JPH07295568A

JPH07295568A - 電子鍵盤楽器

Info

Publication number: JPH07295568A
Application number: JP6107697A
Authority: JP
Inventors: Masaji Kimura; 雅次木村
Original assignee: Kawai Musical Instruments Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kawai Musical Instruments Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1994-04-22
Filing date: 1994-04-22
Publication date: 1995-11-10
Anticipated expiration: 2018-02-04
Also published as: JP3373647B2

Abstract

(57)【要約】【目的】鍵盤スイッチの特性のばらつきを容易に補正
して、鍵タッチに応じた適正な音量や音色を得ることが
できる電子鍵盤楽器を提供することである。【構成】複数の鍵盤２と、これらの複数の鍵盤２にそ
れぞれ設けられ、対応する鍵盤２の打鍵速度を検出する
複数の鍵盤スイッチ３と、各鍵盤２を基準打鍵強さで打
鍵したときの鍵盤スイッチ３の検出結果から、各鍵盤ス
イッチ３に対応する速度補正値Ｍをそれぞれ設定する速
度補正値設定手段７と、速度補正値Ｍを記憶する速度補
正値記憶手段１４と、鍵盤２が打鍵されたとき、対応す
る鍵盤スイッチ３で検出された打鍵速度、および速度補
正値記憶手段７に記憶された対応する速度補正値Ｍに応
じて、発音すべき楽音の音量および／または音色を制御
する発音制御手段４と、を備えている。

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、特に打鍵速度の検出に用いられる鍵盤
スイッチの特性のばらつきを補正す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】電子ピアノでは一般に、各鍵盤の下側に
設けられた鍵盤スイッチによって、鍵盤の打鍵の有無お
よび打鍵速度（ベロシティー）を検出し、この検出され
た打鍵速度に応じて音量や音色を制御している。このよ
うな制御により、鍵タッチに応じて音量や音色を変化さ
せることが可能になり、アコースティックピアノにより
近い発音特性が得られる。また、鍵盤スイッチとして
は、長短２つの打鍵ストロークで順次ＯＮするように構
成されたゴムスイッチが一般に用いられており、そのＯ
Ｎ時間差から打鍵速度を検出するようになっている。そ
の他、圧電素子を用い、この圧電素子の電圧変化から打
鍵速度を検出する鍵盤スイッチも知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の電
子ピアノでは、鍵盤スイッチで検出された打鍵速度に応
じて、音量や音色を制御するものであるため、鍵盤スイ
ッチ間の特性が、製造時に、あるいは経年変化による劣
化などにより、ばらついている場合には、鍵盤間で音量
や音色がばらつき、演奏に違和感が生じてしまう。特
に、圧電素子を用いた鍵盤スイッチは、打鍵速度の検出
原理上、特性のばらつきが大きく、使用に耐えないのが
現状である。もちろん、この問題は、より精度の高いス
イッチを用いることによって解消できるが、その場合に
は、鍵盤スイッチひいては電子ピアノが高価になってし
まう。

【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、鍵盤スイッチの特性のばらつき
を容易に補正して、鍵タッチに応じた適正な音量や音色
を得ることができる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、本発明の電子鍵盤楽器は、複数の鍵盤と、これらの
複数の鍵盤にそれぞれ設けられ、対応する鍵盤の打鍵速
度を検出する複数の鍵盤スイッチと、各鍵盤を基準打鍵
強さで打鍵したときの鍵盤スイッチの検出結果から、各
鍵盤スイッチに対応する速度補正値をそれぞれ設定する
速度補正値設定手段と、速度補正値を記憶する速度補正
値記憶手段と、鍵盤が打鍵されたとき、対応する鍵盤ス
イッチで検出された打鍵速度、および速度補正値記憶手
段に記憶された対応する速度補正値に応じて、発音すべ
き楽音の音量および／または音色を制御する発音制御手
段と、を備えていることを特徴としている。

【０００６】この場合、各鍵盤を一定の基準打鍵速度で
打鍵可能な打鍵手段をさらに備えていることが好まし
い。

【０００７】あるいはまた、各鍵盤を互いに異なる複数
の基準打鍵速度で打鍵可能な打鍵手段をさらに備えてい
ることが好ましい。

【０００８】

【作用】上述した電子鍵盤楽器によれば、速度補正値設
定手段は、各鍵盤を基準打鍵強さで打鍵したときの鍵盤
スイッチの検出結果から、各鍵盤スイッチに対応する速
度補正値をそれぞれ設定し、この速度補正値を速度補正
値記憶手段が記憶する。この速度補正値は、各鍵盤を基
準打鍵強さで打鍵したときの鍵盤スイッチの検出結果か
ら設定されるので、鍵盤スイッチ間の特性のばらつきを
反映している。したがって、鍵盤が打鍵されたとき、発
音制御手段が、鍵盤スイッチで検出された打鍵速度だけ
でなく、速度補正値に応じて、発音すべき楽音の音量お
よび／または音色を制御することにより、鍵盤スイッチ
の特性のばらつきが補正され、鍵タッチに応じた適正な
音量や音色が得られる。

【０００９】また、請求項２に記載の電子鍵盤楽器で
は、各鍵盤を一定の基準打鍵強さで打鍵可能な打鍵手段
をさらに備えているので、各鍵盤を一定の基準打鍵強さ
で打鍵しながら、速度補正値を適切に決定することがで
き、鍵盤スイッチの特性のばらつきがより正確に補正さ
れる。

【００１０】また、請求項３に記載の電子鍵盤楽器で
は、各鍵盤を互いに異なる複数の基準打鍵速度で打鍵可
能な打鍵手段をさらに備えているので、各鍵盤につい
て、複数の基準打鍵強さに対応する複数の速度補正値が
決定されることにより、鍵盤スイッチの特性をさらにき
め細かく補正することができ、鍵タッチに一層マッチし
た音量や音色が得られる。

【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２は、本発明を適用し
た電子ピアノの構成を示している。この電子ピアノ１
は、複数の鍵盤２と、鍵盤２の打鍵状態を検出するため
の複数の鍵盤スイッチ３と、鍵盤スイッチ３で検出され
た打鍵状態から楽音信号を生成するための発音制御回路
（発音制御手段）４と、発音制御回路４で生成された楽
音信号を再生して出力する再生部５とを備えている。

【００１２】また、電子ピアノ１には、各鍵盤２を一定
の打鍵強さで打鍵するための打鍵装置（打鍵手段）６
と、打鍵装置６で打鍵したときの鍵盤スイッチ３の出力
から、各鍵盤スイッチ３の速度補正値を設定する速度補
正値設定装置（速度補正値設定手段）７と、速度補正値
設定装置７を含む外部機器との間でＭＩＤＩ信号を送受
するＭＩＤＩインターフェース８と、パネル９およびペ
ダル１０とが設けられている。

【００１３】鍵盤スイッチ３は、各鍵盤２の下側に設け
られており、図３に示すようなゴムスイッチで構成され
ている。鍵盤スイッチ３は、上面付近から下方に延びる
第１および第２スイッチ素子Ｓ₁ 、Ｓ₂ を有し、スイッ
チ素子Ｓ₁ 、Ｓ₂ の下端部は、それぞれ導電ゴムで構成
された接点Ｃ₁ 、Ｃ₂ となっている。接点Ｃ₁ 、Ｃ
₂は、鍵盤２の離鍵状態において、下方に配置された基
板（図示せず）に、若干の間隔を存して臨んでおり、こ
の間隙の長さは、接点Ｃ₁ よりも接点Ｃ₂ の方が長い。

【００１４】そして、鍵盤２の打鍵時、鍵盤２が鍵盤ス
イッチ３の上面を押したときに、接点Ｃ₁ 、Ｃ₂ が、異
なる打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および第２スイッチ素子Ｓ₁ 、Ｓ₂ が時
間差をもってＯＮされ、この時間差から、鍵盤２の打鍵
状態が検出される。

【００１５】発音制御回路４は、鍵盤スイッチ３の各ス
イッチ素子Ｓ₁ 、Ｓ₂ のＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて鍵
盤２の打鍵状態を検出する鍵盤スキャン回路１１と、Ｃ
ＰＵ１２と、ＲＯＭ１３と、速度補正値設定装置７で設
定された速度補正値を記憶するＥＰＲＯＭ（速度補正値
記憶手段）１４と、発音制御回路４の動作状態のデータ
等を一時的に記憶するＲＡＭ１５と、波形データを記憶
する波形メモリ１６と、ＣＰＵ１２の制御の下、波形メ
モリ１６に記憶された波形データに従って楽音信号を生
成する音源ＬＳＩ１７と、音源ＬＳＩ１７から出力され
たデジタルの楽音信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ
部１８と、を有している。

【００１６】上記構成のうち、ＣＰＵ１２は、電子ピア
ノ１全体の動作を制御するものであり、特に、鍵盤スイ
ッチ３の検出信号に基づく鍵盤２の打鍵の有無の判別、
およびその打鍵速度の演算、打鍵された鍵盤２に対応し
た楽音信号を生成するための音源ＬＳＩ１７の制御、な
らびに外部機器との通信制御などを行う。

【００１７】また、ＲＯＭ１３は、ＣＰＵ１２で実行さ
れる制御プログラム、アタックレベルデータ、アタック
タイムデータおよびディケイタイムデータなどを含む音
色パラメータテーブル、タッチ音量データテーブル、お
よび種々の音響効果設定用のデータなどを記憶してい
る。

【００１８】再生部５は、発音制御回路４で生成された
楽音信号を増幅する増幅器１９と、増幅された楽音信号
を楽音として出力するスピーカ２０とで構成されてい
る。

【００１９】パネル９は、出力される楽音の音色の選
択、リズム音の発音および音響効果の設定、ならびにそ
れに伴う表示などを行う。ペダル１０は、楽音の波形を
変化させるものであり、ペダル１０を踏むことによっ
て、音の持続時間などを変え、その響きを変化させるよ
うになっている。

【００２０】本発明に係る打鍵装置６は、各鍵盤２を一
定の基準打鍵強さで、例えばフォルテッシモ相当の力で
打鍵できるように構成されている。したがって、各鍵盤
２を打鍵装置６で打鍵したときの各鍵盤スイッチ３の出
力値は、接点Ｃ₁ 、Ｃ₂ の基板までの間隔のばらつきな
どに起因する各鍵盤スイッチ３の特性のばらつきを反映
したものとなる。これらの各鍵盤スイッチ３の出力値
は、ＭＩＤＩインターフェース８を介して、速度補正値
設定装置７に出力される。

【００２１】速度補正値設定装置７は、パーソナルコン
ピュータで構成されており、各鍵盤スイッチ３の出力値
に基づいて、速度補正値を鍵盤２ごとに設定する。この
速度補正値は、演奏時、鍵盤２を一定のタッチで叩いた
ときに各鍵盤２の間で一定の音量および音色が得られる
ように設定される。

【００２２】本実施例では、この速度補正値は、図４に
示すように、各鍵盤２（８８鍵）に対応して、補正係数
Ｍ（Ｍ₁ 〜Ｍ₈₈）として設定されている。より具体的に
は、各鍵盤２を打鍵装置６で打鍵したときの各鍵盤スイ
ッチ３の出力値、例えば打鍵速度をＶ（Ｖ₁ 〜Ｖ₈₈）と
すると、補正係数Ｍは、定数ＫをＶ₁ 〜Ｖ₈₈でそれぞれ
除したＭ₁ 〜Ｍ₈₈＝Ｋ／Ｖ₁ 〜Ｋ／Ｖ₈₈として、それぞ
れ設定される。このようにして設定された補正係数Ｍ
は、ＭＩＤＩインターフェース８を介して、発音制御回
路４のＥＰＲＯＭ１４に送られ、これに記憶される。

【００２３】次に、上述した構成の電子ピアノ１の発音
制御動作を、ＣＰＵ１２で実行される図１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３の検出
信号に基づき、鍵盤スキャン回路１１によって、一定周
期の時間ですべての鍵盤２をスキャンし、鍵盤２が打鍵
されたか否かを監視する（ステップ１０１）。

【００２４】鍵盤２が打鍵された場合には、ステップ１
０２〜１０７に進み、一連の発音動作を行う。まず、Ｒ
ＯＭ１３に記憶されている音色パラメータテーブルか
ら、音色パラメータ、すなわちアタックレベルデータ、
アタックタイムデータおよびディケイタイムデータなど
を読み出す（ステップ１０２）。次に、打鍵された鍵盤
２に対応する補正係数Ｍを、ＥＰＲＯＭ１４から読み出
す（ステップ１０３）。

【００２５】次いで、鍵盤スイッチ３の２つのスイッチ
素子Ｓ₁ 、Ｓ₂ のＯＮ時間差から打鍵速度を演算し（ス
テップ１０４）、この演算された打鍵速度に応じて、Ｒ
ＯＭ１３に記憶されているタッチ音量データテーブルか
ら、音量係数Ｌを読み出す（ステップ１０５）。この音
量係数Ｌは、打鍵速度すなわち鍵盤２のタッチに対応し
た音量を決定するためのものであり、打鍵速度が大きい
ほど大きな値に設定されている。

【００２６】次に、ステップ１０２で読み出された音色
パラメータ、ステップ１０３で読み出された補正係数
Ｍ、およびステップ１０５で読み出された音量係数Ｌな
どを、音源ＬＳＩ１７に入力する（ステップ１０６）。
音源ＬＳＩ１７では、内部に設けた図示しない乗算器に
より、音色パラメータのうちのアタックレベルデータ
に、音量係数Ｌおよび補正係数Ｍが乗算される。これに
より、電子ピアノ１から出力される楽音のアタックレベ
ルが決定される。

【００２７】音源ＬＳＩ１７は、以上のようにして決定
されたアタックレベル、および他の音色パラメータなど
に基づき、波形メモリ１６に記憶された波形データに従
って、楽音信号を生成し、これをＤ／Ａ部１８がデジタ
ル信号からアナログ信号に変換した後、増幅器１９を経
て、スピーカ２０から出力することにより、発音が行わ
れる（ステップ１０７）。

【００２８】次いで、鍵盤３が離鍵されたか否かを監視
し（ステップ１０８）、離鍵された場合に、所定の消音
動作を行って（ステップ１０９）、本プログラムを終了
する。

【００２９】以上のように、本実施例によれば、楽音の
音量の最大値であるアタックレベルが、アタックレベル
データに、音量係数Ｌおよび補正係数Ｍを乗算すること
によって、決定される。このように、音量係数Ｌを乗じ
てアタックレベルを決定することにより、鍵盤２の打鍵
速度が大きいほど、すなわち鍵タッチが強いほど、大き
な音量が得られる。

【００３０】また、補正係数Ｍは、前述したように、定
数Ｋを、各鍵盤２を打鍵装置６により一定の基準打鍵強
さで打鍵したときの各鍵盤スイッチ３の出力値で除した
値として設定される。したがって、この補正係数Ｍを乗
じてアタックレベルを決定することにより、鍵盤スイッ
チ３間の特性のばらつきを補正でき、一定のタッチで鍵
盤３を叩いたときの音量を各鍵盤３間で一定にできるな
ど、鍵タッチに応じた適正な音量を得ることができる。
したがって、鍵盤スイッチ３として、実施例に示したゴ
ムスイッチはもとより、圧電素子などを用いた、精度が
より劣るものを使用することが可能になる。また、エン
ベロープのアタック部分は、音色にも大きな影響を及ぼ
すものであるので、鍵タッチに応じた適正な音色が得ら
れることにもなる。なお、補正係数Ｍによって、直接、
音色のみを補正してもよい。

【００３１】さらに、上述したような速度補正値による
音量の補正は、随時、行うことができ、例えば電子ピア
ノ１を長期間使用したために、ゴム接点Ｃ₁ 、Ｃ₂ の劣
化などにより鍵盤スイッチ３の特性が変化したような場
合、打鍵装置６および速度補正値設定装置７を用いて速
度補正値を再設定すれば、鍵タッチに応じた適正な音量
および音色を再び得ることができる。

【００３２】なお、上述した実施例では、速度補正値を
乗算値である補正係数として設定しているが、これを差
分として設定し、アタックレベルデータに加算するよう
にしてもよい。また、実施例の打鍵装置は、各鍵盤を一
定の基準打鍵強さで打鍵するように構成されているが、
打鍵装置を、各鍵盤について異なる複数の基準打鍵強さ
で、例えばフォルテッシモ、フォルテ、ピアノおよびピ
アニッシモに相当する力でそれぞれ打鍵できるように構
成し、各鍵盤について、各基準打鍵強さに対応する複数
の速度補正値を決定し、鍵盤スイッチの特性をさらにき
め細かく補正するようにしてもよい。この場合、基準打
鍵強さ以外の部分の速度補正値は、基準打鍵強さに対応
する複数の速度補正値を補間して求めることができる。

【００３３】さらに、実施例では、速度補正値の設定
を、外部機器であるパーソナルコンピュータによって行
っているが、これをディップスイッチやソフトウェアに
よって行ってもよく、また、速度補正値を記憶する手段
として、ＥＰＲＯＭに代えて、フラッシュメモリやバッ
テリーバックアップ付きのＳＲＡＭを用いることによ
り、外部機器を不要にすることもでき、また、ＭＩＤＩ
インターフェース８を介さなくてもよくなる。

【００３４】また、実施例は電子ピアノの例であるが、
本発明は、鍵盤スイッチを用いた他の電子鍵盤楽器はも
とより、演奏操作子の操作情報を操作スイッチで検出し
た結果に基づいて、発音を行う他のタイプの電子楽器、
例えばウインドシンセやシンセドラムにも、同様に適用
することができる。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。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、本発明の電子鍵盤楽器
は、鍵盤スイッチの特性のばらつきを容易に補正して、
鍵タッチに応じた適正な音量や音色を得ることができる
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制御動作を示す
フローチャートである。

【図２】電子ピアノの構成を示すブロック図である。

【図３】鍵盤スイッチの断面図である。

【図４】速度補正値の設定例を示す図である。

【符号の説明】

１電子ピアノ２鍵盤３鍵盤スイッチ４発音制御回路６打鍵装置７速度補正値設定装置１４ＥＰＲＯＭＭ補正係数

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の鍵盤と、これらの複数の鍵盤にそれぞれ設けられ、対応する鍵盤
の打鍵速度を検出する複数の鍵盤スイッチと、各鍵盤を基準打鍵強さで打鍵したときの前記鍵盤スイッ
チの検出結果から、各鍵盤スイッチに対応する速度補正
値をそれぞれ設定する速度補正値設定手段と、前記速度補正値を記憶する速度補正値記憶手段と、鍵盤が打鍵されたとき、対応する前記鍵盤スイッチで検
出された打鍵速度、および前記速度補正値記憶手段に記
憶された対応する前記速度補正値に応じて、発音すべき
楽音の音量および／または音色を制御する発音制御手段
と、を備えていることを特徴とする電子鍵盤楽器。
【請求項２】各鍵盤を一定の基準打鍵強さで打鍵可能な
打鍵手段をさらに備えていることを特徴とする、請求項
１に記載の電子鍵盤楽器。
【請求項３】各鍵盤を互いに異なる複数の基準打鍵強さ
で打鍵可能な打鍵手段をさらに備えていることを特徴と
する、請求項１に記載の電子鍵盤楽器。