JPH05188950A

JPH05188950A - 電子楽器

Info

Publication number: JPH05188950A
Application number: JP4001233A
Authority: JP
Inventors: 康博 ▲高▼津; Yasuhiro Takatsu; Takeshi Ogura; 武史小椋; Yoshito Obara; 喜人小原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-01-08
Filing date: 1992-01-08
Publication date: 1993-07-30
Anticipated expiration: 2016-10-02
Also published as: JP3214013B2

Abstract

(57)【要約】【目的】共振効果を付与する電子楽器において、生楽
器の構造に起因する共振効果の付与を忠実に行うことを
可能にする。【構成】直接音発生部１４に加えて、ハンマ共振音発
生部１５、弦共振音発生部１６、ダンパノイズ発生部１
７を設け、ＣＰＵ１３が鍵盤１１とダンパペダル１２の
状態を検出してそれぞれ別の制御信号を各楽音発生部に
出力する。各楽音発生部は制御信号にしたがって楽音を
発生し、加算部１８でミキシングし、サウンドシステム
１９で増幅・放音する。これにより、生楽器の複雑な共
振効果を忠実に表現でき、豊かな拡がり感や奥行き感を
実現できる。さらに、ダンパペダルのオンとオフの音色
や響きの違いを忠実に表現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は共振効果を実現する電子
楽器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子楽器のディジタル化が進み、
たと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
々な共振効果が付与されている。たとえばピアノ音の場
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振・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はずれ音の拡が
り感が増加する。このような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。（たとえば特開
昭６３−１９３１８５号公報、特開昭６４ー９１１９３
号公報）以下に従来の電子楽器について説明する。

【０００３】図９は従来の電子楽器の構成を示すもので
ある。図９において、１は楽音の音高や音量等の楽音情
報を指定するための鍵盤、２は共振効果のオン・オフを
指定するためのスイッチ（たとえばサスティンペダルや
ダンパペダル等）、３は鍵盤１とスイッチ２の状態を検
出して制御信号を発生するＣＰＵ（中央処理装置）、４
はＣＰＵ３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、５は楽音信号発生部４の出力に共振効
果を付加する共振効果付加部、６は共振効果付加部の出
力を増幅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である。

【０００４】以上のように構成された電子楽器につい
て、以下にその動作を説明する。鍵盤１において押鍵が
行われると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
データＫＴと、押鍵及び離鍵情報を表すキーオン信号Ｋ
ＯＮを出力する（押鍵時ＫＯＮ＝１、離鍵時ＫＯＮ＝
０）。またＣＰＵ３はスイッチ２の状態検出も行ってお
り、スイッチ２に状態変化があればスイッチ２の状態信
号ＳＯＮを出力する。楽音信号発生部４はＣＰＵ３から
出力されるキーコードデータＫＣ、タッチデータＫＴ、
キーオン信号ＫＯＮ、およびスイッチ２の状態信号ＳＯ
Ｎに対応した楽音信号を出力する。

【０００５】図１０はキーオン信号ＫＯＮとスイッチ２
の状態信号ＳＯＮに対応して楽音信号発生部４から出力
する楽音信号のエンベロープ波形の一例である。たとえ
ばスイッチ２の状態信号ＳＯＮがオフ（ＳＯＮ＝０）の
ときにキーオン信号ＫＯＮがオフ→オン→オフ（ＫＯＮ
＝０→１→０）と変化した場合のエンベロープ信号はＥ
１のようになる。またスイッチ２の状態信号ＳＯＮがオ
ン（ＳＯＮ＝１）のときにキーオン信号ＫＯＮがオフ→
オン→オフ（ＫＯＮ＝０→１→０）と変化した場合のエ
ンベロープ信号はＥ２のようになる。離鍵後（ＫＯＮ＝
１→０）のエンベロープ持続時間はエンベロープ形状Ｅ
１に比べてエンベロープ形状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。

【０００６】共振効果付加部５はＣＰＵ３から出力され
るスイッチ２の状態信号ＳＯＮがオン状態（ＳＯＮ＝
１）であれば、楽音信号発生部４から出力される楽音信
号に共振効果を付加し、オフ状態であれば楽音信号発生
部４から出力される楽音信号をバイパスする。なお、共
振効果付加には、楽音信号がアナログであればスプリン
グ式リバーブ装置やＢＢＤ遅延素子を用いた遅延装置
が、ディジタル信号であればディジタルフィルタと遅延
回路を用いてディジタル的に共振効果を付加した後でデ
ィジタルアナログ変換（以下、ＤＡ変換と称す）する方
式などが用いられる。

【０００７】こうして共振効果付加部から出力される楽
音信号は、アンプ・スピーカからなるサウンドシステム
６に供給され、楽音として放音される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、弦や響板などがピアノ本体内部で共振し
て生まれる拡がり感を、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、さらにこれに同期
して各種リバーブ装置により共振効果を付加することに
より疑似的に表現しているのみで、アコースティックピ
アノで得られる共振効果とは質的に異なるものになると
いう問題点を有していた。

【０００９】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、生楽器の構造に起因する共振効果の付与を忠実に行
うことのできる電子楽器を提供することを目的とする。

【００１０】

【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、押鍵された鍵の音高と押鍵・
離鍵のタイミングとダンパペダルの状態を示す制御信号
を発生する制御信号発生部と、制御信号のうち少なくと
も押鍵された鍵の音高と押鍵・離鍵のタイミングを示す
制御信号に応じて直接音信号を発生する直接音発生部
と、制御信号のうち少なくともダンパペダルの状態を示
す制御信号に応じて共振音信号を発生する複数の共振音
発生部を備える構成を有している。

【００１１】

【作用】この構成によって、制御信号発生部から出力さ
れる制御信号に応じて、直接音信号発生部から直接音が
出力されるだけでなく、複数の共振音発生部から共振音
信号が出力されることにより、生楽器に極めて近い共振
効果を得ることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００１３】図１は本発明の実施例における電子楽器の
構成を示すものである。図１において、１１は鍵盤、１
２は踏み込み量をＡＤ変換出力するダンパペダル、１３
は鍵盤１１とダンパペダル１２の状態を検出して制御信
号を発生するＣＰＵ、１４はＣＰＵ１３からの制御信号
に応じて直接音信号（直接音：打弦された弦そのものが
発音する音）を発生する直接音発生部、１５はＣＰＵ１
３からの制御信号に応じてハンマ共振音信号（ハンマ共
振音：弦とハンマがぶつかるときに発する衝撃音が他の
弦や響板に共振する音）を発生するハンマ共振音発生
部、１６はＣＰＵ１３からの制御信号に応じて弦共振音
信号（弦共振音：打弦された弦の固有振動が他の弦に共
振する音）を発生する弦共振音発生部、１７はダンパペ
ダル踏み込みのタイミングでダンパノイズ信号（ダンパ
ノイズ：弦からダンパが外れるときに発するノイズ）を
発生するダンパノイズ発生部、１８は加算部、１９は入
力信号を増幅し放音するサウンドシステムである。

【００１４】図２は直接音発生部１４の内部構成を示す
ものである。図２において、２１はＣＰＵ１３からの制
御信号のうち音高とタッチ強弱の情報により直接音波形
を選択する直接音波形選択部、２２はＣＰＵ１３からの
制御信号のうち音高の情報により読み出しアドレス幅を
決定し押鍵のタイミングで読み出しアドレスを発生する
直接音アドレスデータ発生部、２３は音高やタッチの強
弱に対応した複数の直接音波形データを記憶している直
接音波形記憶部、２４は直接音波形選択部２１と直接音
アドレスデータ発生部２２からの情報により直接音波形
を読み出す直接音波形読み出し部、２５はＣＰＵ１３か
らの制御信号のうち音高・タッチ・ダンパペダル踏み込
み量によりエンベロープ形状を決定し押鍵のタイミング
で振幅エンベロープ信号を発生する直接音エンベロープ
発生部、２６は直接音信号とエンベロープ信号を乗算す
る乗算部、２７はＣＰＵ１３からの制御情報のうちタッ
チ強弱の情報により音量制御信号を発生する直接音音量
制御部、２８は音量制御信号と直接音信号を乗算する乗
算部である。

【００１５】図３はハンマ共振音発生部１５の内部構成
を示すものである。図３において、３１はＣＰＵ１３か
らの制御信号のうちダンパペダルの踏み込み量の情報に
よりハンマ共振音波形を選択するハンマ共振音波形選択
部、３２はＣＰＵ１３からの制御信号のうち音高の情報
によりアドレス幅を決定し押鍵のタイミングで読み出し
アドレスを発生するハンマ共振音アドレスデータ発生
部、３３はダンパペダルの踏み込み量に対応した複数の
ハンマ共振音波形データを記憶しているハンマ共振音波
形記憶部、３４はハンマ共振音波形選択部３１とハンマ
共振音アドレスデータ発生部３２からの情報によりハン
マ共振音波形を読み出すハンマ共振音波形読み出し部、
３５はＣＰＵ１３からの制御信号のうち音高・タッチ・
ダンパペダル踏み込み量によりエンベロープ形状を決定
し押鍵のタイミングで振幅エンベロープ信号を発生する
ハンマ共振音エンベロープ発生部、３６はハンマ共振音
信号とエンベロープ信号を乗算する乗算部、３７はＣＰ
Ｕ１３からの制御情報のうち音高とタッチ強弱の情報に
より音量制御信号を発生するハンマ共振音音量制御部、
３８は音量制御信号とハンマ共振音信号を乗算する乗算
部である。

【００１６】図４は弦共振音発生部１６の内部構成を示
すものである。図４において、４１はＣＰＵ１３からの
制御信号のうち音高の情報により弦共振音波形を選択す
る弦共振音波形選択部、４２はＣＰＵ１３からの制御信
号のうち音高の情報によりアドレス幅を決定し押鍵のタ
イミングで読み出しアドレスを発生する弦共振音アドレ
スデータ発生部、４３は音高に対応した複数の弦共振音
波形データを記憶している弦共振音波形記憶部、４４は
弦共振音波形選択部４１と弦共振音アドレスデータ発生
部４２からの情報により弦共振音波形を読み出す弦共振
音波形読み出し部、４５はＣＰＵ１３からの制御信号の
うち音高・タッチ・ダンパペダル踏み込み量・押鍵数に
よりエンベロープ形状を決定し押鍵のタイミングで振幅
エンベロープ信号を発生する弦共振音エンベロープ発生
部、４６は弦共振音信号とエンベロープ信号を乗算する
乗算部、４７はＣＰＵ１３からの制御情報のうちタッチ
強弱と押鍵数とダンパペダル踏み込み量の情報により音
量制御信号を発生する弦共振音音量制御部、４８は音量
制御信号と弦共振音信号を乗算する乗算部である。

【００１７】図５はダンパノイズ発生部１７の内部構成
を示すものである。図５において、５２はダンパペダル
踏み込みのタイミングで読み出しアドレスを発生するダ
ンパノイズアドレスデータ発生部、５３は一種類のダン
パノイズ波形データを記憶しているダンパノイズ波形記
憶部、５４はダンパノイズアドレスデータ発生部５２か
らの情報によりダンパノイズ波形を読み出すダンパノイ
ズ波形読み出し部、５５はＣＰＵ１３からの制御信号の
うちダンパペダル踏み込み速度の情報によりエンベロー
プ形状を決定しダンパペダル踏み込みのタイミングで振
幅エンベロープ信号を発生するダンパノイズエンベロー
プ発生部、５６はダンパノイズ信号とエンベロープ信号
を乗算する乗算部、５７はＣＰＵ１３からの制御情報の
うちダンパペダル踏み込み速度の情報により音量制御信
号を発生するダンパノイズ音量制御部、５８は音量制御
信号とダンパノイズ信号を乗算する乗算部である。

【００１８】ここで、本明細書で用いている直接音・ハ
ンマ共振音・弦共振音・ダンパノイズについて説明す
る。図６はこれらについて説明するものである。

【００１９】直接音は、打弦された弦そのものが発する
音のことであり、ハンマと弦がぶつかる衝撃音（ここで
は、ハンマ音とよぶ）と、弦の固有振動により発せられ
る音程の明確な音（ここでは、弦音とよぶ）の２つの成
分から成っている。

【００２０】ハンマ共振音とは、ハンマ音が響板や他の
弦に共振する音であり、音程感がなく、ダンパペダルの
オンとオフで明確に音色が異なる。ピアノにおいては高
音域で顕著に聴くことができる。

【００２１】弦共振音とは、弦音が他の弦に共振する音
であり、音程感があり、音域により音色が異なる。ダン
パペダルオンのとき全ての弦のダンパがはずれるので最
も音量が大きくなるが、ダンパペダルオフであっても各
押鍵間（ダンパがはずれている）で共振しあうため、押
鍵数や押鍵パターンに応じた音量・音質で発音してい
る。ピアノでは中・低音域で顕著に聴くことができる。

【００２２】ダンパノイズとは、ダンパペダルを踏んだ
とき、全ての弦のダンパが一斉に外れるために発する音
で、共振音の一つと考えられる。ペダルを踏む速度が速
いほど音量が大きい。

【００２３】これら共振音の抽出は、弦をミュートする
などの特殊な手法で生楽器から発音させ録音する方式
や、コンピュータ処理により分離させる方式などがあ
る。

【００２４】以上のように構成された電子楽器につい
て、以下にその動作を説明する。鍵盤１１において押鍵
が行われると、ＣＰＵ１３は押鍵検出を行い、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
ッチデータＫＴと、押鍵及び離鍵情報を表すキーオン信
号ＫＯＮと、現時点での押鍵中の鍵盤の数を示す押鍵数
データＫＮを出力する。またＣＰＵ１３はダンパペダル
１２の状態検出も行っており、ダンパペダルの踏み込み
量を示すダンパペダルデプスＤＤと、ダンパペダルのオ
ン・オフを表すダンパペダルオン信号ＤＯＮと、踏み込
む速さを示すダンパスピードＤＳを出力する。ダンパス
ピードの検出は、ダンパペダルの深さの２点間（ＤＤ
１、ＤＤ２）の時間計測により得られる。また、ダンパ
ペダルオン・オフの検出は、ダンパペダルがある一定の
深さ（ＤＤ３）を越える・越えないにより得られる。た
だし、この場合のＤＤ１・ＤＤ２・ＤＤ３は次の（数
１）を満たすように設定する。

【００２５】

【数１】

【００２６】ＣＰＵ１３から出力された制御信号は、直
接音発生部１４・ハンマ共振音発生部１５・弦共振音発
生部１６・ダンパノイズ発生部１７にそれぞれ送り込ま
れる。

【００２７】直接音発生部１４の直接音波形選択部２１
は、ＣＰＵ１３から出力されるキーコードデータＫＣお
よびタッチデータＫＴに応じて読み出す波形を選択し、
波形選択データＷＳ１を出力する。直接音アドレスデー
タ発生部２２は、ＣＰＵ１３から出力されるキーコード
データＫＣから平均律音階のアドレスデータＡＤ１を作
成し、キーオン信号ＫＯＮ＝１のタイミングで出力す
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考えられるが、本
実施例ではどちらを用いても良い。直接音波形記憶部２
３は複数の直接音波形データを記憶しており、直接音波
形読み出し部２４は直接音波形選択部２１から出力され
た波形選択データＷＳ１と直接音アドレスデータ発生部
２２から出力されたアドレスデータＡＤ１によって指定
された波形データを読み出す。

【００２８】また、直接音エンベロープ発生部２５は、
時間経過にしたがって波形の振幅制御を行うエンベロー
プ信号を発生するもので、ＣＰＵ１３から出力されるキ
ーコードデータＫＣとタッチデータＫＴ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
のタイミングで出力する。ここで従来例においてはスイ
ッチ２の状態信号ＳＯＮによってＫＯＮ＝０以後のエン
ベロープ形状が変更されていたが（図１０）、本実施例
においてはダンパペダルデプスＤＤの状態により段階的
に変更される。

【００２９】図７はキーオン信号ＫＯＮとダンパペダル
デプスＤＤに対応して直接音エンベロープ発生部２５か
ら出力するエンベロープ信号の一例である。ダンパペダ
ルが踏み込まれている（ＤＤ＝ＭＡＸ）ときにキーオン
信号ＫＯＮがオン→オフ（ＫＯＮ＝１→０）と変化した
場合のエンベロープ信号ＥＤ１はＥ１のようになる。ダ
ンパペダルが半分だけ踏み込まれたハーフペダルの状態
（ＤＤ＝ＭＡＸ／２）のときにキーオン信号ＫＯＮがオ
ン→オフ（ＫＯＮ＝１→０）と変化した場合のエンベロ
ープ信号ＥＤ１はＥ２のようになる。離鍵後（ＫＯＮ＝
１→０）のエンベロープの傾きはエンベロープ形状Ｅ１
とＥ２で異なっている。このように、ダンパペダルの踏
み込み量に応じて離鍵後のエンベロープの傾きが変わる
ことにより、生楽器に近い演奏表現が可能になる。

【００３０】また、直接音音量制御部２７は、ＣＰＵ１
３から出力されるタッチデータＫＴに応じて音量制御信
号ＬＤ１を出力する。

【００３１】直接音波形読み出し部２４から読み出され
た波形データは、乗算部２６・２７でエンベロープ信号
ＥＤ１・音量制御信号ＬＤ１とそれぞれ乗算され、直接
音信号ＷＤ１として出力される。

【００３２】次に、ハンマ共振音発生部１５のハンマ共
振音波形選択部３１は、ＣＰＵ１３から出力されるダン
パペダルデプスＤＤに応じて読み出す波形を選択し、波
形選択データＷＳ２を出力する。ハンマ共振音アドレス
データ発生部３２は、ＣＰＵ１３から出力されるキーコ
ードデータＫＣから１／８音階（鍵盤上の「半音」が１
／８音［２５セント］である音階）のアドレスデータＡ
Ｄ２を作成し、キーオン信号ＫＯＮ＝１のタイミングで
出力する。楽音の音高を決定する方法は、直接音の場合
と同様である。ハンマ共振音波形記憶部３３はダンパペ
ダルの深さに対応した複数のハンマ共振音波形データを
記憶しており、ハンマ共振音波形読み出し部３４はハン
マ共振音波形選択部３１から出力された波形選択データ
ＷＳ２とハンマ共振音アドレスデータ発生部３２から出
力されたアドレスデータＡＤ２によって指定された波形
データを読み出す。すなわち、ハンマ共振音波形読み出
し部３４は、押鍵の瞬間のダンパペダルの踏み込み量に
応じて波形を選択し、平均律よりもゆるやかな１／８音
階で波形を読み出す。これは、前述したように、ハンマ
共振音は音程感がなく、ダンパペダルのオンとオフで明
確に音色が異なるためである。

【００３３】また、ハンマ共振音エンベロープ発生部３
５は、時間経過にしたがって波形の振幅制御を行うエン
ベロープ信号を発生するもので、ＣＰＵ１３から出力さ
れるキーコードデータＫＣとタッチデータＫＴとダンパ
ペダルデプスＤＤによって決定されるエンベロープ信号
ＥＤ２をキーオン信号ＫＯＮ＝１のタイミングで出力す
る。離鍵後のエンベロープの傾きについては、直接音の
場合と異なり、ダンパペダルのオン・オフにかかわらず
各離鍵によってエンベロープ信号の形状の変更は行わな
い。ただし、ダンパペダルがオン（ＤＤ≠０）からオフ
（ＤＤ＝０）への変化が生じたタイミングで出力中の全
てのハンマ共振音のエンベロープを変更し、急激に減衰
させる。これは、ダンパペダルオフの状態で押鍵され発
生したハンマ共振音は、主に「ダンパのない弦」と「響
板」に伝ぱんした音で、「ダンパによりミュートされ得
ない音」であるのに対し、ダンパペダルオンの状態で押
鍵され発生したハンマ共振音は、主に「ペダルによりダ
ンパのはずされた他の弦」に伝ぱんした音であるため、
「ダンパによりミュートされる音」である、という性質
を表現するものである。

【００３４】また、ハンマ共振音音量制御部３７は、Ｃ
ＰＵ１３から出力されるキーコードデータＫＣとタッチ
データＫＴに応じて音量制御信号ＬＤ２を出力する。直
接音の場合と異なり、キーコードデータＫＣによって音
量制御を行う理由は、前述した「ハンマ共振音は高音域
で顕著である」という性質を表現するためである。

【００３５】ハンマ共振音波形読み出し部３４から読み
出された波形データは、乗算部３６・３７でエンベロー
プ信号ＥＤ２・音量制御信号ＬＤ２とそれぞれ乗算さ
れ、ハンマ共振音信号ＷＤ２として出力される。

【００３６】次に、弦共振音発生部１６の弦共振音波形
選択部４１は、ＣＰＵ１３から出力されるキーコードデ
ータＫＣに応じて読み出す波形を選択し、波形選択デー
タＷＳ３を出力する。弦共振音アドレスデータ発生部４
２は、ＣＰＵ１３から出力されるキーコードデータＫＣ
から平均律音階のアドレスデータＡＤ２を作成し、キー
オン信号ＫＯＮ＝１のタイミングで出力する。楽音の音
高を決定する方法は、直接音の場合と同様である。弦共
振音波形記憶部４３は音域に対応した複数の弦共振音波
形データを記憶しており、弦共振音波形読み出し部４４
は弦共振音波形選択部４１から出力された波形選択デー
タＷＳ３と弦共振音アドレスデータ発生部４２から出力
されたアドレスデータＡＤ３によって指定された波形デ
ータを読み出す。すなわち、弦共振音波形読み出し部４
４は、ハンマ共振音の場合と異なり、音域に応じて波形
を選択し、平均律音階で波形を読み出す。これは、前述
したように、弦共振音は音程感があり、音域によって音
色が異なるためである。

【００３７】また、弦共振音エンベロープ発生部４５
は、時間経過にしたがって波形の振幅制御を行うエンベ
ロープ信号を発生するもので、ＣＰＵ１３から出力され
るキーコードデータＫＣとタッチデータＫＴによって決
定されるエンベロープ信号ＥＤ３をキーオン信号ＫＯＮ
＝１のタイミングで出力する。離鍵後のエンベロープの
傾きについては、直接音の場合と異なり、各離鍵によっ
てエンベロープ信号の形状の変更は行わず、ダンパペダ
ルがオフ（ＤＤ＝０）またはハーフペダルの状態で全て
の鍵が離鍵となるタイミング（押鍵数データＫＮ＝０と
なるタイミング）、あるいは全ての鍵が離されている状
態（押鍵数データＫＮ＝０の状態）でダンパペダルデプ
スＤＤが変化するタイミングで出力中の全ての弦共振音
のエンベロープを変更する。

【００３８】図８はキーオン信号ＫＯＮ・ダンパペダル
デプスＤＤ・押鍵数データＫＮに対応して弦共振音エン
ベロープ発生部４５から出力するエンベロープ信号の一
例である。簡単のため、２つの鍵を弾いた場合について
説明している。図８において、ＥＤ３（１）はキーオン
信号ＫＯＮ（１）により発生する弦共振音のエンベロー
プ信号であり、ＥＤ３（２）はキーオン信号ＫＯＮ
（２）により発生する弦共振音のエンベロープ信号であ
る。

【００３９】キーオン信号ＫＯＮ（１）が離鍵状態でＫ
ＯＮ（２）が押鍵状態のときにダンパペダルオフ（ＤＤ
＝ＭＡＸ→０）が発生してもエンベロープ信号ＥＤ３
（１）・ＥＤ３（２）は変化しない（状態（Ａ））。そ
してキーオン信号ＫＯＮ（２）が離鍵となるタイミング
（すなわち押鍵数データＫＮ＝０となるタイミング）で
エンベロープ信号ＥＤ３（１）・ＥＤ３（２）は共に急
激に減衰する（状態（Ｂ））。しかし、キーオン信号
ＫＯＮ（１）・ＫＯＮ（２）が共に離鍵となり、押鍵数
データＫＮ＝０となっても、ダンパペダルがオン中（Ｄ
Ｄ＝ＭＡＸ）であれば、エンベロープ信号ＥＤ３（１）
・ＥＤ３（２）は変化しない（状態（Ｃ））。そしてダ
ンパペダルオフ（ＤＤ＝ＭＡＸ→０）のタイミングでエ
ンベロープ信号ＥＤ３（１）・ＥＤ３（２）は共に急激
に減衰する（状態（Ｄ））。

【００４０】これらのエンベロープ信号の動作により、
ある鍵を離鍵しても他の鍵のダンパが外れている限りそ
の鍵の弦共振音は発音し続けることになり、生楽器で生
じる現象と一致する。なお、ダンパペダルの踏み込み量
に応じて離鍵後のエンベロープの傾きが変わることにつ
いては、直接音の場合と同様である。例えば図８におい
て、状態（Ｂ）および状態（Ｄ）においてダンパペダル
が半分だけ踏まれたハーフペダルの状態（ＤＤ＝ＭＡＸ
／２）であったならば、エンベロープの傾きは図８で表
現されているものより緩やかになる。

【００４１】また、弦共振音音量制御部４７は、ＣＰＵ
１３から出力されるタッチデータＫＴ・押鍵数データＫ
Ｎ・ダンパペダルデプスＤＤに応じて音量制御信号ＬＤ
３を出力する。押鍵数データＫＮとダンパペダルデプス
ＤＤによって音量制御を行う理由は、前述の「弦共振音
はダンパペダルオンのとき全ての弦のダンパがはずれる
ので最も音量が大きくなるが、ダンパペダルオフであっ
ても各押鍵間（ダンパがはずれている）で共振しあうた
め、押鍵数に応じた音量で発音している」という性質を
表現するためである。押鍵数データＫＮとダンパペダル
デプスＤＤによる音量制御は、例えば（表１）に示す音
量制御テーブルにより行う。

【００４２】

【表１】

【００４３】（表１）に示すようにこの音量制御は、ダ
ンパペダルが踏まれていない時は押鍵数ＫＮに応じて音
量を制御し、ダンパペダルが踏まれている時はダンパペ
ダルデプスＤＤに応じて音量を制御する。この音量制御
は、押鍵数データＫＮとダンパペダルデプスＤＤに変化
があれば、発音中の弦共振音全てに対して行う。その時
の音量変化は、（表１）の値に直ちに変わるのではな
く、一定の時間的変化をつけ、徐々に（表１）の値へと
近づいて行くようにする。その時間的音量変化のスピー
ドは音量の増加と減少で異なっており、減少のスピード
を増加のスピードより速く設定する。これは、例えば発
音中にダンパペダルが踏まれ、ダンパが外れて弦共振音
が他の弦に広がり、音量が大きくなっていく変化は緩や
かであるのに対し、発音中にダンパペダルが離され、押
鍵以外の弦にミュートがかかり、音量が小さくなる変化
は急だからである。

【００４４】弦共振音波形読み出し部４４から読み出さ
れた波形データは、乗算部４６・４７でエンベロープ信
号ＥＤ３・音量制御信号ＬＤ３とそれぞれ乗算され、弦
共振音信号ＷＤ３として出力される。

【００４５】次に、ダンパノイズ発生部１７のダンパノ
イズアドレスデータ発生部５２は、一種類のアドレスデ
ータＡＤ４をＣＰＵ１３から出力されるダンパペダルオ
ン信号ＤＯＮ＝１のタイミングで出力する。ダンパノイ
ズ波形記憶部５３は一種類のダンパノイズ波形データを
記憶しており、ダンパノイズ波形読み出し部５４はダン
パノイズアドレスデータ発生部５２から出力されたアド
レスデータＡＤ４によって波形データを読み出す。

【００４６】また、ダンパノイズエンベロープ発生部５
５は、時間経過にしたがって波形の振幅制御を行うエン
ベロープ信号を発生するもので、ＣＰＵ１３から出力さ
れるダンパスピードＤＳによって決定されるエンベロー
プ信号ＥＤ４をダンパペダルオン信号ＤＯＮ＝１のタイ
ミングで出力し、ペダルを離すタイミング（ＤＯＮ＝
０）で急激に減衰させる。

【００４７】また、ダンパペダル音量制御部５７は、Ｃ
ＰＵ１３から出力されるダンパスピードＤＳに応じて音
量制御信号ＬＤ４を出力する。ダンパスピードＤＳによ
って音量制御を行う理由は、前述した「ペダルを踏む速
度が速いほど音量が大きい」という性質を表現するため
である。

【００４８】ダンパノイズ波形読み出し部５４から読み
出された波形データは、乗算部５６・５７でエンベロー
プ信号ＥＤ４・音量制御信号ＬＤ４とそれぞれ乗算さ
れ、ダンパノイズ信号ＷＤ４として出力される。

【００４９】直接音発生部１４から出力された直接音信
号ＷＤ１、ハンマ共振音発生部１５から出力されたハン
マ共振音信号ＷＤ２、弦共振音発生部１６から出力され
た弦共振音信号ＷＤ３、ダンパノイズ発生部１７から出
力されたダンパノイズ信号ＷＤ４は、加算部１８でミキ
シングされ、サウンドシステム１９により楽音として放
音される。

【００５０】以上のように本実施例によれば、直接音発
生部１４に加えて、ハンマ共振音発生部１５、弦共振音
発生部１６、ダンパノイズ発生部１７を設け、それぞれ
を別々の方式で制御することにより、生楽器（特にピア
ノ）の持つ独特の共振効果を表現し、豊かな拡がり感や
奥行き感を実現することができる。さらに、ピアノにお
いて重要なダンパペダルのオンとオフの音色や響きの違
いを表現することができる。

【００５１】なお本実施例では、説明の簡単のために直
接音・共振音共にモノラル発音を前提としているが、全
ての波形をＬ・Ｒの２種類ずつ持ち、２チャンネル同時
発音させることによりステレオ発音としてもよい。その
場合は、より豊かな拡がり感・奥行き感を得ることがで
きる。もちろん、一部の共振音のみ、あるいは直接音の
みをステレオとすることも可能である。さらに、ステレ
オの両チャンネルのピッチを変動させることによりコー
ラス効果を付加し、拡がり感を強調しても良い。これ
は、データ圧縮などで原音から変動感や拡がり感などが
欠落してしまった場合に特に効果がある。

【００５２】また本実施例では、直接音・各共振音の同
時発音数や発音チャンネルの優先順位については触れな
かったが、ハンマ共振音とダンパノイズは同時発音数を
１チャンネルか２チャンネルに限定してもよいし、弦共
振音は直接音より発音の優先順位を下げてもよい。ま
た、ダンパノイズ音は直接音が発音していないときのみ
発音させるように限定しても良い。このようにすれば、
複数発音時のチャンネルを有効利用でき、小さなシステ
ムで多くのポリ数（楽音の発音数）を得ることができ
る。

【００５３】また本実施例では、ハンマ共振音の発音音
域を特に限定しなかったが、高音域のみに限定しても良
い。これは、ハンマ共振音は中音域・低音域ではほとん
ど楽音に寄与しないからである。こうすることにより発
音チャンネルをより有効に使うことができる。

【００５４】また本実施例では、ハンマ共振音はダンパ
ペダルの深さに対応して波形を選択するとしたが、あわ
せて音域や鍵盤タッチの強弱に応じて波形を選択しても
良い。これにより、より生楽器に近い共振効果を得るこ
とができる。また、ハンマ共振音の音階は１／８音階と
したが、より実際の楽器に近い別の音階を採用しても良
い。

【００５５】また本実施例では、弦共振音は音域に対応
して波形を選択するとしたが、あわせて鍵盤タッチの強
弱に応じて波形を選択しても良いし、さらに押鍵パター
ンに応じて波形を選択しても良い。これにより、より生
楽器に近い共振効果を得ることができる。

【００５６】また本実施例では、ダンパノイズは一種類
の波形としたが、ダンパスピードに対応した複数の波形
を記憶しておき、ダンパスピードＤＳにより選択しても
良い。これにより、より生楽器に近いダンパノイズ音を
表現することができる。

【００５７】また本実施例では、弦共振音の離鍵後のエ
ンベロープの傾きは、離鍵後のエンベロープの傾きにつ
いては、直接音の場合と異なり、各離鍵によってエンベ
ロープ信号の形状の変更は行わず、ダンパペダルがオフ
（ＤＤ＝０）またはハーフペダルの状態で全ての鍵が離
鍵となるタイミング（押鍵数データＫＮ＝０となるタイ
ミング）、あるいは全ての鍵が離されている状態（押鍵
数データＫＮ＝０の状態）でダンパペダルデプスＤＤが
変化するタイミングで出力中の全ての弦共振音のエンベ
ロープを変更するとしたが、直接音と同様の動作（ダン
パペダルがオフまたはハーフペダルの時は各離鍵によっ
てエンベロープ信号を変更する）としても良い。この場
合は、若干生楽器の共振効果と異なってくるが、システ
ムが簡単になる、チャンネルが有効利用できるなどの利
点がある。

【００５８】また本実施例では、３種の共振音を用いる
場合を示したが、この中のいずれか１種あるいは２種に
限定して用いれば比較的簡単なシステムが実現できる
し、より多くの種類の共振音を用いれば、より生楽器に
近い共振効果となる。

【００５９】また本実施例では、説明の簡単のために１
音ないし２音の発音の例を取り上げているが、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して
いることは言うまでもない。

【００６０】

【発明の効果】以上のように本発明は、押鍵された鍵の
音高と押鍵・離鍵のタイミングとダンパペダルの状態を
示す制御信号を発生する制御信号発生部と、制御信号の
うち少なくとも押鍵された鍵の音高と押鍵・離鍵のタイ
ミングを示す制御信号に応じて直接音信号を発生する直
接音発生部と、制御信号のうち少なくともダンパペダル
の状態を示す制御信号に応じて共振音信号を発生する複
数の共振音発生部を備えたことにより、生楽器に極めて
近い共振効果を得ることができ、豊かな拡がり感や奥行
き感を実現することができるという優れた効果がある。

【００６１】さらに、ダンパペダルのオンとオフの音色
や響きの違いを忠実に表現することができるという優れ
た効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における電子楽器の構成図

【図２】本発明の実施例における直接音発生部の内部構
成図

【図３】本発明の実施例におけるハンマ共振音発生部の
内部構成図

【図４】本発明の実施例における弦共振音発生部の内部
構成図

【図５】本発明の実施例におけるダンパノイズ発生部の
内部構成図

【図６】本発明の実施例における直接音・ハンマ共振音
・弦共振音・ダンパノイズの説明図

【図７】本発明の実施例における直接音エンベロープ発
生部から発生されるエンベロープ信号図

【図８】本発明の実施例における弦共振音エンベロープ
発生部から発生されるエンベロープ信号図

【図９】従来の電子楽器の構成図

【図１０】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

【符号の説明】

１１鍵盤１２ダンパペダル１３ＣＰＵ１４直接音発生部１５ハンマ共振音発生部１６弦共振音発生部１７ダンパノイズ発生部１８加算部１９サウンドシステム２１直接音波形選択部２２直接音アドレスデータ発生部２３直接音波形記憶部２４直接音波形読み出し部２５直接音エンベロープ発生部２６乗算部２７直接音音量制御部２８乗算部３１ハンマ共振音波形選択部３２ハンマ共振音アドレスデータ発生部３３ハンマ共振音波形記憶部３４ハンマ共振音波形読み出し部３５ハンマ共振音エンベロープ発生部３６乗算部３７ハンマ共振音音量制御部３８乗算部４１弦共振音波形選択部４２弦共振音アドレスデータ発生部４３弦共振音波形記憶部４４弦共振音波形読み出し部４５弦共振音エンベロープ発生部４６乗算部４７弦共振音音量制御部４８乗算部５２ダンパノイズアドレスデータ発生部５３ダンパノイズ波形記憶部５４ダンパノイズ波形読み出し部５５ダンパノイズエンベロープ発生部５６乗算部５７ダンパノイズ音量制御部５８乗算部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】押鍵された鍵の音高と押鍵・離鍵のタイ
ミングとダンパペダルの状態を示す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押鍵され
た鍵の音高と押鍵・離鍵のタイミングを示す制御信号に
応じて直接音信号を発生する直接音発生部と、制御信号
のうち少なくともダンパペダルの状態を示す制御信号に
応じて共振音信号を発生する複数の共振音発生部を備え
た電子楽器。
【請求項２】上記複数の共振音発生部はハンマ共振音
発生部と弦共振音発生部である請求項１記載の電子楽
器。
【請求項３】上記複数の共振音発生部の少なくとも１
つは上記直接音発生部と同じ音階を持ち、別の少なくと
も１つは上記直接音発生部とは異なる音階を持つ請求項
１記載の電子楽器。
【請求項４】押鍵された鍵の音高と押鍵・離鍵のタイ
ミングとダンパペダルの状態を示す制御信号を発生する
制御信号発生部と、押鍵された鍵の音高と押鍵・離鍵の
タイミングを示す制御信号に応じて直接音信号を発生す
る直接音発生部と、ダンパペダルの状態を示す制御信号
に応じて波形を選択し、押鍵のタイミングで選択された
波形を読み出すことにより共振音信号を発生する共振音
発生部を備えた電子楽器。
【請求項５】上記共振音発生部は離鍵に応じて共振音
のエンベロープを変更しない請求項４記載の電子楽器。
【請求項６】押鍵された鍵の音高と押鍵・離鍵のタイ
ミングとダンパペダルの状態を示す制御信号を発生する
制御信号発生部と、押鍵された鍵の音高と押鍵・離鍵の
タイミングを示す制御信号に応じて直接音信号を発生す
る直接音発生部と、押鍵のタイミングで共振音信号を発
生し、ダンパペダルの状態を示す制御信号に応じて音量
を制御する共振音発生部を備えた電子楽器。
【請求項７】上記共振音発生部はダンパペダルオンで
音量を増加させ、ダンパペダルオフで音量を減少させる
請求項６記載の電子楽器。
【請求項８】上記共振音発生部はダンパペダルオンで
音量を時間的変化を持って増加させる請求項６記載の電
子楽器。
【請求項９】上記共振音発生部はダンパペダルオンで
音量を時間的変化を持って増加させ、ダンパペダルオフ
で音量を時間的変化を持って減少させる請求項６記載の
電子楽器。
【請求項１０】上記共振音発生部の音量の時間的変化
は音量の減少の方が増加に比べて速い請求項９記載の電
子楽器。
【請求項１１】押鍵された鍵の音高と押鍵・離鍵のタ
イミングと押鍵数を示す制御信号を発生する制御信号発
生部と、押鍵された鍵の音高と押鍵・離鍵のタイミング
を示す制御信号に応じて直接音信号を発生する直接音発
生部と、押鍵のタイミングで共振音信号を発生し、押鍵
数を示す制御信号に応じて音量を制御する共振音発生部
を備えた電子楽器。
【請求項１２】上記共振音発生部は押鍵数の増加に伴
って音量を増加させ、押鍵数の減少に伴って音量を減少
させる請求項１０記載の電子楽器。
【請求項１３】上記共振音発生部は押鍵数の増加に伴
って音量を時間的変化を持って増加させる請求項１１記
載の電子楽器。
【請求項１４】上記共振音発生部は押鍵数の増加に伴
って音量を時間的変化を持って増加させ、押鍵数の減少
に伴って音量を時間的変化を持って減少させる請求項１
１記載の電子楽器。
【請求項１５】上記共振音発生部の音量の時間的変化
は音量の減少の方が増加に比べて速い請求項１４記載の
電子楽器。
【請求項１６】押鍵された鍵の音高と押鍵・離鍵のタ
イミングと押鍵数とダンパペダルの状態を示す制御信号
を発生する制御信号発生部と、押鍵された鍵の音高と押
鍵・離鍵のタイミングを示す制御信号に応じて直接音信
号を発生する直接音発生部と、押鍵のタイミングで共振
音信号を発生し、押鍵数とダンパペダルの状態を示す制
御信号に応じて音量を制御する共振音発生部を備えた電
子楽器。
【請求項１７】上記共振音発生部はダンパペダルが踏
まれていない時は押鍵数に応じて音量を制御し、ダンパ
ペダルが踏まれている時はダンパペダルの状態を示す制
御信号に応じて音量を制御する請求項１６記載の電子楽
器。
【請求項１８】押鍵された鍵の音高と押鍵・離鍵のタ
イミングと押鍵の存在示す制御信号を発生する制御信号
発生部と、押鍵された鍵の音高と押鍵・離鍵のタイミン
グを示す制御信号に応じて直接音信号を発生する直接音
発生部と、押鍵のタイミングで共振音信号を発生し、押
鍵の存在を示す制御信号に応じてエンベロープを変更す
る共振音発生部を備えた電子楽器。
【請求項１９】上記共振音発生部は各離鍵に応じて共
振音のエンベロープを変更せず、押鍵の存在がなくなっ
た時に共振音のエンベロープを変更する請求項１８記載
の電子楽器。
【請求項２０】押鍵された鍵の音高と押鍵・離鍵のタ
イミングとダンパペダルのオン・オフのタイミングを示
す制御信号を発生する制御信号発生部と、押鍵された鍵
の音高と押鍵・離鍵のタイミングを示す制御信号に応じ
て直接音信号を発生する直接音発生部と、ダンパペダル
オンのタイミングで共振音信号を発生する共振音発生部
を備えた電子楽器。
【請求項２１】押鍵された鍵の音高と押鍵・離鍵のタ
イミングとダンパペダルのオン・オフのタイミングとダ
ンパペダルの踏み込む速度を示す制御信号を発生する制
御信号発生部と、押鍵された鍵の音高と押鍵・離鍵のタ
イミングを示す制御信号に応じて直接音信号を発生する
直接音発生部と、ダンパペダルオンのタイミングで共振
音信号を発生し、ダンパペダルの踏み込む速度に応じて
音量を制御する共振音発生部を備えた電子楽器。