説明

電子楽器

【課題】自然楽器に近い広がり感と音質感が得られる電子楽器を提供できるようにする。
【解決手段】複数の鍵の操作状況を検出し、操作者の該鍵に対する弾鍵操作に応じて楽音を発生する電子楽器に、前記弾鍵が行われた際に、前記複数の鍵のうち、前記弾鍵された鍵と所定の音程差を備える別の鍵が既に押鍵状態とされているかどうかを検出する検出手段と、前記検出手段が押鍵状態を検出した鍵に対応して、前記弾鍵された鍵に応じて発生される前記楽音の音量と前記音程差とに応じた音量で、前記弾鍵された鍵に応じて発生される前記楽音に対応する共鳴音を別途発生する共鳴手段と、前記楽音及び前記共鳴音を放音する放音手段とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は電子楽器に関し、特に、アコースティックピアノを模倣した電子楽器において、より自然楽器に近い楽音を発生させることができるようにするために用いて好適な電子楽器に関する。
【背景技術】
【0002】
電子楽器において、自然楽器により近い音を発生させようとした場合、原音を採取して忠実に再生させる必要がある。例えば、グランドピアノ等のアコースティックピアノなどでは、鍵盤が弾かれてハンマーが弦を叩くと、上記叩かれた弦と調和関係にある弦や響板などが共鳴して共鳴音が発生することが知られている。実際のアコースティックピアノは、上記のように様々な共鳴音が原音とは別に発生することにより、豊かな楽音を発生させている。
【0003】
そこで電子楽器において、このような共鳴音の効果を得るために、例えば、特許文献1においては次のような技術が提案されている。
すなわち、上記特許文献1においては、押鍵されている鍵と特定の関係にある鍵が打鍵された場合には、上記打鍵による共鳴音を付加して発音するようにして、アコースティックピアノの演奏音に近い演奏音を発生できるようにした技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平6−118956号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記特許文献1に記載の電子楽器においては、打鍵音に共鳴音を付加して発音する思想が開示されているが、上記付加する共鳴音をどのように発音させるのか工夫されていなかった。このため、共鳴音を付加してアコースティックピアノに近い演奏音を発生させるようにしても、上記原音と共鳴音とを出力する際の工夫がなされていないため、音が混ざり合ってしまい、輪郭のはっきりした明瞭な音質を得ることが困難である問題点があった。
【0006】
このため、上記特許文献1に記載されている電子楽器の場合には、アコースティックピアノのような、自然楽器に特有の共鳴音が付加された広がりのある豊かな楽音を再現することに限界が生じていた。
【0007】
本発明は、以上のような問題にかんがみ、原音から共鳴音を作り出す電子楽器の共鳴音発生装置において、自然楽器に近い広がり感と音質感が得られる電子楽器を提供できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の電子楽器は、複数の鍵の操作状況を検出し、操作者の該鍵に対する弾鍵操作に応じて楽音を発生する電子楽器であって、前記弾鍵が行われた際に、前記複数の鍵のうち、前記弾鍵された鍵と所定の音程差を備える別の鍵が既に押鍵状態とされているかどうかを検出する検出手段と、前記検出手段が押鍵状態を検出した鍵に対応して、前記弾鍵された鍵に応じて発生される前記楽音の音量と前記音程差とに応じた音量で、前記弾鍵された鍵に応じて発生される前記楽音に対応する共鳴音を別途発生する共鳴手段と、前記楽音及び前記共鳴音を放音する放音手段とを備えたことを特徴とする。
また、本発明の他の特徴とするところは、前記共鳴手段は、前記共鳴音と前記楽音との音量差を、前記音程差が何オクターブあるかに応じて決定することを特徴とする。
また、本発明のその他の特徴とするところは、前記音程差がNオクターブ以内である場合に、前記共鳴音の音量を前記楽音の音量に対して(N+1)デシベル下げるようにすることを特徴とする。
また、本発明のその他の特徴とするところは、前記音程差は、前記弾鍵された鍵と前記既に押鍵状態にある別の鍵との間の鍵の差であり、前記検出手段は、前記鍵の差が「+12*N+2 (N:3〜) 」、「+12*N+10 (N:2〜) 」、「+12*N+4 (N:2〜) 」、「+12*N+7 (N:1〜) 」、及び/または「+12*N (N:1〜) 」である場合(但し、Nはオクターブ数)を検出することを特徴とする。
また、本発明のその他の特徴とするところは、前記共鳴音の音程が、前記弾鍵の音程であることを特徴とする。
また、本発明のその他の特徴とするところは、前記音程差は、前記弾鍵された鍵と前記既に押鍵状態にある別の鍵との間の鍵の差であり、前記検出手段は、前記鍵の差が「+7」、「+5」、「±1」、「−5」、「−7」、「−12*N (N:1〜) 」及び/または「−12*N−7N (N:1〜) 」である場合(但し、Nはオクターブ数)を検出することを特徴とする。
また、本発明のその他の特徴とするところは、前記共鳴音の音程は、前記音程差が「+7」においては「押鍵のキー+19キー」、「+5」においては「押鍵のキー+24キー」、「±1」においては「押鍵のキー」、「−5」においては「押鍵のキー+19キー」、「−7」においては「押鍵のキー+12キー」、「−12*N (N:1〜) 」及び/または「−12*N−7N (N:1〜) 」においては「押鍵のキー」であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、弾鍵操作が行なわれたときに、上記弾鍵された鍵と特定の関係にある鍵が既に押されているか否かを検出し、上記弾鍵された鍵と特定の関係にある鍵が既に押されている場合には、上記弾鍵された鍵と上記押鍵されていた鍵との関係を調べて、上記弾鍵された鍵と上記押鍵されていた鍵とが予め設定された特定の関係である場合、上記弾鍵された鍵の楽音を発音するとともに、上記弾鍵された鍵と上記押鍵されていた鍵との関係に基づいた所定の楽音を、上記押鍵されていた鍵の位置が発音源となるようにして発生させるようにしたので、自然楽器に近い広がり感と音質感が得られる電子楽器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施形態を示し、電子ピアノの要部構成を説明するブロック図である。
【図2】実施形態の電子ピアノの外観を示す図である。
【図3】キーオンイベント時に行なわれる処理の概略を説明するフローチャートである。
【図4】弾鍵時に押鍵されていた場合に行なわれるストレゾ処理の概略を説明するフローチャートである。
【図5】弾鍵を押鍵との特定な関係例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
次に、添付の図面を参照しながら、本発明の電子楽器の実施形態を説明する。
【0012】
図1は、本発明を適用した電子ピアノの実施形態の一例を示すブロック図である。
図1に示される電子ピアノの構成は、システムバス100上に、CPU(CentralProcessingUnit)101、ROM(ReadOnlyMemory)102、RAM(RandomAccessMemory)103、パネルスキャン回路104aを介して接続された操作パネル部104、鍵盤スキャン回路105aを介して接続された鍵盤部105、及び音源回路106が、各々接続されており、上記システムバス100を通じてこれらのデバイスに各種命令やデータの受け渡しが行なわれるように構成されている。
【0013】
また、上記音源回路106には、そこから出力された楽音信号を処理するDSP(DigitalSignalProcessor(図示せず))と、そこで処理された楽音信号をアナログ信号に変換するD/A変換回路121a及び121bと、それを増幅するメインアンプ122a及び122bが設けられている。
【0014】
そして、上記メインアンプ122aから出力される原音系列信号L1を外部に発音するスピーカ123aが設けられているとともに、上記メインアンプ122bから出力される原音系列信号R1を外部に発音するスピーカ123bが設けられている。
【0015】
また、本実施形態においては、共鳴音生成回路10を設け、上記音源回路106から出力される原音系列信号のうち、片側の原音系列信号L1を上記共鳴音生成回路10に供給し、後述するように、弾鍵が行なわれたときに特定の関係の鍵が押鍵されていた場合には共鳴音を発音させることにより、自然楽器に近い広がり感と音質感が得られる楽音を生成できるようにしている。
【0016】
上記CPU101は、上記ROM102のプログラムメモリ記憶部に記憶されている制御プログラムに従って上記電子ピアノの各部を制御するものである。また、上記プログラムメモリ記憶部に記憶されたアプリケーションプログラムを実行し、必要に応じて、RAM103を作業領域として使用し、さらにROM102に記憶された種々の固定データを使用しながらデータ処理を行なう。
【0017】
上記ROM102は、上述のように、電子ピアノ全体を制御するプログラムを格納している他に、上記CPU101が使用する種々の固定データが記憶されている。
【0018】
上記RAM103は、装置のステータス情報を記憶したり、CPU101の作業領域として使用したりするものである。なお、上記電子ピアノを制御するための各種レジスタやフラグ等は、RAM103に定義されており、このRAM103は、CPU101により、システムバス100を介してアクセスされる。
【0019】
上記操作パネル部104は、電源スイッチ、音色選択スイッチなど各種スイッチ及び所定の情報を表示する表示器などが設けられている。この操作パネル部104とシステムバス100との間に介在するパネルスキャン回路104aは、上記操作パネル部104に設けられた各スイッチ(図示せず)のセット/リセット状態を調べ、ON状態になっているパネルスイッチデータを検出してCPU101に送出する。
【0020】
上記鍵盤部105は、複数の鍵盤と、これらの押鍵や離鍵に連動して開閉する鍵盤スイッチとからなる。この鍵盤部105とシステムバス100との間に介在する鍵盤スキャン回路105aは、鍵盤スイッチの状態を調べ、そのON/OFFを示す信号から鍵盤タッチの強さ(速さ)を示すタッチデータを生成するとともに、ON又はOFF情報とその鍵盤ナンバーを出力するものである。このON/OFF情報及び鍵盤ナンバー、タッチデータは、システムバス100を介してCPU101に送られる。
【0021】
上記音源回路106は、CPU101から出力される信号に対応する原音波形データを波形メモリ107から読み出し、その楽音波形データにエンベロープを乗算し、左右の楽音信号として出力する。
【0022】
上記共鳴音生成回路10は上述したDSPに内蔵されており、本実施形態においては、上記共鳴音生成回路10の出力は、原音成分の信号に加算されずに、別系統で処理されるようにしている。また、上記共鳴音生成回路10で生成された共鳴音を2系列で処理するようにしている。
【0023】
すなわち、共鳴音生成回路10から出力されるデジタルの共鳴音信号をアナログ信号に変換するD/A変換回路121c及び121dと、それを増幅するメインアンプ122c及び122dを設けている。また、上記メインアンプ122cから出力される左側の共鳴音信号L2を外部に発音するスピーカ123cを設けるとともに、上記メインアンプ122dから出力される右側の共鳴音信号R2を外部に発音するスピーカ123dを設けている。
【0024】
図2に、本実施形態の電子ピアノの外観を示す。図2に示したように、本実施形態の電子ピアノは、グランドピアノの外観を持つ電子ピアノとして構成されている。このタイプの電子ピアノのメリットとして、外観の高級感の他に、奥行き方向にスペースがあるため、スピーカ配置の自由度が大きいことがあり、多数のスピーカを上向きに配置できるため、迫力のある音を再生することができる。
【0025】
なお、上記電子ピアノの構成において、本発明と直接は関係ない構成を簡略化するために、上述した原音再生用のスピーカ123aと123b、及び共鳴音再生用123cと123dを、電子ピアノの左右の両側に配置した例を示した。しかし、実際に電子ピアノを構成する場合は、原音系列については、低音から高音まで再生することが望ましく、一般的に知られている2way、3wayシステム又はフルレンジスピーカの構成にしても良いのは言うまでもない。
【0026】
上記共鳴音生成回路10では、入力された原音信号から共鳴音信号を生成している。共鳴音信号を生成する構成は公知の構成を採用することができる。例えば、バンドパスフィルタで不要な低音成分や高音成分をカットし、フィルタによりディレイを掛けながら減衰する信号を作成する。そして、その信号に対して、さらにディレイを掛けて、余韻となる信号を付け足すようにすればよい。
【0027】
さらに、DSP内部の上記共鳴音生成回路10で作られた共鳴音の音量は、ベロシティに対応して設定するようにしている。すなわち、鍵盤を強く弾いた時は共鳴音も大きく、弱く弾いた時は、共鳴音も小さくなるように構成している。
【0028】
以上は、共鳴音の作成方法の概略であるが、本実施形態においては、CPU101、ROM102及びRAM103よりなるコンピュータシステムにより、押鍵状態検出手段及び特定関係検出手段を構成し、演奏中において所定の条件を満足させた場合に所定の共鳴音を発音するようにしている。以下、図3及び図4のフローチャートを参照しながら本実施形態の電子ピアノの動作を説明する。
【0029】
図3のフローチャートに示したように、処理が開始されると、最初のステップS31において、鍵盤スキャン回路105aによりキーオンイベント(弾鍵)の発生の有無が検出される。そして、弾鍵操作が行なわれたことがパネルスキャン回路104aにより検出されたときに、ステップS32に進み、上記弾鍵されたときに他の鍵が押鍵されているか否かを、上記押鍵状態検出手段により検出するようにしている。
【0030】
上記押鍵状態検出手段による検出の結果、上記弾鍵されたときに他の鍵が押鍵されていない場合にはステップS33に進み、通常の発音処理を行なう。また、ステップS32の検出の結果、弾鍵が行われたときに他の鍵が押鍵されていた場合には、ステップS34に進み、ストリングス・レゾナンス(以下、ストレゾと称する)処理を行なう。上記ストレゾ処理については、後で詳細に説明する。
【0031】
次に、ステップS35において、キーオフイベントが発生したか否かを検出する。この結果、キーオフイベントが発生していない場合にはステップS31に戻って上述した処理を繰返し行なう。また、ステップS35においてキーオフイベントの発生を検出した場合にはステップS36に進み、消音処理を行なって処理を終了する。
【0032】
次に、図4フローチャートを参照しながら、ステップS34において行なわれるストレゾ処理の概略を説明する。
このストレゾ処理においては、弾鍵に伴って行なわれる通常の発音処理を行なった後に、以下に示す処理を行なう。
【0033】
先ず、最初のステップS41において、弾鍵が行なわれたときに特定のキーが押鍵されているか否かを検出する。この検出は、弾鍵が行なわれた鍵よりも音階が低い方に向かって行なう。上記弾鍵を押鍵との特定な関係は、例えば、図5に示すようなデータテーブルを、上記ROM102内に保持している。
【0034】
図5に示したように、本実施形態においては押鍵と弾鍵野キーの差、すなわち、(弾鍵−押鍵)が特定の関係にある場合に共鳴音を発音するようにしている。図5に示した例では、「+12*N+2(N:3〜)」、「+12*N+10(N:2〜)」、「+12*N+4(N:2〜)」、「+12*N+7(N:1〜)」、「+12*N (N:1〜)」については弾鍵のキーで共鳴音を発音するようにしている。その具体例は、図5に示した通りである。
【0035】
また、(弾鍵−押鍵)値が「+7」においては「押鍵のキー+19キー」、「+5」においては「押鍵のキー+24キー」、「±1」においては「押鍵のキー」、「−5」においては「押鍵のキー+19キー」、「−7」においては「押鍵のキー+12キー」、「−12*N (N:1〜)」及び「−12*N−7N (N:1〜)」においては「押鍵のキー」により共鳴音を発音するようにしている。
【0036】
ステップS41の判定の結果、図5に示したような特定の関係にある鍵が押鍵されていた場合にはステップS42に進み、共鳴音の発音処理を行なう。この発音処理については後で詳細に説明する。
【0037】
次に、ステップS43に進み、共鳴音の発音処理を3鍵分について行なったか否かを判定する。この判定の結果、3鍵分の発音処理を行なった場合にはストレゾ発音処理を抜けてリターンする。また、3鍵分の発音処理を行なっていない場合には、一番下に位置する鍵まで押鍵状態を調査したか否かを判定する。この判定の結果、一番下側の鍵まで調べていない場合にはステップS41に戻って上述した処理を繰返し行なう。
【0038】
また、ステップS44の判定の結果、一番下側の鍵まで調べた場合には、弾鍵よりも高い押鍵の中で一番低い鍵から上記特定キーに当てはまる鍵の有無を順次に判定する。この判定の結果、特定キーが押鍵されていた場合にはステップS46に進み、共鳴音の発音処理を行なう。
【0039】
次に、ステップS47において、共鳴音の発音処理を3鍵分行なったか否かを判定する。この判定の結果、3鍵分行なった場合には処理を抜けてリターンする。また、3鍵分行なっていない場合にはステップS45に戻って上述した処理を繰返し行なう。そして、一番上側の鍵まで調べた場合にはストレゾ処理を終了してリターンする。
【0040】
ストレゾ用共鳴音はモノラル音を使用するようにしている。これは、共鳴音発音位置を押鍵の場所にするために有効であるからである。すなわち、共鳴音生成回路10においてモノラルの共鳴音を生成し、押鍵の位置に応じた音量で左右のスピーカ123c、123dから発音することにより、発音位置をパンニングさせるようにしている。したがって、押鍵位置がセンターの場合には左右のスピーカ123c、123dから同じ音量で発音され、押鍵位置が左側であれば、電子ピアノの左側に配置されたスピーカ123cからは右側に配置されたスピーカ123dよりも大きな音量で発音される。その反対に、押鍵位置が右側であれば、電子ピアノの右側に配置されたスピーカ123dからは左側に配置されたスピーカ123cよりも大きな音量で発音される。
【0041】
このような発音を行なうことにより、共鳴音を発音される位置を押鍵位置であるようにすることが可能になり、アコースティックピアノのような自然楽器に近い広がり感と音質感を得ることができる。
【0042】
また、本実施形態においては、弾鍵と押鍵との関係に基づいて共鳴音の音量をコントロールするようにしている。例えば、最高音の共鳴音に対して、上記弾鍵と押鍵との関係が「1オクターブ以内」ならば「2デシベル下げる」、「2オクターブ以内」ならば「3デシベル下げる」、「3オクターブ以内」ならば「4デシベル下げる」等のように、共鳴音の音量を設定している。
【0043】
本実施形態の電子ピアノにおいては、上述のようにして、モノラル音の共鳴音を生成し、発音する音量を押鍵位置に応じて異ならせるようにすることにより、アコースティックピアノから発音される自然な共鳴音に近い共鳴音を発音することができるようにしている。
【0044】
なお、本発明の電子楽器の共鳴音発生装置は、上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0045】
(本発明の他の実施形態)
上述した実施形態の機能を実現するべく各種のデバイスを動作させるように、上記各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに対し、上記実施形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(CPUあるいはMPU)に格納されたプログラムに従って上記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
【0046】
また、この場合、上記ソフトウェアのプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、およびそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えば、かかるプログラムコードを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記録する記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。
【0047】
また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているOS(オペレーティングシステム)あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施形態に含まれる。
【0048】
さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれる。
【符号の説明】
【0049】
10 共鳴音生成回路
100 システムバス
101 CPU
102 ROM
103 RAM
104 操作パネル部
104a パネルスキャン回路
105 鍵盤部
105a 鍵盤スキャン回路
106 音源回路
107 波形メモリ
121a〜121d D/A変換回路
122a〜122d メインアンプ
123a〜123d スピーカ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の鍵の操作状況を検出し、操作者の該鍵に対する弾鍵操作に応じて楽音を発生する電子楽器であって、
前記弾鍵が行われた際に、前記複数の鍵のうち、前記弾鍵された鍵と所定の音程差を備える別の鍵が既に押鍵状態とされているかどうかを検出する検出手段と、
前記検出手段が押鍵状態を検出した鍵に対応して、前記弾鍵された鍵に応じて発生される前記楽音の音量と前記音程差とに応じた音量で、前記弾鍵された鍵に応じて発生される前記楽音に対応する共鳴音を別途発生する共鳴手段と、
前記楽音及び前記共鳴音を放音する放音手段とを備えたことを特徴とする電子楽器。
【請求項2】
前記共鳴手段は、前記共鳴音と前記楽音との音量差を、前記音程差が何オクターブあるかに応じて決定することを特徴とする請求項1に記載の電子楽器。
【請求項3】
前記音程差がNオクターブ以内である場合に、前記共鳴音の音量を前記楽音の音量に対して(N+1)デシベル下げるようにすることを特徴とする請求項2に記載の電子楽器。
【請求項4】
前記音程差は、前記弾鍵された鍵と前記既に押鍵状態にある別の鍵との間の鍵の差であり、
前記検出手段は、前記鍵の差が「+12*N+2 (N:3〜) 」、「+12*N+10 (N:2〜) 」、「+12*N+4 (N:2〜) 」、「+12*N+7 (N:1〜) 」、及び/または「+12*N (N:1〜) 」である場合(但し、Nはオクターブ数)を検出することを特徴とする請求項1に記載の電子楽器。
【請求項5】
前記共鳴音の音程が、前記弾鍵の音程であることを特徴とする請求項4に記載の電子楽器。
【請求項6】
前記音程差は、前記弾鍵された鍵と前記既に押鍵状態にある別の鍵との間の鍵の差であり、
前記検出手段は、前記鍵の差が「+7」、「+5」、「±1」、「−5」、「−7」、「−12*N (N:1〜) 」及び/または「−12*N−7N (N:1〜) 」である場合(但し、Nはオクターブ数)を検出することを特徴とする請求項1に記載の電子楽器。
【請求項7】
前記共鳴音の音程は、前記音程差が「+7」においては「押鍵のキー+19キー」、「+5」においては「押鍵のキー+24キー」、「±1」においては「押鍵のキー」、「−5」においては「押鍵のキー+19キー」、「−7」においては「押鍵のキー+12キー」、「−12*N (N:1〜) 」及び/または「−12*N−7N (N:1〜) 」においては「押鍵のキー」であることを特徴とする請求項6に記載の電子楽器。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2010−231248(P2010−231248A)
【公開日】平成22年10月14日(2010.10.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−165748(P2010−165748)
【出願日】平成22年7月23日(2010.7.23)
【分割の表示】特願2004−4013(P2004−4013)の分割
【原出願日】平成16年1月9日(2004.1.9)
【出願人】(000001410)株式会社河合楽器製作所 (563)
【Fターム(参考)】