JPH0580749A

JPH0580749A - 鍵盤楽器

Info

Publication number: JPH0580749A
Application number: JP3267224A
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】弦のない鍵盤楽器にあって発音手段により発
音する場合、シフトペダル効果を発揮させる。【構成】響板２４Ａ，２４Ｂを響板駆動ユニット２５
Ａ〜２５Ｄにより駆動して発音を得る。シフトペダル踏
み込み時は、打音データのうち第２または第３の音源群
２８，２９からの読込を中止し、余韻データとして打た
れない弦の音源３０からのデータを読み込む。ととも
に、この読み込んだ信号をローパスフィルタ群３４にて
処理した後、オーディオ信号送出部３７を介して響板駆
動ユニット２５Ａ〜２５Ｄに出力する。

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、シフト
ペダルの踏み込み時、打弦されなくなる弦の打音を消
し、余韻を発生することにより、アクションの動作に応
じて電子音源からデータを読み出して発音するピアノに
シフトペダル効果を付与するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、アコースティックピアノにおい
ては、シフトペダル（ソフトペダル）効果を有してい
る。グランドピアノにあってはシフトペダルの踏み込み
により、鍵盤全体を左右にずらしてハンマーが３本組の
弦のうちの２本だけを打撃することとなる。一方、アッ
プライトピアノにあっては、ハンマーレールを弦に接近
するように移動させてハンマーの打弦距離を一斉に短縮
することにより、打弦エネルギを減らすものである。

【０００３】このシフトペダル効果をグランドピアノを
例にして考察する。この効果は、ピアノの構造上、打撃
される弦の数が減ること、および、ハンマーフェルトの
弦跡がついていない部分で打弦することの２つの要因に
より生じるものである。また、この場合、演奏者もシフ
トペダルを踏み込んで強打することはあまりない。した
がって、一般に、このシフトペダル踏み込みにより、ソ
フトで柔らかく、うっとりとしたメロウな音楽的効果が
与えられる。

【０００４】また、打撃される弦数が減少すると、打音
の振動エネルギが２／３または１／２程度に減少する。
打撃されない弦についても他の弦により励振されるが、
音量は全体として減少する。

【０００５】ハンマーフェルトは、常時は、一定の部
分、位置で弦との当接を繰り返しているため、その当接
部分のみがフェルトの縮絨効果等により徐々に硬くな
る。一方、その他の部分は製造初期の整音状態を維持し
ている。したがって、このシフトペダル踏み込み時は、
ハンマーフェルトにおいてその相対的に柔らかい部分で
打撃を行うため、その打音も柔らかく、高調波成分遮断
の傾向となる。

【０００６】次に、余韻については、ハンマーフェルト
により打撃されない第３の（または第２の）弦は、打弦
の初めから駒を介してエネルギを受け取り、他の２弦
（または１弦）と同期して振動する。そして、この第３
の弦はその後他の２弦に対して逆相の振動状態となる。
この結果、上記打音に比較すると、余韻の相対的な音量
レベルは著しく上昇し、ピアノが有するメロディを歌う
ような音となる。

【０００７】以上の結果、シフトペダル効果として、
音量が減少し、打音はハイカットの傾向となり、余
韻の相対的なレベルが高めとなる。

【０００８】一方、従来、オーディオ信号をグラフィッ
クイコライザで一括してハイカット処理を行うことが考
えられるている。音をソフトにするものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては、上記シフトペダル効果を得ることは
できなかった。

【００１０】そこで、本発明は、シフトペダル効果を得
ることができる鍵盤楽器を提供することを、その目的と
している。

【００１１】

【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に示すように、打鍵に応じて動作する打弦機構
１１０と、揺動自在に設けられたシフトペダル１２０
と、を備えた鍵盤楽器において、上記打弦機構１１０の
運動状態および少なくとも上記シフトペダル１２０を含
む操作子の状態を検出する検出手段１３０と、ピアノの
弦の打弦による打音データを記憶および又は演算する打
音データ生成手段１４０と、上記弦の非打弦時の余韻に
対応する余韻データを記憶および又は演算する余韻デー
タ生成手段１５０と、上記シフトペダル１２０の踏み込
み時、上記打弦機構１１０で打弦されなくなる弦に対応
する打音データの読み出しに代えて、その非打弦の弦に
対応する余韻データを打弦される弦の打音データととも
に読み出す読出手段１６０と、この読み出した打音デー
タおよび余韻データを音響に変換して出力する発音手段
１７０と、を有している。

【００１２】

【作用】請求項１に係る鍵盤楽器では、シフトペダルの
踏み込み時、打鍵された弦に対応する打音データと、シ
フトペダルの踏み込みにより打弦されなくなる弦の余韻
データと、を生成し、これらのデータに基づいて例えば
響板を振動させて発音を得る。すなわち、シフトペダル
効果を発揮するものである。

【００１３】

【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〜図４は本発明の一実
施例を説明するための図である。図２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３は一実施例に係るローパスフィルタの特性を示すグ
ラフである。図４は一実施例に係る鍵盤楽器のコントロ
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。

【００１４】この実施例における鍵盤楽器は、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、
ダンパーヘッドを取り除いて構成したものである。ま
た、図２においては、８８鍵およびそのアクション（打
弦機構）については開示していないがこれらについては
アコースティックピアノのそれと同じ構成である。

【００１５】例えば、鍵の後端部上面にキャプスタンス
クリュが立設され、押鍵操作に応動してこのキャプスタ
ンスクリュによりサポートが突き上げられるものであ
る。サポートにはジャックが揺動自在に支持されてお
り、サポートが突き上げられると、このジャックによ
り、サポートの上方にてシャンクレールに回動自在に支
持されたハンマーが回動して被打撃体（弦に代えて設け
たもの）を打撃することとなる。

【００１６】この被打撃体ユニットのハンマー当接面に
は圧力センサが取り付けられている。この圧力センサに
よりハンマー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している。

【００１７】アクションには、ハンマーの回動速度を検
出するハンマーセンサ２１が配設されている。例えば反
射型の光センサで構成するハンマーセンサ２１をハンマ
ーシャンクに対向して配設している。さらに、各鍵の下
方には押圧された鍵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も反射光型の光センサ
で構成している。そして、このキーセンサからの信号は
キーアサイナ２２に入力されている。

【００１８】そして、この鍵盤楽器にあっては、ラウド
ペダル、シフトペダル（ソフトペダルともいう）、ソス
テヌートペダルを有しており、各ペダルについてその揺
動を検出するためのペダルセンサ２３がそれぞれ配設さ
れている。ペダルセンサ２３は例えばシフトペダルが踏
み込まれた場合にペダルＯＮ信号を出力するものとす
る。

【００１９】響板は、小面積の高音用響板２４Ａと、こ
れより大面積の低音用響板２４Ｂと、に分割されてい
る。これらの響板２４Ａ、２４Ｂの各所定位置には、響
板駆動ユニット２５Ａ、および、響板駆動ユニット２５
Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄがそれぞれ直支柱に取り付けられて
配設されている。これらの響板駆動ユニット２５Ａ〜２
５Ｄ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２４Ａ、２４Ｂ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。

【００２０】ここで、図２に示すように、この鍵盤楽器
では、上記ハンマーセンサ２１、キーアサイナ２２、ペ
ダルセンサ２３からの各出力信号がデータバスを介し
て、コントローラ２６に入力されている。コントローラ
２６は、データバスを介してＲＯＭで構成される第１の
音源群２７、ＲＯＭで構成される第２の音源群２８、Ｒ
ＯＭで構成される第３の音源群２９、打たれない弦の音
源群３０、共鳴音の音源３１、ＦＤＣ（フロッピディス
クドライブ用コントローラ）３２、ＲＡＭ３３、ローパ
スフィルタ群３４、ローパスフィルタ群３５、響板ｆ特
逆イコライザ３６、および、オーディオ信号送出部３７
に接続されている。

【００２１】そして、コントローラ２６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
を生成させ、オーディオ信号送出部３７から高音用イコ
ライザ３８、パワーアンプ３９を介して響板駆動ユニッ
ト２５Ａに、および、響板用イコライザ４０、パワーア
ンプ４１を介して響板駆動ユニット２５Ｂ〜２５Ｄに、
駆動信号をそれぞれ出力してこれらを駆動している。な
お、ハンマーセンサ２１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とす
る。

【００２２】第１の音源群２７には、ピアノのＳ字曲線
にのっとりインハーモニシティを考慮して、予めサンプ
ラーで記録した音信号、および／または、予め算出した
ピアノ音を主体にした信号を８８鍵の打音データとして
格納しておくものである。これらの打音データの各スペ
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。また、第２の音源群２８には、上記第１の音源群２
７に比較してごくわずかにピッチを上げた打音データ
が、第３の音源群２９には、第１の音源群２７に比べて
ごくわずかにピッチを下げた打音データが、それぞれ鍵
に対応して格納されている。これらの第２、第３の音源
群２８，２９はウォームスを出すために用いられる。さ
らに、打たれない源の音源（ＲＯＭ）群３０は、ややゆ
っくりとした立ち上がりの（打弦に対して）反シンメト
リックな音を得るためのデータが格納されている。

【００２３】共鳴音の音源（ＲＯＭ）３１は、ペダルセ
ンサ３３がアクティブなとき（ラウドペダルが踏み込ま
れているとき）にアクセスが可能とされている。この共
鳴音の音源３１にはラウドペダル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、予めサンプラーで記録した音信号、
および／または、予め算出しておいたスペクトル信号で
ある。さらに、各スペクトルのインテンシティはハンマ
ースピードにより決定される。なお、共鳴音は打弦音に
比べて立ち上がりが遅いので、演算により共鳴音データ
を算出する時間は十分有るので、余韻データ演算部３６
Ａにて演算により求めても良い。

【００２４】ローパスフィルタ群（Ｆ１）３５は、上記
第１〜第３の音源群２７，２８，２９用のフィルタであ
って、上記打音データをハンマーフェルトの柔らかい部
分に当接した場合音色に補正するものである。図３
（Ａ）、（Ｂ）に示すように、このローパスフィルタ群
３４では打鍵力に応じてフィルタのカットオフ周波数と
カットオフのスロープ特性を変更している。（Ａ）が打
鍵力が弱い場合で、（Ｂ）が強い場合である。

【００２５】ローパスフィルタ群（Ｆ３）３４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。一般に強
打ほど高調波成分が強くなるので、カットオフ周波数が
上がり、スロープ特性がなだらかになる。なお、スロー
プ特性、カットオフ周波数のいずれか一方のみ可変とし
ても簡易的には良い。響板ｆ特逆イコライザ（Ｆ２）３
６は、響板２４Ａ、２４Ｂの有するｆ特と逆特性のフィ
ルタによりイコライジングを行うためのものである。

【００２６】オーディオ信号送出部３７は、上記ＲＯＭ
２７，２８，２９，３０からの音データ（打音データ，
余韻データ）のディジタル信号をアナログ信号に変換
し、響板ｆ特逆特性フィルタ３６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変換を行うも
のである。高音用イコライザ３８および響板用イコライ
ザ４０は、連続的にイコライジングを行うものである。
また、パワーアンプ３９、４１は音響信号を増幅して響
板駆動ユニット２５Ａ〜２５Ｄに出力するものである。

【００２７】上記音源群２７〜３０は、通常は予め作成
した音データをＲＯＭに格納しておき、打鍵によりＲＯ
Ｍから読み出して用いるが、例えばコントローラ２６で
打鍵時に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２５Ａ〜２５Ｄを駆動するようにしてもよ
い。

【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２６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。

【００２９】まず、各センサ２１，２３よりコントロー
ラ２６にセンサ信号が入力される（Ｓ４０１）。例えば
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２２を介して、ハンマーセンサ２１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。

【００３０】次に、シフトペダルの踏み込みが有ったか
否かを判断して（Ｓ４０２）、踏み込みがあった場合
は、打たれない弦の音源群３０がアクティブとなり、第
３の音源群２９または第２の音源群２８はノンアクティ
ブとなる。すなわち、打たれない弦の音源３０からデー
タをＲＡＭ３３に読み込み（Ｓ４０３）、第３の音源群
２９または第２の音源群２８のいずれか一方（低域では
第２の音源群２８）からのデータの読込を中止する（Ｓ
４０４）。このとき、第１の音源群２７から打音データ
が読み込まれているものである。次に、ローパスフィル
タ群（Ｆ１）を作動させ、これらの読み込んだ音データ
をフィルタリングして補正し（Ｓ４０５）、さらに、響
板ｆ特逆イコライザ（Ｆ２）３６を介してデータの補正
を行い、オーディオ信号送出部３７にデータを送出する
（Ｓ４０６）。この結果、イコライザ３８，４０を介し
て響板駆動ユニット２５Ａ〜２５Ｄに駆動信号が入力さ
れ、響板２４Ａ、２４Ｂが駆動され音響が出力される。
すなわち、打音データと余韻データとにより駆動信号が
生成され、かつ、ローパスフィルタ３５によりフィルタ
リング処理されることにより、響板２４Ａ、２４Ｂによ
る発音に対してシフトペダル効果が付与されるものであ
る。

【００３１】一方、シフトペダルの踏み込みがない場合
（Ｓ４０２でＮＯ）、打たれない弦の音源３０はノンア
クティブとされてこのＲＯＭ３０からのデータの読込は
中止される（Ｓ４０７）。そして、第１の音源群２７、
第２の音源群２８、および、第３の音源群２９からの打
鍵に対応する打音データが読み込まれる（Ｓ４０８）。
そして、ローパスフィルタ（Ｆ１）に代えてローパスフ
ィルタ（Ｆ３）を作動させて、これらの打音データのハ
ンマー速度による音色の補正を行い（Ｓ４０９）、ステ
ップＳ４０６に進み、響板２４Ａ、２４Ｂを駆動するこ
ととなる。シフトペダル効果を有しない通常の打鍵によ
ると同様の発音を得ることができるものである。なお、
打音データの音量は、ハンマー速度に応じて増減補正さ
れる。

【００３２】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、演奏者の打鍵によりア
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。また、演奏時、この打鍵と同
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響板２４Ａ，
２４Ｂから所望の発音がなされる。そして、シフトペダ
ルの踏み込みがあればその発音に対してシフトペダル効
果が付加されることとなる。なお、この場合、押圧され
た鍵についての打弦音の音色を補正するだけでなくその
余韻についても発音がなされる。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、音量の
発音を得ることができる。

【００３３】

【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シフトペダル効果を得
ることができる。また、音色、音量等もアコースティッ
クピアノのそれと近似させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１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を示すその
ブロック図である。

【図３】本発明の一実施例に係るローパスフィルタの
特性を示すグラフである。

【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。

【符号の説明】２１ハンマーセンサ、２３ペダルセンサ、２４
Ａ，２４Ｂ響板、２５Ａ〜２５Ｄ響板駆動ユニッ
ト、２６コントローラ、２７第１の音源群、
２８第２の音源群、２９第３の音源群、３０
打たれない弦の音源、３５ローパスフィルタ群、
１１０打弦機構、１２０シフトペダル、１３０
検出手段、１４０打音データ生成手段、１５０
余韻データ生成手段、１６０読出手段、１７０
発音手段

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、揺動自在に設けられたシフトペダルと、を備えた鍵盤楽器において、上記打弦機構の運動状態および少なくとも上記シフトペ
ダルを含む操作子の状態を検出する検出手段と、ピアノの弦の打弦による打音データを記憶および又は演
算する打音データ生成手段と、上記弦の非打弦時の余韻に対応する余韻データを記憶お
よび又は演算する余韻データ生成手段と、上記シフトペダルの踏み込み時、上記打弦機構で打弦さ
れなくなる弦に対応する打音データの読み出しに代え
て、その非打弦の弦に対応する余韻データを打弦される
弦の打音データとともに読み出す読出手段と、この読み出した打音データおよび余韻データを音響に変
換して出力する発音手段と、を有することを特徴とする鍵盤楽器。