JP5228667B2 - 電子鍵盤楽器 - Google Patents

Description

本発明は、ペダル操作による楽音制御を行う電子鍵盤楽器に関する。

従来、ダンパペダル等のペダル操作による楽音制御を行う電子鍵盤楽器が知られている。例えば、下記特許文献１は、ペダルの踏み込み量に応じて音色を変化させる、いわゆるソフトペダル効果を発生させる技術を開示している。また、下記特許文献２では、ダンパペダルが踏まれているときは、ダンパペダル効果を有する楽音を発生させる一方、ダンパペダルが踏まれていないときは、ダンパペダル効果を有しない楽音を発生させるようにしている。

また、マルチ音源を備え、１つの鍵を押下したときに、２色以上の音色の楽音を並行して発生させることができる電子鍵盤楽器も知られている。この種の楽器において、例えば、ピアノ系等の第１音色については、ペダル踏み込み行程においてハーフペダル位置を境に共鳴音（生ピアノにおけるハーフペダル踏み込み状態で共鳴振動可能な弦が共鳴振動して発生させる音）を付加すると共に、ストリングス等の持続系の第２音色については、ビブラート等のアフタタッチに相当する効果をペダル踏み込みの終了間際の所定位置を境に付与するものがある。
特開平８−２１１８６９号公報 特開平６−１４９２４６号公報

しかしながら、ペダル踏み込み行程において、共鳴音やアフタタッチ等の効果を付与するタイミングであるペダルの踏み込み位置、すなわち、楽音パラメータの切替位置は、各楽器で定まっており、固定的であるので、演奏表現の幅を広げる観点からは改善の余地があった。

また、楽音パラメータの切替位置は、主に、発生する音をたよりに耳で把握されるのが通常で、特に初心者にとっては、把握が容易でないという問題もある。

本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、効果付与等の楽音制御の切り替えを行うペダル踏み込み位置を所望の位置に設定することができる電子鍵盤楽器を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の請求項１の電子鍵盤楽器は、複数の鍵操作子（１３）と、ペダル（２２）と、前記ペダルの踏み込み位置を検出する位置検出手段（４２）と、前記ペダルの踏み込み方向におけるハーフペダル領域が複数のモード毎に異なるように、ハーフペダル領域を規定する開始側及び終了側の切替位置をモード毎に記憶する位置記憶手段（５０）と、ユーザ操作に基づきモードを決定するモード決定手段と、前記モード決定手段により決定されたモードに対応する開始側及び終了側の切替位置を選択する選択手段と、前記複数の鍵操作子の操作及び前記ペダルの操作に応じて楽音を発生させると共に、前記位置検出手段により検出された前記ペダルの踏み込み位置が、前記選択手段により選択された切替位置（Ｈｓ、Ｈｅ、Ｐ２、Ｐ３）を跨いだときに、用いる楽音パラメータ（５１、５２）を切り替えて前記発生させる楽音を制御する楽音制御手段（１１）とを有することを特徴とする。

上記目的を達成するために本発明の請求項２の電子鍵盤楽器は、複数の鍵操作子を有し、同一の鍵操作子の操作によって複数種類の音色の楽音が並行して発生するように構成された電子鍵盤楽器であって、ペダルと、前記ペダルの踏み込み位置を検出する位置検出手段と、発音される複数の音色毎に、前記ペダルの踏み込み方向における少なくとも１つの位置を切替位置として記憶する位置記憶手段と、前記複数の鍵操作子の操作及び前記ペダルの操作に応じて前記複数の各音色をそれぞれ基本音色とする複数の楽音を発生させると共に、前記位置検出手段により検出された前記ペダルの踏み込み位置が前記位置記憶手段に記憶されている切替位置を跨いだときに、用いる楽音パラメータを前記楽音毎に個別に切り替えて前記各楽音を制御する楽音制御手段と、ユーザ操作に基づき、前記複数の音色毎に、前記位置記憶手段に記憶される切替位置を変更する位置変更手段とを有することを特徴とする。

好ましくは、前記ペダルの踏み込み位置に応じて踏み込みに対する反力を発生させる反力制御手段（１１、ＦＭ）を有し、該反力制御手段は、少なくとも、前記位置検出手段により検出された前記ペダルの踏み込み位置が前記位置記憶手段に記憶されている切替位置を跨いだときに、前記ペダルに与えられる反力の変化率を異ならせるよう制御する。

好ましくは、前記位置記憶手段に記憶されている切替位置が前記ペダルの踏み込み終了位置の近傍であるときは、前記反力制御手段は、前記ペダルの踏み込みの往行程において、前記ペダルに与えられる反力の変化率が、前記切替位置から大きくなり、且つ前記踏み込み終了位置（ｓｔＥ２）の手前で一旦小さくなるよう制御する。

なお、上記括弧内の符号は例示である。

本発明の請求項１によれば、効果付与等の楽音制御の切り替えを行うペダル踏み込み位置を所望の位置に設定することができる。

本発明の請求項２によれば、並行して発音する音色毎に、効果付与等の楽音制御の切り替えを行うペダル踏み込み位置を所望の位置に設定することができる。

請求項４によれば、楽音制御が切り替わるのにリンクして反力変化率も切り替わるようにして、踏み込み方向における楽音制御の切り替え位置を足で感じさせることができる。

請求項５によれば、楽音にアフタタッチ効果付与等の楽音変化が生じる位置を足で把握させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電子鍵盤楽器の全体構成を示すブロック図である。

本電子鍵盤楽器は、図１に示すように、タイマ１２、記憶部５０、各種インターフェイス１４、ソレノイド駆動部１５、演奏操作部１６、設定操作部１７、表示部１８、楽音発生部１９及び位置センサ４２が、バス１０を介してＣＰＵ１１にそれぞれ接続されて構成される。

演奏操作部１６には、音高情報を入力するための複数の鍵操作子１３、各種演奏操作子、及び、足で演奏操作するためのペダル２２（図２参照）が含まれる。ペダル２２は、ダンパペダルとしての機能を有するが、機能はそれに限定されない。設定操作部１７には、各種情報を入力するための複数の各種スイッチ（図示せず）が含まれる。表示部１８は、楽譜や文字等の各種情報を表示する。楽音発生部１９は、それぞれ図示しない音源回路、効果回路、サウンドシステムを含み、演奏操作部１６で入力された演奏データや予め設定された演奏データ等を楽音信号（演奏信号）に変換し、各種効果を付与して音響に変換する。

なお、本電子鍵盤楽器において、楽音発生部１９は、必ずしも内蔵する必要はなく、例えば、楽器本体に対してネットワークで接続されるものとして構成してもよい。すなわち、楽器本体の外に別体の楽音発生部１９を有するネットワーク楽器システムとして本電子鍵盤楽器を構成してもよく、必要に応じてアンプ、スピーカを、演奏時に組み合わせて操作するようにすることもできる。このようなシステムに対しても、本発明を適用可能である。

ＣＰＵ１１は、本電子鍵盤楽器全体の制御を司る。タイマ１２は、タイマ割り込み処理における割り込み時間等の各種時間を計時する。各種インターフェイス１４には、ＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）Ｉ／Ｆ、有線または無線の通信Ｉ／Ｆ等が含まれる。

記憶部５０には、ＣＰＵ１１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ＲＯＭのほか、演奏データ、テキストデータ等の各種入力情報、各種フラグやバッファデータ及び演算結果等を一時的に記憶するＲＡＭ等が含まれる。記憶部５０の例えばＲＯＭには、波形データ５１、エンベロープデータ５２のほか、荷重テーブルとして通常荷重テーブル５３と拡張荷重テーブル５４とが記憶されている。これらのデータやテーブルについては後述する。

図２は、上記電子鍵盤楽器の要部の断面図である。図２に示すように、本電子鍵盤楽器には、ペダル２２に対して踏み込みに抗する力（反力）を付与するための反力発生機構ＦＭが備えられる。反力発生機構ＦＭは、鍵盤楽器本体２０とペダル２２との間に介在して配設される。ペダル２２は下方に踏み込み操作される。同図において、初期状態である非踏み込み状態を実線で示し、踏み込み状態を２点鎖線で示している。

反力発生機構ＦＭのメカ機構は、主に、鍵盤楽器本体２０の下部（例えば、不図示の棚板の下面）に設けられるペダルボックス４０内に構成されるが、配設箇所は問わず、ペダル２２に対して反力を付与できるような部位に配置されればよい。

ペダル２２は、支点２３にて先端（図２の左端）が上下に揺動自在にされている。ペダル２２の後端部に設けられた回動軸２５を介して、鉛直方向に延びたロッド２６が連結され、ペダル２２の踏み込み操作に連動して、ロッド２６が上下移動するようになっている。ペダル２２の後端部の下方には、ペダル２２の後端部と当接してペダル２２の非踏み込み位置を規制するストッパ２４が設けられている。

また、ペダル２２の前端部の下方には、弾性を有するストッパ２１が設けられる。ペダル２２の踏み込み往行程において、ペダル２２の前端部のストッパ当接部２２ａがストッパ２１に当接することで、ペダル２２の踏み込み終了位置が規制される。

ペダルボックス４０内において、固定部４１の上に、ソレノイド本体３０が配設固定される。ソレノイド本体３０において、ボビン３１の内側に、プランジャ３５が上下方向に移動自在に配設され、ボビン３１の周りにソレノイドコイル３２が巻回され、上下にヨーク３３、３４が配設される。プランジャ３５は、ロッド２６の上端に連結固定されており、ペダル２２に連動して上下動するようになっている。なお、プランジャ３５は、ペダル２２に対して連動して動作するように構成されればよく、ロッド２６に対して直接または間接に固定状態にされるかを問わない。

固定部４１の下方には、ペダルボックス４０に対して固定的にバネ受け部３７が設けられ、バネ受け部３７と固定部４１の下部とに復帰用のコイルバネ３６が接続されている。コイルバネ３６は圧縮状態で介装されており、ペダル２２の後端部を常に下方に付勢している。そのため、ペダル２２の非踏み込み状態においては、ペダル２２の後端部が下方に付勢されて、ストッパ２４に当接している。

ペダルボックス４０内において、ロッド２６の上下方向の位置を検出する位置センサ４２が設けられている。位置センサ４２は、例えば、ロッド２６の位置を光学的に検出するものであるが、その検出信号は、ペダル２２の踏み込み方向における位置（深さ）を示すものでもあるし、プランジャ３５の上下方向の位置を示すものでもある。なお、ペダル２２の踏み込み深さを検出できるものであれば、位置センサ４２の構成（フォトリフレクタ型やフォトインタラプタ型等の光学式、接触式、磁気式等）や配設位置は問わない。ただし、プランジャ３５に近接して設ける場合は、ソレノイドコイル３２の影響を考慮し、磁気式は避けるのがよい。

ソレノイド駆動部１５（図１参照）は、ＣＰＵ１１による制御に従って、駆動信号をソレノイド本体３０に供給する。それによって、プランジャ３５が下方に付勢され、ロッド２６を介してペダル２２に踏み込みに抗する方向に力を与える。上記駆動信号は、ソレノイド本体３０のソレノイドコイル３２に流すべき電流の目標値に応じたｄｕｔｙ（デューティ）比（％）となるようにパルス幅変調を施したＰＷＭ信号である。

本楽器では、反力発生機構ＦＭによって、アコースティックグランドピアノにおけるダンパペダル（乃至ラウドペダル）を操作したときと同じような反力が、踏み込みの往行程及び復行程（復帰行程）においてペダル２２にかかるようになっている。また、本実施の形態では、ペダル２２にかかる反力のパターンとして２種類が設けられている。各パターンは、アコースティックグランドピアノを模した「通常モード」と、アコースティックグランドピアノに比しハーフペダル領域を拡張した「拡張モード」とに対応する。これらのモードは、ユーザ操作により、設定操作部１７（図１参照）で設定できる。

図３は、通常モードでのペダル２２の踏み込み往行程における反力の推移を示す図である。同図において、横軸がペダル２２のストローク位置（踏み込み深さ）ｓｔであり、縦軸が、ペダル２２にかかる踏み込み反力（荷重）Ｆを示す。

同図において、右上がりの直線ｓｐＬは、ソレノイド本体３０によらないで、コイルバネ３６の付勢力（領域ｓｐＦ）のみによって生じる踏み込み反力の大きさを示す。曲線Ｌ０ａは、コイルバネ３６による反力にソレノイド本体３０による駆動力（領域ａｃＦ）が加算されて生じる総合的な踏み込み反力Ｆを示す。非踏み込み位置であるストローク位置ｓｔＳから、ペダル２２の踏み込み終了位置であるストローク位置ｓｔＥ２までの踏み込み反力Ｆは、通常荷重テーブル５３（図１参照）を用いて制御される。ペダル２２のストッパ当接部２２ａがストッパ２１（図２参照）に当接開始するストローク位置ｓｔＥ１からストローク位置ｓｔＥ２までは、ストッパ当接部２２ａに押圧されてストッパ２１が縮みきるまでの行程であり、ストッパ２１の弾性力によって反力が急増していく段階である。

ところで、アコースティックグランドピアノのダンパペダルの踏み込み往行程においては、一般に、踏み込みの影響がダンパに伝達されない「遊び領域（乃至レスト領域）」と、弦に対するダンパの押接力の減少が開始される状態からダンパが弦に対して非接触状態となるまでの「ハーフペダル領域」と、その後ダンパが弦から完全に離間状態となる「弦開放領域」という３つの踏み込み領域が存在する。

図３において、ストローク位置ｓｔＳからハーフ域開始位置Ｈｓ０までの浅い踏み込み領域が、「遊び領域」に相当する第１踏み込み領域Ｒｓ０である。ハーフ域開始位置Ｈｓ０からハーフ域終了位置Ｈｅ０までの踏み込み領域がハーフペダル領域Ｒｈｐ０である。ハーフ域終了位置Ｈｅ０からストローク位置ｓｔＥ２までの深い踏み込み領域が、「弦開放領域」に相当する第２踏み込み領域Ｒｅ０である。

図４は、通常モード及び拡張モードそれぞれにおけるペダル２２に対する踏み込み反力Ｆの推移を示す図である。

同図において、曲線Ｌ０ｂが、通常モードでの復行程における踏み込み反力Ｆを示す。通常モードにおいては、踏み込み反力Ｆには、往行程（曲線Ｌ０ａ）と復行程（曲線Ｌ０ｂ）との間にヒステリシスが設けられている。通常モードにおいては、踏み込み反力Ｆの、ストローク位置ｓｔに対する変化率は、ハーフペダル領域Ｒｈｐ０では、第１踏み込み領域Ｒｓ０、第２踏み込み領域Ｒｅ０とは異なっている。特に、境目であるハーフ域開始位置Ｈｓ０、ハーフ域終了位置Ｈｅ０の近傍では、ハーフペダル領域Ｒｈｐ０内での踏み込み反力Ｆの変化率（曲線Ｌ０ａ、Ｌ０ｂの傾き）が、ハーフペダル領域Ｒｈｐ０の外での変化率よりも大きい。

拡張モードでの踏み込み反力Ｆは、往行程が曲線Ｌ１ａ、復行程が曲線Ｌ１ｂで示される。拡張モードでは、通常モードに比し、ハーフペダル領域が広がって、ハーフペダル領域Ｒｈｐ１となる。従って、ハーフ域開始位置は、ハーフ域開始位置Ｈｓ０より非踏み込み位置の方向にずれ、ハーフ域開始位置Ｈｓ１となる。ハーフ域終了位置は、ハーフ域終了位置Ｈｅ０より踏み込み終了位置の方向にずれ、ハーフ域終了位置Ｈｅ１となる。

拡張モードでは、ハーフ域開始位置Ｈｓ１、ハーフ域終了位置Ｈｅ１を境目として、第１踏み込み領域Ｒｓ１、ハーフペダル領域Ｒｈｐ１、第２踏み込み領域Ｒｅ１に領域が区分される。ヒステリシスが設けられる点、及び、ハーフ域開始位置Ｈｓ１、ハーフ域終了位置Ｈｅ１の近傍においてハーフペダル領域Ｒｈｐ１の内は外に比し踏み込み反力Ｆの変化率が大きい点は、通常モードと同様である。

以降、特にモードを区別しないときは、「０」、「１」の付加を省略して、ハーフ域開始位置Ｈｓ、ハーフ域終了位置Ｈｅ、第１踏み込み領域Ｒｓ、ハーフペダル領域Ｒｈｐ、第２踏み込み領域Ｒｅと記す。

本実施の形態では、後述する図５の処理により、第１踏み込み領域Ｒｓ、ハーフペダル領域Ｒｈｐ、第２踏み込み領域Ｒｅの各領域で、発生する楽音の楽音パラメータを異ならせ、楽音特性を変化させる。すなわち、ハーフ域開始位置Ｈｓとハーフ域終了位置Ｈｅとを境に楽音パラメータを切り替えて楽音を制御することになるので、これらの位置を便宜上、「効果切替位置」と呼称する。

具体的には、例えば、各モードにおいて、アコースティックピアノにおけるペダル奏法を模擬するために、第２踏み込み領域Ｒｅでは、共鳴音（生ピアノにおいてダンパペダルを踏み込んで全弦が共鳴して発生する音に相当するもの）を付加すると共に、離鍵しても音を強制消音させない。ハーフペダル領域Ｒｈｐでは、共鳴音の付加や離鍵時の音の減衰速度をアコースティックピアノにおけるハーフペダル領域の状態に対応させる。例えば、離鍵時においては、低音鍵ほど減衰速度を遅くする（音を伸ばす）。

しかも、各モードにおいて、このような楽音制御と同時に、踏み込み反力Ｆについても、図４に示すような曲線となるように制御する。楽音及び反力の制御の手法は各種考えられるが、本実施の形態では、一例として、上記した波形データ５１、エンベロープデータ５２、荷重テーブル（図１参照）を用いた制御を採用する。

ハーフ域開始位置Ｈｓ０、Ｈｓ１、ハーフ域終了位置Ｈｅ０、Ｈｅ１の情報は、各荷重テーブルに対応して、予め、記憶部５０の例えばＲＯＭに記憶されている。図５の処理の際には、制御に用いるハーフ域開始位置Ｈｓ０及びハーフ域終了位置Ｈｅ０の情報、またはハーフ域開始位置Ｈｓ１及びハーフ域終了位置Ｈｅ１の情報のいずれかを、モードに応じて選択する。そしてそれらをＲＯＭから読み出して記憶部５０の例えばＲＡＭに記憶させる。

本実施の形態では、発音する基本音色を設定操作部１７（図１参照）で指定できる。波形データ５１、エンベロープデータ５２はいずれも、指定され得る基本音色に対応して、モード毎且つ音高毎に設けられる。なお、これらは、各モードで同一の所定音域毎に設けられるとしてもよい。エンベロープデータ５２は、第１踏み込み領域Ｒｓ用、ハーフペダル領域Ｒｈｐ用、第２踏み込み領域Ｒｅ用に別々に設けられる。

ここで、後述する処理により、共鳴音が付与されることで、発生する楽音の音色がペダル２２の踏み込み深さに応じて変化することになる。あるいは、各種の効果を設定できるようにした場合は、設定されている効果によっては、発音される音色が、ペダル２２の踏み込み深さに応じて微妙に変化する場合がある。そのため、本実施の形態では、音色に関する効果付与がなされない状態の基本の音色である、指定された音色を、特に「基本音色」と呼称する。

波形データ５１は、第１踏み込み領域Ｒｓ用、第２踏み込み領域Ｒｅ用に別々に設けられ、ハーフペダル領域Ｒｈｐにおいてはクロスフェードで対処する。すなわち、ハーフペダル領域Ｒｈｐにおいては、第１踏み込み領域Ｒｓ用の波形データ５１に基づく楽音と、第２踏み込み領域Ｒｅ用の波形データ５１に基づく楽音とを、ペダル２２のストローク位置ｓｔに応じた比で混合して発音させる。これにより、音色の自然なつながりを実現する。

第１踏み込み領域Ｒｓ用の波形データ５１は、ペダル２２が踏まれていない状態で押鍵されたときに発音される通常の楽音を生成するためのものである。一方、第２踏み込み領域Ｒｅ用の波形データ５１は、ペダル２２が踏まれている状態で押鍵されたときに発音される楽音を生成するためのものであって、上記通常の楽音に共鳴音が加わった楽音（例えば、生ピアノにおいてダンパペダルを踏み込んで全弦が共鳴可能となった状態で録音した波形）が再現される。なお、第２踏み込み領域Ｒｅ用の波形データ５１に代えて、共鳴音のみを再現するための波形データを設け、ペダル２２が踏まれている状態では、第１踏み込み領域Ｒｓ用の波形データ５１と併せて用いて、共鳴音を含んだ楽音を生成するようにしてもよい。

荷重テーブルについては、通常モード用に通常荷重テーブル５３、拡張モード用に拡張荷重テーブル５４が設けられる。これらの荷重テーブルは、通常モード及び拡張モードのそれぞれにおいて、踏み込み反力Ｆが図４に示すような荷重プロファイルに設定されるように、ソレノイド本体３０による駆動力（例えば、領域ａｃＦ；図３参照）を生成するための情報である。

ハーフペダル領域Ｒｈｐの幅（広さ）が、モードによって変化することになるが、それは、モードに対応して選択される波形データ５１、エンベロープデータ５２及び荷重テーブルが異なることによって実現される。

図５は、本実施の形態におけるメインの処理のフローチャートである。本処理は、本楽器の電源オン時に開始され、ＣＰＵ１１によって実行される。

まず、初期化を実行、すなわち所定プログラムの実行を開始し、ＲＡＭ等の各種レジスタに初期値を設定して初期設定を行う（ステップＳ１０１）。次いで、設定操作部１７の操作を受け付け、設定入力処理を実行する（ステップＳ１０２）。この処理では、発音音色の指定、モードの設定のほか、ペダル２２の操作に応じて楽音に付与される効果の設定等もなされる。この処理は、設定操作部１７の操作があればそれに応じて設定を更新等するものであるので、操作がなければ、前記ステップＳ１０１等で設定されるプリセットの値にて、ステップＳ１０３以降の処理がなされる。

次に、現在のモードに応じた荷重テーブルを選択する（ステップＳ１０３）。すなわち、通常モードであれば通常荷重テーブル５３を選択する一方、拡張モードであれば拡張荷重テーブル５４を選択する。

次に、現在のモードに応じて、制御に用いるハーフ域開始位置Ｈｓ及びハーフ域終了位置Ｈｅを「効果切替位置」として選択し、それらを記憶部５０の例えばＲＡＭに記憶させる（ステップＳ１０４）。次に、現在のペダル２２のストローク位置ｓｔを位置センサ４２の出力から把握する（ステップＳ１０５）。そして、反力制御処理を行う（ステップＳ１０６）。

この反力制御処理においては、上記ステップＳ１０３で選択されている荷重テーブルを参照し、ペダル２２のストローク位置ｓｔに応じた踏み込み反力Ｆとなるように、ｄｕｔｙ比を決定し、該ｄｕｔｙ比の駆動信号（ＰＷＭ信号）を生成する。そして、ソレノイド駆動部１５（図１参照）から、上記決定したｄｕｔｙ比の駆動信号をソレノイド本体３０に対して出力する。これにより、反力発生機構ＦＭからペダル２２に適切な反力が付与される。

次に、演奏処理を実行する（ステップＳ１０７）。この演奏処理では、発音処理及び消音処理を行い、その際、ペダル２２の操作に応じて、発生させる楽音の制御に用いる楽音パラメータを、上記ＲＡＭに記憶されている効果切替位置で切り替える。

発音処理では、鍵操作子１３の操作を検出し、押鍵があった場合は、押鍵された鍵に対応する音高、押鍵ベロシティ、基本音色、ペダル２２のストローク位置ｓｔ等に基づく楽音を楽音発生部１９から発生させる。

すなわち、押鍵された鍵（音高）、指定されている基本音色、及び、ペダル２２のストローク位置ｓｔで定まる踏み込み領域に対応した波形データ５１とエンベロープデータ５２とを選択する。そして、選択した波形データ５１とエンベロープデータ５２を読み出し、波形データ５１に応じた楽音波形にエンベロープデータ５２に応じたエンベロープを付加した楽音信号を生成する。そして、この楽音信号を楽音発生部１９に送って発音させる。

例えば、拡張モードで、ストローク位置ｓｔがハーフ域終了位置Ｈｅ１より深い位置であった場合は、基本音色及び押鍵された鍵に対応し且つ第２踏み込み領域Ｒｅ１（図４参照）に対応する波形データ５１とエンベロープデータ５２とを用いて、共鳴音が付加された楽音が発生する。

ここで、ペダル２２のストローク位置ｓｔがハーフペダル領域Ｒｈｐに属する場合は、上記したように、第１踏み込み領域Ｒｓに対応した波形データ５１と第２踏み込み領域Ｒｅに対応した波形データ５１の双方が読み出され、両者に基づく楽音信号が、ストローク位置ｓｔに応じた比で混合して生成される。

なお、波形データ５１は、ハーフペダル領域Ｒｈｐ用にも設けてもよい。また、波形データ５１は、音高毎でなく複数音高間で共通に設け、読み出し速度で音高を変えるようにしてもよい。

一方、離鍵があった場合は、離鍵された鍵に対応する楽音に対して、ペダル２２のストローク位置ｓｔ等に基づく減衰処理等の消音処理を実行する。

すなわち、離鍵された鍵（音高）、指定されている基本音色、及び、ペダル２２のストローク位置ｓｔで定まる踏み込み領域に対応した波形データ５１とエンベロープデータ５２とを選択する。そして、選択した波形データ５１に応じた楽音波形に選択したエンベロープデータ５２に応じたエンベロープを付加した楽音信号を生成する。この処理は、例えば、特開平７−８４５７４号公報等に開示された手法で行うことができる。踏み込み領域によって、目標レベルやディケイタイムが相違することになる。なお、エンベロープデータ５２については、ハーフペダル領域Ｒｈｐ用を廃止して、ハーフペダル領域Ｒｈｐにおいては補間処理により対処するようにしてもよい。

また、楽音制御については、上記したのは例示であり、踏む込み領域のそれぞれにおいて、公知の手法を適用することができ、手法は問わない。例えば、基本音色に対応するフィルタデータ等も設けて楽音制御に反映させてもよい。

このように、モードによってハーフペダル領域Ｒｈｐの幅（ストローク方向の長さ）が変化するという条件の下、踏み込み領域のどこにペダル２２が属するかによって、異なる楽音パラメータである波形データ５１とエンベロープデータ５２とに基づいて、発生する楽音が制御される。

次に、ステップＳ１０８で、自動演奏処理等の「その他処理」を実行して、前記ステップＳ１０２に戻る。自動演奏処理では、設定されている自動演奏データを読み出し、生成された演奏信号に設定された効果処理を付加し、増幅して出力する。

本実施の形態によれば、モード切り替えにより、選択される荷重テーブルが切り替わると共に、記憶部５０のＲＡＭに記憶される、楽音制御の切り替えタイミングとなる効果切替位置の情報が変更される。これにより、効果付与等の楽音制御の切り替えを行うペダル踏み込み位置を所望の位置に設定することができる。

また、記憶部５０のＲＡＭに記憶されている効果切替位置を境に、ペダル２２に与えられる反力の変化率が異なるように制御されるので、楽音制御が切り替わるのにリンクして反力変化率も切り替わるようにして、踏み込み方向における楽音制御の切り替え位置を足で感じさせることができる。

しかも、本実施の形態では特に、モードによって、ハーフペダル領域Ｒｈｐの幅が切り替わり、切り替わったハーフペダル領域Ｒｈｐの内外で、楽音制御に用いられる楽音パラメータが切り替わると共に、それにリンクして反力変化率も切り替わる。従って、初心者等にとっても、ハーフペダル領域Ｒｈｐを把握するのが容易となり、各ユーザの技量に合わせてハーフペダル奏法を行いやすくすることができる。

なお、本実施の形態では、２つのモードに対応させて、荷重テーブルを２種類設けたが、３つ以上のモードを設けてもよい。その場合は、各モードに対応して荷重テーブルを３種類以上設け、さらに、効果切替位置も各モードに対応して選択可能なように３種類以上設け、上記と同様に、ユーザ操作により選択させるようにする。

なお、ペダル２２の位置が効果切替位置を跨いだときに、用いる楽音パラメータを切り替えるという観点からは、ハーフペダル領域Ｒｈｐは、範囲を有するものとして設けることは必須でない。すなわち、１つの効果切替位置を境に、ダンパ効果を有り／無しに切り替えるようにしてもよい。

なお、通常荷重テーブル５３、拡張荷重テーブル５４についても、指定され得る音色毎に設け、指定される音色毎に個別に、効果切替位置を切り替え可能に構成してもよい。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、ハーフペダル領域Ｒｈｐを設けたので、指定される基本音色は、ピアノ等の減衰系の音色が想定された。そして、楽音パラメータの切り替えにより与えられる効果として、共鳴音の付与を採用した。これに対し、本発明の第２の実施の形態では、主として、ストリングス等の持続系の音色を想定し、楽音パラメータの切り替えにより与えられる効果の一例として、アフタタッチ制御の１つであるビブラート効果等をペダル踏み込みの終了間際に付与する構成とする。

本実施の形態においては、設定できるモードとしては、第１ビブラートモード、第２ビブラートモードの２つとする。記憶部５０の例えばＲＯＭに記憶されている荷重テーブルは、通常荷重テーブル５３、拡張荷重テーブル５４に代えて、「第１荷重テーブル」、「第２荷重テーブル」であるとする。

図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、第１、第２ビブラートモードにおける、第１、第２荷重テーブルによるペダル２２に対する踏み込み反力Ｆの推移を示す図である。図６（ａ）の曲線Ｌ２ａ、Ｌ２ｂが、第１ビブラートモードでの往復行程における踏み込み反力Ｆを示す。図６（ｂ）の曲線Ｌ３ａ、Ｌ３ｂが、第２ビブラートモードでの往復行程における踏み込み反力Ｆを示す。

反力制御に関して、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、各モードでは、ペダル２２の踏み込みの往行程において、効果切替位置Ｐ２、Ｐ３よりもそれぞれ踏み込み深さが深い側の領域Ｒ２、Ｒ３において、踏み込み反力Ｆの増加率が、こぶ状に一旦上昇する。すなわち、踏み込み反力Ｆの変化率が、効果切替位置Ｐ２、Ｐ３から大きくなり、その後、踏み込み終了位置であるストローク位置ｓｔＥ２の手前で一旦小さくなる。さらにその後、ストローク位置ｓｔＥ１からストローク位置ｓｔＥ２まで変化率が上昇する。

ここで、効果切替位置Ｐ２は、効果切替位置Ｐ３よりも踏み込み深さが浅い側の位置である。効果切替位置Ｐ２、Ｐ３の情報は、それぞれ第１荷重テーブル、第２荷重テーブルに対応して、予め、記憶部５０の例えばＲＯＭに記憶されており、モードに応じたものが読み出されて記憶部５０の例えばＲＡＭに記憶される。

楽音制御に関しては、効果切替位置Ｐ２、Ｐ３を境に楽音パラメータを切り替えて楽音を制御する。反力制御及び楽音制御は、第１の実施の形態と同様に、図５の処理により実現される。

説明を加えると、図５のステップＳ１０２では、ペダル２２の操作に応じて楽音に付与する効果の設定等がなされるが、ここで、ビブラート効果以外の効果を設定することも可能である。ビブラート効果以外の効果には、ビブラート以外の音高変化等のほか、周波数特性等の音色変化に関わるもの、トレモロ等の音量変化に関わるものや、パン等、各種が含まれる。

ステップＳ１０３では、「第１荷重テーブル」または「第２荷重テーブル」を選択し、ステップＳ１０４では、モードに応じて、制御に用いる効果切替位置（効果切替位置Ｐ２、Ｐ３のいずれか）を記憶部５０のＲＡＭに記憶させる。

ステップＳ１０６の反力制御処理においては、選択されている荷重テーブルを参照し、ペダル２２のストローク位置ｓｔに応じた踏み込み反力Ｆのプロファイルとなるよう制御する。

ステップＳ１０７の演奏処理では、押鍵された鍵（音高）、指定されている基本音色にて発音すると共に、ＲＡＭに記憶されている効果切替位置（Ｐ２またはＰ３）で楽音パラメータを切り替えて、発音処理及び消音処理を行う。例えば、設定されている効果がビブラート効果であれば、ペダル２２のストローク位置ｓｔが効果切替位置より深くなっている場合に限り、ビブラート効果を付与する。なお、ビブラート等の効果を付与するための構成は公知の手法であり、テーブルによるもの、演算によるもの等、種類を問わない。

本実施の形態によれば、効果付与等の楽音制御の切り替えを行うペダル踏み込み位置を所望の位置に設定することに関し、第１の実施の形態と同様の効果を奏する。しかしそれだけでなく、楽音パラメータを楽音毎に個別に切り替えるので、並行して発音する音色毎にそれを実現することができる。さらに、効果切替位置での楽音制御の切り替えに、反力変化率の変化をリンクさせたので、楽音にアフタタッチ効果付与等の楽音変化が生じる位置を足で把握させることができる。

なお、荷重テーブルの種類は３種類以上としてもよく、種類数に応じて、楽音制御の切り替えを行うペダル踏み込み位置の選択肢が多くなる。

なお、第１、第２の実施の形態を同時に実現可能としてもよい。すなわち、第１の実施の形態における通常荷重テーブル５３、拡張荷重テーブル５４、第２の実施の形態における第１荷重テーブル、第２荷重テーブルを設ける。設定可能なモードは、第１の実施の形態における通常モード、拡張モード、第２の実施の形態における第１、第２ビブラートモードとする。

そして、指定された基本音色が減衰系であれば、モードが通常モードか拡張モードかによって、通常荷重テーブル５３または拡張荷重テーブル５４が選択される。指定された基本音色が持続系であれば、モードが第１、第２ビブラートモードのいずれであるかによって第１、第２荷重テーブルのいずれかが選択される。

これにより、指定された音色毎に、効果付与等の楽音制御の切り替えを行うペダル踏み込み位置を所望の位置に設定することができる。

（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態では、第１、第２の実施の形態を複合的に組み合わせると共に、指定される基本音色は２つとし、減衰系と持続系の音色を想定する。同一の鍵操作子１３の押下により、２つの音色の楽音が同時乃至並行して発生する。ペダル２２の操作に応じて付与する効果の種類は、音色毎に設定できる。

本実施の形態においては、設定できるモードとしては、第１通常モード、第２通常モード、第１拡張モード、第２拡張モードの４つとする。記憶部５０のＲＯＭ等に記憶されている荷重テーブルは、上記４つのモードにそれぞれ対応して、第１通常荷重テーブル、第２通常荷重テーブル、第１拡張荷重テーブル、第２拡張荷重テーブルの４つとする。

図７（ａ）は、第１通常モードにおける、第１通常荷重テーブルによるペダル２２に対する踏み込み反力Ｆの推移を示す図である。第１通常モードは、第１の実施の形態における通常モードと第２の実施の形態における第１ビブラートモードとを組み合わせたモードである。図７（ａ）の曲線Ｌ４ａ、Ｌ４ｂの形状は、曲線Ｌ０ａ、Ｌ０ｂ（図４参照）の形状（主にハーフペダル領域Ｒｈｐ付近の形状）と曲線Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ（図６（ａ）参照）の形状（主にペダル踏み込み終了位置付近の形状）を組み合わせてなる。

図７（ｂ）は、第２拡張モードにおける、第２拡張荷重テーブルによるペダル２２に対する踏み込み反力Ｆの推移を示す図である。第２拡張モードは、第１の実施の形態における拡張モードと第２の実施の形態における第２ビブラートモードとを組み合わせたモードである。図７（ｂ）の曲線Ｌ５ａ、Ｌ５ｂの形状は、曲線Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ（図４参照）の形状（主にハーフペダル領域Ｒｈｐ付近の形状）と曲線Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ（図６（ｂ）参照）の形状（主にペダル踏み込み終了位置付近の形状）を組み合わせてなる。

第２通常モードは、上記通常モードと上記第２ビブラートモードとを組み合わせたモードである。第１拡張モードは、上記拡張モードと上記第１ビブラートモードとを組み合わせたモードである。これらのモードにおける踏み込み反力Ｆの波形形状は図示しないが、組み合わせの態様は、図７（ａ）、（ｂ）に示すのと同様である。すなわち、第２通常モードでは、曲線Ｌ０ａ、Ｌ０ｂ（図４参照）と曲線Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ（図６（ｂ）参照）の形状を組み合わせてなる。また、第１拡張モードでは、曲線Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ（図４参照）と曲線Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ（図６（ａ）参照）の形状を組み合わせてなる。

反力制御は、各モードに対応する荷重テーブルに従ってなされる。楽音制御については、第１通常モード（図７（ａ））では、基本音色のうち第１の音色である減衰系音色については、第１の実施の形態で示したのと同様に、効果切替位置であるハーフ域開始位置Ｈｓ、ハーフ域終了位置Ｈｅで、楽音パラメータを切り替える。すなわち、共鳴音の付加の有無やハーフペダル領域Ｒｈｐでの付加の度合いを制御する。また、基本音色のうち第２の音色である持続系音色については、第２の実施の形態で示したのと同様に、効果切替位置Ｐ２にて、楽音パラメータを切り替える。すなわち、領域Ｒ２では、ビブラート等の、設定されている効果を付与する。

第２拡張モード（図７（ｂ））でも同様であり、ハーフ域開始位置Ｈｓ、ハーフ域終了位置Ｈｅ、効果切替位置Ｐ３にて、それぞれ楽音パラメータを切り替える。このように、２つの音色の楽音が、個別に制御されると共に、反力については、１つの荷重テーブルにて一括して制御される。

本実施の形態によれば、並行して発音する音色毎に、効果付与等の楽音制御の切り替えを行うペダル踏み込み位置を所望の位置に設定することができる。楽音制御に反力制御をリンクさせて、楽音制御の切り替え位置を足で感じさせることができる点は、第１、第２の実施の形態と同様である。

なお、本実施の形態においても、荷重テーブルの種類は５種類以上としてもよい。また、並行して発音される基本音色数は３以上としてもよく、各々の音色について上記したような楽音制御を個別に行うようにしてもよい。

また、本実施の形態において、基本音色はユーザにより指定されるものとしたが、これに限られない。すなわち、予め固定的に定まった複数の音色の楽音について、上記のような反力及び楽音制御を反映させ、効果切替位置を可変にするようにしてもよい。

なお、上記各実施の形態において、踏み込み反力Ｆを制御する上で、荷重テーブルを用いることは例示であり、これに限られない。例えば、モードに応じた荷重データを記憶しておき、演算により、ストローク位置ｓｔに応じた荷重プロファイルを設定してもよい。

なお、楽音制御に用いる、効果切替位置を境として切り替わる楽音パラメータは、波形データ５１とエンベロープデータ５２に限られない。例えば、ビブラート、パン、トレモロ等の効果を付与するものや、音色や音高を徐々に変化させるもの等、各種楽音パラメータが採用可能である。効果切替位置を境として効果の内容または効果の有無が切り替わるようにするための楽音パラメータを広く含む。

なお、コイルバネ３６の付勢力によるベースとなる反力（図３に示す領域ｓｐＦ）は、必ずしも必須でなく、理論的には、すべての反力を、ソレノイド本体３０から発生させるようにしてもよい。

また、図３に示す領域ｓｐＦに相当する反力は、コイルバネ３６に限られず、摩擦、慣性力等によって発生するものであってもよい。

また、制御された反力（図３に示す領域ａｃＦ）をペダル２２に付与する機構としては、ソレノイド本体３０に限られず、モータ等、反力の大きさを制御可能な機構であればよい。

本発明の第１の実施の形態に係る電子鍵盤楽器の全体構成を示すブロック図である。 本電子鍵盤楽器の要部の断面図である。 通常モードでのペダルの踏み込み往行程における反力の推移を示す図である。 通常モード及び拡張モードそれぞれにおけるペダルに対する踏み込み反力の推移を示す図である。 本実施の形態におけるメインの処理のフローチャートである。 第２の実施の形態において、第１、第２ビブラートモードにおける、第１、第２荷重テーブルによるペダルに対する踏み込み反力の推移を示す図（（ａ）、（ｂ））である。 第３の実施の形態において、第１通常モードにおける、第１通常荷重テーブルによるペダルに対する踏み込み反力の推移を示す図（図（ａ））、第２拡張モードにおける、第２拡張荷重テーブルによるペダルに対する踏み込み反力の推移を示す図（図（ｂ））である。

符号の説明

１１ ＣＰＵ（楽音制御手段、位置変更手段、反力制御手段）、 １３ 鍵操作子、 ２２ ペダル、 ４２ 位置センサ（位置検出手段）、 ５０ 記憶部（位置記憶手段）、 ５１ 波形データ（楽音パラメータ）、 ５２ エンベロープデータ（楽音パラメータ）、 ＦＭ 反力発生機構（反力制御手段）、 Ｈｓ ハーフ域開始位置（切替位置）、 Ｈｅ ハーフ域終了位置（切替位置）、 Ｐ２、Ｐ３ 効果切替位置（切替位置）、 ｓｔＥ２ ストローク位置（踏み込み終了位置）

Claims (5)

1. 複数の鍵操作子と、
   ペダルと、
   前記ペダルの踏み込み位置を検出する位置検出手段と、
   前記ペダルの踏み込み方向におけるハーフペダル領域が複数のモード毎に異なるように、ハーフペダル領域を規定する開始側及び終了側の切替位置をモード毎に記憶する位置記憶手段と、
   ユーザ操作に基づきモードを決定するモード決定手段と、
   前記モード決定手段により決定されたモードに対応する開始側及び終了側の切替位置を選択する選択手段と、
   前記複数の鍵操作子の操作及び前記ペダルの操作に応じて楽音を発生させると共に、前記位置検出手段により検出された前記ペダルの踏み込み位置が、前記選択手段により選択された切替位置を跨いだときに、用いる楽音パラメータを切り替えて前記発生させる楽音を制御する楽音制御手段とを有することを特徴とする電子鍵盤楽器。
2. 複数の鍵操作子を有し、同一の鍵操作子の操作によって複数種類の音色の楽音が並行して発生するように構成された電子鍵盤楽器であって、
   ペダルと、
   前記ペダルの踏み込み位置を検出する位置検出手段と、
   発音される複数の音色毎に、前記ペダルの踏み込み方向における少なくとも１つの位置を切替位置として記憶する位置記憶手段と、
   前記複数の鍵操作子の操作及び前記ペダルの操作に応じて前記複数の各音色をそれぞれ基本音色とする複数の楽音を発生させると共に、前記位置検出手段により検出された前記ペダルの踏み込み位置が前記位置記憶手段に記憶されている切替位置を跨いだときに、用いる楽音パラメータを前記楽音毎に個別に切り替えて前記各楽音を制御する楽音制御手段と、
   ユーザ操作に基づき、前記複数の音色毎に、前記位置記憶手段に記憶される切替位置を変更する位置変更手段とを有することを特徴とする電子鍵盤楽器。
3. 前記複数の音色毎に、前記切替位置は、前記ペダルの踏み込み方向におけるハーフペダル領域を規定する開始側及び終了側の切替位置であることを特徴とする請求項２記載の電子鍵盤楽器。
4. 前記ペダルの踏み込み位置に応じて踏み込みに対する反力を発生させる反力制御手段を有し、該反力制御手段は、少なくとも、前記位置検出手段により検出された前記ペダルの踏み込み位置が前記切替位置を跨いだときに、前記ペダルに与えられる反力の変化率を異ならせるよう制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子鍵盤楽器。
5. 前記切替位置が前記ペダルの踏み込み終了位置の近傍であるときは、前記反力制御手段は、前記ペダルの踏み込みの往行程において、前記ペダルに与えられる反力の変化率が、前記切替位置から大きくなり、且つ前記踏み込み終了位置の手前で一旦小さくなるよう制御することを特徴とする請求項４記載の電子鍵盤楽器。

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