JP3856009B2 - 鍵盤楽器 - Google Patents

Description

この発明は、自然楽器の共鳴音を発生することができる鍵盤楽器に関する。

グランドピアノには、ラウドペダル（ダンパペダル）やシフトペダルが設けられている。そして、ラウドペダルを踏むと、ダンパーが上昇したままになるので、鍵を離しても消音されることなく、発生音は自然減衰するまで持続する。すなわち、サステイン効果が得られる。また、同時に他の弦が共鳴し、これらの弦の発音が重畳される。

また、シフトペダルを踏むと、ハンマーアクション機構全体がピアノの幅方向にシフトする。一般に、グランドピアノには１つの鍵に対して複数の弦が設けられているので、ハンマーアクション機構がシフトすると、打弦される弦の数が減少する。したがって、シフトペダルを踏むことによって、音量が減少するとともに、打弦数の減少に伴って共鳴状態が変化し、音色が微妙に変化する。

ところで、一般の電子楽器においては、ＭＩＤＩ信号等に基づいて、各音の波形データをアクセスして楽音を作成するが、ラウドペダル踏み込み時の共鳴効果やシフトペダル踏み込み時の音色変化については再現されない。また、ペダル操作信号に応じて、フィルタの特性を変え、アコースティックピアノの音色に近づけるものがあるが、ペダル操作に伴う共鳴や音色変化については再現されない。

一方、打弦される弦をミュートして残響音を集音、記録するとともに、ラウドペダルの操作信号によってこの記録音を再生し、通常の打鍵再生音に重畳して出力する電子楽器も開発されている（特開平４−９８２９４号等）。このタイプの電子楽器においては、一応は残響音を付加することができる。

しかしながら、上述した従来の残響音付加タイプの電子楽器にあっては、以下のような問題があった。
（１）弦をミュートしても縦振動（弦方向の振動）は残ってしまうため、記録した残響音にはこの縦振動の影響が出てしまう。したがって、このような残響音と通常打弦の再生音とを混合しても、アコースティックピアノの残響音とは異なったものとなってしまう。

（２）複数の発音がある場合、各音について単純に残響音を加算するという方式であるが、アコースティックピアノの残響音は発音数に比例して増加する訳ではない。この点から、従来の装置にあっては、複数発音の際の残響音の再現性について問題があった。

（３）打弦の再生音に単純に残響音を付加するという構成であるため、ペダル操作信号があると音量が変化してしまい、特に、打弦の途中でペダル操作信号のオン／オフがあると、不自然な音量変化が生じる。
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、アコースティックピアノ等の鍵盤楽器の残響音を高い忠実度で再現することができる鍵盤楽器を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明においては、踏まれた場合にダンパーを発音部材から離す第１のペダルと、踏まれた場合にハンマーアクション機構をシフトさせ、ハンマーが叩く発音部材の数を減らす第２のペダルとを具備する鍵盤楽器について、前記第１のペダルと前記第２のペダルを踏まないで押鍵した場合の楽音波形である押鍵波形と、前記第１のペダルを踏んで押鍵した場合の楽音波形から前記押鍵波形を減じた共鳴音波形と、を複数記憶するメモリと、押鍵を示す押鍵信号が検出されると、押鍵されている鍵に対応する前記押鍵波形を前記メモリから読み出すとともに、前記第１のペダルが踏まれたことを示すペダルオン信号が検出されると、前記押鍵されている鍵に対応する前記共鳴音波形を前記メモリから読み出す読出手段と、前記メモリから読み出された押鍵波形と共鳴音波形を合成して楽音信号を形成する楽音信号形成手段と、複数の鍵が押鍵されている場合は、前記楽音信号形成手段による合成の際に、押鍵されている鍵の数が増えるにつれて、前記メモリから読み出された各共鳴音波形の音量レベルを減少させる共鳴音波形音量制御手段とを具備することを特徴とする。

請求項１に記載の発明においては、共鳴音だけに対応する共鳴音波形が記憶され、これがペダル操作信号に応じて読み出され、押鍵波形に付加される。しかも、付加される共鳴音波形の数に応じてその音量制御がなされるので、複数の押鍵波形に共鳴音を付加する際に、自然楽器の場合と同様の共鳴音とすることができる。

以上説明したように、この発明によれば、アコースティックピアノ等の鍵盤楽器の残響音を高忠実度で再現することができる。

Ａ：第１実施例
（第１実施例の構成）
以下、図面を参照してこの発明の第１実施例について説明する。なお、この実施例は、押鍵しても打弦されない消音機構を、グランドピアノに組み込んだ消音ピアノに対して本発明を適用した実施例である。また、消音機構を組み込んだピアノとしては、例えば、本出願人は、特願平４−２７９４７０号、特願平５−１５７９３４号（両者ともに未公開）等を提案している。このうち特願平５−１５７９３４号には、ハンマーの回動を阻止するストッパを設け、このストッパをハンマーの回動を阻止する位置と阻止しない位置とで移動可能にし、演奏者のスイッチ操作に応じて動作する駆動モータ等を用いて前記ストッパを電気的に移動させることが示されている。

図１は、第１実施例の構成を示すブロック図である。この図において、１は鍵盤部であり、複数の鍵、ハンマーアクション機構および各種センサ等から構成されている。図２は、鍵盤部１における鍵１ｂを示す概略側面図であり、同図に示すように、鍵１ｂの下部には、板状のシャッタＫＳが設けられている。このシャッタＫＳに対向する棚板１ｃの上面には、キーセンサＫＳＥが設けられている。キーセンサＫＳＥには上下方向に所定距離隔ててフォトインタラプタが設けられており（図示略）、鍵１ｂが押下されると、はじめに上方のフォトインタラプタが遮光され、次いで、下方のフォトインタラプタが遮光される。逆に、離鍵時には、まず下方のフォトインタラプタが受光状態になり、次いで、上方のフォトインタラプタが受光状態になる。押鍵時においては、キーセンサＫＳＥの下方のフォトインタプタが遮光されたときにキーオン信号ＫＯＮが出力され、また、上方のフォトインタラプタが遮光されてから下方のフォトインタラプタが遮光されるまでの時間からキーベロシティＫＶが検出されるようになっている。一方、離鍵時には、上方のフォトインタラプタが受光状態になったときに、キーオフ信号ＫＯＦが出力されるようになっている。

また、キーオン、キーオフの双方において、いずれの鍵が操作されたかを示すキーコードＫＣが出力されるようになっている。さらに、図中、ＳＯＬは、鍵１ｂを駆動するソレノイドコイルであり、そのプランジャーが突出すると鍵１ｂが押鍵状態になるように構成されている。

次に、図１に示す２は装置各部を制御するＣＰＵであり、ＲＯＭ３内に記憶されているプログラムに基づいて動作する。ＲＡＭ４には、ＣＰＵ２によって各種データが一時記憶されるとともに、自動演奏用の演奏データが適宜記憶される。ペダルセンサ５は、グランドピアノのペダルの状態を検出するものであり、ラウドペダルのオン（踏み込み）を示す信号ＬＯＮ、同ペダルのオフ（解放）を示す信号ＬＯＦを出力するとともに、シフトペダルのオンを示す信号ＳＯＮ、同ペダルのオフを示す信号ＳＯＦを出力する。

ソレノイド駆動部６は、ＣＰＵ２の制御の下に、ソレノイドＳＯＬを駆動する回路であり、操作部７は各種操作をＣＰＵ２に指示する複数のスイッチを有している。この場合、操作部７には、消音演奏を指示する消音スイッチ（図示略）が設けられている。ＭＩＤＩインターフェイス８は、外部機器との間でＭＩＤＩ信号の授受を行う回路である。

また、楽音信号発生部１０は、ＣＰＵ２の制御の下に各種楽音信号を発生する回路であり、波形メモリ１１内の波形データを読み出して楽音信号を形成する。この波形メモリ１１は、ピアノの各音階毎の波形を記憶する音階別波形メモリ１１−１〜１１−ｎを有している。各音階毎に波形を記憶しているのは、ピアノの音は、厳密には各音階毎に微妙に異なっており、それを忠実に再現するためである。

ここで、音階別波形メモリ１１−１〜１１−ｎには、各々４種の波形データが記憶されている。以下に、各波形データについて説明する。
（１）波形データａ
グランドピアノのシフトペダル、ラウドペダルのいずれも踏まないで押鍵した場合の楽音を収録した波形データであり、従来一般に用いられている波形データである。

（２）波形データｂ
ラウドペダルを踏んで押鍵した場合の楽音を収録した波形データであり、押鍵に対応した弦の音と、他の弦の共鳴音とが一緒に収録された波形データである。

（３）波形データｃ
シフトペダルを踏んで押鍵した場合の楽音を収録した波形データである。一般的にピアノにおいては、１つの鍵に対して複数の弦が張設されており、シフトペダルを踏むと、ハンマーアクション機構全体がピアノの幅方向にシフトして打弦される弦の数が減少するが、押された鍵に対応する複数の弦のうち打弦されなかった弦も共鳴により発音する。この波形データｃは、打弦されなかった弦の共鳴と、打弦された弦の音の双方を同時に収録することによって得られるデータである。

（４）波形データｄ
ラウドペダルとシフトペダルとを同時に踏んで押鍵した場合に得られる波形データである。

ところで、図１に示す楽音信号発生部１０は、ＣＰＵ２の制御の下に、上記各波形データを適宜選択して楽音信号を発生するが、複数の発音チャンネルを有しており、各発音チャンネルは時分割多重処理により同時発音可能に構成されている。この楽音信号発生部１０で発生された楽音信号は、サウンドシステムＳＳに供給される。サウンドシステムＳＳは、供給される楽音信号を増幅するとともに、フィルタ処理等を行ってスピーカＳＰあるいはヘッドホンＨＨに供給する。

（第１実施例の動作）
（イ）通常演奏
次に、上記構成によるこの実施例の動作を説明する。操作部７内の所定のスイッチにより通常演奏を指定した場合は、消音機構が解除状態になるため、本実施例では通常のグランドピアノと同様に押鍵に応じた打弦が行われる。また、ペダル操作があれば、これに対応した機構が動作し、所定の効果が奏される。

（ロ）消音演奏
一方、操作部７内の消音スイッチにより消音演奏を指定した場合は、消音機構が動作して打弦されなくなるとともに、楽音信号発生部１０が作動して電子的に楽音信号が形成される。

以下に楽音信号形成処理について説明する。図３は、この実施例のメインルーチンの動作を示すフローチャートであり、まず、ステップＳＰａ１において初期設定処理が行われる。初期設定処理においては、各種レジスタ等の初期値が設定される。

次に、ステップＳＰａ２においては、ペダルセンサ５の出力信号に基づいてラウドペダルまたはシフトペダルが操作されたか否かが判定され、その判定に対応した処理が行われる。そして、ステップＳＰａ３においては、鍵盤部１の出力信号に基づいて鍵操作があったか否かが検出され、その操作に応じた楽音形成処理がなされる。次いで、ステップＳＰａ４に進むと、その他の処理が行われる。例えば、操作部７の各操作子の状態が検出され、その操作に応じた処理がなされる。そして、以後はステップＳＰａ１〜ＳＰａ４の処理を循環する。

次に、ペダルイベント処理について図４に示すフローチャートを参照して説明する。まず、ステップＳＰｂ１においては、ペダル操作がされたか否かが判定される。このステップＳＰｂ１の処理は、ペダルセンサ５が信号ＬＯＮ、ＬＯＦ、ＳＯＮ、ＳＯＦのいずれかを出力した場合に「ＹＥＳ」、いずれも出力していな場合に「ＮＯ」となる。すなわち、ラウドペダルまたはシフトペダルのオン／オフがあれば「ＹＥＳ」となる。この判定が「ＮＯ」の場合は、ただちにメインルーチンにリターンし、「ＹＥＳ」の場合は、ステップＳＰｂ２に進む。

ステップＳＰｂ２においては、操作されたペダルがラウドペダルかシフトペダルかが判定され、ラウドペダルであれば、ステップＳＰｂ３においてオンされたか否かが判定される。ステップＳＰｂ３の判定が「ＮＯ」であれば、ステップＳＰｂ４を介してステップＳＰｂ５に進み、レジスタＬＦＴに現在時刻（オフ時刻）を書き込むとともに、シフトペダルのオン／オフ状態を示すフラグＬＦを０にしてリターンし、また、ステップＳＰｂ３の判定が「ＹＥＳ」であれば、ステップＳＰｂ６を介してステップＳＰｂ７に進み、レジスタＬＦＴに現在時刻（オン時刻）を書き込むとともに、フラグＬＦを１にしてリターンする。なお、ステップＳＰｂ４、ＳＰｂ６の処理については後述する。

一方、シフトペダルが操作されていれば、ステップＳＰｂ２からステップＳＰｂ８に進み、オンされたか否かが判定される。このステップＳＰｂ８の判定が「ＹＥＳ」であれば、ステップＳＰｂ９に進み、レジスタＳＦＴに現在時刻（オン時刻）を書き込むとともに、シフトペダルのオン／オフ状態を示すフラグＳＦを０にしてリターンし、また、ステップＳＰｂ８の判定が「ＮＯ」であれば、ステップＳＰｂ１０に進んで、レジスタＳＦＴに現在時刻（オフ時刻）を書き込むとともに、フラグＳＦを０にしてリターンする。

ところで、ラウドペダルとシフトペダルの双方がオンされた場合は、その時のペダルイベント処理において、フラグＬＦまたはＳＦのいずれかが１になり、また、その次のペダルイベント処理において、他方のフラグが１になる。このように、メインルーチンの１回の循環時間差をおいて、フラグＬＦ、ＳＦの双方が１になるので、両ペダルのオン状態が実質的に同時に検出される。

次に、キーイベント処理について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。まず、ステップＳＰｃ１においては、イベントの有無が検出される。すなわち、鍵盤部１の出力信号に基づき、いずれかの鍵について、オンからオフ、あるいはオフからオンへの変化があったか否かが検出される。この判定が「ＮＯ」であれば、ただちに、メインルーチンへリターンし、「ＹＥＳ」であれば、ステップＳＰｃ２に進み、キーオンか否かが判定される。

この判定が「ＮＯ」であれば、キーオフ信号ＫＯＦが出力された場合であるので、発音中のチャンネルのうちキーオフにかかるキーコードを発音しているものを急速にダンプさせる（ステップＳＰｃ３）。このステップＳＰｃ３の処理の後は、メインルーチンへリターンする。

ステップＳＰｃ２の判定が「ＹＥＳ」の場合、すなわち、キーオンの場合は、そのキーオンに対し、ラウドペダルが先、または略同時にオンになったか否かが判定される（ステップＳＰｃ４）。この判定は、オンか否かについてはフラグＬＦに基づいて行われ、先または略同時か否かについてはレジスタＬＦＴ内の時刻（オン時刻）に基づいて行われる。ここで、略同時というのは、押鍵から５ｍｓｅｃ〜１０ｍｓｅｃ程度までの間である。これは、演奏者が押鍵に対してラウドペダルの効果をつけようとする場合に、押鍵と同時に踏むことがあるが、略同時に踏んだつもりでも、押鍵から５ｍｓｅｃ〜１０ｍｓｅｃ程度遅れることが多くあるためである。この実施例においては、このような人間の操作の弁別的範囲を許容するために、上述の時間差を設定している。

そして、ステップＳＰｃ４の判定が「ＮＯ」の場合、すなわち、ラウドペダルがオンされていない場合は、ステップＳＰｃ５に進み、シフトペダルが先、または略同時にオンされたか否かが判定される。このステップにおける「略同時」の意味は、ステップＳＰｃ４の場合と同様である（なお、以下のステップにおいても同じ意味で用いる）。この判定が「ＮＯ」の場合は、ラウドペダルもシフトペダルもオンされていない場合であり、ステップＳＰｃ６に進んで、キーオンされた鍵のキーコードＫＣに対応する音階別波形メモリ１１−ｉ（ｉは１〜ｎ）内の波形データａを選択する。そして、楽音信号発生部１０内の空きチャンネルに波形データａによる楽音信号形成を指示する。この結果、スピーカＳＰまたはヘッドホンＨＨからは、ペダルを踏まない場合のピアノ音が発生される。

また、ステップＳＰｃ５の判定が「ＹＥＳ」の場合は、ステップＳＰｃ７に進んで、キーオンされた鍵のキーコードＫＣに対応する音階別波形メモリ１１−ｉ（ｉは１〜ｎ）内の波形データｃを選択する。そして、楽音信号発生部１０内の空きチャンネルに波形データｃによる楽音信号形成を指示する。この結果、スピーカＳＰまたはヘッドホンＨＨからは、シフトペダルを踏んだ場合のピアノ音が発生される。

一方、ステップＳＰｃ４の判定が「ＹＥＳ」の場合は、ステップＳＰｃ８に進む。この判定はステップＳＰｃ５と同じである。このステップＳＰｃ８の判定が「ＮＯ」の場合は、ラウドペダルだけがオンされた場合であり、ステップＳＰｃ９に進んで、キーオンされた鍵のキーコードＫＣに対応する音階別波形メモリ１１−ｉ（ｉは１〜ｎ）内の波形データｂを選択する。そして、楽音信号発生部１０内の空きチャンネルに波形データｂによる楽音信号形成を指示する。この結果、スピーカＳＰまたはヘッドホンＨＨからは、ラウドペダルを踏んだ場合のピアノ音（共鳴音が付加された音）が発生される。

また、ステップＳＰｃ８の判定が「ＹＥＳ」の場合は、ラウドペダルとシフトペダルが共にオンされている場合であり、ステップＳＰｃ１０に進んで、キーオンされた鍵のキーコードＫＣに対応する音階別波形メモリ１１−ｉ（ｉは１〜ｎ）内の波形データｄを選択する。そして、楽音信号発生部１０内の空きチャンネルに波形データｄによる楽音信号形成を指示する。この結果、スピーカＳＰまたはヘッドホンＨＨからは、ラウドペダルおよびシフトペダルを踏んだ場合のピアノ音（共鳴音が付加され、また、ハンマーアクション機構がシフトされた場合の音）が発生される。以上のようにして、ペダルの操作に対応した波形が選択され、対応する楽音が形成される。

次に、押鍵があった後にラウドペダルがオン、あるいはオフされた場合について説明する。まず、ラウドペダルがオフされると、前述したペダルイベント処理（図４参照）において、ステップＳＰｂ３の判定が「ＮＯ」になり、ステップＳＰｂ４の処理が行われる。このステップにおいては、直前に発音されたチャンネルをサーチし、そのチャンネルの音を次第に減衰させるとともに、当該チャンネルのキーコードに対応する音階別波形メモリ内の波形データａを選択し、これを空きチャンネルに順次増大するように発音させる指示を行う。すなわち、波形データをｂからａに変更させ、かつ、その変更の途中においてはクロスフェードさせる動作が指示される。

ここで、この処理を図６を参照して説明する。まず、図に示す状態では、時刻ｔ_０から波形データｂを用いた楽音形成が行われている。ここで、時刻ｔ_１にラウドペダルがオフされたとすると、波形データｂで楽音形成を行っていたチャンネルについては、図示のように楽音信号の大きさを漸減させる。一方、波形データａによる発音を空きチャンネルに割り当て、しかも、このチャンネルによる楽音信号の大きさを時刻ｔ_１から漸増させる。この場合、クロスフェード期間Ｔ_２における両チャンネルのエンベロープの和が図に破線で示すようになるようにし、楽音が滑らかにつながるように制御する。

また、この場合、波形データが押鍵波形の全て、すなわち、キーオンからリリースまでの波形により構成されているとき（いわゆる、オールメモリのとき）は、波形データａについては、キーオンから期間Ｔ_１経過した時点のアドレスから波形データを読み出すようにする。このようにすることで、自然楽器の楽音に極めて近い楽音とすることができる。

一方、波形データが、アタック部とループ部を有し、アタック部を読み出した後は、ループ部を繰り返し読み出すように構成されている場合は、時刻ｔ_１から波形データａのループ部を読み出すようにする。以上の処理を行うことで、ラウドペダルを踏んで押鍵した直後に、ラウドペダルを解放した場合と同様の楽音形成が行われる。

一方、押鍵後にラウドペダルがオンされた場合は、図４に示すステップＳＰｂ３の判定が「ＹＥＳ」になり、ステップＳＰｂ６の処理が行われる。この処理は、前述したステップＳＰｂ４の処理と同様であり、直前に発音されたチャンネルをサーチし、そのチャンネルの音を次第に減衰させるとともに、当該チャンネルのキーコードに対応する音階別波形メモリ内の波形データｂを選択し、これを空チャンネルに順次増大するように発音させる指示を行う。すなわち、波形データをａからｂに変更させ、かつ、その変更の途中においてはクロスフェードさせる動作が指示される。

ここで、上述した動作における波形データの選択を表１に示す。

（ハ）自動演奏
自動演奏は、ＲＡＭ４内のイベントデータに基づいて行われる。このＲＡＭ４には、鍵盤部１およびペダルセンサ５の出力信号に基づいて作成されたイベントデータ、あるいは、外部機器からＭＩＤＩインターフェイス８に供給されるＭＩＤＩ信号に基づいて作成されたイベントデータが予め記憶される。

そして、本実施例における自動演奏は、打弦を行う通常演奏においては、従来装置と同様にＲＡＭ４から読み出されたイベントデータに従ってソレノイドＳＯＬを駆動し、これによって打弦を行う。

一方、消音演奏においては、ＲＡＭ４内のイベントデータに応じてソレノイドＳＯＬが駆動されるが、打弦は行われず、楽音信号発生部１０による楽音形成が行われる。この際に、ペダルイベントに応じて波形データａ〜ｄが適宜選択され、これらの波形に応じた楽音信号が形成される。また、外部から供給されるＭＩＤＩ信号によって消音演奏を行う場合も同様であるが、この際には、ＭＩＤＩ信号中のペダルの操作を示す制御信号に基づいて上述した波形データの選択が行われる。なお、外部から供給されるＭＩＤＩ信号によりリアルタイムに演奏を行うこともできる。

Ｂ：第２実施例
（第２実施例の構成）
次に、この発明の第２実施例について説明する。この第２実施例と前述した第１実施例とは、波形メモリ１１内に記憶される波形データ、および、これらの波形データの選択の仕方が異なっている。なお、他の点については、同様の構成になっている。

この実施例における音階別波形メモリ１１−１〜１１−ｎに記憶される波形は、図７に示すように、波形データａ，ｃと波形データｅである。波形データｅは、前述した波形データｂのループ部から波形データａのループ部を差し引いた波形データである。すなわち、ラウドペダルを踏んで打弦した音から共鳴音だけを抽出した波形データである。この波形データｅの作成方法には、例えば、以下の２つの方法がある。

（１）ラウドペダルを踏まない場合の打弦音とラウドペダルを踏んだ場合の打弦音の双方について、これらに含まれる倍音を抽出する。そして、抽出された倍音の各波形について位相とピッチを合わせ、倍音毎に引き算する。この引き算により得られた倍音毎の波形を合成することにより、共鳴音だけの波形データを得る。

（２）高速フーリエ変換器を用いて、ラウドペダルを踏まない場合の打弦音とラウドペダルを踏んだ場合の打弦音の双方について分析する。この場合、高速フーリエ変換器の分析結果は、各周波数成分毎に複素数によって示されるから、それぞれの周波数成分毎に振幅と位相（ｔａｎ^−１（虚部／実部））が求められる。次に、高速フーリエ変換器の分析によって求められたスペクトルについて、各周波数成分毎に減算する。例えば、ラウドペダルを踏まない場合の打弦音とラウドペダルを踏んだ場合の打弦音のスペクトルが図８の（イ）、（ロ）のように得られたとすると、同図（イ）のスペクトルから同図（ロ）のスペクトルを減算したスペクトルを求める。

そして、減算により求められた各周波数成分の振幅とフーリエ解析の結果として得られた位相とを有する正弦波を発生し合成する。このような正弦波合成を行う回路としては、例えば、図９に示すものがある。図において、ＳＷＧ１〜ＳＷＧｋは、各々サイン波発生器であり、指示された周波数Ｆ、振幅（レベル）Ｌ、位相θに従った正弦波ＳＩＮ１〜ＳＩＮｋを発生する。そして、これらの正弦波ＳＩＮ１〜ＳＩＮｋは、加算器ＳＵＭによって合成され波形ＷＡＶＥとなる。この波形ＷＡＶＥは、共鳴音だけの波形となる。なお、周波数スペクトルを倍音についてだけ求め、倍音関係にある正弦波を合成するようにしてもよい。以上の（１）または（２）のようにして得られた共鳴音だけの波形を、ＰＣＭ、あるいはＡＤＰＣＭによりデジタル化し、これを波形データｅとして記憶する。

（第２実施例の動作）
次に、この実施例の動作について説明する。まず、メインルーチンは前述した第１の実施例と同様に図３に示すとおりである。また、ペダルイベントは、図１０に示すようになっている。図１０に示すステップのうちステップＳＰｄ４およびＳＰｄ６の処理以外は、図４に示すサブルーチンの処理と同様である。なお、ステップＳＰｄ４、ＳＰｄ６の処理内容については後述する。

次に、図１１は、この実施例におけるキーイベント処理のサブルーチンである。図１１に示す各ステップは、図５に示すサブルーチンの同一番号の処理とほぼ同様であが、波形データの選択の仕方が異なっている。まず、ペダルが踏まれずキーオン信号ＫＯＮだけが検出された場合は、ステップＳＰｅ６において前述の実施例の場合と同様に波形ａが選択されるが、ラウドペダル信号が先または略同時に検出されたときはステップＳＰｅ９において波形データａと波形データｅとが選択される。これにより、楽音信号発生部１０内の空チャンネルは、打弦による波形と残響による波形とを合成した波形に基づいて楽音形成を行う。

また、シフトペダル信号が先または略同時に検出された場合は、ステップＳＰｅ７に進んで波形データｃが選択され、ラウドペダルとシフトペダルの双方が検出された場合は、ステップＳＰｅ１０において波形データｃと波形データｅとが選択される。

次に、キーオン信号ＫＯＮが検出された後に、若干遅れてラウドペダルのオン信号ＬＯＮが検出された場合について説明する。
この場合には、図１０に示すステップＳＰｄ１→ＳＰｄ２→ＳＰｄ３→を経てＳＰｄ６に進み、直前に発音されたチャンネルをサーチする。そして、そのようなチャンネルが検出された場合には、その時点から波形データｅを付加した発音を行わせる。ただし、波形データｅのループ部を読み出すようにし、かつ、楽音信号のレベルを直前のエンベロープに対応させた大きさとする。すなわち、波形データｅのレベルを若干下げて加算する。これにより、押鍵があった後にラウドペダルが踏まれた場合には、押鍵と略同時あるいは先にラウドペダルが踏まれた場合よりも、共鳴音の音量が小さくなることを模倣することができる。また、波形データｅのレベルを直前のエンベロープに対応させた大きさとすることによって、発音中の楽音のレベルに応じたレベルの共鳴音を発生することができる。

このとき、当該チャンネルは、波形データａによる発音を行っている場合（シフトペダルが踏まれていないときの押鍵）と、波形データｃによる発音を行っている場合（シフトペダルが踏まれているときの押鍵）とがあるが、いずれの場合でも上記の処理を行う。ただし、該当するチャンネルの総てに波形データｅを付加すると、押鍵の数に応じて共鳴音が増加する。そこで、この不自然さを解消するために、楽音信号発生部１０は、図１２に示すように、押鍵数が増えるにつれて波形データｅのレベルを下げるようにしている。

一方、押鍵があった後にラウドペダル信号がオフになった場合は、図１０に示すステップＳＰｄ１→ＳＰｄ２→ＳＰｄ３→を経てＳＰｄ４に進み、直前に発音されたチャンネルをサーチする。そして、そのようなチャンネルが検出された場合には、それまで付加されていた波形データｅを停止し、もとの波形データ、すなわち、波形データａまたは波形データｃのみによる発音を行わせる。ここで、上述した動作における波形データの選択例を表２に示す。

なお、本実施例においても自動演奏は可能であるが、その動作は前述した第１の実施例の動作と同様である。

Ｃ：実施例効果
（１）消音ピアノにおいては、通常演奏と消音演奏とが適宜切り換えられるので、両者の音色の差異を比較し易く、特にペダル操作に伴う共鳴音の差異などは顕著に表れるが、上述した各実施例においては、電子的に共鳴音が付加されるので、ペダル操作に基づく音色差をほとんどなくすことができる。

（２）記録した自己の演奏をヘッドホン等で聞く場合、ペダル操作に基づく共鳴音も再生されるので、演奏上の効果を確認することができる。また、ペダル操作の練習にも好適である。

Ｄ：変形例
（１）上記各実施例においては、各音階について音階別波形メモリを持つようにしたが、３音階程度に一つの波形メモリを持つように構成してもよい。この場合、共通に使用する波形メモリから音階に応じた速度で波形データを読み出すことにより、当該音階の周波数に対応させればよい。このような構成にすることにより、メモリ数を少なくすることができる。

（２）上記各実施例は、本発明を消音ピアノに適用した実施例であったが、本発明はこれに限らず、ハンマー機構を有しない電子楽器にも適用することができる。

（３）また、この発明は、アップライトピアノやハープシコードなどの鍵盤楽器にも適用することができる。

（４）押鍵のタッチに応じた共鳴波形データを用意し、キーベロシティＫＶに応じて選択するように構成してもよい。また、波形メモリを節約する場合は、押鍵タッチに応じたエンベロープ制御やフィルタ処理による音色制御などを行うようにしてもよい。

（５）上記第２実施例においては、押鍵前にラウドペダルが踏まれた場合と押鍵後にラウドペダルが踏まれた場合とで発生する共鳴音の波形を区別していなかったが、これを区別するようにしてもよい。この場合には、第２実施例の波形メモリ１１に、押鍵後にラウドペダルが踏まれた場合の共鳴音だけの波形データｅ’を波形データｅと同様にして記憶するようにし、押鍵後にラウドペダルが踏まれた場合および押鍵後にラウドペダルが踏まれ且つシフトペダルが先に踏まれた場合には、波形データｅ’を用いて楽音信号の生成を行うようにすればよい。

（６）ステップＳＰｄ４，ＳＰｄ６またはＳＰｂ４，ＳＰｂ６においては、直前に発音されたチャンネルについて処理を行うよう示してあるが、これは、直前の一つのチャンネルだけではなく、ラウドペダルがオン、あるいはオフされたタイミングにおいて発音中の全てのチャンネルについての処理を意味している。すなわち、複数のチャンネルが発音中であれば、それら全てについて当該処理が行われる。また、発音中であっても、そのエンベロープが小さい場合には、当該処理を行わないように構成してもよい。

この発明の第１実施例の構成を示すブロック図である。 同実施例における鍵付近の構造を示す側面図である。 同実施例のメインルーチンを示すフローチャートである。 同実施例のペダルイベント処理を示すフローチャートである。 同実施例のキーイベント処理を示すフローチャートである。 同実施例におけるクロスフェード処理を示す波形図である。 この発明の第２実施例の構成を示すブロック図である。 同実施例における共鳴波形の作成方法を示す周波数スペクトルである。 同実施例における共鳴波形発生回路の一例を示すブロック図である。 同実施例のペダルイベント処理を示すフローチャートである。 同実施例のキーイベント処理を示すフローチャートである。 同実施例において、付加する共鳴音の数とそのレベルとの関係を示す図である。

符号の説明

１０……楽音信号発生部（楽音信号形成手段：読出手段：共鳴音波形音量制御手段）、１１……波形メモリ、ａ……波形データ（押鍵波形）、ｂ……波形データ、ｅ……波形データ（共鳴音波形）。

Claims (1)

1. 踏まれた場合にダンパーを発音部材から離す第１のペダルと、踏まれた場合にハンマーアクション機構をシフトさせ、ハンマーが叩く発音部材の数を減らす第２のペダルとを具備する鍵盤楽器について、前記第１のペダルと前記第２のペダルを踏まないで押鍵した場合の楽音波形である押鍵波形と、前記第１のペダルを踏んで押鍵した場合の楽音波形から前記押鍵波形を減じた共鳴音波形と、を複数記憶するメモリと、
   押鍵を示す押鍵信号が検出されると、押鍵されている鍵に対応する前記押鍵波形を前記メモリから読み出すとともに、前記第１のペダルが踏まれたことを示すペダルオン信号が検出されると、前記押鍵されている鍵に対応する前記共鳴音波形を前記メモリから読み出す読出手段と、
   前記メモリから読み出された押鍵波形と共鳴音波形を合成して楽音信号を形成する楽音信号形成手段と、
   複数の鍵が押鍵されている場合は、前記楽音信号形成手段による合成の際に、押鍵されている鍵の数が増えるにつれて、前記メモリから読み出された各共鳴音波形の音量レベルを減少させる共鳴音波形音量制御手段と
   を具備することを特徴とする鍵盤楽器。

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