(57)【要約】【課題】その演奏感覚および表現手法をアコースティックピアノ（たとえばグランドピアノ）のそれにより近づけることができる電子鍵盤楽器を提供する。【解決手段】第２ＳＷがオフした後、鍵１がさらに離鍵方向に操作されて、第３ＳＷがオフすると、音源部に対して、離鍵時のダンピング中に発生する、アコースティックピアノの楽音をサンプリングして生成した第２ソースの楽音の読み出しを開始させ、現在発生中の楽音、つまり第１ソースの楽音から第２ソースの楽音にクロスフェードして行くように指示する。そして、第３ＳＷがオフする位置を、アコースティックピアノの鍵ストロークのダンパ離脱位置と等価になるように設定することで、本実施の形態の電子鍵盤楽器を演奏したときの演奏感覚は、アコースティックピアノ、特にグランドピアノの演奏感覚により近づくことになる。【選択図】図９
2007018004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鍵に対応して配設された複数の駆動部材と、
該駆動部材によって駆動され、その駆動位置に応じた情報をそれぞれ出力する複数の出力部材と、
前記駆動位置に応じた情報に基づいて、鍵が押離鍵中の全ストローク中、押鍵方向の終状態であることを検出する押鍵検出手段と、
複数の発音チャンネルを備えた発音手段と、
前記押鍵検出手段による前記終状態の検出に応じて、押鍵があった鍵に対応する楽音を前記複数の発音チャンネルのうちの空きチャンネルに割り当て、前記音源手段にて当該発音チャンネルに割り当てられた楽音を発音させる割り当て手段と、
前記発音チャンネルに楽音を割り当てた鍵が前記終状態よりも浅い所定位置を離鍵方向に跨がずに再押鍵されて、前記押鍵検出手段によって前記終状態が検出されたときには、当該鍵に対応する楽音を前記割り当てた発音チャンネルとは異なる他の空いた発音チャンネルに逐次割り当てて、累積的に３以上の異なる発音チャンネルにてそれぞれ発音開始のタイミングが異なる当該鍵に対応する楽音が発音されるように前記割り当て手段を制御する制御手段と
を有することを特徴とする電子鍵盤楽器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アコースティックピアノを演奏したときの演奏感覚とその表現に、より近づくようにした電子鍵盤楽器に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の電子ピアノは、アコースティックグランドピアノの発音システムにかなり近づいて来ているものの、離鍵時の楽音発生状態において、未だリアリティに欠けていた。
【０００３】
そこで、本出願人は、離鍵時のダンピング中に発生する、アコースティックグランドピアノの楽音をサンプリングし、これをキーオフ音とする、ダブル音源ソース（キーオンソースおよびキーオフソース）システムを適用した電子鍵盤楽器を開発した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の電子鍵盤楽器では、離鍵時に弦がダンパ材に触れる位置を分岐点として楽音制御しようとする思想まで考慮されていなかったために、離鍵時に発生する楽音にはリアリティが出るものの、その演奏感覚は、アコースティックグランドピアノの演奏感覚と異なったものになっていた。
【０００５】
本発明は、この点に着目してなされたものであり、その演奏感覚および表現手法をアコースティックピアノ（たとえばグランドピアノ）のそれにより近づけることができる電子鍵盤楽器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の電子鍵盤楽器は、複数の鍵に対応して配設された複数の駆動部材と、該駆動部材によって駆動され、その駆動位置に応じた情報をそれぞれ出力する複数の出力部材と、前記駆動位置に応じた情報に基づいて、鍵が押離鍵中の全ストローク中、押鍵方向の終状態であることを検出する押鍵検出手段と、複数の発音チャンネルを備えた発音手段と、前記押鍵検出手段による前記終状態の検出に応じて、押鍵があった鍵に対応する楽音を前記複数の発音チャンネルのうちの空きチャンネルに割り当て、前記音源手段にて当該発音チャンネルに割り当てられた楽音を発音させる割り当て手段と、前記発音チャンネルに楽音を割り当てた鍵が前記終状態よりも浅い所定位置を離鍵方向に跨がずに再押鍵されて、前記押鍵検出手段によって前記終状態が検出されたときには、当該鍵に対応する楽音を前記割り当てた発音チャンネルとは異なる他の空いた発音チャンネルに逐次割り当てて、累積的に３以上の異なる発音チャンネルにてそれぞれ発音開始のタイミングが異なる当該鍵に対応する楽音が発音されるように前記割り当て手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、発音チャンネルに楽音を割り当てた鍵が、押離鍵中の全ストローク中、押鍵方向の終状態よりも浅い所定位置を離鍵方向に跨がずに再押鍵されて、押鍵検出手段によって前記終状態が検出されたときには、当該鍵に対応する楽音が、前記割り当てた発音チャンネルとは異なる他の空いた発音チャンネルに逐次割り当てられ、累積的に３以上の異なる発音チャンネルにてそれぞれ発音開始のタイミングが異なる当該鍵に対応する楽音が発音され、レベル検出手段によってすべて“０”レベルであることが検出されたことに応じて、前記割り当てたすべての発音チャンネルがクリアされるので、すなわち、キーオフがなされるまで、全発音チャンネルで開放しているので、実ピアノで言うところの、ダンパペダルを踏み込んだまま、連打したときのような楽音効果に類似する楽音効果を得ることができる。さらに、鍵を完全に戻さなくても押鍵が可能となり、したがって、演奏曲の速いパッセージ部分を速やかにこなすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明の一実施の形態に係る電子鍵盤楽器の縦断面図であり、非押鍵状態（鍵１が押鍵行程の開始位置にある状態）を示している。
【００１０】
本実施の形態の電子鍵盤楽器は、シャーシ４と、鍵１と、押鍵動作に適当な慣性を与えてアコースティックピアノのような押鍵感触を得るためのハンマ２（質量ハンマ体）とから主に構成される。なお、黒鍵についても鍵１と同様に構成され、シャーシ４に回動自在に支持されて成る。なお、以下、本装置の演奏者側を前方と称する。
【００１１】
鍵１、ハンマ２は、それぞれの回動軸、すなわち鍵回動軸Ｐ１、ハンマ回動軸Ｐ２を中心として上下方向に回動可能に構成されている。鍵１は、後述の緩衝材１３を介してハンマ２を駆動可能に構成され、ハンマ２はスイッチ部３を駆動可能に構成されている。
【００１２】
鍵１には、その後端部側の面に凸球面状の鍵支点部１ａが突設されている。その中心が前記鍵回動軸Ｐ１である。一方、シャーシ４のシャーシ水平部４ａの後部には鍵支持部５が設けられている。鍵支持部５の鍵支点部１ａに対向する部分には、各鍵支点部１ａに対応して凹部が設けられている。鍵支点部１ａが鍵支持部５の上記凹部と係合して、鍵１が鍵支点部１ａ（鍵回動軸Ｐ１）を中心として上下方向に回動自在にされている。
【００１３】
鍵１の前部には下方に垂下したハンマ駆動部１ｂが設けられている。ハンマ駆動部１ｂの下端部にはウレタンゴム製等の緩衝材１３が取り付けられている。緩衝材１３は、ハンマ２の上側延設部２ｃおよび下側延設部２ｂ間に挟入され、鍵１の押鍵動作をハンマ２に伝達すると共に、ハンマ２の復帰動作を鍵１に伝達する。なお、押鍵および押鍵復帰の行程において、緩衝材１３はその上端部がハンマ２の上側延設部２ｃと常に当接して動作の伝達を確実にしている。
【００１４】
シャーシ４は、シャーシ水平部４ａとシャーシ４の前部４ｂとがリブ１２により連結されて補強されている。シャーシ前部４ｂには鍵並び方向（鍵１の横方向）の回動を規制するためのキーガイド６が各鍵１毎に突設されている。
【００１５】
ハンマ２は、各鍵１に対応して設けられ、シャーシ４に設けられた支持部材９のハンマ支持部９ａ（ハンマ回動軸Ｐ２）を中心としてその自由端部２ｄが上下方向に回動自在にハンマ支点部２ａにて支持されている。また、ハンマ支点部２ａ近傍から鍵１の後部に亘ってフォーク形状のバネ７が懸架されている。このバネ７は、鍵１を鍵支持部５に押しつけると共に、ハンマ２を支持部材９のハンマ支持部９ａに押しつけ、鍵１およびハンマ２がシャーシ４から容易に脱落しないようにしている。
【００１６】
ハンマ２は、質量部材２ｆの重さによって下側延設部２ｂにて鍵１を上方に常に付勢している。なお、鍵１の復帰力はバネ７から付与されるのではなく、ハンマ２自身の復帰力によるものである。ハンマ２は、下部にスイッチ部３を駆動するためのスイッチ駆動部２ｅを有する。
【００１７】
シャーシ４のシャーシ水平部４ａの後部およびシャーシ保持部４ｃにはそれぞれ、フェルト等の上側ストッパ１０（ストッパ部）および下側ストッパ１１が設けられている。上側ストッパ１０は押鍵時にハンマ２の質量部材２ｆと当接して鍵１およびハンマ２の回動終了位置（鍵１では前端部の下限位置、ハンマ２では自由端部２ｄの上限位置）を規制し、下側ストッパ１１は非押鍵時にハンマ２の質量部材２ｆと当接して鍵１の上限位置を規制する。
【００１８】
シャーシ前部４ｂにはスイッチ基板８が取り付けられ、スイッチ基板８上にはスイッチ部３が設けられている。スイッチ部３は、ハンマ２のスイッチ駆動部２ｅに対向して各ハンマ２毎に設けられている。スイッチ部３は、接点時間差タイプの３メイク式タッチレスポンススイッチであり、鍵１の押鍵動作を検出する。
【００１９】
図２は、スイッチ基盤８上に設けられたスイッチ部３の拡大断面図であり、同図に示すように、スイッチ部３は、第１スイッチ（ＳＷ）３ａ、第２スイッチ（ＳＷ）３ｂおよび第３スイッチ（ＳＷ）３ｃによって構成されている。
【００２０】
なお、本実施の形態では、スイッチ部３として、３メイク式タッチレスポンススイッチを採用したが、これに限らず、図３に示すように、４メイク式タッチレスポンススイッチを採用するようにしてもよいし、５メイク以上のものを採用してもよい。さらに、スイッチに限らず、押鍵状態に応じた信号を出力するものであればどのようなものであってもよい。具体的には、押離鍵時に鍵１に加えられた圧力を検出するピエゾセンサを挙げることができる。
【００２１】
また、本実施の形態の電子鍵盤楽器の一つの特徴は、後述するように、鍵１の離鍵時に、アコースティックピアノ（以下、「実ピアノ」と言う）であれば弦がダンパ材に触れるであろう位置を分岐点として楽音制御することにある。したがって、演奏者は、鍵１の離鍵（または押鍵）時に、この位置を感触によって認識できれば、その楽音制御を積極的に利用することができるので、そのような感触が得られた方が望ましい。
【００２２】
図４は、演奏者がこの位置を感触できるように構成した構成例を示す図であり、構成後のハンマ２およびシャーシ水平部４ａ近傍を拡大した拡大図である。
【００２３】
図４に示すように、ハンマ２上に突起部２ｉを設け、シャーシ水平部４ａの端部にネジＮで固定した凸条１５１付き板バネ１５を取り付け、この板バネ１５の凸条１５１を押鍵途中で突起部２ｉに接触させるように構成する。鍵１の押鍵に伴って、突起部２ｉが板バネ１５の表面を接触しながら移動し、突起部２ｉが凸条１５１に乗り上げる位置に来ると、演奏者は当擦感またはクリック感を得ることができる。そして、板バネ１５の位置または形状を調節することで、この位置を、実ピアノにおいて弦がダンパ材に触れる位置に微調整することもできる。そのために、板バネ１５にはネジＮに対応した長孔が形成されている。また、上記微調整は、スイッチ部材３，３′の鍵長手方向位置の微変位調整によっても可能である。
【００２４】
さらに、本実施の形態では、スイッチ部３は、ハンマ２に設けられたスイッチ駆動部２ｅで駆動するように構成したが、これに限らず、図５に示すように、鍵１に設けられたスイッチ駆動部１ｅで駆動するようにしてもよい。
【００２５】
図６は、本実施の形態の電子鍵盤楽器の制御機能構成を示すブロック図である。
【００２６】
同図に示すように、本実施の形態の電子鍵盤楽器は、音高情報を入力するための鍵盤２１と、各種音色を指定するための複数のスイッチからなる音色スイッチ（ＳＷ）群２２と、音色以外の各種情報を入力するための複数のスイッチからなるその他スイッチ（ＳＷ）群２３と、装置全体の制御を司るＣＰＵ２４と、該ＣＰＵ２４が実行する制御プログラムや、各種テーブルデータ等を記憶するＲＯＭ２５と、演奏データ、各種入力情報および演算結果等を一時的に記憶するＲＡＭ２６と、鍵盤２１から入力された演奏データや予め設定された演奏データ等に基づいて楽音波形信号を生成し、この楽音信号波形を音響に変換する音源部２７とによって構成されている。
【００２７】
なお、本実施の形態では、ＣＰＵ２４、ＲＯＭ２５およびＲＡＭ２６を、１チップのマイクロコンピュータ（μｃｏｍ）によって構成しているが、もちろんこれに限らず、ＣＰＵ２４、ＲＯＭ２５およびＲＡＭ２６を、それぞれ独立して構成するようにしてもよい。
【００２８】
図７は、音源部２７の詳細な制御機能構成を示すブロック図である。
【００２９】
同図に示すように、楽音信号波形を生成するために必要な各種パラメータを記憶する複数の領域からなるバッファレジスタ３１には、キーオン時に発生する楽音のソース（第１ソース）を出力する第１ソース出力部３２と、この出力された第１ソースのエンベロープを生成する第１エンベロープジェネレータ（ＥＧ）３３と、キーオフ時に発生する楽音のソース（第２ソース）を出力する第２ソース出力部３５と、この出力された第２ソースのエンベロープを生成する第２エンベロープジェネレータ（ＥＧ）３６とが接続されている。ここで、第１ソースは、グランドピアノの押鍵時から押鍵中（離鍵途中は含まず）に発生する楽音をサンプリングして記録したものであり、第２ソースは、離鍵時のダンピング中に発生する、グランドピアノ楽音をサンプリングして記録したものである。
【００３０】
第１ソース出力部３２から出力された第１ソースは、乗算器３４を介して、第１ＥＧ３３から出力されたエンベロープと乗算されて合成部３８に供給され、第２ソース出力部３５から出力された第２ソースも同様に、乗算器３７を介して、第２ＥＧ３６から出力されたエンベロープと乗算されて合成部３８に供給される。
【００３１】
合成部３８は、乗算器３４および３７からそれぞれ出力された第１および第２ソース、すなわち、そのエンベロープが制御された第１および第２ソースを合成して、チャンネル（ＣＨ）累算器３９に供給する。また、合成部３８から出力された合成波の波高値は、所定タイミングで常時検出されて、バッファレジスタ３１の所定領域に記憶される。なお、図示されていないが、乗算器３４から出力された、エンベロープの付加された第１ソース波形の波高値も、所定タイミングで常時検出されて、バッファレジスタ３１の所定領域に記憶される。このようにして記憶された各波高値は、後述する図１３のフローチャート中の処理（ステップＳ３５およびＳ３３の処理）で使用される。
【００３２】
なお、ブロック３２〜３８の各処理は、本実施の形態では、発音チャンネル毎の時分割処理によってなされている。もちろん、製造コストを問題にしなければ、これに限らず、発音チャンネル毎にブロック３２〜３８を１組ずつ設けるようにしてもよい。
【００３３】
図８は、合成部３８から出力される、ある発音チャンネルの合成波の一例を示す図であり、キーオンからキーオフされて消音に至るまでに出力される楽音波形が示されている。
【００３４】
同図において、キーオン中は、第１ソースの楽音波形が第１ソース出力部３２から出力されるとともに、第１ＥＧ３３からは、値１のエンベロープ波形Ｅ１が出力され、第２ソース出力部３５および第２ＥＧ３６からは信号波形が出力されないので、合成部３８からは、第１ソースの楽音波形がそのまま出力される。
【００３５】
このキーオン状態からキーオフになると、第１ソース出力部３２からは継続して第１ソースの楽音波形が出力されるものの、第１ＥＧ３３から出力されるエンベロープ波形Ｅ１のレベルが線形的に減衰して行き、さらに、第２ソース出力部３５からは第２ソースの楽音波形が出力されるとともに、第２ＥＧ３６から出力されるエンベロープ波形Ｅ２が線形的に増大して行くので、合成部３８からは、第１ソースの楽音波形から第２ソースの楽音波形にクロスフェードして行く波形が出力される。
【００３６】
そして、クロスフェードが完了すると、第１ＥＧ３３から出力されるエンベロープ波形Ｅ１のレベルが“０”となり、第２ＥＧ３６から出力されるエンベロープ波形Ｅ２のレベルが“１”となるため、合成部３８からは、第２ソースの楽音波形がそのまま出力されることになる。第２ソースの楽音波形は、その波高値が徐々に減衰していく特性を備えているため、第２ＥＧ３６から出力されるエンベロープ波形Ｅ２のレベルが“１”のままであっても、所定時間後自然に消音する。
【００３７】
図７に戻り、ＣＨ累算器３９は、合成部３８から出力された、発音チャンネル毎の合成波形を全発音チャンネルに亘って累算し、累算後のデジタル楽音信号波形を、デジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡＣ（Digital-to-Analog Converter）４０に供給する。ＤＡＣ４０から出力されたアナログ楽音信号波形は、アンプやスピーカ等からなるサウンドシステム４１に供給されて音響に変換される。
【００３８】
以上のように構成された電子鍵盤楽器が実行する制御処理を、まず図９を参照してその概要を説明し、次に図１０〜図１６を参照して詳細に説明する。
【００３９】
図９は、鍵ストロークにおけるスイッチ部３の第１〜第３ＳＷ３ａ〜３ｃのオン位置（タイミング）を示す図である。なお、同図には、前記図３に示した４メイク式タッチレスポンススイッチを採用した場合の第４ＳＷ３ｄのオン位置も記載されている。
【００４０】
図９に示すように、実ピアノや電子鍵盤楽器では、鍵１は、離鍵位置から最も深い押鍵位置に至るまで上下方向に最大１０ｍｍ程度の変位をするものであり、本実施の形態の電子鍵盤楽器でも、その仕様に沿って構成されている。鍵ストロークに従って、まず第３ＳＷ３ｃがオンし、次に第２ＳＷ３ｂがオンし、最後に第１ＳＷ３ａがオンする。
【００４１】
押鍵を開始して、初めて第３ＳＷ３ｃがオンする（第３ＳＷ３ｃのオンイベントが発生する）と、発音チャンネルの空きチャンネルを検索して発音を準備する。続いて、第２ＳＷ３ｂがオンする（第２ＳＷ３ｂのオンイベントが発生する）と、キーオンベロシティを規定するための時間（キーオン時間）の計時を開始する。そして、第１ＳＷ３ａがオンする（第１ＳＷ３ａのオンイベントが発生する）と、上記時間の計時を停止し、この計時された時間、すなわち第２ＳＷ３ｂがオンしてから第１ＳＷ３ａがオンするまでの時間に基づいて、たとえばテーブルデータ（図１５参照）を検索することによりキーオンベロシティを決定する。このキーオンベロシティを、押鍵鍵に対応するキーコード、前記検索された空きチャンネルのチャンネル番号およびキーオン等のデータとともに、音源部２７に送出すると、音源部２７は、決定されたキーオンベロシティの、押鍵鍵に対応する音高の楽音を発生する。
【００４２】
次に、この状態から鍵１が離鍵方向に操作され、第２ＳＷ３ｂがオフした（第２ＳＷ３ｂのオフイベントが発生した）後、第３ＳＷ３ｃがオフしない（第３ＳＷ３ｃのオフイベントが発生しない）で、再度第２ＳＷ３ｂおよび第３ＳＷ３ｃの順にオンすると、上述のようにして、再度キーオンベロシティが決定され、音源部２７から押鍵鍵に対応する音高の楽音が発生する。ただし、この場合には、楽音を発生させるための発音チャンネルとして、直前に割り当てられたチャンネルとは異なるチャンネルが割り当てられる。つまり、本実施の形態では、キーオフがなされるまで、全発音チャンネルを開放している。このため、実ピアノで言うところの、ダンパペダルを踏み込んだまま、連打したときのような楽音効果に類似する楽音効果を得ることができる。実際には、実ピアノでは、ダンパペダルを踏み込んだまま、押鍵を繰り返すと、全弦が打弦のピッチで振動するので、広がり感のある楽音効果となる。これに対して、本実施の形態の電子鍵盤楽器では、同一ピッチの楽音が複数鳴っていることになる。
【００４３】
また、キーオフ位置、つまり本実施の形態では第３ＳＷ３ｃがオフされる位置まで鍵１を完全に戻さなくても楽音を発生させることができるので、演奏曲の速いパッセージ部分を速やかに演奏（繰り返し速押鍵）することができる。
【００４４】
一方、第２ＳＷ３ｂがオフした後、鍵１がさらに離鍵方向に操作されて、第３ＳＷ３ｃがオフすると、音源部２７に対して、前記第２ソース（図８参照）の楽音の読み出しを開始させ、現在発生中の楽音、つまり前記第１ソースの楽音から第２ソースの楽音にクロスフェードして行くように指示する。そして、第３ＳＷ３ｃがオフする位置を、実ピアノの鍵ストロークのダンパ用フェルトが弦に触れる位置と等価になるように設定することで、本実施の形態の電子鍵盤楽器を演奏したときの演奏感覚は、実ピアノ、特にグランドピアノの演奏感覚により近づくことになる。
【００４５】
さらに、スイッチ部３として、４メイク式タッチレスポンススイッチを採用した場合には、３メイク式タッチレスポンススイッチを採用した場合の上記制御処理に加え、第４ＳＷ３ｄがオンしてから第３ＳＷ３ｃがオンするまでの区間内を、実ピアノでの離鍵操作時に弦がダンパ材に触れる度合いを変更して、弦振動に重畳される高調波を変更する制御区間、いわゆるハーフミュート制御区間にすることができる。具体的には、鍵１を押鍵方向に操作して、第３ＳＷ３ｃがオンしたときに、このオン位置がハーフミュート制御区間の一方の端であることを示すマーカとして、複数ビットからなる所定値（たとえば、１１Ｂ（ただし、“Ｂ”はその前の数字が２進数であることを示す記号であり、以下同様の意味に用いる））を割り当てる一方、鍵１を離鍵方向に操作して、第４ＳＷ３ｄがオフしたときに、このオフ位置がハーフミュート制御区間のもう一方の端であることを示すマーカとして、複数ビットからなる所定値（たとえば、００Ｂ）を割り当てる。すると、場合によって、００Ｂまたは１１Ｂのいずれかの値が得られるので、その得られた値に応じて、ハーフミュートの程度、たとえば弦振動に重畳する高調波の種類を変更することができる。
【００４６】
なお、メイク数のより多いスイッチを使用したり、鍵１の操作状態に応じて離散値（または連続値）を数多く出力するセンサを使用したりすることで、さらに、精度よくハーフミュート制御を行うことができる。もちろん、この区間、すなわち、両端にそれぞれ割り当てられた複数ビットからなる各所定値間の値（中間値）を出力可能な区間を、ハーフミュート制御以外の制御に使用するようにしてもよい。たとえば、前記図７の合成部３８とチャンネル累算器３９との間に、合成部３８から出力される合成波形をスライスして出力する波形スライサ部を設け、そのチョップ度合いを、上記中間値出力に応じて制御するようにしてもよい。
【００４７】
また、本実施の形態では、所定区間の両端を示すマーカとして複数ビットからなる値を割り当てるようにしたので、スイッチを用いた場合であればメイク数に拘わらず、あるいは、鍵１の操作状態に応じて離散値（または連続値）を数多く出力するセンサを用いた場合であれば、その出力値の数に拘わらず、同様の発音システムを適用することができ、したがって、スイッチのメイク数やセンサの出力数が拡張されたとしても、発音システムをそれほど変更しなくてもよいので、開発経費を抑制しながら、より高度化した発音システムに移行して開発を継続させることができる。つまり、共通化システムの一助となる。
【００４８】
次に、この制御処理を詳細に説明する。
【００４９】
図１０および図１１は、本実施の形態の電子鍵盤楽器、特にＣＰＵ５が実行する押離鍵処理サブルーチンの手順を示すフローチャートである。本押離鍵処理サブルーチンは、メインルーチンに含まれる一処理である。なお、メインルーチンは、本押離鍵処理サブルーチンの他に、初期設定、音色設定およびその他処理等の、通常の電子鍵盤楽器でなされる公知の処理によって形成すればよいため、図示を省略している。
【００５０】
図１２および図１３は、本実施の形態の電子鍵盤楽器、特にＣＰＵ５が実行するタイマ割込処理の手順を示すフローチャートである。本タイマ割込処理は、図示しないタイマが、たとえば５μｓｅｃを計時する度に発生するタイマ割込信号に応じて起動される。
【００５１】
図１０〜図１３のフローチャートでは、第１〜第３ＳＷ３ａ〜３ｃのキーイベント（キーオン／オフイベント）が発生したときに主要な処理がなされるように構成されているので、次のように場合分けし、その各場合にどのような制御処理がなされるかを説明する。
（１）第３ＳＷ３ｃのオンイベントが発生したとき
（２）第２ＳＷ３ｂのオンイベントが発生したとき
（３）第１ＳＷ３ａのオンイベントが発生したとき
（４）発音処理
（５）第１ＳＷ３ａのオフイベントが発生したとき
（６）第２ＳＷ３ｂのオフイベントが発生したとき
（７）第３ＳＷ３ｃのオフイベントが発生したとき
（８）消音処理
なお、上記（１）〜（８）の各数字は、図１０〜図１３のフローチャート内に記載の丸１〜丸８の各数字と対応付けられている。
【００５２】
（１）第３ＳＷ３ｃのオンイベントが発生したときには、このオンイベントが発生したキーコードＫＣは未だバッファＫＥＹＢＵＦの領域ＫＣＤ（図１４（ａ）参照）に登録されていないので、空きチャンネル（ＣＨ）を検索し、空きＣＨが見つかると、そのＣＨナンバデータを、前記ＲＡＭ２６の所定領域に一時的に保存する（図１０のステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４）。
【００５３】
図１４は、前記ＲＡＭ２６上に確保されたバッファ領域およびタイマ領域のフォーマットを示す図であり、（ａ）は、各チャンネル毎の発音情報および消音情報を記憶するためのバッファＫＥＹＢＵＦのフォーマットを示し、（ｂ）は、各チャンネル毎のタッチステートＴＳ(ｋ)およびスイッチＳ３（第３ＳＷ３ｃ）ステートＳ３(ｋ)を記憶するためのバッファＴＳ＆Ｓ３ＢＵＦのフォーマットを示し、（ｃ）は、各チャンネル毎のキーオン時間を計測するためのソフトウェアカウンタ領域のフォーマットを示す図である。
【００５４】
図１４（ａ）において、バッファＫＥＹＢＵＦは、１６個の発音チャンネル（０〜１５ＣＨ）それぞれに対して、キーコードデータを格納するための領域ＫＣＤと、キーイベント種類データを格納するための種類領域と、キーオンベロシティデータを格納するための領域Ｖｏｎ（ｎ）と、ＥＧレートデータを格納するための領域ＥＧレートとにより構成されている。
【００５５】
キーイベント種類データとは、キーオンイベントであるかキーオフイベントであるかを区別するためのデータを言い、１ビットデータで表される。すなわち、１：オンイベント；０：オフイベントを示している。
【００５６】
図１０に戻り、このオンイベントは、図９に示すように、浅いＳＷのオンイベントであるため、ステップＳ５→Ｓ１６（図１１）と進み、バッファＫＥＹＢＵＦのＣＨとして今回検索時の空きＣＨを指定し、第３ＳＷ３ｃは、本実施の形態では、浅いスイッチのうち最深（そもそも、浅いスイッチは１つのみである）であるので、指定された空きＣＨ（＝ｎとする）に対応した、バッファＫＥＹＢＵＦのｎＣＨに、キーイベントのキーコードおよびキーイベント種類を書き込み、バッファＴＳ＆Ｓ３ＢＵＦのスイッチＳ３（第３ＳＷ３ｃ）の状態（以下、「Ｓ３(ｎ)」という）を格納する領域Ｓ３(ｎ)に値１１Ｂを書き込む（ステップＳ１７→Ｓ１８）。
【００５７】
図１４（ｂ）において、バッファＴＳ＆Ｓ３ＢＵＦは、１６個の発音チャンネル（０〜１５ＣＨ）それぞれに対して、タッチステートＴＳ(ｋ)を格納するための領域と、スイッチＳ３（第３ＳＷ３ｃ）ステートＳ３(ｋ)を記憶するための領域とにより構成されている。
【００５８】
タッチステートＴＳ(ｋ)は、図１４（ｂ）に示すように、００Ｂ，０１Ｂ，１０Ｂおよび１１Ｂの４種類の値を採り、
ＴＳ(ｋ)＝００Ｂ：楽音が発生していない状態
ＴＳ(ｋ)＝０１Ｂ：第２ＳＷ３ｂがオンしている状態
ＴＳ(ｋ)＝１０Ｂ：楽音が発生された後、第３ＳＷ３ｃがオフしている状態
ＴＳ(ｋ)＝１１Ｂ：第１ＳＷ３ａがオンしている状態
をそれぞれ示している。
【００５９】
スイッチＳ３ステートＳ３(ｋ)は、図１４（ｂ）に示すように、００Ｂおよび１１Ｂの２種類の値を採り、
Ｓ３(ｋ)＝００Ｂ：第３ＳＷ３ｃがオフしている状態
Ｓ３(ｋ)＝１１Ｂ：第３ＳＷ３ｃがオンしている状態
をそれぞれ示している。
【００６０】
なお、スイッチ部３として、４メイク式タッチレスポンススイッチを採用した場合には、スイッチＳ３ステートＳ３(ｋ)は、
Ｓ３(ｋ)＝００Ｂ：第４ＳＷ３ｄがオフしている状態
Ｓ３(ｋ)＝１１Ｂ：第３ＳＷ３ｃがオンしている状態
をそれぞれ示している。
【００６１】
（２）第２ＳＷ３ｂのオンイベントが発生したときには、このオンイベントが発生したキーコードＫＣは既にバッファＫＥＹＢＵＦの領域ＫＣＤに登録されているので、空きＣＨを検索せずに、そのＣＨナンバデータを一時的に保存する（ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ４）。そして、このオンイベントは、図９に示すように、深いＳＷのオンイベントであるため、ステップＳ５→Ｓ６→Ｓ７と進み、さらに、第２ＳＷ３ｂのものであるため、ステップＳ７→Ｓ９と進み、第３ＳＷ３ｃオン時のＣＨ(ｎ)に対して、バッファＴＳ＆Ｓ３ＢＵＦの領域ＴＳ(ｎ)に値０１Ｂを入れる（ただし、この処理は、再押鍵でない場合の処理であり、再押鍵の場合の処理については、後述する）。これにより、図１２のフローチャートにおいて、ステップＳ２１→Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２４と処理が進むので、ｎＣＨのカウンタ領域Ｔｏｎ(ｎ)でのカウンタ動作が開始される。すなわち、ｎＣＨのキーオン時間の計測が開始される。
【００６２】
（３）第１ＳＷ３ａのオンイベントが発生したときには、ステップＳ７までは、上記（２）の場合と同様の処理を行い、このオンイベントは第１ＳＷ３ａのものであるため、ステップＳ７→Ｓ８と進み、バッファＴＳ＆Ｓ３ＢＵＦの領域ＴＳ(ｎ)に値１１Ｂを入れる。
【００６３】
（４）発音処理のときとは、ＴＳ(ｎ)が値１１Ｂに切り替わったときであるので、図１２のステップＳ２１→Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２５（図１３）→Ｓ２６→Ｓ２７と進み、このとき、カウンタ領域Ｔｏｎ(ｎ)には、ＴＳ(ｎ)に値０１Ｂが入っている間にカウントされた値が格納されているため、その値をＴＢＬ１（図１５参照）換算した後に、バッファＫＥＹＢＵＦの領域Ｖｏｎ(ｎ)に入力し、カウンタ領域Ｔｏｎ(ｎ)を“０”でリセットし、ステップＳ２９およびＳ３０で、誤動作押鍵を除外し、標準押鍵に対してステップＳ３１の処理に進ませる。
【００６４】
図１６は、タッチステートＴＳ(ｎ)＆スイッチＳ３ステートＳ３(ｎ)の状態遷移を示す図である。
【００６５】
同図において、標準押鍵とは、第１〜第３ＳＷ３ａ〜３ｃのすべてからオン／オフイベントを生ずるような押鍵を言い、具体的には、ポジションＰ１からポジションＰ１５へ至る押鍵である。この標準押鍵では、ポジションＰ１４から見て２つ前のイベントは、第３ＳＷ３ｃのオンイベントである。また、再押鍵とは、第１および第２ＳＷ３ａ，３ｂのみからオン／オフイベントを生ずるような押鍵を言い、具体的には、ポジションＰ１５からポジションＰ２１へ至る押鍵である。この再押鍵では、ポジションＰ２０から見て２つ前のイベントは、第２ＳＷ３ｂのオフイベントである。さらに、誤動作押鍵とは、第１ＳＷ３ａのみからオン／オフイベントを生ずるような押鍵を言い、具体的には、ポジションＰ３０からポジションＰ３４へ至る押鍵である。この誤動作押鍵では、ポジションＰ３３から見て２つ前のイベントは、第１ＳＷ３ａのオンイベントである。
【００６６】
図１３に戻り、ステップＳ３１では、バッファＫＥＹＢＵＦのＣＨとして２つ前イベント時と同一ＣＨを指定し、ステップＳ３２では、その指定したＣＨに対して発音処理を行う。発音処理では、具体的には、バッファＫＥＹＢＵＦの指定されたＣＨの全データ、すなわちＣＨナンバ、ＫＣＤ、キーオンおよびイニシャルタッチ（ＩＴ）としてのＶｏｎ(ｎ)と、ＥＧレートデータ（＝１）を音源部２７に送出する。
【００６７】
（５）第１ＳＷ３ａのオフイベントが発生したときおよび（６）第２ＳＷ３ｂのオフイベントが発生したときには、実質的には何もせずに、押離鍵処理を終了する。
【００６８】
（７）第３ＳＷ３ｃのオフイベントが発生したときには、図１０のステップＳ５→Ｓ１０（図１１）→Ｓ１１→Ｓ１２と進み、バッファＫＥＹＢＵＦ中の同一ＫＣＤを有するＣＨと同一ＣＨを指定し、ＥＧレートデータ（＜１）を音源部２７に送信し、ＣＨに対応したキーオフ時用波形（第２ソース波形）の読み出し開始を指示し（ステップＳ１３）、読み出されるキーオン波形およびキーオフ波形に対するクロスフェード処理の開始を指示し（ステップＳ１４）、ＴＳ(ｎ)に値１０Ｂを入れるとともに、Ｓ３(ｎ)に００Ｂを入れる（ステップＳ１５）。
【００６９】
（８）消音処理のときとは、ＴＳ(ｎ)＝１０Ｂかつ（＆）Ｓ３(ｎ)＝００Ｂのときであるので、図１２のステップＳ２１→Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２５（図１３）→Ｓ３３と進み、音源部２７側のＣＨ(ｎ)の第１ソースの波高値が続けて０レベルのときには、キーオン波形の読み出し停止を指示し（ステップＳ３３→Ｓ３４）、音源部２７側の音源全体のＣＨ(ｎ)が続けて０レベルのときには、バッファＫＥＹＢＵＦをすべてクリアする（ステップＳ３５→Ｓ３６）。
【００７０】
次に、完全キーオフにならない場合の再押鍵、すなわち、上記（４）の発音処理後、第１ＳＷ３ａおよび第２ＳＷ３ｂのオフイベントが発生し（上記（５）および（６））、その後、再度第２ＳＷ３ｂおよび第１ＳＷ３ａのオンイベントがこの順序で発生した（上記（２）および（３））押鍵について、前記図１０〜図１３および図１６を用いて説明する。
【００７１】
この完全キーオフにならない場合の再押鍵は、図１６では、ポジションＰ１８からポジションＰ２０に至る押鍵に相当する。その動作を、ポジションＰ１８の少し前のポジションＰ１０から説明する。ポジションＰ１０からポジションＰ１４に押鍵が進むと、図１２および図１３のタイマ割込処理における、上記（４）の発音処理（ステップＳ２７〜Ｓ３２）が実行され、ポジションＰ１３からポジションＰ１４に至るまでに計時されたキーオン時間に応じたキーオンベロシティの楽音が、検索された空きＣＨで発音される。その後、ポジションＰ１５から、ポジションＰ１７を経過して、すなわち第２ＳＷ３ｂのオフイベントの発生を経過して、ポジションＰ１９に進むと、上記発音中のＣＨと異なる空きＣＨを検索するとともに、再押鍵に対するキーオン時間の計時を開始し（ステップＳ９）、続いてポジションＰ２０に進むと、ポジションＰ１９からポジションＰ２０に至るまでに計時された、再押鍵に対するキーオン時間に応じたキーオンベロシティの楽音が、上記検索された空きＣＨで発音される。
【００７２】
ここで、上記ステップＳ９では、図１０に示すように、再押鍵か否かを判断し、再押鍵の場合には、新たに検索した空きＣＨ(ｎ)に対して、そのタッチステートＴＳ(ｎ)を値０１Ｂとしている。つまり、新たな空きＣＨに、当該楽音を発音割り当てするようにしている。これは、図１３のステップＳ３１およびＳ３２で、現イベントの２つ前のイベントと同一ＣＨを指定して、当該楽音を発音割り当てするようにしているので、再押鍵では、同一楽音が同一ＣＨに割り当てられてしまい、上述のように、再押鍵が繰り返される度に、同一楽音が順次他のＣＨに割り当てられて行かないからである。これに対して、ステップＳ９を上記処理のように構成した場合には、再押鍵されると、当該楽音は他の空きＣＨに発音割り当てされるため、再押鍵が繰り返される度に、同一楽音が順次他のＣＨに割り当てられて行く。なお、再押鍵か否かの判断は、図１３のステップＳ２９での判断と同様に、同一ＣＨの２つ前イベントが第２ＳＷ３ｂのオフイベントであるか否かを判断し、このイベントが第２ＳＷ３ｂのオフイベントである場合に、再押鍵と判断すればよい。図１６において、ポジションＰ２０、すなわち再押鍵時から見て、同一ＣＨの２つ前イベント、つまりポジションＰ１７のイベントは、第２ＳＷ３ｂのオフイベントだからである。
【００７３】
このような再押鍵では、完全キーオフとはならない、すなわち第３ＳＷ３ｃのキーオフイベントが発生しないので、ポジションＰ１９からポジションＰ２０に至る押鍵等の再押鍵時には、図１０の丸２または丸３のルートの処理がなされ、図１１のステップＳ１２からステップＳ１５までのキーオフ処理はなされない。その結果、図１３のステップＳ３６の処理、すなわちバッファＫＥＹＢＵＦのオールクリア処理はなされない。つまり、完全な消音処理はなされないので、再押鍵される毎に、同一ピッチの楽音が異なったＣＨに順次発音割り当てされて行き、前述したように、同一ピッチの楽音が複数鳴ることになる。したがって、実ピアノで言うところの、ダンパペダルを踏み込んだまま、連打したときのような楽音効果に類似する楽音効果を得ることができる。
【００７４】
なお、本実施の形態では、上記図１１の押離鍵処理のステップＳ１７で、第３〜第ｎＳＷのうちの最深ＳＷでないもののオンイベントが発生したとしても、何の処理も行わないようにしたが、これに限らず、ステップＳ１０２を追加し、所定のオンイベント間隔を計時して（たとえば、図１２および図１３のタイマ割込処理中で行うようにすればよい）、その時間を、イニシャルタッチを決定する別の情報として用いるようにしてもよい。別の情報の具体例としては、発音のための準備情報（かまえ情報）が考えられる。このように、別の情報をも考慮してイニシャルタッチを決定できるようになると、イニシャルタッチが同じでも、別の情報に応じて、音色（高調波含有分）を変更したり、音量を変更したりすることができ、変化に富んだアーティキュレーションが可能となる。これにより、音楽の表現方法が増大する。
【００７５】
また、本実施の形態では、上記図１１の押離鍵処理のステップＳ１１で、第４ＳＷ３ｄ以降のスイッチのオフイベントが発生したとしても、何の処理も行わないようにしたが、これに限らず、ステップＳ１０１を追加して、第３ソースの楽音波形を読み出して再生するようにしてもよい。
【００７６】
なお、本実施の形態では、キーオン波形からキーオフ波形に移るときには、クロスフェード処理を行うようにしたが、これに限らず、キーオフが指示されたときには、通常のキーオフ処理、すなわち、キーオン波形の読み出しを終了するとともに発音中の楽音を急速ダンプする処理を行い、これと独立して、キーオフが指示されると、キーオフ波形の読み出しを開始するようにしてもよい。したがって、この場合、キーオフ直後には、キーオン波形とキーオフ波形とが同時に発生していることになる。また、この場合、キーオフ時のキーオン波形およびキーオフ波形の各波高値レベルは同じにしておく必要がある。
【００７７】
また、本実施の形態では、キーオン波形からキーオフ波形に切り替わるときに、クロスフェード処理を行いながら切り替わるようにしたが、駆動部材の戻り時の駆動始動位置近傍で第２の情報の非押鍵位置に最も近いもの（図２の第３ＳＷ３ｃや図３の第４ＳＷ３ｄのオフイベント）を出力したときや、２番目に近いもの（図３の第３ＳＷ３ｃのオフイベント）を出力したときに、前記波形の切り替えが行われるようにし、このとき、クロスフェードさせなくても、キーオン波形はオフ処理をする、すなわち、ＥＧによって強制的に減衰させるとともに、キーオフ波形はオン処理をする、すなわち、キーオンで楽音が立ち上がる処理をするだけでも、違和感なく楽音を発生から消音までスムーズに制御できる。
【００７８】
このように、本実施の形態では、離鍵時（キーオフ時）に、キーオン波形からキーオフ波形に切り替わるようにしたが、この鍵ストローク位置は、アコースティック楽器において離鍵時にダンパ用フェルトが弦に触れる位置（すなわち、弦振動を制止し始める離鍵操作ストローク位置）に一致させることが望ましい。
【００７９】
アコースティック楽器（グランドピアノ等）において、上記位置は、鍵自由端位置に換算して、押離鍵全ストロークがほぼ１０ｍｍであり、鍵復帰位置（鍵を操作していない状態）を０ｍｍとすると、この鍵復帰位置から４ｍｍ程度が標準的であるが、整調状態によって若干異なることもある。このことを踏まえて、本実施の形態では、鍵復帰位置から３〜６ｍｍの範囲に、上記離鍵時にキーオン波形からキーオフ波形に切り替わる鍵ストローク位置を設定することが望ましい。もちろん、この鍵ストローク位置をユーザが適宜設定可能としてもよい。
【００８０】
図１７は、複数ビットで構成したスイッチＳ３ステートを発生させた場合に、そのスイッチＳ３ステートをキーオフ波形制御に適用した一例、およびその制御方法を示す図である。
【００８１】
同図（ａ）に示すように、図示例の装置は、本実施の形態の電子鍵盤楽器と同様に、キーオン波形発生部５２で発生させたキーオン波形と、キーオフ波形発生部５５で発生させたキーオフ波形とを、合成部５３で合成するようにしたものである。ただし、キーオフ波形発生部５５と合成部５３との間に波形スライサ５６を設け、波形スライサ５６が、キーオフ波形発生部５５から発生されたキーオフ波形をスライスするときのチョップ度合いを、スイッチＳ３ステート発生部５４から発生された複数ビットのスイッチＳ３ステートに応じて変更するようにした点が異なっている。なお、スイッチＳ３ステートは、キーオフ波形発生部５５がキーオフ波形を発生するときのトリガ信号（情報）としても機能する。たとえば、スイッチＳ３ステートの複数ビットのいずれか１ビットをトリガ信号として使用したり、スイッチＳ３ステートの値が所定値に切り替わった時点をトリガ時点と判断するようにしたりすればよい。
【００８２】
たとえば、キーオフ波形発生部５５から、同図（ｂ）に示すようなキーオフ波形が発生されたとして、波形スライサ５６は、このキーオフ波形を、同図（ｃ）に示すようにスライスして出力する。すなわち、波形スライサ５６では、スイッチＳ３ステート発生部５４から発生されたスイッチＳ３ステートの値（複数ビットからなる値）に応じて、チョップ度合いＳＬ０が変更され、このチョップ度合いＳＬ０で、入力されたキーオフ波形がスライスされて出力される。つまり、スイッチＳ３ステートの値に応じて、キーオフ波形に含まれる高調波の成分が増加する。
【００８３】
このようにして、上記構成によれば、スイッチＳ３ステートに基づいて、前記ハーフミュート制御、すなわち実ピアノでの離鍵操作時に弦がダンパ材に触れる度合いを変更して、弦振動に重畳される高調波を変更する制御を行うことが可能になる。
【００８４】
同図（ｄ）は、波形スライサ５６がキーオフ波形をスライスする他の方法を示す図であり、時刻が進むに従って減衰するキーオフ波形に対して、そのスライス範囲を決定するスライス曲線ＳＬ１〜ＳＬ４も、時刻が進むに従って減衰するようにしている。そして、スライス曲線ＳＬ１〜ＳＬ４のうちいずれを取って、キーオフ波形のスライス処理に用いるかを、スイッチＳ３ステートの値に応じて決定するようにしている。同図（ｄ）の方法でも、スイッチＳ３ステートの値に応じて、キーオフ波形に含まれる高調波の成分が増加するので、前記ハーフミュート制御を行うことができる。
【００８５】
このように、スイッチＳ３ステートを複数ビットで構成し、その複数の値（状態）を、キーオフ波形をスライスするときのチョップ度合いに対応させれば、多段階、ひいては無段階に、キーオフ時の音色を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電子鍵盤楽器の縦断面図である。
【図２】図１のスイッチ基盤上に設けられたスイッチ部の拡大断面図である。
【図３】４メイク式タッチレスポンススイッチを採用したときのスイッチ部の拡大断面図である。
【図４】鍵の離鍵時に、実ピアノであれば弦がダンパ材に触れるであろう位置を、演奏者が感触できるように構成した一例を示す図である。
【図５】スイッチ部を駆動する駆動方法の他の例を示す図である。
【図６】本実施の形態の電子鍵盤楽器の制御機能構成を示すブロック図である。
【図７】図６の音源部の詳細な制御機能構成を示すブロック図である。
【図８】図７の合成部から出力される、ある発音チャンネルの合成波の一例を示す図である。
【図９】鍵ストロークにおけるスイッチ部の第１〜第３ＳＷのオン位置（タイミング）を示す図である。
【図１０】図６の電子鍵盤楽器、特にＣＰＵが実行する押離鍵処理サブルーチンの手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１０の押離鍵処理サブルーチンの続きの手順を示すフローチャートである。
【図１２】図６の電子鍵盤楽器、特にＣＰＵが実行するタイマ割込処理の手順を示すフローチャートである。
【図１３】図１２のタイマ割込処理の続きの手順を示すフローチャートである。
【図１４】図６のＲＡＭ上に確保されたバッファ領域およびタイマ領域のフォーマットを示す図である。
【図１５】キーオン時間からキーオンベロシティへの変換テーブルの一例を示す図である。
【図１６】タッチステートＴＳ(ｎ)＆スイッチＳ３ステートＳ３(ｎ)の状態遷移を示す図である。
【図１７】複数ビットで構成したスイッチＳ３ステートを発生させた場合に、そのスイッチＳ３ステートをキーオフ波形制御に適用した一例、およびその制御方法を示す図である。
【符号の説明】
【００８７】
１  鍵（駆動部材）、  ２  ハンマ（駆動部材）、  ３  スイッチ部（出力部材、押鍵検出手段）、  ２４  ＣＰＵ（制御手段、押鍵検出手段、割り当て手段）、  ２６  ＲＡＭ、２７  音源部（発音手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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