obtained by the output of the
[0033]
If the start time of the envelope rise does not change between when the pedal is used and when the pedal is not used, a key-on signal is output as a tone generation instruction when the output of the
[0034]
FIG. 1 is a block diagram showing a function for switching the envelope. The reference
[0035]
The reference
[0036]
The
[0037]
The
[0038]
Note that the detected velocity can be increased according to the amount of depression of the pedal. This is because the amount of pressing of the damper against the strings is reduced by the amount of depression of the pedal, and accordingly, the key touch is lightened, and the velocity is substantially increased. For example, this can be realized by performing an operation (adding a correction value or multiplying by a correction coefficient) to increase the velocity calculated by the
[0039]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a block diagram showing a system of tone generation processing according to the second embodiment. The musical
[0040]
The
[0041]
When the pedal signal is off, only the stringing waveform data is read out to the
[0042]
As the impact sound waveform data and the hitting waveform data, the impact sound waveform data may be read out to the
[0043]
A trigger signal for generating an impact vibration sound and an instruction for generating a striking sound can be obtained from the output of the
[0044]
Generally, with respect to sound, as time elapses from the time of sound generation, its direction is recognized first, and then a sound image is recognized. Since the shock vibration sound is a sound that is recognized only for a short time from the sound generation, the direction control is performed on the shock sound waveform data. On the other hand, since the striking sound includes long-lasting striking vibration and resonance vibration of other strings and a soundboard, the processing of the striking waveform data involves the generation of a sound image including the direction and distance of the sound. The waveform data processed by the
[0045]
FIG. 8 is a block diagram showing a main part of the
[0046]
The shock sound waveform data subjected to the delay processing and the level setting processing are output as tone signals for the left speaker and the right speaker, respectively, and input to the
[0047]
FIG. 9 is a block diagram illustrating a main part of the sound
[0048]
The first to n-th direction control units 37-1 to 37-n are configured similarly to the
[0049]
In order to hasten the rise of the envelope when the pedal is used, a method of setting a reference value for judging the output level of the
[0050]
In addition, a mechanism that allows a sensor that generates a key-on signal to approach the key 15 is provided, and the sensor approaches the key when the pedal is used. By doing so, the generation timing of the key-on signal can be advanced when the pedal is used.
[0051]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the first to fourth aspects of the present invention, different envelopes can be added to the waveform data when a key is depressed with a pedal and when a key is depressed without a pedal being depressed. In particular, according to the second aspect of the present invention, since the rise of the attack portion is reduced, it is possible to simulate the impact vibration of another string, which is generated prior to the vibration of the struck string and is weaker than the vibration of the struck string. Further, according to the third and fourth aspects of the present invention, it is possible to more faithfully reproduce the impact vibration sound of another string which starts earlier than the vibration of the struck string.
[0052]
According to the fifth and sixth aspects of the present invention, since the waveform data of the striking sound and the impact vibration sound are separately provided, the impulsive vibration sound of another string generated separately from the striking sound and the striking sound is simulated. can do. In particular, according to the sixth aspect of the present invention, it is possible to more faithfully reproduce the impact vibration sound of another string which starts earlier than the vibration of the string.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating main functions of an electronic piano according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of the electronic piano according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view of the keyboard device.
FIG. 4 is a block diagram showing a system of musical sound generation processing.
FIG. 5 is a diagram illustrating a first example of an envelope.
FIG. 6 is a diagram illustrating a second example of an envelope.
FIG. 7 is a block diagram showing a tone generation processing system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a direction control unit.
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of a sound image control unit.
FIG. 10 is a diagram showing a vibration waveform of a struck string and a string other than the struck string.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ペダルの踏み込みを検出する踏み込み検出手段と、
楽音波形にエンベロープを付加するエンベロープ制御手段とを具備し、
前記ペダルが踏み込まれているときと、前記ペダルが踏み込まれていないときとで、前記エンベロープ制御手段で付加されるエンベロープを異ならせたことを特徴とする電子ピアノ。In an electronic piano having a pedal,
Depression detection means for detecting depression of the pedal,
Envelope control means for adding an envelope to the musical sound waveform,
An electronic piano, wherein the envelope added by the envelope control means differs between when the pedal is depressed and when the pedal is not depressed.
緩い立ち上がり部分と、その後の急な立ち上がり部分とからなる2段アタックを有することを特徴とする請求項1記載の電子ピアノ。The envelope added by the envelope control means when the pedal is depressed,
2. The electronic piano according to claim 1, wherein the electronic piano has a two-stage attack consisting of a gentle rising portion and a sharp rising portion thereafter.
前記ペダルの踏み込み量に応じて、前記エンベロープの立ち上げ開始を早める程度を大きくすることを特徴とする請求項3記載の電子ピアノ。Depressed amount detecting means for detecting the depressed amount of the pedal,
4. The electronic piano according to claim 3, wherein a degree of hastening the start of rising of the envelope is increased in accordance with an amount of depression of the pedal. 5.
前記ペダルの踏み込みを検出する踏み込み検出手段と、
打弦音の波形データを記憶する第1波形データ記憶手段と、
打弦音に先立って発生する他弦の衝撃振動音の波形データを記憶する第2波形データ記憶手段と、
前記ペダルが踏み込まれていないときは、打鍵に応答して前記打弦音の波形データを読み出して楽音信号を形成する一方、前記ペダルが踏み込まれているときは、打鍵に応答して前記打弦音の波形データおよび前記衝撃振動音の波形データを読み出して楽音信号を形成する手段とを具備したことを特徴とする電子ピアノ。In an electronic piano having a pedal,
Depression detection means for detecting depression of the pedal,
First waveform data storage means for storing waveform data of a stringing sound;
Second waveform data storage means for storing waveform data of impact vibration sound of another string generated prior to the striking sound;
When the pedal is not depressed, the waveform data of the stringing sound is read out in response to a keystroke to form a musical tone signal, while when the pedal is depressed, the stringing sound is reproduced in response to a keystroke. Means for reading out the waveform data and the waveform data of the shock vibration sound to form a musical tone signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003087829A JP2004294833A (en) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | Electronic piano |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003087829A JP2004294833A (en) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | Electronic piano |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004294833A true JP2004294833A (en) | 2004-10-21 |
Family
ID=33402123
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003087829A Pending JP2004294833A (en) | 2003-03-27 | 2003-03-27 | Electronic piano |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004294833A (en) |
-
2003
- 2003-03-27 JP JP2003087829A patent/JP2004294833A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8878045B2 (en) | Acoustic effect impartment apparatus, and piano | |
US7429699B2 (en) | Electronic musical instrument and recording medium that stores processing program for the electronic musical instrument | |
EP2757554B1 (en) | Keyboard musical instrument | |
CN103325364A (en) | Sound-generation controlling apparatus and a method of controlling the sound-generation controlling apparatus | |
JPWO2020054070A1 (en) | Sound signal generators, keyboard instruments and programs | |
US8106287B2 (en) | Tone control apparatus and method using virtual damper position | |
US8785759B2 (en) | Electric keyboard musical instrument, method executed by the same, and storage medium | |
JP2004294832A (en) | Pedal effect generating device of electronic piano | |
US9245509B2 (en) | Recording and reproduction of waveform based on sound board vibrations | |
JP6717017B2 (en) | Electronic musical instrument, sound signal generation method and program | |
JP5320786B2 (en) | Electronic musical instruments | |
JP6736930B2 (en) | Electronic musical instrument and sound signal generation method | |
JP4046226B2 (en) | Electronic piano | |
JPH0580750A (en) | Keyboard musical instrument | |
JP2004294833A (en) | Electronic piano | |
JP5842799B2 (en) | piano | |
JP3642130B2 (en) | Electronic musical instruments | |
JPH05313656A (en) | Keyboard musical instrument | |
JP2017072623A (en) | Sound effect setting method of music instrument | |
WO2005066928A1 (en) | Electronic musical instrument sonorant generation device, electronic musical instrument sonorant generation method, computer program, and computer-readable recording medium | |
JP5516764B2 (en) | Electronic musical instruments | |
JP2010231248A (en) | Electronic musical instrument | |
JP3295984B2 (en) | Electronic musical instrument | |
JP2943279B2 (en) | Electronic musical instrument | |
JP2012208381A (en) | Volume control apparatus for piano |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060120 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070806 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070822 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071212 |