JPH0580750A - Keyboard musical instrument - Google Patents

Keyboard musical instrument

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Publication number
JPH0580750A
JPH0580750A JP3267225A JP26722591A JPH0580750A JP H0580750 A JPH0580750 A JP H0580750A JP 3267225 A JP3267225 A JP 3267225A JP 26722591 A JP26722591 A JP 26722591A JP H0580750 A JPH0580750 A JP H0580750A
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JP
Japan
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string
sound data
sound
resonance
key
Prior art date
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Pending
Application number
JP3267225A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Kawamura
潔 河村
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Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Publication date
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Priority to US07/895,591 priority patent/US5247129A/en
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  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Abstract

PURPOSE:To display loud pedal effect when a sound is generated by the sound generating means of the keyboard musical instrument which has no strings. CONSTITUTION:Soundboards 34A and 34B are driven by soundboard driving units 35A-35D to generate the sound. String striking sound data and resonance sound data generated by a string spectrum arithmetic part 40 and a resonance sound arithmetic part 43 in real time with keying detection are outputted through an audio signal sending part 41 as driving signals outputted to the soundboard driving units 35A-35D. Data stored in a string striking sound ROM 37 and a resonance sound ROM 38 are usable as both the string striking sound data and resonance sound data. The string striking sound data is calculated according to a key No. and a hammer speed and the resonance sound data is calculated according to stepping-in information on the loud pedal in addition to them.

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、ラウド
ペダルの踏み込み時、打弦に共鳴する弦の共鳴音データ
を打弦音データとともに生成し、これらのデータに基づ
いて響板を駆動することにより、張弦していないピアノ
においてラウドペダル効果を発揮させるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a keyboard instrument, and when the loud pedal is depressed, the resonance sound data of strings that resonate with the string striking sound is generated together with the string striking sound data, and the soundboard is driven based on these data. , It is the one that brings out the loud pedal effect on a piano that is not stretched.

【0002】[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、ラウドペダル(ダンパーペダル)が踏み込まれる
と、全てのダンパーは弦から離れた状態になる。この全
てのダンパーが弦から離れた状態において、例えばN
o.1キーが演奏者によって押圧された場合について考
察する。
2. Description of the Related Art Generally, in an acoustic piano, when a loud pedal (damper pedal) is depressed, all dampers are separated from the strings. With all these dampers away from the strings, for example N
o. Consider the case where one key is pressed by the performer.

【0003】まず、当該押圧された鍵についてハンマー
が弦を打撃する結果、この弦は所定の線スペクトルで振
動する。とともに、響板はこの弦振動とそのf特に基づ
いて所定の振動を行う。この弦振動と響板振動とにより
空気の疎密波が形成されて所定音程、音色の発音がなさ
れる。ここで、打撃されていない他の弦についても打撃
された弦の振動に共鳴して振動することとなる。例えば
No.1キーの基音は27.5Hzであり、このn倍音
の弦が共鳴することとなる。すなわち、No.13キー
(A音)、No.20キー(E音)、No.25キー
(A音)についての各弦がかなり大きな振幅で共鳴し、
No.29キー(C#音)、No.32キー(E音)、
No.37キー(A音)についての各弦がわずかに共鳴
する。そして、この共鳴弦は、駒を介して振動エネルギ
を徐々に受け取るため、その振動の立ち上がりには打弦
時から数秒〜数100msec程度の遅れが生じてい
る。
First, as a result of the hammer striking the string with respect to the pressed key, the string vibrates in a predetermined line spectrum. At the same time, the soundboard performs a predetermined vibration based on this string vibration and its f particularly. Due to the string vibration and the soundboard vibration, a compressional wave of air is formed to produce a tone of a predetermined pitch. Here, the other strings that have not been struck also vibrate in resonance with the vibration of the struck string. For example, No. The fundamental tone of one key is 27.5 Hz, and the nth harmonic string resonates. That is, No. No. 13 key (Sound A), No. 20 key (E sound), No. Each string on the 25th key (A note) resonates with a considerably large amplitude,
No. 29 key (C # sound), No. 32 keys (E sound),
No. Each string for the 37th key (Sound A) resonates slightly. Since this resonance string gradually receives vibration energy via the bridge, the rise of the vibration is delayed by several seconds to several 100 msec from the time of striking the string.

【0004】次に、ラウドペダル踏み込み時、No.1
3キーが押圧された場合について考察する。この場合、
No.13キーの基音は55Hzであるため、No.2
5キー,No.32キー,No.37キー等の弦が共鳴
可能なものとなる。しかし、実際には、No.1キーお
よびNo.25キーの弦がかなり大きな振幅で共鳴し、
No.37キーのそれが小さな振幅で共鳴する。すなわ
ち、1オクターブ下のキーについて弦が共鳴するもの
で、次高音あたりまでこの現象が認められる。
Next, when the loud pedal is depressed, the No. 1
Consider the case where the 3 key is pressed. in this case,
No. Since the fundamental tone of the 13th key is 55 Hz, No. Two
5 key, No. 32 key, No. Strings such as 37 keys can be resonated. However, in reality, no. 1 key and No. The 25-key string resonates with a fairly large amplitude,
No. The 37-key one resonates with a small amplitude. That is, the strings resonate for a key one octave below, and this phenomenon is recognized up to the next high pitch.

【0005】中音から上の高音のキーについては上記2
倍音以上の共鳴はなくなり、上記1オクターブ下のキー
についての共鳴のみとなる。
For the keys in the middle to upper treble, above 2
There is no resonance above the overtone, and only the resonance is for the key one octave below.

【0006】この共鳴音の立ち上がりは、中高音につい
ても数100msec〜数10msecとなり、実際の
押圧された鍵の音に比べるとかなり遅い結果となる。一
方、共鳴音の立ち下がりについては、押鍵された弦が振
動を持続している限り、エネルギの供給がなされている
ため、数10秒から数秒は発音が継続している。
[0006] The rise of the resonance sound is several 100 msec to several tens msec even for middle and high tones, which is much slower than the actual sound of the pressed key. On the other hand, with respect to the fall of the resonance sound, as long as the depressed string continues to vibrate, energy is supplied, so that sounding continues for several tens to several seconds.

【0007】このようにアコースティックピアノにおい
てはラウドペダル効果が発揮され、非常に広がり感のあ
る豊かな音響を得るものである。
As described above, in the acoustic piano, the loud pedal effect is exerted, and a very wide and rich sound is obtained.

【0008】従来、残響付加装置としては各種のものが
知られている。例えば鉄板式、遅延線を用いたもの、D
SP(ディジタル信号処理装置)を使用した装置等があ
る。このような装置は、打弦された弦の残響を付加する
ものであり、打弦されない弦の残響を参画させるもので
はなかった。
Conventionally, various types of reverberation adding devices have been known. For example, iron plate type, using delay line, D
There is a device using an SP (digital signal processing device). Such a device adds the reverberation of a string that has been struck, not the reverberation of a string that has not been struck.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては演奏において実際に打弦したその音に
ついては残響効果を付与することが可能であるが、共鳴
する弦による共鳴音についてはこれを得ることができな
かった。すなわち、上記ラウドペダル効果を発揮するも
のではなかった。
However, in the above-mentioned conventional technique, it is possible to give a reverberation effect to the sound actually hit in the performance, but to obtain the resonating sound due to the resonating string. I couldn't. That is, the above-mentioned loud pedal effect was not exhibited.

【0010】そこで、本発明は、ラウドペダル効果を発
揮す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。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a keyboard instrument that can exert a loud pedal effect.

【0011】[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ラウドペダル120
と、を備えた鍵盤楽器において、少なくとも上記打弦機
構110の運動状態および上記ラウドペダル120の状
態を検出する検出手段130と、打鍵に対応する弦の発
音を示す打弦音データを記憶および又は生成する打弦音
データ生成手段140と、打鍵に対応する弦に共鳴する
弦の共鳴音データを記憶および又は生成する共鳴音デー
タ生成手段150と、上記ラウドペダル120の操作
時、打鍵に応じた打弦音データおよびその打鍵に伴って
生じる共鳴音データをそれぞれ上記打弦音データ生成手
段140および共鳴音データ生成手段150により読み
出しおよび又は生成させる制御手段160と、この生成
された打弦音データおよび共鳴音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。
A keyboard instrument according to a first aspect of the present invention, as shown in FIG. 1, has a string striking mechanism 110 that operates in response to a keystroke, and a loud pedal 120 that is swingable.
In a keyboard musical instrument provided with, detecting means 130 for detecting at least a motion state of the string striking mechanism 110 and a state of the loud pedal 120, and string striking sound data indicating a sound of a string corresponding to a keystroke is stored and / or generated. String-sounding data generation means 140, resonance-sound data generation means 150 that stores and / or generates resonance-sound data of strings that resonate with strings corresponding to a keystroke, and string-sounding data that corresponds to a keystroke when the loud pedal 120 is operated. The control means 160 for reading and / or generating the resonance sound data generated by the keystroke by the string sound data generation means 140 and the resonance sound data generation means 150, respectively, and the generated string sound data and resonance sound data acoustically. Sound output means 170 for converting and outputting.

【0012】請求項2に係る鍵盤楽器は、図2に示すよ
うに、打鍵に応じて動作する打弦機構210と、揺動自
在に設けられたラウドペダル220と、を備えた鍵盤楽
器において、少なくとも上記打弦機構210の運動状態
および上記ラウドペダル220の状態を検出する検出手
段230と、打鍵に対応する弦の発音を示す打弦音デー
タを記憶および又は生成する打弦音データ生成手段24
0と、打鍵に対応する弦に共鳴する弦の共鳴音データを
記憶および又は生成する共鳴音データ生成手段250
と、上記ラウドペダル220の操作時、打鍵に応じた打
弦音データおよびその打鍵に伴って生じる共鳴音データ
をそれぞれ上記打弦音データ生成手段240および共鳴
音データ生成手段250により読み出しおよび又は生成
させる制御手段260と、この生成された打弦音データ
および共鳴音データを音響に変換して出力する発音手段
270と、上記ラウドペダル220の解放速度に応じて
少なくとも共鳴音の減衰時間を補正する補正手段280
と、を有している。ここで、共鳴音データ生成手段15
0,250は、例えば、予め共鳴音データを記憶してい
るものでも良く、又例えば、打弦の都度共鳴音データを
演算するものでも良く、さらに例えば、記憶している基
本波形を打弦状態に応じて補正演算するよう構成しても
良い。また、補正手段280は、例えば、ハーフペダル
領域における基音、倍音比率を補正するよう構成しても
良い。例えば、フェルトの柔らかい部分で高次倍率が早
く減衰する効果を生じるよう構成することもできる。ま
た例えば、副次的に発生する他の周波数比率を補正する
ものであっても良い。この他の周波数としては、フレー
ムノイズ等が考えられる。
As shown in FIG. 2, a keyboard instrument according to a second aspect of the present invention includes at least a string striking mechanism 210 that operates in response to a keystroke, and a swingable loud pedal 220. Detecting means 230 for detecting the movement state of the string striking mechanism 210 and the state of the loud pedal 220, and string striking sound data generating means 24 for storing and / or generating string striking sound data indicating the pronunciation of the string corresponding to the keystroke.
0 and a resonance tone data generation unit 250 that stores and / or generates resonance tone data of a string that resonates with a string corresponding to a keystroke.
When the loud pedal 220 is operated, the string striking sound data corresponding to a keystroke and the resonance sound data generated by the keystroke are read and / or generated by the string sound data generating means 240 and the resonance sound data generating means 250, respectively. 260, a sounding means 270 for converting the generated striking sound data and resonance sound data into sound and outputting the sound, and a correcting means 280 for correcting at least the decay time of the resonance sound according to the release speed of the loud pedal 220.
And have. Here, the resonance sound data generation means 15
0 and 250 may be, for example, those in which resonance sound data is stored in advance, or may be those in which resonance sound data is calculated each time a string is struck, and for example, the stored basic waveform is a string striking state. The correction calculation may be performed according to the above. Further, the correction unit 280 may be configured to correct the fundamental tone and the overtone ratio in the half pedal area, for example. For example, the soft portion of the felt may be configured to have an effect of rapidly attenuating the high-order magnification. Further, for example, it may be one that corrects another frequency ratio that occurs secondarily. Other frequencies may be frame noise or the like.

【0013】[0013]

【作用】請求項1に係る鍵盤楽器では、ラウドペダルの
踏み込み時、打鍵された弦に対応する打弦音データとそ
の共鳴音データとをそれぞれ生成し、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、ラウドペダル効果を発揮するものである。
In the keyboard instrument according to the first aspect, when the loud pedal is depressed, string-sounding sound data corresponding to the string struck and its resonance sound data are respectively generated, and, for example, the soundboard is vibrated based on these data. Get pronunciation. That is, the loud pedal effect is exhibited.

【0014】請求項2に係る鍵盤楽器では、ラウドペダ
ル効果を得る場合、ラウドペダルの解放速度に応じて共
鳴音の減衰時間を補正している。この結果、ラウドペダ
ルの操作に応じたラウドペダル効果を得ることができ
る。
In the keyboard instrument according to the second aspect, when the loud pedal effect is obtained, the decay time of the resonance sound is corrected according to the release speed of the loud pedal. As a result, a loud pedal effect can be obtained according to the operation of the loud pedal.

【0015】[0015]

【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3〜図4は本発明の一実
施例を説明するための図である。図3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。
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. 3 to 4 are diagrams for explaining one embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a keyboard instrument according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing a program executed by the controller of the keyboard instrument according to the embodiment.

【0016】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、同図においては、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。
The keyboard musical instrument in this embodiment includes an acoustic piano, a string, a frame, a tuning pin,
It is constructed by removing the damper head. Further, although the 88 key and its action (string striking mechanism) are not disclosed in the figure, they have the same configuration as that of the acoustic piano.

【0017】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。
For example, a capstan screw is erected on the upper surface of the rear end portion of the key, and the support is pushed up by the capstan screw in response to a key pressing operation. A jack is swingably supported on the support, and when the support is pushed up, the hammer pivotally supported on the shank rail above the support is rotated by the jack, and the hit body (string) is rotated. Instead of the one provided) will be hit.

【0018】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。
A pressure sensor is attached to the hammer contact surface of the hit body unit. The pressure sensor detects the impact force of the hammer. This pressure sensor is composed of, for example, a piezoelectric element.

【0019】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31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31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32に入力されている。
The action is provided with a hammer sensor 31 for detecting the rotational speed of the hammer. For example, a hammer sensor 31 composed of a reflection type optical sensor is arranged so as to face the hammer shank. Further, a key sensor for detecting the pressed key is arranged below each key. These key sensors are also composed of reflected light type optical sensors. The signal from this key sensor is input to the key assigner 32.

【0020】そして、この鍵盤楽器にあっては、ラウド
ペダル(ダンパーペダルともいう)、シフトペダル、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33がそれぞれ配設
されている。ペダルセンサ33は例えばラウドペダルが
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。
This keyboard instrument has a loud pedal (also called a damper pedal), a shift pedal, and a sostenuto pedal, and a pedal sensor 33 for detecting the swing of each pedal is provided. Has been done. The pedal sensor 33 outputs a pedal ON signal when the loud pedal is depressed, for example.

【0021】響板は、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35A、35B、35C、35D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35A〜35D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。
The soundboard is divided into a small-area soundboard 34A for high-pitched sound and a soundboard 34B for low-pitched sound having a larger area. Four soundboard drive units 35A, 35B, 35C and 35D are attached to the straight columns at predetermined positions of these soundboards 34A and 34B, respectively. These soundboard drive units 35A to 35D are composed of, for example, permanent magnets, yokes, voice coils, etc., and are electromagnetically driven to vibrate the soundboards 34A and 34B 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.

【0022】ここで、図3に示すように、このピアノで
は、上記ハンマーセンサ31、キーアサイナ32、ペダ
ルセンサ33からの各出力信号がデータバスを介してコ
ントローラ36に入力されている。コントローラ36
は、データバスを介して打弦音ROM37、共鳴音RO
M38、FDC(フロッピディスクドライブ用コントロ
ーラ)39、弦スペクトル演算部40、オーディオ信号
送出部41、リモコン42、共鳴音演算部43、打弦音
演算部37A、および、RAM44に接続されている。
Here, as shown in FIG. 3, in this piano, the output signals from the hammer sensor 31, the key assigner 32, and the pedal sensor 33 are input to the controller 36 via the data bus. Controller 36
Is a string striking sound ROM 37 and a resonance sound RO via a data bus.
It is connected to M38, FDC (controller for floppy disk drive) 39, string spectrum calculation unit 40, audio signal transmission unit 41, remote controller 42, resonance sound calculation unit 43, string sound calculation unit 37A, and RAM 44.

【0023】そして、コントローラ36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41から響板用イコ
ライザ45、パワーアンプ46、47を介して駆動信号
を響板駆動ユニット35A〜35D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31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。
Then, the controller 36 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 41 through the soundboard equalizer 45 and power amplifiers 46 and 47. The signal is output to the soundboard drive units 35A to 35D to drive them. The hammer sensor 31 detects the hammer speed and outputs the key velocity signal as described above.

【0024】打弦音ROM37には、予めサンプラーで
記録した音信号、および/または、予め弦スペクトル演
算部40で算出したピアノ音を主体にした信号を88鍵
の押鍵音データとして格納しておくものである。これら
の押鍵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。なお、押鍵とハンマースピー
ドとに応じて打弦音演算部37Aで信号を演算すること
もできる。また、例えば、打弦音ROM37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3
7Aで補正しても良い。
In the string striking sound ROM 37, a sound signal recorded in advance by a sampler and / or a signal mainly composed of a piano sound calculated in advance by the string spectrum calculation unit 40 is stored as key press sound data for 88 keys. It is a thing. The intensity of each spectrum of these key depression sound data is adjusted according to the hammer speed. In general, harmonics are emphasized when hit hard. A signal can be calculated by the string striking sound calculator 37A according to the key depression and the hammer speed. In addition, for example, a signal stored in the string-sounding tone ROM 37 is converted into a string-sounding tone calculation unit 3 according to the hammer speed.
It may be corrected at 7A.

【0025】共鳴音ROM38は、ペダルセンサ33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ROM38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、予め共鳴
音演算部43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オクターブ下のキーの弦についても配慮する
必要がある。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。なお、共鳴
音データは、予め共鳴音ROM38に記憶しておいても
良く、また例えば、共鳴演算部43で演算して求めても
良く、さらに例えば、共鳴音ROM38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43で補正演
算して求めても良い。
The resonance sound ROM 38 is accessible when the pedal sensor 33 is active (stepped on). The resonance sound ROM 38 stores the resonance sound data of the resonance strings for each string when the key is depressed by depressing the loud pedal. This data is a sound signal recorded in advance by a sampler and / or a spectrum signal calculated in advance by the resonance sound calculator 43.
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. If the pitch is higher than 13 keys, it is necessary to consider the string of the key one octave below. 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. The resonance sound data may be stored in the resonance sound ROM 38 in advance, or may be calculated by the resonance calculation unit 43, for example, and the data stored in the resonance sound ROM 38 may be recorded. The resonance tone calculation unit 43 may perform correction calculation according to the string situation.

【0026】弦スペクトル演算部40は、押鍵にしたが
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35A〜35Dを駆動するようにしてもよい。ま
た、このデータを上記押鍵音ROM37に格納しておい
てもよい。押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=nf1(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 40 may drive the soundboard drive units 35A to 35D by calculating the string spectrum in real time according to the key depression. Further, this data may be stored in the key depression sound ROM 37. Letting the fundamental frequency of the string for the depressed key be f 1 , each harmonic frequency (f n ) is f n = nf 1 (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.

【0027】共鳴音演算部43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=nf1(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押鍵音(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上述のように数秒〜数100
msec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41とに
より行っている。
The resonance tone calculation unit 43 controls the maximum of the 6th harmonic
Intended for keys. Each harmonic order is f n = nf 1 (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 as compared with the key pressing sound (string striking sound). The rise of the resonance sound is from several seconds to several hundreds as described above.
It is a delay of 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 sending unit 41.

【0028】オーディオ信号送出部41は、上記ROM
37,38または音信号演算部40,43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。キーアサ
イナ32からのOFF信号にしたがい打弦音を減衰させ
るものである。ペダルセンサ33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。
The audio signal transmitting section 41 is the ROM
37, 38 or the digital signal of the sound data from the sound signal calculation unit 40, 43 is converted into an analog signal, or
A soundboard f special inverse characteristic filter is used for equalizing (digital equalizing), and then DA conversion is performed. The string striking sound is attenuated according to the OFF signal from the key assigner 32. The resonance sound is attenuated according to the signal from the pedal sensor 33. 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. Further, for example, it may be configured to correct other frequency ratios such as frame noise that are secondarily generated.

【0029】響板用イコライザ45は、連続的なイコラ
イジングを行うものである。また、パワーアンプ46、
47は音響信号を増幅して響板駆動ユニット35A〜3
5Dに出力するものである。
The soundboard equalizer 45 performs continuous equalizing. In addition, the power amplifier 46,
47 is a sound board drive unit 35A-3 which amplifies an acoustic signal.
It is output to 5D.

【0030】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36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 36 executes the program shown in the flowchart of FIG.

【0031】まず、各センサ31,33よりコントロー
ラ36の入出力部にセンサ信号が入力される(S40
1)。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32を介して、ハンマーセ
ンサ31からはハンマーの速度がキーベェロシティとし
て入力されている。
First, sensor signals are input from the sensors 31 and 33 to the input / output section of the controller 36 (S40).
1). For example, for a key that has been pressed, a detection signal from the key sensor is input via the key assigner 32, and the hammer speed is input as the key velocity from the hammer sensor 31.

【0032】次に、ラウドペダル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、その押鍵に対応する打弦音信号を打弦音ROM37
から読み込むか、または、弦スペクトル演算部40にお
いて上記キーベェロシティ信号に基づいて演算する(S
403)。
Next, it is determined whether or not the loud pedal has been operated (S402), and if there is no operation (depression), the string-sounding signal corresponding to the key depression is output as the string-sounding ROM 37.
Or from the string spectrum calculator 40 based on the key velocity signal (S).
403).

【0033】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。
Then, the output timing control process for this 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.

【0034】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35A〜35Dについて上記押
鍵音信号(駆動信号)を出力する(S405)。この結
果、響板駆動ユニット35A〜35Dは響板30A,3
0B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、演奏終了か否かを判
断して(S406)、終了しない場合はステップS40
1に戻り、センサ信号の入力を待つ。
Further, at the sounding timing calculated in this way, the key depression sound signal (driving signal) is output to each soundboard driving unit 35A to 35D (S405). As a result, the soundboard drive units 35A to 35D are connected to the soundboards 30A and 3D.
0B is driven at a predetermined frequency to produce a desired tone color. After the signal is output, it is judged whether or not the performance is finished (S406). If it is not finished, the step S40 is performed.
Return to 1 and wait for the input of the sensor signal.

【0035】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(S402でYES)、ラウドペダ
ル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、上記と同様に当該押鍵に対応す
る押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(S408)。また、共鳴音信号の
共鳴音ROM38からの読み込み、または、共鳴音演算
部43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押鍵音を、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響板駆動ユニット3
5A〜35Dに出力するものとする。
When the loud pedal is operated by the input of the sensor signal (YES in S402), it is determined whether or not the loud pedal is depressed (S407). If the loud pedal is depressed, the same as above. A string-sounding tone signal is obtained by reading a key-depressing tone signal corresponding to the key-depression or calculating a string spectrum (S408). Further, the resonance tone signal is read from the resonance tone ROM 38, or the resonance tone calculation unit 43 calculates the resonance tone 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, the soundboard drive unit 3 is configured so that a key depression sound is generated at a predetermined timing by the signal output processing (S405), and a resonance sound is generated after a predetermined time delay.
5A to 35D.

【0036】一方、上記ステップS407にてラウドペ
ダル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。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 S407 that the loud pedal is not being depressed (pedal release), a damping noise reduction process is performed (S411) 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.

【0037】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。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発音手段である響板30
A,30B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押鍵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、
音量の発音を得ることができる。
Therefore, in this keyboard instrument, as with 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 addition, at the same time as this key depression at the time of performance, the sound board 30 which is a sounding means based on the line spectrum relating to the string vibration signal of this acoustic piano.
A desired sound is made from A and 30B. In this case, not only the key depression sound of the depressed key but also the resonance tone thereof is sounded with a predetermined delay. These results,
Tones similar to or better than an acoustic piano,
You can get a loud pronunciation.

【0038】[0038]

【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ラウドペダル効果を
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。
As described above, according to the present invention, the loud pedal effect can be obtained even in a piano having no strings. Also, the tone color and volume can be approximated to those of an acoustic piano.

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

【図1】 本発明の請求項1に係る鍵盤楽器を示すブロ
ック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a keyboard musical instrument according to claim 1 of the present invention.

【図2】 本発明の請求項2に係る鍵盤楽器を示すブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a keyboard musical instrument according to claim 2 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]

110,210 打弦機構、 120,220 ラウド
ペダル、 130,230 検出手段、 140,24
0 打弦音データ生成手段、 150,250共鳴音デ
ータ生成手段、 160,260 制御手段、 17
0,270 発音手段、 280 補正手段
110, 210 string striking mechanism, 120, 220 loud pedal, 130, 230 detecting means, 140, 24
0 string striking sound data generating means, 150,250 resonance sound data generating means, 160,260 control means, 17
0,270 sounding means, 280 correcting means

Claims (2)

【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、 揺動自在に設けられたラウドペダルと、 を備えた鍵盤楽器において、 少なくとも上記打弦機構の運動状態および上記ラウドペ
ダルの状態を検出する検出手段と、 打鍵に対応する弦の発音を示す打弦音データを記憶およ
び又は生成する打弦音データ生成手段と、 打鍵に対応する弦に共鳴する弦の共鳴音データを記憶お
よび又は生成する共鳴音データ生成手段と、 上記ラウドペダルの操作時、打鍵に応じた打弦音データ
およびその打鍵に伴って生じる共鳴音データをそれぞれ
上記打弦音データ生成手段および共鳴音データ生成手段
により読み出しおよび又は生成させる制御手段と、 この生成された打弦音データおよび共鳴音データを音響
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。
1. A keyboard instrument comprising a string striking mechanism that operates in response to a keystroke, and a loud pedal that is swingable, and detection that detects at least the motion state of the string striking mechanism and the state of the loud pedal. Means, string-sound data generation means for storing and / or generating string-sound data indicating the pronunciation of a string corresponding to a keystroke, and resonance-sound data for storing and / or generating resonance-sound data for a string resonating with a string corresponding to a keystroke. Generating means, and control means for reading and / or generating string striking sound data corresponding to a keystroke and resonance sound data generated with the keystroke by the string striking sound data generating means and the resonance sound data generating means, respectively, when the loud pedal is operated. A sounding means for converting the generated string striking sound data and resonance sound data into sound and outputting the sound. Keyboard instrument to be.
【請求項2】 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ラウドペダルと、 を備えた鍵盤楽器において、 少なくとも上記打弦機構の運動状態および上記ラウドペ
ダルの状態を検出する検出手段と、 打鍵に対応する弦の発音を示す打弦音データを記憶およ
び又は生成する打弦音データ生成手段と、 打鍵に対応する弦に共鳴する弦の共鳴音データを記憶お
よび又は生成する共鳴音データ生成手段と、 上記ラウドペダルの操作時、打鍵に応じた打弦音データ
およびその打鍵に伴って生じる共鳴音データをそれぞれ
上記打弦音データ生成手段および共鳴音データ生成手段
により読み出しおよび又は生成させる制御手段と、 この生成された打弦音データおよび共鳴音データを音響
に変換して出力する発音手段と、 上記ラウドペダルの解放速度に応じて少なくとも共鳴音
の減衰時間を補正する補正手段と、 を有することを特徴とする鍵盤楽器。
2. A keyboard musical instrument comprising a string-striking mechanism that operates in response to a keystroke, and a loud pedal that is swingable, and detection that detects at least the motion state of the string-striking mechanism and the state of the loud pedal. Means, string-sound data generation means for storing and / or generating string-sound data indicating the pronunciation of a string corresponding to a keystroke, and resonance-sound data for storing and / or generating resonance-sound data for a string resonating with a string corresponding to a keystroke. Generating means, and control means for reading and / or generating string striking sound data corresponding to a keystroke and resonance sound data generated with the keystroke by the string striking sound data generating means and the resonance sound data generating means, respectively, when the loud pedal is operated. , Sound generating means for converting the generated string striking sound data and resonance sound data into sound and outputting the sound, Keyboard instrument and having a correction means for correcting the decay time of at least resonance sound in response to the release rate.
JP3267225A 1991-06-10 1991-09-18 Keyboard musical instrument Pending JPH0580750A (en)

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