JP3394626B2 - 電子楽器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は鍵盤楽器に関し、特にペ
ダルの操作に対応して、音色が連続的に変化する電子楽
器に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来のアプライトピアノにおいては、ソ
フトペダルが設けられ、このソフトペダルを踏むと、フ
ェルトでできたマフラーが弦に当たり、ソフトな音色に
なるものがあった。またグランドピアノにおいては、ソ
フトペダルを踏むと鍵盤全体が移動し、弦に当たるハン
マーの位置が変化することによって音色が変化してい
た。一方、電子ピアノにおいては、ソフトペダルによっ
てスイッチを駆動し、このスイッチのオン／オフ情報に
従って、タッチ検出手段より得られるベロシティデータ
（押鍵速度情報）を修正し、例えばソフトペダルスイッ
チがオン状態の時にはベロシティデータが所定値以上に
ならないようにリミッタをかけ、所定の音色以上に明る
くならないように制限していた。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】前記したような従来の
電子ピアノにおいては、スイッチのオン／オフによって
音色を制御していたので、ソフトペダルの操作によっ
て、アプライトピアノやグランドピアノのようなダイナ
ミックな音色変化を得ることができないという問題点が
あった。本発明の目的は、前記のような従来技術の問題
点を改良し、ペダルの操作に従って、連続的に音色が変
化する電子楽器を提供することにある。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は、鍵盤手段の演
奏操作を検出し、複数の部分楽音信号発生手段から部分
楽音信号を発生させて、合成手段により合成することに
より楽音信号を発生させる電子楽器において、ペダル手
段と、ペダル手段の踏み込み量を検出する検出手段とを
備え、前記部分楽音信号発生手段はそれぞれ、演奏操作
に対応して、検出されたペダル踏み込み量に応じて信号
レベルが変化する部分楽音信号を発生するものであっ
て、所定の音域における演奏操作に対応した音高の部分
楽音波形信号を発生する波形信号発生手段と、少なくと
も音色情報、タッチ情報、およびペダル踏み込み量情報
に基づきエンベロープパラメータを発生するエンベロー
プパラメータ発生手段と、エンベロープパラメータに従
ってエンベロープ信号を発生し、該エンベロープ信号を
前記部分楽音波形信号に乗算するエンベロープ付与手段
とからなり、前記エンベロープ付与手段から前記信号レ
ベルが変化する部分楽音信号が発生され、前記エンベロ
ープパラメータ発生手段は、少なくとも音色情報に基づ
きエンベロープパラメータを発生するパラメータ発生手
段と、タッチ情報に基づきエンベロープパラメータを修
正するためのデータを記憶した複数のデータテーブル手
段と、ペダル踏み込み量に基づき、データテーブルを選
択する選択手段と、選択されたデータテーブルから出力
されたデータに基づきエンベロープパラメータを修正す
る修正手段とを含むことを特徴とする。 【０００５】 【作用】本発明は、複数の部分楽音信号を発生させて合
成することにより、楽音信号を発生させる電子楽器にお
いて、ペダルの踏み込み量を検出し、演奏操作、即ち押
鍵に対応して、ペダル踏み込み量に応じて信号レベルが
変化する部分楽音信号を発生するようにしたので、例え
ば楽音信号中の明るい音色の成分を発生する部分楽音信
号の信号レベル、即ちエンベロープのレベルをペダル踏
み込み量によって制御し、たくさん踏み込むほどエンベ
ロープレベルを小さくすることによって、アプライトピ
アノやグランドピアノを模擬し、ペダル踏み込み量に応
じて音色を変化させることができる。 【０００６】 【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳
細に説明する。図１は本発明が適用された電子楽器の回
路構成を示すブロック図である。ＣＰＵ１は、ＲＯＭ２
に格納されている制御プログラムに基づき、電子楽器全
体の制御を行う中央処理装置である。ＣＰＵ１には、設
定された所定の周期でＣＰＵ１にタイマ割り込みをかけ
るタイマ回路が内蔵されている。ＲＯＭ２にはプログラ
ムの他、自動演奏データも記憶されている。ＲＡＭ３は
ワークエリアおよび演奏情報の記憶用バッファとして使
用される。またバッテリーバックアップされ、主電源を
切っても設定した情報を保持することができるように構
成される。キーボード４は、例えばそれぞれ２つのスイ
ッチを備えた複数の鍵からなり、スキャン回路５は各ス
イッチの状態をスキャンし、ＣＰＵ１に取り込む回路で
ある。パネル６は、音色選択スイッチ等の各種スイッ
チ、および液晶あるいはＬＥＤ等により文字や図形を表
示する表示装置から成り、パネルインターフェース回路
７はＣＰＵ１からの制御により、パネル６の各スイッチ
の状態のスキャンおよび表示装置の駆動を行う。 【０００７】ペダル１０は演奏者が足で操作可能なレバ
ーであり、ペダル１０と連動した可変抵抗器９から出力
される電圧は、Ａ／Ｄ変換器８によってデジタル信号に
変換され、ＣＰＵ１に読み込まれる。３つの音源回路１
１〜１３は、それぞれ高域成分波形メモリ１４、中域成
分波形メモリ１５、低域成分波形メモリ１６と対になっ
てそれらメモリから発音すべき音高に比例したアドレス
間隔で部分楽音波形を読み出し、エンベロープ信号を乗
算することによって部分楽音信号を発生させる複数の部
分楽音発生回路であり、実際には、１つの音源回路を時
分割多重動作させることにより同時に多数の部分楽音信
号を発生可能に構成されている。高域成分波形メモリ１
４と音源回路１１、中域成分波形メモリ１５と音源回路
１２、低域成分波形メモリ１６と音源回路１３はそれぞ
れ、所定の音域における演奏操作に対応した音高の部分
楽音波形信号を発生する波形信号発生手段として機能す
る構成を含む。加算器１７は、各音源回路１１〜１３か
ら出力されたデジタル部分楽音信号を加算、合成してデ
ジタル楽音信号を発生し、Ｄ／Ａ変換器１８はデジタル
楽音信号をＤ／Ａ変換し、アンプ１９はスピーカ２０を
駆動するために楽音信号を増幅する。バス２１は電子楽
器内の各回路を接続している。なお、この他に必要に応
じてメモリカードインターフェース回路、ＦＤＤ（フロ
ッピディスクドライブ）インターフェース回路、ＭＩＤ
Ｉインターフェース回路等を設けてもよい。 【０００８】図２は、図１の音源回路１１〜１３の構成
を示すブロック図である。読み出しアドレス発生回路３
０は、ＣＰＵ１から設定された波形選択情報、および発
音すべき音高に対応した波形メモリの読み出しアドレス
間隔情報に基づき、読み出しアドレス信号を順次発生す
る。波形メモリ１４〜１６からはこの読み出しアドレス
に従って、それぞれ所定の音域の部分楽音波形データが
読み出されて乗算器３１に入力される。エンベロープジ
ェネレータ３２は、ＣＰＵ１から設定された、アタック
フェーズ、ディケイフェーズ等の各フェーズに対応した
エンベロープパラメータ、例えば各フェーズの目標レベ
ルおよびスピード情報に基づき、周知の方法によって所
望のエンベロープ信号を発生する。乗算器３１は、この
エンベロープ信号と前記部分楽音波形データとを乗算
し、エンベロープが付与された部分楽音波形信号を出力
する。 【０００９】図７は、エンベロープジェネレータ３２か
ら発生されるエンベロープ信号波形を示す波形図であ
る。例えばアタックフェーズにおいては、アタックフェ
ーズに対応したエンベロープパラメータとして、アタッ
クフェーズの目標レベル（アタックレベル）およびエン
ベロープ目標レベルに対する接近率に対応するスピード
情報（アタックスピード）が与えられる。アタックスピ
ードが同じである場合、アタックレベルが図示するよう
に異なると、エンベロープ全体の波形形状は、１つの波
形のレベルを圧縮あるいは伸張した類似の形状となり、
全体の信号レベルが変化する。なお、このようなエンベ
ロープ信号を発生するエンベロープジェネレータは周知
である。従って、エンベロープの各フェーズの目標レベ
ルを修正することにより、波形形状を変えずにエンベロ
ープ全体の信号レベルを制御することができる。 【００１０】図３は、エンベロープパラメータ発生手段
の参考例を示す機能ブロック図であり、本参考例は２回
の乗算を必要とする。以下ＣＰＵ１の発音処理と共に説
明する。ＣＰＵ１は常にキーボードの状態変化を監視し
ており、キーオンを検出すると、空いている発音チャネ
ルの中から３つを選択し、各音域の発音を割り当てる
（キーアサイン）。そして、各音源回路の読み出しアド
レス発生回路３０に、音色、音域に対応した波形メモリ
の読み出し開始アドレス、音高に対応した読み出し間隔
等のデータをセットする。また、以下の処理によってエ
ンベロープジェネレータ３２にパラメータを設定する。
エンベロープパラメータテーブル４０は、発音すべき音
の音域、例えばどのオクターブに属するかという情報、
およびパネルの音色選択スイッチによって設定された音
色情報に対応して、例えば高域、中域、低域の各音域に
対応した３つのエンベロープの各フェーズの目標レベル
およびスピードパラメータを記憶している。ＣＰＵ１は
キーナンバから求めた音域情報、およびパネルから設定
された音色情報に基づき、ＲＯＭ２に記憶されているテ
ーブルを検索してエンベロープパラメータを読み出す。 【００１１】ベロシティテーブル４１は、タッチ情報で
あり、鍵に設けられた２つのスイッチの時間差情報であ
るベロシティ情報に対応して、エンベロープパラメータ
テーブル４０から出力されたパラメータを修正するため
の、３つの音域に対応した３つの異なるエンベロープ係
数１を記憶している。ＣＰＵ１は、キーオンと共に検出
したベロシティ情報に基づいてベロシティテーブル４１
を検索し、各音域ごとのエンベロープ係数１を読み出
す。そして、各音域ごとにエンベロープパラメータテー
ブル４０から出力されたパラメータの内の各フェーズの
目標レベルパラメータに、対応する音域のエンベロープ
係数１を乗算する（図においては乗算器４３として図示
されている。）。この演算により、３つの音域のエンベ
ロープレベルがそれぞれ異なる係数によって修正され、
全体の音量が調整されると共に、各音域の波形の混合比
が変化して、タッチにより音色が変化する。なおベロシ
ティテーブルの特性は任意であり、例えばピアノのタッ
チ特性に合うように決定される。 【００１２】ソフトペダルテーブル４２は、その記憶内
容を図５に示すように、ペダルの踏み込み量（０が踏ん
でいない場合であり、ＦＦ（１６進表示）が最も強く踏
んだ場合である。）に対して、３つの音域それぞれにつ
いて、図示するような特性のエンベロープ係数２を記憶
している。エンベロープ係数２は、低域用はペダル踏み
込み量に対してあまり変化せず、高域用は踏み込むに従
って値がより大きく減衰するように設定されている。Ｃ
ＰＵ１は、常時Ａ／Ｄ変換器８によってペダル１０と連
動した可変抵抗器９の出力電圧値を読み込んで、８ビッ
トデータに変換してＲＡＭ３に記憶している。そして、
キーオン時には、記憶されている踏み込み量情報に基づ
き、ソフトペダルテーブル４２から各音域のエンベロー
プ係数２を読み出し、各音域ごとにエンベロープ係数１
が乗算されたパラメータに、対応する音域のエンベロー
プ係数２を乗算する（図においては乗算器４４として図
示されている。）。そして、ＣＰＵ１は各係数１、２に
よって修正されたエンベロープパラメータを各音源回路
のエンベロープジェネレータ３２に設定し、発音を開始
する。このような処理により、３つの音域のエンベロー
プレベルがそれぞれ異なる係数によって修正され、各音
域の波形の混合比が変化することによって音色が変化す
る。以上のような構成により、ソフトペダルの操作に基
づいて連続的に音色の変化する電子楽器が得られる。 【００１３】図４は、本発明のエンベロープパラメータ
発生手段の実施例を示す機能ブロック図である。エンベ
ロープパラメータテーブル４０は、前記参考例と同様
に、音域情報および音色情報に基づき、高域、中域、低
域の各音域に対応した３つのエンベロープパラメータを
発生する。タッチ変換テーブル選択テーブル４５は、そ
の内容を図６（ａ）に示すように、例えば踏み込み量を
８段階に分け、各段階に対応して、各音域ごとに採用す
べきタッチ変換テーブルの番号を記憶している。そし
て、キーオン時にはＣＰＵ１は踏み込み量情報がどの段
階に属するかを判定し、該段階において、それぞれの音
域において採用すべきタッチ変換テーブルの番号を読み
出す。 【００１４】タッチ変換テーブル４６は例えばベロシテ
ィ情報に基づき、エンベロープパラメータテーブル４０
から出力されたパラメータの内の各フェーズの目標レベ
ルパラメータを修正するためのエンベロープ係数３を発
生する８個のテーブルからなり、その特性は例えば図６
（ｂ）に示されているように、テーブル番号が大きいほ
ど、同じベロシティに対するエンベロープ係数３の値が
小さくなっている。そして、各音域に対応するエンベロ
ープ係数３は、タッチ変換テーブル選択テーブル４５か
ら出力されたテーブル番号によって選択されたタッチ変
換テーブルからそれぞれ読み出される。ＣＰＵ１は、各
音域ごとに、エンベロープパラメータテーブル４０から
出力されたパラメータの内の各フェーズの目標レベルパ
ラメータに、対応する音域のエンベロープ係数３を乗算
する（図においては乗算器４７として図示されてい
る。）。 【００１５】例えば、踏み込み量が０であれば、図６
（ａ）に示すタッチ変換テーブル選択テーブル４５によ
って各音域共にテーブル番号１が選択され、各音域共に
同じタッチ変換テーブル１を用いて、ベロシティ情報が
エンベロープ係数３に変換される。また、踏み込み量が
３であれば、高域用としては４番、中域用としては２
番、低域用しては１番のタッチ変換テーブルが選択さ
れ、各音域で選択されたタッチ変換テーブルを用いて、
ベロシティ情報が各音域のエンベロープ係数３に変換さ
れる。図６に示した例においては、踏み込み量に従っ
て、高域ほど大きな番号のテーブルを選択し、タッチ変
換テーブルは番号が大きいほど出力係数値が小さくなる
ので、結局、ペダルの踏み込み量に応じて高域成分がよ
り減衰し、まるくソフトな楽音信号が発生することにな
る。本実施例は、踏み込み量の分解能を細かくすると多
数のタッチ変換テーブルが必要となる（必ずしも比例す
るわけではない）が、パラメータ修正のための乗算（あ
るいは除算）が１回で済む。 【００１６】以上、実施例を説明したが、次のような変
形例も考えられる。実施例においては波形読み出し方式
の楽音発生回路を開示したが、楽音波形発生方式は任意
であり、例えばサイン合成方式においても、各高調波の
レベルあるいはエンベロープを本発明の方式によって制
御することによっても実施可能である。また、部分音の
分け方は２つ以上の任意の数の周波数領域に分けられ
る。 【００１７】 【発明の効果】以上述べたように、本発明においては、
複数の部分楽音信号を発生させて合成することにより、
楽音信号を発生させる電子楽器において、ペダルの踏み
込み量を検出し、演奏操作、即ち押鍵に対応して、ペダ
ル踏み込み量に応じて信号レベルが変化する部分楽音信
号を発生するようにしたので、例えば楽音信号中の明る
い音色の成分を発生する部分楽音信号の信号レベル、即
ちエンベロープのレベルをペダル踏み込み量によって制
御し、たくさん踏み込むほどエンベロープレベルを小さ
くすることによって、アプライトピアノやグランドピア
ノを模擬して、ペダル踏み込み量に応じて音色を変化さ
せることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の電子楽器の回路構成を示すブロック図
である。 【図２】図１の音源回路の構成を示すブロック図であ
る。 【図３】エンベロープパラメータ発生手段の参考例を示
す機能ブロック図である。 【図４】本発明のエンベロープパラメータ発生手段の実
施例を示す機能ブロック図である。 【図５】ソフトペダルテーブル４２の記憶内容を示す説
明図である。 【図６】タッチ変換テーブル選択テーブル４５およびタ
ッチ変換テーブル４６の記憶内容を示す説明図である。 【図７】エンベロープ信号波形を示す波形図である。 【符号の説明】 １…ＣＰＵ、２…ＲＯＭ、３…ＲＡＭ、４…キーボー
ド、５…スキャン回路、６…パネル、７…パネルインタ
ーフェース回路、８…Ａ／Ｄ変換器、９…可変抵抗器、
１０…ペダル、１１、１２、１３…音源回路、１４…高
域成分波形メモリ、１５…中域成分波形メモリ、１６…
低域成分波形メモリ、１７…加算器、１８…Ｄ／Ａ変換
器、１９…アンプ、２０…スピーカ、２１…バス

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 鍵盤手段の演奏操作を検出し、複数の部
   分楽音信号発生手段から部分楽音信号を発生させて、合
   成手段により合成することにより楽音信号を発生させる
   電子楽器において、 ペダル手段と、 ペダル手段の踏み込み量を検出する検出手段とを備え、 前記部分楽音信号発生手段はそれぞれ、演奏操作に対応
   して、検出されたペダル踏み込み量に応じて信号レベル
   が変化する部分楽音信号を発生するものであって、 所定の音域における演奏操作に対応した音高の部分楽音
   波形信号を発生する波形信号発生手段と、 少なくとも音色情報、タッチ情報、およびペダル踏み込
   み量情報に基づきエンベロープパラメータを発生するエ
   ンベロープパラメータ発生手段と、 エンベロープパラメータに従ってエンベロープ信号を発
   生し、該エンベロープ信号を前記部分楽音波形信号に乗
   算するエンベロープ付与手段とからなり、 前記エンベロープ付与手段から前記信号レベルが変化す
   る部分楽音信号が発生され、 前記エンベロープパラメータ発生手段は、少なくとも音
   色情報に基づきエンベロープパラメータを発生するパラ
   メータ発生手段と、 タッチ情報に基づきエンベロープパラメータを修正する
   ためのデータを記憶した複数のデータテーブル手段と、 ペダル踏み込み量に基づき、データテーブルを選択する
   選択手段と、 選択されたデータテーブルから出力されたデータに基づ
   きエンベロープパラメータを修正する修正手段とを含む
   ことを特徴とする電子楽器。