JPH07113830B2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）産業上の利用分野 この発明はダンパーペダル等のダンパー操作子を備えた
電子楽器に関する。

（ｂ）従来の技術 従来から、ダンパーペダル等のダンパー操作子を備えた
電子楽器が実用化されている。持続音系の楽音の発音中
にダンパー操作子を操作すると、発音操作を停止（キー
オフやブレスオフ）しても同一の発音レベルで発音が継
続する。また、減衰系の楽音の発音中にダンパー操作子
を操作すると、発音操作を停止しても減衰発音（残響）
が継続する。

ところで、自然楽器、たとえば、ピアノでは、ダンパー
ペダルをオンしたとき、上述したような楽音の継続に加
えて、独特の響きが生じる。この響きは、ダンパーペダ
ルのオンによって、発音中の弦だけでなく発音していな
い（打鍵されていない）弦のダンパーも外されるため、
共振が生じるなどの原因による。

従来から、この響きを電子楽器で再現するため種々の提
案がされている。たとえば、特開昭64−91193号には、
ダンパーペダルがオンされたとき、通常の楽音（ダンパ
ーペダルがオフされているときに発音する楽音）ととも
に、この楽音に基づいて形成された共鳴音を混合して発
音することにより、上記響きを再現することが提案され
ている。

（ｃ）発明が解決しようとする課題 しかし、上記のような方式では、楽音合成装置によって
発生された通常の楽音に基づいて共鳴音を形成し、これ
を通常の楽音と混合して発音するため、複雑で変化のあ
る楽音を形成できない欠点があった。

この発明は、ダンパーペダル等ダンパー操作子が操作さ
れたとき、楽音発生手段で発生される楽音そのもののピ
ッチを変更させることにより複雑で広がりのある楽音を
発生することができる電子楽器を提供することを目的と
する。

（ｄ）課題を解決するための手段 この発明は、楽音の発生および発生停止を指示する楽音
発生指示手段と、前記楽音発生指示手段の指示に従って
楽音を発生する楽音発生手段と、前記楽音発生指示手段
から発生停止が指示された後の上記楽音発生手段におけ
る楽音発生態様を変更制御するダンパ操作子と、を具え
た電子楽器において、前記楽音発生手段は、前記ダンパ
操作子が操作されたとき発生する楽音のピッチを変更す
るピッチ制御手段を有することを特徴とする。

（ｅ）発明の作用 この発明の電子楽器では、ダンパー操作子が操作された
とき、楽音発生手段が、発音する楽音に微少なピッチず
れを生じさせることにより、効果的に楽音に広がりをも
たせることができる。

（ｆ）実施例 第１図はこの発明の実施例である電子鍵盤楽器のブロッ
ク図である。この電子鍵盤楽器はいわゆる電子ピアノと
いわれるピアノ型の電子鍵盤楽器であり、楽音の合成方
法は波形メモリ読出方式である。波形メモリ読出方式と
は、サンプリングされた楽音波形をディジタル化してRO
Mに書き込んでおき、キーオンされたとき、このキーの
音高に対応するテンポクロックに基づいてこのデータを
読み出していく方式である。この電子楽器は、左側
（Ｌ），右側（Ｒ）２チャンネルのステレオサンプリン
グされた波形メモリを有しており、ステレオ発音すると
ができる。さらに、この電子楽器は、モノラルサンプリ
ングされたフォルティッシモ（ff）波形の波形メモリを
有しており、キーオンのタッチに応じて、左右チャンネ
ルにこのフォルティッシモ波形でクロスフェードをかけ
るようにしている。この電子楽器は、同時に16音を発音
可能であり、L,R,ffの各チャンネルにはこの16音を独立
して形成するため、クロックで同期した16の時分割チャ
ンネルが設定される。また自然楽器のピアノ同様ダンパ
ーペダルを有しており、このペダルの踏み具合に応じて
上記３系列の楽音のチューニングを微妙にずらす動作
（デチューン）を行い、ダンパーペダルを踏み込んだと
きの楽音の独特の広がり感を出すようにしている。さら
に、トレモロやビフラート等の自然楽器にない効果を付
加する機能も有しており、これらの機能が指定された時
にはLFO（低周波発振器）によって各時分割チャンネル
毎にＦナンバを変調することによっての効果を与えるよ
うにしている。

第１図のブロック図において、鍵盤１は88鍵のキーを有
しており、各キーはキーオン／キーオフとともに少なく
ともイニシャルタッチを検出できるような構成になって
いる。イニシャルタッチを検出する機構は、例えばオン
する深さが異なる２つのスイッチを設け、これらのスイ
ッチのオンの時間差に基づいて押鍵の速度を検出する機
構等が考えられる。その他種々の方式がすでに提案され
ているが、押鍵の速度や圧力を検出できるものであれば
どのような方式のものでもよい。鍵盤１はタッチ検出回
路２および押鍵検出発音割当回路３に接続されている。
タッチ検出回路２はオンされたキーのイニシャルタッチ
信号TDを検出し、時分割タイミングに同期させて出力す
る回路である。押鍵検出発音割当回路３は鍵盤１の各キ
ーを常時スキャンすることによって現在押されているキ
ーを判定する。この押鍵検出発音割当回路３が新たな押
鍵を検出したときオンされたキーに対応するキーコード
KCの楽音を発音する時分割チャンネルを割り当てる。発
音割当は、該当する時分割チャンネルのタイミングにキ
ーコードKCおよびキーオン信号KONを出力する動作とし
て行われる。上述のTDが出力されるタイミングもこれと
同期している。

ダンパーペダル５は、電子鍵盤楽器の脚部、演奏者の足
元に設けられており、演奏者が手で鍵盤１を操作してい
るとき、足（通常は右足）で踏み込むことによって操作
される。ダンパーペダル５が操作されるとダンパーペダ
ル踏込信号DPが出力され、この信号は後述の楽音合成回
路15（15L,15R,15f）に対してデチューンを指示するほ
か、エンベロープ形状を制御する等の機能を有してい
る。なお、ダンパーペダル５は、その踏み込み度合に応
じて０〜７のデータ（３ビット）を出力する。また、こ
の電子鍵盤楽器の操作パネル上には音色切換スイッチ14
およびビブラート指示操作子16が設けられている。これ
らのスイッチ，操作子の出力信号TS,LFは後述する楽音
合成回路15に出力される。

この電子鍵盤楽器には、楽音合成回路15として、左チャ
ンネル用楽音合成回路15L,右チャンネル用楽音合成回路
15Rおよびフォルティッシモ用楽音合成回路15fの３個が
設けられており、各楽音合成回路には前記TS,LFおよびT
D,DPが入力されるとともに、押鍵検出発音割当回路３か
らキーコードKCおよびキーオン信号KONが入力される。
楽音合成回路15はこれら入力された信号に基づいて所定
の楽音波形を出力アキュムレータ10に出力する。アキュ
ムレータ10はエンベロープ処理を施された時分割の楽音
信号EWD（楽音合成回路15から出力される楽音信号）を
アキュムレートし、時分割状態を解除し、L/Rの信号を
対応チャンネルに振り分け、SL,SRとして出力する。ア
キュムレートはL,R,ff3系列の楽音のクロスフェード
と、各時分割チャンネルの楽音の合成との双方が行われ
る。合成された楽音SL,SRは左右両チャンネルの効果回
路11（11l,11r）に出力される。この効果回路11はダン
パーペダル踏込信号DPに応じて、楽音にリバーブ等の効
果を付与する回路である。ダンパーペダルの踏込状態に
応じてリバーブの減衰比率を調整する。以上の動作はデ
ィジタル信号処理（補間されていない信号）の処理とし
て行われる。サウンドシステム12（12l,12r）は入力さ
れた楽音信号のD/A変換およびアナログ変換された信号
の増幅等を行う。増幅時のゲインは図示しないボリュー
ム等によって設定される。サウンドシステム12によって
増幅された楽音信号はスピーカー13（13l,13r）から音
響として出力される。

第２図は前記楽音合成回路15のブロック図である。この
図は15L,15R,15fの３個設けられている楽音合成回路の
うち一つの回路構成を示す。他の楽音合成回路の回路構
成もこれと同様である。この楽音構成回路は周波数ナン
バ発生回路151,デチューンテーブル152,LFO153,アキュ
ムレータ154,波形メモリ155,波形選択回路156,フィルタ
157,乗算回路158およびエンベロープ信号発生回路159か
らなっている。押鍵検出発音割当回路３から入力された
キーコードKCは周波数ナンバ発生回路151およびデチュ
ーンデーブル152に入力される。周波数ナンバ発生回路1
51は、入力されたキーコードKCをデコードしてアドレス
を合成し、そのアドレスによって周波数ナンバ発生回路
中のROMから対応する周波数ナンバ（Ｆナンバ）を出力
する。このＦナンバが後述の波形メモリ読出用アドレス
信号の変化速度を決定する。デチューンテーブル152も
周波数ナンバ発生回路151と略同様の構成を有してお
り、ダンパーペダル押下信号DPに基づいてデチューン信
号（微小周波数補正信号）を回路中に出力する。このデ
チューンデーブル152においてはダンパーペダルの踏み
込み度合を考慮せず、踏み込まれているか否かによって
信号出力の有無を決定する。LFO153はＦナンバに変調を
かけるための低周波信号を出力する回路である。Ｆナン
バに変調をかけることによって発音される楽音にビブラ
ートやトレモロ等の効果を生じさせることができる。な
お、この実施例ではＬチャンネル,RチャンネルのみにLF
Oの変調をかけて、ffチャンネルにはLFOの変調をかけな
いようにしている。即ち第１図における楽音合成回路15
fはこのLFO153を持たない構成になっている。LFO153は
各時分割チャンネル毎に独立して動作し、各々の時分割
チャンネルにおいてKONの立ち上がり時点で、初期位相
がＬ＝０°,R＝90°にセットされ、LFOの周期に合わせ
て位相が回転してゆく。ただし、ビブラート指定操作子
16の出力LF＝０の場合にはＬ＝０°,R＝０°に設定され
る。これは効果を全くかけない場合にはLR両系統の位相
を合わせるためである。

アキュムレータ154は上記のように、デチューン信号,LF
Oの効果信号で補正されたＦナンバを、各時分割チャン
ネル別に受け付け、各時分割チャンネル毎に累算して、
波形メモリ155をアクセスするためのアドレス信号ADを
演算する機能を有している。波形メモリ155には楽音波
形の立ち上がりから消滅までのサンプリングタイミング
毎の瞬時値がディジタルで記憶されており、この瞬時値
を前記アドレス信号ADに基づいて順次読み出していくこ
とにより楽音波形を形成することができる。この読出速
度を変化させることにより形成される楽音の音高を変化
させることができる。

また、音高により音色が微妙に変化する自然楽器の特性
をより良く表現するため、複数の音高の楽音をサンプリ
ングしておき、発音すべき音高に合わせてこれらのサン
プリングデータを混合（クロスフェード）して楽音を形
成するようにしている。更に、複数の楽器の音色を発音
することができる電子楽器の場合にはそれらの音色に対
応したサンプリング波形の組みを持っている。

波形メモリ155には、バンク選択信号WSを出力する波形
選択回路156が接続されている。波形選択回路156にはキ
ーコードKC,音色切換信号TS,タッチ検出信号TDが入力さ
れており、これらのデータに対応して読み出すべき波形
を決定する。すなわち、波形メモリ155には音高により
音色が微妙に変化する自然楽器の特徴をより良く表現す
るため、複数の音高の楽音がサンプリング・記憶されて
おり、キーコードKCに合わせてこれらのサンプリングデ
ータを混合（クロスフェード）するようにしている。ま
た、波形メモリ155には音色切換スイッチ14で指定でき
る音色毎に波形が記憶されており、波形選択回路156は
音色切換信号TSに基づいて対応する音色のバンクに切り
換える。バンク選択信号WSを出力するバンク選択信号WS
はある波形信号の先頭アドレスを示す信号であり、この
アドレスをスタートとして前記アキュムレータが出力す
るADに従ってメモリを読んでいけば指定される楽音波形
が形成されることになる。

フィルタ157は例えばローパスフィルタ（LPF）である。
自然楽器においては発音レベルが小さいと高次倍音が少
なく、発音が大きいほど高次倍音の占める比率が高いと
いう特徴がある。これを電子楽器においてシュミレーシ
ョンするため、鍵盤１のタッチデータTDに基づいて高域
をカットするフィルタがここに挿入されている。したが
ってこのフィルタはTDに基づいて通過特性が変化するア
クティブフィルタである。乗算器158はフィルタ157を通
過した波形データWDに対してエンベロープ信号EDを付加
する回路である。エンベロープ信号EDはエンベロープ信
号発生回路159によって形成される。この回路はキーコ
ードKC,キーオン信号KON,タッチデータTDおよびダンパ
ーペダル踏込信号DPに応じて時分割で各チャンネル毎に
エンベロープ信号EDを出力する。エンベロープ信号は一
般的にキーオン直後のアタック部，徐々に減衰する持続
音のディケイ部およびダンパーペダルを踏み込まないで
キーオフされた時のリリース部からなっており、キーオ
ン，キーオフからのタイミングに応じてこれらの波形が
生成される。また、この回路159は、キーオン中にダン
パーペダルが踏み込まれた場合には、キーオフしてもダ
ンパーペダルが踏み込まれている間はキーオン中と同様
のエンベロープ信号を発生し、そしてダンパーペダルの
踏み込みが解除されると、リリース部のエンベロープ信
号を発生する。乗算回路からはエンベロープをかされた
波形信号EWDが出力されアキュムレータ10に入力され
る。

上記電子鍵盤楽器でダンパーペダル５を踏み込むと、キ
ーオフしても発音中の楽音の発音が継続するとともに、
周波数（ピッチ）が微妙にずれて楽音に広がりを持たせ
ることができる。

第３図はこの発明の他の実施例である電子鍵盤楽器のブ
ロック図である。この電子鍵盤楽器は第１図に示す電子
鍵盤楽器が３個の楽音合成回路を備え、Ｌチャンネル,R
チャンネルおよびｆチャンネルの３チャンネルを平行し
て処理しているのに対し、この３チャンネルの各発音チ
ャンネル（16×３）を全て時分割にシリアルに処理して
いる点で異なっている。前記第１図に示した電子鍵盤楽
器と構成において同一の部分は同位一番号を付してその
説明を省略する。

アドレス信号発生回路４はKC,KONおよびダンパーペダル
踏込信号DPに応じて時分割でアドレス信号ADを出力す
る。ここで、この実施例にいては各キーに対し、L,R,ff
の３つの波形を生成するため、アドレスを３つ出力しな
ければならない。したがって、アドレス信号ADはキーコ
ードの時分割タイミング（16の発音チャンネル毎のタイ
ミング）を更に３分割してL,R,ffそれぞれに対して出力
されている。即ち一つのキーコードに対して３つのアド
レスが時分割で出力される。またダンパーペダルの踏み
込みに応じてL,R,ffの各系列間のデチューンを行うた
め、L,Rチャンネルのピッチをダンパーペダルの踏み込
み量に応じて高くまたは低くずらすような構成になって
いる。具体的な回路構成は第２図に示すようなデチュー
ンテーブルを用いる方式でもよく、また実公昭63−6796
号広報に示されるようなアドレス信号ADの歩進速度を各
系列毎に微妙にずれす方式でもよい。このアドレス信号
発生回路４にはダンパーペダル５からDP信号が入力され
るとともに、押鍵検出発音割当回路３からキーコードKC
およびキーオン信号KONが入力されている。アドレス信
号発生回路４はアドレス信号ADを出力し、このアドレス
信号ADは波形メモリ６に入力される。波形メモリ６は第
２図に示す波形メモリ155と同様の構成であり、波形選
択回路７はバンク切換信号WSをこの波形メモリ６に入力
する回路であり、第２図に示す波形選択回路156と同様
の構成になっている。但し、この波形メモリ６および波
形選択回路７はL,R,ffの３チャンネルの波形に対して時
分割で順次処理する機能を有しており、アドレス信号発
生回路４等と同期してクロック信号に基づいて動作す
る。乗算器８は波形のエンベロープを制御する。また、
ここでは各系列の混合度合の制御もエンベロープの振幅
という形で行っている。本実施例では、メゾフォルテ程
度の音をサンプリングしたL,Rの信号と、フォルテシィ
ッモでサンプリングしたｆの信号とをタッチに応じてク
ロスフェードすることによりタッチ方向の自然なつなが
りを実現している。エンベロープ信号発生回路９はキー
コードKC,キーオン信号KON,タッチデータTDおよびダン
パーペダル踏込信号DPに応じて時分割でエンベロープ信
号EDを変化させて出力する回路である。アキュムレータ
10はエンベロープ処理を施された時分割の楽音信号EWD
をアキュムレートし、時分割状態を解除してＬ信号とＲ
信号とを生成し対応するチャンネルに振り分ける機能を
有している。

この実施例の時分割動作状態を第４図に示す。AD信号の
L,R,ffの３個のタイミングが１つのキーコードに対応し
ている。信号A1は、各時分割チャンネルにおけるL,R系
統の波形値とff系統の波形値を演算（クロスフェード）
した時分割チャンネルのステレオ信号が得られるタイミ
ングである。このタイミング（A1）が、ADとA1は１キー
コードサイクルだけづれているのは、L,R,ffの各信号が
アキュムレータ10内に取り込まれなければ計算ができな
いためである。信号SLとSRはA1のタイミングで得られる
全時分割チャンネルのL,R信号を加算することによって
得ることができる。

なお、この実施例ではハードウェアによる回路構成を主
に説明したが、鍵盤その他からのデータの入力および楽
音を合成するためのデータの出力までをCPUが行うソフ
トウェアによる構成も可能である。またダンパーペダル
によって各系列のデチューンを行うのみでなく、その他
の操作子によってデチューンを行うようにしてもよい。
さらに、この実施例ではフォルティッシモ信号はモノラ
ルサンプリングで行ったが、フォルティッシモ波形もL,
Rそれぞれに独立に持つようにしてもよい。また、この
実施例では通常の楽音（メゾフォルテ）以外にフォルテ
ィッシモ信号をサンプリングしたが、ピアニッシモ信号
をもサンプリングしてタッチの強弱に応じてクロスフェ
ードをかけるようにしてもよい。またこの実施例ではダ
ンパーペダル５の踏み込み量に応じてDP信号が０〜７の
３ビットの値を有するように構成したが、デチューン量
もこの信号に応じてその大きさを変化させるようにして
もよい。また、複数の音色を選択切換できる電子楽器で
あれば、その音色に応じてデチューン量を自動的に切換
制御できるようにしてもよい。またビブラートやトレモ
ロの効果を付加するLFOはL,Rチャンネルのみに付加した
が、ffチャンネルにも付加するようにしてもよい。更に
この実施例ではLFOは通常動作しており、発音が開始さ
れた時のLFOの位相からビブラート，トレモロ等の効果
の付加が開始されるようになっているが、LFOの初期位
相を全ての発音チャンネル（発音タイミング）に亘って
一定になるようにすることも可能である。

また、複数の音色を同時発音可能な音源に対応する場
合、特定の音色には、ダンパーペダルによる効果がかか
らないような構成にしてもよい。

（ｇ）発明の効果 以上のようにこの発明の電子楽器によればダンパーペダ
ル等のダンパー操作子を操作することによりキーオフ後
もピッチのずれた楽音を発音することができるため、例
えば、自然楽器のピアノのダンパーペダルを踏み込んだ
ときのような広がりのある独特の響きをシミュレーショ
ンすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である電子鍵盤楽器のブロッ
ク図、第２図は同電子鍵盤楽器の楽音合成回路のブロッ
ク図である。第３図はこの発明の他の実施例である電子
鍵盤楽器のブロック図、第４図は同他の実施例である電
子鍵盤楽器の時分割タイミングを示すタイミングチャー
トである。 ５……ダンパーペダル、15（15L,15R,15ff）……楽音合
成回路、152……デチューンデーブル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】楽音の発生および発生停止を指示する楽音
   発生指示手段と、 前記楽音発生指示手段の指示に従って楽音を発生する楽
   音発生手段と、 前記楽音発生指示手段から発生停止が指示された後の上
   記楽音発生手段における楽音発生態様を変更制御するダ
   ンパ操作子と、 を具えた電子楽器において、 前記楽音発生手段は、前記ダンパ操作子が操作されたと
   き発生する楽音のピッチを変更するピッチ制御手段を有
   することを特徴とする電子楽器。