JPH0786753B2 - 電子鍵盤楽器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子ピアノや鍵盤型
シンセサイザ等の電子鍵盤楽器に関し、特にその表現力
の向上に関する。

【０００２】

【発明の背景】音楽の演奏は、単に発生する楽音が楽譜
の指示どおりの音高になっていればよいものではなく、
一音毎の音色はもとより微妙なレベル（音量），ピッチ
（音程）のゆらぎや消えてゆく楽音の余韻の処理等、楽
音の細部まで気をつかって初めて美しい演奏が可能にな
る。したがって、楽器は演奏者のこのような意図を受け
付けてそれを反映した楽音を発生するものでなければな
らない。

【０００３】

【従来の技術】現在、電子ピアノや鍵盤型シンセサイザ
に代表される電子鍵盤楽器が広く実用化されている。こ
の種の電子鍵盤楽器の鍵盤には一般的に各キー毎にオン
・オフを検出するスイッチと、打鍵強度（イニシャル強
度）を検出するセンサが設けられている。オンされたキ
ーを検出することにより、音高を決定し、イニシャル強
度を検出することにより、発音レベルやレベル変位特性
（エンベロープ）等を決定するようにしている。また、
一部の電子鍵盤楽器においては、キーオン中の押圧強度
（アフタータッチ）を検出してレベルやビブラート等の
効果を制御するようにしているものもある（特開昭62−
187393号公報参照）。また、鍵の表面に接触面積あるい
は接触位置を検出するセンサを設け、このセンサによっ
て検出される接触面積あるいは接触位置に応じて楽音信
号の特性を制御するものがある。

【０００４】また、一部の電子鍵盤楽器には付加的な演
奏用操作子としてペダルやホイール（特公昭61-47433号
公報第11図参照）を有するものもある。このペダルやホ
イールにはビブラート等の効果やピッチ変位等の制御機
能を割り当てることができる。なおホイールは一般的に
左手で操作される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の鍵
盤ではキーのオン・オフ，キーオン時のイニシャル強
度，キーオン中のアフタータッチを検出して楽音に反映
することができるが、キーオン直前やキーオフ時の指と
鍵盤との接触状態を検出することができなかった。

【０００６】また、実際のピアノ（アコースティックピ
アノ）において、キーを叩いたときの音色は単に打鍵強
度や打鍵速度のみで決定されるものではなく、その叩き
方やキーからの指の離し方によって微妙に変化する。た
とえば、指をキーの上に置いた状態から打鍵するのと、
キーの上方から指を落として打鍵するのとでは同じ打鍵
強度でも音色（特に音の太さ）が異なる。また、オンし
ていたキーを静かにオフするのと撥ね上げるようにオフ
するのとでは余韻が異なる。このことは音響学的には十
分に解明されていないが、実際の演奏により経験的に事
実が証明されている。しかし従来の電子鍵盤楽器ではこ
のようなアコースティックピアノの特性を再現すること
ができなかった。

【０００７】また、ペダルやホイールは楽音の１音１音
に対して微妙な表情を付ける操作子ではなく、そのとき
発音されている全ての楽音のレベルやビブラート等をト
ータルに制御するための操作子である。さらに、ホイー
ルは鍵盤操作とは別に手で操作しなければならないた
め、その分鍵盤による表現が不十分になる欠点があっ
た。このため、従来の鍵盤のみでは、１音１音に対する
表現が十分でなく、ペダルやホイールを使用してもその
表現力が十分に向上しない欠点があった。

【０００８】この発明は、キーオンの瞬間またはその直
前の指の接触状態を検出して楽音を制御することにより
上記課題を解決した電子鍵盤楽器を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、複数の鍵か
らなる鍵盤と、この鍵盤の各鍵毎に設けられ各鍵のオン
を検出する第１の検出手段と、この第１の検出手段で検
出される各鍵のオンに応じて楽音信号を発生する楽音発
生手段とを設けた電子鍵盤楽器において、前記鍵盤の各
鍵の表面に設けられ各鍵への指の接触を検出する第２の
検出手段と、前記第２の検出手段で鍵への指の接触が検
出されたのち前記第１の検出手段で当該鍵のオンが検出
されるまでの時間に応じて前記楽音発生手段で発生され
る楽音信号の特性を制御する楽音制御手段と、を設けた
ことを特徴とする。

【００１０】

【作用】この発明の電子鍵盤楽器では、第１の検出手段
が各鍵のオンを検出し、第２の検出手段が各鍵への指の
接触を検出する。第１の検出手段が鍵のオンを検出した
とき、楽音発生手段が所定の楽音信号を発生する。さら
に、このとき、第２の検出手段が鍵への指の接触を検出
したのち第１の検出手段が当該鍵のオンを検出するまで
の時間に応じて、発生される楽音信号の特性を制御する
（楽音制御手段）。

【００１１】

【実施例】図２はこの発明の実施例である電子鍵盤楽器
のブロック図である。鍵盤１は４〜５オクターブ程度の
音域を有し、音源１５にはそれぞれ独立して発音可能な
チャンネルが８個設けられている。楽器外面部には鍵盤
１のほか音色選択スイッチを含むスイッチ群２，スピー
カ等のサウンドシステム４が設けられている。楽器の動
作はＣＰＵ１０によって制御され、メモリや各動作部は
バス１１を介してＣＰＵ１０に接続されている。バス１
１にはタッチ強度検出回路１２，キーオン検出回路１
３，スイッチインターフェイス１４，音源回路１５，キ
ータッチ検出回路１６，ＲＯＭ１７，ＲＡＭ１８，タイ
マ１９が接続されている。タッチ強度検出回路１２，キ
ーオン検出回路１３は鍵盤１の各キー（鍵）のオン・オ
フやタッチ強度（イニシャル強度，アフタータッチ強
度）を検出する。また、キータッチ検出回路１６はキー
表面に設けられている導電薄膜３１（図１参照）によ
り、指がキーに触っているか否かを検出する。スイッチ
インターフェイス１４はスイッチ群２の各スイッチのオ
ン・オフを検出する。音源回路１５には独立した８チャ
ンネルの音源が設けられておりＣＰＵ１０から受け取っ
た波形信号等に基づいて同時に８音まで発音することが
できる。

【００１２】図１に鍵盤１を構成する１個のキーとキー
タッチ検出回路１６の構成図を示す。キー３０の表面に
は導電性薄膜３１が形成されている。この導電性薄膜３
１は導電性塗料や化学メッキにより形成される。この導
電性薄膜３１は高ゲインアンプ３２に接続されており、
導電性薄膜３１がピックアップしたハムノイズを増幅す
る。この出力は判定回路３３に入力されている。判定回
路３３は増幅されたハムノイズのレベルを判定し、一定
以上であればキータッチ有りと判定・出力する回路であ
る。すなわち、演奏者の指がキーに触れているとき、人
体が拾ったハムノイズが導電性薄膜３１から入力されノ
イズゲインが大きくなる。このことを利用してキータッ
チ／キーリリースを判定するようにしている。なお導電
性薄膜は白鍵は白く，黒鍵は黒く形成する。またキー３
０の下部にはキーオン検出スイッチ３４が設けられてい
る。このキーオン検出スイッチ３４は２個のスイッチ体
からなっており、キーの押下に伴って前後してオンす
る。先のスイッチ体がオンしたときキーオンと判定し、
２個のスイッチ体のオンタイミングのずれからイニシャ
ル強度を判定する。

【００１３】前記ＲＯＭ１７，ＲＡＭ１８には図３に示
すメモリエリアが設定されている。

【００１４】まずＲＯＭ１７にはシステムプログラム
（Ｍ１），音色データ（Ｍ２）が記憶されており、ＲＡ
Ｍ１８には音色データレジスタＭ３，キーコードレジス
タＭ４，イニシャル強度レジスタＭ５，ポルタメントフ
ラグＭ６，キータッチフラグＭ７およびタイマＭ８の記
憶エリアが設定されている。音色データレジスタＭ３は
選択された音色データをＲＯＭ１７（Ｍ２）から読み出
して音源回路１５に即座に送信可能な状態にしておくた
めのメモリエリアである。キーコードレジスタＭ４，イ
ニシャル強度レジスタＭ５はキーオン時に検出したキー
コード，イニシャル強度を記憶するレジスタである。ま
た、ポルタメントフラグＭ６は発音時にポルタメントを
かけることを記憶するフラグである。これらのレジス
タ，フラグの内容は音色データとともに音源回路１５に
送信される。キータッチフラグＭ７はキータッチされて
いるか否かを記憶するためのフラグである。キータッチ
タイマＭ８はキータッチされている時間を計測するタイ
マである。このタイマの長短から楽音が制御される。以
上のレジスタのうちＭ４〜Ｍ８はキーオン，キータッチ
されるキーと同数設定される。

【００１５】図４〜図１０は前記ＣＰＵ１０の動作を示
すフローチャートである。図４はメインルーチン，図５
〜図１０はサブルーチンである。

【００１６】まず図４において、この電子鍵盤楽器の電
源がオンされると、各レジスタをリセットする等のイニ
シャル処理が実行される（ｎ１）。この処理によって演
奏可能となり、音色スイッチ処理動作（ｎ２），キー処
理動作（ｎ３），キータッチセンサ処理動作（ｎ４）が
繰り返し実行される。各動作（サブルーチン）ではキー
やスイッチのオン・オフイベントを検出したとき対応す
る動作が行われる。

【００１７】図５は音色スイッチ処理動作を示すフロー
チャートである。音色スイッチが押下されるとこの動作
がスタートし、押下された音色スイッチに対応する音色
データをＲＯＭ１７の音色データ記憶エリアＭ２から読
み出して（ｎ５）音色データレジスタＭ３に設定する
（ｎ６）。この動作ののちリターンする。

【００１８】図６はキーオンイベント処理ルーチンであ
る。キーオンイベントがあるとこの動作が実行される。
まず、ｎ７でオンされたキーのキーコードとそのイニシ
ャル強度を検出してキーコードレジスタＭ４，イニシャ
ル強度レジスタＭ５に記憶する。これらのデータとキー
タッチタイマＭ８の内容から音色，エンベロープ波形を
設定する（ｎ８，ｎ９）。つぎに、他のキーのキータッ
チがあるか否かを判断し（ｎ１０）、他のキーのキータ
ッチがあれば今キーオンされているキーの音高から他の
キーへのポルタメントをセットする（ｎ１１）。これら
のデータを音源回路１５に送信して（ｎ１２）リターン
する。

【００１９】図７はキーオフイベント処理ルーチンであ
る。キーオフイベントを検出すると、音源回路１５にキ
ーオフデータを送信して（ｎ１３）リターンする。

【００２０】図８はキータッチイベント処理ルーチンで
ある。キータッチイベントが発生すると、キータッチフ
ラグＭ７をセットし（ｎ１４）、このキーの楽音を発音
するための前処理をしたのち（ｎ１５）、他のキーがキ
ーオン中かどうかを検出し（ｎ１５ａ）、キーオン中で
あれば上述のｎ１１と同様にポルタメント処理を行った
（ｎ１５ｂ）のちリターンする。前処理とは楽音を発音
するために音源回路１５に送信すべきデータのうちキー
オン以前に準備できるデータをレジスタに格納する等の
準備をする動作である。これによって、発音遅れがなく
なる効果がある。

【００２１】図９はキーリリースイベント処理ルーチン
である。キーリリースイベントが発生すると、キータッ
チフラグＭ７のリセット（ｎ１６）を行ってリターンす
る。

【００２２】図１０はタイマ割り込み動作である。タイ
マ割り込みが発生すると、拍カウント等テンポにしたが
って行われる種々の処理を実行したのち（ｎ１７）、キ
ータッチセンサのオン・オフを参照する（ｎ１８）。キ
ータッチセンサがオンしていればキータッチタイマＭ８
をカウントアップし（ｎ１９）、オフしていればキータ
ッチタイマＭ８をクリア・ストップして（ｎ２０）リタ
ーンする。

【００２３】このようにこの実施例では、キーオンされ
たキー以外のキーへのキータッチの有無を検出し、この
キータッチがあったときそのキーの音高からのポルタメ
ントをかけるようにしたが、キーオン時に他のキーにキ
ータッチしていなくても直前にキータッチしていればポ
ルタメントをかけるようにすることもできる。また、他
のキーのキータッチに基づいて制御する内容はポルタメ
ントに限らない。

【００２４】また、キーオンされたキーのキータッチ状
態に基づいて楽音を制御することもできる。すなわち、
キーオン前長い間キータッチされていた場合には、指を
キーに置いたのち打鍵したと考えられ、また、キータッ
チ直後にキーオンされた場合には上方から指を落として
打鍵したものと考えられるため、これに合わせた楽音制
御をすることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、鍵に指
が触れたのちその鍵がオンされるまでの時間に基づいて
楽音の特性を制御するようにしたことにより、アコース
ティックピアノのように鍵タッチで音色を制御すること
ができるようになる。また、従来の電子鍵盤楽器では不
可能であった楽音制御も可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例である電子鍵盤楽器のキーと
キータッチ検出回路の構成を示す図

【図２】同電子鍵盤楽器の制御部のブロック図、

【図３】同電子鍵盤楽器のメモリの一部構成図、

【図４】同電子鍵盤楽器のＣＰＵの動作を示すフローチ
ャート

【図５】同電子鍵盤楽器のＣＰＵの動作を示すフローチ
ャート

【図６】同電子鍵盤楽器のＣＰＵの動作を示すフローチ
ャート

【図７】同電子鍵盤楽器のＣＰＵの動作を示すフローチ
ャート

【図８】同電子鍵盤楽器のＣＰＵの動作を示すフローチ
ャート

【図９】同電子鍵盤楽器のＣＰＵの動作を示すフローチ
ャート

【図１０】同電子鍵盤楽器のＣＰＵの動作を示すフロー
チャート

【符号の説明】

１６−キータッチ検出回路 ３０−キー ３１−導電性薄膜 ３２−高ゲインアンプ ３３−判定回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の鍵からなる鍵盤と、この鍵盤の各
   鍵毎に設けられ各鍵のオンを検出する第１の検出手段
   と、この第１の検出手段で検出される各鍵のオンに応じ
   て楽音信号を発生する楽音発生手段とを設けた電子鍵盤
   楽器において、 前記鍵盤の各鍵の表面に設けられ、各鍵への指の接触を
   検出する第２の検出手段と、 前記第２の検出手段で鍵への指の接触が検出されたのち
   前記第１の検出手段で当該鍵のオンが検出されるまでの
   時間に応じて前記楽音発生手段で発生される楽音信号の
   特性を制御する楽音制御手段と、 を設けたことを特徴とする電子鍵盤楽器。