JP2008216715A - 楽音制御装置および楽音制御処理のプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 音色、音質、およびその他の発音に関係する各種のパラメータを鍵盤などの発音操作子の操作によってリアルタイムで制御できるようにする。
【解決手段】 操作に応じて音高を指定する鍵盤１、各鍵の表面に複数の接点が配列された接触センサ１５、ＣＰＵ１０を備え、ＣＰＵ１０は、任意の鍵の操作による接触センサ１５の複数の接点のオン・オフを検出して、その検出結果に応じて発音に関係するパラメータを制御する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、楽音制御装置および楽音制御処理のプログラムに関し、特に、発音操作子へのタッチの態様によって音色や音質を制御する楽音制御装置および楽音制御処理のプログラムに関するものである。

一般に、パーカッション等の打楽器では、叩く位置や叩き方によって音質や音色を変えることができる。これと同様に、電子鍵盤楽器の中にも、発音操作子である鍵盤へのタッチの態様によって音色や音質を制御するものがある。例えば、スイッチやペダルなどの設定用の操作子を操作することにより、音色、音質、エフェクト（効果音）などの各種設定を変更することができる。この変更によって、例えば、全ての鍵の音色をピアノ音色からフルート音色に設定することができる。また、鍵盤の鍵域を複数のグループに分割して、それぞれのグループで異なる音色で発音させるスプリット機能を有する電子鍵盤楽器も普及している。
さらに、鍵盤の各鍵の構造によって音質や音色を変える電子鍵盤楽器の提案もいくつか発表されている。
例えば、ある提案の電子鍵盤楽器においては、鍵盤の各キーに、オン・オフを検出するスイッチを設けるとともに、キー表面に接触センサを設け、キーオン中またはその直前にキーオンされたキーまたはその他のキータッチ状態に基づいて、キーオンされた楽音を制御する楽音制御手段を設けている。具体的には、各キーの表面に設けられた導電薄膜３１（第１図では３４と記載）より、指がキーに触っているかをキータッチ検出回路１６で検出する。さらに、指がキーに触れ（キータッチ）てキーオンされる前に発音の準備を行う。（特許文献１、２参照）
また、ある提案の楽音制御装置においては、複数の鍵が印刷された鍵盤部と、その鍵盤部の鍵と対応する箇所が押圧されたときに、その押圧位置およびその押圧面積を検出する検出手段と、この検出手段で検出された押圧面積に基づいて楽音制御信号を発生し、この楽音制御信号により検出手段で検出された押圧位置に応じた音高の楽音を制御する制御手段とを備えている。具体的には、図１に示すように、シート部材１と本体装置２とを備え、これらが接続ケーブル３により電気的に接続された構成になっている。シート部材１は、図２に示すように、アクリルなどの可撓性を有する透明な合成樹脂からなるカバーフィルム４に鍵盤部５と操作部６とを印刷し、このカバーフィルム４の下面にタッチパネル７を配置し、このタッチパネル７の下面に弾性部材８を配置した構成になっている。タッチパネル７は、図３に示すように、押圧された箇所の上下の各電極１４、１５が異方性導電層１６を介して導通することにより、鍵の位置を検出し、異方性導電層１６の電気抵抗値によって押圧面積を検出する。（特許文献３参照）
また、ある提案の鍵盤装置並びに電子鍵盤楽器においては、鍵操作をする鍵と、鍵動作を検出する鍵動作検出センサと、この鍵動作検出センサからの発音開始等の楽音発生指示情報を受けて発生される楽音発生手段とを有する電子鍵盤楽器において、鍵の下方に設けられ、鍵への指等の接近を非押鍵状態で検出する構えセンサと、構えセンサが指等の鍵への接近の有無を検出する鍵接近有無情報検出手段と、鍵接近有無情報検出手段からの検出信号にて、鍵動作検出センサで発音指示する楽音発生手段の楽音の発音を準備する発音準備手段とを備えている。具体的には、鍵盤装置の側断面図である図１に示すように、各鍵の下方に、鍵への指等の接近を検出する構えセンサ１２、１３が設けられている。この構えセンサ１２（１３）は、図２に示すように、チップ状に形成したフォトセンサＰ１２の中央に赤外線を発光するＬＥＤからなる発光体ｄｉが埋め込まれ、その周囲に複数のフォトトランジスタからなる受光体ａｃが埋め込まれて構成されている。この構えセンサ１２（１３）によって、鍵タッチ前の情報を検出して、演奏機能を向上し、演奏表現力を高めている。（特許文献４参照）
実開平２−１３１７９４号公報 実公平７−１１０６５号公報 特開２０００−２５０５４８号公報 特開２００５−３０９４６９号公報

しかしながら、上記特許文献１ないし特許文献４、およびスイッチやペダルなどの設定用の操作子又はスプリット機能を有する従来の電子鍵盤楽器においては、音色、音質、およびその他の発音に関係する各種のパラメータを発音操作子の操作によってリアルタイムで制御するものではない。例えば、特許文献１、特許文献２、および特許文献４の場合には、鍵盤面への接触状況や接触前の状況を検出するものであるが、鍵盤の演奏中にリアルタイムで各種の発音パラメータを制御することはできない。また、特許文献３の場合には、押圧面積に応じて制御するパラメータはベロシティであり、各種の発音パラメータを制御することはできない。また、設定用の操作子又はスプリット機能を有する電子鍵盤楽器の場合には、演奏に先立って各種の発音パラメータを制御することは可能であるが、発音操作子の操作によってリアルタイムで制御することはできない。
本発明は、このような従来の課題を解決するためのものであり、音色、音質、およびその他の発音に関係する各種のパラメータを鍵盤などの発音操作子の操作によってリアルタイムで制御できるようにすることを目的とする。

請求項１に記載の楽音制御装置は、操作に応じて音高を指定する鍵盤と、各鍵の表面に複数の接点が配列された接触センサと、任意の鍵の操作による前記接触センサの複数の接点のオン・オフを検出する接点検出手段と、前記接点検出手段の検出結果に応じて発音に関係するパラメータを制御する発音制御手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項１の楽音制御装置において、請求項２に記載したように、前記発音制御手段は、前記接点検出手段によって検出された前記接触センサの複数の接点のオン・オフの分布形状に応じて発音に関係するパラメータを制御することを特徴とする。
請求項２の楽音制御装置において、前記接点検出手段は、鍵の操作開始から一定時間内の前記接触センサの接点のオン又はオフを検出することを特徴とする。さらに、この場合において、前記接点検出手段は、前記接触センサの接点のオンの検出の際に、操作された指の種類を検出することを特徴とする。
あるいは、請求項２の楽音制御装置において、前記発音制御手段は、前記接点検出手段の検出結果に応じて操作された鍵に対応する音高の発音チャンネルを指定することを特徴とする。
あるいは、請求項２の楽音制御装置において、前記発音制御手段は、前記接点検出手段の検出結果に応じて操作された鍵に対応する音高には関与しない発音のパラメータを制御することを特徴とする。さらに、この場合において、前記発音制御手段は、前記接点検出手段の検出結果に応じて伴奏音の音量のパラメータを制御することを特徴とする。
あるいは、請求項２の楽音制御装置において、前記発音制御手段は、前記接点検出手段によって検出された前記接触センサのオン接点の数に応じて発音に関係するパラメータを制御することを特徴とする置。

請求項１の楽音制御装置において、請求項３に記載したように、前記発音制御手段は、前記接点検出手段によって検出された前記接触センサのオン接点の分布範囲に応じて発音に関係するパラメータを制御することを特徴とする。
請求項３の楽音制御装置において、前記発音制御手段は、操作中の全ての鍵における前記接触センサのオン接点の分布範囲の平均値に応じて発音に関係するパラメータを制御することを特徴とする。
あるいは、請求項３の楽音制御装置において、前記発音制御手段は、操作中の全ての鍵の中で前記接触センサのオン接点の分布範囲の最大絶対値に応じて発音に関係するパラメータを制御することを特徴とする。
あるいは、請求項３の楽音制御装置において、前記発音制御手段は、操作中の全ての鍵の中で最後に操作された鍵における前記接触センサのオン接点の分布範囲に応じて発音に関係するパラメータを制御することを特徴とする。

請求項１の楽音制御装置において、請求項４に記載したように、前記発音制御手段は、前記接点検出手段によって検出された前記接触センサのオン接点の分布位置に応じて発音に関係するパラメータを制御することを特徴とする。
請求項４の楽音制御装置において、前記発音制御手段は、前記接点検出手段によって検出された前記接触センサのオン接点の分布位置の移動方向に応じて発音に関係するパラメータを制御することを特徴とする。
あるいは、請求項４の楽音制御装置において、前記発音制御手段は、前記接点検出手段によって検出された前記接触センサのオン接点の分布位置の移動距離に応じて発音に関係するパラメータを制御することを特徴とする。
あるいは、請求項４の楽音制御装置において、前記発音制御手段は、前記接点検出手段によって検出された前記接触センサのオン接点の分布位置の移動速度に応じて発音に関係するパラメータを制御することを特徴とする。
あるいは、請求項４の楽音制御装置において、前記発音制御手段は、前記接点検出手段によって検出された前記接触センサのオン接点の分布位置の左右の偏倚に応じて発音に関係する第１のパラメータを制御し、当該分布位置の前後の偏倚に応じて発音に関係する第２のパラメータを制御することを特徴とする。

請求項５に記載の楽音制御処理のプログラムは、各鍵の表面に配列された複数の接点からなる接触センサにおける接点のオン・オフを鍵盤の操作に応じて検出する第１のステップと、前記第１のステップの検出結果に応じて発音に関係するパラメータを制御する第２のステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明の楽音制御装置および楽音制御処理のプログラムによれば、音色、音質、およびその他の発音に関係する各種のパラメータを鍵盤などの発音操作子の操作によってリアルタイムで制御できるという効果が得られる。

以下、本発明の楽音制御装置の第１実施形態および第２実施形態について、電子鍵盤楽器を例に採って、図を参照して説明する。
図１は、第１実施形態の電子鍵盤楽器の構成を示す外観図である。図１において、鍵盤１は、各鍵の操作に応じて音高およびベロシティを発生する発音イベント発生システムおよび後述する接触センサを有する。なお、鍵盤１の鍵域はＡ０からＣ８までの８８鍵であるが、この図では鍵数が省略されている。スイッチ群２は、音色スイッチ、リズムスイッチ、機能設定スイッチ、およびリズムコントローラスイッチで構成されている。テンキースイッチ３は、スイッチ群２によって指定される数値を入力する。表示部４は、３桁の７セグＬＥＤで構成され、入力されるデータや演奏中のモードなどを表示する。スイッチ５は、爪弾きモードのオン／オフを設定する爪弾きスイッチである。ＬＥＤ６は、スイッチ５のオンで点灯するインジケータである。スイッチ７は、サイクリック・スイッチであり、スイッチ５がオン状態の場合に、モード１ないしモード６のいずれかを選択するモード選択スイッチである。スピーカ８は、鍵盤１の操作に応じて楽音を発音する。

図２は、図１の電子鍵盤楽器の内部システムの構成を示すブロック図である。図２において、ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ１１、ＲＡＭ１２、図１に示した各種スイッチ１３（スイッチ群２、テンキースイッチ３、スイッチ５、スイッチ７）、７セグ３桁の表示部４、鍵盤１の発音イベント発生システム１４および接触センサ１５、音源１６に接続され、これら各部との間でデータやコマンドを授受しながら、この電子鍵盤楽器を制御する。音源１６にはサウンドシステム１７が接続されている。

ＲＯＭ１１は、ＣＰＵ１０によって実行される制御プログラム、特に、楽音制御処理のプログラムを記憶している。ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１０のワークエリアであり、ＣＰＵ１０によって処理されるデータを一時的に記憶する。発音イベント発生システム１４は、各鍵の下方に設けられた２つのスイッチおよびこれらのスイッチのオン・オフを検出するマトリックス回路を有し、ＣＰＵ１０の鍵走査に応じて、操作された鍵の音高およびベロシティのデータを入力する。音源１６は、ＣＰＵ１０の発音指令およびノートオンデータに応じて、波形ＲＯＭ（図示せず）から波形データを読み出して楽音信号を生成し、サウンドシステム１７に供給する。サウンドシステム１７は、Ａ／Ｄ変換回路、フィルタ回路、増幅回路など（いずれも図示せず）で構成され、音源１６から供給された楽音信号をデジタルからアナログに変換し、フィルタ処理や増幅処理を施して、図１に示したスピーカ８から発音する。

図３は、鍵盤１の各鍵の表面に設けられた接触スイッチ１５の構成を示す図である。図３（Ａ）に示すように、接触センサは各鍵の手前側の位置すなわち指が接触する位置に設けられている。図３（Ｂ）に示すように、接触センサ１５はマトリックス状に配列された複数の接点（ドット）１５Ｅで構成され、ＣＰＵ１０の走査によって各接点のオン・オフが検出される。すなわち、指や爪が鍵の表面に接触すると、その接触した範囲の接点がオンになる。したがって、爪で操作した爪弾きの場合のオン接点の数は、指で普通に操作した場合のオン接点の数よりも少なくなる。

図４は、鍵のタッチパターン（操作態様）とオン接点の数との関係を示す図である。図４において、横軸は時間、縦軸はオン接点（ドット）の数である。曲線ｄ１は、操作開始時間ｔ０から操作終了時間ｔ２まで指で普通に操作した場合のオン接点の数の推移を示している。曲線ｄ２は、操作開始時間ｔ０は爪で操作し、途中から操作終了時間ｔ２までは指で操作した場合のオン接点の数の推移を示している。曲線ｄ３は、操作開始時間ｔ０から操作終了時間ｔ２まで爪で操作した場合のオン接点の数の推移を示している。図５は、曲線ｄ３のオン接点の数の推移となる奏法の様子を示す図である。したがって、操作開始時間ｔ０から一定時間Ｔ後の時間ｔ１におけるオン接点の数を検出することによって、その鍵のタッチパターンを判定することができる。

図６は、鍵のタッチパターンとオン接点の分布との関係を示す図である。図６において、オン接点は黒丸で表されている。図６（Ａ）は、指で普通に鍵を操作した場合のオン接点の分布を示している。図６（Ｂ）は、人指し指、中指、薬指、小指で爪弾き操作した場合のオン接点の分布を示している。図６（Ｃ）は、親指で爪弾き操作した場合のオン接点の分布を示している。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の３つの操作態様のオン接点の分布パターン（分布形状）の特徴を縦ａおよび横ｂの比ａ／ｂ＝Ｐで表す。そして、下記のＰの値によってタッチパターンを判定する。
Ｐ≦０．３の場合は、タッチパターンＢと判定
０．３＜Ｐ＜３の場合は、タッチパターンＡと判定
Ｐ≧３の場合は、タッチパターンＣと判定

図７は、図１の爪弾きスイッチ５のＯＮ又はＯＦＦ、およびモード選択スイッチ７のモード選択に応じた爪弾き機能の一覧を示す図である。爪弾きスイッチ５がオフの場合には、指で普通に鍵を操作する従来の演奏と同じ発音の機能となる。爪弾きスイッチ５がオンの場合には、モード選択スイッチ７によって選択されたモード種類ごとに、下記の異なる機能が設定される。

モード１においては、判別されたタッチパターンの種類に応じて、ノートオンイベントの発音チャンネル番号を更新する機能となる。タッチパターンＡの普通の演奏の場合には、更新を行わず、スイッチ群２およびテンキースイッチ３によって予め設定された発音チャンネルによってノートオンイベントが音源１６に供給される。これに対して、タッチパターンＢ又はタッチパターンＣの爪弾き演奏の場合には、変更した発音チャンネルによってノートオンイベントが音源１６に供給される。この場合には、発音チャンネルごとに音色、エフェクト、パンニングなどの各種のパートパラメータを独自に設定できる。例えば、タッチパターンＡの演奏によって通常の鍵盤の発音チャンネルに設定された音色で発音し、タッチパターンＢの爪弾き演奏によって変更した発音チャンネルに設定された音色で発音するような弾き分けが可能になる。

モード２においては、爪弾きされた押鍵は、発音のために音源１６に供給される以外に、ＣＰＵ１０に供給されてコード判定が行われる。これにより、演奏中において特定の押鍵のみを爪弾きで演奏してコード判定押鍵にすることができる。

モード３においては、爪弾きされた押鍵は、通常の発音と同時に鍵盤音色スプリットでのスプリットポイントの設定を行う。これによって、演奏中にスプリットポイントを自在に変更することが可能になる。

モード４においては、爪弾きされた押鍵は、通常の発音を行わず、その代わりにタッチセレクトの設定変更を行う。その場合において、タッチパターンＢとタッチパターンＣとのオン接点の分布の違い、すなわち、上記したＰの値に応じてタッチセレクトの用途を区別する。例えば、親指の爪弾きであるタッチパターンＣでタッチオフ、親指以外の他の指の爪弾きであるタッチパターンＢでタッチオンに設定するように区別する。タッチオンが設定された場合にはさらに、押鍵のベロシティ値（弱、中、強）に応じて、ライト、ノーマル、ヘビーの３種類のタッチカーブを選択する。タッチセレクトは、曲の音符演奏とは直接連動しないので、爪弾きされた鍵の発音は行わない。

モード５においては、リズムスタート／ストップおよびリズムフィルインを実行する。この場合もモード４と同様に、例えば、親指の爪弾きであるタッチパターンＣでリズムスタート／ストップ、他の指の爪弾きであるタッチパターンＢでリズムフィルインに設定するように区別する。また、このモード５においても、リズムスタート／ストップおよびリズムフィルインは、曲の音符演奏とは直接連動しないので、爪弾きされた鍵の発音は行わない。

モード６においては、アカンプボリューム（伴奏音量）の設定値を爪弾き演奏のベロシティに応じて変更することができる。例えば、図４の曲線ｄ２のように、操作開始時間ｔ０は爪で操作し、途中から操作終了時間ｔ２までは指で操作する際に、爪弾きの強さでアカンプボリューム設定し、指で操作する演奏の強さでメロディボリュームを設定する。

図８は、ＲＡＭ１２のレジスタＡのデータ構成を示す図である。図８において、Ａ０からＣ８までの全ての鍵の設定値はそれぞれの鍵の操作時間を表している。各鍵の初期値は０で最大値は９９である。一定時間ごとのタイマインタラプトに応じて、ＣＰＵ１０の鍵走査が行われ、指又は爪で操作された鍵の設定値が１つインクリメントされる。レジスタＡの変更については、さらに後述する。

図９は、ＲＡＭ１２のレジスタＢのデータ構成を示す図である。図９において、Ａ０からＣ８までの全ての鍵の判定値はそれぞれの鍵のタッチパターンを表している。各鍵の判定値の初期値は２より大きな値例えば３である。詳細については後述するが、爪弾き判定システムでタッチパターンＡと判定された場合には判定値０となる。爪弾き判定システムでタッチパターンＢと判定された場合には判定値は１となる。爪弾き判定システムでタッチパターンＣと判定された場合には判定値は２となる。

図１０ないし図１２は、ＣＰＵ１０によって実行される楽音制御処理の動作を示し、図１０は、上記したレジスタＡおよびレジスタＢのデータ更新に関する爪弾き判定システムのフローチャートであり、図１１および図１２はノートオンイベント処理のフローチャートである。
図１０において、レジスタＡおよびレジスタＢのアドレスを指定する変数ＫをＡ０（最低音高の鍵のアドレス）にセットして、Ａ０からＣ８（最高音高の鍵のアドレス）までのアドレスに対応する各鍵を走査してその接触センサの接点のオン・オフを検出する。まず、アドレスＫの鍵（Ｋ）の接触センサにオン中の接点（ドット）が存在するか否かを判別する（ステップＳ１０１）。オン中の接点が存在する場合には、レジスタＡのアドレスＫの設定値に１を加算する（ステップＳ１０２）。ただし、そのアドレスの設定値が最大値９９に達している場合には加算しない。次に、レジスタＡのアドレスＫの値が９８であるか否かを判別する（ステップＳ１０３）。この値が９８である場合には、鍵（Ｋ）の接触センサの現在のオン接点の分布パターンで判定を行う（ステップＳ１０４）。すなわち、図６に示した分布パターンの縦横の比ａ／ｂ＝Ｐの値でタッチパターンの判定を行う。

そして、判定結果がタッチパターンＡであるか否かを判別し（ステップＳ１０５）、タッチパターンＡである場合には、レジスタＢのアドレスＫの値を０にする（ステップＳ１０６）。判定結果がタッチパターンＡでない場合には、判定結果がタッチパターンBであるか否かを判別し（ステップＳ１０７）、タッチパターンＢである場合には、レジスタＢのアドレスＫの値を１にする（ステップＳ１０８）。判定結果がタッチパターンＡおよびタッチパターンＢでない場合、すなわち、判定結果がタッチパターンＣである場合には、レジスタＢのアドレスＫの値を２にする（ステップＳ１０９）。

ステップＳ１０６、ステップＳ１０８、又はステップＳ１０９において、レジスタＢのアドレスＫの値を設定した後は、アドレスＫがＣ８であるか否かを判別する（ステップＳ１１０）。すなわち、Ａ０からＣ８までの全ての鍵の接触センサの検出が終了したか否かを判別する。アドレスＫがＣ８でない場合には、Ｋの値をインクリメントして次のアドレスを指定する（ステップＳ１１１）。一方、アドレスＫがＣ８である場合には、アドレスＫを走査の最初の鍵であるＡ０にセットする（ステップＳ１１２）。

ステップＳ１０１において、アドレスＫの鍵（Ｋ）で接触センサにオン中の接点が存在しない場合には、レジスタＡのアドレスＫの値を０にする（ステップＳ１１３）。この後、又は、ステップＳ１１１においてＫのアドレスをインクリメントした後、若しくは、ステップＳ１１２においてＫのアドレスをＡ０にセットした後は、ステップＳ１０１に移行して、アドレスＫによって指定される鍵（Ｋ）の接触センサの検出処理を続行する。

図１１のノートオン処理において、まず、レジスタＢのアドレスＫの値が０であるか否かを判別する（ステップＳ２０１）。アドレスＫの値が０である場合には、指による通常の鍵操作であるので、ノートオンイベントをそのまま音源１６へ送る（ステップＳ２０２）。

ステップＳ２０１において、レジスタＢのアドレスＫの値が０でない場合には、現在の爪弾きモードが１であるか否かを判別し（ステップＳ２０３）、爪弾きモードが１である場合には、ノートオンイベントの発音チャンネルを予め設定されている１から特定の発音チャンネル、例えば発音チャンネル５に書き換える（ステップＳ２０４）。そして、ノートオンイベントを音源１６へ送る（ステップＳ２０２）。

ステップＳ２０３において、爪弾きモードが１でない場合には、現在の爪弾きモードが２であるか否かを判別し（ステップＳ２０５）、爪弾きモードが２である場合には、ノートオンイベントをコード判定システムであるＣＰＵ１０に送る（ステップＳ２０６）。そして、ノートオンイベントを音源１６へ送る（ステップＳ２０２）。

ステップＳ２０５において、爪弾きモードが２でない場合には、現在の爪弾きモードが３であるか否かを判別し（ステップＳ２０７）、爪弾きモードが３である場合には、スプリットポイントを鍵（Ｋ）に設定する（ステップＳ２０８）。そして、ノートオンイベントを音源１６へ送る（ステップＳ２０２）。

ステップＳ２０７において、爪弾きモードが３でない場合には、図１２のフローチャートにおいて、現在の爪弾きモードが４であるか否かを判別し（ステップＳ２０９）、爪弾きモードが４である場合には、レジスタＢのアドレスＫの値が１であるか否かを判別する（ステップＳ２１０）。アドレスＫの値が１である場合には、タッチオフに設定する（ステップＳ２１１）。

ステップＳ２１０において、レジスタＢのアドレスＫの値が１でない場合、すなわち、アドレスＫの値が２の場合には、ノートオンイベントのベロシティ値が４０より小さいか否かを判別する（ステップＳ２１２）。ベロシティ値が４０より小さい場合には、タッチライトに設定する（ステップＳ２１３）。ステップＳ２１２において、ベロシティ値が４０以上である場合には、ベロシティ値が１００より大きいか否かを判別する（ステップＳ２１４）。ベロシティ値が１００より大きい場合には、タッチノーマルに設定する（ステップＳ２１５）。ベロシティ値が４０以上で且つ１００以下である場合には、タッチヘビーに設定する（ステップＳ２１６）。

ステップＳ２０９において、現在の爪弾きモードが４でない場合には、爪弾きモードが５であるか否かを判別する（ステップＳ２１７）。爪弾きモードが５である場合には、レジスタＢのアドレスＫの値が１であるか否かを判別し（ステップＳ２１８）、アドレスＫの値が１である場合には、リズムスタート／ストップ機能を実行する（ステップＳ２１９）。アドレスＫの値が１でない場合、すなわち、アドレスＫの値が２である場合には、リズムフィルインを実行する（ステップＳ２２０）。

ステップＳ２１７において、現在の爪弾きモードが５でない場合、すなわち、現在の爪弾きモードが６の場合には、ノートオンイベントのベロシティ値と同じ値にアカンプボリューム値を設定する（ステップＳ２２１）。

図１３は、第１実施形態の爪弾き操作のモード１を活用した実際の演奏例の楽譜を示す図である。いま、発音チャンネル１はピアノの音色に設定され、発音チャンネル５はフルートの音色に設定されているとする。例１においては、右手で丸印の音符に対応する鍵を爪弾きで操作した後、続けて指で操作した場合である。この場合には、３連符の最初の音符は発音チャンネル５のフルートの音色で発音される。例２においては、左手の演奏は発音チャンネル５のフルートの音色で発音される。また、右手の演奏で８分休符の間に丸印の８分音符を挿入して、爪弾き操作をすることで、発音チャンネル５のフルートの音色で発音される。例３においては、発音チャンネル１のピアノの音色の曲の演奏中に、発音チャンネル５のフルートの音色の演奏を自在に挿入する。したがって、２種類の楽器のアンサンブルの演奏を実現できる。

以上のように、上記第１実施形態によれば、操作に応じて音高を指定する鍵盤１、各鍵の表面に複数の接点が配列された接触センサ１５、ＣＰＵ１０を備え、ＣＰＵ１０は、任意の鍵の操作による接触センサ１５の複数の接点のオン・オフを検出して、その検出結果に応じて発音に関係するパラメータを制御する。
したがって、音色、音質、およびその他の発音に関係する各種のパラメータを鍵盤などの発音操作子の操作によってリアルタイムで制御できる。

この場合において、ＣＰＵ１０は、検出した接触センサ１５の複数の接点のオン・オフの分布形状に応じて発音に関係するパラメータを制御する。すなわち、図６に示すように、接触センサ１５のオン接点の縦横比ａ／ｂの値が予め定めた３つの範囲のいずれに該当するかに応じて、発音に関係するパラメータを制御する。したがって、演奏者は、鍵の操作を指、親指の爪弾き、または親指以外の指の爪弾きで弾き分けることにより、音色、音質、およびその他の発音に関係する各種のパラメータを鍵盤などの発音操作子の操作によってリアルタイムで変更することができる。

この場合において、ＣＰＵ１０は、鍵の操作開始から一定時間Ｔ内の接触センサ１５の接点のオン又はオフを検出する。したがって、図４の曲線ｄ２に示すように、鍵の操作開始時には爪弾き演奏によってパラメータを変更した後、通常の指の演奏を行うことによって、変更したパラメータでの発音をリアルタイムで行うことができる。

ＣＰＵ１０は、接触センサ１５の接点のオンの検出の際に、操作された指の種類を検出する。すなわち、図６に示すように、接触センサ１５のオン接点の縦横比ａ／ｂの値が３以上である場合には親指による爪弾きであると判定し、この値が０．３以下である場合には親指以外の指の爪弾きであると判定する。したがって、例えば、親指の爪弾き演奏によってリズムスタート／ストップを実行し、親指以外の指の爪弾き演奏によってリズムフィルインを実行することができる。

ＣＰＵ１０は、任意の鍵の操作による接触センサ１５の複数の接点のオン・オフを検出した結果に応じて、操作された鍵に対応する音高の発音チャンネルを指定するだけでなく、操作された鍵に対応する音高には関与しない発音のパラメータ、例えば、タッチセレクト、リズムスタート／ストップ、リズムフィルイン、アカンプボリュームのパラメータを制御する。したがって、豊かなバリエーションの演奏が可能になる。

次に、第１実施形態の変形例について説明する。変形例においては、オン接点の分布パターンの判定を第１実施形態のように縦横の比ａ／ｂ＝Ｐの値で行う代わりに、オン接点の面積すなわちオン接点の数によって判定する。すなわち、ＣＰＵ１０は、接触センサ１５のオン接点の数に応じて発音に関係するパラメータを制御する。
したがって、この変形例においても、音色、音質、およびその他の発音に関係する各種のパラメータを鍵盤などの発音操作子の操作によってリアルタイムで制御できる。

次に、本発明の第２実施形態の電子鍵盤楽器について説明する。第２実施形態における電子鍵盤楽器の構成は、一部を除いて図１および図２に示した第１実施形態の構成と同じである。すなわち、図１におけるスイッチ５は、第２実施形態においては接触判定モードのオン／オフ・スイッチである。また、第２実施形態においては、スイッチ７は、接触判定モード選択スイッチである。その他の構成は第１実施形態とほとんど同じであるので、第１実施形態の図面を適宜援用して第２実施形態の動作を説明する。ただし、第２実施形態の場合には、鍵の操作は指によるものであり、爪弾きの操作は含まれない。

図１４は、各鍵における接触センサ１５のオン接点の分布の縦方向の中心位置ｚ１と横方向の中心位置ｚ２によって決定されるオン接点の上下左右の分布位置の２次元座標Ｚ（ｚ１，ｚ２）を示す図である。図１４（Ａ）の場合には、オン接点の分布位置が右側に偏倚している。図１４（Ｂ）の場合には、オン接点の分布位置が左側に偏倚している。図１４（Ｃ）の場合には、オン接点の分布位置が上側に偏倚している。図１４（Ｄ）の場合には、オン接点の分布位置が下側に偏倚している。

第２実施形態において、接触判定モードスイッチ５がオフの場合には、第１実施形態と同様に、通常の鍵盤の発音機能のみを行う。接触判定モードスイッチ５がオンの場合には、接触判定モード選択スイッチ７によって選択されたモード１、モード２、またはモード３、すなわち、発音に関係するパラメータを制御する。

モード１においては、鍵の接触開始ｔ０から一定時間Ｔが経過した時間ｔ１において、接触センサ１５のオン接点の分布位置を検出し、そのとき押鍵中の全ての鍵について分布位置の２次元座標Ｚ（ｚ１，ｚ２）を取得する。そして、取得した２次元座標Ｚ（ｚ１，ｚ２）の平均値Ｚａ（ｚ１ａ，ｚ２ａ）を算出し、ｚ１ａの前後の偏倚およびｚ２ａの左右の偏倚に応じて、それぞれ別個のパラメータを制御する。

すなわち、この第２実施形態において、ＣＰＵ１０は、検出した接触センサ１５のオン接点の分布位置に応じて発音に関係するパラメータを制御する。例えば、ＣＰＵ１０は、検出した接触センサ１５のオン接点の分布位置の移動方向に応じて発音に関係するパラメータを制御する。あるいは、ＣＰＵ１０は、検出した接触センサ１５のオン接点の分布位置の移動距離に応じて発音に関係するパラメータを制御する。あるいは、ＣＰＵ１０は、検出した接触センサ１５のオン接点の分布位置の移動速度に応じて発音に関係するパラメータを制御する。さらにＣＰＵ１０は、検出した接触センサ１５のオン接点の分布位置の左右の偏倚に応じて発音に関係する第１のパラメータを制御し、分布位置の前後の偏倚に応じて発音に関係する第２のパラメータを制御する。第１のパラメータは、例えば、ブリリアンス設定値である。したがって、オン接点の分布位置が右側に偏倚した場合には、明るく固めの音色になり、左側に偏倚した場合には、柔らかく落ち着いた音色になる。また、第２のパラメータは、例えば、パートボリューム設定値である。オン接点の分布位置が奥側に偏倚した場合には、パートボリューム値が大きくなり、手前側に偏倚した場合には、パートボリューム値が小さくなる。したがって、第１実施形態と同様に、音色、音質、およびその他の発音に関係する各種のパラメータを鍵盤などの発音操作子の操作によってリアルタイムで制御できる。

ただし、この場合、接触センサ１５のオン接点の分布位置に対するブリリアンス設定値およびパートボリューム設定値の変更の度合いは、演奏に先立って予めスイッチで設定された変更の度合いに比べて小さく、演奏誤差を吸収できるように余裕を持たせた構成になっている。さらに、モード１の場合には、接触センサ１５のオン接点の分布位置を３桁の数値に変換して図１に示した７セグのＬＥＤに表示する。これによって、演奏者は、演奏する指が鍵のどの位置に接触しているかを視覚的に把握できる。したがって、演奏中の指の動きの癖を知ることができるとともに、パラメータ変更のフィードバックに活用することができる。

モード２においては、押鍵中の全ての鍵について、時間経過に伴って変化する分布位置の平均値の移動方向および移動距離を算出して、その算出値に応じてパラメータを制御する。例えば、時間経過に伴って変化する分布位置の平均値の移動距離の算出値を、パートボリューム値やパートチューニング値に反映させる。接触開始ｔ０からｔ１までの一定時間Ｔにおいて、図８に示したレジスタＡの値が７８、８８、９８…と１０ずつ大きくなった瞬間ごとに、接触センサ１５のオン接点の分布位置の縦および横の座標Ｚ（ｚ１，ｚ２）の最初の検出値からの変化量Ｚｖ（ｚ１ｖ，ｚ２ｖ）を検出する。さらに、現在押鍵中の全て鍵のｚ１ｖの総計からその平均値ｚ１ｖａを算出して、パートボリューム値に反映させる。すなわち、ｚ１ｖａがプラスの値であれば音量を大きくし、マイナスの値であれば音量を小さくする。したがって、押鍵しながら指または手全体を左右に振動させると、発音中の楽音に音量のビブラートをかけることができる。また、現在押鍵中の全て鍵のｚ２ｖの総計からその平均値ｚ２ｖａを算出して、パートチューニング値に反映させる。すなわち、ｚ２ｖａがプラスの値であればピッチ（音高）を高くし、ｚ２ｖａがマイナスの値であればピッチを低くする。したがって、押鍵しながら指または手全体を前後に振動させると、発音中の楽音にピッチのビブラートをかけることができる。

モード３においては、押鍵中の全ての鍵について、時間経過に伴って変化する分布位置の平均値の移動速度を算出して、その算出値に応じてパラメータを制御する。例えば、時間経過に伴って変化する分布位置の平均値の移動距離を経過時間で除算した移動速度の算出値を、ブリリアント値に反映させる。すなわち、接触開始ｔ０からｔ１までの一定時間Ｔにおいて、図８に示したレジスタＡの値が７８、８８、９８…と１０ずつ大きくなった瞬間ごとに、接触センサ１５のオン接点の分布位置の縦および横の座標Ｚ（ｚ１，ｚ２）の最初の検出値からの変化量の変化率すなわち移動速度を検出して、ブリリアント値に反映させる。あるいは、時間経過に伴って変化する分布位置の平均値の移動速度を算出することにより、グリッサンドや軽めのタッチで鍵盤をひっかくような演奏法のパラメータを制御できるので、粒立ちよく明るい音が可能となる。

以上のように、上記第２実施形態によれば、ＣＰＵ１０は、検出した接触センサ１５のオン接点の分布範囲に応じて発音に関係するパラメータを制御するので、第１実施形態と同様に、音色、音質、およびその他の発音に関係する各種のパラメータを鍵盤などの発音操作子の操作によってリアルタイムで制御できる。

なお、上記実施形態においては、電子鍵盤楽器のＲＯＭ１１にあらかじめ記憶された楽音制御処理のプログラムをＣＰＵ１０が実行する装置の発明について説明したが、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ、メモリカードなどの外部記憶媒体に記録されている楽音制御処理のプログラムをハードディスクやフラッシュＲＯＭなどの書き込み可能な不揮発性メモリにインストールするか、又は、インターネットなどのネットワークからダウンロードした楽音制御処理のプログラムを不揮発性メモリにインストールして、そのプログラムをＣＰＵ１０によって実行することも可能である。この場合には、プログラムの発明やそのプログラムを記録した記録媒体の発明を実現できる。

すなわち、本発明による楽音制御処理のプログラムは、
各鍵の表面に配列された複数の接点からなる接触センサにおける接点のオン・オフを鍵盤の操作に応じて検出する第１のステップと、前記第１のステップの検出結果に応じて発音に関係するパラメータを制御する第２のステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。したがって、上記実施形態における装置の発明と同様に、音色、音質、およびその他の発音に関係する各種のパラメータを鍵盤などの発音操作子の操作によってリアルタイムで制御できる。

本発明の第１実施形態に共通する電子鍵盤楽器の構成を示す外観図。 図１の電子鍵盤楽器の内部構成を示すブロック図。 図１の鍵盤の各鍵の表面に設けられた接触スイッチの構成を示す図。 第１実施形態における鍵のタッチパターンとオン接点の数との関係を示す図。 図４の曲線ｄ３のオン接点の数の推移となる奏法の様子を示す図。 第１実施形態における鍵のタッチパターンとオン接点の分布との関係を示す図。 図１の爪弾きスイッチおよびモード選択スイッチに応じた爪弾き機能の一覧を示す図。 図２のＲＡＭのレジスタＡのデータ構成を示す図。 図２のＲＡＭのレジスタＢのデータ構成を示す図。 第１実施形態におけるレジスタＡおよびレジスタＢのデータ更新に関する爪弾き判定システムのフローチャート。 第１実施形態におけるノートオンイベント処理のフローチャート。 図１１に続くノートオンイベント処理のフローチャート。 第１実施形態の爪弾き操作のモード１を活用した実際の演奏例の楽譜を示す図。 第２実施形態における接触センサのオン接点の分布の２次元座標を示す図。

符号の説明

１ 鍵盤
２、５、７ スイッチ
３ テンキースイッチ
４ 表示部
６ インジケータ
８ スピーカ
１０ ＣＰＵ
１１ ＲＯＭ
１２ ＲＡＭ
１３ スイッチ群
１４ 発音イベント発生システム
１５ 接触センサ
１６ 音源
１７ サウンドシステム

Claims (5)

1. 操作に応じて音高を指定する鍵盤と、
   各鍵の表面に複数の接点が配列された接触センサと、
   任意の鍵の操作による前記接触センサの複数の接点のオン・オフを検出する接点検出手段と、
   前記接点検出手段の検出結果に応じて発音に関係するパラメータを制御する発音制御手段と、
   を備えたことを特徴とする楽音制御装置。
2. 前記発音制御手段は、前記接点検出手段によって検出された前記接触センサの複数の接点のオン・オフの分布形状に応じて発音に関係するパラメータを制御することを特徴とする請求項１に記載の楽音制御装置。
3. 前記発音制御手段は、前記接点検出手段によって検出された前記接触センサのオン接点の分布範囲に応じて発音に関係するパラメータを制御することを特徴とする請求項１に記載の楽音制御装置。
4. 前記発音制御手段は、前記接点検出手段によって検出された前記接触センサのオン接点の分布位置に応じて発音に関係するパラメータを制御することを特徴とする請求項１に記載の楽音制御装置。
5. 各鍵の表面に配列された複数の接点からなる接触センサにおける接点のオン・オフを鍵盤の操作に応じて検出する第１のステップと、
   前記第１のステップの検出結果に応じて発音に関係するパラメータを制御する第２のステップと、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする楽音制御処理のプログラム。

Images