JP4254697B2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

この発明は、サスティンペダルの操作に習熟していない初心者であってもペダル操作が適正に行われたかのように模擬して楽音を発生することができる電子楽器に関する。

自然楽器であるピアノはダンパーペダルを備えており、該ダンパーペダルを踏みあるいは離すことにより弦を開放状態としたりあるいはその振動を抑えたりできる。ダンパーペダルをオン（踏む）すると、演奏後も減衰音が持続し余韻のある楽音を発生できる。従来、電子鍵盤楽器では、上記ピアノのダンパーペダルと同様の効果を実現するサスティンペダルを備えたものが知られている。また、サスティンペダルを常にオンした状態を自動で実現できる機能を備えたものが知られている。

例えば、非特許文献１に記載の電子楽器では、外部パネル上にサスティンボタンを備えている。サスティンボタンをオフした状態では、鍵盤の押鍵操作に応じて楽音の発生を開始し、離鍵操作で楽音がリリース（急激にレベルを減衰して消音していく過程）に移行する。サスティンボタンをオンした状態では、発音している全ての楽音について、離鍵操作で楽音をリリースに移行せず、離鍵操作された楽音については、サスティンの状態（すなわち、リリース過程よりもなだらかに減衰しつつ音が鳴り続ける状態）を自動的に保持する。これにより、電子楽器でもピアノと同様に楽音に余韻を付けることができる。熟練していないユーザの演奏では個々の楽音がとぎれとぎれになりやすいが、上記自動サスティン機能により個々の楽音を自動的に滑らかにつなげることができ、熟練していないユーザでも（熟練者のような）個々の楽音が滑らかにつながる演奏（発音）を行なえるようになる。
「ＰＯＲＴＡＴＯＮＥ ＰＳＲ−４０００ 取扱説明書」、ヤマハ株式会社、１９９５年

通常、狭い音高範囲内で複数の音高の楽音が同時に発音されていると、演奏が濁って聞こえる。上述した従来の電子鍵盤楽器の自動サスティン機能では、それをオンすることにより常に全弦が解放された状態を模擬して発音が為されるので、狭い音高範囲内で複数の音高の楽音が同時に発音されると演奏が濁って聞こえてしまう。自然楽器のピアノなどでは、このような場合、初めの演奏の後、一旦ペダルを上げて音をダンプし、次の演奏のとき再びペダルを踏む。しかし、従来のサスティンボタンによる自動サスティン機能では、そのようなことを行っていないため、音が濁る場合がある。

この発明は、サスティンボタンを備えた電子楽器において、該サスティンボタンをオンした場合に、初心者であってもできる限り濁りのない楽音を発生することができるようにすることを目的とする。

この目的を達成するため、この発明は、自動サスティン機能がオンされている場合には、新たなキーオンを受け付けたとき、そのキーオンの楽音と既存楽音（発音中の楽音）との音高差を求め、該音高差が所定の規定値内である既存楽音については迅速に消音することを特徴とするものである。

前記所定の規定値は、新たにキーオンを受け付けた楽音の音高や音色に応じて予め定められているものとするのが良い。また、前記音高差が所定の規定値内に含まれる場合、すぐに消音を開始せず、発音中の楽音に対するキーオフ信号を受け付けたときから消音を開始するようにしても良い。

この発明によれば、自動サスティン機能がオンされている場合、通常は該自動サスティン機能によりサスティン効果がかけられた状態で発音を行なうが、新たなキーオンの音高に対して所定の規定値内の音高の発音中の楽音は迅速に消音するので、熟練していないユーザでも、濁りがなく、個々の楽音がなめらかにつながる演奏（発音）を行なえるようになる。

以下、図面を用いてこの発明の実施の形態を説明する。

図１は、この発明の一実施形態である電子鍵盤楽器のブロック構成図を示す。この電子鍵盤楽器は、ＣＰＵ（中央処理装置）１０１、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０２、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）１０３、操作子１０４、検出回路１０５、表示部１０６、表示回路１０７、サウンドシステム１０８、音源回路１０９、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）１１１、および通信バス１１２を備える。

ＣＰＵ１０１は、この電子鍵盤楽器全体の動作を制御する処理装置である。ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムをロードしたり各種バッファ領域を確保する揮発性メモリである。ＲＯＭ１０３は、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムや各種のデータを格納する不揮発性メモリである。操作子１０４は、この電子鍵盤楽器の外部パネル上に設けられた各種のスイッチ等および複数の鍵を有する鍵盤である。操作子１０４は、自動サスティン機能をオン／オフするサスティンスイッチを含む。自動サスティン機能については図２で詳しく説明する。操作子１０４の操作は検出回路１０５により検出され、その操作情報はＣＰＵ１０１に送られる。表示器１０６は、この電子鍵盤楽器の外部パネル上に設けられたディスプレイである。表示回路１０７は、ＣＰＵ１０１の指示に応じて表示器１０６に各種の情報を表示する。音源回路１０９は、ＣＰＵ１０１の指示に応じて楽音を生成し、サウンドシステム１０８により放音する。通信Ｉ／Ｆ１１１は、各種の外部機器１１０を接続するためのインターフェースである。

図２は、サスティンＳＷがオンされ自動サスティン機能が有効である場合の楽音のエンベロープ（発音する波形データに加える音量レベルの時間経過に沿った変化）を説明する図である。キーオンのタイミングからアタック部２０１が開始し、急激に音量レベルが立ち上がる。アタック部２０１の後、ディケイレートで音量レベルが減衰するディケイ部２０２が続く。ディケイ部２０２に続く２０３は、ディケイ部によって減衰された後の音量レベル（サスティンレベル）を維持あるいは緩やかに減衰するサスティン部である。自動サスティン機能がオフのときは、サスティン部２０３の後、キーオフが発生したタイミングからリリース部２０４のように、発音で使っている波形データに対応付けて記録されている通常リリースレート（単位時間あたりの音量レベルの減衰量、もしくは、減衰に係る時間）に従った傾きで、音量レベルを急激に減衰して消音する。以上の２０１〜２０４は、いわゆるＡＤＳＲ型の一般的なエンベロープ波形を示している。これに対し、サスティンＳＷがオンされている場合は、通常リリースレートに従った傾きで急激に減衰するリリース部２０４に代えて、キーオフが発生した後にサスティン部２０３の音量レベルを維持し、あるいは、発音で使っている波形データに対応付けて記録されているサスティンリリースレート（単位時間あたりの音量レベルの減衰量を表わすデータ、もしくは、減衰に係る時間を表わすデータ、であって、通常リリースレートよりも、緩やかな傾きで、十分に長い時間をかけて音量レベルをゼロにするもの）で音量レベルを緩やかに減衰するサスティン部を継続する。２０５は、キーオフのタイミングから緩やかなレートでサスティン部を継続するように減衰する様子を示している。このようにサスティン効果を自動的に付与することにより、初心者でも個々の楽音が自動的に滑らかにつながる演奏が行なえる。

図３は、サスティンＳＷが操作されたときのＣＰＵ１０１の処理フローを示す。ステップ３０１で、自動サスティン機能のオンオフの状態を反転し、処理を終了する。

図４は、鍵盤の押鍵があったときのＣＰＵ１０１の処理手順を示すフローチャートである。この処理は、鍵盤の鍵の新たな押鍵を検出したときに起動される。ステップ４０１で、右手鍵域における押鍵か否か判定する。ここでは、右手鍵域でメロディ演奏を行ない、左手鍵域で伴奏演奏を行なうように、鍵盤が鍵域分割されているものとする。なお、鍵域分割されていない場合は、全鍵域を右手鍵域として取り扱えば良い。右手鍵域の押鍵のときは、ステップ４０２で、自動サスティン機能がオンか否か判定する。オンであれば、ステップ４０３で、現在発音中の楽音と押鍵された楽音との音高差を算出する。発音中の楽音とは、キーオン（押鍵）中でキーオフ（離鍵）前の楽音とキーオフ後で現在減衰中の楽音の両方を含むものとする。発音中の楽音が複数ある場合は、押鍵された楽音と発音中の複数の楽音のそれぞれとの音高差をすべて算出する。ステップ４０１で右手鍵域における押鍵でない場合、あるいはステップ４０２で自動サスティン機能がオフの場合は、ステップ４１０で、押鍵された楽音の発音で使う波形データに対応付けられた、通常リリースレートを読み出して、当該通常リリースレートで押鍵された楽音の発音がリリースされるように、発音時のリリース部を通常の状態（図２におけるリリース部２０４のようなサスティン効果なしの状態）に設定して、押鍵された楽音の発音を開始する。

ステップ４０３の後、ステップ４０４で、押鍵された楽音の音高に対応する規定値を設定する。この規定値とは、押鍵された楽音の音高と同時に発音したときに演奏が濁るおそれのある音高（消音すべき音高）を規定する値であり、例えば半音や１全音などの音程数である。この規定値は、（発音可能な全音高の）音高ごとに予め規定して記憶しておく。例えば規定値テーブルとして記憶するとよい。また、音高ごとに最適な値を記憶するものとする。規定値テーブルは音色ごとに異なるものを用意しておくとよい。また、規定値を設定するとは、記憶されている規定値テーブルを参照して、押鍵された楽音の音高に対応する規定値を読み出して、以後のステップ４０５で利用できるように設定することである。

次にステップ４０５で、上記ステップ４０３で算出した音高差が、上記ステップ４０４で設定した規定値内に含まれるかを判定する。例えば、低音域では少し離れた音高でも同時発音により演奏に濁りを生じさせるため、低音域の音高では２全音など広い範囲を規定値とし、高音域の音高では半音など狭い範囲を規定値とするとよい。ステップ４０６で規定値内に含まれると判定されたときは、ステップ４０７で、当該音高差が規定値内に含まれると判定された発音中の楽音（対象楽音）に対して、迅速な消音を設定（開始）する。つまり、当該対象楽音について、当該対象楽音の発音で使われている波形データに対応付けられた、通常リリースレートを読み出して、当該通常リリースレートで当該対象楽音の発音がリリースされるように、リリース部を通常の状態に設定する。当該対象楽音がキーオン中であれば、押鍵中であっても強制的にキーオフしてリリースへ移行し、読み出した通常リリースレートで、サスティン効果をかけないで楽音を迅速に（急激に）短時間で減衰させる。また、当該対象楽音がキーオフ後の減衰中（リリース中）であれば、サスティン効果を停止して、読み出した通常リリースレートで（減衰の速度を早くして）楽音を迅速に減衰させる。

なお、発音中の楽音が複数ある場合は、ステップ４０３でそれら複数の発音中の楽音と押鍵された楽音との音高差をすべて算出してあるので、それら複数の音高差のそれぞれに対してステップ４０５〜４０７の処理を繰り返すものとする。

ステップ４０８では、押鍵された楽音に対するサスティン効果の状態を決定する。サスティン効果の状態とは、図２の２０５に示すように、発音する楽音をサスティンリリースレートに沿ってリリースすることである。当該サスティンリリースレートは音色（波形データ）や音高ごとに予め記憶しておくものとする。そして、サスティン効果の状態を決定するとは、前記予め記憶されているサスティンリリースレートのうち、今回押鍵された楽音の音色や音高に対応するサスティンリリースレートを読み出して、以後のステップ４０９で利用できるように設定することである。次にステップ４０９で、サスティン効果をかけた状態（前記ステップ４０８で読み出してサスティンリリースレートに従ってリリースされるように設定した状態）で、押鍵された楽音の発音を開始する。

なお、図４は新たに鍵盤の押鍵があったときに行なう処理とされているが、これは、新たなキーオン信号を受け付けたときに処理されるものであればよく、鍵盤の新たな押鍵を受け付けたとき以外に、通信Ｉ／Ｆ１１１を介して外部機器から新たなキーオン信号を受け付けたときにも、当該受け付けたキーオン信号に係る楽音について、鍵盤で押鍵された楽音と同様に処理するものとする。

なお、図４では右手鍵域の押鍵に対してステップ４０２〜４０９を適用したが、これに限らず、左手鍵域のみに適用したり、全鍵域に適用することもできる。

上記規定値は音高ごとに規定する例に限られない。全音高範囲を複数の区間に分割して、その区間ごとに規定値を規定しておく方法もある。要は、発音可能なすべての音高について１つの規定値が規定できる情報を記憶しておけば良い。

１つの楽音を複数の音色で発音しているときは、該当する楽音に対応して発音されている全音色について、図４の処理を行なうものとする。

上記ステップ４０７で迅速な消音を開始するとき、消音対象の楽音がキーオン中でキーオフ前の楽音であれば、強制的にキーオフに移行せず、その後、その楽音に対するキーオフが行なわれたときからサスティン効果をかけない迅速な減衰を行なうこととしてもよい。

上記図４の処理を実現する制御プログラムをＲＯＭ１０３に記憶されているものとしたが、ＲＯＭ１０３に制御プログラムが記憶されていない場合、ＨＤやＣＤ−ＲＯＭに制御プログラムやデータを記憶させておいて、それをＲＡＭ１０２に読み込んだり、通信ネットワークを介してサーバコンピュータと接続してサーバコンピュータから制御プログラムやデータをダウンロードすることで、ＲＯＭ１０３に制御プログラムやデータを記憶している場合と同様の動作をＣＰＵ１０１にさせるようにしてもよい。

上記実施形態では、テーブルを用いてレートを決定しているが、関数で算出してもよい。

この発明の一実施形態である電子鍵盤楽器のブロック構成図 自動サスティン機能が有効である場合の楽音のエンベロープを説明する図 サスティンＳＷが操作されたときの処理フローチャート図 鍵盤の押鍵があったときのＣＰＵの処理手順を示すフローチャート図

符号の説明

１０１…ＣＰＵ（中央処理装置）、１０２…ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、１０３…リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、１０４…操作子、１０５…検出回路、１０６…表示部、１０７…表示回路、１０８…サウンドシステム、１０９…音源回路、１１１…通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）、１１２…通信バス。

Claims (4)

1. 新たな楽音のキーオン信号と音高情報を受け付ける手段と、
   発音中の楽音のサスティン状態を維持して緩やかに減衰させる自動サステイン機能のオン／オフを設定する手段と、
   自動サスティン機能がオンのとき、現在発音中の楽音の音高と前記新たなキーオン信号を受け付けた楽音の音高との音高差を検出する音高差検出手段と、
   前記音高差検出手段で検出された音高差が所定の規定値内に含まれるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段で前記音高差が所定の規定値内に含まれる場合、前記発音中の楽音を迅速に減衰させて消音する手段と、
   前記新たに受け付けたキーオン信号及び音高情報に基づいて楽音を発生するとともに、該楽音の発生において、キーオフ後にサスティン状態を維持して緩やかに減衰するか、またはキーオフ後にリリース状態に移行して迅速に減衰するかを、前記自動サスティン機能のオン／オフの設定状態に応じて設定する楽音発生手段と、
   を備えたことを特徴とする電子楽器。
2. 請求項１に記載の電子楽器において、
   前記所定の規定値は、前記新たにキーオンを受け付けた楽音の音高および／または音色に応じて予め定められているものであることを特徴とする電子楽器。
3. 請求項１に記載の電子楽器において、
   前記発音中の楽音を迅速に減衰させて消音する手段は、前記判定手段で前記音高差が所定の規定値内に含まれる場合、すぐに消音を開始せず、前記発音中の楽音に対するキーオフ信号を受け付けたときから消音を開始するものであることを特徴とする電子楽器。
4. コンピュータを、
   新たな楽音のキーオン信号と音高情報を受け付ける手段、
   発音中の楽音のサスティン状態を維持して緩やかに減衰させる自動サステイン機能のオン／オフを設定する手段、
   自動サスティン機能がオンのとき、現在発音中の楽音の音高と前記新たなキーオン信号を受け付けた楽音の音高との音高差を検出する音高差検出手段、
   前記音高差検出手段で検出された音高差が所定の規定値内に含まれるか否かを判定する判定手段、
   前記判定手段で前記音高差が所定の規定値内に含まれる場合、前記発音中の楽音を迅速に減衰させて消音する手段、及び、
   前記新たに受け付けたキーオン信号及び音高情報に基づいて楽音を発生するとともに、該楽音の発生において、キーオフ後にサスティン状態を維持して緩やかに減衰するか、またはキーオフ後にリリース状態に移行して迅速に減衰するかを、前記自動サスティン機能のオン／オフの設定状態に応じて設定する楽音発生手段として機能させることを特徴とするサスティン制御プログラム。

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