JPH0246498A - 電子楽器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野Ｊ この発明は楽音に対して残響効果を付加する機能を有す
る電子楽器に関する。

［従来技術と発明が解決しようとする課題］一般に楽音
により形成される音場は、第４図の音場特性グラフ図（
横軸二時間、縦軸ニレベル）に示すように、音源から直
接空気を伝わってくる直接音ａ（波形ｌ）と、壁、天井
、床などに反射して伝わってくる間接音（波形２．３．
４）とから形成されていると考えられる。ここで波形２
は初期反射波ｂ１、ｂ２、ｂ３から成り、波形３は初期
反射波ｃ１．ｃ２から成るもので、波形４は多数の高次
反射波ｄから成る。そして、直接音ａ（波形ｌ）は音源
の位置（定位）を与えるものであり、上記初期反射波（
波形２．３）は、それぞれ方向差、時間差を有するもの
で楽音の広がり感や奥行き感を与えるものであり、高次
反射波ｄは、上下、左右、前後に何度も繰返して反射し
ながら減衰する無方向性の波であって音場に余韻を与え
るものである。

従来、上述の如き残響効果を得るための試みが種々行わ
れている。電子楽器において残響付加機能を実現する手
段としては、 （ｉ）スプリング（ばね）や鉄板などを用いる機械式の
タイプ、 （ｉｉ）Ｂ　Ｂ　Ｄ　（パケットブリゲイトデバイス）
などを用いるアナログ式のタイプ、 （ｉｉｉ）　Ｄ　Ｓ　Ｐ　（デジタルシグナルプロセッ
サ）などを用いるデジタル式のタイプ等がある。

これらの残響付加機能の中で、近年のＬＳＩ技術の進歩
に伴い、特にデジタル式の残響付加装置の利用が図られ
ているが、このデジタル式においては、制御回路として
乗算器や多ビットのＡＬＵ（算術論理ユニット）などを
要する他、標本化、量子化のビット数に比例して大容量
のメモリを要するなど構成の規模が大きくなり、コスト
が高くなるという問題点がある。

［発明の目的］ このような課題を解決するため、この発明は、回路構成
が簡単でコストの安い残響付加機能を有する電子楽器を
提供することを目的とする。

［発明の要点１ この発明は上記目的を達成するため、楽音信号を発生さ
せるひとつの発音チャンネルを構成する複数のサブチャ
ンネルのそれぞれから、互いに時間差あるいは時間差と
レベル差とをもって楽音波形を発生させて、楽音の直接
音と反射音をあられす音響信号を得るようにしたことを
要点とする。

［実施例］ 以下図面を参照しながらこの発明の実施例について説明
する。

く第１実施例〉 第１図はこの発明の第１実施例に係る電子楽器の全体回
路構成図である。図において、鍵盤ｌは、演奏操作によ
って演奏入力を加える演奏入力手段であり、鍵操作に基
づき、キーオン／キーオフ信号や発音させる楽音の立上
りの音量を制御するタッチデータ（レベルデータ）ある
いは発音させるべき楽音の音高指定情報としてのキーコ
ードデータなどが、マイクロプロセッサからなる中央処
理装置であるＣＰＵ２に与えられる。またこのスイッチ
部３は、楽音の音色を選択する音色選択スイッチ４およ
び楽音に上述した残響効果を付加する機能を作動させる
か否かを切換る残響付加スイッチ５などから成り、この
スイッチ部３における各スイッチのオンオフ操作に基づ
く制御信号もＣＰＵ２に与えられる。そして、スイッチ
部３における各スイッチの操作状態は表示部６における
液晶デイスプレィ装置等によって表示される。

ＣＰＵ２は、ＲＯＭ　（リードオンリメモリ）７より読
出したプログラムに基づいて読込んだキーオン信号やタ
ッチデータなどの各種命令データを発音制御回路８に出
力する。この発音制御回路８からの発音制御信号を受け
て音源システム９つまり、ｌ乃至複数の発音チャンネル
は所定の楽音波形データを発生する。この音源システム
９から出力された楽音波形データは、Ｄ／Ａコンバータ
１０にてデジタル信号からアナログ信号に変換され、ア
ンプ１１にて増幅されてスピーカ１２より楽音として放
音される。

次にこの第１実施例の構成のポイントである発音制御手
段としての発音制御回路８について、その具体的な構成
を述べる。第２図はその発音制御回路８の内容を示す回
路構成図であり、ＣＰＵ２より出力されたキーオン信号
、タッチデータ、音色選択信号その他の命令データがセ
レクタ回路２０に加えられる。セレクタ回路２０におけ
るＡ出力端からはキーオン信号およびタッチデータのみ
が出力され、その出力端Ｂからはその他の制御信号が出
力される。出力端Ａからのキーオン信号およびタッチデ
ータはラッチ回路Ｌｌとオア回路ＯＲＩとに送出される
。そしてラッチ回路Ｌｌにて時間ｔｄ（例えば数ｍ　ｓ
　ｅ　ｃ程度）だけ遅延されたデータがデータ変換器Ｍ
ｌに加えられ、後述するように、そのタッチデータのレ
ベルが変更されるとともに、このサブチャンネルへのキ
ーオン信号の送出に時間差がもたらされる。それらの変
換されたデータは次のラッチ回路Ｌ２に送出されてラッ
チされるとともに、オア回路ＯＲＩに送られる。続いて
時間ｔｄ後にはラッチ回路Ｌ２から更に時間ｔｄだけ遅
延されたデータがデータ変換器Ｍ２に加えられ、同様に
レベルが変換され、またサブチャンネルに対するキーオ
ン信号が生成されて次のラッチ回路Ｌ３にラッチされる
とともに、オア回路ＯＲＩに送られる。また、セレクタ
回路のＢ出力端からは、鍵盤ｌの押鍵操作によって出力
される音高指定情報や、音色選択スイッチ４あるいは残
響付加スイッチ５のオン操作によって出力されるその他
の制御データが出力され、そのままオア回路ＯＲ２の一
方の入力端に加えられる。オア回路ＯＲ２の他方の入力
端にはオア回路ＯＲＩの出力信号が加えられ、このオア
回路ＯＲ２の出力信号は発音制御信号として音源システ
ム９における発音チャンネルに送られる。

次に上記構成の第１実施例の動作について述べる。

上記第１実施例においては、残響効果をシュミレートす
るため、残響付加スイッチ５がオン操作された状態で次
のように動作する。

鍵盤ｌが押鍵操作されると、ＣＰＵ２からは前述したよ
うな各種の命令データが発音制御回路８におけるセレク
タ回路２０に加えられる。まずセレクタ回路２０のＢ出
力端子からはキーオン信号、タッチデータ以外の制御デ
ータ、例えば音高指定データ、音色選択データなどが出
力されてオア回路ＯＲ２に直接入力される。そしてオア
回路ＯＲ２からは音源システム９にそれらの制御ブタが
出力されて、音源システム９における発音チャンネルの
各サブチャンネル、この実施例では４つのサブチャンネ
ルに対してそれぞれ同じ制御データが設定されることに
なる。一方ＣＰＵ２より加えられたキーオン信号とタッ
チデータとはセレクタ回路２０のＡ出力端を通してラッ
チ回路Ｌｌにラッチされるとともに、音場の直接音とし
ての楽音信号を発生させるデータとしてオア回路ＯＲＩ
を経て音源システム９に送出されて、音源システム９に
おける発音チャンネルの第１のサブチャンネルにて楽音
信号を発生させる。

そしてその時間ｔｄ後には、ラッチ回路Ｌｌにラッチさ
れていたキーオン信号とタッチデータとがデータ変換回
路Ｍ１に入力される。データ変換回路Ｍ１においては、
タッチデータの値を、例えば、発音させる楽音信号のレ
ベルを６ｄＢ程度減少させるように変換するとともに、
発音チャンネルにおいて割当てるサブチャンネルを先の
第１のサブチャンネルから第２のサブチャンネルに変更
するようにキーオン信号のデータを変換する。したがっ
てデータ変換回路Ｍｌにて変換されたキーオン信号とタ
ッチデータとが、オア回路ＯＲＩおよびＯＲ２を経て音
源システム９に送出され、音源システム９における発音
チャンネルの第２のサブチャンネルからは、第１の残響
音としての楽音信号が、直接音としての楽音信号より時
間ｔｄだけ遅延されて発生する。

また、さらにその時間ｔｄ後には、ラッチ回路Ｌ２にラ
ッチされていたデータ変換回路Ｍｌよりの変換データが
、データ変換回路Ｍ２に入力される。データ換回路Ｍ２
においては、上記変換データを、発音させる楽音信号の
レベルをさらに例えば６ｄＢ程度下げるように変換する
とともに、発音チャンネルにおいて割当てるサブチャン
ネルを先の第２のサブチャンネルから別の第３のサブチ
ャンネルに変更するように変換する。したがってデータ
変換回路Ｍ２にて変換された変換データが、オア回路Ｏ
ＲＩ、ＯＲ２を経て音源システムに送出され、発音チャ
ンネルの第３のサブチャンネルからは、第２の残響音と
しての楽音信号が、第１の残響音としての楽音信号より
さらに時間ｔｄだけ遅延されて発生される。

さらにまた、その時間ｔｄ後には、ラッチ回路Ｌ３にラ
ッチされていたデータ変換回路Ｍ２よりの変換データが
、データ変換回路Ｍ３に入力される。データ変換回路Ｍ
３においては、同様に上記変換データを、楽音信号のレ
ベルをさらに６ｄＢ程度下げるように変換するとともに
、発音チャンネルにおいて割当てるサブチャンネルを先
の第３のサブチャンネルから第４のサブチャンネルに変
更するように変換する。したがって、同様にデータ変換
回路Ｍ３にて変換された変換データが、オア回路ＯＲＩ
、ＯＲ２を経て音源システム９に送出されて発音チャン
ネルの第４のサブチャンネルからは、第４の残響音、例
えば高次反射音に対応する楽音信号が波形３よりさらに
時間ｔｄだけ遅延されて発生される。

このようにこの第１実施例においては、鍵盤ｌの押鍵に
よって得られたキーオン信号が順次遅延されて、４回に
渡るキーオン信号として音源システム９に送出され、音
源システム９ではその４回のキーオン信号に対応して、
それぞれ順次レベルが減少した楽音信号がそれぞれ別個
のサブチャンネルより時間差をもって発音されることに
なり、残響効果が付加された楽音が放音されることにな
る。このとき、サブチャンネル毎に出力楽音波形を異な
らせて、残響音として好適な波形を発生させるようにす
るとより好都合である。

く第２実施例〉 次にこの発明の第２実施例について説明する。

この第２実施例に係る電子楽器の全体回路構成において
、第１図に示した第１実施例における全体回路構成と異
なる点は、第１図に示した発音制御回路８が設けられて
おらず、ＣＰＵ２の処理動作によって同様の機能を持た
せている点である。

よって第１実施例と重複する説明は割愛する。

第３図は、ＣＰＵ２における発音制御処理フ０−チャー
ト図であり、このフローに従って第２実施例の動作を述
べる。このフローは鍵盤ｌにおけるいずれかの鍵が押鍵
操作（キーオン）されるとスタートするものであり、ま
ず音源システム９における発音チャンネル（発音ポリフ
ォニック数に対応する数のチャンネル）において、未だ
楽音信号が発音されていない空チャンネルの有無をサー
チする（ステップＳｌ）。空チャンネルが無いと判断さ
れると、今回のキーオンに対しては新しく楽音信号を発
音させる余地は無いのでそのままこのフローを終了する
（ステップＳ２）。しかし、ステップＳ２にて空チャン
ネルが有ると判断されると、その発音チャンネルにおけ
るサブチャンネルのナンバｎをイニシャライズしてｎに
１をセットする（ステップ３３）。

続いていま着目した第１のサブチャンネルに対して、キ
ーオン信号およびキーオン時のタッチデータに基づくレ
ベルデータを出力してそのレベルに基づく楽音信号の発
音開始を指示する（ステップＳ４）。さらにこの楽音信
号（直接音）の発音より発音が遅延する遅延時間ｔｄ、
、例えばｔｄｌ　をＣＰＵＺ内のタイマにセットする（
ステップＳ５）。そして最初の楽音の発音より時間ｔｄ
ｌが経過したか否かを判断しくステップＳ６）、ＮＯと
判断されたときはＹＥＳと判断されるまでこのステップ
Ｓ６の判断を繰返し、ＹＥＳと判断されると、次のサブ
チャンネルのためにキーオン時のレベルに比べて例えば
６ｄＢだけ減少させたレベルデータＵｎ、この場合は文
１をセットする（ステップＳ７）。

次にｎの値を１だけインクリメントして次のサブチャン
ネル、この場合は、第２のサブチャンネルに対する発音
指示の準備を行う（ステップＳ８）。そして第１〜第４
のサブチャンネルが既に全て使用中、つまり発音中か否
かをチエツクしくステップＳ９）、ＹＥＳと判断される
とこれ以上その発音チャンネルにおいて楽音信号を発生
させることは不可部なのでこのフローを終了するが、Ｎ
Ｏと判断されると、未だ発音し得るサブチャンネルが存
在する場合であり、この場合は第２〜第４のサブチャン
ネルにて発音が可能なのでステップＳ４に再び戻り、ス
テップＳ９までのルーチン動作を続ける。

そこで第ｎのサブチャンネル、この場合は第２のサブチ
ャンネルに対して、キーオン信号と先にステップＳ７に
てセットしたレベルデータ９．１　　とに基づく発音指
示を行い、第１の残響音に対応する楽音信号を第２のサ
ブチャンネルから発生させる。次に遅延時間ｔｄ２をセ
ットしくステ・ンプＳ５）、第１の残響音の発音より時
間ｔｄ２が経過したか否かを判断する（ステップＳ６）
。ＹＥＳと判断されると次のサブチャンネルのためにさ
らに新しいレベルデータ、例えばレベルデータ見１に比
べてさらに６ｄＢだけ減少させたレベルデータ文２をセ
ットする（ステップＳ７）。そしてｎの値をまた１だけ
インクリメントして次の第３のサブチャンネルに対する
発音指示の準備をする（ステップＳ８）。次にサブチャ
ンネルが全て使用中か否かをチーツクし、この場合は未
だ第３、第４のサブチャンネルが未使用であるから、Ｎ
。

と判断されてステップＳ４に戻る。今度は第３のサブチ
ャンネルに対して、キーオン信号と先にセットしたレベ
ルデータ文２とに基づく発音指示を行い、第２の残響音
に対応する楽音信号をその第３のサブチャンネルから発
生させる（ステップＳ４）。続いて新たに遅延時間ｔｄ
３をセットしくステップＳ５）、第３のサブチャンネル
からの残響音の発生後、時間ｔｄ３が経過したか否かを
チエツクしてＹＥＳと判断されると、最後に残った第４
のサブチャンネルからの楽音信号の発生のための処理に
進む。新しいレベルデータ５Ｌ３をセットしくステップ
Ｓ７）、ｎの値を１だけインクリメントして（ステップ
Ｓ８）、サブチャンネルが全て使用中か否かのチエツク
を行う（ステップＳ９）。この場合は未だ第４のサブチ
ャンネルが残っているので、Ｎｏと判断されてステップ
Ｓ４にループする。そして、第４のサブチャンネルに対
してキーオン信号とレベルデータ立３とに基づく残響音
例えば高次反射波である波形に相当する楽音信号の発生
を指示する（ステップＳ４）。

以下順に同様のステップを経てステップＳ９にて今度は
サブチャンネルは全て使用中でありＹＥＳと判断される
のでこのフローを終了して今回のキーオンスタートに対
する処理動作を終える。

なお、キーオフ指示（消音指示）については。

各サブチャンネルに対して同一もしくは異なるタイミン
グでキーオフ信号を出力して一斉にあるいは個別に消音
させればよい。

このように、この第２実施例では、第１実施例における
発音制御回路８における制御機能、つまり、キーオン操
作に伴うキーオン信号及びタッチデータ、つまりレベル
データの音源システム９への送出を適宜遅延させて合計
４回に分けて４つのサブチャンネルに送出する機能を、
ＣＰＵ２の処理によって行わせているので、第１実施例
に比べてより回路構成規模の縮少およびコストダウンを
図ることが可能となっている。

く変形実施例〉 上記第１実施例ではラッチ回路ＬＬ−Ｌ３およびデータ
変換器Ｍ１〜Ｍ３を従属接続した構成となっているが、
ラッチ回路ＬＬ−Ｌ３をＲＡＭによって構成したり、デ
ータ変換器Ｍ１〜Ｍ３を時分割多重化したり、さらにラ
ッチ回路Ｌ１〜Ｌ３によって遅延させる遅延時間を別途
設けたタイマによって設定することによって、各サブチ
ャンネルの発音レベルや遅延時間を任意に可変設定させ
ることが可能となり、より一層リアルで変化に富んだ残
響効果を付加し得ることになる。また発音チャンネルか
らステレオ信号を発生させるようにして、各ステレオチ
ャンネルごとに個別にデータを設定するようにすればさ
らに効果的である。

また上記第１、第２実施例は電子鍵盤楽器として構成さ
れているが、この発明は電子弦楽器、電子管楽器などそ
の他の電子楽器に広く適用することができる。さらに鍵
盤１は電子楽器本体から分離してＭＩＤＩ通信によって
接続するようにしてもよく、アンプ１１、スピーカ１２
なども本体とは別個に設けて接続するようにしてもよい
。

［発明の効果］ 以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、発
音制御手段によって、発音チャンネルの各サブチャンネ
ルから所定の時間差をもって楽音信号を発生させるよう
にしたので、発音チャンネルに所定の数のサブチャンネ
ルを設けて各サブチャンネルに対して発音制御を行い、
音場における楽音の直接音と反射音とを得るようにする
だけで、ＤＳＰやＢＢＤなどの専用の残響効果付加装置
を設けたりすることなく、簡単な構成でコストの安い、
楽音に対して残響効果を付加し得る電子楽器が得られる
。

また、請求項２記載の発明によれば、発音制御手段によ
って、発音チャンネルの各サブチャンネルに対して、所
定の時間差と所定のレベル差をもって楽音波形を発生さ
せるようにしたので、発音チャンネルに所定の数のサブ
チャンネルを設けてそれぞれのサブチャンネルの発音の
制御を行い、音場における楽音の直接音と反射音とを得
るようにするだけで、ＤＳＰやＢＢＤなとの専用の残響
付加装置を設けることなく簡単な構成でコストの安い、
楽音に対する残響効果付加機能を有する電子楽器が得ら
れるという効果がある。

さらに請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発
明において、特に発音制御手段によって、音場における
残響音を初期反射音と高次反射音とをシュミレートした
楽音波形を各サブチャンネルから発生させるようにした
ので、より一層、実際の音場における残響効果をリアル
に再現し得る電子楽器が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例に係る電子楽器を説明す
るための全体回路構成図、第２図は第１図における発音
制御回路の回路構成図、第３図はこの発明の第２実施例
に係る電子楽器を説明するための発音制御処理フローチ
ャート図、第４図は音場における直接音や反射音を説明
するための図である。 ■・・・・・・鍵盤、２・・・・・・ＣＰＵ、５・・・
・・・残響付加スイッチ、８・・・・・・発音制御回路
、９・・・・・・音源システム、２０・・・・・・セレ
クタ回路、Ｌｌ、Ｌ２、Ｌ３・・・・・・ラッチ回路、
Ｍｌ、Ｍ２、Ｍ３・・・・・・データ変換器、ＯＲＩ、
ＯＲ２・・・・・・オア回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のサブチャンネルを備えた発音チャンネルを
   有する楽音発生手段と、 ひとつの楽音の発生の指示に対し、上記サブチャンネル
   のそれぞれから、所定の時間差をもって楽音波形を発生
   させて、音場における上記楽音の直接音と反射音とを得
   て残響効果を与える発音制御手段と、 を有することを特徴とする電子楽器。
2. （２）複数のサブチャンネルを備えた発音チャンネルを
   有する楽音発生手段と、 ひとつの楽音の発生の指示に対し、上記各サブチャンネ
   ルのそれぞれから所定の時間差と所定のレベル差をもっ
   て楽音波形を発生させて、音場における上記楽音の直接
   音と反射音とを得て残響効果を与える発音制御手段と、 を有することを特徴とする電子楽器。
3. （３）上記発音制御手段は、上記各サブチャンネルのそ
   れぞれから、音場における楽音の直接音と、初期反射音
   および高次反射音からなる上記反射音とを所定の時間差
   およびレベル差をもってそれぞれ発生させるようにした
   ことを特徴とする請求項２記載の電子楽器。