JPH07334158A - 電子楽器の音色発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、再生系の前段階の負担を軽減し、
音色全体の雰囲気を容易に変更することのできる電子楽
器の音色発生装置を提供することを目的とする。 【構成】 本発明は、周波数特性の異なる複数のスピー
カを備えた電子楽器において、入力手段より入力された
音信号、及び、各操作子により設定された演奏条件を検
出する検出手段と、検出された情報に基づき生成される
音色制御情報を記憶する第１の記憶手段と、該記憶手段
を検索して音色制御信号を読み取る読取手段と、送られ
た音色制御信号に基づき、各増幅器を制御する制御情報
を記憶する第２の記憶手段と、該記憶手段を検索して読
み出した制御情報に基づき、各増幅器を制御する制御手
段とを有して構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子ピアノ、電子オル
ガン、シンセサイザー、電子キーボード等の電子楽器の
音色発生装置に関し、特に周波数特性の異なる複数のス
ピーカを使用し、各スピーカからの出力を制御すること
により音色変更を可能ならしめた電子楽器の音色発生装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、種々の機能を有する電子楽器が普
及し、一般に用いられるようになっている。かかる電子
楽器は、多種類の音色制御情報を記憶しており、操作者
の好みに応じて種々の音色で楽音を発生することができ
るようになっている。

【０００３】これら、従来の電子楽器における音色デー
タは、楽器音に対応した音色を音域毎に保持しているの
が一般的である。例えば、ピアノの音色を発生するため
の音色データをオクターブ毎に保持し、押鍵があった場
合、押圧された鍵が含まれるオクターブの音色データを
読み出して発音するようになっている。

【０００４】さらに、従来の電子楽器は波形合成や、Ｐ
ＣＭ波形読出しによる信号に、レベルやフィルタリング
を施して、音色変化を表現しており、再生系（アンプや
スピーカ）は、図４に示すように、単にこうしてできた
信号を増幅するためだけの目的で使用されていた。

【０００５】このため、従来の電子楽器の音色変化は、
予め波形を記憶しておいて、例えばタッチの強さにより
フィルタリングを変えたり、波形をカットしたり、別の
波形に切り換えたりしており、複雑な装置を必要とし価
格も高価になる傾向があった。

【０００６】その他、音色全体の雰囲気を変更する他の
手段として、音域毎の音色データを関数を用いて演算に
より求めるものも知られている。この方法によれは、関
数に与える値を変更することにより音色全体の雰囲気を
変更できるという利点がある。

【０００７】しかしながら、例えば乗算等を含む関数演
算を発音する毎に行うために演算時間が膨大となり、発
音指示から発音に至るまでに時間がかかるという問題が
あった。また、所望の音色を実現するためには、多種類
の関数を用意する必要があるので、全体として音色デー
タが増加するという問題もあった。

【０００８】一方、ユーザからは、低価格で多種多様な
音色での発音ができる電子楽器が求められており、該電
子楽器内に保持する音色データも膨大な量になってい
る。従って、効率良く音色データを保持するとともに、
幅広い音色に対応可能な音色制御装置が望まれている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の電子楽器の音色
変化は上記のような方法であり、音色のダイナミックな
変化、音像のリアルな動きなどを再現するために、再生
系の前段階で、高度な信号処理を必要とし、また大きな
波形メモリを必要とした。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みなされたもので
あり、再生系の前段階の負担を軽減し、音色全体の雰囲
気を容易に変更することのできる電子楽器の音色発生装
置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１は本発明にかかる電
子楽器の音色発生装置の原理説明図である。

【００１２】第１の発明は、周波数特性の異なる複数の
スピーカを備えた電子楽器において、入力手段１５より
入力された音信号、及び、各操作子１により設定された
演奏条件を検出する検出手段２と、前記検出手段２によ
り検出された情報に基づき音色制御信号を生成するため
に参照される音色制御情報を記憶する第１の記憶手段１
２と、前記第１の記憶手段１２を検索して音色制御信号
を読み取る読取手段１１と、前記読取手段１１より送ら
れた音色制御信号に基づき、各増幅器８を制御する制御
値を決定するために参照される制御情報を記憶する第２
の記憶手段３と、前記第２の記憶手段３を検索して読み
出した制御値に基づき、原音を制御する処理手段７とを
有して構成される。

【００１３】第２の発明は前記第１の発明において、前
記第１の記憶手段１２の記憶する音色制御情報は、入力
手段１５より入力された演奏情報及び操作子１の操作に
より設定された演奏条件に基づき、前記増幅器７を制御
するための音色制御信号を生成するテーブルで構成され
る。

【００１４】第３の発明は前記第１乃至第２の発明にお
いて、前記第２の記憶手段３及び処理手段７は各放音系
毎に設けられ、前記第２の記憶手段３は、前記音色制御
信号に基づき各放音系ごとの制御値を決定するために参
照されるテーブルで構成される。

【００１５】第４の発明は前記第１乃至第３の発明にお
いて、前記検出手段２の検出する情報は、鍵盤のタッチ
スピード、鍵盤のアフタータッチ、ブレスコントローラ
の検出値、ダンパーペダル、ソフトペダル、ソステヌー
トペダル、エクスプレッションペダルの検出値、ホイー
ル、スライダー、レバー、ボリュームの設定値の何れか
１つ以上であるように構成される。

【００１６】

【作用】一般に楽器は強く弾いた場合は高音域の音が多
く出力され、弱く弾くと低音域の音が多く出力される。
このように特に音色をいじらなくても高音域のスピーカ
に多く音を配分すれば輝かしい音が表現でき、逆に高音
域の音の出にくいスピーカに多く音を配分すれば甘い音
になる。

【００１７】これにより、例えば再生系以前の信号が一
定の音色であっても、タッチや操作子の操作に応じて、
スピーカの出力レベルが変われば、その周波数特性によ
って、音色や音像をドラスティックに変化させることが
でき、スピーカへの出力を制御するだけで音色の変化が
可能となる。

【００１８】本発明はかかる点に着目してなされたもの
であり、同じ波形を読み出したときに、電子楽器を強く
弾いた時には高音域用のスピーカに多くの音を配分する
ことにより輝かしい音を出力し、弱く弾いた時には低音
域用のスピーカに多くの音を配分することにより甘い音
を出力するものである。

【００１９】このため、本発明は、複数の周波数特性の
異なるスピーカを有する電子楽器において、鍵盤タッチ
や操作子（ホイール、レバー等）１の操作を検出手段２
で検出して、その検出値に応じて各スピーカへの出力バ
ランスをコントロールするものである。

【００２０】即ち、入力手段１５や、その他の操作子１
の操作の仕方（例、タッチ速度）やホイールやレバー等
の設定位置を検出手段２で検出し、該検出値に基づき読
取手段１１が第１の記憶手段１２を参照して音色制御信
号を決定し、これを処理手段７に送る。

【００２１】処理手段７は、ＣＰＵ１０より送られた音
色制御信号に基づき、第２の記憶手段３を参照して各放
音系の制御値を求め、この制御値でそれぞれの放音系に
入力される原音を制御することにより、それぞれのスピ
ーカへの音の配分を変えて微妙な音色の表現を可能にす
るものである。

【００２２】このように、本発明によれば、再生系にも
音色変化能力を持たせることにより、表現の幅を飛躍的
に拡大することができ、また再生系以前の信号処理の負
担を軽減できる。

【００２３】さらに、使用するスピーカの数や配置によ
り音像の制御を可能とする利点もある。また、音色全体
の雰囲気を変更する操作が容易になり、操作性に優れた
ものとなっている。

【００２４】

【実施例】図２は本発明の電子楽器の実施例の全体構成
図である。以下、図面を参照しながら本発明の電子楽器
の音色発生装置の実施例について説明する。

【００２５】図において１５ａは鍵盤であり、１５ｂは
ブレスである。入力音信号は該鍵盤１５ａまたはブレス
１５ｂを通じて入力される。

【００２６】操作子としてのプレッシャー１ａ、ホイー
ル１ｂ、ペダル１ｃは、例えば残響等の各種演奏条件を
入力するものである。

【００２７】プレッシャー１ａは鍵盤１５ａのアフター
タッチを入力するものであり、ホイール１ｂは音色や残
響効果等を入力するものであり、これら操作子１は複数
個設けてもよい。

【００２８】なお、本実施例ではホイール１ｂを用いた
場合を例示しているが、スライダーやレバー、ボリュー
ム等を用いてもよい。

【００２９】操作子としてのペダル１ｃは音色や音量、
残響等を制御するものであり、ソフトペダル、ソステヌ
ートペダル、エクスプレッションペダル等があり、必要
に応じて設ければよい。

【００３０】２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅはタッチス
ピード、アフタータッチ、残響等を検出する検出手段と
してのセンサー２であり、入力手段としての鍵盤１５ａ
やブレス１５ｂ、操作子１としてのプレッシャー１ａや
ホイール１ｂ等の機能に適したセンサーが用いられる。

【００３１】ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ４のプログラムメモ
リ部に記憶されている制御プログラムに従って当該電子
楽器の各部を制御するものである。

【００３２】なお、本発明の音色制御信号の読取りは、
該ＣＰＵ１０の読取部１１が前記各センサー２ａ、２
ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅからの検出値に応じて、ＲＯＭ４
上に設けられている音色設定テーブル１２から読取り、
該データを各スケーラー７ａ、７ｂ、７ｃに送る。

【００３３】ＲＯＭ４には、上述したＣＰＵ１０を動作
させるプログラムの他、例えば音色制御信号等、種々の
データを記憶している。なお、本発明で使用される音色
設定テーブル１２は該ＲＯＭ４の所定の領域に記憶され
ている。

【００３４】ＲＡＭ５にはＣＰＵ１０の作業用領域、当
該音響機器を制御するための各種レジスタ、カウンタ、
フラグ等が定義されている他、ＲＯＭ４に記憶されてい
る必要なデータが一時転送されて格納されるデータエリ
ア、パネル部の各スイッチ等の設定状態に対応する放音
に必要なデータがセットされている。

【００３５】なお、本発明に直接関係する鍵盤１５ａや
操作子１ａ，１ｂ，１ｃ等の設定値は該ＲＡＭ５上の所
定の領域に記憶されている。

【００３６】音源６は、鍵盤１５ａやブレス１５ｂから
入力された入力音信号に基づき所望の楽音を生成するも
のであり、複数のＤＣＯ（デジタルコントロールオシレ
ータ）よりなり図示しない波形メモリやエンベロープ波
形メモリが接続されている。

【００３７】スケーラー７ａ、７ｂ、７ｃは、各放音系
毎に設けられており、ＣＰＵ１０より送られた音色制御
信号に基づき、各増幅器８ａ、８ｂ、８ｃの制御値を生
成するものである。

【００３８】前記スケーラー７ａ、７ｂ、７ｃは、それ
ぞれ制御値設定テーブル３ａ、３ｂ、３ｃを有してお
り、各乗算器１６ａ、１６ｂ、１６ｃの制御値は、前記
スケーラー７ａ、７ｂ、７ｃがＣＰＵ１０より送られる
例えばキータッチデータに基づいて該制御値設定テーブ
ル３ａ、３ｂ、３ｃを参照して決定する。

【００３９】乗算器１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、それぞ
れの放音系ごとに設けられており、各スケーラー７ａ、
７ｂ、７ｃより与えられた制御値に基づき、各放音系ご
とに音源より与えられた音信号の出力レベルを変換する
ものである。

【００４０】Ｄ／Ａ変換器１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、
それぞれの放音系ごとに設けられており、各乗算器１６
ａ、１６ｂ、１６ｃで所定の出力レベルに変換されたデ
ジタル信号をアナログ信号に変換するものである。

【００４１】増幅器８ａ、８ｂ、８ｃは、周波数特性の
異なる各スピーカ９ａ、９ｂ、９ｃ毎に設けられてお
り、鍵盤１５ａや操作子１ａ，１ｂ，１ｃ等の設定値に
応じて入力されたアナログ楽音信号を所定の利得で増幅
して出力するものである。この増幅器８ａ、８ｂ、８ｃ
の出力は、それぞれのスピーカ９ａ、９ｂ、９ｃに供給
される。

【００４２】スピーカ９ａ、９ｂ、９ｃは、各増幅器８
ａ、８ｂ、８ｃより送られた電気信号としてのアナログ
楽音信号を音響信号に変換するものである。

【００４３】かかる構成において、演奏者が鍵盤１５ａ
やブレス１５ｂ等の入力手段から楽音信号を入力すると
ともに、演奏開始前あるいは演奏間にホイール１ｂやペ
ダル１ｃ等の操作子を操作して演奏条件を入力する。

【００４４】入力された入力音信号はＣＰＵ１０の制御
のもと音源に送られ楽音を生成するとともに、例えば鍵
盤１５ａのアフタータッチを検出したセンサー２ａの信
号やセンサー２ｃで検出されたホイール１ｂのデプス等
の演奏条件は図示しないＡ／Ｄ変換器でそれぞれＡ／Ｄ
変換されてＣＰＵ１０に送られる。

【００４５】ＣＰＵ１０の読取部１１は該信号を受けて
ＲＯＭ４上の音色設定テーブル１２を検索して操作子１
等の設定値に応ずる音色制御信号を求め、該音色制御信
号を各スケーラー７ａ、７ｂ、７ｃに送る。

【００４６】各スケーラー７ａ、７ｂ、７ｃは、この音
色制御信号に基づいて、それぞれのスケーラー７ａ、７
ｂ、７ｃに設けられている制御情報テーブル３ａ、３
ｂ、３ｃを参照して、各乗算器１６ａ、１６ｂ、１６ｃ
の制御値を求め、該制御値を各乗算器１６ａ、１６ｂ、
１６ｃに送る。

【００４７】各乗算器１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、音源
６より楽音信号を受けるとともに、前記各スケーラー７
ａ、７ｂ、７ｃより送られた制御値にもとづいて、前記
楽音信号の出力レベルを変換して、これをＤ／Ａ変換器
１７でアナログ信号に変換し、増幅器で所定の利得に増
幅し、これを各スピーカ９ａ、９ｂ、９ｃに送る。これ
により各スピーカ９ａ、９ｂ、９ｃが所望の音色で放音
される。

【００４８】本実施例は音色制御信号や制御値決定の手
段として音色設定テーブル１２や制御テーブル３ａ、３
ｂ、３ｃ等のテーブルを用いて制御値を決定する場合を
例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えば関数を用いる、あるいはプログラムの中にデ
ータを持つように構成してもよい。

【００４９】図３は本発明の動作を説明するフローチャ
ートである。以下図３を参照しながら本発明の動作につ
いて説明する。

【００５０】電源が投入されると、先ず、初期化処理が
行われる（ステップＳ１１）。この初期化処理は、音源
６の内部状態を初期状態に設定して電源投入時に不要な
音が発生されるのを防止したり、ＲＡＭ５の作業用領域
をクリアしたり、レジスタやフラグを初期状態に設定す
る処理である。

【００５１】なお、本発明に直接関係する演奏開始前の
各センサー２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅの設定状態
は、該初期化処理の段階でＲＡＭ５上に設けられている
バッフア１３の所定の領域、即ち、ＯＬＤバッファ、及
びＮＥＷバッファにそれぞれ記憶される。

【００５２】次いで、演奏が開始されると、先ずキーオ
ンされたか否かが調べられる（ステップＳ１２）。これ
は発音スイッチが操作されたかを調べる処理であり、鍵
盤１５ａ、あるいはブレス１５ｂのセンサーを調べるこ
とにより行なわれる。

【００５３】ステップＳ１２でキーオンされていない事
が判断されると、発音処理の必要はないのでステップＳ
１２に戻りループ処理を繰り返し、発音信号が入力され
るまで待機する。

【００５４】一方、ステップＳ１２でキーオンが検出さ
れた場合は、各センサー２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ
により各操作子１ａ、１ｂ、１ｃの設定状態や、鍵盤１
５ａのタッチスピードやアフタータッチ等の状態を検出
する（ステップＳ１３）。

【００５５】そして、検出された値とＲＡＭ５上に設け
られている各操作子１のＯＬＤバッファに記憶されてい
る値を比較する（ステップＳ１４）。値が等しい場合は
当該操作子１は操作されていないので、そのままステッ
プＳ１７に分岐する。

【００５６】一方、検出された値と操作子１のＯＬＤバ
ッファに記憶されている値が等しくない場合は、この間
に操作子が操作されているのでバッファ１３に記憶され
ている値を更新する。即ち、現在ＮＥＷバッファに記憶
されている値をＯＬＤバッファに記憶させ、ＯＬＤバッ
ファの更新を行なう（ステップＳ１５）。

【００５７】これは、ＯＬＤバッファが前回の発音時の
当該操作子の設定値を記憶するものであり、ＮＥＷバッ
ファは今回の発音時の当該操作子の設定値を記憶するも
のであるためである。

【００５８】次いで、今回検出された操作子の設定値を
ＮＥＷバッファに記憶させる（ステップＳ１６）。この
ようにしてＮＥＷバッファには常に当該操作子の最新の
設定値が記憶されている。

【００５９】次いで各センサー２ａ，２ｂ，２ｃ，２
ｄ，２ｅ、全てについての検出が終わったかが調べられ
る（ステップＳ１７）。これは演奏条件の読出しは、各
操作子や鍵盤１５ａ等の設定値を順次検出してバッファ
に記憶するため、全てのセンサーについての検出が終わ
ったかを確認する処理である。

【００６０】ステップＳ１７の判断で、まだ全てのセン
サーについての検出が終わっていない場合は、ステップ
Ｓ１３に戻り、全てのセンサーについて検出が終わるま
で同様の処理を繰り返す。

【００６１】一方、全てのセンサーについての検出が終
了すると、ＣＰＵ１０の読取部１１は、各操作子等のＮ
ＥＷバッファに記憶されている情報を順次読み取り、該
情報に基づいてＲＯＭ４上に記憶されている該当する操
作子１の音色設定テーブル１２を参照して、各乗算器１
６ａ、１６ｂ、１６ｃを制御するための音色制御信号を
決定し、これを各スケーラー７ａ、７ｂ、７ｃに送る
（ステップＳ１８）

【００６２】音色制御信号を受けた各スケーラー７ａ、
７ｂ、７ｃは、該スケーラー７ａ、７ｂ、７ｃの記憶部
に記憶されている制御テーブル３ａ、３ｂ、３ｃを読取
り、該スケーラーの属する放音系の乗算器１６ａ、１６
ｂ、１６ｃの制御値を決定し、これを各スケーラーの記
憶部に記憶する（ステップＳ１９）。

【００６３】次いで、全ての放音系について乗算器１６
ａ、１６ｂ、１６ｃの制御値の設定が行なわれたかが調
べられる（ステップＳ２０）。全ての放音系についての
制御値の設定が終わっていない場合はステップＳ１９に
戻り、全ての増幅器８ａ、８ｂ、８ｃの設定が終わるま
で繰り返される。

【００６４】全ての放音系についての制御値の設定が終
了すると、ＣＰＵ１０の指示で全ての放音系がスケーラ
ー７ａ、７ｂ、７ｃの制御値を読出し、該制御値に基づ
いて各乗算器１６ａ、１６ｂ、１６ｃを制御して所定の
出力レベルに変換する。

【００６５】次いで、所定の出力レベルに変換されたデ
ジタル信号をＤ／Ａ変換器１７でアナログ信号に変換
し、増幅器８で所定の利得に増幅し、各スピーカ９で放
音し（ステップＳ２１）、放音が終了するとステップＳ
１２に戻り、次の発音タイミングまで待機する。

【００６６】本発明の乗算器の制御による音色の発生
は、このような手順で行なわれる。これにより簡単な構
造で、増幅器の増幅率を制御することにより音色の制御
が可能となり低価格化が可能となる。

【００６７】なお、センサーで検出して音色を制御する
要素としては、入力手段としての鍵盤のタッチスピード
（ベロシティ）、アフタータッチ（プレッシャー）。操
作子としてのホイール、スライダー、レバー、ボリュー
ム、ダンパー、ソフトペダル、ソステヌートペダル、エ
クスプレッションペダル等で設定された音色、残響、音
量、消音処理スピード等がある。

【００６８】なお、本発明の音色制御要素は上記各要素
の何れか１つ以上の組み合わせでよく、要素の取捨選択
は楽器の特性・規模・性能等によって決定すればよい。

【００６９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
スピーカの特性と、その出力レベルにより音色変化させ
るので、同じ楽音信号でも音色全体の雰囲気を自動的
に、しかも容易に変更することのできる電子楽器の音色
制御装置を提供できる。

【００７０】さらに、本発明によれば、スピーカの数及
び配置によってはダイナミックで空間的な定位を含めた
音色変化を得ることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の電子楽器の全体構成図である。

【図３】本発明の電子楽器の動作を説明するフローチャ
ートである。

【図４】従来の電子楽器の全体構成図である。

【符号の説明】 １ 操作子 １ａ プレッシャー １ｂ ホイール １ｃ ペダル ２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ．２ｅ センサー（検出
手段） ３、３ａ、３ｂ、３ｃ 制御テーブル（第２の記憶手
段） ４ ＲＯＭ ５ ＲＡＭ ６ 音源 ７、７ａ、７ｂ、７ｃ スケーラー（処理手段） ８、８ａ、８ｂ、８ｃ 増幅器 ９、９ａ、９ｂ、９ｃ スピーカ １０ ＣＰＵ １１ 読取部 １２ 音色設定テーブル（第１の記憶手段） １３ バッファ １５ 入力手段 １５ａ 鍵盤 １５ｂ ブレス １６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 乗算器 １７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ Ｄ／Ａ変換器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周波数特性の異なる複数のスピーカを備
   えた電子楽器において、 入力手段より入力された音信号、及び、各操作子により
   指定された演奏条件を検出する検出手段と、 前記検出手段により検出された情報に基づき、音色制御
   信号を生成するために参照される音色制御情報を記憶す
   る第１の記憶手段と、 前記第１の記憶手段を検索して音色制御信号を読み取る
   読取手段と、 前記読取手段により読み取られた音色制御信号に基づ
   き、各増幅器を制御する制御値を決定するために参照さ
   れる制御情報を記憶する第２の記憶手段と、 前記第２の記憶手段を検索して読み出された制御値に基
   づき、原音を制御する処理手段とを具備したことを特徴
   とする電子楽器の音色発生装置。
2. 【請求項２】 前記第１の記憶手段の記憶する音色制御
   情報は、入力手段より入力された演奏情報及び操作子の
   操作により設定された演奏条件に基づき、前記増幅器を
   制御するための音色制御信号を生成するテーブルである
   ことを特徴とする前記請求項１記載の電子楽器の音色発
   生装置。
3. 【請求項３】 前記第２の記憶手段及び処理手段は各放
   音系毎に設けられ、前記第２の記憶手段は、前記音色制
   御信号に基づき各放音系ごとの制御値を決定するために
   参照されるテーブルであることを特徴とする前記請求項
   １乃至２記載の電子楽器の音色発生装置。
4. 【請求項４】 前記検出手段の検出する情報は、鍵盤の
   タッチスピード、鍵盤のアフタータッチ、ブレスコント
   ローラの検出値、ダンパーペダル、ソフトペダル、ソス
   テヌートペダル、エクスプレッションペダルの検出値、
   ホイール、スライダー、レバー、ボリュームの設定値の
   何れか１つ以上であることを特徴とする前記請求項１乃
   至３記載の電子楽器の音色発生装置。