JPH11175065A

JPH11175065A - 楽音信号生成装置及び楽音信号生成方法

Info

Publication number: JPH11175065A
Application number: JP9362067A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sato; 浩佐藤
Original assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-12-11
Filing date: 1997-12-11
Publication date: 1999-07-02

Abstract

(57)【要約】【課題】演奏方法の違いによる音の微妙な相違をも表現
できる楽音信号生成装置及び楽音信号生成方法を提供す
る。【解決手段】操作に応じて動作する鍵の押下速度を検出
する鍵速度検出装置５１と、該鍵の押下に応じて回動す
るハンマーの回動速度を検出するハンマー速度検出装置
５２と、ハンマー速度検出装置で検出されたハンマーの
回動速度に基づいて打弦音信号を生成する打弦音発生装
置１７と、鍵速度検出装置で検出された鍵の押下速度及
びハンマー速度検出装置で検出されたハンマーの回動速
度に基づいて打床音信号を生成する打床音発生装置１８
と、打弦音発生装置からの打弦音信号と打床音発生装置
からの打床音信号とを合成することにより楽音信号を生
成する加算器１９及びＤ／Ａ変換器２０とで構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、楽音信号を生成す
る楽音信号生成装置及び楽音信号生成方法に関し、特に
複雑な鍵操作により発生される音を忠実に再現するため
の楽音信号を生成する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子楽器においては、アコーステ
ィック楽器の音を忠実に模擬するために種々の技術が採
用されている。例えば、アコースティックピアノでは、
打鍵の強さ（鍵の押下速度又は押下加速度）に応じて音
量が変化するだけでなく音色も変化する。そこで、電子
ピアノでも、鍵の押下速度又は押下加速度を検出し、こ
の検出結果に応じた音色及び音量で楽音を発生するよう
に構成されている。

【０００３】また、アコースティックピアノが打鍵され
た場合、ハンマーが弦を打つことにより発生される周期
音（以下、「打弦音」という）と、鍵がピアノの棚板に
当たったり、指が鍵に当たることにより発生される非周
期音（以下、「打床音」と総称する）とが渾然一体とな
ってアコースティックピアノの音として発生される。そ
して、これら打弦音及び打床音は、打鍵の強さによって
その音量及び音色が異なる。

【０００４】そこで、電子ピアノでも、打弦音を発生す
るための楽音信号生成装置と打床音等を発生するための
楽音信号生成装置とを備え、これら両楽音信号生成装置
からの信号を合成して楽音信号を生成している。この場
合、鍵の押下速度又は押下加速度を検出し、打弦音を発
生するための楽音信号生成装置は、この検出結果に応じ
た音色及び音量で打弦音を発生する。また、打床音を発
生するための楽音信号生成装置は、上記検出結果に応じ
た音色及び音量で打床音を発生する。これにより、打鍵
強度に応じて音量及び音色が変化する打弦音と打床音と
が含まれた、よりアコースティックピアノの音に近い音
を発生させることができるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術では、以下のような問題がある。即ち、従
来の電子ピアノでは、鍵の押下速度又は押下加速度を検
出し、この検出結果に従って打弦音及び打床音の双方の
音量及び音色が制御されているので、演奏方法の違いに
よる微妙な音の相違を表現することができない。

【０００６】例えば、アコースティックピアノでスタッ
カート演奏を行う場合、鍵の押下速度又は押下加速度は
大きくても鍵を押している時間が短い。そのため、鍵が
棚板まで達しないので打床音は小さく、軽やかな音が発
生される。逆に、鍵を棚板に当たるまで押し下げて演奏
する場合、鍵の押下速度又は押下加速度は小さくても打
床音は大きく、重々しい音が発生される。

【０００７】しかしながら、従来の楽音信号生成装置
は、速度又は加速度の検出装置は１つしか有しない。そ
して、１つの検出結果に基づいて打弦音及び打床音の双
方が制御されるので、打弦音と打床音の音量及び音色は
同じ傾向で変化する。従って、上述したアコースティッ
クピアノのような微妙な音色の相違を表現することがで
きない。

【０００８】そこで、本発明の目的は、演奏方法の違い
による音の微妙な相違をも表現できる楽音信号生成装置
及び楽音信号生成方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の楽音信号生成装
置は、上記目的を達成するために、操作に応じて動作す
る機構部の複数の動きを検出する複数の検出手段と、該
複数の検出手段で検出された複数の検出結果に基づき複
数の楽音要素信号を生成する複数の楽音要素信号生成手
段と、該複数の楽音要素信号生成手段からの複数の楽音
要素信号を合成することにより楽音信号を生成する楽音
信号生成手段、とを備えている。

【００１０】上記複数の検出手段における、操作に応じ
て動作する機構部には、例えば鍵及びこの鍵の動作に応
じて回動するハンマーが含まれる。ここに、ハンマー
は、次の目的で設けられている。第１は、鍵の動きに所
定の負荷をかけることによりアコースティックピアノの
鍵タッチを模擬する。第２は、アコースティックピアノ
における音は、直接的には打弦時のハンマーの回動速度
に基づいて決定されるので、ハンマーの回動速度を検出
し、こをベロシティ値として音を発生する。なお、これ
らの技術は従来から電子ピアノに使用されている技術で
ある。

【００１１】また、複数の楽音要素信号生成手段で生成
される複数の楽音要素信号には、ハンマーが弦を打つこ
とにより発生される打弦音、鍵が棚板に当たって発生さ
れる打床音、指が弦に当たって発生される音、その他鍵
操作に伴って発生する種々の音に対応する信号が含まれ
る。

【００１２】本発明の楽音信号生成装置は、より具体的
には、操作に応じて動作する鍵の動きを検出する第１の
検出手段と、該鍵の動きに応じて動作するハンマーの動
きを検出する第２の検出手段と、該第１の検出手段で検
出された鍵の動き及び／又は該第２の検出手段で検出さ
れたハンマーの動きに基づいて第１の楽音要素信号を生
成する第１の楽音要素信号生成手段と、該第１の検出手
段で検出された鍵の動き及び／又は該第２の検出手段で
検出されたハンマーの動きに基づいて第２の楽音要素信
号を生成する第２の楽音要素信号生成手段と、該第１の
楽音要素信号生成手段からの第１の楽音要素信号と第２
の楽音要素信号生成手段からの第２の楽音要素信号とを
合成することにより楽音信号を生成する楽音信号生成手
段、とを備えて構成できる。

【００１３】この楽音信号生成装置では、前記第１の検
出手段は、押鍵に応じて動作する鍵の押下速度又は押下
加速度を検出し、前記第２の検出手段は、押鍵に応じて
回動するハンマーの回動速度又は回動加速度を検出する
ように構成できる。

【００１４】この場合、前記第１の楽音要素信号生成手
段は、前記第２の検出手段で検出されたハンマーの回動
速度又は回動加速度に基づき打弦音に対応する打弦音信
号を生成し、前記第２の楽音要素信号生成手段は、前記
第１の検出手段で検出された鍵の押下速度又は押下加速
度及び前記第２の検出手段で検出されたハンマーの回動
速度又は回動加速度に基づき打床音に対応する打床音信
号を生成するように構成できる。

【００１５】また、この楽音信号生成装置では、前記第
１の検出手段は、押鍵に応じて動作する鍵の押下深度を
検出し、前記第２の検出手段は、押鍵に応じて回動する
ハンマーの回動速度又は回動加速度を検出するように構
成できる。

【００１６】この場合、前記第１の楽音要素信号生成手
段は、前記第２の検出手段で検出されたハンマーの回動
速度又は回動加速度に基づき打弦音に対応する打弦音信
号を生成し、前記第２の楽音要素信号生成手段は、前記
第１の検出手段で検出された鍵の押下深度及び前記第２
の検出手段で検出されたハンマーの回動速度又は回動加
速度に基づき打床音に対応する打床音信号を生成するよ
うに構成できる。

【００１７】また、上記と同様の目的で、本発明の楽音
信号生成方法は、操作に応じて動作する機構部の複数の
動きを検出し、該複数の検出結果に基づき複数の楽音要
素信号を生成し、該生成された複数の楽音要素信号を合
成することにより楽音信号を生成するように構成され
る。

【００１８】この楽音信号生成方法は、より具体的に
は、操作に応じて動作する鍵の動きを検出し、該鍵の動
きに応じて動作するハンマーの動きを検出し、該検出さ
れた鍵の動き及び／又は該検出されたハンマーの動きに
基づいて第１の楽音要素信号を生成し、該検出された鍵
の動き及び／又は該検出されたハンマーの動きに基づい
て第２の楽音要素信号を生成し、該生成された第１の楽
音要素信号と、該生成された第２の楽音要素信号とを合
成することにより楽音信号を生成するように構成され
る。

【００１９】この楽音信号生成方法では、前記操作に応
じて動作する鍵の動きを、押鍵に応じて動作する鍵の押
下速度又は押下加速度とし、前記鍵の動きに応じて動作
するハンマーの動きを、押鍵に応じて回動するハンマー
の回動速度又は回動加速度とすることができる。

【００２０】この場合、前記第１の楽音要素信号を、前
記検出されたハンマーの回動速度又は回動加速度に基づ
き生成される打弦音に対応する打弦音信号とし、前記第
２の楽音要素信号を、前記検出された鍵の押下速度又は
押下加速度及び前記検出されたハンマーの回動速度又は
回動加速度に基づき生成される打床音に対応する打床音
信号とすることができる。

【００２１】また、この楽音信号生成方法では、前記操
作に応じて動作する鍵の動きを、押鍵に応じて動作する
鍵の押下深度とし、前記鍵の動きに応じて動作するハン
マーの動きを、押鍵に応じて回動するハンマーの回動速
度又は回動加速度とすることができる。

【００２２】この場合、前記第１の楽音要素信号を、前
記検出されたハンマーの回動速度又は回動加速度に基づ
き生成される打弦音に対応する打弦音信号とし、前記第
２の楽音要素信号を、前記検出された鍵の押下深度及び
前記検出されたハンマーの回動速度又は回動加速度に基
づき生成される打床音に対応する打床音信号とすること
ができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の楽音信号生成装置
及び楽音信号生成方法の実施の形態につき図面を参照し
ながら詳細に説明する。

【００２４】なお、以下では、ピアノ音を発生するため
の楽音信号を生成する場合について説明するが、本発明
はピアノ音に限定されず、例えばチェンバロ、オルガン
等といった打床音が含まれる楽器音の楽音信号を発生す
る場合にも適用できる。また、本発明に係る楽音信号生
成装置は、単独の装置として構成することもできるが、
以下では、電子楽器に組み込まれた場合について説明す
る。

【００２５】（実施の形態１）図１は本発明の楽音信号
生成装置が適用された電子楽器の構成を示すブロック図
である。この電子楽器では、中央処理装置（以下、「Ｃ
ＰＵ」という）１０、プログラムメモリ１１、ワークメ
モリ１２、演算装置１６、打弦音発生装置１７及び打床
音発生装置１８がシステムバス３０によって相互に接続
されている。システムバス３０は、各構成要素間で例え
ばアドレス信号、データ信号及び制御信号等を送受する
ために使用される。

【００２６】また、ＣＰＵ１０には、操作パネル１３、
ペダル１４及びＭＩＤＩインタフェース回路１５が接続
されている。また、演算装置１６には鍵盤装置４０が接
続されている。鍵盤装置４０には、鍵盤５０、鍵速度検
出装置５１及びハンマー速度検出装置５２が含まれる。
また、打弦音発生装置１７及び打床音発生装置１８には
加算器１９が接続されており、この加算器１９にはＤ／
Ａ変換器２０が接続されている。更に、このＤ／Ａ変換
器２０にはサウンドシステム２１が接続されている。

【００２７】ＣＰＵ１０は、プログラムメモリ１１に記
憶されている制御プログラム１１ａに従って動作し、こ
の電子楽器の全体を制御する。このＣＰＵ１０によって
行われる処理の詳細については、後に説明する。プログ
ラムメモリ１１は、例えばリードオンリメモリ（以下、
「ＲＯＭ」という）で構成されている。このプログラム
メモリ１１には、上述した制御プログラム１１ａの他、
音色データ１１ｂ及びテーブルＴｂｌが記憶されてい
る。

【００２８】この音色データ１１ｂは、複数の音色（楽
器音）の複数の音域にそれぞれ対応した複数の音色パラ
メータで構成されている。１つの音色パラメータは、所
定の音色及び音域の音を発生するために使用される。従
って、１つの音色パラメータは、音高を表すノートナン
バと音色を表す音色番号とにより特定される。各音色パ
ラメータは、例えば第１波形アドレス、第２波形アドレ
ス、第１周波数データ、第２周波数データ、第１エンベ
ロープデータ、第２エンベロープデータ等で構成されて
いる。

【００２９】第１波形アドレスは、打弦音発生装置１７
内の図示しない打弦音波形メモリにおいて、或る音色の
打弦音波形データが記憶されている位置を指定する。第
２波形アドレスは、打床音発生装置１８内の図示しない
打床音波形メモリにおいて、上記と同じ音色の打床音波
形データが記憶されている位置を指定する。第１周波数
データは、打弦音波形メモリから打弦音波形データを読
み出す速度を指定し、第２周波数データは、打床音波形
メモリから打床音波形データを読み出す速度を指定す
る。第１エンベロープデータは、打弦音波形の包絡形状
を指定し、第２エンベロープデータは、打床音波形の包
絡形状を指定する。

【００３０】このプログラムメモリ１１から読み出され
た音色パラメータのうち、第１波形アドレス、第１周波
数データ及び第１エンベロープデータは打弦音発生装置
１７に供給され、第２波形アドレス、第２周波数データ
及び第２エンベロープデータは打床音発生装置１８に供
給される。打弦音発生装置１７及び打床音発生装置１８
は、これら音色パラメータに基づいてそれそれデジタル
打弦音信号及びデジタル打床音信号を生成する。

【００３１】なお、このプログラムメモリ１１はランダ
ムアクセスメモリ（以下、「ＲＡＭ」という）で構成す
ることができる。この場合、電源投入時に、例えばハー
ドディスク、フロッピーディスク、ＩＣメモリ、ＣＤ−
ＲＯＭ等といった記憶媒体に記憶された上記制御プログ
ラム１１ａ、音色データ１１ｂ及びテーブルＴｂｌを該
プログラムメモリ１１（ＲＡＭ）にロードするように構
成すればよい。

【００３２】ワークメモリ１２は、例えばＲＡＭで構成
されている。このワークメモリ１２は、ＣＰＵ１０が処
理に使用する種々のデータを一時的に記憶する。このワ
ークメモリ１２には、バッファ、レジスタ、カウンタ、
フラグ等（図示しない）が定義されている。

【００３３】ＣＰＵ１０に接続される操作パネル１３に
は、電子楽器を操作するためのスイッチ、例えば音色選
択スイッチ、リズム選択スイッチ、音響効果選択スイッ
チ、音量制御スイッチ等が設けられている。また、この
操作パネル１３には図示しないパネルスキャン回路が含
まれる。このパネルスキャン回路は、操作パネル１３を
スキャンして上記各スイッチの開閉状態を示す信号を取
り込む。そして、取り込んだ信号に基づいて各スイッチ
を１ビットに対応させたパネルデータを生成し、ＣＰＵ
１０に送る。

【００３４】ＣＰＵ１０は、パネルスキャン回路から得
られたパネルデータを参照して操作パネル１３のスイッ
チ操作に対応する処理を行う。例えば、音色選択スイッ
チが操作されると、ＣＰＵ１０は音色変更処理を行う。
この音色変更処理では、音色選択スイッチの中の操作さ
れたスイッチに対応する音色番号がワークメモリ１２の
所定領域に記憶される。ＣＰＵ１０は、この音色番号を
参照することによりプログラムメモリ１１に記憶されて
いる音色データ１１ｂの中から１つの音色パラメータを
取り出し、打弦音発生装置１７及び打床音発生装置１８
に送る。

【００３５】ペダル１４には、ダンパペダル、ソフトペ
ダル、ソステヌートペダル等が含まれる。このペダル１
４は、上記操作パネル１３と同様にペダルスキャン回路
が含まれる。このペダルスキャン回路はペダル１４をス
キャンして上記各ペダルの踏み込み状態を示す信号を取
り込む。そして、この信号に基づいて各ペダルを１ビッ
トに対応させたペダルデータを生成してＣＰＵ１０に送
る。このペダルデータは、音色パラメータを修飾するこ
とによりエンベロープ形状を変更（ダンパペダル、ソス
テヌートペダル）したり、ベロシティ値を変更（ソフト
ペダル）するために使用される。

【００３６】ＭＩＤＩインタフェース回路１５は、この
電子楽器と外部機器との間のＭＩＤＩメッセージの送受
を制御する。外部機器としては、例えば他の電子楽器、
パーソナルコンピュータ、シーケンサ等が用いられる。
更に詳しくは、ＭＩＤＩインタフェース回路１５は外部
機器から送られてきたＭＩＤＩメッセージを受信し、Ｃ
ＰＵ１０に送る。ＣＰＵ１０は、このＭＩＤＩメッセー
ジに基づいて発音処理や消音処理を行い、更には操作パ
ネル１３の設定状態を変更する。また、操作パネル１３
及び鍵盤装置４０が操作されることによって生成された
データはＭＩＤＩメッセージに変換され、ＭＩＤＩイン
タフェース回路１５を介して外部機器に送られる。これ
により、外部機器からこの電子楽器を制御することがで
きるし、また、この電子楽器から外部機器を制御するこ
とができるようになっている。

【００３７】鍵盤装置４０は、上述したように、鍵盤５
０、鍵速度検出装置５１及びハンマー速度検出装置５２
で構成されている。鍵盤５０は複数の鍵（例えば８８
鍵）で構成されている。この鍵盤５０に含まれる１つの
鍵の概略構造を図２に示す。図２において、鍵６０は、
図示しないシャーシに設けられた支点６１を中心に回動
自在に構成されている。また、ハンマー６２は、図示し
ないシャーシに設けられた支点６３を中心に回動自在に
構成されている。鍵６０は、その打撃面が押圧されると
支点６１を中心に矢印Ａ方向に回動し、その作用点（図
中右端）が押し上げられる。これにより、ハンマー６２
が支点６１を中心に矢印Ｂ方向に回動する。

【００３８】鍵６０の下側には第１キースイッチ６４が
シャーシ７８に固定されている。この第１キースイッチ
６４は、鍵６０の打撃面が押圧されて矢印Ａの回動する
ことにより押圧される。この第１キースイッチ６４は、
鍵６０の押圧深さを制限するストッパとしての役目も有
する。また、ハンマー６２の回動方向の所定位置には第
２キースイッチ６５がシャーシ７８に固定されている。
この第２キースイッチ６５は、ハンマー６２が矢印Ｂ方
向に回動することにより押圧される。この第２キースイ
ッチ６５は、ハンマー６２の回動を規制するストッパと
しての役目も有する。なお、鍵盤５０の各鍵の構造（鍵
６０とハンマー６２との位置関係等）は、上記に限定さ
れない。より具体的な他の構成例が、例えば特開平８−
１６０９５４号公報に示されているので参照されたい。

【００３９】上記第１キースイッチ６４及び第２キース
イッチ６５は同一の構造を有する。これら第１及び第２
キースイッチ６４及び６５としては、例えば上掲した特
開平８−１６０９５４号公報に示されている鍵盤スイッ
チと同様のスイッチを用いることができる。この場合の
第１及び第２キースイッチ６４及び６５の構造を図３に
示す。

【００４０】即ち、スイッチ本体７０は、例えばシリコ
ンゴムで構成され、四隅の脚部７１（２個のみ図示）
と、脚部７１に薄肉湾曲部７２を介して連なる可動部７
３とから、全体として略ドーム状に構成されている。可
動部７３の上面には、帯状の被押圧用突起７４を挟ん
で、２つの凹部７５及び７６が前後方向に並んで形成さ
れ、これらの凹部７５及び７６の下縁から、薄肉部７７
を介して、第１及び第２のスイッチ素子部Ｅ１、Ｅ２が
それぞれ垂下している。第１及び第２のスイッチ素子部
Ｅ１、Ｅ２の下端には、カーボンで構成された第１及び
第２の可動接点Ｃｍ１及びＣｍ２がそれぞれ設けられて
いる。

【００４１】第１及び第２の可動接点Ｃｍ１及びＣｍ２
は、シャーシ７８に形成された対向する第１及び第２の
固定接点Ｃｓ１、Ｃｓ２と対になって第１及び第２の接
点Ｓ１、Ｓ２をそれぞれ構成する。図３に示したスイッ
チが第１キースイッチ６４として使用される場合は、第
１及び第２の固定接点Ｃｓ１及びＣｓ２は、鍵速度検出
装置５１に接続される。また、第２キースイッチ６５と
して使用される場合は、第１及び第２の固定接点Ｃｓ１
及びＣｓ２は、ハンマー速度検出装置５２に接続され
る。

【００４２】このように構成されたスイッチ本体７０
は、その脚部７１をシャーシ７８の対応する取り付け穴
７９に、抜止め状態で差し込むことによって、シャーシ
７８に取り付けられている。鍵６０又はハンマー６２に
よって被押圧用突起７４が押圧されていない状態では、
図３に示すように、第２の接点Ｓ２の可動接点Ｃｍ２と
固定接点Ｃｓ２との間隔は、第１の接点Ｓ１の可動接点
Ｃｍ１と固定接点Ｃｓ１との間隔よりも大きい。また、
鍵６０又はハンマー６２によって被押圧用突起７４が押
圧されると、先ず第１の接点Ｓ１の可動接点Ｃｍ１と固
定接点Ｃｓ１とが接触し、引き続いて第２の接点Ｓ２の
可動接点Ｃｍ２と固定接点Ｃｓ２とが接触する。鍵６０
の押下速度及びハンマー６２の回動速度は、第１の接点
Ｓ１が閉成してから第２の接点Ｓ２が閉成するまでの時
間を計測することにより算出される。

【００４３】図１に示す鍵速度検出装置５１は、鍵６０
の押下速度を検出する。具体的には、鍵６０が押下され
ることにより第１キースイッチ６４の被押圧用突起７４
が押圧されると、先ず第１の接点Ｓ１の可動接点Ｃｍ１
と固定接点Ｃｓ１とが接触する。これにより、第１キー
スイッチ６４から有意信号が出力され、鍵速度検出装置
５１に供給される。更に押下が継続されると、次いで第
２の接点Ｓ２の可動接点Ｃｍ２と固定接点Ｃｓ２とが接
触する。これにより、第２キースイッチ６５から有意信
号が出力され、鍵速度検出装置５１に供給される。

【００４４】鍵速度検出装置５１は、第１の接点Ｓ１か
らの有意信号を受け取ると、内蔵されるカウンタ（図示
しない）のカウントアップ動作を開始させる。次に、第
２の接点Ｓ２１からの有意信号を受け取ると、該カウン
タのカウントアップ動作を停止させる。この停止された
時点のカウンタの内容が鍵の押下速度を表す鍵速度デー
タＤｋとして使用される。

【００４５】また、ハンマー速度検出装置５２は、ハン
マー６２の回動速度を検出する。具体的には、図２に示
すように、鍵６０が押下されることによりハンマー６２
が矢印Ｂ方向に回動し、第２キースイッチ６５の被押圧
用突起７４が押圧される。これにより、先ず第１の接点
Ｓ１の可動接点Ｃｍ１と固定接点Ｃｓ１とが接触し、第
１キースイッチ６４から有意信号が出力され、ハンマー
速度検出装置５２に供給される。この場合、鍵６０が所
定以上の速度で押下されると、ハンマー６２は慣性回動
し、第２の接点Ｓ２の可動接点Ｃｍ２と固定接点Ｃｓ２
とが接触する。これにより、第２キースイッチ６５から
有意信号が出力され、ハンマー速度検出装置５２に供給
される。

【００４６】ハンマー速度検出装置５２は、第１の接点
Ｓ１からの有意信号を受け取ると、内蔵されるカウンタ
（図示しない）のカウントアップ動作を開始させる。次
に、第２の接点Ｓ２１からの有意信号を受け取ると、該
カウンタのカウントアップ動作を停止させる。この停止
された時点のカウンタの内容がハンマー６２の回動速度
を表すハンマー速度データＤｈとして使用される。

【００４７】演算装置１６は、鍵速度検出装置５１から
の鍵速度データＤｋとハンマー速度検出装置５２からの
ハンマー速度データＤｈとに基づいて、鍵６０のオン／
オフを示すキーデータ及び打弦音のベロシティ値Ｖｓと
打床音のベロシティ値Ｖｆを算出する。

【００４８】演算装置１６は、第２キースイッチ６５の
第１の接点Ｓ１及び第２の接点Ｓ２が共に閉成されてい
る場合に鍵がオンであることを表す「１」、そうでない
場合に鍵がオフであることを表す「０」を有するキーデ
ータを生成する。なお、キーデータは、第１キースイッ
チ６４の第１の接点Ｓ１及び第２の接点Ｓ２の開閉状態
に基づいて生成してもよいし、第１及び第２キースイッ
チ６４及び６５の双方の第１の接点Ｓ１及び第２の接点
Ｓ２の開閉状態に基づいて生成してもよい。

【００４９】打弦音のベロシティ値Ｖｓは、例えば「Ｖ
ｓ＝Ｔｂｌ（Ｄｈ）」により得られる。ここで、「Ｔｂ
ｌ（Ｄｈ）」は、ハンマー速度データＤｈをテーブル変
換することを表す。テーブルＴｂｌは、ハンマー速度デ
ータＤｈを、例えば１２８段階のデータに変換するため
に使用される。なお、このテーブルＴｂｌは、ハンマー
速度データＤｈを、リニア特性その他の種々の特性を有
するハンマー速度データＤｈに変換するように構成でき
る。

【００５０】打床音のベロシティ値Ｖｆは、例えば「Ｖ
ｆ＝Ｖｓ×（Ｄｋ＋Ｄｋｍａｘ）／（２×Ｄｋｍａ
ｘ）」という演算を行うことにより得ることができる。
ここで、Ｄｋｍａｘは、鍵速度データＤｋがとり得る最
大値である。以上のようにして演算装置１６で算出され
た、キーデータ、打弦音のベロシティ値Ｖｓ及び打床音
のベロシティ値Ｖｆは、システムバス３０を介してＣＰ
Ｕ１０に送られる。

【００５１】打弦音発生装置１７は、ＣＰＵ１０からの
音色パラメータ及び打弦音のベロシティ値Ｖｓに基づい
てデジタル打弦音信号を生成する。即ち、音色パラメー
タに含まれる第１波形アドレスで指定される打弦音波形
メモリ（図示しない）の位置から、第１周波数データで
指定される速度で波形データを読み出し、これに、第１
エンベロープデータで指定されるエンベロープを付加
し、更にベロシティ値Ｖｓに応じた増幅を行うことによ
り、デジタル打弦音信号を生成する。このデジタル打弦
音信号は加算器１９に供給される。なお、打弦音波形メ
モリには、予め打弦音をパルスコード変調（ＰＣＭ）す
ることにより得られた波形データが記憶されているもの
とする。

【００５２】打床音発生装置１８は、ＣＰＵ１０からの
音色パラメータ及び打床音のベロシティ値Ｖｆに基づい
てデジタル打床音信号を生成する。即ち、音色パラメー
タに含まれる第２波形アドレスで指定される打床音波形
メモリ（図示しない）の位置から、第２周波数データで
指定される速度で波形データを読み出し、これに、第２
エンベロープデータで指定されるエンベロープを付加
し、更にベロシティ値Ｖｆに応じた増幅を行うことによ
り、デジタル打床音信号を生成する。このデジタル打床
音信号は加算器１９に供給される。なお、打床音波形メ
モリには、予め打床音をパルスコード変調（ＰＣＭ）す
ることにより得られた波形データが記憶されているもの
とする。

【００５３】加算器１９は、打弦音発生装置１７で生成
されたデジタル打弦音信号と打床音発生装置１８で生成
されたデジタル打床音信号とを加算する。これにより、
打弦音と打床音とが混合された音に対応するデジタル楽
音信号が生成される。この加算器１９で生成されたデジ
タル楽音信号は、Ｄ／Ａ変換器２０に供給される。

【００５４】Ｄ／Ａ変換器２０は、加算器１９からのデ
ジタル楽音信号をアナログ楽音信号に変換する。このＤ
／Ａ変換器２０の出力は、サウンドシステム２１に供給
される。サウンドシステム２１は、増幅器及びスピーカ
又はヘッドホン等で構成されている。サウンドシステム
２１は、入力されたアナログ楽音信号を増幅してスピー
カ又はヘッドホンに送る。これにより、サウンドシステ
ム２１から楽音が発生される。

【００５５】次に、上記のように構成される電子楽器の
動作について、鍵操作に基づく発音処理を中心に、図４
に示したフローチャートを参照しながら説明する。

【００５６】電源が投入されると、先ず、初期化処理が
行われる（ステップＳ１０）。この初期化処理では、Ｃ
ＰＵ１０の内部がリセットされると共に、ワークメモリ
１２に定義されているバッファ、レジスタ、カウンタ、
フラグ等が初期状態に設定される。この初期化処理が終
了すると、次いで、パネル処理が行われる（ステップＳ
１１）。このパネル処理では、操作パネル１３上のスイ
ッチの操作に応じて生成されたパネルデータが取り込ま
れる。そして、このパネルデータが参照されることによ
りイベントのあったスイッチに対する処理が行われる。
また、このパネル処理では、図示しない表示器にデータ
を表示する処理が行われる。

【００５７】このパネル処理が終了すると、次いで、ス
テップＳ１２〜Ｓ１７に示す鍵盤処理が行われる。この
鍵盤処理では、先ず、演算装置１６からキーデータ並び
にベロシティ値Ｖｓ及びＶｆが読み出される（ステップ
Ｓ１２）。次いで、押鍵イベントがあるかどうかが調べ
られる（ステップＳ１３）。押鍵イベントがあるかどう
かは、上記ステップＳ１２で読み出されたキーデータが
「１」であり、且つ前回演算装置１６から読み出され
て、ワークメモリ１２に記憶されているキーデータが
「０」であるかどうかを調べることにより行われる。

【００５８】ここで、押鍵イベントがあることが判断さ
れると、次いで、そのキーデータに対応する音色パラメ
ータが読み出される（ステップＳ１４）。即ち、先ず、
そのキーデータに基づいて押鍵イベントのあった鍵のノ
ートナンバが算出される。そして、この算出されたノー
トナンバと、その時点でワークメモリ１２に記憶されて
いる音色番号とに基づいて、プログラムメモリ１１の音
色データ１１ｂの中から１つの音色パラメータが読み出
される。

【００５９】次いで、発音処理が行われる（ステップＳ
１５）。この発音処理では、上記ステップＳ１５で読み
出された音色パラメータの中の第１波形アドレス、第１
周波数データ及び第１エンベロープデータ並びに上記ス
テップＳ１２で読み出された打弦音用のベロシティ値Ｖ
ｓが打弦音発生装置１７に供給される。また、音色パラ
メータの中の第２波形アドレス、第２周波数データ及び
第２エンベロープデータ並びに打床音用のベロシティ値
Ｖｆが打床音発生装置１８に供給される。その後、シー
ケンスはステップＳ１８に進む。

【００６０】これにより、上述したように、打弦音発生
装置１７でデジタル打弦音信号が生成されると共に、打
床音発生装置１８でデジタル打床音信号が生成される。
そして、これら両信号が加算器１９で加算されることに
よりデジタル楽音信号が生成される。このデジタル楽音
信号は、Ｄ／Ａ変換器２０でアナログ楽音信号に変換さ
れてサウンドシステム２１に供給される。これによりサ
ウンドシステム２１から楽音が放音される。

【００６１】上記ステップＳ１３で押鍵イベントがない
ことが判断されると、次いで、離鍵イベントがあるかど
うかが調べられる（ステップＳ１６）。離鍵イベントが
あるかどうかは、上記ステップＳ１２で読み出されたキ
ーデータが「０」であり、且つ前回演算装置１６から読
み出されて、ワークメモリ１２に記憶されているキーデ
ータが「１」であるかどうかを調べることにより行われ
る。

【００６２】ここで、離鍵イベントがあったことが判断
されると、消音処理が行われる（ステップＳ１７）。こ
の消音処理では、所定のデータが打弦音発生装置１７及
び打床音発生装置１８に送られることにより、それぞれ
デジタル打弦音信号及びデジタル打床音信号の生成が停
止される。これにより、サウンドシステム２１から放音
されている音が消音される。その後、シーケンスはステ
ップＳ１８に分岐する。なお、図４に示したフローチャ
ートでは１つの鍵に対応するキーデータについての処理
のみが示されているが、上述した処理が全ての鍵に対応
するキーデータについて行われる。

【００６３】上記ステップＳ１６で離鍵イベントがない
ことが判断されると、シーケンスはステップＳ１８に分
岐する。このステップＳ１８では、「その他の処理」が
行われる。この「その他の処理」では、ペダル１４の操
作に対応する処理、ＭＩＤＩインタフェース回路１５を
介するＭＩＤＩデータの送受処理等が行われる。その
後、シーケンスはステップＳ１１に戻り、以下同様の処
理が繰り返される。

【００６４】以上説明したように、この実施の形態１の
楽音信号生成装置によれば、鍵速度データＤｋ及びハン
マー速度データＤｈに基づいて生成されたベロシティ値
Ｖｆを用いて打床音が生成される。これにより、同じ強
さの打鍵であっても、低い位置から指を振り下ろして思
い切り鍵を押し込んだ時は打床音が大きくなり、力強い
音が発生されるし、高い位置から指を振り下ろして力を
抜いて鍵を叩いた時には打床音が小さく明るいきらびや
かな音が発生される。従って、表現力豊かな演奏が可能
になる。

【００６５】なお、この実施の形態１では鍵の押下速度
及びハンマーの回動速度を検出して打弦音のベロシティ
及び打床音のベロシティ値を生成するように構成した
が、鍵の押下加速度度及びハンマーの動作加速度を検出
して打弦音及び打床音のベロシティ値を生成するように
構成してもよい。

【００６６】（実施の形態２）本発明の実施の形態２に
係る楽音信号生成装置が適用された電子楽器は、鍵盤装
置の構成が上述した実施の形態１の鍵盤装置４０の構成
と異なる。即ち、図５に示すように、この実施の形態２
では、実施の形態１における鍵速度検出装置５１の代わ
りに押下深度検出装置９０が使用される。以下において
は、実施の形態１と同一又は相当部分には同一の符号を
付し、説明は省略する。

【００６７】押下深度検出装置９０は、例えば図６及び
図８に示すように、シャーシ７８に固定された光制御機
構９１と鍵６０の下側面に固定された光透過板９２とで
構成されている。

【００６８】光制御機構９１は、図６及び図８に示すよ
うに、光透過板９２が挿入される凹部を有する部材９３
と、この部材９３に固着された発光素子群９４及び受光
素子群９５とにより構成されている。発光素子群９４
は、図８に示すように、３個の発光素子９４ａ、９４ｂ
及び９４ｃにより構成されている。また、受光素子群９
５は、３個の受光素子９５ａ、９５ｂ及び９５ｃにより
構成されている。

【００６９】また、光透過板９２は、例えば図７に示す
ように、所定位置に穴が設けられた板で構成されてお
り、この穴を発光素子群９４からの光が透過するかどう
かにより鍵の押下深さを表す押下深度データＤｄが生成
される。図７には、説明を簡単にするために、３ビット
の情報を得るための穴及び無穴が形成された例を示して
いる。従って、この押下深度検出装置９０では、８種類
の押下深度データＤｄが生成される。

【００７０】図８は、押下深度検出装置９０の動作を説
明するための図である。光透過板９２は、押鍵及び離鍵
に応じて矢印ＣＤ方向に動く。押鍵されていない時は、
光透過板９２の下端部が光制御機構９１に浅く挿入され
た状態になっており、発光素子群９４からの光は受光素
子群９５に到達しない。従って、受光素子９５ａ、９５
ｂ及び９５ｃからは「０００Ｂ」（末桁のＢは２進数で
あることを表す。以下同じ）の押下深度データＤｄが得
られる。

【００７１】この状態から鍵６０を徐々に押下すると、
先ず発光素子９４ｃからの光のみが受光素子９５ｃに到
達する。これにより、受光素子９５ａ、９５ｂ及び９５
ｃから「００１Ｂ」の押下深度データＤｄが得られる。
更に押鍵を続けると、受光素子９５ａ、９５ｂ及び９５
ｃから「０１０Ｂ」の押下深度データＤｄが得られる。
以下同様に、押鍵の深さに応じて順次大きくなる押下深
度データＤｄが得られ、鍵６０を最大に押し込んだ状態
では、「１１１Ｂ」の押下深度データＤｄが得られる。
この押下深度データＤｄは演算装置１６に供給される。

【００７２】演算装置１６は、上記押下深度データＤｄ
を受け取り、該押下深度データＤｄに基づき打床音のベ
ロシティ値Ｖｆを生成する。この場合、押下深度データ
Ｄｄを単純に１６倍することによって打床音のベロシテ
ィ値Ｖｆを生成するように構成できる。なお、上記例で
は、３ビットの押下深度データＤｄを得るように構成し
たが、７ビットの押下深度データＤｄを得るように構成
すれば、得られた押下深度データＤｄをそのまま打床音
のベロシティ値Ｖｆとして使用することができる。この
場合、発光素子群９４及び受光素子群９５はそれぞれ７
個の発光素子及び受光素子で構成される。また、光透過
板９２は、各発光素子又は受光素子に対応した位置に７
列の穴又は無穴を設けるように構成される。

【００７３】上記のようにして得られたベロシティ値Ｖ
ｆを用いて発音する動作は、上述した実施の形態１の場
合と同じであるので、説明は省略する。

【００７４】以上説明したように、この実施の形態２の
楽音信号生成装置によれば、押鍵による打床音のベロシ
ティ値は実際の押下深度に基づいて生成され、打弦音の
ベロシティ値とは別個に生成されるので、アコースティ
ックピアノのような微妙な音色の相違を表現することが
できる。

【００７５】なお、この実施の形態２ではハンマーの回
動速度を検出して打弦音のベロシティ値を生成するよう
に構成したが、ハンマーの回動加速度を検出して打弦音
のベロシティ値を生成するように構成してもよい。

【００７６】また、上述した実施の形態１及び実施の形
態２では、本発明の楽音信号生成装置を鍵盤楽器に提供
した例を示したが、本発明は鍵盤楽器に限定されない。
操作に応じて動作する機構部を有する電子楽器であれ
ば、特に楽器の種類を限定せずに広く適用できる。

【００７７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
演奏方法の違いによる音の微妙な相違をも表現できる楽
音信号生成装置及び楽音信号生成方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る楽音信号生成装置
が適用された電子楽器の構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示した電子楽器の鍵盤の概略構造を示す
図である。

【図３】図２に示した第１及び第２キースイッチの構造
を示す図である。

【図４】図１に示した電子楽器の動作を示すフローチャ
ートである。

【図５】本発明の実施の形態２に係る楽音信号生成装置
が適用された電子楽器の構成を示すブロック図である。

【図６】図５に示した電子楽器の鍵盤の概略構造を示す
図である。

【図７】図６に示した光制御機構の一部である光透過板
の構造を示す図である。

【図８】図６に示した光制御機構の動作を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１０ＣＰＵ１１プログラムメモリ１２ワークメモリ１３操作パネル１４ペダル１５ＭＩＤＩインタフェース回路１６演算装置１７打弦音発生装置１８打床音発生装置１９加算器２０Ｄ／Ａ変換器２１サウンドシステム４０鍵盤装置５０鍵盤５１鍵速度検出装置５２ハンマー速度検出装置６０鍵６２ハンマー６４第１キースイッチ６５第２キースイッチ９０押下深度検出装置９１光制御機構９２光透過板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操作に応じて動作する機構部の複数の動き
を検出する複数の検出手段と、該複数の検出手段で検出された複数の検出結果に基づき
複数の楽音要素信号を生成する複数の楽音要素信号生成
手段と、該複数の楽音要素信号生成手段からの複数の楽音要素信
号を合成することにより楽音信号を生成する楽音信号生
成手段、とを備えた楽音信号生成装置。
【請求項２】操作に応じて動作する鍵の動きを検出する
第１の検出手段と、該鍵の動きに応じて動作するハンマーの動きを検出する
第２の検出手段と、該第１の検出手段で検出された鍵の動き及び／又は該第
２の検出手段で検出されたハンマーの動きに基づいて第
１の楽音要素信号を生成する第１の楽音要素信号生成手
段と、該第１の検出手段で検出された鍵の動き及び／又は該第
２の検出手段で検出されたハンマーの動きに基づいて第
２の楽音要素信号を生成する第２の楽音要素信号生成手
段と、該第１の楽音要素信号生成手段からの第１の楽音要素信
号と第２の楽音要素信号生成手段からの第２の楽音要素
信号とを合成することにより楽音信号を生成する楽音信
号生成手段、とを備えた楽音信号生成装置。
【請求項３】前記第１の検出手段は、押鍵に応じて動作
する鍵の押下速度又は押下加速度を検出し、前記第２の
検出手段は、押鍵に応じて回動するハンマーの回動速度
又は回動加速度を検出する請求項２に記載の楽音信号生
成装置。
【請求項４】前記第１の楽音要素信号生成手段は、前記
第２の検出手段で検出されたハンマーの回動速度又は回
動加速度に基づき打弦音に対応する打弦音信号を生成
し、前記第２の楽音要素信号生成手段は、前記第１の検
出手段で検出された鍵の押下速度又は押下加速度及び前
記第２の検出手段で検出されたハンマーの回動速度又は
回動加速度に基づき打床音に対応する打床音信号を生成
する請求項３に記載の楽音信号生成装置。
【請求項５】前記第１の検出手段は、押鍵に応じて動作
する鍵の押下深度を検出し、前記第２の検出手段は、押
鍵に応じて回動するハンマーの回動速度又は回動加速度
を検出する請求項２に記載の楽音信号生成装置。
【請求項６】前記第１の楽音要素信号生成手段は、前記
第２の検出手段で検出されたハンマーの回動速度又は回
動加速度に基づき打弦音に対応する打弦音信号を生成
し、前記第２の楽音要素信号生成手段は、前記第１の検
出手段で検出された鍵の押下深度及び前記第２の検出手
段で検出されたハンマーの回動速度又は回動加速度に基
づき打床音に対応する打床音信号を生成する請求項５に
記載の楽音信号生成装置。
【請求項７】操作に応じて動作する機構部の複数の動き
を検出し、該複数の検出結果に基づき複数の楽音要素信号を生成
し、該生成された複数の楽音要素信号を合成することにより
楽音信号を生成する、楽音信号生成方法。
【請求項８】操作に応じて動作する鍵の動きを検出し、該鍵の動きに応じて動作するハンマーの動きを検出し、該検出された鍵の動き及び／又は該検出されたハンマー
の動きに基づいて第１の楽音要素信号を生成し、該検出された鍵の動き及び／又は該検出されたハンマー
の動きに基づいて第２の楽音要素信号を生成し、該生成された第１の楽音要素信号と、該生成された第２
の楽音要素信号とを合成することにより楽音信号を生成
する、楽音信号生成方法。
【請求項９】前記操作に応じて動作する鍵の動きは、押
鍵に応じて動作する鍵の押下速度又は押下加速度であ
り、前記鍵の動きに応じて回動するハンマーの動きは、
押鍵に応じて回動するハンマーの回動速度又は回動加速
度である請求項８に記載の楽音信号生成方法。
【請求項１０】前記第１の楽音要素信号は、前記検出さ
れたハンマーのッ回動速度又は回動加速度に基づき生成
される打弦音に対応する打弦音信号であり、前記第２の
楽音要素信号は、前記検出された鍵の押下速度又は押下
加速度及び前記検出されたハンマーの回動速度又は回動
加速度に基づき生成される打床音に対応する打床音信号
である請求項９に記載の楽音信号生成方法。
【請求項１１】前記操作に応じて動作する鍵の動きは、
押鍵に応じて動作する鍵の押下深度であり、前記鍵の動
きに応じて動作するハンマーの動きは、押鍵に応じて回
動するハンマーの回動速度又は回動加速度である請求項
８に記載の楽音信号生成方法。
【請求項１２】前記第１の楽音要素信号は、前記検出さ
れたハンマーの回動速度又は回動加速度に基づき生成さ
れる打弦音に対応する打弦音信号であり、前記第２の楽
音要素信号は、前記検出された鍵の押下深度及び前記検
出されたハンマーの回動速度又は回動加速度に基づき生
成される打床音に対応する打床音信号である請求項１１
に記載の楽音信号生成方法。