JPH0498294A - 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 本発明は、電子楽器に係り、特に共鳴効果を実現する電
子楽器に関する。

従来の技術 近年、電子楽器のディジタル化が進み、例えば電子ピア
ノや電子オルガンのように生楽器音を模倣した楽音を出
力する商品が数多く開発されている。ところで、生楽器
音にはその楽器自体の構造からくる様々な共鳴効果が付
与されている。例えばピアノ音の場合、打弦によシ叩か
れた弦だけでなく、叩かれなかった弦や響板等がピアノ
本体内３ページ 部で共鳴し、さらにダンパペダルをオンすると弦からダ
ンパが外れ、音の広がり感が増加する。こうした効果を
実現するものとしていくつかの電子楽器が提案されてい
る（例えば特開昭６３−１９３１８５号公報、特開昭６
４−９１１９３号公報）。

以下第５図を参照しながら、従来の電子楽器について説
明する。

第５図に示すように電子楽器は、楽音の音高や音量など
の楽音情報を指定するための鍵盤１ｏ１゜共鳴効果のオ
ン、オフを指定するだめのスイッチ１ｏ２（例えばサス
ティンペダルやダンパペダル等）、鍵盤１０１とスイッ
チ１０２の状態を検出して制御信号を発生するＣＰＵ（
中央処理装置）１０３からの制御信号に応じて楽音信号
を発生する楽音信号発生部１０４とＣＰＵ１０３からの
制御信号に応じて楽音信号発生部１０４の出力に共鳴効
果を付加する共鳴効果付加部１０５．共鳴効果付加部１
０５の出力を増加し楽音として放音するアンプ、スピー
カからなるサウンドシステム１０６からなっている。

以上の各構成要素の関連と動作を以下に説明する。

鍵盤１０１において押鍵が行なわれるとＣＰＵ１０３は
押鍵検出を行ない音高を示すキーコードデータＫＯとキ
ータッチの強さを示すタッチレベルデータＫＴと押鍵及
び離鍵情報を表わすキーオン信号ＫＯＮを出力として出
す（押鍵時ＫＯＮ−１、離鍵時ＫＯＮ＝ｏ）。またＣＰ
Ｕ１０３はスイッチ１０２の状態検出も行なっており、
スイッチ１０２に状態変化があればスイッチ１０２の状
態信号ＳＯＮを出力として出す。楽音信号発生部１０４
はＣＰＵ１０３出力のキーコードデータＫＣ，タッチレ
ベルデータＫＴ、キーオン信号ＫＯＮ、及びスイッチ１
０２の状態信号ＳＯＮに対応した楽音信号を発生する。

第６図はキーオン信号ＫＯＮとスイッチ１０２の状態信
号ＳＯＮに対応して楽音信号発生部１０４の楽音信号出
力のエンベロープ形状の一例である。

例えばスイッチ１０２の状態信号ＳＯＮがオフ５ページ （ＳＯＮ−ｏ　）のときにキーオン信号ＫＯＮがオフ→
オン→オフ（ＫＯＮ−○→１→０）と変化した場合のエ
ンベロープ形状はＥｌのようになる。

また、スイッチ１０２の状態信号ＳＯＮがオン（５ＯＮ
＝１）のときにキーオン信号ＫＯＮがオフ→オン→オフ
（ＫＯＮ＝ｏ→１→０）と変化した場合のエンベロープ
形状はＥ２のようになる。

離鍵後（ＫＯＮ＝　１→○）のエンベロープの持続時間
はエンベロープ形状Ｅ１に比べてエンベロブ形状Ｅ２の
方がはるかに長くなっている。すなわち、スイッチ１０
２がオン状態の場合は離鍵後に長い余韻を持った楽音信
号となる。

共鳴効果付加部１０５はＣＰＵ１０３出力のスイッチ１
０２の状態信号ＳＯＮがオン状態（５ＯＮ−１）であれ
ば、楽音信号発生部１０４出力の楽音信号に共鳴効果を
付加し、オフ状態（ＳＯＮ−〇）であれば、楽音信号発
生部１０４出力の楽音信号をバイパスする。なお、共鳴
効果付加には、楽音信号がアナログ信号であればスプリ
ング式リバーブ装置やＢＢＤ遅延素子を用いた遅延装置
が、６ベーノ ディジタル信号であればディジタルフィルタト遅延回路
を用いてディジタル的に共鳴効果を付加したあとでＤＡ
（ディジタルアナログ）変換をする装置が用いられる。

この共鳴効果付加部１０５の楽音信号出力は、アンプ、
スピーカからなるサウンドシステム１０６に供給され、
楽音として放音される。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、例えばピアノのダ
ンパペダル効果を表現する場合、打弦により叩かれた弦
だけでなく叩かれなかった弦や響板等がピアノ本体内部
で共鳴して生まれる広がシ感を、ダンパペダルオンに同
期して離鍵後のエンベロープ形状を変化させたし、さら
にこれに同期して各種リバーブ装置によシ共鳴効果を付
加しているだけで、実際にハンマで叩かれた衝撃音が叩
かれなかった弦や響板を伝わって生じる独特の共鳴音を
忠実に表現することはできない。すなわち、生楽器の構
造自体から発生する共鳴効果の伺与が忠実に行なわれて
いないという問題点を有してい７／、−ノ た。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、生楽器の
構造に起因する共鳴効果の付与を忠実に行なうことので
きる電子楽器を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために、本発明の電子楽器は、楽音
の音高及び強弱と発音開始停止と共鳴状態とを指示する
制御信号を発生する制御信号発生部と、制御信号のうち
少なくとも楽音の音高及び強弱と発音開始停止とを指示
する制御信号に応じて楽音信号を発生する楽音信号発生
部と、制御信号のうち少なくとも共鳴状態を指示する制
御信号に応じて異なる共鳴音信号を選択的に発生する共
鳴音信号発生部と、制御信号のうち少なくとも楽音の音
高及び共鳴状態を指示する側脚信号に応じて共鳴音信号
の音量補正を共鳴音信号発生部に対し指示する音量補正
指示部と、音量補正指示部に入力される制御信号に対応
した音量補正データを記憶する複数の音量補正データ記
憶部とを備えてなるものである。

作　　用 本発明は上記の構成によシ、制御信号発生部から発生さ
れる制御信号に応じて楽音信号発生部から楽音が発生さ
れると共に、制御信号発生部から発生される制御信号及
び複数の音量補正記憶部のうち制御信号によって定めら
れた音量補正データ記憶部の補正データを参照して成さ
れる音量補正指示部からの指示に応じて、共鳴音発生部
から共鳴音が発生されるように配しであるので、所望の
共鳴効果を得ることができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は、本発明の実施例の電子楽器の構成図である。

第１図の電子楽器は、楽音の音高や強弱などの楽音情報
を指定するだめの鍵盤１、共鳴効果のオン、オフを指定
するためのスイッチ２（例えばサスティンペダルやダン
パペダル等）、鍵盤１とスイッチ２の状態を検出して制
御信号を発生９ペーノ するＣＰＵ（中央処理装置）３からの制御信号に応じて
楽音信号を発生する楽音信号発生部４．音量補正データ
を記憶する第１の音量補正データ記憶部７及び第２の音
量補正データ記憶部ｓ、ＣＰＵ３、からの制御信号に応
じて共鳴音信号の音量補正データを第１の音量補正デー
タ記憶部７あるいは第２の音量補正データ記憶部８から
読出し発生する音量補正指示部９．ＣＰＵ３からの制御
信号及び音量補正指示部９からの音量補正データに応じ
て共鳴音信号を発生する共鳴音信号発生部１４゜楽音信
号発生部４及び共鳴音信号発生部１４の出力を加算しＤ
Ａ変換して増幅、放音するサウンドシステム６から構成
されている。

以上の各構成要素の関連と動作の説明を以下に行なう。

鍵盤１において押鍵が行なわれるとＣＰＵ３は押鍵検出
を行ない音高を示すキーコードデータＫＣとキータッチ
の強さを示すタッチレベルデータＫＴと押鍵及び離鍵情
報を表わすキーオン信号ＫＯＮを出力に出す。またＣＰ
Ｕ３はスイッチ２１０、−。

のオン状態の検出も行なっておシ、スイッチ２の状態に
応じてスイッチ２の状態信号ＳＯＮを出力に出す。

楽音信号発生部４は、例えば第２図に示すような内部構
成となっている。各部はポリフォニック（複音）出力の
ために時分割的に動作するが、ここでは便宜上１チヤネ
ル分の動作について説明する。

楽音波形選択制御部２１は、ＣＰＵ３からのキーコード
データＫＣ及びタッチレベルデータＫＴに応じて読み出
すべき波形を選択し、波形選択データＷＳ１を送出する
。楽音波形用アドレスブタ発生部２２は、ＣＰＵ３から
のキーコードデータＫＣ及びキーオンデータＫＯＮに応
じてアドレスデータＡＤｚを発生する。ここで、楽音の
音高を決定する方法としては、アドレスデータの更新速
度を変化させる方法や、アドレスデータの読み出し幅を
変化させる方法があるが、本実施例ではどちらを用いて
もよい。楽音波形記憶部２３は複数の楽音波形データを
記憶しており、楽音波形読１１、。

み出し制御部２４は楽音波形選択制御部２１から送出さ
れた波形選択データＷＳ１と楽音波形用アドレスデータ
発生部２２で発生されたアドレスブタＡＤ１によって、
指定された波形データを読み出す。また、楽音用エンベ
ロープ信号発生部２５は、時間経過にしたがって波形の
振幅制御を行なうエンベロープ信号を発生するもので、
ＣＰＵ３からのキーコードデータＫＣとタッチデータＫ
Ｔによって決定されるエンベロープ信号ＥＤ１をキーオ
ン信号ＫＯＮ＝１のタイミングで発生する。

ここで従来例においてはスイッチ１０２の状態信９　Ｓ
　ＯＨによって、ＫＯＮ−○以後のエンベロープ形状が
変更されていたが（第６図）、本実施例においては、同
様の変更を行なってもよいし行なわなくてもよい。この
エンベロープ信号ＥＤ１は、乗算器２６で、楽音波形読
み出し制御部２４の出力データと乗算される。

音量補正指示部９は、ＣＰＵ５からのスイッチ２の状態
信号ＳＯＮにより音量補正データ記憶部を選択する。す
なわち、例えばピアノにおいてダンパペダルが踏まれた
場合（ＳＯＮ＝１）第１の音量補正データ記憶部７を選
択し、そうでない場合（５ｏＮ＝ｏ　）第２の音量補正
データ記憶部８を選択する。こうして選択された音量補
正データ記憶部に記憶されているデータＡＤＴをＣＰＵ
３からのキーコードデータＫＯによって参照し、送出す
る。第１の音量補正データ記憶部７及び第２の音量補正
データ記憶部８に記憶する音量補正データは、各キーコ
ードデータ毎に１データを参照するようにしても、また
いくつかのキーコードブタが同一の音量補正データを参
照するようにしてもよい。

共鳴音信号発生部１４は、例えば第３図に示すような内
部構成となっている。ここでも楽音発生部４と同様、便
宜上１チヤネル分の動作について説明する。

共鳴音波形選択制御部３１は、ＣＰＵ３からのキーコー
ドデータＫＣ及びタッチレベルデータＫＴに応じて読み
だすべき波形を選択し、波形選択データＷＳ２を出ノア
に出す。共鳴音波形記憶部１３、。

３３には、複数種類の波形が記憶されている。これは、
例えばピアノのダンパペダルが踏まれた場合と踏まれな
かった場合の、共鳴音の質感や響きの度合の違いに対処
するためで、あらかじめダンパペダルの状態を変化させ
て共鳴音を採取し、共鳴音波形記憶部３３に記憶させて
おくことにより、スイッチ２の状態信号ＳＯＮに応じた
最適波形を読み出すことができる。丑だ、さらに音高や
強弱の違いに対応した共鳴音波形を共鳴音波形記憶部３
３に記憶しておき、スイッチ２の状態信号ＳＯＮに加え
てキーコードデータＫＣやタッチレベルデータＫＴに応
じた最適波形を読みだしてもよい。

共鳴音の採取方法の一例としては、例えばピアノの場合
、ハンマによって叩かれる弦のみを完全にミュートして
打弦を行い、発生する共鳴音を録音。

採取する方法などがあげられる。共鳴音波形用アドレス
データ発生部３２は、ＣＰＵ３からのキコードデータＫ
Ｃ，キーオンデータＫＯＮ、及びスイッチ２の状態信号
ＳＯＮに応じてアドレスデータＡＤ２を発生するもので
あるが、楽音信号と１４Ａ−ッ は関係なく任意の音程を付加することができる（例えば
、常に一定のアドレス更新速度でアドレスを変化させて
、共鳴音の音程変化を無くすこともできる）。共鳴音波
形読み出し制御部３４は共鳴音波形選択制御部３１から
の波形選択データＷＳ２と共鳴音波形用アドレスデータ
発生部３２からのアドレスデータＡＤ２によって、指定
された波形データを読み出す。また、共鳴音用エンベロ
ープ信号発生部３５は、ＣＰＵ３からのキーコドデータ
ＫＣ，タッチデータＫＴ、キーオン信号ＫＯＮ、スイッ
チ２の状態信号ＳＯＮによって決定されるエンベロープ
信号ＥＤ２を発生するもので、その−例を第４図に示す
。スイッチ２がオン（ＳＯＮ＝１）のときにキーオン信
号ＫＯＮがオフ→オン（ＫＯＮ＝ｏ→１）と変化した場
合、エンベロープはＥｌのようにキーオン信号ＫＯＨの
オンに同期して立上がシ、キーオン信号ＫＯＮがオｙ（
ＫＯＮ＝１）ｏ’ｉｔでスイッチ２がオフ（５ＯＮ＝１
→０）されると急激に減少する。なお、共鳴音波形読み
出し制御部３４は、エンベロ１５７、−ジ ブＥ１の立上がり開始（ＳＯＮ＝１かつＫＯＮｌ）と同
時に波形出力を開始する。捷だ、スイッチ２がオフ（５
ＯＮ＝○）のときにキーオン信号ＫＯＮがオフ→オン（
ＫＯＮ−○→１）と変化した場合、エンベロープは立上
がらず、キーオン信号ＫＯＮがオン（ＫＯＮ＝１　）の
ままでスイッチ２がオンされる（ｓｏＮ＝ｏ→１）と、
それに合わせてエンベロープはＥ２のように立上がる。

ただしここでは、キーオン信号ＫＯＨのオンからスイッ
チ２のオンまでの時間によって、エンベロープの振幅が
制御されるようになっており、その時間が長いほど振幅
が小さくなる。なお、共鳴音波形読み出し制御部３４は
、エンベロープＥ２の立上がり開始と同時に波形出力を
開始する。スイッチ２がオンのままで離鍵されると（Ｋ
ＯＮ＝１→○）、エンベロープの持続時間はエンベロー
フＥ１に比べてはるかに長くなり、長い余韻を持った音
となるが、その途中でスイッチ２がオフされると（５Ｏ
Ｎ＝１→ｏ）、その時点から急激に減衰する。

このようにして発生されるエンベロープ信号ＥＤ２は、
乗算器３６で、共鳴音波形読み出し制御部３４の出力デ
ータ及び音量補正指示部９の出力データＡＤＴと乗算さ
れる。

このようにして楽音信号発生部４からの出力ブタＷＤ１
及び共鳴音信号発生部１４からの出力データＷＤ２は、
サウンドシステム６に供給され、加算されＤＡ変換され
た後、増幅、放音される。

以上のように本実施例によれば、楽音信号発生部４とは
別に、生楽器の持つ、その構造に起因する独特の共鳴音
信号を発生する共鳴音信号発生部１４を設けることによ
シ、独特の共鳴音を含んだ生楽器の音をリアルに表現す
ることができ、またスイッチ２の状態によって異なる共
鳴音を発生させるようにしたため、例えばピアノのダン
パペダルの状態によって変化する広がり感や共鳴音の質
感の違いを忠実に表現することができる。

また、共鳴音は通常、ピッチの変動が余り感じられない
ため、キーコードデータＫＣによる音程変化は、楽音信
号よシも緩やかな変化（例えば楽１７６−ジ 音信号の半音即ち１００セントの音程変化に対応する共
鳴音波形の音程変化は２５セント）に々るようにしたり
、あるいは共鳴音波形の音程変化を止めてしまったシす
る。この場合、例えばピアノの場合実際に共鳴音波形を
採取した鍵のキーコードデータから離れるにしたがって
楽音信号と共鳴音信号のマツチングが悪くなったり、楽
器自体の構造から共鳴音の音量や質感が変化するため本
来１鍵ごとに共鳴音波形を変えるべきところを音程変化
で表現するには無理な音域が表出したシするが、キーコ
ードデータＫＯを参照して共鳴音信号の音量補正を指示
する音量補正指示部９を設けることにより、楽音信号と
共鳴音信号のマツチングをよりよくしたり、生楽器本来
の共鳴音の音程及び音圧変化をよシ忠実に表現すること
が可能である。さらに、例えばピアノにおいてダンパペ
ダルの状態によって共鳴音の響き方が変わり、質感や音
量の鍵毎の変化の仕方が変化するが、第１の音量補正デ
ータ記憶部７と第２の音量補正データ記憶部８を設け、
スイッチ２の状態信号ＳＯＮに応１８６−ジ じて音量補正指示部９の参照する音量補正データ記憶部
を選択できるようにしたためダンパペダルの状態の違い
による細かな音量補正が可能になった。

なお、本実施例では、２つの音量補正データ記憶部を備
えたものと晩っているが、それ以上の音量補正データ記
憶部を備えて、スイッチ２の状態のさらに細かい変化に
対応させることができることは、言うまでもない。また
、音量補正データ記憶部の選択は、スイッチ２の状態信
号のみでなく、その他の制御信号に応じて行なうことも
考えられる。

なお、本実施例では、第４図に示すようにキーオン信号
ＫＯＮ＝１かつスイッチ２の状態信号５ＯＮ＝１の時、
共鳴音用エンベロープ信号が立上がり開始し、同時に共
鳴音波形の出力が開始するようにしたが、ＫｏＮ＝１で
エンベロープ及び波形の出力を開始し、ＳＯＮが０か１
かでエンベロープのレベルを制御するようにしてもよい
（例えば５ＯＮ−ｏの時レベルをＫに抑える）。

１９　・＼−７ また、本実施例では、便宜上、楽音信号と共鳴音信号の
流れをそれぞれ１チヤネル分だけ示しているが、各部は
時分割的に動作して、ポリフォニック（複音）出力にで
きることは前述の通シである。この場合、楽音信号発生
部４．共鳴音信号発生部１４それぞれ独立に時分割処理
を行なってもよいし、楽音信号発生部４と共鳴音信号発
生部１４を合わせて時分割処理を行なってもよい。この
とき、同時に発音できるチャネル数（例えば１６チヤネ
ル）を楽音信号用と共鳴音信号用に、それぞれ任意のチ
ャネル数ごとに割シ振ることもできる（例えば、楽音信
号用：１５チヤネル、共鳴音信号用：１チヤネル）。ま
た、複数チャネル分のデータは、アキュムＶ＝夕等を用
いて任意の時点で各チャネルの混合を行なってもよい。

また、楽音信号発生部４と共鳴音信号発生部１４におけ
る波形の読み出し制御に関しては、記憶された波形デー
タを次々読み出すだけでなく、１周期の波形データを繰
シ返して読み出したシ、一つの波形を読み出しだ後、力
めらかな補間を行ないながら他の波形を読み出す等、様
々々読み出し方法が実施可能である。

また、本実施例では、楽音信号発生部４の出力信号ＷＤ
１と共鳴音信号発生部１４の出力信号ＷＤ２が直接サウ
ンドシステム６に入力されるようになっているが、従来
例に示すようにサウンドシステム６の前に共鳴効果付加
部を設けることもできる。この場合、共鳴効果は楽音信
号と共鳴音信号に同時に付加することも、別々に制御、
付加することもできる。また、ヌイッチ２の状態によっ
て付加率を変えることもできる。

発明の効果 以上の実施例から明らかなように本発明は、楽音の音高
及び強弱と発音開始停止と共鳴状態とを指示する制御信
号を発生する制御信号発生部と、制御信号のうち少なく
とも楽音の音高及び強弱と発音開始停止とを指示する制
御信号に応じて楽音信号を発生する楽音信号発生部と、
制御信号のうち少なくとも共鳴状態を指示する制御信号
に応じて異なる共鳴音信号を選択的に発生する共鳴音信
２１７、−ン 号発生部と、制御信号のうち少なくとも楽音の音高及び
共鳴状態を指示する制御信号に応じて共鳴音信号の音量
補正を共鳴音信号発生部に対し指示する音量補正指示部
と、音量補正指示部に入力される制御信号に対応した音
量補正データを記憶する複数の音量補正データ記憶部と
を設け、音量補正指示部は、制御信号のうち少なくとも
共鳴状態を指示する制御信号によって、異なる音量補正
データ記憶部の音量補正データを参照するように配しで
あるので、楽音信号以外に、生楽器の構造に起因する独
特の共鳴音信号を発生することができるようになり、さ
らに楽音の音高や共鳴状態の違いによる微妙な共鳴音の
変化も表現できるようになった。すなわち、いままで楽
音信号に共鳴効果をかけることのみで、生楽器の共鳴感
を得ようとしていたことと比べると、その忠実さや自然
さにおいて、はるかに優れた共鳴効果を付与した電子楽
器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電子楽器の構成図、２２　
ｌ、−７ 第２図は同電子楽器の楽音信号発生部の構成図、第３図
は同電子楽器の共鳴音発生部の構成図、第４図は同電子
楽器の共鳴音用エンベロープ発生部から発生されるエン
ベロープ形状図、第５図は従来の電子楽器の構成図、第
６図は従来の電子楽器における楽音信号発生部から発生
される楽音のエンベロープ波形図である。 １・・・・・・鍵盤、２・・・・・・ヌイッチ、３・・
・・・・ＣＰＵ。 ４・・・・・・楽音信号発生部、７・・・・・・第１の
音量補正データ記憶部、８・・・・・・第２の音量補正
データ記憶部、９・・・・・・音量補正指示部、１４・
・・・・・共鳴音信号発生部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）楽音の音高及び強弱と発音開始停止と共鳴状態と
   を指示する制御信号を発生する制御信号発生部と、前記
   制御信号のうち少なくとも楽音の音高及び強弱と発音開
   始停止とを指示する制御信号に応じて楽音信号を発生す
   る楽音信号発生部と、前記制御信号のうち少なくとも共
   鳴状態を指示する制御信号に応じて異なる共鳴音信号を
   選択的に発生する共鳴音信号発生部と、前記制御信号の
   うち少なくとも楽音の音高及び共鳴状態を指示する制御
   信号に応じて共鳴音信号の音量補正を前記共鳴音信号発
   生部に対し指示する音量補正指示部と、前記音量補正指
   示部に入力される制御信号に対応した音量補正データを
   記憶する複数の音量補正データ記憶部とを備え、前記音
   量補正指示部は、前記制御信号のうち少なくとも共鳴状
   態を指示する制御信号によって、異なる音量補正データ
   記憶部の音量補正データを参照するように配した電子楽
   器。
2. （２）楽音信号発生部と共鳴音信号発生部は複数の発音
   チャネルを有してなる請求項（１）記載の電子楽器。
3. （３）共鳴音信号発生部の発音チャネル数が楽音信号発
   生部の発音チャネル数より少数である請求項（２）記載
   の電子楽器。