JPH01116594A - 電子楽器 - Google Patents

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 本発明は電子楽器に係シ、特に外部からの入力楽音をデ
ィジタル楽音データに変換して、これをメモリに記憶し
ておき、その後にこの記憶した楽音データを読み出すこ
とによシ楽音を発生するようにした電子楽器に関するも
のである。

従来の技術 近年、半導体特にメモリ技術が進歩し、多量のメモリを
低価格で使用できるようになってきた。

このような背景の中で、一般にサンプリングキーボード
あるいはサンプラーと呼ばれる電子楽器が多くのメーカ
ーから商品化されている。このような電子楽器では、使
用者が任意に選んだ音を録音しておき、これを様々な音
高の音として再生するという使い方ができる。言い換え
れば、いわゆる鍵盤楽器において、ピアノやギターなど
の音色を指示するように、使用者が自分で録音した音を
その鍵盤楽器の音色として演奏できるような電子楽器で
ある。

このような技術を例えばコンピュータを使って開示した
ものとして、Ｍｒ、ＦＲＥＥＤＭＡＮの文献がある。

Ｖｏｌｕｍｅ　１５．Ｎｕｍｂｅｒ　Ｉ　Ｊ、Ａ、Ｅ、
５ｌｌ（Ｊａｎｕａｒｙ１９６７　ｐａｇｅ　４３〜５
０））がある。

また、鍵盤を用いたこのような電子楽器としては、フェ
アライト社のフェアライトＣ，Ｍ、Ｉがある。（ＡＵＳ
ＴＲＡＬＩＡ、Ｆａｉｒｌｉｇｈｔ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅ
ｎｔｓＰｔｙ、Ｌｔｄ、Ｆａｉｒｌ　ｉｇｈｔ　Ｃ０Ｍ
、　Ｉ　−Ｒｅａｄｙ　ＲｅｆｅｒｅｎｃｅＧｕｉｄｅ
）。

サンプリングキーボードの概説書としては、次のものが
ある。

「バイテクノロジー楽器の分類」　古山俊−著ミュージ
ックトレード誌　１９８６年　１月号ページ３８〜４３
　　ミュージックトレード■出版以下、図面を参照しな
がら上述の電子楽器について説明する。

第６図は上述の電子楽器の構成を示すものである。

第６図において、１０１はアナログ信号をデジタル信号
に変換する（以下ＡＤ変換と呼ぶ）ＡＤ変換部、１０２
はデジタル信号を記憶、出力する波形メモリ、１０３は
デジタル信号をアナログ信号に変換する（以下ＤＡ変換
と呼ぶ）ＤＡ変換部、１０４．１０５はクロックを発生
する第１．第２のクロック発生部、１０６は乗算器、１
０７は入力制御部、１０８は出力制御部、１０９はＡＤ
変換、即ち録音に関する指示を入力する第１の入力部、
１１０はＤＡ変換、即ち再生に関する指示を入力する第
２の入力部である。

以上のように構成された電子楽器について、以下その動
作について説明する。

まず、第１の入力部１０９にＡＤ変換、即ち録音を指示
すると、第１の入力部１０９は入力制御部１０７へＡＤ
変換開始を指示する信号を出方する。入力制御部１０７
は第１のクロック発生部１０４へＡＤ変換の為のクロッ
ク発生開始信号を出力すると共に波形メモリ１０２ヘメ
モリアドレス０番地を示すアドレス信号を出方する。第
１のクロック発生部１０４は前記ＡＤ変換の為のクロッ
ク発生開始信号が入力された後に、ＡＤ変換部１０１と
制御部１０７とへ一定周期のＡＤ変換クロック信号いわ
ゆるす／プリングクロックを出力する。ＡＤ変換部１０
１は入力されたアナログ信号をサンプリングクロック毎
にデジタル信号へ変換するが、一般に、サンプリング定
理を満足する為の低域通過フィルタとサンプルホールト
ドＡＤ変換器とから作られる。ＡＤ変換部１０１は前記
ＡＤ変換クロック信号が入力される毎に、入力されたア
ナログ信号をデジタル信号に変換し、これを波形メモリ
１ｏ２へ出力する。他方において、入力制御部１０７は
前記ＡＤ変換クロック信号が入力されると、波形メモリ
１０２へ書き込み信号を出力した後に前記メモリアドレ
スを１だけ増加するアドレス信号を出力する。即ちメモ
リアドレスは１番地となる。波形メモリ１ｏ２は入力制
御部１０７から入力されるアドレス信号に対応するメモ
リアドレスへ、ＡＤ変換部１０１から入力されるデジタ
ル信号を前記書き込み信号のタイミングに従って書き込
む。結局、最初にＡＤ変換されたデジタル信号が波形メ
モリ１０２のメモリアビレ２０番地へ記憶されることに
なる。入力制御部１０７は出力するアドレス信号の示す
メモリアドレスが波形メモリ１０２の記憶可能なメモリ
アドレスの最大値よりも大きくなった時にＡＤ変換終了
の、即ちＡＤ変換の為のクロック発生停止信号を出力す
るが、アドレス信号の示すメモリアドレスが波形メモリ
１０２の記憶可能なメモリアドレスの最大値よシも大き
くない時は、上述の動作をくシ返す。第１のクロック発
生部１０４は、前記ＡＤ変換の為のクロック発生停止信
号が入力されると前記ＡＤ変換クロックの出力を停止す
る。以上の動作によって、ＡＤ変換開始後にＡＤ変換部
１０１へ入力されたアナログ信号は第１のクロック発生
部１０４から出力されるＡＤ変換クロック信号の周期毎
のデジタル信号として波形メモリ１０２のメモリアビレ
２０番地から順次に記憶可能なメモリアドレス全てに記
憶されることになる。

次に、第２の入力部１１ｏに出力楽音を指示すると、第
２の入力部１１０は出力制御部１０８へ指示された出力
楽音の音高と強弱（以下タッチと呼ぶ）に関する楽音情
報信号を出力する。出力制御部１０８は前記楽音情報信
号が入力されると、第２のクロック発生部１０６へ前記
指示された出力楽音の音高に比例した時間周期のクロッ
ク信号を発生する為の時間周期信号とＤＡ変換の為のク
ロック発生開始信号を出力すると共に、波形メモリ１０
２ヘメモリアドレス０番地を示すアドレス信号を出力し
、乗算器１０６へ前記指示された出力楽音のタッチに対
応した乗数値を出力する。第２のクロック発生部１０５
は前記ＤＡ変換の為のクロック発生信号が入力された後
に、前記時間周期信号に従った時間周期ＯＤＡ変換クロ
ック信号いわゆるサンプリングクロックを出力制御部１
０８とＤＡ変換部１０３へ出力する。

出力制御部１０８は前記ＤＡ変換クロック信号が入力さ
れると、波形メモリ１ｏ２へ読み出し信号を出力した後
に前記メモリアドレスを１だけ増加するアドレス信号を
出力する。即ちメモリアドレスは１番地となる。波形メ
モリ１０２は出力制御部１０８から入力されるアドレス
信号に対応するメモリアドレスにあるデジタル信号を前
記読み出し信号のタイミングに従って読み出し、これを
出力する。出力制御部１０８は、出力するアドレス信号
の示すメモリアドレスが波形メモリ１０２の記憶可能な
メモリアドレスの最大値よシも大きくなった時に、ＤＡ
変換終了の即ちＤＡ変換の為のクロック発生停止信号を
出力するが、アドレス信号の示すメモリアドレスが波形
メモリ１０２の記憶可能なメモリアドレスの最大値より
も大きくない時は、上述の動作をくり返す。

一方、波形メモリ１ｏ２から出力されたデジタル信号は
、乗算器１０６において前記指示された出力楽音のタッ
チに対応した乗数値と乗算された後にＤＡ’変換部１０
３へ出力される。乗算器１０６も前記ＤＡ変換クロック
信号のタイミング毎に動作するものとする。

ＤＡ変換部１０３は一般にデジタル信号を保持するラッ
チとＤＡ変換器と折シ返し周波数成分を除去する低域通
過フィルタとから作られており、サンプリングクロック
毎に更新されたデジタル信号がラッチで保持され、保持
されたデジタル信号はＤＡ変換器でアナログ信号に変換
された後に、低域通過フィルタで折シ返し周波数成分が
除去される。

ＤＡ変換部１０３は乗算器１０６から出力されたデジタ
ル信号を前記ＤＡ変換クロック信号に従ったタイミング
でアナログ信号に変換して楽音信号として出力する。

第２のクロック発生部１０５は前記ＤＡ変換の為のクロ
ック停止信号が入力されると前記ＤＡ変換クロックの出
力を停止する。以上の動作によって、ＤＡ変換開始後、
波形メモリ１ｏ２に記憶されたデジタル信号はメモジア
ド２１０番地に記憶されたデジタル信号から順次に全て
、第２のクロック発生部１０５から出力されるＤＡ変換
クロック信号の周期毎に出力された後に、乗算器１０６
でタッチに応じた乗算を施されて、ＤＡ変換部１０３で
アナログ信号即ち楽音信号として出力されることになる
。

以上のＤＡ変換動作中において、第２の入力部１１０へ
楽音出力の停止が指示されると、第２の入力部１１０は
楽音出力停止信号を出力制御部１０８へ出力する。出力
制御部１０８は前記楽音出力停止信号が入力されると、
前記ＤＡ変換の為のクロック発生停止信号を出力し、Ｄ
Ａ変換を終了する。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、波形メモリ１ｏ２
にひとたび楽音データを書き込んでしまうと、入力時と
異なる音質の楽音として出力したい場合、波形メモリ１
０２から出力されるデジタル信号を演算処理により加工
する、あるいは、ＤＡ変換部１０３から出力されるアナ
ログ信号をフィルタリング処理するような構成としなけ
ればならないので、再生処理を時分割多重化して複音処
理する為に必要とされる高速処理性あるいは、複音化の
為のチャンネル数だけ処理部を増設しなければならない
という経済性の問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みて、簡単な制御で、入力時
と異なる音質の楽音を出力できる電子楽器を提供するも
のである。

問題点を解決するための手段 この目的を達成するため、本発明の電子楽器は、複数個
の波形メモリと、入力された単一のデジタル楽音信号に
所望の周波数帯域を強調あるいは抑制する信号加工を複
数連シ施し、かつ前記複数個の波形メモリにそれぞれ格
納する信号加工処理部と、前記複数個の波形メモリに出
力を指示し、各々の出力の音量レベルの制御を行う制御
部とを備えた構成のものである。

作　　用 この構成によって、入力された単一のデジタル楽音信号
は、信号加工処理部において、所望の周波数帯域を強調
あるいは抑制する信号加工を複数連シ施した後、複数個
の波形メモリにそれぞれ出力され、記憶される。

制御部は、複数個の波形メモリに出力を指示するととも
に、各々の波形メモリから出力される信号に対し、それ
ぞれ、別々の音量レベル制御を行う。この音量レベルを
個々に変化させることによシ、所望の音質を得ることが
できる。

実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照にしなが
ら説明する。

第１図は本発明の一実施例における電子楽器の構成を示
すものである。第１図において、１ｏはＡＤ変換部１ｏ
１から出力された信号を加工する信号加工処理部、１１
．１２は信号加工処理部１０で加工された信号を記憶す
る第１．第２の波形メモリ、１３．１４は第１．第２の
波形メモリから読み出されたそれぞれの信号と出力制御
部１０８からの制御信号を乗算する乗算器、１６は乗算
器１３．１４の信号を加算する加算器である。

なお、１０１はＡＤ変換部、１０３はＤＡ変換部、１０
４，１０５は、第１．第２のクロック発生部、１０７は
入力制御部、１０８は出力制御部、１０９．１１０は第
１．第２の入力部であシ、これらは従来例の構成と同じ
ものである。

以上のように構成された一実施例について、以下にその
動作について説明する。

まず、第１の入力部１０９へ、信号加工処理部１０にお
ける２種類の所望の入出力特性を得るための入力を行う
。入力形態としては様々な形態が考えられるが、本実施
例においては、強調あるいは抑制する周波数帯域を数値
入力することで所望の入出力特性を得るものとする。ま
たこのような入力部としては、例えばキーボード責端末
）を用いることができる。

例えば、ＡＤ変換時に第１のクロック発生部１０４から
ＡＤ変換部１０１に供給されるＡＤ変換クロックをｆ３
（Ｈｚ）すると、信号処理加工部１０に入力されるデジ
タル信号は、サンプリング定理によってｆｓ／２ＣＨ２
）までの周波数帯域が梶証される。ここでＭを予じめ定
められた定数（整数値）として という関係式を定めると、ｎにθからＭまでの任意の整
数値を代入することによシ、Ｉは、θＨｚから、ｆＢ／
２　Ｈｚ　ｉで均等間隔で所望の周波数値を得ることが
できる。即ち、第１の入力部１０９へ、０からＭまでの
整数値のうち強調あるいは抑制したい周波数に対応する
ｎの値を次々入力することによシ、所望の強調あるいは
抑制する帯域の設定ができる。

このような入力によるフィルタは、例えば、（Ｍ−１）
／２個の共振器と１次のフィードバック回路の並列接続
したものとのくし形フィルタとの縦続接続に実現できる
ものとして次に示す文献に紹介されている。

（「信号・画像のディジタル処理」有本卓著、ページ、
１６０〜１６６、　産業図書）−例として、第１の入力
部１０９にｎの値として、０，１．２，３．α、β、β
＋１．Ｍ−２゜Ｍ−１，Ｍの１０データを入力し、入力
されたデータに基いて、強調された各周波数帯域を強調
及び抑制した時の入出力特性をそれぞれ、第２図及び第
３図に示す。ここで横軸はｎの値であるが、これは、周
波数軸とも考えられる（Ｍ−ｆｓ／２）。

また、縦軸は出力レベルを表している。

このような入力を行うことによシ、たとえば楽音におけ
る高調波成分のみを取シ除いた音、あるいはそれ以外の
非高調波成分のみを取シ除いた音を得ることもできる。

ピアノの音を例に取れば、ピアノの弦をハンマーがたた
く、ハンマー音や、本体の鳴る音、ちがった弦の共鳴す
る音などを抽出したシ取り除いたシできる。

第１の入力部１０９は、上記のように入力された整数値
ｎを入力制御部１０７へ出力するとその入力値によって
決定される２種類の入出力特性を信号加工処理部１ｏへ
出力する。信号加工処理部１ｏは入力制御部１０７から
示される入出力特性に従って、入力されるデジタル信号
に対し、遂次、演算処理を行うが、そのような信号変換
処理動作は、第１のクロック発生部１０４から供給され
るＡＤ変換クロックタイミングに従って実施するものと
する。

以上のように動作する信号加工処理部１０に対して、従
来例と同じ構成と動作によってＡＤ変換され、ＡＤ変換
部１０１から出力されたデジタル楽音信号は、信号加工
処理部１ｏで１．２種類の信号加工処理を施された後に
、第１の波形メモリ１１及び第２の波形メモリ１２へそ
れぞれ記憶されることとなる。

次に第２の入力部１１０に出力楽音を指示すると、第２
の入力部１１ｏは出力制御部１０Ｂへ指示された出力楽
音の音高及びタッチに関する楽音情報信号を出力する。

出力制御部１０８は、前記楽音情報信号が入力されると
、第２のクロック発生部１０５へ前記指示された出力楽
音の音高に比例した時間周期のクロック信号を発生する
為の時間周期信号とＤＡ変換の為のクロック発生開始信
号を出力すると共に、第１の波形メそり１１及び第２の
波形メモリ１２へそれぞれメモジアドレフ０番地を示す
アドレス信号を出力し、乗算器１３゜１４へ、前記指示
された出力楽音のタッチに応じた乗数値をそれぞれ出力
する。なお乗算器１３゜１４に出力する乗数値は、様々
な決定方法が考えられるが、−例としては、第４図や第
６図に示す所の、タッチと乗数値の対応関係を示す曲線
を第２の入力部１１０によシ選択的に指示し、指示され
た曲線に応じた乗数値を出力制御部１０８が乗算器１３
．１４にそれぞれ独立に出力する方法がある。ただし、
第４図及び第６図において横軸はタッチ強度（タッチの
ベロシティ）を、縦軸は乗数値を表すものとする。

第２のクロック発生部１０５は前記ＤＡ変換の為のクロ
ック発生信号が入力された後に、前記時間周期信号に従
った時間周期のＤＡ変換クロック信号を出力制御部１０
８とＤＡ変換部１０３へ出力する。以下、出力制御部１
０８は前記ＤＡ変換クロック信号が入力されると、従来
例と同様の動作によって、第１．第２の波形メモリ１１
．１２に読み出し信号を出力し、そのタイミングに従っ
て、第１．第２の波形メモリ、１１．１２はそれぞれデ
ジタル信号を出力する。出力されたデジタル信号は、そ
れぞれ、前述のように、出力楽音のタッチに応じた乗数
値を乗算器１３．１４で乗算された後に、加算器１５で
信号加算され、ＤＡ変換部１０３へ出力される。

以下、従来例と同様の動作によシ、ＤＡ変換部１０３で
アナログ信号即ち楽音信号として出力されることとなる
。

なお、本実施例においては、２通シの信号加工処理を行
った後、２つの波形メモリに格納し、合成、出力する形
をとっているが、２種類以上の信号加工処理を施し、２
つ以上の波形メモリに格納し、合成、出力できることは
言うまでもない。

また、本実施例においては、ＡＤ変換からＤＡ変換まで
をひとつの電子楽器として考えているが、信号加工処理
部１ｏにおいて、かなり複雑な信号処理を必要とする場
合、その演算量、速度、能力の点で、リアルタイム処理
の不適切な場合等考えられる。そういう点で、第１図に
おける破線部２００を、大型のコンピュータで処理し、
波形を読み出し専用メモリに記憶した後、同様の処理を
行うことも考えられる。

以上のように本実施例によれば、ＡＤ変換部１０１から
出力されるデジタル信号に対し、所望の周波数帯域を強
調あるいは抑制する２通りの信号加工を行い、２つの波
形メモリ１１，１２に記憶した後、再生時に、それぞれ
の波形の出力レベルを個々に制御できるようにしたので
、２つの出力レベルを別々に変化させるだけで、再生時
の音、　　質変化を従来通りの処理速度で簡単に得るこ
とができ、かつ、複音化時にも再生処理を従来通シに実
施できるようになる。さらに、２つの波珍メモリ、１１
．１２から出力される信号に乗算する乗数値をタッチと
対応させておくことによって、タッチによる音質変化も
、簡単に実現できる。

発明の効果 本発明は、単一のデジタル楽音信号に所望の周波数帯域
を強調あるいは抑制する複数通りの信号加工を施し、複
数個の波形メモリに記憶しておいた後、再生時に、それ
ぞれの波形の出力レベルを個々に制御するようにしたの
で、各々の出力レベルを別々に変化させるだけで、簡単
に、再生時の音質変化を得ることができる。このため、
再生時の複音化の為のコストアップを無くすことができ
、さらにタッチのデータと各々の出力レベルを対応させ
ておくことで、タッチによる自然な音質変化を得ること
もできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における電子楽器のブロック図
、第２図、第３図は本実施例における信号加工処理部の
例示的入出力特性図、第４図、第５図は本実施例におけ
る乗算器に出力されるタッチ強度に対する乗算値の特性
曲線図、第６図は従来技術における電子楽器のブロック
図である。 １１・・・・・・第１の波形メモリ、１２・・・・・・
第２の波形メモリ、１０・・・・・・信号加工処理部、
１３．１４・・・・・・乗算器、１５・・・・・・加算
器、１０Ｂ・・・・・・出力制御部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｒＩ
Ｅ２ｒｌ！Ｊ 第３図 （ｆＡ） 第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個の波形メモリと、入力された単一のデジタ
   ル楽音信号に所望の周波数帯域を強調あるいは抑制する
   信号加工を複数通り施し、かつ前記複数個の波形メモリ
   にそれぞれ格納する信号加工処理部と、前記複数個の波
   形メモリに出力を指示し、かつ各々の出力の音量レベル
   の制御を行う制御部とを備えてなる電子楽器。
2. （２）複数個の波形メモリのうち、少なくとも一つが読
   み出し専用メモリであることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の電子楽器。