JPH0153480B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は音階音（音名）を人声音で発生する
とともに、動物の鳴き声などの擬音も発生するよ
うにした電子楽器に関する。

従来から子供の音感教育や音階教育のために鍵
盤の押圧鍵に対応して「ド」、「レ」、「ミ」…など
の音階音を人の声すなわち人声音で発生させるよ
うにした電子楽器が提案されている。このような
電子楽器は演奏者に鍵を音階（音名）との対応を
聴感上で理解させることができて音楽教育上有益
であるが、慣れてくるにつれて単調さのために次
第に飽きてくるという傾向がある。特に音階の意
味がよく理解できない幼児の場合にはその傾向が
顕著である。

この発明は上記の点にかんがみてなされたもの
で、長く使用しても飽きることなく音階の勉強や
音感教育を続けることができるようにするため、
フレーズの切れ目や曲間等の強調したいところで
動物の声などの擬音を発生することにより単調さ
をなくし、曲にアクセントをつけることができる
ようにした電子楽器を提供するものである。

以下図面に基づいてこの発明を説明する。

第１図はこの発明による電子楽器の一実施例の
基本構成を示すブロツク図である。

この電子楽器には、所定のプログラムを記憶し
たROMなどで構成されるプログラムメモリ１ａ
と、演奏者により設定された演奏条件などの種種
のデータを記憶するRAMなどで構成されたワー
キングメモリ１ｂと、メモリ１ａに記憶されてい
るプログラムに従つてデータの書込みや読出しあ
るいは各回路への指令を出力するCPU１ｃとに
より構成されたマイクロコンピユータ（以下「マ
イコン」という）１が設けられており、データや
指令の伝送はデータバスDBを介して行なわれ
る。

音色選択回路２は演奏者が演奏する楽音の音色
を選択する回路で、複数の切換え位置（この実施
例では４つの切換え位置ａ，ｂ，ｃ，ｄ）をもつ
音色選択スイツチ２ａを有し、この音色選択スイ
ツチ２ａを切換え位置ｂ，ｃ，ｄに適宜設定する
ことによりピアノ、ギター、オルガンなどの楽器
の音色を選択することができるとともに、音色選
択スイツチ２ａを切換え位置ａに設定することに
より押圧鍵に対応して人声音または擬音を発生さ
せることができる。この実施例では前者の選択操
作をしたときの電子楽器の演奏モードを「ノーマ
ルモード」と呼び、後者の操作をしたときの電子
楽器の演奏モードを「マイコンモード」と呼び、
電子楽器はこの２つのモードで異なる動作をす
る。音色選択回路２の状態はマイコン１のCPU
１ｃからの音色スイツチ走査信号に基づいて走査
され、その結果が音色選択回路２から音色データ
として出力される。この音色データはマイコン１
のワーキングメモリ１ｂの音色データレジスタに
記憶されるとともに、音色データに基づきCPU
１ｃはノーマルモードかマイコンモードかを判別
してモード信号をモードレジスタ３に記憶させ
る。モード信号はノーマルモードのとき“０”、
マイコンモードのとき“１”である。

セレクタ４は電子楽器の演奏モードがノーマル
モードかマイコンモードかにより鍵盤回路６へ送
る鍵走査信号KSを切換える回路で、具体的には
モードレジスタ３のモード信号が“０”（ノーマ
ルモード）のときはカウンタ５からＢ端子に入力
されるカウント値を鍵走査信号KSとして出力し、
モード信号が“１”（マイコンモード）のときは
マイコン１から出力されてデータバスDBを介し
てセレクタ４のＡ端子に入力される鍵走査用信号
を鍵走査信号KSとして出力する。

鍵盤回路６は鍵盤における複数の鍵をセレクタ
４からの鍵走査信号KSに従つて高音側から低音
側に向けて順次走査し、この走査の結果各鍵に対
して予め割り当てたタイムスロツトにおいて当該
鍵が押圧されていれば“１”、押圧されていなけ
れば“０”のキーデータKDを順次出力する。鍵
盤回路６からのキーデータKDはアンド回路A₁，
A₂において演奏モードに応じて選択されて通常
楽音信号発生回路７に送られるかまたはデータバ
スDBを介してマイコン１に送られる。すなわ
ち、アンド回路A₁，A₂はモードレジスタ３から
出力されているモード信号により制御され、モー
ド信号が“０”でノーマルモードのときはインバ
ータの出力が“１”となつてアンド回路A₁の
みが動作可能となるのでキーデータKDは通常楽
音信号発生回路７に送られる。またモード信号が
“１”でマイコンモードのときはアンド回路A₂の
みが動作可能となるのでキーデータKDはデータ
バスDBを介してマイコン１に送られる。

ところで、この実施例においては、マイコンモ
ードのとき鍵盤の各鍵を白鍵と黒鍵の２つのグル
ープにグループ分けし、押圧鍵が白鍵か黒鍵かに
応じて人声音または擬音を発音するようにしてい
る。すなわち、人声音発生回路８を白鍵グループ
に対応させて押圧鍵が白鍵の場合に人声音発生回
路８から該押圧鍵に対応した人声楽音信号を発生
させるようにし、また擬音発生回路９を黒鍵グル
ープに対応させて押圧鍵が黒鍵の場合に擬音発生
回路９から該押圧鍵に対応した擬音信号を発生さ
せるようにする。また、この実施例では、このマ
イコンモードにおいては単音発音とし、鍵盤で複
数の鍵が同時に押圧されたときは所定の１つの鍵
（たとえば最高音に相当する押圧鍵）を選択し、
この鍵に対応して人声音または擬音を発生するよ
うにしている。

このため、マイコン１では、マイコンモードの
ときアンド回路A₂およびデータバスDBを介して
送られてくるキーデータKDに基づき鍵盤におけ
る押圧鍵の中から最高押圧鍵を検出するととも
に、この検出した鍵が白鍵か黒鍵かを判別して該
鍵を表わすキーコードKCを人声音発生回路８ま
たは擬音発生回路９に送る処理を実行する。

通常楽音信号発生回路７は、通常の電子楽器に
おける処理に従つて、ノーマルモードのときアン
ド回路A₁から与えられるキーデータKDに基づき
各押圧鍵に対応し、かつ音色選択回路２において
選択されている音色（ピアノ、ギター、オルガン
のいずれか）の楽音信号を形成するもので、形成
された楽音信号は混合器１０を経てアンプ、スピ
ーカなどから成るサウンドシステム１１から楽音
として発音される。

人声音発生回路８はマイコン１からデータバス
DBを介して転送されたキーコードKCに基づき
「ド」、「レ」、「ミ」…などの音階音に対応した人
声音の楽音信号を形成し、また擬音発生回路９は
マイコン１からデータバスDBを介して転送され
たキーコードKCに基づきたとえば「ワンワン」、
「ニヤー」、「カツコー」などの擬音信号を形成す
るもので、いずれも回路内部にマイコン１から送
られてくるキーコードKCを保持するレジスタを
有し人声楽音信号または擬音信号形成中に新たな
キーコードKCが入力したときは形成中の音を急
速に減衰し新しいキーコードKCに基づく人声楽
音信号または擬音信号の形成を始める。

ここで、人声音、擬音の音声合成方式として
は、(1)発音させたい人声音の波形を波形メモリに
記憶しておき、その波形を順次読み出す波形メモ
リ読出し方式、(2)発音させたい人声音に対応して
デイジタルフイルタまたはアナログフイルタのフ
オルマント特性を制御するフイルタ方式（たとえ
ば特開昭56−125798号公報、特開昭55−77799号
公報参照）、(3)高調波成分発生回路を用い各高調
波成分の振幅を発音させたい人声音に対応して制
御する高調波合成方式（たとえば特開昭55−
21063号）、あるいは(4)周波数変調方式（たとえば
特開昭55−18623号公報参照）など種々知られて
いる。第１図の人声音発生回路８、擬音発生回路
９は上述した各種音声合成方式のいずれを用いて
も構成することができる。

第２図Ａ，Ｂは人声音発生回路８、擬音発生回
路９を波形メモリ読出し方式を用いて構成した場
合の波形メモリの内容の一例をそれぞれ示すもの
である。人声音発生回路８の波形メモリは第２図
Ａに示すように鍵盤における各白鍵C₂，D₂，E₂
…C₃…C₅に対応したメモリエリアMC２，MD
２，ME２…MC３…MC５を具えている。この
各メモリエリアMC２，MD２…MC５には、そ
れぞれ対応する白鍵C₂，D₂…C₅の音階音「ド」、
「レ」…「ド」の人声音波形データが音の立上り
から終了に至る全期間において該鍵C₂，D₂…D₅
の音高周波数に対応して記憶されている。また、
擬音発生回路９の波形メモリは第２図Ｂに示すよ
うに鍵盤における各黒鍵Ｃ＃ ₂，Ｄ＃ ₂，Ｆ＃ ₂…
Ａ＃ ₄に対応したメモリエリアMC＃ ２，MD＃
２，MF＃ ２…MA＃ ４を具えている。この各メ
モリエリアMC＃ ２，MD＃ ２…MA＃ ４には、
それぞれ所望の動物の鳴き声「ワンワン」、「ニヤ
ー」…「モー」に対応した擬音波形データが音の
立上りから終了に至る全期間においてそれぞれ独
自の音高周波数で（対応する鍵Ｃ＃ ₂…Ａ＃ ₄の音
高とは関係なく）記憶されている。なお、各メモ
リエリアMC２…MC５、MC＃ ２…MA＃ ４は
2000〜3000ワードの記憶容量をもつている。ま
た、人声音波形および擬音波形の波形メモリへの
記憶方式としては、PCM（パルス符号変調）、
APCM（適応パルス符号変調）、DPCM（差分パル
ス符号変調）、ADPCM（適応差分パルス符号変
調）、DM（デルタ変調）、LPCM（線形パルス符号
変調）など各種の方式があるが、いずれを用いて
もよい。

このような波形メモリを具えた人声音発生回路
８、擬音発生回路９においては、デーテバスDB
を介して送られてくるキーコードKCに基づき該
キーコードKCが表わす鍵に対応するメモリエリ
アの先頭アドレスを指定し、このアドレスから記
憶されている波形データを所定レートで順番に読
み出していき、該メモリエリアの最終アドレスの
読出しが終つたことを検出して波形メモリの読出
し動作を停止する。こうして、波形メモリから読
み出された波形データは人声楽音信号または擬音
信号として混合器１０を介してサウンドシステム
１１に送られ、人声音または擬音として発音され
る。

次に、第１図に示した電子楽器の動作を第３図
のフローチヤートを用いて説明する。

電子楽器の電源スイツチを投入すると、演奏モ
ードはまずマイコンモードに設定され、マイコン
１のワーキングメモリ１ｂ内の音色データレジス
タ、キーオンレジスタおよびキーコードレジスタ
の内容がクリアされるなどの初期設定が行なわれ
る（ステツプａ）。続いて、CPU１からの音色ス
イツチ走査信号に基づいて音色選択回路２の状態
すなわち音色切換スイツチ２ａの状態が走査され
る（ステツプｂ）。この走査の結果得られた音色
データは音色データレジスタにすでに記憶されて
いる前回の音色データと比較され（ステツプｃ）、
音色データに変化があつたときはその新たな音色
データを音色データレジスタに書き込む（ステツ
プｄ）。なお、電源スイツチ投入直後はステツプ
ａの初期設定により音色データレジスタがクリア
されているため、ステツプｃの判断では変化があ
つたものとみなされ、その時の音色選択スイツチ
２ａの設定位置に対応した音色データが音色デー
タレジスタに書き込まれる。音色データに変化が
ないときは、音色データが「音声」を示している
か否かを判別し（ステツプｅ）、「音声」を示して
いなければステツプｂにもどつて同じ動作を繰り
返すが、「音声」を示していればワーキングメモ
リ１ｂの鍵走査信号レジスタの内容すなわち
CTRの値を零に設定する（ステツプｆ）。音色デ
ータレジスタに新たな音色データを書き込んだ後
（ステツプｄ）、このレジスタに書き込んだ音色デ
ータが「音声」を示しているか否かを判別し（ス
テツプｇ）、「音声」を示していればモードレジス
タ３をマイコンモードに設定し（ステツプｈ）、
「音声」を示していなければモードレジスタ３を
ノーマルモードに設定するとともに、音色データ
レジスタの内容を通常楽音信号発生回路７に転送
する（ステツプｉ）、マイコンモードに設定した
後はワーキングメモリ１ｂの鍵走査信号レジスタ
の内容CTRを零に設定する（ステツプｆ）が、
ノーマルモードに設定した後はステツプｂにもど
つて同じ動作を繰り返す。

上述したようにマイコンモードでCTR値を零
に設定した後CRT値を１ずつ増加する（ステツ
プｊ）。すなわちCTRの値が各鍵に対応している
のでワーキングメモリ１ｂのCTRレジスタから
鍵盤の全鍵を高音側に向けて順番に走査する鍵走
査信号をセレクタ４に送る。このときセレクタ４
はモードレジスタ３からのモード信号“１”によ
りＡ端子入力を選択する状態になつているので、
鍵盤回路６にはCTRの値が鍵走査信号KSとして
そのまま送られCTRの値に対応した鍵が高音側
から順次走査される（ステツプｋ）。鍵盤回路６
から出力されるキーデータKDはそのときアンド
条件が成立しているアンド回路A₂を通過しデー
タバスDBを介してワーキングメモリ１ｂのキー
オンレジスタに取り込まれる（ステツプｌ）。キ
ーデータKDは鍵が押圧されている場合は“１”、
押圧されていない場合は“０”である。

CPU１ｃではキーオンレジスタに書き込まれ
たキーオン信号KONが“１”否かを判定し（ス
テツプｍ）、“１”であれば押鍵中であることがわ
かりしかも鍵走査は高温側から行なわれるので、
最初に“１”となつたときのCTRの値に対応す
る鍵が最高音押圧鍵ということになる。キーオン
信号KONが“１”でない場合はその時のCTRの
値が最低音の鍵に対応する値「END」であるか
否か、すなわち全鍵の走査が終了したか否かを判
別し（ステツプｎ）、終了していなければステツ
プｊにもどつてCTRの値を１増加して次の鍵の
走査を行ない、終了していればステツプｂにもど
る。

次に、そのときワーキングメモリ１ｂのキーコ
ードレジスタに書き込まれているキーコードKC
とステツプｍで検出された最高音押圧鍵に対応す
るCTRの値とを比較し（ステツプｐ）、同じであ
れば押鍵変化なしと判断してステツプｂにもど
り、異なれば押鍵変化ありとしてそのCTRの値
をキーコードレジスタに書き込む（ステツプｑ）。
キーコードレジスタに書き込まれたCTRの値か
らその新たな最高音押圧鍵が白鍵か黒鍵かを判別
し（ステツプｒ）、白鍵ならばCTRの値を人声音
発生回路８に送り（ステツプｓ）、その鍵の音階
音に対応した人声楽音信号を前述した方法で形成
する。また該鍵が黒鍵ならばCTRの値を擬音発
生回路９に送り（ステツプｔ）、その鍵に割り当
てられている擬音に対応した擬音信号を形成す
る。

したがつて、この実施例の電子楽器によれば、
音色選択回路２においてピアノ、ギター、オルガ
ンのうちいずれかの音色が選択されるとノーマル
モードとなつて、鍵盤の各押圧鍵に対応した楽音
がピアノまたはギターまたはオルガンの音色で発
音される。また、音色選択回路２において音声が
選択されるとマイコンモードとなつて、鍵盤の最
高音押圧鍵に対応して人声音または擬音が発音さ
れることになる。

なお、上記実施例においては全ての黒鍵に対し
てそれぞれ所定の擬音（「ワンワン」、「ニヤー」
…）の発生を割り当てるようにしたが、擬音の種
類が少なくてもよい場合には特定鍵域（例えば低
音域）の黒鍵に対してのみ擬音の発生を割り当て
るようにしてもよいし、さらには複数に黒鍵に対
して同一の擬音の発生を割り当てるようにしても
よい。また、上記実施例では鍵盤を白鍵グループ
と黒鍵グループの２つの鍵グループに分けて人声
音および擬音の発生を制御するようにしたが、鍵
盤のグループ分けは任意に行ない得るものであ
り、たとえば鍵域分割によつて鍵のグループ分け
を行なうようにしてもよい。この場合には、第３
図のフローチヤートにおけるステツプｒの処理を
最高音押圧鍵に対応するCTRの値と鍵域分割点
の鍵に対応するCTRの値とを比較してその大小
関係を判別するようにすればよい。さらにまた、
上記実施例では最高音押圧鍵に対応した人声音ま
たは擬音を発生するようにしたが、最高音押圧鍵
の代わりに最低音押圧鍵としてもよいし、さらに
は回路８，９を複音発生可能とし押圧された各鍵
に対応して人声音または擬音を発生するようにし
てもよい。さらにまた、上記実施例ではマイコン
によるプログラム処理により人声音および擬音の
発生を制御したが、このようなマイコン制御によ
らず専用の制御回路を設けてもよい。

第４図は専用の制御回路を用いて人声音と擬音
の発生を制御するようにした電子楽器の一実施例
であり、押鍵検出回路２２は鍵盤部２１で押圧さ
れている鍵を検出し、押圧鍵を表わすキーコード
KCを出力する。音色選択回路２３は第１図に示
した音色選択回路２と同じ構成で、演奏者の手動
操作により楽器の音色または音声が選択される。
この回路２３において楽器の音色（ピアノ、ギタ
ー、オルガン等）が選択されると該音色を表わす
音色データTDが出力されるとともにイネーブル
信号EN₁が“１”となつて通常楽音信号発生回路
２４が作動し、押鍵検出回路２２から送られてく
るキーコードKCに基づいてその選択された音色
の楽音信号を発生する。一方、音色選択回路２３
で音色が選択されると、イネーブル信号EN₁が
“０”となり、その結果イネーブル信号EN₂が
“１”となるので分配回路２５が作動し、キーコ
ードKCに基づいて白鍵か黒鍵かを判別し、白鍵
ならばキーコードKCを人声音発生回路２６に分
配し、黒鍵ならばキーコードKCを擬音発生回路
２７に分配する。人声音発生回路２６および擬音
発生回路２７における人声音および擬音の楽音信
号合成方法は第１図に示した実施例で説明したと
おりであるのでここでは説明を省略する。各発生
回路２４，２６，２７から出力される楽音信号は
第１図の場合と同様に混合器２８を経てサウンド
システム２９から発音される。

以上２つの実施例を説明したが、この発明によ
る電子楽器の使い方としては、音色選択回路によ
り楽器の「音色」を選択したときは通常の電子楽
器と同様に押圧して鍵の楽音が発音され、音色選
択回路により「音色」を選択したときは押圧した
鍵の音階音が人声音で発音されるか、またはその
押圧鍵に対応して予め定めた擬音が発音されるよ
うにしたので、擬音の発生個所をフレーズの切れ
目や曲間等の強調したいところに選ぶことによ
り、単調さがなくなり曲にアクセントをつけるこ
とができ、特に幼児にとつては飽きることなく音
階の勉強や音感教育を進めることができる。また
人声音と擬音との発生の区別を鍵のグループ分け
により行なうことにより、特別に擬音用のスイツ
チを設ける必要がなくコストも安くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による電子楽器の一実施例の
該略構成を示すブロツク線図、第２図は第１図に
示した人声音発生回路および擬音発生回路を波形
メモリ読出し方式により構成した場合における波
形メモリの内容の一例を示す図、第３図は第１図
に示したマイコンの処理動作を説明するフローチ
ヤート、第４図はこの発明による電子楽器の他の
実施例の概略構成を示すブロツク線図である。 １……マイコン、２，２３……音色選択回路、
３……モードレジスタ、４……セレクタ、５……
カウンタ、６……鍵盤回路、７，２４……通常楽
音信号発生回路、８，２６……人声音発生回路、
９，２７……擬音発生回路、１０，２８……混合
器、１１，２９……サウンドシステム、２１……
鍵盤部、２２……押鍵検出回路、２５……分配回
路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の白鍵と黒鍵とから成る鍵盤と、押圧し
   た白鍵の音階音に対応する人声音を発生する人声
   音発生手段と、押圧した黒鍵の鍵情報に基づいて
   擬音を発生する擬音発生手段と、押圧鍵が白鍵グ
   ループに属するか黒鍵グループに属するかを判別
   し、この判別結果に従つて該押圧鍵の鍵情報を前
   記人声音発生手段または前記擬音発生手段のいず
   れかに送出する制御手段とを備えたことを特徴と
   する電子楽器。 ２ 前記擬音発生手段は動物の鳴き声を発生する
   特許請求の範囲第１項に記載の電子楽器。