JPH0643869A - 電子鍵盤楽器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電子鍵盤楽器で、鍵がオフされたタイミングと
指が鍵を離れたタイミングとで音色を制御する。すなわ
ち、レガートやスタッカートの奏法により音色に変化を
つける。 【構成】鍵３０の表面に導電性薄膜３１を形成し、この
導電性薄膜３１を高ゲインアンプ３２に接続し、さら
に、高ゲインアンプ３２の出力を判定回路３３に入力す
る。導電性薄膜３１に演奏者の指が接触すると、アンプ
３２にハムノイズが入力され増幅される。判定回路３３
がハムノイズの有無を判定することにより指の接触の有
無が検出される。鍵３０がオフしたのち指が鍵３０を離
れるまでの時間によって、上記レガートやスタッカート
の奏法を検出し、それにあった余韻の制御をする。

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、鍵の表面の接触面積あるい
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】

【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直後の指
と鍵盤との接触状態を検出することができなかった。

【０００５】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。

【０００６】この発明はこのような従来の課題に鑑み、
指がキーから離れるタイミングを検出して楽音の特性を
制御する電子鍵盤楽器を提供することを目的とする。

【０００７】

【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
およびオフを検出する第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およびオフに応じて楽音
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１の検出手
段で鍵のオフが検出されるタイミングと前記第２の検出
手段で当該鍵から指が離されたことが検出されるタイミ
ングとに応じて前記楽音信号発生手段が発生している楽
音信号の当該鍵のオフ後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。

【０００８】

【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・オフを検出し、第２の検出手段が各鍵へ
の指の接触・乖離を検出する。第１の検出手段が鍵オフ
を検出したタイミングと第２の検出手段が指の乖離を検
出したタイミングとに応じて前記楽音発生手段が発生し
ている楽音の鍵オフ後の特性を制御する。これにより、
たとえば、楽音の余韻の長さなどを制御することができ
る。

【０００９】

【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，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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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，キーオンフラグ
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。キーオンフラグＭ６はキーオンさ
れているか否かを記憶するためのフラグである。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。このレジスタ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Ｍ
７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。キーオフタイマＭ８はキーオフ（キーオンフ
ラグリセット）から一定時間（５０■程度）動作するタ
イマである。この間にキーリリースが行われるとスタッ
カート奏法であると判断することができる。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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。これらのデータを音色
データとともに音源回路１５に送信する（ｎ８）。キー
オンフラグＭ６をセットして（ｎ９）リターンする。

【００１７】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、まずキーオンフラ
グＭ６をリセットし（ｎ１０）、音源回路１５にキーオ
フデータを送信する（ｎ１１）。こののちキーオフタイ
マＭ８をスタートさせて（ｎ１２）リターンする。

【００１８】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をセットして（ｎ１３）したのち前処理を実行
して（ｎ１３′）リターンする。前処理はとは楽音を発
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。

【００１９】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、ｎ１４で
キーオフタイマＭ８を参照しタイマが動作中であればス
タッカート奏法であるとして音源回路１５にリリースレ
イト（キーオフ以後の余韻の減衰率）を変更すべきデー
タを送信する（ｎ１５→ｎ１６）。スタッカート奏法で
は鋭い消音と微妙な余韻が要求されるため、通常は図１
１（Ａ）に示すような余韻波形で減衰するのに対し、ス
タッカート奏法の場合には同図（Ｂ）に示すような余韻
波形に切り換えられる。こののちキータッチフラグＭ７
をリセットして（ｎ１７）リターンする。キーリリース
イベント発生時にキーオフタイマが既に停止していると
きには通常の（レガート）奏法であるためキータッチフ
ラグＭ７のリセット（ｎ１７）のみを行ってリターンす
る。

【００２０】図１０はタイマ割り込み動作である。タイ
マの１９の所定カウント毎にこの動作が実行される。ま
ず動作中のタイマがあるか否かをｎ１８で判断し、なけ
ればそのままリターンする。動作中のタイマがあるとき
にはそのタイマをカウントアップする（ｎ１９）。カウ
ントアップの結果タイムアップした場合にはそのタイマ
をクリアして動作を停止する（ｎ２０→ｎ２１）。この
のちリターンする。

【００２１】また、上記実施例では、キーオフからキー
リリースまでの時間でスタッカート奏法かレガート奏法
かを判断するようにしたが、キーオフ時にキーに触れて
いる指の面積からスタッカート／レガートを判断するこ
ともできる。すなわちスタッカート奏法の場合、指の頭
でキーを叩く感じで演奏するため必然的にその接触面積
は小さくなる。一方レガート奏法やテヌート奏法の場
合、指の腹でキーを押し込む感じで演奏するため必然的
にその接触面積が大きくなる。鍵盤表面にマトリックス
状のタッチパネルスイッチ等を設置することにより、指
の接触面積は容易に検出することができるため、キーオ
フ時の指の接触面積の大小に基づいてスタッカート／レ
ガートの余韻制御をすることが可能である。この方式で
は、キーオフされた瞬間にレガート奏法かスタッカート
奏法かを判断することができるため、処理速度が速くな
る利点がある。

【００２２】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、鍵オフ
タイミングと鍵から指が離れるタイミングとに応じて鍵
オフ後の楽音を制御するようにしたことにより、ゆっく
りした鍵オフや素早い鍵オフの動作を検出することがで
き、それに応じた楽音制御が可能になる。これにより、
アコースティックピアノの鍵盤の特性を再現することが
でき、また、その他独自の表現が可能になり、演奏者の
指の動きを反映した楽音制御ができるようになる。

【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

【図１１】一般的な楽音の余韻波形およびスタッカート
奏法時の楽音の余韻波形を示す図

【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およびオフを検出する第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
   ンおよびオフ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１の検出手段で鍵のオフが検出されるタイミング
   と前記第２の検出手段で当該鍵から指が離されたことが
   検出されるタイミングとに応じて、前記楽音信号発生手
   段が発生している楽音信号の当該鍵のオフ後の特性を制
   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。