JP2017181650A - 電子楽器およびそのサラウンドシステム - Google Patents

Abstract

【課題】楽器の実音がそのリバーブ音によって濁ることなく、ホールの立体感や音の流れを十分に再現できる電子楽器およびそのサラウンドシステムを提供する。【解決手段】電子楽器に内蔵されたDSP１０で生成されたリバーブ信号Srevのみを取り出すリバーブ信号ラインLrevを別途に設け、当該リバーブ信号Srevを電子楽器の楽音信号とは別のサラウンドスピーカーで独立してサラウンド再生する。サラウンドアンプ６０は、内蔵DSP１０が出力するリバーブ信号Srevをサラウンド再生するリバーブ用DSP７０を備え、仮想距離に応じて遅延された各リバーブ信号を、それぞれ異なるスピーカー５０（５０ａ，５０ｂ…）で再生する。【選択図】図１

Description

本発明は、電子楽器およびそのサラウンドシステムに係り、特に、電子楽器の楽音に残響効果（いわゆる、リバーブ効果）を与える電子楽器およびそのサラウンドシステムならびにその音響効果装置に関する。

電子オルガンや電子ピアノ等の電子鍵盤楽器において、ホールの音場を再現できるようにリバーブ機能を備えたものが特許文献１に開示されている。このようなリバーブ機能を実現する手段としては、例えば図６に示すように、音源回路８とD/A変換器１１との間にデジタルシグナルプロセッサ（DSP）１０を備えるものが知られている。

DSP１０は、遅延回路と減衰回路とを組み合わせたリバーブ回路１０ａを備え、音源回路８から出力される楽音のデジタル信号を、所定時間遅延すると共に減衰させた電気信号（リバーブ信号）を生成して元の信号に加算するように構成されている。加算された信号はアンプ１２で増幅された後にスピーカー１３により再生される。

こうしたリバーブ機能によれば、直接音に遅れて到来する残響音を含む広がりのある楽音を再現できるので、ホールで演奏をしているような音場感覚で楽音を再現することができる。

特開2000-122643号公報

従来技術では、楽器の実音とそのリバーブ音とが、電子楽器に内蔵されたスピーカーから共に出力されていたので、楽音がそのリバーブ音と混ざることで濁ってしまい、ホールの立体感や音の流れを十分に再現できないという技術課題があった。

本発明の目的は、上記の技術課題を解決し、楽器の実音がそのリバーブ音によって濁ることなく、ホールの立体感や音の流れを十分に再現できる電子楽器およびそのサラウンドシステムを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の電子楽器は、以下の構成を具備した点に特徴がある。

(1) 楽音に基づいてそのリバーブ音を生成する手段と、楽音およびそのリバーブ音を合成して内蔵スピーカーで再生する手段と、リバーブ音の信号を外部出力する手段とを具備した。

(2) 楽音に基づいてそのリバーブ音を生成する手段と、楽音およびそのリバーブ音を合成して内蔵スピーカーで再生する手段と、リバーブ音に基づいてサラウンド用リバーブ音を生成する手段と、前記サラウンド用リバーブ音を出力する手段とを具備した。

また、本発明の電子楽器のサラウンドシステムは、以下の構成を具備した点に特徴がある。

(3) 上記(1)の電子楽器、サラウンドアンプおよびそのサラウンドスピーカーを具備し、サラウンドアンプが、電子楽器から外部出力されたリバーブ音をサラウンドスピーカーでサラウンド再生するようにした。

(4) 上記(2)の電子楽器およびサラウンドスピーカーを具備し、電子楽器が出力するサラウンド用リバーブ音を前記サラウンドスピーカーで再生するようにした。

(5) サラウンドスピーカーが、電子楽器の演奏者位置の左右に配置される一組のフロントスピーカーを含み、演奏者位置と左右の各フロントスピーカーとの距離が相互に異なるように、あるいは左右のフロントスピーカーが出力するサラウンド用リバーブの遅延時間が相互に異なるようにした。

(6) サラウンドスピーカーが、前記各フロントスピーカーの上部で上方を指向して配置される一組のフロント上面スピーカー、前記各フロントスピーカーと対向するように配置される一組のリヤスピーカー、および前記各リヤスピーカーの上部で上方を指向して配置される一組のリヤ上面スピーカーの全部または一部を含むようにした。

本発明によれば、以下のような効果が達成される。

(1) 本発明の電子楽器によれば、電子楽器からリバーブ音の信号のみを出力できるので、このリバーブ信号を外付けのサラウンドアンプ等で増幅し、楽音が再生されない専用スピーカーで再生することにより、楽音をリバーブ音によって濁らせることなく、リバーブ音のサラウンド再生を実現できるようになる。

(2) 本発明の電子楽器によれば、電子楽器からリバーブ音のサラウンド信号が出力されるので、サラウンドアンプ等を別途に用意することなく、電子楽器に外部スピーカーを接続するだけで、楽音をリバーブ音によって濁らせることなく、リバーブ音のサラウンド再生を実現できるようになる。

(3) 本発明の電子楽器のサラウンドシステムによれば、楽音のリバーブ音のみを、楽音が再生されない別のサラウンドスピーカーでサラウンド再生できるので、楽音をリバーブ音によって濁らせることなく、リバーブ音のサラウンド再生を実現できるようになる。

(4) 本発明の電子楽器のサラウンドシステムでは、リバーブ音をサラウンド再生する左右の各フロントスピーカーと演奏者位置との距離を物理的に又は仮想的に相互に異ならせたので、聴感上、リバーブ音が距離の短いフロントスピーカー側から距離の長いフロントスピーカー側へ流れるような音場を実現できる。その結果、距離の短いフロントスピーカー側がステージ、距離の長いフロントスピーカー側が客席であるようなコンサートホールでの演奏環境を模擬できるようになる。上方を指向して配置される上面スピーカーを更に備える場合には、天井反射音をもシミュレートすることができる。

本発明を適用したサラウンドシステムの主要部の構成を示した機能ブロック図である。 本発明を適用した電子楽器の一実施形態の機能ブロック図である。 本発明を適用した電子楽器の一実施形態の機能ブロック図である。 本発明を適用したサラウンドシステムにおけるサラウンドスピーカーの配置例を示した図である。 サラウンドスピーカーの典型的な配置例を示した図である。 従来のリバーブ再生機能を説明するためのブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明を適用した電子楽器およびそのサラウンドシステムの主要部の構成を示した機能ブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表しいているので、その説明は省略する。

本実施形態では、電子楽器に内蔵されたDSP１０で生成されたリバーブ信号Srevのみを取り出すリバーブ信号ラインLrevを別途に設け、当該リバーブ信号Srevを電子楽器の楽音信号とは別のサラウンドスピーカーで独立してサラウンド再生できるようにした点に特徴がある。

サラウンドアンプ６０は、内蔵DSP１０が出力するリバーブ信号Srevをサラウンド再生するリバーブ用DSP７０を備え、仮想距離に応じて遅延された各リバーブ信号を、それぞれ異なるスピーカー５０（５０ａ，５０ｂ…）で再生する。

前記リバーブ用DSP７０に対しては、演奏者位置と各スピーカー５０ａ，５０ｂ…との仮想距離を設定可能であり、また内蔵DSP１０とは独立したリバーブデプス制御が可能である。発明者等の実験結果によれば、リバーブ用DSP７０によるリバースデプスを内蔵DSP１０によるリバースデプスよりも強くすることにより、楽音および残響を互いに引き立てることが可能となり、リアル感がより向上することが確認された。

このようなサラウンドシステムは、後に図２を参照して詳述するように、電子楽器１００を、そのLINE OUT端子からリバーブ信号Srevのみを取り出せる構成とし、このLINE OUT端子と外付けの汎用サラウンドアンプのLINE IN端子とを接続し、当該サラウンドアンプでリバーブ信号Srevをサラウンド再生することにより実現できる。

あるいは、後に図３を参照して詳述するように、リバーブ信号をサラウンド再生するためのサラウンドアンプ機能を電子楽器２００に内蔵すると共に、そのサラウンド用のスピーカー端子を電子楽器に設け、当該スピーカー端子に外付け用のサラウンドスピーカーを接続してサラウンド再生することでも実現できる。

なお、音源回路８が出力する楽音をそのまま外部出力し、サラウンドアンプ６０のDSP７０により楽器とは異なるリバーブを掛けてサラウンド出力する系統（破線矢印で図示）を別途に設け、リバーブ回路１０ａの出力または音源回路８の出力を選択的にサラウンドアンプ６０へ供給できるようにしても良い。音源回路８の出力をDSP７０へ出力して楽器とは異なるリバーブを掛けられるようにすれば、初期反射音を含めた精度の高いサラウンド用リバーブ音を出力できるようになる。

図２は、本発明の第１実施形態に係る電子楽器およびそのサラウンドシステムの機能ブロック図であり、ここでは、電子楽器が電子ピアノである場合を例にして説明する。本実施形態では、リバーブ信号Srevを出力するLINE OUT端子を備えた電子ピアノ１００を用いてリバーブ信号のサラウンド再生を実現する点に特徴がある。

CPU１は、ROM２に記憶されている制御プログラムに従って電子ピアノ１００の各部の動作を制御する。ROM２には、電子ピアノ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等が記憶されている。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にワークエリアを提供する。なお、電子ピアノ１００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、RAM３はCPU１によりシステムバスSBを介してアクセスされる。

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へ通知する。

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。

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、楽音信号として内蔵DSP１０へ出力する。

内蔵DSP１０はリバーブ回路１０ａを含み、リバーブ回路１０ａが出力するリバーブ信号Srevはリバーブ信号ラインLrevを経由してLINE OUT端子へ提供されると共に、音源回路８が出力する楽音信号と合成された後にD／A変換器１１によりアナログ信号に変換される。そして、メインアンプ１２で増幅されたのち、内蔵スピーカー１３で再生される。

本実施形態によれば、電子楽器のLINE OUT端子からリバーブ音の信号のみを出力できるので、このリバーブ信号を外付けのサラウンドアンプ等で増幅し、楽音が再生されない専用スピーカーで再生することにより、楽音をリバーブ音によって濁らせることなく、リバーブ音のサラウンド再生を実現できるようになる。

図３は、本発明の第２実施形態に係る電子楽器およびそのサラウンドシステムの機能ブロック図である。上記の第１実施形態では、リバーブ信号のサラウンド再生が外付けのサラウンドアンプ６０により実現されていたが、本実施形態は、そのサラウンド機能を電子ピアノに内蔵させた点に特徴がある。

電子ピアノ２００は、前記サラウンドアンプ６０が備えるサラウンド機能１４を内蔵している。内蔵DSP１０のリバーブ回路１０ａが出力するリバーブ信号Srevは、リバーブ信号ラインLrevを経由してサラウンド機能１４へ提供されると共に、音源回路８が出力する楽音信号と合成された後にD／A変換器１１によりアナログ信号に変換される。そして、メインアンプ１２で増幅されたのち、内蔵スピーカー１３で再生される。

また、電子ピアノ２００にはサラウンド機能１４の外部スピーカー端子T1，T2…が設けられており、当該外部スピーカー端子T1，T2…には、外付けのサラウンドスピーカー５０ａ，５０ｂ…が接続される。

本実施形態によれば、電子楽器からリバーブ音のサラウンド信号が出力されるので、サラウンドアンプ等を別途に用意することなく、電子楽器に外部スピーカーを接続するだけで、楽音をリバーブ音によって濁らせることなく、リバーブ音のサラウンド再生を実現できるようになる。

図４は、本発明を適用したサラウンドシステムにおける電子楽器およびサラウンドスピーカーの典型的な空間配置の例を示した上面図であり、ここでは、演奏者がコンサートホールのステージ上でピアノを演奏している臨場感を知覚できる音場の再現を例にして説明するものとし、客席がステージの図中右側に位置するコンサートホールを想定している。

電子ピアノ１００の左右には、ステージ側から客席側への残響の流れを作るために一対のフロントスピーカーSP1R，SP1Lが正面よりも演奏者の側を若干指向して配置されている。各フロントスピーカーSP1R，SP1Lとしては、例えば縦長形状のキャビネットの前面バッフルにスピーカーユニットが取り付けられたトールボーイ型のスピーカーを採用できる。

各フロントスピーカーSP1R，SP1Lの上部には、残響の天井反射をシミュレートするために、天井方向を指向して左右一対のフロント上面スピーカーSP2R，SP2Lがそれぞれ設けられている。各スピーカーSP2R，SP2Lとしては、例えば略直方体状のキャビネットの天面バッフルにスピーカーユニットが取り付けられた上面放射型のスピーカーを採用できる。上面放射型のスピーカーは、スピーカーユニットが天井の方向に向けられるので、再生する音声の指向性は天井向きに強くなり、天井反射音をシミュレートするのに適する。

さらに、各フロントスピーカーSP1R，SP1Lと対向する反対側には、コンサートホールの包容間をシミュレートするために、左右一対のリヤスピーカーSP3R，SP3Lが正面よりも演奏者の側を若干指向して配置されている。各リヤスピーカーSP3R，SP3Lについても前記トールボーイ型スピーカーを採用できる。なお、トールボーイ型のスピーカーは、上面放射型スピーカーを設置するのに適するが、そのキャビネット形状をトールボーイ型に限る必要はない。

各リヤスピーカーSP3R，SP3Lの上部には、残響の天井反射をシミュレートするために、天井方向を指向して左右一対のリヤ上面スピーカーSP4R，SP4Lが設けられている。各スピーカーSP4R，SP4Lについても前記上面放射スピーカーを採用できる。

前記フロントスピーカーSP1R，SP1L（SP2R，SP2L）の配置は、電子ピアノ１００を挟んで左右対称ではなく客席側にオフセットされている。すなわち、演奏者位置と客席側フロントスピーカーSP1R（SP2R）との距離D1R（D2R）は、演奏者位置とステージ側フロントスピーカーSP1L（SP2L）との距離D1L（D2L）よりも遠くなっている。各フロントスピーカーSP1R，SP1Lと対向配置されたリヤスピーカーSP3R（SP4R），SP3L（SP4L）についても同様である。

サラウンドアンプ６０（図２）またはサラウンド機能１４（図３）では、スピーカー端子に接続可能な８つのスピーカーの相対的な位置関係が、図５に示したように、リスナー位置を挟んで左右対称の典型例として管理されており、スピーカーごとに仮想距離を設定できる。

本実施形態では、サラウンドアンプ６０として少なくとも一つのLINE IN端子と、リバーブ用DSP７０と、複数のD/Aコンバータおよびアンプを含むマルチチャンネル増幅器を採用し得る。上記の各スピーカーはサラウンドアンプ６０の対応するスピーカー端子にそれぞれ接続される。サラウンドアンプ６０のリバーブ用DSP７０は、各スピーカーに出力するそれぞれの信号に与える遅延時間を調整可能である。

本発明のサラウンドシステムでは、８つのスピーカーと演奏者位置との相対的な位置関係（図４）が音場設定の典型例（図５）と異なるが、サラウンドアンプ６０に対する仮想距離設定においては、８つのスピーカーと演奏者位置との相対的な位置関係が図５の典型的であるものとして設定される。

すなわち、ステージ側の４つのスピーカーSP1L，SP2L，SP3L，SP4Lに関しては、それぞれ演奏者位置との距離D1L，D2L，D3L，D4Lがそのまま仮想距離として設定される。客席側の４つのスピーカーSP1R，SP2R，SP3R，SP4Rに関しては、演奏者位置との各距離D1R，D2R，D3R，D4Rが前記ステージ側の各スピーカーの場合D1L，D2L，D3L，D4L４よりも遠いが、ここではステージ側の各スピーカーと同一の距離が設定される。

このような各フロントスピーカーのオフセット配置により、本実施形態によれば、聴感上、リバーブ音が距離の短いフロントスピーカー側から距離の長いフロントスピーカー側へ流れるような音場を実現できるので、距離の短いフロントスピーカー側がステージ、距離の長いフロントスピーカー側が客席であるようなコンサートホールでの演奏環境を模擬できるようになる。

なお、上記の実施形態では空間の四隅に２つずつ計８個のサラウンドスピーカーを配置するものとして説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、その個数および組み合わせは任意に変更できる。

例えば、左右のフロントスピーカーSP1L，SP1Rおよび上面放射スピーカーSP2L、SP2Rの計4つのスピーカーのみであっても、コンサートホールとしての包容感が多少劣るものの従来技術に比べて十分な臨場感を得られる。

あるいは、左右のフロントスピーカーSP1L，SP1Rおよびその上面放射スピーカーSP2L、SP2Rと左側のリヤスピーカーSP3Lおよびその上面放射スピーカーSP4Lとを組み合わせた計６個のスピーカーであっても良い。

さらに、上記の実施形態では、演奏者位置と各サラウンドスピーカーとの物理距離が、客席側ではステージ側よりも遠くなるように各スピーカーを配置し、サラウンドアンプ６０（１４）の仮想距離設定は同距離に設定するものとして説明した。

しかしながら、本発明はこれのみに限定されるものではなく、演奏者位置と各サラウンドスピーカーとの物理距離を客席側とステージ側とで同一とし、サラウンドアンプ６０の仮想距離設定を、ステージ側よりも客席側をより近く設定することで、客席側の遅延時間をより長くしても良い。

サラウンドアンプ６０のリバーブ用DSP７０は、客席側と仮想するスピーカーに供給する信号に設定する遅延時間を、ステージ側と仮想するスピーカーに供給する信号に設定する遅延時間よりも長くして、それぞれ異なるように設定すればよい。もちろん、演奏者位置と左右の各第１スピーカーとの距離を同一とする場合に限らず、客席側と仮想するスピーカーから再生されるリバーブ音が、ステージ側と仮想するスピーカーから再生されるリバーブ音よりも遅れて再生されるようにすればよい。このような仮想距離設定によっても、演奏者位置と各サラウンドスピーカーとの物理距離をステージ側よりも客席側をより遠くした場合と同様の音響効果を得られるようになる。

１…電子楽器，１０…内蔵DSP，１０ａ…リバーブ回路，１２…メインアンプ，５０（５０ａ，５０ｂ）…サラウンドスピーカー，６０…サラウンドアンプ，７０…リバーブ用DSP，１００，２００…電子ピアノ，T1，T2…外部スピーカー端子

Claims (10)

1. 音源が出力する楽音をそのリバーブ音と共に再生する電子楽器において、
   楽音に基づいてそのリバーブ音を生成する手段と、
   楽音およびそのリバーブ音を合成して内蔵スピーカーで再生する手段と、
   リバーブ音の信号を外部出力する手段とを具備したことを特徴とする電子楽器。
2. 音源が出力する楽音をそのリバーブ音と共に再生する電子楽器において、
   楽音に基づいてそのリバーブ音を生成する手段と、
   楽音およびそのリバーブ音を合成して内蔵スピーカーで再生する手段と、
   リバーブ音に基づいてサラウンド用リバーブ音を生成する手段と、
   前記サラウンド用リバーブ音を出力する手段とを具備したことを特徴とする電子楽器。
3. 前記サラウンド用リバーブ音を出力する手段が、各サラウンド用リバーブ音の信号を外部出力するスピーカー端子であることを特徴とする請求項２に記載の電子楽器。
4. 電子楽器が再生する楽音のリバーブ音をサラウンド再生するサラウンドシステムにおいて、
   サラウンドアンプと、
   サラウンドアンプに接続されたサラウンドスピーカーとを具備し、
   前記電子楽器が、
   楽音に基づいてそのリバーブ音を生成する手段と、
   楽音およびそのリバーブ音を合成して内蔵スピーカーで再生する手段と、
   リバーブ音を外部出力する手段とを具備し、
   前記サラウンドアンプが、前記外部出力されたリバーブ音に基づいてサラウンド用リバーブ音を生成する手段を具備し、前記サラウンド用リバーブ音を前記サラウンドスピーカーで再生することを特徴とする電子楽器のサラウンドシステム。
5. 電子楽器が再生する楽音のリバーブ音をサラウンド再生するサラウンドシステムにおいて、
   サラウンドスピーカーを具備し、
   前記電子楽器が、
   楽音に基づいてそのリバーブ音を生成する手段と、
   楽音およびそのリバーブ音を合成して内蔵スピーカーで再生する手段と、
   リバーブ音に基づいてサラウンド用リバーブ音を生成する手段と、
   前記サラウンド用リバーブ音を出力する手段とを具備し、
   前記サラウンド用リバーブ音を前記サラウンドスピーカーで再生することを特徴とする電子楽器のサラウンドシステム。
6. 前記サラウンドスピーカーが、電子楽器の演奏者位置の左右に配置される一組の第１スピーカーを含み、演奏者位置と左右の各第１スピーカーとの距離が相互に異なることを特徴とする請求項４または５に記載の電子楽器のサラウンドシステム。
7. 前記サラウンドスピーカーが、電子楽器の演奏者位置の左右に配置される一組の第１スピーカーを含み、前記サラウンド用リバーブ音を生成する手段は、前記各第１スピーカーで再生するサラウンド用リバーブ音の信号に設定する遅延時間を相互に異ならせることを特徴とする請求項４または５に記載の電子楽器のサラウンドシステム。
8. 前記サラウンドスピーカーが、前記各第１スピーカーの上部で上方を指向して配置される一組の第２スピーカーをさらに含むことを特徴とする請求項６または７に記載の電子楽器のサラウンドシステム。
9. 前記サラウンドスピーカーが、前記各第１スピーカーと対向するように配置される一組の第３スピーカーを含さらに含むことを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の電子楽器のサラウンドシステム。
10. 前記サラウンドスピーカーが、前記各第３スピーカーの上部で上方を指向して配置される一組の第４スピーカーをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の電子楽器のサラウンドシステム。