(57)【要約】【課題】アコースティックピアノの残響効果をリアルに模擬して効果付加する残響効果付加装置を提供すること。【解決手段】奥行き残響回路１００は、ＬＰＦ１０と、ディレイＲ３０と、係数αを有する乗算器５０と、ＬＰＦ２０と、オールパスフィルタ６０と、ディレイＬ３５と、係数βを有する乗算器５５をループ状に接続して構成している。ＬＰＦ１０は、遅延素子１８に乗算器１４を接続し、この乗算器１４の出力と乗算器１２の出力とが加算器１６で加算される構成となっている。また、ＬＰＦ２０は、遅延素子２８に乗算器２４を接続し、この乗算器２４の出力と乗算器２２の出力とが加算器２６で加算される構成となっている。【選択図】  図１  
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の遅延器と第２の遅延器とをループ状に接続したディレイループ中に、１個以上のローパスフィルタと、１個以上のオールパスフィルタと、１個以上の減数係数乗算器と、を当該ディレイループを構成するように接続した奥行き残響回路を１オクターブの音名数である１２個備え、
各奥行き残響回路における、前記第１の遅延器の遅延時間と前記第２の遅延器の遅延時間との和が、各音名の音の周期に対応した値となるように設定し、
各奥行き残響回路における前記第１の遅延器および前記第２の遅延器の夫々に対して、アコースティックピアノの手前側の所定位置および奥側の所定位置にて録音した手前側入力信号、奥側入力信号が夫々共通に入力されるように構成すると共に、各奥行き残響回路における手前側入力信号および奥側入力信号の夫々が各奥行き残響回路のディレイループを周回した信号が、夫々、手前側出力信号、奥側出力信号として出力され、各奥行き残響回路の手前側出力信号同士および奥側出力同士の夫々が足し合わさるように構成され、更に、
前記手前側入力信号および前記手前側出力信号とを加算する第１の加算器と、前記奥側入力信号および前記奥側出力信号とを加算する第２の加算器と、を備えたことを特徴とする残響効果付加回路。
【請求項２】
第１のローパスフィルタと、第１の遅延器と、第１の減衰係数乗算器と、第２のローパスフィルタと、オールパスフィルタと、第２の遅延器と、第２の減衰係数乗算器とをループ状に接続した奥行き残響回路を、１オクターブの音名数である１２個備え、
各奥行き残響回路における、前記第１の遅延器の遅延時間と前記第２の遅延器の遅延時間との和が、各音名の音の周期に対応するように設定し、
各奥行き残響回路における前記第１の遅延器および前記第２の遅延器の夫々に対して、アコースティックピアノの手前側の所定位置および奥側の所定位置にて録音した手前側入力信号、奥側入力信号が共通に入力されるように構成すると共に、各奥行き残響回路における手前側入力信号および奥側入力信号の夫々が各奥行き残響回路のループを周回した信号が、夫々、手前側出力信号、奥側出力信号として出力され、各奥行き残響回路の手前側出力信号同士および奥側出力信号同士の夫々が足し合わさるように構成され、更に、
前記手前側入力信号および前記手前側出力信号とを加算する第１の加算器と、前記奥側入力信号および前記奥側出力信号とを加算する第２の加算器と、を備えたことを特徴とする残響効果付加回路。
【請求項３】
請求項２に記載の残響効果付加回路において、
各奥行き残響回路における第１および第２の減衰係数乗算器の有する係数を、ダンパーペダルの踏み込み量に応じて変化させる回路を更に備えたことを特徴とする残響効果付加回路。
【請求項４】
遅延器と減衰係数乗算器とローパスフィルタとこのローパスフィルタの後段に設けた出力部とこのローパスフィルタの後段に設けた或るチャンネルの音の入力部とを有するディレイセグメントを複数チャンネル（第１チャンネルから第ｍチュンネルまでのｍ個のチャンネル：ｍは２以上の整数）の楽音信号のチャンネル数だけ直列に接続したものと、オールパスフィルタとをループ状に接続した循環残響回路を、１オクターブの音名数である１２個備え、
各循環残響回路における、チャンネル数（ｍ）分のディレイセグメントの遅延器による遅延時間の合計値が、各音名の音の周期に対応するように設定し、
各循環残響回路における第１のディレイセグメントから第ｍのディレイセグメント入力部には、夫々、第１のチャンネルから第ｍのチャンネルまでの楽音信号が、１２個の循環残響回路間で共通に入力されるように構成すると共に、各循環残響回路における第１のディレイセグメントから第ｍのディレイセグメントの出力部からは、夫々、対応するチャンネルの楽音信号が当該循環残響回路を周回した楽音信号が出力され、１２個の循環残響回路における各循環残響回路における同チャンネルの出力信号はチャンネル毎に足し合わされて出力されるように構成され、更に、
出力された各チャンネルの楽音信号を、対応する各チャンネル入力信号に加算してｍ個の楽音信号として出力する出力回路を備えたことを特徴とする残響効果付加回路。
【請求項５】
請求項４に記載の残響効果付加回路において、
前記複数チャンネルの楽音信号は、アコースティックピアノの複数箇所で録音された信号の再生信号であることを特徴とする残響効果付加回路。
【請求項６】
請求項４および５の内のいずれか一項に記載の残響効果付加回路において、
ローカットフィルタを更に前記ループ状に接続し、ダンパペダルを踏み込んでいる場合に前記ローカットフィルタをバイパスさせる回路を更に備えたことを特徴とする残響効果付加回路。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５および６の内のいずれか一項に記載の残響効果付加回路において、
ダンパーペダルの踏み込み速度に対応する踏み込み速度係数を出力するペダル踏み込み速度検出手段と、ダンパーペダルを踏み込んだ際に、この出力された踏み込み速度係数と予め録音しているダンパーリリースノイズとを乗算する乗算手段と、この乗算結果を出力する出力手段と、を更に備えたことを特徴とする残響効果付加回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アコースティックピアノの残響効果を模擬して効果付加する残響効果付加装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アコースティックピアノにおけるダンパーペダルとは、ピアノの弦の振動を停止させるためのダンパ（消音装置）を総ての弦に対して解除させるものであり、このダンパーペダルを踏み込むと、鍵盤を押鍵した後に離鍵しても残響音が継続して鳴り続ける構成となっている。そして、電子楽器においてもこの残響効果を模擬する提案がされている。例えば、この残響効果を模擬するために、複数の共鳴周波数峰を持ったコムフィルタを１オクターブの１２の音名に対応させ、ＰＣＭ楽音信号をこのコムフィルタに入力させて残響効果を模擬するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−２６７９９９号公報（第４−５頁、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
確かに、この従来技術によれば、指定された音名に対応した楽音信号に加えて指定された音名とは異なる周波数の発音信号が発生され、例えばピアノの或る弦の振動とこれによる他の弦の振動との影響によって起こる残響効果を模擬することはできるものの、残響音の奥行き方向や左右方向等の平面的な広がり感を模擬することはできず実際の残響効果をリアルに模擬することは困難であった。
【０００５】
本発明は、かかる従来の課題を解決するためになされたもので、アコースティックピアノの残響効果を一層リアルに模擬して効果付加する残響効果付加装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、第１の遅延器と第２の遅延器とをループ状に接続したディレイループ中に、１個以上のローパスフィルタと、１個以上のオールパスフィルタと、１個以上の減数係数乗算器と、を当該ディレイループを構成するように接続した奥行き残響回路を１オクターブの音名数である１２個備え、
各奥行き残響回路における、前記第１の遅延器の遅延時間と前記第２の遅延器の遅延時間との和が、各音名の音の周期に対応した値となるように設定し、
各奥行き残響回路における前記第１の遅延器および前記第２の遅延器の夫々に対して、アコースティックピアノの手前側の所定位置および奥側の所定位置にて録音した手前側入力信号、奥側入力信号が夫々共通に入力されるように構成すると共に、各奥行き残響回路における手前側入力信号および奥側入力信号の夫々が各奥行き残響回路のディレイループを周回した信号が、夫々、手前側出力信号、奥側出力信号として出力され、各奥行き残響回路の手前側出力信号同士および奥側出力同士の夫々が足し合わさるように構成され、更に、
前記手前側入力信号および前記手前側出力信号とを加算する第１の加算器と、前記奥側入力信号および前記奥側出力信号とを加算する第２の加算器と、を備えたことを特徴とするようにした。
【０００７】
より具体的には、第１のローパスフィルタと、第１の遅延器と、第１の減衰係数乗算器と、第２のローパスフィルタと、オールパスフィルタと、第２の遅延器と、第２の減衰係数乗算器とをループ状に接続した奥行き残響回路を、１オクターブの音名数である１２個備え、
各奥行き残響回路における、前記第１の遅延器の遅延時間と前記第２の遅延器の遅延時間との和が、各音名の音の周期に対応するように設定し、
各奥行き残響回路における前記第１の遅延器および前記第２の遅延器の夫々に対して、アコースティックピアノの手前側の所定位置および奥側の所定位置にて録音した手前側入力信号、奥側入力信号が共通に入力されるように構成すると共に、各奥行き残響回路における手前側入力信号および奥側入力信号の夫々が各奥行き残響回路のループを周回した信号が、夫々、手前側出力信号、奥側出力信号として出力され、各奥行き残響回路の手前側出力信号同士および奥側出力信号同士の夫々が足し合わさるように構成され、更に、
前記手前側入力信号および前記手前側出力信号とを加算する第１の加算器と、前記奥側入力信号および前記奥側出力信号とを加算する第２の加算器と、を備えたことを特徴とする残響効果付加回路が提供される。そして、この残響効果付加回路において、各奥行き残響回路における第１および第２の減衰係数乗算器の有する係数を、ダンパーペダルの踏み込み量に応じて変化させる回路を更に備えた構成としても良い。
【０００８】
また、本発明の他の態様によれば、遅延器と減衰係数乗算器とローパスフィルタとこのローパスフィルタの後段に設けた出力部とこのローパスフィルタの後段に設けた或るチャンネルの音の入力部とを有するディレイセグメントを複数チャンネル（第１チャンネルから第ｍチュンネルまでのｍ個のチャンネル：ｍは２以上の整数）の楽音信号のチャンネル数だけ直列に接続したものと、オールパスフィルタとをループ状に接続した循環残響回路を、１オクターブの音名数である１２個備え、
各循環残響回路における、チャンネル数（ｍ）分のディレイセグメントの遅延器による遅延時間の合計値が、各音名の音の周期に対応するように設定し、
各循環残響回路における第１のディレイセグメントから第ｍのディレイセグメント入力部には、夫々、第１のチャンネルから第ｍのチャンネルまでの楽音信号が、１２個の循環残響回路間で共通に入力されるように構成すると共に、各循環残響回路における第１のディレイセグメントから第ｍのディレイセグメントの出力部からは、夫々、対応するチャンネルの楽音信号が当該循環残響回路を周回した楽音信号が出力され、１２個の循環残響回路における各循環残響回路における同チャンネルの出力信号はチャンネル毎に足し合わされて出力されるように構成され、更に、
出力された各チャンネルの楽音信号を、対応する各チャンネル入力信号に加算してｍ個の楽音信号として出力する出力回路を備えたことを特徴とする残響効果付加回路を提供する。そして、この残響効果付加回路において、前記複数チャンネルの楽音信号は、アコースティックピアノの複数箇所で録音された信号の再生信号とすることができる。さらに、ローカットフィルタを前記ループ状に接続し、ダンパペダルを踏み込んでいる場合に前記ローカットフィルタをバイパスさせる回路を備えた構成とすることもできる。
【０００９】
さらにまた、上記の残響効果付加回路において、ダンパーペダルの踏み込み速度に対応する踏み込み速度係数を出力するペダル踏み込み速度検出手段と、ダンパーペダルを踏み込んだ際に、この出力された踏み込み速度係数と予め録音しているダンパーリリースノイズとを乗算する乗算手段と、この乗算結果を出力する出力手段と、を更に備えるように構成しても良い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アコースティックピアノの残響効果を一層リアルに模擬して効果付加することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
（奥行き残響回路を備えた残響効果付加装置）  
図１は奥行き残響回路１００の構成図、図２はこの奥行き残響回路１００を１２個備えて構成した残響効果付加回路１０００を備えた電子楽器１の構成図である。図３は録音して波形メモリ１２５に記憶しておく波形データを取得する際の説明図である。この図３はアコースティックグランドピアノ１１００を平面的に見た模式図であり、手前側（鍵盤のある側）の左位置（ＦＬ）、中央位置（ＦＣ）、右位置（ＦＲ）と、奥側（鍵盤のある側と反対側）の左位置（ＲＬ）、右位置（ＲＲ）の５箇所のマイクポイントで、鍵盤部１１０が備える不図示の８８個の鍵盤の夫々を押鍵してマイクロフォンで録音した波形データを波形メモリ１２５に記憶している。即ち、８８個の鍵の夫々に対して５チャンネルの波形データが波形メモリ１２５に再生可能に記憶している。なお、鍵盤の総数は８８個に限られなく、マイクポイントも５箇所に限られない。
【００１３】
（奥行き残響回路１００）
まず、図１を参照して奥行き残響回路１００の構成や動作について説明する。この奥行き残響回路１００は、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）１０（第１のローパスフィルタ）と、ディレイＲ３０（第１の遅延器）と、係数αを有する乗算器５０（第１の減衰係数乗算器）と、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）２０（第２のローパスフィルタ）と、オールパスフィルタ６０と、ディレイＬ３５（第２の遅延器）と、係数βを有する乗算器５５（第２の減衰係数乗算器）とをループ状に接続して構成している。ＬＰＦ１０は、遅延素子１８に乗算器１４を接続し、この乗算器１４の出力と乗算器１２の出力とが加算器１６で加算される構成となっている。また、ＬＰＦ２０は、遅延素子２８に乗算器２４を接続し、この乗算器２４の出力と乗算器２２の出力とが加算器２６で加算される構成となっている。オールパスフィルタ６０は、遅延素子６８の出力と係数「ｋ」を有する乗算器６２の出力とが加算器６４で加算されると共に、ＬＰＦ２０の出力と係数「−ｋ」を有する乗算器６３の出力とが加算器６６で加算される構成となっており、このフィルタで信号の位相をずらす作用を有する。
【００１４】
また、ループ外にもＬＰＦ７０が設けられており、このＬＰＦ７０は、遅延素子７４に乗算器７３を接続し、この乗算器７３の出力と乗算器７２の出力とが加算器７６で加算される構成となっており、ＬＰＦ７０には不図示のダンパーペダルのペダル踏み込み情報が入力されている。そして、このＬＰＦ７０の出力によって、乗算器５０の係数αおよび乗算器５５の係数βとが変更制御されるようになっている。ペダル踏み込み情報がダンパーペダルを踏み込んでいないことを示す場合には、ループ内での信号を素早く減衰させるため乗算器５０、乗算器５５の係数α、βの値を「０」に近い値、例えば「０．０１」程度にする一方、ペダル踏み込み情報がダンパーペダルを踏み込んだことを示す場合には、ループ内での信号を減衰しにくくするため乗算器５０、乗算器５５の係数α、βの値を「１」に近い値、例えば「０．９９」程度にし、ループ内での信号減衰特性を制御している。そして、ＬＰＦ７０は、この切り替えを滑らかにするためのものである。
【００１５】
また、ＬＰＦ１０とディレイＲ３０との間のループ内には加算器４０が接続されると共に、オールパスフィルタ６０とディレイＬ３５との間のループ内には加算器４５が接続され、加算器４０には手前側入力信号が加えられると共に、加算器４５には奥側入力信号が加えられる。この手前側入力信号および奥側入力信号の組み合わせは、図３で示す「ＦＬの位置とＲＬの位置での録音信号」又は「ＦＲの位置とＲＲの位置での録音信号」である。ここでは、手前側入力信号としてＦＬの位置で録音されたものが採用し、奥側入力信号としてＲＬの位置で録音されたものを採用した例を想定する。
【００１６】
ループ内に入力された手前側入力信号はループを１周することによって、ディレイＲ３０の遅延時間とディレイＬ３５の遅延時間との和の分だけ遅延されて手前側出力信号として出力される。したがって、ディレイＲ３０の遅延時間とディレイＬ３５の遅延時間との和を、１オクターブの特定の音名、例えば音名「Ｃ」の周期とすれば、手前側入力信号の山と山が重ね合わされて音名「Ｃ」の音に対して共鳴する回路となる。このことは、ループ内に奥側入力信号が入力された場合にも同様であり、ループ内に入力された奥前側入力信号はループを１周することによって、ディレイＲ３０の遅延時間とディレイＬ３５の遅延時間との和の分だけ遅延されて奥側出力信号として出力される。そのため、ディレイＲ３０の遅延時間とディレイＬ３５の遅延時間との和を音名「Ｃ」の周期とすれば、奥側入力信号の山と山が重ね合わされて音名「Ｃ」の音に対して共鳴する。かくして、奥行き残響回路１００は、ディレイＲ３０の遅延時間とディレイＬ３５の遅延時間との和が調整されて特定の音に共鳴するようになっている。
【００１７】
図２の電子楽器１は、１オクターブの音名数の１２個分の奥行き残響回路１００−１〜１００−１２を備えた残響効果付加回路１０００を有している。奥行き残響回路１００−１〜１００−１２は、夫々、ディレイＲ３０の遅延時間とディレイＬ３５の遅延時間の和が調整されて、１オクターブの夫々の音名「Ｃ、Ｃ♯、…、Ｂ」の音に共鳴するように構成されている。また、各奥行き残響回路１００−１〜１００−１２におけるディレイＲ３０およびディレイＬ３５の夫々に対して、アコースティックピアノのＦＬの位置（手前側の所定位置）およびＲＬの位置（奥側の所定位置）にて録音した手前側入力信号、奥側入力信号が共通に入力されるように構成すると共に、各奥行き残響回路１００−１〜１００−１２における手前側出力信号同士および奥側出力信号同士の夫々が足し合わさるように構成され、更に、手前側入力信号および手前側出力信号とを加算する加算器１３０（第１の加算器）と、奥側入力信号および奥側出力信号とを加算する加算器１３１（第２の加算器）とが備えられている。なお、加算器１３０、１３１の出力はＤ／Ａ変換器１４０によってデジタルアナログ変換されて、スピーカー１５０から放音される。また、各奥行き残響回路１００−１〜１００−１２におけるＬＰＦ７０には、共通に、ペダル踏み込み量を検出出力するペダル踏み込み量検出部１１５からのペダル踏み込み情報が入力されている。ペダル踏み込み量が「０」の場合には、ダンパーペダルを踏み込んでいない状態であり、ペダル踏み込み量が「０」よりも大きな場合には、ダンパーペダルを踏み込んだ状態であり、一杯に踏み込んだ場合のペダル踏み込み量は「１」として検出する。したがって、ペダル踏み込み量検出部１１５はペダルの踏み込み量に応じて「０」〜「１」の値を出力する。
【００１８】
鍵盤部１１０は、不図示の８８個の鍵盤と押鍵した鍵の情報を音源部１２０に対して出力するように構成されている。音源部１２０は、先に説明した波形を記憶する波形メモリ１２５を備え、押鍵した鍵の情報に基づいて、対応する手前側入力信号（ＦＬの位置での録音信号）および奥側入力信号（ＲＬの位置での録音信号）を波形メモリ１２５から読み出して出力するように構成されている。
【００１９】
（動作）
今、例えば、最も低域のＣの鍵盤を押鍵した場合、鍵盤部１１０からは最も下の「Ｃ」の鍵が押鍵された旨の情報が音源部１２０に対して出力される。これに応答して、音源部１２０は、対応する手前側入力信号（ＦＬの位置での録音信号）および奥側入力信号（ＲＬの位置での録音信号）を波形メモリ１２５から読み出して出力する。各奥行き残響回路１００−１〜１００−１２には、手前側入力信号、奥側入力信号の夫々が共通に入力されるが、音名「Ｃ」に共鳴するように調整された奥行き残響回路１００−１からの出力が最も大きなものとなる。そして、各奥行き残響回路１００−１〜１００−１２における手前側出力信号同士および奥側出力信号同士の夫々が足し合わされ、加算器１３０は手前側入力信号および手前側出力信号とを加算し、加算器１３１は奥側入力信号および奥側出力信号とを加算し、この加算信号はＤ／Ａ変換器１４０でデジタルアナログ変換されて、スピーカー１５０から放音される。このようにして、押鍵した鍵に対応する音の残響を奥行き方向の広がりを持って再現することが可能となる。なお、１つの鍵ではなく複数の鍵を同時に押鍵した場合には、対応する複数の奥行き残響回路１００の動作によって同様な効果を得ることができる。
【００２０】
なお、図２は、ＦＬの位置とＲＬの位置での録音信号を夫々、手前側入力信号、奥側入力信号としたものであるが、実際には、図２と同様な構成で、ＦＲの位置とＲＲの位置での録音信号を夫々、手前側入力信号、奥側入力信号とした１２個の奥行き残響回路１００を更に設け、２対２４個の奥行き残響回路１００によって、左および右での奥行き方向の残響効果を付加するようして一層リアルな残響効果付加を実現している。
【００２１】
また、図１の奥行き残響回路１００は、２個のＬＰＦ（１０、２０）と、２個の遅延器（３０、３５）と、２個の減衰係数乗算器（５０、５５）と、１個のオールパスフィルタ６０とをループ状に接続したものであるが、理論的には、２個の遅延器をループ状に接続したディレイループ中に、１個以上のローパスフィルタと、１個以上のオールパスフィルタと、１個以上の減数係数乗算器と、を当該ディレイループを構成するように接続すれば足りる。
【００２２】
（循環残響回路を備えた残響効果付加装置）  
図４は循環残響回路２００の構成図、図５はこの循環残響回路２００を構成するディレイセグメントの内部図、図６は循環残響残響回路２００を１２個備えて構成した残響効果付加回路１００１を備えた電子楽器２の構成図である。なお、図６中のペダル踏み込み量検出部１１５、鍵盤部１１０、音源部１２１は図２に示すものと同じものであるのでこれらの説明は省略する。また、Ｄ／Ａ１４１は５チャンネルのデジタルアナログ変換を行い、スピーカー１５１はこの５チャンネルの音を放音する。なお、５チャンネルとは図３の「ＦＬ、ＦＣ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ」の５箇所で録音した波形データに対応する。
【００２３】
（循環残響回路２００）
まず、図４を参照して循環残響回路２００の構成や動作について説明する。この循環残響回路２００は、ディレイセグメント（９０、９２、９４、９６、９８）を複数チャンネル（一般には、第１チャンネルから第ｍチュンネルまでのｍ個のチャンネル：ｍは２以上の整数）の楽音信号のチャンネル数、この例では５個だけ直列に接続したものと、オールパスフィルタ８０とをループ状に接続して構成している。ディレイセグメント１（９０）、ディレイセグメント２（９２）、ディレイセグメント３（９４）、ディレイセグメント４（９６）、ディレイセグメント５（９８）は夫々、チャンネル１〜チャンネル５（ｃｈ１〜ｃｈ５）に対応したものである。オールパスフィルタ８０は、遅延素子８８の出力と係数「ｋ」を有する乗算器８２の出力とが加算器８６で加算されると共に、ディレイセグメント９０の出力と係数「−ｋ」を有する乗算器８３の出力とが加算器８４で加算される構成となっており、このフィルタで信号の位相をずらす作用を有する。
【００２４】
また、図５に示すように、各ディレイセグメント（図５では特にディレイセグメント４（９６）を図示している）は、遅延器１６５と、係数αを有する乗算器１６６と、ＬＰＦ１６０と、このＬＰＦ１６０の後段に設けた乗算器１６７と、或るチャンネルの音を入力する乗算器１６８（入力部）の出力と乗算器１６７の出力とを加算する加算器１６９と、を備えている。そして、ＬＰＦ１６０と乗算器１６７の接続点にはチャンネルの音が出力可能になる出力部を有している。ＬＰＦ１６０は、遅延素子１６３に乗算器１６１を接続し、この乗算器１６１の出力と乗算器１６２の出力とが加算器１６４で加算される構成となっている。なお、乗算器１６７は信号を位相反転可能にするもので、通常は係数が「１」で位相反転時には係数が「−１」となるように設定される。また、ペダル踏み込み情報がダンパーペダルを踏み込んでいないことを示す場合には、ループ内での信号を素早く減衰させるため乗算器１６６係数α値を「０」に近い値例えば「０．０１」程度にする一方、ペダル踏み込み情報がダンパーペダルを踏み込んだことを示す場合には、ループ内での信号を減衰しにくくさせるため乗算器１６６の係数の値を「１」に近い値例えば「０．９９」程度にし、ループ内での信号減衰制御を行うように構成されている。
【００２５】
今、一例として、チャンネル１からチャンネル５（ｃｈ１、ｃｈ２、ｃｈ３、ｃｈ４、ｃｈ５）の夫々を、図３の「ＲＬ」、「ＲＲ」、「ＦＲ」、「ＦＣ」、「ＦＬ」に対応させる。即ち、ディレイセグメント１（９０）には「ＲＬ」の位置で録音された奥側左位置の信号が入出力され、ディレイセグメント２（９２）には「ＲＲ」の位置で録音された奥側右位置の信号が入出力され、ディレイセグメント３（９４）には「ＦＲ」の位置で録音された手前側右位置の信号が入出力され、ディレイセグメント４（９６）には「ＦＣ」の位置で録音された手前側中央位置の信号が入出力され、ディレイセグメント５（９８）には「ＦＬ」の位置で録音された手前側左位置の信号が入出力されるように構成されている。
【００２６】
今、ディレイセグメント１（９０）に注目すると、「ｉｎ」から奥側左位置の信号（チャンネルｃｈ１信号）が入力されディレイループを１周する際に、各ディレイセグメント９０、９２、９４、９６、９８の５つの遅延器１６５で遅延されて奥側左位置の出力信号がその「ｏｕｔ」から出力される。同様に、ディレイセグメント２（９２）には、「ｉｎ」から奥側右位置の信号（チャンネルｃｈ２信号）が入力されディレイループを１周する際に、各ディレイセグメント９０、９２、９４、９６、９８の５個の遅延器１６５で遅延されて奥側右位置の出力信号がその「ｏｕｔ」から出力され、ディレイセグメント３（９４）には、「ｉｎ」から前側右位置の信号（チャンネルｃｈ３信号）が入力されディレイループを１周する際に、各ディレイセグメント９０、９２、９４、９６、９８の５個の遅延器１６５で遅延されて前側右位置の出力信号がその「ｏｕｔ」から出力される。さらに、ディレイセグメント４（９６）には、「ｉｎ」から前側中央位置の信号（チャンネルｃｈ４信号）が入力されディレイループを１周する際に、各ディレイセグメント９０、９２、９４、９６、９８の５個の遅延器１６５で遅延されて前側中央位置の出力信号がその「ｏｕｔ」から出力され、そして、ディレイセグメント５（９８）には、「ｉｎ」から前側左位置の信号（チャンネルｃｈ５信号）が入力されディレイループを１周する際に、各ディレイセグメント９０、９２、９４、９６、９８の５個の遅延器１６５で遅延されて前側左位置の出力信号がその「ｏｕｔ」から出力される。
【００２７】
このように、ディレイセグメントに入力された各チャンネルの信号はディレイループを１周する際に５個の遅延器１６５で遅延されて対応するディレイセグメントから出力される。したがって、５個の遅延器１６５ので遅延時間を、１オクターブの特定の音名、例えば音名「Ｃ」の周期とすれば、入力信号の山と山が重ね合わされて音名「Ｃ」の音に対して共鳴する回路となる。かくして、循環残響回路２００は、５個の遅延器１６５の遅延時間の合計値が調整されて特定の音に共鳴するようになっている。
【００２８】
図６の電子楽器２は、１オクターブの音名数の１２個分の循環残響回路２００−１〜２００−１２を備えた残響効果付加回路１００１を有している。循環残響回路２００−１〜２００−１２は、夫々、５個の遅延器１６５の遅延時間の合計値が調整されて、１オクターブの夫々の音名「Ｃ、Ｃ♯、…、Ｂ」の音に共鳴するように構成されている。各循環残響回路２００−１〜２００−１２における第１のディレイセグメントから第５のディレイセグメント（９０、９２、９４、９６、９８）の入力部には、夫々、第１のチャンネルから第５のチャンネルまでの楽音信号が、１２個の循環残響回路２００−１〜２００−１２間で共通に入力されるように構成されると共に、各循環残響回路２００−１〜２００−１２における第１のディレイセグメントから第５のディレイセグメント（９０、９２、９４、９６、９８）の出力部からは、夫々、対応するチャンネルの楽音信号が当該循環残響回路２００を１周した楽音信号が出力され、１２個の循環残響回路２００−１〜２００−１２における各循環残響回路２００−１〜２００−１２の同チャンネルの出力信号はチャンネル毎に足し合わされて出力されるように構成され、更に、出力された各チャンネルの楽音信号を、対応する各チャンネル入力信号に加算して５個の楽音信号として出力する加算器２１０とを備えている。なお、発明の理解の容易化のために、図６においては、配線を５本記載せずに図中に「＼５」と記載して５本、すなわち、５チャンネル分の配線を表現しており、理論的には５個の加算器が必要であるが図中では１個の加算器２１０で表現している。また、各循環残響回路２００−１〜２００−１２における各ディレイセグメント即ち総てのディレイセグメントには、共通に、ペダル踏み込み量を検出出力するペダル踏み込み量検出部１１５からのペダル踏み込み情報が入力されている。ペダル踏み込み量が「０」の場合には、ダンパーペダルを踏み込んでいない状態であり、ペダル踏み込み量が「０」よりも大きな場合には、ダンパーペダルを踏み込んだ状態であり、一杯に踏み込んだ場合のペダル踏み込み量は「１」として検出する。したがって、ペダル踏み込み量検出部１１５はペダルの踏み込み量に応じて「０」〜「１」の値を出力する。
【００２９】
（動作）
今、例えば、最も低域のＣの鍵盤を押鍵した場合、鍵盤部１１０からは最も下の「Ｃ」の鍵が押鍵された旨の情報が音源部１２１に対して出力される。これに応答して、音源部１２１は、対応する５チャネルの信号を波形メモリ１２５から読み出して各循環残響回路２００−１〜２００−１２に出力する。各循環残響回路２００−１〜２００−１２には、同時に５チャンンネルの信号が共通に入力されるが、音名「Ｃ」に共鳴するように調整された循環残響回路２００−１からの出力が最も大きなものとなる。そして、各循環残響回路２００−１〜２００−１２における同じチャンネルの信号の夫々が足し合わされ、加算器２１０は、出力された各チャンネルの楽音信号を、対応する各チャンネル入力信号に加算する。そして、この加算信号はＤ／Ａ変換器１４１でデジタルアナログ変換されて、スピーカー１５１から放音される。このようにして、押鍵した鍵に対応する音の残響を左右方向および奥行き方向の広がりを持って再現することが可能となる。また、１つの鍵ではなく複数の鍵を同時に押鍵した場合には、対応する複数の奥行き残響回路２００の動作によって同様な効果を得ることができる。
【００３０】
なお、或るディレイセグメントのＬＰＦ１６０や遅延器１６５や乗算器１６５を分離して、ディレイループ内に分離した回路を接続しても同様の効果を得ることができる。また、５個の遅延器１６５の遅延時間の合計値さえ適切に調整されておれば、必ずしも５個の遅延器１６５の遅延時間を同一のものとしなくても良い。また、ディレイループにおいてオールパスフィルタ８０を採用する理由は、ディレイループ１周での共鳴周波数を１タップ以下の小数のオーダーまで合わせる際に必要となるからである。ディレイループの共振周波数ピークは従来、最低共振周波数をピアノの弦の最も低い音名の周波数に一致させていたが、本発明では、ディレイループの高次の共鳴周波数が、周波数のずれの目立つ中音域のピアノ弦の基音周波数に正確に一致するように設定しているため、残響音の濁りを少なくすることができる。
【００３１】
（循環残響回路２０１）
図８に示す循環残響回路２０１は、図４の循環残響回路２００において、低域周波数成分を除去するローカットフィルタとして機能する「Ｌｏｗ  Ｃｕｔ  ＥＱ（ローカットイコライザ）２１０」を設けた点に特徴がある。但し、図４とオールパスフィルタ８０の位置を変更している。ローカットイコライザ２１０の出力には係数「ｋ１」を有する乗算器２１１が接続されていると共に、ローカットイコライザ２１０に入力される信号は、係数「１−ｋ１」を有する乗算器２１２にも接続されており、乗算器２１１の出力と乗算器２１２の出力は加算器２１３で加算するように構成され、この加算器２１３はディレイループ内に接続されている。そして、ペダル踏み込み情報に基づいて係数「ｋ１」、「１−ｋ１」を変更制御する係数制御部２２０が設けられている。
【００３２】
ダンパーペダルが踏み込まれている場合には、係数制御部２２０は、係数「ｋ１」の値を小さくする。その結果、係数「１−ｋ１」が大きくなり、実質的にローカットイコライザ２１０がバイパスされる。一方、ダンパーペダルが踏み込まれていない場合には、係数制御部２２０は、係数「ｋ１」の値を大きくする。その結果、係数「１−ｋ１」が小さくなり、実質的にローカットイコライザ２１０が作用する。この結果、ディレイループ内の減衰を係数変化で調整するものでは、ダンパーペダルを踏んでいない時に基音成分の減衰が遅く不自然であったことを解消することが可能になる。
【００３３】
（ダンパリリースノイズ回路３２０）
図７はダンパーペダルを踏み込む時のダンパリリースノイズを発生させるダンパリリースノイズ回路３２０の構成図である。波形メモリ１２５には、ペダルを踏み込む時に発生するダンパーリリースノイズ音を実際に取得した波形データが記憶されている。このダンパーリリースノイズ音は、ダンパーが弦から解除される際に弦が発生する音の周期成分を含んでおり、冗長性を有するため、この周期成分を検出してこれを除去したノイズ音としておく。まず、ペダル踏み込み量検出部１１５によってダンパーペダルが踏み込まれたことを検出すると、これに応答して音源１２２は、ダンパーリリースノイズを波形メモリ１２５から読み出して出力する。そして、後に説明するようにペダル踏み込み速度検出部３００が、ペダル踏み込み速度に対応する係数である踏み込み速度係数Ｖを出力する。すると、乗算器３１０は、ダンパーリリースノイズと踏み込み速度係数Ｖとを乗算した結果を出力する。この出力はＤ／Ａ変換器１４０でデジタルアナログ変換されてスピーカー１５０からダンパーリリースノイズが放音される。かくして、ダンパーペダル踏み込み時のダンパーリリースノイズをリアルに再現することができる。
【００３４】
さて、ペダル踏み込み速度検出部３００は、ペダル踏み込み量がある第１の値になった時にメモリ３０１に定数、例えば「１」をセットする。そして、サンプル時間毎にこの定数に１より小さな係数ａを乗算していく。すると、ペダル踏み込み量が第２の値になった時点での値を求めておけば、これが踏み込み速度に対応することになる。図９は、この様子を示す説明図であり、最初定数「１」の時の踏み込み速度Ｖ０とすると、ａ、ａの２乗、…、ａのｎ乗となっていくにつれて速度もＶ１、Ｖ２、…、Ｖｎとなる。したがって、ダンパーペダル踏み込み速度を簡単な手法で求めることができる。なお、ダンパペダルに２つの接点を設け、踏み込み開始状態から第１の接点が導通した際にメモリ３０１に定数「１」をセットし、次に、第２の接点が導通するまで、サンプル時間毎にａを乗じ、この第２の接点が導通した時にメモリ３０１から乗算値を取り出して踏み込み速度に対応した係数Ｖとしても良い。なお、図７に示すダンパリリースノイズ回路３２０は、図２や図６の残響効果付加回路１０００、１００１等に備えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上説明してきたように、本発明は、アコースティックピアノの残響効果を一層リアルに模擬して効果付加することができる残響効果付加装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】奥行き残響回路１００の構成図である。
【図２】奥行き残響回路１００を適用した電子楽器１の説明図である。
【図３】アコースティックピアノの楽音信号の録音の説明図である。
【図４】循環残響回路２００の構成図である。
【図５】ディレイセグメントの構成図である。
【図６】循環残響回路２００を適用した電子楽器２の説明図である。
【図７】ペダルリリースノイズを模擬する回路の構成図である。
【図８】循環残響回路２００の変形例の構成図である。
【図９】動作の説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  ＬＰＦ（ローパスフィルタ）
２０  ＬＰＦ（ローパスフィルタ）
３０  ディレイＲ
３５  ディレイＬ
５０  乗算器
５５  乗算器
６０  オールパスフィルタ
７０  ＬＰＦ（ローパスフィルタ）
８０  オールパスフィルタ
９０  ディレイセグメント
９２  ディレイセグメント
９４  ディレイセグメント
９６  ディレイセグメント
９８  ディレイセグメント
１００  奥行き残響回路
１１０  鍵盤部
１１５  ペダル踏み込み量検出部
１２０  音源部
１２５  波形メモリ
１４０  Ａ／Ｄ変換器
１５０  スピーカー
１６０  ＬＰＦ（ローパスフィルタ）
１６５  遅延器
２００  循環残響回路
２１０  Ｌｏｗ  Ｃｕｔ  ＥＱ（ローカットイコライザ）
２１１  乗算器
２１２  乗算器
２１３  加算器
３００  ペダル踏み込み速度検出部
１０００  残響効果付加回路
１００１  残響効果付加回路
【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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