JPH06308959A - 電子楽器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 演奏状況やタッチを楽音に反映させることが
可能な電子楽器を提供すること。 【構成】 電子楽器において、音高、強さなどを含むキ
ーオン情報（演奏情報）をグループ分けし、それぞれの
グループに属すると判定された演奏情報に対応する楽音
の音色や音の強さを、そのグループの楽音の演奏状況に
合わせて修飾する。また入力される演奏情報に従って、
グループの範囲や演奏状況を更新していく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子楽器に関し、特に、
演奏者のタッチを、より楽音に反映させることが可能な
電子楽器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子ピアノ等の電子楽器において
は、鍵盤の一つの鍵に２つのスイッチが設けられてお
り、鍵を押下すると、この２つのスイッチが順次押さ
れ、２つのスイッチのオンになった時間の差によって鍵
を押下する強さを識別し、音の強弱を制御していた。ま
た音色については、音色選択スイッチによって選択され
た音色を発生し、鍵の押下速度に従って、音色をわずか
に変化させるものがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の電
子楽器においては、鍵に設けられている２つのスイッチ
のオン時間差が同じであれば、どのような演奏状況、ど
のようなタッチに対しても同じ楽音が発生し、タッチが
楽音に反映されないという問題点があった。本発明の目
的は、前記のような従来技術の問題点を改良し、演奏状
況やタッチを楽音に反映させることが可能な電子楽器を
提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、音高、強さな
どを含むキーオン情報（演奏情報）をグループ分けし、
それぞれのグループに属すると判定された演奏情報に対
応する楽音の音色や音の強さを、そのグループの楽音の
演奏状況に合わせて修飾するところに特徴がある。また
入力される演奏情報に従って、グループの範囲や演奏状
況を更新していくところにも特徴がある。

【０００５】

【作用】本発明は、このような手段により、鍵に設けら
れている２つのスイッチのオン時間差が同じであって
も、例えばそのグループの演奏情報のタッチがだんだん
強くなっている場合には、楽音の高域をより強調するな
ど、過去の演奏状況に応じて、例えばフィルタの遮断周
波数や音量などを変化させ、音に変化を与えることが可
能となる。

【０００６】

【実施例】以下に本発明が適用される電子楽器の実施例
を詳細に説明する。図１は電子楽器の構成を表すブロッ
ク図である。ＣＰＵ１はＲＯＭ２に記憶されているプロ
グラムにより、電子楽器全体の制御を行う。また、タイ
マ回路を内蔵しており、時刻情報を得る、あるいは任意
の時間を計測することが可能である。ＲＯＭ２には制御
用プログラムの他、例えばデモ曲用の楽曲データ、ある
いは各種音色データなども記憶している。ＲＡＭ３はＣ
ＰＵ１の作業用領域として使用される他、キーアサイン
テーブル、音源制御情報テーブルなどの各種制御データ
を記憶している。キーボード４はスイッチを有する複数
の鍵からなり、キーボードインターフェース部５はＣＰ
Ｕ１の制御により鍵のスイッチをスキャンするスキャン
回路からなっている。

【０００７】パネル６は音色設定スイッチ、デモ曲演奏
スイッチ等の各種スイッチ、テンポや音量等を調節する
ボリューム、あるいはＬＥＤや液晶の表示装置を有し、
パネルインターフェース部７はスイッチやボリュームの
情報をＣＰＵ１に読み込むためのスキャン回路、および
表示装置を駆動するドライブ回路を備えている。楽音発
生回路８は、ＣＰＵ１の制御により、例えば１６チャネ
ルの独立したデジタル楽音信号を発生することができる
ものである。波形メモリ９は各種音色に対応する楽音波
形情報を記憶するメモリである。Ｄ／Ａ変換器１０は楽
音発生回路８から出力されるデジタル信号をデジタル−
アナログ変換する。アンプ回路１１はアナログ楽音信号
を増幅し、スピーカ１２から発音される。なお、音源回
路８から左右２チャネルの楽音を出力し、Ｄ／Ａ、アン
プ回路、スピーカを２系統設けても良い。バス１３は電
子楽器の各回路を接続している。

【０００８】図２は図１の楽音発生回路８の構造を示す
ブロック図である。ＤＣＯ（デジタルコントロールドオ
シレータ）２０は、発生する楽音の音高に比例したアド
レス間隔情報をＣＰＵ１からセットされ、、波形メモリ
から波形を読み出すためのアドレス情報を順次発生す
る。このアドレス情報に従って、波形メモリ９からは所
望の音高の楽音信号が出力される。ＤＣＦ（デジタルコ
ントロールドフィルタ）２１はＣＰＵ１からの制御によ
り、通過する楽音信号の高域遮断周波数、低域遮断周波
数などを制御する。ＤＣＡ（デジタルコントロールドア
ンプ）２２は例えば乗算器によって構成されており、Ｄ
ＥＧ（デジタルエンベロープジェネレータ）２３から発
生されるエンベロープ情報に基づき、楽音信号の振幅を
制御する。

【０００９】図３は、図１の装置およびプログラムによ
って実現される本発明の概略を説明するための機能ブロ
ック図である。入力手段３０は、例えばキーボード４、
キーボードインターフェース部５、ＣＰＵおよび制御プ
ログラムからなり、キーオンされた鍵の音高情報、強さ
情報等の演奏情報を出力する。楽音発生手段３１は演奏
情報に基づき楽音を発生する。グループ判定手段３２
は、グループ情報記憶手段３５に記憶されているグルー
プ情報に基づき、入力された演奏情報がいずれかのグル
ープに属しているか否かを判定する。この判定は、例え
ばあるグループに最後に登録された演奏情報と、今回入
力された演奏情報の音高あるいは強さの情報の差が所定
値以内であるか否かにより行う。楽音修飾情報出力手段
３３は演奏情報が特定のグループに属していた場合に、
記憶されているそのグループの過去の演奏状況から、フ
ィルタの遮断周波数制御情報あるいは音量制御情報を出
力し、これらの情報は楽音発生手段３１に入力されて楽
音信号が修飾される。

【００１０】グループ情報更新手段３４は、演奏情報が
あるグループに属していた場合に、そのグループ情報の
最も古いものを１つ削除し、該演奏情報を追加するなど
してグループ情報を更新する。また演奏情報がどのグル
ープにも属さない場合には、グループ情報記憶手段３５
内に新たなグループ情報を作成するグループ作成手段を
含んでもよいし、所定時間、グループに属する演奏情報
が無い場合に、グループ情報記憶手段３５内の該グルー
プ情報を消去するグループ消去手段を含んでもよい。本
発明はこのような手段により、同じ強さの楽音でも演奏
状況に応じて音に変化をつけることができる。

【００１１】つぎに、ＣＰＵの処理の詳細を説明する。
図４は、ＣＰＵ１のメイン処理を示すフローチャートで
ある。電子楽器の電源が投入されると、ステップＳ１に
おいては、各種ハードウェア、あるいはメモリ内のデー
タなどを初期化する。ステップＳ２においては、キーボ
ードのスキャンを行い、キーオン、あるいはキーオフに
変化したものがあるか否かが調べられる。ステップＳ２
において、変化したものが検出されれば、ステップＳ３
に移行し、キーオンであれば、該キーを楽音発生回路の
空きチャネルに割り当て、またキーオフであれば、すで
に割り当てられているチャネルを開放する、いわゆるキ
ーアサイン処理を行う。ステップＳ４においては、パネ
ルのスイッチ等に変化があったか否かが調べられ、変化
があった場合にはステップＳ５に移行する。ステップＳ
５においては、変化のあったスイッチ等に対応する処理
を行う。ステップＳ６においては、キーアサイン処理、
パネル処理あるいは効果付加処理などにより、楽音発生
回路を制御する必要のあるものについて、楽音発生回路
の実際の制御を行う。

【００１２】図５は、図４のステップＳ６の音源制御処
理の詳細を示すフローチャートであり、特にキーオン時
の音源処理について示してある。ステップＳ１０におい
ては、音高、強さなどのキーオン情報を入力する。ステ
ップＳ１１においては、ＲＡＭ内にある演奏情報ごとの
テーブルの中で、判定処理を行っていないものがあるか
否かが調べられ、ある場合にはステップＳ１２に移行
し、そのテーブルについて、キーオン情報がそのテーブ
ルのグループに属するか否かが調べられる。

【００１３】図７（ａ）は、図５のステップＳ１２の一
致判断処理の詳細の一例を示すフローチャートである。
ステップＳ３０においては、今回入力されたキーオン情
報に含まれる音高情報が、テーブルに最後に登録された
キーオン情報の音高Ｆ１から所定の範囲内にあるか否か
が調べられ、範囲内にある場合にはステップＳ３１に移
行する。ステップＳ３１においては、今回入力されたキ
ーオン情報に含まれる強さ情報が、テーブルに最後に登
録されたキーオン情報の強さＥ１から所定の範囲内にあ
るか否かが調べられ、範囲内にある場合にはステップＳ
３２に移行する。ステップＳ３１において範囲内にある
条件は、図７（ｂ）の斜線の範囲のキーオン情報とな
る。

【００１４】ステップＳ３２においては、今回入力され
たキーオン情報の発生時刻と、テーブルに最後に登録さ
れたキーオン情報の時刻との差が所定の範囲内にあるか
否かが調べられ、範囲内にある場合には、図５のステッ
プＳ１５に移行する。しかし、ステップＳ３０、３１、
３２のいずれかにおいて範囲外となった場合には図５の
ステップＳ１３に移行する。なお、ステップＳ３２の判
断処理は行わなくてもよく、またステップＳ３０と３１
については、いずれか一方のみでもよい。

【００１５】図５に戻って、ステップＳ１３において
は、ステップＳ１２において判定したグループに最後に
情報を登録してから所定時間以上経過しているか否かが
調べられ、経過していない場合にはそのままステップＳ
１１に戻るが、経過している場合には、ステップＳ１４
に移行して該テーブルを消去する。

【００１６】ステップＳ１２において一致するグループ
があった場合にはステップＳ１５に移行し、ステップＳ
１５においては、テーブルデータを更新する。図６はグ
ループの属性テーブルの一例を示す説明図である。１つ
のテーブルには、所定数のキーオン情報が登録出来るよ
うになっており、１つのキーオン情報について、発生時
刻、次のキーオン情報との時刻差（これはつぎのキーオ
ン情報発生時に書き込む。）、音高、強さの情報が登録
されている。そのグループに属する新たなキーオン情報
が発生した場合には、図示しないポインタに従って最も
古いデータの行に上書きされる。

【００１７】ステップＳ１６においては、選択されたグ
ループの音色あるいは音量制御データが算出される。図
８（ｂ）は、図５のステップＳ１６の音色制御データ算
出処理の詳細の一例を示すフローチャートである。ステ
ップＳ４０においては、図６に示すグループごとのテー
ブルに登録されている所定個数の強さデータから、図８
（ａ）に示すように、１次あるいは高次関数による近似
曲線（直線）を求める。近似曲線の求め方としては、例
えば最小２乗近似法などの周知の方法を採用することが
できる。ステップＳ４１においては、近似曲線の現時点
における接線の傾きを求める。

【００１８】ステップＳ４２においては、傾きから、傾
き−遮断周波数変換テーブルを参照してＤＣＦの高域お
よび低域遮断周波数情報を得る。この変換テーブルは、
例えば傾きが正、即ち強さが徐々に強くなる傾向にある
場合には、高域遮断周波数と低域遮断周波数の両者を共
に高くして、硬い音質になるような制御情報を出力し、
傾きが負の場合には逆に両遮断周波数を下げて軟らかい
音質になるような制御情報を出力する。また遮断周波数
を変化させると体感的な音量も変化するため、同じ音量
に聞こえるような音量補正情報も合わせて出力する。

【００１９】図５に戻って、ステップＳ１７において
は、ステップＳ１６で求めたＤＣＦの遮断周波数情報等
を楽音発生回路の該当チャネルに設定する。なおパネル
からの音色設定により、遮断周波数が設定されているよ
うな場合には、ステップＳ１６で求めた情報に比例し
て、遮断周波数を偏移させるようにすればよい。ステッ
プＳ１８においては、楽音発生回路に対するその他の発
音制御が行われる。

【００２０】ステップＳ１１において、未チェックのテ
ーブルが無い場合には、キーオン情報はどのグループに
も属さなかったことになる。従って、ステップＳ１９に
移行し、空いているテーブルを選択し、あるいは新たに
作成し、該テーブルにキーオン情報を登録する。ステッ
プＳ２０においては、ＤＣＦの遮断周波数情報などを設
定し、ステップＳ１７に移行する。これらの処理は、例
えばステップＳ１９において空きテーブルを選択し、そ
の後にステップＳ１５に移行するようにしてもよいが、
この場合には、ステップＳ１６（図８（ｂ））の処理に
おいて、キーオンデータが１つしか登録されていない場
合には傾きを０と見なす必要がある。

【００２１】以上は、強さの傾きにより、フィルタの遮
断周波数を制御する実施例であるが、例えば強さの代わ
りに音高の傾きによって制御することも出来る。この場
合には、図８（ｂ）のステップＳ４０において、近似曲
線を求めるための元データが音高データになるだけで、
他の部分は第１の実施例と同じである。この様にすれ
ば、例えば音高が高い方向に移動している場合には硬い
音質に、低い方向に移動している場合には軟らかい音質
に修飾することが可能となる。

【００２２】次に、他の実施例について説明する。第１
の実施例においては、図６に示すように、テーブルデー
タとして過去のキーオン情報を所定個数記憶しておき、
図８に示すような演算を行うことにより、楽音の修飾を
行っている。従って、キーオン毎に図８（ｂ）の近似曲
線の傾きを求める必要があり、高速の演算処理が必要と
なる。第２の実施例は高速な演算を必要としないもので
ある。

【００２３】図９は第２の実施例における属性テーブル
の例を示す説明図である。このテーブルは、最後にその
グループに属すると判定されたキーオン情報の発生した
時刻Ｔ、音高Ｆ、強さＥと共に、強さの傾きＤｅ、音高
の傾きＤｆとを記憶している。当実施例の処理は、基本
的には図５に示す第１の実施例のフローチャートと同じ
である。また、図７に示す属性一致判断処理も同じであ
る。ただ、図５のステップＳ１６の音色制御データ算出
処理が異なり、音高あるいは強さの傾きは次式によって
近似的に求められる。

【００２４】Ｄe(n)＝ｋＤe(n-1)＋（１−ｋ）（Ｅn −
Ｅn-1 ）／（Ｔn −Ｔn-1 ） 。

【００２５】Ｄf(n)＝ｋＤf(n-1)＋（１−ｋ）（Ｆn −
Ｆn-1 ）／（Ｔn −Ｔn-1 ） 。

【００２６】ここで、ｋは、０＜ｋ＜１であるような定
数である。上記式は、今回の傾き情報は、前回までの傾
き値と、今回のキーオン情報と前回のキーオン情報とか
ら求めた傾き情報とを所定の割合で加算したものであ
り、比較的小量の演算によって求めることが可能であ
る。また、この例においては、音高の傾きと強さの傾き
を同時に求める例を示しており、２つの傾き値から、傾
き−遮断周波数変換テーブルを参照してＤＣＦの高域お
よび低域遮断周波数情報を得る。この変換テーブルは、
例えば２つの傾きが共に正、即ち強さと音高が共に強く
あるいは高くなる傾向にある場合には、高域遮断周波数
と低域遮断周波数の両者を共に高くして、硬い音質にな
るような制御情報を出力し、傾きが負の場合には逆に両
遮断周波数を下げて軟らかい音質になるような制御情報
を出力する。また片方が正で他方が負であるような場合
にはその絶対値の差（２つの傾き値の和）に応じて制御
するようにしてもよい。更に遮断周波数を変化させると
体感的な音量も変化するため、同じ音量に聞こえるよう
な音量補正情報も合わせて出力する。

【００２７】以上、実施例を説明したが、以下のような
変形例も考えられる。楽音の修飾方法としては、ＤＣＦ
の遮断周波数を制御する例を示したが、これに限らず、
例えば波形メモリからの読み出しアドレス位置を変更す
るようにしてもよい。音量を制御する場合には、例えば
今回のキーオン情報の強さが図８に示す近似曲線上にく
るように楽音の強さを修正すれば、強さのばらつきが修
正されて滑らかに変化させることが可能となる。実施例
においては、音色と音量を修飾するものを開示したが、
例えば音高をわずかに修飾したり、トレモロやビブラー
ト等の効果を修飾することも可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、以
下に示すような効果がある。 １．演奏者のタッチをより楽音に反映することが可能と
なる。従って、楽器の表現力が向上する。 ２．制御プログラムを追加するのみで、従来と同様のハ
ードウェアで実現することができる。 ３．演奏に不慣れな初心者が演奏しても、タッチのムラ
が修正され、演奏がなめらかになる。 ４．例えばメロディと伴奏とをグループ分けし、それぞ
れについて独立した楽音の修飾が可能となり、適切な修
飾が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 電子楽器の構成を表すブロック図である。

【図２】 楽音発生回路８の構造を示すブロック図であ
る。

【図３】 本発明の概略を説明するための機能ブロック
図である。

【図４】 ＣＰＵのメイン処理を示すフローチャートで
ある。

【図５】 音源制御処理の詳細を示すフローチャートで
ある。

【図６】 グループの属性テーブルの一例を示す説明図
である。

【図７】 一致判断処理の詳細の一例を示すフローチャ
ートである。

【図８】 音色制御データ算出処理の詳細を示すフロー
チャートである。

【図９】 他の実施例のテーブルを示す説明図である。

【符号の説明】

１…ＣＰＵ、２…ＲＯＭ、３…ＲＡＭ、４…キーボー
ド、５…キーボードインターフェース部、６…パネル、
７…パネルインターフェース部、８…楽音発生回路、９
…波形メモリ、１０…Ｄ／Ａ変換器、１１…アンプ、１
２…スピーカ、１３…バス、２０…ＤＣＯ、２１…ＤＣ
Ｆ、２２…ＤＣＡ、２３…ＤＥＧ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 演奏情報の入力手段と、 記憶されたグループ情報に基づき、入力された演奏情報
   が演奏情報グループのいずれかに属するか否かを判断す
   るグループ判定手段と、 特定のグループに属する場合には、そのグループ情報に
   基づいて、楽音修飾情報を出力する修飾情報出力手段
   と、 グループ判定手段の出力に基づいて、グループ情報を更
   新する更新手段と、 更新されたグループ情報を記憶するグループ情報記憶手
   段と、 演奏情報に基づき、楽音修飾情報に従って修飾された楽
   音を発生する楽音発生手段とを備えたことを特徴とする
   電子楽器。
2. 【請求項２】 楽音修飾情報は、楽音信号を通過させる
   フィルタの高域あるいは低域の遮断周波数情報であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の電子楽器。
3. 【請求項３】 楽音修飾情報は、楽音信号の音量修正情
   報であることを特徴とする請求項１に記載の電子楽器。
4. 【請求項４】 グループ判定手段は、そのグループに含
   まれると判定された最後の演奏情報と入力された演奏情
   報の、音高あるいは音の強さの少なくとも一方の差が所
   定値以内であることを判定条件とすることを特徴とする
   請求項１ないし３のいずれかに記載の電子楽器。
5. 【請求項５】 グループ判定手段は、更にそのグループ
   に含まれると判定された最後の演奏情報と入力された演
   奏情報の、時間差が所定値以内であることを判定条件と
   することを特徴とする請求項４に記載の電子楽器。
6. 【請求項６】 グループ情報は、そのグループに属する
   と判定された、所定数の演奏情報であることを特徴とす
   る請求項１ないし５のいずれかに記載の電子楽器。
7. 【請求項７】 更新手段は、演奏情報がどのグループに
   も属さない場合には、グループ情報記憶手段内に新たな
   グループ情報を作成するグループ作成手段を含むことを
   特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の電子楽
   器。
8. 【請求項８】 グループ作成手段は、演奏前に予めグル
   ープ情報を初期設定する手段を含むことを特徴とする請
   求項７に記載の電子楽器。
9. 【請求項９】 更新手段は、所定時間、グループに属す
   る演奏情報が無い場合に、グループ情報記憶手段内の該
   グループ情報を消去するグループ消去手段を含むことを
   特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の電子楽
   器。