JP5318460B2 - 共鳴音発生装置 - Google Patents

Description

本発明は共鳴音発生装置に関し、特に、アコースティックピアノの大きな特徴である、ダンパーペダルを操作したときの弦共鳴音を模擬するために用いて好適な技術に関する。

アコースティックピアノでは、弦を押さえているダンパーをダンパーペダルで弦から外す操作を行い、実際に弾かれた弦だけでなく他の全ての弦を共鳴によって振動させる演奏手法がとられる。電子ピアノや電子オルガン等の電子楽器においては、このダンパーペダル操作による弦共鳴音を模擬する機能が要求される。

このような要求に応えるための技術として、特許文献１においては、波形メモリに２種類のピアノの弦共鳴波形を予め記憶しておく。そして、ダンパーペダルオン後に押鍵したときの弦共鳴波形（これを「楽音共鳴音波形」と呼ぶ）と、押鍵後にダンパーペダルをオンしたときの弦共鳴波形（これを「倍音共鳴音波形」と呼ぶ）の出力系列にはＤＳＰでゲートを設けておき、ダンパーペダルオン時に開放されるようにしている。なお、弦共鳴波形の生成は、ピアノ通常音から、１自由度粘性減衰系モデルによる共鳴回路で算出するようにしている。

このような構成により、押鍵時には通常音とともに、共鳴音の読み出しが開始される。その際に、ダンパーペダルの状態に応じて、読み出す弦共鳴波形は次のように選択される。すなわち、押鍵時にダンパーペダルがオンならば、「楽音共鳴音波形」を読み出す。また、押鍵時にダンパーペダルがオフならば、「倍音共鳴音波形」を読み出す。さらに、ダンパーペダルを踏み込むと、共鳴音の出力系列のゲートが開き、共鳴音が発生する。

前述のように構成することにより、ダンパーペダルオン後に押鍵した場合は、「楽音共鳴音」を発生させて、打鍵時の衝撃音に対する共鳴音も含んだ大きな弦共鳴音を発生させることができる。また、押鍵後にダンパーペダルをオンした場合は、「倍音共鳴音」を発生させて、通常音の弦振動に対する小さな共鳴音を発生させることができる。したがって、ダンパーペダルオンに対する各押鍵のタイミングで、付加する効果を変えることができる。

特開２００７−１９３１３０号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載の技術の場合は、次のような問題点があった。すなわち、アコースティックピアノの場合は、ダンパーペダルを操作してから押鍵して大きな共鳴音が発生した後、押鍵したままダンパーペダルを戻して再度操作した場合（リダンパー）は、押鍵してからダンパーペダルを操作した場合と同様になり、小さい共鳴音が発生する。

これに対して、前記特許文献１に記載の共鳴音発生装置では、ダンパーペダルを操作してから押鍵した場合に、大きな共鳴音が発生し、その後ダンパーペダルを戻して再度操作した場合には、再び大きな共鳴音が発生してしまうという問題があった。
本発明は、以上のような問題点に鑑み、リダンパーによって大きな共鳴音が再び発生してしまう不都合を防止して、リダンパー時には小さい共鳴音を発生させることができるようにすることを目的とする。

本発明の共鳴音発生装置は、発音指示に応答して通常音を発生する通常音発生手段と、前記通常音発生手段により発生される通常音の共鳴音として、第１共鳴音波形データ及び第２共鳴音波形データが記憶された波形記憶手段と、前記発音指示に応答して、前記波形記憶手段から第１または第２共鳴音波形データを選択的に読み出す共鳴音波形読み出し手段と、前記共鳴音波形読み出し手段で読み出した共鳴音を発生する共鳴音発生手段と、前記共鳴音の出力レベルをダンパー操作子の操作に応じて制御する共鳴音レベル制御手段と、前記発音指示が行われた時の前記ダンパー操作子の操作状態に応じて、前記第１共鳴音波形データまたは前記第２共鳴音波形データのうち、読み出す共鳴音波形を選択する共鳴音波形選択手段と、前記通常音の出力と、前記共鳴音レベル制御手段の出力を混合する混合手段とを具備し、前記ダンパー操作子がオフにされた時点で前記第１共鳴音波形データが読み出されている場合は、前記共鳴音レベル制御手段で前記共鳴音の出力レベルをゼロにするとともに、前記第１共鳴音波形データの読み出しを停止して、前記第２共鳴音波形データを読み出すようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、第１共鳴音波形データ及び第２共鳴音波形データを波形記憶手段に記憶しておき、押鍵時のダンパーペダルの状態に応じて、読み出す共鳴音を切り換えるようにした。これにより、リダンパーによって大きな共鳴音が再び発生してしまう不都合を防止して、押鍵中のリダンパー時には小さい共鳴音を発生するようにすることが可能となり、リダンパーが行われた際にもアコースティックピアノにより近い弦共鳴音を良好に模擬することができる。

（第１の実施形態）
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態を説明する。
図２は、本発明の一実施形態に係る共鳴音発生装置を含む電子ピアノのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図２において、ＣＰＵ１は、システムバス２を介して図２中に示した各部を制御する。

ＲＯＭ３は、ＣＰＵ１において用いられるプログラムを記憶するプログラムメモリ３ａや少なくとも音色データを含む各種データを記憶するデータメモリ３ｂを有している。ＲＡＭ４は、ＣＰＵ１による制御において発生する各種のデータ等を一時的に記憶する。

電子ピアノには、操作パネル５、ＭＩＤＩインタフェース６、及びダンパーペダル７が設けられている。パネル５は、発生すべき楽音の音色を選択する音色スイッチ５ａを含む各種状態設定のためのスイッチ等によって構成され、このパネル５から設定された情報はＣＰＵ１に供給される。

ペダル７の操作（踏込）状態はペダルセンサ７ａによって検出され、そのペダル情報がＣＰＵ１に供給される。ペダルセンサ７ａは、可変抵抗器で構成され、この可変抵抗器の抵抗値による電圧の変動などをペダル７の踏み込み量として検出する。ペダルセンサ７ａで検出されたペダル７の踏み込み量データは、ＣＰＵ１に送られる。

ＣＰＵ１は、ペダルセンサ７ａから出力された踏み込み量データを受けた場合には、ＲＡＭ４上に共鳴設定フラグを「１」に設定する。ペダルセンサ７ａは、ペダル７の踏み込みが無くなれば、踏み込み量を「０」としてＣＰＵ１に送られ、ＲＡＭ４上の共鳴設定フラグは、「０」に設定される。

本実施形態の電子ピアノの鍵盤８は８８鍵からなり、各鍵にはそれぞれタッチセンサからなる鍵盤センサ８ａが設けられている。鍵盤センサ８ａは、演奏者の鍵盤８に対する演奏操作を検出して、押鍵された鍵の音高を示すキーコードや、押鍵・離鍵に対応して楽音の発生・消音タイミングを指示するキーオン・キーオフ、押鍵速度に対応するキータッチなどのキー情報を出力する。鍵盤センサ８ａから出力される情報はシステムバス２を介してＣＰＵ１に供給される。

楽音発生部９は、同時に複数の発音を行なうため時分割制御されるチャンネルを備えたトーンジェネレータであり、複数のチャンネルすべての出力信号を累算して出力する。楽音発生部９では、押鍵操作により、いずれかのチャンネルが割り当てられ、それぞれのチャンネルにおいて押鍵操作に対応する楽音が生成される。

波形メモリ１０には、詳細を後述する２種類の楽音情報の波形データが記憶されており、楽音発生部９は、波形メモリ１０に記憶されている波形データを読み出す。そして、読み出した波形データに基づいて楽音信号を生成する。前記楽音発生部９は、波形メモリ１０から鍵操作に対応して波形データを読み出すものであり、音色スイッチ５ａによって設定された音色の波形データを、キーオンに応答して読み出す。読出アドレスの歩進はキーコードに対応した速度で行なわれる。すなわち、キーコードに対応する読出レートで波形データを読み出す。

楽音信号は、デジタルフィルタ１１を通し、ＤＡ変換器１２でアナログ信号に変換された後、サウンドシステム１３に入力される。サウンドシステム１３は、アンプやスピーカ等から構成されており、ＤＡ変換器１２の出力信号を電子ピアノの出力として外部に発音させる。

上記電子ピアノの要部機能を説明する。
本実施形態の電子ピアノは、ペダル７を操作中に押鍵した場合（以下、「押鍵前操作」ともいう）と、押鍵後にペダル７を操作した場合（以下、「押鍵後操作」ともいう）とで異なる共鳴音を発生できる機能を有する。

アコースティックピアノの押鍵前操作では、押鍵時には弦からダンパーが離れているので、押鍵時の衝撃音を含む振動による共鳴音が発生する。これに対して、押鍵後操作では、押鍵時の衝撃音が小さくなるか衝撃音が無くなった後で弦からダンパーが離されるので、この場合の共鳴音には押鍵時の衝撃音の影響は及ばない。

本実施形態では、このようなアコースティックピアノの特性に応じて共鳴音を発生させることができるようにするために、楽音共鳴音波形データ（第１共鳴音波形データ）及び倍音共鳴音波形データ（第２共鳴音波形データ）を波形記憶部にそれぞれ記憶しておき、押鍵時のダンパーペダルの状態に応じて、読み出す共鳴音を切り換えるようにした。

以下、図１を参照しながら本実施形態の共鳴音発生装置の構成を説明する。
図１に示すように、本実施形態電子ピアノは、通常音波形記憶部１０１、通常音読み出し部１０２、楽音共鳴音波形記憶部１０３ａ、倍音共鳴音波形記憶部１０３ｂ、共鳴音読み出し部１０４、及び出力系列切り換え部１０５を備えている。

通常音波形記憶部１０１は、発音指示に応答して発生する通常音の波形データを記憶しておくための波形メモリによって構成されていて、鍵盤８に設けられる全ての鍵に対応して通常音波形データが予め記憶されている。通常音読み出し部１０２は、通常音波形記憶部１０１に記憶されている通常音波形データを押鍵された鍵盤に応じて読み出すように動作する。

楽音共鳴音波形記憶部１０３ａは、発音指示に応答して発生する楽音共鳴音の波形データを記憶しておくための波形メモリによって構成されている。また、倍音共鳴音波形記憶部１０３ｂは、発音指示に応答して発生する倍音共鳴音の波形データを記憶しておくための波形メモリによって構成されている。

出力系列切り換え部１０５は、楽音共鳴音波形記憶部１０３ａまたは倍音共鳴音波形記憶部１０３ｂと共鳴音読み出し部１０４とを選択的に接続するためのものであり、後述する共鳴音波形選択部３３３の制御に基づいて、可動端子１０５ｃを第１固定端子１０５ａまたは第２固定端子１０５ｂのどちらかに切り換える動作を行う。

共鳴音読み出し部１０４は、出力系列切り換え部１０５を介して接続された楽音共鳴音波形記憶部１０３ａまたは倍音共鳴音波形記憶部１０３ｂから波形データを読み出すためのものである。共鳴音読み出し部１０４によって読み出された波形データは、ゲート回路２００に出力される。

本実施形態においては、出力する波形データがアコースティックピアノで発音される楽音に近い楽音となるように制御するために、鍵盤センサ３１０（図２の鍵盤センサ８ａ）、ペダルセンサ３２０（図２のペダルセンサ７ａ）、ペダル状態判定部３３０、レベル制御部３３１、レベル監視部３３２、共鳴音波形選択部３３３、ゲート回路２００、楽音加算部３８０等を備えている。

ペダル状態判定部３３０は、鍵盤センサ３１０がオンされたときのペダルセンサ３２０のオン・オフ状態を判定し、判定信号を共鳴音波形選択部３３３に出力する。共鳴音波形選択部３３３は、ペダル状態判定部３３０から出力される判定信号に従って出力系列切り換え部１０５の切り換え動作を制御する。

レベル制御部３３１は、ペダルセンサ７ａの出力に応じた乗算係数をレベル監視部３３２に入力する。該乗算係数はペダル７の踏み込み量に対応して「０」から「１．０」まで変化する値である。

なお、レベル制御部３３１は、ペダル７の踏み込み量に対応した乗算係数を出力するものに限らず、ペダル７の踏み込みがあったとき（ペダルオンのとき）に乗算係数を「０」から「１．０」へ切り換え、ペダル７の踏み込みがなくなったとき（ペダルオフのとき）に、乗算係数を「１．０」から「０」に切り換えるものとしてもよい。

また、レベル制御部３３１は、ペダル７の踏み込みがあったときに所定時間をかけて乗算係数を「０」から「１．０」に変化させる一方で、ペダル７の踏み込みがなくなったときに、前記所定時間とは異なる時間をかけて乗算係数を「１．０」から「０」に変化させるように構成してもよい。

レベル制御部３３１を、ペダル７のオン・オフに応答して「１．０」及び「０」の間で切り換えを行ったり、所定時間かけて乗算係数を変化させたりするようにする場合は、レベル制御部３３１には、ペダルセンサ７ａからの検出信号に代えてペダル状態判定部３３０からペダル７のオン・オフ状態判定結果を入力する。

レベル監視部３３２は、レベル制御部３３１から入力される乗算係数でダンパーペダルの踏み込み量に対応するゲートの開き方のレベルを監視する。そして、そのレベル監視結果を共鳴音波形選択部３３３に出力する。共鳴音波形選択部３３３は、ペダル状態判定部３３０から与えられるペダル状態の判定結果、及びゲートの開き方よって出力系列切り換え部１０５を制御する。

このような構成により、通常音波形記憶部１０１、楽音共鳴音波形記憶部１０３ａ、及び倍音共鳴音波形記憶部１０３ｂから通常音波形と共鳴音波形の読み出しが開始される。読み出される共鳴音波形は押鍵時のダンパーペダル７の状態に応じて選択される。すなわち、押鍵時にダンパーペダル７がオンならば、出力系列切り換え部１０５の可動端子１０５ｃが第１固定端子１０５ａ側に接続されて、共鳴音読み出し部１０４により楽音共鳴音波形記憶部１０３ａから楽音共鳴音が読み出される。

また、押鍵時にダンパーペダル７がオフならば可動端子１０５ｃが第２固定端子１０５ｂ側に接続され、共鳴音読み出し部１０４により倍音共鳴音波形記憶部１０３ｂから倍音共鳴音が読み出される。

共鳴音読み出し部１０４によって読み出された共鳴音波形は、ゲート回路２００に出力される。ゲート回路２００は、ペダルオン時に開放されるので楽音加算部３８０に供給され、楽音加算部３８０において通常音と加算されて放音される。

そして、本実施形態の大きな特徴として、ダンパーペダルオフ時に楽音共鳴音が楽音共鳴音波形記憶部１０３ａから読み出されている場合は、倍音共鳴音波形記憶部１０３ｂの倍音共鳴音の読み出しに切り換えるようにしている。ダンパーペダルオフ時には、ゲート回路２００が閉じているため、読み出される波形が切り換わっても問題点はない。これにより、再びダンパーペダル７がオンされると（リダンパー）、「倍音共鳴音」が発生し、通常音の弦振動に対する小さな共鳴音を発生することができる。

次に、図３〜図５のフローチャートを参照しながら本実施形態の電子ピアノの動作を説明する。
図３は、電子ピアノのメイン処理を示すフローチャートである。最初のステップＳ３１では、ＣＰＵ１、ＲＡＭ４、音源ＬＳＩ（ＤＳＰ）等を初期化する。次に、ステップＳ３２では、パネル５のスイッチ等の状態を読み込んで対応の処理を行うパネルイベント処理を行う。次に、ステップＳ３３では、鍵盤センサ８ａの出力に基づいて通常音の楽音信号を発生する鍵盤イベントを実行する。鍵盤イベントにはキータッチに応じたエンベロープの設定も含まれる。

次に、ステップＳ３４では、ペダルセンサ７ａの出力に対応したペダルイベント処理が行われる。なお、ペダルイベント処理には、ペダル（ダンパーペダル）以外のペダルの処理を含むことができる。ステップＳ３５では、その他の処理が行われる。

図４は、鍵盤イベント処理（ステップＳ３３）の詳細を示すフローチャートである。
最初のステップＳ４０では、キーオンの有無により鍵盤８のオンイベントの有無、つまり押鍵の有無を判断する。この判断の結果、オンイベントならばステップＳ４１に進み、キー情報に応じて通常音波形記憶部１０１から通常音波形データを読み出す。次に、ステップＳ４２では、ダンパーペダルがオンであるか否かを判断する。この判断の結果、オンであった場合にはステップＳ４３に進み、楽音共鳴音波形記憶部１０３ａから楽音共鳴音波形データの読み出しを開始する。

一方、ステップＳ４２の判断の結果、ダンパーペダルがオフであると判断した場合にはステップＳ４４に進み、倍音共鳴音波形記憶部１０３ｂから倍音共鳴音波形データの読み出しを開始する。

また、ステップＳ４０の判断の結果、押鍵イベントではなかった場合にはステップＳ４５に進み、鍵盤オフイベントか否かを判断する。この判断の結果、鍵盤オフイベントではなかった場合にはこのルーチンを抜ける。

ステップＳ４５の判断の結果、鍵盤オフイベントであった場合にはステップＳ４６に進み、ダンパーペダルオンか否かを判断する。この判断の結果、ダンパーペダルオンであった場合にはこのルーチンを抜ける。また、ステップＳ４６の判断の結果、ダンパーペダルオンでなかった場合にはステップＳ４７に進み、通常音消音処理を行う。次に、ステップＳ４８に進み、共鳴音消音処理を行う。その後、ルーチンを抜ける。

図５は、ペダルイベント処理（図３のステップＳ３４）の詳細を示すフローチャートである。
ステップＳ５１では、ペダル７がオン操作されたか否か、つまりペダルセンサ７ａの出力がゼロから変化したか否かを判断する。この判断の結果、ペダル７が操作されたのであればステップＳ５２に進み、ペダルセンサ７ａの出力値に応じた所定の係数に従って共鳴音のレベルを所定値まで増加させる。その後、このルーチンを抜ける。

一方、ステップＳ５１の判断の結果、ダンパーペダルオンではなかった場合にはステップＳ５３に進み、ダンパーペダルオフか否かを判断する。この判断の結果、ダンパーペダルオフであった場合にはステップＳ５４に進み、共鳴音レベルを０まで減少させる処理を行う。次に、ステップＳ５５に進み、楽音共鳴音が読み出されているか否かを判断する。この判断の結果、楽音共鳴音が読み出されている場合にはステップＳ５６に進み、倍音共鳴音の読み出しに切り換える。その後、このルーチンを抜ける。

一方、ステップＳ５３の判断の結果、ダンパーペダルオフではなかった場合にはステップＳ５７に進み、その他のペダル処理であるか否かを判断する。この判断の結果、その他のペダル処理ではなかった場合には、この処理ルーチンを抜ける。また、ステップＳ５７の判断の結果、その他のペダル処理であった場合にはステップＳ５８に進み、その他のペダル処理を行い、その後、この処理ルーチンを抜ける。

次に、図６〜８に、鍵盤とダンパーペダルの操作に対する共鳴音発生の各動作のタイミングを説明する。
図６は、楽音共鳴音の読み出しが完全に終了してから倍音共鳴音の読み出しが行われる場合のタイミングを説明する図である。
図６（ａ）に示すように、ダンパーペダルは時刻ｔ１でオンとなり、時刻ｔ３でオフとなる。その後、時刻ｔ５でオンとなり、時刻ｔ７でオフとなる。また、図６（ｂ）に示すように、鍵盤８は時刻ｔ２でオンとなり、時刻ｔ６でオフとなる。

前述したペダル操作及び鍵盤操作に応じて、図６（ｃ）に示すように、楽音共鳴音は時刻ｔ２で開始され、ペダル操作がオフとなった時刻ｔ３から所定時間経過した時刻ｔ４まで行われる。そして、図６（ｄ）に示すように、時刻ｔ４において読み出し波形の切り換えが行われ、倍音共鳴音波形の読み出しが開始される。倍音共鳴音波形の読み出しは時刻ｔ７まで行われる。

また、図６（ｅ）に示すように、レベル制御部３３１によって行われる共鳴音レベル制御は、ダンパーペダルのオン操作によって立ち上がり、オフによって低下する制御となる。この例では、時刻ｔ１でハイレベルに立ち上がり、時刻ｔ３から減少して時刻ｔ４でレベル０となる。また、時刻ｔ５においてダンパーペダルが再び操作されると、再びハイレベルに立ち上がり、時刻ｔ７から減少する。

前述のような動作が行われることにより、図６（ｆ）に示すように、共鳴音は鍵盤操作が開始された時刻ｔ２で楽音共鳴音が立ち上がる。そして、ダンパーペダルがオフされた時刻ｔ３で減少が開始され、時刻ｔ４でレベル０になる。また、時刻ｔ５においてダンパーペダルがオンされた場合には、鍵盤８が操作されていることにより、時刻ｔ５においては倍音共鳴音が立ち上がり、ダンパーペダルがオフされた時刻ｔ７で減少を開始する。

前述のようなタイミングで共鳴音の読み出し及びレベル制御が行われることにより、ダンパーペダルを操作してから押鍵した場合には大きな共鳴音を発生させることができる。また、押鍵状態でダンパーペダルを戻して再度ダンパーペダルを操作した場合でも、大きな共鳴音が再び発生してしまうという問題点を解消することができる。

次に、図７を参照しながら楽音共鳴音の読み出しが完全に終了する前に次のペダル操作がある場合の各動作のタイミングを説明する。
図７（ａ）に示すように、ダンパーペダルは時刻ｔ１でオンとなり、時刻ｔ３でオフとなる。その後、時刻ｔ４でオンとなり、時刻ｔ６でオフとなる。また、図７（ｂ）に示すように、鍵盤８は時刻ｔ２でオンとなり、時刻ｔ５でオフとなる。

前述したペダル操作及び鍵盤操作に応じて、図７（ｃ）に示すように、楽音共鳴音は時刻ｔ２で開始され、ペダル操作がオフとなった時刻ｔ３から所定時間経過するまで行われる。しかし、この例の場合には、楽音共鳴音の読み出しが終了する前の時刻ｔ４でペダル操作が再び行われた。これにより、楽音共鳴音の読み出しは、ペダル操作がオフとなる時刻ｔ６まで行われる。これにより、図７（ｄ）に示すように、この例の場合は倍音共鳴音波形の読み出しは行われないことになる。

また、図７（ｅ）に示すように、レベル制御部３３１によって行われる共鳴音レベル制御は、ダンパーペダルのオン操作によって立ち上がり、オフによって低下する制御となるが、この例では、時刻ｔ１でハイレベルに立ち上がり、時刻ｔ３から減少するものの、時刻ｔ４でダンパーが再び操作されることにより立ち上がり、時刻ｔ６から減少する。

前述のような動作が行われることにより、図７（ｆ）に示すように、共鳴音は鍵盤操作が開始された時刻ｔ２で楽音共鳴音が立ち上がる。そして、ダンパーペダルがオフされた時刻ｔ３で減少が開始されるが、時刻ｔ４でペダル操作が再び行われたことにより、楽音共鳴音が再び立ち上がる。そして、ダンパーペダルがオフされた時刻ｔ６で減少を開始する。

前述のようなタイミングで共鳴音の読み出し及びレベル制御が行われることにより、ダンパーペダルを操作してから押鍵した場合には大きな共鳴音を発生させることができる。また、ダンパーペダルのオフ→オン操作が近い場合には楽音共鳴音を継続して読み出すことにより、再度ダンパーペダルを操作した場合でも、大きな共鳴音を発生させることができる。

次に、図８を参照しながら鍵盤オン時にペダルオフの場合の各動作のタイミングを説明する。
図８（ａ）に示すように、ダンパーペダルは時刻ｔ２でオンとなり、時刻ｔ３でオフとなる。その後、時刻ｔ４でオンとなり、時刻ｔ６でオフとなる。また、図８（ｂ）に示すように、鍵盤８は時刻ｔ１でオンとなり、時刻ｔ５でオフとなる。

前述したペダル操作及び鍵盤操作に応じて、図８（ｃ）に示すように、楽音共鳴音の読み出しは行われない。また、図８（ｄ）に示すように、この例の場合は鍵盤操作が行われた時刻ｔ１においてはペダル操作が行われていないので、時刻ｔ１において倍音共鳴音波形の読み出しが行われる。

また、図８（ｅ）に示すように、レベル制御部３３１によって行われる共鳴音レベル制御は、ダンパーペダルのオン操作によって立ち上がり、オフによって低下する制御となるが、この例では、時刻ｔ２でハイレベルに立ち上がり、時刻ｔ３から減少する。また、時刻ｔ４でダンパーが再び操作されることにより立ち上がり、時刻ｔ６から減少する。

前述のような動作が行われることにより、図８（ｆ）に示すように、共鳴音はペダル操作が開始された時刻ｔ２で倍音共鳴音が立ち上がる。そして、ダンパーペダルがオフされた時刻ｔ３で減少が開始される。また、時刻ｔ４でペダル操作が再び行われたことにより、倍音共鳴音が再び立ち上がる。そして、ダンパーペダルがオフされた時刻ｔ６で減少を開始する。

前述のようなタイミングで共鳴音の読み出し及びレベル制御が行われることにより、ダンパーペダルの操作が行われる時点で押鍵されている場合には倍音共鳴音を読み出すので、押鍵中のダンパー操作時に大きな共鳴音を発生させる不都合を無くすことができる。

図９は、読み出す共鳴音波形を切り換える際のメモリ構成の一例を示している。
図９（ａ）は、チップセレクトで楽音共鳴音を読み出している時に、ダンパーをオフにした場合に、読み出す共鳴音を切り換える場合には、アドレスを変えずに読み出すメモリを楽音共鳴音波形記憶部１０３ａから倍音共鳴音波形記憶部１０３ｂに変えた例を示している。

図９（ｂ）は、読み出しアドレスに倍音共鳴音が記録されているオフセットアドレス分を足すことにより、楽音共鳴音から倍音共鳴音に切り換える様子を示している。図９（ｃ）は、楽音共鳴音を読み出している時に切り換えが行われたら、共鳴音の読み出しアドレスを倍音共鳴音の先頭アドレスに移動する場合を示している。この場合、読み出しの時間経過は引き継がない例である。

前述したように、本実施形態の電子ピアノにおいては、楽音共鳴音波形記憶部１０３ａ及び倍音共鳴音波形記憶部１０３ｂの２つの共鳴音系列を設け、押鍵時のダンパーペダル７の状態に応じて、読み出す共鳴音を切り換えるようにした。また、ダンパーペダルオフ時に楽音共鳴音が読み出されている場合は、倍音共鳴音の読み出しに切り換えるようにした。これにより、リダンパーによって大きな共鳴音が再び発生してしまうことが無く、押鍵中のリダンパー時には小さい共鳴音を発生するようにすることが可能となり、リダンパーが行われた際にもアコースティックピアノにより近い弦共鳴音を模擬することができる。

なお、前述した実施形態においては、共鳴音を楽音共鳴音波形記憶部１０３ａ及び倍音共鳴音波形記憶部１０３ｂに記憶しておいて読み出すことにより、共鳴音を発生させる例を示したが、通常音に所定の残響音生成処理を施すことで共鳴音を生成するようにしてもよい。

また、レベル制御部３３１は、共鳴音のレベルを所定値まで増加させる際に、音色及び音高に応じて異ならせるようにしてもよい。

また、予め定められた特定の音高または音域の発音指示においては、楽音共鳴音波形記憶部１０３ａに記憶されている楽音共鳴音波形データ（第１共鳴音波形データ）、または倍音共鳴音波形記憶部１０３ｂに記憶されている倍音共鳴音波形データ（第２共鳴音波形データ）のうちどちらか一方を常に読み出すようにしてもよい。

（本発明の他の実施形態）
上述した実施形態の機能を実現するべく各プログラムコードを動作させるように、上記各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに対し、上記実施形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵあるいはＭＰＵ）に格納されたプログラムに従って上記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。

また、この場合、上記ソフトウェアのプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えば、かかるプログラムコードを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記録する記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施形態に含まれる。

さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれる。

本発明の第１の実施形態を示し、電子ピアノの構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態を示し、共鳴音発生装置を含む電子ピアノのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態を示し、電子ピアノのメイン処理を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態を示し、鍵盤イベント処理の詳細を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態を示し、ペダルイベント処理の詳細を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態を示し、楽音共鳴音の読み出しが完全に終了してから倍音共鳴音の読み出しが行われる場合のタイミングを説明する図である。 本発明の第１の実施形態を示し、楽音共鳴音の読み出しが完全に終了する前に次のペダル操作がある場合の各動作のタイミングを説明する図である。 本発明の第１の実施形態を示し、鍵盤オン時にペダルオフの場合の各動作のタイミングを説明する図である。 本発明の第１の実施形態を示し、読み出す共鳴音波形を切り換える際のメモリ構成の一例を示す図である。

符号の説明

１０１ 通常音波形記憶部
１０２ 通常音読み出し部
１０３ａ 楽音共鳴音波形記憶部
１０３ｂ 倍音共鳴音波形記憶部
１０４ 共鳴音読み出し部
１０５ 出力系列切り換え部
１０５ａ 第１固定端子
１０５ｂ 第２固定端子
１０５ｃ 可動端子
２００ ゲート回路
３１０ 鍵盤センサ
３２０ ペダルセンサ
３３０ ペダル状態判定部
３３１ レベル制御部
３３２ レベル監視部
３３３ 共鳴音波形選択部
３８０ 楽音加算部

Claims (10)

1. 発音指示に応答して通常音を発生する通常音発生手段と、
   前記通常音発生手段により発生される通常音の共鳴音として、第１共鳴音波形データ及び第２共鳴音波形データが記憶された波形記憶手段と、
   前記発音指示に応答して、前記波形記憶手段から第１または第２共鳴音波形データを選択的に読み出す共鳴音波形読み出し手段と、
   前記共鳴音波形読み出し手段で読み出した共鳴音を発生する共鳴音発生手段と、
   前記共鳴音の出力レベルをダンパー操作子の操作に応じて制御する共鳴音レベル制御手段と、
   前記発音指示が行われた時の前記ダンパー操作子の操作状態に応じて、前記第１共鳴音波形データまたは前記第２共鳴音波形データのうち、読み出す共鳴音波形を選択する共鳴音波形選択手段と、
   前記通常音の出力と、前記共鳴音レベル制御手段の出力を混合する混合手段とを具備し、
   前記ダンパー操作子がオフにされた時点で前記第１共鳴音波形データが読み出されている場合は、前記共鳴音レベル制御手段で前記共鳴音の出力レベルをゼロにするとともに、前記第１共鳴音波形データの読み出しを停止して、前記第２共鳴音波形データを読み出すようにしたことを特徴とする共鳴音発生装置。
2. 前記共鳴音発生手段は、前記共鳴音レベル制御手段が制御する共鳴音レベルを監視する共鳴音レベル監視手段をさらに備え、
   前記共鳴音レベルがゼロになってから、読み出す共鳴音波形を前記第１共鳴音波形データから前記第２共鳴音波形データヘ変更することを特徴とする請求項１に記載の共鳴音発生装置。
3. 前記共鳴音レベル制御手段が、前記ダンパー操作子がオンにされた場合に乗算係数をゼロから所定値まで第１の所定時間で変化させる手段と、
   前記ダンパー操作子がオフにされた場合は乗算係数を所定値からゼロまで前記第１の所定時間とは異なる第２の所定時間で変化させる手段とを含み、
   前記乗算係数を前記共鳴音の出力に乗算して前記共鳴音の出力レベルを制御するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の共鳴音発生装置。
4. 前記共鳴音レベル制御手段が、前記ダンパー操作子の操作量に対応して乗算係数を変化させる乗算係数制御手段を備え、
   前記乗算係数制御手段は、前記乗算係数を前記共鳴音の出力に乗算して前記共鳴音の出力レベルを制御することを特徴とする請求項１または２に記載の共鳴音発生装置。
5. 前記第１共鳴音は、前記発音指示に先立って前記ダンパー操作子を操作した場合の共鳴音であり、前記第２共鳴音は、前記発音指示後に前記ダンパー操作子を操作した場合の共鳴音であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の共鳴音発生装置。
6. 前記波形記憶手段には、通常音の倍音成分及び非周期成分から生成された前記第１共鳴音波形データと、
   前記非周期成分を除いた倍音成分のみから生成された前記第２共鳴音波形データとが記憶されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の共鳴音発生装置。
7. 前記第２共鳴音波形データは、前記第１共鳴音波形データの途中からのデータと共用することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の共鳴音発生装置。
8. 前記共鳴音発生手段は、前記通常音に所定の残響音生成処理を施すことで共鳴音を生成することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の共鳴音発生装置。
9. 前記レベル制御手段の所定値は、音色及び音高に応じて異ならせることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の共鳴音発生装置。
10. 前記共鳴音波形選択手段は、予め定められた特定の音高または音域の前記発音指示においては、前記第１共鳴音波形データまたは前記第２共鳴音波形データのうちどちらか一方を常に読み出すことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の共鳴音発生装置。

Images