JPH01297700A

JPH01297700A - 電子楽器

Info

Publication number: JPH01297700A
Application number: JP63129066A
Authority: JP
Inventors: Isao Suzuki; 勲鈴木
Original assignee: Kawai Musical Instruments Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kawai Musical Instruments Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1988-05-26
Filing date: 1988-05-26
Publication date: 1989-11-30
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: US4957030A; JP2627770B2

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】見班夏且攻（目　　　的）この発明は、ビブラート効果が付与できるようにした電
子楽器に関する。

具体的にいえば、この発明の電子楽器では、ビブラート
効果を付与することができるようにした従来の電子楽器
における不都合を解決し、簡単な構成の回路を使用する
だけで、ビブラート効果が得られるようにして、コンピ
ュータ処理を行う場合でも、処理時間の短縮を可能にし
て小規模なマイクロプロセッサ等でも、迅速に処理でき
るようにすると共に、安価な電子楽器を提供することを
目的とする。

（従来技術）６　　従来から、鍵盤と、該鍵盤の押下鍵を検出する押
下鍵検出回路と、押下鍵の音高に対応した鍵定数を記憶
する所定数記憶手段と、該所定数記憶手段に記憶された
鍵定数によってアドレス信号を演算してアドレスするア
ドレス信号生成手段と、楽音波形の各サンプル点の振幅
値をディジタル値で記憶する楽音波形記憶手段とを備え
、押下鍵の音高に対応して予め設定された鍵定数を一定
時間毎に演算することによってアドレス信号を生成し、
該アドレス信号により前記楽音波形記憶手段から各サン
プル点の振幅値を順次読出しＤ／Ａ変換して楽音信号を
出力する電子楽器は、例えば特開昭４８−３４５２３号
公報等に記載されているように、周知である。

楽音波形記憶手段は、通常ＲＯＭからなり、再生すべき
楽音波形のｎ個の各サンプル点の振幅値が、その大きさ
を示すディジタル値と、正負の符号とで記憶される。な
お、この振幅値は、差数と正負の符号とで与えることも
できるが、以下の説明では、ディジタル値と正負の符号
とで記憶されている場合とする。

第６図は、この種の電子楽器で発生される楽音波形につ
いて、その各サンプル点の振幅値とアドレスとの関係を
説明するための図である。

この第６図のようなアナログ波形を再生するために、１
周期（１サイクル）を時間軸方向に等間隔でｎ個に分割
し、各サンプル点の振幅値をディジタル値で、楽音波形
記憶手段の連続したアドレスに記憶させておく。ここで
、ｎは、例えば、ｎ＝３２．６４，１２８等であり、１
周期についてのサンプル点の数を増加させることにより
、第６図のアナログ波形に極めて近似した楽音波形を得
ることができる。

例えば、この第６図の波形の場合に、１２８個のサンプ
ル点（アドレス）の読出し速度、すなわちアドレス信号
の発生速度を、楽音周波数に対応して変化させれば、押
下鍵に対応する音階（周期）の楽音波形が出力される。

楽音波形記憶手段で、１２８個のサンプル点のアドレス
が、［０」からｒ１２７Ｊまで連続して与えられている
ときは、アドレスカウンタとして、ｒ１２８Ｊ毎にリセ
ットされる循環式カウンタを使用する。

このアドレスカウンタをクロックパルス等で歩進させ、
その出力をアドレス信号として楽音波形記憶手段へ与え
れば、第６図のような楽音波形が出力される。

このアドレス信号の生成速度を制御するために、予め各
音階毎に定数（以下、鍵定数にという）を設定し、所定
数記憶手段に記憶させておく。

そして、同じく予め設定された各音階に共通の一定の時
間間隔（演算周期ｔとする）で、鍵定数Ｋを順次加算し
、その加算値（整数値）が次のアドレスを指定する値と
なったとき、楽音波形記憶手段の読出しアドレス信号と
して出力する。加算結果が、次のアドレス値に達しない
値のときは、鍵定数にの加算のみを行う。

ここで、鍵定数Ｋについて説明すると、演算周期ｔと、
サンプル点の数ｎと、音階の周波数ｆとに比例する関数
であり、これらの積で表わすことができる。

この関係を式で示せば、Ｋ＝　ｔ　ｘ　ｎ　ｘ　ｆ　　　　　　　　−−・−・
ＣＩ）となる、なお、楽音波形の場合、一般に、演算周
期ｔはマイクロ・セコンドのオーダーである。

例えば、音階Ｃ４の周波数ｆは、２６１．６２６Ｈｚで
あるから、その１周期は約３，８２２．２μｓ（マイク
ロ・セコンド）である。

また、サンプル点の数ｎ　＝　１２８とすれば、！Ｉ！
盤上で音階Ｃ４の鍵が押下されたとき、アドレス信号の
出力タイミングは、３，８２２．２／１２８　（μｇ）
＝２９．８６　（ｕｓ）の時間間隔となる。

このような時間間隔で発生すべきアドレス信号は、鍵定
数Ｋに基いて演算される。

そのために、鍵定数Ｋを演算周期を毎に発生されるクロ
ックパルスによって所定数記憶手段から読出し、順次加
算する。したがって、通常、鍵定数には、小数点以下の
小さな値に設定される。このように、所定数Ｋを小さく
設定し、かつ演算周期ｔを短くすればする程、精度が向
上される。

以上のように、従来の電子楽器、すなわち、鍵盤と、押
下鍵検出回路と、所定数を記憶する所定数記憶手段と１
１定数によってアドレス信号を演算してアドレスするア
ドレス信号生成手段と、楽音波形の各サンプル点の振幅
値をディジタル値で記憶する楽音波形記憶手段とを備え
、押下鍵の音高に対応して予め設定された所定数を一定
時間毎に演算することによってアドレス信号を生成し、
該アドレス信号により前記楽音波形記憶手段から各サン
プル点の振幅値を順次読出しＤ／Ａ変換して楽音信号を
出力する電子楽器では、押下鍵に対応する所定数Ｋを、
一定周期のクロックで読出し順次加算することによって
、各音階に対応した速度でアドレス信号が生成される。

要するに、第６図に示した楽音波形のｎ個のサンプル点
（アドレス）の振幅値を、押下された鍵に対応する速度
で演算・生成されるアドレス信号で読出せば、その鍵に
対応する音高のディジタル的な楽音波形が得られること
になるが、このような構成の電子楽器は、従来から周知
である。

ところで、ビブラート効果を付与する場合には、その音
階の周波数ｆを中心として、周波数を上下に振動させる
ことになる。

例えば、先の音階Ｃ４にビブラート効果を付与するとき
は、その周波数ｆ＝２６１．６２６Ｈｚを中心として、
例えば５Ｈｚのような特定の周期に１回の割合いで、±
１０Ｈｚの幅で変化させればよい。

なお、この±１０Ｈｚの幅を大きくすれば、ビブラート
の深さが大きくなり、逆に小さくすれば浅くなる。

また、同じ±１ＯＨｚの幅で変化させる場合でも。

例えば、そのビブラート周波数が、５Ｈｚ程度のときと
、１０Ｈｚ程度のときとでは、ビブラート効果が異なる
。

例えば、先の音階Ｃ４の場合１周波数２６１゜６２６Ｈ
ｚを中心として、ビブラート周波数を５Ｈｚとして、２
６１．６２６Ｈｚ→２７１．６２６Ｈｚ−＋２６１．６
２６Ｈｚ→２５１．６２６Ｈｚ→２６１゜６２６Ｈｚ→
・・・・・・、のような変化を繰返えせば、ビブラート
効果を付与することができる。また、この同じ変化を、
ビブラート周波数を１０）１ｚとして繰返えすど、異な
るビブラート効果が得られる。

このように、ビブラート効果は、音階Ｃ４の中心周波数
２６１．６２６Ｈｚに対して、士何Ｈｚの幅で上下に１
回の変動を与えるかによって異なり、また、ビブラート
周波数を変化させることによっても異なる。

このようなビブラート効果を付与することができる電子
楽器も５例えば特開昭５２−３７０３１号公報に記載さ
れているように５すでに公知である。

すでに述べたように、ビブラート効果を付与するために
は、押下鍵に対応する音階の中心周波数を、その一定周
期の間に、一定の周波数の幅で上下に振動させることに
なる。

この従来の電子楽器では、ビブラート効果を付与するた
めに、押下鍵の音高に対応した周波数情報（Ｉ定数）を
記憶する周波数情報記憶装置の値と、ビブラート制御回
路からの制御信号とを乗算する乗算器を設け、この乗算
器の出力によって、楽音波形記憶手段からその各サンプ
ル点の振幅値を読出すアドレス信号の発生速度、すなわ
ち、出力タイミングを制御している。

しかし、ビブラート制御回路や乗算量は、構成が極めて
複雑であり、しかも、コンピュータ制御を行う方式の場
合には、処理時間が長くなる上に、マイクロプロセッサ
等の負担も増加する、という多くの不都合があった８そこで、この発明の電子楽器では、ビブラート効果を付
与できるようにした従来の電子楽器におけるこれらの不
都合を解決し、簡単な構成の回路を使用するだけで、ビ
ブラート効果が得られるようにして、コンピュータ処理
を行う場合でも、処理時間の短縮を可能にして小規模な
マイクロプロセッサ等でも、迅速に処理できるようにす
ると共に、安価な電子楽器を提供することを目的とする
。

見帆件１廣そのために、この発明では、ビブラート用スイッチを有
する鍵盤と、該鍵盤の押下部を検出する押下部検出回路
と、押下部の音高に対応した鍵定数を記憶する鍵穴数記
憶手段と、該鍵穴数記憶手段に記憶された鍵定数により
アドレス信号を演算して後記楽音波形記憶手段をアクセ
スするアドレス信号生成手段と、楽音波形の各サンプル
点の振幅値をディジタル値で記憶する楽音波形記憶手段
とを備え、押下部の音高に対応して予め設定された鍵定
数を一定時間毎に演算することによってアドレス信号を
生成し、該アドレス信号により前記楽音波形記憶手段か
ら各サンプル点の振幅値を順次読出しＤ／Ａ変換して楽
音信号を出力する従来の電子楽器において、電源投入時
から発生されるクロックパルスを計数する計数回路と、
加減算器と、各鍵別に設けられたビブラート定数を記憶
するビブラート定数記憶手段とを具備し、前記ビブラー
ト用スイッチの押下時に、前記計数回路の出力を前記加
減算器の加算減算の切換え信号および加減算実行制御信
号として与えることにより、前記鍵定数と前記ビブラー
ト定数とを周期的に加減算するようにしている。

次に、この発明の電子楽器について、区画を参照しなが
ら、その実施例を詳細に説明する。

第１図は、この発明の電子楽器について、その要部構成
の一実施例を示す機能ブロック図である。

図面において、１は鍵盤、２は押下部検出回路。

３は鍵穴数記憶装置、４はビブラート定数記憶装置、５
は計数回路、６は加減算器、７はアドレス信号生成装置
、８は楽音波形記憶装置、９はＤ／Ａ変換器、１０はオ
ーディオシステム、ＳＷｌとＳＷｌはスイッチを示す。

この第１図で、ビブラート効果の付与に機能するブロッ
クは、ビブラート定数記憶装［４と、計数回路５と、加
減算器６であり、その他の構成は、基本的には、通常の
電子楽器と同様である。

理解を容易にするために、まず、通常の動作、すなわち
、ビブラート効果を付与しない場合について説明する。

この場合の動作は、従来の電子楽器と同様であることは
いうまでもない。

鍵盤１上で、１つの鍵が押下されると、押下部検出回路
２によって、どの鍵の押下であるかが検知される。

押下部検出回路２は、鍵の押下を検知すると、所定数記
憶装！ｉ！３に予め記憶された押下部の音高に対応する
鍵定数を指示するために、その押下部に割当てられたキ
ーコードを鍵穴数記憶装置３に対して出力する。

第２図は、第１図に示したこの発明の電子楽器で、鍵穴
数記憶装置３に記憶される鍵定数と、ビブラート定数記
憶装置ｉ！４に記憶されるビブラート定数の数値例を示
す図である。

先に１式（１）として説明したように、鍵定数には、演
算周期ｔと、サンプル点の数ｎと、音階の周波数ｆとに
比例する関数で、これらの積で表わされる。

この第２図では、演算周期ｔが１２０μｓ、サンプル点
（アドレス）の数ｎが１２８、の場合について示してい
る。

音階の周波数ｆは、Ｃ４が２６１．６２６Ｈｚであるか
ら、鍵定数には、上記の式（１）によって。

４．０１８６となる。

同様に、音階Ａ４の周波数ｆは４４０．０００Ｈｚであ
るから、鍵定数には６．７５８５、また、音階Ｃ５の周
波数ｆは５２３．２５１１（ｚであるから、鍵定数には
８．０３７２となる。

また、ビブラート定数（Ｖ（ｆ）とする）は、１０回の
演算で±２０セントのビブラートをかける場合には、中
心周波数ｆに４セントを加算する。

この関係を式で示せば、Ｖ（ｆ）＝Ｋ（ｆ＋４−１＝ント）−Ｋ（ｆ）　　・・
−・−（２）で表わすことができる。

第３図は、鍵定数にとビブラート定数Ｖ（ｆ）とによっ
て、アドレスの演算を行う場合の詳細な処理の流れを示
すフローチャートである。

計数回路５には、システムの電源投入時から発生される
クロックパルスが、常時入力され、そのパルスが計数さ
れている。

この計数回路５の出力は、加減算器６の加算減算の切換
え信号、および加減算実行制御信号として用いられる。

加減算器６の出力は、アドレス信号生成装置７へ与えら
れ、所定数Ｋがビブラート定数Ｖ（ｆ）により修正され
た値によって、アドレス信号が生成される。

（実施例）ここで、音階Ａ４にビブラートを付加する場合について
、具体的な実施例を説明する。

音階Ａ４の周波数は４４０Ｈｚであり、その所定数には
、先の式（１）より６．７５８　（１０進数）である。

そして、１０回の演算によって、−２０〜＋２０セント
変化させるとする。この場合には、１回の演算毎に、４
セント変化させれば良い、なお、ビブラートの１周期に
ついては、２０回の演算を行うことになる。

周波数４４０Ｈｚの＋４セントは１周波数４４１゜０１
８Ｈｚである。

また１周波数４４０Ｈｚの所定数には、上記の式（１）
により、６．７５８　（１０進数）となる。

この場合に、ビブラート周波数を６Ｈｚとすると、その
１周期は１６６．６ｍｓであり、この間に２０回の演算
が実行されるので、１回の演算時間は、１６６．６／２
０ｍ５＝８．３３ｍ５である。

したがって、８．３３ｍ５毎に、音階Ａ４を４セントず
つ変化させるためには、ビブラート定数は、式（２）ニ
よッテ、ｖ（ｆ）＝０．０１６　（１０進数）となる。

第４図は、この発明の電子楽器において、周波数４４０
Ｈｚの音階Ａ４を４セントずつ±２０セント変化させる
場合の所定数の変化と時間との関係の一例を示す図であ
る。

この第４図に示すように、音階Ａ４の所定数に＝６．７
５８　（１０進数）へ、１回の演算時間である８、３３
ｍ５毎に、ビブラート定数Ｖ（ｆ）＝０．０１６を加算
して、所定数を修正する。

そして、ｍ＝５に達したとき、すなわち、修正された所
定数が、６．８３８となったときは、ビブラート定数ｖ
（ｆ）＝０．０１．６の減算を行う。

この減算回数は、２ｍ＝１０で、１０回である。

したがって、所定数は、この第４図に示すように、６．
８３８→６．８２２→６．８０６・・・・・・→６．７
１０→６．６９８→６．６７８と変化する。

このように、ビブラート定数Ｖ（ｆ）が１ｏ回減算され
て、修正された所定数が６．６７８になると、ビブラー
トが付加された音階Ａ４の周波数は最小となる。

次に、この修正された所定数は、ビブラート定数Ｖ（ｆ
）が加算される。

すなわち、６．６７８→６．６９８→６．７１０・・・
・・・→６．７５８→・・・・・・→６．７７４→６．
７９０・・・・・・→６．８３８となる。

このように、音階Ａ４の所定数を、４セントに相当する
ビブラート定数Ｖ（ｆ）の加減算によって修正し、ビブ
ラート周波数が６Ｈｚのときは、その１周期１６６．６
ｍｓに２０回の演算を行う。

したがって、８．３３ｍ５毎に、音階Ａ４の周波数４４
０Ｈｚが４セントずつ増加され、最大２０セントに達す
ると、４セントずつ減少されて、４４０Ｈｚ−＋４４５
．０９０Ｈｚ　（＋２０セント）→４３４．６１０Ｈｚ
　（−２０セント）のように変化される。

このような周波数の変化は、従来の電子楽器と同様に、
アドレス信号の歩進速度を制御することによって達成さ
れる。

ビブラート用スイッチが押下され、第１図のスイッチＳ
Ｗ１とＳＷ２が端子す側へ接続されたとき、先の第３図
のフローに従って説明したように。

加減算器６では１以上の動作によって所定数にとビブラ
ート定数Ｖ（ｆ）との加／減算を行い、その出力をアド
レス信号生成装置７へ出力する。

したがって、例えば、４４０Ｈｚから４４５．０９０１
１ｚ　（＋　２０セント）への変化時には、アドレス信
号の歩道速度が速くなり、逆に、４４５．０９０Ｈｚ　
（＋　２０セント）から４３４，６１０Ｈｚ（−２０セ
ント）への変化時には、アドレス信号の歩進速度が遅く
なって、±２０セントのようなビブラートをかけること
ができる。

（実施例２）次に、この発明の電子楽器について、他の実施例を説明
する。

この実施例の場合には、システムの電源がオンになると
同時に発生されるクロックパルスを計数する計数回路が
設けられており、ビブラート用スイッチがオンになると
、その時点でのカウント値によってビブラートの演算が
行われる。

第５図は、この発明の電子楽器における他の実施例にお
いて、アドレス信号生成時の処理の流れを示すフローチ
ャートで、（１）は主処理、（２）は詳細な処理を示す
図である０図面において、Ｓ１〜Ｓ４と、Ｓ１１〜Ｓ２
２はステップを示す。

ステップＳ２で、Ｉ！定数にの情報を取込み、次のステ
ップＳ３で、第１図の楽音波形記憶装置Ｅ８から波形情
報を読出す。

次のステップＳ４で、Ｄ／Ａ変換器９によって、アナロ
グ信号に変換して出力する。

この第５図（１）のフローで、ステップＳ２の所定数に
取込み後のアドレス演算の処理は、第５図（２）に示さ
れている。

ステップＳｌｌで、ビブラート数の演算タイミングであ
るか否か判断し、演算タイミングであれば、次のステッ
プＳ１２で、アドレス信号の演算を行う。

次のステップＳ１３で、加減算の切換えタイミングであ
るか否か判断し、もし、切換えタイミングであれば、先
の第４図で説明したように、ビブラート定数ｖ（ｆ）を
加算から減算、あるいは減算から加算に切換える。

ステップＳ１５の判断で、ビブラート用スイッチがオン
であるか否か判断する。

オンであれば、次のステップＳ１６で、ビブラート数、
ビブラート定数ｖ（ｆ）、および所定数Ｋによって、ア
ドレス演算を行う。

もし、ステップＳ１５の判断で、ビブラート用スイッチ
がオフのとき、および、ステップＳ１６で、アドレス演
算を行ったときは、′ステップＳ１７で、鍵をサーチす
る。

ステップ８１８で、押下鍵に変化があったか否か判断し
、変化がなければ、再び、ステップＳ１１へ戻って、同
様の処理を繰返丸す。

もし、ステップＳ１８の判断で、押下鍵に変化があった
ときは、ステップＳ１９へ進み、その変化がオフからオ
ンへの変化であったか否か判断する。

ステップＳ１９の判断で、オフからオンへの変化であっ
たときは、ステップＳ２０で、その押下鍵に対応する所
定数にと、ビブラート定数Ｖ（ｆ）とを取込み、ステッ
プＳ２１で、タイマーの割込みを許可し、再び、ステッ
プＳｌｌへ戻る。

もし、ステップＳ１９の判断で、オフからオンへの変化
でないとき（オンからオフの変化のとき）は、ステップ
Ｓ２２で、タイマーの割込みを禁止する。

このような処理を繰返えすことによって、押下鍵に対応
する音階、さらに、ビブラート用スイッチの押下に対応
するビブラートが付加される。

以上に詳細に説明したように、この発明では、ビブラー
ト用スイッチを有する鍵盤と、該鍵盤の押下鍵を検出す
る押下軸検出回路と、押下鍵の音高に対応した所定数を
記憶する軸足数記憶手段と、該軸足数記憶手段に記憶さ
れた所定数によりアドレス信号を演算して後記楽音波形
記憶手段をアクセスするアドレス信号生成手段と、楽音
波形の各サンプル点の振幅値をディジタル値で記憶する
楽音波形記憶手段とを備え、押下鍵の音高に対応して予
め設定された所定数を一定時間毎に演算することによっ
てアドレス信号を生成し、該アドレス信号により前記楽
音波形記憶手段から各サンプル点の振幅値を順次読出し
Ｄ／Ａ変換して楽音信号を出力する従来の電子楽器にお
いて、クロックパルスを計数する計数回路と、加減算器
と、各都側に設けられたビブラート定数を記憶するビブ
ラート定数記憶手段とを具備し、前記ビブラート用スイ
ッチの押下時に、前記計数回路の出力を前記加減算器の
加算減算の切換え信号および加減算実行制御信号として
与えることにより、前記所定数と前記ビブラート定数と
を周期的に加減算するようにしている。

月」Ｒす１果したがって、この発明の電子楽器によれば、簡単な構成
の計数回路や加減算器を使用するだけで。

ビブラート効果を付与することができる。

その結果、コンピュータ処理を行う場合でも。

処理時間の短縮が可能となり、小規模なマイクロプロセ
ッサ等でも、迅速に処理することができ、低コストの電
子楽器が得られる。という優れた効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の電子楽器について、その要部構成
の一実施例を示す機能ブロック図、第２図は、第１図に
示したこの発明の電子楽器で、軸足数記憶装置！３に記
憶される鍵定数と、ビブラート定数記憶装［４に記憶さ
れるビブラート定数の数値例を示す図、第３図は、鍵定数にとビブラート定数ｖ（ｆ）とによっ
て、アドレスの演算を行う場合の詳細な処理の流れを示
すフローチャート。第４図は、この発明の電子楽器において１周波数４４０
Ｈｚの音階Ａ４を４セントずつ±２０セント変化させる
場合の鍵定数の変化と時間との関係の一例を示す図、第５図は、この発明の電子楽器における他の実施例にお
いて、アドレス信号生成時の処理の流れを示すフローチ
ャートで、（１）は主処理、（２）は詳細な処理を示す
図。第６図は、従来の電子楽器で発生される楽音波形につい
て、その各サンプル点の振幅値とアドレスとの関係を説
明するための図。図面において、ｌは鍵盤、２は押下鍵検出回路、３は軸
足数記憶装置、４はビブラート定数記憶装置、５は計数
回路、６は加減算器、７はアドレス信号生成装置、８は
楽音波形記憶装置、９はＤ／Ａ変換器、１０はオーディ
オシステム。誓く

Claims

【特許請求の範囲】

ビブラート用スイッチを有する鍵盤と、該鍵盤の押下鍵
を検出する押下鍵検出回路と、押下鍵の音高に対応した
鍵定数を記憶する鍵定数記憶手段と、該鍵定数記憶手段
に記憶された鍵定数によりアドレス信号を演算して後記
楽音波形記憶手段をアクセスするアドレス信号生成手段
と、楽音波形の各サンプル点の振幅値をディジタル値で
記憶する楽音波形記憶手段とを備え、押下鍵の音高に対
応して予め設定された鍵定数を一定時間毎に演算するこ
とによつてアドレス信号を生成し、該アドレス信号によ
り前記楽音波形記憶手段から各サンプル点の振幅値を順
次読出しＤ／Ａ変換して楽音信号を出力する電子楽器に
おいて、電源投入時から発生されるクロックパルスを計
数する計数回路と、加減算器と、各鍵別に設けられたビ
ブラート定数を記憶するビブラート定数記憶手段とを具
備し、前記ビブラート用スイッチの押下時に、前記計数
回路の出力を前記加減算器の加算減算の切換え信号およ
び加減算実行制御信号として与えることにより、前記鍵
定数と前記ビブラート定数とを周期的に加減算すること
を特徴とする電子楽器。