JP5228668B2 - 電子鍵盤楽器 - Google Patents

Description

本発明は、ダンパペダル操作による楽音制御を行う電子鍵盤楽器に関する。

従来、ダンパペダル操作による楽音制御を行う電子鍵盤楽器が知られている。例えば、下記特許文献１は、ペダルの踏み込み量に応じて音色を変化させる、いわゆるソフトペダル効果を発生させる技術を開示している。また、下記特許文献２では、ダンパペダルが踏まれているときは、ダンパペダル効果を有する楽音を発生させる一方、ダンパペダルが踏まれていないときは、ダンパペダル効果を有しない楽音を発生させるようにしている。

また、電子鍵盤楽器において、ハーフペダル奏法を実現したものも知られている（下記特許文献３）。この楽器では、エンベロープを、ペダルがオン、オフ、オンとオフの中間（ハーフペダル領域）のときに分けて記憶し、ハーフペダル領域においては他の領域とは異なるエンベロープを付加するようにしている。

ところで、ダンパペダルを有する一般のアコースティックピアノにおけるハーフペダル奏法では、ダンパペダルをハーフペダル領域の適切な位置に維持して演奏することで、低音鍵については離鍵しても音が直ちには減衰せずに、高音鍵については離鍵と同時に音が減衰するような演奏を行える。しかし、これを上手に行うには、微妙な踏み込み深さの制御を必要とする。しかも、ピアノの個体差もあるので、当該ピアノにて事前に練習しないと良い演奏ができず、その意味ではハーフペダル奏法は非常に高度な奏法といえる。
特開平８−２１１８６９号公報 特開平６−１４９２４６号公報 特開平７−８４５７４号公報

アコースティックピアノにおいて、ハーフペダル領域（あるいは領域の開始位置及び終了位置）は、耳で聞く共鳴音（ハーフペダル状態においても共鳴振動可能な弦が共鳴振動して発生させる音）の付加具合と、足で感じるペダルの踏み込み深さ及び反力とから把握される。しかしながら、アコースティックピアノにおいて、ハーフペダル領域は、ダンパペダルの踏み込み全ストロークからすれば広くない領域であり、特に初心者にとっては、ハーフペダル領域を把握すること自体が容易でない。

また、上記特許文献３においては、ダンパペダルの反力変化がアコースティックピアノのものを模していない限り、エンベロープの変化のみからハーフペダル領域を耳で把握する必要があり、把握が一層困難である。

しかも、ハーフペダル奏法において、ハーフペダル領域内における最適なペダル位置は微妙なものであり、演奏の中でも随時変わる。そのため、狭いハーフペダル領域内で適切な位置を逐一みつけてその位置にペダル踏み込み深さを足で制御することは、熟練者でも容易なことではない。

そのため、ユーザの技量によっては、ハーフペダル奏法を習得しにくいという問題があった。

ところで、従来、ダンパペダルを有する一般のアコースティックピアノでは、ダンパペダルの踏み込み往行程におけるハーフペダル領域の開始位置及び終了位置は固定されており、これは、上記特許文献３においても同様である。

本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、発生する楽音が切り替わるハーフペダル領域の範囲を可変にして、各ユーザの技量に合わせてハーフペダル奏法を行いやすくすることができる電子鍵盤楽器を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の請求項１の電子鍵盤楽器は、複数の鍵操作子（１３）と、ダンパペダル（２２）と、前記ダンパペダルの踏み込み位置を検出する位置検出手段（４２）と、前記ダンパペダルの踏み込み往行程において、アコースティックピアノにおけるハーフペダル領域の開始位置と終了位置とにそれぞれ相当する前記ダンパペダルの第１位置（Ｈｓ）と第２位置（Ｈｅ）とを記憶する位置記憶手段（５０）と、前記位置検出手段により検出された前記ダンパペダルの踏み込み位置と前記位置記憶手段に記憶されている第１位置及び第２位置とを比較し、前記第１位置よりも浅い側の第１踏み込み領域（Ｒｓ）、前記第１位置及び前記第２位置の間のハーフペダル領域（Ｒｈｐ）、及び、前記第２位置よりも深い側の第２踏み込み領域（Ｒｅ）の、いずれの領域に前記ダンパペダルが位置するかを判定する判定手段（１１）と、前記複数の鍵操作子及び前記ダンパペダルの各操作に応じて楽音を発生させると共に、前記判定手段による判定の結果、前記ダンパペダルが前記第１踏み込み領域、ハーフペダル領域及び第２踏み込み領域のいずれに位置するかによって、それぞれ異なる楽音パラメータ（５１、５２）に基づいて、前記発生させる楽音を制御する楽音制御手段（１１）と、ユーザ操作に基づき、前記位置記憶手段に記憶される前記第１位置及び前記第２位置を変更するハーフペダル領域変更手段（１１）と、前記ダンパペダルの踏み込み位置に応じて踏み込みに対する反力を発生させる反力制御手段とを有し、前記反力制御手段は、少なくとも前記位置記憶手段に記憶されている第１位置及び第２位置を境に、前記ダンパペダルに与えられる反力の変化率を異ならせるよう制御することを特徴とする。

なお、上記括弧内の符号は例示である。

本発明の請求項１によれば、発生する楽音が切り替わるハーフペダル領域の範囲を可変にして、各ユーザの技量に合わせてハーフペダル奏法を行いやすくすることができる。また、ハーフペダル領域において楽音が切り替わるのにリンクして反力変化率も切り替わるようにして、ハーフペダル領域を足で感じさせることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電子鍵盤楽器の全体構成を示すブロック図である。

本電子鍵盤楽器は、図１に示すように、タイマ１２、記憶部５０、各種インターフェイス１４、ソレノイド駆動部１５、演奏操作部１６、設定操作部１７、表示部１８、楽音発生部１９及び位置センサ４２が、バス１０を介してＣＰＵ１１にそれぞれ接続されて構成される。

演奏操作部１６には、音高情報を入力するための複数の鍵操作子１３、各種演奏操作子、及び、足で演奏操作するためのペダル２２（図２参照）が含まれる。ペダル２２は、ダンパペダルである。設定操作部１７には、各種情報を入力するための複数の各種スイッチ（図示せず）が含まれる。表示部１８は、楽譜や文字等の各種情報を表示する。楽音発生部１９は、それぞれ図示しない音源回路、効果回路、サウンドシステムを含み、演奏操作部１６で入力された演奏データや予め設定された演奏データ等を楽音信号（演奏信号）に変換し、各種効果を付与して音響に変換する。

なお、本電子鍵盤楽器において、楽音発生部１９は、必ずしも内蔵する必要はなく、例えば、楽器本体に対してネットワークで接続されるものとして構成してもよい。すなわち、楽器本体の外に別体の楽音発生部１９を有するネットワーク楽器システムとして本電子鍵盤楽器を構成してもよく、必要に応じてアンプ、スピーカを、演奏時に組み合わせて操作するようにすることもできる。このようなシステムに対しても、本発明を適用可能である。

ＣＰＵ１１は、本電子鍵盤楽器全体の制御を司る。タイマ１２は、タイマ割り込み処理における割り込み時間等の各種時間を計時する。各種インターフェイス１４には、ＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）Ｉ／Ｆ、有線または無線の通信Ｉ／Ｆ等が含まれる。

記憶部５０には、ＣＰＵ１１が実行する制御プログラムや各種テーブルデータ等を記憶するＲＯＭのほか、演奏データ、テキストデータ等の各種入力情報、各種フラグやバッファデータ及び演算結果等を一時的に記憶するＲＡＭ等が含まれる。記憶部５０の例えばＲＯＭには、波形データ５１、エンベロープデータ５２のほか、荷重テーブルとして通常荷重テーブル５３と拡張荷重テーブル５４と反力差拡大テーブル５５とが記憶されている。これらのデータやテーブルについては後述する。反力差拡大テーブル５５については、後述する第２の実施の形態で用いられ、第１の実施の形態では必要ないので廃止してもよい。

図２は、上記電子鍵盤楽器の要部の断面図である。図２に示すように、本電子鍵盤楽器には、ペダル２２に対して踏み込みに抗する力（反力）を付与するための反力発生機構ＦＭが備えられる。反力発生機構ＦＭは、鍵盤楽器本体２０とペダル２２との間に介在して配設される。ペダル２２は下方に踏み込み操作される。同図において、初期状態である非踏み込み状態を実線で示し、踏み込み状態を２点鎖線で示している。

反力発生機構ＦＭのメカ機構は、主に、鍵盤楽器本体２０の下部（例えば、不図示の棚板の下面）に設けられるペダルボックス４０内に構成されるが、配設箇所は問わず、ペダル２２に対して反力を付与できるような部位に配置されればよい。

ペダル２２は、支点２３にて先端（図２の左端）が上下に揺動自在にされている。ペダル２２の後端部に設けられた回動軸２５を介して、鉛直方向に延びたロッド２６が連結され、ペダル２２の踏み込み操作に連動して、ロッド２６が上下移動するようになっている。ペダル２２の後端部の下方には、ペダル２２の後端部と当接してペダル２２の非踏み込み位置を規制するストッパ２４が設けられている。

また、ペダル２２の前端部の下方には、弾性を有するストッパ２１が設けられる。ペダル２２の踏み込み往行程において、ペダル２２の前端部のストッパ当接部２２ａがストッパ２１に当接することで、ペダル２２の踏み込み終了位置が規制される。

ペダルボックス４０内において、固定部４１の上に、ソレノイド本体３０が配設固定される。ソレノイド本体３０において、ボビン３１の内側に、プランジャ３５が上下方向に移動自在に配設され、ボビン３１の周りにソレノイドコイル３２が巻回され、上下にヨーク３３、３４が配設される。プランジャ３５は、ロッド２６の上端に連結固定されており、ペダル２２に連動して上下動するようになっている。なお、プランジャ３５は、ペダル２２に対して連動して動作するように構成されればよく、ロッド２６に対して直接または間接に固定状態にされるかを問わない。

固定部４１の下方には、ペダルボックス４０に対して固定的にバネ受け部３７が設けられ、バネ受け部３７と固定部４１の下部とに復帰用のコイルバネ３６が接続されている。コイルバネ３６は圧縮状態で介装されており、ペダル２２の後端部を常に下方に付勢している。そのため、ペダル２２の非踏み込み状態においては、ペダル２２の後端部が下方に付勢されて、ストッパ２４に当接している。

ペダルボックス４０内において、ロッド２６の上下方向の位置を検出する位置センサ４２が設けられている。位置センサ４２は、例えば、ロッド２６の位置を光学的に検出するものであるが、その検出信号は、ペダル２２の踏み込み方向における位置（深さ）を示すものでもあるし、プランジャ３５の上下方向の位置を示すものでもある。なお、ペダル２２の踏み込み深さを検出できるものであれば、位置センサ４２の構成（フォトリフレクタ型やフォトインタラプタ型等の光学式、接触式、磁気式等）や配設位置は問わない。ただし、プランジャ３５に近接して設ける場合は、ソレノイドコイル３２の影響を考慮し、磁気式は避けるのがよい。

ソレノイド駆動部１５（図１参照）は、ＣＰＵ１１による制御に従って、駆動信号をソレノイド本体３０に供給する。それによって、プランジャ３５が下方に付勢され、ロッド２６を介してペダル２２に踏み込みに抗する方向に力を与える。上記駆動信号は、ソレノイド本体３０のソレノイドコイル３２に流すべき電流の目標値に応じたｄｕｔｙ（デューティ）比（％）となるようにパルス幅変調を施したＰＷＭ信号である。

本楽器では、反力発生機構ＦＭによって、アコースティックグランドピアノにおけるダンパペダル（乃至ラウドペダル）を操作したときと同じような反力が、踏み込みの往行程及び復行程（復帰行程）においてペダル２２にかかるようになっている。また、本実施の形態では、ペダル２２にかかる反力のパターンとして２種類が設けられている。各パターンは、アコースティックグランドピアノを模した「通常モード」と、アコースティックグランドピアノに比しハーフペダル領域を拡張した「拡張モード」とに対応する。これらのモードは、ユーザ操作により、設定操作部１７（図１参照）で設定できる。

図３は、通常モードでのペダル２２の踏み込み往行程における反力の推移を示す図である。同図において、横軸がペダル２２のストローク位置（踏み込み深さ）ｓｔであり、縦軸が、ペダル２２にかかる踏み込み反力（荷重）Ｆを示す。

同図において、右上がりの直線ｓｐＬは、ソレノイド本体３０によらないで、コイルバネ３６の付勢力（領域ｓｐＦ）のみによって生じる踏み込み反力の大きさを示す。曲線Ｌ０ａは、コイルバネ３６による反力にソレノイド本体３０による駆動力（領域ａｃＦ）が加算されて生じる総合的な踏み込み反力Ｆを示す。非踏み込み位置であるストローク位置ｓｔＳから、ペダル２２の踏み込み終了位置であるストローク位置ｓｔＥ２までの踏み込み反力Ｆは、通常荷重テーブル５３（図１参照）を用いて制御される。ペダル２２のストッパ当接部２２ａがストッパ２１（図２参照）に当接開始するストローク位置ｓｔＥ１からストローク位置ｓｔＥ２までは、ストッパ当接部２２ａに押圧されてストッパ２１が縮みきるまでの行程であり、ストッパ２１の弾性力によって反力が急増していく段階である。

ところで、アコースティックグランドピアノのダンパペダルの踏み込み往行程においては、一般に、踏み込みの影響がダンパに伝達されない「遊び領域（乃至レスト領域）」と、弦に対するダンパの押接力の減少が開始される状態からダンパが弦に対して非接触状態となるまでの「ハーフペダル領域」と、その後ダンパが弦から完全に離間状態となる「弦開放領域」という３つの踏み込み領域が存在する。

図３において、ストローク位置ｓｔＳからハーフ域開始位置Ｈｓ０までの浅い踏み込み領域が、「遊び領域」に相当する第１踏み込み領域Ｒｓ０である。ハーフ域開始位置Ｈｓ０からハーフ域終了位置Ｈｅ０までの踏み込み領域がハーフペダル領域Ｒｈｐ０である。ハーフ域終了位置Ｈｅ０からストローク位置ｓｔＥ２までの深い踏み込み領域が、「弦開放領域」に相当する第２踏み込み領域Ｒｅ０である。

図４は、通常モード及び拡張モードそれぞれにおけるペダル２２に対する踏み込み反力Ｆの推移を示す図である。

同図において、曲線Ｌ０ｂが、通常モードでの復行程における踏み込み反力Ｆを示す。通常モードにおいては、踏み込み反力Ｆには、往行程（曲線Ｌ０ａ）と復行程（曲線Ｌ０ｂ）との間にヒステリシスが設けられている。通常モードにおいては、踏み込み反力Ｆの、ストローク位置ｓｔに対する変化率は、ハーフペダル領域Ｒｈｐ０では、第１踏み込み領域Ｒｓ０、第２踏み込み領域Ｒｅ０とは異なっている。特に、境目であるハーフ域開始位置Ｈｓ０、ハーフ域終了位置Ｈｅ０の近傍では、ハーフペダル領域Ｒｈｐ０内での踏み込み反力Ｆの変化率（曲線Ｌ０ａ、Ｌ０ｂの傾き）が、ハーフペダル領域Ｒｈｐ０の外での変化率よりも大きい。

拡張モードでの踏み込み反力Ｆは、往行程が曲線Ｌ１ａ、復行程が曲線Ｌ１ｂで示される。拡張モードでは、通常モードに比し、ハーフペダル領域が広がって、ハーフペダル領域Ｒｈｐ１となる。従って、ハーフ域開始位置は、ハーフ域開始位置Ｈｓ０より非踏み込み位置の方向にずれ、ハーフ域開始位置Ｈｓ１となる。ハーフ域終了位置は、ハーフ域終了位置Ｈｅ０より踏み込み終了位置の方向にずれ、ハーフ域終了位置Ｈｅ１となる。

拡張モードでは、ハーフ域開始位置Ｈｓ１、ハーフ域終了位置Ｈｅ１を境目として、第１踏み込み領域Ｒｓ１、ハーフペダル領域Ｒｈｐ１、第２踏み込み領域Ｒｅ１に領域が区分される。ヒステリシスが設けられる点、及び、ハーフ域開始位置Ｈｓ１、ハーフ域終了位置Ｈｅ１の近傍においてハーフペダル領域Ｒｈｐ１の内は外に比し踏み込み反力Ｆの変化率が大きい点は、通常モードと同様である。

以降、特にモードを区別しないときは、「０」、「１」の付加を省略して、ハーフ域開始位置Ｈｓ、ハーフ域終了位置Ｈｅ、第１踏み込み領域Ｒｓ、ハーフペダル領域Ｒｈｐ、第２踏み込み領域Ｒｅと記す。

本実施の形態では、後述する図５の処理により、第１踏み込み領域Ｒｓ、ハーフペダル領域Ｒｈｐ、第２踏み込み領域Ｒｅの各領域で、発生する楽音の楽音パラメータを異ならせ、楽音特性を変化させる。

具体的には、例えば、各モードにおいて、アコースティックピアノにおけるペダル奏法を模擬するために、第２踏み込み領域Ｒｅでは、共鳴音（生ピアノにおいてダンパペダルを踏み込んで全弦が共鳴して発生する音に相当するもの）を付加すると共に、離鍵しても音を強制消音させない。ハーフペダル領域Ｒｈｐでは、共鳴音の付加や離鍵時の音の減衰速度をアコースティックピアノにおけるハーフペダル領域の状態に対応させる。例えば、離鍵時においては、低音鍵ほど減衰速度を遅くする（音を伸ばす）。

しかも、各モードにおいて、このような楽音制御と同時に、踏み込み反力Ｆについても、図４に示すような曲線となるように制御する。楽音及び反力の制御の手法は各種考えられるが、本実施の形態では、一例として、上記した波形データ５１、エンベロープデータ５２、荷重テーブル（図１参照）を用いた制御を採用する。

ハーフ域開始位置Ｈｓ０、Ｈｓ１、ハーフ域終了位置Ｈｅ０、Ｈｅ１の情報は、各荷重テーブルに対応して、予め、記憶部５０の例えばＲＯＭに記憶されている。図５の処理の際には、制御に用いるハーフ域開始位置Ｈｓ０及びハーフ域終了位置Ｈｅ０の情報、またはハーフ域開始位置Ｈｓ１及びハーフ域終了位置Ｈｅ１の情報のいずれかを、モードに応じて選択し、ＲＯＭから読み出して記憶部５０の例えばＲＡＭに記憶させる。

本実施の形態では、発音音色を設定操作部１７（図１参照）で指定できる。波形データ５１、エンベロープデータ５２はいずれも、指定され得る音色に対応して、モード毎且つ音高毎に設けられる。なお、これらは、各モードで同一の所定音域毎に設けられるとしてもよい。エンベロープデータ５２は、第１踏み込み領域Ｒｓ用、ハーフペダル領域Ｒｈｐ用、第２踏み込み領域Ｒｅ用に別々に設けられる。

波形データ５１は、第１踏み込み領域Ｒｓ用、第２踏み込み領域Ｒｅ用に別々に設けられ、ハーフペダル領域Ｒｈｐにおいてはクロスフェードで対処する。すなわち、ハーフペダル領域Ｒｈｐにおいては、第１踏み込み領域Ｒｓ用の波形データ５１に基づく楽音と、第２踏み込み領域Ｒｅ用の波形データ５１に基づく楽音とを、ペダル２２のストローク位置ｓｔに応じた比で混合して発音させる。これにより、音色の自然なつながりを実現する。

第１踏み込み領域Ｒｓ用の波形データ５１は、ペダル２２が踏まれていない状態で押鍵されたときに発音される通常の楽音を生成するためのものである。一方、第２踏み込み領域Ｒｅ用の波形データ５１は、ペダル２２が踏まれている状態で押鍵されたときに発音される楽音を生成するためのものであって、上記通常の楽音に共鳴音が加わった楽音（例えば、生ピアノにおいてダンパペダルを踏み込んで全弦が共鳴可能となった状態で録音した波形）が再現される。なお、第２踏み込み領域Ｒｅ用の波形データ５１に代えて、共鳴音のみを再現するための波形データを設け、ペダル２２が踏まれている状態では、第１踏み込み領域Ｒｓ用の波形データ５１と併せて用いて、共鳴音を含んだ楽音を生成するようにしてもよい。

荷重テーブルについては、通常モード用に通常荷重テーブル５３、拡張モード用に拡張荷重テーブル５４が設けられる。これらの荷重テーブルは、通常モード及び拡張モードのそれぞれにおいて、踏み込み反力Ｆが図４に示すような荷重プロファイルに設定されるように、ソレノイド本体３０による駆動力（例えば、領域ａｃＦ；図３参照）を生成するための情報である。

ハーフペダル領域Ｒｈｐの幅（広さ）が、モードによって変化することになるが、それは、モードに対応して選択される波形データ５１、エンベロープデータ５２及び荷重テーブルが異なることによって実現される。

図５は、本実施の形態におけるメインの処理のフローチャートである。本処理は、本楽器の電源オン時に開始され、ＣＰＵ１１によって実行される。

まず、初期化を実行、すなわち所定プログラムの実行を開始し、ＲＡＭ等の各種レジスタに初期値を設定して初期設定を行う（ステップＳ１０１）。次いで、設定操作部１７の操作を受け付け、設定入力処理を実行する（ステップＳ１０２）。この処理では、発音音色の指定や、モードの設定等もなされる。この処理は、設定操作部１７の操作があればそれに応じて設定を更新等するものであるので、操作がなければ、前記ステップＳ１０１等で設定されるプリセットの値にて、ステップＳ１０３以降の処理がなされる。

次に、現在のモードが通常モードであるか否かを判別する（ステップＳ１０３）。その判別の結果、通常モードであれば、通常モード用の荷重テーブルとして通常荷重テーブル５３を選択する一方（ステップＳ１０４）、通常モードでない場合は、拡張モード用の荷重テーブルとして拡張荷重テーブル５４を選択する（ステップＳ１０５）。

次に、現在のモードに応じて、制御に用いるハーフ域開始位置Ｈｓ及びハーフ域終了位置Ｈｅを選択し、それらを記憶部５０の例えばＲＡＭに記憶させる（ステップＳ１０６）。次に、現在のペダル２２のストローク位置ｓｔを位置センサ４２の出力から把握し、現在、上記ＲＡＭに記憶されているハーフ域開始位置Ｈｓ及びハーフ域終了位置Ｈｅとの比較から、ペダル２２がどの踏み込み領域に属するのかを判定する（ステップＳ１０７）。そして、反力制御処理を行う（ステップＳ１０８）。

この反力制御処理においては、上記ステップＳ１０４またはＳ１０５で選択されている荷重テーブルを参照し、ペダル２２のストローク位置ｓｔに応じた踏み込み反力Ｆとなるように、ｄｕｔｙ比を決定し、該ｄｕｔｙ比の駆動信号（ＰＷＭ信号）を生成する。そして、ソレノイド駆動部１５（図１参照）から、上記決定したｄｕｔｙ比の駆動信号をソレノイド本体３０に対して出力する。これにより、反力発生機構ＦＭからペダル２２に適切な反力が付与される。

次に、鍵操作子１３の操作を検出し、押鍵があった否かを判別して（ステップＳ１０９）、押鍵があった場合は、押鍵された鍵に対応する音高、押鍵ベロシティ、指定された音色（指定音色）、ペダル２２のストローク位置ｓｔ等に基づく楽音を楽音発生部１９から発生させる発音処理を実行する（ステップＳ１１０）。

すなわち、この発音処理では、まず、押鍵された鍵（音高）、指定音色、及び、ペダル２２のストローク位置ｓｔで定まる踏み込み領域に対応した波形データ５１とエンベロープデータ５２とを選択する。そして、選択した波形データ５１とエンベロープデータ５２を読み出し、波形データ５１に応じた楽音波形にエンベロープデータ５２に応じたエンベロープを付加した楽音信号を生成する。そして、この楽音信号を楽音発生部１９に送って発音させる。

例えば、拡張モードで、ストローク位置ｓｔがハーフ域終了位置Ｈｅ１より深い位置であった場合は、指定音色及び押鍵された鍵に対応し且つ第２踏み込み領域Ｒｅ１（図４参照）に対応する波形データ５１とエンベロープデータ５２とを用いて、共鳴音が付加された楽音が発生する。

ここで、ペダル２２のストローク位置ｓｔがハーフペダル領域Ｒｈｐに属する場合は、上記したように、第１踏み込み領域Ｒｓに対応した波形データ５１と第２踏み込み領域Ｒｅに対応した波形データ５１の双方が読み出され、両者に基づく楽音信号が、ストローク位置ｓｔに応じた比で混合して生成される。

なお、波形データ５１は、ハーフペダル領域Ｒｈｐ用にも設けてもよい。また、波形データ５１は、音高毎でなく複数音高間で共通に設け、読み出し速度で音高を変えるようにしてもよい。

次に、鍵操作子１３の操作を検出し、離鍵があった否かを判別して（ステップＳ１１１）、離鍵があった場合は、離鍵された鍵に対応する楽音に対して、ペダル２２のストローク位置ｓｔ等に基づく減衰処理等の消音処理を実行する（ステップＳ１１２）。

すなわち、離鍵された鍵（音高）、指定音色、及び、ペダル２２のストローク位置ｓｔで定まる踏み込み領域に対応した波形データ５１とエンベロープデータ５２とを選択する。そして、選択した波形データ５１に応じた楽音波形に選択したエンベロープデータ５２に応じたエンベロープを付加した楽音信号を生成する。この処理は、例えば、上記特許文献３（特開平７−８４５７４号公報）等に開示された手法で行うことができる。踏み込み領域によって、目標レベルやディケイタイムが相違することになる。なお、エンベロープデータ５２については、ハーフペダル領域Ｒｈｐ用を廃止して、ハーフペダル領域Ｒｈｐにおいては補間処理により対処するようにしてもよい。

また、楽音制御については、上記したのは例示であり、踏む込み領域のそれぞれにおいて、公知の手法を適用することができ、手法は問わない。例えば、指定音色に対応するフィルタデータ等も設けて楽音制御に反映させてもよい。

このように、モードによってハーフペダル領域Ｒｈｐの幅（ストローク方向の長さ）が変化するという条件の下、踏み込み領域のどこにペダル２２が属するかによって、異なる楽音パラメータである波形データ５１とエンベロープデータ５２とに基づいて、発生する楽音が制御される。

次に、ステップＳ１１３で、自動演奏処理等の「その他処理」を実行して、前記ステップＳ１０２に戻る。自動演奏処理では、設定されている自動演奏データを読み出し、生成された演奏信号に設定された効果処理を付加し、増幅して出力する。

本実施の形態によれば、モード切り替えにより、選択される荷重テーブルが切り替わると共に、記憶部５０のＲＡＭに記憶される、楽音制御に用いるハーフ域開始位置Ｈｓ及びハーフ域終了位置Ｈｅの情報が変更される。これにより、ハーフペダル領域Ｒｈｐの幅が切り替わる。また、切り替わったハーフペダル領域Ｒｈｐの内外で、楽音制御に用いられる楽音パラメータである波形データ５１及びエンベロープデータ５２が切り替わる。従って、発生する楽音が切り替わるハーフペダル領域Ｒｈｐの範囲を可変にすることができる。特に、初心者にとっては、ハーフペダル領域Ｒｈｐを把握するのが容易でないが、拡張モードを設定すれば、ハーフペダル領域Ｒｈｐが広がるので、把握が容易となる。従って、各ユーザの技量に合わせてハーフペダル奏法を行いやすくすることができる。

また、記憶部５０のＲＡＭに記憶されているハーフ域開始位置Ｈｓ及びハーフ域終了位置Ｈｅを境に、ペダル２２に与えられる反力の変化率が異なるように制御されるので、ハーフペダル領域Ｒｈｐにおいて楽音が切り替わるのにリンクして反力変化率も切り替わるようにして、ハーフペダル領域Ｒｈｐを、足を通じて感じさせることができる。

なお、本実施の形態では、２つのモードに対応させて、荷重テーブルを２種類設けたが、３つ以上のモードと、それらに対応してハーフペダル領域Ｒｈｐを異にする荷重テーブルを３種類以上設け、上記と同様に、ユーザ操作により選択させるようにしてもよい。従って、荷重テーブルは、通常荷重テーブル５３に比し、ハーフペダル領域Ｒｈｐが拡張されるものに限られず、縮小するものも含め、各種の構成が考えられる。従って、荷重テーブルの種類を多数とすることで、ハーフペダル領域Ｒｈｐの幅をユーザにとって、より所望なものに近づけることが可能となる。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、データやテーブルを切り替えてハーフペダル領域Ｒｈｐの幅を可変にしたが、本発明の第２の実施の形態では、ハーフペダル領域Ｒｈｐの幅は変えず、ペダル２２の踏み込みの復行程におけるハーフペダル領域Ｒｈｐでの反力差を変える。本実施の形態では、通常モードと、反力差拡大モードとを選択でき、通常荷重テーブル５３に加えて、反力差拡大モードに対応する「反力差拡大テーブル５５」（図１参照）が用いられる。

図６は、通常モード及び反力差拡大モードそれぞれにおけるペダル２２に対する踏み込み反力Ｆの推移を示す図である。

通常モードでの踏み込み反力Ｆは、曲線Ｌ０ａ、曲線Ｌ０ｂで示されるように、往復全行程において第１の実施の形態のもの（図４）と同様である。反力差拡大モードでの踏み込み反力Ｆは、往行程では通常モードと同一である。しかし、復行程では、曲線Ｌ２ｂで示されるように、曲線Ｌ０ｂとの間のヒステリシスが小さくなっており、特に、ハーフ域終了位置Ｈｅにおける踏み込み反力Ｆが通常モードに比し大幅に大きくなっている。すなわち、曲線Ｌ２ｂで示されるように、ハーフペダル領域Ｒｈｐにおける踏み込み反力Ｆの変化率が、曲線Ｌ０ｂに比し大きくなっている。

具体的には、復行程におけるハーフ域終了位置Ｈｅとハーフ域開始位置Ｈｓとの間の反力の差異（以降、「反力差ｄＦ」と呼称する）は、通常モードでは反力差ｄＦ０であり、反力差拡大モードでは反力差ｄＦ２であって、ｄＦ２＞ｄＦ０である。

本実施の形態における楽音及び反力の制御は、第１の実施の形態に対して、選択可能なテーブルが拡張荷重テーブル５４から反力差拡大テーブル５５に変わっただけであり、波形データ５１、エンベロープデータ５２、荷重テーブルを用いた制御である点は同様である。従って、図５の処理を一部変更することで実現される。また、本実施の形態では、ハーフ域開始位置Ｈｓ、ハーフ域終了位置Ｈｅの情報は、予め、記憶部５０の例えばＲＯＭに記憶されており、この情報が更新されることはない。

図７は、本実施の形態におけるメインの処理のフローチャートである。まず、図５のステップＳ１０１、Ｓ１０２と同様の処理を実行し、次に、ステップＳ２０１では、図５のステップＳ１０２と同様の処理を実行する。そして、ステップＳ２０１の判別の結果、通常モードであれば、通常モード用の荷重テーブルとして通常荷重テーブル５３を選択する一方（ステップＳ２０２）、通常モードでない場合は、反力差拡大モード用の荷重テーブルとして反力差拡大テーブル５５を選択する（ステップＳ２０３）。

次に、ステップＳ２０４では、現在のペダル２２のストローク位置ｓｔを位置センサ４２の出力から把握し、記憶部５０に記憶されている上記ハーフ域開始位置Ｈｓ及びハーフ域終了位置Ｈｅとの比較から、ペダル２２がどの踏み込み領域に属するのかを判定する。以降は、図５のステップＳ１０８〜Ｓ１１３と同様の処理を実行する。

本実施の形態によれば、モード切り替えにより、選択される荷重テーブルが切り替わり、その結果、ペダル２２の復帰行程において、ハーフ域終了位置Ｈｅで発生する反力とハーフ域開始位置Ｈｓで発生する反力との反力差ｄＦが切り替わる。従って、ペダル２２の復帰行程において、ハーフペダル領域Ｒｈｐにおける反力差ｄＦを可変にすることができる。特に、初心者にとっては、ハーフペダル領域Ｒｈｐを把握するのが容易でないが、反力差拡大モードを設定すれば、足での感覚によりハーフペダル領域Ｒｈｐの把握が容易となる。従って、各ユーザの技量に合わせてハーフペダル奏法を行いやすくすることができる。

なお、本実施の形態において、ペダル踏み込みの復行程だけでなく、往行程においても、ハーフペダル領域Ｒｈｐにおける反力差ｄＦが可変となるように、荷重テーブルを設定してもよい。

なお、本実施の形態では、３つ以上のモードとそれらに対応して、反力差ｄＦを異にする荷重テーブルを３種類以上設け、上記と同様に、ユーザ操作により選択させるようにしてもよい。

なお、第１、第２の実施の形態の双方を同時に実現するように構成してもよい。すなわち、モードとして通常モード、拡張モード、反力差拡大モードを設定可能にし、これらに対応して、通常荷重テーブル５３、拡張荷重テーブル５４、反力差拡大テーブル５５が選択されるようにする。また、通常モードに比し、ハーフペダル領域Ｒｈｐが異なると共に反力差ｄＦも異なるようなモード及び荷重テーブルを設けてもよい。

なお、上記第１、第２の実施の形態において、踏み込み反力Ｆを制御する上で、荷重テーブルを用いることは例示であり、これに限られない。例えば、モードに応じた荷重データを記憶しておき、演算により、ストローク位置ｓｔに応じた荷重プロファイルを設定してもよい。

なお、楽音制御に用いる、踏み込み領域毎に異なる楽音パラメータは、波形データ５１とエンベロープデータ５２に限られない。例えば、ビブラート、パン、トレモロ等の効果を付与するものや、音色や音高を徐々に変化させるもの等、各種楽音パラメータが採用可能である。踏み込み領域毎に、効果の内容（種類）または効果付与の有無が切り替わるようにするための楽音パラメータを広く含む。

なお、コイルバネ３６の付勢力によるベースとなる反力（図３に示す領域ｓｐＦ）は、必ずしも必須でなく、理論的には、すべての反力を、ソレノイド本体３０から発生させるようにしてもよい。

また、図３に示す領域ｓｐＦに相当する反力は、コイルバネ３６に限られず、摩擦、慣性力等によって発生するものであってもよい。

また、制御された反力（図３に示す領域ａｃＦ）をペダル２２に付与する機構としては、ソレノイド本体３０に限られず、モータ等、反力の大きさを制御可能な機構であればよい。

本発明の第１の実施の形態に係る電子鍵盤楽器の全体構成を示すブロック図である。 本電子鍵盤楽器の要部の断面図である。 通常モードでのペダルの踏み込み往行程における反力の推移を示す図である。 通常モード及び拡張モードそれぞれにおけるペダルに対する踏み込み反力の推移を示す図である。 本実施の形態におけるメインの処理のフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態における通常モード及び反力差拡大モードそれぞれにおけるペダルに対する踏み込み反力の推移を示す図である。 本実施の形態におけるメインの処理のフローチャートである。

符号の説明

１１ ＣＰＵ（判定手段、楽音制御手段、ハーフペダル領域変更手段、反力制御手段）、 １３ 鍵操作子、 ２２ ペダル（ダンパペダル）、 ４２ 位置センサ（位置検出手段）、 ５０ 記憶部（位置記憶手段）、 ５１ 波形データ（楽音パラメータ）、 ５２ エンベロープデータ（楽音パラメータ）、 ＦＭ 反力発生機構（反力制御手段）、 Ｈｓ ハーフ域開始位置（第１位置）、 Ｈｅ ハーフ域終了位置（第２位置）、 Ｒｓ 第１踏み込み領域、 Ｒｈｐ ハーフペダル領域、 Ｒｅ 第２踏み込み領域

Claims (1)

1. 複数の鍵操作子と、
   ダンパペダルと、
   前記ダンパペダルの踏み込み位置を検出する位置検出手段と、
   前記ダンパペダルの踏み込み往行程において、アコースティックピアノにおけるハーフペダル領域の開始位置と終了位置とにそれぞれ相当する前記ダンパペダルの第１位置と第２位置とを記憶する位置記憶手段と、
   前記位置検出手段により検出された前記ダンパペダルの踏み込み位置と前記位置記憶手段に記憶されている第１位置及び第２位置とを比較し、前記第１位置よりも浅い側の第１踏み込み領域、前記第１位置及び前記第２位置の間のハーフペダル領域、及び、前記第２位置よりも深い側の第２踏み込み領域の、いずれの領域に前記ダンパペダルが位置するかを判定する判定手段と、
   前記複数の鍵操作子及び前記ダンパペダルの各操作に応じて楽音を発生させると共に、前記判定手段による判定の結果、前記ダンパペダルが前記第１踏み込み領域、ハーフペダル領域及び第２踏み込み領域のいずれに位置するかによって、それぞれ異なる楽音パラメータに基づいて、前記発生させる楽音を制御する楽音制御手段と、
   ユーザ操作に基づき、前記位置記憶手段に記憶される前記第１位置及び前記第２位置を変更するハーフペダル領域変更手段と、
   前記ダンパペダルの踏み込み位置に応じて踏み込みに対する反力を発生させる反力制御手段とを有し、
   前記反力制御手段は、少なくとも前記位置記憶手段に記憶されている第１位置及び第２位置を境に、前記ダンパペダルに与えられる反力の変化率を異ならせるよう制御することを特徴とする電子鍵盤楽器。

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