音響効果付与装置およびピアノ
【課題】アコースティックピアノの自然な感じを残しつつ、その発音に音響効果を付与する。
【解決手段】グランドピアノは、ハンマ4による弦5への打撃を検出し、その弦5の基本周波数の正弦波信号および倍音周波数の正弦波信号を合成した駆動波形信号により振動部50を振動させる。この振動は、響板7、駒6を介して弦5に伝達される。これにより、弦5は、ハンマ4の打撃および駆動波形信号により振動が励起されることになり、駆動波形信号に応じた音響効果が付与される。このとき、駆動波形信号は、弦5の基本周波数に応じた正弦波信号を用いた簡易な信号であるため、音響効果を付与しても、アコースティックピアノの自然な感じを残すことができる。
【解決手段】グランドピアノは、ハンマ4による弦5への打撃を検出し、その弦5の基本周波数の正弦波信号および倍音周波数の正弦波信号を合成した駆動波形信号により振動部50を振動させる。この振動は、響板7、駒6を介して弦5に伝達される。これにより、弦5は、ハンマ4の打撃および駆動波形信号により振動が励起されることになり、駆動波形信号に応じた音響効果が付与される。このとき、駆動波形信号は、弦5の基本周波数に応じた正弦波信号を用いた簡易な信号であるため、音響効果を付与しても、アコースティックピアノの自然な感じを残すことができる。
【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の音を変化させる技術に関する。
【背景技術】
【0002】
アコースティックピアノにおいて、演奏により発生する音を変化させる技術が開発されている。例えば、鍵の挙動に応じて楽器音などのオーディオ信号を出力する電子音源を用いる技術がある。この場合には、アコースティックピアノからの音とともに、またはこの音が発生しない消音状態で、電子音源からの楽器音などが発音される。このように電子音源からの音を用いると、アコースティックピアノの発音による自然な感じが再現されないことがあった。そこで、自然なピアノ音を維持しつつ音響効果を付与するために、アコースティックピアノが発音するときの振動信号をリアルタイムに抽出し、音響効果を付与する演算処理を施して響板駆動信号を生成して響板を振動させる技術も開発されている(例えば、特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平5−73039号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に開示された技術によっては、響板をスピーカとして用いて響板駆動信号を出力することにより、音響効果を付与することができる一方、様々な周波数成分が含まれた響板駆動信号による響板の振動が、ハンマの打弦により振動している弦に到達する場合がある。この場合には、双方の振動の関係によっては意図しない発音内容に変化することがあり、音響効果が付与されたピアノ音については、アコースティックピアノの自然な感じが少なくなってしまう場合もあった。
本発明は、アコースティックピアノの自然な感じを残しつつ、その発音に音響効果を付与することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上述の課題を解決するため、本発明は、複数の鍵、前記鍵に対応して設けられた弦、および前記鍵の操作により当該鍵に対応する弦を打撃するハンマを有するピアノに用いられる音響効果付与装置であって、前記ハンマによる前記弦への打撃を検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記打撃された弦の基本周波数に対応する第1周波数の第1の正弦波信号および第2周波数の第2の正弦波信号を出力する信号出力手段と、前記出力された第1の正弦波信号および第2の正弦波信号を合成した合成信号を前記弦に伝達する信号伝達手段とを具備し、前記第2周波数は、前記第1周波数のn倍(nは2以上の整数)よりも、前記打撃された弦に対応して予め決められた値だけ大きいことを特徴とする音響効果付与装置を提供する。
【0006】
また、別の好ましい態様において、前記第1周波数は、前記打撃された弦の基本周波数であることを特徴とする。
【0007】
また、別の好ましい態様において、前記弦の各々について基本周波数および前記第1周波数と前記第2周波数との関係を規定した設定情報を、複数記憶する記憶手段と、ユーザの指示に応じて前記設定情報のいずれかを特定する特定手段とをさらに具備し、前記信号出力手段は、前記特定された設定情報に基づいて決まる第1周波数の前記第1の正弦波信号および前記第2周波数の前記第2の正弦波信号を出力することを特徴とする。
【0008】
また、別の好ましい態様において、前記合成信号は、前記打撃された弦に対応して予め決められている態様で振幅が時間変化することを特徴とする。
【0009】
また、本発明は、複数の鍵と、前記鍵に対応して設けられた弦と、前記鍵の操作により当該鍵に対応する弦を打撃するハンマと、前記ハンマによる前記弦への打撃を検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記打撃された弦の基本周波数に対応する第1周波数の第1の正弦波信号および第2周波数の第2の正弦波信号を出力する信号出力手段と、前記出力された第1の正弦波信号および第2の正弦波信号を加算した加算信号を前記弦に伝達する信号伝達手段とを具備し、前記第2周波数は、前記第1周波数のn倍(nは2以上の整数)よりも、前記打撃された弦に対応して予め決められた値だけ大きいことを特徴とするピアノを提供する。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、アコースティックピアノの自然な感じを残しつつ、その発音に音響効果を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施形態におけるグランドピアノの外観を示す斜視図である。
【図2】本発明の実施形態におけるグランドピアノの内部構造を説明する図である。
【図3】本発明の実施形態における振動部の取り付け位置を説明する図である。
【図4】本発明の実施形態における音源装置の構成を示すブロック図である。
【図5】本発明の実施形態における音響効果付与装置の機能構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の実施形態における信号出力部の機能構成を示すブロック図である。
【図7】本発明の実施形態における基本特性鍵テーブルの内容を説明する図である。
【図8】本発明の実施形態における基本特性鍵テーブルの具体例を説明する図である。
【図9】本発明の実施形態における基音OSC鍵テーブルの内容を説明する図である。
【図10】本発明の実施形態における基音AEG鍵テーブルの内容を説明する図である。
【図11】本発明の変形例1におけるアップライトピアノの内部構造を示す図である。
【図12】本発明の変形例2におけるグランドピアノの内部構造を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
<実施形態>
[全体構成]
図1は、本発明の実施形態におけるグランドピアノ1の外観を示す斜視図である。グランドピアノ1は、その前面に演奏者によって演奏操作がなされる鍵2が複数配列された鍵盤、およびペダル3を有する。また、グランドピアノ1は、前面部分に操作パネル13を有する音源装置10、および譜面台部分に設けられたタッチパネル60を有する。ユーザの指示は、操作パネル13およびタッチパネル60が操作されることにより、音源装置10に対して入力可能になっている。
【0013】
グランドピアノ1は、複数の発音モードのうち、ユーザの指示に応じた発音モードでの発音が可能になっている。この発音モードには、一般的なグランドピアノと同様の態様、ハンマによる打弦のみで発音させる通常発音モード、本発明の音響効果付与装置によって実現される態様で音響効果を付与して発音させる音響効果付与モード、および、ハンマによる打弦を阻止することにより消音させて電子音源により発音させる消音モードが含まれている。なお、通常発音モードおよび消音モードについては存在しなくてもよい。
【0014】
また、グランドピアノ1は、複数の演奏モードのうち、ユーザの指示に応じた演奏モードでの動作が可能になっている。この演奏モードには、ユーザが演奏操作をして発音させる通常演奏モード、および鍵を自動的に駆動して発音させる自動演奏モードが含まれている。なお、いずれか一方の演奏モードについては存在しなくてもよい。
【0015】
[グランドピアノ1の構成]
図2は、本発明の実施形態におけるグランドピアノ1の内部構造を説明する図である。この図においては、各鍵2に対応して設けられている構成については、1つの鍵2に着目して示し、他の鍵2に対応して設けられている部分については記載を省略している。
【0016】
各鍵2の後端側(演奏するユーザから見て鍵2の奥側)の下部には、演奏モードが自動演奏モードである場合において、ソレノイドを用いて鍵2を駆動する鍵駆動部30が設けられている。鍵駆動部30は、音源装置10からの制御信号に応じてソレノイドを駆動する。鍵駆動部30は、ソレノイドを駆動してプランジャを上昇させることにより、ユーザが押鍵したときと同様な状態を再現する一方、プランジャを下降させることにより、ユーザが離鍵したときと同様な状態を再現する。このように、通常演奏モードと自動演奏モードとの違いは、鍵2を駆動させるのがユーザの操作であるか、鍵駆動部30であるかの違いである。
【0017】
ハンマ4は、各鍵2に対応して設けられ、鍵2が押下されるとアクション機構(図示略)を介して力が伝達されて移動し、各鍵2に対応する弦5を打撃する。また、ダンパ8は、鍵2の押下量、およびペダル3のうちダンパペダル(以下、単にペダル3といった場合にはダンパペダルを示す)の踏込量に応じて、弦5と非接触状態または接触状態となる。ダンパ8は、弦5と接触しているときには、その弦5の振動を抑制する。
【0018】
ストッパ40は、消音モードに設定されているときに、ハンマ4による弦5への打撃を阻止する部材である。すなわち、発音モードが消音モードに設定されているときには、ハンマシャンクがストッパ40に衝突してハンマ4の弦5への打撃が阻止される一方、消音モード以外に設定されているときには、ストッパ40は、ハンマシャンクと衝突しない位置に移動するようになっている。
【0019】
鍵センサ22は、各鍵2の下部に設けられ、鍵2の挙動に応じた検出信号を音源装置10に出力する。この例においては、鍵センサ22は、鍵2の押下量を検出し、検出結果を示す検出信号を音源装置10に出力する。なお、鍵センサ22は、鍵2の押下量に応じた検出信号を出力していたが、鍵2が特定の押下位置を通過したことを示す検出信号が出力されるようにしてもよい。特定の押下位置とは、鍵2のレスト位置からエンド位置に至る範囲のいずれかの位置であり、複数箇所であることが望ましい。このように、鍵センサ22が出力する検出信号は、鍵2の挙動を音源装置10に認識させることができる信号であればどのようなものであってもよい。
【0020】
ハンマセンサ24は、各ハンマ4に対応して設けられ、ハンマ4の挙動に応じた検出信号を音源装置10に出力する。この例においては、ハンマセンサ24は、ハンマ4による弦5の打撃直前の移動速度を検出し、検出結果を示す検出信号を音源装置10に出力する。なお、この検出信号は、ハンマ4の移動速度そのものを示すものでなくてもよく、別の態様での検出信号として、音源装置10において移動速度が算出されるようにしてもよい。例えば、ハンマ4が移動中にハンマシャンクが通過する2つの位置について、ハンマシャンクが通過したことを示す検出信号が出力されるようにしてもよいし、一方の位置を通過してから他方の位置を通過するまでの時間を示す検出信号が出力されるようにしてもよい。このように、ハンマセンサ24が出力する検出信号は、ハンマ4の挙動を音源装置10に認識させることができる信号であればどのようなものであってもよい。
【0021】
ペダルセンサ23は、各ペダル3に対応して設けられ、ペダル3の挙動に応じた検出信号を音源装置10に出力する。この例においては、ペダル3の踏込量を検出し、検出結果を示す検出信号を音源装置10に出力する。なお、ペダルセンサ23は、ペダル3の踏込量に応じた検出信号を出力していたが、ペダル3が特定の踏込位置を通過したことを示す検出信号が出力されるようにしてもよい。特定の踏込位置とは、ペダルのレスト位置からエンド位置に至る範囲のいずれかの位置であり、ダンパ8と弦5とが完全に接触する状態と非接触の状態とを区別できる踏込位置であることが望ましく、複数箇所を特定の踏込位置とすることでハーフペダルの状態についても検出することができるようにすることがさらに望ましい。このように、ペダルセンサ23が出力する検出信号は、ペダル3の挙動を音源装置10に認識させることができる信号であればどのようなものであってもよい。
【0022】
なお、鍵センサ22、ペダルセンサ23、およびハンマセンサ24から出力される検出信号によって、音源装置10が、弦5に対するハンマ4の打撃タイミング(キーオンのタイミング)、打撃速度(ベロシティ)、およびその弦5に対するダンパ8の振動抑制タイミング(キーオフのタイミング)を、各鍵2(キーナンバ)に対応して特定することができるようになっていれば、鍵センサ22、ペダルセンサ23およびハンマセンサ24は、鍵2、ペダル3、ハンマ4の挙動を検出した結果を、他の態様での検出信号として出力してもよい。
【0023】
響板7は、響棒75および駒6が接続され、駒6を介して響板7の振動を各弦5に伝達するとともに、各弦5の振動が駒6を介して伝達される。
また、響板7には、振動部50が接続されている。振動部50は、響板7に対して振動を伝達するアクチュエータと、アクチュエータを駆動する駆動回路とを有する。この駆動回路は、音源装置10から出力される駆動波形信号を増幅してアクチュエータに供給することにより、アクチュエータを駆動波形信号が示す波形で振動させる。また、振動部50は、直支柱9に接続された支持部55によって支持されて、響板7に接続されている。なお、振動部50は、支持部55を用いずに響板7によって支持されるようにしてもよい。この場合には、振動部50は、駆動波形信号に応じた振動を慣性力によって響板7に伝達する。
【0024】
図3は、本発明の実施形態における振動部50の取り付け位置を説明する図である。図3に示すように、振動部50は、響板7のうち、複数存在する響棒75の間に接続されている。なお、この例においては、複数の振動部50が響板7に接続されているが、1つであってもよい。また、振動部50は、響棒75に接続されていてもよい。また、振動部50は、駒6に対応する響板7の位置に設けられてもよい。この場合、響板7は、振動部50と駒6とに挟まれた状態になる。
【0025】
[音源装置10の構成]
図4は、本発明の実施形態における音源装置10の構成を示すブロック図である。音源装置10は、制御部11、記憶部12、操作パネル13、通信部14、信号発生部15、およびインターフェイス16を有する。これらの各構成はバスを介して接続されている。
制御部11は、CPU(Central Processing Unit)などの演算装置、ROM(Read Only Memory)、およびRAM(Random Access Memory)などの記憶装置を有する。制御部11は、記録装置に記憶されている制御プログラムに基づいて、音源装置10の各部およびインターフェイス16に接続された各構成を制御する。この例においては、制御部11は、制御プログラムを実行することにより、音源装置10および音源装置10に接続された構成の一部を、音響効果付与装置100(図5参照)として機能させる。
【0026】
記憶部12は、制御プログラムを実行しているときに用いられる各種設定内容を示す設定情報を記憶する。設定情報は、鍵センサ22、ペダルセンサ23、およびハンマセンサ24から出力される検出信号に基づいて、信号発生部15において生成する駆動波形信号の内容を決定するための情報である。例えば、押下された鍵2と生成する駆動波形信号との関係を規定するテーブルなどが含まれている。記憶部12は、各々内容の異なる設定情報を複数記憶している。設定情報の内容についての詳細は後述する。
【0027】
操作パネル13は、ユーザの操作を受け付ける操作ボタンなどを有する。この操作ボタンによりユーザの操作が受け付けられると、操作に応じた操作信号が制御部11に出力される。インターフェイス16に接続されたタッチパネル60は、液晶ディスプレイなどの表示画面を有し、その表示画面の表面部分には、ユーザの操作を受け付けるタッチセンサが設けられている。この表示画面には、制御部11のインターフェイス16を介した制御により、記憶部12に記憶された複数の設定情報のうち、一の設定情報を選択するための選択画面、各種モードの設定などを行う設定画面、楽譜などの各種情報が表示される。また、タッチセンサにより利用者の操作が受け付けられると、操作に応じた操作信号がインターフェイス16を介して制御部11に出力される。ユーザから音源装置10への指示は、操作パネル13およびタッチパネル60によって受け付けられる操作により入力される。
【0028】
通信部14は、無線、有線などにより他の装置と通信を行うインターフェイスである。このインターフェイスには、DVD(Digital Versatile Disk)やCD(Compact Disk)などの記録媒体に記録された各種データを読み出し、読み出したデータを出力するディスクドライブが接続されていてもよい。通信部14を介して音源装置10に入力されるデータは、例えば、自動演奏に用いる楽曲データなどである。
【0029】
信号発生部15は、制御部11の制御により、正弦波信号を発生させてエンベロープを調整して、駆動波形信号として出力する音源を有する。
インターフェイス16は、音源装置10と外部の各構成とを接続するインターフェイスである。インターフェイス16に接続される各構成は、この例においては、鍵センサ22、ペダルセンサ23、ハンマセンサ24、鍵駆動部30、振動部50およびタッチパネル60である。インターフェイス16は、鍵センサ22、ペダルセンサ23、ハンマセンサ24から出力される検出信号、およびタッチパネル60から出力される操作信号を、制御部11に出力する。また、インターフェイス16は、制御部11から出力された制御信号を鍵駆動部30に出力し、信号発生部15から出力された駆動波形信号を振動部50に出力する。
続いて、制御部11が制御プログラムを実行することにより機能する音響効果付与装置100について説明する。
【0030】
[音響効果付与装置100の機能構成]
図5は、本発明の実施形態における音響効果付与装置100の機能構成を示すブロック図である。音響効果付与装置100は、特定部110、検出部120、信号出力部130および信号伝達部140を有する。図5に示すように、鍵2が操作されると、ハンマ4が弦5を打撃し、弦5が振動する。また、鍵2の操作、ペダル3の操作によりダンパ8が動作する。ダンパ8の動作により、弦5の振動の抑制状態が変化する。
【0031】
特定部110は、タッチパネル60により、記憶部12に記憶された複数の設定情報から1つの設定情報を選択させるユーザの操作を受け付ける。また、特定部110は、選択された設定情報を、信号出力部130において用いられる設定情報として、制御部11により特定する。
【0032】
検出部120は、鍵センサ22、ペダルセンサ23およびハンマセンサ24により、鍵2、ペダル3およびハンマ4の挙動をそれぞれ検出する。また、検出部120は、鍵センサ22、ペダルセンサ23およびハンマセンサ24から出力される検出信号に基づいて、ハンマ4による弦5の打撃タイミング(キーオンのタイミング)、打撃された弦5に対応する鍵2の番号(キーナンバ)、打撃速度(ベロシティ)、およびその弦5に対するダンパ8の振動抑制タイミング(キーオフのタイミング)を、信号出力部130で用いる情報(楽音制御情報)として、制御部11により特定する。この例においては、検出部120は、打撃タイミングおよび鍵2の番号については鍵2の挙動から特定し、打撃速度についてはハンマ4の挙動から特定し、振動抑制タイミングについては、鍵2およびペダル3の挙動から特定する。なお、打撃タイミングがハンマ4の挙動から特定されてもよいし、打撃速度が鍵2の挙動から特定されてもよい。
【0033】
検出部120は、特定したキーオンのタイミングにおいて、キーナンバ、ベロシティ、およびキーオンを示す楽音制御情報を、信号出力部130に出力する。また、検出部120は、キーオフのタイミングにおいて、キーナンバおよびキーオフを示す楽音制御情報を、信号出力部130に出力する。
【0034】
信号出力部130は、検出部120から出力される楽音制御情報に基づいて、信号発生部15により正弦波信号を発生して、駆動波形信号として信号伝達部140に出力する。ここで、正弦波信号の発生態様については、特定部110によって特定された設定情報に基づいて制御部11により指示される。信号出力部130における詳細な機能構成については後述する。
【0035】
信号伝達部140は、信号出力部130からの駆動波形信号を弦5に伝達する。信号伝達部140は、この駆動波形信号を振動部50に供給してアクチュエータを振動させ、響板7および駒6を介して、駆動波形信号が示す振動を弦5に伝達する。なお、駒6および響板7には、ハンマ4の打弦による弦5の振動も伝達される。
続いて、信号出力部130における詳細な機能構成について図6を用いて説明する。
【0036】
[信号出力部130の機能構成]
図6は、本発明の実施形態における信号出力部130の機能構成を示すブロック図である。信号出力部130は、制御部11によって実現される発音制御部131、信号発生部15により実現される正弦波発生部132、エンベロープ調整部133、および合成部134を有する。この例においては、正弦波発生部132は、基音OSC(Oscillator)、2倍音OSC、3倍音OSCおよび4倍音OSCを有する。基音OSC、2倍音OSC、3倍音OSCおよび4倍音OSCは、それぞれ、発音制御部131の制御にしたがって正弦波信号を出力する。
【0037】
エンベロープ調整部133は、基音AEG(Amplitude Envelope Generator)、2倍音AEG、3倍音AEGおよび4倍音AEGを有する。基音AEG、2倍音AEG、3倍音AEGおよび4倍音AEGは、基音OSC、2倍音OSC、3倍音OSCおよび4倍音OSCに対応して設けられ、入力された正弦波信号の振幅の時間変化を、発音制御部131の制御にしたがって調整して出力する。
【0038】
合成部134は、エンベロープ調整部133から出力された正弦波信号を合成(加算)して、駆動波形信号として信号伝達部140に出力する。
発音制御部131は、特定部110によって特定された設定情報、および検出部120によって出力された楽音制御情報に基づいて、正弦波発生部132およびエンベロープ調整部133の動作を制御する。すなわち、発音制御部131によってエンベロープ調整部133から出力される正弦波信号の周波数、振幅などが制御される。
【0039】
ここで、設定情報の内容について説明する。この例においては、設定情報には、複数のテーブルが含まれている。複数のテーブルとは、キーナンバと正弦波発生部132の全体の制御パラメータとの関係を定めた基本特性鍵テーブル、キーナンバと基音OSCの制御パラメータとの関係を定めた基音OSC鍵テーブル、キーナンバと基音AEGの制御パラメータを定めた基音AEG鍵テーブルを含む。設定情報には、基音OSC鍵テーブルと同様、2倍音OSC、3倍音OSC、4倍音OSCの制御パラメータとキーナンバとの関係を定めた2倍音OSC鍵テーブル、3倍音OSC鍵テーブル、4倍音OSC鍵テーブルについても含まれ、基音AEG鍵テーブルと同様、2倍音AEG、3倍音AEG、4倍音AEGの制御パラメータとキーナンバとの関係を定めた2倍音AEG鍵テーブル、3倍音AEG鍵テーブル、4倍音AEG鍵テーブルについても含まれている。
【0040】
なお、以下の説明においては、2倍音OSC鍵テーブル、3倍音OSC鍵テーブル、4倍音OSC鍵テーブルについては、基音OSC鍵テーブルと適用される対象が異なるだけであるから、説明を省略する。また、2倍音AEG鍵テーブル、3倍音AEG鍵テーブル、4倍音AEG鍵テーブルについても同様に、基音AEG鍵テーブルと適用される対象が異なるだけであるから、説明を省略する。
【0041】
また、ベロシティと振幅レベルとの関係(ベロシティカーブ)を定めた情報についても複数種類が設定情報に含まれている。この情報は設定情報とは別に設けられていてもよい。また、ペダル3の踏込量に応じてダンパペダルの効きの程度(ハーフペダル時の効果など)を制御するためのパラメータを定めた情報についても設けられていてもよい。
【0042】
図7は、本発明の実施形態における基本特性鍵テーブルの内容を説明する図である。図8は、本発明の実施形態における基本特性鍵テーブルの具体例を説明する図である。基本特性鍵テーブルは、キーナンバ(Key No.)に対して、基音ピッチ(tuning)、主音量(volume)、不調和度(inharmonicity parameter)、ベロシティ調整(velocity adjust)が規定されている。
【0043】
基音ピッチについては、キーナンバに対応する鍵2が押下されたときにハンマ4によって打撃される弦5の基本周波数に相当するパラメータ(tn1、tn2、・・・)として定められ、基音OSCにおいて発生させる正弦波信号の周波数を決めるパラメータである。この例においては、このパラメータは、平均律からのずれ量をセント値で表したものであり、例えば、図8(a)に示す関係で定められている。この関係は、記憶部12に記憶されている複数の設定情報のうちの1つの例である。
なお、このパラメータは、ずれ量を周波数で表したものであってもよいし、ピッチの周波数そのものによって定められていてもよい。
【0044】
不調和度については、n倍音の周波数が基本周波数のn倍よりわずかに大きくなるアコースティックピアノの不調和性(インハーモニシティ)の程度を示すパラメータ(ih1、ih2、・・・)として定められ、2倍音OSC、3倍音OSCおよび4倍音OSCにおいて発生させる正弦波信号の周波数を決めるパラメータである。このパラメータ(inharmonicity parameter)は、どのように定義されたものであってもよいが、この例においては、特開平4−191894号公報に開示されているパラメータb値に相当するものとし、例えば、図8(b)に示す関係で定められている。この関係は、記憶部12に記憶されている複数の設定情報のうちの1つの例である。
【0045】
主音量については、正弦波発生部132において発生させる正弦波信号の振幅を全体的に制御するパラメータ(vm1、vm2、・・・)として定められている。
ベロシティ調整については、適用されるベロシティカーブを示すパラメータ(va1、va2、・・・)として定められている。
【0046】
図9は、本発明の実施形態における基音OSC鍵テーブルの内容を説明する図である。基音OSC鍵テーブルは、キーナンバ(Key No.)に対して、倍数(multiple)、従音量(level)、位相(phase)、ピッチ(pitch adjust)が規定されている。
倍数については、基音OSCにおいて発生させる正弦波信号の周波数と、上記基音ピッチとの関係とを定めるパラメータ(mp1、mp2、・・・)として定められている。通常は、基音OSC鍵テーブルにおいては、全てのキーナンバに対して「1倍」として定められ、2倍音OSC鍵テーブル、3倍音OSC鍵テーブル、4倍音OSC鍵テーブルにおいては「2倍」、「3倍」、「4倍」として定められる。
【0047】
従音量については、基音OSCにおいて発生させる正弦波信号の振幅を制御するパラメータ(lv1、lv2、・・・)として定められている。基音OSCから出力される正弦波信号の振幅は、ベロシティ調整に示されるベロシティカーブによって決まる出力レベル、主音量、および、この従音量によって決まる。そして、基音AEGによって振幅の時間変化が制御される。通常は、基音OSC鍵テーブルにおける従音量よりも、2倍音OSC鍵テーブルの方が小さくなり、3倍音OSC鍵テーブル、4倍音OSC鍵テーブルの方がより小さくなるように定められる。
【0048】
位相については、基音OSCにおいて発生させる正弦波信号の位相を制御するパラメータ(ph1、ph2、・・・)として定められている。
ピッチについては、基音OSCにおいて発生させる正弦波信号の周波数を、基本特性鍵テーブルによって決められる周波数からシフトさせるパラメータ(ps1、ps2、・・・)として定められている。
なお、基音OSC鍵テーブルにより規定される基音OSCから出力される正弦波信号は、これらのパラメータの組み合わせで定められる場合に限らず、様々な態様で定めることができる。
【0049】
図10は、本発明の実施形態における基音AEG鍵テーブルの内容を説明する図である。基音AEG鍵テーブルは、キーナンバ(Key No.)に対して、エンベロープを定めるパラメータ(ADSR)が定められ、この例においては、アタックタイム(attack time)、ディケイタイム(decay time)、ディケイレベル(decay level)、サスティンタイム(sustain time)、リリースタイム(release time)が規定されている。
【0050】
アタックタイムについては、正弦波信号の振幅を最大振幅(アタックレベル)に到達させるまでのキーオンからの時間のパラメータ(at1、at2、・・・)として定められている。ディケイタイムについては、正弦波信号の振幅をアタックレベルからディケイレベルまで到達させるまでの時間のパラメータ(dt1、dt2、・・・)として定められている。このディケイレベルについては、パラメータ(dl1、dl2、・・・)として定められている。サスティンタイムについては、キーオンの状態が維持された場合(キーオフが無い場合)に、正弦波信号の振幅をディケイレベルから0に減衰させるまでの時間のパラメータ(st1、st2、・・・)として定められている。リリースタイムについては、キーオフの後、正弦波信号の振幅を0に減衰させるまでの時間のパラメータ(rt1,rt2、・・・)として定められている。
なお、基音AEG鍵テーブルにより規定されるエンベロープは、これらのパラメータの組み合わせで定められる場合に限らず、様々な態様で定めることができる。
【0051】
図6に戻って説明を続ける。発音制御部131は、特定部110によって特定された設定情報における各テーブルを参照し、検出部120によって出力された楽音制御情報に基づいて、正弦波発生部132およびエンベロープ調整部133の動作を制御する。例えば、発音制御部131は、キーナンバ、ベロシティ、およびキーオンの楽音制御情報が入力されると、設定情報を参照し、キーナンバに対応する各種パラメータを用いて、正弦波発生部132に正弦波信号を発生させ、駆動波形信号を出力させる。キーオフの楽音制御情報が入力されると、リリースタイム経過後に正弦波発生部132における正弦波信号の発生を停止させる。
【0052】
なお、図6に示す正弦波発生部132およびエンベロープ調整部133の組については、1つの組のみ図示しているが、実際には複数組存在している。これにより、検出部120から出力された楽音制御情報により、複数のキーナンバについて同時にキーオンの状態になっている場合には、各キーナンバに対応して1つの組が割り当てられる。そして、各組から出力される正弦波信号については、合成部134において合成される。
以上が、音響効果付与装置100の機能構成についての説明である。
【0053】
[動作例]
続いて、本発明の実施形態におけるグランドピアノ1の動作例について説明する。まず、ユーザは、タッチパネル60を操作して、演奏モードを通常演奏モードとし、発音モードを音響効果付与モードとして設定する。また、ユーザは、タッチパネル60を操作して、記憶部12に記憶された複数の設定情報のうち、ユーザが所望する内容が規定された設定情報を選択する。
以下の説明においては、選択された設定情報は、駆動波形信号が実際の弦5に近い振動を示すように規定されているものとする。例えば、基本特性鍵テーブルにおける基音ピッチについては、弦5の基本周波数と一致するように定められている。また、不調和度についても、弦5の2倍音、3倍音、4倍音の周波数の正弦波信号が駆動波形信号に含まれるように定められている。また、駆動波形信号(または各正弦波信号)の振幅のエンベロープも、弦5の振動の減衰態様に概ね一致するように、各パラメータが定められている。
【0054】
ユーザが鍵2を操作すると、操作した鍵2に対応する弦5がハンマ4によって打撃され振動する。一方、検出部120によって、ハンマ4の打撃タイミングが特定されることにより、駆動波形信号が信号出力部130から出力される。この駆動波形信号が示す波形で振動部50が振動することにより響板7も振動し、駒6を介して弦5にも伝達される。
この駆動波形信号は、ハンマ4によって打撃された弦5についての基本周波数、およびインハーモニシティを考慮した2倍音の周波数、3倍音の周波数、および4倍音の周波数の正弦波信号を合成した信号である。
【0055】
したがって、この駆動波形信号は、ハンマ4によって打撃された弦5に対して、他の弦5よりも効果的に伝達される。これにより、弦5の振動は、ハンマ4の打撃により励起されるだけでなく、駆動波形信号によっても励起されることになり、駆動波形信号に応じた音響効果が付与された状態となる。また、ハンマ4の打撃により振動が励起された弦5に対して伝達される駆動波形信号は、その弦5の基本周波数、および倍音周波数の正弦波信号といった単純な信号で構成されるため、ピアノのサンプリング音などに見られる余分な周波数成分が含まれない。そのため、駆動波形信号を弦5に伝達したとしても、アコースティックピアノの自然な感じを残すことができる。
【0056】
<変形例>
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は以下のように、さまざまな態様で実施可能である。
[変形例1]
上述した実施形態においては、音響効果付与装置100をグランドピアノに用いた例を説明したが、アップライトピアノに用いてもよい。
【0057】
図11は、本発明の変形例1におけるアップライトピアノ1Aの内部構造を示す図である。図11において、アップライトピアノ1Aの各構成には、実施形態におけるグランドピアノ1の各構成と対応する符号に「A」を加えた符号を付している。アップライトピアノ1Aの場合においても、振動部50Aは、支柱9Aに接続された支持部55Aに支持され、響板7Aに接続されている。また、実施形態と同様に、振動部50Aは、響板7Aのうち、響棒75Aの間に接続されている。そのため、この例においても、実施形態と同様に、打弦に応じて生成される駆動波形信号は、振動部50Aの振動により響板7A、駒6Aを介して、弦5に伝達される。
このように、音響効果付与装置100については、グランドピアノ、アップライトピアノなどのアコースティックピアノにおいて用いることができる。
【0058】
[変形例2]
上述した実施形態においては、駆動波形信号を弦5に伝達する信号伝達部140は、振動部50、響板7および駒6により構成していたが、別の態様で構成してもよい。例えば、振動部50を駒6に取り付け、駒6を振動させて弦5に駆動波形信号を伝達してもよい。この場合には、信号伝達部140は、振動部50と駒6により構成されることになる。
また、駆動波形信号が直接弦5に伝達されるようにしてもよい。この場合には、以下の構成にすればよい。
【0059】
図12は、本発明の変形例2におけるグランドピアノ1Bの内部構造を説明する図である。この例における信号伝達部140は、駆動マグネット50Bにより構成される。駆動マグネット50Bは、電磁石であり、信号出力部130から入力される駆動波形信号が示す波形に応じた強度の磁力を発生させる。この磁力の発生により弦5には、駆動波形信号が示す波形での振動が励起され、駆動波形信号が伝達される。この駆動マグネット50Bは、各鍵2に対応する全ての弦5について磁力を及ぼすように設けられていればよい。なお、各弦5に対応して駆動マグネット50Bを設けることにより、弦5毎に振動を励起する構成としてもよい。この場合には、信号出力部130は、キーナンバに対応した弦5に振動を励起する駆動マグネット50Bに駆動波形信号を出力すればよい。
【0060】
[変形例3]
上述した実施形態においては、記憶部12には設定情報が複数種類記憶されていたが、1種類の設定情報のみが記憶されていてもよい。この場合には、記憶部12に記憶された設定情報を信号出力部130において用いればよいから、特定部110は不要である。
【0061】
[変形例4]
上述した実施形態において、記憶部12に記憶されている複数種類の設定情報は、音律が対応付けられていてもよい。例えば、平均律用の設定情報、純正律用の設定情報として記憶されていればよい。純正律用の設定情報については、基本音毎に存在するようにすればよい。このようにすれば、ユーザは、ピアノを調律した場合には、調律後の音律に対応する設定情報を選択するようにすればよい。
【0062】
[変形例5]
上述した実施形態においては、正弦波発生部132は、基音OSC、2倍音OSC、3倍音OSCおよび4倍音OSCを有していたが、より多くのOSCを有していていてもよいし、より少ないOSCを有していてもよい。すなわち、正弦波発生部132は、n倍音OSC(nは1以上の整数)を有する構成であればよい。また、基音OSCのみであってもよい。基音OSCのみの場合には、駆動波形信号は弦5の基本周波数の正弦波信号となるが、駆動波形信号が伝達された弦5は、基本周波数の振動成分のみが増加するのではなく、駆動波形信号のエネルギにより倍音成分についても増加する。
【0063】
[変形例6]
上述した実施形態においては、動作例の説明において選択された設定情報は、弦5の基本周波数の正弦波信号、およびインハーモニシティを考慮した2倍音、3倍音、4倍音の周波数の正弦波信号を発生させるものであった。設定情報は、このような態様で正弦波信号を発生させるものに限られない。これによっては、実施形態における動作例で説明した音響効果とは異なる効果が付与されることになるが、ユーザは所望の音響効果に応じて適宜設定情報を選択すればよい。以下、設定情報により発生させる正弦波信号について例示する。
【0064】
第1の例として、基本周波数の正弦波信号は実施形態と同様であるものとし、2倍音、3倍音、4倍音の周波数の正弦波信号については、インハーモニシティを考慮せず、基本周波数の2倍、3倍、4倍の周波数としてもよい。この場合、弦5の基本周波数については一致した正弦波信号が出力され、倍音については、インハーモニシティの影響分だけ弦5と異なる周波数の正弦波信号が出力されることになる。
第2の例として、各正弦波信号の周波数を全体的に数セントシフトさせたものであってもよい。
第3の例として、基音OSCからの正弦波信号の出力をせず、2倍音OSC、3倍音OSCおよび4倍音OSCからの正弦波信号の出力のみとしてもよい。この場合には、ハンマ4に打撃された弦5に伝達される駆動波形信号は、基本周波数の正弦波信号は含まれない。なお、2倍音OSC、3倍音OSCおよび4倍音OSCから出力される正弦波信号の周波数については、第1の例のように、インハーモニシティを考慮しない周波数であってもよい。
【0065】
上述した各例において示すように、弦5の基本周波数に対応して各OSCから出力される正弦波信号の周波数が決まるように設定情報が決められていれば、様々な例が適用可能である。これらの様々な設定情報を用いることで、様々な音響効果を付与することができる。
【0066】
[変形例7]
上述した実施形態においては、複数設けられた振動部50は、それぞれ同じ駆動波形信号により振動するように構成されていたが、異なる駆動波形信号により振動するように構成されてもよい。例えば、複数の振動部50は、振動特性の周波数依存性が互いに異なるアクチュエータを有する構成にする。そして、信号出力部130は、正弦波発生部132から出力される正弦波信号を、その正弦波信号の周波数において効率的に振動するアクチュエータを有する振動部50に出力するようにすればよい。
【0067】
また、振動部50は、弦5の並ぶ方向に沿って配置されてもよい。この場合には、信号出力部130は、ハンマ4に打撃された弦5に最も近い振動部50に、その弦5に対応して出力された駆動波形信号を出力するようにすればよい。
【0068】
[変形例8]
上述した実施形態においては、エンベロープ調整部133は、基音OSC、2倍音OSC、3倍音OSCおよび4倍音OSCに対応した基音AEG、2倍音AEG、3倍音AEGおよび4倍音AEGを有し、各周波数の正弦波信号に対応してエンベロープの調整が可能であったが、各AEGが同じエンベロープの調整を行うようにしてもよい。この場合には、エンベロープ調整部133を用いず、合成部134から出力される駆動波形信号のエンベロープを調整する構成を設けてもよい。
【0069】
[変形例9]
上述した実施形態においては、設定情報は、テーブルの形式で正弦波信号の周波数などの各パラメータを規定していたが、キーナンバを変数とした演算式など他の形式でパラメータを規定するものであってもよい。
【0070】
[変形例10]
上述した実施形態においては、検出部120は、鍵2またはハンマ4の挙動を検出して、ハンマ4による弦5の打撃タイミングを特定していたが、別の態様により検出してもよい。例えば、検出部120は、ハンマ4の打撃による弦5の振動を、各弦5に対応して設けたピエゾピックアップ、マグネティックピックアップなどにより検出し、振動が検出された弦5に対応する鍵2の番号を特定し、検出されたタイミングを弦5の打撃タイミングとして特定すればよい。また、検出部120は、マイクロフォンなどにより弦5の振動による音を検出し、その音の周波数分布を解析することにより振動した弦5を特定し、鍵2の番号および打撃タイミングを特定してもよい。
【0071】
[変形例11]
上述した実施形態における各プログラムは、磁気記録媒体(磁気テープ、磁気ディスクなど)、光記録媒体(光ディスクなど)、光磁気記録媒体、半導体メモリなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶した状態で提供し得る。また、グランドピアノ1は、各プログラムをネットワーク経由でダウンロードしてもよい。
【符号の説明】
【0072】
1,1B…グランドピアノ、1A…アップライトピアノ、2,2A…鍵、3,3A…ペダル、4,4A…ハンマ、5,5A…弦、6,6A…駒、7,7A…響板、8,8A…ダンパ、9…直支柱、9A…支柱、10…音源装置、11…制御部、12…記憶部、13…操作パネル、14…通信部、15…信号発生部、16…インターフェイス、22,22A…鍵センサ、23,23A…ペダルセンサ、24,24A…ハンマセンサ、30,30A…鍵駆動部、40,40A…ストッパ、50,50A…振動部、50B…駆動マグネット、55,55A…支持部、60…タッチパネル、75,75A…響棒、100…音響効果付与装置、110…特定部、120…検出部、130…信号出力部、131…発音制御部、132…正弦波発生部、133…エンベロープ調整部、134…合成部、140…信号伝達部
【技術分野】
【0001】
本発明は、アコースティックピアノの音を変化させる技術に関する。
【背景技術】
【0002】
アコースティックピアノにおいて、演奏により発生する音を変化させる技術が開発されている。例えば、鍵の挙動に応じて楽器音などのオーディオ信号を出力する電子音源を用いる技術がある。この場合には、アコースティックピアノからの音とともに、またはこの音が発生しない消音状態で、電子音源からの楽器音などが発音される。このように電子音源からの音を用いると、アコースティックピアノの発音による自然な感じが再現されないことがあった。そこで、自然なピアノ音を維持しつつ音響効果を付与するために、アコースティックピアノが発音するときの振動信号をリアルタイムに抽出し、音響効果を付与する演算処理を施して響板駆動信号を生成して響板を振動させる技術も開発されている(例えば、特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平5−73039号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に開示された技術によっては、響板をスピーカとして用いて響板駆動信号を出力することにより、音響効果を付与することができる一方、様々な周波数成分が含まれた響板駆動信号による響板の振動が、ハンマの打弦により振動している弦に到達する場合がある。この場合には、双方の振動の関係によっては意図しない発音内容に変化することがあり、音響効果が付与されたピアノ音については、アコースティックピアノの自然な感じが少なくなってしまう場合もあった。
本発明は、アコースティックピアノの自然な感じを残しつつ、その発音に音響効果を付与することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上述の課題を解決するため、本発明は、複数の鍵、前記鍵に対応して設けられた弦、および前記鍵の操作により当該鍵に対応する弦を打撃するハンマを有するピアノに用いられる音響効果付与装置であって、前記ハンマによる前記弦への打撃を検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記打撃された弦の基本周波数に対応する第1周波数の第1の正弦波信号および第2周波数の第2の正弦波信号を出力する信号出力手段と、前記出力された第1の正弦波信号および第2の正弦波信号を合成した合成信号を前記弦に伝達する信号伝達手段とを具備し、前記第2周波数は、前記第1周波数のn倍(nは2以上の整数)よりも、前記打撃された弦に対応して予め決められた値だけ大きいことを特徴とする音響効果付与装置を提供する。
【0006】
また、別の好ましい態様において、前記第1周波数は、前記打撃された弦の基本周波数であることを特徴とする。
【0007】
また、別の好ましい態様において、前記弦の各々について基本周波数および前記第1周波数と前記第2周波数との関係を規定した設定情報を、複数記憶する記憶手段と、ユーザの指示に応じて前記設定情報のいずれかを特定する特定手段とをさらに具備し、前記信号出力手段は、前記特定された設定情報に基づいて決まる第1周波数の前記第1の正弦波信号および前記第2周波数の前記第2の正弦波信号を出力することを特徴とする。
【0008】
また、別の好ましい態様において、前記合成信号は、前記打撃された弦に対応して予め決められている態様で振幅が時間変化することを特徴とする。
【0009】
また、本発明は、複数の鍵と、前記鍵に対応して設けられた弦と、前記鍵の操作により当該鍵に対応する弦を打撃するハンマと、前記ハンマによる前記弦への打撃を検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記打撃された弦の基本周波数に対応する第1周波数の第1の正弦波信号および第2周波数の第2の正弦波信号を出力する信号出力手段と、前記出力された第1の正弦波信号および第2の正弦波信号を加算した加算信号を前記弦に伝達する信号伝達手段とを具備し、前記第2周波数は、前記第1周波数のn倍(nは2以上の整数)よりも、前記打撃された弦に対応して予め決められた値だけ大きいことを特徴とするピアノを提供する。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、アコースティックピアノの自然な感じを残しつつ、その発音に音響効果を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施形態におけるグランドピアノの外観を示す斜視図である。
【図2】本発明の実施形態におけるグランドピアノの内部構造を説明する図である。
【図3】本発明の実施形態における振動部の取り付け位置を説明する図である。
【図4】本発明の実施形態における音源装置の構成を示すブロック図である。
【図5】本発明の実施形態における音響効果付与装置の機能構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の実施形態における信号出力部の機能構成を示すブロック図である。
【図7】本発明の実施形態における基本特性鍵テーブルの内容を説明する図である。
【図8】本発明の実施形態における基本特性鍵テーブルの具体例を説明する図である。
【図9】本発明の実施形態における基音OSC鍵テーブルの内容を説明する図である。
【図10】本発明の実施形態における基音AEG鍵テーブルの内容を説明する図である。
【図11】本発明の変形例1におけるアップライトピアノの内部構造を示す図である。
【図12】本発明の変形例2におけるグランドピアノの内部構造を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
<実施形態>
[全体構成]
図1は、本発明の実施形態におけるグランドピアノ1の外観を示す斜視図である。グランドピアノ1は、その前面に演奏者によって演奏操作がなされる鍵2が複数配列された鍵盤、およびペダル3を有する。また、グランドピアノ1は、前面部分に操作パネル13を有する音源装置10、および譜面台部分に設けられたタッチパネル60を有する。ユーザの指示は、操作パネル13およびタッチパネル60が操作されることにより、音源装置10に対して入力可能になっている。
【0013】
グランドピアノ1は、複数の発音モードのうち、ユーザの指示に応じた発音モードでの発音が可能になっている。この発音モードには、一般的なグランドピアノと同様の態様、ハンマによる打弦のみで発音させる通常発音モード、本発明の音響効果付与装置によって実現される態様で音響効果を付与して発音させる音響効果付与モード、および、ハンマによる打弦を阻止することにより消音させて電子音源により発音させる消音モードが含まれている。なお、通常発音モードおよび消音モードについては存在しなくてもよい。
【0014】
また、グランドピアノ1は、複数の演奏モードのうち、ユーザの指示に応じた演奏モードでの動作が可能になっている。この演奏モードには、ユーザが演奏操作をして発音させる通常演奏モード、および鍵を自動的に駆動して発音させる自動演奏モードが含まれている。なお、いずれか一方の演奏モードについては存在しなくてもよい。
【0015】
[グランドピアノ1の構成]
図2は、本発明の実施形態におけるグランドピアノ1の内部構造を説明する図である。この図においては、各鍵2に対応して設けられている構成については、1つの鍵2に着目して示し、他の鍵2に対応して設けられている部分については記載を省略している。
【0016】
各鍵2の後端側(演奏するユーザから見て鍵2の奥側)の下部には、演奏モードが自動演奏モードである場合において、ソレノイドを用いて鍵2を駆動する鍵駆動部30が設けられている。鍵駆動部30は、音源装置10からの制御信号に応じてソレノイドを駆動する。鍵駆動部30は、ソレノイドを駆動してプランジャを上昇させることにより、ユーザが押鍵したときと同様な状態を再現する一方、プランジャを下降させることにより、ユーザが離鍵したときと同様な状態を再現する。このように、通常演奏モードと自動演奏モードとの違いは、鍵2を駆動させるのがユーザの操作であるか、鍵駆動部30であるかの違いである。
【0017】
ハンマ4は、各鍵2に対応して設けられ、鍵2が押下されるとアクション機構(図示略)を介して力が伝達されて移動し、各鍵2に対応する弦5を打撃する。また、ダンパ8は、鍵2の押下量、およびペダル3のうちダンパペダル(以下、単にペダル3といった場合にはダンパペダルを示す)の踏込量に応じて、弦5と非接触状態または接触状態となる。ダンパ8は、弦5と接触しているときには、その弦5の振動を抑制する。
【0018】
ストッパ40は、消音モードに設定されているときに、ハンマ4による弦5への打撃を阻止する部材である。すなわち、発音モードが消音モードに設定されているときには、ハンマシャンクがストッパ40に衝突してハンマ4の弦5への打撃が阻止される一方、消音モード以外に設定されているときには、ストッパ40は、ハンマシャンクと衝突しない位置に移動するようになっている。
【0019】
鍵センサ22は、各鍵2の下部に設けられ、鍵2の挙動に応じた検出信号を音源装置10に出力する。この例においては、鍵センサ22は、鍵2の押下量を検出し、検出結果を示す検出信号を音源装置10に出力する。なお、鍵センサ22は、鍵2の押下量に応じた検出信号を出力していたが、鍵2が特定の押下位置を通過したことを示す検出信号が出力されるようにしてもよい。特定の押下位置とは、鍵2のレスト位置からエンド位置に至る範囲のいずれかの位置であり、複数箇所であることが望ましい。このように、鍵センサ22が出力する検出信号は、鍵2の挙動を音源装置10に認識させることができる信号であればどのようなものであってもよい。
【0020】
ハンマセンサ24は、各ハンマ4に対応して設けられ、ハンマ4の挙動に応じた検出信号を音源装置10に出力する。この例においては、ハンマセンサ24は、ハンマ4による弦5の打撃直前の移動速度を検出し、検出結果を示す検出信号を音源装置10に出力する。なお、この検出信号は、ハンマ4の移動速度そのものを示すものでなくてもよく、別の態様での検出信号として、音源装置10において移動速度が算出されるようにしてもよい。例えば、ハンマ4が移動中にハンマシャンクが通過する2つの位置について、ハンマシャンクが通過したことを示す検出信号が出力されるようにしてもよいし、一方の位置を通過してから他方の位置を通過するまでの時間を示す検出信号が出力されるようにしてもよい。このように、ハンマセンサ24が出力する検出信号は、ハンマ4の挙動を音源装置10に認識させることができる信号であればどのようなものであってもよい。
【0021】
ペダルセンサ23は、各ペダル3に対応して設けられ、ペダル3の挙動に応じた検出信号を音源装置10に出力する。この例においては、ペダル3の踏込量を検出し、検出結果を示す検出信号を音源装置10に出力する。なお、ペダルセンサ23は、ペダル3の踏込量に応じた検出信号を出力していたが、ペダル3が特定の踏込位置を通過したことを示す検出信号が出力されるようにしてもよい。特定の踏込位置とは、ペダルのレスト位置からエンド位置に至る範囲のいずれかの位置であり、ダンパ8と弦5とが完全に接触する状態と非接触の状態とを区別できる踏込位置であることが望ましく、複数箇所を特定の踏込位置とすることでハーフペダルの状態についても検出することができるようにすることがさらに望ましい。このように、ペダルセンサ23が出力する検出信号は、ペダル3の挙動を音源装置10に認識させることができる信号であればどのようなものであってもよい。
【0022】
なお、鍵センサ22、ペダルセンサ23、およびハンマセンサ24から出力される検出信号によって、音源装置10が、弦5に対するハンマ4の打撃タイミング(キーオンのタイミング)、打撃速度(ベロシティ)、およびその弦5に対するダンパ8の振動抑制タイミング(キーオフのタイミング)を、各鍵2(キーナンバ)に対応して特定することができるようになっていれば、鍵センサ22、ペダルセンサ23およびハンマセンサ24は、鍵2、ペダル3、ハンマ4の挙動を検出した結果を、他の態様での検出信号として出力してもよい。
【0023】
響板7は、響棒75および駒6が接続され、駒6を介して響板7の振動を各弦5に伝達するとともに、各弦5の振動が駒6を介して伝達される。
また、響板7には、振動部50が接続されている。振動部50は、響板7に対して振動を伝達するアクチュエータと、アクチュエータを駆動する駆動回路とを有する。この駆動回路は、音源装置10から出力される駆動波形信号を増幅してアクチュエータに供給することにより、アクチュエータを駆動波形信号が示す波形で振動させる。また、振動部50は、直支柱9に接続された支持部55によって支持されて、響板7に接続されている。なお、振動部50は、支持部55を用いずに響板7によって支持されるようにしてもよい。この場合には、振動部50は、駆動波形信号に応じた振動を慣性力によって響板7に伝達する。
【0024】
図3は、本発明の実施形態における振動部50の取り付け位置を説明する図である。図3に示すように、振動部50は、響板7のうち、複数存在する響棒75の間に接続されている。なお、この例においては、複数の振動部50が響板7に接続されているが、1つであってもよい。また、振動部50は、響棒75に接続されていてもよい。また、振動部50は、駒6に対応する響板7の位置に設けられてもよい。この場合、響板7は、振動部50と駒6とに挟まれた状態になる。
【0025】
[音源装置10の構成]
図4は、本発明の実施形態における音源装置10の構成を示すブロック図である。音源装置10は、制御部11、記憶部12、操作パネル13、通信部14、信号発生部15、およびインターフェイス16を有する。これらの各構成はバスを介して接続されている。
制御部11は、CPU(Central Processing Unit)などの演算装置、ROM(Read Only Memory)、およびRAM(Random Access Memory)などの記憶装置を有する。制御部11は、記録装置に記憶されている制御プログラムに基づいて、音源装置10の各部およびインターフェイス16に接続された各構成を制御する。この例においては、制御部11は、制御プログラムを実行することにより、音源装置10および音源装置10に接続された構成の一部を、音響効果付与装置100(図5参照)として機能させる。
【0026】
記憶部12は、制御プログラムを実行しているときに用いられる各種設定内容を示す設定情報を記憶する。設定情報は、鍵センサ22、ペダルセンサ23、およびハンマセンサ24から出力される検出信号に基づいて、信号発生部15において生成する駆動波形信号の内容を決定するための情報である。例えば、押下された鍵2と生成する駆動波形信号との関係を規定するテーブルなどが含まれている。記憶部12は、各々内容の異なる設定情報を複数記憶している。設定情報の内容についての詳細は後述する。
【0027】
操作パネル13は、ユーザの操作を受け付ける操作ボタンなどを有する。この操作ボタンによりユーザの操作が受け付けられると、操作に応じた操作信号が制御部11に出力される。インターフェイス16に接続されたタッチパネル60は、液晶ディスプレイなどの表示画面を有し、その表示画面の表面部分には、ユーザの操作を受け付けるタッチセンサが設けられている。この表示画面には、制御部11のインターフェイス16を介した制御により、記憶部12に記憶された複数の設定情報のうち、一の設定情報を選択するための選択画面、各種モードの設定などを行う設定画面、楽譜などの各種情報が表示される。また、タッチセンサにより利用者の操作が受け付けられると、操作に応じた操作信号がインターフェイス16を介して制御部11に出力される。ユーザから音源装置10への指示は、操作パネル13およびタッチパネル60によって受け付けられる操作により入力される。
【0028】
通信部14は、無線、有線などにより他の装置と通信を行うインターフェイスである。このインターフェイスには、DVD(Digital Versatile Disk)やCD(Compact Disk)などの記録媒体に記録された各種データを読み出し、読み出したデータを出力するディスクドライブが接続されていてもよい。通信部14を介して音源装置10に入力されるデータは、例えば、自動演奏に用いる楽曲データなどである。
【0029】
信号発生部15は、制御部11の制御により、正弦波信号を発生させてエンベロープを調整して、駆動波形信号として出力する音源を有する。
インターフェイス16は、音源装置10と外部の各構成とを接続するインターフェイスである。インターフェイス16に接続される各構成は、この例においては、鍵センサ22、ペダルセンサ23、ハンマセンサ24、鍵駆動部30、振動部50およびタッチパネル60である。インターフェイス16は、鍵センサ22、ペダルセンサ23、ハンマセンサ24から出力される検出信号、およびタッチパネル60から出力される操作信号を、制御部11に出力する。また、インターフェイス16は、制御部11から出力された制御信号を鍵駆動部30に出力し、信号発生部15から出力された駆動波形信号を振動部50に出力する。
続いて、制御部11が制御プログラムを実行することにより機能する音響効果付与装置100について説明する。
【0030】
[音響効果付与装置100の機能構成]
図5は、本発明の実施形態における音響効果付与装置100の機能構成を示すブロック図である。音響効果付与装置100は、特定部110、検出部120、信号出力部130および信号伝達部140を有する。図5に示すように、鍵2が操作されると、ハンマ4が弦5を打撃し、弦5が振動する。また、鍵2の操作、ペダル3の操作によりダンパ8が動作する。ダンパ8の動作により、弦5の振動の抑制状態が変化する。
【0031】
特定部110は、タッチパネル60により、記憶部12に記憶された複数の設定情報から1つの設定情報を選択させるユーザの操作を受け付ける。また、特定部110は、選択された設定情報を、信号出力部130において用いられる設定情報として、制御部11により特定する。
【0032】
検出部120は、鍵センサ22、ペダルセンサ23およびハンマセンサ24により、鍵2、ペダル3およびハンマ4の挙動をそれぞれ検出する。また、検出部120は、鍵センサ22、ペダルセンサ23およびハンマセンサ24から出力される検出信号に基づいて、ハンマ4による弦5の打撃タイミング(キーオンのタイミング)、打撃された弦5に対応する鍵2の番号(キーナンバ)、打撃速度(ベロシティ)、およびその弦5に対するダンパ8の振動抑制タイミング(キーオフのタイミング)を、信号出力部130で用いる情報(楽音制御情報)として、制御部11により特定する。この例においては、検出部120は、打撃タイミングおよび鍵2の番号については鍵2の挙動から特定し、打撃速度についてはハンマ4の挙動から特定し、振動抑制タイミングについては、鍵2およびペダル3の挙動から特定する。なお、打撃タイミングがハンマ4の挙動から特定されてもよいし、打撃速度が鍵2の挙動から特定されてもよい。
【0033】
検出部120は、特定したキーオンのタイミングにおいて、キーナンバ、ベロシティ、およびキーオンを示す楽音制御情報を、信号出力部130に出力する。また、検出部120は、キーオフのタイミングにおいて、キーナンバおよびキーオフを示す楽音制御情報を、信号出力部130に出力する。
【0034】
信号出力部130は、検出部120から出力される楽音制御情報に基づいて、信号発生部15により正弦波信号を発生して、駆動波形信号として信号伝達部140に出力する。ここで、正弦波信号の発生態様については、特定部110によって特定された設定情報に基づいて制御部11により指示される。信号出力部130における詳細な機能構成については後述する。
【0035】
信号伝達部140は、信号出力部130からの駆動波形信号を弦5に伝達する。信号伝達部140は、この駆動波形信号を振動部50に供給してアクチュエータを振動させ、響板7および駒6を介して、駆動波形信号が示す振動を弦5に伝達する。なお、駒6および響板7には、ハンマ4の打弦による弦5の振動も伝達される。
続いて、信号出力部130における詳細な機能構成について図6を用いて説明する。
【0036】
[信号出力部130の機能構成]
図6は、本発明の実施形態における信号出力部130の機能構成を示すブロック図である。信号出力部130は、制御部11によって実現される発音制御部131、信号発生部15により実現される正弦波発生部132、エンベロープ調整部133、および合成部134を有する。この例においては、正弦波発生部132は、基音OSC(Oscillator)、2倍音OSC、3倍音OSCおよび4倍音OSCを有する。基音OSC、2倍音OSC、3倍音OSCおよび4倍音OSCは、それぞれ、発音制御部131の制御にしたがって正弦波信号を出力する。
【0037】
エンベロープ調整部133は、基音AEG(Amplitude Envelope Generator)、2倍音AEG、3倍音AEGおよび4倍音AEGを有する。基音AEG、2倍音AEG、3倍音AEGおよび4倍音AEGは、基音OSC、2倍音OSC、3倍音OSCおよび4倍音OSCに対応して設けられ、入力された正弦波信号の振幅の時間変化を、発音制御部131の制御にしたがって調整して出力する。
【0038】
合成部134は、エンベロープ調整部133から出力された正弦波信号を合成(加算)して、駆動波形信号として信号伝達部140に出力する。
発音制御部131は、特定部110によって特定された設定情報、および検出部120によって出力された楽音制御情報に基づいて、正弦波発生部132およびエンベロープ調整部133の動作を制御する。すなわち、発音制御部131によってエンベロープ調整部133から出力される正弦波信号の周波数、振幅などが制御される。
【0039】
ここで、設定情報の内容について説明する。この例においては、設定情報には、複数のテーブルが含まれている。複数のテーブルとは、キーナンバと正弦波発生部132の全体の制御パラメータとの関係を定めた基本特性鍵テーブル、キーナンバと基音OSCの制御パラメータとの関係を定めた基音OSC鍵テーブル、キーナンバと基音AEGの制御パラメータを定めた基音AEG鍵テーブルを含む。設定情報には、基音OSC鍵テーブルと同様、2倍音OSC、3倍音OSC、4倍音OSCの制御パラメータとキーナンバとの関係を定めた2倍音OSC鍵テーブル、3倍音OSC鍵テーブル、4倍音OSC鍵テーブルについても含まれ、基音AEG鍵テーブルと同様、2倍音AEG、3倍音AEG、4倍音AEGの制御パラメータとキーナンバとの関係を定めた2倍音AEG鍵テーブル、3倍音AEG鍵テーブル、4倍音AEG鍵テーブルについても含まれている。
【0040】
なお、以下の説明においては、2倍音OSC鍵テーブル、3倍音OSC鍵テーブル、4倍音OSC鍵テーブルについては、基音OSC鍵テーブルと適用される対象が異なるだけであるから、説明を省略する。また、2倍音AEG鍵テーブル、3倍音AEG鍵テーブル、4倍音AEG鍵テーブルについても同様に、基音AEG鍵テーブルと適用される対象が異なるだけであるから、説明を省略する。
【0041】
また、ベロシティと振幅レベルとの関係(ベロシティカーブ)を定めた情報についても複数種類が設定情報に含まれている。この情報は設定情報とは別に設けられていてもよい。また、ペダル3の踏込量に応じてダンパペダルの効きの程度(ハーフペダル時の効果など)を制御するためのパラメータを定めた情報についても設けられていてもよい。
【0042】
図7は、本発明の実施形態における基本特性鍵テーブルの内容を説明する図である。図8は、本発明の実施形態における基本特性鍵テーブルの具体例を説明する図である。基本特性鍵テーブルは、キーナンバ(Key No.)に対して、基音ピッチ(tuning)、主音量(volume)、不調和度(inharmonicity parameter)、ベロシティ調整(velocity adjust)が規定されている。
【0043】
基音ピッチについては、キーナンバに対応する鍵2が押下されたときにハンマ4によって打撃される弦5の基本周波数に相当するパラメータ(tn1、tn2、・・・)として定められ、基音OSCにおいて発生させる正弦波信号の周波数を決めるパラメータである。この例においては、このパラメータは、平均律からのずれ量をセント値で表したものであり、例えば、図8(a)に示す関係で定められている。この関係は、記憶部12に記憶されている複数の設定情報のうちの1つの例である。
なお、このパラメータは、ずれ量を周波数で表したものであってもよいし、ピッチの周波数そのものによって定められていてもよい。
【0044】
不調和度については、n倍音の周波数が基本周波数のn倍よりわずかに大きくなるアコースティックピアノの不調和性(インハーモニシティ)の程度を示すパラメータ(ih1、ih2、・・・)として定められ、2倍音OSC、3倍音OSCおよび4倍音OSCにおいて発生させる正弦波信号の周波数を決めるパラメータである。このパラメータ(inharmonicity parameter)は、どのように定義されたものであってもよいが、この例においては、特開平4−191894号公報に開示されているパラメータb値に相当するものとし、例えば、図8(b)に示す関係で定められている。この関係は、記憶部12に記憶されている複数の設定情報のうちの1つの例である。
【0045】
主音量については、正弦波発生部132において発生させる正弦波信号の振幅を全体的に制御するパラメータ(vm1、vm2、・・・)として定められている。
ベロシティ調整については、適用されるベロシティカーブを示すパラメータ(va1、va2、・・・)として定められている。
【0046】
図9は、本発明の実施形態における基音OSC鍵テーブルの内容を説明する図である。基音OSC鍵テーブルは、キーナンバ(Key No.)に対して、倍数(multiple)、従音量(level)、位相(phase)、ピッチ(pitch adjust)が規定されている。
倍数については、基音OSCにおいて発生させる正弦波信号の周波数と、上記基音ピッチとの関係とを定めるパラメータ(mp1、mp2、・・・)として定められている。通常は、基音OSC鍵テーブルにおいては、全てのキーナンバに対して「1倍」として定められ、2倍音OSC鍵テーブル、3倍音OSC鍵テーブル、4倍音OSC鍵テーブルにおいては「2倍」、「3倍」、「4倍」として定められる。
【0047】
従音量については、基音OSCにおいて発生させる正弦波信号の振幅を制御するパラメータ(lv1、lv2、・・・)として定められている。基音OSCから出力される正弦波信号の振幅は、ベロシティ調整に示されるベロシティカーブによって決まる出力レベル、主音量、および、この従音量によって決まる。そして、基音AEGによって振幅の時間変化が制御される。通常は、基音OSC鍵テーブルにおける従音量よりも、2倍音OSC鍵テーブルの方が小さくなり、3倍音OSC鍵テーブル、4倍音OSC鍵テーブルの方がより小さくなるように定められる。
【0048】
位相については、基音OSCにおいて発生させる正弦波信号の位相を制御するパラメータ(ph1、ph2、・・・)として定められている。
ピッチについては、基音OSCにおいて発生させる正弦波信号の周波数を、基本特性鍵テーブルによって決められる周波数からシフトさせるパラメータ(ps1、ps2、・・・)として定められている。
なお、基音OSC鍵テーブルにより規定される基音OSCから出力される正弦波信号は、これらのパラメータの組み合わせで定められる場合に限らず、様々な態様で定めることができる。
【0049】
図10は、本発明の実施形態における基音AEG鍵テーブルの内容を説明する図である。基音AEG鍵テーブルは、キーナンバ(Key No.)に対して、エンベロープを定めるパラメータ(ADSR)が定められ、この例においては、アタックタイム(attack time)、ディケイタイム(decay time)、ディケイレベル(decay level)、サスティンタイム(sustain time)、リリースタイム(release time)が規定されている。
【0050】
アタックタイムについては、正弦波信号の振幅を最大振幅(アタックレベル)に到達させるまでのキーオンからの時間のパラメータ(at1、at2、・・・)として定められている。ディケイタイムについては、正弦波信号の振幅をアタックレベルからディケイレベルまで到達させるまでの時間のパラメータ(dt1、dt2、・・・)として定められている。このディケイレベルについては、パラメータ(dl1、dl2、・・・)として定められている。サスティンタイムについては、キーオンの状態が維持された場合(キーオフが無い場合)に、正弦波信号の振幅をディケイレベルから0に減衰させるまでの時間のパラメータ(st1、st2、・・・)として定められている。リリースタイムについては、キーオフの後、正弦波信号の振幅を0に減衰させるまでの時間のパラメータ(rt1,rt2、・・・)として定められている。
なお、基音AEG鍵テーブルにより規定されるエンベロープは、これらのパラメータの組み合わせで定められる場合に限らず、様々な態様で定めることができる。
【0051】
図6に戻って説明を続ける。発音制御部131は、特定部110によって特定された設定情報における各テーブルを参照し、検出部120によって出力された楽音制御情報に基づいて、正弦波発生部132およびエンベロープ調整部133の動作を制御する。例えば、発音制御部131は、キーナンバ、ベロシティ、およびキーオンの楽音制御情報が入力されると、設定情報を参照し、キーナンバに対応する各種パラメータを用いて、正弦波発生部132に正弦波信号を発生させ、駆動波形信号を出力させる。キーオフの楽音制御情報が入力されると、リリースタイム経過後に正弦波発生部132における正弦波信号の発生を停止させる。
【0052】
なお、図6に示す正弦波発生部132およびエンベロープ調整部133の組については、1つの組のみ図示しているが、実際には複数組存在している。これにより、検出部120から出力された楽音制御情報により、複数のキーナンバについて同時にキーオンの状態になっている場合には、各キーナンバに対応して1つの組が割り当てられる。そして、各組から出力される正弦波信号については、合成部134において合成される。
以上が、音響効果付与装置100の機能構成についての説明である。
【0053】
[動作例]
続いて、本発明の実施形態におけるグランドピアノ1の動作例について説明する。まず、ユーザは、タッチパネル60を操作して、演奏モードを通常演奏モードとし、発音モードを音響効果付与モードとして設定する。また、ユーザは、タッチパネル60を操作して、記憶部12に記憶された複数の設定情報のうち、ユーザが所望する内容が規定された設定情報を選択する。
以下の説明においては、選択された設定情報は、駆動波形信号が実際の弦5に近い振動を示すように規定されているものとする。例えば、基本特性鍵テーブルにおける基音ピッチについては、弦5の基本周波数と一致するように定められている。また、不調和度についても、弦5の2倍音、3倍音、4倍音の周波数の正弦波信号が駆動波形信号に含まれるように定められている。また、駆動波形信号(または各正弦波信号)の振幅のエンベロープも、弦5の振動の減衰態様に概ね一致するように、各パラメータが定められている。
【0054】
ユーザが鍵2を操作すると、操作した鍵2に対応する弦5がハンマ4によって打撃され振動する。一方、検出部120によって、ハンマ4の打撃タイミングが特定されることにより、駆動波形信号が信号出力部130から出力される。この駆動波形信号が示す波形で振動部50が振動することにより響板7も振動し、駒6を介して弦5にも伝達される。
この駆動波形信号は、ハンマ4によって打撃された弦5についての基本周波数、およびインハーモニシティを考慮した2倍音の周波数、3倍音の周波数、および4倍音の周波数の正弦波信号を合成した信号である。
【0055】
したがって、この駆動波形信号は、ハンマ4によって打撃された弦5に対して、他の弦5よりも効果的に伝達される。これにより、弦5の振動は、ハンマ4の打撃により励起されるだけでなく、駆動波形信号によっても励起されることになり、駆動波形信号に応じた音響効果が付与された状態となる。また、ハンマ4の打撃により振動が励起された弦5に対して伝達される駆動波形信号は、その弦5の基本周波数、および倍音周波数の正弦波信号といった単純な信号で構成されるため、ピアノのサンプリング音などに見られる余分な周波数成分が含まれない。そのため、駆動波形信号を弦5に伝達したとしても、アコースティックピアノの自然な感じを残すことができる。
【0056】
<変形例>
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は以下のように、さまざまな態様で実施可能である。
[変形例1]
上述した実施形態においては、音響効果付与装置100をグランドピアノに用いた例を説明したが、アップライトピアノに用いてもよい。
【0057】
図11は、本発明の変形例1におけるアップライトピアノ1Aの内部構造を示す図である。図11において、アップライトピアノ1Aの各構成には、実施形態におけるグランドピアノ1の各構成と対応する符号に「A」を加えた符号を付している。アップライトピアノ1Aの場合においても、振動部50Aは、支柱9Aに接続された支持部55Aに支持され、響板7Aに接続されている。また、実施形態と同様に、振動部50Aは、響板7Aのうち、響棒75Aの間に接続されている。そのため、この例においても、実施形態と同様に、打弦に応じて生成される駆動波形信号は、振動部50Aの振動により響板7A、駒6Aを介して、弦5に伝達される。
このように、音響効果付与装置100については、グランドピアノ、アップライトピアノなどのアコースティックピアノにおいて用いることができる。
【0058】
[変形例2]
上述した実施形態においては、駆動波形信号を弦5に伝達する信号伝達部140は、振動部50、響板7および駒6により構成していたが、別の態様で構成してもよい。例えば、振動部50を駒6に取り付け、駒6を振動させて弦5に駆動波形信号を伝達してもよい。この場合には、信号伝達部140は、振動部50と駒6により構成されることになる。
また、駆動波形信号が直接弦5に伝達されるようにしてもよい。この場合には、以下の構成にすればよい。
【0059】
図12は、本発明の変形例2におけるグランドピアノ1Bの内部構造を説明する図である。この例における信号伝達部140は、駆動マグネット50Bにより構成される。駆動マグネット50Bは、電磁石であり、信号出力部130から入力される駆動波形信号が示す波形に応じた強度の磁力を発生させる。この磁力の発生により弦5には、駆動波形信号が示す波形での振動が励起され、駆動波形信号が伝達される。この駆動マグネット50Bは、各鍵2に対応する全ての弦5について磁力を及ぼすように設けられていればよい。なお、各弦5に対応して駆動マグネット50Bを設けることにより、弦5毎に振動を励起する構成としてもよい。この場合には、信号出力部130は、キーナンバに対応した弦5に振動を励起する駆動マグネット50Bに駆動波形信号を出力すればよい。
【0060】
[変形例3]
上述した実施形態においては、記憶部12には設定情報が複数種類記憶されていたが、1種類の設定情報のみが記憶されていてもよい。この場合には、記憶部12に記憶された設定情報を信号出力部130において用いればよいから、特定部110は不要である。
【0061】
[変形例4]
上述した実施形態において、記憶部12に記憶されている複数種類の設定情報は、音律が対応付けられていてもよい。例えば、平均律用の設定情報、純正律用の設定情報として記憶されていればよい。純正律用の設定情報については、基本音毎に存在するようにすればよい。このようにすれば、ユーザは、ピアノを調律した場合には、調律後の音律に対応する設定情報を選択するようにすればよい。
【0062】
[変形例5]
上述した実施形態においては、正弦波発生部132は、基音OSC、2倍音OSC、3倍音OSCおよび4倍音OSCを有していたが、より多くのOSCを有していていてもよいし、より少ないOSCを有していてもよい。すなわち、正弦波発生部132は、n倍音OSC(nは1以上の整数)を有する構成であればよい。また、基音OSCのみであってもよい。基音OSCのみの場合には、駆動波形信号は弦5の基本周波数の正弦波信号となるが、駆動波形信号が伝達された弦5は、基本周波数の振動成分のみが増加するのではなく、駆動波形信号のエネルギにより倍音成分についても増加する。
【0063】
[変形例6]
上述した実施形態においては、動作例の説明において選択された設定情報は、弦5の基本周波数の正弦波信号、およびインハーモニシティを考慮した2倍音、3倍音、4倍音の周波数の正弦波信号を発生させるものであった。設定情報は、このような態様で正弦波信号を発生させるものに限られない。これによっては、実施形態における動作例で説明した音響効果とは異なる効果が付与されることになるが、ユーザは所望の音響効果に応じて適宜設定情報を選択すればよい。以下、設定情報により発生させる正弦波信号について例示する。
【0064】
第1の例として、基本周波数の正弦波信号は実施形態と同様であるものとし、2倍音、3倍音、4倍音の周波数の正弦波信号については、インハーモニシティを考慮せず、基本周波数の2倍、3倍、4倍の周波数としてもよい。この場合、弦5の基本周波数については一致した正弦波信号が出力され、倍音については、インハーモニシティの影響分だけ弦5と異なる周波数の正弦波信号が出力されることになる。
第2の例として、各正弦波信号の周波数を全体的に数セントシフトさせたものであってもよい。
第3の例として、基音OSCからの正弦波信号の出力をせず、2倍音OSC、3倍音OSCおよび4倍音OSCからの正弦波信号の出力のみとしてもよい。この場合には、ハンマ4に打撃された弦5に伝達される駆動波形信号は、基本周波数の正弦波信号は含まれない。なお、2倍音OSC、3倍音OSCおよび4倍音OSCから出力される正弦波信号の周波数については、第1の例のように、インハーモニシティを考慮しない周波数であってもよい。
【0065】
上述した各例において示すように、弦5の基本周波数に対応して各OSCから出力される正弦波信号の周波数が決まるように設定情報が決められていれば、様々な例が適用可能である。これらの様々な設定情報を用いることで、様々な音響効果を付与することができる。
【0066】
[変形例7]
上述した実施形態においては、複数設けられた振動部50は、それぞれ同じ駆動波形信号により振動するように構成されていたが、異なる駆動波形信号により振動するように構成されてもよい。例えば、複数の振動部50は、振動特性の周波数依存性が互いに異なるアクチュエータを有する構成にする。そして、信号出力部130は、正弦波発生部132から出力される正弦波信号を、その正弦波信号の周波数において効率的に振動するアクチュエータを有する振動部50に出力するようにすればよい。
【0067】
また、振動部50は、弦5の並ぶ方向に沿って配置されてもよい。この場合には、信号出力部130は、ハンマ4に打撃された弦5に最も近い振動部50に、その弦5に対応して出力された駆動波形信号を出力するようにすればよい。
【0068】
[変形例8]
上述した実施形態においては、エンベロープ調整部133は、基音OSC、2倍音OSC、3倍音OSCおよび4倍音OSCに対応した基音AEG、2倍音AEG、3倍音AEGおよび4倍音AEGを有し、各周波数の正弦波信号に対応してエンベロープの調整が可能であったが、各AEGが同じエンベロープの調整を行うようにしてもよい。この場合には、エンベロープ調整部133を用いず、合成部134から出力される駆動波形信号のエンベロープを調整する構成を設けてもよい。
【0069】
[変形例9]
上述した実施形態においては、設定情報は、テーブルの形式で正弦波信号の周波数などの各パラメータを規定していたが、キーナンバを変数とした演算式など他の形式でパラメータを規定するものであってもよい。
【0070】
[変形例10]
上述した実施形態においては、検出部120は、鍵2またはハンマ4の挙動を検出して、ハンマ4による弦5の打撃タイミングを特定していたが、別の態様により検出してもよい。例えば、検出部120は、ハンマ4の打撃による弦5の振動を、各弦5に対応して設けたピエゾピックアップ、マグネティックピックアップなどにより検出し、振動が検出された弦5に対応する鍵2の番号を特定し、検出されたタイミングを弦5の打撃タイミングとして特定すればよい。また、検出部120は、マイクロフォンなどにより弦5の振動による音を検出し、その音の周波数分布を解析することにより振動した弦5を特定し、鍵2の番号および打撃タイミングを特定してもよい。
【0071】
[変形例11]
上述した実施形態における各プログラムは、磁気記録媒体(磁気テープ、磁気ディスクなど)、光記録媒体(光ディスクなど)、光磁気記録媒体、半導体メモリなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶した状態で提供し得る。また、グランドピアノ1は、各プログラムをネットワーク経由でダウンロードしてもよい。
【符号の説明】
【0072】
1,1B…グランドピアノ、1A…アップライトピアノ、2,2A…鍵、3,3A…ペダル、4,4A…ハンマ、5,5A…弦、6,6A…駒、7,7A…響板、8,8A…ダンパ、9…直支柱、9A…支柱、10…音源装置、11…制御部、12…記憶部、13…操作パネル、14…通信部、15…信号発生部、16…インターフェイス、22,22A…鍵センサ、23,23A…ペダルセンサ、24,24A…ハンマセンサ、30,30A…鍵駆動部、40,40A…ストッパ、50,50A…振動部、50B…駆動マグネット、55,55A…支持部、60…タッチパネル、75,75A…響棒、100…音響効果付与装置、110…特定部、120…検出部、130…信号出力部、131…発音制御部、132…正弦波発生部、133…エンベロープ調整部、134…合成部、140…信号伝達部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の鍵、前記鍵に対応して設けられた弦、および前記鍵の操作により当該鍵に対応する弦を打撃するハンマを有するピアノに用いられる音響効果付与装置であって、
前記ハンマによる前記弦への打撃を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記打撃された弦の基本周波数に対応する第1周波数の第1の正弦波信号および第2周波数の第2の正弦波信号を出力する信号出力手段と、
前記出力された第1の正弦波信号および第2の正弦波信号を合成した合成信号を前記弦に伝達する信号伝達手段と
を具備し、
前記第2周波数は、前記第1周波数のn倍(nは2以上の整数)よりも、前記打撃された弦に対応して予め決められた値だけ大きい
ことを特徴とする音響効果付与装置。
【請求項2】
前記第1周波数は、前記打撃された弦の基本周波数である
ことを特徴とする請求項1に記載の音響効果付与装置。
【請求項3】
前記弦の各々について基本周波数および前記第1周波数と前記第2周波数との関係を規定した設定情報を、複数記憶する記憶手段と、
ユーザの指示に応じて前記設定情報のいずれかを特定する特定手段と
をさらに具備し、
前記信号出力手段は、前記特定された設定情報に基づいて決まる第1周波数の前記第1の正弦波信号および前記第2周波数の前記第2の正弦波信号を出力する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の音響効果付与装置。
【請求項4】
前記合成信号は、前記打撃された弦に対応して予め決められている態様で振幅が時間変化する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の音響効果付与装置。
【請求項5】
複数の鍵と、
前記鍵に対応して設けられた弦と、
前記鍵の操作により当該鍵に対応する弦を打撃するハンマと、
前記ハンマによる前記弦への打撃を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記打撃された弦の基本周波数に対応する第1周波数の第1の正弦波信号および第2周波数の第2の正弦波信号を出力する信号出力手段と、
前記出力された第1の正弦波信号および第2の正弦波信号を加算した加算信号を前記弦に伝達する信号伝達手段と
を具備し、
前記第2周波数は、前記第1周波数のn倍(nは2以上の整数)よりも、前記打撃された弦に対応して予め決められた値だけ大きい
ことを特徴とするピアノ。
【請求項1】
複数の鍵、前記鍵に対応して設けられた弦、および前記鍵の操作により当該鍵に対応する弦を打撃するハンマを有するピアノに用いられる音響効果付与装置であって、
前記ハンマによる前記弦への打撃を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記打撃された弦の基本周波数に対応する第1周波数の第1の正弦波信号および第2周波数の第2の正弦波信号を出力する信号出力手段と、
前記出力された第1の正弦波信号および第2の正弦波信号を合成した合成信号を前記弦に伝達する信号伝達手段と
を具備し、
前記第2周波数は、前記第1周波数のn倍(nは2以上の整数)よりも、前記打撃された弦に対応して予め決められた値だけ大きい
ことを特徴とする音響効果付与装置。
【請求項2】
前記第1周波数は、前記打撃された弦の基本周波数である
ことを特徴とする請求項1に記載の音響効果付与装置。
【請求項3】
前記弦の各々について基本周波数および前記第1周波数と前記第2周波数との関係を規定した設定情報を、複数記憶する記憶手段と、
ユーザの指示に応じて前記設定情報のいずれかを特定する特定手段と
をさらに具備し、
前記信号出力手段は、前記特定された設定情報に基づいて決まる第1周波数の前記第1の正弦波信号および前記第2周波数の前記第2の正弦波信号を出力する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の音響効果付与装置。
【請求項4】
前記合成信号は、前記打撃された弦に対応して予め決められている態様で振幅が時間変化する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の音響効果付与装置。
【請求項5】
複数の鍵と、
前記鍵に対応して設けられた弦と、
前記鍵の操作により当該鍵に対応する弦を打撃するハンマと、
前記ハンマによる前記弦への打撃を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記打撃された弦の基本周波数に対応する第1周波数の第1の正弦波信号および第2周波数の第2の正弦波信号を出力する信号出力手段と、
前記出力された第1の正弦波信号および第2の正弦波信号を加算した加算信号を前記弦に伝達する信号伝達手段と
を具備し、
前記第2周波数は、前記第1周波数のn倍(nは2以上の整数)よりも、前記打撃された弦に対応して予め決められた値だけ大きい
ことを特徴とするピアノ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2013−61539(P2013−61539A)
【公開日】平成25年4月4日(2013.4.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−200674(P2011−200674)
【出願日】平成23年9月14日(2011.9.14)
【出願人】(000004075)ヤマハ株式会社 (5,930)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年4月4日(2013.4.4)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年9月14日(2011.9.14)
【出願人】(000004075)ヤマハ株式会社 (5,930)
【Fターム(参考)】
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