JPH1011055A

JPH1011055A - 電子鍵盤楽器

Info

Publication number: JPH1011055A
Application number: JP8177481A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Torii; 克彦鳥居
Original assignee: Kawai Musical Instruments Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kawai Musical Instruments Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-06-18
Filing date: 1996-06-18
Publication date: 1998-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】複数のスピーカからそれぞれ放射された楽音
を、互いの位相ずれを生じることなく演奏者に到達させ
ることによって、再生音の音質を向上させることができ
る電子鍵盤楽器を提供する。【解決手段】複数の鍵盤２と、これら複数の鍵盤２の
押鍵情報に応じて、互いに異なる複数の周波数帯域をも
つ複数の楽音信号を生成し出力する楽音信号生成手段６
と、この楽音信号生成手段６から出力された複数の楽音
信号をそれぞれ再生して楽音を放射する複数のスピーカ
９、１０と、複数のスピーカ９、１０のうちの演奏者Ｐ
から最も遠いスピーカ９と演奏者Ｐとの間の距離ＬＢ
と、他のスピーカ１０と演奏者Ｐとの間の距離ＬＡとの
差に応じた遅延時間Ｄで、楽音信号生成手段６から他の
スピーカ１０への楽音信号の出力を遅延させるディレイ
回路２６Ｌ、２６Ｒと、を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、それぞれの周波数
帯域専用の複数のスピーカを有する電子キーボードや電
子ピアノなどの電子鍵盤楽器に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の電子鍵盤楽器として、可聴周波数
帯域を低音域と高音域に分割し、それぞれの帯域用のス
ピーカを設けて再生するようにした２ウェイ方式のスピ
ーカ装置や、周波数帯域をもう１段階、分割した３ウェ
イ方式のスピーカ装置を搭載したものが多くなってきて
いる。このような電子鍵盤楽器では、各スピーカとして
それぞれの周波数帯域の再生に適したものを使用するこ
とによって、音質の向上を図ることができる。

【０００３】図６は、従来の２ウェイ方式のスピーカを
有する電子キーボードの一例を、示している。同図に示
すように、この電子キーボード５１は、本体ケース５２
の前部にキー５３を、後部に左右のスピーカ５４、５４
を、それぞれ備えている。各スピーカ５４は、ウーファ
（低音域用スピーカ）５５およびツイータ（高音域用ス
ピーカ）５６を有し、各ツイータ５６は、本体ケース５
２の後ろ側の隅部に配置される一方、各ウーファ５５
は、ツイータ５６よりも前側かつ中央寄りに配置されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この従来の電子キーボ
ード５１では、ウーファ５５およびツイータ５６が上述
したように配置されているため、図６に示すように、ウ
ーファ５５と演奏者Ｐの間の距離ＬＡよりも、ツイータ
５６と演奏者Ｐの間の距離ＬＢの方が大きい位置関係に
なっている。このため、ツイータ５６から放射された楽
音は、ウーファ５５から同時に放射された楽音よりも、
演奏者Ｐの耳に遅れて到達してしまい、その結果、低音
域と高音域の間で位相ずれが生じることによって、再生
音のバランスがくずれ、音質が悪化するという欠点があ
る。

【０００５】本発明は、このような課題を解決するため
になされたものであり、複数のスピーカからそれぞれ放
射された楽音を、互いの位相ずれを生じることなく演奏
者に到達させることによって、再生音の音質を向上させ
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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の電子鍵盤楽器は、複数の鍵盤と、これら複
数の鍵盤の押鍵情報に応じて、互いに異なる複数の周波
数帯域をもつ複数の楽音信号を生成し出力する楽音信号
生成手段と、この楽音信号生成手段から出力された複数
の楽音信号をそれぞれ再生して楽音を放射する複数のス
ピーカと、複数のスピーカのうちの演奏者から最も遠い
スピーカと演奏者との間の距離と、他のスピーカと演奏
者との間の距離との差に応じた遅延時間で、楽音信号生
成手段から他のスピーカへの楽音信号の出力を遅延させ
るディレイ回路と、を備えていることを特徴としてい
る。

【０００７】この電子鍵盤楽器によれば、楽音信号生成
手段は、複数の鍵盤の押鍵情報に応じて複数の周波数帯
域をもつ複数の楽音信号を生成・出力し、複数のスピー
カは、これら複数の楽音信号をそれぞれ再生して楽音を
放射する。ディレイ回路は、演奏者から最も遠いスピー
カと演奏者との間の距離と、他のスピーカと演奏者との
間の距離との差に応じた遅延時間で、楽音信号生成手段
から他のスピーカへの楽音信号の出力を遅延させる。し
たがって、演奏者に近いスピーカからの楽音の放射が、
演奏者から最も遠いスピーカからの楽音の放射よりも、
演奏者との間の距離の差に応じた遅延時間だけ遅れるこ
とによって、演奏者に到達した時点で、楽音間の位相を
互いに一致させることができる。すなわち、演奏者まで
の距離の相違に起因する楽音間の位相のずれを、ディレ
イ回路による遅延によって補正・解消することができる
ので、再生音のバランスが良好に保たれ、音質が向上す
る。

【０００８】この場合、遅延時間が、演奏者から最も遠
いスピーカと演奏者との間の距離と他のスピーカと演奏
者との間の距離との差を音速で除した値として決定され
ることが好ましい。

【０００９】この構成によれば、上記のように決定され
た遅延時間は、両スピーカから楽音が同時に放射された
場合において、最も遠いスピーカからの放射楽音が他の
スピーカからの放射楽音よりも演奏者に遅れて到達する
ときの遅れ時間に等しい。したがって、演奏者に到達し
た時点での楽音間の位相のずれが完全になくなり、再生
音のバランスが最良に保たれ、音質が確実に向上する。

【００１０】また、本発明は、互いに異なる複数の周波
数帯域の音をそれぞれ再生して楽音を放射するための複
数のスピーカを有する電子鍵盤楽器であって、複数のス
ピーカは、それらの各々から当該電子鍵盤楽器を演奏す
る演奏者までの距離が互いに等しくなるように、配置さ
れていることを特徴としている。

【００１１】この電子鍵盤楽器では、複数のスピーカ
が、演奏者から互いに等距離の位置に配置されている。
したがって、各スピーカからそれぞれ同時に放射された
複数の楽音は、位相ずれを生じることなく、演奏者に同
時に到達する。その結果、各スピーカから放射される楽
音間の位相ずれがなくなることによって、再生音のバラ
ンスが良好に保たれ、音質が向上する。

【００１２】この場合、複数のスピーカが、当該電子鍵
盤楽器を平面的に見たときに演奏者を中心とした円弧上
に配置されていることが好ましい。この構成では、各ス
ピーカを、演奏者との間の水平距離が互いに等しくなる
ように、適切かつ簡単に配置することができる。

【００１３】さらにこの場合、複数のスピーカが、互い
に同じ高さに配置されていることが好ましい。この構成
では、複数のスピーカが互いに同じ高さに配置されてお
り、演奏者との間の水平距離が等しいことと併せて、各
スピーカと演奏者の間の距離が完全に等しくなり、楽音
間の位相ずれが完全になくなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を、図面を参照しながら、詳細に説明する。図１は、本
発明を適用した電子キーボードの構成を示している。同
図に示すように、この電子キーボード１は、複数の鍵盤
２と、鍵盤２の押鍵情報を検出するタッチ検出回路３
と、操作パネル部４と、操作パネル部４の操作状態を検
出するパネルスキャン回路５と、タッチ検出回路３およ
びパネルスキャン回路５の検出結果に応じて楽音信号を
生成する楽音信号生成回路（楽音信号生成手段）６と、
楽音信号生成回路６で生成された楽音信号を再生して出
力する再生部７を備えている。再生部７は、左右のスピ
ーカ８Ｌ、８Ｒを備えるステレオ式のものであり、各ス
ピーカ８は、高音域再生用のツイータ９および低音域再
生用のウーファ１０を備えた２ウェイ方式のものであ
る。

【００１５】鍵盤２は、図３に示すように本体ケース１
１の前部に配置されたキー２ａと、キー２ａの押鍵・離
鍵に連動して開閉するキースイッチ（図示せず）とで構
成されている。すべてのキースイッチのオン／オフ状態
は、図示しない鍵盤スキャン回路で検出された後、タッ
チ検出回路３に送られる。タッチ検出回路３は、鍵盤ス
キャン回路から送られてくるキースイッチのオン／オフ
を表す信号に基づいて、キー２ａのオン／オフ情報、お
よびオンまたはオフされたキー２ａを特定する情報（キ
ーナンバー）を出力するとともに、オンされたキー２ａ
のタッチ強さ（ベロシティー）を示すタッチデータを生
成する。これらのオン／オフ情報、キーナンバーおよび
タッチデータは、キー２ａの押鍵情報の検出信号とし
て、システムバス１２を介し、楽音信号生成回路６の後
述するＣＰＵ１３に出力される。

【００１６】操作パネル部４は、本体ケース１１の後部
中央に配置されており（図３参照）、図示しないが、電
源スイッチ、モード指定スイッチおよび音色選択スイッ
チなどの各種パネルスイッチや、これらの設定状況を表
示する表示器などが設けられている。パネルスキャン回
路５は、操作パネル部４の上記各種パネルスイッチのそ
れぞれがセットまたはリセットのいずれの状態にあるか
を検出し、セット状態にあることを表すパネルスイッチ
データを、システムバス１２を介して、楽音信号生成回
路６のＣＰＵ１３に出力する。

【００１７】楽音信号生成回路６は、ＣＰＵ１３、ＲＯ
Ｍ１４、ＲＡＭ１５、波形メモリ１６、音源回路１７、
デジタルシグナルプロセッサ（以下「ＤＳＰ」という）
１８、４個のデジタル−アナログ変換器（以下「Ｄ／
Ａ」という）１９、ならびに各２個のハイパスフィルタ
２０およびローパスフィルタ２１（以下、それぞれ「Ｈ
ＰＦ」「ＬＰＦ」という）を備えている。上記ＣＰＵ１
３、ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１５および音源回路１７、なら
びに前述したタッチ検出回路３およびパネルスキャン回
路５は、システムバス１２を介して、相互に接続されて
いる。

【００１８】ＣＰＵ１３は、電子キーボード１全体の動
作を制御する中央演算処理装置であり、ＲＯＭ１４に記
憶されている制御プログラムに従い、タッチ検出回路３
およびパネルスキャン回路５から出力される検出信号に
応じて、楽音信号を生成するための音源回路１７の制御
などを行う。

【００１９】ＲＯＭ１４は、ＣＰＵ１３で実行される上
記制御プログラムの他、ＣＰＵ１３で使用される、音量
や音色などの制御用の固定データなどを記憶している。
また、ＲＡＭ１５は、電子キーボード１の動作状態を表
すデータなどを一時的に記憶するとともに、ＣＰＵ１３
の作業用領域としても使用される。

【００２０】波形メモリ１６は、例えばＲＯＭで構成さ
れ、音色の種類や音域に応じた楽音波形データおよびエ
ンベロープデータなどを記憶している。音源回路１７
は、ＣＰＵ１３から出力される制御信号に対応する楽音
波形データおよびエンベロープデータを波形メモリ１６
から読み出し、この読み出した楽音波形データにエンベ
ロープデータを付加することによって、デジタルの楽音
信号Ｓを生成する。

【００２１】ＤＳＰ１８は、音源回路１７から出力され
た楽音信号Ｓに所定の音響処理を加えながら、左スピー
カ８Ｌのツイータ９用およびウーファ１０用の楽音信号
ＳＬＨ、ＳＬＬ、および右スピーカ８Ｒのツイータ９用
およびウーファ１０用の楽音信号ＳＲＨ、ＳＲＬの、計
４つの楽音信号を生成する。ＤＳＰ１８の構成および動
作については、後で詳しく説明するものとする。

【００２２】４個のＤ／Ａ１９はそれぞれ、ＤＳＰ１８
から出力されたデジタルの楽音信号ＳＬＨ、ＳＬＬ、Ｓ
ＲＨおよびＳＲＬを、アナログの楽音信号に変換する。
これらのアナログ変換された楽音信号のうち、ツイータ
９用の楽音信号ＳＬＨ、ＳＲＨは、対応するＨＰＦ２０
で所定の低周数成分を除去されることにより、高音域信
号とされる一方、ウーファ１０用の楽音信号ＳＬＬ、Ｓ
ＲＬは、対応するＬＰＦ２１で所定の高周波成分を除去
されることにより、低音域信号とされる。

【００２３】再生部７は、前述したように、ツイータ９
およびウーファ１０でそれぞれ構成された左右のスピー
カ８Ｌ、８Ｒを備え、各ツイータ９には増幅器２２が、
各ウーファ１０には増幅器２３が、それぞれ接続されて
いる。増幅器２２、２２は、対応するＨＰＦ２０から出
力された高音域楽音信号ＳＬＨ、ＳＲＨを所定の利得で
それぞれ増幅し、ツイータ９、９は、これらの増幅され
た高音域楽音信号ＳＬＨ、ＳＲＨをそれぞれ音響振動に
変換して、空間に楽音を放射する。同様に、増幅器２
３、２３は、対応するＬＰＦ２１から出力された低音域
楽音信号ＳＬＬ、ＳＲＬを所定の利得で増幅し、ウーフ
ァ１０、１０は、増幅された低音域楽音信号ＳＬＬ、Ｓ
ＲＬを音響振動に変換して、空間に楽音を放射する。

【００２４】図３に示すように、左右のスピーカ８Ｌ、
８Ｒは、本体ケース１１の後部に、スピーカボックス２
４に収容された状態で、左右対称に設けられており、ツ
イータ９は本体ケース１１の後ろ側の隅部に配置される
一方、ウーファ１０は、ツイータ９よりも前側かつ中央
寄りに配置されている。その結果、同図に示すように、
ウーファ１０およびツイータ９の各中心から電子キーボ
ード１の演奏者Ｐの耳までの距離ＬＡ、ＬＢは同一では
なく、従来と同様、ＬＢ＞ＬＡの関係になっている。

【００２５】次に、本発明に係るＤＳＰ１８の構成およ
び動作を、図２を参照しながら、詳細に説明する。同図
に示すように、ＤＳＰ１８は、残響信号生成回路２５
と、左右のスピーカ８Ｌ、８Ｒ用の２つのディレイ回路
２６Ｌ、２６Ｒを備えている。このＤＳＰ１８ではま
ず、音源回路１７からシリアルに出力された楽音信号Ｓ
を時分割回路（図示せず）などで時分割することによっ
て、左右のスピーカ８Ｌ、８Ｒ用の２つの楽音信号Ｓ
Ｌ、ＳＲを生成する。次いで、楽音信号ＳＬ、ＳＲをそ
れぞれ２分岐し、分岐された各一方を残響信号生成回路
２５に送って残響信号を生成した後、この生成された残
響信号と楽音信号ＳＬ、ＳＲの分岐された各他方とを、
加算器２７、２７でそれぞれ加算する。これにより、楽
音信号ＳＬ、ＳＲに残響効果がそれぞれ付加されること
によって、豊かな響きの再生音を得ることができる。

【００２６】次いで、残響効果を付加した楽音信号Ｓ
Ｌ、ＳＲをそれぞれ再び２分岐する。これらのうち、左
スピーカ８Ｌ用の楽音信号ＳＬの分岐された一方は、ツ
イータ９用の楽音信号ＳＬＨとして、そのままＤＳＰ１
８から出力され、Ｄ／Ａ１９、ＨＰＦ２０および増幅器
２２を経て、左スピーカ８Ｌのツイータ９から放音され
る。これに対し、分岐された他方の楽音信号ＳＬは、デ
ィレイ回路２６Ｌに送られ、ここで所定のディレイ値
（遅延時間）Ｄだけ遅延された後、ウーファ１０用の楽
音信号ＳＬＬとして出力され、Ｄ／Ａ１９、ＬＰＦ２１
および増幅器２３を経て、左スピーカ８Ｌのウーファ１
０から放音される。

【００２７】同様に、右スピーカ８Ｒ用の楽音信号ＳＲ
についても、分岐された一方は、楽音信号ＳＲＨとし
て、そのまま出力され、右スピーカ８Ｒのツイータ９か
ら放音されるとともに、分岐された他方は、ディレイ回
路２６Ｒでディレイ回路２６Ｌと同じディレイ値Ｄだけ
遅延された後、楽音信号ＳＲＬとして出力され、左スピ
ーカ８Ｌのウーファ１０から放音される。

【００２８】この場合、ディレイ回路２６Ｌ、２６Ｒの
ディレイ値Ｄ（秒（ｓ））は、前述したツイータ９およ
びウーファ１０と演奏者Ｐとの位置関係に基づき、次式
（１）によって決定される。Ｄ＝（ＬＢ−ＬＡ）／Ｃ ………… （１）ここで、ＬＡ、ＬＢは、前述した、ウーファ１０および
ツイータ９の各中心から演奏者Ｐの耳までの距離
（ｍ）、Ｃは、定数で音速（ｍ／ｓ）である。

【００２９】すなわち、ディレイ回路２６Ｌ、２６Ｒの
各ディレイ値Ｄは、ウーファ１０およびツイータ９から
演奏者Ｐの耳までのそれぞれの距離ＬＢと距離ＬＡの差
を、音速Ｃで除した値として決定されており、この値
は、ツイータ９およびウーファ１０から楽音が同時に放
射された場合において、ツイータ９からの放射楽音がウ
ーファ１０からの放射楽音よりも演奏者Ｐの耳に遅れて
到達するときの遅れ時間に等しい。

【００３０】前述したように、本実施形態の電子キーボ
ード１では、ウーファ１０への楽音信号ＳＬＬ、ＳＲＬ
の出力を、ディレイ回路２６Ｌ、２６Ｒによりディレイ
値Ｄだけ遅延させることによって、ツイータ９からの楽
音の放射後、ディレイ値Ｄに相当する時間だけ遅れて、
ウーファ１０から楽音が放射されるようになっている。
その結果、ツイータ９から放射された楽音を、演奏者Ｐ
の耳に、ウーファ１０から遅れて放射された楽音と同位
相で、時間遅れを伴うことなく到達させることができる
ので、低音域と高音域の間での位相ずれを完全に解消で
き、したがって、再生音のバランスを良好に保てること
によって、音質を向上させることができる。

【００３１】図４および図５は、本発明の第２実施形態
による電子キーボード３１を示している。図４に示すよ
うに、この電子キーボード３１では、ツイータ９および
ウーファ１０は、演奏者Ｐまでの距離が互いに等しくな
るように、本体ケース１１に配置されている。より詳細
には、右スピーカ８Ｒのツイータ９およびウーファ１０
は、演奏者Ｐの右耳元を中心とした半径ＬＣの円弧Ｃ上
に配置され、左スピーカ８Ｌのツイータ９およびウーフ
ァ１０も同様に、演奏者Ｐの左耳元を中心とした同じ半
径ＬＣの円弧Ｃ上に配置されている。

【００３２】また、図５に示すように、左右の各ツイー
タ９およびウーファ１０は、それらの振動板３２、３
３、すなわち振動源部分が互いに同じ高さになるように
配置されている。なお、同図（ａ）（ｂ）間の相違は、
ツイータ９およびウーファ１０を覆うカバー（サランネ
ット）３４の形状の相違である。さらに、第１実施形態
の電子キーボード１で採用したディレイ回路２６Ｌ、２
６Ｒは省略されており、ツイータ９およびウーファ１０
から楽音を同位相で放射するようになっている。他の構
成は、第１実施形態と同様である。

【００３３】以上の電子キーボード３１の構成によれ
ば、左右のスピーカ８Ｌ、８Ｒのそれぞれにおいて、ツ
イータ９から演奏者Ｐまでの距離と、ウーファ１０から
演奏者Ｐまでの距離とが互いに等しいので、ツイータ９
およびウーファ１０から同位相で放射された楽音を、位
相のずれを伴うことなく、演奏者Ｐに同時に到達させる
ことができる。したがって、低音域と高音域の間での位
相ずれが完全になくなり再生音のバランスを良好に保
ち、音質を向上させることができる。

【００３４】このように、第２実施形態の電子キーボー
ド３１は、ツイータ９およびウーファ１０の配置を変え
るだけで、簡単かつ安価に所期の目的を達成でき、第１
実施形態の電子キーボード１で採用したディレイ回路２
６Ｌ、２６Ｒなどを省略できるという利点を有する。

【００３５】なお、本発明は、説明した実施形態に限定
されることなく、種々の態様で実施することができる。
例えば、２つの実施形態はいずれも、スピーカが２ウェ
イ方式の例であるが、本発明は、３ウェイ方式やそれ以
上のマルチウェイ方式のものに適用することが可能であ
る。この場合において、第１実施形態を適用するとき
は、複数のスピーカのうちの演奏者から最も遠い１つと
演奏者との間の距離を基準とし、この距離と他のスピー
カから演奏者までの距離との差から、他のスピーカから
の放音のディレイ値をそれぞれ決定すればよい。

【００３６】また、第１実施形態ではこのディレイ値を
固定値としたが、ディレイ回路としてディレイ値が可変
のものを用い、ディレイ値を最適になるよう変更するよ
うにしてもよい。さらに、両実施形態ともに電子キーボ
ードの例であるが、本発明を電子ピアノなどの他の電子
鍵盤楽器に適用できることは、もちろんである。その
他、細部の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適
宜、変更することが可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子鍵盤
楽器は、複数のスピーカからそれぞれ放射された楽音
を、互いの位相ずれを生じることなく演奏者に到達させ
ることによって、再生音の音質を向上させることができ
るなどの効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による電子キーボードの
構成を示すブロック図である。

【図２】ＤＳＰの構成を示す回路図である。

【図３】図１の電子キーボードを演奏者とともに示す概
略平面図である。

【図４】本発明の第２実施形態による電子キーボード
の、図３と同様の概略平面図である。

【図５】図４の電子キーボードにおけるツイータおよび
ウーファの配置を側面側から示す図である。

【図６】従来の電子キーボードの、図３および図４と同
様の概略平面図である。

【符号の説明】

１電子キーボード２鍵盤６楽器信号生成回路９ツイータ１０ウーファ２６Ｌディレイ回路２６Ｒディレイ回路３１電子キーボードＣ円弧Ｄディレイ値Ｐ演奏者ＬＡウーファと演奏者の間の距離ＬＢツイータと演奏者の間の距離

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の鍵盤と、これら複数の鍵盤の押鍵
情報に応じて、互いに異なる複数の周波数帯域をもつ複
数の楽音信号を生成し出力する楽音信号生成手段と、この楽音信号生成手段から出力された複数の楽音信号を
それぞれ再生して楽音を放射する複数のスピーカと、前記複数のスピーカのうちの演奏者から最も遠いスピー
カと演奏者との間の距離と、他の前記スピーカと演奏者
との間の距離との差に応じた遅延時間で、前記楽音信号
生成手段から前記他のスピーカへの前記楽音信号の出力
を遅延させるディレイ回路と、を備えていることを特徴
とする電子鍵盤楽器。
【請求項２】前記遅延時間が、前記演奏者から最も遠
いスピーカと演奏者との間の距離と前記他のスピーカと
演奏者との間の距離との差を音速で除した値として決定
され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】互いに異なる複数の周波数帯域の音をそ
れぞれ再生して楽音を放射するための複数のスピーカを
有する電子鍵盤楽器であって、前記複数のスピーカは、それらの各々から当該電子鍵盤
楽器を演奏する演奏者までの距離が互いに等しくなるよ
うに、配置されていることを特徴とする電子鍵盤楽器。
【請求項４】前記複数のスピーカが、当該電子鍵盤楽
器を平面的に見たときに演奏者を中心とした円弧上に配
置されていることを特徴とする、請求項３に記載の電子
鍵盤楽器。
【請求項５】前記複数のスピーカが、互いに同じ高さ
に配置されていることを特徴とする、請求項４に記載の
電子鍵盤楽器。