JPH05257475A

JPH05257475A - 楽音信号発生装置

Info

Publication number: JPH05257475A
Application number: JP4333823A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Uchiyama; 繁内山
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1992-11-20
Filing date: 1992-11-20
Publication date: 1993-10-08
Anticipated expiration: 2011-05-29
Also published as: JP2500494B2

Abstract

(57)【要約】【目的】打撃奏者の打撃開始時における打撃意図を、
発生すべき楽音の特性に的確に反映させるとともに、発
生中の楽音の消音も打撃操作の意図に従って確実に行な
えるようする。【構成】ピックアップ１１により検出された打撃検出
信号はＡ／Ｄ変換器１４によりデジタル信号に変換され
る。このデジタル信号の値が５以上を超えたときから所
定期間内に入力するデジタル信号の最大値を検出し（ス
テップＳ２〜Ｓ９）、この最大値に対応した特性の楽音
を発生させる（Ｓ１０）。そしてＡ／Ｄ変換値１４から
のデジタル信号が２以下になったことを検出すると（Ｓ
１１、１２）、タイマーをスタートさせ（Ｓ１３）、所
定時間後に消音させる（Ｓ１３〜Ｓ１５）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、振動板を打撃して音
響を発生する楽音信号発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の楽音発生装置としては、
例えば、図５に示すようなものが知られている。この電
子楽器は、パッドと称される振動板１に取付けられたピ
ックアップ２にて、ドラムステック３による打撃に伴う
振動を、例えば図６（Ａ）に示すようなアナログ信号に
変換し、このアナログ信号からエンベロープ抽出回路４
にて抽出して得られるエンベロープ信号（図６（Ｂ））
に基づいて、前記ドラムステック３の打撃力の大きさに
対応したエンベロープ（図６（Ｃ））をエンベロープ発
生回路５にて発生させ、このエンベロープと音源回路６
からの所定の音源信号とを乗算器７により乗算したの
ち、所望の楽音（図６（Ｄ））を音響装置８から発生さ
せるようにしている。

【０００３】

【従来の技術の問題点】しかしながら、このようなアナ
ログ信号に基づいて所望の楽音を発生させる方式を採る
従来の楽音信号発生装置によると、多種多様な演奏音
を、簡単な構成で実現し難いという問題点があった。

【０００４】

【発明の目的】この発明は、このような従来の問題点を
解消するためになされたものであり、打撃奏者の打撃開
始時点における打撃意図（打撃開始時点から大きな音量
で楽音の演奏を行いたいとする意図）を、発生すべき楽
音の特性（たとえば、音量）に、的確に反映させること
ができるとともに、発生中の楽音の消音も、打撃操作の
意図に従って、確実に行うことができる楽音信号発生装
置を得ることを目的とする。

【０００５】

【発明の要点】この発明は、このような目的を達成する
ために、被打撃部材が打撃を受ける都度、受けた当該打
撃状態に応答して、最大出力値検出手段により検出され
た最大出力値に従った楽音特性（たとえば、音量や音
色）で楽音を実時間で発生する一方で、現在発生中の楽
音の消音を、第２の出力値検出手段により前記打撃検出
信号の出力値が第２の設定値よりも低くなったことが検
出されたことに応答して行うように構成したことを要点
とする。

【０００６】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に従って説
明する。図１はこの発明に係る電子楽器の一実施例を示
す回路構成図である。

【０００７】図１に示すように、演奏時に打撃される複
数個の振動板１０…は、スネアドラム、バスドラム等、
通常のドラムと略同じ大きさの合板等で作られており、
これら振動板１０…には、各振動板１０…の打撃に伴う
振動を検出するピックアップ１１…が取り付けられてい
る。このピックアップ１１…は圧電素子、またはマイク
ロホンなどから形成されており、ドラムスティック１２
等で打撃されたとき、この振動がピックアップ１１…か
ら、例えば図２(1)に示すようなアナログ信号として出
力され、各エンベロープ抽出回路１３…に入力されるよ
うになっている。これらエンベロープ抽出回路１３…
は、前記各ピックアップ１１…から出力されたアナログ
信号に対応した所定の波形形状をもつエンベロープ信号
（図２(2)参照）を、アナログ／デジタル変換器（以下
「Ａ／Ｄ変換器」という。）１４に対し出力するための
もので、この実施例では、ピックアップ１１から出力さ
れたアナログ信号を、コンデンサ１５を介して増幅する
オペレーショナル・アンプ１６と、このオペレーショナ
ル・アンプ１６の出力側に接続されたダイオード１７
と、このダイオード１７に接続されたコンデンサ１８及
び抵抗１９とから構成されている。そして、前記コンデ
ンサ１８、抵抗１９の他端は接地されており、またダイ
オード１７の出力はオペレーショナル・アンプ１６の負
入力端に帰還している。また、前記オペレーショナル・
アンプ１６の正入力端は、抵抗２３を介して接地されて
いる。なお、各エンベロープ抽出回路１３…から出力さ
れるエンベロープ信号の自己放電時定数は、前記コンデ
ンサ１８の容量と抵抗１９の抵抗値の大きさにより決定
されるようになっている。

【０００８】一方、前記Ａ／Ｄ変換器１４は、エンベロ
ープ抽出回路１３から出力されるエンベロープ信号をデ
ジタル信号に変換するためのものである。また、マイク
ロコンピュータ２０は、この電子楽器のすべての動作を
制御するとともに、Ａ／Ｄ変換器１４からのデジタル信
号に基づいて、所望の楽音を発生または消音するように
制御するためのものである。すなわち、このマイクロコ
ンピュータ２０は、Ａ／Ｄ変換器１４から出力されたデ
ジタル信号のレベル値が一定値（本実施例では、レベル
値「５」）以上になったか否かを検出するとともに、そ
の一定値以上になった時点（図２(4)中の

【外１】の時点）から複数回（本実施例では第２(4)に示すよう
に、

【外２】の２回）に亘ってそのデジタル信号のレベル値を検出
し、それらのレベル値のうちの最大レベル値を検出し
て、この最大レベル値のデジタル信号に基づいて楽音を
発生するように制御する一方、Ａ／Ｄ変換器１４からの
デジタル信号のレベル値がその後一定値（本実施例で
は、レベル値「２」）または一定値よりも僅かに小さい
値となったとき、その時点（図２(4)中の

【外３】の時点）から所定期間(t)経過後に、内部に設けられて
いるタイマ２１からのキーオフ指令信号に基づいて、発
生中の楽音を消音するように制御するためのものであ
る。このマイクロコンピュータ２０には、Ａ／Ｄ変換器
１４からのデジタル信号の各レベル値を記憶するための
ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２２が設けられてお
り、このランダムアクセスメモリ２２内へのデジタル信
号の各レベル値例えば「１３」，「２５」，「４０」の
書込みは、図２(4)中の各タイミング

【外４】で順次行われるようになっている。また、このランダム
アクセスメモリ２２にそれぞれ記憶された各レベル値
「１３」，「２５」，「４０」のうち、最大レベル値
「４０」がマイクロコンピュータ２０の働きにより検出
され、そのレベル値「４０」が振動板１０が打撃された
際の強さとみなされるようになっており、この強さに対
応した音量および音色で楽音が楽音発生装置２７から発
生されるようになっている。また、このマイクロコンピ
ュータ２０の内部には、各種演算処理を実行するととも
に、前記各エンベロープ抽出回路１３…の出力段にそれ
ぞれ設けられた各ゲート２４…を、順次時分割に開閉制
御するゲート制御信号Ｇ₁〜Ｇ_nを送出するための演算処
理回路（ＡＬＵ）２５や装置全体を制御するプログラム
等を固定記憶しているリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）
２６などが設けられている。

【０００９】そして、前記マイクロコンピュータ２０か
らは、前記Ａ／Ｄ変換器１４に対するスタート指令信号
（Ａ／Ｄ、ＳＴＡＲＴ）を送出して、Ａ／Ｄ変換を実行
開始せしめ、逆にＡ／Ｄ変換器１４からは、当該アナロ
グ信号をデジタル信号に変換する処理を完了したことを
指示するエンド指令信号（ＥＡＴ）が出力して、マイク
ロコンピュータ２０に与えられる。

【００１０】また、楽音発生装置２７は、前記マイクロ
コンピュータ２０からの楽音発生指令に基づいて所望の
音量及び音色の楽音を発生するためのもので、音源回
路、増幅器およびスピーカ等から構成されている。

【００１１】次に、この発明の作用について説明する。
いま、複数個の振動板１０…がドラムスティック１２に
より所定の強さで打撃されたりすると、その打撃に伴う
振動は各振動板１０…に取付けられたピックアップ１１
…により感知され、例えば図２(1)に示すような波形の
アナログ信号としてピックアップ１１…から出力され
る。このアナログ信号は、各エンベロープ抽出回路１３
…に入力され、このエンベロープ抽出回路１３…から、
図２(2)に示すような波形のエンベロープ信号が抽出さ
れる。抽出された各エンベロープ信号は、マイクロコン
ピュータ２０からのゲート制御信号Ｇ₁〜Ｇ_nにより開閉
制御される各ゲート２４…によって時分割的にＡ／Ｄ変
換器１４に対し順次送出される。Ａ／Ｄ変換器１４に入
力されたエンベロープ信号は、このＡ／Ｄ変換器１４内
で、マイクロコンピュータ２０内に設けられているタイ
マ２１から周期的に出力されるＡ／Ｄスタート指令信号
（図２(3)参照）の出力タイミングごとにデジタル信号
に変換される。なお、このＡ／Ｄスタート指令信号の出
力タイミングの直後に、前記Ａ／Ｄ変換器１４からのマ
イクロコンピュータ２０に対しアナログ／デジタル変換
動作の終了を知らせるＥＡＤ信号が送出される（図２
(4)参照）。Ａ／Ｄ変換器１４から出力されたデジタル
信号は、マイクロコンピュータ２０内で図３および図４
に示すようなフローチャートに従って処理される。即
ち、ステップＳ−１から、マイクロコンピュータ２０が
処理を開始し、ステップＳ−２に至ると、このステップ
Ｓ−２では、サブルーチンＭへジャンプし、図４に示す
ように、そのマイクロコンピュータ２０内のタイマ２１
が所定時間を計時した時点でステップＭ−１においてＡ
／Ｄスタート指令信号をＡ／Ｄ変換器１４に送出する。
次のステップＭ−２において、前記Ａ／Ｄスタート指令
信号に基づいてＡ／Ｄ変換器１４が実行するデジタル信
号への変換処理の完了を、エンド指令信号に（ＥＡＤ）
の入力で検出し、そのような指令信号が入力すると、Ｙ
ＥＳの判断をして、次にステップＭ−３に移ってそのデ
ジタル信号のデータをマイクロコンピュータ２０内に取
り込む。前記ステップＭ−３において、デジタル信号デ
ータのマイクロコンピュータ２０へのデータ取込み動作
が完了すると、図３に示すフローヘリターン（ジャンプ
バック）し、今の場合次のステップＳ−３において、マ
イクロコンピュータ２０に取込まれたデジタル信号のレ
ベル値が「５」以上か否かを判断し、ＹＥＳの場合は、
ステップＳ−４において、そのデータ（レベル値
「５」）をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２２に記
憶する。なお、ＮＯの場合は、再度ステップＳ−２へも
どり、しかる後ステップＳ−３を実行して、次のＡ／Ｄ
スタート指令信号のタイミングでのデジタル信号のレベ
ル値が「５」以上か否かを判別し、以下同様にその処理
を繰り返す。この実施例の場合、図２(4)中

【外１】のタイミングにおいてデジタル信号のレベル値
は「１３」であり、したがって、「５」以上であるか
ら、そのレベル値「１３」はランダムアクセスメモリ２
２に記憶される。このレベル値「１３」の前記メモリ２
２への記憶動作により、その時点において振動板１０…
の特定の一つが打撃されたものと判断する。次に、ステ
ップＳ−５に移り、このステップＳ−５において、前述
したサブルーチンＭの過程（Ｍ−１〜Ｍ−３）を経て、
次のＡ／Ｄスタート指令信号のタイミング（図２(4)中
の

【外５】のタイミング）でのエンベロープ信号を、同様にデジタ
ル信号に変換して、ステップＳ−６において、ランダム
アクセスメモリ２２に記憶し、さらにステップＳ−７に
おいて、前記サブルーチンＭの過程（Ｍ−１〜Ｍ−３）
を経て、次のＡ／Ｄスタート指令信号のタイミング（図
２(4)中の

【外６】のタイミング）で、エンベロープ信号をデジタル信号に
変換し、次のステップＳ−８において、そのタイミング

【外６】でのレベル値をランダムアクセスメモリ２２に
記憶する。次に、ステップＳ−９において、以上の各タ
イミング

【外４】でのデジタル信号のレベル値（この例の場合は
それぞれレベル値「１３」，「２５」，「４０」）から
そのうちの最大レベル値（この実施例では「４０」）を
得る。この最大レベル値「４０」を振動板１０が打撃さ
れた際の強さとみなす。この最大レベル値は、マイクロ
コンピュータ２０の働きによりランダムアクセスメモリ
２２から読み出された後、ステップＳ−１０において、
図２(5)に示すようにマイクロコンピュータ２０から楽
音発生装置２３に対し、キーオン指令とともに送出さ
れ、このキーオン指令に基づいて、前記デジタル信号の
最大レベル値「４０」に対応した音量および音色の楽音
が楽音発生装置２７から出力される。楽音はＡ／Ｄ変換
器１４から出力されるデジタル信号のレベル値が「２」
となるまで出力される。即ち、ステップＳ−１１ではサ
ブルーチンＭを実行し、次のステップＳ−１２によっ
て、エンベロープが「２」以下であるかジャッジし、Ｎ
Ｏであれば、再びステップＳ−１１へもどる。そして、
図２(5)中の

【外３】のタイミングの時点で、デジタル信号のレベル
値が「２」以下となったとする。と、ステップＳ−１２
でＹＥＳの判断をして、次にステップＳ−１３におい
て、マイクロコンピュータ２０内のタイマ２１が駆動開
始し、ステップＳ−１４において、前記タイミング

【外３】から所定時間(t)経過後、ステップＳ−１５に
おいて、前記タイマ２１から楽音発生装置２７に対しキ
ーオフ指令を送出し、発音中の楽音を滑らかに減衰消音
開始させる。

【００１２】このように、この実施例では、各振動板１
０…に取付けたピックアップ１１…からのアナログ信号
を、一旦、Ａ／Ｄ変換器１４にてデジタル信号に変換し
たのち、楽音発生装置２７から楽音として出力させるよ
うにしているので、楽音をすべてアナログ的処理により
行っている従来の場合と異なり、簡単な構成で、多種多
様な演奏音を得ることができる。

【００１３】また、この実施例では、Ａ／Ｄ変換器１４
から出力されるデジタル信号の各レベル値のうちの最大
レベル値に基づいて、楽音を発生させるようにしている
ので、振動板１０…を打撃した場合の最大打撃力に基づ
いて楽音の発生を行うことができ、したがって常時確実
に楽音の発生を行うことができる。

【００１４】さらに、この実施例では、Ａ／Ｄ変換器１
４から出力されているデジタル信号のレベル値が「２」
以下となった時点からタイマ２１によって所定の時間
(t)をカウントし、その経過後に発生するマイクロコン
ピュータ２０からのキーオフ指令に基づいて、発生中の
楽音の消音を開始させるようにしているので、デジタル
信号のレベル値が「２」以下となった時点直後に再度振
動板１０が打撃された場合（二度打ちなどの誤操作によ
る場合が多い。）でも、その打撃に基づいて楽音が立て
続けに発生するのを未然に回避することができ、したが
って、発生中の楽音をなめらかに減衰させながら消音さ
せることができる。

【００１５】なお、前記実施例では、デジタル信号の最
大レベル値の大きさに対応した音量または音色の楽音を
発生するようにしているが、あるＡ／Ｄスタート指令信
号の送出タイミングにおいてデジタル信号のレベル値が
一定値以上になった場合、その一定値以上のレベル値の
大きさに対応した音量または音色の楽音を発生するよう
にしてもよい。

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明は、被打撃部材（本実施例では、振動板１０）に加え
られた打撃操作状態に応答して、最大出力値検出手段
（本実施例では、マイクロコンピュータ２０）により検
出された最大出力値に従った楽音特性（たとえば、音量
や音色）で、所定の楽音を発生開始した以降も、打撃検
出信号出力手段（本実施例では、ピックアップ１１）か
ら実時間で出力された打撃検出信号の出力値に従った楽
音特性（たとえば、音量や音色）で、楽音を実時間で発
生する一方で、発生中の楽音の消音を、第２の出力値検
出手段（本実施例では、マイクロコンピュータ２０）に
より前記打撃検出信号の出力値が設定値（本実施例で
は、Ａ／Ｄデータ値「２」）よりも低くなったことが検
出されたことに応答して行う構成としているので、発生
中の楽音の消音を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る電子楽器の一実施例を示す回路
構成図。

【図２】（１）及び（２）はピックアップからのアナロ
グ信号の波形、及びその波形に対応したエンベロープ信
号の波形をそれぞれ示す波形図、（３）はマイクロコン
ピュータからＡ／Ｄ変換器へのＡ／Ｄスタート指令信号
のタイミングを示すタイミングチャート、（４）はＡ／
Ｄ変換器からマイクロコンピュータへの終了指令信号の
タイミングを示すタイミングチャート、（５）はキーオ
ン指令およびキーオフ指令のタイミングを示すタイミン
グチャート。

【図３】Ａ／Ｄ変換器からのデジタル信号に基づいて楽
音発生装置から楽音が発生するまでのマイクロコンピュ
ータの処理を示すフローチャート。

【図４】図３におけるＡ／Ｄ変換器スタートからＡ／Ｄ
変換データの取込みを実行するサブルーチンの内容を示
すフローチャート。

【図５】従来の電子楽器を示すブロック回路図。

【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）はピック
アップから取り出されたアナログ信号の波形から楽音発
生装置から発生される楽音の波形までの過程を示す波形
図。

【符号の説明】

１０振動板１１ピックアップ１３エンベロープ抽出回路１４Ａ／Ｄ変換器２０マイクロコンピュータ２１タイマ２２ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２７楽音発生装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】打撃操作される被打撃部材と、この被打撃
部材に設けられ、該被打撃部材が打撃を受ける都度、受
けた打撃状態に対応する打撃検出信号を実時間で出力す
る打撃検出信号出力手段と、前記被打撃部材が打撃を受ける都度、それに応答して、
前記打撃検出信号出力手段から実時間で出力された打撃
検出信号の出力値が予め設定されている第１の設定値以
上となったのか否かを検出する第１の出力値検出手段
と、この第１の出力値検出手段により実時間で出力された前
記打撃検出信号の出力値が前記第１の設定値となったこ
とが検出された検出時点から、予め設定されている設定
時間が経過する経過時点までの間に、前記打撃検出信号
出力手段から実時間で出力された前記検出信号の出力値
のうちの最大出力値を検出する最大出力値検出手段と、この最大出力値検出手段により検出された前記最大出力
値に従った楽音特性で、所定の楽音を発生開始するよう
に制御する第１の制御手段と、この第１の制御手段の制御により所定の楽音を発生開始
した以降、前記打撃検出信号出力手段から実時間で出力
された前記打撃検出信号の出力値に従った楽音特性で、
楽音を実時間で発生するように制御する第２の制御手段
と、この第１の制御手段の制御により所定の楽音が発生開始
された後、前記打撃検出信号出力手段から実時間で出力
された前記打撃検出信号の出力値が予め設定されている
第２の設定値よりも低くなったか否かを検出する第２の
出力値検出手段と、この第２の出力値検出手段により前記打撃検出信号の出
力値が前記第２の設定値よりも低くなったことが検出さ
れたら、これに応答して、前記発生中の楽音の消音を指
示する消音指示手段と、を具備したことを特徴とする楽音信号発生装置。