共鳴音発生装置
【課題】ダンパーペダルが押鍵前後のいずれで操作されたかに応じて２種類の共鳴音のうち一方を発生させる共鳴音発生装置を提供する。
【解決手段】第１楽音成分信号発生部５３はキーオンに応答して第１の楽音成分信号を発生し、第２楽音成分信号発生部５４はキーオンに応答して第２の楽音成分信号を発生する。加算器５７は第１の楽音成分信号と第２の楽音成分信号とを加算して通常音信号を生成する。楽音波形選択部５９は乗算器５５でレベル制御された第１の楽音成分信号および乗算器５６でレベル制御された第２の楽音成分信号のいずれかを、ペダル状態に応じて共鳴用楽音発生部５１に入力する。共鳴音発生部５２は第１の楽音成分信号または第２の楽音成分信号に基づいて共鳴音信号を発生する。共鳴音信号のレベルはペダルの操作量に応じて共鳴音レベル制御部２２で制御される。通常音信号および共鳴音信号は加算部２４で混合される。
【解決手段】第１楽音成分信号発生部５３はキーオンに応答して第１の楽音成分信号を発生し、第２楽音成分信号発生部５４はキーオンに応答して第２の楽音成分信号を発生する。加算器５７は第１の楽音成分信号と第２の楽音成分信号とを加算して通常音信号を生成する。楽音波形選択部５９は乗算器５５でレベル制御された第１の楽音成分信号および乗算器５６でレベル制御された第２の楽音成分信号のいずれかを、ペダル状態に応じて共鳴用楽音発生部５１に入力する。共鳴音発生部５２は第１の楽音成分信号または第２の楽音成分信号に基づいて共鳴音信号を発生する。共鳴音信号のレベルはペダルの操作量に応じて共鳴音レベル制御部２２で制御される。通常音信号および共鳴音信号は加算部２４で混合される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共鳴音発生装置に関し、特に、アコースティックピアノでダンパーペダルを操作したとき等に生じる弦共鳴音を模擬する共鳴音発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アコースティックピアノでは、弦を押さえているダンパーをダンパーペダルで弦から外す操作を行い、実際に弾かれた弦だけでなく他の全ての弦を共鳴によって振動させる演奏手法がとられる。電子ピアノや電子オルガン等の電子楽器においては、このダンパーペダル操作による弦共鳴音を模擬する機能が要求される。
【０００３】
例えば、ダンパーペダルを操作しない通常のピアノ音と、ダンパーペダルを操作した場合の共鳴音を含むピアノ音とを録音してそれぞれの波形データを記憶し、ダンパーペダルの操作の有無に応じて波形を選択して楽音を発生する方法が行われている。
【０００４】
また、ダンパーペダルを操作した場合の共鳴音を含むピアノ音を録音した後、このピアノ音からピアノの倍音成分のみを除去した共鳴音成分を生成してこの波形データを記憶し、ダンパーペダルが操作された際には通常の楽音とともに共鳴音成分を発生する方法も行われている。
【０００５】
特許文献１には、基準音による共鳴音を伴う楽音から該基準音を除いた楽音の波形データを記憶する共鳴音メモリを備え、ダンパーペダルによる指示に応じて、前記共鳴音メモリから読み出された波形データの振幅を制御するようにした電子楽器が提案されている。
【０００６】
さらに、予め記憶した波形データをもとに楽音を発生するのではなく、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）を使って共鳴回路を構成し、ダンパーペダルが操作された場合にのみ、共鳴回路を通じて共鳴音を形成する信号を出力する方法も行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０９−１２７９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ダンパーペダルを使用する演奏には、ダンパーペダルを操作した後に押鍵する場合と、押鍵後にダンパーペダルを操作する場合とが考えられるが、ＤＳＰを使って共鳴回路を構成する従来技術では、押鍵後にダンパーペダルが操作された場合に十分な共鳴音が得られないという問題があった。
【０００９】
これに対して、特許文献１に開示されたような、予め記憶した波形データを使用する電子楽器では、ダンパーペダルによって指示されたタイミングに応じて波形データの振幅を制御しているので、ダンパーペダルの操作が押鍵後であった場合にダンパー操作から押鍵までの経過時間に応じて共鳴音の波形データの振幅を小さくして出力することができる。
【００１０】
しかし、ダンパーペダルの操作後に押鍵した場合は、打鍵の衝撃音による強度の大きい共鳴音が発生する一方、押鍵後にダンパーペダルを操作した場合は打鍵の衝撃音を含まない弱い振動による強度の小さい共鳴音が発生する。これら２種類の共鳴音は互いにエンベロープが異なるので、単一の共鳴音データをダンパーペダルの操作タイミングに応じた時間で読み出すようにしただけでは精度の高い共鳴音を再現することはできないという問題点があった。
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑み、ダンパーペダルを操作した後に押鍵した場合、および押鍵後にダンパーペダルを操作した場合のいずれの場合にも適した共鳴音を発生することができる共鳴音発生装置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】
【００１２】
上記問題点を解決し、目的を達成するための本発明は、発音指示に応答して第１の楽音成分信号を発生する第１楽音成分信号発生手段と、発音指示に応答して第２の楽音成分信号を発生する第２楽音成分信号発生手段と、前記第１の楽音成分信号と第２の楽音成分信号とを加算して通常音信号を生成する通常音信号混合手段と、 前記第１の楽音成分信号および第２の楽音成分信号のレベルを発音指示時のダンパー操作子の操作状態に応じてそれぞれ制御する共鳴用楽音レベル制御手段と、前記共鳴用楽音レベル制御手段でレベル制御された前記第１の楽音成分信号および第２の楽音成分信号に基づいて共鳴音信号を発生する共鳴音発生手段と、前記共鳴音信号のレベルを前記ダンパー操作子の操作量に応じて制御する共鳴音レベル制御手段と、前記通常音信号、および前記レベル制御された共鳴音信号を加算する共鳴音信号混合手段とを具備した点を特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、上記特徴を有する発明において、次の（１）〜（１７）のいずれかを有する点に特徴がある。
（１）前記第１の楽音成分信号は倍音成分からなり、前記第２の楽音成分信号は非周期成分からなること
（２）前記第１の楽音成分信号は非周期成分および倍音成分からなり、前記第２の楽音成分信号は前記第１の楽音成分から非周期成分を除いた倍音成分からなること
（３）前記共鳴音発生手段が、複数の共鳴回路群と、各共鳴回路群に対応した複数の入力系列とで構成され、前記各共鳴回路群の共鳴音出力を加算して出力する加算器とからなること
（４）前記第１楽音成分信号発生手段および第２楽音成分信号発生手段は、複数のチャンネルを有し、前記チャンネル毎に全音名数分設けられ、発音指示に含まれる楽音制御情報に基づいて楽音の振幅を調整する乗算器であって、少なくとも発生された前記第１の楽音成分信号および第２の楽音成分信号と同じ音名の乗算器には他と異なる乗算係数を乗算される乗算器とを備え、前記加算器が、前記乗算器のうち同じ音名に対応するチャンネル毎の乗算器から出力されてきた信号同士を加算するとともに、前記各加算器の出力が前記共鳴音レベル制御手段に入力されるように構成されたこと
（５）前記共鳴回路群を形成する共鳴回路が、楽音の倍音周波数を共振周波数としており、かつ倍音数分だけ複数並列に接続されていること
（６）前記共鳴回路はデジタルフィルタを有しており、そのインパルス応答が、倍音の振動波形を１自由度粘性減衰系モデルで模擬したものであり、前記デジタルフィルタで使用されるフィルタ係数が、１自由度粘性減衰系モデルの振る舞いを決めるためのモデルパラメータとして質量、減衰固有振動数、および減衰率を与えて、該モデルの運動方程式の係数となる粘性係数と剛性係数を求め、前記モデルの運動方程式をラプラス変換し、ｓ表現の伝達関数式を得ると共に、これに求めた粘性係数、剛性係数及び質量を代入し、双一次変換を行って、ｚ表現のフィルタ係数を求め、前記質量は任意の値とし、前記減衰固有振動数は模擬しようとする倍音の振動数であり、前記減衰率は倍音の減衰を指数関数で近似したときの指数として、その値を求めることによって決定されること
（７）前記共鳴回路のデジタルフィルタにそれぞれ直列に接続された乗算器を備え、該乗算器では、該デジタルフィルタで模擬しようとする倍音を含む楽音の、各倍音の振幅比を所定倍するものであること
（８）前記第１楽音成分信号発生手段および第２楽音成分信号発生手段が、記憶された楽音波形を使用して楽音発生するものであり、模擬しようとする倍音は、記憶された楽音波形より抽出された倍音であること
（９）前記第１楽音成分信号発生手段および第２楽音成分信号発生手段が、楽音合成により楽音発生するものであり、模擬しようとする倍音は、楽音合成され、出力された楽音波形より抽出された倍音であること
（１０）１つの共鳴回路の共振周波数を１つの倍音周波数に対応させる一方、倍音周波数が等しいか非常に近い倍音周波数の倍音が複数存在する場合は、該複数の倍音周波数の１つで他を代表させること
（１１）１つの共鳴回路の共振周波数を１つの倍音周波数に対応させる一方、予定の倍音周波数に対応する共鳴回路の共振周波数が、該予定の倍音周波数から所定量だけずらされていること
（１２）前記共鳴音発生手段は、その出力を所定倍して、通常音信号と加算し、該共鳴音発生手段にフィードバックして入力するフィードバック経路を有すること
（１３）前記フィードバック経路には、共鳴音発生手段の出力を遅らせる遅延回路及び／又は前記出力の振幅−周波数特性を変更するフィルタを備えたこと
（１４）前記乗算器が、前記チャンネル１チャンネルあたり共鳴回路群の各音名に対応した数だけ設けられ、これら乗算器の乗算係数は、楽音制御情報に含まれる音高情報によって決定されると共に、この中の１つの乗算器の乗算係数が他の乗算器の乗算係数より小さく、残りの乗算器の乗算係数同士は等しいこと
（１５）前記共鳴音発生手段の入力系列数は、共鳴回路群の各音名に対応した数であり、楽音分配手段の出力チャンネルの分配系列も同数であること
（１６）前記共鳴回路群は、その対応する音名の楽音の倍音に対応した共鳴回路が複数並列に接続されてなること
（１７）電子鍵盤楽器に組み込まれ、前記発音指示は、キー情報に含まれるキーオンデータであること
【発明の効果】
【００１４】
上記特徴を有する本発明によれば、押鍵前（一般には発音指示前）にダンパーペダルが操作されているとき、および押鍵後（一般には発音指示後）にダンパーペダルが操作されたときのいずれの場合にも対応して共鳴音を発生させることができる。
【００１５】
特に、押鍵前にダンパーペダルが操作されているときは、直接音には押鍵の衝撃音である非周期成分と倍音成分とを含むが、押鍵後にダンパーペダルが操作されたときは、押鍵の衝撃音による非周期成分が減衰している。共鳴音には、このような直接音の変化が影響を及ぼすが、本発明によれば、この影響を考慮した精度の高い共鳴音をダンパーペダルの操作タイミングに応じて発生させることができる。
【００１６】
また、本発明によれば、１自由度粘性減衰系モデルのパラメータを適宜設定することにより、任意の振動波形を再現して所望の共鳴音を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】参考例としての共鳴音発生装置の要部機能を示すブロック図である。
【図２】共鳴音発生装置を有する電子ピアノのハード構成部分を示すブロック図である。
【図３】共鳴音発生装置のメイン処理を示すフローチャートである。
【図４】鍵盤イベント処理を示すフローチャートである。
【図５】ペダルイベント処理を示すフローチャートである。
【図６】共鳴音発生部の要部構成を示すブロック図である。
【図７】１自由度粘性減衰系モデルを示すモデル説明図である。
【図８】ＦＦＴ分析による振幅−周波数特性を示すグラフである。
【図９】Ａ０の１倍音を示す波形図である。
【図１０】Ａ０の１倍音の近似波形を示す波形図である。
【図１１】倍音を切り出す帯域幅の例を示すグラフである。
【図１２】Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の倍音をＦＦＴ分析した振幅−周波数特性を示すグラフである。
【図１３】Ｃ２の楽音を、Ｃ２、Ｃ３、Ｇ♯２の各１倍音共鳴回路へ入力した時の共鳴音の状態を示すグラフである。
【図１４】Ｃ２の楽音を、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ♯２の各１倍音から数Ｈｚずらした共鳴周波数のそれぞれの共鳴回路へ入力した時の共鳴音の状態を示すグラフである。
【図１５】共鳴音発生部にフィードバック経路を付加した構成を示す図である。
【図１６】共鳴音発生手段にフィードバック経路、遅延回路、および振幅−周波数特性を変更するフィルタを付加した構成を示す図である。
【図１７】第２実施形態に係る共鳴音発生装置の要部機能を示すブロック図である。
【図１８】共鳴回路群Ｃに、音名Ｃ３、Ｄ♯３、Ｇ３の波形を入力した時の出力波形である共鳴音の波形を示す図である。
【図１９】共鳴回路群Ｃに、音名Ｃ３、Ｄ♯３、Ｇ３の波形を入力した際、Ｃ３波形のみ振幅を小さくした時の共鳴音を示す図である。
【図２０】共鳴音発生部に備えた音名Ａに対応する共鳴回路群の構成を示すブロック図である。
【図２１】第１実施形態における鍵盤処理を示すフローチャートである。
【図２２】第２実施形態に係る共鳴音発生装置の要部機能を示すブロック図である。
【図２３】Ｆ６の楽音を、Ｃ６に含まれる倍音の共振周波数を持った複数の共鳴回路、Ｄ♯６に含まれる倍音の共振周波数を持った複数の共鳴回路、及びＦ６に含まれる倍音の共振周波数を持った複数の共鳴回路に入力した時の出力の合計を示すグラフである。
【図２４】Ｃ６の共鳴桝路とＤ♯６の共鳴回路の出力レベルは１で、Ｆ６の共鳴回路の出力レベルを０．１とした場合の出力の合計を示すグラフである。
【図２５】第２実施形態に係る鍵盤処理を示すフローチャートである。
【図２６】変形例に係る波形データの一例を示す図である。
【図２７】変形例に係る共鳴音発生装置の機能ブロック図である。
【図２８】第１実施形態に係るリアルタイム共鳴音発生装置の機能を示すブロック図である。
【図２９】図２８に示したリアルタイム共鳴音発生装置の変形例に係る機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図２は共鳴音発生装置を含む電子ピアノのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。なお、このハードウェア構成は、後述する本発明の実施形態に共通である。同図において、ＣＰＵ１は、システムバス２を介して図中に示した各部を制御する。ＲＯＭ３はＣＰＵ１において用いられるプログラムを記憶するプログラムメモリ３ａや少なくとも音色データを含む各種データを記憶するデータメモリ３ｂを有している。ＲＡＭ４はＣＰＵ１による制御において発生する各種のデータ等を一時的に記憶する。
【００１９】
電子ピアノには、操作パネル（以下、単に「パネル」と呼ぶ）５、ＭＩＤＩインタフェース６、およびダンパーペダル（以下、単に「ペダル」と呼ぶ）７が設けられる。パネル５は、発生すべき楽音の音色を選択する音色スイッチ５ａを含む各種状態設定のためのスイッチ等によって構成され、このパネル５から設定された情報はＣＰＵ１に供給される。ペダル７は該ペダル７の操作（踏込）状態を検出して、そのペダル情報をＣＰＵ１に供給するペダルセンサ７ａを含んでいる。ペダルセンサ７ａは、可変抵抗器であり、この可変抵抗による電圧の変動などをペダル７の踏み込み量として検出する。検出されたペダル７の踏み込み量データは、ＣＰＵ１に送られる。ＣＰＵ１は踏み込み量データを受けた場合、ＲＡＭ４上に共鳴設定フラグを「１」に設定する。そして、この踏み込みが無くなれば、踏み込み量が「０」としてＣＰＵ１に送られ、ＲＡＭ４上の共鳴設定フラグは、「０」に設定される。
【００２０】
鍵盤８は８８鍵からなり、各鍵にはそれぞれタッチセンサからなるキースイッチ８ａが設けられる。キースイッチ８ａは、演奏者の鍵盤８に対する演奏操作を検出して、押鍵された鍵の音高を示すキーコードＫＣや、押鍵・離鍵に対応して楽音の発生・消音タイミングを指示するキーオンＫＯＮ・キーオフＫＯＦＦ、押鍵速度に対応するキータッチＫＴなどのキー情報を出力する。キースイッチ８ａから出力される情報はシステムバス２を介してＣＰＵ１に供給される。
【００２１】
楽音発生部９は、同時に複数の発音を行なうため時分割制御されるチャンネルを備えたトーンジェネレータであり、複数のチャンネルすべての出力信号を累算して出力する。楽音発生部９では、押鍵操作により、いずれかのチャンネルが割り当てられ、該チャンネルにおいて押鍵操作に対応する楽音が生成される。
【００２２】
波形メモリ１０には、詳細を後述する３種類の楽音情報の波形データが記憶されており、楽音発生部９は、波形メモリ１０に記憶されている波形データを読み出し、該波形データに基づいて楽音信号を生成する。前記楽音発生部９は、波形メモリ１０から鍵操作に対応して波形データを読み出すものであり、音色スイッチ５ａによって設定された音色の波形データを、キーオンに応答して読み出す。読出アドレスの歩進はキーコードＫＣに対応した速度で行なわれる。すなわち、キーコードＫＣに対応する読出レートで波形データを読み出す。
【００２３】
楽音信号は、デジタルフィルタ１１を通し、ＤＡ変換器１２でアナログ信号に変換された後、サウンドシステム１３に入力される。サウンドシステム１３は、アンプやスピーカ等から構成されており、ＤＡ変換器１２の出力信号を電子ピアノの出力として外部に発音させる。
【００２４】
共鳴音発生装置を含む電子ピアノの要部機能を説明する。電子ピアノは、ペダル７を操作中に押鍵した場合（以下、「押鍵前操作」ともいう）と、押鍵後にペダル７を操作した場合（以下、「押鍵後操作」ともいう）とで異なる共鳴音を発生できる機能を有する。アコースティックピアノの押鍵前操作では、押鍵時には弦からダンパーが離れているので、押鍵時の衝撃音を含む振動による共鳴音が発生する。これに対して、押鍵後操作では、押鍵時の衝撃音が小さくなるか衝撃音が無くなった後で弦からダンパーが離されるので、この場合の共鳴音には押鍵時の衝撃音の影響は及ばない。本実施形態では、このようなアコースティックピアノの特性に応じて共鳴音を発生させるための楽音情報を２種類設定した。つまり、押鍵による直接音（以下、「通常音」と呼ぶ）の楽音情報と２種類の共鳴音情報、つまり合計３種類の楽音情報に基づいて楽音を発生させるようにした。通常音の波形データを入力されて第１の共鳴音を発生する第１共鳴系統と、通常音から押鍵時の衝撃音である非周期成分を除いた倍音成分のみの波形データを入力されて第２の共鳴音を発生する第２共鳴系統とを設ける。各波形データは波形メモリ１０に格納される。
【００２５】
図１は、電子ピアノの要部機能の参考例を示すブロック図である。該電子ピアノは、通常音発生部１５と共鳴音発生部１６とを有する。通常音発生部１５および共鳴音発生部１６は前記楽音発生部９の機能である。通常音発生部１５には、波形メモリ１０に設けられる通常音情報供給部としての第１波形記憶部１７から通常音波形データが入力される。
【００２６】
共鳴音発生部１６には、第２波形記憶部１８および第３波形記憶部１９のうち、切替部２０で選択された方から共鳴音発生用の波形データが読み込まれる。第２波形記憶部１８に格納された波形データは、押鍵時の衝撃音の影響を受けた押鍵前操作に対応する共鳴音波形データである。他方、第３波形記憶部１９に格納された波形データは通常音から押鍵時の衝撃音である非周期成分を除いた倍音成分による共鳴音の波形データ、つまり押鍵後操作に対応する共鳴音の波形データである。
【００２７】
切替部２０は、ペダル状態判定部２１の判定結果に応じて予め設定した側に切り替えられる。ペダル状態判定部２１はキースイッチ８ａからキーオンＫＯＮが入力されたときにペダルセンサ７ａの出力を判定する。キーオンＫＯＮ入力時に、ペダルセンサ７ａの出力が、ペダル操作したと判定できる予定値（ペダルオン基準値）以上であれば押鍵前操作検出信号を出力し、キーオン情報入力時に、ペダルセンサ７ａの出力が、ペダルオン基準値未満であれば押鍵後操作検出信号を出力する。切替部２０は、押鍵前操作検出信号が入力されると第２波形記憶部１８を選択するように切り替えられ、押鍵後操作検出信号が入力されると第３波形記憶部１９を選択するように切り替えられる。
【００２８】
レベル制御部２２はペダルセンサ７ａの出力に応じた係数Ｐを乗算部２３に入力する。ペダル７が踏み込まれているとき、係数Ｐは「１」であり、ペダル７が踏み込まれていないとき、係数Ｐは「０」である。なお、係数Ｐは「１」と「０」の２値に限らず、ペダル７の踏み込み量に応じてさらに細かく段階を分けてあってもよい。
【００２９】
通常音発生部１５からの楽音信号と、係数Ｐによってレベル調整された共鳴音発生部１６からの楽音信号とを加算する加算器２４が設けられる。
【００３０】
上記構成により、押鍵されると、キー情報が通常音発生部１５と共鳴音発生部１６とに入力される。通常音発生部１５および共鳴音発生部１６には音色スイッチ５ａの操作に応じた音色情報も入力される。キー情報および音色情報に基づいて通常音波形データが通常音発生部１５に読み込まれる。切替部２０は、ペダル状態判定部２１でのキーオンＫＯＮ検出時のペダルセンサ７ａの出力の判定結果に基づいて第２波形記憶部１８および第３波形記憶部１９のいずれかに切り替えられる。切替部２０の切り替えに応じて選択された第２波形記憶部１８および第３波形記憶部１９からキー情報および音色情報に基づいて共鳴音波形データが共鳴音発生部１６に読み込まれる。
【００３１】
通常音および選択された共鳴音の波形データに基づいて通常音発生部１５および共鳴音発生部１６は楽音信号を作成し出力する。通常楽音信号は加算器２４に入力され、共鳴楽音信号は乗算部２３でペダルの踏み込み（または踏み込み量）に応じてレベル制御された後、加算器２４に入力される。加算器２４で合成された通常楽音信号および共鳴楽音信号に基づいてサウンドシステム１３で楽音が発生される。
【００３２】
なお、図１の参考例では、ペダル状態判定部２１は、キーオン時にペダルセンサ７ａの出力がペダルオン基準値未満のときに押鍵後操作と判定して、第３波形記憶部１９から波形データを共鳴音発生部１６に読み込むようにした。この場合、通常音が消滅するまでペダルが踏まれなかったときは、レベル制御により、共鳴音は加算器２４に入力されないので、結局、共鳴音は発生しない。しかし、ペダル状態判定部２１での判定手法を、キーオンＫＯＮが持続している間ペダルセンサ７ａの出力を監視し、ペダルセンサ７ａの出力がペダルオン基準値以上となった時点で押鍵後操作検出信号を出力する構成としてもよい。
【００３３】
図３は、電子ピアノの全体処理を示すフローチャートである。ステップＳ１では、ＣＰＵ１、ＲＡＭ４、音源ＬＳＩ（ＤＳＰ）等を初期化する。ステップＳ２では、パネル５のスイッチ等の状態を読み込んで対応の処理を行うパネルイベント処理を行う。ステップＳ３では、キースイッチ８ａの出力に基づいて通常音の楽音信号を発生する鍵盤イベントを実行する。鍵盤イベントにはキータッチＫＴに応じたエンベロープの設定も含まれる。
【００３４】
ステップＳ４では、ペダルセンサ７ａの出力に対応したペダルイベント処理が行われる。なお、ペダルイベント処理には、ペダル（ダンパーペダル）以外のペダルの処理を含むことができる。ステップＳ５では、その他の処理が行われる。
【００３５】
図４は、鍵盤イベント処理（ステップＳ３）の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ３０ではキーオンＫＯＮの有無により鍵盤８のオンイベントの有無つまり押鍵の有無を判断する。オンイベントならばステップＳ３１に進み、キー情報に応じて第１波形記憶部１７から通常音波形データを読み出す。ステップＳ３２では、読み出した通常音波形データを通常音発生部１５に入力する。つまり音源ＬＳＩに通常音波形データをロードして通常音発音処理を行う。
【００３６】
ステップＳ３３では、ペダル７がオン操作されているか、つまりペダルセンサ７ａの出力がペダルオン基準値以上か否かを判断する。ペダル７が操作されていれば押鍵前操作と判断し、ステップＳ３４に進んで第２波形データ記憶部１８から波形データを読み出す。ペダル７がオン操作されていなければ押鍵後操作と判断し、ステップＳ３５に進んで第３波形データ記憶部１９から波形データを読み出す。ステップＳ３６では、読み出した第２または第３波形データを共鳴音発生部１６に入力する。共鳴回路に波形データを入力して共鳴音発音処理を行う。
【００３７】
一方、ステップＳ３０でオンイベントと判断されなかった場合は、ステップＳ３７に進み、キーオフＫＯＦＦの有無により鍵盤８のオフイベントの有無つまり離鍵の有無を判断する。オフイベントならばステップＳ３８に進み、ペダル７が操作されているか、つまりペダルセンサ７ａの出力がペダルオン基準値以上か否かを判断する。ペダル７がオン操作されていれば、発音中の音を維持する（消音処理を行わない）。ペダル７がオン操作されていなければ、ステップＳ３９に進んで音源ＬＳＩにリリーススピードをロードして消音処理を行う。つまりリリーススピードに従って、徐々に楽音信号のレベルを低下させていく。
【００３８】
図５は、ペダルイベント処理（ステップＳ４）の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ４０では、ペダル７がオン操作されたか否か、つまりペダルセンサ７ａの出力がゼロから変化したか否かを判断する。ペダル７が操作されたのであればステップＳ４１に進み、ペダルセンサ７ａの出力値に応じた前記係数Ｐに従って共鳴音系列のゲートレベルを増加させる。つまり乗算部２３に係数Ｐを入力して共鳴音のレベルを設定する。
【００３９】
ペダル７がオン操作されたのでなければ、ステップＳ４２に進んでペダル７がオフ操作されたか否か、つまりペダルセンサ７ａの出力がゼロに下がったか否かを判断する。ペダル７がオフ操作されたのであれば、ステップＳ４３で共鳴音系列のゲートレベルを増加させる。つまり乗算部２３に係数Ｐ（＝０）を入力して共鳴音のレベルをゼロまで低下させる。
【００４０】
ペダル７のオフ操作でなければ、ステップＳ４２からステップＳ４４に移行し、ペダル７以外のペダルが操作されたか否かが判断される。ステップＳ４４が肯定であれば、ステップＳ４５で、操作されたペダルの種類に応じた処理を行う。
【００４１】
第２波形記憶部１８および第３波形記憶部１９に記憶される共鳴音波形データは、予め共鳴音演算装置で生成したものである。図６は、共鳴音演算装置の要部構成を示すブロック図である。この回路に通常音を入力することにより、共鳴音波形データを得る。共鳴音演算装置は、音名毎に、各音名の楽音を構成するｎ個の倍音の周波数に相当する共振周波数を発生するｎ個のフィルタ回路を備える。図６は音名Ａ０およびＢ０に対応する部分を示す。共鳴回路１６１は、Ａ０の基音に相当する共振周波数を発生するフィルタＦＡ０−１と、ｎ個の倍音に相当する共振周波数を発生するフィルタＦＡ０−２〜ＦＡ０−ｎとを有する。同様に共鳴回路１６２は、Ｂ０の基音に相当する共振周波数を発生するフィルタＦＢ０−１と、ｎ個の倍音に相当する共振周波数を発生するフィルタＦＢ０−２〜ＦＢ０−ｎとを有する。このような共鳴回路は、全ての音名（つまり鍵盤８の全ての鍵）に対応して設けられる。加算器１６３，１６４は共鳴回路１６１および共鳴回路１６２の出力をそれぞれ合成する。また、加算器１６５は、共鳴回路１６１，１６２を含む、全ての音名に対応して設けられる図示しない共鳴回路の出力を合成する。
【００４２】
共鳴音演算装置では、入力された波形データの倍音の周波数に対応した共振周波数を持つ共鳴回路からは、振幅が大きい共鳴音が発生し、信号の倍音の周波数とは異なる共振周波数を持つ共鳴回路からは、振幅が小さい共鳴音が発生される。即ち倍音の周波数と共振周波数が近ければ近いほど、その共鳴回路の出力の振幅は大きくなり、離れていれば離れているほど、その共鳴回路の出力の振幅は小さくなる。例えばＣ３とＧ３の強打に応じた波形を加算したものが入力されると、Ｃ３とＧ３の強打波形の倍音周波数に近い共振周波数の共鳴回路からは、振幅が大きい共鳴音が発生し、Ｃ３とＧ３の強打波形の倍音周波数から離れた共振周波数の共鳴回路からは、小さな振幅の共鳴音が発生する。そして加算器２４により、各共鳴回路で発生した共鳴音の全てを加算する。
【００４３】
なお、必ずしも鍵盤８の全ての鍵に対応した共鳴回路を設ける必要はない。アコースティックピアノにおいては、ダンパーペダルによって制動を受ける音名が、Ａ０〜Ｆ６までの６９鍵である。したがって、少なくともこの６９鍵に対応した共鳴回路を設ければよい。また、ピアノ以外の他の楽器の楽音を模擬する場合はＡ０〜Ｆ６の範囲に限らない。
【００４４】
図６の構成において、例えば、Ａ０の通常音の波形データが入力されると、共鳴回路１６１の各フィルタが入力された波形データに応答して基音および各倍音の共鳴楽音情報を出力する。但し、Ａ０の通常音の波形データに対して共鳴回路１６１のみが応答するのではなく、Ａ０の基音および各倍音周波数と同じ共振周波数か、これらから少しずれた共振周波数を有する、他の音名用のフィルタも応答して共鳴楽音情報を出力する。例えば、Ａ４の基音（４４０Ｈｚ）に近似するＡ３の第２倍音（４４１Ｈｚ）のフィルタ特性を持つフィルタからも共鳴楽音情報が出力される。応答した全てのフィルタから出力された共鳴楽音情報は加算器１６５で合成されて前記乗算部２３（図１参照）に入力される。
【００４５】
通常音から押鍵時の衝撃音である非周期成分を除いた倍音成分のみの波形データが入力されたときも共鳴回路は同様に動作して、共鳴音楽音信号を発生する。
【００４６】
次に、共鳴回路の各フィルタの設計について述べる。前記各フィルタとして、ＩＩＲフィルタを用いるのが好適であり、各倍音周波数に相当する入力周波数に応答して急峻に出力が立ち上がる特性に設計される。つまり、フィルタのインパルス応答は、倍音の振動波形を模擬するものであって、１自由度粘性減衰系モデルで再現できるものとする。１自由度粘性減衰系モデルのため、質量、減衰固有振動数、および減衰率をモデルパラメータとし、これに基づいて１自由度粘性減衰系モデルの運動方程式の係数となる粘性係数と剛性係数とを求める。さらに前記運動方程式をラプラス変換し、ｓ表現の伝達関数式を得る。そして、この伝達関数式に粘性係数、剛性係数および質量を代入し、双一次変換を行ってｚ表現のフィルタ係数を求める。
【００４７】
前記質量は任意の値とし、前記減衰固有振動数は模擬しようとする倍音の振動数であり、前記減衰率は倍音の減衰を指数関数で近似したときの指数としてフィルタ係数を求める。
【００４８】
１つのフィルタは、倍音の時間変動を模擬するように設計されるが、共振周波数や振幅の時間変動を十分に模擬すると回路規模が大きくなりすぎるので、概略模擬できるものとする。
【００４９】
図７は、１自由度粘性減衰系モデルを示す模式図である。１自由度粘性減衰系モデルは、ばね（剛性係数）Ｋ、質量Ｍ、およびダッシュポット（粘性係数）Ｃで表現される。なお、粘性はダンパーとも呼ばれるが、ここでは、ダンパーペダルとの混同をさけるためにダッシュポットという用語を用いる。質Ｍ量の変位をｘ、質量Ｍにかかる力をｆ（ｔ）としたときのこのモデルの運動方程式は、数式１のようになる。
【００５０】
【数１】
【００５１】
さらに前記数式１をラプラス変換し、その伝達関数を求めると数式２で示すようになる。数式２の伝達関数式は分子が定数項のみであり、分母がｓの２次の多項式となっている。したがって、２次のローパスフィルタとして実現できる。
【００５２】
【数２】
【００５３】
１自由度粘性減衰系モデルの振る舞いを表すための係数、およびそれらの関係式は一般に知られており、不減衰固有角振動数ω、臨界減衰計数ｃｃ、減衰比ζ、減衰係数σ、減衰角振動数ωｄとしたとき、数式３〜数式７で示すようになる。
【００５４】
【数３】
【００５５】
【数４】
【００５６】
【数５】
【００５７】
【数６】
【００５８】
【数７】
【００５９】
減衰角振動数ωｄは、模擬しようとする倍音周波数に２πを乗じたものとし、減衰率σは、模擬しようとする倍音の得ぬ異を指数関数で近似した時の指数とする。また、質量Ｍは任意の値とし、ここでは「１」とする。このように、減衰固有角振動数ωｄ、減衰率σ、質量Ｍを既知とすれば、伝達係数Ｇ（ｓ）の分母の多項式の係数である、粘性係数Ｃおよび構成係数Ｋは、数式６を変形したものと数式４とを数式５に代入した数式８で求められる。
【００６０】
【数８】
【００６１】
したがって、粘性係数Ｃは数式９で示すようになる。
【００６２】
【数９】
【００６３】
また、減衰固有角振動数ωｄは共鳴回路部分の共振周波数に２πを乗じた値である（すなわち、減衰固有角振動数（ｒａｄ）＝共振周波数（Ｈｚ））。数式７に数式４を代入すると数式１０が得られる。
【００６４】
【数１０】
【００６５】
数式１０をΩについて解くと、数式１１が得られる。
【００６６】
【数１１】
【００６７】
さらに数式３に数式１１を代入すると、数式１２によって剛性係数が求められる。
【００６８】
【数１２】
【００６９】
以上により、ｓ表現の伝達係数の全ての係数が求まった。
【００７０】
さらにこれをデジタルフィルタで実現するためには、双一次変換によりｚ表現の伝達関数式を得る。双一次変換とはｓを数式１３のように置き換えることである。数式１３において、Ｔはサンプリング時間であり、ｚは単位遅延を表す。
【００７１】
【数１３】
【００７２】
数式１３を数式２に代入して数式１４を得る。
【００７３】
【数１４】
【００７４】
ここで、質量Ｍ、粘性係数Ｃ、剛性係数Ｋについて整理すると、数式１５〜数式１７のようになる。
【００７５】
【数１５】
【００７６】
【数１６】
【００７７】
【数１７】
【００７８】
ここで、伝達関数式を示す数式２を数式１８のように表現する。
【００７９】
【数１８】
【００８０】
分母多項式の係数は、数式１５〜数式１７より、数式１９のように求められる。
【００８１】
【数１９】
【００８２】
上述のように、減衰固有角振動数ωｄ、減衰率σ、質量Ｍを既知として、共鳴回路のフィルタは実現できる。
【００８３】
続いて、減衰固有角振動数ωｄと減衰率σの求め方を説明する。減衰固有角振動数ωｄは、模擬しようとする倍音周波数に２πを乗じたものとするが、この倍音周波数はＦＦＴ分析で特定するか、楽音からバンドパスフィルタを使って抽出する方法など、周知の手法で得ることができる。
【００８４】
図８は、Ａ０の楽音のＦＦＴ分析による振幅−周波数特性を示す模式図である。図中ｆ１がＡ０の１倍音（基音）の周波数、ｆ２が２倍音の周波数、ｆＮ１が最高次倍音の周波数である。図６におけるフィルタＦＡ０−１の減衰固有角振動数ωｄはｆ１×２πである。同様に、フィルタＦＡ０−２の固有角振動数ωｄはｆ２×２π、フィルタＦＡ０−ｎの固有角振動数ωｄはｆＮ１×２πとなる。
【００８５】
減衰率σは、倍音の波形と数式２０による最小二乗誤差が最も小さくなる減衰率σを用いている。Ａ０の楽音では、１倍音の波形（図９参照）と数式２０によって図９の波形に近似した波形（図１０参照）との差が最も小さくなるように減衰率σを設定する。
【００８６】
【数２０】
【００８７】
数式２０において、ｘ（ｔ）は正弦波の瞬時値であり、Ａは振幅である。振幅Ａは近似しようとする倍音の最大振幅とする。
【００８８】
上記方法以外にも、倍音のエンベロープを抽出し、それを対数関数で近似する等の方法を用いても良い。図９に、Ａ０の１倍音の実際の波形を示し、図１０に数式２０によって近似したＡ０の１倍音の波形を示す。
【００８９】
なお、最小二乗誤差を求める方法、ＦＦＴによる分析方法等は周知であるので、説明は省略する。
【００９０】
共鳴回路１６１，１６２に設けた各フィルタには、乗算器を直列接続して音色を設定することができる。この場合の乗算係数は、楽音波形のＦＦＴ分析の結果に基づいて求めることができる。一例として図８に示した振幅−周波数特性を有するＡ０の楽音波形について説明する。
【００９１】
図８において、１倍音は、周波数がｆ１Ｈｚで振幅レベルが０ｄＢであり、２倍音は、周波数がｆ２Ｈｚで振幅レベルが−２０ｄＢである。Ｎ１倍音（最高次倍音）は、周波数がｆＮ１Ｈｚであり振幅レベルは−４０ｄＢである。
【００９２】
したがって、振幅比は１倍音を１（基準）とすると、２倍音は１０(-20/20)＝０．１となり、Ｎ１倍音は１０(-40/20)＝０．０１となる。したがって、図６のフィルタＦＡ０−１に接続される乗算器の乗算係数は「１」、フィルタＦＡ０−２に接続される乗算器の乗算係数は「０．１」、フィルタＦＡ０−ｎに接続される乗算器の乗算係数は「０．０１」となる。
【００９３】
次に、模擬しようとする倍音について述べる。電子ピアノでは、アコースティックピアノの楽音波形を収音し、その収音された波形を波形メモリ１０に記憶する。したがって、共鳴回路の共振周波数を特定したり、減衰率を決定したりする場合は、収音した波形に基づいて、模擬しようとする倍音を抽出して利用する。
【００９４】
例えば、Ａ０の１倍音を模擬しようとする場合、Ａ０楽音波形から、ｆ１倍音を中心とし、ｆ１未満の帯域幅を持つバンドパスフィルタで切り出して、ゼロクロス分析による共振周波数の特定を行ったり、減衰の近似を行ったりする。
【００９５】
図１１は、バンドパスフィルタの帯域幅を示す図である。図中矢印で示す範囲がバンドパスフィルタの通過域である。
【００９６】
楽音発生部９を、波形読み出しでなく、楽音合成方式とすることができる。この場合、キー情報を楽音制御情報として楽音発生部９から発生した楽音を収音して、これについてＦＦＴ分析あるいはゼロクロス分析による共振周波数の特定を行ったり、減衰の近似を行ったりする。すなわち、模擬しようとする倍音は、所定の楽音制御情報で楽音合成されて出力された楽音波形から抽出された倍音である。
【００９７】
実際のピアノ音から各倍音を抽出して共振周波数および減衰率を決定する本実施形態では、従来の遅延ループによる共鳴音を発生させる場合に比べ、次のような利点がある。
【００９８】
実際のピアノの倍音は厳密には基音の整数倍の周波数を有しておらず、多少のずれを有している。また、倍音の次数が高くなると、基音の整数倍からより高い方に周波数がずれることが知られている。また、あるべきところに倍音が存在しない場合がある。その逆に倍音が立たない場所に倍音が存在する場合がある。このように、ピアノは１台１台個性を有している。
【００９９】
従来の遅延ループによる共鳴回路は、遅延時間の逆数の整数倍の周波数に正確に共鳴するため、上記ピアノの個性に対応できない。一方、本実施形態では、実際のピアノの倍音を１本１本抽出して共鳴回路を設計するので、実際のピアノ倍音を正しく再現することができる。
【０１００】
上記共鳴回路では、入力された楽音に対し、それを基音としてその倍音構成となるフィルタ回路を倍音構成分だけ用意する。しかし、１つのフィルタの共振周波数は１つの倍音周波数に相当するが、倍音周波数が等しいか非常に近い倍音周波数の倍音が複数存在する場合は、１つの倍音周波数でこれら複数の倍音周波数を代表させることができる。
【０１０１】
例えば、ある音名の楽音基音周波数がｆ１Ｈｚであるとすると、２倍音は（ｆ１×２）Ｈｚ、３倍音は（ｆ１×３）Ｈｚ、４倍音は（ｆ１×４）Ｈｚとなる。そして、この１オクターブ上の楽音の基音周波数は、（ｆ１×２）Ｈｚ、２倍音は（ｆ１×４）Ｈｚとなる。さらに２オクターブ上の楽音の基本周波数は（ｆ１×４）Ｈｚとなる。したがって、ある音名の楽音の２倍音と１オクターブ上の基音周波数はほぼ重なる。同様に、ある音名の楽音の４倍音と１オクターブ上の２倍音と２オクターブ上の基音周波数が重なる。また、オクターブの関係にない場合でも、異なる音名の異なる次数の倍音周波数が非常に近い場合がある。
【０１０２】
このように、周波数がほぼ等しい倍音については、個々の周波数毎にフィルタを持たずに、１つの倍音の周波数、またはそれらの平均の周波数の共振周波数とするフィルタを１つ持てばよい。これにより共鳴回路の規模を縮小することができる。
【０１０３】
図１２は複数の音名の楽音について、その倍音をＦＦＴ分析した結果を示す図である。図１２において、上段はＣ２の倍音、中段はＣ３の倍音、下段はＣ４の倍音である。図中四角形の枠で囲んだ倍音の部分は、それぞれ、１つのフィルタで作ることができる。
【０１０４】
フィルタに入力する楽音に含まれる倍音の周波数と入力されるフィルタの共振周波数とが極めて近い場合、フィルタに入力する楽音に含まれる倍音の周波数と入力されるフィルタの共振周波数とが異なる場合に比べ、前者のフィルタから出力される共鳴音が大きくなる。つまり楽音の倍音周波数とフィルタの共振周波数が近いとフィルタ出力の振幅が大きくなりすぎる。その場合、本来得たい共鳴音らしい響きではなく、その共振周波数を持った安定した楽音のような聞こえとなってしまう。次に例を挙げる。
【０１０５】
図１３は、Ｃ２の１倍音フィルタ、Ｃ３の１倍音フィルタ、Ｇ♯２の１倍音フィルタへ、Ｃ２の楽音をそれぞれ入力した時に各フィルタから出力される共鳴音の楽音信号を上から順に示している。この図に示したように、Ｃ２の１倍音フィルタとＣ３の１倍音フィルタから出力される共鳴音の楽音信号が大きい。これは、Ｃ２の楽音が、Ｃ２の１倍音とＣ３の１倍音の周波数に極めて近い周波数の倍音を持つためである。この場合、共鳴音はＣ２の楽音が鳴っているような聞こえとなってしまう。
【０１０６】
このような不自然さをなくすため、特定の倍音周波数に対応するフィルタの共振周波数を所定量ずらした構成とする。図１３に示す共鳴音の振幅をほぼ同じ大きさに揃えるためには、フィルタの共振周波数を倍音周波数から少しずらせばよい。
【０１０７】
フィルタの共振周波数を倍音周波数から少しずらした結果を図１４に示す。図１４は、Ｃ２の１倍音から数Ｈｚずらした共振周波数のフィルタ、Ｃ３の１倍音から数Ｈｚずらした共振周波数のフィルタ、およびＧ♯２の１倍音から数Ｈｚずらした共振周波数のフィルタへ、Ｃ２の楽音をそれぞれ入力したときの共鳴音を上から順に示した図である。この図から明らかなように、フィルタの共振周波数を少しずらすことによって、共鳴音の振幅をほぼ同じ大きさに揃えることができる。
【０１０８】
ピアノは、弦振動が響板等に伝わり、それが放音される。同時にその振動は、駒を通して他の弦にも伝わる。さらに他の弦に伝わった振動は、再び駒を通って元の弦に伝わる。このフィードバック回路を電子ピアノで再現するために共鳴回路にフィードバック経路を設ける。図１５は、フィードバック経路を有する共鳴回路の一例を示す図である。なお、この例では、各フィルタの後段に乗算器を有する場合を示す。共鳴回路１６Ｎの各フィルタの出力は、乗算器Ｍ１１−１〜Ｍ１１−ｎでレベル制御され、さらに、加算器ＡＤ１１−２により、元の入力楽音と加算され、再度この共鳴回路１６Ｎにフィードバックされる。
【０１０９】
また、共鳴回路へフィードバックする上記構成を持つと共に、そのフィードバック経路に共鳴回路の出力を所定時間遅延させる回路および／または共鳴回路の出力の振幅−周波数特性を変更する第２のフィルタを備えるようにしてもよい。
【０１１０】
例えば、図１６に示すように、共鳴回路１６Ｎに対するフィードバック経路に、共鳴回路１６Ｎの出力を所定時間遅らせる遅延器Ｄ１１−１及び共鳴回路１６Ｎの出力の振幅−周波数特性を変更する第２のフィルタＦｌｔ１１−１を備える。この場合、遅延回路は振動の伝播遅延を模擬し、第２のフィルタＦｌｔ１１−１は駒の伝達特性を模擬する。
【０１１１】
本発明の実施形態を説明する。図２８は、本発明の第１実施形態に係る共鳴音リアルタイム生成方式を採用した共鳴音発生装置の要部機能を示すブロック図であり、図１と同符号は同一または同等部分である。同図において、通常音発生部１５と共鳴用楽音発生部５１および共鳴音発生部５２とが設けられる。共鳴音発生部５２の出力側には共鳴用楽音レベル制御手段としての乗算器２３が設けられ、乗算器２３および通常音発生部１５の出力側には加算器２４が設けられる。
【０１１２】
第１の楽音成分信号として倍音成分が予め記憶された第１楽音成分信号発生部５３と、第２の楽音成分信号として非周期成分が予め記憶された第２楽音成分信号発生部５４とが設けられる。第１楽音成分信号発生部５３および第２楽音成分信号発生部５４の出力側にはそれぞれキータッチＫＴに応じて入力信号のレベルを制御する乗算器５５，５６が設けられる。乗算器５５，５６の出力側には加算器５７が設けられ、加算器５７の出力側は通常音発生部１５に接続される。
【０１１３】
また、乗算器５５，５６の出力側は楽音波形選択部５９を介して共鳴用楽音発生部５１に接続される。
【０１１４】
図２８の構成において、キーセンサ８ａから発音指示としてのキー情報が入力されると、第１楽音成分信号発生部５３から読み出されて乗算器５５でレベル制御された第１の楽音成分信号と、第２楽音成分信号発生部５４から読み出されて乗算器５６でレベル制御された第２の楽音成分信号とが加算器５７で加算合成され、通常音発生部１５に入力される。通常音発生部１５は入力された楽音成分信号に基づいて通常楽音信号を発生する。
【０１１５】
一方、第１楽音成分信号発生部５３から読み出されて乗算器５５でレベル制御された第１の楽音成分信号、および第２楽音成分信号発生部５４から読み出されて乗算器５６でレベル制御された第２の楽音成分信号が、楽音波形選択部５９の切り替えに応じて共鳴用楽音発生部５１に入力される。ペダル状態判定部２１でペダル７の押鍵前操作と判断されたときは、第１の楽音成分信号および第２楽音成分信号の双方が共鳴用楽音発生部５１に読み出され、押鍵後操作と判断されたときは、第１楽音成分信号のみが選択されて共鳴用楽音発生部５１に読み出される。共鳴用楽音発生部５１は、入力された楽音成分信号に基づいて共鳴用楽音信号を発生する。共鳴用楽音信号は共鳴音発生部５２に供給され、共鳴音発生部５２は入力された共鳴楽音信号に従って、共鳴音信号を発生する。共鳴楽音信号は乗算器２３でペダル７の踏み込み量に応じてレベル制御された後、加算器２４に入力され、通常楽音信号と合成して出力される。なお、通常音発生部１５と共鳴用楽音発生部５１とは周知の楽音発生手段からなり、共鳴音発生部５２は上述の共鳴音発生回路で構成される。
【０１１６】
図２８の構成は次のように変形することができる。図２９は、共鳴音信号をリアルタイムで作成する変形例に係る電子ピアノの要部機能を示すブロック図であり、図１、図２８と同符号は同一または同等部分を示す。同図において、楽音信号発生部６０は、第１楽音成分信号発生部５３と第２楽音成分信号発生部５４を備え、第１楽音成分信号に基づいて倍音成分のみの第１楽音信号を生成すると共に、第２楽音成分信号に基づいて非周期成分のみの第２楽音信号を生成する。これらの楽音信号は単一のトーンジェネレータからなる通常楽音信号発生部６３によって発生される。第１および第２楽音成分信号は、乗算器６４，６５で互いの振幅比率を変化させた後、加算器６６で合成されて通常音信号となり、加算器２４に入力される。
【０１１７】
一方、第１および第２楽音成分信号は、共鳴音信号発生のため、乗算器６７，６８にそれぞれ入力される。乗算器６７，６８は楽音波形選択部５９の選択によって第１楽音成分信号および第２楽音成分信号の振幅比を制御する。楽音波形選択部５９がペダル状態判定部２１から押鍵前操作の判定結果を入力されたときは、第１および第２楽音成分信号の双方を所定の振幅に制御して加算器６９に入力する。また、押鍵後操作の判定がなされた場合は、乗算器６８に付与する乗算係数をゼロにして、倍音成分から生成された第１楽音成分信号のみを加算器６９に入力する。
【０１１８】
加算器６９で加算された第１楽音成分信号および第２楽音成分信号もしくは第１楽音成分信号は、共鳴音発生部５２に入力される。共鳴音発生部５２は共鳴音信号を生成し乗算器２３に入力する。乗算器２３はペダル踏み込み量に応じて共鳴音信号をレベル制御し、加算器２４に入力する。加算器２４では、通常音信号と共鳴音信号とが加算され、合成楽音信号として出力される。
【０１１９】
この実施形態では、楽音成分信号は同音名の共鳴回路群へは小さな振幅で、異音名の共鳴回路へは大きな振幅で入力することで、同音名の共鳴回路群の出力が、他の共鳴回路群の出力と比べて著しく大きくなることを防いでおり、バランスの良い共鳴音を得ることができる。
【０１２０】
図１７は、前記楽音信号発生部６０と共鳴音発生部５２の詳細なブロック図である。共鳴音発生装置２５は、楽音発生部２６と共鳴音発生部５２とを有する。楽音発生部２６の、第１楽音生成部２８と第２楽音生成部２９は、前記第１楽音成分信号発生部５３および第２楽音成分信号発生部５４（図２９）に相当し、それらの出力側は、楽音生成チャンネルＣＨ１〜ＣＨＮを備えている。切替部３０は、前記楽音波形選択部５９（図２９）に相当する。
【０１２１】
共鳴音発生部５２の共鳴回路群の各共鳴回路は図６に関して説明した共鳴音波形生成回路と同等のデジタルフィルタを有している。
【０１２２】
各楽音生成チャンネルは２つに分岐されており、第１楽音生成部２８から出力された楽音成分信号は、その一方が、加算器ＡＤ_３_１４で加算され、前記加算器２４に相当する共鳴音合成部に入力され、共鳴音発生部５２の加算器ＡＤ_３_１３を経由して出力される共鳴音信号と混合される。
【０１２３】
他方、各楽音生成チャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの１つ１つは、それぞれ音名に対応した数の乗算器（本実施例では電子ピアノであるからＣ（ド）、Ｃ＃（ド＃）、Ｄ（レ）、Ｄ＃（レ＃）、Ｅ（ミ）、Ｆ（ファ）、Ｆ＃（フア＃）、Ｃ（ソ）、Ｇ＃（ソ＃）、Ａ（ラ）、Ａ＃（ラ＃）、Ｂ（シ）の１２個分）と接続され、更に各チャンネルで同じ音名のものは（同様に夫々の音名に対応する）加算器（本実施例では音名Ｃ〜Ｂに対応する１２個）の１つに集合して接続されている。この各加算器の出力が、各音名に対応して設けられた共鳴音発生部５２の各共鳴回路群（本実施例ではＣ〜Ｂの１２個）に送られる。
【０１２４】
このような構成を採用したのは以下のような理由による。共鳴回路の共振周波数とそれに入力される楽音の周波数が近ければ、近いほどその出力波形（共鳴音）の振幅が大きくなる。このため、入力楽音の周波数と共振周波数が離れた共鳴回路の出力波形と、入力楽音の周波数と共振周波数が極めて近い共鳴回路の出力波形の音量バランスがとれなくなる。そうすると、本来得たい共鳴音らしい響きではなく、その共振周波数を持った安定した楽音のような聞こえとなってしまう。
【０１２５】
例えば、図１８は、図１７の共鳴回路群Ｃに、音程Ｃ３、Ｄ＃３、Ｇ３の波形を入力した時の出力波形（共鳴音）である。共鳴回路群Ｃの共鳴音はＣ３が著しく大きい。このままでは、Ｃ３、Ｇ３の響きが大きすぎて、ピアノのペダル７の操作時のような響きは得られない。
【０１２６】
そこで、楽音を、その周波数と共振周波数が極めて近い周波数の共鳴回路へ入力する時は、楽音の振幅を他の共鳴回路へ入力するときと比べて、小さくする必要がある。
【０１２７】
図１８の出力波形の例によれば、共鳴回路群Ｃへ入力する時は、Ｃ３の波形のみ振幅を小さくすると、その共鳴音は図１９に示すように、どの音程の共鳴音もほぼ同じような振幅になる。これによって、ペダル７の操作時の響きを得ることができる。
【０１２８】
すなわち、楽音発生部２６の各チャンネルの乗算器以下の構成は、元々後段の共鳴音発生部５２側のために引き出されたものであり、共鳴回路群で共鳴音を作り出す際に、入力楽音の周波数と共振周波数が極めて近い共鳴回路の出力波形の音量バランスがとれなくなるような元となる楽音の振幅を、各楽音生成チャンネルＣＨ１〜ＣＨＮのそれぞれの音名に対応したＣ〜Ｂの１２個の乗算器のうち、入力楽音の周波数と共振周波数が極めて近い楽音が入力される乗算器を使用して、他の共鳴回路へ入力する時と比べて小さくするものである。
【０１２９】
楽音発生部２６の楽音生成チャンネルＣＨ１〜ＣＨＮは、発音する楽音数分使用される。例えば、楽音Ｃ１だけ発音する場合は、チャンネルＣＨ１からのみ楽音Ｃ１が出力される。楽音Ｃ１とＥ１とＧ１を発生する場合は、Ｃ１をチャンネルＣＨ１から、Ｅ２をチャンネルＣＨ２から、Ｇ１をチャンネルＣＨ３から出力させる。
【０１３０】
乗算器Ｍ３_１_Ｃ〜Ｍ３_１_Ｂは、本実施例では、音名に対応した１２個が一組となり、楽音生成チャンネル毎に１組ずつ装備されている。したがって、乗算器の総数は、Ｎ（楽音生成チャンネル数）×１２（全音名数）となる。
【０１３１】
１つのチャンネル出力は、音名に対応したＭ３_ｘ_Ｃ、Ｍ３_ｘ_Ｃ♯、……、Ｍ３_ｘ_Ｂ（ｘは楽音生成チャンネルの番号、末尾のアルファベットは共鳴回路に対応する音名を示す）の１２個の乗算器に入力される。各乗算器により、共鳴回路Ｃ〜Ｂへの楽音の振幅が制御される。この乗算器による振幅制御については後述する。
【０１３２】
例えば、楽音生成チャンネルＣＨ１から発音があった場合、Ｍ３_１_Ｃ〜Ｍ３_１_Ｂの１２個の乗算器全てに楽音生成チャンネルＣＨ１からの楽音が入力される。
【０１３３】
また、加算器ＡＤ_３_Ｃ、ＡＤ_３_Ｃ♯、ＡＤ_３_Ｄ、……、ＡＤ_３_Ｂは、音名に対応して、１２個備えられている。音名に対応した前記乗算器は、同様に音名に対応した加算器にそれぞれ接続される。これは同様に音名に対応して設けられた共鳴回路に、同じ音名に対応した複数の乗算器の出力を加算し、対応する共鳴回路群へ出力するからである。すなわち、振幅制御された（乗算器を通った）各楽音生成チャンネルの出力を、共鳴回路毎に加算するものである。例えば乗算器、Ｍ３_１_Ｃ、Ｍ３_２_Ｃ、……Ｍ３_Ｎ_Ｃは、同じ音名（Ｃ）の加算器ＡＤ_３_Ｃへ接続され、乗算器Ｍ３_１_Ｃ♯、Ｍ３_２_Ｃ＃、……、Ｍ３_Ｎ_Ｃ#は、同じ音名（Ｃ＃）の加算器ＡＤ_３_Ｃ＃へ接続される。
【０１３４】
さらに共鳴回路群は、それぞれ音名（本実施例ではＣ（ド）、Ｃ＃（ド＃）、Ｄ（レ）、Ｄ＃（レ＃）、Ｅ（ミ）、Ｆ（フア）、Ｆ＃（フア＃）、Ｇ（ソ〉、Ｃ＃（ソ＃）、Ａ（ラ）、Ａ＃（ラ＃）、Ｂ（シ）の１２個分）に対応して設けられている（Ｃ、Ｃ＃、……、Ｂ）。
【０１３５】
そして、１つの共鳴回路群は、その音名の全倍音に対応した共鳴回路で構成される。例えば、共鳴回路群Ｃは、楽音Ｃ１の全倍音、Ｃ２の全倍音、Ｃ３の全倍音、……及びＣ８の全倍音に対応した共鳴回路で構成される。あるいは、ダンバーが装備された音域である楽音Ｃ１の全倍音、Ｃ２の全倍音、Ｃ３の全倍音、……及びＣ６の全倍音に対応した共鳴回路で構成してもよい。
【０１３６】
例えば、図２０に示した共鳴音発生回路のように、１つのフィルタとそれに接続される乗算器Ｍ４−Ａ０−１は１組で、１つの音名（鍵）の楽音の、１つの倍音の周波数に相当する共振周波数を持つ共鳴回路となっている。この実施例ではフィルタｆｉｌｔｅｒＡ０−１と乗算器Ｍ４−Ａ０−１は、音名Ａ０の１倍音の周波数に相当する共振周波数を持つ共鳴回路であり、同様にフィルタｆｉｌｔｅｒＡ０−２と乗算器Ｍ４−Ａ０−２は、音名Ａ０の２倍音に相当し、フィルタｆｉｌｔｅｒＡ０−Ｎ１と乗算器Ｍ４−Ａ０−Ｎ１は、Ａ０の最高次倍音に相当する共振周波数を持つ共鳴回路である。同様に、フィルタｆｉｌｔｅｒＡ１−１と乗算器Ｍ４−Ａ１−１、フィルタｆｉｌｔｅｒＡ１−２と乗算器Ｍ４−Ａ１−２、フィルタｆｉｌｔｅｒＡ１−Ｎ２と乗算器Ｍ４−Ａ１−Ｎ２は、それぞれ音名Ａ１の１倍音、２倍音、最高次倍音に相当する共振周波数を持つ共鳴回路である。
【０１３７】
またフィルタｆｉｌｔｅｒＡ７、……についても同様である。本実施例ではＡ０、Ａ１、Ａ２、……、Ａ７の８音程における全倍音に相当する共鳴回路を並列に結合している。そして、各共鳴回路の乗算器ＭＡ−Ａ０−１〜Ｍ４−Ａ０−Ｎ７の乗算係数を任意に設定することにより、共鳴音の音色を自由に設定することが可能である。装備された音域であるＡ０、Ａ１、Ａ２、……、Ａ５の６音程における全倍音に相当する共鳴回路を並列に結合してもよい。
【０１３８】
さらに、全ての共鳴回路の出力を加算する加算器ＡＤ４−１により、１つの楽音に対する共鳴音の出力が１つになる。
【０１３９】
図２０において、入力信号は、通常音の波形データおよび通常音から押鍵時の衝撃音である非周期成分を除いた倍音成分のみの波形データのうち、ペダルセンサ７ａとキースイッチ８ａのオンタイミングにより、いずれか一方が選択されるのは、第１実施形態（図１，図６）と同様である。
【０１４０】
次に、上記構成における、信号の流れを説明する。まず、楽音生成チャンネルから単音だけが生成される場合について説明する。ここで、鍵盤の音名Ｃ１の鍵を押した場合を想定する。楽音生成部２８の楽音生成チャンネルＣＨ１から楽音信号Ｃ１が出力される。楽音信号Ｃ１は、昔名Ｃに対応する乗算器Ｍ３_１_Ｃを通って、音名Ｃに対応する加算器ＡＤ_３_Ｃへ出力される。また、楽音信号Ｃ１は、音名Ｃ＃に対応する乗算器Ｍ３_１_Ｃ♯を通って、音名Ｃ＃に対応する加算器ＡＤ_３_Ｃ＃へも出力される。
【０１４１】
同様に楽音信号Ｃ１は、他のＤ〜Ｂの１０音名に対応する乗算器Ｍ３_１_Ｄ〜Ｍ３_１_Ｂを通って、Ｄ〜Ｂの１０音名に対応する加算器ＡＤ_３_Ｄ〜ＡＤ_３_Ｂへも入力される。
【０１４２】
この時、入力された楽音信号がＣ１なので、乗算器Ｍ３_１_Ｃの乗算係数のみ、他の乗算器Ｍ３_１_Ｄ〜Ｍ３_１_Ｂより小さい係数がセットされる。他の乗算器Ｍ３_１_Ｄ〜Ｍ３_１_Ｂにはそれぞれ同じ乗算係数がセットされる（例えば他の乗算器が「１」で、乗算器Ｍ３_１_Ｃの乗算係数のみを「０．１」とするなど）。したがって、乗算器Ｍ３_１_Ｃを通った楽音の振幅のみが小さくなる。
【０１４３】
各加算器は、入力された振幅制御後の楽音信号Ｃ１を、加算器と同じ音名に対応した共鳴回路群に出力する。すなわち、加算器ＡＤ_３_Ｃ〜ＡＤ_３_Ｂは、それぞれ共鳴回路群Ｃ〜共鳴回路群Ｄへ楽音信号Ｃ１を出力する。
【０１４４】
続いて、楽音生成チャンネルから複数音が生成される場合について説明する。ここで、鍵盤８の音名Ｃ１の鍵と音名Ｅ１の鍵が押された場合を想定する。楽音生成部２８のチャンネルＣＨ１から楽音信号Ｃ１が、チャンネルＣＨ２から楽音信号Ｅ１が出力される。
【０１４５】
楽音信号Ｃ１は音名Ｃに対応する乗算器Ｍ３_１_Ｃを通って、音名Ｃに対応する加算器ＡＤ_３_Ｃへ出力される。また楽音信号Ｃ１は音名Ｃ＃に対応する乗算器Ｍ３_１_Ｃ＃を通って、音名Ｃ＃に対応する加算器ＡＤ_３_Ｃ＃へ出力される。同様に、楽音信号Ｃ１は他のＤ〜Ｂの１０音名に対応する乗算器Ｍ３_１_Ｄ〜Ｍ３_１_Ｂを通って、Ｄ〜Ｂの１０音名に対応する加算器ＡＤ_３_Ｄ〜ＡＤ_３_Ｂへ入力される。
【０１４６】
この時、入力楽音信号がＣ１なので、乗算器Ｍ３_１_Ｃの乗算係数のみ、他の乗算器Ｍ３_１_Ｄ〜Ｍ３_１_Ｂより小さい係数がセットされる。他の乗算器Ｍ３_１_Ｄ〜Ｍ３_１_Ｂには同じ乗算係数がセットされる。したがって、乗算器Ｍ３_１_Ｃを通った楽音の振幅のみが小さくなる。
【０１４７】
同様に、楽音信号Ｅ１は、音名Ｃに対応する乗算器Ｍ３_２_Ｃを通って、音名Ｃに対応する加算器ＡＤ_３_Ｃへ出力される。また楽音信号Ｅ１は、音名Ｃ＃に対応する乗算器Ｍ３_２_Ｄ♯を通って、音名Ｃ＃に対応する加算器ＡＤ_３_Ｃ＃へ出力される。同様に、楽音信号Ｅ１は、他のＤ〜Ｂの１０音名に対応する乗算器Ｍ３_１_Ｄ〜Ｍ３_１_Ｂを通って、Ｄ〜Ｂの１０音名に対応する加算器ＡＤ_３_Ｄ〜ＡＤ_３_Ｂへ入力される。
【０１４８】
この時、入力楽音信号がＥ１なので、乗算器Ｍ３_２_Ｅの乗算係数のみ他の乗算器Ｍ３_２_Ｃ〜Ｍ３_２_Ｄ＃、Ｍ３_２_Ｆ〜Ｍ３_２_Ｂより小さい係数がセットされる。他の乗算器Ｍ３_２_Ｃ〜Ｍ３_２_Ｄ＃、Ｍ３_２_Ｆ〜Ｍ３_２_Ｂは同じ係数がセットされる。したがって、乗算器Ｍ３_２_Ｅを通った楽音の振幅のみが小さくなる。
【０１４９】
各加算器ＡＤ_３_Ｃ〜ＡＤ_３_Ｂは、振幅制御された（乗算器を通った）楽音信号Ｃ１と振幅制御された楽音信号Ｅ１を加算し、それぞれ、対応する共鳴回路群Ｃ〜Ｂへ出力する。
【０１５０】
共鳴回路に入力する楽音に含まれる倍音の周波数と入力される共鳴回路の共振周波数が極めて近い場合、それら周波数が異なる場合に比べて、共鳴回路から出力される共鳴音は極めて大きくなる場合があり、入力楽音の周波数と共振周波数が離れた共鳴回路の出力波形と、入力楽音の周波数と共振周波数が極めて近い共鳴回路の出力波形との音量バランスがとれなくなり、本来得たい共鳴音らしい響きではなくなってしまう。
【０１５１】
しかし、本実施形態では、楽音信号を、その周波数と共振周波数が極めて近い周波数の共鳴回路へ入力する場合は、その楽音信号の振幅を他の共鳴回路へ入力する場合と比べて小さくしている。したがって、共鳴回路群Ｃへ楽音信号を入力する時は、Ｃ３の波形のみ振幅が小さくされる。このために、その共鳴音は、図１９のように、どの音程の共鳴音もほぼ同じような振幅になる。これによって、本実施形態の電子ピアノでは、アコースティックピアノでダンパペダルを操作した時の響きを得ることができる。
【０１５２】
本発明の実施形態における電子ピアノの動作処理フローを説明する。ただし、メイン処理フローおよびペダル処理フローは第１実施形態の処理と同様であるので、これらの説明は省略する。図２１は、本発明の実施形態の電子ピアノにおける鍵盤処理を示すフローチャートである。
【０１５３】
図２１において、ステップＳ４００では、鍵盤８の操作状況がスキャンされる。ステップＳ４０２では、鍵盤８の操作状況に変化があるか否かがチェックされる。
鍵盤８の操作状況に変化がなければ、鍵盤処理を終了してメインフローのペダル処理へ移行する。鍵盤８の操作状況に変化があれば、ステップＳ４０４に進んで、その変化のあった操作が押鍵か否かがチェックされる。
【０１５４】
ステップＳ４０４で押鍵でないと判断されれば、ステップＳ４０８に進み、楽音発生部２６へ楽音制御情報が書き込まれると共に、発音停止の指示が出力され、次のステップＳ４１６へ移行する。ステップＳ４０４で押鍵と判断されれば、ステップＳ４０６に進んで楽音生成チャンネルが指定される。続くステップＳ４１０では楽音発生部２６へ楽音制御情報が書き込まれる。
【０１５５】
ステップＳ４１２では、楽音発生部２６の、指定された楽音生成チャンネルに接続された乗算器に、発音する音名に応じた乗算係数が書き込まれる。その後、ステップＳ４１４では、発音開始の指示が出力される。
【０１５６】
最後に、ステップＳ４１６で、操作状況が変化した全ての鍵盤の処理が終了したか否かがチェックされる。
【０１５７】
操作状況が変化した全ての鍵盤の処理が終了していなければ、ステップＳ４１６からステップＳ４０４に復帰する。他方、ステップＳ４１６で操作状況が変化した全ての鍵盤の処理が終了したと判断されれば、鍵盤処理が終了してメインフローのペダル処理へ移行する。
【０１５８】
本実施形態では、第１楽音生成部２８により楽音を発生させると共に、第１楽音生成部２８または第２楽音生成部２９から出力される楽音の各音名（ピアノなどの一般的な楽器ではＣ、Ｃ＃、Ｄ、……Ｂ）に対応した複数系列（ピアノなどの一般的な楽器では１２系列）の共鳴回路群Ｃ〜Ｂで構成された共鳴音発生部５２に楽音信号を入力することで共鳴音を得ている。
【０１５９】
本実施形態では、発生した楽音信号は同じ音名の共鳴回路群へは（その周波数と共振周波数が極めて近い周波数の共鳴回路へ入力する時）小さな振幅で（上述の例によれば、共鳴回路群Ｃへ入力する時は、Ｃ３の波形のみ振幅を小さくすると、その共鳴音は図１９のように、どの音程の共鳴音もほぼ同じような振幅になる。異なる音名の共鳴回路へは大きな振幅で入力するようにしているため、同音名の共鳴回路畔の出力が、他の共鳴回路群の出力と比べて著しく大きくなることを防いでおり、バランスの良い共鳴音を得るようにしている。これによって、ペダル７の操作時の響きを得ることができる。
【０１６０】
本実施形態においては、図１２で説明したように、周波数が略等しい倍音については、個別に共鳴回路を持たずに、１つの倍音の周波数、またはそれらの平均の周波数を共振周波数とする共鳴回路を１つ持つようにしてもよい。
【０１６１】
また、本実施形態においては、図１５に関して説明したように、共鳴音発生部５２の出力を所定倍して、入力楽音と加算し、再度この共鳴音発生部５２にフィードバックして入力する構成としたり、図１７に関して説明したように、図１５のような構成を有すると共に、そのフィードバック経路に、共鳴音発生部５２の出力を所定時間遅らせる遅延器Ｄ１１−１及び共鳴音発生部２７の出力の振幅−周波数特性を変更するフィルタＦｉｌｔ１１−１を備えるようにしたりしてもよい。
【０１６２】
次に本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態では、第１実施形態の共鳴音発生部で作成された共鳴音信号を、予め押鍵前操作および押鍵後操作に対応してそれぞれ共鳴音波形記憶手段に記憶しておく。そして、演奏（操作子の操作情報）に応じてその波形を読み出すことで、ペダル７を踏みながら演奏した時の響きを再現する。
【０１６３】
図２２は第２実施形態に係る共鳴音発生装置の要部機能を示すブロック図である。共鳴音発生装置は、通常音発生部３４、第１共鳴音発生部３５、および第２共鳴音発生部３６を有する。通常音発生部３４は通常音信号を、第１共鳴音発生部３５は第１の共鳴音信号を、第２共鳴音発生部３６は、第２の共鳴音信号をそれぞれ個別に発生し、これら楽音対応の乗算器Ｍ１−１、Ｍ１−２、Ｍ１−３でそれぞれ乗算係数を乗算した後、加算器Ａ１で加算され、サウンドシステム１３へ出力される。つまり、乗算器Ｍ１−１，Ｍ１−２，Ｍ１−３は入力された楽音の振幅に予定の乗算係数を掛け、加算器Ａ１は、それぞれ所定倍された共鳴音と楽音を加算し、合成する。
【０１６４】
第１の共鳴音信号はスイッチ３７を、第２の共鳴音信号はスイッチ３８を介して、これらスイッチがそれぞれオンのときに乗算器Ｍ１−２またはＭ１−３に入力される。スイッチ３７，３８は、ペダル状態判定部３９によるキースイッチ８ａとペダルセンサ７ａの状態に基づく判定信号によってオンにされる。ペダル状態判定部３９が押鍵前操作を検出すればスイッチ３７をオンにし、押鍵後操作を検出したときはスイッチ３８をオンにする。スイッチ３７，３８は、ペダルセンサ７ａがオフに切り替わればオフに切り替わる。つまり、ペダル状態判定部３９は、図１のペダル状態判定部２１と同様に動作する。
【０１６５】
第１の共鳴音信号は通常音に基づく共鳴音の楽音信号であり、第２の共鳴音は通常音から押鍵時の衝撃音である非周期成分を除いた倍音成分のみの楽音情報（波形データ）に基づく共鳴音の楽音信号である。
【０１６６】
乗算器Ｍ１−１、Ｍ１−２、Ｍ１−３、および加算器Ａ１によって共鳴音混合部４０を構成する。共鳴音混合部３７は、デジタルシグナルプロセッサによって構成されることができる。第１共鳴音発生部３５、第２共鳴音発生部３６は、後述の共鳴音演算装置４１によって作成された共鳴音波形を記憶した波形メモリからの波形読み出しによって行われる。
【０１６７】
通常音発生部３４の構成は、上述の他の実施形態の構成と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０１６８】
第１共鳴音発生部３５と第２共鳴音発生部３６とは、読み出し方式の楽音発生装置と共鳴音波形を記憶した波形メモリによって構成される。通常音発生部３４と第１共鳴音発生部３５および第２共鳴音発生部３６とは同一の楽音発生装置で構成してもよいし、それぞれ個別に楽音発生装置を有していてもよい。
【０１６９】
乗算器Ｍ１−１、Ｍ１−２、Ｍ１−３の乗算係数は楽音制御情報のペダル７の踏み込み量に応じて決定される。
【０１７０】
上述のように、第１および第２共鳴音発生部３５，３６は、読み出し方式の音源と共鳴音波形を記憶した波形メモリによって構成されている。電子ピアノ本体としては、共鳴音波形を作り出すわけではなく、電子ピアノとは別構成の共鳴音演算装置により共鳴音波形が予め作成され、共鳴音波形記憶手段としての波形メモリに記憶されて使用される。
【０１７１】
共鳴音演算装置は、電子ピアノとは別体である信号処理装置と、該信号処理装置の信号処理手続を記述したプログラムとによって実現される。信号処理装置は図２０に関して説明した構成と同様に構成することができる。
【０１７２】
図２２において、通常音の楽音信号を入力信号としたときの出力信号（波形データ）を第１共鳴音発生部３５の波形メモリに記憶させる。一方、通常音から押鍵時の衝撃音である非周期成分を除いた倍音成分のみの波形データを入力信号として図２０の信号処理装置で作成した波形データを第２の共鳴音を発生する第２共鳴音発生部３６の波形メモリに記憶させる。波形データは音名毎に図２０の信号処理装置で作成される。
【０１７３】
この第２実施形態で使用される共鳴演算装置は、共鳴音波形記憶手段に共鳴音波形を記憶させる場合に必要とされるものであり、一旦記憶させてしまうと、電子楽器としては新たな共鳴音を記憶させる場合を除き使用する必要はない。
【０１７４】
なお、図２０における各乗算器Ｍ４−Ａ０−１〜Ｍ４−Ａ７−Ｎ７の乗算係数は、楽音によって変更される。
【０１７５】
この時、入力する楽音に含まれる倍音の周波数と等しい共振周波数の共鳴回路の出力波形の振幅を、それ以外の共鳴回路の出力波形の振幅より小さくすると良い。すなわち、各フィルタは入力される楽音の倍音と略等しい共振周波数を持つ共鳴回路である。従って、その共振周波数と等しい周波数の倍音が入力されると、その共鳴回路の出力は、他の共鳴回路出力に比べ振幅が非常に大きくなる。
【０１７６】
入力される楽音に含まれる倍音の周波数と同じ共振周波数を持つ共鳴回路の振幅が、他の共鳴回路に比べて非常に大きくなるのを抑制するためである。
【０１７７】
従って、入力する楽音に含まれる倍音の周波数と等しい共振周波数の共鳴回路の乗算器の乗算係数は、他の共鳴回路の乗算器の乗算係数に比べ小さくすることが必要である。
【０１７８】
例えば図２３の波形ａは、Ｆ６の楽音を、Ｃ６に含まれる倍音の共振周波数を持った複数の共鳴回路に入力した時の出力の合計である。同様に波形ｂは、Ｆ６の楽音を、Ｄ♯６に含まれる倍音の共振周波数を持った複数の共鳴回路に入力した時の出力の合計である。同様に波形Ｃは、Ｆ６の楽音を、Ｆ６に含まれる倍音の共振周波数を持った複数の共鳴回路に入力したときの出力の合計である。
【０１７９】
この時の共鳴回路のレベル（フィルタＦＡ０−１〜Ｆ７−Ｎ７の直後の乗算器の乗算係数）は、全て「１」である。この時、波形ａ，ｂに比べて、波形ｃの振幅が非常に大きい。したがって、これらの共鳴音を加算しても、共鳴音とは異なるＦ６の楽音のような聞こえとなる。
【０１８０】
図２４は、Ｃ６の共鳴回路とＤ♯６の共鳴回路の出力レベルは「１」で、Ｆ６の共鳴回路の出力レベル（図２０の乗算器Ｍ３−Ｆ６−１〜Ｍ３−Ｆ６−Ｎ６９）を「０．１」とした場合の出力波形を示す図である。このような出力レベルにするとＦ６の共鳴回路出力も、他の共鳴回路出力とほぼ同様の振幅となる。
【０１８１】
これらの共鳴音を加算すれば、ペダル７を踏みながら演奏した時の響きが得られる（ここでは説明の簡単のため３音としたが、実際は全ての共鳴回路の出力を加算する）。
【０１８２】
第３実施形態では、上述のように、図２２の共鳴回路は、第１共鳴音発生部３５、第２共鳴音発生部３６にそれぞれ記憶される共鳴音を作成するために使用される。
【０１８３】
このような構成からなる共鳴音演算装置で算出された共鳴音波形は、共鳴音用波形メモリに記憶させるために、該共鳴音演算装置は電子ピアノの製造段階で使用されるだけであって、電子ピアノには通常含まれない。しかし、電子ピアノに備えて新たな共鳴音を作り、第１共鳴音発生部３５や第２共鳴音発生部３６の波形メモリに記憶させるようにしてあってもよい。
【０１８４】
上記共鳴音演算装置によって作成された共鳴音を波形メモリに記憶した本実施形態に係る電子ピアノを使用して演奏する場合の流れを説明する。
【０１８５】
まず、鍵盤８を押鍵すると、その鍵盤に対応した音高、押鍵速度に対応した強さ（べロシティ）などの楽音制御情報が作成され、通常音発生部３４に送られる。また複数の鍵盤を押鍵すると、それらに対応した複数の音高、強さなどの楽音制御情報が作成され、通常音発生部３４に送られる。
【０１８６】
通常音発生部３４は、その楽音情報に応じた楽音を読み出し、共鳴音混合部４０へ送出する。複数の楽音が発生した場合は、それらの楽音が加算され、共鳴音混合部４０に送られる。例えば、Ｃ３とＧ３の鍵が強く操作された場合、Ｃ３の強打に応じた楽音波形と、Ｇ３の強打に応じた楽音波形が波形メモリから読み出され、それらを加算した波形を楽音として、共鳴音混合部４０に送出する。
【０１８７】
また、キー情報は、押鍵検出と同時に第１共鳴音発生部３５と第２共鳴音発生部３６へも送られる。第１共鳴音発生部３５は、操作された鍵盤の音高と操作強さに応じた共鳴音波形を、共鳴音波形を記憶した波形メモリからそれぞれ読み出し、それらを加算する。同様に、第２共鳴音発生部３６も、操作された鍵盤の音高と操作強さに応じた共鳴音波形を、共鳴音波形を記憶した波形メモリからそれぞれ読み出し、それらを加算する。加算された波形データのうち、スイッチ３７，３８のうち、ペダル状態判定部３９による判定結果によってオンとなっている側と接続されている共鳴音発生部から出力されたものが共鳴音混合部４０へ入力される。
【０１８８】
例えば、Ｃ３とＧ３の鍵盤が強く操作された場合、Ｃ３の強打に応じた共鳴音波形と、Ｇ３の強打に応じた共鳴音波形が、波形メモリから読み出され、それらを加算した波形が、楽音として共鳴音混合手段４０に送出される。
【０１８９】
この場合、ペダル７が操作されていなくても、共鳴音波形の読み出しは行なわれる。このような通常音発生および共鳴音発生はいずれも、鍵盤操作の強さに応じて波形を選択せず、読み出し時の振幅を変更してもよい。またエンベロープを変更してもよい。
【０１９０】
また共鳴音混合部４０は、乗算器Ｍ１−２，Ｍ１−３で所定倍した共鳴音と、乗算器Ｍ１−１で所定倍した楽音を、加算器Ａ１で加算し、サウンドシステムへ出力する。この時乗算器Ｍ１−２、Ｍ１−３の乗算係数はペダル７の踏み込み量を検知して、その操作がなされる度に、乗算器Ｍ１−２，Ｍ１−３の乗算係数の値を変更する。踏み込み量が大きいほど乗算係数は大きく、また踏み込み量が小さいほど乗算係数は小さくなる（共鳴音の読み出しは、ペダル７の操作にかかわらず行なわれる。ペダル７の操作で変化するのは、共鳴音混合部４０の乗算器Ｍ１−１〜Ｍ１−３のうち、乗算器Ｍ１−２，Ｍ１−３の乗算係数のみである。ペダル７が操作されない状態では、乗算器Ｍ１−２、Ｍ１−３の乗算係数は「０」なので、共鳴音の振幅は「０」となり、見かけ上共鳴音が発生していないことになる）。
【０１９１】
さらに、踏み込み量が無い状態から所定の踏み込み量までは、乗算係数は「０」で、所定の踏み込み量を超えると、ある一定の値をとるようにしてもよい。
【０１９２】
ここで、本実施例における電子ピアノの動作処理フローを説明する。ただし、メイン処理フローは図３と、さらにペダル処理フローは図５と同様であるので、これらの説明は省略する。
【０１９３】
図２５は、第２実施形態に係る電子ピアノの鍵盤処理フローチャートである。図２５のステップＳ５００では、鍵盤８の操作状況がスキャンされる。ステップＳ５０２では、鍵盤８の操作状況に変化があるか否かが判断される。ステップＳ５０２で鍵盤８の操作状況に変化がないと判断されれば、鍵盤処理を終了し、メインフローのペダル処理へ移行する。
【０１９４】
一方、ステップＳ５０２で鍵盤８の操作状況に変化があったと判断されれば、ステップＳ５０４に進んで、その変化のあった操作が押鍵か否かが判断される。
【０１９５】
押鍵と判断されれば、ステップＳ５０６に進んで、通常音発生部３４へ楽音制御情報が書き込まれると共に、発音開始の指示が出力される。さらに、ステップＳ５０８で第１共鳴音発生部３５へ楽音制御情報が書き込まれると共に、発音開始の指示が出力される。また、ステップＳ５０９で第２共鳴音発生部３６へ楽音制御情報が書き込まれると共に、発音開始の指示が出力される。
【０１９６】
押鍵でないと判断されれば、ステップＳ５１０に進んで、通常音発生部３４へ楽音制御情報が書き込まれると共に、発音停止の指示が出力される。さらに、ステップＳ５１２では第１共鳴音発生部３５へ楽音制御情報が書き込まれると共に、発音停止の指示が出力される。また、ステップＳ５１３では第２共鳴音発生部３６へ楽音制御情報が書き込まれると共に、発音停止の指示が出力される。
【０１９７】
最後に、ステップＳ５１４では、操作状況が変化した全ての鍵盤の処理が終了したか否かがチェックされる。操作状況が変化した全ての鍵盤の処理が終了していなければ、ステップＳ５１４は否定となり、ステップＳ５０４に戻る。操作状況が変化した全ての鍵盤の処理が終了していれば、ステップＳ５１４は肯定となり、鍵盤処理が終了し、メインフローのペダル処理へ移行する。
【０１９８】
本実施形態では、楽音制御情報つまりキー情報を受け取った通常音発生部３４により楽音が発生されていると共に、該楽音制御情報を受け取った第１および第２共鳴音発生部３５，３６のいずれかより共鳴音が発生される。
【０１９９】
この共鳴音に関しては、予め共鳴音演算装置により、演奏の予定される楽音に対応する共鳴音波形が、ペダル７の押鍵前操作および押鍵後操作用にそれぞれ作成され、波形メモリに記憶されている。該波形メモリは、その生産段階で、第１共鳴音発生部３５および第２共鳴音発生部３６に対応して電子ピアノに装備される。
【０２００】
共鳴音演算装置は、電子ピアノに装備してあってもよい。それにより、電子ピアノ上で新たな共鳴音を作ることが可能となる。
【０２０１】
第２実施形態においても、図１５で説明したように、第１共鳴音発生部３５および第２共鳴音発生部３６の出力を所定倍して、入力楽音に加算し、再度、それぞれの共鳴音発生部にフィードバックして入力する構成とすることができるし、図１６で説明したように、図１５のような構成を有すると共に、そのフィードバック経路に、第１共鳴発生部３５および第２共鳴音発生部３６のそれぞれの出力を所定時間遅らせる遅延器Ｄ１１−１及び第１共鳴音発生部３５および第２共鳴音発生部３６の出力の振幅−周波数特性を変更するフィルタＦｌｔ１１−１を備えるようにしてもよい。
【０２０２】
続いて、上述の実施形態の変形例を説明する。上述の実施形態では、ペダル７を押鍵後操作または押鍵前操作した場合の共鳴音のうち一方を、ペダル７と鍵盤８上の各鍵のオンタイミングから選択する点に特徴がある。このような選択による共鳴音の発生手法は、特に押鍵時の衝撃音が強いピアノの中高音域で有効である。
【０２０３】
アコースティックピアノの鍵盤の低音域では、押鍵時の衝撃音が中高音域と比べて小さいために、あまり目立たず、押鍵の衝撃音による共鳴音も小さい。したがって、低音域では、押鍵前操作と押鍵後操作とによって、発生させる共鳴音を異ならせなくてもよい。つまり、低音域では、押鍵後操作時の共鳴音を発生させるため共鳴回路に入力される波形データは押鍵前操作用の波形データを共用できる。これにより、波形メモリの容量を節約することができる。
【０２０４】
また、波形メモリに記憶させる共鳴音発生用の波形データをペダル７の押鍵前操作用と押鍵後操作用とで共用することもできる。例えば、図２２の第１共鳴音発生部３５と第２共鳴音発生部３６の波形メモリを共用する。つまり、この共用の波形メモリに通常の共鳴音、つまり押鍵時の衝撃音および該衝撃音による共鳴音をも含む共鳴音の波形データを記憶しておく。ペダル７が押鍵前操作されている場合は、その波形データをそのまま読み出して共鳴音を発生させる。一方、ペダル７が押鍵後操作された場合は、この波形データを途中から読み出して共鳴音を発生させる。
【０２０５】
図２６は、変形例に係る波形データの一例を示す図である。波形データは押鍵時の直接音に共鳴して立ち上がり、徐々に減衰していく。押鍵時ｔ０から時間が経過して、例えば、時点ｔ１でペダル７が操作されたときには、その時点ｔ１から、振幅が小さくなっている波形データの読み出しを開始して共鳴音を発生させる。
【０２０６】
共鳴音の波形データの先頭には、倍音成分と衝撃音成分との双方による共鳴音が含まれるが、衝撃音成分の共鳴音は倍音成分より早く減衰しているので、この減衰後の共鳴音は倍音成分のみによるものとなる。そこで、押鍵後操作の場合は、衝撃音成分が減衰したところから読み出しを開始することにより、倍音成分のみによる共鳴音を発生させることができる。
【０２０７】
したがって、図２６の時間（ｔ１−ｔ０）が予め設定した衝撃音の減衰時間以上であれば、ペダル７の操作に応答して共鳴音を発生する。また、時間（ｔ１−ｔ０）が予め設定した衝撃音の減衰時間以内であれば、ペダル７の操作から遅延した時間後に共鳴音を発生するようにする。
【０２０８】
なお、波形データの読み出し開始をすると、急に大きい振幅の波形データが読み出されて、不連続点を読み出すことになってノイズが発生する。そこで、このノイズを抑えるために、読み出した波形データに立ち上がりの緩やかなエンベロープを付与する。これによって、ノイズを抑えることができるだけでなく、共鳴音の自然な立ち上がり感をも再現することができる。
【０２０９】
これにより、波形メモリに記憶する共鳴音は通常の共鳴音の波形データのみでよくなるので、波形メモリを節約することができる。
【０２１０】
次に、上記実施形態の変形例を説明する。グランドピアノでダンパーペダルを操作した場合、通常音のレベルが低下することが知られる。共鳴によるエネルギの分散によるものと考えられる。そこで、ペダル７を操作したときに通常音のレベルを低下させてグランドピアノのダンパーペダル操作時の楽音を模擬する。
【０２１１】
図２７は、変形例に係る共鳴音発生装置の機能ブロック図であり、図１と同符号は同一または同等部分を示す。この共鳴音発生装置では、２種類のレベル制御部（第１レベル制御部２２および第２レベル制御部２２Ａ）とペダルの操作量検出部２２Ｂとを設けた。第２のレベル制御部２２Ａは、通常音発生部１５と加算器２４との間に設ける第２の乗算器２３Ａに乗算係数を供給する。
【０２１２】
レベル制御部２２はペダル７の操作量つまりペダルセンサ７ａの出力の大きさに応じて乗算器２３に乗算係数Ｐ１を供給する。乗算係数Ｐ１はペダルセンサ７ａの出力が大きい場合に大きい値とし、ペダルセンサ７ａの出力が小さい場合は小さい値とする。
【０２１３】
これに対して、第２レベル制御部２２Ａはペダル７の操作量つまりペダルセンサ７ａの出力の大きさに応じて、ペダルセンサ７ａの出力が大きい場合に小さい乗算係数Ｐ２を出力し、ペダルセンサ７ａの出力が小さい場合は大きい乗算係数Ｐ２を出力する。
【０２１４】
乗算係数Ｐ１は「０」から「１．０」の範囲で変化させるようにするが、乗算係数Ｐ２は、例えば、「０．９」から「１．０」の範囲で変化させるようにする。通常音が大きく減衰することはないからである。
【０２１５】
なお、上記各実施形態では共鳴音発生装置を適用した電子楽器の例として電子ピアノを挙げて説明しているが、本発明は電子ピアノにのみ限定されるものではなく、他の楽器でも、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、同様な構成を取ることは可能である。
【０２１６】
また、本発明の共鳴音発生装置は、楽器を演奏した時の共鳴音を楽音の発生と同時に発音できる構成の他、楽器ではなく、特定の音響効果の得られる音響効果室などで、任意の音を発生させた際又は空気振動を起こさせて、その共鳴音を得ようとする場合にも適用できる。
【符号の説明】
【０２１７】
１…ＣＰＵ、 ７…ダンパーペダル、 ７ａ…ペダルセンサ、 ８…鍵盤、 ８ａ…キーススイッチ、 １０…波形メモリ、 １１…デジタルフィルタ、 １５…通常音発生部、 １８…第２波形記憶部、 １９…第３波形記憶部、 ２０…切替部、 ２１…ペダル状態判定部、 ２２…レベル制御部、 ２４…加算器、 ５２…共鳴音発生部、 ５３…第１楽音成分信号発生部、 ５４…第２楽音成分信号発生部、 ５９…楽音波形選択部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共鳴音発生装置に関し、特に、アコースティックピアノでダンパーペダルを操作したとき等に生じる弦共鳴音を模擬する共鳴音発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アコースティックピアノでは、弦を押さえているダンパーをダンパーペダルで弦から外す操作を行い、実際に弾かれた弦だけでなく他の全ての弦を共鳴によって振動させる演奏手法がとられる。電子ピアノや電子オルガン等の電子楽器においては、このダンパーペダル操作による弦共鳴音を模擬する機能が要求される。
【０００３】
例えば、ダンパーペダルを操作しない通常のピアノ音と、ダンパーペダルを操作した場合の共鳴音を含むピアノ音とを録音してそれぞれの波形データを記憶し、ダンパーペダルの操作の有無に応じて波形を選択して楽音を発生する方法が行われている。
【０００４】
また、ダンパーペダルを操作した場合の共鳴音を含むピアノ音を録音した後、このピアノ音からピアノの倍音成分のみを除去した共鳴音成分を生成してこの波形データを記憶し、ダンパーペダルが操作された際には通常の楽音とともに共鳴音成分を発生する方法も行われている。
【０００５】
特許文献１には、基準音による共鳴音を伴う楽音から該基準音を除いた楽音の波形データを記憶する共鳴音メモリを備え、ダンパーペダルによる指示に応じて、前記共鳴音メモリから読み出された波形データの振幅を制御するようにした電子楽器が提案されている。
【０００６】
さらに、予め記憶した波形データをもとに楽音を発生するのではなく、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）を使って共鳴回路を構成し、ダンパーペダルが操作された場合にのみ、共鳴回路を通じて共鳴音を形成する信号を出力する方法も行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０９−１２７９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ダンパーペダルを使用する演奏には、ダンパーペダルを操作した後に押鍵する場合と、押鍵後にダンパーペダルを操作する場合とが考えられるが、ＤＳＰを使って共鳴回路を構成する従来技術では、押鍵後にダンパーペダルが操作された場合に十分な共鳴音が得られないという問題があった。
【０００９】
これに対して、特許文献１に開示されたような、予め記憶した波形データを使用する電子楽器では、ダンパーペダルによって指示されたタイミングに応じて波形データの振幅を制御しているので、ダンパーペダルの操作が押鍵後であった場合にダンパー操作から押鍵までの経過時間に応じて共鳴音の波形データの振幅を小さくして出力することができる。
【００１０】
しかし、ダンパーペダルの操作後に押鍵した場合は、打鍵の衝撃音による強度の大きい共鳴音が発生する一方、押鍵後にダンパーペダルを操作した場合は打鍵の衝撃音を含まない弱い振動による強度の小さい共鳴音が発生する。これら２種類の共鳴音は互いにエンベロープが異なるので、単一の共鳴音データをダンパーペダルの操作タイミングに応じた時間で読み出すようにしただけでは精度の高い共鳴音を再現することはできないという問題点があった。
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑み、ダンパーペダルを操作した後に押鍵した場合、および押鍵後にダンパーペダルを操作した場合のいずれの場合にも適した共鳴音を発生することができる共鳴音発生装置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】
【００１２】
上記問題点を解決し、目的を達成するための本発明は、発音指示に応答して第１の楽音成分信号を発生する第１楽音成分信号発生手段と、発音指示に応答して第２の楽音成分信号を発生する第２楽音成分信号発生手段と、前記第１の楽音成分信号と第２の楽音成分信号とを加算して通常音信号を生成する通常音信号混合手段と、 前記第１の楽音成分信号および第２の楽音成分信号のレベルを発音指示時のダンパー操作子の操作状態に応じてそれぞれ制御する共鳴用楽音レベル制御手段と、前記共鳴用楽音レベル制御手段でレベル制御された前記第１の楽音成分信号および第２の楽音成分信号に基づいて共鳴音信号を発生する共鳴音発生手段と、前記共鳴音信号のレベルを前記ダンパー操作子の操作量に応じて制御する共鳴音レベル制御手段と、前記通常音信号、および前記レベル制御された共鳴音信号を加算する共鳴音信号混合手段とを具備した点を特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、上記特徴を有する発明において、次の（１）〜（１７）のいずれかを有する点に特徴がある。
（１）前記第１の楽音成分信号は倍音成分からなり、前記第２の楽音成分信号は非周期成分からなること
（２）前記第１の楽音成分信号は非周期成分および倍音成分からなり、前記第２の楽音成分信号は前記第１の楽音成分から非周期成分を除いた倍音成分からなること
（３）前記共鳴音発生手段が、複数の共鳴回路群と、各共鳴回路群に対応した複数の入力系列とで構成され、前記各共鳴回路群の共鳴音出力を加算して出力する加算器とからなること
（４）前記第１楽音成分信号発生手段および第２楽音成分信号発生手段は、複数のチャンネルを有し、前記チャンネル毎に全音名数分設けられ、発音指示に含まれる楽音制御情報に基づいて楽音の振幅を調整する乗算器であって、少なくとも発生された前記第１の楽音成分信号および第２の楽音成分信号と同じ音名の乗算器には他と異なる乗算係数を乗算される乗算器とを備え、前記加算器が、前記乗算器のうち同じ音名に対応するチャンネル毎の乗算器から出力されてきた信号同士を加算するとともに、前記各加算器の出力が前記共鳴音レベル制御手段に入力されるように構成されたこと
（５）前記共鳴回路群を形成する共鳴回路が、楽音の倍音周波数を共振周波数としており、かつ倍音数分だけ複数並列に接続されていること
（６）前記共鳴回路はデジタルフィルタを有しており、そのインパルス応答が、倍音の振動波形を１自由度粘性減衰系モデルで模擬したものであり、前記デジタルフィルタで使用されるフィルタ係数が、１自由度粘性減衰系モデルの振る舞いを決めるためのモデルパラメータとして質量、減衰固有振動数、および減衰率を与えて、該モデルの運動方程式の係数となる粘性係数と剛性係数を求め、前記モデルの運動方程式をラプラス変換し、ｓ表現の伝達関数式を得ると共に、これに求めた粘性係数、剛性係数及び質量を代入し、双一次変換を行って、ｚ表現のフィルタ係数を求め、前記質量は任意の値とし、前記減衰固有振動数は模擬しようとする倍音の振動数であり、前記減衰率は倍音の減衰を指数関数で近似したときの指数として、その値を求めることによって決定されること
（７）前記共鳴回路のデジタルフィルタにそれぞれ直列に接続された乗算器を備え、該乗算器では、該デジタルフィルタで模擬しようとする倍音を含む楽音の、各倍音の振幅比を所定倍するものであること
（８）前記第１楽音成分信号発生手段および第２楽音成分信号発生手段が、記憶された楽音波形を使用して楽音発生するものであり、模擬しようとする倍音は、記憶された楽音波形より抽出された倍音であること
（９）前記第１楽音成分信号発生手段および第２楽音成分信号発生手段が、楽音合成により楽音発生するものであり、模擬しようとする倍音は、楽音合成され、出力された楽音波形より抽出された倍音であること
（１０）１つの共鳴回路の共振周波数を１つの倍音周波数に対応させる一方、倍音周波数が等しいか非常に近い倍音周波数の倍音が複数存在する場合は、該複数の倍音周波数の１つで他を代表させること
（１１）１つの共鳴回路の共振周波数を１つの倍音周波数に対応させる一方、予定の倍音周波数に対応する共鳴回路の共振周波数が、該予定の倍音周波数から所定量だけずらされていること
（１２）前記共鳴音発生手段は、その出力を所定倍して、通常音信号と加算し、該共鳴音発生手段にフィードバックして入力するフィードバック経路を有すること
（１３）前記フィードバック経路には、共鳴音発生手段の出力を遅らせる遅延回路及び／又は前記出力の振幅−周波数特性を変更するフィルタを備えたこと
（１４）前記乗算器が、前記チャンネル１チャンネルあたり共鳴回路群の各音名に対応した数だけ設けられ、これら乗算器の乗算係数は、楽音制御情報に含まれる音高情報によって決定されると共に、この中の１つの乗算器の乗算係数が他の乗算器の乗算係数より小さく、残りの乗算器の乗算係数同士は等しいこと
（１５）前記共鳴音発生手段の入力系列数は、共鳴回路群の各音名に対応した数であり、楽音分配手段の出力チャンネルの分配系列も同数であること
（１６）前記共鳴回路群は、その対応する音名の楽音の倍音に対応した共鳴回路が複数並列に接続されてなること
（１７）電子鍵盤楽器に組み込まれ、前記発音指示は、キー情報に含まれるキーオンデータであること
【発明の効果】
【００１４】
上記特徴を有する本発明によれば、押鍵前（一般には発音指示前）にダンパーペダルが操作されているとき、および押鍵後（一般には発音指示後）にダンパーペダルが操作されたときのいずれの場合にも対応して共鳴音を発生させることができる。
【００１５】
特に、押鍵前にダンパーペダルが操作されているときは、直接音には押鍵の衝撃音である非周期成分と倍音成分とを含むが、押鍵後にダンパーペダルが操作されたときは、押鍵の衝撃音による非周期成分が減衰している。共鳴音には、このような直接音の変化が影響を及ぼすが、本発明によれば、この影響を考慮した精度の高い共鳴音をダンパーペダルの操作タイミングに応じて発生させることができる。
【００１６】
また、本発明によれば、１自由度粘性減衰系モデルのパラメータを適宜設定することにより、任意の振動波形を再現して所望の共鳴音を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】参考例としての共鳴音発生装置の要部機能を示すブロック図である。
【図２】共鳴音発生装置を有する電子ピアノのハード構成部分を示すブロック図である。
【図３】共鳴音発生装置のメイン処理を示すフローチャートである。
【図４】鍵盤イベント処理を示すフローチャートである。
【図５】ペダルイベント処理を示すフローチャートである。
【図６】共鳴音発生部の要部構成を示すブロック図である。
【図７】１自由度粘性減衰系モデルを示すモデル説明図である。
【図８】ＦＦＴ分析による振幅−周波数特性を示すグラフである。
【図９】Ａ０の１倍音を示す波形図である。
【図１０】Ａ０の１倍音の近似波形を示す波形図である。
【図１１】倍音を切り出す帯域幅の例を示すグラフである。
【図１２】Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の倍音をＦＦＴ分析した振幅−周波数特性を示すグラフである。
【図１３】Ｃ２の楽音を、Ｃ２、Ｃ３、Ｇ♯２の各１倍音共鳴回路へ入力した時の共鳴音の状態を示すグラフである。
【図１４】Ｃ２の楽音を、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ♯２の各１倍音から数Ｈｚずらした共鳴周波数のそれぞれの共鳴回路へ入力した時の共鳴音の状態を示すグラフである。
【図１５】共鳴音発生部にフィードバック経路を付加した構成を示す図である。
【図１６】共鳴音発生手段にフィードバック経路、遅延回路、および振幅−周波数特性を変更するフィルタを付加した構成を示す図である。
【図１７】第２実施形態に係る共鳴音発生装置の要部機能を示すブロック図である。
【図１８】共鳴回路群Ｃに、音名Ｃ３、Ｄ♯３、Ｇ３の波形を入力した時の出力波形である共鳴音の波形を示す図である。
【図１９】共鳴回路群Ｃに、音名Ｃ３、Ｄ♯３、Ｇ３の波形を入力した際、Ｃ３波形のみ振幅を小さくした時の共鳴音を示す図である。
【図２０】共鳴音発生部に備えた音名Ａに対応する共鳴回路群の構成を示すブロック図である。
【図２１】第１実施形態における鍵盤処理を示すフローチャートである。
【図２２】第２実施形態に係る共鳴音発生装置の要部機能を示すブロック図である。
【図２３】Ｆ６の楽音を、Ｃ６に含まれる倍音の共振周波数を持った複数の共鳴回路、Ｄ♯６に含まれる倍音の共振周波数を持った複数の共鳴回路、及びＦ６に含まれる倍音の共振周波数を持った複数の共鳴回路に入力した時の出力の合計を示すグラフである。
【図２４】Ｃ６の共鳴桝路とＤ♯６の共鳴回路の出力レベルは１で、Ｆ６の共鳴回路の出力レベルを０．１とした場合の出力の合計を示すグラフである。
【図２５】第２実施形態に係る鍵盤処理を示すフローチャートである。
【図２６】変形例に係る波形データの一例を示す図である。
【図２７】変形例に係る共鳴音発生装置の機能ブロック図である。
【図２８】第１実施形態に係るリアルタイム共鳴音発生装置の機能を示すブロック図である。
【図２９】図２８に示したリアルタイム共鳴音発生装置の変形例に係る機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図２は共鳴音発生装置を含む電子ピアノのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。なお、このハードウェア構成は、後述する本発明の実施形態に共通である。同図において、ＣＰＵ１は、システムバス２を介して図中に示した各部を制御する。ＲＯＭ３はＣＰＵ１において用いられるプログラムを記憶するプログラムメモリ３ａや少なくとも音色データを含む各種データを記憶するデータメモリ３ｂを有している。ＲＡＭ４はＣＰＵ１による制御において発生する各種のデータ等を一時的に記憶する。
【００１９】
電子ピアノには、操作パネル（以下、単に「パネル」と呼ぶ）５、ＭＩＤＩインタフェース６、およびダンパーペダル（以下、単に「ペダル」と呼ぶ）７が設けられる。パネル５は、発生すべき楽音の音色を選択する音色スイッチ５ａを含む各種状態設定のためのスイッチ等によって構成され、このパネル５から設定された情報はＣＰＵ１に供給される。ペダル７は該ペダル７の操作（踏込）状態を検出して、そのペダル情報をＣＰＵ１に供給するペダルセンサ７ａを含んでいる。ペダルセンサ７ａは、可変抵抗器であり、この可変抵抗による電圧の変動などをペダル７の踏み込み量として検出する。検出されたペダル７の踏み込み量データは、ＣＰＵ１に送られる。ＣＰＵ１は踏み込み量データを受けた場合、ＲＡＭ４上に共鳴設定フラグを「１」に設定する。そして、この踏み込みが無くなれば、踏み込み量が「０」としてＣＰＵ１に送られ、ＲＡＭ４上の共鳴設定フラグは、「０」に設定される。
【００２０】
鍵盤８は８８鍵からなり、各鍵にはそれぞれタッチセンサからなるキースイッチ８ａが設けられる。キースイッチ８ａは、演奏者の鍵盤８に対する演奏操作を検出して、押鍵された鍵の音高を示すキーコードＫＣや、押鍵・離鍵に対応して楽音の発生・消音タイミングを指示するキーオンＫＯＮ・キーオフＫＯＦＦ、押鍵速度に対応するキータッチＫＴなどのキー情報を出力する。キースイッチ８ａから出力される情報はシステムバス２を介してＣＰＵ１に供給される。
【００２１】
楽音発生部９は、同時に複数の発音を行なうため時分割制御されるチャンネルを備えたトーンジェネレータであり、複数のチャンネルすべての出力信号を累算して出力する。楽音発生部９では、押鍵操作により、いずれかのチャンネルが割り当てられ、該チャンネルにおいて押鍵操作に対応する楽音が生成される。
【００２２】
波形メモリ１０には、詳細を後述する３種類の楽音情報の波形データが記憶されており、楽音発生部９は、波形メモリ１０に記憶されている波形データを読み出し、該波形データに基づいて楽音信号を生成する。前記楽音発生部９は、波形メモリ１０から鍵操作に対応して波形データを読み出すものであり、音色スイッチ５ａによって設定された音色の波形データを、キーオンに応答して読み出す。読出アドレスの歩進はキーコードＫＣに対応した速度で行なわれる。すなわち、キーコードＫＣに対応する読出レートで波形データを読み出す。
【００２３】
楽音信号は、デジタルフィルタ１１を通し、ＤＡ変換器１２でアナログ信号に変換された後、サウンドシステム１３に入力される。サウンドシステム１３は、アンプやスピーカ等から構成されており、ＤＡ変換器１２の出力信号を電子ピアノの出力として外部に発音させる。
【００２４】
共鳴音発生装置を含む電子ピアノの要部機能を説明する。電子ピアノは、ペダル７を操作中に押鍵した場合（以下、「押鍵前操作」ともいう）と、押鍵後にペダル７を操作した場合（以下、「押鍵後操作」ともいう）とで異なる共鳴音を発生できる機能を有する。アコースティックピアノの押鍵前操作では、押鍵時には弦からダンパーが離れているので、押鍵時の衝撃音を含む振動による共鳴音が発生する。これに対して、押鍵後操作では、押鍵時の衝撃音が小さくなるか衝撃音が無くなった後で弦からダンパーが離されるので、この場合の共鳴音には押鍵時の衝撃音の影響は及ばない。本実施形態では、このようなアコースティックピアノの特性に応じて共鳴音を発生させるための楽音情報を２種類設定した。つまり、押鍵による直接音（以下、「通常音」と呼ぶ）の楽音情報と２種類の共鳴音情報、つまり合計３種類の楽音情報に基づいて楽音を発生させるようにした。通常音の波形データを入力されて第１の共鳴音を発生する第１共鳴系統と、通常音から押鍵時の衝撃音である非周期成分を除いた倍音成分のみの波形データを入力されて第２の共鳴音を発生する第２共鳴系統とを設ける。各波形データは波形メモリ１０に格納される。
【００２５】
図１は、電子ピアノの要部機能の参考例を示すブロック図である。該電子ピアノは、通常音発生部１５と共鳴音発生部１６とを有する。通常音発生部１５および共鳴音発生部１６は前記楽音発生部９の機能である。通常音発生部１５には、波形メモリ１０に設けられる通常音情報供給部としての第１波形記憶部１７から通常音波形データが入力される。
【００２６】
共鳴音発生部１６には、第２波形記憶部１８および第３波形記憶部１９のうち、切替部２０で選択された方から共鳴音発生用の波形データが読み込まれる。第２波形記憶部１８に格納された波形データは、押鍵時の衝撃音の影響を受けた押鍵前操作に対応する共鳴音波形データである。他方、第３波形記憶部１９に格納された波形データは通常音から押鍵時の衝撃音である非周期成分を除いた倍音成分による共鳴音の波形データ、つまり押鍵後操作に対応する共鳴音の波形データである。
【００２７】
切替部２０は、ペダル状態判定部２１の判定結果に応じて予め設定した側に切り替えられる。ペダル状態判定部２１はキースイッチ８ａからキーオンＫＯＮが入力されたときにペダルセンサ７ａの出力を判定する。キーオンＫＯＮ入力時に、ペダルセンサ７ａの出力が、ペダル操作したと判定できる予定値（ペダルオン基準値）以上であれば押鍵前操作検出信号を出力し、キーオン情報入力時に、ペダルセンサ７ａの出力が、ペダルオン基準値未満であれば押鍵後操作検出信号を出力する。切替部２０は、押鍵前操作検出信号が入力されると第２波形記憶部１８を選択するように切り替えられ、押鍵後操作検出信号が入力されると第３波形記憶部１９を選択するように切り替えられる。
【００２８】
レベル制御部２２はペダルセンサ７ａの出力に応じた係数Ｐを乗算部２３に入力する。ペダル７が踏み込まれているとき、係数Ｐは「１」であり、ペダル７が踏み込まれていないとき、係数Ｐは「０」である。なお、係数Ｐは「１」と「０」の２値に限らず、ペダル７の踏み込み量に応じてさらに細かく段階を分けてあってもよい。
【００２９】
通常音発生部１５からの楽音信号と、係数Ｐによってレベル調整された共鳴音発生部１６からの楽音信号とを加算する加算器２４が設けられる。
【００３０】
上記構成により、押鍵されると、キー情報が通常音発生部１５と共鳴音発生部１６とに入力される。通常音発生部１５および共鳴音発生部１６には音色スイッチ５ａの操作に応じた音色情報も入力される。キー情報および音色情報に基づいて通常音波形データが通常音発生部１５に読み込まれる。切替部２０は、ペダル状態判定部２１でのキーオンＫＯＮ検出時のペダルセンサ７ａの出力の判定結果に基づいて第２波形記憶部１８および第３波形記憶部１９のいずれかに切り替えられる。切替部２０の切り替えに応じて選択された第２波形記憶部１８および第３波形記憶部１９からキー情報および音色情報に基づいて共鳴音波形データが共鳴音発生部１６に読み込まれる。
【００３１】
通常音および選択された共鳴音の波形データに基づいて通常音発生部１５および共鳴音発生部１６は楽音信号を作成し出力する。通常楽音信号は加算器２４に入力され、共鳴楽音信号は乗算部２３でペダルの踏み込み（または踏み込み量）に応じてレベル制御された後、加算器２４に入力される。加算器２４で合成された通常楽音信号および共鳴楽音信号に基づいてサウンドシステム１３で楽音が発生される。
【００３２】
なお、図１の参考例では、ペダル状態判定部２１は、キーオン時にペダルセンサ７ａの出力がペダルオン基準値未満のときに押鍵後操作と判定して、第３波形記憶部１９から波形データを共鳴音発生部１６に読み込むようにした。この場合、通常音が消滅するまでペダルが踏まれなかったときは、レベル制御により、共鳴音は加算器２４に入力されないので、結局、共鳴音は発生しない。しかし、ペダル状態判定部２１での判定手法を、キーオンＫＯＮが持続している間ペダルセンサ７ａの出力を監視し、ペダルセンサ７ａの出力がペダルオン基準値以上となった時点で押鍵後操作検出信号を出力する構成としてもよい。
【００３３】
図３は、電子ピアノの全体処理を示すフローチャートである。ステップＳ１では、ＣＰＵ１、ＲＡＭ４、音源ＬＳＩ（ＤＳＰ）等を初期化する。ステップＳ２では、パネル５のスイッチ等の状態を読み込んで対応の処理を行うパネルイベント処理を行う。ステップＳ３では、キースイッチ８ａの出力に基づいて通常音の楽音信号を発生する鍵盤イベントを実行する。鍵盤イベントにはキータッチＫＴに応じたエンベロープの設定も含まれる。
【００３４】
ステップＳ４では、ペダルセンサ７ａの出力に対応したペダルイベント処理が行われる。なお、ペダルイベント処理には、ペダル（ダンパーペダル）以外のペダルの処理を含むことができる。ステップＳ５では、その他の処理が行われる。
【００３５】
図４は、鍵盤イベント処理（ステップＳ３）の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ３０ではキーオンＫＯＮの有無により鍵盤８のオンイベントの有無つまり押鍵の有無を判断する。オンイベントならばステップＳ３１に進み、キー情報に応じて第１波形記憶部１７から通常音波形データを読み出す。ステップＳ３２では、読み出した通常音波形データを通常音発生部１５に入力する。つまり音源ＬＳＩに通常音波形データをロードして通常音発音処理を行う。
【００３６】
ステップＳ３３では、ペダル７がオン操作されているか、つまりペダルセンサ７ａの出力がペダルオン基準値以上か否かを判断する。ペダル７が操作されていれば押鍵前操作と判断し、ステップＳ３４に進んで第２波形データ記憶部１８から波形データを読み出す。ペダル７がオン操作されていなければ押鍵後操作と判断し、ステップＳ３５に進んで第３波形データ記憶部１９から波形データを読み出す。ステップＳ３６では、読み出した第２または第３波形データを共鳴音発生部１６に入力する。共鳴回路に波形データを入力して共鳴音発音処理を行う。
【００３７】
一方、ステップＳ３０でオンイベントと判断されなかった場合は、ステップＳ３７に進み、キーオフＫＯＦＦの有無により鍵盤８のオフイベントの有無つまり離鍵の有無を判断する。オフイベントならばステップＳ３８に進み、ペダル７が操作されているか、つまりペダルセンサ７ａの出力がペダルオン基準値以上か否かを判断する。ペダル７がオン操作されていれば、発音中の音を維持する（消音処理を行わない）。ペダル７がオン操作されていなければ、ステップＳ３９に進んで音源ＬＳＩにリリーススピードをロードして消音処理を行う。つまりリリーススピードに従って、徐々に楽音信号のレベルを低下させていく。
【００３８】
図５は、ペダルイベント処理（ステップＳ４）の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ４０では、ペダル７がオン操作されたか否か、つまりペダルセンサ７ａの出力がゼロから変化したか否かを判断する。ペダル７が操作されたのであればステップＳ４１に進み、ペダルセンサ７ａの出力値に応じた前記係数Ｐに従って共鳴音系列のゲートレベルを増加させる。つまり乗算部２３に係数Ｐを入力して共鳴音のレベルを設定する。
【００３９】
ペダル７がオン操作されたのでなければ、ステップＳ４２に進んでペダル７がオフ操作されたか否か、つまりペダルセンサ７ａの出力がゼロに下がったか否かを判断する。ペダル７がオフ操作されたのであれば、ステップＳ４３で共鳴音系列のゲートレベルを増加させる。つまり乗算部２３に係数Ｐ（＝０）を入力して共鳴音のレベルをゼロまで低下させる。
【００４０】
ペダル７のオフ操作でなければ、ステップＳ４２からステップＳ４４に移行し、ペダル７以外のペダルが操作されたか否かが判断される。ステップＳ４４が肯定であれば、ステップＳ４５で、操作されたペダルの種類に応じた処理を行う。
【００４１】
第２波形記憶部１８および第３波形記憶部１９に記憶される共鳴音波形データは、予め共鳴音演算装置で生成したものである。図６は、共鳴音演算装置の要部構成を示すブロック図である。この回路に通常音を入力することにより、共鳴音波形データを得る。共鳴音演算装置は、音名毎に、各音名の楽音を構成するｎ個の倍音の周波数に相当する共振周波数を発生するｎ個のフィルタ回路を備える。図６は音名Ａ０およびＢ０に対応する部分を示す。共鳴回路１６１は、Ａ０の基音に相当する共振周波数を発生するフィルタＦＡ０−１と、ｎ個の倍音に相当する共振周波数を発生するフィルタＦＡ０−２〜ＦＡ０−ｎとを有する。同様に共鳴回路１６２は、Ｂ０の基音に相当する共振周波数を発生するフィルタＦＢ０−１と、ｎ個の倍音に相当する共振周波数を発生するフィルタＦＢ０−２〜ＦＢ０−ｎとを有する。このような共鳴回路は、全ての音名（つまり鍵盤８の全ての鍵）に対応して設けられる。加算器１６３，１６４は共鳴回路１６１および共鳴回路１６２の出力をそれぞれ合成する。また、加算器１６５は、共鳴回路１６１，１６２を含む、全ての音名に対応して設けられる図示しない共鳴回路の出力を合成する。
【００４２】
共鳴音演算装置では、入力された波形データの倍音の周波数に対応した共振周波数を持つ共鳴回路からは、振幅が大きい共鳴音が発生し、信号の倍音の周波数とは異なる共振周波数を持つ共鳴回路からは、振幅が小さい共鳴音が発生される。即ち倍音の周波数と共振周波数が近ければ近いほど、その共鳴回路の出力の振幅は大きくなり、離れていれば離れているほど、その共鳴回路の出力の振幅は小さくなる。例えばＣ３とＧ３の強打に応じた波形を加算したものが入力されると、Ｃ３とＧ３の強打波形の倍音周波数に近い共振周波数の共鳴回路からは、振幅が大きい共鳴音が発生し、Ｃ３とＧ３の強打波形の倍音周波数から離れた共振周波数の共鳴回路からは、小さな振幅の共鳴音が発生する。そして加算器２４により、各共鳴回路で発生した共鳴音の全てを加算する。
【００４３】
なお、必ずしも鍵盤８の全ての鍵に対応した共鳴回路を設ける必要はない。アコースティックピアノにおいては、ダンパーペダルによって制動を受ける音名が、Ａ０〜Ｆ６までの６９鍵である。したがって、少なくともこの６９鍵に対応した共鳴回路を設ければよい。また、ピアノ以外の他の楽器の楽音を模擬する場合はＡ０〜Ｆ６の範囲に限らない。
【００４４】
図６の構成において、例えば、Ａ０の通常音の波形データが入力されると、共鳴回路１６１の各フィルタが入力された波形データに応答して基音および各倍音の共鳴楽音情報を出力する。但し、Ａ０の通常音の波形データに対して共鳴回路１６１のみが応答するのではなく、Ａ０の基音および各倍音周波数と同じ共振周波数か、これらから少しずれた共振周波数を有する、他の音名用のフィルタも応答して共鳴楽音情報を出力する。例えば、Ａ４の基音（４４０Ｈｚ）に近似するＡ３の第２倍音（４４１Ｈｚ）のフィルタ特性を持つフィルタからも共鳴楽音情報が出力される。応答した全てのフィルタから出力された共鳴楽音情報は加算器１６５で合成されて前記乗算部２３（図１参照）に入力される。
【００４５】
通常音から押鍵時の衝撃音である非周期成分を除いた倍音成分のみの波形データが入力されたときも共鳴回路は同様に動作して、共鳴音楽音信号を発生する。
【００４６】
次に、共鳴回路の各フィルタの設計について述べる。前記各フィルタとして、ＩＩＲフィルタを用いるのが好適であり、各倍音周波数に相当する入力周波数に応答して急峻に出力が立ち上がる特性に設計される。つまり、フィルタのインパルス応答は、倍音の振動波形を模擬するものであって、１自由度粘性減衰系モデルで再現できるものとする。１自由度粘性減衰系モデルのため、質量、減衰固有振動数、および減衰率をモデルパラメータとし、これに基づいて１自由度粘性減衰系モデルの運動方程式の係数となる粘性係数と剛性係数とを求める。さらに前記運動方程式をラプラス変換し、ｓ表現の伝達関数式を得る。そして、この伝達関数式に粘性係数、剛性係数および質量を代入し、双一次変換を行ってｚ表現のフィルタ係数を求める。
【００４７】
前記質量は任意の値とし、前記減衰固有振動数は模擬しようとする倍音の振動数であり、前記減衰率は倍音の減衰を指数関数で近似したときの指数としてフィルタ係数を求める。
【００４８】
１つのフィルタは、倍音の時間変動を模擬するように設計されるが、共振周波数や振幅の時間変動を十分に模擬すると回路規模が大きくなりすぎるので、概略模擬できるものとする。
【００４９】
図７は、１自由度粘性減衰系モデルを示す模式図である。１自由度粘性減衰系モデルは、ばね（剛性係数）Ｋ、質量Ｍ、およびダッシュポット（粘性係数）Ｃで表現される。なお、粘性はダンパーとも呼ばれるが、ここでは、ダンパーペダルとの混同をさけるためにダッシュポットという用語を用いる。質Ｍ量の変位をｘ、質量Ｍにかかる力をｆ（ｔ）としたときのこのモデルの運動方程式は、数式１のようになる。
【００５０】
【数１】
【００５１】
さらに前記数式１をラプラス変換し、その伝達関数を求めると数式２で示すようになる。数式２の伝達関数式は分子が定数項のみであり、分母がｓの２次の多項式となっている。したがって、２次のローパスフィルタとして実現できる。
【００５２】
【数２】
【００５３】
１自由度粘性減衰系モデルの振る舞いを表すための係数、およびそれらの関係式は一般に知られており、不減衰固有角振動数ω、臨界減衰計数ｃｃ、減衰比ζ、減衰係数σ、減衰角振動数ωｄとしたとき、数式３〜数式７で示すようになる。
【００５４】
【数３】
【００５５】
【数４】
【００５６】
【数５】
【００５７】
【数６】
【００５８】
【数７】
【００５９】
減衰角振動数ωｄは、模擬しようとする倍音周波数に２πを乗じたものとし、減衰率σは、模擬しようとする倍音の得ぬ異を指数関数で近似した時の指数とする。また、質量Ｍは任意の値とし、ここでは「１」とする。このように、減衰固有角振動数ωｄ、減衰率σ、質量Ｍを既知とすれば、伝達係数Ｇ（ｓ）の分母の多項式の係数である、粘性係数Ｃおよび構成係数Ｋは、数式６を変形したものと数式４とを数式５に代入した数式８で求められる。
【００６０】
【数８】
【００６１】
したがって、粘性係数Ｃは数式９で示すようになる。
【００６２】
【数９】
【００６３】
また、減衰固有角振動数ωｄは共鳴回路部分の共振周波数に２πを乗じた値である（すなわち、減衰固有角振動数（ｒａｄ）＝共振周波数（Ｈｚ））。数式７に数式４を代入すると数式１０が得られる。
【００６４】
【数１０】
【００６５】
数式１０をΩについて解くと、数式１１が得られる。
【００６６】
【数１１】
【００６７】
さらに数式３に数式１１を代入すると、数式１２によって剛性係数が求められる。
【００６８】
【数１２】
【００６９】
以上により、ｓ表現の伝達係数の全ての係数が求まった。
【００７０】
さらにこれをデジタルフィルタで実現するためには、双一次変換によりｚ表現の伝達関数式を得る。双一次変換とはｓを数式１３のように置き換えることである。数式１３において、Ｔはサンプリング時間であり、ｚは単位遅延を表す。
【００７１】
【数１３】
【００７２】
数式１３を数式２に代入して数式１４を得る。
【００７３】
【数１４】
【００７４】
ここで、質量Ｍ、粘性係数Ｃ、剛性係数Ｋについて整理すると、数式１５〜数式１７のようになる。
【００７５】
【数１５】
【００７６】
【数１６】
【００７７】
【数１７】
【００７８】
ここで、伝達関数式を示す数式２を数式１８のように表現する。
【００７９】
【数１８】
【００８０】
分母多項式の係数は、数式１５〜数式１７より、数式１９のように求められる。
【００８１】
【数１９】
【００８２】
上述のように、減衰固有角振動数ωｄ、減衰率σ、質量Ｍを既知として、共鳴回路のフィルタは実現できる。
【００８３】
続いて、減衰固有角振動数ωｄと減衰率σの求め方を説明する。減衰固有角振動数ωｄは、模擬しようとする倍音周波数に２πを乗じたものとするが、この倍音周波数はＦＦＴ分析で特定するか、楽音からバンドパスフィルタを使って抽出する方法など、周知の手法で得ることができる。
【００８４】
図８は、Ａ０の楽音のＦＦＴ分析による振幅−周波数特性を示す模式図である。図中ｆ１がＡ０の１倍音（基音）の周波数、ｆ２が２倍音の周波数、ｆＮ１が最高次倍音の周波数である。図６におけるフィルタＦＡ０−１の減衰固有角振動数ωｄはｆ１×２πである。同様に、フィルタＦＡ０−２の固有角振動数ωｄはｆ２×２π、フィルタＦＡ０−ｎの固有角振動数ωｄはｆＮ１×２πとなる。
【００８５】
減衰率σは、倍音の波形と数式２０による最小二乗誤差が最も小さくなる減衰率σを用いている。Ａ０の楽音では、１倍音の波形（図９参照）と数式２０によって図９の波形に近似した波形（図１０参照）との差が最も小さくなるように減衰率σを設定する。
【００８６】
【数２０】
【００８７】
数式２０において、ｘ（ｔ）は正弦波の瞬時値であり、Ａは振幅である。振幅Ａは近似しようとする倍音の最大振幅とする。
【００８８】
上記方法以外にも、倍音のエンベロープを抽出し、それを対数関数で近似する等の方法を用いても良い。図９に、Ａ０の１倍音の実際の波形を示し、図１０に数式２０によって近似したＡ０の１倍音の波形を示す。
【００８９】
なお、最小二乗誤差を求める方法、ＦＦＴによる分析方法等は周知であるので、説明は省略する。
【００９０】
共鳴回路１６１，１６２に設けた各フィルタには、乗算器を直列接続して音色を設定することができる。この場合の乗算係数は、楽音波形のＦＦＴ分析の結果に基づいて求めることができる。一例として図８に示した振幅−周波数特性を有するＡ０の楽音波形について説明する。
【００９１】
図８において、１倍音は、周波数がｆ１Ｈｚで振幅レベルが０ｄＢであり、２倍音は、周波数がｆ２Ｈｚで振幅レベルが−２０ｄＢである。Ｎ１倍音（最高次倍音）は、周波数がｆＮ１Ｈｚであり振幅レベルは−４０ｄＢである。
【００９２】
したがって、振幅比は１倍音を１（基準）とすると、２倍音は１０(-20/20)＝０．１となり、Ｎ１倍音は１０(-40/20)＝０．０１となる。したがって、図６のフィルタＦＡ０−１に接続される乗算器の乗算係数は「１」、フィルタＦＡ０−２に接続される乗算器の乗算係数は「０．１」、フィルタＦＡ０−ｎに接続される乗算器の乗算係数は「０．０１」となる。
【００９３】
次に、模擬しようとする倍音について述べる。電子ピアノでは、アコースティックピアノの楽音波形を収音し、その収音された波形を波形メモリ１０に記憶する。したがって、共鳴回路の共振周波数を特定したり、減衰率を決定したりする場合は、収音した波形に基づいて、模擬しようとする倍音を抽出して利用する。
【００９４】
例えば、Ａ０の１倍音を模擬しようとする場合、Ａ０楽音波形から、ｆ１倍音を中心とし、ｆ１未満の帯域幅を持つバンドパスフィルタで切り出して、ゼロクロス分析による共振周波数の特定を行ったり、減衰の近似を行ったりする。
【００９５】
図１１は、バンドパスフィルタの帯域幅を示す図である。図中矢印で示す範囲がバンドパスフィルタの通過域である。
【００９６】
楽音発生部９を、波形読み出しでなく、楽音合成方式とすることができる。この場合、キー情報を楽音制御情報として楽音発生部９から発生した楽音を収音して、これについてＦＦＴ分析あるいはゼロクロス分析による共振周波数の特定を行ったり、減衰の近似を行ったりする。すなわち、模擬しようとする倍音は、所定の楽音制御情報で楽音合成されて出力された楽音波形から抽出された倍音である。
【００９７】
実際のピアノ音から各倍音を抽出して共振周波数および減衰率を決定する本実施形態では、従来の遅延ループによる共鳴音を発生させる場合に比べ、次のような利点がある。
【００９８】
実際のピアノの倍音は厳密には基音の整数倍の周波数を有しておらず、多少のずれを有している。また、倍音の次数が高くなると、基音の整数倍からより高い方に周波数がずれることが知られている。また、あるべきところに倍音が存在しない場合がある。その逆に倍音が立たない場所に倍音が存在する場合がある。このように、ピアノは１台１台個性を有している。
【００９９】
従来の遅延ループによる共鳴回路は、遅延時間の逆数の整数倍の周波数に正確に共鳴するため、上記ピアノの個性に対応できない。一方、本実施形態では、実際のピアノの倍音を１本１本抽出して共鳴回路を設計するので、実際のピアノ倍音を正しく再現することができる。
【０１００】
上記共鳴回路では、入力された楽音に対し、それを基音としてその倍音構成となるフィルタ回路を倍音構成分だけ用意する。しかし、１つのフィルタの共振周波数は１つの倍音周波数に相当するが、倍音周波数が等しいか非常に近い倍音周波数の倍音が複数存在する場合は、１つの倍音周波数でこれら複数の倍音周波数を代表させることができる。
【０１０１】
例えば、ある音名の楽音基音周波数がｆ１Ｈｚであるとすると、２倍音は（ｆ１×２）Ｈｚ、３倍音は（ｆ１×３）Ｈｚ、４倍音は（ｆ１×４）Ｈｚとなる。そして、この１オクターブ上の楽音の基音周波数は、（ｆ１×２）Ｈｚ、２倍音は（ｆ１×４）Ｈｚとなる。さらに２オクターブ上の楽音の基本周波数は（ｆ１×４）Ｈｚとなる。したがって、ある音名の楽音の２倍音と１オクターブ上の基音周波数はほぼ重なる。同様に、ある音名の楽音の４倍音と１オクターブ上の２倍音と２オクターブ上の基音周波数が重なる。また、オクターブの関係にない場合でも、異なる音名の異なる次数の倍音周波数が非常に近い場合がある。
【０１０２】
このように、周波数がほぼ等しい倍音については、個々の周波数毎にフィルタを持たずに、１つの倍音の周波数、またはそれらの平均の周波数の共振周波数とするフィルタを１つ持てばよい。これにより共鳴回路の規模を縮小することができる。
【０１０３】
図１２は複数の音名の楽音について、その倍音をＦＦＴ分析した結果を示す図である。図１２において、上段はＣ２の倍音、中段はＣ３の倍音、下段はＣ４の倍音である。図中四角形の枠で囲んだ倍音の部分は、それぞれ、１つのフィルタで作ることができる。
【０１０４】
フィルタに入力する楽音に含まれる倍音の周波数と入力されるフィルタの共振周波数とが極めて近い場合、フィルタに入力する楽音に含まれる倍音の周波数と入力されるフィルタの共振周波数とが異なる場合に比べ、前者のフィルタから出力される共鳴音が大きくなる。つまり楽音の倍音周波数とフィルタの共振周波数が近いとフィルタ出力の振幅が大きくなりすぎる。その場合、本来得たい共鳴音らしい響きではなく、その共振周波数を持った安定した楽音のような聞こえとなってしまう。次に例を挙げる。
【０１０５】
図１３は、Ｃ２の１倍音フィルタ、Ｃ３の１倍音フィルタ、Ｇ♯２の１倍音フィルタへ、Ｃ２の楽音をそれぞれ入力した時に各フィルタから出力される共鳴音の楽音信号を上から順に示している。この図に示したように、Ｃ２の１倍音フィルタとＣ３の１倍音フィルタから出力される共鳴音の楽音信号が大きい。これは、Ｃ２の楽音が、Ｃ２の１倍音とＣ３の１倍音の周波数に極めて近い周波数の倍音を持つためである。この場合、共鳴音はＣ２の楽音が鳴っているような聞こえとなってしまう。
【０１０６】
このような不自然さをなくすため、特定の倍音周波数に対応するフィルタの共振周波数を所定量ずらした構成とする。図１３に示す共鳴音の振幅をほぼ同じ大きさに揃えるためには、フィルタの共振周波数を倍音周波数から少しずらせばよい。
【０１０７】
フィルタの共振周波数を倍音周波数から少しずらした結果を図１４に示す。図１４は、Ｃ２の１倍音から数Ｈｚずらした共振周波数のフィルタ、Ｃ３の１倍音から数Ｈｚずらした共振周波数のフィルタ、およびＧ♯２の１倍音から数Ｈｚずらした共振周波数のフィルタへ、Ｃ２の楽音をそれぞれ入力したときの共鳴音を上から順に示した図である。この図から明らかなように、フィルタの共振周波数を少しずらすことによって、共鳴音の振幅をほぼ同じ大きさに揃えることができる。
【０１０８】
ピアノは、弦振動が響板等に伝わり、それが放音される。同時にその振動は、駒を通して他の弦にも伝わる。さらに他の弦に伝わった振動は、再び駒を通って元の弦に伝わる。このフィードバック回路を電子ピアノで再現するために共鳴回路にフィードバック経路を設ける。図１５は、フィードバック経路を有する共鳴回路の一例を示す図である。なお、この例では、各フィルタの後段に乗算器を有する場合を示す。共鳴回路１６Ｎの各フィルタの出力は、乗算器Ｍ１１−１〜Ｍ１１−ｎでレベル制御され、さらに、加算器ＡＤ１１−２により、元の入力楽音と加算され、再度この共鳴回路１６Ｎにフィードバックされる。
【０１０９】
また、共鳴回路へフィードバックする上記構成を持つと共に、そのフィードバック経路に共鳴回路の出力を所定時間遅延させる回路および／または共鳴回路の出力の振幅−周波数特性を変更する第２のフィルタを備えるようにしてもよい。
【０１１０】
例えば、図１６に示すように、共鳴回路１６Ｎに対するフィードバック経路に、共鳴回路１６Ｎの出力を所定時間遅らせる遅延器Ｄ１１−１及び共鳴回路１６Ｎの出力の振幅−周波数特性を変更する第２のフィルタＦｌｔ１１−１を備える。この場合、遅延回路は振動の伝播遅延を模擬し、第２のフィルタＦｌｔ１１−１は駒の伝達特性を模擬する。
【０１１１】
本発明の実施形態を説明する。図２８は、本発明の第１実施形態に係る共鳴音リアルタイム生成方式を採用した共鳴音発生装置の要部機能を示すブロック図であり、図１と同符号は同一または同等部分である。同図において、通常音発生部１５と共鳴用楽音発生部５１および共鳴音発生部５２とが設けられる。共鳴音発生部５２の出力側には共鳴用楽音レベル制御手段としての乗算器２３が設けられ、乗算器２３および通常音発生部１５の出力側には加算器２４が設けられる。
【０１１２】
第１の楽音成分信号として倍音成分が予め記憶された第１楽音成分信号発生部５３と、第２の楽音成分信号として非周期成分が予め記憶された第２楽音成分信号発生部５４とが設けられる。第１楽音成分信号発生部５３および第２楽音成分信号発生部５４の出力側にはそれぞれキータッチＫＴに応じて入力信号のレベルを制御する乗算器５５，５６が設けられる。乗算器５５，５６の出力側には加算器５７が設けられ、加算器５７の出力側は通常音発生部１５に接続される。
【０１１３】
また、乗算器５５，５６の出力側は楽音波形選択部５９を介して共鳴用楽音発生部５１に接続される。
【０１１４】
図２８の構成において、キーセンサ８ａから発音指示としてのキー情報が入力されると、第１楽音成分信号発生部５３から読み出されて乗算器５５でレベル制御された第１の楽音成分信号と、第２楽音成分信号発生部５４から読み出されて乗算器５６でレベル制御された第２の楽音成分信号とが加算器５７で加算合成され、通常音発生部１５に入力される。通常音発生部１５は入力された楽音成分信号に基づいて通常楽音信号を発生する。
【０１１５】
一方、第１楽音成分信号発生部５３から読み出されて乗算器５５でレベル制御された第１の楽音成分信号、および第２楽音成分信号発生部５４から読み出されて乗算器５６でレベル制御された第２の楽音成分信号が、楽音波形選択部５９の切り替えに応じて共鳴用楽音発生部５１に入力される。ペダル状態判定部２１でペダル７の押鍵前操作と判断されたときは、第１の楽音成分信号および第２楽音成分信号の双方が共鳴用楽音発生部５１に読み出され、押鍵後操作と判断されたときは、第１楽音成分信号のみが選択されて共鳴用楽音発生部５１に読み出される。共鳴用楽音発生部５１は、入力された楽音成分信号に基づいて共鳴用楽音信号を発生する。共鳴用楽音信号は共鳴音発生部５２に供給され、共鳴音発生部５２は入力された共鳴楽音信号に従って、共鳴音信号を発生する。共鳴楽音信号は乗算器２３でペダル７の踏み込み量に応じてレベル制御された後、加算器２４に入力され、通常楽音信号と合成して出力される。なお、通常音発生部１５と共鳴用楽音発生部５１とは周知の楽音発生手段からなり、共鳴音発生部５２は上述の共鳴音発生回路で構成される。
【０１１６】
図２８の構成は次のように変形することができる。図２９は、共鳴音信号をリアルタイムで作成する変形例に係る電子ピアノの要部機能を示すブロック図であり、図１、図２８と同符号は同一または同等部分を示す。同図において、楽音信号発生部６０は、第１楽音成分信号発生部５３と第２楽音成分信号発生部５４を備え、第１楽音成分信号に基づいて倍音成分のみの第１楽音信号を生成すると共に、第２楽音成分信号に基づいて非周期成分のみの第２楽音信号を生成する。これらの楽音信号は単一のトーンジェネレータからなる通常楽音信号発生部６３によって発生される。第１および第２楽音成分信号は、乗算器６４，６５で互いの振幅比率を変化させた後、加算器６６で合成されて通常音信号となり、加算器２４に入力される。
【０１１７】
一方、第１および第２楽音成分信号は、共鳴音信号発生のため、乗算器６７，６８にそれぞれ入力される。乗算器６７，６８は楽音波形選択部５９の選択によって第１楽音成分信号および第２楽音成分信号の振幅比を制御する。楽音波形選択部５９がペダル状態判定部２１から押鍵前操作の判定結果を入力されたときは、第１および第２楽音成分信号の双方を所定の振幅に制御して加算器６９に入力する。また、押鍵後操作の判定がなされた場合は、乗算器６８に付与する乗算係数をゼロにして、倍音成分から生成された第１楽音成分信号のみを加算器６９に入力する。
【０１１８】
加算器６９で加算された第１楽音成分信号および第２楽音成分信号もしくは第１楽音成分信号は、共鳴音発生部５２に入力される。共鳴音発生部５２は共鳴音信号を生成し乗算器２３に入力する。乗算器２３はペダル踏み込み量に応じて共鳴音信号をレベル制御し、加算器２４に入力する。加算器２４では、通常音信号と共鳴音信号とが加算され、合成楽音信号として出力される。
【０１１９】
この実施形態では、楽音成分信号は同音名の共鳴回路群へは小さな振幅で、異音名の共鳴回路へは大きな振幅で入力することで、同音名の共鳴回路群の出力が、他の共鳴回路群の出力と比べて著しく大きくなることを防いでおり、バランスの良い共鳴音を得ることができる。
【０１２０】
図１７は、前記楽音信号発生部６０と共鳴音発生部５２の詳細なブロック図である。共鳴音発生装置２５は、楽音発生部２６と共鳴音発生部５２とを有する。楽音発生部２６の、第１楽音生成部２８と第２楽音生成部２９は、前記第１楽音成分信号発生部５３および第２楽音成分信号発生部５４（図２９）に相当し、それらの出力側は、楽音生成チャンネルＣＨ１〜ＣＨＮを備えている。切替部３０は、前記楽音波形選択部５９（図２９）に相当する。
【０１２１】
共鳴音発生部５２の共鳴回路群の各共鳴回路は図６に関して説明した共鳴音波形生成回路と同等のデジタルフィルタを有している。
【０１２２】
各楽音生成チャンネルは２つに分岐されており、第１楽音生成部２８から出力された楽音成分信号は、その一方が、加算器ＡＤ_３_１４で加算され、前記加算器２４に相当する共鳴音合成部に入力され、共鳴音発生部５２の加算器ＡＤ_３_１３を経由して出力される共鳴音信号と混合される。
【０１２３】
他方、各楽音生成チャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの１つ１つは、それぞれ音名に対応した数の乗算器（本実施例では電子ピアノであるからＣ（ド）、Ｃ＃（ド＃）、Ｄ（レ）、Ｄ＃（レ＃）、Ｅ（ミ）、Ｆ（ファ）、Ｆ＃（フア＃）、Ｃ（ソ）、Ｇ＃（ソ＃）、Ａ（ラ）、Ａ＃（ラ＃）、Ｂ（シ）の１２個分）と接続され、更に各チャンネルで同じ音名のものは（同様に夫々の音名に対応する）加算器（本実施例では音名Ｃ〜Ｂに対応する１２個）の１つに集合して接続されている。この各加算器の出力が、各音名に対応して設けられた共鳴音発生部５２の各共鳴回路群（本実施例ではＣ〜Ｂの１２個）に送られる。
【０１２４】
このような構成を採用したのは以下のような理由による。共鳴回路の共振周波数とそれに入力される楽音の周波数が近ければ、近いほどその出力波形（共鳴音）の振幅が大きくなる。このため、入力楽音の周波数と共振周波数が離れた共鳴回路の出力波形と、入力楽音の周波数と共振周波数が極めて近い共鳴回路の出力波形の音量バランスがとれなくなる。そうすると、本来得たい共鳴音らしい響きではなく、その共振周波数を持った安定した楽音のような聞こえとなってしまう。
【０１２５】
例えば、図１８は、図１７の共鳴回路群Ｃに、音程Ｃ３、Ｄ＃３、Ｇ３の波形を入力した時の出力波形（共鳴音）である。共鳴回路群Ｃの共鳴音はＣ３が著しく大きい。このままでは、Ｃ３、Ｇ３の響きが大きすぎて、ピアノのペダル７の操作時のような響きは得られない。
【０１２６】
そこで、楽音を、その周波数と共振周波数が極めて近い周波数の共鳴回路へ入力する時は、楽音の振幅を他の共鳴回路へ入力するときと比べて、小さくする必要がある。
【０１２７】
図１８の出力波形の例によれば、共鳴回路群Ｃへ入力する時は、Ｃ３の波形のみ振幅を小さくすると、その共鳴音は図１９に示すように、どの音程の共鳴音もほぼ同じような振幅になる。これによって、ペダル７の操作時の響きを得ることができる。
【０１２８】
すなわち、楽音発生部２６の各チャンネルの乗算器以下の構成は、元々後段の共鳴音発生部５２側のために引き出されたものであり、共鳴回路群で共鳴音を作り出す際に、入力楽音の周波数と共振周波数が極めて近い共鳴回路の出力波形の音量バランスがとれなくなるような元となる楽音の振幅を、各楽音生成チャンネルＣＨ１〜ＣＨＮのそれぞれの音名に対応したＣ〜Ｂの１２個の乗算器のうち、入力楽音の周波数と共振周波数が極めて近い楽音が入力される乗算器を使用して、他の共鳴回路へ入力する時と比べて小さくするものである。
【０１２９】
楽音発生部２６の楽音生成チャンネルＣＨ１〜ＣＨＮは、発音する楽音数分使用される。例えば、楽音Ｃ１だけ発音する場合は、チャンネルＣＨ１からのみ楽音Ｃ１が出力される。楽音Ｃ１とＥ１とＧ１を発生する場合は、Ｃ１をチャンネルＣＨ１から、Ｅ２をチャンネルＣＨ２から、Ｇ１をチャンネルＣＨ３から出力させる。
【０１３０】
乗算器Ｍ３_１_Ｃ〜Ｍ３_１_Ｂは、本実施例では、音名に対応した１２個が一組となり、楽音生成チャンネル毎に１組ずつ装備されている。したがって、乗算器の総数は、Ｎ（楽音生成チャンネル数）×１２（全音名数）となる。
【０１３１】
１つのチャンネル出力は、音名に対応したＭ３_ｘ_Ｃ、Ｍ３_ｘ_Ｃ♯、……、Ｍ３_ｘ_Ｂ（ｘは楽音生成チャンネルの番号、末尾のアルファベットは共鳴回路に対応する音名を示す）の１２個の乗算器に入力される。各乗算器により、共鳴回路Ｃ〜Ｂへの楽音の振幅が制御される。この乗算器による振幅制御については後述する。
【０１３２】
例えば、楽音生成チャンネルＣＨ１から発音があった場合、Ｍ３_１_Ｃ〜Ｍ３_１_Ｂの１２個の乗算器全てに楽音生成チャンネルＣＨ１からの楽音が入力される。
【０１３３】
また、加算器ＡＤ_３_Ｃ、ＡＤ_３_Ｃ♯、ＡＤ_３_Ｄ、……、ＡＤ_３_Ｂは、音名に対応して、１２個備えられている。音名に対応した前記乗算器は、同様に音名に対応した加算器にそれぞれ接続される。これは同様に音名に対応して設けられた共鳴回路に、同じ音名に対応した複数の乗算器の出力を加算し、対応する共鳴回路群へ出力するからである。すなわち、振幅制御された（乗算器を通った）各楽音生成チャンネルの出力を、共鳴回路毎に加算するものである。例えば乗算器、Ｍ３_１_Ｃ、Ｍ３_２_Ｃ、……Ｍ３_Ｎ_Ｃは、同じ音名（Ｃ）の加算器ＡＤ_３_Ｃへ接続され、乗算器Ｍ３_１_Ｃ♯、Ｍ３_２_Ｃ＃、……、Ｍ３_Ｎ_Ｃ#は、同じ音名（Ｃ＃）の加算器ＡＤ_３_Ｃ＃へ接続される。
【０１３４】
さらに共鳴回路群は、それぞれ音名（本実施例ではＣ（ド）、Ｃ＃（ド＃）、Ｄ（レ）、Ｄ＃（レ＃）、Ｅ（ミ）、Ｆ（フア）、Ｆ＃（フア＃）、Ｇ（ソ〉、Ｃ＃（ソ＃）、Ａ（ラ）、Ａ＃（ラ＃）、Ｂ（シ）の１２個分）に対応して設けられている（Ｃ、Ｃ＃、……、Ｂ）。
【０１３５】
そして、１つの共鳴回路群は、その音名の全倍音に対応した共鳴回路で構成される。例えば、共鳴回路群Ｃは、楽音Ｃ１の全倍音、Ｃ２の全倍音、Ｃ３の全倍音、……及びＣ８の全倍音に対応した共鳴回路で構成される。あるいは、ダンバーが装備された音域である楽音Ｃ１の全倍音、Ｃ２の全倍音、Ｃ３の全倍音、……及びＣ６の全倍音に対応した共鳴回路で構成してもよい。
【０１３６】
例えば、図２０に示した共鳴音発生回路のように、１つのフィルタとそれに接続される乗算器Ｍ４−Ａ０−１は１組で、１つの音名（鍵）の楽音の、１つの倍音の周波数に相当する共振周波数を持つ共鳴回路となっている。この実施例ではフィルタｆｉｌｔｅｒＡ０−１と乗算器Ｍ４−Ａ０−１は、音名Ａ０の１倍音の周波数に相当する共振周波数を持つ共鳴回路であり、同様にフィルタｆｉｌｔｅｒＡ０−２と乗算器Ｍ４−Ａ０−２は、音名Ａ０の２倍音に相当し、フィルタｆｉｌｔｅｒＡ０−Ｎ１と乗算器Ｍ４−Ａ０−Ｎ１は、Ａ０の最高次倍音に相当する共振周波数を持つ共鳴回路である。同様に、フィルタｆｉｌｔｅｒＡ１−１と乗算器Ｍ４−Ａ１−１、フィルタｆｉｌｔｅｒＡ１−２と乗算器Ｍ４−Ａ１−２、フィルタｆｉｌｔｅｒＡ１−Ｎ２と乗算器Ｍ４−Ａ１−Ｎ２は、それぞれ音名Ａ１の１倍音、２倍音、最高次倍音に相当する共振周波数を持つ共鳴回路である。
【０１３７】
またフィルタｆｉｌｔｅｒＡ７、……についても同様である。本実施例ではＡ０、Ａ１、Ａ２、……、Ａ７の８音程における全倍音に相当する共鳴回路を並列に結合している。そして、各共鳴回路の乗算器ＭＡ−Ａ０−１〜Ｍ４−Ａ０−Ｎ７の乗算係数を任意に設定することにより、共鳴音の音色を自由に設定することが可能である。装備された音域であるＡ０、Ａ１、Ａ２、……、Ａ５の６音程における全倍音に相当する共鳴回路を並列に結合してもよい。
【０１３８】
さらに、全ての共鳴回路の出力を加算する加算器ＡＤ４−１により、１つの楽音に対する共鳴音の出力が１つになる。
【０１３９】
図２０において、入力信号は、通常音の波形データおよび通常音から押鍵時の衝撃音である非周期成分を除いた倍音成分のみの波形データのうち、ペダルセンサ７ａとキースイッチ８ａのオンタイミングにより、いずれか一方が選択されるのは、第１実施形態（図１，図６）と同様である。
【０１４０】
次に、上記構成における、信号の流れを説明する。まず、楽音生成チャンネルから単音だけが生成される場合について説明する。ここで、鍵盤の音名Ｃ１の鍵を押した場合を想定する。楽音生成部２８の楽音生成チャンネルＣＨ１から楽音信号Ｃ１が出力される。楽音信号Ｃ１は、昔名Ｃに対応する乗算器Ｍ３_１_Ｃを通って、音名Ｃに対応する加算器ＡＤ_３_Ｃへ出力される。また、楽音信号Ｃ１は、音名Ｃ＃に対応する乗算器Ｍ３_１_Ｃ♯を通って、音名Ｃ＃に対応する加算器ＡＤ_３_Ｃ＃へも出力される。
【０１４１】
同様に楽音信号Ｃ１は、他のＤ〜Ｂの１０音名に対応する乗算器Ｍ３_１_Ｄ〜Ｍ３_１_Ｂを通って、Ｄ〜Ｂの１０音名に対応する加算器ＡＤ_３_Ｄ〜ＡＤ_３_Ｂへも入力される。
【０１４２】
この時、入力された楽音信号がＣ１なので、乗算器Ｍ３_１_Ｃの乗算係数のみ、他の乗算器Ｍ３_１_Ｄ〜Ｍ３_１_Ｂより小さい係数がセットされる。他の乗算器Ｍ３_１_Ｄ〜Ｍ３_１_Ｂにはそれぞれ同じ乗算係数がセットされる（例えば他の乗算器が「１」で、乗算器Ｍ３_１_Ｃの乗算係数のみを「０．１」とするなど）。したがって、乗算器Ｍ３_１_Ｃを通った楽音の振幅のみが小さくなる。
【０１４３】
各加算器は、入力された振幅制御後の楽音信号Ｃ１を、加算器と同じ音名に対応した共鳴回路群に出力する。すなわち、加算器ＡＤ_３_Ｃ〜ＡＤ_３_Ｂは、それぞれ共鳴回路群Ｃ〜共鳴回路群Ｄへ楽音信号Ｃ１を出力する。
【０１４４】
続いて、楽音生成チャンネルから複数音が生成される場合について説明する。ここで、鍵盤８の音名Ｃ１の鍵と音名Ｅ１の鍵が押された場合を想定する。楽音生成部２８のチャンネルＣＨ１から楽音信号Ｃ１が、チャンネルＣＨ２から楽音信号Ｅ１が出力される。
【０１４５】
楽音信号Ｃ１は音名Ｃに対応する乗算器Ｍ３_１_Ｃを通って、音名Ｃに対応する加算器ＡＤ_３_Ｃへ出力される。また楽音信号Ｃ１は音名Ｃ＃に対応する乗算器Ｍ３_１_Ｃ＃を通って、音名Ｃ＃に対応する加算器ＡＤ_３_Ｃ＃へ出力される。同様に、楽音信号Ｃ１は他のＤ〜Ｂの１０音名に対応する乗算器Ｍ３_１_Ｄ〜Ｍ３_１_Ｂを通って、Ｄ〜Ｂの１０音名に対応する加算器ＡＤ_３_Ｄ〜ＡＤ_３_Ｂへ入力される。
【０１４６】
この時、入力楽音信号がＣ１なので、乗算器Ｍ３_１_Ｃの乗算係数のみ、他の乗算器Ｍ３_１_Ｄ〜Ｍ３_１_Ｂより小さい係数がセットされる。他の乗算器Ｍ３_１_Ｄ〜Ｍ３_１_Ｂには同じ乗算係数がセットされる。したがって、乗算器Ｍ３_１_Ｃを通った楽音の振幅のみが小さくなる。
【０１４７】
同様に、楽音信号Ｅ１は、音名Ｃに対応する乗算器Ｍ３_２_Ｃを通って、音名Ｃに対応する加算器ＡＤ_３_Ｃへ出力される。また楽音信号Ｅ１は、音名Ｃ＃に対応する乗算器Ｍ３_２_Ｄ♯を通って、音名Ｃ＃に対応する加算器ＡＤ_３_Ｃ＃へ出力される。同様に、楽音信号Ｅ１は、他のＤ〜Ｂの１０音名に対応する乗算器Ｍ３_１_Ｄ〜Ｍ３_１_Ｂを通って、Ｄ〜Ｂの１０音名に対応する加算器ＡＤ_３_Ｄ〜ＡＤ_３_Ｂへ入力される。
【０１４８】
この時、入力楽音信号がＥ１なので、乗算器Ｍ３_２_Ｅの乗算係数のみ他の乗算器Ｍ３_２_Ｃ〜Ｍ３_２_Ｄ＃、Ｍ３_２_Ｆ〜Ｍ３_２_Ｂより小さい係数がセットされる。他の乗算器Ｍ３_２_Ｃ〜Ｍ３_２_Ｄ＃、Ｍ３_２_Ｆ〜Ｍ３_２_Ｂは同じ係数がセットされる。したがって、乗算器Ｍ３_２_Ｅを通った楽音の振幅のみが小さくなる。
【０１４９】
各加算器ＡＤ_３_Ｃ〜ＡＤ_３_Ｂは、振幅制御された（乗算器を通った）楽音信号Ｃ１と振幅制御された楽音信号Ｅ１を加算し、それぞれ、対応する共鳴回路群Ｃ〜Ｂへ出力する。
【０１５０】
共鳴回路に入力する楽音に含まれる倍音の周波数と入力される共鳴回路の共振周波数が極めて近い場合、それら周波数が異なる場合に比べて、共鳴回路から出力される共鳴音は極めて大きくなる場合があり、入力楽音の周波数と共振周波数が離れた共鳴回路の出力波形と、入力楽音の周波数と共振周波数が極めて近い共鳴回路の出力波形との音量バランスがとれなくなり、本来得たい共鳴音らしい響きではなくなってしまう。
【０１５１】
しかし、本実施形態では、楽音信号を、その周波数と共振周波数が極めて近い周波数の共鳴回路へ入力する場合は、その楽音信号の振幅を他の共鳴回路へ入力する場合と比べて小さくしている。したがって、共鳴回路群Ｃへ楽音信号を入力する時は、Ｃ３の波形のみ振幅が小さくされる。このために、その共鳴音は、図１９のように、どの音程の共鳴音もほぼ同じような振幅になる。これによって、本実施形態の電子ピアノでは、アコースティックピアノでダンパペダルを操作した時の響きを得ることができる。
【０１５２】
本発明の実施形態における電子ピアノの動作処理フローを説明する。ただし、メイン処理フローおよびペダル処理フローは第１実施形態の処理と同様であるので、これらの説明は省略する。図２１は、本発明の実施形態の電子ピアノにおける鍵盤処理を示すフローチャートである。
【０１５３】
図２１において、ステップＳ４００では、鍵盤８の操作状況がスキャンされる。ステップＳ４０２では、鍵盤８の操作状況に変化があるか否かがチェックされる。
鍵盤８の操作状況に変化がなければ、鍵盤処理を終了してメインフローのペダル処理へ移行する。鍵盤８の操作状況に変化があれば、ステップＳ４０４に進んで、その変化のあった操作が押鍵か否かがチェックされる。
【０１５４】
ステップＳ４０４で押鍵でないと判断されれば、ステップＳ４０８に進み、楽音発生部２６へ楽音制御情報が書き込まれると共に、発音停止の指示が出力され、次のステップＳ４１６へ移行する。ステップＳ４０４で押鍵と判断されれば、ステップＳ４０６に進んで楽音生成チャンネルが指定される。続くステップＳ４１０では楽音発生部２６へ楽音制御情報が書き込まれる。
【０１５５】
ステップＳ４１２では、楽音発生部２６の、指定された楽音生成チャンネルに接続された乗算器に、発音する音名に応じた乗算係数が書き込まれる。その後、ステップＳ４１４では、発音開始の指示が出力される。
【０１５６】
最後に、ステップＳ４１６で、操作状況が変化した全ての鍵盤の処理が終了したか否かがチェックされる。
【０１５７】
操作状況が変化した全ての鍵盤の処理が終了していなければ、ステップＳ４１６からステップＳ４０４に復帰する。他方、ステップＳ４１６で操作状況が変化した全ての鍵盤の処理が終了したと判断されれば、鍵盤処理が終了してメインフローのペダル処理へ移行する。
【０１５８】
本実施形態では、第１楽音生成部２８により楽音を発生させると共に、第１楽音生成部２８または第２楽音生成部２９から出力される楽音の各音名（ピアノなどの一般的な楽器ではＣ、Ｃ＃、Ｄ、……Ｂ）に対応した複数系列（ピアノなどの一般的な楽器では１２系列）の共鳴回路群Ｃ〜Ｂで構成された共鳴音発生部５２に楽音信号を入力することで共鳴音を得ている。
【０１５９】
本実施形態では、発生した楽音信号は同じ音名の共鳴回路群へは（その周波数と共振周波数が極めて近い周波数の共鳴回路へ入力する時）小さな振幅で（上述の例によれば、共鳴回路群Ｃへ入力する時は、Ｃ３の波形のみ振幅を小さくすると、その共鳴音は図１９のように、どの音程の共鳴音もほぼ同じような振幅になる。異なる音名の共鳴回路へは大きな振幅で入力するようにしているため、同音名の共鳴回路畔の出力が、他の共鳴回路群の出力と比べて著しく大きくなることを防いでおり、バランスの良い共鳴音を得るようにしている。これによって、ペダル７の操作時の響きを得ることができる。
【０１６０】
本実施形態においては、図１２で説明したように、周波数が略等しい倍音については、個別に共鳴回路を持たずに、１つの倍音の周波数、またはそれらの平均の周波数を共振周波数とする共鳴回路を１つ持つようにしてもよい。
【０１６１】
また、本実施形態においては、図１５に関して説明したように、共鳴音発生部５２の出力を所定倍して、入力楽音と加算し、再度この共鳴音発生部５２にフィードバックして入力する構成としたり、図１７に関して説明したように、図１５のような構成を有すると共に、そのフィードバック経路に、共鳴音発生部５２の出力を所定時間遅らせる遅延器Ｄ１１−１及び共鳴音発生部２７の出力の振幅−周波数特性を変更するフィルタＦｉｌｔ１１−１を備えるようにしたりしてもよい。
【０１６２】
次に本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態では、第１実施形態の共鳴音発生部で作成された共鳴音信号を、予め押鍵前操作および押鍵後操作に対応してそれぞれ共鳴音波形記憶手段に記憶しておく。そして、演奏（操作子の操作情報）に応じてその波形を読み出すことで、ペダル７を踏みながら演奏した時の響きを再現する。
【０１６３】
図２２は第２実施形態に係る共鳴音発生装置の要部機能を示すブロック図である。共鳴音発生装置は、通常音発生部３４、第１共鳴音発生部３５、および第２共鳴音発生部３６を有する。通常音発生部３４は通常音信号を、第１共鳴音発生部３５は第１の共鳴音信号を、第２共鳴音発生部３６は、第２の共鳴音信号をそれぞれ個別に発生し、これら楽音対応の乗算器Ｍ１−１、Ｍ１−２、Ｍ１−３でそれぞれ乗算係数を乗算した後、加算器Ａ１で加算され、サウンドシステム１３へ出力される。つまり、乗算器Ｍ１−１，Ｍ１−２，Ｍ１−３は入力された楽音の振幅に予定の乗算係数を掛け、加算器Ａ１は、それぞれ所定倍された共鳴音と楽音を加算し、合成する。
【０１６４】
第１の共鳴音信号はスイッチ３７を、第２の共鳴音信号はスイッチ３８を介して、これらスイッチがそれぞれオンのときに乗算器Ｍ１−２またはＭ１−３に入力される。スイッチ３７，３８は、ペダル状態判定部３９によるキースイッチ８ａとペダルセンサ７ａの状態に基づく判定信号によってオンにされる。ペダル状態判定部３９が押鍵前操作を検出すればスイッチ３７をオンにし、押鍵後操作を検出したときはスイッチ３８をオンにする。スイッチ３７，３８は、ペダルセンサ７ａがオフに切り替わればオフに切り替わる。つまり、ペダル状態判定部３９は、図１のペダル状態判定部２１と同様に動作する。
【０１６５】
第１の共鳴音信号は通常音に基づく共鳴音の楽音信号であり、第２の共鳴音は通常音から押鍵時の衝撃音である非周期成分を除いた倍音成分のみの楽音情報（波形データ）に基づく共鳴音の楽音信号である。
【０１６６】
乗算器Ｍ１−１、Ｍ１−２、Ｍ１−３、および加算器Ａ１によって共鳴音混合部４０を構成する。共鳴音混合部３７は、デジタルシグナルプロセッサによって構成されることができる。第１共鳴音発生部３５、第２共鳴音発生部３６は、後述の共鳴音演算装置４１によって作成された共鳴音波形を記憶した波形メモリからの波形読み出しによって行われる。
【０１６７】
通常音発生部３４の構成は、上述の他の実施形態の構成と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【０１６８】
第１共鳴音発生部３５と第２共鳴音発生部３６とは、読み出し方式の楽音発生装置と共鳴音波形を記憶した波形メモリによって構成される。通常音発生部３４と第１共鳴音発生部３５および第２共鳴音発生部３６とは同一の楽音発生装置で構成してもよいし、それぞれ個別に楽音発生装置を有していてもよい。
【０１６９】
乗算器Ｍ１−１、Ｍ１−２、Ｍ１−３の乗算係数は楽音制御情報のペダル７の踏み込み量に応じて決定される。
【０１７０】
上述のように、第１および第２共鳴音発生部３５，３６は、読み出し方式の音源と共鳴音波形を記憶した波形メモリによって構成されている。電子ピアノ本体としては、共鳴音波形を作り出すわけではなく、電子ピアノとは別構成の共鳴音演算装置により共鳴音波形が予め作成され、共鳴音波形記憶手段としての波形メモリに記憶されて使用される。
【０１７１】
共鳴音演算装置は、電子ピアノとは別体である信号処理装置と、該信号処理装置の信号処理手続を記述したプログラムとによって実現される。信号処理装置は図２０に関して説明した構成と同様に構成することができる。
【０１７２】
図２２において、通常音の楽音信号を入力信号としたときの出力信号（波形データ）を第１共鳴音発生部３５の波形メモリに記憶させる。一方、通常音から押鍵時の衝撃音である非周期成分を除いた倍音成分のみの波形データを入力信号として図２０の信号処理装置で作成した波形データを第２の共鳴音を発生する第２共鳴音発生部３６の波形メモリに記憶させる。波形データは音名毎に図２０の信号処理装置で作成される。
【０１７３】
この第２実施形態で使用される共鳴演算装置は、共鳴音波形記憶手段に共鳴音波形を記憶させる場合に必要とされるものであり、一旦記憶させてしまうと、電子楽器としては新たな共鳴音を記憶させる場合を除き使用する必要はない。
【０１７４】
なお、図２０における各乗算器Ｍ４−Ａ０−１〜Ｍ４−Ａ７−Ｎ７の乗算係数は、楽音によって変更される。
【０１７５】
この時、入力する楽音に含まれる倍音の周波数と等しい共振周波数の共鳴回路の出力波形の振幅を、それ以外の共鳴回路の出力波形の振幅より小さくすると良い。すなわち、各フィルタは入力される楽音の倍音と略等しい共振周波数を持つ共鳴回路である。従って、その共振周波数と等しい周波数の倍音が入力されると、その共鳴回路の出力は、他の共鳴回路出力に比べ振幅が非常に大きくなる。
【０１７６】
入力される楽音に含まれる倍音の周波数と同じ共振周波数を持つ共鳴回路の振幅が、他の共鳴回路に比べて非常に大きくなるのを抑制するためである。
【０１７７】
従って、入力する楽音に含まれる倍音の周波数と等しい共振周波数の共鳴回路の乗算器の乗算係数は、他の共鳴回路の乗算器の乗算係数に比べ小さくすることが必要である。
【０１７８】
例えば図２３の波形ａは、Ｆ６の楽音を、Ｃ６に含まれる倍音の共振周波数を持った複数の共鳴回路に入力した時の出力の合計である。同様に波形ｂは、Ｆ６の楽音を、Ｄ♯６に含まれる倍音の共振周波数を持った複数の共鳴回路に入力した時の出力の合計である。同様に波形Ｃは、Ｆ６の楽音を、Ｆ６に含まれる倍音の共振周波数を持った複数の共鳴回路に入力したときの出力の合計である。
【０１７９】
この時の共鳴回路のレベル（フィルタＦＡ０−１〜Ｆ７−Ｎ７の直後の乗算器の乗算係数）は、全て「１」である。この時、波形ａ，ｂに比べて、波形ｃの振幅が非常に大きい。したがって、これらの共鳴音を加算しても、共鳴音とは異なるＦ６の楽音のような聞こえとなる。
【０１８０】
図２４は、Ｃ６の共鳴回路とＤ♯６の共鳴回路の出力レベルは「１」で、Ｆ６の共鳴回路の出力レベル（図２０の乗算器Ｍ３−Ｆ６−１〜Ｍ３−Ｆ６−Ｎ６９）を「０．１」とした場合の出力波形を示す図である。このような出力レベルにするとＦ６の共鳴回路出力も、他の共鳴回路出力とほぼ同様の振幅となる。
【０１８１】
これらの共鳴音を加算すれば、ペダル７を踏みながら演奏した時の響きが得られる（ここでは説明の簡単のため３音としたが、実際は全ての共鳴回路の出力を加算する）。
【０１８２】
第３実施形態では、上述のように、図２２の共鳴回路は、第１共鳴音発生部３５、第２共鳴音発生部３６にそれぞれ記憶される共鳴音を作成するために使用される。
【０１８３】
このような構成からなる共鳴音演算装置で算出された共鳴音波形は、共鳴音用波形メモリに記憶させるために、該共鳴音演算装置は電子ピアノの製造段階で使用されるだけであって、電子ピアノには通常含まれない。しかし、電子ピアノに備えて新たな共鳴音を作り、第１共鳴音発生部３５や第２共鳴音発生部３６の波形メモリに記憶させるようにしてあってもよい。
【０１８４】
上記共鳴音演算装置によって作成された共鳴音を波形メモリに記憶した本実施形態に係る電子ピアノを使用して演奏する場合の流れを説明する。
【０１８５】
まず、鍵盤８を押鍵すると、その鍵盤に対応した音高、押鍵速度に対応した強さ（べロシティ）などの楽音制御情報が作成され、通常音発生部３４に送られる。また複数の鍵盤を押鍵すると、それらに対応した複数の音高、強さなどの楽音制御情報が作成され、通常音発生部３４に送られる。
【０１８６】
通常音発生部３４は、その楽音情報に応じた楽音を読み出し、共鳴音混合部４０へ送出する。複数の楽音が発生した場合は、それらの楽音が加算され、共鳴音混合部４０に送られる。例えば、Ｃ３とＧ３の鍵が強く操作された場合、Ｃ３の強打に応じた楽音波形と、Ｇ３の強打に応じた楽音波形が波形メモリから読み出され、それらを加算した波形を楽音として、共鳴音混合部４０に送出する。
【０１８７】
また、キー情報は、押鍵検出と同時に第１共鳴音発生部３５と第２共鳴音発生部３６へも送られる。第１共鳴音発生部３５は、操作された鍵盤の音高と操作強さに応じた共鳴音波形を、共鳴音波形を記憶した波形メモリからそれぞれ読み出し、それらを加算する。同様に、第２共鳴音発生部３６も、操作された鍵盤の音高と操作強さに応じた共鳴音波形を、共鳴音波形を記憶した波形メモリからそれぞれ読み出し、それらを加算する。加算された波形データのうち、スイッチ３７，３８のうち、ペダル状態判定部３９による判定結果によってオンとなっている側と接続されている共鳴音発生部から出力されたものが共鳴音混合部４０へ入力される。
【０１８８】
例えば、Ｃ３とＧ３の鍵盤が強く操作された場合、Ｃ３の強打に応じた共鳴音波形と、Ｇ３の強打に応じた共鳴音波形が、波形メモリから読み出され、それらを加算した波形が、楽音として共鳴音混合手段４０に送出される。
【０１８９】
この場合、ペダル７が操作されていなくても、共鳴音波形の読み出しは行なわれる。このような通常音発生および共鳴音発生はいずれも、鍵盤操作の強さに応じて波形を選択せず、読み出し時の振幅を変更してもよい。またエンベロープを変更してもよい。
【０１９０】
また共鳴音混合部４０は、乗算器Ｍ１−２，Ｍ１−３で所定倍した共鳴音と、乗算器Ｍ１−１で所定倍した楽音を、加算器Ａ１で加算し、サウンドシステムへ出力する。この時乗算器Ｍ１−２、Ｍ１−３の乗算係数はペダル７の踏み込み量を検知して、その操作がなされる度に、乗算器Ｍ１−２，Ｍ１−３の乗算係数の値を変更する。踏み込み量が大きいほど乗算係数は大きく、また踏み込み量が小さいほど乗算係数は小さくなる（共鳴音の読み出しは、ペダル７の操作にかかわらず行なわれる。ペダル７の操作で変化するのは、共鳴音混合部４０の乗算器Ｍ１−１〜Ｍ１−３のうち、乗算器Ｍ１−２，Ｍ１−３の乗算係数のみである。ペダル７が操作されない状態では、乗算器Ｍ１−２、Ｍ１−３の乗算係数は「０」なので、共鳴音の振幅は「０」となり、見かけ上共鳴音が発生していないことになる）。
【０１９１】
さらに、踏み込み量が無い状態から所定の踏み込み量までは、乗算係数は「０」で、所定の踏み込み量を超えると、ある一定の値をとるようにしてもよい。
【０１９２】
ここで、本実施例における電子ピアノの動作処理フローを説明する。ただし、メイン処理フローは図３と、さらにペダル処理フローは図５と同様であるので、これらの説明は省略する。
【０１９３】
図２５は、第２実施形態に係る電子ピアノの鍵盤処理フローチャートである。図２５のステップＳ５００では、鍵盤８の操作状況がスキャンされる。ステップＳ５０２では、鍵盤８の操作状況に変化があるか否かが判断される。ステップＳ５０２で鍵盤８の操作状況に変化がないと判断されれば、鍵盤処理を終了し、メインフローのペダル処理へ移行する。
【０１９４】
一方、ステップＳ５０２で鍵盤８の操作状況に変化があったと判断されれば、ステップＳ５０４に進んで、その変化のあった操作が押鍵か否かが判断される。
【０１９５】
押鍵と判断されれば、ステップＳ５０６に進んで、通常音発生部３４へ楽音制御情報が書き込まれると共に、発音開始の指示が出力される。さらに、ステップＳ５０８で第１共鳴音発生部３５へ楽音制御情報が書き込まれると共に、発音開始の指示が出力される。また、ステップＳ５０９で第２共鳴音発生部３６へ楽音制御情報が書き込まれると共に、発音開始の指示が出力される。
【０１９６】
押鍵でないと判断されれば、ステップＳ５１０に進んで、通常音発生部３４へ楽音制御情報が書き込まれると共に、発音停止の指示が出力される。さらに、ステップＳ５１２では第１共鳴音発生部３５へ楽音制御情報が書き込まれると共に、発音停止の指示が出力される。また、ステップＳ５１３では第２共鳴音発生部３６へ楽音制御情報が書き込まれると共に、発音停止の指示が出力される。
【０１９７】
最後に、ステップＳ５１４では、操作状況が変化した全ての鍵盤の処理が終了したか否かがチェックされる。操作状況が変化した全ての鍵盤の処理が終了していなければ、ステップＳ５１４は否定となり、ステップＳ５０４に戻る。操作状況が変化した全ての鍵盤の処理が終了していれば、ステップＳ５１４は肯定となり、鍵盤処理が終了し、メインフローのペダル処理へ移行する。
【０１９８】
本実施形態では、楽音制御情報つまりキー情報を受け取った通常音発生部３４により楽音が発生されていると共に、該楽音制御情報を受け取った第１および第２共鳴音発生部３５，３６のいずれかより共鳴音が発生される。
【０１９９】
この共鳴音に関しては、予め共鳴音演算装置により、演奏の予定される楽音に対応する共鳴音波形が、ペダル７の押鍵前操作および押鍵後操作用にそれぞれ作成され、波形メモリに記憶されている。該波形メモリは、その生産段階で、第１共鳴音発生部３５および第２共鳴音発生部３６に対応して電子ピアノに装備される。
【０２００】
共鳴音演算装置は、電子ピアノに装備してあってもよい。それにより、電子ピアノ上で新たな共鳴音を作ることが可能となる。
【０２０１】
第２実施形態においても、図１５で説明したように、第１共鳴音発生部３５および第２共鳴音発生部３６の出力を所定倍して、入力楽音に加算し、再度、それぞれの共鳴音発生部にフィードバックして入力する構成とすることができるし、図１６で説明したように、図１５のような構成を有すると共に、そのフィードバック経路に、第１共鳴発生部３５および第２共鳴音発生部３６のそれぞれの出力を所定時間遅らせる遅延器Ｄ１１−１及び第１共鳴音発生部３５および第２共鳴音発生部３６の出力の振幅−周波数特性を変更するフィルタＦｌｔ１１−１を備えるようにしてもよい。
【０２０２】
続いて、上述の実施形態の変形例を説明する。上述の実施形態では、ペダル７を押鍵後操作または押鍵前操作した場合の共鳴音のうち一方を、ペダル７と鍵盤８上の各鍵のオンタイミングから選択する点に特徴がある。このような選択による共鳴音の発生手法は、特に押鍵時の衝撃音が強いピアノの中高音域で有効である。
【０２０３】
アコースティックピアノの鍵盤の低音域では、押鍵時の衝撃音が中高音域と比べて小さいために、あまり目立たず、押鍵の衝撃音による共鳴音も小さい。したがって、低音域では、押鍵前操作と押鍵後操作とによって、発生させる共鳴音を異ならせなくてもよい。つまり、低音域では、押鍵後操作時の共鳴音を発生させるため共鳴回路に入力される波形データは押鍵前操作用の波形データを共用できる。これにより、波形メモリの容量を節約することができる。
【０２０４】
また、波形メモリに記憶させる共鳴音発生用の波形データをペダル７の押鍵前操作用と押鍵後操作用とで共用することもできる。例えば、図２２の第１共鳴音発生部３５と第２共鳴音発生部３６の波形メモリを共用する。つまり、この共用の波形メモリに通常の共鳴音、つまり押鍵時の衝撃音および該衝撃音による共鳴音をも含む共鳴音の波形データを記憶しておく。ペダル７が押鍵前操作されている場合は、その波形データをそのまま読み出して共鳴音を発生させる。一方、ペダル７が押鍵後操作された場合は、この波形データを途中から読み出して共鳴音を発生させる。
【０２０５】
図２６は、変形例に係る波形データの一例を示す図である。波形データは押鍵時の直接音に共鳴して立ち上がり、徐々に減衰していく。押鍵時ｔ０から時間が経過して、例えば、時点ｔ１でペダル７が操作されたときには、その時点ｔ１から、振幅が小さくなっている波形データの読み出しを開始して共鳴音を発生させる。
【０２０６】
共鳴音の波形データの先頭には、倍音成分と衝撃音成分との双方による共鳴音が含まれるが、衝撃音成分の共鳴音は倍音成分より早く減衰しているので、この減衰後の共鳴音は倍音成分のみによるものとなる。そこで、押鍵後操作の場合は、衝撃音成分が減衰したところから読み出しを開始することにより、倍音成分のみによる共鳴音を発生させることができる。
【０２０７】
したがって、図２６の時間（ｔ１−ｔ０）が予め設定した衝撃音の減衰時間以上であれば、ペダル７の操作に応答して共鳴音を発生する。また、時間（ｔ１−ｔ０）が予め設定した衝撃音の減衰時間以内であれば、ペダル７の操作から遅延した時間後に共鳴音を発生するようにする。
【０２０８】
なお、波形データの読み出し開始をすると、急に大きい振幅の波形データが読み出されて、不連続点を読み出すことになってノイズが発生する。そこで、このノイズを抑えるために、読み出した波形データに立ち上がりの緩やかなエンベロープを付与する。これによって、ノイズを抑えることができるだけでなく、共鳴音の自然な立ち上がり感をも再現することができる。
【０２０９】
これにより、波形メモリに記憶する共鳴音は通常の共鳴音の波形データのみでよくなるので、波形メモリを節約することができる。
【０２１０】
次に、上記実施形態の変形例を説明する。グランドピアノでダンパーペダルを操作した場合、通常音のレベルが低下することが知られる。共鳴によるエネルギの分散によるものと考えられる。そこで、ペダル７を操作したときに通常音のレベルを低下させてグランドピアノのダンパーペダル操作時の楽音を模擬する。
【０２１１】
図２７は、変形例に係る共鳴音発生装置の機能ブロック図であり、図１と同符号は同一または同等部分を示す。この共鳴音発生装置では、２種類のレベル制御部（第１レベル制御部２２および第２レベル制御部２２Ａ）とペダルの操作量検出部２２Ｂとを設けた。第２のレベル制御部２２Ａは、通常音発生部１５と加算器２４との間に設ける第２の乗算器２３Ａに乗算係数を供給する。
【０２１２】
レベル制御部２２はペダル７の操作量つまりペダルセンサ７ａの出力の大きさに応じて乗算器２３に乗算係数Ｐ１を供給する。乗算係数Ｐ１はペダルセンサ７ａの出力が大きい場合に大きい値とし、ペダルセンサ７ａの出力が小さい場合は小さい値とする。
【０２１３】
これに対して、第２レベル制御部２２Ａはペダル７の操作量つまりペダルセンサ７ａの出力の大きさに応じて、ペダルセンサ７ａの出力が大きい場合に小さい乗算係数Ｐ２を出力し、ペダルセンサ７ａの出力が小さい場合は大きい乗算係数Ｐ２を出力する。
【０２１４】
乗算係数Ｐ１は「０」から「１．０」の範囲で変化させるようにするが、乗算係数Ｐ２は、例えば、「０．９」から「１．０」の範囲で変化させるようにする。通常音が大きく減衰することはないからである。
【０２１５】
なお、上記各実施形態では共鳴音発生装置を適用した電子楽器の例として電子ピアノを挙げて説明しているが、本発明は電子ピアノにのみ限定されるものではなく、他の楽器でも、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、同様な構成を取ることは可能である。
【０２１６】
また、本発明の共鳴音発生装置は、楽器を演奏した時の共鳴音を楽音の発生と同時に発音できる構成の他、楽器ではなく、特定の音響効果の得られる音響効果室などで、任意の音を発生させた際又は空気振動を起こさせて、その共鳴音を得ようとする場合にも適用できる。
【符号の説明】
【０２１７】
１…ＣＰＵ、 ７…ダンパーペダル、 ７ａ…ペダルセンサ、 ８…鍵盤、 ８ａ…キーススイッチ、 １０…波形メモリ、 １１…デジタルフィルタ、 １５…通常音発生部、 １８…第２波形記憶部、 １９…第３波形記憶部、 ２０…切替部、 ２１…ペダル状態判定部、 ２２…レベル制御部、 ２４…加算器、 ５２…共鳴音発生部、 ５３…第１楽音成分信号発生部、 ５４…第２楽音成分信号発生部、 ５９…楽音波形選択部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発音指示に応答して第１の楽音成分信号を発生する第１楽音成分信号発生手段と、
発音指示に応答して第２の楽音成分信号を発生する第２楽音成分信号発生手段と、
前記第１の楽音成分信号と第２の楽音成分信号とを加算して通常音信号を生成する通常音信号混合手段と、
前記第１の楽音成分信号および第２の楽音成分信号のレベルを発音指示時のダンパー操作子の操作状態に応じてそれぞれ制御する共鳴用楽音レベル制御手段と、
前記共鳴用楽音レベル制御手段でレベル制御された前記第１の楽音成分信号および第２の楽音成分信号に基づいて共鳴音信号を発生する共鳴音発生手段と、
前記共鳴音信号のレベルを前記ダンパー操作子の操作量に応じて制御する共鳴音レベル制御手段と、
前記通常音信号、および前記レベル制御された共鳴音信号を加算する共鳴音信号混合手段とを具備したことを特徴とする共鳴音発生装置。
【請求項２】
前記第１の楽音成分信号は倍音成分からなり、前記第２の楽音成分信号は非周期成分からなることを特徴とする請求項１記載の共鳴音発生装置。
【請求項３】
前記第１の楽音成分信号は非周期成分および倍音成分からなり、前記第２の楽音成分信号は前記第１の楽音成分から非周期成分を除いた倍音成分からなることを特徴とする請求項１記載の共鳴音発生装置。
【請求項４】
前記共鳴音発生手段が、複数の共鳴回路群と、各共鳴回路群に対応した複数の入力系列とで構成され、前記各共鳴回路群の共鳴音出力を加算して出力する加算器とからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の共鳴音発生装置。
【請求項５】
前記第１楽音成分信号発生手段および第２楽音成分信号発生手段は、複数のチャンネルを有し、
前記チャンネル毎に全音名数分設けられ、発音指示に含まれる楽音制御情報に基づいて楽音の振幅を調整する乗算器であって、少なくとも発生された前記第１の楽音成分信号および第２の楽音成分信号と同じ音名の乗算器には他と異なる乗算係数を乗算される乗算器とを備え、
前記加算器が、前記乗算器のうち同じ音名に対応するチャンネル毎の乗算器から出力されてきた信号同士を加算するとともに、前記各加算器の出力が前記共鳴音レベル制御手段に入力されるように構成されたことを特徴とする請求項４記載の共鳴音発生装置。
【請求項６】
前記共鳴回路群を形成する共鳴回路が、楽音の倍音周波数を共振周波数としており、かつ倍音数分だけ複数並列に接続されていることを特徴とする請求項４または５記載の共鳴音発生装置。
【請求項７】
前記共鳴回路はデジタルフィルタを有しており、そのインパルス応答が、倍音の振動波形を１自由度粘性減衰系モデルで模擬したものであり、
前記デジタルフィルタで使用されるフィルタ係数が、
１自由度粘性減衰系モデルの振る舞いを決めるためのモデルパラメータとして質量、減衰固有振動数、および減衰率を与えて、該モデルの運動方程式の係数となる粘性係数と剛性係数を求め、
前記モデルの運動方程式をラプラス変換し、ｓ表現の伝達関数式を得ると共に、これに求めた粘性係数、剛性係数及び質量を代入し、双一次変換を行って、ｚ表現のフィルタ係数を求め、
前記質量は任意の値とし、前記減衰固有振動数は模擬しようとする倍音の振動数であり、前記減衰率は倍音の減衰を指数関数で近似したときの指数として、その値を求めることによって決定されることを特徴とする請求項６記載の共鳴音発生装置。
【請求項８】
前記共鳴回路のデジタルフィルタにそれぞれ直列に接続された乗算器を備え、
該乗算器では、該デジタルフィルタで模擬しようとする倍音を含む楽音の、各倍音の振幅比を所定倍するものであることを特徴とする請求項７記載の共鳴音発生装置。
【請求項９】
前記第１楽音成分信号発生手段および第２楽音成分信号発生手段が、記憶された楽音波形を使用して楽音発生するものであり、
模擬しようとする倍音は、記憶された楽音波形より抽出された倍音であることを特徴とする７または８記載の共鳴音発生装置。
【請求項１０】
前記第１楽音成分信号発生手段および第２楽音成分信号発生手段が、楽音合成により楽音発生するものであり、
模擬しようとする倍音は、楽音合成され、出力された楽音波形より抽出された倍音であることを特徴とする請求項７または８記載の共鳴音発生装置。
【請求項１１】
１つの共鳴回路の共振周波数を１つの倍音周波数に対応させる一方、
倍音周波数が等しいか非常に近い倍音周波数の倍音が複数存在する場合は、該複数の倍音周波数の１つで他を代表させることを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載の共鳴音発生装置。
【請求項１２】
１つの共鳴回路の共振周波数を１つの倍音周波数に対応させる一方、
予定の倍音周波数に対応する共鳴回路の共振周波数が、該予定の倍音周波数から所定量だけずらされていることを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載の共鳴音発生装置。
【請求項１３】
前記共鳴音発生手段は、その出力を所定倍して、通常音信号と加算し、該共鳴音発生手段にフィードバックして入力するフィードバック経路を有することを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載の共鳴音発生装置。
【請求項１４】
前記フィードバック経路には、共鳴音発生手段の出力を遅らせる遅延回路及び／又は前記出力の振幅−周波数特性を変更するフィルタを備えたことを特徴とする請求項１３記載の共鳴音発生装置。
【請求項１５】
前記乗算器が、前記チャンネル１チャンネルあたり共鳴回路群の各音名に対応した数だけ設けられ、これら乗算器の乗算係数は、楽音制御情報に含まれる音高情報によって決定されると共に、この中の１つの乗算器の乗算係数が他の乗算器の乗算係数より小さく、残りの乗算器の乗算係数同士は等しいことを特徴とする請求項５記載の共鳴音発生装置。
【請求項１６】
前記共鳴音発生手段の入力系列数は、共鳴回路群の各音名に対応した数であり、楽音分配手段の出力チャンネルの分配系列も同数であることを特徴とする請求項４または１５記載の共鳴音発生装置。
【請求項１７】
前記共鳴回路群は、その対応する音名の楽音の倍音に対応した共鳴回路が複数並列に接続されてなることを特徴とする請求項４、１５、１６のいずれかに記載の共鳴音発生装置。
【請求項１８】
電子鍵盤楽器に組み込まれ、前記発音指示は、キー情報に含まれるキーオンデータであることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の共鳴音発生装置。
【請求項１】
発音指示に応答して第１の楽音成分信号を発生する第１楽音成分信号発生手段と、
発音指示に応答して第２の楽音成分信号を発生する第２楽音成分信号発生手段と、
前記第１の楽音成分信号と第２の楽音成分信号とを加算して通常音信号を生成する通常音信号混合手段と、
前記第１の楽音成分信号および第２の楽音成分信号のレベルを発音指示時のダンパー操作子の操作状態に応じてそれぞれ制御する共鳴用楽音レベル制御手段と、
前記共鳴用楽音レベル制御手段でレベル制御された前記第１の楽音成分信号および第２の楽音成分信号に基づいて共鳴音信号を発生する共鳴音発生手段と、
前記共鳴音信号のレベルを前記ダンパー操作子の操作量に応じて制御する共鳴音レベル制御手段と、
前記通常音信号、および前記レベル制御された共鳴音信号を加算する共鳴音信号混合手段とを具備したことを特徴とする共鳴音発生装置。
【請求項２】
前記第１の楽音成分信号は倍音成分からなり、前記第２の楽音成分信号は非周期成分からなることを特徴とする請求項１記載の共鳴音発生装置。
【請求項３】
前記第１の楽音成分信号は非周期成分および倍音成分からなり、前記第２の楽音成分信号は前記第１の楽音成分から非周期成分を除いた倍音成分からなることを特徴とする請求項１記載の共鳴音発生装置。
【請求項４】
前記共鳴音発生手段が、複数の共鳴回路群と、各共鳴回路群に対応した複数の入力系列とで構成され、前記各共鳴回路群の共鳴音出力を加算して出力する加算器とからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の共鳴音発生装置。
【請求項５】
前記第１楽音成分信号発生手段および第２楽音成分信号発生手段は、複数のチャンネルを有し、
前記チャンネル毎に全音名数分設けられ、発音指示に含まれる楽音制御情報に基づいて楽音の振幅を調整する乗算器であって、少なくとも発生された前記第１の楽音成分信号および第２の楽音成分信号と同じ音名の乗算器には他と異なる乗算係数を乗算される乗算器とを備え、
前記加算器が、前記乗算器のうち同じ音名に対応するチャンネル毎の乗算器から出力されてきた信号同士を加算するとともに、前記各加算器の出力が前記共鳴音レベル制御手段に入力されるように構成されたことを特徴とする請求項４記載の共鳴音発生装置。
【請求項６】
前記共鳴回路群を形成する共鳴回路が、楽音の倍音周波数を共振周波数としており、かつ倍音数分だけ複数並列に接続されていることを特徴とする請求項４または５記載の共鳴音発生装置。
【請求項７】
前記共鳴回路はデジタルフィルタを有しており、そのインパルス応答が、倍音の振動波形を１自由度粘性減衰系モデルで模擬したものであり、
前記デジタルフィルタで使用されるフィルタ係数が、
１自由度粘性減衰系モデルの振る舞いを決めるためのモデルパラメータとして質量、減衰固有振動数、および減衰率を与えて、該モデルの運動方程式の係数となる粘性係数と剛性係数を求め、
前記モデルの運動方程式をラプラス変換し、ｓ表現の伝達関数式を得ると共に、これに求めた粘性係数、剛性係数及び質量を代入し、双一次変換を行って、ｚ表現のフィルタ係数を求め、
前記質量は任意の値とし、前記減衰固有振動数は模擬しようとする倍音の振動数であり、前記減衰率は倍音の減衰を指数関数で近似したときの指数として、その値を求めることによって決定されることを特徴とする請求項６記載の共鳴音発生装置。
【請求項８】
前記共鳴回路のデジタルフィルタにそれぞれ直列に接続された乗算器を備え、
該乗算器では、該デジタルフィルタで模擬しようとする倍音を含む楽音の、各倍音の振幅比を所定倍するものであることを特徴とする請求項７記載の共鳴音発生装置。
【請求項９】
前記第１楽音成分信号発生手段および第２楽音成分信号発生手段が、記憶された楽音波形を使用して楽音発生するものであり、
模擬しようとする倍音は、記憶された楽音波形より抽出された倍音であることを特徴とする７または８記載の共鳴音発生装置。
【請求項１０】
前記第１楽音成分信号発生手段および第２楽音成分信号発生手段が、楽音合成により楽音発生するものであり、
模擬しようとする倍音は、楽音合成され、出力された楽音波形より抽出された倍音であることを特徴とする請求項７または８記載の共鳴音発生装置。
【請求項１１】
１つの共鳴回路の共振周波数を１つの倍音周波数に対応させる一方、
倍音周波数が等しいか非常に近い倍音周波数の倍音が複数存在する場合は、該複数の倍音周波数の１つで他を代表させることを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載の共鳴音発生装置。
【請求項１２】
１つの共鳴回路の共振周波数を１つの倍音周波数に対応させる一方、
予定の倍音周波数に対応する共鳴回路の共振周波数が、該予定の倍音周波数から所定量だけずらされていることを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載の共鳴音発生装置。
【請求項１３】
前記共鳴音発生手段は、その出力を所定倍して、通常音信号と加算し、該共鳴音発生手段にフィードバックして入力するフィードバック経路を有することを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載の共鳴音発生装置。
【請求項１４】
前記フィードバック経路には、共鳴音発生手段の出力を遅らせる遅延回路及び／又は前記出力の振幅−周波数特性を変更するフィルタを備えたことを特徴とする請求項１３記載の共鳴音発生装置。
【請求項１５】
前記乗算器が、前記チャンネル１チャンネルあたり共鳴回路群の各音名に対応した数だけ設けられ、これら乗算器の乗算係数は、楽音制御情報に含まれる音高情報によって決定されると共に、この中の１つの乗算器の乗算係数が他の乗算器の乗算係数より小さく、残りの乗算器の乗算係数同士は等しいことを特徴とする請求項５記載の共鳴音発生装置。
【請求項１６】
前記共鳴音発生手段の入力系列数は、共鳴回路群の各音名に対応した数であり、楽音分配手段の出力チャンネルの分配系列も同数であることを特徴とする請求項４または１５記載の共鳴音発生装置。
【請求項１７】
前記共鳴回路群は、その対応する音名の楽音の倍音に対応した共鳴回路が複数並列に接続されてなることを特徴とする請求項４、１５、１６のいずれかに記載の共鳴音発生装置。
【請求項１８】
電子鍵盤楽器に組み込まれ、前記発音指示は、キー情報に含まれるキーオンデータであることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の共鳴音発生装置。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【公開番号】特開２０１１−２８２９０（Ｐ２０１１−２８２９０Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２３９４８（Ｐ２０１０−２２３９４８）
【出願日】平成２２年１０月１日（２０１０．１０．１）
【分割の表示】特願２００６−１１４７０（Ｐ２００６−１１４７０）の分割
【原出願日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【出願人】（０００００１４１０）株式会社河合楽器製作所 (563)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１日（２０１０．１０．１）
【分割の表示】特願２００６−１１４７０（Ｐ２００６−１１４７０）の分割
【原出願日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【出願人】（０００００１４１０）株式会社河合楽器製作所 (563)
【Ｆターム（参考）】
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