(57)【要約】      （修正有）【課題】生楽器の音響特性と同様の音響効果が得ることができる音出力装置を提供する。【解決手段】電子ピアノ４０は、複数の鍵４３から構成される鍵盤４１を有している。鍵盤４１は、電子楽器の演奏操作子である。電子ピアノ４０は、第１放音点Ｅ１において２つのスピーカ１１７ａ、１１７ｂを有し、第２放音点Ｅ２おいて２つのスピーカ１１７ｃ、１１７ｄを有する。スピーカ１１７ａ〜スピーカ１１７ｄは、第１放音点Ｅ１及び第２放音点Ｅ２にそれぞれ相当する第１集音点及び第２集音点に向かって音源から到来する音の各軸方向成分を含む音響信号をそれぞれ同時に出力する。【選択図】図４Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の放音点に対応する第１の集音点に音源から到達する音の第１の軸方向への成分を含む第１の音響信号を、前記第１の軸方向への指向性をもって放音し、
前記第１の集音点に前記音源から到達する音の第２の軸方向への成分を含む第２の音響信号を、前記第２の軸方向への指向性をもって放音し、
第２の放音点に対応する第２の集音点に前記音源から到達する音の第３の軸方向への成分を含む第３の音響信号を、前記第３の軸方向への指向性をもって放音し、
前記第２の集音点に前記音源から到達する音の第４の軸方向への成分を含む第４の音響信号を、前記第４の軸方向への指向性をもって放音する、
放音部を備えた、音出力装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の集音点の各々において、前記第１〜第４の軸方向に配置された指向性マイクを用いて、前記音源から到達する音に含まれる前記第１〜第４の軸方向への成分をサンプリングすることによって得られる音響信号を生成する音生成部をさらに備える
請求項１に記載の音出力装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の集音点の各々における、前記音源から到達する音の前記第１〜第４の軸方向への成分を、仮想的に算出することによって得られる音響信号を生成する音生成部をさらに備える
請求項１に記載の音出力装置。
【請求項４】
前記放音部は、前記音源の演奏者の位置の左右方向に配置される前記第１及び第２の集音点に対応して設けられる、請求項１乃至３の何れか一項に記載の音出力装置。
【請求項５】
前記音生成部は、前記音源から到達する音のうち所定の周波数以上の音に基づいて前記第１〜第４の音響信号を生成する、請求項２又は３に記載の音出力装置。
【請求項６】
第１の集音点に音源から到達する音の第１の軸方向への成分を含む第１の音響信号を生成し、
前記第１の集音点に前記音源から到達する音の第２の軸方向への成分を含む第２の音響信号を生成し、
第２の集音点に前記音源から到達する音の第３の軸方向への成分を含む第３の音響信号を生成し、
前記第２の集音点に音源から到達する音の第４の軸方向への成分を含む第４の音響信号を生成する、
音生成部を備えた、音出力装置。
【請求項７】
第１の放音点に対応する第１の集音点に音源から到達する音の第１の軸方向への成分を含む第１の音響信号を、前記第１の軸方向への指向性をもって放音し、
前記第１の集音点に前記音源から到達する音の第２の軸方向への成分を含む第２の音響信号を、前記第２の軸方向への指向性をもって放音し、
第２の放音点に対応する第２の集音点に前記音源から到達する音の第３の軸方向への成分を含む第３の音響信号を、前記第３の軸方向への指向性をもって放音し、
前記第２の集音点に前記音源から到達する音の第４の軸方向への成分を含む第４の音響信号を、前記第４の軸方向への指向性をもって放音する、ことを含む、音出力方法。
【請求項８】
請求項１に記載の音出力装置と、
演奏操作子と、
前記演奏操作子への操作に応じて、前記１の音響信号、前記第２の音響信号、前記第３の音響信号、及び前記第４の音響信号を生成する音生成部と、
を含む電子楽器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子楽器の発音方式としては、生楽器（アコースティック楽器）の楽音を録音し、録音した楽音の波形情報をＰＣＭ符号化等により符号化されたデジタル波形データとしてメモリに記憶しておき、該電子楽器で発音すべきときに波形データをメモリから読み出し、出力する方式が知られている。例えば、特許文献１には、生楽器の波形データの録音位置に対応する位置に配置されたスピーカを備え、各スピーカが対応する位置で録音された波形データに基づく発音を行うことにより、生楽器の演奏時の音響特性を再現した電子鍵盤楽器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０４１２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の電子楽器では、スピーカから出力される音の指向性により、生楽器の音響の再現性が不十分であるという問題があった。例えば、生楽器の楽音をマイクで録音して得られた波形情報は、該マイクの位置における楽音の量を記録したものであり、マイクが配置された位置に到来した音の到来方向は考慮されない。したがって、一箇所で録音すると、様々な方向からマイクが配置された位置に到来した音を重ね合わせた量に基づく波形情報が得られる。このようにして得た波形情報に基づいて電子楽器で音を再現すると、スピーカの位置から音が全方向に放射される。つまり、様々な方向からマイク位置に到来した音を重ね合わせた音が全方向に放射されてしまい、音響の再現性が不十分になる。そのため、生楽器の音響特性と同様の音響効果が得ることができる電子楽器などの音出力装置が望まれている。
【０００５】
本発明の課題の一つは、生楽器の音響特性と同様の音響効果が得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係る音出力装置は、第１の放音点に対応する第１の集音点に音源から到達する音の第１の軸方向への成分を含む第１の音響信号を、前記第１の軸方向への指向性をもって放音し、前記第１の集音点に前記音源から到達する音の第２の軸方向への成分を含む第２の音響信号を、前記第２の軸方向への指向性をもって放音し、第２の放音点に対応する第２の集音点に前記音源から到達する音の第３の軸方向への成分を含む第３の音響信号を、前記第３の軸方向への指向性をもって放音し、前記第２の集音点に前記音源から到達する音の第４の軸方向への成分を含む第４の音響信号を、前記第４の軸方向への指向性をもって放音する、放音部を備える。
【０００７】
本発明の一実施形態に係る音出力装置は、前記第１及び第２の集音点の各々において、前記第１〜第４の軸方向に配置された指向性マイクを用いて、前記音源から到達する音に含まれる前記第１〜第４の軸方向への成分をサンプリングすることによって得られる音響信号を生成する音生成部をさらに備えてもよい。
【０００８】
本発明の一実施形態に係る音出力装置は、前記第１及び第２の集音点の各々における、前記音源から到達する音の前記第１〜第４の軸方向への成分を、仮想的に算出することによって得られる音響信号を生成する音生成部をさらに備えてもよい。
【０００９】
前記放音部は、前記音源の演奏者の位置の左右方向に配置される前記第１及び第２の集音点に対応して設けられてもよい。
【００１０】
前記音生成部は、前記音源から到達する音のうち所定の周波数以上の音に基づいて前記第１〜第４の音響信号を生成してもよい。
【００１１】
本発明の一実施形態に係る音出力装置は、第１の集音点に音源から到達する音の第１の軸方向への成分を含む第１の音響信号を生成し、前記第１の集音点に前記音源から到達する音の第２の軸方向への成分を含む第２の音響信号を生成し、第２の集音点に前記音源から到達する音の第３の軸方向への成分を含む第３の音響信号を生成し、前記第２の集音点に音源から到達する音の第４の軸方向への成分を含む第４の音響信号を生成する。
【００１２】
本発明の一実施形態に係る音出力方法は、第１の放音点に対応する第１の集音点に音源から到達する音の第１の軸方向への成分を含む第１の音響信号を、前記第１の軸方向への指向性をもって放音し、前記第１の集音点に前記音源から到達する音の第２の軸方向への成分を含む第２の音響信号を、前記第２の軸方向への指向性をもって放音し、第２の放音点に対応する第２の集音点に前記音源から到達する音の第３の軸方向への成分を含む第３の音響信号を、前記第３の軸方向への指向性をもって放音し、前記第２の集音点に前記音源から到達する音の第４の軸方向への成分を含む第４の音響信号を、前記第４の軸方向への指向性をもって放音する。
【００１３】
本発明の一実施形態に係る電子楽器は、上述の音出力装置と、演奏操作子と、前記演奏操作子への操作に応じて、前記１の音響信号、前記第２の音響信号、前記第３の音響信号、及び前記第４の音響信号を生成する音生成部と、を含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一実施形態に係る音出力装置によれば、生楽器の音響特性と同様の音響効果が得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】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態における電子楽器のハードウエア構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態における電子楽器の音出力装置を示すブロック図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態における音源からの音の録音を説明するための概略図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態における音源からの音の録音を説明するための概略図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態におけるスピーカからの音の放音を説明するための概略図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態におけるスピーカからの音の放音を説明するための概略図である。
【図５】本発明の別の実施形態における音出力装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の別の実施形態における電子楽器のハードウエア構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
以下、本発明の一実施形態における音出力装置について、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されるものではない。
【００１７】
本発明の第１実施形態に係る音出力装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の第１実施形態に係る、音出力装置は、音出力装置のスピーカの指向に合わせて、スピーカから放音される音の元となる音響信号を生成する。
【００１８】
［システム］
図１は、本実施形態における音出力装置を含む電子楽器１０のハードウエア構成の一例を示す概略図である。電子楽器１０は、制御部１０１、記憶部１０３、通信Ｉ／Ｆ１０５、表示部１０７、演奏操作子１０９、設定操作子１１１及び音出力装置１１２を備える。これらの各構成は、バス１１９を介して相互に接続されている。尚、本実施形態において、音出力装置を含む電子楽器１０が電子ピアノである場合を一例として説明する。但し、本発明に係る電子楽器は、電子ピアノに限定されるわけではなく、音高、音量及び音色を電気的に制御できる楽器であればよい。
【００１９】
電子楽器１０において、制御部１０１は、ＣＰＵなどの演算処理回路を含む。制御部１０１は、後述する記憶部１０３に記憶された制御プログラムをＣＰＵにより実行して、電子楽器１０の各種動作を実現する。ＣＰＵは、後述する演奏操作子１０９の操作によるノートオンイベントに対応してノートオンイベント処理を実行し、該ノートオンイベントに対応する制御信号を生成して音生成部１１３に送信する。
【００２０】
記憶部１０３は、不揮発性メモリ、ハードディスク等の記憶装置である。記憶部１０３は、電子楽器１０の動作を実現するための制御プログラムが記憶する。制御プログラムは、磁気記録媒体、光記録媒体、光磁気記録媒体、半導体メモリなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶した状態で提供されてもよい。この場合には、電子楽器１０は、記録媒体を読み取る装置を備えていればよい。また、制御プログラムは、インターネット等のネットワーク経由で通信Ｉ／Ｆ１０５を介してダウンロードされてもよい。
【００２１】
通信Ｉ／Ｆ１０５は、制御部１０１の制御に基づいて、外部装置との通信を行う。また、通信Ｉ／Ｆ１０５は、インターネットやＬＡＮなどの通信回線と接続して、サーバ等の外部装置との通信を行ってもよい。尚、記憶部１０３の機能は、通信Ｉ／Ｆ１０５によって通信可能な外部装置で実現されてもよい。
【００２２】
表示部１０７は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の表示装置であり、制御部１０１による制御に基づいて、電子楽器１０の設定に関する情報をユーザに対して表示する。
【００２３】
演奏操作子１０９は、電子楽器１０の演奏を行うための操作子である。例えば、電子楽器１０が電子ピアノである場合、演奏操作子１０９は、複数の鍵から構成される鍵盤、ダンパーペダルなどである。演奏操作子１０９には固有の音高（ノート）が対応付けられている。電子楽器１０が電子ピアノである場合、演奏操作子１０９に含まれる複数の鍵に対しそれぞれ固有の音高（ノート）が対応付けられている。ユーザは、演奏操作子１０９を操作して、ノートオンイベント（発音指示）を入力する。ノートオンイベントに基づいて、ノートオンデータ、発音すべき音高（ノート）を指定するノート番号データ、押鍵速度に応じたベロシティデータ等を含むノートオンイベントデータ（以下、制御信号ＣＯＮＴという）が生成される。制御信号ＣＯＮＴは、ＭＩＤＩ形式で表現されたデータであってもよい。
【００２４】
設定操作子１１１は、電子楽器１０の音色パラメータや適用されるエフェクタなどのパラメータの設定を行うための操作子である。
【００２５】
音出力装置１１２は、演奏操作子１０９の操作によって生成される制御信号ＣＯＮＴに基づいて音響信号を出力する。音出力装置１１２は、音生成部１１３及び放音部１１７を含む。音出力装置１１２は、増幅部１１５を含んでもよい。
【００２６】
音生成部１１３は、サンプリング周期毎に、制御信号ＣＯＮＴに基づいて所定数の発音チャンネル分の楽音データを処理し、音響信号を生成する。音生成部１１３は、音源の周囲に設けられた複数の集音点における音に相当する音響信号を生成する。具体的には、音生成部１１３は、該複数の集音点の各々における、音源から音が到来する方向である到来方向からの音に対応する音響信号を生成する。音生成部１１３は、複数の集音点に対応する複数の音響信号を生成する。ここで、複数の集音点の各々は、互いに所定距離だけ離隔されている。
【００２７】
増幅部１１５は、後述する放音部１１７に含まれるスピーカに対応する複数の増幅器を含む。増幅部１１５は、音生成部１１３から出力された音響信号を増幅する。
【００２８】
放音部１１７は、増幅された複数の音響信号の各々を音波に変換して放音する複数のスピーカ（後述するスピーカ１１７ａ〜１１７ｄ）を備える。放音部１１７に含まれる各スピーカは、複数の集音点の各々における到来方向に対応する放音方向に指向性を有する。各スピーカは、各集音点に対応する音響信号に基づく音を、対応する指向性をもって放音する。
【００２９】
図２は、本字実施形態に係る音出力装置１１２の構成を示すブロック図である。音生成部１１３は、制御レジスタ２０１、アドレス信号生成部２０２、音信号調整部２０３、楽音データメモリ２０５及びデジタル−アナログコンバータ（ＤＡＣ）２０７を備える。
【００３０】
制御レジスタ２０１は、演奏操作子１０９の操作によって発生するノートオンイベントに対応する制御信号ＣＯＮＴを制御部１０１から受信して格納する。制御レジスタ２０１は、格納した制御信号ＣＯＮＴをアドレス信号生成部２０２に送信する。また、制御レジスタ２０１は、制御信号ＣＯＮＴを音信号調整部２０３に送信する。
【００３１】
アドレス信号生成部２０２は、制御レジスタ２０１から受信した制御信号ＣＯＮＴに基づいて、アドレス信号ＡＤＤをサンプリング周期毎に生成する。換言すると、アドレス信号生成部２０２は、演奏操作子１０９の操作によって発生したノートオンイベントに対応する所望の楽音データを楽音データメモリ２０５から読み出すためのアドレス信号ＡＤＤをサンプリング周期毎に生成する。アドレス信号ＡＤＤは、後述する楽音データメモリ２０５に格納された楽音データのうち、所望の楽音データのアドレスを示す。アドレス信号生成部２０２は、生成したアドレス信号ＡＤＤを音信号調整部２０３に送信する。
【００３２】
楽音データメモリ２０５は、電子楽器１０に対応する生楽器の１つの音高について少なくとも複数チャンネル分の楽音データを１組とする楽音データセットを、複数記憶している。ここで、楽音データは、音源からの楽音を録音し、録音した楽音の波形情報をＰＣＭ符号化等により符号化されたデジタルオーディオデータである。または、楽音データは、音源からの楽音を仮想的に算出することによって得られるデジタルオーディオデータであってもよい。本実施形態では、１つの楽音データセットが４チャンネル分の楽音データで構成されている場合を説明する。
【００３３】
以下、楽音データについて説明する。ここでは、楽音データメモリ２０５に記憶された楽音データが音源からの音を録音し、録音した楽音の波形情報をＰＣＭ符号化等により符号化されたデジタルオーディオデータであるものとする。例えば、電子楽器１０が電子ピアノである場合、音を録音する際には、アコースティックピアノを用いる。
【００３４】
図３Ａ及び図３Ｂは、音源からの音の録音を説明するための概略図である。図３Ａ及び図３Ｂでは、アコースティックピアノとしてグランドピアノ３０を示している。図３Ａはグランドピアノ３０の上面図であり、図３Ｂは演奏者側から見たグランドピアノ３０の正面図である。グランドピアノ３０は、複数の鍵３３から構成される鍵盤３１を有している。グランドピアノ３０において、鍵盤３１の各鍵３３は、それぞれに割り当てられた音高が演奏者に対して左から右に向かって半音ずつ高くなるよう配置されている。グランドピアノ３０の筐体内には、各鍵の音高に対応する弦（発音体）３５が、概ねグランドピアノ３０の鍵盤側から奥に向かう方向（図３Ａにおける上下方向）に張設される。１つの鍵３３が押鍵されると、該押鍵された鍵に対応するハンマー（図示せず）が対応する弦３５を打撃（打弦）する。ハンマーの打撃によって生じた弦３５の振動の一部は、直接、空気を振動させて音となる。また、グランドピアノ３０の筐体内には響板（図示せず）が設けられており、ハンマーの打撃によって生じた弦３５の振動の一部は、響板に伝達されて、該響板において共鳴及び拡大され、空気を振動させて音が放たれる。更に、弦３５や響板から生じた音の一部は、グランドピアノ３０の各部で反射したのち、グランドピアノ３０の外に放たれる。
【００３５】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、本実施形態に係る電子楽器１０の楽音データメモリ２０５に記憶された楽音データは、第１集音点Ｃ１及び第２集音点Ｃ２においてサンプリングされる。第１集音点Ｃ１には２つの単一指向性のマイク３７ａ、３７ｂが配置され、第２集音点Ｃ２には２つの単一指向性のマイク３７ｃ、３７ｄが配置される。ここで、第１集音点Ｃ１にマイク３７ａ、３７ｂが配置されるとは、第１集音点Ｃ１に到来する音を集音するようにマイク３７ａ、３７ｂが配置されるということを意味する。同様に、第２集音点Ｃ２にマイク３７ｃ、３７ｄが配置されるとは、第２集音点Ｃ２に到来する音を集音するようにマイク３７ｃ、３７ｄが配置されるということを意味する。第１集音点Ｃ１において、マイク３７ａ、３７ｂは互いに直交する異なる軸方向で配置され、第２集音点Ｃ２において、マイク３７ｃ、３７ｄは互いに直交する異なる軸方向で配置される。また、マイク３７ａ〜３７ｄの各々は、グランドピアノ３０の弦３５の張設方向（発音体の長手方向）とは異なる位置に配置される。尚、第１集音点Ｃ１及び第２集音点Ｃ２は、グランドピアノ３０を演奏する演奏者から見て、それぞれ左右方向に設けられる。
【００３６】
図３Ｂに示すように、音源である、弦３５などグランドピアノの各部から集音点Ｃ１に音Ｓａｂが到来する。マイク３７ａは、音Ｓａｂのうちのマイク３７ａが配置された軸方向Ｄａの成分Ｓａをピックアップする。マイク３７ｂは、音Ｓａｂのうちのマイク３７ｂが配置された軸方向Ｄｂの成分Ｓｂをピックアップする。すなわち、マイク３７ａ、３７ｂは、音Ｓａｂについて、直交する軸方向（Ｄａ，Ｄｂ）の成分（Ｓａ，Ｓｂ）をそれぞれピックアップする。同様に、弦３５などグランドピアノの各部から集音点Ｃ２に到来する音Ｓｃｄについて、マイク３７ｃは音Ｓｃｄのうちのマイク３７ｃが配置された軸方向Ｄｃの成分Ｓｃをピックアップし、マイク３７ｄは音Ｓｃｄのうちのマイク３７ｄが配置された軸方向Ｄｄの成分Ｓｄをピックアップする。すなわち、マイク３７ｃ、３７ｄは、音Ｓｃｄについて、直交する軸方向（Ｄｃ，Ｄｄ）の成分（Ｓｃ，Ｓｄ）をそれぞれピックアップする。マイク３７ａ〜３７ｄの各々は、マルチトラックレコーダ３９の録音チャンネルに１チャンネルずつ接続される。４つのマイク３７ａ〜３７ｄの各々によりピックアップされた音（Ｓａ〜Ｓｄ）の波形情報は同時並行して符号化されて、マルチトラックレコーダ３９のマイク３７ａ〜３７ｄの各々に対応する録音チャンネルにそれぞれデジタルオーディオデータであって時間的に同期した楽音データとして記憶される。尚、本実施形態では、２つの集音点（第１集音点Ｃ１、第２集音点Ｃ２）において、それぞれ到来する音の直交する２軸の成分を集音している例を説明したが、これに限定されるわけではない。集音点の数はＭ個（Ｍは２以上の整数）であり、各集音点における音の軸方向の数はＮ個（Ｎは２以上の整数）であればよい。また、必ずしも各軸方向は直交していなくてもよい。
【００３７】
本実施形態では、各音高について４チャンネルの楽音データが１組の楽音データセットとして楽音データメモリ２０５に記憶されている。図３Ａ及び図３Ｂに示すような第１集音点Ｃ１及び第２集音点Ｃ２のそれぞれに配置された４つのマイク３７ａ〜３７ｄを用いてグランドピアノ３０の全ての音を録音することによって、１つの音高について時間的に同期した４チャンネルの楽音データが得られる。楽音データセットに含まれる各チャンネルの楽音データは、マイク３７ａ〜３７ｄの各々を用いてピックアップしたアナログ音響信号の電圧値を、ＰＣＭ符号化形式など従来から知られる公知の符号化形式でデジタルオーディオデータに変換したデータである。
【００３８】
図２を参照した音生成部１１３の説明に戻る。音信号調整部２０３は、アドレス信号生成部２０２からアドレス信号ＡＤＤをそれぞれ受信する。また、音信号調整部２０３は、制御レジスタ２０１から制御信号ＣＯＮＴをそれぞれ受信する。音信号調整部２０３は、受信したアドレス信号ＡＤＤを用いて楽音データメモリ２０５から所望の楽音に対応する１つの楽音データセット、つまり時間的に同期した４チャンネルの楽音データを読み出す。
【００３９】
さらに、音信号調整部２０３は、読み出した４チャンネルの楽音データの特性を制御信号ＣＯＮＴに基づいてそれぞれ調節する。具体的には、音信号調整部２０３は、制御信号ＣＯＮＴに含まれるベロシティデータなどに基づいて、読み出した各チャンネルの楽音データそれぞれの特性を調節する。
【００４０】
音信号調整部２０３は、特性が調節された４チャンネルの楽音データを同時並行してＤＡＣ２０７に出力する。ＤＡＣ２０７は、音信号調整部２０３から出力される４チャンネルの楽音データに対応するＤＡＣを含む。ＤＡＣ２０７は、対応する各チャンネルの楽音データをデジタル−アナログ変換し、変換されたアナログ信号である音響信号を増幅部１１５に出力する。つまり、本実施形態では、音生成部１１３から合計４チャンネルの音響信号が増幅部１１５に同時に出力される。
【００４１】
増幅部１１５は、音生成部１１３から出力される４チャンネルの音響信号に対応する増幅器（図示せず）を有する。音生成部１１３から出力された４チャンネルの音響信号は、増幅部１１５において増幅され、放音部１１７に同時に出力される。
【００４２】
放音部１１７は、増幅部１１５において増幅される４チャンネルの音響信号に対応する４つのスピーカ１１７ａ〜１１７ｄを有する。上述したように、スピーカ１１７ａ〜１１７ｄは、複数の集音点（第１集音点Ｃ１、第２集音点Ｃ２）に対応する放音点（第１放音点Ｅ１、第２放音点Ｅ２）にそれぞれ設けられ、該複数の集音点の各々における複数の軸方向（Ｄａ〜Ｄｄ）に対応する軸方向（Ｄａ’〜Ｄｄ’）に放音の指向性を有する。ここで、スピーカ１１７ａ〜１１７ｄが複数の集音点に対応する放音点に設けられるとは、各放音点に対応する各集音点に到来した音を、各放音点において再現できるように設けられるということを意味する。
【００４３】
図４Ａ及び図４Ｂは、スピーカからの音の放音を説明するための概略図である。図４Ａ及び図４Ｂにおいて、電子楽器１０として電子ピアノ４０を示す。図４Ａは電子ピアノ４０の上面図であり、図４Ｂは演奏者側から見た電子ピアノ４０の正面図である。電子ピアノ４０は、複数の鍵４３から構成される鍵盤４１を有している。鍵盤４１は、電子楽器１０の演奏操作子１０９に対応する。電子ピアノ４０は、第１放音点Ｅ１において２つのスピーカ１１７ａ、１１７ｂを有し、第２放音点Ｅ２おいて２つのスピーカ１１７ｃ、１１７ｄを有する。スピーカ１１７ａ〜スピーカ１１７ｄは、第１放音点Ｅ１及び第２放音点Ｅ２にそれぞれ相当する第１集音点Ｃ１及び第２集音点Ｃ２に向かって音源から到来する音の各軸方向成分を含む音響信号をそれぞれ同時に出力する。
【００４４】
第１放音点Ｅ１は、図３Ａ及び図３Ｂにおける第１集音点Ｃ１に対応する位置に設けられる。第１集音点Ｃ１におけるマイク３７ａに対応して、第１放音点Ｅ１にスピーカ１１７ａは設けられる。第１集音点Ｃ１におけるマイク３７ａの軸方向Ｄａへの指向性に対応して、スピーカ１１７ａは第１放音点Ｅ１において軸方向Ｄａ’に指向性を有する。軸方向Ｄａ’は、軸方向Ｄａに対応している。マイク３７ａがグランドピアノ３０の第１集音点Ｃ１における軸方向Ｄａの成分Ｓａをピックアップするのに対応して、スピーカ１１７ａは電子ピアノ４０の第１放音点Ｅ１における軸方向Ｄａ’に音響信号Ｓａ’を出力する。音響信号Ｓａ’は、第１集音点Ｃ１においてマイク３７ａによってピックアップされた軸方向Ｄａの成分Ｓａに基づく音響信号である。
【００４５】
第１集音点Ｃ１におけるマイク３７ｂに対応して、第１放音点Ｅ１にスピーカ１１７ｂは設けられる。第１集音点Ｃ１におけるマイク３７ｂの軸方向Ｄｂへの指向性に対応して、スピーカ１１７ｂは第１放音点Ｅ１において軸方向Ｄｂ’に指向性を有する。軸方向Ｄｂ’は、軸方向Ｄｂに対応している。マイク３７ｂがグランドピアノ３０の第１集音点Ｃ１における軸方向Ｄｂの成分Ｓｂをピックアップするのに対応して、スピーカ１１７ｂは電子ピアノ４０の第１放音点Ｅ１における軸方向Ｄｂ’に音響信号Ｓｂ’を出力する。音響信号Ｓｂ’は、第１集音点Ｃ１においてマイク３７ｂによってピックアップされた軸方向Ｄｂの成分Ｓｂに基づく音響信号である。そして、成分Ｓａに対応する音響信号Ｓａ’、および、成分Ｓｂに対応する音響信号Ｓｂ’が出力されることにより、第１集音点Ｃ１における音Ｓａｂに対応した、第１放音点Ｅ１における音Ｓａｂ’が生成される。
【００４６】
同様に、第２集音点Ｃ２におけるマイク３７ｃに対応して、第２放音点Ｅ２にスピーカ１１７ｃは設けられる。第２集音点Ｃ２におけるマイク３７ｃの軸方向Ｄｃへの指向性に対応して、スピーカ１１７ｃは第２放音点Ｅ２において軸方向Ｄｃ’に指向性を有する。軸方向Ｄｃ’は、軸方向Ｄｃに対応している。マイク３７ｃがグランドピアノ３０の第２集音点Ｃ２における軸方向Ｄｃの成分Ｓｃをピックアップするのに対応して、スピーカ１１７ｃは電子ピアノ４０の第２放音点Ｅ２における軸方向Ｄｃ’に音響信号Ｓｃ’を出力する。音響信号Ｓｃ’は、第２集音点Ｃ２においてマイク３７ｃによってピックアップされた軸方向Ｄｃの成分Ｓｃに基づく音響信号である。
【００４７】
第２集音点Ｃ２におけるマイク３７ｄに対応して、第２放音点Ｅ２にスピーカ１１７ｄは設けられる。第２集音点Ｃ２におけるマイク３７ｄの軸方向Ｄｄへの指向性に対応して、スピーカ１１７ｄは第２放音点Ｅ２において軸方向Ｄｄ’に指向性を有する。軸方向Ｄｄ’は、軸方向Ｄｄに対応している。マイク３７ｄがグランドピアノ３０の第２集音点Ｃ２における軸方向Ｄｄの成分Ｓｄをピックアップするのに対応して、スピーカ１１７ｄは電子ピアノ４０の第２放音点Ｅ２における軸方向Ｄｄ’に音響信号Ｓｄ’を出力する。音響信号Ｓｄ’は、第２集音点Ｃ２においてマイク３７ｄによってピックアップされた軸方向Ｄｄの成分Ｓｄに基づく音響信号である。そして、成分Ｓｃに対応する音響信号Ｓｃ’、および、成分Ｓｄに対応する音響信号Ｓｄ’が出力されることにより、第２集音点Ｃ２における音Ｓｃｄに対応した、第２放音点Ｅ２における音Ｓｃｄ’が生成される。
【００４８】
以上に述べたように、音源である、弦３５などグランドピアノ３０の各部から集音点Ｃ１および集音点Ｃ２に到来する音Ｓａｂおよび音Ｓｃｄに対応する音が、電子ピアノ４０の放音点Ｅ１および放音点Ｅ２から音Ｓａｂ’および音Ｓｃｄ’として生成され放音される。これにより、弦３５などグランドピアノの各部に対応した音像３５’を聴取者が感じるようになる。
【００４９】
以上に述べた、本発明の実施形態に係る音出力装置１１２では、複数の集音点の各々において、生楽器の音の到来方向に基づく複数のチャンネルの楽音データが楽音データメモリ２０５に記憶される。この楽音データに基づいて音響信号を生成することにより、複数の集音点の各々における、生楽器の音の指向性を考慮した音響信号を生成することができる。このため、このような音出力装置１１２を含む電子楽器１０の演奏時に、生楽器の演奏時での音響の再現性を向上させることができる。
【００５０】
また、本実施形態では、音出力装置１１２に含まれる音響信号を出力するスピーカ（放音部）の指向性が、該音響信号に対応する楽音データの元である、音源からの音の到来方向に対応している。これにより、このような音出力装置１１２を含む電子楽器１０の演奏時に、生楽器の演奏時での音響の再現性をより向上させることができる。
【００５１】
一般的に、低周波数の振動は、高周波数の振動に比べて回折し易く、音の指向性は略無視することができる。一方、高周波数の振動は、低周波数の振動に比べて回折し難く、直進性が高い。したがって、高周波数の振動は、低周波数の振動に比べて指向性が高く、電子楽器による生楽器の楽音の再現性に影響を与える。そのため、生楽器の音をマイクを用いて集音して楽音データを得る場合、特に所定の周波数以上の音高の音について、集音点における音源からの音の到来方向を考慮して楽音データを得て、電子楽器１０の楽音データメモリ２０５に記憶することが好ましい。また、特に所定の周波数以上の音高の音について、集音点における音源からの音の到来方向を考慮した楽音データに基づく音響信号を、該到来方向に対応する放音方向に指向する放音部から出力することが好ましい。指向性が高い所定の周波数以上の音を放音する際の放音方向と、元の生楽器からの音の到来方向とを対応させることによって、所定の周波数以上の音について、電子楽器１０による楽音の再現性をより向上させることができる。尚、所定の周波数は、適宜設定できてもよい。
【００５２】
（第２実施形態）
以下では、本発明の第２実施形態に係る音出力装置について説明する。本実施形態に係る音出力装置を含む電子楽器のハードウエア構成は、音生成部を除いて、以上に述べた本発明の第１実施形態に係る電子楽器１０のハードウエア構成と略同一である。そのため、本実施形態に係る音出力装置を含む電子楽器のハードウエア構成の説明は、音出力装置の音生成部を除いて省略する。
【００５３】
図５は、本実施形態に係る音出力装置１１２ａの構成を示すブロック図である。尚、図５において、図２を参照して説明した音出力装置１１２と同一の構成又は類似の構成については、図２における参照番号と同じ参照番号を付与し、重複する説明は省略する。音出力装置１１２ａは、音生成部５００、増幅部１１５及び放音部１１７を含む。音生成部５００は、制御レジスタ５０１、アドレス信号生成部５０２、音信号調整部５０３、楽音データメモリ５０５、チャンネルデバイダ５０７、デジタル−アナログコンバータ（ＤＡＣ）５０９、ミキサ５１１、及びＤＡＣ５１３を備える。
【００５４】
音生成部５００における、制御レジスタ５０１、アドレス信号生成部５０２、音信号調整部５０３及び楽音データメモリ５０５は、上述した第１実施形態に係る電子楽器１０の音生成部１１３における制御レジスタ２０１、アドレス信号生成部２０２、音信号調整部２０３及び楽音データメモリ２０５と略同一であるため、詳細な説明は省略する。尚、ここでは、楽音データメモリ５０５は、実施形態１で説明したように、所定の集音点において生楽器の音を単一指向性を有するマイクを用いてサンプリングすることによって得られる、各音高について４チャンネルの楽音データを含む楽音データセットを記憶しているものとする。
【００５５】
音信号調整部５０３は、制御信号ＣＯＮＴに基づいて生成されたアドレス信号ＡＤＤを用いて、楽音データメモリ５０５から４チャンネルの楽音データを含む楽音データセットを読み出す。音信号調整部５０３は、制御信号ＣＯＮＴに基づいて、読み出した４チャンネルの楽音データの特性をそれぞれ調節する。音信号調整部２０３は、特性が調節された４チャンネルの楽音データをチャンネルデバイダ５０７に出力する。チャンネルデバイダ５０７は、４チャンネルの楽音データのそれぞれについて、所定の周波数以上である高周波成分と所定の周波数未満である低周波成分とに分離する。チャンネルデバイダ５０７によって分離された４チャンネルの楽音データにおける高周波成分は、ＤＡＣ５０９に出力される。チャンネルデバイダ５０７によって分離された４チャンネルの楽音データにおける低周波成分は、ミキサ５１１に出力される。尚、所定の周波数は、適宜設定することができる。
【００５６】
ＤＡＣ５０９は、チャンネルデバイダ５０７から出力される４チャンネルの楽音データにおける高周波成分に対応するＤＡＣを含む。ＤＡＣ５０９は、対応する各チャンネルの楽音データの高周波成分をデジタル−アナログ変換し、変換されたアナログ信号である音響信号を増幅部１１５に出力する。増幅部１１５は、音響信号を増幅し、増幅した音響信号をスピーカ１１７ａ〜１１７ｄに出力する。スピーカ１１７ａ〜１１７ｄは、複数の集音点の各々における到来方向に対応する放音方向にそれぞれ指向性を有する。スピーカ１１７ａ〜１１７ｄは、各集音点においてマイクを用いてピックアップした音成分に対応する音響信号を、対応する指向性をもって放音する。
【００５７】
ミキサ５１１に出力された４チャンネルの楽音データにおける低周波成分は、ミキサ５１１によって１つの低周波数成分に合成される。合成された低周波数成分は、ＤＡＣ５１３に出力され、デジタル−アナログ変換される。低周波数成分に対応する音響信号は、増幅器５１５に出力されて、増幅される。増幅器５１５によって増幅された音響信号は、低周波数成分用のスピーカ（図示せず）又は響板スピーカ（図示せず）から出力される。上述したように、低周波数の振動は、高周波数の振動に比べて回折し易く、音の指向性は略無視することができる。そのため、低周波数成分用のスピーカは、高周波成分に対応する音響信号を出力するスピーカ１１７ａ〜１１７ｄとは異なり、指向性を有さなくてもよい。これにより、スピーカ１１７ａ〜１１７ｄは低周波数成分から高周波数成分まで広い周波数特性を備えた高価格のスピーカを用いることなく安価に構成することができる。
【００５８】
尚、音信号調整部５０３が出力したデジタル信号の楽音データを、まずＤＡＣ５０９およびＤＡＣ５１３でデジタル−アナログ変換し、変換されたアナログ信号をアナログフィルタ回路などで構成されアナログ信号処理をするチャンネルデバイダによって高周波数成分からなる音響信号と低周波数成分からなる音響信号とに分離し、増幅部１１５および増幅器５１５に供給するようにしてもよい。
【００５９】
以上のように、本実施形態の音出力装置１１２ａを含む電子楽器では、楽音データを所定の周波数以上の高周波成分と、該所定の周波数未満である低周波数成分とに分離する。分離された高周波数成分に対応する音響信号は、複数の集音点の各々における到来方向に対応する放音方向にそれぞれ指向するスピーカから出力される。本実施形態では、指向性の高い高周波数成分に対応する音響信号のみを、複数の集音点の各々における到来方向に対応する音方向にそれぞれ指向するスピーカから出力する。このような音出力装置１１２ａを含むことによって、電子楽器による楽音の再現性をより向上させることができる。
【００６０】
以上に説明した実施形態１及び実施形態２では、音出力装置１１２、１１２ａそれぞれにおける音生成部１１３、５００の楽音データメモリ２０５、５０５は、所定の集音点において生楽器の音を単一指向性を有するマイクを用いてサンプリングすることによって得られる楽音データを記憶している。しかしながら、楽音データメモリ２０５、５０が記憶する楽音データはこれに限定されるわけではない。例えば、音源からの楽音を仮想的に算出することによって得られるデジタルオーディオデータであってもよい。仮想的に算出することによって得られるデジタルオーディオデータは、空気中の観測点における音圧の波形を示すデータであってもよい。
【００６１】
また、以上に述べた各実施形態に係る音出力装置は、音生成部１１３、５００の楽音データメモリ２０５、５０５を省略し、楽音データをリアルタイムで計算する楽音データ演算部を備えていてもよい。このような楽音データ演算部は、制御信号ＣＯＮＴに基づき、放音点の位置や放音部（スピーカ）の指向性を考慮して楽音データをリアルタイムで算出する。
【００６２】
以上に述べた各実施形態では、各集音点におけるマイク３７ａ〜３７ｄおよび各放音点においてスピーカ１１７ａ〜１１７ｄを演奏者に対して左右の直交する軸方向に一つずつ設けた。これにより、弦の横振動に基づいて、弦の張設方向（発音体の長手方向）以外の方向に発せられて、集音点に到達する音を聴取者、特に演奏者、に対して再現するようにした。しかし、集音点および放音点を取り囲むより多くの軸方向にマイクおよびスピーカを設けて、様々な方向から集音点に到達する音の再現性をより高めるようにしてもよい。例えば、集音点および放音点を取り囲むように、直交する３軸方向にマイクおよびスピーカを設けてもよい。また、鋭い指向性をもつマイクおよびスピーカを、劣角（鋭角）を成して更に多く配置するようにしてもよい。
【００６３】
また、以上に述べた各実施形態では、集音点および放音点を演奏者に対して左右一つずつ設け、グランドピアノ３０における音高順に並べられた弦３５のそれぞれから発せられる音の定位を聴取者、特に演奏者、に感じられるようにした。しかし、集音点および放音点を左右方向により多く設け、定位の再現性をより高めるようにしてもよい。また、集音点および放音点を、演奏者からみて手前や奥行き方向にも、つまり弦の張設方向（発音体の長手方向）にも設け、グランドピアノ３０の各部から発せられる音の進行方向を、演奏者からみて左右方向以外の方向にも、再現性をより高めるようにしてもよい。
【００６４】
また、以上に述べた各実施形態に係る音出力装置において、放音部は省略されてもよい。この場合、各実施形態に係る音出力装置は、音生成部から出力された音響信号を外部の放音部（スピーカ）に出力する。図６は、本発明の別の実施形態に係る音出力装置を含む電子楽器６０を示すブロック図である。電子楽器６０は、制御部６０１、記憶部６０３、通信Ｉ／Ｆ６０５、表示部６０７、演奏操作子６０９、設定操作子６１１、及び音出力装置６１２を備える。これらの各構成は、バス６１９を介して相互に接続されている。電子楽器６０の構成は、音出力装置６１２が放音部を備えていないことを除いて、実施形態１の電子楽器１０と略同一であるため、重複する説明は省略する。本実施形態に係る音出力装置６１２は、音生成部６１３を備える。音生成部６１３は、以上に述べた各実施形態に係る音出力装置における音生成部１１３又は音生成部５００と同様の構成を有する。音出力装置６１２は、増幅部６１５を備えてもよい。電子楽器６０において、音生成部６１３から出力された音響信号は増幅部６１５で増幅され、通信Ｉ／Ｆ６０５を介して外部の放音部に出力される。
【００６５】
本発明の実施形態として説明した構成を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【００６６】
また、上述した実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされると解される。
【符号の説明】
【００６７】
１０、６０：電子楽器、１０１：制御部、１０３：記憶部、１０５：通信Ｉ／Ｆ、１０７：表示部、１０９：演奏操作子１０９：設定操作子、１１２，１１２ａ，６１２：音出力装置、１１３：音生成部、１１５：増幅部、１１７：放音部、１１７ａ〜１１７ｄ：スピーカ、１１９：バス、２０１：制御レジスタ、２０２：アドレス信号生成部、２０３：音信号調整部、２０５：楽音データメモリ、２０７：ＤＡＣ、３７ａ〜３７ｄ：マイク、３９：マルチトラックレコーダ、５０１：制御レジスタ、５０２：アドレス信号生成部、５０３：音信号調整部、５０５：楽音データメモリ、５０７：チャンネルデバイダ、５０９：ＤＡＣ、５１１：ミキサ、５１３：ＤＡＣ、５１５：増幅器、６０１：制御部、６０３：記憶部、６０５：通信Ｉ／Ｆ、６０７：表示部、６０９：演奏操作子、６１１：設定操作子、６１３：音生成部、６１５：増幅部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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