JP2008292739A - 響板付き鍵盤楽器 - Google Patents

Abstract

【課題】響板付き鍵盤楽器において、響板全体に振動を均一に伝搬させるようにする。
【解決手段】電子ピアノ１の後面に横長長方形の響板３を取り付ける。響板３には複数の響棒５が接合されるとともに、響板３の裏面には、この響板３の面内で二次元方向に（例えば、対角線に沿ってＳ字曲線を描くように）延在する駒８が接合される。駒８の両端部には低振動用の加振器９、１０が固定される。加振器９、１０には、音源装置２１で発生した楽音信号が供給され、楽音信号に応じた周波数の振動が駒８を介して響板３に伝搬される。加振器９、１０とは別に中高振動用の加振器１１を響板３に直接固定してもよい。響板３は加振器９、１０および１１によって振動され、低音および中高音の楽音を発生させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、響板付き鍵盤楽器に関し、特に、加振器によって響板に与えられた振動を響板全体に均一に伝搬させることができる響板付き鍵盤楽器に関する。

電子鍵盤楽器では、押鍵状態をスイッチで検出し、その検出結果を演算処理して楽音信号を生成し、スピーカによって発音させるものが一般的である。しかし、スピーカによる発音のみでは自然楽器の楽音をよりよく模擬できないということから響板を有する電子楽器が考えられていた。例えば、特開昭５３−６９６２４号公報には、従来のピアノにおける響板の弦受駒に沿った位置に複数の加振器を取り付けた電動ピアノが提案されている。この例に示した電動ピアノは、６個の加振器でアコースティックピアノの全音域をカバーするように構成されている。

また、特開２００７−２５３６３号公報には、脚体の上部に固定されたフレームの上に鍵盤を配設するとともに、鍵盤の後方にはグランドピアノにおいて弦の下に配設される響板と同じような平面視形状を有する響板を固定保持し、響板の上面に互いに離間して複数の加振器を配設した電子鍵盤楽器が開示されている。
特開昭５３−６９６２４号公報 特開２００７−２５３６３号公報

特許文献１、２に記載された電動ピアノや電子鍵盤楽器は、響板に複数の加振器を設けて響板全体に振動が伝搬しやすいように工夫されている。特に、特許文献１に記載された電動ピアノではアコースティックピアノにおける弦受駒の取り付け位置に相当する位置に沿って加振器を配置して響板の振動効果を上げようとしている。しかし、特許文献１、２に記載された加振器はいずれも響板に直接取り付けられているだけであり、加振器によって与えられた振動を響板全体に均一に伝搬させるには不十分であった。

本発明は、上記課題を解消し、加振器によって響板に与えられた振動を響板全体に均一に伝搬させることができる響板付き鍵盤楽器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、鍵盤の操作に応答して楽音信号を発生させる音源装置と、該音源装置から出力される楽音信号で駆動されるサウンドシステムとしての響板とを有する鍵盤楽器において、前記響板の面内で二次元方向に延在した少なくとも１本の駒と、前記駒の上に固定された少なくとも１個の加振器とを具備し、前記加振器が、前記楽音信号に基づいて駆動されるように構成されている点に第１の特徴がある。

また、本発明は、前記響板が横長長方形であり、前記駒が、前記横長長方形の対角線にそって配置されている点に第２の特徴がある。

また、本発明は、前記加振器が、前記延在された駒の両端部にそれぞれ設けられている点に第３の特徴がある。

また、本発明は、前記サウンドシステムが、前記加振器で振動させられる響板に加えて高音用スピーカを含んでいる点に第４の特徴がる。

さらに、本発明は、前記響板に直接固定された加振器をさらに具備している点に第５の特徴がある。

第１の特徴を有する本発明によれば、音源装置で発生される楽音信号によって加振器が駆動されると、発生された振動が駒を介して響板を振動させ、楽音信号に応じた楽音を発生させることができる。駒は響板の面内で二次元的に延在しているので、駒を介して響板に伝搬される振動は響板全体に均一に伝搬され、楽音の音場の広がりが期待できる。

第２の特徴を有する本発明によれば、駒が横長長方形の響板の対角線に沿って配置されているので、振動は、この駒に沿って対角線方向に伝搬しつつ響板の端部に向けて伝搬し、均一な振動の伝搬を可能にする。

第３の特徴を有する本発明によれば、各加振器から発生した振動は駒の端部から中央方向に伝搬しつつ、駒から響板の端部に伝搬する。加振器を２個設けることにより、振動をより均一に伝搬させることができる。

第４の特徴を有する本発明によれば、響板により発生される楽音とは別に、響板で発音しにくい高音域の楽音を発生させて幅広い周波数帯域の楽音を発生させることができる。

第５の特徴を有する本発明によれば、駒に固定された加振器では発生できない音域の楽音を発生させることができる。つまり、複数の加振器で振動範囲を分担させることができるので各加振器の分担する周波数帯域を狭くでき、個々の加振器の設計の自由度が増大する。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る響板付き鍵盤楽器である電子ピアノの後面図であり、図２は響板の裏面（電子ピアノの内面）図である。図１において、電子ピアノ１は、本体２と本体２の後面に取り付けられた響板３とを有する。響板３は横長長方形の木製板であり、４辺に響板フレーム４が接合されている。響板３には複数本（この例では５本）の響棒５が取り付けられている。響棒５は振動を瞬時に響板３全体に伝搬する機能と、響板３に所望の強度を与える機能とを有する。電子ピアノ１の上部には、左右一対の高音用スピーカ６、７を設ける。この高音用スピーカ６、７は例えば６ｋＨｚ以上の高音域楽音を発生させることができる２ｃｍドームツイータであり、電子ピアノ１の前方つまり演奏者側に指向して配置される。

さらに、図２に示すように、響板３の裏面には駒８が設けられる。駒８は長尺の角材であり、緩やかなＳ字状に形成されている。駒８はアコースティックピアノの弦受駒（長駒）と同様、響板３に対して対角線に配置される。つまり駒８は響板３の面内で二次元方向に延在している。駒８は響板３の裏面に接着剤で固定し、木ねじによる固定方法を併用してもよい。駒８の材質は、響棒５と同様、木材であるのがよいが、金属であってもよい。

駒８の両端には加振器９、１０をそれぞれ取り付ける。加振器９、１０は、例えば、磁気空隙にボイスコイルを配置したボイスコイル型式のものや圧電素子を用いた型式のものが好適である。加振器９、１０は、例えば６ｋＨｚ未満の中低音域楽音を発生させる中低振動用、あるいは１８０Ｈｚ未満の低音域楽音を発生させる低振動用のいずれかとする。加振器９、１０を中低振動用とした場合は、６ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ未満の高音域は高音スピーカ６、７によってカバーすることができるので、他にスピーカや加振器を設置しなくてもよい。一方、加振器９、１０を低振動用とした場合は、１８０Ｈｚ〜６ｋＨｚの間の楽音をカバーするために、さらに中高振動用の加振器１１を響板３に付加するのがよい。この加振器１１は、駒８の上ではなく響板３に直接取り付けるものとする。

図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。図３において、響板３には、駒８の平面形状と同一平面形状を有する溝１２が形成されており、駒８の底面部はこの溝１２に嵌合され、かつ接着剤で溝１２に対して接着されている。駒８の上には、加振器９が木ねじ３０を用いて取り付けられている。なお、溝１２は駒８と響板３との結合をより確実にするためのものであり、溝１２がない響板３に駒８を固定するのであってもよい。

図４は、電子ピアノ１のシステム構成図である。電子ピアノ１は、ＣＰＵ１３、プログラムメモリ１４、楽音波形メモリ１５、ＲＡＭ１６、パネルインタフェース回路１７、鍵盤インタフェース回路１８、自動演奏データメモリ１９、ディスクインタフェース回路２０、および音源装置２１を有している。

パネルインタフェース回路１７には操作パネル表示装置２２が、鍵盤インタフェース回路１８には鍵盤２３が、ディスクインタフェース回路２０にはフロッピディスク駆動装置（ＦＤＤ）２４がそれぞれ接続される。また、音源装置２１には、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）２５、デジタル・アナログ・コンバータ（ＤＡＣ）２６、フィルタ２７、およびアンプ２８が直列に接続される。アンプ２８の出力はサウンドシステム２９に接続される。サウンドシステム２９は高音用スピーカ６、７と前記加振器９、１０、１１で振動される響板３とからなる。

プログラムメモリ１４にはＣＰＵ１３で処理されるプログラムが格納され、楽音波形メモリ１５には楽音波形データが格納され、自動演奏データメモリ１９には自動演奏データが格納される。これらのメモリ１４、１５、１９はＲＯＭによって構成できる。ＲＡＭ１６はＣＰＵ１３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や、操作パネル表示装置２２の操作によって設定される音色や効果等、レジストレーションの記憶エリアとして使用される。

操作パネル表示装置２２はタッチパネルやレジストレーションスイッチ等各種スイッチおよびボリューム、ならびにＬＥＤなどの表示灯からなり、例えば、鍵盤２３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。

図５は、図２の要部詳細図である。図３において、音源装置２１、ＤＳＰ２５、およびＤＡＣ２６はそれぞれ左チャネルＬｃｈおよび右チャンネルＲｃｈを備えている。ＤＡＣ２６の左チャンネルＬｃｈの出力側はハイパスフィルタ２７１およびアンプ２８１を介して左の高音用スピーカ６および中高振動用の加振器１１に接続され、ＤＡＣ２６の右チャンネルＲｃｈの出力側はハイパスフィルタ２７２およびアンプ２８２を介して右の高音用スピーカ７に接続される。また、ＤＡＣ２６の左右のチャンネルはローパスフィルタ２７３およびアンプ２８３を介して低振動用の加振器９、１０に接続される。

なお、低振動用の加振器９、１０および中高振動用の加振器１１ならびに高音用スピーカ６、７によって発音される楽音の、「低音」、「中高音」、「高音」の周波数帯域を上述したが、これは一例であって任意に設定することができる。つまり、「低音」、「中高音」、「高音」の意味は相対的なものであり、加振器９、１０で発生される楽音の周波数帯域よりも加振器１１で発生される楽音の周波数帯域が相対的に高く、加振器１１で発生される楽音の周波数帯域よりも高音用スピーカ６、７によって発音される楽音の周波数帯域が相対的に高いという関係に設定してあればよい。また、各加振器およびスピーカで発音される楽音の周波数帯域は互いに重複する部分を有する。

上記構成において、ＣＰＵ１３は前記プログラムならびに鍵盤２３から入力されたキー情報および操作パネル表示装置２２から入力された音色、テンポ、リズム等に基づいて楽音発生部としての音源装置２１を制御し、楽音波形メモリ１５から読み出した波形データに基づいて楽音信号を発生させる。自動演奏モードでは、鍵盤２３から入力されるキー情報に代えて、自動演奏データメモリ１９に格納された自動演奏データが使用される。

音源装置２１で発生された楽音信号はＤＳＰ２５に入力される。ＤＳＰ２５は効果付与機能を有する。効果付与機能は、音色効果付与とリバーブやレゾナンス等の音場効果付与のための機能を有する。効果付与のためのパラメータはＣＰＵ１３からのアドレス指示によってＤＳＰ２５に供給される。

ＤＳＰ２５から出力される効果付与後の楽音信号はＤＡＣ２６でアナログ信号に変換される。ＤＡＣ２６の出力信号は、ハイパスフィルタ２７１、２７２、およびローパスフィルタ２７３に入力される。ハイパスフィルタ２７１、２７２は入力された楽音信号から中高音成分を抽出し、ローパスフィルタ２７３は入力された楽音信号から低音成分を抽出する。

ハイパスフィルタ２７１の出力信号はアンプ２８１で増幅されて左の高音用スピーカ６および中高振動用の加振器１１に入力される。ハイパスフィルタ２７２の出力信号はアンプ２８２で増幅されて右の高音用スピーカ７に入力される。ローパスフィルタ２７３の出力信号はアンプ２８３で増幅されて低振動用の加 振器９、１０に入力される。

こうして、楽音信号によって２つの高音用スピーカ６、７から楽音が発生されるとともに、楽音信号によって加振器９、１０、１１が駆動され、響板３が振動されて楽音が発生される。

本実施形態では、加振器９、１０は響板３に接合した駒８の上に固定し、加振器９、１０で発生した振動を、駒８を介して響板３に伝搬させるようにした。したがって、加振器９、１０で発生させた振動は響板３の全体に均一に伝搬させることができる。

図６は、本発明の第２実施形態に係る響板の裏面図であり、図２と同符号は同一または同等部分を示す。この第２実施形態では、駒８に加えて駒８よりも短尺の駒３１を駒８とは離れた位置に設置している。そして、駒３１の上に、中高振動用の加振器１１を固定した。つまり、この第２実施形態では、加振器９、１０、１１をすべて駒８または３１を介して響板３に固定している。

上述の各実施形態は、本発明の最良の形態に関するものであり、特許請求の範囲に記載した範囲を逸脱することなく種々変形は可能である。例えば、駒８、３１に固定する加振器の数は上記実施形態に示した数に限定されない。各駒８、３１に少なくと１個の加振器が固定されていればよい。

また、駒８に固定する加振器は低音域の楽音を発生させるものでなくてもよく、中高音域の楽音を発生させるものであってもよい。

要は、電子ピアノ等の鍵盤楽器に設けられた響板に少なくとも１本の駒を付設し、該駒の上に少なくとも一つの加振器を固定してあればよい。

また、本実施形態では、ドームツイータを左右に設けた例を示したが、発音体としては駒８を介して響板３に取り付けた加振器と響板３に直接取り付ける加振器のみとして、それ以外の発音体としてスピーカは設けなくてもよいし、ドームツイータ以外の他のスピーカを併用してもよい。

さらに、響板の形状は長方形に限らず、グランドピアノの響板の形状を模擬したものであってもよいし、本発明を適用する鍵盤楽器は電子ピアノに限らず、消音ピアノであってもよい。つまり弦を振動させず、鍵盤の操作に応じてスピーカから発音させる機能を有するアコースティックピアノにおいて、弦受駒に加振器を固定するようにし、スピーカに代えて、またはスピーカに付加して響板の振動による楽音を発生させるように構成することもできる。

本発明の一実施形態に係る電子ピアノの後面図である。 本発明の一実施形態に係る電子ピアノに設けられる響板の裏面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 本発明の一実施形態に係る電子ピアノのシステム構成を示すブロック図である。 システム構成の要部詳細図である。 本発明の第２実施形態に係る電子ピアノに設けられる響板の裏面図である。

符号の説明

１…電子ピアノ、 ３…響板、 ４…響板フレーム、 ５…響棒、 ６、７…高音用スピーカ、 ８、３１…駒、 ９、１０…低振動用加振器、 １１…中高振動用加振器、 ２１…音源装置

Claims (5)

1. 鍵盤の操作に応答して楽音信号を発生させる音源装置と、該音源装置から出力される楽音信号で駆動されるサウンドシステムとしての響板とを有する鍵盤楽器において、
   前記響板の面内で二次元方向に延在した少なくとも１本の駒と、
   前記駒の上に固定された少なくとも１個の加振器とを具備し、
   前記加振器が、前記楽音信号に基づいて駆動されるように構成されていることを特徴とする響板付き鍵盤楽器。
2. 前記響板が横長長方形であり、前記駒が、前記横長長方形の対角線にそって配置されていることを特徴とする請求項１記載の響板付き鍵盤楽器。
3. 前記加振器が前記延在された駒の両端部にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の響板付き鍵盤楽器。
4. 前記サウンドシステムが、前記加振器で振動させられる響板に加えて高音用スピーカを含んでいることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の響板付き鍵盤楽器。
5. 前記響板に直接固定された加振器をさらに具備していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の響板付き鍵盤楽器。

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