JP2979848B2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、楽音の音像を所定位
置に定位できる電子楽器に関する。

【０００２】

【従来の技術】ステレオの出力回路を備えた電子楽器で
は、音高によって音像の定位および拡がり感を得るため
ステレオサンプリングしているものがある。しかし、各
楽音について２波形の楽音波形信号を記憶しておく必要
があるため、大きなメモリが必要になる。このため、ロ
ーコストの電子ピアノ等においてはモノラルで楽音波形
信号を記憶しておき、形成された楽音信号をくし形フィ
ルタ回路等の疑似ステレオ回路を通過させてあたかも音
像が拡がったような効果を得るようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
式では楽音に拡がり感を付与することができるが、全て
の楽音について拡がりも定位も同じであるため不自然な
響きになる欠点があった。たとえば、自然楽器のピアノ
の場合、低音は左側で発音するが響板で共鳴して拡がり
のある楽音となり、高音は右側で発音し、直接音が優勢
であるため右側ではっきりした定位となるが、従来のモ
ノラル音源の電子楽器ではこのような臨場感を再現する
ことができない欠点があった。

【０００４】この発明は、音域毎に拡がりと定位を変え
ることにより、上記課題を解決した電子楽器を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、所定の音高
の楽音を発音するよう指示する演奏手段と、指示された
音高でモノラルの楽音信号を形成する楽音形成手段と、
形成された楽音信号をその音高に基づいて複数系統のう
ちいずれか１つの系統に入力する振り分け手段と、２つ
の発音手段と、各系統毎に設けられ、前記モノラルの楽
音信号である直接信号および該直接信号を遅延した遅延
信号を加算した加算信号と、前記直接信号および前記遅
延信号を減算した減算信号とを出力する疑似ステレオ手
段と、 前記加算信号を一方の発音手段に供給するととも
に、前記減算信号を他方の発音手段に供給することによ
り楽音を定位させる音像定位手段と、を備えたことを特
徴とする。ここで、前記疑似ステレオ手段および音像定
位手段の特性を低音域の系統ほど左方に広く定位するよ
うに設定すれば、ピアノの音場を模倣することができ
る。

【０００６】

【作用】この発明の電子楽器では、指定された音高でモ
ノラルの楽音信号を形成する。

【０００７】形成されたモノラルの楽音信号はその音高
に基づいて複数系統の何れかに振り分けられる。各系統
には疑似ステレオ手段および楽音定位手段が設けられて
おり、これらの手段はその音高に対応する拡がりと定位
をその楽音に付与する。これにより、例えば、低音にな
るほど左右方向の拡がりを大きくして左側に定位させ、
高域については左右方向の拡がりを小さくして右側に定
位させるようにしておけば、生ピアノの響板の共鳴をシ
ミュレート出来るなど楽音の自然な拡がり感をシミュレ
ートすることができる。

【０００８】

【実施例】図１はこの発明の実施例である電子楽器のブ
ロック図である。この電子楽器は鍵盤を備えた電子鍵盤
楽器であり、鍵盤の操作によって所定の音高の楽音を発
音する。出力回路は左右（Ｌ，Ｒ）２チャンネルのステ
レオ回路であり、楽音信号はその音高に基づいて左右方
向（スピーカの並び方向）に所定の拡がりを与えられ所
定の位置に定位される（図２参照）。

【０００９】この電子楽器の動作はＣＰＵ１０によって
制御される。ＣＰＵ１０はバス１１を介してＲＯＭ１
２，ＲＡＭ１３，鍵盤インタフェース１４，インタフェ
ース１６および音源１９に接続されている。ＲＯＭ１２
にはこの電子楽器の動作を制御するためのプログラムや
図２（Ｂ）の定位チャンネルテーブルが記憶されてい
る。ＲＡＭ１３には各種のレジスタが設定される。鍵盤
インタフェース１４には鍵盤回路１５が接続されてい
る。鍵盤回路１５は鍵盤の演奏操作による各鍵のスイッ
チのオン／オフを検出する。鍵盤インタフェース１４は
各鍵のオン／オフをＣＰＵ１０に出力する。音源１９は
ＣＰＵ１０から入力された発音データに基づいて楽音信
号を形成する。この音源１９は３２の発音チャンネルを
備えたモノラルのサンプリング音源である。形成された
３２チャンネルの楽音信号は順次時分割で出力される。
出力された楽音信号はセレクタ２０を介して複数の音像
定位チャンネルのうち１個のチャンネルに入力される。

【００１０】各音像定位チャンネルはアキュムレータ２
１，疑似ステレオ回路２２および音像定位回路２３から
なっている。アキュムレータ２１は同じ系列に２以上の
楽音が割り当てられたときそれらの振幅値を加算するた
めの回路である。疑似ステレオ回路２２および音像定位
回路２３は図３に示す構成になっている。図３におい
て、疑似ステレオ回路２２は遅延回路３０および左右両
チャンネルのアンプ３１，加算器３２からなっている。
音源１９（セレクタ２０）からの楽音信号は遅延回路３
０で所定時間（２〜４ｍｓ）遅延される。遅延回路３０
からの出力は左右両チャンネルに分岐され、アンプ３１
Ｌ，３１Ｒによって左右独立に増幅される。こののち、
左チャンネルの加算器３２Ｌにおいてはアンプ３１Ｌの
出力が遅延されない楽音信号と加算される。また、右チ
ャンネルの加算器３２Ｒにはアンプ３１Ｒの出力信号が
反転して入力され、遅延されない楽音信号と加算（減
算）される。これにより、同図（Ｂ）のように左右両チ
ャンネルのくし状の周波数特性が相対することになり、
ステレオ信号のように拡がりのある楽音にすることがで
きる。さらに、音像定位回路２３は、遅延回路３３Ｌ，
３３Ｒおよびアンプ３４Ｌ，３４Ｒを有している。遅延
回路３３Ｌ，３３Ｒは左右それぞれの信号を所定時間遅
延したのち出力する。アンプ３４Ｌ，３４Ｒは遅延され
た楽音信号を所定のゲインｋ３，ｋ４にて増幅する。遅
延回路３３Ｌ，３３Ｒの遅延時間を調整することにより
楽音信号に方向性を持たせることができ、アンプ３４
Ｌ，３４Ｒのゲインを調整することにより楽音信号に距
離感を持たせることができる。

【００１１】ここで、図１に示すように音像定位チャン
ネルは複数チャンネル（４チャンネル）設けられてい
る。各チャンネルは図２（Ａ）上段に示すように、低
音，中低音，中高音，高音の各音域を担当し、同図下段
に示す範囲にその音像を定位する。すなわち、低音は左
側に広く定位され、高音域ほど右よりに狭く定位され
る。

【００１２】これは、グランドピアノの楽音が響板に共
鳴して響くときの音の拡がりを模倣したものである。こ
の定位特性を実現するため、前記遅延回路３０，３３
Ｌ，３３Ｒは各チャンネル毎に異なる遅延特性が設定さ
れ、アンプ３１Ｌ，３１Ｒ，３４Ｌ，３４Ｒにはぞれぞ
れ異なるゲインｋが設定される。

【００１３】音源１９が楽音信号を形成してセレクタ２
０に入力すると、セレクタ２０はその音高に基づいて楽
音信号を所定の音像定位チャンネルに振り分ける。楽音
信号をどの音像定位チャンネルに振り分けるかを指示す
る定位チャンネルセレクトデータがシフトレジスタ１７
から入力される。シフトレジスタ１７にはインタフェー
ス１６を介してＣＰＵ１０から定位チャンネルセレクト
データが入力される。

【００１４】すなわち、鍵盤回路１５によって楽音の発
音が指示されたとき、ＣＰＵ１０はその楽音信号を形成
するための発音チャンネル（音源１９）を割り当てると
ともに、その楽音の音高に対応する定位チャンネルセレ
クトデータが、楽音信号が音源１９（割り当てられた発
音チャンネル）から出力される時分割タイミングに一致
してセレクタ２０に入力されるようシフトレジスタ１７
にセットする。シフトレジスタ１７は音源１９の時分割
タイミングに同期して各発音チャンネルの定位チャンネ
ルセレクトデータを出力する。

【００１５】図１において、各音像定位チャンネルから
出力された２チャンネルの楽音信号は加算器２４Ｌ，２
４Ｒにおいて左右チャンネル別々に加算される。加算さ
れた左右チャンネルの信号はクロストークキャンセル回
路２５に入力される。クロストークキャンセル回路２５
を図４に示す。クロストークキャンセル回路２５は、左
右チャンネルの楽音をスピーカで出力したとき定位が不
明確になるのを補正するための回路である。すなわち、
左右チャンネルの楽音をスピーカから出力したとき、聴
取者の耳には反対側のスピーカの楽音も到達するため
（クロストーク）、左右チャンネルの位相差，振幅差等
による定位が不明確になるが、反対側のスピーカから到
達する不要音と逆位相の波形信号を右側のスピーカから
出力することによりこれをキャンセルするためのもので
ある。このため、左側の楽音信号がディレイ回路４０Ｌ
で遅延され、アンプ４１Ｌで増幅（減衰）された信号を
逆位相にして加算器４２Ｒにおいて右チャンネルの楽音
信号と加算される（減算される）。ディレイ回路４０Ｌ
は左スピーカから出力された不要音が右耳に到達するま
での時間と右スピーカから出力された補償音を含む有効
音が右耳に到達するまでの時間の差だけ遅延する。アン
プ４１Ｌは左スピーカから右耳に回り込むときの楽音の
減衰量と同じだけ信号を減衰させる。右チャンネルの楽
音信号についても同様に、遅延回路４０Ｒ，アンプ４１
Ｒによって遅延，減衰されたのち加算器４２Ｌにおいて
左チャンネルの楽音信号から減算される。これにより、
不要音と同レベルで逆相の補償音が有効音に含まれて同
時に耳に到達しクロストークをキャンセルすることがで
きる。

【００１６】図５は同電子楽器の動作を示すフローチャ
ートである。電源投入と同時にイニシャライズ動作を実
行する（ｎ１）。イニシャライズ動作とはレジスタのリ
セットやプリセット音色データの音源１９への送出等で
ある。こののち押鍵（ｎ２）または離鍵（ｎ６）の有無
を判断する。押鍵があったときには、この押鍵に対応す
る楽音を発音するための発音チャンネルを割り当て（ｎ
３）、この楽音のキーコード（音高）に応じた定位チャ
ンネルセレクトデータを定位チャンネルテーブル（図２
（Ｂ))から読み出して発音チャンネルに対応するシフト
レジスタ１７のアドレスに書き込む（ｎ４）。すなわち
発音チャンネルが時系列に出力する楽音信号と同期して
その発音チャンネルに対応する定位チャンネルセレクト
データを出力するようにセットする。シフトレジスタ１
７はクロック信号に基づき音源１９に同期してデータを
出力する。つぎに、音源１９の発音チャンネルにキーコ
ード，ベロシティおよびキーオン信号の発音データを送
って楽音信号を形成させる（ｎ５）。一方、離鍵があっ
た場合には（ｎ６）、キーオフ処理を実行する（ｎ
７）。キーオフ処理とは音源１９の対応する発音チャン
ネルにキーオフ信号を送り、シフトレジスタ１７にセッ
トされている定位チャンネルデータをリセットする等の
動作である。こののち、マスタボリューム処理等のその
他処理を実行する（ｎ８）。以上の動作を繰り返し実行
する。

【００１７】これにより、モノラル音源であっても楽音
の音高に合わせて音像の拡がりや定位を異ならせること
ができる。

【００１８】なお、上記実施例では音像定位チャンネル
の振り分けを押鍵によって指示されたキーコードに基づ
いて行っているが、入力された楽音信号をローパスフィ
ルタやバンドパスフィルタでろ波し、各周波数成分毎に
定位・拡がりを異ならせるようにしてもよい。このよう
な電子楽器の一部構成を図６に示しておく。

【００１９】また、上記実施例では、音像定位チャンネ
ルを４チャンネルとしたがチャンネル数はこれに限らな
い。

【００２０】

【発明の効果】この発明によれば、形成された楽音信号
を音域によって振り分け、それぞれの音域について２つ
の発音手段の並び方向の拡がりを異にし、また、定位を
異にしたことにより、モノラル音源でも自然楽器に近い
音場を得ることができる。また、ステレオ音源に比べて
波形メモリ容量を半減，発音チャンネル数を２倍確保で
きる利点も生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例である電子楽器のブロック図

【図２】同電子楽器音像定位方式および定位チャンネル
テーブルを示す図

【図３】同電子楽器の疑似ステレオ回路および音像定位
回路の構成を示す図

【図４】同電子楽器のクロストークキャンセル回路の構
成を示す図

【図５】同電子楽器の動作を示すフローチャート

【図６】この発明の電子楽器の他の実施例を示す図

【符号の説明】

２２−疑似ステレオ回路 ２３−音像定位回路

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−103900（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−102397（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−132493（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−121790（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−62022（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−94895（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−49397（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−149996（ＪＰ，Ｕ) 特公 平２−63253（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭55−51190（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G10H 1/00 - 7/12 H04S 1/00 - 7/00 G10K 15/00 - 15/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の音高の楽音を発音するよう指示す
   る演奏手段と、 指示された音高でモノラルの楽音信号を形成する楽音形
   成手段と、 形成された楽音信号をその音高に基づいて複数系統のう
   ちいずれか１つの系統に入力する振り分け手段と、 ２つの発音手段と、 各系統毎に設けられ、前記モノラルの楽音信号である直
   接信号および該直接信号を遅延した遅延信号を加算した
   加算信号と、前記直接信号および前記遅延信号を減算し
   た減算信号とを出力する疑似ステレオ手段と、 前記加算信号を一方の発音手段に供給するとともに、前
   記減算信号を他方の発音手段に供給することにより楽音
   を定位させる音像定位手段と、 を備えた電子楽器。