JP4646765B2 - 楽音発生装置 - Google Patents
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Description
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、アコースティックの楽器に近い楽音を発生させることができるようにすることを目的とする。
次に、図面を参照しながら、本発明の第1の実施形態について説明する。なお、本実施形態では、楽音発生装置が電子楽器である場合を例に挙げて説明する。
図1は、電子楽器の概略構成の一例を示したブロック図である。
図1において、電子楽器100は、中央処理装置(以下、CPUと称する)1と、フラッシュメモリ2と、ランダムアクセスメモリ(以下、RAMと称する)3と、外部記憶媒体装着部4と、外部入出力用インターフェース部5と、信号バス6と、キースキャン回路7と、鍵盤8と、パネルスキャン回路9と、操作パネル10と、楽音発生部11と、波形フラッシュメモリ12と、信号処理部13と、デジタル/アナログ変換部(以下、D/A変換部と称する)14と、パワーアンプ15と、スピーカ16と、振動素子17とを有している。
鍵盤8は、複数の鍵と、それら複数の鍵の各々に対応して設けられた複数の鍵スイッチとを有している。電子楽器のユーザは、前記複数の鍵を押鍵及び離鍵して所望の演奏を行う。
(キースキャン回路)
キースキャン回路7は、鍵盤8の各鍵スイッチのスキャン処理を行うためのものである。
操作パネル10は、各種操作子や表示装置を有している。本実施形態の電子楽器では、表示装置として、例えばLCD(Liquid Crystal Display;液晶ディスプレイ)が設けられている。このLCDは、各種操作子の選択状態や設定状態等を表示する。
前記操作子として、例えば、電子楽器に電源を供給するための電源スイッチや、電子楽器の設定状態を初期値にリセットするためのリセットスイッチや、テンポや音量を設定するためのダイアルや、音色を選択するための音色選択スイッチ等が設けられている。ただし、前記操作子はこれらのものに限定されるものではないということは言うまでもない。
パネルスキャン回路9は、操作パネル10に設けられている各種操作子のスキャン処理を行うためのものである。
(CPU)
CPU1は、本実施形態の電子楽器の全体を統括制御するためのものであり、フラッシュメモリ2に格納されている制御プログラムに従って、RAM3をワークメモリとして利用しながら、例えば次のような処理を行う。
また、CPU1は、キースキャン回路7によりスキャン処理された結果を入力して、鍵の操作内容(押鍵及び離鍵)を識別する。
そして、その鍵の操作内容(鍵の押鍵及び離鍵)に基づく演奏データや、操作パネル10の操作内容に基づくデータを楽音発生部11に割り当てる処理を行う。
なお、CPU1は、前述したものの他に種々の処理を行うということは言うまでもない。
フラッシュメモリ2は、読み出し可能なメモリであり、CPU1の制御プログラムの他に、種々のデータを格納する。
RAM3は読み書きが可能なメモリであり、CPU1のプログラム実行過程において各種の必要なデータを一時的に記憶したり、編集可能なパラメータデータを記憶したりする記憶領域を有している。このRAM3の一部あるいは全部はバッテリーバックアップされており、必要なデータを、電子楽器の電源がオフにされても保持しておくことができるようにしている。
外部記憶媒体装着部4は、例えば、CD−RWドライブである。そして、CPU1は、CD−RWドライブに装着されたCD−ROMに記憶されている制御プログラムや各種データを読み出して必要な処理を行う。なお、外部記憶媒体装着部4は、CD−RWドライブに限定されず、フレキシブルディスク(FD)装置や、光磁気ディスク(MO)装置などであってもよいということは言うまでもない。
外部入出力用インターフェース部5は、外部装置との間で、演奏情報などのデータのやり取りを行うためのものである。具体的に、この外部入出力用インターフェース部5は、例えばMIDI(Musical Instrument Digital Interface)である。
波形メモリ12は、音色や音域に応じた種々の楽音波形データを記憶している。なお、本実施形態では、アコースティックのグランドピアノの上方で取得(集音)した集音データに基づく楽音波形データを波形メモリ12が記憶している。
(楽音発生部)
楽音発生部11は、前述したようにしてCPU1により割り当てられた演奏データと、操作パネル10の操作内容に基づくデータとに基づいて、波形メモリ12から必要な楽音波形データを読み出し、デジタル楽音信号を発生させる。なお、本実施形態の電子楽器100では、ステレオ信号を発生させるようにしている。したがって、楽音発生部11は、右チャネル用のデジタル楽音信号と、左チャネル用のデジタル楽音信号を発生させる。
信号処理部13は、楽音発生部11で発生されたデジタル楽音信号に対し、遅延処理、音量補正処理、周波数補正処理、位相補正処理、及び音像処理を含む処理を行う機能を有する。これらの処理は、スピーカ16や音響用振動板21から、演奏者までの距離等に基づいて行われる。また、この他に、信号処理部13は、フィルタ処理(ノイズ除去処理)や音質調整、信号レベル(ゲイン)調整等を施す機能も有する。
D/A変換部14は、信号処理部13で処理されたデジタル楽音信号をアナログ楽音信号に変換する機能を有する。
パワーアンプ15は、D/A変換部14でD/A変換されたアナログ楽音信号に対し、増幅処理を施して適当なレベルに増幅する。
(スピーカ)
スピーカ16は、パワーアンプ15で増幅されたアナログ楽音信号を可聴信号として発音するためのものである。このスピーカ16は、点音源を有し、具体的には、例えばコーンスピーカである。また、本実施形態では、図2に示すように、右チャネル用のスピーカ16aと左チャネル用のスピーカ16bとの2つのスピーカを有し、これら2つのスピーカ16a、16bは、鍵盤8よりも下方で演奏者と略正対する位置に設けられている。
振動素子17は、図2に示すように、鍵盤8よりも上方で演奏者と略正対する位置に設けられた音響用振動板21を、パワーアンプ15で増幅処理が施されたアナログ楽音信号に基づいて振動させるためのものである。具体的に振動素子17は、所謂ムービングコイルを備えて構成され、誘導性のインピーダンスを有し、電磁力の作用により音響用振動板21を振動させる。このように、本実施形態では、振動素子17による音響用振動板21の振動によって楽音を発音する面音源のスピーカが形成されている。
図3及び図4に示すように、本実施形態の電子楽器100から発音される楽音により生じる音圧勾配の分布は、2つの大きな音圧勾配を持ち、図5に示したグランドピアノから発音された楽音により生じる音圧勾配の分布に近似したものになることが分かる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
前述した第1の実施形態では、デジタル楽音信号に対し、遅延処理、音量補正処理、周波数補正処理、位相補正処理、及び音像処理を含む処理を行ってから、D/A変換を行うようにした。これに対し、本実施形態では、デジタル楽音信号に対し、D/A変換を行ってから、遅延処理、音量補正処理、周波数補正処理、位相補正処理、及び音像処理を含む処理を行うようにする。このように本実施形態と前述した第1の実施形態とは、信号処理の一部が異なるだけであるので、以下の説明において、前述した第1の実施形態と同一の部分については、図1〜図5に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
図6において、電子楽器200は、CPU1と、フラッシュメモリ2と、RAM3と、外部記憶媒体装着部4と、外部入出力用インターフェース部5と、信号バス6と、キースキャン回路7と、鍵盤8と、パネルスキャン回路9と、操作パネル10と、楽音発生部11と、波形フラッシュメモリ12と、D/A変換部61と、アナログ信号処理部62と、パワーアンプ15と、スピーカ16と、振動素子17とを有している。
D/A変換部61は、楽音発生部11で発生されたデジタル楽音信号をアナログ楽音信号に変換する機能を有する。
(アナログ信号処理部)
アナログ信号処理部62は、D/A変換部13でD/A変換されたアナログ楽音信号に対し、遅延処理、音量補正処理、周波数補正処理、位相補正処理、及び音像処理を含む処理を行う機能を有する。これらの処理は、スピーカ16や音響用振動板21から、演奏者までの距離等に基づいて行われる。また、この他に、アナログ信号処理部62は、フィルタ処理(ノイズ除去処理)や音質調整、信号レベル(ゲイン)調整等を施す機能も有する。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
前述した第1及び第2の実施形態では、スピーカ16a、16bが取り付けられる部分のみが開口しているスピーカボックスに、スピーカ16a、16bを設けるようにした。これに対し、本実施形態では、スピーカ16a、16bをバックロードホーンに設けるようにしている。このように本実施形態と前述した第1及び第2の実施形態とは、主として、スピーカ16a、16bを収容するスピーカボックスの構成が異なるだけであるので、前述した第1及び第2の実施形態と同一の部分については、図1〜図6に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
前述した第3の実施形態では、スピーカ16a、16bの背面から出る楽音を、電子楽器300の前面から発音させるためのバックロードホーン71、81を設けるようにした。これに対し、本実施形態では、スピーカボックスの中でスピーカ16から下方に楽音を発音させ、その発音させた楽音を拡散器で拡散させて電子楽器の側方に発音させるようにしている。このように、本実施形態と前述した第3の実施形態とは、主としてスピーカ16a、16bから楽音を発音させる際の構成の一部が異なるだけであるので、前述した第1〜第3の実施形態と同一の部分については、図1〜図8に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
スピーカ16a、16bから発音された楽音は、拡散器92a、92bにより拡散される。拡散器92a、92bにより拡散された楽音は、スピーカボックス91の前面及び及び後面に形成された開口部分に伝搬し、この開口部分から外部に向けて発音される。
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。
前述した第1〜第4の実施形態では、スピーカ16の放音面の振動がそのまま空気に伝わるようにして楽音を発音させるようにした。これに対し、本実施形態では、スピーカ16の放音面の振動を板材に伝搬させ、その板材の振動が空気に伝わるようにして楽音を発音させるようにしている。このように、本実施形態と前述した第1〜第4の実施形態とは、主としてスピーカ16から楽音を発音させる際の構成の一部が異なるだけであるので、前述した第1〜第4の実施形態と同一の部分については、図1〜図9に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
振動伝搬部101a〜101jは、スピーカ16の放音面で発生した振動を、下前板102の面方向に伝搬させるためのものである。振動伝搬部101aは、例えば、中空円筒状の鉄により構成される。振動伝搬部101aを構成する中空円筒状の鉄の大きさは、スピーカ16の放音面の大きさに応じて適宜決定される。一方、振動伝搬部101b〜101jは、直方体状の鉄により構成される。振動伝搬部101b〜101jを構成する直方体状の鉄の長さは、下前板102の大きさに応じて適宜決定される。
さらに、振動伝搬部101を鉄製とすれば、スピーカ16の放音面で発生した振動を、可及的に速く下前板102の全面に伝搬させることができると共に、金属の振動に基づく楽音を発生させることができるので好ましいが、振動伝搬部101は鉄製でなくてもよい。例えば、振動伝搬部101をスプルース製にしてもよい。また、下前板102も木製に限定されるものではない。なお、本実施形態では、振動伝搬部101により下前板102にスピーカ16の放音面で発生した振動を十分に伝搬させることができるので、スプルースのような高価な木材を使用せずに、ラワン材のような廉価な木材を使用しても、音質を大きく低下させずに楽音を発生させることができる。
2 フラッシュメモリ
3 RAM
4 外部記憶媒体装着部
5 外部入出力用インターフェース部
6 信号バス
7 キースキャン回路
8 鍵盤
9 パネルスキャン回路
10 操作パネル
11 楽音発生部
12 波形メモリ
13 信号処理部
14、61 D/A変換部
15 パワーアンプ
16 スピーカ
17 振動素子
21 音響用振動板
62 アナログ信号処理部
71、81 バックロードホーン
92 拡散器
101 振動伝搬部
102 下前板
Claims (4)
- 演奏を行うために演奏者により操作される演奏操作子と、
前記演奏操作子よりも上方に設けられ、面音源を備えた面音源スピーカと、
前記演奏操作子よりも下方に設けられ、点音源を備えた点音源スピーカと、
前記点音源スピーカの放音面と対向する位置に設けられ、前記点音源スピーカの放音面よりも大きな面積を有する第1の音響用振動板と、
前記点音源スピーカの放音面と、前記第1の音響用振動板との間に設けられ、前記点音源スピーカにより発生された振動を前記第1の音響用振動板の面方向に伝搬させるための振動伝搬部とを有し、
前記面音源スピーカは、前記演奏操作子よりも上方に設けられた第2の音響用振動板と、
前記第2の音響用振動板に取り付けられ、前記第2の音響用振動板を楽音信号に基づいて振動させるための振動素子とを有することを特徴とする楽音発生装置。 - 前記振動素子が取り付けられた前記第2の音響用振動板に連結している部分に、前記第2の音響用振動板により発生された振動を伝搬させるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の楽音発生装置。
- 前記演奏操作子の操作に基づくデジタル楽音信号を出力する楽音信号発生手段と、
前記楽音信号発生手段により出力されたデジタル楽音信号に対して、発生すべき楽音信号の遅延、位相、周波数、音量、及び音像の少なくとも何れか1つを補正する処理を含む処理を行う信号処理手段と、
前記信号処理手段により処理されたデジタル楽音信号をアナログ楽音信号に変換する変換手段と、
前記変換手段により変換されたアナログ楽音信号を増幅する増幅手段とを有し、
前記振動素子は、前記増幅手段により増幅されたアナログ楽音信号に基づいて、前記第2の音響用振動板を振動させることを特徴とする請求項1又は2に記載の楽音発生装置。 - 前記演奏操作子の操作に基づくデジタル楽音信号を出力する楽音信号発生手段と、
前記楽音信号発生手段により出力されたデジタル楽音信号をアナログ楽音信号に変換する変換手段と、
前記変換手段により変換されたアナログ楽音信号に対して、発生すべき楽音信号の遅延、位相、周波数、音量、及び音像の少なくとも何れか1つを補正する処理を含む処理を行う信号処理手段と、
前記信号処理手段により処理されたアナログ楽音信号を増幅する増幅手段とを有し、
前記振動素子は、前記増幅手段により増幅されたアナログ楽音信号に基づいて、前記第2の音響用振動板を振動させることを特徴とする請求項1又は2に記載の楽音発生装置。
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