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技術 電子鍵盤楽器

出願人 株式会社河合楽器製作所
発明者 石田宗雄
出願日 1999年6月11日 (21年0ヶ月経過) 出願番号 1999-165000
公開日 2000年12月19日 (19年6ヶ月経過) 公開番号 2000-352983
状態 特許登録済
技術分野 電気楽器
主要キーワード 各部分波形 読出間隔 合成波形データ 波形データメモリ キーイベント情報 ステップデータ フェーズ毎 季節情報
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2000年12月19日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

楽器経時変化シミュレートすること。

解決手段

季節検出部17はカレンダ機能を有する時計装置18から得た季節情報ステップデータ補正部16およびエンベロープ補正部24に入力する。補正部16および補正部24は季節に応じた補正係数を有していて、その係数によって波形データメモリ21上の波形データの読出間隔基準値から偏倚させられるとともに、エンベロープデータのレベルが変化させられる。この結果、乗算器22に入力される波形データおよびこれに付与されるエンベロープに変化が与えられ、季節に応じた発音状態変化を生じさせることができる。

概要

背景

ピアノ歴史をたどれば、その型はもともとグランドピアノのような平型であったが、19世紀半ばになってアップライト型ピアノが製造されるようになった。アップライト型ピアノは平型と比較して軽量であり、場所を大きくとらないし、低価格であることもあって普及した。また、近年はコンピュータを始めとする電子技術の発展により、音源機械的な振動部分をもたない電子ピアノが普及している。

電子ピアノは、アップライト型アコスティックピアノと比較して、さらに軽量であって場所を大きくとらないうえ、音源に機械的な振動部分をもたないことから調律が不要であり、音量調節が容易であるために夜間の練習にも好都合であるという利点がある。

概要

楽器経時変化シミュレートすること。

季節検出部17はカレンダ機能を有する時計装置18から得た季節情報ステップデータ補正部16およびエンベロープ補正部24に入力する。補正部16および補正部24は季節に応じた補正係数を有していて、その係数によって波形データメモリ21上の波形データの読出間隔基準値から偏倚させられるとともに、エンベロープデータのレベルが変化させられる。この結果、乗算器22に入力される波形データおよびこれに付与されるエンベロープに変化が与えられ、季節に応じた発音状態変化を生じさせることができる。

目的

本発明は、上記飽きやすいという問題点を解消し、季節の移り変わり等、自然の変化に伴って音色やピッチに変化を与え、生楽器と同様の感覚をもたらすことができる電子鍵盤楽器を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

任意の起点からの時間経過を検出する経時検出手段と、前記時間経過に応じ、生楽器における発音経時変化模擬する模擬手段とを具備したことを特徴とする電子鍵盤楽器

請求項2

時計装置と、前記時計装置から出力されるデータに基づいて季節の区別を示す季節情報を出力する季節検出手段と、前記季節情報に応じ、生楽器における発音を模擬する模擬手段とを具備したことを特徴とする電子鍵盤楽器。

請求項3

前記模擬手段が、ピッチおよび音色の少なくとも一方を変化させることによって生楽器を模擬することを特徴とする請求項1または2記載の電子鍵盤楽器。

請求項4

楽音波形発生手段を具備し、前記楽音波形発生手段で発生される楽音波形を変化させてピッチおよび音色を変化させることを特徴とする請求項3記載の電子鍵盤楽器。

請求項5

波形データメモリを具備し、前記模擬手段によるピッチの変化は、前記波形データメモリから波形データを読み出すための読出間隔を変化させることによって生じさせるとともに、前記模擬手段による音色の変化は、前記波形データに付与するエンベロープデータ予定フェーズのレベルを変化させることによって生じさせることを特徴とする請求項3記載の電子鍵盤楽器。

請求項6

前記波形データが倍音次数によって複数に分割された部分波形データであり、前記部分波形データの加算手段を具備するとともに、前記エンベロープデータのレベルが、各部分波形データ毎に変化するように構成されていることを特徴とする請求項5記載の電子鍵盤楽器。

請求項7

前記経時検出手段は周期的にリセットされることを特徴とする請求項1記載の電子鍵盤楽器。

技術分野

0001

本発明は、電子鍵盤楽器に関し、特に、時間の経過とともに音色やピッチ音高)を変えることができる電子鍵盤楽器に関する。

背景技術

0002

ピアノ歴史をたどれば、その型はもともとグランドピアノのような平型であったが、19世紀半ばになってアップライト型ピアノが製造されるようになった。アップライト型ピアノは平型と比較して軽量であり、場所を大きくとらないし、低価格であることもあって普及した。また、近年はコンピュータを始めとする電子技術の発展により、音源機械的な振動部分をもたない電子ピアノが普及している。

0003

電子ピアノは、アップライト型アコスティックピアノと比較して、さらに軽量であって場所を大きくとらないうえ、音源に機械的な振動部分をもたないことから調律が不要であり、音量調節が容易であるために夜間の練習にも好都合であるという利点がある。

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、上述のように多くの利点を有する電子ピアノは、アコースティックピアノと比べて飽きやすいといわれることがある。これは、調律が不要であるほど音色やピッチが経時変化しないという特長が、かえって不自然さをもたらしているものと考えられる。アコースティックピアノは季節移り変わりに伴う温度や湿度の変化に伴って微妙に音色やピッチが変化している。これに対して、電子ピアノには基本的にこれらの変化が生じないからである。

0005

本発明は、上記飽きやすいという問題点を解消し、季節の移り変わり等、自然の変化に伴って音色やピッチに変化を与え、生楽器と同様の感覚をもたらすことができる電子鍵盤楽器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

上記の課題を解決し、目的を達成するための本発明は、任意の起点からの時間経過に応じ、生楽器における発音の経時変化を模擬する模擬手段を具備した点に第1の特徴があり、前記時間経過の起点は周期的にリセットされる点に第2の特徴がある。また、季節を検出する手段と、季節に応じて生楽器における発音の変化を模擬する模擬手段を具備した点に第3の特徴がある。

0007

また、本発明は、前記模擬手段が、ピッチおよび音色の少なくとも一方を変化させることによって生楽器を模擬する点に第4の特徴がある。また、本発明は、楽音波形発生手段を具備し、該楽音波形発生手段で発生される楽音波形を変化させてピッチおよび音色を変化させる点に第5の特徴がある。

0008

さらに、本発明は、波形データメモリを具備し、前記模擬手段によるピッチの変化は、前記波形データメモリから波形データを読み出すための読出間隔を変化させることによって生じさせるとともに、前記模擬手段による音色の変化は、前記波形データに付与するエンベロープデータ予定フェーズのレベルを変化させることによって生じさせる点に第6の特徴がある。

0009

また、さらに、本発明は、前記波形データが倍音次数によって複数に分割された部分波形データであり、前記部分波形データの加算手段を具備するとともに、前記エンベロープデータのレベルが、各部分波形データ毎に変化するように構成されている点に第7の特徴がある。

0010

上記特徴によれば、時間経過または季節に応じてピッチや音色等が変化して生楽器の発音が模擬される。特に、第5および第6の特徴によれば、ピッチや音色等を変化させるために楽音波形発生手段を制御される。また、第7の特徴によれば、部分波形データに付与されるエンベロープのレベルが各部分波形毎に変化させられ、その結果、これらの加算合成波形が変化して発音状態が変化する。

発明を実施するための最良の形態

0011

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図2は、本発明の一実施形態に係る電子ピアノの構成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当該電子ピアノの各部を制御する。なお、CPU1は内部クロックをもとに時間を検出するカレンダ機能を有する。ROM2には、前記制御プログラムのほか、複数の音色に対応した波形データおよび該波形データを制御して楽音を生成するための音色パラメータ、ならびに演奏情報等が記憶されている。波形データは音域毎に設けられているのが好ましい。音色パラメータには前記波形データのアドレス情報エンベロープ制御情報等が含まれている。RAM3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ってバックアップされていてもよい。なお、前記音色パラメータは、書換可能なようにRAM3に格納しておくことができる。

0012

鍵盤4は複数のキー(鍵)を有し、各キーにはそれぞれのキーのオンオフを示すキーイベント情報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、例えば二つのスイッチからなる検知手段を有している。鍵盤スキャン回路5は、前記検知手段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対応付けられてRAM3に記憶される。パネル6は、音色選択スイッチ等の各種スイッチ、および液晶画面またはLED等により文字や図形を表示する表示装置からなり、パネルインタフェース(I/F)回路7にはパネル6上のスイッチのスキャンおよび表示装置の駆動を行う。

0013

音源装置8は、CPU1から供給されるデータに基づいて楽音を発生する。音源装置8にはDSP80、プログラムメモリ81、RAM82、およびタイミング発生回路83が設けられている。CPU1から供給される波形データはRAM82に、制御プログラムはプログラムメモリ81にロードされる。また、タイミング発生回路83は予め設定されているテンポに応じた時間間隔割込信号を発生してDSP80に供給し、DSP80は、この割込信号に従ってデジタル楽音信号を発生する。音源装置8は図示しないエンベロープ発生器(EG)を含み、前記デジタル楽音信号にエンベロープを付与する。なお。DSP80は汎用のものを使用することができる。

0014

音源装置8から出力される楽音信号はD/A変換器9でアナログ信号に変換され、増幅回路10で増幅された後、スピーカ11を通じて発音される。前記各部はデータバス12を通じて接続されている。演奏情報を得るために、必要に応じてMIDIインタフェース、メモリカードインタフェース回路、フロッピディスク装置等を備えることができる。

0015

上述のように構成された電子ピアノの要部機能を説明する。図1は電子ピアノの要部機能を示すブロック図である。同図において、キースイッチマトリクス部13は前記鍵盤4の各キー毎キーオンおよびキーオフ情報を記憶している。キーアサイン部14はキースイッチマトリクス部13をスキャンしてキーオンされたキーのキーナンバ(キーコードKC)を位相角ステップデータメモリ15に入力する。位相角ステップデータメモリ15はキーコードKCに対応する位相角ステップデータSD(以下、単に「ステップデータSD」という)を記憶しており、入力されたキーコードKCに従ってステップデータSDを出力する。すなわち、キーコードKCが示すピッチが高い場合には大きいステップデータSDを、ピッチが低い場合には小さいステップデータSDをそれぞれ出力する。

0016

ステップデータ補正部16は、ステップデータSDを補正する補正係数を記憶したテーブルを有しており、季節情報に従い、季節に応じた補正係数を出力する。季節検出部17はカレンダ機能を有する時計装置18から入力される情報に基づいての区別を示すデータ(季節情報)を算出し、このデータをステップデータ補正部16に入力する。ステップデータ補正部16は、例えば図3に示すように、季節に応じてセント値を変化させることができる補正値を保持している。

0017

乗算器19は、前記ステップデータSDに補正係数を乗算して累算器20に入力する。累算器20は補正されたステップデータSDをクロックCK印加毎に累算し、この累算値上位ビットデータ)が波形データメモリ21に入力される。波形データメモリ21は前記累算値に応じた読出間隔で波形データWDを出力し、この波形データWDは乗算器22に入力される。なお、補正係数で前記ステップデータSDを補正するために乗算器22で乗算を行ったが、これは乗算器に限らず、加算器等、他の演算手段であってもよい。

0018

続いて、前記乗算器22に対する他方の入力データとしてのエンベロープデータEDの発生機能を説明する。図1において、エンベロープ発生器23はキーオンおよびキーオフのタイミングを示す情報TDが入力されると、アタックフェーズ、ディケイフェーズ等、エンベロープの各フェーズ毎のエンベロープデータEDつまり各フェーズの目標レベルおよびスピード情報等のパラメータを生成する。

0019

このエンベロープデータEDも、前記ピッチと同様、季節に応じて変化させることができる。すなわち、エンベロープ補正部24は、季節検出部17から出力される季節表示データに従ってエンベロープ発生器23に予め設定されているエンベロープデータEDを補正するための補正係数を発生する。季節に応じてエンベロープデータEDのアタックフェーズの目標レベルを変化させることができる。

0020

例えば、春の目標レベルを標準「1」とした場合、秋と冬は目標レベルを標準よりも高くする。つまり、「1」以上に設定した補正係数を出力する。また、夏は目標レベルを標準より低くする。つまり、「1」未満に設定した補正係数を出力する。これによって、季節により、同じベロシティでもアタックレベルが異なるため、微妙に音の感じを変えることができる。補正されたエンベロープデータEDは前記乗算器22に入力される。乗算器22では波形データWDにエンベロープデータEDを乗算し、乗算によって得られた波形データはD/A変換器9および増幅回路10を介してスピーカ11に入力され、発音される。

0021

次に本発明の第2実施形態を説明する。図4は第2実施形態に係る電子ピアノの要部機能ブロック図であり、図1同符号は同一または同等部分を示す。ここでは、複数の部分波形データをそれぞれ保持するための複数の波形メモリを設け、それぞれの部分波形データについて、季節に応じてピッチを変化させ、かつ季節に応じて異なるエンベロープを付与した。

0022

倍音波形メモリ25には高次倍音合成波形データを、中倍音波形メモリ26には中次倍音の合成波形データを、低倍音波形メモリ27には低次倍音の合成波形データをそれぞれ保持している。エンベロープ発生器23Aは、各倍音範囲毎のエンベロープデータEDH,EDM,EDLを発生し、それぞれを乗算器28,29,30に入力する。乗算器28,29,30ではメモリ25,26,27から読出された波形データWDH,WDM,WDLにエンベロープデータEDH,EDM,EDLが乗算される。乗算された波形データWDH,WDM,WDLは加算器31で加算された後、D/A変換器9に入力される。

0023

エンベロープ補正部32は季節に応じた各倍音範囲毎に季節に応じた補正係数を保持しており、季節検出部17からのデータが入力されると、それに応じた補正係数をエンベロープ発生器23Aに供給する。季節毎の補正係数は、図1に関して説明した例と同様にすることができる。こうして、季節に応じて各倍音範囲毎にエンベロープのレベルを変化させることにより、加算器31で混合された楽音波形つまり音色を変化させることができる。

0024

図5はベロシティとエンベロープの補正係数との関係を示すタッチ変換テーブルの一例を示す図であり、図6はタッチ変換テーブルを選択するための選択テーブルの一例を示す図である。図5に示すように、タッチ変換テーブルは4種類(#1〜#4)設定されており、それぞれタッチの強さつまりベロシティが大きくなるほど補正係数は「1」に近付いている。

0025

図6では季節に応じて、各倍音範囲毎にタッチ変換テーブルの選択番号が設定されている。この図から理解できるように、冬と秋は春よりも高次倍音成分が多くなるように、夏は春よりも高次数倍音成分が少なくなるようにタッチ変換テーブルが選択される。

0026

以上のように、本実施形態では、季節の移り変わりに従ってピッチや音色等を変化させた。しかし、この変化は四季に対応させるのに限らず、時間経過に対応させ、しかも予定の時間が経過したときに元の状態に戻るものにしてもよい。例えば、月毎にピッチや音色を変化させ、1年周期で元に戻るようなものであってもよい。この場合、前記季節検出部17は時計装置18の出力に基づいて時間の経過を検出する時間積算手段に置き換えられ、時間積算結果は予定の周期(例えば1年周期)でリセットされる。時間経過の起点は任意であり、例えば、当該電子鍵盤楽器の納品時に時間積算手段を始動させ、その時点からの時間経過を検出するようにすればよい。

0027

なお、本実施形態では、波形テータメモリに予め記憶してある波形データを読出して楽音を発生させる波形読み出し方式に本発明を適用したが、他の楽音発声方式、例えばサイン合成方式にも適用できる。サイン合成方式では、各高調波(倍音)のレベルを季節の移り変わりに応じて変化させるようにしたり、倍音次数を整数から僅かにずらせることにより音色を変化させることができる。

0028

また、本実施形態では、ピッチおよび音色の双方を季節に応じて変化させるようにしたが、これらのうち一方を変化させることによって演奏者に生楽器に似せた変化を感じさせるようにしてもよい。

発明の効果

0029

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、時間経過または季節に応じたピッチや音色の変化により生楽器の経時変化を模擬できる。したがって、電子鍵盤楽器でありながら、時間の変化に伴って生じる生楽器の微妙な演奏感覚の変化をユーザに与えることができる。

図面の簡単な説明

0030

図1本発明の一実施形態に係る電子ピアノの要部機能を示すブロック図である。
図2電子ピアノのハード構成を示すブロック図である。
図3季節毎のピッチの変化を示す図である。
図4第2の実施形態に係る電子ピアノのの要部機能を示すブロック図である。
図5ベロシティとエンベロープの補正係数との関係を示すタッチ変換テーブルの一例を示す図である。
図6タッチ変換テーブルを選択するための選択テーブルの一例を示す図である。

--

0031

8…音源装置、 14…キーアサイン部、 16…ステップデータ補正部、 17…季節検出部、 21…波形データメモリ、 24…エンベロープ補正部

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