JPH06348275A - 電子楽器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 共鳴効果をシミュレーションすることが可能
な電子楽器を提供すること。 【構成】 同時に複数の楽音を発生可能な電子楽器にお
いて、現在発音されている発音数を検出する検出手段
と、検出手段から出力される発音数に基づき、発生する
楽音の周波数を補正する補正手段とを備えたこと。

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、
ピアノのような弦を用いた楽器における共鳴効果をシミ
ュレートす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】実際のピアノにおいては、キー（鍵）を
押している間は、そのキーに対応する弦をミュートする
ダンパーという部品は弦から離れている。従って、多く
のキーが押下されていると、複数の弦により共鳴が起
き、例えば楽音の周波数がわずかに変化する共鳴効果と
いう現象が生ずる。しかし、従来の電子ピアノなどの電
子楽器においては、キーオン数あるいは発音数によって
は、発音する楽音信号が変化する構成にはなっていなか
った。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、上記のような
従来の電子楽器においては、共鳴効果をシミュレーショ
ンすることが出来ないという問題点があった。

【０００４】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、共鳴効果をシミュレーションすること
が可能な電子楽器を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、同時に複数の
楽音を発生可能な電子楽器において、現在発音されてい
る発音数を検出する検出手段と、検出手段から出力され
る発音数に基づき、発生する楽音の周波数を補正する補
正手段とを備えたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明は、このような手段により、同時に発音
されている発音数を検出し、該発音数に応じて、発生中
の楽音の周波数を補正することによって、共鳴効果のシ
ミュレーションを行うことが可能となる。

【０００７】

【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。またタイマ割
り込み回路も内蔵している。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ＣＰＵ１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。パネル４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、さ
らに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。

【０００８】ＭＩＤＩインターフェース５は外部のＭＩ
ＤＩ機器との接続を行う。キーボード６はスイッチを有
する複数のキー（鍵）からなり、スキャン回路７は、Ｃ
ＰＵ１の制御によりキーのスイッチをスキャンする。音
源回路８は、ＣＰＵ１の制御により、時分割多重処理に
よって例えば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。

【０００９】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り、１つの音色の波形とし
て、例えばピアノであれば、ある音高範囲の鍵盤のグル
ープごとに、鍵を強打した時のアタック部分から、ディ
ケイ、サスティン部までの期間の波形情報が記憶されて
いる。なお半周期あるいは１／４周期分の波形のみを記
憶して、繰り返し読み出す方式もある。Ｄ／Ａ変換器１
０は音源回路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。バス１３は電子
楽器の各回路を接続している。

【００１０】図２はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭからなる制
御部と音源回路８の機能を示す機能ブロック図である。
読み出しスピードデータテーブル２０は、音高情報であ
るキーオンされたキーナンバーを、波形読み出しスピー
ド（読み出しアドレス間隔）データに変換する。読み出
しスピード決定部２１は、発音カウンタ２２の発音数に
基づいて、読み出しスピードデータを修正し、音源回路
８の波形読み出し回路２３に出力する。波形読み出し回
路２３は読み出しスピード（読み出しアドレス間隔）デ
ータを累算することにより、波形メモリ読み出しアドレ
スを発生し、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波形信号が読み出される。

【００１１】エンベロープデータテーブルは、音色情
報、タッチ情報等に基づき、アタック、ディケイ等各期
間のエンベロープスピード、目標レベルなどのパラメー
タを出力し、このパラメータに基づき、エンベロープ発
生器２５はエンベロープ信号を発生する。乗算器２６は
波形信号にエンベロープ信号を乗算し、楽音信号を出力
する。このような構成により、発音カウンタの値によっ
て、発生する楽音信号の周波数を修正することができ
る。

【００１２】つぎに、ＣＰＵの処理の詳細を説明する。
図３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、ＣＰＵ、音源ＬＳＩ等の各種ハードウェア、
あるいはＲＡＭ内のデータなどを初期化する。ステップ
Ｓ２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、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Ｓ３におい
ては、フットペダルの状態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対応する処理を行う。ステ
ップＳ４においては、キーの状態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対応する処理を行
う。ステップＳ４終了後はステップＳ２に戻り、処理を
繰り返す。

【００１３】図４はステップＳ３のペダルイベント処理
を示すフローチャートである。ステップＳ１０において
は、ダンパペダルがオフに変化したか否かが調べられ、
オフに変化した場合にはステップＳ１１に移行し、ステ
ップＳ１１においては、ダンパペダルオンフラグをリセ
ットする。ステップＳ１２においては、割り当てられて
いたキーはキーオフになっているが、ダンパペダルがオ
ンであったために発音が継続されていたチャネルについ
て、エンベロープをリリーススピードで減衰させ、発音
を止める。ステップＳ１３においては、ステップＳ１２
において発音を止めたチャネル数だけ発音カウンタをデ
クリメントする。この処理については後述する。

【００１４】ステップＳ１０においてダンパペダルオフ
イベントがなかった場合にはステップＳ１４に移行し、
ステップＳ１４においては、ダンパペダルがオンに変化
したか否かが調べられる。そして、オンイベントがあっ
た場合にはステップＳ１５に移行し、ダンパペダルオン
フラグをセットする。ステップＳ１４においてダンパペ
ダルオンイベントがないか、あるいはステップＳ１３ま
たは１５の処理後はステップＳ１６に移行し、その他の
ペダルに関する処理を行う。

【００１５】図５は、図３のステップＳ４のキーイベン
ト処理を示すフローチャートである。ステップＳ２０に
おいては、キーオンイベント（キーオン変化）があるか
否かが調べられ、ある場合にはステップＳ２１に移行す
る。ステップＳ２１においては、発音カウンタのインク
リメント処理が行われる。これについては後述する。ス
テップＳ２２においては、いわゆるキーアサイン処理が
行われ、発音制御パラメータが音源回路の割り当てられ
たチャネルにセットされる。ステップＳ２３において
は、音源回路に起動がかけられ、発音が開始される。

【００１６】ステップＳ２０においてキーオンイベント
がない場合にはステップＳ２４に移行し、ステップＳ２
４においては、キーオフイベントがあるか否かが調べら
れる。キーオフイベントがある場合には、ステップＳ２
５に移行し、ダンパペダルがオンであるか否かが、ダン
パペダルオンフラグを見ることによって調べられ、オン
である場合には、サスティンのスピードのままで減衰さ
せればよいので、何もしないで終了するが、ダンパオフ
の場合には、ステップＳ２６に移行し、キーオフしたキ
ーに割り当てられていたチャネルのエンベロープ発生器
にリリーススピードをセットして、楽音を急速に減衰さ
せる。ステップＳ２７においては、発音カウンタのデク
リメント処理が行われる。

【００１７】図６は発音カウンタのインクリメント、デ
クリメント処理を示すフローチャートである。インクリ
メント処理のステップＳ３０においては、発音カウンタ
をインクリメントする。この処理は図５のステップＳ２
１において行われるが、キーアサイン時に、新たにキー
オンしたキーが、現在発音中のチャネルに割り当てられ
た場合には、発音カウンタの値は変更されない。デクリ
メント処理のステップＳ３１においては、ステップＳ１
２あるいはステップＳ２６において消した音の数だけ発
音カウンタをデクリメントする。また、ダンパオン中で
も十分に減衰して音源チャネルの割り当てが解除された
場合には、やはり発音カウンタをデクリメントする。要
するに発音カウンタの値は現在発音中のチャネル数に等
しくなるように制御する。

【００１８】ステップＳ３２においては、カウンタ値か
ら楽音の周波数が修正されたチューニングデータを求め
る。修正率の求め方は各種の方法があるが、例えば変換
テーブルを用いてもよいし、カウンタ値から演算によっ
て求めてもよい。図７はカウンタ値と修正率との変換テ
ーブルの内容の一例を示す説明図である。図において
は、カウント値が２以上になると、カウント値に応じて
修正率が１よりわずかに増加していく。図２の読み出し
スピード決定部２１においては、この変換テーブルを内
蔵し、発音カウンタの値から修正率を求め、読み出しス
ピードデータに修正率を乗算することにより、読み出し
スピードデータを修正する。

【００１９】ステップＳ３３においては、修正されたチ
ューニングデータを音源回路の波形読み出し回路にセッ
トする。なおステップＳ３２、３３の処理は現在発音中
の全てのチャネルについて行われる。以上のような構成
及び処理により、発音数に応じて楽音の周波数を修正す
ることによって、共鳴効果のシミュレーションができ
る。

【００２０】次に第２の実施例について説明する。実際
のピアノの共鳴効果においては、基本波はほとんど変化
せず、高調波の周波数のみが変化している。従って、よ
り忠実に共鳴効果をシミュレートするためには、帯域を
分割して、それぞれの帯域ごとに制御を行う必要があ
る。第２の実施例は、より忠実に共鳴効果をシミュレー
トするためのものであり、帯域を３つに分割して、高調
波部分の２つの帯域の信号の周波数を、発音カウント値
によって修正するものである。

【００２１】図８は、第２の実施例における、制御部と
音源回路の機能を示す機能ブロック図である。読み出し
スピードデータテーブル３０は、キーナンバーを、波形
読み出しアドレス間隔データに変換する。このデータは
第１の波形読み出し回路３７にはそのまま供給され、該
回路は波形メモリＬ３４から主に基本波に相当する低域
の波形データを読み出し、乗算器４０に出力する。従っ
て基本波の周波数は発音カウンタによっては修正されな
い。

【００２２】読み出しスピード決定部Ａ３１は、読み出
しスピードデータテーブル３０から出力された波形読み
出しアドレス間隔データを、第１の実施例と同様に修正
し、第２の波形読み出し回路３８に供給する。該回路は
波形メモリＭ３５から主に次数の低い高調波に相当する
中域の波形データを読み出し、乗算器４１に出力する。
従ってこの帯域の高調波の周波数は発音カウンタによっ
て修正される。読み出しスピード決定部Ｂ３２もやは
り、波形読み出しアドレス間隔データを修正し、第３の
波形読み出し回路３９に供給する。該回路は波形メモリ
Ｈ３６から主に次数の高い高調波に相当する高域の波形
データを読み出し、乗算器４２に出力する。従ってこの
帯域の高調波の周波数も発音カウンタによって修正され
る。各波形データは、各乗算器４０、４１、４２によっ
てそれぞれ異なるエンベロープが乗算され、加算器４３
によって加算合成される。

【００２３】ここで、読み出しスピード決定部ＡとＢが
用いる変換テーブルに記憶される修正率を、例えばＢに
対応するテーブルのほうがより大きな値となるようにし
ておけば、帯域によって修正率を変えることができ、よ
り忠実に共鳴効果をシミュレーションすることが可能と
なる。なお第２の実施例においては帯域を３つに分割す
る例を示したが、２つ以上の任意の数に分割すれば、本
発明の効果は生ずる。また、基本波の帯域は修正しない
例を示したが、基本波の帯域も他の帯域と異なる修正率
で修正するようにしてもよい。

【００２４】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。修正率については、カウント値が
多くなるに従って周波数も高くなる方向に修正する例を
示したが、逆にカウント値と共に周波数が低くなるよう
に修正することも考えられる。また図７においては、修
正率がカウント値の増加とともに徐々に増加し、ある値
で飽和するような例を示したが、直線的に増加する、あ
るいはあるカウント値の範囲ごとに一定値として階段状
に増加するような関数としてもよい。

【００２５】本実施例では、修正率を乗算する例を示し
たが、修正値を加算することによって修正することもで
きる。またビブラート等の効果と合わせて同じ機構で制
御することもできる。更に周波数と同時にエンベロープ
も制御するようにしてもよい。ダンパがオンの場合とオ
フの場合とでは共鳴効果も異なるので、ダンパがオンか
オフかによって、例えば異なる修正率の変換テーブルを
用いるようにしてもよい。

【００２６】カウント値が変化した場合には、発音中の
全ての楽音の周波数を修正し直す例をしめしたが、一部
のみ、例えばレベルの大きなもののみ、あるいは新たに
発音されたもののみを修正するようにしてもよく、修正
も一度に変更するのではなく、周波数を徐々にずらすよ
うにしてもよい。

【００２７】

【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．発音数により、発生する楽音の周波数を修正するこ
とにより、実際のピアノの共鳴効果をシミュレーション
することができる。 ２．発生する楽音の帯域を分割し、それぞれ異なる修正
をすることにより、より忠実なシミュレーションが可能
となる。 ３．従来の電子楽器のハードウェアをそのまま使用し、
制御機能を追加するのみで簡単に実現可能である。

【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】 制御部および音源回路の機能を示す機能ブロ
ック図である。

【図３】 ＣＰＵのメイン処理を示すフローチャートで
ある。

【図４】 ペダルイベント処理を示すフローチャートで
ある。

【図５】 キーイベント処理を示すフローチャートであ
る。

【図６】 発音カウンタ更新処理を示すフローチャート
である。

【図７】 修正値テーブルの内容の一例を示す説明図で
ある。

【図８】 他の実施例の機能を示す機能ブロック図であ
る。

【符号の説明】

１…ＣＰＵ、２…ＲＯＭ、３…ＲＡＭ、４…パネル、５
…ＭＩＤＩインターフェース、６…キーボード、７…ス
キャン回路、８…音源回路、９…波形メモリ、１０…Ｄ
／Ａ変換器、１１…アンプ、１２…スピーカ、１３…バ
ス、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同時に複数の楽音を発生可能な電子楽器
   において、 現在発音されている発音数を検出する検出手段と、 検出手段から出力される発音数に基づき、発生する楽音
   の周波数を補正する補正手段とを備えたことを特徴とす
   る電子楽器。
2. 【請求項２】 前記補正手段は、発音数に応じて、波形
   メモリからの波形読み出し間隔を修正するものであるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の電子楽器。
3. 【請求項３】 電子楽器は、１つの楽音を発生させるた
   めに、複数の波形信号を合成するものであり、前記補正
   手段は、少なくとも１つの前記波形信号の周波数を補正
   することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記
   載の電子楽器。