JP2010060583A - 電子楽器及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単でわかりやすい操作により、発音中の楽音に所望の変化を与える。
【解決手段】 発音キーの押鍵に応じて、音源部２１は、設定された音色に相当する第１の波形データを選択する情報、および、発音キーの音高を含む制御情報にしたがって、ＲＯＭ１２に格納された第１の波形データを読み出して、第１の楽音信号データを生成する。ＣＰＵ１１は、発音キーが押鍵された後に、所定の時間内に所定の範囲に位置する第２の鍵が押鍵された場合に、当該第２の鍵を効果キーとして、設定された音色の効果音に相当する第２の波形データを選択する情報を含む第２の制御情報を生成して、音源部２１に出力する。音源部２１は、第２の制御情報に基づいて、ＲＯＭ１２に格納された第２の波形データを読み出して、第２の楽音信号データを生成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子楽器及びプログラムに関する。

通常の生楽器では、一つの音色の楽音でしか演奏をすることができないが、電子楽器においては、様々な音がユーザの好みで選択でき、その楽器の演奏者になったような気持ちで演奏を楽しむことが可能である。しかしながらこの電子楽器が鍵盤楽器であるなら、鍵盤をオン・オフ操作するだけのきわめて単純な操作しか行えない。もちろん、鍵盤の押鍵速度をコントロールすることにより、発生する楽音の音色、音量、音高等を制御することは可能であるが、これだけでは、例えばバイオリンや管楽器などの非鍵盤楽器を演奏したときの繊細な音楽表現を付加することはできない。

これを解決するためには、例えば鍵盤楽器においては、押鍵により発生した楽音にバイオリンや管楽器等と同じような変化を与えるために種々の工夫がなされてきた。たとえば、鍵盤楽器の左端に回転可能なホイールを設け、あいている手を用いてホイールを操作し、その回転角によって発生した楽音の音高を変化させ、或いは、そのビブラートを制御することが一般に行われている。

また、特許文献１には、上述したようなピッチ変更（ピッチベンド）のためにホイールを用いずに、所定の複数の鍵に予めピッチベンド操作子としての機能を与え、ピッチベンド操作子として機能する鍵の操作によって発音中の楽音のピッチ変更を実現するような鍵盤楽器が提案されている。

また、特許文献２には、タッピングハーモニクス奏法をシミュレートできる電子弦楽器が提案されている。特許文献２に開示された電子弦楽器においては、あるフレット位置で弦が操作されて対応する楽音が発音されている状態で、一定の音高差のフレット位置が押された場合に、発音中の楽音がハーモニクス音に変化する。
特開２０００−３１５０８２号公報 特開平１０−１８７１５６号公報

たとえば、特許文献１に開示された技術では、ベンドアップ用としての複数の鍵、ベンドダウン用の複数の鍵、および、その中央に位置するピッチを元に戻す操作用の鍵が、ピッチベンド用に使用されている。したがって、このピッチベンド用の鍵は、発音のために鍵を押鍵する手（たとえば右手）では操作できず、もう一方の手（たとえば左手）で操作しなければならない。このため、一方の手に意識を集中させることができず、繊細な音楽表現を付加することは困難である。

また、特許文献２に開示された技術においては、発音中の楽音（通常の楽音）が別の音色に切り替わるだけであるから、その表現自体は単調なものである。このため、演奏に織り込みたい複雑な表現を行うことができなかった。

さらに、より繊細な音楽表現を付加するため考慮しなければならない課題がある。それは、非鍵盤楽器を演奏したときに、その非鍵盤楽器特有の演奏操作に伴って生じる機械的なノイズ音である。例えばバイオリンであれば弓と弦がこすれるときに発生するこすれ音、あるいは管楽器であればマウスピースからもれる空気プレッシャー音、というような、弓又は弦のびびりから発生するノイズがこれに相当する。

この演奏操作音は、演奏者の演奏のしかたに大きく依存しており、通常の非鍵盤楽器ではこの演奏操作音が発生する楽音に混合されることにより、演奏者の意図する音楽表現が、発生する楽音に付加されるといえる。

上記特許文献１、２では、このような点については何ら考慮がなされていない。

本発明は、簡単でわかりやすい鍵盤楽器の演奏操作により、非鍵盤楽器おいてのみ可能な複雑な音楽表現を発生する楽音に対して付加できる電子楽器およびプログラムを提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、
複数の鍵を有する鍵盤と、
音色毎に、当該音色の楽音を表わす第１の波形データ、及び前記音色の楽音を生成する際の演奏操作に伴って生じる演奏操作音を表わす第２の波形データを記憶する波形データ記憶手段と、
前記鍵盤のいずれの鍵も押鍵されていない状態において第１の鍵が押鍵された場合に、当該押鍵された鍵に割当てられた音高で前記波形データ記憶手段に記憶された指定された音色の第１の波形データを読み出して第１のエンベロープを付加することにより、第１の楽音信号データを生成する第１の楽音信号データ生成手段と、
前記第１の鍵が押鍵された時点から所定の時間内でかつ、当該押鍵されている第１の鍵を基準に前記鍵盤上の所定の範囲内に位置する第２の鍵が押鍵された場合に、前記第１の鍵に割当てられた音高に関連する音高で前記波形データ記憶手段から前記第１の波形データに対応する第２の波形データを読み出して第２のエンベロープを付加することにより、第２の楽音信号データを生成する第２の楽音信号データ生成手段と、
を有することを特徴とする。

請求項２での発明では、
前記電子楽器はさらに、前記鍵盤の各鍵に対して、当該鍵の押下にともなって順次オンする複数のスイッチを有するとともに、前記の複数のスイッチのオン時刻の時間差に基づいて押鍵速度を検出する押鍵速度手段を有し、
前記第２の楽音信号データ生成手段はさらに、前記押鍵速度検出手段により、前記第１の鍵の押鍵に伴って検出された第１の押鍵速度と前記第２の鍵の押鍵に伴って検出された第２の押鍵速度との速度差を算出し、当該算出された速度差に基づいて前記第２の波形データに付加される第２のエンベロープのアタックレートを制御するアタックレート制御手段と、
を有することを特徴とする。

請求項３での発明では、
前記アタックレート制御手段は、前記第２の鍵の押鍵に伴って検出された押鍵速度が、前記第１の鍵に伴って検出された押鍵速度より大きくなるにしたがって、前記第２の波形データに付与される第２のエンベロープのアタックレートが大きくなるように制御することを特徴とする。

請求項４での発明では、
前記アタックレート制御手段が、前記第１の鍵の押鍵タイミングと前記第２の鍵の押鍵タイミングとのタイミング差に基づいて、前記速度差を補正することを特徴とする。

請求項５での発明では、
前記電子楽器はさらに、前記第１の鍵が離鍵されたときに、前記第１及び第２の楽音信号データにより発音された楽音の消音を指示する消音指示手段を有することを特徴とする。

請求項６での発明では、
前記電子楽器はさらに、前記第１の楽音信号データが生成されている状態でかつ前記第２の楽音信号データが生成を開始した時点から、所定の第２の時間内でかつ、当該押鍵されている第１の鍵を基準に前記鍵盤上の所定の範囲内に位置する第３の鍵が押鍵された場合に、前記第１の楽音信号データ及び第２の楽音信号データを制御する制御手段を有することを特徴とする。

請求項７での発明では、
前記電子楽器はさらに、前記第１及び第２の楽音信号データに対してビブラートを付与するビブラート付与手段を有し、
前記制御手段が、前記第３の鍵の押鍵タイミングと前記第２の鍵の押鍵タイミングとの間の第１のタイミング差、及び前記第２の鍵の押鍵タイミングと前記第１の鍵の押鍵タイミングとの間の第２のタイミング差を算出し、当該第１及び第２のタイミング差の差分に基づいて、前記ビブラート付与手段にて前記第１及び第２の楽音信号データに付与されるビブラートを制御するビブラート制御手段を有することを特徴とする。

請求項８での発明では、
前記電子楽器はさらに、前記鍵盤の各鍵に対して、当該鍵の押下にともなって順次オンする複数のスイッチを有するとともに、前記の複数のスイッチのオン時刻の時間差に基づいて押鍵速度を検出する押鍵速度手段を有し、
前記制御手段が、前記押鍵速度検出手段により前記第２及び第３の鍵夫々の押鍵に伴って検出された押鍵速度の差分を算出するとともに、前記差分に基づいて前記第１の楽音信号データおよび第２の楽音信号データの音量レベルを制御することを特徴とする。

請求項９での発明では、
複数の鍵を有する鍵盤と、音色毎に、当該音色の楽音を表わす第１の波形データ、及び前記音色の楽音を生成する際の演奏操作に伴って生じる演奏操作音を表わす第２の波形データを記憶する波形データ記憶手段と、を有する電子楽器に適用されるコンピュータに、
前記鍵盤のいずれの鍵も押鍵されていない状態において第１の鍵が押鍵された場合に、当該押鍵された鍵に割当てられた音高で前記波形データ記憶手段に記憶された指定された音色の第１の波形データを読み出して第１のエンベロープを付加することにより、第１の楽音信号データを生成する第１の楽音信号データ生成ステップと、
前記第１の鍵が押鍵された時点から所定の時間内でかつ、当該押鍵されている第１の鍵を基準に前記鍵盤上の所定の範囲内に位置する第２の鍵が押鍵された場合に、前記第１の鍵に割当てられた音高に関連する音高で前記波形データ記憶手段から前記第１の波形データに対応する第２の波形データを読み出して第２のエンベロープを付加することにより、第２の楽音信号データを生成する第２の楽音信号データ生成ステップと、
を実行させることを特徴とする。

本発明によれば、簡単でわかりやすい演奏操作により、発音中の楽音に複雑かつ繊細な演奏表現を付加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、本発明の第１の実施の形態にかかる電子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電子楽器１０は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、サウンドシステム１４、表示部１５、鍵盤１７および操作部１８を備える。

ＣＰＵ１１は、電子楽器１０全体の制御、鍵盤１７の鍵のオン・オフや操作部１８を構成するスイッチ（図示せず）の操作の検出、鍵盤１７やスイッチの操作にしたがったサウンドシステム１４の制御を行う。特に、本実施の形態においてＣＰＵ１１は、鍵盤１７の鍵のオン中に、所定の他の鍵がオンされた場合に、新たな楽音信号データ生成のための制御情報を生成する。

ＲＯＭ１２は、鍵盤１７を構成する鍵、操作部１８を構成するスイッチのオンおよびオフの検出、鍵盤１７の鍵のオンに基づく楽音信号処理、鍵のオン中に所定の他の鍵がオンされたときの新たな楽音信号生成処理などの処理プログラムを格納する。ＲＡＭ１３は、ＲＯＭ１２から読み出されたプログラムや、処理の過程で生じたデータを記憶する。

また、ＲＯＭ１２は、ピアノ、ギター、バスドラム、スネアドラム、シンバルなどの楽音を生成するための波形データを記憶するデータエリアを備えている。この波形データは外部操作によって適宜選択指定されるようになっている。なお、後述するように、本実施の形態においては、音色ごとに、その音色の楽音を表わす第１の波形データと、この音色の楽音を生成する際の演奏操作に伴って生じる演奏操作音を表わす第２の波形データである効果用波形データと、を有している。

演奏操作音とは、例えばバイオリンであれば弓と弦がこすれるときに発生するこすれ音、また管楽器であればマウスピースからもれる空気プレッシャー音というような、演奏操作子又は弦のびびりから発生する機械ノイズを表わしたものである。

サウンドシステム１４は、音源部２１、オーディオ回路２２およびスピーカ２３を有する。音源部２１は、たとえば、押鍵された鍵の音高情報、音色情報、波形データの選択情報、ベロシティ情報を含む制御情報をＣＰＵ１１から受信すると、ＲＯＭ１２のデータエリアから、音色情報および波形データの選択情報にしたがった波形データを読み出して、音高情報に示す音高およびベロシティ情報、音色に対応したエンベロープ情報に基づいた楽音信号データを生成して出力する。オーディオ回路２２は、楽音信号データをＤ／Ａ変換して増幅する。これによりスピーカ２３から音響信号が出力される。

図２は、本実施の形態にかかる電子楽器１０にて実行される処理を示すフローチャートである。まず、電子楽器１０のＣＰＵ１１は、たとえば、ＲＡＭ１３に一時的に記憶された押鍵情報（鍵のオン時刻やオフ時刻）、発音情報などを制御情報のクリアを含むイニシャライズ処理を行う（ステップ２０１）。イニシャライズ処理（ステップ２０１）が終了すると、ＣＰＵ１１は、操作部１８のスイッチの操作を検出し、検出された操作にしたがった処理を実行するスイッチ処理を実行する（ステップ２０２）。スイッチ処理においては、音色指定スイッチ（図示せず）の切り替えなどが検出される。

また、本実施の形態においては、通常モードあるいはリッチモードの何れかで動作する。通常モードにおいては、鍵がオンされたときに、当該押鍵された鍵に対応する音高の第１の楽音信号データを生成するだけであるが、リッチモードの場合はこの第１の楽音信号データに加えて、鍵がオン中に他の所定の鍵がオンされたときに、第２の楽音信号データを生成する。

このリッチモードで生成される第２の楽音信号データは、実際の生楽器で演奏者の表現によって引き出される演奏ノイズや演奏操作音を構成する。なお、本実施の形態において、「ベロシティ」とは、いわゆるＭＩＤＩ規格に規定されるベロシティを意味し、楽音の強弱を示す。本明細書においては、速度（押鍵速度）は、そのまま「押鍵速度」と表現する。

スイッチ処理（ステップ２０２）で検出されたスイッチの状態にしたがって、音色情報や演奏モードを示す情報はＲＡＭ１３に格納される。次いで、ＣＰＵ１１は、表示部１５に表示すべき画像データを生成して、表示部１５の画面上に表示する（ステップ２０３）。たとえば、操作部１８のスイッチに隣接して配置されたＬＥＤ（図示せず）のオン・オフも、ステップ２０３で行われる。

その後、ＣＰＵ１１は、鍵盤１７の各鍵のオン・オフ状態を検出する(ステップ２０４)。本実施の形態においては、各鍵には２つのスイッチ（図示せず）が配置され、鍵の押下にともなって２つのスイッチが異なる時刻に順次オンするようになっている。したがって、ステップ３０４においては、ＣＰＵ１１は、各鍵の２つのスイッチのそれぞれの状態を検出し、新たにオンされたスイッチについては、オン状態となった時刻（タイミング）をＲＡＭ１３に格納する。同様に、ＣＰＵ１１は、新たにオフ状態となったスイッチについても、オフ状態となった時刻をＲＡＭ１３に格納する。

次いで、ＣＰＵ１１は、設定された演奏モードにしたがって、押鍵された鍵にしたがった音高、音色、波形データおよびベロシティで楽音信号データを生成させるための制御情報をサウンドシステムの音源部２１に出力する（ステップ２０５）。ステップ２０５の演奏処理において、音源部２１は、ＣＰＵ１１から制御情報を受理すると、指定された音色の波形データをＲＯＭ１２のデータエリアから、音高にしたがった速度で読み出し、かつ、指定されたベロシティで楽音信号を生成する。その後、ＣＰＵ１１は、その他、電子楽器１０を作動させるための他の必要な処理を実行して（ステップ２０６）、ステップ２０２に戻る。

図３は、本実施の形態にかかる演奏処理をより詳細に示すフローチャートである。図３に示すように、ＣＰＵ１１は、新たに押鍵された鍵があったか否かを判断する（ステップ３０１）。本実施の形態においては、鍵が押下されて鍵ストロークが大きくなるにしたがって、鍵の２つのスイッチが、それぞれオン状態となる。ＣＰＵ１１は、押鍵検出処理（ステップ２０４）によりＲＡＭ１５に格納されたスイッチの状態を参照して、新たに２つのスイッチがオン状態となった鍵を見出したときに、ステップ３０１でＹｅｓと判断する。

ステップ３０１でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ１１は演奏モードがリッチモードであるか否かを判断する（ステップ３０２）。ステップ３０２でＮｏと判断された場合には、ＣＰＵ１１は、通常モードによる楽音信号生成処理を実行する（ステップ３０３）。ステップ３０３では、従来の電子楽器と同様に、押鍵された鍵の２つのスイッチのオン時刻の時間差に基づいて押鍵速度を算出し、押鍵速度に応じたベロシティを算出し、押鍵された音高、指定された音色および算出されたベロシティを示す制御情報を、音源部２１に出力する。

ステップ３０２でＹｅｓと判断された場合には、リッチモードによる楽音信号生成処理が実行される（ステップ３０４）。ステップ３０４における処理については後述する。その後、ＣＰＵ１１は、離鍵があったか否かを判断する（ステップ３０５）。本実施の形態において、ＣＰＵ１１は、押鍵検出処理（ステップ２０４）によりＲＡＭ１５に格納されたスイッチの状態を参照して、新たに２つのスイッチがオフ状態となった鍵を見出したときに、ステップ３０５でＹｅｓと判断する。ステップ３０５でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ１１は、演奏モードがリッチモードであるか否かを判断する（ステップ３０６）。

ステップ３０６でＮｏと判断された場合には、ＣＰＵ１１は、通常モードの下で、離鍵された鍵の音高および消音を指示する情報を含む制御情報を音源部２１に出力する。音源部２１は、受け入れた情報に基づいて消音処理を行う（ステップ３０７）。ステップ３０６でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ１１は、リッチモードによる楽音の消音処理を実行する（ステップ３０８）。ステップ３０８における処理については後述する。

図４は、本実施の形態にかかるリッチモードによる楽音信号生成処理（ステップ３０４）の例を示すフローチャートである。まず、ＣＰＵ１１は、押鍵された鍵が発音キーに該当するか否かを判断する（ステップ４０１）。本実施の形態では、オン状態の鍵が存在しない状態で、新たな鍵がオン状態となったときに、その鍵が第１の鍵としての発音キーであると判断される。

また、この発音キーがオンされている状態で、発音キーの押鍵された時点から所定の時間範囲内でかつ押鍵されている鍵盤上の所定の範囲内に位置する第２の鍵がオンされると、その鍵は発音キーにより発音された音に前述の演奏操作音を付加させるための効果キーであると判断される。ステップ４０１でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ１１は、発音キーの押鍵速度に応じたベロシティを算出し、押鍵された音高、指定された音色および算出されたベロシティを示す制御情報を生成して、音源部２１に出力する（ステップ４０２）。ステップ４０２は、図３のステップ３０３と同様である。

なお、本実施の形態において、鍵（発音キーや効果キー）の押鍵時刻は、当該鍵の２つのスイッチの双方がオン状態となった時刻である。また、その離鍵時刻は、当該鍵の２つのスイッチの双方がオフ状態となって時刻である。

その一方、ステップ４０１でＮｏと判断された場合には、ＣＰＵ１１は、押鍵された鍵が効果キーであるか否かを判断する（ステップ４０３）。たとえば、発音キーの音高から上下１オクターブ以内の鍵が、発音キーの押鍵時刻から所定の時刻ｔ１以内にオンされていれば、その鍵は効果キーであると判断される。効果キーが押鍵されたと判断することにより、本実施の形態においては、発音キーの押鍵により発音された楽音に、当該楽音に関連付けられた効果音が生成されて付加される。ステップ４０３でＮｏと判断された場合には処理は終了する。

ステップ４０３でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ１１は、発音キーの押鍵速度Ｖ１と、効果キーの押鍵速度Ｖ２との差異ΔＶ（＝Ｖ１−Ｖ２）を算出する（ステップ４０４）。次いで、ＣＰＵ１１は、発音キーに関する楽音に付加すべき演奏操作音のアタックレートを押鍵速度の差異ΔＶに基づいて算出するとともに、当該効果音のベロシティを算出する（ステップ４０５）。

このΔＶを用いることにより、先に押鍵された鍵の押鍵速度が、その後に押鍵される鍵の押鍵速度と比較して相対的に早いか遅いかにより、演奏操作音に対応する楽音に付加されるエンベロープのアタックレートを変化させることができる。

例えばバイオリンの場合、弓の弦に対する押圧力が大きくなるに伴って発生するこすれ音（演奏操作音）も大きくなり発生する楽音全体としてはヒステリックな音、つまりアタックレートの異なる音となる。この実際の演奏における弓をおさえる力の変化を、鍵盤操作で表現するために、本実施の形態においてはΔＶを用いたのである。

これは生管楽器においても同様であり、マウスピースから漏れる空気プレッシャー音が演奏操作音となるが、これは息を吹き込む力、すなわち横隔膜にこめる力の変化に依存するのでΔＶを用いて表現できる。

図６（ａ）は、ΔＶとアタックレートとを対応付けたテーブルの一例を示す図である。テーブルはＲＯＭ１２に格納され、ＣＰＵ１１により参照される。なお、アタックレートとは、電子楽器において一般に用いられているアタックレートと同様に、楽音の発音が開始された際におけるエンベロープの増加度合い（つまり、アタック時のエンベロープの角度）を特定する値である。

図６（ａ）の例では、ΔＶがゼロ、つまり、発音キーの押鍵速度と効果キーの押鍵速度が同一であったときに、アタックレートは中間値６３をとり、ΔＶが大きくなるのにしたがって、アタックレートはリニアに増大している。すなわち、効果キーの押鍵速度が、発音キーの押鍵速度より速くなれば速くなるほど、効果音のアタックレートが大きくなり、その一方、効果音の押鍵速度が、発音キーの押鍵速度より遅ければ遅いほど、効果音のアタックレートが小さくなる。
また、本実施の形態においては、ＣＰＵ１１は、効果キーの楽音のベロシティとして、発音キーの押鍵速度に基づくベロシティＶ１の半分（Ｖ１／２）を算出する。

次いで、ＣＰＵ１１は、発音キーのオンにより生成された第１の波形データに関連付けられた第２の波形データを特定する（ステップ４０６）。

図５に、ＲＯＭ１２内の波形データエリア５０の記憶内容を示す。このエリアには第１の波形データ及びこれに対応する第２の波形データが格納されており、第１の波形データとしてピアノ波形データ５１−１、バイオリン波形データ５２−１、トランペット波形データ５３−１などが格納されている。

そしてこの第１の波形データに関連付けられて第２の波形データである演奏操作音の波形データが、ＲＯＭ１２の波形データエリアに格納されている。この波形はたとえば、ピアノ音色（ピアノ波形データ５１−１）である場合は、ピアノの弦や箱鳴りを含むピアノ弦共鳴データ５１−２であり、バイオリン音色（バイオリン波形データ５２−１）である場合は、弦と弓との摩擦ノイズを含む弦摩擦ノイズデータ５２−２である。また、トランペット音色（トランペット波形データ５３−１）の場合は、空気プレッシャーノイズを含む空気プレッシャーノイズデータ５３−２である。図示しないが他の音色についても同様であり、楽器を演奏した際に生じる演奏操作音が第２の波形データとして格納される。

以上のように、本実施の形態では、ＣＰＵ１１は、発音キーの楽音信号生成で用いられた音色（波形データ）に関連付けられた演奏操作音に対応する波形データを特定する。

その後、ＣＰＵ１１は、算出されたベロシティ、アタックレート、演奏操作音の波形データを選択する情報、発音キーの音高を含む制御情報を生成して、音源部２１に出力する（ステップ４０７）。これにより、音源部２１は制御情報に基づいて演奏操作音に対応する楽音信号データを生成する。

次に、リッチモードによる楽音の消音処理（図３のステップ３０８）について説明する。

図７は、本実施の形態にかかるリッチモードによる楽音の消音処理（ステップ３０８）の例を示すフローチャートである。図７に示すように、ＣＰＵ１１は、離鍵された鍵が発音キーに該当するか否かを判断する（ステップ７０１）。ステップ７０１でＹｅｓと判断された場合に、ＣＰＵ１１は、離鍵された発音キーについての楽音信号データ、および、その効果キーについての楽音信号データに対して、消音を指示する情報を含む制御情報を音源部２１に出力する。音源部２１は、受け入れた情報に基づいて消音処理を行う（ステップ７０２）。

図８は、発音キーのオンにより発音される楽音信号データのエンベロープおよび効果キーのオンにより発音される楽音信号データのエンベロープの例を示す図である。

図８に示すように、発音キーがオン状態になるのにともなって、一定のエンベロープで、所定の音色の楽音信号データが生成される（符号８００参照）。その後に、効果キーがオンされると、上記所定の音色に関連付けられた演奏操作音を示す楽音信号データが生成される（符号８１０参照）。この楽音信号データのアタックレート（符号８１１）は、前述したように、発音キーの押鍵速度と効果キーの押鍵速度との差異により決定される。この演奏操作音の楽音信号データのベロシティは、発音キーに基づく楽音信号データのベロシティの半分であるため、図８において、効果キーのエンベロープの最高レベルＶ２は、Ｖ１／２である。

また、図８に示すように、発音キーのキーオフにともなって、発音キーについての楽音信号データ８００および効果キーについての楽音信号データ８１０双方の消音処理が実行される。

本実施の形態によれば、第１の鍵が押鍵された時点から所定の時間内でかつ、当該押鍵されている第１の鍵を基準に前記鍵盤上の所定の範囲内に位置する第２の鍵が押鍵された場合に、ＣＰＵ１１は，第２の鍵を効果キーとして、演奏操作音に相当する第２の波形データを選択する情報を含む制御情報を生成して、音源部２１に与える。これにより、音源部２１は、効果キーについての楽音信号データを生成する。この結果、発音キーについての楽音信号データに、効果キーについての楽音信号データを付加することができる。

また、本実施の形態においては、ＣＰＵ１１は、発音キーについての押鍵速度と、効果キーについての押鍵速度との速度差に基づいて、効果キーについての楽音信号データにおけるアタックレートが制御される。これによって、発音キーの押鍵速度を考慮して、効果キーをある速度で押鍵することで、所望のアタックレートの効果キーについての楽音信号データを生成することができる。

たとえば、ＣＰＵ１１は、効果キーの押鍵速度が、発音キーの押鍵速度より大きくなるのにしたがって、効果キーについての楽音信号データのアタックレートが大きくなるように制御する。これにより、演奏者は効果キーの押鍵速度を調整することで、楽音信号のアタックレートを自由にコントロールすることができるようなる。この結果、発生される楽音に対して演奏者の意図する音楽表現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、ＣＰＵ１１は、発音キーが離鍵されたときに、発音キーについての楽音信号データおよび効果キーについての楽音信号データの双方の消音を指示する。これにより、演奏者は、消音については発音キーの操作のみを意識すれば足りる。

なお、上記実施の形態においては、離鍵された鍵が発音キーに該当するときに、発音キーについての楽音信号データおよび効果キーについての楽音信号データ双方の消音処理が実行されている。しかしながら、離鍵されたキーが効果キーである場合に、効果キーについての楽音信号データのみに消音処理を施しても良い。

図９は、本実施の形態にかかるリッチモードによる楽音の消音処理（ステップ３０８）の他の例を示すフローチャートである。

図９に示すように、この例では、ＣＰＵ１１は、離鍵された鍵が発音キーに該当するか否かを判断する（ステップ７０１）。ステップ７０１でＹｅｓと判断された場合に、ＣＰＵ１１は、離鍵された発音キーについての楽音信号データについて、その消音を指示する情報を含む制御情報を生成して、音源部２１に出力する（ステップ９０２）。また、効果キーについての楽音信号データに消音処理が実行されていない場合（ステップ９０３でＮｏ）には、ＣＰＵ１１は、この効果キーについての楽音信号データに対して、その消音を指示する情報を含む制御情報を音源部２１に出力する（ステップ９０５）。

また、ステップ９０１でＮｏであった場合でも、離鍵された鍵が効果キーであれば（ステップ９０４でＹｅｓ）、ＣＰＵ１１は、当該効果キーについての楽音信号データに対して、消音を指示する情報を含む制御情報を音源部２１に出力する（ステップ９０５）。これにより、図１０に示すように、発音キーがオン状態のまま効果キーがオフされると、効果キーについての楽音信号データ１０１０の消音処理が実行される。その後、発音キーがオフされると、発音キーについての楽音信号データ１０００の消音処理が実行される。

また、上記実施の形態において、発音キーの押鍵速度Ｖ１と、効果キーの押鍵速度Ｖ２との差異ΔＶ（＝Ｖ１−Ｖ２）に基づいて、アタックレートが直接決定されたが、これに限定されず、上記差異ΔＶによって発音キーの楽音信号データのアタックレートに対する重みＷが得られるようにしても良い。

図６（ｂ）は、このアタックレートに対する重みＷを算出するテーブルの例を示す図である。この図６（ｂ）では縦軸は重みを示している。重みは、発音キーについての楽音信号データのアタックレートに乗算され、乗算結果が効果キーによる楽音信号データのアタックレートとされる。

図６（ｂ）の例では、ΔＶがゼロ、つまり、発音キーの押鍵速度と効果キーの押鍵速度が同一であったときに、重みは１であり、発音キーの楽音信号データと効果キーの楽音信号データのアタックレートは同一となる。そしてΔＶが大きくなるのにしたがって、アタックレートは重みの大きさに従って増大する。

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、ΔＶに、さらに発音キーの押鍵時刻と効果キーの押鍵時刻の時間差を考慮した重みが与えられ、重み付けされたΔＶ’に基づいて、効果キーによる楽音信号データのアタックレートが決定される。

図１１は、第２の実施の形態にかかるリッチモードによる楽音信号生成処理の例を示すフローチャートである。図１１においてステップ１１０１〜ステップ１１０４は、図４のステップ４０１〜４０４と同様であるため説明を省略する。

次いで、ＣＰＵ１１は、発音キーの押鍵時刻ｔ１と、効果キーの押鍵時刻ｔ２を参照して、その押鍵時刻の時間差Δｔ＝ｔ２−ｔ１を算出し、発音キーに関する楽音に付加すべき効果音の楽音信号データのアタックレートを決定するためのΔＶ’を以下のように算出する。ＣＰＵ１１は、押鍵速度の差異ΔＶおよび時間差Δｔに基づいて、重み付きの速度の差異ΔＶ’＝ΔＶ＊（Ｔ／Δｔ）を算出する（ステップ１１０５）。なお、Ｔは所定の定数である。

次いで、ＣＰＵ１１は、重み付きの差異ΔＶ’を用いて、図６（ａ）や図６（ｂ）に示すテーブルを参照してアタックレートや、アタックレートに乗算する重みを得る。

第２の実施の形態では、ΔＶに対してＴ／Δｔという重みが与えられるため、発音キーの押鍵時刻と効果キーの押鍵時刻との時間差が小さいほど、ΔＶ’は大きくなるため、効果キーの押鍵に伴って発音される楽音信号データのアタックレートは大きくなる。

ここでΔｔを重みに用いた理由を説明する。一般的に、人間の心が高揚してきた場合は鍵盤を押す力だけでなく、押す間隔は短くなりがちである。これは鍵盤だけに限らず、テンポや拍のとり方なども同様である。したがって、鍵盤を押す力が増大、あるいは押鍵間隔が短くなった場合は、演奏者の心が高揚していると判断し、音色をよりヒステリックにしたほうが、演奏者の思考を忠実に表現できるものと思われる。この理由から第２の実施の形態では、演奏者の心の高揚と関係が深いΔｔを用いて効果音を制御しているのである。

なお、ベロシティは第１の実施の形態と同様に、発音キーの押鍵速度に基づくベロシティの１／２とすれば良い。

ステップ１１０７およびステップ１１０８は、図４のステップ４０６および４０７と同様であり、音源部２１はＣＰＵ１１により生成された制御情報に基づく効果音の楽音信号データを生成する。

第２の実施の形態によれば、制御手段が、発音キーの押鍵時刻と、効果キーの押鍵時刻との時間差に基づいて、速度差ΔＶを補正して、当該補正された速度差ΔＶ’に基づいて、効果キーについての楽音信号データにおけるアタックレートを制御する。これにより、押鍵速度だけではなく、効果キーの押鍵時刻をも考慮して効果キーについての楽音信号データのアタックレートを決定できるため、より演奏者による表現を反映した楽音信号データを生成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３の実施の形態においては、ギター演奏において多用されるビブラート奏法の音楽表現をより忠実に付加しようとするものである。ここでは発音キーおよび効果キーがオンされた状態でかつ、この発音キーがオンされた時点から一定範囲内に位置する他の第３鍵が一定時間内にオンされたときに、この鍵のオンに伴って、発音されている楽音信号データに対してビブラート奏法の音楽表現を与えるように構成している。第３の実施の形態においては、この第３の鍵を、第２の効果キーと称する。

図１２は、第３の実施の形態にかかるリッチモードによる楽音信号生成処理の例を示すフローチャートである。なお、第３の実施の形態において、ＣＰＵ１１は、図４に示す処理を実行し、ステップ４０３でＮｏと判断された場合に、処理を終了せずに、図１２に示す処理に移行する。したがって、発音キーについての楽音信号データの生成（図４のステップ４０１、４０２）および効果キーについての楽音信号データの生成（ステップ４０３〜４０７）は、第１の実施の形態と同様である。

ステップ４０３でＮｏと判断された場合には、ＣＰＵ１１は、押鍵された第３の鍵が第２の効果キーに該当するか否かを判断する（ステップ１２０１）。たとえば、発音キーの音高から上下１オクターブ以内の鍵が、発音キーの押鍵時刻から所定の時刻ｔ２以内にオンされていれば、その鍵は第２の効果キーであると判断される。なお第２の効果キー（第３の鍵）のオンは１回とは限られず、複数回にわたって第２の効果キーのオンが生じ得る。

ステップ１２０１でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ１１は、今回オンされた第２の効果キーの押鍵時刻と、前回に押鍵されたキー（効果キー或いは第２の効果キー）の押鍵時刻との時間差Δｔ（ｎ）を算出する（ステップ１２０２）。この時間差ｔ（ｎ）はＲＡＭ１３に格納される。次いで、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３に格納された、前回の時間差ｔ（ｎ−１）を読み出して、時間差の差分ｄΔｔ＝Δｔ（ｎ）−Δｔ（ｎ−１）を算出する（ステップ１２０３）。このように第２効果キーに対応する鍵を次々と押していくと、このｄΔｔが次々と変化する。

この変化は、例えばギターの押弦している部分をフレット上で揺らせるビブラートとよばれる演奏のピッチの揺れの周期と関連付けられる。このため、ｄΔｔを、ビブラートやモジュレーションの時間的ゆれとして使用すれば、演奏する人間の心理を表現した音色の制御が可能となる。

さらに、ＣＰＵ１１は、今回オンされた第２の効果キーの押鍵速度に基づいてベロシティＶ（ｎ）を算出する（ステップ１２０４）。ステップ１２０４で算出されたベロシティＶ（ｎ）もＲＡＭ１３に格納される。ＣＰＵ１１は、ＲＡＭに格納された、前回のベロシティＶ（ｎ−１）を読み出して、ベロシティの差分ｄＶｅｌ＝Ｖ（ｎ）−Ｖ（ｎ−１）を算出する（ステップ１２０５）。

その後、ＣＰＵ１１は、時間差の差分ｄΔｔに基づいて、発音キーに基づく楽音信号データおよび効果キーに基づく楽音信号データの双方のビブラートを制御するビブラート制御情報を生成する（ステップ１２０６）とともに、発音キーについての楽音信号データおよび効果キーについての楽音信号データの音量レベルを制御する音量レベル制御情報を生成する（ステップ１２０７）。

たとえば、ステップ１２０６において、ＣＰＵ１１は、時間差の差分ｄΔｔと、ビブラートのピッチ変化量とを対応付けたピッチ変化量テーブルを参照して、ピッチ変化量を取得し、また、差分ｄΔｔとビブラートにおける速度（モジュレーションのレート）とを対応付けたモジュレーションテーブルを参照して、モジュレーションのレートを取得する。ＣＰＵ１１は、これらをビブラート制御情報として、音源部２１に出力する。音源部２１は、ビブラート制御情報に基づいて、発音キーについての楽音信号データおよび効果キーについての楽音信号データを、ピッチ変化量にしたがってその音高の幅を変化させ、また、ジュレーションのレートにしたがって、その音高変化における速度を変化させる。

図１３（ａ）は、ピッチ変化量テーブルの一例を示す図、図１３（ｂ）は、モジュレーションテーブルの例を示す図である。これらテーブルはＲＯＭ１２に格納される。図１３（ａ）に示すように、差分ｄΔｔが大きくなるのにしたがって、ピッチの変化量が小さくなる。また、差分ｄΔｔが大きくなるのにしたがって、モジュレーションのレートも小さくなる。すなわち、今回の時間差が、前回の時間差より大きくなれば大きくなるほど、つまり、第２の効果キーがオンされるタイミングが遅くなれば遅くなるほど、ビブラートのピッチ変化量およびモジュレーションのレートが小さくなり、楽音におけるビブラートの効果が小さくなる。

また、ステップ１２０７において、ＣＰＵ１１は、ベロシティの差分ｄＶｅｌと、音量レベルの変化量とを対応付けた音量レベル変化量テーブルを参照して、音量レベルの変化量を取得し、音量レベル制御情報として、音源部２１に出力する。音源部２１は、音量レベル制御情報に基づいて、発音キーについての楽音信号データおよび効果キーについての楽音信号データの音量レベルを変化させる。

図１４は、音量レベル変化量テーブルの例を示す図である。図１４に示すように、ベロシティの差分ｄＶｅｌが大きくなるのにしたがって、音量レベル変化量は大きくなる。つまり、第２の効果キーの押鍵速度が速ければそれだけ発音されている楽音信号データ（発音キーに基づく楽音信号データおよび効果キーに基づく楽音信号データ）の音量が大きくなる。

なお、第３の実施の形態においては、時間差の差分ｄΔｔに基づいて、ビブラートのためのピッチ変化量およびモジュレーションレートが制御されたが、これに限定されず、時間差の差分ｄΔｔに基づいて、ＣＰＵ１１は、ピッチベンドのピッチ変化量を算出し、これを制御情報として音源部２１に出力しても良い。この場合に、音源部２１は、制御情報に基づいて、発音している楽音信号データ（発音キーについての楽音信号データおよび効果キーについての楽音信号データ）の音高を、制御情報に含まれるピッチ変化量にしたがって変化させる。

図１５は、ピッチ変化量テーブルの他の例を示す図である。この例では、差分ｄΔｔが負の場合には、ピッチ変化量は正、つまり、音高が高くなり、かつ、差分ｄΔｔが大きくなる（「０」に近づく）のにしたがって、ピッチの変化量が小さくなる。その一方、差分ｄΔｔが正の場合には、ピッチ変化量は負、つまり、音高は低くなり、かつ、差分ｄΔｔが大きくなるのにしたがって、ピッチ変化量は大きくなる。

第３の実施の形態によれば、ＣＰＵ１１は、発音キーおよび効果キーが押された後に、所定の第２の時間内に所定の第２の範囲に位置する第３の鍵が押鍵された場合に、当該第３の鍵を第２の効果キーとして、発音キーについての楽音信号データおよび効果キーについての楽音信号データを変化させる制御情報を生成する。これによって、発音キーについての楽音信号データおよび効果キーについての楽音信号データが変化する。したがって、新たに３つ目以降の鍵を押鍵することで、発音中の楽音信号データにさらに変化を加えることができ、演奏者によるさらに豊富な表現を実現することができる。

第３の実施の形態においては、第２の効果キーの押鍵時刻と、その一つ前に押鍵された他の鍵の押鍵時刻との間の第１の時間差、および、上記他の鍵の押鍵時刻と、さらに一つ前に押鍵された鍵の押鍵時刻との間の第２の時間差との差分を算出し、この差分に基づいて、発音キーについての楽音信号データおよび効果キーについての楽音信号データにおけるビブラートを制御する。したがって、第２の効果キーの押鍵時刻を調整することで、演奏者は発音中の楽音に付加されるビブラートによる音楽表現を自由にコントロールすることが可能となる。

また、第３の実施の形態においては、第２の効果キーの押鍵速度から得られるベロシティと、その一つ前に押鍵された鍵の押鍵速度から得られるベロシティとの間の差分を算出し、その差分に基づいて、発音キーについての楽音信号データおよび効果キーについての楽音信号データの音量レベルを調整する。したがって、３つ目以降の鍵の押鍵速度を調整することにより、演奏者の意図する音量レベルで楽音を発生させ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。

前記実施の形態において、効果キーについての楽音信号データは、発音キーの音高と同一の音高であるが、これに限定されるものではなく、発音キーの音高を基音周波数とした場合の高次倍音周波数とすることにより、発音キーの押鍵により発生される楽音の共鳴音信号を、効果キーの押鍵により生成するようにしてもよい。

また、前記実施の形態において、効果キーについての楽音信号データのベロシティは、発音キーについての楽音信号データのベロシティの１／２としているがこれに限定されるものではなく、たとえば、双方のベロシティは同一であっても良い。

図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる電子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電子楽器１０にて実行される処理を示すフローチャートである。 図３は、本実施の形態にかかる演奏処理をより詳細に示すフローチャートである。 図４は、本実施の形態にかかるリッチモードによる楽音信号生成処理（ステップ３０４）の例を示すフローチャートである。 図５は、本実施の形態にかかる波形データエリアに格納された波形データの例を示す図である。 図６（ａ）は、アタックレートを算出するためにΔＶとアタックレートとを対応付けたテーブルの一例を示す図、図６（ｂ）は、ΔＶとアタックレートに与える重みとを対応付けたテーブルの一例を示す図である。 図７は、本実施の形態にかかるリッチモードによる楽音の消音処理（ステップ３０８）の例を示すフローチャートである。 図８は、発音キーのオンにより発音される楽音信号データのエンベロープおよび効果キーのオンにより発音される楽音信号データのエンベロープの例を示す図である。 図９は、本実施の形態にかかるリッチモードによる楽音の消音処理（ステップ３０８）の他の例を示すフローチャートである。 図１０は、発音キーのオンにより発音される楽音信号データのエンベロープおよび効果キーのオンにより発音される楽音信号データのエンベロープの他の例を示す図である。 図１１は、第２の実施の形態にかかるリッチモードによる楽音信号生成処理の例を示すフローチャートである。 図１２は、第３の実施の形態にかかるリッチモードによる楽音信号生成処理の例を示すフローチャートである。 図１３（ａ）は、ピッチ変化量テーブルの一例を示す図、図１３（ｂ）は、モジュレーションテーブルの例を示す図である。 図１４は、音量レベル変化量テーブルの例を示す図である。 図１５は、ピッチ変化量テーブルの他の例を示す図である。

符号の説明

１０ 電子楽器
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１４ サウンドシステム
１５ 表示部
１７ 鍵盤
１８ 操作部
２１ 音源部
２２ オーディオ回路
２３ スピーカ

Claims (9)

1. 複数の鍵を有する鍵盤と、
   音色毎に、当該音色の楽音を表わす第１の波形データ、及び前記音色の楽音を生成する際の演奏操作に伴って生じる演奏操作音を表わす第２の波形データを記憶する波形データ記憶手段と、
   前記鍵盤のいずれの鍵も押鍵されていない状態において第１の鍵が押鍵された場合に、当該押鍵された鍵に割当てられた音高で前記波形データ記憶手段に記憶された指定された音色の第１の波形データを読み出して第１のエンベロープを付加することにより、第１の楽音信号データを生成する第１の楽音信号データ生成手段と、
   前記第１の鍵が押鍵された時点から所定の時間内でかつ、当該押鍵されている第１の鍵を基準に前記鍵盤上の所定の範囲内に位置する第２の鍵が押鍵された場合に、前記第１の鍵に割当てられた音高に関連する音高で前記波形データ記憶手段から前記第１の波形データに対応する第２の波形データを読み出して第２のエンベロープを付加することにより、第２の楽音信号データを生成する第２の楽音信号データ生成手段と、
   を有する電子楽器。
2. 前記電子楽器はさらに、前記鍵盤の各鍵に対して、当該鍵の押下にともなって順次オンする複数のスイッチを有するとともに、前記の複数のスイッチのオン時刻の時間差に基づいて押鍵速度を検出する押鍵速度手段を有し、
   前記第２の楽音信号データ生成手段はさらに、前記押鍵速度検出手段により、前記第１の鍵の押鍵に伴って検出された第１の押鍵速度と前記第２の鍵の押鍵に伴って検出された第２の押鍵速度との速度差を算出し、当該算出された速度差に基づいて前記第２の波形データに付加される第２のエンベロープのアタックレートを制御するアタックレート制御手段と、
   を有する請求項１に記載の電子楽器。
3. 前記アタックレート制御手段は、前記第２の鍵の押鍵に伴って検出された押鍵速度が、前記第１の鍵に伴って検出された押鍵速度より大きくなるにしたがって、前記第２の波形データに付与される第２のエンベロープのアタックレートが大きくなるように制御する請求項２に記載の電子楽器。
4. 前記アタックレート制御手段が、前記第１の鍵の押鍵タイミングと前記第２の鍵の押鍵タイミングとのタイミング差に基づいて、前記速度差を補正することを特徴とする請求項３に記載の電子楽器。
5. 前記電子楽器はさらに、前記第１の鍵が離鍵されたときに、前記第１及び第２の楽音信号データにより発音された楽音の消音を指示する消音指示手段を有する請求項１の電子楽器。
6. 前記電子楽器はさらに、前記第１の楽音信号データが生成されている状態でかつ前記第２の楽音信号データが生成を開始した時点から、所定の第２の時間内でかつ、当該押鍵されている第１の鍵を基準に前記鍵盤上の所定の範囲内に位置する第３の鍵が押鍵された場合に、前記第１の楽音信号データ及び第２の楽音信号データを制御する制御手段を有する請求項１に記載の電子楽器。
7. 前記電子楽器はさらに、前記第１及び第２の楽音信号データに対してビブラートを付与するビブラート付与手段を有し、
   前記制御手段が、前記第３の鍵の押鍵タイミングと前記第２の鍵の押鍵タイミングとの間の第１のタイミング差、及び前記第２の鍵の押鍵タイミングと前記第１の鍵の押鍵タイミングとの間の第２のタイミング差を算出し、当該第１及び第２のタイミング差の差分に基づいて、前記ビブラート付与手段にて前記第１及び第２の楽音信号データに付与されるビブラートを制御するビブラート制御手段を有する請求項６に記載の電子楽器。
8. 前記電子楽器はさらに、前記鍵盤の各鍵に対して、当該鍵の押下にともなって順次オンする複数のスイッチを有するとともに、前記の複数のスイッチのオン時刻の時間差に基づいて押鍵速度を検出する押鍵速度手段を有し、
   前記制御手段が、前記押鍵速度検出手段により前記第２及び第３の鍵夫々の押鍵に伴って検出された押鍵速度の差分を算出するとともに、前記差分に基づいて前記第１の楽音信号データおよび第２の楽音信号データの音量レベルを制御する請求項６に記載の電子楽器。
9. 複数の鍵を有する鍵盤と、音色毎に、当該音色の楽音を表わす第１の波形データ、及び前記音色の楽音を生成する際の演奏操作に伴って生じる演奏操作音を表わす第２の波形データを記憶する波形データ記憶手段と、を有する電子楽器に適用されるコンピュータに、
   前記鍵盤のいずれの鍵も押鍵されていない状態において第１の鍵が押鍵された場合に、当該押鍵された鍵に割当てられた音高で前記波形データ記憶手段に記憶された指定された音色の第１の波形データを読み出して第１のエンベロープを付加することにより、第１の楽音信号データを生成する第１の楽音信号データ生成ステップと、
   前記第１の鍵が押鍵された時点から所定の時間内でかつ、当該押鍵されている第１の鍵を基準に前記鍵盤上の所定の範囲内に位置する第２の鍵が押鍵された場合に、前記第１の鍵に割当てられた音高に関連する音高で前記波形データ記憶手段から前記第１の波形データに対応する第２の波形データを読み出して第２のエンベロープを付加することにより、第２の楽音信号データを生成する第２の楽音信号データ生成ステップと、
   を実行させるプログラム。

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