(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
共鳴音波形を蓄積する共鳴音波形メモリと、
該共鳴音波形メモリから共鳴音を読み出し、共鳴音信号を出力する音源回路と、
該音源回路から出力された共鳴音信号から広がりのある共鳴音信号を生成する広がり音生成回路と、
該広がり音生成回路で生成された共鳴音信号を再生する手段とを具備し、
前記広がり音生成回路は、
入力共鳴音信号をランダムに遅延する第１の遅延回路と、該第１の遅延回路の出力をランダムに増幅する第１の利得回路を含む第１系列回路と、
入力共鳴音信号をランダムに遅延する第２の遅延回路と、該第２の遅延回路の出力をランダムに増幅する第２の利得回路を含む第２系列回路と、
前記入力共鳴音信号と、該第１系列回路から出力された共鳴音信号を加算する第１の加算回路と、
前記入力共鳴音信号と、該第２系列回路から出力された共鳴音信号を加算する第２の加算回路とからなり、
前記第１および第２の加算回路の出力信号が、前記広がりのある共鳴音信号であることを特徴とする電子楽器の共鳴音発生装置。
【請求項２】
前記第１系列回路と第２系列回路の信号の出力比を変える手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１に記載の電子楽器の共鳴音発生装置。
【請求項３】
前記共鳴音波形メモリに、楽器から採取した共鳴音の低周波成分をカットした信号を記憶させることを特徴とする請求項１に記載の電子楽器の共鳴音発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は電子楽器の共鳴音発生装置に関し、特に小規模なシステムで大きな共鳴音効果を得ることのできる電子楽器の共鳴音発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
グランドピアノにおいて、ダンパーペダルが踏まれてオンされると、ハンマーで弾かれた弦を含む全ての弦のミュートが解除され、該ハンマーで弾かれた弦と調和関係にある他の弦を中心に多数の共鳴音が発生する。これにより、大きな広がりのある音質を得ることができる。
【０００３】
電子楽器においても、グランドピアノと同様の共鳴音を発生させるために、従来から種々の提案がなされている。この提案の一例としては、次のようなものがある。すなわち、複数種類の共鳴音波形をメモリに内蔵し、原音系列以外の他の複数の共鳴音系列を用意する。演奏時に、ダンパーペダルがオンされると、前記複数の共鳴音系列のうちの打弦により叩かれた弦に対応する共鳴音系列が、適当な音量レベルで再生され、共鳴音効果を呈する。なお、共鳴音発生に関わる従来技術として、例えば特開平４−９８２９２号公報等がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際のグランドピアノのように、大きな広がり感のある共鳴音効果を得ようとすると、多くの共鳴音系列を用意する必要があり、システム全体が非常に大規模になるという問題があった。具体的には、各共鳴音系列は、共鳴音波形メモリ、該共鳴音波形メモリから読み出された共鳴音信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器、共鳴音再生用メインアンプ、および共鳴音用スピーカ等から構成されるから、共鳴音系列をＮ系列（Ｎは正の整数）、例えば１０系列用意したとすると、前記共鳴音波形メモリ、Ｄ／Ａ変換器、共鳴音再生用メインアンプ、共鳴音用スピーカがそれぞれ１０個必要となり、システムが非常に大規模になる。
【０００５】
この発明の目的は、前記した従来技術の問題点を解消し、大規模な再生システムを備えることなく、所望の共鳴音効果を得ることのできる電子楽器の共鳴音発生装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するために、本発明は、共鳴音波形を蓄積する共鳴音波形メモリと、該共鳴音波形メモリから共鳴音を読み出し、共鳴音信号を出力する音源回路と、該音源回路から出力された共鳴音信号から広がりのある共鳴音信号を生成する広がり音生成回路と、該広がり音生成回路で生成された共鳴音信号を再生する手段とを具備し、前記広がり音生成回路は、入力共鳴音信号をランダムに遅延する第１の遅延回路と、該第１の遅延回路の出力をランダムに増幅する第１の利得回路を含む第１系列回路と、入力共鳴音信号をランダムに遅延する第２の遅延回路と、該第２の遅延回路の出力をランダムに増幅する第２の利得回路を含む第２系列回路と、前記入力共鳴音信号と、該第１系列回路から出力された共鳴音信号を加算する第１の加算回路と、前記入力共鳴音信号と、該第２系列回路から出力された共鳴音信号を加算する第２の加算回路とからなり、前記第１および第２の加算回路の出力信号が、前記広がりのある共鳴音信号である点に特徴がある。
【０００７】
この特徴によれば、共鳴音波形メモリに蓄積された共鳴音信号を読み出して、広がり音生成回路にて広がり感のある音声信号に変換することができるので、小規模な再生システムにより、有効な共鳴音効果を得ることができるようになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の電子楽器（例えば、電子ピアノ）の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【０００９】
図において、中央演算装置（ＣＰＵ）１は、ＲＯＭ２のプログラムメモリ部に記憶されている制御プログラムに従って、当該電子楽器の各部の動作を制御する。ＲＯＭ２には、電子楽器全体の動作を制御するプログラム、ＣＰＵ１が使用する種々の固定データが記憶されている。これらのプログラムおよび固定データは、ＣＰＵ１により、システムバスＳＢを介してアクセスされる。ＲＡＭ３は、装置のステータス情報を記憶し、またＣＰＵ１の作業用領域として使用される。なお、電子楽器を制御するための各種レジスタ、フラグ等はＲＡＭ３に定義されており、該ＲＡＭ３はＣＰＵ１により、システムバスＳＢを介してアクセスされる。
【００１０】
操作パネル５は、電源スイッチ、音色選択スイッチ等の各種スイッチ、および所定の情報を表示するための表示器などを有している。パネルスキャン回路４は、前記操作パネル５に設けられた各スイッチのセット／リセット状態を調べ、オン状態になっているパネルスイッチデータを検出して、ＣＰＵ１に送出する。
【００１１】
鍵盤７は、複数の鍵盤と、これらの押鍵、離鍵に連動して開閉する鍵盤スイッチとから構成されている。鍵盤スキャン回路６は、該鍵盤スイッチの状態を調べ、そのオン／オフを示す信号から、鍵盤タッチの強さ（速さ）を示すタッチデータを生成すると共に、オンまたはオフ情報およびその鍵盤番号（ナンバー）を出力する。このオン、オフ情報、鍵盤番号、およびタッチデータは、システムバスＳＢを介してＣＰＵ１に送られる。
【００１２】
音源回路８は、ＣＰＵ１から出力される信号に対応する原音波形データを原音波形メモリ９から読出し、その原音波形データにエンベロープを乗算し、楽音信号ａとしてＤＳＰ(digital signal processor)１１に出力する。また、該音源回路８は、共鳴音波形メモリ１０から共鳴音を読出し、共鳴音信号ｂとして、ＤＳＰ１１に出力する。ＤＳＰ１１は、原音系列に配置されたエフェクト回路１１ａと、本発明により共鳴音系列に設けられた広がり生成回路１１ｂを有している。該エフェクト回路１１ａは、原音に対して、リバーブ、コーラスなどの各種の効果を付与することができる。
【００１３】
ＤＳＰ１１から出力された原音系列信号ａ' は、Ｄ／Ａ変換器１２にてアナログ信号に変換され、原音再生用メインアンプ１３Ｌ，１３Ｒに伝送され、増幅される。該メインアンプ１３Ｌ，１３Ｒで増幅された音声信号は、高音用スピーカ１４ａ，１５ａ、低音用スピーカ１４ｂ，１５ｂからなるスピーカシステムで再生される。一方、ＤＳＰ１１から出力された共鳴音系列信号ｂ' は、Ｄ／Ａ変換器１６にてアナログ信号に変換され、共鳴音再生用メインアンプ１７Ｌ，１７Ｒに伝送され、増幅される。該メインアンプ１７Ｌ，１７Ｒで増幅された音声信号は、共鳴音用スピーカ１８，１９からなるスピーカシステムで再生され、広がり感のある共鳴音が出力される。
【００１４】
次に、前記共鳴音波形メモリ１０に記憶させる共鳴音の作成方法を、図２を参照して説明する。まず、アコースティックのグランドピアノから共鳴音を発生させ、これを録音して、同図(a) に示されているような共鳴音波形を採取する。次に、該共鳴音波形を、同図(b) に示されているような、高域通過フィルタに通して、例えば２００Ｈｚ以下の音声信号を抑制し、同図(c) のような波形を抽出する。そして、該波形ｃを、前記共鳴音波形メモリ１０に蓄積する。なお、前記高域通過フィルタのカットオフ周波数は、２００Ｈｚ以上であればよい。
【００１５】
本発明は、共鳴音波形メモリ１０に蓄積する共鳴音波形として、共鳴音の高周波成分を利用するようにしているので、共鳴音のデータ量を削減することができ、共鳴音波形メモリ１０のメモリ容量を低減することができる。また、前記共鳴音用スピーカとして、サイズの大きな低音用スピーカが不要となり、共鳴音再生のためのスピーカシステムを小形化できる。
【００１６】
なお、好ましくは、少なくとも、低音用、中音用、および高音用の３種類の共鳴音を前記共鳴音波形メモリ１０に蓄積しておき、低音域、中音域、または高音域の鍵盤が操作された時には、それぞれ低音用、中音用、および高音用の共鳴音を前記共鳴音波形メモリ１０から選択的に読み出すようにするのがよいが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１７】
次に、前記ＤＳＰ１１の広がり生成回路１１ｂの一具体例を、図３を参照して説明する。図３は、擬似ステレオ方式広がり生成回路を示し、入力してきた共鳴音ｂを遅延する遅延回路２０と、該共鳴音ｂと遅延回路２０で遅延された信号とを加算する加算回路２１と、該共鳴音ｂから遅延回路２０で遅延された信号を減算する減算回路２２とから構成されている。該加算回路２１、および減算回路２２の出力は、共鳴音系列信号ｂ' として、前記Ｄ／Ａ変換器１６に出力される。該共鳴音系列信号ｂ' （出力Ｌ，出力Ｒ）の波形は、概略図４に示されているようになり、該広がり生成回路１１ｂはくし形フィルタの性質を示す。
【００１８】
次に、前記広がり生成回路１１ｂの他の具体例を、図５を参照して説明する。図５は、コーラス方式広がり生成回路を示し、遅延回路３１、利得（ＧＡＩＮ）回路３２、可変抵抗３３および加算器３４からなる第１系列回路と、遅延回路３５、利得（ＧＡＩＮ）回路３６、可変抵抗３７および加算器３８からなる第２系列回路とから構成されている。
【００１９】
前記遅延回路３１、３５は、それぞれ異なる低周波ランダムノイズ発生器から低周波のランダムノイズ信号を受け、その遅延量、換言すれば位相を制御される。また、利得（ＧＡＩＮ）回路３２、３６も、同様に、それぞれ異なる低周波ランダムノイズ発生器から低周波のランダムノイズ信号を受け、その利得係数、換言すれば音量を制御される。可変抵抗器３３、３７は、その抵抗値を調節することにより、前記第１、第２系列回路の出力の共鳴音信号ｂに対する混合比、換言すれば、前記第１、第２系列回路の出力の混合比を調節する。
【００２０】
加算回路３４は、該共鳴音信号ｂと、位相および音量をランダムに変化させられた第１系列回路の信号とを加算し、また加算回路３８は、該共鳴音ｂと、位相および音量をランダムに変化させられた第２系列回路の信号とを加算し、共鳴音系列信号ｂ' として出力する。図６は、この具体例により得られる共鳴音系列信号ｂ' （出力Ｌ，出力Ｒ）の波形例を示す。図示されているように、位相およびレベルはランダムに変化するようになり、コーラスのような大きな広がりのある共鳴音を提供できるようになる。
【００２１】
換言すれば、入力共鳴音信号ｂはいくつかの信号に分配され、その各々に不規則な位相変調が施される。このため、わずかなピッチやタイミングの変化が作り出され、それらの信号を再合成することで、広がり感、あるいはステレオ感が得られるようになる。
【００２２】
図７は、本発明をグランドピアノタイプの電子ピアノに適用した例を示し、操作パネル５１の両端部に、第１、第２の原音再生用スピーカ（中高音用）１４ａ、１５ａがそれぞれ前方に向いて配置され、また電子ピアノの筐体の内部の左右に、第１、第２の原音再生用スピーカ（低音用）１４ｂ、１５ｂがそれぞれ下方に向いて配置され、さらに該筐体の内部の奥部に、第１、第２の共鳴音用スピーカ１８、１９がそれぞれ上向きに配置される。
【００２３】
図８は、本発明を他の電子ピアノに適用した例を示し、操作パネル５２の左右の各上方に第１、第２の原音再生用スピーカ（中高音用）１４ａ、１５ａが配置され、鍵盤５３の左右の各下方に第１、第２の原音再生用スピーカ（低音用）１４ｂ、１５ｂが配置され、さらに筐体上面の左右に上向きに第１、第２の共鳴音用スピーカ１８、１９がそれぞれ上向きに配置される。
【００２４】
以上のように、本実施形態によれば、共鳴音波形メモリとして大容量のメモリを必要とせず、しかもサイズの小さな中高音用の共鳴音用スピーカを２個用いるだけで、広がりのある共鳴音を得ることができるようになる。したがって、小規模な再生システムを用いて、所望の共鳴音効果を得ることのできるようになる。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１〜３の発明によれば、共鳴音波形メモリから共鳴音信号を読み出し、これを広がり生成回路で広がりのある音に加工して共鳴音信号とするようにしたので、多数の共鳴音波形メモリや、多系統のスピーカシステムを必要とすることがなくなり、大規模な再生システムを備えることなく、所望の共鳴音効果を提供することができるようになる。
【００２６】
また、請求項１，２の発明によれば、前記広がり生成回路は簡単な構成の回路で実現できる。さらに、請求項３の発明によれば、前記共鳴音波形メモリに生の共鳴音から低音域をカットした信号を蓄積させるようにしたので、該共鳴音波形メモリの容量を低減することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態の概略の構成を示すブロック図である。
【図２】  共鳴音波形メモリに蓄積する共鳴音データの作成方法を示す説明図である。
【図３】  図１の広がり生成回路の一具体例を示す回路図である。
【図４】  図３の広がり生成回路の出力信号波形例を示す図である。
【図５】  図１の広がり生成回路の他の具体例を示す回路図である。
【図６】  図５の広がり生成回路の出力信号波形例を示す図である。
【図７】  本発明を電子ピアノに適用した時の、スピーカの配置例を示す図である。
【図８】  本発明を他の電子ピアノに適用した時の、スピーカの配置例を示す図である。
【符号の説明】
８…音源回路、９…原音波形メモリ、１０…共鳴音波形メモリ、１１…ＤＳＰ、１１ａ…エフェクト回路、１１ｂ…広がり生成回路、１７Ｌ，１７Ｒ…共鳴音再生用アンプ、１８，１９…共鳴音用スピーカ。
【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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