JP3674765B2 - 電子楽器の音響装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は電子楽器の音響装置に関し、特に、電子楽器の設置場所にかかわらず、また演奏者等の手を煩わせることなく、良質な楽音を得ることができるようにした電子楽器の音響装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、スピーカが下向きに設置されたタイプの電子楽器(例えば、電子ピアノ)、あるいはスピーカが背面向きに設置されたタイプの電子楽器が多数販売されている。後者のタイプの電子楽器は、スピーカが演奏者と反対側に向かって配置されており、演奏者よりも聴衆に良質な楽音を提供するよう配慮されたものである。このため、学校用やステージ演奏用の電子楽器としては、後者のタイプのものが多用されている。
【0003】
さて、このような電子楽器がその背面を壁に近付けて設置されると、壁に近付けないで設置された場合に比べて、演奏者に達する音質がかなり変化する。すなわち、指向性の弱い低音成分は壁の反射の影響を受けて広がるため、演奏者には低音が増強されて聞こえることになる。
【0004】
従来の電子楽器には、トーンコントロール摘みを備えたものがある。この電子楽器によれば、演奏者が該トーンコントロール摘みを調整することにより、低音や高音の再生音量を自分の好みに合うように調整することができる。このため、電子楽器が設置される位置が変わったとしても、トーンコントロール摘みを調整することにより、良質の楽音を得ることができるようになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した従来技術では、演奏者自身が電子楽器のトーンコントロール摘みを調整しなければならず、調整に手間がかかるという問題があった。また、多くの演奏者が、この調整を嫌うという問題もあった。
【0006】
本発明の目的は、前記した従来技術の問題点を解消し、設置される場所に適した再生特性を自動的に設定することができる電子楽器の音響装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下方または背面方向に向いたスピーカを有する電子楽器の音響装置において、電子楽器の背面方向に向かって赤外線を発光するように設置された赤外線発光部と、該赤外線の反射光を受光するように配置された赤外線受光部と、該赤外線受光部の赤外線受光量が所定のレベルを越えた時に、該電子楽器の前面方向に良質の楽音が得られるように、楽音の周波数特性を自動的に変化させる手段とを具備した点に特徴がある。
【0010】
この特徴によれば、電子楽器が壁際等に置かれると、赤外線発光部から発射された赤外線が赤外線受光部で受光され、電子楽器が壁際等に置かれたことが自動的に検出される。また、電子楽器が壁際等に置かれたことが検出されると、楽音の周波数特性が自動的に変化させられ、電子楽器の前面方向に良質の楽音が得られるようになる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。図1は、本発明の電子楽器(例えば、電子ピアノ)の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【0012】
図において、中央演算装置(CPU)1は、ROM2のプログラムメモリ部に記憶されている制御プログラムに従って、当該電子楽器の各部の動作を制御する。ROM2には、電子楽器全体の動作を制御するプログラム、CPU1が使用する種々の固定データ等が記憶されている。これらのプログラムおよび固定データは、CPU1により、システムバスSBを介してアクセスされる。RAM3は、装置のステータス情報を記憶し、またCPU1の作業用領域として使用される。なお、電子楽器を制御するための各種レジスタ、フラグ等はRAM3に定義されており、該RAM3はCPU1により、システムバスSBを介してアクセスされる。
【0013】
操作パネル5は、電源スイッチ、音色選択スイッチ等の各種スイッチ、および所定の情報を表示するための表示器などを有している。パネルスキャン回路4は、前記操作パネル5に設けられた各スイッチのセット/リセット状態を調べ、オン状態になっているパネルスイッチデータを検出して、CPU1に送出する。
【0014】
鍵盤7は、複数の鍵盤と、これらの押鍵、離鍵に連動して開閉する鍵盤スイッチとから構成されている。鍵盤スキャン回路6は、該鍵盤スイッチの状態を調べ、そのオン/オフを示す信号から、鍵盤タッチの強さ(速さ)を示すタッチデータを生成すると共に、オンまたはオフ情報およびその鍵盤番号(ナンバー)を出力する。このオン、オフ情報、鍵盤番号、およびタッチデータは、システムバスSBを介してCPU1に送られる。
【0015】
音源回路8は、CPU1から出力される信号に対応する原音波形データを原音波形メモリ9から読出し、その原音波形データにエンベロープを乗算し、楽音信号aとしてDSP(digital signal processor)10に出力する。DSP10は、本発明により設けられた周波数特性調整回路10aとエフェクト回路10bが内蔵されている。該エフェクト回路10bでは、リバーブ、コーラスなどの各種の効果を発生することができる。DSP10から出力された楽音信号bは、D/A変換器11にてアナログ信号に変換され、メインアンプ12L,12Rに伝送され、増幅される。該メインアンプ12L,12Rで増幅された音声信号は、高音用スピーカ13a,14a、低音用スピーカ13b,14bからなるスピーカシステムで再生される。
【0016】
また、本実施形態では、電子楽器本体の背部に設置された赤外線発光部20と赤外線受光部21と、該赤外線発光部20と赤外線受光部21の動作を制御すると共に、赤外線受光部21が赤外線を受光した時に、DSP10内部の前記周波数特性調整回路10aに、壁際設置用の係数c、あるいは壁際設置用の係数を選択する旨の指示cを送出するCPU22が設けられている。
【0017】
図2は、前記周波数特性調整回路10aの機能の一例を示すブロック図である。なお、本実施形態では、周波数特性調整回路10aを用いて説明するが、これに代えてトーンコントロール回路を用いても良い。
【0018】
周波数特性調整回路10aは、図示のように接続されている、バッファ31〜44と、乗算器51〜64と、加算器71〜73から構成されている。図2の周波数特性調整回路10aは、2素子の周波数特性調整回路を示し、第1の素子は、前記バッファ33〜38、乗算器53〜57、63および加算器72から構成され、第2の素子は、前記バッファ39〜44、乗算器58〜62、64および加算器73から構成されている。このような構成の周波数特性調整回路10aは、イコライザまたは二次のデジタルフィルタとしての作用をする。
【0019】
前記第1の素子において、乗算器53は入力信号に係数B2 を乗じて加算器72に出力する。乗算器54はバッファ34で1回のサンプリング周期だけ遅延された入力信号に係数B1 を乗じて出力する。また、乗算器55はバッファ35でさらに1回のサンプリング周期だけ遅延された入力信号に係数B0 を乗じて出力する。一方、乗算器56は加算器72で加算された信号を1回のサンプリング周期だけ遅延させた信号に係数B4 を乗じて出力する。また、乗算器57は加算器72で加算された信号をさらに1回のサンプリング周期だけ遅延させた信号に係数B5 を乗じて出力する。前記乗算器53〜57の出力信号は加算器72で加算され、乗算器63で係数c3 と乗算されて加算器71に出力される。
【0020】
前記第2の素子は、乗算器58〜62で乗算される係数B6 〜B10が、前記第1の素子の乗算器53〜57で乗算される係数B0 〜B4 と異なるだけで、他の構成は同様であるので、説明を省略する。なお、図中の「z−1」は、入力信号を1回のサンプリング周期だけ遅らせることを意味する。
【0021】
上記した構成の周波数特性調整回路10aにおいて、前記係数B0 〜B4 、B6 〜B10の値を選択することにより、入力信号の低周波成分を、例えば6dB程度低減するハイパスフィルタを提供することができるようになる。
【0022】
図1のCPU22は、前記係数B0 〜B4 、B6 〜B10を要素とする第1、第2のテーブルを少なくとも有している。ここに、第1のテーブルは、電子楽器が壁から離れた位置に置かれた時、例えば部屋の中央に置かれた時に、良好な音質を提供する係数B0 〜B4 、B6 〜B10を要素とするものであり、第2のテーブルは、電子楽器が壁に接して、または壁の近くに設置された時に、良好な音質を提供する係数B0 〜B4 、B6 〜B10を要素とするものである。そして、該CPU22は、赤外線受光部21の赤外線受光状態に応じて、前記第1、または第2のテーブルを選択して、選択されたテーブルに登録されている係数B0 〜B4 、B6 〜B10を、係数cとして前記周波数特性調整回路10aに出力する。具体的には、CPU22は、該赤外線受光部21の赤外線受光量が所定の大きさより小さい時には第1のテーブルを選択し、該所定の大きさ以上になると、第2のテーブルを選択して出力する。
【0023】
次に、本実施形態の動作を、具体例を参照して説明する。図3は、スピーカ101が棚板102上に下向きに設置されたタイプの電子楽器100に、本発明を適用した例を示す。図示されているように、前記赤外線発光部20と赤外線受光部21は、演奏者と反対側に向かい、かつ好ましくはスピーカ101に近接して配置されている。
【0024】
このタイプの電子楽器を壁110の近くに設置した時のスピーカシステムの特性は、指向性の強い中高音成分は、実線で示されているように、床から反射して演奏者に達するか、またはスピーカ101の裏側から出て直接演奏者に達するため、壁110の影響を殆ど受けない。しかしながら、低音成分は指向性が弱く広がるため、点線で示されているように、壁110で反射した成分も演奏者に達する。このため、電子楽器100が壁110の近くに設置されると、該電子楽器100が壁110から離れて設置された場合に比べて低音の特性が変わることになる。すなわち、低音成分は壁110からの反射の影響を受けて増強されるため、電子楽器100が壁110の近くに置かれると、低音が強すぎるバランスの悪い再生音になる。
【0025】
そこで、本実施形態によれば、電子楽器100に、演奏者と反対側に向かう赤外線発光部20と赤外線受光部21が設けられているので、電子楽器100が壁110の近くに設置された時には、赤外線発光部20から発射された赤外線は壁110に反射して赤外線受光部21に入り、該赤外線受光部21の赤外線受光量が予定のしきい値以上になる。このため、電子楽器100が壁110の近くに設置されたことをCPU22(図1参照)は自動的に検出できるようになる。
【0026】
CPU22は、前記したように、予め、電子楽器100が壁の近くに設置された場合に最適となる周波数特性調整回路10aの係数B0 〜B4 および係数B6 〜B10をテーブルとして、図示されていないメモリに保持しており、赤外線受光部21からの信号により電子楽器100が壁110の近くに設置されたと判定されると、CPU22は該テーブルの係数B0 〜B4 および係数B6 〜B10を前記メモリから読出して、周波数特性調整回路10aに送出する。そうすると、周波数特性調整回路10aは、CPU22から送られてきた係数を用いて動作し、低音レベルを小さくするように動作する。このため、DSP10からは、電子楽器100が壁の近くに設置された場合の最適な出力信号bが得られることになる。
【0027】
次に、他の具体例を、図4を参照して説明する。図4は、スピーカ121が背面向きに設置されたタイプの電子楽器120に、本発明を適用した例を示す。このタイプの電子楽器120は、演奏者と反対側の方向に向かってスピーカ121が配置されており、学校用やステージ演奏用として多用されるものである。
【0028】
この具体例では、前記赤外線発光部20と赤外線受光部21は、図示されているように、演奏者と反対側の向きで、かつ好ましくはスピーカ121に近接して配置されている。このタイプの電子楽器120が壁110につけて、またはその近くに設置されると、中高音および低音の両方が壁110から反射して、良質な楽音を得ることができなくなる。
【0029】
本具体例では、同タイプの電子楽器を壁につけて、または近くに設置して、前記周波数特性調整回路10aの係数B0 〜B4 および係数B6 〜B10を変化させて、最良の楽音を発生する係数B0 〜B4 および係数B6 〜B10を求め、CPU22の図示されていないメモリに、テーブルとして予め記憶させておく。そして、前記と同様にして、前記赤外線発光部20と赤外線受光部21の働きにより、電子楽器120が壁110の近くに設置されていると判定されると、CPU20は前記メモリに記憶させておいたテーブルから、係数B0 〜B4 および係数B6 〜B10を読出し、前記周波数特性調整回路10aに設定する。この結果、DSP10は、中高音成分と低域成分とを所定の割合で抑制した、最適の出力信号bを得ることができるようになる。
【0030】
以上のように、本実施形態によれば、電子楽器の背部に演奏者とは逆向きに赤外線発光部20と赤外線受光部21を配置し、赤外線発光部20から発射された赤外線が赤外線受光部21に戻ってきたか否かを検出するようにしているので、該電子楽器が壁の近くに設置されたか否かを自動的に検知することできるようになる。また、電子楽器が壁の近くに設置されたことが検知されると、CPU22は、その時に最良の楽音を再生する周波数特性調整回路10aの係数B0 〜B4 および係数B6 〜B10を周波数特性調整回路10aに送出できるようになるので、演奏者は何等の操作をしなくても、自動的に最良の楽音を出力できるようになる。 なお、前記赤外線発光部20、赤外線受光部21の動作は、電子楽器の起動時に1回または短時間行えばよいが、これに限定されるものではない。
【0031】
また、前記実施形態では、CPU22は赤外線受光部21の受光量があるしきい値以上であるか以下であるかの2段階の判定であったが、本発明はこれに限定されず、複数個のしきい値を設けて、3以上の段階で判定し、その判定結果に基づいて、異なる係数B0 〜B4 および係数B6 〜B10を周波数特性調整回路10aに設定するようにしても良い。このようにすると、電子楽器の設置位置の壁からの距離に応じて、周波数特性調整回路10aの周波数特性を調整できるようになる。
【0032】
次に、本発明の第2実施形態を、図5を参照して説明する。この実施例の特徴は、電子楽器が設置される周辺の環境に応じて操作される1個または複数個のスイッチ手段を新設した点、具体的には電子楽器の操作パネルにEQ(イコライザ)スイッチ5aを新設した点であり、図5中の他の符号は、図1と同一または同等物を示す。
【0033】
EQスイッチ5aはCPU22に接続されており、EQスイッチ5aが押されていないと、すなわちオフの時には、CPU22は前記第1のテーブルを選択し、EQスイッチ5aが押されてオンになると、CPU22は前記第2のテーブルを選択する。
【0034】
ここに、前記したように、第1のテーブルは、電子楽器が壁から離れた位置に置かれた時、例えば部屋の中央に置かれた時に、良好な音質を提供する係数B0 〜B4 、B6 〜B10を要素とするものであり、第2のテーブルは、電子楽器が壁に接して、または壁の近くに設置された時に、良好な音質を提供する係数B0 〜B4 、B6 〜B10を要素とするものである。
【0035】
したがって、電子楽器が壁から離れた位置、例えば部屋の中央に置かれた時にEQスイッチがオフにされていると、CPU22は第1のテーブルから周波数特性調整回路10aの係数B0 〜B4 、B6 〜B10を読出して、該周波数特性調整回路10aに転送して設定する。一方、電子楽器が壁に接して、または壁の近くに設置された時には、操作者が前記EQスイッチを押し、オンにすると、CPU22は第2のテーブルを選択し、該第2のテーブルの係数B0 〜B4 、B6 〜B10を読出して、該周波数特性調整回路10aに転送して設定する。
【0036】
この結果、単にEQスイッチ5aをオン、オフするという簡単な操作をするだけで、電子楽器は壁から離れて設置されようと、また壁に接して設置されようと、演奏者等に良好な音質の楽音を提供することができるようになる。なお、上記の説明は、CPU22をCPU1と別個のものとして説明したが、CPU22の働きをCPU1にもたせ、CPU22を削除しても良いことは明らかである。図1の場合も、同様である。
【0037】
前記EQスイッチ5aを3個以上の特性切り替え、例えば、部屋の中央設置用特性、壁際設置用特性、フラット特性等の切り替えに使用する場合には、EQスイッチ5aを1個だけ設けてトグル方式で使用しても良いし、EQスイッチを複数個設けて各特性に1個づつ割り当てても良い。なお、この実施形態を電子楽器に適用すると、例えば図3、図4における、赤外線発光部20および赤外線受光部21が不用になることは勿論である。
【0038】
この実施形態によれば、操作パネルに1個または複数個のEQスイッチを追加するだけで、かつ該EQスイッチを操作するという簡単な操作をするだけで、電子楽器が部屋中央、あるいは壁際等のどこに置かれても、演奏者等に良好な音質の楽音を提供することができるようになる。
【0039】
なお、前記した各実施形態では、周波数特性調整回路10aの乗算器に適用する係数B0 〜B4 および係数B6 〜B10のテーブルを、CPU22側に持たせるようにしたが、該テーブルをDSP10側に設け、CPU22あるいはCPU1からはDSP10に壁際設置用のテーブル、あるいは壁無し用のテーブルを選択する旨の指示cのみを送るようにしてもよい。
【0041】
【発明の効果】
本発明によれば、電子楽器が壁につけて、または壁の近くに設置されたか否かが自動的に判断され、この判断に応じて自動的に楽音信号の周波数特性が調整されることになるので、たとえ電子楽器が壁際に設置されたとしても、演奏者等の手を煩わすことなく、良質の楽音を提供することができるようになる。
【0042】
また、赤外線発光部と赤外線受光部を、スピーカに近接して配置することにより、電子楽器が壁際に設置されたか否かをより正確に判別できるようになり、電子楽器が壁から受ける悪影響を、より正確に補正できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明が適用される電子楽器の第1実施形態の構成を示すブロック図である。
【図2】 図1の周波数特性調整回路の一具体例を示すブロック図である。
【図3】 本発明の一応用例の説明図である。
【図4】 本発明の他の応用例の説明図である。
【図5】 本発明の第2実施形態の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
5…操作パネル、8…音源回路、10…DSP、10a…周波数特性調整回路、10b…エフェクト回路、20…赤外線発光部、21…赤外線受光部、22…CPU。
Claims (3)
- 下方または背面方向に向いたスピーカを有する電子楽器の音響装置において、
前記電子楽器の背面方向に向かって赤外線を発光するように設置された赤外線発光部と、
該赤外線の反射光を受光するように配置された赤外線受光部と、
該赤外線受光部の赤外線受光量が所定のレベルを越えた時に、該電子楽器の前面方向に良質の楽音が得られるように、楽音の周波数特性を自動的に変化させる手段とを具備したことを特徴とする電子楽器の音響装置。 - 前記楽音の周波数特性を変化させる手段は、
少なくとも楽音の低音成分を抑制する係数または指示を転送する手段と、
該係数または指示を受けて、楽音の周波数特性を調整する手段とを有することを特徴とする請求項1に記載の電子楽器の音響装置。 - 前記赤外線発光部と赤外線受光部が前記スピーカに近接して配置されていることを特徴とする請求項2に記載の電子楽器の音響装置。
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