JP3586030B2 - ステレオ楽音制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、広がり感のある残響音を生成する楽音制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の２チャンネルのステレオサウンドシステムにおいては、音像を形成するために右音源の楽音波形データＳＲと左音源の楽音波形データが生成される。そして、図８に示すように右音源の楽音波形データＳＲは、右音源用の残響装置２０Ｒによって残響音データが付加され、右音源用のサウンドシステム２１Ｒへ送られる。また、左音源の楽音波形データＳＬは、左音源用の残響装置２０Ｌによって残響音データが付加され、左音源用のサウンドシステム２１Ｌへ送られる。このようなステレオ残響音を生成する装置は、特開昭５７−１１６５００号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来装置では、右音源用の残響装置２０Ｒと左音源用の残響装置２０Ｌとが互いに独立しており、右音源用のサウンドシステム２１Ｒからは右音源の楽音とその残響音が発音され、左音源用のサウンドシステム２１Ｌからは左音源の楽音とその残響音が発音される。このため、右音源の残響音は右に偏り、左音源の残響音は左に偏って、左右の広がり感が十分に得られない。
【０００４】
例えばピアノを弾く場合に、低音（高音）は奏者の左方向（右方向）から発音されるから、直接音は奏者の左耳（右耳）に大きなレベルで到達する。また、この低音の残響音は奏者の周囲の壁に複雑に反射して左右の耳へ到達する。すなわち、奏者の左方（右方）の壁に反射した楽音の一部は奏者の左耳（右耳）に到達し、他の一部は奏者の右方（左方）の壁へ到達してさらに反射されて奏者の右耳（左耳）に到達する。
【０００５】
ところが、上記従来装置では右音源用の残響装置２０Ｒによって生成される残響音と、左音源用の残響装置２０Ｌで生成される残響音とは互いに独立している。このため、上記従来装置では、右音源の残響音が奏者の右側において複数回反射する残響音と、左音源の残響音が奏者の左方において複数回反射する残響音が生成されるに過ぎない。すなわち、上記のように奏者の左方（右方）の壁に反射されて右方（左方）の壁へ至り、さらに反射されて奏者の右耳（左耳）に到達するような反射音を作り出すことができない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、音像を形成するための処理が施された複数の楽音データを複数の楽音合成手段によって合成し、それぞれの楽音合成手段から出力された合成楽音データに残響音を付加するようにしたものである。また、上記複数の楽音データとして、各楽音データ独自の初期反射音が付加された楽音データと、他の楽音データに与える初期反射音が付加された楽音データが生成されても良い。
【０００７】
【作用】
例えば、ステレオサウンドシステムにおいて、右音源用のサウンドシステムから左音源の残響音が遅延されて発音され、左音源用のサウンドシステムから右音源の残響音が遅延されて発音される。これにより、残響音の広がり感が向上し、より自然音に近い残響効果を得ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
１．全体回路
図１は左右２チャンネルのステレオサウンドを発音する電子楽器の全体回路を示す。キーボード１の各キーは、楽音の発音／消音の操作を行うものであり、キーボードスキャン回路２によってスキャンされ、キー操作、すなわちキーオン、キーオフを示すデータが検出され、ＣＰＵ５によってＲＡＭ６に書き込まれる。そして、それまでＲＡＭ６に記憶されていた各キーのオン、オフの状態を示すデータと比較され、各キーのオンイベント、オフイベントの判別が、ＣＰＵ５によって行われる。これにより、オン／オフに係るキーのポジションが検出される。また、スキャンは周期的に行われるので、キーのオン／オフのタイミングも検出される。なお、上記キーボード１は、電子弦楽器、電子管（リード）楽器、電子打（パッド）楽器、コンピュータのキーボード等で代用される。このキーボード１とキーボードスキャン回路２では、キーオン、キーオフ、音高の検出のほか、打鍵の遅速または強弱（タッチ）が検出されてタッチデータとしてＣＰＵ５へ送られる。
【０００９】
パネルスイッチ群３の各スイッチは、パネルスキャン回路４によってスキャンされる。このスキャンにより、各スイッチのオン、オフを示すデータが検出され、ＣＰＵ５によってＲＡＭ６に書き込まれる。そして、それまでＲＡＭ６に記憶されていた各スイッチのオン、オフの状態を示すデータと比較され、各スイッチのオンイベント、オフイベントの判別が、ＣＰＵ５によって行われる。
【００１０】
上記キーオン、キーオフ、オンイベント、オフイベント、各スイッチのオンイベント、オフイベントのデータは、ＭＩＤＩ（ミュージカル・インスツルメント・デジタル・インターフェイス）回路（図示略）を介して、他の処理装置（電子楽器）からも発生され受け取られ、または他の処理装置（電子楽器）へも発生され送られる。
【００１１】
上記パネルスイッチ群３の各スイッチのオン／オフに応じた楽音制御信号と、上記キーボード１の各キーのオン／オフに応じた楽音データは、楽音発生システム８へ送られる。この楽音発生システム８では、楽音データに応じた楽音波形データを生成して、この楽音波形データから右音源の楽音波形データと左音源の楽音波形データを発生させる。さらに、右音源の楽音波形データと左音源の楽音波形データに初期反射音データを付加して、複数の楽音波形データを生成する。
【００１２】
楽音発生システム８によって生成された複数の楽音波形データは、右音源用の残響装置１０Ｒと左音源用の残響装置１０Ｌへ送られる。そして、右音源用の残響装置１０Ｒへ送られた複数の楽音波形データは、残響装置１０Ｒ内において合成された後、残響音が付加されて右音源用のサウンドシステム１１Ｒへ送られる。また、左音源用の残響装置１０Ｌへ送られた複数の楽音波形データは、残響装置１０Ｌ内において合成された後、残響音が付加されて左音源用のサウンドシステム１１Ｌへ送られる。サウンドシステム１１Ｒ、１１Ｌは、Ｄ−Ａ変換器で楽音の波形データをアナログ信号に変換し、増幅器で増幅したのちスピーカから可聴音として楽音を発音する。
【００１３】
２．データテーブル１６（ＲＯＭ７）
ＲＯＭ７内には図２に示すようなディレイタイムデータＤＴ１〜ＤＴ６と減衰率データＡ〜Ｆのデータテーブル１６が記憶されている。これらのデータは、音楽的ファクタ毎、及び発音開始からの経過時間毎、エンベロープレベルまたはエンベロープフェーズ毎に多層的に記憶されている。また、０＜Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ＜１である。なお、減衰率は入力レベルに対する出力レベルの変化率でも良い。これら各データＤＴ１〜６、Ａ〜Ｆの各値は何れかが同じであっても良いし、全て異なっていても良い。
【００１４】
上記発音経過時間は音長を表し、発音開始（キーオン）からの経過時間、エンベロープ等である。音楽的ファクタは、音高的ファクタ、音色的ファクタ、タッチ的ファクタ、パート的ファクタ、エフェクト的ファクタ、リズム的ファクタ、クオンタイズ情報、音像情報（ステレオ的ファクタ）、変調情報、テンポ情報、音量情報、フォルマント情報、またはエンベロープ情報（エンベロープレベル）等である。
【００１５】
上記音高的ファクタは、例えば音高、音域等である。上記音色的ファクタは、例えば楽器（ピアノ、バイオリン、フルート、ドラム等）の種類、高調波成分、ノイズ成分、楽音波形の形状（正弦波、三角波、鋸波、またはピアノの楽音波形やフルートの楽音波形等の楽器の種類に応じた楽音波形等）等である。上記タッチ的ファクタは、例えばキー操作の速さまたは強さ、イニシャルタッチ、アフタータッチ、ベロシティ等である。上記パート的ファクタは、具体的には、メロディ、伴奏、コード、ベース等の演奏パート、楽器の種類等の楽器的ファクタに応じた楽音パート、ピアノの上鍵盤、下鍵盤、足鍵盤のように楽器の部分に応じた楽器パートである。また、上記音像情報（ステレオ的ファクタ）は、音像ポジションを決めるデータであって、例えば各チャンネルの楽音のレベルを設定するレベル設定データ、各チャンネルの楽音の位相を設定する位相設定データであって、これらのデータによって音像の位置（方向）、大きさ等が設定される。
【００１６】
３．データテーブル１７（ＲＯＭ７）
また、ＲＯＭ７内には、音像形成データのデータテーブル１７が記憶されている。この音像形成データは、例えば図３に示すように、左右の音源の楽音波形データの減衰比と音像ポジションとを対応させるデータである。左右の音源の楽音波形データの減衰比は（右音源の楽音波形データの減衰率）／（左音源の楽音波形データの減衰率）である。この減衰比が「１」のときには音像ポジションは中央にあり、１より大きいときには音像ポジションが右方へ移動し、１より小さいときには音像ポジションが左方へ移動する。
【００１７】
減衰比と音像ポジションとの関係は種々設定可能である。例えば、図３に実線で示された曲線Ｐ１のような特性の場合には、減衰比の変化に対して音像ポジションの変化は緩やかである。また、図３に破線で示された折れ線Ｐ２のような特性の場合には、減衰比が一定以上または一定以下になると音像ポジションの移動が緩やかになる。また、図３に一点鎖線で示された直線Ｐ３のような特性であれば、減衰比の変化に比例して音像ポジションが左右に移動する。
【００１８】
さらに、音像形成データは、図４に示すように、左右の音源の楽音波形データの遅延比と音像ポジションとを対応させるデータでも良い。左右の音源の楽音波形データの遅延比は（左音源の楽音波形データの遅延率）／（右音源の楽音波形データの遅延率）である。この遅延比が「１」のときには音像ポジションは中央にあり、１より大きいときには音像ポジションが右方へ移動し、１より小さいときには音像ポジションが左方へ移動する。
【００１９】
遅延比と音像ポジションとの関係は種々設定可能である。例えば、図４に実線で示された曲線Ｐ４のような特性の場合には、遅延比の変化に対して音像ポジションの変化は緩やかである。また、図４に破線で示された折れ線Ｐ５のような特性の場合には、遅延比が一定値以上または一定値以下になると音像ポジションの移動が緩やかになる。また、図４に一点鎖線で示された直線Ｐ６のような特性であれば、遅延比の変化に比例して音像ポジションが左右に移動する。
【００２０】
この図３及び図４では、音像が中央のとき、左右の減衰比と遅延比は同じである。音像が左へ寄ると左音源の減衰率は右音源の減衰率より大きくなり、音像が右へ寄ると左音源の減衰率は右音源の減衰率より小さくなる。また、音像が左へ寄ると左音源の遅延率は右音源の遅延率より小さくなり、音像が右へ寄ると左音源の遅延率は右音源の遅延率より大きくなる。なお、この減衰率（減衰量）及び遅延率（遅延量）の変化は、上記の変化とは逆にしても良い。
【００２１】
３．第１実施例の楽音発生システム８
図５は楽音発生システム８と残響装置１０Ｒ、１０Ｌを示す。楽音発生システム８は、トーンジェネレータ１２と、パンポット回路１３と、右音源用の初期反射音付加回路１４Ｒと、左音源用の初期反射音付加回路１４Ｌとを備えている。前述のように、トーンジェネレータ１２へは、上記パネルスイッチ群３の各スイッチのオン／オフに応じた楽音制御信号と、上記キーボード１の各キーのオン／オフに応じた楽音データが入力される。
【００２２】
トーンジェネレータ１２には、複数チャンネル分、例えば３２チャンネル分の楽音生成系が時分割処理により生成されており、楽音をポリフォニックに発音させることができる。上記３２チャンネルの楽音生成系は、キーボード１の１つのオンキーに対して２チャンネルずつ割り当てられる。この２チャンネルはステレオ楽音を実現するためのものであり、この２チャンネルのうち一方のチャンネルに右音源の楽音データが割り当てられ、他方のチャンネルに左音源の楽音データが割り当てられる。
【００２３】
これら各チャンネルに割り当てられた各楽音の楽音データに応じて生成された各楽音波形データは、右音源の楽音波形データと左音源の楽音波形データとに分けられ、左右の楽音波形データＳが、それぞれパンポット回路１３へ送られる。トーンジェネレータ１２で生成された楽音の波形データは、自然音における直接音に相当する楽音の波形データである。パンポット回路１３からは右音源の楽音波形データＳＲと左音源の楽音波形データＳＬとが区別されて出力される。パンポット回路１３では、右音源と左音源の楽音波形データのレベル制御（音量制御）または位相制御が行われ、ステレオ楽音化が行われる。そして、右音源の楽音波形データＳＲは右音源用の初期反射音付加回路１４Ｒへ送られ、左音源の楽音波形データＳＬは左音源用の初期反射音付加回路１４Ｌへ送られる。
【００２４】
右音源用の初期反射音付加回路１４Ｒは、２つのディレイ回路３０、３１と２つのクロックジェネレータ４０、４１とレジスタ４４を備えている。同様に、左音源用の初期反射音付加回路１４Ｒは、２つのディレイ回路３２、３３と２つのクロックジェネレータ４２、４３とレジスタ４５を備えている。上記ディレイ回路３０〜３３は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）またはＢＢＤ（Ｂｕｃｋｅｔ Ｂｒｉｇａｄｅ Ｄｅｖｉｃｅ）で構成されている。
【００２５】
ＣＰＵ５によってＲＯＭ７のデータテーブル１６からディレイタイムデータＤＴ１、ＤＴ２と減衰率データＡ、Ｂが読み出されて、右音源用の初期反射音付加回路１４Ｒへ送られる。また、ＣＰＵ５によってＲＯＭ７のデータテーブル１６からディレイタイムデータＤＴ３、ＤＴ４と減衰率データＣ、Ｄが読み出されて、左音源用の初期反射音付加回路１４Ｌへ送られる。これらのディレイタイムデータと減衰率データは、発音経過時間と音楽的ファクタに応じてＲＯＭ７から読み出される。音楽的ファクタ中の音像情報に応じたディレイタイムデータと減衰率データが読み出されるときには、上記データテーブル１７の音像形成データに応じてディレイタイムデータと減衰率データが読み出される。
【００２６】
クロックジェネレータ４０〜４３はプログラマブル・クロックジェネレータである。ＣＰＵ５によってＲＯＭ７から読み出されたディレイタイムデータＤＴ１、ＤＴ２、ＤＴ３、ＤＴ４がプログラムデータとして入力され、これによってクロックジェネレータ４０〜４３からはディレイタイムデータＤＴ１、ＤＴ２、ＤＴ３、ＤＴ４に応じた周期のクロック信号φ１、φ２、φ３、φ４が出力される。レジスタ４４、４５には、ＣＰＵ５によってＲＯＭ７のデータテーブル１６から読み出された減衰率データＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄが記憶され、これらの減衰率データは所定タイミングで乗算器３４〜３７へ送られる。
【００２７】
右音源用の初期反射音付加回路１４Ｒ内のディレイ回路３０は、クロック信号φ１に同期して入力データを遅延させて出力する。このディレイ回路３０の出力データには減衰率データＡが乗じられ、右音源用の残響装置１０Ｒへ送られる。また、ディレイ回路３１は、クロック信号φ２に同期して入力データを遅延させて出力する。このディレイ回路３１の出力データには減衰率データＢが乗じられ、左音源用の残響装置１０Ｒへ送られる。
【００２８】
同様に、左音源用の初期反射音付加回路１４Ｌ内のディレイ回路３２は、クロック信号φ３に同期して入力データを遅延させて出力する。このディレイ回路３２の出力データには減衰率データＣが乗じられ、左音源用の残響装置１０Ｌへ送られる。また、ディレイ回路３３は、クロック信号φ４に同期して入力データを遅延させて出力する。このディレイ回路３３の出力データには減衰率データＤが乗じられ、右音源用の残響装置１０Ｌへ送られる。
【００２９】
４．第１実施例の残響装置１０Ｒ、１０Ｌ
右音源用の残響装置１０Ｒは、加算器５０、ディレイ回路５２、クロックジェネレータ５４及びレジスタ５６を備えている。左音源用の残響装置１０Ｌは、加算器５０、ディレイ回路５３、クロックジェネレータ５５及びレジスタ５７を備えている。ディレイ回路５２、５３は、例えばＣＣＤまたはＢＢＤで構成されている。ＣＰＵ５によってＲＯＭ７のデータテーブル１６からディレイタイムデータＤＴ５と減衰率データＥが読み出されて、右音源用の残響装置１０Ｒへ送られる。また、ＣＰＵ５によってＲＯＭ７のデータテーブル１６からディレイタイムデータＤＴ６と減衰率データＦが読み出されて、左音源用の残響装置１０Ｌへ送られる。
【００３０】
これらのディレイタイムデータと減衰率データは、発音経過時間と音楽的ファクタに応じてＲＯＭ７から読み出される。音楽的ファクタ中の音像情報に応じたディレイタイムデータと減衰率データが読み出されるときには、上記データテーブル１７の音像形成データに応じてディレイタイムデータと減衰率データが読み出される。
【００３１】
クロックジェネレータ５４、５５はプログラマブル・クロックジェネレータである。ＣＰＵ５によってＲＯＭ７から読み出されたディレイタイムデータＤＴ５、ＤＴ６がプログラムデータとして入力され、これによってクロックジェネレータ５４、５５からはディレイタイムデータＤＴ５、ＤＴ６に応じた周期のクロック信号φ５、φ６が出力される。レジスタ５６、５７には、ＣＰＵ５によってＲＯＭ７のデータテーブル１６から読み出された減衰率データＥ、Ｆが記憶され、これらの減衰率データは所定タイミングで乗算器３８、３９へ送られる。
【００３２】
右音源用の残響装置１０Ｒ内の加算器５０は、右音源用の初期反射音付加回路１４Ｒからの楽音波形データＳＲＡと、左音源用の初期反射音付加回路１４Ｌからの楽音波形データＳＬＣとを合成してディレイ回路５２へ送る。ディレイ回路５２は、クロック信号φ５に同期して入力データを遅延させてフィードバックを行う。フィードバックループには乗算器３８が介在されており、フィードバックデータに減衰率Ｅが乗じられ、加算器５０によって入力データに加算される。
【００３３】
同様に、左音源用の残響装置１０Ｌ内の加算器５１は、右音源用の初期反射音付加回路１４Ｒからの楽音波形データＳＲＢと、左音源用の初期反射音付加回路１４Ｌからの楽音波形データＳＬＤとを合成してディレイ回路５３へ送る。ディレイ回路５３は、クロック信号φ６に同期して入力データを遅延させてフィードバックを行う。フィードバックループには乗算器３９が介在されており、フィードバックデータに減衰率Ｆが乗じられ、加算器５１によって入力データに加算される。
【００３４】
５．発音動作
キーボード１のキーが打鍵されると、キーボードスキャン回路２から打鍵されたキーのオンイベント信号がＣＰＵ５へ送られる。ＣＰＵ５は、キーオンイベントがあったキーのキーナンバデータとパネルスキャン回路４から送られるスイッチのオン／オフデータや数値データに応じた楽音制御データをＲＡＭ６から読み出してトーンジェネレータ１２へ送る。トーンジェネレータ１２は、パネルスイッチ群３において設定された音楽的ファクタ及びキーナンバデータに応じた基本楽音波形データをＲＡＭ６から読み出す。そして、この基本楽音波形データにエンベロープを付加したり、楽音制御データに応じた変調を行って波形を整形する等の信号処理を行う。これにより、自然音における直接音に相当する楽音の左右の音源の楽音波形データ、すなわち上記直接音データＳが生成される。この直接音データＳはパンポット回路１３へ送られる。
【００３５】
パンポット回路１３では、パネルスイッチ群３において設定されたまたは自動演奏データ内の音像位置データに応じて、左右の音源の楽音波形データのレベル制御または位相制御が行われる。パンポット回路１３によって生成された右音源の楽音波形データＳＲは右音源用の初期反射音付加回路１４Ｒへ送られ、左音源の楽音波形データＳＬは左音源用の初期反射音付加回路１４Ｌへ送られる。これらステレオシステムのレベル制御または位相制御は特願平３−２０４４０４号の明細書及び図面が参照される。
【００３６】
右音源用の初期反射音付加回路１４Ｒでは、２つのディレイ回路３０、３１によって右音源の楽音波形データＳＲを、異なるディレイタイムＤＴ１、ＤＴ２で遅延させ、さらに異なる減衰率Ａ、Ｂで減衰させる。そして、一方の出力データＳＲＡは右音源用の残響装置１０Ｒへ送られ、他方の出力データＳＲＢは左音源用の残響装置１０Ｌへ送られる。
【００３７】
また、左音源用の初期反射音付加回路１４Ｌでは、２つのディレイ回路３２、３３によって左音源の楽音波形データＳＬを、異なるディレイタイムＤＴ３、ＤＴ４で遅延させ、さらに異なる減衰率Ｃ、Ｄで減衰させる。そして、一方の出力データＳＬＣは右音源用の残響装置１０Ｒへ送られ、他方の出力データＳＬＤは左音源用の残響装置１０Ｌへ送られる。
【００３８】
右音源用の残響装置１０Ｒでは、加算器５０によって楽音波形データＳＲＡとＳＬＣが合成され、この合成された楽音波形データがディレイ回路５２によってディレイタイムＤＴ５毎に繰り返し遅延され、減衰される。また、左音源用の残響装置１０Ｌでは、加算器５１によって楽音波形データＳＬＤとＳＲＢが合成され、この合成された楽音波形データがディレイ回路５３によってディレイタイムＤＴ６毎に繰り返し遅延され、減衰される。そして、右音源用の残響装置１０Ｒからの出力データＳＳＡは右音源用のサウンドシステム１１Ｒへ送られ、左音源用の残響装置１０Ｌからの出力データＳＳＢは左音源用のサウンドシステム１１Ｌへ送られる。
【００３９】
上記楽音波形データＳＲＡは右音源の楽音が演奏者または聴者の右方で反射された初期反射音に相当し、上記楽音波形データＳＲＢは右音源の楽音が演奏者または聴者の左方で反射された初期反射音に相当する。また、上記楽音波形データＳＬＣは左音源の楽音が演奏者または聴者の左方で反射された初期反射音に相当し、上記楽音波形データＳＬＤは左音源の楽音が演奏者または聴者の右方で反射された初期反射音に相当する。そして、上記楽音波形データＳＳＡは右音源と左音源が演奏者または聴者の右方で反射された初期反射音が、演奏者または聴者の右方で何度も反射されて右耳に到達する残響音に相当する。また、上記楽音波形データＳＳＢは右音源と左音源が演奏者または聴者の左方で反射された初期反射音が、演奏者または聴者の左方で何度も反射されて左耳に到達する残響音に相当する。
【００４０】
このように本実施例では、右音源の初期反射音成分を左音源用の残響装置１０Ｌへ送って左音源の残響音を生成し、左音源の初期反射音成分を右音源用の残響装置１０Ｒへ送って、右音源の残響音を生成する。これによって、本実施例では、演奏者または聴者の右側で発音された右音源の楽音と演奏者または聴者の左側で発音された左音源の楽音とが、左右の壁で反射してできる初期反射音、及びこの初期反射音がさらに左右の壁で複雑に反射してできる後期残響音が生成され、残響効果の左右の広がり感を高めることができる。また、ディレイタイムＤＴ１〜ＤＴ６、及び減衰率Ａ〜Ｆが変えられることによって、左右の広がり感および音像位置を細かく変えることができる。
【００４１】
６．第２実施例の楽音発生システム８と残響装置１０Ｒ、１０Ｌ
図６に示すように、第２実施例の楽音発生システム８では、第１実施例におけるディレイ回路３１、３２と、クロックジェネレータ４１、４２が省略されている。また、本実施例の残響装置１０Ｒ、１０Ｌでは、第１実施例におけるフィードバックループが省略され、乗算器３８、３９と、レジスタ５６、５７が省略されている。この他の構成部分は第１実施例と同じである。
【００４２】
本実施例では、右音源用の初期反射音付加回路１４Ｒによって付加される初期反射音成分は、一つのディレイ回路３０による遅延処理によって生成される。同様に、左音源用の初期反射音付加回路１４Ｌによって付加される初期反射音成分は、一つのディレイ回路３３による遅延処理によって生成される。そして、左右の残響装置１０Ｒ、１０Ｌでは、フィードバックが行われず、入力データには一回の遅延処理によって生成される残響音が付加される。
【００４３】
従って、本実施例では第１実施例よりも左右の広がり感の可変範囲が限定されるが、遅延処理量が減少するので、コスト減少が可能になる。なお、左右の残響装置１０Ｒ、１０Ｌは第１実施例と同様にフィードバック式のディレイ回路としても良い。
【００４４】
７．第３実施例の楽音発生回路路８と残響装置１０Ｒ、１０Ｌ
図７に示すように、第３実施例の楽音発生システム８では、第２実施例におけるディレイ回路３０、３３と、クロックジェネレータ４０、４３が省略されている。また、トーンジェネレータ１２とパンポット回路１３の間にディレイ回路６０が挿入されている。この他の構成部分は第２実施例と同じである。ディレイ回路６０は、例えばＣＣＤまたはＢＢＤで構成されている。
【００４５】
本実施例では、第２実施例では左右別々に行われている遅延処理がパンポット回路１３の前で行われることによって、初期反射音付加処理が左右の音源の楽音波形データＳについて同じ条件で行われる。従って、遅延処理量が減少するので、コスト減少が可能になる。なお、左右の残響装置１０Ｒ、１０Ｌは第１実施例と同様にフィードバック式のディレイ回路としても良い。
【００４６】
８．変形例
なお、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、残響音には、後期残響音のほかに、初期反射音が含まれる。また、本発明がステレオシステムに適用される場合には、ステレオチャンネル数は左右の２チャンネルに限られず、左右上下前後等の３チャンネル以上であっても良い。また、本発明はモノラルシステムにも適用できる。また、遅延時間を決定するためのクロックジェネレータ４０〜４３、５４、５５は、左右の初期反射音付加回路１４Ｒ、１４Ｌまたは残響装置１０Ｒ、１０Ｌについて共通のものとしても良い。同様に、減衰率データを供給するためのレジスタ４４、４５、５６、５７も、左右の初期反射音付加回路１４Ｒ、１４Ｌまたは残響装置１０Ｒ、１０Ｌについて共通のものとしても良い。
【００４７】
また、上記実施例では楽音波形データＳＲＡとＳＬＣ、楽音波形データＳＲＢとＳＬＤの合成が加算器５０、５１によって行われているが、他の合成手段、例えば、加算以外の演算または混合等によって行われても良い。さらに、上記ディレイタイムＤＴ１〜ＤＴ６は互いに異なっていても良いし、一部または全部が等しくても良い。
【００４８】
また、上記ディレイタイムＤＴ１〜ＤＴ６、または減衰率Ａ〜Ｆの値を可変としても良い。例えばパネルスイッチ群３にツマミ、スイッチ、ベンダー、テンキー等のエフェクト量の設定手段が設けられ、この設定手段がマニュアル操作されることによって入力されたエフェクト量に応じてディレイタイムＤＴ１〜ＤＴ６及び減衰率Ａ〜Ｆの値が可変設定される。また、上記楽音発生システム８または残響装置１０Ｒ、１０Ｌは、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）またはマイクロコンピュータＬＳＩに置き換えられても良く、上記の動作をソフトウェアによる処理によって行っても良い。
なお、出願当初の特許請求の範囲は以下の通りであった。
［１］楽音データを発生する少なくとも１つの楽音発生手段と、 この楽音発生手段から発生された楽音データにつき音像を形成するための音像形成データを発生する音像形成データ発生手段と、 この音像形成データ発生手段から発生された音像形成データに基づいて、上記楽音発生手段から発生された楽音データに対して音像を形成する制御を行って、複数の楽音データを発生する音像制御手段と、 この音像制御手段から発生された複数の楽音データを合成する複数の楽音合成手段と、 この複数の楽音合成手段それぞれから出力された合成楽音データに残響音を付加する残響音付加手段とを備えたことを特徴とする楽音制御装置。
［２］上記楽音発生手段は、楽音データを発生するとともに、発生された楽音データに反射音を付加し、この楽音発生手段は、入力される楽音データを１回または繰り返し遅延させて反射音を生成し、これにより上記楽音制御装置は反射音生成機能を有することを特徴とする請求項１記載の楽音制御装置。
［３］上記残響音付加手段は、入力される楽音データを１回または繰り返し遅延させて残響音を生成し、これにより上記楽音制御装置は残響音生成機能を有することを特徴とする請求項１または２記載の楽音制御装置。
［４］上記音像制御手段から発生された複数の楽音データそれぞれは、上記楽音発生手段において、異なる反射音が付加されまたは異なる反射音付加処理が行われていることを特徴とする請求項１、２または３記載の楽音制御装置。
［５］上記音像制御手段から発生された複数の楽音データそれぞれは、上記残響音付加手段において、異なる残響音が付加されまたは異なる残響音付加処理が行われていることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の楽音制御装置。
［６］上記異なる反射音の付加または異なる反射音付加処理は、反射音の遅延における、遅延される楽音データの減衰率または遅延率が異なっていることを特徴とする請求項４記載の楽音制御装置。
［７］上記異なる残響音の付加または異なる残響音付加処理は、残響音の遅延における、遅延される楽音データの減衰率または遅延率が異なっていることを特徴とする請求項５記載の楽音制御装置。
［８］上記楽音発生手段における反射音付加の遅延内容、または上記残響音付加手段における遅延内容における、遅延される楽音データの減衰率または遅延率は、音高的ファクタ、音色的ファクタ、タッチ的ファクタ、音長的ファクタ、ステレオ的ファクタまたは設定エフェクト量に応じて変更され異なっていることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７記載の楽音制御装置。
［９］ステレオサウンドを作るための複数チャンネルの音源の楽音波形データを発生する楽音波形データ発生手段と、 この楽音波形データ発生手段から発生された各チャンネルの音源の楽音波形データを遅延させて各チャンネル毎の初期反射音データを付加する第１の初期反射音付加手段と、 前記楽音波形データ発生手段から発生された楽音波形データまたは前記第１の初期反射音付加手段から発生された楽音波形データについて、手動入力または音楽的ファクタに応じた音像を形成するための音像形成データを発生する音像形成データ発生手段と、 この音像形成データ発生手段から発生された音像形成データに基づいて、上記楽音発生手段から発生された楽音波形データに対して音像を形成する制御を行って、複数チャンネルの楽音波形データを発生する音像制御手段と、 この音像制御手段から発生された複数チャンネルの楽音波形データを、そのままのレベルで、または一回だけ減衰させて、あるいは繰り返し減衰させて、各チャンネル毎の初期反射音データおよび他のチャンネルに与えるための初期反射音データを付加する第２の初期反射音付加手段と、 この音像制御手段から発生された複数チャンネルの楽音波形データを、一回または繰り返し遅延させて、さらに、そのままのレベルで、または一回だけ減衰させて、あるいは繰り返し減衰させて、各チャンネル毎の初期反射音データおよび他のチャンネルに与えるための初期反射音データを付加する第３の初期反射音付加手段と、 各チャンネル毎に一つずつ設けられ、前記第２または第３の初期反射音付加手段によって初期反射音データが付加された複数チャンネルの楽音波形データについて、各チャンネル毎の初期反射音データが付加された楽音波形データのうちの一つのチャンネルの楽音波形データと、前記他のチャンネルに与えるための初期反射音データが付加された楽音波形データのうち当該チャンネルに与えるための初期反射音データが付加された楽音波形データとを合成する複数の楽音合成手段と、 この複数の楽音合成手段それぞれから出力された合成楽音波形データを、一回だけ遅延させ、またはフィードバックを行って繰り返し遅延させ、さらに、そのままのレベルで、または一回だけ減衰させて、あるいはフィードバックを行って繰り返し遅延させて、前記合成楽音波形データに残響音を付加し、チャンネル毎に別々に設けられたサウンドシステムへ送る複数の残響音付加手段と、 上記ステレオの各チャンネルの間に形成される音像がシフトすると、このシフトによって音像が近付いたチャンネルの楽音波形データの上記減衰量がより大きくなり、または上記遅延量がより小さくなる減衰量・遅延量制御手段とを備えたことを特徴とする楽音制御装置。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明は、音像を形成するための処理が施された複数の楽音データを複数の楽音合成手段によって合成し、それぞれの楽音合成手段から出力された合成楽音データに残響音を付加するようにしたものである。これによって、例えば、ステレオサウンドシステムにおいて、右音源用のサウンドシステムから左音源の残響音が遅延されて発音され、左音源用のサウンドシステムから右音源の残響音が遅延されて発音される。従って、演奏者または聴者の右側で発音された右音源の楽音と演奏者または聴者の左側で発音された左音源の楽音とが、左右の壁で反射してできる初期反射音、及びこの初期反射音がさらに左右の壁で複雑に反射してできる後期残響音が生成され、残響効果の左右の広がり感を高めることができ、より自然に近い残響効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子楽器の全体回路を示す図である。
【図２】ＲＯＭ７内のディレイタイムデータと減衰率データを記憶したデータテーブル１６を示す図である。
【図３】ＲＯＭ７内のデータテーブル１７に記憶されている音像形成データを示す図である。
【図４】ＲＯＭ７のデータテーブル１７に記憶されている音像形成データの他の例を示す図である。
【図５】第１実施例における楽音発生システム８と残響装置１０Ｒ、１０Ｌのブロック図である。
【図６】第２実施例における楽音発生システム８と残響装置１０Ｒ、１０Ｌのブロック図である。
【図７】第３実施例における楽音発生システム８と残響装置１０Ｒ、１０Ｌのブロック図である。
【図８】従来装置における残響音形成回路のブロック図である。
【符号の説明】
１…キーボード、３…パネルスイッチ群、５…ＣＰＵ、６…ＲＡＭ、７…ＲＯＭ、８…楽音発生システム、１０Ｒ、１０Ｌ…残響装置、１１Ｒ、１１Ｌ…サウンドシステム、１２…トーンジェネレータ、１３…パンポット回路、１４Ｒ、１４Ｌ…初期反射音付加回路、３０〜３３、５２、５３、６０…ディレイ回路、４０〜４３、５４、５５…クロックジェネレータ、４４、４５、５６、５７…レジスタ、３４〜３９…乗算器、５０、５１…加算器。
【発明の属する技術分野】
この発明は、広がり感のある残響音を生成する楽音制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の２チャンネルのステレオサウンドシステムにおいては、音像を形成するために右音源の楽音波形データＳＲと左音源の楽音波形データが生成される。そして、図８に示すように右音源の楽音波形データＳＲは、右音源用の残響装置２０Ｒによって残響音データが付加され、右音源用のサウンドシステム２１Ｒへ送られる。また、左音源の楽音波形データＳＬは、左音源用の残響装置２０Ｌによって残響音データが付加され、左音源用のサウンドシステム２１Ｌへ送られる。このようなステレオ残響音を生成する装置は、特開昭５７−１１６５００号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来装置では、右音源用の残響装置２０Ｒと左音源用の残響装置２０Ｌとが互いに独立しており、右音源用のサウンドシステム２１Ｒからは右音源の楽音とその残響音が発音され、左音源用のサウンドシステム２１Ｌからは左音源の楽音とその残響音が発音される。このため、右音源の残響音は右に偏り、左音源の残響音は左に偏って、左右の広がり感が十分に得られない。
【０００４】
例えばピアノを弾く場合に、低音（高音）は奏者の左方向（右方向）から発音されるから、直接音は奏者の左耳（右耳）に大きなレベルで到達する。また、この低音の残響音は奏者の周囲の壁に複雑に反射して左右の耳へ到達する。すなわち、奏者の左方（右方）の壁に反射した楽音の一部は奏者の左耳（右耳）に到達し、他の一部は奏者の右方（左方）の壁へ到達してさらに反射されて奏者の右耳（左耳）に到達する。
【０００５】
ところが、上記従来装置では右音源用の残響装置２０Ｒによって生成される残響音と、左音源用の残響装置２０Ｌで生成される残響音とは互いに独立している。このため、上記従来装置では、右音源の残響音が奏者の右側において複数回反射する残響音と、左音源の残響音が奏者の左方において複数回反射する残響音が生成されるに過ぎない。すなわち、上記のように奏者の左方（右方）の壁に反射されて右方（左方）の壁へ至り、さらに反射されて奏者の右耳（左耳）に到達するような反射音を作り出すことができない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、音像を形成するための処理が施された複数の楽音データを複数の楽音合成手段によって合成し、それぞれの楽音合成手段から出力された合成楽音データに残響音を付加するようにしたものである。また、上記複数の楽音データとして、各楽音データ独自の初期反射音が付加された楽音データと、他の楽音データに与える初期反射音が付加された楽音データが生成されても良い。
【０００７】
【作用】
例えば、ステレオサウンドシステムにおいて、右音源用のサウンドシステムから左音源の残響音が遅延されて発音され、左音源用のサウンドシステムから右音源の残響音が遅延されて発音される。これにより、残響音の広がり感が向上し、より自然音に近い残響効果を得ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
１．全体回路
図１は左右２チャンネルのステレオサウンドを発音する電子楽器の全体回路を示す。キーボード１の各キーは、楽音の発音／消音の操作を行うものであり、キーボードスキャン回路２によってスキャンされ、キー操作、すなわちキーオン、キーオフを示すデータが検出され、ＣＰＵ５によってＲＡＭ６に書き込まれる。そして、それまでＲＡＭ６に記憶されていた各キーのオン、オフの状態を示すデータと比較され、各キーのオンイベント、オフイベントの判別が、ＣＰＵ５によって行われる。これにより、オン／オフに係るキーのポジションが検出される。また、スキャンは周期的に行われるので、キーのオン／オフのタイミングも検出される。なお、上記キーボード１は、電子弦楽器、電子管（リード）楽器、電子打（パッド）楽器、コンピュータのキーボード等で代用される。このキーボード１とキーボードスキャン回路２では、キーオン、キーオフ、音高の検出のほか、打鍵の遅速または強弱（タッチ）が検出されてタッチデータとしてＣＰＵ５へ送られる。
【０００９】
パネルスイッチ群３の各スイッチは、パネルスキャン回路４によってスキャンされる。このスキャンにより、各スイッチのオン、オフを示すデータが検出され、ＣＰＵ５によってＲＡＭ６に書き込まれる。そして、それまでＲＡＭ６に記憶されていた各スイッチのオン、オフの状態を示すデータと比較され、各スイッチのオンイベント、オフイベントの判別が、ＣＰＵ５によって行われる。
【００１０】
上記キーオン、キーオフ、オンイベント、オフイベント、各スイッチのオンイベント、オフイベントのデータは、ＭＩＤＩ（ミュージカル・インスツルメント・デジタル・インターフェイス）回路（図示略）を介して、他の処理装置（電子楽器）からも発生され受け取られ、または他の処理装置（電子楽器）へも発生され送られる。
【００１１】
上記パネルスイッチ群３の各スイッチのオン／オフに応じた楽音制御信号と、上記キーボード１の各キーのオン／オフに応じた楽音データは、楽音発生システム８へ送られる。この楽音発生システム８では、楽音データに応じた楽音波形データを生成して、この楽音波形データから右音源の楽音波形データと左音源の楽音波形データを発生させる。さらに、右音源の楽音波形データと左音源の楽音波形データに初期反射音データを付加して、複数の楽音波形データを生成する。
【００１２】
楽音発生システム８によって生成された複数の楽音波形データは、右音源用の残響装置１０Ｒと左音源用の残響装置１０Ｌへ送られる。そして、右音源用の残響装置１０Ｒへ送られた複数の楽音波形データは、残響装置１０Ｒ内において合成された後、残響音が付加されて右音源用のサウンドシステム１１Ｒへ送られる。また、左音源用の残響装置１０Ｌへ送られた複数の楽音波形データは、残響装置１０Ｌ内において合成された後、残響音が付加されて左音源用のサウンドシステム１１Ｌへ送られる。サウンドシステム１１Ｒ、１１Ｌは、Ｄ−Ａ変換器で楽音の波形データをアナログ信号に変換し、増幅器で増幅したのちスピーカから可聴音として楽音を発音する。
【００１３】
２．データテーブル１６（ＲＯＭ７）
ＲＯＭ７内には図２に示すようなディレイタイムデータＤＴ１〜ＤＴ６と減衰率データＡ〜Ｆのデータテーブル１６が記憶されている。これらのデータは、音楽的ファクタ毎、及び発音開始からの経過時間毎、エンベロープレベルまたはエンベロープフェーズ毎に多層的に記憶されている。また、０＜Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ＜１である。なお、減衰率は入力レベルに対する出力レベルの変化率でも良い。これら各データＤＴ１〜６、Ａ〜Ｆの各値は何れかが同じであっても良いし、全て異なっていても良い。
【００１４】
上記発音経過時間は音長を表し、発音開始（キーオン）からの経過時間、エンベロープ等である。音楽的ファクタは、音高的ファクタ、音色的ファクタ、タッチ的ファクタ、パート的ファクタ、エフェクト的ファクタ、リズム的ファクタ、クオンタイズ情報、音像情報（ステレオ的ファクタ）、変調情報、テンポ情報、音量情報、フォルマント情報、またはエンベロープ情報（エンベロープレベル）等である。
【００１５】
上記音高的ファクタは、例えば音高、音域等である。上記音色的ファクタは、例えば楽器（ピアノ、バイオリン、フルート、ドラム等）の種類、高調波成分、ノイズ成分、楽音波形の形状（正弦波、三角波、鋸波、またはピアノの楽音波形やフルートの楽音波形等の楽器の種類に応じた楽音波形等）等である。上記タッチ的ファクタは、例えばキー操作の速さまたは強さ、イニシャルタッチ、アフタータッチ、ベロシティ等である。上記パート的ファクタは、具体的には、メロディ、伴奏、コード、ベース等の演奏パート、楽器の種類等の楽器的ファクタに応じた楽音パート、ピアノの上鍵盤、下鍵盤、足鍵盤のように楽器の部分に応じた楽器パートである。また、上記音像情報（ステレオ的ファクタ）は、音像ポジションを決めるデータであって、例えば各チャンネルの楽音のレベルを設定するレベル設定データ、各チャンネルの楽音の位相を設定する位相設定データであって、これらのデータによって音像の位置（方向）、大きさ等が設定される。
【００１６】
３．データテーブル１７（ＲＯＭ７）
また、ＲＯＭ７内には、音像形成データのデータテーブル１７が記憶されている。この音像形成データは、例えば図３に示すように、左右の音源の楽音波形データの減衰比と音像ポジションとを対応させるデータである。左右の音源の楽音波形データの減衰比は（右音源の楽音波形データの減衰率）／（左音源の楽音波形データの減衰率）である。この減衰比が「１」のときには音像ポジションは中央にあり、１より大きいときには音像ポジションが右方へ移動し、１より小さいときには音像ポジションが左方へ移動する。
【００１７】
減衰比と音像ポジションとの関係は種々設定可能である。例えば、図３に実線で示された曲線Ｐ１のような特性の場合には、減衰比の変化に対して音像ポジションの変化は緩やかである。また、図３に破線で示された折れ線Ｐ２のような特性の場合には、減衰比が一定以上または一定以下になると音像ポジションの移動が緩やかになる。また、図３に一点鎖線で示された直線Ｐ３のような特性であれば、減衰比の変化に比例して音像ポジションが左右に移動する。
【００１８】
さらに、音像形成データは、図４に示すように、左右の音源の楽音波形データの遅延比と音像ポジションとを対応させるデータでも良い。左右の音源の楽音波形データの遅延比は（左音源の楽音波形データの遅延率）／（右音源の楽音波形データの遅延率）である。この遅延比が「１」のときには音像ポジションは中央にあり、１より大きいときには音像ポジションが右方へ移動し、１より小さいときには音像ポジションが左方へ移動する。
【００１９】
遅延比と音像ポジションとの関係は種々設定可能である。例えば、図４に実線で示された曲線Ｐ４のような特性の場合には、遅延比の変化に対して音像ポジションの変化は緩やかである。また、図４に破線で示された折れ線Ｐ５のような特性の場合には、遅延比が一定値以上または一定値以下になると音像ポジションの移動が緩やかになる。また、図４に一点鎖線で示された直線Ｐ６のような特性であれば、遅延比の変化に比例して音像ポジションが左右に移動する。
【００２０】
この図３及び図４では、音像が中央のとき、左右の減衰比と遅延比は同じである。音像が左へ寄ると左音源の減衰率は右音源の減衰率より大きくなり、音像が右へ寄ると左音源の減衰率は右音源の減衰率より小さくなる。また、音像が左へ寄ると左音源の遅延率は右音源の遅延率より小さくなり、音像が右へ寄ると左音源の遅延率は右音源の遅延率より大きくなる。なお、この減衰率（減衰量）及び遅延率（遅延量）の変化は、上記の変化とは逆にしても良い。
【００２１】
３．第１実施例の楽音発生システム８
図５は楽音発生システム８と残響装置１０Ｒ、１０Ｌを示す。楽音発生システム８は、トーンジェネレータ１２と、パンポット回路１３と、右音源用の初期反射音付加回路１４Ｒと、左音源用の初期反射音付加回路１４Ｌとを備えている。前述のように、トーンジェネレータ１２へは、上記パネルスイッチ群３の各スイッチのオン／オフに応じた楽音制御信号と、上記キーボード１の各キーのオン／オフに応じた楽音データが入力される。
【００２２】
トーンジェネレータ１２には、複数チャンネル分、例えば３２チャンネル分の楽音生成系が時分割処理により生成されており、楽音をポリフォニックに発音させることができる。上記３２チャンネルの楽音生成系は、キーボード１の１つのオンキーに対して２チャンネルずつ割り当てられる。この２チャンネルはステレオ楽音を実現するためのものであり、この２チャンネルのうち一方のチャンネルに右音源の楽音データが割り当てられ、他方のチャンネルに左音源の楽音データが割り当てられる。
【００２３】
これら各チャンネルに割り当てられた各楽音の楽音データに応じて生成された各楽音波形データは、右音源の楽音波形データと左音源の楽音波形データとに分けられ、左右の楽音波形データＳが、それぞれパンポット回路１３へ送られる。トーンジェネレータ１２で生成された楽音の波形データは、自然音における直接音に相当する楽音の波形データである。パンポット回路１３からは右音源の楽音波形データＳＲと左音源の楽音波形データＳＬとが区別されて出力される。パンポット回路１３では、右音源と左音源の楽音波形データのレベル制御（音量制御）または位相制御が行われ、ステレオ楽音化が行われる。そして、右音源の楽音波形データＳＲは右音源用の初期反射音付加回路１４Ｒへ送られ、左音源の楽音波形データＳＬは左音源用の初期反射音付加回路１４Ｌへ送られる。
【００２４】
右音源用の初期反射音付加回路１４Ｒは、２つのディレイ回路３０、３１と２つのクロックジェネレータ４０、４１とレジスタ４４を備えている。同様に、左音源用の初期反射音付加回路１４Ｒは、２つのディレイ回路３２、３３と２つのクロックジェネレータ４２、４３とレジスタ４５を備えている。上記ディレイ回路３０〜３３は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）またはＢＢＤ（Ｂｕｃｋｅｔ Ｂｒｉｇａｄｅ Ｄｅｖｉｃｅ）で構成されている。
【００２５】
ＣＰＵ５によってＲＯＭ７のデータテーブル１６からディレイタイムデータＤＴ１、ＤＴ２と減衰率データＡ、Ｂが読み出されて、右音源用の初期反射音付加回路１４Ｒへ送られる。また、ＣＰＵ５によってＲＯＭ７のデータテーブル１６からディレイタイムデータＤＴ３、ＤＴ４と減衰率データＣ、Ｄが読み出されて、左音源用の初期反射音付加回路１４Ｌへ送られる。これらのディレイタイムデータと減衰率データは、発音経過時間と音楽的ファクタに応じてＲＯＭ７から読み出される。音楽的ファクタ中の音像情報に応じたディレイタイムデータと減衰率データが読み出されるときには、上記データテーブル１７の音像形成データに応じてディレイタイムデータと減衰率データが読み出される。
【００２６】
クロックジェネレータ４０〜４３はプログラマブル・クロックジェネレータである。ＣＰＵ５によってＲＯＭ７から読み出されたディレイタイムデータＤＴ１、ＤＴ２、ＤＴ３、ＤＴ４がプログラムデータとして入力され、これによってクロックジェネレータ４０〜４３からはディレイタイムデータＤＴ１、ＤＴ２、ＤＴ３、ＤＴ４に応じた周期のクロック信号φ１、φ２、φ３、φ４が出力される。レジスタ４４、４５には、ＣＰＵ５によってＲＯＭ７のデータテーブル１６から読み出された減衰率データＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄが記憶され、これらの減衰率データは所定タイミングで乗算器３４〜３７へ送られる。
【００２７】
右音源用の初期反射音付加回路１４Ｒ内のディレイ回路３０は、クロック信号φ１に同期して入力データを遅延させて出力する。このディレイ回路３０の出力データには減衰率データＡが乗じられ、右音源用の残響装置１０Ｒへ送られる。また、ディレイ回路３１は、クロック信号φ２に同期して入力データを遅延させて出力する。このディレイ回路３１の出力データには減衰率データＢが乗じられ、左音源用の残響装置１０Ｒへ送られる。
【００２８】
同様に、左音源用の初期反射音付加回路１４Ｌ内のディレイ回路３２は、クロック信号φ３に同期して入力データを遅延させて出力する。このディレイ回路３２の出力データには減衰率データＣが乗じられ、左音源用の残響装置１０Ｌへ送られる。また、ディレイ回路３３は、クロック信号φ４に同期して入力データを遅延させて出力する。このディレイ回路３３の出力データには減衰率データＤが乗じられ、右音源用の残響装置１０Ｌへ送られる。
【００２９】
４．第１実施例の残響装置１０Ｒ、１０Ｌ
右音源用の残響装置１０Ｒは、加算器５０、ディレイ回路５２、クロックジェネレータ５４及びレジスタ５６を備えている。左音源用の残響装置１０Ｌは、加算器５０、ディレイ回路５３、クロックジェネレータ５５及びレジスタ５７を備えている。ディレイ回路５２、５３は、例えばＣＣＤまたはＢＢＤで構成されている。ＣＰＵ５によってＲＯＭ７のデータテーブル１６からディレイタイムデータＤＴ５と減衰率データＥが読み出されて、右音源用の残響装置１０Ｒへ送られる。また、ＣＰＵ５によってＲＯＭ７のデータテーブル１６からディレイタイムデータＤＴ６と減衰率データＦが読み出されて、左音源用の残響装置１０Ｌへ送られる。
【００３０】
これらのディレイタイムデータと減衰率データは、発音経過時間と音楽的ファクタに応じてＲＯＭ７から読み出される。音楽的ファクタ中の音像情報に応じたディレイタイムデータと減衰率データが読み出されるときには、上記データテーブル１７の音像形成データに応じてディレイタイムデータと減衰率データが読み出される。
【００３１】
クロックジェネレータ５４、５５はプログラマブル・クロックジェネレータである。ＣＰＵ５によってＲＯＭ７から読み出されたディレイタイムデータＤＴ５、ＤＴ６がプログラムデータとして入力され、これによってクロックジェネレータ５４、５５からはディレイタイムデータＤＴ５、ＤＴ６に応じた周期のクロック信号φ５、φ６が出力される。レジスタ５６、５７には、ＣＰＵ５によってＲＯＭ７のデータテーブル１６から読み出された減衰率データＥ、Ｆが記憶され、これらの減衰率データは所定タイミングで乗算器３８、３９へ送られる。
【００３２】
右音源用の残響装置１０Ｒ内の加算器５０は、右音源用の初期反射音付加回路１４Ｒからの楽音波形データＳＲＡと、左音源用の初期反射音付加回路１４Ｌからの楽音波形データＳＬＣとを合成してディレイ回路５２へ送る。ディレイ回路５２は、クロック信号φ５に同期して入力データを遅延させてフィードバックを行う。フィードバックループには乗算器３８が介在されており、フィードバックデータに減衰率Ｅが乗じられ、加算器５０によって入力データに加算される。
【００３３】
同様に、左音源用の残響装置１０Ｌ内の加算器５１は、右音源用の初期反射音付加回路１４Ｒからの楽音波形データＳＲＢと、左音源用の初期反射音付加回路１４Ｌからの楽音波形データＳＬＤとを合成してディレイ回路５３へ送る。ディレイ回路５３は、クロック信号φ６に同期して入力データを遅延させてフィードバックを行う。フィードバックループには乗算器３９が介在されており、フィードバックデータに減衰率Ｆが乗じられ、加算器５１によって入力データに加算される。
【００３４】
５．発音動作
キーボード１のキーが打鍵されると、キーボードスキャン回路２から打鍵されたキーのオンイベント信号がＣＰＵ５へ送られる。ＣＰＵ５は、キーオンイベントがあったキーのキーナンバデータとパネルスキャン回路４から送られるスイッチのオン／オフデータや数値データに応じた楽音制御データをＲＡＭ６から読み出してトーンジェネレータ１２へ送る。トーンジェネレータ１２は、パネルスイッチ群３において設定された音楽的ファクタ及びキーナンバデータに応じた基本楽音波形データをＲＡＭ６から読み出す。そして、この基本楽音波形データにエンベロープを付加したり、楽音制御データに応じた変調を行って波形を整形する等の信号処理を行う。これにより、自然音における直接音に相当する楽音の左右の音源の楽音波形データ、すなわち上記直接音データＳが生成される。この直接音データＳはパンポット回路１３へ送られる。
【００３５】
パンポット回路１３では、パネルスイッチ群３において設定されたまたは自動演奏データ内の音像位置データに応じて、左右の音源の楽音波形データのレベル制御または位相制御が行われる。パンポット回路１３によって生成された右音源の楽音波形データＳＲは右音源用の初期反射音付加回路１４Ｒへ送られ、左音源の楽音波形データＳＬは左音源用の初期反射音付加回路１４Ｌへ送られる。これらステレオシステムのレベル制御または位相制御は特願平３−２０４４０４号の明細書及び図面が参照される。
【００３６】
右音源用の初期反射音付加回路１４Ｒでは、２つのディレイ回路３０、３１によって右音源の楽音波形データＳＲを、異なるディレイタイムＤＴ１、ＤＴ２で遅延させ、さらに異なる減衰率Ａ、Ｂで減衰させる。そして、一方の出力データＳＲＡは右音源用の残響装置１０Ｒへ送られ、他方の出力データＳＲＢは左音源用の残響装置１０Ｌへ送られる。
【００３７】
また、左音源用の初期反射音付加回路１４Ｌでは、２つのディレイ回路３２、３３によって左音源の楽音波形データＳＬを、異なるディレイタイムＤＴ３、ＤＴ４で遅延させ、さらに異なる減衰率Ｃ、Ｄで減衰させる。そして、一方の出力データＳＬＣは右音源用の残響装置１０Ｒへ送られ、他方の出力データＳＬＤは左音源用の残響装置１０Ｌへ送られる。
【００３８】
右音源用の残響装置１０Ｒでは、加算器５０によって楽音波形データＳＲＡとＳＬＣが合成され、この合成された楽音波形データがディレイ回路５２によってディレイタイムＤＴ５毎に繰り返し遅延され、減衰される。また、左音源用の残響装置１０Ｌでは、加算器５１によって楽音波形データＳＬＤとＳＲＢが合成され、この合成された楽音波形データがディレイ回路５３によってディレイタイムＤＴ６毎に繰り返し遅延され、減衰される。そして、右音源用の残響装置１０Ｒからの出力データＳＳＡは右音源用のサウンドシステム１１Ｒへ送られ、左音源用の残響装置１０Ｌからの出力データＳＳＢは左音源用のサウンドシステム１１Ｌへ送られる。
【００３９】
上記楽音波形データＳＲＡは右音源の楽音が演奏者または聴者の右方で反射された初期反射音に相当し、上記楽音波形データＳＲＢは右音源の楽音が演奏者または聴者の左方で反射された初期反射音に相当する。また、上記楽音波形データＳＬＣは左音源の楽音が演奏者または聴者の左方で反射された初期反射音に相当し、上記楽音波形データＳＬＤは左音源の楽音が演奏者または聴者の右方で反射された初期反射音に相当する。そして、上記楽音波形データＳＳＡは右音源と左音源が演奏者または聴者の右方で反射された初期反射音が、演奏者または聴者の右方で何度も反射されて右耳に到達する残響音に相当する。また、上記楽音波形データＳＳＢは右音源と左音源が演奏者または聴者の左方で反射された初期反射音が、演奏者または聴者の左方で何度も反射されて左耳に到達する残響音に相当する。
【００４０】
このように本実施例では、右音源の初期反射音成分を左音源用の残響装置１０Ｌへ送って左音源の残響音を生成し、左音源の初期反射音成分を右音源用の残響装置１０Ｒへ送って、右音源の残響音を生成する。これによって、本実施例では、演奏者または聴者の右側で発音された右音源の楽音と演奏者または聴者の左側で発音された左音源の楽音とが、左右の壁で反射してできる初期反射音、及びこの初期反射音がさらに左右の壁で複雑に反射してできる後期残響音が生成され、残響効果の左右の広がり感を高めることができる。また、ディレイタイムＤＴ１〜ＤＴ６、及び減衰率Ａ〜Ｆが変えられることによって、左右の広がり感および音像位置を細かく変えることができる。
【００４１】
６．第２実施例の楽音発生システム８と残響装置１０Ｒ、１０Ｌ
図６に示すように、第２実施例の楽音発生システム８では、第１実施例におけるディレイ回路３１、３２と、クロックジェネレータ４１、４２が省略されている。また、本実施例の残響装置１０Ｒ、１０Ｌでは、第１実施例におけるフィードバックループが省略され、乗算器３８、３９と、レジスタ５６、５７が省略されている。この他の構成部分は第１実施例と同じである。
【００４２】
本実施例では、右音源用の初期反射音付加回路１４Ｒによって付加される初期反射音成分は、一つのディレイ回路３０による遅延処理によって生成される。同様に、左音源用の初期反射音付加回路１４Ｌによって付加される初期反射音成分は、一つのディレイ回路３３による遅延処理によって生成される。そして、左右の残響装置１０Ｒ、１０Ｌでは、フィードバックが行われず、入力データには一回の遅延処理によって生成される残響音が付加される。
【００４３】
従って、本実施例では第１実施例よりも左右の広がり感の可変範囲が限定されるが、遅延処理量が減少するので、コスト減少が可能になる。なお、左右の残響装置１０Ｒ、１０Ｌは第１実施例と同様にフィードバック式のディレイ回路としても良い。
【００４４】
７．第３実施例の楽音発生回路路８と残響装置１０Ｒ、１０Ｌ
図７に示すように、第３実施例の楽音発生システム８では、第２実施例におけるディレイ回路３０、３３と、クロックジェネレータ４０、４３が省略されている。また、トーンジェネレータ１２とパンポット回路１３の間にディレイ回路６０が挿入されている。この他の構成部分は第２実施例と同じである。ディレイ回路６０は、例えばＣＣＤまたはＢＢＤで構成されている。
【００４５】
本実施例では、第２実施例では左右別々に行われている遅延処理がパンポット回路１３の前で行われることによって、初期反射音付加処理が左右の音源の楽音波形データＳについて同じ条件で行われる。従って、遅延処理量が減少するので、コスト減少が可能になる。なお、左右の残響装置１０Ｒ、１０Ｌは第１実施例と同様にフィードバック式のディレイ回路としても良い。
【００４６】
８．変形例
なお、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、残響音には、後期残響音のほかに、初期反射音が含まれる。また、本発明がステレオシステムに適用される場合には、ステレオチャンネル数は左右の２チャンネルに限られず、左右上下前後等の３チャンネル以上であっても良い。また、本発明はモノラルシステムにも適用できる。また、遅延時間を決定するためのクロックジェネレータ４０〜４３、５４、５５は、左右の初期反射音付加回路１４Ｒ、１４Ｌまたは残響装置１０Ｒ、１０Ｌについて共通のものとしても良い。同様に、減衰率データを供給するためのレジスタ４４、４５、５６、５７も、左右の初期反射音付加回路１４Ｒ、１４Ｌまたは残響装置１０Ｒ、１０Ｌについて共通のものとしても良い。
【００４７】
また、上記実施例では楽音波形データＳＲＡとＳＬＣ、楽音波形データＳＲＢとＳＬＤの合成が加算器５０、５１によって行われているが、他の合成手段、例えば、加算以外の演算または混合等によって行われても良い。さらに、上記ディレイタイムＤＴ１〜ＤＴ６は互いに異なっていても良いし、一部または全部が等しくても良い。
【００４８】
また、上記ディレイタイムＤＴ１〜ＤＴ６、または減衰率Ａ〜Ｆの値を可変としても良い。例えばパネルスイッチ群３にツマミ、スイッチ、ベンダー、テンキー等のエフェクト量の設定手段が設けられ、この設定手段がマニュアル操作されることによって入力されたエフェクト量に応じてディレイタイムＤＴ１〜ＤＴ６及び減衰率Ａ〜Ｆの値が可変設定される。また、上記楽音発生システム８または残響装置１０Ｒ、１０Ｌは、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）またはマイクロコンピュータＬＳＩに置き換えられても良く、上記の動作をソフトウェアによる処理によって行っても良い。
なお、出願当初の特許請求の範囲は以下の通りであった。
［１］楽音データを発生する少なくとも１つの楽音発生手段と、 この楽音発生手段から発生された楽音データにつき音像を形成するための音像形成データを発生する音像形成データ発生手段と、 この音像形成データ発生手段から発生された音像形成データに基づいて、上記楽音発生手段から発生された楽音データに対して音像を形成する制御を行って、複数の楽音データを発生する音像制御手段と、 この音像制御手段から発生された複数の楽音データを合成する複数の楽音合成手段と、 この複数の楽音合成手段それぞれから出力された合成楽音データに残響音を付加する残響音付加手段とを備えたことを特徴とする楽音制御装置。
［２］上記楽音発生手段は、楽音データを発生するとともに、発生された楽音データに反射音を付加し、この楽音発生手段は、入力される楽音データを１回または繰り返し遅延させて反射音を生成し、これにより上記楽音制御装置は反射音生成機能を有することを特徴とする請求項１記載の楽音制御装置。
［３］上記残響音付加手段は、入力される楽音データを１回または繰り返し遅延させて残響音を生成し、これにより上記楽音制御装置は残響音生成機能を有することを特徴とする請求項１または２記載の楽音制御装置。
［４］上記音像制御手段から発生された複数の楽音データそれぞれは、上記楽音発生手段において、異なる反射音が付加されまたは異なる反射音付加処理が行われていることを特徴とする請求項１、２または３記載の楽音制御装置。
［５］上記音像制御手段から発生された複数の楽音データそれぞれは、上記残響音付加手段において、異なる残響音が付加されまたは異なる残響音付加処理が行われていることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の楽音制御装置。
［６］上記異なる反射音の付加または異なる反射音付加処理は、反射音の遅延における、遅延される楽音データの減衰率または遅延率が異なっていることを特徴とする請求項４記載の楽音制御装置。
［７］上記異なる残響音の付加または異なる残響音付加処理は、残響音の遅延における、遅延される楽音データの減衰率または遅延率が異なっていることを特徴とする請求項５記載の楽音制御装置。
［８］上記楽音発生手段における反射音付加の遅延内容、または上記残響音付加手段における遅延内容における、遅延される楽音データの減衰率または遅延率は、音高的ファクタ、音色的ファクタ、タッチ的ファクタ、音長的ファクタ、ステレオ的ファクタまたは設定エフェクト量に応じて変更され異なっていることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７記載の楽音制御装置。
［９］ステレオサウンドを作るための複数チャンネルの音源の楽音波形データを発生する楽音波形データ発生手段と、 この楽音波形データ発生手段から発生された各チャンネルの音源の楽音波形データを遅延させて各チャンネル毎の初期反射音データを付加する第１の初期反射音付加手段と、 前記楽音波形データ発生手段から発生された楽音波形データまたは前記第１の初期反射音付加手段から発生された楽音波形データについて、手動入力または音楽的ファクタに応じた音像を形成するための音像形成データを発生する音像形成データ発生手段と、 この音像形成データ発生手段から発生された音像形成データに基づいて、上記楽音発生手段から発生された楽音波形データに対して音像を形成する制御を行って、複数チャンネルの楽音波形データを発生する音像制御手段と、 この音像制御手段から発生された複数チャンネルの楽音波形データを、そのままのレベルで、または一回だけ減衰させて、あるいは繰り返し減衰させて、各チャンネル毎の初期反射音データおよび他のチャンネルに与えるための初期反射音データを付加する第２の初期反射音付加手段と、 この音像制御手段から発生された複数チャンネルの楽音波形データを、一回または繰り返し遅延させて、さらに、そのままのレベルで、または一回だけ減衰させて、あるいは繰り返し減衰させて、各チャンネル毎の初期反射音データおよび他のチャンネルに与えるための初期反射音データを付加する第３の初期反射音付加手段と、 各チャンネル毎に一つずつ設けられ、前記第２または第３の初期反射音付加手段によって初期反射音データが付加された複数チャンネルの楽音波形データについて、各チャンネル毎の初期反射音データが付加された楽音波形データのうちの一つのチャンネルの楽音波形データと、前記他のチャンネルに与えるための初期反射音データが付加された楽音波形データのうち当該チャンネルに与えるための初期反射音データが付加された楽音波形データとを合成する複数の楽音合成手段と、 この複数の楽音合成手段それぞれから出力された合成楽音波形データを、一回だけ遅延させ、またはフィードバックを行って繰り返し遅延させ、さらに、そのままのレベルで、または一回だけ減衰させて、あるいはフィードバックを行って繰り返し遅延させて、前記合成楽音波形データに残響音を付加し、チャンネル毎に別々に設けられたサウンドシステムへ送る複数の残響音付加手段と、 上記ステレオの各チャンネルの間に形成される音像がシフトすると、このシフトによって音像が近付いたチャンネルの楽音波形データの上記減衰量がより大きくなり、または上記遅延量がより小さくなる減衰量・遅延量制御手段とを備えたことを特徴とする楽音制御装置。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明は、音像を形成するための処理が施された複数の楽音データを複数の楽音合成手段によって合成し、それぞれの楽音合成手段から出力された合成楽音データに残響音を付加するようにしたものである。これによって、例えば、ステレオサウンドシステムにおいて、右音源用のサウンドシステムから左音源の残響音が遅延されて発音され、左音源用のサウンドシステムから右音源の残響音が遅延されて発音される。従って、演奏者または聴者の右側で発音された右音源の楽音と演奏者または聴者の左側で発音された左音源の楽音とが、左右の壁で反射してできる初期反射音、及びこの初期反射音がさらに左右の壁で複雑に反射してできる後期残響音が生成され、残響効果の左右の広がり感を高めることができ、より自然に近い残響効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子楽器の全体回路を示す図である。
【図２】ＲＯＭ７内のディレイタイムデータと減衰率データを記憶したデータテーブル１６を示す図である。
【図３】ＲＯＭ７内のデータテーブル１７に記憶されている音像形成データを示す図である。
【図４】ＲＯＭ７のデータテーブル１７に記憶されている音像形成データの他の例を示す図である。
【図５】第１実施例における楽音発生システム８と残響装置１０Ｒ、１０Ｌのブロック図である。
【図６】第２実施例における楽音発生システム８と残響装置１０Ｒ、１０Ｌのブロック図である。
【図７】第３実施例における楽音発生システム８と残響装置１０Ｒ、１０Ｌのブロック図である。
【図８】従来装置における残響音形成回路のブロック図である。
【符号の説明】
１…キーボード、３…パネルスイッチ群、５…ＣＰＵ、６…ＲＡＭ、７…ＲＯＭ、８…楽音発生システム、１０Ｒ、１０Ｌ…残響装置、１１Ｒ、１１Ｌ…サウンドシステム、１２…トーンジェネレータ、１３…パンポット回路、１４Ｒ、１４Ｌ…初期反射音付加回路、３０〜３３、５２、５３、６０…ディレイ回路、４０〜４３、５４、５５…クロックジェネレータ、４４、４５、５６、５７…レジスタ、３４〜３９…乗算器、５０、５１…加算器。
Claims (4)
- 楽音データを発生する少なくとも１つの楽音発生手段と、
この楽音発生手段から発生された楽音データにつき音像を形成するための音像形成データを発生する音像形成データ発生手段と、
この音像形成データ発生手段から発生された音像形成データに基づいて、上記楽音発生手段から発生された楽音データに対して音像を形成する制御を行って、複数の楽音データを発生する音像制御手段と、
この音像形成制御された複数の楽音データごとに遅延及び減衰させて当該楽音データに残響音を付加し、この音像形成制御されかつ残響音の付加された当該複数の楽音データを合成して、サウンドシステムへ出力させる残響音付加合成手段と、
上記音像形成データに応じて、上記残響音の遅延の内容または減衰の内容を変更する残響制御手段とを備えたことを特徴とするステレオ楽音制御装置。 - 上記音像制御手段から発生された複数の楽音データそれぞれには、異なる残響音が付加されることを特徴とする請求項１記載のステレオ楽音制御装置。
- 上記異なる残響音の付加は、遅延及び減衰される楽音データの減衰の内容または遅延の内容が異なっていることを特徴とする請求項２記載のステレオ楽音制御装置。
- 上記残響音の付加における、楽音データの遅延の内容または減衰の内容は、音高的ファクタ、音色的ファクタ、タッチ的ファクタ、音長的ファクタまたは設定エフェクト量に応じて変更されることを特徴とする請求項１、２または３記載のステレオ楽音制御装置。
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