JP2009036940A - 鍵盤楽器の共鳴音付加装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 少数の共鳴器を用いても耳障りな共鳴音が発生せず、いずれの音高の楽音に対しても適切な共鳴音を付加する。
【解決手段】 鍵の音高に基づく楽音信号データに基づいて、所定の共振周波数の共鳴音データを生成する複数の共鳴器５０は、それぞれが、遅延時間データにしたがって、入力を遅延させる遅延回路５１と、遅延回路からの出力と入力された楽音信号データとを加算する加算器５２からの出力に、フィルタ制御信号にしたがってローパスフィルタ処理を施すＬＰＦ５３とを有し、ＬＰＦ５３の出力が、遅延回路５１に入力される。また、共鳴器の各々の出力は加算器５５により加算される。記憶装置は、複数の共鳴器のそれぞれに与える遅延時間データを格納した係数テーブルを記憶し、係数テーブルに記憶された遅延時間データは、鍵の音高に対応する周期の何れとも一致しない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鍵盤楽器の共鳴音付加装置に関する。

たとえば、電子ピアノでは、アコースティックピアノのダンパペダルが踏み込まれて弦のダンプが解放されたときに押鍵した鍵盤のハンパーにより鳴らされた弦が、他の音程の弦に共鳴する状態を模倣した共鳴音を生成し、押鍵された鍵の音高の楽音に共鳴音を付加して出力する機能が実現されている。

特許文献１には、ダンパペダルが押されたときに、直接音の波形に付与される直接音用エンベロープ、および、共振音用波形に付与される共振音用エンベロープを変更し、かつ、音量も変更することで、ダンパペダルが押された状態での楽音を生成する装置が開示されている。

また、特許文献２には、複数の遅延器を直列に連結し、各遅延器に共鳴係数を与え、遅延された楽音信号データと遅延係数とを乗算することで、楽音信号データの共鳴音データを生成するような装置が開示されている。

また、ダンパペダル以外のペダルが押されたときに、ペダル効果を含む楽音を生成する装置も提案されている。たとえば、特許文献３では、弦を打ったときの音を格納した打音データを格納した第１の音源群〜第３の音源群、および、打たれない弦についてのデータを格納した、打たれない弦の音源群を備え、シフトペダルが踏み込まれたときに、第２および第３の音源群の代わりに、打たれない弦の音源群からのデータを読み出すとともに、フィルタ特性も変更して、シフトペダル効果のある楽音を生成する装置が開示されている。
特開平６−１４９２４５号公報 特開２００２−３１１９５７号公報 特開平５−８０７４９号公報

たとえば、特許文献１や特許文献３に開示された技術では、ペダル効果のための音源（たとえば、共振音用波形（特許文献１）や打たれない弦の音源群（特許文献３）を設ける必要があるため、保持するデータ量が多くなるという問題点がある。

上記特許文献２に開示された共鳴音付加装置においては、もとの楽音信号データに、当該元の楽音信号データに基づいて生成された特定の共振周波数の共鳴音データを付加する。したがって、共鳴音のために別途音源を用意する必要が無いという利点を有する。

以下、ひとつの共振周波数の共鳴音を作る装置を共鳴器と称し、共鳴器における問題点を説明する。共鳴器が、鍵盤の数、或いは、副弦を含めた弦の数だけ存在すれば、それぞれの共鳴器が、それぞれの弦の共振周波数にしたがった共鳴音データを生成することにより、それぞれの共鳴音の強度を適切に制御することが可能である。

しかしながら、実際の共鳴器の数には限りがある。したがって、発生する楽音の音高によって、共鳴の強度にばらつきが出てしまい、特定の音高で、特定の共振周波数の共鳴音が強調されることになってしまい、その結果、耳障りな共鳴音が発生してしまうという問題点があった。

本発明は、少数の共鳴器を用いても耳障りな共鳴音が発生せず、いずれの音高の楽音に対しても適切な共鳴音を付加することができる共鳴音付加装置を提供することを目的とする。

本発明の目的は、鍵盤楽器において押鍵された鍵の音高に基づく楽音信号データに基づいて、所定の共振周波数の共鳴音データを生成する複数の共鳴器であって、それぞれが、遅延時間を示す遅延時間データにしたがって、入力を遅延させる遅延回路と、遅延回路からの出力と入力された楽音信号データとを加算する加算器と、加算器からの出力を受け入れて、フィルタ制御信号にしたがったカットオフ周波数によるローパスフィルタ処理を施すローパスフィルタと、を有し、当該ローパスフィルタの出力が、前記遅延回路に入力されるように構成された複数の共鳴器、および、前記共鳴器の各々の出力を加算する加算器を有する共鳴器群と、
前記楽音信号と、前記共鳴器群からの出力とを加算する加算器と、
前記複数の共鳴器のそれぞれに与える遅延時間データを格納した係数テーブルを記憶した記憶装置と、
前記係数テーブルから前記共鳴器ごとに異なる遅延時間データを読み出して、それぞれを前記共鳴器の遅延回路に与える遅延制御手段と、を備え、
前記係数テーブルに記憶された遅延時間データが、前記鍵の音高に対応する周期の何れとも一致しないことを特徴とする共鳴音付加装置により達成される。

好ましい実施態様においては、前記鍵盤楽器のダンパペダルの踏み込み状態を示すダンパレベルであって、ダンパペダルの踏み込みが大きくなるにしたがってレベルが増大するようなダンパレベルに基づいて、前記ダンパレベルが増大するのにしたがって、カットオフ周波数が増大するようなフィルタ制御信号を生成するフィルタ制御手段を備え、
前記フィルタ制御手段により生成されたフィルタ制御信号が、前記共鳴器のローパスフィルタに与えられることを特徴とする請求項１に記載の共鳴音付加装置。

別の好ましい実施態様においては、前記楽音信号データが、左チャンネル用の楽音信号データと右チャンネル用の楽音信号データとを有し、
前記左チャンネル用の楽音信号データに基づく第１の共鳴音データを生成する第１の共鳴器群と、前記右チャンネル用の楽音信号データに基づく第２の共鳴器群データを生成する第２の共鳴器群と、を備え、
前記記憶装置の係数テーブルが、前記第１の共鳴器群の共鳴器のための第１群の遅延時間データと、前記第２の共鳴器群の共鳴器のための第２群の遅延時間データと、を備え、前記第１群の遅延時間データに示す遅延時間は、前記第２群の遅延時間データに示す遅延時間より大きい。

また、別の好ましい実施態様においては、前記楽音信号データが、左チャンネル用の楽音信号データと右チャンネル用の楽音信号データとを有し、
前記共鳴器群からの出力を受け入れて、所定のカットオフ周波数によるローパスフィルタ処理を施すローパスフィルタと、前記共鳴器群からの出力を受け入れて、他の所定のカットオフ周波数によるハイパスフィルタ処理を施すハイパスフィルタと、
前記ローパスフィルタからの出力と左チャンネル用の楽音信号データとを加算する加算器と、
前記ハイパスフィルタからの出力と右チャンネル用の楽音信号データとを加算する加算器と、を備える。

さらに別の好ましい実施態様においては、前記鍵の音高の変更に応答して、前記音高の変更の度合いにしたがった新たな遅延時間データを算出し、当該新たな遅延時間データを格納した係数テーブルを生成する手段を備える。

より好ましい実施態様においては、前記共鳴器群に入力される楽音信号データのゲインを調整するとともに、前記楽音信号データと加算される共鳴音データのゲインを調整するゲイン制御手段を備え、
前記ゲイン制御手段が、前記鍵の音高の変更に応答して、前記共鳴器群に入力される楽音信号データおよび前記楽音信号データと加算される共鳴音データのゲインをゼロにし、かつ、前記新たな遅延時間データを格納した係数テーブルが生成されると、当該ゲインを元に戻す。

また、別の好ましい実施態様においては、前記共鳴器が、前記ローパスフィルタからの出力を受け入れて、ハイパスフィルタ処理を施すハイパスフィルタと、前記ハイパスフィルタからの出力のレベルを検出するレベル検出手段と、前記レベル検出手段により検出されたレベルに基づいて、当該レベルが大きくなるのにしたがって、カットオフ周波数を高くするような前記ハイパスフィルタのフィルタ制御信号を生成するハイパスフィルタ制御手段と、を備え、
前記ハイパスフィルタからの出力が、前記共鳴器の出力となる。

さらに別の好ましい実施態様においては、前記係数テーブルが、前記共鳴器の数より多くの遅延時間データを有し、
前記遅延制御手段が、演奏される楽曲の調性を示す調性データにしたがって、前記係数テーブルから前記共鳴器の数だけの相異なる遅延時間データを読み出す。

より好ましい実施態様においては、前記記憶装置が、調性データごとの、共鳴テーブル中の遅延時間データを特定する情報を格納した係数選択テーブルを有し、
前記遅延制御手段が、前記演奏される楽曲の調性を示す調性データにしたがった前記係数選択テーブル中の遅延データを特定する情報に基づき、前記係数テーブルから遅延時間データを読み出す。

本発明によれば、少数の共鳴器を用いても耳障りな共鳴音が発生せず、いずれの音高の楽音に対しても適切な共鳴音を付加することができる共鳴音付加装置を提供することが可能となる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる共鳴音付加を備えた鍵盤楽器の構成を示すブロックダイヤグラムである。図１に示すように、本実施の形態にかかる鍵盤楽器１０は、ＣＰＵ１２、鍵盤１４、スイッチを含む操作子群１６、ダンパペダル１８、楽音発生装置２０、共鳴音付加装置２２、サウンドシステム２４および記憶装置２６を有している。

ＣＰＵ１２は、鍵盤楽器１０全体の制御、鍵盤１２の押鍵や操作子群１６中を構成する操作子の操作の検出、ダンパペダル１８のオン・オフ、その踏み込み量の検出、上記検出にしたがった楽音発生装置２０や共鳴音付加装置２２の制御などを実行する。また、操作子の操作によって、発生する楽音のチューニングが変更された場合などには、記憶装置２６に記憶する係数テーブルの値を算出する。

ダンパペダル１８は、オン・オフのみでなく、その踏み込み量（レベル）が検出できるようになっている。たとえば、ＣＰＵ１２は、ダンパペダルの踏み込みの状態（ダンパレベル）を１２８段階（０：ダンパペダル・オフ〜１２７：ダンパペダルをフルにオン）で検出することができる。

楽音発生装置２０は、押鍵された鍵の音高情報をＣＰＵ１２から受信すると、記憶装置２６の波形メモリ（図示せず）から波形データを読み出して、押鍵された鍵の音高にしたがった楽音信号データを生成して出力する。本実施の形態においては、左右チャンネル２系統の楽音信号データが出力される。

共鳴音付加装置２０は、楽音信号データを受け入れて、当該楽音信号データに基づく共鳴音のデータ（共鳴音データ）を生成し、楽音信号データに付加する。

サウンドシステムは増幅器およびスピーカを備え、共鳴音の付加された楽音信号データに基づく音響信号を出力する。

図２は、本実施の形態にかかる共鳴音付加装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。本実施の形態にかかる共鳴音付加装置２２は、左チャンネル（Ｌ．ｃｈ）の楽音信号データＬ＿Ｉｎおよび右チャンネル（Ｒ．ｃｈ）の楽音信号データＲ＿Ｉｎを加算する加算器３１、加算器３１の出力をゲイン制御部４５からのゲイン制御信号にしたがって増幅する増幅器３２、左チャンネル用の共鳴音データを生成する第１の共鳴器群３３、右チャンネル用の共鳴音データを生成する第２の共鳴器群３４、第１の共鳴器群３３から出力された第１の共鳴音データにフィルタ処理を施す第１のフィルタ３５、第２の共鳴器群３４から出力された第２の共鳴音データにフィルタ処理を施す第２のフィルタ３６、左チャンネルの楽音信号データを増幅する増幅器３７、右チャンネルの楽音信号データを増幅する増幅器３８、第１のフィルタ３５からの出力をゲイン制御部４５からのゲイン制御信号にしたがって増幅する増幅器３９、第２のフィルタ３６からの出力をゲイン制御部４５からのゲイン制御信号にしたがって増幅する増幅器４０、増幅器３７からの出力と増幅器３９からの出力とを加算して、共鳴音が付加された左チャンネルの楽音信号データＬ＿Ｏｕｔを出力する加算器４１、および、増幅器３８の出力と増幅器４０の出力とを加算して、共鳴音が付加された右チャンネルの楽音信号データＲ＿Ｏｕｔを出力する加算器４２を有している。

また、共鳴音付加装置２２は、ダンパレベルにしたがった共鳴器のフィルタ制御データＦを記憶装置２６から読み出すフィルタ制御部４３と、記憶装置２６の係数テーブルから所定の遅延時間データＤを読み出す遅延制御部４４と、を有している。遅延制御部４４からの遅延時間Ｄにより、共鳴器から出力される共鳴音データの共振周波数を調整することができ、フィルタ制御部４３からのフィルタ制御データＦにより、共鳴器の共鳴のレベルを調整（抑制）することができる。

さらに、共鳴音付加装置は、増幅器３２、３９、４０のゲインを制御するゲイン制御部４５を有している。

図２において、左チャンネルおよび右チャンネルの２系統の楽音信号データＬ＿ＩｎおよびＲ＿Ｉｎは、加算器３１により加算され、かつ、増幅器３２により増幅される。増幅器３２の出力は第１の共鳴器群３３および第２の共鳴器群３４のそれぞれに入力される。

第１の共鳴器群３３および第２の共鳴器群３４は、入力データに基づいて共鳴音を発生させるものであり、ピアノの弦の共鳴現象を模倣した共鳴音データを生成する。

第１の共鳴器群３３および第２の共鳴器群３４の出力データは、第１のフィルタ３５および第２のフィルタ３６により、それぞれ、音色が調整され、増幅器３９、４０により増幅される。音色が調整され、かつ、増幅されたデータは、それぞれ、元の２系統の楽音信号データ（増幅器３７、３８の出力）と加算されて出力される。

第１のフィルタ３５および第２のフィルタ３６は、ピアノのボディの構造による音色変化や反響音を模倣するために設けられており、ＬＰＦ（低域通過フィルタ）、ＨＰＦ（高域通過フィルタ）、オールパスフィルタ（全域通過フィルタ）の何れかを組み合わせることで実現できる。たとえば、第１のフィルタ３５および第２のフィルタ３６は、ＬＰＦおよびＨＰＦを直列に接続するような構成で良い。

図３は、本実施の形態にかかる共鳴器群の構成を示すブロックダイヤグラムである。第１の共鳴器群３３および第２の共鳴器群３４の双方とも、図３に示す構成であるため、例示的に第１の共鳴器群３３を説明する。

図３に示すように、第１の共鳴器群３３は、複数の共鳴器５０−１〜５０−５を有している。図３の例では、５つの共鳴器５０を有しているが、これに限定されるものではない。たとえば、１オクターブを構成する鍵の数にしたがって、１２個の共鳴器を有していても良い。

また、第１の共鳴器群３３は、それぞれの共鳴器５０−１〜５０−５の出力を加算する加算器５５を有している。本実施の形態においては、共鳴器５０−１〜５０−５が並列に配置され、それぞれの出力を加算することで、共鳴音データを生成する。それぞれの共鳴器がアコースティックピアノの弦の共鳴振動を模倣する。なお、符号５０−１〜５０−５で示す共鳴器のうち特定のものを示すのではなく、これらの何れかを示す場合には、単に共鳴器５０と称する。

図３に示すように、共鳴器５０は、遅延回路５１、加算器５２、ＬＰＦ（低域通過フィルタ）５３および増幅器５４を有する。遅延回路５１は、ＬＰＦ５３および増幅器５４を介して、その入力と出力とが接続され、帰還路が形成されている。この構成により弦振動の共鳴現象を模倣できるようになっている。入力Ｉｎが、共鳴音の帰還路に入力されて、加算器５２において加算されることで共鳴音が生成される。なお、本実施の形態において、増幅器５４のゲインβは、１より小さくかつ１に近い値（たとえば、０．９５）に設定されている。

遅延回路５１には、遅延制御部４４からの遅延時間データＤが与えられる。遅延時間データＤは、フィルタの遅延時間を決定するデータであり、遅延時間データＤを調整することにより、共鳴器５０において生成される共鳴音の共振周波数を制御することができる。遅延時間が長くなるような遅延時間データであれば、長い弦の共振状態に相当する共鳴音が得られ、遅延時間が短くなるような遅延時間データであれば、短い弦の共振状態に相当する共鳴音が得られる。

また、ＬＰＦ５３には、フィルタ制御部４３からのフィルタ制御データＦが与えられる。フィルタ制御データＦは、ＬＰＦ５３のカットオフ周波数を決定するデータであり、共鳴音の共鳴の強さを調整することができる。一般に、弦に対して外部からの刺激があり弦が振動を始めたときに、高い周波数ほど早く減衰し、低い周波数ほど長く振動を続ける。この現象を模倣するためにＬＰＦ５３が設けられる。

ダンパレベルは複数段階（本実施の形態では１２８段階）あるため、ダンパペダル１８の踏み込み具合によって、ダンパレベルが変更され、そのダンパレベルにしたがったフィルタ制御データＦよって弦振動の状態変化を模倣することができる。ダンパペダル１８が離されている（オフの）状態では、ピアノの弦はダンパと称されるフェルト製の器具で押さえられているため外部からの刺激に対してほとんど振動しない。しかしながら、ダンパペダル１８を押し下げていくことにより、ダンパも弦から除々に離間するため、弦が振動して共鳴しやすくなる。このような現象を、ダンパレベルにしたがったフィルタ制御データＦでＬＰＦ５３のカットオフ周波数を変更することにより再現する。

次に、本実施の形態にかかる共鳴器の共振周波数について説明する。本実施の形態においては、第１の共鳴器群３３において、より低い周波数の共振周波数（ｆ_Ｌ１〜ｆ_Ｌ５）をもたせ、より低い周波数の共鳴音を付加し、第２の共鳴器群３４においては、より高い周波数の共振周波数（ｆ_Ｒ１〜ｆ_Ｒ５）をもたせ、より高い周波数の共鳴音を付加するようにしている。つまり、ｆ_Ｌ１〜ｆ_Ｌ５＜ｆ_Ｒ１〜ｆ_Ｒ５としている。これにより、低音弦の共鳴音を左のチャンネルから、高音弦の共鳴音を右のチャンネルから出力し、実際のグランドピアノのような、共鳴音の拡がり感を得られるようにしている。また、共鳴周波数ｆ_Ｌ１〜ｆ_Ｌ５は相互に異なり、同様に、共鳴周波数ｆ_Ｒ１〜ｆ_Ｒ５は相互に異なる。

遅延時間Ｄは、共振周波数ｆの逆数となる。したがって、第１の共鳴器群３３のそれぞれの共鳴器５０−１〜５０−５の遅延回路５１には、それぞれ、相異なる遅延時間ＤＬ１（＝１／ｆ_Ｌ１）〜ＤＬ５（＝１／ｆ_Ｌ５）に相当する遅延時間データが与えられる。同様に、第２の共鳴器のそれぞれの共鳴器の遅延回路にも、それぞれ、相異なる遅延時間ＤＲ１（＝１／ｆ_Ｒ１）〜ＤＲ５（＝１／ｆ_Ｒ５）に相当する遅延時間データが与えられる。

前述したように、共振周波数を、特定の鍵の音高と一致させてしまうと、ある鍵を押鍵したときにだけ共鳴が強くなり、耳障りな共鳴音が発生してしまう場合がある。そこで、本実施の形態においては、共鳴器の共振周波数を、いずれの鍵の音高とも一致しないようにする。

Ａ３の鍵の周波数を４４０Ｈｚとすると、Ｃ３〜Ｂ３までの１オクターブにおける鍵の音高（周波数）および周期は図４（ａ）に示すようになる。また、Ｃ４〜Ｂ４までの１オクターブにおける鍵の音高（周波数）および周期は図４（ｂ）に示すようになる。

たとえば、ある共鳴器の遅延時間を、３．８ｍｓｅｃ付近にした場合には、Ｃ４（３．８２２ｍｓｅｃ）の鍵を押鍵したときに、耳障りな共鳴音が発生する。

そこで、本実施の形態においては、第１の共鳴器群３３の共鳴器３０−１〜３０−５のために、図５（ａ）に示すような、遅延時間を格納した係数テーブルを記憶装置２６に記憶しておく。また、第２の共鳴器群３４の共鳴器のために、図５（ｂ）に示すような遅延時間を格納した係数テーブルを記憶装置２６に記憶しておく。

図５（ａ）に示す係数テーブル５０１では、図４（ａ）に示すＣ３〜Ｂ３の音高について、隣接する鍵の音高の中間値に対応するような遅延時間（周期）が格納されている。また、図５（ｂ）に示す係数テーブル５０２では、図４（ｂ）に示すＣ４〜Ｂ４の音高について、隣接する鍵の音高の中間値に対応するような遅延時間（周期）が格納されている。この例では、係数テーブルの値である遅延時間データＤ（単位：ｍｓｅｃ）は、鍵の音高であるＦｒｅｑ（音名）（単位：Ｈｚ）に対して、以下の関係を有する。

Ｄ＝１／（（Ｆｒｅｑ（音名）＋Ｆｒｅｑ（音名）＊２＾（１／１２））／２）＊１０００
上記例では、遅延時間データＤは、隣接する鍵の音高の中間値となる周波数の逆数に相当する。

或いは、遅延時間データＤが、鍵に対応する音高Ｆｒｅｑ（音名）と、以下のような関係を有していても良い。

Ｄ＝（１／（Ｆｒｅｑ（音名））×１０００＋１／（Ｆｒｅｑ（音名）＊２＾（１／１２）×１０００）／２
この例では、遅延時間データＤは、隣接する鍵の音高のそれぞれの逆数の中間値に相当する。

図５（ａ）および図５（ｂ）の例では、係数テーブル５０１、５０２には、それぞれ、１２個の遅延時間データが格納されているが、実際には、係数テーブルのそれぞれには、共鳴器の数だけの遅延時間が格納されていれば良い。

本実施の形態においては、例示的に、第１の共鳴器群３３および第２の共鳴器群３４は、それぞれ、５つの共鳴器を有する。したがって、一方の係数テーブルには、図５（ａ）に示す係数テーブルの遅延時間データから選択された５つの値が格納され、他方の係数テーブルには、図５（ｂ）に示す係数テーブルの遅延時間データから選択された５つの値が格納されていれば良い。

図６（ａ）は、図５（ａ）に示す係数テーブルから選択された５つの値が格納された係数テーブルの他の例、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す係数テーブルから選択された５つの値が格納された係数テーブルの他の例である。図６（ａ）、（ｂ）の例では、図５（ａ）、（ｂ）のそれぞれの、２、４、６、８、１０番目の値が、係数テーブルの値ＤＬ１〜ＤＬ５、ＤＲ１〜ＤＲ５として格納されている。

本実施の形態においては、チューニングが標準の状態（基準音Ａ４＝４４０Ｈｚ）であるときには、記憶装置２６に記憶された係数テーブル６０１、６０２が利用され、遅延制御部４３は、係数テーブル６０１、６０２中の遅延時間を取得し、第１の共鳴器群３３を構成する共鳴器５０−１〜５０−５のそれぞれに、係数テーブル６０１の遅延時間ＤＬ１〜ＤＬ５を与える。また、遅延制御部４３は、第２の共鳴器群３４を構成する共鳴器（図示せず）のそれぞれに、係数テーブル６０２の遅延時間ＤＲ１〜ＤＲ５を与える。

なお、鍵の音高（チューニング）が変更されたとき（ピッチコントロールが操作されたとき）については後述する。

次に、フィルタ制御データＦについて説明する。本実施の形態においては、０〜１２７の１２８段階のダンパレベルごとにＬＰＦ５３のカットオフ周波数が変更される。ダンパレベルごとのフィルタ制御データＦは、フィルタ制御データテーブルとして、記憶装置２６に記憶される。

図７は、本実施の形態にかかるフィルタ制御データテーブルの例を示す図である。ダンパペダル制御部４３は、ＣＰＵ１２から与えられたダンパレベルにしたがって、フィルタ制御データテーブル７０１からフィルタ制御データＦを読み出して、第１の共鳴器群３３の共鳴器５０−１〜５０−５のそれぞれに含まれるＬＰＦ５３、および、第２の共鳴器群３４の共鳴器のそれぞれに含まれるＬＰＦに与える。

図７の例では、ダンパペダルがオフの状態（ダンパレベル：０）のときに、ＬＰＦ５３に、カットオフ周波数「１ｋＨｚ」に相当するフィルタ制御データＦを与え、ダンパペダルが完全に踏み込まれた状態（ダンパレベル：１２７）のときに、カットオフ周波数「５ｋＨｚ」に相当するフィルタ周波数データＦを与え、それらの間では、（ダンパレベル：０，カットオフ周波数：１ｋＨｚ）、（ダンパレベル：１２７，カットオフ周波数：５ｋＨｚ）を結ぶ直線上の値となるように、ダンパレベルごとにフィルタ制御データＦが決められている。

このように構成された共鳴音付加装置２２の動作について以下に説明する。演奏者が鍵盤１４を操作して、鍵を押鍵すると、鍵盤１４から押鍵された鍵の情報がＣＰＵ１２に伝達される。ＣＰＵ１２は、押鍵された鍵の音高情報を、楽音発生装置２０に与える。楽音発生装置２０は、記憶装置２６の波形メモリ（図示せず）から波形データを読み出して、押鍵された鍵の音高にしたがった楽音信号データを生成して出力する。

また、ダンパペダル１８が踏み込まれている場合には、ＣＰＵ１２は、ダンパペダル１８の踏み込み状態を示すダンパレベルを共鳴音付加装置２２に与える。なお、ダンパペダル１８がオフの場合には、ＣＰＵ１２は、ダンパレベルがオフであることを示すダンパレベル「０」を共鳴音付加装置２２に与える。

図２に示すように、左チャンネルの楽音信号データ（Ｌ＿Ｉｎ）および右チャンネル（Ｒ＿Ｉｎ）は、共鳴音付加装置２２に入力される。左チャンネルの楽音信号データと、右チャンネルの楽音信号データとは、加算器３１で加算され、増幅器３２を経て、第１の共鳴器群３３および第２の共鳴器群３４に与えられる。また、左チャンネルの楽音信号データと、右チャンネルの楽音信号データとは、それぞれ、増幅器３７、３８を経て、加算器４１、４２に与えられる。

また、遅延制御部４４は、記憶装置２６の係数テーブル６０１から、第１の共鳴器群３３に与える遅延時間データＤを読み出すとともに、記憶装置２６の係数テーブル６０２から第２の共鳴器群３４に与える遅延時間データＤを読み出す。

フィルタ制御部４３は、ＣＰＵ１２から与えられたダンパレベルに基づいて、記憶装置２６に記憶されたフィルタ制御データテーブルから、所定のフィルタ制御データＦを読み出す。

第１の共鳴器群３３においては、共鳴器（本実施の形態においては５つの共鳴器５０−１〜５０−５）のそれぞれが、遅延制御部４４から与えられた遅延時間Ｄ（ＤＬ１〜ＤＬ５）に基づいて信号を遅延させ、かつ、フィルタ制御データＦにしたがって信号にフィルタ処理を施す。共鳴器のそれぞれから出力されたデータは、加算器５５により加算され、第１の共鳴器群３３から出力されて、第１のフィルタ３５に与えられる。

同様に、第１の共鳴器群３４においても、共鳴器（本実施の形態においては５つの共鳴器）のそれぞれが、遅延制御部４４から与えられた遅延時間データＤ（ＤＲ２〜ＤＲ５）に基づいて信号を遅延させ、かつ、フィルタ制御データＦにしたがって信号にフィルタ処理を施す。共鳴器のそれぞれから出力されたデータは、加算器により加算され、第２の共鳴器群３４から出力されて、第１のフィルタ３６に与えられる。

第１のフィルタ３５からの出力は、増幅器３９を経て、加算器４１において、左チャンネルの楽音信号データと加算されて出力される。また、第２のフィルタ３６からの出力は、加算器４２において、右チャンネルの楽音信号データと加算されて出力される。

このようにして、左チャンネル、右チャンネルの双方とも、それぞれの遅延時間データ、および、ダンパペダル１８のダンパレベルにしたがった共鳴音が付加された楽音信号データを得ることができる。共鳴音が付加された楽音信号データは、サウンドシステム２４に与えられる。サウンドシステム２４は、楽音信号データをＤ／Ａ変換し、増幅して、楽音信号データに基づく音響信号を生成し、スピーカから放音する。

なお、操作子群１６中の操作子を操作することで鍵盤楽器１０のチューニングが変更される場合がある。たとえば、本実施の形態においては、基準音をＡ４として、基準音の音高を４４０Ｈｚとしている。演奏者は、操作子を操作して、基準音の音高を所定の範囲で変更することできる。ＣＰＵ１２は、チューニングの変更に伴って、各鍵の音高（周波数）も変更し、変更された周波数を示す音高情報を楽音発生装置２０に与える。

基準音Ａ４が４４０Ｈｚから４５０Ｈｚに変更された場合を考える。図８（ａ）は、Ａ４を４５０Ｈｚとした場合の、Ｃ４〜Ｂ４の鍵の音高（周波数）および周期を示す表である。

図８（ａ）に示すように、Ａ４を４５０Ｈｚとした場合の、各鍵に対応する周期は、図５（ｂ）に示す係数テーブルに格納される遅延時間と非常に近接する。たとえば、Ｃ４の周期が３．７３７ｍｓｅｃであるのに対して、Ｃ４およびＣ＃４の中間値に対応する遅延時間は、３．７１２ｍｓｅｃであり、きわめて近い値となる。したがって、Ｃ４およびＣ＃４の中間値に対応する遅延時間を、共鳴器の遅延時間データとして与えると、演奏者がＣ４の鍵を押鍵したときには、共振が生じて耳障りな共鳴音が発生するおそれが大きい。

そこで、本実施の形態では、チューニングが変更された場合には、どの鍵の音高に対応する周期とも一致しないような遅延時間データを算出し、算出された遅延時間データを格納した係数テーブルを、記憶装置２６に記憶している。

図９は、本実施の形態にかかる新たな係数テーブルの算出処理の例を示すフローチャートである。図９に示すように、ＣＰＵ１２が、操作子の操作によってチューニングが変更されたと判断すると（ステップ９０１でＹｅｓ）、共鳴音付加装置２２に対して、共鳴音のミュートを指示する（ステップ９０２）。共鳴音付加装置２２のゲイン制御部４５は、ミュートの指示を受け入れると、増幅器３２、３９、４０のゲインを「０」にする。これにより、第１の共鳴器群３３および第２の共鳴器群３４には無音に対応するデータが与えられ、第１の共鳴器群３３および第２の共鳴器群３４の共鳴器を初期化することができる。また、第１のフィルタ３５からの出力および第２のフィルタ３６からの出力も「０」とすることで、共鳴音付加装置２２からは、増幅器３７、３８を経た楽音信号でータのみが出力されるようにする。

これにより、チューニングが変更された直後には、楽音信号データに、共鳴音データが加算されず、楽音信号データのみが出力されため、もとの遅延時間データを使用することで、共振が生じて耳障りな共鳴音が発生することを防止できる。

次いで、ＣＰＵ１２は、チューニングの変更に伴う基準音の音高を取得する（ステップ９０３）。たとえば、操作子がどれだけ操作されたかによって、新たな基準音の音高（周波数）を算出することにより実現することができる。先の例では、新たな基準音の音高は４５０Ｈｚとなる。

ＣＰＵ１２は、新たな基準音に基づいて、係数テーブルに格納すべき遅延時間の算出に必要な所定の鍵の音高を算出する（ステップ９０４）。たとえば、図６（ａ）、（ｂ）のような係数テーブルを使用している場合には、ＣＰＵ１２は、Ｃ＃３〜Ａ＃３、および、Ｃ＃４〜Ａ＃４について、チューニング変更に伴う新たな音高を算出する。

次いで、ＣＰＵ１２は、ステップ８０４で算出された隣接する音高に基づいて、係数テーブルに格納すべき遅延時間を算出する（ステップ９０５）。

前述したように、以下のような式に基づいて遅延時間を算出することができる。

Ｄ＝１／（（Ｆｒｅｑ（音名）＋Ｆｒｅｑ（隣接する鍵の音名））／２）＊１０００
ＣＰＵ１２は、算出された遅延時間データを記憶装置２６の係数テーブルに格納する（ステップ９０６）。なお、これは、記憶装置２６の係数テーブルの値を書き換えても良いし、記憶装置２６に、もとの係数テーブルとは別に、新たな係数テーブルを生成しても良い。

ＣＰＵ１２は、共鳴音生成装置２２に対して、新たな係数テーブルが生成されたことを通知する（ステップ９０７）。ステップ９０７においては、たとえば、新たな係数テーブルの記憶装置２６におけるアドレスなどが通知される。係数テーブルの値が書き換えられる場合には、このステップを省略しても良い。共鳴音生成装置２２の遅延制御部４４は、通知にしたがって、新たな係数テーブルから遅延時間データを読み出すことができる。

その後、ＣＰＵ１２は、共鳴音付加装置２２に対して、ミュートの解除を指示する（ステップ９０８）。共鳴音付加装置２２のゲイン制御部４５は、ミュート解除の指示を受け入れると、増幅器３２、３９、４０のゲインをもとの値に戻す。

増幅器３２のゲインが「０」とされ、第１の共鳴器群３３および第２の共鳴器群３４が初期化されているため、増幅器３２、３９、４０のゲインがもとの値に戻されても、耳障りな共鳴音は発生しない。また、遅延制御部４４は、適切な遅延時間が格納された係数テーブルから遅延時間を読み出すことができるため、不必要な共振を生じることもない。

図８（ｂ）は、図８（ａ）に示す音高に対して、当該音高と隣接する音高の中間値の逆数に相当する周期（遅延時間）を示す図である。本実施の形態では、たとえば、符号８１１〜８１５に示す遅延時間データを格納した係数テーブルが記憶装置２６に記憶される。

図１０は、本実施の形態にかかる共鳴音付加装置２２のフィルタの例を示す図である。図１０（ａ）は、第１のフィルタ３５、第２のフィルタ３６（図２）において使用されるＬＰＦや、共鳴器５０のＬＰＦ５３（図３）の一例を示す図である。図１０（ａ）において「ｚ」と表記されたブロックは、データを１サンプリング周期分の遅らせる遅延器である。Ｉｎはデータ入力、Ｏｕｔはデータ出力を表す。また、Ｆにはフィルタのカットオフ周波数の信号が入力される。共鳴器５０のＬＰＦ５３では、フィルタ制御部４３からのフィルタ制御データＦが、上記図１０（ａ）における信号Ｆに対応する。他のフィルタでは、カットオフ周波数の信号Ｆは一定値である。

図１０（ｂ）は、第１のフィルタ３５、第２のフィルタにおいて使用されるＨＰＦの例を示す図である。図１０（ｂ）と同様に、「ｚ」と表記されたブロックは、データを１サンプリング周期分の遅らせる遅延器である。Ｉｎはデータ入力、Ｏｕｔはデータ出力を表す。また、Ｆにはフィルタのカットオフ周波数の信号が入力され、「１／ｘ」と表記されたブロックにより、カットオフ周波数の信号Ｆは、「１／Ｆ」と逆数にされる。

図１０（ｃ）は、オールパスフィルタ（全域通過型フィルタ）の例を示す図である。オールパスフィルタも、第１のフィルタ３５や第２のフィルタの構成要素として使用され得る。図１０（ｃ）において、「Ｄｅｌａｙ」と表記されたブロックは、所定時間入力データを遅延させる遅延器であり、また、Ｉｎはデータ入力、Ｏｕｔはデータ出力を表す。オールパスフィルタは、周波数特性を変化させずに、多くの遅延成分をもった反響音を生成する効果を備える。したがって、オールパスフィルタを使用することで、ピアノのボディ内部の反響状態を模倣した信号を生成することが可能となる。

本実施の形態によれば、係数テーブルに記憶された遅延時間データが、鍵の音高に対応する周期の何れとも一致しないため、特定の鍵が押鍵されたときに共振が生じて耳障りな共鳴音が発生することを防止でき、どの鍵が押鍵されたときにも適切な共鳴音を付加することが可能となる。

また、本実施の形態においては、に基づく第１の共鳴音データを生成する第１の共鳴器群３３と、前記右チャンネル用の楽音信号データに基づく第２の共鳴器群データを生成する第２の共鳴器群３４とを備え、第１の共鳴器群３３の共鳴器のための遅延時間データに示す遅延時間は、第２の共鳴器群３４の共鳴器のための遅延時間データに示す遅延時間より大きい。これにより、左チャンネルの楽音信号にはより低い周波数の共鳴音が付加され、右チャンネルの楽音信号にはより高い周波数の共鳴音が付加される。したがって、共鳴音の拡がり感を得ることができる。

さらに、本実施の形態においては、ダンパペダル１８の踏み込みが大きくなるにしたがってレベルが増大するようなダンパレベルに基づいて、ダンパレベルが増大するのにしたがって、カットオフ周波数が増大するようなフィルタ制御信号を生成する。これにより、ダンパレベルの踏み込み状態に応じて共鳴の強さを適切に調整することが可能となる。

また、本実施の形態においては、鍵の音高（チューニング）が変更されると、その変更の度合いにしたがって新たな遅延時間データを算出する。新たに算出された遅延データも、変更後の鍵の音高に対応する周期の何れとも一致しない。これにより、チューニングが変更された場合にも、特定の鍵が押鍵されたときに共振が生じて耳障りな共鳴音が発生することを防止できる。

さらに、本実施の形態においては、共鳴器群に入力される楽音信号データのゲインを調整するとともに、前記楽音信号データと加算される共鳴音データのゲインを調整するゲイン制御部４５を備え、鍵の音高の変更に応答して、共鳴器群に入力される楽音信号データおよび楽音信号データと加算される共鳴音データのゲインをゼロにし、かつ、新たな遅延時間データが生成されると、当該ゲインを元に戻す。

鍵の音高の変更に応答して、共鳴器群に入力される楽音信号データのゲインをゼロとすることで、共鳴器を初期化することができ、また、楽音信号データと加算される共鳴音データのゲインをゼロにすることで、鍵の音高の変更にともなって耳障りな共鳴音データが楽音信号データに付加されることを防止できる。また、新たな遅延時間データが生成されると、当該ゲインを元に戻しても、共鳴器が初期化されているため、耳障りな共鳴音データが楽音データに付加されることがない。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態においては、共鳴器において、ＬＰＦの後段にＨＰＦを接続して、かつ、ＨＰＦの出力レベルによってＨＰＦのカットオフ周波数を制御するようにしている。

図１１は、第２の実施の形態にかかる共鳴器の構成を示すブロックダイヤグラムである。第２の実施の形態にかかる共鳴器群（第１の共鳴器群および第２の共鳴器群）は、図３に示す第１の実施の形態にかかるものと同様に、図１１に示す共鳴器１５０を所定数（たとえば５個）有し、その出力が加算器により加算されて出力されるようになっている。

図１１に示すように、共鳴器１５０は、遅延回路５１、加算器５２、ＬＰＦ（低域通過フィルタ）５３、増幅器５４、ＨＰＦ１５１、レベル検出器１５２、および、ＨＰＦ制御部１５３を有する。図１１において、第１の実施の形態にかかる共鳴器５０中の構成要素と同様の構成要素には同一の符号を付している。

レベル検出器１５２は、ＨＰＦ１５２の出力レベル（振幅）を検出する。ＨＰＦ制御部１５３は、振幅レベルが大きくなるのにしたがって、カットオフ周波数を高くするように、ＨＰＦ１５１を制御するフィルタ制御信号を出力する。たとえば、ＨＰＦ制御部１５３は、振幅レベルの増加にしたがってカットオフ周波数が直線的に増大するような値を格納した係数テーブル（図示せず）を有し、振幅レベルを入力として、係数テーブルから対応する値を取り出して、フィルタ制御信号としてＨＰＦ１５１に出力すればよい。

第２の実施の形態によれば、仮に楽音信号の主成分となる周波数と、共鳴器の共振周波数とが近接ないし一致して、共鳴器におけるレベルが高まった場合であっても、低域成分を、適切にカットオフ周波数が制御されたＨＰＦで除去することにより、高域の共鳴音を残しつつ、低域における楽音信号と強く共鳴してしまう成分を低減することが可能となる。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。第１の実施の形態においては、左右チャンネルのそれぞれのために共鳴器群を設けたが、第３の実施の形態においては、単一の共鳴器群としている。図１２は、本発明の第３の実施の形態にかかる共鳴音付加装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。

図１２に示すように、本実施の形態にかかる共鳴音付加装置１２２は、左チャンネル（Ｌ．ｃｈ）の楽音信号データＬ＿Ｉｎおよび右チャンネル（Ｒ．ｃｈ）の楽音信号データＲ＿Ｉｎを加算する加算器３１、加算器３１の出力を増幅する増幅器３２、共鳴音データを生成する共鳴器群１３３、共鳴器群１３３から出力された共鳴音データに、ローパスフィルタ処理を施すＬＰＦ１３５、共鳴器群１３３から出力された共鳴音データにハイパスフィルタ処理を施すＨＰＦ１３６、左チャンネルの楽音信号データを増幅する増幅器３７、右チャンネルの楽音信号データを増幅する増幅器３８、ＬＰＦ１３５からの出力を増幅する増幅器３９、ＨＰＦ１３６からの出力を増幅する増幅器４０、増幅器３７からの出力と増幅器３９からの出力とを加算して、共鳴音が付加された左チャンネルの楽音信号データＬ＿Ｏｕｔを出力する加算器４１、および、増幅器３８の出力と増幅器４０の出力とを加算して、共鳴音が加算された右チャンネルの楽音信号データＲ＿Ｏｕｔを出力する加算器４２を有している。

また、共鳴音付加装置１２２は、フィルタ制御部４３、遅延制御部４４、および、ゲイン制御部４５を有している。

図１２において、図２に示す第１の実施の形態にかかる共鳴音付加装置２２の構成部分と同一のものには同一の符号を付している。また、共鳴器群１３３は、第１の実施の形態にかかる第１の共鳴器群３３と同一の構成である。

第３の実施の形態においても、図１２に示すように、左チャンネルの楽音信号データ（Ｌ＿Ｉｎ）および右チャンネル（Ｒ＿Ｉｎ）は、共鳴音付加装置２２に入力される。左チャンネルの楽音信号データと、右チャンネルの楽音信号データとは、加算器３１で加算され、増幅器３２を経て、共鳴器群１３３に与えられる。また、左チャンネルの楽音信号データと、右チャンネルの楽音信号データとは、それぞれ、増幅器３７、３８を経て、加算器４１、４２に与えられる。

また、遅延制御部４４は、記憶装置２６の係数テーブルから、共鳴器群１３３に与える遅延時間データＤを読み出す。フィルタ制御部４３は、ＣＰＵ１２から与えられたダンパレベルに基づいて、記憶装置２６に記憶されたフィルタ制御データテーブルから、所定のフィルタ制御データＦを読み出す。

共鳴器群１３３においては、共鳴器（本実施の形態においては５つの共鳴器）のそれぞれが、遅延制御部４４から与えられた遅延時間データＤに基づいて信号を遅延させ、かつ、フィルタ制御データＦにしたがって信号にフィルタ処理を施す。共鳴器のそれぞれから出力されたデータは、加算器５５により加算され、共鳴器群１３３から出力される。

共鳴器群１３３からの出力は、ＬＰＦ１３５およびＨＰＦ１３６に与えられる。ＬＰＦ１３５は所定のカットオフ周波数で、共鳴音のうち、より低域の音に対応する成分を通過させ、その一方、ＨＰＦ１３６は、所定の他のカットオフ周波数で、共鳴音のうち、より高域の音に対応する成分を通過させる。

ＬＰＦ１３５からの出力は、増幅器３９を経て、加算器４１において、左チャンネルの楽音信号データと加算されて出力される。また、ＨＰＦ１３６からの出力は、加算器４２において、右チャンネルの楽音信号データと加算されて出力される。

第３の実施の形態によれば、ＬＰＦ１３５およびＨＰＦ１３６を用いて、共鳴音のうち低域の音に対応する成分を左チャンネルの楽音信号に加え、高域の音に対応する成分を右チャンネルの楽音信号に加えている。これにより、１組の共鳴器群であっても左右に広がりのある共鳴音を得ることが可能となる。

次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態においては、記憶装置２６に記憶された係数テーブルにおいて、共鳴器に与える遅延時間データを、共鳴器の数より多く用意しておき、遅延制御部４４は、係数テーブル中の所定の遅延時間データを読み出すように構成される。

第４の実施の形態においては、デモ演奏時のデモデータに含まれる、演奏される楽曲の調性を示す調性データや、演奏者が操作子群１６の操作子を操作して入力した調性を示す調性データに基づいて、係数テーブルから選択する遅延時間データを変更する。

図１３は、第４の実施の形態にかかる第１の共鳴器群３３のための係数テーブルおよび係数選択テーブルの例を示す図である。図１３においては、便宜的にテーブル１３００において、符号１３０１で示す部分が係数テーブルを示し、符号１３０２で示す部分が係数選択テーブルを示している。

図１３に示す係数テーブルは、図５（ａ）に示すものと同様である。つまり、係数テーブル１３０１には、Ｃ３〜Ｂ３のそれぞれに対して、隣接する鍵の音高の中間値に対応するような遅延時間（周期）が格納されている。なお、図示しないが、第２の共鳴器群３４のための係数テーブルも、図５（ｂ）に示すものと同様である。

また、係数選択テーブルには、調性ごとに、遅延時間データを特定する情報（たとえば、図１３においては、ＤＬ１〜ＤＬ１２）の選択の有無が格納されている。たとえば、ハ長調或いはイ短調（Ｃ（Ａｍ））では、ＤＬ１、ＤＬ３、ＤＬ５、ＤＬ８、ＤＬ１０が選択される遅延時間データとなる。

第４の実施の形態にかかる係数選択テーブルでは、各調性において、Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、Ｖ、ＶＩに相当する音の音高と、その隣接する鍵の音高との間の共振周波数に相当する遅延時間データが選択されることになる。これは、各調性で、スケールを構成する音、特に、Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、Ｖ、ＶＩは使用頻度が多いため、その音高とは異なるものの、その音高とある程度近接する周波数の共振周波数を選択することで、より適切な共鳴音の生成が可能となる。

図１４は、本実施の形態にかかる係数選択テーブルの選択処理の例を示すフローチャートである。図１４に示すように、ＣＰＵ１２は、演奏者の操作子群１６の操作子の操作に基づく調性データや、記憶装置２６に記憶された楽曲のデモデータに含まれる調性データを取得する（ステップ１４０１）。

次いで、ＣＰＵ１２は、取得した調性データに基づいて、係数選択テーブルから、遅延時間データを特定する情報を取得し（ステップ１４０２）、取得した遅延時間データを特定する情報を、共鳴音付加装置２２の遅延制御部４４に通知する（ステップ１４０３）。

遅延制御部４４は、通知された遅延時間データを特定する情報に基づいて、記憶装置２６に記憶された係数テーブルから、所定の遅延時間データを読み出して、各共鳴器に与える。

第４の実施の形態によれば、係数テーブルが、共鳴器の数より多くの遅延時間データを有し、遅延制御部４４は、演奏される楽曲の調性を示す調性データにしたがって、係数テーブルから前記共鳴器の数だけの相異なる遅延時間データを読み出す。したがって、演奏される楽曲の調性に応じて、適切な共鳴音を付加することが可能となる。

また、第４の実施の形態によれば、調性データごとの、共鳴テーブル中の遅延時間データを特定する情報を格納した係数選択テーブルを有する。これにより、演算の必要なく、調性ごとに、容易に適切な遅延時間データを選択することが可能となる。

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

たとえば、前記実施の形態においては、遅延時間データとして、隣接する鍵の音高の中間値の逆数、或いは、隣接する鍵の音高の逆数の中間値を採用し、係数テーブルにこのような遅延時間データを格納しているが、遅延時間データは上述したものに限定されず、鍵の音高より１／４だけ高いような値を採用しても良い。この場合、係数テーブルに格納される遅延時間データＤ（単位：ｍｓｅｃ）は、鍵の音高であるＦｒｅｑ（音名）（単位：Ｈｚ）に対して、以下の関係を有する。

Ｄ＝１／（Ｆｒｅｑ（音程）＊２＾（１／２４））×１０００
無論、鍵の音高に対応する周期と一致しないのであれば、１／４音に相当する音高以外の音高に対応する周期に対応する他の遅延時間データを採用しても良い。

また、本実施の形態においては、鍵の音高は平均率にしたがっていたが、鍵の音高が、低音側の音高はより低く、高音側の音高はより高くするようなストレッチチューニング、ベルクマイスター音律、中全音律（ミーントーン）など他の音律を鍵の音高にしたがった場合にも、本発明を適用可能である。この場合にも、記憶装置の係数テーブルに、鍵の音高に対応する周期の何れとも一致しないような遅延時間データを格納しておけばよい。或いは、演奏者が操作子群１６中の操作子を操作して、音律を選択することに応答して、ＣＰＵ１２が、当該選択された音律にしたがった鍵の音高に対応する周期の何れとも一致しないような遅延時間データを生成して、係数テーブルに格納しても良い。

また、前記第１の実施の形態において、係数テーブルが、共鳴器の数よりも多くの遅延時間データを格納し、遅延制御部４４が、係数テーブルから、共鳴器の数だけ、相異なる遅延時間データを読み出しても良い。遅延制御部４４は、ランダムに遅延時間データを読み出してもよいし、たとえば、読み出される遅延時間データが一定の間隔となるように、遅延時間データを読み出しても良い。

さらに、前記第４の実施の形態においては、ＣＰＵ１２が、係数選択テーブルを参照して、遅延制御部４４が読み出すべき遅延時間データを特定する情報を、遅延制御部４４に通知している。しかしながら、係数選択テーブルを使用せず、ＣＰＵ１２が、たとえば、調性データに基づいて、調性データのスケールを構成する音高と、その隣接する音高の間の周期に相当する遅延時間データを選択するように構成しても良い。

図１は、本発明の実施の形態にかかる共鳴音付加を備えた鍵盤楽器の構成を示すブロックダイヤグラムである。 図２は、本実施の形態にかかる共鳴音付加装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。 図３は、本実施の形態にかかる共鳴器群の構成を示すブロックダイヤグラムである。 図４は、Ａ４の鍵の周波数を４４０Ｈｚとした場合の所定の鍵の周波数を示す図である。 図５は、本実施の形態にかかる係数テーブルの例を示す図である。 図６は、本実施の形態にかかる係数テーブルの例を示す図である。 図７は、本実施の形態にかかるフィルタ制御データテーブルの例を示す図である。 図８（ａ）は、Ａ４を４５０Ｈｚとした場合の所定の鍵の周波数を示す図、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示す音高に対して、当該音高と隣接する鍵の音高の中間値の逆数に相当する周期（遅延時間）を示す図である。 図９は、本実施の形態にかかる新たな係数テーブルの算出処理の例を示すフローチャートである。 図１０は、本実施の形態にかかる共鳴音付加装置のフィルタの例を示す図である。 図１１は、第２の実施の形態にかかる共鳴器の構成を示すブロックダイヤグラムである。 図１２は、本発明の第３の実施の形態にかかる共鳴音付加装置の構成を示すブロックダイヤグラムである。 図１３は、第４の実施の形態にかかる第１の共鳴器群のための係数テーブルおよび係数選択テーブルを説明する図である。 図１４は、本実施の形態にかかる係数選択テーブルの選択処理の例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 鍵盤楽器
１２ ＣＰＵ
１４ 鍵盤
１６ 操作子群
１８ ダンパペダル
２０ 楽音発生装置
２２ 共鳴音付加装置
２４ サウンドシステム
２６ 記憶装置
３３ 第１の共鳴器群
３４ 第２の共鳴器群
３５ 第１のフィルタ
３６ 第２のフィルタ
４３ フィルタ制御部
４４ 遅延制御部
４５ ゲイン制御部
５０ 共鳴器
５１ 遅延回路
５３ ＬＰＦ

Claims (9)

1. 鍵盤楽器において押鍵された鍵の音高に基づく楽音信号データに基づいて、所定の共振周波数の共鳴音データを生成する複数の共鳴器であって、それぞれが、遅延時間を示す遅延時間データにしたがって、入力を遅延させる遅延回路と、遅延回路からの出力と入力された楽音信号データとを加算する加算器と、加算器からの出力を受け入れて、フィルタ制御信号にしたがったカットオフ周波数によるローパスフィルタ処理を施すローパスフィルタと、を有し、当該ローパスフィルタの出力が、前記遅延回路に入力されるように構成された複数の共鳴器、および、前記共鳴器の各々の出力を加算する加算器を有する共鳴器群と、
   前記楽音信号と、前記共鳴器群からの出力とを加算する加算器と、
   前記複数の共鳴器のそれぞれに与える遅延時間データを格納した係数テーブルを記憶した記憶装置と、
   前記係数テーブルから前記共鳴器ごとに異なる遅延時間データを読み出して、それぞれを前記共鳴器の遅延回路に与える遅延制御手段と、を備え、
   前記係数テーブルに記憶された遅延時間データが、前記鍵の音高に対応する周期の何れとも一致しないことを特徴とする鍵盤楽器の共鳴音付加装置。
2. 前記鍵盤楽器のダンパペダルの踏み込み状態を示すダンパレベルであって、ダンパペダルの踏み込みが大きくなるにしたがってレベルが増大するようなダンパレベルに基づいて、前記ダンパレベルが増大するのにしたがって、カットオフ周波数が増大するようなフィルタ制御信号を生成するフィルタ制御手段を備え、
   前記フィルタ制御手段により生成されたフィルタ制御信号が、前記共鳴器のローパスフィルタに与えられることを特徴とする請求項１に記載の共鳴音付加装置。
3. 前記楽音信号データが、左チャンネル用の楽音信号データと右チャンネル用の楽音信号データとを有し、
   前記左チャンネル用の楽音信号データに基づく第１の共鳴音データを生成する第１の共鳴器群と、前記右チャンネル用の楽音信号データに基づく第２の共鳴器群データを生成する第２の共鳴器群と、を備え、
   前記記憶装置の係数テーブルが、前記第１の共鳴器群の共鳴器のための第１群の遅延時間データと、前記第２の共鳴器群の共鳴器のための第２群の遅延時間データと、を備え、前記第１群の遅延時間データに示す遅延時間は、前記第２群の遅延時間データに示す遅延時間より大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の共鳴音付加装置。
4. 前記楽音信号データが、左チャンネル用の楽音信号データと右チャンネル用の楽音信号データとを有し、
   前記共鳴器群からの出力を受け入れて、所定のカットオフ周波数によるローパスフィルタ処理を施すローパスフィルタと、前記共鳴器群からの出力を受け入れて、他の所定のカットオフ周波数によるハイパスフィルタ処理を施すハイパスフィルタと、
   前記ローパスフィルタからの出力と左チャンネル用の楽音信号データとを加算する加算器と、
   前記ハイパスフィルタからの出力と右チャンネル用の楽音信号データとを加算する加算器と、を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の共鳴音付加装置。
5. 前記鍵の音高の変更に応答して、前記音高の変更の度合いにしたがった新たな遅延時間データを算出し、当該新たな遅延時間データを格納した係数テーブルを生成する手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし４の何れか一項に記載の共鳴音付加装置。
6. 前記共鳴器群に入力される楽音信号データのゲインを調整するとともに、前記楽音信号データと加算される共鳴音データのゲインを調整するゲイン制御手段を備え、
   前記ゲイン制御手段が、前記鍵の音高の変更に応答して、前記共鳴器群に入力される楽音信号データおよび前記楽音信号データと加算される共鳴音データのゲインをゼロにし、かつ、前記新たな遅延時間データを格納した係数テーブルが生成されると、当該ゲインを元に戻すことを特徴とする請求項５に記載の共鳴音付加装置。
7. 前記共鳴器が、前記ローパスフィルタからの出力を受け入れて、ハイパスフィルタ処理を施すハイパスフィルタと、前記ハイパスフィルタからの出力のレベルを検出するレベル検出手段と、前記レベル検出手段により検出されたレベルに基づいて、当該レベルが大きくなるのにしたがって、カットオフ周波数を高くするような前記ハイパスフィルタのフィルタ制御信号を生成するハイパスフィルタ制御手段と、を備え、
   前記ハイパスフィルタからの出力が、前記共鳴器の出力となることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に共鳴音付加装置。
8. 前記係数テーブルが、前記共鳴器の数より多くの遅延時間データを有し、
   前記遅延制御手段が、演奏される楽曲の調性を示す調性データにしたがって、前記係数テーブルから前記共鳴器の数だけの相異なる遅延時間データを読み出すことを特徴とする請求項１ないし６の何れか一項に記載の共鳴音付加装置。
9. 前記記憶装置が、調性データごとの、共鳴テーブル中の遅延時間データを特定する情報を格納した係数選択テーブルを有し、
   前記遅延制御手段が、前記演奏される楽曲の調性を示す調性データにしたがった前記係数選択テーブル中の遅延データを特定する情報に基づき、前記係数テーブルから遅延時間データを読み出すことを特徴とする請求項８に記載の共鳴音付加装置。

Images