JP2008191493A - 電子鍵盤楽器及びその処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ソフトペダルの操作に応じて適切なノートオフ処理を行うことができる電子鍵盤楽器及びその処理方法を提供することを課題とする。
【解決手段】鍵の操作に伴って動くハンマ（２）と、前記ハンマの位置を検出する検出手段（Ｓ１〜Ｓ４）と、ソフトペダルの操作に応じて、前記ハンマが異なる位置に到達した時点でノートオフ処理を行う処理手段とを有することを特徴とする電子鍵盤楽器が提供される。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子鍵盤楽器及びその処理方法に関する。

図１７は、電子鍵盤楽器の構成を示す図である。この電子鍵盤楽器は、アコースティックピアノのハンマの動きを検出し、電子音を鳴らすものである。鍵盤を押鍵すると、その押鍵した鍵に対応するハンマ２が回動して弦１４を叩く。ハンマ２には、シャッタ９が設けられている。ハンマ２が動くと、シャッタ９がセンサＳ２及びＳ３の光を遮る。センサＳ２及びＳ３は、ハンマ２の位置を検出することができる。

図１８は、図１７のセンサＳ２及びＳ３の電圧を示す図である。センサＳ１は、鍵盤の鍵の位置を検出するためのセンサである。

演奏者が押鍵すると、時刻ｔ１において、センサＳ１が鍵の押鍵の動きを検出し、センサＳ１の電圧はハイレベルからローレベルに変化する。次に、押鍵に応じて、ハンマ２及びシャッタ９が動き、時刻ｔ２において、シャッタ９がセンサＳ２の光を遮り、センサＳ２の電圧はハイレベルからローレベルに変化する。次に、時刻ｔ３において、シャッタ９がセンサＳ３の光を遮り、センサＳ３の電圧はハイレベルからローレベルに変化する。電子鍵盤楽器は、時刻ｔ３においてノートオンを検出し、時刻ｔ２からｔ３までの時間ＶＥＬをベロシティ（音量）として検出する。その後、ハンマ２は弦１４を叩く。

ハンマ２及びシャッタ９は、打弦の反動により弦１４から離れて行く。時刻ｔ４において、シャッタ９はセンサＳ３の光を通過させ、センサＳ３の電圧はローレベルからハイレベルに変化する。次に、時刻ｔ５において、シャッタ９はセンサＳ２の光を通過させ、センサＳ２の電圧はローレベルからハイレベルに変化する。演奏者が離鍵すると、ハンマ２及びシャッタ９は弦１４からさらに離れて行く。時刻ｔ６において、センサＳ１が鍵の離鍵の動きを検出し、センサＳ１の電圧はローレベルからハイレベルに変化する。電子鍵盤楽器は、時刻ｔ６においてノートオフを検出する。

図１９は他の電子鍵盤楽器の構成を示す図であり、図２０はスイッチＳ１〜Ｓ３の動作を示す図である（下記の特許文献１参照）。１はハンマ２、ハンマシャンク３、キャッチャ４及びバット５から成り、センタピン６によってフレンジ７に回動自在に軸支されたハンマ系である。該ハンマ系１のハンマシャンク３とキャッチャ４の回動経路は、センタピン６を中心とする円弧形をなす。シャッタ９は、ハンマ系１に固定されている。第１のスイッチＳ１、第２のスイッチＳ２及び第３のスイッチＳ３は筐体１２内に収納されている。

第１のスイッチＳ１、第２のスイッチＳ２及び第３のスイッチＳ３は、筐体１２内に、ハンマ系１の回動方向に沿って所望の間隔で配設され、シャッタ９は扇形をなし、ハンマ系１に固定されている。第１、第２及び第３のスイッチＳ１、Ｓ２及びＳ３は、いずれもシャッタ９の通路を挾んで配設された発光部及び受光部とから成る光電スイッチである。

第１のスイッチＳ１の受光部は、離鍵状態で発光部の光を受光し、押鍵されてハンマ系１が回動を始め、ダンパ１３が弦１４から離れ始める時刻ｔ１でシャッタ９により発光部の光を遮光させ、第１のスイッチＳ１の電圧はローレベルからハイレベルに変化する。

第２のスイッチＳ２の受光部は、離鍵状態で発光部の光を受光し、押鍵されてハンマ系１が回動を始め、ハンマ系１が任意角度だけ回動した時刻ｔ２でシャッタ９によって発光部の光を遮光され、第２のスイッチＳ２の電圧はローレベルからハイレベルに変化する。

第３のスイッチＳ３の受光部は、離鍵状態で発光部の光を受光し、押鍵されてハンマ系１が回動を始め、ハンマ２が弦１４を打弦する寸前の時刻ｔ３に発光部の光がシャッタ９により遮光され、第３のスイッチＳ３の電圧はローレベルからハイレベルに変化する。電子鍵盤楽器は、時刻ｔ３においてノートオンを検出し、時刻ｔ２からｔ３までの時間ＶＥＬをベロシティ（音量）として検出する。その後、ハンマ２は弦１４を叩く。

ハンマ２は、打弦の反動により、弦１４から離れて行く。時刻ｔ４において、第３のスイッチＳ３の光が通過し、第３のスイッチＳ３の電圧はハイレベルからローレベルに変化する。次に、時刻ｔ５において、第２のスイッチＳ２の光が通過し、第２のスイッチＳ２の電圧はハイレベルからローレベルに変化する。演奏者が離鍵すると、ハンマ２は、さらに弦１４から離れて行く。時刻ｔ６において、第１のスイッチＳ１の光が通過し、第１のスイッチＳ１の電圧はハイレベルからローレベルに変化する。電子鍵盤楽器は、時刻ｔ６においてノートオフを検出する。

特公平８−１６８３８号公報

アップライトピアノには、ソフトペダルが付いている。アップライトピアノの演奏のひとつにソフトペダルを用いた奏法がある。

図２２は、ソフトペダルを踏み込まずかつ離鍵状態の電子鍵盤楽器を示す図である。ハンマレール２１は、ハンマ２を離鍵位置で支持する。ダンパ１３は、弦１４に接触し、消音状態にする。

図２３は、押鍵に応じた打弦時の電子鍵盤楽器を示す図である。押鍵に応じて、ハンマ２は弦１４を打弦する。その際、ダンパ１３は弦１４から離れ、弦１４が振動し、発音状態になる。

図２４は、押鍵に応じた打弦後の電子鍵盤楽器を示す図である。図２３の打弦後、離鍵に応じて、ハンマ２が弦１４から離れてハンマレール２１に戻る途中の状態を示している。ダンパ１３は、弦１４の方向に移動して行くが、弦１４には未だ接触していない。その後、ハンマ２がさらにハンマレール２１に近づき、ダンパ１３が弦１４に接触し、消音状態になる。その状態の位置を図２０の時刻ｔ６でノートオフとして検出できるように、第１のスイッチＳ１の位置を決めることが望ましい。その後、図２２の状態に戻る。

図２５は、ソフトペダルを踏み込みかつ離鍵状態の電子鍵盤楽器を示す図である。ソフトペダルを踏み込むことにより、図２２の場合に比べ、ハンマレール２１が８８鍵のすべてのハンマ２を弦１４側に幾分回動させて支持する。すなわち、ソフトペダルを踏むと、ハンマ２の離鍵状態の位置が弦１４に近くなる。これにより、ハンマ２の打弦距離が短くなり、音色に変化をつけることができる。

この場合、ハンマ系１に取り付けられたシャッタ９が第１のスイッチＳ１の光を遮ってしまう。ソフトペダルを踏み込んでいる間中、シャッタ９は第１のスイッチＳ１の光を遮ってしまう。図２１に示すように、演奏者が離鍵をしたとしても、時刻ｔ６において、シャッタ９は第１のスイッチＳ１の光を遮ったままであり、離鍵のノートオフを検出できない状態になる。そのような状態では、ソフトペダルの操作を解除するまで電子音源からの発音は消音処理されない。

また、第１のスイッチＳ１の位置を弦１４に近づけて設置することも考えられるが、ソフトペダルを踏み込んでいない通常の演奏時には、図２４に示すように、ダンパ１３が未だ弦１４に接触しておらず、本来は発音状態であるので、離鍵のノートオフ検出位置が弦１４側に近くなりすぎて違和感がある。

本発明の目的は、ソフトペダルの操作に応じて適切なノートオフ処理を行うことができる電子鍵盤楽器及びその処理方法を提供することである。

本発明の電子鍵盤楽器は、鍵の操作に伴って動くハンマと、前記ハンマの位置を検出する検出手段と、ソフトペダルの操作に応じて、前記ハンマが異なる位置に到達した時点でノートオフ処理を行う処理手段とを有することを特徴とする。

また、本発明の電子鍵盤楽器の処理方法は、鍵の操作に伴って動くハンマの位置を検出する検出ステップと、ソフトペダルの操作に応じて、前記ハンマが異なる位置に到達した時点でノートオフ処理を行う処理ステップとを有することを特徴とする。

ソフトペダルの操作に応じて適切なノートオフ処理を行うことができるので、確実にノートオフ処理を行うことができる。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による電子鍵盤楽器の構成例を示すブロック図である。以下、図１を参照しながら電子鍵盤楽器の処理方法を説明する。データバス１００は、ＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０３、ＲＡＭ１０４、スキャン回路１０５及び音源回路１０９を接続し、各種データを入出力する。ＣＰＵ１０２は、電子鍵盤楽器全体の動作を制御する。ＲＯＭ１０３は、ＣＰＵ１０２を制御するプログラム及び各種データを記憶する。ＣＰＵ（コンピュータ）１０２は、ＲＯＭ１０３内のプログラムを実行することにより、電子鍵盤楽器の処理を行う。ＲＡＭ１０４は、ＣＰＵ１０２が使用するためのデータを一時記憶する。ペダル１０１は、ソフトペダルを含み、ＣＰＵ１０２に接続される。ＣＰＵ１０２は、ソフトペダル１０１の操作状態を検出することができる。鍵盤１０８は、例えば８８鍵を有する。ハンマ１０７は、８８鍵に対応する８８個のハンマを有する。演奏者が鍵盤１０８を押鍵又は離鍵すると、その鍵に対応するハンマ１０７が回動する。ハンマセンサ１０６は、８８個のハンマ１０７の位置を検出する。スキャン回路１０５は、ハンマセンサ１０６をスキャンし、８８個のハンマ１０７の位置を検出する。ＣＰＵ１０２は、８８個のハンマ１０７の位置及びペダル１０１の操作状態に応じて、音高情報を含むノートオン及びノートオフを検出し、音源回路１０９に出力する。音源回路１０９は、ノートオンを入力すると波形メモリ１１０から発音の立ち上がり楽音波形を読み出し楽音信号をＤＡ変換器１１１に出力し、ノートオフを出力すると波形メモリ１１０から消音の立ち下がり楽音波形を読み出し楽音信号をＤＡ変換器１１１に出力する。ＤＡ変換器１１１は、楽音信号をデジタル形式からアナログ形式に変換し、アンプ１１２に出力する。アンプ１１２は、楽音信号を増幅し、スピーカ１１３から発音させる。

この電子鍵盤楽器は、アコースティックピアノのハンマの動きを検出し、電子音を鳴らすものである。その際、消音モードにより、打弦による弦の振動を停止し、電子音のみを鳴らすことができる。

図２は、ハンマ及びスイッチの位置を示す図である。ハンマ２０１及び２０２は、図１のハンマ１０７に対応する。スイッチＳ１及びＳ２は、図１のハンマセンサ１０６に対応する。ハンマ２０１は、図２２に示すように、ソフトペダルを踏まない状態のハンマの初期位置（離鍵位置）を示す。ハンマ２０２は、図２５に示すように、ソフトペダルを踏んだ状態のハンマの初期位置（離鍵位置）を示す。ハンマ２０２の位置は、ハンマ２０１の位置に比べて弦１４に近い。第１のスイッチＳ１は、ソフトペダルを踏まない状態でハンマ２０１の離鍵のノートオフを検出するためのスイッチである。第２のスイッチＳ２は、ソフトペダルを踏んだ状態でハンマ２０２の離鍵のノートオフを検出するためのスイッチである。なお、第１のスイッチＳ１は、ソフトペダルを踏まない状態で、離鍵に応じてダンパ１３が弦１４に接触する位置に設定されている。その場合、ソフトペダルが踏まれると、図２５を参照しながら説明したように、第１のスイッチＳ１はハンマ２０２の離鍵のノートオフを検出することができない。

図３は、ソフトペダルに応じたノートオフ処理方法を示す図である。ＣＰＵ１０２は、ソフトペダル１０１のオン（踏んだ状態）又はオフ（踏まない状態）を示すソフトペダル信号ＳＰを検出し、セレクタ３０３を制御する。セレクタ３０３は、ソフトペダル信号ＳＰがソフトペダルのオフを示すときには第１のスイッチＳ１の離鍵情報３０１を選択し、ソフトペダル信号ＳＰがソフトペダルのオンを示すときには第２のスイッチＳ２の離鍵情報３０２を選択する。ＣＰＵ１０２は、セレクタ３０３が選択した離鍵情報を基にノートオフを検出する。これにより、ソフトペダルの操作状態に応じた適切なノートオフを検出することができる。

図４は、図１のハンマ１０７及びハンマセンサ１０６の構成例を示す図で、図２の概念を具現化したものであり、図５はハンマセンサ１０６の状態を示す図である。１はハンマ２、ハンマシャンク３、キャッチャ４及びバット５から成り、センタピン６によってフレンジ７に回動自在に軸支されたハンマ系である。該ハンマ系１のハンマシャンク３とキャッチャ４の回動経路は、センタピン６を中心とする円弧形をなす。第１のスイッチＳ１、第２のスイッチＳ２、第３のスイッチＳ３及び第４のスイッチＳ４は筐体１２内に収納されている。ハンマ２は、図１のハンマ１０７に対応する。スイッチＳ１〜Ｓ４は、図１のハンマセンサ１０６に対応する。

第１のスイッチＳ１、第２のスイッチＳ２、第３のスイッチＳ３及び第４のスイッチＳ４は、筐体１２内に、ハンマ系１の回動方向に沿って所望の間隔で配設され、シャッタ９は扇形をなし、ハンマ系１に固定されている。スイッチＳ１〜Ｓ４は、いずれもシャッタ９の通路を挾んで配設された発光部及び受光部とから成る光電スイッチ（光電センサ）である。スイッチＳ１〜Ｓ４の受光部は、光の透過量（通過量）を受光するものでもよいし、光の反射量を受光するものでもよい。押鍵及び離鍵に応じたハンマ２及びダンパ１３の動きは、上記の図２２〜図２５の説明と同じである。

スイッチＳ１〜Ｓ４の受光部は、離鍵状態で発光部の光を受光し、ハイレベルを出力する。押鍵されてハンマ系１が弦１４に向けて回動を始め、ダンパ１３が弦１４から離れ始める時刻ｔ１において、シャッタ９は、第１のスイッチＳ１の発光部の光を遮光し、第１のスイッチＳ１の電圧はハイレベルからローレベルに変化する。

次に、さらにハンマ系１が弦１４に近づくと、時刻ｔ２において、シャッタ９は、第２のスイッチＳ２の発光部の光を遮光し、第２のスイッチＳ２の電圧はハイレベルからローレベルに変化する。

次に、さらにハンマ系１が弦１４に近づくと、時刻ｔ３において、シャッタ９は、第３のスイッチＳ３の発光部の光を遮光し、第３のスイッチＳ３の電圧はハイレベルからローレベルに変化する。

次に、さらにハンマ系１が弦１４に近づくと、時刻ｔ４において、シャッタ９は、第４のスイッチＳ４の発光部の光を遮光し、第４のスイッチＳ４の電圧はハイレベルからローレベルに変化する。ＣＰＵ１０２は、時刻ｔ４の第４のスイッチＳ４がローレベルになった状態をノートオンとして検出し、時刻ｔ３からｔ４までの時間ＶＥＬをベロシティ（音量）として検出する。その後、ハンマ２は弦１４を叩く。その際、ダンパ１３は、弦１４から離れている。

ハンマ系１は、打弦の反動によりハンマレール２１（図２３）の方向に戻る。時刻ｔ５において、シャッタ９は、第４のスイッチＳ４の発光部の光を通過させ、第４のスイッチＳ４の電圧はローレベルからハイレベルに変化する。

次に、さらにハンマ系１がハンマレール２１に近づくと、時刻ｔ６において、シャッタ９は、第３のスイッチＳ３の発光部の光を通過させ、第３のスイッチＳ３の電圧はローレベルからハイレベルに変化する。

演奏者が離鍵すると、ハンマ系１はハンマレール２１（図２３）に向けてさらに回動を始める。時刻ｔ７において、シャッタ９は、第２のスイッチＳ２の発光部の光を通過させ、第２のスイッチＳ２の電圧はローレベルからハイレベルに変化する。

次に、さらにハンマ系１がハンマレール２１に近づくと、時刻ｔ８において、シャッタ９は、第１のスイッチＳ１の発光部の光を通過させ、第１のスイッチＳ１の電圧はローレベルからハイレベルに変化する。

ソフトペダルがオフのときには、時刻ｔ８付近において、図２４のダンパ１３が弦１４に接触し、消音状態になる。したがって、ソフトペダルがオフのときには、ＣＰＵ１０２は、時刻ｔ８の第１のスイッチＳ１がハイレベルになった状態をノートオフとして検出する。

これに対し、ソフトペダルがオンのときには、時刻ｔ８以降でも第１のスイッチＳ１はローレベルを維持する。したがって、ソフトペダルがオンのときには、ＣＰＵ１０２は、時刻ｔ７の第２のスイッチＳ２がハイレベルになった状態をノートオフとして検出する。

本実施形態では、ソフトペダル１０１の操作状態に応じて、適切なノートオフを検出することができるので、確実にノートオフ処理を行うことができる。また、図１７及び図１８の電子鍵盤楽器は、ハンマの位置を検出するためのセンサスイッチと鍵盤の鍵位置を検出するためのセンサスイッチを必要とするため、コストが高くなる。これに対し、本実施形態は、ハンマの位置を検出するためのセンサスイッチのみを必要とするので、コストを低減することができる。また、本実施形態は、鍵盤の鍵位置を基にノートオフを検出するのではなく、ダンパが弦に接触する時点のハンマ位置を検出するので、高精度のノートオフを検出することができる。

以上のように、本実施形態は、鍵の操作に伴って動くハンマ２と、前記ハンマ２の位置を検出する検出手段（スイッチ）Ｓ１〜Ｓ４と、ソフトペダルの操作に応じて、前記ハンマ２が異なる位置に到達した時点でノートオフ処理を行う処理手段（ＣＰＵ）１０２とを有する。

前記検出手段は、第１の位置に設けられ前記ハンマ２の位置を検出して第１の検出信号を出力する第１の検出手段（第１のスイッチ）Ｓ１と、第２の位置に設けられ前記ハンマ２の位置を検出して第２の検出信号を出力する第２の検出手段（第２のスイッチ）Ｓ２と、第３の位置に設けられ前記ハンマ２の位置を検出して第３の検出信号を出力する第３の検出手段（第３のスイッチ）Ｓ３と、第４の位置に設けられ前記ハンマ２の位置を検出して第４の検出信号を出力する第４の検出手段（第４のスイッチ）Ｓ４とを有する。

前記処理手段（ＣＰＵ）１０２は、前記ソフトペダルが踏まれていないときには前記第１の検出信号を基にノートオフ処理を行い（時刻ｔ８）、前記ソフトペダルが踏まれているときには前記第２の検出信号を基にノートオフ処理を行う（時刻ｔ７）。また、前記処理手段（ＣＰＵ）１０２は、前記第３及び第４の検出信号に応じてノートオンのベロシティＶＥＬを検出する。

（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態によるハンマ系１及びスイッチＳ１〜Ｓ３の構成例を示す図である。以下、本実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。図６は、図４の４個のスイッチＳ１〜Ｓ４の代わりに３個のスイッチＳ１〜Ｓ３を設け、図６のシャッタ９の代わりにシャッタ６０１を設けた点が異なる。シャッタ６０１は、シャッタ９に対して形が異なる。図６のスイッチＳ２及びＳ３は、図４のスイッチＳ３及びＳ４に対応する。図６のスイッチＳ１は、図４のスイッチＳ１及びＳ２に対応し、受光部の受光量に応じて、ソフトペダルがオフのときのハンマ位置及びオンのときのハンマ位置を検出することができる。その詳細は、後に図８を参照しながら説明する。

図７は、本実施形態による電子鍵盤楽器の構成例を示すブロック図であり、図１に対して、コンパレータ回路７０１を追加したものである。ハンマセンサ１０６は、図６のスイッチＳ１〜Ｓ３に対応する。

図８は、本実施形態による電子鍵盤楽器の動作を説明するための図である。シャッタ６０１は、傾斜部を有し、その傾斜部がスイッチＳ１〜Ｓ３を横切ることにより、スイッチＳ１〜Ｓ３の出力電圧は受光量に応じて緩やかに連続して変化する。コンパレータ回路７０１は、スイッチＳ１〜Ｓ３の出力電圧及び閾値を比較し、スイッチ信号Ｓ１１〜Ｓ１４をスキャン回路１０５に出力する。

離鍵状態では、スイッチＳ１〜Ｓ３は、ハイレベルを出力する。コンパレータ回路７０１は、スイッチＳ１〜Ｓ３の出力電圧が閾値よりも大きいので、スイッチ信号Ｓ１１〜Ｓ１４をハイレベルにして出力する。

演奏者が押鍵すると、やがてシャッタ６０１の傾斜部が第１のスイッチＳ１を横切る。第１のスイッチＳ１は、受光量が徐々に少なくなり、出力電圧がハイレベルからローレベルに緩やかに変化する。

時刻ｔ１において、コンパレータ回路７０１は、第１のスイッチＳ１の出力電圧が第１の閾値より低くなるので、スイッチ信号Ｓ１１をハイレベルからローレベルに変化させる。

次に、時刻ｔ２において、第１のスイッチＳ１の出力電圧がさらに低くなる。コンパレータ回路７０１は、第１のスイッチＳ１の出力電圧が第２の閾値より低くなるので、スイッチ信号Ｓ１２をハイレベルからローレベルに変化させる。

その後、シャッタ６０１の傾斜部が第２のスイッチＳ２を横切る。第２のスイッチＳ２は、受光量が徐々に少なくなり、出力電圧がハイレベルからローレベルに緩やかに変化する。

時刻ｔ３において、コンパレータ回路７０１は、第２のスイッチＳ２の出力電圧が第３の閾値より低くなるので、スイッチ信号Ｓ１３をハイレベルからローレベルに変化させる。

その後、シャッタ６０１の傾斜部が第３のスイッチＳ３を横切る。第３のスイッチＳ３は、受光量が徐々に少なくなり、出力電圧がハイレベルからローレベルに緩やかに変化する。

時刻ｔ４において、コンパレータ回路７０１は、第３のスイッチＳ３の出力電圧が第４の閾値より低くなるので、スイッチ信号Ｓ１４をハイレベルからローレベルに変化させる。ＣＰＵ１０２は、時刻ｔ４のスイッチ信号Ｓ１４がローレベルになった状態をノートオンとして検出し、時刻ｔ３からｔ４までの時間ＶＥＬをベロシティ（音量）として検出する。その後、ハンマ２は弦１４を叩く。その際、ダンパ１３は、弦１４から離れている。

ハンマ系１は、打弦の反動によりハンマレール２１（図２３）の方向に戻る。シャッタ６０１の傾斜部が第３のスイッチＳ３を横切る。第３のスイッチＳ３は、受光量が徐々に多くなり、出力電圧がローレベルからハイレベルに緩やかに変化する。

時刻ｔ５において、コンパレータ回路７０１は、第３のスイッチＳ３の出力電圧が第４の閾値より高くなるので、スイッチ信号Ｓ１４をローレベルからハイレベルに変化させる。

その後、シャッタ６０１の傾斜部が第２のスイッチＳ２を横切る。第２のスイッチＳ２は、受光量が徐々に多くなり、出力電圧がローレベルからハイレベルに緩やかに変化する。

時刻ｔ６において、コンパレータ回路７０１は、第２のスイッチＳ２の出力電圧が第３の閾値より高くなるので、スイッチ信号Ｓ１３をローレベルからハイレベルに変化させる。

演奏者が離鍵すると、ハンマ系１はハンマレール２１（図２３）に向けてさらに回動を始める。シャッタ６０１の傾斜部は、第１のスイッチＳ１を横切る。第１のスイッチＳ１は、受光量が徐々に多くなり、出力電圧がローレベルからハイレベルに緩やかに変化する。

時刻ｔ７において、コンパレータ回路７０１は、第１のスイッチＳ１の出力電圧が第２の閾値より高くなるので、スイッチ信号Ｓ１２をローレベルからハイレベルに変化させる。

次に、時刻ｔ８において、コンパレータ回路７０１は、第１のスイッチＳ１の出力電圧が第１の閾値より高くなるので、スイッチ信号Ｓ１１をローレベルからハイレベルに変化させる。

スイッチ信号Ｓ１１〜Ｓ１４は、図５のスイッチＳ１〜Ｓ４の出力電圧と同じである。したがって、本実施形態は、スイッチ信号Ｓ１１〜Ｓ１４を用いて第１の実施形態と同様に、ノートオン及びノートオフを検出することができる。

ソフトペダルがオフのときには、時刻ｔ８付近において、図２４のダンパ１３が弦１４に接触し、消音状態になる。したがって、ソフトペダルがオフのときには、ＣＰＵ１０２は、時刻ｔ８のスイッチ信号Ｓ１１がハイレベルになった状態をノートオフとして検出する。

これに対し、ソフトペダルがオンのときには、時刻ｔ８以降でもスイッチ信号Ｓ１１はローレベルを維持する。したがって、ソフトペダルがオンのときには、ＣＰＵ１０２は、時刻ｔ７のスイッチ信号Ｓ１２がハイレベルになった状態をノートオフとして検出する。

本実施形態では、ソフトペダル１０１の操作状態に応じて、適切なノートオフを検出することができる。また、本実施形態は、第１の実施形態に比べ、スイッチＳ１〜Ｓ３の数を少なくすることができるので、コストを低減することができる。

以上のように、本実施形態は、鍵の操作に伴って動くハンマ２と、前記ハンマ２の位置を検出する検出手段（スイッチ）Ｓ１〜Ｓ３と、ソフトペダルの操作に応じて、前記ハンマ２が異なる位置に到達した時点でノートオフ処理を行う処理手段（ＣＰＵ）１０２とを有する。

前記検出手段Ｓ１〜Ｓ３は、光電センサを有し、前記ハンマ２の位置に応じて異なる受光量を検出する。前記処理手段（ＣＰＵ）１０２は、ソフトペダルの操作に応じて、前記検出手段Ｓ１が異なる受光量を検出した時点でノートオフ処理を行う（時刻ｔ７又はｔ８）。

（第３の実施形態）
図９（Ａ）〜（Ｈ）は本発明の第３の実施形態による電子鍵盤楽器の構成例を示す図であり、図１０はスイッチＳ１及びＳ２の出力電圧を示す図である。以下、本実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。図９（Ａ）〜（Ｈ）は、図４の４個のスイッチＳ１〜Ｓ４の代わりに２個のスイッチＳ１及びＳ２を設けた点が異なる。また、シャッタ９の形が異なる。

図９（Ａ）に示すように、離鍵状態では、シャッタ９は初期位置に位置する。スイッチＳ１及びＳ２は、シャッタ９により遮光されないので、時刻ｔ１の前では、ハイレベルを出力する。

演奏者が押鍵すると、シャッタ９が弦１４の方向への回動を開始する。時刻ｔ１において、シャッタ９が第１のスイッチＳ１の光のみを遮る。第１のスイッチＳ１の出力電圧はローレベル、第２のスイッチＳ２の出力電圧はハイレベルになる。

次に、時刻ｔ２において、図９（Ｂ）に示すように、シャッタ９がスイッチＳ１及びＳ２の光を遮る。スイッチＳ１及びＳ２の出力電圧は、ローレベルになる。

次に、時刻ｔ３において、図９（Ｃ）に示すように、シャッタ９がスイッチＳ２の光のみを遮る。第１のスイッチＳ１の出力電圧はハイレベル、第２のスイッチＳ２の出力電圧はローレベルになる。

次に、時刻ｔ４において、図９（Ｄ）に示すように、シャッタ９はスイッチＳ１及びＳ２の光を通過させる。スイッチＳ１及びＳ２の出力電圧は、ハイレベルになる。ＣＰＵ１０２は、時刻ｔ４のスイッチＳ２の出力電圧がハイレベルになった状態をノートオンとして検出し、時刻ｔ３からｔ４までの時間ＶＥＬをベロシティ（音量）として検出する。

その後、ハンマ２が打弦し、図９（Ｅ）に示すように、その反動でシャッタ９が弦から離れる方向に向けて回動する。

次に、時刻ｔ５において、シャッタ９がスイッチＳ２の光のみを遮る。第１のスイッチＳ１の出力電圧はハイレベル、第２のスイッチＳ２の出力電圧はローレベルになる。

次に、時刻ｔ６において、図９（Ｆ）に示すように、シャッタ９がスイッチＳ１及びＳ２の光を遮る。スイッチＳ１及びＳ２の出力電圧は、ローレベルになる。

次に、時刻ｔ７において、シャッタ９がスイッチＳ１の光のみを遮る。第１のスイッチＳ１の出力電圧はローレベル、第２のスイッチＳ２の出力電圧はハイレベルになる。

次に、時刻ｔ８において、シャッタ９はスイッチＳ１及びＳ２の光を通過させる。スイッチＳ１及びＳ２の出力電圧は、ハイレベルになる。

ソフトペダルがオフのときには、ＣＰＵ１０２は、時刻ｔ８のスイッチＳ１の出力電圧がハイレベルになった状態をノートオフとして検出する。

これに対し、ソフトペダルがオンのときには、時刻ｔ８以降でもスイッチＳ１の出力電圧はローレベルを維持する。したがって、ソフトペダルがオンのときには、ＣＰＵ１０２は、時刻ｔ７のスイッチＳ２の出力電圧がハイレベルになった状態をノートオフとして検出する。

本実施形態では、ソフトペダル１０１の操作状態に応じて、適切なノートオフを検出することができる。また、本実施形態は、第１及び第２の実施形態に比べ、スイッチＳ１及びＳ２の数を少なくすることができるので、コストを低減することができる。

以上のように、本実施形態は、鍵の操作に伴って動くハンマ２と、前記ハンマ２の位置を検出する検出手段（スイッチ）Ｓ１及びＳ２と、ソフトペダルの操作に応じて、前記ハンマ２が異なる位置に到達した時点でノートオフ処理を行う処理手段（ＣＰＵ）１０２とを有する。

前記検出手段は、第１の位置に設けられ前記ハンマ２の位置を検出して第１の検出信号を出力する第１の検出手段（第１のスイッチ）Ｓ１と、第２の位置に設けられ前記ハンマ２の位置を検出して第２の検出信号を出力する第２の検出手段（第２のスイッチ）Ｓ２とを有する。

前記処理手段（ＣＰＵ）１０２は、前記ソフトペダルが踏まれていないときには前記第１の検出信号を基にノートオフ処理を行い（時刻ｔ８）、前記ソフトペダルが踏まれているときには前記第２の検出信号を基にノートオフ処理を行う（時刻ｔ７）。また、前記処理手段（ＣＰＵ）１０２は、前記第１及び第２の検出信号に応じてノートオンのベロシティＶＥＬを検出する。

（第４の実施形態）
図１１に示すように、第１の実施形態において、演奏者が離鍵した直後にソフトペダルをオンすると、ノートオフが検出されない場合がありえる。すなわち、離鍵操作によりハンマ２が初期位置に戻ろうとする過程で、シャッタ９がスイッチＳ２を通過するが、このときにはソフトペダルがオフになっているので、ノートオフの検出を行わない。さらに、ハンマ２が戻り、シャッタ９がスイッチＳ１に到達する手前でソフトペダルがオンされると、ハンマ２はハンマレール２１に阻止される形で、スイッチＳ１に到達することなく、その動きを止めるかやや弦方向に押し戻されることになる。ソフトペダルがオンされた後は、スイッチＳ２を基にノートオフ検出を行うため、離鍵操作が行われているにもかかわらずに、ノートオフを検出することができない。本発明の第４の実施形態は、この課題を解決することを目的とする。

図１２は、本発明の第４の実施形態による電子鍵盤楽器の構成例を示す図である。以下、本実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。図１２は、図３に対して、イベントバッファ１２０１を追加したものである。イベントバッファ１２０１は、ＲＡＭ１０４内に設けられ、鍵盤１０８の８８鍵のキー番号に対応する特殊フラグを記憶する。特殊フラグは、第２のセンサＳ２の離鍵情報（ノートオフイベント）が検出されると１になる。以下、その詳細を説明する。

図１３は、ＣＰＵ１０２が行うイベント割り込み処理を示すフローチャートである。ＣＰＵ１０２は、イベントを検出すると、以下の割り込み処理を行う。ＣＰＵ１０２は、図５の時刻ｔ４においてノートオンのイベントを検出し、時刻ｔ７において特殊ノートオフのイベントを検出し、時刻ｔ８において通常ノートオフのイベントを検出する。なお、ＣＰＵ１０２は、ソフトペダルのオン／オフにかかわらずに、特殊ノートオフ及び通常ノートオフのイベントを検出する。

ステップＳ１３０１では、イベントの種類を判定する。ノートオフイベントであればステップＳ１３０３へ進み、その他のイベントであればステップＳ１３０２へ進む。

ステップＳ１３０３では、ノートオフの種類を判定する。特殊ノートオフであればステップＳ１３０７へ進み、通常ノートオフであればステップＳ１３０４へ進む。

ステップＳ１３０７では、ソフトペダルがオンであるか否かを判定する。オンであればステップＳ１３０５へ進み、オフであればステップＳ１３０８へ進む。

ステップＳ１３０８では、イベントバッファ１２０１において、イベントが発生したキー番号（音高）の特殊フラグに１をセットする。キー番号は、イベントが発生したハンマの番号を基に特定することができる。その後、処理を終了する。

ステップＳ１３０４では、ソフトペダルがオンであるか否かを判定する。オンであれば処理を終了し、オフであればステップＳ１３０５へ進む。なお、ステップＳ１３０４の処理は、省略してもよい。

ステップＳ１３０５では、イベントが発生したキー番号のノートオフ処理（消音処理）を行う。その詳細は、後に図１５を参照しながら説明する。

次に、ステップＳ１３０６では、イベントバッファ１２０１において、イベントが発生したキー番号の特殊フラグを０にクリアする。その後、処理を終了する。

ステップＳ１３０２では、その他のイベント処理を行う。例えば、ノートオンイベントが発生した場合には、ノートオン処理（発音処理）を行う。その後、処理を終了する。

図１４は、ＣＰＵ１０２が行うソフトペダルチェックのためのタイマ割り込み処理を示すフローチャートである。ＣＰＵ１０２は、タイマ割り込みにより定期的に、以下の割り込み処理を行う。

ステップＳ１４０１では、ソフトペダルがオフからオンになったか否かを判定する。オンになったときにはステップＳ１４０２に進み、オンになっていないときには処理を終了する。

ステップＳ１４０２では、変数ｉに１をセットし、ステップＳ１４０３に進む。ステップＳ１４０３では、イベントバッファ１２０１を参照し、キー番号が「ｉ」の特殊フラグが１か否かを判定する。１であればステップＳ１４０４へ進み、０であればステップＳ１４０６へ進む。

ステップＳ１４０４では、キー番号が「ｉ」のノートオフ処理（消音処理）を行う。その詳細は、後に図１５を参照しながら説明する。

次に、ステップＳ１４０５では、イベントバッファ１２０１において、キー番号が「ｉ」の特殊フラグを０にクリアする。

次に、ステップＳ１４０６では、変数ｉをインクリメントする。次に、ステップＳ１４０７では、変数ｉが８８より大きいか否かを判定する。８８より大きければ処理を終了し、８８以下であればステップＳ１４０３に戻り、上記の処理を繰り返す。これにより、８８鍵すべての処理を行うことができる。離鍵操作直後にソフトペダルがオンになったときには、そのタイマ割り込み処理により、ノートオフ処理を行うことができる。

図１５は、図１３のステップＳ１３０５及び図１４のステップＳ１４０４のノートオフ処理の詳細を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１５０１では、ダンパペダル又はソステヌートペダルが踏まれているか否かを判定する。ダンパペダル及びソステヌートペダルは、図１のペダル１０１内に設けられる。ダンパペダル又はソステヌートペダルが踏まれているときにはステップＳ１５０４に進み、踏まれていないときにはステップＳ１５０２に進む。

ステップＳ１５０２では、リリース用エンベロープパラメータを使用している音源回路１０９のチャンネルすべてにセットする。次に、ステップＳ１５０３では、発音チャンネル管理にてリリース処理済みのチャンネルであることを記録する。その後、処理を終了する。ステップＳ１５０４では、ダンパペダル及びソステヌートペダルの操作に応じて、ダンパ処理又はソステヌート処理を行う。その後、処理を終了する。

本実施形態によれば、離鍵操作直後にソフトペダルがオンになった場合でも、確実にノートオフ処理を行うことができる。

以上のように、本実施形態は、鍵の操作に伴って動くハンマ２と、前記ハンマ２の位置を検出する検出手段（スイッチ）Ｓ１〜Ｓ４と、ソフトペダルの操作に応じて、前記ハンマ２が異なる位置に到達した時点でノートオフ処理を行う処理手段（ＣＰＵ）１０２とを有する。

前記処理手段（ＣＰＵ）１０２は、前記ソフトペダルが踏まれた時点で、前記ハンマ２の異なる位置のいずれかの位置（時刻ｔ７）にハンマが到達しているときには（特殊フラグが１のときには）ノートオフ処理を行う（ステップＳ１４０４）。

（第５の実施形態）
第４の実施形態において、演奏者が同一の鍵を連打した場合に、演奏者の意図に反して、各音符毎にノートオフ処理が行われてしまうことがある。すなわち、演奏者が押鍵操作を行うとハンマ２は打弦し、離鍵操作を行うとハンマ２はハンマレール２１に向けて回動し、ダンパ１３は弦１４に向けて移動する。ここで、ダンパ１３が弦１４に接触する前に、演奏者が同一鍵を押鍵すると、ダンパ１３は消音することなく弦１４を振動させたまま、再びハンマ１３が打弦することになる。この際、上記の離鍵操作により特殊ノートオフイベントが発生し、特殊フラグに１がセットされ、ノートオフ処理されてしまうことがありえる。このような連打の際のノートオフ処理を禁止する必要がある。本発明の第５の実施形態は、この課題を解決することを目的とする。

図１６は、本発明の第５の実施形態による電子鍵盤楽器のイベント割り込み処理を示すフローチャートである。以下、本実施形態が第４の実施形態と異なる点を説明する。図１６は、図１３に対して、ステップＳ１６０１を追加したものである。ステップＳ１３０１において、発生イベントが特殊キーオンイベントであるときには、ステップＳ１６０１に進む。特殊キーオンイベントは、ＣＰＵ１０２により、図５の時刻ｔ２においてスイッチＳ２の出力電圧がローレベルになった時点で検出される。ステップＳ１６０１では、イベントバッファ１２０１において、イベントが発生したキー番号の特殊フラグを０にクリアする。その後、処理を終了する。以上の処理により、同一鍵の連打の際に、演奏者の意図に反するノートオフ処理を禁止することができる。

以上のように、本実施形態によれば、ＣＰＵ（処理手段）１０２は、スイッチＳ１〜Ｓ４により検出されたハンマ２の位置に応じてハンマ２が押鍵に伴うハンマ２の移動であることを検出したときには（時刻ｔ２）、ソフトペダルが踏まれた時点でのノートオフ処理（ステップＳ１４０４）を禁止する（ステップＳ１６０１）。

なお、第１〜第５の実施形態では、ソフトペダルのオン又はオフの２段階の操作を検出し、ノートオフ処理を行う例を説明したが、ソフトペダルを半分の深さだけ踏み込んだ場合のように３段階以上の操作量を検出し、３段階以上に分けて異なるノートオフ処理を行うようにしてもよい。

上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本発明の第１の実施形態による電子鍵盤楽器の構成例を示すブロック図である。 ハンマ及びスイッチの位置を示す図である。 ソフトペダルに応じたノートオフ処理方法を示す図である。 図１のハンマ及びハンマセンサの構成例を示す図である。 ハンマセンサの状態を示す図である。 本発明の第２の実施形態によるハンマ系及びスイッチの構成例を示す図である。 第２の実施形態による電子鍵盤楽器の構成例を示すブロック図である。 第２の実施形態による電子鍵盤楽器の動作を説明するための図である。 図９（Ａ）〜（Ｈ）は本発明の第３の実施形態による電子鍵盤楽器の構成例を示す図である。 スイッチの出力電圧を示す図である。 ハンマ及びスイッチを示す図である。 本発明の第４の実施形態による電子鍵盤楽器の構成例を示す図である。 ＣＰＵが行うイベント割り込み処理を示すフローチャートである。 ＣＰＵが行うソフトペダルチェックのためのタイマ割り込み処理を示すフローチャートである。 ノートオフ処理の詳細を示すフローチャートである。 本発明の第５の実施形態による電子鍵盤楽器のイベント割り込み処理を示すフローチャートである。 電子鍵盤楽器の構成を示す図である。 図１７のセンサの電圧を示す図である。 他の電子鍵盤楽器の構成を示す図である。 スイッチの動作を示す図である。 スイッチの動作を示す図である。 ソフトペダルを踏み込まずかつ離鍵状態の電子鍵盤楽器を示す図である。 押鍵に応じた打弦時の電子鍵盤楽器を示す図である。 押鍵に応じた打弦後の電子鍵盤楽器を示す図である。 ソフトペダルを踏み込みかつ離鍵状態の電子鍵盤楽器を示す図である。

符号の説明

１ ハンマ系
２ ハンマ
３ ハンマシャンク
４ キャッチャ
５ バット
６ センタピン
７ フレンジ
９ シャッタ
１２ 筐体
１３ ダンパ
１４ 弦
Ｓ１〜Ｓ４ スイッチ
１００ データバス
１０１ ペダル
１０２ ＣＰＵ
１０３ ＲＯＭ
１０４ ＲＡＭ
１０５ スキャン回路
１０６ ハンマセンサ
１０７ ハンマ
１０８ 鍵盤
１０９ 音源回路
１１０ 波形メモリ
１１１ ＤＡ変換器
１１２ アンプ
１１３ スピーカ

Claims (8)

1. 鍵の操作に伴って動くハンマと、
   前記ハンマの位置を検出する検出手段と、
   ソフトペダルの操作に応じて、前記ハンマが異なる位置に到達した時点でノートオフ処理を行う処理手段と
   を有することを特徴とする電子鍵盤楽器。
2. 前記検出手段は、第１の位置に設けられ前記ハンマの位置を検出して第１の検出信号を出力する第１の検出手段と、第２の位置に設けられ前記ハンマの位置を検出して第２の検出信号を出力する第２の検出手段とを有し、
   前記処理手段は、前記ソフトペダルが踏まれていないときには前記第１の検出信号を基にノートオフ処理を行い、前記ソフトペダルが踏まれているときには前記第２の検出信号を基にノートオフ処理を行うことを特徴とする請求項１記載の電子鍵盤楽器。
3. 前記検出手段は、さらに、第３の位置に設けられ前記ハンマの位置を検出して第３の検出信号を出力する第３の検出手段と、第４の位置に設けられ前記ハンマの位置を検出して第４の検出信号を出力する第４の検出手段とを有し、
   前記処理手段は、前記第３及び第４の検出信号に応じてノートオンのベロシティを検出することを特徴とする請求項２記載の電子鍵盤楽器。
4. 前記処理手段は、前記第１及び第２の検出信号に応じてノートオンのベロシティを検出することを特徴とする請求項２記載の電子鍵盤楽器。
5. 前記検出手段は、光電センサを有し、前記ハンマの位置に応じて異なる受光量を検出し、
   前記処理手段は、ソフトペダルの操作に応じて、前記検出手段が異なる受光量を検出した時点でノートオフ処理を行うことを特徴とする請求項１記載の電子鍵盤楽器。
6. 前記処理手段は、前記ソフトペダルが踏まれた時点で、前記ハンマの異なる位置のいずれかの位置にハンマが到達しているときにはノートオフ処理を行うことを特徴とする請求項１記載の電子鍵盤楽器。
7. 前記処理手段は、前記検出されたハンマの位置に応じて前記ハンマが押鍵に伴うハンマの移動であることを検出したときには、前記ソフトペダルが踏まれた時点でのノートオフ処理を禁止することを特徴とする請求項６記載の電子鍵盤楽器。
8. 鍵の操作に伴って動くハンマの位置を検出する検出ステップと、
   ソフトペダルの操作に応じて、前記ハンマが異なる位置に到達した時点でノートオフ処理を行う処理ステップと
   を有することを特徴とする電子鍵盤楽器の処理方法。

Images