JPH0145077B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は、デイジタル楽音合成器に関するもの
である。更に詳しく言えば、楽音を生じさせた鍵
の解放後反復パターンを形成する楽音を持続させ
る回路に関する。

〔発明の背景〕 従来の電子オルガンの効果の一つに、単一の楽
音又は例えば１オクターブ離れた２個の楽音が、
１個の鍵を押し下げることにより反復して演奏さ
れるくり返し特性（repeat feature）がありこの
リピート機能に関し、鍵を解放した後もリピート
機能を持続させ、個々の楽音の全体の振幅を徐々
に減ずることにある。米国特許第3910150号には、
コンピユータ・オルガンの鍵の解放に続くサステ
イン時間で、１オクターブの反復が可能な装置が
記載されている。このオルガンは、楽音波形の連
続したサンプル・ポイントの振幅をリアル・タイ
ムで計算する楽音発生器を具えている。

本発明は、1975年８月11日に「複音シンセサイ
ザー」と題して米国に出願された米国特許第
4085644号（特願昭51―93519号：特開昭52―
27621号）と同種のデイジタル・オルガンにおけ
る持続リピート機能を有する装置に関するもので
ある。上記の出願のデイジタル・コンピユータ・
オルガンは、複数個の楽音発生器を持ち、各発生
器は計算モードを具え、そのモードにおいて所望
の楽音波形の複数個のサンプル・ポイントの相対
的振幅を定めるデータが計算される。このデータ
は、発生器が割り当てられている鍵のピツチに対
応する基本周波数を持つアナログ電圧に変換され
る。個々の鍵の動作を検知し、これらの鍵に楽音
発生器を割り当てる回路は、鍵盤スイツチ検出と
割当装置と題する、米国特許第4022098号（特願
昭51―110652号：特開昭52―44626号）に記され
ている。

楽音発生器によつて生じた特定の音色の波形
は、ADSRエンベロープ発生器と題する米国特許
第4079650号（特願昭52―7188号：特開昭52―
93315号）に記載のエンベロープ発生器で制御さ
れる。

本発明は上記の各出願のトーンシンセサイザを
改良したもので、特にADSR振幅発生器を改良
し、１個又はそれ以上の発音発生器（トーンジエ
ネレータ）から生じた連続楽音の全体の振幅を、
制御された時間において徐々に０まで減少させる
ものである。

このことは簡単に言えば、各楽音発生器のため
の振幅情報を蓄積（store）するレジスタを設け
ることにより達成される。１個の発生器が１個の
鍵に割り当てられるとき、全体の振幅の初期値が
レジスタに蓄積される。鍵がリピート機能を始動
させ、楽音が繰り返されるか又は第２の楽音との
間を交互に演奏されると、上記の回路は鍵がいつ
解放されるかを感知しかつ解放に伴つて楽音がく
り返される度ごとにレジスタに蓄積されたその楽
音の値を減少させる。振幅値が０まで減じたと
き、その楽音発生器は解除され他の鍵に割り当て
られる。レジスタからの振幅情報は、デイジタル
―アナログ変換器に印加され、デイジタル値が減
ずるにつれステツプ・ダウンする対応電圧が上記
の変換器に生ずる。このステツプ・フアンクシヨ
ン電圧に応じて、オーデイオ信号の全体の振幅の
大きさが制御され、従つて鍵が解放された後の連
続演奏における楽音の音量が制御されることとな
る。

〔発明の詳細〕

以下の本発明の説明は、前記の３発明と関連し
てなされるものであり、図面においても同一部分
には同一記号が用いてある。

第１図は、横軸に時間をとり、一連の楽音のエ
ンベロープ波形を示す。これらの楽音は、リピー
ト・クロツクと同期して周期的にくり返される。
このエンベロープの波形ｂは、打楽器型楽音
（percussive type note）に相当するものである
が、打楽器型楽音においては、第１図ｂのように
エンベロープの振幅は立上がりの間急激に増大
し、直ぐに０に戻る。鍵を押下しておく限り、楽
音は、第２図に図示しないがリピート・クロツク
によつて定まる時間間隔をおいてくり返され、全
体のエンベロープの振幅は一定値を保つ。１個の
鍵盤を押し下げることにより、１個以上の楽音を
くり返し発生させる方法は、“インターバル・リ
ピート”と題する別出願米国特許第4052994号
（特願昭52―94559号：特開昭53―040514号）に述
べられている。連続する楽音は、同一ピツチのも
のでもよいし、例えば１オクターブ離れた２個の
ピツチを交替するものでもよい。鍵を開放したの
ちのある期間“サステイン（sustain）”の間、楽
音はリピート・クロツクの速度で引続き発生する
が、連続する楽音の全体の振幅は第１図ａのよう
に漸次減少して０となり、そのとき関係していた
楽音発生器は解放される。

第２図は、鍵を解放したのちのある期間の連続
楽音の全体の振幅を、漸次減少させる制御回路を
示す。押し下げた鍵に応じて発生する各楽音のエ
ンベロープの全体の振幅は、レリーズ・スロー
プ・レジスタ（release slope register）２００
に蓄積されたデータで制御される。このレジスタ
には、シンセサイザの各楽音発生器毎に１ワード
の割合で、複数個のワードがデイジタル・コード
の形で蓄積されている。楽音発生器を何個設けて
もよいのであるが、１台の電子オルガンには12個
の発生器が適当であると考えられている。という
のは、オルガンの能力を越えることなく同時に演
奏するには、各指毎に１個の鍵と、各足毎に１個
のペダルがあればよいからである。レリーズ・ス
ロープ・レジスタ２００は、割り当てられた楽音
発生器毎に振幅値を蓄積する。スロープ・イニシ
ヤライザ２０３は、結合している楽音発生器が一
つの鍵盤に割り当てられたとき、各制御ワードに
対し、レリーズ・スロープ・レジスタ２００にス
ロープの初期値を蓄積する。

デイビジヨン・レジスタ１３とエンベロープ・
フエイズ・レジスタ１４は、レリーズ・スロー
プ・レジスタ２００に関係しているが、この両者
共このシステムにおいて、楽音発生器毎に１ワー
ド蓄積する能力を有する。

デイビジヨン・レジスタ１３とエンベロープ・
フエーズ・レジスタ１４は前記米国特許第
4079650号（特願昭52―7188号；特開昭52―93315
号）「ADSR発生器」の一部のデイビジヨン・シ
フト・レジスタとエンベロープ・フエーズ・シフ
ト・レジスタに対応するもので、デイビジヨン・
レジスタ１３はデイビジヨン（ここでデイビジヨ
ンとは鍵盤区分を意味する。）つまり一般の電子
オルガンの場合アツパー（upper），ロアー
（lower），ペダル（pedal）と呼ばれる複数段鍵
盤を有しており、その中におけるどの鍵盤上の鍵
が押されたかを区分するデイビジヨン・デイジタ
ル信号を記憶し、その検出は米国特許第4002098
号（特願昭51―110652号；特開昭52―44626号）、
「鍵盤スイツチ検出と割当装置」に記載されてい
るが、鍵盤上の鍵を走査する場合、上記の様にア
ツパー，ロアー，ペダルをデイビジヨン毎に区分
し、さらにそれを12音階を構成する12個のキース
イツチのグループ毎に走査し、変化が検出された
時楽音発生器に割り当てまたは解除する鍵のデイ
ビジヨンとグループと音名の情報を得ているので
あり、その割り当てられた鍵のデイビジヨン・デ
イジタル信号を記憶する。またエンベロープ・フ
エーズ・レジスタ１４はADSR発生器によつて形
成されるエンベロープ波形における時間変化の計
算を６つの連続するフエーズに分けており、フエ
ーズ１，２は楽音の先端部即ち“立上がり”フエ
ーズ部に対応し、フエーズ３，４は立上がりフエ
ーズ１，２に続く“立下がり”部に対応してお
り、フエーズ５，６は鍵の解放後サステイーンす
る場合加えられるもので、その時点でのADSR発
生器のフエーズがどの状態であるかのデイジタル
信号を記憶している。ただし、本発明において
は、エンベロープ・フエーズ・レジスタ１４は鍵
解放後のある期間楽音の発生を可能とする、フエ
ーズ５と６の検出に用いられる。鍵盤ステイタ
ス・レジスタ２０１は、12個の楽音発生器のそれ
ぞれのステイタス・ビツトを蓄積する。鍵が押し
下げられたとき、ステイタス・ビツトは０にセツ
トされ、かつ１個の楽音発生器が割り当てられ、
鍵が解放されると、１にセツトされる。

従つてこの鍵盤ステータスレジスタ２０１から
の出力であるステータスビツトが“１”である場
合、対応する鍵が解放されたことを意味し、アン
ド・ゲート２０４を能動状態にするための１つの
信号として使用される。この目的のために、レジ
スタ２０１は鍵盤スイツチ検出と割当回路５０か
ら、入力線８６を介してステータスビツトが入力
される。鍵盤スイツチ検出と割当回路５０は、入
力線８７を介して新しい割り当てが発生したと云
う楽音信号をスロープイニシアライズ２０３に与
え、これによりレリーズ・スロープ・レジスタ２
００に初期値がセツトされるように入力される。
また前記回路５０は、入力線８１を介して割り当
てられていた鍵が解放され割当てを解除するとい
う鍵解放信号を受ける。エンベロープ・フエイ
ズ・レジスタ１４は、発生している各楽音のフエ
ーズを定める情報を蓄積する。米国特許第
4079650号（特願昭52―7188号：特開昭52―93315
号）「ADSRエンベロープ発生器」に記載されて
いるように、各楽音に対するエンベロープは、コ
ンピユータ化のために、６個の連続するフエーズ
に分けられ、フエーズ１，２は楽音の先端部即ち
“立上がり”部に対応し、フエーズ３，４は後縁
端部即ち立上がりフエーズ１，２に直読する立下
がり部に対応している。フエーズ５，６は、鍵の
解放後、たとえ短時間でも楽音が持続される場合
につけ加えられているのみである。リピート作用
は一般に、鍵盤の解放とは無関係に０に立下がる
打楽器型楽音に使われるのみである。

デイビジヨン・レジスタ１３、エンベロープ・
フエイズ・レジスタ１４、レリーズ・スロープ・
レジスタ２００および鍵盤ステイタス・レジスタ
２０１は、シフト・レジスタの形式であることが
望ましく、タイミングクロツク信号によつて同期
的にシフトされる。このタイミングクロツクは複
数の楽音発生器に対応するエンベロープを時分割
で発生するために用いられる。こうして鍵盤デイ
ビジヨン、エンベロープフエーズレジスタ、鍵盤
スイツチの状態、任意の時に押下げられた１個乃
至12個の鍵における現在の振幅に関する情報が、
レジスタ１３，１４，２００，２０１の出力にお
いてくり返し連続的に利用できる。

持続リピート作用を望むときは、スイツチ２０
２をセツトし、アンド・ゲート２０４の第１の入
力に２進１レベルを供給する。持続リピート作用
は、上鍵盤で演奏される楽音に一般には限られて
いるから、デイビジヨン・レジスタ１３の出力
は、デコード回路２０６でデコードされ、このデ
コード回路２０６は、アツパー楽音制御ワードが
デイビジヨン・レジスタ１３から読み出されると
き、アンド・ゲート２０４の第２の入力に、２進
１レベルを供給する。アンド・ゲート２０４の第
４の入力は、デコード回路２０８を介してエンベ
ロープ・フエイズ・レジスタ１４から入力される
が、このデコード回路２０８は、対応するフエー
ズ５又は６の状態が、エンベロープ・フエイズ・
レジスタ１４の出力によつて示されるとき、二つ
の出力のいずれかに１個のバイナリ信号を供給す
る。これら二つの出力は、オア・ゲート２１０を
介して、アンド・ゲート２０４の第４入力に結合
される。アンド・ゲート２０４への第３入力は、
鍵盤ステイタス・レジスタ２０１から得られる。
こうして、持続リピート機能がセツトされ、特定
の楽音に関係する制御ワードが、その楽音がアツ
パーデイビジヨンに属することを示し、その楽音
のエンベロープ・フエイズ・レジスタ１４がフエ
ーズ５又は６にあり、そして関係する鍵が解放さ
れたときは、アンド・ゲート２０４の出力は常に
１となる。

同時に、同じ楽音に関係するスロープ振幅値
は、レリーズ・スロープ・レジスタ２００から読
み出され、振幅値を量Ｎだけ減少させる減算回路
２１２に印加される。この減算回路は、アンド・
ゲート２１４の出力から得られる制御信号に応動
する。アンド・ゲート２１４は、アンド・ゲート
２０４の出力が真であることを感知する。２１７
で示されるリピート・クロツクからの出力パルス
はリピートされる打楽器型エンベロープのスター
ト信号として使用されると共に、アンド・ゲート
２１４の入力に印加され、その結果、リピート・
サイクルにおける次の楽音がスタートしつつある
ことをリピート・クロツクが指示しているときに
のみ、１個の出力がアンド・ゲート２１４から得
られる。動作のこの時点で、レリーズスロープレ
ジスタ２００から出力されるスロープ振幅値は量
Ｎだけ減ぜられ、レリーズ・スロープ・レジスタ
２００に送り返され蓄積される。減少値Ｎは、多
極スイツチ２１６により、複数個の値の中のいず
れか一つにセツトされる。Ｎの値は勿論、所定の
楽音に対するスロープ振幅値が各時点において減
ぜられる量を制御し、その結果、リピート・クロ
ツク２１７との関連の下に、振幅値が初期値から
０に減少する速度を決定する。

特定の楽音スロープ振幅値が、減算回路２１２
により０に減じたとき、この回路２１２からの出
力をデコードする零検出回路２１８によりこの事
実つまりスロープの振幅値が“０”でありスロー
プが終了したことが感知される。アンド・ゲート
２２０は、アンド・ゲート２１４からの出力に応
じて、減算回路２１２の出力を、零検出回路２１
８に結合する。こうして零検出回路２１８は、持
続リピート動作の間減少されるこれらの楽音に対
してのみ、減算回路２１２の出力に応動する。零
検出回路の出力は、鍵盤スイツチ検出と割当回路
５０に結合され、上記の特定の楽音に割り当てら
れている音色発生器を解放するために使用され
る。

各楽音発生器に対する一時刻前のエンベロープ
振幅値Ａは振幅レジスタ１５に記憶されている。
これは米国特許第4079650号（特願昭52―7188
号：特開昭52―27621号）「ADSRエンベロープ発
生器」に記載されているがADSRエンベロープを
発生する時、前述したようにエンベロープの時間
変化を６つのフエーズに分け、以前の振幅値Ａと
フエーズとからエンベロープを計算することによ
り得ており、振幅値Ａはそれが振幅レジスタ１５
から読み出されるに従い、そのまま維持されかか
振幅選択ゲート２６を介し以前の振幅値Ａとフエ
ーズデータによつて新たに演算された新しい振幅
値A′を振幅レジスタ１５の入力に戻し、新たに
記憶される。この選択は選択信号によつて適宜制
御される。つまり、振幅レジスタ１５の振幅デー
タＡが演算回路（図示しない）により新しい振幅
値A′に演算され、振幅選択ゲート２６に入力さ
れる。振幅選択ゲート２６において選択信号に基
きＡかA′かが選択されA″となり振幅レジスタ１
５に記憶される。このようにしてエンベロープ波
形が計算される。エンベロープ波形の演算進度に
よつてエンベロープ・フエイズ・レジスタ１４に
おけるフエーズ値が修正されることは、上記の特
許出願に述べられている。本発明では、振幅選択
ゲート２６の出力における振幅データA″は、例
えば打楽器音型のエンベロープを発生し、各楽音
毎にアンド・ゲート２２４を介して零検出回路２
１８に印加される。これは、アンド・ゲート２２
４への第２入力を、インバータ２２６を介して、
アンド・ゲート２０４の出力に接続することによ
り感知される。レリーズ・スロープ・レジスタ２
００に蓄積されたデータは、関係した鍵の解放に
続く持続時間における、リピートされた楽音の全
体の振幅を徐々に減ずるのに使われる。上記の説
明から、レリーズ・スロープ即ち、リピート楽音
全体の振幅が０に減ずる速さは、リピート・クロ
ツク２１７の周波数と減算回路２１２のＮ値によ
つて定まることがわかる。レリーズ・スロープレ
ジスタ２００に蓄積されたスロープ・データは、
それをデイジタル―アナログ変換器２２８でアナ
ログ電圧（第２図ａ）に変換することにより、各
楽音の全体の振幅の大きさを制御する。この変換
器の出力電圧は、打楽器型エンベロープ（第２図
ｂ）が印加されるデイジタル―アナログ変換器１
０４の出力レベルの制御に使われる。デイジタル
―アナログ変換器１０４の出力は、その電圧の大
きさに応じてデイジタル―アナログ変換器９８の
出力振幅の大きさをを制御し、楽音発生器からの
波形データはアナログ電圧に変換され、装置の音
響システム１００に印加される。

こゝで使用されるデイジタル―アナログ変換器
１０４及び９８は、その出力がリフアレンス電圧
入力で制御される乗算型のデイジタル―アナログ
変換器であり、結果として楽音発生器からの波形
データにエンベロープ及びスロープが乗算された
楽音を得る。

以上の説明により、１個又はそれ以上の楽音の
鍵開放後の打楽器型のエンベロープ全体の振幅を
徐々に０に減じ、単一の鍵の附勢によつて生ずる
それぞれの楽音に持続リピート効果を持たせるこ
とのできるデイジタル回路を得ることができる。

本発明の要部は、エンベロープ発生器と、持続
リピート設定手段と、レリーズスロープレジスタ
と、スロープイニシヤライザと、減算値設定手段
と、減算手段と、零検出手段と、第1DA変換器
と、第2DA変換器と、第3DA変換器と、からな
り、 第２図において、上記要部は以下の部分に対応
する。

エンベロープ発生器は振幅レジスタ１５及び振
幅選択ゲート２６の部分に対応しデジタルエンベ
ロープはA″より出力される。持続リピート設定
手段は持続リピートスイツチ２０２とアンドゲー
ト２０４とアンドゲート２１４とアンドゲート２
２０とアンドゲート２２４及びインバータ２２６
に対応する。レリーズスロープレジスタはレリー
ズスロープレジスタ２００に対応する。スロープ
イニシヤライザはスロープイニシヤライザ２０３
に対応する。減算値設定手段は２１６に対応す
る。減算手段は減算２１２と、その出力とスロー
プイニシヤライザの出力との論理和をとるオア回
路に対応する。零検出回路は零検出回路２１８に
対応する。第1DA変換器はデジタル―アナログ
変換器２２８に、第2DA変換器はデジタル―ア
ナログ変換器１０４に、第3DA変換器はデジタ
ル―アナログ変換器９８にそれぞれ対応する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の動作を説明するタイム・ダイ
アグラムであり、第２図は本発明の複音シンセサ
イザーにおける持続リピート制御装置に用いる回
路系のブロツク・ダイアグラムである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の楽音を発生する楽音発生器と、打楽器
   型の楽音の繰り返し周期を決定するリピートクロ
   ツク発生器と、鍵盤スイツチ検出と割当回路とを
   具えた電子楽器において、 打楽器型のデジタルエンベロープ値を発生可能
   なエンベロープ発生器と、 前記エンベロープ発生器が前記リピートクロツ
   ク発生器のクロツクに従い打楽器型エンベロープ
   を繰り返し発生する時、持続リピートを設定する
   持続リピート設定手段と、 前記エンベロープ発生器からのエンベロープの
   振幅を制御するデジタル値を記憶するレリーズス
   ロープレジスタと、 押鍵時、前記レリーズスロープレジスタに初期
   値を与えるスロープイニシヤライザと、 減算する値を設定する減算値設定手段と、 前記持続リピート設定手段が持続リピートに設
   定され、かつ、離鍵された時、前記リピートクロ
   ツク発生器のクロツクに従つて前記レリーズスロ
   ープレジスタのデジタル値から前記減算値設定手
   段で設定された値を減算しその値を前記レリーズ
   スロープレジスタに新たに記憶させる減算手段
   と、 前記持続リピート設定手段の設定が持続リピー
   トに設定された時前記減算手段の出力値の零を検
   出し、前記持続リピート設定手段の設定が持続リ
   ピートに設定されなかつた時前記エンベロープ発
   生器の出力値の零を検出して、前記鍵盤スイツチ
   検出と割当回路に伝える零検出回路と、 前記レリーズスロープレジスタに記憶されたデ
   ジタル値をデジタル―アナログ変換する第1DA
   変換器と、 該第1DA変換器からのアナログ信号の大きさ
   に応じて出力の振幅の大きさが制御される前記エ
   ンベロープ発生器のエンベロープデジタル値をデ
   ジタル―アナログ変換する第2DA変換器と、 該第2DA変換器からのアナログ信号の大きさ
   に応じて出力の振幅の大きさが制御される前記楽
   音発生器からのデジタル波形データをデジタル―
   アナログ変換する第3DA変換器と、 からなることを特徴とする持続リピート制御装
   置。