JP6822578B2 - 電子楽器 - Google Patents
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Description
本発明は、電子楽器における音信号を生成する技術に関する。
電子ピアノからの音をアコースティックピアノの音にできるだけ近づけるために、様々な工夫がなされている。例えば、特許文献1には、アコースティックピアノの演奏において鍵を押下したときには、打弦音が発生するだけでなく、鍵の押下に伴って生じる棚板衝突音も発生する。電子ピアノのような電子楽器において、このような棚板衝突音を再現するための技術が開示されている。
ほとんどの電子ピアノは、ピアノの音を出力するためのスピーカを備えている。特許文献1に開示された技術によりピアノの音を生成すると、スピーカから出力される音は棚板衝突音を含んだものになる。一方、アコースティックピアノに近い演奏感覚を得るために、電子ピアノにおける鍵の周辺部分(鍵アセンブリ)の機械的構造に、アコースティックピアノと類似する構造が採用されている場合がある。このような場合には、アコースティックピアノと同様に、実際の棚板衝突音が発生して演奏者によって聴取されるため、特許文献1に開示された技術を積極的に採用する必要がない。
電子ピアノは、スピーカ以外にも、ヘッドホン等の外部装置において発音させるために、その外部装置に音信号を出力するための出力端子を備えている。一方、演奏者がヘッドホンを使用する場合、演奏者には実際の棚板衝突音が聴取しづらくなる。したがって、演奏者は、スピーカからの音を聴取する場合に比べて、棚板衝突音の感覚が失われた音を聴取しなくてはならなかった。
一方、ヘッドホンを使用したときでも演奏者が棚板衝突音を聴取できるように特許文献1に開示された技術を採用した場合を考える。この場合において、スピーカを使用すると、機械的に発生する棚板衝突音と、スピーカからの棚板衝突音とが、重なって聴取されてしまう。いずれの場合であっても、音を出力する装置の違いによって、演奏者が異なる音を聴取しなくてはならなかった。したがって、演奏者は、同じ演奏をしたとしても聴取環境によって音が異なるという不自然さを感じなくてはならなかった。
本発明の目的の一つは、音を出力する装置が異なっていても、聴取する音ができるだけ異ならないようにすることができる技術を提供することにある。
本発明の一実施形態によると、音の発生を指示する指示信号に応じて、第1音信号と第2音信号とを生成する音源と、前記第1音信号と前記第2音信号とを第1音量比で含む第3音信号を出力する第1出力部と、前記第1音信号と前記第2音信号とを前記第1音量比とは異なる第2音量比で含む第4音信号を出力する第2出力部と、を備える電子楽器が提供される。
前記指示信号は、発生させる音の高さを指定するための音高情報を含み、前記音高情報が第1音高から当該第1音高とは異なる第2音高に変化した場合において、前記音源は、前記第1音高と前記第2音高との音高差に対応して前記第1音信号の音高を変化させる一方、前記第2音信号の音高を変化させず、または、前記第2音信号の音高を前記第1音信号の音高の変化よりも少ない音高差で変化させ、前記第2音量比における前記第1音信号に対する前記第2音信号の割合は、前記第前記第1音量比における前記第1音信号に対する前記第2音信号の割合よりも大きくてもよい。
前記指示信号を生成するための演奏操作子を備え、前記指示信号は、前記演奏操作子の操作の内容に応じて変化する操作情報を含み、前記音源は、前記音の発生の指示に対して、前記第1音信号の発生タイミングと前記第2音信号の発生タイミングとの相対関係を、前記操作情報に基づいて変化させ、前記第2音量比における前記第1音信号に対する前記第2音信号の割合は、前記第前記第1音量比における前記第1音信号に対する前記第2音信号の割合よりも大きくてもよい。
前記第1音量比は、前記第1音信号に対する前記第2音信号の割合が0であってもよい。
本発明の一実施形態によると、音の発生を指示する指示信号に応じて、第1音信号と第2音信号とを生成する音源と、前記第1音信号を含み前記第2音信号を含まない第3音信号を出力する第1出力部と、前記第1音信号と前記第2音信号とを含む第4音信号を出力する第2出力部と、を備える電子楽器が提供される。
前記指示信号は、発生させる音の高さを指定するための音高情報を含み、 前記音高情報が第1音高から当該第1音高とは異なる第2音高に変化した場合において、前記音源は、前記第1音高と前記第2音高との音高差に対応して前記第1音信号の音高を変化させる一方、前記第2音信号の音高を変化させず、または、前記第2音信号の音高を前記第1音信号の音高の変化よりも少ない音高差で変化させなくてもよい。
前記指示信号を生成するための演奏操作子を備え、前記指示信号は、前記演奏操作子の操作の内容に応じて変化する操作情報を含み、前記音源は、前記音の発生の指示に対して、前記第1音信号の発生タイミングと前記第2音信号の発生タイミングとの相対関係を、前記操作情報に基づいて変化させてもよい。
前記第1出力部は、前記第3音信号を音として出力するスピーカであり、前記第2出力部は、前記第4音信号を外部装置に出力するための出力端子であってもよい。
前記出力端子に前記外部装置が接続されている場合に、前記スピーカから出力される前記第3音信号が制限されてもよい。
前記出力端子に前記外部装置が接続されていない場合に、前記出力端子から出力される前記第4音信号が制限されてもよい。
前記指示信号を生成するための演奏操作子と、前記演奏操作子への操作に対応して、当該演奏操作子または当該演奏操作子と連動する第2部材が衝突することによって衝突音を生じる第1部材と、を備えてもよい。
前記演奏操作子は、鍵を含み、前記第1部材は、棚板または当該棚板に接続される部材であってもよい。
前記第2音信号は、前記衝突音に対応する音を含んでもよい。
前記音源は、さらに第5音信号を生成し、前記第1出力部から出力される前記第3音信号は、前記第5音信号をさらに含み、前記第5音信号の発生タイミングは、前記第2音信号の発生タイミングに対して遅れていてもよい。
本発明によれば、音を出力する装置が異なっていても、聴取する音ができるだけ異ならないようにすることができる技術を提供することができる。
以下、本発明の一実施形態における電子鍵盤楽器について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下に示す実施形態は本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号(数字の後にA、B等を付しただけの符号)を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
<第1実施形態>
[鍵盤楽器の構成]
図1は、本発明の第1実施形態における電子鍵盤楽器の構成を示す図である。電子鍵盤楽器1は、例えば、電子ピアノであって、演奏操作子として複数の鍵70を有する電子楽器の一例である。ユーザが鍵70を操作すると、スピーカ60から音が発生する。発生する音の種類(音色)は、操作部21を用いて変更される。この例において、電子鍵盤楽器1は、ピアノの音色を用いて発音する場合に、アコースティックピアノに近い発音をすることができる。特に、電子鍵盤楽器1は、棚板衝突音が含まれるピアノの音を再現することができる。続いて、電子鍵盤楽器1の各構成について、詳述する。
[鍵盤楽器の構成]
図1は、本発明の第1実施形態における電子鍵盤楽器の構成を示す図である。電子鍵盤楽器1は、例えば、電子ピアノであって、演奏操作子として複数の鍵70を有する電子楽器の一例である。ユーザが鍵70を操作すると、スピーカ60から音が発生する。発生する音の種類(音色)は、操作部21を用いて変更される。この例において、電子鍵盤楽器1は、ピアノの音色を用いて発音する場合に、アコースティックピアノに近い発音をすることができる。特に、電子鍵盤楽器1は、棚板衝突音が含まれるピアノの音を再現することができる。続いて、電子鍵盤楽器1の各構成について、詳述する。
電子鍵盤楽器1は、複数の鍵70(演奏操作子)を備える。複数の鍵70は、筐体50に回動可能に支持されている。筐体50には、操作部21、表示部23、スピーカ60(第1出力部)が配置されている。筐体50の内部には、制御部10、記憶部30、鍵挙動測定部75および音源80が配置されている。筐体50内部に配置された各構成は、バスを介して接続されている。
この例では、電子鍵盤楽器1は、外部装置と信号の入出力をするためのインターフェイスを含んでいる。インターフェイスとしては、例えば、外部装置に音信号を出力する端子、MIDIデータの送受信をするためのケーブル接続端子などである。音信号の出力端子(第2出力部)には、この例では、外部装置としてヘッドホンを接続するためのヘッドホン端子91、およびライン出力をするためのLINE端子95が含まれる。
制御部10は、CPUなどの演算処理回路、RAM、ROMなどの記憶装置を含む。制御部10は、記憶部30に記憶された制御プログラムをCPUにより実行して、各種機能を電子鍵盤楽器1において実現させる。操作部21は、操作ボタン、タッチセンサおよびスライダなどの装置であり、入力された操作に応じた信号を制御部10に出力する。表示部23は、制御部10による制御に基づいた画面が表示される。
記憶部30は、不揮発性メモリ等の記憶装置である。記憶部30は、制御部10によって実行される制御プログラムを記憶する。また、記憶部30は、音源80において用いられるパラメータ、波形データ等を記憶してもよい。スピーカ60は、制御部10または音源80から出力される音信号を増幅して出力することによって、音信号に応じた音を発生する。
鍵挙動測定部75は、複数の鍵70のそれぞれの挙動を測定し、測定結果を示す測定データを出力する。この例では、押下された鍵70および鍵70の押下量(操作量)に応じた情報が測定データに含まれる。この例では、鍵挙動測定部75は、各鍵70に対して、第1押下量、第2押下量および第3押下量を検出したときに、押下量に応じた検出信号を出力するようになっている。このとき、鍵70を示す情報(例えば鍵番号)が含まれることによって、押下された鍵70を特定することができる。
[鍵アセンブリの構成]
図2は、本発明の第1実施形態における鍵と連動する機械的構造(鍵アセンブリ)を示す図である。図2においては、鍵70のうち白鍵に関する構造を例として説明する。棚板58は、上述した筐体50の一部を構成する部材である。棚板58には、フレーム78が固定されている。フレーム78の上部には、フレーム78から上方に突出する鍵支持部材781が配置されている。鍵支持部材781は、軸782を中心として鍵70を回動可能に支持する。フレーム78から下方に突出するハンマ支持部材785が配置されている。フレーム78に対して鍵70とは反対側には、ハンマ76が配置されている。ハンマ支持部材785は、軸765を中心としてハンマ76を回動可能に支持する。
図2は、本発明の第1実施形態における鍵と連動する機械的構造(鍵アセンブリ)を示す図である。図2においては、鍵70のうち白鍵に関する構造を例として説明する。棚板58は、上述した筐体50の一部を構成する部材である。棚板58には、フレーム78が固定されている。フレーム78の上部には、フレーム78から上方に突出する鍵支持部材781が配置されている。鍵支持部材781は、軸782を中心として鍵70を回動可能に支持する。フレーム78から下方に突出するハンマ支持部材785が配置されている。フレーム78に対して鍵70とは反対側には、ハンマ76が配置されている。ハンマ支持部材785は、軸765を中心としてハンマ76を回動可能に支持する。
鍵70の下方に突出するハンマ接続部706は、下端部に連結部707を備える。ハンマ76の一端側に配置された鍵接続部761と連結部707とは、摺動可能に接続されている。ハンマ76は、軸765に対して鍵接続部761とは反対側に錘768(第2部材)を備える。鍵70が操作されていない時には、錘768は、その自重により下限ストッパ791に載置されている。
一方、鍵70が押下されると、鍵接続部761が下方に移動し、ハンマ76が回動すると、錘768が上方に移動する。錘768が上限ストッパ792(第1部材)に衝突すると、ハンマ76の回動が制限されて、鍵70の押下ができなくなる。鍵70の押下が強いと、ハンマ76(錘768)が上限ストッパ792に衝突し、そのときに衝突音が発生する。この衝突音はフレーム78を介して棚板58に伝達されて、さらに大きな音として放出されてもよい。図2の構成においては、この音が棚板衝突音に相当する。
なお、鍵アセンブリは、鍵70の押下により衝突音が生じる構造であれば、図2に示す構造に限らない。鍵アセンブリは、例えば、押下された鍵70が棚板58に直接的に衝突する構造であってもよい。また、鍵アセンブリは、図2のように、鍵70が押下されると、鍵70に連動して動く部材が、棚板58または棚板58に接続された部材に対して衝突する構造であってもよい。いずれにしても、鍵アセンブリは、鍵70の押下によって、いずれかの部分で衝突が生じることによって衝突音を生じる構造であればよい。
フレーム78と鍵70との間には鍵挙動測定部75(第1センサ75−1、第2センサ75−2、第3センサ75−3)が配置されている。鍵70が押下されていくと、鍵70が第1押下量に達したときに第1センサ75−1が第1検出信号を出力する。続いて、鍵70が第2押下量に達したときに、第2センサ75−2が第2検出信号を出力する。さらに、鍵70が第3押下量に達したときに第3センサ75−3が第3検出信号を出力する。この検出信号の出力タイミングの時間的な違いから、鍵70の押下速度および押下加速度を算出することができる。
この例では、制御部10が、第1検出信号の出力タイミングから第2検出信号の出力タイミングまでの時間、および予め決められた距離(ここでは第1押下量および第2押下量までの距離)に基づいて、第1押下速度を算出する。同様に、制御部10が、第2検出信号の出力タイミングから第3検出信号の出力タイミングまでの時間、および予め決められた距離(ここでは第2押下量および第3押下量までの距離)に基づいて、第2押下速度を算出する。制御部10は、第1押下速度と第2押下速度とに基づいて、押下加速度を算出する。さらに制御部10は、第3検出信号の検出によりノートオンNonを音源80に出力し、ノートオンNonを出力した後であって同じ鍵について第1検出信号の出力が停止したときには、ノートオフNoffを音源80に出力する。
ノートオンNonが出力されるときには、鍵番号Note、押下速度Vel(第1押下速度または第2押下速度)および押下加速度Accが、ノートオンNonに対応付けられて出力される。鍵番号Noteは、押下された鍵70を特定する情報であって、音の高さを指定する情報(音高情報)に対応する。
一方、ノートオフNoffが出力されるときには、鍵番号NoteがノートオフNoffに対応付けられて出力される。なお、以下の説明において、鍵70の操作に伴って制御部10から出力されるこれらの情報(操作情報)は、音の発生を指示する指示信号として音源80に供給される。
図1に戻って説明を続ける。音源80は、制御部10から出力されるノートオンNon、ノートオフNoff、鍵番号Note、押下速度Velおよび押下加速度Accを含む指示信号に基づいて、音信号を生成してスピーカ60に出力する。音源80が生成する音信号は、鍵70への操作毎に得られる。そして、複数の押鍵によって得られた複数の音信号は、合成されて音源80から出力される。続いて、音源80の構成について詳述する。
[音源の構成]
図3は、本発明の第1実施形態における音源の機能構成を示すブロック図である。音源80は、打弦音信号出力部81、衝突音信号出力部82、スピーカ出力合成部83、端子出力合成部84、出力切替部85および増幅出力部86を備える。
図3は、本発明の第1実施形態における音源の機能構成を示すブロック図である。音源80は、打弦音信号出力部81、衝突音信号出力部82、スピーカ出力合成部83、端子出力合成部84、出力切替部85および増幅出力部86を備える。
打弦音信号出力部81は、鍵70の押下に応じて供給される指示信号に基づいて、ピアノの打弦音に相当する音信号(打弦音信号:第1音信号)を出力する。打弦音信号出力部81は、打弦音波形メモリ811、打弦音信号生成部813、打弦音量テーブル815、打弦音遅延テーブル817を備える。
打弦音波形メモリ811は、ピアノの打弦音を示す波形データを記憶している。この波形データは、アコースティックピアノの音(押鍵に伴う打弦によって生じた音)をサンプリングした波形データである。この例では、異なる音高の波形データが、鍵番号に対応して記憶されている。
打弦音信号生成部813は、指示信号に基づいて、打弦音波形メモリ811から波形データを読み出して、例えばADSRのパラメータによって制御されるエンベロープ処理を施し、打弦音信号として出力する。打弦音信号は、スピーカ出力合成部83および端子出力合成部84に出力される。
打弦音信号生成部813は、読み出すべき波形データの音高を、鍵番号Noteに基づいて決定する。これにより、打弦音信号生成部813は、鍵番号Noteに対応する音高を有する打弦音信号を生成する。すなわち、鍵番号Noteが所定の音高差で変化した場合、打弦音信号の音高は、この音高差に対応して変化する。打弦音信号生成部813は、打弦音信号の音量(最大振幅)を、打弦音量テーブル815を参照して決定する。打弦音信号生成部813は、ノートオンNonを示す指示信号を受信してから打弦音信号を出力するまでの遅延時間を、打弦音遅延テーブル817を参照して決定する。この遅延時間に応じて、打弦音信号の発生タイミング(発音タイミング)が変化する。打弦音量テーブル815および打弦音遅延テーブル817の詳細については、後述する。
衝突音信号出力部82は、鍵70の押下に応じて供給される指示信号に基づいて、棚板衝突音に相当する音信号(衝突音信号:第2音信号)を出力する。衝突音信号出力部82は、衝突音波形メモリ821、衝突音信号生成部823、衝突音量テーブル825、衝突音遅延テーブル827を備える。
衝突音波形メモリ821は、ピアノの棚板衝突音を示す波形データを記憶している。この波形データは、アコースティックピアノの押鍵に伴う棚板衝突音をサンプリングした波形データである。打弦音波形メモリ811に記憶された波形データとは異なり、衝突音波形メモリ821は、鍵番号に対応して音高を異ならせた波形データを記憶していない。すなわち、衝突音波形メモリ821は、鍵番号にかかわらず共通の波形データを記憶している。
衝突音信号生成部823は、指示信号に基づいて、衝突音波形メモリ821から波形データを読み出して、衝突音信号として出力する。衝突音信号は、スピーカ出力合成部83および端子出力合成部84に出力される。なお、この例では、エンベロープ処理は、衝突音信号に対しては行われないが、行われてもよい。エンベロープ処理が行われない場合には、衝突音波形メモリ821は、所定時間の波形データを記憶している。衝突音信号生成部823は、指示信号に応じて波形データを所定時間読み出すと、この指示信号に応じた衝突音信号の生成を終了する。
衝突音信号生成部823は、衝突音信号の音量(最大振幅)を、衝突音量テーブル825を参照して決定する。衝突音信号生成部823は、ノートオンNonを示す指示信号を受信してから衝突音信号を出力するまでの遅延時間を、衝突音遅延テーブル827を参照して決定する。この遅延時間に応じて、衝突音信号の発生タイミング(発音タイミング)が変化する。なお、この例では、衝突音波形メモリ821では音高の異なる波形データを記憶していないため、衝突音信号生成部823は、鍵番号Noteを用いなくてもよい。すなわち、鍵番号Noteが所定の音高差で変化しても、衝突音信号の音高は、変化しない。
続いて、各テーブル(打弦音量テーブル815、衝突音量テーブル825、打弦音遅延テーブル817、衝突音遅延テーブル827)の具体的な内容を説明する。
図4は、本発明の第1実施形態における打弦音量テーブルを説明する図である。図4に示すように、打弦音量テーブルは、押下速度Velと打弦音量Vaとの関係を規定している。この例では、押下速度Velが大きくなるほど、打弦音量Vaが大きくなる。なお、図4に示す例では、押下速度Velと打弦音量Vaとは、1次関数で表すことができる関係で規定されているが、押下速度Velに対して打弦音量Vaが特定できるような関係であれば、どのような関係であってもよい。また、打弦音量Vaを特定するために、押下速度Velではなく、押下加速度Accを用いてもよいし、押下速度Velと押下加速度Accとを併用してもよい。
図5は、本発明の第1実施形態における衝突音量テーブルを説明する図である。図5に示すように、衝突音量テーブルは、押下加速度Accと衝突音量Vbとの関係を規定している。この例では、押下加速度Accが大きくなるほど、衝突音量Vbが大きくなる。なお、図5に示す例では、押下加速度Accと衝突音量Vbとは、1次関数で表すことができる関係で規定されているが、押下加速度Accに対して衝突音量Vbが特定できるような関係であれば、どのような関係であってもよい。また、衝突音量Vbを特定するために、押下加速度Accではなく、押下速度Velを用いてもよいし、押下速度Velと押下加速度Accとを併用してもよい。
図6は、本発明の第1実施形態における打弦音遅延テーブルおよび衝突音遅延テーブルを説明する図である。いずれのテーブルも、押下加速度Accと遅延時間tdとの関係を規定している。図6においては、打弦音遅延テーブル817と衝突音遅延テーブル827とを対比して示している。打弦音遅延テーブル817は、押下加速度Accと遅延時間td(以下、打弦音遅延時間t1という)との関係を規定している。衝突音遅延テーブル827は、押下加速度Accと遅延時間td(以下、衝突音遅延時間t2という)との関係を規定している。いずれのテーブルにおいても、押下加速度Accが大きくなるほど、遅延時間td(t1,t2)が短くなる。
押下加速度AccがA2のときには、打弦音遅延時間t1と衝突音遅延時間t2とが等しくなる。押下加速度AccがA2よりも小さいA1のときには、打弦音遅延時間t1よりも衝突音遅延時間t2の方が長い時間となる。一方、押下加速度AccがA2よりも大きいA3のときには、打弦音遅延時間t1よりも衝突音遅延時間t2の方が短い時間となる。このとき、A2が「0」であってもよい。この場合には、A1は、負の値となり、押下の間に徐々に減速していることを示す。一方、A3は、正の値となり、押下の間に徐々に加速していることを示す。
なお、図6に示す例では、押下加速度Accと遅延時間tdとは、1次関数で表すことができる関係で規定されているが、押下加速度Accに対して遅延時間tdが特定できるような関係であれば、どのような関係であってもよい。また、遅延時間tdを特定するために、押下加速度Accではなく、押下速度Velを用いてもよいし、押下速度Velと押下加速度Accとを併用してもよい。
図7は、本発明の第1実施形態におけるノートオンに対する打弦音および衝突音の発生タイミングを説明する図である。図7におけるA1、A2、A3は、図6における押下加速度Accの値に対応する。すなわち、押下加速度の関係は、A1<A2<A3である。それぞれ横軸に沿って時刻の信号を示している。「ON」は、ノートオンNonを示す指示信号を受信したタイミングを示している。「Sa」は打弦音信号の生成が開始されるタイミングを示し、「Sb」は衝突音信号の生成が開始されるタイミングを示している。したがって、打弦音遅延時間t1は、「ON」から「Sa」までの時間に対応する。衝突音遅延時間t2は、「ON」から「Sb」までの時間に対応する。図7に示すように、押下加速度が大きくなるほど、打弦音信号および衝突音信号のいずれの発生タイミングも、ノートオンNonからの遅延が少なくなる。さらに、発生タイミングの変化の割合が衝突音信号の方が打弦音信号よりも大きい。したがって、打弦音信号の発生タイミングと衝突音信号の発生タイミングとの相対関係が、押下加速度に基づいて変化する。
以上が各テーブルについての説明である。上述したように、打弦音信号生成部813は、読み出すべき波形データの音高を、鍵番号Noteに基づいて決定する。一方、この例では、衝突音信号生成部823は、読み出すべき波形データの音高を、鍵番号Noteによって変化させない。
図8は、本発明の第1実施形態におけるノートナンバに対する打弦音および衝突音の音高の関係を説明する図である。図8は、鍵番号Noteと音高Pとの関係を示している。図8においては、打弦音の音高p1と衝突音の音高p2とを対比して示している。鍵番号Noteが変化すると、打弦音の音高p1が変化する。一方、鍵番号Noteが変化しても、衝突音の音高p2は変化しない。言い換えると、打弦音の音高p1は、鍵番号NoteがN1である場合とN2である場合とでは異なる。一方、衝突音の音高p2は、鍵番号NoteがN1である場合とN2である場合とで同じである。なお、図8に示す打弦音の音高p1と衝突音の音高p2とは、それぞれの鍵番号Noteに対する変化の傾向を示したものであって、互いの大小関係を示したものではない。
図3に戻って説明を続ける。スピーカ出力合成部83は、増幅部831、832および合成部835を備える。増幅部831は、打弦音信号生成部813から出力された打弦音信号を予め決められた増幅率で増幅する。増幅部832は、衝突音信号生成部823から出力された衝突音信号を予め決められた増幅率で増幅する。合成部835は、増幅部831において増幅された打弦音信号と、増幅部832において増幅された衝突音信号とを加算することによって合成して出力する。これらの構成によってスピーカ出力合成部83は、打弦音信号と衝突音信号とを予め決められた第1音量比で合成したスピーカ用音信号(第3音信号)を出力する。
端子出力合成部84は、増幅部841、842および合成部845を備える。増幅部841は、打弦音信号生成部813から出力された打弦音信号を予め決められた増幅率で増幅する。増幅部842は、衝突音信号生成部823から出力された衝突音信号を予め決められた増幅率で増幅する。合成部845は、増幅部841において増幅された打弦音信号と、増幅部842において増幅された衝突音信号とを加算することによって合成して出力する。これらの構成によって端子出力合成部84は、打弦音信号と衝突音信号とを予め決められた第2音量比で合成した端子用音信号(第4音信号)を出力する。なお、以下の説明において、第1音量比および第2音量比は、いずれも、打弦音信号の最大振幅(打弦音量Vaに対応)に対する衝突音信号の最大振幅(衝突音量Vbに対応)の割合を示す。
図9は、本発明の第1実施形態における打弦音と衝突音との音量比を説明する図である。図9は、スピーカ用音信号における打弦音量Vaと衝突音量Vbとの関係RS、および端子カ用音信号における打弦音量Vaと衝突音量Vbとの関係RTを示している。打弦音量Vaに対する衝突音量Vbの割合は、それぞれの関係の傾きに対応する。関係RSの傾きは上述した第1音量比に相当する。関係RTの傾きは上述した第2音量比に相当する。すなわち、スピーカ出力合成部83における増幅部831、832の増幅率の比は、関係RSの傾きに対応した値で設定されている。また、端子出力合成部84における増幅部841、842の増幅率の比は、関係RTの傾きに対応した値で設定されている。
図9に示すように、第2音量比(関係RT)は、第1音量比(関係RS)よりも大きい。なお、第1音量比と第2音量比とは、この関係を満たしてればよく、操作部21を用いて変更できるようになっていてもよい。また、第1音量比(関係RS)は、0として規定されていてもよい。すなわち、打弦音信号(打弦音量Va)に対する衝突音信号(衝突音量Vb)の割合が0であってもよい。この場合には、後述する第2実施形態の構成を採用することもできる。
図3に戻って説明を続ける。出力切替部85はスイッチ851、852を備える。スイッチ851は、スピーカ出力合成部83からスピーカ60への音信号の経路(以下、スピーカ経路という)に設けられている。スイッチ852は、端子出力合成部84からヘッドホン端子91への音信号の経路(以下、ヘッドホン経路という)に設けられている。出力切替部85は、ヘッドホン端子91にプラグが接続されていない場合、図3に示すように、スイッチ851をオンにしてスピーカ経路を接続し、スイッチ852をオフにしてヘッドホン経路を切断する。一方、出力切替部85は、接続検出回路89から所定の検出信号が供給された場合に、スイッチ851をオフにしてスピーカ経路を切断し、スイッチ852をオンにしてヘッドホン経路を接続する。所定の検出信号とは、ヘッドホン端子91にヘッドホン等の接続プラグが接続されているときに接続検出回路89が出力する信号である。
なお、端子出力合成部84から出力される音信号(端子用音信号)は、LINE端子95に対しても供給される。この例では、端子出力合成部84からLINE端子95への音信号の経路(以下、LINE経路という)は、出力切替部85のスイッチを含んでいない。すなわち、LINE端子への端子用音信号は、常時供給される。
増幅出力部86は、増幅部861、862、863を備える。増幅部861は、スピーカ経路に設けられている。増幅部862は、ヘッドホン経路に設けられている。増幅部863は、LINE経路に設けられている。増幅部861、862、863は、所定の増幅率に設定される。この増幅率は、操作部21におけるボリュームつまみ等を操作することによって、設定を変更することができる。
上述した構成により、音源80は、スピーカ用音信号をスピーカ60から出力する一方、衝突音信号の成分がスピーカ用音信号よりも多い端子用音信号をヘッドホン端子91およびLINE端子95から出力する。スピーカ60から出力される音は、鍵アセンブリから機械的に生じる衝突音と合成されて、演奏者に聴取される。そのため、スピーカ60からの出力に衝突音信号の成分が少なくても、またはその成分がなかったとしても、演奏者は棚板衝突音を聴取することができる。
一方、ヘッドホン端子91を用いる際には、演奏者は、機械的に生じる衝突音を聴取しづらい。上述した音源80によれば、ヘッドホン端子91から出力される音には、衝突音信号の成分が多く含まれているため、演奏者は、機械的な衝突音の代わりに音源80で生成した衝突音を聴取することができる。
<第2実施形態>
第1実施形態では、スピーカ60から出力される音が衝突音信号を含まない場合、すなわち第1音量比が0である場合には、増幅部842の増幅率が0に設定されることで実現される。第2実施形態では、別の構成によってこれを実現する。
第1実施形態では、スピーカ60から出力される音が衝突音信号を含まない場合、すなわち第1音量比が0である場合には、増幅部842の増幅率が0に設定されることで実現される。第2実施形態では、別の構成によってこれを実現する。
図10は、本発明の第2実施形態における音源の機能構成を示すブロック図である。第2実施形態における音源80Aは、第1実施形態における音源80と比べて、スピーカ出力合成部83を備えていない。したがって、打弦音信号出力部81(打弦音信号生成部813)からの打弦音信号は、出力切替部85(スイッチ851)と端子出力合成部84(増幅部841)とに出力される。一方、衝突音信号出力部82A(衝突音信号生成部823A)からの衝突音信号は、スピーカ出力合成部83が存在しないため、端子出力合成部84(増幅部842)に出力される。その他の構成については、第1実施形態における構成と同様である。なお、増幅部841と増幅部842との増幅率の関係は、予め決められていればよい。
<第3実施形態>
第1実施形態におけるスピーカ60から出力される音には、さらに別の音が付加されるようにしてもよい。第3実施形態では、棚板衝突音がグランドピアノの響板等に伝達されたときの残響に対応する残響音信号(第5音信号)を付加する例について説明する。
第1実施形態におけるスピーカ60から出力される音には、さらに別の音が付加されるようにしてもよい。第3実施形態では、棚板衝突音がグランドピアノの響板等に伝達されたときの残響に対応する残響音信号(第5音信号)を付加する例について説明する。
図11は、本発明の第3実施形態における音源の機能構成を示すブロック図である。第3実施形態における音源80Bは、第1実施形態における音源80と比べて、残響音信号出力部88をさらに備えている。残響音信号出力部88は、衝突音信号出力部82が衝突音信号を出力する場合と概ね同様な処理により、残響音信号を出力する。このとき、残響音信号の発生タイミングは、衝突音の残響成分に対応することから、衝突音信号の発生タイミングに対して遅れている。この遅延時間は、予め設定されていればよい。スピーカ出力合成部83Bにおける合成部835Bは、打弦音信号と衝突音信号と残響音信号とを合成する。このような構成により、スピーカ用音信号は、打弦音信号および衝突音信号を含むだけでなく、残響音信号を含む信号となる。
上述したように、スピーカ60から出力される音は、鍵アセンブリから機械的に生じる衝突音と合成されて、演奏者に聴取される。電子鍵盤楽器1は、アコースティックピアノと比べて響板のような大きな構造物を備えていない。そのため、電子鍵盤楽器1において機械的に生じる衝突音は、アコースティックピアノにおける衝突音に比べて残響成分が少なくなることがある。この例では、残響音信号は、このような残響成分に相当する音である。したがって、スピーカ60から出力される音(スピーカ用音信号)によって、アコースティックピアノにおける衝突音の残響成分を補強することができる。端子用音信号においては、衝突音信号の成分が多めに含まれているため、その衝突音信号そのものにおいて残響成分が含まれるようになっていればよい。
なお、衝突音信号においても残響成分が含まれるため、増幅部831に設定される増幅率が大きいほど、残響音信号出力部88から出力される残響音信号の音量が小さくなるように制御されてもよい。また、第1音量比を0とする場合には、増幅部832を用いない構成としてもよいし、第2実施形態において打弦音信号と残響音信号とを加算して合成する合成部を設けるようにしてもよい。
<変形例>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、それぞれの実施形態は、互いに組み合わせたり置換したりした実施形態を採用してもよい。また、本発明の一実施形態は、以下のように様々な形態に変形することもできる。また、以下に説明する変形例は互いに組み合わせて適用することもできる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、それぞれの実施形態は、互いに組み合わせたり置換したりした実施形態を採用してもよい。また、本発明の一実施形態は、以下のように様々な形態に変形することもできる。また、以下に説明する変形例は互いに組み合わせて適用することもできる。
(1)上述した実施形態では、打弦音信号および衝突音信号の音量比は、ヘッドホン端子91に供給される端子用音信号と、LINE端子95に供給される端子用音信号とで同じであったが、異なっていてもよい。
(2)上述した実施形態では、電子鍵盤楽器1を電子楽器の一例として説明したが、鍵盤楽器でなくても演奏操作子を有する楽器であればよい。すなわち、電子楽器は、鍵70以外の演奏操作子を備える構成であってもよい。アコースティック楽器において、演奏操作子を操作することで衝突音が発生する楽器を想定した電子楽器に、上述した実施形態における音源を適用してもよい。例えば、木管楽器において生じる衝突音としては、キー操作による蓋の開閉音が想定される。このような木管楽器を電子楽器とした場合に、演奏操作子への操作により衝突音が発生する構造を有し、その上で、上述した実施形態における音源を適用するのが効果的である。
(3)上述した実施形態では、スピーカ60とヘッドホン端子91とのいずれかへの音信号の供給は、出力切替部85によって経路を切り替えることによって実現されていたが、増幅部861、862の増幅率を調整し、いずれか一方への出力を制限することによって実現されてもよい。
(4)上述した実施形態では、衝突音波形メモリ821は、鍵番号にかかわらず共通の波形データを記憶していたが、打弦音波形メモリ811に記憶された波形データと同様に、異なる波形データを、鍵番号に対して記憶していてもよいし、少なくとも2つの鍵番号(第1音高を示す鍵番号と第2音高を示す鍵番号)に対しては、同じ波形データが対応付けられていてもよい。
(5)上述した実施形態では、電子鍵盤楽器1はスピーカ60を備えていたが、スピーカ60を備える代わりに、スピーカへ音信号を供給するための端子を備えていてもよい。この場合には、この端子にスピーカ用音信号が供給されるようにすればよい。
(6)上述した実施形態では、打弦音信号と衝突音信号とは発生タイミングをずらしていたが、同時に発生するようにしてもよい。
(7)上述した実施形態では、鍵番号Noteが所定の音高差で変化したとしても、衝突音信号の音高は変化しないが、この音高が変化するようにしてもよい。このとき、衝突音信号の音高は、打弦音信号の音高と同様に変化するようにしてもよいし、打弦音信号よりも少ない音高差で変化するようにしてもよい。このように、所定の音高差に鍵番号Noteが変化した場合において、打弦音信号の音高と衝突音信号の音高とは変化の程度が異なっていればよい。
(8)上述した実施形態では、音源は、打弦音信号と衝突音信号とを生成して合成していたが、2つの種類の音信号を生成して合成するのであれば、このような組み合わせに限られない。
1…電子鍵盤楽器、10…制御部、21…操作部、23…表示部、30…記憶部、50…筐体、58…棚板、60…スピーカ、75…鍵挙動測定部、75−1…第1センサ、75−2…第2センサ、75−3…第3センサ、76…ハンマ、78…フレーム、80…音源、81…打弦音信号出力部、82…衝突音信号出力部、83…スピーカ出力合成部、84…端子出力合成部、85…出力切替部、86…増幅出力部、89…接続検出回路、91…ヘッドホン端子、95…LINE端子、706…ハンマ接続部、707…連結部、761…鍵接続部、765…軸、768…錘、781…鍵支持部材、782…軸、785…ハンマ支持部材、791…下限ストッパ、792…上限ストッパ、811…打弦音波形メモリ、813…打弦音信号生成部、815…打弦音量テーブル、817…打弦音遅延テーブル、821…衝突音波形メモリ、823…衝突音信号生成部、825…衝突音量テーブル、827…衝突音遅延テーブル、831,832…増幅部、841,842…増幅部、851,852…スイッチ、861,862,863…増幅部
Claims (14)
- 音の発生を指示する指示信号に応じて、第1音信号と第2音信号とを生成する音源と、
前記第1音信号と前記第2音信号とを第1音量比で含む第3音信号を出力する第1出力部と、
前記第1音信号と前記第2音信号とを前記第1音量比とは異なる第2音量比で含む第4音信号を出力する第2出力部と、
を備える電子楽器。 - 前記指示信号は、発生させる音の高さを指定するための音高情報を含み、
前記音高情報が第1音高から当該第1音高とは異なる第2音高に変化した場合において、前記音源は、前記第1音高と前記第2音高との音高差に対応して前記第1音信号の音高を変化させる一方、前記第2音信号の音高を変化させず、または、前記第2音信号の音高を前記第1音信号の音高の変化よりも少ない音高差で変化させ、
前記第2音量比における前記第1音信号に対する前記第2音信号の割合は、前記第1音量比における前記第1音信号に対する前記第2音信号の割合よりも大きい、請求項1に記載の電子楽器。 - 前記指示信号を生成するための演奏操作子を備え、
前記指示信号は、前記演奏操作子の操作の内容に応じて変化する操作情報を含み、
前記音源は、前記音の発生の指示に対して、前記第1音信号の発生タイミングと前記第2音信号の発生タイミングとの相対関係を、前記操作情報に基づいて変化させ、
前記第2音量比における前記第1音信号に対する前記第2音信号の割合は、前記第1音量比における前記第1音信号に対する前記第2音信号の割合よりも大きい、請求項1または請求項2に記載の電子楽器。 - 前記第1音量比は、前記第1音信号に対する前記第2音信号の割合が0である、請求項1から請求項3のいずれかに記載の電子楽器。
- 音の発生を指示する指示信号に応じて、第1音信号と第2音信号とを生成する音源と、
前記第1音信号を含み前記第2音信号を含まない第3音信号を出力する第1出力部と、
前記第1音信号と前記第2音信号とを含む第4音信号を出力する第2出力部と、
を備える電子楽器。 - 前記指示信号は、発生させる音の高さを指定するための音高情報を含み、
前記音高情報が第1音高から当該第1音高とは異なる第2音高に変化した場合において、前記音源は、前記第1音高と前記第2音高との音高差に対応して前記第1音信号の音高を変化させる一方、前記第2音信号の音高を変化させず、または、前記第2音信号の音高を前記第1音信号の音高の変化よりも少ない音高差で変化させる、請求項5に記載の電子楽器。 - 前記指示信号を生成するための演奏操作子を備え、
前記指示信号は、前記演奏操作子の操作の内容に応じて変化する操作情報を含み、
前記音源は、前記音の発生の指示に対して、前記第1音信号の発生タイミングと前記第2音信号の発生タイミングとの相対関係を、前記操作情報に基づいて変化させる、請求項5または請求項6に記載の電子楽器。 - 前記第1出力部は、前記第3音信号を音として出力するスピーカであり、
前記第2出力部は、前記第4音信号を外部装置に出力するための出力端子である、請求項1から請求項7のいずれかに記載の電子楽器。 - 前記出力端子に前記外部装置が接続されている場合に、前記スピーカから出力される前記第3音信号が制限される、請求項8に記載の電子楽器。
- 前記出力端子に前記外部装置が接続されていない場合に、前記出力端子から出力される前記第4音信号が制限される、請求項8または請求項9に記載の電子楽器。
- 前記指示信号を生成するための演奏操作子と、
前記演奏操作子への操作に対応して、当該演奏操作子または当該演奏操作子と連動する第2部材が衝突することによって衝突音を生じる第1部材と、
を備える、請求項1から請求項10のいずれかに記載の電子楽器。 - 前記演奏操作子は、鍵を含み、
前記第1部材は、棚板または当該棚板に接続される部材である、請求項11に記載の電子楽器。 - 前記第2音信号は、前記衝突音に対応する音を含む、請求項11または請求項12に記載の電子楽器。
- 前記音源は、さらに第5音信号を生成し、
前記第1出力部から出力される前記第3音信号は、前記第5音信号をさらに含み、
前記第5音信号の発生タイミングは、前記第2音信号の発生タイミングに対して遅れている、請求項1から請求項13のいずれかに記載の電子楽器。
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