JP4012777B2

JP4012777B2 - 電子楽器

Info

Publication number: JP4012777B2
Application number: JP2002211419A
Authority: JP
Inventors: 高弘杉崎
Original assignee: Roland Corp
Current assignee: Roland Corp
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2022-07-19
Also published as: JP2004053938A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鍵の押下に応じて楽音を生成する電子楽器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一つの押鍵に応じて複数の倍音を発生するオルガンが知られている。このようなオルガンでは、各鍵に倍音の数に応じたスイッチを設け、それらのスイッチがオンオフすることにより、各倍音の発音消音が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなオルガンでは、押鍵に際して複数のスイッチがオンオフするが、機械的に動作するため、微妙なタイミングのずれが発生したり、浅く押鍵した場合には一部の倍音しか発音されなかったりし、このようなオルガン特有の楽音が生成される。しかしながら、各鍵に多数のスイッチを設けるとコストアップになるという欠点がある。
【０００４】
本発明は、電子楽器でよく用いられている押鍵速度を検出することができる１鍵につき２接点のスイッチを用いて、多接点のオルガンの効果を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の電子楽器は、押下途中の第１の押下位置で状態が変化する第１の接点と該第１の押下位置よりもさらに押下された第２の押下位置で状態が変化する第２の接点とを有する鍵と、
前記鍵の押下を受けて、基音および複数の倍音からなる複数の単位楽音から構成された１音色の楽音を生成する楽音生成部とを備え、
前記楽音生成部は、前記鍵の押下による前記第１の接点の状態の変化を受けて前記複数の単位楽音のうちのいずれか一部の単位楽音の生成を開始するとともに前記鍵の押下による前記第２の接点の状態の変化を受けて前記複数の単位楽音のうちの残りの単位楽音の生成を開始するものであることを特徴とする。
【０００６】
上記本発明の電子楽器によれば、上記第１の検出手段では押鍵が検出され、第２の検出手段では押鍵が検出されなければ、単位楽音すべてを発音させずにいくつかの単位楽音が発音される。
【０００７】
したがって、ソフトなタッチで演奏が行なわれたときには単位楽音すべてを発音させずにいくつかの単位楽音を発音させることができる。
【０００８】
ここで上記楽音生成部は、鍵の押下による上記第１の接点の状態の変化を受けて複数の単位楽音のうちのいずれか一部の複数の単位楽音を順次に生成開始するものであることが好ましい。
【０００９】
このように順次各単位楽音を次々と発音させると、接点の接続タイミングが異なることにより発音時に微妙な音色の変化が表れる楽音の特性を持たせることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態の電子楽器の構成を示す図である。
【００１２】
電子楽器１００の内部にはＣＰＵ１１０が配備されている。このＣＰＵ１１０へ鍵盤１２０の押鍵を合図として楽音生成開始の指示が与えられる。楽音生成器１３０とＣＰＵ１１０はバス１４０で接続されており、ＣＰＵ１１０では鍵盤１２０の押鍵に応じて楽音生成器に楽音生成指示が供給される。この供給された楽音生成指示に基づいて楽音生成器１３０では楽音波形の生成が行なわれる。鍵盤１２０には６１の鍵が備えられており、それらの鍵それぞれに押鍵を検出するための２つの接点が備えられている。押鍵されるとまず一方の接点が導通して、さらに深く押し込まれると他方の接点が導通する。以降の説明では先に導通する接点を第１接点と呼び、第１接点が導通した後で導通する接点を第２の接点と呼ぶ。第１接点が導通した時刻から第２接点が導通した時刻の差を検出することによりベロシティが検出される。
【００１３】
またＲＯＭ１５０には、ＣＰＵ１１０で行なわれる処理手順が示されたプログラムが格納されており、これらの処理が行なわれる際にはＲＡＭ１６０内に配備されたレジスタの内容がＣＰＵ１１０の処理状況に応じて書き換えられる。
【００１４】
操作子１７０としては、音色選択スイッチ、音量ボリューム、ドローバー等がある。
【００１５】
この電子楽器では、一つの押鍵により９つの倍音が発生するが、ドローバーは各倍音に対応して設けられ、それぞれ引き出した量に応じて、各倍音の音量が設定される。
【００１６】
図２はその９つの倍音それぞれの倍音アドレスと倍音信号との対応関係を示す倍音テーブルである。
【００１７】
図２に示すように倍音アドレス１には１６´（フィート）の倍音信号からなる単位楽音が対応しており、倍音アドレス２には５（１／３）´（フィート）の倍音信号からなる単位楽音が対応している。以下順に倍音アドレス９に対応する倍音信号までの単位楽音が一つの鍵に対応する倍音としてそれぞれ示されている。
【００１８】
図３は各種の情報が書き込まれるレジスタの内容を示す図である。
【００１９】
図３に示すように、鍵番号に対応して鍵状態、第１接点、第２接点、倍音アドレス、倍音生成カウンタに対応する５つの領域が備えられている。
【００２０】
一番左側には鍵番号が示されており、ここには鍵盤の６１鍵に対応する６１番までの番号が付けられている。鍵状態レジスタには、鍵状態に応じて‘１’‘０’が書き込まれる。
【００２１】
また、６１鍵それぞれに設けられている第１接点および第２接点の領域には第１接点、第２接点それぞれが導通状態であればデータ‘１’、開放状態であればデータ‘０’が書き込まれる。つまり、押鍵されて第１接点が導通したら第１の接点に対応する領域のデータが‘０’から‘１’へ書き換えられて、さらに鍵が深く押し込まれて第２接点が導通したら第２接点に対応する領域のデータが‘０’から‘１’へ書き換えられる。
【００２２】
また押鍵が緩めれられて、第２接点が開放されたら、第２接点に対応する領域データが‘１’から‘０’に書き換えられる。さらに離鍵されて第１接点が開放されたら、第１接点に対応する領域データが‘１’から‘０’に書き換えられる。
【００２３】
倍音アドレスには、その鍵に対応する基音および倍音に対応する単位楽音それぞれの生成タイミングがこの倍音アドレスの領域に書き込まれたアドレス番号に基づいて制御される。さらに倍音生成カウンタの領域には、カウント値が書き込まれ、そのカウンタの値が‘０’になったら発音あるいは消音といった処理が行なわれる。
【００２４】
倍音アドレスの初期値としては‘１’が与えられ、第１接点がオンすると、倍音アドレス１に対応する楽音はすぐに発音されるが、以降倍音アドレス２，倍音アドレス３，倍音アドレス４については、倍音生成カウンタが‘５’にセットされて‘０’になるまで発音されないようになっている。したがって所定の間隔ごとに行なわれるタイマー割り込みの処理回数によって所定の時間間隔が与えられ、順次単位楽音が発音される。このようにして、この実施形態では第１接点が導通したら倍音アドレス１から倍音アドレス４までの単位楽音が順次発音されるようになっている。なおタイマー割り込みについては後述する。
【００２５】
図３の鍵番号「１」の領域には押鍵されたばかりの状態が示されている。したがって第１接点のみが導通して第２接点が開放状態にある。ＣＰＵ１１０では押鍵され、第１の接点が導通した時点で倍音アドレス‘１’から‘４’に対応する単位楽音それぞれを発音させる。図３の鍵番号「１」の倍音アドレス領域には、次に発音されるべき単位楽音が倍音アドレス２に対応するものであることが示されており、倍音アドレス１に対応する単位楽音だけを発音させた段階で、倍音アドレス２に対応する単位楽音がまだ発音されていない状態が示されており、その倍音アドレス２に対応する単位楽音が発音されるまでにはまだ猶予があることが倍音生成カウンタの内容「４」により示されている。
【００２６】
また、鍵番号「２」の鍵では深く押鍵が行なわれて、第１接点と第２接点がともに導通状態にあるので、倍音アドレス１〜９に対応する単位楽音すべての発音が順次行なわれる。倍音アドレスの領域に‘８’が書き込まれているのは次に発音されるべき単位楽音が倍音アドレス８に対応する単位楽音であることを示すもので、倍音生成カウンタの領域に‘２’が書き込まれているのは、発音処理が行なわれるまでの割り込み処理の回数を示すものである。この倍音生成カウンタの内容が‘２’‘１’‘０’までカウントダウンされたら、倍音アドレス８に対応する単位楽音が発音される。
【００２７】
また、鍵番号「６１」では完全に離鍵され、倍音アドレス９に対応する単位楽音から倍音アドレス１に対応する単位楽音までの消音の処理が降順に行なわれたことが示されている。
【００２８】
図４〜図６に示すフローチャートを参照して図３に示すレジスタがどのように書き換えられて、単位楽音の発音の処理および消音の処理が行なわれるかを説明する。
【００２９】
図４はＣＰＵ１１０で行なわれるメイン処理の手順を示すフローチャートである。
【００３０】
電源が投入されるとメイン処理Ｓ３００が起動される。メイン処理Ｓ３００が起動されたらステップＳ４００でレジスタなどの初期化が行なわれる。
【００３１】
図３のレジスタは、全鍵について、鍵状態、第１接点、第２接点、倍音生成カウンタはすべて‘０’、倍音アドレスは‘１’に設定する。
【００３２】
次のステップＳ５００では鍵状態の検出処理が行なわれる。
【００３３】
図５はステップＳ５００の詳細な処理を示すフローチャートである。
【００３４】
フローチャート中示される整数値ｉの値が鍵番号に対応しており、その整数値ｉの値に応じて、図３に示したレジスタの領域の中の鍵番号に対応する鍵状態、第１接点、第２接点の領域に押鍵されたかどうかに応じてＣＰＵ１１０により書き込まれる。
【００３５】
ステップＳ５０１では整数値ｉに１が設定される。図５のステップＳ５０２からＳ５０９が繰り返されるたびにインクリメントされる整数ｉは鍵番号に対応しており、鍵番号１〜６１それぞれについて図３のレジスタの中の鍵状態、第１接点、第２接点それぞれの領域の内容がＣＰＵ１１０により書き換えられる。
【００３６】
まずステップＳ５０２で鍵番号ｉの処理が行なわれる。このステップＳ５０２で鍵番号ｉの鍵の変化状態が接点の状態の変化により検出される。ステップＳ５０２では第１接点と第２接点それぞれの変化の状態が常に監視されており、ここで第１接点あるいは第２接点に変化があれば、ステップＳ５０３の処理へと移行して変化状態がどのようなものであるかが検出される。ここでは第１接点および第２接点の２つの接点があらわす４通りの状態のどれに当たるかが検出される。
【００３７】
４通りの状態の一つとしては、押鍵され、第１の接点が導通状態になり、第１接点の状態が‘０’から‘１’へ変化した場合がある。この変化の状態が検出されたときにはステップＳ５０４で図３に示したレジスタの領域の中の第１接点に対応する領域に‘１’が、鍵状態に対応する領域に‘１’が書き込まれる。
【００３８】
２番目の変化の状態としては、鍵が離鍵され、第１の接点が開放された場合がある。この変化の状態が検出されたときにはステップＳ５０５で図３に示したレジスタの中の第１接点に対応する領域に‘０’が、鍵状態に対応する領域に‘０’が書き込まれる。
【００３９】
３番目の状態としては、鍵が深く押し込まれて、第２の接点が導通状態に変化した場合がある。この変化の状態が検出されたときにはステップＳ５０６で図３に示したレジスタの中の第２接点に対応する領域に‘１’が、また鍵状態に対応する領域に‘１’がそれぞれ書き込まれる。
【００４０】
最後の状態としては、深く押し込まれた鍵が緩められて第２接点のみが開放された状態に変化した場合がある。この変化が検出されたときにはステップＳ５０７で図３に示したレジスタの中の第２接点に対応する領域に‘０’が、鍵状態に対応する領域に‘０’が書き込まれる。
【００４１】
ステップＳ５０８で鍵番号「６１」までの処理が終了したかどうかが判定されて、すべての鍵の処理が終了していなければ、ステップＳ５０９で鍵番号に対応する整数値ｉに＋１されて、次の鍵ｉ＋１の処理が行なわれる。鍵番号「６１」までの処理が終了したらメイン処理にリターンする。
【００４２】
ステップＳ５００の鍵状態検出処理が終了したら、次のステップＳ５５０で操作子１７０の中のドローバーの設定状態の検出が行なわれる。ドローバーの引き出し量には０から８までの９段階あり、引き出された量に応じて楽音生成器１３０内の乗算器にそれぞれの音量に対応する係数が設定される。
【００４３】
以上説明したメイン処理のステップＳ５００とステップＳ５５０の処理が繰り返し行なわれており、ステップＳ５００で鍵盤の６１鍵のそれぞれの押鍵状況に応じて図３に示したレジスタの内容が書き換えられて、ステップＳ５５０の処理で楽音生成器１３０内の乗算器に引き出され方に対応する音量係数の設定が行なわれる。
【００４４】
以上のようにしてレジスタの内容が書き換えられ、その書き換えられたレジスタの内容に応じて発音および消音の処理がタイマー割り込みで行なわれる。
【００４５】
図６はそのタイマー割り込みで行なわれる処理を示すフローチャートである。
【００４６】
概略の動作を説明すると、まず第１接点がオンされた場合は、まず第１倍音のみが発音され、以後所定の時間間隔で第４倍音まで順次発音される。すなわち、第１接点がオンになった直後に第１倍音が発音され、所定時間後に第２倍音が、さらに所定時間後に第３倍音というようにして第４倍音まで発音される。この時間間隔を計測するために、このルーチンでは、倍音生成カウンタに値‘５’を設定し、タイマインタラプトが発生するたびに１デクリメントし‘０’になると発音している。さらに第２接点がオンされるとさらに第５倍音から第９倍音までが、同じく所定時間間隔で発音される。
【００４７】
つぎに第９倍音が発音している状態で、第２接点がオフされた場合には、第９倍音を消音し、第５倍音まで同じ時間間隔で消音される。続いて、第１接点がオフすると第４倍音から第１倍音まで順次同じ時間間隔で消音される。以上が基本動作であるが、第１接点がオンした後、第２接点がオンしないで第１接点がオフした場合、順次倍音が発音していく途中で接点がオフした場合なども含むフローである。
【００４８】
まず、ステップＳ６０１で鍵番号ｉを１に設定する。ステップＳ６０２では、鍵番号に対応する鍵状態レジスタが‘１’か否かが判定され、ＹｅｓであればステップＳ６０３において倍音アドレスが９より大きいか判定する。９より大きい場合は、全ての倍音の発音を開始したことになるので、この鍵に対する処理を終了する。Ｓ６０３で倍音アドレスが９以下の場合は、第２接点のレジスタが‘０’で、かつ倍音アドレスが５以上かを判定する。
【００４９】
この判定がＹｅｓの場合は、第１接点がオンで第２接点がオフであり、すでに第１倍音から第４倍音までの発音が終了していることを示すのでこの鍵の処理を終了する。
【００５０】
Ｓ６０４の判定がＮｏの場合は、倍音生成カウンタをデクリメントし（Ｓ６０５）倍音生成カウンタの値が０より小さいか否かを判定する（Ｓ６０６）。判定の結果がＮｏであれば、この鍵についての処理は終了するが、判定の結果Ｙｅｓであれば、倍音アドレスに対応した倍音の発生を楽音生成器１３０に指示し、（Ｓ６０７）倍音アドレスをインクリメントする（Ｓ６０８）。インクリメントした結果倍音アドレスが９以上になった場合は、この鍵の処理を終了し、そうでない場合は、倍音生成カウンタに値‘５’を設定（Ｓ６１０）してこの鍵についての処理を終了する。
【００５１】
Ｓ６０２において鍵状態が‘１’でないと判定された場合は、倍音アドレスが１以下か否かを判定する（Ｓ６２０）。判定結果がＹｅｓであれば、離鍵状態でありかつ全ての倍音が消音されているので、この鍵についての処理を終了する。
【００５２】
Ｓ６２０の判定がＮｏの場合は、Ｓ６２１において、第１接点が‘１’でありかつ倍音アドレスが５以下であるかを判定する。
【００５３】
この判定結果がＹｅｓの場合は、第２接点がオフされたが第１接点がオンであり、かつ第５−９の倍音の消音が終了したことにあたり、この鍵についての処理が終了する。
【００５４】
Ｓ６２１の判定がＮｏの場合は、Ｓ６２２において倍音生成カウンタをデクリメントし、倍音生成カウンタの値が‘０’より小さくなった場合は、倍音アドレスをデクリメントし、その倍音の生成を終了（消音）するよう楽音生成器１３０に指示する（Ｓ６２５）。
【００５５】
Ｓ６２３において、倍音カウンタの値が‘０’より大きい場合は、この鍵についての処理を終了する。Ｓ６２６において、倍音アドレスが１になった場合は、この鍵についての処理を終了し、倍音アドレスが１より大きい場合は倍音生成カウンタの値を‘５’に設定し、この鍵についての処理を終了する。Ｓ６１１において、全ての鍵についての処理が終了したか否かを判定し、終了していない場合は、Ｓ６１２において鍵番号をインクリメントしてその鍵についての処理を行い、全鍵についての処理が終了した場合は、このルーチンを終了して、メインルーチンへリターンする。
【００５６】
以上説明したように本実施形態の電子楽器によれば、鍵盤のそれぞれの鍵に設けられた２つの接点を用いて、一つの鍵に対応する倍音の発音を順次行なわせることができる。また、第１の接点が導通されても第２の接点が動通されない場合には、つまりソフトなタッチで演奏が行なわれたとしても、それに応じた楽音の発音を行なわせることができる。
【００５７】
なお、本実施形態の電子楽器では倍音アドレスが‘１’に対応する倍音から倍音アドレスが‘９’に対応する単位楽音を各鍵共通にしているが、本発明はこれに拠らず、操作子などを設けて倍音の並びを各鍵毎に設定可能としても良く、また、倍音の並びはランダムであっても良い。
【００５８】
また、倍音生成カウンタを‘５’からカウントダウンさせているが、本発明はこれに拠らず、操作子などを設けてカウンタの値を設定可能としても良く。またランダムに設定しても良い。
【００５９】
また、鍵それぞれに設けられた２つの接点ではベロシティの検出を行なうことができるので、第２接点がオンした以降、この検出されたベロシティに応じて倍音生成カウンタのカウント値を設定可能として倍音アドレスに対応する楽音が順次発音される間隔を変更可能としても良い。
【００６０】
また、本実施形態の電子楽器では、押鍵時、第２接点が導通したときから倍音アドレスが‘５’に対応する単位楽音から倍音アドレスが‘９’に対応する単位楽音を順次発音させているが、本発明はこれに拠らず、第２接点が導通したら倍音アドレスが‘５’に対応する単位楽音から倍音アドレスが‘９’に対応する単位楽音を一斉に発音させても良い。
【００６１】
また、離鍵時、第１の接点が開放されたときに、倍音アドレスが‘４’に対応する倍音から倍音アドレスが‘１’に対応する倍音を、順次消音させているが、本発明はこれに拠らず、第１の接点が開放された時点で、倍音アドレスが‘１’に対応する倍音から倍音アドレスが‘４’に対応する倍音を一斉に消音させても良い。
【００６２】
さらに本実施形態の電子楽器に、ドローバーの引き出し方に応じて倍音の音量が変更されるのでこの変更のされ方が演奏者に分かるように、ドローバーの操作状態に対応して発光色が変化する表示器を設けて、操作状態がどのようなものであるかを演奏者に知らせる構成としても良い。
【００６３】
さらに、本実施形態の電子楽器に、ロータリースピーカを付加してこのロータリースピーカから楽音を発音させるようにしても良い。またこのときロータリースピーカの回転速度が演奏者に分かるように、回転速度に応じて発光色が変化する表示器を設けて回転速度を演奏者に知らせる構成としても、回転速度に応じて点滅周期が変化する表示器を設けて回転速度を演奏者に知らせる構成としても良い。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電子楽器によれば、トーンホイールオルガンの原音により一層近い楽音が発音される電子楽器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子楽器の内部構成を示す図である。
【図２】倍音アドレスと倍音信号との関係を示す図である。
【図３】図３はレジスタを示す図である。
【図４】ＣＰＵで行なわれる処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】図４のステップＳ５００の詳細を示すフローチャートである。
【図６】割り込み処理で行なわれる処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００電子楽器
１１０ＣＰＵ
１２０鍵盤
１３０楽音生成器
１４０バス
１５０ＲＯＭ
１６０ＲＡＭ
１７０操作子
１８０スピーカ

Claims

押下途中の第１の押下位置で状態が変化する第１の接点と該第１の押下位置よりもさらに押下された第２の押下位置で状態が変化する第２の接点とを有する鍵と、
前記鍵の押下を受けて、基音および複数の倍音からなる複数の単位楽音から構成された１音色の楽音を発音する楽音生成部とを備え、
前記楽音生成部は、前記鍵の押下による前記第１の接点の状態の変化を受けて前記複数の単位楽音のうちのいずれか一部の単位楽音を順次に発音するとともに前記鍵の押下による前記第２の接点の状態の変化を受けて前記複数の単位楽音のうちの残りの単位楽音を順次に発音するものであることを特徴とする電子楽器。
前記楽音生成部で前記鍵の押下により発音する前記複数の単位楽音は、所定時間間隔で順次に発音されるものであることを特徴とする請求項１記載の電子楽器。
前記楽音生成部で前記鍵の押下により発音する前記複数の単位楽音は、ランダムな順番で順次に発音されるものであることを特徴とする請求項１記載の電子楽器。
前記鍵それぞれに設けられた２つの接点はベロシティの検出を行なうものであって、前記第２の接点の状態の変化以降、前記鍵の押下による前記第２の接点の状態の変化を受けて前記複数の単位楽音のうちの残りの単位楽音は、前記検出されたベロシティに応じて設定された時間間隔で順次に発音されるものであることを特徴とする請求項１記載の電子楽器。