JPH03174590A

JPH03174590A - 電子楽器

Info

Publication number: JPH03174590A
Application number: JP1314818A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Nagashima; 洋一長嶋
Original assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kawai Musical Instrument Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1989-12-04
Filing date: 1989-12-04
Publication date: 1991-07-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は、直接音とともに間接音も発音するような電子
楽器に関するものであり、特に、直接打鍵された弦の振
動による直接音とともに、他の多くの弦の共鳴およびノ
イズ的衝撃音および残響音および弦とハンマーとの接触
等の、直接音以外の共鳴音によって全体の音響が決定さ
れるアコースティックピアノのような、複雑な楽音と微
妙なニュアンスを持つ電子楽器に関する。

［従来技術と問題点］従来、電子楽器においては、減算方式やサイン合成方式
やＰＣＭ録音方式等の各種方式による複数個の音源回路
を持つものが実現されている。これは鍵盤操作によって
発音すべき音程が指定されると、個々の音源回路がこれ
に該当する楽音信号を発生させるようにしている。特に
効率化のために、鍵盤数よりも少ない数の音源回路から
溝底され、この音源回路への発音の割り当てを管理する
ような方法が数多く提案されてきた。

このような電子楽器において、打楽器や管楽器のような
単音楽器の楽音を発生する場合には、特に自然楽器音を
ディジタル的にサンプリングした楽きデータをメモリ領
域に格納し、これを音程に従った速度で読み出すという
サンプリング音源方式によって、原音を忠実に模倣する
ような楽器が多く実現されてきた。

しかし、このような電子楽器の進歩にもかかわらず、特
にアコースティックピアノ音などの場合、実際の音楽演
奏に近いような複数鍵の同時演奏やペダル使用を伴う演
奏形態において、実際のピアノの発生する豊富で複雑な
音響とは程遠い、平板な中音の重なりしか発音できず、
音楽的表現の媒体である楽器としては著しく貧弱なもの
でしかなかった。

この原因としては、一つはアコースティックピアノの場
合、各鍵盤に対応する弦が個々の打鍵時に振動する音響
ばかりでなく、打鍵されていない弦も駒や響板を介して
複雑に共鳴しているからである。また、もう一つはダン
パーペダル・ソフトペダル等のペダル操作によって、弦
とハンマー先端のフェルトとの接触状態を微妙に変えら
れるからである。さらに、もう一つは弦の剛体振動ばか
りてなく、打弦の瞬間のノイズ的な衝撃音も、響板や他
の弦に残響音として共鳴して、これが楽器音の個性とし
て作用しているからである。ピアノ音楽の作曲家および
ピアノ演奏家は、これらピアノの微妙な表現力を最大限
に駆使して音楽に取り組んでいるの対して、この部分を
考慮していない従来の電子楽器のピアノ系音色との隔た
りは非常に大きかった。

一方、サンプリング方式の電子楽器の表現力向上の点で
は、サンプリングされた楽音データを記憶するメモリ素
子の大容量化と低価格化に（”Ｆい、ぎ域に対応した複
数の楽音データを切り替えたり、演奏のタッチに対応し
た複数の楽音データを切り替えたりする電子楽器が提案
されてきた。たとえばある音色について、音域を１６分
割、タッチ対応を８分割して、それぞれの組合せに対応
する楽音データを別個にサンプリングして記憶すれば、
平板なサンプリング方式電子楽器の表現力が格段に向上
する。この場合、音域やタッチによって変化しない単一
音色の１２８倍の容量のメモリを必要とするが、この表
現力向上はメモリ増大に伴う大規模化や複雑化にも見合
うものであった。

そこでこの方式の延長として、上述のアコースティック
ピアノの各種の共鳴状態のそれぞれに対して、複数の楽
音データを別個のテーブルメモリに用意して記憶する方
法も考えられる。しかし、ある１鍵の打鍵時にもう片方
の手が２本の指で鍵盤を押さえている組合せだけで１０
００種類以上あり、人間の指がピアノの鍵盤を単純に押
さえるだけでこの士数倍の組合せとなる。さらにダンパ
ーペダルを踏み込む深さによるハンマーとの接触状態や
、ソフトペダルを踏み込む深さによるハンマー位置の変
化をそれぞれ十段階程度に近似して、そこに押鍵時の打
鍵速度による変化を百段階程度、離鍵時のハンマー開放
速度や鍵盤保持による倍音吸収の変化を十段階程度に近
似すると、単一状態の１音色の楽音データの１０億倍程
度は必要となる。これは、音楽的に十分なニュアンスを
表現できる方法ではあるが、必要となるメモリ容量とし
ては、現実的には実現困難である。

［発明が解決しようとする課題］本発明は上記のような点に鑑みてなされたもので、鍵盤
で演奏された音程とともに、弦同志の共振や衝撃音や残
響音などの共鳴音の効果に相当した他の音程の楽音の発
生も伴うような、複雑な構成の楽音を全体として発生し
、同時にピアノのペダル効果に相当した微妙なニュアン
スも併せて反映できるようにしたものであり、アコース
ティックピアノのような表現力をもった電子楽器を実現
するばかりでなく、ピアノを越えた多様な可能性を持っ
た音楽性豊かな電子楽器を提供するものである。

［課題を解決するための手段Ｊ上記目的を達成するために、本発明においては、押鍵離
鍵情報検出回路と、ペダル情報検出回路と、直接音情報
発生回路と、共鳴音情報発生回路と、複数個の音源回路
と、音源制御回路とによって構成され、演奏された鍵に
対応した楽音信号を発生するとともに、演奏された鍵と
は別の部分の共鳴音の効果に対応した楽音信号を発生す
るようにしたものである。

［作用］これにより、楽音の放音指示に応じた直接音ばかりでな
く、放音指示とは別の鍵に相当する部分の共鳴音もあわ
せて鳴らすことができ、直接音と共鳴音との相乗効果に
よる、より繊細な音楽的表現を実現できるものである。

［実施例］以下、本発明の実施例を図面とともに詳細に説明する。

第１図は、本発明による電子楽器の構成を説明するため
の構成概念図であり、１は鍵盤、２はペダル、３は外部
通信回路、４はシステム制御回路、５は音源回路、６は
サウンドシステムである。

すなわち、第１図において、楽器全体の動作はシステム
制御回路４によって制御される。システム制御回路４は
、鍵盤１からの鍵盤演奏情報およびペダル２からのペダ
ル演奏情報および外部通信回路３からの演奏情報に基づ
き、電子楽器としての所定の処理操作を実行する。ここ
で鍵盤ｌによる演奏情報としては、個々の鍵盤の押鍵・
離鍵の状態変化のタイミング情報や、個々の音程の押鍵
時の速度または加速度または押鍵後の圧力の情報や、個
々の音程の離鍵時の速度または加速度またはわずかに沈
み込みを残した保持状態についての情報などがある。

またペダル２による演奏情報としては、ダンパーペダル
・ソフトペダル・ソステヌートペダル等に相当するよう
な複数のペダルについて、個々のペダルの押し下げ・引
き上げの状態変化のタイミング情報や、個々のペダルの
押し下げ時の速度または加速度または押し下げ後の圧力
の情報や、個々のペダルの引き上げ時の速度または加速
度またわずかに踏み込みを残した保持状態についての情
報などがある。

また外部通信回路３による演奏情報としてＭＩＤＩ（ミ
ュージカルインスツルメンツディジタルインターフェー
ス）規格を例にとると、各音程の発音開始・停止の状態
変化のタイミング情報や、音程の変化情報または押鍵時
の速度情報または押鍵時の圧力情報または離鍵時の速度
情報または各ペダルのすンオフ情報などがある。さらに
独自の通信規格として、吹奏楽器の息づかいに相当する
情報・擦弦楽器の弓づかいに相当する情報・撥弦楽器の
ミューティングに関する情報・周囲の残響状態に関連す
る情報などを規定して転送される。

楽音の発生にあたってはシステム制御回路４から音源回
路５に、演奏状態に対応した所定のＯＮ・ＯＦＦ情報お
よびピッチ情報および音色情報等が供給される。音源回
路５で発生された楽音信号はアンプ・スピーカーを含む
サウンドシステム６で音響に変換され、楽器音として発
生される。ここで音源回路５としては、ディジタル的に
時分割演算を実行するような楽音信号発生回路として、
サイン合成方式・サンプリング方式などの音源方式が採
用される。特に本発明にかかる電子楽器の音源回路とし
ては、１音の楽音信号を発生するために複数の音源チャ
ンネルを使用するので、同時発音数の２倍以上のチャン
ネル数を持っている音源回路であることが望ましい。例
えば、同時発音数が１０なら、チャンネル数は２０．３
０・・・がよい。

第２図は、第１図に示す構成概念図のシステム制御回路
４に相当する一つの実施例の構成図である。ここで１１
は鍵盤状態検出回路、１２はペダル状態検出回路、１３
は外部通信制御回路、１４は押鍵離鍵情報検出回路、１
５はペダル情報検出回路、１６は直接音情報発生回路、
１７は共鳴音情報発生回路、１８は音源制御回路である
。

すなわち、第２図の例においては、鍵盤状態検出回路１
１は、鍵盤１の情報を得るための制御信号を供給して鍵
盤状態に関係する情報を検出し、押鍵離鍵情報検出回路
１４に供給する。ペダル状態検出回路１２は、ペダル２
の情報を得るための制御信号を供給してペダル状態に関
係する情報を検出し、ペダル情報検出回路１５に供給す
る。外部通信制御回路１３は、外部通信回路３から鍵盤
状態に関係する情報を検出し、押鍵離鍵情報検出回路１
４に供給するとともに、外部通信回路３からペダル状態
に関係する情報を検出し、ペダル情報検出回路１５に供
給する。

押鍵離鍵情報検出回路１４は、鍵盤状態検出回路１１お
よび外部通信制御回路１３からの鍵盤状態に関する情報
を統合して押鍵離鍵情報とする。

ペダル情報検出回路１５は、ペダル状態検出回路１２お
よび外部通信制御回路１３からのペダル状態に関する情
報を統合してペダル情報とする。直接音情報発生回路１
６は、押鍵離鍵情報検出回路１４からの出力信号および
ペダル情報検出回路１５からの出力信号を人力として、
後述する所定の動作によって直接音に関、する音源制御
情報を発生し、音源制御回路１８に供給する。共鳴音情
報発生回路１７は、押鍵離鍵情報検出回路１４からの出
力信号およびペダル情報検出回路１５からの出力信号を
入力として、後述する所定の動作によって共鳴音に関す
る音源制御情報を発生し、音源制御回路１８に供給する
。

音源制御回路１８は、直接音情報発生回路１６および共
鳴音音情報発生回路１７からの出力信号に対応して、音
源回路５への発音チャンネルの割り当てを制御するとと
もに、各音源チャンネルに供給される楽音パラメーター
として、０Ｎ１０ＦＦ情報・音程・音色・エンベロープ
等の設定を行なう。また、もし音源回路５の発音チャン
ネル数を越えるような演奏状態が発生した場合には、必
要に応じて外部通信回路１３に所定の信号を供給するこ
とで、あふれた発音情報を外部拡張によって実現させる
。

ここで鍵盤状態検出回路１１の具体的な構成と動作の一
例を説明すると、鍵盤１の６鍵ごとに設けられたスイッ
チを順次走査して検出するような回路、または走査検出
のプログラムによって動作するＣＰＵ回路によって、ど
の鍵盤が演奏されたか、という音程情報および押鍵・離
鍵のタイミング情報を得ることができる。また鍵盤１の
６鍵ごとに、鍵盤の沈み込みの初期と末期に時間差をも
ってオンオフするような２個１組のスイッチを設けて、
これを順次走査しながらその時間差を検出するような回
路、または走査・時間差検出のプログラムによって動作
するＣＰＵ回路によって、各鍵盤が演奏される押鍵速度
情報および離鍵速度情報を得ることができる。また鍵盤
１の６鍵ごとに、鍵盤の沈み込みの初期と中期と末期に
時間差をもってオンオフするような３個１組のスイッチ
を設けて、これを順次走査しながらその時間差を検出す
るような回路、または走査・時間差検出のプログラムに
よって動作するＣＰＵ回路によって、第１の接点から第
２の接点までの第１速度と、第２の接点から第３の接点
までの第２速度とを検出し、その変化率から各鍵盤が演
奏される押鍵加速度情報および離鍵加速度情報を得るこ
とができる。また鍵盤１の６鍵ごとに、鍵盤の沈み込み
具合いに応ｅたアナログ量を出力するロードセルや歪ゲ
ージ等のセンサを設けて、これを順次走査しなからＡ／
Ｄ変換してその沈み込み保持量を検出するような回路、
または走査・Ａ／Ｄ変換検出のプログラムによって動作
するＣＰＵ回路によって、各鍵盤が演奏されて保持され
ている鍵盤沈み込み情報を得ることができる。また鍵盤
１の６鍵ごとに、鍵盤の沈み込み位置からさらに押し込
まれた圧力に応じたアナログ量を出力する感圧ゴムや圧
電素子等のセンサを設けて、これを順次走査しながらＡ
／Ｄ変換してその圧力を検出するような回路、または走
査・Ａ／Ｄ変換検出のプログラムによって動作するＣＰ
Ｕ回路によって、各鍵盤が演奏されて押し込まれた鍵盤
圧力情報を得ることができる。これらの鍵盤状態情報は
、定期的に検出しながら全ての情報を押８Ｍ鍵情報検出
回路１４に供給することもできるが、前の検出状態から
変化があった部分のみを押鍵離鍵情報検出回路１４に供
給することで、全体の処理効率を向上させることができ
る。また、鍵盤状態情報は所定のメモリに格納しておき
、押鍵離鍵情報検出回路１４が必要な情報を必要な時に
このメモリから呼び出す、というような情報供給形態も
ある。

次にペダル状態検出回路１２の具体的な構成と動作の一
例を説明すると、ペダル２のそれぞれに設けられたスイ
ッチを順次走査して検出するような回路、または走査検
出のプｂグラムによって動作するＣＰＵ回路によって、
どのペダルが演奏されたか、という情報および踏み込み
・解放のタイミング情報を得ることができる。またペダ
ル２それぞれに、ペダルの沈み込みの初期と末期に時間
差をもってオンオフするような２個１組のスイッチを設
けて、これを順次走査しながらその晴間差を検出するよ
うな回路、または走査・時間差検出のプログラムによっ
て動作するＣＰＵ回路によって、各ペダルの踏み込み速
度情報および解放速度情報を得ることができる。またペ
ダル２のそれぞれに、ペダルの沈み込みの初期と中期と
末期に時開蓋をもってオンオフするような３個１組のス
イッチを設けて、これを順次走査しながらその時間差を
検出するような回路、または走査・時間差検出のプログ
ラムによって動作するＣＰＵ回路によって、第１の接点
から第２の接点までの第１速度と、第２の接点から第３
の接点までの第２速度とを検出し、その変化率から各ペ
ダルの踏み込み加速度情報および解放加速度情報を得る
ことができる。またペダル２のそれぞれに、ペダルの沈
み込み具合いに応したアナログ量を出力するロードセル
や歪ゲージ等のセンサを設けて、これを順次走査しなが
らＡ／Ｄ変換してその沈み込み保持量を検出するような
回路、または走査・Ａ／Ｄ変換検出のプログラムによっ
て動作するＣＰＵ回路によって、各ペダルの踏み込み保
持情報を得ることができる。またペダル２のそれぞれに
、ペダルの沈み込み位置からさらに押し込まれた圧力に
応じたアナログ量を出力する感圧ゴムや圧電素子等のセ
ンサを設けて、これを順次走査しながらＡ／Ｄ変換して
その圧力を検出するような回路、または走査・Ａ／Ｄ変
換検出のプログラムによって動作するＣＰＵ回路によっ
て、実際のピアノを越えた表現要素として、各ペダルの
踏み込み圧力情報を得ることができる。これらのペダル
状態情報は、定期的に検出しながら全ての情報をペダル
情報検出回路１５に供給することもできるが、前の検出
状態から変化があった部分のみをペダル情報検出回路１
５に供給することで、全体の処理効率を向上させること
ができる。また、ペダル状態情報は所定のメモリに格納
しておき、ペダル情報検出回路１５が必要な情報を必要
な時にこのメモリから呼び出す、というような情報供給
形態もある。

次に外部通信制御回路１３の具体的な構成と動作の一例
を説明すると、ＭＩＤＩ規格のシリアル通信ボートによ
って演奏情報を受信し、その中から鍵盤の演奏に対応し
た情報として、押鍵・離鍵・押鍵速度・離鍵速度・押鍵
圧力・離鍵圧力などの情報を抽出して、押鍵離鍵情報検
出回路１４に供給する。またＭＩＤＩの演奏情報の中か
らペダルの演奏に対応した情報として、各ペダルのオン
オフ情報を抽出して、ペダル情報検出回路１５に供給す
る。ＭＩＤＩ以外のまた別の一例としては、ＭＩＤＩよ
りも高速な光ファイバによるシリアル通信フォーマット
を規定して、ここではさらに鍵盤の押鍵加速度・離鍵加
速度・鍵盤保持状態などの鍵盤情報を人力して、押鍵離
鍵情報検出回路１４に供給する。またペダルの演奏に対
応した情報として、各ペダルの踏み込み速度・解放速度
・踏み込み加速度・解放加速度・踏み込み保持量・踏み
込み圧力等の情報を抽出して、ペダル情報検出回路１５
に供給する。

次に押鍵離鍵情報検出回路１４の具体的な構成と動作の
一例を説明すると、以下に示すような処理を行なうプロ
グラムによって動作するＣＰＵ回路により構成できる。

ここでは、鍵盤状態検出回路１１からの鍵盤演奏情報を
記憶する第１のテーブルメモリと、外部通信制御回路１
３からの鍵盤演奏情報を記憶する第２のテーブルメモリ
とを持ち、この２つのテーブルを参照して、相互に矛盾
しないような情報として再構成するものである。

すなわち、ある鍵盤の状態が一方ではオン中でありなが
らもう一方でオフのイベントが発生した、というような
場合には、このオフイベント情報を実際には出力せずに
、オン中であるという状態を優先させる、といった調停
処理を行なう。これによって、実際に鍵盤で演奏してい
る音がＭＩＤＩからの信号のために途切れる、といった
音楽的でない障害を回避しながら、鍵盤演奏とＭＩＤＩ
からの情報による演奏とを合奏することができる。

次にペダル情報検出回路１５の具体的な構成と動作の一
例を説明すると、以下に示すような処理を行なうプログ
ラムによって動作するＣＰＵ回路によす構成できる。こ
こでは、ペダル状態検出回路１２からのペダル演奏情報
を記憶する第１のテーブルメモリと、外部通信制御回路
１３からのペダル演奏情報を記憶する第２のテーブルメ
モリとを持ち、この２つのテーブルを参照して、）自互
に矛盾しないような情報として再構成するものである。

すなわち、あるペダルの状態が一方ではオン中でありな
がらもう一方でオフのイベントが発生した、というよう
な場合には、このオフイベント情報を実際には出力せず
に、オン中であるという状態を優先させる、といった調
停処理を行なう。

これによって、実際にペダルで演奏している音がＭＩＤ
Ｉからの信号のために途切れる、といったき楽器でない
障害を回避しながら、ペダルによる演奏とＭＩＤＩから
の情報による演奏とを合奏することができる。

なお、ここではシステム制御回路４について、各部を独
立の回路ブロックとして構成しているが、それぞれに対
応する機能を単一ないし複数のマイクロプロセッサのプ
ログラムとしてソフトウェア的に構成し、全体として同
様の動作を実現することも容易である。

第３図は、第２図に示す直接音情報発生回路１６の具体
的構成を示し、本発明にかかる電子楽器の音源制御シス
テムの動作を説明するための一つの実施例の構成図であ
る。ここで２１はオンイベント検出回路、２２はオン加
速度検出回路、２３はオン圧力検出回路、２４はダンパ
ーイベント検出回路、２５はダンパー圧力検出回路、２
６はソフト保持量検出回路、２７は直接音状態判定回路
、２８はノート状態テーブルメモリ、２つはＲＯＭ。

３０はＲＡＭである。

すなわち、第３図の例においては、ある音程の鍵盤のオ
ンイベントに相当する処理に関する部分の動作を説明す
るものである。押鍵離鍵情報検出回路１４からの出力信
号すなわち押鍵離鍵情報は、オンイベント検出回路２１
、オン加速度検出回路２２およびオン圧力検出回路２３
へ供給される。

一方この時点でのペダル情報検出回路１５からの出力信
号すなわちペダル情報は、ダンパーイベント検出回路２
４、ダンパー圧力検出回路２５およびソフト保持量検出
回路２６へ供給される。

ここでオンイベント検出回路２１においては、以前にオ
フ状態であった音程の発音状態がオン状態に変化したと
いう情報と、その音高に関する情報が検出され、直接音
状態判定回路２７に供給される。またオン加速度検出回
路２２においては、ＭＩＤＩ規格で定義されているベロ
シティ−情報よりもさらに高次な情報として、鍵盤の移
動速度の初速と終速から抽出される加速度情報が検出さ
れ、直接音状態判定回路２７に供給される。これはピア
ノ発音という物理的現象において、加速度に比例する力
とハンマーの接触時間との積である力積が運動量変化と
して打弦の撃力に相当するという解釈に立つと、音源パ
ラメーターに反映されるべき重要な要因となる。

またオン圧力検出回路２３においては、ＭＩＤＩ規格の
ポリフォニックプレッシャーに相当する、鍵盤ごとに別
個の圧力情報が検出され、直接音状態判定回路２７に供
給される。これはアコースティックピアノには表現不可
能なパラメーターであるが、実際のピアニス″トの鍵盤
操作においてはあたかもこの圧力情報を込めたような所
作も多くみられており、新たな概念による音楽性の豊か
な楽器として、このような演奏情報にも文・Ｉ応したよ
うな表現の可能性には重要な意味が見いだせる。

またダンパーイベント検出回路２４においては、ダンパ
ーペダルの状態がオン状態かオフ状態かという情報と、
特に急激にオフにした場合のノイズを伴う特別な演奏効
果に対応するための情報が検出され、直接音状態判定回
路２７に供給される。

またダンパー圧力検出回路２５においては、ＭＩＤＩ規
格のダンパー情報を越える概念として、ペダルを踏み込
んだ上での圧力を検出するセンサ出力情報が検出され、
直接音状態判定回路２７に供給される。これはアコース
ティックピアノには表現不可能なパラメーターであるが
、実際のピアニストのペダル操作においてはあたかもこ
の圧力情報を込めたような所作も多くみられており、こ
のような演奏情報にも対応したような表現の可能性には
重要な意味が見いだせる。

またソフト保持量検出回路２６においては、ソフトペダ
ルをある深さの踏み込み量に保っている演奏状態に対応
するペダル情報が検出され、直接き状態判定回路２７に
供給される。グランドピアノの場合、この情報はハンマ
ー先端のフェルトが弦と衝突する部分が微妙にスライド
してフェルトの硬さが変化する部分に相当しており、音
量のダイナミクスというよりも打弦時の高次倍音構成と
いう音色の面で非常に影響が大きく、ピアノという楽器
の最も繊細な表現力の一領域となっている部分である。

また直接音状態判定回路２７においては、以上述べたよ
うな各種の演奏情報を人力として、後述するような動作
によって、個々の情報の組合せから所定の楽音発也情報
を判定・選択して、音源制御回路１８へと供給する。こ
の具体的構成としては、あらゆる楽音情報パラメーター
の組合せを用意した判定テーブルメモリを参照する方式
、この部分に専用のマイクロプロセッサを持って各楽音
情報パラメーターの代表値から外挿・補間する方式、ニ
ューロプロセッサによって適正な判定・選択処理を学習
していく方式、ファジィプロセッサによって重み・曖昧
さを勘案した判定・選択処理を行なう方式などがある。

これらの方法によって、直接音として楽音発生すべき情
報が選択されると、音源制御回路１８においては、音源
回路５の発音チャンネルへの割り当て処理を行い、発音
チャンネル数の限界を越える場合には、あふれた楽音情
報として第２図の外部通信制御回路１３から出力するよ
うに要求する。また音源制御回路１８おいては、楽音情
報から音源回路５が必要とする楽音パラメーターとして
、波形選択データ・エンベロープ選択データ・エンベロ
ープパラメーター・ベロシティ−データ・周波数ナンバ
データ等を用意する。

またノート状態テーブルメモリ２８においては、直接音
状態判定回路２７からの情報として、個々の音程のオン
状態またはオフ状態を参照テーブルとして保持する。こ
れは、ダンパーペダルが踏み込まれた状態で鍵盤を離し
ても発音が持続したり、ソステヌートペダルによってオ
ン状態にある鍵盤だけをダンパーオン状態に設定する、
というグランドピアノのペダル機構を電子楽器として模
倣するための動作とともに、後述する共鳴音の効果に対
応した楽音信号発生動作においても参照されるものであ
る。

上記直接音状態判定回路２７は、ＣＰＵ、バッファ、ラ
ッチにより構成され、ＲＯＭ２９の記憶プログラムに基
づき各種処理を行い、ＲＡＭ３０に各種データが記憶さ
れる。

なお、ここでは直接音情報発生回路１６について、各部
を独立の回路ブロックとして構成しているが、それぞれ
に対応する機能を単一ないし複数のマイクロプロセッサ
のプログラムとしてソフトウェア的に構成し、全体とし
て同様の動作を実現することも容易である。

第４図は、第２図に示す直接音情報発生回路１６の具体
的構成を示し、本発明にかかる電子楽器の音源制御シス
テムの動作を説明するための別の実施例の構成図である
。ここで３１はオフイベント検出回路、３２はオフ速度
検出回路、３３はオフ保持ｆｆｉ検出回路、２４はダン
パーイベント検出回路、３４はソステヌートイベント検
出回路、２７は直接音状態判定回路、２８はノート状態
テーブルメモリ、２つはＲＯＭ、３０はＲＡＭである。

すなわち、第４図の例においては、ある音程の鍵盤のオ
フイベントに相当する処理に関する部分の動作を説明す
るものである。押鍵離鍵情報検出回路１４からの出力信
号すなわち押鍵離鍵情報は、オフイベント検出回路３１
、オフ速度検出回路３２およびオフ保持量検出回路３３
へ供給される。

一方この時点でのペダル情報検出回路１５からの出力信
号すなわちペダル情報は、ダンパーイベント検出回路２
４およびソステヌートイベント検出回路３４へ供給され
る。

ここでオフイベント検出回路３１においては、以前にオ
ン状態であった音程の発音状態がオフ状態に変化したと
いう情報と、その音程に関する情報が検出され、直接音
状態判定回路２７に供給される。またオフ速度検出回路
３２においては、ＭＩＤＩ規格で定義されているオフベ
ロシティ−情報に相当するような、鍵盤の移動速度から
抽出される離鍵速度情報が検出され、直接音状態判定回
路２７に供給される。これはピアノ発音という物理的現
象において、振動する弦にダンパーのフェルトが接触し
て高次の倍音から吸収されて減衰する時間を規定すると
いう、ピアノの音色を特徴づける音源パラメーターとし
て重要な要因である。

またオフ保持量検出回路２３においては、ＭＩＤＩ規格
では表現できない音楽的情報として、離鍵の際に鍵盤か
らすぐさま指を離すのでなく、非常にわずかに鍵盤を沈
み込ませた状態で保持する、という高度な演奏形態にお
ける音楽家の表現要求に対応するためのものである。こ
れは具体的な音源パラメーターとしては、弦振動の高次
の倍音をきわめてゆっくりと減衰させたり、残響に関す
る成分の減衰を遅らせて余韻を強調したりするもので、
このような演奏情報に対応したような表現の可能性には
重要な意味が見いだせる。

またソステヌートイベント検出回路３４においては、グ
ランドピアノのソステヌートペダルに相当するようなペ
ダルによる演奏情報が検出され、直接音状態−判定回路
２７に供給される。

また直接音状態判定回路２７においては、以上述べたよ
うな各種の演奏情報を入力として、後述するような動作
によって、個々の情報の組合せから所定の消音処理情報
を判定・選択して、音源制御回路１８へと供給する。こ
の具体的構成としては、あらゆる楽音情報パラメーター
の組合せを用意した判定テーブルメモリを参照する方式
、この部分に専用のマイクロプロセッサを持って各楽音
情報パラメーターの代表値から外挿・補間する方式、ニ
ューロプロセッサによって適正な判定・選択処理を学習
していく方式、ファジィプロセッサによって重み・曖昧
さを勘案した判定・選択処理を行なう方式などがある。

これらの方法によって、直接音として消音処理すべき情
報が選択されると、き源制御回路１８においては、音源
回路５の発音チャンネル数アサイメントメモリの参照が
行なわれ、発音チャンネル数の限界を越えたためにあふ
れた楽音情報として第２図の外部通信制御回路１３から
出力していた楽音に対応するものであれば、同し経路か
ら消音情報を送信するように要求する。

また音源制御回路１８おいては、楽音情報から音源回路
５が必要とする楽音パラメーターとして、楽音の消音フ
ェーズにおける波形選択データ・エンベロープ選択デー
タ・エンベロープパラメーター・ベロシティ−データ・
周波数ナンバデータ等を用意する。

他の構成は、動作は第３図と同じである。

第５図は、第２図に示す共鳴音情報発生回路１７の具体
的構成を示し、本発明にかかる電子楽器の音源制御シス
テムの動作を説明するための一つの実施例の構成図であ
る。ここで２１はオンイベント検出回路、２３はオン圧
力検出回路、３３はオフ保持量検出回路、２４はダンパ
ーイベント検出回路、４１はダンパー保持量検出回路、
４２は共鳴音状態判定回路、２８はノート状態テーブル
メモリ、４３はＲＯＭ、４４はＲＡＭである。

すなわち、第５図の例においては、たとえばアコーステ
ィックピアノのように、ある音程の鍵盤のオンイベント
に対応した、それ以外の音程の弦および響板による、共
振・反響・残響といった共鳴音の発音に相当した処理に
関する部分の動作を説明するものである。押鍵離鍵情報
検出回路１４からの出力信号すなわち押鍵離鍵情報は、
オンイベント検出回路２１、オン圧力検出回路２３およ
びオフ保持量検出回路３３への情報が供給される。

一方この時点でのペダル情報検出回路１５からの出力信
号すなわちペダル情報は、ダンパーイベント検出回路２
４およびダンパー保持量検出回路４１へ供給される。

ここでオンイベント検出回路２１においては、発音状態
がオン状態に変化したという直接音の音程に関する情報
とともに、その時点でオン状態にある他の鍵盤に関する
情報が検出され、共鳴音状態判定回路４２に供給される
。

またオン圧力検出回路２３においては、直接音の音程以
外の鍵盤に関して、ＭＩＤＩ規格のポリフォニックプレ
ッシャーに相当する、鍵盤ごとに別個の圧力情報が検出
され、共鳴音状態判定回路４２に供給される。これはア
コースティックピアノｊこは表現不可能なパラメーター
であるが、すでに押鍵されて保持されている鍵盤の音程
の弦に直接音が共鳴する効果がこの押鍵圧力によって変
化するとすれば、その音楽的な可能性は新規なものであ
り、このような演奏情報にも対応したような表現の可能
性には重要な意味が見いだせる。

またオフ保持量検出回路２３においては、ＭＩＤＩ規格
では表現できない音楽的情報として、離鍵の際に鍵盤か
らすぐさま指を離すのでなく、非常にわずかに鍵盤を沈
み込ませた状態で保持するという高度な演奏形態に対応
して、具体的な音源パラメーターとしては、直接音に対
応した共鳴音の強度ばかりでなく、共鳴音の倍音構成を
変化させて表現の幅を持たせることで、さらに表現の可
能性を向上させるような方法が考えられる。

またダンパーイベント検出回路２４においては、ダンパ
ーペダルの状態がオン状態かオフ状態かという情報と、
特に急激にオフにした場合のノイズを伴う特別な演奏効
果に対応するための情報が検出され、共鳴音状態判定回
路４２に供給される。

またダンパー保持量検出回路４１においては、ダンパー
ペダルを途中の深さに踏み込んで保持したような、いわ
ゆるハーフペダルの奏法という高度な演奏形態に対応し
て、具体的な音源パラメーターとしては、直接音に対応
して発生する他の全ての共鳴音について、その強度ばか
りでなく、共鳴音の倍音構成を変化させて表現の幅を持
たせることで、さらに表現の可能性を向上させるような
方法が考えられる。

また共鳴音状態判定回路４２においては、以上述べたよ
うな各種の演奏情報を人力として、後述するような動作
によって、個々の情報の組合せから所定の共鳴音発生情
報を判定・選択して、音源制御回路１８へと供給する。

この具体的構成としては、あらゆる共鳴音情報パラメー
ターの組合せを用意した判定テーブルメモリを参照する
方式、この５部分に専用のマイクロプロセッサを持って
各共鳴音情報パラメーターの代表値から外挿・補間する
方式、ニューロプロセッサによって適正な推量・選択処
理を学習していく方式、ファジィプロセッサによって重
み・曖昧さを勘案した判定・選択処理を行なう方式など
がある。これらの方法によって、共鳴音として楽音発生
すべき情報が選択されると、音源制御回路１８において
は、音源回路５の発音チャンネルへの割り当て処理を行
い、発音チャンネル数の限界を越える場合には、あふれ
た共鳴音情報として第２図の外部通信制御回路１３から
出力するように要求する。また音源制御回路１８おいて
は、共鳴音情報から音源回路５が必要とする楽音パラメ
ーターとして、波形選択データ・エンベロープ選択デー
タ・エンベロープパラメーター・ベロシティ−データ・
周波数ナンバデータ等を用意する。

またノート状態テーブルメモリ２８においては、直接音
状態判定回路２７からの情報として、個々の鍵盤のオン
状態またはオフ状態、さらに個々のペダルのオン状態ま
たはオフ状態が参照テーブルとして保持されており、こ
れが後述する共鳴音に対応した楽音信号発生動作のため
に、共鳴音状態判定回路４２から必要に応じて参照され
る。

上記共鳴音状態判定回路４２は、ＣＰＵ、バッファ、ラ
ッチにより構成され、ＲＯＭ４３の記憶プログラムに基
づき各種処理を行い、ＲＡＭ４４に各種データが記憶さ
れる。

なお、ここでは共鳴音情報発生回路１７について、各部
を独立の回路ブロックとして構成しているが、それぞれ
に対応する機能を単一ないし複数のマイクロプロセッサ
のプログラムとしてソフトウェア的に構成し、全体とし
て同様の動作を実現することも容易である。

第６図は、直接音生成のためのパラメータの内容を示す
ものである。この直接音パラメータは、ノート状態テー
ブルメモリ２８の直接音テーブル５１１こＳ記憶されて
おり、アタックレベル、アタックスピード、デイケイレ
ベル、デイケイスピード、サスティンレベル、リリース
レベル、リリーススピード、波形セレクトナンバ、アン
プリチュード、ビブラートスピード、ビブラートデプス
、トレモロスピード、トレモロデプス、パンポット等の
各パラメータよりなっている。

このうち、アタックレベル、アタックスピード、デイケ
イレベル、デイケイスピード、サスティンレベル、リリ
ースレベル、リリーススピードは、エンベロープ波形の
各フェーズのレベルとスピードを示している。波形セレ
クトナンバは、音源制御回路１８に記憶されている多数
種類の楽音波形の１つをセレクトするものである。アン
プリチュードは、エンベロープレベル（又は楽音信号全
体）の振幅レベルを示すもので、音量を示すパラメータ
である。ビブラートスピード及びビブラートデプスは、
ビブラート効果のスピード（変化の一周期）とデプス（
変化の振幅値）との大きさを示すものである。トレモロ
スピードとトレモロデプスは、トレモロ効果のスピード
（変化の一周期）とデプス（変化の振幅値）との大きさ
を示すものである。パンポットは、音像位置の変化量を
示すものである。他に、セレステ効果、フエーザー効果
、ボルタメント効果等々のパラメーターを含めてもよい
。

これらの直接音パラメータは、第６図に示すように、「
１」〜ｒ１２８Ｊのキーナンバごと、「０」〜ｒ１００
Ｊのキーオン圧力データごと、「０」〜ｒ１００Ｊのキ
ーオン加速度データごと、「０」〜ｒ１００Ｊのキーオ
ン速度データごとに記憶されている。従って、全体とし
て、かなり多量のデータ量となるが、これは、各パラメ
ータ値を、例えば、複数のナンバまたはデータごとに１
つのパラメータ値を代表して記憶しておき、この代表パ
ラメータ値から、比例演算により、各パラメータ値を求
めるようにしてもよい。

このようなパラメータは、共鳴音についても同様に記憶
されている。共鳴音パラメータは、上記キーナンバ、キ
ーオン圧力データ、キーオン加速度データ、キーオン速
度データ、ダンパー保持量データの値で選択される。

第７図（Ａ）は、共鳴音生成のための共鳴ｉｔ’ｌｌ関
データの一覧を示すものである。この共鳴相関データは
、ノート状態テーブルメモリ２８の共鳴相関テーブル５
３に記憶されており、あるキーナンバの楽音と他のキー
ナンバの楽音との共鳴関係の高さを示すものである。例
えば、キーナンバＣＩに対して、キーナンバＣ２は２倍
音の関係にあるので、共鳴相関データはｒＯ，８Ｊと高
く、キーナンバＣ１に対して、キーナンバＤ２は全音の
音程関係なのでｒＯ，ＩＪと低くなっている。

この共鳴相関データは、１　：　ｎ　（ｒ＋−１，２゜
３・・・）の周波数比の関係にあるときが高く、２：３
（完全５度）、３：４（完全４度）・・・の周波数比の
関係にあるときが次に高くなる。ただし、上記１　：　
ｎ　（ｎ−１，２，３・・・）の周波数比の関係は、ｒ
ｎＪの値が大きくなるほど、共鳴相関データは小さくな
る。この共鳴相関データの値に基づき、ある直接音に対
し、どの共鳴音を鳴らすかが決定される。この場合、共
鳴音のエンベロープレベルに対し、この共鳴相関データ
を乗算してもよい。

第７図（Ｂ）は、共鳴音生成のための共鳴比率データの
一覧を示すものである。この共鳴比率データは、各キー
ナンバの楽音間の周波数比を示すもので、ノート状態テ
ーブルメモリ２８の共鳴比率テーブル５４に記憶されて
いる。例えば、キーナンバＣ１に対し、キーナンバＧ２
は３倍音の関係にあるので、「３」の共鳴比率データと
なる。

これにより、上記第７図（Ａ）の共鳴相関テーブルで、
直接音に対し共鳴音として相関性の高いものが選ばれ、
第７図（Ｂ）の共鳴比率テーブルで、この相関性の高い
共鳴音の周波数比（比率）が求められる。この共鳴比率
データを、上記直接音の周波数ナンバに乗算することに
より、共鳴音自体の周波数ナンバが求められる。

この場合、第７図（Ａ）の共鳴相関テーブル５３で選ば
れたキーナンバの周波数ナンバを、そのまま音源制御回
路１８のアサイメントメモリにセットすることも考えら
れる。しかし、例えば、キーナンバＣの周波数ナンバと
キーナンバＧ２の周波数ナンバは正確に１：３の関係に
なく、若干ずれている。これに対し、共鳴音は正確に１
：３の関係になっている。従って、上述したように、共
鳴音の周波数ナンバは、直接音の周波数ナンバをＮ倍（
Ｎ−１，２，３・・・　３／２．５／２・・・４／３．
５／３．７／３・・・等）することになる。

第８図は、上記直接音と共鳴音以外のノイズ音等の楽音
成分を生成するためのパラメータの内容を示すものであ
る。このノイズ音は、ピアノの響板等の共振音等の音で
ある。このノイズ音パラメータは、ノート状態テーブル
メモリ２８のノイズテーブル５５に記憶されており、ノ
イズ波形セレクトナンバ、エンベロープセレクトナンバ
、アンプリチュード、周波数ナンバ等よりなっている。

このうち、ノイズ波形セレクトナンバは、音源制御回路
１８に記憶されている多数種類のノイズ波形の１つをセ
レクトするものである。エンベロープセレクトナンバは
、音源制御回路１８に記憶されている多数種類のエンベ
ロープ波形の１つをセレクトするものである。アンプリ
チュードは、ノイズ音の振幅レベルを示すもので、音量
を示すパラメータである。周波数ナンバは、キーナンバ
を表わすデータであり、ノイズ波形を読み出す速度を示
している。これは、例えば複数の音高ごとに１つのノイ
ズ波形を代表して記憶し、各音高ごとにノイズ波形の読
み出し速度を変えるためである。

これら、ノイズ音パラメータは、「１」〜「１２８」の
開放弦数データごと、「１」〜ｒ１２８Ｊのキーナンバ
ごとに記憶されている。開放弦数がｒ１２８Ｊのときは
、全弦開放されているときで、タンパ−ペダルが操作さ
れているときに該当する。

このノイズ音パラメータについても、例えば、複数のデ
ータ又はナンバごとに１つのパラメータ値を代表して記
憶しておき、この代表パラメータ値から、比例演算によ
り、各パラメータ値を求めるようにしてもよい。

第９図は、キーイベントがあったときの直接音状態判定
回路２７のキー処理のフローチャートを示すもので、こ
の処理は、イニシャライズ処理等とともに、全体処理の
１つを形成している。この全体処理は電源投入とともに
、スタートする。

この処理では、まず直接音状態判定回路２７は、キーオ
ンイベントであれば（ステップ０１）、キーオンイベン
トに係るキーナンバの周波数ナンバを求める（ステップ
０２）。この周波数ナンバ群は、ノート状態テーブルメ
モリ２８内に各キーナンバに対応して記憶されている。

次いで、キーナンバ、キーオン圧力データ、キーオン加
速度データ、キーオン速度データを合成して、直接音パ
ラメータ用のアドレスデータを作成する（ステップ０３
〜０６）。このアドレスデータは、例えばキーナンバの
全７ビツトデータ、キーオン圧力データの上位３ビツト
データ、キーオン加速度データの上位３ビツトデータ、
キーオン速度データの上位３ビツトデータを継ぎ合せて
１６ビツトデータとすることで作成される。

そして、このアドレスデータに基づいて、対応する直接
音パラメータを共鳴相関テーブル５３より読み出しくス
テップ０７）、この直接音パラメータと上記周波数ナン
バを音源制御回路１８内のアサイメントメモリ（図示せ
ず）にセットする（ステップ０８）。

これに゛より、直接音の生成放音が行われる。

また、キーオフイベントであれば（ステップ０１．０９
）、音源制御回路１８内のアサイメントメモリ内の各楽
音データのうち、このキーオフに係るキーナンバと同じ
キーナンバの楽音データをオフ状態とする（ステップ１
０）。

第１０図は、上記直接音のキーイベントがあったときの
、共鳴音状態判定回路４２の共鳴音発生処理のフローチ
ャートを示すものである。

この処理では、まず共鳴音状態判定回路４２は、キーオ
ンイベントがあれば（ステップ１１）、ダンパーペダル
が踏まれているか否かを↑１１別する（ステップ１２）
。これは、ペダル情報検出回路１５及びダンパーイベン
ト検出回路２４からの信号に基づいて判別される。ダン
パーペダルが踏まれていれば、第７図（Ａ）に示す共鳴
相関テーブル５３より、キーオンに係るキーナンバの共
鳴相関データを読み出し、共鳴相関データが一定値以上
、例えばｒＯ，５Ｊを越えるもののキーナンバを選び出
す（ステップ１３）。

次いで、この選び出したキーナンバと、上述のキーオン
に係る直接音のキーナンバより、第７図（Ｂ）に示す、
共鳴比率テーブル５４より共鳴比率データを読み出す（
ステップ１４）。そして、この読み出した共鳴比率デー
タを、直接音の周波数ナンバに順次乗算する（ステップ
１５）。

次に、共鳴音のキーナンバ、キーオン圧力、キーオン加
速度、キーオン速度、ダンパー保持量に応じた共鳴音パ
ラメータをノート状態テーブルメモリ２８の共鳴音テー
ブル５２より読み出しくステップ１６）、音源制御回路
１８にセットする（ステップ１７）。この共鳴音パラメ
ータは、上述のノート状態テーブルメモリ２８の直接音
テーブル５１の直接音パラメータを用いることも可能で
ある。この場合、直接音パラメータの各位に上記共鳴相
関データを乗算して、直接音のパラメータより値の小さ
い共鳴音のパラメータを作成してもよい。

また、上記ステップ１２で、ダンパーペダルが踏まれて
いないことが判別されると、共鳴音状態判定回路４２は
、直接音以外にキーオン中のものがあるか否かを判別す
る（ステップ１８）。この判別は、例えば、音源制御回
路１８内のアサイメントメモリ内のキーオン状態の楽音
データをサーチすることで行われる。

キーオン中のものがあれば、上記第７図（Ａ）の共鳴相
関テーブル５３より、上記直接音のキーナンバに対する
、このキーオン中のキーナンバの共鳴相関データを読み
出す（ステップ１９）。そして、この各共鳴相関データ
が一定値以上、他追えばｒＯ，５Ｊを越えているか否か
を判別する（ステップ２０）。一定値以上であれば、そ
のキーナンバにつき、上述のステップ１４〜１７の共鳴
音生成処理を行う。

これにより、ダンパーペダルが踏まれていれば、ステッ
プ１３〜１７で余弦についての共鳴音生成処理が行われ
る。また、ダンパーペダルが踏まれていなければ、ステ
ップ１８〜２０．１４〜１７でキーオン中の弦について
のみ共鳴音生成処理が行われる。

またステップ１１、ステップ２１で、キーオフイベント
であれば、音源制御回路１８内のアサイメントメモリ内
の各楽音データのうち、このキーオフに係るキーナンバ
と同じキーナンバの楽音データをオフ状態とする（ステ
ップ２２）。またダンパペダルオフであれば（ステップ
２３）、上記アサイメントメモリ内の各楽音データのう
ち、このキーオフ済みの楽音データをオフ状態とする（
ステップ２４）。

第１１図は、共鳴音状態判定回路４２のノイズ音の生成
処理のフローチャートを示すものである。

この処理では、まず、共鳴音状態判定回路４２は、キー
オンイベントであれば（ステップ３１）、ダンパーペダ
ルが踏、まれでいるか否かを判別する（ステップ３２）
。これは、上述したように、ペダル情報検出回路１５及
びダンパーイベント検出回路２４からの信号に基づいて
判別される。ダンパーペダルが踏まれていれば、余弦開
放に対応し、しかも直接音のキーナンバに対応するノイ
ズパラメータをノイズ音テーブル５５より読み出しくス
テップ３３）、音源制御回路１８にセットする（ステッ
プ３４）。

また上記ステップ３２で、ダンパーペダルが踏まれてい
ないことが判別されると、共鳴音状態判定回路４２は、
キーオン中のものがあるか否かを判別する（ステップ３
５）。この判別は、例えば、音源制御回路１８内のアサ
イメントメモリ内のキーオン状態の楽音データをサーチ
することで行われる。

キーオン中のものがあれば、このキーオン中の鍵の数、
すなわち開放弦の数をカウントする（ステップ３６）。

このカウントは、例えば、上記アサイメントメモリ内の
キーオン状態の楽音データの数をカウントすることで行
われる。そして、このカウント数すなわち開放弦数に対
応し、しかも直接音のキーナンバに対応するノイズパラ
メータをノイズ音テーブル５５より読み出しくステップ
３７）、音源制御回路１８にセットする（ステップ３４
）。

これにより、ノイズ音成分の生成放音も行われる。

また、キーオフイベントであれば（ステップ３１．３８
）、音源制御回路１８内のアサイメントメモリ内の各楽
音データのうち、このキーオフに係るキーナンバと同じ
キーナンバの楽音データをオフ状態とする（ステップ３
９）。なお、このノイズ音は音長が短く、はぼ一定のも
のであり、このキーオフ処理は省略してもよい。

第１２図は、第３図並びに第４図に示す直接音状態判定
回路２７および第５図に示す共鳴音状態ｉＩＩ定回路４
２における、共鳴音動作の一例を説明するための信号図
である。第１２図（Ａ）は第１の鍵盤のオンオフ状態信
号、第１２図（Ｂ）は第１の鍵盤にほぼ対応する音程の
楽音信号、第１２図（Ｃ）は第２の鍵盤のオンオフ状態
信号、第１２図（Ｄ）は第２の鍵盤にほぼ対応する音程
の楽音信号、第１２図（Ｅ）は第３の鍵盤のオンオフ状
態信号、第１２図（Ｆ）は第３の鍵盤にほぼ対応する音
程の楽音信号であり、ここでは第１の鍵盤の音程を［Ｃ
２］　、第２の鍵盤の音程を［Ｂｂ２］、第３の鍵盤の
１回目の音程を［Ｄ５］　　２回目の音程を［Ｇ４］で
あるとする。

すなわち、まず第１の鍵盤が第１２図（Ａ）のように時
刻ｔ１でオンとなると、この鍵盤に対応した音程の直接
音が第１２図（Ｂ）のように発音され、時刻ｔ２でほぼ
減衰して消滅するが、鍵盤はオン状態のまま保持されて
いる。次に、第２の鍵盤が第１２図（Ｃ）のように時刻
ｔ３でオンとなると、この鍵盤に対応した音程の直接音
が第１２図（Ｄ）のように発音され、時刻ｔ４でほぼ減
衰して消滅するが、鍵盤はオン状態のまま保持されてい
る。この時、オン状態にある第１の鍵盤については、共
鳴音状態判定回路４２において、共鳴音発音動作を実行
するかどうかが判定される。

ここでは第１の鍵盤の音程に対して第２の鍵盤の音程が
短７度音程という、比較的飽和度の低い音程であるため
、共振に相当する相互作用による共鳴音を発生する倍音
関係は弱いと判定されて、時刻ｔ３において第１の鍵盤
にほぼ対応した共鳴音の発生は行なわれない。これは、
平均率における短７度音程の振動数比が１０００セント
、すなわち約１．７８１７９７４であるのに対して、共
振という自然現象が求める振動数比は４倍音と７倍音の
比、すなわち１．７５であり、この隔たりが非常に大き
いために共振を励起しにくい、という物理的重文に対応
する。共鳴音状態判定回路４２においてこのような判定
動作を行なう方法としては、上記のように自然倍音の関
係から振動数比を計算して比較する方法や、鍵盤に対応
した音程ごとに協和度の強弱をデータテーブルとして用
意して参照する方法や、ニューロプロセッサによって協
和度の自然さ、不自然さを逐次学習させていく方法があ
る。

ｃ以下余白〕次に、第３の鍵盤が第１２図（Ｅ）のように時刻ｔ５で
オンとなると、この鍵盤に対応した直接音が第１２図（
Ｆ）のように発音され、時刻ｔ６でほぼ減衰して消滅し
、鍵盤は時刻ｔ７においてオフ状態となる。この時オン
状態にある第１の鍵盤については、共鳴音状態判定回路
４２において、共鳴音発音動作を実行するかどうかが判
定される。

ここでは第１の鍵盤の音程に対して第３の鍵盤の音程が
３オクターブ十全音、という音程であり、この音程は自
然倍音の９倍音に対応した協和度の高い音程であるため
、時刻ｔ５において第１の鍵盤にほぼ対応した共鳴音を
発生させるように判定され、共鳴音が第１２図（Ｂ）の
ように発音され、時刻ｔ８でほぼ減衰して消滅する。こ
れは、平均率の３オクターブ十全音という音程の振動数
比が３８００セント、すなわち約８．９７９６９６４と
いう、自然倍音の９倍音という振動数比に非常に近いた
めに、現実のピアノでは弦の固有振動数は平均率に調律
されているにもかかわらず、これとわずかに異なる純正
な９倍音の振動が励起される、という物理的事実に対応
する。このような判定によって共鳴音に相当する楽音信
号の発生が決定すると、第１の鍵盤にほぼ対応した共鳴
音として、第１２図（Ｂ）の時刻ｔ５から時刻ｔ７のよ
うな楽音信号の発生が要求される。この信号の特性とし
ては、直接音のように強烈なアタック特性をもつエンベ
ロープではなく、ゆるやかに立ち上がってさらに響きが
広がるようなエンベロープ特性を持ち、共鳴の音色とし
ては高次倍音の少ないようなものが選択され、さらに周
波数ナンバデータとしては、第１の鍵盤に対応した平均
率の周波数とは微妙に異なる、第３の鍵盤に対応した音
程の周波数の正確な整数倍となるような周波数ナンバデ
ータが設定される。

またこの時オン状態にある第２の鍵盤についても、共鳴
音状態判定回路４２において、共鳴音発音動作を実行す
るかどうかが判定される。ここでは第２の鍵盤の音程に
対して第３の鍵盤の音程が２オクタ一ブ＋長３度、とい
う音程であり、この音程は自然倍音の５倍音に対応した
協和度の高い音程であるため、時刻ｔ５において第２の
鍵盤にほぼ対応した共鳴音を発生させるように判定され
、共鳴音が第１２図（Ｄ）のように発音され、時刻ｔ９
でほぼ減衰して消滅する。これは、平均率の２オクタ一
ブ＋長３度という音程の振動数比が２８００セント、す
なわち約５．０３９６８４２という、自然倍音の５倍音
という振動数比に非常に近いために、現実のピアノでは
弦の固有振動数は平均率に調律されているにもかかわら
ず、これとわずかに異なる純正な５倍音の振動が励起さ
れる、という物理的事実に対応する。このような判定に
よって共鳴音に相当する楽音信号の発生が決定すると、
第２の鍵盤にほぼ対応した共鳴音として、第１２図（Ｄ
）の時刻ｔ５から時刻ｔ９のような楽音信号の発生が要
求される。この信号の特性としては、基本的には第１２
図（Ｂ）の９倍音と類似するが、これよりも振幅や持続
時間がより大きな信号として指定される。また、共鳴の
音色としては高次倍音の含み方が異なるようなものが選
択され、さらに周波数ナンバデータとしては、第２の鍵
盤に対応した平均率の周波数とは微妙に異なる、第３の
鍵盤に対応した音程の周波数の正確な整数倍となるよう
な周波数ナンバデータが設定される。

このように、ここで注意すべきことは、弦の共振現象に
対応した共鳴音は純粋な倍音関係から励起される物理振
動に対応しているため、平均率の音律では音楽的に意味
のある共鳴音とならないことである。つまりこの場合、
時刻ｔ５において発生される第１の鍵盤に対応した共鳴
音のピッチは、第１の鍵盤の音程から純粋な９倍音とな
るピッチであり、一方時刻ｔ５において発生される第２
の鍵盤に対応した共鳴音のピッチは、第２の鍵盤の音程
から純粋な５倍音となるピッチであり、この２つのピッ
チは十数セントもずれた振動数であるために、同時に鳴
った場合にはかなりの唸りを伴うものである。アコース
ティックピアノの複雑な響きの原因の一つはこの微妙な
唸りであり、このような共鳴音成分を発生する音源回路
のピッチに関するパラメーターは、平均率よりもかなり
精密なピッチ指定に対応できるものでなければならない
。

次に、第９の鍵盤が第１２図（ｑ）のように時刻ｔｌＯ
で第２の音程でオンとなると、この鍵盤に対応した直接
音が第１２図（目）のように発音され、時刻ｔｌｌでほ
ぼ減衰して消滅し、鍵盤は時刻ｔ１３においてオフ状態
となる。この時オン状態にある第１の鍵盤については、
共鳴音状態判定回路４２において、共鳴音発音動作を実
行するかどうかが判定される。ここでは第１の鍵盤の音
程に対して第９の鍵盤の音程が２オクタ一ブ＋完全５度
、という音程であり、この音程は自然倍音の６倍音に対
応した協和度の高い音程であるため、時刻ｔｌＯにおい
て第１の鍵盤にほぼ対応した共鳴音を発生させるように
判定され、共鳴音が第１２図（Ｂ）のように発音される
。これは、平均率の２オクタ一ブ＋完全５度という音程
の振動数比が３１００セント、すなわち約５．９９３２
２８３という、自然倍音の６倍音という振動数比に非常
に近いために、現実のピアノでは弦の固有振動数は平均
率に調律されているにもかかわらず、これとわずかに異
なる純正な６倍音の振動が励起される、という物理的事
実に対応する。

またこの時オン状態にある第２の鍵盤についても、共鳴
音状態判定回路４２において、共鳴音発き動作を実行す
るかどうかが判定される。ここでは第２の鍵盤の音程と
第３の鍵盤の音程関係は１オクタ一ブ＋長６度、という
音程で、基音同志の関係としてはあまり協和度が高くな
い。しかしこの場合、第２の鍵盤の音程に対して２オク
タ一ブ＋長３度、すなわち５倍音という協和度の高い倍
音成分を、第３の鍵盤の音程の完全５度、すなわち３倍
音に対応した協和度の高い倍音成分が強力に励起すると
いう音程関係であるため、時刻ｔ１０において第２の鍵
盤に対応した共鳴音を発生させるように判定され、共鳴
音が第１２図（Ｄ）のように発音される。これは、平均
率の１オクタ一ブ＋長６度という音程の振動数比が２１
００セント、すなわち約３．３６３５８５７であるのに
対して、上記のような関係の倍音同志の振動数比が約３
．３３３３３３３という非常に近い値であるために、現
実のピアノでは弦の固有振動数は平均率に調律されてい
るにもかかわらず、これとわずかに異なる純正な５倍音
の振動が励起される、という物理的事実に対応する。

第１２図の例においては、第１の鍵盤は時刻ｔ１２にお
いてオフ状態となるため、共鳴音は時刻ｔ１２で高速に
減衰して消滅し、第２の鍵盤は時刻ｔ１１においてオフ
状態となるため、共鳴音は時刻ｔｌｌで高速に減衰して
消滅する。

第１３図は、第３図並びに第４図に示す直接音状態判定
回路２７および第５図に示す共鳴音状態判定回路４２に
おける、共鳴音動作の別の一例を説明するための信号図
である。ここで第１３図（Ａ）！！ダンパーペダルのオ
ンオフ状態および踏み込み状態を表わす信号、第１３図
（Ｂ）は任意の鍵盤のオンオフ状態信号、第１３図（Ｃ
）はこの任意の鍵盤の音程に対応する直接音の楽音信号
、第１３図（Ｄ）はこの任意の鍵盤の音程以外の音程に
対応する第一の共鳴音の楽音信号、第１３図（Ｅ）はこ
の任意の鍵盤の音程以外の音程に対応する第二の共鳴音
の楽音信号である。

任意の鍵盤が第１３図（Ｂ）のように時刻ｔ１でオンと
なると、この鍵盤に対応した直接音が第１３図（Ｃ）の
ように発音され、時刻ｔ２で鍵盤がオフとなると、楽音
は高速に減衰して消滅する。

これはピアノの場合には、鍵盤を離すとダンパーが弦に
触れて、ダンパーのフェルトが振動を吸収する状態に相
当する。この状態ではダンパーペダルがオフ状態で他の
音程の弦の共鳴を禁止した状態にあるので、共鳴音状態
判定回路４２において、共鳴音発音動作を実際に判定す
る処理を開始することはない。

次に、ダンパーペダルが第１３図（Ａ）のように時刻ｔ
３で踏み込み状態に変化し、踏み込まれたまま保持され
、再び同じ鍵盤が時刻ｔ４でオンとなり、時刻ｔ５でオ
フになったとする。すると、第１３図（Ｃ）のこの鍵盤
の音程に対応する直接音の楽音信号については、発音は
前回と同様でありながら、鍵盤のオフ状態においても発
音が継続される。これはピアノの場合には、ダンパーペ
ダルが踏み込まれていると鍵盤を離してもダンパーが弦
に触れず、ダンパーのフェルトが振動を吸収しない状態
に相当する。

またダンパーペダルのオン状態を受けて、共鳴音状態判
定回路４２において、共鳴音発音動作を実行するかどう
かが判定され、ここでは第１３図（Ｄ）のこの鍵盤の音
程以外の音程に対応する第１の共鳴音の楽音信号および
第１３図（Ｅ）のこの鍵盤の音程以外の音程に対応する
第２の共鳴音の楽音信号が選ばれる。第１３図（Ｄ）に
示す第１の共鳴音の楽音信号は、特に直接音の打弦の瞬
間の衝撃が駒によって伝達されたノイズ性の信号であり
、電子楽器の音源方式としてはＰＣＭ方式による再現が
有効なものである。この第１の共鳴音の場合、特定のピ
ッチが感じられない性格の楽音信号なので、他のどの鍵
盤の音程の弦に対応したものか、と特定するのは困難で
あり、他の多くの弦および響板の全体の作用による共鳴
・残響による効果、と考えるのが妥当である。従って、
共鳴音状態判定回路４２においては、特に楽音の立ち上
がり時の衝撃音に関する共鳴音の判定の場合は、前述の
ような音程関係と振動数比の比較というよりも、打鍵速
度や打鍵加速度といった演奏情報と音程情報によって、
適切な衝撃共鳴・残響合に相当する波形データが選択さ
れるような制御動作を行なう。

また第１３図（Ｅ）に示す第２の共鳴音の楽音信号は、
特に直接音によって励起された他の弦の上での倍音成分
の共振現象に相当した共鳴音に対応したものであり、前
述のように純粋な倍音関係となるピッチを持ち、時間的
にはかなりゆっくりとしたエンベロープを持つものであ
る。この例のようにダンパーペダルが踏み込まれている
場合には、倍音関係を持つ音程の候補についての判定処
理が相当複雑になるが、たとえマイクロプロセッサで数
ｍ５ｅｃの時間がかかっても、エンベロープがそれ以上
の時間をかけて立ち上がる場合がほとんどなので、実際
上の遅れによる問題はない。

このような成分の共鳴音の楽音信号としては、サイン合
成方式による再現が有効なものである。

次に、ダンパーペダルが第１３図（Ａ）のように時刻ｔ
６で踏み込み状態を浅く変化したまま保持されたとする
。すると、第１３図（Ｃ）のこの鍵盤の音程に対応する
直接音の楽音信号および第１３図（Ｄ）のこの鍵盤の音
程以外の音程に対応する第１の共鳴音の楽音信号につい
ては既に減衰しているので変化がなく、一方策１３図（
Ｅ）のこの鍵盤の音程以外の音程に対応する第２の共鳴
音の楽音信号については、ダンパーのフェルトが弦にご
く軽く接触することで発生する、弦の特に高次の倍音成
分が減衰するような変化が起こる。

これはアコースティックピアノに特有の繊細な表現能力
であり、電子楽器との音楽的な差として多く指摘されて
きたものである。ここでサイン合成方式の音源であれば
、高次の倍音成分のエンベロープから先に減衰させるよ
うにパラメーターを設定することで、この変化は容易に
実現できる。また減算方式の音源であれば、ＶＣＦのカ
ットオフ周波数をわずかに下方に移動させることで、こ
れに近い効果を得ることが考えられる。

次に、ダンパーペダルが第１３図（Ａ）のように時刻ｔ
７で踏み込み解除の状態に変化したとする。すると、第
１３図（Ｅ）のこの鍵盤の音程以外の音程に対応する第
２の共鳴音の楽音信号については、ダンパーのフェルト
が弦に強く接触するのに対応して、楽音が高速に減衰し
て消滅する。

以上の例においては、直接音に対応した音源パラメータ
ーを供給される音源回路と、共鳴状態に対応した音源パ
ラメーターを供給される音源回路とを別個に割り当てる
ようにしているため、音源回路の発音チャンネルとして
は第１２図のような例よりも多くの数を必要とする。

このため、音源回路の発音チャンネル数を越える部分の
楽音発生については、第２図に示した外部通信制御回路
１３および外部通信回路３を介して、同様の方式によっ
て楽音発生を担当する外部き源装置に音源パラメーター
を転送するような方法によって対応すればよい。このよ
うに場合によっては外部音源への拡張が必要となるにし
ても、この例の方式は、それぞれの音源回路に設定する
パラメーターが単純になって、共鳴状態の判定処理が簡
略化されるという点において有効な方法である。

このように、本発明にかかる電子楽器においては、直接
音に対応する楽音発生のみを考慮した従来の発想を越え
て、直接音と関連した共鳴音に対応する楽音発生も行な
うことで、直接音と共鳴音とがと一体となったアコース
ティックピアノのような複雑な音色の楽器を実現できる
ものである。

［発明の効果］以上説明したように、本発明にかかる電子楽器によれば
、鍵盤で直接演奏された音程に対応する楽音成分以外に
、共鳴の効果に相当した他の楽音成分も発生するような
、複雑な構成からなる楽音を全体として発生し、同時に
ピアノのペダル効果に相当した微妙なニュアンスも併せ
て反映できるようにしたものであり、アコースティック
ピアノのような表現力をもった電子楽器を実現するばか
りでなく、ピアノを越えた多様な可能性を持った音楽性
豊かな電子楽器を安価に提供できるものであり、良質の
音楽のために貢献するところ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による電子楽器の構成を説明するため
の構成概念図である。第２図は第１図のシステム制御回
路４の一つの実施例の構成図である。第３図および第４
図は、第２図の直接音情報発生回路１６の実施例の構成
図である。第５図は、第２図の共鳴音情報発生回路１７
の一つの実施例の構成図、第６図は直接音テーブル５１
または共鳴音テーブル５２の記憶内容を示す図、第７図
は共鳴相関テーブル５３および共鳴比率テーブル５４の
記憶内容を示す図、第８図はノイズ音テーブル５５の記
憶内容を示す図、第９図は直接音生成処理のフローチャ
ートを示す図、第１０図は共鳴音生成処理のフローチャ
ートを示す図、第１１図はノイズ音生成処理のフローチ
ャートを示す図、第１２図およびｊｉ！１３図は、第３
図並びに第４図の直接音状態判定回路２７および第５図
の共鳴音状態判定回路４２における共鳴音の発生動作の
例を説明するための信号図である。第１２図（Ａ）は第１の鍵盤のオンオフ信号、第１２図
（Ｂ）は第１の鍵盤にほぼ対応する音程の楽音信号、第
１２図（Ｃ）は第２の鍵盤のオン３図（Ａ）はダンパー
ペダルのオンオフ状態および踏み込み状態を表わす信号
、第１３図（Ｂ）は任意の鍵盤のオンオフ状態信号、第
１３図（Ｃ）はこのイモ意の鍵盤の音程に対応する直接
音の楽音信号、第１３図（Ｄ）はこの任意の鍵盤の音程
以外の音程に対応する第一の共鳴音の楽音信号、第１３
図（Ｅ）はこの任意の鍵盤の音程以外の音程に対応する
第二の共鳴音の楽音信号である。１・・・鍵盤、２・・・ペダル、３・・・外部通信回路
、４・・・システム制御回路、５・・・音源回路、６・
・・サウンドシステム、１１・・・＃Ｕ盤状態検出回路
、１２・・・ペダル状態検出回路、１３・・・外部通信
制御回路、１４・・・押鍵離鍵情報検出回路、１５・・
・ペダル情報検出回路、１６・・・直接音情報発生回路
、１７・・・共鳴音情報発生回路、１８・・・音源制御
回路、２１・・・オンイベント検出回路、２２・・・オ
ン加速度検出回路、２３・・・オン圧力検出回路、２４
・・・ダンパーイベント検出回路、２５・・・ダンパー
圧力検出回路、２６・・・ソフト保持量検出回路、２７
・・・直接音状態判定回路、２８・・・ノート状態テー
ブルメモリ、３１・・・オフイベント検出回路、３２・
・・オフ速度検出回路、３３・・・オフ保持量検出回路
、３４・・・ソステヌートイベント検出回路、４１・・
・ダンパー保持量検出回路、４２・・・共鳴音状態判定
回路である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ディジタル的に楽音信号を発生する方式の電子楽
器において、鍵盤操作または外部通信信号から押鍵状態と離鍵状態の
情報を検出する押鍵離鍵情報検出手段と、ペダル操作ま
たは外部通信信号からペダル踏み込み状態の情報を検出
するペダル情報検出手段と、前記押鍵離鍵情報検出手段
からの出力および前記ペダル情報検出手段からの出力に
応じた、直接音に関する楽音情報を発生する直接音情報
発生手段と、前記押鍵離鍵情報検出手段からの出力および前記ペダル
情報検出手段からの出力に応じた、共振および衝撃伝播
および残響などに対応した共鳴音に関する楽音情報を発
生する共鳴音情報発生手段と、複数の楽音パラメーター
を持つ複数個の音源手段と、前記直接音情報発生手段か
らの出力および前記共鳴音情報発生手段からの出力に応
じて前記複数個の音源手段の発音を割り当てるとともに
所定の楽音パラメーターを供給する音源制御手段とを具
備し、実際に演奏された押鍵離鍵情報に対応する音程の
楽音以外の共鳴状態に対応した楽音も発音するようにし
たことを特徴とする電子楽器。
（２）上記押鍵離鍵情報検出手段において、個々の音程
の押鍵または離鍵の状態変化を検出する押鍵離鍵変化情
報検出手段と、個々の音程の押鍵時の速度情報または加
速度情報または圧力情報を検出する押鍵状態情報検出手
段と、個々の音程の離鍵時の速度情報または加速度情報
または保持情報を検出する離鍵状態情報検出手段とを具
備し、前記押鍵離鍵変化情報検出手段および前記押鍵状
態情報検出手段および前記離鍵状態情報検出手段からの
出力によって上記音源手段に供給される楽音パラメータ
ーが制御されるようにしたことを特徴とする、特許請求
の範囲第１項記載の電子楽器。
（３）上記ペダル情報検出手段において、個々のペダル
の押し下げまたは引き上げの状態変化を検出するペダル
変化情報検出手段と、個々のペダルの押し下げ時の速度
情報または加速度情報または圧力情報を検出するペダル
押し下げ状態情報検出手段と、個々のペダルの引き上げ時の速度情報または加速度情報
または保持情報を検出するペダル引き上げ状態情報検出
手段とを具備し、前記ペダル変化情報検出手段および前
記ペダル押し下げ状態情報検出手段および前記ペダル引
き上げ状態情報検出手段からの出力によって上記音源手
段に供給される楽音パラメーターが制御されるようにし
たことを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の電子
楽器。
（４）上記直接音情報発生手段において、上記押鍵離鍵
情報検出手段からの出力によって指定された音程の楽音
について、上記ペダル情報検出手段からの出力に含まれ
る各種ペダル情報に対応して上記音源手段に供給される
楽音パラメーターを変化させるようにしたことを特徴と
する、特許請求の範囲第１項記載の電子楽器。
（５）上記共鳴音情報発生手段において、上記押鍵離鍵
情報検出手段からの出力によって指定された音程の楽音
以外の、別の音程に対応する楽音成分および特定の音程
と対応しない楽音成分について、上記ペダル情報検出手
段からの出力および上記押鍵離鍵情報検出手段からの出
力情報に応じて、物理的な共振現象に対応した振動数比
の評価、および衝撃音の伝播に対応したノイズ成分の選
択、および残響に対応した反射音または減衰音の設定な
どによって、対応した共鳴音に関する楽音情報として上
記音源手段に供給される楽音パラメーターが制御される
ようにしたことを特徴とする、特許請求の範囲第１項記
載の電子楽器。
（６）上記音源制御手段において、上記直接音情報発生手段および上記共鳴音情報発生手段
からの出力に対応して、上記音源手段への割り当て範囲
を越えるような楽音発生情報については、対応する発音
割り当て情報および楽音パラメーター情報を外部通信信
号として外部に出力するようにしたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の電子楽器。