JP4304618B2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

この発明は、サステイ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インペダルを備えたものが知られている。また、サステイ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インボタンを備えている。サステイ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（減衰して消音していく過程）に移行する。サステインボタンをオンした状態では、離鍵した後もリリースに移行せずサステインの状態（すなわち少しずつ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。
「ＰＯＲＴＡＴＯＮＥ ＰＳＲ−４０００ 取扱説明書」、ヤマハ株式会社、１９９５年

上述した従来の電子鍵盤楽器のサステインボタンでは、ボタンオン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、例えばある和音を演奏した後、別の和音を演奏した場合、初めの和音の楽音と後の和音の楽音とが混じってしまい、響きが濁るという問題があった。自然楽器のピアノなどでは、このような場合、初めの和音演奏の後、一旦ペダルを上げて音をダンプし、次の和音を演奏するとき再びペダルを踏む。しかし、従来のサステインボタンによる自動処理では、そのようなことを行っていないため、音が濁る場合があった。

この発明は、サステインボタンを備えた電子楽器において、該サステインボタンをオンした場合に、初心者であってもサステインペダルを適正に操作しているかのように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、受け付けたキーオン信号と音高情報に基づいて楽音を発生し、自動サステイン指示操作子を備えた電子楽器において、前記自動サステイン指示操作子がオンされている場合、通常は現在発音中の楽音のサステイン状態を維持する制御を行い、（１）和音の変化が検出されたとき、（２）現在発音中の楽音の数が所定数以上になったと判定されたとき、または、（３）現在発音中の楽音の低音側の２音の音程差が短３度（５半音）未満であると判定されたときは、一旦、サステイン状態を維持する制御を解除して発音中の楽音をリリースし、その後、再びサステイン状態を維持する制御を開始するようにしたことを特徴とする。

この発明によれば、自動サステイン指示操作子を備えた電子楽器において、和音が変化したとき、発音数が所定数以上になったとき、または、楽音の低音側の２音の音程差が短３度（５半音）未満になったときに、自動サステイン制御のリセットを行っているので、初心者であってもサステインペダルを適正に操作しているかのように楽音を発生することができる。

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楽器の概略構成を示す。この電子楽器は、中央処理装置（ＣＰＵ）１０１、メモリ１０２、表示・操作部１０４、及び楽音発生部１０３を備える。ＣＰＵ１０１は、この電子楽器全体の動作を制御する処理装置である。メモリ１０２は、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムやデータを格納するメモリである。表示・操作部１０４は、ユーザが演奏操作するための複数の鍵を備えた鍵盤、外部パネル上に設けられた各種のスイッチなどの操作子群、及びペダル操作子などを含む。特に、オートサステインボタン１０５と、サステインペダル１０６を含む。ＣＰＵ１０１は、表示・操作部１０４の鍵盤の演奏操作を検出し、その演奏操作に応じた発音指示を楽音発生部１０３に送る。楽音発生部１０３は、その発音指示に応じて楽音を発生する。

図２（ａ）は、オートサステインボタン１０５をオフしてサステインオフモードとした場合のキーオンに応じた楽音波形（エンベロープ）を示す。２０１は楽音波形、２０２はキーオン信号ＫＯＮ、２０３はオートサステインの処理を行うか否かを示すサステインフラグＳＵＳＴＡＩＮを示す。ここでは、サステインオフモードであるので、フラグ２０３は常にオフ状態である。キーオン信号２０２は、２０４のタイミングで１に立ち上がり、そのタイミングで楽音波形２０１も立ち上がって発音が開始される。楽音波形２０１は、アタック及びディケイを経て、２０７で示すサステイン状態に移行する。２０５に示すタイミングでキーオン信号ＫＯＮが０になると（キーオフ（離鍵）を示す）、楽音波形２０１はサステイン２０７からリリース２０８に移行し、急激に減衰する。タイミング２０６で次のキーオンが来ると、再び楽音波形２０１が立ち上がる。以上のように、サステインオフモードでは、離鍵のタイミングで楽音波形がリリースに移行する。

図２（ｂ）は、従来の電子楽器におけるサステインモードの動作を示す。オートサステインボタンがオンされ、サステインフラグ２１３が１に立ち上がっている。キーオン信号２１２がタイミング２１４で１に立ち上がると、楽音波形２１１が立ち上がって発音が開始される。楽音波形２１１は、アタック及びディケイを経て、２１８で示すサステイン状態に移行する。タイミング２１５で離鍵によりキーオン信号が０になっても、サステインモードであるのでサステイン２１８の状態は維持される。タイミング２１６で再び押鍵によりキーオン信号ＫＯＮが１に立ち上がると、楽音波形２１１も２１９に示すように新たに立ち上がる。タイミング２１７で離鍵によりキーオン信号ＫＯＮが０になっても、サステイン状態２２０が維持され音が伸ばされている。ここで、他の和音の押鍵により、２２１に示すように異コード音が立ち上がると、サステイン状態２２０の楽音と異コード音２２１とが混じり合い、２２２に示すように音の濁りとなってしまう。

図２（ｃ）は、本実施形態の電子楽器におけるサステインモードでの動作を示す。オートサステインボタン１０５がオンされているが、本実施形態では、内部的にオートサステインの処理を行うか否かを決めるサステインフラグＳＵＳＴＡＩＮ２３３は途中で強制的にオフにする場合がある。

キーオン信号ＫＯＮ２３２がタイミング２３４で１に立ち上がると、楽音波形２３１が立ち上がり発音が開始される。離鍵に応じてキーオン信号ＫＯＮ２３２がタイミング２３５でオフされても、サステインモードであるので楽音波形２３１はサステイン状態２４０を維持する。タイミング２３６で同じ鍵が再び押鍵されると、楽音波形２３１は２４１に示すように再び立ち上がる。タイミング２３７で離鍵されると、サステインモードであるのでサステイン状態２４２が維持される。次に、タイミング２３８で異なるコード音の鍵が押鍵されると、その操作に応じて２４３に示すように異コード音が発音開始する。このとき本実施形態の電子楽器では、異コード音の演奏がされたことを検出し、サステインモードではあっても２３９に示すように強制的にサステインフラグ２３３を一旦オフにしている。これにより、強制的なサステインオフモードの状態となり、初めのコード音の楽音波形２３１は２４４に示すようにリリースに移行し急激に減衰する。従って、図２（ｂ）で説明したような濁りが生じない。

図３は、この実施形態の電子楽器におけるＣＰＵ１０１のメインプログラムの流れを示す。ステップ３０１でシステムの初期化を行う。ステップ３０２で鍵盤その他の操作子の操作イベントを検出する。ステップ３０３で、自動伴奏の指示があるときはその処理を行う。ステップ３０４で、押鍵に基づくキーオンイベントや自動伴奏で発生されたキーオンイベントに応じて、楽音発生部１０３に対して楽音発生の処理を指示する。ステップ３０５でオートサステイン処理を行う。その後、ステップ３０２に戻って処理を続ける。

図４は、ステップ３０５のオートサステイン処理の流れを示す。このオートサステイン処理では、（１）コード（和音）が変わったとき、（２）発音数が所定数以上になったとき、（３）低音側の２音の音程差が短３度（５半音）未満になったとき、の何れかの条件が満たされたとき、図２（ｃ）で説明したサステインフラグＳＵＳＴＡＩＮ２３３をリセット（一旦０としすぐに１に立ち上げる）する。上記の条件（１）は、発音する和音が変ったときに図２（ｂ）で説明したような濁りが発生することを抑止するためである。条件（２）は、発音数が所定数以上の場合は和音を構成することなく濁りが発生することが多いので、その抑止のためである。条件（３）は、低音側の２音の音程差が短３度（５半音）未満の場合、やはり濁りが発生することが多いので、その抑止のためである。図３のステップ３０４の楽音発生処理では、サステインフラグＳＵＳＴＡＩＮがリセットされたことが検知できるようになっており、その場合、図２（ｃ）で説明したようにサステインフラグＳＵＳＴＡＩＮのリセットのタイミングで発音状態にある全ての楽音をリリースして急激に減衰させる。これにより、自然楽器のピアノで一旦ダンパーペダルを上げて音をダンプし再びペダルを踏んだのと同様な効果が得られる。

図４において、ステップ４０１で、オートサステインボタン１０５がオンされているか否か判定する。オフされていたら、ステップ４３１でＦＬＡＧ１及びＴＯＮＥＣＯＵＮＴを共に０とし、ステップ４３２でサステインペダル１０６の操作に基づくサステイン制御を行ってリターンする。ＦＬＡＧ１は、何も発音されていない状態でステップ４０２に来たことを検出するためのフラグであり、初めは０に初期化してある。

オートサステインボタン１０５がオンのときは、ステップ４０２でＦＬＡＧ１が０か否か判定する。０のときは、何も発音されていない状態でステップ４０２に来たものであるから、ステップ４０３で新規発音キーオンイベントがあるか否か判定する。なければそのままリターンする。あれば、何も発音されていない状態で最初のキーオンがあったということであるから、ステップ４０４でサステインフラグＳＵＳＴＡＩＮをオンに設定し、ステップ４０５でＴＯＮＥＣＯＵＮＴに１を設定する。ＴＯＮＥＣＯＵＮＴは、本オートサステイン処理の中において現在の発音中の楽音の個数をカウントするカウンタ（離鍵されてサステイン状態にある楽音も１つと数える）であり、初めは０に初期化してある。なお、楽音が消音した場合にはＴＯＮＥＣＯＵＮＴから１を減じる必要があるが、その処理は、ステップ３０４の楽音発生処理の中で行っているものとする。ステップ４０６で第１コードタイマーと第２コードタイマーの両方をリセットしてスタートさせ、ステップ４０７でＦＬＡＧ１を１として、ステップ４０８に進む。ステップ４０２でＦＬＡＧ１が０でないなら、現在発音中の楽音があるということだから、ステップ４０８に進む。ステップ４０３で新規発音キーオンイベントがないときは、そのままリターンする。

ステップ４０８では、第１コードタイマーがタイムアップしたか（スタートしてから所定時間が経過したか）判定する。第１コードタイマーは、和音として演奏（あるいは発生）された発音イベントは所定時間内に入っているはずであるので、その時間を測るためのタイマーである。第１コードタイマーがスタートしてからタイムアップするまでの間は、ステップ４０８から４０９に進む。ステップ４０９で後続の発音イベントがあるか否か判定する。なければそのままリターンする。あれば、ステップ４１０で第２コードタイマーをリセットしてスタートさせ、ステップ４１１でＴＯＮＥＣＯＵＮＴを１増やす。ステップ４１２でＴＯＮＥＣＯＵＮＴが所定の値ＴＮ１以下であるか否か判定し、そうであるときはそのままリターンする。そうでないときはステップ４１７に進む。第２コードタイマーは、押鍵して発音がありそれが消音した後も長時間押鍵し続けた場合に所定時間で強制的にサステインフラグとＦＬＡＧ１をリセットするため、その時間を測るためのタイマーである。ＴＮ１は、和音検出をするかしないかの閾値の発音数である。最初の発音及び後続の発音があっても、発音数がＴＮ１以下であるときは未だ和音検出する必要がないものとして、ステップ４１２からリターンする。結果として、無音状態からの最初の発音イベントで第１コードタイマーをスタートさせ、これがタイムアップするまでの時間内の所定数ＴＮ１個以下の発音イベントはそのまま和音として扱いサスティンフラグオンで発音される。

ステップ４１７ではＴＯＮＥＣＯＵＮＴが所定の値ＴＮ２以下であるか判定する。ＴＮ２は、発音数が所定数以上になったときにサスティンフラグをリセットするための、当該発音数の閾値を示す。ＴＯＮＥＣＯＵＮＴがＴＮ２を超えたら、発音数が所定数以上になったとして、ステップ４２１に進む。ＴＯＮＥＣＯＵＮＴがＴＮ２以下なら、ステップ４１８で、発音中の楽音の低音側の２音の音程差が短３度以上か否か判定する。そうでないときは、サスティンフラグをリセットするため、ステップ４２１に進む。ステップ４１８の判別がＹＥＳのときは、ステップ４１９で、発音中の楽音の音高の組み合わせを解析し和音を検出する。ステップ４２０で和音の変更があったか否か判定し、ないときはそのままリターンし、あるときはステップ４２１に進む。ステップ４２１では、サステインフラグＳＵＳＴＡＩＮをリセット（一時オフした後再びオンする）し、ステップ４０４に戻る。

ステップ４０８で第１コードタイマーがタイムアップしていたときは、ステップ４１３で、後続の発音イベントがあるか否か判定する。なければそのままリターンし、あればステップ４１４で第２コードタイマーをリセットして再スタートする。ステップ４１５でＴＯＮＥＣＯＵＮＴに１を加え、ステップ４１６でＴＯＮＥＣＯＵＮＴが所定の値ＴＮ３以下であるか否か判定する。ＴＮ３は、発音数が所定数以上になったときにサスティンフラグをリセットするための、当該発音数の閾値（第１コードタイマーがタイムアップした後の制限数）を示す。ＴＮ３はＴＮ２と同じ値でも異なる値でもよい。ステップ４１６でＴＯＮＥＣＯＵＮＴがＴＮ３を超えたら、発音数が所定数以上になったとして、ステップ４２１に進む。ＴＯＮＥＣＯＵＮＴがＴＮ３以下のときはステップ４１８に進む。

図５は、第２コードタイマーがタイムアップしたときの割り込み処理を示す。ステップ５０１でサステインフラグＳＵＳＴＡＩＮをリセットし、ステップ５０２でＦＬＡＧ１を０に初期化した後、リターンする。

なお、図４では、オートサステインボタン１０５がオンされている場合にサステインペダルを操作したときの処理は省略したが、オートサステイン処理を行っている途中でも、サステインペダルが操作された場合はそちらの制御を優先して行うものとする。

この発明の一実施形態である電子楽器の概略構成図 サステインオフの場合及びオンの場合のキーオンに応じた楽音波形（エンベロープ）の例を示す図 メインプログラムの流れを示すフローチャート図 オートサステイン処理の流れを示すフローチャート図 第２コードタイマーの割り込み処理のフローチャート図

符号の説明

１０１…中央処理装置（ＣＰＵ）、１０２…メモリ、１０４…表示・操作部、１０３…楽音発生部、１０５…オートサステインボタン、１０６…サステインペダル。

Claims (1)

1. 楽音のキーオン信号と音高情報を受け付ける手段と、
   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楽音発生手段と、
   現在発音中の楽音の音高の組合せを解析することにより和音を検出する和音検出手段と、
   和音が変化したことを検出する和音変化検出手段と、
   現在発音中の楽音の数をカウントするカウント手段と、
   前記カウント手段によりカウントした現在発音中の楽音の数が所定数以上になったか否かを判定する第１の判定手段と、
   現在発音中の楽音の低音側の２音の音程差が短３度（５半音）未満になったか否かを判定する第２の判定手段と、
   自動サステイン指示操作子と、
   前記自動サステイン指示操作子がオンされている場合、前記楽音発生手段に対して、通常は現在発音中の楽音のサステイン状態を維持する制御を行い、
   （１）前記和音変化検出手段で和音の変化が検出されたとき、
   （２）前記第１の判定手段で現在発音中の楽音の数が所定数以上になったと判定されたとき、または、
   （３）前記第２の判定手段で現在発音中の楽音の低音側の２音の音程差が短３度（５半音）未満であると判定されたとき
   は、一旦、前記サステイン状態を維持する制御を解除して発音中の楽音をリリースし、その後、再びサステイン状態を維持する制御を開始する自動サステイン制御手段と
   を備えたことを特徴とする電子楽器。

Images