JP3122277B2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、演奏データに基づく楽
音を生成する音源と、複数の鍵が配列された鍵盤とを備
えた電子楽器に関する。

【０００２】

【従来の技術】アコースティックピアノの各鍵をソレノ
イドで駆動するいわゆる自動ピアノが知られている。こ
の自動ピアノではあらかじめ記録された演奏情報に基づ
いてソレノイドが駆動され、これにより鍵が上下動し自
動演奏が行なわれる。しかし、ソレノイドの追従性能
（応答性能）に限界があるため、このような構成の自動
ピアノでは、演奏曲目や奏法に制限を受け、例えばいわ
ゆるスタッカート奏法やトリル奏法などは確実には再現
されない。

【０００３】一方、外部のシーケンサ等から演奏データ
を入力し、もしくは内部に演奏データを記憶しておいて
その演奏データを読み出し、その入力したもしくは読み
出した演奏データに基づいて自動演奏を行なう電子楽器
も従来より知られている。このような電子楽器に鍵盤を
備え、自動演奏を行なうことができるとともに、鍵盤操
作による演奏を行なうこともできる電子楽器も広く知ら
れている。このような電子楽器における自動演奏では、
鍵の操作とは無関係に楽音を発生させることができるた
め、曲目や奏法などの制限を受けず、したがって電子楽
器における自動演奏はアコースティックピアノの自動演
奏にはない豊かな音楽性を備えている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うに、電子楽器においては鍵の操作とは無関係に自動演
奏を行なうことができるため、従来の電子楽器は、鍵盤
を備えた電子楽器においても鍵が動くようには構成され
ておらず、視覚的には聴者を満足させるには至っていな
い。そこで電子楽器の鍵盤の各鍵にソレノイドを取り付
けて鍵を駆動することが考えられるが、アコースティッ
クピアノの鍵にソレノイドを取り付けた場合と異なり、
電子楽器では鍵の操作とは無関係に自動演奏が行なわれ
るため、ソレノイドの応答遅れ等により演奏と鍵の動き
がちぐはぐとなってしまうおそれがある。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑み、鍵盤を備えた
電子楽器において、電子楽器における自動演奏の豊かな
音楽性をそのまま保持し、かつ自動演奏と鍵の動きが一
致し聴者を視覚的にも満足させることのできる電子楽器
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の電子楽器は、楽音を発生する手段としては、電子音
源のみを有する電子楽器において、複数の鍵が配列され
た鍵盤と、上記各鍵を駆動する鍵駆動機構と、演奏デー
タを、上記電子音源および上記鍵駆動機構の双方に、上
記電子音源から発生される楽音の発生とその楽音に対応
する鍵の動作が対応するタイミングで行なわれるように
制御されたタイミングで供給する制御手段とを備えたこ
とを特徴とする。

【０００７】ここで上記鍵駆動機構には、典型的には、
上記複数の鍵それぞれを駆動する複数のソレノイドが備
えられる。また、本発明の電子楽器は、楽音を発生する
手段としては電子音源のみを有する電子楽器において、
複数の鍵が配列された鍵盤と、上記鍵の操作を検出する
鍵操作検出手段と、所定の鍵操作信号に基づいて上記鍵
の押鍵及び離鍵の操作を行う鍵駆動機構と、鍵が操作さ
れた場合は、上記鍵操作検出手段により生成された第１
の演奏データにより上記電子音源を制御し、自動演奏時
には、入力された第２の演奏データに基づいて、発生さ
れる楽音と対応する鍵の動きのタイミングが一致するよ
うに、上記第２の演奏データを電子音源へ供給するタイ
ミングと第２の演奏データに基づく鍵操作信号を鍵駆動
機構へ供給するタイミングを制御する制御手段とを備え
たものであってもよい。

【０００８】

【０００９】

【作用】本発明の電子楽器は、入力された演奏データに
基づいて鍵の操作とこの操作に対応する楽音の発生，消
失が互いに対応するタイミングで行なわれるように鍵駆
動機構および音源を制御する制御手段を備えたものであ
るため、自動演奏と鍵の動きとが一致し、聴者を視覚的
にも満足させることができる。また、制御手段では自動
演奏と鍵の動きとのタイミングを調整しているのであっ
て自動演奏そのものは鍵の動きとは無関係に行なわれ、
したがって従来の電子楽器と同様、曲目や奏法の制限を
受けることなく音楽性の豊かな自動演奏が行なわれる。

【００１０】自動演奏と鍵の動きとのタイミングを調整
するにあたり、鍵を常に一定の速度で押鍵するのではな
く、自動演奏の楽音の強弱等に対応して鍵の押下速度を
調整することが好ましい。このことは、音源の制御につ
いては、順次入力された複数の演奏データを所定の一定
時間だけ遅延させこの一定時間だけ遅延した演奏データ
に基づいて行ない、鍵駆動機構の制御は演奏データに含
まれるベロシティデータに対応した遅延量だけ遅延した
タイミングで行なうように構成し、このベロシティデー
タに対応した鍵操作信号を送出することにより実現され
る。

【００１１】このような制御により鍵の押下速度のみを
調整してもよいが、押鍵速度と離鍵速度との双方を調整
することがより好ましい。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１は、本発明の電子楽器の一実施例の回路ブロック図で
ある。この電子楽器１０にはＣＰＵ１１が搭載されてお
り、このＣＰＵでは、ＲＯＭ１２に格納されたプログラ
ムがバス１３を経由して読み出され、ＲＡＭ１４の記憶
エリアを作業領域としてそのプログラムが実行される。
またこの電子楽器１０にはＭＩＤＩ規格に準拠した演奏
データを入力するＭＩＤＩインターフェース１５が備え
られており、このＭＩＤＩインターフェース１５から入
力された演奏データは、ＣＰＵ１１で実行されるプログ
ラムを介してＲＡＭ１４に格納され、あるいは発音制御
部１６に入力される。この発音制御部１６には、図示し
ない音源が備えられており、この音源では発音制御部１
６に入力された演奏データに基づいて楽音が生成され
る。この生成された楽音は、図示しない増幅器により増
幅された後スピーカ１７から放音され、これにより自動
演奏が行なわれる。またこの電子楽器１０には鍵盤装置
２０が備えられている。この鍵盤装置２０を用いて演奏
を行なうと、各鍵２１の押鍵，離鍵の各タイミングおよ
び各速度が鍵操作検出部２２により検出され、ＣＰＵ１
１に通知される。この鍵操作により生成された演奏デー
タも、ＭＩＤＩインターフェース１５から入力された演
奏データと同様に、ＲＡＭに記憶され、あるいは発音制
御部１６に供給され楽音に変換されてスピーカ１７から
放音される。

【００１３】また鍵盤装置２０の各鍵２１には、各鍵を
自動的に押鍵，離鍵するためのソレノイド２３が備えら
れている。自動演奏時には、演奏データが、発音制御部
１６に入力されるとともに鍵駆動制御部１８にも入力さ
れ、鍵駆動制御部１８では入力された演奏データに基づ
いてソレノイド２３を駆動し、これにより、スピーカ１
７からの楽音の放音とタイミングを合わせて各鍵２１が
自動操作される。

【００１４】図２は、図１にブロックで示す鍵駆動制御
部１８の詳細回路ブロック図である。鍵駆動制御部１８
（図１参照）に入力される演奏データは、この鍵駆動制
御部１８を構成する制御回路１８１に入力される。この
制御回路１８１からは、入力された演奏データに基づい
て、各鍵に対応して備えられたラッチ回路１８２に押鍵
の速度を表わすベロシティデータが供給される。尚、こ
こで説明する実施例では離鍵の際はベロシティが零であ
ることを表わすベロシティデータが供給される。またこ
の制御回路１８１では、入力された演奏データに基づい
てどの鍵が押鍵ないし離鍵されたかを表わすノートナン
バがデコーダ回路１８３に入力され、デコーダ回路１８
３からはこのノートナンバが表わす鍵に対応して備えら
れたラッチ回路１８２にラッチ信号を出力し、これによ
りそのラッチ回路１８２にベロシティデータに対応した
値がラッチされる。ベロシティデータに対応した値は、
ソレノイドの性能や、鍵盤の構造により決まり、演算で
求めてもよいし、テーブルルックアップで求めてもよ
い。

【００１５】ラッチ回路１８２からはそのラッチ回路１
８２にラッチされたベロシティデータが駆動回路１８４
に供給され、駆動回路１８４は、このベロシティデータ
が零以外の値を有しているときはこのベロシティデータ
に応じた電圧の駆動信号をソレノイド１８５に供給し、
ベロシティデータがベロシティ零を表わすデータである
ときは、ソレノイド１８５への駆動信号の供給を停止す
る。

【００１６】このようにして、図１に示す鍵駆動制御部
１８では、入力される演奏データに基づいてソレノイド
２３を駆動し、これによりスピーカ１７からの楽音の放
音とタイミングを合わせた鍵の自動操作が行なわれる。
次に、ＭＩＤＩインターフェース１５（図１参照）から
入力される演奏データに基づく自動演奏を行なう際の、
楽音がスピーカ１７から放音されるタイミングと鍵の自
動操作のタイミングとの調整手法の一例について説明す
る。

【００１７】図３，図４は、ＲＡＭ１４内に設けられ
た、それぞれ音源バッファ，ソレノイドバッファを表わ
した図、図５は、ＭＩＤＩインターフェース１５に演奏
データが入力される毎に起動されるＭＩＤＩインターラ
プトルーチンを示した図、図６は、所定の時間間隔（受
信するデータにずれが生じない分解能）毎に起動される
タイマインターラプトルーチンを示した図である。尚以
下では、簡単のため、バッファとそのバッファに格納さ
れた数値とを区別せずにこれらに同一の符号を用いるこ
とがある。

【００１８】ＭＩＤＩインターフェース１５に複数の演
奏データが順次入力され、各演奏データが入力される毎
に図５に示すルーチンが起動される。ＭＩＤＩインター
フェース１５に演奏データが入力されて図５に示すルー
チンが起動されると、それまでカウントアップされてき
たカウンタＣの値がＭＩＤデータと対応づけられて音源
バッファ（図３参照）に格納される。このカウンタＣ
は、前回このルーチンが起動された（前回演奏データが
入力された）際にステップ（５−２）でクリアされ、そ
の後図６に示すルーチンのステップ（６−１）におい
て、この図６に示すルーチンが起動される毎に１ずつカ
ウントアップされるカウンタであり、このカウンタＣ
は、図５に示すルーチンが起動される毎、即ち演奏デー
タが入力される毎にステップ（５−２）でクリアされる
ことから、前回演奏データが入力されてから今回演奏デ
ータが入力されるまでの間の時間間隔を表わしている。

【００１９】ステップ（５−２）でカウンタＣがクリア
された後、ステップ（５−３）に進み、今回入力された
演奏データが押鍵に対応するノートオンデータもしくは
離鍵に対応するノートオフデータのいずれかであるか、
それともこれらノートオンデータ、ノートオフデータの
いずれでもないかが判断され、ノートオンデータでもノ
ートオフデータでもないときは鍵操作を行う必要がない
ためそのまま終了する。またステップ（５−３）で今回
入力された演奏データがノートオンデータもしくはノー
トオフデータであると判断された場合は、ステップ（５
−４）に進み、ステップ（５−４）ではそのノートオン
データもしくはノートオフデータに付随するベロシティ
データ（ノートオフデータにはベロシティ零を表わすベ
ロシティデータが付随している）に基づいてソレノイド
に駆動信号を印加する（ノートオフデータの場合はソレ
ノイドに印加した駆動信号を切る）までの遅延時間が計
算される。ここで、ベロシティデータに基づいて遅延時
間を計算するのは、以下の理由による。即ち、ベロシテ
ィの値が大きい時は高速に押鍵するためソレノイドに高
い電圧の駆動信号を与えるが、この場合駆動電圧をソレ
ノイドに印加してから鍵が押下されるまでの時間が短
い。したがって、所定の時間経過後に鍵が押下されるた
めには、ベロシティの値が大きい程長時間待った後、駆
動信号をソレノイドに印加する必要があるからである。

【００２０】図７は、本実施例におけるタイミング調整
方法を示した構成図である。演奏データ１，２，…５，
…が図示の各時刻に入力されるものとし、発音制御部１
６には常に一定の時間Ｔだけ遅延した演奏データ１，
２，…５，…が入力され、各演奏データに基づく楽音が
スピーカ１７から放音（ないし消音）される。一方図５
に示すステップ（５−４）では入力された演奏データ
１，２，…５，…に含まれるベロシティデータに基づい
て各遅延時間ｔ₁ ，ｔ₂ ，…，ｔ₅ …が計算され、各遅
延時間ｔ₁ ，ｔ₂ ，…，ｔ₅ …だけ遅延された演奏デー
タ１，２，…５，…が鍵駆動制御部１８に入力されてソ
レノイド２３が駆動される。ソレノイド２３にはベロシ
ティデータに応じた電圧の駆動信号が供給され、したが
って、ソレノイド２３に駆動信号が供給されてから鍵が
押下されるまでの時間１’，２’，…５’，…はベロシ
ティデータに応じて異なり、したがって遅延時間ｔ₁，
ｔ₂ ，…，の調整により発音（消音）と鍵操作とのタイ
ミングが調整される。

【００２１】図５に戻り説明を続行する。このようにし
てベロシティデータに基づいて遅延時間が計算される
と、ステップ（５−５）に進み、計算された遅延時間ｎ
_j がノートオンもしくはノートオフに伴うＭＩＤＩデー
タとともにソレノイドバッファ（図４参照）に格納され
る。その後ステップ（５−６）ではソレノイドバッファ
にいくつの遅延時間データを格納したかを示すカウンタ
ｊが１だけカウントアップされ、このルーチンを終了す
る。

【００２２】図６は、上述したように所定の時間間隔で
起動されるタイマインタプトルーチンであり、このルー
チンが起動されると先ず、ステップ（６−１）において
カウンタＣが１だけカウントアップされ、その後、音源
バッファに格納された時間間隔Ｃｉが１だけデクリメン
トされる。ここでｉは、次回発音されるべきＭＩＤＩデ
ータのポインタである。Ｃｉがデクリメントされた結
果、Ｃｉ＝０となったときはポインタｉが指標するＭＩ
ＤＩデータに基づいて楽音を発音（ないし消音）する必
要があり、したがってステップ（６−３）でＣｉ＝０か
否かが判断される。Ｃｉ＝０の場合は、対応するＭＩＤ
Ｉデータが発音制御部１６（図１参照）に内蔵された音
源に供給され、これによりスピーカ１７から楽音が放音
（ないし消音）される（ステップ（６−４））。その
後、音源バッファのアドレスを指標するポインタｉが１
だけインクリメントされ、次の遅延時間Ｃｉが０か否か
判断される（ステップ（６−３））。これは遅延時間Ｃ
ｉがＣｉ＝０の場合、即ち、図７の消音データ４，５の
ように、複数の楽音が同時に発音（ないし消音）が行わ
れる場合があるからである。

【００２３】以上のようにして遅延時間Ｃｉ＝０のもの
がなくなると、ステップ（６−６）に進み、ソレノイド
バッファ（図４参照）のアドレスを指標するポインタｋ
がｋ＝１に初期化される。ステップ（６−７）では、ソ
レノイドバッファ（図４）のｎ_k （ここではＮ₁ ）が１
だけデクリメントされ、ステップ（６−８）でｎ_k ＝０
か否かが判断される。ｎ_k ＝０は、ｎ_k に対応するＭＩ
ＤＩデータが示す鍵の操作を開始するタイミングに達し
たことを意味し、したがってｎ_k ＝０の場合は、ステッ
プ（６−９）に進み、前述したようにｎ_k に対応するＭ
ＩＤＩデータに含まれるベロシティデータに応じた電圧
の駆動信号でソレノイド２３が駆動され（もしくは駆動
信号の出力が停止され）、これにより楽音の発音（ない
し消音）とタイミングを合わせた鍵の自動操作が行われ
る。またステップ（６−１０）ではソレノイドバッファ
からｎ_k ＝０のデータが抹消され、ポインタｋ＋１以降
のデータが１つずつ詰められ、ソレノイドバッファに格
納されたデータセットの数を表わすカウンタｊの値が１
だけデクリメントされ（ステップ（６−１１））、ソレ
ノイドバッファ内に格納された全データに対し同様の処
理が行われたか否かが判定され（ステップ（６−１
３））、未だ未処理のデータがある場合はステップ（６
−７）に戻る。またステップ（６−７）で遅延時間ｎ_k
を１だけデクリメントしても、ステップ（６−８）でｎ
_k ＝０ではないと判断されたときは、ステップ（６−１
２）に進み、ソレノイドバッファのアドレスを指標する
ポインタｋが１だけインクリメントされ、ステップ（６
−１３）で全データの処理が完了していないと判断され
るとステップ（６−７）に戻る。以上のようにしてソレ
ノイドバッファに格納された全データの処理が終了する
と、この図６に示すルーチンを抜ける。

【００２４】以上のように、本実施例では、ＭＩＤＩイ
ンターフェース１５から入力されたＭＩＤＩデータを一
定時間Ｔ（図７参照）だけ遅らせて、この一定時間Ｔだ
け遅らせた演奏データに基づいて自動演奏が行われ、一
方鍵操作に関してはベロシティデータに基づいて遅延時
間が定められ、ベロシティデータに応じた電圧の駆動信
号でソレノイドが駆動される構成を備えるものであり、
一定時間Ｔやベロシティデータに応じた遅延時間、ソレ
ノイド駆動信号の電圧をあらかじめ調整しておくことに
より、自動演奏と鍵操作のタイミングを合わせることが
でき、したがって、視覚的にも聴者を満足させることの
できる自動演奏が行われる。また自動演奏と鍵操作はタ
イミング調整が行われるのみであって自動演奏は本質的
には鍵操作とは無関係であり、例えばスタッカート奏法
やトリル奏法の場合に鍵操作が遅れ気味となっても自動
演奏自体には何ら問題はなく、したがって曲目や奏法等
の制限を受けることのない、音楽性の豊かな自動演奏が
行われる。

【００２５】また上記実施例ではソレノイドにはベロシ
ティデータに応じた電圧の駆動信号を印加するとして説
明したが、ベロシティデータに応じた電圧が必要なのは
ソレノイドを駆動する瞬間のみであり、したがって、駆
動信号の印加を開始した瞬間だけベロシティデータに応
じた電圧とし、ソレノイドが駆動された後はそのソレノ
イドを駆動状態に保持するだけの電圧に下げてもよい。

【００２６】さらに、上記実施例は、離鍵操作にはベロ
シティ零に対応するベロシティデータが対応していると
し、押鍵操作についてのみベロシティデータの値を考慮
したが、離鍵時のベロシティも考慮し離鍵の速度もベロ
シティデータに応じて可変としてもよい。すなわち、離
鍵時のベロシティデータが演奏データ中に含まれる場合
には、その値に対応するデータをソレノイドに供給すれ
ばよい。例えばオフベロシティの値が大きい場合には、
ソレノイドの加える電圧は、０にすれば良いが、オフベ
ロシティの値が小さい場合には０よりは大きいが小さい
電圧が加わるようにし、鍵を復帰させるバネの力に少し
反抗するようにすれば、離鍵時の速度をも制御すること
ができる。ただし、鍵が復帰したところを見計ってソレ
ノイドに供給する電圧を０にしておく。

【００２７】また、上記実施例では、ＭＩＤＩインター
フェース１５から演奏データが入力される場合の例であ
るが、この電子楽器自身に演奏データが格納されている
場合は、図３に示すような音源バッファを作成する必要
はないが、上述した実施例の場合と同様に、音源には一
定時間Ｔ（図７参照）だけ遅延された演奏データが供給
される。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に電子楽器
は、入力された演奏データに基づいて鍵の操作とこの操
作に対応する楽音の発生，消失が互いに対応するタイミ
ングで行なわれるように鍵駆動機構および音源を制御す
る制御手段を備えたものであるため、自動演奏と鍵の自
動操作とが一致し、聴者を視覚的にも満足させることが
できる。また、自動演奏は本質的には鍵操作とは無関係
であり、したがって、曲目や奏法等の制限を受けること
のない、音楽性の豊かな自動演奏が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の電子楽器の一実施例の回路ブ
ロック図である。

【図２】図１にブロックで示す鍵駆動制御部１８の詳細
回路ブロック図である。

【図３】ＲＡＭ内に設けられた音源バッファを表わした
図である。

【図４】ＲＡＭ内に設けられたソレノイドバッファを表
わした図である。

【図５】ＭＩＤＩインターフェースに演奏データが入力
される毎に起動されるＭＩＤＩインターラプトルーチン
を示した図である。

【図６】所定の時間間隔毎に起動されるタイマインター
ラプトルーチンを示した図である。

【図７】本実施例におけるタイミング調整方法を示した
構成図である。

【符号の説明】

１０ 電子楽器 １１ ＣＰＵ １２ ＲＯＭ １３ バス １４ ＲＡＭ １５ ＭＩＤＩインターフェース １６ 発音制御部 １７ スピーカ ２０ 鍵盤装置 ２１ 鍵 ２２ 鍵操作検出 ２３ ソレノイド １８１ 制御回路 １８２ ラッチ回路 １８３ デコーダ １８４ 駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−229196（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−289393（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−161198（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−231294（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−20096（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G10H 1/00 101 - 102 G10F 1/02 G10H 1/053

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 楽音を発生する手段としては、電子音源
   のみを有する電子楽器において、 複数の鍵が配列された鍵盤と、 上記各鍵を駆動する鍵駆動機構と、 演奏データを、上記電子音源および上記鍵駆動機構の双
   方に、上記電子音源から発生される楽音の発生とその楽
   音に対応する鍵の動作が対応するタイミングで行なわれ
   るように制御されたタイミングで供給する制御手段とを
   備えた電子楽器。
2. 【請求項２】 楽音を発生する手段としては電子音源の
   みを有する電子楽器において、 複数の鍵が配列された鍵盤と、 上記鍵の操作を検出する鍵操作検出手段と、 所定の鍵操作信号に基づいて上記鍵の押鍵及び離鍵の操
   作を行う鍵駆動機構と、 鍵が操作された場合は、上記鍵操作検出手段により生成
   された第１の演奏データにより上記電子音源を制御し、
   自動演奏時には、入力された第２の演奏データに基づい
   て、発生される楽音と対応する鍵の動きのタイミングが
   一致するように、上記第２の演奏データを電子音源へ供
   給するタイミングと第２の演奏データに基づく鍵操作信
   号を鍵駆動機構へ供給するタイミングを制御する制御手
   段とを備えた電子楽器。