JP5188050B2 - 電子鍵盤楽器 - Google Patents

Description

本発明は、電子鍵盤楽器に関し、特に、タッチ情報をハンマー検出するときに、キーオフが一瞬検出されてしまうような演奏操作、または演奏状態が行われた際に用いて好適な技術に関するものである。

従来、電子鍵盤楽器におけるエンベロープ発生装置としては、図５（イ）に示すように、エンベロープをアタックＡ、ディケイＤ、サスティンＳ、及びリリースＲの４ステップに区分して、目標レベルとレートとを各ステップＡ〜Ｒ毎に予め記憶するようにしている（例えば、特許文献１を参照）。

ところで、アコースティックピアノでは、押鍵後にダンパーが弦から離れ、その後打弦、離鍵時にダンパーが弦を押さえて止音するようにしている。このようなアコースティックピアノにおいて、止音後まもなく鍵盤を押し返すような操作を行ったとき、例えば、連打や、或いは弱く押さえた指による演奏で打弦の勢いで押し戻されてしまった鍵盤をすぐさま押し返して発音を継続させているときは、ダンパーが弦を押さえる時間や力が十分でなく音量などがやや変化するものの以降も先の音が継続される。

特開平７−７７９８３号公報

このように、止音操作を検出して止音させる従来の電子鍵盤楽器や消音ピアノでは、止音の情報を一旦得ると離鍵動作が行われたと認識し、以降の鍵盤やアクションなどの動きを全く考慮せずに発音のリリースを継続するようにしていた。

このため、離鍵位置まで操作が一瞬だけ及んだ後で、押鍵状態に再び戻るような演奏操作があった場合、実際にはダンパーは弦を十分に制振させることなく、再び外れてしまうので音量などは殆ど減衰しないばかりか、再びサスティン状態に移行する。これは、止音検出から再び鍵盤が押され始めるまでの時間が短いほど違和感が大きく認識される問題となる。

或いは、そのような演奏操作を意図しない場合においても、特に、ハンマー系だけで止音検出を行う場合は、鍵盤による検出とは異なり、一瞬この止音位置にかかるまでハンマーが戻ることがあった。

本発明は上述の問題点にかんがみ、誤ったキーオフ検出に基いて誤った減衰動作が行われるのを防止できるようにすることを目的とする。

本発明の電子鍵盤楽器は、止音操作の検出に応じてエンベロープを減衰させるフェーズを複数で行うようにするとともに、上記複数フェーズのうち、最初のフェーズを他のフェーズよりも緩やかな特性で減衰させるようにし、上記止音操作を検出してから緩やかな特性で減衰を行っているフェーズの持続時間に対応する所定の時間内に同一鍵盤が押鍵を再び開始したことを検出した場合には次のフェーズへ遷移しないことを特徴とする。

本発明によれば、エンベロープを減衰させるフェーズを複数で行うようにするとともに、上記複数フェーズのうち、最初のフェーズを他のフェーズよりも緩やかな特性で減衰させるようにし、上記止音操作を検出してから緩やかな特性で減衰を行っているフェーズの持続時間に対応する所定の時間内に同一鍵盤が押鍵を再び開始したことを検出した場合には次のフェーズへ遷移しないようにしたので、実行中の緩やかな減衰特性を持続することができ、違和感が少ない発音処理を行うことができる。

（第１の実施形態）
図１は、本発明を適用した電子ピアノの第１の実施形態を示すブロック図である。
図１に示される電子ピアノの構成は、システムバス１００上に、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３、パネルスキャン回路１０４ａを介して接続された操作パネル部１０４、ハンマースキャン回路１０５ａを介して接続されたハンマー部１０５、及び音源回路１０６が、各々接続されており、上記システムバス１００を通じてこれらのデバイスに各種命令やデータの受け渡しが行なわれるように構成されている。

また、上記音源回路１０６には、そこから出力された楽音信号を処理するＤＳＰ（Digital Signal Processor（図示せず））と、そこで処理された楽音信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換回路１２１と、それを増幅するメインアンプ１２２が設けられている。そして、上記メインアンプ１２２から出力される原音系列信号を外部に発音するスピーカ１２３が設けられている。

上記ＣＰＵ１０１は、上記ＲＯＭ１０２のプログラムメモリ記憶部に記憶されている制御プログラムに従って上記電子ピアノの各部を制御するものである。また、上記プログラムメモリ記憶部に記憶されたアプリケーションプログラムを実行し、必要に応じて、ＲＡＭ１０３を作業領域として使用し、さらにＲＯＭ１０２に記憶された種々の固定データを使用しながらデータ処理を行う。

上記ＲＯＭ１０２は、上述のように、電子ピアノ全体を制御するプログラムを格納している他に、上記ＣＰＵ１０１が使用する種々の固定データが記憶されている。

上記ＲＡＭ１０３は、装置のステータス情報を記憶したり、ＣＰＵ１０１の作業領域として使用したりするものである。なお、上記電子ピアノを制御するための各種レジスタやフラグ等は、ＲＡＭ１０３に定義されており、このＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１により、システムバス１００を介してアクセスされる。

上記操作パネル部１０４は、電源スイッチ、音色選択スイッチなど各種スイッチ及び所定の情報を表示する表示器などが設けられている。この操作パネル部１０４とシステムバス１００との間に介在するパネルスキャン回路１０４ａは、上記操作パネル部１０４に設けられた各スイッチ（図示せず）のセット／リセット状態を調べ、ＯＮ状態になっているパネルスイッチデータを検出してＣＰＵ１０１に送出する。

上記ハンマー部１０５は、複数のハンマーと、これらの押鍵や離鍵に連動して開閉するスイッチとからなる。このハンマー部１０５とシステムバス１００との間に介在するハンマースキャン回路１０５ａは、スイッチの状態を調べ、そのＯＮ／ＯＦＦを示す信号から鍵盤タッチの強さ（速さ）を示すタッチデータを生成するとともに、ＯＮ又はＯＦＦ情報とその鍵盤ナンバーを出力するものである。このＯＮ／ＯＦＦ情報及び鍵盤ナンバー、タッチデータは、システムバス１００を介してＣＰＵ１０１に送られる。

上記音源回路１０６は、ＣＰＵ１０１から出力される信号に対応する原音波形データを波形メモリ１０７から読み出し、その楽音波形データにエンベロープを乗算し、楽音信号として出力する。

次に、図２を参照しながら本実施形態のキーオン／キーオフ検出構成について説明する。図２に示したように、本実施形態のハンマー系１はハンマー２、ハンマシャンク３、キャッチャ４及びバット５等から成り、センタピン６によってフレンジ７に回動自在に軸支されている。

また、第１のスイッチ１０、第２のスイッチ１１及び第３のスイッチ２１を有し、これらのスイッチ１０、１１及び２１は、図２に示したように、筐体１２内に、ハンマー系１の回動方向に沿って所定の間隔で配設されている。シャッタ９は扇形に形成されており、キャッチャ４に固定されている。これらの第１のスイッチ１０、第２のスイッチ１１及び第３のスイッチ２１は、いずれもシャッタ９を挟んで対向配置された発光部（図示せず）と対になって構成される光電スイッチである。

第１のスイッチ１０は、離鍵時に発光部からの光を受光し、打鍵されてハンマー系１が回動を始め、ダンパ１３が弦１４から離れ始める時点でシャッタ９により発光部からの光が遮光される。そして、離鍵してダンパ１３が弦１４に接触した時点で、シャッタ９により再び発光部からの光を遮光される。

第２のスイッチ１１は、離鍵時に発光部からの光を受光し、打鍵されてハンマー系１が回動を始め、ハンマー系１が任意の角度だけ回動した時点でシャッタ９によって発光部からの光が遮光される。そして、打弦が行われ、その反動でハンマー系１が逆向きの回動を始め、或る時点において発光部からの光を再び受光するようになっている。

第３のスイッチ２１は、離鍵時に発光部からの光を受光し、打鍵されてハンマー系１が回動を始め、ハンマー２が弦１４を打弦する寸前に発光部からの光がシャッタ９によって遮光される。そして、引き続いて回動した時点で打弦が行われ、その反動でハンマー系１が逆向きの回動を始め、前記或る時点よりも前の時点で再び発光部からの光を受光するようになっている。

次に、上述のように構成されたハンマー系１におけるキーオフ検出時の制御について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。
ステップＳ３１でキーオフ検出が行われるとステップＳ３２に進み、図４（イ）に示すように、サスティンＳの状態からリリースＲの状態に変更するが、本実施形態においては始めは緩やかな減衰特性の第１のリリースＲ１を開始する。

次に、ステップＳ３３に進み、所定の時間Ｔ１が経過したか否かを判断する。この判断の結果、所定の時間Ｔ１が経過した場合にはステップＳ３４に進み、キーオン検出の有無を判断する。この判断の結果、キーオンが検出された場合には図４（ロ）に示すように、実行中の緩やかな減衰特性である第１のリリースＲ１の状態を継続する（ステップＳ３５）。

また、ステップＳ３４の判断の結果、キーオンが検出されなかった場合にはステップＳ３６に進み、図４（イ）に示すように、急峻な減衰特性である第２のリリースＲ２に移行する。

以上のような処理を行うことにより、キーオフが一瞬検出されてしまった場合において行われていた、図４（ハ）の減衰特性と比較して違和感が少ない発音処理を行うようにすることができる。

（第２の実施形態）
次に、図５を参照しながら本発明の第２の実施形態を説明する。
図５（イ）に示すように、エンベロープの一般的な形状はアタックＡ、ディケイＤ、サスティンＳ及びリリースＲの順番に推移していく。

上述したように、本実施形態の電子鍵盤楽器においては第１のスイッチ１０、第２のスイッチ１１及び第３のスイッチ２１が配設されている。図５（ロ）に検出位置の一例を示す。図５（ロ）に示すように、第１の位置Ｓ１に第１のスイッチ１０が配設され、第２の位置Ｓ２に第２のスイッチ１１が配設され、第３の位置Ｓ３に第３のスイッチ２１が配設されている。

このような構成において、ハンマー系１は（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ｃ）→（ｂ）→（ａ）のように移動して行き、第１のスイッチ１０、第２のスイッチ１１及び第３のスイッチ２１によって検出される。このようにして検出されることにより、サスティンＳ状態においてキーオフ（Key OFF）が検出される。

本実施形態においては、キーオフが検出されると通常のリリースＲへと移行する。そして、リリースＲへと移行した後にキーオンが検出されると、図５（ハ）に示すようにエンベロープの減衰特性を緩やかに変化させる。第１のスイッチ１０〜第３のスイッチ２１の検出波形の一例を図５（ニ）に示す。

図５（ニ）に示したように、第１の位置Ｓ１において「キーオフ」を検出した後で直ぐに「キーオン」が検出されている。このような場合、本実施形態においては図５（ホ）において実線で示したように、「キーオン」が検出されたらリリースＲの減衰特性から、サスティンＳに対応する減衰特性へと変更するようにしている（図５（ホ）において実線で示した特性）。

このような変更処理を行うことにより、図５（ヘ）の実線で示したように、変更処理を行わない場合と比較して、破線で示した通常のエンベローブ特性に近い特性を得ることができ、ハンマー２が止音位置まで戻ってしまう不都合が発生しても違和感が大きく認識されないような発音を行うことができる。

（本発明の他の実施形態）
前述した実施形態の機能を実現するべく各種のデバイスを動作させるように、上記各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに対し、上記実施形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵあるいはＭＰＵ）に格納されたプログラムに従って上記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。

また、この場合、上記ソフトウェアのプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、およびそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えば、かかるプログラムコードを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、前述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して前述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。

さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれることは言うまでもない。

本発明の実施形態を示し、電子鍵盤楽器の全体構成を示すブロック図である。 鍵盤とは一体となって動作しないアクション系（ハンマー系）の構成例を示す図である。 ハンマー系におけるキーオフ検出時の制御手順の一例を示すフローチャートである。 第１の実施形態を示し、エンベローブの減衰特性を説明する図である。 第２の実施形態を示し、エンベローブの減衰特性を説明する図である。

符号の説明

１００ システムバス
１０１ ＣＰＵ（Central Processing Unit）
１０２ ＲＯＭ（Read Only Memory）
１０３ ＲＡＭ（Random Access Memory）
１０４ 操作パネル部
１０４ａ パネルスキャン回路
１０５ ハンマー部
１０５ａ ハンマースキャン回路
１０６ 音源回路
１２１ Ｄ／Ａ変換回路
１２２ メインアンプ
１２３ スピーカ

Claims (1)

1. 止音操作の検出に応じてエンベロープを減衰させるフェーズを複数で行うようにするとともに、上記複数フェーズのうち、最初のフェーズを他のフェーズよりも緩やかな特性で減衰させるようにし、上記止音操作を検出してから緩やかな特性で減衰を行っているフェーズの持続時間に対応する所定の時間内に同一鍵盤が押鍵を再び開始したことを検出した場合には次のフェーズへ遷移しないことを特徴とする電子鍵盤楽器。

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