JP2917609B2 - 鍵盤楽器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鍵盤楽器に関し、アコー
スティックピアノの弦等の振動データに基づいて生成さ
れた駆動信号を周波数特性補正フィルタを介して響板駆
動ユニットに出力することにより、もしくは、その響板
の振動特性を所望特性に設定することにより、または、
弦の周波数特性信号を響板駆動ユニットに出力すること
により、音質の良好な発音を可能としたものである。
スティックピアノの弦等の振動データに基づいて生成さ
れた駆動信号を周波数特性補正フィルタを介して響板駆
動ユニットに出力することにより、もしくは、その響板
の振動特性を所望特性に設定することにより、または、
弦の周波数特性信号を響板駆動ユニットに出力すること
により、音質の良好な発音を可能としたものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、アコースティックピアノの響板を
電磁気的に振動させる装置としては、以下のようなもの
が知られている。すなわち、一般的なスピーカのムービ
ングコイルを響板に取り付ける一方、外部の構造体、例
えばフレーム、棚板等にこのムービングコイルに対応し
てマグネットおよびヨークからなる磁気回路をセットし
たものである。そして、一般のオーディオシステムのア
ナログ出力を上記ユニットに入力し、この響板を音響放
射板として利用するものである。
電磁気的に振動させる装置としては、以下のようなもの
が知られている。すなわち、一般的なスピーカのムービ
ングコイルを響板に取り付ける一方、外部の構造体、例
えばフレーム、棚板等にこのムービングコイルに対応し
てマグネットおよびヨークからなる磁気回路をセットし
たものである。そして、一般のオーディオシステムのア
ナログ出力を上記ユニットに入力し、この響板を音響放
射板として利用するものである。
【０００３】このシステムによれば、一般的なスピーカ
と同等の音圧レベルを得るのに響板は小振幅ですむた
め、歪が小さく、ドップラー効果の悪影響が減少する。
ところが、低域は、入力された低周波駆動に響板振動が
わずかしか追随することができないため、高域は、周波
数とコイルのインピーダンス増加とが正の相関を持つた
め、入力に対するレスポンスが各々下がる傾向となる。
そこで、このシステムでは、この非線形性を補正するた
めのイコライジング回路を付設していた。
と同等の音圧レベルを得るのに響板は小振幅ですむた
め、歪が小さく、ドップラー効果の悪影響が減少する。
ところが、低域は、入力された低周波駆動に響板振動が
わずかしか追随することができないため、高域は、周波
数とコイルのインピーダンス増加とが正の相関を持つた
め、入力に対するレスポンスが各々下がる傾向となる。
そこで、このシステムでは、この非線形性を補正するた
めのイコライジング回路を付設していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術に係るピアノにおいては弦が張設されているた
め、その響板はそのｆ0が１５０Ｈｚ前後の値となり、
かつ、この響板の周縁部はピアノ本体等に強固に固定さ
れているため、低域の再生はきわめて不利である。換言
すると、上記のような簡単なイコライジング回路ではカ
バーしきれないという課題があった。すなわち、良好な
音質の発音を再生することができなかったものである。
また、響板についてはスピーカの振動板のようなピスト
ン運動を行わせることは困難であり、基本的には分割振
動を行うものである。その結果、響板のｆ特（周波数特
性）は山谷の激しいものとなり、響板はハイファイとは
言いにくい音響輻射体である。さらに、響板組立体はお
よそ１０Ｋｇ程度の重量を有するため、高音の輻射は極
めて不利である。例えば響板のｆ特は１ＫＨｚ程度から
１０ＫＨｚにかけて山谷を持ちながらだら下がりの状態
となっている。
来技術に係るピアノにおいては弦が張設されているた
め、その響板はそのｆ0が１５０Ｈｚ前後の値となり、
かつ、この響板の周縁部はピアノ本体等に強固に固定さ
れているため、低域の再生はきわめて不利である。換言
すると、上記のような簡単なイコライジング回路ではカ
バーしきれないという課題があった。すなわち、良好な
音質の発音を再生することができなかったものである。
また、響板についてはスピーカの振動板のようなピスト
ン運動を行わせることは困難であり、基本的には分割振
動を行うものである。その結果、響板のｆ特（周波数特
性）は山谷の激しいものとなり、響板はハイファイとは
言いにくい音響輻射体である。さらに、響板組立体はお
よそ１０Ｋｇ程度の重量を有するため、高音の輻射は極
めて不利である。例えば響板のｆ特は１ＫＨｚ程度から
１０ＫＨｚにかけて山谷を持ちながらだら下がりの状態
となっている。
【０００５】そこで、本発明は、良好な音質の発音が可
能な鍵盤楽器を提供することを、その目的としている。
また、本発明は、特に低域再生を可能とした鍵盤楽器を
提供することを、その目的としている。
能な鍵盤楽器を提供することを、その目的としている。
また、本発明は、特に低域再生を可能とした鍵盤楽器を
提供することを、その目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る鍵盤楽器
は、図１に例示するように、打鍵に応じて動作する打弦
機構１００と、少なくともこの打弦機構１００の運動状
態を検出する操作子状態検出手段１１０と、少なくとも
弦を含むアコースティックピアノの部材の振動状態を記
憶する振動状態記憶手段１２０と、上記操作子状態検出
手段１１０の検出結果に応じ、この振動状態記憶手段１
２０に記憶されている振動状態を選択する選択手段１３
０と、この選択された振動状態を駆動信号に変換して出
力する発音制御手段１４０と、この駆動信号に基づいて
駆動されて発音する発音手段１５０と、上記駆動信号を
この発音手段１５０の周波数特性に基づいて補正する補
正手段１６０と、を有している。
は、図１に例示するように、打鍵に応じて動作する打弦
機構１００と、少なくともこの打弦機構１００の運動状
態を検出する操作子状態検出手段１１０と、少なくとも
弦を含むアコースティックピアノの部材の振動状態を記
憶する振動状態記憶手段１２０と、上記操作子状態検出
手段１１０の検出結果に応じ、この振動状態記憶手段１
２０に記憶されている振動状態を選択する選択手段１３
０と、この選択された振動状態を駆動信号に変換して出
力する発音制御手段１４０と、この駆動信号に基づいて
駆動されて発音する発音手段１５０と、上記駆動信号を
この発音手段１５０の周波数特性に基づいて補正する補
正手段１６０と、を有している。
【０００７】請求項２に係る鍵盤楽器は、図２に示すよ
うに、打鍵に応じて動作する打弦機構２００と、少なく
ともこの打弦機構２００の運動状態を検出する操作子状
態検出手段２１０と、少なくとも弦を含むアコースティ
ックピアノの部材の振動状態を記憶する振動状態記憶手
段２２０と、上記操作子状態検出手段２１０の検出結果
に応じ、上記振動状態記憶手段２２０に記憶されている
振動状態を選択する選択手段２３０と、この選択された
振動状態を音響に変換して出力する発音手段２４０と、
を備え、この発音手段２４０はその振動特性を所望特性
に設定可能な構造の響板で構成したものである。
うに、打鍵に応じて動作する打弦機構２００と、少なく
ともこの打弦機構２００の運動状態を検出する操作子状
態検出手段２１０と、少なくとも弦を含むアコースティ
ックピアノの部材の振動状態を記憶する振動状態記憶手
段２２０と、上記操作子状態検出手段２１０の検出結果
に応じ、上記振動状態記憶手段２２０に記憶されている
振動状態を選択する選択手段２３０と、この選択された
振動状態を音響に変換して出力する発音手段２４０と、
を備え、この発音手段２４０はその振動特性を所望特性
に設定可能な構造の響板で構成したものである。
【０００８】請求項３に係る鍵盤楽器は、図３に示すよ
うに、打鍵に応じて動作する打弦機構３００と、少なく
ともこの打弦機構３００の運動状態を検出する操作子状
態検出手段３１０と、少なくとも弦を含むアコースティ
ックピアノの部材の振動状態を記憶する振動状態記憶手
段３２０と、上記操作子状態検出手段３１０の検出結果
に応じ、上記振動状態記憶手段３２０に記憶されている
振動状態を選択する選択手段３３０と、この選択された
振動状態に基づいて弦の周波数特性を有する駆動信号を
生成する駆動信号生成手段３４０と、この駆動信号を音
響に変換して出力する発音手段３５０と、を備えてい
る。
うに、打鍵に応じて動作する打弦機構３００と、少なく
ともこの打弦機構３００の運動状態を検出する操作子状
態検出手段３１０と、少なくとも弦を含むアコースティ
ックピアノの部材の振動状態を記憶する振動状態記憶手
段３２０と、上記操作子状態検出手段３１０の検出結果
に応じ、上記振動状態記憶手段３２０に記憶されている
振動状態を選択する選択手段３３０と、この選択された
振動状態に基づいて弦の周波数特性を有する駆動信号を
生成する駆動信号生成手段３４０と、この駆動信号を音
響に変換して出力する発音手段３５０と、を備えてい
る。
【０００９】
【作用】請求項１に係る鍵盤楽器では、打弦機構の運動
状態、例えばハンマー速度を検出し、この検出結果に対
応して、例えばアコースティックピアノの弦の振動状態
を選択する。そして、この振動状態を音響に変換して出
力する。すなわち、選択された弦の振動状態を駆動信号
に変換し、この駆動信号に基づいて発音手段（例えば響
板）が駆動されて発音する。この場合、この駆動信号を
発音手段の周波数特性に基づいて補正する。この結果、
アコースティックピアノによる音色を保持した状態で演
奏することができる。特に、当該発音手段に起因する音
質の劣化等を改善することができる。
状態、例えばハンマー速度を検出し、この検出結果に対
応して、例えばアコースティックピアノの弦の振動状態
を選択する。そして、この振動状態を音響に変換して出
力する。すなわち、選択された弦の振動状態を駆動信号
に変換し、この駆動信号に基づいて発音手段（例えば響
板）が駆動されて発音する。この場合、この駆動信号を
発音手段の周波数特性に基づいて補正する。この結果、
アコースティックピアノによる音色を保持した状態で演
奏することができる。特に、当該発音手段に起因する音
質の劣化等を改善することができる。
【００１０】請求項２に係る鍵盤楽器では、打弦機構の
運動状態（ハンマー速度等）を検出し、この検出結果に
対応して、例えばアコースティックピアノの弦の振動状
態を選択する。この選択された弦の振動状態に基づいて
駆動信号を生成し、この駆動信号に基づいて響板は駆動
されて発音する。この場合、響板の振動特性を所望特性
に設定可能の構造、例えば響板の周縁部が所定の柔軟性
を有して可動である構造としている。この結果、アコー
スティックピアノによる音色を保持した状態で、特に低
域の忠実な再生が可能となっている。
運動状態（ハンマー速度等）を検出し、この検出結果に
対応して、例えばアコースティックピアノの弦の振動状
態を選択する。この選択された弦の振動状態に基づいて
駆動信号を生成し、この駆動信号に基づいて響板は駆動
されて発音する。この場合、響板の振動特性を所望特性
に設定可能の構造、例えば響板の周縁部が所定の柔軟性
を有して可動である構造としている。この結果、アコー
スティックピアノによる音色を保持した状態で、特に低
域の忠実な再生が可能となっている。
【００１１】請求項３に係る鍵盤楽器では、打弦機構の
運動状態（押鍵された鍵、ハンマー速度等）を検出し、
この検出結果に対応して、例えばアコースティックピア
ノの弦の振動状態を選択し、この振動状態を音響に変換
して出力する。この場合、選択された弦の周波数特性を
有する駆動信号を生成し、発音手段（響板等）がこの駆
動信号に基づいて駆動されて発音する。この結果、アコ
ースティックピアノによる音色を忠実に保持した状態で
演奏を行うことができる。
運動状態（押鍵された鍵、ハンマー速度等）を検出し、
この検出結果に対応して、例えばアコースティックピア
ノの弦の振動状態を選択し、この振動状態を音響に変換
して出力する。この場合、選択された弦の周波数特性を
有する駆動信号を生成し、発音手段（響板等）がこの駆
動信号に基づいて駆動されて発音する。この結果、アコ
ースティックピアノによる音色を忠実に保持した状態で
演奏を行うことができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明に係る鍵盤楽器の実施例につい
て図面を参照して説明する。図４〜図１２は本発明の一
実施例を説明するための図である。図４は本発明の一実
施例に係る鍵盤楽器の概略構成を示すブロック図であ
る。図５は一実施例に係る鍵盤楽器（グランドピアノ
型）を示す分解斜視図である。図６はその響板と曲練支
柱との結合部を示す図である。図７はその響板を示す平
面図である。図８〜図１１はその打弦機構の一部を示す
図である。図１２はその周波数特性補正用のデジタルフ
ィルタの特性を説明するためのグラフである。
て図面を参照して説明する。図４〜図１２は本発明の一
実施例を説明するための図である。図４は本発明の一実
施例に係る鍵盤楽器の概略構成を示すブロック図であ
る。図５は一実施例に係る鍵盤楽器（グランドピアノ
型）を示す分解斜視図である。図６はその響板と曲練支
柱との結合部を示す図である。図７はその響板を示す平
面図である。図８〜図１１はその打弦機構の一部を示す
図である。図１２はその周波数特性補正用のデジタルフ
ィルタの特性を説明するためのグラフである。
【００１３】これらの図において示す鍵盤楽器は、アコ
ースティックピアノから弦、フレーム、チューニングピ
ン、ダンパーヘッドを取り除いて構成したものである。
図５において、１１は鍵盤を構成する鍵であって、例え
ば８８鍵で構成されている。各鍵１１は棚板１２上に揺
動自在に支持されている。また、各鍵１１についてその
後端部の上方にはアクション（打弦機構）がそれぞれ配
設されている。
ースティックピアノから弦、フレーム、チューニングピ
ン、ダンパーヘッドを取り除いて構成したものである。
図５において、１１は鍵盤を構成する鍵であって、例え
ば８８鍵で構成されている。各鍵１１は棚板１２上に揺
動自在に支持されている。また、各鍵１１についてその
後端部の上方にはアクション（打弦機構）がそれぞれ配
設されている。
【００１４】このアクションは、グランドピアノ用の打
弦機構として周知の構成のものを使用している。すなわ
ち、鍵１１の後端部上面にキャプスタンスクリュが立設
され、押鍵操作に応動してこのキャプスタンスクリュに
よりサポートが突き上げられるものである。サポートに
はジャックが揺動自在に支持されており、サポートが突
き上げられると、このジャックにより、サポートの上方
にてシャンクレールのフレンジ１３に回動自在に支持さ
れたハンマー１４が回動して被打撃体を打撃することと
なる。
弦機構として周知の構成のものを使用している。すなわ
ち、鍵１１の後端部上面にキャプスタンスクリュが立設
され、押鍵操作に応動してこのキャプスタンスクリュに
よりサポートが突き上げられるものである。サポートに
はジャックが揺動自在に支持されており、サポートが突
き上げられると、このジャックにより、サポートの上方
にてシャンクレールのフレンジ１３に回動自在に支持さ
れたハンマー１４が回動して被打撃体を打撃することと
なる。
【００１５】このハンマー１４の上方には所定間隔離れ
てピアノの打弦線に相当する位置に帯板状の被打撃体ユ
ニット１５が固定、配設されている。そして、この被打
撃体ユニット１５の下面（ハンマー当接面）には圧力セ
ンサが取り付けられている。この圧力センサによりハン
マー１４による打撃力を検出するものである。この圧力
センサは例えば圧電素子で構成している。なお、打撃力
相当値の検出に際しては、ハンマーシャンクに植設した
シャッターで１対の平行な光ビームを遮光してハンマー
速度を測定し、ＭＩＤＩ信号とて出力するよう構成する
こともできる。
てピアノの打弦線に相当する位置に帯板状の被打撃体ユ
ニット１５が固定、配設されている。そして、この被打
撃体ユニット１５の下面（ハンマー当接面）には圧力セ
ンサが取り付けられている。この圧力センサによりハン
マー１４による打撃力を検出するものである。この圧力
センサは例えば圧電素子で構成している。なお、打撃力
相当値の検出に際しては、ハンマーシャンクに植設した
シャッターで１対の平行な光ビームを遮光してハンマー
速度を測定し、ＭＩＤＩ信号とて出力するよう構成する
こともできる。
【００１６】図８〜図１１に示すように、ハンマー１４
は必ずしもフェルト製のものを用いる必要はなく、打鍵
時のタッチ感を損なうものでなければ他の材質のものを
用いてもよい。この場合、従来のハンマー１４と同一重
量のものであればタッチ感を再現することが可能であ
る。図８はハンマーウッド１４ａの先端をゴム１４ｂで
被覆して構成した場合である。ゴム１４ｂの形状は従来
のハンマーフェルトと同形または相似形としている。図
９はハンマーウッド１４ａをゴムまたはフェルト等の粘
弾性体１４ｂで構成するとともに、音域に対応してハン
マーシャンク１４ｃに鉄、鉛等の重り１６を装着する場
合を示している。例えば低音域用のハンマー１４につい
ての重り１６程その質量を大きくしたり、その重り１６
の取付位置をハンマーウッド１４ａに近づけるものとす
る。また、図１０（Ａ）に示すように、この重り１６は
断面コの字形の板バネにより構成し、ハンマーシャンク
１４ｃの所望の位置に微調整可能に取り付けることもで
きる。さらに、同図（Ｂ）に示すように、板バネの重り
１６に付加質量体１７を固着するように構成することも
できる。さらにまた、図１１に示すように、ハンマー１
４にて、ハンマーウッド１４ａの先端部にゴム等からな
る打撃部分１８を、その中央部に重り１９を、それぞれ
埋設することもできる。
は必ずしもフェルト製のものを用いる必要はなく、打鍵
時のタッチ感を損なうものでなければ他の材質のものを
用いてもよい。この場合、従来のハンマー１４と同一重
量のものであればタッチ感を再現することが可能であ
る。図８はハンマーウッド１４ａの先端をゴム１４ｂで
被覆して構成した場合である。ゴム１４ｂの形状は従来
のハンマーフェルトと同形または相似形としている。図
９はハンマーウッド１４ａをゴムまたはフェルト等の粘
弾性体１４ｂで構成するとともに、音域に対応してハン
マーシャンク１４ｃに鉄、鉛等の重り１６を装着する場
合を示している。例えば低音域用のハンマー１４につい
ての重り１６程その質量を大きくしたり、その重り１６
の取付位置をハンマーウッド１４ａに近づけるものとす
る。また、図１０（Ａ）に示すように、この重り１６は
断面コの字形の板バネにより構成し、ハンマーシャンク
１４ｃの所望の位置に微調整可能に取り付けることもで
きる。さらに、同図（Ｂ）に示すように、板バネの重り
１６に付加質量体１７を固着するように構成することも
できる。さらにまた、図１１に示すように、ハンマー１
４にて、ハンマーウッド１４ａの先端部にゴム等からな
る打撃部分１８を、その中央部に重り１９を、それぞれ
埋設することもできる。
【００１７】また、アクションには、ハンマー１４の回
動速度を検出するハンマーセンサ２１が配設されてい
る。例えば反射型の光センサで構成するハンマーセンサ
２１をハンマーシャンク１４ｃに対向して配設する。さ
らに、各鍵１１の下方には押圧された鍵１１およびその
下降速度を検出するためのキーセンサ２２が配設されて
いる。これらのキーセンサ２２も反射光型の光センサで
構成している。そして、このグランドピアノにあって
は、ダンパーペダル２３、シフトペダル２４、ソステヌ
ートペダル２５を有しており、各ペダル２３、２４、２
５についてその揺動を検出するためのペダルセンサ２６
がそれぞれ配設されている。
動速度を検出するハンマーセンサ２１が配設されてい
る。例えば反射型の光センサで構成するハンマーセンサ
２１をハンマーシャンク１４ｃに対向して配設する。さ
らに、各鍵１１の下方には押圧された鍵１１およびその
下降速度を検出するためのキーセンサ２２が配設されて
いる。これらのキーセンサ２２も反射光型の光センサで
構成している。そして、このグランドピアノにあって
は、ダンパーペダル２３、シフトペダル２４、ソステヌ
ートペダル２５を有しており、各ペダル２３、２４、２
５についてその揺動を検出するためのペダルセンサ２６
がそれぞれ配設されている。
【００１８】また、このグランドピアノにおいては、図
６に示すように、響板３０はコルゲーション部材３１を
介して曲練支柱３２に支持されている。さらに、図７に
示すように、響板３０の周縁部には所定の大きさの透孔
３３が複数個穿設されている。響板３０は、小面積の高
音用響板３０Ａと、大面積の低音用響板３０Ｂと、に分
割されており、上記透孔３３は低音用響板３０Ｂの周縁
部に配設されている。これらの響板３０Ａ、３０Ｂの所
定位置には、図７に示すように、４個の響板駆動ユニッ
ト３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄがそれぞれ支柱に取
り付けられて配設されている。これらの響板駆動ユニッ
ト３４Ａ〜３４Ｄは、例えば従来と同様にムービングコ
イルと磁気回路等で構成することができ、電磁駆動され
て響板３０Ａ、３０Ｂをそれぞれ所定の周波数で振動さ
せるものである。なお、長駒３５は響板３０Ａ、３０Ｂ
に対応して切断してもよく、また、切断しなくてもよ
い。
６に示すように、響板３０はコルゲーション部材３１を
介して曲練支柱３２に支持されている。さらに、図７に
示すように、響板３０の周縁部には所定の大きさの透孔
３３が複数個穿設されている。響板３０は、小面積の高
音用響板３０Ａと、大面積の低音用響板３０Ｂと、に分
割されており、上記透孔３３は低音用響板３０Ｂの周縁
部に配設されている。これらの響板３０Ａ、３０Ｂの所
定位置には、図７に示すように、４個の響板駆動ユニッ
ト３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄがそれぞれ支柱に取
り付けられて配設されている。これらの響板駆動ユニッ
ト３４Ａ〜３４Ｄは、例えば従来と同様にムービングコ
イルと磁気回路等で構成することができ、電磁駆動され
て響板３０Ａ、３０Ｂをそれぞれ所定の周波数で振動さ
せるものである。なお、長駒３５は響板３０Ａ、３０Ｂ
に対応して切断してもよく、また、切断しなくてもよ
い。
【００１９】ここで、図４に示すように、この鍵盤楽器
では、上記ハンマーセンサ２１、キーセンサ２２、ペダ
ルセンサ２６からの各出力信号がＭＩＤＩ信号生成回路
４１に入力され、このＭＩＤＩ信号生成回路４１の出力
が電子音源４２に入力されている。電子音源４２からの
出力はコントローラ４３に入力されている。コントロー
ラ４３にはこの他にもＣＤプレーヤ４４、マイクロフォ
ン４５、その他の入力機器４６から信号が入力される構
成である。
では、上記ハンマーセンサ２１、キーセンサ２２、ペダ
ルセンサ２６からの各出力信号がＭＩＤＩ信号生成回路
４１に入力され、このＭＩＤＩ信号生成回路４１の出力
が電子音源４２に入力されている。電子音源４２からの
出力はコントローラ４３に入力されている。コントロー
ラ４３にはこの他にもＣＤプレーヤ４４、マイクロフォ
ン４５、その他の入力機器４６から信号が入力される構
成である。
【００２０】そして、コントローラ４３はこれらの入力
信号に基づいて所定の演算処理を行い駆動信号を生成
し、所定のタイミングで響板駆動ユニット３４Ａ〜３４
Ｄを制御駆動することとなる。この場合、これらの響板
駆動ユニット３４Ａ〜３４Ｄに対してはそれぞれｆ特山
谷補正デジタルフィルタＦＡ，ＦＢ，ＦＣ，ＦＤ、アン
プ４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｄを介してコントロー
ラ４３より補正後の駆動信号が入力されている。例えば
響板の周波数特性が図１２の（Ａ）に示すようなもので
ある場合には、高音用のフィルタＦＡには同図（Ｂ）に
示す特性のハイパスフィルタを、低中音用のフィルタＦ
Ｂ，ＦＣ，ＦＤには同図（Ｃ）に示す特性のバンドパス
フィルタを、それぞれ使用するものとする。すなわち、
響板の駆動点コンプライアンスと上下逆のブーストをか
けるようなデジタルフィルタを使用するものとする。
信号に基づいて所定の演算処理を行い駆動信号を生成
し、所定のタイミングで響板駆動ユニット３４Ａ〜３４
Ｄを制御駆動することとなる。この場合、これらの響板
駆動ユニット３４Ａ〜３４Ｄに対してはそれぞれｆ特山
谷補正デジタルフィルタＦＡ，ＦＢ，ＦＣ，ＦＤ、アン
プ４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｄを介してコントロー
ラ４３より補正後の駆動信号が入力されている。例えば
響板の周波数特性が図１２の（Ａ）に示すようなもので
ある場合には、高音用のフィルタＦＡには同図（Ｂ）に
示す特性のハイパスフィルタを、低中音用のフィルタＦ
Ｂ，ＦＣ，ＦＤには同図（Ｃ）に示す特性のバンドパス
フィルタを、それぞれ使用するものとする。すなわち、
響板の駆動点コンプライアンスと上下逆のブーストをか
けるようなデジタルフィルタを使用するものとする。
【００２１】また、このコントローラ４３は、システム
バスを介して接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出
力部を備えている。入出力部は、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ
変換器、マルチプレクサ等を有して構成されている。ま
た、バックアップＲＡＭが、上記ＣＰＵ等にシステムバ
スにより接続されている。このバックアップＲＡＭは、
各鍵１１に対応したアコースティックピアノの弦の振動
状態を示す線スペクトル信号を記憶しておくための記憶
回路である。また、例えばコントローラ４３の入出力部
には、押圧された鍵１１のキー番号、キー速度、ハンマ
ー打撃力、ハンマー速度、各ペダルの変位等が入力され
ている。このグランドピアノでは、ハンマー１４の打撃
力等を検出し、押鍵から所定の時間（例えば５ｍｓｅ
ｃ）内に響板駆動ユニット３４Ａ〜３４Ｄを介して発音
することができる構成を有している。
バスを介して接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出
力部を備えている。入出力部は、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ
変換器、マルチプレクサ等を有して構成されている。ま
た、バックアップＲＡＭが、上記ＣＰＵ等にシステムバ
スにより接続されている。このバックアップＲＡＭは、
各鍵１１に対応したアコースティックピアノの弦の振動
状態を示す線スペクトル信号を記憶しておくための記憶
回路である。また、例えばコントローラ４３の入出力部
には、押圧された鍵１１のキー番号、キー速度、ハンマ
ー打撃力、ハンマー速度、各ペダルの変位等が入力され
ている。このグランドピアノでは、ハンマー１４の打撃
力等を検出し、押鍵から所定の時間（例えば５ｍｓｅ
ｃ）内に響板駆動ユニット３４Ａ〜３４Ｄを介して発音
することができる構成を有している。
【００２２】次に、本実施例に係る鍵盤楽器の作用につ
いて説明する。実際の演奏時には、ＣＰＵは所定のプロ
グラムを実行することとなる。
いて説明する。実際の演奏時には、ＣＰＵは所定のプロ
グラムを実行することとなる。
【００２３】まず、各センサ２１、２２、２６よりコン
トローラ４３の入出力部にセンサ信号が入力される。例
えば押鍵操作された鍵１１について、キーセンサ２２か
らの検出信号が、ハンマーセンサ２１からはハンマー速
度が演算されて入力される。
トローラ４３の入出力部にセンサ信号が入力される。例
えば押鍵操作された鍵１１について、キーセンサ２２か
らの検出信号が、ハンマーセンサ２１からはハンマー速
度が演算されて入力される。
【００２４】次に、実際に打鍵された鍵１１に対応する
弦振動信号を選択してバックアップＲＡＭから読み込
む。センサの状態に対応した第１〜３弦振動信号が読み
込まれる。さらに、対応するピアノフレーム、棚板支柱
の振動信号がバックアップＲＡＭから読み込まれる。
弦振動信号を選択してバックアップＲＡＭから読み込
む。センサの状態に対応した第１〜３弦振動信号が読み
込まれる。さらに、対応するピアノフレーム、棚板支柱
の振動信号がバックアップＲＡＭから読み込まれる。
【００２５】そして、各振動信号について出力時期制御
処理を行う。キー番号、ハンマー速度、発音時期等の相
互関係を定めたマップにしたがって、検出したキー番
号、ハンマー速度に対応して適切な発音時期を算出し発
音タイミングを調整する。
処理を行う。キー番号、ハンマー速度、発音時期等の相
互関係を定めたマップにしたがって、検出したキー番
号、ハンマー速度に対応して適切な発音時期を算出し発
音タイミングを調整する。
【００２６】このようにして算出した発音時期に、各響
板駆動ユニット３４Ａ〜３４Ｄについて駆動信号（弦の
周波数特性信号）を出力する。このとき、各駆動信号は
周波数特性補正デジタルフィルタＦＡ，ＦＢ，ＦＣ，Ｆ
Ｄにおいて補正される。この結果、例えば響板駆動ユニ
ット３４Ａ〜３４Ｄは響板３０Ａ，３０Ｂをそれぞれ所
定周波数で駆動して所望のアコースティックピアノと同
様の音色を有する発音を得るものである。
板駆動ユニット３４Ａ〜３４Ｄについて駆動信号（弦の
周波数特性信号）を出力する。このとき、各駆動信号は
周波数特性補正デジタルフィルタＦＡ，ＦＢ，ＦＣ，Ｆ
Ｄにおいて補正される。この結果、例えば響板駆動ユニ
ット３４Ａ〜３４Ｄは響板３０Ａ，３０Ｂをそれぞれ所
定周波数で駆動して所望のアコースティックピアノと同
様の音色を有する発音を得るものである。
【００２７】したがって、このグランドピアノでは、通
常のピアノと同様に、演奏者の押鍵によりアクションを
介してハンマー１４を回動させ、所定の鍵タッチ感が得
られることとなる。演奏時、この押鍵打撃と同時に、こ
のアコースティックピアノの弦振動信号に関する線スペ
クトルに基づいて発音手段である響板３０Ａ，３０Ｂか
ら所望の発音がなされる。これは低音域が改善されてい
るものであり、その理由は以下の通りである。すなわ
ち、このピアノにおいては弦、フレーム等を取り除いて
ｆ0を７０Ｈｚ程度まで下げていること、響板の周縁部
を緩めて取り付けていること、また、響板を従来よりも
薄くしていること、さらに、コルゲーション部材３１の
ように曲練支柱３２と響板３０との間にスピーカのエッ
ヂに相当するものを設けていること、さらにまた、響板
３０Ｂの外周縁部に透孔３３をもうけていること等であ
る。なお、補助スピーカとしてウーハを設けてもよい。
また、周波数特性の山谷の改善が上記デジタルフィルタ
ＦＡ，ＦＢ，ＦＣ，ＦＤによりなされている。さらに、
高音域は響板３０Ａを低音用の響板３０Ｂと分離するこ
とにより改善されている。なお、ツイータを設けてもよ
い。これらの結果、アコースティックピアノと同様また
はそれ以上の音色、音量の発音を得ることができる。さ
らにまた、この実施例では弦の周波数特性信号を響板駆
動ユニット３４Ａ〜３４Ｄに入力しているため、ピアノ
演奏音を録音したものを入力している場合とは異なり、
より自然なピアノ音を得られる。なお、弦の周波数特性
信号は上記のように記憶回路にあらかじめ記憶しておい
てもよく、リアルタイムで算出することもできる。この
場合、弦を打撃するものではないため、その音量調整も
容易に行うことができるものである。
常のピアノと同様に、演奏者の押鍵によりアクションを
介してハンマー１４を回動させ、所定の鍵タッチ感が得
られることとなる。演奏時、この押鍵打撃と同時に、こ
のアコースティックピアノの弦振動信号に関する線スペ
クトルに基づいて発音手段である響板３０Ａ，３０Ｂか
ら所望の発音がなされる。これは低音域が改善されてい
るものであり、その理由は以下の通りである。すなわ
ち、このピアノにおいては弦、フレーム等を取り除いて
ｆ0を７０Ｈｚ程度まで下げていること、響板の周縁部
を緩めて取り付けていること、また、響板を従来よりも
薄くしていること、さらに、コルゲーション部材３１の
ように曲練支柱３２と響板３０との間にスピーカのエッ
ヂに相当するものを設けていること、さらにまた、響板
３０Ｂの外周縁部に透孔３３をもうけていること等であ
る。なお、補助スピーカとしてウーハを設けてもよい。
また、周波数特性の山谷の改善が上記デジタルフィルタ
ＦＡ，ＦＢ，ＦＣ，ＦＤによりなされている。さらに、
高音域は響板３０Ａを低音用の響板３０Ｂと分離するこ
とにより改善されている。なお、ツイータを設けてもよ
い。これらの結果、アコースティックピアノと同様また
はそれ以上の音色、音量の発音を得ることができる。さ
らにまた、この実施例では弦の周波数特性信号を響板駆
動ユニット３４Ａ〜３４Ｄに入力しているため、ピアノ
演奏音を録音したものを入力している場合とは異なり、
より自然なピアノ音を得られる。なお、弦の周波数特性
信号は上記のように記憶回路にあらかじめ記憶しておい
てもよく、リアルタイムで算出することもできる。この
場合、弦を打撃するものではないため、その音量調整も
容易に行うことができるものである。
【００２８】図１３は本発明の他の実施例を示してい
る。この実施例では、センサ５１の出力をＭＩＤＩ信号
（５２）として弦の周波数特性信号を算出し（５３）、
アンプ５４、フーリエ逆変換器５４Ｂ、Ｄ／Ａ変換器５
４Ｃを介して響板駆動ユニット５５Ａ，５５Ｂ，５５
Ｃ，５５Ｄに出力して響板５６を駆動するものである。
ここで、弦の周波数特性の算出は、響板の特性を加速度
が平坦であると仮定して求める。例えば、弦の打弦点で
の入力をｅｊωｔ、駒の位置での出力をｆ0（ω，ｔ）
とすると、求める周波数特性Ｒ（ω）は、Ｒ（ω）＝ｆ
0（ω，ｔ）／ｅｊωｔとなる。これに基づいて、打弦
比８の場合の周波数特性Ｒ（ω）のグラフを描くと図１
５に示す線スペクトル図のようになる。同図に示すよう
に、打弦比の数字の整数倍のところで部分音が発生しな
い一群の線スペクトルとなる。
る。この実施例では、センサ５１の出力をＭＩＤＩ信号
（５２）として弦の周波数特性信号を算出し（５３）、
アンプ５４、フーリエ逆変換器５４Ｂ、Ｄ／Ａ変換器５
４Ｃを介して響板駆動ユニット５５Ａ，５５Ｂ，５５
Ｃ，５５Ｄに出力して響板５６を駆動するものである。
ここで、弦の周波数特性の算出は、響板の特性を加速度
が平坦であると仮定して求める。例えば、弦の打弦点で
の入力をｅｊωｔ、駒の位置での出力をｆ0（ω，ｔ）
とすると、求める周波数特性Ｒ（ω）は、Ｒ（ω）＝ｆ
0（ω，ｔ）／ｅｊωｔとなる。これに基づいて、打弦
比８の場合の周波数特性Ｒ（ω）のグラフを描くと図１
５に示す線スペクトル図のようになる。同図に示すよう
に、打弦比の数字の整数倍のところで部分音が発生しな
い一群の線スペクトルとなる。
【００２９】図１４はさらに他の実施例を示している。
この実施例では、センサ６１の出力により、特にキー番
号に基づいてどの音域の押鍵がなされたかを判断し、Ｍ
ＩＤＩ信号として（６２）弦の周波数特性信号を算出す
る（６３）と同時に、フーリエ逆変換器６３Ｂ、Ｄ／Ａ
変換器６３Ｃを介し、さらにその音域分割コントローラ
６４にて対応するアンプ６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃ，６５
Ｄを介して響板駆動ユニット６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ，
６６Ｄにより響板６７を駆動している。音域により響板
６７の周波数特性特性が異なることを補正するものであ
る。
この実施例では、センサ６１の出力により、特にキー番
号に基づいてどの音域の押鍵がなされたかを判断し、Ｍ
ＩＤＩ信号として（６２）弦の周波数特性信号を算出す
る（６３）と同時に、フーリエ逆変換器６３Ｂ、Ｄ／Ａ
変換器６３Ｃを介し、さらにその音域分割コントローラ
６４にて対応するアンプ６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃ，６５
Ｄを介して響板駆動ユニット６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ，
６６Ｄにより響板６７を駆動している。音域により響板
６７の周波数特性特性が異なることを補正するものであ
る。
【００３０】なお、ＭＩＤ出力端子を介してＭＩＤＩ信
号を出力するように構成することができ、例えば他の電
子楽器、ＭＩＤＩ機器（ミュージックコンピュータ等）
とのアンサンブル演奏もできる。
号を出力するように構成することができ、例えば他の電
子楽器、ＭＩＤＩ機器（ミュージックコンピュータ等）
とのアンサンブル演奏もできる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係る
鍵盤楽器によれば、音響出力においてその音色もアコー
スティックピアノのそれとほぼ同一のものとすることが
できる。特に低域の発音において音質を良好なものとす
ることができる。さらに、弦およびこれに付随するフレ
ーム等を廃止することができ、鍵盤楽器を小型化、軽量
化することができる。また、その演奏に際して鍵タッチ
感はアコースティックピアノのそれと同一である。
鍵盤楽器によれば、音響出力においてその音色もアコー
スティックピアノのそれとほぼ同一のものとすることが
できる。特に低域の発音において音質を良好なものとす
ることができる。さらに、弦およびこれに付随するフレ
ーム等を廃止することができ、鍵盤楽器を小型化、軽量
化することができる。また、その演奏に際して鍵タッチ
感はアコースティックピアノのそれと同一である。
【図１】 本発明の請求項１に係る鍵盤楽器を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】 本発明の請求項２に係る鍵盤楽器を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】 本発明の請求項３に係る鍵盤楽器を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図４】 本発明の一実施例に係る鍵盤楽器を示すその
ブロック図である。
ブロック図である。
【図５】 本発明の一実施例に係る鍵盤楽器を示すその
分解斜視図である。
分解斜視図である。
【図６】 本発明の一実施例に係る響板の取付部分を示
す正面図である。
す正面図である。
【図７】 本発明の一実施例に係る響板を示す平面図で
ある。
ある。
【図８】 本発明の一実施例に係るハンマーの一部を示
す正面図である。
す正面図である。
【図９】 本発明の一実施例に係るハンマーを示す正面
図である。
図である。
【図１０】 本発明の一実施例に係るハンマーに取り付
けられた重りを示す断面図である。
けられた重りを示す断面図である。
【図１１】 本発明の一実施例に係るハンマーの一部を
示す正面図である。
示す正面図である。
【図１２】 本発明の一実施例に係るデジタルフィルタ
の特性を説明するためのグラフである。
の特性を説明するためのグラフである。
【図１３】 本発明の他の実施例に係る鍵盤楽器を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図１４】 本発明のさらに他の実施例に係る鍵盤楽器
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図１５】 本発明の他の実施例に係る鍵盤楽器の線ス
ペクトル図である。
ペクトル図である。
１１ 鍵、 ２１，２２，２６ センサ（操作子状態検
出手段）、 ３０（３０Ａ，３０Ｂ） 響板（発音手
段）、 ３４Ａ〜３４Ｄ 響板駆動ユニット（発音手
段）、 １００，２００，３００ 打弦機構、 １１
０，２１０，３１０操作子状態検出手段、 １２０，２
２０，３２０ 振動状態記憶手段、 １３０，２３０，
３３０ 選択手段、 １４０ 発音制御手段、 １５
０，２４０，３５０ 発音手段、 １６０ 補正手段、
３４０ 駆動信号生成手段
出手段）、 ３０（３０Ａ，３０Ｂ） 響板（発音手
段）、 ３４Ａ〜３４Ｄ 響板駆動ユニット（発音手
段）、 １００，２００，３００ 打弦機構、 １１
０，２１０，３１０操作子状態検出手段、 １２０，２
２０，３２０ 振動状態記憶手段、 １３０，２３０，
３３０ 選択手段、 １４０ 発音制御手段、 １５
０，２４０，３５０ 発音手段、 １６０ 補正手段、
３４０ 駆動信号生成手段
Claims (3)
- 【請求項１】 打鍵に応じて動作する打弦機構と、 少なくともこの打弦機構の運動状態を検出する操作子状
態検出手段と、 少なくとも弦を含むアコースティックピアノの部材の振
動状態を記憶する振動状態記憶手段と、 上記操作子状態検出手段の検出結果に応じ、上記振動状
態記憶手段に記憶されている振動状態を選択する選択手
段と、 この選択された振動状態を駆動信号に変換して出力する
発音制御手段と、 この駆動信号に基づいて駆動されて発音する発音手段
と、 上記駆動信号をこの発音手段の周波数特性に基づいて補
正する補正手段と、 を有することを特徴とする鍵盤楽器。 - 【請求項２】 打鍵に応じて動作する打弦機構と、 少なくともこの打弦機構の運動状態を検出する操作子状
態検出手段と、 少なくとも弦を含むアコースティックピアノの部材の振
動状態を記憶する振動状態記憶手段と、 上記操作子状態検出手段の検出結果に応じ、上記振動状
態記憶手段に記憶されている振動状態を選択する選択手
段と、 この選択された振動状態を音響に変換して出力する発音
手段と、 を備えた鍵盤楽器であって、 上記発音手段はその振動特性を所望特性に設定可能な構
造の響板で構成したことを特徴とする鍵盤楽器。 - 【請求項３】 打鍵に応じて動作する打弦機構と、 少なくともこの打弦機構の運動状態を検出する操作子状
態検出手段と、 少なくとも弦を含むアコースティックピアノの部材の振
動状態を記憶する振動状態記憶手段と、 上記操作子状態検出手段の検出結果に応じ、上記振動状
態記憶手段に記憶されている振動状態を選択する選択手
段と、 この選択された振動状態に基づいて弦の周波数特性を有
する駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、 この駆動信号を音響に変換して出力する発音手段と、 を備えたことを特徴とする鍵盤楽器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3261221A JP2917609B2 (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 鍵盤楽器 |
| US07/895,591 US5247129A (en) | 1991-06-10 | 1992-06-08 | Stringless piano-touch electric sound producer for directly driving a sound board on the basis of key actions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3261221A JP2917609B2 (ja) | 1991-09-12 | 1991-09-12 | 鍵盤楽器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0573038A JPH0573038A (ja) | 1993-03-26 |
| JP2917609B2 true JP2917609B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=17358828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3261221A Expired - Fee Related JP2917609B2 (ja) | 1991-06-10 | 1991-09-12 | 鍵盤楽器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2917609B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007025364A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Yamaha Corp | 電子鍵盤楽器 |
| JP2008292737A (ja) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd | 響板付き電子楽器 |
| US7745719B2 (en) | 2005-08-08 | 2010-06-29 | Yamaha Corporation | Electronic keyboard musical instrument |
| US8754316B2 (en) | 2011-03-28 | 2014-06-17 | Yamaha Corporation | Musical sound signal generation apparatus |
| US11087729B2 (en) | 2016-11-17 | 2021-08-10 | Sunland Information Technology Co., Ltd. | System and method for recording user performance of keyboard instrument |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3469949B2 (ja) * | 1994-10-07 | 2003-11-25 | 株式会社河合楽器製作所 | 電子楽器の鍵盤装置 |
| JP4528280B2 (ja) * | 2006-05-15 | 2010-08-18 | 株式会社河合楽器製作所 | 楽音装置及び楽音制御方法。 |
| JP2007310320A (ja) * | 2006-05-22 | 2007-11-29 | Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd | 楽音装置。 |
| JP2008139746A (ja) * | 2006-12-05 | 2008-06-19 | Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd | 楽音装置 |
| JP4735661B2 (ja) * | 2008-05-08 | 2011-07-27 | ヤマハ株式会社 | 電子鍵盤楽器 |
| JP4816678B2 (ja) * | 2008-05-08 | 2011-11-16 | ヤマハ株式会社 | 電子鍵盤楽器 |
| JP4735662B2 (ja) * | 2008-05-08 | 2011-07-27 | ヤマハ株式会社 | 電子鍵盤楽器 |
| JP5862524B2 (ja) * | 2011-09-14 | 2016-02-16 | ヤマハ株式会社 | 鍵盤楽器 |
| KR101486119B1 (ko) * | 2011-09-14 | 2015-01-23 | 야마하 가부시키가이샤 | 음향 효과 부여 장치 및 어쿠스틱 피아노 |
| JP6111624B2 (ja) | 2012-12-03 | 2017-04-12 | ヤマハ株式会社 | ピアノ |
| JP2017072623A (ja) * | 2014-01-22 | 2017-04-13 | ヤマハ株式会社 | 楽器の音響効果設定方法 |
-
1991
- 1991-09-12 JP JP3261221A patent/JP2917609B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007025364A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Yamaha Corp | 電子鍵盤楽器 |
| US7432428B2 (en) | 2005-07-19 | 2008-10-07 | Yamaha Corporation | Electronic keyboard musical instrument |
| JP4609219B2 (ja) * | 2005-07-19 | 2011-01-12 | ヤマハ株式会社 | 電子鍵盤楽器 |
| US7745719B2 (en) | 2005-08-08 | 2010-06-29 | Yamaha Corporation | Electronic keyboard musical instrument |
| JP2008292737A (ja) * | 2007-05-24 | 2008-12-04 | Kawai Musical Instr Mfg Co Ltd | 響板付き電子楽器 |
| US8754316B2 (en) | 2011-03-28 | 2014-06-17 | Yamaha Corporation | Musical sound signal generation apparatus |
| US11087729B2 (en) | 2016-11-17 | 2021-08-10 | Sunland Information Technology Co., Ltd. | System and method for recording user performance of keyboard instrument |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0573038A (ja) | 1993-03-26 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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