(57)【要約】【課題】操作子の操作に従って楽音のエンベロープの減衰率を安定かつ良好に切替制御でき、また、アコースティックピアノと同じような使用感を得ることができる電子楽音発生器の減衰制御装置を提供すること。【解決手段】可変抵抗2-1、半固定抵抗2-4,2-5およびコンパレータ2-2,2-3は、操作子の第１および第２の操作位置を検出する検出回路を構成する。微分回路2-6,2-7、波形成形回路2-8,2-9、アンド回路2-10およびカウンタ2-11は、操作子がその操作方向の一方向から操作された場合に第１の操作位置でオン信号、他方向から操作された場合に第２の操作位置でオフ信号を送出するオン・オフ信号送出回路を構成する。検出回路およびオン・オフ信号送出回路は操作子の機構部を収納する収納部内に設けられる。オン・オフ信号でダンパ機能がオン・オフされる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発音する楽音のエンベロープの減衰率を制御するための操作子を備えた電子楽音発生器の減衰制御装置において、
前記操作子の第１の操作位置および第２の操作位置をそれぞれ検出する検出する検出手段と、
前記操作子がその操作方向の一方向から操作された場合に前記検出手段による前記第１の操作位置に応じてダンパ機能のオン信号を送出し、他方向から操作された場合に前記検出手段による前記第２の操作位置の検出に応じてダンパ機能のオフ信号を送出するオン・オフ信号送出手段と、
演奏操作に応じて楽音を発生する楽音発生手段と、
前記楽音発生手段が発生する楽音のエンベロープの減衰率を、前記オン信号および前記オフ信号に応じて切替制御するエンベロープ制御手段を備え、
前記オン・オフ信号送出手段は、前記操作子の機構部を収納する収納部内に前記検出手段と共に設けられたことを特徴とする電子楽音発生器の減衰制御装置。
【請求項２】
前記操作子は、ダンパ・ペダルであり、ダンパ機能のオン信号を送出する前記第１の操作位置である第１の踏み込み位置は、ダンパ機能のオフ信号を送出する前記第２の操作位置である第２の踏み込み位置より踏み込まれた位置であることを特徴とする請求項１に記載の電子楽音発生器の減衰制御装置。
【請求項３】
前記検出手段が検出する前記第１の操作位置および前記第２の操作位置は、調整可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子楽音発生器の減衰制御装置。
【請求項４】
前記検出手段は、前記操作子の操作量に応じて可変される可変抵抗、第１および第２の半固定抵抗、前記可変抵抗からの電圧を前記第１および第２の半固定抵抗からの電圧とそれぞれ比較する第１および第２のコンパレータから成り、
前記オン・オフ信号送出手段は、前記第１および第２のコンパレータの出力を微分する第１および第２の微分回路、前記第１および第２の微分回路の出力を波形成形する第１および第２の波形成形回路、前記第１および第２の波形成形回路の出力の論理和あるいは論理積を求める論理回路および前記論理回路の出力に基づいて前記操作子がその操作方向の一方向から操作された場合に前記第１の操作位置でオンとなり、他方向から操作された場合に前記第２の操作位置でオフとなる出力を送出する二進カウンタから成ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電子楽音発生器の減衰制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子楽音発生器の減衰制御装置に関し、特に、操作子の操作に応じて楽音のエンベロープの減衰率を安定かつ良好に切替制御できる電子楽音発生器の減衰制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のダンパ・ペダルを備えた電子楽器では、ダンパ・ペダルの踏み込み中および踏み離し中において、ある一定踏込角を境界としてダンパ機能をオン・オフさせている。すなわち、ダンパ機能は、ダンパ・ペダルが一定踏込角以上に踏み込まれればオンになり、一定踏込角未満になればオフする。
【０００３】
また、特許文献１には、ダンパ機能にヒステリシス特性を持たせることも提案されている。これでは、ペダル操作を複数のステップに区分し、各ステップの境界に不感帯域を設け、ペダル操作が不感帯域に属している場合には、検出される楽音制御データを送出しないようにして、不必要に楽音がふらつかないようにしている。
【０００４】
特許文献２には、ダンパの上昇時と下降時の挙動を考慮してペダル位置信号にヒステリシス特性を付与するようにしたペダル位置記録再生装置が記載されている。
【特許文献１】実開平１−６０２７１号公報
【特許文献２】特開平９−７３２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ダンパ・ペダルのある一定量踏込角を境界としてダンパ機能をオン・オフさせる電子楽器では、ダンパ機能がオン・オフされるダンパ・ペダルの踏込角が１つの角度に固定されているので、ダンパ機能のオンする踏込角とオフする踏込角とが異なるというような、アコースティックピアノと同じようなダンパ・ペダルの使用感を得ることができない。
【０００６】
特許文献１の電子楽器では、ペダルの踏込角に応じた電圧値を取り出し、これをA/D変換しているのでA/D変換器を必要としている。また、ペダルは電子楽器下部に配置され、A/D変換器はCPUと共に本体中の電子回路部分に配置されるというように、両者は離れて配置されるのが普通であるので、ペダルの踏込角に応じたアナログの電圧値がA/D変換されるまでの伝送途中でノイズが混入し、ペダル操作時の楽音がノイズの影響を受けるという課題がある。
【０００７】
特許文献２には、ペダル位置信号にヒステリシス特性を付与するということが記載されているに過ぎない。
【０００８】
本発明の目的は、上記課題を解決し、操作子の操作に従って楽音のエンベロープの減衰率を安定かつ良好に切替制御でき、また、アコースティックピアノと同じような使用感を得ることができる電子楽音発生器の減衰制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、発音する楽音のエンベロープの減衰率を制御するための操作子を備えた電子楽音発生器の減衰制御装置において、前記操作子の第１の操作位置および第２の操作位置をそれぞれ検出する検出する検出手段と、前記操作子がその操作方向の一方向から操作された場合に前記検出手段による前記第１の操作位置に応じてダンパ機能のオン信号を送出し、他方向から操作された場合に前記検出手段による前記第２の操作位置の検出に応じてダンパ機能のオフ信号を送出するオン・オフ信号送出手段と、演奏操作に応じて楽音を発生する楽音発生手段と、前記楽音発生手段が発生する楽音のエンベロープの減衰率を、前記オン信号および前記オフ信号に応じて切替制御するエンベロープ制御手段を備え、前記オン・オフ信号送出手段は、前記操作子の機構部を収納する収納部内に前記検出手段と共に設けられた点に第１の特徴がある。
【００１０】
また、本発明は、前記操作子が、ダンパ・ペダルであり、ダンパ機能のオン信号を送出する前記第１の操作位置である第１の踏み込み位置は、ダンパ機能のオフ信号を送出する前記第２の操作位置である第２の踏み込み位置より踏み込まれた位置である点に第２の特徴がある。
【００１１】
また、本発明は、前記検出手段が検出する前記第１の操作位置および前記第２の操作位置が、調整可能である点に第３の特徴がある。
【００１２】
さらに、本発明は、前記検出手段が、前記操作子の操作量に応じて可変される可変抵抗、第１および第２の半固定抵抗、前記可変抵抗からの電圧を前記第１および第２の半固定抵抗からの電圧とそれぞれ比較する第１および第２のコンパレータから成り、前記オン・オフ信号送出手段が、前記第１および第２のコンパレータの出力を微分する第１および第２の微分回路、前記第１および第２の微分回路の出力を波形成形する第１および第２の波形成形回路、前記第１および第２の波形成形回路の出力の論理和あるいは論理積を求める論理回路および前記論理回路の出力に基づいて前記操作子がその操作方向の一方向から操作された場合に前記第１の操作位置でオンとなり、他方向から操作された場合に前記第２の操作位置でオフとなる出力を送出する二進カウンタから成る点に第４の特徴がある。
【発明の効果】
【００１３】
上記第１ないし第４の特徴によれば、操作子の操作方向により第１の操作位置でダンパ機能のオン信号を送出し、第２の操作位置でダンパ機能のオフ信号を送出し、さらに、操作子の機構部を収納する収納部内にデジタルのオン・オフ信号を送出するオン・オフ信号送出手段を設けているので、ダンパ機能にヒステリシス特性を持たせることができると共に、ペダル操作時の楽音がノイズの影響を受けないようにすることができる。したがって、操作子の操作に従って楽音のエンベロープの減衰率を安定かつ良好に切替制御でき、また、アコースティックピアノと同じような使用感を得ることができる。
【００１４】
また、第３の特徴によれば、操作子の製造誤差によるダンパ機能の効き具合のばらつきを吸収でき、また、ペダル使用の個人差にも対応できる。
【００１５】
さらに、第４の特徴によれば、ハードウエア構成でダンパ機能にヒステリシス特性を持たせることができるので、ダンパ機能のオン・オフ処理を速くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明を説明する。図１は、本発明が適用される電子楽音発生器の実施形態を示すブロック図である。本実施形態の電子楽音発生器は、電子鍵盤楽器の形態をなしており、CPU1、ROM2、RAM3、鍵盤4、鍵盤インタフェース(I/F)5、パネル6、パネルI/F7、ペダル8、ペダルI/F9、外部入出力(MIDI I/F)10、楽音発生部(TG)11、波形ROM12、D/A変換部13、アナログ信号処理部14、アンプ15、スピーカ16およびバス17を備える。
【００１７】
CPU1は、ROM2に格納されている制御プログラムに従って電子鍵盤楽器全体の制御を行う。CPU1は、タイマ割り込み回路を備えている。ROM2は、制御プログラム、音色パラメータやテンポ、リズムについてのパラメータなどの演奏状態を設定するための各種演奏パラメータ、デモ曲のデータなどを記憶している。
【００１８】
RAM3は、CPU1のワークエリアおよびバッファとして使用され、また、楽器内の各種制御データ、MIDIデータなどを格納する。RAM3は、例えばバッテリによりバックアップされていてもよい。
【００１９】
鍵盤4は、複数(例えば88)の鍵(キー)を有し、それぞれの鍵は鍵盤イベントを検知するための、例えば２つのセンサを有している。鍵盤I/F5は、鍵盤4をスキャンし、センサ出力に基づいて押鍵(キーオン)／離鍵(キーオフ)や押鍵ベロシティなどを含む鍵盤イベント情報を生成する。これにより生成された鍵盤イベント情報はキーナンバに対応付けられてRAM3に記憶される。鍵盤イベント情報はCPU1にも供給される。
【００２０】
パネル6は、演奏に係る各種パラメータを設定するためのパネルスイッチ、演奏パラメータ設定時のメニュー画面や現在の演奏パラメータの設定状態を表示するための表示装置(LCD)などを備える。また、パネルスイッチに内蔵されて、あるいはその近傍にスイッチ操作状態表示用発光素子(LED)が配置される。
【００２１】
パネルI/F7は、パネルスイッチの状態をスキャンしてパネルスイッチイベント情報を生成し、各種情報をLCDに表示させる。また、パネルI/F7により生成されたスイッチイベント情報は各操作スイッチに対応付けられてRAM3に記憶される。
【００２２】
ペダル8は、ダンパ・ペダル、ソステヌートペダルおよびソフトペダルを備えている。ペダルI/F9は、ペダル8の踏込角に従ってペダルオン/オフイベントをCPU1に通知する。
【００２３】
MIDI I/F10は、電子楽音発生装置と外部MIDI機器との間でMIDI情報のやり取りを行う信号送受信回路である。
【００２４】
楽音発生部(TG)11は、鍵盤イベント情報に従って波形読み出し方式により所望の楽音信号を発生する回路であり、例えばデジタルコントロール・オシレータ(DCO)、デジタルコントロール・フィルタ(DCF)、デジタルコントロール・アンプ(DCA)、エンベロープ発生回路、DSP(digital signal processor)を有する。楽音発生部11は、複数、例えば32の楽音発生チャネルを有しているが、実際には、1つの楽音発生回路を時分割多重動作させることにより同時に複数の楽音信号を独立して発生可能に構成されている。
【００２５】
楽音発生部11では、デジタル楽音波形サンプル値が記憶されている波形ROM12から、押鍵に従って発音すべき音高に比例したアドレス間隔で順次波形データを読み出し、補間演算を行って楽音波形信号を発生させる。また、エンベロープ発生回路では、鍵盤イベント情報に従って発生される楽音波形信号にエンベロープ信号を乗算してエンベロープを付与する。このエンベロープ付与は、ダンパ・ペダルが操作されたときにオン/オフされるダンパ機能による楽音の減衰率制御を含んでいる。ダンパ・ペダルの操作によるダンパ機能(減衰率制御)については、後で詳述する。デジタル信号処理用LSIからなるDSPでは、楽音信号にディレイやリバーブなどのエフェクトを付与する。
【００２６】
楽音発生部11から発生されたデジタル楽音信号は、D/A変換部13によりアナログ楽音信号に変換された後、アナログ信号処理部14、アンプ15を介してスピーカ16に供給される。バス17は、電子鍵盤楽器の各構成要素間を接続する。各構成要素間での楽音情報や制御情報のやり取りはバス17を介して行われる。
【００２７】
次に、ダンパ・ペダルの操作による楽音の減衰率制御について説明する。図２は、ダンパ・ペダルの踏込量(第１および第２の踏込量)を検出する検出回路およびダンパ機能のオン・オフ信号を送出するオン・オフ信号送出回路の具体例を示す回路図であり、図３は、その動作を示すタイムチャートである。
【００２８】
図２の検出回路およびオン・オフ信号送出回路は、ペダル9の機構部を収納するペダル収納部内に設けられ、可変抵抗2-1、コンパレータ2-2,2-3、半固定抵抗2-4,2-5、微分回路2-6,2-7、波形成形回路2-8,2-9、OR回路2-10および二進カウンタ2-11を備える。
【００２９】
ここで、可変抵抗2-1、コンパレータ2-2,2-3および半固定抵抗2-4,2-5は、ダンパ・ペダルの踏込量(第１および第２の踏込量)を検出する検出回路を構成し、波形成形回路2-8,2-9、OR回路2-10および二進カウンタ2-11は、検出回路の出力を用いてダンパ機能のオン・オフ信号を送出するオン・オフ信号送出回路を構成する。二進カウンタセレクタ2-11の出力は、ダンパ機能(減衰率制御)を実行させるためにペダルオン/オフイベントとしてCPU1(図１)に送出される。
【００３０】
可変抵抗2-1は、ダンパ・ペダルの踏込量(踏込角)に従って可変する電圧VRをコンパレータ2-2,2-3の第1入力端に与える。ここでは、ダンパ・ペダルが踏込まれると電圧VRが増大するものとする。半固定抵抗2-4,2-5は、ユーザにより適宜調整可能となっており、それにより調整された電圧V1,V2(V1<V2)がそれぞれコンパレータ2-2,2-3の第2入力端に与えられる。
【００３１】
コンパレータ2-2,2-3はそれぞれ、第1入力端に与えられた電圧VRと第2入力端に与えられた電圧V1,V2を比較し、第1入力端に与えられた電圧が第2入力端に与えられた電圧以上になったときに「H」となる出力C1,C2を送出する。
【００３２】
微分回路2-6,2-7は、コンパレータ2-2,2-3から送出される出力C1,C2を微分し、その立ち上がりで正、立ち下がりで負のパルスS1,S2を出力する。波形成形回路2-8は、微分回路2-6から送出される正負パルスのうち負パルスのみを取りだし、さらに正論理のパルスK1に反転してOR回路2-10に入力し、波形成形回路2-9は、微分回路2-7から送出される正負パルスのうち正パルスK2のみを取りだしてOR回路2-10に入力する。
【００３３】
OR回路2-10は、波形成形回路2-8,2-9から送出されるパルスK1,K2の正論理の論理和出力CKを二進カウンタ2-11に入力する。二進カウンタ2-11は、初期状態が「L」であり、ダンパ・ペダルの踏み込みに応じて電圧VRが電圧V1以上となる時点から電圧VRが電圧V2未満となる時点までが「H」となる出力OSを送出する。出力OSの「H」,「L」はダンパ機能をオン,オフさせためのペダルオン/オフイベントとしてCPU1(図１)に送出される。
【００３４】
なお、微分回路2-6から送出される正負パルスのうち負パルスのみを取りだし、微分回路2-7から送出される正負パルスのうち正パルスのみを取りだし、さらに負論理のパルスに反転し、これらのパルスの負論理の論理和を求めれば、上記パルス(OR回路2-10から出力されるパルス)が反転されたパルスが出力され、このパルスによっても出力OSを生成できる。
【００３５】
また、波形成形回路2-8,2-9から送出されるパルスを正論理とし、それらの論理積出力によっても出力OSを生成できる。図３のK1′,K2′,CK′,OS′は、この場合のK1,K2,CK,OSに対応する出力を示している。
【００３６】
ダンパ・ペダルが踏み込まれなければ、コンパレータ2-2,2-3の出力は共に「L」であり、二進カウンタ2-11の出力OSは「L」で、ダンパ機能はオフとなっていいる。
【００３７】
ダンパ・ペダルが踏み込まれて電圧VRが電圧V1以上になると、まず、コンパレータ2-2の出力C1が反転し、さらにダンパ・ペダルが踏み込まれて電圧VRが電圧V2以上になると、コンパレータ2-2の出力C2も反転する。これにより二進カウンタ2-11の出力OSが「H」となる。このようにダンパ・ペダルの踏み込み中では、それがより深く踏み込まれた位置でダンパ機能がオンになる。
【００３８】
また、ダンパ・ペダルの踏み込まれた状態から踏み離されると、まず、電圧VRが電圧V2未満になってコンパレータ2-3の出力C2が反転し、さらにダンパ・ペダルが踏み離なされて電圧VRが電圧V1未満になると、コンパレータ2-2の出力C1が反転する。これにより二進カウンタ2-11の出力OSが「L」となる。このようにダンパ・ペダルの踏み離し中では、それがより浅く踏み離された位置でダンパ機能がオフになる。
【００３９】
図４は、ダンパ・ペダルの踏込量に対するダンパ機能のオン・オフ信号の出力を示す特性図であり、図５は、ダンパ機能による楽音の減衰率制御を示す説明図である。
【００４０】
図４に示すように、ダンパ・ペダルが踏み込まれ、その踏込量(踏込角)がθ2以上になるとオン信号「1」が送出される。また、ダンパ・ペダルが踏み離されて踏込量がθ1（θ1＜θ2）になるとオフ信「O」が送出される。なお、ダンパ機能のオン・オフ信号が出力される踏込量θ1,θ2は、半固定抵抗2-4,2-5(図２)を調整することにより可変できる。図５に示すように、ダンパ・ペダルが踏み込まれていてダンパ機能がオンであれば、楽音の減衰率は小さくなり(同図(1))、ダンパ・ペダルが踏み込まれていない、あるいは踏み離されてダンパ機能がオフであれば、楽音の減衰率は大きくなる(同図(2))。
【００４１】
このように、ダンパ機能のオン信号が送出されるダンパ・ペダルの踏込量を、ダンパ機能のオフ信号が送出される踏込量より大きくすることにより、アコースティックピアノと同じようなダンパ・ペダルの使用感を得ることができ、また、楽音に付与される残響のふらつきをなくすことができる。さらに、ダンパ機能のオン・オフ信号が出力される踏込量θ1,θ2は、半固定抵抗2-4,2-5により適宜可変できるので、ペダルの製造誤差によるダンパ機能の効き具合のばらつきを吸収でき、また、ペダル使用の個人差にも対応できる。
【００４２】
以上、実施形態について説明したが、本発明は種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ユーザが調整可能な半固定抵抗2-4,2-5により調整された電圧がコンパレータ2-2,2-3の第2入力端に与えられるものとしたが、パネル操作によりCPU1から発生される調整値をD/A変換して操作子収納部へ伝送し、それによりコンパレータ2-2,2-3の第2入力端に与えられる電圧を調整するようにすることもできる。
【００４３】
以上では、電子楽音発生器が電子鍵盤楽器であるとして説明したが、本発明は、電子鍵盤楽器に限定されず、演奏データにより発生される楽音のエンベロープの減衰率を制御するための操作子を有する種々の電子楽音発生器に適用できる。また、ダンパ・ペダルのように操作された場合に楽音のエンベロープの減衰率が大きくなるものに限らず、操作子が操作された場合に楽音のエンベロープの減衰率が小さくなるものにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明が適用される電子楽音発生器の実施形態を示すブロック図である。
【図２】検出回路およびオン・オフ信号送出回路の具体例を示す回路図である。
【図３】図２の動作を示すタイムチャートである。
【図４】ダンパ・ペダルの踏込量に対するダンパ機能のオン・オフ信号の出力を示す特性図である。
【図５】ダンパ機能による楽音の減衰率制御を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
1・・・CPU、2・・・ROM、3・・・RAM、4・・・鍵盤、5・・・鍵盤インタフェース(I/F)、6・・・パネル、7・・・パネルI/F、8・・・ペダル、9・・・ペダルI/F、10・・・外部入出力(MIDI I/F)、11・・・楽音発生部(TG)、12・・・波形ROM、13・・・D/A変換部、14・・・アナログ信号処理部、15・・・アンプ、16・・・スピーカ、17・・・バス、2-1・・・可変抵抗、2-2,2-3・・・コンパレータ、2-4,2-5・・・半固定抵抗、2-6,2-7・・・微分回路、2-8,2-9・・・波形成形回路、2-10・・・OR回路、2-11・・・二進カウンタ
【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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