JPH0246497A - 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］ この発明は楽音に対して残響効果を付加する機能を有す
る電子楽器に関する。

加機能としては、（ｉ）スプリング（ばね）や鉄板など
を用いる機械式のタイプ、（ｉｉ）ＢＢＤ　（パケット
プリゲイトデバイス）などを用いるアナログ式のタイプ
、（ｉｉｉ）　Ｄ　Ｓ　Ｐ　（デジタルシグナルプロセ
ッサ）などを用いるデジタル式のタイプ等がある。

これらの残響付加機能の中で、近年のＬＳＩ技術の進歩
に伴い、特にデジタル式の残響付加装置の利用が図られ
ているが、このデジタル式においては、制御回路として
乗算器や多ビットのＡＬＵ（算術論理ユニット）などを
要する他、標本化、量子化のビット数に比例して大容量
のメモリを要するなど構成の規模が大きくなり、コスト
が高くなるという問題点がある。

［従来技術と発明が解決しようとする課題］従来、楽音
に対して種々の遅延時間を有する多数の残響音を余韻と
して加え、楽音に厚みと奥行を持たせる残響効果付加機
能を有する電子楽器が知られている。これらの電子楽器
における残響刊［発明の目的］ このような課題を解決するため、この発明は、回路構成
が簡単でコストの安い残響付加機能を有する電子楽器を
提供することを目的とする。

［発明の要点］ この発明は上記目的を達成するため、楽音信号を発生さ
せるひとつの発音チャンネルを構成する複数のサブチャ
ンネルのそれぞれから、互いに異なる種類の楽音波形を
所定の時間差をもって発生させるようにして、音場にお
ける楽音の直接音と反射音とを得る残響効果を与えるよ
うにしたことを要点とする。

また、この発明は、記憶手段に発音チャンネルの各サブ
チャンネルのそれぞれから発生すべき波形データを記憶
し、この記憶手段からこれらの波形データを所定の遅延
時間に基づいて順次遅延させて読出して、音場における
楽音の直接音と反射音とを得て残響効果を与えるように
したことを要点とする。

また、この発明は、ひとつの発音チャンネルに含まれる
複数のサブチャンネルから発生すべき波形データを、所
定の遅延時間に従って順次遅延した状態で記憶手段に記
憶させ、この記憶手段からこれらの波形データを読出し
て楽音信号を形成するようにして、音場における楽音の
直接音と反射音とを得て残響効果を与えるようにしたこ
とを要点とする。

［実施例］ 以下図面を参照しながらこの発明の実施例について説明
する。

く構　成〉 第１図はこの実施例に係る電子楽器の全体回路構成図で
ある。図において、鍵盤ｌは、演奏操作によって演奏入
力を加える演奏入力手段であり、鍵操作に基づき、キー
オン／キーオフ信号や発音させるべき楽音の音高指定情
報としてのキーコードデータなどが、マイクロプロセッ
サからなる中央処理装置であるＣＰＵ２に与えられる。

またこのスイッチ部３は、楽音の音色を選択する音色選
択スイッチ４および楽音に上述した残響効果を付加する
機能を作動させるか否かを切換る残響付加スイッチ５な
どから成り、このスイッチ部３における各スイッチのオ
ンオフ操作に基づく制御信号もＣＰＵ２に与えられる。

そして、スイッチ部３における各スイッチの操作状態は
表示部６において、例えば液晶デイスプレィ装置によっ
て表示される。またＣＰＵ２は、ＲＯＭ（リードオンリ
メモリ）８より読出したプログラムに基づいて、ＲＡＭ
　（ランダムアクセスメモリ）９を使用しながら、音源
システム７に対して楽音波形データを発生すべく指示を
する。この音源システム７から出力された楽音波形デー
タは、Ｄ／Ａコンバータ１０にてデジタル信号からアナ
ログ信号に変換され、アンプ１１にて増幅されてスピー
カ１２より楽音として放音される。

次に上記音源システム７の具体的な構成について述べる
。第２図において、鍵盤１の押鍵操作に基づくキーオン
信号が制御回路７−１に加えられ、制御回路７−１を経
てプリセットカウンタ■７−２のロード端子にはアドレ
スラッチ回路７３にラッチされていたスタートアドレス
がロードされる。したがって、後述するような複数の異
なる楽音波形データを予め記憶させた波形メモリ７４か
らは、その先頭アドレスに対応する波形データが読出さ
れてデータ出力端より乗算器７５のＸ端子に加えられる
。それと同時に、キーオン信号によりエンベロープ発生
回路７−６における先頭データが出力し始めて、乗算器
７−５のＹ端子に入力される。よって乗算器７−５がら
はキーオンと同時に、波形メモリ７−４から読出された
波形データが所定のエンベロープデータに基づいてエン
ベロープ制御されて所望の楽音波形として出力される。

なお、プリセットカウンタエフ７からは、上記キーオン
信号の入力以前にロードされていた周波数データ（鍵盤
１の押鍵された鍵に対応する音高情報で波形メモリ７−
４から波形データを読出す速度に対応するデータ）にて
マスタークロ・ンク信号を分周して得られる信号つまり
オーバーフロー信号が波形メモリ７−４のアドレスを歩
進させるクロック信号として出力されて、ブリセ・ント
カウンタ■７−２のクロック端子に入力される。したが
ってこのプリセットカウンタ■７−７よりのオーバーフ
ロー信号が出力するごとにプリセットカウンタ■７−２
より１ずつインクリメントされたアドレス信号が、波形
メモリ７−４に与えられ、上記オーバーフロー信号が出
力されるたびに、ｌずつインクリメントされたアドレス
に対応する異なる波形データが入力された周波数データ
の速さで読出される。また、プリセットカウンタ■７−
２より出力されるアドレス信号はコンパレータ７−８の
Ｂ端子にも加えられており、そのアドレス信号がインク
リメントされた結果エンドアドレスに達すると、コンパ
レータ７−８のもう一方の入力端子であるＡ端子にはア
ドレスラッチ回路７−３からのエンドアドレス信号が入
力されているため、再入力信号が等しくなり、一致信号
がコンパレータ７−８より制御回路７−１に加えられる
。この一致信号により制御回路７−１は、プリセットカ
ウンタ■７−２のロード端子に対してリターンアドレス
信号をロードすることになる。つまり波形メモリ７−４
からはそのリターンアドレスに対応した波形データが再
度読出され、エンドアドレスとリターンアドレスとの間
をループする状態で波形データの読出しがなされる。そ
して、エンベロープ発生回路７−６よ’Ｊ（７）エンベ
ロープデータとこのループ状態で読出された波形データ
とが乗算器７−５にて乗算演算されて、そのエンベロー
プデータに基づき時間の経過とともにレベルが変化して
発生が終了する楽音波形が出力されることになる。

なお、」−述した内容の音源システム７においては実際
は、各構成部分が時分割多重化されており、例えば発音
ポリフォニック数（同時発音の発音チャンネル数）×サ
ブチャンネル数だけ多重化れているものである。

く動　作〉 次に上記構成の実施例の動作について述べる。

一般に楽音により形成される音場は、第３図の音場特性
グラフ図（横軸：時間、縦軸ニレベル）に示すように、
音源から直接空気を伝わってくる直接音ａ（波形ｌ）と
、壁、天井、床などに反射して伝わってくる間接音（波
形２．３．４）とから形成されていると考えられる。こ
こで波形２は初期反射波ｂ１、ｂ２、ｂ３かも成り、波
形３は初期反射波ｃ１．ｃ２から成るもので、波形４は
多数の高次反射波ｄから成る。そして、直接音ａ（波形
ｌ）は音源の位置（定位）を与えるものであり、上記初
期反射波（波形２．３）は、それぞれ方向差、時間差を
有するもので楽音の広がり感や奥行き感を与えるもので
あり、高次反射波ｄは、上下、左右、前後に何度も繰返
して反射しながら減衰する無方向性の波であって音場に
余韻を与えるものである。

また、第４図は、第３図に示した各波形１〜４の波形を
示す波形図（横軸：時間、縦軸ニレベル）であり、第４
図（Ｌ）〜（ｄ）はそれぞれ、波形１〜波形４の波形図
を示す。

そして上記実施例においては、上述したような音場すな
わち残響効果をシュミレートするため、残響付加スイッ
チ５がオン操作された状態において次のように動作する
。

ここで、波形メモリ７−４には、上述したようなサブチ
ャンネルの数、この実施例では４サブチヤンネルにそれ
ぞれ対応する波形ｌ、２．３．４が別個のメモリエリア
に記憶されているのである。そこでＣＰＵ２から加えら
れたキーオン信号により、波形メモリ７−４から読み出
された波形ｌの波形データは、乗算器７−５にて第５図
（ａ）に示すようなエンベロープｌのデータと乗算され
る。このエンベロープｌは鍵盤ｌの押鍵によるキーオン
信号のタイミングｔｌにて立上り、離鍵によるキーオフ
信号のタイミングｔ５まで一定のレベルが保持されてい
るものである。またＣＰＵ２からは、キーオン信号のタ
イミングｔｌより所定面間遅延したタイミングｔ２にて
キーオン信号が制御回路７−１に加えられ、時分割多重
化により波形メモリ７−４からは波形２の波形データが
読出され、第５図（ｂ）に示すようなエンベロープ２の
データと乗算器７−５にて乗算される。同様にして波形
メモリ７−４からは、キーオン信号のタイミングｔ１よ
りさらに所定詩間遅延したタイミングｔ３にて波形３の
波形データが読出され、第５図（Ｃ）に示すようなエン
ベロブ３のデータと乗算器７−５にて乗算される。また
、波形メモリ７−４からは、さらに遅延したタイミング
ｔ４にて波形４の波形データが読出され、第５図（ｄ）
に示すようなエンベロープ４のデータと乗算器７−５に
て乗算される。ここで、第５図に示すようにｔ　１＜ｔ
　２＜ｔ　３＜ｔ　４＜ｔ５−ｃ’あｌＪ、エンベロー
プｌ、２．３の各形状は同一であるが、エンベロープ４
の形状だけは、時間の経過とともに徐々にレベルが減衰
する特性を有する。

このように、この音源システム７からは、予め波形メモ
リ７−４、つまり、ＲＡＭ９にメモリされたサブチャン
ネル数に対応する数であってそれぞれ異なる種類の波形
データが、時分割多重動作により、所定の遅延時間だけ
遅れて順次読出され、それぞれエンベロープ制御されて
発音チャンネルのサブチャンネルに割当てられて楽音信
号を形成しているので、これらのサブチャンネルから発
生する楽音信号によって所望する残響効果が刊加された
楽音信号が発音チャンネルより発音されるのである。

なお」二記実施例では、各発音チャンネルはモノラル信
号の楽音信号を発音するものとしたが、左右のステレオ
信号によるステレオシステム、あるいはさらに多チャン
ネルのサウンドシステムを構成するようにして、その各
ステレオチャンネルごとに異なる遅延時間、エンベロー
プ、レベル、ピッチ等を設定して出力することにより、
−層本来の音場に近い残響効果を付加することもできる
。また発音チャンネルの数は１つの押鍵操作に対して同
時に発音可能な楽音のポリフォニック数に応じて任意に
設ければよく、発音チャンネルを構成するサブチャンネ
ルの数も付加しようとする残響効果の内容に応じて任意
に設定すればよい。

く変形実施例〉 上記実施例ではＣＰＵ２より制御回路７−１に対して、
所定の遅延時間だけ遅らせたキーオン信号を順次加える
ようにしているが、このようなキーオン信号の遅延処理
を行わせる代わりに、波形メモリ７−４に対して、予め
所定の遅延時間だけ順次遅れて波形ｌ、２．３．４が発
生するような異なる波形データを記憶させておき、単一
のキーオン信号でそれらの波形を読出して、それぞれの
波形データを対応する各サブチャンネルに割当てること
により、発音チャンネルの楽音信号を形成するようにし
た変形実施例も可能である。

さらにまた、上記実施例では波形メモリ７−４を設けて
、残響効果を得るために異なる種類の波形データをメモ
リするようにしているが、このような波形メモリ７−４
は設けずに、必要な例えば、第３図、第４図に示したよ
うに波形１〜波形４に対応する楽音波形を演算手段によ
り演算したり合成手段によって合成することによって得
るようにして、それらを各サブチャンネルに割当てるよ
うに構成することもできる。この場合は、必要な異なる
種類の波形データを予めメモリさせてお〈記憶手段を設
けることが不要となり、さらにコストダウンが図れる。

［発明の効果］ 以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、楽
音形成手段にて、ひとつの発音チャンネルのサブチャン
ネルのそれぞれから、異なる種類の楽音波形を発生させ
て発音チャンネルにおける楽音信号を形成するようにし
、音場における楽音の直接音と反射音とを得て残響効果
を与えるようにしたので、発音チャンネルを所定の数の
サブチャンネルによって構成するだけで、ＤＳＰやＢＢ
Ｄなどの専用の残響付加装置が不要であり、簡単な構成
でコストが安く楽音に残響効果を付加することができる
電子楽器が得られる。

また請求項２記載の発明によれば、各サブチャンネルか
ら発生すべき波形データを記憶手段にメモリするように
したので、残響効果付加装置を格別に設けることなく、
所望の残響効果を楽音に付加することができる簡単な構
成でコストの安い電子楽器が得られるという効果がある
。

さらに請求項３記載の発明によれば、発音チャンネルの
それぞれのサブチャンネルに対応する波形データとして
、所定の遅延時間だけ順次遅れて楽音が発生するような
波形データを記憶手段に記憶させておき、その記憶手段
からそれらの波形データを読出して、音場における楽音
の直接音と反射音とを得て残響効果を与えるようにした
ので、やはり、専用の残響効果付加装置を格別に設ける
ことなく、楽音に所望の残響効果を付加することができ
る簡単な構成でコストの安い電子楽器が得られるという
効果がある。

また請求項４記載の発明によれば、請求項１または２記
載の発明において、音場における直接音と、初期反射音
及び高次反射音からなる反射音つまり残響音とをシュミ
レートした波形データをそれぞれのサブチャンネルに対
応して発生するようにしたので、実際の音場における残
響効果をよりリアルに再現した楽音の発音が可能な電子
楽器が得られるという効果がある。

さらにまた請求項５記載の発明によれば請求項１．２ま
たは３記載の発明において、さらに各サブチャンネルに
割当てる各波形データをそれぞれ各別にエンベロープ制
御するようにしたので、より一層リアルで変化に富んだ
残響効果が付加された楽音の発音が可能な電子楽器が得
られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明に係る電子楽器の実施例を説明するため
のものであり、第１図はその電子楽器の全体回路構成図
、第２図は第１図における音源システムの具体的な回路
構成図、第３図は音場における各楽音波形のレベルの時
間に対する特性を示す特性図、第４図は第３図に示した
音場における各楽音波形の時間に対するレベル変化の特
性を示す波形図、第５図はエンベロープ発生回路より発
生されるエンベロープの特性を示すエンベロープ特性図
である。 ｌ・・・・・・鍵盤、２・・・・・・ＣＰＵ、５・・・
・・・残響付加スイッチ、７・・・・・・音源システム
、９・・・・・・ＲＡＭ、７−１・・・・・・制御回路
、７−２・・・・・・プリセットカウンタ■、７−３・
・・・・・アドレスラッチ回路、７−４・・・・・・波
形メモリ、７−５・・・・・・乗算器、７−６・・・・
・・エンベロープ発生回路、７−７・・・・・・プリセ
ットカウンタＩ、７−８・・・・・・コンパレータ。 特 許 出 願 人 カシオ計算機株式会社 （ノ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のサブチャンネルを備えた発音チャンネルを
   有する楽音発生手段と、 ひとつの楽音の発生の指示に対し、上記サブチャンネル
   のそれぞれから、所定の時間差をもって異なる楽音波形
   を発生させて、音場における上記楽音の直接音と反射音
   とを得て残響効果を与える発音制御手段と、 を有することを特徴とする電子楽器。
2. （２）複数のサブチャンネルを備えた発音チャンネルを
   有する楽音発生手段と、 上記サブチャンネルのそれぞれから発生すべき波形デー
   タを記憶した記憶手段と、 ひとつの楽音の発生の指示に対し、上記記憶手段から、
   上記各サブチャンネル毎に読出し開始時間を所定の遅延
   時間だけ順次遅延して上記波形データを読出すことによ
   り音場における上記楽音の直接音と反射音とを得て残響
   効果を与える発音制御手段と、 を有することを特徴とする電子楽器。
3. （３）複数のサブチャンネルを備えた発音チャンネルを
   有する楽音発生手段と、 上記サブチャンネルのそれぞれから発生すべき波形デー
   タとして、所定の遅延時間だけ順次遅延して楽音信号を
   発生するための波形データを記憶した記憶手段と、 ひとつの楽音の発生の指示に対し、上記記憶手段から、
   上記各サブチャンネル毎に上記波形データを読出して、
   楽音信号を形成することにより音場における上記楽音の
   直接音と反射音とを得て残響効果を与える発音制御手段
   と、 を有することを特徴とする電子楽器。
4. （４）上記記憶手段は、上記サブチャンネルのそれぞれ
   に対応する波形データとして、音場における楽音の直接
   音と、初期反射音および高次反射音からなる上記反射音
   との波形データをそれぞれ記憶したものであることを特
   徴とする請求項１または２記載の電子楽器。（５）エン
   ベロープデータを発生するエンベロープ発生手段をさら
   に有し、このエンベロープ発生手段より発生したエンベ
   ロープデータにより、上記記憶手段から読出した波形デ
   ータをエンベロープ制御することを特徴とする請求項１
   、２または３記載の電子楽器。