(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
楽音信号に所定の周波数の変調波でリング変調を行う効果付与装置において、
連続的な操作値を出力する変調指示手段と、
前記変調指示手段の出力値が、所定の範囲内の値の場合は、その値に応じた周波数の変調波を生成し、前記範囲内以外の場合は、変調波の振幅をほぼ最大値である所定の値に保持するよう制御する変調制御手段と、
を備えたことを特徴とする効果付与装置。
【請求項２】
楽音信号に所定の周波数の変調波でリング変調を行う効果付与装置において、
連続的な操作値を出力する変調指示手段と、
前記変調指示手段が出力する値に応じた位相増分値を前回の位相値に加算する加算手段と、
前記変調指示手段が出力する値が所定の値より大きい場合は、前記加算手段により演算された加算値が最大位相値を越えた場合、その加算値を最大位相値で除算した剰余を新たな位相値とし、加算値が最大位相値を越えない場合は、その加算値を新たな位相値とし、
前記変調指示手段が出力する値が所定の値より小さい場合は、前記加算手段により演算された加算値と前記最大位相値のうち、いずれか小さい値を位相値とする位相値演算手段と、
前記位相値演算手段により演算された位相値に基づいて変調波を生成し楽音信号にリング変調を行うことを特徴とする効果付与装置。
【請求項３】
前記変調指示手段は、光センサを備え、操作に応じて前記光センサが連続的な操作値を出力するものである請求項１記載の効果付与装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、楽音に所望の効果（適宜、エフェクトと表記）を付与する効果付与装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、楽音に所望の効果を付与する効果付与の一つとしてリングモジュレータが知られている。このリングモジュレータによって、入力された楽音信号に所定の変調信号によるリング変調を施して、非整数倍音を多く含んだ音程感の少ない金属的な響きの楽音を生成している。
【０００３】
このリングモジュレータを用いた従来の効果付与装置では、効果付与／非付与を、例えば、変調オン／オフ操作子の操作によるリング変調信号の出力オン／オフで行なっている。また、効果付与中は、変調周波数の最低から最大までの連続的な変更を、例えば、周波数可変操作子による操作で行なっている。
【０００４】
この場合、効果非付与の無変調、すなわち、変調オフの状態で、まず、周波数可変操作子によって変調周波数を最低に設定する。次に、変調オン／オフ操作子を操作して変調オンに設定し、さらに、周波数可変操作子を操作して、所定の変調周波数への変更を行なっている。
【０００５】
このようにして、従来のリング変調を行う効果付与装置では、効果付与／非付与が行なわれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のリング変調を行う効果付与装置では、変調オンの状態で、変調波の周期を除々に下げ、やがて変調を停止することにより、楽音信号に変調がかからない元の信号に滑らかに移行させることは出来なかった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、リング変調を行う変調波を生成するための位相信号を制御することにより、リング変調の変調の周波数の変化と変調の停止を滑らかに行うことができる効果付与装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の効果付与装置は、楽音信号に所定の周波数の変調波でリング変調を行う効果付与装置において、
連続的な操作値を出力する変調指示手段と、
前記変調指示手段の出力値が、所定の範囲内の値の場合は、その値に応じた周波数の変調波を生成し、前記範囲内以外の場合は、変調波の振幅をほぼ最大値である所定の値に保持するよう制御する変調制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成する本発明の効果付与装置は、楽音信号に所定の周波数の変調波でリング変調を行う効果付与装置において、
連続的な操作値を出力する変調指示手段と、
前記変調指示手段が出力する値に応じた位相増分値を前回の位相値に加算する加算手段と、
前記変調指示手段が出力する値が所定の値より大きい場合は、前記加算手段により演算された加算値が最大位相値を越えた場合、その加算値を最大位相値で除算した剰余を新たな位相値とし、加算値が最大位相値を越えない場合は、その加算値を新たな位相値とし、
前記変調指示手段が出力する値が所定の値より小さい場合は、前記加算手段により演算された加算値と前記最大位相値のうち、いずれか小さい値を位相値とする位相値演算手段と、
前記位相値演算手段により演算された位相値に基づいて変調波を生成し楽音信号にリング変調を行うことを特徴とする。
【００１０】
この発明では、リング変調による効果付与／非付与と変調周波数変更が、一連の操作で容易に出来るようになって、滑らかな効果付与が可能になる。
【００１１】
ここで、上記本発明の効果付与装置は、好ましい形態として、前記変調指示手段は、光センサを備え、操作に応じて前記光センサが連続的な操作値を出力するものである。
【００１２】
このような光センサは、その自由度の高い操作性から、一連の操作による効果付与の操作に好適である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
（実施形態の構成及び各部の動作）
図１は本発明の一実施形態の電気的構成を示すブロック図であり、図２は図１の電気的構成が適用される電子オルガンの外観構成例を示す上面図である。
【００１４】
図１において、この例は、電子オルガンの内部の電気的構成例であり、制御部１、鍵盤２、設定部３、音源４、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）５，Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）６及びビームコントローラ７を有し、これらの各部がデータ、アドレス及び制御の各データを転送するバスラインに接続されている。
【００１５】
制御部１は、プログラムを実行するＣＰＵ１ａ、プログラムを格納しているＲＯＭ１ｂ及びワーキング用のＲＡＭ１ｃからなる。
【００１６】
制御部１は本発明にいう加算手段と位相値演算手段の処理を実行し、またビームコントローラ７は本発明の変調指示手段に対応している。
【００１７】
鍵盤２は、この例では演奏の操作を行うための演奏操作子である。設定部３は、図２に示すドローバ操作部１１や効果選択操作部１３に相当する。音源４は、図２に示すドローバ操作部１１で指定された音色の楽音を、押鍵されたノート番号などに基づいて発音する。
【００１８】
デジタルシグナルプロセッサ５は、音源で生成された楽音に、設定部３で設定された効果を付与する処理を行う。Ｄ／Ａコンバータ６は、ＤＳＰ５からのデジタル信号をアナログ信号に変換して出力する。
【００１９】
ビームコントローラ７は、赤外線発光素子と赤外線受光素子からなる光センサであり、演奏者が手などを、この上にかざすと、赤外線発光素子から放射された赤外線が、手などにより反射し、赤外線受光素子は、その反射光の強さに応じた電気信号を発生する。このビームコントローラ７では、演奏者が手をかざし、かつ、その手を離したり近づけたりして、検出値を変化させ、手のかざしを中止した際に検出値が０になる。
【００２０】
ここで、「手をかざし」は、リング変調効果付与の開始及び変調周波数変更の開始であり、「手を離したり近づけたり」は、変調周波数の変更を意味する。また、「手のかざしを中止」は、検出値が０になる手をかざした状態を含むものであり、リング変調効果付与の停止及び変調周波数の変更停止を意味する。
【００２１】
図２において、この例は、図４に示すリング変調の効果付与を行うリングモジュレータなどを搭載した電子オルガンであり、ここには図１中の設定部３に対応するドローバ操作部１１と、図１の中のビームコントローラ７における演奏者が操作するためのビームコントローラ操作部１２、及び図１中の設定部３の一部である効果選択操作部１３が配置されている。
【００２２】
この効果選択操作部１３は、ビームコントローラ７での制御、すなわち、ビームコントローラ操作部１２の操作対象となる効果の種類を選択するものである。本発明に対応する図４に示すリングモジュレータが、この効果選択操作部１３で選択される。
【００２３】
図３はビームコントローラ７の検出値を説明するための図である。
【００２４】
ビームコントローラ７は、一対の赤外線発光素子と赤外線受光素子（光センサ）に手をかざしている演奏者が、その手を遠ざけると出力される検出値が小さくなり、近づけると出力される検出値が大きくなる。この検出値は、この例では０〜１００までの範囲である。この場合、ビームコントローラ７に手が近づくごとに変調波の周波数が高くなり、また、手が遠ざかるごとに変調波の周波数が低下し、最後には変調が停止する。すなわち、ビームコントローラ７に対する連続した一連の操作のみで、リング変調による効果付与／非付与と、変調感の少ない状態から変調感の多い状態への変更が行われる。
【００２５】
この実施形態では、ビームコントローラ７の検出値が０である変調の停止時に、変調波の最大位相値で停止し、次の検出値が０以上の変調再開時に、この変調波の特定の位相から、その変調を開始する。
【００２６】
図４は、ＤＳＰ５で実現される効果付与器群の一例を示すブロック図である。
【００２７】
図４を参照すると、図２に示す電子オルガンなどで楽音に付与される効果は、ＤＳＰ５によって生成される。付与される特定の効果や、いくつかの種類の効果の組み合わせの情報が、ＲＯＭ１ｂに予め格納されており、これらを図１中の設定部３における効果選択操作操作部１３で選択指示して、その選択された効果が楽音に付与される。
【００２８】
図４の例では、リングモジュレータ２０、オーバドライブ２１及びロータリエフェクタ２２の一つ又は直列組み合わせを、図１中の設定部３における図２中の効果選択操作部１３の操作指示によってスイッチＳＷ１〜ＳＷ３が選択する構成となっている。
【００２９】
ビームコントローラ７での検出値に基づいて、次のような制御を行う。
（１）ビームの検出値が大きくなるごとに、オーバドライブ２１のゲインを順次増加させる。
（２）ビームの検出値が大きくなるに従って、ロータリエフェクタ２２により、出力される楽音の定位が回転する速度を増加させる。
（３）ビームの検出値が大きくなるに従って、ドローバのフィートが高いほうから順に、レベルを最大にする。このことにより、音圧間を増大する。
【００３０】
図５は図４に示すリングモジュレータ２０の変調波を説明するための図である。
【００３１】
図５において、リングモジュレータ２０の変調波（ｂ）は、（ａ）に示す鋸歯状波変化の位相（適宜、Ｐｈａｓｅと表記）に基づいて生成される。すなわち、位相の値が０であれば、変調波の振幅は１となるＣＯＳ（コサイン）波形である。図５中のＯＦＦ１は、それまでビームの検出値が所定の値から０になった時刻であり、それまでは、変調波が所定の値に対応する周波数で発振している。ＯＦＦ１以降で、最初に変調波の振幅が１になったＯＦＦ２以降は、振幅値１を保持する。次に、ビームの検出値があった時刻、ＯＮ以降は、その検出値に応じた周波数で変調波が形成される。
【００３２】
次の図５中のＯＮ点（ビーム検出値１以上）では、位相最大値で変調が開始される。
【００３３】
図６はビームの検出値と変数Ｋ（位相増分値）の関係を説明するための図である。
【００３４】
図６において、ビームの検出値（０〜）に対し、位相の増分が比例的に変化する。ビームの検出値が０である場合にも、位相の増分値は０でなくＭＩＮ値である。なお、この変化は非線形でも良い。
【００３５】
以上が各部の基本的な動作であり、次に、全体動作について説明する。
（全体動作）
図７はビームの検出値と変調波の関係の処理手順を示すフローチャーある。
【００３６】
図７において、このリング変調処理では、図１中の設定部３における図２中の効果選択操作部１３でリングモジュレータ２０が選択されると、図４中のスイッチＳＷ１〜３がリングモジュレータ２０を選択する。このリングモジュレータ２０の選択に同期してＣＰＵ１ａが、そのリング変調処理を開始し、以後、他の効果が選択されるか、又は効果付与処理が終了するまで、この処理を実行する。まず、図５（ａ）に示す鋸歯状波の位相値（ｐｈａｓｅ）が初期化（０に設定）される（ステップＳ１）。次に、所定時間、約１０ｍｓｅｃが経過すれば、次に進む（ステップＳ２）。この経過時間は、ビームの検出、すなわち赤外線センサの出力をＡ／Ｄ変換する周期である。
【００３７】
このサンプリング周期経過後は、図６に表されるビームコントローラ７の現在の検出値に応じた変数Ｋが決定される（ステップＳ３）。この変数Ｋは、本発明でいう位相増分値であり、この値が大きいほど、位相の周期が速く変調波周波数が高くなる。変数Ｋは、図６に示すビーム検出値（０〜１００）に対応するともに、１サンプリング周期内の位相増分に対応し、この１サンプリング周期経過において進める位相値である。なお、この１サンプリング周期経過において進める位相値は、図６の傾きに対応している。
【００３８】
次に、この変数Ｋを位相値に加えた、その位相値「ｐｈａｓｅ←ｐｈａｓｅ＋Ｋ」が処理されて、位相の進み（周波数）が決定される（ステップＳ４）。
【００３９】
さらに、ビーム検出値が０であるかが判定される（ステップＳ５）。この判定でビームの検出値が０である場合（Ｙｅｓ）、現在値ｐｈａｓｅと、２π（最大位相値）のうちの小さい方の値が変数ｐｈａｓｅとなり（ステップＳ６）、この値を位相値とするＣＯＳ（コサイン）の値が算出され（ステップＳ８）、変調波の振幅値（Ｗａｖｅｆｏｒｍ）となる。このことにより、図５で説明したように、ビームの検出値が０になったとき以降で最初にｐｈａｓｅが２πになるまでは発振を継続する。ｐｈａｓｅの値が２πに達した以降は、ビームの検出値が０であれば、ステップＳ６においてｐｈａｓｅの値が２πとなる。この振幅値と、楽音の振幅値が乗算されて、リング変調された楽音を形成する（図示省略）。
【００４０】
ステップＳ５の判定で、ビームの検出値が０でない場合は、変調波が発振している状態であり、「ｐｈａｓｅ←ｐｈａｓｅ％２π」が処理される。ここでｐｈａｓｅ％２πは、変数ｐｈａｓｅの値が、２π以下であればｐｈａｓｅの値、２πを越えた場合は、ｐｈａｓｅの値を２πで除算し、余りをｐｈａｓｅとすることを意味する。このことより、ビームの検出値に応じた変調波が形成される。
【００４１】
上記説明では、説明を簡略化するためステップＳ１からＳ８の処理をＣＰＵ１ａが行うものとしたが、ＣＰＵ１ａからＤＳＰへ変数Ｋの値とビームの検出値（あるいは、ステップＳ６の処理を行うか、ステップＳ７の処理を行うかの情報）を供給し、ＤＳＰが、楽音信号のサンプリング周期ごとに、変調波の振幅値（Ｗａｖｅｆｏｒｍ）を求め、この値と楽音信号の振幅値とを乗算することによりリング変調を行うようにしても良い。
【００４２】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の効果付与装置によれば、リング変調による効果付与／非付与と変調周波数変更が、一連の操作で容易に出来るようになるとともに、この操作の容易化によって滑らかな効果付与が可能になるという効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１の電気的構成が適用される電子オルガンの外観構成を示す上面図である。
【図３】実施形態にあってビームコントローラの検出値を説明するための図である。
【図４】実施形態にあって効果付与器群の一例を示すブロック図である。
【図５】実施形態にあってリングモジュレータの変調波を説明するための図である。
【図６】実施形態におけるビームの検出値と変数の関係を説明するための図である。
【図７】実施形態にあってビームの検出値と変調波の関係の処理手順を示すフローチャーある。
【符号の説明】
１  制御部
１ａ  ＣＰＵ
２  鍵盤
３  設定部
４  音源
５  デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）
７  ビームコントローラ
１１  ドローバ操作
１３  効果選択操作部
１２  ビームコントローラ操作部
１３  効果選択部
２０  リングモジュレータ
【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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【図６】
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【図７】
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