JPH06332464A

JPH06332464A - 電子鍵盤楽器

Info

Publication number: JPH06332464A
Application number: JP5141180A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Shioda; 和明塩田
Original assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-05-21
Filing date: 1993-05-21
Publication date: 1994-12-02

Abstract

(57)【要約】【目的】アクションノイズを適切に再現することによ
り、アコースティックピアノの発音特性をより正確に再
現できるようにした電子鍵盤楽器を提供することであ
る。【構成】鍵盤３の打鍵速度を検出する打鍵速度検出手
段５と、検出された打鍵速度に応じて、アコースティッ
クピアノの打弦音を発音する打弦音発音手段２０と、検
出された打鍵速度に応じて、アクションノイズを発音す
るアクションノイズ発音手段２０とを備えたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子ピアノなどの電子
鍵盤楽器に関し、特にアコースティックピアノの発音特
性をより正確に再現できるようにした電子鍵盤楽器に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子鍵盤楽器、特に電子ピアノでは、ア
コースティックピアノの発音特性をより正確に再現する
ことが、重要なテーマの１つである。このため、従来の
電子ピアノでは一般に、アコースティックピアノの波形
データをあらかじめ記憶するとともに、各鍵盤の下側に
鍵盤の打鍵速度を検出する鍵盤スイッチが設けられてお
り、発音手段が、鍵盤スイッチによる検出結果に応じて
波形データを読み出し、この読み出した波形データに基
づいて、楽音信号を生成して出力することにより、アコ
ースティックピアノの音を再現するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一方、アコースティッ
クピアノは、打鍵に伴うアクションの機械的な動作によ
ってハンマーを移動させ、ハンマーで弦を叩くことによ
り、発音が行われる。このため、アコースティックピア
ノでは、ハンマーが弦を打つことにより生じる本来の音
（以下、「打弦音」という）だけでなく、アクションの
機械的な動作による音（以下、「アクションノイズ」と
いう）が不可避的に発生する。このアクションノイズ
は、打弦前に発生して、アコースティックピアノの発音
特性に微妙な影響をもたらすものである。例えば、指を
鍵盤から離して上方位置から打鍵した場合と、指を鍵盤
上に置いて打鍵した場合とにおいて、アコースティック
ピアノの音の鳴り方が異なるのは、このアクションノイ
ズが原因の１つになっているためと考えられる。しか
し、上述した従来の電子ピアノでは、このようなアクシ
ョンノイズをも再現する装置構成にはなっておらず、ピ
アノ音として打弦音だけを再現する構成であるため、ア
コースティックピアノの発音特性を十分に再現すること
ができないという問題がある。

【０００４】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、アクションノイズを適切に再現
することにより、アコースティックピアノの発音特性を
より正確に再現できるようにした電子鍵盤楽器を提供す
ることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、鍵盤の打鍵速度を検出する打鍵速度検出
手段と、検出された打鍵速度に応じて、アコースティッ
クピアノの打弦音を発音する打弦音発音手段と、検出さ
れた打鍵速度に応じて、アクションノイズを発音するア
クションノイズ発音手段とを備えたことを特徴としてい
る。

【０００６】この場合、打鍵速度検出手段が、鍵盤の初
期打鍵速度および終期打鍵速度を検出するように構成さ
れており、打鍵速度検出手段により検出された初期打鍵
速度に応じて、アクションノイズの発音レベルを調整す
るアクションノイズレベル調整手段と、打鍵速度検出手
段により検出された終期打鍵速度に応じて、打弦音の発
音レベルを調整する打弦音レベル調整手段とをさらに備
えていることが好ましい。

【０００７】さらに、この場合、アクションノイズレベ
ル調整手段は、初期打鍵速度が終期打鍵速度に対して相
対的に大きいほど、アクションノイズの発音レベルをよ
り高いレベルに調整するように構成されていることこと
が好ましい。

【０００８】

【作用】上述した電子鍵盤楽器によれば、打鍵速度検出
手段により検出された打鍵速度に応じて、打弦音発音手
段がアコースティックピアノの打弦音を発音するととも
に、アクションノイズ発音手段がアコースティックピア
ノのアクションノイズを発音する。これにより、打弦音
とともにアクションノイズを再現することが可能にな
る。また、アクションノイズの大きさは、打鍵アクショ
ン、すなわち打鍵速度によって変化するので、アクショ
ンノイズを打鍵速度に応じて発音することにより、アコ
ースティックピアノの発音特性が良好に再現される。

【０００９】また、請求項２に記載の電子鍵盤楽器で
は、アクションノイズレベル調整手段が、初期打鍵速度
に応じて、アクションノイズの発音レベルを調整すると
ともに、打弦音レベル調整手段が、終期打鍵速度に応じ
て、打弦音の発音レベルを調整する。アコースティック
ピアノのアクションノイズは、打弦前に発生するため、
その大きさが特に鍵盤の初期打鍵速度に大きく影響され
る一方、打弦音の大きさは、ハンマーが弦を叩く速度、
すなわち終期打鍵速度に大きく影響されるので、上述の
ように、アクションノイズおよび打弦音の発音レベルを
それぞれ初期打鍵速度および終期打鍵速度に応じて調整
することにより、それぞれの大きさを、アコースティッ
クピアノの発音特性に合致するように、適切に設定する
ことができる。

【００１０】さらに、請求項３に記載の電子鍵盤楽器で
は、アクションノイズレベル調整手段は、初期打鍵速度
が終期打鍵速度に対して相対的に大きいほど、アクショ
ンノイズの発音レベルをより高いレベルに調整するの
で、終期打鍵速度に対する初期打鍵速度の相対的な大き
さを加味して、アクションノイズおよび打弦音の発音レ
ベルをバランス良く設定することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を、図面を参
照しながら、詳細に説明する。図３は、本発明を適用し
た電子ピアノの鍵盤装置を示す側面図であり、同図
（ａ）は離鍵状態を、（ｂ）は押鍵状態を、それぞれ示
している。図３に示すように、この鍵盤装置は、横シャ
ーシ１と、横シャーシ１の後端に起立状態で取り付けら
れた縦シャーシ２と、横シャーシ１に取り付けられた鍵
盤３と、縦シャーシ２に取り付けられたハンマー４とを
備えている。

【００１２】鍵盤３は、前後方向に延びる鍵盤本体１１
と、鍵盤本体１１の前半部上面に形成された鍵部１２
と、鍵盤本体１１の後端部上面に取り付けられた当て板
１３と、鍵盤本体１１の前部に埋め込まれた鍵錘１４と
によって構成されている。鍵盤３は、中央よりやや後ろ
側の位置で、横シャーシ１にバランスピン１５を介して
シーソー様に回動自在に支持されており、バランスピン
１５は、横シャーシ１に固定されたピンホルダ１６に立
設されている。また、鍵盤３の回動角度を規制するため
に、横シャーシ１の前部上面にはストッパ１７が、後部
上面には鍵盤枕１８が取り付けられている。鍵盤３は、
離鍵状態では、後部下面が鍵盤枕１８に当接するととも
に、鍵部１２が持ち上がっている一方、押鍵状態では、
前部下面がストッパ１７に当接するとともに、当て板１
３がハンマー４を跳ね上げるようになっている。また、
横シャーシ１の前部上面には、ピン１９、１９が前後し
て立設され、押鍵の際の鍵盤３の横ぶれを防止するよう
になっている。

【００１３】ハンマー４は、前端部にハンマー錘８が埋
め込まれ、後端部が縦シャーシ２に回動自在に取り付け
られている。ハンマー４は、鍵盤３が離鍵状態にある場
合には、鍵盤３の当て板１３にほぼ水平に支持されてお
り、押鍵状態では、鍵盤３によりはね上げられて、上方
のハンマークッション７に突き当たることにより、良好
な鍵タッチ感が得られるようになっている。

【００１４】ストッパ１７とピンホルダ１６の中間位置
には、横シャーシ１の上面に、打鍵速度検出手段として
の鍵盤スイッチ５が取り付けられている。この鍵盤スイ
ッチ５は、図４に示すようなゴムスイッチで構成されて
おり、上面付近から下方に延びる第１〜第３スイッチ素
子Ｓ₁ 、Ｓ₂ 、Ｓ₃ を有している。各スイッチ素子Ｓ
₁ 、Ｓ₂ 、Ｓ₃ の下端部は、導電ゴムで構成された接点
Ｃ₁ 、Ｃ₂ 、Ｃ₃ となっている。各接点Ｃ₁ 、Ｃ₂ 、Ｃ
₃ は、離鍵状態において、下方に配設された基板（図示
せず）に、若干の間隙を存して臨むようになっており、
この間隙の長さは、接点Ｃ₁ が最も小さく、次いで接点
Ｃ₂ が接点Ｃ₁ よりも１mm程度長く、さらに接点Ｃ₃ が
さらに１mm程度長くなるように配置されている。

【００１５】一方、鍵盤本体１１の下面にはスイッチ押
え６が、鍵盤スイッチ５との間に若干の間隙を存して設
けられている。そして、鍵盤３の押鍵時、スイッチ押え
６が鍵盤スイッチ５の上面を押したときに、接点Ｃ₁ 、
Ｃ₂ 、Ｃ₃ が、異なる押鍵ストロークで順次、基板に接
触して導通することにより、第１〜第３スイッチ素子Ｓ
₁ 、Ｓ₂ 、Ｓ₃ が時間差をもってＯＮされることによっ
て、鍵盤３の打鍵状態が検出されるようになっている。
各スイッチ素子Ｓ₁ 、Ｓ₂ 、Ｓ₃ のＯＮ／ＯＦＦ信号
は、発音装置２０のＣＰＵ２３に入力される。

【００１６】図１は、この発音装置２０の構成を示すブ
ロック図である。発音装置２０は、本実施例において、
打弦音発音手段およびアクションノイズ発音手段を構成
するものである。発音装置２０は、同図に示すように、
鍵盤スイッチ５からの押鍵情報に従って楽音信号を生成
する楽音生成部２１と、生成された楽音信号を再生・出
力する再生部２２とに大別される。

【００１７】楽音生成部２１は、ＣＰＵ２３、打弦音波
形ＲＯＭ２４、アクションノイズ波形ＲＯＭ２５、打弦
音生成回路２６、アクションノイズ生成回路２７、第１
および第２の乗算器２８、２９、加算器３０、およびＤ
／Ａ部３１などを有して構成されている。

【００１８】ＣＰＵ２３は、楽音生成部２１全体の作動
の制御を司るものであり、図示しないＲＯＭに記憶され
た制御プログラムに基づき、鍵盤スイッチ５から入力さ
れた検出信号に応じて、鍵盤３の打鍵の有無を判別し、
その打鍵速度（ベロシティー）を演算するとともに、こ
れらの判別結果および演算結果に従って、打弦音生成回
路２６およびアクションノイズ生成回路２７の制御、お
よび第１および第２の乗算器２８、２９の乗算係数Ｍ
₁ 、Ｍ₂ の決定などを行う。

【００１９】打弦音波形ＲＯＭ２４は、アコースティッ
クピアノの打弦音の波形データを記憶するものである。
この打弦音波形データは、アコースティックピアノの現
実の打弦音をサンプリングし、これをデジタル信号に変
換することにより、作成される。一方、アクションノイ
ズ波形ＲＯＭ２５には、アコースティックピアノの前述
したアクションノイズの波形データが記憶されており、
このアクションノイズ波形データもまた、アコースティ
ックピアノの現実のアクションノイズをサンプリング
し、これをデジタル信号に変換することにより、作成さ
れる。

【００２０】打弦音生成回路２６およびアクションノイ
ズ生成回路２７は、いずれもＤＣＯ（Digital Controll
ed Oscillator）で構成されている。打弦音生成回路２
６は、ＣＰＵ２３による制御の下、打弦音波形ＲＯＭ２
４から打弦音波形データを読み出し、この打弦音波形デ
ータに基づいて、打弦音信号を生成する。同様に、アク
ションノイズ生成回路２７は、ＣＰＵ２３による制御の
下、アクションノイズ波形ＲＯＭ２５から読み出したア
クションノイズ波形データに基づいて、アクションノイ
ズ信号を生成する。

【００２１】第１の乗算器２８は打弦音レベル調整手段
を、第２の乗算器２９はアクションノイズレベル調整手
段をそれぞれ構成するものである。第１および第２の乗
算器２８、２９は、打弦音生成回路２６およびアクショ
ンノイズ生成回路２７でそれぞれ生成された打弦音信号
およびアクションノイズ信号に、ＣＰＵ２３で決定され
た乗算係数Ｍ₁ 、Ｍ₂ をそれぞれ乗算して、打弦音信号
およびアクションノイズ信号を、打鍵速度に応じた出力
レベルに調整するものである。

【００２２】また、加算器３０は、第１および第２の乗
算器２８、２９からそれぞれ出力された打弦音信号およ
びアクションノイズ信号を互いに加算し、Ｄ／Ａ部３１
は、加算器３０から出力されたデジタル信号をアナログ
信号に変換する。

【００２３】再生部２２は、楽音生成部で生成された楽
音信号を増幅する増幅器３２と、増幅された楽音信号を
音声として出力するスピーカ３３とで構成されている。

【００２４】次に、上述した発音装置２０の動作を、Ｃ
ＰＵ２３で実行される図２のフローチャートを参照して
説明する。まず、鍵盤スイッチ５の検出信号に基づい
て、鍵盤３が押鍵されたか否か、すなわち第１〜第３ス
イッチ素子Ｓ₁ 、Ｓ₂ 、Ｓ₃ がすべてＯＮされたか否か
を監視する（ステップ２０１）。

【００２５】鍵盤３が押鍵された場合には、ステップ２
０２〜２０６に進み、一連の発音動作を行う。まず、鍵
盤スイッチ５の第１スイッチ素子Ｓ₁ がＯＮされてから
第２スイッチ素子Ｓ₂ がＯＮされるまでの初期タイムラ
グΔｔ₁ 、および第２スイッチＳ素子₂ がＯＮされてか
ら第３スイッチ素子Ｓ₃ がＯＮされるまでの終期タイム
ラグΔｔ₂ を算出する（ステップ２０２）。この初期タ
イムラグΔｔ₁ および終期タイムラグΔｔ₂ は、それぞ
れ鍵盤３の初期打鍵速度および終期打鍵速度を反映する
ものであり、これらの速度が大きいほど、Δｔ₁ 値およ
びΔｔ₂ 値は小さくなる。

【００２６】次いで、ステップ２０２で求めた初期タイ
ムラグΔｔ₁ と終期タイムラグΔｔ₂ とのタイムラグ差
Δｔ₁₂（＝Δｔ₁ −Δｔ₂ ）を算出する（ステップ２０
２）。このタイムラグ差Δｔ₁₂は、鍵盤３の終期打鍵速
度に対する初期打鍵速度の相対的な大きさを反映するも
のであり、Δｔ₁₂値が小さいほど、初期打鍵速度が終期
打鍵速度に対して相対的に大きいことを意味する。

【００２７】次に、ステップ２０２で求めた終期タイム
ラグΔｔ₂ から、第１の乗算器２８の乗算係数Ｍ₁ 、す
なわち打弦音の発音レベルを決定する（ステップ２０
４）。この場合、乗算係数Ｍ₁ は、終期タイムラグΔｔ
₂ が小さいほど、すなわち鍵盤３の終期打鍵速度が大き
いほど、大きな値に設定される。例えば、乗算係数Ｍ₁
は、Δｔ₂ ＝ 0.140msecのとき、打弦音の発音レベル＝
100 となるように、Δｔ₂ ＝1.3msec のとき、発音レベ
ル＝10となるように、それぞれ設定される。このような
設定により、鍵盤３の終期打鍵速度が大きいほど、打弦
音の発音レベルがより大きな値に設定されるので、打弦
音の発音レベルを、鍵盤３の終期打鍵速度に応じて適切
に設定することができる。乗算係数Ｍ₁ の決定は、例え
ば、終期タイムラグΔｔ₂ と乗算係数Ｍ₁ との関係を設
定した変換テーブルをあらかじめＲＯＭ（図示せず）に
記憶しておき、この変換テーブルから終期タイムラグΔ
ｔ₂に対応する乗算係数Ｍ₁ を読み出すことによって行
われる。

【００２８】次いで、ステップ２０３で求めたタイムラ
グ差Δｔ₁₂から、第２の乗算器２９の乗算係数Ｍ₂ 、す
なわちアクションノイズの発音レベルを決定する（ステ
ップ２０５）。この場合、乗算係数Ｍ₂ は、タイムラグ
差Δｔ₁₂が小さいほど、すなわち鍵盤３の初期打鍵速度
が終期打鍵速度に対して相対的に大きいほど、大きな値
に設定される。例えば、乗算係数Ｍ₂ は、Δｔ₁₂ ＝0.0
10msecのとき、アクションノイズの発音レベル＝100 と
なるように、Δｔ₁₂ ＝0.100msecのとき、発音レベル＝
10となるように、それぞれ設定される。このような設定
により、鍵盤３の初期打鍵速度が大きいほど、アクショ
ンノイズの発音レベルがより大きな値に設定されるの
で、アクションノイズの発音レベルを、鍵盤３の初期打
鍵速度に応じて適切に設定することができる。乗算係数
Ｍ₂ の決定も、乗算係数Ｍ₁ の場合と同様に、図示しな
いＲＯＭに記憶された変換テーブルからの読出しによっ
て、行われる。

【００２９】次に、上述した演算処理結果に基づいて、
発音動作を行う（ステップ２０６）。すなわち、ＣＰＵ
２３は、打弦音生成回路２６およびアクションノイズ生
成回路２７に、キーＯＮ信号をそれぞれ出力するととも
に、第１および第２の乗算器２８、２９に、ステップ２
０４、２０５で決定した乗算係数Ｍ₁ 、Ｍ₂ のデータ信
号をそれぞれ出力する。キーＯＮ信号の入力により、打
弦音生成回路２６は、打弦音波形ＲＯＭ２４から打弦音
波形データを読み出し、この打弦音波形データに基づい
て、打弦音信号を生成して、第１の乗算器２８に出力す
る。第１の乗算器２８は、打弦音信号に乗算係数Ｍ₁ を
乗算して、その発音レベルを調整する。

【００３０】一方、アクションノイズ生成回路２７は、
アクションノイズ波形ＲＯＭ２５からアクションノイズ
波形データを読み出し、このアクションノイズ波形デー
タに基づいて、アクションノイズ信号を生成し、第２の
乗算器２９は、このアクションノイズ信号に乗算係数Ｍ
₂ を乗算して、その発音レベルを調整する。発音レベル
を調整された打弦音信号およびアクションノイズ信号
は、加算器３０で互いに加算された後、Ｄ／Ａ部３１で
デジタル信号からアナログ信号に変換され、増幅器３２
を経て、スピーカ３３から出力され、発音が行われる。

【００３１】次いで、鍵盤３が離鍵されたか否か、すな
わち第１〜第３スイッチ素子Ｓ₁ 、Ｓ₂ 、Ｓ₃ がすべて
ＯＦＦになったか否かを監視する（ステップ２０７）。
鍵盤３が離鍵されていない場合には、ステップ２０７の
監視を繰り返し行い、この間、ステップ２０６による発
音を継続する。鍵盤３が離鍵された場合には、消音動作
を行う（ステップ２０８）。すなわち、打弦音生成回路
２６およびアクションノイズ生成回路２７に、キーＯＦ
Ｆ信号がそれぞれ出力されることによって、打弦音生成
回路２６およびアクションノイズ生成回路２７が、打弦
音波形ＲＯＭ２４およびアクションノイズ波形ＲＯＭ２
５からの波形データの読出しを停止することにより、消
音を行い、本プログラムを終了する。

【００３２】以上のように、本実施例では、鍵盤３が押
鍵されたときに、打弦音生成回路２６によってアコース
ティックピアノの打弦音を生成するとともに、アクショ
ンノイズ生成回路２７によってアクションノイズを生成
して、これらを発音するので、アコースティックピアノ
の音色を正確に再現することができる。また、第１およ
び第２の乗算器２８、２９により、初期打鍵速度に応じ
て、アクションノイズの発音レベルを調整するととも
に、終期打鍵速度が大きいほど、打弦音の発音レベルを
大きく調整するので、アクションノイズおよび打弦音の
大きさを、アコースティックピアノの発音特性に合致す
るように、適切に設定することができる。この場合、第
２の乗算器２９は、初期打鍵速度が終期打鍵速度に対し
て相対的に大きいほど、アクションノイズの発音レベル
をより高いレベルに調整するので、終期打鍵速度に対す
る初期打鍵速度の相対的な大きさを加味して、アクショ
ンノイズおよび打弦音の発音レベルをバランス良く設定
でき、したがって、アコースティックの発音特性をより
正確に再現することができる。

【００３３】なお、実施例では、初期打鍵速度と終期打
鍵速度との差に応じて、アクションノイズの発音レベル
を調整しているが、これを、初期打鍵速度から直接、決
定するようにしてもよい。また、実施例では、生成した
打弦音およびアクションノイズを加算器で合成した後、
発音するようにしているが、両者をそれぞれ独立して発
音するようにしてもよい。さらに、実施例では、互いに
異なる押鍵ストロークでＯＮする鍵盤スイッチ３のＯＮ
時間差から、初期打鍵速度と終期打鍵速度を求めるよう
にしているが、これらの打鍵速度を、他の適当な手段で
検出できることはもちろんである。その他、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で、細部の構成を任意に変更するこ
とが可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明は、アクションノ
イズを適切に再現することにより、アコースティックピ
アノの発音特性を忠実に再現することができるなどの効
果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子ピアノの発音装置の構成を示
すブロック図である。

【図２】発音装置の動作を示すフローチャートである。

【図３】電子ピアノの鍵盤装置を示す側面図である。

【図４】鍵盤スイッチの断面図である。

【符号の説明】

３鍵盤５鍵盤スイッチ２０発音装置２３ＣＰＵ２４打弦音波形ＲＯＭ２５アクションノイズ波形ＲＯＭ２６打弦音生成回路２７アクションノイズ生成回路２８第１の乗算器２９第２の乗算器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ１０Ｈ 1/053 Ｄ 9379−5Ｈ 1/34 9379−5Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鍵盤の打鍵速度を検出する打鍵速度検出
手段と、検出された当該打鍵速度に応じて、アコーステ
ィックピアノの打弦音を発音する打弦音発音手段と、検
出された前記打鍵速度に応じて、アクションノイズを発
音するアクションノイズ発音手段とを備えたことを特徴
とする電子鍵盤楽器。
【請求項２】前記打鍵速度検出手段が、前記鍵盤の初期
打鍵速度および終期打鍵速度を検出するように構成され
ており、当該打鍵速度検出手段により検出された初期打
鍵速度に応じて、アクションノイズの発音レベルを調整
するアクションノイズレベル調整手段と、前記打鍵速度
検出手段により検出された終期打鍵速度に応じて、打弦
音の発音レベルを調整する打弦音レベル調整手段とをさ
らに備えたことを特徴とする、請求項１に記載の電子鍵
盤楽器。
【請求項３】前記アクションノイズレベル調整手段は、
前記初期打鍵速度が前記終期打鍵速度に対して相対的に
大きいほど、前記アクションノイズの発音レベルをより
高いレベルに調整するように構成されていることを特徴
とする、請求項２に記載の電子鍵盤楽器。