JP2009237333A - Electronic musical instrument and its program - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、押鍵に応じた音を電子的に発生させる電子楽器に関する。 The present invention relates to an electronic musical instrument that electronically generates a sound in response to a key depression.
まず、図4から図6を参照して、アップライトピアノのアクション機構について説明する。 First, the action mechanism of the upright piano will be described with reference to FIGS.
鍵11を矢印A1の方向に押すと、鍵11の後端に設けられたキャプスタン12は押し上げられ、矢印A2の方向に動く。キャプスタン12は、ウィペン13及びウィペン13に回動自在に支持されたジャック14を押し上げる。ジャック14は、ジャック14に当接するハンマーバット15を押し上げる。ハンマーバット15はメインレール16に回動自在に支持されており、ハンマーバット15に固定されたハンマーシャンク17及びハンマーシャンク17の一端に設けられたハンマー18を、矢印A3の方向に回動させる。
When the
押鍵量がある量を超えると、図5に示すようにジャック14の小ジャック14aがレギュラティングボタン20に当たり、ジャック14とハンマーバット15は離れる。これ以降は、鍵11からの力はハンマー18に伝わらなくなり、ハンマー18は慣性力によって動く。このようにハンマー18が打ち出されることをレットオフと呼ぶ。このようにして、押鍵力が伝わることによりハンマー18が動き、弦19を叩く。
When the key pressing amount exceeds a certain amount, the
ハンマー18は弦19を叩くとその反動で戻り、すなわち図6の矢印A4のように動き、バックチェック21により受け止められる。具体的には、ハンマーバット15に固定されたバックストップ22がバックチェック21に当たり、これによりハンマー18は停止する。
When the
このようなアップライトピアノにより生じる音を電子的に発生させる電子楽器として、例えば特許文献1に記載された電子楽器が知られている。特許文献1に記載された電子楽器は、一対の発光素子と受光素子との間に設けられた固定スリット孔と、鍵に連動し押鍵深さに応じて大きさが変化する可動スリット孔との、重なりでできる光通過孔の面積を利用して、受光素子が受け取る光量の変化をみる。この変化から時間を計測することで押鍵速度を算出し、押鍵に応じた音を発生させていた(例えば、特許文献1参照。)
アップライトピアノのアクション機構の特性として、短い時間間隔で鍵11を連打すると、図7に例示するように、アクション機構の各部が連動しなくなり、押鍵動作に追従しなくなる。短い時間間隔とは、具体的には、約1/7秒から約1/10秒以下の時間間隔である。
As a characteristic of the action mechanism of the upright piano, when the
すなわち、短い時間間隔で鍵11を連打すると、ハンマーバット15が戻る前にジャック14が押し上げられる場合があり、この場合には、ジャック14はハンマーバット15に対して空打ちするため、音は発生しない。また、短い時間間隔で鍵11を連打すると、キャプスタン12とウィペン13が離れる場合があり、この場合には、ハンマー18に伝わる押鍵力がこの離れた距離の分だけ減衰する。
That is, if the
このため、アップライトピアノにおいて、短い時間間隔で鍵11を連打すると、音が発生しないか、発生したとしても小さな音が発生するのみである。
For this reason, in the upright piano, when the
しかし、特許文献1に記載された電子楽器は、短い時間間隔で鍵11を連打した場合にも、上述のアップライトピアノの特性を考慮せずにその連打に応じた音を発生させていた。このため、特許文献1に記載された電子楽器においては、短い時間間隔で鍵11を連打すると、演奏者の意図しない音が発生し、自然な演奏感を得ることができないという問題があった。
However, the electronic musical instrument described in Patent Document 1 generates a sound corresponding to repeated hits without considering the characteristics of the upright piano even when the
この発明は、上記問題に鑑み、自然な演奏感を得ることができる電子楽器及びそのプログラムを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the electronic musical instrument which can obtain a natural performance feeling, and its program in view of the said problem.
請求項1に記載の電子楽器によれば、鍵の押下量を測定する押下量測定部と、押下量を用いて、ハンマーの打弦速度を推定する押鍵処理部と、押下量が予め定められた押下量まで戻ったかどうかを確認する復帰確認部と、打弦速度に応じた音を発生させる発音処理部と、を含み、発音処理部は、復帰確認部において押下量が予め定められた押下量まで戻ったと前回の発音から確認されていない場合には、音を発生させない。 According to the electronic musical instrument of the first aspect, the pressing amount measuring unit that measures the key pressing amount, the key pressing processing unit that estimates the stringing speed of the hammer using the pressing amount, and the pressing amount are predetermined. A return confirmation unit that confirms whether or not the pressed amount has been returned, and a sound generation processing unit that generates a sound according to the string hitting speed. If it has not been confirmed from the previous pronunciation that it has returned to the pressed amount, no sound is generated.
押下量が予め定められた押下量まで戻ったと前回の発音から確認されていない場合には音を発生させないため、短い時間間隔で鍵を連打しても演奏者の意図しない音は発生せず、自然な演奏感を得ることができる。 When the amount of pressing has returned to a predetermined amount of pressing, if it has not been confirmed from the previous pronunciation, no sound is generated, so even if the key is repeatedly pressed at short time intervals, no sound unintended by the player is generated, A natural feeling of performance can be obtained.
以下、図面を参照して、この発明の一実施例について説明する。
この発明の一実施例による電子楽器は、図1に例示するように、押下量測定部31、押下量監視部32、押鍵処理部33、発音処理部34、復帰確認部35、離鍵処理部36及び消音処理部37を含む。この発明の一実施例による電子楽器は、図2に例示するステップS1からステップS7の処理を行う。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the electronic musical instrument according to one embodiment of the present invention includes a press
<ステップS1>
押下量測定部31は、鍵の押下量を測定する(ステップS1)。測定された押下量は、押下量監視部32に送られる。具体的には、押下量測定部31は、鍵位置測定部311及び補正部312を含み、下記のステップS11及びステップS12の処理を行う。
<Step S1>
The pressed
≪ステップS11≫
鍵位置測定部311は、フォトトランジスタ等の受光素子であり、発光素子から出射され鍵の裏面で反射された光を受け取り、その光量に応じた電気信号を出力する(ステップS11)。これにより、鍵の押込量が、電気信号の電圧や電流に変換して表される。電気信号は補正部312に送られる。
<< Step S11 >>
The key
≪ステップS12≫
鍵ごとに、発光素子及び鍵位置測定部311である受光素子が配置されるが、受光素子には個体差があるため、その個体差を補正する必要がある。そこで、押下量測定部31の補正部312は、電気信号を補正して、受光素子に依存しない補正後の押下量を求める(ステップS12)。求まった補正後の押下量は、押下量監視部32に送られる。
<< Step S12 >>
For each key, a light emitting element and a light receiving element which is the key
例えば、鍵k(k=1,…K、Kは鍵の総数)の押下量が電子信号の電圧vkに変換して表されている場合には、押下量測定部31は、下記式に基づいて補正後の押下量を求める。
For example, the key k (k = 1, ... K , K is the total number of keys) when the depression amount of is represented by converting the voltage v k of the electronic signal, depressing
補正後の押下量vk’=電圧vk×(上限電圧maxvk−下限電圧minvk)/127
ここで、上限電圧maxvkは鍵kが完全に押し下げられたときの電子信号の電圧であり、下限電圧minvkは鍵kが押し下げられていないときの電子信号の電圧であり、これらの上限電圧maxvk及び下限電圧minvkは予め測定されたものである。
Pressed amount v k ′ after correction = voltage v k × (upper limit voltage maxv k −lower limit voltage minv k ) / 127
Here, the upper limit voltage maxv k is the voltage of the electronic signal when the key k is completely depressed, and the lower limit voltage minv k is the voltage of the electronic signal when the key k is not depressed, and these upper limit voltages The maxv k and the lower limit voltage minv k are measured in advance.
例えば、上記式に基づいて補正後の押下量を求めることにより、補正後の押下量を128段階で表すことができる。以下、「押下量」と言った場合には、「補正後の押下量」を原則として意味する。 For example, by calculating the corrected pressing amount based on the above formula, the corrected pressing amount can be expressed in 128 steps. Hereinafter, when “pressed amount” is referred to, “corrected pressed amount” means in principle.
<ステップS21>
押下量監視部32は、押下量を監視して、予め定められた変化量を超えて変化したかどうかを判定する(ステップS21)。予め定められた変化量を超えて変化したと判定された場合には、ステップS22の処理を行う。
<Step S21>
The pressing
<ステップS22>
予め定められた変化量を超えて変化したと判定された場合は、押下量監視部32は、その変化が増加方向であるか、減少方向であるかを判定する(ステップS22)。
<Step S22>
When it is determined that the amount of change has exceeded a predetermined amount of change, the pressing
増加方向である場合には、押鍵処理を行う旨の信号及び押下量測定部31から受け取った押下量を、押鍵処理部33に送る。この場合、押下量測定部31から受け取った押下量は、復帰確認部35にも送られる。
In the case of increasing direction, a signal indicating that the key pressing process is performed and the pressing amount received from the pressing
減少方向である場合には、離鍵処理を行う旨の信号及び押下量測定部31から受け取った押下量を、離鍵処理部36に送る。
If the direction is decreasing, a signal indicating that the key release process is to be performed and the pressing amount received from the pressing
<ステップS3>
予め定められた変化量を超えた変化が増加方向である場合には、押鍵処理部33は、押下量を用いて、ハンマーの打弦速度を推定する(ステップS3)。具体的には、押下量を用いてハンマーの打弦速度に関連する情報を生成し、その情報を発音処理部34に送る。
<Step S3>
If the change exceeding the predetermined change amount is in the increasing direction, the key
例えば、押下量についての第一の閾値S1と、閾値S1よりも大きい、押下量についての第二の閾値S2とを予め定めておく。押鍵処理部33は、押下量が第一の閾値S1を超えた時刻と、押下量が第二の閾値S2を超えた時刻との時間差を求める。この時間差が小さい程、ハンマーの打弦速度は速いと推定することができるのである。例えばこの時間差が、ハンマーの打弦速度に関連する情報として発音処理部34に送られる。
For example, a first threshold value S1 for the pressing amount and a second threshold value S2 for the pressing amount that are larger than the threshold value S1 are determined in advance. The key
<ステップS4>
復帰確認部35は、押下量が予め定められた押下量(第三の閾値S3とする。)まで戻ったかどうかを確認する(ステップS4)。確認された場合には、復帰確認信号が発音処理部34に送られる。予め定められた押下量は、求める仕様に応じて異なるが、例えば、上記閾値S1以下の押下量とする。すなわち、予め定められた押下量を第三の閾値S3とすれば、図3に例示するように、閾値S3≦閾値S1<閾値S2となる。
<Step S4>
The
<ステップS5>
発音処理部34は、前回の発音から押下量が閾値S3まで戻ったと確認された場合には、すなわち前回の発音から復帰確認信号を受け取っている場合には、上記推定されたハンマーの打弦速度に応じた音を発生させる(ステップS5)。ハンマーの打弦速度に応じた音とは、例えば打鍵速度が速いほど大きな音である。例えば、上記時間差が小さいほど大きな音を発生させる。ハンマーの打弦速度に応じた音を発生させることを、通常の発音処理と言う。その後、ステップS1の処理に戻る。
<Step S5>
When it is confirmed that the pressed amount has returned to the threshold value S3 from the previous sound generation, that is, when the return confirmation signal is received from the previous sound generation, the sound
一方、前回の発音から押下量が閾値S3まで戻ったと確認されていない場合には、すなわち前回の発音から復帰確認信号を受け取っていない場合には、上記の音を発生させない。この場合、ステップS1の処理に戻る。 On the other hand, if it is not confirmed that the pressed amount has returned to the threshold value S3 from the previous pronunciation, that is, if no return confirmation signal has been received from the previous pronunciation, the above sound is not generated. In this case, the process returns to step S1.
<ステップS6>
予め定められた変化量を超えた変化が減少方向である場合には、離鍵処理部36は、押下量を用いて、離鍵速度を推定する(ステップS6)。具体的には、押下量を用いて離鍵速度に関連する情報を生成し、その情報を消音処理部37に送る。
<Step S6>
If the change exceeding the predetermined change amount is in the decreasing direction, the key
例えば、離鍵処理部36は、押鍵処理部33と同様に、押下量が第二の閾値S2を下回った時刻と、押下量が第一の閾値S1を下回った時刻との時間差を求める。この時間差が大きい程、離鍵速度は遅いと推定することができるのである。この時間差が、離鍵速度に関連する情報として消音処理部37に送られる。
For example, similarly to the key
<ステップS7>
消音処理部37は、上記推定された離鍵速度に応じて消音処理を行う。例えば、発生した音を上記時間差が大きい程ゆっくりと小さくして、最終的に消音する。その後、ステップS1の処理に戻る。
<Step S7>
The
このように、発音処理部34は、押下量が閾値S3まで戻ったと前回の発音から確認されていない場合には音を発生させないため、短い時間間隔で鍵を連打しても演奏者の意図しない音は発生しない。このため、自然な演奏感を得ることができる。
In this way, the sound
なお、図7の状態においては、ジャック14とハンマーバット15とが離れていることに起因して、及び/又は、キャプスタン12とウィペン13とが離れていることに起因して、鍵11を押下するときに生じる抵抗が少なくなるため、押下した鍵11は通常よりも速く動くことになる。したがって、アップライトピアノに特許文献1に記載された電子楽器を取り付けた場合には、この通常よりも速い鍵の動きに起因して、より大きな音が発生し得る。しかし、この発明による電子楽器においては、そのようなより大きな音を発生させない。したがって、アップライトピアノにこの発明による電子楽器を取り付けたときの効果は大きいと言える。
In the state shown in FIG. 7, the key 11 is held due to the
[変形例]
押鍵の仕方によっては、鍵自体がバウンド運動等することにより、演奏者が意図せずに、押鍵量が短い時間内で閾値S3まで戻る場合がある。上記の実施例によれば、この場合にも通常の発音処理(ステップS5参照)が行われる。しかし、アコースティックのアップライトピアノにおいては、発明が解決しようとする課題の欄に記載したように、約1/7秒から約1/10秒の短い時間で鍵を連打すると、音が発生しないか、発生したとしても小さな音が発生するのみである。
[Modification]
Depending on how the keys are pressed, the key itself may bounce, and the player may unintentionally return the key pressing amount to the threshold value S3 within a short time. According to the above embodiment, the normal sound generation process (see step S5) is performed also in this case. However, in an acoustic upright piano, as described in the section of the problem to be solved by the invention, when a key is repeatedly hit for a short time of about 1/7 seconds to about 1/10 seconds, is no sound generated? Even if it occurs, only a small sound is generated.
したがって、押鍵量が短い時間内で閾値S3まで戻った場合には、小さな音を発生させる、または、音を発生させない処理を行うとよい。言い換えれば、音を発生させようとするときに、前回の発音からの経過時間が予め定められた時間よりも短いと判断された場合には、打鍵速度に応じた音よりも小さい音を発生させる、又は、音を発生させない処理を行うとよい。 Therefore, when the key pressing amount returns to the threshold value S3 within a short time, it is preferable to perform a process of generating a small sound or not generating a sound. In other words, when it is determined that the elapsed time from the previous pronunciation is shorter than a predetermined time when generating a sound, a sound smaller than the sound corresponding to the keystroke speed is generated. Alternatively, a process that does not generate sound may be performed.
このために、図1に一点鎖線で示すように、前回の発音からの経過時間を測定する経過時間測定部38と、前回の発音からの経過時間と、予め定められた時間とを比較する時間比較部341を設けて、図2に一点鎖線で示すステップS8からステップS10の処理を行わせるとよい。他の処理は上記の実施例と同様であるため重複説明を略する。
For this purpose, as shown by the one-dot chain line in FIG. 1, the elapsed
<ステップS8>
発音処理部34が押下量が閾値S3まで戻ったことを確認した後(ステップS4においてYESと判定された後)、発音処理部34の時間比較部341は、前回の発音からの経過時間と、予め定められた時間とを比較する。予め定められた時間とは、アコースティックピアノのアクション機構の各部の連動が取れなくなる程度の打鍵間隔の時間であり、例えば約1/7秒から約1/10秒である。前回の発音からの経過時間は、経過時間測定部38が測定した時間を用いる。
<Step S8>
After the sound
時間比較部341において、前回の発音からの経過時間の方が予め定められた時間よりも長いと判断された場合、すなわち前回の発音から予め定められた時間を経過したと判断された場合、発音処理部34は、上記の実施例と同様に通常の発音処理を行う(ステップS5参照)。
When the
<ステップS9>
一方、時間比較部341において、前回の発音からの経過時間の方が予め定められた時間よりも短いと判断された場合、すなわち前回の発音から予め定められた時間を経過していないと判断された場合、発音処理部34は、打弦速度に応じた音よりも小さい音、又は、音を発生させない(ステップS9)。打弦速度に応じた音よりも小さい音とは、演奏者が自然な演奏感を得ることができる程度に小さな音であり、例えば打弦速度に応じた音のk(0<k<1)倍の音量を持つ音である。kは例えば1/2である。その後、ステップS1の処理に戻る。
<Step S9>
On the other hand, when the
<ステップS10>
発音処理部34は、ステップS5、ステップS9において、音を発生させた後に計測制御信号を経過時間測定部38に送る。計測制御信号を受け取った経過時間測定部38は、経過時間をリセットし、経過時間の測定を再度始める(ステップS10)。このようにして、経過時間測定部38は前回の発音からの経過時間を測定する。
<Step S10>
In step S5 and step S9, the sound
このように、音を発生させようとするときに、前回の発音からの経過時間が予め定められた時間よりも短いと判断された場合には、打鍵速度に応じた音よりも小さい音を発生させる、又は、音を発生させない処理を行うことにより、より自然な演奏感を得ることができる。 As described above, when it is determined that the elapsed time from the previous pronunciation is shorter than a predetermined time when generating a sound, a sound smaller than the sound corresponding to the keystroke speed is generated. By performing a process that does not generate a sound or a sound is generated, a more natural performance feeling can be obtained.
以上の説明において、アップライトピアノに取り付けることを前提にしてこの発明による電子楽器を説明した部分があったが、この発明による電子楽器は必ずしもアップライトピアノに取り付けられるわけではない。 In the above description, the electronic musical instrument according to the present invention has been described on the assumption that it is attached to the upright piano. However, the electronic musical instrument according to the present invention is not necessarily attached to the upright piano.
ステップS6(図2)の処理を行わなくても良い。すなわち、離鍵処理部36は、離鍵速度を計算せずに、離鍵速度とは独立した予め定められた関数に基づいて消音処理を行ってもよい。
Step S6 (FIG. 2) need not be performed. That is, the key
上述の構成をコンピュータによって実現する場合、電子楽器の各部が有する機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記各部の機能がコンピュータ上で実現される。 When the above configuration is realized by a computer, the processing contents of the functions of each unit of the electronic musical instrument are described by a program. By executing this program on a computer, the functions of the above-described units are realized on the computer.
すなわち、CPUがプログラムを逐次読み込んで実行することにより、押下量測定部31、鍵位置測定部311、補正部312、押下量監視部32、押鍵処理部33、発音処理部34、時間比較部341、復帰確認部35、離鍵処理部36、消音処理部37、経過時間測定部38の機能がそれぞれ実現される。この場合、電子楽器の各部として機能するCPUは、メモリ、ハードディスク等の補助記憶装置から読み込み込んだデータに対して処理を行い、処理を行った後のデータを、メモリ、補助記憶装置に格納する。
That is, when the CPU sequentially reads and executes the program, the pressing
また、この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。 The program describing the processing contents can be recorded on a computer-readable recording medium.
また、この形態では、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより、本装置を構成することとしたが、これらの処理内容の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。 In this embodiment, the present apparatus is configured by executing a predetermined program on a computer. However, at least a part of these processing contents may be realized by hardware.
また、上述の各種の処理は、記載に従って時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。 In addition, the various processes described above are not only executed in time series according to the description, but may be executed in parallel or individually according to the processing capability of the apparatus that executes the processes or as necessary.
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。 Needless to say, other modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
31 押下量測定部
33 押鍵処理部
34 発音処理部
35 復帰確認部
341 時間比較部
31 Press
Claims (3)
上記押下量を用いて、ハンマーの打弦速度を推定する押鍵処理部と、
上記押下量が予め定められた押下量まで戻ったかどうかを確認する復帰確認部と、
上記打弦速度に応じた音を発生させる発音処理部と、
を含み、
上記発音処理部は、上記復帰確認部において上記押下量が上記予め定められた押下量まで戻ったと前回の発音から確認されていない場合には、上記音を発生させない、
ことを特徴とする電子楽器。 A pressing amount measuring unit for measuring the pressing amount of the key;
A key press processing unit that estimates the stringing speed of the hammer using the pressed amount;
A return confirmation unit for confirming whether or not the pressing amount has returned to a predetermined pressing amount;
A sound generation processing unit for generating a sound corresponding to the string striking speed;
Including
The sound generation processing unit does not generate the sound when the return confirmation unit has not confirmed from the previous pronunciation that the pressed amount has returned to the predetermined pressed amount,
An electronic musical instrument characterized by that.
前回の発音からの経過時間と、予め定められた時間とを比較する時間比較部を更に含み、
上記発音処理部は、上記時間比較部において上記前回の発音からの経過時間が上記予め定められた時間よりも短いと判断された場合には、上記打鍵速度に応じた音よりも小さい音を発生させる、又は、音を発生させない、
ことを特徴とする電子楽器。 The electronic musical instrument according to claim 1,
It further includes a time comparison unit that compares the elapsed time from the previous pronunciation with a predetermined time,
The sound generation processing unit generates a sound smaller than the sound corresponding to the keystroke speed when the time comparison unit determines that the elapsed time from the previous sound generation is shorter than the predetermined time. Do not generate sound
An electronic musical instrument characterized by that.
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