JP5572945B2 - 電子鍵盤楽器 - Google Patents

Description

本発明は、スピーカボックスを有した電子鍵盤楽器に関する。

従来、電子鍵盤楽器において、スピーカボックスを設けて豊かな音量を確保すると共に、楽音のニュアンスをアコースティックピアノのものに近づけた鍵盤楽器が知られている（下記特許文献１）。

この鍵盤楽器は、楽器本体にスピーカを上向きに設けると共に、スピーカの背面を覆うエンクロージャに、貫通した開放孔を設け、スピーカと開放孔とから、上下に放音されるように構成される。スピーカからの音は、反射板を反射する一方、開放孔からの音は床面を反射して、聴衆に伝わる。
特許第３６４４３５６号公報

しかしながら、上記特許文献１の電子鍵盤楽器では、下方への放音は、上向きのスピーカの振動が、エンクロージャの開放孔を通じて下方に伝搬することでなされるため、グランドピアノのような豊かな音響を実現する上では十分でない。一方で、電子鍵盤楽器にスピーカボックスにスピーカやエンクロージャを複数設ける上で、構成の複雑化を避けることが求められる。

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、上下各専用のスピーカから上下双方向に放音させてアコースティックピアノに近似した音響を実現すると共に、複数の共鳴室の背部を共通の仕切板で構成して、スピーカボックスの構成の複雑化を抑制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、楽器本体（３０）と、前記楽器本体に配設されたスピーカボックス（５０）と、前記スピーカボックスの上部に、演奏使用時において上向きとなるように配設された複数の上向きスピーカ（Ｓｑ）と、前記スピーカボックスの下部に、演奏使用時において下向きとなるように配設された複数の下向きスピーカ（Ｗｏ）と、前記スピーカボックスにおいて前記複数の上向きスピーカと前記複数の下向きスピーカとの間に設けられ、該スピーカボックスの内部空間を上下に仕切る１枚の仕切板（５１）と、前記スピーカボックスの内部の前記仕切板より上の空間において、前記複数の上向きスピーカに対応して各々独立して形成された共鳴室（Ｒｓ）と、前記スピーカボックスの内部の前記仕切板より下の空間において、前記複数の下向きスピーカに対応して各々独立して形成された共鳴室（Ｒｗ）とを有し、前記１枚の仕切板は前記複数の上向きスピーカの背面に対向すると共に、前記複数の下向きスピーカの背面に対向し、前記各共鳴室の、対応するスピーカの背面側に位置する背部を、前記１枚の仕切板が構成しており、前記スピーカボックスにおいて、前記スピーカは、前記仕切板より上側、下側にそれぞれ４個存在し、上側、下側それぞれ、４個のスピーカのうち３個が前側に左右方向に沿って一列状に配列されると共に、残り１個が後側に配設され、上側、下側それぞれ、前記４個のスピーカのうち後側の前記１個に対応する共鳴室は、前記４個のスピーカのうち前側の前記３個に対応する共鳴室のすべてに対して、縦型の仕切板を介して接しており、前記スピーカボックスの、前記１枚の仕切板より上側、下側のうち一方の側に切欠部が設けられて他方の側に対して段差を有し、前記複数のスピーカのうち、前記他方の側に配設したスピーカが低音域用のスピーカであると共に前記一方の側に配設したスピーカが中音域以上用のスピーカであることを特徴とする。

好ましくは、前記楽器本体は、その平面視形状がグランドピアノ型に構成され、前記スピーカボックスは、平面視において、グランドピアノにおける響板の配設領域に相当する領域内に配設される（請求項２）。

好ましくは、前記スピーカボックスの前記切欠部のスペースに電気部品（１８）を配設した（請求項３）。

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、上下各専用のスピーカから上下双方向に放音させてアコースティックピアノに近似した音響を実現すると共に、複数の共鳴室の背部を共通の仕切板で構成して、スピーカボックスの構成の複雑化を抑制することができる。

請求項２によれば、放音位置をグランドピアノの響板位置に近くして、音響をグランドピアノに近似させることができる。

請求項３によれば、スペースの有効利用を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る音響発生装置が適用される電子鍵盤楽器の正面図である。この電子鍵盤楽器１００は、上部に、開閉可能な屋根板２５を有する。図１（ａ）では、屋根板２５が開けられた状態となっている。図１（ｂ）は、屋根板２５を取り外した状態の電子鍵盤楽器１００の平面図である。図１（ａ）、（ｂ）では、鍵盤部ＫＢを覆うための鍵盤蓋３６が開状態となっている。

図２は、電子鍵盤楽器１００の底面図である。図３は、図１（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、一部の構成要素の図示を省略している。

図１（ａ）、図２に示すように、楽器本体３０が、３本の脚部２１によって支持される。以降、上下方向については、電子鍵盤楽器１００が床面に載置されて演奏使用される状態を基準とし、左右方向については、奏者からみた方向を基準とする。前後方向については、楽器本体３０からみて奏者側が前側とする。図２は、図１に対して左右方向が逆転している。

楽器本体３０は、左右の側板３１（３１Ｌ、３１Ｒ）と、側板３１Ｌ、３１Ｒの各後部を繋ぐ湾曲した形状の背板３２とで周囲が囲まれ、平面視形状は、グランドピアノに近似している。鍵盤部ＫＢは、シーソー型の複数の鍵（図示せず）を有し、楽器本体３０における側板３１Ｌ、３１Ｒ間の最前部に配設される。

図２、図３に示すように、前側棚板３３と、それより後方の後側棚板３４とが楽器本体３０の底部を成している。また、図１（ｂ）に示すように、前側の響板３５と、それより後方の中板３８とが楽器本体３０の上部を成している（図３も参照）。中板３８は、平面視でグランドピアノにおける響板のような形状をしていて、側板３１Ｌ、３１Ｒ及び背板３２に対して固定されている。響板３５は、その前端部３５ａは左右方向に平行であるが、後端部３５ｂは後方に凸のアーチ形状となっている。響板３５の後端部３５ｂが、中板３８の前端部３８ａの下部に、不図示の固定具で固定されている。

背板３２の左半部の上端部には、金具等でなる取り付け部３７が２箇所に設けられ（図１（ｂ）、図３参照）、これら取り付け部３７に蝶番付きの屋根板取付金具２３を介して屋根板２５が取り付けられている（図１（ａ）、図３参照）。そして、背板３２に対して屋根板２５が開閉自在になっている。屋根板２５は、支持棒２４にて開状態を維持される（図１（ａ）参照）。

図１（ｂ）に示すように、響板３５の直上において、左右方向中央には譜面台装置６０が配設される。また、譜面台装置６０の左右両側であって響板３５の左右両端部の直上には、燭台３９Ｌ、３９Ｒが配設される。譜面台装置６０は、側板３１に固定的にされた不図示の部材に対して固定され、燭台３９Ｌ、３９Ｒは、側板３１乃至側板３１に固定的にされた部材に対して固定される。響板３５には、これら譜面台装置６０、燭台３９Ｌ、３９Ｒが響板３５に係合することなく配設されるための逃げ部（図示せず）が設けられていて、互いに接触しないように構成されている。なお、これらが互いに接触するように構成する場合は、ゴム等の弾性材で隙間を埋めて、互いが弾性材を介して接触するように構成すればよい。

響板３５の下面には、トランスデューサＴｒ（ＴｒＬ、ＴｒＲ）が配設されている（図１（ｂ）、図３参照）。トランスデューサＴｒＬ、ＴｒＲは、平面視において、それぞれ、燭台３９Ｌと譜面台装置６０との間、譜面台装置６０と燭台３９Ｒとの間に配置される。これらのトランスデューサＴｒは、響板３５を加振（励振）することで、音響を発生させる。また、前側棚板３３は、響板としても機能するように配設、構成される。前側棚板３３の左半部の下面には、左右２個の加振部ＡＣＳ（ＡＣＳ１、ＡＣＳ２）が配設される（図２、図３参照）。これらの加振部ＡＣＳは、電磁誘導によって振動力を発生させるトランスデューサで構成され、前側棚板３３を加振（励振）することで、音響を発生させる。

図１（ｂ）、図３に示すように、楽器本体３０の主として後半部に、スピーカボックス５０が配設される。スピーカボックス５０は、平面視において中板３８の配設範囲内に配設されており、グランドピアノにおける響板の配設領域に相当する領域内に配設されていることになる。

図４（ａ）、（ｂ）は、スピーカボックス５０の左側面図、平面図である。図２、図３、図４（ａ）に示すように、後側棚板３４が、スピーカボックス５０の底部を兼ねている。スピーカボックス５０の筐体は、後側棚板３４の一部のほか、上板５２及び周壁５３で構成される（図３参照）。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、スピーカボックス５０の左端部には、切欠部５０ａが形成され、スピーカボックス５０の上半部と下半部とには段差が生じている。スピーカボックス５０の外側において切欠部５０ａのスペースには、電気部品１８が配設され、スペースの有効利用が図られている。電気部品１８は、例えば、楽音発生のための部品であるが、切欠部５０ａのスペースを利用して配設されるものであればよく、その種類や数は問わない。また、電気部品１８が切欠部５０ａのスペースに配置されていることで、屋根板２５を開けて内部のメンテナンスを行う際に、楽器本体３０の上部から電気部品１８までの距離が短くなることから、作業性が向上するという利点もある。

図２に示すように、後側棚板３４のうちスピーカボックス５０の下部に相当する部分には、低音域用のスピーカである４つのウーハＷｏ（ＷｏＬ、ＷｏＣ、ＷｏＲ、ＷｏＢ）が下方に向けて配設されている。一方、図４（ｂ）に示すように、スピーカボックス５０の上部（主に上板５２）には、ウーハＷｏＬ、ＷｏＣ、ＷｏＲ、ＷｏＢに対応して、中音域用のスピーカである４つのスコーカＳｑ（ＳｑＬ、ＳｑＣ、ＳｑＲ、ＳｑＢ）、及び高音域用のスピーカである４つのツィータＴｗ（ＴｗＬ、ＴｗＣ、ＴｗＲ、ＴｗＢ）が、それぞれ上方に向けて配設されている。

従って、ウーハＷｏに対して、スコーカＳｑ及びツィータＴｗは反対方向を向いて配置されている。それぞれ４つのスコーカＳｑ、ツィータＴｗは、スピーカボックス５０の上部に配設される。スコーカＳｑ同士、ツィータＴｗ同士は、それぞれ同一平面上に位置し、ツィータＴｗの方がスコーカＳｑよりも上に位置する。なお、すべてのスコーカＳｑ及びツィータＴｗが同一平面上に位置するように配置してもよい。４つのウーハＷｏは、スピーカボックス５０の下部において同一平面上に位置する。

スコーカＳｑ、ツィータＴｗ、ウーハＷｏにおいて、末尾に同じ符号（Ｌ、Ｃ、Ｒ、Ｂ）が付されているもの同士が、平面視において近接して配置される「スピーカ組ｓｐ」を構成する（図１（ｂ）、図２参照）。例えば、スコーカＳｑＬ、ツィータＴｗＬ及びウーハＷｏＬの３つが１つのスピーカ組ｓｐＬである。他の３つのスピーカ組ｓｐについても、スコーカＳｑ等のものと同じ符号を末尾に付けて、スピーカ組ｓｐＣ、ｓｐＲ、ｓｐＢと記す。トランスデューサＴｒＬ、ＴｒＲの左右方向における位置は、スピーカ組ｓｐＬ、ｓｐＲとほぼ一致している（図１（ｂ）参照）。

図２、図４（ｂ）に示すように、平面視における配置位置をみると、３つのスコーカＳｑＬ、ＳｑＣ、ＳｑＲ、３つのウーハＷｏＬ、ＷｏＣ、ＷｏＲは、それぞれ、鍵盤部ＫＢのすぐ後方において、楽器本体３０の左端部、左右方向中間部、右端部に配設され、左右方向に沿って一列状に配列される。特に、３つのウーハＷｏＬ、ＷｏＣ、ＷｏＲについては、それらの中心点（円形コーン中心）の位置でみると、完全に真っ直ぐな直列配置になっている（図２参照）。一方、各残り１つのスコーカＳｑＢ、ウーハＷｏＢは、上記各３つのスコーカＳｑ、ウーハＷｏよりも後方に配置されている。厳密には、スコーカＳｑＢは、左右方向におけるスコーカＳｑＬ、ＳｑＣの間において、後方位置に配設されている（図４（ｂ）参照）。ウーハＷｏＢは、左右方向におけるウーハＷｏＬ、ＷｏＣの間のややウーハＷｏＣ寄りにおいて、後方位置に配設されている（図２参照）。

スコーカＳｑ、ウーハＷｏは、このような平面的な分散配置により、発音源としての各スピーカの配置が、面音源に近い状態になっている。すなわち、一般の電子鍵盤楽器のように、左右２つのスピーカのみから発音する構成では、点音源である２つのスピーカから球面波が音響空間に拡散していくため、生ピアノとは音の印象がずいぶんと異なったものとなる。ところが、本実施の形態では、同一面上に同じ向きで配設した４つのスコーカＳｑ（またはウーハＷｏ）からの球面波が相互に干渉して平面波が合成されるように作用すると考えられる。そのため、生ピアノにおける音の伝搬に近似して、平面波が音響空間に拡散していくように作用し、音の印象も生ピアノに近いものとなる。４つのツィータＴｗについても面音源に近くなる作用は生じる。

図２に示すように、平面視乃至底面視においてウーハＷｏＬ、ＷｏＣ、ＷｏＲ、ＷｏＢに対して、スコーカＳｑＬ、ＳｑＣ、ＳｑＲ、ＳｑＢは、重なる部分を有する程度に、水平方向において近接して配置されている。これにより、スコーカＳｑとウーハＷｏとで、スピーカボックス５０の配置高さと同程度の高さにある受聴点までの距離差が小さくなっている。

また、図４に示すように、スピーカ組ｓｐＬにおいては、中心位置同士で比較して、ツィータＴｗＬがスコーカＳｑＬの左やや前側に位置する。スピーカ組ｓｐＲにおいては、ツィータＴｗＲがスコーカＳｑＲの右やや前側に位置する。スピーカ組ｓｐＣにおいては、ツィータＴｗＣがスコーカＳｑＣの直後に位置する。スピーカ組ｓｐＢにおいては、ツィータＴｗＢがスコーカＳｑＢの右やや前側に位置する。ツィータＴｗＬ、ＴｗＣ、ＴｗＲの３つに着目すると、スコーカＳｑＬ、ＳｑＣ、ＳｑＲが左右に一列でありながら、ツィータＴｗＬ、ＴｗＣ、ＴｗＲは、奏者からみて前方に凸のアーチ状の配列となる。

これにより、ツィータＴｗＬ、ＴｗＣ、ＴｗＲから奏者までの距離の差が小さくなっている。すなわち、高音域の音は減衰しやすいので、受聴点までの距離の差が大きいと、近いツィータの音が強調されて聞こえる傾向となるが、上記のように距離差が小さくなっていることから、分離感が抑制されている。

図５（ａ）は、スピーカボックス５０の平面図である。図５（ｂ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

図５（ａ）に示すように、スコーカＳｑは、各々対応して上板５２に設けられた穴５２ａ（５２ａＬ、５２ａＣ、５２ａＲ、５２ａＢ）に嵌合されている。そして、図１（ｂ）に示すように、スコーカＳｑ及びツィータＴｗは、各々に対応して中板３８に設けられた貫通穴を通じて露出し、放音可能になっている。図４（ａ）では、ツィータＴｗＬの図示が省略されている。ウーハＷｏは、各々対応して後側棚板３４に設けられた穴３４ａ（３４ａＬ、３４ａＣ、３４ａＲ、３４ａＢ）（図５（ｂ）参照）に嵌合されている。

図３、図４（ａ）に示すように、スピーカボックス５０の上下方向中間よりやや上方位置には、水平仕切板５１が設けられ、下側と上側とにスピーカボックス５０の内部空間が仕切られている。水平仕切板５１は、スピーカボックス５０の内部を上下に仕切ることができればよく、完全な水平でなくてもよく、また平坦な板状でなくてもよい。

スピーカボックス５０内における水平仕切板５１より上側の空間は、図５（ａ）に示すように、縦型の３つの垂直仕切板５４、５５、５６によって、４つのスコーカＳｑの各々用に空間が仕切られている。垂直仕切板５４、５５、５６と周壁５３と上板５２とによって、各スコーカＳｑに対応する独立した４つの共鳴室Ｒｓ（ＲｓＬ、ＲｓＣ、ＲｓＲ、ＲｓＢ）が画設される。４つの共鳴室Ｒｓの容積は等しい。

一方、水平仕切板５１より下側の空間は、図５（ｂ）に示すように、縦型の３つの垂直仕切板５７、５８、５９によって、４つのウーハＷｏの各々用に空間が仕切られている。垂直仕切板５７、５８、５９と周壁５３と後側棚板３４とによって、各ウーハＷｏに対応する独立した４つの共鳴室Ｒｗ（ＲｗＬ、ＲｗＣ、ＲｗＲ、ＲｗＢ）が画設される。４つの共鳴室Ｒｗの容積は等しいが、等しくなくてもよい。水平仕切板５１及び垂直仕切板５４〜５９は、各々、周壁５３に対して接着等で固定されると共に、相互に接する部分も接着等で固定される。垂直仕切板５４〜５９は、スピーカボックス５０の剛性確保に寄与している。

共鳴室Ｒｓにおいて、各々対応するスコーカＳｑの背面側に位置する背部が、水平仕切板５１によって構成されている。共鳴室Ｒｗにおいても、各々対応するウーハＷｏの背面側に位置する背部が、水平仕切板５１によって構成されている。１枚の水平仕切板５１が、上下計８つの共鳴室の背部を構成するので、構成の複雑化が抑制されている。

共鳴室ＲｓＬ、ＲｓＣ、ＲｓＲは、前側において左右方向に並び、後側の共鳴室ＲｓＢが、垂直仕切板５４を介して共鳴室ＲｓＬ、ＲｓＣ、ＲｓＲのいずれにも接している（図５（ａ）参照）。一方、共鳴室ＲｗＢは、垂直仕切板５７を介して共鳴室ＲｗＬに接すると共に、垂直仕切板５８を介して共鳴室ＲｗＣ、ＲｗＲに接している（図５（ｂ）参照）。これらにより、各共鳴室Ｒｓ、Ｒｗの容積が効率よく確保される。

図６は、電子鍵盤楽器１００の機能構成を示すブロック図である。電子鍵盤楽器１００は、上記した鍵盤部ＫＢのほか、操作子群１６、ペダルＰＤ、各種Ｉ／Ｆ（インターフェイス）１７、メインＣＰＵ１１、ＤＳＰ１２、分配部１４、音響発生部１５を有する。メインＣＰＵ１１には、ＤＳＰ１２、分配部１４が接続されている。鍵盤部ＫＢ、操作子群１６、ペダルＰＤは、それぞれ、図示しない操作検出部で各々の操作状態が検出され、検出信号がメインＣＰＵ１１に供給される。主に分配部１４と、さらにＤＳＰ１２及び音響発生部１５が、「音響発生装置」を構成する。

操作子群１６には、全体音量操作子、効果用操作子、機器設定操作子等の各種操作子が含まれる。各種Ｉ／Ｆには、ＭＩＤＩインターフェイス、有線または無線の通信インターフェイス等が含まれる。メインＣＰＵ１１は、図示はしないが、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ等を有する。ＤＳＰ１２は、不図示のＣＰＵ、記憶部のほか、波形メモリ１３を有する。波形メモリ１３には、波形データ群ｄ（ｄＬ、ｄＣ、ｄＲ、ｄＢ）が予め記憶されている。音響発生部１５には、上記したすべてのウーハＷｏ、スコーカＳｑ及びツィータＴｗ、トランスデューサＴｒ、加振部ＡＣＳのほか、アンプも含まれる。

４種類の波形データ群ｄＬ、ｄＣ、ｄＲ、ｄＢは、それぞれ、グランドピアノ等の楽音波形をサンプリングして生成された１発音分のサンプリング波形データの集まりであり、音量エンベロープを有したものとする。波形データ群ｄの基となる上記楽音波形は、生のグランドピアノにおける楽音を、上記４つのスコーカＳｑに対応する各位置で録音して取得した音に基づいて得られたものである。

これらサンプリング音源である波形データ群ｄＬ、ｄＣ、ｄＲ、ｄＢは、それぞれ、音高（鍵）毎、且つ、複数段階（例えば、８段階）の押鍵ベロシティ毎に設けられる。なお、音高毎でなく、複数に分けた音域毎に設けてもよい。また、複数種類の音色を発音可能に構成する場合は、音色毎に各波形データ群ｄを設ければよい。また、ペダルＰＤの踏み込み深さ（例えば、２段階または３段階）毎に各波形データ群ｄを設けてもよい。

図７は、ＤＳＰ１２から分配部１４、音響発生部１５までの信号処理の流れを示す図である。波形データ群ｄＬ、ｄＣ、ｄＲ、ｄＢは、ウーハＷｏＬ、ＷｏＣ、ＷｏＲ、ＷｏＢでそれぞれ発音させるためと、スコーカＳｑＬ、ＳｑＣ、ＳｑＲ、ＳｑＢでそれぞれ発音させるためと、ツィータＴｗＬ、ＴｗＣ、ＴｗＲ、ＴｗＢでそれぞれ発音させるためのデータである。また、波形データ群ｄＬ、ｄＣはトランスデューサＴｒＬ及び加振部ＡＣＳ１、ＡＣＳ２で発音させるためのデータでもある。また、波形データ群ｄＣ、ｄＲはトランスデューサＴｒＲで発音させるためのデータでもある。

波形データ群ｄＬ、ｄＣ、ｄＲ、ｄＢからの出力は、多数の入出力チャンネルを持つＭＩＸ６１に入力され、ラインＬ（Ｌ１〜Ｌ１２）から出力される。ラインＬ１及びＬ２から出力される信号が、スピーカ組ｓｐＬ（ツィータＴｗＬ、ウーハＷｏＬ、スコーカＳｑＬ）に供給される信号（楽音信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ０）の元となる。同様に、ラインＬ３及びＬ４、Ｌ５及びＬ６、Ｌ７及びＬ８から出力される信号が、それぞれスピーカ組ｓｐＣ、ｓｐＲ、ｓｐＢに供給される信号の元となる。ラインＬ９〜Ｌ１２から出力される信号が、トランスデューサＴｒＬ、ＴｒＲ、加振部ＡＣＳ１、ＡＣＳ２に供給される信号の元となる。

同図では、ツィータＴｗ、スコーカＳｑ、ウーハＷｏまでの系統の流れについては、主に波形データ群ｄＬをソースとする系統（スピーカ組ｓｐＬまで）の流れを図示している。波形データ群ｄＣ、ｄＲ、ｄＢをソースとするツィータＴｗ、スコーカＳｑ、ウーハＷｏまでの系統の流れについても同様であるので、それらの図示を途中省略している。

ＤＳＰ１２は、ハイパスフィルタＨＰＦ４１、６２、６３、７２、ローパスフィルタＬＰＦ４２、６４、６５、７３を有している。分配部１４は、それぞれ２チャンネルのＤＡＣ（Digital-to-Analog Converter）４３、６６、６７、ハイパスフィルタＨＰＦ４４、ローパスフィルタＬＰＦ４５、及び、ローパスフィルタでなるノイズ除去用のノイズフィルタＮＦ６８、６９、７０、７１、７４、７５を有している。ＭＩＸ６１は、メインＣＰＵ１１（図６）による制御に基づき、入出力の選択と信号の混合度合を指定する制御信号に基づいて動作する。以上のように、各回路ブロックは、図７に示すように結合されて構成される。

鍵盤部ＫＢのある１つの鍵が押鍵されたとき、その鍵の音高と押鍵ベロシティが属する段階とに対応する波形データが、波形データ群ｄＬ、ｄＣ、ｄＲ、ｄＢからそれぞれ１つずつ選択され、その後の発音までの処理が並行してなされる。スピーカ組ｓｐの発音に関しては、以下、代表して波形データ群ｄＬの系統を例にとって説明する。

まず、ＤＳＰ１２は、押鍵された鍵と押鍵ベロシティに対応する波形データを波形データ群ｄＬから選択する。そして、選択した波形データからの出力がＭＩＸ６１に入力され、ラインＬ１、Ｌ２から出力される。ラインＬ１、Ｌ２からの出力であるデジタルの波形信号は、選択した波形データに基づく全周波数帯域の成分を含んでいる。

ＤＳＰ１２は、ラインＬ１の出力から、ＨＰＦ４１によって中、低周波数帯域の成分を除去したもの（ｗ１）と、ＬＰＦ４２によって中、高周波数帯域の成分を除去したもの（ｗ２）とを加算器７６で加算して、中周波数帯域が除去されたデジタルの波形信号４７を生成する。一方、ラインＬ２の出力から、ＨＰＦ７２とＬＰＦ７３とを介して低周波数帯域の成分と高周波数帯域の成分とを除去したデジタルの波形信号４６を生成する。上記ＨＰＦ７２及びＬＰＦ７３を直列に接続することでバンドパスフィルタを構成している。そして、波形信号４６と波形信号４７とが、別々のチャンネルで分配部１４のＤＡＣ４３に入力される。

上記フィルタのカットオフ周波数の大小関係については、周波数をｆｃで表すと、ｆｃ（ＨＰＦ４１）＞ｆｃ（ＬＰＦ４２）、ｆｃ（ＬＰＦ７３）＞ｆｃ（ＨＰＦ７２）となっている。このような関係を設定することで、図７に示すような波形成分の波形信号４６、４７を導出することができる。値を例示すると、例えば、ＬＰＦ７３が３０ｋＨｚ、ＨＰＦ７２が３００〜１ｋＨｚである。また、カットオフ周波数の関係は、ｆｃ（ＨＰＦ７２）≧ｆｃ（ＬＰＦ４２）、ｆｃ（ＨＰＦ４１）≧ｆｃ（ＬＰＦ７３）となっている。また、ＮＦ６８〜７１、７４、７５のカットオフ周波数は例えば、３０ｋＨｚである。これらの値は、波形データ群ｄＣ、ｄＲ、ｄＢをソースとする系統においても同じである。

分配部１４においては、ＤＡＣ４３が、波形信号４６と波形信号４７とを、それぞれのチャンネルを維持しながらそれぞれアナログの楽音信号４９と楽音信号４８とに変換する。楽音信号４９は、ＮＦ７５で高周波ノイズが除去されて楽音信号Ｓ０となり、スコーカＳｑＬに供給される。従って、スコーカＳｑＬからは、ノイズ除去以外に周波数帯域の除去がされていない楽音が発生する。

一方、楽音信号４８は、一方の経路において、ＨＰＦ４４、ＮＦ７４での処理を経て楽音信号Ｓ１としてツィータＴｗＬに供給される。すなわち、楽音信号４８の一部は、ＨＰＦ４４で低周波数帯域の成分が除去され、且つＮＦ７４でノイズが除去された高周波成分のみとなった楽音信号Ｓ１となる。楽音信号４８はまた、他方の経路において、ＬＰＦ４５での処理を経て楽音信号Ｓ２としてウーハＷｏＬに供給される。楽音信号４８の他の一部は、ＬＰＦ４５で高周波数帯域の成分が除去され、低周波成分のみとなった楽音信号Ｓ２となる。

このようにして分離された楽音信号Ｓ１、Ｓ２は、ソース（波形データ群ｄＬから選択された波形データ）が同一でありながら、周波数帯域が互いに重なることがない。ＨＰＦ４４のカットオフ周波数はＨＰＦ４１と同じかそれよりやや低く、ＬＰＦ４５のカットオフ周波数は、ＬＰＦ４２と同じかそれよりやや高い。ちなみに、楽音信号Ｓ０と楽音信号Ｓ２とは位相が同じで、楽音信号Ｓ０、Ｓ２と楽音信号Ｓ１とは逆相とされる。

楽音信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ０は、楽音信号４８、４９のラインに介装された音量制御器が操作子群１６の１つである全体音量操作子で制御され、ツィータＴｗＬ、ウーハＷｏＬ、スコーカＳｑＬに供給される。さらに、押鍵された鍵に応じて、ツィータＴｗＬ、ウーハＷｏＬ、スコーカＳｑＬの間の音量配分制御がなされる。例えば、音量配分値であるゲインは、高音側の鍵であるほど、ツィータＴｗＬへの配分が大きくウーハＷｏＬへの配分が小さい。逆に、低音側の鍵であるほど、ウーハＷｏＬへの配分が大きくツィータＴｗＬへの配分が小さい。これら音量制御に関するパラメータは、メインＣＰＵ１１で制御される。

波形データ群ｄＣ、ｄＲ、ｄＢをソースとするスピーカ組ｓｐＣ、ｓｐＲ、ｓｐＢまでの系統においても上記と同様に処理される。

波形データ群ｄＬ、ｄＣ、ｄＲからトランスデューサＴｒＬ、ＴｒＲ、加振部ＡＣＳ１、ＡＣＳ２までの系統の信号処理の流れについては、次のようになる。

押鍵された鍵と押鍵ベロシティに対応する波形データが波形データ群ｄＬ、ｄＣ、ｄＲから選択され、それらがＭＩＸ６１に入力される。そして、ラインＬ９には、波形データ群ｄＲ、ｄＣに基づく信号が、ｄＲ：ｄＣ＝１００：６３の割合で混合されてＭＩＸ６１から出力される。ラインＬ１０には、波形データ群ｄＬ、ｄＣに基づく信号が、ｄＬ：ｄＣ＝１００：６３の割合で混合されてＭＩＸ６１から出力される。ただし、これらの割合は例示であり、ｄＲ≧ｄＣ、ｄＬ≧ｄＣの範囲であればよく、１００：１００でもよく、１００：５０であってもよい。ラインＬ１１、Ｌ１２に出力される信号は、ラインＬ１０に出力される信号と同じである。

ラインＬ９、Ｌ１０に出力された信号は、別々のチャンネルで分配部１４のＤＡＣ６６に入力され、アナログの楽音信号に変換される。これらアナログの楽音信号は、それぞれ、ＮＦ６９、６８で高周波ノイズ（過可聴周波数であって３０ｋＨｚ程度）が除去され、トランスデューサＴｒＲ、ＴｒＬに供給される。

一方、ラインＬ１１、Ｌ１２に出力された信号は、別々のチャンネルで分配部１４のＤＡＣ６７に入力され、アナログの楽音信号に変換される。これらアナログの楽音信号は、それぞれ、ＮＦ７１、７０で高周波ノイズ（過可聴周波数）が除去され、加振部ＡＣＳ２、ＡＣＳ１に供給される。

ところで、スコーカＳｑで発生する楽音については、周波数帯域がウーハＷｏと重なる領域がある。しかしながら、各スコーカＳｑは、ソースを同じくするウーハＷｏに対して、上述のように、平面視において重なる部分を有する程度に水平方向において近接して配置されている。そのため、スコーカＳｑとウーハＷｏとで、スピーカボックス５０の配置高さと同程度の高さにある受聴点までの距離差を小さくすることができる。従って、このように周波数帯域が重なっている領域においても、音の波の干渉による音響特性の暴れを少なくすることができる。通常、電子鍵盤楽器１００が舞台上で演奏される場合、聴衆は、スピーカボックス５０の配置高さとほぼ同じ位置に居るので、実際上の効果は大きい。

本実施の形態によれば、同一の波形データ群ｄから選択された波形データをソースとする楽音信号（ラインＬ１、Ｌ３、Ｌ５、Ｌ７への出力）を、互いに周波数帯域が重ならない楽音信号Ｓ１、Ｓ２に分離し、それぞれツィータＴｗ、ウーハＷｏから音響として発音させるようにした。これにより、受聴点までの距離がツィータＴｗとウーハＷｏとで相違したとしても、音の波の干渉によって音響特性の暴れ（バラツキ、ディップ等）が小さくて済み、音響特性を安定させることができる。

また、スコーカＳｑとウーハＷｏとが平面視においてほぼ重なっているので、電子鍵盤楽器１００の聴衆が主に位置する受聴点において音響特性を安定させることができる。

本実施の形態によればまた、スコーカＳｑＬ、ＳｑＣ、ＳｑＲ、ウーハＷｏＬ、ＷｏＣ、ＷｏＲがそれぞれ左右方向に一列状に配列され、スコーカＳｑＢ、ウーハＷｏＢがそれらよりも後方に配置されるので、発音源としてのスコーカＳｑ、ウーハＷｏの配置を面音源に近い状態にして、生ピアノに近い音の広がり感を実現することができる。また、このようなスピーカが前側３つ、後側１つという配置は、共鳴室Ｒｓの適切な容積配分、共鳴室Ｒｗの適切な容積配分をそれぞれ容易にして、スピーカボックス５０乃至、共鳴室Ｒｓ及び共鳴室Ｒｗを、グランドピアノの響板相当位置（乃至中板３８の配設範囲内）に効率よく収めることに寄与している。

しかも、ツィータＴｗＬ、ＴｗＲはスコーカＳｑＬ、ＳｑＲよりも前側に位置する一方、ツィータＴｗＣはスコーカＳｑＣよりも後側に位置するので、奏者までの距離の差をツィータＴｗＬ、ＴｗＣ、ＴｗＲ間で小さくして、高音域における奏者位置での音の広がり感を生ピアノに近づけることができる。

また、スピーカボックス５０は、平面視において、グランドピアノにおける響板の配設領域に相当する領域内に配設されるので、スピーカボックス５０からの放音位置をグランドピアノの響板位置に近くして、音響をグランドピアノに近似させることができる。

また、少なくとも波形データ群ｄＬ、ｄＲをソースとしてラインＬ１０、Ｌ９を介して得られる楽音信号を、トランスデューサＴｒＬ、ＴｒＲに供給し、スコーカＳｑＬ、ＳｑＲによる放音と並行して響板３５の振動による音響を発生させるので、一層、生ピアノに近い音の広がり感を実現することができる。

本実施の形態によればまた、スコーカＳｑ、ツィータＴｗが上方を向き、ウーハＷｏがその反対の下方を向き、上下各専用のスピーカから上下双方向に放音させるので、屋根板２５と床面とによる反射音が聴衆に届くという点で、アコースティックピアノに近似した音響を実現することができる。

また、スピーカボックス５０において、共鳴室Ｒｓ、Ｒｗの背部を、１枚の水平仕切板５１が構成しているので、スピーカボックス５０が一体的な構成でありながら、その構成の複雑化を抑制することができる。

また、スピーカボックス５０に切欠部５０ａを設け、切欠部５０ａがない下側の領域に、低音域を担当するウーハＷｏ用の共鳴室Ｒｗを形成したので、共鳴室Ｒｗの容積を大きく確保しつつ、楽器本体３０内の省スペースを図ることができる。この観点に限って言えば、切欠部５０ａをスピーカボックス５０の下半部に設けると共に、中、高音域側と低音域側との上下関係が逆になるように、スコーカＳｑ、ツィータＴｗ、ウーハＷｏやそれらに対応する共鳴室を設けるように構成してもよい。

なお、ツィータＴｗとウーハＷｏとで音の波の干渉を抑制する観点に限って言えば、ツィータＴｗとウーハＷｏとは、互いに反対方向を向いて配設されればよく、上下関係の配置に限定されない。

なお、構成を簡単にする観点からは、図７の信号処理において、ＨＰＦ４１、ＬＰＦ４２を廃止し、ＤＡＣ４３に入力されるデジタルの波形信号４６だけを用いて、楽音信号Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２を得るようにしてもよい。その場合、楽音信号Ｓ０については、上記したのと同様にして得られる。また、楽音信号４８は得られなくなるが、楽音信号Ｓ１、Ｓ２については、ＤＡＣ４３から出力された楽音信号４９をＮＦ７５の手前で分岐させ、図７で示した楽音信号４８と同様に、ＨＰＦ４４、ＬＰＦ４５に入力させて、楽音信号Ｓ１、Ｓ２に分離するようにすればよい。

なお、楽音信号のソースとしての波形データ群ｄは、電子鍵盤楽器１００に記憶されていなくてもよく、外部装置から読み出されるものであってもよい。また、ソースとなるものの形式は、波形データ群ｄの形式に限られない。

なお、楽音の発生は、鍵盤部ＫＢの押鍵操作だけでなく、予め記憶あるいは外部から入力される、ＭＩＤＩ等でなる自動演奏データに基づいてなされるように構成してもよい。その場合は、順次読み出される自動演奏データ中の音高や押鍵ベロシティ等の情報に基づいて、波形データ群ｄＬ、ｄＣ、ｄＲ、ｄＢから波形データの選択がなされ、上記したのと同様の処理がなされる。

本発明の一実施の形態に係る音響発生装置が適用される電子鍵盤楽器の正面図（図（ａ））、屋根板を取り外した状態の電子鍵盤楽器の平面図（図（ｂ））である。 電子鍵盤楽器の底面図である。 図１（ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 スピーカボックスの左側面図（図（ａ））、平面図（図（ｂ））である。 スピーカボックスの平面図（図（ａ））、図４（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図（図（ｂ））である。 電子鍵盤楽器の機能構成を示すブロック図である。 ＤＳＰから分配部、音響発生部までの信号処理の流れを示す図である。

符号の説明

１８ 電気部品、 ３０ 楽器本体、 ５０ スピーカボックス、 ５０ａ 切欠部、 ５１ 水平仕切板、 ５４、５７、５８ 垂直仕切板、 １００ 電子鍵盤楽器、 Ｗｏ ウーハ（下向きスピーカ）、 Ｓｑ スコーカ（上向きスピーカ）、 Ｒｓ、Ｒｗ 共鳴室

Claims (3)

1. 楽器本体と、
   前記楽器本体に配設されたスピーカボックスと、
   前記スピーカボックスの上部に、演奏使用時において上向きとなるように配設された複数の上向きスピーカと、
   前記スピーカボックスの下部に、演奏使用時において下向きとなるように配設された複数の下向きスピーカと、
   前記スピーカボックスにおいて前記複数の上向きスピーカと前記複数の下向きスピーカとの間に設けられ、該スピーカボックスの内部空間を上下に仕切る１枚の仕切板と、
   前記スピーカボックスの内部の前記仕切板より上の空間において、前記複数の上向きスピーカに対応して各々独立して形成された共鳴室と、
   前記スピーカボックスの内部の前記仕切板より下の空間において、前記複数の下向きスピーカに対応して各々独立して形成された共鳴室とを有し、
   前記１枚の仕切板は前記複数の上向きスピーカの背面に対向すると共に、前記複数の下向きスピーカの背面に対向し、前記各共鳴室の、対応するスピーカの背面側に位置する背部を、前記１枚の仕切板が構成しており、
   前記スピーカボックスにおいて、前記スピーカは、前記仕切板より上側、下側にそれぞれ４個存在し、上側、下側それぞれ、４個のスピーカのうち３個が前側に左右方向に沿って一列状に配列されると共に、残り１個が後側に配設され、
   上側、下側それぞれ、前記４個のスピーカのうち後側の前記１個に対応する共鳴室は、前記４個のスピーカのうち前側の前記３個に対応する共鳴室のすべてに対して、縦型の仕切板を介して接しており、
   前記スピーカボックスの、前記１枚の仕切板より上側、下側のうち一方の側に切欠部が設けられて他方の側に対して段差を有し、前記複数のスピーカのうち、前記他方の側に配設したスピーカが低音域用のスピーカであると共に前記一方の側に配設したスピーカが中音域以上用のスピーカであることを特徴とする電子鍵盤楽器。
2. 前記楽器本体は、その平面視形状がグランドピアノ型に構成され、前記スピーカボックスは、平面視において、グランドピアノにおける響板の配設領域に相当する領域内に配設されたことを特徴とする請求項１記載の電子鍵盤楽器。
3. 前記スピーカボックスの前記切欠部のスペースに電気部品を配設したことを特徴とする請求項１または２記載の電子鍵盤楽器。

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