(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方または背面方向に向いたスピーカを有する電子楽器の音響装置において、
前記電子楽器の背面方向に向かって赤外線を発光するように設置された赤外線発光部と、
該赤外線の反射光を受光するように配置された赤外線受光部と、
該赤外線受光部の赤外線受光量が所定のレベルを越えた時に、該電子楽器の前面方向に良質の楽音が得られるように、楽音の周波数特性を自動的に変化させる手段とを具備したことを特徴とする電子楽器の音響装置。
【請求項２】
前記楽音の周波数特性を変化させる手段は、
少なくとも楽音の低音成分を抑制する係数または指示を転送する手段と、
該係数または指示を受けて、楽音の周波数特性を調整する手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の電子楽器の音響装置。
【請求項３】
前記赤外線発光部と赤外線受光部が前記スピーカに近接して配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電子楽器の音響装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は電子楽器の音響装置に関し、特に、電子楽器の設置場所にかかわらず、また演奏者等の手を煩わせることなく、良質な楽音を得ることができるようにした電子楽器の音響装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スピーカが下向きに設置されたタイプの電子楽器（例えば、電子ピアノ）、あるいはスピーカが背面向きに設置されたタイプの電子楽器が多数販売されている。後者のタイプの電子楽器は、スピーカが演奏者と反対側に向かって配置されており、演奏者よりも聴衆に良質な楽音を提供するよう配慮されたものである。このため、学校用やステージ演奏用の電子楽器としては、後者のタイプのものが多用されている。
【０００３】
さて、このような電子楽器がその背面を壁に近付けて設置されると、壁に近付けないで設置された場合に比べて、演奏者に達する音質がかなり変化する。すなわち、指向性の弱い低音成分は壁の反射の影響を受けて広がるため、演奏者には低音が増強されて聞こえることになる。
【０００４】
従来の電子楽器には、トーンコントロール摘みを備えたものがある。この電子楽器によれば、演奏者が該トーンコントロール摘みを調整することにより、低音や高音の再生音量を自分の好みに合うように調整することができる。このため、電子楽器が設置される位置が変わったとしても、トーンコントロール摘みを調整することにより、良質の楽音を得ることができるようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した従来技術では、演奏者自身が電子楽器のトーンコントロール摘みを調整しなければならず、調整に手間がかかるという問題があった。また、多くの演奏者が、この調整を嫌うという問題もあった。
【０００６】
本発明の目的は、前記した従来技術の問題点を解消し、設置される場所に適した再生特性を自動的に設定することができる電子楽器の音響装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下方または背面方向に向いたスピーカを有する電子楽器の音響装置において、電子楽器の背面方向に向かって赤外線を発光するように設置された赤外線発光部と、該赤外線の反射光を受光するように配置された赤外線受光部と、該赤外線受光部の赤外線受光量が所定のレベルを越えた時に、該電子楽器の前面方向に良質の楽音が得られるように、楽音の周波数特性を自動的に変化させる手段とを具備した点に特徴がある。
【００１０】
この特徴によれば、電子楽器が壁際等に置かれると、赤外線発光部から発射された赤外線が赤外線受光部で受光され、電子楽器が壁際等に置かれたことが自動的に検出される。また、電子楽器が壁際等に置かれたことが検出されると、楽音の周波数特性が自動的に変化させられ、電子楽器の前面方向に良質の楽音が得られるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の電子楽器（例えば、電子ピアノ）の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【００１２】
図において、中央演算装置（ＣＰＵ）１は、ＲＯＭ２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の動作を制御する。ＲＯＭ２には、電子楽器全体の動作を制御するプログラム、ＣＰＵ１が使用する種々の固定データ等が記憶されている。これらのプログラムおよび固定データは、ＣＰＵ１により、システムバスＳＢを介してアクセスされる。ＲＡＭ３は、装置のステータス情報を記憶し、またＣＰＵ１の作業用領域として使用される。なお、電子楽器を制御するための各種レジスタ、フラグ等はＲＡＭ３に定義されており、該ＲＡＭ３はＣＰＵ１により、システムバスＳＢを介してアクセスされる。
【００１３】
操作パネル５は、電源スイッチ、音色選択スイッチ等の各種スイッチ、および所定の情報を表示するための表示器などを有している。パネルスキャン回路４は、前記操作パネル５に設けられた各スイッチのセット／リセット状態を調べ、オン状態になっているパネルスイッチデータを検出して、ＣＰＵ１に送出する。
【００１４】
鍵盤７は、複数の鍵盤と、これらの押鍵、離鍵に連動して開閉する鍵盤スイッチとから構成されている。鍵盤スキャン回路６は、該鍵盤スイッチの状態を調べ、そのオン／オフを示す信号から、鍵盤タッチの強さ（速さ）を示すタッチデータを生成すると共に、オンまたはオフ情報およびその鍵盤番号（ナンバー）を出力する。このオン、オフ情報、鍵盤番号、およびタッチデータは、システムバスＳＢを介してＣＰＵ１に送られる。
【００１５】
音源回路８は、ＣＰＵ１から出力される信号に対応する原音波形データを原音波形メモリ９から読出し、その原音波形データにエンベロープを乗算し、楽音信号ａとしてＤＳＰ(digital signal processor)１０に出力する。ＤＳＰ１０は、本発明により設けられた周波数特性調整回路１０ａとエフェクト回路１０ｂが内蔵されている。該エフェクト回路１０ｂでは、リバーブ、コーラスなどの各種の効果を発生することができる。ＤＳＰ１０から出力された楽音信号ｂは、Ｄ／Ａ変換器１１にてアナログ信号に変換され、メインアンプ１２Ｌ，１２Ｒに伝送され、増幅される。該メインアンプ１２Ｌ，１２Ｒで増幅された音声信号は、高音用スピーカ１３ａ，１４ａ、低音用スピーカ１３ｂ，１４ｂからなるスピーカシステムで再生される。
【００１６】
また、本実施形態では、電子楽器本体の背部に設置された赤外線発光部２０と赤外線受光部２１と、該赤外線発光部２０と赤外線受光部２１の動作を制御すると共に、赤外線受光部２１が赤外線を受光した時に、ＤＳＰ１０内部の前記周波数特性調整回路１０ａに、壁際設置用の係数ｃ、あるいは壁際設置用の係数を選択する旨の指示ｃを送出するＣＰＵ２２が設けられている。
【００１７】
図２は、前記周波数特性調整回路１０ａの機能の一例を示すブロック図である。なお、本実施形態では、周波数特性調整回路１０ａを用いて説明するが、これに代えてトーンコントロール回路を用いても良い。
【００１８】
周波数特性調整回路１０ａは、図示のように接続されている、バッファ３１〜４４と、乗算器５１〜６４と、加算器７１〜７３から構成されている。図２の周波数特性調整回路１０ａは、２素子の周波数特性調整回路を示し、第１の素子は、前記バッファ３３〜３８、乗算器５３〜５７、６３および加算器７２から構成され、第２の素子は、前記バッファ３９〜４４、乗算器５８〜６２、６４および加算器７３から構成されている。このような構成の周波数特性調整回路１０ａは、イコライザまたは二次のデジタルフィルタとしての作用をする。
【００１９】
前記第１の素子において、乗算器５３は入力信号に係数Ｂ2 を乗じて加算器７２に出力する。乗算器５４はバッファ３４で１回のサンプリング周期だけ遅延された入力信号に係数Ｂ1 を乗じて出力する。また、乗算器５５はバッファ３５でさらに１回のサンプリング周期だけ遅延された入力信号に係数Ｂ0 を乗じて出力する。一方、乗算器５６は加算器７２で加算された信号を１回のサンプリング周期だけ遅延させた信号に係数Ｂ4 を乗じて出力する。また、乗算器５７は加算器７２で加算された信号をさらに１回のサンプリング周期だけ遅延させた信号に係数Ｂ5 を乗じて出力する。前記乗算器５３〜５７の出力信号は加算器７２で加算され、乗算器６３で係数ｃ3 と乗算されて加算器７１に出力される。
【００２０】
前記第２の素子は、乗算器５８〜６２で乗算される係数Ｂ6 〜Ｂ10が、前記第１の素子の乗算器５３〜５７で乗算される係数Ｂ0 〜Ｂ4 と異なるだけで、他の構成は同様であるので、説明を省略する。なお、図中の「ｚ−１」は、入力信号を１回のサンプリング周期だけ遅らせることを意味する。
【００２１】
上記した構成の周波数特性調整回路１０ａにおいて、前記係数Ｂ0 〜Ｂ4 、Ｂ6 〜Ｂ10の値を選択することにより、入力信号の低周波成分を、例えば６ｄＢ程度低減するハイパスフィルタを提供することができるようになる。
【００２２】
図１のＣＰＵ２２は、前記係数Ｂ0 〜Ｂ4 、Ｂ6 〜Ｂ10を要素とする第１、第２のテーブルを少なくとも有している。ここに、第１のテーブルは、電子楽器が壁から離れた位置に置かれた時、例えば部屋の中央に置かれた時に、良好な音質を提供する係数Ｂ0 〜Ｂ4 、Ｂ6 〜Ｂ10を要素とするものであり、第２のテーブルは、電子楽器が壁に接して、または壁の近くに設置された時に、良好な音質を提供する係数Ｂ0 〜Ｂ4 、Ｂ6 〜Ｂ10を要素とするものである。そして、該ＣＰＵ２２は、赤外線受光部２１の赤外線受光状態に応じて、前記第１、または第２のテーブルを選択して、選択されたテーブルに登録されている係数Ｂ0 〜Ｂ4 、Ｂ6 〜Ｂ10を、係数ｃとして前記周波数特性調整回路１０ａに出力する。具体的には、ＣＰＵ２２は、該赤外線受光部２１の赤外線受光量が所定の大きさより小さい時には第１のテーブルを選択し、該所定の大きさ以上になると、第２のテーブルを選択して出力する。
【００２３】
次に、本実施形態の動作を、具体例を参照して説明する。図３は、スピーカ１０１が棚板１０２上に下向きに設置されたタイプの電子楽器１００に、本発明を適用した例を示す。図示されているように、前記赤外線発光部２０と赤外線受光部２１は、演奏者と反対側に向かい、かつ好ましくはスピーカ１０１に近接して配置されている。
【００２４】
このタイプの電子楽器を壁１１０の近くに設置した時のスピーカシステムの特性は、指向性の強い中高音成分は、実線で示されているように、床から反射して演奏者に達するか、またはスピーカ１０１の裏側から出て直接演奏者に達するため、壁１１０の影響を殆ど受けない。しかしながら、低音成分は指向性が弱く広がるため、点線で示されているように、壁１１０で反射した成分も演奏者に達する。このため、電子楽器１００が壁１１０の近くに設置されると、該電子楽器１００が壁１１０から離れて設置された場合に比べて低音の特性が変わることになる。すなわち、低音成分は壁１１０からの反射の影響を受けて増強されるため、電子楽器１００が壁１１０の近くに置かれると、低音が強すぎるバランスの悪い再生音になる。
【００２５】
そこで、本実施形態によれば、電子楽器１００に、演奏者と反対側に向かう赤外線発光部２０と赤外線受光部２１が設けられているので、電子楽器１００が壁１１０の近くに設置された時には、赤外線発光部２０から発射された赤外線は壁１１０に反射して赤外線受光部２１に入り、該赤外線受光部２１の赤外線受光量が予定のしきい値以上になる。このため、電子楽器１００が壁１１０の近くに設置されたことをＣＰＵ２２（図１参照）は自動的に検出できるようになる。
【００２６】
ＣＰＵ２２は、前記したように、予め、電子楽器１００が壁の近くに設置された場合に最適となる周波数特性調整回路１０ａの係数Ｂ0 〜Ｂ4 および係数Ｂ6 〜Ｂ10をテーブルとして、図示されていないメモリに保持しており、赤外線受光部２１からの信号により電子楽器１００が壁１１０の近くに設置されたと判定されると、ＣＰＵ２２は該テーブルの係数Ｂ0 〜Ｂ4 および係数Ｂ6 〜Ｂ10を前記メモリから読出して、周波数特性調整回路１０ａに送出する。そうすると、周波数特性調整回路１０ａは、ＣＰＵ２２から送られてきた係数を用いて動作し、低音レベルを小さくするように動作する。このため、ＤＳＰ１０からは、電子楽器１００が壁の近くに設置された場合の最適な出力信号ｂが得られることになる。
【００２７】
次に、他の具体例を、図４を参照して説明する。図４は、スピーカ１２１が背面向きに設置されたタイプの電子楽器１２０に、本発明を適用した例を示す。このタイプの電子楽器１２０は、演奏者と反対側の方向に向かってスピーカ１２１が配置されており、学校用やステージ演奏用として多用されるものである。
【００２８】
この具体例では、前記赤外線発光部２０と赤外線受光部２１は、図示されているように、演奏者と反対側の向きで、かつ好ましくはスピーカ１２１に近接して配置されている。このタイプの電子楽器１２０が壁１１０につけて、またはその近くに設置されると、中高音および低音の両方が壁１１０から反射して、良質な楽音を得ることができなくなる。
【００２９】
本具体例では、同タイプの電子楽器を壁につけて、または近くに設置して、前記周波数特性調整回路１０ａの係数Ｂ0 〜Ｂ4 および係数Ｂ6 〜Ｂ10を変化させて、最良の楽音を発生する係数Ｂ0 〜Ｂ4 および係数Ｂ6 〜Ｂ10を求め、ＣＰＵ２２の図示されていないメモリに、テーブルとして予め記憶させておく。そして、前記と同様にして、前記赤外線発光部２０と赤外線受光部２１の働きにより、電子楽器１２０が壁１１０の近くに設置されていると判定されると、ＣＰＵ２０は前記メモリに記憶させておいたテーブルから、係数Ｂ0 〜Ｂ4 および係数Ｂ6 〜Ｂ10を読出し、前記周波数特性調整回路１０ａに設定する。この結果、ＤＳＰ１０は、中高音成分と低域成分とを所定の割合で抑制した、最適の出力信号ｂを得ることができるようになる。
【００３０】
以上のように、本実施形態によれば、電子楽器の背部に演奏者とは逆向きに赤外線発光部２０と赤外線受光部２１を配置し、赤外線発光部２０から発射された赤外線が赤外線受光部２１に戻ってきたか否かを検出するようにしているので、該電子楽器が壁の近くに設置されたか否かを自動的に検知することできるようになる。また、電子楽器が壁の近くに設置されたことが検知されると、ＣＰＵ２２は、その時に最良の楽音を再生する周波数特性調整回路１０ａの係数Ｂ0 〜Ｂ4 および係数Ｂ6 〜Ｂ10を周波数特性調整回路１０ａに送出できるようになるので、演奏者は何等の操作をしなくても、自動的に最良の楽音を出力できるようになる。  なお、前記赤外線発光部２０、赤外線受光部２１の動作は、電子楽器の起動時に１回または短時間行えばよいが、これに限定されるものではない。
【００３１】
また、前記実施形態では、ＣＰＵ２２は赤外線受光部２１の受光量があるしきい値以上であるか以下であるかの２段階の判定であったが、本発明はこれに限定されず、複数個のしきい値を設けて、３以上の段階で判定し、その判定結果に基づいて、異なる係数Ｂ0 〜Ｂ4 および係数Ｂ6 〜Ｂ10を周波数特性調整回路１０ａに設定するようにしても良い。このようにすると、電子楽器の設置位置の壁からの距離に応じて、周波数特性調整回路１０ａの周波数特性を調整できるようになる。
【００３２】
次に、本発明の第２実施形態を、図５を参照して説明する。この実施例の特徴は、電子楽器が設置される周辺の環境に応じて操作される１個または複数個のスイッチ手段を新設した点、具体的には電子楽器の操作パネルにＥＱ（イコライザ）スイッチ５ａを新設した点であり、図５中の他の符号は、図１と同一または同等物を示す。
【００３３】
ＥＱスイッチ５ａはＣＰＵ２２に接続されており、ＥＱスイッチ５ａが押されていないと、すなわちオフの時には、ＣＰＵ２２は前記第１のテーブルを選択し、ＥＱスイッチ５ａが押されてオンになると、ＣＰＵ２２は前記第２のテーブルを選択する。
【００３４】
ここに、前記したように、第１のテーブルは、電子楽器が壁から離れた位置に置かれた時、例えば部屋の中央に置かれた時に、良好な音質を提供する係数Ｂ0 〜Ｂ4 、Ｂ6 〜Ｂ10を要素とするものであり、第２のテーブルは、電子楽器が壁に接して、または壁の近くに設置された時に、良好な音質を提供する係数Ｂ0 〜Ｂ4 、Ｂ6 〜Ｂ10を要素とするものである。
【００３５】
したがって、電子楽器が壁から離れた位置、例えば部屋の中央に置かれた時にＥＱスイッチがオフにされていると、ＣＰＵ２２は第１のテーブルから周波数特性調整回路１０ａの係数Ｂ0 〜Ｂ4 、Ｂ6 〜Ｂ10を読出して、該周波数特性調整回路１０ａに転送して設定する。一方、電子楽器が壁に接して、または壁の近くに設置された時には、操作者が前記ＥＱスイッチを押し、オンにすると、ＣＰＵ２２は第２のテーブルを選択し、該第２のテーブルの係数Ｂ0 〜Ｂ4 、Ｂ6 〜Ｂ10を読出して、該周波数特性調整回路１０ａに転送して設定する。
【００３６】
この結果、単にＥＱスイッチ５ａをオン、オフするという簡単な操作をするだけで、電子楽器は壁から離れて設置されようと、また壁に接して設置されようと、演奏者等に良好な音質の楽音を提供することができるようになる。なお、上記の説明は、ＣＰＵ２２をＣＰＵ１と別個のものとして説明したが、ＣＰＵ２２の働きをＣＰＵ１にもたせ、ＣＰＵ２２を削除しても良いことは明らかである。図１の場合も、同様である。
【００３７】
前記ＥＱスイッチ５ａを３個以上の特性切り替え、例えば、部屋の中央設置用特性、壁際設置用特性、フラット特性等の切り替えに使用する場合には、ＥＱスイッチ５ａを１個だけ設けてトグル方式で使用しても良いし、ＥＱスイッチを複数個設けて各特性に１個づつ割り当てても良い。なお、この実施形態を電子楽器に適用すると、例えば図３、図４における、赤外線発光部２０および赤外線受光部２１が不用になることは勿論である。
【００３８】
この実施形態によれば、操作パネルに１個または複数個のＥＱスイッチを追加するだけで、かつ該ＥＱスイッチを操作するという簡単な操作をするだけで、電子楽器が部屋中央、あるいは壁際等のどこに置かれても、演奏者等に良好な音質の楽音を提供することができるようになる。
【００３９】
なお、前記した各実施形態では、周波数特性調整回路１０ａの乗算器に適用する係数Ｂ0 〜Ｂ4 および係数Ｂ6 〜Ｂ10のテーブルを、ＣＰＵ２２側に持たせるようにしたが、該テーブルをＤＳＰ１０側に設け、ＣＰＵ２２あるいはＣＰＵ１からはＤＳＰ１０に壁際設置用のテーブル、あるいは壁無し用のテーブルを選択する旨の指示ｃのみを送るようにしてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、電子楽器が壁につけて、または壁の近くに設置されたか否かが自動的に判断され、この判断に応じて自動的に楽音信号の周波数特性が調整されることになるので、たとえ電子楽器が壁際に設置されたとしても、演奏者等の手を煩わすことなく、良質の楽音を提供することができるようになる。
【００４２】
また、赤外線発光部と赤外線受光部を、スピーカに近接して配置することにより、電子楽器が壁際に設置されたか否かをより正確に判別できるようになり、電子楽器が壁から受ける悪影響を、より正確に補正できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明が適用される電子楽器の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】  図１の周波数特性調整回路の一具体例を示すブロック図である。
【図３】  本発明の一応用例の説明図である。
【図４】  本発明の他の応用例の説明図である。
【図５】  本発明の第２実施形態の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
５…操作パネル、８…音源回路、１０…ＤＳＰ、１０ａ…周波数特性調整回路、１０ｂ…エフェクト回路、２０…赤外線発光部、２１…赤外線受光部、２２…ＣＰＵ。
【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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