JP4726089B2 - 電子楽音発生装置の楽音制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子楽音発生装置の楽音制御装置に関し、特に、演奏者と聴衆の両者を同時に満足させる音像の楽音を発生させることができる電子楽音発生装置の楽音制御装置に関するものである。

従来、スピーカから発生される楽音の音像を変更定位させる電子楽器が知られている。例えば、特許文献１には、内蔵スピーカで楽音を発生させるモードと外部スピーカで楽音を発生させるモードとを有し、モード切り換えに伴いパンニングデータを変更することにより、それぞれのモードで最適なパンニングを行う電子楽器が記載されている。

また、特許文献２には、小ホール、大ホール、野外ステージなどの各演奏場ごとに音像定位データを記憶しておき、演奏場に応じて音像定位データを選択して設定することにより、各演奏場に適した音像の楽音を発生させる音処理装置が記載されている。

また、特許文献３には、スピーカおよびヘッドホンジャックを備えた電子楽器において、スピーカ用変換テーブルとヘッドホン用変換テーブルを有し、ヘッドホンジャックへヘッドホンが挿入されたか否かに応じてそれらのテーブルを選択的に使用し、ダイナミックレンジを変更する技術が記載されている。
特開平５−９４１７６号公報 特開２０００−８１８７６号公報 特開平９−６３６２号公報

しかしながら、特許文献１に記載された電子楽器は、楽音を内蔵スピーカから発生するか外部スピーカから発生するかのモードを選択し、その選択に拘わらず音像を最適にしようとするものであるため、大ホールや野外ステージなどの演奏において、内蔵スピーカから演奏者に対して楽音を発生させつつ外部スピーカから聴衆に対して楽音を発生させる場合に、演奏者と聴衆の両者を同時に満足させる音像の楽音を発生させることはできない。

すなわち、特許文献１に記載された電子楽器は、ただ１つのパンニング回路を有し、これにより音像を設定して楽音を発生させるものであるため、仮に内蔵スピーカと外部スピーカの両者から楽音を発生させることを考えたとしても、内蔵スピーカから発生される楽音の音像を演奏者に最適に設定した場合には聴衆に適する音像を得ることはできず、聴衆は外部スピーカの配置間隔の大きな楽器から発音されていると錯覚したり、左右端部の席の聴衆はバランスのよい楽音を聴くことができなかったりする。逆に、外部スピーカから発生される楽音の音像を聴衆に最適に設定した場合には演奏者に適する音像を得ることができない。

また、特許文献２に記載された音処理装置は、各演奏場ごとに設定された音像定位データを選択して各演奏場での楽器位置に対応した音像を形成するものであり、演奏者と聴衆の両者を同時に満足させる音像の楽音を発生させるものではない。

また、特許文献３に記載された電子楽器は、ヘッドホンとスピーカという２つの放音手段を有するが、練習の際に周囲に迷惑をかけない等の配慮のためのスピーカからの楽音を消音してヘッドホンからの楽音を発生せる際に、スピーカとヘッドホンのダイナミックレンジの相異に起因する耳障りな音量変化をなくすためのものであり、演奏者と聴衆との双方に対する楽音を発生させることや、その音像定位についての技術を開示しない。

本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し、演奏者と聴衆の両者を同時に満足させる音像の楽音を発生させることができる電子楽音発生装置の楽音制御装置を提供することにある。

前記した課題を解決するために、本発明は、ステレオの内蔵スピーカとステレオのライン出力端子とを有する電子楽音発生装置の楽音制御装置において、周波数特性の異なる左右一対の楽音信号処理手段であって、楽音信号が入力され、左右の出力に処理した楽音信号を出力する楽音信号処理手段と、前記楽音信号処理手段の左右の出力を、第１および第２の比率で混合して第１および第２の楽音信号を出力する第１の混合手段と、前記楽音信号処理手段の左右の出力を、前記第１および第２の比率とは異なる第３および第４の比率で混合して第３および第４の楽音信号を出力する第２の混合手段と、前記第１の混合手段の出力を内蔵スピーカに、前記第２の混合手段の出力をライン出力端子に、それぞれ出力できる出力手段を備え、前記内蔵スピーカまたはライン出力において、楽音が、前記楽音信号処理手段の左右の周波数特性の相違態様が異なる音域毎に異なる態様でステレオ定位するようにした点に特徴がある。

前記第１および第２の比率は、予め設定されてたものでよく、前記第３および第４の比率は、変更可能であることが好ましい。

また、内蔵スピーカから発生する楽音を消すための手動スイッチを設けることができる。

本発明の特徴によれば、第１の混合手段と第２の混合手段により、別々の音像を定位できるので、演奏者と聴衆の両者を同時に満足させる音像の楽音を内蔵スピーカと外部スピーカからそれぞれ発生させることができる。また、楽音の音域に応じて音源を定位することができる。

また、小ホールなどの狭スペースでの演奏時には、手動スイッチを操作して外部スピーカからのみ楽音を発生させ、内蔵スピーカからの楽音を消すことができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、第１の混合手段における第１の混合比と第２の混合手段における第２の混合比を別個に設定することにより、演奏者と聴衆の両者を同時に満足させる音像の楽音を内蔵スピーカと外部スピーカからそれぞれ発生させることができる。また、楽音信号処理手段の左右の周波数特性の相違態様が異なる音域毎に異なる態様で楽音をステレオ定位することができるので、例えば、演奏者は、内蔵スピーカよりアコースティックピアノと同様の発音位置に定位された音像の楽音を聴きつつ演奏することができる。

また、小ホールなどの狭スペースでの演奏時には、手動スイッチを操作して外部スピーカからのみ楽音を発生させ、内蔵スピーカからの楽音を消すこともできる。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は、本発明が適用された電子楽器の一実施形態の概略を示すブロック図である。同図において、ＣＰＵ１は、ＲＯＭ２に格納されている制御プログラムに従って装置全体の制御を行う。
ＣＰＵ１は、タイマ割込回路の他、ＭＩＤＩインタフェース回路３との接続用シリアルポートも備えている。ＭＩＤＩインタフェース回路３は、外部のＭＩＤＩ機器との間においてＭＩＤＩメッセージのやり取りを行う信号送受信回路である。

ＲＯＭ２には制御プログラム、音色パラメータやエフェクトについてのパラメータなどの演奏状態を設定するための各種パラメータなどが記憶されている。音色パラメータには波形メモリに記憶されている楽音波形のアドレス情報、エンベロープ制御情報等がある。ＲＡＭ４は、ＣＰＵ１のワークエリアおよびバッファとして使用され、例えばバッテリによりバックアップされていてもよい。

操作パネル５は、演奏時の各種状態を設定するための操作子、演奏時や設定時の状態を表示する、例えば、ＬＣＤスクリーンからなるディスプレイを有している。操作パネルインタフェース（Ｉ／Ｆ）６は、操作パネル５の操作子のスイッチのオン・オフを示すスイッチイベント情報を生成する。これらスイッチイベント情報は各操作子に対応付けられてＲＡＭ４に記憶される。

鍵盤７は複数の鍵（キー）を有し、それぞれのキーオン・キーオフを示すキーイベント情報や押鍵強さつまりベロシティを示すタッチ情報を検知するための、例えば２つのセンサを有している。鍵盤インタフェース（Ｉ／Ｆ）８は、前記センサの状態に基づいてキーイベント情報やタッチ情報を生成し、これらの情報はキーナンバに対応付けられてＲＡＭ４に記憶される。

楽音発生回路９は、波形読み出し方式により所望の楽音信号を発生する回路であり、例えばデジタルコントロール・オシレータ（ＤＣＯ）、デジタルコントロール・フィルタ（ＤＣＦ）、デジタルコントロール・アンプ（ＤＣＡ）およびエフェクタを有し、デジタル楽音波形サンプル値が記憶されている波形メモリから、発音すべき音高に比例したアドレス間隔で順次波形データを読み出し、補間演算を行って楽音波形信号を発生させる。また、エンベロープ発生回路を有し、設定されたエンベロープパラメータに基づいて発生したエンベロープ信号を楽音波形発生信号に乗算してエンベロープを付与し、楽音信号を出力する。

楽音発生回路９は、複数、例えば３２の楽音発生チャネルを有しているが、実際には、１つの楽音発生回路を時分割多重動作させることにより同時に複数の楽音信号を独立して発生可能に構成されている。

楽音発生回路９から出力される楽音信号は、本体用楽音処理回路１０と外部用楽音処理回路１１に並列に入力される。本体用および外部用楽音処理回路１０，１１は、それぞれの音像の楽音を発生させる２系列のデジタル楽音信号（Ｌ，Ｒ），（Ｌ′，Ｒ′）を出力する。本体用および外部用楽音処理回路１０，１１の詳細は後述する。

Ｄ／Ａ変換器１２，１３はそれぞれ、デジタル楽音信号（Ｌ，Ｒ），（Ｌ′，Ｒ′）をアナログ信号に変換する。Ｄ／Ａ変換器１２，１３から出力されるアナログ楽音信号ｌ、ｒがそれぞれ、アンプ１４，１５によって増幅される。アンプ１４により増幅された楽音信号ｌ、ｒは、内蔵スピーカ１６Ｌ，１６Ｒに出力される。また、アンプ１５によって増幅された楽音信号ｌ′、ｒ′は、外部スピーカ１７Ｌ，１７Ｒが接続されるライン出力端子１８Ｌ，１８Ｒに出力される。バス１９は、電子楽器内部の各回路を接続している。

図２は、図１における操作パネル５および鍵盤７の外観構成を示す正面図である。操作パネル５は、ボリューム５−１、曲のスタイル（音楽ジャンル）を選択するためのスタイルボタン５−２、例えばＬＣＤスクリーンからなるディスプレイ５−３、ディスプレイの周囲に配置された編集ボタン５−４、本体用および外部用音像設定ボタン５−５，５−６、音色選択ボタン５−７、エフェクト選択ボタン５−８、レジストレーション選択ボタン５−９などを備えている。また、操作パネル５の側面には、ライン出力端子１８Ｌ，１８Ｒや外部ＭＩＤＩ機器との接続端子を備える外部接続端子ボード５−１０が配設されている。

本体用および外部用音像設定ボタン５−５，５−６を操作することにより内蔵スピーカ１６Ｌ，１６Ｒあるいは外部スピーカ１７Ｌ，１７Ｒから発生される楽音の音像を左右に変更定位させることができ、その状態はディスプレイ５−３で表示される。

図３は、本体用楽音処理回路１０および外部用楽音処理回路１１の例を示す回路図である。ここでは本体用楽音処理回路１０の具体的回路構成のみを示しているが、外部用楽音処理回路１１もほぼ同じ構成を有する。

楽音発生回路９から出力される楽音信号は、ＬＰＦ（低域フィルタ）１０１およびＨＰＦ（高域フィルタ）１０２に並列に入力される。ＬＰＦ１０１およびＨＰＦ１０２は、本体用楽音処理回路１０と外部用楽音処理回路１１とで兼用される。

ＬＰＦ１０１から出力される低周波成分およびＨＰＦ１０２から出力される高周波成分は、本体用楽音処理回路１０の混合回路１０３，１０４と外部用楽音処理回路１１の混合回路１０５，１０６に並列に入力される。混合回路１０３は、アッテネータ１０７，１０８と加算器１０９を有し、混合回路１０４は、アッテネータ１１０，１１１と加算器１１２を有する。

本例の場合、ＬＰＦ１０１、ＨＰＦ１０２、混合回路１０３，１０４が、本体用楽音処理回路１０において、入力される楽音信号を２系列に振り分けるパンニング回路として機能し、ＬＰＦ１０１、ＨＰＦ１０２、混合回路１０５，１０６が、外部用楽音処理回路１１において、入力される楽音信号を２系列に振り分けるパンニング回路として機能する。

混合回路１０３は、ＬＰＦ１０１から出力される低周波成分をα倍、ＨＰＦ１０２から出力される高周波成分を（１−α）倍し、両者を加算して楽音信号Ｌを出力する。また、混合回路１０４は、ＬＰＦ１０１から出力される低周波成分を（１−α）倍、ＨＰＦ１０２から出力される高周波成分をα倍し、両者を加算して楽音信号Ｒを出力する。

一般的に、αは０．５〜１の範囲の値に設定すればよいが、αを１に近い値に設定し、混合回路１０３の出力Ｌを演奏者左側に配設された内蔵スピーカ１６Ｌに与え、混合回路１０４の出力Ｒを演奏者右側に配設された内蔵スピーカ１６Ｒに与えるようにすれば、左側に低音鍵が配置され、右側に高音鍵が配置されている電子ピアノのような電子楽器に合わせて、演奏者の左側から低音が聞こえ、右側から高音が聞こえるようにすることができる。また、内蔵スピーカ１６Ｌ，１６Ｒの配置間隔は、普通、固定であるので、αは、プリセットされた固定値でよいが、可変値でもよい。

外部用楽音処理回路１１の混合回路１０５，１０６は、係数がαではなくβである点、出力Ｌ′，Ｒ′の出力先が外部スピーカ１７Ｌ，１７Ｒに対するライン出力端子１８Ｌ，１８Ｒである点が異なる。βは、外部スピーカ１７Ｌ，１７Ｒから発生される楽音の音像を定める値であるので、外部スピーカ１７Ｌ，１７Ｒの配置間隔に応じて可変設定できるのが好ましい。また、一般的に、外部スピーカ１７Ｌ，１７Ｒは内蔵スピーカ１６Ｌ，１６Ｒより広間隔で配置されるのでβ＜αとなる。

例えば、α＝１、β＝０．８に設定し、入力される楽音信号のレベルを１とし、ＬＰＦ１０１、ＨＰＦ１０２が図４（ａ）に示すような周波数特性を有するものとすると、本体用楽音処理回路１０から出力される楽音信号Ｌ，Ｒのレベルは図４（ｂ）に示すようになり、外部用楽音処理回路１１から出力される楽音信号Ｌ′，Ｒ′のレベルは図４（ｃ）に示すようになる。

内蔵スピーカ１６Ｌ，１６Ｒにおいて、低音部は、演奏者の左側に配設された内蔵スピーカ１６Ｌから聞こえ、高音部は、演奏者の右側に配設された内蔵スピーカ１６Ｒから聞こえる（図４（ｂ））ので、演奏者は、アコースティックピアノと同様の発音位置に定位された音像の楽音を聴くことができる。

また、外部スピーカ１７Ｌ，１７Ｒにおいて、大レベルの低音部と低レベルの高音部が聴衆の左側に配設された外部スピーカから聞こえ、大レベルの高音部と小レベルの低音部が聴衆の右側に配設された外部スピーカから聞こえる（図４（ｃ））ので、聴衆は、外部スピーカ配置間隔の大きな楽器から発音されているような錯覚を持つことなく、バランスのよい楽音を聴くことができる。

図５は、本体用楽音処理回路１０および外部用楽音処理回路１１の他の例を示す回路図である。本例は、ＬＰＦとＨＰＦに代えて、割振処理回路５０を設けたものである。割振処理回路５０は、楽音発生回路９からの楽音信号および押鍵された鍵のキーナンバ情報ＫＮＯ（０〜１２７）を入力とし、キーナンバ情報ＫＮＯに従ってレベル制御された楽音信号Ｌ″，Ｒ″を出力する。ここで、γ＝ＫＮＯ／１２７としたとき、Ｌ″は入力楽音信号を（１−γ）倍したもの、Ｒ″は楽音信号をγ倍したものである。これらの楽音信号Ｌ″，Ｒ″を混合回路１０３〜１０６に入力して、それぞれの音像の楽音を発生させる２系列のデジタル楽音信号（Ｌ，Ｒ），（Ｌ′，Ｒ′）を出力させる。

混合回路１０３，１０４は、入力された値Ｌ″，Ｒ″をほぼそのまま楽音信号Ｌ、Ｒとして出力し（α≒１）、混合回路１０５，１０６は、入力された値Ｌ″，Ｒ″を、適当な係数（例えばβ＝０．８）で混合して楽音信号Ｌ′，Ｒ′を出力する。本例の場合、割振処理回路５０、混合回路１０３，１０４が、本体用楽音処理回路１０において、入力される楽音信号を２系列に振り分けるパンニング回路として機能し、割振処理回路５０、混合回路１０５，１０６が、外部用楽音処理回路１１において、入力される楽音信号を２系列に振り分けるパンニング回路として機能する。

図６は、図５の実施形態において、内蔵スピーカ１６Ｌ，１６Ｒと外部スピーカ１７Ｌ，１７Ｒより出力される楽音のレベルの例の説明図である。ステージＡ、聴衆席Ｂ、演奏者Ｃ、聴衆Ｄ、楽器２０、内蔵スピーカ１６Ｌ，１６Ｒ、外部スピーカ１７Ｌ，１７Ｒの位置関係の例を図６（ａ）に示す。なお、楽器２０は、理解しやすいようにピアノ形状で示している。

図６（ｂ）に示すように、演奏者Ｃの左側に配設された内蔵スピーカ１６Ｌによる楽音のレベルは、低音になるに従って０からに徐々に増加していき、演奏者Ｃの右側に配設された内蔵スピーカ１６Ｒによる楽音のレベルは、高音になるに従って０からに徐々に増加していく。内蔵スピーカ１６Ｌ，１６Ｒよりアコースティックピアノと同様の発音位置に定位された音像の楽音が発生され、演奏者Ｃは、このように定位された音像の楽音を聴きつつ演奏することができる。

外部スピーカ１７Ｌ，１７Ｒからは、例えば、図６（ｃ）に示すようなレベルの楽音が発生される。ステージＡに向かって左側に配設された外部スピーカ１７Ｌによる楽音のレベルは、低音になるに従ってある値から徐々に増加していき、ステージＡに向かって右側に配設された外部スピーカ１７Ｒによる楽音のレベルは、高音になるに従ってある値から徐々に増加していく。聴衆Ｄは、ステージＡ上に定位された音像の楽音を聴くことができる。また、左右端部の聴衆席であっても、低音側または高音側の楽音が聴き取りにくかったり、聴くことができないということ、あるいは低音側または高音側の楽音が特に耳につくことなどがなくなり、全席においてバランスのよい楽音を聴くことができる。

以上、実施形態について説明したが、本発明は、種々の変形が可能である。例えば、以上では鍵盤楽器における鍵位置に対応して音像を定位させる実施形態について説明したが、本発明は、ドラム・セットを構成する高音系のシンバル、低音系のフロアタム、低音系のバスドラム、高音系のハイハット、全音系のスネアドラムなどにより発生される楽音の音像を定位させる場合にも利用できる。これは、演奏者の左側から右側に配置されるに従って順次高くなる音色番号あるいは定位番号を各楽器に付し、キーナンバではなく、この音色番号あるいは定位番号に従ってレベル制御された楽音信号を出力させ、これらの楽音信号を本体用楽音処理回路１０と外部用楽音処理回路１１に入力して２系列のデジタル楽音信号（Ｌ，Ｒ），（Ｌ′，Ｒ′）を出力させるようにすればよい。

また、内蔵スピーカから発生される楽音を消すための手動スイッチを内蔵スピーカと本体用楽音処理回路との接続経路などに設けることにより、小ホールなどで外部スピーカからの楽音発生で十分であるときには、内蔵スピーカからの楽音を消すことができる。

また、外部用楽音処理回路１１、Ｄ／Ａ変換器１３、アンプ１５を通常は不動作にしておき、ライン出力端子１８Ｌ、１８Ｒに外部スピーカが接続されたことを検出して、それらを動作させるようにすれば、無駄な消費電力をなくすことができる。

また、α、β、γなどの係数がデフォルト値から可変された場合、その旨を表示したり、次の電源投入時の初期化処理で、それらの係数をデフォルト値に戻したりすることもできる。特に、固定配置の内蔵スピーカ１６Ｌ，１６Ｒによる音像を好みに設定した場合の戻し忘れをなくすために、初期化処理で本体用楽音処理回路１０のαをデフォルト値に戻すことは有効である。

さらに、外部スピーカ１７Ｌ，１７Ｒが接続されたことを検出した場合にのみ、外部用楽音に対するβを可変し得るようにすることもできる。なお、内蔵スピーカやライン出力端子の数は２つに限定されず、それ以上によって音像を定位させる場合にも本発明は適用できる。

本発明が適用された電子楽器の一実施形態の概略を示すブロック図である。 操作パネルおよび鍵盤の外観構成を示す正面図である。 本体用楽音処理回路および外部用楽音処理回路の一例を示す回路図である。 楽音処理回路のＬＰＦおよびＨＰＦの周波数特性、出力される楽音のレベルの説明図である。 本体用楽音処理回路および外部用楽音処理回路の他の例を示す回路図である。 ステージ上での演奏時に出力されるの楽音のレベルの説明図である。

符号の説明

１・・・ＣＰＵ、２・・・ＲＯＭ、３・・・ＭＩＤＩインタフェース回路、４・・・ＲＡＭ、５・・・操作パネル、５−１・・・ボリューム、５−２・・・スタイルボタン、５−３・・・ディスプレイ、５−４・・・編集ボタン、５−５・・・本体用音像設定ボタン、５−６・・・外部用音像設定ボタン、５−７・・・音色選択ボタン、５−８・・・エフェクト選択ボタン、５−９・・・レジストレーション選択ボタン、５−１０・・・外部接続端子ボード、６・・・操作パネルインタフェース回路、７・・・鍵盤、８・・・鍵盤インタフェース回路、９・・・楽音発生回路、１０・・・本体用楽音処理回路、１１・・・外部用楽音処理回路、１２，１３・・・Ｄ／Ａ変換器、１４，１５・・・アンプ、１６Ｌ，１６Ｒ・・・内蔵スピーカ、１７Ｌ，１７Ｒ・・・外部スピーカ、１８Ｌ，１８Ｒ・・・ライン出力端子、１９・・・バス、２０・・・楽器、５０・・・割振処理回路、１０１・・・ＬＰＦ、１０２・・・ＨＰＦ、１０３〜１０６・・・混合回路、１０７，１０８，１１０，１１１・・・アッテネータ、１０９，１１２・・・加算器

Claims (4)

1. ステレオの内蔵スピーカとステレオのライン出力端子とを有する電子楽音発生装置の楽音制御装置において、
   周波数特性の異なる左右一対の楽音信号処理手段であって、楽音信号が入力され、左右の出力に処理した楽音信号を出力する楽音信号処理手段と、
   前記楽音信号処理手段の左右の出力を、第１および第２の比率で混合して第１および第２の楽音信号を出力する第１の混合手段と、
   前記楽音信号処理手段の左右の出力を、前記第１および第２の比率とは異なる第３および第４の比率で混合して第３および第４の楽音信号を出力する第２の混合手段と、
   前記第１の混合手段の出力を内蔵スピーカに、前記第２の混合手段の出力をライン出力端子に、それぞれ出力できる出力手段を備え、
   前記内蔵スピーカまたはライン出力において、楽音が、前記楽音信号処理手段の左右の周波数特性の相違態様が異なる音域毎に異なる態様でステレオ定位するようにしたことを特徴とする電子楽音発生装置の楽音制御装置。
2. 前記第１および第２の比率は、予め設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電子楽音発生装置の楽音制御装置。
3. 前記第３および第４の比率は、変更可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子楽音発生装置の楽音制御装置。
4. 前記内蔵スピーカから発生する楽音を消すための手動スイッチが設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電子楽音発生装置の楽音制御装置。

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