(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
楽音信号を生成する複数の楽音発生チャネルと、前記各楽音発生チャネルの動作状態を記憶するチャネル状態記憶手段と、キーオンが検出されると、前記チャネル状態記憶手段の記憶内容を参照して前記楽音発生チャネルの一対を選択し、該選択された楽音発生チャネルの一方をＬチャネルとしてステレオ演奏のための左楽音信号を割当て、他方をＲチャネルとして前記ステレオ演奏のための右楽音信号を割当てる割当手段と、前記左楽音信号を出力する左出力系と、前記右楽音信号を出力する右出力系とを備える楽音信号発生装置において、
新たなキーオンが検出されると、前記チャネル状態記憶手段の記憶内容を参照して、それ以前にキーオンされた鍵に対応する一対の前記Ｌチャネル及びＲチャネルを選択し、該選択した前記楽音発生チャネルの一方の楽音信号のパンニング値を０に漸近させる（０漸近という。）と共に、他方の楽音発生チャネルの楽音信号を、その楽音発生チャネルを動作させるきっかけとされた前記キーオン時のキースケールに基づくパンニング値に漸近させる（キースケール漸近という。）、漸化パンニング手段を備えたことを特徴とする楽音信号発生装置。
【請求項２】
請求項１記載の楽音信号発生装置において、
前記０漸近の速度と前記キースケール漸近の速度とがほぼ同じであることを特徴とする楽音信号発生装置。
【請求項３】
請求項１記載の楽音信号発生装置において、
前記０漸近させる楽音信号とキースケール漸近させる楽音信号との音量の和が略一定であることを特徴とする楽音信号発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、楽音信号発生装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば電子ピアノに代表される電子鍵盤楽器には、楽音信号を生成する複数の楽音発生チャネル、各楽音発生チャネルの動作状態を記憶するチャネル状態記憶手段、キーオンが検出されると、チャネル状態記憶手段の記憶内容を参照して楽音発生チャネルの一対を選択し、選択された楽音発生チャネルの一方をＬチャネルとしてステレオ演奏のための左楽音信号を割当て、他方をＲチャネルとしてステレオ演奏のための右楽音信号を割当てる割当手段、左楽音信号を出力する左出力系及び右楽音信号を出力する右出力系を備える楽音信号発生装置を持ち、左出力系からの楽音信号により左スピーカを駆動し、右出力系からの楽音信号により右スピーカを駆動することによってステレオ演奏するものがある。
【０００３】
ステレオ演奏するためには、１つの鍵の操作（キーオン）に対して２つの楽音発生チャネル（Ｌ／Ｒチャネル）が必要となる。こうしたＬ／Ｒチャネルの対を鍵数だけ用意すればチャネル不足になることはないが、楽音発生チャネルの数を増やすことはコストアップになるので、楽音発生チャネルの数をある程度に抑えて（例えば３２チャネル）、限られた数の楽音発生チャネルの有効利用が研究されてきた。
【０００４】
そのような楽音発生チャネルの有効利用技術の一つとして、特開平１０−４９１５９号公報に開示されている楽音発生装置がある。この楽音発生装置では、楽音発生チャネルの全数が使用されているときに新たなキーオンがなされると、Ｌ／Ｒチャネルの対を２つ選び、それら対をなしている楽音発生チャネルの片方をトランケート（急速減衰）させ、残りのチャネルはそのまま動作させる。これにより、２つの楽音発生チャネルが空きになるので、それらを新たにキーオンされた鍵に対応するＬ／Ｒチャネルとして使用できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平１０−４９１５９号公報の技術では、ステレオ発音のうちの一方（片側チャネル）の発音のみが残るので、左右で音量バランスがばらつくおそれがある。これを防ぐには、トランケート処理するチャネルを「前回はＬチャネルだったから今回はＲチャネルにする」というような制御を行う必要があり、制御が複雑化する。
【０００６】
また、トランケート処理により片側チャネルの発音は完全になくなってしまうため、例えばダンパーペダルが踏まれた状態でキーオンが相次いだならば全体音量は次第に増加してほしいのに、トータルチャネル数をステレオ発音した音量以上に増やすことはできなかった。
【０００７】
本発明は、ステレオ発音していた楽音発生チャネルの片方をトランケートさせて、そのトランケートさせたチャネルを新たにキーオンされた鍵の発音に使用する楽音信号発生装置において、左右のバランスをそこなわず、またキーオンに応じてトータル音量も増加可能にすることを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記課題を解決するための請求項１記載の楽音信号発生装置は、楽音信号を生成する複数の楽音発生チャネルと、前記各楽音発生チャネルの動作状態を記憶するチャネル状態記憶手段と、キーオンが検出されると、前記チャネル状態記憶手段の記憶内容を参照して前記楽音発生チャネルの一対を選択し、該選択された楽音発生チャネルの一方をＬチャネルとしてステレオ演奏のための左楽音信号を割当て、他方をＲチャネルとして前記ステレオ演奏のための右楽音信号を割当てる割当手段と、前記左楽音信号を出力する左出力系と、前記右楽音信号を出力する右出力系とを備える楽音信号発生装置において、
新たなキーオンが検出されると、前記チャネル状態記憶手段の記憶内容を参照して、それ以前にキーオンされた鍵に対応する一対の前記Ｌチャネル及びＲチャネルを選択し、該選択した前記楽音発生チャネルの一方の楽音信号のパンニング値を０に漸近させる（０漸近という。）と共に、他方の楽音発生チャネルの楽音信号を、その楽音発生チャネルを動作させるきっかけとされた前記キーオン時のキースケールに基づくパンニング値に漸近させる（キースケール漸近という。）、漸化パンニング手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この楽音信号発生装置では、漸化パンニング手段が、新たなキーオンが検出されると、チャネル状態記憶手段の記憶内容を参照して、それ以前にキーオンされた鍵に対応する一対のＬチャネル及びＲチャネルを選択し、選択した楽音発生チャネルの一方の楽音信号のパンニング値を０漸近させると共に、他方の楽音発生チャネルの楽音信号を、その楽音発生チャネルを動作させるきっかけとされたキーオン時のキースケールに基づくパンニング値にキースケール漸近させる。
【００１５】
これにより、パンニング値を０漸近させた楽音発生チャネルを新たなキーオンに対応する楽音発生チャネルとして使用できる。
そして、残りの楽音発生チャネルの楽音信号のパンニング値をキースケール漸近させることにより、０漸近による音量の減少を防止でき、例えばダンパーペダルが踏まれた状態でキーオンが相次いだならば全体音量は次第に増加させることができる。
新たなキーオンに対応して、それ以前にキーオンされた２つの鍵に対応する二対のＬチャネル及びＲチャネルを選択し、それぞれのチャネル対について０漸近とキースケール漸近とを行って２つの空チャネルを作り出せば、それらを新たなキーオンに対応するステレオ発音のための楽音発生チャネルにできる。
【００１６】
この際に、請求項２記載のように、請求項１記載の楽音信号発生装置において、前記０漸近の速度と前記キースケール漸近の速度とをほぼ同じにすれば、０漸近による音量低下分をキースケール漸近による音量増加で補うことができ、総音量の変化を防ぎ、違和感を感じさせない。
【００１７】
また請求項３記載のように、請求項１載の楽音信号発生装置において、前記０漸近させる楽音信号とキースケール漸近させる楽音信号との音量の和を略一定としても、請求項２と同様の効果を得ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を図面を参照して説明することにより発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
【実施例】
図１は、楽音信号発生装置を備える鍵盤式の電子楽器の全体的な構成を示すブロック図である。
この鍵盤式の電子楽器１０は、鍵盤１２とパネル１４を備えており、演奏者は鍵盤１２の鍵（キー）及びパネル１４のスイッチ類を操作できる。
【００２３】
鍵盤１２の鍵が操作されると、キースキャン回路１６が押鍵、離鍵すなわちキーオン、キーオフを検出し、検出したオン／オフ情報をそのキーナンバとともにバスライン１７に送出する。バスライン１７に送出されたキーオン／オフ情報及びキーナンバは、ＣＰＵ２４及び楽音信号発生装置４０に取込まれ、またＣＰＵ２４の制御下でＣＰＵワークＲＡＭ３０に記憶される。なお、ＣＰＵワークＲＡＭ３０は、後述する楽音発生チャネルの動作状態を記憶し、チャネル状態記憶手段として機能する。
【００２４】
パネル１４のモード選択スイッチ、音色選択スイッチ、ボリュームコントローラのオン／オフやポジション等はパネルスキャン１８にて検出される。それらのスイッチ情報は、パネルスキャン１８からバスライン１７に送出され、ＣＰＵ２４の制御下でＣＰＵワークＲＡＭ３０に記憶される。
【００２５】
また、パネル１４にはパネル表示２０が付属しており、パネル表示２０はＣＰＵ２４の指示を受けて電子楽器１０の状態等を表示するためのＬＥＤを点灯、消灯させる。
さらに、バスライン１７には、シリアル入出力回路であるＵＡＲＴ２２が接続されており、ＭＩＤＩ信号が入力される。
【００２６】
ＣＰＵ２４はＣＰＵプログラムＲＯＭ２６に格納されている動作プログラムに従って動作し、電子楽器１０の各部の動作を制御する。
音色パラメータＲＯＭ２８には、図４に示される構造のステレオ音色パラメータと図５に示されるモノラル音色パラメータが格納されている。図４に示すように、ステレオ音色パラメータは、音色毎にＬ側ＤＣＯとＲ側ＤＣＯとが対になり、それぞれのＤＣＯはウェーブスタートアドレス（Ｗａｖｅ  Ｓｔａｒｔ  Ａｄｄｒｅｓｓ）、Ｌ側並びにＲ側パンニング係数、アタック（Ａｔｔａｃｋ）、ディケイ（Ｄｅｃａｙ  ）及びリリース（Ｒｅｌｅａｓｅ  ）の各エンベロープデータ（Ｅｂｖ．  ｄａｔａ  ）を含んでいる。なお、本実施例の場合、Ｌ側ＤＣＯのＬ側パンニング係数は低音、中音、高音とも７０、Ｒ側パンニング係数は低音、中音、高音とも０に設定され、Ｒ側ＤＣＯではこれと逆にＬ側パンニング係数は低音、中音、高音とも０、Ｒ側パンニング係数は低音、中音、高音とも７０に設定されている。
【００２７】
また、図５に示すように、モノラル音色パラメータには、Ｌ／Ｒ共通ＤＣＯとしてウェーブスタートアドレス、Ｌ側並びにＲ側パンニング係数、アタック、ディケイ及びリリースの各エンベロープデータが含まれている。本実施例ではモノラル音色パラメータのパンニング係数は図６に示されるパンニングカーブ（低音側８０−高音側４０のカーブ（Ｌ）と低音側４０−高音側８０のカーブ（Ｒ））に従っており、低音はＬ側が８０でＲ側が４０、中音はＬ側、Ｒ側とも７０、高音はＬ側が４０でＲ側が８０となるように設定されている。
【００２８】
図１に戻り、バスライン１７には、楽音信号発生装置４０が接続されている。楽音信号発生装置４０は、サンプル波形データを格納している波形ＲＯＭ４２、波形ＲＯＭ４２から読み込んだサンプル波形データに基づいてサンプル波形（楽音信号）を生成するサンプル波形発生器４４、サンプル波形発生器４４の一部となるＲＡＭのアサイメントメモリ４６、サンプル波形発生器４４が生成したサンプル波形にパンニング処理を施すパンニング回路５０、パンニング処理されたサンプル波形を系列累算処理するための系列累算回路６０等から構成されている。
【００２９】
なお、本実施例の楽音信号発生装置４０においては、サンプル波形発生器４４はサンプル波形を生成する楽音発生チャネルを３２チャネル備えており、各チャネルが１音のサンプル波形を生成する。
そして、アサイメントメモリ４６は、各チャネル毎に、図３に示されるとおりのキーアサイメント情報を記憶する。すなわち、キーナンバ、そのオン／オフ情報、ウェーブスタートアドレス、Ｌ側及びＲ側パンニング係数、アタック、ディケイ及びリリースの各エンベロープデータ、ラウドネスデータが１チャネル分のアサイメント情報であり、それを３２チャネル分記憶できる。
【００３０】
記憶されるキーナンバとそのオン／オフ情報は、上述のキースキャン回路１６がバスライン１７に送出したものである。ウェーブスタートアドレス、Ｌ側及びＲ側パンニング係数及びエンベロープデータは、パネル１４の音色選択スイッチに基づいて音色パラメータＲＯＭ２８から獲得したものである。ラウドネスデータは、ボリュームコントローラのポジションをパネルスキャン１８が検出し、それを数値化してバスライン１７に送出したデータである。すなわち、アサイメントメモリ４６は、それぞれのチャネルが生成しているサンプル波形が対応しているキーナンバ、音色及び音量に関するデータを記憶すると言える。
【００３１】
図１に戻り、系列累算回路６０にはディジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）６２Ｌ、アンプ（Ａｍｐ）６４Ｌ及びスピーカ（ＳＰ）６６Ｌからなる左出力系と同様にＤＡＣ６２Ｒ、Ａｍｐ６４Ｒ及びＳＰ６６Ｒからなる右出力系とが接続されており、左右出力系は、それぞれ系列累算回路６０から出力されるデジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅し、音声出力することができる。
【００３２】
図２に示すように、サンプル波形発生器４４にはＦナンバＲＯＭ７０、Ｆナンバ累算器７２、サンプル補間器７４、エンベロープ発生器７６、アサイメントメモリ４６（図２には示さない）等が備わっている。これらのうちでＦナンバ累算器７２、サンプル補間器７４及びエンベロープ発生器７６が１組となって１つのサンプル波形を生成するので、本実施例ではこれらの組が３２組（すなわち楽音発生チャネルが３２チャネル）ある。
【００３３】
ＦナンバＲＯＭ７０にはアサイメントメモリ４６からのキーナンバが入力され、そのキーナンバに対応するＦナンバがＦナンバ累算器７２に読み込まれる。また、アサイメントメモリ４６からのキーオン／オフ情報もＦナンバ累算器７２に入力される。Ｆナンバ累算器７２は、Ｆナンバの整数部分を加算器ＡＤＤ１に送出し、小数部分をサンプル補間器７４に送出する。加算器ＡＤＤ１では、Ｆナンバの整数部分にアサイメントメモリ４６からのウェーブスタートアドレスが加算され、その加算後のデータが波形ＲＯＭ４２のアドレスを指定する。サンプル補間器７４は、このアドレス指定されたサンプル波形データを読込み、Ｆナンバの小数部分を用いてサンプル波形データに補間処理を施す。
【００３４】
サンプル補間器７４から出力されたサンプル波形データは、乗算器ＭＬＴ１に送られる。乗算器ＭＬＴ１には、エンベロープ発生器７６からのエンベロープデータが入力され、サンプル波形データにエンベロープデータが乗算される。このエンベロープデータは、アサイメントメモリ４６からエンベロープ発生器７６に供給されるアタック、ディケイ及びリリースのエンベロープデータに基づいている。さらに、サンプル波形データには、乗算器ＭＬＴ２において、アサイメントメモリ４６からのラウドネスデータが乗算される。
【００３５】
このようにエンベロープデータとラウドネスデータが乗算されたサンプル波形データはパンニング回路５０に送られる。
パンニング回路５０は、Ｌ側パンニング値補間回路５０Ｌと乗算器ＭＬＴ３とで構成されるＬ側系列及びＲ側パンニング値補間回路５０Ｒと乗算器ＭＬＴ４とで構成されるＲ側系列からなり、その下流側の系列累算回路６０も加算器ＡＤＤ３とラッチ６０ＬとからなるＬ側系列と加算器ＡＤＤ４とラッチ６０ＲからなるＲ側系列とからなっている。
【００３６】
Ｌ側パンニング値補間回路５０Ｌ及びＲ側パンニング値補間回路５０Ｒは、ＣＰＵ２４から補間の有無を指示され、補間有りならアサイメントメモリ４６から取得したパンニング係数（パン値）を乗算器ＭＬＴ３、ＭＬＴ４に送出する。乗算器ＭＬＴ３、ＭＬＴ４にパンニング係数が送出された際には、そのパンニング係数がサンプル波形データに乗算される。
【００３７】
さらにサンプル波形データは、加算器ＡＤＤ３、ＡＤＤ４を経てラッチ６０Ｌ、６０Ｒに送られ、全チャネル分の累算処理が行われる。累算されたデータは、上述したように左右出力系において、アナログ変換され、増幅され、音声として出力される。
【００３８】
さて、この電子楽器１０においては、図７に示すように、電子楽器１０の電源がオンされると、ＣＰＵ２４は各種の初期化処理を行う（Ｓ１０１）。
以後は、パネル１４のモード選択スイッチ、音色選択スイッチ、ボリュームコントローラのオン／オフやポジション等に応じて、音色、音量等を設定するためのパネル処理（Ｓ１０２）、キーオン／オフに対応しての発音、消音を実行するための処理であるキーイベント（Ｓ１０３）、その他の処理（Ｓ１０４）を繰り返し実行する。
【００３９】
キーイベント（Ｓ１０３）に含まれるサブルーチンとして、本発明に関わりの深いキーアサイン処理が行われるので、その処理を図８に従って説明する。
キーアサイン処理では、ＣＰＵ２４はまずキーオンの有無を判断し（Ｓ１２０）、キーオンがあればＣＰＵワークＲＡＭ３０を検索して空チャネルが２チャネルあるか否かを判断する（Ｓ１２１）。空チャネルがない場合には、ステレオ発音のペアチャネルを１ペア選択する（Ｓ１２２）。この選択基準は適宜設定されればよく、本実施例では最も古く発音を開始したペアチャネルを選択する。
【００４０】
続いて、ＣＰＵ２４は、楽音信号発生装置４０に指示して、選択したペアチャネルの一方（本実施例ではＬチャネル）を高速リリース（すなわちトランケート）させる（Ｓ１２３）。また、ＣＰＵ２４は、楽音信号発生装置４０に指示して、選択したペアチャネルの他方（本実施例ではＲチャネル）のパンニング係数をキーナンバに基づいて変更させ、Ｒチャネルのモノラル音を左右の出力系から出力させる（Ｓ１２４）。このパンニング係数は、例えば図６（この図６の例はモノラルピアノ音のパンニングカーブである）に示すパンニングカーブ（本実施例の場合、８０−４０のパンニングカーブと４０−８０のパンニングカーブ）により、キーナンバに対応するパンニング係数が決定される。この実施例では前述のパンニングカーブを採用しているが、他の形態のパンニングカーブ、例えばフルパンニングカーブ（Ｌ、Ｒ）を用いてもよい。
【００４１】
なお、高速リリースはエンベロープ発生器７６の働きによって実現され、パンニングの変更はパンニング回路５０の働きによって実現される。したがって、モノラル化を指示するＣＰＵ２４、その指示を実現するエンベロープ発生器７６及びパンニング回路５０が共同してモノラル化手段及び補正パンニング手段として機能している。
【００４２】
次に、ＣＰＵ２４は、ステレオ発音のもう１つのペアチャネルを選択し（Ｓ１２５）、選択したペアチャネルの一方（本実施例ではＬチャネル）を高速リリースさせ（Ｓ１２６）、そのペアチャネルの他方（本実施例ではＲチャネル）のパンニング係数をキーナンバに基づいて変更させ、そのモノラル音を左右の出力系から出力させる（Ｓ１２７）。
【００４３】
そして、こうして２つの空チャネルができるので、それらに新たなキーオンのＬ及びＲチャネルをアサインする（Ｓ１２８）。詳しくは、アサイメントメモリ４６上の２つの空チャネルに対応する領域に、図３に示される内容のデータを書込み、ＣＰＵワークＲＡＭ３０の楽音発生チャネルの動作状態の記憶を更新させる。
【００４４】
なお、キーオンがなかったときは（Ｓ１２０：ＮＯ）、Ｓ１２１以下の処理を行うことなくリターンし、空チャネルがあるときには（Ｓ１２１：ＹＥＳ）、Ｓ１２２〜Ｓ１２７の処理をジャンプしてＳ１２８を実行する。
このように、新たなキーオンがなされたときに、それをアサインすべき空チャネルがない場合には、２組のペアチャネルを選択し、それぞれのペアの一方のチャネルをトランケートさせて２つの空チャネルを作り出し、それらを新たなキーオンにアサインするので、新たなキーオンに対応するステレオ発音が可能になる。しかも、その際にトランケートされなかった方のチャネルのパンニング係数を変更して左右両方の出力系から出力させるので、左右のバランスを維持できる。また、残ったモノラル音でトランケートによる音量の減少を防止でき、例えばダンパーペダルが踏まれた状態でキーオンが相次いだときには全体音量は次第に増加させることができる。
（漸近処理例）
上述の例はペアチャネルの一方を高速リリースする手法を採用しているが、図９に示すように、パンニング係数を０（Ｓ１２３’、Ｓ１２６’）にしても、２つの空チャネルを作り出してそれらを新たなキーオンにアサインでき、また残ったチャネルのモノラル音で総音量の減少を防止できる。なお、Ｓ１２３’及びＳ１２６’において０漸近を、Ｓ１２４、Ｓ１２７においてキースケール漸近を行う（漸化パンニング手段）。
【００４５】
以上、実施例に従って、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざまに実施できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の電子楽器の全体的な構成のブロック図である。
【図２】実施例の電子楽器の楽音信号発生装置の詳細を説明するブロック図である。
【図３】実施例の楽音信号発生装置のアサイメントメモリの構造の説明図である。
【図４】実施例の電子楽器の音色パラメータＲＯＭ内のステレオ音色パラメータの構造の説明図である。
【図５】実施例の電子楽器の音色パラメータＲＯＭ内のモノラル音色パラメータの構造の説明図である。
【図６】実施例の電子楽器におけるモノラルピアノ音のパンニングカーブのグラフである。
【図７】実施例の電子楽器のＣＰＵが実行するメイン処理のフローチャートである。
【図８】実施例の電子楽器のＣＰＵが実行するキーアサイン処理のフローチャートである。
【図９】キーアサイン処理の変型例のフローチャートである。
【符号の説明】
１０…電子楽器
２４…ＣＰＵ（割当手段、モノラル化手段、補正パンニング手段）
２６…ＣＰＵプログラムＲＯＭ
２８…音色パラメータＲＯＭ
３０…ＣＰＵワークＲＡＭ（チャネル状態記憶手段）
４０…楽音信号発生装置
４２…波形ＲＯＭ
４４…サンプル波形発生器
４６…アサイメントメモリ
５０…パンニング回路（モノラル化手段、補正パンニング手段）
６０…系列累算回路
６２Ｌ…ディジタルアナログコンバータ（左出力系）
６４Ｌ…アンプ（左出力系）
６６Ｌ…スピーカ（左出力系）
６２Ｒ…ディジタルアナログコンバータ（右出力系）
６４Ｒ…アンプ（右出力系）
６６Ｒ…スピーカ（右出力系）
７０…ＦナンバＲＯＭ
７２…Ｆナンバ累算器
７４…サンプル補間器
７６…エンベロープ発生器（モノラル化手段、補正パンニング手段）
【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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【図９】
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