電子キーボード

電子キーボード、ポータブルキーボード、またはデジタルキーボードは、鍵盤楽器をベースにした電子楽器です。^{[ 1 ]}電子キーボードには、シンセサイザー、デジタルピアノ、ステージピアノ、電子オルガン、デジタルオーディオワークステーションなどがあります。技術的には、電子キーボードは、低ワットのパワーアンプと小型スピーカーを備えたロンプラーベースのシンセサイザーです。

電子キーボードは、ピアノ、オルガン、バイオリンなどの楽器音に加え、シンセサイザー音も豊富に取り揃えています。主に初心者や家庭ユーザー向けに設計されており、一般的に鍵盤は非加重式です。低価格モデルにはベロシティ感度機能はありませんが、中級以上のモデルには搭載されていることが多いです。これらのキーボードは音色編集機能が限られており、プリセット音色に特化しています。カシオとヤマハはこの市場の大手メーカーであり、1980年代から電子キーボードの普及に貢献してきました。

電子キーボードはデジタルキーボード、またはホームキーボードとも呼ばれ、後者は初心者向けの低価格モデルを指すことが多い。 1990年代には、電子キーボードと電子ホームオルガン（後者は20世紀後半に人気があった）の類似した特徴から、アジア諸国で電子キーボードを指すのに「ポータブルオルガン」 ^{[ 2 ]}という曖昧な用語が広く使われていた。

ロシア、ベラルーシ、ウクライナでは、ほとんどの種類の電子キーボード（デジタルピアノやステージピアノを含む）は、単に「シンセサイザー」（ロシア語：синтезатор、sintezator ）と呼ばれることが多く、実際のデジタルシンセサイザーと区別するための他の用語は通常使われていませんでした。

電子キーボードという用語は、口語的にはシンセサイザーやデジタルピアノを指す場合もある。

現代の一般的な電子キーボードの主要構成要素は以下のとおりです。

• 電子キーボード：電子キーボードは、携帯性と価格の手頃さを考慮して、一般的に重みのない鍵盤を使用しています。一方、デジタルピアノは、アコースティックピアノの感触を再現するために、重みのある鍵盤またはセミウェイト鍵盤を採用しています。
• ファームウェア：コンピュータチップに組み込まれたプログラムで、音楽キーボード、メニュー、ボタンなどのコントローラーとのユーザーインタラクションを処理します。これらのコントローラーにより、ユーザーはさまざまな楽器の音色（ピアノ、ギター、ストリングス、ドラムキットなど）、デジタルエフェクト（リバーブ、エコー、コーラス、サステインなど）、その他の機能（移調、伴奏、シーケンサー、録音、外部メディアなど）を選択できます。ユーザーインターフェースシステムには通常、ユーザーが選択した合成音のテンポや有効になっているエフェクト（リバーブなど）、その他の機能に関する情報を表示するLCD画面が含まれています。
• コンピュータ音楽編曲ソフト：コンピュータコマンド（通常はMIDI）を用いてリズムやコードを生成するソフトウェアプログラム。電子ハードウェアでも同様のことが可能です。ほとんどのコンピュータ編曲ソフトは、ロック、ポップ、ジャズなど、様々なリズムを演奏できます。
• 音源：通常は内蔵の読み出し専用メモリ（ROM）内に収められており、 MIDIコマンドを受け付けて音を生成することができるロンプラー。電子キーボードのロンプラーは通常、サンプルベースのシンセシスを採用しているが、より高度なキーボードでは、フィジカルモデリングシンセシスが搭載されている場合もある。
• アンプとスピーカー：内蔵オーディオパワーアンプは、通常2.5ワット未満から30ワット以上まで出力範囲が広く、音源チップに接続されています。アンプは小型で低出力のスピーカーに接続され、合成音を再生してリスナーが聞くことができるようにします。古い安価なキーボードには、モノラルスピーカーが1つだけ搭載されている場合があります。ほとんどのキーボードは通常、ステレオサウンドを生成する2つのスピーカーを搭載しており、より高度なモデルではバスレフポートとツイーターを備えていることがよくあります。
• 電源：キーボードにはメイン回路基板に内蔵電源システムが搭載されている場合とそうでない場合がありますが、最近のキーボードのほとんどにはACアダプターが付属しています。
• MIDI端子：ほとんどのキーボードには、データ通信用の 5 ピン MIDI 接続が組み込まれており、通常はキーボードをコンピューターまたはシンセサイザー、ドラムマシン、サウンドモジュールなどの他の電子楽器に接続してMIDI コントローラーとして使用でき。すべてのキーボードに従来の MIDI 端子とコネクタがあるわけではありません。最も安価なモデルには MIDI 接続がない場合があります。2000 年代以降のキーボードには、代わりにUSB-Bが搭載されている場合があり、これは 1 つの接続で入力と出力の両方の役割を果たします。2010 年代以降、MIDI 入出力端子はプロ仕様のキーボード、ステージピアノ、ハイエンドのシンセサイザーにのみ搭載されており、低価格の家庭用キーボード、デジタルピアノ、ローエンドのシンセサイザーでは、USB が唯一の接続方法となっています。
• フラッシュメモリ：一部の電子キーボードには、録音した曲、MIDIファイル、その他の独自ファイルなどのデータを保存するための少量のオンボードメモリ（通常は数メガバイト）が搭載されています。
• 外部ストレージデバイス：通常、プロ仕様のキーボードやシンセサイザーに搭載されており、ROMカートリッジ、フロッピーディスク、メモリーカード、USBフラッシュドライブなどの外部接続ストレージメディアにデータを保存できます。フロッピーディスクとカートリッジは2000年代初頭には時代遅れとなり、その後すぐにメモリーカードがそれらに取って代わり始めました。USBストレージは、 2000年代半ばにヤマハのハイエンド電子キーボードのラインナップによって普及し、それ以来標準機能となっています。2010年代以降のほとんどのキーボードはUSBストレージを使用していますが、一部のカシオモデルはSDカードを使用しています。
• 譜面台：楽譜や音楽書を立てて保管するための、金属製またはプラスチック製のラック。保管や持ち運びを容易にするため、通常は取り外し可能です。
• サステインペダル：家庭用キーボードにアコースティックピアノと同様のサステイン機能が搭載されている場合、そのために1/4インチジャックが設けられています。一方、デジタルピアノでは、サステインペダルは本体フレームに組み込まれていることが多く、通常は専用コネクタが使用されています。最も安価な家庭用キーボードにはサステイン機能やサステインペダルジャックが搭載されていないため、初心者向けの製品に限られます。

鍵盤楽器の起源は紀元前3世紀の古代のヒュドラウリスに遡り、 ^{[ 3 ]}後にパイプオルガンや小型のポルタティブオルガン、ポジティブオルガンへと発展しました。クラヴィコードとチェンバロは西暦14世紀に登場し、^{[ 4 ] [ 5 ]}技術の進歩により、現代の12音バージョンを含む、より高度な鍵盤楽器が誕生しました。当初、パイプオルガンやチェンバロのような楽器は、単一の音量しか出すことができませんでした。18世紀に発明されたピアノフォルテは、鍵盤の圧力によってハンマーが金属弦を叩くことで、ダイナミックな音の変化を可能にしました。

電気鍵盤は、電気音響技術の応用から始まった。最初のものは、1748年にヴァーツラフ・プロコップ・ディヴィシュによって作られた弦楽器「デニス・ドール」^{[ 6 ]で、700本の電化された弦を備えていた[ 7 ]}。1760年には、ジャン・バティスト・ティレー・ド・ラボルドが、音を発しない電気作動式鍵盤「クラヴサン・エレクトリック」を発表した。エリシャ・グレイは1874年に、電磁振動によって音を出す「ミュージカル・テレグラフ」を発明した^{[ 8 ]}。グレイは後に、単音発振器と振動板式スピーカーを追加して、音を聞き取れるようにした。

1973年、ヤマハGX-1は8ボイスの初期ポリフォニックシンセサイザーとして登場した。 ^{[ 9 ]} 1974年、ローランド株式会社のEP-30は初のタッチセンシティブキーボードとなった。^{[ 10 ]}ローランドはまた、初期のポリフォニックストリングシンセサイザーであるRS-101を1975年に、RS-202を1976年に発売した。 ^{[ 11 ] [ 12 ]}

1975年、モーグのポリモーグはシンセサイザーとオルガンを融合させ、個別の回路基板を通して完全なポリフォニーを実現した。クルマーの「マルチマン」オルガンとシンセサイザーが登場し、1976年にはARPオムニがシンセサイザーとストリングマシン、ベースを組み合わせた。同年、コルグのPE-1000は各音に専用のノコギリ発振器を搭載していた。^{[ 13 ] [ 14 ]}

1977年、ヤマハのCS-60とCS-80ポリフォニックシンセサイザーは「メモリー」を導入した。^{[ 15 ]} 1978年、オーバーハイムのOB-1は音色設定の電子ストレージを実現した。^{[ 16 ]}同年、シーケンシャルサーキットのProphet-5は5ボイスポリフォニックシンセサイザーでこの機能を提供した。フェンダーのRhodes Chromaは、1979年にフェンダーがARPのエンジニアを買収した結果生まれた、初のコンピューター制御キーボードである。その後継機である1984年発売のChroma Polarisは「Chroma」ポートを搭載していた。^{[ 17 ] [ 18 ]}

従来の家庭用キーボードは、デザイン、機能、ターゲット市場において、他の電子キーボードとは異なっている。

• デジタルピアノとは、通常のアコースティックピアノのような音色と演奏感を再現するように設計された電子キーボードです。通常、アンプとスピーカーが楽器本体に内蔵されています。多くの場合、アコースティックピアノを完全に代替でき、録音やコンピュータへのファイル保存など、さまざまな機能を提供します。多くのデジタルピアノは、グランドピアノ、エレクトリックピアノ、パイプオルガン、ハモンドオルガン、チェンバロなど、複数の楽器の音色を再現できます。アコースティックピアノとは異なり、室内の気候や湿度の変化に左右されず、調律も不要です。デジタルピアノは、フレームに固定されたサステインペダル（またはその他のペダル）が付いたスタンドに設置されることが多く、そのため、ほとんどの機種は持ち運びを想定して設計されていません。主な対象は、中級から上級レベルのピアニストです。
• ステージピアノとは、プ​​ロのツアーやレコーディングスタジオでの使用を想定して設計された、重みのある鍵盤を備えた高品質のデジタルピアノの一種です。デジタルピアノと比較すると、ステージピアノは通常、より高品質なエレクトリックピアノやハモンドオルガンの音色を重視しています。
• シンセサイザー- さまざまな音源合成技術を用いて、多種多様な電子音を生成する電子キーボード。
• ワークステーションとは、シンセサイザーと一般的な家庭用キーボードの機能を兼ね備えたプロ仕様の電子キーボードです。ワークステーションは、高品質なサンプリング音源を豊富に搭載しているほか、高度な編集・録音機能、コンピュータ接続機能、高出力スピーカーを備え、多くの場合、カスタマイズデータ、MIDIシーケンス、さらには追加の楽器サンプルを保存するための外部メモリも内蔵しています。ハイエンドのワークステーションキーボードには、デジタルオーディオワークステーションソフトウェアに似た機能がいくつか搭載されており、ミキシング、マスタリング、サウンドデザイン、ループやパターンの作成、電子音楽の作曲など、
• MIDIコントローラーとは、それ自体では音を出さない電子キーボードのことです。MIDIケーブルと接続部を介して、サウンドモジュールやソフトウェアシンセサイザーから音をトリガーするために使用されます。MIDIコントローラーには、音量などの要素を操作できるスライダー、ノブ、ボタンなどが備わっていることがよくあります。
• キーターとは、ギターに似た小型シンセサイザーで、エレキギターと同様の姿勢で演奏できます。ストラップで肩に掛けて持ち運ぶため、演奏者はステージ上を自由に動き回ることができます。キーターという名前は、キーボードとギターを組み合わせた造語です。

デジタルピアノやステージピアノと比較すると、家庭用デジタルキーボードは通常、鍵盤に重みがないため、はるかに安価です。デジタルピアノと同様に、通常はアンプとスピーカーが内蔵されています。しかし、ステージピアノは通常、プロのコンサート会場ではキーボードアンプに接続されるため、アンプとスピーカーは内蔵されていません。シンセサイザーとは異なり、家庭用電子キーボードの主な目的は、音の合成パラメーターを細かく制御したり作成したりすることではありません。ほとんどの家庭用電子キーボードは、音の制御や編集機能がほとんど、あるいは全くありません（ただし、通常128種類以上のプリセット音色が用意されています）。

• 自動伴奏／コード認識：自動伴奏機能を使うと、特定のリズムやスタイル（ロック、ポップなど）に合わせて、鍵盤を1回押すだけでコード全体を演奏できます。多くのキーボードは、内蔵のリズムトラックに合わせてこれらのコードを自動的に演奏でき、転回形などの複雑なコードも作成できます。
• デモ：ほとんどのキーボードには、さまざまな音色やエフェクトを紹介するデモ曲が付属しています。これらは、販売員が使用したり、正しい音符を光る鍵盤を使って独学したり、あるいは単に楽しむために使用できます。
• ベロシティ感度（またはタッチ感度）により、キーボードはキーを押す強さによって生じる音の変化を再現できます。安価なキーボードは基本的な音量調節機能のみを備えていますが、高価なモデルではアコースティック楽器の音色の変化を再現できます。これは、複数のセンサー、キーごとに複数のサンプル、または音の挙動をモデル化（ADSRエンベロープ）することによって実現されます。
• アフタータッチ：1980年代後半に導入された機能（ただし、ヴァンゲリスなどのアーティストが多用したCS-80のようなシンセサイザーには、1977年には既にアフタータッチが搭載されていた）で、鍵盤を叩いた後にダイナミクスが加えられ、鍵盤に加える圧力に応じて音を何らかの方法で変調（フェードアウトやリテインなど）することができる。例えば、一部のシンセサイザーの音色では、最初の音が鳴った後も鍵盤を強く押し続けると、ビブラートやサステインなどの効果が加わる。アフタータッチは多くの中級および高級シンセサイザーに搭載されており、現代のキーボードにおける重要な変調源となっている。アフタータッチは1980年代中盤から後半の音楽で最もよく見られ、例えばコック・ロビンの「When Your Heart Is Weak 」の冒頭のストリングパッドは、アフタータッチ（またはボリュームコントロールに片手を置くこと）によってのみ実現可能である。アフタータッチ機能は、通常、安価な初心者向け家庭用キーボードには搭載されていません。
• ポリフォニー：デジタル音楽用語では、ポリフォニーとは音源が同時に生成できる最大音数を指します。ポリフォニーにより、音符間の移行が格段にスムーズで自然になります。子供向けに設計された安価な電子キーボードは、通常一度に5～10音しか演奏できません。低価格のキーボードの多くは、一度に24音または32音を演奏できます。より高度なキーボードは、一度に48音以上を演奏でき、64音または128音が一般的です。デジタルピアノは、より複雑なポリフォニーシステムを備えており、最大256音を演奏できます。
• マルチティンバー：複数の種類の楽器の音を同時に演奏できる機能。例えば、ローランドMT-32は最大8種類の楽器の音を同時に演奏できる。
• スプリットポイント：キーボード上で楽器の選択を分割し、2つの楽器を同時に演奏できるようにするポイント。1980年代後半には、1台のデバイスから複数のキーボードを制御するためにMIDIコントローラーを使用するのが一般的でした。MIDIコントローラー自体には音源はなく、演奏目的でより多くのサウンドコントロールにアクセスできるようにするためだけに設計されていました。MIDIコントローラーを使用すると、キーボードを2つ以上のセクションに分割し、各セクションをMIDIチャンネルに割り当てて、ノートデータを外部キーボードに送信することができました。多くの市販キーボードには、ベースや自動伴奏のコード楽器をメロディー楽器から分離するためのスプリットポイントが少なくとも1つ備わっています。

• ミニキー：ほとんどの電子キーボードは、アコースティックピアノの鍵盤とほぼ同じサイズの鍵盤を備えています。一部の電子キーボードにはミニキーが搭載されていますが、これは子供向けに設計されている場合や、楽器を小型化して持ち運びやすくするためです。
• 伴奏トラック：あらかじめプログラムされた音楽伴奏トラック（メーカーによってはリズムパターンまたはリズムスタイルとも呼ばれる）は、演奏者が使用できるさまざまなジャンル（ポップ、ロック、ジャズ、カントリー、レゲエなど）で構成されています。キーボードは、選択されたジャンルに適したコードボイシングとリズムを演奏します。一般的に、プログラムされた伴奏トラックは、リズムセクションまたはアンサンブルのサウンドを模倣します。一部のキーボードには、演奏者が独自の伴奏を作成、作曲、カスタマイズできる機能が含まれている場合があります。この機能は通常、パターンシーケンサー、リズムコンポーザー、またはスタイルクリエーターと呼ばれます。
  • 基本的な伴奏トラックに加えて、一部のキーボードには、伴奏トラック自体と連動して様々なループを再生できる追加機能が搭載されている。
• 伴奏セクションと同期：通常、バッキングトラックは2～4つのセクションと、フィルインパターン、イントロ/エンディングパターン、および伴奏の効果を高めるためのさまざまな同期で構成されています。
• テンポ：電子キーボード上で自動生成されるリズム、コード、その他のコンテンツの速度を決定するパラメーター。このパラメーターの単位は1分あたりの拍数（BPM）です。多くのキーボードには、演奏者がリズムを​​刻むのに役立つ音声または視覚的なメトロノーム（ディスプレイの一部にグラフィックを表示）が搭載されています。
• 自動ハーモナイゼーション：一部のキーボードに搭載されている機能で、伴奏システムによって与えられたコードに基づいて音符に自動的に副音を追加し、左手で複雑なコードチェンジを行う能力に欠ける演奏者でもハーモニーを演奏しやすくする。
• ホイールとノブ：ビブラート、パンニング、エンベロープ、 トレモロ、ピッチベンド、ポルタメントなど、デフォルトでは存在しないサウンドエフェクトを追加するために使用されます。現代のキーボードでよく見られるコントロールはピッチベンドホイールで、通常2半音の範囲で音のピッチを調整します。ピッチベンドホイールは通常キーボードの左側にあり、バネ式のポテンショメータです。一部のキーボードにはジョイスティックが搭載されており、多くの場合、上記のすべての機能を1つのコントロールユニットに統合しています。
• ドローバー：通常はハイエンドの高価なキーボードやワークステーションにのみ搭載されているこの機能は、演奏者がトーンホイールオルガンの音をデジタルで再現することを可能にします（そのため「ドローバー」と呼ばれます）。トーンホイールオルガンのドローバーに似た9つの編集可能な仮想スライダーで構成され、ロータリースピーカー、パーカッション、トレモロなどの様々なエフェクトを備えています。
• ピアノシミュレーション：デジタルピアノ、ステージピアノ、ハイエンドワークステーションに共通する機能で、サンプリングされたピアノ音をリアルタイムでシミュレーションできます。部屋の残響、共鳴、ピアノの蓋の位置（グランドピアノと同様）、チューニングや音質の調整設定など、ピアノに関連する様々な効果を提供します。
• キーボードの動作とは、キーボードの機構と感触を指します。キーボードは大きく分けて、非加重式と加重式に分類できます。
  • 非加重鍵盤は、オルガンの鍵盤のように、軽くて弾力のある感触です。最も安価な鍵盤は、フルサイズではない鍵盤を採用していることが多く、柔らかいゴム製のパッドに鍵盤が取り付けられており、このパッドが電子スイッチとしても機能します。ほとんどの電子鍵盤はバネ式の鍵盤を使用しているため、バックハンドスイープなどの演奏テクニックは不可能ですが、鍵盤が軽量化され、持ち運びが容易になります。アコースティックピアノの鍵盤に慣れているプレイヤーは、非加重のバネ式鍵盤を不快に感じ、効果的に演奏するのが難しいと感じるかもしれません。逆に、非加重鍵盤に慣れているキーボードプレイヤーは、アコースティックピアノを演奏する際に、困難や不快感を感じるかもしれません。
  • 重み付き鍵盤とは、アコースティックピアノのような、より抵抗感があり反応の良い鍵盤感を実現するために、何らかの工夫が凝らされていることを示すものです。
    • セミウェイトキーとは、ノンウェイトキーボードと同様のバネ式機構を備えながら、キーに余分な重量を加えることで、より抵抗感があり反応の良い打鍵感を実現したキーボードを指す用語です。
    • ハンマーアクション鍵盤は、機械式ピアノの動作を再現するために何らかの機構を使用しています。これは多くの場合、鍵盤に接続されたレバー機構によって実現されます。
    • 段階式ハンマーアクション鍵盤は、ハンマーアクション鍵盤と同様の機能を持ちながら、機械式ピアノ鍵盤のように低音と高音で異なる感触があります。低音の鍵盤は高音の鍵盤よりも抵抗が大きくなっています。^{[ 19 ] [ 20 ]}

MIDIはシリアルデータ接続方式であり、対応している楽器であればメーカーや機種を問わず使用できます。電子キーボードは、デジタル楽器の共通言語であるMIDIを使用します。MIDIは、演奏される音符、音の長さ、そして多くの場合ベロシティ（鍵盤を押す強さ）を伝送します。キーボードは鍵盤の押下圧をMIDIベロシティデータに変換し、それによって生成される音の大きさを制御します。

MIDIデータは、リバーブ、コーラス、ディレイ、トレモロなどのデジタルエフェクトを演奏音に追加するためにも使用できます。これらのエフェクトは通常、キーボードのインフラストラクチャ内の127個のMIDIコントロールのうち3つ（リバーブ用、コーラス用、その他のエフェクト用）にマッピングされ、一般的にキーボードのグラフィカルインターフェースから設定できます。さらに、多くのキーボードには「オートハーモニー」エフェクトがあり、演奏された各音符に、より高い音程または低い音符を1つ以上追加して、音程または和音を作成します。

DSP エフェクトは、物理コントローラーによってリアルタイムで制御することもできます。電子キーボードには、左側にピッチベンドホイールとモジュレーションホイールと呼ばれる 2 つのホイールが備わっていることがよくあります。これらの違いは、ピッチベンドホイールは常にデフォルト位置（中央）に戻るのに対し、モジュレーションホイールは自由に配置できる点です。デフォルトでは、ピッチベンドホイールは音のピッチを小さな値で制御し、スライドなどのピッチをより微妙に制御するテクニックをシミュレートできます。モジュレーションホイールは通常、デフォルトでトレモロ効果を制御するように設定されています。ただし、ほとんどの電子キーボードでは、ユーザーは任意の MIDI コントロールをこれらのホイールにマッピングできます。プロ仕様の MIDI コントローラーキーボードには、さまざまな MIDI コントロールをモジュレーションするためのノブやスライダーが多数備わっていることが多く、これらは DSP エフェクトの制御によく使用されます。

ほとんどの電子キーボードには背面にソケットがあり、そこにフットスイッチを差し込むことができます。最も一般的な機能は、 MIDIコントロールをオン/オフすることでピアノのサステインをシミュレートし、音にサステインを加えることです。しかし、電子キーボードもシンプルなMIDIデバイスであるため、フットスイッチは通常、DSPエフェクトやオートハーモニーなど、MIDIで制御されるあらゆる機能をオン/オフするように設定できます。

• シンセサイザー
• デジタルピアノ
• 電子オルガン
• MIDIコントローラー
• サウンドモジュール
• ソフトウェアシンセサイザー