JP3324165B2 - 弦シンセサイザ - 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、ピアノ等の弦楽器の
弦に近接して設けたピックアップから拾った信号に信号
処理を行い、再び弦にフィードバックする弦シンセサイ
ザに関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、ギター、ピアノ等の弦楽
器において、ピックアップあるいはマイクロフォン等で
拾った音にさまざまな信号処理を施して、スピーカから
放音し、または、ＣＤ、磁気テープ等の記録媒体に記憶
させることが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の弦楽器では、信号処理を電気的な処理で行うため、
信号処理された音色は自然楽器本来の音色とは異なるも
のとならざるを得ず、聴き手に不自然な印象を与えるこ
とがあった。また、弦を弾いてから以後、振動が逐次減
衰するため、音量も減衰し、このため、発音時間の長さ
をコントロールできず、エンベロープ制御も行うことが
できなかった。

【０００４】この発明は上述した事情に鑑みてなされた
もので、従来の信号処理による不自然な音色変化を防
ぎ、自然楽器に近い音を発生することができると共に、
さらに、自由なエンベロープをつけ、あるいは減衰時間
を制御する等、従来の弦楽器では不可能な処理を可能と
した全く新たな弦シンセサイザを提供することを目的と
している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、弦の振動を検出する検出手段と、パラメータを供給
するパラメータ供給部と、前記パラメータ供給部から供
給されたパラメータに基づいて、エンベロープデータを
生成するエンベロープデータ生成手段と、少なくとも、
前記エンベロープデータ生成手段によって生成されたエ
ンベロープデータに基づいて、前記検出手段の出力信号
を信号処理する信号処理手段と、前記信号処理手段の信
号処理に基づいて、弦を駆動する駆動手段とを具備して
なる弦シンセサイザである。

【０００６】

【作用】上記の構成において、検出手段によって検出さ
れた振動は、信号処理手段によって処理される。そし
て、この処理された信号によって弦が駆動され、この弦
の振動によって音が発生する。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。図１はこの発明の第１の実施例の要部の
構成を示すブロック図である。この図において、１はピ
アノの弦であり、鉄で形成され、図示しないハンマで打
弦することにより振動し、楽音が発せられる。２は上記
弦１の振動を電気信号に変換するピックアップ（ＰＵ）
であり、その出力信号はＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）
変換器３へ出力される。Ａ／Ｄ変換器３は、上記電気信
号をデジタル信号に変換し、ノンリニア（Ｎｏｎ Ｌｉ
ｎｅａｒ）回路４へ出力する。

【０００８】ノンリニア回路４は楽音信号を歪ませ、高
調波成分を付加するための回路であり、例えば非線形テ
ーブルが用いられる。このノンリニア回路４の出力はイ
コライザ （ＥＱ）回路５へ出力される。イコライザ回
路５は周波数コントロールを行う回路であり、特定の周
波数の信号成分を増大させ、あるいは減衰させて、ディ
レイ（Ｄｅｌａｙ）回路６へ出力する。

【０００９】ディレイ回路６はイコライザ回路５の出力
を一定時間遅延させてエフェクタ（Ｅｆｆｅｃｔｏｒ）
回路７へ出力する。エフェクタ回路７は楽音信号にリバ
ーブ（残響音）効果やコーラス効果（合唱のような効
果）を付与する回路であり、その出力は乗算器８へ出力
される。 ＥＧ（エンベロープジェネレータ）９は外部
から供給されるパラメータに基づいてエンベロープデー
タを作成し、乗算器８へ出力する。

【００１０】乗算器８は上述したエフェクタ回路７の出
力とＥＧ９から出力されるエンベロープデータとを乗算
し、乗算結果をＤ／Ａ（デジタル／アナログ）変換器１
１へ出力する。Ｄ／Ａ変換器１１は乗算器８の出力をア
ナログ信号に変換し、増幅器１２へ出力する。増幅器１
２はＤ／Ａ変換器１１の出力を増幅し、ドライバ１４へ
供給する。ドライバ１４は鉄心を有する電磁コイルによ
って構成されており、その鉄心が弦に近接して配置され
ている。これにより、増幅器１２の出力によってドライ
バ１４が駆動されると、ドライバ１４の鉄心に発生する
交流磁界によって弦１が振動する。この振動と打弦によ
る弦の振動とにより音が発生する。

【００１１】また、上記ドライバ１４の弦１を挟んで対
抗する位置にピックアップ１５が配置されている。この
ピックアップ１５により、弦の振動が電気信号に変換さ
れて外部に出力され、放音あるいは記録される。また、
上述した各回路３〜６及び８の出力は、外部から供給さ
れるパラメータに基づきミキサ回路１０によって適宜混
合されて、楽音信号として出力され、放音あるいは記録
される。また、上述した各回路４、５、６、７、９には
各々外部からパラメータが供給され、各回路はこのパラ
メータに基づいて各種の処理を行う。なお、パラメータ
については後に詳述する。そして、上述した回路３〜１
２によって信号処理回路１３が構成されている。 な
お、図１に示される各構成のうちの弦１を除く構成は、
自然楽器のグランドピアノあるいはアップライトピアノ
に付加されて設けられている。上記構成によれば、一旦
信号処理された音が再び弦に戻され、この弦の振動に基
づいて音が発生する。すなわち、信号処理した楽音信号
をそのままスピーカへ供給して発音させると、電気処理
による波形歪がそのまま音として発音されてしまうが、
このように弦に戻すと、弦が一種のフィルタとして作用
し、電気処理による不自然な歪が減衰され、一方、ピア
ノ音に特徴づけられる周波数成分は強調され、極めて好
ましい音を得ることができる。

【００１２】図２は図１に示す信号処理回路１３を用い
た８８鍵のピアノシンセサイザの構成を示すブロック図
である。この図において、２０は８８鍵の鍵盤であり、
キーオン／オフを検出するセンサ、押鍵速度検出セン
サ、アフタタッチセンサ等のセンサ２１が各鍵に対応し
て設けられている。２２はインターフェース（Ｉ／Ｆ）
であり、各鍵に対応して設けられたセンサ２１の出力信
号をスキャンして、各キーのオン／オフ状態、押鍵速
度、アフタタッチ等を検出し、この検出結果に基づき、
キーコードＫＣ、キーオン信号ＫＯＮ、押鍵速度データ
Ｖｅｌ、アフタタッチデータＡＴを各々形成して出力す
る。

【００１３】２３は信号処理ｃｈ割当部であり、インタ
ーフェイス２２から出力されるキーコードＫＣおよびキ
ーオン信号ＫＯＮに基づいてオン状態にされたキーを検
知し、同キーの楽音信号の処理を信号処理部２８内の１
６の信号処理チャンネルのいずれかに割り当てる処理を
行い、該キーのキーコードＫＣおよび割り当てたチャン
ネル番号を示すチャンネルデータＣＤを出力する。な
お、割当方式は後着優先方式である。

【００１４】２４はパラメータ供給部であり、インター
フェイス２２から供給される押鍵速度データＶｅｌ、ア
フタータッチデータＡＴおよび図示しないパラメータ形
成回路から出力されるペダルスイッチデータ、ホイール
データ等に基づいてパラメータを形成し、信号処理部２
８内の１６の信号処理チャンネルへ供給する。信号処理
部２８は図１に示す信号処理回路１３が１６回路設けら
れている。すなわち、１６の信号処理チャンネルは各々
図１の信号処理回路１３によって構成されている。ま
た、信号処理部２８は、図示せぬスイッチの設定操作に
応じて発生するパラメータに基づき、信号処理回路１３
を構成する各回路の出力を混合して楽音信号として外部
に出力する。

【００１５】分配部２５はスイッチング回路であり、各
弦１に対応して設けられた８８個のピックアップ２（図
１）の出力のうち、信号処理ｃｈ割当部２３から出力さ
れるキーコードＫＣが指示する弦のピックアップ２の出
力を、信号処理部２８内の、チャンネルデータＣＤが指
示する信号処理回路１３の入力端に接続する。同様に、
分配部２６もスイッチング回路であり、チャンネルデー
タＣＤが指示する信号処理回路１３の出力を、キーコー
ドＫＣが指示する弦１に対応して設けられたドライバ１
４に接続する。

【００１６】次に、上記構成による動作について説明す
る。まず、鍵盤２０のいずれかの鍵がオンとされると、
インターフェース２２によって、オンとされた鍵に対応
するセンサ２１の出力が読み込まれ、キーコードＫＣ、
キーオン信号ＫＯＮが信号処理ｃｈ割当部２３へ出力さ
れ、また、押鍵速度データＶｅｌ、アフタタッチデータ
ＡＴが、パラメータ供給部２４へ出力される。

【００１７】信号処理ｃｈ割当部２３は、キーコードＫ
Ｃおよびキーオン信号ＫＯＮを受け、キー割り当てを行
い、同キーコードＫＣおよび割り当てに基づくチャンネ
ルデータＣＤを出力する。パラメータ供給部２４は押鍵
速度データＶｅｌ、アフタタッチデータＡＴ等に基づい
てパラメータを形成し、信号処理部２８内の、上記チャ
ンネルデータＣＤが指示する信号処理回路１３へ出力す
る。一方、分配部２５は、オンとされた鍵に対応して設
けられたピックアップ２の出力信号をチャンネルデータ
ＣＤが指示する信号処理回路１３へ出力し、また、分配
部２６は同チャンネルデータＣＤが指示する信号処理回
路１３の出力端をキーコードＫＣが指示する弦１に対応
して設けられたドライバ１４に接続する。

【００１８】この結果、オンとされた弦のピックアップ
２の出力が信号処理回路１３によって処理され、この処
理された信号によってドライバ１４が駆動され、このド
ライバ１４によって弦１が駆動される。すなわち、弦１
が信号処理された信号によって駆動され、これにより、
発生楽音に種々の効果あるいはエンベロープが付与され
る。また、発生楽音は弦１の振動によって発生するの
で、弦１が有する固有の振動周波数の信号は強調され、
一方、それ以外の周波数の信号は減衰される。

【００１９】図３はこの発明の第２の実施例の構成を示
すブロック図である。この図において、図１と異なる点
は、ドライバ１４が取り除かれて信号処理回路１３の出
力が弦１の一端と接続され、弦１の他端が接地されてい
る点である。このように、信号処理回路１３の出力を弦
１に流して弦１を直接駆動し、ピックアップ２の出力を
制御するようにしてもよい。

【００２０】なお、第１の実施例において、信号処理回
路１３から出力される信号は、打鍵のあった弦１に対応
するドライバ１４に供給されるが、それに限らず他の弦
に対応するドライバへ供給しても良く、また、複数のド
ライバに供給しても良い。また、ダンパーペダルを踏ま
ないと押鍵中の弦以外はダンプされて振動しないため、
ダンパーペダルが踏まれた時にのみ他の弦をドライブす
るようにしても良い。また、１つの鍵に対応するピアノ
の弦は通常複数あるが、この場合、弦の数に対応させて
センサやドライバを設けても良い。さらに、上述した実
施例においては、ピアノに本発明を適用する例を示した
が、これに限らず、弦楽器であれば、どのような楽器で
も良い。

【００２１】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明によれ
ば、弦の振動を検出する検出手段と、パラメータを供給
するパラメータ供給部と、前記パラメータ供給部から供
給されたパラメータに基づいて、エンベロープデータを
生成するエンベロープデータ生成手段と、少なくとも、
前記エンベロープデータ生成手段によって生成されたエ
ンベロープデータに基づいて、前記検出手段の出力信号
を信号処理する信号処理手段と、前記信号処理手段の出
力信号に基づいて、弦を駆動する駆動手段とを具備して
なるので、電気処理による不自然な歪が減衰される。ま
た、この発明によれば、自然楽器の音に効果を付け、あ
るいは減衰時間を大とし、あるいはエンベロープを付け
る等の種々の処理を施すことが可能となり、いわば従来
にない新しい楽器を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例の構成を示すブロック
図である。

【図２】 図１の構成を用いた８８鍵のピアノシンセサ
イザの構成を示すブロック図である。

【図３】 本発明の第２の実施例の構成を示すブロック
図である。

【符号の説明】 ２ … … ピックアップ、１３ … … 信号処理回路、１
４… … ドライバ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弦の振動を検出する検出手段と、 パラメータを供給するパラメータ供給部と、 前記パラメータ供給部から供給されたパラメータに基づ
   いて、エンベロープデータを生成するエンベロープデー
   タ生成手段と、 少なくとも、前記エンベロープデータ生成手段によって
   生成されたエンベロープデータに基づいて、前記検出手
   段の出力信号を信号処理する信号処理手段と、 前記信号処理手段の信号処理に基づいて、弦を駆動する
   駆動手段と を具備してなる弦シンセサイザ。