JP3671545B2 - 電子楽器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、共鳴音による楽音効果を得ることができる電子楽器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鍵盤等によって選択された音高の楽音（以後、通常音）と、当該通常音の倍音（以後、共鳴音）とを合成して出力する電子楽器が知られている。
図１１は従来の電子ピアノ等の電子楽器における通常音と共鳴音との合成例を示すブロック図であり、この図に示されるように、音源を含む発音部は、通常音信号を生成するとともに、当該通常音に対する共鳴音の差分信号（以後、共鳴音信号）を生成する。通常、この共鳴音信号は、ペダルをオンした状態で発音させた楽音とペダルをオフした状態で発音させた楽音を各々サンプリングし、前者から後者を引くことにより得られる。当該共鳴音信号は共鳴の程度を指定するダンパーペダルの踏み量（ペダル踏み量）が乗ぜられた後、通常音信号に加算されて出力される。これにより、通常音と共鳴音とが同時に発音され、深みのある楽音効果が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電子ピアノ等の電子楽器は、通常、鍵の総数よりも少ない発音チャンネル（以後、「チャンネル」）を有しており、共鳴音を発生するステレオ方式の電子楽器にあっては、１つの鍵の押下によって通常音用に２チャンネル（左チャンネルおよび右チャンネル）、共鳴音用に２チャンネル（左チャンネルおよび右チャンネル）、すなわち合計４チャンネルが使用される。
【０００４】
したがって、総チャンネル数が例えば６４であったとしても、同時に発音される通常音の数（同時発音数）は最大でも６４／４＝１６となり、演奏中にチャンネルが足りなくなることが予想される。チャンネル不足を回避するために、十分な数のチャンネルを用意することも考えられるが、極めて多数のチャンネルを用意しなければならず、コスト面において現実的ではない。
本発明はこのような背景の下になされたもので、少ないチャンネル数で、より多くの同時発音数を確保するとともに共鳴音による楽音効果を得ることができる電子楽器を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１に記載の電子楽器は、固定数の発音チャンネルを有する発音部を備え、該発音部を用いて通常音と該通常音に対応した共鳴音とを発音する電子楽器において、共鳴音の発音に使用されている発音チャンネルの数を計数し、該計数結果が所定数以下となるよう前記発音部による共鳴音の発音を制限する割当制御手段を具備し、前記割当制御手段は、各発音チャンネルを使用して発音されている共鳴音の音量を監視し、前記計数結果が所定数を超える場合には、音量の小なる共鳴音の発音に使用されている発音チャンネルを解放し新たな楽音の発音に使用することを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
［Ａ．本発明の動作原理］
まず、本発明の動作原理について、図１を参照して説明する。
図１は本発明の動作原理を示すブロック図であり、この図に示されるように、本発明では、割り当て済みのチャンネル（発音チャンネル）の数を計数する割当制御手段を設け、この手段で計数した発音チャンネル数に基づいて発音部におけるチャンネルの割り当て処理を制限している。
【０００８】
具体的には、共鳴音の発音に使用されているチャンネル（以後、「共鳴音チャンネル」）の数が所定数を超えた場合に、割当制御手段が発音部に対して消音解放指示を与え、当該指示を受けた発音部が、共鳴音チャンネルのうち、割り当てられている共鳴音信号のレベルが最も低い少なくとも１つ（ステレオ方式にあっては少なくとも２つ）のチャンネルを解放する。したがって、上記所定数を適宜設定することにより、共鳴音の発生を可能としつつ、ステレオ方式であっても同時発音数を総チャンネル数の１／４を超える数とすることができる。
【０００９】
なお、上記所定数は、固定である必要はなく、通常音の発音に使用されているチャンネル（以後、「通常音チャンネル」）の数に応じて所定の範囲で変動するようにしてもよい。例えば、総チャンネル数に対して通常音チャンネル数が少ない時には通常音チャンネル数と同数とし、通常音の発音チャンネル数が多い時にはこれより少なくする。この場合、通常音の発音チャンネル数が少ないときには全ての通常音に対応する共鳴音の発音が可能となるとともに、共鳴音チャンネル数を相対的に少なくすることにより最大の同時発音数を大（ステレオ方式にあっては総チャンネル数の１／４〜１／２）とすることができる。
【００１０】
［Ｂ．実施形態の前提］
以下、図面を参照して、上述した動作原理に基づいた本発明の一実施形態について説明する。
なお、本実施形態は、少ないチャンネル数で、より多くの同時発音数を確保するとともに共鳴音による楽音効果を得る、という前述の目的の他に、多数の共鳴音を発音すべき条件下で十分な数の共鳴音が発音されないといった事態を回避し、演奏者に与える違和感を低減することを目的としている。
【００１１】
また、本実施形態による電子楽器はステレオ方式であって、６４個のチャンネルを有する音源を備え、１つの通常音に対して、通常音用の左右２チャンネルと共鳴音用の左右２チャンネルとの合計４チャンネルを使用するものとする。また、本実施形態では、共鳴音に割り当て可能なチャンネル数を１６とし、共鳴音が割り当てられたチャンネルの数が１６を超える場合には、割り当てられた共鳴音信号のレベルが低いチャンネルを消音解放し当該チャンネルを新たな共鳴音に割り当てている。
【００１２】
［Ｃ．実施形態の構成］
図２は本発明の一実施形態による電子楽器の構成を示す図であり、この図において、１は後述する各種処理を行うＣＰＵ（中央処理装置）、２はＣＰＵの動作プログラム等を格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、３はＣＰＵに読み書きされるＲＡＭ（Random Access Memory）、４は多数の鍵を備えた鍵盤、５は音色や各種エフェクトを指示するための操作子や、共鳴音の共鳴の程度を指示するためのダンパーペダルの状態（ペダルオン／オフ）を検出する回路、指示状態を表示するための表示部等を備えたパネル、６は所定数（ここでは６４）のチャンネルを備えた音源、７は音源６から供給される楽音信号を増幅して発音するアンプおよびスピーカを備えたサウンドシステムであり、上記各要素１〜６はそれぞれ、共通のバスに接続されている。なお、上記ＣＰＵ１，ＲＯＭ２，およびＲＡＭ３は前述の割当制御手段を構成している。
【００１３】
ＣＰＵ１は、鍵盤４から出力されるデータに基づいて押鍵状態（キーオン／オフやキーコード、タッチ等）を検出するとともに、パネル５から出力されるデータに基づいて各種操作子の操作状態やペダルの状態等を検出する。ＣＰＵ１は、検出した各種状態に基づいて、通常音の音高データおよびエンベロープレート（減衰の傾き）と、当該通常音に対応する共鳴音の音高データおよびエンベロープレートと、音色データとを求めて出力するとともに、通常音に割り当てるチャンネル（左／右チャンネル）と共鳴音に割り当てるチャンネル（左／右チャンネル）とを決定して当該決定に応じた割当データを出力し、割り当てに関する各種データを各チャンネルに対応付けてＲＡＭ３上の割当テーブル（後述する）に格納する。
ここで、ＲＡＭ３上の割当テーブルのデータ構造例を表１に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】
割当テーブルは表１に示されるように、各チャンネル番号（ここでは１〜６４）に当該チャンネル番号で表されるチャンネルの状態を対応付けた構造となっており、チャンネルの状態を示す項目としては、「キーオン／オフ」、「キーコード」、「タッチ等のデータ」、「通常音／共鳴音」、「組データ」、「エンベロープ値」、「左／右チャンネル」がある。「キーオン／オフ」はキーオン中に“１”、その他の場合には“０”をとる項目、「キーコード」は音高を表すキーコードそのものとなる項目、「タッチ等のデータ」はタッチの強弱等を表すデータとなる項目、「通常音／共鳴音」は当該チャンネルに割り当てられる楽音の種別を表す項目であり、“１”は通常音、“０”は共鳴音を表す。
【００１６】
また、「左／右チャンネル」は当該チャンネルが左チャンネルとして割り当てられたのか右チャンネルとして割り当てられたのかを表す項目であり、音色データやエンベロープ値などが左チャンネルと右チャンネルとの間で必ずしも一致しないことから設けられている。「組データ」は各チャンネルの相互関係を表す項目であり、左チャンネルまたは右チャンネルとして同一の通常音に割り当てられたチャンネル、ならびに当該通常音に対応する共鳴音に割り当てられたチャンネルには、同一の符号が与えられる。
【００１７】
例えば、表１において、チャンネル番号が１〜３，６３の各チャンネルは、同一の組データ“１”を有し、同一組に属している。もちろん、「組データ」の体系は上記例に限らず、例えば、同一組に属する他のチャンネルのチャンネル番号を値として用いる等、適宜、設定可能である。
また、「エンベロープ値」は割り当てられている通常音信号または共鳴音信号のレベルを表す項目であり、エンベロープ値の変動速度に対して十分に短い時間間隔でＣＰＵ１によって更新される。
【００１８】
図２において、音源６はエンベロープ発生器を備え、通常音の音高データおよびエンベロープレート、共鳴音の音高データおよびエンベロープレート、音色データ、および割当データがＣＰＵ１から出力されると、割当データで指定されたチャンネルを用いて、通常音信号および共鳴音信号を発生する。また、音源６は、ＣＰＵ１から出力される「左／右チャンネル」に関するデータに基づき、各チャンネルで発生される通常音信号および共鳴音信号が左チャンネル用であるか、右チャンネル用であるかを判別して、左チャンネル用の各信号を加算するとともに右チャンネル用の各信号を加算し、各加算結果を独立にサウンドシステム７に供給する。サウンドシステム７は、左右２つのスピーカを有しており、音源６から供給された各加算結果が各々入力されると、これらを増幅、発音する。
【００１９】
［Ｄ．実施形態の基本的動作］
次に、上記構成の電子楽器の基本的動作について説明する。
図３はＣＰＵ１の最も基本的な処理を示すフローチャートであり、この図に示されるように、ＣＰＵ１は、鍵盤４の押鍵状態を検出してチャンネルの割当処理（後述する）等を行うキー処理（ステップＳＡ１）と、ペダルオン／オフを検出して後述する処理を行うペダル処理（ステップＳＡ２）と、その他の処理（ステップＳＡ３）とを、キーオン／オフ等のイベントの発生に基づいて実行している。
【００２０】
また、ＣＰＵ１は、エンベロープ値の変動速度に対して十分に短い時間間隔で図４のフローチャートに示される割り込み処理を行う。ここで行われる割り込み処理は、発音中の各チャンネルのエンベロープ発生器で発生されているエンベロープ値をＣＰＵ１が認識するための処理であり、具体的には、ＣＰＵ１が音源６から各チャンネル上の楽音信号のエンベロープ値を読み出し、これらのエンベロープ値によって割当テーブルにおける発音中の各チャンネルの「エンベロープ値」を更新する（ステップＳＢ１）。なお、「エンベロープ値」が“０”である場合には、そのチャンネルでの楽音発生は終了したと判断して、表１の「キーコード」の欄をクリアする。よって、チャンネルが発音中であるか否かはキーコードの有無により判断可能である。
【００２１】
次に、上記ペダル処理について説明する。このペダル処理は、ペダルがオン（踏み込み）からオフ（解放）に、あるいはオフからオンに変化した場合にのみ起動される。
図５はＣＰＵ１によるペダル処理を簡略化して示すフローチャートであり、ペダル踏み量については考慮していない。もちろん、ペダル踏み量を考慮してエンベロープレートを決定することも可能であるが、ここでは説明が煩雑になるのを避けるために、ダンパーペダルのオン／オフのみに着目して説明する。
【００２２】
図５に示されるように、ＣＰＵ１は、パネル６の出力データに基づいて、ダンパーペダルの操作状態（ペダルオン／オフ）を検出し、ステップＳＣ１においてペダルがオンされた場合には、発音中の全ての通常音に対応する共鳴音にチャンネルを割り当て、この共鳴音チャンネルのエンベロープレートおよび発音中であってキーオフされている通常音のエンベロープレートをサスティンレートにするよう音源６のエンベロープ発生器に対して指示し（ステップＳＣ２）、変数ＰＤにダンパーペダルが踏まれていることを示す“１”を代入する（ステップＳＣ３）。ただし、共鳴音数が１６（１つの押鍵に対して左右２チャンネルを使用するので、８押鍵に対する共鳴音の数に相当する）を超える場合には、ＣＰＵ１はレベル（エンベロープ値）の高い順に１６音を選択し、これら１６音の共鳴音のみに対してチャンネルの割り当てを行う。
【００２３】
ここで、ステップＳＣ２での処理について補足説明する。一般的なピアノにおいては、キーオンとなると、当該キーに対応する弦がハンマーにより打弦され振動する。キーオンの間、当該弦の振動は抑制されないが、キーオフとなると抑制される。この状態で発音される音が「発音中であってキーオフされている通常音」である。そして、そのような音のエンベロープレートをサスティンレートにするということは、当該弦の振動に対する抑制を取り除くことを意味している。したがって、キーオフ時点から急速に減衰しつつあった音は、ダンパーペダルが踏み込まれることによって、その時点から緩やかに減衰する。
【００２４】
一方、ペダルがオフされた場合には、発音中であって全ての共鳴音およびキーオフされている通常音に割り当てられたチャンネルのエンベロープレートをリリースレートにするようＣＰＵ１が音源６のエンベロープ発生器に指示し（ステップＳＣ４）、変数ＰＤにダンパーペダルが踏まれていないことを示す“０”を代入する（ステップＳＣ５）。
この結果、通常音および共鳴音は、エンベロープレートがサスティンレートになると緩やかに減衰し、リリースレートになると急速に減衰する。
なお、ＣＰＵ１は、キーオン後にダンパーペダルが踏まれた場合には、キーオン前にダンパーペダルが踏まれた場合よりも共鳴音のレベルが低くなるように音源６のエンベロープ発生器を制御する。
【００２５】
［Ｅ．割当処理］
次に、前述したキー処理について図６を参照して説明する。
図６はＣＰＵ１によるキー処理を示すフローチャートであり、当該キー処理は、いずれかのキーがオンからオフに、あるいはオフからオンに変化した場合にのみ起動される。この図に示されるように、ＣＰＵ１は、まず、キーがオンされたかオフされたかを判断し（ステップＳＤ１）、キーがオフされたのであれば、割当テーブル中のオフされた鍵に対応する通常音および共鳴音に割り当てられたチャンネルの「キーオン／オフ」の値を表１の「キーコード」の欄を参照して“０”に更新する（ステップＳＤ２）。次に、ＰＤ＝１であるか否か、すなわちペダルオン／オフを判断し（ステップＳＤ３）、ペダルがオンされていなければ、当該チャンネルのエンベロープレートをリリースレートに設定する指示を音源６のエンベロープ発生器に送る（ステップＳＤ４）。ステップＳＤ４の処理が完了すると、あるいはステップＳＤ３でペダルオフと判断されると割当処理が終了する。
【００２６】
一方、ステップＳＤ１においてキーオンであると判断されると、ペダルオン／オフが判断される（ステップＳＤ５）。ここでペダルがオフされていると判断されると、空きチャンネル数が１８個以上であるか否かが判断される（ステップＳＤ６）。なお、空きチャンネル数は、割当テーブルにおいて、キーコードが格納されていないチャンネルを計数することにより求められる。
【００２７】
ＣＰＵ１は、ステップＳＤ６において、空きチャンネル数が１８個未満と判断した場合には、通常音チャンネルの中から解放すべきチャンネルを決定し当該チャンネルと同一組のチャンネルの解放を音源６に指示するとともに割当テーブル上の当該チャンネルに与えられたキーコードを消去する（ステップＳＤ７）。これにより、音源６がＣＰＵ１に指示されたチャンネルの楽音を急速減衰させて消音解放する。なお、割当テーブル上のチャンネル解放処理（キーコード消去）については、繰り返しを避けるために、以後、説明を省略する。
【００２８】
なお、本実施形態において、解放すべきチャンネルとは、割り当てられている通常音信号のレベル（エンベロープ値）が最も低い通常音チャンネルと同一組に属する合計４つのチャンネルであり、共鳴音を発生していない場合には通常音信号のレベルが最も低い２つの通常音チャンネルのみである。したがって、上記指示により、空きチャンネル数が４あるいは２だけ増加する。
【００２９】
通常音信号のレベルが最も低いチャンネルの決定方法は任意であり、例えば、通常音信号に割り当てられたチャンネルのうち最小のエンベロープ値を有するチャンネルと同一組に属するチャンネルを選択するようにしてもよいし、同一組に属する２つの通常音チャンネルのエンベロープ値の平均値を比較して最小のものを選択するようにしてもよい。
【００３０】
ステップＳＤ７の処理が完了すると、あるいはステップＳＤ６で空きチャンネル数が１８個以上と判断されると、キーオンに対応して発音すべき通常音に対して２つのチャンネルが左／右チャンネルとして割り当てられる（ステップＳＤ８）。具体的には、割当テーブルにおいて、割り当てられるチャンネルに対応する各項目に、当該通常音に関する情報（例えば、キーオンを示す“１”やキーコードなど）が格納されるとともに当該割り当て内容を示す割当データが音源６へ供給され、割当処理が終了する。
このように、ペダルオフ中、すなわち共鳴音が発生していない状態においては、ステップＳＤ６およびＳＤ７を設け、ステップＳＤ８の処理終了後の空きチャンネル数を１６個以上とし、既定数のチャンネルを共鳴音用に確保している。
【００３１】
ステップＳＤ５においてペダルオン中と判断された場合、すなわち共鳴音が発音されている場合には、空きチャンネル数が２個以上であるか否かが判断され（ステップＳＤ９）、２個未満である場合には、ステップＳＤ７と同様に、通常音チャンネルの中から解放すべきチャンネルを決定し当該チャンネルと同一組のチャンネルの解放を音源６に指示する（ステップＳＤ１０）。これにより、音源６がＣＰＵ１に指示されたチャンネルを消音解放し、空きチャンネル数は２個以上となる。
【００３２】
ステップＳＤ１０の処理を完了し空きチャンネル数が２個以上となると、あるいはステップＳＤ９で空きチャンネル数が２個以上と判断すると、ＣＰＵ１は、２つの空きチャンネルに通常音を割り当て（ステップＳＤ１１）、共鳴音数が７押鍵以下であるか否か、すなわち共鳴音チャンネル数が１４個以下であるか否かを判断する（ステップＳＤ１２）。
【００３３】
この判断において共鳴音チャンネルの数が１４個以下でない場合、すなわち１６個である場合には、新たな共鳴音にチャンネルを割り当てることができないので、共鳴音チャンネルの中から解放すべき２つのチャンネルを決定し当該チャンネルの解放を音源６に指示する（ステップＳＤ１３）。これにより、音源６がＣＰＵ１に指示されたチャンネルの楽音を急速減衰させて消音解放し、共鳴音を割り当て可能となる。
【００３４】
ステップＳＤ１３の処理を完了し共鳴音を割り当て可能な空きチャンネル数が２個以上となると、あるいはステップＳＤ９で共鳴音チャンネル数が１４個以下と判断すると、ＣＰＵ１は、共鳴音に２つの空きチャンネルを割り当て（ステップＳＤ１４）、割当処理を終了する。共鳴音にチャンネルを割り当てる処理は、通常音にチャンネルを割り当てる処理（ステップＳＤ８）と同様であるので、その説明を省略する。
【００３５】
［Ｆ．実施形態の効果］
以上説明したように、本発明の一実施形態によれば、共鳴音チャンネルを１６個に制限したので、通常音用に４８個のチャンネルを使用することが可能となり、従来の電子楽器に比較してより多くの最大同時発音数（２４音）を確保することができる。しかも、割り当て可能なチャンネルがない場合には、楽音信号のレベル（エンベロープ値）の低いチャンネルを消音解放するようにしたので、強制的な消音に起因した演奏者の違和感を低減することができる。
【００３６】
また、ダンパーペダルのオン／オフに関わらず共鳴音用に１６個のチャンネルを確保するとともに、比較的にレベルの高い共鳴音を強制的に消音しないようにした。すなわち、ダンパーペダルがオフの場合に、通常音の数が増えても１６個のチャンネルは空きチャンネルとして確保しておき、ペダルがその後にオンされたときに即座に共鳴音を割り当てることができるようにし、ダンパーペダルがオンの場合に、通常音の数が増えても、１６個のチャンネルは共鳴音を発音するようにしたので、楽音効果を与えるに十分な共鳴音を発音することができる。さらに、通常音チャンネルを強制的に消音解放するときには、当該チャンネルと同一組に属する共鳴音チャンネルを同時に消音解放するようにしたので、通常音が発音されていないにも関わらずその共鳴音が発音されてしまうことによる違和感の発生を確実に回避することができる。
【００３７】
なお、上述した一実施形態では、共鳴音を発生させるダンパーペダルとして、発音中の全ての通常音に対する共鳴音を発音させるペダルを例示したが、これに限らず、指定した通常音のみに対して共鳴音を発音させるようなペダルにも容易に対応可能である。
また、音源６としては、各チャンネルの用途（通常音／共鳴音）を予め設定する音源、および当該設定を必要としないマルチティンバーの音源のいずれを用いてもよい。
【００３８】
なお、マルチティンバーの音源を使用するときには、共鳴音に割り当て可能なチャンネル数を通常音に割り当てられたチャンネル数の半数とするなど、状況に応じて変化させるようにしてもよい。以下、音源６としてマルチティンバーの音源を使用し、共鳴音に割り当て可能なチャンネル数を状況に応じて変化させる変形例について説明する。
【００３９】
［Ｇ．変形例１］
図７は本発明の一実施形態による電子楽器の変形例１におけるキー処理を示すフローチャートであり、本変形例が上述した一実施形態と異なる点は、共鳴音に割り当て可能なチャンネル数を通常音に割り当てられたチャンネル数に応じて変動させる点である。ただし、共鳴音に割り当て可能なチャンネル数の下限は上述の一実施形態と同一の１６個としている。
なお、図７におけるステップＳＥ１〜ＳＥ８はそれぞれ、図６におけるステップＳＤ１〜ＳＤ８と同一の処理であるのでその説明を省略する。
【００４０】
本変形例においてＣＰＵ１は、キーオンであり、かつペダルオン中である場合には、空きチャンネル数が４個以上であるか否かを判断し（ステップＳＥ９）、４個未満である場合には、通常音チャンネル数が４８個であるか否か、すなわち共鳴音に割り当て可能なチャンネル数が１６個であるか否かを判断する（ステップＳＥ１０）。
【００４１】
通常音チャンネル数が４８個でない場合というのは、共鳴音チャンネル数が１８個以上であるということなので、このような場合には、共鳴音チャンネルのうち、共鳴音信号のレベルが最も低い２つのチャンネル（左右チャンネル）と当該チャンネルに次いでレベルが低い２つのチャンネルとの合計４チャンネルを選択し、当該４つのチャンネルの解放を音源６に指示する（ステップＳＥ１１）。これにより、音源６がＣＰＵ１に指示されたチャンネルの楽音を急速減衰させて消音解放し、空きチャンネル数は４以上となる。
【００４２】
一方、通常音に割り当てられているチャンネル数が４８個である場合というのは、共鳴音チャンネル数が１６個であるということなので、このような場合には、図６のステップＳＤ７と同様に、通常音チャンネルの中から解放すべきチャンネルを決定し当該チャンネルと同一組のチャンネルの解放を音源６に指示する（ステップＳＥ１２）。これにより、音源６がＣＰＵ１に指示されたチャンネルの楽音を急速減衰させて消音解放する。ここで、通常音が発音されていても共鳴音が発音されているとは限らないので、ＣＰＵ１は空きシャネルが４個以上であるか否かを再び判断し（ステップＳＥ１３）、空きチャンネルが４個以上となるまでステップＳＥ１２の処理を繰り返す。
【００４３】
ステップＳＥ１１の処理が完了すると、またはステップＳＥ１３において空きチャンネルが４個以上と判断されると、あるいはステップＳＥ９において空きチャンネルが４個以上と判断されると、通常音および共鳴音に４つの空きチャンネルが割り当てられる（ステップＳＥ１４）。
【００４４】
上述した変形例１によれば、押鍵数が１個〜１６個の間、全ての共鳴音を同時に発音することができる。また、押鍵数が１７個〜２３個の間、レベルが高い順に１８個以上の共鳴音を同時に発音することが可能であり、押鍵数が２４個以上となっても、レベルが高い順に１６個の共鳴音を同時に発音することができる。
【００４５】
なお、前述した一実施形態および上述した変形例１において、キーオンであり、かつペダルオン中でない場合の判断処理（図６のステップＳＤ６、図７のステップＳＥ６）の基準となるチャンネル数を２個とし、共鳴音が発生していない状態においては、空きチャンネルのある限り通常音にチャンネルを割り当てるようにし、最大同時発音数を３２音としてもよい。ただし、この場合、図５のステップＳＣ２の処理に、発音中の通常音数を２４音以下にする処理を付加する必要がある。
【００４６】
ところで、共鳴音を発生すべきタイミングは、通常音が割り当てられているチャンネルが存在する間にダンパーペダルが踏み込まれた時点（ペダルオンになった時点）と、ペダルオン中に打鍵が行われた時点（キーオンが発生した時点）である。そこで、前述した一実施形態および上述した変形例１では、ペダル処理（図５参照）において共鳴音に対するチャネルの割り当てを行うとともに、キー処理（図６および図７参照）においてペダルオン中のキーオンであるか否かを判断した後に、通常音および共鳴音の少なくとも一方に対するチャンネルの割り当てを行うようにしている。
【００４７】
このように、前述した一実施形態および上述した変形例１においては、共鳴音に対するチャンネルの割り当ては、共鳴音を発生すべきタイミングにて行われている。その理由は、チャンネルを割り当てた共鳴音を必ず即座に発音すること、すなわちチャンネルの割当処理と発音処理とを不可分な処理として捉えていることにある。ここで、チャンネルの割り当て処理と発音処理とを分離可能な、すなわち独立した処理として捉えた変形例について説明する。
【００４８】
［Ｈ．変形例２］
図８は本発明の一実施形態による電子楽器の変形例２における割り込み処理を示す図であり、図中のステップＳＨ１は図４のステップＳＢ１と同一の処理である。図８に示す割り込み処理は、単にエンベロープ値をＣＰＵ１が認識するためにのみ行われる処理ではなく、この処理では、エンベロープ値の更新後にダンパーペダルの状態（ペダルオン／オフ：ＰＤ）が変化したか否かが判断され（ステップＳＨ２）、変化した場合には、図１に点線で示された乗算器に入力する係数が１あるいは０に迅速に変化する（ステップＳＨ３）。
【００４９】
乗算器に入力する係数は、図１から明らかなように、共鳴音の音量を表しており、０〜１の実数値をとる。上記係数は、基本的には、ペダルオン中に１、その他の場合に０となる。共鳴音信号は、乗算器の係数が１の場合には乗算器を通過し、０の場合には乗算器において遮断されるので、共鳴音にチャンネルを割り当てて共鳴音信号を生成しても、乗算器の係数が０となっていれば（ダンパーペダルが踏み込まれていなければ）、共鳴音は発音されない。すなわち、共鳴音の発音の可否は、乗算器に入力される係数に依存している。本変形例２では、このことを利用し、共鳴音の発音の可否を図８に示す割り込み処理に委ねることで、ペダル処理およびキー処理の簡素化を図っている。
【００５０】
なお、係数の急激な変化はノイズの発生を招く虞があるので、１から０に係数を変化させる場合には、例えば、１，０．９,０．８，…，０．１，０というように係数を徐々に変化させるような補間処理を施している。補間処理は予め設定した１〜０の複数の離散値を降順に使用して行ってもよいし、予め設定した関数に従って係数の値を変化させて行ってもよい。なお、上述したことは０から１への変化においても同様である。
【００５１】
図９は本変形例２におけるペダル処理を示す図である。図中のステップＳＦ１，ＳＦ３〜ＳＦ５は図５のステップＳＣ１，ＳＣ３〜ＳＣ５と同一の処理であり、図９のフローチャートが図５のものと異なる点はステップＳＦ２の処理のみである。なお、図９に示すペダル処理は、ペダルがオンあるいはオフされたときに起動される処理である。
【００５２】
本図のステップＳＦ２は、ステップＳＦ１でペダルオンであると判断された場合の処理であり、ＣＰＵ１は、共鳴音の生成やチャンネルの割り当てを行わず、単に、発音中であってキーオフされているチャンネルのエンベロープレートをサスティンレートにする。なお、ここでいう「チャンネル」には、通常音チャンネルはもちろん、共鳴音チャンネルも含まれる。すなわち、チャンネルの割り当て処理は、当該ペダル処理と独立して実行されるキー処理で行われることを前提としている。また、キーオン後にダンパーペダルが踏まれた場合のエンベロープ値の更新は図８の割り込み処理により、他の場合と同様に処理される。
【００５３】
図１０は本変形例２におけるチャンネルの割当処理を示すフローチャートであり、図中の全てのステップＳＧ１〜ＳＧ４，ＳＧ９〜ＳＧ１４は、図７におけるステップＳＥ１〜ＳＥ４，ＳＥ９〜ＳＥ１４と同一の処理である。図１０に示すキー処理が図７に示す処理と大きく異なる点は、ペダルオン中であるか否かを判断せずにチャンネルの割り当てを行う点である。すなわち、本図において、図７のステップＳＥ５〜ＳＥ８に相当する処理は存在せず、ステップＳＧ１においてキーオンであると判断された場合には、ステップＳＧ９以降のチャンネルの割当処理が行われる。
【００５４】
このような構成によれば、キーオン後にペダルのオン／オフとは無関係に通常音と共鳴音とを割り当てて楽音信号の合成を開始するとともに、ペダルのオン／オフに応じて乗算器の係数を切り換えて共鳴音を出力するようにしたり出力しないようにしたりするようにしたので、前述の変形例１による効果に加えて、キー処理において、ペダルのオン／オフを判断することなくチャネルの割り当てを行うことが可能となり、処理を簡素化することができるという効果が得られる。また、キーオン時に共鳴音信号をも生成するようにしたので、例えば、キーオン後にペダルオンとなった場合の特殊処理が不要となり、音色やタッチ等に応じて異なる共鳴音のエンベロープレートの設定処理が容易となる。さらに、共鳴音のエンベロープレートの設定処理がペダルオン時に集中しないという利点がある。加えて、キーオン時から共鳴音の楽音信号の合成が開始されているため、キーオン後にペダルがオンされた場合に、キーオンからペダルオンまでの時間に応じた音量，音色の共鳴音の楽音信号が出力されることになり、好適である。
【００５５】
［Ｉ．実施形態から把握される態様］
次に、上述した実施形態から把握される実施態様を記載する。
▲１▼固定数の発音チャンネルを有する発音部を備え、該発音部を用いて通常音と該通常音に対応した共鳴音とに発音チャンネルを割り当ててこれらを発音する電子楽器において、
前記発音部による共鳴音の発音の音量を制御する音量制御手段と、
共鳴音に割り当てられている発音チャンネルの数を計数し、該計数結果が所定数以下となるよう前記発音部による共鳴音の発音を制限する割当制御手段と
を具備することを特徴とする電子楽器。
このような構成によれば、共鳴音は音量制御手段に制御された音量で発音される。音量は０とすることも可能であるので、実際に発音を行うか否かに関わらず、発音チャンネルの割り当て処理を行うことができる。
【００５６】
▲２▼固定数の発音チャンネルを有する発音部を備え、該発音部を用いて通常音と該通常音に対応した共鳴音とを発音する電子楽器において、
共鳴音の発音に使用されている発音チャンネルの数を計数し、該計数結果が所定数以下となるよう前記発音部による共鳴音の発音を制限する割当制御手段を具備し、
前記割当制御手段は、前記計数結果が所定数を超える場合には、通常音の発音に使用されている発音チャンネルと該通常音に対応した共鳴音の発音に使用されている発音チャンネルとを解放し新たな楽音の発音に使用することを特徴とする電子楽器。
このような構成によれば、通常音が発音されていないにも関わらずその共鳴音が発音されてしまうことによる違和感の発生を確実に回避することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、割当制御手段が共鳴音の発音に使用されている発音チャンネルの数を計数し、該計数結果が所定数以下となるよう発音部による共鳴音の発音を制限するので、前記所定数を発音部が有する発音チャンネルの数に比較して十分に小とすれば、通常音用の発音チャンネルの数を十分に大とすることができる。したがって、共鳴音による楽音効果を得つつ、少ないチャンネル数で、より多くの同時発音数を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の動作原理を示すブロック図である。
【図２】 本発明の一実施形態による電子楽器の構成を示す図である。
【図３】 同電子楽器のＣＰＵ１の最も基本的な処理を示すフローチャートである。
【図４】 同ＣＰＵ１が所定の時間間隔で行う割り込み処理を示すフローチャートである。
【図５】 同ＣＰＵ１によるペダル処理を簡略化して示すフローチャートである。
【図６】 同ＣＰＵ１によるキー処理を示すフローチャートである。
【図７】 本発明の一実施形態による電子楽器の変形例１におけるキー処理を示すフローチャートである。
【図８】 本発明の一実施形態による電子楽器の変形例２における割り込み処理を示すフローチャートである。
【図９】 同変形例２においてＣＰＵ１が行うペダル処理を簡略化して示すフローチャートである。
【図１０】 同ＣＰＵ１によるキー処理を示すフローチャートである。
【図１１】 従来の電子楽器における通常音と共鳴音との合成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…ＣＰＵ、２…ＲＯＭ、３…ＲＡＭ、４…鍵盤、５…パネル、６…音源、
７…サウンドシステム。
【発明の属する技術分野】
本発明は、共鳴音による楽音効果を得ることができる電子楽器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鍵盤等によって選択された音高の楽音（以後、通常音）と、当該通常音の倍音（以後、共鳴音）とを合成して出力する電子楽器が知られている。
図１１は従来の電子ピアノ等の電子楽器における通常音と共鳴音との合成例を示すブロック図であり、この図に示されるように、音源を含む発音部は、通常音信号を生成するとともに、当該通常音に対する共鳴音の差分信号（以後、共鳴音信号）を生成する。通常、この共鳴音信号は、ペダルをオンした状態で発音させた楽音とペダルをオフした状態で発音させた楽音を各々サンプリングし、前者から後者を引くことにより得られる。当該共鳴音信号は共鳴の程度を指定するダンパーペダルの踏み量（ペダル踏み量）が乗ぜられた後、通常音信号に加算されて出力される。これにより、通常音と共鳴音とが同時に発音され、深みのある楽音効果が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電子ピアノ等の電子楽器は、通常、鍵の総数よりも少ない発音チャンネル（以後、「チャンネル」）を有しており、共鳴音を発生するステレオ方式の電子楽器にあっては、１つの鍵の押下によって通常音用に２チャンネル（左チャンネルおよび右チャンネル）、共鳴音用に２チャンネル（左チャンネルおよび右チャンネル）、すなわち合計４チャンネルが使用される。
【０００４】
したがって、総チャンネル数が例えば６４であったとしても、同時に発音される通常音の数（同時発音数）は最大でも６４／４＝１６となり、演奏中にチャンネルが足りなくなることが予想される。チャンネル不足を回避するために、十分な数のチャンネルを用意することも考えられるが、極めて多数のチャンネルを用意しなければならず、コスト面において現実的ではない。
本発明はこのような背景の下になされたもので、少ないチャンネル数で、より多くの同時発音数を確保するとともに共鳴音による楽音効果を得ることができる電子楽器を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１に記載の電子楽器は、固定数の発音チャンネルを有する発音部を備え、該発音部を用いて通常音と該通常音に対応した共鳴音とを発音する電子楽器において、共鳴音の発音に使用されている発音チャンネルの数を計数し、該計数結果が所定数以下となるよう前記発音部による共鳴音の発音を制限する割当制御手段を具備し、前記割当制御手段は、各発音チャンネルを使用して発音されている共鳴音の音量を監視し、前記計数結果が所定数を超える場合には、音量の小なる共鳴音の発音に使用されている発音チャンネルを解放し新たな楽音の発音に使用することを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
［Ａ．本発明の動作原理］
まず、本発明の動作原理について、図１を参照して説明する。
図１は本発明の動作原理を示すブロック図であり、この図に示されるように、本発明では、割り当て済みのチャンネル（発音チャンネル）の数を計数する割当制御手段を設け、この手段で計数した発音チャンネル数に基づいて発音部におけるチャンネルの割り当て処理を制限している。
【０００８】
具体的には、共鳴音の発音に使用されているチャンネル（以後、「共鳴音チャンネル」）の数が所定数を超えた場合に、割当制御手段が発音部に対して消音解放指示を与え、当該指示を受けた発音部が、共鳴音チャンネルのうち、割り当てられている共鳴音信号のレベルが最も低い少なくとも１つ（ステレオ方式にあっては少なくとも２つ）のチャンネルを解放する。したがって、上記所定数を適宜設定することにより、共鳴音の発生を可能としつつ、ステレオ方式であっても同時発音数を総チャンネル数の１／４を超える数とすることができる。
【０００９】
なお、上記所定数は、固定である必要はなく、通常音の発音に使用されているチャンネル（以後、「通常音チャンネル」）の数に応じて所定の範囲で変動するようにしてもよい。例えば、総チャンネル数に対して通常音チャンネル数が少ない時には通常音チャンネル数と同数とし、通常音の発音チャンネル数が多い時にはこれより少なくする。この場合、通常音の発音チャンネル数が少ないときには全ての通常音に対応する共鳴音の発音が可能となるとともに、共鳴音チャンネル数を相対的に少なくすることにより最大の同時発音数を大（ステレオ方式にあっては総チャンネル数の１／４〜１／２）とすることができる。
【００１０】
［Ｂ．実施形態の前提］
以下、図面を参照して、上述した動作原理に基づいた本発明の一実施形態について説明する。
なお、本実施形態は、少ないチャンネル数で、より多くの同時発音数を確保するとともに共鳴音による楽音効果を得る、という前述の目的の他に、多数の共鳴音を発音すべき条件下で十分な数の共鳴音が発音されないといった事態を回避し、演奏者に与える違和感を低減することを目的としている。
【００１１】
また、本実施形態による電子楽器はステレオ方式であって、６４個のチャンネルを有する音源を備え、１つの通常音に対して、通常音用の左右２チャンネルと共鳴音用の左右２チャンネルとの合計４チャンネルを使用するものとする。また、本実施形態では、共鳴音に割り当て可能なチャンネル数を１６とし、共鳴音が割り当てられたチャンネルの数が１６を超える場合には、割り当てられた共鳴音信号のレベルが低いチャンネルを消音解放し当該チャンネルを新たな共鳴音に割り当てている。
【００１２】
［Ｃ．実施形態の構成］
図２は本発明の一実施形態による電子楽器の構成を示す図であり、この図において、１は後述する各種処理を行うＣＰＵ（中央処理装置）、２はＣＰＵの動作プログラム等を格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、３はＣＰＵに読み書きされるＲＡＭ（Random Access Memory）、４は多数の鍵を備えた鍵盤、５は音色や各種エフェクトを指示するための操作子や、共鳴音の共鳴の程度を指示するためのダンパーペダルの状態（ペダルオン／オフ）を検出する回路、指示状態を表示するための表示部等を備えたパネル、６は所定数（ここでは６４）のチャンネルを備えた音源、７は音源６から供給される楽音信号を増幅して発音するアンプおよびスピーカを備えたサウンドシステムであり、上記各要素１〜６はそれぞれ、共通のバスに接続されている。なお、上記ＣＰＵ１，ＲＯＭ２，およびＲＡＭ３は前述の割当制御手段を構成している。
【００１３】
ＣＰＵ１は、鍵盤４から出力されるデータに基づいて押鍵状態（キーオン／オフやキーコード、タッチ等）を検出するとともに、パネル５から出力されるデータに基づいて各種操作子の操作状態やペダルの状態等を検出する。ＣＰＵ１は、検出した各種状態に基づいて、通常音の音高データおよびエンベロープレート（減衰の傾き）と、当該通常音に対応する共鳴音の音高データおよびエンベロープレートと、音色データとを求めて出力するとともに、通常音に割り当てるチャンネル（左／右チャンネル）と共鳴音に割り当てるチャンネル（左／右チャンネル）とを決定して当該決定に応じた割当データを出力し、割り当てに関する各種データを各チャンネルに対応付けてＲＡＭ３上の割当テーブル（後述する）に格納する。
ここで、ＲＡＭ３上の割当テーブルのデータ構造例を表１に示す。
【００１４】
【表１】
割当テーブルは表１に示されるように、各チャンネル番号（ここでは１〜６４）に当該チャンネル番号で表されるチャンネルの状態を対応付けた構造となっており、チャンネルの状態を示す項目としては、「キーオン／オフ」、「キーコード」、「タッチ等のデータ」、「通常音／共鳴音」、「組データ」、「エンベロープ値」、「左／右チャンネル」がある。「キーオン／オフ」はキーオン中に“１”、その他の場合には“０”をとる項目、「キーコード」は音高を表すキーコードそのものとなる項目、「タッチ等のデータ」はタッチの強弱等を表すデータとなる項目、「通常音／共鳴音」は当該チャンネルに割り当てられる楽音の種別を表す項目であり、“１”は通常音、“０”は共鳴音を表す。
【００１６】
また、「左／右チャンネル」は当該チャンネルが左チャンネルとして割り当てられたのか右チャンネルとして割り当てられたのかを表す項目であり、音色データやエンベロープ値などが左チャンネルと右チャンネルとの間で必ずしも一致しないことから設けられている。「組データ」は各チャンネルの相互関係を表す項目であり、左チャンネルまたは右チャンネルとして同一の通常音に割り当てられたチャンネル、ならびに当該通常音に対応する共鳴音に割り当てられたチャンネルには、同一の符号が与えられる。
【００１７】
例えば、表１において、チャンネル番号が１〜３，６３の各チャンネルは、同一の組データ“１”を有し、同一組に属している。もちろん、「組データ」の体系は上記例に限らず、例えば、同一組に属する他のチャンネルのチャンネル番号を値として用いる等、適宜、設定可能である。
また、「エンベロープ値」は割り当てられている通常音信号または共鳴音信号のレベルを表す項目であり、エンベロープ値の変動速度に対して十分に短い時間間隔でＣＰＵ１によって更新される。
【００１８】
図２において、音源６はエンベロープ発生器を備え、通常音の音高データおよびエンベロープレート、共鳴音の音高データおよびエンベロープレート、音色データ、および割当データがＣＰＵ１から出力されると、割当データで指定されたチャンネルを用いて、通常音信号および共鳴音信号を発生する。また、音源６は、ＣＰＵ１から出力される「左／右チャンネル」に関するデータに基づき、各チャンネルで発生される通常音信号および共鳴音信号が左チャンネル用であるか、右チャンネル用であるかを判別して、左チャンネル用の各信号を加算するとともに右チャンネル用の各信号を加算し、各加算結果を独立にサウンドシステム７に供給する。サウンドシステム７は、左右２つのスピーカを有しており、音源６から供給された各加算結果が各々入力されると、これらを増幅、発音する。
【００１９】
［Ｄ．実施形態の基本的動作］
次に、上記構成の電子楽器の基本的動作について説明する。
図３はＣＰＵ１の最も基本的な処理を示すフローチャートであり、この図に示されるように、ＣＰＵ１は、鍵盤４の押鍵状態を検出してチャンネルの割当処理（後述する）等を行うキー処理（ステップＳＡ１）と、ペダルオン／オフを検出して後述する処理を行うペダル処理（ステップＳＡ２）と、その他の処理（ステップＳＡ３）とを、キーオン／オフ等のイベントの発生に基づいて実行している。
【００２０】
また、ＣＰＵ１は、エンベロープ値の変動速度に対して十分に短い時間間隔で図４のフローチャートに示される割り込み処理を行う。ここで行われる割り込み処理は、発音中の各チャンネルのエンベロープ発生器で発生されているエンベロープ値をＣＰＵ１が認識するための処理であり、具体的には、ＣＰＵ１が音源６から各チャンネル上の楽音信号のエンベロープ値を読み出し、これらのエンベロープ値によって割当テーブルにおける発音中の各チャンネルの「エンベロープ値」を更新する（ステップＳＢ１）。なお、「エンベロープ値」が“０”である場合には、そのチャンネルでの楽音発生は終了したと判断して、表１の「キーコード」の欄をクリアする。よって、チャンネルが発音中であるか否かはキーコードの有無により判断可能である。
【００２１】
次に、上記ペダル処理について説明する。このペダル処理は、ペダルがオン（踏み込み）からオフ（解放）に、あるいはオフからオンに変化した場合にのみ起動される。
図５はＣＰＵ１によるペダル処理を簡略化して示すフローチャートであり、ペダル踏み量については考慮していない。もちろん、ペダル踏み量を考慮してエンベロープレートを決定することも可能であるが、ここでは説明が煩雑になるのを避けるために、ダンパーペダルのオン／オフのみに着目して説明する。
【００２２】
図５に示されるように、ＣＰＵ１は、パネル６の出力データに基づいて、ダンパーペダルの操作状態（ペダルオン／オフ）を検出し、ステップＳＣ１においてペダルがオンされた場合には、発音中の全ての通常音に対応する共鳴音にチャンネルを割り当て、この共鳴音チャンネルのエンベロープレートおよび発音中であってキーオフされている通常音のエンベロープレートをサスティンレートにするよう音源６のエンベロープ発生器に対して指示し（ステップＳＣ２）、変数ＰＤにダンパーペダルが踏まれていることを示す“１”を代入する（ステップＳＣ３）。ただし、共鳴音数が１６（１つの押鍵に対して左右２チャンネルを使用するので、８押鍵に対する共鳴音の数に相当する）を超える場合には、ＣＰＵ１はレベル（エンベロープ値）の高い順に１６音を選択し、これら１６音の共鳴音のみに対してチャンネルの割り当てを行う。
【００２３】
ここで、ステップＳＣ２での処理について補足説明する。一般的なピアノにおいては、キーオンとなると、当該キーに対応する弦がハンマーにより打弦され振動する。キーオンの間、当該弦の振動は抑制されないが、キーオフとなると抑制される。この状態で発音される音が「発音中であってキーオフされている通常音」である。そして、そのような音のエンベロープレートをサスティンレートにするということは、当該弦の振動に対する抑制を取り除くことを意味している。したがって、キーオフ時点から急速に減衰しつつあった音は、ダンパーペダルが踏み込まれることによって、その時点から緩やかに減衰する。
【００２４】
一方、ペダルがオフされた場合には、発音中であって全ての共鳴音およびキーオフされている通常音に割り当てられたチャンネルのエンベロープレートをリリースレートにするようＣＰＵ１が音源６のエンベロープ発生器に指示し（ステップＳＣ４）、変数ＰＤにダンパーペダルが踏まれていないことを示す“０”を代入する（ステップＳＣ５）。
この結果、通常音および共鳴音は、エンベロープレートがサスティンレートになると緩やかに減衰し、リリースレートになると急速に減衰する。
なお、ＣＰＵ１は、キーオン後にダンパーペダルが踏まれた場合には、キーオン前にダンパーペダルが踏まれた場合よりも共鳴音のレベルが低くなるように音源６のエンベロープ発生器を制御する。
【００２５】
［Ｅ．割当処理］
次に、前述したキー処理について図６を参照して説明する。
図６はＣＰＵ１によるキー処理を示すフローチャートであり、当該キー処理は、いずれかのキーがオンからオフに、あるいはオフからオンに変化した場合にのみ起動される。この図に示されるように、ＣＰＵ１は、まず、キーがオンされたかオフされたかを判断し（ステップＳＤ１）、キーがオフされたのであれば、割当テーブル中のオフされた鍵に対応する通常音および共鳴音に割り当てられたチャンネルの「キーオン／オフ」の値を表１の「キーコード」の欄を参照して“０”に更新する（ステップＳＤ２）。次に、ＰＤ＝１であるか否か、すなわちペダルオン／オフを判断し（ステップＳＤ３）、ペダルがオンされていなければ、当該チャンネルのエンベロープレートをリリースレートに設定する指示を音源６のエンベロープ発生器に送る（ステップＳＤ４）。ステップＳＤ４の処理が完了すると、あるいはステップＳＤ３でペダルオフと判断されると割当処理が終了する。
【００２６】
一方、ステップＳＤ１においてキーオンであると判断されると、ペダルオン／オフが判断される（ステップＳＤ５）。ここでペダルがオフされていると判断されると、空きチャンネル数が１８個以上であるか否かが判断される（ステップＳＤ６）。なお、空きチャンネル数は、割当テーブルにおいて、キーコードが格納されていないチャンネルを計数することにより求められる。
【００２７】
ＣＰＵ１は、ステップＳＤ６において、空きチャンネル数が１８個未満と判断した場合には、通常音チャンネルの中から解放すべきチャンネルを決定し当該チャンネルと同一組のチャンネルの解放を音源６に指示するとともに割当テーブル上の当該チャンネルに与えられたキーコードを消去する（ステップＳＤ７）。これにより、音源６がＣＰＵ１に指示されたチャンネルの楽音を急速減衰させて消音解放する。なお、割当テーブル上のチャンネル解放処理（キーコード消去）については、繰り返しを避けるために、以後、説明を省略する。
【００２８】
なお、本実施形態において、解放すべきチャンネルとは、割り当てられている通常音信号のレベル（エンベロープ値）が最も低い通常音チャンネルと同一組に属する合計４つのチャンネルであり、共鳴音を発生していない場合には通常音信号のレベルが最も低い２つの通常音チャンネルのみである。したがって、上記指示により、空きチャンネル数が４あるいは２だけ増加する。
【００２９】
通常音信号のレベルが最も低いチャンネルの決定方法は任意であり、例えば、通常音信号に割り当てられたチャンネルのうち最小のエンベロープ値を有するチャンネルと同一組に属するチャンネルを選択するようにしてもよいし、同一組に属する２つの通常音チャンネルのエンベロープ値の平均値を比較して最小のものを選択するようにしてもよい。
【００３０】
ステップＳＤ７の処理が完了すると、あるいはステップＳＤ６で空きチャンネル数が１８個以上と判断されると、キーオンに対応して発音すべき通常音に対して２つのチャンネルが左／右チャンネルとして割り当てられる（ステップＳＤ８）。具体的には、割当テーブルにおいて、割り当てられるチャンネルに対応する各項目に、当該通常音に関する情報（例えば、キーオンを示す“１”やキーコードなど）が格納されるとともに当該割り当て内容を示す割当データが音源６へ供給され、割当処理が終了する。
このように、ペダルオフ中、すなわち共鳴音が発生していない状態においては、ステップＳＤ６およびＳＤ７を設け、ステップＳＤ８の処理終了後の空きチャンネル数を１６個以上とし、既定数のチャンネルを共鳴音用に確保している。
【００３１】
ステップＳＤ５においてペダルオン中と判断された場合、すなわち共鳴音が発音されている場合には、空きチャンネル数が２個以上であるか否かが判断され（ステップＳＤ９）、２個未満である場合には、ステップＳＤ７と同様に、通常音チャンネルの中から解放すべきチャンネルを決定し当該チャンネルと同一組のチャンネルの解放を音源６に指示する（ステップＳＤ１０）。これにより、音源６がＣＰＵ１に指示されたチャンネルを消音解放し、空きチャンネル数は２個以上となる。
【００３２】
ステップＳＤ１０の処理を完了し空きチャンネル数が２個以上となると、あるいはステップＳＤ９で空きチャンネル数が２個以上と判断すると、ＣＰＵ１は、２つの空きチャンネルに通常音を割り当て（ステップＳＤ１１）、共鳴音数が７押鍵以下であるか否か、すなわち共鳴音チャンネル数が１４個以下であるか否かを判断する（ステップＳＤ１２）。
【００３３】
この判断において共鳴音チャンネルの数が１４個以下でない場合、すなわち１６個である場合には、新たな共鳴音にチャンネルを割り当てることができないので、共鳴音チャンネルの中から解放すべき２つのチャンネルを決定し当該チャンネルの解放を音源６に指示する（ステップＳＤ１３）。これにより、音源６がＣＰＵ１に指示されたチャンネルの楽音を急速減衰させて消音解放し、共鳴音を割り当て可能となる。
【００３４】
ステップＳＤ１３の処理を完了し共鳴音を割り当て可能な空きチャンネル数が２個以上となると、あるいはステップＳＤ９で共鳴音チャンネル数が１４個以下と判断すると、ＣＰＵ１は、共鳴音に２つの空きチャンネルを割り当て（ステップＳＤ１４）、割当処理を終了する。共鳴音にチャンネルを割り当てる処理は、通常音にチャンネルを割り当てる処理（ステップＳＤ８）と同様であるので、その説明を省略する。
【００３５】
［Ｆ．実施形態の効果］
以上説明したように、本発明の一実施形態によれば、共鳴音チャンネルを１６個に制限したので、通常音用に４８個のチャンネルを使用することが可能となり、従来の電子楽器に比較してより多くの最大同時発音数（２４音）を確保することができる。しかも、割り当て可能なチャンネルがない場合には、楽音信号のレベル（エンベロープ値）の低いチャンネルを消音解放するようにしたので、強制的な消音に起因した演奏者の違和感を低減することができる。
【００３６】
また、ダンパーペダルのオン／オフに関わらず共鳴音用に１６個のチャンネルを確保するとともに、比較的にレベルの高い共鳴音を強制的に消音しないようにした。すなわち、ダンパーペダルがオフの場合に、通常音の数が増えても１６個のチャンネルは空きチャンネルとして確保しておき、ペダルがその後にオンされたときに即座に共鳴音を割り当てることができるようにし、ダンパーペダルがオンの場合に、通常音の数が増えても、１６個のチャンネルは共鳴音を発音するようにしたので、楽音効果を与えるに十分な共鳴音を発音することができる。さらに、通常音チャンネルを強制的に消音解放するときには、当該チャンネルと同一組に属する共鳴音チャンネルを同時に消音解放するようにしたので、通常音が発音されていないにも関わらずその共鳴音が発音されてしまうことによる違和感の発生を確実に回避することができる。
【００３７】
なお、上述した一実施形態では、共鳴音を発生させるダンパーペダルとして、発音中の全ての通常音に対する共鳴音を発音させるペダルを例示したが、これに限らず、指定した通常音のみに対して共鳴音を発音させるようなペダルにも容易に対応可能である。
また、音源６としては、各チャンネルの用途（通常音／共鳴音）を予め設定する音源、および当該設定を必要としないマルチティンバーの音源のいずれを用いてもよい。
【００３８】
なお、マルチティンバーの音源を使用するときには、共鳴音に割り当て可能なチャンネル数を通常音に割り当てられたチャンネル数の半数とするなど、状況に応じて変化させるようにしてもよい。以下、音源６としてマルチティンバーの音源を使用し、共鳴音に割り当て可能なチャンネル数を状況に応じて変化させる変形例について説明する。
【００３９】
［Ｇ．変形例１］
図７は本発明の一実施形態による電子楽器の変形例１におけるキー処理を示すフローチャートであり、本変形例が上述した一実施形態と異なる点は、共鳴音に割り当て可能なチャンネル数を通常音に割り当てられたチャンネル数に応じて変動させる点である。ただし、共鳴音に割り当て可能なチャンネル数の下限は上述の一実施形態と同一の１６個としている。
なお、図７におけるステップＳＥ１〜ＳＥ８はそれぞれ、図６におけるステップＳＤ１〜ＳＤ８と同一の処理であるのでその説明を省略する。
【００４０】
本変形例においてＣＰＵ１は、キーオンであり、かつペダルオン中である場合には、空きチャンネル数が４個以上であるか否かを判断し（ステップＳＥ９）、４個未満である場合には、通常音チャンネル数が４８個であるか否か、すなわち共鳴音に割り当て可能なチャンネル数が１６個であるか否かを判断する（ステップＳＥ１０）。
【００４１】
通常音チャンネル数が４８個でない場合というのは、共鳴音チャンネル数が１８個以上であるということなので、このような場合には、共鳴音チャンネルのうち、共鳴音信号のレベルが最も低い２つのチャンネル（左右チャンネル）と当該チャンネルに次いでレベルが低い２つのチャンネルとの合計４チャンネルを選択し、当該４つのチャンネルの解放を音源６に指示する（ステップＳＥ１１）。これにより、音源６がＣＰＵ１に指示されたチャンネルの楽音を急速減衰させて消音解放し、空きチャンネル数は４以上となる。
【００４２】
一方、通常音に割り当てられているチャンネル数が４８個である場合というのは、共鳴音チャンネル数が１６個であるということなので、このような場合には、図６のステップＳＤ７と同様に、通常音チャンネルの中から解放すべきチャンネルを決定し当該チャンネルと同一組のチャンネルの解放を音源６に指示する（ステップＳＥ１２）。これにより、音源６がＣＰＵ１に指示されたチャンネルの楽音を急速減衰させて消音解放する。ここで、通常音が発音されていても共鳴音が発音されているとは限らないので、ＣＰＵ１は空きシャネルが４個以上であるか否かを再び判断し（ステップＳＥ１３）、空きチャンネルが４個以上となるまでステップＳＥ１２の処理を繰り返す。
【００４３】
ステップＳＥ１１の処理が完了すると、またはステップＳＥ１３において空きチャンネルが４個以上と判断されると、あるいはステップＳＥ９において空きチャンネルが４個以上と判断されると、通常音および共鳴音に４つの空きチャンネルが割り当てられる（ステップＳＥ１４）。
【００４４】
上述した変形例１によれば、押鍵数が１個〜１６個の間、全ての共鳴音を同時に発音することができる。また、押鍵数が１７個〜２３個の間、レベルが高い順に１８個以上の共鳴音を同時に発音することが可能であり、押鍵数が２４個以上となっても、レベルが高い順に１６個の共鳴音を同時に発音することができる。
【００４５】
なお、前述した一実施形態および上述した変形例１において、キーオンであり、かつペダルオン中でない場合の判断処理（図６のステップＳＤ６、図７のステップＳＥ６）の基準となるチャンネル数を２個とし、共鳴音が発生していない状態においては、空きチャンネルのある限り通常音にチャンネルを割り当てるようにし、最大同時発音数を３２音としてもよい。ただし、この場合、図５のステップＳＣ２の処理に、発音中の通常音数を２４音以下にする処理を付加する必要がある。
【００４６】
ところで、共鳴音を発生すべきタイミングは、通常音が割り当てられているチャンネルが存在する間にダンパーペダルが踏み込まれた時点（ペダルオンになった時点）と、ペダルオン中に打鍵が行われた時点（キーオンが発生した時点）である。そこで、前述した一実施形態および上述した変形例１では、ペダル処理（図５参照）において共鳴音に対するチャネルの割り当てを行うとともに、キー処理（図６および図７参照）においてペダルオン中のキーオンであるか否かを判断した後に、通常音および共鳴音の少なくとも一方に対するチャンネルの割り当てを行うようにしている。
【００４７】
このように、前述した一実施形態および上述した変形例１においては、共鳴音に対するチャンネルの割り当ては、共鳴音を発生すべきタイミングにて行われている。その理由は、チャンネルを割り当てた共鳴音を必ず即座に発音すること、すなわちチャンネルの割当処理と発音処理とを不可分な処理として捉えていることにある。ここで、チャンネルの割り当て処理と発音処理とを分離可能な、すなわち独立した処理として捉えた変形例について説明する。
【００４８】
［Ｈ．変形例２］
図８は本発明の一実施形態による電子楽器の変形例２における割り込み処理を示す図であり、図中のステップＳＨ１は図４のステップＳＢ１と同一の処理である。図８に示す割り込み処理は、単にエンベロープ値をＣＰＵ１が認識するためにのみ行われる処理ではなく、この処理では、エンベロープ値の更新後にダンパーペダルの状態（ペダルオン／オフ：ＰＤ）が変化したか否かが判断され（ステップＳＨ２）、変化した場合には、図１に点線で示された乗算器に入力する係数が１あるいは０に迅速に変化する（ステップＳＨ３）。
【００４９】
乗算器に入力する係数は、図１から明らかなように、共鳴音の音量を表しており、０〜１の実数値をとる。上記係数は、基本的には、ペダルオン中に１、その他の場合に０となる。共鳴音信号は、乗算器の係数が１の場合には乗算器を通過し、０の場合には乗算器において遮断されるので、共鳴音にチャンネルを割り当てて共鳴音信号を生成しても、乗算器の係数が０となっていれば（ダンパーペダルが踏み込まれていなければ）、共鳴音は発音されない。すなわち、共鳴音の発音の可否は、乗算器に入力される係数に依存している。本変形例２では、このことを利用し、共鳴音の発音の可否を図８に示す割り込み処理に委ねることで、ペダル処理およびキー処理の簡素化を図っている。
【００５０】
なお、係数の急激な変化はノイズの発生を招く虞があるので、１から０に係数を変化させる場合には、例えば、１，０．９,０．８，…，０．１，０というように係数を徐々に変化させるような補間処理を施している。補間処理は予め設定した１〜０の複数の離散値を降順に使用して行ってもよいし、予め設定した関数に従って係数の値を変化させて行ってもよい。なお、上述したことは０から１への変化においても同様である。
【００５１】
図９は本変形例２におけるペダル処理を示す図である。図中のステップＳＦ１，ＳＦ３〜ＳＦ５は図５のステップＳＣ１，ＳＣ３〜ＳＣ５と同一の処理であり、図９のフローチャートが図５のものと異なる点はステップＳＦ２の処理のみである。なお、図９に示すペダル処理は、ペダルがオンあるいはオフされたときに起動される処理である。
【００５２】
本図のステップＳＦ２は、ステップＳＦ１でペダルオンであると判断された場合の処理であり、ＣＰＵ１は、共鳴音の生成やチャンネルの割り当てを行わず、単に、発音中であってキーオフされているチャンネルのエンベロープレートをサスティンレートにする。なお、ここでいう「チャンネル」には、通常音チャンネルはもちろん、共鳴音チャンネルも含まれる。すなわち、チャンネルの割り当て処理は、当該ペダル処理と独立して実行されるキー処理で行われることを前提としている。また、キーオン後にダンパーペダルが踏まれた場合のエンベロープ値の更新は図８の割り込み処理により、他の場合と同様に処理される。
【００５３】
図１０は本変形例２におけるチャンネルの割当処理を示すフローチャートであり、図中の全てのステップＳＧ１〜ＳＧ４，ＳＧ９〜ＳＧ１４は、図７におけるステップＳＥ１〜ＳＥ４，ＳＥ９〜ＳＥ１４と同一の処理である。図１０に示すキー処理が図７に示す処理と大きく異なる点は、ペダルオン中であるか否かを判断せずにチャンネルの割り当てを行う点である。すなわち、本図において、図７のステップＳＥ５〜ＳＥ８に相当する処理は存在せず、ステップＳＧ１においてキーオンであると判断された場合には、ステップＳＧ９以降のチャンネルの割当処理が行われる。
【００５４】
このような構成によれば、キーオン後にペダルのオン／オフとは無関係に通常音と共鳴音とを割り当てて楽音信号の合成を開始するとともに、ペダルのオン／オフに応じて乗算器の係数を切り換えて共鳴音を出力するようにしたり出力しないようにしたりするようにしたので、前述の変形例１による効果に加えて、キー処理において、ペダルのオン／オフを判断することなくチャネルの割り当てを行うことが可能となり、処理を簡素化することができるという効果が得られる。また、キーオン時に共鳴音信号をも生成するようにしたので、例えば、キーオン後にペダルオンとなった場合の特殊処理が不要となり、音色やタッチ等に応じて異なる共鳴音のエンベロープレートの設定処理が容易となる。さらに、共鳴音のエンベロープレートの設定処理がペダルオン時に集中しないという利点がある。加えて、キーオン時から共鳴音の楽音信号の合成が開始されているため、キーオン後にペダルがオンされた場合に、キーオンからペダルオンまでの時間に応じた音量，音色の共鳴音の楽音信号が出力されることになり、好適である。
【００５５】
［Ｉ．実施形態から把握される態様］
次に、上述した実施形態から把握される実施態様を記載する。
▲１▼固定数の発音チャンネルを有する発音部を備え、該発音部を用いて通常音と該通常音に対応した共鳴音とに発音チャンネルを割り当ててこれらを発音する電子楽器において、
前記発音部による共鳴音の発音の音量を制御する音量制御手段と、
共鳴音に割り当てられている発音チャンネルの数を計数し、該計数結果が所定数以下となるよう前記発音部による共鳴音の発音を制限する割当制御手段と
を具備することを特徴とする電子楽器。
このような構成によれば、共鳴音は音量制御手段に制御された音量で発音される。音量は０とすることも可能であるので、実際に発音を行うか否かに関わらず、発音チャンネルの割り当て処理を行うことができる。
【００５６】
▲２▼固定数の発音チャンネルを有する発音部を備え、該発音部を用いて通常音と該通常音に対応した共鳴音とを発音する電子楽器において、
共鳴音の発音に使用されている発音チャンネルの数を計数し、該計数結果が所定数以下となるよう前記発音部による共鳴音の発音を制限する割当制御手段を具備し、
前記割当制御手段は、前記計数結果が所定数を超える場合には、通常音の発音に使用されている発音チャンネルと該通常音に対応した共鳴音の発音に使用されている発音チャンネルとを解放し新たな楽音の発音に使用することを特徴とする電子楽器。
このような構成によれば、通常音が発音されていないにも関わらずその共鳴音が発音されてしまうことによる違和感の発生を確実に回避することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、割当制御手段が共鳴音の発音に使用されている発音チャンネルの数を計数し、該計数結果が所定数以下となるよう発音部による共鳴音の発音を制限するので、前記所定数を発音部が有する発音チャンネルの数に比較して十分に小とすれば、通常音用の発音チャンネルの数を十分に大とすることができる。したがって、共鳴音による楽音効果を得つつ、少ないチャンネル数で、より多くの同時発音数を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の動作原理を示すブロック図である。
【図２】 本発明の一実施形態による電子楽器の構成を示す図である。
【図３】 同電子楽器のＣＰＵ１の最も基本的な処理を示すフローチャートである。
【図４】 同ＣＰＵ１が所定の時間間隔で行う割り込み処理を示すフローチャートである。
【図５】 同ＣＰＵ１によるペダル処理を簡略化して示すフローチャートである。
【図６】 同ＣＰＵ１によるキー処理を示すフローチャートである。
【図７】 本発明の一実施形態による電子楽器の変形例１におけるキー処理を示すフローチャートである。
【図８】 本発明の一実施形態による電子楽器の変形例２における割り込み処理を示すフローチャートである。
【図９】 同変形例２においてＣＰＵ１が行うペダル処理を簡略化して示すフローチャートである。
【図１０】 同ＣＰＵ１によるキー処理を示すフローチャートである。
【図１１】 従来の電子楽器における通常音と共鳴音との合成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…ＣＰＵ、２…ＲＯＭ、３…ＲＡＭ、４…鍵盤、５…パネル、６…音源、
７…サウンドシステム。
Claims (1)
- 固定数の発音チャンネルを有する発音部を備え、該発音部を用いて通常音と該通常音に対応した共鳴音とを発音する電子楽器において、
共鳴音の発音に使用されている発音チャンネルの数を計数し、該計数結果が所定数以下となるよう前記発音部による共鳴音の発音を制限する割当制御手段を具備し、
前記割当制御手段は、各発音チャンネルを使用して発音されている共鳴音の音量を監視し、前記計数結果が所定数を超える場合には、音量の小なる共鳴音の発音に使用されている発音チャンネルを解放し新たな楽音の発音に使用する
ことを特徴とする電子楽器。
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