JP5176340B2 - 電子楽器及び演奏処理プログラム - Google Patents

Description

この発明は、古い年代の楽器音をリアル感をもって生成することができる電子楽器に関する。

電子楽器に古い時代の楽器音色を用意しておき、古い時代に作曲された楽曲の演奏を作曲当時の楽器で再現することは、作曲家の意図をより深く感じることができると共に学術的にも価値があると考えられる。この場合、例えば、昔のピアノは、現代のものとは違って鍵数が少なく、７６鍵だったり６１鍵だったりするので、もっと鍵盤数が多い現在の楽器に対応して８８鍵の電子鍵盤楽器で演奏する時には、当時無かった音域まで鍵盤が存在することになる。

これに対して、特定の楽器音色によって発音範囲を制限する電子鍵盤楽器は、例えば、特許文献１により知られているが、単に発音範囲を制限するだけでは当時の音域環境を実感して演奏することができない。また、現代の楽曲を昔の楽器音で演奏したらどうなるかという考えから、多少想像が入っても８８鍵全てで音が出るようにしたい場合もある。しかしながら、従来技術ではこれらへの対応が困難である。
特開２００４−２６４５０１号公報

この発明の主たる目的は、このような事情に鑑み、古い年代の楽器音をリアル感をもって生成することができ、古い年代の楽器音で現代の楽曲をも演奏することができる電子楽器を提供することを目的とする。

この発明の主たる特徴に従うと、少なくとも１つの年代の音源データを記憶した音源データ記憶手段（ＳＧ）と、ユーザ操作に応じて音源データ記憶手段（ＳＧ）から所定年代の音源データを指定する音源データ指定手段（１５Ａ；Ｓ１，Ｓ７；Ｓ２）と、演奏データを入力する演奏データ入力手段（１４，５；３；４；１０）と、ユーザ操作に応じて音域制限機能をオン又はオフに設定する音域制限設定手段（Ｓ１，Ｓ５，Ｓ６）と、音源データ指定手段（１５Ａ；Ｓ１，Ｓ７；Ｓ２）により指定された音源データに従い、演奏データ入力手段（１４，５；３；４；１０）により入力される演奏データに応じた楽音信号を生成する楽音信号生成手段（ＳＧ；Ｓ９）であって、音域制限機能がオンに設定されている場合は、指定された当該音源データの年代の楽器音に対応する有効音域（Ａ）のみの演奏データに応じて楽音信号を生成し（Ｓ９２，Ｓ９３＝ＹＥＳ）、音域制限機能がオフに設定されている場合には、全音域（Ａ〜Ｃ）の演奏データに応じて楽音信号を生成する（Ｓ３；Ｓ９２，Ｓ９３＝ＮＯ，Ｓ９４〜Ｓ９８）手段（ＳＧ；Ｓ９）とを具備する電子楽器（ＥＭ）〔請求項１〕、並びに、少なくとも１つの年代の音源データを記憶した音源データ記憶手段（ＳＧ）と演奏データを入力する演奏データ入力手段（１４，５；３；４；１０）とを具備し、電子楽器として機能するコンピュータ（ＥＭ）に、ユーザ操作に応じて音源データ記憶手段（ＳＧ）から所定年代の音源データを指定する音源データ指定ステップ（Ｓ１，Ｓ７；Ｓ２）と、ユーザ操作に応じて音域制限機能をオン又はオフに設定する音域制限設定ステップ（Ｓ１，Ｓ５，Ｓ６）と、音源データ指定ステップ（Ｓ１，Ｓ７；Ｓ２）で指定された音源データに従い、演奏データ入力手段（１４，５；３；４；１０）により入力される演奏データに応じた楽音信号を生成する楽音信号生成ステップ（ＳＧ；Ｓ９）であって、音域制限機能がオンに設定されている場合は、指定された当該音源データの年代の楽器音に対応する有効音域（Ａ）のみの演奏データに応じて楽音信号を生成し（Ｓ９２，Ｓ９３＝ＹＥＳ）、音域制限機能がオフに設定されている場合には、全音域（Ａ〜Ｃ）の演奏データに応じて楽音信号を生成（Ｓ３；Ｓ９２，Ｓ９３＝ＮＯ，Ｓ９４〜Ｓ９８）するステップ（Ｓ３，Ｓ９）とから成る手順を実行させる演奏処理プログラム〔請求項４〕が提供される。なお、括弧書きは、理解の便の為に付した実施例の参照記号や用語等である。

この発明による電子楽器（ＥＭ）において、楽音信号生成手段（ＳＧ；Ｓ９）は、音域制限機能がオフに設定されている場合に（Ｓ９３＝ＮＯ）、有効音域外（Ｂ，Ｃ）の演奏データについては、当該演奏データの有効音域（Ａ）からの音高位置に応じて、音源データ指定手段（Ｓ１，Ｓ７；Ｓ２）により指定された音源データの音色特性を制御して楽音信号を生成する（Ｓ９４〜Ｓ９８）〔請求項２〕ように構成することができる。

この発明による電子楽器（ＥＭ）は、演奏データ入力手段（１４，５；３；４；１０）には、ユーザの演奏操作に応じて演奏データを入力する演奏操作子（１４Ｋ）が含まれ、演奏操作子（１４Ｋ）に対して、音源データ指定手段（１５Ａ；Ｓ１，Ｓ７；Ｓ２）により指定された音源データに対応する有効音域（Ａ）を表示する音域表示手段（１６Ｌａ，１６Ｌｂ；１６Ｄ；Ｓ１，Ｓ４）を具備する〔請求項３〕ように構成することができる。

この発明の主たる特徴に従う電子楽器（ＥＭ）では（請求項１，４）、少なくとも１つの古い年代の音源データが用意されており（ＳＧ）、ユーザ操作に応じて（１５Ｂ）音域制限機能のオン又はオフを設定することができる（Ｓ１，Ｓ５，Ｓ６）。ユーザ操作に応じて（１５Ａ）音源データ記憶手段から所定年代の音源データが指定されると（Ｓ１，Ｓ７；Ｓ２）、指定された音源データに従って、演奏データ入力手段（１４，５；３；４；１０）から入力される演奏データに応じた楽音信号が生成される（ＳＧ；Ｓ９）。ここで、音域制限機能がオンに設定されている場合は（Ｓ９３＝ＹＥＳ）、指定された当該音源データの年代の楽器音に対応する有効音域（Ａ）のみの演奏データに応じて楽音信号が生成され（Ｓ９３＝ＮＯ→Ｓ９２，Ｓ９３＝ＹＥＳ→リターン）、音域制限機能がオフに設定されている場合には（Ｓ９３＝ＮＯ）、全音域（Ａ〜Ｃ）の演奏データに応じて楽音信号が生成される（Ｓ３；Ｓ９２，Ｓ９４〜Ｓ９８）。

例えば、この電子楽器が８８鍵の演奏操作子を備え、８８鍵分の音域処理能力を有している場合、指定された音源データが８８鍵よりも少ない６１鍵の古い年代の演奏操作子を備えたピアノ音色に対応しており、これら６１鍵に対応する発音可能な音高範囲が有効音域（Ａ）として設定されているとして、音域制限機能をオンに設定した場合は、演奏データ入力手段（１４，５；３；４；１０）から入力される演奏データが、これら６１鍵に対応する有効音域（Ａ）内の音高を示しているときにのみ、演奏データに基づいて、６１鍵内の音高に制限され当時のピアノ音色を持つ音源データに忠実に従った楽音信号が生成される。一方、オフに設定されている場合には、演奏データが６１鍵を超える有効音域外（Ｂ，Ｃ）の音高を示しているときでも、敢えて、指定された音源データに従って演奏データに基づく楽音信号を生成させる。

従って、この発明によれば、指定音域制限機能のオン／オフ設定により、有効音域が制限された古い年代の楽曲を有効音域が制限された当時の楽器音でリアル感をもって演奏する演奏形態と、有効音域が制限されていない現代の楽曲を古い年代の楽器音で演奏する演奏形態とを切り替えることができ、ユーザは両形態で楽器音を楽しむことができる。

この発明による電子楽器（ＥＭ）では、音域制限機能がオフに設定されている場合に（Ｓ９３＝ＮＯ）楽音信号を生成する際には（ＳＧ；Ｓ９）、有効音域（Ａ）外の低音域或いは高音域（Ｂ，Ｃ）の演奏データについては、当該演奏データの有効音域（Ａ）からの音高位置（距離）に応じて、指定された音源データ（Ｓ１，Ｓ７；Ｓ２）の音色特性が制御される（Ｓ３；Ｓ９４〜Ｓ９８）（請求項２）。つまり、音域制限機能をオンに設定した場合に、演奏データが、指定された音源データに備えられていない有効音域外（Ｂ，Ｃ）の音高を示しているときには、有効音域（Ａ）からの音高のずれ量に応じて、音源データのアタック特性やフィルタ特性などの音色特性を制御して当時は存在しなかった音域の楽器音をシミュレートした音色をもつ楽音信号が生成される。従って、この発明によれば、有効音域が制限されていない現代の楽曲を古い年代の楽器音で演奏したとした場合の仮想的な楽器音をシミュレートすることができ、ユーザは、当時演奏することができなかった音域の楽器音を演出して楽しむことができる。

この発明による電子楽器（ＥＭ）では、さらに、演奏データ入力手段（１４，５；３；４；１０）に含まれる演奏操作子（１４Ｋ）に対して、指定された音源データ（１５Ａ；Ｓ１，Ｓ７；Ｓ２）の年代の楽器に対応する有効音域（Ａ）の範囲が音域表示手段（１６Ｌａ，１６Ｌｂ；１６Ｄ）により表示される（Ｓ１，Ｓ４）（請求項３）。従って、この発明によれば、楽音信号の生成に利用される音源データの指定に応じて、指定された音源データの年代の楽器に対応する演奏操作子の有効音域を表示することができ、ユーザは、演奏操作子のどの範囲まで音を出せるかを視認しつつ演奏を行うことができる。

〔システム構成〕
図１は、この発明の一実施例による電子楽器の概要を説明するための図であり、図１（１）はこの発明の一実施例による電子楽器のハードウエア構成ブロック図を示す。この電子楽器ＥＭには、演奏操作及び楽音信号生成機能を有する音楽情報処理専用の電子音楽装置（通常の電子楽器）だけでなく、演奏操作部及び楽音信号生成部が設けられ音楽情報処理機能を有するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）のような汎用の情報処理装置が含まれる。電子楽器ＥＭは、中央処理装置（ＣＰＵ）１、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２、読出専用メモリ（ＲＯＭ）３、外部記憶装置４、演奏操作検出回路５、設定操作検出回路６、表示回路７、音源回路８、効果回路９、ＭＩＤＩインターフェース（Ｉ／Ｆ）１０、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）１１等を備え、これら要素１〜１１はバス１２で互いに接続される。

ＣＰＵ１は、ＲＡＭ２及びＲＯＭ３と共にデータ処理部ＤＰを構成し、演奏処理プログラムを含む所定の制御プログラムに従い、タイマ１３によるクロックを利用して演奏処理を含む種々の音楽情報処理を実行する。ＲＡＭ２は、これらの処理に際して必要な各種データを一時的に記憶するためのワーク領域として用いられ、例えば、演奏処理の際には、現在設定されているボイス（音色）指定情報や音域制限情報なの保持エリアが確保される。また、ＲＯＭ３は、これらの処理を実行するために必要な各種制御プログラムや制御データを記憶している。

ここで、ＲＡＭ２のボイス指定情報は、楽音の生成に用いる楽器音色（ボイス）を指定する情報であり、音域制限情報は、音域設定（鍵域設定ともいう）に基づく音域制限機能のオン／オフを表わす。この電子楽器ＥＭでは、ボイス指定情報で指定される楽器音色に対応して、演奏データの音高に、有効音域（有効鍵域ともいう）と有効音域外の外側音域（外側鍵域ともいう）を設定する音域設定が行われ、音域制限情報による音域制限機能のオン／オフに応じて、動作モードが音域制限オンモード／音域制限オフモードになり、外側音域の演奏データに基づく楽音生成が可変に制御される。また、ＲＯＭ３の制御データには、音域設定の内容を表わす音域設定情報や、音域設定情報を楽器音色に対応付けたボイス・音域設定テーブル、音域制限オフモードにおいて有効音域（有効鍵域）外の演奏データに基づく楽音のアタック特性やフィルタ特性などの音色特性を制御するためのルールを定めた音色制御データがあり、音色制御データはボイス（楽器音色）毎に用意される。

外部記憶装置４は、ハードディスク（ＨＤ）や書換え可能な不揮発性の半導体メモリ等の内蔵記憶媒体の外に、コンパクトディスク・リード・オンリィ・メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、光磁気（ＭＯ）ディスク、ディジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）、スマートメディア（登録商標）等の小型メモリカード、等々、種々の可搬性の外部記録媒体を含み、上述した制御プログラムや制御データを含む任意のデータを任意の外部記憶装置（例えば、ＨＤＤ）４に記憶することができる。

演奏操作検出回路５は、鍵盤（１４Ｋ）などの演奏操作子１４と共に演奏操作部を構成し、演奏操作子１４に対するユーザの演奏操作を検出し、演奏内容に対応する演奏データを生成してデータ処理部ＤＰに導入する。設定操作検出回路６は、電子楽器ＥＭの操作パネル等に設けられたスイッチやマウス等の設定操作子１５に対するユーザの設定操作（パネル設定）を検出し、設定内容に対応する設定データをデータ処理部ＤＰに導入する。設定操作子１５には、例えば、生成しようとする楽音の楽器音色、即ち、楽音生成に用いる音源データを指定するための音色（ボイス）指定スイッチ１５Ａや、音域制限機能のオン／オフを指示するための音域制限オン／オフスイッチ１５Ｂなどがある。

表示回路７は、操作パネル等に設けられた表示装置１６の表示／点灯内容をデータ処理部ＤＰからの指令に従って制御し、操作子１４，１５の操作に対する表示援助を行う。表示装置１６は、案内画面表示用のＬＣＤ等のディスプレイ（表示器）１６Ｄや各種インジケータから成り、インジケータには、例えば、鍵盤１４Ｋに対する鍵域設定状態を表示する鍵域表示（音域表示）ランプ１６Ｌや、現在の音域制限機能の状態が音域制限オンモードであるか音域制限オフモードであるかを示す音域制限表示ランプ１６Ｍ等がある。

例えば、音色（ボイス）指定については、音源データとして用意された過去から現在に至る複数年代の楽器音色に対応して複数の音色指定スイッチ１５Ａを設けておき、所望の楽器音色に対応する音色指定スイッチ１５Ａの操作によって楽器音色を指定する。或いは、演奏処理の際に、複数年代の楽器音色の種類（楽器音色名）をディスプレイ画面１６Ｄに表示させ、方向キー或いはマウスなどの設定操作子のユーザ操作で所望の楽器音色の種類表記にカーソルを移動し、そのクリック操作で楽器音色を指定するようにしてもよい。

この電子楽器ＥＭでは、ボイス指定で音色が指定されると音域設定が行われ、入力される演奏データの音域に対して、指定された音色の音源データの音高範囲に対応する有効音域と、有効音域外の外側音域が設定され、有効音域は正規の楽音生成が有効に行われる音高範囲となるが、外側音域では楽音生成が制限される。この場合、音域設定で単に有効な音高範囲を設定するだけでは、指定された音色の音源データによってどこまで正規の楽音で演奏を行うことができるのか分からない。そこで、鍵盤１４Ｋに対して、設定された有効な音高範囲を有効鍵域Ａとして表示し、この鍵域表示を視認することによりどこまで正規の楽音を出すことができるか鍵域設定状態が分かるようにし、演奏性を向上させる。

図１（２）は、鍵域表示の一構成例を表わす。この例では、操作パネルの鍵盤１４Ｋの近傍に全鍵に対応して設けられたＬＥＤランプ１６Ｌａが鍵域表示ランプ１６Ｌとして用いられ、別の演奏処理モード（演奏練習モード）で模範演奏を示す演奏ガイドランプと兼用することができる。鍵域表示ランプ１６Ｌａは、鍵域設定の内容に従って点灯制御され、ＬＥＤランプの点灯によって、対応する鍵盤１４Ｋの鍵域が有効鍵域（有効音域）Ａであることを表わし、有効鍵域外の外側低鍵域（外側低音域）Ｂ及び外側高鍵域（外側高音域）Ｃに対応するＬＥＤランプは点灯されない。

この電子楽器ＥＭは、音域制限情報に従って音域制限オン／オフモードで動作し、音域制限情報が音域制限機能のオンを示す音域制限オンモードにおいては、有効鍵域Ａ内の押鍵のみにより、ボイス指定情報で指定された音源データに基づく通常の楽音信号が生成される。また、音域制限オンモードでは、外側鍵域（外側音域）Ｂ，Ｃは無効鍵域（無効音域）となり、外側鍵域Ｂ，Ｃの押鍵は無効化され楽音生成に寄与しない。一方、音域制限情報が音域制限オフを示す音域制限オフモードでは、有効鍵域Ａ内の押鍵については、指定された音源データに基づいて音源データの音色特性に忠実な通常の楽音信号が生成されるが、外側鍵域Ｂ，Ｃは制御鍵域（制御音域）となり、この鍵域Ｂ，Ｃの押鍵については、指定された音源データの音色特性が音色制御データに従って制御され、この音源データの年代の楽器で生成されるであろう楽音をシミュレートした楽音信号が生成される。

なお、鍵域表示ランプ１６Ｌａの点灯制御については、上述のような「通常発音する」（通常鍵域Ａ）、「発音しない」（無効鍵域＝音域制限オンモードにおける外側鍵域Ｂ，Ｃ）、「シミュレーションで発音する」（制御鍵域＝音域制限オフモードにおける外側鍵域Ｂ，Ｃ）に対応して、ＬＥＤランプの点灯色や明るさ、明滅度などの表示態様を異ならせ、各鍵域の識別性を上げることが好ましい。例えば、色分けを行う際は、通常鍵域ＡのＬＥＤランプは青色で点灯させ、外側鍵域Ｂ，ＣのＬＥＤランプについては、無効鍵域となる場合は消灯（又は赤色で点灯）させ、制御鍵域となる場合には黄色で点灯させる。

音源回路８及び効果回路９は、所定音色の音源データに従って所定楽音特性を有する楽音信号を生成する楽音信号生成部ＳＧとして機能し、単に「音源」とも呼ばれる。音源ＳＧから出力される楽音信号は、Ｄ／Ａ変換部やアンプ、スピーカを備えるサウンドシステム１７に送られる。音源回路８は、主として、音源データ記憶部及び音源データ選択読出し部の機能を備え、効果付与ＤＳＰを有する効果回路９は、主として、楽音特性制御部の機能を備え、両回路８，９にはソフトウエアを含ませることができる。

音源データ記憶部には、現代を含む複数の年代の音源データセットを記憶している。各音源データセットは、所定の音高範囲にわたる複数の所定音高或いは音高域毎の音源データから成り、この音高範囲は有効音域Ａに対応する。音源データには、例えば、各年代の所定の音高範囲にわたる楽器音を所定音高或いは音高域毎にサンプリングした複数の波形データを用いることができ、各音源データセットは、これらの波形データから成る波形セットとして音源データ記憶部に用意される。

音源データ選択読出し部は、音源データ記憶部から、音色指定スイッチ１５Ａの音色指定操作等に基づき発生するボイス指定情報で指定される音源データセットを選択し、演奏操作検出回路５や記憶手段（３，４）等からＭＩＤＩ形式で入力される演奏データのノート番号情報に応じて所定音高の音源データを楽音データとして読み出す。なお、音域制限オンモードでは、有効音域Ａ内の押鍵に対応する音高の音源データのみが読み出される。

楽音特性制御部は、読み出された楽音データの楽音特性を演奏データのベロシティ情報などに応じて制御すると共に、音域制限オフモードでは、外側音域Ｂ，Ｃの演奏データに対応する楽音データについては、さらに、音色制御データに従って有効音域Ａからの音高位置（距離）に応じた音色特性の制御を行い、所望の楽音信号を生成する。そして、サウンドシステム１７は、楽音特性制御部で生成された楽音信号に基づく楽音を発生する。

この電子楽器ＥＭで利用される楽器音色の典型例はピアノ音色であり、楽音信号生成部ＳＧには、８８鍵の鍵盤を備えた現代のピアノから７６鍵や６１鍵の鍵盤を備えた古い年代のピアノに対応する各年代の音源データ（波形データ）が記憶されている。この電子楽器ＥＭは、選択された音源データの音域（鍵数）について有効な音高範囲（鍵盤範囲）Ａを自動的に設定する音域制限機能を有し、例えば、選択された古い年代の音源データに従って、７６鍵や６１鍵に制限された有効音域Ａ内のみのリアルな鍵数で古い年代の曲の演奏データに基づく楽音信号を生成させることができる。つまり、有効音域Ａにより敢えて鍵盤の有効範囲に制限を設けることで当時の演奏をリアル感をもって再現することができ、演奏性を向上することができる。

また、音域制限機能で単に音域（鍵数）を制限するだけでは、選択された音源データの楽器音色で現代の曲を演奏したい場合などに演奏することができなくなるが、この電子楽器ＥＭは、さらに、ユーザにより音域制限機能をオン又はオフに変更する機能を有するので、当時演奏することができなかった音域の演出も可能なる。つまり、音域制限機能をオフに切り替えることにより、電子楽器ＥＭは音域制限オフモードになり、選択された古い年代の音源データに従って演奏データに基づく楽音信号を生成するが、演奏データの音域が有効範囲外の外側音域（制御音域）Ｂ，Ｃにあるときは、選択された音源データの音色を制御し、音源データでサンプリングできなかった音域の楽器音をシミュレートした楽音信号を生成させるので、古い年代の楽器音で現代の曲を演奏することができ、演奏性を更に向上することができる。

ＭＩＤＩＩ／Ｆ１０は、この電子楽器ＥＭと同様にＭＩＤＩ形式で音楽情報を取り扱うことができるＭＩＤＩ鍵盤、シーケンサなどの他の電子音楽装置（外部ＭＩＤＩ機器）ＭＤが接続され、ＭＩＤＩＩ／Ｆ１０を通じて他の電子音楽装置ＭＤとの間でＭＩＤＩデータを授受することができる。通信Ｉ／Ｆ１１には、インターネットやローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）などの通信ネットワークＣＮが接続され、外部のサーバコンピュータＳＶ等から制御プログラムをダウンロードしたり演奏データを記憶装置４に保存してこの電子楽器ＥＭで利用することができる。

以上のように、この電子楽器ＥＭでは、少なくとも１つの古い年代の音源データが用意されており、ユーザ操作により音域制限機能のオン又はオフを設定することができる。演奏操作部１４，５や記憶手段３，４から演奏データが入力されると、音色指定操作で選択された所定年代の音源データに従って楽音信号が生成される。ここで、ユーザ操作により音域制限機能をオンに設定した場合は（音域制限オンモード）、当該音源データの年代の楽器音に対応する有効音域Ａのみの演奏データに応じて通常の楽音信号が生成され、有効音域外の外側音域Ｂ，Ｃは無効音域となる。一方、音域制限機能をオフに設定した場合には（音域制限オフモード）、全音域の演奏データに応じて楽音信号が生成されるが、外側音域Ｂ，Ｃは制御音域となり、この音域Ｂ，Ｃの演奏データについては、有効音域Ａからの音高位置（距離）に応じて音源データの音色特性が制御される。また、鍵域表示ランプ１４Ｌにより演奏操作子１４Ｋに対して有効音域Ａが表示される。

〔制御音域の音色制御〕
この発明の一実施例による電子楽器では、発音用の音源データに波形データが用いられ、音色指定に応じて選択された所定年代の波形データを選択することができる。音域制限オフモードで演奏データが入力されると、演奏データが外側音域（制御音域）の音高を示しているときは、選択された波形データのエンベロープ特性や周波数特性などの音色に関係する特性が有効音域からの音高距離に応じて制御することにより、有効音域外の楽音について、選択された波形データの楽器音色をシミュレートした楽音信号を音源に生成させることができる。図２は、この発明の一実施例による音域制限オフモードにおける外側音域（制御音域）の音色制御特性を説明するための図である。

音源データに波形データが用いられる場合、音源即ち楽音信号生成部ＳＧの音源データ記憶部及び音源データ選択読出し部は夫々波形セット記憶部及び波形選択読出し部で構成され、波形セット記憶部には、各年代の楽器音を所定音高或いは音高域毎にサンプリングした多数の波形データを１つの波形セットとして複数セット記憶される。

ボイス指定スイッチ１５Ａのユーザ操作などにより楽器音色が指定されると、データ処理部ＤＰは、波形選択読出し部に対して、指定された楽器音色に対応する波形セットを波形セット記憶部の波形セット群から選択させると共に、選択された波形セットに応じた音域設定（鍵域設定）を行い、例えば、図２〔２〕に示されるように、有効音域（有効鍵域）Ａ及び外側音域（外側鍵域）Ｂ，Ｃを設定する。例えば、鍵盤１４Ｋの演奏操作により演奏データが入力されると、データ処理部ＤＰは、入力された演奏データ中のノート番号情報を調べ、音域制限オンモードでは、ノート番号情報が有効音域Ａ内の音高を示しているときにのみ、波形選択読出し部に対し、選択された波形セットの中から当該ノート番号情報に対応する音高の波形データを読み出させると共に、楽音特性制御部に対し通常の楽音信号を生成させる。

これに対して、音域制限オフモードでは、波形選択読出し部に対して、音域を制限することなく、ノート番号情報に対応する音高の波形データを読み出させる。ここで、ノート番号情報が有効音域Ａ内の音高を示しているときは楽音特性制御部に対し通常の楽音生成処理を行わせ、ノート番号情報が外側音域Ｂ，Ｃの音高を示しているときには、楽音特性制御部に対し、さらに、有効音域Ａからの音高位置（距離）に応じて、所定の音色特性をもつ楽音信号を生成させる。このために、ＲＯＭ３又は外部記憶装置４には、周波数特性制御データ及びエンベロープ特性制御データから成る音色制御データが用意されており、楽音特性制御部は、外側音域Ｂ，Ｃの音高をもつ演奏データについては、音色制御データに従って、指定された楽器音色の波形データが図２〔１ａ〕，〔１ｂ〕；〔３ａ〕，〔３ｂ〕に示されるフィルタ特性及びアタック特性をもつように制御し、これにより、当該楽器音色の楽器で演奏した場合に想定される発生楽音をシミュレートする。

音色制御データのうち周波数特性制御データは、例えば、次に説明するようなフィルタ特性をノート番号情報とフィルタ設定値との対応により表わしたものであり、このフィルタ特性は、細かくいうと、外側高音域Ｃと外側低音域Ｂで別々の特性をもつ。このような周波数特性制御データをボイス指定情報に対応して記憶手段３，４に用意しておくことにより、ボイス毎に所望のフィルタ特性を与えることができる。

図２〔１ａ〕，〔１ｂ〕は、図２〔２〕に示された有効音域Ａに対応する或る楽器音色（ボイス）に対して周波数特性制御データによる外側音域Ｂ，Ｃのフィルタ特性例を示す。図２〔１ａ〕の外側低音域Ｂのフィルタ特性については、有効音域Ａの低音端（最低音高）における周波数ｆに対するゲインＧａの特性が、実線“ａ”で示すように、フラットであるとして、外側低音域Ｂのフィルタ特性は、破線“ｂ”，“ｃ”，“ｄ”で示すように、有効音域Ａからより低音側に外れるに従い（矢印方向）、高い周波数成分が抑制され低い周波数成分が強調される。この例では、フィルタゲインＧａのみを変化させるようにしているが、ピークの周波数位置やＱなどを変えてもよい。また、より複雑な変化をするものでもよい。

これに対して、図２〔１ｂ〕の外側高音域Ｃについては、有効音域Ａの高音端（最高音高）のゲインＧａ−周波数ｆ特性が実線“ｅ”のようにフラットであるとして、外側低音域Ｂのフィルタ特性は、破線“ｆ”，“ｇ”，“ｈ”で示すように、有効音域Ａからより高音側に外れるに従い（矢印方向）、高い周波数成分が強調され低い周波数成分が抑制される。この例では、フィルタゲインＧａのみを変化させるようにしているが、ピークの周波数位置やＱなどを変えてもよい。また、より複雑な変化をするものでもよい。

音色制御データのうちエンベロープ特性制御データは、例えば、次に説明するようなアタック特性をノート番号情報とアタックエンベロープ設定値との対応により表わしたものであり、このアタック特性は、細かくいうと、外側高音域Ｃと外側低音域Ｂで別々の特性をもつ。このようなエンベロープ特性制御データをボイス指定情報に対応して記憶手段３，４に用意しておくことにより、ボイス毎に所望のアタック特性を与えることができる。

図２〔３ａ〕，〔３ｂ〕は、エンベロープ制御データによる外側音域Ｂ，Ｃのアタック特性例を示す。図２〔３ａ〕の外側低音域Ｂのアタック特性については、有効音域Ａの低音端（最低音高）における時間ｆに対するゲインＧｂの特性が実線“ａ”のようにフラットであるとして、外側低音域Ｂのアタック特性は、破線“ｂ”，“ｃ”，“ｄ”で示すように、有効音域Ａからより低音側に外れるに従い（矢印方向）、アタックが抑制される。この例では、アタックゲインＧｂのみを変化させるようにしているが、より複雑な変化をするものでもよい。

図２〔３ｂ〕の外側低音域Ｃのアタック特性については、有効音域Ａの高音端（最高音高）のゲインＧｂ−時間ｆ特性が実線“ａ”のようにフラットであるとして、外側低音域Ｂのアタック特性は、破線“ｆ”，“ｇ”，“ｈ”で示すように、有効音域Ａからより低音側に外れるに従い（矢印方向）、アタックが強調される。この例では、アタックゲインＧｂのみを変化させるようにしているが、より複雑な変化をするものでもよい。

〔演奏処理（メイン処理）〕
図３及び図４は、この発明の一実施例による演奏処理の一例を表わすフローチャートであり、図３はそのメイン処理を示し、図４は、メイン処理中のステップＳ９で実行される発音処理を示す。図３の演奏処理（メイン処理）は、電子楽器ＥＭの電源投入から実行される。電源が投入されてメイン処理がスタートすると、ＣＰＵ１は、まず、ステップＳ１で初期設定を行い、次いで、ステップＳ２，Ｓ３のボイス（音色）設定処理に進む。

初期設定では、ボイス（音色）指定情報や音域制限情報などが初期値に設定される。例えば、ボイス指定情報については現代の標準的なピアノ音色を指定し、音域制限情報については音域制限機能をオフとするように設定し、設定内容をＲＡＭ２の対応エリアに保持し、また、ボイス・音域設定テーブルにより、ボイス指定情報で指定されるボイス（音色）に対応する音域設定情報を読み出して自動的に音域設定を行う（前例の標準的なピアノ音色の場合、鍵盤１４Ｋの全鍵域を有効鍵域Ａとするように設定）。そして、設定された内容をディスプレイ画面１６Ｄに表示すると共に設定内容に応じて鍵域表示ランプ１６Ｌ及び音域制限表示ランプ１６Ｍを点灯制御する。ここで、初期設定内容でよければ、設定操作子１５のＯＫボタンに対するユーザ操作でそのままステップＳ２に進み、設定変更したい場合には、ボイス指定スイッチ１５Ａ或いは音域制限オン／オフスイッチ１５Ｂの操作で設定を変更した後、ＯＫボタン操作でステップＳ２に進む。

ボイス設定処理では、ボイス指定情報によるボイス指定に応じて、制御音域Ｂ，Ｃの音高を示す演奏データに対応する音色制御特性を決定する。まず、ボイス設定処理の第１ステップＳ２では、ボイス指定情報で指定されるボイス（楽器音色）に従って、波形セット記憶部に記憶されている波形セット群から、発音に用いる波形セットを決定する。次いで、ステップＳ３にて、ボイス指定情報で指定されるボイスに対応する音色制御データ（周波数特性制御データ及びエンベロープ特性制御データ）に従って、制御音域（音域制限オンモードにおける外側音域）Ｂ，Ｃの音色制御特性、即ち、外側高音域Ｃのフィルタ特性及びアタック特性（図２〔１ｂ〕，〔３ｂ〕参照）並びに外側低音域Ｂのフィルタ特性及びアタック特性（図２〔１ａ〕，〔３ａ〕参照）を決定する。

ステップＳ２，Ｓ３のボイス設定処理の後は、必要に応じて、鍵域表示を更新する。例えば、後述するように、ステップＳ６で音域制限機能のオン／オフが変更されて外側音域Ｂ，Ｃを制御音域又は無効音域に変更した場合は、表示回路７を通じて、当該外側音域Ｂ，Ｃに対応する鍵域表示ランプ１６Ｌａを制御鍵域又は無効鍵域に応じた表示態様に変更する。また、ステップＳ７でボイスの指定が変更され、当該ボイスに対応した音域設定によって新たに設定された有効音域Ａが以前の有効音域Ａと異なる場合も、新たな有効音域Ａの設定に応じて、当該有効音域Ａ及び外側音域Ｂ，Ｃに対応する鍵域表示ランプ１６Ｌａの表示態様を変更する。

次のステップＳ５では、音域制限オン／オフスイッチ１５Ｂの状態を調べ、このスイッチ１５Ｂが操作されて音域制限機能のオン／オフが変更されたか否かを判定する。ここで、音域制限機能のオン／オフ変更があったときは（Ｓ５＝ＹＥＳ）、ステップＳ６で、ＲＡＭ２上の音域制限情報を変更後の内容に更新し、その後、ステップＳ４に戻る。そして、ステップＳ４で、上述のように、必要に応じて鍵域表示を更新した後、再びステップＳ５のオン／オフ変更の判定に進む。

一方、音域制限機能のオン／オフ変更がなかったときには（Ｓ５＝ＮＯ）、ステップＳ７でボイス指定スイッチ１５Ａの状態を調べ、スイッチ１５Ａが操作されてＲＡＭ２上のボイス指定情報が変更されたか否かを判定する。ここで、ボイス指定情報が変更されたときは（Ｓ７＝ＹＥＳ）、変更されたボイス指定情報に対応した音域設定を行い、ステップＳ２，Ｓ３に戻って、当該ボイス指定情報に基づくボイス設定処理を行い、さらに、ステップＳ４に進む。そして、ステップＳ４で、上述したように、必要に応じて鍵域表示を更新した後、再び、ステップＳ５のオン／オフ変更の判定に進む。

さて、ステップＳ７でボイス指定情報が変更されなかったと判定したときは（Ｓ７＝ＮＯ）、ステップＳ８に進み、発音指示があったか否かを判定する。発音指示は、例えば、ＭＩＤＩ演奏データ中のノートオンメッセージで示され、そこにはノート番号情報とベロシティ情報が含まれている。このような発音指示は、典型的には、鍵盤１４Ｋなどの演奏操作子の操作に基づき入力される演奏データによるが、記憶手段（３，４）等から入力される自動演奏データや、外部シーケンサ等の外部ＭＩＤＩ機器ＭＤなどから各種Ｉ／Ｆ１０，１１を介して入力される演奏データであってもよい。ここで、発音指示がないときは（Ｓ８＝ＮＯ）ステップＳ５に戻り、発音指示があったときには（Ｓ８＝ＹＥＳ）、ステップＳ９の発音処理に進み、発音処理の後ステップＳ５に戻る。

図３のメイン処理のステップＳ９において実行される発音処理を図４により説明する。この発音処理（楽音信号生成処理）は、図３のメインフローから呼び出され、音源ＬＳＩなどのハードウェアで処理してもよいし、音源ＣＰＵによるソフトウェア処理でもよい。或いは、両者の組合せで処理してもよい。図４の発音処理がスタートすると、まず、ステップＳ９１で、入力された演奏データにより指示されたノート番号情報が有効音域Ａ内の音高を示しているか否かを判定する。ここで、有効音域Ａ内の音高を示しているときは（Ｓ８＝ＹＥＳ）、ステップＳ９２で、通常の発音処理（楽音信号生成処理）を行い、その後、メイン処理のステップＳ５にリターンする。

一方、演奏データのノート番号情報が有効音域外Ｂ，Ｃの音高を示しているときには（Ｓ９１＝ＮＯ）、ステップＳ９３に進んで、ＲＡＭ２上の音域制限情報を調べて音域制限機能がオンであるか否かを判定する。ここで、音域制限機能がオン（音域制限オンモード）のときは（Ｓ９２＝ＹＥＳ）、メイン処理のステップＳ５にリターンする。

また、音域制限機能がオフ（音域制限オフモード）のときは（Ｓ９２＝ＮＯ）、ステップＳ９４〜Ｓ９８で、ステップＳ２で決定された波形セットの中から、ノート番号情報が示す音高に最も近い有効音域端の音高に対応する波形データを読み出し、この波形データに従い、演奏データ中のベロシティ情報とステップＳ３で決定された音色制御データを用いて制御音域の楽音生成処理を行う。そして、制御音域の楽音生成処理を実行した後、メイン処理のステップＳ５にリターンする。

制御音域の楽音生成処理（Ｓ９４〜Ｓ９８）では、まず、ステップＳ９４で、ノート番号は有効音域より高音域の音高であるか否か（低音域の音高であるか）を判定し、高音域のときは（Ｓ９２＝ＹＥＳ）、ステップＳ９５〜Ｓ９７に進み、ステップＳ３で決定された外側高音域Ｃの音色特性を用いて外側高音域Ｃを制御音域とする楽音生成処理を行い、低音域のときは（Ｓ９４＝ＮＯ）、ステップＳ９８に進み、同ステップＳ３で決定された外側低音域Ｂの音色特性を用いて外側低音域Ｂを制御音域とする楽音生成処理を行う。

外側高音域Ｃの楽音生成処理（Ｓ９５〜Ｓ９７）では、最初のステップＳ９５で、ステップＳ２で決定した外側高音域Ｃのフィルタ特性を用いてノート番号情報に対応するフィルタ設定値を決定し、次のステップＳ９６で、同ステップＳ３で決定された外側高音域Ｃのアタック特性を用いてノート番号情報に対応するアタックエンベロープ設定値を決定する。そして、ステップＳ９７において、有効音域Ａの高音端（最高音高）の波形を用いて、演奏データ中のベロシティ情報並びにステップＳ９５，Ｓ９６で決定したフィルタ設定値及びアタックエンベロープ設定値で楽音信号を生成する。

外側低音域Ｂの楽音生成処理（Ｓ９８）では、外側低音域Ｂについて、外側高音域Ｃの楽音生成処理（Ｓ９５〜Ｓ９７）と同様の処理が行われる。すなわち、ステップＳ３で決定された外側低音域Ｂのフィルタ特性を用いてノート番号情報に対応するフィルタ設定値を決定し、同ステップＳ３で決定された外側低音域Ｂのアタック特性を用いてノート番号情報に対応するアタックエンベロープ設定値を決定し、有効音域Ａの低音端（最低音高）の波形を用いて、演奏データ中のベロシティ情報並びに決定したフィルタ設定値及びアタックエンベロープ設定値で楽音信号を生成する。

〔他の鍵域表示例〕
鍵域表示については、図１（２）のように全鍵対応ランプだけでなく、任意の表示形態を採用することができる。図５は、鍵域表示の他の例を示す。図５（１）は、鍵盤１４Ｋに対し、種々のボイス（音源データ）に対応した有効鍵域Ａと外側鍵域Ｂ，Ｃとの境界に相当するところにＬＥＤランプ１６Ｌｂを配置した例であり、ＬＥＤランプ１６Ｌｂの点灯している位置（２つの□）が、現在選ばれているボイスでの境界を表わす。

図５（２）は、表示装置１４のＬＣＤディスプレイ１４Ｄの画面を利用して鍵域表示を行う例を示す。この例では、この電子楽器ＥＭの鍵盤１４Ｋの全鍵域図形の上に透過性のマスクＭｋを表示し、マスクＭｋで覆われた鍵盤図形部分で外側鍵域Ｂ，Ｃを表わすようにしている。この例に限らず、有効鍵域Ａと外側鍵域Ｂ，Ｃに対応する鍵盤図形部分自体の表示色や明るさ、明滅度などの表示態様を異ならせてもよい。ディスプレイ画面を用いた場合、ボイス指定操作に応じて、鍵域を表示するだけでなく、指定されたボイスの年代（1709）や名称（Cembalo, Clavicordo & Fortepiano）などを併せて表示することができるので、ユーザは他の演奏環境を同時に確認することができる。

また、図示しないが、鍵盤１４Ｋの裏面側に複数のバックライトを設け、バックライトの点灯制御により、鍵自体が点灯しているように鍵域を表示してもよい。さらに、鍵盤近くのパネル上に、音色ごとの鍵域を印刷又は刻印しておいたり、鍵域を表示した板体やシールを取り付けるなどの方法を採用することもできる。

〔種々の実施態様〕
以上、図面を参照しつつこの発明の好適な実施例を詳述したが、この実施例は単なる一例であって、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、音源データについては、実施例では、音源データ記憶部に波形データを用意するものを示したが、各年代の楽器音波形を分析して得られた所定音高或いは音高域毎の多数の特徴パラメータを各年代のパラメータセットとして複数セット用意しておき、ボイス指定に応じてパラメータセットを選択し、このパラメータセットから演奏データの音高に応じたパラメータを取り出して楽音信号を生成するようにしてもよい。

この発明の一実施例による電子楽器のシステム構成概要図である。 この発明の一実施例による音域制限オフモードにおける外側音域（制御音域）の音色特性制御を説明するための図である。 この発明の一実施例におけるメイン処理を表わすフローチャートである。 この発明の一実施例による発音処理を表わすフローチャートである。 この発明の一実施例による他の鍵域表示例を説明するための図である。

符号の説明

１４Ｋ 鍵盤、
Ｂ、Ｃ 外側低音（鍵）域及び外側高音（鍵）域〔外側音（鍵）域〕、
１６Ｄ ディスプレイ（画面）、
１６Ｌ；１６Ｌａ，１６Ｌｂ 鍵域表示ランプ。

Claims (4)

1. 少なくとも１つの年代の音源データを記憶した音源データ記憶手段と、
   ユーザ操作に応じて音源データ記憶手段から所定年代の音源データを指定する音源データ指定手段と、
   演奏データを入力する演奏データ入力手段と、
   ユーザ操作に応じて音域制限機能をオン又はオフに設定する音域制限設定手段と、
   音源データ指定手段により指定された音源データに従い、演奏データ入力手段により入力される演奏データに応じた楽音信号を生成する楽音信号生成手段であって、音域制限機能がオンに設定されている場合は、指定された当該音源データの年代の楽器音に対応する有効音域のみの演奏データに応じて楽音信号を生成し、音域制限機能がオフに設定されている場合には、全音域の演奏データに応じて楽音信号を生成する手段と
   を具備することを特徴とする電子楽器。
2. 前記楽音信号生成手段は、音域制限機能がオフに設定されている場合に、前記有効音域外の演奏データについては、当該演奏データの有効音域からの音高位置に応じて、前記音源データ指定手段により指定された音源データの音色特性を制御して楽音信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の電子楽器。
3. 前記演奏データ入力手段には、ユーザの演奏操作に応じて演奏データを入力する演奏操作子が含まれ、
   演奏操作子に対して、前記音源データ指定手段により指定された音源データに対応する有効音域を表示する音域表示手段を具備する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子楽器。
4. 少なくとも１つの年代の音源データを記憶した音源データ記憶手段と演奏データを入力する演奏データ入力手段とを具備し、電子楽器として機能するコンピュータに、
   ユーザ操作に応じて音源データ記憶手段から所定年代の音源データを指定する音源データ指定ステップと、
   ユーザ操作に応じて音域制限機能をオン又はオフに設定する音域制限設定ステップと、
   音源データ指定ステップで指定された音源データに従い、演奏データ入力手段により入力される演奏データに応じた楽音信号を生成する楽音信号生成ステップであって、音域制限機能がオンに設定されている場合は、指定された当該音源データの年代の楽器音に対応する有効音域のみの演奏データに応じて楽音信号を生成し、音域制限機能がオフに設定されている場合には、全音域の演奏データに応じて楽音信号を生成するステップと
   から成る手順を実行させる演奏処理プログラム。

Images