JPWO2018168953A1 - 信号供給装置、鍵盤装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

本発明の一実施形態における信号供給装置によれば、操作体に入力された操作に応じた指示信号に基づいて、第１音信号と第２音信号とを生成する生成部と、指示信号に基づいて操作体の加速度を算出し、加速度に基づいて第１音信号と第２音信号との関係を調整する調整部と、を備える。

Description

この発明は、アコースティック楽器が発した音を表す音信号を供給する技術に関する。

従来、押鍵速度に応じて発音の強さを制御する電子鍵盤楽器が知られていた。しかし、アコースティックピアノにおいて、鍵が速く弱く押下されたときには弱く発音されるのに対して、従来の電子鍵盤楽器では、鍵が速く押下されると強く押下されたと認識されてしまう。このため、あたかも鍵が強く押下されたように発音されてしまい、逆に、鍵が遅く強く押下された場合は、鍵が弱く押下されたと認識されて弱く発音されてしまう。また、アコースティックピアノでは、鍵盤の下に木製の棚板が配置されており、押鍵時には鍵と棚板との衝突により音（以下、棚板衝突音という）が発生する。その棚板衝突音は演奏による発音に影響を与える。しかし、従来の電子鍵盤楽器では、棚板衝突音が発音されなかった。特許文献１には、棚板衝突音を再現することができる電子楽器が提案されている。

特許第３１４９４５２号公報

アコースティックピアノでは、押鍵方法によって打弦音および棚板衝突音の相対的な発音タイミングおよび音量が変化するが、特許文献１に開示された技術ではそのような発音を再現することはできなかった。

本発明の目的の一つは、アコースティックピアノにおける打弦音および棚板衝突音のように、鍵などの操作体への操作によって発生する複数の音の関係を、当該操作に応じて変化させることにある。

本発明の一実施形態によれば、操作体に入力された操作に応じた指示信号に基づいて、第１音信号と第２音信号とを生成する生成部と、前記指示信号に基づいて前記操作体の加速度を算出し、当該加速度に基づいて前記第１音信号と前記第２音信号との関係を調整する調整部と、を備える信号供給装置が提供される。

前記関係は、前記第１音信号と前記第２音信号との発生タイミングの関係を含んでもよい。

前記調整部は、前記第２音信号の発生タイミングから前記第１音信号の発生タイミングまでの時間は、前記加速度が大きいほど長くなるように、前記発生タイミングの関係を調整してもよい。

前記調整部は、前記指示信号に基づいて前記操作体の速度をさらに算出し、当該速度に基づいて前記発生タイミングの関係の調整態様を変化させ、当該速度が所定の値である場合において、前記加速度が第１値であるときに前記第２音信号が前記第１音信号より前に発生し、前記加速度が前記第１値よりも小さい第２値であるときに前記第２音信号が前記第１音信号より後に発生するように、前記発生タイミングの関係を調整してもよい。

前記関係は、前記第１音信号と前記第２音信号との出力レベルの関係を含んでもよい。

前記指示信号は、前記操作体または当該操作体に連動する連動部材を複数の位置で検出する検出部による検出結果に基づいて生成されてもよい。

前記指示信号は、前記操作体または当該操作体に連動する連動部材を連続的な位置で検出する検出部による検出結果に基づいて生成されてもよい。

前記関係は、前記第１音信号と前記第２音信号との音色の関係を含んでもよい。

前記関係は、前記第１音信号と前記第２音信号との音高の関係を含んでもよい。

前記調整部は、さらに、前記操作体に操作が加えられていることを表す信号に基づいて前記関係を調整してもよい。

前記第１音信号は、アコースティック楽器の発音体が発音した楽音を表し、前記第２音信号は、前記発音体に発音させる際に操作された演奏操作子と他の部材との衝突によって生じる衝突音を表してもよい。

また、本発明の一実施形態によれば、上記記載の信号供給装置と、各々が前記操作体である複数の鍵と、を備える鍵盤装置が提供される。

前記複数の鍵は、第１鍵と第２鍵とを含み、前記生成部は、前記第１鍵が操作された場合と、前記第２鍵とが操作された場合とで、前記第１音信号の音高を変化させる一方、前記第２音信号の音高を変化させず、または第２音信号の音高を前記第１音信号の音高の変化よりも少ない音高差で変化させてもよい。

また、本発明の一実施形態によれば、コンピュータに、操作体に入力された操作に応じた指示信号に基づいて、第１音信号と第２音信号とを生成し、前記指示信号に基づいて前記操作体の加速度を算出し、当該加速度に基づいて前記第１音信号と前記第２音信号との関係を調整することを実行させるためのプログラムが提供される。

本発明によれば、アコースティックピアノにおける打弦音および棚板衝突音のように、鍵などの操作体への操作によって発生する複数の音の関係を、当該操作に応じて変化させることができる。

第１実施形態における電子鍵盤楽器に設けられた白鍵に関連する構造を模式的に示す図である。 第１実施形態における電子鍵盤楽器の構成を示すブロック図である。 音源部の構成を示すブロック図である。 （ａ）は打弦音量テーブルの構成を示す図であり、（ｂ）は棚板衝突音量テーブルの構成を示す図である。 遅延時間テーブルの構成を示す図である。 ＣＰＵが実行する処理を示すフローチャートである。 制御部が実行する処理の流れを示すフローチャートである。 図７に示す処理の続きを示すフローチャートである。 図８に示す処理の続きを示すフローチャートである。 電子鍵盤楽器の機能を示すブロック図である。 信号生成部の機能を示すブロック図であって、特に、打弦音信号生成部の機能を示すブロック図である。 信号生成部の機能を示すブロック図であって、特に、棚板衝突音信号生成部の機能を示すブロック図である。 第２実施形態における電子鍵盤楽器に設けられた白鍵に関連する構造を模式的に示す図である。 第３実施形態における電子鍵盤楽器に設けられた白鍵に関連する構造を模式的に示す図である。 発音タイミングおよび音量に関して、棚板衝突音と打弦音との関係を示す図である。

まず、アコースティックピアノにおける棚板衝突音とハンマーが弦を打つことにより発生する音（以下、打弦音という）との関係について説明する。

図１５は、発音タイミングおよび音量に関して、棚板衝突音と打弦音との関係を示す図である。図１５に示す「弱打」および「強打」は、ある加速度Ａａにおいて鍵を押下する強さを示す。これらに対応して示される打弦音と棚板衝突音との波形は、音量と発生タイミングとの関係を示している。棚板衝突音の発生タイミングを基準にすると、「弱打」のときには打弦音が棚板衝突音より先行し、「強打」のときには打弦音が棚板衝突音より遅れる。

図１５に示す「強打加速」は、「強打」においてＡａよりも大きい加速度Ａｂで鍵を押下することを示す。一方、「強打減速」は、Ａａよりも小さい加速度Ａｃで鍵を押下することを示す。これらに対応して示される波形のように、「強打加速」では、「強打」に比べて、棚板衝突音が大きくなり、打弦音の発生タイミングが遅くなる。「強打減速」では、「強打」に比べて、棚板衝突音が小さくなり、打弦音の発生タイミングが早くなる。

すなわち、図１５に示すように、「弱打」の場合は、打弦音の後に棚板衝突音が発生している。一方、「強打」、「強打加速」および「強打減速」の場合においては、棚板衝突音の後に打弦音が発生している。また、「強打」、「強打加速」および「強打減速」に示すように、同じ打弦音量の場合でも、棚板衝突音の音量が異なる場合がある。なお、図１５では加速度を異ならせた例は「強打」の場合だけ示しているが、「弱打」の場合でも同様に加速度に応じて、打弦音と棚板衝突音との関係が同じように変化する。なお、鍵を押下する強さによっては、打弦音と棚板衝突音との発生タイミングの前後関係が、押鍵加速度によって入れ替わる場合と、入れ替わらない場合がある。

このように、アコースティックピアノにおける演奏では、打弦音と棚板衝突音とに関して、発生タイミングの関係および音量の関係が相対的に変化する。この変化を利用して演奏表現がされることがある。しかしながら、従来の電子鍵盤楽器では、このような打弦音と棚板衝突音との関係を調整することができなかった。

以下、本発明の一実施形態における信号供給装置が設けられた電子鍵盤楽器について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下に示す実施形態は本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。

〈第１実施形態〉
本願発明の第１実施形態の信号供給装置について図を参照しながら説明する。以下の各実施形態では、本願発明の信号供給装置が設けられた電子鍵盤楽器（鍵盤装置）を例に挙げて説明する。

［白鍵に関連する構造］
本実施形態の信号供給装置が設けられた電子鍵盤楽器には複数の白鍵および黒鍵が備えられているが、ここでは白鍵の構造を例に挙げて説明する。

図１は、第１実施形態における電子鍵盤楽器に設けられた白鍵に関連する構造を模式的に示す図である。図１において図面左方が電子鍵盤楽器の前方であり、図面右方が電子鍵盤楽器の後方である。図１に示すように、白鍵１０は、鍵フレーム１４の上方に配置されている。鍵フレーム１４は、上板部１４ａと、前板部１４ｂと、底板部１４ｃと、前板部１４ｄと、後板部１４ｅと、底板部１４ｆとを備える。上板部１４ａは、前後方向および左右方向に延びる。前板部１４ｂは、上板部１４ａの前端から下方へ垂直に延びる。底板部１４ｃは、前板部１４ｂの下端から前方へ水平に延びる。前板部１４ｄは、底板部１４ｃの前端から上方へ垂直に延びる。後板部１４ｅは、上板部１４ａの後端から下方へ垂直に延びる。底板部１４ｆは、後板部１４ｅの下端から後方へ水平に延びる。鍵フレーム１４は、フレーム２０の上面に固定されている。

上板部１４ａの後端寄りの上面から鍵支持部材１１が突出形成されている。白鍵１０の後端は、鍵支持部材１１に軸部材１１ａを介して揺動可能に軸支されている。前板部１４ｄの上端面から、白鍵１０の揺動をガイドするための鍵ガイド１２が突出形成されている。鍵ガイド１２は、白鍵１０に下方から侵入している。白鍵１０の前端寄りの下面からは、駆動部１３が下方に延びている。駆動部１３は、上下に延びた前壁と、この前壁の左右端からそれぞれ後方へ延びた側壁とを有する。駆動部１３は、前壁と側壁とによって、後方に開放した中空状に形成されている。駆動部１３の下端は下端壁により閉じている。その下端壁の下端には緩衝部材１９が取付けられている。

上板部１４ａの下方であって白鍵１０と対向する部位には、ハンマー１６が配置されている。ハンマー１６は、基部１６ａと、連結棒１６ｂと、質量体１６ｃとを備える。上板部１４ａの前端寄りの下面からは、ハンマー支持部１５が下方に向けて突出形成されている。そのハンマー支持部１５には、ハンマー１６の基部１６ａが軸部材１５ａを介して揺動可能に軸支されている。基部１６ａは、その前端部に上下一対の脚部１６ａ１および脚部１６ａ２を備える。上側に位置する脚部１６ａ１は下側に位置する脚部１６ａ２より短く形成されている。前板部１４ｂには、上下方向に長いスリット状の開口部１４ｂ１が形成されている。基部１６ａの前端部は、開口部１４ｂ１を通って、前板部１４ｂよりも前方に突出している。脚部１６ａ１と脚部１６ａ２との間には、駆動部１３の下端壁および緩衝部材１９が侵入している。緩衝部材１９は脚部１６ａ２の上面に当接している。基部１６ａの後端上部には連結棒１６ｂの前端が取付けられている。連結棒１６ｂの後端には質量体１６ｃが取付けられている。

この実施形態では、基部１６ａは合成樹脂により形成され、連結棒１６ｂおよび質量体１６ｃはそれぞれ金属により形成されている。また、緩衝部材１９は、ゴム、ウレタン、フエルトなどの衝撃吸収材により形成されている。

鍵フレーム１４の上板部１４ａの裏面には、下限ストッパ１７が設けられている。下限ストッパ１７は、押鍵時にハンマー１６の質量体１６ｃの上面に当接して、ハンマー１６の後端部の上方への変位を規制することにより、白鍵１０の前端部の下方への変位を規制する。下限ストッパ１７は、ストッパレール１７ａおよび緩衝材１７ｂから構成されている。ストッパレール１７ａは、上板部１４ａの裏面から突出しており、左右方向に延びている。ストッパレール１７ａの下端面には緩衝材１７ｂが固着されている。

また、フレーム２０の上面であって、質量体１６ｃと対向する部位には、上限ストッパ１８が設けられている。上限ストッパ１８は、離鍵時に、質量体１６ｃの下面に当接して、ハンマー１６の後端部の下方への変位を規制することにより、白鍵１０の前端部の上方への変位を規制する。上限ストッパ１８は、下限ストッパ１７と同様に、ストッパレール１８ａおよび緩衝材１８ｂから構成されている。

この実施形態では、緩衝材１７ｂ，１８ｂは、それぞれゴム、フエルトなどの衝撃吸収材により形成されている。

上板部１４ａの上面であって白鍵１０の底面と対向する部位には、検出部７５が設けられている。検出部７５は、スイッチＡ〜Ｃを含む。後方から順に、スイッチＡ、スイッチＢ、スイッチＣが所定間隔で離隔して並んでいる。つまり、スイッチＡ〜Ｃは、白鍵１０の可動範囲のうち互いに異なる複数の位置で、白鍵１０を検出するように設けられている。スイッチＡ〜Ｃは、それぞれプッシュオン式の感圧スイッチであり、白鍵１０を下限まで押下する過程において、スイッチＡ、スイッチＢ、スイッチＣが順にオンになる。スイッチＡ〜Ｃの各動作信号は、押鍵速度および押鍵加速度の演算に用いられ、その演算結果に基づいて、打弦音および棚板衝突音を発生させるときのタイミングと音量とが決定される。

［電子鍵盤楽器の構成］
次に、電子鍵盤楽器の構成について、図２を参照しつつ説明する。なお、以下では、白鍵１０および黒鍵を総称して鍵（操作体）という。

図２は、第１実施形態における電子鍵盤楽器の構成を示すブロック図である。電子鍵盤楽器１は、電子鍵盤楽器１の動作を制御するＣＰＵ３５を備える。ＣＰＵ３５には、ＣＰＵバス（データバスおよびアドレスバス）３９を介してＲＡＭ３３と、ＲＯＭ３４と、記憶装置３６と、通信インターフェース（図では通信Ｉ／Ｆと記載）３７と、演奏操作子３０と、設定操作子３１と、表示器３２と、音源部４０とがそれぞれ電気的に接続されている。音源部４０は、サウンドシステム３８と電気的に接続されている。ＣＰＵ３５および音源部４０がサウンドシステム３８に信号を供給する信号供給装置として機能する。

ＲＯＭ３４には、ＣＰＵ３５が実行する各種のコンピュータプログラム、ＣＰＵ３５が所定のコンピュータプログラムを実行する際に参照する各種のテーブルデータなどが読出し可能に記憶されている。ＲＡＭ３３は、ＣＰＵ３５が所定のコンピュータプログラムを実行する際に発生する各種データなどを一時的に記憶するワーキングメモリとして使用される。あるいは、ＲＡＭ３３は、現在実行中のコンピュータプログラムやそれに関連するデータを一時的に記憶するメモリなどとして使用される。記憶装置３６には、各種のアプリケーションプログラムやそれに関連する各種のデータなどが記憶されている。

演奏操作子３０は、各鍵に対応して設けられたスイッチＡ〜Ｃなどから構成されている。設定操作子３１は、音量調節ダイヤルなど、各種の設定を行う操作子から構成されている。表示器３２は、液晶表示装置（ＬＣＤ）、または、有機ＥＬなどから構成されており、この電子鍵盤楽器１の制御状態、設定操作子３１による設定内容や制御内容などを表示する。サウンドシステム３８は、音源部４０から出力されるデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部、このＤ／Ａ変換部から出力される信号を増幅するアンプ、このアンプから出力される信号を放音するスピーカなどから構成されている。通信インターフェース３７は、この電子鍵盤楽器１と図示しない外部機器（たとえば、サーバやＭＩＤＩ機器など）との間で制御プログラム、やそれに関連する各種データ、演奏操作に対応したイベント情報などを送受信するためのインターフェースである。この通信インターフェース３７は、たとえば、ＭＩＤＩインターフェース、ＬＡＮ、インターネット、電話回線などのインターフェースであってもよい。また、通信インターフェース３７は、有線のインターフェースでもよいし、無線のインターフェースでもよい。

［音源部の構成］
ここで、音源部４０の構成について、図３を参照しつつ説明する。なお、音源部４０は、ＣＰＵ３５からの指示信号（ノートオン、ノートオフ、押鍵速度Ｖ、押鍵加速度α等）に基づいて発音制御を行う。

図３は、音源部の構成を示すブロック図である。図３に示すように、音源部４０は、制御部４１と、打弦音波形メモリ４２と、棚板衝突音波形メモリ４３と、打弦音量テーブル４４と、棚板衝突音量テーブル４５と、遅延時間テーブル４６と、供給部４７とを備える。打弦音波形メモリ４２は、アコースティックピアノの各鍵の打弦音をサンプリングした打弦音波形データを記憶している。したがって、打弦音波形データは、打弦音を示す信号（第１音信号）を生成するためのデータである。各打弦音波形データは、打弦音の音高および音色を表しており、電子鍵盤楽器１の各鍵と対応付けられている。棚板衝突音波形メモリ４３は、アコースティックピアノの各鍵を押鍵した際に発生する棚板衝突音をサンプリングした棚板衝突音波形データを記憶している。したがって、棚板衝突音波形データは、棚板衝突音を示す信号（第２音信号）を生成するためのデータである。各棚板衝突音波形データは、棚板衝突音の音高および音色を表しており、電子鍵盤楽器１の各鍵と対応付けられている。以下の説明では、打弦音を示す信号および棚板衝突音を示す信号が、それぞれ、単に打弦音および棚板衝突音として表される場合がある。

なお、棚板衝突音の音高については、各鍵によらず変化がなくてもよいし、打弦音の音高の変化よりも少ない変化であってもよい。すなわち、第１鍵が操作された場合と第２鍵が操作された場合とでは、打弦音の音高が変化する一方、棚板衝突音の音高が変化しなくてもよいし、打弦音の音高の変化よりも少ない音高差で変化してもよい。

図４（ａ）は打弦音量テーブルの構成を示す図であり、図４（ｂ）は棚板衝突音量テーブルの構成を示す図である。打弦音量テーブル４４は、押鍵時の打弦音の音量（以下、打弦音量という）を決定するためのテーブルである。打弦音量テーブル４４は、図４（ａ）に示すように、打弦音量ＶｏＤと、押鍵時の鍵の速度（以下、押鍵速度という）Ｖとを対応付けた関係を規定する。押鍵速度Ｖは、ＣＰＵ３５（図２）によって、スイッチＡ（図１）がオンになってからスイッチＢがオンになるまでに要した時間ｔＡＢに基づいて演算される。図４（ａ）に示されるように、押鍵速度Ｖと打弦音量ＶｏＤとは比例関係にあり、押鍵速度Ｖが増加すると、打弦音量ＶｏＤが増大する。また、打弦音量テーブル４４は、図４（ａ）に示した形式に限定されるものではなく、所望の形態でよい。例えば、打弦音量テーブル４４は、テーブル形式でなく演算式で求めるものでもよい。

棚板衝突音量テーブル４５は、押鍵時の棚板衝突音の音量（以下、棚板衝突音量という）を決定するためのテーブルである。図４（ｂ）に示すように、棚板衝突音量テーブル４５は、棚板衝突音量ＶｏＴと、押鍵時の鍵の加速度（以下、押鍵加速度という）αとを対応付けた関係を、打弦音量ＶｏＤのそれぞれの値に対して規定する。押鍵加速度αは、ＣＰＵ３５（図２）によって、スイッチＡ（図１）がオンになってからスイッチＢがオンになるまでに要した時間ｔＡＢと、スイッチＢがオンになってからスイッチＣがオンになるまでに要した時間ｔＢＣとの時間差Δｔに基づいて演算される。図４（ｂ）では、所定のＶｏＤ値ＸＸＸＸのテーブルを示しており、押鍵加速度αと棚板衝突音量ＶｏＴとは比例関係にあり、押鍵加速度αが増加すると、棚板衝突音量ＶｏＴが増大する。このような押鍵加速度αと棚板衝突音量ＶｏＴとの関係が各打弦音量ＶｏＤの値に対して設けられている。なお、棚板衝突音量テーブル４５は、このような形態に限定されるものではなく、所望の形態でよい。例えば、棚板衝突音量テーブル４５は、ＶｏＤ値と押鍵加速度αとをそれぞれ縦軸・横軸として、それぞれのセルに棚板衝突音量ＶｏＴを規定する表で規定されてもよい。この場合、検出されたＶｏＤ値と押鍵加速度αとから対応する棚板衝突音量ＶｏＴを求める。また、棚板衝突音量テーブル４５は、テーブル形式でなく演算式で求めるものでもよい。

図５は、遅延時間テーブルの構成を示す図である。遅延時間テーブル４６は、打弦音および棚板衝突音の発生タイミングを決定するためのテーブルである。遅延時間テーブル４６は、図５に示すように、打弦音の遅延時間ｔ１および棚板衝突音の遅延時間ｔ２と、押鍵加速度αとを対応付けた関係を、打弦音量ＶｏＤのそれぞれの値に対して規定する。打弦音および棚板衝突音の発生タイミングが同一（ｔ１＝ｔ２）になるときの押鍵加速度をα２とすると、押鍵加速度α２よりも小さい押鍵加速度α１のとき、つまり減速（加速度が負）となる「強打減速」および「弱打減速」のときは、打弦音が棚板衝突音よりも早いタイミングで発生する。押鍵加速度α２よりも大きい押鍵加速度α３のとき、つまり加速となる「強打加速」および「弱打加速」のときは、棚板衝突音が打弦音よりも早いタイミングで発音される（図１５）ように設定される。

ここでは、遅延時間ｔ１＝ｔ２となる押鍵加速度α２は「０」である場合を例示したが、必ずしも「０」でなくてもよい。この場合、α１が負の値、α３が正の値という関係にならないこともある。また、打弦音量ＶｏＤ値によってこの関係が異なってもよいし、遅延時間ｔ１＝ｔ２となる押鍵加速度が存在しなくてもよい。すなわち、全ての押鍵加速度に対して、ｔ１＞ｔ２になる場合があってもよいし、ｔ１＜ｔ２になる場合があってもよい。なお、遅延時間テーブル４６は、このような形態に限定されるものではなく、所望の形態でよい。例えば、遅延時間テーブル４６は、ＶｏＤ値と押鍵加速度αをそれぞれ縦軸・横軸としてそれぞれのセルに遅延時間量ｔ１，ｔ２の値を規定する表で規定されてもよい。この場合、検出されたＶｏＤ値と押鍵加速度αから対応する打弦音と棚板衝突音のそれぞれの遅延量を求める。

なお、棚板衝突音量テーブル４５は、押鍵加速度αと棚板衝突音量ＶｏＴとの関係を、打弦音量ＶｏＤのそれぞれの値に対して規定するようにしたが、打弦音量ＶｏＤにかえてベロシティ値のそれぞれの値に対して規定するようにしてもよい。また、遅延時間テーブル４６は、押鍵加速度αと遅延時間ｔ１、ｔ２との関係を、打弦音量ＶｏＤのそれぞれの値に対して規定するようにしたが、打弦音量ＶｏＤにかえてベロシティ値のそれぞれの値に対して規定するようにしてもよい。このように、遅延時間テーブル４６および棚板衝突音量テーブル４５は、このような構造を取ることによって、同じ打弦音量であっても、加速度によって、音量とタイミングの値が変わるようになる。

制御部４１（図３）は、ＣＰＵ３５（図２）が演算した押鍵速度Ｖおよび押鍵加速度αに基づいて、打弦音量ＶｏＤおよび棚板衝突音量ＶｏＴを決定し、かつ、打弦音および棚板衝突音の発生タイミングの遅延時間ｔ１、ｔ２を決定する。また、制御部４１は、押鍵された鍵に対応する打弦音波形データを打弦音波形メモリ４２から読出し、かつ、棚板衝突音波形データを棚板衝突音波形メモリ４３から読出し、上記決定した遅延時間ｔ１、ｔ２にて各波形データをサウンドシステム３８へ出力する。つまり、制御部４１は、打弦音波形メモリ４２から出力される打弦音波形データから打弦音信号を生成し、棚板衝突音波形メモリ４３から出力される棚板衝突音波形データから棚板衝突音信号を生成する生成部としての機能を有する。また、制御部４１は、打弦音信号と棚板衝突音信号との関係、この例では、これらの信号の音量（出力レベル）および発生タイミングなどの生成態様を調整する調整部としての機能を有する。なお、調整部のように制御部４１によって実現される機能の一部または全部は、ＣＰＵ３５によってコンピュータプログラムを実行されることによって実現されてもよい。

供給部４７は、制御部４１により生成態様が調整された打弦音波形データおよび棚板衝突音波形データを出力してサウンドシステム３８へ供給する。

［発音制御］
次に、ＣＰＵ３５および制御部４１による打弦音および棚板衝突音の発音制御について図を参照しつつ説明する。

図６は、ＣＰＵ３５が実行する処理を示すフローチャートである。図７は、制御部４１が実行する処理を示すフローチャートである。図８は、図７に示す処理の続きを示すフローチャートである。図９は、図８に示す処理の続きを示すフローチャートである。なお、これらの処理は、各鍵に対応して実行される。

（ＣＰＵ３５による制御）
図６に示すように、ＣＰＵ３５は、ＲＡＭ３３（図２）に格納される各種レジスタやフラグのリセットおよび初期値のセットなどの初期化を行う（ステップ（以下、Ｓと略す）１）。また、このＳ１では、音源部４０に対して各種レジスタやフラグ類を初期化するよう指示する。続いて、ＣＰＵ３５は、押鍵操作により、スイッチＡ（図１）のオン・オフが変化したか否か、変化があった場合にはオンになったかオフになったかを判定する（Ｓ２）。スイッチＡのオン・オフが変化していない場合（Ｓ２；なし）には、処理がＳ５に進む。ＣＰＵ３５は、スイッチＡがオフからオンになったと判定した場合は（Ｓ２；オン）、そのオンになったスイッチＡに対応する鍵の鍵番号を検出し、その検出した鍵番号をレジスタに格納する（Ｓ３）。続いて、ＣＰＵ３５は、スイッチＡがオンになってからスイッチＢがオンになるまでに要する時間ｔＡＢの計測を開始する（Ｓ４）。

続いて、ＣＰＵ３５は、スイッチＢのオン・オフが変化したか否か、変化があった場合にはオンになったかオフになったかを判定する（Ｓ５）。スイッチＢのオン・オフが変化していない場合（Ｓ５；なし）には、処理がＳ９に進む。ＣＰＵ３５は、スイッチＢがオフからオンになったと判定した場合は（Ｓ５；オン）、時間ｔＡＢの計測を終了する（Ｓ６）。続いて、ＣＰＵ３５は、計測した時間ｔＡＢに基づいて押鍵速度Ｖを演算し、その演算した押鍵速度Ｖをレジスタに格納する（Ｓ７）。押鍵速度Ｖの演算は、時間ｔＡＢと押鍵速度Ｖとを対応付けたテーブルを用いて行うことができる。なお、押鍵速度Ｖは、ここで示すような演算で得られるような速度に相当する値であればよく、実際の速度と一致している場合に限らない。

続いて、ＣＰＵ３５は、スイッチＢがオンになってからスイッチＣがオンになるまでに要する時間ｔＢＣの計測を開始する（Ｓ８）。続いて、ＣＰＵ３５は、スイッチＣのオン・オフが変化したか否か、変化があった場合にはオンになったかオフになったかを判定する（Ｓ９）。スイッチＢのオン・オフが変化していない場合（Ｓ９；なし）およびオフになった場合（Ｓ９；オフ）には、ＣＰＵ３５は、Ｓ２に処理を戻す。ＣＰＵ３５は、スイッチＣがオフからオンになったと判定した場合は（Ｓ９；オン）、時間ｔＢＣの計測を終了する（Ｓ１０）。続いて、ＣＰＵ３５は、計測した時間ｔＡＢおよび時間ｔＢＣの時間差Δｔに基づいて、押鍵加速度αを演算し、その演算した押鍵加速度αをレジスタに格納する（Ｓ１１）。押鍵加速度αの演算は、時間差Δｔと押鍵加速度αとを対応付けたテーブルを用いて行うことができる。なお、押鍵加速度αは、ここで示すように所定の演算で得られるような加速度に相当する値であればよく、実際の加速度と一致している場合に限らない。続いて、ＣＰＵ３５は、Ｓ３においてレジスタに格納した鍵番号と、Ｓ７においてレジスタに格納した押鍵速度Ｖと、Ｓ１１においてレジスタに格納した押鍵加速度αとを有するノートオンコマンドを作成し、それを音源部４０の制御部４１へ送信する（Ｓ１２）。

また、ＣＰＵ３５は、Ｓ２において、スイッチＡがオンからオフに変化したと判定した場合は（Ｓ２；オフ）、そのオフになったスイッチＡに対応する鍵の鍵番号を検出し、その検出した鍵番号をレジスタに格納する（Ｓ１３）。ＣＰＵ３５は、そのレジスタに格納した鍵番号を有するノートオフコマンドを音源部４０の制御部４１へ送信し（Ｓ１４）、対応する鍵の時間ｔＡＢ、ｔＢＣ、押鍵速度Ｖ、押鍵加速度αをリセットする（Ｓ１５）。

また、ＣＰＵ３５は、Ｓ５において、スイッチＢがオンからオフに変化したと判定した場合は（Ｓ５；オフ）、時間ｔＢＣの計測中でなければ（Ｓ１６；Ｎｏ）、Ｓ９に処理を進め、時間ｔＢＣの計測中であれば（Ｓ１６；Ｙｅｓ）、対応する鍵の時間ｔＢＣをリセットして（Ｓ１７）、Ｓ９に処理を進める。

このように、ＣＰＵ３５は、検出部７５（スイッチＡ〜Ｃ）による検出結果に基づいて、ノートオンコマンドおよびノートオフコマンド等の指示信号を音源部４０に出力する。

（制御部４１による生成態様の調整）
図７に示すように、制御部４１は、ＣＰＵ３５からコマンドを受信したか否かを判定し（Ｓ２０）、コマンドを受信したと判定した場合は（Ｓ２０；Ｙｅｓ）、その受信したコマンドがノートオンコマンドであるか否かを判定する（Ｓ２１）。ここで、制御部４１は、ノートオンコマンドであると判定した場合は（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、その受信したノートオンコマンドに含まれる各データ、つまり、鍵番号、押鍵速度Ｖおよび押鍵加速度αをレジスタに格納する（Ｓ２２）。

続いて、制御部４１は、打弦音量テーブル４４（図４（ａ））を参照し、レジスタに格納されている押鍵速度Ｖに対応付けられている打弦音量ＶｏＤを選択し、その選択した打弦音量ＶｏＤをレジスタに格納する（Ｓ２３）。続いて、制御部４１は、棚板衝突音量テーブル４５（図４（ｂ））に規定される押鍵加速度αと棚板衝突音量ＶｏＴとの関係のなかからＳ２３で選択した打弦音量ＶｏＤに対応する関係を参照し、レジスタに格納されている押鍵加速度αに対応付けられている棚板衝突音量ＶｏＴを選択し、その選択した棚板衝突音量ＶｏＴをレジスタに格納する（Ｓ２４）。続いて、制御部４１は、遅延時間テーブル４６（図５）に規定される押鍵加速度αと遅延時間ｔ１、ｔ２との関係のなかからＳ２３で選択した打弦音量ＶｏＤに対応する関係を参照し、レジスタに格納されている押鍵加速度αに対応付けられている遅延時間ｔ１、ｔ２を選択し、その選択した遅延時間ｔ１、ｔ２をレジスタに格納する（Ｓ２５）。

続いて、制御部４１は、遅延時間ｔ１、ｔ２に対応するタイミングを得るための経過時間を計測するために、タイマーのカウントを開始する（Ｓ２６）。また、制御部４１は、打弦音波形メモリ４２（図３）から打弦音波形データを読出している状態であることを示す読出状態フラグＤと、棚板衝突音波形メモリ４３（図３）から棚板衝突音波形データを読出している状態であることを示す読出状態フラグＴとをそれぞれ０にリセットし（Ｓ２７）、Ｓ２０に処理を戻す。

制御部４１は、Ｓ２１において、受信したコマンドはノートオンコマンドではないと判定した場合は（Ｓ２１；Ｎｏ）、受信したコマンドはノートオフコマンドであるか否かを判定する（Ｓ２８）。制御部４１は、ノートオフコマンドではないと判定した場合は（Ｓ２８；Ｎｏ）、Ｓ２０に処理を戻す。制御部４１は、ノートオフコマンドであると判定した場合は（Ｓ２８；Ｙｅｓ）、ノートオフコマンドに含まれる鍵番号などのデータをレジスタに格納する（Ｓ２９）。続いて、制御部４１は、生成中の打弦音波形データに乗算するエンベロープをリリース波形に変更し（Ｓ３０）、離鍵状態を示すリリース状態フラグＲを１にセットする（Ｓ３１）。

そして、制御部４１は、例えば、次の処理サイクルにて、コマンドを受信していないと判定すると（Ｓ２０；Ｎｏ）、最小単位時間が経過したか否かを判定し（図８のＳ３２）、経過していない場合は（Ｓ３２；Ｎｏ）、Ｓ２０に処理を戻す。ここで、最小単位時間とは、Ｓ２６においてカウントを開始したタイマーがカウントするタイマクロック１周期分の時間である。

続いて、制御部４１は、最小単位時間が経過したと判定した場合は（Ｓ３２；Ｙｅｓ）、読出状態フラグＤが０であるか否かを判定する（Ｓ３３）。制御部４１は、読出状態フラグＤが０であると判定した場合は（Ｓ３３；Ｙｅｓ）、打弦音の発生タイミングを決定するための遅延時間ｔ１のデクリメントを開始する（Ｓ３４）。続いて、制御部４１は、遅延時間ｔ１が０になったか否か、つまり、打弦音の発生タイミングになったか否かを判定する（Ｓ３５）。制御部４１は、ｔ１が０ではないと判定した場合は（Ｓ３５；Ｎｏ）、Ｓ３９に処理を進める。制御部４１は、ｔ１が０になったと判定した場合は（Ｓ３５；Ｙｅｓ）、打弦音波形メモリ４２（図３）を参照し、レジスタに格納されている鍵番号に対応付けられている打弦音波形データを選択し、その読出しを開始する（Ｓ３６）。続いて、制御部４１は、読み出した打弦音波形データにエンベロープ波形を乗算するエンベロープ処理を開始する（Ｓ３７）。なお、エンベロープ処理には、公知のＡＤＳＲ（Ａｔｔａｃｋ、Ｄｅｃａｙ、Ｓｕｓｔａｉｎ、Ｒｅｌｅａｓｅ）制御が施される。

続いて、制御部４１は、読出状態フラグＤを１にセットし（Ｓ３８）、読出状態フラグＴが０であるか否かを判定する（Ｓ３９）。ここで、制御部４１は、読出状態フラグＴが０であると判定した場合は（Ｓ３９；Ｙｅｓ）、棚板衝突音の発生タイミングを決定するための遅延時間ｔ２のデクリメントを開始する（Ｓ４０）。続いて、制御部４１は、遅延時間ｔ２が０になったか否か、つまり、棚板衝突音の発生タイミングになったか否かを判定する（Ｓ４１）。制御部４１は、ｔ２が０ではないと判定した場合は（Ｓ５１；Ｎｏ）、Ｓ４４に処理を進める。制御部４１は、ｔ２が０になったと判定した場合は（Ｓ４１；Ｙｅｓ）、棚板衝突音波形メモリ４３（図３）を参照し、レジスタに格納されている鍵番号に対応付けられている棚板衝突音波形データを選択し、その読出しを開始する（Ｓ４２）。続いて、制御部４１は、読出状態フラグＴを１にセットする（Ｓ４３）。

続いて、制御部４１は、Ｓ２０（図７）に処理を戻し、コマンドを受信していないと判定すると（Ｓ２０；Ｎｏ）、Ｓ３２（図８）に処理を進める。制御部４１は、最小時間が経過したと判定すると（Ｓ３２；Ｙｅｓ）、先のＳ３８において読出状態フラグＤが１にセットされているため、読出状態フラグＤが０にリセットされていないと判定して（Ｓ３３；Ｎｏ）、Ｓ３９に処理を進める。続いて、制御部４１は、先のＳ４３において読出状態フラグＴが１にセットされているため、読出状態フラグＴが０にリセットされていないと判定し（Ｓ３９；Ｎｏ）、Ｓ４４（図９）に処理を進める。ここで、制御部４１は、読出状態フラグＤが１にセットされているか否かを判定し（Ｓ４４）、読出状態フラグＤが１でないと判定すると（Ｓ４４；Ｎｏ）、Ｓ４９に処理を進める。制御部４１は、読出状態フラグＤが１であると判定すると（Ｓ４４；Ｙｅｓ）、先のＳ３６において読出しを開始した打弦音波形データの読出しと、打弦音波形データにエンベロープを乗算する処理とを継続する（Ｓ４５）。

続いて、制御部４１は、リリース状態フラグＲが１にセットされているか否か、つまり、離鍵状態になったか否かを判定し（Ｓ４６）、リリース状態フラグＲが１ではないと判定した場合は（Ｓ４６；Ｎｏ）、読出状態フラグＴが１にセットされているか否かを判定する（Ｓ４９）。ここで、制御部４１は、読出状態フラグＴが１ではないと判定した場合は（Ｓ４９；Ｎｏ）、Ｓ５２に処理を進める。制御部４１は、読出状態フラグＴが１であると判定した場合は（Ｓ４９；Ｙｅｓ）、棚板衝突音波形データの読出しを継続する（Ｓ５０）。

続いて、制御部４１は、読出状態フラグＤまたは読出状態フラグＴが１にセットされているか否か、つまり、打弦音波形データおよび棚板衝突音波形データの少なくとも一方が読出中であるか否かを判定する（Ｓ５２）。制御部４１は、読出状態フラグＤおよびＴが１ではない（双方が０である）と判定した場合は（Ｓ５２；Ｎｏ）、図７のＳ２０に処理を戻す。制御部４１は、読出状態フラグＤまたはＴが１であると判定した場合は（Ｓ５２；Ｙｅｓ）、現時点で読み出されている打弦音波形データおよび棚板衝突音波形データのレベルを、打弦音量ＶｏＤおよび棚板衝突音量ＶｏＴに応じたレベルに調整する（Ｓ５３）。

続いて、制御部４１は、そのレベル調整された打弦音波形データおよび棚板衝突音波形データを加算した波形データをサウンドシステム３８（図２）に供給するように供給部４７を制御し（Ｓ５４）、Ｓ２０（図７）に処理を戻す。この加算により生成された加算波形データに含まれる打弦音および棚板衝突音は、遅延時間ｔ１、ｔ２に応じて発生タイミングが調整され、打弦音量ＶｏＤおよび棚板衝突音量ＶｏＴに応じて出力レベルが調整されている。なお、一方の波形データが読み出されていない場合には、実質的には加算されるわけではなく、読み出されている波形データが出力されることになる。

このような処理によれば、押鍵加速度αが小さい場合、加算波形データは、押鍵加速度αが大きい場合に比べて、打弦音の遅延時間ｔ１よりも棚板衝突音の遅延時間ｔ２の方が長く設定された状態、または遅延時間ｔ１よりも遅延時間ｔ２の方が短いときに時間差が少なく設定された状態で得られたデータである。一方、上記と同じ強さで鍵が押下された場合において、押鍵加速度αが大きい場合、押鍵加速度αが小さい場合に比べて、棚板衝突音の遅延時間ｔ２に対する打弦音の遅延時間ｔ１がさらに長く設定された状態で得られたデータである。すなわち、押鍵速度Ｖが同じ場合に押鍵加速度αが大きいほど、棚板衝突音の発生タイミングから打弦音の発生タイミングまでの時間が長くなる。このため、サウンドシステム３８では、図１５に示す例のように、押鍵加速度αが大きい（強打加速）ほど、棚板衝突音の発生タイミングから打弦音の発生タイミングまでの遅れを大きくすることを再現することができる。。

また、制御部４１は、受信したコマンドはノートオンコマンドではないと判定した場合は（図７のＳ２１；Ｎｏ）、受信したコマンドがノートオフコマンドであるか否かを判定する（Ｓ２８）。制御部４１は、ノートオフコマンドではないと判定した場合は（Ｓ２８；Ｎｏ）、Ｓ２０に処理を戻す。制御部４１は、ノートオフコマンドであると判定した場合は（Ｓ２８；Ｙｅｓ）、ノートオフコマンドに含まれる鍵番号などのデータをレジスタに格納する（Ｓ２９）。続いて、制御部４１は、生成中の打弦音波形データに乗算するエンベロープをリリース波形に変更し（Ｓ３０）、離鍵状態を示すリリース状態フラグＲを１にセットし（Ｓ３１）、Ｓ２０に処理を戻す。

Ｓ４６（図９）の判定処理において、リリース状態フラグＲが１にセットされている状態では、制御部４１は、リリース状態フラグＲが１であると判定し、つまり、離鍵されたと判定する（Ｓ４６；Ｙｅｓ）。この場合、制御部４１は、エンベロープレベルが０になったか否かを判定し（Ｓ４７）、エンベロープレベルが０ではないと判定した場合は（Ｓ４７；Ｎｏ）、Ｓ４９に処理を進める。制御部４１は、エンベロープレベルが０になったと判定した場合は（Ｓ４７；Ｙｅｓ）、読出状態フラグＤ、読出状態フラグＴおよびリリース状態フラグＲをそれぞれ０リセットし（Ｓ４８）、Ｓ４９に処理を進める。

［発音制御の機能構成］
ここまで、発音制御を、処理の流れとしてフローチャートを用いて説明した。続いて、発音制御を、電子鍵盤楽器１の機能構成としてブロック図を用いて説明する。

図１０は、電子鍵盤楽器の機能を示すブロック図である。図１０において、図２および図３と同じ構成を示す部分は、同じ符号を付し、その説明を省略する。ＣＰＵ３５においては、制御信号生成部３５０、打弦速度算出部３５１および加速度算出部３５５の各機能が実現されている。制御部４１においては、信号生成部１１０、打弦音量調整部４１１、棚板衝突音量調整部４１２、遅延調整部４１５の各機能が実現されている。

信号生成部１１０は、制御信号生成部３５０、打弦音量調整部４１１、棚板衝突音量調整部４１２、および遅延調整部４１５から出力される各パラメータに基づいて、打弦音を示す信号（打弦音信号）および棚板衝突音を示す信号（棚板衝突音信号）を生成して出力する。

制御信号生成部３５０は、検出部７５から出力される検出信号に基づいて、発音内容を規定する制御信号を生成する。検出信号には、鍵を示す情報ＫＣ、スイッチＡ〜Ｃがオンのときにそれぞれ出力される信号ＫＰ１、ＫＰ２、ＫＰ３を含む。この制御信号は、この例では、ＭＩＤＩ形式のデータであって、ノート番号Ｎｏｔｅ、ノートオンＮｏｎおよびノートオフＮｏｆｆを生成して信号生成部１１０に出力する。制御信号生成部３５０は、検出部７５から信号ＫＰ３が出力されると、ノートオンＮｏｎを生成して出力する。ノート番号Ｎｏｔｅは、信号ＫＰ３に対応して出力された信号ＫＣに基づいて決定される。一方、制御信号生成部３５０は、ノートオンＮｏｎを生成した後に、対応する鍵番号ＫＣの信号ＫＰ１の出力が停止されると、ノートオフＮｏｆｆを生成して出力する。

打弦速度算出部３５１は、検出部７５から出力される信号に基づいて、押鍵速度Ｖを算出する。例えば、ＫＰ１とＫＰ２との出力時間差（ｔＡＢに対応）に基づいて押鍵速度Ｖが算出される。加速度算出部３５５は、検出部７５から出力される信号に基づいて、押鍵加速度αを算出する。例えば、ＫＰ１とＫＰ２との出力時間差（ｔＡＢに対応）およびＫＰ２とＫＰ３との出力時間差（ｔＢＣに対応）に基づいて押鍵加速度αが算出される。押鍵速度Ｖおよび押鍵加速度αは、上述した制御信号に対応付けて出力される。

打弦音量調整部４１１は、打弦音量テーブル４４を参照して、押鍵速度Ｖから打弦音量ＶｏＤを決定する。棚板衝突音量調整部４１２は、棚板衝突音量テーブル４５を参照して、打弦音量ＶｏＤと押鍵加速度αとから棚板衝突音量ＶｏＴを決定する。遅延調整部４１５は、遅延時間テーブル４６を参照して、打弦音量ＶｏＤと押鍵加速度αとから遅延時間ｔ１、ｔ２を決定する。

図１１は、信号生成部の機能を示すブロック図であって、特に、打弦音信号生成部の機能を示すブロック図である。信号生成部１１０は、打弦音信号生成部１１００、棚板衝突音信号生成部１２００および波形合成部１１１２を含む。打弦音信号生成部１１００は、検出部７５から出力される信号に基づいて、打弦音信号を生成する。棚板衝突音信号生成部１２００は、検出部７５から出力される検出信号に基づいて、衝突音信号を生成する。波形合成部１１１２は、打弦音信号生成部１１００において生成される打弦音信号と、棚板衝突音信号生成部１２００において生成される棚板衝突音信号とを合成して、音信号Ｓｏｕｔとして出力する。音信号Ｓｏｕｔは、供給部４７からサウンドシステム３８に供給される。

打弦音信号生成部１１００は、波形読出部１１１（波形読出部１１１−ｋ；ｋ＝１〜ｎ）、ＥＶ（エンベロープ）波形生成部１１２（１１２−ｋ；ｋ＝１〜ｎ）、乗算器１１３（１１３−ｋ；ｋ＝１〜ｎ）、遅延器１１５（１１５−ｋ；ｋ＝１〜ｎ）および増幅器１１６（１１６−ｋ；ｋ＝１〜ｎ）を備える。上記の「ｎ」は、同時に発音できる数（同時に生成できる音信号の数）に対応し、この例では３２である。すなわち、この打弦音信号生成部１１００によれば、３２回の押鍵まで発音した状態が維持され、全てが発音している状態で３３回目の押鍵があった場合には、最初の発音に対応する音信号が強制的に停止される。

波形読出部１１１−１は、制御信号生成部３５０から得られた制御信号（例えばノートオンＮｏｎ）に基づいて、打弦音波形メモリ４２から読み出すべき打弦音波形データＳＷ−１を選択して読み出して、ノート番号Ｎｏｔｅに応じた音高の音信号を生成する。波形読出部１１１−１は、ノートオフＮｏｆｆに応じて生成した音信号が消音するまで、打弦音波形データＳＷを読み出し続ける。

ＥＶ波形生成部１１２−１は制御信号生成部３５０から得られた制御信号および予め設定されたパラメータに基づいて、エンベロープ波形を生成する。例えば、エンベロープ波形は、アタックレベルＡＬ、アタックタイムＡＴ、ディケイタイムＤＴ、サスティンレベルＳＬおよびリリースタイムＲＴのパラメータで規定される。

乗算器１１３−１は、波形読出部１１１−１において生成された音信号に対して、ＥＶ波形生成部１１２−１において生成されたエンベロープ波形を乗算し、遅延器１１５−１に出力する。

遅延器１１５−１は、設定された遅延時間に応じて音信号を遅延させて増幅器１１６−１に出力する。この遅延時間は、遅延調整部４１５により決定された遅延時間ｔ１に基づいて設定される。このようにして、遅延調整部４１５は、打弦音信号の発生タイミングを調整する。

増幅器１１６−１は、設定された増幅率に応じて音信号を増幅させて波形合成部１１１２に出力する。この増幅率は、打弦音量調整部１４１において決定された打弦音量ＶｏＤに基づいて設定される。このようにして、打弦音量調整部１４１は、打弦音量ＣｏＤに基づいて打弦音信号の出力レベルを調整する。

なお、ｋ＝１の場合（ｋ＝１〜ｎ）について例示したが、波形読出部１１１−１から打弦音波形データＳＷ−１が読み出されているときに次の押鍵がある度に、ｋ＝２、３、４・・・と順に、制御信号生成部３５０から得られた制御信号が適用されていく。例えば、次の押鍵であれば、ｋ＝２の構成に制御信号が適用されて、上記と同様に乗算器１１３−２から音信号が出力される。この音信号は、遅延器１１５−２において遅延され、増幅器１１６−２において増幅されて、波形合成部１１１２に出力される。

図１２は、信号生成部の機能を示すブロック図であって、特に、棚板衝突音信号生成部の機能を示すブロック図である。棚板衝突音信号生成部１２００は、波形読出部１２１（波形読出部１２１−ｊ；ｊ＝１〜ｍ）、遅延器１２５（１２５−ｊ；ｊ＝１〜ｍ）および増幅器１２６（１２６−ｊ；ｊ＝１〜ｍ）を備える。上記の「ｍ」は、同時に発音できる数（同時に生成できる音信号の数）に対応し、この例では３２である。ここでは、「ｍ」は、打弦音信号生成部１１００における「ｎ」と同じである。この棚板衝突音信号生成部１２００によれば、３２回の押鍵まで発音した状態が維持され、全てが発音している状態で３３回目の押鍵があった場合には、最初の発音に対応する音信号が強制的に停止される。なお、ほとんどの場合には、棚板衝突音波形データＣＷの読み出しが打弦音波形データＳＷの読み出しよりも短い時間で終了するため、「ｍ」は「ｎ」より少なくてもよい（「ｍ＜ｎ」）。

波形読出部１２１−１は、制御信号生成部３５０から得られた制御信号（例えばノートオンＮｏｎ）に基づいて、棚板衝突音波形メモリ４３から読み出すべき衝突音波形データＣＷ−１を選択して読み出して音信号を生成し、遅延器１２５−１に出力する。上述したように、波形読出部１２１−１は、ノートオフＮｏｆｆとは関係なく、衝突音波形データＣＷ−１を最後まで読み出すと、読み出しを終了する。

遅延器１２５−１は、設定された遅延時間に応じて音信号を遅延させて増幅器１２６−１に出力する。この遅延時間は、遅延調整部４１５により決定された遅延時間ｔ２に基づいて設定される。このようにして、遅延調整部４１５は、棚板衝突音信号の発生タイミングを調整する。すなわち、遅延調整部４１５によって、打弦音信号の発生タイミングと、衝突音信号の発生タイミングとの相対関係が調整される。

増幅器１２６−１は、設定された増幅率に応じて音信号を増幅させて波形合成部１１１２に出力する。この増幅率は、棚板衝突音量調整部４１２において決定された棚板衝突音量ＶｏＴに基づいて設定される。このようにして、棚板衝突音量調整部４１２は、棚板衝突音量ＶｏＴに基づいて棚板衝突音信号の出力レベルを調整する。

なお、ｊ＝１の場合（ｊ＝１〜ｍ）について例示したが、波形読出部１２１−１から衝突音波形データＣＷ−１が読み出されているときに次の押鍵がある度に、ｊ＝２、３、４・・・と順に、制御信号生成部３５０から得られた制御信号が適用されていく。例えば、次の押鍵であれば、ｊ＝２の構成に制御信号が適用されて、上記と同様に、波形読出部１２１−２から音信号が出力される。この音信号は、遅延器１１５−２において遅延され、増幅器１１６−２において増幅されて、波形合成部１１１２に出力される。

波形合成部１１１２は、打弦音信号生成部１１００から出力される打弦音信号と、棚板衝突音信号生成部１２００から出力される棚板衝突音信号とを合成して、供給部４７に出力する。以上が、電子鍵盤楽器１の機能、特に、ＣＰＵ３５および音源部４０における機能を実現するための構成の説明である。

［第１実施形態の効果］
（１）上述した第１実施形態の信号供給装置を備えた電子鍵盤楽器１を実施すれば、打弦音量および棚板衝突音量の関係と、打弦音および棚板衝突音の発生タイミングの関係とを調整することができる。このため、アコースティックピアノにおける打弦音量および棚板衝突音量の変化を再現するとともに、打弦音および棚板衝突音の相対的な発生タイミングの変化を再現することができる。つまり、電子鍵盤楽器１を用いれば、アコースティックピアノによる演奏をしたときの発音に近い発音を行うことができる。

（２）スイッチＡがオンになってからスイッチＢがオンになるまでに要した時間ｔＡＢに基づいて押鍵速度Ｖを求め、その求めた押鍵速度Ｖに基づいて打弦音量ＶｏＤを調整することができる。時間ｔＡＢと、スイッチＢがオンになってからスイッチＣがオンになるまでに要した時間ｔＢＣの時間差Δｔに基づいて押鍵加速度αを求め、その求めた押鍵加速度αに基づいて棚板衝突音量ＶｏＴを調整することができる。つまり、加速度センサを設けなくても、押鍵操作によって動作する３つのスイッチによって、打弦音量ＶｏＤおよび棚板衝突音量ＶｏＴと、打弦音および棚板衝突音の発音タイミングである遅延時間ｔ１、ｔ２とを調整することができる。このため、電子鍵盤楽器１の製造コストを抑制することができる。

〈第２実施形態〉
本願発明の第２実施形態の電子鍵盤楽器について図を参照しながら説明する。第２実施形態では、検出部の構成がスイッチではなく、ストロークセンサである点で、第１実施形態とは異なっている。

図１３は、第２実施形態における電子鍵盤楽器に設けられた白鍵に関連する構造を模式的に示す図である。

白鍵１０の下面と鍵フレーム１４の上板部１４ａとの間には、白鍵１０の位置を連続的に検出することが可能なストロークセンサ２１が設けられている。ストロークセンサ２１は、第１実施形態における検出部７５に対応し、センサ部２１ａと、反射部２１ｂと、壁２１ｃとにより構成されている。鍵フレーム１４の上板部１４ａの上面には、発光および受光を行うセンサ部２１ａが設けられている。白鍵１０の下面であってセンサ部２１ａと対向する部位には、センサ部２１ａから発光された光を反射する反射部２１ｂが設けられている。また、白鍵１０の下面と上板部１４ａの上面との間には、センサ部２１ａおよび反射部２１ｂの周囲を囲むように壁２１ｃが設けられている。壁２１ｃは、外来光がセンサ部２１ａに侵入しないようにするための部材であり、軟質ゴムなどの可撓性材料により形成されている。

センサ部２１ａから発光された光は反射部２１ｂにおいて反射され、その反射光はセンサ部２１ａにより受光される。押鍵操作により白鍵１０が下降すると、センサ部２１ａと反射部２１ｂとの距離が小さくなり、センサ部２１ａの受光量が増加する。つまり、白鍵１０の下降量に応じてセンサ部２１ａの受光量が連続して変化する。センサ部２１ａは受光量に応じた電気信号をＡ／Ｄ変換部（図示せず）に出力し、そのＡ／Ｄ変換部によってデジタルデータに変換された信号がＣＰＵ３５へ出力される。

そして、ＣＰＵ３５は、入力信号の変化に基づいて押鍵速度Ｖおよび押鍵加速度αを演算し、その演算結果を音源部４０の制御部４１（図３）へ出力する。この実施形態では、ＣＰＵ３５は、押鍵開始から押鍵停止に至る範囲のうち、押鍵開始から押鍵停止の直前（当該範囲における予め決められた位置）までの区間における入力信号の変化に基づいて押鍵速度Ｖを演算し、押鍵停止直前から押鍵停止までの区間における入力信号の変化に基づいて押鍵加速度αを演算する。

そして、制御部４１は、押鍵速度Ｖに基づいて打弦音量ＶｏＤを演算し、押鍵加速度αに基づいて棚板衝突音量ＶｏＴおよび遅延時間ｔ１，ｔ２を演算する。アコースティックピアノでは、押鍵操作が停止し、鍵が棚板と衝突したときに棚板衝突音が発生する。このため、押鍵操作停止直前から押鍵操作停止までの区間における入力信号の変化に基づいて押鍵加速度αを演算することにより、アコースティックピアノに近い音量および発音タイミングで棚板衝突音を発生させることができる。

〈第３実施形態〉
本願発明の第３実施形態の電子鍵盤楽器について図を参照しながら説明する。第３実施形態では、第１実施形態の構成に加えて、鍵にタッチセンサが用いられている。

図１４は、第３実施形態における電子鍵盤楽器に設けられた白鍵に関連する構造を模式的に示す図である。

白鍵１０の下面と上板部１４ａとの間には、第１実施形態と同様のスイッチＡ，Ｂ，Ｃが設けられている。白鍵１０の表面には、演奏者の指が白鍵１０に触れていることを検出するタッチセンサ２２が設けられている。タッチセンサ２２としては、感圧センサまたは静電容量式センサなどを用いることができる。タッチセンサ２２による検出信号は、鍵１０に操作が加えられていることを示す信号としてＣＰＵ３５（図２）に入力され、ＣＰＵ３５（図２）は、タッチセンサ２２がオンであるか否かを判定する。第１実施形態と同様に、ＣＰＵ３５は、スイッチＡがオンになってからスイッチＢがオンになるまでに要した時間ｔＡＢに基づいて押鍵速度Ｖを演算し、スイッチＢがオンになってからスイッチＣがオンになるまでに要した時間ｔＢＣに基づいて押鍵加速度αを演算する。そして、制御部４１（図３）は、押鍵速度Ｖに基づいて打弦音量ＶｏＤを演算し、押鍵加速度αに基づいて棚板衝突音量ＶｏＴおよび遅延時間ｔ１、ｔ２を演算する。

ＣＰＵ３５は、スイッチＢがオンになった後にオフになったときに、スイッチＡおよびタッチセンサ２２がオンになっている場合、つまり、演奏者が白鍵１０を押鍵前の初期位置まで戻していない場合は、スイッチＢがオフになってから再度オンにするまでに要する時間の計測を開始し、再度スイッチＢがオンになったときに時間の計測を終了し、その計測した時間に基づいて押鍵速度Ｖを演算する。そして、制御部４１は、押鍵速度Ｖに対応する打弦音波形データをサウンドシステム３８へ出力し、サウンドシステム３８が打弦音を再生する。

つまり、演奏者が、指を白鍵１０に乗せて押鍵前の初期位置へ復帰しないようにしつつ連続して押鍵した場合に、その押鍵速度に対応する打弦音を連続再生することができる。アコースティックピアノでは、ダンパーが下がる前に再度押鍵するとハンマーが打弦し、打弦音を発音することができる。このため、ダンパーが下がる前に鍵を連打するトレモロというアコースティックピアノ特有の奏法をすることができる。この実施形態の信号供給装置を備える電子鍵盤楽器を実施すれば、そのようなアコースティックピアノ特有の奏法を再現することができる。

〈他の実施形態〉
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の一実施形態は、以下のように様々な形態に変形することもできる。また、上述した実施形態および以下に説明する変形例は、それぞれ互いに組み合わせて適用することもできる。

（１）第２実施形態の電子鍵盤楽器に第３実施形態のタッチセンサ２２を設けることにより、トレモロのようなアコースティックピアノ特有の奏法を再現できるように構成することもできる。

（２）押鍵速度Ｖと押鍵加速度αとの関係を表す係数を実験などによって予め求めておき、押鍵速度Ｖと上記係数とを対応付けたテーブルを音源部４０に設けてもよい。この場合には、制御部４１は、演算された押鍵速度Ｖに対応付けられている係数を上記テーブルから読出し、その読出した係数と押鍵速度Ｖを乗算することにより押鍵加速度αを求めることもできる。

（３）鍵の動作を検出する機構としてさらに別の連続量での検出が可能なセンサはストロークセンサに限られない。例えば、グレースケールが形成された反射部材を鍵に設け、その反射部材と対向する箇所であって可動しない箇所に光センサを設ける構成を用いることもできる。ここで、グレースケールとは、白色および黒色、並びに濃度値が段階的に設定された灰色からなり、画像を白から黒に亘る明暗で表現するために用いられるものである。光センサは、反射部材に光を出射し、反射部材にて反射した光を受光し、その受光量の変化に対応する信号をＣＰＵ３５へ出力する。そして、ＣＰＵ３５は、入力信号の変化に基づいて押鍵速度Ｖおよび押鍵加速度αを演算する。

（４）鍵に連動するハンマー１６（連動部材）にスイッチＡ〜Ｃを設け、各スイッチから出力される信号に基づいて押鍵速度Ｖおよび押鍵加速度αを演算することもできる。第２実施形態のようにストロークセンサまたは上記のグレースケールを用いたセンサによってハンマー１６の動作を検出するようにしてもよい。

（５）スイッチＡ〜Ｃの感圧スイッチに代えて磁気センサまたは静電容量センサなどのセンサを用いることもできる。

（６）前述した各実施形態では、音のサンプリング対象のアコースティック楽器は、アコースティックピアノであったが、チェレスタ、チェンバロ（ハープシコード）、グロッケンシュピールなどのアコースティック楽器でもよい。

（７）打弦音波形データおよび棚板衝突音波形データの生成態様を調整することにより、打弦音および棚板衝突音の音量に代えてあるいは音量に加えて音高および音色の少なくとも１つと、発音タイミングとをそれぞれ調整するように構成することもできる。たとえば、音高または音色と、押鍵速度または押鍵加速度とを対応付けたテーブルを用い、押鍵速度または押鍵加速度に応じて打弦音および棚板衝突音を調整する。この構成を備えた電子鍵盤楽器を実施すれば、アコースティックピアノによる演奏に近い音高や音色を再現し、あるいはさらに音量も再現した演奏を行うことができる。

１…電子鍵盤楽器、１０…鍵、１１…鍵支持部材、１１ａ…軸部材、１２…鍵ガイド、１３…駆動部、１４…鍵フレーム、１４ａ…上板部、１４ｂ…前板部、１４ｂ１…開口部、１４ｃ…底板部、１４ｄ…前板部、１４ｅ…後板部、１４ｆ…底板部、１５…ハンマー支持部、１５ａ…軸部材、１６…ハンマー、１６ａ…基部、１６ａ１…脚部、１６ａ２…脚部、１６ｂ…連結棒、１６ｃ…質量体、１７…下限ストッパ、１７ａ…ストッパレール、１７ｂ…緩衝材、１８…上限ストッパ、１８ａ…ストッパレール、１８ｂ…緩衝材、１９…緩衝部材、２０…フレーム、３０…演奏操作子、３１…設定操作子、３２…表示器、３６…記憶装置、３７…通信インターフェース、３８…サウンドシステム、３９…バス、４０…音源部、４１…制御部、４２…打弦音波形メモリ、４３…棚板衝突音波形メモリ、４４…打弦音量テーブル、４５…棚板衝突音量テーブル、４６…遅延時間テーブル、４７…供給部、７５…検出部、１１０…信号生成部、１１１…波形読出部、１１２…ＥＶ波形生成部、１１３…乗算器、１１５…遅延器、１１６…増幅器、１２１…波形読出部、１２５…遅延器、１２６…増幅器、１４１…打弦音量調整部、３５０…制御信号生成部、３５１…打弦速度算出部、３５５…加速度算出部、４１１…打弦音量調整部、４１２…棚板衝突音量調整部、４１５…遅延調整部、１１００…打弦音信号生成部、１１１２…波形合成部、１２００…棚板衝突音信号生成部

Claims (14)

1. 操作体に入力された操作に応じた指示信号に基づいて、第１音信号と第２音信号とを生成する生成部と、
   前記指示信号に基づいて前記操作体の加速度を算出し、当該加速度に基づいて前記第１音信号と前記第２音信号との関係を調整する調整部と、
   を備える信号供給装置。
2. 前記関係は、前記第１音信号と前記第２音信号との発生タイミングの関係を含む、請求項１に記載の信号供給装置。
3. 前記調整部は、前記加速度が大きいほど、前記第２音信号の発生タイミングから前記第１音信号の発生タイミングまでの時間が長くなるように、前記発生タイミングの関係を調整する、請求項２に記載の信号供給装置。
4. 前記調整部は、前記指示信号に基づいて前記操作体の速度をさらに算出し、当該速度に基づいて前記発生タイミングの関係の調整態様を変化させ、当該速度が所定の値である場合において、前記加速度が第１値であるときに前記第２音信号が前記第１音信号より前に発生し、前記加速度が前記第１値よりも小さい第２値であるときに前記第２音信号が前記第１音信号より後に発生するように、前記発生タイミングの関係を調整する、請求項２または請求項３に記載の信号供給装置。
5. 前記関係は、前記第１音信号と前記第２音信号との出力レベルの関係を含む、請求項１から請求項４のいずれかに記載の信号供給装置。
6. 前記指示信号は、前記操作体または当該操作体に連動する連動部材を複数の位置で検出する検出部による検出結果に基づいて生成される、請求項１から請求項５のいずれかに記載の信号供給装置。
7. 前記指示信号は、前記操作体または当該操作体に連動する連動部材を連続的な位置で検出する検出部による検出結果に基づいて生成される、請求項１から請求項５のいずれかに記載の信号供給装置。
8. 前記関係は、前記第１音信号と前記第２音信号との音色の関係を含む、請求項１から請求項７のいずれかに記載の信号供給装置。
9. 前記関係は、前記第１音信号と前記第２音信号との音高の関係を含む、請求項１から請求項８のいずれかに記載の信号供給装置。
10. 前記調整部は、さらに、前記操作体に操作が加えられていることを表す信号に基づいて前記関係を調整する、請求項１から請求項９のいずれかに記載の信号供給装置。
11. 前記第１音信号は、アコースティック楽器の発音体が発音した楽音を表し、
    前記第２音信号は、前記発音体に発音させる際に操作された演奏操作子と他の部材との衝突によって生じる衝突音を表す、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の信号供給装置。
12. 請求項１から請求項１１のいずれかに記載の信号供給装置と、
    各々が前記操作体である複数の鍵と、
    を備える鍵盤装置。
13. 前記複数の鍵は、第１鍵と第２鍵とを含み、
    前記生成部は、前記第１鍵が操作された場合と、前記第２鍵とが操作された場合とで、前記第１音信号の音高を変化させる一方、前記第２音信号の音高を変化させず、または第２音信号の音高を前記第１音信号の音高の変化よりも少ない音高差で変化させる、請求項１２に記載の鍵盤装置。
14. コンピュータに、
    操作体に入力された操作に応じた指示信号に基づいて、第１音信号と第２音信号とを生成し、
    前記指示信号に基づいて前記操作体の加速度を算出し、当該加速度に基づいて前記第１音信号と前記第２音信号との関係を調整する
    ことを実行させるためのプログラム。

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