JPH0850480A - 電子楽器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 よりリアルな定位感を得ることが可能な電子
楽器を提供すること。 【構成】 複数（例えば左右）の楽音発生系統を有する
電子楽器において、前記各系統毎に、それぞれ指示され
たレベルおよび遅延タイミングで楽音信号を出力する複
数の楽音信号発生手段と、定位情報（パンポット情報）
に基づき、各楽音信号発生手段のレベルおよび遅延時間
を制御する制御手段とを備える。

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、特によ
り自然な楽音の定位感を得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】従来の電子楽器においては、例えば各キ
ーオンごとに１つの楽音発生チャネルを割り当てて楽音
信号を発生させ、この楽音信号を定位情報（パンあるい
はパンポット情報：音色毎に設定可能）に従って、左右
の系統にそれぞれレベル制御を行って分配することによ
り、ステレオ楽音信号を生成していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図７（ａ）は音源であ
る生楽器から発生する楽音が聴取者に到達する場合の音
の経路を示す説明図である。音源から左の耳に到達する
楽音は、途中に何も障害物がないので、音源から直接左
の耳に到達する。これに対して右の耳に到達する楽音は
頭を回り込んで到達するので、左右の耳に到達する楽音
の音量レベルに差が生じる。また図示したように楽音の
到達経路の長さが異なるので、左右の耳に到達する楽音
のタイミングにも差が生じる。ところが、従来の電子楽
器においては、例えば図７（ｂ）に示すように、左右の
スピーカを聴取者の位置から左右対称の位置に設置して
演奏する可能性が高く、この場合には、前述したような
左右のレベル制御のみによる定位感の制御では、左右の
耳に到達する楽音のタイミング差が再現されず、リアル
さに欠けるという問題点があった。この問題点はヘッド
ホンやイヤホンにおいては更に顕著であった。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、より
リアルな定位感を得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】複数の楽音発生系統を有
する電子楽器において、前記各系統毎に、それぞれ指示
されたレベルおよび遅延タイミングで楽音信号を出力す
る複数の楽音信号発生手段と、定位情報に基づき、各楽
音信号発生手段のレベルおよび遅延時間を制御する制御
手段とを備えたことを特徴とする。

【０００５】

【作用】 本発明は上記したような手段により、定位情
報に基づき、例えば左右の各系統毎にそれぞれレベルお
よび遅延タイミングを制御して楽音信号を出力すること
が可能となり、実際の音源からの音により近い楽音が発
生される。従って、よりリアルで自然な定位感のある楽
音が得られる。このことはヘッドホン等においてより一
層顕著である。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図１は、本発明が適用された電子楽器の構
成を示すブロック図である。ＣＰＵ１は、ＲＯＭ２に格
納されているプログラムに基づき、キーやスイッチのス
キャン、キーアサイン、発音制御など電子楽器全体の制
御を行う中央処理装置である。ＣＰＵ１には、設定され
た所定の期間後あるいは周期的にＣＰＵ１にタイマ割り
込みをかけるタイマ回路も内蔵されている。ＲＯＭ２に
は、制御プログラム、音色パラメータ等が格納されてい
る。ＲＡＭ３はワークエリアとして使用されるほか、パ
ネルから設定された音色パラメータを記憶するエリアや
各種制御テーブル等が設けられる。また、バッテリーバ
ックアップされ、主電源を切っても設定した情報を保持
することができるように構成される。

【０００７】キーボード４は、例えばそれぞれ２つのス
イッチを備えた複数の鍵からなるキーボードと、各スイ
ッチの状態をスキャンする回路から成る。パネル５は、
音色などの各種の選択スイッチ、ボリューム、定位情報
等を入力可能なホイールおよび液晶、ＬＥＤ等により文
字や図形を表示する表示装置等を有する。楽音信号発生
回路６は、詳細は後述するが、波形メモリ７から音高に
比例したアドレス間隔で楽音波形を読み出すことによっ
て左右の楽音信号を発生させる複数の楽音発生チャネル
１７、１８（実際には例えば３２チャネル分存在する）
が含まれ、実際には、１つの回路を時分割多重動作させ
ることにより実現している。

【０００８】波形メモリ８には、各種の音色ごとにその
楽音の波形データがそれぞれ少なくとも１基本周期以上
記憶されている。加算器８、９は各楽音発生チャネルの
左右の出力信号をそれぞれ加算合成する。Ｄ／Ａ変換器
１０、１１は左右のデジタル楽音信号をそれぞれＤ／Ａ
変換し、アンプ１２、１３は左右のスピーカ１４、１５
をそれぞれ駆動するために楽音信号を増幅する。バス１
６は電子楽器内の各回路を接続している。なお、この他
に必要に応じてＭＩＤＩインターフェース回路、フロッ
ピディスクインターフェース回路、メモリカードインタ
ーフェース回路等を設けてもよい。

【０００９】図２は、楽音信号発生回路の１つのチャネ
ルの機能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、ＣＰＵ１からセット
された、発音すべき音高に対応したアドレス間隔情報を
累算することにより、波形メモリ７から波形データを読
み出すための読み出しアドレスを発生する。波形メモリ
７から読み出された楽音信号はＤＣＦ（デジタルコント
ロールドフィルタ）２１により、所望のフィルタリング
処理を受ける。エンベロープ信号発生回路２３はＣＰＵ
１から設定されたエンベロープパラメータに基づき、エ
ンベロープ信号を発生する。乗算器２２はＤＣＦ２１か
ら出力される楽音信号にエンベロープ信号を乗算する。
乗算器２４および２５はいわゆるパン効果回路であり、
音色ごとに設定された定位情報に従ってＣＰＵ１から設
定された左右のレベルデータを乗算器２２の出力信号に
乗算して、左右の出力信号を得る。

【００１０】図３は、本発明を適用した電子楽器のＣＰ
Ｕ１のメイン処理を示すフローチャートである。電源が
投入されると、ステップＳ１においては、ＲＡＭ３や楽
音信号発生回路６内のレジスタ等の内容が初期化され
る。ステップＳ２においては、キーイベント、即ちキー
オンあるいはキーオフなど、キーボードの各鍵のスイッ
チの状態変化が発生したか否かが判定され、結果が肯定
であればステップＳ３に移行する。ステップＳ３におい
ては、イベントがキーオンか否かが判定され、肯定の場
合にはステップＳ５に移行するが、否定の場合にはステ
ップＳ４に移行する。ステップＳ４においては、対応す
る発音チャネルの減衰処理（リリースフェーズへの移
行）およびチャネル開放処理が行われる。

【００１１】キーオンイベントである場合にはステップ
Ｓ５に移行し、ステップＳ５においては、キーアサイン
処理が行われる。キーアサイン処理としては各種の方式
が提案されており、本発明においては任意の方式を採用
可能であるので、詳細な説明は省略するが、１つのキー
オンに対して、左右２つのチャネルをそれぞれ割り当て
る。ステップＳ６においては、予めパネル等より設定さ
れているパンポット情報に基づき、遅延させるチャネ
ル、遅延時間Ｄレベルの減衰率を決定する。

【００１２】図６は遅延時間Ｄおよび減衰率を決定する
ためのテーブルの内容を示す説明図である。今、パンポ
ット情報が、最右端が０、中央が６４（６３）、最左端
が１２７であるような０〜１２７の数値で表されている
ものとすると、パンポット値が６３以下であれば左系統
に割り当てられたチャネルのみを遅延させ、パンポット
値が６４以上であれば右系統に割り当てられたチャネル
のみを遅延させる。遅延時間Ｄは、パンポット値と６４
との差の絶対値に基づき、図６（ａ）にその内容を示す
ような変換テーブルを用いて求める。左右各チャネルの
減衰率は、パンポット情報を元に、図６（ｂ）にその内
容を示すような変換テーブルを用いて求める。なお左右
の変換特性は中央値６４に対して対称であるので、テー
ブルとしては図６（ｂ）に実線で示すような左チャネル
用変換テーブルを備え、右チャネルの変換は、パンポッ
ト値Ｐを次式：Ｐ’＝（１２７−Ｐ）によりＰ’に変換
してからテーブルを参照すればよい。ＲＯＭ内に記憶さ
れるテーブルの特性は実験等に基づき、最も自然な定位
感が得られるように決定すればよい。

【００１３】図３に戻って、ステップＳ７においては、
遅延しない側にキーアサイン処理により割り当てられた
発音チャネルに各種パラメータを設定して起動する。例
えば左系統用にチャネル１が割り当てられたとすると、
チャネル１には、ステップＳ６において求めた左減衰率
に基づき、例えば図２の左レベルデータが設定され、右
レベルデータとしては”０”が設定される。ステップＳ
８においては、ステップＳ６で求めた遅延時間Ｄを計測
するタイマを起動する。タイマとしてはハードウェアの
タイマであってもよいし、ソフトウェアにより実現され
るタイマであってもよい。ステップＳ９においてはタイ
マがタイムアップするまで待つ。ステップＳ１０におい
ては、遅延させる側に割り当てられた発音チャネルを起
動する。例えば右系統用にチャネル３が割り当てられた
とすると、チャネル３には、ステップＳ６において求め
た右減衰率に基づき、例えば図２の右レベルデータが設
定され、左レベルデータとしては”０”が設定される。
また、波形データとしては遅延しないチャネル１と同じ
波形データが指定される。

【００１４】ステップＳ１１においては、パネルイベン
ト、即ちパネル上のスイッチ等の状態変化があったか否
かが判定され、結果が肯定の場合にはステップＳ１２に
移行して、対応するパネル処理が行われる。ステップＳ
１３においては、その他の処理、例えばＭＩＤＩ処理、
自動演奏処理、楽音信号発生回路制御処理（各種効果付
加指示に基づくパラメータ更新処理）などが行われる。

【００１５】以上のような処理により、左右のそれぞれ
の系統において、実際に左右の耳に到達する楽音に近い
レベルおよびタイミングの楽音が発生され、よりリアル
な定位感が得られる。またスピーカで発音した場合に
は、例えば左スピーカから発生した楽音は右の耳にも到
達するが、ヘッドホンやステレオイヤホンではそのよう
なことがないので、より顕著な効果がある。なお、この
実施例においては、従来の方式に従って、１つのチャネ
ルで左右の楽音信号を発生できるようにするために、図
２に示すようにレベル調整用乗算器を２個備えている。
しかし、１つの打鍵に対して必ず左右２つの発音チャネ
ルを使用するのであれば、予め発音チャネルを右用と左
用に分離することにより、出力は１系統で足りる。そし
て、１系統であれば、エンベロープ信号発生器のパラメ
ータを調整することによりレベル調整が可能であるの
で、レベル調整用の乗算器２４、２５は不要となる。

【００１６】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、左右の発音にそれぞれ別の発音チ
ャネルを割り当てているが、この方式では多数のチャネ
ルを必要とする。第２の実施例はこの点を改善するもの
であり、１つのチャネルによって発生した楽音信号を２
つに分配し、それぞれの楽音信号を遅延させるものであ
る。図４は、第２の実施例における楽音信号発生回路６
内の１つの発音チャネルの構成を示すブロック図であ
り、図２と同じものには同一の番号が付与してある。図
２と異なるところは、左右の出力信号がそれぞれシフト
レジスタ３０、３１に入力され、各シフトレジスタの複
数の遅延出力の内の１つを選択して出力するセレクタ３
２、３３を備えたところにある。このシフトレジスタ３
０、３１はサンプリングクロックに従って、乗算器２
４、２５から出力される左右の楽音信号を順次シフトし
ていく。例えばクロックが４０ｋＨｚで、必要な遅延時
間が１ミリ秒であれば、４０段のシフトレジスタがあれ
ば足りる。

【００１７】第２の実施例におけるキーオン時の処理と
しては、図３のステップＳ５において、１つのチャネル
を割り当て、ステップＳ７〜１０の代わりに１つのチャ
ネルを起動する。そして、この際に、ステップＳ６で求
めた減衰率データを図４の左右のレベルデータとして乗
算器２４、２５に与え、また遅延時間データＤを遅延す
る側のセレクタに設定する。また、遅延しない側のセレ
クタには遅延しない信号を出力するためのデータ、例え
ば”０”が設定される。第２の実施例においては、小規
模のハードウェアを追加するだけで、１つの打鍵に対し
て１つのチャネルのみを用い、簡単な制御で本発明が実
施できる。なお、シフトレジスタおよびセレクタからな
る可変遅延回路は、常に一方のみしか遅延動作しないの
で、可変遅延回路を一方の乗算器の出力にのみ設け、遅
延出力および非遅延出力をどちらの系統に出力するかを
切り換えるスイッチ手段を設けてもよい。また、第１の
実施例のように２つのチャネルを用いれば、スイッチ手
段は不要となる。

【００１８】図５は、第３の実施例における、発音チャ
ネルの構成を示すブロック図である。第３の実施例は、
第２の実施例と同様に、１つの発音チャネルを用いる例
であり、１つのチャネルにエンベロープ信号発生回路を
２個備え、遅延制御をエンベロープによって行うもので
ある。図５において、ＤＣＦ２１から出力された楽音信
号は、２つの乗算器４２、４３に入力され、それぞれ左
エンベロープ信号発生回路４０および右エンベロープ信
号発生回路４１から発生される左右のエンベロープ信号
が乗算される。左右のレベルは２つのエンベロープ信号
発生回路に設定されるエンベロープパラメータ（目標レ
ベル等）を修正することによって制御し、遅延時間はエ
ンベロープの形状もしくは起動タイミングにより制御す
る。

【００１９】遅延時間をエンベロープの形状により制御
する場合には、遅延する側のエンベロープパラメータと
して、遅延すべき時間に等しい最初の所定時間は出力
が”０”であり、その後は遅延しない側のエンベロープ
と相似形状のエンベロープ（スピードデータが同じ）が
発生するようなパラメータを設定する。この方式では、
第２の実施例と同様に、遅延時間や減衰率データに基づ
き、キーオン時にパラメータを同時に設定可能である。

【００２０】遅延時間をエンベロープ信号発生回路の起
動タイミングによって制御する場合には、各エンベロー
プベース信号発生回路が独立して起動可能に構成されて
いる必要がある。このように構成されていれば、図３に
示す処理において、ステップＳ７においてＤＣＯおよび
遅延しない側のエンベロープ信号発生回路を起動し、ス
テップＳ１０において遅延させる側のエンベロープ信号
発生回路を起動するようにすればよい。

【００２１】第３の実施例においては、波形データとし
ては同じデータを用いているので、厳密には遅延された
楽音信号とは異なるが、波形の音色変化に較べて遅延す
べき時間が短ければ、遅延したものとほぼ同様の信号が
得られる。第３の実施例によれば、やはり小規模のハー
ドウェアを追加するだけで、１つの打鍵に対して１つの
発音チャネルのみを用い、簡単な制御で本発明が実施で
きる。なお、エンベロープ信号発生回路や乗算器は１つ
の回路を時分割多重動作させれば、追加すべきハードウ
ェア量は更に減少する。また、第２の実施例と第３の実
施例とを組み合わせ、左右それぞれのエンベロープを独
立して制御し、その出力を２つの可変遅延回路にそれぞ
れ入力する構成、あるいは１つのエンベロープ信号発生
器の出力信号を遅延させる１つあるいは２つの可変遅延
回路を設ける構成も考えられる。

【００２２】以上、実施例を説明したが、次のような変
形例も考えられる。実施例としては、Ｄ／Ａ変換器の前
で処理を行う例を開示したが、各チャネルごとにＤ／Ａ
変換すれば、Ｄ／Ａ変換器の後ろにおいて、アナログ遅
延素子や可変利得アンプ等を用いて本発明を実施するこ
とも可能である。また、各チャネルの信号を合成後にＤ
／Ａ変換した場合でも、１つの音色のみを発生する場合
など、全ての発音を同じ定位に制御すればよい場合に
は、Ｄ／Ａ変換器の後ろにおいて、アナログ遅延素子や
可変利得アンプ等を用いて本発明を実施しても同様の効
果がある。

【００２３】定位情報は予め、音色ごとに設定されてい
てもよいが、演奏中にパネルのモジュレーションホイー
ルからリアルタイムに入力するようにしてもよく、この
ようにすれば、演奏者が音を自由に左右に散らせること
ができ、演奏効果がより高まる。第１の実施例におい
て、定位情報に基づき、２つのチャネルのＤＣＦをそれ
ぞれ制御することにより左右の周波数特性も別々に制御
してもよい。このようにすれば、音の回り込みによる周
波数特性の変化をより忠実に再現できる。本発明は定位
感の再現を目的とするものであるが、片方のチャネルの
遅延時間を極端に長くすれば、エコーのような特殊効果
を与えることも可能である。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の電子楽器に
よれば、定位情報に基づき、例えば左右の各系統毎にそ
れぞれ楽音信号のレベルおよび遅延時間を制御して楽音
信号を出力することが可能となり、実際の音源からの音
により近い楽音が発生される。従って、よりリアルで自
然な定位感のある楽音が得られる。このことはヘッドホ
ン等においてより一層顕著である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された電子楽器の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】楽音信号発生回路の１つのチャネルの機能を示
すブロック図である。

【図３】本発明の電子楽器のＣＰＵ１のメイン処理を示
すフローチャートである。

【図４】第２実施例の発音チャネルの構成を示すブロッ
ク図である。

【図５】第３実施例の発音チャネルの構成を示すブロッ
ク図である。

【図６】遅延時間、減衰率を決定するテーブルの内容を
示す説明図である。

【図７】聴取者に到達する音の経路を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１…ＣＰＵ、２…ＲＯＭ、３…ＲＡＭ、４…キーボー
ド、５…パネル、６…楽音信号発生回路、７…波形メモ
リ、８、９…加算器、１０、１１…Ｄ／Ａ変換器、１
２、１３…アンプ、１４、１５…スピーカ、１６…バ
ス、１７、１８…発音チャネル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の楽音発生系統を有する電子楽器に
   おいて、 指示されたレベルで楽音信号を出力する複数の楽音信号
   発生手段と、 前記楽音信号発生手段と対応し、前記楽音信号発生手段
   から出力される楽音信号を指示された時間だけ遅延させ
   る複数の遅延手段と、 発音情報毎に前記各系統にそれぞれ楽音発生手段を割り
   当て、定位情報に基づき、レベル制御情報および遅延時
   間制御情報を、各楽音信号発生手段および対応する遅延
   手段にそれぞれ出力する制御手段とを備えたことを特徴
   とする電子楽器。
2. 【請求項２】 複数の楽音発生系統を有する電子楽器に
   おいて、 指示されたレベルで楽音信号を出力する複数の楽音信号
   発生手段と、 指定された前記楽音信号発生手段の発音開始のタイミン
   グを指示された時間だけ遅延させる遅延手段と、 発音情報毎に前記各系統にそれぞれ楽音信号発生手段を
   割り当て、定位情報に基づき、レベル制御情報および遅
   延時間制御情報を、各楽音信号発生手段および遅延手段
   にそれぞれ出力する制御手段とを備えたことを特徴とす
   る電子楽器。
3. 【請求項３】 発音情報毎に楽音信号発生手段を割り当
   て、楽音信号発生手段から発生した楽音信号を複数の系
   統に分配して、各系統の楽音をそれぞれ発生させる電子
   楽器において、 前記各系統に、それぞれ指示されたレベルで楽音信号を
   分配する分配手段と、 分配された各チャネルの楽音信号を指示された時間だけ
   遅延させる遅延手段と、 定位情報に基づき、レベル制御情報および遅延時間制御
   情報を、分配手段および遅延手段にそれぞれ出力する制
   御手段とを備えたことを特徴とする電子楽器。
4. 【請求項４】 更に、前記定位情報を入力するための、
   操作検出手段を備えたことを特徴とする、請求項１およ
   び２のいずれかに記載した電子楽器。