(57)【要約】【課題】簡単な構成で発音の違和感を極力生じさせない楽音発生装置を提供すること。【解決手段】判定部３０５が、信号処理部３００が検出したピーク値が予め設定した３種類の強度範囲のうちのいずれに属するかを判定し、更に、割り当て指示部３１０が、検出されたピーク値が属すると判定した強度範囲に対応する音源部（３２０、３２２、３２４）にボイス割り当て指示を与えると対応する音源部（３２０、３２２、３２４）はこれに応答して発音動作を行う。しかも、３種類の音源部（３２０、３２２、３２４）の夫々は異なる強さの音の発音動作を行うように構成されているので、強度差、即ち音量レベル差により生じる発音の違和感が解消され音楽的に自然な発音動作を実現することが可能となる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
楽器に対する演奏操作における演奏強度を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された演奏強度が予め設定した２種類以上の強度範囲のうちのいずれに属するかを判定する判定手段と、
前記予め設定した２種類以上の強度範囲別に設け、ボイス割り当て指示が与えられるとこれに応答して発音動作を行う音源手段と、
前記判定手段によって前記検出された演奏強度が属すると判定された強度範囲に対応する音源手段にボイス割り当て指示を与える割り当て指示手段と、を備え、
前記２種類以上の音源手段の夫々は異なる強さの音の発音動作を行うように構成されたことを特徴とする楽音発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
前記検出手段は、
電子ドラムの打撃面に対する打撃操作による打撃音を振動ピックアップで検出した衝撃波信号のピーク値を検出する手段であり、
前記判定手段は、
前記検出手段によって検出されたピーク値が予め設定した２種類以上の強度範囲のうちのいずれに属するかを判定する手段であることを特徴とする楽音発生装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置において、
前記音源手段は３種類設けられ、更に、ピーク値の３個の強度範囲のそれぞれに対してＰＣＭ方式で録音したＰＣＭ信号を記録したメモリを備え、
前記判定手段は、
前記ピーク値が第１の閾値よりも大きなものは強レベル、このピーク値が前記第１の閾値よりも小さな第２の閾値よりも大きく前記第１の閾値以下のものは中レベル、これ以外のピーク値は弱レベルに属すると判定する手段であり、
前記ボイス割り当て指示が与えられた前記音源手段は、前記メモリから対応するＰＣＭ信号を読み出し再生することを特徴とする楽音発生装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置において、  
前記検出手段は、
鍵盤楽器が備える鍵盤に対する押鍵操作の押鍵速度を検出する手段であり、
前記判定手段は、
前記検出手段によって検出された押鍵速度が予め設定した２種類以上の強度範囲のうちのいずれに属するかを判定する手段であることを特徴とする楽音発生装置。
【請求項５】
予め設定した２種類以上の強度範囲別に設け、ボイス割り当て指示が与えられるとこれに応答して発音動作を行う音源手段を備え、前記予め設定した２種類以上の音源手段の夫々が強度範囲別に異なる強さの音の発音動作を行うように構成された楽音発生装置に、
楽器に対する演奏操作における演奏強度を検出する機能と、
前記検出された演奏強度が前記予め設定した２種類以上の強度範囲のうちのいずれに属するかを判定する機能と、
前記検出された演奏強度が属すると判定した強度範囲に対応する音源手段にボイス割り当て指示を与える機能と、を実現させるためのコンピュータ実行可能な動作プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種類の音源部を備えた楽音発生装置等の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電子ドラム等の楽器において、メモリにＰＣＭ方式で記録しておいたＰＣＭ信号を所要時に読み出してドラム打撃音等をリアルに放音する装置が提案されている。この電子ドラムが、例えば３ボイスまで同時発音可能なＰＣＭ方式発音機能を有していると想定し、単純な後発優先方式でのボイス割り当てを行った場合には演奏者が意図した演奏入力と異なる楽音発生が行われる。例えば、電子ドラムの打撃面に対して「強」、「弱」、「弱」、「弱」なる強度で４連打を行った場合、単純な後発優先方式でボイス割り当てを行っているため、４打目の「弱」で１打目の「強」が打ち消されてしまうからである。また、このような欠点を克服するために発音として印象が強い音（「強打信号」）を発音が終了するまでキープしておき、残りの２ボイスで発音制御を行う方式も提案されてきた。しかし、このような方式であっても、電子ドラムの打撃面に対して「強」、「中」、「弱」、「弱」なる強度で４連打を行った場合、４打目の「弱」で２打目の「中」が打ち消されてしまうためやはり発音に違和感があった。したがって何らかの工夫を施して音楽的に不自然さを感じさせない楽音の発音装置を実現する必要がある。この点、同一パート（音色）における同時発音のボイス数が少ない順に高い優先度を各ボイスに設定し、音源ＬＳＩの８個のボイスがすべて発音状態である場合において、新たに発音イベントが発生したときに、最も低い優先度のボイスを強制的に消音させ、そのボイスに発生した発音イベントを割り当てる装置が提案されていた（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−４４０５０号公報（第３−５頁、第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
確かに、上述した従来装置によれば、音楽的な要素を考慮して強制的な消音による不自然な発音を低減する効果は認められるものの、構成が複雑で真に効果的に、発音の違和感を低減するには至っていないものであった。例えば、上述したように、電子ドラムの打撃面に対して「強」、「中」、「弱」、「弱」なる強度の打撃を行った場合、４打目の「弱」に対応する処理は行われないことになり依然として発音の不自然さが残るものであった。
【０００５】
本発明は、かかる従来の課題を解決するためになされたもので、簡単な構成で発音の違和感を極力生じさせない楽音発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、楽器に対する演奏操作における演奏強度を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された演奏強度が予め設定した２種類以上の強度範囲のうちのいずれに属するかを判定する判定手段と、
前記予め設定した２種類以上の強度範囲別に設け、ボイス割り当て指示が与えられるとこれに応答して発音動作を行う音源手段と、
前記判定手段によって前記検出された演奏強度が属すると判定された強度範囲に対応する音源手段にボイス割り当て指示を与える割り当て指示手段と、を備え、
前記２種類以上の音源手段の夫々は異なる強さの音の発音動作を行うように構成されたことを特徴とするようにした。
【０００７】
この構成によれば、判定手段が、楽器に対する演奏操作における演奏強度を検出する検出手段によって検出された演奏強度が予め設定した２種類以上の強度範囲のうちのいずれに属するかを判定する。そして、割り当て指示手段が、前記検出された演奏強度が属すると判定した強度範囲に対応する音源手段にボイス割り当て指示を与えると対応する音源手段はこれに応答して発音動作を行う。しかも、２種類以上の音源手段の夫々は異なる強さの音の発音動作を行うように構成されている。この結果、強度差、即ち音量レベル差により生じる発音の違和感が解消され音楽的に自然な発音動作を実現することが可能となる。
【０００８】
本発明を電子ドラムに適用した場合には、上記装置において、前記検出手段を  電子ドラムの打撃面に対する打撃操作による打撃音を振動ピックアップで検出した衝撃波信号のピーク値を検出する手段とし、また、前記判定手段を前記検出手段によって検出されたピーク値が予め設定した２種類以上の強度範囲のうちのいずれに属するかを判定する手段とする構成にすれば良い。より具体的には、前記音源手段を３種類設けると共にピーク値の３個の強度範囲のそれぞれに対してＰＣＭ方式で録音したＰＣＭ信号を記録したメモリを設け、前記判定手段が、前記ピーク値が第１の閾値よりも大きなものは強レベル、このピーク値が前記第１の閾値よりも小さな第２の閾値よりも大きく前記第１の閾値以下のものは中レベル、これ以外のピーク値は弱レベルに属すると判定する構成とし、また、前記ボイス割り当て指示が与えられた前記音源手段が、前記メモリから対応するＰＣＭ信号を読み出し再生する構成とすることができる。また、本発明を鍵盤楽器に適用した場合には、前記検出手段を鍵盤楽器が備える鍵盤に対する押鍵操作の押鍵速度を検出する手段とすると共に、前記判定手段を前記検出手段によって検出された押鍵速度が予め設定した２種類以上の強度範囲のうちのいずれに属するかを判定する手段とすれば良い。また、本発明によれば、予め設定した２種類以上の強度範囲別に設け、ボイス割り当て指示が与えられるとこれに応答して発音動作を行う音源手段を備え、前記予め設定した２種類以上の音源手段の夫々が強度範囲別に異なる強さの音の発音動作を行うように構成された楽音発生装置に、楽器に対する演奏操作における演奏強度を検出する機能と、前記検出された演奏強度が前記予め設定した２種類以上の強度範囲のうちのいずれに属するかを判定する機能と、前記検出された演奏強度が属すると判定した強度範囲に対応する音源手段にボイス割り当て指示を与える機能と、を実現させるためのコンピュータ実行可能な動作プログラムも提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡単な構成で発音の違和感を極力生じさせない楽音発生装置を提供することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】信号処理系の構成図である。
【図２】信号処理系の動作の説明図である。
【図３】衝撃波信号の波形の説明図である。
【図４】ドラム側の外観の模式的な説明図である。
【図５】ドラム側の平面図である。
【図６】ＰＣＭ系信号処理部３０の構成図である。
【図７】判定部３０５の動作の説明図である。
【図８】テーブル８００の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施の形態について図面を参照しつつ説明する。以下、楽器の一例として電子ドラムを対象として本発明の実施形態について説明するが、本発明の実施対象は電子ドラムに限られず、弦楽器、鍵盤楽器等の楽器演奏に際して強弱をつけて演奏操作可能なあらゆる楽器に及ぶものである。
【００１２】
図４は本発明の実施形態である電子ドラムのドラム本体側の外観を示す模式的説明図であり、図５はその平面図である。図４、図５に示すように、外観視筒状体のシェル２００の上面である開放面には、打撃面１（ドラムヘッド）がシエル２００に張設されている。また、シエル２００の外周面には、その縦方向において適宜の間隔を設けてラグ５００が配置されている。更に、テンションボルト１００の貫通孔が形成されたリム４００が、打撃面１の外縁部を押さえ付けるようにして、テンションボルト１００がリム４００に形成された貫通孔を介してラグ５００にねじ込まれて締結され所定の張設力で打撃面１が張設されている。そして、図４、図５では図示はしないが、打撃面１の打撃による振動信号を検出し、衝撃波信号（Ｓｕ）として出力する振動ピックアップが打撃面１（ドラムヘッド）の裏面又は表面の適宜の位置に設けられている。図３はこの衝撃波信号（Ｓｕ）の波形の模式的説明図であり、横軸を時間軸（ｔ）としている。
【００１３】
（信号処理系）
図１は本発明の実施形態である電子ドラムの信号処理系の構成図である。この信号処理系は、打撃面１を打撃した際に打撃面１の振動振幅に応じた振幅信号を出力する振動ピックアップ（不図示）が出力する衝撃波信号（Ｓｕ）をアナログデジタル変換するＡ／Ｄ変換器１０と、このアナログデジタル変換されたデジタル信号を入力する共振系信号処理部２０と、このアナログデジタル変換されたデジタル信号を入力するＰＣＭ系信号処理部３０と、共振系信号処理部２０からの出力信号を増幅するゲイン６０と、ＰＣＭ系信号処理部３０からの出力信号を増幅するゲイン６２と、両ゲイン６０、６２からの出力信号を混合するミキサー６５（混合手段）と、混合されたミキシング信号をデジタルアナログ変換するＤ／Ａ変換器４０と、このデジタルアナログ変換されたアナログ信号を電子ドラム音として放音するためのスピーカー５０とを備えている。更に、ゲイン６０、ゲイン６２は不図示の操作子でゲイン量を個別に調整可能になっている。そして、電子ドラムには図１に示すような信号処理回路が内蔵されている。
【００１４】
また、メモリ７０には予め実際の打楽器音等をＰＣＭ方式で録音した信号（例えば電子ドラム残響音等）が記録されており、ＰＣＭ系信号処理部３０は、所定時にメモリ７０から録音信号を読み出して再生出力するように構成されている。図８は電子ドラムに適用した場合に、このメモリ７０に格納されるテーブル８００の説明図である。この例では、打撃面１を打撃することによって得られる衝撃波信号（Ｓｕ）のピーク値の強度範囲を「強」、「中」、「弱」の３種類に分けて、夫々のピーク値がいずれの強度範囲に属するかによって、読み出し再生対象となるＰＣＭ信号が別々に記録されている。例えば、打撃面１を打撃することによって得られる衝撃波信号（Ｓｕ）のピーク値の強度範囲が「強」に属すると判定された場合には、ＰＣＭ信号「ＰＨ」が読み出し再生されるように構成されている。同様に、衝撃波信号（Ｓｕ）のピーク値の強度範囲が「中」に属すると判定された場合にはＰＣＭ信号「ＰＭ」が読み出し再生され、更に、衝撃波信号（Ｓｕ）のピーク値の強度範囲が「弱」に属すると判定された場合にはＰＣＭ信号「ＰＬ」が読み出し再生される。
【００１５】
図６は図１に示したＰＣＭ系信号処理部３０の構成図である。図６に示すように、ＰＣＭ系信号処理部３０は、衝撃波信号（Ｓｕ）が入力されそのピーク値を検出する信号処理部３００と、この出力されたピーク値のレベルを３種類の強度範囲のいずれに属するかを判定する判定部３０５と、判定部３０５の判定結果に基づいて所要の音源部（３２０、３２２、３２４）にボイス割り当て指示を与える割り当て指示部３１０と、この３種類の強度範囲別に設けられた３個の音源部３２０、音源部３２２、音源部３２４と、この３個の音源部３２０、３２２、３２４の夫々に対して設けたゲイン３３０、ゲイン３３２、ゲイン３３４とを有し、３個のゲイン３３０、３３２、３３４の出力線は一つになって、全体出力が図１のゲイン６２へ供給可能となっている。また、３個のゲイン３３０、ゲイン３３２、ゲイン３３４は不図示の操作子でゲイン量を個別に調整可能になっている。なお、音源部の数は２個以上であれば良く特に３個に限定されないが、試聴実験では２個、３個及び４個で十分な効果を確認している。そして、各音源部３２０、３２２、３２４は夫々、ボイス割り当て指示が与えられるとこれに応答して発音動作を行うように構成されていると共に、例えば３音分割り当て可能で同時発音可能に構成されている。つまり、各音源部３２０、３２２、３２４は、３個（所定数個）のボイス割り当て指示を与えることが可能であり、３個（所定数個の範囲）以内で既にボイス割り当て指示が与えられている音に新たにボイス割り当て指示された音を含めて同時発音させる機能を有している。
【００１６】
また、図７に示すように、判定部３０５は、信号処理部３００が検出したピーク値が第１の閾値（Ａ）よりも大きなものは「強レベル」、このピーク値が第１の閾値（Ａ）よりも小さな第２の閾値（Ｂ）よりも大きく第１の閾値（Ａ）以下のものは「中レベル」、これ以外のピーク値は「弱レベル」に属すると判定する。そして、割り当て指示部３１０は、この判定結果に応じて対応する音源部（３２０、３２２、３２４）にボイス割り当て指示を与えるように構成されている。音源部３２０は「強レベル」用（ハイレベル）のもの、音源部３２２は「中レベル」用（ミッドレベル）のもの、音源部３２２は「弱レベル」用（ローレベル）のものである。したがって、例えば判定部３０５によってピーク値が「強レベル」に属すると判定された場合には、割り当て指示部３１０は音源部３２０に対してボイス割り当て指示を与え、これに応答して音源部３２０は、メモリ７０からＰＣＭ信号「ＰＨ」を読み出し再生出力する。
【００１７】
（動作）
次に動作を説明する。今、打撃面１がドラムスティック又は手等により打撃され振動ピックアップ（不図示）が衝撃波信号（Ｓｕ）を検出した場合、この衝撃波信号（Ｓｕ）はＡ／Ｄ変換器１０でアナログデジタル変換されて、両信号処理部２０、３０に供給される。共振系信号処理部２０は、衝撃波信号（Ｓｕ）に対するノイズ除去処理を行い、例えば共振周波数に合致した周波数の信号及びこの共振周波数の倍音信号を出力する。すると、これがゲイン６０によって増幅されてミキサー６５に入力される。ＰＣＭ信号処理部３０からの信号もゲイン６２によって増幅されミキサー６５に入力されると、両者は混合されこの混合信号がＤ／Ａ変換器４０でデジタルアナログ変換され、電子ドラムの楽音信号がスピーカー５０から放音されることになる。
【００１８】
次に、図２、図６を参照して、ＰＣＭ系信号処理部３０が衝撃波信号（Ｓｕ）を受信してから出力するまでの動作を説明する。図２におけるステップＳ２００、ステップＳ２１０、ステップＳ２２０の処理は図６の信号処理部３００が行う。そして、ステップＳ２３０が本実施形態の特徴的な処理である。先ず、信号処理部３００は、ステップＳ２００において、衝撃波信号（Ｓｕ）のエンベロープ信号を生成する。次に、信号処理部３００は、ステップＳ２１０において、生成されたエンベロープ信号が予め設定した或る閾値（ｔｈ）を超えたか否かを判定する。信号処理部３００は、この或る閾値（ｔｈ）を超えたものが存在すると判定した場合にのみ（ステップＳ２１０のＹｅｓ）、ステップＳ２２０に移行して、そのピーク値を検出したか否かを判定する一方、これ以外の場合（ステップＳ２１０のＮｏ）には処理を終える。次に、信号処理部３００は、ステップＳ２２０において、ピーク値を検出した場合（ステップＳ２２０のＹｅｓ）にはステップＳ２３０に移行し、これ以外の場合（ステップＳ２２０のＮｏ）には処理を終える。
【００１９】
そして、ステップＳ２３０では、ＰＣＭ再生を行う。先ず、信号処理部３００が出力したピーク値を判定部３０５が受け付けると、判定部３０５はこのピーク値が３種類の強度範囲のいずれに属するかを判定する。具体的には、判定部３０５はピーク値が第１の閾値（Ａ）よりも大きなものは「強レベル」、このピーク値が第１の閾値（Ａ）よりも小さな第２の閾値（Ｂ）よりも大きく第１の閾値（Ａ）以下のものは「中レベル」、これ以外のピーク値は「弱レベル」に属すると判定する（図７参照）。そして、この判定結果を割り当て指示部３１０に渡す。割り当て指示部３１０は、ピーク値が「強レベル」に属すると判定された場合には音源部３２０に対してボイス割り当て指示を与え、これに応答して音源部３２０は、メモリ７０からＰＣＭ信号「ＰＨ」を読み出し再生出力する。同様に、割り当て指示部３１０は、ピーク値が「中レベル」に属すると判定された場合には音源部３２２に対してボイス割り当て指示を与え、これに応答して音源部３２２は、メモリ７０からＰＣＭ信号「ＰＭ」を読み出し再生出力し、更に、ピーク値が「弱レベル」に属すると判定された場合には音源部３２４に対してボイス割り当て指示を与え、これに応答して音源部３２４は、メモリ７０からＰＣＭ信号「ＰＬ」を読み出し再生出力する。そして、各音源部３２０、３２２、３２４からの出力は夫々ゲイン３３０、３３２、３３４で増幅されて、図１のゲイン６２へ出力され、ゲイン６２はＰＣＭ信号を増幅しミキサー６５に供給する。以上のようにＰＣＭ方式で録音された残響音を再生出力することができる。
【００２０】
例えば、電子ドラムの打撃面に対して「強」、「中」、「弱」、「弱」なる強度の４連打の打撃を行った場合、第１打目の「強」に対しては音源部３２０が発音動作を行い、次いで第２打目の「中」に対しては音源部３２２が発音動作を行い、更に、第３打目の「弱」に対しては音源部３２４が発音動作を行う。そして、第４打目の「弱」に対しては音源部３２４が発音動作を行うが、これによって第１打目や第２打目の発音（強、中）が打ち消されることはないので発音の違和感が解消される。
【００２１】
このように判定部３０５が、信号処理部３００が検出したピーク値が予め設定した３種類の強度範囲のうちのいずれに属するかを判定し、割り当て指示部３１０が、検出されたピーク値が属すると判定した強度範囲に対応する音源部（３２０、３２２、３２４）にボイス割り当て指示を与えると対応する音源部（３２０、３２２、３２４）はこれに応答して発音動作を行い、しかも、３種類の音源部（３２０、３２２、３２４）の夫々は異なる強さの音の発音動作を行うように構成されているので、強度差、即ち音量レベル差により生じる発音の違和感が解消され音楽的に自然な発音動作を実現することが可能となる。
【００２２】
以上は電子ドラムに本発明を適用した実施形態の説明であるが、鍵盤部を備える鍵盤楽器等の他の楽器にも本発明を適用できる。鍵盤楽器に本発明を適用する場合にあっては、鍵盤部の各鍵を押鍵操作するときの速度である押鍵速度を検出する押鍵速度検出手段を備えた構成にする。そして、例えば、判定部３０が、押鍵速度検出手段が検出した押鍵速度が第１の閾値（Ａ）よりも大きなものは「強レベル」、このピーク値が第１の閾値（Ａ）よりも小さな第２の閾値（Ｂ）よりも大きく第１の閾値（Ａ）以下のものは「中レベル」、これ以外のピーク値は「弱レベル」に属すると判定する構成とする。そして、割り当て指示部３１０は、この判定結果に応じて対応する音源部（３２０、３２２、３２４）にボイス割り当て指示を与えるように構成し、ボイス割り当て指示が与えられた音源部（３２０、３２２、３２４）はメモリ７０から対応するＰＣＭ信号を読み出し再生する構成とすれば良く、このような構成によって鍵盤楽器に本発明を適用することができる。もちろん、演奏時の演奏強度を検出できるものであればいかなる楽器にも本発明は適用可能である。
【００２３】
また、本発明の機能は、ＣＰＵやＤＳＰがＲＯＭ等の記録媒体に記録された動作プログラムをＲＡＭ等をワークエリアとして使用しながら実行することによって実現可能である。
【００２４】
以上の説明でも述べてきたが、図６の音源部の数や判定部３０５で判定するための強度範囲の数は２個以上であれば良く特に数には制限はない。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
以上説明してきたように、本発明は電子ドラム、鍵盤楽器等の各種の楽器に適用することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１０  Ａ／Ｄ変換器
２０  共振系信号処理部
３０  ＰＣＭ系信号処理部
４０  Ｄ／Ａ変換器
５０  スピーカ
６０  ゲイン
６２  ゲイン
６５  ミキサー
３００  信号処理部
３０５  判定部
３１０  割り当て指示部
３２０  音源部
３２２  音源部
３２４  音源部
３３０  ゲイン
３３２  ゲイン
３３４  ゲイン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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