JP6816882B2 - 楽器用プリアンプ - Google Patents

Description

本発明は、楽器用プリアンプに関し、特に、アコースティック楽器に好適な楽器用プリアンプに関する。

管楽器、弦楽器、打楽器、鍵盤楽器などのアコースティック楽器は、自ら音を発することが可能であるが、広いステージなどで演奏する場合には、アコースティック楽器にピックアップ又はマイクを取り付けてアナログ音声信号を取得し、スピーカーから出力させることが行われる。

しかし、アコースティック楽器の本来の音響特性を電気的に再現することは容易ではない。例えば、アコースティックギター本来の音響特性は、ピックアップによって失われてしまい、マイクを使えばハウリングが生じやすくなる。そこで、アコースティックギターの音をより良い音質でスピーカーから出力させるために、従来からアコースティックギター用プリアンプが用いられていた。

図７は、従来のアコースティックギター用プリアンプ（製品名「ＺＯＯＭ Ａ３」）の外観及び信号処理の概略がを示す説明図である。プリアンプ１００の側面には、図示しないピックアップ入力端子、マイク入力端子及び出力端子が設けられている。ピックアップ入力端子又はマイク入力端子は、図示しないアコースティックギターに取り付けられたピックアップ又はマイクに接続される。出力端子は、例えば、ギターアンプ又はＰＡ（Public Address）機器に接続される。

ここで、アコースティックギター自体の音は、幅広いダイナミックレンジを有する。また、市場に流通するアコースティックギター用のピックアップ及びマイクは、製品ごとに出力されるアナログ音声信号のレベルが異なる。このため、プリアンプ１００は、入力されたアナログ音声信号を適正なレベルに増幅（非反転及び反転増幅を含む。以下同じ）させる必要がある。そこで、プリアンプ１００には、ピックアップ用インプットゲインノブ１０１と、マイク用インプットゲインノブ１０２とが設けられている。これらのゲインノブ１０１、１０２を手動操作することにより、プリアンプ１００に内蔵された入力側演算増幅器１０４の増幅率が変化する。

プリアンプ１００に入力されたアナログ音声信号は、入力側演算増幅器１０４によって増幅され、その後、図示しないＡ／Ｄ変換器によってデジタル音声信号に変換される。プリアンプ１００に内蔵されたデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）１０５は、デジタル音声信号の音色を変化させる加工処理を実行する。音色の加工処理を経たデジタル音声信号は、図示しないＤ／Ａ変換器によってアナログ音声信号に変換される。

ここで、上述した音色の加工処理によってデジタル音声信号のレベルが増減し、この結果、プリアンプ１００から最終的に出力されるアナログ音声信号のレベルも増減してしまう。このため、プリアンプ１００から出力される前に、アナログ音声信号を適正なレベルに増幅させる必要がある。そこで、プリアンプ１００には、アウトプットボリュームノブ１０３が設けられている。アウトプットボリュームノブ１０３を調整することにより、プリアンプ１００に内蔵された出力側演算増幅器１０６の増幅率が変化する。出力側演算増幅器１０６は、プリアンプ１００から最終的に出力されるアナログ音声信号を適正な信号レベルに増幅させる。

特開２００８−０７６７５８号公報 特開２００６−２０８９５４号公報

上述したように、従来のアコースティックギター用プリアンプは、スピーカーから出力される音量を調整するために、インプットゲインノブとアウトプットボリュームノブとの二つのノブを備えた構成となっていた。スピーカーから出力される音量を最適にするためには、二つのノブの調整結果が最適な組み合せとなるように操作しなければならない。このため、専門的な知識のないユーザーは、音量を最適に調整することが難しかった。

すなわち、インプットゲインノブは、プリアンプの入力レベルを調整するためのものであり、その調整結果は、プリアンプの入力感度に影響する。これに対し、アウトプットボリュームノブは、プリアンプの最終的な出力レベルを調整するためのものであり、その調整結果は、スピーカーから出力される音量に影響する。このように、二つのノブは、信号増幅の技術的な意義が互いに異なる。したがって、プリアンプのユーザーは、少なくとも二つのノブの技術的な意義を理解しなければ、音量を最適に調整することは難しい。

特に、アコースティックギターは、電気的な増幅なしで音を出すことが可能である。このため、アコースティックギターのプレイヤーの多くは、例えば、エフェクター、楽器用アンプ又はＰＡ機器などの電気的な調整の操作に慣れていない。したがって、アコースティックギターのプレイヤーにとって、二つのノブのそれぞれを最適に操作することは極めて困難である。このような操作性の問題は、アコースティックギターに限らず、他のアコースティック楽器のプレイヤーとっても同様に生じ得る。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、単一の操作部を手動操作することにより、入力レベルと出力レベルとの両方を容易に調整することができる楽器用プリアンプを提供することを目的とする。

（１）上記目的を達成するために、本発明の楽器用プリアンプは、入力されたアナログ音声信号を増幅させる演算増幅器と、操作部を手動操作することにより前記演算増幅器の増幅率を変化させる可変抵抗器と、増幅された前記アナログ音声信号をデジタル音声信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記デジタル音声信号をデジタル信号処理する演算処理部と、を備え、前記可変抵抗器には、前記操作部の操作量に応じた検知信号を出力する検知手段が設けられ、前記演算処理部は、前記検知信号の値に基づいて、前記デジタル音声信号を増幅させる第１デジタルゲイン処理、及び／又は、前記デジタル音声信号を減衰させる第２デジタルゲイン処理を実行することが可能である、構成としてある。

（２）好ましくは、上記（１）の楽器用プリアンプにおいて、前記演算処理部は、前記デジタル音声信号の音色を変化させる加工処理を実行することが可能であり、前記加工処理よりも前のタイミングで前記第１デジタルゲイン処理を実行し、前記加工処理よりも後のタイミングで前記第２デジタルゲイン処理を実行する、構成にするとよい。

（３）好ましくは、上記（１）又は（２）の楽器用プリアンプにおいて、前記操作部が所定の可動範囲を有し、前記操作部が前記可動範囲の中央位置にセットされたときに、前記演算増幅器の増幅率が１となり、前記操作部が前記中央位置から一方向に操作されると、前記演算増幅器の増幅率が１よりも大きくなり、また、前記操作部が前記中央位置から他方向に操作されると、前記演算増幅器の増幅率が１よりも小さくなり、前記演算処理部は、前記操作部が前記中央位置から一方向に操作され、前記検知信号の値が第１閾値以上となったときに、前記第１デジタルゲイン処理を実行し、また、前記操作部が前記中央位置から他方向に操作され、前記検知信号の値が前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下となったときに、前記第２デジタルゲイン処理を実行する、構成にするとよい。

（４）好ましくは、上記（３）の楽器用プリアンプにおいて、前記演算処理部は、前記検知信号の値が前記第１閾値よりも小さく前記第２閾値よりも大きいときに、前記第１及び第２デジタルゲイン処理をいずれも実行しない、構成にするとよい。

（５）好ましくは、上記（１）乃至（４）のいずれかの楽器用プリアンプにおいて、前記演算処理部は、前記加工処理された前記デジタル音声信号のレベルが第３閾値以上となったときに、前記デジタル音声信号を減衰させるリミッタ処理を実行することが可能である、構成にするとよい。

（６）好ましくは、上記（５）の楽器用プリアンプにおいて、前記演算処理部は、前記リミッタ処理よりも後のタイミングで前記第２デジタルゲイン処理を実行する、構成にするとよい。

（７）好ましくは、上記（１）乃至（６）のいずれかの楽器用プリアンプにおいて、前記可変抵抗器が、回転式操作部と、前記回転式操作部を手動操作することにより抵抗値が変化する第１及び第２可変抵抗器とを備えた二連可変抵抗器であり、前記第１可変抵抗器が、前記演算増幅器の増幅率を変化させ、前記第２可変抵抗器が、前記回転式操作部の操作量に応じたアナログの検知信号を出力する、構成にするとよい。

（８）好ましくは、上記（７）の楽器用プリアンプにおいて、前記回転式操作部が０乃至３００°の可動範囲を有し、前記回転式操作部の回転角が１５０°のときに、前記演算増幅器の増幅率が１となり、前記回転式操作部が１５０°から３００°の方向に回転すると、前記演算増幅器の増幅率が１よりも大きくなり、また、前記回転式操作部が１５０°から０°の方向に回転すると、前記演算増幅器の増幅率が１よりも小さくなり、前記演算処理部は、前記回転式操作部の回転角が２００°を上回るときに、前記第１デジタルゲイン処理を実行し、また、前記回転式操作部の回転角が１００°を下回るときに、前記第２デジタルゲイン処理を実行する、構成にするとよい。

（９）好ましくは、上記（１）乃至（８）のいずれかの楽器用プリアンプにおいて、前記演算処理部が、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）である、構成にするとよい。

（１０）好ましくは、上記（１）乃至（９）のいずれかの楽器用プリアンプにおいて、前記演算増幅器には、アコースティックギターから取得された前記アナログ音声信号が入力される、構成にするとよい。

（１１）好ましくは、上記（１０）の楽器用プリアンプにおいて、前記演算処理部は、アコースティックギターに適した前記加工処理を実行することが可能である、構成にするとよい。

（１２）好ましくは、上記（１１）の楽器用プリアンプにおいて、前記加工処理が、アコースティックギターの複数のボディタイプ、複数のモデルタイプ、及び木材の種類の少なくとも一つの音響特性を模擬するものである、構成にするとよい。

本発明の楽器用プリアンプによれば、単一の操作部を手動操作することにより、入力レベルと出力レベルとの両方を容易に調整することができる。すなわち、本発明の楽器用プリアンプでは、操作部の操作量を示す検知信号の値が演算処理部に提供される。操作部が手動操作されると、演算増幅器が、操作部の操作量に応じた増幅率で、ピックアップ又はマイクから入力されたアナログ音声信号を増幅させる。これにより、プリアンプの入力レベルが調整される。その後、演算処理部が、Ａ／Ｄ変換されたデジタル音声信号に対して、検知信号の値に基づく第１及び／又は第２デジタルゲイン処理を実行する。これにより、プリアンプの最終的な出力レベルが調整される。

第１デジタルゲイン処理は、デジタル音声信号を増幅させることにより、アナログ音声信号の音量不足を補う。このような増幅処理により、例えば、増幅回路を内蔵していないパッシブピックアップの最終的な出力音量を最適にすることが可能となる。一方、第２デジタルゲイン処理によって、デジタル音声信号を急激に減衰させることができ、また、最終的な出力音量をゼロにすることが可能となる。

本発明は、特に、アコースティックギター用プリアンプに適用することが好ましい。従来のアコースティックギター用プリアンプは、インプットゲインノブを手動操作して入力レベルを調整し、アウトプットボリュームノブを手動操作して最終的な出力レベルを調整しなければならなかった。本発明をアコースティックギター用プリアンプに適用すれば、ノブを一つにすることができ、最終的な出力レベルは、操作部の操作量に基づいて、自動で調整される。これにより、極めて容易な手動操作によって、入力レベルと最終的な出力レベルとの両方を最適な組み合せで調整することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るアコースティックギター用プリアンプの外観を示す上面図である。 前記プリアンプの主要な回路構成を示すブロック図である。 前記プリアンプを構成する二連可変抵抗器を示す回路図である。 ボリュームノブの回転角と、前記プリアンプの信号処理の概略とを示す説明図である。 前記プリアンプの信号処理の詳細を示すフローチャートである。 前記ボリュームノブの回転角に対するゲインの関係を示すグラフである。 従来のアコースティックギター用プリアンプの外観及び信号処理の概略を示す説明図である。

以下、本発明の一実施形態として、アコースティックギター用プリアンプについて、図面を参照しつつ説明する。

＜装置の概要＞
図１は、本実施形態のアコースティックギター用プリアンプ１の外観を示す上面図である。プリアンプ１の両側面には、入力端子１１と出力端子１２とが設けられている。入力端子１１は、図示しないピックアップ又はマイクに接続される。ピックアップ又はマイクは、図示しないアコースティックギターに取り付けられる。一方、出力端子１２は、出力端子は、例えば、ギターアンプ又はＰＡ機器に接続される。

ピックアップは、アコースティックギターの弦の振動を電気信号に変換する。一方、マイクは、アコースティックギターの音（空気振動）を電気信号に変換する。ここで、本実施形態では、ピックアップ又はマイクから出力される電気信号を「アナログ音声信号」と呼ぶ。また、アナログ音声信号がＡ／Ｄ変換された電気信号を「デジタル音声信号」と呼ぶ。さらに、「アナログ音声信号」には、デジタル音声信号がＤ／Ａ変換された電気信号も含まれる。

プリアンプ１は、入力端子１１に入力されたアナログ音声信号に対して、図４に例示されるアナログ及びデジタルの信号処理を実行する。プリアンプ１の主な信号処理には、アナログ増幅、デジタル増幅、音色の加工、リミッタ、デジタル減衰が含まれる。信号処理されたアナログ音声信号は、出力端子１２からギターアンプ又はＰＡ機器に出力される。このようにして、プリアンプ１に調整されたアコースティックギターの音が、スピーカーから出力される。

＜操作部＞
図１において、プリアンプ１の上面には、各種信号処理の調整を行うための複数のノブ（回転式操作部）が設けられている。ボリュームノブ２１は、入力端子１１に入力されたアナログ音声信号の増幅率を調整するためのものである。セレクターノブ２２は、音色の加工処理の一つであるアコースティックモデリングのタイプを選択するためのものである。イコライザーノブ２３は、音色の加工処理の一つであるイコライジングの効果を調整するためのものである。イコライザーノブ２３には、低音域、中音域及び高音域の各周波数特性を調整するための三つのノブが含まれる。リバーブノブ２４は、音色の加工処理の一つであるリバーブの効果を調整するためのものである。ブーストノブ２５は、ブーストスイッチ２６をＯＮにしたときの音量の増加量又は減少量を設定するためのものである。

＜チューナー＞
本実施形態のプリアンプ１は、アコースティックギターの各弦の音程をチューニングするためのチューナーを備えている。チューナーのＯＮ／ＯＦＦは、チューナースイッチ２８によって切り換えられる。ユーザーは、チューナーをＯＮにして、チューニングしたい弦を開放で弾く。すると、チューナー表示部２７は、開放弦の音に近い音名、開放弦の音のピッチのずれ又は一致を視覚的に表示する。

＜主要な回路構成＞
図２は、プリアンプ１の主要な回路構成を示すブロック図である。プリアンプ１の回路には、二連可変抵抗器３０、演算増幅器４０、二つのＡ／Ｄ変換器５１、５２、デジタルシグナルプロセッサ６０、Ｄ／Ａ変換器７１が含まれる。

演算増幅器４０は、プリアンプ１に入力されたアナログ音声信号を増幅させる。演算増幅器４０の増幅率は、二連可変抵抗器３０によって決定される。二連可変抵抗器３０は、第１及び第２可変抵抗器３１、３２を備えている。

図３は、二連可変抵抗器３０を示す回路図である。第１及び第２可変抵抗器３１、３２のそれぞれは、抵抗と、この抵抗の上を移動するスライダとを有する。第１及び第２可変抵抗器３１、３２の各スライダは、図示しない共通の回転軸に設けられている。この回転軸には、図１に示されるボリュームノブ２１が取り付けられる。ボリュームノブ２１が回転されると、スライダが抵抗の上を移動し、第１及び第２可変抵抗器３１、３２の抵抗値が変化する。

また、第１及び第２可変抵抗器３１、３２のそれぞれは、図３中の「１」、「２」及び「３」を付した三つの端子を有する。第１可変抵抗器３１の三つの端子は、いずれも演算増幅器４０に接続される。すなわち、第１可変抵抗器３１は、演算増幅器４０とともにアナログ増幅回路を構成する。ボリュームノブ２１の回転角に応じて、第１可変抵抗器３１の抵抗値が変化する。これにより、入力電圧Ｖ_ｉｎに対する出力電圧Ｖ_ｏｕｔの増幅率が変化する。演算増幅器４０によって増幅されたアナログ音声信号は、図２に示すＡ／Ｄ変換器５１によってデジタル音声信号に変換される。

一方、第２可変抵抗器３２の「１」の端子はＧＮＤに接続され、「２」の端子はＡ／Ｄ変換器５２に接続される。第２可変抵抗器３２の「３」の端子には、基準電圧Ｖ_ＲＥＦが印加される。ボリュームノブ２１の回転角に応じて、第２可変抵抗器３２の抵抗値が変化する。これにより、第２可変抵抗器３２の「２」の端子に印加される電圧が変化する。この電圧は、Ａ／Ｄ変換器５２によってデジタルの数値に変換される。Ａ／Ｄ変換器５２のＡ／Ｄ変換値は、ボリュームノブ２１の回転角に対応する。

図２に示されるように、Ａ／Ｄ変換器５１、５２は、いずれもデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）６０に接続される。デジタルシグナルプロセッサ６０は、デジタル音声信号をデジタル信号処理するためのファームウェアを実行することによって、デジタル増幅手段６１、音色加工手段６２、リミッタ手段６３及びデジタル減衰手段６４として機能する。

デジタル増幅手段６１は、Ａ／Ｄ変換器５２のＡ／Ｄ変換値に基づいて、デジタル音声信号を増幅させる第１デジタルゲイン処理を実行する。音色加工手段６２は、図１に示されるセレクターノブ２２、イコライザーノブ２３及びリバーブノブ２４の操作に基づいて、デジタル音声信号の音色を変化させる加工処理を実行する。リミッタ手段６３は、加工処理されたデジタル音声信号のレベルが所定の閾値以上となったときに、デジタル音声信号を減衰させるリミッタ処理を実行する。デジタル減衰手段６４は、Ａ／Ｄ変換器５２のＡ／Ｄ変換値に基づいて、デジタル音声信号を減衰させる第２デジタルゲイン処理を実行する。以上のデジタル信号処理の詳細については、後述する。

デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）６０は、Ｄ／Ａ変換器７１に接続される。Ｄ／Ａ変換器７１は、デジタルシグナルプロセッサ６０によってデジタル信号処理されたデジタル音声信号を、再びアナログ音声信号に変換する。

＜ボリュームノブとプリアンプの信号処理との関係＞
本実施形態のプリアンプ１は、単一のボリュームノブ２１を手動操作することにより、入力レベルと出力レベルとの両方が調整されることを特徴とする。以下、ボリュームノブ２１とプリアンプ１の信号処理との関係について、図４及び図６を参照しつつ説明する。

図４は、ボリュームノブ２１の回転角と、プリアンプ１の信号処理の概略とを示す説明図である。図６は、ボリュームノブ２１の回転角［ｄｅｇ］に対するゲイン［ｄＢ］の関係を示すグラフである。図６中の実線は、演算増幅器４０のアナログ増幅特性を示す。図６中の一点鎖線は、デジタル増幅手段６１のデジタル増幅特性を示す。図６中の二点鎖線は、デジタル減衰手段６４のデジタル減衰特性を示す。

＜＜アナログ増幅＞＞
図４に示されるように、プリアンプ１に入力されたアナログ音声信号は、初めに、演算増幅器４０によってアナログ増幅される。プリアンプ１の入力感度は、演算増幅器４０の増幅率によって決まる。上述したように、演算増幅器４０の増幅率は、ボリュームノブ２１の回転角に基づく、第１可変抵抗器３１の抵抗値に応じて変化する。本実施形態のボリュームノブ２１は、０乃至３００°の可動範囲を有する。

図６中の実線で示されるように、ボリュームノブ２１の回転角が１５０°のときに、演算増幅器４０の増幅率は、１となる。すなわち、プリアンプ１に入力されたアナログ音声信号は、演算増幅器４０によって増幅されない。

次いで、ボリュームノブ２１が１５０°から３００°の方向に回転すると、演算増幅器４０の増幅率は、１よりも大きくなる。すなわち、プリアンプ１に入力されたアナログ音声信号は、演算増幅器４０によって非反転増幅される。

上記とは反対に、ボリュームノブ２１が１５０°から０°の方向に回転すると、演算増幅器４０の増幅率は、１よりも小さくなる。すなわち、プリアンプ１に入力されたアナログ音声信号は、演算増幅器４０によって反転増幅される。

＜＜デジタル増幅＞＞
アナログ増幅されたアナログ音声信号は、Ａ／Ｄ変換器５１によってデジタル音声信号に変換される。図４に示されるように、デジタル増幅手段６１は、ボリュームノブ２１の回転角に基づいて、デジタル音声信号を選択的にデジタル増幅する。上述したように、ボリュームノブ２１の回転角は、第２可変抵抗器３２の電圧の変化によって検知される。

図６中の一点鎖線で示されるように、本実施形態では、ボリュームノブ２１の回転角の第１閾値として２１０°を設定している。デジタル増幅手段６１は、ボリュームノブ２１の回転角が２１０乃至３００°のときに、デジタル音声信号のデジタル増幅（第１デジタルゲイン処理）を実行する。このようなデジタル増幅によって、プリアンプ１から最終的に出力されるアナログ音声信号のレベルが増大される。

＜＜音色の加工処理、リミッタ処理＞＞
図４に示される音色の加工処理及びリミッタ処理は、ボリュームノブ２１の回転角に基づいて実行されるものではない。音色加工手段６２は、セレクターノブ２２、イコライザーノブ２３、リバーブノブ２４の回転角に基づいて、デジタル音声信号の音色の加工処理を実行する。リミッタ手段６３は、音色の加工処理を経たデジタル音声信号のレベルが所定の閾値以上となったときに、デジタル音声信号を減衰させるリミッタ処理を実行する。

＜＜デジタル減衰＞＞
図４に示されるように、デジタル減衰手段６４は、ボリュームノブ２１の回転角に基づいて、デジタル音声信号を選択的にデジタル減衰する。上述したように、ボリュームノブ２１の回転角は、第２可変抵抗器３２によって検知される。

図６中の二点鎖線で示されるように、本実施形態では、ボリュームノブ２１の回転角の第２閾値として９０°を設定している。デジタル減衰手段６４は、ボリュームノブ２１の回転角が９０乃至０°のときに、デジタル音声信号のデジタル減衰（第２デジタルゲイン処理）を実行する。このようなデジタル減衰によって、プリアンプ１から最終的に出力されるアナログ音声信号のレベルが減少される。

＜信号処理の流れ＞
次に、プリアンプ１の信号処理の流れについて、図５のフローチャートを参照しつつ説明する。

図５に示されるように、プリアンプ１の信号処理には、ステップＳ１乃至Ｓ１１からなるメイン処理と、ステップＳ２１乃至Ｓ２３からなる割込み処理とが含まれる。メイン処理は、アナログ音声信号がプリアンプ１に入力されてから出力されるまでの間に実行される信号処理である。割込み処理は、ボリュームノブ２１の回転角を示すＡ／Ｄ変換値を取得するために、一定の周期で実行される信号処理である。

メイン処理のステップＳ１において、ピックアップ又はマイクから出力されたアナログ音声信号は、入力端子１１を介してプリアンプ１に入力される。ステップＳ２において、プリアンプ１に入力されたアナログ音声信号は、演算増幅器４０によってアナログ増幅される。上述したように、演算増幅器４０の増幅率は、ボリュームノブ２１の回転角０乃至３００°に基づく、第１可変抵抗器３１の抵抗値に応じて変化する。ステップＳ３において、アナログ増幅されたアナログ音声信号は、Ａ／Ｄ変換器５１によってデジタル音声信号に変換される。このデジタル音声信号は、デジタルシグナルプロセッサ６０に送信される。

ここで、割込み処理のステップＳ２１乃至Ｓ２３について説明する。ステップＳ２１において、ボリュームノブ２１の回転角０乃至３００°は、第２可変抵抗器３２の抵抗値に応じて変化する電圧によって検知される。ステップＳ２２において、検知された電圧は、Ａ／Ｄ変換器５２によってデジタルの数値に変換される。ステップＳ２３において、ボリュームノブ２１の回転角を示すＡ／Ｄ変換値が、デジタルシグナルプロセッサ６０に送信される。ステップＳ２３におけるＡ／Ｄ変換値の送受信は、２８［ｍｓｅｃ］の周期で繰り返される。

メイン処理のステップＳ４において、デジタルシグナルプロセッサ６０（デジタル増幅手段６１）は、Ａ／Ｄ変換器５２から受信したＡ／Ｄ変換値に基づいて、ボリュームノブ２１の回転角が２１０°以上か否かを判断する。ボリュームノブ２１の回転角が２１０°以上である場合、デジタルシグナルプロセッサ６０は、Ａ／Ｄ変換値に対応する増幅率でデジタル音声信号をデジタル増幅させる（第１デジタルゲイン処理）。図６に示されるように、ステップＳ４のデジタル増幅は、ボリュームノブ２１の回転角が２１０乃至３００°のときに実行される。

メイン処理のステップＳ５乃至Ｓ７は、いずれもデジタルシグナルプロセッサ６０（音色加工手段６２）によって実行される音色の加工処理の具体例である。ステップＳ５のアコースティックモデリング処理では、現存するアコースティックギターのボディタイプ、モデルタイプ、及び木材の種類によって発現される音響特性を模擬したエフェクトが、デジタル音声信号に加えられる。ボディタイプ、モデルタイプ、及び木材の種類の選択は、図１に示されるセレクターノブ２２によって行われる。ステップＳ６のイコライジング処理では、図１に示される三つのイコライザーノブ２３の回転角に基づいて、デジタル音声信号の低音域、中音域及び高音域の各周波数特性が調整される。ステップＳ７のリバーブ処理では、図１に示されるリバーブノブ２４の回転角に基づいて、デジタル音声信号にリバーブ効果が加えられる。

メイン処理のステップＳ８において、デジタルシグナルプロセッサ６０（リミッタ手段６３）は、音色の加工処理を経たデジタル音声信号のレベルが所定の閾値以上となったときに、デジタル音声信号を減衰させる。ステップＳ８のリミッタ処理により、プリアンプ１から最終的に出力されるアナログ音声信号の音量を、所定の閾値未満に抑えることができる。

メイン処理のステップＳ９において、デジタルシグナルプロセッサ６０（デジタル減衰手段６４）は、Ａ／Ｄ変換器５２から受信したＡ／Ｄ変換値に基づいて、ボリュームノブ２１の回転角が９０°以下か否かを判断する。ボリュームノブ２１の回転角が９０°以下である場合、デジタルシグナルプロセッサ６０は、デジタル音声信号をデジタル減衰させる（第２デジタルゲイン処理）。図６に示されるように、ステップＳ４のデジタル減衰は、ボリュームノブ２１の回転角が９０乃至０°のときに実行される。

なお、デジタル音声信号の減衰量は、ボリュームノブ２１の回転角９０乃至０°に比例しなくてもよい。例えば、ボリュームノブ２１の回転角が６０°を超えた時点で、デジタル音声信号のレベルがゼロとなるようにしてもよい。

メイン処理のステップＳ１０において、Ｄ／Ａ変換器７１は、デジタルシグナルプロセッサ６０によってデジタル信号処理されたデジタル音声信号を、再びアナログ音声信号に変換する。このアナログ音声信号は、出力端子１２を介して、プリアンプ１からギターアンプ又はＰＡ機器に出力される。

＜プリアンプの作用効果＞
本実施形態のプリアンプ１によれば、単一のボリュームノブ２１を手動操作することにより、入力レベルと出力レベルとの両方を容易に調整することができる。すなわち、本実施形態のプリアンプ１では、ボリュームノブ２１の回転角を示すＡ／Ｄ変換値がデジタルシグナルプロセッサ６０に提供される（Ｓ２１乃至Ｓ２３）。ボリュームノブ２１が手動操作されると、演算増幅器４０が、ボリュームノブ２１の回転角に応じた増幅率で、ピックアップ又はマイクから入力されたアナログ音声信号を増幅させる（Ｓ２）。これにより、プリアンプ１の入力レベルが調整される。その後、デジタルシグナルプロセッサ６０が、Ａ／Ｄ変換されたデジタル音声信号に対して、Ａ／Ｄ変換値に基づく第１又は第２デジタルゲイン処理を実行する（Ｓ４又はＳ９）。これにより、プリアンプ１の最終的な出力レベルされる。

第１デジタルゲイン処理（Ｓ４）は、デジタル音声信号を増幅させることにより、アナログ音声信号の音量不足を補う。このような増幅処理により、例えば、増幅回路を内蔵していないパッシブピックアップの最終的な出力音量を最適にすることが可能となる。一方、第２デジタルゲイン処理（Ｓ９）によって、デジタル音声信号を急激に減衰させることができ、また、最終的な出力音量をゼロにすることが可能となる。

本発明は、特に、本実施形態のようなアコースティックギター用プリアンプ１に適用することが好ましい。従来のアコースティックギター用プリアンプは、インプットゲインノブを手動操作して入力レベルを調整し、アウトプットボリュームノブを手動操作して最終的な出力レベルを調整しなければならなかった。本実施形態のアコースティックギター用プリアンプ１によれば、ボリュームノブ２１を一つにすることができ、最終的な出力レベルは、ボリュームノブ２１の回転角に基づいて、自動で調整される（Ｓ４、Ｓ９、Ｓ２３）。これにより、極めて容易な手動操作によって、入力レベルと最終的な出力レベルとの両方を最適な組み合せで調整することが可能となる。

＜変更例＞
本発明の楽器用プリアンプは、上述した本実施形態のアコースティックギター用プリアンプ１に限定されるものではない。例えば、本発明は、アコースティックギターに限らず、管楽器、弦楽器、打楽器、鍵盤楽器などのアコースティック楽器用のプリアンプに適用することが可能である。また、可変抵抗器の操作部は、回転式に限らず、例えば、スライド式に変更することができる。さらに、操作部の操作量を検知するための手段は、二連可変抵抗器に限らない。例えば、単一の可変抵抗器の操作部に、エンコーダのような光学的な検知手段を設けてもよい。

１ 楽器用プリアンプ
１１ 入力端子
１２ 出力端子
２１ ボリュームノブ（回転式操作部）
２２ セレクターノブ
２３ イコライザーノブ
２４ リバーブノブ
２５ ブーストノブ
２６ ブーストスイッチ
２７ チューナー表示部
２８ チューナースイッチ
３０ 二連可変抵抗器
３１ 第１可変抵抗器
３２ 第２可変抵抗器（検知手段）
４０ 演算増幅器
５１、５２ Ａ／Ｄ変換器
６０ デジタルシグナルプロセッサ（演算処理部）
６１ デジタル増幅手段
６２ 音色加工手段
６３ リミッタ手段
６４ デジタル減衰手段
７１ Ｄ／Ａ変換器

Claims (12)

1. 入力されたアナログ音声信号を増幅させる演算増幅器と、
   操作部を手動操作することにより前記演算増幅器の増幅率を変化させる可変抵抗器と、
   増幅された前記アナログ音声信号をデジタル音声信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
   前記デジタル音声信号をデジタル信号処理する演算処理部と、を備え、
   前記可変抵抗器には、前記操作部の操作量に応じた検知信号を出力する検知手段が設けられ、
   前記演算処理部は、前記検知信号の値に基づいて、前記デジタル音声信号を増幅させる第１デジタルゲイン処理、及び／又は、前記デジタル音声信号を減衰させる第２デジタルゲイン処理を実行することが可能である、楽器用プリアンプ。
2. 前記演算処理部は、前記デジタル音声信号の音色を変化させる加工処理を実行することが可能であり、前記加工処理よりも前のタイミングで前記第１デジタルゲイン処理を実行し、前記加工処理よりも後のタイミングで前記第２デジタルゲイン処理を実行する、請求項１に記載の楽器用プリアンプ。
3. 前記操作部が所定の可動範囲を有し、前記操作部が前記可動範囲の中央位置にセットされたときに、前記演算増幅器の増幅率が１となり、前記操作部が前記中央位置から一方向に操作されると、前記演算増幅器の増幅率が１よりも大きくなり、また、前記操作部が前記中央位置から他方向に操作されると、前記演算増幅器の増幅率が１よりも小さくなり、
   前記演算処理部は、前記操作部が前記中央位置から一方向に操作され、前記検知信号の値が第１閾値以上となったときに、前記第１デジタルゲイン処理を実行し、また、前記操作部が前記中央位置から他方向に操作され、前記検知信号の値が前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下となったときに、前記第２デジタルゲイン処理を実行する、請求項１又は２に記載の楽器用プリアンプ。
4. 前記演算処理部は、前記検知信号の値が前記第１閾値よりも小さく前記第２閾値よりも大きいときに、前記第１及び第２デジタルゲイン処理をいずれも実行しない、請求項３に記載の楽器用プリアンプ。
5. 前記演算処理部は、前記デジタル音声信号の音色を変化させる加工処理を実行することが可能であり、前記加工処理された前記デジタル音声信号のレベルが第３閾値以上となったときに、前記デジタル音声信号を減衰させるリミッタ処理を実行することが可能である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の楽器用プリアンプ。
6. 前記演算処理部は、前記リミッタ処理よりも後のタイミングで前記第２デジタルゲイン処理を実行する、請求項５に記載の楽器用プリアンプ。
7. 前記可変抵抗器が、回転式操作部と、前記回転式操作部を手動操作することにより抵抗値が変化する第１及び第２可変抵抗器とを備えた二連可変抵抗器であり、前記第１可変抵抗器が、前記演算増幅器の増幅率を変化させ、前記第２可変抵抗器が、前記回転式操作部の操作量に応じたアナログの検知信号を出力する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の楽器用プリアンプ。
8. 前記回転式操作部が０乃至３００°の可動範囲を有し、前記回転式操作部の回転角が１５０°のときに、前記演算増幅器の増幅率が１となり、前記回転式操作部が１５０°から３００°の方向に回転すると、前記演算増幅器の増幅率が１よりも大きくなり、また、前記回転式操作部が１５０°から０°の方向に回転すると、前記演算増幅器の増幅率が１よりも小さくなり、
   前記演算処理部は、前記回転式操作部の回転角が２００°を上回るときに、前記第１デジタルゲイン処理を実行し、また、前記回転式操作部の回転角が１００°を下回るときに、前記第２デジタルゲイン処理を実行する、請求項７に記載の楽器用プリアンプ。
9. 前記演算処理部が、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の楽器用プリアンプ。
10. 前記演算増幅器には、アコースティックギターから取得された前記アナログ音声信号が入力される請求項１乃至９のいずれか１項に記載の楽器用プリアンプ。
11. 前記演算処理部は、前記デジタル音声信号の音色を変化させる加工処理であって、アコースティックギターに適した前記加工処理を実行することが可能である、請求項１０に記載の楽器用プリアンプ。
12. 前記加工処理が、アコースティックギターの複数のボディタイプ、複数のモデルタイプ、及び木材の種類の少なくとも一つの音響特性を模擬するものである、請求項１１に記載の楽器用プリアンプ。