電子鍵盤楽器及び波形データセット取得方法
【課題】電子鍵盤楽器において、グランドピアノの奥行き感を再現できるようにする。
【解決手段】電子ピアノ１は、手前側の鍵盤近傍に配列されたスピーカ４ａ、４ｂ、および４ｃと、これらスピーカ４ａ，４ｂ，４ｃからみて電子ピアノ１の奥に配置されたスピーカ４ｄとを備える。音源に備わる波形メモリには１つの楽音につき４チャンネル波形データセットが記憶される。４チャンネルの波形データのうちスピーカ４ａ、４ｂ、４ｃに対応する波形データは、グランドピアノのダンパ上方の位置に配置された第１収音手段で録音され、奥に配置されたスピーカ４ｄに対応する波形データは、グランドピアノの低音域の弦と中音域の弦とが交差する位置に配置された第２収音手段で録音される。
【解決手段】電子ピアノ１は、手前側の鍵盤近傍に配列されたスピーカ４ａ、４ｂ、および４ｃと、これらスピーカ４ａ，４ｂ，４ｃからみて電子ピアノ１の奥に配置されたスピーカ４ｄとを備える。音源に備わる波形メモリには１つの楽音につき４チャンネル波形データセットが記憶される。４チャンネルの波形データのうちスピーカ４ａ、４ｂ、４ｃに対応する波形データは、グランドピアノのダンパ上方の位置に配置された第１収音手段で録音され、奥に配置されたスピーカ４ｄに対応する波形データは、グランドピアノの低音域の弦と中音域の弦とが交差する位置に配置された第２収音手段で録音される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自然楽器の音響特性と同様の音響効果を得るようにした電子鍵盤楽器及び波形データセット取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子楽器の音源方式として、自然楽器が発する楽音を録音し、録音した波形情報をＰＣＭ符号化等により符号化されたディジタル波形データとして波形メモリに記憶しておき、該電子楽器で楽音を発生すべきときに該波形メモリに記憶された波形データを読み出す方式が知られている。
【０００３】
従来から知られるピアノ型電子鍵盤楽器（以下、「電子ピアノ」という）において、アコースティック（自然楽器）のグランドピアノの音を３チャンネルで録音（サンプリング）することにより、１つの押鍵操作に対応する１つの楽音（１つのノート）について３チャンネルの波形データのセットを記憶した波形メモリを音源として持つものがあった。前記波形データのセットを録音する時には、グランドピアノに対してステレオペアの単一指向性マイク、若しくはステレオペアの無指向性マイクを用いて該ピアノから発音された楽音を該２つのマイクのそれぞれに対応する２チャンネルにステレオ録音し、また、それと同時に発せられた共鳴音などを含む間接音を１つのモノラル無指向性マイクを用いて１チャンネルに録音していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１６３５８号公報
【０００５】
上記特許文献１に記載された電子ピアノにおいては、前記ステレオ録音された２チャンネルの波形データをステレオ方式の２チャンネルのスピーカで再生し、また、１チャンネルの波形データをモノラル方式の１チャンネルのスピーカで再生することだけが決められており、それらスピーカの具体的な位置は演奏音のステレオ効果を専ら考慮して決定されていた。また、２チャンネルステレオの波形データを録音するときには、２つのステレオペアのマイクを用いてステレオ波形をバランス良くピックアップできるよう、グランドピアノの発音源（弦と響板）と該マイクの距離を離すマイク設定（オフマイク）でマイクを配置していた。また、１つのモノラル無指向性マイクについても、間接音を狙う意図から、グランドピアノの発音源（弦と響板）と該マイクの距離を離すマイク設定（オフマイク）でマイクを配置していた。
【０００６】
家庭用の電子ピアノにおいて、演奏音の聴取者は、まず第１に、その電子ピアノを演奏する演奏者である。したがって、電子ピアノのピアノ音色（グランドピアノの音色）では、とりわけ演奏者の位置で聴いた時の演奏音が、アコースティックのグランドピアノの音響特性をよりリアルに再現したものであることが望まれる。しかし、従来の電子ピアノのピアノ音色（グランドピアノの音色）では、アコースティックのグランドピアノの音響特性の再現性、特に、演奏者の位置で聴いた時の演奏音のリアルさや、奥行き感が不十分だった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、グランドピアノの音響特性と同様の音響効果を得るようにした電子鍵盤楽器を提供することを目的とし、特に、グランドピアノの奥行き感を再現できるようにした電子鍵盤楽器を提供することを目的とする。また、電子鍵盤楽器において、グランドピアノの音響特性と同様の音響効果、特に、グランドピアノの奥行き感を再現できるようにした波形データセットの取得方法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】
【０００８】
この発明は、複数の鍵からなる鍵盤と、前記鍵盤が手前側に配置され、該鍵盤に対して奥行き方向に広がる面を持つ筐体と、前記筐体の上面に配置された複数のスピーカであって、前記鍵盤の近傍に配置された第１スピーカと、該第１スピーカから見て該筐体の奥に配置された第２スピーカと、１つの楽音について収音する収音手段の数に対応したチャンネル数分の波形データを有する波形データセットを記憶した波形メモリであって、前記波形データセットは、それぞれ演奏操作に応じて振動を発生する複数の弦と該弦の振動を止めるダンパとを有し、前記複数の弦のうち低音域の複数の弦と中音域の弦とが交差するように配置されたグランドピアノ型の自然楽器において、前記ダンパ上方の位置に配置された第１収音手段で録音された第１波形データと、前記低音域の複数の弦と前記中音域の複数の弦とが交差する位置に配置された第２収音手段で録音された第２波形データとからなるセットであるものと、前記鍵盤における打鍵操作によって発音指示された１つの楽音に対応する１つの前記波形データセットを前記波形メモリから読み出して、該読み出した波形データセットに基づいて、それぞれのチャンネルの楽音信号を生成する楽音信号生成手段と、前記楽音生成手段により生成された前記複数チャンネルの楽音信号のそれぞれを、前記複数のスピーカのうち各楽音信号の生成に用いた波形データを録音した収音手段の配置位置に対応する位置に配置されたスピーカに供給する供給手段とを備える電子鍵盤楽器である。
【０００９】
上記構成からなる本発明によれば、演奏者の位置で聴こえるピアノ音のうちで一番大きい割合を占める音や、ハンマの打弦によって発生する音を、第１収音手段により録音された第１波形データとして得る一方、第２収音手段によりグランドピアノ型の自然楽器が発する中低音域の音をクリアに録音した第２波形データを得ることできる。そして、鍵盤の打鍵操作に応じて、発音指示された１つの楽音に対応する１つの波形データセットとして記憶された第１波形データ及び第２波形データそれぞれに基づく楽音信号を、それぞれを録音した第１収音手段及び第２収音手段に対応する第１スピーカ及び第２スピーカに供給する。これにより、第１収音手段によりダンパ上方位置で録音された演奏者の位置で聴こえるピアノ音のうちで一番大きい割合を占める音や、ハンマの打弦によって発生する音を、鍵盤近傍に配置された第１スピーカから発音する一方、筐体の奥に配置された第２スピーカからは、グランドピアノ型の自然楽器における低音域の複数の弦と中音域の複数の弦とが交差する位置で中低音域の音をクリアに録音した音を発音できる。これにより、電子鍵盤楽器において、グランドピアノ型の自然楽器の音が持つ奥行き方向の広がり感を再現できる。
【００１０】
また、この発明は、それぞれ演奏操作により振動を発生する複数の発音体と、該発音体の振動を止めるダンパとを有し、前記複数の弦のうち低音域の複数の弦と中音域の弦とが交差するように配置されたグランドピアノ型の自然楽器の楽音を録音して波形データセットを得る波形データセット取得方法であって、複数の収音手段を自然楽器に対して配置するステップであって、前記ダンパ上方の位置に第１の収音手段を配置し、且つ、前記低音域の複数の弦と前記中音域の複数の弦とが交差する位置に第２の収音手段を配置するステップと、前記自然楽器の演奏音を、前記第１収音手段と前記前記第２収音手段とを用いて収音して、それぞれ別個のチャンネルに録音するステップと、前記録音されたチャンネル毎の演奏音に基づいて、前記第１収音手段により収音された第１波形データと、前記第２収音手段により収音された第２波形データとからなる波形データセットであって、１つの楽音の発音指示に応じて再生されるべき前記第１波形データと前記第２波形データで構成される１つの波形データセットを作成するステップとを有することを特徴とする波形データセット取得方法である。
【００１１】
上記構成からなる本発明によれば、演奏者の位置で聴こえるピアノ音のうちで一番大きい割合を占める音や、ハンマの打弦によって発生する音を、第１収音手段により録音された第１波形データとして得る一方、第２収音手段によりグランドピアノ型の自然楽器が発する中低音域の音をクリアに録音した第２波形データを得ることできる。これにより、電子鍵盤楽器において、グランドピアノ型の自然楽器の音が持つ奥行き方向の広がり感を再現可能な、波形データセットを提供することができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明よれば、電子鍵盤楽器において、グランドピアノの音響特性と同様の音響効果を得ることができ、特にグランドピアノの奥行き感をリアルに再現することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の一実施形態に係る電子鍵盤楽器（電子ピアノ）を上面から見た図。
【図２】図１の電子ピアノの電気的ハードウェア構成の一例を示すブロック図。
【図３】波形データを録音するときのマイク設定を説明する図であって、（ａ）はグランドピアノを上から見た図、（ｂ）はグランドピアノを矢印Ｘから見た側面図。
【図４】弦とマイクの間隔を説明する図であって、（ａ）は従来のオフマイクのマイク設定、（ｂ）は２本のマイクを弦に近づけたところ、（ｃ）は前記（ｂ）からマイク数を増やしたところを、それぞれ示す。
【図５】（ａ）〜（ｃ）はオンマイクのマイク設定を説明する図。
【図６】図１の電子ピアノにおいて鍵盤操作に応じてＣＰＵ１が実行するノートオンイベント処理の動作手順の一例を示すフローチャート。
【図７】図６のノートオンイベント処理で参照する音色データの構成例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、この発明の一実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は、この発明に係る電子鍵盤楽器１を上面から見た図である。電子鍵盤楽器１は、演奏者が演奏を行うための複数の鍵からなる鍵盤２と、該鍵盤２を保持する筐体３と、筐体３の上面に配置された４つのスピーカ４ａ、４ｂ、４ｃ、及び４ｄを含んで構成され、鍵盤２の操作に応じて、電子回路により構成される音源部を用いて電子的に楽音信号を生成し、該生成した楽音信号に対応するアナログ音響信号をスピーカ４ａ〜４ｄから発音する。電子鍵盤楽器１は、主にピアノ音色の楽音を演奏することを意図して設計された「電子ピアノ」である。この明細書では、電子鍵盤楽器１のことを「電子ピアノ」とも言う。また、この明細書では、鍵盤２が配置される側（演奏者が位置する側）を、電子鍵盤楽器（電子ピアノ）１の「手前」と表現し、「手前」に対向する側を電子鍵盤楽器（電子ピアノ）１の「奥」と表現する。従って、図１の図面下側が電子鍵盤楽器（電子ピアノ）１の「手前」に相当し、図１の図面上側が電子鍵盤楽器（電子ピアノ）１の「奥」に相当する。図１に示す通り、鍵盤２は筐体３の手前側に配置される。
【００１６】
筐体３は、その手前側に配置された鍵盤２に対して奥行き方向に広がる面を持つ「グランドピアノ」型の形状である。電子ピアノ１は電子楽器であるため、筐体３の奥行きをアコースティック（自然楽器）のグランドピアノの奥行きよりも小さい。４つのスピーカ４ａ〜４ｄのうちの３つのスピーカ４ａ、４ｂ、および４ｃは、筐体３の手前側に鍵盤２に略平行に一列に並べて配置されており、スピーカ４ａは演奏者に対して左側、スピーカ４ｂは演奏者に対して中央、スピーカ４ｃは演奏者に対して右側、それぞれ配置される。左側のスピーカ４ａおよび右側のスピーカ４ｃは、中央のスピーカ４ｂに対して概ね左右均等に配置される。また、スピーカ４ｄは、演奏者に対して筐体３の奥に配置される。この明細書では、演奏者に対して左側に配置されたスピーカ４ａをＬチャンネルのスピーカ、演奏者に対して中央に配置されたスピーカ４ｂをＣチャンネルのスピーカ、演奏者に対して右側に配置されたスピーカ４ｃをＲチャンネルのスピーカ、および、演奏者に対して奥に配置されたスピーカ４ｄをＳチャンネルのスピーカという。なお、以下において、「チャンネル」という語を「ｃｈ」と省略表記することもある。
【００１７】
これら４つのスピーカ４ａ〜４ｄの配置位置は、後述する波形メモリに記憶された４チャンネルの波形データのそれぞれを録音（サンプリング）するときの、グランドピアノに対するマイク配置位置（波形データのサンプリング箇所）に対応している。この発明に係る電子ピアノ１においては、これらスピーカ４ａ〜４ｄが、それぞれに対応する箇所で録音された波形データに基づくピアノ音を発音することにより、発音されたピアノ音は対応する波形データがサンプリングされた時と同様な空間的広がりを持つ。すなわち、アコースティックのグランドピアノにおいて響板を面で鳴らす雰囲気や、豊かな奥行き感をリアルに再現でき、特に演奏者の位置で聴取する電子ピアノ１の演奏音の音響特性が優れているということが、後述の説明から明らかになるであろう。
【００１８】
図２は、図１の電子ピアノ１の電気的ハードウェア構成例を説明するためのブロック図である。図２の電子ピアノ１において、ＣＰＵ１０、フラッシュメモリ１１、およびＲＡＭ１２は電子ピアノ１の全体的な動作を制御する制御部（マイクロコンピュータ）である。この制御部に対して、操作子１３、表示器１４、および音源部２０がバスライン１７を介して接続される。フラッシュメモリ１１は、ＣＰＵ１０が実行する各種制御プログラムが格納される。音源部２０には、該音源部２０で生成された楽音信号（アナログ音響信号）を増幅するアンプ１５が接続され、該アンプ１５にはスピーカ１６が接続される。また、スピーカ１６は、図１に示す４ｃｈのスピーカ４ａ、４ｂ、４ｃ、及び４ｄに対応しており、アンプ１５は該４ｃｈのスピーカ１６の１ｃｈずつに対応する４つの信号処理チャンネルを有する。また、表示器１４は、ＣＰＵ１０の制御に基づき各種情報を表示する。
【００１９】
操作子１３は、複数の鍵（この例では８８鍵）からなる鍵盤２やダンパペダルなど、演奏を行うための演奏操作子、および音色パラメータなどのパラメータの設定を行うための設定操作子が含まれる。鍵盤２（操作子１３）に含まれる複数の鍵にはそれぞれ固有の音高（ノート）が対応付けられており、演奏者は鍵盤２（操作子１３）を操作して、ノートオン、音高（ノート）を指定するノートナンバ、打鍵強さに応じたベロシティデータ等を含む発音指示（ノートオンイベント）を入力する。ＣＰＵ１０は、鍵盤２の操作によるノートオンイベントに対応してノートオンイベント処理を実行し、音源部２０の制御レジスタに各種制御パラメータを送出する。
【００２０】
音源部２０は、波形メモリ２１と、該波形メモリ２１に接続された波形読み出し及び補間部２２と、該波形読み出し及び補間部２２に接続された特性制御部２３と、該特性制御部２３に接続されたミキサ部２４と、該ミキサ部２４に接続されたデジタル・アナログ変換部（ＤＡＣ）２５と、制御レジスタ２６とから構成される。制御レジスタ２６は、波形読み出し及び補間部２２、特性制御部２３、およびミキサ部２４の各部に与えられる制御パラメータの値を格納するレジスタであって、音源部２０は該制御レジスタ２６に格納された各種制御パラメータの値に基づいて、サンプリング周期毎に、所定数の発音チャンネル分（例えば、６４チャンネル）の楽音信号を生成する処理を行う。
【００２１】
波形メモリ２１は、１つの楽音（１つのノート）について４チャンネル分の波形データを１組とする波形データセットを、複数セット記憶している。波形メモリ２１に記憶された４チャンネル分の波形データは、アコースティックのグランドピアノの演奏音を１つの音高（ノート）ずつ、所定の４箇所に配置された４つのマイクを用いて４つの録音チャンネルに録音し、該４つのマイクによりピックアップした４チャンネル分のアナログ音響信号（ピアノ音）の電圧値を、それぞれ例えばＰＣＭ符号化形式など従来から知られる適宜の符号化形式でデジタルオーディオデータに変換したデータである。この波形メモリ２１に記憶された４チャンネルの波形データは、それぞれ、電子ピアノ１に備わる４つのスピーカ４ａ〜４ｄ（図１参照）に対応付けられている。
【００２２】
波形読み出し及び補間部２２は、サンプリング周期毎に、複数発音チャンネル分の読み出しアドレス信号を生成し、該読み出しアドレスにより波形メモリ２１から複数発音チャンネル分の波形データを読み出し、該読み出した波形データをサンプル間補間して、複数発音チャンネル分の補間済みの波形データを出力する。特性制御部２３は、各サンプリング周期毎に、波形読み出し及び補間部２２から出力された複数発音チャンネル分の波形データの音色や音量等の特性制御を行う。ミキサ部２４とＤＡＣ２５は、この実施例では、４つの異なるスピーカに対応した４チャンネルの信号処理チャンネルを有している。ミキサ部２４では、各サンプリング周期毎に、特性制御部２３から出力された複数発音チャンネル分の波形データがそれぞれ４通りにレベル制御され累算されることにより、４つの信号処理チャンネルの波形データが形成される。ＤＡＣ２５は、各サンプリング周期毎に、４つの信号処理チャンネルの波形データ（デジタルデータ）をアナログ音響信号に変換して、４つの信号処理チャンネルの出力信号をそれぞれアンプ１５の対応するチャンネルに供給する。
以上の構成により、音源部２０では、各サンプリング周期毎に、複数発音チャンネル分の楽音信号が形成され各出力系統（信号処理チャンネル）ごとにレベル制御され累算される。ある発音チャンネルについて、特定の出力系統のレベルのみを所定レベルに設定し、他の系統のレベルをゼロ（−∞デシベル）に設定することにより、その発音チャンネルの楽音信号を特定の系統のみに出力することができる。
詳細は後述するが、本発明では、１つの楽音の発音指示（１つの押鍵操作）に応じて、４つの発音チャンネルで、４チャンネルの波形データに基づく４つの楽音信号が形成され、それぞれ、対応する出力系統に出力されるようになっている。
【００２３】
アンプ１５は、４チャンネルの信号処理チャンネルの１つずつに入力されたアナログ音響信号を所定のゲイン値で増幅する。アンプ１５で該増幅されたアナログ音響信号（楽音信号）を各チャンネルに対応する４ｃｈのスピーカ１６（図１のスピーカ４ａ、４ｂ、４ｃ、及び４ｄ）へ供給され、該４ｃｈのアナログ音響信号のそれぞれに対応するピアノ音が４つのスピーカ１６から略同時に発音される。各スピーカ４ａ、４ｂ、４ｃ、及び４ｄからは、各スピーカ４ａ〜４ｄの配置位置に対応するグランドピアノ上の４箇所でピックアップした音に対応する楽音信号（電子ピアノ１の演奏音）が発音される。この結果、電子ピアノ１においては、全体として、アコースティックのグランドピアノの演奏音と同様な空間的広がり、つまり演奏者に対して奥行き方向に広がる響板を面で鳴らす雰囲気、あるいは豊かな奥行き感などを再現することができる。
【００２４】
図３は、波形メモリ２１に記憶される波形データを録音する際の、ピアノに対するマイク（収音手段）の配置を説明する図であって、（ａ）は録音対象となる自然楽器（アコースティック）のグランドピアノを上側から見た上面図、（ｂ）は（ａ）のグランドピアノを「矢印Ｘ」から見た側面図である。符号３０は自然楽器（アコースティック）のグランドピアノである。この実施例では、グランドピアノ３０の音をピックアップするために、４つの単一指向性（Ｃａｒｄｉｏｉｄ型特性）マイク３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを用いる。マイク３１ａ〜３１ｄは、それぞれ、マルチトラックレコーダ３３の録音チャンネルの１チャンネルずつに接続される。４つのマイク３１ａ〜３１ｄの各々によりピックアップされた４系統のグランドピアノ３０の音は、マルチトラックレコーダ３３の各マイクに対応する録音チャンネルにそれぞれ録音される。
【００２５】
グランドピアノ３０において、演奏者が位置する筐体手前側に８８個の鍵を有する鍵盤３２が配置されている。周知の通り、鍵盤３２の各鍵は、それぞれに割り当てられた音高が演奏者に対して左から右に向かって半音ずつ高くなるよう配列されている。グランドピアノ３０の筐体内には、８８個の各鍵の音高に対応する複数の弦（発音体）が、概ねピアノ３０の手前から奥に向かう方向（図３（ａ）では上下方向）で張設されており、１つの鍵が押鍵操作されると、該押鍵された鍵に対応するハンマが対応する弦を打撃（打弦）する。また、グランドピアノ３０の筐体内には響板が設けられている。ハンマの打撃によって生じた弦の振動は、響板に伝達され、該響板において共鳴および拡大される。
【００２６】
４つのマイク３１ａ〜３１ｄのうちの３つのマイク３１ａ，３１ｂ，および３１ｃは、グランドピアノ３０の筐体内に横一列に配列されたダンパの上方付近（ピアノ筐体の手前側）において、鍵盤３２の鍵配列方向に沿って略平行に並べて配置される。マイク３１ａは演奏者に対して左側、マイク３１ｂは演奏者に対して中央、マイク３１ｃは演奏者に対して右側にそれぞれ配置される。また、マイク３１ｄは、演奏者に対して筐体の奥に配置される。周知の通り、グランドピアノの弦のうちで低音域の弦と、中音域の弦とは一部が上下交差するよう張設されている。マイク３１ｄの配置位置は、低音域の弦と中音域の弦が交差する付近の上方とする。
【００２７】
図３（ｂ）に示す通り、４つのマイク３１ａ〜３１ｄは、それぞれ、グランドピアノ３０の発音源（弦および響板）に指向方向を向けて配置されており、ピアノ３０の発音源（弦および響板）とマイクの受音点の距離を接近させたマイク設定（いわゆる「オンマイク」のマイク設定）になっている。周知の通り、「オンマイク」のマイク設定によれば、ピックアップの対象として狙った特定の部分から発生する音のみを、集中的に、且つ、クリアにピックアップすることができる。
【００２８】
マイク３１ａ〜３１ｃが、グランドピアノ３０のダンパの上方付近に配置されていることは、前述した。この"ダンパ上方"というマイクの配置位置は、演奏者の位置で聴こえるピアノ演奏音のうちで一番大きい割合を占める音を、ピックアップすることができる位置である。また、このマイク配置位置は、ハンマが弦を打撃したときに発する音を一番良くピックアップできる位置でもある。したがって、ダンパ上方の位置にオンマイクのマイク設定でマイク３１ａ〜３１ｃを配置することにより、高音域、中音域、および低音域の各音域ごとに、上記の通り演奏者の位置で聴こえるピアノ演奏音のうちで一番大きい割合を占める音や、ハンマの打弦によって発生する音など、演奏者の位置でのピアノ音の聴取感覚をリアルに再現するために重要な音を、クリアにピックアップする（間接音の少ない、弦と響板の発する純粋な音を録音する）ことができる。
【００２９】
図４及び図５を参照して、手前側に配置されたマイク３１ａ〜３１ｃの設置数と、マイクとマイクと弦（発音源）の距離の関係について説明する。図４及び図５はグランドピアノを手前側から見たところを描いている。符号３４の直線は、グランドピアノ内に配列された複数の弦（８８個の音高に対応する弦）を手前側から見た様子を模擬的に描いている。直線３４の左端が最低音高（音名Ａ０）に対応する弦がある位置に対応し、同右端が最高音高（音名Ｃ８）に対応する弦がある位置に対応する。（ａ）は上記特許文献１に記載されたように左右一対の２つのマイク３５を用いてステレオ２チャンネルの波形データを録音する場合のマイク設定の一例を示している。図において符号Ａはマイク３５の受音部と弦３４の最短距離を示し、符号Ｂはマイク３５の受音部と弦３４の最長距離を示す。これらは、複数本あるマイクのうちの弦に一番近いマイクと弦の距離である。複数のマイクで弦の音を収音している場合、何れかのマイクでオンマイクの音が拾えればよい。最短距離Ａと最長距離Ｂの距離差が大きいと、マイク３５の受音部から近い弦が発する音と遠い弦が発する音とで、録音される波形データの音質差が大きくなる。そのため、複数の音高（弦）でそれぞれ録音した場合に、複数の波形データの音質が音高方向に不均一になる。よって、最短距離Ａと最長距離Ｂの距離差はできるだけ小さいのが望ましい。（ａ）のように「オフマイク」の設定で録音する場合には、弦３４とマイク３５の距離を広く離し（６０センチ程度）、且つ、２つのマイク３５の左右間隔を十分に広げて配置することにより、最短距離Ａと最長距離Ｂの距離差を小さくして、ピアノの全音域にわたりステレオ波形をバランスよく録音できるようにしていた。しかし、その反面、発音源とマイク３５の距離が遠くなるため、特定の部分から発生する音（弦と響板から発せられる音のみを、集中的に、且つ、クリアにピックアップすることはできない。
【００３０】
グランドピアノ３０において、「弦と響板から発せられる純粋な音」を狙って録音するためには、弦３４とマイク３５の最短距離Ａを最長でも２５ｃｍ程度（最短距離Ａと最長距離Ｂの距離比が２．５倍以下になる距離）まで近づける必要があることが、実験により判った。しかし、（ａ）のようにマイク３５を２本使用する設定のまま弦３４とマイク３５の距離を接近させる（オンマイクにする）と、（ｂ）に示すように最短距離Ａと最長距離Ｂの距離差が大きくなってしまう。
【００３１】
マイクの最短距離Ａと最長距離Ｂの距離差を小さくするには、（ｃ）に示すように、左右方向に並べるマイクの数を増やせばよい。（ｃ）には５本のマイク３５を並べた例を示している。マイク３５の数が多いほど最短距離Ａと最長距離Ｂの距離差を小さくすることができ、各マイクによりサンプリングされる波形データの音質が音高方向に均質になる。その一方で、マイクの数が多いということは、サンプル箇所が増えて、記憶すべき波形データのチャンネル数も増えることになるので、より多くのメモリ容量が要求されることになる。
【００３２】
上記図４（ｃ）に示す５本のマイク３５のうちから、中央のマイクと左右両端の２つのマイクの計３本のマイクのみを残すと、図５（ａ）のようになる。図５（ａ）に示すマイク３５の配置バランスでは、中央のマイクがカバーする範囲と左右両端のマイクがカバーする範囲の境目付近に存在する弦が、いずれのマイクからも遠く離れすぎてしまう。そこで、（ｂ）に示すように、左右両側のマイクを中央寄りに近づければ、全体的に最短距離Ａと最長距離Ｂの距離差を小さくするように３本のマイクを配置することができる。マイク３５と発音源（弦３４）との距離（最短距離Ａ）を１０ｃｍとした場合、マイク設置数が３本であっても、（ｂ）に示すように最短距離Ａと最長距離Ｂの距離比が小さくなるよう３本のマイクの相互間隔を調整すれば、最短距離Ａと最長距離Ｂの距離比を約２倍程度に抑えることができる。現在のマイク性能であれば、例えば１０ｃｍほどまで近接させても、音の歪みなく録音することができる。従って、図５（ｂ）に示すマイク配置のバランスであれば、グランドピアノの全音域にわたり均質な音質で、ダンパ上方（ハンマ打撃部分付近）において弦と響板から発せられる純粋な音から発せられる音を狙って録音することができ、且つ、波形データの記憶に必要なメモリ容量も過大にならず最適である。
【００３３】
なお、（ｃ）に示すように、（ｂ）のマイク配置から更に左右両側のマイクを更に中央寄りに近づけることで、ピアノ音域の中央付近の音の録音を重視するマイク設定にしてもよい。
【００３４】
したがって、グランドピアノ３０の手前側のダンパ上方付近に配置された３つのマイク３１ａ〜３１ｃを、上記図５（ｂ）に示すように最短距離Ａと最長距離Ｂの距離差が最小になるよう置することで、演奏者の位置で聴こえるピアノのうちで一番大きい割合を占める音や、ハンマの打弦によって発生する音など、演奏者の位置で聴取するグランドピアノの音をリアルに再現するために重要な音を、高音域、中音域、および低音域の各音域別に、クリアに録音することができる。
【００３５】
また、周知の通りピアノの弦の長さは、低音域側ほど長く、高音域側では短い。よって、高音域側の弦が発する音は、マイク３１ａの１本だけでも十分に品質の高い音をピックアップすることができる。一方で、中音域及び低音域については、マイク３１ｂ及び３１ｃのみでは、ダンパから遠い箇所（つまりピアノ３０の奥）から発せられた音を、十分にピックアップできない。この点については、マイク３１ｄが筐体の奥の低音域の弦と中音域の弦が交差する付近にオンマイクで配置されているので、このマイク３１ｄによりピアノ３０の奥で弦と響板が発する中低音域の音をクリアにピックアップすることができる。
【００３６】
このように、３つのマイク３１ａ〜３１ｃをオンマイクの設定でピアノ３０のダンパ上方付近に鍵盤３２の鍵配列方向に沿って並べて配置し、また、１つのマイク３１ｄをピアノの中低域の弦の交差位置付近にオンマイクで配置し、各マイク３１ａ〜３１ｄでピックアップした１つの楽音高ずつのピアノ音をマルチトラックレコーダ３３の４つの録音チャンネルの１チャンネルずつに録音することで、全体として、グランドピアノの音が持つ空間的広がり、すなわち演奏者に対して奥行き方向に広がる響板を面で鳴らす雰囲気や、奥行き感などグランドピアノの音響特性を持ち、特に、演奏者の位置で聴取するピアノ音の特性に優れた高品質な波形データを波形メモリ２１に記憶することができる。
【００３７】
このようにして録音された４チャンネルの波形データ（全波形）を公知の方法で加工して、それぞれアタック部およびそれに続くループ部からなる４つの波形データを作成し、１組の波形データとして波形メモリ２１に記憶する。マイク３１ａで録音した波形データに基づいて、Ｌｃｈスピーカ４ａに対応付けられる波形データ（「Ｌｃｈ用」）が作成され、マイク３１ｂで録音した波形データに基づいて、Ｃｃｈスピーカ４ｂに対応付けられる波形データ（「Ｃｃｈ用」）が作成され、マイク３１ｃで録音した波形データに基づいて、Ｒｃｈスピーカ４ｃに対応付けられる波形データ（「Ｒｃｈ用」）が作成され、マイク３１ｄで録音した波形データに基づいて、Ｓｃｈスピーカ４ｄに対応付けられる波形データ（「Ｓｃｈ用」）が作成される。作成される４つの波形データのうちのＳｃｈ用の波形データについては、そのアタック部の作成時に先頭に数ミリ秒分の無音波形が付加される。これにより、１組の４つの波形データを同時に再生すると、Ｓｃｈ用波形データの楽音波形の立上りが他ｃｈ波形データより数ミリ秒遅れるようになる。
【００３８】
ピアノ音の特性は音域ごとに異なるので、音域ごとに異なる波形データを用意するのが望ましい。この実施例では、グランドピアノ３０の８８個の鍵を所定の複数個の鍵を１グループとする音域（例えば３鍵を１グループとする音域）に区分して、該音域ごとに４チャンネルの波形データをサンプリグし、音源用の４つの波形データを作成する。また、ピアノ音は打鍵の強弱（タッチ）に応じて音量ベロシティが異なり、音量ベロシティの違いにより音の特性が異なるので、打鍵の強弱（タッチ）ごとに異なる波形データを用意するのが望ましい。よって、この実施例では、打鍵の強弱（タッチ）を複数通りの範囲に分けて、該複数通りの範囲のタッチのそれぞれごとに４チャンネルの波形データをサンプリグし、音源用の４つの波形データを作成する。この明細書では、１組の波形データセットを用意する音域（音高範囲）や打鍵の強弱（ベロシティ範囲）の区分のことを「リージョン」という。すなわち、波形メモリ２１は、グランドピアノ３０で録音するピアノ音色について、４チャンネルで１組の波形データ（アタック部＋ループ部）のセットを、複数のリージョンに対応する複数セット記憶する。
【００３９】
また、周知の通り、ダンパペダル（長音ペダル）を踏んだ状態でピアノを演奏すると、全ての鍵に対応するダンパが一斉に弦から離れ、打鍵した音を延長させることができるとともに、直接打弦されていない弦も含めて全ての弦が開放される結果、打弦されてなる音との間に共鳴を起こし、独特の演奏音を得ることができる。この明細書では、ダンパを操作することにより非操作時のピアノ音（通常音）に付加されるピアノ音を「ダンパ音」とよぶ。電子ピアノ１では、ピアノのダンパ音をリアルに再現するために、該ダンパ音についても、１つの楽音につき４チャンネルで１組の波形データ（ダンパ音の波形データ）のデータセットを、波形メモリ２１に記憶する。マイク３１ａで録音したダンパ音の波形データがＬｃｈスピーカ４ａに対応付けられるダンパ音の波形データ（「Ｄ−Ｌｃｈ用」）であり、マイク３１ｂで録音した波形データがＣｃｈスピーカ４ｂに対応付けられるダンパ音の波形データ（「Ｄ−Ｃｃｈ用」）であり、マイク３１ｃで録音した波形データがＲｃｈスピーカ４ｃに対応付けられるダンパ音の波形データ（「Ｄ−Ｒｃｈ用」）であり、マイク３１ｄで録音した波形データがＳｃｈスピーカ４ｄに対応付けられるダンパ音の波形データ（「Ｄ−Ｓｃｈ用」）である。
【００４０】
なお、ダンパ音の波形データは、各鍵ごとに、ダンパを操作していない状態（ダンパオフ状態）で押鍵したときの波形データと、ダンパを操作した状態（ダンパオン状態）で押鍵したときの波形データとをそれぞれサンプリングし、ダンパオン状態の波形データからダンパオフ状態の波形データを減算して得る。このダンパ音の波形データは、音の延長効果や弦の共鳴効果など、ダンパ操作によって生じる効果（響き成分）を表すものである。このダンパ音の波形データも、アタック部とループ部からなる波形データに加工され、波形メモリ２１に記憶される。電子ピアノ１でダンパ音を鳴らすときには、指示された音高（ノート）の通常のピアノ音の波形データと、それに対応するダンパ音の波形データを加算合成することで、ダンパ音（ダンパオン状態のピアノ音）を再生する。
【００４１】
電子ピアノ１においてＣＰＵ１０が実行するノートオンイベント処理の一例について説明する。図６は、ＣＰＵ１０が実行するノートオンイベント処理作の手順の一例である。ここでは、１つの鍵の押鍵操作に応じた１つの楽音の発音を指示するノートオンイベントについて説明する。また、図７は、図６のノートオンイベント処理で参照する音色データのデータ構成の一例を示す図である。このデータは、電子ピアノ１の適宜のメモリ（フラッシュメモリ１１又はＲＡＭ１２）に記憶される。
【００４２】
図７において、符号４０で示す通り、複数Ｎｔｃ個の音色データ１、２・・・Ｎｔｃが用意されており、演奏者はその中から使用する音色（カレント音色）をパネル操作子（操作子１３）により選択できる。１つの音色データには、当該音色の発音を制御するための制御データ４１として、音色を特定するデータ等を含むヘッダ部、波形読み出し制御データ、音色変化制御データ、音量変化制御データ、ダンパ音制御データ、およびその他制御データが含まれる。音色変化制御データ、音量変化制御データ、ダンパ音制御データ、およびその他制御データは、後述する発音チャンネルに各種パラメータの値を設定するためのデータである。波形読み出し制御データには、符号４２で示す通り、リージョン管理データと、複数のリージョンのそれぞれに対応して、各リージョンで用いる通常音とダンパ音の各１組の波形データの読み出しに関する情報であるデータセット１、２・・・Ｎｄｓが含まれる。
【００４３】
１つのリージョンに対応するデータセットには、符号４３で示す通り、ピアノ音（ダンパオフ状態）に関するＬｃｈ用データ、Ｃｃｈ用データ、Ｒｃｈ用データ、およびＳｃｈ用データと、ダンパ音に関するＤ‐Ｌｃｈ用データ、Ｄ‐Ｃｃｈ用データ、Ｄ‐Ｒｃｈ用データ、およびＤ‐Ｓｃｈ用データがある。各ｃｈ用データは、符号４４で示す通り、波形メモリ２１に記憶された対応する波形データ（アタック部＋ループ部）の元になった波形データがサンプリングされたときのオリジナルピッチ（音高）を示すデータ（ＯＰ）と、その波形データのアタック部の先頭のアドレスを示す波形開始アドレス（ＷＳ）と、そのアタック部に続くループ部の先頭のアドレスを示すループ先頭アドレス（ＬＳ）と、波そのループ部の末尾（繰返し読み出しの末尾）のサンプル点データが記憶されたアドレスを示すループ末尾アドレス（ＬＥ）が格納されている。
【００４４】
演奏者により１つの鍵が押鍵操作されると、該押鍵操作に対応するノートオンイベントデータが発生される。ノートオンイベントデータは、発音開始を指示するノートオンデータと、発音すべき音高を示すノートナンバデータと、および押鍵速度に応じた音量ベロシティを示すベロシティデータを含む。ノートオンイベントデータは、例えばＭＩＤＩ（「Ｍｕｓｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｔｅｒｆａｃｅ」）規格に準拠したデータであって、ノートナンバデータは発音すべき音高（ノート）を０〜１２７までの１２８段階の数値で表現し、また、ベロシティデータは押鍵の強さ（ベロシティ）を０〜１２７までの１２８段階の数値で表現するものである。
【００４５】
ステップＳ１において、ＣＰＵ１０は、カレント音色のリージョン管理データと前記発生されたノートオンイベントデータに含まれるノートナンバデータ及びベロシティデータに基づき「リージョン」を判定する。具体的には、リージョン管理データによって、ノートナンバの値（０〜１２７までの１２８段階の数値）とベロシティの値（０〜１２７までの１２８段階の数値）がそれぞれ相互に重複しない複数の区間（リージョン）に区分けされており、図７の符号４２に示す通り、複数のリージョンに対応して複数のデータセット１〜Ｎｄｓが用意されている。すなわち、各リージョンは１つのデータセットに対応しており、そのデータセットには、そのリージョン（音域や打鍵強弱（ベロシティ）の範囲）に応じて異なる波形データを読み出すために必要な各種データが記憶されている。当該ステップＳ１においてノートオンイベントデータに含まるノートナンバデータ及びベロシティデータに基づき「リージョン」を判定することで、ノートナンバデータに対応する音域、およびベロシティデータに対応する打鍵強弱（ベロシティ）範囲に対応する波形データのデータセットを発音に用いるのに必要とされるデータセットが指定される。なお、リージョン管理データは音色ごとであり、ノートナンバやベロシティの値の変化範囲内に設定されるリージョンの総数や、その各リージョンの範囲は、各音色ごとに独立である。
【００４６】
ステップＳ２において、ＣＰＵ１０は、前記判定されたリージョンに対応する波形データのデータセットの１チャンネルずつの波形データを、音源部２０（波形読み出し及び補間部２２）の複数の発音チャンネルの１つずつに割り当てる。ここで、押鍵時にダンパペダルが操作されていない（ダンパオフ）ならば、Ｌｃｈ用、Ｃｃｈ用、Ｒｃｈ用、およびＳｃｈ用の４チャンネル波形データを４つの発音チャンネルにそれぞれ割り当てる。また、押鍵時にダンパペダルが操作された状態（ダンパオン）ならば、前記Ｌｃｈ用、Ｃｃｈ用、Ｒｃｈ用、およびＳｃｈ用の４チャンネルの波形データに加えて、Ｄ−Ｌｃｈ用、Ｄ−Ｃｃｈ用、Ｄ−Ｒｃｈ用、およびＤ−Ｓｃｈ用の４チャンネルのダンパ音の波形データも読み出すので、１つの楽音につき８チャンネルの波形データを８つの発音チャンネルに割り当てる。
【００４７】
ステップＳ３において、ＣＰＵ１０は、前記ステップＳ２で４チャンネルの通常音の波形データが割り当てられた４つの発音チャンネルに発音用のパラメータを設定し、さらに、ダンパ音も発音をする場合には、前記ステップＳ２で４チャンネルのダンパ音の波形データが割り当てられた４つの発音チャンネルに発音用のパラメータを設定する。ここで、各発音チャンネルに設定されるパラメータは、波形データの読み出し用のパラメータ、音色変化のパラメータ、音量変化のパラメータ、出力系統ごとのレベルパラメータなどである。
具体的に、通常音の波形データが割り当てられた各発音チャンネルについては、まず、波形データ読み出し用のパラメータとして、ステップＳ１で指定されたデータセット中の通常音の対応するチャンネルの波形データの波形開始アドレスＷＳ、ループ先頭アドレスＬＳ、ループ末尾アドレスＬＥを設定するとともに、ノートナンバの値とオリジナルピッチＯＰとの差に基づく波形データの読み出し速度（Ｆナンバ）を設定する。次に、音色変化のパラメータとして、カレント音色の音色変化制御データに基づいて、音色変化を制御するためのパラメータ（フィルタエンベロープのパラメータなど）の値を設定する。また、カレント音色の音量変化制御データに基づいて、音量変化を制御するためのパラメータ（振幅エンベロープのパラメータなど）の値を設定する。さらに、対応する信号処理チャンネルのみに楽音信号を出力するよう、各出力系統のレベルを制御するパラメータを設定する。Ｌｃｈ用の波形データが割り当てられた発音チャンネルであれば、Ｌｃｈに対応した信号処理チャンネルへの出力レベルを所定レベルに設定し、その他の出力レベルをゼロに設定する。他のＣｃｈ用、Ｒｃｈ用、Ｓｃｈ用の波形データが割り当てれた発音チャンネルも同様に設定される。
一方、ダンパ音の波形データが割り当てられた各発音チャンネルについては、まず、波形データ読み出し用のパラメータとして、ステップＳ１で指定されたデータセット中のダンパ音の対応するチャンネルの波形データの波形開始アドレスＷＳ、ループ先頭アドレスＬＳ、ループ末尾アドレスＬＥを設定するとともに、ノートナンバの値とオリジナルピッチＯＰとの差に基づく波形データの読み出し速度（Ｆナンバ）を設定する。次に、音色変化と音量変化のパラメータとして、カレント音色のダンパ音制御データに基づいて、音色変化と音量変化を制御するためのパラメータの値を設定する。さらに、対応する信号処理チャンネルのみに楽音信号を出力するよう、各出力系統のレベルを制御するパラメータを設定する。
【００４８】
ステップＳ４にいて、ＣＰＵ１０は、音源部２０に対して前記ステップＳ２で波形データを割り当てた全ての発音チャンネルに発音開始を指示する。各発音チャンネルではそれぞれ波形メモリ中のパラメータＷＳ、ＬＳ、ＬＥでアドレス指定される波形データに基づく楽音信号が形成される。すなわち、波形読み出し補間部２２は、波形開始アドレスＷＳを初期値としてＦナンバに応じた速度で進行し、かつ、ループ末尾アドレスＬＥまで達したらループ先頭アドレスにジャンプするアドレス信号に従い、波形データのアタック部を一通り読み出した後、ループ部を繰り返し読み出す処理を行う。読み出し速度（Ｆナンバ）は、ノートオンイベントにより発音指示された音高（ノート）と、当該発音チャンネルに割り当てられた波形データのオリジナルピッチＯＰの差（セント単位）に応じた速度に設定されているので、波形メモリに記憶されている該波形データは、読み出され補間される過程で、発音指示された音高の楽音信号となるようピッチシフトされる。ここでの波形メモリの読み出し方式は、一定のサンプリング周期に同期したピッチ非同期方式であるが、本発明はピッチ同期方式でも実現できる。
【００４９】
各発音チャンネルにおいて、上記の動作により、各サンプリング周期毎に読み出されサンプル間補間された波形データは、前記ステップＳ３で設定された音色変化のパラメータや音量変化のパラメータに基づき、特性制御部２３において周波数特性や振幅特性が制御され、楽音信号としてミキサ部２４に出力される。そして、ミキサ部２４では、各サンプリング周期ごとに、各発音チャンネルの楽音信号が、設定されたレベルパラメータに基づいて４つの各系統ごとにレベル制御され、さらに４つの各系統ごとに累算され、４つの信号処理チャンネルの波形データとして出力される。そして、ミキサ部から出力された４つの信号処理チャンネルの各波形データがＤＡＣ２５を介してアナログ音響信号に変換され、アンプ１５により所定のゲイン値で増幅されてから、Ｌｃｈ用、Ｃｃｈ用、Ｒｃｈ用、およびＳｃｈ用の４チャンネルの波形データに対応するＬｃｈ、Ｃｃｈ、Ｒｃｈ、およびＳｃｈの４つのスピーカ１６（図１において符号４ａ〜４ｄ）に供給される。
【００５０】
以上をまとめると、ダンパ音を発音しない場合（ダンパオフ）は、１つの押鍵に応じて、音源部２０の４つの発音チャンネルに割り当てられ、その４つの発音チャンネルで通常音の４チャンネルの波形データに基づいて４つの楽音信号が形成され、それぞれ４つの信号処理チャンネルの対応する１つを介して出力される。４つの信号処理チャンネルの波形データは、アナログ信号に変換され電力増幅されて、対応する４つのチャンネルのスピーカに供給される。
また、ダンパ音を発音する場合（ダンパオン）は、１つの押鍵に応じて、音源部２０の８つの発音チャンネルに割り当てられ、そのうちの４つの発音チャンネルで通常音の４チャンネルの波形データに基づいて４つの楽音信号が形成され、また、残りの４つの発音チャンネルでダンパ音の４チャンネルの波形データに基づいて４つの波形信号が形成され、形成された計８つの楽音信号は、それぞれ４つの信号処理チャンネルの対応する１つを介して出力される。４つの信号処理チャンネルの波形データは、アナログ信号に変換され電力増幅されて、対応する４つのチャンネルのスピーカに供給される。
【００５１】
これにより、電子ピアノ１の手前側において鍵盤２に対して略平行に並べて配置されたＬｃｈスピーカ４ａ、Ｃｃｈスピーカ４ｂ、およびＲｃｈスピーカ４ｃからは、グランドピアノ３０の手前側のダンパ上方付近に配置された３つのマイク３１ａ〜３１ｃにより「オンマイク」のマイク設定で録音された「弦と響板で発する音」に対応する楽音信号（電子ピアノ１の演奏音）が発音され、グランドピアノのピアノ音が持つ横方向の空間性がリアルに再現される。ここで、Ｌｃｈ、Ｃｃｈ、およびＲｃｈの各スピーカ４ａ〜４ｃから再生される各楽音信号は、演奏者の位置で聴こえるピアノのうちで一番大きい割合を占めるピアノからの直接音に相当し、弦の振動音や響板の共鳴音、ハンマが打弦するときのノイズ音などが含まれる。それらの音が、各サンプリング箇所において高品質で録音した波形データに基づいて再生される。さらに、鍵盤２（演奏者の位置）から遠い奥側に配置されたＳｃｈスピーカ４ｄからは、グランドピアノ３０の奥に配置されたマイク３１ｄにより「オンマイク」のマイク設定で録音された「ピアノの奥の位置で弦と響板が発する中低音域の音」に対応する楽音信号が発音されるので、中低域弦の音の奥行き方向の広がり感を再現することができる。また、Ｓｃｈスピーカ４ｄにより電子ピアノ１の演奏音に奥行き方向の広がりを与えることで、ダンパ音の響きをリアルに再現できる。
すなわち、この実施例にかかる電子ピアノ１においては、鍵盤２に対して奥行き方向に広がる面を持つ筐体３の上面の手前側に配置された３つのスピーカ４ａ〜４ｃ、および奥に配置されたスピーカ４ｄという筐体３の上面に分散して配置されたスピーカ４ａ〜４ｄのそれぞれから、それぞれに対応する位置でピックアップされた波形データを再生することで、全体として、グランドピアノの音が持つ空間的広がり、すなわち演奏者に対して奥行き方向に広がる響板を面で鳴らす雰囲気や、奥行き感などグランドピアノの音響特性をリアルに再現することができ、特に、演奏者の位置で聴取したときのグランドピアノ音を、極めてリアルに再現することができるという優れた効果を奏する。
【００５２】
なお、電子ピアノ１の手前側に並べて配置された３つのスピーカ４ａ，４ｂおよび４ｃの相互間隔は、対応するマイク３１ａ、３１ｂ、およびマイク３１ｄの配置間隔よりも、左右方向に広げてもよい。図１に示す電子ピアノ１では、左側及び右側に配置されたスピーカ４ａとスピーカ４ｃが、それぞれ左右方向に間隔を広げて（つまり電子ピアノ１の外側寄りに）配置される。このように、演奏者に対して３つのスピーカ４ａ，４ｂおよび４ｃの配置幅を左右方向に広げることで、該演奏者の位置で聞こえるピアノ音のステレオ感を強調することができる。また、奥に配置されたＳｃｈスピーカ４ｄは、対応するマイク３１ｄの配置箇所に比べると、演奏者に対して手前寄りに配置されるが、十分な奥行き感を再生音に提供する。奥に配置されたＳｃｈスピーカ４ｄに対応するＳｃｈ用波形データの再生を、手前側のＬｃｈスピーカ４ａ，Ｃｃｈスピーカ４ｂおよびＲｃｈスピーカ４ｃの発音よりも若干遅延させることで、より一層奥行き感を更に強調することもできる。例えば、波形メモリ２１においてＳｃｈ用波形データのデータ本体の先頭が記憶されるアドレスを、他の３つのチャンネルの波形データの波形開始アドレスＷＳよりも若干後にずらすことにより、１組となる他の３チャンネルよりもＳｃｈ用波形データの読み出しを遅延させることができる。
【００５３】
また、上記実施例では、電子ピアノ１において手前側に並べて配置された３つのスピーカ４ａ〜４ｃと、奥に配置された１つのスピーカ４ｄの４チャンネルスピーカを備え、波形メモリ２１には該４ｃｈスピーカに対応して４ｃｈで１組の波形データセットが記憶され、その波形データの録音時には所定の４箇所にマイクを配置する（４点でサンプリングする）例について説明したが、スピーカ数、波形メモリ２１に記憶される１つの楽音に対応する波形データのチャンネル数、および該波形データのチャンネル数に対応する波形データ録音時のマイク配置数は、実施例のものに限らず、電子ピアノ１の手前側に３つ以上のスピーカを並べて配置し、奥に少なくともも１つのスピーカを配置し、波形メモリにそれら各スピーカに対応するサンプリング箇所でサンプリグした複数チャンネルの波形データセットを記憶させる構成であれば、上記と同様な効果を得ることができる。
【００５４】
また、上記実施例では、波形メモリ２１には、複数個の鍵からなる鍵域（リージョン）ごとに４チャンネルの波形データのセットを記憶したが、１つの鍵毎に８８鍵の１つずつに対応して４チャンネルの波形データのセットを記憶してもよい。また、上記実施例では、波形メモリ２１に記憶させる各波形データは、マイクで録音された波形データ（全波形）そのものではなく、その波形データを加工して作成されたアタック部とそれに続くループ部からなる波形データであったが、加工する前の楽音の立ち上がり部（発音開始）から立ち下がり部（発音終了）までの全波形の波形データを記憶するようにしてもよい。その場合、音源部２０の発音チャンネルにおける楽音生成で、波形読み出し及び補間部２２が、その波形データの立ち上がり部から立ち下がり分までを一通り読み出すようにすればよい。また、波形メモリ２１に記憶する波形データの符号化方式は、前述のＰＣＭ方式に限らず、従来から知られる適宜の符号化方式を用いてよい。
【００５５】
また、上記実施例では、グランドピアノの音色用の波形データをサンプリングする例について説明したが、図１の電子ピアノ１で用いる他の音色（例えばハープシコードなど）用の波形データをサンプリングするときにも、本発明の技術思想に従い、所定の複数のサンプリング箇所において「オンマイク」のマイク設定で波形データを録音するようにしてもよい。つまり、本発明において、サンプリングする自然楽器は、鍵盤を備えておりその各鍵に対応した弦で発音を行う楽器であれば、グランドピアノ以外であってもよい。例えば、チェンバロやフォルテピアノなどでもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１ 電子ピアノ、２ 鍵盤、３ 筐体、４ａ，４ｂ，４ｃ，および４ｄ スピーカ、１０ ＣＰＵ、１１ フラッシュメモリ、１２ ＲＡＭ、１３ 操作子、１４ 表示器、１５ アンプ、１６ スピーカ、２０ 音源部、２１ 波形メモリ、２２ 波形読み出し及び補間部、２３ 特性制御部、２４ ミキサ部、２５ ＤＡ変換部、３０ グランドピアノ、３１ａ，３１ｂ，３１ｃおよび３１ｄ マイク、３２ 鍵盤、３３ マルチトラックレコーダ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自然楽器の音響特性と同様の音響効果を得るようにした電子鍵盤楽器及び波形データセット取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子楽器の音源方式として、自然楽器が発する楽音を録音し、録音した波形情報をＰＣＭ符号化等により符号化されたディジタル波形データとして波形メモリに記憶しておき、該電子楽器で楽音を発生すべきときに該波形メモリに記憶された波形データを読み出す方式が知られている。
【０００３】
従来から知られるピアノ型電子鍵盤楽器（以下、「電子ピアノ」という）において、アコースティック（自然楽器）のグランドピアノの音を３チャンネルで録音（サンプリング）することにより、１つの押鍵操作に対応する１つの楽音（１つのノート）について３チャンネルの波形データのセットを記憶した波形メモリを音源として持つものがあった。前記波形データのセットを録音する時には、グランドピアノに対してステレオペアの単一指向性マイク、若しくはステレオペアの無指向性マイクを用いて該ピアノから発音された楽音を該２つのマイクのそれぞれに対応する２チャンネルにステレオ録音し、また、それと同時に発せられた共鳴音などを含む間接音を１つのモノラル無指向性マイクを用いて１チャンネルに録音していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１６３５８号公報
【０００５】
上記特許文献１に記載された電子ピアノにおいては、前記ステレオ録音された２チャンネルの波形データをステレオ方式の２チャンネルのスピーカで再生し、また、１チャンネルの波形データをモノラル方式の１チャンネルのスピーカで再生することだけが決められており、それらスピーカの具体的な位置は演奏音のステレオ効果を専ら考慮して決定されていた。また、２チャンネルステレオの波形データを録音するときには、２つのステレオペアのマイクを用いてステレオ波形をバランス良くピックアップできるよう、グランドピアノの発音源（弦と響板）と該マイクの距離を離すマイク設定（オフマイク）でマイクを配置していた。また、１つのモノラル無指向性マイクについても、間接音を狙う意図から、グランドピアノの発音源（弦と響板）と該マイクの距離を離すマイク設定（オフマイク）でマイクを配置していた。
【０００６】
家庭用の電子ピアノにおいて、演奏音の聴取者は、まず第１に、その電子ピアノを演奏する演奏者である。したがって、電子ピアノのピアノ音色（グランドピアノの音色）では、とりわけ演奏者の位置で聴いた時の演奏音が、アコースティックのグランドピアノの音響特性をよりリアルに再現したものであることが望まれる。しかし、従来の電子ピアノのピアノ音色（グランドピアノの音色）では、アコースティックのグランドピアノの音響特性の再現性、特に、演奏者の位置で聴いた時の演奏音のリアルさや、奥行き感が不十分だった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、グランドピアノの音響特性と同様の音響効果を得るようにした電子鍵盤楽器を提供することを目的とし、特に、グランドピアノの奥行き感を再現できるようにした電子鍵盤楽器を提供することを目的とする。また、電子鍵盤楽器において、グランドピアノの音響特性と同様の音響効果、特に、グランドピアノの奥行き感を再現できるようにした波形データセットの取得方法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】
【０００８】
この発明は、複数の鍵からなる鍵盤と、前記鍵盤が手前側に配置され、該鍵盤に対して奥行き方向に広がる面を持つ筐体と、前記筐体の上面に配置された複数のスピーカであって、前記鍵盤の近傍に配置された第１スピーカと、該第１スピーカから見て該筐体の奥に配置された第２スピーカと、１つの楽音について収音する収音手段の数に対応したチャンネル数分の波形データを有する波形データセットを記憶した波形メモリであって、前記波形データセットは、それぞれ演奏操作に応じて振動を発生する複数の弦と該弦の振動を止めるダンパとを有し、前記複数の弦のうち低音域の複数の弦と中音域の弦とが交差するように配置されたグランドピアノ型の自然楽器において、前記ダンパ上方の位置に配置された第１収音手段で録音された第１波形データと、前記低音域の複数の弦と前記中音域の複数の弦とが交差する位置に配置された第２収音手段で録音された第２波形データとからなるセットであるものと、前記鍵盤における打鍵操作によって発音指示された１つの楽音に対応する１つの前記波形データセットを前記波形メモリから読み出して、該読み出した波形データセットに基づいて、それぞれのチャンネルの楽音信号を生成する楽音信号生成手段と、前記楽音生成手段により生成された前記複数チャンネルの楽音信号のそれぞれを、前記複数のスピーカのうち各楽音信号の生成に用いた波形データを録音した収音手段の配置位置に対応する位置に配置されたスピーカに供給する供給手段とを備える電子鍵盤楽器である。
【０００９】
上記構成からなる本発明によれば、演奏者の位置で聴こえるピアノ音のうちで一番大きい割合を占める音や、ハンマの打弦によって発生する音を、第１収音手段により録音された第１波形データとして得る一方、第２収音手段によりグランドピアノ型の自然楽器が発する中低音域の音をクリアに録音した第２波形データを得ることできる。そして、鍵盤の打鍵操作に応じて、発音指示された１つの楽音に対応する１つの波形データセットとして記憶された第１波形データ及び第２波形データそれぞれに基づく楽音信号を、それぞれを録音した第１収音手段及び第２収音手段に対応する第１スピーカ及び第２スピーカに供給する。これにより、第１収音手段によりダンパ上方位置で録音された演奏者の位置で聴こえるピアノ音のうちで一番大きい割合を占める音や、ハンマの打弦によって発生する音を、鍵盤近傍に配置された第１スピーカから発音する一方、筐体の奥に配置された第２スピーカからは、グランドピアノ型の自然楽器における低音域の複数の弦と中音域の複数の弦とが交差する位置で中低音域の音をクリアに録音した音を発音できる。これにより、電子鍵盤楽器において、グランドピアノ型の自然楽器の音が持つ奥行き方向の広がり感を再現できる。
【００１０】
また、この発明は、それぞれ演奏操作により振動を発生する複数の発音体と、該発音体の振動を止めるダンパとを有し、前記複数の弦のうち低音域の複数の弦と中音域の弦とが交差するように配置されたグランドピアノ型の自然楽器の楽音を録音して波形データセットを得る波形データセット取得方法であって、複数の収音手段を自然楽器に対して配置するステップであって、前記ダンパ上方の位置に第１の収音手段を配置し、且つ、前記低音域の複数の弦と前記中音域の複数の弦とが交差する位置に第２の収音手段を配置するステップと、前記自然楽器の演奏音を、前記第１収音手段と前記前記第２収音手段とを用いて収音して、それぞれ別個のチャンネルに録音するステップと、前記録音されたチャンネル毎の演奏音に基づいて、前記第１収音手段により収音された第１波形データと、前記第２収音手段により収音された第２波形データとからなる波形データセットであって、１つの楽音の発音指示に応じて再生されるべき前記第１波形データと前記第２波形データで構成される１つの波形データセットを作成するステップとを有することを特徴とする波形データセット取得方法である。
【００１１】
上記構成からなる本発明によれば、演奏者の位置で聴こえるピアノ音のうちで一番大きい割合を占める音や、ハンマの打弦によって発生する音を、第１収音手段により録音された第１波形データとして得る一方、第２収音手段によりグランドピアノ型の自然楽器が発する中低音域の音をクリアに録音した第２波形データを得ることできる。これにより、電子鍵盤楽器において、グランドピアノ型の自然楽器の音が持つ奥行き方向の広がり感を再現可能な、波形データセットを提供することができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明よれば、電子鍵盤楽器において、グランドピアノの音響特性と同様の音響効果を得ることができ、特にグランドピアノの奥行き感をリアルに再現することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の一実施形態に係る電子鍵盤楽器（電子ピアノ）を上面から見た図。
【図２】図１の電子ピアノの電気的ハードウェア構成の一例を示すブロック図。
【図３】波形データを録音するときのマイク設定を説明する図であって、（ａ）はグランドピアノを上から見た図、（ｂ）はグランドピアノを矢印Ｘから見た側面図。
【図４】弦とマイクの間隔を説明する図であって、（ａ）は従来のオフマイクのマイク設定、（ｂ）は２本のマイクを弦に近づけたところ、（ｃ）は前記（ｂ）からマイク数を増やしたところを、それぞれ示す。
【図５】（ａ）〜（ｃ）はオンマイクのマイク設定を説明する図。
【図６】図１の電子ピアノにおいて鍵盤操作に応じてＣＰＵ１が実行するノートオンイベント処理の動作手順の一例を示すフローチャート。
【図７】図６のノートオンイベント処理で参照する音色データの構成例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、この発明の一実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は、この発明に係る電子鍵盤楽器１を上面から見た図である。電子鍵盤楽器１は、演奏者が演奏を行うための複数の鍵からなる鍵盤２と、該鍵盤２を保持する筐体３と、筐体３の上面に配置された４つのスピーカ４ａ、４ｂ、４ｃ、及び４ｄを含んで構成され、鍵盤２の操作に応じて、電子回路により構成される音源部を用いて電子的に楽音信号を生成し、該生成した楽音信号に対応するアナログ音響信号をスピーカ４ａ〜４ｄから発音する。電子鍵盤楽器１は、主にピアノ音色の楽音を演奏することを意図して設計された「電子ピアノ」である。この明細書では、電子鍵盤楽器１のことを「電子ピアノ」とも言う。また、この明細書では、鍵盤２が配置される側（演奏者が位置する側）を、電子鍵盤楽器（電子ピアノ）１の「手前」と表現し、「手前」に対向する側を電子鍵盤楽器（電子ピアノ）１の「奥」と表現する。従って、図１の図面下側が電子鍵盤楽器（電子ピアノ）１の「手前」に相当し、図１の図面上側が電子鍵盤楽器（電子ピアノ）１の「奥」に相当する。図１に示す通り、鍵盤２は筐体３の手前側に配置される。
【００１６】
筐体３は、その手前側に配置された鍵盤２に対して奥行き方向に広がる面を持つ「グランドピアノ」型の形状である。電子ピアノ１は電子楽器であるため、筐体３の奥行きをアコースティック（自然楽器）のグランドピアノの奥行きよりも小さい。４つのスピーカ４ａ〜４ｄのうちの３つのスピーカ４ａ、４ｂ、および４ｃは、筐体３の手前側に鍵盤２に略平行に一列に並べて配置されており、スピーカ４ａは演奏者に対して左側、スピーカ４ｂは演奏者に対して中央、スピーカ４ｃは演奏者に対して右側、それぞれ配置される。左側のスピーカ４ａおよび右側のスピーカ４ｃは、中央のスピーカ４ｂに対して概ね左右均等に配置される。また、スピーカ４ｄは、演奏者に対して筐体３の奥に配置される。この明細書では、演奏者に対して左側に配置されたスピーカ４ａをＬチャンネルのスピーカ、演奏者に対して中央に配置されたスピーカ４ｂをＣチャンネルのスピーカ、演奏者に対して右側に配置されたスピーカ４ｃをＲチャンネルのスピーカ、および、演奏者に対して奥に配置されたスピーカ４ｄをＳチャンネルのスピーカという。なお、以下において、「チャンネル」という語を「ｃｈ」と省略表記することもある。
【００１７】
これら４つのスピーカ４ａ〜４ｄの配置位置は、後述する波形メモリに記憶された４チャンネルの波形データのそれぞれを録音（サンプリング）するときの、グランドピアノに対するマイク配置位置（波形データのサンプリング箇所）に対応している。この発明に係る電子ピアノ１においては、これらスピーカ４ａ〜４ｄが、それぞれに対応する箇所で録音された波形データに基づくピアノ音を発音することにより、発音されたピアノ音は対応する波形データがサンプリングされた時と同様な空間的広がりを持つ。すなわち、アコースティックのグランドピアノにおいて響板を面で鳴らす雰囲気や、豊かな奥行き感をリアルに再現でき、特に演奏者の位置で聴取する電子ピアノ１の演奏音の音響特性が優れているということが、後述の説明から明らかになるであろう。
【００１８】
図２は、図１の電子ピアノ１の電気的ハードウェア構成例を説明するためのブロック図である。図２の電子ピアノ１において、ＣＰＵ１０、フラッシュメモリ１１、およびＲＡＭ１２は電子ピアノ１の全体的な動作を制御する制御部（マイクロコンピュータ）である。この制御部に対して、操作子１３、表示器１４、および音源部２０がバスライン１７を介して接続される。フラッシュメモリ１１は、ＣＰＵ１０が実行する各種制御プログラムが格納される。音源部２０には、該音源部２０で生成された楽音信号（アナログ音響信号）を増幅するアンプ１５が接続され、該アンプ１５にはスピーカ１６が接続される。また、スピーカ１６は、図１に示す４ｃｈのスピーカ４ａ、４ｂ、４ｃ、及び４ｄに対応しており、アンプ１５は該４ｃｈのスピーカ１６の１ｃｈずつに対応する４つの信号処理チャンネルを有する。また、表示器１４は、ＣＰＵ１０の制御に基づき各種情報を表示する。
【００１９】
操作子１３は、複数の鍵（この例では８８鍵）からなる鍵盤２やダンパペダルなど、演奏を行うための演奏操作子、および音色パラメータなどのパラメータの設定を行うための設定操作子が含まれる。鍵盤２（操作子１３）に含まれる複数の鍵にはそれぞれ固有の音高（ノート）が対応付けられており、演奏者は鍵盤２（操作子１３）を操作して、ノートオン、音高（ノート）を指定するノートナンバ、打鍵強さに応じたベロシティデータ等を含む発音指示（ノートオンイベント）を入力する。ＣＰＵ１０は、鍵盤２の操作によるノートオンイベントに対応してノートオンイベント処理を実行し、音源部２０の制御レジスタに各種制御パラメータを送出する。
【００２０】
音源部２０は、波形メモリ２１と、該波形メモリ２１に接続された波形読み出し及び補間部２２と、該波形読み出し及び補間部２２に接続された特性制御部２３と、該特性制御部２３に接続されたミキサ部２４と、該ミキサ部２４に接続されたデジタル・アナログ変換部（ＤＡＣ）２５と、制御レジスタ２６とから構成される。制御レジスタ２６は、波形読み出し及び補間部２２、特性制御部２３、およびミキサ部２４の各部に与えられる制御パラメータの値を格納するレジスタであって、音源部２０は該制御レジスタ２６に格納された各種制御パラメータの値に基づいて、サンプリング周期毎に、所定数の発音チャンネル分（例えば、６４チャンネル）の楽音信号を生成する処理を行う。
【００２１】
波形メモリ２１は、１つの楽音（１つのノート）について４チャンネル分の波形データを１組とする波形データセットを、複数セット記憶している。波形メモリ２１に記憶された４チャンネル分の波形データは、アコースティックのグランドピアノの演奏音を１つの音高（ノート）ずつ、所定の４箇所に配置された４つのマイクを用いて４つの録音チャンネルに録音し、該４つのマイクによりピックアップした４チャンネル分のアナログ音響信号（ピアノ音）の電圧値を、それぞれ例えばＰＣＭ符号化形式など従来から知られる適宜の符号化形式でデジタルオーディオデータに変換したデータである。この波形メモリ２１に記憶された４チャンネルの波形データは、それぞれ、電子ピアノ１に備わる４つのスピーカ４ａ〜４ｄ（図１参照）に対応付けられている。
【００２２】
波形読み出し及び補間部２２は、サンプリング周期毎に、複数発音チャンネル分の読み出しアドレス信号を生成し、該読み出しアドレスにより波形メモリ２１から複数発音チャンネル分の波形データを読み出し、該読み出した波形データをサンプル間補間して、複数発音チャンネル分の補間済みの波形データを出力する。特性制御部２３は、各サンプリング周期毎に、波形読み出し及び補間部２２から出力された複数発音チャンネル分の波形データの音色や音量等の特性制御を行う。ミキサ部２４とＤＡＣ２５は、この実施例では、４つの異なるスピーカに対応した４チャンネルの信号処理チャンネルを有している。ミキサ部２４では、各サンプリング周期毎に、特性制御部２３から出力された複数発音チャンネル分の波形データがそれぞれ４通りにレベル制御され累算されることにより、４つの信号処理チャンネルの波形データが形成される。ＤＡＣ２５は、各サンプリング周期毎に、４つの信号処理チャンネルの波形データ（デジタルデータ）をアナログ音響信号に変換して、４つの信号処理チャンネルの出力信号をそれぞれアンプ１５の対応するチャンネルに供給する。
以上の構成により、音源部２０では、各サンプリング周期毎に、複数発音チャンネル分の楽音信号が形成され各出力系統（信号処理チャンネル）ごとにレベル制御され累算される。ある発音チャンネルについて、特定の出力系統のレベルのみを所定レベルに設定し、他の系統のレベルをゼロ（−∞デシベル）に設定することにより、その発音チャンネルの楽音信号を特定の系統のみに出力することができる。
詳細は後述するが、本発明では、１つの楽音の発音指示（１つの押鍵操作）に応じて、４つの発音チャンネルで、４チャンネルの波形データに基づく４つの楽音信号が形成され、それぞれ、対応する出力系統に出力されるようになっている。
【００２３】
アンプ１５は、４チャンネルの信号処理チャンネルの１つずつに入力されたアナログ音響信号を所定のゲイン値で増幅する。アンプ１５で該増幅されたアナログ音響信号（楽音信号）を各チャンネルに対応する４ｃｈのスピーカ１６（図１のスピーカ４ａ、４ｂ、４ｃ、及び４ｄ）へ供給され、該４ｃｈのアナログ音響信号のそれぞれに対応するピアノ音が４つのスピーカ１６から略同時に発音される。各スピーカ４ａ、４ｂ、４ｃ、及び４ｄからは、各スピーカ４ａ〜４ｄの配置位置に対応するグランドピアノ上の４箇所でピックアップした音に対応する楽音信号（電子ピアノ１の演奏音）が発音される。この結果、電子ピアノ１においては、全体として、アコースティックのグランドピアノの演奏音と同様な空間的広がり、つまり演奏者に対して奥行き方向に広がる響板を面で鳴らす雰囲気、あるいは豊かな奥行き感などを再現することができる。
【００２４】
図３は、波形メモリ２１に記憶される波形データを録音する際の、ピアノに対するマイク（収音手段）の配置を説明する図であって、（ａ）は録音対象となる自然楽器（アコースティック）のグランドピアノを上側から見た上面図、（ｂ）は（ａ）のグランドピアノを「矢印Ｘ」から見た側面図である。符号３０は自然楽器（アコースティック）のグランドピアノである。この実施例では、グランドピアノ３０の音をピックアップするために、４つの単一指向性（Ｃａｒｄｉｏｉｄ型特性）マイク３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを用いる。マイク３１ａ〜３１ｄは、それぞれ、マルチトラックレコーダ３３の録音チャンネルの１チャンネルずつに接続される。４つのマイク３１ａ〜３１ｄの各々によりピックアップされた４系統のグランドピアノ３０の音は、マルチトラックレコーダ３３の各マイクに対応する録音チャンネルにそれぞれ録音される。
【００２５】
グランドピアノ３０において、演奏者が位置する筐体手前側に８８個の鍵を有する鍵盤３２が配置されている。周知の通り、鍵盤３２の各鍵は、それぞれに割り当てられた音高が演奏者に対して左から右に向かって半音ずつ高くなるよう配列されている。グランドピアノ３０の筐体内には、８８個の各鍵の音高に対応する複数の弦（発音体）が、概ねピアノ３０の手前から奥に向かう方向（図３（ａ）では上下方向）で張設されており、１つの鍵が押鍵操作されると、該押鍵された鍵に対応するハンマが対応する弦を打撃（打弦）する。また、グランドピアノ３０の筐体内には響板が設けられている。ハンマの打撃によって生じた弦の振動は、響板に伝達され、該響板において共鳴および拡大される。
【００２６】
４つのマイク３１ａ〜３１ｄのうちの３つのマイク３１ａ，３１ｂ，および３１ｃは、グランドピアノ３０の筐体内に横一列に配列されたダンパの上方付近（ピアノ筐体の手前側）において、鍵盤３２の鍵配列方向に沿って略平行に並べて配置される。マイク３１ａは演奏者に対して左側、マイク３１ｂは演奏者に対して中央、マイク３１ｃは演奏者に対して右側にそれぞれ配置される。また、マイク３１ｄは、演奏者に対して筐体の奥に配置される。周知の通り、グランドピアノの弦のうちで低音域の弦と、中音域の弦とは一部が上下交差するよう張設されている。マイク３１ｄの配置位置は、低音域の弦と中音域の弦が交差する付近の上方とする。
【００２７】
図３（ｂ）に示す通り、４つのマイク３１ａ〜３１ｄは、それぞれ、グランドピアノ３０の発音源（弦および響板）に指向方向を向けて配置されており、ピアノ３０の発音源（弦および響板）とマイクの受音点の距離を接近させたマイク設定（いわゆる「オンマイク」のマイク設定）になっている。周知の通り、「オンマイク」のマイク設定によれば、ピックアップの対象として狙った特定の部分から発生する音のみを、集中的に、且つ、クリアにピックアップすることができる。
【００２８】
マイク３１ａ〜３１ｃが、グランドピアノ３０のダンパの上方付近に配置されていることは、前述した。この"ダンパ上方"というマイクの配置位置は、演奏者の位置で聴こえるピアノ演奏音のうちで一番大きい割合を占める音を、ピックアップすることができる位置である。また、このマイク配置位置は、ハンマが弦を打撃したときに発する音を一番良くピックアップできる位置でもある。したがって、ダンパ上方の位置にオンマイクのマイク設定でマイク３１ａ〜３１ｃを配置することにより、高音域、中音域、および低音域の各音域ごとに、上記の通り演奏者の位置で聴こえるピアノ演奏音のうちで一番大きい割合を占める音や、ハンマの打弦によって発生する音など、演奏者の位置でのピアノ音の聴取感覚をリアルに再現するために重要な音を、クリアにピックアップする（間接音の少ない、弦と響板の発する純粋な音を録音する）ことができる。
【００２９】
図４及び図５を参照して、手前側に配置されたマイク３１ａ〜３１ｃの設置数と、マイクとマイクと弦（発音源）の距離の関係について説明する。図４及び図５はグランドピアノを手前側から見たところを描いている。符号３４の直線は、グランドピアノ内に配列された複数の弦（８８個の音高に対応する弦）を手前側から見た様子を模擬的に描いている。直線３４の左端が最低音高（音名Ａ０）に対応する弦がある位置に対応し、同右端が最高音高（音名Ｃ８）に対応する弦がある位置に対応する。（ａ）は上記特許文献１に記載されたように左右一対の２つのマイク３５を用いてステレオ２チャンネルの波形データを録音する場合のマイク設定の一例を示している。図において符号Ａはマイク３５の受音部と弦３４の最短距離を示し、符号Ｂはマイク３５の受音部と弦３４の最長距離を示す。これらは、複数本あるマイクのうちの弦に一番近いマイクと弦の距離である。複数のマイクで弦の音を収音している場合、何れかのマイクでオンマイクの音が拾えればよい。最短距離Ａと最長距離Ｂの距離差が大きいと、マイク３５の受音部から近い弦が発する音と遠い弦が発する音とで、録音される波形データの音質差が大きくなる。そのため、複数の音高（弦）でそれぞれ録音した場合に、複数の波形データの音質が音高方向に不均一になる。よって、最短距離Ａと最長距離Ｂの距離差はできるだけ小さいのが望ましい。（ａ）のように「オフマイク」の設定で録音する場合には、弦３４とマイク３５の距離を広く離し（６０センチ程度）、且つ、２つのマイク３５の左右間隔を十分に広げて配置することにより、最短距離Ａと最長距離Ｂの距離差を小さくして、ピアノの全音域にわたりステレオ波形をバランスよく録音できるようにしていた。しかし、その反面、発音源とマイク３５の距離が遠くなるため、特定の部分から発生する音（弦と響板から発せられる音のみを、集中的に、且つ、クリアにピックアップすることはできない。
【００３０】
グランドピアノ３０において、「弦と響板から発せられる純粋な音」を狙って録音するためには、弦３４とマイク３５の最短距離Ａを最長でも２５ｃｍ程度（最短距離Ａと最長距離Ｂの距離比が２．５倍以下になる距離）まで近づける必要があることが、実験により判った。しかし、（ａ）のようにマイク３５を２本使用する設定のまま弦３４とマイク３５の距離を接近させる（オンマイクにする）と、（ｂ）に示すように最短距離Ａと最長距離Ｂの距離差が大きくなってしまう。
【００３１】
マイクの最短距離Ａと最長距離Ｂの距離差を小さくするには、（ｃ）に示すように、左右方向に並べるマイクの数を増やせばよい。（ｃ）には５本のマイク３５を並べた例を示している。マイク３５の数が多いほど最短距離Ａと最長距離Ｂの距離差を小さくすることができ、各マイクによりサンプリングされる波形データの音質が音高方向に均質になる。その一方で、マイクの数が多いということは、サンプル箇所が増えて、記憶すべき波形データのチャンネル数も増えることになるので、より多くのメモリ容量が要求されることになる。
【００３２】
上記図４（ｃ）に示す５本のマイク３５のうちから、中央のマイクと左右両端の２つのマイクの計３本のマイクのみを残すと、図５（ａ）のようになる。図５（ａ）に示すマイク３５の配置バランスでは、中央のマイクがカバーする範囲と左右両端のマイクがカバーする範囲の境目付近に存在する弦が、いずれのマイクからも遠く離れすぎてしまう。そこで、（ｂ）に示すように、左右両側のマイクを中央寄りに近づければ、全体的に最短距離Ａと最長距離Ｂの距離差を小さくするように３本のマイクを配置することができる。マイク３５と発音源（弦３４）との距離（最短距離Ａ）を１０ｃｍとした場合、マイク設置数が３本であっても、（ｂ）に示すように最短距離Ａと最長距離Ｂの距離比が小さくなるよう３本のマイクの相互間隔を調整すれば、最短距離Ａと最長距離Ｂの距離比を約２倍程度に抑えることができる。現在のマイク性能であれば、例えば１０ｃｍほどまで近接させても、音の歪みなく録音することができる。従って、図５（ｂ）に示すマイク配置のバランスであれば、グランドピアノの全音域にわたり均質な音質で、ダンパ上方（ハンマ打撃部分付近）において弦と響板から発せられる純粋な音から発せられる音を狙って録音することができ、且つ、波形データの記憶に必要なメモリ容量も過大にならず最適である。
【００３３】
なお、（ｃ）に示すように、（ｂ）のマイク配置から更に左右両側のマイクを更に中央寄りに近づけることで、ピアノ音域の中央付近の音の録音を重視するマイク設定にしてもよい。
【００３４】
したがって、グランドピアノ３０の手前側のダンパ上方付近に配置された３つのマイク３１ａ〜３１ｃを、上記図５（ｂ）に示すように最短距離Ａと最長距離Ｂの距離差が最小になるよう置することで、演奏者の位置で聴こえるピアノのうちで一番大きい割合を占める音や、ハンマの打弦によって発生する音など、演奏者の位置で聴取するグランドピアノの音をリアルに再現するために重要な音を、高音域、中音域、および低音域の各音域別に、クリアに録音することができる。
【００３５】
また、周知の通りピアノの弦の長さは、低音域側ほど長く、高音域側では短い。よって、高音域側の弦が発する音は、マイク３１ａの１本だけでも十分に品質の高い音をピックアップすることができる。一方で、中音域及び低音域については、マイク３１ｂ及び３１ｃのみでは、ダンパから遠い箇所（つまりピアノ３０の奥）から発せられた音を、十分にピックアップできない。この点については、マイク３１ｄが筐体の奥の低音域の弦と中音域の弦が交差する付近にオンマイクで配置されているので、このマイク３１ｄによりピアノ３０の奥で弦と響板が発する中低音域の音をクリアにピックアップすることができる。
【００３６】
このように、３つのマイク３１ａ〜３１ｃをオンマイクの設定でピアノ３０のダンパ上方付近に鍵盤３２の鍵配列方向に沿って並べて配置し、また、１つのマイク３１ｄをピアノの中低域の弦の交差位置付近にオンマイクで配置し、各マイク３１ａ〜３１ｄでピックアップした１つの楽音高ずつのピアノ音をマルチトラックレコーダ３３の４つの録音チャンネルの１チャンネルずつに録音することで、全体として、グランドピアノの音が持つ空間的広がり、すなわち演奏者に対して奥行き方向に広がる響板を面で鳴らす雰囲気や、奥行き感などグランドピアノの音響特性を持ち、特に、演奏者の位置で聴取するピアノ音の特性に優れた高品質な波形データを波形メモリ２１に記憶することができる。
【００３７】
このようにして録音された４チャンネルの波形データ（全波形）を公知の方法で加工して、それぞれアタック部およびそれに続くループ部からなる４つの波形データを作成し、１組の波形データとして波形メモリ２１に記憶する。マイク３１ａで録音した波形データに基づいて、Ｌｃｈスピーカ４ａに対応付けられる波形データ（「Ｌｃｈ用」）が作成され、マイク３１ｂで録音した波形データに基づいて、Ｃｃｈスピーカ４ｂに対応付けられる波形データ（「Ｃｃｈ用」）が作成され、マイク３１ｃで録音した波形データに基づいて、Ｒｃｈスピーカ４ｃに対応付けられる波形データ（「Ｒｃｈ用」）が作成され、マイク３１ｄで録音した波形データに基づいて、Ｓｃｈスピーカ４ｄに対応付けられる波形データ（「Ｓｃｈ用」）が作成される。作成される４つの波形データのうちのＳｃｈ用の波形データについては、そのアタック部の作成時に先頭に数ミリ秒分の無音波形が付加される。これにより、１組の４つの波形データを同時に再生すると、Ｓｃｈ用波形データの楽音波形の立上りが他ｃｈ波形データより数ミリ秒遅れるようになる。
【００３８】
ピアノ音の特性は音域ごとに異なるので、音域ごとに異なる波形データを用意するのが望ましい。この実施例では、グランドピアノ３０の８８個の鍵を所定の複数個の鍵を１グループとする音域（例えば３鍵を１グループとする音域）に区分して、該音域ごとに４チャンネルの波形データをサンプリグし、音源用の４つの波形データを作成する。また、ピアノ音は打鍵の強弱（タッチ）に応じて音量ベロシティが異なり、音量ベロシティの違いにより音の特性が異なるので、打鍵の強弱（タッチ）ごとに異なる波形データを用意するのが望ましい。よって、この実施例では、打鍵の強弱（タッチ）を複数通りの範囲に分けて、該複数通りの範囲のタッチのそれぞれごとに４チャンネルの波形データをサンプリグし、音源用の４つの波形データを作成する。この明細書では、１組の波形データセットを用意する音域（音高範囲）や打鍵の強弱（ベロシティ範囲）の区分のことを「リージョン」という。すなわち、波形メモリ２１は、グランドピアノ３０で録音するピアノ音色について、４チャンネルで１組の波形データ（アタック部＋ループ部）のセットを、複数のリージョンに対応する複数セット記憶する。
【００３９】
また、周知の通り、ダンパペダル（長音ペダル）を踏んだ状態でピアノを演奏すると、全ての鍵に対応するダンパが一斉に弦から離れ、打鍵した音を延長させることができるとともに、直接打弦されていない弦も含めて全ての弦が開放される結果、打弦されてなる音との間に共鳴を起こし、独特の演奏音を得ることができる。この明細書では、ダンパを操作することにより非操作時のピアノ音（通常音）に付加されるピアノ音を「ダンパ音」とよぶ。電子ピアノ１では、ピアノのダンパ音をリアルに再現するために、該ダンパ音についても、１つの楽音につき４チャンネルで１組の波形データ（ダンパ音の波形データ）のデータセットを、波形メモリ２１に記憶する。マイク３１ａで録音したダンパ音の波形データがＬｃｈスピーカ４ａに対応付けられるダンパ音の波形データ（「Ｄ−Ｌｃｈ用」）であり、マイク３１ｂで録音した波形データがＣｃｈスピーカ４ｂに対応付けられるダンパ音の波形データ（「Ｄ−Ｃｃｈ用」）であり、マイク３１ｃで録音した波形データがＲｃｈスピーカ４ｃに対応付けられるダンパ音の波形データ（「Ｄ−Ｒｃｈ用」）であり、マイク３１ｄで録音した波形データがＳｃｈスピーカ４ｄに対応付けられるダンパ音の波形データ（「Ｄ−Ｓｃｈ用」）である。
【００４０】
なお、ダンパ音の波形データは、各鍵ごとに、ダンパを操作していない状態（ダンパオフ状態）で押鍵したときの波形データと、ダンパを操作した状態（ダンパオン状態）で押鍵したときの波形データとをそれぞれサンプリングし、ダンパオン状態の波形データからダンパオフ状態の波形データを減算して得る。このダンパ音の波形データは、音の延長効果や弦の共鳴効果など、ダンパ操作によって生じる効果（響き成分）を表すものである。このダンパ音の波形データも、アタック部とループ部からなる波形データに加工され、波形メモリ２１に記憶される。電子ピアノ１でダンパ音を鳴らすときには、指示された音高（ノート）の通常のピアノ音の波形データと、それに対応するダンパ音の波形データを加算合成することで、ダンパ音（ダンパオン状態のピアノ音）を再生する。
【００４１】
電子ピアノ１においてＣＰＵ１０が実行するノートオンイベント処理の一例について説明する。図６は、ＣＰＵ１０が実行するノートオンイベント処理作の手順の一例である。ここでは、１つの鍵の押鍵操作に応じた１つの楽音の発音を指示するノートオンイベントについて説明する。また、図７は、図６のノートオンイベント処理で参照する音色データのデータ構成の一例を示す図である。このデータは、電子ピアノ１の適宜のメモリ（フラッシュメモリ１１又はＲＡＭ１２）に記憶される。
【００４２】
図７において、符号４０で示す通り、複数Ｎｔｃ個の音色データ１、２・・・Ｎｔｃが用意されており、演奏者はその中から使用する音色（カレント音色）をパネル操作子（操作子１３）により選択できる。１つの音色データには、当該音色の発音を制御するための制御データ４１として、音色を特定するデータ等を含むヘッダ部、波形読み出し制御データ、音色変化制御データ、音量変化制御データ、ダンパ音制御データ、およびその他制御データが含まれる。音色変化制御データ、音量変化制御データ、ダンパ音制御データ、およびその他制御データは、後述する発音チャンネルに各種パラメータの値を設定するためのデータである。波形読み出し制御データには、符号４２で示す通り、リージョン管理データと、複数のリージョンのそれぞれに対応して、各リージョンで用いる通常音とダンパ音の各１組の波形データの読み出しに関する情報であるデータセット１、２・・・Ｎｄｓが含まれる。
【００４３】
１つのリージョンに対応するデータセットには、符号４３で示す通り、ピアノ音（ダンパオフ状態）に関するＬｃｈ用データ、Ｃｃｈ用データ、Ｒｃｈ用データ、およびＳｃｈ用データと、ダンパ音に関するＤ‐Ｌｃｈ用データ、Ｄ‐Ｃｃｈ用データ、Ｄ‐Ｒｃｈ用データ、およびＤ‐Ｓｃｈ用データがある。各ｃｈ用データは、符号４４で示す通り、波形メモリ２１に記憶された対応する波形データ（アタック部＋ループ部）の元になった波形データがサンプリングされたときのオリジナルピッチ（音高）を示すデータ（ＯＰ）と、その波形データのアタック部の先頭のアドレスを示す波形開始アドレス（ＷＳ）と、そのアタック部に続くループ部の先頭のアドレスを示すループ先頭アドレス（ＬＳ）と、波そのループ部の末尾（繰返し読み出しの末尾）のサンプル点データが記憶されたアドレスを示すループ末尾アドレス（ＬＥ）が格納されている。
【００４４】
演奏者により１つの鍵が押鍵操作されると、該押鍵操作に対応するノートオンイベントデータが発生される。ノートオンイベントデータは、発音開始を指示するノートオンデータと、発音すべき音高を示すノートナンバデータと、および押鍵速度に応じた音量ベロシティを示すベロシティデータを含む。ノートオンイベントデータは、例えばＭＩＤＩ（「Ｍｕｓｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｔｅｒｆａｃｅ」）規格に準拠したデータであって、ノートナンバデータは発音すべき音高（ノート）を０〜１２７までの１２８段階の数値で表現し、また、ベロシティデータは押鍵の強さ（ベロシティ）を０〜１２７までの１２８段階の数値で表現するものである。
【００４５】
ステップＳ１において、ＣＰＵ１０は、カレント音色のリージョン管理データと前記発生されたノートオンイベントデータに含まれるノートナンバデータ及びベロシティデータに基づき「リージョン」を判定する。具体的には、リージョン管理データによって、ノートナンバの値（０〜１２７までの１２８段階の数値）とベロシティの値（０〜１２７までの１２８段階の数値）がそれぞれ相互に重複しない複数の区間（リージョン）に区分けされており、図７の符号４２に示す通り、複数のリージョンに対応して複数のデータセット１〜Ｎｄｓが用意されている。すなわち、各リージョンは１つのデータセットに対応しており、そのデータセットには、そのリージョン（音域や打鍵強弱（ベロシティ）の範囲）に応じて異なる波形データを読み出すために必要な各種データが記憶されている。当該ステップＳ１においてノートオンイベントデータに含まるノートナンバデータ及びベロシティデータに基づき「リージョン」を判定することで、ノートナンバデータに対応する音域、およびベロシティデータに対応する打鍵強弱（ベロシティ）範囲に対応する波形データのデータセットを発音に用いるのに必要とされるデータセットが指定される。なお、リージョン管理データは音色ごとであり、ノートナンバやベロシティの値の変化範囲内に設定されるリージョンの総数や、その各リージョンの範囲は、各音色ごとに独立である。
【００４６】
ステップＳ２において、ＣＰＵ１０は、前記判定されたリージョンに対応する波形データのデータセットの１チャンネルずつの波形データを、音源部２０（波形読み出し及び補間部２２）の複数の発音チャンネルの１つずつに割り当てる。ここで、押鍵時にダンパペダルが操作されていない（ダンパオフ）ならば、Ｌｃｈ用、Ｃｃｈ用、Ｒｃｈ用、およびＳｃｈ用の４チャンネル波形データを４つの発音チャンネルにそれぞれ割り当てる。また、押鍵時にダンパペダルが操作された状態（ダンパオン）ならば、前記Ｌｃｈ用、Ｃｃｈ用、Ｒｃｈ用、およびＳｃｈ用の４チャンネルの波形データに加えて、Ｄ−Ｌｃｈ用、Ｄ−Ｃｃｈ用、Ｄ−Ｒｃｈ用、およびＤ−Ｓｃｈ用の４チャンネルのダンパ音の波形データも読み出すので、１つの楽音につき８チャンネルの波形データを８つの発音チャンネルに割り当てる。
【００４７】
ステップＳ３において、ＣＰＵ１０は、前記ステップＳ２で４チャンネルの通常音の波形データが割り当てられた４つの発音チャンネルに発音用のパラメータを設定し、さらに、ダンパ音も発音をする場合には、前記ステップＳ２で４チャンネルのダンパ音の波形データが割り当てられた４つの発音チャンネルに発音用のパラメータを設定する。ここで、各発音チャンネルに設定されるパラメータは、波形データの読み出し用のパラメータ、音色変化のパラメータ、音量変化のパラメータ、出力系統ごとのレベルパラメータなどである。
具体的に、通常音の波形データが割り当てられた各発音チャンネルについては、まず、波形データ読み出し用のパラメータとして、ステップＳ１で指定されたデータセット中の通常音の対応するチャンネルの波形データの波形開始アドレスＷＳ、ループ先頭アドレスＬＳ、ループ末尾アドレスＬＥを設定するとともに、ノートナンバの値とオリジナルピッチＯＰとの差に基づく波形データの読み出し速度（Ｆナンバ）を設定する。次に、音色変化のパラメータとして、カレント音色の音色変化制御データに基づいて、音色変化を制御するためのパラメータ（フィルタエンベロープのパラメータなど）の値を設定する。また、カレント音色の音量変化制御データに基づいて、音量変化を制御するためのパラメータ（振幅エンベロープのパラメータなど）の値を設定する。さらに、対応する信号処理チャンネルのみに楽音信号を出力するよう、各出力系統のレベルを制御するパラメータを設定する。Ｌｃｈ用の波形データが割り当てられた発音チャンネルであれば、Ｌｃｈに対応した信号処理チャンネルへの出力レベルを所定レベルに設定し、その他の出力レベルをゼロに設定する。他のＣｃｈ用、Ｒｃｈ用、Ｓｃｈ用の波形データが割り当てれた発音チャンネルも同様に設定される。
一方、ダンパ音の波形データが割り当てられた各発音チャンネルについては、まず、波形データ読み出し用のパラメータとして、ステップＳ１で指定されたデータセット中のダンパ音の対応するチャンネルの波形データの波形開始アドレスＷＳ、ループ先頭アドレスＬＳ、ループ末尾アドレスＬＥを設定するとともに、ノートナンバの値とオリジナルピッチＯＰとの差に基づく波形データの読み出し速度（Ｆナンバ）を設定する。次に、音色変化と音量変化のパラメータとして、カレント音色のダンパ音制御データに基づいて、音色変化と音量変化を制御するためのパラメータの値を設定する。さらに、対応する信号処理チャンネルのみに楽音信号を出力するよう、各出力系統のレベルを制御するパラメータを設定する。
【００４８】
ステップＳ４にいて、ＣＰＵ１０は、音源部２０に対して前記ステップＳ２で波形データを割り当てた全ての発音チャンネルに発音開始を指示する。各発音チャンネルではそれぞれ波形メモリ中のパラメータＷＳ、ＬＳ、ＬＥでアドレス指定される波形データに基づく楽音信号が形成される。すなわち、波形読み出し補間部２２は、波形開始アドレスＷＳを初期値としてＦナンバに応じた速度で進行し、かつ、ループ末尾アドレスＬＥまで達したらループ先頭アドレスにジャンプするアドレス信号に従い、波形データのアタック部を一通り読み出した後、ループ部を繰り返し読み出す処理を行う。読み出し速度（Ｆナンバ）は、ノートオンイベントにより発音指示された音高（ノート）と、当該発音チャンネルに割り当てられた波形データのオリジナルピッチＯＰの差（セント単位）に応じた速度に設定されているので、波形メモリに記憶されている該波形データは、読み出され補間される過程で、発音指示された音高の楽音信号となるようピッチシフトされる。ここでの波形メモリの読み出し方式は、一定のサンプリング周期に同期したピッチ非同期方式であるが、本発明はピッチ同期方式でも実現できる。
【００４９】
各発音チャンネルにおいて、上記の動作により、各サンプリング周期毎に読み出されサンプル間補間された波形データは、前記ステップＳ３で設定された音色変化のパラメータや音量変化のパラメータに基づき、特性制御部２３において周波数特性や振幅特性が制御され、楽音信号としてミキサ部２４に出力される。そして、ミキサ部２４では、各サンプリング周期ごとに、各発音チャンネルの楽音信号が、設定されたレベルパラメータに基づいて４つの各系統ごとにレベル制御され、さらに４つの各系統ごとに累算され、４つの信号処理チャンネルの波形データとして出力される。そして、ミキサ部から出力された４つの信号処理チャンネルの各波形データがＤＡＣ２５を介してアナログ音響信号に変換され、アンプ１５により所定のゲイン値で増幅されてから、Ｌｃｈ用、Ｃｃｈ用、Ｒｃｈ用、およびＳｃｈ用の４チャンネルの波形データに対応するＬｃｈ、Ｃｃｈ、Ｒｃｈ、およびＳｃｈの４つのスピーカ１６（図１において符号４ａ〜４ｄ）に供給される。
【００５０】
以上をまとめると、ダンパ音を発音しない場合（ダンパオフ）は、１つの押鍵に応じて、音源部２０の４つの発音チャンネルに割り当てられ、その４つの発音チャンネルで通常音の４チャンネルの波形データに基づいて４つの楽音信号が形成され、それぞれ４つの信号処理チャンネルの対応する１つを介して出力される。４つの信号処理チャンネルの波形データは、アナログ信号に変換され電力増幅されて、対応する４つのチャンネルのスピーカに供給される。
また、ダンパ音を発音する場合（ダンパオン）は、１つの押鍵に応じて、音源部２０の８つの発音チャンネルに割り当てられ、そのうちの４つの発音チャンネルで通常音の４チャンネルの波形データに基づいて４つの楽音信号が形成され、また、残りの４つの発音チャンネルでダンパ音の４チャンネルの波形データに基づいて４つの波形信号が形成され、形成された計８つの楽音信号は、それぞれ４つの信号処理チャンネルの対応する１つを介して出力される。４つの信号処理チャンネルの波形データは、アナログ信号に変換され電力増幅されて、対応する４つのチャンネルのスピーカに供給される。
【００５１】
これにより、電子ピアノ１の手前側において鍵盤２に対して略平行に並べて配置されたＬｃｈスピーカ４ａ、Ｃｃｈスピーカ４ｂ、およびＲｃｈスピーカ４ｃからは、グランドピアノ３０の手前側のダンパ上方付近に配置された３つのマイク３１ａ〜３１ｃにより「オンマイク」のマイク設定で録音された「弦と響板で発する音」に対応する楽音信号（電子ピアノ１の演奏音）が発音され、グランドピアノのピアノ音が持つ横方向の空間性がリアルに再現される。ここで、Ｌｃｈ、Ｃｃｈ、およびＲｃｈの各スピーカ４ａ〜４ｃから再生される各楽音信号は、演奏者の位置で聴こえるピアノのうちで一番大きい割合を占めるピアノからの直接音に相当し、弦の振動音や響板の共鳴音、ハンマが打弦するときのノイズ音などが含まれる。それらの音が、各サンプリング箇所において高品質で録音した波形データに基づいて再生される。さらに、鍵盤２（演奏者の位置）から遠い奥側に配置されたＳｃｈスピーカ４ｄからは、グランドピアノ３０の奥に配置されたマイク３１ｄにより「オンマイク」のマイク設定で録音された「ピアノの奥の位置で弦と響板が発する中低音域の音」に対応する楽音信号が発音されるので、中低域弦の音の奥行き方向の広がり感を再現することができる。また、Ｓｃｈスピーカ４ｄにより電子ピアノ１の演奏音に奥行き方向の広がりを与えることで、ダンパ音の響きをリアルに再現できる。
すなわち、この実施例にかかる電子ピアノ１においては、鍵盤２に対して奥行き方向に広がる面を持つ筐体３の上面の手前側に配置された３つのスピーカ４ａ〜４ｃ、および奥に配置されたスピーカ４ｄという筐体３の上面に分散して配置されたスピーカ４ａ〜４ｄのそれぞれから、それぞれに対応する位置でピックアップされた波形データを再生することで、全体として、グランドピアノの音が持つ空間的広がり、すなわち演奏者に対して奥行き方向に広がる響板を面で鳴らす雰囲気や、奥行き感などグランドピアノの音響特性をリアルに再現することができ、特に、演奏者の位置で聴取したときのグランドピアノ音を、極めてリアルに再現することができるという優れた効果を奏する。
【００５２】
なお、電子ピアノ１の手前側に並べて配置された３つのスピーカ４ａ，４ｂおよび４ｃの相互間隔は、対応するマイク３１ａ、３１ｂ、およびマイク３１ｄの配置間隔よりも、左右方向に広げてもよい。図１に示す電子ピアノ１では、左側及び右側に配置されたスピーカ４ａとスピーカ４ｃが、それぞれ左右方向に間隔を広げて（つまり電子ピアノ１の外側寄りに）配置される。このように、演奏者に対して３つのスピーカ４ａ，４ｂおよび４ｃの配置幅を左右方向に広げることで、該演奏者の位置で聞こえるピアノ音のステレオ感を強調することができる。また、奥に配置されたＳｃｈスピーカ４ｄは、対応するマイク３１ｄの配置箇所に比べると、演奏者に対して手前寄りに配置されるが、十分な奥行き感を再生音に提供する。奥に配置されたＳｃｈスピーカ４ｄに対応するＳｃｈ用波形データの再生を、手前側のＬｃｈスピーカ４ａ，Ｃｃｈスピーカ４ｂおよびＲｃｈスピーカ４ｃの発音よりも若干遅延させることで、より一層奥行き感を更に強調することもできる。例えば、波形メモリ２１においてＳｃｈ用波形データのデータ本体の先頭が記憶されるアドレスを、他の３つのチャンネルの波形データの波形開始アドレスＷＳよりも若干後にずらすことにより、１組となる他の３チャンネルよりもＳｃｈ用波形データの読み出しを遅延させることができる。
【００５３】
また、上記実施例では、電子ピアノ１において手前側に並べて配置された３つのスピーカ４ａ〜４ｃと、奥に配置された１つのスピーカ４ｄの４チャンネルスピーカを備え、波形メモリ２１には該４ｃｈスピーカに対応して４ｃｈで１組の波形データセットが記憶され、その波形データの録音時には所定の４箇所にマイクを配置する（４点でサンプリングする）例について説明したが、スピーカ数、波形メモリ２１に記憶される１つの楽音に対応する波形データのチャンネル数、および該波形データのチャンネル数に対応する波形データ録音時のマイク配置数は、実施例のものに限らず、電子ピアノ１の手前側に３つ以上のスピーカを並べて配置し、奥に少なくともも１つのスピーカを配置し、波形メモリにそれら各スピーカに対応するサンプリング箇所でサンプリグした複数チャンネルの波形データセットを記憶させる構成であれば、上記と同様な効果を得ることができる。
【００５４】
また、上記実施例では、波形メモリ２１には、複数個の鍵からなる鍵域（リージョン）ごとに４チャンネルの波形データのセットを記憶したが、１つの鍵毎に８８鍵の１つずつに対応して４チャンネルの波形データのセットを記憶してもよい。また、上記実施例では、波形メモリ２１に記憶させる各波形データは、マイクで録音された波形データ（全波形）そのものではなく、その波形データを加工して作成されたアタック部とそれに続くループ部からなる波形データであったが、加工する前の楽音の立ち上がり部（発音開始）から立ち下がり部（発音終了）までの全波形の波形データを記憶するようにしてもよい。その場合、音源部２０の発音チャンネルにおける楽音生成で、波形読み出し及び補間部２２が、その波形データの立ち上がり部から立ち下がり分までを一通り読み出すようにすればよい。また、波形メモリ２１に記憶する波形データの符号化方式は、前述のＰＣＭ方式に限らず、従来から知られる適宜の符号化方式を用いてよい。
【００５５】
また、上記実施例では、グランドピアノの音色用の波形データをサンプリングする例について説明したが、図１の電子ピアノ１で用いる他の音色（例えばハープシコードなど）用の波形データをサンプリングするときにも、本発明の技術思想に従い、所定の複数のサンプリング箇所において「オンマイク」のマイク設定で波形データを録音するようにしてもよい。つまり、本発明において、サンプリングする自然楽器は、鍵盤を備えておりその各鍵に対応した弦で発音を行う楽器であれば、グランドピアノ以外であってもよい。例えば、チェンバロやフォルテピアノなどでもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１ 電子ピアノ、２ 鍵盤、３ 筐体、４ａ，４ｂ，４ｃ，および４ｄ スピーカ、１０ ＣＰＵ、１１ フラッシュメモリ、１２ ＲＡＭ、１３ 操作子、１４ 表示器、１５ アンプ、１６ スピーカ、２０ 音源部、２１ 波形メモリ、２２ 波形読み出し及び補間部、２３ 特性制御部、２４ ミキサ部、２５ ＤＡ変換部、３０ グランドピアノ、３１ａ，３１ｂ，３１ｃおよび３１ｄ マイク、３２ 鍵盤、３３ マルチトラックレコーダ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鍵からなる鍵盤と、
前記鍵盤が手前側に配置され、該鍵盤に対して奥行き方向に広がる面を持つ筐体と、
前記筐体の上面に配置された複数のスピーカであって、前記鍵盤の近傍に配置された第１スピーカと、該第１スピーカから見て該筐体の奥に配置された第２スピーカと、
１つの楽音について収音する収音手段の数に対応したチャンネル数分の波形データを有する波形データセットを記憶した波形メモリであって、前記波形データセットは、それぞれ演奏操作に応じて振動を発生する複数の弦と該弦の振動を止めるダンパとを有し、前記複数の弦のうち低音域の複数の弦と中音域の弦とが交差するように配置されたグランドピアノ型の自然楽器において、前記ダンパ上方の位置に配置された第１収音手段で録音された第１波形データと、前記低音域の複数の弦と前記中音域の複数の弦とが交差する位置に配置された第２収音手段で録音された第２波形データとからなるセットであるものと、
前記鍵盤における打鍵操作によって発音指示された１つの楽音に対応する１つの前記波形データセットを前記波形メモリから読み出して、該読み出した波形データセットに基づいて、複数チャンネルの楽音信号を生成する楽音信号生成手段と、
前記楽音信号生成手段により生成された前記複数チャンネルの楽音信号のそれぞれを、前記複数のスピーカのうち各楽音信号の生成に用いた波形データを録音した収音手段の配置位置に対応する位置に配置されたスピーカに供給する供給手段と
を備える電子鍵盤楽器。
【請求項２】
前記波形データメモリに記憶された複数チャンネルの波形データは、それぞれ、前記自然楽器の発音体と前記収音手段の距離を接近させて録音されたものであることを特徴とする請求項１に記載の電子鍵盤楽器。
【請求項３】
前記自然楽器はグランドピアノであることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子鍵盤楽器。
【請求項４】
それぞれ演奏操作により振動を発生する複数の弦と、該弦の振動を止めるダンパとを有し、前記複数の弦のうち低音域の複数の弦と中音域の弦とが交差するように配置されたグランドピアノ型の自然楽器の楽音を録音して波形データセットを得る波形データセット取得方法であって、
複数の収音手段を前記自然楽器に対して配置するステップであって、前記ダンパ上方の位置に第１収音手段を配置し、且つ、前記低音域の複数の弦と前記中音域の複数の弦とが交差する位置に第２収音手段を配置するステップと、
前記自然楽器の演奏音を、前記第１収音手段と前記前記第２収音手段とを用いて収音して、それぞれ別個のチャンネルに録音するステップと、
前記録音されたチャンネル毎の演奏音に基づいて、前記第１収音手段により収音された第１波形データと、前記第２収音手段により収音された第２波形データとからなる波形データセットであって、１つの楽音の発音指示に応じて再生されるべき前記第１波形データと前記第２波形データで構成される１つの波形データセットを作成するステップと
を有することを特徴とする波形データセット取得方法。
【請求項１】
複数の鍵からなる鍵盤と、
前記鍵盤が手前側に配置され、該鍵盤に対して奥行き方向に広がる面を持つ筐体と、
前記筐体の上面に配置された複数のスピーカであって、前記鍵盤の近傍に配置された第１スピーカと、該第１スピーカから見て該筐体の奥に配置された第２スピーカと、
１つの楽音について収音する収音手段の数に対応したチャンネル数分の波形データを有する波形データセットを記憶した波形メモリであって、前記波形データセットは、それぞれ演奏操作に応じて振動を発生する複数の弦と該弦の振動を止めるダンパとを有し、前記複数の弦のうち低音域の複数の弦と中音域の弦とが交差するように配置されたグランドピアノ型の自然楽器において、前記ダンパ上方の位置に配置された第１収音手段で録音された第１波形データと、前記低音域の複数の弦と前記中音域の複数の弦とが交差する位置に配置された第２収音手段で録音された第２波形データとからなるセットであるものと、
前記鍵盤における打鍵操作によって発音指示された１つの楽音に対応する１つの前記波形データセットを前記波形メモリから読み出して、該読み出した波形データセットに基づいて、複数チャンネルの楽音信号を生成する楽音信号生成手段と、
前記楽音信号生成手段により生成された前記複数チャンネルの楽音信号のそれぞれを、前記複数のスピーカのうち各楽音信号の生成に用いた波形データを録音した収音手段の配置位置に対応する位置に配置されたスピーカに供給する供給手段と
を備える電子鍵盤楽器。
【請求項２】
前記波形データメモリに記憶された複数チャンネルの波形データは、それぞれ、前記自然楽器の発音体と前記収音手段の距離を接近させて録音されたものであることを特徴とする請求項１に記載の電子鍵盤楽器。
【請求項３】
前記自然楽器はグランドピアノであることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子鍵盤楽器。
【請求項４】
それぞれ演奏操作により振動を発生する複数の弦と、該弦の振動を止めるダンパとを有し、前記複数の弦のうち低音域の複数の弦と中音域の弦とが交差するように配置されたグランドピアノ型の自然楽器の楽音を録音して波形データセットを得る波形データセット取得方法であって、
複数の収音手段を前記自然楽器に対して配置するステップであって、前記ダンパ上方の位置に第１収音手段を配置し、且つ、前記低音域の複数の弦と前記中音域の複数の弦とが交差する位置に第２収音手段を配置するステップと、
前記自然楽器の演奏音を、前記第１収音手段と前記前記第２収音手段とを用いて収音して、それぞれ別個のチャンネルに録音するステップと、
前記録音されたチャンネル毎の演奏音に基づいて、前記第１収音手段により収音された第１波形データと、前記第２収音手段により収音された第２波形データとからなる波形データセットであって、１つの楽音の発音指示に応じて再生されるべき前記第１波形データと前記第２波形データで構成される１つの波形データセットを作成するステップと
を有することを特徴とする波形データセット取得方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−４１２９３（Ｐ２０１３−４１２９３Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２２１７０８（Ｐ２０１２−２２１７０８）
【出願日】平成２４年１０月３日（２０１２．１０．３）
【分割の表示】特願２００８−９２８５７（Ｐ２００８−９２８５７）の分割
【原出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１０月３日（２０１２．１０．３）
【分割の表示】特願２００８−９２８５７（Ｐ２００８−９２８５７）の分割
【原出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【Ｆターム（参考）】
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