JPH05158467A - Keyboard musical instrument - Google Patents

Keyboard musical instrument

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JPH05158467A
JPH05158467A JP3347903A JP34790391A JPH05158467A JP H05158467 A JPH05158467 A JP H05158467A JP 3347903 A JP3347903 A JP 3347903A JP 34790391 A JP34790391 A JP 34790391A JP H05158467 A JPH05158467 A JP H05158467A
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JP
Japan
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key
string
sound
soundboard
signal
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Kiyoshi Kawamura
潔 河村
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Yamaha Corp
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Abstract

PURPOSE:To maintain a key touch feeling in the same way as that of an acous tic piano even in the keyboard musical instrument having no string. CONSTITUTION:As for an action 14, that of a grand piano is used, and a body 22 to be hammered is hammered from downward with a hammer 20. In the inner part end of a key 11, a pseudo damper lever 25, etc., which can energize downward this key are provided. An echo plate 34 is arranged in the inner part side than this pseudo damper mechanism. A driving signal generated by control of a controller is supplied to an echo plate driving unit 36, and by driving the echo plate 34 by a prescribed frequency, a prescribed sound is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は鍵盤楽器に関し、アコー
スティックピアノで用いる打弦機構の運動状態に応じ
て、予め記憶しているアコースティックピアノの弦等の
振動データに基づいて響板を駆動して発音させることに
より、アコースティックピアノの鍵タッチ感や音色を損
なうことなく、アコースティックピアノより優れた音量
可変機能等を有する軽量小型の鍵盤楽器を実現したもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a keyboard instrument, and drives a soundboard based on vibration data of a string of an acoustic piano stored in advance in accordance with a motion state of a string striking mechanism used in the acoustic piano. By producing a sound, a lightweight and compact keyboard instrument having a volume varying function and the like superior to that of the acoustic piano is realized without impairing the touch feeling and tone of the acoustic piano.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、アコースティックピアノの音と電
子楽音とを共に発音可能な技術として、例えば特開昭6
1−289393号公報に開示された「鍵盤楽器」が知
られている。すなわち、この鍵盤楽器は、打弦機構等の
メカ的に楽音を発生する手段と、電子的に楽音を発生す
る手段と、を共に具備するものである。そして、これら
の手段を切り換えて楽音を生成していたものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique capable of producing both an acoustic piano sound and an electronic musical sound, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
The "keyboard musical instrument" disclosed in the 1-289393 publication is known. That is, this keyboard instrument is provided with both means for mechanically generating a musical tone, such as a string striking mechanism, and means for electronically generating a musical tone. Then, these means are switched to generate a musical sound.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術にあっては、鍵盤楽器は、弦、および、この弦を
張設したフレーム等をそのまま備えていたので、その重
量が重く、その弦長確保のためその寸法が大きくなって
いる。また、弱音側の音量調整範囲は、アコースティッ
クピアノと同等であっても、より弱音(おおむねppp
より小さい音)での演奏性に対する要求に応じられない
という課題があり、未だ改善の余地があった。
However, in the above-mentioned prior art, since the keyboard instrument is provided with the strings and the frame in which the strings are stretched as they are, the weight thereof is heavy and the string length thereof is long. The size is increased to secure it. In addition, even if the volume adjustment range on the low tone side is the same as that of an acoustic piano, a lower tone level (generally ppp
There was a problem that it was not possible to meet the demand for playability with a smaller sound), and there was still room for improvement.

【0004】そこで、本願出願人は、弦およびフレーム
を除去し、響板をアクチュエータにより直接駆動するこ
とにより、上記欠点を解消した鍵盤楽器を提案してい
る。ところが、この鍵盤楽器では、弦を除去したため、
打弦機構としてグランドピアノのアクションをそのまま
適用することができない。すなわち、ダンパーヘッドと
ダンパーブロックを取り外した場合、鍵のタッチがアコ
ースティックピアノのそれと一致しなくなっていた。ま
た、ダンパーレバーが踊り易くなり、押鍵終了後、その
ばたつきが指に感じられ不快なタッチを生じていた。
Therefore, the applicant of the present application has proposed a keyboard instrument which eliminates the above-mentioned drawbacks by removing the strings and the frame and directly driving the soundboard by an actuator. However, in this keyboard instrument, since the strings are removed,
The action of the grand piano cannot be directly applied as a string striking mechanism. That is, when the damper head and the damper block were removed, the touch of the key did not match that of the acoustic piano. Also, the damper lever became easy to dance, and after the key was pressed, the fluttering was felt on the finger, resulting in an unpleasant touch.

【0005】そこで、本発明は、軽量、小型で、鍵タッ
チ感、音色等を損なうことなく、音量調整が広範囲に亘
って可能な鍵盤楽器を提供することを、その目的として
いる。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a keyboard instrument which is lightweight and compact, and whose volume can be adjusted over a wide range without impairing the touch feeling of keys, tone color and the like.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、打鍵に応じて
動作する打弦機構と、少なくともこの打弦機構の運動状
態を検出する操作子状態検出手段と、少なくとも弦を含
むアコースティックピアノの部材の振動状態を記憶する
振動状態記憶手段と、上記操作子状態検出手段の検出結
果に応じ、上記振動状態記憶手段に記憶されている振動
状態を選択する選択手段と、該選択された振動状態を響
板を介して音響に変換する発音手段と、を備えた鍵盤楽
器であって、上記打弦機構が、重力作用方向と逆方向に
被打撃体を打撃するハンマーと、上記鍵の奥端部に配設
され、該鍵の奥端部を重力の作用する方向に付勢可能な
疑似ダンパー機構と、を有し、しかも、上記響板をこの
疑似ダンパー機構より鍵の奥側に配設した鍵盤楽器であ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a string striking mechanism which operates in response to a keystroke, an operator state detecting means for detecting at least a motion state of the string striking mechanism, and an acoustic piano member including at least a string. The vibration state storage means for storing the vibration state, the selection means for selecting the vibration state stored in the vibration state storage means according to the detection result of the operator state detection means, and the selected vibration state. A keyboard instrument comprising a sounding means for converting into sound through a soundboard, wherein the string striking mechanism strikes an object to be hit in a direction opposite to a direction in which gravity acts, and a deep end of the key. And a pseudo-damper mechanism capable of urging the rear end of the key in the direction in which gravity acts, and further, the soundboard is arranged on the far side of the key from the pseudo-damper mechanism. It is a keyboard instrument.

【0007】[0007]

【作用】本発明に係る鍵盤楽器では、少なくとも打弦機
構の運動状態を検出し、この検出結果に対応して、少な
くともアコースティックピアノの弦の振動状態を選択
し、この振動状態に基づいて響板を駆動して音響に変換
して出力する。この場合、打弦機構としてグランドピア
ノのアクションを改良したものを使用し、特に、鍵の奥
端部を下方に向かって付勢する疑似ダンパー機構を設け
ている。この結果、鍵タッチ感を損なうことなく、か
つ、アコースティックピアノによる音色を保持した状態
で演奏することができる。また、その音量調整等も行う
ことができる。さらに、弦およびこれを支持するフレー
ム等の部材を廃止することができ、鍵盤楽器そのものを
小型、軽量化することができる。
In the keyboard instrument according to the present invention, at least the motion state of the string striking mechanism is detected, at least the vibration state of the strings of the acoustic piano is selected in accordance with the detection result, and the soundboard is selected based on this vibration state. Is driven to convert into sound and output. In this case, an improved grand piano action is used as a string striking mechanism, and in particular, a pseudo damper mechanism for urging the back end of the key downward is provided. As a result, it is possible to perform in a state in which the tone of the acoustic piano is maintained without impairing the touch feeling of the keys. In addition, the volume can be adjusted. Further, the strings and members supporting the strings such as the frame can be eliminated, and the keyboard instrument itself can be made smaller and lighter.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明に係る鍵盤楽器の実施例につい
て図面を参照して説明する。図1〜図4は本発明の一実
施例を説明するための図である。図1は本発明の一実施
例に係る鍵盤楽器(竪型ピアノ)の概略構成を示す断面
図である。図2はそのアクションを示す側面図である。
図3は一実施例に係る制御部を示すブロック図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of a keyboard instrument according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 are views for explaining one embodiment of the present invention. FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a keyboard musical instrument (vertical piano) according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view showing the action.
FIG. 3 is a block diagram showing a control unit according to an embodiment.

【0009】この実施例におけるピアノは、竪型のアコ
ースティックピアノから弦、フレーム、チューニングピ
ンを取り除き、アクションとしてはグランドピアノのア
クションを一部改良して用いて構成したものである。
The piano in this embodiment is constructed by removing a string, a frame and a tuning pin from a vertical acoustic piano and partially modifying the action of a grand piano as an action.

【0010】これらの図において、11は鍵であって、
例えば88鍵で鍵盤は構成されている。各鍵11は棚板
12上に筬中13を支点として上下方向に揺動自在に支
持されている。また、各鍵11についてその後端部の上
方にはアクション(打弦機構)14がそれぞれ配設され
ている。
In these figures, 11 is a key,
For example, the keyboard is composed of 88 keys. Each key 11 is supported on a shelf plate 12 so as to be vertically swingable with a reed center 13 as a fulcrum. An action (string striking mechanism) 14 is arranged above the rear end of each key 11.

【0011】このアクション14は、グランドピアノ用
の打弦機構として周知の構成であって、鍵11の後端部
(筬中13より後部)上面に立設されたキャプスタンス
クリュ15により突き上げられるウイペン16、このウ
イペン16に揺動自在に支持されたジャック17、ウイ
ペン16の上方に回動自在に設けられたレペティション
レバー18、図1中時計回り方向に回動自在にハンマー
フレンジ19に支持されたハンマー20等を有してい
る。なお、21はハンマーシャンクである。
This action 14 has a well-known structure as a string striking mechanism for a grand piano, and is pushed up by a capstan screw 15 erected on the upper surface of the rear end of the key 11 (rear from the reed center 13). 16, a jack 17 swingably supported by the whip pen 16, a repetition lever 18 rotatably provided above the whip pen 16, and a hammer flange 19 rotatably in a clockwise direction in FIG. It has a hammer 20 and the like. In addition, 21 is a hammer shank.

【0012】このハンマー20の上方には所定間隔離れ
て断面矩形の棒状の被打撃体22が配設されており、こ
の被打撃体22の下面には所定の厚さのクッション部材
23が固着されている。このクッション部材23のハン
マー20当接面(下面)には圧力センサが取り付けら
れている。この圧力センサはハンマー20による打撃
力を検出するものである。この圧力センサは例えば圧
電素子で構成することができ、また、その他の機械−電
気変換素子で構成することもできる。
A rod-shaped struck body 22 having a rectangular cross section is disposed above the hammer 20 at a predetermined interval, and a cushion member 23 having a predetermined thickness is fixed to the lower surface of the struck body 22. ing. A pressure sensor is attached to the contact surface (lower surface) of the hammer 20 of the cushion member 23. This pressure sensor detects the impact force of the hammer 20. The pressure sensor can be composed of, for example, a piezoelectric element, or can be composed of other mechanical-electrical conversion element.

【0013】また、ハンマー20とともに回動するハン
マーシャンク21に対向して反射型の光センサが配設
されており、この光センサはハンマー20の回動速度
を検出する。さらに、上記各鍵11の下方には押圧され
た鍵11およびその下降速度を検出するためのキーセン
サが配設されている。これらのキーセンサは反射光
型の光センサ(例えばLEDとフォトトランジスタ)で
構成されている。このキーセンサからの信号はキーア
サイナ(後述)に入力されている。また、鍵11の中間
部の上方にはキー衝撃力センサ(加速度ピックアップ)
が配設されている。
Further, a reflection type optical sensor is provided so as to face the hammer shank 21 which rotates together with the hammer 20, and the optical sensor detects the rotational speed of the hammer 20. Further, below each of the keys 11, a pressed key 11 and a key sensor for detecting the descending speed thereof are arranged. These key sensors are composed of reflected light type optical sensors (for example, LEDs and phototransistors). A signal from this key sensor is input to a key assigner (described later). Also, a key impact force sensor (acceleration pickup) is provided above the middle portion of the key 11.
Are arranged.

【0014】図2に詳示するように、鍵11の奥端部に
はバックチェック24が立設されている。このバックチ
ェック24に近接して例えば金属板製の疑似ダンパーレ
バー25が配設されている。疑似ダンパーレバー25は
バックチェック24より奥側の鍵11の上面に近接する
ようにダンパーレバー板バネ26を介してダンパーレバ
ーレール27に支持されている。すなわち、鍵11の奥
端上面に固着したクッション28の直上に疑似ダンパー
レバー25は配設されており、鍵11が打鍵されて揺動
しその奥端のクッション28(フェルト製)が上昇する
と、疑似ダンパーレバー25の下面に当接するものであ
る。ダンパーレバー板バネ26の一端は疑似ダンパレバ
ー25に、その他端はダンパーレバーレール27にそれ
ぞれ固着されており、その中間部の上面はクッション2
9(フェルト製)を介してダンパーレバーストップレー
ル30に当接している。このダンパーレバーストップレ
ール30は支柱等に固定されて鍵配列方向に掛け渡され
ている。また、同様に鍵配列方向に延設されたダンパー
レバーレール27は棚板12の奥端部上面に固定されて
いる。
As shown in detail in FIG. 2, a back check 24 is provided upright at the rear end of the key 11. A pseudo damper lever 25 made of, for example, a metal plate is arranged in proximity to the back check 24. The pseudo damper lever 25 is supported by a damper lever rail 27 via a damper lever leaf spring 26 so as to be close to the upper surface of the key 11 on the inner side of the back check 24. That is, the pseudo damper lever 25 is arranged directly above the cushion 28 fixed to the upper surface of the rear end of the key 11, and when the key 11 is hit and swings and the cushion 28 (made of felt) at the rear end is lifted. It contacts the lower surface of the pseudo damper lever 25. One end of the damper lever leaf spring 26 is fixed to the pseudo damper lever 25, and the other end thereof is fixed to the damper lever rail 27.
9 (made of felt) is in contact with the damper lever stop rail 30. The damper lever stop rail 30 is fixed to a column or the like and is bridged in the key arrangement direction. Similarly, the damper lever rail 27 extending in the key arrangement direction is fixed to the upper surface of the rear end portion of the shelf plate 12.

【0015】さらに、上記鍵11の奥端に近接してリフ
ティングレール31が鍵配列方向に延設されており、こ
のリフティングレール31の上面は上記疑似ダンパーレ
バー25の下面に当接可能に設けられている。このリフ
ティングレール31は垂直に延設された突き上げ棒32
を介してダンパーペダル33に連結されており、ダンパ
ーペダル33の踏み込みにより上昇して疑似ダンパーレ
バー25を上方に向かって押し上げるものである。すな
わち、これらの疑似ダンパーレバー25、ダンパーレバ
ー板バネ26、ダンパーレバーストップレール30、リ
フティングレール31等は、全体として、アコースティ
ックピアノのグランドアクションのダンパーに対応する
機構によるダンパー効果を付与するものであり、疑似ダ
ンパー機構を構成するものである。
Further, a lifting rail 31 is provided so as to extend in the key arrangement direction close to the rear end of the key 11, and the upper surface of the lifting rail 31 is provided so as to be able to contact the lower surface of the pseudo damper lever 25. ing. This lifting rail 31 is a vertically extending push-up rod 32.
It is connected to the damper pedal 33 via, and is pushed up by the depression of the damper pedal 33 to push up the pseudo damper lever 25 upward. That is, the pseudo damper lever 25, the damper lever leaf spring 26, the damper lever stop rail 30, the lifting rail 31, etc. as a whole impart a damper effect by a mechanism corresponding to the damper of the grand action of the acoustic piano. , A pseudo damper mechanism.

【0016】また、この竪型ピアノにおいては、この鍵
11の奥端部よりもさらに奥側に響板34が枠35に取
り付けられて直立して支持されている。響板34は、図
3に示すように、小面積の高音用響板34Aと、これよ
り大面積の低音用響板34Bと、に分割されている。こ
れらの響板34A、34Bの所定位置には、4個の響板
駆動ユニット36A、36B、36C、36Dがそれぞ
れ直支柱に取り付けられて配設され、それぞれが独立し
て駆動されるものである。これらの響板駆動ユニット3
6A〜36Dは、例えば永久磁石、ヨーク、ボイスコイ
ル等から構成され、電磁駆動されて響板34A、34B
をそれぞれ所定の周波数で振動させるものである。例え
ばボイスコイルを響板側に、永久磁石のケーシングをピ
アノの支柱側に、それぞれ固定している。
In this vertical piano, the soundboard 34 is attached to the frame 35 at a position farther back than the rear end of the key 11 and is supported upright. As shown in FIG. 3, the soundboard 34 is divided into a small-area high-pitched soundboard 34A and a large-area low-pitched soundboard 34B. Four soundboard drive units 36A, 36B, 36C and 36D are attached to the straight columns at predetermined positions of these soundboards 34A and 34B, respectively, and are independently driven. .. These soundboard drive units 3
6A to 36D are composed of, for example, permanent magnets, yokes, voice coils, etc., and are electromagnetically driven to cause soundboards 34A, 34B.
Are vibrated at predetermined frequencies. For example, the voice coil is fixed to the soundboard side, and the casing of the permanent magnet is fixed to the pillar side of the piano.

【0017】さらに、この竪型ピアノにあっては、上記
ダンパーペダル33の他にも2個のペダルを有してお
り、各ペダル33についてそれぞれその揺動を検出する
ための変位センサ、、が配設されている。変位セ
ンサはダンパーペダル33用で、変位センサはシフ
トペダル用で、さらに、変位センサはソステヌートペ
ダル用である。例えば変位センサはダンパーペダル3
3が踏み込まれた場合にペダルON信号を出力するもの
とする。
Further, this vertical piano has two pedals in addition to the damper pedal 33, and a displacement sensor for detecting the swing of each pedal 33 is provided. It is arranged. The displacement sensor is for the damper pedal 33, the displacement sensor is for the shift pedal, and the displacement sensor is for the sostenuto pedal. For example, the displacement sensor is a damper pedal 3
It is assumed that the pedal ON signal is output when 3 is depressed.

【0018】再び図1に示すように、これらの各センサ
〜の出力信号はピアノ本体に内装された制御部37
に入力される構成であり、この制御部37は所定の駆動
信号を上記響板駆動ユニット36A〜36Dに出力する
ものである。38はこの制御部37に対する電源を示し
ている。
As shown in FIG. 1 again, the output signals of these sensors are controlled by the control unit 37 installed in the piano body.
The control unit 37 outputs a predetermined drive signal to the soundboard drive units 36A to 36D. Reference numeral 38 indicates a power source for the control unit 37.

【0019】ここで、図3にて制御部37とセンサ〜
との関係を示す。図示のように、この制御部37で
は、上記ハンマーセンサ,、キーアサイナ39(キ
ーセンサ,からの信号が入力される)、ペダルセン
サからの各出力信号がデータバスを介してマイク
ロコンピュータ(以下、コントローラ)40に入力され
ている。コントローラ40は、データバスを介して打弦
音ROM41、共鳴音ROM42、FDC(フロッピデ
ィスクドライブ用コントローラ)43、弦スペクトル演
算部44、オーディオ信号送出部45、リモコン46、
共鳴音演算部47、RAM48、および、打弦音演算部
49に接続されている。
Here, in FIG. 3, the control unit 37 and the sensors are connected.
Shows the relationship with. As shown in the figure, in the control unit 37, the output signals from the hammer sensor, the key assigner 39 (the signals from the key sensor) and the pedal sensor are output via a data bus to a microcomputer (hereinafter, controller). 40 has been entered. The controller 40 includes a string sound ROM 41, a resonance sound ROM 42, a FDC (floppy disk drive controller) 43, a string spectrum calculation unit 44, an audio signal transmission unit 45, a remote controller 46, via a data bus.
It is connected to the resonance sound calculation unit 47, the RAM 48, and the string striking sound calculation unit 49.

【0020】そして、コントローラ40はこれらのセン
サ〜からの入力信号に基づいて所定の処理を行い駆
動信号を生成し、オーディオ信号送出部45から響板用
イコライザ50、パワーアンプ51を介して駆動信号を
響板駆動ユニット36B〜36Dに出力してこれを駆動
することとなる。また、オーディオ信号送出部45を介
して高音用パワーアンプ52より響板駆動ユニット36
Aを駆動することができる構成である。
Then, the controller 40 performs predetermined processing based on the input signals from these sensors to generate a drive signal, and the drive signal is transmitted from the audio signal transmitting section 45 via the soundboard equalizer 50 and the power amplifier 51. To the soundboard drive units 36B to 36D to drive them. In addition, the sound board drive unit 36 from the treble power amplifier 52 via the audio signal transmitting section 45.
This is a configuration capable of driving A.

【0021】打弦音ROM41には、予めサンプラで記
録した音信号、または、予め弦スペクトル演算部44で
算出したピアノ音を主体にした信号を88鍵の打弦音デ
ータとして格納しておくものである。これらの打弦音デ
ータの各スペクトルはハンマースピードに応じてそのイ
ンテンシティが調整される。一般に、強打時には高調波
が強調される。
The string sound ROM 41 stores a sound signal recorded in advance by a sampler or a signal mainly composed of a piano sound calculated in advance by the string spectrum calculation unit 44 as string sound data for 88 keys. .. The intensity of each spectrum of these string-sounding sound data is adjusted according to the hammer speed. In general, harmonics are emphasized when hit hard.

【0022】共鳴音ROM42は、ペダルセンサ〜
がアクティブなとき(踏み込まれているとき)にアクセ
スが可能とされている。この共鳴音ROM42にはダン
パーペダル33を踏み込んでの打鍵時の各弦についての
共鳴弦の共鳴音データが格納されている。このデータ
は、予めサンプラで記録した音信号、または、予め共鳴
音演算部47で算出しておいたスペクトル信号である。
この共鳴音データとしては、例えば1つのキーについて
最大で6個のキーについての弦が共鳴するものと考えれ
ば十分に実用性があるものである。低音部の1オクター
ブ上の弦は2倍音だけでなく3倍音、4倍音、6倍音ま
で考慮するとよい。No.13キーよりも高音の場合
は、その1オクターブしたのキーの弦についても重要で
ある。また、ピアノのダンパ−は通常71個とされてい
る。さらに、各スペクトルのインテンシティは機種とハ
ンマースピードとにより決定される。
The resonance sound ROM 42 is composed of pedal sensors.
Is accessible when is active (when stepped on). The resonance sound ROM 42 stores the resonance sound data of the resonance strings for each string when the damper pedal 33 is depressed and the key is pressed. This data is a sound signal recorded in advance by a sampler or a spectrum signal calculated in advance by the resonance sound calculator 47.
As the resonance sound data, for example, it is sufficiently practical to consider that strings of up to six keys resonate for one key. It is advisable to consider not only the second harmonic but the third harmonic, the fourth harmonic, and the sixth harmonic for the strings one octave above the bass. No. For notes higher than the 13th key, the strings of the octave key are also important. Also, the number of dampers for a piano is usually 71. Furthermore, the intensity of each spectrum is determined by the model and hammer speed.

【0023】弦スペクトル演算部44は、打鍵にしたが
ってリアルタイムで弦スペクトルを算出して響板駆動ユ
ニット36A〜36Dを駆動するようにしてもよい。ま
た、このデータを上記打弦音ROM41に格納しておい
てもよい。打鍵されたキーについての弦の基本周波数を
1とすると、各倍音周波数(fn)は、fn=nf(1
+Bn21/2となる。すなわち、倍音は非調和であり、
(1+Bn21/2だけピッチが高くなる。ここに、B
は、B=π2EAK2/(TL2)で表される。但し、E
はヤング率、Aは弦の断面積、Kは回転半径、Tは張
力、Lは弦長をそれぞれ示している。各倍音の相対的な
インテンシティは、|R(ω)|=|sin{(π/
L)×(L/H)×n}|/nで表される。但し、nは
倍音次数、Hは打弦比である。
The string spectrum calculation unit 44 may calculate the string spectrum in real time according to the keystroke and drive the soundboard drive units 36A to 36D. Further, this data may be stored in the string striking sound ROM 41. Assuming that the fundamental frequency of the string for the key pressed is f 1 , each harmonic frequency (f n ) is f n = nf (1
+ Bn 2 ) 1/2 . That is, the overtones are inharmonic,
The pitch is increased by (1 + Bn 2 ) 1/2 . Where B
Is represented by B = π 2 EAK 2 / (TL 2 ). However, E
Is Young's modulus, A is the cross-sectional area of the string, K is the radius of gyration, T is the tension, and L is the string length. The relative intensity of each overtone is | R (ω) | = | sin {(π /
L) × (L / H) × n} | / n. However, n is the harmonic order and H is the string striking ratio.

【0024】共鳴音演算部47は、最大8倍音までの6
キーを対象としている。各倍音次数は、fn=nf(1
+Bn21/2となる。各スペクトルのインテンシティは
音域によっても異なる。この共鳴音データとしては、ア
コースティックピアノのそれを測定してメモリに格納し
ておくこともできる。この共鳴音の大きさは打弦音に比
べて−10〜−20dBの程度である。また、共鳴音の
立ち上がりは打弦音に対して数秒〜数100msecの
遅れである。また、共鳴音は緩やかな減衰をしながらペ
ダルをOFFしない限り数秒程度持続する。ペダルOF
F時の処理はペダルセンサとオーディオ信号送出部45
とにより行っている。
The resonance tone calculation unit 47 is capable of producing 6 tones up to 8 harmonics.
Intended for keys. Each harmonic order is f n = nf (1
+ Bn 2 ) 1/2 . The intensity of each spectrum also differs depending on the musical range. As this resonance sound data, that of an acoustic piano can be measured and stored in a memory. The loudness of this resonance sound is about -10 to -20 dB compared to the string striking sound. Further, the rise of the resonance sound is delayed by several seconds to several hundreds msec with respect to the string striking sound. Further, the resonance sound is gradually attenuated and lasts for several seconds unless the pedal is turned off. Pedal OF
Processing at the time of F is performed by the pedal sensor and the audio signal sending unit 45.
It is done by and.

【0025】打弦音演算部49は打弦音を演算するもの
で上記打弦音ROM41のデータ、センサ〜の入力
信号(ハンマー速度)等に基づいて打鍵に相当する打弦
音データを生成し、オーディオ信号送出部45等に出力
するものである。また、この打弦音演算部49では、例
えば打弦音ROM41の格納データをハンマー速度に応
じて補正する演算を行うこともできる。
The string striking sound calculation unit 49 calculates a string striking sound and generates string striking sound data corresponding to a key striking based on the data of the string striking sound ROM 41, the input signal (hammer speed) of the sensor and the like, and sends out an audio signal. It is output to the unit 45 and the like. The string striking sound calculation unit 49 can also perform a calculation for correcting the data stored in the string striking sound ROM 41 in accordance with the hammer speed.

【0026】オーディオ信号送出部45は、上記ROM
41,42または音信号演算部44,47,49からの
音データのディジタル信号をアナログ信号に変換し、ま
たは、響板f特逆特性フィルタでイコライジング(ディ
ジタルイコライジング)してからD−A変換を行う。ま
た、キーアサイナ39からのOFF信号にしたがい打弦
音にディケイをかけ、ペダルセンサ〜からの信号に
したがい共鳴音にディケイをかける。但し、ハーフペダ
ルでダンパーペダル33がゆっくりと戻されたときは、
この戻り速度に応じてゆっくりとしたディケイとする。
ダンパーペダル33をOFFしたときは一斉に止音され
る。
The audio signal sending unit 45 is the ROM
41, 42 or the digital signals of the sound data from the sound signal calculation units 44, 47, 49 are converted into analog signals, or equalized (digital equalization) by the soundboard f special inverse characteristic filter, and then DA converted. To do. In addition, the string striking sound is decayed according to the OFF signal from the key assigner 39, and the resonance sound is decayed according to the signals from the pedal sensors. However, when the damper pedal 33 is slowly returned by the half pedal,
Decay is slow according to the return speed.
When the damper pedal 33 is turned off, the sound is stopped all at once.

【0027】響板用イコライザ50は、アナログ的なイ
コライジングを行うものである。また、パワーアンプ5
1,52は音響信号を増幅して響板駆動ユニット36A
〜36Dに出力するものである。
The soundboard equalizer 50 performs analog equalizing. Also, power amplifier 5
1, 52 are sound board drive units 36A for amplifying acoustic signals
To 36D.

【0028】次に、本実施例に係る鍵盤楽器の作用につ
いて説明する。実際の演奏時には、コントローラ40の
CPUは図4のフローチャートで示すプログラムを実行
することとなる。
Next, the operation of the keyboard instrument according to this embodiment will be described. At the time of actual performance, the CPU of the controller 40 will execute the program shown in the flowchart of FIG.

【0029】まず、各センサ〜よりコントローラ4
0の入出力部I/Oにセンサ信号が入力される(S40
1)。例えば打鍵操作された鍵11について、キーセン
サからの検出信号がキーアサイナ39を介して、ハン
マーセンサからはハンマーの速度がキーベロシティ信
号として入力されている。
First, the sensors 4 to 4
The sensor signal is input to the input / output unit I / O of 0 (S40
1). For example, with respect to the key 11 that has been key-operated, the detection signal from the key sensor is input via the key assigner 39, and the speed of the hammer is input as the key velocity signal from the hammer sensor.

【0030】次に、ダンパーペダル33の操作が有った
か否かを判断して(S402)、操作(踏み込み)がな
い場合は、その打鍵に対応する打弦音信号を打弦音RO
M41から読み込むか、または、弦スペクトル演算部4
4において上記キーベロシティ信号に基づいて演算する
(S403)。
Next, it is judged whether or not the damper pedal 33 has been operated (S402), and if there is no operation (depression), the string-striking sound signal corresponding to the key-striking is output as the string-striking sound RO.
Read from M41 or string spectrum calculator 4
In step 4, the calculation is performed based on the key velocity signal (S403).

【0031】そして、この打弦音信号についての出力時
期制御処理を行う(S404)。例えばキー番号、ハン
マー速度、発音時期等の相互関係を定めたマップにした
がって、検出したキー番号、ハンマー速度に対応して適
切な発音時期を算出し発音タイミングを調整するもので
ある。さらに、このようにして算出した発音時期に、各
響板駆動ユニット36A〜36Dについて上記打弦音信
号(駆動信号)を出力する(S405)。この結果、響
板駆動ユニット36A〜36Dは響板34A,34Bを
それぞれ所定周波数で駆動して所望の音色の発音を得る
ものである。信号出力後は、演奏終了か否かをチェック
して(S406)、終了しない場合はステップS401
に戻り、センサ信号の入力を待つ。
Then, the output timing control process for the string striking sound signal is performed (S404). For example, according to a map that defines mutual relationships such as key numbers, hammer speeds, and sounding times, an appropriate sounding time is calculated corresponding to the detected key number and hammer speed, and sounding timing is adjusted. Further, at the sounding timing calculated in this way, the string striking sound signal (driving signal) is output for each soundboard driving unit 36A to 36D (S405). As a result, the soundboard drive units 36A to 36D drive the soundboards 34A and 34B respectively at a predetermined frequency to obtain a desired tone color. After the signal is output, it is checked whether or not the performance is finished (S406). If it is not finished, the step S401 is performed.
Return to and wait for sensor signal input.

【0032】センサ信号の入力により、ダンパーペダル
33の操作がなされていた場合は(S402でYE
S)、ダンパーペダル33は踏み込まれているか否かを
判断し(S407)、踏み込まれている場合は、上記と
同様に当該打鍵に対応する打弦音信号の読込または弦ス
ペクトルの演算処理により打弦音信号を得る(S40
8)。また、共鳴音信号の共鳴音ROM42からの読み
込み、または、共鳴音演算部47において共鳴音信号の
演算を行う(S409)。そして、信号出力時期制御処
理を行い、打弦音信号の出力タイミング、共鳴音信号の
出力タイミングを算出する(S410)。そして、信号
出力処理(S405)により所定タイミングで打弦音
を、これから所定時間だけ遅れて共鳴音の発音がなされ
るように響板駆動ユニット36A〜36Dに出力するも
のとする。
When the damper pedal 33 is operated by the input of the sensor signal (YES in S402).
S), it is determined whether or not the damper pedal 33 is depressed (S407). If the damper pedal 33 is depressed, the string striking signal is read or the string spectrum is calculated in the same manner as described above by the string striking signal. Get the signal (S40
8). Further, the resonance sound signal is read from the resonance sound ROM 42, or the resonance sound calculation unit 47 calculates the resonance sound signal (S409). Then, a signal output timing control process is performed to calculate the output timing of the string striking sound signal and the output timing of the resonance sound signal (S410). Then, it is assumed that the string striking sound is output to the soundboard driving units 36A to 36D at a predetermined timing by the signal output processing (S405) so that the resonance sound is generated with a delay of a predetermined time.

【0033】一方、上記ステップS407にてダンパー
ペダル33が踏み込み中ではない(ペダル解放)と判断
されると、減衰止音処理がなされ(S411)、信号が
出力される。ダンパーペダル33の解放速度に対応して
例えば一斉接弦、傾斜接弦、きわめてゆっくりした止音
のいずれかが選択されて止音を行うものである。算出し
た共鳴音信号について所定の補正処理がなされるもので
ある。
On the other hand, when it is determined in step S407 that the damper pedal 33 is not being depressed (pedal release), the damping noise reduction processing is performed (S411), and a signal is output. Depending on the release speed of the damper pedal 33, for example, simultaneous stringing, inclined stringing, or extremely slow stop sound is selected to stop the sound. Predetermined correction processing is performed on the calculated resonance sound signal.

【0034】したがって、この鍵盤楽器では、通常のア
コースティックピアノと同様に、演奏者の押鍵によりア
クションを介してハンマーを回動させ、所定の鍵タッチ
感が得られることとなる。この場合、疑似ダンパー機構
によりダンパー効果を付与するため、アクション部の奥
行きを短くすることができ、外装をコンパクト化するこ
とができる。また、演奏時、この押鍵打撃と同時に、こ
のアコースティックピアノの弦振動信号に関する線スペ
クトルに基づいて響板から所望の発音がなされる。この
場合、押圧された鍵についての打弦音だけでなくその共
鳴音についも所定の遅れを有して発音がなされる。これ
らの結果、アコースティックピアノと同様またはそれ以
上の音色、音量(特に微小な音量)の発音を得ることが
できる。
Therefore, in this keyboard instrument, as in the case of a normal acoustic piano, the hammer is rotated through the action by the player's key depression, and a predetermined key touch feeling is obtained. In this case, since the damper effect is provided by the pseudo damper mechanism, the depth of the action portion can be shortened and the exterior can be made compact. Further, at the time of playing, simultaneously with the keystroke, a desired sound is produced from the soundboard based on the line spectrum relating to the string vibration signal of the acoustic piano. In this case, not only the string striking sound of the pressed key but also its resonance sound is produced with a predetermined delay. As a result, it is possible to obtain a tone color and sound volume (especially small sound volume) similar to or higher than that of an acoustic piano.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係る
鍵盤楽器によれば、弦およびこれに付随するフレーム等
を廃止することができ、鍵盤楽器を小型化、軽量化する
ことができる。また、その演奏に際して鍵タッチ感はア
コースティックピアノのそれと同一で、かつ、その音色
もアコースティックピアノのそれと同一である。さら
に、その音量のコントロールがより広範囲で容易になっ
ている。
As described above, according to the keyboard musical instrument of the present invention, the strings and the frames associated therewith can be eliminated, and the keyboard musical instrument can be made smaller and lighter. Further, the key touch feeling during the performance is the same as that of the acoustic piano, and the tone color is also the same as that of the acoustic piano. In addition, the control of its volume is much wider and easier.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施例に係る鍵盤楽器の概略構成
を示すその断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a keyboard instrument according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の一実施例に係る鍵盤楽器のアクショ
ンを示す側面図である。
FIG. 2 is a side view showing an action of the keyboard instrument according to the embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の一実施例に係る鍵盤楽器を示すその
ブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a keyboard musical instrument according to an embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の一実施例に係るコントローラで実行
されるプログラムを示すフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a program executed by a controller according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11:鍵(操作子)、 14:アクション(打弦機
構)、 20:ハンマー、22:被打撃体、 25:疑
似ダンパーレバー(疑似ダンパー機構)、 34A,3
4B:響板、 36A〜36D:響板駆動ユニット(発
音手段)、 40:コントローラ(選択手段)、41:
打弦音ROM(振動状態記憶手段)、 42:共鳴音R
OM(振動状態記憶手段)、 、、、:センサ
(操作子状態検出手段)
11: key (operator), 14: action (string striking mechanism), 20: hammer, 22: hit object, 25: pseudo damper lever (pseudo damper mechanism), 34A, 3
4B: soundboard, 36A to 36D: soundboard drive unit (sounding means), 40: controller (selection means), 41:
String striking sound ROM (vibration state storage means), 42: Resonance sound R
OM (vibration state storage means),:, sensor (operator state detection means)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 打鍵に応じて動作する打弦機構と、 少なくともこの打弦機構の運動状態を検出する操作子状
態検出手段と、 少なくとも弦を含むアコースティックピアノの部材の振
動状態を記憶する振動状態記憶手段と、 上記操作子状態検出手段の検出結果に応じ、上記振動状
態記憶手段に記憶されている振動状態を選択する選択手
段と、 該選択された振動状態を響板を介して音響に変換する発
音手段と、 を備えた鍵盤楽器であって、 上記打弦機構が、 重力作用方向と逆方向に被打撃体を打撃するハンマー
と、 上記鍵の奥端部に配設され、該鍵の奥端部を重力の作用
する方向に付勢可能な疑似ダンパー機構と、 を有し、 しかも、上記響板をこの疑似ダンパー機構より鍵の奥側
に配設したことを特徴とする鍵盤楽器。
1. A string-striking mechanism that operates in response to a keystroke, an operator state detection unit that detects at least a motion state of the string-striking mechanism, and a vibration state that stores a vibration state of a member of an acoustic piano including at least a string. Storage means, selection means for selecting a vibration state stored in the vibration state storage means in accordance with the detection result of the operator state detection means, and converting the selected vibration state into sound through a soundboard. And a hammer for striking an object to be hit in a direction opposite to a gravity acting direction, and a string instrument provided at the back end of the key. A keyboard instrument having a pseudo damper mechanism capable of urging the rear end portion in the direction in which gravity acts, and wherein the soundboard is disposed on the back side of the key with respect to the pseudo damper mechanism.
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