JP2000200087A - 非調和音発生装置及び非調和音発生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】基本周波数ｆ１に対して、ｆｎ＝ｆ１・ｎ・ル
ート（１＋Ｃ・ｎ^２）／ルート（１＋Ｃ）（Ｃは定数、
ｎは高調波番号、ルートは続く括弧内の平方根を示す）
の関係にある周波数の高調波信号を発生し、高調波合成
を行い、これにより人間の耳に心地よく聞こえる高調波
合成音を発生する。 【構成】アサインメントメモリ６０から時分割に読み出
される周波数ナンバデータＦＮ及びトーンナンバデータ
ＴＮは、非調和定数テーブル８５で非調和定数Ｃに変換
され、非調和周波数演算回路９１で高調波番号データｎ
とともに演算される；高調波番号データｎは、４つの部
分音（高調波）のものがさらに時分割に非調和周波数演
算回路９１に送られる；この演算はｆｎ＝ｆ１・ｎ・ル
ート（１＋Ｃ・ｎ^２）／ルート（１＋Ｃ）であり、４つ
の部分音（高調波）の周波数が求められ、加算器８２で
時分割に累算され、楽音波形メモリ４３から各部分音の
楽音波形データＭＷが時分割に読み出され、累算器４６
で累算合成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非調和音発生装置及び
非調和音発生方法に関し、特に発生される楽音に非調和
音を合成する装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、楽音の倍音合成では、基本周波数の
サイン信号のほか、基本周波数の２倍、４倍、８倍、１
６倍、……の周波数の高調波のサイン信号が発生され、
これら基本波と高調波とが合成されて出力される。この
各高調波のレベルが変化し、各高調波の合成割合が変化
すると、合成音の波形及び音色が変化する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな高調波合成音を人間に聞かせて実験してみると、以
下のような結果が得られた。各高調波の周波数比が正確
に２倍、４倍、８倍、１６倍、……の合成音に対して、
各高調波の周波数比が正確に整数倍比にない合成音の方
が心地よく聞こえる。そこで、この心地よく聞こえる音
の高調波の周波数には法則性があることが発見された。
本発明は、人間の耳に心地よく聞こえる合成音の高調波
の周波数を設定できるようにすることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、基本周波数ｆ１に対して、ｆｎ＝ｆ１・
ｎ・ルート（１＋Ｃ・ｎ^２）／ルート（１＋Ｃ）（Ｃは
定数、ｎは高調波番号、ルートは続く括弧内の平方根を
示す）の関係にある周波数の高調波信号を発生し、基本
周波数ｆ１の信号と高調波信号とを合成するようにし
た。

【０００５】また、基本周波数に対して、２倍音の高調
波の周波数を、基本周波数の２倍の周波数に対して値Ａ
ずらした場合、これ以外のｎ番目の高調波の周波数を、
基本周波数のｎ倍の周波数に対して、順次ずらすように
し、このずれを（Ａ×ｎ^３）にほぼ比例するようにし
て、これらの周波数の高調波信号を発生し、基本周波数
ｆ１の信号と高調波信号とを合成するようにした。

【０００６】さらに、基本周波数に対して、２倍音の高
調波の周波数を、基本周波数の２倍の周波数に対して値
Ａずらした場合、これ以外のｎ番目の高調波の周波数
を、基本周波数のｎ倍の周波数に対して、順次ずらすよ
うにし、このずれをほぼ（Ａ／６）×（ｎ^３−ｎ）とし
て、これらの周波数の高調波信号を発生し、基本周波数
ｆ１の信号と高調波信号とを合成するようにした。

【０００７】またさらに、基本周波数に対して、２倍音
の高調波の周波数を、基本周波数の２倍の周波数に対し
て値Ａずらした場合、これ以外のｎ番目の高調波の周波
数を、基本周波数のｎ倍の周波数に対して、順次ずらす
ようにし、このずれをほぼ（Ａ／６）×（ｎ^３−ｎ^２＋
ｎ−１）として、これらの周波数の高調波信号を発生
し、基本周波数ｆ１の信号と高調波信号とを合成するよ
うにした。

【０００８】これにより、人間の耳に心地よく聞こえる
高調波合成音を発生することができる。なお、高調波番
号ｎ＝１の高調波は基本波を示し、狭義の高調波からは
除外され、通常１番目の高調波は高調波番号ｎ＝２の２
倍音となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】１．全体回路 図１は電子音響装置または電子楽器の全体回路を示す。
キーボード１１の各キーは、楽音の発音及び消音を指示
するもので、キースキャン回路１２によってスキャンさ
れ、キーオン、キーオフを示すデータが検出され、コン
トローラ２によってプログラム／データ記憶部４に書き
込まれる。そして、それまでプログラム／データ記憶部
４に記憶されていた各キーのオン、オフの状態を示すデ
ータと比較され、各キーのオンイベント、オフイベント
の判別が、コントローラ２によって行われる。

【００１０】このキーボード１１の各キーには段差タッ
チスイッチが設けられ、各段差スイッチごとに上記スキ
ャンが行われ、各段差スイッチの先頭のオン／オフごと
にオンイベント／オフイベントの検出が行われる。この
段差スイッチによってタッチの速さと強さを示す上記タ
ッチ情報つまりイニシャルタッチデータとアフタタッチ
データとが発生される。

【００１１】このキーボード１１は、ローアキーボー
ド、アッパーキーボード、ペダルキーボード等から成っ
ており、それぞれにつき異なる音色の楽音、つまりエン
ベロープ波形の異なる楽音が発音される。そして、アッ
パーキーボードについては、１つのキーオンで２音色の
楽音を同時に鳴らすことも可能である。なお、キーボー
ド１１は、電子弦楽器、電子吹奏（管）楽器、電子打楽
器（パッド等）、コンピュータのキーボード等で代用さ
れる。

【００１２】パネルスイッチ群１３の各スイッチは、パ
ネルスキャン回路１４によって、スキャンされる。この
スキャンにより、各スイッチのオン、オフを示すデータ
が検出され、コントローラ２によってプログラム／デー
タ記憶部４に書き込まれる。そして、それまでプログラ
ム／データ記憶部４に記憶されていた各スイッチのオ
ン、オフの状態を示すデータと比較され、各スイッチの
オンイベント、オフイベントの判別が、コントローラ２
によって行われる。この発音される楽音は上記キーボー
ド１１による手動演奏の楽音または自動演奏情報から再
生された自動演奏の楽音である。この手動演奏または自
動演奏の各楽音はミディインターフェース１５からも送
られてくる。

【００１３】ミディインターフェース１５は、外部接続
された電子楽器との間で楽音データの送受を行うための
インタフェースである。この楽音データはＭＩＤＩ（ミ
ュージカルインスツルメントデジタルインタフェース）
規格のもので、この楽音データに基づいた発音も行われ
る。

【００１４】上記キーボード１１またはミディインター
フェース１５には、自動演奏装置も含まれる。これらキ
ーボード１１、パネルスイッチ群１３及びミディインタ
ーフェース１５から発生された演奏情報（楽音発生情
報）は、楽音を発生させるための情報である。キーボー
ド１１の手動演奏情報は自動演奏情報としてプログラム
／データ記憶部４に書き込まれ記憶される。このミディ
インターフェース１５を通じて、他の機器から自動演奏
情報が送られてきたり、プログラム／データ記憶部４内
の自動演奏情報が他の機器へ送られたりする。

【００１５】上記演奏情報（楽音発生情報）は、音楽的
ファクタ（因子）情報であり、音高（音域）情報（音高
決定因子）、発音時間情報、演奏分野情報、発音数情
報、共鳴度情報などである。発音時間情報は楽音の発音
開始からの経過時間を示す。演奏分野情報は、演奏パー
ト情報、楽音パート情報、楽器パート情報等を示し、例
えばメロディ、伴奏、コード、ベース、リズム、ＭＩＤ
Ｉ等に対応したり、または上鍵盤、下鍵盤、足鍵盤、ソ
ロ鍵盤、ＭＩＤＩ等に対応している。

【００１６】上記音高情報はキーナンバデータＫＮとし
て取り込まれる。このキーナンバデータＫＮはオクター
ブデータ（音域データ）と音名データとからなる。演奏
分野情報は、パートナンバデータＰＮとして取り込ま
れ、このパートナンバデータＰＮは各演奏エリアを識別
するデータであって、発音操作された楽音がどの演奏エ
リアからのものかによって設定される。

【００１７】発音時間情報は、トーンタイムデータＴＭ
として取り込まれ、後述のフローチャートによって求め
られたり、キーオンイベントからのタイムカウントデー
タに基づいたり、またはエンベロープフェーズで代用さ
れる。この発音時間情報は特願平６−２１９３２４号明
細書及び図面に発音開始からの経過時間情報として詳し
く示される。

【００１８】発音数情報（同時発音数データＳＳ）は同
時に発音している楽音の数を示し、例えばアサインメン
トメモリ６０のオン／オフデータが「１」の楽音の数に
基づき、後述するフローチャートの処理によって求めら
れる。

【００１９】共鳴度情報（共鳴度データＫＤ）は、同時
に発音している１つの楽音と他の楽音との共鳴度を示
す。この１つの楽音の音高周波数と他の楽音の音高周波
数とが小さい整数数倍比であれば共鳴度情報の値は大き
く、大きい整数数倍比であれば共鳴度情報の値は小さく
なり、後述するフローチャートの処理によって求められ
る。この共鳴度情報は、同時に発音している各楽音同志
の音高・周波数の協和度・調和度・協和音関係または同
時に発音している各楽音の共振関係・共振内容も含むも
のである。

【００２０】さらに、上記パネルスイッチ群１３には各
種スイッチが設けられ、この各種スイッチは音色タブレ
ット、エフェクトスイッチ、リズムスイッチ、ペダル、
ホイール、レバー、ダイヤル、ハンドル、タッチスイッ
チ等であって楽器用のものである。このペダルはダンパ
ーペダル、サスティンペダル、ミュートペダル、ソフト
ペダル等である。

【００２１】この各種スイッチより、楽音制御情報が発
生され、この楽音制御情報は発生された楽音を制御する
情報であって音楽的ファクタ（因子）情報であり、音色
情報（音色決定因子）、タッチ情報（発音指示操作の速
さ／強さ）、発音数情報、共鳴度情報、エフェクト情
報、リズム情報、音像（ステレオ）情報、クオンタイズ
情報、変調情報、テンポ情報、ラウドネス（音量）情
報、エンベロープ情報等である。これら音楽的ファクタ
情報も上記演奏情報（楽音情報）に合体され、上記各種
スイッチより入力されるほか、上記自動演奏情報に合体
されたり、上記インターフェイスで送受される演奏情報
に合体される。

【００２２】上記音色情報は、鍵盤楽器（ピアノ等）、
管楽器（フルート等）、弦楽器（バイオリン等）、打楽
器（ドラム等）の楽器（発音媒体／発音手段）の種類等
に対応しており、トーンナンバデータＴＮとして取り込
まれる。上記エンベロープ情報は、上述のエンベロープ
スピードＥＳ、エンベロープレベルＥＬ、エンベロープ
タイムＥＴ、エンベロープフェーズＥＦなどである。

【００２３】上記ラウドネス（音量）情報はラウドネス
データＬＮとして取り込まれ、各楽音の大きさを表す。
このラウドネスデータＬＮは、上記タッチデータＴＣ、
音量データ等に基づいて決定され、場合によって発音
数、共鳴度情報などによっても決定される。

【００２４】このような音楽的ファクタ情報は、コント
ローラ２へ送られ、後述の各種信号、データ、パラメー
タの切り換えが行われ、楽音の内容が決定される。上記
演奏情報（楽音発生情報）及び楽音制御情報はコントロ
ーラ２で処理され、各種データが楽音信号発生部５へ送
られ、楽音波形信号ＭＷが発生される。コントローラ２
はＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどからなっている。

【００２５】プログラム／データ記憶部４（内部記憶媒
体／手段）には、後述する自動演奏情報が記憶されてい
る。この自動演奏情報の中には発音開始タイミング情報
とエンベロープ種類情報とが記憶されている。このエン
ベロープ種類情報に基づいて発音開始タイミング情報が
変更制御される。

【００２６】プログラム／データ記憶部４（内部記憶媒
体／手段）はＲＯＭまたは書き込み可能なＲＡＭ、フラ
ッシュメモリまたはＥＥＰＲＯＭ等の記憶装置からな
り、光ディスクまたは磁気ディスク等の情報記憶部７
（外部記憶媒体／手段）に記憶されるコンピュータのプ
ログラムが書き写され記憶される（インストール／転送
される）。またプログラム／データ記憶部４には外部の
電子楽器またはコンピュータから上記ミディインターフ
ェース１５または送受信装置を介して送信されるプログ
ラムも記憶される（インストール／転送される）。この
プログラムの記憶媒体は通信媒体も含む。

【００２７】このインストール（転送／複写）は、情報
記憶部７が本楽音生成装置にセットされたとき、または
本楽音生成装置の電源が投入されたとき自動的に実行さ
れ、または操作者による操作によってインストールされ
る。上記プログラムは、コントローラ２が各種処理を行
うための後述するフローチャートに応じたプログラムで
ある。

【００２８】なお、本装置に予め別のオペレーティング
システム、システムプログラム（ＯＳ）、その他のプロ
グラムが記憶され、上記プログラムはこれらのＯＳ、そ
の他のプログラムとともに実行されてもよい。このプロ
グラムは本装置（コンピュータ本体）にインストールさ
れ実行されたときに、別のプログラムとともにまたは単
独で請求項（クレーム）に記載された処理・機能を実行
させることができればよい。

【００２９】また、このプログラムの一部又は全部が本
装置以外の１つ以上の別装置に記憶されて実行され、本
装置と別装置との間には通信手段を介して、これから処
理するデータ／既に処理されたデータ／プログラムが送
受され、本装置及び別装置全体として、本発明が実行さ
れてもよい。

【００３０】このプログラム／データ記憶部４には、上
述した音楽的ファクタ情報、上述した各種データ及びそ
の他の各種データも記憶される。この各種データには時
分割処理に必要なデータや時分割チャンネルへの割当の
ためデータ等も含まれる。

【００３１】楽音信号発生部５では、各部分音ごとに楽
音波形信号ＭＷが繰り返し発生されサウンドシステム６
から発音出力される。上記音高情報に応じて、この繰り
返し発生される楽音波形信号ＭＷの発生速度は変化され
る。また上記音色情報などの音楽的ファクタ情報に応じ
て、この繰り返し発生される楽音波形信号ＭＷの波形形
状は切り換えられる。この楽音信号発生部５は時分割処
理によって複数の楽音信号が同時に生成されポリフォニ
ックに発音される。

【００３２】タイミング発生部３からは、楽音生成装置
の全回路の同期を取るためのタイミングコントロール信
号が各回路に出力される。このタイミングコントロール
信号は、各周期のクロック信号のほか、これらのクロッ
ク信号を論理積または論理和した信号、時分割処理のチ
ャンネル分割時間の周期を持つチャンネルクロック信号
ＣＨφ、この４倍の周波数を持つチャンネルクロック信
号４ＣＨφ、チャンネルナンバデータＣＨＮｏ、この４
倍インクリメント速度を持つチャンネルナンバデータ４
ＣＨＮｏ、タイムカウントデータＴＩなどを含む。この
タイムカウントデータＴＩは、絶対時間つまり時間の経
過を示し、このタイムカウントデータＴＩのオーバフロ
ーリセットから次のオバーフローリセットまでの周期
は、各楽音のうち最も長い発音時間より長く、場合によ
って数倍に設定される。

【００３３】２．楽音信号発生部５ 図２は上記楽音信号発生部５を示す。周波数ナンバ累算
器４２には、アサインメントメモリ６０から読み出され
た各チャンネルのキーナンバデータＫＮ及びトーンナン
バデータＴＮ等の音楽的ファクタが送られ、キーナンバ
データＫＮに応じた周波数ナンバデータＦＮが時分割に
累算され、この累算された累算周波数ナンバデータＦＮ
Ａは楽音波形メモリ４３へ読み出しアドレスデータとし
て時分割に供給される。

【００３４】上記楽音波形メモリ４３には、複数の楽音
波形データＭＷが記憶されており、各楽音波形データＭ
Ｗは上記累算周波数ナンバデータＦＮＡに基づいて時分
割に読み出される。各楽音波形データＭＷの選択は、上
記トーンナンバデータＴＮ等の音楽的ファクタまたはパ
ネルスイッチ群１３での操作者による選択操作に基づい
て行われる。

【００３５】このトーンナンバデータＴＮ等の音楽的フ
ァクタは、アサインメントメモリ６０から読み出され、
上記周波数ナンバ累算器４２へ送られ、バンクデータＢ
Ｋに変換され、上記楽音波形メモリ４３へ上位読み出し
アドレスデータとして供給される。下位読み出しアドレ
スデータは、上記累算周波数ナンバデータＦＮＡであ
る。

【００３６】この楽音波形データＭＷは、ピアノ、バイ
オリン、フルート、シンバル等の楽器音の波形のサンプ
リングデータである。この楽音波形データＭＷは、サイ
ン波、三角波、短形波等の波形に対応したり、高調波成
分の含有率やノイズ音成分の含有率等、特定成分の含有
率の大きさに対応したり、特定フォルマントに応じたス
ペクトル成分グループに対応したり、発音開始から発音
終了までの全波形の種類に対応したり、タッチデータＴ
Ｃまたは／及びキースケーリングデータＫＳに対応した
りしてもよい。

【００３７】上記アサインメントメモリ６０からパラレ
ルに読み出された各部分音の４つのラウドネスデータＬ
Ｎは、セレクタ４１でシリアルにされ、乗算器４７へ送
られ、各部分音の楽音波形データＭＷに乗算される。こ
れにより、各部分音の大きさつまり各部分音の合成比率
が決定される。このセレクタ４１には、上記４倍インク
リメント速度を持つチャンネルナンバデータ４ＣＨＮｏ
の下位２ビットが選択信号として供給される。この４つ
の部分音の各レベルつまり各ラウドネスデータＬＮを変
えて合成割合を変えれば、合成音の楽音波形の形状が変
化し音色も変化する。

【００３８】上記サイン波、三角波、短形波などの単純
形状の楽音波形データＭＷについては、高速演算処理に
よって発生させる事も可能である。むろん複雑な波形に
ついても、高速演算処理によって発生させる事も可能で
ある。

【００３９】エンベロープジェネレータ４４には、アサ
インメントメモリ６０から読み出された各チャンネルの
上記トーンナンバデータＴＮなどの音楽的ファクタが送
られ、このトーンナンバデータＴＮなどに応じたエンベ
ロープ波形データＥＮが時分割に発生される。このエン
ベロープ波形データＥＮは、乗算器４５で上記楽音波形
メモリ４３から読み出された楽音波形データＭＷに乗算
され、累算器４６で全チャンネルにわたって累算され、
上記サウンドシステム６へ送られて発音出力される。な
お、この累算器４６は２つに分けられ、先の累算器４６
では４つの部分音ごとに累算され、後の累算器４６で
は、全楽音について累算されてもよい。

【００４０】３．各部分音テーブル１０ 図３は、プログラム／データ記憶部４内の部分音テーブ
ル１０を示す。この部分音テーブル１０には、各部分音
の音楽的ファクタが記憶されている。上記各楽音のトー
ンナンバデータＴＮは、この部分音テーブル１０で各部
分音ごとの高調波番号データｎに変換される。この各部
分音ごとの高調波番号データｎに基づいて、各部分音つ
まり各高調波の周波数が求められる。

【００４１】この各部分音は基本波及び高調波からな
り、高調波合成された楽音が発生される。この高調波番
号データｎは、通常は２、３、４、５、６、…の整数で
あり、高調波次数つまり高調波番号を表す。高調波番号
データｎ＝１の高調波は基本波を示し、狭義の高調波か
らは除外され、１番目の高調波は高調波番号ｎ＝２とな
る。この高調波番号データｎは、通常は、２、４、８で
あるが、場合によって、２、８、３２のように飛び越さ
れたり、３、５、９のように奇数次のこともあるし、希
に１．５、３．３、７．１、１６．８のように非整数の
こともある。基本波の高調波番号データＨＮは常に
「１」であるから省略される。

【００４２】さらに、上記各楽音のトーンナンバデータ
ＴＮは、この部分音テーブル１０で各部分音ごとのレベ
ル比データＬＲに変換される。この各部分音ごとの４つ
のレベル比データＬＲは、上記合成楽音全体のラウドネ
スデータＬＮに乗算され、各部分音のラウドネスデータ
ＬＮが求められる。この各部分音ごとのラウドネスデー
タＬＮは、上記アサインメントメモリ６０の各チャンネ
ルエリアに書き込まれる。この各部分音ごとのラウドネ
スデータＬＮに基づいて、各部分音の大きさつまりレベ
ルが決定される。この合成楽音全体ののラウドネスデー
タＬＮは、上記タッチデータＴＣ、音量データ等に基づ
いて決定される。上記レベル比データＬＲは基本波につ
いても記憶される。

【００４３】さらに、上記各楽音のトーンナンバデータ
ＴＮは、この部分音テーブル１０で各部分音ごとのエン
ベロープデータに変換される。この各部分音ごとのエン
ベロープデータに基づいて、各部分音ごとのエンベロー
プ波形が決定される。この各部分音ごとのエンベロープ
データは、上記アサインメントメモリ６０の各チャンネ
ルエリアに書き込まれる。なお、このエンベロープデー
タは、上述したように各エンベロープフェーズごとのエ
ンベロープスピードデータＥＳ及びエンベロープレベル
データＥＬからなっている。

【００４４】なお、この各部分音ごとのエンベロープデ
ータは省略され、合成音全体で１つのエンベロープデー
タが設定されてもよい。また、これら各部分音ごとのト
ーンナンバデータＴＮ、高調波番号データｎ、エンベロ
ープデータは、楽音のトーンナンバデータＴＮからでは
なく、楽音の他の音楽的ファクタから変換されてもよ
い。また、これらの部分音の音楽的ファクタの選択は、
パネルスイッチ群１３での操作者の選択操作によって
も、切り換え選択される。

【００４５】さらに、各部分音の他の音楽的ファクタに
ついては、各部分音ごとに異なるものではない。しか
し、異なるようにすることも可能である。例えば、タッ
チデータＴＣは各部分音ごとに異なっていてもよい。こ
れにより、タッチ特性が各部分音ごとに異なるようにな
る。さらに、共鳴度データＫＤは各部分音ごとに異なっ
ていてもよい。これにより、共鳴特性が各部分音ごとに
異なるようになる。

【００４６】なお、各合成楽音全体のトーンナンバデー
タＴＮは、この部分音テーブル１０で各部分音ごとの互
いに異なるトーンナンバデータＴＮに変換されてもよ
い。これにより、各部分音の楽音波形データＭＷの形状
が異なり、異なる楽音波形の高調波合成が可能となる。
この各部分音ごとのトーンナンバデータＴＮは、上記ア
サインメントメモリ６０の各チャンネルエリアに書き込
まれる。

【００４７】４．アサインメントメモリ６０ 図４は、楽音信号発生部５のアサインメントメモリ６０
を示す。アサインメントメモリ６０には、複数（１６、
３２または６４等）のチャンネルメモリエリアが形成さ
れており、上記楽音信号発生部５に形成された複数の楽
音生成チャンネルに割り当てられた合成楽音に関するデ
ータが記憶される。

【００４８】これら各チャンネルメモリエリアには、チ
ャンネルが割当られた各合成楽音の周波数ナンバデータ
ＦＮ、キーナンバデータＫＮ、エンベロープデータなど
が記憶される。なお、トーンナンバデータＴＮ、タッチ
データＴＣ、トーンタイムデータＴＭ、ラウドネスデー
タＬＮ、高調波番号データｎ、パートナンバデータＰ
Ｎ、上記共鳴度データＫＤ、オン／オフデータ等も記憶
される。

【００４９】オン／オフデータは割り当られ発音する楽
音（部分音）がキーオン中または発音中（“１”）かキ
ーオフ中または消音中（“０”）かを示す。周波数ナン
バデータＦＮは割り当られ発音する楽音の周波数値を示
し、上記キーナンバデータＫＮから変換される。上記プ
ログラム／データ記憶部４には、この変換のためのテー
ブル（デコーダ）が設けられている。

【００５０】上記エンベロープデータは、各エンベロー
プフェーズごとのエンベロープスピードデータＥＳ及び
エンベロープレベルデータＥＬからなっている。エンベ
ロープスピードデータＥＳはエンベロープのデジタル演
算１周期当たりの演算のステップ値を示す。エンベロー
プレベルデータＥＬは各フェーズごとのエンベロープ演
算の到達目標値を示す。後述するフェーズカウンタ５０
からのカウント値はエンベロープフェーズデータＥＦと
してこのアサインメントメモリ６０に記憶される。これ
らエンベロープデータは上記トーンナンバデータＴＮな
どの音楽的ファクタまたはパネルスイッチ群１３の操作
者による選択操作に基づいてプログラム／データ記憶部
４から読み出される。

【００５１】キーナンバデータＫＮは割り当られ発音す
る楽音の音高（周波数）を示し、上記音高情報に応じて
決定される。このキーナンバデータＫＮは、オンイベン
トがあって当該部分音がチャンネル割り当てされ合成さ
れるたびに、キーナンバデータＫＮがアサインメントメ
モリ６０の該当チャンネルメモリエリアに記憶され、オ
フイベントのたびに対応するキーナンバデータＫＮは消
去される。キーナンバデータＫＮの上位データは音域ま
たはオクターブを示し、下位データは音名を示す。この
キーナンバデータＫＮは省略可能である。

【００５２】トーンナンバデータＴＮは、割り当てられ
発音する楽音の音色を示し、上記音色情報に応じて決定
される。このトーンナンバデータＴＮが異なれば音色も
異なり、この楽音の楽音波形も異なる。タッチデータＴ
Ｃは、発音操作の速さまたは強さを示し、上記タッチ情
報に応じて決定される。パートナンバデータＰＮは、上
述したように各演奏エリアを示し、発音操作された楽音
がどの演奏エリアからのものかによって設定される。ト
ーンタイムデータＴＭは、キーオンイベントからの経過
時間を示す。

【００５３】４つのラウドネスデータＬＮは、各部分音
の大きさを表す。この４つのラウドネスデータＬＮの大
きさによって、各高調波の高調波合成の割合が決定さ
れ、合成楽音の音色も決定される。この各部分音のラウ
ドネスデータＬＮは、合成楽音全体のラウドネスデータ
ＬＮに対して上記部分音テーブル１０からの各部分音の
レベル比データＬＲが乗算されて求められストアされ
る。

【００５４】高調波番号データｎは、高調波合成される
各部分音の高調波の次数を示す。このアサインメントメ
モリ６０では、３つの高調波の高調波番号データｎのほ
か、基本波の高調波番号データｎ「１」も記憶される。

【００５５】上記トーンナンバデータＴＮは、合成楽音
全体として設定されるので、この合成楽音を構成する４
つの部分音は通常は同じトーンナンバデータＴＮとな
り、同じ楽音波形データＭＷが読み出される。しかし、
上述したようにこの４つの部分音は異なるトーンナンバ
データＴＮであってもよい。この場合、各部分音として
異なる波形形状の楽音波形データＭＷが読み出される。

【００５６】この読み出される楽音波形データＭＷがサ
イン波のときは、４つの部分音は周波数の異なる４つの
サイン波となるから、いわゆるサイン合成つまり高調波
合成が実行される。この４つの部分音の各レベルつまり
各ラウドネスデータＬＮを変えて合成割合を変えれば、
合成音の楽音波形の形状が変化し音色も変化する。

【００５７】上記４つの部分音は、通常は、基本波、第
１高調波、第２高調波、第３高調波からなる。基本波は
設定された音高に対応した基本周波数ｆ１を持ち、第１
高調波、第２高調波、第３高調波はそれぞれ設定音高の
２倍、３倍、４倍、５倍、６倍、７倍、８倍、…、１６
倍、…の整数倍の周波数を持つ。ただし、この整数倍
は、正確には後述するように、基本周波数ｆ１に対し
て、ｆｎ＝ｆ１・ｎ・ルート（１＋Ｃ・ｎ^２）／ルート
（１＋Ｃ）（Ｃは定数、ｎは高調波番号、ルートは続く
括弧内の平方根）の関係にあり、多少のずれがある。こ
の４つの部分音は合成されて１つの楽音として出力され
る。このように各高調波の周波数は正確に整数倍比ない
ために互いに非調和な関係にある。

【００５８】これら各チャンネルメモリエリアの各デー
タは、オンタイミング及び／又はオフタイミングに書き
込まれ、各チャンネルタイミングごとに書き換えられた
り、読み出されたりして、上記楽音信号発生部５で処理
される。このアサインメントメモリ６０は、楽音信号発
生部５の中ではなく、プログラム／データ記憶部４また
はコントローラ２の中に設けてもよい。

【００５９】上記時分割処理によって形成されるチャン
ネル、すなわち複数の楽音（部分音）を並行して発生す
るための複数の楽音発生システムへの各楽音の割り当て
方法またはトランケート方法は、例えば特願平１−４２
２９８号、特願平１−３０５８１８号、特願平１−３１
２１７５号、特願平２−２０８９１７８号、特願平２−
４０９５７７号、特願平２−４０９５７８号に示された
方法が使われる。

【００６０】５．周波数ナンバ累算器４２（第１実施
例） 図５は、上記周波数ナンバ累算器４２を示すものであ
る。上記アサインメントメモリ６０から時分割に読み出
される周波数ナンバデータＦＮ（キーナンバデータＫ
Ｎ）及びトーンナンバデータＴＮは、ラッチ８０を介し
て、非調和定数テーブル８５で非調和定数Ｃに変換され
る。この非調和定数Ｃは、非調和周波数を求めるための
ｆｎ＝ｆ１・ｎ・ルート（１＋Ｃ・ｎ^２）／ルート（１
＋Ｃ）の中の定数「Ｃ」を指す。ここで、ｆ１は基本周
波数つまり上記周波数ナンバデータＦＮを表し、Ｃは定
数を表し、ｎは高調波番号を表し、ルートは続く括弧内
の値の平方根を求めることを表す。

【００６１】この非調和定数Ｃは、乗算器９０で、非調
和度調整データＨＭが乗算され、非調和周波数演算回路
９１で演算される。この非調和周波数演算回路９１に
は、上記アサインメントメモリ６０からの高調波番号デ
ータｎもシリアルに供給され、上記ｎ・ルート（１＋Ｃ
・ｎ^２）／ルート（１＋Ｃ）の演算が実行さる。さらに
乗算器９２で上記基本周波数の周波数ナンバデータＦＮ
（ｆ１）が乗算され、ｆｎ＝ｆ１・ｎ・ルート（１＋Ｃ
・ｎ^２）／ルート（１＋Ｃ）の演算が実行される。これ
により、各部分音つまり各高調波の各周波数ナンバデー
タｆｎが算出される。この各部分音の周波数ナンバデー
タｆｎは、サンプリング変換テーブル９３で、実際の上
記楽音波形データＭＷのサンプリングステップに対応し
たアドレス値に変換される。

【００６２】上記アサインメントメモリ６０の各チャン
ネルの周波数ナンバデータＦＮ（キーナンバデータＫ
Ｎ）、トーンナンバデータＴＮ、タッチデータＴＣ、キ
ーナンバデータＫＮ（上位）、トーンタイムデータＴ
Ｍ、ラウドネスデータＬＮ、高調波番号データｎ、共鳴
度データＫＤ、パートナンバデータＰＮ及びラッチ２８
からの同時発音数データＳＳ、などの音楽的ファクタま
たは操作者の選択指定データ等は、ラッチ８９を介して
周波数リピートＲＯＭ８８で、これらの各データＴＮ
（ＫＮ）、ＴＣ、ＫＮ、ＴＭ、ＳＳ、ＫＤ、ＰＮに応じ
たバンクデータＢＫ、イニシャル周波数ナンバデータＩ
Ｆ、リピートトップデータＲＴ、リピートエンドデータ
ＲＥに変換される。バンクデータＢＫは楽音波形メモリ
４３へ送られる。

【００６３】上記イニシャル周波数ナンバデータＩＦ
は、オンイベント時にセレクタ８１を介して加算器８２
で上記周波数ナンバデータｆｎが加算され、セレクタ８
３を介し、周波数ナンバレジスタ８４にセットされる。
この周波数ナンバレジスタ８４には、複数チャンネル分
の周波数ナンバデータｆｎが記憶され、上記チャンネル
クロック信号ＣＨφによって順次シフトされる。従っ
て、１６（３２、６４）チャンネル分の分割タイムごと
に、周波数ナンバデータｆｎはイニシャル周波数ナンバ
データＩＦを初期値として順次累算されていく。

【００６４】上記リピートエンドデータＲＥは、コンパ
レータ８６に与えられる。このコンパレータ８６には、
上記加算器８２からの累算周波数ナンバデータＦＮＡも
与えられており、累算周波数ナンバデータＦＮＡがリピ
ートエンドデータＲＥを越えると、比較検出信号が上記
セレクタ８３に与えられる。これにより、累算周波数ナ
ンバデータＦＮＡはリピートエンドデータＲＥからリピ
ートトップデータＲＴまで戻って順次累算されていく。

【００６５】この累算された各部分音の累算周波数ナン
バデータＦＮＡは、上記楽音波形メモリ４３へ送られ、
各部分音が時分割に読み出され、上記乗算器４７でラウ
ドネスデータＬＮが乗算されて、それぞれがレベル制御
され、上記累算器４６で１つの楽音に合成される。これ
により、高調波合成が達成される。

【００６６】上記アサインメントメモリ６０から読み出
された各チャンネルの上記高調波番号データｎは、ラッ
チ８９を経て、セレクタ９４でシリアルにされ、上記非
調和周波数演算回路９１へ送られる。このセレクタ９４
には、上記４倍インクリメント速度を持つチャンネルナ
ンバデータ４ＣＨＮｏの下位２ビットが選択信号として
供給される。

【００６７】パネルスイッチ群１３で操作者によって入
力された上記非調和度調整データＨＭは、コントローラ
２によってラッチ９５にラッチされ、上記乗算器９０に
供給される。この非調和度調整データＨＭによって、高
調波合成される各部分音の非調和度が変更される。この
非調和度調整データＨＭの値が大きくなると、上記非調
和定数Ｃの値が大きくなり、高調波合成される各部分音
の調和度が小さくなる。

【００６８】なお、この非調和度調整データＨＭは、上
記アサインメントメモリ６０から読み出される各チャン
ネルごとの周波数ナンバデータＦＮ、トーンナンバデー
タＴＮ、タッチデータＴＣ、キーナンバデータＫＮ、ト
ーンタイムデータＴＭ、ラウドネスデータＬＮ、高調波
番号データｎ、共鳴度データＫＤ、パートナンバデータ
ＰＮ及びラッチ２８からの同時発音数データＳＳなどの
音楽的ファクタから変換されてもよい。

【００６９】なお、この部分音合成つまり高調波合成
は、時分割チャンネルへの楽音割当と各部分音ごとの時
分割読み出しによって達成されていた。しかし、これが
複数のサイン波発生演算回路によって実現されてもよ
い。このサイン波発生演算回路からは上記各部分音ごと
の周波数ナンバデータｆｎに応じた速度でサイン波が演
算され、各周波数のサイン波が演算出力され、レベル制
御されて加算合成されて出力される。さらにこのような
サイン波発生演算が時分割に実行されてもよい。

【００７０】６．周波数ナンバ累算器４２（第２実施
例） 図６は上記周波数ナンバ累算器４２の第２実施例を示
す。この第２実施例では、非調和ずれテーブル９７及び
非調和ずれ演算回路９８などは、以下のように構成され
る。上記アサインメントメモリ６０から時分割に読み出
される周波数ナンバデータＦＮ（キーナンバデータＫ
Ｎ）及びトーンナンバデータＴＮは、ラッチ８０を介し
て、非調和ずれテーブル９７で、第２倍音つまり２番目
の高調波の周波数ナンバのずれデータＡに変換される。
このずれデータＡは、基本周波数の２倍の周波数値に対
して、高調波番号データｎ＝２の実際の周波数値のずれ
を示す。

【００７１】このずれデータＡは、乗算器９０で、非調
和度調整データＨＭが乗算され、非調和ずれ演算回路９
８で演算される。この非調和ずれ演算回路９８には、上
記アサインメントメモリ６０からの高調波番号データｎ
もシリアルに供給され、ｎ＋（Ａ／６）×（ｎ^３）、ｎ
＋（Ａ／６）×（ｎ^３−ｎ）またはｎ＋（Ａ／６）×
（ｎ^３−ｎ^２＋ｎ−１）の演算が実行される。これによ
り、各部分音つまりｎ番目の各高調波（倍音）ごとの周
波数比が求められる。この周波数比には上記非調和のた
めのずれが盛り込まれている。このずれた周波数比で
は、基本周波数のｎ倍の周波数に対して、ｎ番目の高調
波周波数のずれが、上記求められた（Ａ／６）×
（ｎ^３）、（Ａ／６）×（ｎ^３−ｎ）または（Ａ／６）
×（ｎ^３−ｎ^２＋ｎ−１）となる。

【００７２】この求められたずれ周波数比は、乗算器９
２で、上記基本周波数の周波数ナンバデータＦＮ（ｆ
１）が乗算される。これにより、各部分音つまり各高調
波の各周波数ナンバデータｆｎが算出される。この各部
分音の周波数ナンバデータｆｎは、サンプリング変換テ
ーブル９３で、実際の上記楽音波形データＭＷのサンプ
リングステップに対応したアドレス値に変換される。他
の構成・動作は上記図５の第１実施例の周波数ナンバ累
算器４２と同じである。

【００７３】上記ずれデータＡの具体的数値は、図９の
２倍音のところに示される数値の小数点以下の数値であ
る。例えば、ピアノの非調和定数Ｃ＝１．００×１０
^−３であれば、「０．００２９９４７６１」であり、ハ
ープシコードまたはピアノの非調和定数Ｃ＝１．００×
１０^−４であれば、「０．０００２９９９４８」であ
り、ギターの非調和定数Ｃ＝１．００×１０^−５であれ
ば、「０．００００２９９９９」である。

【００７４】上記ずれデータＡは、非調和度調整データ
ＨＭが乗算されので、操作者の操作によって設定される
ことができるともいえる。このずれデータＡは、上記音
色のほか、タッチデータＴＣ、トーンタイムデータＴ
Ｍ、ラウドネスデータＬＮ、高調波番号データｎ、共鳴
度データＫＤ及び同時発音数データＳＳの音楽的ファク
タによって決定されるようにしてもよい。この場合、タ
ッチデータＴＣ、トーンタイムデータＴＭ、ラウドネス
データＬＮ、高調波番号データｎ、共鳴度データＫＤま
たは同時発音数データＳＳによって上記非調和ずれテー
ブル９７の各値が読み出される。

【００７５】なお、上述したｆｎ＝ｆ１・ｎ・ルート
（１＋Ｃ・ｎ^２）／ルート（１＋Ｃ）、ｆｎ＝ｆ１・
［ｎ＋（Ａ／６）×（ｎ^３）］の演算、ｆｎ＝ｆ１・
［ｎ＋（Ａ／６）×（ｎ^３−ｎ）］の演算、ｆｎ＝ｆ１
・［ｎ＋（Ａ／６）×（ｎ^３−ｎ^２＋ｎ−１）］の演算
は、プログラム処理によって、コントローラ２（ＣＰ
Ｕ）で実行されてもよい。

【００７６】７．非調和定数テーブル８５ 図７は、上記周波数累算器４２内の非調和定数テーブル
８５を示す。この非調和定数テーブル８５にはトーンナ
ンバデータＴＮ及び周波数ナンバデータＦＮが供給さ
れ、上記非調和周波数を求めるための上記ｆｎ＝ｆ１・
ｎ・ルート（１＋Ｃ・ｎ^２）／ルート（１＋Ｃ）の中の
非調和定数「Ｃ」が求められる。ここで、ｆ１は基本周
波数（周波数ナンバデータＦＮ）を表し、Ｃは定数（非
調和定数）を表し、ｎは高調波番号を表し、ルートは続
く括弧内の値の平方根を求めることを表す。

【００７７】上記非調和定数Ｃの値は、ピアノで１０
^−５乃至１０^−１であり、ハープシコードで１０^−５乃
至１０^−３であり、ギターで１０^−５乃至１０^−４であ
り、全体として定数Ｃの値はＣ＝１０^−５〜１０^−１で
ある。この非調和定数Ｃの値は、音高つまりキーナンバ
データＫＮに応じて変化する。またこの非調和定数Ｃの
値は、楽器音つまり音色すなわちトーンナンバデータＴ
Ｎに応じて変化する。

【００７８】この図７の非調和定数Ｃは、実際に種々の
非調和の高調波合成音を人間の耳に聞かせて心地よく聞
こえる非調和高調波周波数値から求めたものである。実
際に求めた周波数比は図９に示される。この周波数比か
ら上述したｆｎ＝ｆ１・ｎ・ルート（１＋Ｃ・ｎ^２）／
ルート（１＋Ｃ）の法則性が導きだされる。このとき同
時に、この非調和定数Ｃも導き出される。

【００７９】図８は図７の非調和定数Ｃをグラフに表し
たものである。このように実験から得られた理想的な非
調和定数Ｃは、音高つまりキーナンバデータＫＮ（周波
数ナンバデータＦＮ）に応じて変化することがわかる。
ここで「…Ｅｎ」は「…×１０^ｎ」を表し、例えば
「３．０Ｅ−０３」は「３．０×１０^−３」を表し、
「１．１Ｅ−５」は「１．１×１０^−５」を表す。

【００８０】なお、この非調和定数Ｃは、音色のほか、
タッチデータＴＣ、トーンタイムデータＴＭ、ラウドネ
スデータＬＮ、高調波番号データｎ、共鳴度データＫＤ
及び同時発音数データＳＳの音楽的ファクタによって決
定されるようにしてもよい。この場合、図７の縦の楽器
の種類（トーンナンバデータＴＮ）の代わりに、タッチ
データＴＣ、トーンタイムデータＴＭ、ラウドネスデー
タＬＮ、高調波番号データｎ、共鳴度データＫＤまたは
同時発音数データＳＳの各値が設定される。

【００８１】９．非調和周波数の具体例 図９は、上記非調和周波数演算回路９１及び乗算器９２
で演算されるｆｎ＝ｆ１・ｎ・ルート（１＋Ｃ・ｎ^２）
／ルート（１＋Ｃ）の具体的数値を示す。非高調波定数
Ｃ＝１．０×１０^−４のとき、高調波番号データｎ＝
２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、
１３、１４、１５、１６、３２、６４、１２８で、基本
周波数ｆ１に対する非調和周波数ｆｎの比率（周波数
比）＝２．０００２９９９４８、３．００１１９９６４
０、４．００２９９８５７６、５．００５９９５８０
５、６．０１０４８９７８０、７．０１６７７８２１
２、８．０２５１５７９２３、９．０３５９２４７０
１、１０．０４９３７３１６５、１１．０６５７９６６
１９、１２．０８５４８６９２０、１３．１０８７３４
３４４、１４．１３５８２７４５５、１５．１６７０５
２９７８、１６．２０２６９５６７９、…、３３．５９
６７９６３５８、…、７５．９８１２１００８２、…、
２０７．９０１９５５９２６となる。他の周波数比につ
いても図９に示す。

【００８２】これらの周波数比は実際の実験及び計測に
基づき、いちばん心地よい非調和高調波周波数値から得
られたものである。この計測値から上記非調和周波数演
算式ｆｎ＝ｆ１・ｎ・ルート（１＋Ｃ・ｎ^２）／ルート
（１＋Ｃ）及び非調和定数Ｃが導かれた。

【００８３】この比率の各数値のうち、小数点以下の数
値が非調和の比率を示し、整数倍比率からのずれを示
す。このような非調和比率で高調波合成を行うと、人間
の耳に心地よい合成音を生成することができる。

【００８４】また、上記計測値からは、以下のような式
も導きだすことができた。すなわち、基本周波数に対し
て、２倍音の高調波の周波数を、基本周波数の２倍の周
波数に対して値Ａずらした場合、これ以外のｎ番目の高
調波の周波数を、基本周波数のｎ倍の周波数に対して、
順次ずらすようにし、このずれをほぼ（Ａ／６）×（ｎ
^３−ｎ^２＋ｎ−１）として場合、この式である。つまり
ｆｎ＝ｆ１・［ｎ＋（Ａ／６）×（ｎ^３−ｎ^２＋ｎ−
１）］である。

【００８５】この式によっても、上記非調和高調波周波
数値を導き出すことができる。ただし、上記ｆｎ＝ｆ１
・ｎ・ルート（１＋Ｃ・ｎ^２）／ルート（１＋Ｃ）の非
調和周波数演算式の演算結果とは若干差があるが、ほと
んど無視できる。

【００８６】さらに、上記計測値からは、以下のような
式も導きだすことができた。すなわち、基本周波数に対
して、２倍音の高調波の周波数を、基本周波数の２倍の
周波数に対して値Ａずらした場合、これ以外のｎ番目の
高調波の周波数を、基本周波数のｎ倍の周波数に対し
て、順次ずらすようにし、このずれをほぼ（Ａ／６）×
（ｎ^３−ｎ）として場合、この式である。つまりｆｎ＝
ｆ１・［ｎ＋（Ａ／６）×（ｎ^３−ｎ）］である。

【００８７】この式によっても、上記非調和高調波周波
数値を導き出すことができる。ただし、上記ｆｎ＝ｆ１
・ｎ・ルート（１＋Ｃ・ｎ^２）／ルート（１＋Ｃ）の非
調和周波数演算式の演算結果とは多少差があるが、ほぼ
無視できる。

【００８８】またさらに、上記計測値からは、以下のよ
うな式も導きだすことができた。すなわち、基本周波数
に対して、２倍音の高調波の周波数を、基本周波数の２
倍の周波数に対して値Ａずらした場合、これ以外のｎ番
目の高調波の周波数を、基本周波数のｎ倍の周波数に対
して、順次ずらすようにし、このずれをほぼ（Ａ／６）
×（ｎ^３）として場合、この式である。つまりｆｎ＝ｆ
１・［ｎ＋（Ａ／６）×（ｎ^３）］である。

【００８９】この式によっても、上記非調和高調波周波
数値を導き出すことができる。ただし、上記ｆｎ＝ｆ１
・ｎ・ルート（１＋Ｃ・ｎ^２）／ルート（１＋Ｃ）の非
調和周波数演算式の演算結果とは少々差があるが、一部
の高調波番号データｎについては使用でき、この場合に
はほとんど差がない。

【００９０】具体的には、図９の一番右に示される。ず
れデータＡ＝０．００００２９９９９の場合、他の高調
波（倍音）についての（Ａ／６）×（ｎ^３）の値が示さ
れる。これによると、３倍音については、実測値と（Ａ
／６）×（ｎ^３）との誤差は１２．５％あまりあるが、
他の４倍音以上では、６．６％以下まで縮小する。した
がって、３倍音のみ、別の計算式または記憶値を用い、
４倍音以降については（Ａ／６）×（ｎ^３）の演算式を
用いてもそれほど問題はない。

【００９１】これにより、人間の耳に心地よく聞こえる
高調波合成音を発生することができる。なお、高調波番
号ｎ＝１の高調波は基本波を示し、狭義の高調波からは
除外され、通常１番目の高調波は高調波番号ｎ＝２の２
倍音となる。

【００９２】１０．処理全体 図１０はコントローラ（ＣＰＵ）２によって実行される
処理全体のフローチャートを示す。この処理全体は本楽
音生成装置の電源オンによって開始され、電源オフまで
繰り返し実行される。まず、プログラム／データ記憶部
３の初期化など種々のイニシャライズ処理が行われ（ス
テップ０１）、上記演奏情報発生部１での手動演奏また
は自動演奏に基づき、発音処理が行われる（ステップ０
３）。

【００９３】この発音処理では、空きチャンネルがサー
チされ、サーチされた空きチャンネルにオンイベントに
係る楽音が割り当てられる。この楽音の内容は、上記演
奏情報発生部１からの上記演奏情報（楽音発生情報）、
楽音制御情報の音楽的ファクタ情報及びこのときプログ
ラム／データ記憶部３に既に記憶されている音楽的ファ
クタ情報によって決定される。

【００９４】この場合、サーチされた空きチャンネルの
アサインメントメモリ６０のエリアに「１」のオン／オ
フデータ、周波数ナンバデータＦＮ、エンベロープスピ
ードデータＥＳ、エンベロープタイムデータＥＬ、
「０」のエンベロープフェーズデータＥＦなどが書き込
まれる。

【００９５】また、上記部分音テーブル１０が使用され
て、上記トーンナンバデータＴＮに応じた各部分音の４
つのラウドネスデータＬＮ、４つの高調波番号データｎ
も求められ、サーチされた空きチャンネルのアサインメ
ントメモリ６０のエリアに書き込まれる。さらに、トー
ンナンバデータＴＮ、タッチデータＴＣ、パートナンバ
データＰＮ、「０」のトーンタイムデータＴＭも書き込
まれる。

【００９６】次いで、上記演奏情報発生部１での手動演
奏または自動演奏に基づき、消音（減衰）処理が行われ
る（ステップ０５）。この消音（減衰）処理では、オフ
イベント（キーオフイベント、消音イベント）に係る楽
音が割り当てられているチャンネルがサーチされ当該楽
音が減衰され消音される。この場合、キーオフイベント
に係る楽音のエンベロープフェーズがリリースとなり、
エンベロープレベルが次第に「０」になる。

【００９７】さらに、上記演奏情報発生部１の各種スイ
ッチの操作があれば、このスイッチに対応する音楽的フ
ァクタ情報が取り込まれ、プログラム／データ記憶部３
に記憶され、音楽的ファクタ情報が変更される（ステッ
プ０６）。この後、その他の処理が実行され（ステップ
０７）、上記ステップ０２からこのステップ０７までの
処理が繰り返される。

【００９８】なお、上記ステップ０３の発音処理つまり
チャンネル割り当て処理で、ｆｎ＝ｆ１・ｎ・ルート
（１＋Ｃ・ｎ^２）／ルート（１＋Ｃ）の演算が実行さ
れ、各部分音の周波数ナンバデータｆｎがプログラム演
算で求められ、アサインメントメモリ６０に書き込まれ
てもよい。この４つの周波数ナンバデータｆｎはセレク
タを介してパラレル−シリアル変換され、上記サンプリ
ング変換テーブル９３へ送られる。このセレクタは上記
セレクタ９４と同じである。

【００９９】１１．発音経過時間、同時発音数及び共鳴
度の処理 図１１はコントローラ２によって一定周期ごとに実行さ
れるインタラプト処理のフローチャートを示す。この処
理で上記トーンタイムデータＴＭ（発音経過時間）のイ
ンクリメント、同時発音数データＳＳのカウント及び共
鳴度データの算出が行われる。

【０１００】この処理では、上記アサインメントメモリ
６０の各チャンネルエリアにつき（ステップ４１、４
８、４９）、オン／オフデータが「１」で楽音が発音中
のものについて（ステップ４３）、そのトーンタイムデ
ータＴＭが「＋１」される（ステップ４４）。

【０１０１】また、同じくアサインメントメモリ６０の
各チャンネルエリアにつき（ステップ４１、４８、４
９）、いったんラッチ２８の同時発音数データＳＳがク
リアされた後（ステップ４２）、オン／オフデータが
「１」で楽音が発音中のものがカウント（ステップ４
３）、同時発音数データＳＳが順次「＋１」される（ス
テップ４５）。このカウントされた同時発音数データＳ
Ｓは上記ラッチ２８に記憶される。

【０１０２】次いで、上記アサインメントメモリ６０の
各チャンネルエリアにつき（ステップ４１、４８、４
９）、オン／オフデータが「１」で楽音が発音中のもの
について（ステップ４３）、そのキーナンバデータＫＮ
（周波数ナンバデータＦＮ）と他のチャンネルエリアの
発音中のキーナンバデータＫＮ（周波数ナンバデータＦ
Ｎ）との差が求められ、この差で当該キーナンバデータ
ＫＮ（周波数ナンバデータＦＮ）が除算され、この除算
値の整数部分の逆数値が求められ、上記除算値の小数部
分と「０．５」との差が求められ、この差の１／１０ま
たは１／１００の値が上記逆数値に加算される（ステッ
プ４６）。

【０１０３】この算出値はさらに他の各発音中のキーナ
ンバデータＫＮ（周波数ナンバデータＦＮ）の間でも求
められ累算される（ステップ４７）。この累算値が当該
チャンネルの楽音についての上記共鳴度情報ＫＤとな
る。この共鳴度データＫＤは楽音が発音中のものについ
てすべて求められる（ステップ４１、４８、４９、４
３）。

【０１０４】そして、その他の周期的な処理が行われる
（ステップ５０）。こうして、各チャンネルの楽音の発
音経過時間がカウントされ記憶され上記発音時間情報と
して利用され、またそのときどきの全チャンネルの発音
中の楽音の数がカウントされ記憶され上記同時発音数情
報として利用され、さらにそのときどきの全チャンネル
の発音中の楽音の共鳴度が算出され記憶され上記共鳴度
データＫＤとして利用される。

【０１０５】本発明は上記実施例に限定されず、本発明
の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例え
ば、上記楽音波形データＭＷは、ある波形が周期的に繰
り返されるものであったが、複雑な変化をするアタック
部分の波形や、アタックからリリースまで必ずしも周期
的とはいえないＰＣＭ波形や、ほとんど周期的に変化し
ないノイズのような音のように、音響信号はもともと周
期性がないものであってもよい。

【０１０６】また、上記ずれデータＡは、２倍音の高調
波の周波数に対する、基本周波数の２倍の周波数のズレ
を表していたが、２倍音以外のＮ倍音（例えば３倍音、
…、８倍音、…）の高調波の周波数に対する、基本周波
数のＮ倍（３倍、…、８倍、…）の周波数のズレを表し
ていてもよい。これに応じて、上記ズレデータの非調和
周波数演算式（Ａ／６）×（ｎ^３）、（Ａ／６）×（ｎ
^３−ｎ）、（Ａ／６）×（ｎ^３−ｎ^２＋ｎ−１）の演算
内容も変化する。

【０１０７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、基本周
波数ｆ１に対して、ｆｎ＝ｆ１・ｎ・ルート（１＋Ｃ・
ｎ^２）／ルート（１＋Ｃ）（Ｃは定数、ｎは高調波番
号、ルートは続く括弧内の平方根を示す）の関係にある
周波数の高調波信号を発生し、基本周波数ｆ１の信号と
高調波信号とを合成するようにした。したがって、人間
の耳に心地よく聞こえる高調波合成音を発生することが
できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】非調和音発生装置または電子楽器の全体回路を
示す。

【図２】楽音信号発生部５を示す。

【図３】プログラム／データ記憶部４の部分音テーブル
１０を示す。

【図４】楽音信号発生部５のアサインメントメモリ６０
を示す。

【図５】楽音信号発生部５の周波数ナンバ累算器４２
（第１実施例）を示す。

【図６】楽音信号発生部５の周波数ナンバ累算器４２
（第２実施例）を示す。

【図７】周波数ナンバ累算器４２の非調和定数テーブル
８５に記憶された非調和定数Ｃを示す。

【図８】非調和定数Ｃの音高（キーナンバデータＫＮ）
に対する特性を示す。

【図９】非調和周波数比の具体例を示す。

【図１０】処理全体のフローチャートを示す。

【図１１】一定周期ごとに実行されるインタラプト処理
のフローチャートを示す。

【符号の説明】

２…コントローラ（ＣＰＵ）、３…タイミング発生部、
４…プログラム／データ記憶部、５…楽音信号発生部、
６…サウンドシステム、７…情報記憶部、１０…部分音
テーブル、１１…キーボード、１３…パネルスイッチ
群、１５…ミディインターフェース、２１…ゆらぎデー
タメモリ、２３…ゆらぎＲＯＭ、２５…アドレスレジス
タ、２９…コンパレータ、３０…変換テーブル、３１…
ゆらぎレジスタ、３５、３６、３７、３８…乗算器、３
９…加算器、４１…セレクタ、４２…周波数ナンバ累算
器、４３…楽音波形メモリ、４４…エンベロープジェネ
レータ、４５…乗算器、４６…累算器、４７…乗算器、
５０、１３０…乱数発生器、５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、
５１Ｄ、……デジタルフィルタ、５４Ａ、５４Ｂ、５４
Ｃ、５４Ｄ、５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃ、５５Ｄ…乗算
器、５２、５７、１３１、１３４、１３６Ａ、１３６
Ｂ、１３６Ｃ、１３６Ｄ…セレクタ、５８…加算器、５
９…変換テーブル、６０…アサインメントメモリ、６６
…加算器、６７…セレクタ、６８…エンベロープ演算メ
モリ、６９…コンパレータ、７０…フェーズカウンタ、
７１加算器、８４…周波数ナンバレジスタ、８７…周波
数ナンバＲＯＭ、８８…周波数リピートＲＯＭ、８５…
非調和テーブル、９３…サンプリング変換テーブル、９
１…非調和周波数演算回路、９４…セレクタ、９７…非
調和ずれテーブル、９８…非調和ずれ演算回路。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発生する楽音の基本周波数ｆ１の信号を発
   生する手段と、 この基本周波数ｆ１に対して、ｆｎ＝ｆ１・ｎ・ルート
   （１＋Ｃ・ｎ^２）／ルート（１＋Ｃ）（Ｃは定数、ｎは
   高調波番号、ルートは続く括弧内の平方根）の関係にあ
   る周波数の高調波信号を発生する手段と、 これら基本周波数ｆ１の信号と高調波信号とを合成して
   １つの楽音として出力する手段とを備えたことを特徴と
   する非調和音発生装置。
2. 【請求項２】発生する楽音の基本周波数ｆ１の信号を発
   生させ、 この基本周波数ｆ１に対して、ｆｎ＝ｆ１・ｎ・ルート
   （１＋Ｃ・ｎ^２）／ルート（１＋Ｃ）（Ｃは定数、ｎは
   高調波番号、ルートは続く括弧内の平方根）の関係にあ
   る周波数の高調波信号を発生させ、 これら基本周波数ｆ１の信号と高調波信号とを合成して
   １つの楽音として出力させることを特徴とする非調和音
   発生方法。
3. 【請求項３】発生する楽音の基本周波数の信号を発生す
   る手段と、 この基本周波数に対して、２倍音の高調波の周波数を、
   基本周波数の２倍の周波数に対して値Ａずらした場合、
   これ以外のｎ番目の高調波の周波数を、基本周波数のｎ
   倍の周波数に対して、順次ずらすようにし、このずれを
   （Ａ×ｎ^３）にほぼ比例するようにして、これらの周波
   数の高調波信号を発生する手段と、 これら基本周波数の信号と高調波信号とを合成して１つ
   の楽音として出力する手段とを備えたことを特徴とする
   非調和音発生装置。
4. 【請求項４】発生する楽音の基本周波数の信号を発生さ
   せ、 この基本周波数に対して、２倍音の高調波の周波数を、
   基本周波数の２倍の周波数に対して値Ａずらした場合、
   これ以外のｎ番目の高調波の周波数を、基本周波数のｎ
   倍の周波数に対して、順次ずらせるようにし、このずれ
   を（Ａ×ｎ^３）にほぼ比例するようにさせて、これらの
   周波数の高調波信号を発生させ、 これら基本周波数の信号と高調波信号とを合成して１つ
   の楽音として出力させることを特徴とする非調和音発生
   方法。
5. 【請求項５】発生する楽音の基本周波数の信号を発生す
   る手段と、 この基本周波数に対して、２倍音の高調波の周波数を、
   基本周波数の２倍の周波数に対して値Ａずらした場合、
   これ以外のｎ番目の高調波の周波数を、基本周波数のｎ
   倍の周波数に対して、順次ずらすようにし、このずれを
   ほぼ（Ａ／６）×（ｎ^３−ｎ）として、これらの周波数
   の高調波信号を発生する手段と、 これら基本周波数の信号と高調波信号とを合成して１つ
   の楽音として出力する手段とを備えたことを特徴とする
   非調和音発生装置。
6. 【請求項６】発生する楽音の基本周波数の信号を発生さ
   せ、 この基本周波数に対して、２倍音の高調波の周波数を、
   基本周波数の２倍の周波数に対して値Ａずらした場合、
   これ以外のｎ番目の高調波の周波数を、基本周波数のｎ
   倍の周波数に対して、順次ずらせるようにし、このずれ
   をほぼ（Ａ／６）×（ｎ^３−ｎ）とさせて、これらの周
   波数の高調波信号を発生させ、 これら基本周波数の信号と高調波信号とを合成して１つ
   の楽音として出力させることを特徴とする非調和音発生
   方法。
7. 【請求項７】発生する楽音の基本周波数の信号を発生す
   る手段と、 この基本周波数に対して、２倍音の高調波の周波数を、
   基本周波数の２倍の周波数に対して値Ａずらした場合、
   これ以外のｎ番目の高調波の周波数を、基本周波数のｎ
   倍の周波数に対して、順次ずらすようにし、このずれを
   ほぼ（Ａ／６）×（ｎ^３−ｎ^２＋ｎ−１）として、これ
   らの周波数の高調波信号を発生する手段と、 これら基本周波数の信号と高調波信号とを合成して１つ
   の楽音として出力する手段とを備えたことを特徴とする
   非調和音発生装置。
8. 【請求項８】発生する楽音の基本周波数の信号を発生さ
   せ、 この基本周波数に対して、２倍音の高調波の周波数を、
   基本周波数の２倍の周波数に対して値Ａずらした場合、
   これ以外のｎ番目の高調波の周波数を、基本周波数のｎ
   倍の周波数に対して、順次ずらせるようにし、このずれ
   をほぼ（Ａ／６）×（ｎ^３−ｎ^２＋ｎ−１）とさせて、
   これらの周波数の高調波信号を発生させ、 これら基本周波数の信号と高調波信号とを合成して１つ
   の楽音として出力させることを特徴とする非調和音発生
   方法。
9. 【請求項９】上記定数Ｃは上記楽音の音色、楽器の種
   類、タッチ、音高、発音時間、同時発音数、共鳴度の音
   楽的ファクタまたは操作者の選択によって決定され、 上記定数Ｃの値は、ピアノで１０^−５乃至１０₋ ^１であ
   り、ハープシコードで１０^−５乃至１０^−３であり、ギ
   ターで１０^−５乃至１０^−４であり、全体としてＣ＝１
   ０^−５〜１０^−１であり、 上記基本周波数ｆ１は指定された音高に対応しており、 上記基本波信号及び高調波信号の大きさは音楽的ファク
   タに基づいてそれぞれ個別に設定されることを特徴とす
   る請求項１記載の非調和音発生装置。