JPH0640263B2

JPH0640263B2 - 電子楽器

Info

Publication number: JPH0640263B2
Application number: JP60037659A
Authority: JP
Inventors: 章雄伊庭
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1985-02-28
Filing date: 1985-02-28
Publication date: 1994-05-25
Anticipated expiration: 2009-05-25
Also published as: JPS61198296A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕この発明は、出力楽音の特性を操作子により変動可能な
電子楽器に関する。

〔従来技術〕

従来、ミユージツクシンセサイザでは、ピツチベンダー
やモジユレーシヨンホイールの出力を適当なサンプリン
グ周期でＡ／Ｄ変換し、その変換出力に基づき生成楽音
のピツチやビブラート深さを決めることが行われてい
る。

ところで従来のものでは、ピツチベンダーやモジユレー
シヨンホイールを固定したまま演奏している場合であつ
ても、Ａ／Ｄ変換器の出力特性によつてＡ／Ｄ変換出力
の最小ビツトの1/2以内の範囲でＡ／Ｄ変換出力は常に
変化し、おるいはまた、ノイズが加わることによつても
Ａ／Ｄ変換出力は変化し、そのため楽音生成に好ましく
ない場合がある。

またピツチベンダー等を高速で変化させた場合、前記サ
ンプリング周期が長い場合にはその変化に追従できず、
滑かなピツチベンダー機能等が得られない問題がある。
そのためサンプリング周期を短かくすればよいが、その
場合には、ＣＰＵ（中央処理装置）のピツチベンダー等
に対する専有時間が多くなり、他の処理にさしつかえる
問題がある。

そのため本出願人は上述した問題点を解消するために先
に、前回の楽音生成に用いたデイジタルデータと今回の
Ａ／Ｄ変換出力とを平均して今回の楽音生成用のデイジ
タルデータを得るもの（特願昭５９−３２７０６号の特
許出願）や、また前回と今回のＡ／Ｄ出力の平均値と、
前回のＡ／Ｄ出力との差をとり、その差値が特定値以上
であると前記平均値により今回の楽音生成用データを得
るもの（特願昭５９−１１６６４５号の特許出願）を夫
々提案した。

〔従来技術の問題点〕

然しながら、上述した本出願人提案の特許出願である特
願昭５９−３２７０６号では、１／２ＬＳＢ（最小ビツ
ト）以内のＡ／Ｄ変換出力の変化による楽音生成用のデ
イジタルデータのふらつきは防止できたが、まだ１／２
以上のノイズ等によるデータのふらつきは防止できない
問題が残されていた。

また、上述した本出願人提案の特許出願である特願昭５
９−１１６６４５号の特許出願では、１／２ＬＳＢ以内
のＡ／Ｄ変換出力の変化やノイズ等による悪影響はいず
れも防止できるようになる。しかしながら、前回の楽音
制御用データと今回のＡ／Ｄ変換出力データの差が所定
以上のときは、この２つのデータを平均演算することに
より今回の楽音制御用データを得ることから、前回と今
回の楽音制御データの差は、Ａ／Ｄ変換出力の変動幅の
半分にしかならない。従って操作子をあまりに急激に操
作すると、特願昭５９−１１６６４５号のような構成を
もってしても、楽音制御データはその変化に追従でき
ず、滑らかな変化を期待できなかった。このように、楽
音制御データが滑らかに変化しないと、発生する楽音が
滑らかに変化せず、発生する楽音にノイズが含まれる恐
れがあつた。

〔発明の目的〕ノイズの影響を受けにくく、なめらかピツチやビブラー
トの変化が得られるようにした電子楽器を提供すること
を目的とする。

〔発明の要点〕

ピツチベンダーもしくはモジユレーシヨンホイール等の
操作子から出力する今回のデイジタルデータと前回算出
した第１平均値データとを平均してあらたな第１平均値
データとし、またこの第１平均値データと前回の楽音生
成に用いた第２平均値データとを比較してその差分値が
特定値を越えていたとき、前記あらたな第１平均値デー
タと第２平均値データとを平均してあらたな第２平均値
データとし、このデータを用いて今回の楽音生成を実行
するようにしたことを要点とする。

〔発明の基本構成〕

第１図はこの発明の基本構成を説明する図である。図中
１は、ピツチベンダー（もしくはモジユレーシヨンホイ
ール）で、その出力はＡ／Ｄ変換器２によつて所定のサ
ンプリング周期でデイジタルデータに変換され、制御部
３内のＩＮレジスタ３−１にセツトされる。なお、この
制御部３はＣＰＵ（中央処理装置）等から成る回路であ
る。

前記制御部３内のＶレジスタ３−２には後述する第１平
均値データがセツトされており、而してこの第１平均値
データと前記ＩＮレジスタ３−１にセツトされている前
記デイジタルデータとは共に第１平均値演算手段３−５
に供給され、而してこの手段３−５によつて両データは
平均され、あらたな第１平均値データとされる。

またこのあらたな第１平均値データは前記Ｖレジスタ３
−２にセツトされると共に、比較判断手段３−６および
第２平均値演算手段３−７に夫々供給される。

一方、特定値レジスタ３−３には特定値「２」がプリセ
ツトされており、比較判断手段３−６に供給している。
またＶｏｕｔレジスタ３−４には後述する第２平均値デ
ータがセツトされており、比較判断手段３−６および第
２平均値演算手段３−７にその第２平均値データを供給
する。

比較判断手段３−６は、前記第１平均値データと第２平
均値データとを比較してその差分値が前記特定値「２」
より大か否かを判断し、その判断結果信号を第２平均値
演算手段３−７に印加する。そしてこの第２平均値演算
手段は、前記差分値が「２」より大のときには、前記第
１平均値データと第２平均値データとを平均してあらた
な第２平均値データを算出し、これをＶｏｕｔレジスタ
３−４にセツトすると共に、楽音生成部４に送出して今
回の楽音生成を実行させる。

次に第２図以下の各図面によりこの発明の実施例を具体
的に説明する。

第２図はこの発明の一実施例を示すシステム構成図であ
る。鍵盤１１は音高Ｃ_１〜Ｃ_６までの６１個の鍵を有
し、各鍵の出力は制御部１２に与えられる。茲で、この
制御部１２は前記制御部３に対応するものである。また
第３図は前記音高Ｃ_１〜Ｃ_６の各鍵のスケールコードの
ほか、上下１オクターブ分の音高Ｃ_０〜Ｂ_０、Ｃ_６ ^＃〜
Ｃ_７の各スケールコードを１０進表現および１６進表現
により示すものである。この場合、前記の上下１オクタ
ーブ分のスケールコードは、ベンダーにより変化する音
域を示している。

スイツチ入力部１３は音色設定スイツチ等、各種スイツ
チを有し、また各スイツチの出力は制御部１２に入力し
て処理される。またベンダー１４およびＡ／Ｄ変換器１
５は夫々、前記ベンダー１４及びＡ／Ｄ変換器１５に対
応するもので、Ａ／Ｄ変換器１５の出力は制御部１２に
入力する。この制御部１２はＣＰＵ（中央処理装置）等
から成り、而して前記鍵盤１１およびスイツチ入力部１
３に対しては周期的にスキヤン信号を与え、各鍵やスイ
ツチのオン、オフ状態を調べる。そしてその状態に応じ
た楽音作成用の制御信号を発生して楽音生成部１６に与
える。この楽音生成部１６はＤＣＯ（Ｄｉｇｉｔａｌ
ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＯｓｃｉｌｌａｔｏｒ）等から
成り、楽音信号を生成してＤ／Ａ変換器１７に与え、ア
ナログの楽音信号に変換させる。なお、この楽音生成部
１６は複数の楽音生成回路を有してポリフオニツク音を
生成するようにしたもの、あるいは１つの楽音生成回路
を時分割処理により制御してポリフオニツク音を生成す
るようにしたものである。そしてこのアナログの楽音信
号はアンプ１８、スピーカ１９を介し楽音として放音さ
れる。

第４図はベンダー１４から取込まれ、制御部１２におい
て処理されて楽音生成部１６に実際に送出されるピツチ
データのデータ構成を示す。而してこのピツチデータは
合計１６ビツトから成り、その下位６ビツトは半音以下
のピツチを示すΔＰＩＴＣＨ部、また上位１０ビツト
（うち、有効データは７ビツト）はスケールコードを示
す。また第５図及び第６図は前記ΔＰＩＴＣＨを説明す
る図である。

即ち、第５図において、αは前記ベンダー１４によるピ
ツチ最大変化として半音データを表わす「００００００
０１」を例示している。またβはピツチベンドの最大可
変範囲「０１１１１１１１」を例示している。而してＭ
ＳＢの「０」はサインビツトである。更にγは前記αの
データを、前記βのデータで割算してベンダー１ビツト
あたりのΔＰＩＴＣＨを求めた結果を例示しており、図
示する値となる。即ち、この値を１６進コードで示せば
γ₁₆＝００．０２０４０８１となる。そして図示の位置
で丸めるとピツチ最大変化が半音の場合のデータγ′₁₆
は００．０２０となる。

第６図は第５図に説明した方法にしたがつて、ピツチ最
大変化が更に半音の２倍〜１２倍までのときのγ₁₆、
γ′₁₆を夫々求めて図示したものであり、而して第６図
に示す１３種類の半音単位のγ′₁₆は、前記制御部１２
にプリセツトされており、またこのγ′₁₆の指定は、ス
イツチ入力部１３内の所定スイツチを操作することによ
り行われる。

第７図はベンダー１４の設定位置とその出力データとの
関係を示したもので、図中、Ｖは前記Ｖレジスタ３−２
にセツトされている第１平均値データに対応する。而し
てＩＮレジスタ３−１にセツトされているベンダー１の
出力をＡ／Ｄ変換したデータ（ＩＮと呼ぶ、８ビツト構
成）との関係は、である。

またデータＡは、前記データＶと１６進のデータ「８０
₁₆」との排他的論理和をとつた結果データであり、ベン
ダー１の出力データの中点と、上方向（ｘ方向、プラス
方向）、下方向（ｙ方向、マイナス方向）の各データを
与える。

更にデータＢはデータＡの反転データであり、データＡ
のＭＳＢ（最上位ビツト）が“１”のものをマイナス方
向のデータ、“０”のものをプラス方向のデータと規定
する。そしてこのデータＢは制御部１２において前記デ
ータγ′₁₆と乗算され、またその結果データにスケール
コードが加算されて楽音生成部１６に前記ピツチデータ
として送出される。

以上のことを再度説明すると、ベンダー１４の出力デー
タ、つまり前記データＢは、データＶが「７Ｆ」及び
「８Ｆ」のときを中点の「００」と設定され、またデー
タＶが「７Ｆ」→「００」まで小さくなる方向ではマイ
ナス方向に大きくなり、即ち、実際のピツチ変化が小さ
くなり、他方、データＶが「８０」→「ＦＦ」まで大き
くなる方向ではプラス方向に大きくなり、即ち、実際の
ピツチ変化が大きくなる。したがつてデータＢはベンダ
ー１４の実際の操作に応じてその内容が変化することに
なる。

次に第８図のフローチヤートを参照してベンダー１４の
出力を平均演算処理して楽音生成部１６に送出し、楽音
を生成する動作を説明する。

先ず、演奏開始前にスイツチ入力部１３上の前記所定ス
イツチを望む位置、例えばピツチ最大変化が半音となる
ように設定しておくと、その設定位置出力が制御部１２
により処理され、半音に対するデータγ′₁₆が選択され
る。したがつて以後、γ′₁₆として第６図から、００．
０２０₁₆のΔＰＩＴＣＨが選択されることになり、これ
によりベンダー１４をそのピツチ最小位置からピツチ最
大位置まで変化させるとき、生成楽音のピツチは最大、
半音分変化するようになる。

このことを更に具体的に説明すると、ベンダー１４をそ
の、プラス方向またはマイナス方向の最大位置に設定す
ると、ベンダー１４の出力（データＢ）の値は第７図か
ら、７Ｆ₁₆となるから、これによるピツチの変化は、００．０２０₁₆×７Ｆ₁₆＝１₁₆ となり、半音を示す値となる。

したがつてこのときの操作鍵の音高をＣ_２とすると、Ｃ
_２ ^＃またはＢ_１の楽音が出力されることになる。

またベンダー１４を中点の位置に設定すると、その出力
は００₁₆であるから、００．０２０₁₆×００₁₆＝００₁₆ となり、ピツチの変化はなく、操作鍵の音高Ｃ_２の楽音
そのものが出力されることになる。

上述のようにして、前記所定スイツチの設定操作後は鍵
盤１１の鍵を操作し、またベンダー１４を必要に応じて
操作しながら曲の演奏を行う。その場合、前記鍵の出力
は制御部１２に入力してキーコード及びキーのオン、オ
フ信号が作成され、楽音作成部１６に与えられる。また
楽音作成部１６にはスイツチ入力部１３からの音色等の
他の楽音生成情報も与えられる。

一方、ベンダー１４の出力はＡ／Ｄ変換器１５によりＡ
／Ｄ変換されるが、そのＡ／Ｄ変換出力は周期的にサン
プリングされて制御部１２のＩＮレジスター３−１に読
込まれる（第８図のフローチャートのステツプＡ_１の処
理）。そしてＶレジスタ３−２にセツトされている前回
の演算結果による第１平均値データと平均されて（ＩＮ
＋Ｖ）／２とされ、あらたな第１平均値データが得られ
る（ステツプＡ_２）。

次に、前記のあたらな第１平均値データは、前回の楽音
生成に用いた、Ｖｏｕｔレジスタ３−４にセツトされて
いる第２平均値データより大か否かが判断され（ステツ
プＡ_３）、而して大の場合には上向きのピツチ変化であ
るからステツプＡ_４に進み、他方、小の場合には下向き
のピツチ変化であるからステツプＡ_７に進む。

ステツプＡ_４に進んだ場合、更に前記あらたな第１平均
値データの値は、前回の第２平均値データより特定値
「２」より大きい値か否かが判断される。即ち、第１平
均値データと第２平均値データの差分値が「２」より
大、つまり「３」以上か否かが判断され、Ｙｅｓであれ
ばステツプＡ_５に進んで、前記あらたな第１平均値デー
タと、前回の第２平均値データとの平均をとり、即ち、
（Ｖ＋Ｖｏｕｔ）／２がとられてあらたな第２平均値デ
ータが算出され、Ｖｏｕｔレジスタ３−４にセツトする
と共に、楽音生成部１６に送出して上向きにピツチ変化
した楽音が生成される。なお、このステツプＡ_５の演算
では、あらたに算出される第２平均値データの変化量が
一定になるようにするため、小数部の切捨て演算が実行
される。

他方、ステツプＡ_４においてＮｏとなつたときには、ピ
ツチ変化はなしとみなされて、楽音生成部１６では、前
回の第２平均値データによる楽音生成が行われる。

またステツプＡ_７に進んだ場合、前記あらたな第１平均
値データの値は、前回の第２平均値データより特定値
「２」より小さい値か否かが判断される。即ち、第１平
均値データと第２平均値データの差分値が「２」より
大、つまり「３」以上か否かが判断され、而してＹｅｓ
であれば前記ステツプＡ_５と同じステツプＡ_３の平均演
算が実行され、あらたな第２平均値データが算出されて
楽音生成部１６に送出され、下向きにピツチ変化した楽
音が生成される。なお、このステツプＡ_３では第２平均
値データの変化量を一定とするために小数部の丸め演算
が実行される。

他方、ステツプＡ_７にてＮｏとなつたときには、ピツチ
変化はなしとみなされ、楽音生成部１６では、前回の第
２平均値データによる楽音生成が行われる。

第９図は前記平均演算の効果を説明するための図であ
る。即ち、ベンダー１４は一定位置に固定しているにも
かかわらず、Ａ／Ｄ変換器１５の特性によつてＡ／Ｄ変
換器１５の出力データＩＮに直線性の誤差が発生してい
る状況を示し、連続するサンプリング点Ａ〜Ｊのうち、
点Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｇ、Ｈ、ＪではデータＩＮの値が「９
９」、点Ｃ、Ｅ、Ｆ、Ｉでは「１００」となつている。
然しながら制御部１２では隣接する点間で常に平均をと
るためＡ点のデータＶ_Ａ＝９９、Ｂ点のデータＶ_Ｂ＝
（Ｖ_Ａ＋Ｖ_Ｂ）／２＝（９９＋９９）／２＝９９、Ｃ点
のデータＶ_Ｃ＝（Ｖ_Ｂ＋Ｖ_Ｃ）／２＝（９９＋１００）
／２＝９９、…となり、常に「９９」の値となつてＡ／
Ｄ変換器１５の誤差が補正される。

第１０図も平均演算の効果を説明する図であり、この場
合はベンダー１４を急激に変化させた例である。而して
図中の実線はベンダー１４の実際の動きに応じたデータ
ＩＮの変化曲線を示し、また一点鎖線はデータＶの変化
曲線を示す。そして図示は省略したが、実際の楽音生成
に用いられる第２平均値データＶｏｕｔの変化は、一点
鎖線で示すデータＶの変化より更にゆるやかなカーブと
なつている。

したがつて、図面から分かるように、隣接する各サンプ
リング点間において、常に今回のデータＩＮと、前回の
演算結果（第１平均値データ）とが平均されて今回のサ
ンプリング点の補正データＶとされ、更にそれが前回の
演算結果（第２平均値データ）と平均されて補正データ
Ｖｏｕｔとされるため、Ａ／Ｄ変換器１５のサンプリン
グ周期が大きくてもデータＶはデータＩＮの急激な変化
に対して滑かな値となり、しかも誤差を含む率が非常に
少いものとなつている。

尚、前記実施例では、ベンダーを例にあげたが、勿論、
モジューレーションホイール、ボリューム等であっても
よい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明は、ピツチベンダーもし
くはモジュレーションホイール、ボリューム等から出力
する今回のデイジタルデータと前回算出した第１平均値
データとを平均してあらたな第１平均値データとし、ま
たこの第１平均値データと前回の楽音生成に用いた第２
平均値データとを比較してその差分値が特定値を越えて
いたとき、前記あらたな第１平均値データと第２平均値
データとを平均してあらたな第２平均値データとし、今
回の楽音生成に用いるようにした電子楽器であるから、
従来の前回楽音制御データと操作子からのデータとの平
均をとる方式と比べてその操作子からのディジタルデー
タの変動幅に対する実際の楽音制御データの変動幅は１
／２となり、更にノイズの影響を受けにくくなり、かな
り急激に操作子を操作しても、楽音制御データは滑らか
に変化し、そのためにきわめて滑らかなピッチ変化やビ
ブラート変化が得られるようになる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の基本構成図、第２図はこの発明の一
実施例のシステム構成図、第３図はスケールコードの内
容を示す図、第４図はピツチデータのデータ構成図、第
５図はΔＰＩＴＣＨ部を得るための各種データの例を示
す図、第６図は１３種類のピツチ最大変化に対するデー
タγ₁₆、γ′₁₆の内容を示す図、第７図はピツチベンダ
ー１４出力の内容を具体的に示す図、第８図は平均値算
出フローを示す図、第９図はピツチベンダー１４を停止
しているときのデータＩＮの変化状態を示す図、第１０
図はピツチベンダー１４を操作しているときのデータＩ
ＮとデータＶの関係を示す図である。１、１４……ピツチベンダー、２、１５……Ａ／Ｄ変換
器、３、１２……制御部、３−１、３−２、３−３、３
−４……レジスタ、３−５……第１平均値演算手段、３
−６……比較判断手段、３−７……第２平均値演算手
段、４、１６……楽音生成部、１１……鍵盤、１３……
スイツチ入力部、１７……Ｄ／Ａ変換器、１８……アン
プ、１９……スピーカ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操作子と、この操作子の操作に応じたデータを一定間隔毎に生成す
るデータ生成手段と、このデータ生成手段からのデータを所望のデータに変換
する変換手段と、この変換手段からのデータを記憶する記憶手段と、この記憶手段からのデータに基づき出力楽音の特性を変
動させる制御手段と、を有する電子楽器において、上記変換手段が、上記データ生成手段から出力する今回のデータと前回算
出した第１の平均値データとを平均し新たな第１の平均
値データを算出する第１平均値算出手段と、この第１平均値算出手段からの第１の平均値データと上
記記憶手段に記憶されたデータとを比較し、両データの
差分値が所定値を超えたか否かを判断する比較判断手段
と、この比較判断手段にて、上記差分値が所定値以上と判断
された場合にのみ上記第１平均値算出手段からの第１の
平均値データと上記記憶手段に記憶されたデータとを平
均して新たなデータを算出するとともにこのデータを上
記記憶手段に記憶させる第２平均値算出手段と、を具備したことを特徴とする電子楽器。