JP2014059534A - 楽音発生装置、楽音発生方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】アコースティックピアノにおいて棚板衝突音による音色変化を再現する。
【解決手段】複数の鍵のいずれかに加えられた第１の押鍵操作を検出するとともに、この第１の押鍵操作が検出された後に加えられた第２押鍵操作を検出する。そして、検出された第１の押鍵操作に基づいて定められた第１のタイミングで打弦音生成する一方、第２押鍵操作に対応する形態の棚板衝突音を、第１の押鍵操作に基づいて定められた第２のタイミングで生成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、アコースティックピアノの音色変化を再現する楽音発生装置、楽音発生方法及びプログラムに関する。

従来より、近年、実際のアコースティック楽器の音色変化をシミュレートする楽音発生装置が各種開発されている。例えば、特許文献１には、アコースティックピアノの構造に起因する打弦音と棚板衝突音の特性に即して、押鍵強度に応じて打弦音と棚板衝突音との発音のタイミングを調整することで、実際のアコースティックピアノにおいて押鍵時に生じる音色変化を再現する技術が開示されている。

特許第４６３６２７２号公報

ところで、上記特許文献１に開示の技術は、押鍵強度に着目して打弦音と棚板衝突音の特性を見出したものであり、種々の押鍵の状態について考慮すべき打弦音と棚板衝突音の特性があるために、実際のアコースティックピアノにおいて押鍵時に生じる音色変化を再現する余地がさらに残されていた。

本発明は、事情に鑑みてなされたもので、アコースティックピアノの音色変化を再現することができる楽音発生装置、楽音発生方法及びプログラムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の一態様の楽音発生装置は、
複数の鍵のいずれかに加えられた第１の押鍵操作を検出する第１の押鍵操作検出手段と、
前記第１の押鍵操作に続いて加えられた第２の押鍵操作を検出する第２の押鍵操作検出手段と、
前記第１の押鍵操作検出手段により検出された第１の押鍵操作に基づいて定められた第１のタイミングで打弦音を生成する打弦音生成手段と、
前記第２の押鍵操作検出手段により検出された第２押鍵操作に対応する形態の棚板衝突音を、前記第１の押鍵操作に基づいて定められた第２のタイミングで生成する棚板衝突音生成手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、アコースティックピアノの音色変化を再現することができる。

アコースティックピアノのアクション機構の概略を示す構造図である。 本発明の概要を説明するための図である。 第１実施形態の構成を示すブロック図である。 遅延時間テーブルＴＢＬの遅延特性の一例を示す図である。 押鍵後の操作を検出可能な鍵の構造の一例を示す模式図である。 メインルーチンの動作を示すフローチャートである。 音源処理の動作を示すフローチャートである。 音源処理の動作を示すフローチャートである。 音源処理の動作を示すフローチャートである。 第２実施形態による遅延時間テーブルＴＢＬの一例を示す図である。 第２実施形態による時間設定スイッチ処理の動作を示すフローチャートである。 第２実施形態による音源処理の動作を示すフローチャートである。 第３実施形態によるメイン処理の動作を示すフローチャートである。

以下では、最初に本発明の原理を説明した後、その発明原理に基づく実施の形態について述べる。
［発明の原理］
図１は、本発明の原理を説明するための図であり、アコースティックピアノのアクション機構の概略を示す構造図である。周知のように、アクション機構は、図１に図示する通り、押鍵操作に応じて揺動する鍵１００と、鍵１００の揺動により上昇するキャプスタンスクリュー１０１と、キャプスタンスクリュー１０１の上昇により回動するウィッペン１０２と、セットオフボタン１０４に当接するまでウィッペン１０２と共に回動上昇するジャック１０３と、ハンマーローラ１０６を介してジャック１０３により押上げられ、シャンクフレンジ１０５に対して回動するハンマーシャンク１０７及びハンマーフェルト１０８とを備え、ハンマーシャンク１０７の回動によりハンマーフェルト１０８がピアノ弦１０９を打つ（打弦する）ようになっている。

さて、このようなアクション機構を備えるアコースティックピアノでは、上記構造によりハンマー（ハンマーフェルト１０８）がピアノ弦１０９を叩くことによってハンマー打弦音を発生させる他、押鍵時に鍵１００が棚板１１０に衝突して副次的なノイズ音（以下、棚板衝突音と称す）を発生する。棚板衝突音は、一見、ハンマー打弦音に比べ無視出来る存在のようにも思えるが、この音がピアノの音色変化を特徴付ける大きな要因となっている。

棚板衝突音がピアノの音色変化を特徴付ける要因として、その発生時期が押鍵強度（発音音量）に依存して変化することが挙げられる。実際のアコースティックピアノでは、図２に図示するように、押鍵強度が強い（例えば発音音量がフォルテｆ）場合は、ハンマー（ハンマーフェルト１０８）の打弦タイミングよりも鍵１００の下部が棚板１１０に衝突するタイミングが先行する結果、棚板衝突音がハンマー打弦音にマスクされ難くなり、棚板衝突音の存在が顕著になる。

また、押鍵強度が中程度（例えば発音音量がメゾフォルテｍｆ）の場合は、ハンマー（ハンマーフェルト１０８）の打弦タイミングと鍵１００の下部が棚板に衝突するタイミングとがほぼ同時になる。さらに、押鍵強度が弱い（例えば発音音量がピアノｐ）場合には、ハンマー打弦の後に鍵１００の下部が棚板１１０に衝突するので、棚板衝突音はハンマー打弦音にマスクされる。本発明では、こうした棚板衝突音とハンマー打弦音との関係をシミュレートしてアコースティックピアノの音色変化を再現するものである。

また、上述した構造からくる打弦音と棚板衝突音の音響の特性に加えて、棚板衝突音がピアノの音色変化を特徴付ける要因として、押鍵後の操作に依存して音量等が変化することが挙げられる。実際のアコースティックピアノでは、例えば、鍵の押し込み量が多く押鍵後の操作が長い場合には、棚板衝突音が大きくなる等の特性がある。本発明では、こうした押下後の操作と棚板衝突音との関係をシミュレートしてアコースティックピアノの音色変化の再現性をより高めるものである。

［第１実施形態］
Ａ．構成
図３は、本発明の第１実施形態による楽音発生装置の全体構成を示すブロック図である。この図において、鍵盤１０は、押離鍵操作（演奏操作）に応じたキーオン／キーオフイベント、鍵番号およびベロシティ（押鍵強度）からなる演奏情報を発生する。スイッチ部１１は、楽器パネルに配設される各種操作スイッチから構成され、操作されるスイッチ種に対応したスイッチイベントを発生する。表示部１２は、ＬＣＤパネル等から構成され、ＣＰＵ１３から供給される表示制御信号に応じて楽器各部の設定状態や動作モード等を表示する。

ＣＰＵ１３は、スイッチ部１１から供給されるスイッチイベントに基づき楽器各部の動作状態を設定したり、鍵盤１０から供給される演奏情報に応じたコマンド（例えば発音を指示するノートオンコマンドや消音を指示するノートオフコマンド等）を生成して音源１６に送出する。本発明の要旨に係わるＣＰＵ１３の処理については追って述べる。ＲＯＭ１４は、プログラムエリアおよびデータエリアを備える。ＲＯＭ１４のプログラムエリアには、ＣＰＵ１３により実行される各種制御プログラムが格納される。各種制御プログラムには、後述するメインルーチンが含まれる。

ＲＯＭ１４のデータエリアには、遅延時間テーブルＴＢＬが格納される。遅延時間テーブルＴＢＬとは、上述した棚板衝突音とハンマー打弦音との関係をシミュレートするためのテーブルである。具体的には、図４に図示する通り、押鍵強度（ベロシティ）に応じて、楽音遅延時間Ｔ１および衝突遅延時間Ｔ２を読み出すテーブルである。楽音遅延時間Ｔ１とは、押鍵し始めてから実際にハンマー打弦音が発生するまでの時間である。衝突遅延時間Ｔ２とは、押鍵し始めてから実際に棚板衝突音が発生するまでの時間である。

したがって、上述した発明の原理で説明した通り、押鍵強度が弱い（例えば発音音量がピアノｐ）場合には、ハンマーの打弦タイミングよりも鍵下部が棚板に衝突するタイミングが先行するので、遅延時間テーブルＴＢＬから読み出される楽音遅延時間Ｔ１と衝突遅延時間Ｔ２との関係はＴ１＞Ｔ２となる。また、押鍵強度が中程度（例えば発音音量がメゾフォルテｍｆ）の場合には、ハンマーの打弦タイミングと鍵下部が棚板に衝突するタイミングとがほぼ同時になるので、遅延時間テーブルＴＢＬから読み出される楽音遅延時間Ｔ１と衝突遅延時間Ｔ２との関係はＴ１＝Ｔ２になる。さらに、押鍵強度が強い（例えば発音音量がフォルテｆ）場合には、ハンマーによる打弦が行われた後に鍵下部が棚板に衝突するので、遅延時間テーブルＴＢＬから読み出される楽音遅延時間Ｔ１と衝突遅延時間Ｔ２との関係はＴ１＜Ｔ２になる。

次に、再び図３を参照して実施形態の構成について説明を進める。図３において、ＲＡＭ１５は、ＣＰＵ１３のワークエリアとして設けられ、各種レジスタやフラグデータを一時記憶する。音源１６は、周知の波形メモリ読み出し方式にて構成される。音源１６の内部に備える波形メモリには、ハンマー打弦音を発生させる楽音波形データがベロシティに対応付けて複数種格納される共に、棚板衝突音を発生させる衝突波形データが格納される。

音源１６は、ＣＰＵ１３から供給されるベロシティに応じて遅延時間テーブルＴＢＬから読み出される楽音遅延時間Ｔ１が経過した時点に、当該ベロシティに対応して選択される楽音波形データからハンマー打弦音を生成する一方、当該ベロシティに応じて遅延時間テーブルＴＢＬから読み出される衝突遅延時間Ｔ２が経過した時点に、衝突波形データから棚板衝突音を生成し、生成されたハンマー打弦音と棚板衝突音とを加算して出力する。本発明の要旨に係わる音源１６の処理については追って詳述する。サウンドシステム１７は、音源１６の出力をアナログ波形信号に変換した後、このアナログ波形信号から不要ノイズを除去する等のフィルタリングを施してからレベル増幅してスピーカから発音させる。
また、音源１６は、発音に際して、発音指示後の操作（以下、「押鍵後の操作」という）の具合（例えば、鍵の押し込み量が多くなり押鍵後の操作が長い場合等）に対応して、複数の音量等が異なる衝突音波形データの中から対応する衝突波形データを選択して、棚板衝突音を生成する。音源１６は、例えば、押し込み量が多く押鍵し続けている時間が長ければ、当該長さに準じたボリュームの衝突波形データを選択する。

このように構成される楽音発生装置１においては、押下後の操作（「アフタータッチ」ともいう）の具合を検出するために、鍵盤１０の各鍵に対して、図５（ａ）に図示するように、押鍵により鍵が傾く順番に沿って３つの接点（第１の接点である接点Ａ，第２の接点である接点Ｂ，第３の接点である接点Ｃ）を設けるように構成される。鍵の最も浅い傾きを検出可能な接点Ａ、さらなる鍵の傾きを検出可能な接点Ｂ、そして、鍵の最も深い傾きを検出可能な接点Ｃの３つの接点から構成される。

押鍵操作がなされることにより、図５（ａ）に図示する離鍵状態から、図５（ｂ）に図示するように、接点Ａがオン状態となり、さらに、押鍵操作が進むことにより、図５（ｃ）に図示するように、接点Ｂがオン状態となる。この状態において、押鍵として検知して発音を開始するが、さらに押鍵後の操作がされることによって、図５（ｄ）に図示するように接点Ｃがオン状態となる。即ち、接点Ｃがオン状態となったことを検出することにより、押鍵後の操作を検出することが可能となり、さらには、接点Ｂがオン状態となってから接点Ｃがオン状態となるまでの時間の長さで押鍵後の操作の別を検出することができる。これにより単なる押鍵強度とは異なる、棚板衝突音が変化する要因となる要素を検出することができるようになる。なお、図５（ａ）乃至（ｄ）は、押鍵後の操作を検出可能な鍵の構造の一例を示す模式図である。

Ｂ．動作
次に、図６〜図１１を参照して上記構成による第１実施形態の動作について説明する。以下では、最初にＣＰＵ１３が実行するメインルーチンの動作を説明した後、音源１６が実行する音源処理の動作について説明する。

（１）メインルーチンの動作
電源スイッチ操作によりパワーオンされると、ＣＰＵ１３は図６に図示するメインルーチンを実行してステップＳＡ１に処理を進め、ＲＡＭ１５に格納される各種レジスタやフラグをリセットしたり初期値をセットするイニシャライズを行う。また、このステップＳＡ１では、音源１６に対して各種レジスタやフラグ類を初期化するよう指示する。そして、イニシャライズが完了すると、ＣＰＵ１３はステップＳＡ２に処理を進め、鍵盤１０の押下状態に基づき接点Ａの変化を判別する。

鍵操作が行われず、鍵盤１０のいずれの鍵も押鍵されずに接点Ａの変化が無ければ、ステップＳＡ２の接点Ａの変化の判別を繰り返す。そして、鍵盤１０のいずれかの鍵が押鍵され、接点Ａが変化したとする。そうすると、ステップＳＡ３に進み、押鍵操作に応じて発生する演奏情報中の鍵番号をレジスタＮＯＴＥにストアする。次いで、ステップＳＡ４では、ＣＰＵ１３は、変化があった鍵の接点Ａが押し込まれてから接点Ｂが押し込まれるまでの時間の計測を開始すると、ＣＰＵ１３はステップＳＡ５に処理を進め、接点Ｂがオン状態かであるかを判別する。

接点Ｂがオン状態にならなければ、ステップＳＡ５の接点Ｂのオン状態の検出の判別を繰り返す。そして、接点Ｂのオン状態になったとする。そうすると、ステップＳＡ６に進み、接点Ａが変化してから接点Ｂがオン状態となるまでの時間の計測を停止する。次いで、ステップＳＡ７では、接点Ａが変化してから接点Ｂがオン状態となるまでの時間に基づいて決定したベロシティをレジスタＶＥＬにストアする。続いて、ステップＳＡ８では、レジスタＮＯＴＥに格納された鍵番号と、レジスタＶＥＬに格納されたベロシティとに基づきノートオンコマンドを作成する。次いで、ステップＳＡ９では、作成したノートオンコマンドを音源１６に送付した後、図７に図示するステップＳＡ１４に処理を進める。

ステップＳＡ１４では、ＣＰＵ１３は、接点Ｂがオン状態になってから接点Ｃがオン状態になるまでの時間の計測を開始すると、ＣＰＵ１３はステップＳＡ１５に処理を進め、接点Ｃがオン状態かであるかを判別する。

接点Ｃがオン状態にならなければ、ステップＳＡ１５の接点Ｃのオン状態の検出の判別を繰り返す。そして、接点Ｃのオン状態になったとする。そうすると、ステップＳＡ１６に進み、接点Ｂがオン状態となってから接点Ｃがオン状態となるまでの時間の計測を停止する。次いで、ステップＳＡ１７では、計測した接点Ｂがオン状態となってから接点Ｃがオン状態となるまでの時間を音源１６に送付した後、図６に図示する上述したステップＳＡ２に処理を戻し、接点Ａの変化を判別する状態に復帰する。

そして、押鍵中にあるいずれかの鍵が離鍵され、接点Ａが変化したとする。そうすると、ステップＳＡ１０に進み、離鍵操作に応じて発生する演奏情報中の鍵番号をレジスタＮＯＴＥにストアする。次いで、ステップＳＡ１１では、レジスタＶＥＬをゼロリセットする。続いて、ステップＳＡ１２では、レジスタＮＯＴＥの離鍵された鍵の鍵番号と、ゼロリセットされたレジスタＶＥＬとに基づきノートオフコマンドを作成する。そして、ステップＳＡ１３に進み、作成したノートオフコマンドを音源１６に送付した後、上述したステップＳＡ２に処理を戻し、接点Ａの変化を判別する状態に復帰する。

（２）音源処理の動作
次に、図８〜図１１を参照して音源１６が実行する音源処理の動作を説明する。音源１６は、電源投入に応じて図８に図示する音源処理を実行してステップＳＢ１に処理を進め、コマンド受信の有無を判断する。以下、ＣＰＵ１３からコマンドを受信した場合と、コマンドを受信していない場合とに分けて動作を説明する。

＜コマンドを受信した場合＞
ＣＰＵ１３からコマンドを受信すると、上記ステップＳＢ１の判断結果が「ＹＥＳ」になり、ステップＳＢ２に進む。ステップＳＢ２では、受信したコマンドがノートオンコマンドであるか否かを判断する。

ａ．ノートオンコマンドを受信した場合
この場合、ステップＳＢ２の判断結果が「ＹＥＳ」になり、ステップＳＢ３に進む。ステップＳＢ３では、ＣＰＵ１３から受信したノートオンコマンド中のベロシティＶＥＬに対応した楽音波形データを選択する。続いて、ステップＳＢ４では、ＣＰＵ１３から受信したノートオンコマンド中のベロシティＶＥＬに応じて、ＲＯＭ１４のデータエリアに格納される遅延時間テーブルＴＢＬから楽音遅延時間Ｔ１および衝突遅延時間Ｔ２を読み出す。なお、前述したように、楽音遅延時間Ｔ１は押鍵し始めてから実際にハンマー打弦音が発生するまでの時間を指し、一方、衝突遅延時間Ｔ２は押鍵し始めてから実際に棚板衝突音が発生するまでの時間を指す。

次いで、ステップＳＢ５では、ＣＰＵ１３から受信したノートオンコマンド中の鍵番号ＮＯＴＥに基づき、上記ステップＳＢ３にて選択した楽音波形データの読み出し速度を決定する。そして、ステップＳＢ６に進み、タイマカウントを開始する。これにより、音源１６では、図示されていないタイマインタラプト処理を実行してタイマクロックを発生する。続いて、ステップＳＢ７では、フラグＳＴＦ１、ＳＴＦ２をそれぞれゼロリセットした後、上述したステップＳＢ１に処理を戻す。

なお、フラグＳＴＦ１は「１」の場合に楽音波形データが読み出されている状態（以下、楽音波形データ読み出し状態と称す）を表し、「０」の場合に楽音波形データの読み出しが停止している状態（以下、楽音波形データ読み出し停止状態と称す）を表す。また、フラグＳＴＦ２は「１」の場合に衝突波形データが読み出されている状態（以下、衝突波形データ読み出し状態と称す）を表し、「０」の場合に衝突波形データの読み出しが停止している状態（以下、衝突波形データ読み出し停止状態と称す）を表す。

ｂ．ノートオフコマンドを受信した場合
この場合、ステップＳＢ８の判断結果が「ＹＥＳ」になり、ステップＳＢ９に進む。ステップＳＢ９では、生成中の楽音に乗算するエンベロープをリリース波形に変更する。この後、ステップＳＢ１０に進み、フラグＲＦに「１」をセットしてリリース状態であることを表した後、上述したステップＳＢ１に処理に戻す。

ｃ．ノートオフコマンド以外を受信した場合
この場合、ステップＳＢ８の判断結果が「ＮＯ」になり、図９に図示するステップＳＢ１１に進める。
ステップＳＢ１１では、接点Ｂがオン状態になってから接点Ｃがオン状態になるまでの時間の受信を判別する。
接点Ｂがオン状態になってから接点Ｃがオン状態になるまでの時間を受信しない場合には、ステップＳＢ１１の判断結果が「ＮＯ」になり、図８に図示する上述したステップＳＢ１に処理を戻し、ＣＰＵ１３からコマンドの受信を判別する状態に復帰する。
これに対して、接点Ｂがオン状態になってから接点Ｃがオン状態になるまでの時間を受信した場合には、ステップＳＢ１１の判断結果が「ＹＥＳ」になり、ステップＳＢ１２に処理を進める。
ステップＳＢ１２では、フラグＳＴＦ２が「０」、すなわち衝突波形データ読み出し停止状態であるか否かを判断する。
衝突波形データ読み出し停止状態でないならば、判断結果は「ＮＯ」になり、図８に図示する上述したステップＳＢ１に処理を戻し、ＣＰＵ１３からコマンドの受信を判別する状態に復帰する。
これに対して、衝突波形データ読み出し停止状態ならば、判断結果は「ＹＥＳ」になり、ステップＳＢ１３に進む。ステップＳＢ１３では、受信した接点Ｂがオン状態になってから接点Ｃがオン状態になるまでの時間に対応する衝突音波形を選択して、図８に図示する上述したステップＳＢ１に処理を戻し、ＣＰＵ１３からコマンドの受信を判別する状態に復帰する。

＜コマンドを受信していない場合＞
一方、ＣＰＵ１３からコマンドを受信していなければ、上述したステップＳＢ１の判断結果が「ＮＯ」となり、図１０に図示するステップＳＢ１４に処理を進める。ステップＳＢ１４では、最小単位時間が経過したか否かを判断する。最小単位時間とは、タイマクロック１周期分の時間を指す。最小単位時間が経過していなければ、ここでの判断結果は「ＮＯ」となり、図８に図示するステップＳＢ１に処理を戻す。

これに対し、最小単位時間が経過すると、上記ステップＳＢ１４の判断結果は「ＹＥＳ」になり、ステップＳＢ１５に進む。ステップＳＢ１５では、フラグＳＴＦ１が「０」、すなわち楽音波形データ読み出し停止状態であるか否かを判断する。楽音波形データ読み出し状態（フラグＳＴＦ１が「１」）ならば、判断結果は「ＮＯ」になり、後述のステップＳＢ２１に進む。

一方、楽音波形データ読み出し停止状態であると、上記ステップＳＢ１５の判断結果は「ＹＥＳ」になり、ステップＳＢ１６に進む。ステップＳＢ１６では、前述したステップＳＢ４（図８参照）において遅延時間テーブルＴＢＬから読み出した楽音遅延時間Ｔ１をデクリメントする。次いで、ステップＳＢ１７では、デクリメントされた楽音遅延時間Ｔ１が「０」、すなわちハンマー打弦音の発音タイミングに達したかどうかを判断する。ハンマー打弦音の発音タイミングに達していなければ、判断結果は「ＮＯ」になり、後述するステップＳＢ２１に進む。

これに対し、ハンマー打弦音の発音タイミングに達すると、上記ステップＳＢ１７の判断結果が「ＹＥＳ」になり、ステップＳＢ１８に進み、楽音波形データの読み出しを開始する。そして、ステップＳＢ１９では、読み出された楽音波形データに乗算するエンベロープ波形をスタートさせる。なお、エンベロープ波形は、公知のＡＤＳＲ制御が施される。続いて、ステップＳＢ２０では、フラグＳＴＦ１に「１」をセットして楽音波形データ読み出し状態に設定する。

そして、ステップＳＢ２１に進み、フラグＳＴＦ２が「０」、すなわち衝突波形データ読み出し停止状態であるか否かを判断する。衝突波形データ読み出し停止状態ならば、判断結果は「ＹＥＳ」になり、ステップＳＢ２２に進む。ステップＳＢ２２では、前述したステップＳＢ４（図８参照）において遅延時間テーブルＴＢＬから読み出した衝突遅延時間Ｔ２をデクリメントする。続いて、ステップＳＢ２３では、デクリメントされた衝突遅延時間Ｔ２が「０」、つまり棚板衝突音の発音タイミングに達したかどうかを判断する。棚板衝突音の発音タイミングに達していなければ、判断結果は「ＮＯ」になり、後述のステップＳＢ２６（図１１参照）に進む。

一方、衝突遅延時間Ｔ２が経過して棚板衝突音の発音タイミングに達すると、上記ステップＳＢ２３の判断結果は「ＹＥＳ」になり、ステップＳＢ２４に進み、衝突波形データの読み出しを開始させる。そして、ステップＳＢ２５では、フラグＳＴＦ２に「１」をセットして衝突波形データ読み出し状態に設定した後、前述したステップＳＢ１（図８参照）に処理を戻す。

さて、衝突波形データ読み出し状態（フラグＳＴＦ２が「１」）であると、上記ステップＳＢ２１の判断結果が「ＮＯ」になり、図１０に図示するステップＳＢ２６に処理を進める。ステップＳＢ２６では、楽音波形データ読み出し状態（フラグＳＴＦ１が「１」）であるか否かを判断する。楽音波形データ読み出し状態ならば、判断結果は「ＹＥＳ」になり、ステップＳＢ２７に進み、楽音波形データの読み出しを進める。次いで、ステップＳＢ２８では、読み出された楽音波形データにエンベロープ波形を乗算する。

続いて、ステップＳＢ２９では、フラグＲＦが「１」であるか否か、つまりノートオフコマンドによりリリース状態に設定されたかどうかを判断する。リリース状態に設定されていなければ、判断結果は「ＮＯ」になり、後述のステップＳＢ３３に処理を進める。一方、リリース状態ならば、判断結果は「ＹＥＳ」になり、次のステップＳＢ３０に進む。

ステップＳＢ３０では、リリース状態下のエンベロープレベルが「０」に達したか否かを判断する。エンベロープレベルが「０」に達していなければ、判断結果は「ＮＯ」になり、前述したステップＳＢ１（図８参照）に処理を戻す。一方、エンベロープレベルが「０」に達すると、判断結果は「ＹＥＳ」になり、ステップＳＢ３１に進む。そして、ステップＳＢ３１〜ＳＢ３２では、フラグＳＴＦ１、フラグＳＴＦ２およびフラグＲＦをそれぞれゼロリセットした後、前述したステップＳＢ１（図８参照）に処理を戻す。

これに対し、楽音波形データ読み出し停止状態（フラグＳＴＦ１が「０」）であると、上記ステップＳＢ２６の判断結果が「ＹＥＳ」になり、ステップＳＢ３３に進む。ステップＳＢ３３では、衝突波形データ読み出し状態（フラグＳＴＦ２が「１」）であるか否かを判断する。衝突波形データ読み出し停止状態であると、判断結果は「ＮＯ」になり、後述のステップＳＢ３６に進む。

一方、衝突波形データ読み出し状態ならば、上記ステップＳＢ３３の判断結果が「ＹＥＳ」になり、ステップＳＢ３４に進み、衝突波形データの読み出しを進める。続いて、ステップＳＢ３５では、読み出された衝突波形データと、上記ステップＳＢ２８にてエンベロープ乗算された楽音波形データとを加算する。そして、ステップＳＢ３６に進み、フラグＳＴＦ１またはフラグＳＴＦ２のいずれかが「１」、すなわち楽音波形データあるいは衝突波形データのいずれかが読み出し状態であるかどうかを判断する。

楽音波形データおよび衝突波形データが共に読み出し停止状態ならば、判断結果は「ＮＯ」になり、図８に図示するステップＳＢ１に処理を戻す。これに対し、楽音波形データあるいは衝突波形データのいずれかが読み出し状態であると、上記ステップＳＢ３６の判断結果が「ＹＥＳ」になり、ステップＳＢ３７に進む。ステップＳＢ３７では、上記ステップＳＢ３５において加算された加算波形を、ベロシティＶＥＬに応じてレベル制御する。続いて、ステップＳＢ３８では、このレベル制御された加算波形をサウンドシステム１７に出力した後、図８に図示するステップＳＢ１に処理を戻す。

以上のように、本実施形態では、ベロシティに応じて遅延時間テーブルＴＢＬから読み出される楽音遅延時間Ｔ１が経過した時に、当該ベロシティに対応して選択される楽音波形データからハンマー打弦音を生成する一方、当該ベロシティに応じて遅延時間テーブルＴＢＬから読み出される衝突遅延時間Ｔ２が経過した時点に、衝突波形データから棚板衝突音を生成し、生成されたハンマー打弦音と棚板衝突音とを加算して出力するので、棚板衝突音とハンマー打弦音との関係をシミュレートしてアコースティックピアノの音色変化を再現し得るようになる。
また、接点Ｂがオン状態となってから接点Ｃがオン状態となるまでの時間から押鍵後の操作としての鍵の押し込み量を検出することができ、当該押鍵後の操作を考慮して、対応する棚板衝突波形データを選択する。このため、アコースティックピアノの音色変化をより再現し得るようになる。
即ち、本実施形態の楽音発生装置１では、接点Ａと接点Ｂのオン状態の時間差によって、打弦音の打弦音波形データの選択がされ、接点Ｂと接点Ｃのオン状態の時間差によって、棚板衝突波形データの選択が行われる。

以上のように構成される楽音発生装置１においては、ＣＰＵ１３と、音源１６と、を備える。
ＣＰＵ１３は、複数の鍵のいずれかに加えられた第１の押鍵操作を検出する。
また、ＣＰＵ１３は、第１の押鍵操作に続いて加えられた第２の押鍵操作を検出する。
音源１６は、ＣＰＵ１３により検出された第１の押鍵操作に基づいて定められた第１のタイミングで打弦音を生成する。
また、音源１６は、ＣＰＵ１３により検出された第２押鍵操作に対応する形態の棚板衝突音を、第１の押鍵操作に基づいて定められた第２のタイミングで生成する。
このように楽音発生装置１では、ＣＰＵ１３により検出された第１の押鍵操作に基づいて定められた第１のタイミングで打弦音を生成し、ＣＰＵ１３により検出された第２押鍵操作に対応する形態の棚板衝突音を、第１の押鍵操作に基づいて定められた第２のタイミングで生成する。
このため、楽音発生装置１においては、押鍵操作によって生じる打弦音と棚板衝突音の発音特性と、押鍵操作後の操作によって生じる棚板衝突音の発音特性を加味した楽音を発生させることができるため、アコースティックピアノの音色変化の再現性をより高めることができる。

また、各鍵１００には、押鍵操作に伴って順次オンする接点Ａ、接点Ｂ及び接Ｃ点が設けられる。
ＣＰＵ１３は、少なくとも接点Ａがオンされた時点から接点Ｂがオンされるまでの時間を第１の押鍵操作として検出する。
また、ＣＰＵ１３は、少なくとも接点Ｂがオンされた時点から接点Ｃがオンされるまでの時間を第２の押鍵操作として検出する。
これにより、楽音発生装置１においては、棚板衝突音が実際の押鍵操作の後の操作の発音特性に根ざしたものとなるために、アコースティックピアノの音色変化の再現性をより高めることができる。

また、音源１６は、第２押鍵操作に対応した波形データに基づいて棚板衝突音を生成する。これにより、楽音発生装置１においては、波形データから棚板衝突音を生成することができる。

［第２実施形態］
次に、図１１を参照して第２実施形態について説明する。第２実施形態が上述の第１実施形態と相違する点は、第３の接点である接点Ｃを備えずに、第２の接点である接点Ｂのみで押し込み量を検出するもので、接点Ｂの押下時間から押し込み量を検出したことにある。
接点Ｂの押下時間から押し込み量を検出する処理は、図７に図示するステップＳＡ１４〜ステップＳＡ１７まの処理に替えて、接点Ｂの押下時間を計測し、当該接点Ｂの押下時間を音源１６に送付する処理となる。その後、音源１６は、計測された接点Ｂの押下時間に対応する棚板衝突波形データを選択することになる。

図１２は、第２実施形態によるメイン処理の動作を示すフローチャートである。
この図に示すように、図６に図示する上述したステップＳＡ９において作成したノートオンコマンドが音源１６に送付されると、ＣＰＵ１３は、図１２に図示するステップＳＣ１に進み、接点Ｂのオン時間の計測を開始する。そして、接点Ｂのオン時間の計測を開始すると、ステップＳＣ２に処理を進め、ＣＰＵ１３は、接点Ｂへの押下の状態を判別する。

接点Ｂへの押下がオン状態である場合には、ステップＳＣ３で所定時間経過するまで待機する。そして、接点Ｂへの押下が解除され、接点Ｂがオフ状態となったとする。そうすると、ステップＳＣ４に進み、接点Ｂのオン時間の計測を停止する。そして、ステップＳＣ５に進み、接点Ｂのオン時間の情報を音源１６に送付した後、図６に図示する上述したステップＳＡ２に処理を戻す。

以上のように構成される楽音発生装置１においては、各鍵１００には、各鍵には、押鍵操作に伴って順次オンする接点Ａ及び接点Ｂが設けられる。
ＣＰＵ１３は、少なくとも接点Ａがオンされた時点から接点Ｂがオンされるまでの時間を第１の押鍵操作として検出する。
また、ＣＰＵ１３は、接点Ｂがオンされている時間を第２の押鍵操作として検出する。
このように、第２実施形態では、第２の接点である接点Ｂの押下時間から押し込み量を検出可能にするので、第３の接点を用いずに、本発明に係る楽音発生装置１を構成することができる。

［第３実施形態］
次に、図１２を参照して第２実施形態について説明する。第３実施形態が上述の第１実施形態と相違する点は、第３の接点である接点Ｃに替えて押し込み量検出のための圧力センサで構成したことにある。
接点Ｂの押下時間から押し込み量を検出する処理は、図７に図示するステップＳＡ１４〜ステップＳＡ１７まの処理に替えて、圧力センサの圧力変化から押し込み時間を計測し、当該圧力センサの圧力変化の時間を音源１６に送付する処理となる。その後、音源１６は、計測された接点Ｂの押下時間に対応する棚板衝突波形データを選択することになる。

図１３は、第３実施形態によるメイン処理の動作を示すフローチャートである。
この図に示すように、図６に図示する上述したステップＳＡ９において作成したノートオンコマンドが音源１６に送付されると、ＣＰＵ１３は、図１３に図示するステップＳＤ１に進み、アフター強度カウンタをクリアする。そして、アフター強度カウンタをクリアにすると、ステップＳＤ２に処理を進め、ＣＰＵ１３は、圧力センサのセンサ圧力の変化の検出状態を判別する。

圧力センサへのセンサ圧力の変化が検出されない場合には、ステップＳＤ３で一定時間待機した後、上述したステップＳＡ２に処理を戻す。

また、圧力センサへのセンサ圧力の変化が検出されたとする。そうすると、ステップＳＤ４に進み、押し込み時間の計測を開始する。そして、ＣＰＵ１３は、圧力センサのセンサ圧力の変化がしきい値をオーバーしているかを判別する。
圧力センサのセンサ圧力の変化がしきい値をオーバーしている場合には、ステップＳＤ５の判断結果が「ＹＥＳ」となり、ステップＳＤ６に進む。

圧力センサのセンサ圧力の変化がしきい値をオーバーしている場合には、ステップＳＤ５の判断結果が「ＮＯ」となり、ステップＳＤ７に進む。ステップＳＤ６では、アフター強度のカウンタ値をインクリメントする。そして、ステップＳＤ７に進み、押し込み時間が所定時間の経過を判別する。

これに対して、押し込み時間が所定時間を経過しないと、ステップＳＤ７の処理はステップＳＤ５に戻す。そして、押し込み時間が所定時間を経過すると、ステップＳＤ７の処理はステップＳＤ８に進み、押し込み時間の計測を停止する。その後、ステップＳＤ８では、計測した押し込み時間を音源１６に送付後、図６に図示する上述したステップＳＡ２に処理を戻す。

本実施形態では、アフター強度のカウンタ値と、棚板衝突波形データとの関係が従来のオンベロシティ値と通常楽音波形データとの関係に該当することとなる。従って、生成されたアフター強度のカウンタ値によって、後段の処理において棚板衝突波形データの選択を行うことができる。
なお、棚板衝突波形データは、圧力の変化量が大きいほど鍵を最後まで押し込んでいるとみなして、その変化量に応じた音量の棚板衝突波形データを選択する。また、圧力の変化時間が長い程鍵盤を押し込んでいる時間が長いとみなして、当該変化時間に応じた音量の棚板衝突波形データを選択する。
また、本実施形態において、所定の時間内に圧力が所定の値から圧力を減らす方向に働いていた場合には、鍵を押し込まないように押鍵後の操作がされたものとみなし、圧力を増やした量との相殺量に応じた棚板衝突波形データの選択を行うことができる。

以上のように構成される楽音発生装置１においては、各鍵１００には、押鍵操作に伴って順次オンする接点Ａ及び接点Ｂと、当該接点Ｂがオンされた後に押鍵操作により生じる圧力を検知する圧力センサとが設けられる。
ＣＰＵ１３は、少なくとも接点Ａがオンされた時点から接点Ｂがオンされるまでの時間を第１の押鍵操作として検出する。
また、ＣＰＵ１３は、少なくとも圧力センサが所定値以上の圧力を連続して検知した時間を第２の押鍵操作として検出する。
このように、第３実施形態では、第３の接点である接点Ｃに替えて圧力センサで押し込み量を検出可能にするように構成したため、接点を構成する必要なく、本発明に係る楽音発生装置１を構成することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

上述の実施形態では、音源１６は、押鍵後の操作に対応して予め記憶されている複数の棚板音波形データの中から所定の棚板音波形データを選択するように構成したがこれに限られない。音源１６は、例えば、棚板音波形データの音量や音質等を変化（楽音パラメータを変化）させて押鍵後の操作に対応するように調整したデータを生成することで所望の棚板音波形データを取得するように構成してもよい。

また、上述の実施形態では、例えば、接点Ｃが押されなかった等の押鍵後の操作が検出されなかった場合には言及していないが、その場合には、例えば、デフォルトの棚板衝突波形データを選択したり、棚板衝突波形データの選択を行わずに、打鍵音のみで発音を行うようしたりして構成してもよい。

また、上述の実施形態では、本発明が適用される楽音発生装置１は、電子ピアノを例として説明したが、特にこれに限定されない。
例えば、本発明は、押鍵後の操作に対応して所望の棚板音波形データを選択可能又は生成することができる機能を有する電子機器一般に適用することができる。

上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。
換言すると、図３の機能的構成は例示に過ぎず、特に限定されない。即ち、上述した一連の処理を全体として実行できる機能が楽音発生装置１に備えられていれば足り、この機能を実現するためにどのような機能ブロックを用いるのかは特に図３の例に限定されない。
また、１つの機能ブロックは、ハードウェア単体で構成してもよいし、ソフトウェア単体で構成してもよいし、それらの組み合わせで構成してもよい。

一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータ等にネットワークや記録媒体からインストールされる。
コンピュータは、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータであってもよい。また、コンピュータは、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能なコンピュータ、例えば汎用のパーソナルコンピュータであってもよい。

このようなプログラムを含む記録媒体は、ユーザにプログラムを提供するために装置本体とは別に配布されるリムーバブルメディアにより構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される記録媒体等で構成される。リムーバブルメディアは、例えば、磁気ディスク（フロッピディスクを含む）、光ディスク、又は光磁気ディスク等により構成される。光ディスクは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ），ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等により構成される。光磁気ディスクは、ＭＤ（Ｍｉｎｉ−Ｄｉｓｋ）等により構成される。また、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される記録媒体は、例えば、プログラムが記録されている図３のＲＯＭ１４やハードディスク等で構成される。

なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的或いは個別に実行される処理をも含むものである。

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明はその他の様々な実施形態を取ることが可能であり、さらに、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略や置換等種々の変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、本明細書等に記載された発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

以下に、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［付記１］
複数の鍵のいずれかに加えられた第１の押鍵操作を検出する第１の押鍵操作検出手段と、
前記第１の押鍵操作に続いて加えられた第２の押鍵操作を検出する第２の押鍵操作検出手段と、
前記第１の押鍵操作検出手段により検出された第１の押鍵操作に基づいて定められた第１のタイミングで打弦音を生成する打弦音生成手段と、
前記第２の押鍵操作検出手段により検出された第２押鍵操作に対応する形態の棚板衝突音を、前記第１の押鍵操作に基づいて定められた第２のタイミングで生成する棚板衝突音生成手段と、
を備えることを特徴とする楽音発生装置。
［付記２］
前記各鍵には、押鍵操作に伴って順次オンする第１の接点、第２の接点及び第３の接点が設けられ、
前記第１の押鍵操作検出手段は、少なくとも前記第１の接点がオンされた時点から前記第２の接点がオンされるまでの時間を第１の押鍵操作として検出し、
前記第２の押鍵操作検出手段は、少なくとも前記第２の接点がオンされた時点から前記第３の接点がオンされるまでの時間を第２の押鍵操作として検出する、
ことを特徴とする付記１に記載の楽音発生装置。
［付記３］
前記棚板衝突音生成手段は、前記第２押鍵操作に対応した波形データに基づいて棚板衝突音を生成することを特徴とする付記１又は２に記載の楽音発生装置。
［付記４］
前記各鍵には、押鍵操作に伴って順次オンする第１の接点及び第２の接点が設けられ、
前記第１の押鍵操作検出手段は、少なくとも前記第１の接点がオンされた時点から前記第２の接点がオンされるまでの時間を第１の押鍵操作として検出し、
前記第２の押鍵操作検出手段は、前記第２の接点がオンされている時間を第２の押鍵操作として検出する、
ことを特徴とする付記１に記載の楽音発生装置。
［付記５］
前記各鍵には、押鍵操作に伴って順次オンする第１の接点及び第２の接点と、当該第２の接点がオンされた後に前記押鍵操作により生じる圧力を検知する圧力センサとが設けられ、
前記第１の押鍵操作検出手段は、少なくとも前記第１の接点がオンされた時点から前記第２の接点がオンされるまでの時間を第１の押鍵操作として検出し、
前記第２の押鍵操作検出手段は、少なくとも前記圧力センサが所定値以上の圧力を連続して検知した時間を第２の押鍵操作として検出する、
ことを特徴とする付記１に記載の楽音発生装置。
［付記６］
複数の鍵のいずれかに加えられた第１の押鍵操作を検出する第１の押鍵操作検出ステップと、
前記第１の押鍵操作後に続いて加えられた第２の押鍵操作を検出する第２の押鍵操作検出ステップと、
前記第１の押鍵操作検出ステップにより検出された第１の押鍵操作に基づいて定められた第１のタイミングで打弦音を生成する打弦音生成ステップと、
前記第２の押鍵操作検出ステップにより検出された第２押鍵操作に対応する形態の棚板衝突音を、前記第１の押鍵操作に基づいて定められた第２のタイミングで生成する棚板衝突音生成ステップと、
を備えることを特徴とする楽音生成方法。
［付記７］
コンピュータに、
複数の鍵のいずれかに加えられた第１の押鍵操作を検出する第１の押鍵操作検出ステップと、
前記第１の押鍵操作に続いて加えられた第２の押鍵操作を検出する第２の押鍵操作検出ステップと、
前記第１の押鍵操作検出ステップにより検出された第１の押鍵操作に基づいて定められた第１のタイミングで打弦音を生成する打弦音生成ステップと、
前記第２の押鍵操作検出ステップにより検出された第２押鍵操作に対応する形態の棚板衝突音を、前記第１の押鍵操作に基づいて定められた第２のタイミングで生成する棚板衝突音生成ステップと、
を実行させることを特徴とするプログラム。

１・・・楽音発生装置，１０・・・鍵盤，１１・・・スイッチ部，１２・・・表示部，１３・・・ＣＰＵ，１４・・・ＲＯＭ，１５・・・ＲＡＭ，１６・・・音源，１７・・・サウンドシステム，１００・・・鍵

Claims (7)

1. 複数の鍵のいずれかに加えられた第１の押鍵操作を検出する第１の押鍵操作検出手段と、
   前記第１の押鍵操作に続いて加えられた第２の押鍵操作を検出する第２の押鍵操作検出手段と、
   前記第１の押鍵操作検出手段により検出された第１の押鍵操作に基づいて定められた第１のタイミングで打弦音を生成する打弦音生成手段と、
   前記第２の押鍵操作検出手段により検出された第２押鍵操作に対応する形態の棚板衝突音を、前記第１の押鍵操作に基づいて定められた第２のタイミングで生成する棚板衝突音生成手段と、
   を備えることを特徴とする楽音発生装置。
2. 前記各鍵には、押鍵操作に伴って順次オンする第１の接点、第２の接点及び第３の接点が設けられ、
   前記第１の押鍵操作検出手段は、少なくとも前記第１の接点がオンされた時点から前記第２の接点がオンされるまでの時間を第１の押鍵操作として検出し、
   前記第２の押鍵操作検出手段は、少なくとも前記第２の接点がオンされた時点から前記第３の接点がオンされるまでの時間を第２の押鍵操作として検出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の楽音発生装置。
3. 前記棚板衝突音生成手段は、前記第２押鍵操作に対応した波形データに基づいて棚板衝突音を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の楽音発生装置。
4. 前記各鍵には、押鍵操作に伴って順次オンする第１の接点及び第２の接点が設けられ、
   前記第１の押鍵操作検出手段は、少なくとも前記第１の接点がオンされた時点から前記第２の接点がオンされるまでの時間を第１の押鍵操作として検出し、
   前記第２の押鍵操作検出手段は、前記第２の接点がオンされている時間を第２の押鍵操作として検出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の楽音発生装置。
5. 前記各鍵には、押鍵操作に伴って順次オンする第１の接点及び第２の接点と、当該第２の接点がオンされた後に前記押鍵操作により生じる圧力を検知する圧力センサとが設けられ、
   前記第１の押鍵操作検出手段は、少なくとも前記第１の接点がオンされた時点から前記第２の接点がオンされるまでの時間を第１の押鍵操作として検出し、
   前記第２の押鍵操作検出手段は、少なくとも前記圧力センサが所定値以上の圧力を連続して検知した時間を第２の押鍵操作として検出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の楽音発生装置。
6. 複数の鍵のいずれかに加えられた第１の押鍵操作を検出する第１の押鍵操作検出ステップと、
   前記第１の押鍵操作に続いて加えられた第２の押鍵操作を検出する第２の押鍵操作検出ステップと、
   前記第１の押鍵操作検出ステップにより検出された第１の押鍵操作に基づいて定められた第１のタイミングで打弦音を生成する打弦音生成ステップと、
   前記第２の押鍵操作検出ステップにより検出された第２押鍵操作に対応する形態の棚板衝突音を、前記第１の押鍵操作に基づいて定められた第２のタイミングで生成する棚板衝突音生成ステップと、
   を備えることを特徴とする楽音生成方法。
7. コンピュータに、
   複数の鍵のいずれかに加えられた第１の押鍵操作を検出する第１の押鍵操作検出ステップと、
   前記第１の押鍵操作に続いて加えられた第２の押鍵操作を検出する第２の押鍵操作検出ステップと、
   前記第１の押鍵操作検出ステップにより検出された第１の押鍵操作に基づいて定められた第１のタイミングで打弦音を生成する打弦音生成ステップと、
   前記第２の押鍵操作検出ステップにより検出された第２押鍵操作に対応する形態の棚板衝突音を、前記第１の押鍵操作に基づいて定められた第２のタイミングで生成する棚板衝突音生成ステップと、
   を実行させることを特徴とするプログラム。

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