(57)【要約】音出力装置は、第１音信号、第２音信号、及び第３音信号を記憶するデータ記憶部と、音の出力を指示する指示信号に含まれる音の大きさを指定する第１情報に基づいて、第１音信号及び第２音信号、又は第１音信号及び第３音信号をデータ記憶部から読み出して出力する音信号出力部と、を備え、指示信号は、音の高さを指定する第２情報を含み、第２情報が第１音高から第１音高とは異なる第２音高に変化した場合において、第１音信号は、第１音高と第２音高との音高差に対応して音高が変化し、第２音信号及び第３音信号は、音高が変化しない、又は第１音信号の音高の変化よりも少ない音高差で変化する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１音信号、第２音信号、及び第３音信号を記憶するデータ記憶部と、
音の出力を指示する指示信号に含まれる前記音の大きさを指定する第１情報に基づいて、前記第１音信号及び前記第２音信号、又は前記第１音信号及び前記第３音信号を前記データ記憶部から読み出して出力する音信号出力部と、
を備え、
前記指示信号は、前記音の高さを指定する第２情報を含み、
前記第２情報が第１音高から前記第１音高とは異なる第２音高に変化した場合において、前記第１音信号は、前記第１音高と前記第２音高との音高差に対応して音高が変化し、前記第２音信号及び前記第３音信号は、音高が変化しない、又は前記第１音信号の音高の変化よりも少ない音高差で変化する、音出力装置。
【請求項２】
前記第２音信号と前記第３音信号とは、信号の波形が異なる、請求項１に記載の音出力装置。
【請求項３】
前記データ記憶部は、音高に応じて複数の前記第２音信号及び複数の前記第３音信号を記憶する、請求項１に記載の音出力装置。
【請求項４】
前記音信号出力部は、前記指示信号の前記第２情報に基づいて、前記複数の第２音信号の中から何れか一つ、又は前記複数の第３音信号の中から何れか一つを選択する、請求項３に記載の音出力装置。
【請求項５】
前記音出力装置は、前記指示信号の前記第１情報に基づいて、前記第１音信号の発生タイミングと前記第２音信号の発生タイミングとの相対関係、又は、前記第１音信号の発生タイミングと前記第３音信号の発生タイミングとの相対関係を変化させる、請求項１に記載の音出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音信号を生成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子ピアノからの音をアコースティックピアノの音にできるだけ近づけるために、様々な工夫がなされている。例えば、特許文献１には、アコースティックピアノの演奏において鍵を押下したときには、打弦音が発生するだけでなく、鍵の押下に伴って生じる棚板衝突音も発生する。電子ピアノのような電子楽器において、このような棚板衝突音を再現するための技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−５９５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、押鍵の際に鍵が棚板に衝突することによって発生する棚板衝突音を含む音を出力する楽音発生装置が開示されている。電子ピアノにおいて、棚板衝突音を再現することにより、アコースティックピアノの音に近い音の再現が可能になる。そのため、電子ピアノでは、アコースティックピアノにより近い音を再現するために、アコースティックピアノによる実際の棚板衝突音の再現が求められる。【０００５】
本発明の目的の一つは、アコースティックピアノの棚板衝突音をより細やかに再現することができる音出力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態による音出力装置は、第１音信号、第２音信号、及び第３音信号を記憶する記憶部と、音の出力を指示する指示信号に含まれる前記音の大きさを指定する第１情報に基づいて、前記第１音信号及び前記第２音信号、又は前記第１音信号及び前記第３音信号を前記記憶部から読み出して出力する音信号出力部と、を備え、前記指示信号は、前記音の高さを指定する第２情報を含み、前記第２情報が第１音高から前記第１音高とは異なる第２音高に変化した場合において、前記第１音信号は、前記第１音高と前記第２音高との音高差に対応して音高が変化し、前記第２音信号及び前記第３音信号は、音高が変化しない、又は前記第１音信号の音高の変化よりも少ない音高差で変化する。【０００７】
前記第２音信号と前記第３音信号とは、信号の波形が異なっていてもよい。【０００８】
前記データ記憶部は、音高に応じて複数の前記第２音信号及び複数の前記第３音信号を記憶してもよい。【０００９】
前記音信号出力部は、前記指示信号の前記第２情報に基づいて、前記複数の第２音信号の中から何れか一つ、又は前記複数の第３音信号の中から何れか一つを選択してもよい。【００１０】
前記音出力装置は、前記指示信号の前記第１情報に基づいて、前記第１音信号の発生タイミングと前記第２音信号の発生タイミングとの相対関係、又は、前記第１音信号の発生タイミングと前記第３音信号の発生タイミングとの相対関係を変化させてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、アコースティックピアノの棚板衝突音をより細やかに再現することができる音出力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る音出力装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る鍵と連動する機械的構造（鍵アセンブリ）を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る音源の機能構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態における棚板衝突音の波形データを説明する図である。
【図５】本発明の第１実施形態における打弦音信号生成部及び衝突音信号生成部の機能構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第１実施形態における打弦音量テーブルを説明する図である。
【図７】本発明の第１実施形態における衝突音波形読出部が衝突音波形メモリから読み出す波形データを説明するための表である。
【図８】本発明の第１実施形態における打弦音遅延テーブル及び衝突音遅延テーブルを説明する図である。
【図９】本発明の第１実施形態におけるノートオンに対する打弦音および衝突音の発生タイミングを説明する図である。
【図１０】本発明の第２実施形態における棚板衝突音の波形データを説明する図である。
【図１１】本発明の第２実施形態における衝突音波形読出部が衝突音波形メモリから読み出す波形データを説明するための表である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態における電子鍵盤楽器について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下に示す実施形態は本発明の実施形態の一例であって、本発明はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号（数字の後にＡ、Ｂ等を付しただけの符号）を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００１４】
＜第１実施形態＞
［音出力装置の構成］
図１は、本発明の第１実施形態における音出力装置の構成を示す図である。本実施形態に係る音出力装置１００は、電子鍵盤楽器である。音出力装置１００は、例えば、電子ピアノであって、演奏操作子として複数の鍵１０１を有する電子楽器の一例である。ユーザが鍵１０１を操作すると、スピーカ１０３から音が出る。ユーザは、音の種類（音色）を操作部１０５を用いて変更することができる。この例において、音出力装置１００は、ピアノの音色を用いて発音する場合、アコースティックピアノに近い音を出すことができる。特に、音出力装置１００は、棚板衝突音を含むアコースティックピアノの音を再現することができる。音出力装置１００の各構成について、以下に詳述する。
【００１５】
音出力装置１００は、複数の鍵１０１（演奏操作子）を備える。複数の鍵１０１は、筐体１０７に回動可能に支持されている。筐体１０７には、スピーカ１０３、操作部１０５、及び表示部１０９が設けられている。筐体１０７の内部には、制御部１１１、記憶部１１３、音源１１５及び鍵挙動測定部１１７が設けられている。筐体１０７内部に設けられた各構成は、バスを介して接続されている。
【００１６】
制御部１１１は、ＣＰＵなどの演算処理回路、ＲＡＭ、ＲＯＭなどの記憶装置を含む。制御部１１１は、記憶部１１３に記憶された制御プログラムをＣＰＵにより実行して、各種機能を音出力装置１００において実現させる。操作部１０５は、操作ボタン、タッチセンサおよびスライダなどの装置であり、入力された操作に応じた信号を制御部１１１に出力する。表示部１０９は、制御部１１１による制御に基づいた画面が表示される。
【００１７】
記憶部１１３は、不揮発性メモリ等の記憶装置である。記憶部１１３は、制御部１１１によって実行される制御プログラムを記憶する。また、記憶部１１３は、音源１１５において用いられるパラメータや波形データ等を記憶してもよい。スピーカ１０３は、制御部１１１または音源１１５から出力される音信号を増幅して出力することによって、音信号に応じた音を出力する。尚、図１では２つのスピーカ１０３が音出力装置１００に設けられた場合を示しているが、音出力装置１００に設けられるスピーカの数は２つの限定されるわけではなく、１つ以上であればよい。
【００１８】
鍵挙動測定部１１７は、複数の鍵１０１のそれぞれの挙動を測定し、測定結果を示す測定データを出力する。鍵挙動測定部１１７は、押下された鍵１０１及び該鍵１０１の押下量（操作量）に応じた情報を測定データとして出力する。例えば、鍵挙動測定部１１７は、各鍵１０１に対して、第１押下量、第２押下量及び第３押下量のうちの少なくとも１つを検出した際に、押下量に応じた検出信号を出力するようになっている。このとき、出力された検出信号に対応する鍵１０１を示す情報（例えば鍵番号）が含まれることによって、押下された鍵１０１を特定できる。
【００１９】
［鍵アセンブリの構成］
図２は、本発明の第１実施形態に係る音出力装置の鍵１０１と連動する機械的構造（鍵アセンブリ）を示す図である。図２においては、鍵１０１のうちの白鍵に関する構造を例として説明する。棚板２０１は、上述した筐体１０７の一部を構成する部材である。棚板２０１には、フレーム２０３が固定されている。フレーム２０３の上部には、フレーム２０３から上方に突出する鍵支持部材２０５が配置されている。鍵支持部材２０５は、軸２０７を中心として鍵１０１を回動可能に支持する。フレーム２０３から下方に突出するハンマ支持部材２１１が設けられている。フレーム２０３に対して鍵１０１とは反対側には、ハンマ２０９が設けられている。ハンマ支持部材２１１は、軸２１３を中心としてハンマ２０９を回動可能に支持する。
【００２０】
鍵１０１の下方に突出するハンマ接続部２１５は、下端部に連結部２１７を備える。ハンマ２０９の一端側に設けられた鍵接続部２１９と連結部２１７とは、摺動可能に接続されている。ハンマ２０９は、軸２１３に対して鍵接続部２１９とは反対側に錘２２１を備える。鍵１０１が操作されていない時には、錘２２１は、その自重により下限ストッパ２２３に載置されている。
【００２１】
一方、鍵１０１が押下されると、鍵接続部２１９が下方に移動し、ハンマ２０９が回動する。ハンマ２０９が回動すると、錘２２１が上方に移動する。錘２２１が上限ストッパ２２５に衝突すると、ハンマ２０９の回動が制限されて、鍵１０１の押下が止まるできなくなる。鍵１０１の押下が強いと、錘２２１が上限ストッパ２２５に衝突し、そのときに衝突音が発生する。この衝突音はフレーム２０３を介して棚板２０１に伝達されて、音として放出される。図２の構成においては、この音が棚板衝突音に相当する。
【００２２】
なお、鍵アセンブリは、鍵１０１の押下により衝突音が生じる構造であれば、図２に示す構造に限らない。鍵アセンブリは、例えば、押下された鍵１０１が棚板２０１に直接的に衝突する構造を有していてもよい。また、鍵アセンブリは、図２のように、鍵１０１が押下されると、鍵１０１に連動して動く部材が、棚板２０１または棚板２０１に接続された部材に対して衝突する構造であってもよい。鍵アセンブリは、鍵１０１の押下によって、いずれかの部分で衝突が生じることによって衝突音を生じる構造であればよい。
【００２３】
フレーム２０３と鍵１０１との間には鍵挙動測定部１１７（第１センサ１１７−１、第２センサ１１７−２、第３センサ１１７−３）が設けられている。鍵１０１が押下されていくと、鍵１０１が第１押下量に達すると第１センサ１１７−１が第１検出信号を出力する。続いて、鍵１０１が第２押下量に達しると、第２センサ１１７−２が第２検出信号を出力する。さらに、鍵１０１が第３押下量に達すると第３センサ１１７−３が第３検出信号を出力する。この検出信号の出力タイミングの時間的な違いから、鍵１０１の押下速度を算出できる。
【００２４】
本実施形態では、一例として、制御部１１１は、第１検出信号の出力タイミングから第２検出信号の出力タイミングまでの時間、および予め決められた距離（ここでは第１押下量および第２押下量までの距離）に基づいて、第１押下速度を算出する。同様に、制御部１１１は、第２検出信号の出力タイミングから第３検出信号の出力タイミングまでの時間、および予め決められた距離（ここでは第２押下量および第３押下量までの距離）に基づいて、第２押下速度を算出する。制御部１１１は、第１押下速度及び第２押下速度に基づいて、押下加速度を算出してもよい。さらに制御部１１１は、第３検出信号の検出によりノートオン信号Ｎｏｎを音源１１５に出力し、ノートオン信号Ｎｏｎを出力した後であって同じ鍵について第１検出信号の出力が停止した場合、ノートオフ信号Ｎｏｆｆを音源１１５に出力する。
【００２５】
ノートオン信号Ｎｏｎが出力されるときには、鍵番号情報Ｎｏｔｅ（第２情報）及び押下速度Ｖｅｌ（第１情報）が、ノートオン信号Ｎｏｎに対応付けられて出力される。押下速度Ｖｅｌは、第１押下速度または第２押下速度である。鍵番号情報Ｎｏｔｅは、押下された鍵１０１を特定する情報であって、音の高さを指定する情報、（音高情報）に対応する。
【００２６】
一方、ノートオフ信号Ｎｏｆｆが出力されるときには、鍵番号情報Ｎｏｔｅがノートオフ信号Ｎｏｆｆに対応付けられて出力される。なお、以下の説明において、鍵１０１の操作に伴って制御部１１１から出力されるこれらの情報（操作情報）は、音の発生を指示する指示信号として音源１１５に供給される。指示信号には、押下加速度Ａｃｃが含まれてもよい。
【００２７】
音源１１５は、制御部１１１から出力されるノートオン信号Ｎｏｎ、ノートオフ信号Ｎｏｆｆ、鍵番号情報Ｎｏｔｅ、押下速度Ｖｅｌ及び押下加速度Ａｃｃを含む指示信号に基づいて、音信号を生成してスピーカ１０３に出力する。音源１１５が生成する音信号は、鍵１０１への操作毎に得られる。そして、複数の押鍵によって得られた複数の音信号は、合成されて音源１１５から出力される。
【００２８】
［音源の構成］
図３は、本発明の第１実施形態における音源の機能構成を示すブロック図である。音源１１５は、データ記憶部３０１、音信号出力部３０３、スピーカ出力合成部３０５、及び増幅部３０７を備える。
【００２９】
データ記憶部３０１は、打弦音波形メモリ３０９及び衝突音波形メモリ３１１を備える。打弦音波形メモリ３０９は、ピアノの打弦音に相当する音信号（第１音信号）を記憶している。この音信号は、ピアノの打弦音を示す波形データである。この波形データは、アコースティックピアノの音（押鍵に伴う打弦によって生じた音）をサンプリングした波形データである。この例では、異なる音高の波形データが、鍵番号に対応して記憶されている。
【００３０】
衝突音波形メモリ３１１は、ピアノの棚板衝突音に相当する少なくとも２つの音信号（第２音信号及び第３音信号）を記憶している。これらの音信号は、ピアノの棚板衝突音を示す波形データである。これらの波形データは、アコースティックピアノの押鍵に伴う棚板衝突音を押鍵速度を変えてサンプリングした波形データである。上述した打弦音波形メモリ３０９に記憶された打弦音を示す波形データは、所定の音高（第１音高）から別の音高（第２音高）に変化した場合、該所定の音高と該別の音高との音高差に応じて音高が変化する。一方、棚板衝突音を示す波形データは、所定の音高（第１音高）から別の音高（第２音高）に変化した場合であっても音高が変化しない、または打弦音を示す波形データに比べて音高差が少ない。
【００３１】
衝突音波形メモリ３１１は、鍵１０１の押鍵速度に基づいて、少なくとも２つの異なる棚板衝突音の波形データを記憶している。例えば、衝突音波形メモリ３１１は、２つの異なる棚板衝突音の波形データを記憶してもよい。この場合、衝突音波形メモリ３１１は、押鍵速度Ｖｅｌが所定の閾位値Ｖｔｈ未満の場合の棚板衝突音を示す第１波形データと、所定の閾位値Ｖｔｈ以上の場合の棚板衝突音を示す第２波形データとを有する。
【００３２】
図４は、衝突音波形メモリ３１１に記憶された異なる２つの棚板衝突音の波形データを説明する図である。図４では、押鍵速度Ｖｅｌが所定の閾位値Ｖｔｈ未満の場合の棚板衝突音を示す第１波形データ４０１ａと、押鍵速度Ｖｅｌが所定の閾位値Ｖｔｈ以上の場合の棚板衝突音を示す第２波形データ４０１ｂとを示している。図４に示すように、第１波形データ４０１ａと第２波形データ４０１ｂとは、波形の振幅及び波長が異なる。第２波形データ４０１ｂは、第１波形データ４０１ａに比べて、波形の振幅が大きく、ピーク数が多い。これは、押鍵速度Ｖｅｌが速い場合、押鍵速度Ｖｅｌが遅い場合に比べて棚板衝突音の音量が大きくなり、倍音が増加することを示している。
【００３３】
音信号出力部３０３は、鍵１０１の押下に応じて供給される指示信号に含まれる音高情報に基づいて、ピアノの打弦音に相当する音信号と（打弦音信号：第１音信号）、ピアノの棚板衝突音に相当する音信号（衝突音信号：第２音信号又は第３音信号）を出力する。音信号出力部３０３は、打弦音信号生成部３１３及び衝突音信号生成部３１５を備える。
【００３４】
打弦音信号生成部３１３は、指示信号に基づいて打弦音波形メモリ３０９から波形データを読み出して、例えばＡＤＳＲのパラメータによって制御されるエンベロープ処理を行い、打弦音信号として出力する。打弦音信号生成部３１３は、打弦音信号をスピーカ出力合成部３０５に出力する。衝突音信号生成部３１９は、指示信号に基づいて、衝突音波形メモリ３１１から波形データを読み出して、衝突音信号として出力する。衝突音信号生成部３１９は、衝突音信号をスピーカ出力合成部３０５に出力する。図５は、本実施形態に係る打弦音信号生成部３１３及び衝突音信号生成部３１５の機能構成を示すブロック図である。打弦音信号生成部３１３及び衝突音信号生成部３１５について、図５を参照して詳述する。
【００３５】
打弦音信号生成部３１３は、打弦音波形読出部５０１（５０１−１、５０１−２、・・・、５０１−ｍ）、及び打弦音波形調整部５０３（５０３−１、５０３−２、・・・、５０３−ｍ）を備える。上記の「ｍ」は、同時に発音できる数（同時に生成できる音信号の数）に対応し、本実施形態では３２である。すなわち、この打弦音信号生成部３１３では、３２回の押鍵まで発音した状態が維持され、３３回目の押鍵があった場合には、最初の発音に対応する音信号が強制的に停止される。
【００３６】
打弦音波形読出部５０１は、読み出すべき波形データの音高を、鍵番号情報Ｎｏｔｅに基づいて決定する。これにより、打弦音波形読出部５０１は、鍵番号情報Ｎｏｔｅに対応する音高を有する打弦音信号を生成する。打弦音波形読出部５０１は、打弦音信号を打弦音波形調整部５０３に出力する。
【００３７】
打弦音波形調整部５０３は、例えばＡＤＳＲのパラメータによって制御されるエンベロープ処理を行う。打弦音波形調整部５０３は、打弦音信号の音量（最大振幅）を、打弦音量テーブル３１５を参照して決定する。打弦音量テーブル３１５は、押下速度Ｖｅｌと打弦音量Ｖａとの関係を規定している。図６は、本発明の第１実施形態における打弦音量テーブルを説明する図である。図６では、押下速度Ｖｅｌが大きくなるほど、打弦音量Ｖａが大きくなることを示している。図６では、押下速度Ｖｅｌと打弦音量Ｖａとが、１次関数で表すことができる関係で規定されているが、これに限定されない。押下速度Ｖｅｌと打弦音量Ｖａとの関係は、押下速度Ｖｅｌに対する打弦音量Ｖａが特定できるような関係であれば、どのような関係であってもよい。
【００３８】
打弦音波形調整部５０３は、ノートオン信号Ｎｏｎを含む指示信号を受信してから打弦音信号を出力するまでの遅延時間を、打弦音遅延テーブル３１７を参照して決定する。この遅延時間に応じて、打弦音信号の発生タイミング（発音タイミング）が変化する。打弦音遅延テーブル３１７については、後述する。
【００３９】
衝突音信号生成部３１９は、衝突音波形読出部５０５（５０５−１、５０５−２、・・・、５０５−ｎ）、及び衝突音波形調整部５０７（５０７−１、５０７−２、・・・、５０７−ｎ）を備える。上記の「ｎ」は、同時に発音できる数（同時に生成できる音信号の数）に対応し、本実施形態では３２である。すなわち、この衝突音信号生成部３１９では、３２回の押鍵まで発音した状態が維持され、３３回目の押鍵があった場合には、最初の発音に対応する音信号が強制的に停止される。
【００４０】
衝突音波形読出部５０５は、指示信号に含まれる押下速度Ｖｅｌに基づいて衝突音波形メモリ３０９から波形データを読み出す。押下速度Ｖｅｌは、音の大きさ、即ち音の強弱を指定する情報である。衝突音信号生成部３１９は、押下速度Ｖｅｌが所定の閾値Ｖｔｈ未満であるか、または所定の閾値Ｖｔｈ以上であるかに応じて、衝突音波形メモリ３１１に記憶された異なる２つの棚板衝突音の波形データ（第１波形データ及び第２波形データ）のうち、いずれか一方の棚板衝突音の波形データを読み出す。
【００４１】
図７は、本実施形態において、衝突音波形読出部５０５が衝突音波形メモリ３１１から読み出す波形データを説明するための表である。図７に示すように、押下速度Ｖｅｌが所定の閾値Ｖｔｈ未満である場合、衝突音波形読出部５０５は、図４に示した第１波形データ４０１ａを読み出し、衝突音信号として出力する。また、押下速度Ｖｅｌが所定の閾値Ｖｔｈ以上である場合、衝突音波形読出部５０５は、図４に示した第２波形データ４０１ｂを読み出し、衝突音信号として出力する。
【００４２】
上述したように、衝突音波形読出部５０５は、押下速度Ｖｅｌに基づいて衝突音信号を生成する。衝突音波形読出部５０５は、衝突音信号を衝突音波形調整部５０７に出力する。衝突音波形読出部５０５は、指示信号に応じて波形データを所定時間読み出すと、この指示信号に応じた衝突音信号の生成を終了する。
【００４３】
衝突音波形調整部５０７は、ノートオン信号Ｎｏｎを含む指示信号を受信してから衝突音信号を出力するまでの遅延時間を、衝突音遅延テーブル３２１を参照して決定する。この遅延時間に応じて、衝突音信号の発生タイミング（発音タイミング）が変化する。本実施形態において、衝突音信号に対するエンベロープ処理は行われてもよく、行われなくてもよい。エンプロ―プ処理が行われない場合、衝突音波形メモリ３１１は、所定時間の波形データを記憶している。
【００４４】
図８は、本実施形態における打弦音遅延テーブル３１７及び衝突音遅延テーブル３２１を説明する図である。いずれのテーブルも、押下加速度Ａｃｃと遅延時間ｔｄとの関係を規定している。図８では、打弦音遅延テーブル３１７と衝突音遅延テーブル３２１とを対比して示している。打弦音遅延テーブル３１７は、押下加速度Ａｃｃと遅延時間ｔｄ（打弦音遅延時間ｔ１）との関係を規定している。衝突音遅延テーブル３２１は、押下加速度Ａｃｃと遅延時間ｔｄ（衝突音遅延時間ｔ２）との関係を規定している。図７に示すように、打弦音遅延テーブル３１７及び衝突音遅延テーブル３２１のいずれのテーブルにおいても、押下加速度Ａｃｃが大きくなるほど、遅延時間ｔｄ（ｔ１，ｔ２）が短くなる。
【００４５】
図８では、押下加速度ＡｃｃがＡ２のときに、打弦音遅延時間ｔ１と衝突音遅延時間ｔ２とが等しくなる。押下加速度ＡｃｃがＡ２よりも小さいＡ１のときには、打弦音遅延時間ｔ１よりも衝突音遅延時間ｔ２の方が長い。一方、押下加速度ＡｃｃがＡ２よりも大きいＡ３のときには、打弦音遅延時間ｔ１よりも衝突音遅延時間ｔ２の方が短い。このとき、Ａ２が「０」であってもよい。この場合には、Ａ１は、負の値となり、押下の間に徐々に減速していることを示す。一方、Ａ３は、正の値となり、押下の間に徐々に加速していることを示す。尚、図８では、押下加速度Ａｃｃと遅延時間ｔｄとは、１次関数で表すことができる関係で規定されているが、これに限定されない。押下加速度Ａｃｃと遅延時間ｔｄとの関係は、押下加速度Ａｃｃに対して遅延時間ｔｄが特定できるような関係であれば、どのような関係であってもよい。また、遅延時間ｔｄを特定するために、押下加速度Ａｃｃではなく、押下速度Ｖｅｌを用いてもよいし、押下速度Ｖｅｌと押下加速度Ａｃｃとを併用してもよい。
【００４６】
図９は、本実施形態におけるノートオンに対する打弦音および衝突音の発生タイミングを説明する図である。図９におけるＡ１、Ａ２、Ａ３は、図８における押下加速度Ａ１、Ａ２、Ａ３の値に対応する。すなわち、押下加速度の関係は、Ａ１＜Ａ２＜Ａ３である。図９では、それぞれ横軸に沿って時刻の信号を示している。図９における「ＯＮ」は、ノートオン信号Ｎｏｎを含む指示信号を受信したタイミングを示し、「Ｓａ」は打弦音信号の生成が開始されるタイミングを示し、「Ｓｂ」は衝突音信号の生成が開始されるタイミングを示している。したがって、打弦音遅延時間ｔ１は、「ＯＮ」から「Ｓａ」までの時間に対応する。衝突音遅延時間ｔ２は、「ＯＮ」から「Ｓｂ」までの時間に対応する。図８に示すように、押下加速度Ａｃｃが大きくなるほど、打弦音信号および衝突音信号の発生タイミングは、ノートオンからの遅延が少ない。さらに、押下加速度Ａｃｃの違いによる発生タイミングの変化の割合は、衝突音信号の方が打弦音信号よりも大きい。したがって、打弦音信号の発生タイミングと衝突音信号の発生タイミングとの相対関係が、押下加速度に基づいて変化する。
【００４７】
スピーカ出力合成部３０５は、音信号出力部３０３から打弦音信号と衝突音信号とを受信する。スピーカ出力合成部３０５は、増幅部３２３、３２５及び合成部３２７を備える。増幅部３２３は、打弦音信号生成部３１３から出力された打弦音信号を予め決められた増幅率で増幅する。増幅部３２５は、衝突音信号生成部３１９から出力された衝突音信号を予め決められた増幅率で増幅する。合成部３２７は、増幅部３２３において増幅された打弦音信号と、増幅部３２５において増幅された衝突音信号とを加算することによって合成して出力する。これらの構成によってスピーカ出力合成部３０５は、打弦音信号と衝突音信号とを予め決められた音量比で合成したスピーカ用音信号を出力する。
【００４８】
増幅部３０７は、所定の増幅率に設定される。増幅部３０７は、スピーカ出力合成部３０５から出力されたスピーカ用音信号を該所定の増幅率で増幅する。この増幅率は、操作部１０５におけるボリュームつまみ等を操作することによって、設定を変更することができる。増幅部３０７は、所定の増幅率で増幅したスピーカ用音信号をスピーカ１０３に出力する。
【００４９】
一般的にアコースティックピアノでは、鍵を強く押下した場合、つまり押鍵速度が速い場合に発生する棚板衝突音と、鍵を弱く押下した場合、つまり押鍵速度が遅い場合に発生する棚板衝突音とは異なる。本実施形態では、２つの異なる棚板衝突音を示す波形データが衝突音波形メモリ３１１に記憶されている。衝突音波形メモリ３１１に記憶された２つの棚板衝突音を示す波形データは、押鍵速度Ｖｅｌが所定の閾位値Ｖｔｈ未満の場合の棚板衝突音を示す第１波形データと、所定の閾位値Ｖｔｈ以上の場合の棚板衝突音を示す第２波形データである。衝突音信号生成部３１５は、押鍵速度Ｖｅｌに基づいて、衝突音波形メモリ３１１から第１波形データ及び第２波形データうちのいずれか一方の波形データを読み出し、衝突音信号として出力する。このように、押鍵速度に応じて、棚板衝突音を示す波形データを選択して出力することにより、本発明の音出力装置は、アコースティックピアノの棚板衝突音をより細やかに再現することができる。
【００５０】
本実施形態では、押鍵速度に基づいて、２つの異なる板衝突音を示す波形データが衝突音波形メモリ３１１に記憶されている例を説明した。しかしながら、衝突音波形メモリに記憶される棚板衝突音を示す波形データは２つに限定されるわけではない。例えば、衝突音波形メモリ３１１は、押鍵速度に基づいて、３つ以上の棚板衝突音を示す波形データを記憶してもよい。
【００５１】
本実施形態では、打弦音波形メモリ３０９及び衝突音波形メモリ３１１を備えるデータ記憶部３０１は音源部１１５に含まれる。しかしながら、打弦音波形メモリ３０９及び衝突音波形メモリ３１１は、記憶部１１３に含まれてもよい。
【００５２】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、押鍵速度に基づいて、少なくとも２つの異なる板衝突音を示す波形データが衝突音波形メモリに記憶されている例を説明した。第２実施形態では、さらに音域ごとに異なる板衝突音を示す波形データが衝突音波形メモリに記憶されている例を説明する。
【００５３】
本発明の第２実施形態に係る音出力装置の構成は、衝突音波形メモリに記憶されている板衝突音を示す波形データの数が異なることを除いて、上述した第１実施形態に係る音出力装置１００と略同一である。そのため、重複する説明は省略する。
【００５４】
図１０は、本発明の第２実施形態に係る音出力装置の衝突音波形メモリに記憶された異なる６つの棚板衝突音の波形データを説明する図である。図１０では、押鍵速度Ｖｅｌが所定の閾位値Ｖｔｈ未満の場合の棚板衝突音を示す第１波形データ１００１ａ、第２波形データ１００１ｂ、及び第３波形データ１００１ｃと、押鍵速度Ｖｅｌが所定の閾位値Ｖｔｈ以上の場合の棚板衝突音を示す第４波形データ１００３ａ、第５波形データ１００３ｂ、及び第６波形データ１００３ｃとを示している。
【００５５】
第１波形データ１００１ａは、押鍵速度Ｖｅｌが所定の閾位値Ｖｔｈ未満の場合の低音域の波形データである。第２波形データ１００１ｂは、押鍵速度Ｖｅｌが所定の閾位値Ｖｔｈ未満の場合の中音域の波形データである。第３波形データ１００１ｃは、押鍵速度Ｖｅｌが所定の閾位値Ｖｔｈ未満の場合の高音域の波形データである。同様に、第４波形データ１００３ａは、押鍵速度Ｖｅｌが所定の閾位値Ｖｔｈ以上の場合の低音域の波形データである。第５波形データ１００３ｂは、押鍵速度Ｖｅｌが所定の閾位値Ｖｔｈ以上の場合の中音域の波形データである。第６波形データ１００３ｃは、押鍵速度Ｖｅｌが所定の閾位値Ｖｔｈ以上の場合の高音域の波形データである。これらの第１〜第６波形データは、アコースティックピアノの押鍵に伴う棚板衝突音を押鍵速度と押鍵位置とを変えてサンプリングした波形データである。
【００５６】
上述したように、一般的にアコースティックピアノでは、鍵を強く押下した場合、つまり押鍵速度が速い場合に発生する棚板衝突音と、鍵を弱く押下した場合、つまり押鍵速度が遅い場合に発生する棚板衝突音とは異なる。さらに、アコースティックピアノでは、押鍵位置を変えた場合、つまり、低音域の鍵が押下された場合と、中音域の鍵が押下された場合と、高音域の鍵が押下された場合とでは発生する棚板衝突音が異なる。これは、棚板衝突音が生じた位置に応じて、棚板衝突音が棚板から響板に伝わる経路が異なるためである。尚、低音域、中音域及び高音域は、予め任意に設定される。
【００５７】
本実施形態において、衝突音信号生成部は、指示信号に基づいて、衝突音波形メモリから波形データを読み出して、衝突音信号として出力する。このとき、衝突音信号生成部に含まれる衝突音波形読出部は、指示信号に含まれる押鍵速度Ｖｅｌと鍵番号情報Ｎｏｔｅとに基づいて、衝突音波形メモリに記憶された異なる６つの棚板衝突音を示す波形データのうちからいずれか１つの波形データを読み出す。図１１は、本実施形態において、衝突音波形読出部が衝突音波形メモリから読み出す波形データを説明するための表である。例えば、指示情報に含まれる押鍵速度Ｖｅｌが所定の閾値Ｖｔｈ未満であり、且つ鍵番号が低音域の属する場合、図１１に示すように、衝突音波形読出部は、第１波形データ１００１ａを読み出す。また、指示情報に含まれる押鍵速度Ｖｅｌが所定の閾値Ｖｔｈ以上であり、且つ鍵番号が中音域の属する場合、衝突音波形読出部は、第５波形データ１００３ｂを読み出す。
【００５８】
このように、押鍵速度Ｖｅｌと鍵番号情報Ｎｏｔｅとに基づいて棚板衝突音を示す波形データを選択して読み出すことにより、本実施形態に係る音出力装置は、アコースティックピアノの棚板衝突音をより細やかに再現することができる。
【００５９】
尚、本実施形態では、異なる６つの棚板衝突音の波形データが衝突音波形メモリに記憶されている場合を例示したが、衝突音波形メモリに記憶される波形データの数は６つに限定されるわけではない。衝突音波形メモリは、任意に設定される音域の数の応じた波形データを記憶することができる。
【００６０】
以上に述べた実施形態においては、押鍵速度Ｖｅｌに基づいて棚板衝突音の波形データを選択している。しかしながら、押鍵速度Ｖｅｌに限らず他の情報に基づいて、又はそれらを併用して棚板衝突速度を推定し、推定された速度に基づいて棚板衝突音の波形データを選択してもよい。ここで他の情報とは、演奏操作に係る動作を示す情報であってもよく、演奏操作に基づいて動作するアクションの一部の部品（棚板衝突音の変化に関わるもの）の動作であってもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１００…音出力装置、１０１…鍵、１０３…スピーカ、１０５…操作部、１０７…筐体、１０９…表示部、１１１…制御部、１１３…記憶部、１１５…音源部、２０１…棚板、２０３…フレーム、２０５…鍵支持部材、２０７…軸、２０９…ハンマ、２１１…ハンマ支持部材、２１３…軸、２１５…ハンマ接続部、２１７…連結部、２１９…鍵接続部、２２１…錘、２２３…下限ストッパ、２２５…上限ストッパ、３０１…データ記憶部、３０３…音信号出力部、３０５…スピーカ出力合成部、３０７…増幅部、３０９…打弦音波形メモリ、３１１…衝突音波形メモリ、３１３…打弦音信号生成部、３１５…打弦音量テーブル、３１７…打弦音遅延テーブル、３１９…衝突音信号生成部、３２１…衝突音遅延テーブル、３２３，３２５…増幅部、３２７…合成部、５０１…打弦音波形読出部、５０３…打弦音波形調整部、５０５…衝突音波形読出部、５０７…衝突音波形読出部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年3月17日(2020.3.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１音信号、第２音信号、及び第３音信号を記憶するデータ記憶部と、
音の出力を指示する指示信号に含まれる前記音の大きさを指定する第１情報に基づいて、前記第１音信号及び前記第２音信号、又は前記第１音信号及び前記第３音信号を前記データ記憶部から読み出して出力する音信号出力部と、
を備え、
前記指示信号は、前記音の高さを指定する第２情報を含み、
前記第２情報が第１音高から前記第１音高とは異なる第２音高に変化した場合において、前記第１音信号は、前記第１音高と前記第２音高との音高差に対応して音高が変化し、前記第２音信号及び前記第３音信号は、音高が変化しない、又は前記第１音信号の音高の変化よりも少ない音高差で変化する、音出力装置。
【請求項２】
前記第２音信号と前記第３音信号とは、信号の波形が異なる、請求項１に記載の音出力装置。
【請求項３】
前記データ記憶部は、音高に応じて複数の前記第２音信号及び複数の前記第３音信号を記憶する、請求項１に記載の音出力装置。
【請求項４】
前記音信号出力部は、前記指示信号の前記第２情報に基づいて、前記複数の第２音信号の中から何れか一つ、又は前記複数の第３音信号の中から何れか一つを選択する、請求項３に記載の音出力装置。
【請求項５】
前記音出力装置は、前記指示信号の前記第１情報に基づいて、前記第１音信号の発生タイミングと前記第２音信号の発生タイミングとの相対関係、又は、前記第１音信号の発生タイミングと前記第３音信号の発生タイミングとの相対関係を変化させる、請求項１に記載の音出力装置。
【請求項６】
コンピュータに
音の出力を指示する指示信号に含まれる前記音の大きさを指定する第１情報に基づいて、第１音信号及び第２音信号、又は前記第１音信号及び第３音信号をデータ記憶部から読み出すこと、及び
読み出した前記第１音信号及び前記第２音信号、又は前記第１音信号及び前記第３音信号を出力すること、
を実行させるためのプログラムであって、
前記指示信号は、前記音の高さを指定する第２情報を含み、前記第２情報が第１音高から前記第１音高とは異なる第２音高に変化した場合において、前記第１音信号は、前記第１音高と前記第２音高との音高差に対応して音高が変化し、前記第２音信号及び前記第３音信号は、音高が変化しない、又は前記第１音信号の音高の変化よりも少ない音高差で変化する、プログラム。
【請求項７】
前記第２音信号と前記第３音信号とは、信号の波形が異なる、請求項６に記載のプログラム。
【請求項８】
前記データ記憶部は、音高に応じて複数の前記第２音信号及び複数の前記第３音信号を記憶する、請求項６に記載のプログラム。
【請求項９】
前記指示信号の前記第２情報に基づいて、前記複数の第２音信号の中から何れか一つ、又は前記複数の第３音信号の中から何れか一つが選択される、請求項８に記載のプログラム。
【請求項１０】
前記指示信号の前記第１情報に基づいて、前記第１音信号の発生タイミングと前記第２音信号の発生タイミングとの相対関係、又は、前記第１音信号の発生タイミングと前記第３音信号の発生タイミングとの相対関係が変化する、請求項６に記載のプログラム。
【国際調査報告】
2019092776.tif 000014
2019092776.tif 000015