JP4228996B2 - 電子鍵盤楽器 - Google Patents

Description

この発明は大屋根を有する電子鍵盤楽器に関し、実際の楽器に近い音響特性が得られるようにしたものである。

電子鍵盤楽器は鍵盤操作に応じて電子音源から該当する音高の楽器音を発し、スピーカから再生するようにしたものである。電子鍵盤楽器の一形態として、大屋根を有し実際のグランドピアノを模した外観を有する電子グランドピアノが従来より商品化されている。

従来の電子グランドピアノの楽音は、グランドピアノらしさを十分に表現できるものではなかった。

この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、大屋根を有する実際の楽器に近い音響特性が得られるようにして該大屋根を有する実際の楽器らしさを十分に表現できるようにした電子鍵盤楽器を提供しようとするものである。

この発明は、大屋根を有する電子鍵盤楽器において、前記大屋根で開閉される筐体の内部空間に収容配置され放射面を該内部空間に臨ませて演奏音を再生するスピーカと、前記大屋根の開閉状態を検出する大屋根開閉状態検出手段と、前記スピーカから再生する再生音の周波数特性を前記大屋根の開閉状態に応じて補正する周波数特性補正手段とを具備してなるものである。これによれば、大屋根の開閉による再生音の周波数特性の変動を緩和して、大屋根を有する実際の楽器の音響特性に近づけることができる。前記周波数特性補正手段は、例えば、前記スピーカから再生する再生音の周波数特性を、前記大屋根の完全閉位置では該大屋根の最大開位置に比べて、低音域を減少し、中高音域を増大する特性に補正するものとすることができる。前記周波数特性補正手段は、例えば、前記スピーカから再生する再生音の周波数特性を、前記大屋根が最大開位置と完全閉位置の間の中間開位置にあるときは、該大屋根が最大開位置にあるときの周波数特性と完全閉位置にあるときの周波数特性との間の周波数特性に補正することができる。

この発明はさらに、前記筐体の底板に該筐体の前記内部空間に連通する、形状の異なる複数の開口で構成された開口部を形成してなるものである。前記筐体の底板に該筐体の前記内部空間に連通する開口部を形成することにより、大屋根の閉時に、スピーカの再生音を該開口部を通して外部空間に放出することにより、大屋根の開時と閉時との音量差および周波数特性差を緩和することができる。そして、これにより、大屋根の開閉の影響を緩和することができる。これにより、イコライザ等による電気的補正を少なくできるので、過度の電気的補正による音質劣化を低減できる。特にこの開口部は、形状の異なる複数の開口で構成されているので、開口部を透過して外部空間に放射される再生音の周波数特性に特定の癖が付くのを防止することができる。

前記スピーカは例えば上方に向けて配置することができる。また、該スピーカを、垂直上向きに対し演奏者方向に放射面を５〜３５°程度傾斜させて配置することにより、垂直上向きに配置した場合に演奏者が感じる中高音域の低下を是正することができる。また、大屋根を閉じたときに、大屋根下面とスピーカとの距離によるくし型特性を緩和することができる。

前記スピーカは前記筐体の内部空間の左右にそれぞれ配置することができ、このとき前記周波数特性補正手段は、前記大屋根が完全閉位置にあるときに、前記左スピーカから再生する再生音を前記右スピーカから再生する再生音よりも相対的に補正量を多く補正することができる。大屋根の完全閉位置でこのような補正特性を使用することにより、大屋根の完全閉位置で実際のグランドピアノの特性に近い特性に補正され、グランドピアノらしさを十分に表現することが可能となる。
また、前記筐体の底板に開口部を形成し、該開口部に臨んで別のスピーカを下向きに配置することができる。これによれば、この下向きスピーカの再生音は大屋根の開閉の影響をあまり受けないので、大屋根の開閉による再生音の変動をより緩和することができる。この下向きスピーカの放射面を垂直下向き方向に対し５°以上程度傾斜させて配置することにより、床との間の距離によるくし型フィルタ特性を緩和することができる。下向きスピーカを配置する場合は、使用者による選択操作で床仕様を選択して、前記周波数特性補正手段は、前記下向きに配置したスピーカから再生する再生音を前記選択された床仕様に応じた周波数特性に補正するようにすることができる。
前記筐体の前側上部に譜面板を有する場合、該譜面板を開口率が２０〜７０％の音響透過性に構成することにより、譜面板による再生音の遮断量を低減することができる。この場合、譜面板に開口面積が不均一な複数の開口を形成して該譜面板を音響透過性に構成することにより、該譜面板を透過する再生音の周波数特性に特定の癖が付くのを防止することができる。

この発明の電子鍵盤楽器を電子グランドピアノとして構成した実施の形態を以下説明する。この発明による電子グランドピアノを図２（外観を示す斜視図）、図３｛大屋根および鍵盤蓋の開状態（最大開状態および中間開状態）および閉状態を左右半分ずつ示す正面図｝、図４（大屋根を外して示した平面図）、図５（底面図）、図６（一部破断側面図）にそれぞれ示す。この電子グランドピアノ１０は、図２に示すように、実際のグランドピアノを模した外観を有し、ピアノ本体を構成する筐体１２を有する。筐体１２は脚１４，１６，１８で床１７上に支持される。筐体１２の上部開口部には、その一辺（左辺）を支点として大屋根２０が回動自在に支持されている。大屋根２０は、筐体１２の上部開口部を開閉自在に塞ぐ。大屋根２０は長短２本の突上棒２２，２３によって開時の角度を２段階に調整できる。突上棒２２，２３は相互に分離可能に筐体１２の内部空間３２に可倒配置されている。長い突上棒２２を立ててその先端部で大屋根２０の下面に形成された凹状受部１９を受けることにより、大屋根２０は大きく開いた状態（最大開状態）に支持される。長い突上棒を寝かせ、短い突上棒２３を立てて、短い突上棒２３の先端部で大屋根２０の下面に形成された凹状受部２１を受けることにより、大屋根２０は小さく開いた状態（中間開状態）に支持される。筐体１２の前部には鍵盤２４および鍵盤蓋２６が配置されている。筐体１２の前側上部の前面板２７上には譜面板２８が可倒配置されている。筐体１２の底板３８（図５，図６）からはペダル３０が垂下して配置されている。鍵盤２４の下面左側には、主電源スイッチ、音量ツマミ、ヘッドホン端子等を具えたスイッチボックス２９が配置されている。鍵盤２４の下面右側には、自動演奏機能を実現するためのコントロールユニット３１が配置されている。

筐体１２の内部空間３２内の左右には、図４に示すように、左右スピーカシステム３４，３６が、底板３８上に固定配置されている。左チャンネルスピーカシステム３４は、キャビネット４０の上面にウーハ４２およびツィータ４３を垂直上方に向けて装着し、２ｗａｙスピーカシステムとして構成する。または、さらに下面にフルレンジスピーカ４４を垂直下方に向けて装着した３ｗａｙスピーカシステムとして構成してもよい。同様に、右チャンネルスピーカシステム３６は、キャビネット５０の上面にウーハ５２およびツィータ５３を垂直上方に向けて装着し、２ｗａｙスピーカシステムとして構成する。または、さらに下面にフルレンジスピーカ５４を垂直下方に向けて装着した３ｗａｙスピーカシステムとして構成してもよい。底板３８には、フルレンジスピーカ４４，５４に対面する位置に、開口部５３，５５（図５，図６）がそれぞれ形成されている。

底板３８には、図４，図５に示すように、内部空間３２と外部空間とを連通する開口部６０，６２，６４，６６が形成されている。これら開口部６０，６２，６４，６６は、大屋根２０の閉時に、ウーハ４２，５２およびツィータ４３，５３の再生音をこれら開口部６０，６２，６４，６６を通して外部空間に放出することにより、大屋根２０の開時と閉時との音量差および周波数特性差を緩和する働きをする。そして、これにより、イコライザによる電気的補正量を低減して過度のイコライザ補正による音質劣化の低減を図ることができる。開口部６０，６２，６４，６６は、形状および大きさが異なる多数の開口で構成され、これにより、開口部６０，６２，６４，６６を透過して外部空間に放射される再生音の周波数特性に特定の癖が付くのを防止することができる。

電子グランドピアノ１０には、大屋根２０の開閉状態を検出する大屋根開閉状態検出器が設置されている。大屋根開閉状態検出器の具体例を図７に示す。長い突上棒２２の上端部には、図７（ａ）に示すようにリミットスイッチ６８が装着されている。長い突上棒２２を大屋根２０の凹状受部１９で受けると、図７（ｂ）に示すようにリミットスイッチ６８の作動ピン７０が押し下げられて、リミットスイッチ６８がオンし、大屋根２０が最大開位置にあることが検出される。短い突上棒２３の上端部には、図７（ｃ）に示すようにリミットスイッチ７２が装着されている。短い突上棒２３を大屋根２０の凹状受部２１で受けると、図７（ｄ）に示すようにリミットスイッチ７２の作動ピン７４が押し下げられて、リミットスイッチ７２がオンし、大屋根２０が中間の開位置にあることが検出される。筐体１２の内壁面には、図７（ｅ）に示すように内部空間３２の上部開口端付近にリミットスイッチ７８が装着されている。大屋根２０を完全に閉じると、図７（ｆ）に示すように大屋根２０の下面がリミットスイッチ７８の作動ピン８０を押圧して、リミットスイッチ７８がオンし、大屋根２０が完全に閉じた位置にあることが検出される。大屋根開閉状態検出器は、上記以外にも例えば大屋根２０自体の開閉角度を直接検出する検出器等で構成することもできる。また、大屋根開閉状態検出器は、機械式のほか、磁気式、光学式等で構成することもできる。

電子グランドピアノ１０内に設置される音響装置のシステム構成例を図１に示す。演奏操作部８８からは、演奏者による演奏（鍵盤操作）または自動演奏に応じた演奏情報が出力される。音源発生回路９０は、演奏情報に応じた楽音信号を左右２チャンネルステレオ信号で発生する。この２チャンネル楽音信号は、音の高さに応じて、図８に示すように、高音域ほど右チャンネルに多く割り当てられ、低音域ほど左チャンネルに多く割り当てられる。これにより、実際のピアノの音の定位（高音域ほど右側から聞こえ、低音域ほど左側から聞こえる。）を模すことができる。

音源発生回路９０で発生された左右各チャンネルの楽音信号は補正回路９２に入力される。補正回路９２はイコライザ８９，９１で構成される。左チャンネル信号はイコライザ８９で周波数特性が補正される。右チャンネル信号はイコライザ９１で周波数特性が補正される。イコライザ８９，９１のパラメータ値は、左右各チャンネルごとの適正値に個別に設定される。メモリ９３には、大屋根２０の開閉状態（最大開位置、中間開位置、完全閉位置）に応じて補正回路９２に設定する各補正パラメータとして、イコライザ８９，９１の周波数特性のデータが記憶されている。制御回路９５は、大屋根開閉状態検出器６９（６８，７２，７８）の検出情報に応じて、メモリ９３から該当する補正パラメータを読み出し、補正回路９２のイコライザ８９，９１の周波数特性を該補正パラメータに該当する値に設定する。補正回路９２は、入力される左右２チャンネルステレオ信号に対し、イコライザ８９，９１に設定された周波数特性を付与して出力する。該補正特性が付与された左右２チャンネルステレオ信号は、スイッチボックス２９（図２、図３）の音量ツマミ９７による音量調整操作に応じてアッテネータ９８，１００（マスタボリューム）で音量調整され、パワーアンプ１０１，１０３を介して左右スピーカシステム３４，３６に供給される。左チャンネルスピーカシステム３４に供給された左チャンネル信号は、スピーカネットワーク１０５で帯域分割され、ウーハ４２およびツィータ４３並びに３ｗａｙ構成の場合はさらにフルレンジスピーカ４４に供給されて発音される。右チャンネルスピーカシステム３６に供給された右チャンネル信号は、スピーカネットワーク１０７で帯域分割され、ウーハ５２およびツィータ５３並びに３ｗａｙ構成の場合はさらにフルレンジスピーカ５４に供給されて発音される。

スピーカネットワーク１０５，１０７に設定される特性例を図９に示す。右チャンネルから低音成分が高いレベルで再生されると聴感上違和感を生じるので、右チャンネル用スピーカネットワーク１０７のウーハ５２用の特性（ｂ）は、左チャンネル用スピーカネットワーク１０５のウーハ４２用の特性（ａ）に比べて、低音域をカットした特性（例えば、カットオフ周波数が１００〜３５０Ｈｚで、減衰率が−６〜−１８ｄＢ／ｏｃｔのローカット特性）とする。３ｗａｙ構成としたときには、右チャンネル用スピーカネットワーク１０７のフルレンジスピーカ５４用の特性（ｄ）も同様に、左チャンネル用スピーカネットワーク１０５のフルレンジスピーカ４４用の特性（ｃ）に比べて、低音域をカットした特性とする。

以上の構成の電子グランドピアノ１０の動作例を説明する。図１０は実際のグランドピアノを使用して或る曲を演奏したときの、演奏位置で測定した１曲分のパワー平均スペクトラム特性を、大屋根を最大開位置にして演奏した場合と完全閉位置にして演奏した場合についてそれぞれ示したものである。これによれば、最大開位置では、完全閉位置に比べて音圧レベルがやや下がる程度で、さほど大きな違いがないことがわかる。これは、実際のグランドピアノでは、筐体の下面に露出している響板から音響エネルギの多くを放射するので、外部に放射する音響エネルギの総量が大屋根の開閉にあまり左右されないためである。

これに対し、この発明による電子グランドピアノ１０によれば、ウーハ４２，５２およびツイータ４３，５３は筐体１２内に配置されるので、大屋根２０を閉じることによって周波数特性が変化する。図１１はこの発明による電子グランドピアノ１０の特性を示すもので、図１１（ａ）の特性Ａは、大屋根２０を最大開位置にしたときに実際のグランドピアノの大屋根の最大開位置の特性（図１０の特性Ａ）に近い特性が得られるように補正回路９２の補正特性を設定し、前述と同じ曲を演奏したときの、演奏位置で測定した１曲分のパワー平均スペクトラム特性を示すものである。図１１（ａ）の特性Ｂは、補正回路９２の補正特性はそのまま（大屋根２０の最大開位置で使用した補正特性）で、大屋根２０を完全に閉じて同様に測定したときの特性である。図１１（ａ）によれば、最大開位置と完全閉位置とで、トータルの音量はあまり変化しないが、周波数特性が顕著に変化している。すなわち、大屋根２０の完全閉位置では最大開位置に比べて低音域が増大し、中高音域が減少することがわかる。そこで、大屋根２０の完全閉位置では、補正回路９２の補正特性を、イコライザ８９，９１については大屋根２０の最大開位置に比べて低音域を減少し、中高音域を増大する特性とする。図１１（ｂ）は、大屋根２０の完全閉位置で補正回路９２に設定される左右個別の補正特性（左チャンネルの補正特性は右チャンネルの補正特性に比べて相対的に補正量が多い特性）を、最大開位置での補正特性に対する相対特性で示したものである。大屋根２０の完全閉位置でこのような補正特性を使用することにより、図１１（ｃ）に示すように、大屋根２０の最大開位置および完全閉位置でともに、実際のグランドピアノの特性（図１０）に近い特性に補正され、グランドピアノらしさを十分に表現することが可能となる。なお、大屋根２０の中間開位置では、イコライザ８９，９１を最大開位置と完全閉位置の間の特性に設定する。

また、上向きスピーカ４２，４３，５２，５３が真上を向いていると、大屋根２０の開時に演奏位置で得られる上向きスピーカ４２，４３，５２，５３の再生音の周波数特性は、その本来の特性に比べて中高音域がやや低下した特性となる。また、上向きスピーカ４２，４３，５２，５３が真上を向いていると、大屋根２０の閉時に、大屋根２０の下面とスピーカとの距離に応じて、再生音にくし型特性が付き、音質が劣化する。そこで、図１２に示すように、上向きスピーカ４２，４３，５２，５３を演奏者側に向けて５〜３５°程度傾けて配置する。これにより、大屋根２０の開時に演奏位置で得られる上向きスピーカ４２，４３，５２，５３の再生音の周波数特性を、その本来の特性に近づけることができる。また、大屋根２０の閉時の再生音のくし型特性を緩和して、音質劣化を防止することができる。

また、下向きスピーカ４４，５４が真下を向いていると、下向きスピーカ４４，５４とその下の床１７との距離に応じて、再生音にくし型特性が付き、音質が劣化する。そこで、図１３に示すように、下向きスピーカ４４，５４を５°以上傾けて配置する。これにより、下向きスピーカ４４，５４の再生音のくし型特性を緩和して周波数特性を平坦化し、音質の劣化を防止することができる。また、下向きスピーカ４４，５４の再生音の周波数特性は床の仕様（カーペットの有無等）によっても変化するので、床仕様を使用者による選択操作で選択し、該選択に応じて補正回路９２の特性を微調整する。これにより、床仕様の違いによる下向きスピーカ４４，５４の再生音の周波数特性の変動を打ち消すことができる。

また、譜面板２８を立てると、大屋根２０の開時にスピーカ４２，４３，５２，５３の再生音が譜面板２８に遮られて演奏位置に届きにくくなる。そこで、譜面板２８を格子状等の音響透過性に構成することにより、スピーカ４２，４３，５２，５３の再生音を演奏位置に届きやすくする。譜面板２８を音響透過性に構成した例を図１４（ａ）〜（ｄ）に示す。これらは、いずれも譜面板２８に複数の開口部１０９を形成し、開口部１０９にメッシュ１１１を張ったものである。必要に応じて譜面板２８全体にサランネットを被せることもできる。譜面板２８全体の面積に対する開口部１０９の開口率を２０〜７０％にするのが望ましい。また、一枚の譜面板２８に形成する複数の開口部１０９の形状および大きさが均一であると、譜面板２８を透過する再生音の周波数特性に特定の癖が付く。そこで、譜面板２８に形成する複数の開口部１０９の形状および大きさを様々に異ならせる。

前記実施の形態では、大屋根の開閉状態に応じてスピーカから再生する再生音の周波数特性を補正するようにしたが、大屋根を閉じると音量が大幅に低下するような場合（大屋根を閉じたときの筐体内部空間の密閉度が高い場合）には、大屋根の開閉状態に応じてスピーカから再生する再生音の音量を併せて補正する（大屋根が閉じているときは開いているときに比べて相対的に音量を大きくする）こともできる。

図２の電子グランドピアノ内に設置される音響装置のシステム構成例を示すシステム構成ブロック図である。 この発明の電子グランドピアノの実施の形態を示す斜視図である。 大屋根および鍵盤蓋の開状態（最大開状態および中間開状態）および閉状態を左右半分ずつ示す、図２の電子グランドピアノの正面図である。 大屋根を外して示した図２の電子グランドピアノの平面図である。 図２の電子グランドピアノの底面図である。 図２の電子グランドピアノの一部破断側面図である。 大屋根開閉状態検出器の構成例を示す模式図である。 図１の音源発生回路９０から発生される演奏情報に応じた楽音信号の、音の高さに応じた左右チャンネルへの割り当てレベルを示す線図である。 図１のスピーカネットワーク１０５，１０７の特性設定例を示す線図である。 実際のグランドピアノの音圧特性を示す線図である。 図２の電子グランドピアノの音圧特性を示す線図である。 上向きスピーカ４２，４３，５２，５３の他の配置例を示す側面図である。 下向きスピーカ４４，５４の他の配置例を示す側面図である。 音響透過性譜面板の各種構成例を示す正面図である。

符号の説明

１０…電子グランドピアノ、１２…筐体、２０…大屋根、２８…譜面板、３２…内部空間、３４，３６（４２，４３，４４，５２，５３，５４）…スピーカ、３８…底板、５３，５５…開口部、６０，６２，６４，６６・・・開口部、６９（６８，７２，７８）…大屋根開閉状態検出手段、８９，９１…イコライザ（周波数特性補正手段）、９２…補正回路。

Claims (9)

1. 大屋根を有する電子鍵盤楽器において、
   前記大屋根で開閉される筐体の内部空間に収容配置され放射面を該内部空間に臨ませて演奏音を再生するスピーカと、
   前記大屋根の開閉状態を検出する大屋根開閉状態検出手段と、
   前記スピーカから再生する再生音の周波数特性を前記大屋根の開閉状態に応じて補正する周波数特性補正手段と
   を具備してなる電子鍵盤楽器であって、
   前記筐体の底板に該筐体の前記内部空間に連通する、形状の異なる複数の開口で構成された開口部を形成してなる電子鍵盤楽器。
2. 前記スピーカは前記筐体の内部空間の左右にそれぞれ配置され、
   前記周波数特性補正手段は、前記大屋根が完全閉位置にあるときに、前記左スピーカから再生する再生音を前記右スピーカから再生する再生音よりも相対的に補正量を多く補正する
   ことを特徴とする請求項１記載の電子鍵盤楽器。
3. 前記筐体の底板に別のスピーカを下向きに配置し、
   使用者による選択操作で床仕様を選択する選択手段を具え、
   前記周波数特性補正手段は、前記下向きに配置したスピーカから再生する再生音を前記選択された床仕様に応じた周波数特性に補正する請求項１または２記載の電子鍵盤楽器。
4. 前記下向きスピーカを放射面を垂直下向き方向に対し傾斜させて配置してなる請求項３記載の電子鍵盤楽器。
5. 前記周波数特性補正手段が、前記スピーカから再生する再生音の周波数特性を、前記大屋根の完全閉位置では該大屋根の最大開位置に比べて、低音域を減少し、中高音域を増大する特性に補正する請求項１から４のいずれかに記載の電子鍵盤楽器。
6. 前記周波数特性補正手段が、前記スピーカから再生する再生音の周波数特性を、前記大屋根が最大開位置と完全閉位置の間の中間開位置にあるときは、該大屋根が最大開位置にあるときの周波数特性と完全閉位置にあるときの周波数特性との間の周波数特性に補正する請求項１から５のいずれかに記載の電子鍵盤楽器。
7. 前記スピーカを、垂直上向きに対し演奏者方向に放射面を傾斜させて配置してなる請求項１から６のいずれかに記載の電子鍵盤楽器。
8. 前記筐体の前側上部に譜面板を有し、該譜面板を開口率が２０〜７０％の音響透過性に構成してなる請求項１から７のいずれかに記載の電子鍵盤楽器。
9. 前記譜面板に開口面積が不均一な複数の開口を形成して該譜面板を音響透過性に構成してなる請求項８記載の電子鍵盤楽器。

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