共鸣音控制装置和共鸣音的定位控制方法发明专利

专利名称：共鸣音控制装置和共鸣音的定位控制方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN201810330849.3

专利申请（专利权）人：株式会社河合乐器制作所
权利人地址：日本静冈县

专利发明（设计）人：松永郁

专利摘要：本发明提供一种共鸣音控制装置和共鸣音的定位控制方法。关于电子钢琴的共鸣音的赋予，不必采取大规模的结构就能够再现自然的定位。在具有多个琴键以及通过所述琴键的按下而发声的音源装置(6)的电子钢琴中，共鸣音控制装置具有：共鸣电路，其对应于所述各琴键对来自音源装置(6)的音源进行立体声输入；多个共鸣电路组(11～13)，它们将多个共鸣电路作为1组来进行立体声混音处理；以及延迟电路(17～19)，它们对来自所述各共鸣电路组的各立体声输出赋予时间差，共鸣音控制装置将各延迟电路的输出合成而得到立体声输出。

主权利要求：共鸣音控制装置和共鸣音的定位控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电子钢琴的效果赋予装置，特别涉及能够以自然的定位再现在原声钢琴被踏下制音踏板的状态下按下任意的琴键时发生的弦的共鸣(阻尼谐振)的共鸣音控制装置和共鸣音的定位控制方法。
背景技术
[0002] 在使用原声钢琴的情况下，若制音踏板被踏下，则在所有的琴键处会随着制音器杆的转动而制音器毡从各弦离开。若在该状态下按下任意的琴键，则琴胆会响应于琴键的按下而进行动作而琴槌敲击琴弦，弦的振动传递到响板上而发出乐音，并且会在与其他的所有琴弦之间产生共鸣(阻尼谐振)。通常情况下(制音踏板未被踏下时)，构成为制音器毡接触琴弦而抑制振动。
[0003] 在电子钢琴的情况下，在作为主音的钢琴的实际声音以外还会赋予各种的附加音或附加效果，由此来提高乐音的真实性，从而接近原声钢琴的发声。
[0004] 为了再现上述的阻尼谐振，在现有的电子钢琴中进行在发出乐音时对音源赋予共鸣效果的处理(阻尼谐振的立体声输出处理)。
[0005] 在阻尼谐振的立体声输出处理中，对多个共鸣音赋予左右的音量并将其定位，或者将正相和逆相的输出合成来制作出最终输出的信号。
[0006] 此外，在专利文献1中公开了在对模仿管风琴的回声的电子乐器中的管风琴的乐音进行定位后赋予混响的技术。
[0007] 在先技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1：日本专利第3061403号公报
[0010] 然而，在现有的电子钢琴中进行的阻尼谐振的立体声输出处理中，在赋予基于音量差的定位的情况下，声像变为平面性，在通过正相和逆相的合成处理赋予定位的情况下，存在定位模糊且变得不自然的问题。
[0011] 此外，虽然若对各琴键的共鸣音赋予左右的时间差并合成，能够再现更为自然的定位，然而通过各琴键来赋予时间差需要大容量的缓存，存在会成为大规模的结构而并不现实的问题点。
[0012] 此外，在专利文献1中虽然在对共鸣音定位后赋予混响，然而并非将共鸣音群组化的处理。
发明内容
[0013] 本发明就是鉴于上述实际情况而提出的，其目的在于提供关于电子钢琴的共鸣音的赋予，不必采取大规模的结构就能够再现自然的定位的共鸣音控制装置和共鸣音的定位控制方法。
[0014] 为了达成上述目的，本发明的第一方面的共鸣音控制装置，用于具有多个琴键以及通过所述琴键的按下而发声的发声单元的电子钢琴，该共鸣音控制装置的特征在于，具有：共鸣电路，其对应于各所述琴键而对来自所述发声单元的音源进行立体声输入；多个共鸣电路组，它们分别将多个共鸣电路作为1组来进行立体声混音处理；以及延迟电路，其对来自各所述共鸣电路组的各立体声输出赋予时间差，所述共鸣音控制装置将各所述延迟电路的输出合成而得到立体声输出。
[0015] 第二方面的共鸣音控制装置基于第一方面的发明，其特征在于，
[0016] 来自构成各共鸣电路组的多个共鸣电路的立体声输出根据键盘上的琴键位置而被赋予左右的音量差。
[0017] 第三方面的共鸣音控制装置基于第一方面的发明，其特征在于，
[0018] 来自各共鸣电路组的立体声输出根据键盘上的琴键位置而被赋予不同的延迟时间。
[0019] 第四方面的共鸣音的定位控制方法的特征在于，将对应于多个各琴键的多个共鸣电路作为1组来形成多个共鸣电路组，向构成各所述共鸣电路组的各共鸣电路输入来自音源的实际声音来进行赋予了音量差的立体声混音处理，通过延迟电路对来自各共鸣电路组的各立体声输出赋予时间差，将各所述延迟电路的各立体声输出合成而得到立体声输出。
[0020] 发明效果
[0021] 根据本发明，在电子钢琴中，将对应于各琴键的共鸣电路群组化，在将组内的左右的输出相互相加后通过延迟电路赋予时间差，从而不需要大容量的存储器就能够得到自然定位的立体声输出。
附图说明
[0022] 图1是表示具有本发明的共鸣音控制装置的电子钢琴的硬件结构的框图。
[0023] 图2是表示共鸣音控制装置的结构的框图。
[0024] 图3是表示阻尼谐振效果赋予电路的详细结构的框图。
[0025] 标号说明
[0026] 1：CPU，2：RAM，3：ROM，4：程序存储器，5：乐音波形存储器，6：音源装置(发声单元)，7：键盘接口，8：踏板接口，9：面板接口，10：阻尼谐振效果赋予电路(共鸣音控制装置)，11、
12、13：共鸣电路组，14、15、16：共鸣电路，17R、18R、19R：延迟电路，17L、18L、19L：延迟电路，
20：数模转换器，30：音频系统，40：总线，70：键盘装置，80：踏板装置，90：操作面板。

具体实施方式
[0027] 以下，参照附图对本发明的一个实施方式的共鸣音发声装置进行说明。图1是表示具有本发明的共鸣音控制装置的电子钢琴的硬件结构的框图。
[0028] 在该图中，在总线40上连接有CPU1、RAM2、ROM3、程序存储器4、乐音波形存储器5、音源装置6、键盘接口7、踏板接口8、面板接口9和共鸣音控制装置10。
[0029] 在键盘接口7连接键盘装置70，在踏板接口8连接踏板装置80，在面板接口9连接操作面板90。
[0030] 键盘装置70具有多个(例如88个琴键)琴键(键)、以及用于检测各琴键的按压量的键传感器。
[0031] 键盘接口7根据键传感器的输出信号生成键事件信息和触碰信息，这些信息被与琴键号对应地存储于RAM2。
[0032] 为了通过电子钢琴来再现踏下原声钢琴的各踏板时出现的效果而设置了踏板装置80。踏板装置80由使所有的弦进行共鸣的制音踏板、使特定的弦进行共鸣的持续音踏板、减弱发声的弱音踏板以及检测这些踏板的踩下量的传感器(电位器)构成。制音踏板的踩下量的传感器(电位器)例如可检测8档的踩下量。并且，构成为可根据踩下量进行控制。
[0033] 在共鸣音控制装置10上连接数模转换器20，在数模转换器20上连接包含放大器和扬声器的音频系统30。设置有2组放大器和扬声器，以能够控制声像的方向来进行立体声输出。
[0034] CPU1根据储存在程序存储器4中的控制程序来控制各构成要素。乐音波形存储器5中存储有与多个音色对应的波形数据，ROM3中存储有用于对乐音波形数据进行处理来生成乐音的参数。RAM2被用作暂时存储由CPU1执行程序时的各种数据的工作区。操作面板90由LCD屏、各种开关和电位器以及LED等的显示灯构成，例如被配置在与键盘装置70相邻设置的控制面板上。
[0035] 在演奏时，响应于由键盘装置70输入的键接通信号而从乐音波形存储器5向音源装置6读出乐音波形数据。乐音波形数据以与在键接通信号中包含的键接通号对应的频率被读出。在音源装置6中，对被读出的乐音波形数据实施包括对应于按键速度的击键部的形成在内的包络控制和效果的附加等的处理，形成乐音信号。乐音信号被共鸣音控制装置10赋予共鸣音，在被数模转换器20转换为模拟乐音信号后提供给音频系统30。在音频系统30中通过放大器放大模拟乐音信号，然后通过扬声器发声。
[0036] 如图2所示，本发明的共鸣音控制装置是通过阻尼谐振效果赋予电路10制作制音器离开的状态下的琴弦的共鸣音(阻尼谐振)，并附加给音源(钢琴的实际声音)的装置。
[0037] 如图3所示，该阻尼谐振效果赋予电路(共鸣音控制装置)10具有与多个(例如，88个)琴键分别对应的各共鸣电路。多个共鸣电路中的数个共鸣电路构成1个共鸣电路组。在本例中，由多个共鸣电路分别形成了共鸣电路组11、共鸣电路组12、共鸣电路组13这3个组，在组内进行音量差以及正相、逆相等的立体声混音处理。
[0038] 形成共鸣电路组11的各共鸣电路14将被立体声输入的音源(钢琴的实际声音)单声道化，以在左右产生音量差的方式进行立体声输出。例如，在共鸣电路14a中，针对被输入的音量1.0，以右侧输出0.9、左侧输出0.1的比例赋予音量差并输出。在共鸣电路14b中，针对被输入的音量1.0，以右侧输出0.8、左侧输出0.2的比例赋予音量差并输出。在共鸣电路14c中，针对被输入的音量1.0，以右侧输出0.7、左侧输出0.3的比例赋予音量差并输出。

[0039] 各共鸣电路14a、14b、14c的右侧输出和各共鸣电路14a、14b、14c的左侧输出被分别相加，通过延迟电路17R和延迟电路17L而被输出，由此对左右输出赋予时间差。
[0040] 同样地，形成共鸣电路组12的各共鸣电路15将被立体声输入的音源(钢琴的实际声音)单声道化，以在左右产生音量差的方式进行立体声输出。例如，在共鸣电路15a中，针对被输入的音量1.0，以右侧输出0.6、左侧输出0.4的比例赋予音量差并输出。在共鸣电路15b中，针对被输入的音量1.0，以右侧输出0.5、左侧输出0.5的比例赋予音量差并输出。在共鸣电路15c中，针对被输入的音量1.0，以右侧输出0.4、左侧输出0.6的比例赋予音量差并输出。

[0041] 各共鸣电路15a、15b、15c的右侧输出和各共鸣电路15a、15b、15c的左侧输出被分别相加，通过延迟电路18R和延迟电路18L而被输出，由此对左右输出赋予时间差。
[0042] 同样地，形成共鸣电路组13的各共鸣电路16将被立体声输入的音源(钢琴的实际声音)单声道化，以在左右产生音量差的方式进行立体声输出。例如，在共鸣电路16a中，针对被输入的音量1.0，以右侧输出0.3、左侧输出0.7的比例赋予音量差并输出。在共鸣电路16b中，针对被输入的音量1.0，以右侧输出0.2、左侧输出0.8的比例赋予音量差并输出。在共鸣电路16c中，针对被输入的音量1.0，以右侧输出0.1、左侧输出0.9的比例赋予音量差并输出。

[0043] 各共鸣电路16a、16b、16c的右侧输出和各共鸣电路16a、16b、16c的左侧输出被分别相加，通过延迟电路19R和延迟电路19L而被输出，由此对左右输出赋予时间差。
[0044] 此外，作为针对来自组11、组12、组13的各立体声输出的延迟电路17、18、19的延迟时间，根据组的琴键位置(朝向键盘而言的右侧、中央、左侧)而对每个组赋予不同的延迟时间。
[0045] 最后，将按照每个组进行处理的各个带时间差的立体声输出(来自各延迟电路的输出)按照左右分别合成并进行立体声输出。通过进行这种的处理，能够对所输出的共鸣音(右侧和左侧)根据键盘上的琴键位置来赋予左右的音量差和时间差，从而赋予明确的立体声效果。
[0046] 另外，作为各共鸣电路14、15、16的输出的音量差以及各延迟电路17、18、19的时间差可使用预先设定的比率或延迟时间。
[0047] 在上述的共鸣音控制装置(阻尼谐振效果赋予电路)10中，将多个琴键分为了3个组，也可以分为4组以上。
[0048] 根据上述的共鸣音控制装置(阻尼谐振效果赋予电路)10，在电子钢琴中，将对应于各琴键的共鸣电路14、15、16分组化，将组11、12、13内的左右的输出彼此相加后通过延迟电路17、18、19赋予时间差，从而在不需要大容量的存储器的情况下就能够得到自然定位的立体声输出。

专利地区：日本

专利申请日期：2018-04-13

专利公开日期：2023-06-30

专利公告号：CN108735193B