JP5772356B2 - 音響特性制御装置及び電子楽器 - Google Patents

Description

本発明は、電子鍵盤楽器の演奏音をヘッドホンを介して聴取させる場合における音の音像を制御する技術に関する。

電子ピアノの中には、ヘッドホンを接続するためのジャックを有しているものがある。この種の電子ピアノでは、演奏音を周囲に漏らしたくない場合は、演奏者の頭にヘッドホンを装着するとともに、ヘッドホンのプラグを電子ピアノのジャックに差し込み、この状態で演奏を行う。電子ピアノは、そのジャックにヘッドホンのプラグが差し込まれた状態において、鍵の打鍵を検知すると、打鍵音の左右２チャネルの音データを音源から読み出し、この左右２チャネルの音データを左右２チャネルの音信号としてヘッドホンの左ヘッドホンユニット及び右ヘッドホンユニットに供給する。ヘッドホンの左ヘッドホンユニットは、電子ピアノから供給された左チャネルの音信号を演奏者の左耳に向けて放音し、ヘッドホンの右ヘッドホンユニットは、電子ピアノから供給された右チャネルの音信号を演奏者の右耳に向けて放音する。これにより、演奏者は、電子ピアノの演奏音を周囲に漏らすことなく演奏を行うことができる。

特開昭５８−３０３００号公報 米国特許公報第２０１０／０２４６８３２号明細書 米国特許５７５１８１７号明細書

フリッツメンツァー，クリストフファーラー，Stereoto Binaural Conversion Using International Coherence Matching，オーディオエンジニアリングテクノロジーコンベンションペーパー７９８６，グレートブリテン及び北アイルランド連合王国，the128th Convention 2010年4月22日

しかしながら、電子ピアノの演奏音の聴取にヘッドホンを使用した場合、自然な音の拡がり感が得難いという問題がある。その理由は次の通りである。一般に、電子ピアノの音源内に格納されている左右２チャネルの音データは、アコースティックピアノの周辺に配置した複数のマイクロホンで収音した各鍵の打鍵音をミキシング調整して製作した音のデータとなっている。従って、図２（Ａ）の例に示すように、電子ピアノ１９０の左チャネルの音信号の音及び右チャネルの音信号の音を演奏者の左前方と右前方の各位置（図２（Ａ）の例では、演奏者の正面方向からみて３０度左側の位置と３０度右側の位置）に置いた２つのスピーカ２００Ｌ及び２００Ｒを介して演奏者Ｐに聴かせるようにした場合、左スピーカ２００Ｌから放音される左チャネルの音信号の音が左耳ＥＬだけでなく右耳ＥＲにも聴こえ、右スピーカ２００Ｒから放音される右チャネルの音信号の音が右耳ＥＲだけでなく左耳ＥＬにも聴こえる現象であるクロストークが発生する。ここで、左スピーカ２００Ｌから左耳ＥＬに伝わる音をＡＬとし、右スピーカ２００Ｒから右耳ＥＲに伝わる音をＡＲとし、左スピーカ２００Ｌから右耳ＥＲに伝わる音をＡＬ_ＣＲとし、右スピーカ２００Ｒから左耳ＥＬに伝わる音をＡＲ_ＣＲとすると、音ＡＬが左耳ＥＬに到達する時刻と音ＡＬ_ＣＲが右耳ＥＲに到達する時刻との間には各々の音路長の差に応じた時間差ΔＴＬが生じる。同様に、音ＡＲが右耳ＥＲに到達する時刻と音ＡＲ_ＣＲが左耳ＥＬに到達する時刻との間には各々の音路長の差に応じた時間差ΔＴＲが生じる。よって、この場合、演奏者Ｐは、演奏者Ｐから見て左スピーカ２００Ｌと右スピーカ２００Ｒのある方向にそれらのスピーカ２００Ｌ及び２００Ｒを含む左右方向の拡がりをもった音像があると感じる。

これに対して、図２（Ｂ）の例に示すように、電子ピアノ１９０の演奏音をヘッドホン１９３を介して聴かせるようにした場合、クロストークは発生しない。そして、この場合、演奏者は、自身を挟んだ左右両側の方向から左ヘッドホンユニット１９４Ｌの音ＡＬと右ヘッドホンユニット１９４Ｒの音ＡＲがそれぞれ聴こえる。よって、この場合、演奏者は、自身の前方に音像があるとは感じずに、左右に大きく拡がる音像の中に自身が居ると感じる。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、電子ピアノの演奏音の聴取にヘッドホンを使用した場合において、自然な音の拡がり感が得られる技術的手段を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、左右２チャネルの入力信号を複数の帯域に分割し、分割した各帯域に属する左右２チャネルの帯域分割信号を各々出力する帯域分割手段と、前記帯域分割手段により分割された各帯域の左右２チャネルの帯域分割信号について、当該帯域の左右２チャネルの帯域分割信号の和であるＭＩＤ成分信号と当該帯域の左右２チャネルの帯域分割信号の差であるＳＩＤＥ成分信号を生成し、各帯域のＭＩＤ成分信号及びＳＩＤＥ成分信号を混合して帯域毎の左右２チャネルの成分混合信号を生成し、各帯域の左チャネルの成分混合信号をヘッドホンの左ヘッドホンユニットに出力するとともに各帯域の右チャネルの成分混合信号を前記ヘッドホンの右ヘッドホンユニットに出力する信号生成手段とを具備する音響特性制御装置を提供する。

本発明では、左右２チャネルの入力信号を分割した各帯域について、当該帯域のＭＩＤ成分信号とＳＩＤＥ成分信号とを混合して得られる左右２チャネルの成分混合信号を左ヘッドホンユニット及び右ヘッドホンユニットに出力する。よって、各帯域の左右２チャネルの各成分混合信号内におけるＳＩＤＥ成分信号の比率を適切に決定することにより、演奏者が演奏音の聴取にヘッドホンを使用した場合に感じる音像の拡がり感を適度に狭め、より自然な音の拡がり感を創出することができる。

ここで、左右２チャネルのステレオ音声の拡がり感を制御する技術を開示した文献として、特許文献１〜３及び非特許文献１がある。しかし、特許文献１に開示された音場可変装置は、左右２チャネルの音信号Ｌ，Ｒの和Ｍ（Ｍ＝Ｌ＋Ｒ）と差Ｓ（Ｓ＝Ｌ−Ｒ）から信号Ｍと信号Ｓの和信号Ｍ＋Ｓと差信号Ｍ−Ｓを生成し、これらの信号Ｍ＋Ｓ，Ｍ−Ｓを所定量の遅延を与えた上で元の音信号Ｌ，Ｒに加算し、この加算信号Ｌ＋（Ｍ＋Ｓ）及びＲ＋（Ｍ−Ｓ）を出力するものである。また、特許文献２，３の技術は、左右２チャネルのステレオ音声信号に音の発生源から左右の耳に至る区間の頭部伝達関数を畳み込むものである。また、非特許文献１は、分割帯域Δｆ毎に音像の位置を計算し、この位置に定位するように頭部伝達関数を畳み込むものであり、本発明のように鍵盤楽器への適用を想定したものではない。よって、特許文献１〜３及び非特許文献１は、左右２チャネルの音信号の帯域分割と、分割した帯域分割信号の加算、減算、及び増幅とによって音像を制御する技術である本発明とは異なるものである。

本発明の一実施形態である音響特性制御装置と電子ピアノを含む電子楽器の構成例を示す図である。 従来技術の問題点を説明するための図である。

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態である音響特性制御装置１０と電子ピアノ９０とを備える電子楽器の構成例を示す図である。この電子楽器では、演奏者Ｐの頭部に装着されるヘッドホン９３と演奏者Ｐにより演奏される電子ピアノ９０とが音響特性制御装置１０を介して接続されている。この電子楽器では、電子ピアノ９０の左右２チャネルの出力信号Ｌ及びＲが音響特性制御装置１０による信号処理を経てヘッドホン９３の左ヘッドホンユニット９４Ｌ及び右ヘッドホンユニット９４Ｒに供給される。図１に示すように、電子ピアノ９０の筐体９９の上面には、最も低いノートナンバの鍵９１−１から最も高いノートナンバの鍵９１−８８に至る８８個の鍵９１−ｋ（ｋ＝１〜８８）が左右方向に並べて配置されている。電子ピアノ９０の音源９２には、鍵９１−ｋ（ｋ＝１〜８８）の各々と対応する８８組の音データＤＬ−ｋ（ｋ＝１〜８８）及びＤＲ−ｋ（ｋ＝１〜８８）が収録されている。１つの鍵９１−ｋと対応する１組の音データＤＬ−ｋ及びＤＲ−ｋは、アコースティックピアノの周辺に配置した複数のマイクロホンにより収音した打鍵音をミキシング調整した音のデータである。この電子ピアノ９０は、筐体９９の上面における鍵９１−ｋが打鍵されると、打鍵された鍵９１−ｋと対応する音データＤＬ−ｋ及びＤＲ−ｋを音源９２から読み出し、この音データＤＬ−ｋ及びＤＲ−ｋを左右２チャネルの音信号Ｌ及びＲとして音響特性制御装置１０に出力する。

次に、音響特性制御装置１０の構成について説明する。音響特性制御装置１０は、帯域分割部１１Ｌ，１１Ｒと信号生成部１２とを有している。帯域分割部１１Ｌは、電子ピアノ９０から与えられる左チャネルの入力信号Ｌを、低域、中域、及び高域の３つの帯域に分割し、低域に属する帯域分割信号Ｌ_Ｌ、中域に属する帯域分割信号Ｌ_Ｍ、及び高域に属する帯域分割信号Ｌ_Ｈを出力する。帯域分割部１１Ｒは、電子ピアノ９０から与えられる右チャネルの入力信号Ｒを、低域、中域、及び高域の３つの帯域に分割し、低域に属する帯域分割信号Ｒ_Ｌ、中域に属する帯域分割信号Ｒ_Ｍ、及び高域に属する帯域分割信号Ｒ_Ｈを出力する。

信号生成部１２は、帯域分割部１１Ｌ，１１Ｒにより分割された各帯域の帯域分割信号Ｌ_Ｌ、Ｌ_Ｍ、Ｌ_Ｈ、Ｒ_Ｌ、Ｒ_Ｍ、及びＲ_Ｈについて、低域の帯域分割信号Ｌ_Ｌ及びＲ_Ｌの和であるＭＩＤ成分信号Ｍ_Ｌと両信号Ｌ_Ｌ及びＲ_Ｌの差であるＳＩＤＥ成分信号Ｓ_Ｌ、中域の帯域分割信号Ｌ_Ｍ及びＲ_Ｍの和であるＭＩＤ成分信号Ｍ_Ｍと両信号Ｌ_Ｍ及びＲ_Ｍの差であるＳＩＤＥ成分信号Ｓ_Ｍ、並びに高域の帯域分割信号Ｌ_Ｈ及びＲ_Ｈの和であるＭＩＤ成分信号Ｍ_Ｈと両信号Ｌ_Ｈ及びＲ_Ｈの差であるＳＩＤＥ成分信号Ｓ_Ｈを生成する。その上で、信号生成部１２は、低域、中域、及び高域の各帯域のＭＩＤ成分信号Ｍ_Ｌ，Ｍ_Ｍ，及びＭ_ＨとＳＩＤＥ成分信号Ｓ_Ｌ，Ｓ_Ｍ，及びＳ_Ｈについて、同じ帯域のもの同士の和または差を混合して帯域毎の左右２チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｌ，ＬＭＸ_Ｍ，ＬＭＸ_Ｈ，ＲＭＸ_Ｌ，ＲＭＸ_Ｍ，及びＲＭＸ_Ｈを生成し、各帯域の左チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｌ，ＬＭＸ_Ｍ，及びＬＭＸ_Ｈの和を混合して左ヘッドホンユニット９４Ｌに出力するとともに各帯域の右チャネルの成分混合信号ＲＭＸ_Ｌ，ＲＭＸ_Ｍ，及びＲＭＸ_Ｈの和を混合して右ヘッドホンユニット９４Ｒに出力する。

より詳細に説明すると、信号生成部１２は、低域処理部１３_Ｌと、中域処理部１３_Ｍと、高域処理部１３_Ｈと、加算部１４Ｌ及び１４Ｒとを有する。各部１３_Ｌ、１３_Ｍ、１３_Ｈ、１４Ｌ、及び１４Ｒの役割は次の通りである。低域処理部１３_Ｌは、低域の帯域分割信号Ｌ_Ｌ及びＲ_Ｌの和であるＭＩＤ成分信号Ｍ_Ｌと両信号Ｌ_Ｌ及びＲ_Ｌの差であるＳＩＤＥ成分信号Ｓ_Ｌを生成し、信号Ｍ_Ｌ及び信号Ｓ_Ｌを混合比率α_Ｌ：（１−α_Ｌ ^２）^１／２及びα_Ｌ：−（１−α_Ｌ ^２）^１／２で各々混合して左右２チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｌ及びＲＭＸ_Ｌを生成し、信号ＬＭＸ_Ｌ及びＲＭＸ_Ｌを各々に固有の利得β_Ｌ及びγ_Ｌで増幅した信号ＬＭＸ_Ｌ×β_Ｌ及びＲＭＸ_Ｌ×γ_Ｌを出力する。さらに詳述すると、低域処理部１３_Ｌは、加算部１_Ｌ、減算部２_Ｌ、増幅部３_Ｌ、増幅部４_Ｌ、加算部５_Ｌ、減算部６_Ｌ、増幅部７_Ｌ、及び増幅部８_Ｌを含んでいる。加算部１_Ｌは、信号Ｌ_Ｌと信号Ｒ_Ｌとを加算し、この加算結果Ｌ_Ｌ＋Ｒ_Ｌを信号Ｍ_Ｌとして出力する。減算部２_Ｌは、信号Ｌ_Ｌから信号Ｒ_Ｌを減算し、この減算結果Ｌ_Ｌ−Ｒ_Ｌを信号Ｓ_Ｌとして出力する。増幅部３_Ｌは、加算部１_Ｌの出力信号Ｍ_Ｌを混合比率α_Ｌで増幅した信号Ｍ_Ｌ×α_Ｌを出力する。増幅部４_Ｌは、減算部２_Ｌの出力信号Ｓ_Ｌを混合比率（１−α_Ｌ ^２）^１／２で増幅した信号Ｓ_Ｌ×（１−α_Ｌ ^２）^１／２を出力する。ここで、本実施形態では、増幅部３_Ｌの混合比率α_Ｌ及び増幅部４_Ｌの混合比率（１−α_Ｌ ^２）^１／２の大小関係をα_Ｌ＞（１−α_Ｌ ^２）^１／２と設定する。混合比率α_Ｌは本来０＜α_Ｌ＜１なので、増幅部３_Ｌの混合比率α_Ｌの設定範囲は１＞α_Ｌ＞（１／２）^１／２となり、増幅部４_Ｌの混合比率（１−α_Ｌ ^２）^１／２の設定範囲は（１／２）^１／２＞（１−α_Ｌ ^２）^１／２＞０となる。加算部５_Ｌは、増幅部３_Ｌの出力信号Ｍ_Ｌ×α_Ｌと増幅部４_Ｌの出力信号Ｓ_Ｌ×（１−α_Ｌ ^２）^１／２を加算し、この加算結果Ｍ_Ｌ×α_Ｌ＋Ｓ_Ｌ×（１−α_Ｌ ^２）^１／２を信号ＬＭＸ_Ｌとして出力する。減算部６_Ｌは、増幅部３_Ｌの出力信号Ｍ_Ｌ×α_Ｌから増幅部４_Ｌの出力信号Ｓ_Ｌ×（１−α_Ｌ ^２）^１／２を減算し、この減算結果Ｍ_Ｌ×α_Ｌ−Ｓ_Ｌ×（１−α_Ｌ ^２）^１／２を信号ＲＭＸ_Ｌとして出力する。増幅部７_Ｌは、加算部５_Ｌの出力信号ＬＭＸ_Ｌを利得β_Ｌで増幅した信号ＬＭＸ_Ｌ×β_Ｌを出力する。増幅部８_Ｌは、減算部６_Ｌの出力信号ＲＭＸ_Ｌを利得γ_Ｌで増幅した信号ＲＭＸ_Ｌ×γ_Ｌを出力する。

中域処理部１３_Ｍは、中域の帯域分割信号Ｌ_Ｍ及びＲ_Ｍの和であるＭＩＤ成分信号Ｍ_Ｍと両信号Ｌ_Ｍ及びＲ_Ｍの差であるＳＩＤＥ成分信号Ｓ_Ｍを生成し、当該帯域の左右２チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｍ及びＲＭＸ_Ｍに占める信号Ｍ_Ｍの割合が低域の左右２チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｌ及びＲＭＸ_Ｌに占める信号Ｍ_Ｌの割合よりも小さくなるような混合比率α_Ｍ：（１−α_Ｍ）^１／２（α_Ｍはα_Ｌよりも小さい値）及びα_Ｍ：−（１−α_Ｍ）^１／２で信号Ｍ_Ｍ及び信号Ｓ_Ｍを各々混合して左右２チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｍ及びＲＭＸ_Ｍを生成し、信号ＬＭＸ_Ｍ及びＲＭＸ_Ｍを各々に固有の利得β_Ｍ及びγ_Ｍで増幅した信号ＬＭＸ_Ｍ×β_Ｍ及びＲＭＸ_Ｍ×γ_Ｍを出力する。さらに詳述すると、中域処理部１３_Ｍは、加算部１_Ｍ、減算部２_Ｍ、増幅部３_Ｍ、増幅部４_Ｍ、加算部５_Ｍ、減算部６_Ｍ、増幅部７_Ｍ、及び増幅部８_Ｍを含んでいる。加算部１_Ｍは、信号Ｌ_Ｍと信号Ｒ_Ｍとを加算し、この加算結果Ｌ_Ｍ＋Ｒ_Ｍを信号Ｍ_Ｍとして出力する。減算部２_Ｍは、信号Ｌ_Ｍから信号Ｒ_Ｍを減算し、この減算結果Ｌ_Ｍ−Ｒ_Ｍを信号Ｓ_Ｍとして出力する。増幅部３_Ｍは、加算部１_Ｍの出力信号Ｍ_Ｍを混合比率α_Ｍで増幅した信号Ｍ_Ｍ×α_Ｍを出力する。増幅部４_Ｍは、減算部２_Ｍの出力信号Ｓ_Ｍを混合比率（１−α_Ｍ）^１／２で増幅した信号Ｓ_Ｍ×（１−α_Ｍ）^１／２を出力する。加算部５_Ｍは、増幅部３_Ｍの出力信号Ｍ_Ｍ×α_Ｍと増幅部４_Ｍの出力信号Ｓ_Ｍ×（１−α_Ｍ）^１／２を加算し、この加算結果Ｍ_Ｍ×α_Ｍ＋Ｓ_Ｍ×（１−α_Ｍ）^１／２を信号ＬＭＸ_Ｍとして出力する。減算部６_Ｍは、増幅部３_Ｍの出力信号Ｍ_Ｍ×α_Ｍから増幅部４_Ｍの出力信号Ｓ_Ｍ×（１−α_Ｍ）^１／２を減算し、この減算結果Ｍ_Ｍ×α_Ｍ−Ｓ_Ｍ×（１−α_Ｍ）^１／２を信号ＲＭＸ_Ｍとして出力する。増幅部７_Ｍは、加算部５_Ｍの出力信号ＬＭＸ_Ｍを利得β_Ｍで増幅した信号ＬＭＸ_Ｍ×β_Ｍを出力する。増幅部８_Ｍは、減算部６_Ｍの出力信号ＲＭＸ_Ｍを利得γ_Ｍで増幅した信号ＲＭＸ_Ｍ×γ_Ｍを出力する。

高域処理部１３_Ｈは、高域の帯域分割信号Ｌ_Ｈ及びＲ_Ｈの和であるＭＩＤ成分信号Ｍ_Ｈと両信号Ｌ_Ｈ及びＲ_Ｈの差であるＳＩＤＥ成分信号Ｓ_Ｈを生成し、当該帯域の左右２チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｈ及びＲＭＸ_Ｈに占める信号Ｍ_Ｈの割合が低域の左右２チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｌ及びＲＭＸ_Ｌに占める信号Ｍ_Ｌの割合とほぼ同じになるような混合比率α_Ｍ：（１−α_Ｍ）^１／２（α_Ｈはα_Ｌとほぼ同じ値）及びα_Ｍ：−（１−α_Ｍ）^１／２で信号Ｍ_Ｈ及び信号Ｓ_Ｈを各々混合して左右２チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｍ及びＲＭＸ_Ｍを生成し、信号ＬＭＸ_Ｈ及びＲＭＸ_Ｈを各々に固有の利得β_Ｈ及びγ_Ｈで増幅した信号ＬＭＸ_Ｈ×β_Ｈ及びＲＭＸ_Ｈ×γ_Ｈを出力する。さらに詳述すると、高域処理部１３_Ｈは、加算部１_Ｈ、減算部２_Ｈ、増幅部３_Ｈ、増幅部４_Ｈ、加算部５_Ｈ、減算部６_Ｈ、増幅部７_Ｈ、及び増幅部８_Ｈを含んでいる。加算部１_Ｈは、信号Ｌ_Ｈと信号Ｒ_Ｈとを加算し、この加算結果Ｌ_Ｈ＋Ｒ_Ｈを信号Ｍ_Ｈとして出力する。減算部２_Ｈは、信号Ｌ_Ｈから信号Ｒ_Ｈを減算し、この減算結果Ｌ_Ｈ−Ｒ_Ｈを信号Ｓ_Ｈとして出力する。増幅部３_Ｈは、加算部１_Ｈの出力信号Ｍ_Ｈを混合比率α_Ｈで増幅した信号Ｍ_Ｈ×α_Ｈを出力する。増幅部４_Ｈは、減算部２_Ｈの出力信号Ｓ_Ｈを混合比率（１−α_Ｈ ^２）^１／２で増幅した信号Ｓ_Ｈ×（１−α_Ｈ ^２）^１／２を出力する。加算部５_Ｈは、増幅部３_Ｈの出力信号Ｍ_Ｈ×α_Ｈと増幅部４_Ｈの出力信号Ｓ_Ｈ×（１−α_Ｈ ^２）^１／２を加算し、この加算結果Ｍ_Ｈ×α_Ｈ＋Ｓ_Ｈ×（１−α_Ｈ）^１／２を信号ＬＭＸ_Ｈとして出力する。減算部６_Ｈは、増幅部３_Ｈの出力信号Ｍ_Ｈ×α_Ｈから増幅部４_Ｈの出力信号Ｓ_Ｈ×（１−α_Ｈ）^１／２を減算し、この減算結果Ｍ_Ｈ×α_Ｈ−Ｓ_Ｈ×（１−α_Ｈ）^１／２を信号ＲＭＸ_Ｈとして出力する。増幅部７_Ｈは、加算部５_Ｈの出力信号ＬＭＸ_Ｈを利得β_Ｈで増幅した信号ＬＭＸ_Ｈ×β_Ｈを出力する。増幅部８_Ｈは、減算部６_Ｈの出力信号ＲＭＸ_Ｈを利得γ_Ｈで増幅した信号ＲＭＸ_Ｈ×γ_Ｈを出力する。

加算部１４Ｌは、増幅部７_Ｌ，７_Ｍ，７_Ｈの出力信号ＬＭＸ_Ｌ×β_L，ＬＭＸ_Ｍ×β_Ｍ，ＬＭＸ_Ｈ×β_Ｈを加算し、この加算結果ＬＭＸ_Ｌ×β_L＋ＬＭＸ_Ｍ×β_Ｍ＋ＬＭＸ_Ｈ×β_Ｈを信号ＬＭＸとして左ヘッドホンユニット９４Ｌに出力する。加算部１４Ｒは、増幅部８_Ｌ，８_Ｍ，８_Ｈの出力信号ＲＭＸ_Ｌ×γ_L，ＲＭＸ_Ｍ×γ_Ｍ，ＲＭＸ_Ｍ×γ_Ｈを加算し、この加算結果ＲＭＸ_Ｌ×γ_L＋ＲＭＸ_Ｍ×γ_Ｍ＋ＲＭＸ_Ｈ×γ_Ｈを信号ＲＭＸとして右ヘッドホンユニット９４Ｒに出力する。以上の手順によって生成された左右２チャネルの音信号ＬＭＸ及びＲＭＸは、左右のヘッドホンユニット９４Ｌ及び９４Ｒから演奏者Ｐの左耳及び右耳に音として放音される。

以上が、本実施形態の構成の詳細である。この実施形態によると次の効果が得られる。
第１に、本実施形態では、低域について、ＭＩＤ成分信号Ｍ_ＬとＳＩＤＥ成分信号Ｓ_Ｌとを混合して得られる成分混合信号ＬＭＸ_Ｌ及びＲＭＸ_Ｌを左右のヘッドホンユニット９４Ｌ及び９４Ｒにそれぞれ出力する。また、中域について、ＭＩＤ成分信号Ｍ_ＭとＳＩＤＥ成分信号Ｓ_Ｍとを混合して得られる成分混合信号ＬＭＸ_Ｍ及びＲＭＸ_Ｍを左右のヘッドホンユニット９４Ｌ及び９４Ｒにそれぞれ出力する。また、高域について、ＭＩＤ成分信号Ｍ_ＨとＳＩＤＥ成分信号Ｓ_Ｈとを混合して得られる成分混合信号ＬＭＸ_Ｈ及びＲＭＸ_Ｈを左右のヘッドホンユニット９４Ｌ及び９４Ｒにそれぞれ出力する。よって、本実施形態によると、演奏者Ｐが電子ピアノ９０の演奏音の聴取にヘッドホン９３を使用した場合に感じる音像の拡がり感が適度に狭まり、自然な音の拡がり感を創出することができる。

第２に、本実施形態では、中域については、当該帯域の左右２チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｍ及びＲＭＸ_Ｍに占めるＭＩＤ成分信号Ｍ_Ｍの割合が低域及び高域の左右２チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｌ，及びＲＭＸ_Ｌ，に占めるＭＩＤ成分信号Ｍ_Ｌの割合よりも小さくなるような混合比率α_Ｍ：（１−α_Ｍ）^１／２（α_Ｍ＜α_Ｌ≒α_Ｈ）及びα_Ｍ：−（１−α_Ｍ）^１／２でＭＩＤ成分信号Ｍ_Ｈ及びＳＩＤＥ成分信号Ｓ_Ｍを各々混合して左右２チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｍ及びＲＭＸ_Ｍを生成する。ここで、ある帯域の左右２チャネルの成分混合信号ＬＭＸ及びＲＭＸに占めるＭＩＤ成分信号Ｍの割合が小さくなるとその帯域の成分混合信号ＬＭＸ及びＲＭＸよって創出される音像は広くなる。よって、本実施形態によると、低域の成分混合信号ＬＭＸ_Ｌ及びＲＭＸ_Ｌや高域の成分混合信号ＬＭＸ_Ｈ及びＲＭＸ_Ｈによって創出される音像は中域の成分混合信号ＬＭＸ_Ｍ及びＲＭＸ_Ｍによって創出される音像に比べて相対的に狭くなる。また、電子ピアノ９０の鍵９１−ｋ（ｋ＝１〜８８）は、ノートナンバの低いものが左に、ノートナンバの高いものが右に配置されている。このため、演奏者Ｐが左側の鍵９１−ｋを打鍵したときの入力信号Ｌ及びＲは低域の成分を多く含んでおり、演奏者Ｐが正面の鍵９１−ｋを打鍵したときの入力信号Ｌ及びＲは中域の成分を多く含んでおり、演奏者Ｐが右側の鍵９１−ｋを打鍵したときの入力信号Ｌ及びＲは高域の成分を多く含んでいる。従って、本実施形態によると、演奏者Ｐが左側や右側の鍵９１−ｋを打鍵したときの音像が演奏者Ｐが正面の鍵９１−ｋを打鍵したときの音像よりも狭くなり、より自然な聴感を演奏者Ｐに与えることができる。

第３に、本実施形態では、低域の成分混合信号ＬＭＸ_Ｌ及びＲＭＸ_Ｌ、中域の成分混合信号ＬＭＸ_Ｍ及びＲＭＸ_Ｍ、高域の成分混合信号ＬＭＸ_Ｈ及びＲＭＸ_Ｈを各々について設定された利得β_Ｌ，γ_Ｌ，β_Ｍ，γ_Ｍ，β_Ｈ，γ_Ｈで増幅し、この増幅を経た各帯域の左チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｌ×β_Ｌ，ＬＭＸ_Ｍ×β_Ｍ，ＬＭＸ_Ｈ×β_Ｈ，及び右チャネルの成分混合信号ＲＭＸ_Ｌ×γ_Ｌ，ＲＭＸ_Ｍ×γ_Ｍ，ＲＭＸ_Ｈ×γ_Ｈを左右のヘッドホンユニット９４Ｌ及び９４Ｒに各々出力する。ここで、例えば、低域の左チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｌの利得β_Ｌの方が低域の右チャネルの成分混合信号ＲＭＸ_Ｌの利得γ_Ｌよりも大きい場合、演奏者Ｐは左側の鍵９１−ｋを打鍵したときに感じる音像が全体として左に寄っていると感じる。また、高域の右チャネルの成分混合信号ＲＭＸ_Ｈの利得γ_Ｈよりも高域の左チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｈの利得β_Ｈの方が小さい場合、演奏者Ｐは右側の鍵９１−ｋを打鍵したときに感じる音像が全体として右に寄っていると感じる。また、中域の左チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｍの利得β_Ｍと中域の右チャネルの成分混合信号ＲＭＸ_Ｍの利得γ_Ｍがほぼ同じである場合、演奏者Ｐは中央の鍵９１−ｋを打鍵したときに感じる音像が全体として中央に寄っていると感じる。よって、本実施形態では、例えば、低域における左右２チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｌ及びＲＭＸ_Ｌを左チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｌの割合が大きくなるような利得β_Ｌ及びγ_Ｌ（β_Ｌ＞γ_Ｌ）で各々増幅し、中域における左右２チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｍ及びＲＭＸ_Ｍを左チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｍと右チャネルの成分混合信号ＲＭＸ_Ｍの割合が略等しくなるような利得β_Ｍ及びγ_Ｍ（β_Ｍ≒γ_Ｍ）で各々増幅し、高域における左右２チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｈ及びＲＭＸ_Ｈを左チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｈの割合が小さくなるような利得β_Ｈ及びγ_Ｈ（β_Ｈ＜γ_Ｈ）で各々増幅することにより、電子ピアノ９０における演奏者Ｐが押下した鍵９１−ｋのある方向と演奏者Ｐが感じるその鍵９１−ｋの音像の方向とを一致させ、演奏者Ｐにより自然な聴感を与えることができる。

第４に、本実施形態では、ＭＩＤ成分信号Ｍ_Ｌ及びＳＩＤＥ成分信号Ｓ_Ｌを混合比率α_Ｌ：（１−α_Ｌ ^２）^１／２及び混合比率α_Ｌ：−（１−α_Ｌ ^２）^１／２で混合し、ＭＩＤ成分信号Ｍ_Ｍ及びＳＩＤＥ成分信号Ｓ_Ｍを混合比率α_Ｍ：（１−α_Ｍ ^２）^１／２及び混合比率α_Ｍ：−（１−α_Ｍ ^２）^１／２で混合し、ＭＩＤ成分信号Ｍ_Ｈ及びＳＩＤＥ成分信号Ｓ_Ｈを混合比率α_Ｈ：（１−α_Ｈ ^２）^１／２及び混合比率α_Ｈ：−（１−α_Ｈ ^２）^１／２で混合する。ここで、α_Ｌと（１−α_Ｌ ^２）^１／２の２乗和、α_Ｌと−（１−α_Ｌ ^２）^１／２の２乗和、α_Ｍと（１−α_Ｍ ^２）^１／２の２乗和、α_Ｍと−（１−α_Ｍ ^２）^１／２の２乗和、α_Ｈと（１−α_Ｈ ^２）^１／２の２乗和、及びα_Ｈと−（１−α_Ｈ ^２）^１／２の２乗和はいずれも１である。よって、本実施形態によると、演奏者Ｐが感じる演奏音の大きさ（エネルギ量）を変化させずにその音像だけを制御することができる。

＜他の実施形態＞
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態があり得る。例えば、以下の通りである。
（１）上記実施形態では、電子ピアノ９０の左右２チャネルの出力信号Ｌ及びＲを各々３つの帯域に分割した。しかし、信号Ｌ及びＲを２つまたは４つ以上の帯域に分割してもよい。例えば、信号Ｌ及びＲを電子ピアノ９０の鍵９１−ｋ（ｋ＝１〜８８）と同じ８８個の帯域に分割し、ある鍵９１−ｋが打鍵された場合にその打鍵された鍵９１−ｋの位置に音像の拡がりの中心が位置するように各帯域の成分混合信号ＬＭＸ及びＲＭＸにおけるＭＩＤ成分信号ＭとＳＩＤＥ成分信号Ｓの比率を制御するようにしてもよい。

（２）上記実施形態において、各帯域の左右２チャネルの成分混合信号ＬＭＸ及びＲＭＸについての利得β_Ｌ，γ_Ｌ，β_Ｍ，γ_Ｍ，β_Ｈ，γ_Ｈを演奏者の頭部の動きに連動して変化させるようにしてもよい。より具体的には、演奏者の頭部が正面の電子ピアノ９０に対して左側を向くときは、各帯域の左右２チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｌ，ＲＭＸ_Ｌ，ＬＭＸ_Ｍ，ＲＭＸ_Ｍ，ＬＭＸ_Ｈ，ＲＭＸ_Ｈによって創出される音像が右側に移動するように利得β_Ｌ，γ_Ｌ，β_Ｍ，γ_Ｍ，β_Ｈ，γ_Ｈを制御し、演奏者の頭部が正面の電子ピアノ９０に対して右側を向くときは、各帯域の左右２チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｌ，ＲＭＸ_Ｌ，ＬＭＸ_Ｍ，ＲＭＸ_Ｍ，ＬＭＸ_Ｈ，ＲＭＸ_Ｈによって創出される音像が左側に移動するように利得β_Ｌ，γ_Ｌ，β_Ｍ，γ_Ｍ，β_Ｈ，γ_Ｈを制御するとよい。

（３）上記実施形態は、電子鍵盤楽器である電子ピアノ９０の出力音の制御に本発明を適用したものであった。しかし、電子ピアノ９０以外の、例えば電子パイプオルガンなどの電子鍵盤楽器の出力音の制御に本発明を適用してもよい。また、音高を異にする複数種類の音の発生源を有する楽器（例えば、ドラム，チャイムなど）を模擬した電子楽器の出力音の制御に本発明を適用してもよい。

（４）上記実施形態では、電子ピアノ９０とヘッドホン９３の間に音響特性制御装置１０が介挿されていた。しかし、電子ピアノ９０やその他の電子鍵盤楽器の演奏音のステレオオーディオ信号（例えば、ＥＦＭ（Eight-to-fourteen modulation）やＭＰ３（MPEG Audio
Layer-3））を再生する再生装置とヘッドホン９３の間に音響特性制御装置１０を介挿してもよい。また、この再生装置に音響特性制御装置１０を組み込んだ構成としてもよい。また、電子ピアノ９０と音響特性制御装置１０とを同一筐体に収めて１つの電子楽器を構成してもよい。

（５）上記実施形態において、低域の信号Ｍ_Ｌ及び信号Ｓ_Ｌ、中域の信号Ｍ_Ｍ及び信号Ｓ_Ｍ、中域の信号Ｍ_Ｈ及び信号Ｓ_Ｈを、上記実施形態における混合比率と異なる任意の混合比率で各々混合した信号を各帯域の左右２チャネルの成分混合信号ＬＭＸ_Ｌ，ＲＭＸ_Ｌ，ＬＭＸ_Ｍ，ＲＭＸ_Ｍ，ＬＭＸ_Ｈ，ＲＭＸ_Ｈにしてもよい。

１，５，１４…加算部、２，６…減算部、３，４，７，８…増幅部、１０…音響特性制御装置、１１…帯域分割部、１２…信号生成部、９０…電子ピアノ、９１…鍵、９２…音源、９３…ヘッドホン、９４…ヘッドホンユニット。

Claims (3)

1. 電子鍵盤楽器から供給される左右２チャネルの入力信号を低域、中域、及び高域の３つの帯域に分割し、低域における左右２チャネルの帯域分割信号、中域における左右２チャネルの帯域分割信号、及び高域における左右２チャネルの帯域分割信号を各々出力する帯域分割手段と、
   前記帯域分割手段により分割された各帯域の左右２チャネルの帯域分割信号について、当該帯域の左右２チャネルの帯域分割信号の和であるＭＩＤ成分信号と当該帯域の左右２チャネルの帯域分割信号の差であるＳＩＤＥ成分信号を生成し、各帯域のＭＩＤ成分信号及びＳＩＤＥ成分信号を混合して帯域毎の左右２チャネルの成分混合信号を、中域における左右２チャネルの成分混合信号に占めるＭＩＤ成分信号の割合が低域及び高域の左右２チャネルの成分混合信号に占めるＭＩＤ成分信号の割合よりも小さくなるような混合比率で生成し、各帯域の左チャネルの成分混合信号をヘッドホンの左ヘッドホンユニットに出力するとともに各帯域の右チャネルの成分混合信号を前記ヘッドホンの右ヘッドホンユニットに出力する信号生成手段と
   を具備すること
   を特徴とする音響特性制御装置。
2. 前記各帯域の左右２チャネルの成分混合信号を各々について設定された利得で増幅し、増幅した信号を前記左ヘッドホンユニットおよび右ヘッドホンユニットに各々出力する増幅部を具備することを特徴とする請求項１に記載の音響特性制御装置。
3. 鍵盤を有し、前記鍵盤の操作に応じた左右２チャネルの音信号を出力する電子鍵盤楽器と、
   前記電子鍵盤楽器から出力される左右２チャネルの入力信号を低域、中域、及び高域の３つの帯域に分割し、分割した各帯域に属する左右２チャネルの帯域分割信号を各々出力する帯域分割手段と、前記帯域分割手段により分割された各帯域の左右２チャネルの帯域分割信号について、当該帯域の左右２チャネルの帯域分割信号の和であるＭＩＤ成分信号と当該帯域の左右２チャネルの帯域分割信号の差であるＳＩＤＥ成分信号を生成し、各帯域のＭＩＤ成分信号及びＳＩＤＥ成分信号を混合して帯域毎の左右２チャネルの成分混合信号を、中域における左右２チャネルの成分混合信号に占めるＭＩＤ成分信号の割合が低域及び高域の左右２チャネルの成分混合信号に占めるＭＩＤ成分信号の割合よりも小さくなるような混合比率で生成し、各帯域の左チャネルの成分混合信号をヘッドホンの左ヘッドホンユニットに出力するとともに各帯域の右チャネルの成分混合信号を前記ヘッドホンの右ヘッドホンユニットに出力する信号生成手段とを含む音響特性制御装置と
   を具備することを特徴とする電子楽器。
   
   
   

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