JP6822578B2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

本発明は、電子楽器における音信号を生成する技術に関する。

電子ピアノからの音をアコースティックピアノの音にできるだけ近づけるために、様々な工夫がなされている。例えば、特許文献１には、アコースティックピアノの演奏において鍵を押下したときには、打弦音が発生するだけでなく、鍵の押下に伴って生じる棚板衝突音も発生する。電子ピアノのような電子楽器において、このような棚板衝突音を再現するための技術が開示されている。

特開２０１４−５９５３４号公報

ほとんどの電子ピアノは、ピアノの音を出力するためのスピーカを備えている。特許文献１に開示された技術によりピアノの音を生成すると、スピーカから出力される音は棚板衝突音を含んだものになる。一方、アコースティックピアノに近い演奏感覚を得るために、電子ピアノにおける鍵の周辺部分（鍵アセンブリ）の機械的構造に、アコースティックピアノと類似する構造が採用されている場合がある。このような場合には、アコースティックピアノと同様に、実際の棚板衝突音が発生して演奏者によって聴取されるため、特許文献１に開示された技術を積極的に採用する必要がない。

電子ピアノは、スピーカ以外にも、ヘッドホン等の外部装置において発音させるために、その外部装置に音信号を出力するための出力端子を備えている。一方、演奏者がヘッドホンを使用する場合、演奏者には実際の棚板衝突音が聴取しづらくなる。したがって、演奏者は、スピーカからの音を聴取する場合に比べて、棚板衝突音の感覚が失われた音を聴取しなくてはならなかった。

一方、ヘッドホンを使用したときでも演奏者が棚板衝突音を聴取できるように特許文献１に開示された技術を採用した場合を考える。この場合において、スピーカを使用すると、機械的に発生する棚板衝突音と、スピーカからの棚板衝突音とが、重なって聴取されてしまう。いずれの場合であっても、音を出力する装置の違いによって、演奏者が異なる音を聴取しなくてはならなかった。したがって、演奏者は、同じ演奏をしたとしても聴取環境によって音が異なるという不自然さを感じなくてはならなかった。

本発明の目的の一つは、音を出力する装置が異なっていても、聴取する音ができるだけ異ならないようにすることができる技術を提供することにある。

本発明の一実施形態によると、音の発生を指示する指示信号に応じて、第１音信号と第２音信号とを生成する音源と、前記第１音信号と前記第２音信号とを第１音量比で含む第３音信号を出力する第１出力部と、前記第１音信号と前記第２音信号とを前記第１音量比とは異なる第２音量比で含む第４音信号を出力する第２出力部と、を備える電子楽器が提供される。

前記指示信号は、発生させる音の高さを指定するための音高情報を含み、前記音高情報が第１音高から当該第１音高とは異なる第２音高に変化した場合において、前記音源は、前記第１音高と前記第２音高との音高差に対応して前記第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、前記第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、前記第２音量比における前記第１音信号に対する前記第２音信号の割合は、前記第前記第１音量比における前記第１音信号に対する前記第２音信号の割合よりも大きくてもよい。

前記指示信号を生成するための演奏操作子を備え、前記指示信号は、前記演奏操作子の操作の内容に応じて変化する操作情報を含み、前記音源は、前記音の発生の指示に対して、前記第１音信号の発生タイミングと前記第２音信号の発生タイミングとの相対関係を、前記操作情報に基づいて変化させ、前記第２音量比における前記第１音信号に対する前記第２音信号の割合は、前記第前記第１音量比における前記第１音信号に対する前記第２音信号の割合よりも大きくてもよい。

前記第１音量比は、前記第１音信号に対する前記第２音信号の割合が０であってもよい。

本発明の一実施形態によると、音の発生を指示する指示信号に応じて、第１音信号と第２音信号とを生成する音源と、前記第１音信号を含み前記第２音信号を含まない第３音信号を出力する第１出力部と、前記第１音信号と前記第２音信号とを含む第４音信号を出力する第２出力部と、を備える電子楽器が提供される。

前記指示信号は、発生させる音の高さを指定するための音高情報を含み、 前記音高情報が第１音高から当該第１音高とは異なる第２音高に変化した場合において、前記音源は、前記第１音高と前記第２音高との音高差に対応して前記第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、前記第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なくてもよい。

前記指示信号を生成するための演奏操作子を備え、前記指示信号は、前記演奏操作子の操作の内容に応じて変化する操作情報を含み、前記音源は、前記音の発生の指示に対して、前記第１音信号の発生タイミングと前記第２音信号の発生タイミングとの相対関係を、前記操作情報に基づいて変化させてもよい。

前記第１出力部は、前記第３音信号を音として出力するスピーカであり、前記第２出力部は、前記第４音信号を外部装置に出力するための出力端子であってもよい。

前記出力端子に前記外部装置が接続されている場合に、前記スピーカから出力される前記第３音信号が制限されてもよい。

前記出力端子に前記外部装置が接続されていない場合に、前記出力端子から出力される前記第４音信号が制限されてもよい。

前記指示信号を生成するための演奏操作子と、前記演奏操作子への操作に対応して、当該演奏操作子または当該演奏操作子と連動する第２部材が衝突することによって衝突音を生じる第１部材と、を備えてもよい。

前記演奏操作子は、鍵を含み、前記第１部材は、棚板または当該棚板に接続される部材であってもよい。

前記第２音信号は、前記衝突音に対応する音を含んでもよい。

前記音源は、さらに第５音信号を生成し、前記第１出力部から出力される前記第３音信号は、前記第５音信号をさらに含み、前記第５音信号の発生タイミングは、前記第２音信号の発生タイミングに対して遅れていてもよい。

本発明によれば、音を出力する装置が異なっていても、聴取する音ができるだけ異ならないようにすることができる技術を提供することができる。

本発明の第１実施形態における電子鍵盤楽器の構成を示す図である。 本発明の第１実施形態における鍵と連動する機械的構造（鍵アセンブリ）を示す図である。 本発明の第１実施形態における音源の機能構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態における打弦音量テーブルを説明する図である。 本発明の第１実施形態における衝突音量テーブルを説明する図である。 本発明の第１実施形態における打弦音遅延テーブルおよび衝突音遅延テーブルを説明する図である。 本発明の第１実施形態におけるノートオンに対する打弦音および衝突音の発生タイミングを説明する図である。 本発明の第１実施形態におけるノートナンバに対する打弦音および衝突音の音高の関係を説明する図である。 本発明の第１実施形態における打弦音と衝突音との音量比を説明する図である。 本発明の第２実施形態における音源の機能構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態における音源の機能構成を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施形態における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。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号（数字の後にＡ、Ｂ等を付しただけの符号）を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

＜第１実施形態＞
［鍵盤楽器の構成］
図１は、本発明の第１実施形態における電子鍵盤楽器の構成を示す図である。電子鍵盤楽器１は、例えば、電子ピアノであって、演奏操作子として複数の鍵７０を有する電子楽器の一例である。ユーザが鍵７０を操作すると、スピーカ６０から音が発生する。発生する音の種類（音色）は、操作部２１を用いて変更される。この例において、電子鍵盤楽器１は、ピアノの音色を用いて発音する場合に、アコースティックピアノに近い発音をすることができる。特に、電子鍵盤楽器１は、棚板衝突音が含まれるピアノの音を再現することができる。続いて、電子鍵盤楽器１の各構成について、詳述する。

電子鍵盤楽器１は、複数の鍵７０（演奏操作子）を備える。複数の鍵７０は、筐体５０に回動可能に支持されている。筐体５０には、操作部２１、表示部２３、スピーカ６０（第１出力部）が配置されている。筐体５０の内部には、制御部１０、記憶部３０、鍵挙動測定部７５および音源８０が配置されている。筐体５０内部に配置された各構成は、バスを介して接続されている。

この例では、電子鍵盤楽器１は、外部装置と信号の入出力をするためのインターフェイスを含んでいる。インターフェイスとしては、例えば、外部装置に音信号を出力する端子、ＭＩＤＩデータの送受信をするためのケーブル接続端子などである。音信号の出力端子（第２出力部）には、この例では、外部装置としてヘッドホンを接続するためのヘッドホン端子９１、およびライン出力をするためのＬＩＮＥ端子９５が含まれる。

制御部１０は、ＣＰＵなどの演算処理回路、ＲＡＭ、ＲＯＭなどの記憶装置を含む。制御部１０は、記憶部３０に記憶された制御プログラムをＣＰＵにより実行して、各種機能を電子鍵盤楽器１において実現させる。操作部２１は、操作ボタン、タッチセンサおよびスライダなどの装置であり、入力された操作に応じた信号を制御部１０に出力する。表示部２３は、制御部１０による制御に基づいた画面が表示される。

記憶部３０は、不揮発性メモリ等の記憶装置である。記憶部３０は、制御部１０によって実行される制御プログラムを記憶する。また、記憶部３０は、音源８０において用いられるパラメータ、波形データ等を記憶してもよい。スピーカ６０は、制御部１０または音源８０から出力される音信号を増幅して出力することによって、音信号に応じた音を発生する。

鍵挙動測定部７５は、複数の鍵７０のそれぞれの挙動を測定し、測定結果を示す測定データを出力する。この例では、押下された鍵７０および鍵７０の押下量（操作量）に応じた情報が測定データに含まれる。この例では、鍵挙動測定部７５は、各鍵７０に対して、第１押下量、第２押下量および第３押下量を検出したときに、押下量に応じた検出信号を出力するようになっている。このとき、鍵７０を示す情報（例えば鍵番号）が含まれることによって、押下された鍵７０を特定することができる。

［鍵アセンブリの構成］
図２は、本発明の第１実施形態における鍵と連動する機械的構造（鍵アセンブリ）を示す図である。図２においては、鍵７０のうち白鍵に関する構造を例として説明する。棚板５８は、上述した筐体５０の一部を構成する部材である。棚板５８には、フレーム７８が固定されている。フレーム７８の上部には、フレーム７８から上方に突出する鍵支持部材７８１が配置されている。鍵支持部材７８１は、軸７８２を中心として鍵７０を回動可能に支持する。フレーム７８から下方に突出するハンマ支持部材７８５が配置されている。フレーム７８に対して鍵７０とは反対側には、ハンマ７６が配置されている。ハンマ支持部材７８５は、軸７６５を中心としてハンマ７６を回動可能に支持する。

鍵７０の下方に突出するハンマ接続部７０６は、下端部に連結部７０７を備える。ハンマ７６の一端側に配置された鍵接続部７６１と連結部７０７とは、摺動可能に接続されている。ハンマ７６は、軸７６５に対して鍵接続部７６１とは反対側に錘７６８（第２部材）を備える。鍵７０が操作されていない時には、錘７６８は、その自重により下限ストッパ７９１に載置されている。

一方、鍵７０が押下されると、鍵接続部７６１が下方に移動し、ハンマ７６が回動すると、錘７６８が上方に移動する。錘７６８が上限ストッパ７９２（第１部材）に衝突すると、ハンマ７６の回動が制限されて、鍵７０の押下ができなくなる。鍵７０の押下が強いと、ハンマ７６（錘７６８）が上限ストッパ７９２に衝突し、そのときに衝突音が発生する。この衝突音はフレーム７８を介して棚板５８に伝達されて、さらに大きな音として放出されてもよい。図２の構成においては、この音が棚板衝突音に相当する。

なお、鍵アセンブリは、鍵７０の押下により衝突音が生じる構造であれば、図２に示す構造に限らない。鍵アセンブリは、例えば、押下された鍵７０が棚板５８に直接的に衝突する構造であってもよい。また、鍵アセンブリは、図２のように、鍵７０が押下されると、鍵７０に連動して動く部材が、棚板５８または棚板５８に接続された部材に対して衝突する構造であってもよい。いずれにしても、鍵アセンブリは、鍵７０の押下によって、いずれかの部分で衝突が生じることによって衝突音を生じる構造であればよい。

フレーム７８と鍵７０との間には鍵挙動測定部７５（第１センサ７５−１、第２センサ７５−２、第３センサ７５−３）が配置されている。鍵７０が押下されていくと、鍵７０が第１押下量に達したときに第１センサ７５−１が第１検出信号を出力する。続いて、鍵７０が第２押下量に達したときに、第２センサ７５−２が第２検出信号を出力する。さらに、鍵７０が第３押下量に達したときに第３センサ７５−３が第３検出信号を出力する。この検出信号の出力タイミングの時間的な違いから、鍵７０の押下速度および押下加速度を算出することができる。

この例では、制御部１０が、第１検出信号の出力タイミングから第２検出信号の出力タイミングまでの時間、および予め決められた距離（ここでは第１押下量および第２押下量までの距離）に基づいて、第１押下速度を算出する。同様に、制御部１０が、第２検出信号の出力タイミングから第３検出信号の出力タイミングまでの時間、および予め決められた距離（ここでは第２押下量および第３押下量までの距離）に基づいて、第２押下速度を算出する。制御部１０は、第１押下速度と第２押下速度とに基づいて、押下加速度を算出する。さらに制御部１０は、第３検出信号の検出によりノートオンＮｏｎを音源８０に出力し、ノートオンＮｏｎを出力した後であって同じ鍵について第１検出信号の出力が停止したときには、ノートオフＮｏｆｆを音源８０に出力する。

ノートオンＮｏｎが出力されるときには、鍵番号Ｎｏｔｅ、押下速度Ｖｅｌ（第１押下速度または第２押下速度）および押下加速度Ａｃｃが、ノートオンＮｏｎに対応付けられて出力される。鍵番号Ｎｏｔｅは、押下された鍵７０を特定する情報であって、音の高さを指定する情報（音高情報）に対応する。

一方、ノートオフＮｏｆｆが出力されるときには、鍵番号ＮｏｔｅがノートオフＮｏｆｆに対応付けられて出力される。なお、以下の説明において、鍵７０の操作に伴って制御部１０から出力されるこれらの情報（操作情報）は、音の発生を指示する指示信号として音源８０に供給される。

図１に戻って説明を続ける。音源８０は、制御部１０から出力されるノートオンＮｏｎ、ノートオフＮｏｆｆ、鍵番号Ｎｏｔｅ、押下速度Ｖｅｌおよび押下加速度Ａｃｃを含む指示信号に基づいて、音信号を生成してスピーカ６０に出力する。音源８０が生成する音信号は、鍵７０への操作毎に得られる。そして、複数の押鍵によって得られた複数の音信号は、合成されて音源８０から出力される。続いて、音源８０の構成について詳述する。

［音源の構成］
図３は、本発明の第１実施形態における音源の機能構成を示すブロック図である。音源８０は、打弦音信号出力部８１、衝突音信号出力部８２、スピーカ出力合成部８３、端子出力合成部８４、出力切替部８５および増幅出力部８６を備える。

打弦音信号出力部８１は、鍵７０の押下に応じて供給される指示信号に基づいて、ピアノの打弦音に相当する音信号（打弦音信号：第１音信号）を出力する。打弦音信号出力部８１は、打弦音波形メモリ８１１、打弦音信号生成部８１３、打弦音量テーブル８１５、打弦音遅延テーブル８１７を備える。

打弦音波形メモリ８１１は、ピアノの打弦音を示す波形データを記憶している。この波形データは、アコースティックピアノの音（押鍵に伴う打弦によって生じた音）をサンプリングした波形データである。この例では、異なる音高の波形データが、鍵番号に対応して記憶されている。

打弦音信号生成部８１３は、指示信号に基づいて、打弦音波形メモリ８１１から波形データを読み出して、例えばＡＤＳＲのパラメータによって制御されるエンベロープ処理を施し、打弦音信号として出力する。打弦音信号は、スピーカ出力合成部８３および端子出力合成部８４に出力される。

打弦音信号生成部８１３は、読み出すべき波形データの音高を、鍵番号Ｎｏｔｅに基づいて決定する。これにより、打弦音信号生成部８１３は、鍵番号Ｎｏｔｅに対応する音高を有する打弦音信号を生成する。すなわち、鍵番号Ｎｏｔｅが所定の音高差で変化した場合、打弦音信号の音高は、この音高差に対応して変化する。打弦音信号生成部８１３は、打弦音信号の音量（最大振幅）を、打弦音量テーブル８１５を参照して決定する。打弦音信号生成部８１３は、ノートオンＮｏｎを示す指示信号を受信してから打弦音信号を出力するまでの遅延時間を、打弦音遅延テーブル８１７を参照して決定する。この遅延時間に応じて、打弦音信号の発生タイミング（発音タイミング）が変化する。打弦音量テーブル８１５および打弦音遅延テーブル８１７の詳細については、後述する。

衝突音信号出力部８２は、鍵７０の押下に応じて供給される指示信号に基づいて、棚板衝突音に相当する音信号（衝突音信号：第２音信号）を出力する。衝突音信号出力部８２は、衝突音波形メモリ８２１、衝突音信号生成部８２３、衝突音量テーブル８２５、衝突音遅延テーブル８２７を備える。

衝突音波形メモリ８２１は、ピアノの棚板衝突音を示す波形データを記憶している。この波形データは、アコースティックピアノの押鍵に伴う棚板衝突音をサンプリングした波形データである。打弦音波形メモリ８１１に記憶された波形データとは異なり、衝突音波形メモリ８２１は、鍵番号に対応して音高を異ならせた波形データを記憶していない。すなわち、衝突音波形メモリ８２１は、鍵番号にかかわらず共通の波形データを記憶している。

衝突音信号生成部８２３は、指示信号に基づいて、衝突音波形メモリ８２１から波形データを読み出して、衝突音信号として出力する。衝突音信号は、スピーカ出力合成部８３および端子出力合成部８４に出力される。なお、この例では、エンベロープ処理は、衝突音信号に対しては行われないが、行われてもよい。エンベロープ処理が行われない場合には、衝突音波形メモリ８２１は、所定時間の波形データを記憶している。衝突音信号生成部８２３は、指示信号に応じて波形データを所定時間読み出すと、この指示信号に応じた衝突音信号の生成を終了する。

衝突音信号生成部８２３は、衝突音信号の音量（最大振幅）を、衝突音量テーブル８２５を参照して決定する。衝突音信号生成部８２３は、ノートオンＮｏｎを示す指示信号を受信してから衝突音信号を出力するまでの遅延時間を、衝突音遅延テーブル８２７を参照して決定する。この遅延時間に応じて、衝突音信号の発生タイミング（発音タイミング）が変化する。なお、この例では、衝突音波形メモリ８２１では音高の異なる波形データを記憶していないため、衝突音信号生成部８２３は、鍵番号Ｎｏｔｅを用いなくてもよい。すなわち、鍵番号Ｎｏｔｅが所定の音高差で変化しても、衝突音信号の音高は、変化しない。

続いて、各テーブル（打弦音量テーブル８１５、衝突音量テーブル８２５、打弦音遅延テーブル８１７、衝突音遅延テーブル８２７）の具体的な内容を説明する。

図４は、本発明の第１実施形態における打弦音量テーブルを説明する図である。図４に示すように、打弦音量テーブルは、押下速度Ｖｅｌと打弦音量Ｖａとの関係を規定している。この例では、押下速度Ｖｅｌが大きくなるほど、打弦音量Ｖａが大きくなる。なお、図４に示す例では、押下速度Ｖｅｌと打弦音量Ｖａとは、１次関数で表すことができる関係で規定されているが、押下速度Ｖｅｌに対して打弦音量Ｖａが特定できるような関係であれば、どのような関係であってもよい。また、打弦音量Ｖａを特定するために、押下速度Ｖｅｌではなく、押下加速度Ａｃｃを用いてもよいし、押下速度Ｖｅｌと押下加速度Ａｃｃとを併用してもよい。

図５は、本発明の第１実施形態における衝突音量テーブルを説明する図である。図５に示すように、衝突音量テーブルは、押下加速度Ａｃｃと衝突音量Ｖｂとの関係を規定している。この例では、押下加速度Ａｃｃが大きくなるほど、衝突音量Ｖｂが大きくなる。なお、図５に示す例では、押下加速度Ａｃｃと衝突音量Ｖｂとは、１次関数で表すことができる関係で規定されているが、押下加速度Ａｃｃに対して衝突音量Ｖｂが特定できるような関係であれば、どのような関係であってもよい。また、衝突音量Ｖｂを特定するために、押下加速度Ａｃｃではなく、押下速度Ｖｅｌを用いてもよいし、押下速度Ｖｅｌと押下加速度Ａｃｃとを併用してもよい。

図６は、本発明の第１実施形態における打弦音遅延テーブルおよび衝突音遅延テーブルを説明する図である。いずれのテーブルも、押下加速度Ａｃｃと遅延時間ｔｄとの関係を規定している。図６においては、打弦音遅延テーブル８１７と衝突音遅延テーブル８２７とを対比して示している。打弦音遅延テーブル８１７は、押下加速度Ａｃｃと遅延時間ｔｄ（以下、打弦音遅延時間ｔ１という）との関係を規定している。衝突音遅延テーブル８２７は、押下加速度Ａｃｃと遅延時間ｔｄ（以下、衝突音遅延時間ｔ２という）との関係を規定している。いずれのテーブルにおいても、押下加速度Ａｃｃが大きくなるほど、遅延時間ｔｄ（ｔ１，ｔ２）が短くなる。

押下加速度ＡｃｃがＡ２のときには、打弦音遅延時間ｔ１と衝突音遅延時間ｔ２とが等しくなる。押下加速度ＡｃｃがＡ２よりも小さいＡ１のときには、打弦音遅延時間ｔ１よりも衝突音遅延時間ｔ２の方が長い時間となる。一方、押下加速度ＡｃｃがＡ２よりも大きいＡ３のときには、打弦音遅延時間ｔ１よりも衝突音遅延時間ｔ２の方が短い時間となる。このとき、Ａ２が「０」であってもよい。この場合には、Ａ１は、負の値となり、押下の間に徐々に減速していることを示す。一方、Ａ３は、正の値となり、押下の間に徐々に加速していることを示す。

なお、図６に示す例では、押下加速度Ａｃｃと遅延時間ｔｄとは、１次関数で表すことができる関係で規定されているが、押下加速度Ａｃｃに対して遅延時間ｔｄが特定できるような関係であれば、どのような関係であってもよい。また、遅延時間ｔｄを特定するために、押下加速度Ａｃｃではなく、押下速度Ｖｅｌを用いてもよいし、押下速度Ｖｅｌと押下加速度Ａｃｃとを併用してもよい。

図７は、本発明の第１実施形態におけるノートオンに対する打弦音および衝突音の発生タイミングを説明する図である。図７におけるＡ１、Ａ２、Ａ３は、図６における押下加速度Ａｃｃの値に対応する。すなわち、押下加速度の関係は、Ａ１＜Ａ２＜Ａ３である。それぞれ横軸に沿って時刻の信号を示している。「ＯＮ」は、ノートオンＮｏｎを示す指示信号を受信したタイミングを示している。「Ｓａ」は打弦音信号の生成が開始されるタイミングを示し、「Ｓｂ」は衝突音信号の生成が開始されるタイミングを示している。したがって、打弦音遅延時間ｔ１は、「ＯＮ」から「Ｓａ」までの時間に対応する。衝突音遅延時間ｔ２は、「ＯＮ」から「Ｓｂ」までの時間に対応する。図７に示すように、押下加速度が大きくなるほど、打弦音信号および衝突音信号のいずれの発生タイミングも、ノートオンＮｏｎからの遅延が少なくなる。さらに、発生タイミングの変化の割合が衝突音信号の方が打弦音信号よりも大きい。したがって、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、押下加速度に基づいて変化する。

以上が各テーブルについての説明である。上述したように、打弦音信号生成部８１３は、読み出すべき波形データの音高を、鍵番号Ｎｏｔｅに基づいて決定する。一方、この例では、衝突音信号生成部８２３は、読み出すべき波形データの音高を、鍵番号Ｎｏｔｅによって変化させない。

図８は、本発明の第１実施形態におけるノートナンバに対する打弦音および衝突音の音高の関係を説明する図である。図８は、鍵番号Ｎｏｔｅと音高Ｐとの関係を示している。図８においては、打弦音の音高ｐ１と衝突音の音高ｐ２とを対比して示している。鍵番号Ｎｏｔｅが変化すると、打弦音の音高ｐ１が変化する。一方、鍵番号Ｎｏｔｅが変化しても、衝突音の音高ｐ２は変化しない。言い換えると、打弦音の音高ｐ１は、鍵番号ＮｏｔｅがＮ１である場合とＮ２である場合とでは異なる。一方、衝突音の音高ｐ２は、鍵番号ＮｏｔｅがＮ１である場合とＮ２である場合とで同じである。なお、図８に示す打弦音の音高ｐ１と衝突音の音高ｐ２とは、それぞれの鍵番号Ｎｏｔｅに対する変化の傾向を示したものであって、互いの大小関係を示したものではない。

図３に戻って説明を続ける。スピーカ出力合成部８３は、増幅部８３１、８３２および合成部８３５を備える。増幅部８３１は、打弦音信号生成部８１３から出力された打弦音信号を予め決められた増幅率で増幅する。増幅部８３２は、衝突音信号生成部８２３から出力された衝突音信号を予め決められた増幅率で増幅する。合成部８３５は、増幅部８３１において増幅された打弦音信号と、増幅部８３２において増幅された衝突音信号とを加算することによって合成して出力する。これらの構成によってスピーカ出力合成部８３は、打弦音信号と衝突音信号とを予め決められた第１音量比で合成したスピーカ用音信号（第３音信号）を出力する。

端子出力合成部８４は、増幅部８４１、８４２および合成部８４５を備える。増幅部８４１は、打弦音信号生成部８１３から出力された打弦音信号を予め決められた増幅率で増幅する。増幅部８４２は、衝突音信号生成部８２３から出力された衝突音信号を予め決められた増幅率で増幅する。合成部８４５は、増幅部８４１において増幅された打弦音信号と、増幅部８４２において増幅された衝突音信号とを加算することによって合成して出力する。これらの構成によって端子出力合成部８４は、打弦音信号と衝突音信号とを予め決められた第２音量比で合成した端子用音信号（第４音信号）を出力する。なお、以下の説明において、第１音量比および第２音量比は、いずれも、打弦音信号の最大振幅（打弦音量Ｖａに対応）に対する衝突音信号の最大振幅（衝突音量Ｖｂに対応）の割合を示す。

図９は、本発明の第１実施形態における打弦音と衝突音との音量比を説明する図である。図９は、スピーカ用音信号における打弦音量Ｖａと衝突音量Ｖｂとの関係ＲＳ、および端子カ用音信号における打弦音量Ｖａと衝突音量Ｖｂとの関係ＲＴを示している。打弦音量Ｖａに対する衝突音量Ｖｂの割合は、それぞれの関係の傾きに対応する。関係ＲＳの傾きは上述した第１音量比に相当する。関係ＲＴの傾きは上述した第２音量比に相当する。すなわち、スピーカ出力合成部８３における増幅部８３１、８３２の増幅率の比は、関係ＲＳの傾きに対応した値で設定されている。また、端子出力合成部８４における増幅部８４１、８４２の増幅率の比は、関係ＲＴの傾きに対応した値で設定されている。

図９に示すように、第２音量比（関係ＲＴ）は、第１音量比（関係ＲＳ）よりも大きい。なお、第１音量比と第２音量比とは、この関係を満たしてればよく、操作部２１を用いて変更できるようになっていてもよい。また、第１音量比（関係ＲＳ）は、０として規定されていてもよい。すなわち、打弦音信号（打弦音量Ｖａ）に対する衝突音信号（衝突音量Ｖｂ）の割合が０であってもよい。この場合には、後述する第２実施形態の構成を採用することもできる。

図３に戻って説明を続ける。出力切替部８５はスイッチ８５１、８５２を備える。スイッチ８５１は、スピーカ出力合成部８３からスピーカ６０への音信号の経路（以下、スピーカ経路という）に設けられている。スイッチ８５２は、端子出力合成部８４からヘッドホン端子９１への音信号の経路（以下、ヘッドホン経路という）に設けられている。出力切替部８５は、ヘッドホン端子９１にプラグが接続されていない場合、図３に示すように、スイッチ８５１をオンにしてスピーカ経路を接続し、スイッチ８５２をオフにしてヘッドホン経路を切断する。一方、出力切替部８５は、接続検出回路８９から所定の検出信号が供給された場合に、スイッチ８５１をオフにしてスピーカ経路を切断し、スイッチ８５２をオンにしてヘッドホン経路を接続する。所定の検出信号とは、ヘッドホン端子９１にヘッドホン等の接続プラグが接続されているときに接続検出回路８９が出力する信号である。

なお、端子出力合成部８４から出力される音信号（端子用音信号）は、ＬＩＮＥ端子９５に対しても供給される。この例では、端子出力合成部８４からＬＩＮＥ端子９５への音信号の経路（以下、ＬＩＮＥ経路という）は、出力切替部８５のスイッチを含んでいない。すなわち、ＬＩＮＥ端子への端子用音信号は、常時供給される。

増幅出力部８６は、増幅部８６１、８６２、８６３を備える。増幅部８６１は、スピーカ経路に設けられている。増幅部８６２は、ヘッドホン経路に設けられている。増幅部８６３は、ＬＩＮＥ経路に設けられている。増幅部８６１、８６２、８６３は、所定の増幅率に設定される。この増幅率は、操作部２１におけるボリュームつまみ等を操作することによって、設定を変更することができる。

上述した構成により、音源８０は、スピーカ用音信号をスピーカ６０から出力する一方、衝突音信号の成分がスピーカ用音信号よりも多い端子用音信号をヘッドホン端子９１およびＬＩＮＥ端子９５から出力する。スピーカ６０から出力される音は、鍵アセンブリから機械的に生じる衝突音と合成されて、演奏者に聴取される。そのため、スピーカ６０からの出力に衝突音信号の成分が少なくても、またはその成分がなかったとしても、演奏者は棚板衝突音を聴取することができる。

一方、ヘッドホン端子９１を用いる際には、演奏者は、機械的に生じる衝突音を聴取しづらい。上述した音源８０によれば、ヘッドホン端子９１から出力される音には、衝突音信号の成分が多く含まれているため、演奏者は、機械的な衝突音の代わりに音源８０で生成した衝突音を聴取することができる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、スピーカ６０から出力される音が衝突音信号を含まない場合、すなわち第１音量比が０である場合には、増幅部８４２の増幅率が０に設定されることで実現される。第２実施形態では、別の構成によってこれを実現する。

図１０は、本発明の第２実施形態における音源の機能構成を示すブロック図である。第２実施形態における音源８０Ａは、第１実施形態における音源８０と比べて、スピーカ出力合成部８３を備えていない。したがって、打弦音信号出力部８１（打弦音信号生成部８１３）からの打弦音信号は、出力切替部８５（スイッチ８５１）と端子出力合成部８４（増幅部８４１）とに出力される。一方、衝突音信号出力部８２Ａ（衝突音信号生成部８２３Ａ）からの衝突音信号は、スピーカ出力合成部８３が存在しないため、端子出力合成部８４（増幅部８４２）に出力される。その他の構成については、第１実施形態における構成と同様である。なお、増幅部８４１と増幅部８４２との増幅率の関係は、予め決められていればよい。

＜第３実施形態＞
第１実施形態におけるスピーカ６０から出力される音には、さらに別の音が付加されるようにしてもよい。第３実施形態では、棚板衝突音がグランドピアノの響板等に伝達されたときの残響に対応する残響音信号（第５音信号）を付加する例について説明する。

図１１は、本発明の第３実施形態における音源の機能構成を示すブロック図である。第３実施形態における音源８０Ｂは、第１実施形態における音源８０と比べて、残響音信号出力部８８をさらに備えている。残響音信号出力部８８は、衝突音信号出力部８２が衝突音信号を出力する場合と概ね同様な処理により、残響音信号を出力する。このとき、残響音信号の発生タイミングは、衝突音の残響成分に対応することから、衝突音信号の発生タイミングに対して遅れている。この遅延時間は、予め設定されていればよい。スピーカ出力合成部８３Ｂにおける合成部８３５Ｂは、打弦音信号と衝突音信号と残響音信号とを合成する。このような構成により、スピーカ用音信号は、打弦音信号および衝突音信号を含むだけでなく、残響音信号を含む信号となる。

上述したように、スピーカ６０から出力される音は、鍵アセンブリから機械的に生じる衝突音と合成されて、演奏者に聴取される。電子鍵盤楽器１は、アコースティックピアノと比べて響板のような大きな構造物を備えていない。そのため、電子鍵盤楽器１において機械的に生じる衝突音は、アコースティックピアノにおける衝突音に比べて残響成分が少なくなることがある。この例では、残響音信号は、このような残響成分に相当する音である。したがって、スピーカ６０から出力される音（スピーカ用音信号）によって、アコースティックピアノにおける衝突音の残響成分を補強することができる。端子用音信号においては、衝突音信号の成分が多めに含まれているため、その衝突音信号そのものにおいて残響成分が含まれるようになっていればよい。

なお、衝突音信号においても残響成分が含まれるため、増幅部８３１に設定される増幅率が大きいほど、残響音信号出力部８８から出力される残響音信号の音量が小さくなるように制御されてもよい。また、第１音量比を０とする場合には、増幅部８３２を用いない構成としてもよいし、第２実施形態において打弦音信号と残響音信号とを加算して合成する合成部を設けるようにしてもよい。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、それぞれの実施形態は、互いに組み合わせたり置換したりした実施形態を採用してもよい。また、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、以下に説明する変形例は互いに組み合わせて適用することもできる。

（１）上述した実施形態では、打弦音信号および衝突音信号の音量比は、ヘッドホン端子９１に供給される端子用音信号と、ＬＩＮＥ端子９５に供給される端子用音信号とで同じであったが、異なっていてもよい。

（２）上述した実施形態では、電子鍵盤楽器１を電子楽器の一例として説明したが、鍵盤楽器でなくても演奏操作子を有する楽器であればよい。すなわち、電子楽器は、鍵７０以外の演奏操作子を備える構成であってもよい。アコースティック楽器において、演奏操作子を操作することで衝突音が発生する楽器を想定した電子楽器に、上述した実施形態における音源を適用してもよい。例えば、木管楽器において生じる衝突音としては、キー操作による蓋の開閉音が想定される。このような木管楽器を電子楽器とした場合に、演奏操作子への操作により衝突音が発生する構造を有し、その上で、上述した実施形態における音源を適用するのが効果的である。

（３）上述した実施形態では、スピーカ６０とヘッドホン端子９１とのいずれかへの音信号の供給は、出力切替部８５によって経路を切り替えることによって実現されていたが、増幅部８６１、８６２の増幅率を調整し、いずれか一方への出力を制限することによって実現されてもよい。

（４）上述した実施形態では、衝突音波形メモリ８２１は、鍵番号にかかわらず共通の波形データを記憶していたが、打弦音波形メモリ８１１に記憶された波形データと同様に、異なる波形データを、鍵番号に対して記憶していてもよいし、少なくとも２つの鍵番号（第１音高を示す鍵番号と第２音高を示す鍵番号）に対しては、同じ波形データが対応付けられていてもよい。

（５）上述した実施形態では、電子鍵盤楽器１はスピーカ６０を備えていたが、スピーカ６０を備える代わりに、スピーカへ音信号を供給するための端子を備えていてもよい。この場合には、この端子にスピーカ用音信号が供給されるようにすればよい。

（６）上述した実施形態では、打弦音信号と衝突音信号とは発生タイミングをずらしていたが、同時に発生するようにしてもよい。

（７）上述した実施形態では、鍵番号Ｎｏｔｅが所定の音高差で変化したとしても、衝突音信号の音高は変化しないが、この音高が変化するようにしてもよい。このとき、衝突音信号の音高は、打弦音信号の音高と同様に変化するようにしてもよいし、打弦音信号よりも少ない音高差で変化するようにしてもよい。このように、所定の音高差に鍵番号Ｎｏｔｅが変化した場合において、打弦音信号の音高と衝突音信号の音高とは変化の程度が異なっていればよい。

（８）上述した実施形態では、音源は、打弦音信号と衝突音信号とを生成して合成していたが、２つの種類の音信号を生成して合成するのであれば、このような組み合わせに限られない。

１…電子鍵盤楽器、１０…制御部、２１…操作部、２３…表示部、３０…記憶部、５０…筐体、５８…棚板、６０…スピーカ、７５…鍵挙動測定部、７５−１…第１センサ、７５−２…第２センサ、７５−３…第３センサ、７６…ハンマ、７８…フレーム、８０…音源、８１…打弦音信号出力部、８２…衝突音信号出力部、８３…スピーカ出力合成部、８４…端子出力合成部、８５…出力切替部、８６…増幅出力部、８９…接続検出回路、９１…ヘッドホン端子、９５…ＬＩＮＥ端子、７０６…ハンマ接続部、７０７…連結部、７６１…鍵接続部、７６５…軸、７６８…錘、７８１…鍵支持部材、７８２…軸、７８５…ハンマ支持部材、７９１…下限ストッパ、７９２…上限ストッパ、８１１…打弦音波形メモリ、８１３…打弦音信号生成部、８１５…打弦音量テーブル、８１７…打弦音遅延テーブル、８２１…衝突音波形メモリ、８２３…衝突音信号生成部、８２５…衝突音量テーブル、８２７…衝突音遅延テーブル、８３１，８３２…増幅部、８４１，８４２…増幅部、８５１，８５２…スイッチ、８６１，８６２，８６３…増幅部

Claims (14)

1. 音の発生を指示する指示信号に応じて、第１音信号と第２音信号とを生成する音源と、
   前記第１音信号と前記第２音信号とを第１音量比で含む第３音信号を出力する第１出力部と、
   前記第１音信号と前記第２音信号とを前記第１音量比とは異なる第２音量比で含む第４音信号を出力する第２出力部と、
   を備える電子楽器。
2. 前記指示信号は、発生させる音の高さを指定するための音高情報を含み、
   前記音高情報が第１音高から当該第１音高とは異なる第２音高に変化した場合において、前記音源は、前記第１音高と前記第２音高との音高差に対応して前記第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、前記第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、
   前記第２音量比における前記第１音信号に対する前記第２音信号の割合は、前記第１音量比における前記第１音信号に対する前記第２音信号の割合よりも大きい、請求項１に記載の電子楽器。
3. 前記指示信号を生成するための演奏操作子を備え、
   前記指示信号は、前記演奏操作子の操作の内容に応じて変化する操作情報を含み、
   前記音源は、前記音の発生の指示に対して、前記第１音信号の発生タイミングと前記第２音信号の発生タイミングとの相対関係を、前記操作情報に基づいて変化させ、
   前記第２音量比における前記第１音信号に対する前記第２音信号の割合は、前記第１音量比における前記第１音信号に対する前記第２音信号の割合よりも大きい、請求項１または請求項２に記載の電子楽器。
4. 前記第１音量比は、前記第１音信号に対する前記第２音信号の割合が０である、請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子楽器。
5. 音の発生を指示する指示信号に応じて、第１音信号と第２音信号とを生成する音源と、
   前記第１音信号を含み前記第２音信号を含まない第３音信号を出力する第１出力部と、
   前記第１音信号と前記第２音信号とを含む第４音信号を出力する第２出力部と、
   を備える電子楽器。
6. 前記指示信号は、発生させる音の高さを指定するための音高情報を含み、
   前記音高情報が第１音高から当該第１音高とは異なる第２音高に変化した場合において、前記音源は、前記第１音高と前記第２音高との音高差に対応して前記第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、前記第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５に記載の電子楽器。
7. 前記指示信号を生成するための演奏操作子を備え、
   前記指示信号は、前記演奏操作子の操作の内容に応じて変化する操作情報を含み、
   前記音源は、前記音の発生の指示に対して、前記第１音信号の発生タイミングと前記第２音信号の発生タイミングとの相対関係を、前記操作情報に基づいて変化させる、請求項５または請求項６に記載の電子楽器。
8. 前記第１出力部は、前記第３音信号を音として出力するスピーカであり、
   前記第２出力部は、前記第４音信号を外部装置に出力するための出力端子である、請求項１から請求項７のいずれかに記載の電子楽器。
9. 前記出力端子に前記外部装置が接続されている場合に、前記スピーカから出力される前記第３音信号が制限される、請求項８に記載の電子楽器。
10. 前記出力端子に前記外部装置が接続されていない場合に、前記出力端子から出力される前記第４音信号が制限される、請求項８または請求項９に記載の電子楽器。
11. 前記指示信号を生成するための演奏操作子と、
    前記演奏操作子への操作に対応して、当該演奏操作子または当該演奏操作子と連動する第２部材が衝突することによって衝突音を生じる第１部材と、
    を備える、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の電子楽器。
12. 前記演奏操作子は、鍵を含み、
    前記第１部材は、棚板または当該棚板に接続される部材である、請求項１１に記載の電子楽器。
13. 前記第２音信号は、前記衝突音に対応する音を含む、請求項１１または請求項１２に記載の電子楽器。
14. 前記音源は、さらに第５音信号を生成し、
    前記第１出力部から出力される前記第３音信号は、前記第５音信号をさらに含み、
    前記第５音信号の発生タイミングは、前記第２音信号の発生タイミングに対して遅れている、請求項１から請求項１３のいずれかに記載の電子楽器。

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