JP6455878B2 - 共鳴音発生装置およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、共鳴音を発生するに際し、共鳴音が定位する位置を演奏感覚に合うようにした共鳴音発生装置およびそのためのプログラムに関する。

アコースティックピアノにおける「共鳴現象」については、例えば、下記の特許文献１等に記載されている。一例として、基音の周波数が４４０（Ｈｚ）である弦が打弦された場合、この基音と１オクターブ下の弦（基音周波数２２０（Ｈｚ））の２倍音とが共鳴する。さらに、この打弦された弦の２倍音（８８０（Ｈｚ））と１オクターブ上の弦（基音周波数８８０（Ｈｚ））の基音とが共鳴する。このような共鳴現象が更に他の弦によって生じる（例えば、特許文献１参照。）。つまり、他の鍵盤の押鍵により、その弦の倍音成分に共通する周波数のエネルギーがピアノ筺体や空気振動等によって伝搬し共鳴効果を起こす。

図２は倍音関係の説明図であり、その上段部にはピアノの鍵盤を模式的に記載している。便宜上、最も左に位置する鍵盤に対する音名を「Ｆ３」、最も右に位置する鍵盤に対する音名を「Ｂ５」とし、白鍵上に対応する音名を記載している。図２に示す鍵盤の中央やや右寄りの音名「Ａ４」の鍵盤の押鍵による共鳴音について説明する。

この鍵盤の押鍵時に発せられる音の基本周波数を４４０（Ｈｚ）とする。音名「Ａ４」の１オクターブ下の「Ａ」の音名を「Ａ３」、音名「Ａ４」の１オクターブ上の「Ａ」の音名を「Ａ５」とする。すると、音名「Ａ３」、「Ａ４」および「Ａ５」に対応する基本の周波数はそれぞれ「２２０（Ｈｚ）」、「４４０（Ｈｚ）」、「８８０（Ｈｚ）」となる。半音上の音になる毎に発音周波数は「¹²√２」倍ずつ変化するので、１オクターブ上、つまり１２半音上では周波数が２倍になる。一方、半音下の音になる毎に発音周波数は「¹²√２」分の１ずつ変化するので１クターブ下つまり１２半音下では周波数が２分の１になる。

そして、音名「Ａ４」の２倍音、３倍音、…、８倍音の周波数はそれぞれ「８８０（Ｈｚ）」、「１３２０（Ｈｚ）」、…、「３５２０（Ｈｚ）」となる。同様に、音名「Ａ３」の２倍音、３倍音、…、８倍音の周波数はそれぞれ「４４０（Ｈｚ）」、「６６０（Ｈｚ）」、…、「１７６０（Ｈｚ）」となり、音名「Ａ５」の２倍音、３倍音、…、８倍音の周波数はそれぞれ「１７６０（Ｈｚ）」、「２６４０（Ｈｚ）」、…、「７０４０（Ｈｚ）」となる。

図２に示すように、音名「Ａ３」の２倍音の周波数は、音名「Ａ４」の基音の周波数と同一であり、また音名「Ａ３」の４倍音の周波数は、音名「Ａ４」の２倍音の周波数と同一となり、更に、音名「Ａ３」の６倍音の周波数は、音名「Ａ４」の３倍音の周波数と同一になる。以降も実線矢印が示すような同一周波数関係となる。また、図２に示すように、音名「Ａ５」の基音の周波数は、音名「Ａ４」の２倍音の周波数と同一であり、また音名「Ａ５」の２倍音の周波数は、音名「Ａ４」の４倍音の周波数と同一となる。以降も実線矢印が示すように同一周波数関係となる。音名「Ａ４」の鍵盤を押鍵したまま音名「Ａ５」の鍵盤を押鍵してすぐに離鍵すると音名「Ａ４」の弦が共鳴する。

このような倍音関係を考慮して、以下の表１を作成することができる。この表１は、相対音程「０」の基音の周波数を「１」として、±２４半音以内における各相対音程の基音から８倍音までの周波数を記載したものである。相対音程は、注目する音程（例えば新たに押鍵された音程）「０」から半音でいくつ離れた音程（音名）であるかを示したものである。例えば、相対音程「−１１」は相対音程「０」から１１半音下側に離れた音程であり、その音程での基音の周波数は、相対音程「０」での基音周波数を「１」とした時、「0.5297315」となり、更に、２倍音、３倍音、…、８倍音の周波数はそれぞれ「1.0594931」、「1.5891946」、…、「4.2378524」となる。

そして、本願発明者は、本願出願時には未公開の先行する出願（特願２０１４−２０６２３５号）において、大容量の共鳴音波形データやこれを記憶するメモリ等を不要とし構成を簡素とした共鳴音発生装置を提案した。これについて説明する。まず、１オクターブは「１２００セント」、半音は「１００」セントとなるので、２音（Ａ、Ｂ）の音程比（２音Ａ、Ｂの周波数の比）を「Ａ／Ｂ」とすると、この２音（Ａ、Ｂ）の音程比が「ｘセント」であることは、「Ｂ／Ａ＝２^x/1200」なる関係となる。両辺の２を底とする対数をとって、右辺の底を「１０」に変換すると、「x/1200＝log₂(B/A)、∴x=1200・（log₁₀(B/A)）／log₁₀2」となる。

例えば、両音程比の関係が３セント未満である場合には「Ｂ／Ａ＝２^−3/1200（−３セント）、Ｂ／Ａ＝２^＋3/1200（＋３セント）、」なる関係式が成立するため、両音程比の誤差が３セント未満の場合には、「２^−3/1200≦（Ｂ／Ａ）≦２^＋3/1200、つまり、Ａ・２^−3/1200≦Ｂ≦Ａ・２^＋3/1200（Ａを相対音程「０」の倍音（基音を含む）、Ｂを対象とする音程の倍音（基音を含む）の周波数）」なる関係にある。そこで、表１に示した相対音程と倍音（基音を含む）の組の周波数の関係から、相対音程「０」とその倍音（基音を含む）との組との音程比の誤差が例えば３セント未満の場合には、以下に示す表２に示す場合に限られることになる。

具体的には、図３に示すような関係にある場合、相対音程「０」の１倍音〜８倍音（１倍音は基音）に対して３セント未満の誤差になる。一例として、表１に示す周波数が、「1.996537265以上、2.00346874以下であること」を満たす場合、相対音程「０」と２倍音の組に対して３セント未満内の誤差になることになる。誤差３セント未満の周波数を考えると、まず、相対音程「０」の基音の周波数「１」に対する誤差３セント未満の周波数は、相対音程「−１９」の３倍音の周波数「1.0011299」と、相対音程「−２４」の４倍音の「1」と、相対音程「−１２」の２倍音の「1」である。次に、相対音程「０」の２倍音の周波数「２」に対する周波数に対する誤差３セント未満の周波数は、相対音程「−１９」の６倍音の周波数「2.0022598」と、相対音程「−７」の３倍音の「2.0022598」と、相対音程「−１２」の４倍音の「2」と、相対音程「１２」の基音の「2」である。

同様に、３セント未満内の誤差を有する「相対音程、倍音」の組を探していくと、相対音程「０」とその倍音（基音も含む）の組との音程比の誤差が、３セント未満である、相対音程と倍音（基音も含む）の組み合わせは、次の表２に示すように２６個になる。

次に、この２６個において、同じ相対音程に属するものの内、基音又は最も基音側にある１２個を考えこの１２個のうちでエネルギーの高いものから順番に優先順位を付与する。図４はこの説明図であり、左から「優先順位」、「相対音程」、「共鳴音程」、「ａ：供与倍音」、「ｂ：被共鳴倍音」、「ａ×ｂ」となっている。ここで共鳴音程は相対音程に対して設定された共鳴音の音程、供与倍音は打弦音（押鍵音）の倍音、被共鳴倍音は共鳴弦の倍音である。

優先順位の付与の仕方は次のようになる。先ず、ピアノの弦の倍音は、高次になる程、振幅エネルギーが小さくなることから、供与倍音と被共鳴倍音の夫々の倍音次数が低い方が共鳴現象に対する影響大きい。また、被共鳴倍音の次数が低い方が聴感上感知しやすいため、供与倍音と被供与倍音との乗算値が同じ場合には、被共鳴音の次数が低い方を、優先順位を高く設定する。具体的には、「供与倍音」は表２に示したものを四捨五入して整数化した値であり、「被共鳴倍音」は、前述したように、表２中の２６個において、同じ相対音程に属するものの内、基音又は最も基音側にある１２個を考えた場合のこの１２個の夫々が何倍音に位置するかを示す値である。

例えば、相対音程「７」のものの供与音程は「３」、被共鳴倍音は「２」となる。このようにして、１２個の夫々に対して「供与倍音（ａ）×被共鳴音程（ｂ）」なる乗算結果（ａ×ｂ）を求めると、図４の右端欄のようになる。この値が小さい程、振幅エネルギーが大きいので、この乗算結果が小さい順に優先度が高くなるように優先順位を付与する。但し、乗算結果が同じ場合には、被共鳴倍音の値が小さいもの程、高い優先順位を付与する。

このようにして、図５に示すように、優先順位と相対音程と共鳴音程とを組にして切り出し、優先順位「１」から「１２」までのものを登録した共鳴条件テーブル６を作成することができる。そして、この共鳴条件テーブル６を登録しておき、発音中の音に対するノート番号を検出し、この発音中に新規に押鍵された鍵に対するノート番号を検出する。次いで、先に検出した発音中のノート番号に、登録されている、いずれかの相対音程を加算すると、先に検出したノート番号になるという条件を満たすものがあるかを検索する。

この検索の結果、条件を満たす相対音程が存在する場合には、この相対音程に対して設定されている共鳴音程に対応する共鳴音を、非共鳴音である通常音（押鍵、打弦によって発生する音）の発音に用いる音源であるボイスユニットを用いて発音するという共鳴音発生装置を先に提案した。この結果、従来の共鳴音発音装置に比べて、共鳴音用の波形メモリ等が不要になり、しかもテーブルに登録されている優先順位等を参照して発音動作を行えばよく共鳴音の発音構造も簡素になった。

ここで、従来の共鳴音発生装置、例えば特許文献２に記載されている共鳴音発生装置にあっては、まずダンパーペダル７がオフされると、出力系列制御部が、押鍵中の発音チャンネルの共鳴音信号の出力先が第１共鳴音系列か否かを判断し、次に、共鳴音信号が、第１共鳴音系列に出力されていると判断した場合、共鳴音信号の出力先を第２共鳴音系列に切り換える動作が実行される（例えば、特許文献２参照。）。

この結果、ダンパーペダルが再びオンされると、押鍵中の共鳴音を緩やかに立ち上がるようにすることができ、共鳴音波形記憶部に記憶する共鳴音波形データを１種類としたにもかかわらず、ダンパーペダルオンに対する各押鍵のタイミングに応じた共鳴音が可能になる。よって、押鍵後にダンパーペダルがリダンパされた場合にあっても、アコースティックピアノを摸擬した十分な共鳴音を得ることができるというものである。

しかしながら、この共鳴音発生装置を実現するためには、共鳴音波形記憶部を設け、大容量の共鳴音の波形データを記憶しておく必要があった。また、仮に、共鳴音波形記憶部がなくても、共鳴音を第１の共鳴音系列と第２の共鳴音系列とに分けて生成する等、共鳴音生成のためのハードウエアやソフトウエアが複雑なものとなっていた。

更に、特許文献３においては、モードを選択するモード選択手段により選択されたモードに応じて、（楽音信号を形成し出力する）楽音形成手段からの楽音信号を複数の系列に振り分けるパンニング手段が各系列にどの程度のレベルで楽音信号を振り分けるかを示すパンニングデータを変更し、変更後のパンニングデータを前記パンニング手段に出力するパンニングデータ生成出力手段を備えることによって、例えば左右のスピーカー間隔が広い時のモードでは楽音が定位する位置を中央に寄せるようにしていている（例えば、特許文献３参照。）。

特開平９−３３００７９号公報（第２頁） 特開２０１４−４４４３２号公報（第２−８頁、第１図） 特開平５−９４１７６号公報（第２−３頁、第３図）

しかしながら、上記特許文献２に記載の発明にあっては、大規模のメモリを必要とし構成が複雑になっていたのに加えて、発生する共鳴音が定位する位置について何ら配慮がされていなかった。そのため、発生される共鳴音の音像の定位位置に対して、演奏者が違和感を感じる場合があり得た。例えば、鍵盤の中央付近で発音すべき共鳴音が鍵盤端部側から聞こえて来る等の違和感である。また、特許文献３に記載の電子楽器においては、パンニング（定位）の一般的な技術については詳述されているものの、共鳴音の定位する位置の制御等については何ら示唆がない。

そこで、本発明は、共鳴音を発生する際に共鳴音が定位する位置を演奏感覚に合うようにした共鳴音発生装置およびプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、（１）共鳴音を発生させるための共鳴音発生用装置であって、
相対音程と、これに対して設定した音程である共鳴音程と、の組を複数組み登録した登録手段と、
発音中の音に対するノート番号を検出する発音中番号検出手段と、
前記発音中に新規に押鍵された鍵に対するノート番号を検出する新規番号検出手段と、
前記発音中番号検出手段で検出した発音中のノート番号に、前記登録手段で登録されている、いずれかの相対音程を加算すると、前記新規番号検出手段で検出したノート番号になるという条件を満たす組があるかを検索する検索手段と、
前記検索手段による検索の結果、前記条件を満たす相対音程が存在する場合には、この相対音程に対して設定されている共鳴音程に対応する共鳴音を、非共鳴音である通常音の発音に用いる音源であるボイスユニットを用いて発音させる共鳴音発音手段と、
前記発音させる共鳴音が定位する位置の制御を行う定位位置制御手段と、を備え、
前記定位位置制御手段は、
前記検索手段による検索の結果、前記条件を満たす相対音程が存在する場合には、この相対音程に対して設定されている共鳴音程の共鳴音が定位する位置を、前記発音中番号検出手段が検出したノート番号の音が定位される位置へと移動させることを特徴とするようにした。

この発明によれば、検索手段は、発音中番号検出手段で検出した発音中のノート番号に、相対音程とこれに対して設定した音程である共鳴音程と、の組を複数組み登録した登録手段で登録されている、いずれかの相対音程を加算すると、新規番号検出手段で検出したノート番号になるという条件を満たす組があるかを検索する。

そして、共鳴音発音手段は、前記検索手段による検索の結果、前記条件を満たす相対音程が存在する場合には、この相対音程に対して設定されている共鳴音程に対応する共鳴音を、通常音（非共鳴音）の発音に用いる音源（ボイスユニット）を用いて発音させるが、この時、定位位置制御手段は、前記発音させる共鳴音の定位位置の制御を行う。この結果、大容量のメモリを不要とし構成を簡素とした共鳴音発生装置が実現可能になると共に、共鳴音発生を演奏者の違和感なく行うように、共鳴音が定位する位置の制御を行うことができるようになる。

また、前記検索手段による検索の結果、前記条件を満たす相対音程が存在する場合には、この相対音程に対して設定されている共鳴音程の共鳴音が定位する位置を、前記発音中番号検出手段が検出したノート番号の音が定位される位置へと移動させるので、押鍵中の音高の定位位置で、共鳴音が発音しているように聞こえて演奏者の演奏感覚に合うように共鳴音を発音することが可能となる。

（２）更にまた、（１）の共鳴音発生装置において、前記定位制御手段を、次のようにより具体的に構成すれば良い。つまり、前記検索手段による検索の結果、前記条件を満たす相対音程が存在する場合には、前記検索手段による検索の結果、前記条件を満たす相対音程が存在する場合には、この相対音程に対して設定されている共鳴音程の当該相対音程、当該共鳴音程に対して「Ｒｃｈ＝１．０−（共鳴音程−相対音程）×α（０．２≦α≦１．０）」なる係数Ｒｃｈを求め、この求めた係数Ｒｃｈを前記当該共鳴音程の共鳴音の右チャンネル信号に乗じる構成である。この構成によれば、左・右の音量レベルの夫々に係数Ｌｃｈ、Ｒｃｈを乗じることで定位位置制御を行うことが可能になり、定位位置制御の構成も簡素になる。しかも左チャンネル信号には常に１．０を乗じればよく係数やその制御機構の構成が容易である。

（３）また、（２）の共鳴音発生装置において、定位位置制御手段を、前記検索手段による検索の結果、前記条件を満たす相対音程が存在する場合において、この相対音程に対して設定されている共鳴音程の当該相対音程、当該共鳴音程に対して、「共鳴音程−相対音程＝０」の時には、この相対音程に対して設定されている共鳴音程の共鳴音が定位する位置を変化させない構成とする。この構成は、「共鳴音程−相対音程＝０」となる時には、共鳴音が定位する位置は、発音中（押鍵中）の音高の定位位置（鍵位置）と等しくなるため、定位位置の移動制御が不要となるためのものである。

本発明の他の態様によれば、（４）共鳴音を発生させるための共鳴音発生用プログラムであって、
鍵盤を備えて発音機能を有する共鳴音発生装置に、
注目する音程から半音でいくつ離れたかを示す音程である相対音程と、これに対して設定した音程である共鳴音程と、の組を複数組み登録する登録機能と、 発音中の音に対するノート番号を検出する発音中番号検出機能と、
前記発音中に新規に押鍵された鍵に対するノート番号を検出する新規番号検出機能と、
前記発音中番号検出機能で検出した発音中のノート番号に、前記登録機能で登録されている、いずれかの相対音程を加算すると、前記新規番号検出機能で検出したノート番号になるという条件を満たす組があるかを検索する検索機能と、
前記検索機能による検索の結果、前記条件を満たす相対音程が存在する場合には、この相対音程に対して設定されている共鳴音程に対応する共鳴音を、非共鳴音である通常音の発音に用いる音源であるボイスユニットを用いて発音させる共鳴音発音機能と、
前記発音させる共鳴音が定位する位置の制御を行う定位位置制御機能と、を実現させるためのプログラムであり、
前記位置制御機能は、
前記検索機能による検索の結果、前記条件を満たす相対音程が存在する場合には、この相対音程に対して設定されている共鳴音程の共鳴音が定位する位置を、前記発音中番号検出機能が検出したノート番号の音が定位される位置へと移動させるためのプログラムも提供される。

このプログラムを実行することによっても、（１）によって得られる効果と同様の効果を奏することができる。このプログラムは例えばＲＯＭ、フラッシュメモリ等の記録媒体に記録しておいて、例えばＣＰＵやＤＳＰ等が実行するようにすれば良い。

本発明によれば、大容量のメモリを不要とし構成を簡素とした共鳴音発生装置が実現可能になると共に、共鳴音発生を演奏者の演奏に際して違和感なく発音するように、共鳴音が定位する位置の制御を行うことができるという効果が得られる。

電子鍵盤楽器１００の構成図である。 倍音関係の説明図である。 誤差３セント未満の説明図である。 共鳴条件テーブル６を作成する過程の説明図である。 共鳴条件テーブル６の説明図である。 動作例１の説明図である。 動作例１の説明するためのフローチャートである。 本発明の特徴的な実施形態に係る電子鍵盤楽器１０１の平面視の図面である。 電子鍵盤楽器１０１の構成図である。 定位移動量と波形振幅倍率との関係を示す説明図である。 ボイスユニットＶＵが４個の場合のＬ端子およびＲ端子との接続等を説明するための構成図である。 動作例２（第１のケース）の説明図である。 動作例２（第２のケース）の説明図である。 動作例２（第３のケース）の説明図である。 動作例２（第４のケース）の説明図である。

以下、本発明を実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態である共鳴音発生装置を含む電子鍵盤楽器１００の構成図である。なお、図１は本発明を適用する電子鍵盤楽器１００の構成の一例にすぎず、適宜構成要素を追加等しても良い。また、後に説明する図８の構成図も、本発明の実施形態である共鳴音発生装置を含む電子鍵盤楽器１０１の構成を示している。

（構成）
各構成要素はバス３０を介して相互に所要のデータを送信したり受信したりすることが可能に接続されている。ＣＰＵ１はこの各構成要素の動作を把握したり動作を制御したりする機能を有する。よって、ＣＰＵ１は、電子鍵盤楽器（共鳴音発生装置）の動作の制御を行う制御手段となる。ＲＡＭ２は、ＣＰＵ１が所要の処理を実行するに際してワークエリア等として働く。ＲＯＭ４には所要のデータが記憶されている。ＣＰＵ１は、ＲＯＭ４にインストールされている動作プログラム５を実行することによって所要の動作、例えば、本実施形態における各種の処理が実現されるようになっている。また、ＲＯＭ４には後に説明する共鳴条件テーブル６も格納されている。

ＭＩＤＩインターフェイス３は、音楽ＭＩＤＩデータを外部機器に送信したり、外部機器から音楽ＭＩＤＩデータを受信したりするためのインターフェイスである。操作パネル９は、各種の操作スイッチ等が設けられており、ＣＰＵ１は各種スイッチの操作状態を把握する機能も有する。例えば、音色を設定する音色スイッチを操作設定した場合、ＣＰＵ１は設定された音色を把握して、発音をこの音色で行うように動作する。波形ＲＯＭ２５は所要の波形例えば通常音をＰＣＭ録音したものが例えば音高数記録されている。

ペダルセンサ１０は、ダンパーペダル１１等のペダルの踏む込み量を検出する動作を行いＣＰＵ１に渡す。よってＣＰＵ１はダンパーペダル１１等のペダルの踏み込み量を把握して所要の動作を行う。鍵盤１３は例えば８８鍵、横一列に配列されている。タッチセンサ１２は、この８８鍵の鍵盤のそれぞれ毎に、押鍵、離鍵の状態（キーオン、キーオフ）、押鍵した鍵の音名を示すキーコード、ノートナンバー等の情報を検出してＣＰＵ１に渡す。ＣＰＵ１は渡された情報を参照して、鍵毎のキーオン、キーオフ、キーコード、ノートナンバー、押鍵速度等の鍵盤に関する必要な情報である鍵盤情報を把握・管理する。なお、鍵盤１３には左から右に渡って順に１番ずつ増加するようにノートナンバー（ノート番号）が設定されている。

また、音源１５は、ｎ個のボイスユニットであるＶＵ１（１６ａ）、ＶＵ２（１６ｂ）、…、ＶＵｎ（１６ｎ）を備えている。ボイスユニットＶＵ１（１６ａ）、ＶＵ２（１６ｂ）、…、ＶＵｎ（１６ｎ）の出力は加算器１８によって加算される。そして加算器１８の出力はデジタルアナログ変換を行うＤ／Ａ変換器２０によってデジタルアナログ変換されて、アナログ楽音信号がスピーカー２０から放音される。

つまり、この例ではボイスユニットＶＵを複数設けて複数の楽音を同時に出力可能に構成されている。ボイスユニットＶＵには、キーオンされた鍵のキーコードが割当てられて発音される。具体的には、例えばボイスユニットＶＵ毎に通常音（共鳴音以外の押鍵による音）の波形データが記憶されたメモリを備えており、割り当てられて読み出し指示された音高の波形データを読み出す構成になっている。

そして、後に説明するように、本発明の実施形態によれば、押鍵に対するキーコードの音以外にこの音に共鳴する共鳴音を共鳴条件テーブル６から優先順位の順番で求め、この求めた共鳴音を発音させるようにボイスユニットＶＵに優先順位の順番に割り当てる等の処理が行われる。

図５は共鳴条件テーブル６（以下、単に「テーブル」とも記す）の説明図である。図５に示すように、共鳴条件テーブル６は、「優先順位」と「相対音程」と「共鳴音程」とを組としたデータを複数組み有して構成されている。つまり、この共鳴条件テーブル６は、優先順位と相対音程と共鳴音程とからなる組を複数組み登録して構成されている。優先順位「１」、「２」…「１２」なる昇順のデータとなっており、図６は一例として「１」から「１２」までの優先順位データを付している。優先順位「１」は、後に説明するように一番優先度が高いことを意味する。相対音程「Ｘ」は、前述したように、相対音程「０」と「Ｘ半音」異なる音程であり、相対音程「０」は例えば現在発音中の音の音程を示す。また、共鳴音程は、相対音程に対して設定された共鳴音の音程であり、共鳴音程「Ｙ」は、「Ｙ半音」だけ上の音が共鳴音となることを意味する。

そして、ＣＰＵ１は、新規に押鍵した音のノート番号（ノートナンバー）と、発音中の音のノート番号（ノートナンバー）にテーブル６に登録されている相対音程を加算したノート番号と、が一致した判断した時、共鳴音を発生する。ここに、共鳴音の発生は、テーブル６に登録された相対音程に対して設定されている共鳴音程だけ高い音程の音をボイスユニットに割り当てて発音させることで実現する。

一例として、ＣＰＵ１は、新規押鍵音のノート番号と、発音中の音のノート番号（ノートナンバー）に優先順位「１」に登録されている相対音程「１２」を加算したノート番号とが一致した場合には、共鳴音程は「１２」であるので、「１２」半音高い音を共鳴音として出力する。同様に、優先順位「２」に登録されている相対音程「−１２」で一致した場合は、「０」半音上の音、即ち、同音程の共鳴音を発音させる。

また、一例として、押鍵中の音が次の３音とする。音名（ノート番号）として「Ｃ４（４８）、Ｅ４（５２）、Ｇ４（５５）」とする。ＣＰＵ１は、新規に Ｄ５（６２）の鍵盤が押鍵された場合、この押鍵した音のノート番号「６２」と、押鍵中の一音であるＧ４（５５） のノート番号（５５）にテーブル６に登録されている相対音程「７（半音）」を加算したノート番号「６２」とが一致したことを把握する。よって、Ｇ４（５５）の音が、Ｄ５（５２）音の鍵の押鍵によって共鳴対象となる。そして、ＣＰＵ１は、テーブル５に登録されているように、Ｇ４（５５）の「１９半音上」の音を共鳴音として発音させる。

なお、図１の例では、テーブル６をＲＯＭ４に記録している。即ち、予めテーブル６を構築しておき、これを不揮発的に格納しているが、必ずしも予めテーブル６を構築・格納しておく必要はない。例えば、ユーザーが、操作パネル９に設けた不図示の表示デバイスを見ながら、操作パネル９に備えた不図示のスイッチを操作して、テーブル６を対話形式で構築するようにしても良い。この場合、優先順位と相対音程と共鳴音程との組としてスイッチ入力可能にして、この組を所定数個入力することによってＲＡＭ２上にテーブル６を構築・展開する構成とすれば良い。また、ＳＤメモリ等の書き換え可能な不揮発的記憶デバイスを用いて、このＲＡＭ２上に展開されたテーブル６を演奏の終了時等に保存しておくことも可能である。

なお、テーブル６において、共鳴音程「１２」は１２半音上つまり１オクターブ上なので周波数で２倍高い、「２４」は２４半音上つまり２オクターブ上なので周波数で４倍高い、「３６」は３６半音上つまり３オクターブ上なので周波数で８倍高いことになる。共鳴音程「１９」は１９半音上となる。１半音上になる度に周波数は、「２^1/12」高くなるので、１９半音では「（２^1/12）¹⁹＝２・２^7/12=２・（１.４９８３０７）≒３．０となるので、周波数は３倍高くなる。

また、ＣＰＵ１は、テーブル６の優先順位の順番で、登録された相対音程に対して設定されている共鳴音程の音を、ボイスユニットに割り当てて共鳴音を発音させる。ボイスユニット数は通常６４個や１２８個設けるが、このボイスユニット数が少ない場合等において、実際の押鍵によって押鍵中の音に総て割り当てられている場合等には、共鳴音の発音に割り当てられるボイスユニットが限られているため、優先順位が低い共鳴音に対してボイスユニットが割り当てられない場合がある。

（動作例１）
次に、図６、図７を参照して装置の動作例１について説明する。この動作例１は、共鳴音発生装置を実現するに際して、共鳴音用の波形メモリ等を不要とし、しかも共鳴音の発音構造も簡素とするものである。まず、図７を参照して動作概要を説明し、次いで具体例を図６、図７を参照しながら説明する。タッチセンサ１２の検出により鍵が押鍵されたことをＣＰＵ１が把握すると、ステップＳ１００に移行し、ＣＰＵ１は空いているボイスユニットＶＵが存在するか否かを判定する。Ｙｅｓの場合にはステップＳ３１０に移行して、ＣＰＵ１は空いているボイスユニットＶＵを、先に押鍵された鍵に対する音に割り当てて発音動作を行わせる。

一方、Ｎｏの場合、即ち、空いているボイスユニットが存在しない場合には、ステップＳ１２０に移行し、ＣＰＵ１は、発音中のボイスのエンベロープを調べ、この調べたエンベロープの値が、他のボイスユニットＶＵのエンベロープより小さく優先順位の値が大きな、換言すれば、優先度（プライオリティ）が低いボイスユニットＶＵを奪い、この奪ったボイスユニットＶＵを先に押鍵した鍵に対する音に対して割り当てて発音させる。このようにエンベロープを比較する場合には、ボイスユニットＶＵ間で行われ、最も小さいエンベロープに対応するボイスユニットＶＵが、新規発音のために奪われる対象となる。

なお、ステップＳ１００、Ｓ１１０、Ｓ１２０は、実際に押鍵した鍵に対する音に対して、確保したボイスユニットＶＵを割り当てて発音させる実音用ボイスユニット確保処理について示している。

次のステップＳ２００以降は、共鳴音に対してボイスユニットＶＵを確保して発音させる共鳴音用ボイスユニット確保処理である。さて、ステップＳ２００において、ＣＰＵ１は、カウンタＮの値を「０」として初期化する。次にステップ２１０において、ＣＰＵ１は、発音すべき共鳴音の数である共鳴対象音数がＮより大きいか否かを調べる。Ｎｏの場合には処理を終了する。一方、Ｙｅｓの場合には、ステップＳ２２０に移行し、ＣＰＵ１は空きボイスユニットＶＵが存在するか否かを判定する。

Ｙｅｓの場合には、ステップＳ２３０に移行し、ＣＰＵ１は、共鳴音Ｎ用のボイスユニットＶＵを確保して共鳴音Ｎを発音させる。例えばカウンタＮの値が「１」の場合には、共鳴音１用のボイスユニットが確保され共鳴音１が発音され、カウンタＮの値が「２」の場合には、共鳴音２用のボイスユニットが確保され共鳴音２が発音される。そして、ステップＳ２４０に移行し、Ｎを「１」インクリメントして、ステップＳ２１０に戻る。

また、ステップＳ２２０において、ＣＰＵ１がＮｏと判断した場合にはステップＳ２５０に移行し、発音中のボイスユニットＶＵに割り当てられている共鳴音があるか否かを判断する。Ｎｏの場合には処理を終了する一方、Ｙｅｓの場合にはステップＳ２６０に移行する。このステップＳ２６０では、ＣＰＵ１は、発音中のボイスのエンベロープを調べ、この調べたエンベロープの値が他のボイスユニットＶＵのエンベロープより小さく、共鳴音Ｎよりプライオリティが低いボイスユニットＶＵを奪い、この奪ったボイスユニットＶＵを共鳴音Ｎに対する音に対して割り当てて発音させて、ステップ２４０に分岐する。先に説明したようにエンベロープを比較する場合には、ボイスユニットＶＵ間で行われ、最も小さいエンベロープに対応するボイスユニットＶＵが、新規共鳴音の発音のために奪われる対象となる。

次に、図６を参照して説明する。今、４個のボイスユニットＶＵ１、ＶＵ２、ＶＵ３およびＶＵ４を備えた装置を想定する。例えば、Ｃ４の音の鍵を押鍵したまま、Ｃ５の音の鍵を押鍵すると、音Ｃ５によりＣ４の第２倍音の整数倍の音が共鳴する。また、音Ｃ４により音Ｃ５の基音の整数倍の倍音つまり音Ｃ５そのものが共鳴する。これは、音Ｃ４は音Ｃ５より相対音程で「−１２」となり、表２より第２、第４、第６、第８倍音に周波数が顕れ、音Ｃ５は音Ｃ４より相対音程で「＋１２」であるため、表２より基音、２倍音、３倍音、４倍音に周波数が顕れる。

ボイスユニットＶＵは、ＶＵ１、ＶＵ２、ＶＵ３およびＶＵ４が有るが、まず音Ｃ４に一つ占有される（図６の状態（１））。次に、音Ｃ５によって更に一つ占有され、合計２つのボイスユニットが占有される。そして、共鳴音として夫々一つずつ、合計２つが占有される。これで４つのボイスユニットが次に示すように総て使用される（図６の状態（２））。なお、以上の処理は、ステップＳ１００、ステップＳ１１０、ステップＳ２００、ステップＳ２１０、ステップＳ２２０、ステップＳ２３０、ステップＳ２４０によって実現される。なお、この場合、共鳴対象音数は「２」である。

「ボイスユニットＶＵ１：Ｃ４」、「ボイスユニットＶＵ２：Ｃ５」、「ボイスユニットＶＵ３：Ｃ４（共鳴音）」、「ボイスユニットＶＵ４：Ｃ５（共鳴音）」。

次に、この状態のままで音Ｇ４に対応する鍵を押鍵する。ボイスユニットＶＵは総て使用されているが、共鳴音のボイスユニットＶＵ３に対するプライオリティは実音（実際に押鍵された音）に比して低いため、ＣＰＵ１は、二つの共鳴音（共鳴音Ｃ４、共鳴音Ｃ５）の内でエンベロープの小さい方のボイスユニットＶＵを音Ｇ４に割り当てる（実音の優先順位は「０」と考えても良い）。この状態は図６の状態（３）であり、図７のステップＳ１２０の処理によって実現される。なお、この例では共鳴音Ｃ４の方が、エンベロープが小さい場合を想定している。

さらに、音Ｇ４によって、音Ｃ４（相対音程が「−７」）、音Ｃ５（相対音程が「＋５」）も共鳴するが、総てのボイスは使用されている。しかしながら、ボイスユニットＶＵ４の１つだけは共鳴音として使用されている。この発音中の共鳴音のエンベロープを調べ、このエンベロープ値が所定値より小さくプライオリティが、音Ｃ４および音Ｃ５の共鳴音より低いかを判定し、音Ｃ４又は音Ｃ５の共鳴音のいずれかを新規に発音する。

ＣＰＵ１は、音Ｃ４と音Ｃ５の共鳴音の優先順位を図５の共鳴条件テーブル６で調べ、Ｃ４（７半音下）の共鳴音は優先順位８、Ｃ５（５半音上）の共鳴音は優先順位「９」となっていることを把握し、Ｃ４の共鳴音を発音対象とする。具体的には、ＣＰＵ１は、ボイスユニットＶＵ４に共鳴音Ｃ４を割り当てて発音させる。このようにして、共鳴音Ｃ４が新規に発音され、４つのボイスユニットは下記のとおりとなる。なお、この状態は図６の状態（４）であり、図７のステップＳ２５０、ステップＳ２６０の処理によって実現される。

「ボイスユニットＶＵ１：Ｃ４」、「ボイスユニットＶＵ２：Ｃ５」、「ボイスユニットＶＵ３：Ｇ４」、「ボイスユニットＶＵ４：Ｃ４（共鳴音）」。

以上のように、本発明の実施形態によれば、鍵盤１３を具備して発音機能を有する共鳴音発生装置のＣＰＵ１が、相対音程とこれに対して設定した音程である共鳴音程との組を複数組み登録した共鳴条件テーブル６を参照可能にしておく。この状態で、ＣＰＵ１は、発音中の音に対するノート番号を検出し、またこの発音中に新規に押鍵された鍵に対するノート番号を検出する。すると、この検出した発音中のノート番号に、登録されている、いずれかの相対音程を加算すると、新規に押鍵した鍵のノート番号になるという条件を満たす組があるかを検索する。

この検索の結果、この条件を満たす相対音程が存在する場合には、この相対音程に対して設定されている共鳴音程に対応する共鳴音を、非共鳴音である通常音の発音に用いる音源であるボイスユニットＶＵを用いて発音させる。この結果、従来の共鳴音発音装置に比べて、共鳴音用の波形メモリ等が不要になりしかもテーブルに登録された優先順位等を参照して発音動作を行えばよく共鳴音の発音構造も簡素になる。

（本発明の特徴部）
図８は本発明の実施形態である電子鍵盤楽器１０１の平面図である。演奏者の手前側には鍵盤１３が配置されている。一例として、電子鍵盤楽器１０１の手前左側にはヘッドホン４０のプラグを装着するための装着穴（不図示）が設けられている。また、これも一例であるが、本楽器１０１の背面左側には、アンプ３４を接続するために、左右信号用のピン・プラグを装着するための装着部が設けられている。そして、このアンプ３４には左スピーカー３５および右スピーカー３６を接続する。これによって、電子鍵盤楽器１０１が出力する電気信号がアンプ３４によって増幅されて、両スピーカー３５、３６から放音される。かくして、演奏者が鍵盤１３を押鍵演奏することによって出力される楽音信号をヘッドホン４０で聞いたり、左スピーカー３５、右スピーカー３６で聞いたりすることができる。

図９は電子鍵盤楽器１０１の構成を示すブロック図である。図１と同一構成要素は同一符号を付して重複説明を省略する。つまり、ＣＰＵ１、ＲＡＭ２、ＭＩＤＩインターフェイス３、ＲＯＭ４、操作パネル、波形ＲＯＭ２５、ダンパーペダル１１、タッチセンサ１２、鍵盤１３等は同一の機能を有する。なお、波形ＲＯＭ２５には、鍵盤１３の各鍵の音高の左チャンネル信号および右チャンネル信号がＰＣＭ方式で録音されおり、また、ＲＯＭに記録される動作プログラム５は、図１に示すものと若干異なる。この実施形態においては、音源１５を構成するボイスユニットＶＵ１６ａ、１６ｂ、…、１６ｎから出力される左チャンネル信号および右チャンネル信号の夫々を加算する加算器１８ａ、１８ｂや新たに倍音定位調整部６０、複数系統のデジタルアナログ変換を行うＤ／Ａ変換器７０等を設けた点が特徴となっている。

各ボイスユニットＶＵ１６ａ、１６ｂ、…、１６ｎの夫々から出力される左チャンネル信号は加算器１８ａによって加算されると共に、各ボイスユニットＶＵ１６ａ、１６ｂ、…、１６ｎの夫々から出力される右チャンネル信号は加算器１８ｂによって加算されるように構成されている。更に、加算器１８ａの出力が、Ｄ／Ａ変換器７０によってデジタルアナログ変換されてＬ端子５０からアナログの左チャンネル信号が出力されると共に、加算器１８ｂの出力は、Ｄ／Ａ変換器７０によってデジタルアナログ変換されてＲ端子５１からアナログの右チャンネル信号が出力される。

また、倍音定位調整部６０がバス３０に接続されている。この倍音定位調整部６０は、各ボイスユニットＶＵ１６ａ、１６ｂ、…、１６ｎにおける右チャンネル信号に対して、絶対値１以下の乗数を乗じることによって、右チャンネル信号を減衰させる。この倍音定位調整部６０は、ＣＰＵ１からの調整指令を受けると、対応するボイスユニットＶＵの左チャンネル信号を減衰させるように構成されている。一方、倍音定位調整部６０は、各ボイスユニットＶＵ１６ａ、１６ｂ、…、１６ｎにおける左チャンネル信号に対して、１．０を乗じるので左チャンネル信号の振幅に対しては原形を保たせる。

図１１に倍音定位調整部６０の動作を説明するための構成を示す。この図１１を参照して倍音定位調整部６０の動作を説明する前に、先ず、図１０を参照して、左チャンネル信号レベル（Ｌ−ｃｈレベル）、右チャンネル信号レベル（Ｒ−ｃｈレベル）と、定位移動量との関係を説明しておくことにする。先に説明した「相対音程」、「共鳴音程」を用いて、「共鳴音程−相対音程」を「定位移動量」と定義する。この「定位移動量」は、共鳴音の定位位置を移動させる距離（半音の個数倍）を表すパラメータであり、本実施形態では「Ｌｃｈ＝１．０、Ｒｃｈ＝１．０−定位移動量×０．０２」なる式を用いて、共鳴音が定位する位置を移動させ、共鳴音の定位する位置が演奏者の違和感を起こさせないようにする。

図１０では横軸に「定位移動量」、縦軸に「波形振幅（倍率）」をとっており、左チャンネル信号（Ｌｃｈ）は１．０のままにして振幅変化を起こさせない一方、右チャンネル信号（Ｒｃｈ）は「１．０−定位移動量×０．０２＝１．０―（共鳴音程−相対音程）×０．０２」なる式で振幅変化を起こさせる。例えば、「定位移動量＝共鳴音程−相対音程」が「１２」の場合には「Ｒｃｈ＝１．０−定位移動量×０．０２＝１．０―（共鳴音程−相対音程）×０．０２＝０．７６」となる。つまり、この実施形態では定位移動を右チャンネル信号の減衰（１未満の倍率を乗じる）を行うことによって実現する。

さて、このことを実現するために、図１１には、一例として４個のボイスユニットＶＵ１、ＶＵ２、ＶＵ３、ＶＵ４（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ）、倍音定位調整部６０等の構成要素を用いた構成を示している。なお、４個のボイスユニット１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄを用いて説明するのは理解の容易化のためであり、４個以上のボイスユニットＶＵを用いて音源１５を構成しても良い。

さて、図１１に示すように、各ボイスユニットＶＵは、割り当てられた波形データ（左チャンネル信号および右チャンネル信号）で成る発振部ＷＡ１〜ＷＡ４、左チャンネル信号用の乗算器１７ａ〜１７ｄ、および、右チャンネル信号用の乗算器１９ａ〜１９ｄを有して構成されている。また、各左チャンネル信号用の乗算器１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄからの出力は加算器１８ａで加算されると共に、各右チャンネル信号用の乗算器１９ａ、１９ｂ、１９ｃ１９ｄからの出力は加算器１８ｂで加算される。そして、加算器１８ａの出力は、Ｄ／Ａ変換器７０によってデジタルアナログ変換されると共に、加算器１８ｂの出力は、Ｄ／Ａ変換器７０によってデジタルアナログ変換される。そして、Ｌ端子５０およびＲ端子５１の夫々からはアナログの左チャンネル信号、右チャンネル信号が出力される。

また、倍音定位調整部６０は、各ボイスユニットＶＵ１、ＶＵ２、ＶＵ３、ＶＵ４（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ）における、右チャンネル信号用の乗算器１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄの係数の値を、ＣＰＵ１からの調整指令に応答して調整制御する。したがって、ＣＰＵ１からの調整指令を受けると、倍音定位調整部６０は、対応するボイスユニットＶＵの乗算器１９（１９ａ〜１９ｄ）の係数値を変更制御するので、加算器１８ｂの出力は、調整制御された右チャンネル信号を含む右端子用の信号となる。例えば、定位位置制御すべき共鳴音の発音のために、ボイスユニットＶＵ３が割り当てられたとすると、このボイスユニットＶＵ３の係数１９ｃが調整制御される。これによって、この係数１９ｃによって共鳴音の右チャンネル信号の振幅が減衰された信号を含む信号がＲ端子５１を介して聞こえるようになる。

一方、各ボイスユニットＶＵ１、ＶＵ２、ＶＵ３、ＶＵ４（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ）における、左チャンネル信号用の乗算器１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの係数値は１．０で定数である。かくして、左チャンネル信号は１．０で固定のままであり、かつ、右チャンネル信号が「１．０−定位移動量×０．０２＝１．０―（共鳴音程−相対音程）×０．０２」なる振幅変化を行うことによって、発音される共鳴音の定位位置を制御する定位位置制御を実現することが可能になる。

なお、「１．０−定位移動量×０．０２＝１．０−（共鳴音程−相対音程）×０．０２」における定位移動量の係数「０．０２」は一例であり、他の値でも良い。また、補正係数αが負の値にならないように制御を施すことが望ましい。例えば前述の様に定位移動量の係数として「０．０２」を用いた場合も、αの値が「０．２≦α≦１．０」となるように制限をすることで自然な定位感を得ることができる。

（動作例２）
以下、理解を容易にするために４つのケースに分けて動作例２を説明する。この動作例２は、発生される共鳴音が定位する位置を制御する例である。なお、相対音程に対して設定されている音程である共鳴音程を別の見方で定義すると、「共鳴音程」とは、表２の各相対音程において、最初に登場する数値に最も近い値を基音に持つ他の相対音程で設定されている音程のことである。例えば、相対音程「−５」においては、第４倍音の「2.9966142」が最初に登場する倍音で、この値に最も近い値を基音に持つ相対音程は「１９」であり、この「１９」を共鳴音程とする。

（ケース１：図１２）
音高Ｃ５の鍵を押鍵中に音高Ｃ４の鍵を打鍵（アコースティックピアノにおける各弦のダンパーフェルトが離れて共鳴可能な状態に対応する「押鍵中」との区別をするために、特に新たな振動源となる「押鍵」を「打鍵」とした。以下同じ）した場合である。注目する音高Ｃ４（打鍵する鍵の音高）と、押鍵中の鍵の音高Ｃ５との音高差、つまり相対音程は図１２を参照すると半音で１２であるので、相対音程は「＋１２」である。表２を参照すると、相対音程「＋１２」の基音は「２」であり、打鍵音の第２倍音によって共鳴する。また、相対音程「＋１２」の第２倍音は「４」であり、打鍵音の第４倍音によって共鳴する。

同様にして、相対音程「＋１２」の第３倍音は「６」であり、打鍵音の第６倍音によって共鳴し、相対音程「＋１２」の第４倍音は「８」であり、打鍵音の第８倍音によって共鳴する。結局、音高Ｃ５の鍵の押鍵（押鍵中）は、音高Ｃ４の鍵の打鍵によってＣ５そのものが共鳴することになり、共鳴音の音高はＣ４よりも１２半音離れたＣ５となる。以上より、相対音程＝＋１２、共鳴音程＝１２（図５の優先順位「１」の組み参照）となる。よって共鳴音の音高はＣ５となる。

図１０に示した定位移動量の計算式は「Ｌｃｈ＝１．０、Ｒｃｈ＝１．０−（１２−１２）×０．０２＝１．０」となる。図１２に示すように、左チャンネル信号（Ｌｃｈ）、および、右チャンネル信号（Ｒｃｈ）が共に、共鳴音Ｃ５の予めサンプリングしているサンプル波形に１．０を乗じてそのまま出力されるため減衰等は無い。つまり、何ら共鳴音の定位位置の移動制御は行わない（定位移動なし）

（ケース２：図１３）
音高Ｃ３の鍵を押鍵中に音高Ｃ４の鍵を打鍵した場合である。注目する音高Ｃ４と、押鍵中の鍵の音高Ｃ３との音高差、つまり相対音程は図１３を参照すると半音で１２であるので、相対音程は「−１２」である。表２を参照すると、相対音程「−１２」の第２倍音は「１」であり、打鍵音の基音によって共鳴する。また、相対音程「−１２」の第４倍音は「２」であり、打鍵音の第２倍音によって共鳴する。

同様にして、相対音程「−１２」の第６倍音は「３」であり、打鍵音の第３倍音によって共鳴し、相対音程「−１２」の第８倍音は「４」であり、打鍵音の第４倍音によって共鳴する。結局、音高Ｃ３の押鍵は、打鍵Ｃ４によってＣ４と同等の倍音が共鳴することになる。以上より、相対音程＝−１２、共鳴音程＝０（図５の優先順位「２」の組み参照）となる。よって共鳴音の音高はＣ４となる。

そして、図１０に示した定位移動量の計算式は「Ｌｃｈ＝１．０、Ｒｃｈ＝１．０−（０−（−１２））×０．０２＝０．７６」となる。図１２を参照すると、定位移動量が「１２」の場合、波形振幅が「０．７６」になっていることが分かる。これは例えばＣＰＵ１が倍音定位調整部６０に調整指令を与えることにより実現することができる。そして、図１３に示すように、共鳴音Ｃ４の予めサンプリングしているサンプル波形の右チャンネル信号に０．７６（20log₁₀0.76=-2.386dB）を乗じて出力するため減衰が生じる。

一方、共鳴音Ｃ４のサンプル波形の左チャンネル信号の振幅は何ら変化しないまま出力させる（変更なし）。これによって、音高Ｃ４の共鳴音が定位する位置は、音高Ｃ３が定位する位置まで移動制御が行われる（定位移動量１２半音）。この結果、音高Ｃ４の共鳴音は、押鍵中の音高Ｃ３の音の定位位置で鳴っているように聞こえ、共鳴音だけが押鍵位置から離れて聞こえるという演奏者の違和感が無くなる。

（ケース３：図１４）
音高Ｇ４の鍵を押鍵中に音高Ｃ４の鍵を打鍵した場合である。注目する音高Ｇ４と、押鍵中の鍵の音高Ｇ４との音高差、つまり相対音程は図１４を参照すると半音で７であるので、相対音程は「＋７」である。表２を参照すると、相対音程「＋７」の第２倍音は「2.9964141」であり、打鍵音の３倍音によって共鳴する。また、相対音程「＋７」の第４倍音は「5.993283」であり、打鍵音の第６倍音によって共鳴する。

表２には記載がないが、同様にして、相対音程７の第６倍音、第８倍音も、打撃音の倍音によって共鳴する。結局、音高Ｇ４の押鍵は、打鍵Ｃ４によってＧ５と同等の倍音が共鳴することになる。以上より、相対音程＝＋７、共鳴音程＝１９（図５の優先順位「７」の組み参照）となる。よって共鳴音の音高はＧ５となる。

そして、図１０に示した定位移動量の計算式は「Ｌｃｈ＝１．０、Ｒｃｈ＝１．０−（１９−７）×０．０２＝０．７６」となる。図１２を参照すると、定位移動量が「１２」の場合、波形振幅が「０．７６」になっていることが分かる。これは例えばＣＰＵ１が倍音定位調整部６０に調整指令を与えることにより実現することができる。そして、図１４に示すように、共鳴音Ｇ５の予めサンプリングしているサンプル波形の右チャンネル信号に０．７６（20log₁₀0.76=-2.386dB）を乗じて出力するため減衰が生じる。

一方、共鳴音Ｇ５のサンプル波形の右チャンネル信号の振幅は何ら変化しないまま出力される（変更なし）。これによって、音高Ｇ５の共鳴音が定位する位置は、押鍵中の音高Ｇ４の定位位置まで移動制御が行われる（定位移動量１２半音）。この結果、音高Ｇ５の共鳴音は、押鍵中の音高Ｇ４の定位位置で鳴っているように聞こえ、共鳴音だけが押鍵位置から離れて聞こえるという演奏者の違和感が無くなる。

（ケース４：図１５）
音高Ｆ４の鍵を押鍵中に音高Ｃ４の鍵を打鍵した場合である。注目する音高Ｃ４と、押鍵中の鍵の音高Ｆ４との音高差、つまり相対音程は図１５を参照すると半音で５であるので、相対音程は「＋５」である。表２を参照すると、相対音程「＋５」の第３倍音は「4.0045196」であり、打鍵音の４倍音によって共鳴する。また、相対音程「＋５」の第６倍音は「8.0090391」であり、打鍵音の第８倍音によって共鳴する。

表２には記載がないが、同様にして、相対音程「＋５」の第９倍音、第１２倍音も、打撃音の倍音によって共鳴する。結局、音高Ｆ４の押鍵は、打鍵Ｃ４によってＣ６と同等の倍音が共鳴することになる。以上より、相対音程＝＋５、共鳴音程＝２４（図５の優先順位９の組み参照）となる。よって共鳴音の音高はＣ６となる。

また、図１０に示した定位移動量の計算式は「Ｌｃｈ＝１．０、Ｒｃｈ＝１．０−（２４−５）×０．０２＝０．６２」となる。図１２を参照すると、定位移動量が「１９」の場合、波形振幅（倍率）が「０．６２」になっていることが分かる。これは例えばＣＰＵ１が倍音定位調整部６０に調整指令を与えることにより実現することができる。そして、図１５に示すように、共鳴音Ｃ６の予めサンプリングしているサンプル波形の右チャンネル信号に０．６２（20log₁₀0.62=-4.152dB）を乗じて出力するため減衰が生じる。

一方、共鳴音Ｃ６のサンプル波形の右チャンネル信号の振幅は何ら変化しないまま出力させる（変更なし）。これによって、音高Ｃ６の共鳴音が定位する位置は、押鍵中の音高Ｆ４の定位位置まで移動制御が行われる（定位移動量１９半音）。この結果、音高Ｃ６の共鳴音は、押鍵中の音高Ｆ４の定位位置で鳴っているように聞こえ、共鳴音だけ打鍵位置から離れて聞こえるという演奏者の違和感が無くなる。

このように、定位移動量が大きい程、左右の音の振幅の差を大きくして、逆に、定位移動量が小さい程、左右の音の振幅の差を小さくする。このように左右の音に対して振幅差を付けるようにして、共鳴音の定位位置を鍵盤の中央側に寄るようにする。この結果、共鳴音があたかも押鍵中の鍵位置近傍で鳴っているように聞こえる。

以上説明してきたように、ＣＰＵ１は、発音中つまり押鍵中の音高（ノート番号）に、相対音程とこれに対して設定した音程である共鳴音程と、の組を複数組み登録した共鳴条件テーブル６で登録されている、いずれかの相対音程を加算すると、打鍵された音高（ノート番号）になるという条件を満たす組があるかを検索する。

この検索の結果、前記条件を満たす相対音程が存在する場合には、この相対音程に対して設定されている共鳴音程に対応する共鳴音を、ボイスユニットＶＵを用いて発音する際に、この発音される共鳴音の定位位置の制御を行う。この結果、大容量のメモリを不要とし構成を簡素とした共鳴音発生装置が実現可能になると共に、共鳴音発生を演奏者の違和感なく行うように、共鳴音が定位する位置の制御を行うことができる。

以上説明した動作例２は４つのケースしか示していないが、これ以外のケースに対しても同様な動作が実行される。また、このような手順を示すプログラムである動作プログラム５をＲＯＭ４に記録しておき、これをＣＰＵ１が実行することによって、以上説明してきた動作例１、動作例２を実現することができる。

また、図８の本発明の実施形態である電子鍵盤楽器の平面図等は総て本発明の一実施形態に過ぎない。例えばアンプ３４やヘッドホン４０の装着位置等は他の位置にしても良い。更に、定位移動量の計算式、「Ｒｃｈ＝１．０−（共鳴音程−相対音程）×０．０２」の係数の値０．０２を操作子等で演奏者が変更可能にすることも可能である。

以上説明してきたように、本発明の共鳴音発生装置は、音楽分野、特に電子鍵盤楽器等に利用することができる。

１ ＣＰＵ
２ ＲＡＭ
３ ＭＩＤＩインターフェイス
４ ＲＯＭ
５ 動作プログラム
９ 操作パネル
１０ ペダルセンサ
１１ ダンパーペダル
１２ タッチセンサ
１３ 鍵盤
１５ 音源
１６ ＶＵ（ボイスユニット）
１８ａ、１８ｂ 加算器
２０ Ｄ／Ａ変換器
２２ スピーカー
２５ 波形ＲＯＭ
３０ バス
３４ アンプ
３５ 左スピーカー
３６ 右スピーカー
４０ ヘッドホン
５０ Ｌ端子
５１ Ｒ端子
６０ 倍音定位調整部
１００ 電子楽器

Claims (4)

1. 共鳴音を発生させるための共鳴音発生用装置であって、
   相対音程と、これに対して設定した音程である共鳴音程と、の組を複数組み登録した登録手段と、
   発音中の音に対するノート番号を検出する発音中番号検出手段と、
   前記発音中に新規に押鍵された鍵に対するノート番号を検出する新規番号検出手段と、
   前記発音中番号検出手段で検出した発音中のノート番号に、前記登録手段で登録されている、いずれかの相対音程を加算すると、前記新規番号検出手段で検出したノート番号になるという条件を満たす組があるかを検索する検索手段と、
   前記検索手段による検索の結果、前記条件を満たす相対音程が存在する場合には、この相対音程に対して設定されている共鳴音程に対応する共鳴音を、非共鳴音である通常音の発音に用いる音源であるボイスユニットを用いて発音させる共鳴音発音手段と、
   前記発音させる共鳴音が定位する位置の制御を行う定位位置制御手段と、を備え、
   前記定位位置制御手段は、
   前記検索手段による検索の結果、前記条件を満たす相対音程が存在する場合には、この相対音程に対して設定されている共鳴音程の共鳴音が定位する位置を、前記発音中番号検出手段が検出したノート番号の音が定位される位置へと移動させることを特徴とする共鳴音発生装置。
2. 請求項１に記載の共鳴音発生装置において、
   前記定位位置制御手段は、
   前記検索手段による検索の結果、前記条件を満たす相対音程が存在する場合には、この相対音程に対して設定されている共鳴音程の当該相対音程、当該共鳴音程に対して「Ｒｃｈ＝１．０−（共鳴音程−相対音程）×α（０．２≦α≦１．０）」なる係数Ｒｃｈを求め、この求めた係数Ｒｃｈを前記当該共鳴音程の共鳴音の右チャンネル信号に乗じることを特徴とする共鳴音発生装置。
3. 請求項２に記載の共鳴音発生装置において、
   前記定位位置制御手段は、
   前記検索手段による検索の結果、前記条件を満たす相対音程が存在する場合において、この相対音程に対して設定されている共鳴音程の当該相対音程、当該共鳴音程に対して、「共鳴音程−相対音程＝０」の時には、この相対音程に対して設定されている共鳴音程の共鳴音の定位位置を移動させないことを特徴とする共鳴音発生装置。
4. 共鳴音を発生させるための共鳴音発生用プログラムであって、
   鍵盤を備えて発音機能を有する共鳴音発生装置に、
   注目する音程から半音でいくつ離れたかを示す音程である相対音程と、これに対して設定した音程である共鳴音程と、の組を複数組み登録する登録機能と、
   発音中の音に対するノート番号を検出する発音中番号検出機能と、
   前記発音中に新規に押鍵された鍵に対するノート番号を検出する新規番号検出機能と、
   前記発音中番号検出機能で検出した発音中のノート番号に、前記登録機能で登録されている、いずれかの相対音程を加算すると、前記新規番号検出機能で検出したノート番号になるという条件を満たす組があるかを検索する検索機能と、
   前記検索機能による検索の結果、前記条件を満たす相対音程が存在する場合には、この相対音程に対して設定されている共鳴音程に対応する共鳴音を、非共鳴音である通常音の発音に用いる音源であるボイスユニットを用いて発音させる共鳴音発音機能と、
   前記発音させる共鳴音が定位する位置の制御を行う定位位置制御機能と、を実現させるためのプログラムであり、
   前記位置制御機能は、
   前記検索機能による検索の結果、前記条件を満たす相対音程が存在する場合には、この相対音程に対して設定されている共鳴音程の共鳴音が定位する位置を、前記発音中番号検出機能が検出したノート番号の音が定位される位置へと移動させるためのプログラム。

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