JPH05313656A - Keyboard musical instrument - Google Patents
Keyboard musical instrumentInfo
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- JPH05313656A JPH05313656A JP14358192A JP14358192A JPH05313656A JP H05313656 A JPH05313656 A JP H05313656A JP 14358192 A JP14358192 A JP 14358192A JP 14358192 A JP14358192 A JP 14358192A JP H05313656 A JPH05313656 A JP H05313656A
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- sound
- key
- hammer
- pedal
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- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は鍵盤楽器に関し、詳しく
はハンマーアクション等の動作を検出し、電子音源に基
づき響板等を振動させる鍵盤楽器において、自動演奏機
能を実現するとともに機械的にノイズ成分を発すること
によりリアルなピアノ音の再生を可能とする鍵盤楽器に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a keyboard instrument, and more specifically, to a keyboard instrument that detects a hammer action or the like and vibrates a soundboard or the like based on an electronic sound source, realizes an automatic performance function, and mechanically causes noise. The present invention relates to a keyboard instrument capable of reproducing a realistic piano sound by emitting components.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、打弦により発音する機構と電
子音源とを備えた鍵盤楽器として、例えば、特公平1−
30155号公報「鍵盤楽器」等が提案されている。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, Japanese Patent Publication No. 1-
No. 30155 gazette "keyboard musical instrument" etc. are proposed.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記鍵
盤楽器は自動演奏機能を備えたものではないため、演奏
者不在の場合には演奏不可能であり、また、演奏者によ
る演奏を記録再生することができなかった。さらに、弦
を張設したフレーム等を備えていたので、重量が重く、
弦長確保のため、楽器の大型化を招致していた。However, since the keyboard musical instrument does not have an automatic performance function, it cannot be played when the player is absent, and the performance by the player is recorded and reproduced. I couldn't. Furthermore, since it was equipped with a frame with strings stretched, it was heavy,
In order to secure the string length, the instrument was upsized.
【0004】[0004]
【発明の目的】そこで、本発明は、鍵盤楽器においてハ
ンマーアクションおよび電子的な発音手段を備えながら
自動演奏機能を有する鍵盤楽器を実現することを、その
目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to realize a keyboard instrument having a hammer action and an electronic sounding means while having an automatic performance function.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】請求項1に係る鍵盤楽器
は、図1に例示するように、鍵盤楽器の操作子12の状
態を検出する操作子検出手段13と、所定の音を表す音
源データを記憶する音源データ記憶手段15と、操作子
検出手段13により検出された操作子12の状態に基づ
き音源データを処理選択することにより発音信号を生成
する発音信号生成手段14と、発音信号に従い響板を振
動させる発音手段16と、操作子12に連動して被打撃
部材を打撃し、打撃音を発する打撃機構11と、演奏情
報を記憶する演奏情報記憶手段17と、演奏情報記憶手
段17に記憶された演奏情報に従い上記操作子12を駆
動する操作子駆動手段18と、を備えたことを特徴とす
る。A keyboard instrument according to a first aspect of the present invention, as illustrated in FIG. 1, has an operator detection means 13 for detecting the state of an operator 12 of the keyboard instrument, and a sound source representing a predetermined sound. A sound source data storage unit 15 for storing data, a sound generation signal generation unit 14 for generating a sound signal by processing and selecting the sound source data based on the state of the manipulator 12 detected by the manipulator detection unit 13, and a sound signal A sounding means 16 for vibrating the soundboard, a striking mechanism 11 for striking a striking member to produce a striking sound in conjunction with the operating element 12, a performance information storage means 17 for storing performance information, and a performance information storage means 17 And a manipulator driving means 18 for driving the manipulator 12 in accordance with the performance information stored in.
【0006】[0006]
【作用】請求項1に係る鍵盤楽器においては、演奏情報
記憶手段17には演奏情報が記憶されている。操作子駆
動手段18は演奏情報を読み出し、この演奏情報に従い
所定の操作子(鍵、ペダル等)12を駆動する。そし
て、操作子検出手段13は駆動された鍵等の操作子12
を検出する。例えば、駆動された鍵におけるハンマーの
速度およびペダルの状態等を検出する。発音信号生成手
段14は検出された操作子12の状態に基づき所定の音
源データを選択し、あるいは音源データに所定の演算処
理を行い発音信号を生成する。発音手段16はこの発音
信号に従い響板を振動させる。In the keyboard musical instrument according to the first aspect, the performance information storage means 17 stores performance information. The manipulator drive means 18 reads performance information and drives a predetermined manipulator (key, pedal, etc.) 12 in accordance with the performance information. Then, the manipulator detection means 13 operates the manipulator 12 such as a driven key.
To detect. For example, the speed of the hammer and the state of the pedal in the driven key are detected. The sound generation signal generation means 14 selects predetermined sound source data based on the detected state of the manipulator 12, or performs predetermined arithmetic processing on the sound source data to generate a sound generation signal. The sounding means 16 vibrates the soundboard according to this sounding signal.
【0007】同時に、打撃機構11においては、駆動さ
れた鍵によりハンマーが被打撃部材を打撃する。する
と、音源データを再生することによっては得ることので
きなかったノイズ等の非整数次倍音(打撃音)が被打撃
部材から発せられる。このノイズ等はアコースティック
ピアノの音色を醸し出すのに必要不可欠なものである。
よって、本鍵盤楽器によればアコースティックピアノの
音をリアルに再現することができる。また、本鍵盤楽器
は自動演奏機能を実現しているため、演奏者がいなくと
も本鍵盤楽器による楽曲を聴取することが可能である。At the same time, in the striking mechanism 11, the hammer strikes the hit member with the driven key. Then, a non-integer harmonic overtone (striking sound) such as noise, which could not be obtained by reproducing the sound source data, is emitted from the struck member. This noise is indispensable to bring out the tone of an acoustic piano.
Therefore, according to this keyboard instrument, the sound of the acoustic piano can be realistically reproduced. Further, since the keyboard instrument has realized the automatic performance function, it is possible to listen to the music by the keyboard instrument without the performer.
【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2は本発明の一実施例に
係る鍵盤楽器の断面図である。この図において201は
鍵盤を構成する鍵(操作子)である。各鍵201は棚板
202上に筬中203を支点として上下方向に揺動自在
に支持されている。各鍵201の後端部の下方にはキー
ドライブユニット220(操作子駆動手段)が配設され
ている。このキードライブユニット220はソレノイド
等よりなり、鍵201を揺動するものである。また、各
鍵201毎の後端部の上方にはアクション(打撃機構)
210がそれぞれ配設されている。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. FIG. 2 is a sectional view of a keyboard instrument according to an embodiment of the present invention. In this figure, reference numeral 201 is a key (operator) forming a keyboard. Each key 201 is supported on a shelf plate 202 so as to be swingable in the vertical direction with a reed center 203 as a fulcrum. A key drive unit 220 (operator driving means) is arranged below the rear end of each key 201. The key drive unit 220 includes a solenoid or the like and swings the key 201. In addition, an action (striking mechanism) is provided above the rear end of each key 201.
210 are arranged respectively.
【0009】このアクション210は、平型ピアノ用の
打弦機構として周知の構成であって、鍵210の後端部
上面に立設されたキャプスタンスクリュ215により突
き上げられるサポート216と、このサポート216に
揺動自在に支持されたジャック217と、ウイペン21
6の上方に回動自在に設けられたレペティションレバー
218と、回動自在に支持されたハンマー219等と、
を有している。This action 210 has a well-known structure as a string striking mechanism for a flat piano, and has a support 216 that is pushed up by a capstan screw 215 that is erected on the upper surface of the rear end of the key 210, and this support 216. The jack 217 swingably supported by the whip pen 21
6, a repetition lever 218 rotatably provided above 6, a hammer 219 rotatably supported, and the like,
have.
【0010】このハンマー219の上方には所定間隔離
れて被打撃部材300が天板204に固着されており、
この被打撃部材300に上記ハンマー219が当接する
構成となっている。被打撃部材300をハンマー219
が打撃すると、被打撃部材300に所定の振動が生じ、
さらに天板204等が振動するものである。この被打撃
部材300とアクション210とは本発明における打撃
機構を構成するものである。A hit member 300 is fixed to the top plate 204 at a predetermined distance above the hammer 219.
The hammer 219 abuts the hit member 300. Hammer 219 to the hit member 300
When is hit, a predetermined vibration occurs in the hit member 300,
Furthermore, the top plate 204 and the like vibrate. The hit member 300 and the action 210 constitute the hitting mechanism in the present invention.
【0011】また、ハンマー219とともに回動するハ
ンマーシャンク219Aに対向して光センサ等からなる
ハンマーセンサ205(操作子検出手段)が配設されて
いる。このハンマーセンサ205はハンマー219の速
度を検出するものである。さらに、上記各鍵201の下
方には押圧された鍵201およびその下降速度を検出す
るためのキーセンサ206(操作子検出手段)が配設さ
れている。これらのキーセンサ206は光センサ(例え
ばLEDとフォトトランジスタ)により構成されてい
る。Further, a hammer sensor 205 (manipulator detection means) including an optical sensor is provided so as to face the hammer shank 219A which rotates together with the hammer 219. The hammer sensor 205 detects the speed of the hammer 219. Further, below each of the keys 201, a pressed key 201 and a key sensor 206 (operator detection means) for detecting the descending speed thereof are arranged. These key sensors 206 are composed of optical sensors (for example, LEDs and phototransistors).
【0012】さらに、このピアノの下部には3個のペダ
ル230(操作子)が配設されている。各ペダル230
はシャフト231、232、233を介してダンパー2
34等に接続されている。よって、演奏者がペダル23
0を操作することにより、ダンパー234等が作動する
ものである。シャフト231の端部はペダルドライブユ
ニット240(操作子駆動手段)に取り付けられてい
る。ペダルドライブユニット240はシャフト231を
上下に移動させるソレノイドとこのシャフト231の位
置を検出するペダルセンサ(操作子検出手段)を備えて
いる。よって、演奏者がこのペダルを操作した場合、ペ
ダルの位置を検出することができるものである。Further, three pedals 230 (operators) are arranged below the piano. Each pedal 230
The damper 2 via the shafts 231, 232, 233
34 and the like. Therefore, the player
By operating 0, the damper 234 and the like operate. The end of the shaft 231 is attached to the pedal drive unit 240 (operator driving means). The pedal drive unit 240 includes a solenoid that moves the shaft 231 up and down, and a pedal sensor (operator detection unit) that detects the position of the shaft 231. Therefore, when the performer operates this pedal, the position of the pedal can be detected.
【0013】また、この鍵盤楽器の背面には響板207
が設けられている。この響板207の所定位置にはアク
チュエータ250(発音手段)が取り付けられている。
このアクチュエータ250は電磁駆動されて響板207
を振動させるものである。ところで、一般のアコーステ
ィックピアノにおいては弦の振動により響板等が振動す
ることによりアコースティックピアノらしい音色が醸し
出される。そこで、本鍵盤楽器においても響板207を
直接振動させることにより、アコースティックピアノの
音色をリアルに再現しようとするものである。A soundboard 207 is provided on the back of the keyboard instrument.
Is provided. An actuator 250 (sounding means) is attached to a predetermined position of the soundboard 207.
This actuator 250 is electromagnetically driven to cause the soundboard 207.
To vibrate. By the way, in a general acoustic piano, the sound of a typical acoustic piano is produced by vibrating a soundboard or the like due to the vibration of the strings. Therefore, even in the present keyboard instrument, the sound color of the acoustic piano is attempted to be realistically reproduced by directly vibrating the soundboard 207.
【0014】制御装置500は上記ハンマーセンサ20
5、キーセンサ206、ペダルセンサ等から出力された
信号に基づき発音信号をアクチュエータ250に印加す
るものである。また、フロッピーディスク等に記録され
たMIDIデータに従いキードライブユニット220、
ペダルドライブユニット240を駆動する自動演奏機能
をも備えている。The control device 500 includes the hammer sensor 20.
5, a tone generation signal is applied to the actuator 250 based on signals output from the key sensor 206, the pedal sensor, and the like. Further, according to the MIDI data recorded on the floppy disk or the like, the key drive unit 220,
It also has an automatic performance function for driving the pedal drive unit 240.
【0015】図3は上記被打撃部材300の断面図等で
ある。この図において、鋳物301はFC20等の鋳鉄
であり、この鋳物301には木部302が固着されてい
る。鋳物301の角部には枕306が固着されている。
鋳物301には所定の穴が設けられており、この穴には
ピン303が嵌入している。また、木部302にも所定
の穴が設けられており、この穴にはピン304が嵌入し
ている。ピン303から枕305を介してピン304の
間には弦305が張設されている。この弦305の全長
は短く、またその径が太いため、弦305には定在波が
生じにくい構成となっている。よって、この弦305を
ハンマー219が打撃した場合、弦305からは高次の
非整数倍の高調波成分とノイズ成分とよりなる音(打撃
音)が発せられる。FIG. 3 is a sectional view of the hit member 300. In this figure, a casting 301 is cast iron such as FC20, and a wood portion 302 is fixed to the casting 301. Pillows 306 are fixed to the corners of the casting 301.
The casting 301 is provided with a predetermined hole, and a pin 303 is fitted in this hole. Further, the wooden portion 302 is also provided with a predetermined hole, and a pin 304 is fitted into this hole. A string 305 is stretched between the pin 303 and the pin 304 via the pillow 305. Since the string 305 has a short overall length and a large diameter, a standing wave is less likely to be generated in the string 305. Therefore, when the hammer 219 hits the string 305, the string 305 emits a sound (a hitting sound) composed of high-order non-integer multiple harmonic components and noise components.
【0016】このように、本鍵盤楽器において被打撃部
材300を設けるのは以下の理油による。すなわち、ア
コースティックピアノ等の音をサンプリングする場合
に、量子化歪およびローパスフィルタによる波形の劣化
等の理由によりピアノ音の非整数次高調波成分およびノ
イズ等が損なわれることがある。よって、この結果得ら
れたPCM音源等の電子音源を本鍵盤楽器に用いた場
合、アコースティックピアノの有する基本波およびその
高調波成分の音を再現することはできるが、非整数次の
高調波成分およびノイズ成分を再現することは困難とな
る。しかし、このノイズ成分等は主に打弦時にアコース
ティックピアノから発せられるものであり、アコーステ
ィックピアノらしい音を醸し出すのに必要不可欠なもの
である。そこで、これらのノイズ成分等のみをハンマー
219および被打撃部材300を用いて機械的に生じさ
せることとしたものである。したがって、本鍵盤楽器に
あっては、アコースティックピアノの音色をリアルに再
現することが可能となる。As described above, in the keyboard musical instrument, the hitting member 300 is provided by the following oil. That is, when sampling the sound of an acoustic piano or the like, non-integer harmonic components and noise of the piano sound may be impaired due to reasons such as quantization distortion and waveform deterioration due to a low-pass filter. Therefore, when an electronic sound source such as a PCM sound source obtained as a result is used in this keyboard instrument, the sound of the fundamental wave and its harmonic components possessed by the acoustic piano can be reproduced, but non-integer harmonic components And it is difficult to reproduce the noise component. However, this noise component is mainly emitted from the acoustic piano when striking the strings, and is indispensable for producing a sound like an acoustic piano. Therefore, only these noise components and the like are mechanically generated using the hammer 219 and the hit member 300. Therefore, with this keyboard instrument, it is possible to realistically reproduce the tone color of an acoustic piano.
【0017】なお、上記被打撃部材300のかわりに図
4に示される被打撃部材310を用いても差し支えな
い。図4において、(A)は被打撃部材310等の断面
図であり、(B)は被打撃部材310等の正面図であ
る。この被打撃部材310は所定形状の鋳物311の下
部に金属製の弦312を固着して構成されている。この
被打撃部材310は天板204に固着されるものであ
る。ハンマー219が弦312を打撃すると弦312お
よび鋳物311は振動し、ノイズ成分よりなる音を発す
る。このノイズ成分の音は天板204から鍵盤楽器全体
に伝わるため、鍵盤楽器全体が振動し、アコースーティ
ックピアノ特有の音色を得ることができるものである。Note that the hit member 310 shown in FIG. 4 may be used in place of the hit member 300. In FIG. 4, (A) is a sectional view of the hit member 310 and the like, and (B) is a front view of the hit member 310 and the like. The striking member 310 is formed by fixing a metal string 312 to a lower portion of a casting 311 having a predetermined shape. The hit member 310 is fixed to the top plate 204. When the hammer 219 hits the string 312, the string 312 and the casting 311 vibrate, and emit a noise component. Since the sound of this noise component is transmitted from the top plate 204 to the entire keyboard instrument, the entire keyboard instrument vibrates, and a tone color peculiar to the acoustic piano can be obtained.
【0018】なお、被打撃部材300、310はフェル
ト、空気バネ、オイルダンパ等の緩衝材を用いて構成し
ても差し支えない。このような緩衝材を使用することに
より、被打撃部材を打撃した場合に、定在波が生じるこ
となくノイズ等の音波が発せられる。The hit members 300 and 310 may be constructed by using a cushioning material such as felt, an air spring, an oil damper or the like. By using such a cushioning material, a sound wave such as noise is emitted when a hit member is hit, without a standing wave being generated.
【0019】図5は本実施例に係る鍵盤楽器のブロック
図である。ここで、図5に示すように、この鍵盤楽器で
は、上記ハンマーセンサ205、キーセンサ206、ペ
ダルセンサ515からの各出力信号がデータバスを介し
てコントローラ506に入力されている。コントローラ
506は、データバスを介して打弦音ROM507(音
源データ記憶手段)、共鳴音ROM508(音源データ
記憶手段)、FDC(フロッピディスクドライブ用コン
トローラ)509、弦スペクトル演算部512(発音信
号生成手段)、オーディオ信号送出部513(発音信号
生成手段)、リモコン514、共鳴音演算部516(発
音信号生成手段)、打弦音演算部511(発音信号生成
手段)、および、RAM517に接続されている。FIG. 5 is a block diagram of a keyboard musical instrument according to this embodiment. Here, as shown in FIG. 5, in this keyboard instrument, the output signals from the hammer sensor 205, the key sensor 206, and the pedal sensor 515 are input to the controller 506 via a data bus. The controller 506 includes a string sound ROM 507 (sound source data storage unit), a resonance sound ROM 508 (sound source data storage unit), an FDC (floppy disk drive controller) 509, and a string spectrum calculation unit 512 (sound generation signal generation unit) via a data bus. The audio signal transmission unit 513 (sound generation signal generation unit), the remote controller 514, the resonance sound calculation unit 516 (sound generation signal generation unit), the string striking sound calculation unit 511 (sound generation signal generation unit), and the RAM 517.
【0020】そして、コントローラ506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513から響板用イ
コライザ519、パワーアンプ520、518を介して
駆動信号を響板駆動ユニット250A〜250Dに出力
してこれを駆動することとなる。なお、ハンマーセンサ
205は上述したようにハンマースピードを検出し、キ
ーベロシティ信号を出力するものである。Then, the controller 506 performs predetermined processing based on the input signals from these sensors to generate a drive signal, which is driven from the audio signal transmitting section 513 through the soundboard equalizer 519 and the power amplifiers 520 and 518. The signal is output to the soundboard drive units 250A to 250D to drive them. The hammer sensor 205 detects the hammer speed and outputs the key velocity signal as described above.
【0021】打弦音ROM507には、予めサンプラー
で記録した打弦音のPCMデータ、または、予め弦スペ
クトル演算部512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周波数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決定される。
一般に、強打時には高調波が強調される。なお、押鍵と
ハンマースピードとに応じて打弦音演算部511で信号
を演算することもできる。また、例えば、打弦音ROM
507に記憶されている信号をハンマースピードに応じ
て打弦音演算部511で補正しても良い。The string striking sound ROM 507 stores the PCM data of the string striking sound recorded in advance by the sampler, or the signal mainly composed of the piano sound calculated in advance by the string spectrum calculation unit 512 as string striking sound data of 88 keys. It is a thing. The intensity of the frequency spectrum of these string striking data is determined according to the hammer speed.
In general, harmonics are emphasized when hit hard. Note that the string striking sound calculation unit 511 can also calculate a signal according to the key depression and the hammer speed. Also, for example, a string striking sound ROM
The signal stored in 507 may be corrected by the string striking sound calculation unit 511 according to the hammer speed.
【0022】共鳴音ROM508は、ペダルセンサ51
5がアクティブなとき(踏み込まれているとき)にアク
セスされるものである。この共鳴音ROM508にはラ
ウドペダルを踏み込んだ場合における打鍵時の各弦毎の
共鳴音データが格納されている。このデータは、予めサ
ンプラーで記録した共鳴音のPCMデータ、または、予
め共鳴音演算部516で算出しておいた周波数スペクト
ルデータである。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オクターブ下のキーの弦につ
いても配慮する必要がある。The resonance sound ROM 508 has a pedal sensor 51.
5 is accessed when it is active (when it is stepped on). The resonance sound ROM 508 stores resonance sound data for each string when a key is pressed when the loud pedal is depressed. This data is the PCM data of the resonance sound recorded by the sampler in advance, or the frequency spectrum data calculated in advance by the resonance sound calculation unit 516. As this resonance sound data, for example, 1
It is sufficiently practical to consider that the strings for up to 6 keys on one key resonate. The string one octave above the bass is not only the second harmonic but the third harmonic,
Consider up to the 4th and 6th harmonics. No. If the pitch is higher than 13 keys, it is necessary to consider the string of the key one octave below.
【0023】また、ピアノのダンパ−は通常71個(6
6個、69個のものも有る)とされている。さらに、周
波数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。なお、共鳴音データは、予め
共鳴音ROM508に記憶しておいても良く、また例え
ば、共鳴演算部516で演算して求めても良く、さらに
例えば、共鳴音ROM508に記憶されているデータを
打弦状況に応じて共鳴音演算部516で補正演算して求
めても良い。The piano damper is usually 71 (6
There are also 6 and 69). Furthermore, the intensity of the frequency spectrum is determined by the model and hammer speed. The resonance sound data may be stored in the resonance sound ROM 508 in advance, or may be calculated by the resonance calculation unit 516, for example, and the data stored in the resonance sound ROM 508 may be recorded. The resonance tone calculation unit 516 may perform correction calculation according to the string situation.
【0024】弦スペクトル演算部512は、打鍵にした
がってリアルタイムで周波数スペクトルを算出して発音
データを生成するようにしてもよい。また、このデータ
を上記打鍵音ROM507に格納しておいてもよい。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鍵音(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数
秒〜数100msecの遅れである。また、その立ち下
がりはペダルをOFFしない限り数秒程度持続する。ペ
ダルOFF時の処理はペダルセンサとオーディオ信号送
出部513とにより行っている。The string spectrum calculation unit 512 may calculate the frequency spectrum in real time according to the keystrokes to generate the pronunciation data. Further, this data may be stored in the key tap sound ROM 507. As this resonance sound data, that of an acoustic piano can be measured and stored in a memory. The magnitude of this resonance sound is -10 to-
It is about 20 dB. Further, the rising of the resonance sound is delayed by several seconds to several 100 msec. The fall continues for a few seconds unless the pedal is turned off. The processing when the pedal is off is performed by the pedal sensor and the audio signal transmitting unit 513.
【0025】また、弦スペクトル演算部512はキーセ
ンサ206からのOFF信号にしたがい打弦音を減衰さ
せ、ペダルセンサからの信号にしたがい共鳴音を減衰さ
せる。但し、ハーフペダルでラウドペダルがゆっくりと
戻されたときは、この戻り速度に応じてゆっくりとした
減衰とする。ラウドペダルをOFFしたときは一斉にダ
ンパーが接弦して止音される。但し、演奏者によっては
低音の止音を遅目に整調する希望があるため、以下の制
御を行う。例えば、一斉接弦においても、急速止音、普
通、ゆっくり止音の3通りの止音がある。また、傾斜接
弦では低音は遅目に、高音になるにしたがって速く止音
する制御を行う。さらに、ペダルがきわめてゆっくりと
戻されたときには、きわめてゆっくりとした止音を行う
のである。すなわち、連続的な止音である。なお、所謂
ハーフペダル領域では、基音、倍音比率を補正し、高次
倍音を早く減衰させる等の補正を行っても良い。また、
例えば、フレームノイズ等副次的に発生する他の周波数
比率を補正するように構成しても良い。Further, the string spectrum calculation unit 512 attenuates the string striking sound according to the OFF signal from the key sensor 206, and attenuates the resonance sound according to the signal from the pedal sensor. However, when the loud pedal is slowly returned by the half pedal, the damping is slow according to the return speed. When the loud pedal is turned off, the dampers are tuned together and the sound is stopped. However, the following control is performed because some players desire to adjust the low-pitched stop sound late. For example, even in simultaneous stringing, there are three types of stop sounds: rapid stop, normal stop, and slow stop. In addition, in the case of inclined stringing, control is performed such that low tone is slow and high tone is stopped faster. Furthermore, it makes a very slow stop when the pedal is released very slowly. That is, it is a continuous noise stop. In the so-called half pedal region, the fundamental tone and the overtone ratio may be corrected, and the higher harmonic overtone may be quickly attenuated. Also,
For example, it may be configured to correct other frequency ratios such as frame noise that are secondarily generated.
【0026】オーディオ信号送出部513は、上記RO
M507、508または音信号演算部512、516か
らの音データに対してデジタルフィルタリング処理を行
った後、D/A変換するものである。デジタルフィルタ
リング処理は響板207の振動特性を考慮して、響板2
07から発せられた音の周波数特性がフラットになるよ
う補正するものである。なお、このデジタルフィルタは
FIR型に限られることなくIIR型であってもよい。
さらに、この後オーバーサンプリングデジタルフィルタ
リング処理を行うことにより量子化ノイズを低減するこ
とが可能である。このような処理を行った後にD/A変
換をし、さらにバタワース型のローパスフィルタ等によ
るフィルタリング処理を行う。このように、バタワース
型のローパスフィルタを用いることにより群遅延特性を
改善することが可能である。そして、この信号はネット
ワーク回路に入力され、低域周波数成分と高域周波数成
分とに分割される。The audio signal transmitting section 513 uses the RO
The sound data from the M507, 508 or the sound signal calculation units 512, 516 is subjected to digital filtering processing, and then D / A converted. The digital filtering process considers the vibration characteristics of the soundboard 207,
The frequency characteristics of the sound emitted from 07 are corrected to be flat. The digital filter is not limited to the FIR type and may be the IIR type.
Furthermore, it is possible to reduce quantization noise by performing oversampling digital filtering processing after this. After performing such processing, D / A conversion is performed, and further filtering processing by a Butterworth low-pass filter or the like is performed. As described above, it is possible to improve the group delay characteristic by using the Butterworth type low-pass filter. Then, this signal is input to the network circuit and divided into a low frequency component and a high frequency component.
【0027】低域周波数成分は響板用イコライザ519
に入力される。響板用イコライザ519は、オーディオ
信号送出部513から出力された低域周波数成分の周波
数特性を補正するものである。響板207等は比較的に
高域周波数において共振しやすいため、低域周波数成分
を強めることにより自然なピアノ音を得るものである。The low frequency components are equalizer 519 for soundboard.
Entered in. The soundboard equalizer 519 corrects the frequency characteristic of the low frequency component output from the audio signal transmitting unit 513. Since the soundboard 207 and the like are likely to resonate at a high frequency relatively, a natural piano sound is obtained by enhancing the low frequency component.
【0028】パワーアンプ520および高音用パワーア
ンプ518は電力増幅を行い、アクチュエータ250A
〜250Dを駆動するものである。アクチュエータ25
0Aは主に高音を再生するものであり、アクチュエータ
250B〜250Dは主に低音を再生するものである。
アクチュエータ250A〜250Dは響板207を振動
させ、リアルなピアノ音が発せられるものである。The power amplifier 520 and the treble power amplifier 518 perform power amplification, and the actuator 250A
~ 250D is driven. Actuator 25
0A mainly reproduces high-pitched sound, and the actuators 250B to 250D mainly reproduce low-pitched sound.
The actuators 250A to 250D vibrate the soundboard 207 and generate realistic piano sounds.
【0029】また、本鍵盤楽器はFDC509により制
御されるFDD(フロッピーディスクドライバ)510
を備えている。FDD510はディスクに記録されたM
IDIデータを読み取るほか、MIDIデータをディス
クに記録するものである。MIDIデータは音程および
音量等を汎用性のあるデジタルデータによって表した国
際規格である。読み取られたMIDIデータはコントロ
ーラ506によりデコードされる。そして、コントロー
ラ506はキードライブユニット220およびペダルド
ライブユニット240を駆動するものである。このよう
にして、ディスクに記録されたMIDIデータに従い、
楽曲の自動演奏が可能となる。また、演奏者による本鍵
盤楽器の演奏をMIDIデータに変換し、このMIDI
データをディスクに記録することもできる。Further, this keyboard instrument is FDD (floppy disk driver) 510 controlled by FDC 509.
Is equipped with. The FDD 510 is an M recorded on the disc.
In addition to reading IDI data, it also records MIDI data on a disc. MIDI data is an international standard in which pitch, volume, etc. are represented by versatile digital data. The read MIDI data is decoded by the controller 506. The controller 506 drives the key drive unit 220 and the pedal drive unit 240. In this way, according to the MIDI data recorded on the disc,
It is possible to automatically play music. Also, the performance of this keyboard instrument by the performer is converted into MIDI data, and this MIDI
Data can also be recorded on the disc.
【0030】このようしにて構成された本鍵盤楽器の自
動演奏時における動作を図6のフローチャートを参照し
ながら説明する。The operation of the keyboard instrument constructed in this way during automatic performance will be described with reference to the flow chart of FIG.
【0031】まず、演奏者がディスクをFDD510内
に挿入する。すると、FDD510はディスクに記録さ
れたMIDIデータを読み取り(ステップS601)、
コントローラ506はこのMIDIデータをデコードす
る(ステップS602)。そして、コントローラ506
はデコードされたMIDIデータに従い、キードライブ
ユニット220およびペダルドライブユニット240を
駆動する。First, the player inserts the disc into the FDD 510. Then, the FDD 510 reads the MIDI data recorded on the disc (step S601),
The controller 506 decodes this MIDI data (step S602). Then, the controller 506
Drives the key drive unit 220 and the pedal drive unit 240 according to the decoded MIDI data.
【0032】鍵201、ペダル230が駆動されると、
キーセンサ206、ハンマーセンサ205、ペダルセン
サ515よりコントローラ506の入出力部にセンサ信
号が入力される。例えばキードライブユニット220に
より打鍵された鍵について、打鍵された鍵の情報がキー
センサ206から、ハンマーの速度がハンマーセンサ2
05から出力される。When the key 201 and the pedal 230 are driven,
Sensor signals are input to the input / output unit of the controller 506 from the key sensor 206, the hammer sensor 205, and the pedal sensor 515. For example, for a key tapped by the key drive unit 220, the information of the key tapped is from the key sensor 206, and the speed of the hammer is the hammer sensor 2
It is output from 05.
【0033】次に、ペダルドライブユニット240によ
りラウドペダルの操作が有ったか否かを判断する(ステ
ップS603)。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ROM507から読
み込むか、または、弦スペクトル演算部512において
所定の演算を行う(ステップS604)。Next, the pedal drive unit 240 determines whether or not the loud pedal has been operated (step S603). If there is no operation (depressing), the string-sounding tone signal corresponding to the keystroke is read from the string-sounding tone ROM 507, or the string spectrum calculator 512 performs a predetermined calculation (step S604).
【0034】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(ステップS605)。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ルッ
クアップテーブルにしたがって、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。Then, an output timing control process is performed for this string striking signal (step S605). For example, according to a look-up table that defines mutual relationships such as a key number, a hammer speed, and a sounding timing, an appropriate sounding timing is calculated corresponding to the detected key number and hammer speed, and the sounding timing is adjusted.
【0035】さらに、このようにして算出した発音時期
に、各アクチュエータ250A〜250Dに上記打鍵音
信号(発音信号)を出力する(ステップS606)。こ
の結果、アクチュエータ250A〜250Dは響板20
7を振動させることによりアコースティックピアノの音
色を得るものである。Further, at the sounding timing calculated in this way, the key tapping sound signal (sounding signal) is output to each of the actuators 250A to 250D (step S606). As a result, the actuators 250A to 250D are connected to the soundboard 20.
The sound of an acoustic piano is obtained by vibrating 7.
【0036】このとき同時に、キードライブユニット2
20によりハンマー219は被打撃部材300を打撃す
る。被打撃部材300に張設された弦305からは非整
数次の高調波成分およびノイズ成分等の音が発せられ
る。すなわち、アクチュエータ250A〜250Dによ
る響板207の振動音のほか、非打撃部材300による
ノイズ成分等の音が本鍵盤楽器から発せられる。At this time, at the same time, the key drive unit 2
The hammer 219 hits the hit member 300 by 20. The string 305 stretched around the hit member 300 emits sounds such as non-integer harmonic components and noise components. That is, in addition to the vibration sound of the soundboard 207 generated by the actuators 250A to 250D, noise such as a noise component generated by the non-striking member 300 is emitted from the keyboard instrument.
【0037】したがって、アクチュエータ250A〜2
50Dによっては再現困難であったノイズ成分等が生成
される。このノイズ成分等はアコースティックピアノの
音色を醸し出すのに寄与するため、アコースティックピ
アノの音をリアルに再現することが可能となる。また、
被打撃部材300の振動は天板204等から本鍵盤楽器
全体に伝達し、鍵盤楽器全体が振動する。スピーカのよ
うな点音源から音が発せられるのではなく、アコーステ
ィックピアノのように鍵盤楽器全体から音が発せられる
ため、広がりのある音を得ることができる。また、鍵盤
201、アクション210の動作に伴って生じる作動音
が棚板202で共鳴して、所謂棚板音も発生する。Therefore, the actuators 250A-2
Depending on 50D, a noise component or the like that is difficult to reproduce is generated. Since the noise component and the like contribute to producing the tone color of the acoustic piano, it is possible to realistically reproduce the tone of the acoustic piano. Also,
The vibration of the hit member 300 is transmitted from the top plate 204 or the like to the entire keyboard instrument, and the entire keyboard instrument vibrates. Since sound is not generated from a point sound source such as a speaker, but sound is generated from the entire keyboard instrument like an acoustic piano, a wide sound can be obtained. Further, the operation sound generated by the operation of the keyboard 201 and the action 210 resonates with the shelf board 202, and so-called shelf sound is also generated.
【0038】この後、演奏終了か否かを判断して(ステ
ップS607)、終了しない場合はステップS601に
戻り、MIDIデータを読み取る。センサ信号の入力に
より、ラウドペダルの操作が有った場合は(ステップS
603でYES)、さらにラウドペダルは踏み込まれて
いるか否かを判断する(ステップS608)。踏み込ま
れている場合には、上記と同様に当該打鍵に対応する打
鍵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(ステップS609)。また、共鳴音信
号の共鳴音ROM508からの読み込み、または、共鳴
音演算部516において共鳴音信号の演算を行う(ステ
ップS610)。そして、信号出力時期の制御処理を行
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(ステップS611)。そして、信
号出力処理(ステップS606)により所定タイミング
で打鍵音を、これから所定時間だけ遅れて共鳴音の発音
がなされるようにアクチュエータ250A〜250Dに
出力する。Thereafter, it is judged whether or not the performance is finished (step S607). If not finished, the process returns to step S601 to read the MIDI data. When the loud pedal is operated by the input of the sensor signal (step S
If YES at 603), it is further determined whether or not the loud pedal is depressed (step S608). If the key is depressed, the string-sounding signal is obtained by reading the keying-sound signal corresponding to the key-striking or computing the string spectrum in the same manner as described above (step S609). Further, the resonance tone signal is read from the resonance tone ROM 508, or the resonance tone signal is calculated by the resonance tone calculation unit 516 (step S610). 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 (step S611). Then, the key output sound is output to the actuators 250A to 250D at a predetermined timing by the signal output process (step S606) so that the resonance sound is generated with a delay of a predetermined time.
【0039】一方、上記ステップS608にてラウドペ
ダルが踏み込まれていない(ペダル解放)と判断される
と、減衰止音処理がなされ(ステップS612)、信号
が出力される。ラウドペダルの解放速度に対応して例え
ば既述した3種類の一斉接弦、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。ここでの減衰は、算出した共鳴音信号について所
定の減衰時間補正処理により実現されるものである。On the other hand, if it is determined in step S608 that the loud pedal has not been depressed (pedal release), damping noise reduction processing is performed (step S612), and a signal is output. Depending on the release speed of the loud pedal, for example, any one of the three types of simultaneous stringing, inclined stringing, and extremely slow noise stop described above is selected to stop the sound. The attenuation here is realized by a predetermined attenuation time correction process for the calculated resonance sound signal.
【0040】なお、MIDIデータに従い自動演奏を行
う場合において、キーセンサ206、ハンマーセンサ2
05、ペダルセンサ515からの出力信号を検出するこ
となく、直接MIDIデータに基づき発音しても差し支
えない。また、演奏者が本鍵盤楽器を演奏した結果をM
IDIデータとしてディスクに記録することも可能であ
る。When performing an automatic performance according to MIDI data, the key sensor 206 and the hammer sensor 2
05, it is possible to directly generate sound based on MIDI data without detecting the output signal from the pedal sensor 515. In addition, the result of the performer playing this keyboard instrument is M
It is also possible to record it on the disc as IDI data.
【0041】以上述べたように、本実施例に係る鍵盤楽
器によれば、ハンマーアクション等を備えながら従来の
ピアノの弦およびフレーム等を有しない鍵盤楽器におい
て、自動演奏機能を実現することができるものである。
また、従来の電子音源によっては再生困難であったアコ
ースティックピアノのノイズ成分等の音を被打撃部材3
00をハンマー219により打撃することにより生成す
ると共に、鍵盤201、アクション210の動作に伴っ
て所謂棚板音も発生している。このため、本鍵盤楽器に
よればアコースティックピアノの音色をリアルに再現す
ることが可能となる。As described above, according to the keyboard instrument of the present embodiment, the automatic performance function can be realized in the keyboard instrument having the hammer action and the like but not having the strings and the frame of the conventional piano. It is a thing.
In addition, the impacted member 3 receives a sound such as a noise component of an acoustic piano, which is difficult to reproduce with a conventional electronic sound source.
00 is generated by hitting with a hammer 219, and so-called shelf sound is generated along with the operation of the keyboard 201 and the action 210. Therefore, according to this keyboard instrument, it is possible to realistically reproduce the tone color of an acoustic piano.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、弦を有しないピアノにあっても自動演奏が可能とな
るとともに、従来の電子音源を備えた鍵盤楽器によって
は再生困難であったノイズ成分や打撃機構の動作の棚板
での共鳴に起因する所謂棚板音を生成することによりア
コースティックピアノの音をリアルに再現することが可
能となる。As described above, according to the present invention, even a piano having no strings can be automatically played, and it is difficult to reproduce by a conventional keyboard instrument equipped with an electronic sound source. It is possible to realistically reproduce the sound of the acoustic piano by generating a so-called shelf sound caused by the resonance of the noise board and the operation of the striking mechanism on the shelf.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】 本発明の請求項1に係る鍵盤楽器を例示する
ブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a keyboard musical instrument according to claim 1 of the present invention.
【図2】 本発明の一実施例に係る鍵盤楽器の断面図で
ある。FIG. 2 is a sectional view of a keyboard instrument according to an embodiment of the present invention.
【図3】 本発明の一実施例に係る被打撃部材の断面図
である。FIG. 3 is a sectional view of a hit member according to an embodiment of the present invention.
【図4】 本発明のその他の実施例に係る被打撃部材を
表す図である。FIG. 4 is a diagram showing a hit member according to another embodiment of the present invention.
【図5】 本発明の一実施例に係る制御装置等を表すブ
ロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a control device and the like according to an embodiment of the present invention.
【図6】 本発明の一実施例に係る鍵盤楽器の動作を表
すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the keyboard instrument according to the embodiment of the present invention.
201 鍵(操作子)、207 響板、205 ハンマ
ーセンサ(操作子検出手段)、206 キーセンサ(操
作子検出手段)、230 ペダル(操作子)、300
被打撃部材、506 コントローラ(発音信号生成手
段)、507 打弦音ROM(音源記憶手段)、508
共鳴音ROM(音源記憶手段)、511打弦音演算部
(発音信号生成手段)、512 弦スペクトル演算部
(発音信号生成手段)、516 共鳴音演算部(発音信
号生成手段)、515 ペダルセンサ(操作子検出手
段)、513 オーディオ信号送出部(発音信号生成手
段)250A〜250D アクチュエータ(発音手
段)、510 FDD(演奏情報記憶手段)、220
キードライブユニット(操作子駆動手段)、240 ペ
ダルドライブユニット(操作子駆動手段)201 key (operator), 207 soundboard, 205 hammer sensor (operator detection means), 206 key sensor (operator detection means), 230 pedal (operator), 300
Striking member, 506 controller (sound generation signal generation means), 507 string striking sound ROM (sound source storage means), 508
Resonance sound ROM (sound source storage means), 511 string sound calculation section (sound generation signal generation means), 512 string spectrum calculation section (sound generation signal generation means), 516 Resonance sound calculation section (sound generation signal generation means), 515 pedal sensor (operation) Child detection means), 513 audio signal transmission section (sound generation signal generation means) 250A to 250D actuator (sound generation means), 510 FDD (performance information storage means), 220
Key drive unit (operator drive means), 240 pedal drive unit (operator drive means)
Claims (1)
子検出手段と、 所定の音を表す音源データを記憶する音源データ記憶手
段と、 操作子検出手段により検出された操作子の状態に基づき
音源データを処理選択することにより発音信号を生成す
る発音信号生成手段と、 発音信号に従い響板を振動させる発音手段と、 操作子に連動して被打撃部材を打撃し、打撃音を発する
打撃機構と、 演奏情報を記憶する演奏情報記憶手段と、 演奏情報記憶手段に記憶された演奏情報に従い上記操作
子を駆動する操作子駆動手段と、 を備えたことを特徴とする鍵盤楽器。1. An operator detection means for detecting a state of an operator of a keyboard instrument, a sound source data storage means for storing sound source data representing a predetermined sound, and a state of the operator detected by the operator detection means. A sounding signal generating means for generating a sounding signal by processing and selecting sound source data based on the sound source, a sounding means for vibrating the sound board according to the sounding signal, and a striking sound for striking a member to be hit in association with an operator. A keyboard instrument comprising a mechanism, performance information storage means for storing performance information, and manipulator drive means for driving the manipulator in accordance with the performance information stored in the performance information storage means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14358192A JPH05313656A (en) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | Keyboard musical instrument |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP14358192A JPH05313656A (en) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | Keyboard musical instrument |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH05313656A true JPH05313656A (en) | 1993-11-26 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP14358192A Pending JPH05313656A (en) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | Keyboard musical instrument |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH05313656A (en) |
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- 1992-05-08 JP JP14358192A patent/JPH05313656A/en active Pending
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