JPH04161993A - 楽音変調装置 - 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】 ［発明の技術分野］ この発明は電子楽器に関し、特に電子楽器の音源で発音
される楽音を変調する楽音変調装置に関する。

［従来技術］ ＬＦＯ（低周波発振器）のような信号発生器を変調信号
源として用いて楽音を変調する楽音変調装置は既知であ
る。楽音の変調の主な目的は自然楽器の演奏で見られる
ような自然な変化を楽音に付加することである。

従来の楽音変調装置では、電子楽器の音源がポリフォニ
ック音源（同時に複数の楽音を発音可能な音源）の場合
でも、１つの変調信号源を共用して、複数の楽音に同一
の変調を付加している。明らかにこのような変調は自然
楽器の演奏では生じないような変調の形態である。自然
楽器で複数の音１例えば同じ高さの音階音を鳴らす場合
、鳴っている音の間には時々刻々と変化する微妙な違い
があるのが常である。このような音の間の微妙な違いこ
そが（例えば、複数のストリング（弦楽器）演奏でみら
れるように）深みや厚みのある実際の自然楽器のサウン
ドを得る上で重要なファクタとして働いている。

結果として、従来の楽音変調技術では複数の楽音に変調
を付加した場合に不自然で単調な変調効果しか得られな
いという問題があった。

［発明の目的］ したがって、この発明は深みや厚みのある自然なサウン
ドが得られるように楽音を変調可能な楽音変調装置を提
供することである。

［発明の構成、作用］ 上記の目的を達成するため、この発明によれば、同時に
複数の楽音を発音可能なポリフォニック音源手段と、前
記ポリフォニック音源手段で発音される楽音を変調する
変調手段と、を有する楽音変調装置において、前記変調
手段が、複数の異なる変調信号を発生する変調信号発生
手段と、前記ポリフォニック音源手段で同時に発音され
る複数の楽音に互に異なる変調が付加されるように。

前記変調信号発生手段からの複数の異なる変調信号のそ
れぞれに基づいて前記複数の楽音のそれぞれを変調制御
する変調制御手段と、を有することを特徴とする楽音変
調装置が提供される。

この構成によれば、複数の楽音が発音される場合に楽音
ごとに異なる変調がかかるので、従来のような単調さや
不自然さが解消、改善され、自然楽器で得られるのに近
い変調効果を得ることができる。

［実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の詳細な説明する。

第１図にこの発明の特徴を組み込んだ電子楽器の全体構
成を示す、電子楽器は装置全体を制御するＣＰＵ１．プ
ログラム及び定数を記憶するＲＯＭ２、ワーキングメモ
リとしてのＲＡＭ３、演奏入力装置としての鍵盤４、同
時に複数（図では４つ）の音を発音可能なポリフォニッ
ク音源５（音源手段）、ポリフォニック音源５からの楽
音信号を外部に出力するサウンドシステム６を含む。更
に、この発明に従い、電子楽器はポリフォニック音源５
の発生する複数の楽音に変調を加えるために、変調信号
源として変調信号発生部７を含む。

ここに、変調信号発生部７はポリフォニック音源５の各
チャンネル（音源０、ｌ、２．３で示している）に対応
して、複数の変調回路（図では変調回路０．１．２．３
で示す）を有している。これら複数の変調回路は互に異
なる特性をもつ複数の変調信号を発生する。

動作において、ＣＰＵＩ　（変調制御手段）は、ポリフ
ォニック音源１５の各チャンネルに変調信号発生部７の
各変調回路Ｃチャンネル）を対応づけ、各々の変調回路
からの変調信号によってそれぞれ対応する音源チャンネ
ルの楽音を変調制御することにより、ポリフォニック音
源１５で同時に発音される複数の楽音に異なる変調が付
加されるようにする。

第２図に各変調回路の構成例を示す、各変調回路におい
て、白色雑音（ホワイトノイズ）発生器７１は等しいパ
ワーのスペクトルをもつ擬似ホワイトノイズを発生する
。

第３因に白色雑音発生器７１の構成例を示す。

ここでは、フリ７プ７０ツブチエイン７１ａと排他的論
理和素子７１ｂとの組み合わせで擬似ホワイトノイズ（
擬似乱数列）を生成している。

第２図に戻って、白色雑音発生器７１からのホワイトノ
イズはｌ／Ｆ　フィルタ７２に入力され、ここで周波数
に依存してそのパワーが変化するパワースペクトルを有
する、いわゆる’／Ｆゆらざ周波数特性をもつゆらぎ信
号（変調信号）Ｘに変換される。

第４図に１／、フィルタ７２の構成例を示す０図示のよ
うにＩ／Ｆ　フィルタ７２は４つの加算素子７２−１〜
７２−４．２つの遅延素子７２−５．７２−６．４つの
乗算素子７２−７〜７２−１０によって構成される０乗
算素子７２−７〜７２−１０の乗数をそれぞれ６３／６
４　、−１５／＋６　、３／ａ、−１７４に選択するこ
とにより、】／［に近いゆらぎ特性をもつゆらぎ信号が
得られることが知られている。なお、ゆらぎフィルタと
しては、’／ｒ　フィルタに限らず、他のゆらぎ特性（
例えば１／［２，１／、３）をもつフィルタでゆらぎ信
号を発生するようにしてもよい。

変調信号発生部７において変調回路（チャンネル）ごと
に異なる変調信号を発生させるため、（擬似）白色雑音
発生器７１として、変調回路ごとに異なる擬似乱数列を
発生するように構成するのが好ましい、あるいは、ｌ／
Ｆ　フィルタ７２のゆらぎ周波数特性をチャンネルによ
って異ならせてもよい、これによって、ポリフォニック
音源５で同時に発生する複数の楽音に異なる変調を付加
することができる。

第２図に例示したような変調回路の変調信号出力は、楽
音の種類によって楽音の変調には不必要なほど広いゆら
ぎ帯域幅をもつことがある。

この点を考慮した変調回路の別の構成例を第５図に示す
、この構成例では、１／「　フィルタ７２がらのゆらぎ
信号を直線補間して、ゆらぎ信号の帯域幅を低周波数帯
域に制限して変調信号（出力Ｘで示す）を生成している
。このために、１７１６分周器７４、データラッチ７３
、直線補間回路７５を追加している。

１／１６分周器７４は変調基本クロックを１７１６分周
した信号を白色雑音発生器７１、’／Ｆ　フィルタ７２
、及び（ｌ／「フィルタ７２からのゆらぎ信号のデジタ
ルデータサンプルを取り込むための）データラッチ７３
にクロックとして供給する。これに対し、直線補間回路
７５には変調基本クロックが直接入力される。これによ
り、ゆらぎ信号発生手段（白色雑音発生器７１と’／Ｆ
　フィルタ７２）の動作周波数の１６倍で直線補間回路
７５が動作する。

直線補間回路７５はゆらぎ信号発生手段からの隣り合う
ゆらぎデータサンプル間に少なくとも１つ以上の（ここ
では１１１６分周に従って１５個の）補間値を挿入して
変調信号（出力Ｘで示す）を形成する。

直線補間回路７５の構成例を第６図に示す、第６図にお
いて直線補間回路７５の減算器７５−１は１７Ｆ　フィ
ルタ７２からの新しいゆらぎデータサンプルｘｉ、、　
　と、データラッチ７３からの古いゆらぎデータサンプ
ルｘ１を受ける。データサンプルｘ１，１　とＸｉ　は
ゆらぎ信号における隣り合うデータサンプルである。減
算器７５−１はこの隣り合うデータサンプルの差（ｘｉ
、、−ｘ、）をとる、この差を４ビツトシフト回路７５
−２は１／１６してデータＣＸ１−＋　　Ｘｉ　）／１
６を形成する。

このデータは加算器７５−３において、変調基本クロッ
クで動作する出力ラッチ７５−４からの値に加えられ、
その結果が次の変調基本クロックでラッチ７５−４に取
込まれる。

したがって、出カラフチ７５−４の出力（直線補間回路
７５の出力であり、変調回路の出力）である変調信号Ｘ
は、変調基本クロックに同期して、Ｘｌ、　ＸＨ＋’／
１６、Ｘｉ　＋２／＋６、−・・−Ｘｉ　＋＋５／＋ｂ
　、　Ｘｉ、＋　　というように変化して、ゆらぎ帯域
が低周波数帯域に制限された直線補間データ列を形成す
る。

動作において、ＣＰＵＩは、変調信号発生部７の各変調
回路の変調信号Ｘの値を読み、それに基づいて、ポリフ
ォニック音源の対応する発音チャンネルを制御する。ま
た、押鍵時には、ＣＰＵＩは押鍵に割り当てた変調回路
（チャンネル）に対し、クリア信号を与えて、変調回路
を初期化する。第２図において、クリア信号は、白色雑
音発生器７１と’／Ｆフィルタ７２に入力される。

ＣＰＵＩの動作を示すフローチャートを第７図〜第９図
に示す。

ＣＰＵＩは鍵走査７−１を実行し、押鍵を検出したとき
には（７−２，７−３）、その押鍵に対しポリフォニッ
ク音源５の発音チャンネルと変調信号発生部７における
変調回路チャンネルを割り当て、割り当てた変調回路を
初期化し、発音チャンネルを発音する（７−４〜７−１
１）、詳細には、押鍵のキーコードをＡレジスタにセッ
トしく７−４）、チャンネルカウンタｎを０から動かし
ながら、空チャンネル（ＣＣｎ＝０で示される）を見つ
け出す（７−５〜７−８）。空チャンネルが見つかった
ら（７−６）、チャンネルレジスタＣＣｒ１に押鍵のキ
ーコードＡをストアシ（７−７）、対応する変調回路（
チャンネル）ｎにクリアパルスを与えて変調回路チャン
ネルｎを初期化しく７−１０）、音源（チャンネル）ｎ
に発音指示を与える（７−１１）。

発音中のチャンネルに対する処理は第８図に示される。

ＣＰＵＩはチャンネルカウンタｎを初期化しく８−１）
、その後、発音中のチャンネル（ＣＣｎが０でない即ち
“空”でないことによって示される）を見つけたら（８
−２）、そのチャンネルのキーコードＣＣｎに対応する
周波数データｆ（セント比例表現）を読み出しく８−３
）、変調回路チャンネルｎから変調データｘ（０〜ｌの
範囲として扱われる）を読み込み（８−４）、読み込ん
だ変調データＸと深さｄｅｐｔｈを用いて基本の周波数
データｆを次式に従って変調する（８−５）。

ｆ　＝　ｆ　＋　（Ｘ−１／２　）　Ｘｄｅｐｔｈ　　
　　　（式ｌ）（式１）により、周波数データは基本周
波数（音階周波数ｆｏ）を中心とし、変調信号Ｘの値に
応じてｆｏ　−１／２　ｄｅｐｔｈからｆ　ｏ　＋　１
／２ｄｅｐｔｈの範囲で変動する値を取る。

ＣＰＵＩはこの変調された周波数データｆを音源チャン
ネルｎに送る（８−６）。以上の処理をすべてのチャン
ネルについて実行する（８−７．８−８）。

この結果、発音中の音源チャンネルｎからは対応する変
調回路チャンネルｎからの変調信号Ｘに依存して周波数
（ピッチ）がゆらぐ楽音信号が発生することになる。こ
こに、変調信号Ｘはチャンネルごとに異なる時系列デジ
タルデータであるのでチャンネルごとに異なる変調が楽
音にかわり、自然なポリフォニック変調効果が得られる
。

なお、発音開始時（７−１１）には音源チャンネルは基
本周波数（音階周波数）で楽音の発生を開始する。　　
　′ ＣＰＵＩは鍵走査７−１において離鍵を検出したときに
は（７−２，７−３）、第９図に示す離鍵処理ルーチン
を実行する。離鍵処理ルーチンにおいて、ＣＰＵＩは離
鍵のキーコードをＡレジスタにセットしく９−１）、離
鍵と同一のキーコードをもつチャンネルレジスタＣＣｎ
を捜し出しく９−３〜９−５）、そのチャンネルレジス
タＣＣｎを空状態“Ｏ”に戻しく９−６）、対応する音
源チャンネルｎを消音処理する（９〜７）。

［変形例］ 以上で実施例の説明を終えるが、この発明の範囲内で種
々の変形、変更が可能である。

第１の変形例の機能構成を第１θ図に示す、ブロック７
Ｍが変形した変調信号発生部である。この変調信号発生
部７Ｍは、ポリフォニック音源５の（発音中の）すべて
のチャンネルに共通な変調成分を与えるための共通変調
回路７０（内′部構造は第２図やｓ６図に示すようなも
のでよい）と、発音中の複数の楽音に固有な変調成分を
与えるための固有変調回路（図中、チャンネルｃｈＯ用
の７６１、ｃｈｉ用の７６２、ｃｈＺ用の７６３として
示す）を備える（第１０図では、音Ｒｃ　ｈ　０（５０
）と音源ｃｈｉ（５１）と音源ｃｈ２（５２）が発音中
であることを想定している）。

固有変調回路７６１．７６２，７６３からの固有変調成
分ｘｉ、ｏ　、　Ｘｉ、Ｉ　、　Ｘｉ、２はそれぞれ加
算器７７１．７７２．７７３において、共通変調回路７
０からの共通変調成分ＸＣに足しあわされて、合成変調
信号ＸＯ、ＸＩ　、Ｘ２が得られる６合成された変調信
号ｘｏ、Ｘｉ　、Ｘ２は変調周波数生成部１Ｏ１１１，
１２（第８図のステップ８−５で実現できる）に入力さ
れ、ここで、各音源チャンネルに対する変調周波数デー
タｆＯ１ｆ１．ｆ２が生成され、ポリフォニック音源５
に送られる。

この構成により、音源チャンネルによって微妙に違うよ
うな変調を行うことが可能である。

第１１図は第２の実施例の機能を示したものである。こ
の変形例に係る変調信号発生部７Ｎは基本変調回路９０
において、発音中の複数の楽音（第１１図では音源ｃｈ
ｏ、ｃｈｉ、ｃｈ２が発音中であることを想定している
）の基本となる基本変調信号ｘＢを発生する。基本変調
回路９ｏは第２図や第６図に示したようなもので構成し
てもよいし、あるいは繰り返し波形（例えばのこぎり波
）を発生する従来のＬＦＯで構成してもよい。

基本変調回路９０の基本変調信号出力Ｘ６は音源ｃ　ｈ
　Ｏ用のデジタルフィルタ９１、音源ｃｈｉ用のデジタ
ルフィルタ９２、音源ｃｈＺ用のデジタルフィルタ９３
に入力される。ここに、各デジタルフィルタ９１．９２
．９３には楽音の発音開始時に、チャンネル別フィルタ
係数発生部９４からのチャンネルに固有なフィルタ係数
が設定される。チャンネル別フィルタ係数発生部９４は
、例えば、メモリで実現できる。所望であれば、チャン
ネル別フィルタ係数発生部９４は楽音の発生要因である
鍵情報ないし演奏情報（例えばベロシティ）の関数とし
てフィルタ係数を算出するものであってもよく、また、
発音中に変化する演奏情報（例えばアフタータッチ）が
得られる場合には、その関数として（発音中に）時間的
にフィルタ係数を変動させるようにしてもよい、各デジ
タルフィルタ９１．９２．９３により、基本変調信号Ｘ
８は固有の態様でフィルタリング（変調）される。

したがって、各デジタルフィルタ９１．９２．９３を各
々のチャンネルの変調信号Ｘｏ　、Ｘｌ　、ｘ２として
使用することにより、楽音の間で変調に所望の違いがあ
る演奏効果が得られることになる。

更に、所望であれば、第１１図に示すように各デジタル
フィルタ９１．９２．９３の出力（または基本変調回路
９０の出力）を音源チャンネルごとに異なる遅延を与え
る遅延要素９５．９６．９７に通して各変調信号ＸＯ、
ＸＩ　、Ｘ２を形成するようにしてもよい。

なお、実施例において、各変調回路（チャンネル）の構
成を全く同一にしても、複数音を鳴らすだめの演奏操作
（例えば押鍵や弾弦）のタイミングは運動生理学上、鍵
の間や弦の間で微妙にずれるので、各変調回路から（位
相が）異なる変調信号が得られ、この発明の効果を奏す
ることができる。

変調信号は楽音の周波数（音高）の変調に限らず、他の
任意の楽音要素（楽音の音量、音色、リバーブ、エコー
等の音響）の変調に利用してもよい。

［発明の効果］ 以上、詳細に述べたように、この発明によればポリフォ
ニック音源で発音される複数の楽音の各々のために異な
る変調信号を発生する変調信号発生手段を設け、各々の
変調信号で各楽音を変調しているので、楽音ごとに異な
る変調効果が付与され、各楽音毎に微妙な相違が生じる
。この相違によって深みや厚みのある自然楽器のサウン
ドをより忠実に再現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の楽音変調装置を組み込んだ
電子楽器の゛全体構成図、 第２図は変調回路の構成例を示す図、 第３図は白色雑音発生回路の構成例を示す図、第４図は
ｌ／、フィルタの構成例を示す図、第５図は変調回路の
別の構成例を示す図、第６図は直線補間回路の構成例を
示す図、第７図、第８図、第９図はＣＰＵの動作を示す
フローチャート、 第１０図は楽音変調装置の変形例を示す図、第１１図は
楽音変調装置の別の変形例を示す図である。 ｌ・・・・・・ＣＰＵ（変調制御手段）、２・・・・・
・ＲＯＭ、５・・・・・・ポリフォニック音源（ポリフ
ォニック音源手段）、７・・・・・・変調信号発生部（
変調信号発生手段）。 ’ａｌＵ３＄＋７７ｍ＆ 第２図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 ７Ｎ 第１１図 旬棟ｃｈＱ　Ｑ変諌荒及卿壮魯部へ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 同時に複数の楽音を発音可能なポリフォニック音源手段
   と、 前記ポリフォニック音源手段で発音される楽音を変調す
   る変調手段と、 を有する楽音変調装置において、 前記変調手段が、 複数の異なる変調信号を発生する変調信号発生手段と、 前記ポリフォニック音源手段で同時に発音される複数の
   楽音に互に異なる変調が付加されるように、前記変調信
   号発生手段からの複数の異なる変調信号のそれぞれに基
   づいて前記複数の楽音のそれぞれを変調制御する変調制
   御手段と、 を有することを特徴とする楽音変調装置。