(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プログラム可能なプロセッサを用いた効果付与装置であって、
入力される楽音信号に効果を付与する信号処理手段と、
前記信号処理手段により効果が付与された信号を少なくともヘッドホンを含む複数の装置の何れかに出力する出力手段と、
前記出力手段の何れに出力するのかを選択する出力選択手段とを有し、
上記信号処理手段はＮバンドで全帯域を処理する特性変更処理を行うものであり、上記出力選択手段によりヘッドホンが選択された場合には、上記信号処理手段は特性変更処理のうちＭ＜ＮであるＭバンドで全帯域の特性変更処理を行うと共に、他のバンドの特性変更処理をヘッドホン用音場制御処理に置き換えて処理することを特徴とする効果付与装置。
【請求項２】
上記特性変更処理は、イコライザであることを特徴とする請求項１記載の効果付与装置。
【請求項３】
上記ヘッドホン用音場制御処理は、頭内定位感緩和処理であることを特徴とする請求項１又は２記載の効果付与装置。
【請求項４】
上記頭内定位感緩和処理として、頭部伝達関数が使用されてヘッドホンの頭内定位感を緩和する処理が行われることを特徴とする請求項３記載の効果付与装置。
【請求項５】
上記頭内定位感緩和処理として、リバーブ処理が行われることを特徴とする請求項３記載の効果付与装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、効果付与装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子ピアノ等の電子楽器は、スピーカから楽音が出力される場合、そのマウント部分のケースなどの影響を受けるため、製品毎に、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）等で構成されるスピーカ調整用のイコライザ（ＥＱ）により、複数に亘るバンドに分けて、夫々の楽音の周波数特性を変更し、各楽音の特定の周波数帯域（倍音成分や高調波成分あるいはノイズ成分）を強調したり、逆に減少させたりする事ができ、全体的な音質の補正（平均化）や改善（音像の明確化など）を行って、自然な楽音が出せるようにしている。
【０００３】
そのためＤＳＰによって構成されるイコライザは、図６に示すように、これを実現するためのＤＳＰ内のプログラムエリアとして、それなりに広いエリアが必要とされ、このプログラムによってＤＳＰで実現されるスピーカ調整用のイコライザ（ＥＱ）を通して、自然な楽音がスピーカから出力されることになる。
【０００４】
他方、家庭で電子ピアノ等を演奏する際には、ヘッドホンが多く利用される。ヘッドホンの場合、上記スピーカとは異なり、マウントされる部分の影響を考える必要がないため、図７に示すように、スピーカ調整用のイコライザ（ＥＱ）部分を通さずに、ヘッドホン側に楽音が出力されるようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ヘッドホンで上記楽音を再生した場合、頭内に音が定位することや、また、ヘッドホンの種類によって音色(周波数特性)が変わることから、これらの改善が求められている。
【０００６】
本発明は、斯かる実情に鑑み創案されたものであって、ヘッドホン使用時に頭内に音が定位する問題や、また、ヘッドホンの種類によって音色(周波数特性)が変わる問題を解決できる効果付与装置の構成を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の構成は、
プログラム可能なプロセッサを用いた効果付与装置であって、
入力される楽音信号に効果を付与する信号処理手段と、
前記信号処理手段により効果が付与された信号を少なくともヘッドホンを含む複数の装置の何れかに出力する出力手段と、
前記出力手段の何れに出力するのかを選択する出力選択手段とを有し、
上記信号処理手段はＮバンドで全帯域を処理する特性変更処理を行うものであり、上記出力選択手段によりヘッドホンが選択された場合には、上記信号処理手段は特性変更処理のうちＭ＜ＮであるＭバンドで全帯域の特性変更処理を行うと共に、他のバンドの特性変更処理をヘッドホン用音場制御処理に置き換えて処理することを基本的な特徴としている。
【０００８】
上記構成によれば、上記信号処理手段はＮバンドで全帯域を処理する特性変更処理を行うものであり、上記出力選択手段によりヘッドホンが選択された場合には、上記信号処理手段は特性変更処理のうちＭ＜ＮであるＭバンドで全帯域の特性変更処理を行うと共に、他のバンドの特性変更処理をヘッドホン用音場制御処理に置き換えて処理することになり、ヘッドホンと他の出力手段は排他的に使用されるため、同一のプログラム記憶領域を使用することで、効率良くヘッドホン使用時の頭内定位感の軽減や音色の調整が可能となる。
【０００９】
上記特性変更処理として、イコライザ処理を行えばヘッドホンの種類によって音色（周波数特性）が変わる問題が解決されることになる。
【００１０】
また、上記ヘッドホン用音場制御処理として、頭内定位感緩和処理を行えば、ヘッドホン使用時の頭内定位感が緩和されることになる。
【００１１】
さらに、上記頭内定位感緩和処理は、頭部伝達関数が使用されてヘッドホンの頭内定位感を緩和する処理を行っても良いし、リバーブ処理が行われるようにしても良い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の上記構成によれば、上記信号処理手段はＮバンドで全帯域を処理する特性変更処理を行うものであり、上記出力選択手段によりヘッドホンが選択された場合には、上記信号処理手段は特性変更処理のうちＭ＜ＮであるＭバンドで全帯域の特性変更処理を行うと共に、他のバンドの特性変更処理をヘッドホン用音場制御処理に置き換えて処理することになり、ヘッドホンと他の出力手段は排他的に使用されるため、同一のプログラム記憶領域を使用することで、効率良くヘッドホン使用時の頭内定位感の軽減や音色の調整が可能になるという優れた効果を奏し得ることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の効果付与装置が用いられた電子ピアノの構成の概略を示すブロック図である。
【００１５】
同図に示すように、システムバス３００には、ＣＰＵ３０２、ＲＯＭ３０４、ＲＡＭ３０６、パネルスキャン回路３０８ａを介して操作パネル３０８、キーボードスキャン回路３１０ａを介して鍵盤３１０、音源（Tone Generator）３１２及びＤＳＰ１０が接続されている。各部へのコマンド・データの入出力、及びそれらの入出力のタイミング制御が行われている。すなわち、システムバス３００は、それに繋がった各回路を、後述するＣＰＵ３０２により制御し、電子ピアノとして機能させることになる。
【００１６】
ＲＯＭ３０４は、後述するＣＰＵ３０２及びＤＳＰ１０において用いられるプログラムを記憶するプログラムメモリ（図示無し）や必要な各種データ（例えばＤＳＰ１０で使用される係数など）が記憶されている。
【００１７】
ＲＡＭ３０６は、ＣＰＵ３０２による制御において発生する各種パラメータやデータ等を一時的に記憶する。
【００１８】
電子ピアノには、操作パネル３０８、鍵盤３１０などが設けられている。操作パネル３０８は、発生すべき楽音の音色を選択する音色スイッチやディレイなどのエフェクト設定のためのスイッチ等が設けられていて、この操作パネル３０８から設定された情報は、パネルスキャン回路３０８ａのスキャンによってその設定値が検出され、システムバス３００を介して、ＣＰＵ３０２に供給される。
【００１９】
鍵盤３１０は、８８鍵のキーボードからなり、各鍵には夫々タッチセンサからなる鍵盤センサ（図示無し）が設けられている。該鍵盤センサは、演奏者の鍵盤３１０に対する演奏操作を検出して、各種の演奏情報を押鍵情報［押鍵タイミング（キーＯＮ）や離鍵タイミング（キーＯＦＦ）などの情報も含まれる］として出力する。それらのデータはキーボードスキャン回路３１０ａで検出されて、それらのデータによりキーマップＫＭＰが作成され、それらのデータは、システムバス３００を介して、ＣＰＵ３０２に供給され、該ＣＰＵ３０２によって音源３１２に送られて、音源３１２による波形メモリ３１２ａからの波形データ読み出しによる楽音データが生成せしめられる。
【００２０】
ＣＰＵ３０２は、ＲＯＭ３０４から読み出されたプログラムを実行することで、上記各部の制御と、データの入出力処理を司り、上記システムバス３００でつながっている上記各回路を電子ピアノとして全体を制御すると共に、音源３１２に制御命令を出す他、ＲＯＭ３０４から、ＤＳＰ１０を本効果付与装置処理用に用いるプログラム及び必要な係数データが読み出されて、該ＤＳＰ１０に送られ、音源３１２から出力された上記楽音データに対し、外部メモリ（図示無し）を制御下におきながら、必要な音響効果がそれによって付加される。
【００２１】
その際、本効果付与装置の実装される電子ピアノでは、それにマウントされる後述するスピーカ３１８から楽音が出力される場合に、そのマウント部分のケースなどの影響を受けるため、製品ラインナップ毎に、ＤＳＰ１０の一部の機能によって構成されるスピーカ調整用のイコライザ（ＥＱ）により、本実施例構成では７つのバンド帯域に分けて、夫々の楽音の周波数特性を変更し、各楽音の特定の周波数帯域（倍音成分や高調波成分あるいはノイズ成分）を強調したり、逆に減少させたりして、全体的な音質の補正や改善（音像の明確化など）を行い、上記スピーカ３１８から、自然な楽音が出せるようにしている。
【００２２】
また、ＤＳＰ１０から出力された音響効果の付与された楽音データは、Ｄ／Ａ変換器３１４に入力されてアナログ信号に変換される。該アナログ信号は、アンプ３１６で増幅されて、本願の出力手段に相当するスピーカ３１８又はヘッドホン３２０から出力される。
【００２３】
通常はスピーカ３１８が使用されて楽音が出力されるが、ケースの一部にヘッドホンプラグの差し込み口（ヘッドホンジャック；図上２０）があり、そこにヘッドホン３２０のプラグが挿入されると、該ヘッドホン３２０から楽音が出力され、スピーカ３１８からの出力が無くなる（上記プラグを抜けばまた元に戻る）。
【００２４】
上記ヘッドホンジャック２０へのプラグの抜き差しに応じて、スピーカ３１８からの出力かヘッドホン３２０からの出力が選択されるが、このヘッドホンジャック２０とその状態を検出するＣＰＵ３０２とにより、本願における出力選択手段が構成されている。この出力選択手段により、スピーカ３１８からの出力か又はヘッドホン３２０からの出力かが選択される。また本実施例構成では、どちらからかの出力かにより、後の信号処理手段による信号処理が異なってくる。
【００２５】
さらに本実施例構成では、上記ヘッドホンジャック２０の状態に応じて選択されたアウトプット側がスピーカ３１８であるか、ヘッドホン３２０であるかによって、本願の信号処理手段を構成するＤＳＰ１０により、７バンドで全帯域の特性変更処理（本実施例ではイコライザ処理）を行うか、７つのバンドのうち３つのバンドで全帯域の特性変更処理（本実施例では上記７バンドのうち３つのバンドのイコライザ処理を残す）と４つのバンドの特性変更処理をヘッドホン用音場制御処理に置き換えて処理することになる。
【００２６】
本実施例構成の実際の処理に即して言えば、ＤＳＰ１０で構成される信号処理手段は、上記ヘッドホンジャック２０の状態に応じて選択されたアウトプット側がスピーカ３１８である場合に、アウトプット用の上記ＤＳＰ１０の処理として、７バンド全てに対してスピーカ調整用イコライザ処理を行わせると共に、選択されたアウトプット側がヘッドホン３２０である場合には、アウトプット用の上記処理として上記バンドのうちの一部に対してヘッドホン調整用イコライザ処理（上述のように、本実施例では上記７バンドのうち３つのバンドのイコライザ処理を残す）を、また上記バンドの残りのプログラム記憶領域を使用して頭内定位感緩和処理を行わせることになる。
【００２７】
上記信号処理手段は、基本的にＤＳＰ１０で構成されることになるが、この構成の他に、上記ＲＯＭ３０４から読み出された本電子ピアノのプログラムを実行するＣＰＵ３０２と、上記ＣＰＵ３０２の指示により読み出されて、ＤＳＰ１０内のプログラム記憶領域に記憶され、該ＤＳＰ１０の演算処理によって実行される、スピーカ調整用イコライザ処理プログラム、並びにヘッドホン調整用イコライザ処理プログラム（実際には上記スピーカ調整用イコライザ処理プログラムのうち残される３つの調整用イコライザ処理プログラムである）及び頭内定位感緩和処理プログラムを記憶するＲＯＭ３０４とにより構成される。
【００２８】
上述のように、電子ピアノは、それにマウントされるスピーカ３１８から楽音が出力される場合、そのマウント部分のケースなどの影響を受けるため、製品毎に、ＤＳＰ１０で構成されるスピーカ調整用のイコライザ（ＥＱ）により、（本実施例の場合）７つのバンド帯域に分けて、夫々の楽音の周波数特性を変更し、各楽音の特定の周波数帯域（倍音成分や高調波成分あるいはノイズ成分）を強調したり、逆に減少させたりする事ができ、全体的な音質の補正（平均化）や改善（音像の明確化など）を行って、自然な楽音が出せるようにしている。
【００２９】
そのためＤＳＰ１０によって構成されるイコライザは、図２に示すように、これを実現するためのＤＳＰ１０内のプログラムエリアとして、それに対応する広いエリアが必要とされ、該プログラムによってＤＳＰ１０で実現されるスピーカ調整用のイコライザ（ＥＱ）を通して、自然な楽音がスピーカから出力されることになる。
【００３０】
このスピーカ調整用イコライザ処理プログラムも、ＲＯＭ３０４上に当初から記憶されており、ヘッドホンジャック２０の状態に応じて、スピーカ３１８がアウトプット側として選択されると、ＣＰＵ３０２の指示により読み出され、ＤＳＰ１０側のプログラム記憶領域に格納され、ＤＳＰ１０の演算処理によって実行されて、スピーカ調整用イコライザとして機能することになる。
【００３１】
他方、ヘッドホン３２０の場合、上記スピーカ３１８とは異なり、マウントされる部分の影響を考える必要がない。しかし、ヘッドホン３２０で上記楽音を再生しようとする場合、頭内に音が定位することや、また、ヘッドホン３２０の種類によって音色(周波数特性)が変わる問題がある。ヘッドホン３２０は、上記スピーカ３１８のようなマウントされるケースの影響を受けるわけではないので、本実施例構成では、図３に示すように、７つのうちの３つのバンド帯域だけ、そのイコライザ処理用に割り当て、残りの４つのバンド帯域分は、ヘッドホン３２０で大きな問題になる頭内に音が定位することを緩和する処理用に割り当てることにする。
【００３２】
本実施例では、この頭内定位感緩和処理用に、頭部伝達関数が使用されてヘッドホン３２０の頭内定位感を緩和する処理が行われるようにしている。また、該頭内定位感緩和処理として、リバーブ処理が用いられても良い。該リバーブ処理が実施される場合も、ヘッドホン３２０使用時の頭内の音の定位感が緩和されることになる。
【００３３】
このヘッドホン調整用イコライザ処理プログラム、並びに頭内定位感緩和処理プログラムも、ＲＯＭ３０４上に当初から記憶されており（後に述べるように、上記スピーカ調整用イコライザ処理プログラムのうち３つの調整用イコライザ処理プログラムがヘッドホン調整用イコライザ処理プログラムとして残されることになるので、実際にはヘッドホン調整用イコライザ処理の単独のプログラムは記憶されていない）、ヘッドホンジャック２０の状態に応じて、ヘッドホン３２０がアウトプット側として選択されると、ＣＰＵ３０２の指示により読み出され、ＤＳＰ１０側のプログラム記憶領域のうち、上述したスピーカ調整用イコライザ処理プログラム記憶領域の一部がそのままヘッドホン用の周波数調整用に用いられることになり、残りの部分が頭内定位緩和処理用プログラムの記憶領域に用いられることになって、これらのプログラムが、ＤＳＰ１０の演算処理によって実行されて、ヘッドホン調整用イコライザとして機能すると共に、ヘッドホン３２０の頭内定位感緩和処理も行われることになる。
【００３４】
本実施例構成では、ヘッドホン３２０とスピーカ３１８は排他的に使用されるため、同一のプログラムエリアを使用することで、効率良くヘッドホン３２０使用時の頭内定位感の軽減や音色の調整が可能となる。
【００３５】
図４は、本電子ピアノが電源ＯＮになった際に行われる全体の処理フローを示すフローチャートである。すなわち、電源がＯＮにされると本電子ピアノの初期化処理がなされる（ステップＳ１００）。
【００３６】
そして、パネルイベント処理がなされ（ステップＳ１０２）、続いて、鍵盤イベント処理（ステップＳ１０４）、ペダルイベント処理（ステップＳ１０６）がなされた後、本実施例構成による出力制御処理が実施され（ステップＳ１０８）、続いて楽音生成処理が行われる（ステップＳ１１０）。
【００３７】
その後音響効果等の効果付与処理がなされ（ステップＳ１１２）、その他の処理が行われた（ステップＳ１１４）後、上記ステップＳ１０２に復帰し、以上の処理を繰り返す。
【００３８】
図５は、図４のステップＳ１０８の出力制御処理の処理フローを示すフローチャートである。同図に示すように、上記ヘッドホンジャック２０とその状態を検出するＣＰＵ３０２と（出力選択手段）により、ヘッドホンプラグがヘッドホンジャック２０に挿入されているか否か検出され（ステップＳ２００）、挿入されていない場合は（ステップＳ２００；Ｎ）、後述するステップＳ２１４に移行する。
【００３９】
他方ヘッドホンプラグがヘッドホンジャック２０に挿入されている場合（ステップＳ２００；Ｙ）、現在の出力モードがスピーカであるか否かが、ＲＡＭ３０６上のフラグエリアにある出力モードフラグをＣＰＵ３０２がチェックすることで行われる（ステップＳ２０２）。
【００４０】
ここで、現在の出力モードがスピーカでないと判定された場合（ステップＳ２０２；Ｎ）、本出力制御処理（ステップＳ１０８）は終了し、上記全体の処理フロー中の楽音生成処理（ステップＳ１１０）に復帰する。
【００４１】
反対に現在の出力モードがスピーカであると判定された場合（ステップＳ２０２；Ｙ）は、スピーカ出力を無効にする処理がなされ（ステップＳ２０４）、上記７バンドのうち３つのバンドのスピーカ調整用イコライザ処理プログラムがそのままヘッドホン調整用イコライザ処理プログラムとして残され、係数だけヘッドホン用に替えられて使用されるので、これらのプログラムで使用されるヘッドホン用の係数がＲＯＭ３０４からＣＰＵ３０２によって読み出され、ＤＳＰ１０の係数記憶領域（図示無し）にセットされる。すなわち、上記３つのバンドのイコライザ共通バンドの係数がヘッドホン用に設定される（ステップＳ２０６）。
【００４２】
そして、残りの４つのバンドのプログラム領域（イコライザの非共通バンドのプログラム領域）に、頭内定位感緩和処理用プログラムが読み出されて変更される（ステップＳ２０８）。
【００４３】
その後ヘッドホン出力が有効にされ（ステップＳ２１０）、ＲＡＭ３０６上のフラグエリアにある出力モードフラグがＣＰＵ３０２によりヘッドホン出力モードに変更される（ステップＳ２１２）。そして、本出力制御処理（ステップＳ１０８）は終了し、上記全体の処理フロー中の楽音生成処理（ステップＳ１１０）に復帰する。
【００４４】
他方、上記ステップＳ２００における検出で、ヘッドホンプラグがヘッドホンジャック２０に挿入されていない場合（ステップＳ２００；Ｎ）、現在の出力モードがヘッドホンであるか否かが、ＲＡＭ３０６上のフラグエリアにある出力モードフラグをＣＰＵ３０２がチェックすることで行われる（ステップＳ２１４）。
【００４５】
ここで、現在の出力モードがヘッドホンでないと判定された場合（ステップＳ２１４；Ｎ）、本出力制御処理（ステップＳ１０８）は終了し、上記全体の処理フロー中の楽音生成処理（ステップＳ１１０）に復帰する。
【００４６】
反対に現在の出力モードがヘッドホンであると判定された場合（ステップＳ２１４；Ｙ）は、ヘッドホン出力を無効にする処理がなされ（ステップＳ２１６）、上記４つのバンド（イコライザの非共通バンド）の頭内定位感緩和処理プログラムが本来のスピーカ調整用イコライザ処理プログラムに変更され（ステップＳ２１８）、計７つのバンドのイコライザ処理プログラムに使用される係数（スピーカ調整用イコライザ用に使用される係数）が、ＲＯＭ３０４からＣＰＵ３０２によって読み出され、ＤＳＰ１０の係数記憶領域（図示無し）に設定される（ステップＳ２２０）。
【００４７】
そして、スピーカ出力が有効にされ（ステップＳ２２２）、ＲＡＭ３０６上のフラグエリアにある出力モードフラグがＣＰＵ３０２によりスピーカ出力モードに変更される（ステップＳ２２４）。そして、本出力制御処理（ステップＳ１０８）は終了し、上記全体の処理フロー中の楽音生成処理（ステップＳ１１０）に復帰する。
【００４８】
以上詳述した本実施例構成によれば、上記信号処理手段は７バンドで全帯域を処理する（スピーカ調整用）イコライザ処理を行うものであり、上記出力選択手段によりヘッドホンが選択された場合には、上記信号処理手段はイコライザ処理のうち３バンドで全帯域の（ヘッドホン調整用）イコライザ処理を行うと共に、他のバンドの特性変更処理をヘッドホン用に頭内定位感緩和処理に置き換えて処理することになり、ヘッドホン３２０とスピーカ３１８は排他的に使用されるため、同一のプログラム記憶領域を使用することで、効率良くヘッドホン３２０使用時の頭内定位感の軽減や音色の調整が可能になる。
【００４９】
また、本実施例構成におけるヘッドホン用に頭内定位感緩和処理は、ヘッドホン用音場制御処理の一つであるが、頭内定位感緩和処理に限られず、ヘッドホンが使用された際その音場制御に適する他の処理が用いられても良い。
【００５０】
尚、本発明の効果付与装置は、上述の図示例にのみ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内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の効果付与装置は、ＤＳＰ等により音響効果付加に限られずそれに準ずる効果の付加を行える構成であれば種々のものに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施例にかかる効果付与装置が用いられた電子ピアノの構成の概略を示すブロック図である。
【図２】本実施例構成によって、ＤＳＰ１０内にスピーカ調整用のイコライザが設けられた状態を示す模式図である。
【図３】本実施例構成によって、ＤＳＰ１０内に、７つのうちの３つのバンド帯域だけヘッドホン３２０のイコライザ処理用に割り当て、残りの４つのバンド帯域分は、ヘッドホン３２０の頭内定位緩和処理用に割り当てられた状態を示す模式図である。
【図４】本電子ピアノが電源ＯＮになった際に行われる全体の処理フローを示すフローチャートである。
【図５】図４のステップＳ１０８の出力制御処理の処理フローを示すフローチャートである。
【図６】ＤＳＰによって実現されるスピーカ調整用のイコライザが設けられた状態の従来構成を示す模式図である。
【図７】上記従来構成で、スピーカ調整用のイコライザ部分を通さずに、ヘッドホン側に楽音が出力される状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０      ＤＳＰ
２０      ヘッドホンジャック
３００      システムバス
３０２      ＣＰＵ
３０４      ＲＯＭ
３０６      ＲＡＭ
３０８      操作パネル
３０８ａ    パネルスキャン回路
３１０      鍵盤
３１０ａ    キーボードスキャン回路
３１２      音源
３１２ａ    波形メモリ
３１４      Ｄ／Ａ変換器
３１６      アンプ
３１８      スピーカ
３２０      ヘッドホン
【図１】
0006401576.tif 000002
【図２】
0006401576.tif 000003
【図３】
0006401576.tif 000004
【図４】
0006401576.tif 000005
【図５】
0006401576.tif 000006
【図６】
0006401576.tif 000007
【図７】
0006401576.tif 000008