JP6111624B2 - ピアノ - Google Patents

Description

本発明は、打弦モード及び打弦阻止モードが切り替え可能であると共に、駆動信号により響板を振動させて音響を発生させることが可能なピアノに関する。

従来、響板を備えたピアノにおいて、打弦による振動とは別に、駆動信号によってアクチュエータで響板を強制的に振動させることが可能なピアノが知られている（例えば特許文献１、２）。

特許文献１のピアノでは、演奏時の弦や響板の振動を振動センサやマイクロフォンで検出し、それに対してＤＳＰ処理を行って響板駆動信号を生成し、打弦発音から５ｍｓｅｃ内にアクチュエーアを駆動して響板を振動させる。これにより、生ピアノの音にアクチュエータによる響板振動の音が加わり、演奏時に付与する音響効果の種類や可変量を任意に設定できる。

特開平５−７３０３９号公報 特表２００６−５２４３５０号公報

しかしながら、特許文献１のピアノでは、響板と弦とは互いに振動が伝達される関係にあるため、打弦によるものとは別に、響板の強制振動に起因する共鳴音等の音響も生じることになる。そのため、打弦による音響と響板の強制振動による音響とが混ざり、共鳴音が重複するような状況となって、意図しない音響効果が発生するおそれがある。

従って、その生ピアノ本来の音響とは異質の音響が生じるため、特許文献１は、演奏においてその生ピアノの本来の音響特性を忠実に再現することを目指す技術とは異なる。さらに、演奏時に、あくまで打弦発音に加えて響板強制振動による音響を与える構成であるので、演奏において音量を調節することはほとんどできない。

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、演奏において、生ピアノの音響特性を忠実に再現すると共に、音量調節を可能にすることができるピアノ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のピアノは、複数の鍵、前記各鍵に対応して設けられた弦、響板、及び前記各鍵の操作により当該鍵に対応する弦を打撃するハンマを有すると共に、押鍵に伴い前記ハンマが打弦する打弦モードと、押鍵しても打弦阻止手段（４０）の動作により前記ハンマによる打弦が阻止される打弦阻止モードとを切り替え可能なピアノであって、前記響板に配設されると共に前記弦が係止され、前記響板と前記弦との間で振動伝達の機能を果たす駒（６）と、前記駒、または前記響板のうち前記駒の近傍部分に配置され、前記打弦モードにおいて前記各鍵を単独で押鍵したときの振動波形を鍵ごとに検出する振動波形検出手段（５０）と、前記振動波形検出手段の検出結果から得られた振動波形データを記憶するデータ記憶手段（１２）と、前記駒、または前記響板のうち前記駒の近傍部分に配置され、前記駒または前記響板を励振する励振手段（５０）と、押下操作された鍵を検出する押鍵検出手段（２２）と、前記データ記憶手段に記憶された振動波形データのうちアタック区間終了時以降の波形データを除いた波形データを用いて、前記押鍵検出手段により検出された押下操作された鍵に対応する駆動信号を生成する駆動信号生成手段（１５）と、前記打弦阻止モードにおいて、前記打弦阻止手段を動作させると共に、前記駆動信号生成手段により生成された駆動信号を前記励振手段に与える制御手段（１１）とを有することを特徴とする。

好ましくは、前記振動波形検出手段と前記励振手段とは同一物である（請求項２）。好ましくは、前記データ記憶手段は、前記振動波形検出手段の検出結果のうち前記アタック区間終了時以降の波形データを除いた波形データを前記振動波形データとして記憶する（請求項３）。好ましくは、前記アタック区間は、打撃された弦以外の弦による共振が始まる前までの時間区間である（請求項４）。または、前記アタック区間は、打弦開始から一定の所定時間が経過するまでの時間区間であり、前記所定時間は音高によって異なる（請求項５）。

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、演奏において、生ピアノの音響特性を忠実に再現すると共に、音量調節を可能にすることができる。

請求項２によれば、データ記憶時と同じ音響特性を一層忠実に再現できると共に、構成を簡単にすることができる。

請求項３によれば、記憶するデータが簡素化されると共に、共鳴音の再現がより忠実となる。

本発明の第１の実施の形態に係るピアノの外観を示す斜視図である。 グランドピアノの内部構造を示す断面図である。 振動センサアクチュエータの取り付け位置を説明するための響板の裏面図である。 グランドピアノの音源装置に関わる構成を示すブロック図である。 打弦モードにおいて振動波形データを記録する記録処理時の振動の伝搬経路を示す図（図（ａ））、打弦阻止モードでの演奏において振動波形データに基づき楽音を発生させる響板発音処理（再生）時の振動の伝搬経路を示す図（図（ｂ））である。 記録処理のフローチャートである。 押鍵対応処理のフローチャートである。 第２の実施の形態における、打弦モードにおいて振動波形データを記録する記録処理時の振動の伝搬経路を示す図（図（ａ））、打弦阻止モードでの演奏において振動波形データに基づき楽音を発生させる響板発音処理（再生）時の振動の伝搬経路を示す図（図（ｂ））である。

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ピアノの外観を示す斜視図である。このピアノはグランドピアノ１として構成され、その前面に演奏者によって演奏操作がなされる鍵２が複数配列された鍵盤、およびペダル３を有する。また、グランドピアノ１は、前面部分に操作パネル１３を有する音源装置１０、および譜面台部分に設けられたタッチパネル６０を有する。ユーザの指示は、操作パネル１３およびタッチパネル６０が操作されることにより、音源装置１０に対して入力可能になっている。

グランドピアノ１は、ユーザの指示に応じて複数の発音モードが設定可能になっている。この発音モードには、ハンマによる打弦のみで発音させる打弦モード、押鍵してもハンマによる打弦が阻止される打弦阻止モードが含まれている。打弦モードには、一般的なグランドピアノと同様の通常の演奏モードのほか、自動演奏モードも含まれる。打弦阻止モードは、打弦発音に代わって電子発音だけを行ういわゆる消音モードとしても成り立つが、本実施の形態では特に、電子発音を行うことなく、打弦発音に代わって響板発音を行うことが可能である。

図２は、グランドピアノ１の内部構造を示す断面図である。

この図においては、各鍵２に対応して設けられている構成については１つの鍵２に着目して示し、他の鍵２に対応して設けられている部分については記載を省略している。各鍵２の後端側（演奏するユーザから見て鍵２の奥側）の下部には、演奏モードが自動演奏モード等である場合において、ソレノイドを用いて鍵２を駆動する鍵駆動部３０が設けられている。鍵駆動部３０は、音源装置１０からの制御信号（ないし駆動信号）に応じてソレノイドを駆動する。鍵駆動部３０は、ソレノイドを駆動してプランジャを上昇させることにより、ユーザが押鍵したときと同様な状態を再現する一方、プランジャを下降させることにより、ユーザが離鍵したときと同様な状態を再現する。

弦５及びハンマ４は、各鍵２に対応して設けられる。鍵２が押下されるとアクション機構（図示略）を介してハンマ４が回動し、各鍵２に対応する弦５を打撃する。ダンパ８は、鍵２の押下量、およびペダル３のうちダンパペダル（以下、単にペダル３といった場合にはダンパペダルを示す）の踏込量に応じて変位し、弦５と非接触状態または接触状態となる。ダンパ８は、弦５と接触しているときには、その弦５の振動を抑制する。押鍵の場合は、押下された鍵２に対応するダンパ８だけが変位する。

ストッパ４０は、打弦阻止モードが設定されているときに動作し、各ハンマ４を受け止めてハンマ４による弦５への打撃を阻止する打弦阻止手段としての部材である。ストッパ４０が動作して、打弦阻止モードに応じた位置に変位した状態では、ハンマシャンクがストッパ４０に衝突してハンマ４の回動がそこで規制され、弦５に当接しない。打弦モードでは、ストッパ４０はハンマシャンクに干渉しない位置に退避している。

鍵センサ２２は、各鍵２に対応して各鍵２の下部に設けられ、対応する鍵２の挙動に応じた検出信号を音源装置１０に出力する。例えば、鍵センサ２２は、鍵２の押下量を検出し、その検出結果を示す検出信号を音源装置１０に出力する。なお、鍵センサ２２は、鍵２が特定の押下位置（１つ以上）を通過したことを示す検出信号を出力する構成であってもよい。

ハンマセンサ２４は、ハンマ４に対応して設けられ、対応するハンマ４の挙動に応じた検出信号を音源装置１０に出力する。例えば、ハンマセンサ２４は、ハンマ４による弦５の打撃直前の移動速度を検出し、その検出結果を示す検出信号を音源装置１０に出力する。なお、ハンマセンサ２４は、ハンマ４が特定の回動位置（１つ以上）を通過したことを示す検出信号を出力する構成であってもよい。

ペダルセンサ２３は、各ペダル３に対応して設けられ、対応するペダル３の挙動に応じた検出信号を音源装置１０に出力する。この例においては、ペダル３の踏込量を検出し、検出結果を示す検出信号を音源装置１０に出力する。なお、ペダルセンサ２３は、ペダル３が特定の踏込位置を通過したことを示す検出信号を出力する構成であってもよい。

ここで特定の踏込位置とは、弦５とダンパ８とが接触する状態と非接触の状態とを区別できる踏込位置であることが望ましく、複数箇所を特定の踏込位置とすることでハーフペダルの状態についても検出できるようにすることがさらに望ましい。ただし、ペダルセンサ２３が出力する検出信号は、ペダル３の挙動を音源装置１０に認識させることができる信号であればどのようなものであってもよい。

なお、消音モードで演奏するためには、鍵センサ２２、ペダルセンサ２３、およびハンマセンサ２４からそれぞれ出力される検出信号によって、音源装置１０が、弦５に対するハンマ４の打撃タイミング（キーオンのタイミング）、打撃速度（ベロシティ）、およびその弦５に対するダンパ８の振動抑制タイミング（キーオフのタイミング）を、各鍵２（キーナンバ）に対応して特定することができるようになっていればよい。従って、鍵センサ２２、ペダルセンサ２３およびハンマセンサ２４は、鍵２、ペダル３、ハンマ４の挙動を検出した結果を、他の態様での検出信号として出力する構成であってもよい。

響板７には、響棒７５および駒６が配設される。駒６には、張架される弦５の一部が係止される。従って、駒６を介して響板７の振動が各弦５に伝達されるとともに、各弦５の振動が駒６を介して響板７に伝達される。

また、響板７には、振動センサアクチュエータ５０が配設される。振動センサアクチュエータ５０は、響板７に対して振動を伝達する励振機能を有したアクチュエータと、アクチュエータを駆動する駆動回路とを有する。この駆動回路は、音源装置１０から出力される駆動信号（駆動波形信号）を増幅してアクチュエータに供給することにより、アクチュエータを駆動信号が示す波形で振動させる。振動センサアクチュエータ５０は、響板７の振動波形を検出する振動波形検出センサとしても機能する。

振動センサアクチュエータ５０は、直支柱９に接続された支持部５５によって支持されて、響板７に接続されている。なお、支持部５５を用いずに響板７によって支持されるようにしてもよい。この場合には、振動センサアクチュエータ５０は、駆動信号に応じた振動を慣性力によって響板７に伝達する。

図３は、振動センサアクチュエータ５０の取り付け位置を説明するための響板７の裏面図である。

振動センサアクチュエータ５０は、響板７のうち、複数存在する響棒７５の間に接続されている。振動センサアクチュエータ５０は同じ構成のものが複数、響板７に接続されているが、１つであってもよい。

ところで、図２に示すように、各振動センサアクチュエータ５０は、駒６に極力近い位置に配置され、本実施の形態では、響板７を挟んで駒６の反対側に配置される。振動センサアクチュエータ５０を駒６の近傍部分に配置することで、駒６自体を励振したり駒６自体の振動波形を検出したりするのと同じような状況になるようにしている。

図４は、グランドピアノ１の音源装置１０に関わる構成を示すブロック図である。

音源装置１０は、制御部１１、記憶部１２、操作パネル１３、通信部１４、信号発生部１５、およびインターフェイス１６を有する。これらの各構成要素はバス１７を介して接続されている。

制御部１１は、ＣＰＵ１８のほか、ＲＡＭ１９、ＲＯＭ２１等の記憶装置を有する。制御部１１は、ＲＯＭ２１に記憶されている制御プログラムに基づいて、音源装置１０の各部およびインターフェイス１６に接続された各構成要素を制御する。

記憶部１２は、制御プログラムが実行されているときに用いられる各種設定内容を示す設定情報を記憶する。設定情報は、鍵センサ２２、ペダルセンサ２３、およびハンマセンサ２４から出力される検出信号に基づいて、信号発生部１５において生成する駆動信号の内容を決定するための情報である。例えば、押下された鍵２と生成する駆動信号との関係を規定するテーブルなどが含まれている。記憶部１２はまた、図６の記録処理で記録される「振動波形データ」を記憶する。

操作パネル１３は、ユーザの操作を受け付ける操作ボタンなどを有する。この操作ボタンにより操作が受け付けられると、操作に応じた操作信号が制御部１１に出力される。インターフェイス１６に接続されたタッチパネル６０は、その表示画面に、各種モードの設定などを行う設定画面、楽譜などの各種情報が表示される。ユーザから音源装置１０への指示は操作パネル１３またはタッチパネル６０にいずれによっても入力され得る。

通信部１４は、無線、有線などにより他の装置と通信を行うインターフェイスである。通信部１４には、記録媒体に記録された各種データを読み出すディスクドライブが接続されていてもよい。通信部１４を介して音源装置１０に入力されるデータは、例えば、自動演奏に用いる楽曲データなどである。

信号発生部１５は、制御部１１の制御により、記憶部１２から振動波形データを読み出し、エンベロープを調整して、駆動信号として出力する音源を有する。信号発生部１５は、「振動波形データ」等に基づいて、不図示の基本特性鍵テーブルや基音ＡＥＧ(Amplitude Envelope Generator)鍵テーブル等を参照し、振動波形データの振幅の時間変化を調整し、駆動信号として出力する。

インターフェイス１６は、音源装置１０と外部の各構成要素とを接続するインターフェイスである。インターフェイス１６は、鍵センサ２２、ペダルセンサ２３、ハンマセンサ２４から出力される検出信号、およびタッチパネル６０から出力される操作信号を、制御部１１に出力する。また、インターフェイス１６は、制御部１１から出力された制御信号を鍵駆動部３０に出力し、信号発生部１５から出力された駆動信号を振動センサアクチュエータ５０に出力する。

図５（ａ）は、打弦モードにおいて振動波形データを記録する記録処理時の振動の伝搬経路を示す図である。図５（ｂ）は、打弦阻止モードでの演奏において振動波形データに基づき楽音を発生させる響板発音処理（再生）時の振動の伝搬経路を示す図である。

まず、図５（ａ）に示すように、記録処理時においては、各鍵２を単独で押鍵する。押鍵を手動で行う手法を排除しないが、一定の強さにて行うのがよいので、鍵駆動部３０を用いて１鍵ずつ押鍵する。

本実施の形態においては、打弦後の時間を２つに分けて考え、打弦直後の過度的区間をアタック区間と称し、アタック区間終了時以降の区間をサスティン区間と称する。アタック区間は、他の弦５による共振が始まる前までの区間であり、その区間は予め把握されている。アタック区間は、例えば、打弦開始から一定の所定時間が経過するまでの時間区間とするが、所定時間は音高によって異ならせてもよい。あるいは、打弦開始から、振動波形の振幅がピークとなるまでの時間区間またはピークを過ぎて所定値まで減衰するまでの時間区間を、アタック区間としてもよい。図５において、アタック区間の振動に“Ａ”、サスティン区間の振動に“Ｓ”を付けてある。

記録処理時に、押鍵した鍵２に対応する弦５−Ｄがハンマ４によって打撃される際、押鍵によってダンパ８が上昇しているので、その弦５−Ｄにはダンパ８が接触していない。図５（ａ）に示すように、まず、打撃された弦５−Ｄのアタック区間の振動（Ａ１ｒ）が駒６を介して響板７に伝わる（Ａ２ｒ）。アタック区間における響板７の振動は、空気中に放音（Ａ５ｒ）されると共に、振動センサアクチュエータ５０によって検出され（Ａ３ｒ）、信号化された波形（ａｒ）として、制御部１１のＲＡＭ１９に一旦記憶された後に記憶部１２に記録される。

サスティン区間になると、打弦された弦５−Ｄも共振し、それが駒６に伝わる（Ｓ１ｒ）。一方、弦５−Ｄのアタック区間の振動（Ａ１ｒ）は、駒６を介して他の弦５にも伝わり（Ａ４ｒ）、サスティン区間において他の弦５が共振する。他の弦５の共振は、再び駒６に伝わる（Ｓ４ｒ）。

サスティン区間において駒６に伝わった共振振動は、再び響板７に伝わる（Ｓ２ｒ）。従って、サスティン区間における響板７の振動は、空気中に放音（Ｓ５ｒ）されると共に、振動センサアクチュエータ５０によって検出され（Ｓ３ｒ）、信号化された波形（ｓｒ）として、制御部１１のＲＡＭ１９に一旦記憶された後に記憶部１２に記録される。

なお、振動波形データとして記憶部１２に記録されるデータは、アタック区間及びサスティン区間の全区間の波形データとしてもよい。しかし、サスティン区間の波形は必ずしも用いる必要がないので、本実施の形態ではアタック区間終了時以降の波形データを除いた波形データを最終的に振動波形データとして記録することとする。

次に、響板発音処理（再生）時には、打弦阻止モードとされ、ユーザは通常の演奏と同じように演奏できる。制御部１１は、記憶部１２に記録されている振動波形データのうち、押鍵された鍵２に対応し且つアタック区間のみの波形データをＲＡＭ１９に読み出す。そして、図５（ｂ）に示すように、読み出した波形データに基づいて信号発生部１５により生成した駆動信号（ａｐ）を振動センサアクチュエータ５０に与える。これにより、振動センサアクチュエータ５０は、記録処理時（図５（ａ））のアタック区間における響板７の振動波形（Ａ３ｒ）に等しい振動波形（Ａ３ｐ）で響板７を励振することができる。

励振された響板７の振動は、空気中に放音（Ａ５ｐ）されると共に、駒６に伝わり（Ａ２ｐ）、さらに駒６から、鍵２の操作またはペダル３の操作によりダンパ８によるダンプが解除状態となった弦５−Ｐと他の弦５とに伝達される（Ａ１ｐ、Ａ４ｐ）。それにより弦５−Ｐ及び他の弦５は共振し、それがサスティン区間の振動として駒６に伝わる（Ｓ１ｐ、Ｓ４ｐ）。駒６に伝わった共振振動は響板７に伝わり（Ｓ２ｐ）、空気中に放音（Ｓ５ｐ）されると共に、振動センサアクチュエータ５０にも伝わる（Ｓ３ｐ）。

空気中に放音される音響は、アタック区間の振動に相当するＡ５ｐとサスティン区間の振動に相当するＳ５ｐとが加算されたものであり、これは、記録処理時に放音されるもの（Ａ５ｒ＋Ｓ５ｒ）と同等の音響となる。従って、押鍵による打弦を行うことなく、打弦したのと同じような音響を響板７から放音することが可能となる。

また、このように、アタック区間の波形データで励振すれば、弦５によって共振が生じ、サスティン区間の振動波形が得られる。従って、駆動信号の生成に用いる波形データは、アタック区間の波形データのみで足り、サスティン区間の波形データは必ずしも必要ない。

次に、図６、図７を用いて、記録処理及び響板発音処理の手順を説明する。

図６は、記録処理のフローチャートである。本処理は、制御部１１のＣＰＵ１８により実行される。

まず、ＣＰＵ１８は、通常演奏時と同じように、発音モードを打弦モードとし、単独押鍵を行う（ステップＳ１０１）。すなわちＣＰＵ１８は、例えば低音側の鍵２から順番に１鍵ずつ押鍵がなされるように、鍵駆動部３０を制御する。最初は最低音の鍵２が押鍵される。ただし押鍵の順番は問わない。次にＣＰＵ１８は、単独押鍵による響板７の振動（Ａ３ｒ、Ｓ３ｒ）を振動センサアクチュエータ５０に検出させるよう制御する（ステップＳ１０２）。

次にＣＰＵ１８は、振動センサアクチュエータ５０の検出結果から得られた各鍵２に対応する振動波形データから、それぞれ、アタック区間終了時以降の波形データを除いた波形データを抽出し、実質的にアタック区間の波形データだけを残す（ステップＳ１０３）。次に、ＣＰＵ１８は、各鍵２に対応するアタック区間の波形データを、音高に対応付けて振動波形データとして記憶部１２に記録させる（ステップＳ１０４）。

なお、ステップＳ１０３に相当する抽出処理は、全ての鍵２に対応する振動波形データを記憶してから、後処理として行うようにしてもよい。

次にＣＰＵ１８は、全ての鍵２の単独押鍵が終了したか否かを判別し（ステップＳ１０５）、終了してない場合は、次の鍵２（高音側に隣接する鍵２）に押鍵すべき鍵を移行させて（ステップＳ１０６）、処理をステップＳ１０１に戻す。一方、全鍵の単独押鍵が終了した場合は、本処理が終了する。

図７は、押鍵対応処理のフローチャートである。本処理は、制御部１１のＣＰＵ１８により実行され、押鍵がある度に鍵ごとに実行される。図７の処理にあたって、通常、発音モードを打弦阻止モードに設定しておく。

ＣＰＵ１８は、押鍵がなされたことを示す情報を受けると、その押下された鍵２を検出する（ステップＳ２０１）。次に、ＣＰＵ１８は、押下が検出された鍵２に対応する振動波形データを記憶部１２からＲＡＭ１９に読み出す（ステップＳ２０２）。

次に、ＣＰＵ１８は、対応する各種パラメータを読み出す（ステップＳ２０３）。各種パラメータには、押鍵検出に従った電子楽音の発音の可否、音色、音量の設定だけでなく、響板７による発音音量（振動センサアクチュエータ５０による励振の程度）等が含まれ、これらは、操作パネル１３またはタッチパネル６０から入力されるユーザの指示に従って予め設定されている。なお、響板７による発音音量を０（振動センサアクチュエータ５０による励振をしない）に設定し、適宜加工を加えた上で電子楽音だけを発音する（例えばヘッドフォン等で聞く）ことができるようにしてもよい。

次に、ＣＰＵ１８は、ＲＡＭ１９に読み出されている、今回押下された鍵２に対応する振動波形データに基づいて、信号発生部１５により駆動信号を生成し、生成された駆動信号を、振動センサアクチュエータ５０の駆動回路に出力するよう制御する（ステップＳ２０４）。駆動信号の生成の際には、押下された鍵２のオンベロシティの情報も参照される。なお、電子楽音の発音が設定されていた場合は、このステップＳ２０４で楽音信号も生成されるとする。

駆動信号を振動センサアクチュエータ５０の駆動回路に供給することで、響板７にアタック区間の振動に相当する振動（Ａ３ｐ）が与えられ、その後の弦５による共振振動と併せて響板７から放音がなされる（Ａ５ｐ、Ｓ５ｐ）。このとき、ダンパ８による作用は通常の演奏時と全く同じである。すなわち、ペダル３が踏み込まれていれば、各弦５による豊かな共鳴音が発生する。また、ペダル３が踏み込まれていない状態で押下されていた鍵２が離鍵されれば、対応するダンパ８が対応する弦５を止音する。

これにより、生ピアノとして押鍵したときと同じような、共鳴音を含む豊かな音響が、実際の打弦を行わずに実現される。しかも、打弦をしないので、自然な音響を維持しつつ音量の調節が任意であり、減音再生も可能である。ＣＰＵ１８は、ステップＳ２０６の処理後は処理をステップＳ２０３に戻す。

本実施の形態によれば、励振手段及び振動波形検出手段の双方として機能する振動センサアクチュエータ５０を響板７のうち駒６の近傍部分に配置し、単独押鍵時の響板７の振動波形の検出結果から振動波形データを記録する。そして、響板発音処理において、打弦阻止モードにて、振動波形データに基づいて、押下操作された鍵２に対応する駆動信号を生成し、振動センサアクチュエータ５０で響板７を振動させる。これにより、演奏において、生ピアノの音響特性を忠実に再現すると共に、音量調節を可能にすることができる。

また、振動センサアクチュエータ５０は励振手段及び振動波形検出手段の機能を兼ねる同一物として構成したので、振動検出位置と励振位置とを完全に一致させることができる。よって、振動波形データの記録時と同じ音響特性を一層忠実に再現できる。しかも部品点数の増加を抑えて構成を簡単にすることができる。

また、記録される振動波形データは、検出結果のうちアタック区間終了時以降の波形データを除いた波形データであるので、データが簡素化されると共に、アタック区間の波形データだけを用いて駆動信号を生成するので、無用な共振を抑制して特に共鳴音の再現をより忠実なものにすることができる。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態では、第１の実施の形態に対して振動センサアクチュエータ５０の配置位置が異なり、その他の構成は同様である。すなわち、第２の実施の形態では、振動センサアクチュエータ５０は、響板７ではなく駒６に接続されるよう配設する。

図８（ａ）は、第２の実施の形態における、打弦モードにおいて振動波形データを記録する記録処理時の振動の伝搬経路を示す図である。図８（ｂ）は、打弦阻止モードでの演奏において振動波形データに基づき楽音を発生させる響板発音処理（再生）時の振動の伝搬経路を示す図である。

図８（ａ）に示すように、弦５−Ｄが打弦されたときのアタック区間の振動は、弦５−Ｄ（Ａ１ｒ）→駒６（Ａ２ｒ）→響板７（Ａ５ｒ）→放音となる。それと並行して駒６（Ａ４ｒ）→他の弦５へと伝わると共に、駒６（Ａ３ｒ）→振動センサアクチュエータ５０へと伝搬し、記憶部１２に記録される（ａｒ）。

サスティン区間になると、弦５−Ｄも共振し、弦５−Ｄ（Ｓ１ｒ）→駒６へと伝搬するのと並行して、他の弦５（Ｓ４ｒ）→駒６へと伝搬する。そして、駒６（Ｓ２ｒ）→響板７（Ｓ５ｒ）→放音となる。それと並行して、駒６（Ｓ３ｒ）→振動センサアクチュエータ５０へと伝搬し、記憶部１２に記録される（ｓｒ）。

次に、響板発音処理（再生）時には、図５（ｂ）の例と同様の駆動信号（ａｐ）を振動センサアクチュエータ５０に与える。これにより、振動センサアクチュエータ５０は、記録処理時のアタック区間における駒６の振動波形（図８（ａ）のＡ３ｒ）に等しい振動波形（Ａ３ｐ）で駒６を励振することができる。

駒６が励振されると、そのアタック区間の振動は、駒６（Ａ１ｐ、Ａ４ｐ）→弦５−Ｐ、他の弦５へと伝搬し、弦５−Ｐ、弦５は共振する。それと並行して、駒６（Ａ２ｐ）→響板７（Ａ５ｐ）→放音となる。また、弦５−Ｐ及び他の弦５の共振により、それがサスティン区間の振動となって、弦５−Ｐ（Ｓ１ｐ）→駒６、他の弦５（Ｓ４ｐ）→駒６へと伝わる。そして、駒６（Ｓ２ｐ）→響板７（Ｓ５ｐ）→放音となる。それと並行して、駒６（Ｓ３ｐ）→振動センサアクチュエータ５０にも伝わる。

本実施の形態によれば、演奏において、生ピアノの音響特性を忠実に再現すると共に、音量調節を可能にすることに関し、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

なお、第１、第２の実施の形態において、振動センサアクチュエータ５０は、励振手段及び振動波形検出手段の機能を兼ねる同一物としたが、両者を別体に分けて構成してもよい。その場合、励振手段と振動波形検出手段とは、駒６、または響板７のうち駒６の近傍部分に配置するのがよい。この領域内であれば、振動検出位置や励振位置が駒６または響板７のいずれであったとしても、大きな差異が生じないからである。音響の忠実な再現のためには、両者を極力近い位置に配置するのが望ましい。

また、振動波形データは、グランドピアノ１に備え付けた記憶部１２に記録しておくことに限定されず、一旦、データ記憶手段としての可搬メディア等に記録しておき、必要時に読み出して用いてもよい。なお、振動波形データの記録処理を行ったピアノと、当該振動波形データを用いて響板発音処理を行うピアノとが同一であることが最も望ましいが、それに限定されるものではない。同様の機種の別個体のピアノで検出・記録した振動波形データを用いて響板発音処理を行ってもよい。

なお、本発明の適用対象となるピアノは、強制的に振動させることが可能な響板を有するものであればよく、アップライト型であってもよい。

２ 鍵、 ４ ハンマ、 ５ 弦、 ６ 駒、 ７ 響板、 １１ 制御部（制御手段）、 １２ 記憶部（データ記憶手段）、 １５ 信号発生部（駆動信号生成手段）、 ２２ 鍵センサ（押鍵検出手段）、 ４０ ストッパ（打弦阻止手段）、 ５０ 振動センサアクチュエータ（振動波形検出手段、励振手段）

Claims (5)

1. 複数の鍵、前記各鍵に対応して設けられた弦、響板、及び前記各鍵の操作により当該鍵に対応する弦を打撃するハンマを有すると共に、押鍵に伴い前記ハンマが打弦する打弦モードと、押鍵しても打弦阻止手段の動作により前記ハンマによる打弦が阻止される打弦阻止モードとを切り替え可能なピアノであって、
   前記響板に配設されると共に前記弦が係止され、前記響板と前記弦との間で振動伝達の機能を果たす駒と、
   前記駒、または前記響板のうち前記駒の近傍部分に配置され、前記打弦モードにおいて前記各鍵を単独で押鍵したときの振動波形を鍵ごとに検出する振動波形検出手段と、
   前記振動波形検出手段の検出結果から得られた振動波形データを記憶するデータ記憶手段と、
   前記駒、または前記響板のうち前記駒の近傍部分に配置され、前記駒または前記響板を励振する励振手段と、
   押下操作された鍵を検出する押鍵検出手段と、
   前記データ記憶手段に記憶された振動波形データのうちアタック区間終了時以降の波形データを除いた波形データを用いて、前記押鍵検出手段により検出された押下操作された鍵に対応する駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
   前記打弦阻止モードにおいて、前記打弦阻止手段を動作させると共に、前記駆動信号生成手段により生成された駆動信号を前記励振手段に与える制御手段とを有することを特徴とするピアノ。
2. 前記振動波形検出手段と前記励振手段とは同一物であることを特徴とする請求項１記載のピアノ。
3. 前記データ記憶手段は、前記振動波形検出手段の検出結果のうち前記アタック区間終了時以降の波形データを除いた波形データを前記振動波形データとして記憶することを特徴とする請求項１または２記載のピアノ。
4. 前記アタック区間は、打撃された弦以外の弦による共振が始まる前までの時間区間であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のピアノ。
5. 前記アタック区間は、打弦開始から一定の所定時間が経過するまでの時間区間であり、前記所定時間は音高によって異なることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のピアノ。

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