JPH0580748A

JPH0580748A - 鍵盤楽器

Info

Publication number: JPH0580748A
Application number: JP26722091A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Kawamura; 潔河村
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1991-09-18
Filing date: 1991-09-18
Publication date: 1993-04-02

Abstract

(57)【要約】【目的】弦および響板を有しない鍵盤楽器にあってア
コースティックピアノに近似した発音を得る。【構成】剛性の高い仕切り板１４を曲練支柱１５に固
定し、仕切り板にコルゲーション部材１８を介して振動
板１７を支持させる。また、補助スピーカ２６，２７を
仕切り板１４に並設する。振動板１７の駆動アクチュエ
ータ１９および／または補助スピーカ２６，２７を楽音
信号に基づいて駆動することにより、所望の音色の発音
を得る。楽音信号はＲＯＭ３２〜３４に線スペクトル信
号として格納しておき、これに基づいて上記駆動アクチ
ュエータ１９等の駆動信号を生成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鍵盤楽器に関し、響板に
代えて所定剛性の仕切り板を配設し、これに大型振動板
を可撓性部材を介して支持させることにより、また、仕
切り板に低音域、高音域用の補助スピーカを取り付ける
ことにより、良好な音質の発音が可能な鍵盤楽器を実現
したものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、アコースティックピアノの響板を
振動させる装置としては、以下のようなものが知られて
いる。すなわち、一般的なスピーカのムービングコイル
（ボイスコイル）を響板に取り付け、これに対応して外
部の構造体、例えばフレーム、棚板等にマグネットをセ
ットしたものである。そして、一般のオーディオシステ
ムのアナログ出力を上記ユニットに入力し、この響板を
音響放射板として利用するものである。

【０００３】このシステムによれば、一般的なスピーカ
と同等の音圧レベルを得るのに小振幅ですむため、歪が
小さく、ドップラー効果の悪影響が減少する。ところ
が、低域は、入力された低周波駆動に響板振動が追随す
ることができないため、また、高域は、周波数とコイル
のインピーダンス増加とが正の相関を持つため、入力に
対するレスポンスが各々下がる傾向となる。そこで、こ
のシステムでは、この非線形性を補正するためのイコラ
イジング回路を付設していた。

【０００４】

【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、弦の張設したピアノの響板はその遮
断周波数ｆ₀が１５０Ｈｚ前後の値となり、かつ、響板
の周縁部は固定されているため、低域の再生はきわめて
不利である。換言すると、上記のような簡単なイコライ
ジング回路ではカバーしきれないという課題があった。
また、響板の周縁部は強固に固定されているため、響板
のピストン運動が弱く、これを駆動する場合の効率が低
く、このための電力消費も大きいという課題があった。
さらに、響板は分割振動であるため、その周波数特性が
不安定で音質が悪いという課題もあった。

【０００５】そこで、本発明は、良好な音質の発音が可
能な鍵盤楽器を提供することを、その目的としている。
また、本発明は、低域再生を可能とした鍵盤楽器を提供
することを、その目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
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、この駆動
信号に基づいて発音体を駆動する発音手段と、を備えた
鍵盤楽器であって、上記発音手段は、鍵盤楽器の支柱に
支持されるとともに、取付穴が穿設された所定の剛性を
有する仕切り板と、この取付穴に嵌入され、上記仕切り
板に可撓性部材を介して連設された振動板と、この振動
板を上記選択手段の指示に応じて振動させる駆動手段
と、を有する鍵盤楽器である。

【０００７】また、請求項２に記載の発明は、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
を音響に変換して出力する発音手段と、を備えた鍵盤楽
器であって、上記発音手段は、鍵盤楽器の支柱に支持さ
れた所定の剛性を有する仕切り板と、この仕切り板に支
持され、上記選択手段の指示に応じて発音するスピーカ
と、を備えた鍵盤楽器である。

【０００８】

【作用】請求項１に記載した発明に係る鍵盤楽器では、
打弦機構の運動状態を検出し、この検出結果に対応し
て、アコースティックピアノの弦の振動状態を選択し、
この振動状態を音響に変換して出力する。仕切り板に連
設された振動板を駆動することにより、所望の発音を得
るものである。この場合、振動板は可撓性部材を介して
剛性の高い仕切り板に支持されているため、そのピスト
ン運動はスムーズに行われる。この結果、アコースティ
ックピアノと同様の鍵タッチ感を得て、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、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。

【０００９】請求項２に記載の発明に係る鍵盤楽器にあ
っては、例えば押鍵された鍵に対応してその鍵の振動状
態を線スペクトル信号として読み出し、この信号に基づ
いてスピーカを駆動する。スピーカはその線スペクトル
信号に基づいて発音し、アコースティックピアノの弦の
振動による発音と同等の音色の発音を得ることができ
る。また、弦、フレーム等を廃止することができ、小型
軽量化が可能である。

【００１０】

【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
例に係る鍵盤楽器の概略構成を示すブロック図である。
図２、図３は一実施例に係るスピーカを示す図である。

【００１１】これらの図において示す鍵盤楽器は、鍵
盤、アクション（打弦機構）、ペダル機構については、
従来周知のグランドピアノ用のものを使用している。そ
して、この鍵盤楽器にあっては、従来のアコースティッ
クなグランドピアノにおいて用いる響板に代えて響板と
同じ形状の仕切り板（バッフル板）を設けたものであ
る。また、弦およびフレーム等は取り外している。

【００１２】このような鍵盤楽器にあって、キーセンサ
は８８鍵のそれぞれについて配設され、その信号はキー
アサイナ１１に入力されている。アクションにあって
は、ハンマーシャンクに対向した位置にハンマーセンサ
１２が配設されており、このハンマーセンサ１２がハン
マーの回動速度を検出している。また、ダンパーペダ
ル、シフトペダル、ソステヌートペダルの各ペダルの変
位はペダルセンサ１３により検出する構成である。

【００１３】この鍵盤楽器においては、仕切り板１４は
その周縁部が曲練支柱１５に接着、固定されることによ
り水平に取り付けられている。仕切り板１４としては、
所定の剛性を有する板材、例えばパーティクルボード、
寸法変化の少ない合板、単板等を使用することができ
る。この仕切り板１４の略中央部には所定大きさの円形
の取付穴１６が穿設されており、この取付穴１６には円
形の大型の振動板１７が嵌入されている。振動板１７の
周縁部はコルゲーション部材１８により仕切り板１４に
支持されており、振動板１７は全体として上下方向に
（膜振動方向に）所定の範囲内で変位可能に支持されて
いる。従来の響板固定構造のように強固なものではな
く、いわばある程度柔軟な支持構造で支持されているも
のである。

【００１４】そして、この円形の振動板１７の中央部の
下方には駆動アクチュエータ１９が直支柱２０に取り付
けられて配設されている。この駆動アクチュエータ１９
は直支柱２０に固定されたケーシング２１を有し、この
ケーシング２１の内部には磁気回路を構成するマグネッ
ト２２が配設されている。そして、このマグネット２２
に対向して上記振動板１７の下面にはボイスコイル２３
が固設されている。すなわち、駆動アクチュエータ１９
はボイスコイル２３への通電により磁気回路を介して振
動板１７を図１および図３中上下方向に膜振動させるも
のである。

【００１５】また、上記仕切り板１４においてこの大型
の振動板１７の側方には、図２に示すように、この振動
板１７の取付穴１６よりも小径の穴２４、さらにこれよ
りも小径の穴２５がそれぞれ穿設されている。この穴２
４には低中音用の補助スピーカ２６が、穴２５には高音
用の補助スピーカ２７が、それぞれ嵌入されて取り付け
られている。なお、図２において２８は奥框、２９は中
框付木である。

【００１６】再び図１において、この鍵盤楽器は、各セ
ンサからの入力信号に基づいて演算処理を行い上記駆動
アクチュエータ１９、補助スピーカ２６，２７を制御駆
動する構成である。すなわち、上記キーアサイナ１１、
ハンマーセンサ１２、ペダルセンサ１３にシステムバス
を介してコントローラ３１が接続されており、このコン
トローラ３１にはシステムバスを介してさらに押鍵音用
ＲＯＭ３２、共鳴音用ＲＯＭ３３、打たれない弦の音用
ＲＯＭ３４、作業用のＲＡＭ３５、ＦＤＤ（フロッピデ
ィスクドライバ）３６、ローパスフィルタ３７、振動板
ｆ特逆イコライザ３８、オーディオ信号送出部３９が接
続されている。この場合、コントローラ３１は周知のマ
イクロコンピュータで構成するものとし、Ｉ／Ｏ、ＣＰ
Ｕ等を有している。また、上記オーディオ信号送出部３
９はＤ／Ａ変換器を有し、ディジタル信号をアナログ信
号に変換し、この信号をパワーアンプ４０、ネットワー
ク回路４１を介して上記駆動ユニット１９、低中音用ス
ピーカ２６、高音用スピーカ２７にそれぞれ駆動信号と
して出力している。

【００１７】上記押鍵音用ＲＯＭ３２は、各鍵に対応し
たアコースティックピアノの弦の振動状態を示す線スペ
クトル信号を記憶しておくための記憶回路である。上記
共鳴音用ＲＯＭ３３は、ダンパーペダルが踏み込まれた
ときのダンパーペダル効果を得るためのもので、押鍵に
対応する弦が振動した場合この弦に共鳴する他の弦の振
動状態を示す線スペクトル信号が格納されている。ま
た、上記打たれない弦音用ＲＯＭ３４は、シフトペダル
効果を得るためのもので、３本または２本の弦のうちの
打弦されない弦の振動状態を示す線スペクトル信号が格
納されている。なお、これらの共鳴音用ＲＯＭ３３、打
たれない弦の音用ＲＯＭ３４から線スペクトル信号を読
み出す場合は、所定の遅れ時間等を有して行われる。

【００１８】ローパスフィルタ３７は、通常１６音分の
フィルタで構成されており、各フィルタはハンマースピ
ードに基づいて可変となるカットオフ周波数、カットオ
フのスロープ特性を有している。また、振動板ｆ特逆イ
コライザ３８は、振動板１７の有するｆ特（周波数特
性）と逆特性のフィルタによりイコライジングを行うた
めのものである。さらに、オーディオ信号送出部３９
は、上記ＲＯＭ３２〜３４からの楽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、上記振動板ｆ
特逆特性イコライザ３８でディジタルイコライジングし
てからＤ−Ａ変換を行うものである。また、パワーアン
プ４０は音響信号を増幅して駆動アクチュエータ１９お
よび補助スピーカ２６，２７に出力するものである。

【００１９】次に、本実施例に係る鍵盤楽器の作用につ
いて図４に示すフローチャートを用いて説明する。

【００２０】まず、各センサよりセンサ信号が入力され
る（Ｓ４０１）。押鍵操作された鍵について、キーセン
サからの検出信号がキーアサイナ１１により、ハンマー
センサ１２からはハンマー速度が、ペダルセンサ１３か
らペダル操作を示す信号がそれぞれ入力される。

【００２１】次に、実際に打鍵された鍵、操作されたペ
ダルに対応する楽音信号がＲＯＭ３２，３３，３４から
ＲＡＭ３５に読み込まれる（Ｓ４０２）。例えば押鍵さ
れた弦に対応する押鍵音信号が押鍵音ＲＯＭ３２から、
ダンパーペダルが踏み込まれている場合は同時に共鳴音
ＲＯＭ３３から共鳴音信号が、シフトペダルが踏まれて
いる場合は押鍵音信号と同時に打たれない弦の音用ＲＯ
Ｍ３４から打たれない弦の音信号が、読み込まれるもの
である。なお、この押鍵音信号は３本（または２本）の
弦の振動信号によって構成されるものである。

【００２２】そして、これらの楽音信号に基づいて出力
時期制御処理を行う（Ｓ４０３）。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、ペダル操
作等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。

【００２３】このようにして算出した発音時期に、楽音
信号について所定の補正処理等を施し、その音域に対応
して駆動アクチュエータ１９、または、補助スピーカ２
６，２７に弦振動信号を出力する（Ｓ４０４）。この結
果、例えば駆動アクチュエータ１９はボイスコイル２３
への通電により振動板１７を所定周波数で駆動して所望
のアコースティックピアノと同様の音色を有する発音を
得るものである。この場合、振動板１７はコルゲーショ
ン部材１８により所定の柔構造で支持されているため、
ピアノ運動がスムーズに行われ、低音域でも十分な発音
を得ることができる。なお、ペダル操作に応じて楽音信
号にはシフトペダル効果、ダンパーペダル効果が付与さ
れるものである。

【００２４】そして、演奏が終了したかをチェックし
て、終了する（Ｓ４０５）。

【００２５】図５は本発明に係る鍵盤楽器の他の実施例
を示す図である。この実施例にあっては、仕切り板１４
に上記実施例に係る振動板とその駆動アクチュエータに
代えて低音用スピーカを配設、装着したものである。す
なわち、発音手段としては低音用スピーカ５１，５２、
中音用スピーカ５３，５４、および、高音用スピーカ５
５，５６を仕切り板１４に配置して構成するものであ
る。その他の構成は上記実施例と同一であり省略する。
この結果、上記実施例と同様に楽音信号に基づいてスピ
ーカ５１〜５６が駆動されるため、音色のよい発音を得
ることが可能である。また、その音量調整も自由であ
る。

【００２６】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ているため、所定
の鍵タッチ感が得られることとなる。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発音手段である振動
板１７または補助スピーカ２６，２７から所望の発音が
なされる。この結果、アコースティックピアノと同様ま
たはそれ以上の音色の発音を得ることができる。この音
量調整も容易に行うことができるものである。

【００２７】

【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、振動板の駆動においてピストン運動
が容易であり、駆動効率も高められている。また、電力
消費も少なくて済む。さらに、その振動板におけるｆ特
も好適なものとすることができる。補助スピーカによれ
ば低中音域についても所望の発音を得ることができる。
また、この鍵盤楽器では、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容易になっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る鍵盤楽器を示すブロ
ック図である。

【図２】本発明の一実施例に係る鍵盤楽器の振動板を
示す平面図である。

【図３】本発明の一実施例に係る駆動アクチュエータ
を示す図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。

【図４】本発明の一実施例に係るコントローラでの演
奏処理を示すフローチャートである。

【図５】本発明の他の実施例に係るスピーカの配置を
示す平面図である。

【符号の説明】

１１キーアサイナ、１２ハンマーセンサ、１３
ペダルセンサ、１４仕切り板、１５曲練支柱、
１６取付穴、１７振動板、１８コルゲーショ
ン部材（可撓性部材）、１９駆動アクチュエータ
（駆動手段）、２６，２７補助スピーカ、３１
コントローラ、３２〜３４ＲＯＭ（振動状態記憶手
段）

Claims

【特許請求の範囲】

【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、この駆動信号に基づいて発音体を駆動する発音手段と、を備えた鍵盤楽器であって、上記発音手段は、鍵盤楽器の支柱に支持されるとともに、取付穴が穿設さ
れた所定の剛性を有する仕切り板と、この取付穴に嵌入され、上記仕切り板に可撓性部材を介
して連設された振動板と、この振動板を上記選択手段の指示に応じて振動させる駆
動手段と、を有することを特徴とする鍵盤楽器。
【請求項２】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音響に変換して出力する発音手
段と、を備えた鍵盤楽器であって、上記発音手段は、鍵盤楽器の支柱に支持された所定の剛性を有する仕切り
板と、この仕切り板に支持され、上記選択手段の指示に応じて
発音するスピーカと、を備えたことを特徴とする鍵盤楽器。